JPH09295301A - 切削木材の製造装置とそのカッター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中小径木の丸太等の原木から板材或は角材と
ＯＳＢ等の原料となるフレークを同時にしかも超高速に
製造できる切削木材の製造装置とそのカッターを提供す
る。 【解決手段】 原木３１Ａを芯出し部４１で芯出しを行
った後、その両端面を油圧シリンダで駆動されるチャッ
カーでチャックする。原木はそのまま半径方向に送材さ
れ、中空で円筒形の上下２つのカッター６１Ａと６１Ｂ
で原木３１Ａの上下側を切削する。太鼓落とし状となっ
た原木３１Ｂは次に上方向に送材され、同じく円筒形の
左右２つのカッター６１Ｃと６１Ｄで左右側が切削さ
れ、角材３２が製造される。カッターで切削したとき生
じる切削片はフレーク状となり、ウエハボードやＯＳＢ
の原料となる。カッターに用いる刃物６３はボルト１本
をゆるめることでワンタッチで交換できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は直径２００mm〜３００mm
（φ２００〜φ３００とする。）程度の中小径木の丸太
等の原木から対向する２面、あるいは４面を切削してそ
れぞれ板材とフレーク、あるいは角材とフレーク（総称
して切削木材とする。）を同時に製造する製造装置と該
製造装置に用いるカッターに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】丸太等の原木を製材して角材を製造する
には、古くから帯のこ盤や丸のこ盤が利用されている。
これらの機械は、のこに対して原木を長手方向に送って
切断するという作業を何度か繰り返して製造しているも
のである。例えば、図３のような断面がほぼ円形の原木
３１から角材３２を製材するためには、原木３１のＡ
１、Ａ２、Ｂ１，Ｂ２の位置を計４回のこで長手方向に
切断する必要がある。すなわち角材１本を得るために、
何度も原木３１をその長手方向に送ったり戻したりとい
う作業が繰り返されるため、非常に時間を要し、そのた
めの人員も必要である。また原木３１から角材３２を取
った残りの背材３３は、それから薄物の板や角材を取る
場合もあるが、ほとんどが不要物として廃棄や焼却処分
の対象となっていた。また、のこによる製材は当然のこ
屑が発生し、一部を除いてこれも廃棄や焼却処分されて
いる。木材資源の枯渇が叫ばれる昨今にあって、わずか
であっても貴重な木材が利用されずに無駄にされるとい
うことは、資源の有効利用という観点からしても好まし
いことではない。

【０００３】一方、最近図２のような木材のフレーク状
の切削片（以下フレークと称す）２１に合成樹脂接着剤
を塗布し、堆積したものを熱圧して製造したウエハボー
ドやＯＳＢ（Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｓｔｒａｎｄ Ｂｏａ
ｒｄの略称、以下まとめてＯＳＢと称す）等の利用が急
速に拡大している。ＯＳＢの原料となるフレーク２１
は、剥皮された丸太やチップ（小木片）を、繊維の長さ
方向に刃先線がほぼ平行になるような切削状態を持つ、
例えばかんな胴型のフレーキングマシン等の専用機で切
削して製造しているものであるが、該フレーキングマシ
ンの刃物は、フレークの長さが４０mm〜１００mmという
関係から、短い刃物が円柱形のかんな胴に多数取り付け
られている。特に生産力の大きい機械はその数も一段と
増大する。そのため刃物の交換には莫大な時間を要して
いた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
に鑑み、木材資源の有効利用とエネルギー効率の向上に
資する切削木材の製造装置と、刃物交換域は該交換とフ
レーク排出の簡易なカッターの提供をその目的とするも
のである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１発明の切削木材の製
造装置は、剥皮された丸太等の原木を半径方向に送材す
る第１の送材手段と、原木の長手方向と刃先線が平行に
形成され、前記第１の送材手段で送材される原木の送材
方向と平行な２面を同時に切削する２つの円筒形のカッ
ターＡ、Ｂとから成る。

【０００６】第２の発明の切削木材の製造装置は、第１
発明の切削木材の製造装置と、２面が切削された原木を
その２面とほぼ垂直な方向に送材する第２の送材手段
と、原木の長手方向と刃先線が平行に形成され、前記第
２の送材手段で送材される切削木材の送材方向と平行な
２面を同時に切削する２つの円筒形のカッターＣ、Ｄと
から成る。

【０００７】第３発明のカッターは、円筒形のカッター
胴に所要数配設する陥没部に刃物を所要に配設して成る
カッターにおいて、該陥没部のカッター胴の軸心と平行
な傾斜面に凹部を横設し、該凹部にナイフホルダーの下
部に横設する凸部を嵌着するとともに、該ナイフホルダ
ーの上部同一面に横設した凸部を刃物の刃先と平行に横
設した凹部に嵌着し、カッター胴の外周側より前記傾斜
面に挿通孔を貫設し、該挿通孔の内外を挟んで締結する
締結手段によりナイフホルダーを介して刃物をカッター
胴に取着して成る。

【０００８】第４発明のカッターは、第３発明のカッタ
ーの陥没部をカッター胴の中央部の空室に連通し、該カ
ッター胴の軸心部を通して前記空室を吸引手段に連通し
て成る。

【０００９】

【作用】原木を半径方向に送材して一対のカッターで原
木の上下側を切削する。次に上下を切削した原木を最初
に切削した面に直角な方向に送材して一対のカッターで
原木の左右側を切削して角材を製造する。カッターで切
削された切削片はＯＳＢの原料のフレークとなる。すな
わち、１台の機械で角材とフレークが高速に製造され
る。また、カッター胴の挿通孔を内外から挟んで締結す
る締結手段は、ナイフホルダーを傾斜面に締結し、該ナ
イフホルダーは凹部と凸部との嵌着で傾斜面に位置決め
され、刃物は凹部と凸部との嵌着でナイフホルダーに位
置決めされるとともに、ナイフホルダーと傾斜面間に挟
持される。さらに、陥没部を吸引手段に連通すれば、フ
レークは陥没部より吸引手段を介して排出される。

【００１０】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明の実施例の基本構造図である。なお、
図１は本実施例の説明に必要な主な部分のみを図示する
ものであり、説明に不要な部分及び他図によって図示し
た方が理解しやすいものは省略している。

【００１１】１１は機械本体のベッド、１２は剥皮され
た原木３１を載置する載置台で複数の原木３１を載置す
る。載置台１２はモーター駆動のコンベアとしても良
く、そうすれば自動的に原木３１が搬送されて機械に投
入できる。４１は原木３１Ａの芯出しを行う芯出し部で
ある。図４は芯出し部４１の構造と原理を示す図であ
る。コラム４２は前記ベッド１１上にボルト止めによっ
て立設されている。コラム４２にはガイドレール４３が
形成され、２つのガイド４４Ａ、４４Ｂが図の上下方向
に摺動可能にガイドレール４３に取着されている。ガイ
ド４４Ａ、４４Ｂにはそれぞれ原木３１ＡをＶ型の部分
で挟持する挟持部４５Ａ、４５Ｂがボルト止めされてい
る。前記コラム４２の上部と下部にはそれぞれスプロケ
ット４６Ａ、４６Ｂが回転自在に軸支されて、チェーン
４７が巻き渡されている。図４（３）（図４（２）の正
面図）に図示するようにチェーン４７の端部は、上側の
挟持部４５Ａではスプロケット４６Ａ，４６Ｂのセンタ
ーの右側の取付金具４８Ａに、下側の挟持部４５Ｂでは
その左側の取付金具４８Ｂに取着している。４９はコラ
ム４２の上部に設けたエアシリンダで、そのロッド先端
部は上側の挟持部４５Ａに連結されている。エアシリン
ダ４９の代わりに油圧シリンダを用いることもできる。
このような芯出し部４１が、原木３１の長手方向の両端
部に２つ設けられている。原木３１Ａの送材および切削
時のチャックについて図５に示す。５１は複数の円筒形
で内部にテーパーを有するチャック爪５１Ａを具備する
チャッカーで、油圧シリンダ５２のロッドに取着されて
いる。またチャッカー５１にはボールブッシュ５３に挿
通されたガイドロック５４も取着されている。油圧シリ
ンダ５２、ボールブッシュ５３は、第１の送材手段とし
てのガイドレール５５に対して摺動して走行する砲金の
ガイド５６に取着されている。なお、ガイドレール５５
とガイド５６はいわゆるＬＭガイドで構成することもで
きる。チャッカー５１は油圧シリンダ５２の駆動により
図５（１）矢印Ａ方向に前進後退する。またガイド５６
は、それに取着された図示しないチェーンをモーターで
駆動することにより図５（１）矢印Ｂ方向に走行する。
上部方向に送材する第２の送材手段のチャックも同様に
構成される。

【００１２】図１の６１Ａ、６１Ｂは原木３１Ａの上下
側を同時に切削するカッターで、６１Ｃ、６１Ｄは上下
側の切削が終わった原木３１Ｂの左右側を同時に切削す
るカッターである。図６（１）はカッター６１の断面図
である。本実施例では中空で円筒形のカッター胴６２
に、製造するフレーク長とほぼ等しい長さの刃物６３が
図６（２）のようにカッター胴６２の外周から内部の空
室に向けて末広がり状に所要幅の陥没部を連通し、該陥
没部の右方上部にはその両端で、外面をカッター胴６２
の外周形状に成形した口金６６をボルト締めし、陥没部
の左方の傾斜面の下部には凹部６２Ａを横設し、該凹部
６２Ａにナイフホルダー６４の下部に横設した凸部６４
Ｂを刃物６３の刃先と平行に横設した凹部６３Ｂに嵌着
し、傾斜面に向けて外周から直角に貫設する挿通孔には
キャップボルト６５を挿通し、該キャップボルト６５で
ナイフホルダー６４を締め上げることにより、該ナイフ
ホルダー６４は凹部６２Ａと凸部６４Ａの緊締によって
傾斜面に位置決められ、刃物６３は凹部６３Ｂと凸部６
４Ｂの緊結によってナイフホルダー６４に位置決めされ
るとともに、該ナイフホルダー６４と傾斜面間に挟持さ
れる。この状態で刃物６３の刃先のカッター胴６２から
の出量が正確に定まる。したがって、刃物６３は１本の
キャップボルト６５を少しゆるめることでワンタッチで
簡単に交換できる。また、刃物６３は図７のようにその
刃先線がカッター胴６２の長手方向とほぼ平行になるよ
うに所定のリードで、かつ、長手方向では相隣接する刃
物６３の相互がわずかにオーバーラップして多数取着さ
れてなる。

【００１３】それぞれのカッター６１は図７のように中
空のスピンドル７１に取着され、スピンドル７１は図示
しない軸受けで回転自在に軸支され、モーターで駆動さ
れる。中空のスピンドル７１の端部には、カッター６１
の内部空室に入ったフレークを回収するための吸引ダク
ト７２が非接触状態で設置される。なお、図７はカッタ
ー６１の両側をスピンドル７１で受けているが、カッタ
ー６１が短い場合は片側のみで受けることができる。ま
た図７はナイフホルダー６４、口金６６は省略してい
る。

【００１４】また、カッター６１Ａ、６１Ｂはそれぞれ
図１の矢印ａ、ｂ方向に移動自在に構成され、製造する
角材の寸法に応じて位置が調整される。同様にしてカッ
ター６１Ｃ、６１Ｄはそれぞれ図１の矢印ｃ、ｄ方向に
移動自在に構成される。

【００１５】１３はモーターで駆動される中間コンベア
で、カッター６１Ａ、６１Ｂで切削された原木３１Ｂを
カッター６１Ｃ、６１Ｄで切削する水平方向の定位置ま
で搬送する。中間コンベア１３は例えばチェーンコンベ
アやベルトコンベアで構成される。

【００１６】１４は中間コンベア１３で搬送されてきた
上下側の切削が終わった原木３１Ｂの水平方向の位置決
めを行うストッパである。図８はストッパ１４の一例を
示す図である。ストッパ１４は架台８１にボルト８２で
取着されている。そしてストッパ１４のボルト８２への
取付部１４Ａは長穴になっており、原木３１Ｂの径にあ
わせて図の矢印方向に移動する。例えば、原木３１Ｂが
図８の２点鎖線の物であれば、ストッパ１４も図の２点
鎖線の位置へ予め移動させておく。これにより原木３１
Ｂの左右側を切削するカッター６１Ｃ、６１Ｄの一方に
切削量が片寄ってしまうという不都合が解消される。図
８の例は人手により予めストッパ１４の位置を原木３１
Ｂの径にあわせて調整するものであるが、前記芯出し部
４１のガイド４４Ａあるいは挟持部４５Ａにエンコーダ
を取り付けるなどして挟持した原木３１Ａの径を検出
し、その検出信号に基づいてストッパ１４をモーターと
ボールネジ等の移動機構を利用して駆動し、自動的に原
木３１Ａの径に見合う位置にストッパを移動することも
できる。このようにすれば原木３１の径が異なってもそ
の都度ストッパ１４の位置を調整する必要がない。

【００１７】１５は切削が終了した角材３２を払い出す
払い出し部で、図９に詳細を示す。９１は材受け用のエ
アシリンダで、ガイド付きロッドレスシリンダが好まし
い。エアシリンダ９１の稼働テーブル９２には材受け９
３が取着される。９４は払い出し用のエアシリンダで、
ロッド先端にプッシャ９５が取着される。これらエアシ
リンダ９１、９４は、切削する角材の長さに応じてその
長手方向に１個以上複数個設ける。１６は払い出し部１
５で払い出された角材３２が搬送されるコロコンであ
る。

【００１８】次に本発明の一連の動作について説明す
る。まず切削を行う前に、カッター６１Ａ、６１Ｂ、６
１Ｃ、６１Ｄをそれぞれ製造する寸法の角材が取れるよ
う、図１の矢印ａ、ｂ、ｃ、ｄ方向に移動して調整を行
う。調整完了後、芯出し部４１の挟持部４５Ａ、４５Ｂ
が図４（１）のように開いている状態で原木３１を投入
する。この時上側の挟持部４５Ａと原木３１Ａとは当接
していない。投入後、芯出し部４１のエアシリンダ４９
が作動すると原木３１Ａは挟持部４５Ｂにより徐々に持
ち上がる。そして図４（２）のように挟持部４５Ａも原
木３１Ａに当接するに至り、停止する。芯出し部４１は
前述したような機構であるため、原木３１Ａの径の大小
にかかわらず、そのセンターは常に一定の高さになる。
したがって、カッター６１Ａ、６１Ｂをその高さの中心
に上下に振り分ければ、２つのカッター６１Ａ、６１Ｂ
の切削量はほぼ等しくなる。

【００１９】図４（２）のように原木３１Ａの芯出しが
終了したら、原木３１Ａの両端面を油圧シリンダ５２で
駆動されるチャッカー５１でチャックする。原木３１Ａ
の両端面にはチャック爪５１Ａが食い込み、強固にチャ
ックされる。チャック終了後、芯出し部４１のエアシリ
ンダ４９により挟持部４５Ａ、４５Ｂが開く。

【００２０】挟持部４５Ａ、４５Ｂが開いたらチャック
された原木３１Ａは、ガイド５６に取着されたチェーン
をモーターで駆動することによりガイドレール５５上を
チャッカー５１ごと図１の右方向（カッター６１Ａ、６
１Ｂの方向）へ送材される。芯出し部４１から原木３１
Ａが送材されて行ったら、次の原木３１を投入して芯出
しを行い、次の切削に備える。原木３１Ａは送材中に上
下側がカッター６１Ａ，６１Ｂによって切削される。そ
れにより原木３１Ａは送材方向と平行に２面が切削され
たいわゆる太鼓落とし状の前記した原木３１Ｂとなると
同時に、その時に生じる切削片は前述のＯＳＢの原料と
なる図２のようなフレーク２１となり、それが切削と同
時に中空のカッター胴６２の空室内に入る。中に入った
フレーク２１は吸引手段により中空のスピンドル７１を
経由して吸引口７２より集塵機あるいはＯＳＢの製造ラ
インに搬送される。

【００２１】太鼓落とし状となった原木３１Ｂは、中間
コンベア１３の入り口側の端部（図１の位置Ｐ１）まで
搬送され停止する。停止後チャッカー５１が後退して原
木３１Ｂが解放され、中間コンベア１３上に載置され
る。原木３１Ｂは中間コンベア１３で前述のストッパ１
４に当接するまで搬送される（図１の位置Ｐ２）。この
間原木３１Ｂを解放したチャッカー５１は芯出し部４１
の挟持部４５Ａ、４５Ｂに挟持されている次の原木３１
Ａをチャックするために戻る。搬送された原木３１Ｂ
は、今度は上部方向に送材するチャッカー５１で原木３
１Ｂの長手方向の両端面をチャックされる。

【００２２】チャックされた原木３１Ｂは、上下面の切
削と同様、ガイドレール５５上をチャッカー５１ごと図
１の上方向（カッター６１Ｃ、６１Ｄの方向）へ送材さ
れ、搬送中に原木３１Ｂの左右側がカッター６１Ｃ、６
１Ｄによって切削され、角材３２となる。切削によって
生じたフレーク２１は前記と同様に中空のカッター胴６
２、中空のスピンドル７１を経由して吸引口７２より集
塵機等に搬送される。

【００２３】上昇端（図１の位置Ｐ３）まで搬送された
ら、払い出し部１５のエアシリンダ９１の材受け９３が
図９の９３Ａの位置まで前進する。その後チャッカー５
１が後退して角材３２が解放され、エアシリンダ９１の
材受け９３Ａ上に載置される。材受け９３Ａ上の角材３
２はエアシリンダ９４のプッシャ９５でコロコン１６上
に押し出され、搬送される。以上の一連の過程により角
材３２とフレーク２１が１台の機械で同時にかつ極めて
高速に製造される。

【００２４】図１０は本発明の他の実施例の基本構造図
である。本実施例ではカッター６１Ａ、６１Ｂで太鼓落
とし状となった原木３１Ｂを、９０度回転させて（原木
３１Ｃ）カッター６１Ａ、６１Ｂと同様に上下に配置し
た一対のカッター６１Ｅ、６１Ｆで切削し、角材３２と
フレーク２１を製造する。原木３１Ｂを９０度回転する
方法としては、例えば、チャッカー５１と油圧シリンダ
５２間、あるいは油圧シリンダ５２とガイド５６間に９
０度回転させる機構を設ける方法、太鼓落とし状となっ
た原木３１Ｂをチャッカー５１から一度解放し、解放さ
れた原木３１Ｂを９０度回転させる機構を設けて回転し
た原木３１Ｃを再度チャッカー５１でチャックする方法
等、いずれでも良い。このときのカッター６１Ｅ、６１
Ｆは図１０の矢印ｅ、ｆ方向に移動自在に構成され、製
造する角材の寸法に応じて調整されることは当然であ
る。このほか、本発明は一対のカッター６１Ａ、６１Ｂ
による太鼓落とし状の板材とフレーク２１の製造も対象
とするものであることはもちろんのこと、前記図１０に
示す一対のカッター６１Ｅ、６１Ｆに代えて、９０度回
転した原木３１Ｃの状態で前記カッター６１Ａ、６１Ｂ
に再度切削させて角材３２を製造するなどにも応用でき
るものである。

【００２５】以上本発明の実施例を詳細に説明した。上
記説明ではフレーク２１はカッター６１の内部空室に収
容して搬送する例について述べたが、本発明はこれに限
定されず、カッター６１の外側にフレーク２１を飛散さ
せて、それを集塵カバーで収容するものであっても良
い。

【００２６】

【発明の効果】本発明によればφ２００〜φ３００程度
の中小径木の丸太等の原木を半径方向に送材してそれぞ
れ一対のカッターで原木の上下側或は上下側と左右側を
次々に切削して板材や角材などの切削木材を非常に高速
に製造できる。例えばφ３００の原木を送材速度７．５
ｍ／分で切削すると上下側の切削は３秒足らずで終わる
おわる。角材では、左右側の切削時間も同じであるか
ら、中間コンベアでの搬送時間等も含めても一本当たり
その長さに関係なく１０〜２０秒で製造できる。また、
それまで専用機で製造していたＯＳＢの原料のフレーク
もそれと同時にしかも大量に製造できる。すなわち、１
台の機械で丸太等の原木から板材や角材とフレークが超
高速に製造することができ、また、別々の機械で板材や
角材とフレークをそれぞれ製造する場合と比べ、当然エ
ネルギー効率も高い。更に、本発明によれば、従来の製
材におけるのこ屑や背板のような利用されない無駄にな
る部分は一切出ず、剥皮された原木すべてを有効に利用
することができる。また、従来莫大な時間を要していた
カッターの刃物の交換も、本発明のカッターによればワ
ンタッチで交換できるので従来に比して大幅に作業時間
が短縮される。このように本発明は種々の大なる効果を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の基本構造図。

【図２】フレークの説明図。

【図３】従来の製材の説明図。

【図４】芯出し部の構造図。

【図５】チャックの構造図。

【図６】カッターの構造図。

【図７】カッターの構造図。

【図８】ストッパの説明図。

【図９】払い出し部の構造図。

【図１０】本発明の他の実施例の基本構造図。

【符号の説明】

１１ ベッド １２ 載置台 １３ 中間コンベア １４ ストッパ １５ 払い出し部 １６ コロコン ２１ フレーク ３１ 原木 ３２ 角材 ３３ 背板 ４１ 芯出し部 ４３ ガイドレール ４４ ガイド ４５ 挟持部 ４６ スプロケット ４７ チェーン ４９ エアシリンダ ５１ チャッカー ５２ 油圧シリンダ ５５ ガイドレール ５６ ガイド ６１ カッター ６２ カッター胴 ６３ 刃物 ６４ ナイフホルダー ６６ 口金 ７１ スピンドル ９１ エアシリンダ ９３ 材受け ９４ エアシリンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 好紀 秋田県能代市末広町11番13号 (72)発明者 山内 秀文 秋田県能代市字鳥小屋59番20 (72)発明者 平光 昭雄 愛知県丹羽郡大口町中小口一丁目１番地 兼房株式会社内 (72)発明者 斉藤 勝美 秋田県能代市河戸川字上大須賀36の９ 庄 内鉄工株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 剥皮された丸太等の原木を半径方向に送
   材する第１の送材手段と、 原木の長手方向と刃先線が平行に形成され、前記第１の
   送材手段で送材される原木の送材方向と平行な２面を同
   時に切削する２つの円筒形のカッターＡ、Ｂとから成る
   切削木材の製造装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の切削木材の製造装置と、
   ２面が切削された原木をその２面とほぼ垂直な方向に送
   材する第２の送材手段と、 原木の長手方向と刃先線が平行に形成され、前記第２の
   送材手段で送材される切削木材の送材方向と平行な２面
   を同時に切削する２つの円筒形のカッターＣ、Ｄとから
   成る切削木材の製造装置。
3. 【請求項３】 円筒形のカッター胴に所要数配設する陥
   没部に刃物を所要に配設して成るカッターにおいて、該
   陥没部のカッター胴の軸心と平行な傾斜面に凹部を横設
   し、該凹部にナイフホルダーの下部に横設する凸部を嵌
   着するとともに、該ナイフホルダーの上部同一面に横設
   した凸部を刃物の刃先と平行に横設した凹部に嵌着し、
   カッター胴の外周側より前記傾斜面に挿通孔を貫設し、
   該挿通孔の内外を挟んで締結する締結手段によりナイフ
   ホルダーを介して刃物をカッター胴に取着することを特
   徴とするカッター。
4. 【請求項４】 請求項３記載のカッターの陥没部を該カ
   ッター胴の中央部の空室に連通し、該カッター胴の軸心
   部を通して前記空室を吸引手段に連通して成るカッタ
   ー。