JPH10503978A - ベーン型配向機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ベーン型の配向機は、間隔を開けて平行に配置した複数のシャフトにより形成されており、該シャフトの上に、半径方向に延び、軸方向に間隔を開けたディスクを配している。ディスクの間に通路が形成され、隣り合うシャフト上の隣り合うディスクが該通路の両側を形成している。一対の隣り合うディスクにより形成される通路の一方の壁を完成するためにベーン要素が設けられ、該ベーン要素は、一方の壁を成している隣り合うディスクの周縁間に形成される下部隙間を少なくとも略塞ぐものである。

Description

【発明の詳細な説明】 ベーン型配向機発明の分野 本発明は配向機に関するものであり、より具体的には、ディスクを組み合わせ て運搬するタイプの配向機に関するものである。発明の背景 各種ディスクタイプの配向機が用いられてきた。 その様な装置の１つはストークス等に1963年12月24日発行された米国特許第3, 115,431号に示されている。この装置は、一平面内に略平行に並んで配置される 複数のシャフト上に取り付けられ、互いに噛み合っている複数の回転ディスクを 具えている。シャフト上のディスクは、その隣接するシャフト上のディスクの中 間に規則正しく配置される。前記特許に記載された配置では、隣り合うシャフト 上のディスクは、一連のディスクの最後のディスク以外は同じ方向に回転し、該 最後のディスクはそれとは逆の方向に回転する。この形式の配置（以下、ストー クス配置と呼ぶ）は、特に長いストランドに使用したとき、満足できるものであ ることが分かった。ストークス等の特許の開示はこの引用を以て本願への記載加 入とする。 別の同様な装置が1987年５月19日にバークナーに発行された米国特許第4,666, 029号に記載されているが、該特許では、隣り合うシャフト上のディスクは、互 いに対をなして並んで配置され、ある対をなすディスクが、配向通路（orientin g passage）の一方の側面を形成し、軸方向に間隔をあけて次の対をなしている ディスクが、該通路の他方の側面を形成している。この配置（以後、バークナー 配置と呼ぶ）もまた満足できるが、ストークス配置の方が複雑でなく、且つスト ランドを配列する際に、バークナー配置とほぼ同じぐらい効果的であると思われ る。バークナー等の特許の開示は、この引用を以て本願への記載加入とする。 1983年４月19日にバークナーに発行された米国特許第4,380,285号及び1986年1 1月18日にボッシエーに発行された米国特許第4,623,058号は何れも、平行に間隔 を開けたシャフト上に設けられた一組のディスク及び該ディスクの中間の上方に 固定された略垂直な案内壁を示しており、該壁は配向通路を挟んで向かい合う壁 であり、その間をストランドが落下し、配向される。このタイプの配向機もまた 、要求される配向性と強度を具えた最終製品を製造するのに特に満足のいくもの ではないことが分った。 1973年２月６日にターナー等に発行されたカナダ特許第920,529号は、更に別 の形式の配向機を示しており、該 配向機では、仕切り壁がつまりを防ぐように設計されている。 1974年４月30日にウッド等へ発行された米国特許第3,807,931号には別形式の 配向機が記載されており、該配向機は、垂直に積み重ねた多数のデッキを用いて いる。各デッキは、固定垂直フィンにより形成され、各垂直フィンにはその間の 材木片の移動を向上する振動キャップが設けられている。各デッキは多数のフィ ンを有し、該フィンの数は、その真上のデッキのフィン数の倍数であり、その結 果、上部デッキ上のフィンは下部デッキ上の対応するフィン上に直接横たわり、 ストランドの流れは上部デッキにより分割され、該分割により形成される区分は 、次の下部デッキにより更に細分化する。この装置では、最上部のデッキ上のフ ィンの間隔は、配向されるべきストランドの平均の長さの略半分であり、上部デ ッキと下部デッキの間隔は、ストランドの平均の長さよりも長い距離に形成され る。この特許の配向システムは、明らかに、長いウェハーに関して効果的でなく 、且つ従来の長さ（３〜４インチ）のストランドに関してもうまく機能しないで あろう。 1985年１月22日にヌドソン等に発行された米国特許第4,494,919号は、ストラ ンドを配向する別の形式の装置を記載しており、該装置は、長いストランドを配 向・分配するのに特に適している。 クリッテンデン等に発行された米国特許第5,325.954号に記載されるように、 前置配向機を用いることも知られている。該特許では、２つの配向デッキが上下 に積み重ねられて、最上段デッキ上のディスクの軸方向の間隔は、その下のデッ キ上にあるディスクの間隔よりも僅かに広い。 バーンズにより発明され、本願と同時期に出願され、係属中の「短ストランド の配向機」には、サイズ（幅）に対する軸方向の固有の空間即ち通路壁の間隔及 び或るデッキ中の通路を、そのすぐ上段のデッキ中の通路に対応させて位置決め する点についての考え方が記載されている。また、上方のデッキの通路が次の下 方のデッキで２つの通路に分割する配列のときに著しく向上した成果が得られる ことが示されている。 配向機の底部と、形成されつつあるマット又はレイアップの間の垂直方向の間 隔は、非常に重要である。つまり、ストランドが制約無く自由に横向きに落ちる レベルと、該ストランドが、多数デッキ型配向システムの最下部デッキの配向通 路の壁により制約を受けるレベルの間の距離もまた、配向機内のストランドに与 えられる配向性を保つために重要であると分った。ディスクが用いられるときは 、１つの配向通路の同じ壁を形成する隣り合うディスク周辺の下方の隙間もまた 配向の垂直方向の間隔及び配向性の損失の原因となる。何故なら隙間によっ て、通路の底縁部はディスク周囲の最下点の底縁部より著しく上げられるからで ある。これが、ベーンを配向通路の壁に用いたときの問題点である。 当初、ディスクは詰まりを減少させ、異なる長さのストランドを分離するため に用いられた。長さの異なるストランドを製品の太さによって配置させた結果、 集められた複合製品の強度特性は異なっていた。長めのウェハーを表面の近傍に 置くと、パネル製品の屈曲強度は向上する。 ベーンを用いると、配向通路の壁に回転ディスクを用いるときと比較してスル ープット（throughput）が著しく低下する。同様に、配向通路の壁に回転ディス クが用いられていても、配向性を高めるために隙間を狭くした配向デッキを単独 で使用すると、スループットは比較的低くなることが分った。そこで、スループ ットを高めるためには、より長い配向機を作り、回転ディスクの間の隙間を開く ことが必要である。発明の簡単な説明 本発明の目的は、材木ストランド等の向きを揃えて、従来のディスク型配向機 を用いて得られる配向性より優れた配向性をもつ配向機を提供することである。 広義には、本発明は配向機であって、間隔を空けて複数本平行に並べた軸と、 該軸の各々へ軸方向に間隔を空けて取り付けられ、半径方向に延びている複数の ディス クと、一対の隣り合うディスクの中間から延び、通路の同じ側壁を構成し、隣り 合うディスク下方の隣接周縁に形成されるギャップを塞ぐベーン手段とから成る 。前記ディスクは、略垂直に延びる配向通路の側壁を構成し、複数の前記ディス クは、前記軸とは別な軸上にあって、略垂直な前記配向通路の１つの通路の側壁 を構成している。 前記各ベーンは、該ベーンが塞いでいる隙間を形成する隣り合うディスクのそ れぞれとほぼ同一垂直面内にあることが望ましい。 前記各ディスクの周囲には溝が突設され、該溝が前記ベーンを受けてベーンを 前記隣り合うディスクと一直線上に保つことが望ましい。 前記各溝は、協同する一対のディスク組立て部品の間に形成されることが望ま しい。 底部は各ディスクのディスク部品の間に設けられた環状のインサートによって 各溝に形成されることが望ましい。 前記各ディスクの周囲には、所定の間隔を開け、半径内向きに所定の長さで延 びる切込みが設けられており、前記ベーンの下縁は、前記平行なシャフトを含む 平面より僅かに、つまりディスクの半径よりも短い長さ分だけ下に延びているこ とが望ましい。 全てのディスクの半径は本質的に同じ長さであること が望ましい。 各通路の一方の壁を形成している隣り合うディスクは、複数のシャフトのうち 、１つおきのシャフト上に設けられ、前記１つおきのシャフトの間に配置される 中間シャフト上のディスクは、前記１つおきのシャフト上のディスクの軸方向の 中間になるように間隔を開けて設けられていることが望ましい。 ワイパー手段は、隣り合うベーンの上縁部を上へ向けてストランドを取り除く ことができるように、各シャフト上に設けられていることが望ましい。図面の簡単な説明 本発明の更なる特徴、目的及び利点は、以下に述べる望ましい実施例の詳細な 説明及び添付の図面により明らかとなるであろう。 図１は、本発明に従って作られた配向機のベーンを組み込んだ部分を示す概略 等角分解図である。但し、考えをより明確にするために、ディスクの間隔を実際 よりも広く描いている。 図２は、配向機の小さい部分の側面図であり、ベーンが正しい位置にあり、デ ィスクの１つが壊れている様子を示している。 図３は、図２の３−３線に沿って断面した断面図である。 図４は、本発明を取り入れて作られた多段階型配向機 の該略図である。 図５は、ディスク又はベーンの最下部のマット上方の高さと中間角偏差の関係 を示すグラフである。望ましい実施例の説明 図１に示す如く、ストランド等(12)はインフィード（infeed)コンベヤー(14) 及び分配ロール(16)（スパイクされていることが望ましい）から配向機(10)に供 給され、該分配ロールは(16)、材木ストランドの流れ(18)を配向機(10)の上端に 向けて分配する。 本発明の配向システムでは、任意の手頃な長さの材木ストランドを用いてもよ いが、約１２インチよりも短いのが一般的である。厚さは約０.２５インチより も薄く、通常は０.０５インチよりも薄い。幅は一般的には約１／２インチ以上 、約３インチ未満で、長さは幅の２倍以上のものを用いる。 図示の配列による配向機は、交互に配置される複数のシャフト及び該シャフト の中間でほぼ同一平面内に配置される複数の中間シャフトにより形成され、全て のシャフトは互いに略平行に延びている。交互に配置されるシャフトには図面の 左端から(20A)(20B)(20C)(20D)と番号を付してあり、中間シャフトには図面の左 端の隣りから始まって(22A)(22B)(22C)と番号を付してある。つまり、中間シャ フト(22A)は交互のシャフト(20A)(20B)の間に、中間シャフト(22B)は交互のシャ フト(20B)(20C)の間に、 中間シャフト(22C)は交互のシャフト(20C)(20D)間にくるようにそれぞれ配置さ れている。図１では、本発明をより明確に説明するために、ディスクの軸方向の 間隔は誇張されている。 シャフトが保持される平面は、点線(19)で大まかに示されている。 交互のシャフト(20A)(20B)(20C)(20D)上のディスク(24A)は、組み合わされて 垂直の通路(26A)の一方の壁を形成する。平面(19)に略垂直な一平面内で回転す るディスクを指定し、第１の（図面では前方の）垂直通路又は配向通路(26A)の 一方の壁の重要な部分を明らかにするために文字Ａが用いられている。 図示の配列では、２組目のディスク(24B)は、中間シャフト(22A)(22B)(22C)上 に設けられている。これらのディスク(24B)は、ディスク(24A)で形成される通路 (26A)の第１の壁に対して略平行な第２の壁を形成し、同時に次の通路(26B)、つ まり図面の前方から２番目の通路の壁も形成している。その通路の反対側には、 交互のシャフト(20A)(20B)(20C)(20D)上にディスク(24C)が設けられ、前述のよ うに、これらのディスクは組み合わされて次の垂直な配向通路(26C)の壁を形成 する。その通路の反対側にはディスク(24D)が設けられ、というふうに配向機(10 )の幅方向に沿って続く。 通路(26A)(26B)(26C)の両側の壁は、隣り合うシャフ ト上のディスクによって主に形成されていることは明らかであろう。 中間シャフト上のディスクは、交互のシャフトの上のディスクの軸方向でほぼ 中間に間隔を空けて配置されている。つまり、ディスク(24B)は、ディスク(24A) とディスク(24C)の中間に、ディスク(24C)は、ディスク(24B)とディスク(24D)の 中間に、という工合である。 図示の配列は、ストークスの配列として説明されたものである。つまり、前述 のストークス特許に開示されるディスクの配列を採用している。バークナーのタ イプの配列を採用しても、同様の構造にすることができることは明らかであろう 。 複数のシャフト(20A)(20B)(20C)(20D)上のディスク(24A)と同一シャフト上の ディスク(24C)との間、及びシャフト(22A)(22B)(22C)(22D)上のディスク(24B)と 同一シャフト上のディスク(24D)の間に隙間Ｇがあることは明らかである。つま り、垂直の配向通路(26A)(26B)(26C)等の壁を形成する隣り合うディスクの間に 隙間が形成される。 隙間Ｇは、ベーン又はベーン部材(30)により塞がれ、完全に閉じられる。図示 の配列では、シャフト(20A)(20B)上のディスク(24A)のように隣り合うディスク の間に配置されたベーン部材は、シャフト(22A)上の適当な軸受け（図示せず） 上に取り付けられ、後述するように、 隣り合うディスク(24A)と関係し合って隙間Ｇをほぼ完全に塞ぎ、ベーン部材を 支えているシャフト(22A)より上の距離まで延びる。 各ベーン部材(30)の上表面／縁(32)はほぼ凹状であることが望ましく、略直線 の底表面／縁(34)はシャフトの軸を含む平面(19)に略平行であることが望ましい 。ベーンの最上部で詰まりが起こる傾向にあれば、上表面を凹状の代りに傾斜さ せてもよい。その上表面は、ストランドをディスクで移動させる方向に傾いてい る。しかしながら、上縁(32)の形に関係なく、該縁は軸方向に間隔を空けた隣り 合うディスクの上方の周辺よりも十分下がっていなければならない。 図２の配列では、実線で示すように、分離した要素(30)が用いられており、該 要素(30)は各ディスク(24A)の間に配置され、その底縁は、ディスク(24A)の半径 方向の最も低い位置よりもやや高いところまで延びる。つまり、高さＨはディス ク(24A)の半径Ｒ（およそ１／４インチ）よりもやや短いことが望ましい。 希望であれば、点線(36)で示すように、ベーン(30)を半径Ｒよりもはるかに下 の方まで延ばしてもよい。図示の配列では、点線(38)は分離した各要素(30)が結 合されている位置を示している。しかし、該要素(30)は配向機(10)とほぼ同じ長 さに切れ目なく延びていてもよい。 取付けに関しては、分割線で示すようにベーンを上部 (40)と下部(42)に分けることが望ましく、その分割線は、ベーン(30)を取り付け るシャフトと交わり、２つの部分に分けられたベーン(30)の着脱を容易にする。 ベーンの上縁(32)は、図に於てはほぼ凹状に作られているが、ストランドが引 っ掛かる可能性を減らすために変形させてもよい。各ディスク(24)には溝又は切 込み(46)が設けられ、上縁(32)上でストランドが支えられることがあれば、必ず 取り除くようにする。また、各シャフト上でベーン(30)に隣接してワイパー(48) が取り付けられ、該ワイパー(48)はスパイク等(50)を具えており、該スパイク等 (50)もまた、上縁(32)をきれいにし、ストランドがシャフトを超えて通路内でひ っかからないようにしている。 図１及び図２では、ベーン(30)はディスク(24A)(24B)(24C)(24D)のうちの、ど のディスクと協同して通路の壁を形成するかによって、更に参照文字Ａ、Ｂ、Ｃ 又はＤで識別される。 図３に示すように、望ましい構造では、各ディスク(24)は比較的薄い一対の外 側ディスク(52)(54)及び内側ディスク又はスペーサー(56)により構成され、該ス ペーサー(56)は外側ディスク(54)の間を空け、各ディスク(24)の周辺の溝(58)の 底部を形成する。ディスク(52)(54)の隣接する面同士の間隔によって周辺溝(58) の幅が決まり、その幅はベーン(30)を収容できるように該ベーン(30)の 幅より僅かに広い。溝(58)の深さは通常約１／２インチより深く、約１.５イン チを超えない。つまり、半径Ｒは、半径ｒよりも３／４インチから１.５インチ 短い（図２を参照）。溝(58)の深さは、ベーンを正しい位置に保持することがで き、且つストランドが溝を通って引っ掛かるほどは深くならないように設定され る。 切込み(46)の深さ、つまりディスク(20)又は(22)の外周と切込み(46)の最下部 の距離は、通常はＲ−ｒの差より大きくない。 運転中、全てのディスク又はシャフトは、図２に矢印で示すように望ましくは 同じ方向に動き、ワイパー(48)は、夫々のシャフトに取り付けられて回転される ことは明らかである。縁(34)の高さによって、配向機の底部と、形成されつつあ るマット(82)の表面(80)の間の距離を比較的均一にすることができ（図４を参照 ）、この結果、その間を通過するストランドの配向性は著しく向上する。つまり 、隙間Ｇの高さへの追加分は、本質的に排除される。 図４は本発明の変形であり、出願人の同時に継続している出願「短ストランド の配向機」に記載される配向機と類似の配向機、つまり複数のデッキが上下に積 み重ねられた配向機を用いている。この配列では、最下部シャフト(60A)は、実 質上、最下部デッキを形成し、中間部シャフト(60B)は、中間部デッキを形成し 、上部シャフ ト(60C)は最上部デッキを形成する。これらのシャフト(60A)(60B)(60C)は夫々、 複数のシャフト(20A)(20B)(20C)(20D)(22A)(22B)(22C)等を表し、各レベルで配 向機を形成している。ディスク(62A)及びシャフト(60A)は比較的狭い間隔で設定 され、(64A)(64B)(64C)(64D)で示される最下部の配向通路の幅、つまりストラン ドが必要な配向性を得るのに十分な通路の幅を定める。通路(64A)(64B)は、シャ フト(60B)上のディスク(62B)の間の通路(70A)又は(70B)を実質的に２分割し、該 通路(70A)又は(70B)は同様に、シャフト(60C)上のディスク(62C)の間の通路(68) を２分割する。 図４に於て、各ディスク(62C)の下方に比較的長いベーン(66)（(66A)(66B)で 示される）がぶら下がっている。該ベーン(66)は比較的広い通路(68)を形成する 。この広い通路は、上述のように、ディスク(62B)と、それから下方へ延びてい るベーン(74)によって、一対の望ましくは幅の等しい通路(70A)(70B)に分割され ている。上述のように、通路(70A)はディスク(62A)によって通路(64A)(64B)(64C )(64D)に分割される。ベーン(76A)(76B)はディスク(62A)から下方に延び、ベー ン(66A)(66B)(74)(76A)(76B)の全ての底縁は、略同一平面(78)内に位置する。該 平面(78)は、ベルト等の収集手段(84)上に形成されつつあるマット(82)の表面(8 0)に略平行である。つまり、コンベヤー(84)の表面と、縁又は平面(78)の間の距 離は、 ほぼ一定に保たれる。 図４に示す上記実施例によって、前記出願で記載のようにスループットが向上 する配向機を形成することができる。 図４の実施例では、スパイク(50)を具えたワイパー(48)は示されていないが、 様々なベーン及びシャフトの上縁をきれいに保ち、詰まりを実質的に避けること ができるように該ワイパー(40)を必要に応じて設けてもよい。例 単独のデッキ又は上下に積み重ねた複数のデッキを用い、各デッキでは、スト ークスの配列のように２インチ直径のシャフト上に１６インチ直径のディスクを 設けた。全ての場合に於て、最下部ディスクの間の間隔（通路幅）は１.５イン チであった。６インチのストランドの混合物を配向機に送り、異なる数のデッキ を用いて運転したときの配向性が計算された。 図５に示すように、１つのディスク（最下部デッキ）のみを用いたときの配向 性が最も劣り、２つのデッキを用い、最下部のディスクが本願で説明したベーン を具えていたときに、他のどの数のデッキを用いたときと比べても非常に優れた 配向性が見られた。 全ての実施例に於て、ベーンは比較的薄く、平らな部材、つまりより平面的な 部材であって、ベーンが協同作用するディスクの平面と同一平面内に含まれるこ とが望 ましいことは明らかである。 粘着性のものが付着したストランドを用いる場合には、粘着剤が蓄積する傾向 があるので、ベーンを受ける周辺の溝からこの粘着剤を取り除くために、例えば へら、粘着しないコーティング等の手段を加えてもよい。 以上が本発明の説明であるが、当該分野の専門家であれば、添付の請求の範囲 に記載の本発明の精神から逸脱することなく種々の変形を行なうことが可能であ ることは明らかである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，Ｂ Ｇ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ， ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ヌドソン，ロバート マリウス カナダ国 ブイ３ジェイ ７イー４ ブリ ティッシュ コロンビア，コキトラム，キ ング アルバート アベニュー 2368 (72)発明者 コザック，ロジャー ウェイン カナダ国 ブイ３ビー ４ジェイ８ ブリ ティッシュ コロンビア，ポート コキト ラム，フリント ストリート 3680

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．平行に間隔を開けた複数のシャフト、該シャフトのそれぞれの上に設けられ 、半径方向に延び、軸方向に間隔を開けた複数のディスク及びベーン手段により 構成される配向機であって、前記ディスクは、略垂直に延びる配向通路の側壁を 形成し、前記複数のディスクは、それぞれ異なるシャフト上にあって前記略垂直 に延びる配向通路の側壁の一方を形成し、前記ベーン手段は前記通路の前記側壁 の同じ側を形成する前記一対の隣り合うディスクの間に延び、前記隣り合うディ スクの隣り合う周囲の間の下方に形成される隙間を塞いでいる配向機。 ２．前記各ベーンは、該ベーンが塞いでいる隙間を形成する隣り合うディスクの それぞれとほぼ同一垂直面内にある請求項１に記載の配向機。 ３．前記各ディスクの周囲には溝が周方向に延びて形成され、隣り合うディスク の各ディスクの溝は前記ベーンの側縁を受け、側縁と溝は協同して、ベーンを隣 り合うディスクと一直線上に保つ請求項２に記載の配向機。 ４．前記各溝は、協同する一対のディスク組立て部品の間に形成される請求項３ に記載の配向機。 ５．各ディスクのディスク部品の間に設けられた環状の インサートによって各溝の底が形成されている請求項４に記載の配向機。 ６．ワイパー手段が各シャフト上に設けられ、隣り合うベーンの上縁部から上へ 突出して、ストランドを取り除くことができるようにしている請求項１〜５のう ち何れか１つに記載の配向機。 ７．前記各ディスクの周囲には、所定の間隔を開け、半径内向きに所定の長さで 延びる切込みが設けられており、前記ベーンの下縁は、前記平行なシャフトを含 む平面より僅かに、つまりディスクの半径よりも短い長さ分だけ下に延びている 請求項１〜６のうち何れか１つに記載の配向機。 ８．全てのディスクは、本質的に同じ半径長さである請求項１〜７のうち何れか １つに記載の配向機。 ９．各通路の一方の壁を形成している隣り合うディスクは、複数のシャフトのう ち１つおきのシャフト上に設けられ、前記１つおきのシャフトの間に配置される 中間シャフト上のディスクは、前記１つおきのシャフト上のディスクの軸方向の 中間になるように間隔を開けて設けられている請求項１から８のうち何れか１つ に記載の配向機。