JPH1068701A - 木材のグレーディングマシン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】木材のヤング率測定と水分測定を略同時に行う
ことができ、選別作業の作業効率を向上させ得ると共
に、木材の水分値を高精度で安定して測定することがで
き、木材のグレードを正確に選別し得る木材のグレーデ
ィングマシンを提供する。 【解決手段】上下一対のローラで搬送されてくる木材に
上下方向の変位を与えてヤング率を測定するヤング率測
定部と、木材の水分値を測定する水分測定部を具備し、
水分測定部に、例えば透過型のマイクロ波水分計を設
け、マイクロ波水分計による水分値とヤング率測定部の
ヤング率に基づいて木材の等級を選別する。ヤング率測
定部は変位方向が異なる２箇所設け、その一方に水分測
定部を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば合板等の木
材の等級を選別するための木材のグレーディングマシン
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、木材の等級を選別するグレーディ
ングマシンとしては、例えば特開平７−２００２７号公
報に開示ものが知られている。このグレーディングマシ
ンは、第１ステーションと第２ステーションを有し、こ
の両ステーションに設けられた変位付与ローラで、搬送
されてくる木材に下方から異なる変位量を与え、この変
位量に基づく反力を測定することによって、木材のヤン
グ率を連続的に測定し木材の等級を選別している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このグレーデ
ィングマシンにあっては、ヤング率のみを測定するマシ
ンであるため、ＪＡＳ（日本農林規格）に規定されてい
る木材の水分値を同一マシンで測定することはできな
い。そこで、このグレーディングマシンの使用にあたっ
ては、グレーディングマシンとは別工程（例えば前工
程）で、水分値を測定しているのが実状であり、水分値
を含めた木材の等級選別の作業効率が劣るという問題点
があった。

【０００４】また、水分測定に使用されている水分計
は、例えば木材に電極としての２本の針を突き刺し、こ
の電極間で電気抵抗値等を測定する、いわゆる電気抵抗
式や高周波容量式の接触タイプの水分計を使用している
ため、木材の表面の水分値を測定するのみで最も水分を
含む木材中心部の水分値の測定ができない。その結果、
木材の正確な水分測定が困難であると共に、選別作業の
高速化に伴い、電極としての針の折損事故等の水分計の
故障が生じ易く、高精度で安定した木材の水分測定が困
難であるという問題点があった。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、その目的は、木材のヤング率測定と水分測定
を略同時に行うことができ、選別作業効率を向上させ得
ると共に、木材の水分値を高精度で測定することがで
き、木材のグレードを正確に選別し得る、木材のグレー
ディングマシンを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、本発明のうち請求項１記載の発明は、上下一対のロ
ーラで搬送されてくる木材に上下方向の変位を与えてヤ
ング率を測定するヤング率測定部と、木材の水分値を測
定する水分測定部を具備し、水分測定部にマイクロ波水
分計を配置し、水分計による水分値とヤング率測定部に
よるヤング率に基づいて、木材の等級を選別することを
特徴とする。

【０００７】このように形成することにより、木材は、
ヤング率測定部でヤング率が水分測定部で水分値が測定
され、この両測定値に基づいて等級が選別される。ヤン
グ率と水分値は同一マシンで略同時に測定することがで
きるため、選別作業の作業効率が向上する。水分値は、
例えば透過型のマイクロ波水分計によって木材に接触す
ることなく、木材の中心部の水分値が測定されるため、
高精度でかつ水分計の故障等もない安定した水分測定が
可能になり、木材の等級を正確に選別し得る。

【０００８】また、請求項２記載の発明は、投入前の木
材の断面形状を測定する断面形状測定部と、上下一対の
ローラで搬送されてくる木材に上下方向の変位を与えて
ヤング率を測定するヤング率測定部と、マイクロ波水分
計で木材の水分値を測定する水分測定部を具備し、断面
形状測定部で測定された木材の断面形状に基づいて、ヤ
ング率測定部及び水分測定部のうち、少なくとも一方の
測定条件を制御して、木材の等級を選別することを特徴
とする。

【０００９】このように形成することにより、例えば前
工程のモルダー加工機で加工されてグレーディングマシ
ンに投入される前の木材の板厚や板幅等の断面形状が、
断面形状測定部で測定され、この測定値に基づいてヤン
グ率測定部や水分測定部の測定条件が例えば修正され
る。ヤング率は断面形状のうち特に板厚の影響を受け易
く、投入直前にこの板厚を測定することにより正確なヤ
ング率が得られると共に、水分値も板厚によって変化す
る場合があり、例えばこの変化が板厚の測定値によって
修正されて、水分値が高精度に測定される。

【００１０】また、請求項３記載の発明は、投入前の木
材の断面形状を測定する断面形状測定部と、上下一対の
ローラで搬送されてくる木材に上下方向の変位を与えて
ヤング率を測定するヤング率測定部と、マイクロ波水分
計で木材の水分値を測定する水分測定部と、断面形状測
定部の測定結果に基づいてヤング率測定部を制御する共
に、ヤング率測定部及び水分測定部の測定結果に基づい
て木材の等級を選別する制御部と、を具備することを特
徴とする。

【００１１】このように形成することにより、制御部
は、断面形状測定部で測定された例えば板厚データに基
づいて、ヤング率測定部のローラ間隔や木材に付与する
変位量等を制御すると共に、ヤング率測定部で測定され
た反力に基づき算出したヤング率や、水分測定部の測定
結果に基づいて木材の等級を選別する。この制御部によ
って、各測定部の測定データの一元化が図れ、木材のグ
レードがより正確に選別される。

【００１２】また、請求項４記載の発明は、ヤング率測
定部が２箇所設けられ、一方のヤング率測定部に水分測
定部が設置されると共に、各ヤング率測定部における木
材の変位方向が上下方向で異なることを特徴とする。こ
のように形成することにより、２箇所のヤング率測定部
において変位を与える方向が上下方向で異なるため、木
材の初期歪み等が修正され、水分測定は一方のヤング率
測定部で行われる。

【００１３】また、請求項５記載の発明は、マイクロ波
水分計が発信器と受信器を有し、発信器と受信器とで形
成されるマイクロ波伝搬経路が木材の搬送方向に対して
所定角度傾斜すると共に、発信器と木材間及び受信器と
木材間に、マイクロ波の吸収体が配置されていることを
特徴とする。このように形成することにより、入射波や
透過波に対する反射波の干渉が防止されると共に、吸収
体により反射波が吸収されて、木材の水分値が一層正確
に測定される。

【００１４】また、請求項６記載の発明は、ヤング率測
定部の木材を支持するローラ部に、木材に変位を与えた
際に木材を弾性的に支持し得る弾性支持部材が設けられ
ていることを特徴とする。このように形成することによ
り、木材に変位を与えた際に生じる、両側支持部の変位
がローラ部の弾性支持部材によって許容され、木材の変
位が容易となる。

【００１５】また、請求項７記載の発明は、ヤング率測
定部及び水分測定部の測定結果に基づいて、木材にその
等級をマーキングするマーキング付与部が設けられてい
ることを特徴とする。このように形成することにより、
ヤング率と水分値の測定結果に基づいて、マーキング付
与部で等級に合ったマーキングを自動的に行うことがで
き、選別作業効率が一層向上する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面に基づいて詳細に説明する。図１〜図７は、本発
明に係わる木材のグレーディングマシンを示し、図１が
その正面図、図２が平面図、図３がその左側面図、図４
がマイクロ波透過型水分計の概略構成図、図５がグレー
ディングマシンを制御する制御装置の一例を示すブロッ
ク図、図６がその動作の一例を示すフローチャート、図
７が動作説明図である。

【００１７】図１〜図３において、グレーディングマシ
ン１は、枠状の上段フレーム２ａ、中段フレーム２ｂ、
下段フレーム２ｃと、これらを連結する複数本の垂直支
柱２ｄ等からなるフレーム２を有している。このフレー
ム２の右側（木材Ｗの搬送方向イの上流側）及び左側
（木材Ｗの搬送方向イの下流側）には、ヤング率測定部
３ａ、３ｂが設けられ、左側のヤング率測定部３ｂ内に
は、水分測定部４が設けられている。

【００１８】一方のヤング率測定部３ａは、上段フレー
ム２ａに上下動可能に配設された枠状の移動フレーム５
を有し、この移動フレーム５の両端下部には上部ローラ
６、７が回転可能に設けられている。移動フレーム５
は、上段フレーム２ａの一端部（上部ローラ６側）に設
けられたモータ８（図２参照）が回転することによっ
て、スクリュウジャッキ１０ａ、１０ｂが作動して上下
動する。

【００１９】すなわち、スクリュウジャッキ１０ａ、１
０ｂは、そのネジ軸１１ａ、１１ｂの下端が移動フレー
ム５の両端上部の中央に連結固定されると共に、両スク
リュウジャッキ１０ａ、１０ｂのネジ軸１１ａ、１１ｂ
には、回転軸１２の両端部に設けられた図示しないウォ
ームが歯合している。

【００２０】そして、回転軸１２の一端部（スクリュウ
ジャッキ１０ａ側）にベルト９を介して連結されたモー
タ８が回転することにより、回転軸１２が回転して、両
スクリュウジャッキ１０ａ、１０ｂが同時に作動して、
そのネジ軸１１ａ、１１ｂが上下動し、移動フレーム５
の両端部が上下方向に同時に移動することになる。

【００２１】この移動フレーム５に固定的（上下動不
可）に設けらた上部ローラ６、７は、上部ローラ６が、
ベルト１３を介してモータ１４に連結され、このモータ
１４の回転によって単独で回転し得る如く設けられ、上
部ローラ７が、移動フレーム５に単独で自由に回転し得
る如く設けられている。

【００２２】中段フレーム２ｂには、上部ローラ６、７
に対応して下部ローラ１６、１７が設けられている。こ
の下部ローラ１６、１７は、中段フレーム２ｂの下面側
に設けられたモータ１８、１９にベルト２０、２１を介
して連結され、各モータ１８、１９の回転によりそれぞ
れ単独で回転する。この下部ローラ１６、１７は、例え
ばコイルバネ等からなる弾性支持部材２２によって、中
段フレーム２ｂにそれぞれ弾性的に支持されている。

【００２３】また、下部ローラ１６、１７間の略中間位
置には、木材Ｗに変位を与える変位付与ローラ２４が設
けられている。この変位付与ローラ２４は、その支持板
２５にロッド２６の上部が連結され、このロッド２６の
下部にはコ字状のフレーム２７が固定されている。この
フレーム２７の下部には、ボルト２８の上端に固定され
たコ字状のフレーム２９が設けられ、このフレーム２
７、２９間にロードセル３０が配設されている。

【００２４】ボルト２８は、ベース３１にナット３２に
よって上下動可能に配設され、このナット３２を回転さ
せて、ボルト２８、フレーム２９、ロードセル３０、フ
レーム２７、ロッド２６及び支持板２５を上昇させるこ
とにより、変位付与ローラ２４が所定位置まで上昇す
る。この変位付与ローラ２４の上昇による木材Ｗの反力
をロードセル３０が検出して、後述する如く木材Ｗの第
１ヤング率ε１が測定される。

【００２５】他方のヤング率測定部３ｂは、上段フレー
ム２ａに上下動可能に配設された枠状の移動フレーム３
８を有し、この移動フレーム３８の両端部には上部ロー
ラ３９、４０が回転可能に設けられている。移動フレー
ム３８は、上記移動フレーム５と略同様に構成されて、
移動フレーム３８の左端側上面に設けられたモータ４１
（図２参照）が回転することにより、ベルト４２を介し
て回転軸４５が回転し、スクリュウジャッキ４３ａ、４
３ｂのネジ軸４４ａ、４４ｂが同時に上下動して、移動
フレーム３８が上下動する。

【００２６】移動フレーム３８の上部ローラ３９、４０
は、上記下部ローラ１６、１７と同様に、弾性支持部材
２２によって、移動フレーム３８にそれぞれ弾性的に支
持されている。この上部ローラ３９、４０に対応して、
中段フレーム２ｂに設けられた下部ローラ４６、４７は
固定的（上下動不可）に設けられており、ベルト４８、
４９を介して連結されたモータ５０、５１の回転によっ
て、それぞれ単独で回転する。

【００２７】移動フレーム３８の上部ローラ３９、４０
間の略中心位置には、変位付与ローラ５３が設けられて
いる。この変位付与ローラ５３は、上記変位付与ローラ
２４と略同様に、支持板５４、ロッド５５、ロードセル
３４、ボルト５６等を介してベース５７に連結され、ボ
ルト５６に螺合されたナット５８を回転させることによ
り、上下動する如く構成されている。この変位付与ロー
ラ５３の下降による木材Ｗの反力をロードセル３４が検
出して、後述する如く木材Ｗの第２ヤング率ε２が測定
される。

【００２８】また、ヤング率測定部３ｂ内の水分測定部
４には、マイクロ波水分計６０が設置されている。この
マイクロ波水分計６０は、例えば透過型、位相型、反射
型等が使用されるが、木材の中心部の正確な水分測定が
可能なマイクロ波透過型水分計が最も好ましい。以下、
このマイクロ波透過型水分計をマイクロ波水分計６０
（単に水分計６０という）として説明する。

【００２９】水分計６０は、その発信器６１が移動フレ
ーム３８の上部ローラ３９と変位付与ローラ５３間に設
けられ、受信器６２が、変位付与ローラ５３下方の中段
フレーム２ｂに固定された垂直支柱２ｄ部に設けられて
いる。したがって、水分計６０の発信器６１と受信器６
２は、そのマイクロ波伝搬経路Ｋが斜めの状態、すなわ
ちマイクロ波伝搬経路Ｋが木材Ｗの搬送方向イに対して
角度θ（図４参照）傾斜した状態で設置されていること
になる。

【００３０】また、この水分計６０は、図４に示すよう
に、その発信器６１の木材Ｗ側端面と受信器６２の木材
Ｗ側端面に吸収体６１ａ、６２ａが設けられている。こ
の吸収体６１ａ、６１ｂは、発信器６１及び受信器６２
に一体的に設けることにより、発信器６１と木材Ｗ間及
び受信器６２と木材Ｗ間に配置されている。この吸収体
６１ａ、６２ａによって、木材Ｗからの反射波等が吸収
される。なお、吸収体６１ａ、６２ａは、発信器６１や
受信器６２に一体化させることなく配置することも勿論
可能である。

【００３１】そして、発信器６１及び受信器６２は、制
御基板６３に接続されており、この制御基盤６３が、そ
の入力された送信出力と受信入力とを比較し、その差に
比例した電圧を出力端子ＣＰ−ＣＰＥから出力する。こ
の出力電圧が、表示計６４に表示されて出力電圧に対応
した水分値が表示されると共に、後述するグレーディン
グマシン１を制御する制御装置６５に出力される。この
水分計６０は、例えば１００回／秒程度の水分値を測定
し得る如く構成されている。

【００３２】なお、グレーディングマシン１の木材投入
側である右端部には、木材Ｗのグレーディングマシン１
への送り込みを案内するガイド板６６と、両端部のガイ
ド板６６の間隔を、木材Ｗの板幅ｗに合わせて手動（も
しくは自動）で調整する調整ハンドル６７が設けられ、
木材排出側の左端部には、グレーディングマシン１から
排出される木材Ｗを案内するガイド板６８と調整ハンド
ル６９が設けられている。

【００３３】また、グレーディングマシン１の排出側の
上部フレーム２ａには、選別した木材Ｗに選別結果に対
応した塗料を塗布する塗料塗布装置７１が設けられてい
る。この塗料塗布装置７１は、制御装置６５からの制御
信号により、図示しないポンプが作動して、下端のノズ
ル７１ａ（図３参照）から塗料を下方に向けて噴射す
る。

【００３４】また、図１に示すように、中段フレーム２
ｂ上の、下部ローラ１６の右側、下部ローラ１７と下部
ローラ４６間及び下部ローラ４７の左側には、３組の光
電センサ７２ａ〜７２ｃが設けられ、この光電センサ７
２ａ〜７２ｃによって木材Ｗの有無が検出される。

【００３５】ここで、上記グレーディングマシン１を動
作させる制御装置６５の一例を図５のブロック図に基づ
いて説明する。なお、この制御装置６５は、例えばグレ
ーディングマシン１の近傍に設置されており、グレーデ
ィングマシン１の各モータからなるモータ群７０及び上
記塗料塗布装置７１等を制御する。また、このグレーデ
ィングマシン１は、例えば板厚ｔ＝２０〜５０ｍｍ、板
幅ｗ＝９０〜３６０ｍｍ、長さｌ＝１８００ｍｍ以上の
合板等の木材Ｗを選別し得るように設定されている。

【００３６】制御部を構成する制御装置６５は、ＣＰＵ
７６、ＲＡＭ７７、ＲＯＭ７８、入力インターフェース
７９、出力インターフェース８０からなる主制御部７５
を有している。この主制御部７５には、キーボード等か
らなる入力部８１及びＣＲＴ等からなる表示部８２が接
続されている。

【００３７】制御装置６５は、例えばパーソナルコンピ
ュータ（パソコン）で構成され、その入力インターフェ
ース７９には、上記水分計６０、ロードセル３０、３４
及び光電センサ７２ａ〜７２ｃが接続され、出力インタ
ーフェース８０には、塗料塗布装置７１とモータ群７０
が接続されている。

【００３８】次に、この制御装置６５によるグレーディ
ングマシン１の動作の一例を図６のフローチャート及び
図７の動作説明図に基づいて説明する。なお、このフロ
ーチャートは、主制御部７５のＲＯＭ７８に記憶されて
いるプログラムにしたがって実行される。

【００３９】制御装置６５の電源が投入されてプログラ
ムがスタート（Ｓ１００）すると、先ず、制御装置６５
の入力部８１のキー操作によって、選別しようとする上
記木材Ｗの板厚ｔ、板幅ｗ、木材Ｗの種類等の木材デー
タを入力（Ｓ１０１）すると共に、木材Ｗの板厚ｔに応
じて、変位付与ローラ２４、５３を予め定めた変位量の
位置まで、ナット３２、５８を回転させて上昇もしくは
下降させる。

【００４０】そして、木材データを入力し変位付与ロー
ラ２４、５３を所定位置にセットした後に、モータ群７
０の各モータを作動（Ｓ１０２）させる。このモータ群
７０のモータ１４、１８、１９、５０、５１の作動によ
り、上部ローラ６、下部ローラ１６、１７、４６、４７
が回転すると共に、モータ群７０のモータ８、４１の作
動によって、スクリュウジャッキ１０ａ、１０ｂ、４３
ａ、４３ｂが作動して、移動アーム５、３８が板厚ｔに
対応した位置まで下降する。これにより、各上下ローラ
間の間隔が板厚ｔに応じた寸法に設定される。

【００４１】この状態で、光電センサ７２ａ（センサ１
という）と光電センサ７２ｂ（センサ２という）がオン
したか否かが判断（Ｓ１０３）され、この判断は「ＹＥ
Ｓ」になるまで繰り返される。そして、この判断で「Ｙ
ＥＳ」の場合、すなわち、図７に示すように、木材Ｗが
実線の位置から、その先端部が上流側のヤング率測定部
３ａの上部ローラ７と下部ローラ１７間に位置する二点
鎖線で示すａ位置に搬送され、光電センサ７２ａ、７２
ｂが共にオン（もしくはオフ）した場合は、第１ヤング
率ε１（木材Ｗを上方に変位させた場合のヤング率）が
算出（Ｓ１０４）される。

【００４２】この第１ヤング率ε１の算出は、センサ７
２ｂがオンしてから、主制御部７５がロードセル３０か
ら信号を読み込み、この読み込んだデータに基づいて、
予めＲＯＭ７８に設定してあるヤング率の計算式によっ
て算出する。この時、第１ヤング率ε１は木材Ｗが搬送
されている状態で測定されることから、木材Ｗの長手方
向の所定範囲が連続的に、例えば数十箇所測定されてこ
の各データのヤング率の平均値を算出することによっ
て、木材Ｗの第１ヤング率ε１（曲げヤング係数）が測
定される。

【００４３】第１ヤング率ε１が測定されるとこれをＲ
ＡＭ７７に一時記憶し、次に、光電センサ７２ｂ（セン
サ２）、光電センサ７２ｃ（センサ３）がオンしたか否
かが判断（Ｓ１０５）される。この判断で「ＹＥＳ」の
場合、すなわち、図７の二点鎖線のａ位置から、木材Ｗ
の先端部がヤング率測定部３ｂの上部ローラ４０と下部
ローラ４７間に位置する三点鎖線のｂ位置に達して、光
電センサ７２ｂ、７２ｃが共にオン（もしくはオフ）し
た場合は、ヤング率測定部３ｂによって、第２ヤング率
ε２（木材Ｗを下方に変位させた場合のヤング率）が算
出（Ｓ１０６）される。

【００４４】この第２ヤング率ε２の算出も、主制御部
７５がロードセル３４からの信号を読み込み、上記第１
ヤング率ε１と同様の計算式によって算出する。そし
て、第１ヤング率ε１及び第２ヤング率ε２が算出され
ると、主制御部７５がその平均値を計算することによっ
て、木材Ｗのヤング率εが算出（Ｓ１０７）される。

【００４５】ステップ１０７で、木材Ｗのヤング率εが
算出されると、予めＲＯＭ７８に設定記憶されているＪ
ＡＳ規格に基づくグレード区分に応じて、ＣＰＵ７６が
木材Ｗのグレードを判定し、これがＲＡＭ７７に一時記
憶（Ｓ１０８）される。このステップ１０３〜１０８
で、木材Ｗのヤング率εが測定されたことになる。

【００４６】次に、水分計６０が作動（Ｓ１０９）し、
この水分計６０で木材Ｗの水分値が算出（Ｓ１１０）さ
れる。この水分値の算出も、連続的に搬送されてくる木
材Ｗの所定範囲の水分値を、例えば１００箇所程度連続
測定し、各箇所のデータの平均値を算出することによっ
て行われ、この算出された水分値が主制御部７５に入力
される。

【００４７】そして、水分値が算出されたら、主制御部
７５はこの水分値に基づくグレードを、予めＲＯＭ７８
に設定記憶されているグレード区分に応じてＣＰＵ７６
で判定し、これがＲＡＭ７７に一時記憶（Ｓ１１１）さ
れる。このステップ１０９〜１１１で木材Ｗの水分値が
測定されたことになる。なお、ステップ１０９〜１１１
による水分値の測定は、ステップ１０６〜１０８の第２
ヤング率ε２の測定と並行して行うこともできるし、水
分値の測定を第２ヤング率ε２の測定より優先させるこ
ともできる。

【００４８】ステップ１１１までで、木材Ｗのヤング率
ε及び水分値のグレードが判定されて記憶されると、次
に、所定のグレードか否かが判断（Ｓ１１２）される。
この判断は、例えば木材Ｗのヤング率εと水分値が、予
め定めた規格を外れているか否かを判断し、この判断で
「ＹＥＳ」の場合、すなわち、例えばヤング率εが規格
外であるかもしくは水分値が規格外で、木材Ｗ（合板）
が不合格であると判定した場合は、塗料塗布装置７１を
作動（Ｓ１１３）させる。

【００４９】この塗料塗布装置７１の作動により、図示
しないポンプが作動して、そのノズル７１ａから所定色
の塗料が下方に向けて噴射され、木材Ｗの表面に吹き付
けられる。これにより、グレーディングマシン１を通過
した木材Ｗが不合格品であるとグレード分け（選別）さ
れ、その後、選別作業が終了したか否かが判断（Ｓ１１
４）される。

【００５０】一方、ステップ１１２で「ＮＯ」の場合、
すなわち、ヤング率εが規格内で水分値も規格内の場合
は、木材Ｗが合格品であるとして、マーキングすること
なくステップ１１４に進む。ステップ１１４で「ＹＥ
Ｓ」の場合は、一連のプログラムが終了（Ｓ１１５）
し、「ＮＯ」の場合は、ステップ１０３に戻って、次の
木材Ｗが選別される。

【００５１】なお、このフローチャートは一例であっ
て、例えば、水分測定部４をヤング率測定部３ａ内に設
置し、先ず水分値を測定した後にヤング率εを測定する
ようにしても良いし、木材Ｗのグレード分けを合格、不
合格の２段階ではなく、例えばヤング率ε及び水分値を
ＪＡＳ規格に基づく複数の等級にグレード分けし、これ
らのグレードに応じて塗料を塗料塗布装置７１から噴射
してマーキングするようにしても良い。

【００５２】また、木材Ｗのヤング率εと水分値の相関
関係を把握し、この相関関係に基づいて木材Ｗの等級を
グレード分けすることもできるし、水分値の測定は、変
位させた状態での測定ではなく、光電センサ７２ｃの設
置位置を適宜に設定することにより、例えば木材Ｗの先
端がマイクロ波伝搬経路Ｋを通過し始めたら、測定を開
始するようにする等、種々の形態のフローチャートを採
用することが可能である。

【００５３】このように、上記グレーディングマシン１
によれば、フレーム２の左右に設けた２箇所のヤング率
測定部３ａ、３ｂでヤング率ε１、ε２をそれぞれ測定
し、ヤング率測定部３ｂ内に設けた水分測定部４で水分
値を測定するため、１台のグレーディングマシン１で同
一木材Ｗのヤング率εと水分値を略同時に測定すること
ができる。その結果、木材Ｗの水分値の測定を、グレー
ディングマシン１とは別工程で測定する必要がなくなる
等、ヤング率εと水分値に基づく木材Ｗの選別作業の作
業効率を向上させることができる。

【００５４】また、水分測定部４に、マイクロ波透過型
の水分計６０を使用しているため、水分計６０の発信器
６１と受信器６２を、木材Ｗに接触させることなく非接
触状態で、木材Ｗの本来の水分である内部の水分を精度
良く測定することができる。特に、マイクロ波透過型の
水分計６０によれば、木材Ｗの測定上の誤差を±２％以
内に抑えることが実験的に確認されており、従来の接触
タイプの水分計に比較して、木材Ｗの高精度な水分測定
が可能になる。

【００５５】さらに、水分計６０の発信器６１と受信器
６２を、そのマイクロ波伝搬経路Ｋが木材Ｗの搬送方向
イに対して、所定角度θ傾斜する如く設置されると共
に、発信器６１及び受信器６２と木材Ｗとの間に吸収体
６１ａ、６１ｂを配置しているため、木材Ｗの入射波と
透過波に対する反射波の干渉を防止することができて、
木材Ｗの水分測定を一層高精度に行うことが可能にな
る。その際、吸収体６１ａ、６２ａを発信器６１及び受
信器６２に一体化させることにより、水分計６０の設置
や使い勝手等が容易になる。

【００５６】また、水分計６０の発信器６１及び受信器
６２は木材Ｗに何等接触することがないため、水分計６
０自体の故障の発生を極力防止することが可能になり、
木材Ｗが高速で搬送される場合であっても容易に適用し
得て、高精度かつ安定した水分測定を行うことができ
る。なお、実験によれば、木材Ｗの搬送速度が２ｍ／秒
程度の高速であっても、水分計６０によって木材Ｗの水
分値を高精度に測定し得ることが確認されている。

【００５７】またさらに、ヤング率測定部３ａの変位付
与ローラ２４で木材Ｗを上方側に変位させ、ヤング率測
定部３ｂの変位付与ローラ５３で同一木材Ｗを下方に変
位させるため、木材Ｗの初期歪みを解消することがで
き、木材Ｗの歪みを修正した状態での、正確なヤング率
εや水分測定が可能になる。特に、ヤング率εは、多数
個のデータの平均値からなる第１ヤング率ε１と第２ヤ
ング率ε２を求め、さらにこのヤング率ε１とε２を平
均化して算出するため、測定誤差を極めて小さくするこ
とができる。

【００５８】また、木材Ｗを変位付与ローラ２４、５３
で変位させた際に、下部ローラ１６、１７もしくは上部
ローラ３９、４０に設けられた弾性支持部材２２によ
り、木材Ｗの両端支持部の変位がある程度許容されるた
め、木材Ｗに局部的な変位が作用することがなく、安定
したヤング率εや水分値の測定が可能になる。

【００５９】また、制御装置６５によって塗料塗布装置
７１の作動を制御することができるため、グレート分け
に応じた塗料を自動的に塗布することができ、選別作業
の作業効率を一層向上させることができる。また、制御
装置６５としてパソコン等を使用することができて、ヤ
ング率εと水分値のデータを一元化できるため、例えば
品質管理上の統計的数値を容易に得ることができて、前
工程や後工程へのフィードバックも容易になって、製造
ラインでの品質管理を的確に行い得て、木材Ｗの品質向
上が図れる。

【００６０】なお、上記実施例においては、制御装置６
５の入力部８１のキー操作によって木材Ｗの板厚ｔや板
幅ｗを入力したが、本発明はこれに限定されものでもな
く、例えばグレーディングマシン１の木材投入側に、図
７に示すように、断面形状測定部８３を設けることもで
きる。

【００６１】この断面形状測定部８３は、図５に示すよ
うに、厚さセンサ８４と幅センサ８５等で形成されてい
る。そして、厚さセンサ８４は、図７に示すように、木
材Ｗを挟む上下一対のローラ８６、８７に取り付けられ
たレーザ位置検出体８８ａ、８８ｂで形成され、このレ
ーザ位置検出体８８ａ、８ｂによって板厚ｔが正確に測
定される。板幅ｗについても、同様のセンサ方式によっ
て測定され、この厚さセンサ８４及び幅センサ８５によ
って、一対のローラ６、１６間に投入される前の木材Ｗ
の断面形状が測定され、この測定データが主制御部７５
に入力されて、適宜処理される。

【００６２】このように形成すれば、厚さセンサ８４及
び幅センサ８５の測定結果、すなわち、木材Ｗの断面形
状に基づき、上部ローラ６、７と下部ローラ１６、１７
間等の間隔を調整することができたり、あるいは水分計
６０のマイクロ波の出力を調整したり、ロードセル３０
の測定結果を補正する等の適宜の調整を行うことができ
る。

【００６３】その結果、上部ローラ６、７と下部ローラ
１６、１７間等の間隔を、木材Ｗの板厚ｔのバラツキに
応じてきめ細かく修正することができて、板厚ｔに大き
く影響するヤング率εを正確に測定することができると
共に、板厚ｔに最も適した条件での水分測定やヤング率
測定を行うことが可能になる。

【００６４】また、上記実施例においては、水分計６０
の発信器６１と受信器６２によるマイクロ波伝搬経路Ｋ
を、木材Ｗの搬送方向イに対して角度θ傾斜させて設け
たが、例えば図４の二点鎖線で示すように、マイクロ波
伝搬経路Ｋが、上下方向に略垂直（木材Ｗの搬送方向イ
に直角）になるように発信器６１と受信器６２を設置し
ても良い。このように形成しても、従来の接触式の水分
計では得られない、高精度かつ安定した水分測定が可能
になる。

【００６５】さらに、上記実施例においては、変位付与
ローラ２４、５３の上下方向の位置をナット３２、５８
の回転による手動で調整したが、例えば制御装置６５の
制御信号に基づくモータ（図示せず）の回転によって、
変位付与ローラ２４、５３が自動的に所定距離上昇した
り下降するようにしても良い。このようにすれば、木材
Ｗの選別作業の作業効率が一層向上する。

【００６６】また、上記実施例における、反力測定用の
センサもロードセル３０、３４に限らず、他の適宜のセ
ンサを使用しても良いし、ワーク検出用のセンサも、光
電センサ７２ａ〜７２ｃに限らず、例えば近接スイッ
チ、マイクロスイッチ等を使用したり、厚さセンサ８
４、幅センサ８５もレーザ方式に限らず他の適宜のセン
サを使用することができる。

【００６７】また、上記実施例においては、制御装置６
５によって塗料塗布装置７１及びモータ群７０を直接制
御するように構成したが、例えばシーケンサ等を有する
制御盤を介してこれらをシーケンス制御するようにして
も良い。また、上記実施例における、グレーディングマ
シン１の各部の構成、制御装置６５自体の構成等も一例
であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種
々変更可能であることはいうまでもない。

【００６８】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の発
明によれば、木材のヤング率と水分値を同一マシンで略
同時に測定することができて、選別作業の作業効率が向
上すると共に、マイクロ波水分計による水分測定によっ
て、木材の水分値を高精度かつ安定して測定することが
でき、木材の正確な選別が可能になる。

【００６９】また、請求項２記載の発明によれば、板厚
測定部の測定値に基づいてヤング率測定部や水分測定部
の測定条件を制御することにより、板厚による各測定値
のバラツキを修正できるため、ヤング率と水分値とを略
同一測定できると共に、ヤング率と水分値をより正確に
測定することができる。

【００７０】また、請求項３記載の発明によれば、制御
部によって、ヤング率測定部が制御されると共に、例え
ばヤング率等が算出することができるため、ヤング率と
水分値とを略同一測定できると共に、各測定部の測定デ
ータの一元化が容易に図れて、木材のグレードをより正
確に選別することができる。

【００７１】また、請求項４記載の発明によれば、請求
項１ないし３記載の発明の効果に加えて、変位を加える
方向を上下方向で異ならせることにより、木材の初期歪
み等を修正することができる。

【００７２】また、請求項５記載の発明によれば、請求
項１ないし請求項４記載の発明の効果に加えて、マイク
ロ波の反射波の干渉を防止できて、木材の水分値をより
高精度に測定することができる。

【００７３】また、請求項６記載の発明によれば、請求
項１ないし請求項５記載の発明の効果に加えて、木材に
変位を与えた際に生じる、両端支持部の変位が弾性支持
部材で吸収され、木材の変位が容易となって、ヤング率
や水分値の測定が正確に行える。

【００７４】また、請求項７記載の発明によれば、請求
項１ないし請求項６記載の発明の効果に加えて、ヤング
率と水分値の測定結果に基づき、マーキング付与部で等
級に合ったマーキングを自動的に行うことができて、選
別作業の作業効率が一層向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる木材のグレーディングマシンの
一実施例を示す正面図

【図２】同その平面図

【図３】同その左側面図

【図４】同マイクロ波透過型水分計の概略構成図

【図５】同グレーディングマシンを制御する制御装置の
一例を示すブロック図

【図６】同その動作の一例を示すフローチャート

【図７】同動作説明図

【符号の説明】

１・・・・・・・・・グレーディングマシン ２・・・・・・・・・フレーム ３ａ、３ｂ・・・・・ヤング率測定部 ４・・・・・・・・・水分測定部 ５・・・・・・・・・移動フレーム ６、７・・・・・・・上部ローラ １０ａ、１０ｂ・・・スクリュウジャッキ １２・・・・・・・・回転軸 １６、１７・・・・・下部ローラ ２２・・・・・・・・弾性支持部材 ２４・・・・・・・・変位付与ローラ ３０、３４・・・・・ロードセル ３８・・・・・・・・移動フレーム ３９、４０・・・・・上部ローラ ４３ａ、４３ｂ・・・スクリュウジャッキ ４５・・・・・・・・回転軸 ４６、４７・・・・・下部ローラ ５３・・・・・・・・変位付与ローラ ６０・・・・・・・・マイクロ波透過型水分計 ６１・・・・・・・・発信器 ６２・・・・・・・・受信器 ６１ａ、６２ａ・・・吸収体 ６５・・・・・・・・制御装置 ７０・・・・・・・・モータ群 ７１・・・・・・・・塗料塗布装置 ７２ａ〜７２ｃ・・・光電センサ ８３・・・・・・・・断面形状測定部 ８４・・・・・・・・厚さセンサ ８５・・・・・・・・幅センサ Ｋ・・・・・・・・・マイクロ波伝搬経路 Ｗ・・・・・・・・・木材

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下一対のローラで搬送されてくる木材に
   上下方向の変位を与えてヤング率を測定するヤング率測
   定部と、木材の水分値を測定する水分測定部を具備し、 前記水分測定部にマイクロ波水分計を配置し、該水分計
   による水分値と前記ヤング率測定部によるヤング率に基
   づいて、木材の等級を選別することを特徴とする木材の
   グレーディングマシン。
2. 【請求項２】投入前の木材の断面形状を測定する断面形
   状測定部と、上下一対のローラで搬送されてくる木材に
   上下方向の変位を与えてヤング率を測定するヤング率測
   定部と、マイクロ波水分計で木材の水分値を測定する水
   分測定部を具備し、 前記断面形状測定部で測定された木材の断面形状に基づ
   いて、前記ヤング率測定部及び水分測定部のうち、少な
   くとも一方の測定条件を制御して、木材の等級を選別す
   ることを特徴とする木材のグレーディングマシン。
3. 【請求項３】投入前の木材の断面形状を測定する断面形
   状測定部と、上下一対のローラで搬送されてくる木材に
   上下方向の変位を与えてヤング率を測定するヤング率測
   定部と、マイクロ波水分計で木材の水分値を測定する水
   分測定部と、前記断面形状測定部の測定結果に基づいて
   ヤング率測定部を制御すると共に、ヤング率測定部及び
   水分測定部の測定結果に基づいて前記木材の等級を選別
   する制御部と、を具備することを特徴とする木材のグレ
   ーディングマシン。
4. 【請求項４】前記ヤング率測定部が２箇所設けられ、一
   方のヤング率測定部に水分測定部が設置されると共に、
   各ヤング率測定部における木材の変位方向が上下方向で
   異なることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項
   に記載の木材のグレーディングマシン。
5. 【請求項５】前記マイクロ波水分計が発信器と受信器を
   有し、該発信器と受信器とで形成されるマイクロ波伝搬
   経路が木材の搬送方向に対して所定角度傾斜すると共
   に、前記発信器と木材間及び受信器と木材間に、マイク
   ロ波の吸収体が配置されていることを特徴とする、請求
   項１〜４のいずれか一項に記載の木材のグレーディング
   マシン。
6. 【請求項６】前記ヤング率測定部の木材を支持するロー
   ラ部に、木材に変位を与えた際に木材を弾性的に支持し
   得る弾性支持部材が設けられていることを特徴とする、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の木材のグレーディ
   ングマシン。
7. 【請求項７】前記ヤング率測定部及び水分測定部の測定
   結果に基づいて、木材にその等級をマーキングするマー
   キング付与部が設けられていることを特徴とする、請求
   項１〜６のいずれか一項に記載の木材のグレーディング
   マシン。