JPH11309703A - 木材円筒加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 伐採した原木などを円柱状に旋削加工する場
合、従来は、加工する木材を回しながら削っていた。そ
のため、先ず木材を対称形に、例えば角形などに荒削り
して、回転の際のバランスをとる必要があった。したが
って２段階の工程を踏まなければならなかった。 【解決手段】 外枠１の内面に太陽内歯車７を設け、外
枠１の内側において回転自在な回転枠２の外面に遊星歯
車４を設け、太陽内歯車７と噛み合わせる。遊星歯車４
の回転に基づいて、回転刃物１６を回転させる。回転枠
２は、内部の中空部を木材４０が貫通できるようにす
る。回転枠２が回転すると、遊星歯車４が回転し、回転
刃物１６が、木材４０の周りを公転・自転しながら切削
する。この装置全体を、移動させると、木材は、装置の
移動した距離だけ切削される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、伐採した原木な
どを円柱状に旋削加工する機械に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来は、加工する木材を、回しながら、
削っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そのため、先ず木材を
対称形に、例えば角形などに荒削りして、回転の際のバ
ランスをとる必要があった。したがって円柱に加工する
には、２段階の工程を踏まなければならなかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】被切削物（木材）を固定
して、刃物がその周りを回転すれば、一度の加工で目的
が達せられる。すなわち、図１，２，６，７を参照して
述べれば、回転刃物１６が、木材４０の周りを公転しか
つ自転しながら、当該木材４０の軸方向に、当該木材と
相対的に移動して、当該木材を切削するようにする。

【０００５】「回転刃物１６が、木材４０と相対的に移
動する」というのは、木材４０が固定していて、回転刃
物１６（回転刃物１６を有するＭ全体）が移動しても、
また回転刃物１６が静止していて、木材４０の方が移動
しても良い、という意味である。

【０００６】なお、請求項２に記載のように、回転刃物
１６が、軸線に対して平行な部分１６０と、傾斜する部
分１６１とを有するようにしてもよい。

【０００７】このようにすると、傾斜部１６１で素材の
粗取りをして、平行部１６０が仕上げ加工を受け持つこ
とができる。

【０００８】上記の回転刃物１６は、固定された太陽内
歯車７とかみ合う遊星歯車４の回転に基づいて回転する
ようにすることができる。

【０００９】なお、上記の「回転刃物１６が、遊星歯車
４の回転に基づいて回転するようになっている」という
のは、回転刃物１６と遊星歯車４の回転軸が共通であっ
ても良いし、また遊星歯車４と回転刃物１６の各軸間に
適当な伝動機構（ベルト伝動など）が介在しても良い、
という意味である。

【００１０】遊星歯車機構を利用すると、遊星歯車４か
ら、両歯車の歯数比以上の高速回転を容易に取り出すこ
とができる。

【００１１】さらに、外枠１（固定）の内面に太陽内歯
車７を設け、前記外枠１の内側において当該外枠１に対
して回転自在になっている回転枠２の外面に遊星歯車４
を設け、かつ前記回転枠２を概略円筒形として、内部の
中空部を木材４０が貫通するようにしてもよい。回転枠
２が回転すると、遊星歯車４は自転と公転を合計した回
転数で回転する。遊星歯車４により、加工する木材の周
りを回転刃物１６が回転して木材を切削する。この装置
全体Ｍを、木材４０の軸方向に相対的に移動させること
によって、木材は移動した距離だけ切削される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。主として図１，２において、回転枠２が軸
受３によって外枠１に支持されている。回転枠２は図示
のように、中心部が中空になっている。回転枠２の後部
（前後は矢印参照）にベルト車５が設けられる。また、
回転枠２の前方の半径方向で対称位置に、遊星歯車４及
びベルト車８が、共通の軸９を介して、回転し得るよう
に取り付けられている。

【００１３】回転枠２から後方に突出する片持軸１２
は、軸９と二重構造になっており、腕１３が片持軸１２
を中心に回動できる。腕１３の他端には、軸受１４に支
持された軸６が取り付けられ、これにベルト車１５及び
回転刃物１６が固着されている。ベルト車８とベルト車
１５は、ベルト１７で回転が伝えられる。

【００１４】太陽内歯車７は外枠１の内側に設けられて
おり、回転枠２に取り付けられた遊星歯車４と噛み合
う。遊星歯車機構について述べる。太陽内歯車７の歯数
をＺ1、遊星歯車４の歯数をＺ2とし、回転枠２をＮrpm
で回転させると、遊星歯車４の回転数ｎは、 ｎ＝（１＋Ｚ1／Ｚ2）Ｎ となる。仮に太陽内歯車７の歯数を60とし、遊星歯車４
の歯数を20とし、回転枠２の回転数を500ｒｐｍとすれ
ば、遊星歯車４の回転数ｎは、 ｎ＝（1＋60／20）＊500＝2000(rpm) となる。

【００１５】外枠１の一部に電動機１８が取り付けら
れ、電動機１８の軸にベルト車１０が取り付けられてい
る。ベルト車１０とベルト車５は、ベルト１１で回転が
伝達される。

【００１６】腕１３の固定方法について説明する。腕１
３は片持軸１２を中心に回動できるが、回転刃物１６の
位置を決める目的から、必要に応じて数か所の固定点を
決めなければならない。腕１３の先端に穴１９を設け、
回転枠２に取り付けた受金具２０に穴２１を複数個開
け、穴１９と重ね、その何れかにピン２２を差し込んで
腕１３を固定する（図３）。

【００１７】回転刃物１６の構造の一例について説明す
る（図４，５）。回転刃物１６は、軸線に平行な部分１
６０と傾斜した部分１６１とからなる。木材を切削する
刃物２３は、板状の硬度の高い材料で作られ、刃物本体
に対して着脱自在になっている。回転刃物１６の本体に
溝２４を対称位置に偶数個掘る。この溝２４は外側に向
かって若干狭くなるように傾斜が付けてある。刃押さえ
金具２５とねじ２６によって刃物２３を固定する。溝２
４が外に向かって狭くなっているため、遠心力が働いて
も飛び出すおそれはない。

【００１８】平行部１６０も傾斜部１６１も同様な構造
で成り立っている。回転刃物１６の回転軸６は、木材の
軸線と平行に取り付けられ、傾斜部が前進方向になる。
傾斜部１６１で素材の粗取りをして、平行部１６０が仕
上げ加工を受け持つ。本発明は以上のような構造であ
る。

【００１９】次にその動作について説明する。電動機１
８が回転すると、ベルト車１０がベルト１１を介してベ
ルト車５に動力を伝達する。外枠１は回転せず、軸受３
を介し回転枠２が回転する。外枠１に付いている太陽内
歯車７と回転枠２に付いている遊星歯車４が噛み合っ
て、回転刃物１６を高速で回転させる。このとき回転刃
物１６と回転枠２の回転方向は同一方向になる。

【００２０】木材の寸法設定は、穴１９と穴２１の組合
せによって決められる。穴位置が決まれば、ピン２２を
差し込み固定する。

【００２１】外枠１は、例えば図６のように、木材の切
削測度に合わせて、切削方向に向かって直進できる手段
を用いて動作させる。図６で、３０は複数本のガイド棒
であり、それらの両端に、側板３１，３２が固定され
る。Ｍは上記の加工装置の全体を示す。加工装置Ｍは、
外枠１の部分において、ガイド棒３０にスライド自在に
取り付けられる。３３はローラチェーンで、これにより
加工装置Ｍを移動させる。３４は減速モータで、ローラ
チェーン３３の駆動用である。

【００２２】上記の側板３１，３２から突出する支持部
材４１，４２により、木材４０を、ガイド棒３０と平行
に支持する。木材４０は、木ねじ４３や回り止刃４４に
より、回転できない状態で、確実に支持される。

【００２３】加工装置Ｍを運転して回転刃物１６を自転
・公転させておいて、加工装置Ｍを図６で左方向に移動
させると、回転刃物１６が木材４０を切削して行く。

【００２４】また、図７（ａ）のように、外枠１（すな
わち、加工装置Ｍ）を固定して、木材を移動させて切削
することもできる。同図（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ方向
矢視図である。上記の図６の場合同様に、支持部材４
１，４２により木材４０を固定する。４５はねじ４３を
ねじ込むハンドルである。同図において、５０は送り台
で、木材４０に取り付けた片方の支持部材４２に連結さ
れる。送り台５０はガイド棒５１にスライド自在に取り
付けられる。５２はローラチェーンで、これにより送り
台５０を移動させる。５４はローラチェーン５２の駆動
用の減速モータである。５４はエアシリンダで、木材４
０に取り付けた他方の支持部材４１と連結し、木材４０
の動きにブレーキをかける。５５は固定ローラである。

【００２５】加工装置Ｍを運転しておいて、木材４０を
図７で左方向に移動させ、切削を行う。なお、エアシリ
ンダ５４は、木材４０が固定ローラ５５を通過して時点
で、木材４０の通過を妨げない位置に退避する（退避機
構の図示と説明は省略した）。

【００２６】

【発明の効果】遊星歯車機構を利用しているので、遊
星歯車４から高速回転を取りだことが容易にできるの。 回転枠２が適度の回転で切削面の均一性を保てるの
で、製品精度がよく、加工時間も短縮される。 軽量のため、何処へでも取り付けられるので、伐採現
場での稼働も可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加工装置の縦断面図。

【図２】図１をＸ−Ｘ面より見た正面図、破線で囲んだ
部分はＹ面より見た断面図。

【図３】本発明における寸法設定用のピン周りの断面
図。

【図４】本発明の回転刃物の外観図。

【図５】本発明の回転刃物の正面図。

【図６】本発明の加工装置の稼働状態の説明図。

【図７】本発明の加工装置の別の稼働状態の説明図。

【符号の説明】

１ 外枠 ２ 回転枠 ３ 軸受 ４ 遊星歯車 ５ ベルト車 ６ 軸 ７ 太陽内歯車 ８ ベルト車 ９ 軸 １０ ベルト車 １１ ベルト １２ 片持軸１ １３ 腕 １４ 軸受 １５ ベルト車 １６ 回転刃物 １６０ 平行部分 １６１ 傾斜部分 １７ ベルト １８ 電動機 １９ 穴 ２０ 受金具 ２１ 穴 ２２ ピン ２３ 刃物 ２４ 溝 ２５ 刃押さえ金具 ２６ ねじ ３０ ガイド棒 ３１，３２ 側板 ３３ ローラチェーン ３４ 減速モータ ４０ 木材 ４１，４２ 支持部材 ４３ 木ねじ ４４ 回り止刃 ５０ 送り台 ５１ ガイド棒 ５２ ローラチェーン ５３ 減速モータ ５４ エアシリンダ

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【手続補正書】

【提出日】平成１０年９月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】外枠１は、例えば図６のように、木材の切
削速度に合わせて、切削方向に向かって直進できる手段
を用いて動作させる。図６で、３０は複数本のガイド棒
であり、それらの両端に、側板３１，３２が固定され
る。Ｍは上記の加工装置の全体を示す。加工装置Ｍは、
外枠１の部分において、ガイド棒３０にスライド自在に
取り付けられる。３３はローラチェーンで、これにより
加工装置Ｍを移動させる。３４は減速モータで、ローラ
チェーン３３の駆動用である。 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年３月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図３】

【図４】

【図５】

【図２】

【図６】

【図７】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転刃物１６が、木材４０の周りを公転
   しかつ自転しながら、当該木材の軸方向に、当該木材と
   相対的に移動して、当該木材を切削することを特徴とす
   る、木材円筒加工装置。
2. 【請求項２】 回転刃物１６が、軸線に対して平行な部
   分１６０と、傾斜する部分１６１とを有することを特徴
   とする、請求項１に記載の木材円筒加工装置。
3. 【請求項３】 回転刃物１６が、固定された太陽内歯車
   ７とかみ合う遊星歯車４の回転に基づいて回転するよう
   になっているいることを特徴とする、請求項１又は２に
   記載の木材円筒加工装置。
4. 【請求項４】 外枠１の内面に太陽内歯車７が設けてあ
   り、前記外枠１の内側において当該外枠１に対して回転
   自在になっている回転枠２の外面に遊星歯車４が設けて
   あり、かつ前記回転枠２は概略円筒形であって、内部の
   中空部を木材４０が貫通できるようになっていることを
   特徴とする、請求項３に記載の木材円筒加工装置。