JPH1158318A - 木口切削用加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】被加工材を加工ユニットの左右いずれの側から
でも送り込むことを可能とし、かつ被加工材を反転する
ことなく、その両木口の加工を可能とするとともに、二
種類以上の切削加工を一工程で行うことを可能とする。 【解決手段】 加工ユニット３０のカッター３４，３５
を回転駆動させつつ、この加工ユニット３０を被加工材
の木口に対するカッター３４，３５の切り込み方向及び
送り方向へ移動制御することにより、木口に所定の切削
加工を施すことが可能な木口切削用加工装置であって、
前記加工ユニット３０の駆動軸上に二種類以上のカッタ
ー３４，３５が取り付けられているとともに、この加工
ユニット３０がこれらのカッター３４，３５を選択可能
な方向へ移動制御可能で、かつ各カッター３４，３５の
切り込み方向及び送り方向へそれぞれ往復移動制御可能
に設けられているとともに、前記カッター３４，３５の
切り込み方向に関する加工ユニット３０の両側から被加
工材を送り込みを可能とし、かつ加工ユニット３０の両
側には被加工材の把持可能なクランプ機構４０，４１が
それぞれ配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として木造軸組
み住宅の構造材である梁などの横架材の木口に対して所
定の切削加工を施すための木口切削用加工装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、木造軸組み住宅の構造材である横
架材と通し柱との接合をより強力にするために、接合金
具を用いる技術が実施されている。この接合金具を使用
するためには、横架材の木口に対して金具差し込み用の
スリットやボルトを通すための溝といった所定の切削加
工を施す必要がある。なおこのような木造軸組み住宅の
構造材に対する機械加工のことを、最近ではプレカット
加工と呼んでいる。

【０００３】そこで従来のプレカット加工は、切削加工
用のカッターを備えた加工ユニットに対して前記横架材
（被加工材）を、その木口を前にして送り込むことで前
記のような切削加工を行っている。そして被加工材の両
側の木口にそれぞれ加工を施す場合は、まず片側の木口
の加工を行った後、被加工材の左右を反転して反対側の
木口の加工を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように被加工材の
両木口を切削加工するには、加工ユニットに対して被加
工材を反転して送り込む作業が必要であり、作業性が悪
い。

【０００５】請求項１記載の発明の目的は、被加工材を
加工ユニットの左右いずれの側からでも送り込むことを
可能とし、かつ被加工材を反転することなく、その両木
口の切削加工を可能とするとともに、二種類以上の切削
加工を一工程で行うことを可能として加工装置としての
構造のシンプル化を図ることである。

【０００６】請求項２記載の発明の目的は、前記目的に
加えて加工ユニットの箇所での被加工材の切削加工に伴
う切削屑の飛散を効果的に抑えることを可能とすること
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
加工ユニットのカッターを回転駆動させつつ、この加工
ユニットを被加工材の木口に対するカッターの切り込み
方向及び送り方向へ移動制御することにより、木口に所
定の切削加工を施すことが可能な木口切削用加工装置で
あって、前記加工ユニットの駆動軸上に二種類以上のカ
ッターが取り付けられているとともに、この加工ユニッ
トがこれらのカッターを選択可能な方向へ移動制御可能
で、かつ各カッターの切り込み方向及び送り方向へそれ
ぞれ往復移動制御可能に設けられており、各カッターの
切り込み方向に関する加工ユニットの両側から被加工材
を送り込みを可能とし、しかも加工ユニットの両側には
被加工材の把持可能なクランプ機構がそれぞれ配置され
ている。

【０００８】この構成によれば、被加工材を加工ユニッ
トの左右いずれの側からでも送り込んでも、この被加工
材を前記クランプ機構の一方で把持し、かつ加工ユニッ
トによって木口に所定の加工を施すことができる。また
被加工材の両側の木口を加工する場合には、片側の木口
の加工を終えたら被加工材をそのまま送り込んで反対側
の木口を加工ユニットの位置に合わせることにより、被
加工材を反転することなく両木口を切削加工できる。

【０００９】さらに加工ユニットの移動制御によって二
種類以上のカッターを選択的に使用することにより、被
加工材の木口に対する二種類以上の切削加工を一工程で
行うことができる。これにより、多種類の切削加工が要
求される加工装置をシンプルな構造にすることが可能と
なる。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の木
口切削用加工装置であって、前記加工ユニットの外周部
位が集塵カバーで覆われているとともに、被加工材を通
過させるために集塵カバーの両側にあけられている開放
部が個々のシャッターによって個別に閉塞可能となって
おり、しかも両シャッターは前記クランプ機構における
昇降クランパーと共に昇降するようになっている。

【００１１】この場合には、被加工材を前記クランプ機
構によって把持することにより、このクランプ機構にお
ける昇降クランパーと共に昇降するシャッターによって
前記集塵カバーの開放部が閉塞される。このため被加工
材の切削加工に伴って発生する切削屑の飛散防止機能が
高められる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は接合金具を使用するための切削加工が施さ
れた横架材（梁）の木口を表した斜視図である。切削加
工の種類には、接合箇所の態様や使用金具の種類に応じ
て例えば図１（Ａ）で示すように横架材８０の木口に形
成された二種類の木口スリット８１，８２と、横架材８
０の上下両側にそれぞれ形成されたボルト溝８４とを組
み合わせたものがある。また図１（Ｂ）で示すように横
架材８０の下側にのみボルト溝８４がある場合と、図１
（Ｃ）で示すように横架材８０の上側にのみボルト溝８
４がある場合とがある。なおボルト溝８４に連通して形
成されている箱穴８６は、つぎに説明する加工装置によ
る加工としては対象外である。

【００１３】図２は図１（Ａ）で示す切削加工を施した
横架材８０と柱８８とのジョイント状態を表した説明図
である。横架材８０の木口には、図２（Ａ）で示すよう
にコの字状に曲げ形成された接合金具９０が前記木口ス
リット８１，８２を利用して組み付けられている。この
接合金具９０は柱８８に対し、図２（Ｂ）で示すように
二本のボルト９２によって取り付けられている。また接
合金具９０は横架材８０に対し、前記の両ボルト溝８４
の中にそれぞれ配置された引き合いボルト９４によって
結合されている。これによって横架材８０と柱８８とは
接合金具９０を通じて強固にジョイントされることとな
る。

【００１４】図３は前記横架材８０を「被加工材」とし
てプレカット加工を行うための加工装置の正面図、図４
は図３の平面図、図５は同じく図３の左側面図である。
これらの図面で示すようにベース１０の上面には左右一
対のテーブル１２，１３が配置されており、両テーブル
１２，１３の上面には横架材８０を送るためのローラー
１４，１５がそれぞれ設けられている。なお両テーブル
１２，１３の相対向する内側には、短材受け１６，１７
がそれぞれ固定されている。

【００１５】前記の両テーブル１２，１３のほぼ中間位
置におけるベース１０の上面にはストッパーフレーム１
８が配置されており、このストッパーフレーム１８の上
部寄りの両側にはそれぞれストッパー２０，２１がシャ
フト２２の軸線回りに回転可能に支持されている。そし
て両ストッパー２０，２１は個々のストッパーシリンダ
ー２４，２５の作動制御によって回転するようになって
いる。

【００１６】前記横架材８０の木口を切削加工するため
の加工ユニット３０は、前記の両テーブル１２，１３の
間の空間スペースに配置されている。この加工ユニット
３０は切削加工の回転駆動源となるモーター３２を備え
ているとともに、このモーター３２の駆動軸３３に対
し、その軸線に沿って並列に取り付けらたスリット用カ
ッター３４及び溝用カッター３５を備えている。このス
リット用カッター３４は２枚のチップソーの間に１枚の
溝付きカッターが設けられた構成であり、溝用カッター
３５は溝付きカッター１枚で構成されている。また加工
ユニット３０の外周部位は集塵カバー３６で覆われてい
るとともに、この集塵カバー３６において前記テーブル
１２，１３と対向する側は、それぞれ横架材８０を通す
ための開放部となっている。なお加工ユニット３０の支
持構造については後で説明する。

【００１７】前記加工ユニット３０に対しては、その両
側に位置するテーブル１２，１３からそれぞれ横架材８
０を送り込むことができる。そしてこの加工ユニット３
０の両側には、横架材８０を個々に把持することが可能
なクランプ機構４０，４１が配置されている。このクラ
ンプ機構４０，４１は、横架材８０をその両側から把持
するためのバイス４２，４３と、前記横架材８０をその
上側から加圧して前記ローラー１４，１５との間で把持
することが可能な昇降クランパー４６，４７とを備えて
いる。

【００１８】ここで前記クランプ機構４０，４１におけ
る昇降クランパー４６，４７の構成について説明する
と、前記テーブル１２，１３の上面には、個々の昇降ク
ランパー４６，４７を昇降動作可能に支持したクランプ
スタンド４４が、それぞれ一対ずつ設けられている。そ
して両昇降クランパー４６，４７は、クランプシリンダ
ー４８，４９の作動制御によって昇降するようになって
いる。また昇降クランパー４６，４７には、材高検出プ
レート５０，５１及びシャッター５４，５５がそれぞれ
昇降クランパー４６，４７と共に昇降するように設けら
れている。

【００１９】図６は図３の左側に位置する昇降クランパ
ー４６とその関連部分を表した構成図である。図６
（Ａ）からも明らかなように前記材高検出プレート５０
は、その昇降方向に沿って一定の間隔で溝を切ることに
より形成された凹凸状の部分を有している。一方、この
材高検出プレート５０の昇降動作に対する固定側の部材
には、材高検出プレート５０の昇降動作に伴う前記凹凸
部分の通過によってオン・オフを繰り返す検出スイッチ
５２が取り付けられている。また前記シャッター５４
は、図６（Ｂ）（Ｃ）で示すように集塵カバー３６の一
方の側部にはまり込んだ状態のまま昇降できるようにな
っており、それによって集塵カバー３６の開放部を開閉
可能である。

【００２０】なお図３の右側に位置する昇降クランパー
４７とその関連部材である材高検出プレート５１、シャ
ッター５５の構成についても前記昇降クランパー４６と
その関連部材と同じであるので、その説明は省略する。
また前記検出スイッチ５２については昇降クランパー４
７の側にも当然設けられており、横架材８０を把持した
側の昇降クランパー４６，４７の検出スイッチ５２によ
る検出信号が有効となる。

【００２１】つぎに前記加工ユニット３０の支持構造に
ついて説明すると、図４，５で示すようにベース１０の
上面に配置されているＸ軸ガイドレール５６の上には、
サドル５８がＸ軸シリンダー６０の作動制御によって図
４の左右方向（Ｘ軸方向）へ往復移動するように支持さ
れている。このサドル５８の上面にはコラム６６が設け
られており、このコラム６６に沿って配置されているＹ
軸ガイドレール６７には、クロススライダー６８が支持
されている。このクロススライダー６８はＹ軸シリンダ
ー７０の作動制御によって図５の上下方向（Ｙ軸方向）
へ往復移動することが可能である。

【００２２】前記クロススライダー６８の前面には、モ
ーターベース７４がＺ軸シリンダー７６の作動制御によ
って図５の左右方向（Ｚ軸方向）へ往復移動できるよう
に支持されている。そしてこのモーターベース７４に対
して加工ユニット３０の前記モーター３２が支持されて
いる。したがって加工ユニット３０は、ベース１０の左
右方向（Ｘ軸方向）、上下方向（Ｙ軸方向）及び前後方
向（Ｚ軸方向）へそれぞれ移動可能である。なお図４，
５で示すように前記コラム６６に固定されている刃物カ
バー３７及びクロススライダー６８に固定されている刃
物カバー３８は、集塵カバー３６の後部側の切削屑の噴
出防止と安全を保つ。

【００２３】図４で示すように前記Ｘ軸シリンダー６０
には、Ｘ軸方向の位置を検出するための四個のリードス
イッチ６１，６２，６３，６４が設けられている。また
前記Ｙ軸シリンダー７０には、Ｙ軸方向の原位置を検出
するリードスイッチ７３及びこのＹ軸シリンダー７０の
移動（上昇）ストロークを検出するエンコーダ７２を備
えている。

【００２４】つづいて前記のように構成された加工装置
によって横架材８０（被加工材）の木口を切削加工（プ
レカット）する手順について説明する。まず横架材８０
の右の木口を加工するか左の木口を加工するかによって
スイッチパネル（図示外）上の加工方向ボタンを選択し
て押した後、ストッパーボタンを押す。これにより、例
えば左木口を加工する場合にはストッパーシリンダー２
４が作動制御され、それに伴うストッパー２０の回転に
よってこのストッパー２０が前記の両テーブル１２，１
３の間の空間スペースに突出する。ここで図３、４の右
側に位置するテーブル１３から横架材８０を送り込み、
その左木口がストッパー２０に当たった状態でクランプ
ボタンを押す。

【００２５】その結果、図３、４の右側に位置するクラ
ンプ機構４１のバイス４３によって横架材８０がその両
側から把持されるとともに、クランプシリンダー４９の
作動に伴う昇降クランパー４７の下降によって横架材８
０が上下から把持される。この後、ストッパーシリンダ
ー２４の作動によって前記ストッパー２０が元の待機位
置に戻される。そして前記昇降クランパー４７の下降に
より、材高検出プレート５１及びシャッター５５が共に
下降し、シャッター５５は集塵カバー３６の一方の開放
部において横架材８０の上面までを閉塞する。またこれ
と同時に、もう一方のクランプシリンダー４８も作動さ
せ、それに伴う昇降クランパー４６の下降によって材高
検出プレート５０及びシャッター５４が共に下降し、シ
ャッター５４は集塵カバー３６の他方の開放部を完全に
閉塞する。

【００２６】前記材高検出プレート５１の下降に伴って
前記検出スイッチ５２がオン・オフを繰り返し、それに
よって横架材８０の高さ（材高）が検出される。なお梁
などの横架材８０の高さは一般に３０mm間隔であるの
で、前記検出スイッチ５２も材高検出プレート５０が３
０mm移動する毎にオン・オフを繰り返して横架材８０の
高さを３０mmおきに検出できるようになっている。横架
材８０の高さは、後で説明するように加工ユニット３０
のスリット用カッター３４が横架材８０から抜けきって
からの停止位置を決定するときと、溝用カッター３５の
切り込み深さ、つまり前記ボルト溝８４の深さを決定す
るときとの制御に必要である。

【００２７】つぎに加工種類の選択ボタンを押すことに
より、図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のうちのいずれの種
類の切削加工を行うか決定する。この後に自動運転のス
タートボタンを押すことにより、横架材８０の木口に対
して加工ユニット３０による所定の切削加工が行われ、
加工の完了に伴ってクランプ機構４１による横架材８０
の把持が自動解除される。

【００２８】なお横架材８０の右木口を加工する場合
は、図３、４の左側に位置するテーブル１２から横架材
８０を送り込み、その右木口がストッパー２１に当たっ
た状態においてクランプ機構４０で横架材８０を把持す
る。そしてこの場合もクランプ機構４０の昇降クランパ
ー４６が下降することにより、材高検出プレート５０及
びシャッター５４が共に下降し、シャッター５４によっ
て集塵カバー３６の開放部を閉塞するとともに、材高検
出プレート５０の下降に伴う検出スイッチ５２のオン・
オフによって横架材８０の高さ（材高）が検出される。

【００２９】つづいて前記加工ユニット３０による切削
加工の工程を詳細に説明する。ただし各切削加工は横架
材８０の右木口に行うものとする。

【００３０】まず図１（Ａ）で示す種類の切削加工につ
いてはつぎの工程で行う。 （１）Ｙ軸シリンダー７０によって加工ユニット３０を
図面の実線で示す原位置からコラム６６のＹ軸ガイドレ
ール６７に沿って上昇させ、前記エンコーダ７２によっ
て加工ユニット３０を横架材８０の下側のボルト溝８４
の加工位置に位置決めする（図８）。

【００３１】（２）Ｘ軸シリンダー６０によって加工ユ
ニット３０を図４の左方向へ移動させることにより、す
でにモーター３２で回転駆動されている溝用カッター３
５が図８で示す位置から左方向へ移動して下側のボルト
溝８４が切削加工される。このときの加工ユニット３０
の移動は、ボルト溝８４の長さを検出するための前記リ
ードスイッチ６３によって位置決めされて停止する。

【００３２】（３）加工ユニット３０をＸ軸シリンダー
６０によって図４の右方向へ移動させると同時に、Ｙ軸
シリンダー７０によって下降させる。このときのＸ軸シ
リンダー６０による加工ユニット３０の移動は、リード
スイッチ６４によって検出され、加工ユニット３０がＸ
軸方向に関する原位置に位置決めされる。またＹ軸シリ
ンダー７０による加工ユニット３０の下降はリードスイ
ッチ７３で検出され、加工ユニット３０はＹ軸方向に関
しても原位置に位置決めされる。

【００３３】（４）Ｚ軸シリンダー７６によって加工ユ
ニット３０をＺ軸方向に関して図５の右方向へ前進さ
せ、溝用カッター３５からスリット用カッター３４に変
更してＺ軸シリンダー７６の作動を停止させる。

【００３４】（５）Ｙ軸シリンダー７０によって加工ユ
ニット３０を原位置から上昇させることにより、スリッ
ト用カッター３４が図７で示す位置から上昇して木口ス
リット８１，８２が切削加工される。このとき、前記材
高検出プレート５０の移動量によって検出された横架材
８０の高さに基づき、前記エンコーダ７２によって加工
ユニット３０のスリット用カッター３４が横架材８０か
ら抜けきったことを検出し、その位置でＹ軸シリンダー
７０の作動を停止させる。

【００３５】（６）Ｚ軸シリンダー７６によって加工ユ
ニット３０を前記（４）のときとは逆方向へ後退させ、
再び溝用カッター３５に変更してＺ軸シリンダー７６の
作動を停止させる。

【００３６】（７）Ｙ軸シリンダー７０によって加工ユ
ニット３０を下降させ、エンコーダ７２によって加工ユ
ニット３０を横架材８０の上側のボルト溝８４の加工位
置に位置決めする。

【００３７】（８）Ｘ軸シリンダー６０によって加工ユ
ニット３０を図４の左方向へ移動させることにより、溝
用カッター３５で上側のボルト溝８４が切削加工され
る。このときの加工ユニット３０の移動も、前記（２）
の場合と同様にリードスイッチ６３によって位置決めさ
れて停止する。

【００３８】（９）Ｘ軸シリンダー６０によって加工ユ
ニット３０を図４の右方向へ移動させ、リードスイッチ
６４によってＸ軸方向に関する原位置に位置決めする。

【００３９】（１０）Ｙ軸シリンダー７０によって加工
ユニット３０を下降させ、リードスイッチ７３によって
Ｙ軸方向に関する原位置に位置決めする。

【００４０】図１（Ｂ）で示す種類の切削加工について
は、前記（１）〜（６）までの工程は前記の場合と同じ
であり、（７）〜（９）の工程をとばして（１０）の工
程を行う。また図１（Ｃ）で示す種類の切削加工につい
ては、前記（１）〜（３）までの工程をとばして（４）
〜（１０）までの工程を行う。

【００４１】なお横架材８０の左木口に切削加工を行う
場合も、右木口の切削加工の場合とほぼ同工程となる
が、横架材８０の上下にボルト溝８４を加工するときの
Ｘ軸シリンダー６０による加工ユニット３０の送り方向
及び戻し方向が、左木口の切削加工では右木口の切削加
工の場合の左右逆となる。

【００４２】このように本実施の形態では、前記加工ユ
ニット３０の箇所に対して横架材８０を左右いずれのテ
ーブル１２，１３の側からでも送り込んで通過させるこ
とができるため、横架材８０を反転することなく左右の
木口を切削加工することができる。また前記Ｚ軸シリン
ダー７６による加工ユニット３０の移動制御によってス
リット用カッター３４及び溝用カッター３５を選択する
だけで、横架材８０の木口に対して二種類の切削加工を
一工程で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】切削加工が施された横架材（被加工材）の木口
を表した斜視図。

【図２】横架材と柱とのジョイント状態を表した説明
図。

【図３】加工装置の正面図。

【図４】図３の平面図。

【図５】同じく図３の左側面図。

【図６】図３の左側に位置する昇降クランパーとその関
連部分を表した構成図。

【図７】横架材に対して木口スリットを切削加工する直
前の様子を表した斜視図。

【図８】横架材に対して下側のボルト溝を切削加工する
直前の様子を表した斜視図。

【符号の説明】

３０ 加工ユニット ３４，３５ カッター ３６ 集塵カバー ４０，４１ クランプ機構 ４６，４７ 昇降クランパー ８０ 横架材（被加工材）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工ユニットのカッターを回転駆動させ
   つつ、この加工ユニットを被加工材の木口に対するカッ
   ターの切り込み方向及び送り方向へ移動制御することに
   より、木口に所定の切削加工を施すことが可能な木口切
   削用加工装置であって、 前記加工ユニットの駆動軸上に二種類以上のカッターが
   取り付けられているとともに、この加工ユニットがこれ
   らのカッターを選択可能な方向へ移動制御可能で、かつ
   各カッターの切り込み方向及び送り方向へそれぞれ往復
   移動制御可能に設けられており、各カッターの切り込み
   方向に関する加工ユニットの両側から被加工材を送り込
   みを可能とし、しかも加工ユニットの両側には被加工材
   の把持可能なクランプ機構がそれぞれ配置されているこ
   とを特徴とする木口切削用加工装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の木口切削用加工装置であ
   って、 前記加工ユニットの外周部位が集塵カバーで覆われてい
   るとともに、被加工材を通過させるために集塵カバーの
   両側にあけられている開放部が個々のシャッターによっ
   て個別に閉塞可能となっており、しかも両シャッターは
   前記クランプ機構における昇降クランパーと共に昇降す
   るようになっていることを特徴とする木口切削用加工装
   置。