JP2978473B1 - 曲り材の自動曲り挽き方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 曲り材を送材車により直線移送して、移送中
に湾曲する挽面の鋸挽きされる部分が常に鋸刃先へ位置
付けされるように姿勢修正し、曲り材の自動的な曲り挽
きを可能する。 【解決手段】 送材車２付き帯鋸盤１を利用して曲り材
７を自動的に曲り挽きする方法であって、送材車２の木
掴６に把持させた曲り材７を、木掴６の移動調整により
湾曲する挽面の鋸挽きされる部分が常に帯鋸３の刃先へ
位置付けされるように姿勢修正し、送材車２により直線
移送される曲り材７を挽面７ａが湾曲するように曲り挽
きする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、曲り材の自動曲り
挽き方法及び装置。詳しくは曲り材をほぼその曲りなり
に自動的に挽く曲り挽き方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】国内の森林資源は、高齢級材が枯渇して
急速に一般材化しつつあり、この一般材の大部分を占め
る杉中目材は、およそ５０％が曲り材であり、この曲り
材は直挽きすると歩留りが悪いため、直材と比較して原
木単価が安く、育林経営が極めて厳しい現状にある。し
かし、曲り材もその曲りなりに挽く曲り挽きを行えば、
製品は真っ直になってその品位が直材に直挽きしたもの
に劣らず、歩留りにおいても同等であることは一般に知
られている。

【０００３】しかしながら、曲り挽きするには経験豊か
な作業者が、二人掛りでテーブル帯鋸盤のテーブル上に
曲り材を手送りして挽材をしなければならない。このた
め、作業は重労働であって、能率が極端に悪く、正確な
湾曲挽面を得ることも困難で、しかも、現今では曲り挽
きができる作業者が稀になっつたことから曲り挽きは全
く実施されていない状態である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、曲り材をその前端と後端の相対移動によっ
て、彎曲する希望挽材線の各部位が常に帯鋸と接線をな
して挽道上に位置付けされるように送材して、既存の機
械による曲り材の自動曲り挽きを可能とする曲り材の自
動曲り挽き方法及び装置を提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明に係る曲り材の自動曲り挽き方法及び装置は、下
記の方法及び構成を採用することを特徴とする。 （１） 送材車付き帯鋸盤を利用して曲り材を自動的に
曲り挽きする方法であって、送材車上に曲り材を、その
背が挽道側に位置するように末口側と元口側の木掴みに
より支持させ、前記木掴みの末口側のものと元口側のも
のとを、個別の進退手段により挽道へ近付く方向と挽道
から遠のく方向へ進退調整できるようにして、送材車の
進行中に末口側の木掴みと元口側の木掴みとを、制御器
により一方が挽道へ近付くと他方が挽道から遠のくよう
に相対位置を調整し、曲り材の彎曲する希望挽材線の各
部位を順次に挽道に内接させて、この部位へ帯鋸を接線
状に切り込ませ、直進する送材車上において曲り材を希
望する挽材線通りに正確に曲り挽きすることができる。 （２） 送材車付き帯鋸盤を利用して曲り材を自動的に
曲り挽きする装置であって、送材車は、曲り材を背が挽
道側に位置するように木掴に把持させて帯鋸盤へ向って
直線移送するものであり、木掴は、曲り材の末口側と元
口側とを掴む一対が、挽道へ近付く方向と挽道から遠の
く方向に進退する進退手段を個別に備えて、各進退手段
の作動制御により、一方の木掴みが挽道に近付くと、他
方の木掴みが挽道から遠のくように相対位置を調整する
ことができるものであり、進退手段の作動を制御する自
動制御器は、末口側の木掴みと元口側の木掴との相対位
置を、木掴に支持される曲り材の彎曲する希望挽材線の
各部位が順次に挽道に内接されて行くように組んだプロ
グラムを備えて、このプログラムに基いて末口側の木掴
と元口側の木掴との進退手段の作動を制御するものであ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る曲り材の自動
曲り挽き方法及び装置の実施形態を図面に基づいて説明
する。

【０００７】図において符号１は、本発明に係る方法及
び装置に使用した送材車付き帯鋸盤である。この帯鋸盤
１は上下の鋸車３（図面には上側だけを示す）に帯鋸４
を懸張して、この帯鋸４を動力により回転させて送材車
２により移送される木材を挽材させる。

【０００８】前記送材車２は、公知の走行装置（図面省
略）に駆動されてレール５を直線的に進退するもので、
前進時に後記する木掴に把持される木材を帯鋸３へ送り
込んで挽材させ、挽材を終わると待機位置へ戻す動作を
繰り返す。

【０００９】木掴６は、その一対で図１、図２、図５に
示すような曲り材７の元口側と末口側を把持させるもの
で、各々は支軸８の下部に固定した受板６ａと、支軸８
の上部へ移動可能にねじ９止めした鎹６ｂとにより構成
され、この木掴６は曲り材７の姿勢を修正するためと、
歩出しをするために進退させる必要がある。そこで、木
掴６の支軸８を回転自在に支持させた進退盤１０をベー
ス１１の摺動ガイド１２に係合させ、この進退盤１０の
上側にはサーボモータ１３に駆動される送りねじ１４を
配置し、ベース１１の端部には前記送りねじ１４を螺合
させるめねじ１５を固定する。こうすれば、一対のサー
ボモータ１３の回転状態、すなわち、回転方向及び回転
数をそれぞれ異ならせて、一対の送りねじ１４による二
つの進退盤１０の進退状態を相違させ、一対の木掴６を
一方が挽道ＳＬに近付くと他方が挽道ＳＬから遠のくよ
うに相対位置を調整して、曲り材７を送材車２の進行
中、図６の（ａ）〜（ｆ）及び図７の（ｇ）〜（ｌ）に
示す通り、彎曲する希望挽材線の各部位が順次に挽道Ｓ
Ｌに内接されて行くように姿勢修正して、各部位へ帯鋸
４が接線状に切り込んで希望する挽材線通りの曲り挽き
を正確に行えるようにする。

【００１０】最初の曲り挽きが終わると、これに引き続
いて板取り等を行う場合は、送材車２が待機位置に戻る
と、一対のサーボモータ１３を同期回転させて、一対の
送りねじ１４により二つの進退盤１０を同様に希望する
板厚さ分だけ進め、曲り材７を均等に繰り出す歩出しを
行う。そして、前述の通り送材車２を前進させながら一
対のサーボモータ１３の回転状態を変化させ、一対の送
りねじ１４で二つの進退盤１０及び木掴６に異なる進退
動作を行わせる。こうすれば、木掴６に支持される曲り
材７の姿勢修正が行われるため、曲り材７は最初と同じ
ように以後の曲り挽きを行われて、希望する厚さの板材
が得られ、しかも、この板材は湾曲する曲り材７からの
切り離しに伴って逐次直進し、挽き落とされるときは全
体が直材を直挽きしたと同様の真っ直ぐな板になる。

【００１１】前記のように曲り材７の姿勢修正を行うた
め、一対の進退盤１０を個別に進退作動させるには、木
掴６が進退盤１０に対して若干の回動を行う必要があ
る。そこで、木掴６の支軸７を進退盤１０へ回動自在に
支持させると共に、進行方向後側の木掴６は揺動板１６
を介して進退盤１０へ取り付け、一対の進退盤１０と一
対の木掴み６とが一方の木掴６が挽道ＳＬに近付くと、
他方の木掴６が挽道ＳＬから遠のく運動も支障なく行わ
れるようにし、更に、一対の木掴６はこれらに曲り材７
を把持させるときは、曲り材７と正対するように位置付
けして置く必要がある。そこで、一対の木掴６の受板６
ａを連杆１７により連結して前記条件が満たされるよう
にするか、両受板６ａにこれらを常に曲り材７へ正対さ
せて置くように働き、曲り材７の姿勢修正の際、木掴６
に回動力が加われば木掴６を回動させ、回動力が除かれ
れば木掴６を正対位置に戻らせるばね（図面省略）を装
着しても同様の機能が果される。

【００１２】前記のように曲り材７を姿勢修正して、湾
曲する希望挽材線の各部位を帯鋸４の刃先において順次
に挽道ＳＬへ内接させて行くためには、一対の木掴６の
相対位置を図６の（ａ）〜（ｆ）及び図７の（ｇ）〜
（ｌ）に示す通り刻々と変化させなければならない。こ
のため、位置を変化させるプログラムを組んで、このプ
ログラムに従ってサーボモータ１３の回転状態を変換
し、一対の送りねじ１４によって二つの進退盤１０と木
掴６とに異なる進退動作を行わせるようにしなければな
らない。そこで、刻々に変化する木掴６の進退距離の変
化を計算式により求めながらその位置へ木掴６を移動さ
せる場合は、演算機能を備える自動制御装置１８を用
い、刻々に変化する位置変化の距離を計算式や作図等に
より求めて登録して置き、この登録値に基づいて木掴６
をその位置へ移動させる場合は、記憶装置を備える自動
制御装置１８を用いる。

【００１３】次に、演算機能を備える自動制御装置１８
による制御を説明する。この自動制御装置１８により制
御するときは、まず下記の条件（図５参照）により計算
式を作成する。 （１）曲り材７の湾曲する背側を円周の一部分と見做
し、その半径をＲとする。 （２）曲り材７に一対の木掴６の鎹６ｂを打ち込む位置
をＰ及びＱとし、これらＰ及びＱの初期位置は鋸刃ライ
ンＳＬより等距離にあるものとする （３）帯鋸４の刃は曲り材７の湾曲する挽面７ａの鋸挽
きされる部分へ常に接線状に切り込むものとする。 （４）曲り材７の背張り高さ（曲り材７の背側の両端を
結ぶ線から中高の頂が出っ張る寸法）をＨとする。 （５）帯鋸４により挽材される位置と進行方向前側の鎹
６ｂの打ち込み位置Ｐとの距離をＸとする。 （６）曲り材７の長さは一対の鎹６ｂ間の距離Ｌと、一
対の鎹６ｂの両側へ出っ張る長さＡの２倍の和、すなわ
ち、Ｌ＋２Ａである。 従って、曲り材７の湾曲する背側の円弧の半径を求める
と、

【００１４】

【数１】

【００１５】次に、帯鋸４の刃先が曲り材７の挽き始め
位置Ｓにあるときの曲り材７の姿勢を求める。この姿勢
を決めるには、前記（３）の条件を満足させるようにＰ
位置とＱ位置を求めればよい。Ｐ位置とＱ位置の鋸刃ラ
インＳＬからの距離をＹ１、Ｙ２とすると、Ｙ１とＹ２
とは、Ｐ位置とＱ位置とが挽道ＳＬから等距離にあると
きの挽道ＳＬからＰ位置までの距離をＰとして数２、数
３により求められる。

【００１６】

【数２】

【００１７】

【数３】

【００１８】しかし、曲り材７の挽き始め位置Ｓ１から
中間位置Ｓ３までは前側の木掴６が前進し、後側の木掴
６が後退する回動運動が進行方向前側の鎹６ｂの位置Ｐ
を中心として起こるため、鎹位置ＰとＱを結ぶ直線とそ
の初期位置とがなす角度θは＋方向に増加し、この角度
θは数４により求められる。

【００１９】

【数４】

【００２０】角度θの＋方向の変化が起こる場合のＹ２
は数５により求められる。

【００２１】

【数５】

【００２２】また、曲り材７の中間位置Ｓ３から挽き終
わり位置Ｓ５までは進行方向前側の木掴６が後退し、後
側の木掴６が前進する回転運動が進行方向前側の鎹６ｂ
の位置Ｐを中心として起こるため、鎹位置ＰとＱを結ぶ
直線とその初期位置とがなす角度θを−方向に増加する
もので、この角度θは数６により求められる。

【００２３】

【数６】

【００２４】角度θの−方向の変化が起こる場合、進行
方向後側の木掴６の移動寸法Ｙ２は数式７により求めら
れる。

【００２５】

【数７】

【００２６】前記のように作成した計算式を自動制御装
置１８の演算装置（図面省略）へ入力して、演算装置に
より一対の木掴６が刻々位置変化する距離を演算させつ
つ、その算出距離Ｙ１、Ｙ２だけ前後の木掴６を送りね
じ１４により移動させるようにサーボモータ１３の回転
状態を制御する。この場合、操作盤１８ａには選択事項
の曲り材７の長さＬの選択スイッチＳ１と、背張り高さ
Ｈの選択スイッチＳ２とを設けて、挽材時、作業者が曲
り材７を見てその長さＬと背張り高さＨを判断し、その
判断値に合致する選択スイッチＳ１とＳ２とを押す。す
ると、その長さＬと背張り高さＨに適合する計算式が選
択されて、この計算式で円弧をなす挽面７ａの鋸挽きさ
れる部分が帯鋸４の刃先に位置付けされるように前後の
木掴６を移動させる距離Ｙ１、Ｙ２が算出され、これに
伴い自動制御装置１６は算出値に基づいてサーボモータ
１３の回転状態を制御して、送りねじ１４により一対の
進退盤１０及び木掴６を移動させるから、この木掴６の
移動距離Ｙ１、Ｙ２の変化に伴って生ずる曲り材７の姿
勢修正の状態を長さ４ｍ、背張り高さ５０ｍｍの曲り材
７について例示したのが、図６（ａ）〜（ｆ）と図７
（ｇ）〜（ｌ）及び表１であり、これらの図、及び表に
より挽面７ａが円弧をなす曲り材７を送材車２により直
線移送してもその背側をほぼその曲りなりに自動的に正
確に曲り挽きされる。

【００２７】

【表１】

【００２８】一対の木掴６が位置変化する距離Ｙ１とＹ
２は、前記のように計算式で求められるし、キャド等に
よる作図でも求められるから、曲り材７の長さＬや背張
り高さＨの違うものに対応する各種の位置変化の距離Ｙ
１とＹ２を求めて、記憶装置を備える自動制御装置（図
面省略）の記憶装置に登録して置き、この登録データを
操作盤に設けた２組の選択スイツチにより選択して挽材
すれば、自動制御装置が登録されたＹ１とＹ２の距離だ
け前後の木掴６を送りねじ１４で移動させるように一対
のサーボモータ１３の回転状態を制御するから、この場
合も曲り材７をその曲りなりに挽く曲り挽きが自動的に
行われる。

【００２９】前記の場合、曲り材７の曲りが円の一部を
なすものと見做したものであるが、曲り材７によっては
曲りが楕円の一部と見做される場合もあるから、この場
合はこの楕円に基づいて計算式を作るか、又は、作図し
て一対の木掴６が位置変化する距離を求めるようにす
る。

【００３０】前記のように送材車２付きの帯鋸盤１によ
り最初の曲り挽きが終わるときは、一対の木掴６が鋸刃
ラインＳＬ線と平行する待機位置に戻るから、これに伴
い、サーボモータ１３により前後の木掴６を均等に繰り
出して曲り材７の歩出しを行い、送材車２の前進に伴い
曲り材７の姿勢を修正しつつ帯鋸４による挽材を行わせ
れば、曲り挽きによる板取りを送材車２付きの帯鋸盤１
によって自動的に行える。しかし、送材車２付きの帯鋸
盤１により最初の曲り挽きが終わったとき、曲り材７を
前後の木掴み６より外してローラー帯鋸盤１９へ移し、
その送りローラー２０により曲り材７の湾曲する挽面７
ａを定規２１へ押し付けてテーブル２２上を送れば、曲
り材７は定規２１に接する湾曲挽面７ａを基準に曲線移
送されて、以後の曲り挽きをローラー帯鋸盤１９により
自動的に行われるものである。

【００３１】又、ローラー帯鋸盤１９による曲り挽きに
おいては、曲り材７から反りや割れを起こし易い芯持ち
部７ｂを除く芯去り挽きも簡単にできる。すなわち、ロ
ーラー帯鋸盤１９の定規２１をサーボモータ２３等によ
り移動調整できる構成として、芯去り挽きの際は、帯鋸
２４と定規２１の距離が挽き始めと挽き終わりとで図９
に示すようにｔ１からｔ２に変化するように定規２１を
移動調整すれば、曲り材７から反りや割れを起こし易い
芯持ち部７ｂを除く芯去り挽きが自動的に確実に行われ
る。尚、この芯去り挽きは、送材車２付きの帯鋸盤１に
おいても、曲り材７が芯持ち部７ｂの末口側と元口側と
でｔ１とｔ２の寸法差を生ずるようにプログラムを組ん
で置いて一対の木掴６を操作すれば前記ローラー帯鋸盤
１９と同様に芯去り挽きを自動的に確実に行わせること
ができる。

【００３２】

【発明の効果】請求項１の効果 送材車の木掴に曲り材
を支持させて、これを直線移送する間に湾曲する希望挽
材線の各部位が帯鋸４の刃先において順次に挽道ＳＬへ
内接して行くように姿勢修正するため、曲り材の曲り挽
きを送材車付きの帯鋸盤により自動的に正確に行えて、
しかも、製品の品位及び歩留は直材を直挽きしたものと
同等である。従って、一般の杉中目材でも収益が向上し
て悲観的な現状にある育林経営の改善に有効である。請
求項２の効果 既存の送材車付き帯鋸盤における木掴を
改造して、その進退手段の自動制御装置を設けるだけ
で、曲り材の姿勢修正を自動的に行なわせて湾曲する希
望挽材線の各部位を帯鋸４の刃先において順次に挽道Ｓ
Ｌへ内接させて行くことができるため、従来、経験豊か
な作業者にしかできなかった曲り挽きを誰でも簡単に行
うことができて、しかも、作業者によって製品に優劣の
差が出ることもなく、装置への改造，あるいは新設を行
っても費用が安くて経済状態が悪い現今においても容易
に設置して曲り材の曲り挽きを実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本件発明に係る曲り材の曲り挽き方法及び装置
に使用したし送材車付き帯鋸盤の全体図である。

【図２】送材車に設けた一対の木掴に曲り材を把持させ
た状態の拡大平面図である。

【図３】進行方向前側の木掴の進退手段の構造を示す拡
大側面図である。

【図４】進行方向後側の木掴の進退手段の構造を示す拡
大側面図である。

【図５】湾曲する挽面の鋸挽きされる部分が常に帯鋸の
刃先へ位置付けされるように曲り材を姿勢修正するため
前後の鎹位置を計算する計算式に用いた諸条件の説明図
である。

【図６】（ａ）〜（ｆ）は曲り材を曲り挽きする工程の
前半における曲り材の姿勢と木掴の位置との関係を示す
説明図である。

【図７】（ｇ）〜（ｌ）は曲り材を曲り挽きする工程の
後半における曲り材の姿勢と木掴の位置との関係を示す
説明図である。

【図８】二回目以降の曲り挽きをローラー帯鋸盤により
行う状態を示す平面図である。

【図９】ローラー帯鋸盤により心去り挽きを行う状態を
示す説明図である。

【符号の説明】

１ 帯鋸盤 ２ 送材車 ４ 帯鋸 ６ 木掴 ６ａ 受板 ６ｂ 鎹 ７ 曲り材 ７ａ 挽面 １４ 進退手段 １８ 自動制御装置 １９ ローラー帯鋸盤 ２０ 送りローラー ２１ 定規

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−10901（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−51099（ＪＰ，Ａ) 特公 平７−96201（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B27B 13/00 B27B 29/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送材車付き帯鋸盤を利用して曲り材を自
   動的に曲り挽きする方法であって、 送材車上に曲り材を、その背が挽道側に位置するように
   末口側と元口側の木掴みにより支持させ、 前記木掴みの末口側のものと元口側のものとを、個別の
   進退手段により挽道へ近付く方向と挽道から遠のく方向
   へ進退調整できるようにして、 送材車の進行中に末口側の木掴みと元口側の木掴みと
   を、制御器により一方が挽道へ近付くと他方が挽道から
   遠のくように相対位置を調整し、 曲り材の彎曲する希望挽材線の各部位を順次に挽道に内
   接させて、この部位へ帯鋸を接線状に切り込ませ、 直進する送材車上において曲り材を希望する挽材線通り
   に正確に曲り挽きすることができることを特徴とする曲
   り材の自動曲り挽き方法。
2. 【請求項２】 送材車付き帯鋸盤を利用して曲り材を自
   動的に曲り挽きする装置であつて、 送材車は、曲り材を背が挽道側に位置するように木掴に
   把持させて帯鋸盤へ向って直線移送するものであり、 木掴は、曲り材の末口側と元口側とを掴む一対が、挽道
   へ近付く方向と挽道から遠のく方向に進退する進退手段
   を個別に備えて、各進退手段の作動制御により、一方の
   木掴みが挽道に近付くと、他方の木掴みが挽道から遠の
   くように相対位置を調整することができるものであり、 進退手段の作動を制御する自動制御器は、末口側の木掴
   みと元口側の木掴との相対位置を、木掴に支持される曲
   り材の彎曲する希望挽材線の各部位が順次に挽道に内接
   されて行くように組んだプログラムを備えて、このプロ
   グラムに基いて末口側の木掴と元口側の木掴との進退手
   段の作動を制御するものであることを特徴とする曲り材
   の自動曲り挽き装置。