JP5331956B2

JP5331956B2 - How to drill wood

Info

Publication number: JP5331956B2
Application number: JP2009064090A
Authority: JP
Inventors: 章蒔田; 裕一赤堀; 武水上; 聡史福田; 康寿佐々木
Original assignee: Nagoya University NUC; Aichi Prefecture; Tokai National Higher Education and Research System NUC
Current assignee: Nagoya University NUC; Aichi Prefecture; Tokai National Higher Education and Research System NUC
Priority date: 2009-03-17
Filing date: 2009-03-17
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2029-03-17
Also published as: JP2010214760A

Description

本発明は、木材内部の透過性を改善し、防腐剤や合成樹脂などの処理剤も木材内部にまで良好に含浸させること目的として、木材に多数の細孔を深く穿設する、木材の穿孔方法に関する。 The present invention provides a wood perforation that deeply drills a large number of pores in a wood for the purpose of improving the permeability inside the wood and satisfactorily impregnating the wood with a treatment agent such as a preservative or a synthetic resin. Regarding the method.

木材に対して透過性の向上を図ることは、木材内部の水分や気体を速やかに排出させるために重要である。また、耐候性、耐水性、防腐性、防虫性、耐光性などの耐久性や、寸法安定性、機械的強度、難燃性、意匠性など、種々の性能の向上を目的として、防腐剤、防蟻剤、樹脂、染料など、種々の処理剤を木材内部にまで良好に含浸させるためにも重要である。そのための加工手段として、例えば特許文献１のように、木材の表面に刃を圧入して液体などを浸透しやすくするインサイジング加工が一般的である。しかし、刃を圧入するだけのインサイジング加工では、表層からの圧入深さに限界があり、木材中心部の透過性を改善するには課題を残している。 Improving permeability to wood is important for quickly discharging moisture and gas inside the wood. In addition, for the purpose of improving various performances such as durability, such as weather resistance, water resistance, antiseptic properties, insect repellent properties, light resistance, dimensional stability, mechanical strength, flame resistance, and design properties, preservatives, It is also important for satisfactorily impregnating wood with various treatment agents such as an anti-anticide, resin, and dye. As a processing means for that purpose, for example, as in Patent Document 1, an insizing process is generally used in which a blade is press-fitted into the surface of wood to easily allow liquid to penetrate. However, in the insizing process that only press-fits the blade, there is a limit to the depth of press-fitting from the surface layer, and there remains a problem in improving the permeability at the center of the wood.

そこで、木材の中心部も含めて木材の断面全体の透過性を的確に向上させる手段として、多数の深い細孔を穿設することが有効である。木材へ深い細孔を穿設する手段として、例えばレーザやウォータジェットを用いた方法が考えられる。しかし、レーザを用いた場合は、穿孔深さの制御が困難であり、また、表層側と最深部では孔の径が異なったり、孔の周囲が焦げるなどの課題がある。ウォータジェットを用いた場合も穿孔深さの制御が困難であり、加工速度も遅く木材が濡れるなどの問題がある。したがって、木材へ深い細孔を穿設するには、木材加工方法として一般的に使用されているドリルを使用することが好適である。 Therefore, it is effective to drill a large number of deep pores as means for accurately improving the permeability of the entire cross section of the wood including the center of the wood. As means for drilling deep pores in wood, for example, a method using a laser or a water jet can be considered. However, when a laser is used, it is difficult to control the perforation depth, and there are problems such that the diameter of the hole is different between the surface layer side and the deepest part, and the periphery of the hole is burnt. Even when a water jet is used, it is difficult to control the drilling depth, the processing speed is slow, and the wood gets wet. Therefore, in order to drill deep pores in wood, it is preferable to use a drill that is generally used as a wood processing method.

処理剤含浸用に木材全体に多数の細孔を穿設するためではないが、ドリルによって木材に孔を穿設する技術としては、例えば特許文献２や特許文献３がある。特許文献２では、長尺の木材を乾燥する際の割れを防止するため、木材の木口面に長手方向の貫通孔を穿設するにあたって、穿設加工時のドリルの振れを防止してドリルの直進性に優れる穿設方法を提案している。そのための手段として、ドリルユニット構造を機械的に改良しており、ドリル本体ガイド部をガイドシャフトにより進退自在に案内することで、摺動動作を安定させて、ドリル本体ガイド部の直進性を確保している。なお、ドリルの取り扱い性及び可能穿孔長さとの関係から、ドリル軸の長さを１２００ｍｍ〜２５００ｍｍが好ましいとしている。また、ドリルの剛性等の観点から、ドリルの外径は１５ｍｍ〜２０ｍｍが好ましいとしている。特許文献３は、木材同士を連結するための金具用の孔を明ける穿孔加工装置であって、木材を載置固定する基台と、木材の側面に横穴を空ける横穴加工ユニットを備え、横穴加工ユニットは、木材の長手方向に沿って移動可能なスライドベースにガイド部材を立設し、ガイド部材に案内して横穴加工ドリルを木材の側面に対して進退自在に設けてあり、木材同士を連結するための金具の穴位置に対応した係合部を有する着脱可能な位置決めバーを、基台上に木材と平行に固定して備え、スライドベースと共に移動する位置決めピンを位置決めバーの係合部に係合させることで、横穴加工ユニットが自動的に位置決めされるよう構成されている。 For example, Patent Document 2 and Patent Document 3 disclose techniques for drilling holes in wood with a drill, not for drilling a large number of pores in the entire wood for impregnation with a treating agent. In Patent Document 2, in order to prevent cracking when drying a long timber, when drilling a longitudinal through-hole in the lumber surface of the timber, the swing of the drill during drilling is prevented. We have proposed a drilling method with excellent straightness. As a means for this, the drill unit structure has been mechanically improved, and the drill body guide part is guided by the guide shaft so that it can be moved forward and backward, thereby stabilizing the sliding motion and ensuring the straightness of the drill body guide part. doing. It should be noted that the length of the drill shaft is preferably 1200 mm to 2500 mm from the relationship with the handleability of the drill and the possible drilling length. Further, from the viewpoint of the rigidity of the drill, the outer diameter of the drill is preferably 15 mm to 20 mm. Patent document 3 is a drilling device for drilling holes for metal fittings for connecting woods, and includes a base for placing and fixing wood, and a horizontal hole processing unit for making a horizontal hole on the side surface of the wood. In the unit, a guide member is erected on a slide base that can move along the longitudinal direction of the wood, and a horizontal hole drill is guided to the guide member so that it can move forward and backward with respect to the side of the wood. A detachable positioning bar having an engaging portion corresponding to the hole position of the metal fitting is fixed on the base in parallel with the wood, and a positioning pin that moves together with the slide base is provided on the engaging portion of the positioning bar. By being engaged, the horizontal hole machining unit is automatically positioned.

特開２００６−２１３０３１号公報JP 2006-213031 A 特開２００５−１０３７１５号公報JP 2005-103715 A 特開２００３−１１７９０５号公報JP 2003-117905 A

上述のように、木材表面に刃を圧入する特許文献１では、表層からの圧入深さに限界がある。これに対し特許文献２や特許文献３では、ドリルを使用していることで深い孔を穿設できる。しかし、特許文献２や特許文献３は、処理剤を含浸する場合も考慮して穿孔しているわけではないので、孔の直径が大きい。木材に同じ面積で断面欠損を生じさせるならば（全孔の合計面積が同じであれば）、太い（直径の大きい）孔よりも細い（直径の小さい）細孔の方が好ましい。各孔の直径が小さければ、穿孔数を増やすことができ、木材の全体に多数の細孔を穿設することで、強度面や均質処理の面において有利である。一方、多数の太孔を穿設すると、木材強度が著しく低下すると共に、外観（意匠性）も悪化する。 As described above, in Patent Document 1 in which a blade is press-fitted into the wood surface, there is a limit to the depth of press-fitting from the surface layer. On the other hand, in patent document 2 and patent document 3, a deep hole can be drilled by using a drill. However, since Patent Document 2 and Patent Document 3 are not perforated in consideration of the case where the treatment agent is impregnated, the diameter of the hole is large. If cross-sectional defects are caused in the same area in wood (if the total area of all the holes is the same), narrow (small diameter) pores are preferable to thick (large diameter) holes. If the diameter of each hole is small, the number of perforations can be increased, and it is advantageous in terms of strength and homogeneity treatment by forming a large number of pores in the whole wood. On the other hand, when a large number of large holes are drilled, the strength of the wood is significantly lowered and the appearance (designability) is also deteriorated.

また、ドリルによって木材に細孔を穿設する場合の課題の一つとして、ドリルの欠損、すなわちドリルの耐久性がある。特にスギ材やカラマツ材のように早材・晩材部の密度差の大きい素材を、小径なドリルによって穿孔加工する場合、図８に示すように、年輪の影響によって穿設位置によってはドリル１００が変形し、曲げ疲労の蓄積によってドリルが欠損し易くなる。ドリルの欠損を防ぐには、剛性を高めるか、撓り易くすることが考えられる。ここで、特許文献２では、処理剤含浸用としては太いドリルを使用しているため、ドリルの欠損を防ぐために剛性に着目しており、ドリル直径とドリルの突出量等との関係については特に考慮していない。ドリルの直径を大きくすれば剛性は高まるが、反面、これによる孔の直径も大きくなるので、上記の問題が生じてしまう。 Further, as one of the problems when drilling fine holes in wood with a drill, there is a drill defect, that is, the durability of the drill. In particular, when a material having a large density difference between early and late materials, such as cedar and larch, is drilled with a small diameter drill, as shown in FIG. Will be deformed, and the drill will be easily broken due to the accumulation of bending fatigue. In order to prevent the drill from being broken, it is conceivable to increase the rigidity or to bend easily. Here, in Patent Document 2, since a thick drill is used for the treatment agent impregnation, attention is paid to rigidity in order to prevent the drill from being broken, and the relationship between the drill diameter and the amount of protrusion of the drill is particularly concerned. Not considered. Increasing the diameter of the drill increases the rigidity, but on the other hand, the diameter of the hole is also increased, which causes the above problem.

そこで本発明者らは、深い細孔を穿設する場合のドリル欠損を防ぐための手段としてドリルの撓りに着目し、鋭意検討の結果、ドリルの突出量、ドリル直径、及び穿設深さとの関係が重要となることを知見し、本発明を完成するに至った。具体的には、ドリルの曲げ疲労によって生じる欠損は、ドリルの突出長さを規定することにより、概ね全ての樹種において耐久性を向上させることができる。また、ドリルの直径によって撓りに対するねばりが異なり、基本的には細いドリルほど耐久性が向上する傾向がある。したがって、ドリルの突出長さは、穿孔深さとドリル直径によって規定できる。 Therefore, the present inventors paid attention to the bending of the drill as a means for preventing a drill defect when drilling deep pores, and as a result of intensive studies, the amount of protrusion of the drill, the drill diameter, and the drilling depth As a result, the present invention has been completed. Specifically, the defect caused by the bending fatigue of the drill can improve the durability in almost all tree species by defining the protruding length of the drill. Further, the stickiness against bending differs depending on the diameter of the drill, and basically, a thinner drill tends to improve durability. Therefore, the protruding length of the drill can be defined by the drilling depth and the drill diameter.

また、ドリルが変形する要因として、抜け節の問題もある。製材１０５には、図９に示すように、原木の生枝から生じた生節１０７の他に、死節が抜け落ちて生じた抜け節１０６が存在している事がある。死節は、枝が何らかの理由で枯れてしまい、木の成長に伴いそのまま幹の中に包まれた枝の痕跡であるが、周りの細胞とは独立しているので、木口面に死節が存在していると抜け落ち易い。そして、死節が抜け落ちて生じた抜け節１０６は、木口面に対して傾斜していたり、内周面が平滑ではないことが多い。そのため、抜け節１０６部分に細孔を穿設しようとすると、ドリルが変形して欠損する可能性が高くなる。したがって、木材全体に多数の細孔を穿設する場合でも、抜け節部分への穿孔は避けることが望ましい。 In addition, there is a problem of missing joints as a factor of deformation of the drill. As shown in FIG. 9, the lumber 105 may have a missing node 106 generated by dropping a dead node in addition to a living node 107 generated from a raw branch of a raw tree. A dead node is a trace of a branch that has withered for some reason and is wrapped in the trunk as the tree grows, but it is independent of the surrounding cells. It is easy to fall out if it exists. In many cases, the cutout 106 generated by dropping off the dead node is inclined with respect to the end face or the inner peripheral surface is not smooth. For this reason, if a hole is to be drilled in the part of the cutout 106, the drill is likely to be deformed and lost. Therefore, even when a large number of pores are drilled in the entire wood, it is desirable to avoid drilling into the cut-off portion.

本発明は、木材へ多数の深い細孔を穿設する場合に、直径の小さなドリルが欠損し難く、効率良く穿孔できる木材の穿孔方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for drilling wood, in which drills having a small diameter are not easily lost when drilling a large number of deep pores in wood, and drilling can be performed efficiently.

本発明は、木材内部の透過性を向上させるために、ドリルを用いて木材に多数の細孔を穿設する木材の穿孔方法であって、前記ドリルの直径を１．０〜２．５ｍｍとし、前記ドリルの上端部を嵌合保持する保持部からのドリルの突出長さを、穿孔深さｈとドリル直径ｄとに対して
ａｈ(⁴√ｄ)・・・（１）
の関係式によって定め、前記式（１）における係数ａを１．２０以上とすることを特徴とする。 The present invention relates to a method for drilling a wood in which a large number of pores are drilled in the wood using a drill in order to improve the permeability inside the wood, and the diameter of the drill is 1.0 to 2.5 mm. The protrusion length of the drill from the holding portion that fits and holds the upper end portion of the drill is set to a drilling depth h and a drill diameter d ah ( ⁴ √d) (1)
The coefficient a in the equation (1) is 1.20 or more.

本発明においては、ドリルが変形しても折れ難い「撓り易さ」に注目している。荷重に対する変形（撓り）を定量する曲げヤング係数Ｅは、高いほど剛性が高く、低いほど大きく撓り易いといえる。荷重を△Ｐ、荷重を支える支点間距離をＬ、断面２次モーメントをＩ、変形量を△ｙとすると、曲げヤング係数Ｅは、
Ｅ＝（△Ｐ・Ｌ³）／（４８・Ｉ・△ｙ）
で定義される。したがって、荷重△Ｐにおける変形量△ｙは、
△ｙ＝（△Ｐ・Ｌ³）／（４８・Ｉ・Ｅ）
となる。加工対象が同じであれば、曲げヤング係数Ｅ及び支点間距離Ｌは一定である。したがって、同じ木材を加工する場合に、変形量△ｙを大きくするには、断面２次モーメントＩを小さくする必要がある。荷重△Ｐを大きくしても変形量△ｙは大きくなるが、荷重が大きくなればドリルへの負荷も増大するので、ドリルが欠損する可能性が高くなる。ここで、円断面の断面２次モーメントＩは、直径をｄとすると、
Ｉ＝πｄ⁴／６４
で定義される。つまり、断面２次モーメントＩは直径ｄの４乗で値に影響するので、直径ｄの４乗根が、ドリルの突出長さを定めるパラメータの１つになる。また、撓り量は穿孔深さｈに比例するため、ドリルの突出長さを定める基本関係式は、ｈ(⁴√ｄ)となる。これに所定の係数ａを乗することで、穿孔深さｈとドリル直径ｄとに対して、求められるドリルの突出長さが定まることになる。そして、種々のデータから、直系の小さいドリルを欠損し難くするには、前記式（１）における係数ａを１．２０以上とすることが必要であることが導き出された。 In the present invention, attention is paid to “easy to bend” which is difficult to break even if the drill is deformed. It can be said that the bending Young's modulus E for quantifying the deformation (bending) with respect to the load is higher as the rigidity is higher and lower as the bending Young's modulus E is lower. When the load is ΔP, the distance between the supporting points supporting the load is L, the moment of inertia of the cross section is I, and the deformation is Δy, the bending Young's modulus E is
E = (ΔP · L ³ ) / (48 · I · Δy)
Defined by Therefore, the deformation amount Δy at the load ΔP is
Δy = (ΔP · L ³ ) / (48 · I · E)
It becomes. If the object to be processed is the same, the bending Young's modulus E and the fulcrum distance L are constant. Therefore, in order to increase the deformation amount Δy when processing the same wood, it is necessary to reduce the cross-sectional secondary moment I. Even if the load ΔP is increased, the deformation amount Δy is increased, but if the load is increased, the load on the drill also increases, so that the possibility of the drill being lost increases. Here, the cross-sectional secondary moment I of the circular cross-section is expressed as follows.
I = πd ^4/64
Defined by That is, since the cross-sectional secondary moment I influences the value by the fourth power of the diameter d, the fourth power root of the diameter d is one of the parameters for determining the projecting length of the drill. Further, since the amount of flexure that is proportional to the drilling depth h, the basic relational expression defining the projecting length of the drill becomes h ⁽⁴ √d). By multiplying this by a predetermined coefficient a, the required protrusion length of the drill is determined with respect to the drilling depth h and the drill diameter d. From various data, it has been derived that the coefficient a in the equation (1) needs to be 1.20 or more in order to make it difficult to lose a small direct drill.

なお、ドリルの突出長さが上記式（１）に基づいている限り、ドリル直径が１．０〜２．５ｍｍの範囲でもドリルは欠損し難いが、さらに欠損の可能性を低くするのであれば、ドリル直径ｄを１．０〜１．６ｍｍとすることが好ましい。 In addition, as long as the protrusion length of the drill is based on the above formula (1), the drill is difficult to break even if the drill diameter is in the range of 1.0 to 2.5 mm. The drill diameter d is preferably 1.0 to 1.6 mm.

前記ドリルと木材とを、相対移動手段によって互いに平面方向（ＸＹ方向）に相対移動可能としながら、前記ドリルを昇降手段によってＺ方向に昇降可能とする。当該相対移動手段及び昇降手段が制御手段によって制御されることで、穿孔位置及び穿孔数、すなわち穿孔パターンが制御される。ドリルと木材とが平面方向に相対移動する場合としては、平面方向に不動のドリルに対して木材が相対移動する場合や、平面方向に不動の木材に対してドリルが相対移動する場合、又はドリルと木材の双方が平面方向に移動可能な場合とが挙げられる。そして、搬送手段によって搬送されてくる前記木材の加工面に、死節が抜け落ちて生じた抜け節があるか否かを、抜け節検知手段によって検知しておき、前記抜け節検知手段によって抜け節が検知されると、該検知信号に基づいて、前記制御手段が前記抜け節部分では前記ドリルを下降させないように制御することができる。 The drill and the wood can be moved relative to each other in the plane direction (XY direction) by relative moving means, and the drill can be moved up and down in the Z direction by lifting means. The relative movement means and the lifting / lowering means are controlled by the control means, whereby the drilling position and the number of holes, that is, the drilling pattern is controlled. When the drill and the wood move relative to each other in the plane direction, the wood moves relative to the drill that does not move in the plane direction, the drill moves relative to the wood that does not move in the plane direction, or the drill And the case where both wood and wood can move in the plane direction. The processed surface of the wood conveyed by the conveying means detects whether or not there is a knot generated by dropping a dead node by the knot detecting means, and the knot detecting means detects the knot. Is detected, based on the detection signal, the control means can control the drill not to descend at the gap portion.

前記ドリルは、前記木材の長手方向に沿って複数並設することが好ましい。この場合、各ドリルは、基本的には全てを同時に昇降させればよいが、個々独立して昇降可能とすることが好ましい。そのうえで、前記抜け節部分に対応するドリルのみは、他のドリルの動きに反して下降しないように制御することが好ましい。 It is preferable that a plurality of the drills are arranged in parallel along the longitudinal direction of the wood. In this case, basically, all the drills may be moved up and down at the same time, but it is preferable that each drill can be moved up and down independently. In addition, it is preferable to control so that only the drill corresponding to the gap portion does not descend against the movement of other drills.

前記複数の各ドリルは、前記木材の長手方向と平行に配された取付アームの軸方向に並設された複数個のホルダーに設置できる。この場合、前記各ドリルを前記ホルダーへ設置する位置を適宜変更することで、並設される各ドリルの間隔及び設置個数を任意に設定することができる。 Each of the plurality of drills can be installed in a plurality of holders arranged in parallel in the axial direction of an attachment arm arranged in parallel with the longitudinal direction of the wood. In this case, by appropriately changing the position where the drills are installed in the holder, the interval and the number of installed drills can be arbitrarily set.

本発明によれば、木材に多数の細孔が穿設されるので、木材内部の透過性が向上する。これにより、木材内部の水分や気体を速やかに排出させることができる。また、木材に各種処理剤を含浸させる場合も、各細孔を介して良好かつ均等に浸透させることができる。各種の処理剤を含浸させれば、木材における耐久性や機械的強度など種々の性能を向上できる。そのうえで、ドリルによって細孔を穿設すれば、従来からのインサイジング加工に比べて穿孔深さを大きくでき、木材の中心部を含めて断面全体に亘って的確に透過性を向上できる。ドリルの直径、すなわち細孔直径を１．０〜２．５ｍｍと小さくしていれば、木材の強度低下を避けながら、穿孔個数を増やして透過性を効率良く向上できる。さらに、ドリルの突出長さを、穿孔深さｈとドリル直径ｄとに対して式（１）によって定め、当該式（１）における係数ａを１．２０以上とすればドリルが効果的に撓り易くなり、直径の小さなドリルで穿孔しても欠損し難くできる。すなわち、ドリルの耐久性が向上する。ドリルの直径を１．０〜１．６ｍｍとしていれば、ドリルの耐久性がより向上する。 According to the present invention, since a large number of pores are formed in the wood, the permeability inside the wood is improved. Thereby, the water | moisture content and gas inside a timber can be discharged | emitted rapidly. Further, when the wood is impregnated with various treatment agents, it can be penetrated well and evenly through the pores. If various treatment agents are impregnated, various performances such as durability and mechanical strength in wood can be improved. In addition, if the pores are drilled with a drill, the drilling depth can be increased as compared with the conventional insizing process, and the permeability can be accurately improved over the entire cross section including the center of the wood. If the diameter of the drill, that is, the pore diameter is made as small as 1.0 to 2.5 mm, the number of perforations can be increased and the permeability can be efficiently improved while avoiding the decrease in the strength of the wood. Furthermore, if the projection length of the drill is determined by the equation (1) with respect to the drilling depth h and the drill diameter d and the coefficient a in the equation (1) is 1.20 or more, the drill can be effectively bent. It is easy to break, and even when drilled with a small diameter drill, it is difficult to break. That is, the durability of the drill is improved. If the diameter of the drill is 1.0 to 1.6 mm, the durability of the drill is further improved.

相対移動手段及び昇降手段を制御手段によって制御すれば、制御手段に設定された所定のプログラムによって容易に穿孔パターンを設定できる。そのうえで、抜け節部分ではドリルを下降させないように制御すれば、当該抜け節部分に穿孔することはなく、ドリルの欠損を避けることができる。 If the relative moving means and the lifting / lowering means are controlled by the control means, the drilling pattern can be easily set by a predetermined program set in the control means. In addition, if control is performed so that the drill is not lowered at the gap portion, the drill portion is not perforated, and the drill can be prevented from being lost.

ドリルを木材の長手方向に沿って複数個並設しておけば、加工時間を短縮できる。各ドリルを個々独立して昇降可能とし、抜け節部分に対応するドリルのみを他のドリルの動きに反して下降しないように制御していれば、穿孔すべき部分において穿孔しながら、穿孔すべきでない抜け節部分のみにおいて穿孔しないので、加工効率を保ちながら、的確にドリルの欠損を避けることができる。 If a plurality of drills are arranged side by side along the longitudinal direction of the wood, the processing time can be shortened. If each drill can be moved up and down independently and only the drill corresponding to the cutout portion is controlled so as not to descend against the movement of other drills, drilling should be performed while drilling at the portion to be drilled. Since the drilling is not performed only in the non-excluded portion, it is possible to accurately avoid the defect of the drill while maintaining the processing efficiency.

前記各ドリルの前記ホルダーへの設置位置を変更することで、並設される各ドリルの間隔や設置個数を任意に設定できれば、制御装置に設定されたプログラミングのみよる穿孔パターンよりも、さらに穿孔パターンの自由度を上げることができる。木材は樹種や部位によってその透過性が異なるため、穿孔パターンの自由度拡大の実益は大きい。また、各ドリルの間隔を任意に設定できれば、制御装置による長さ方向への相対移動範囲を小さくでき、加工効率も向上する。 If the interval and the number of installed drills can be arbitrarily set by changing the installation position of the drills in the holder, the drilling pattern is further increased than the drilling pattern based only on programming set in the control device. Can increase the degree of freedom. Since the permeability of wood varies depending on the species and parts, the benefits of expanding the flexibility of drilling patterns are great. Further, if the interval between the drills can be arbitrarily set, the range of relative movement in the length direction by the control device can be reduced, and the machining efficiency is improved.

加工装置の平面図である。It is a top view of a processing apparatus. 加工装置の正面図である。It is a front view of a processing apparatus. ドリルの正面図である。It is a front view of a drill. 各ドリルの加工タイミングを示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the processing timing of each drill. 穿孔深さ、ドリル直径、ドリル突出長さの関係に基づくドリルの耐久性を示すグラフである。It is a graph which shows the durability of a drill based on the relationship between a drilling depth, a drill diameter, and a drill protrusion length. ドリル直径に基づくドリルの耐久性を示すグラフである。It is a graph which shows durability of a drill based on a drill diameter. 加工装置の変形例を示す正面図である。It is a front view which shows the modification of a processing apparatus. 年輪の影響によってドリルの変形状態を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the deformation | transformation state of a drill by the influence of an annual ring. 木材の平面図である。It is a top view of wood.

以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明するが、これに限られず本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明では、木材内部の透過性を向上させるために、ドリルを用いて木材に多数の細孔を穿設している。各細孔は、木材内部の水分や気体を速やかに排出させるための通路となる。また、種々の処理剤を木材全体に均質に含浸させるための浸透孔ともなる。処理剤としては、防腐剤、防蟻剤、樹脂、難燃剤、染料、顔料などが挙げられる。防腐剤を含浸させれば防腐性が向上し、防蟻剤を含浸させれば防虫性（防蟻性）が向上し、難燃剤を含浸させれば難燃性が向上する。樹脂を含浸さる効果は大きく、耐候性、耐水性、耐光性などの耐久性や、機械的強度、難燃性のほか、必要に応じてプレス加工（圧密加工）した際の寸法安定性などが向上する。染料や顔料は木材を着色するものであり、意匠性が向上する。これら各種の処理剤は、１種のみを含浸させても良いし、２種以上を含浸させてもよい。処理剤は、水や有機溶媒に溶解させた溶液として、又は水等の溶媒に分散させた分散液の状態で木材に含浸させる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. However, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. In the present invention, in order to improve the permeability inside the wood, a large number of pores are drilled in the wood using a drill. Each pore serves as a passage for quickly discharging moisture and gas inside the wood. It also serves as a permeation hole for uniformly impregnating the whole wood with various treatment agents. Examples of the treating agent include antiseptics, anti-anticides, resins, flame retardants, dyes, and pigments. When impregnated with an antiseptic, the antiseptic property is improved, when impregnated with an anti-bacterial agent, the insect-proof property (ant-proof property) is improved, and when impregnated with a flame retardant, the flame retardant property is improved. The effect of impregnating with resin is great, and durability such as weather resistance, water resistance, and light resistance, mechanical strength, flame resistance, and dimensional stability when pressed (consolidation processing) as necessary improves. Dyes and pigments are used to color wood and improve the design. These various treatment agents may be impregnated with only one kind, or may be impregnated with two or more kinds. The treating agent is impregnated into the wood as a solution dissolved in water or an organic solvent or in the state of a dispersion dispersed in a solvent such as water.

含浸させる樹脂としては、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、ユリア系樹脂、アミノ樹脂、グリオキザール樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアクリルウレタン系樹脂、及びレゾルシノール系樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。また、植物由来のリグリンを使用することもできる。中でも、良好な寸法安定性を得られるフェノール樹脂、アミノ樹脂、グリオキザール樹脂が好ましい。さらに、分子量１５０〜３００程度の低分子水溶性フェノール樹脂が最も好ましい。低分子水溶性フェノール樹脂は浸透性が高いからである。防腐剤や防蟻剤としては、フェノール類・無機フッ化物系、アルキルアンモニウム化合物系、銅・アゾール化合物系等の有機系や、ポリデン塩、グリン塩等の無機定着型、硼砂等の硼素系、トリアゾール系、ピレスロイド系などが挙げられる。中でも、水溶性のあるフェノール類・無機フッ化物系、アルキルアンモニウム化合物系、銅・アゾール化合物系等の有機系、ポリデン塩、グリン塩等の無機定着型、硼砂等の硼素系が好ましい。 Examples of the resin to be impregnated include thermosetting resins such as phenol resins, epoxy resins, melamine resins, urea resins, amino resins, glyoxal resins, polyurethane resins, polyacryl urethane resins, and resorcinol resins. It is done. Plant-derived ligrin can also be used. Among these, phenol resins, amino resins, and glyoxal resins that can obtain good dimensional stability are preferable. Furthermore, a low molecular weight water-soluble phenol resin having a molecular weight of about 150 to 300 is most preferable. This is because the low-molecular water-soluble phenol resin has high permeability. As preservatives and ant protection agents, organic compounds such as phenols, inorganic fluorides, alkylammonium compounds, copper and azole compounds, inorganic fixing types such as polydene salts and grin salts, borons such as borax, A triazole type, a pyrethroid type, etc. are mentioned. Of these, water-soluble phenols / inorganic fluorides, alkylammonium compounds, organic compounds such as copper / azole compounds, inorganic fixing types such as polydene salts and grine salts, and borons such as borax are preferred.

加工対象である木材の形態は特に限定されず、集成材、ＬＶＬ（単板積層材）、合板、無垢材など、穿孔加工が必要とされるものであればよい。形状としては、一定の長さを有する、角材や板材が好ましい。 The form of the wood to be processed is not particularly limited, and may be any material that requires drilling, such as laminated wood, LVL (single plate laminate), plywood, or solid wood. The shape is preferably a square or plate having a certain length.

細孔は木材の平面方向に亘って全体的に穿設する。透過性や処理剤含浸量の偏在を避け、木材を全体的に均質化するためである。細孔の穿設方向は、木材の繊維方向と直交する厚み方向へ穿設することが好ましい。各細孔は、木材の厚み方向両端面に亘る貫通孔としてもよいし、非貫通孔としてもよい。各細孔を非貫通孔とする場合は、できるだけ深く穿設することが好ましい。ドリルによって穿孔する効果を最大限発揮でき、中心部を含めて木材の断面方向（厚み方向）全体の透過性を向上できるからである。具体的には、木材の厚みに対する細孔長さ（穿孔深さ）を、少なくとも５０％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上とする。 The pores are entirely drilled over the plane direction of the wood. This is to avoid uneven distribution of the permeability and the amount of treatment agent impregnation, and to homogenize the whole wood. The pores are preferably drilled in the thickness direction perpendicular to the fiber direction of the wood. Each pore may be a through-hole extending over both end surfaces in the thickness direction of the wood, or may be a non-through-hole. When each pore is a non-through hole, it is preferable to drill as deeply as possible. This is because the effect of drilling with a drill can be maximized, and the permeability in the entire cross-sectional direction (thickness direction) of the wood including the center can be improved. Specifically, the pore length (drilling depth) with respect to the thickness of the wood is at least 50% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more.

細孔の穿設個数は、強度が大幅に低下しない範囲で、できるだけ多い方が好ましい。そのために、各細孔の直径は透過性を阻害しない範囲で、できるだけ小さいことが好ましい。具体的には、各細孔の直径を１．０〜２．５ｍｍとする。細孔直径が１．０ｍｍ未満では、良好な透過性が得られず、水分の排水性や処理剤の浸透性が悪化する。細孔直径が２．５ｍｍを超えると、木材の強度が大きく低下してしまう。また、木材強度を考慮すると、穿孔数を多くできなくなる。細孔の穿設パターンは不規則でも構わないが、規則的に配列させることが好ましい。透過性等の偏りを避けて的確に均質化できるからである。 It is preferable that the number of pores be as large as possible within a range in which the strength is not significantly reduced. Therefore, it is preferable that the diameter of each pore is as small as possible as long as the permeability is not hindered. Specifically, the diameter of each pore is set to 1.0 to 2.5 mm. When the pore diameter is less than 1.0 mm, good permeability cannot be obtained, and water drainage and treatment agent permeability are deteriorated. If the pore diameter exceeds 2.5 mm, the strength of the wood will be greatly reduced. Also, considering the strength of the wood, the number of perforations cannot be increased. The perforation pattern of the pores may be irregular but is preferably arranged regularly. This is because it can be homogenized accurately while avoiding biases such as permeability.

次に、木材へ複数の細孔を穿設する穿孔加工装置について説明する。図１及び図２に示されるように、穿孔加工装置１０は、基台１１と、基台１１上の加工テーブル１２と、細孔５を穿設する複数のドリルユニット２０と、各ドリルユニット２０を固定する複数のホルダー１３と、各ホルダー１３が設置される取付アーム１４と、取付アーム１４を軸方向両端から所定高さ位置で支持する支持ベース１５と、を有する。各ドリルユニット２０のドリル２１と加工対象である木材１とは、図示していない相対移動手段によって平面方向（ＸＹ方向）に相対移動可能となっている。各ドリル２１の昇降タイミングや、木材１とドリル２１との相対移動は、図示していない制御手段によって制御されている。 Next, a drilling apparatus for drilling a plurality of pores in wood will be described. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the drilling apparatus 10 includes a base 11, a processing table 12 on the base 11, a plurality of drill units 20 that drill holes 5, and each drill unit 20. A plurality of holders 13, mounting arms 14 on which the holders 13 are installed, and a support base 15 that supports the mounting arms 14 at predetermined height positions from both ends in the axial direction. The drill 21 of each drill unit 20 and the wood 1 to be processed can be relatively moved in a plane direction (XY direction) by a relative moving means (not shown). The raising / lowering timing of each drill 21 and the relative movement between the wood 1 and the drill 21 are controlled by a control means (not shown).

本実施形態では、相対移動手段として、加工テーブル１２を基台１１上において平面方向（ＸＹ方向）へ自在に水平スライドする機構として構成されている。すなわち、平面方向へは移動することのないドリル２１に対して、加工テーブル１２上に載置された木材１が相対的にスライドすることで、所定のプログラムに基づく穿孔パターンで複数の細孔５が穿設される。したがって、取付アーム１４は平面方向に対して不動である。加工テーブル１２は、ＮＣ制御装置からの信号に基づき、サーボモータによってスライド制御される。 In the present embodiment, the relative movement means is configured as a mechanism that horizontally slides the processing table 12 on the base 11 freely in the plane direction (XY direction). That is, the timber 1 placed on the processing table 12 slides relative to the drill 21 that does not move in the plane direction, so that the plurality of pores 5 in a drilling pattern based on a predetermined program. Is drilled. Therefore, the mounting arm 14 does not move in the planar direction. The machining table 12 is slide controlled by a servo motor based on a signal from the NC control device.

制御手段としては、加工動作を絶対位置情報として数値情報で指令する数値制御（ＮＣ制御 Numerical Control）が採用されている。つまり、本穿孔加工装置１０は、ＮＣ加工機となっている。制御手段には、所定の穿孔パターンに基づいて穿孔位置や穿孔数を制御するＮＣプログラムが設定入力されている。また、図示していないが、基台１１内には、穿孔加工中に木材１を加工テーブル１２上に不動状態で保持する保持手段として、エア吸引式のバキューム手段が配設されている。したがって、加工テーブル１２は、平面方向の全体に亘って小径の貫通孔（図示せず）を有する。 As the control means, numerical control (NC control Numerical Control) for instructing a machining operation as numerical position information as absolute position information is employed. That is, the drilling device 10 is an NC processing machine. An NC program for controlling the drilling position and the number of drillings based on a predetermined drilling pattern is set and input to the control means. Although not shown, air suction type vacuum means is disposed in the base 11 as holding means for holding the wood 1 on the processing table 12 in a stationary state during drilling. Therefore, the processing table 12 has a small-diameter through hole (not shown) over the entire planar direction.

ドリルユニット２０は、ドリル２１を上下方向（Ｚ方向）へ昇降させる昇降手段（図示せず）と、ドリル２１を着脱自在に勘合保持する保持部２２と、木材１に細孔を穿設するドリル２１とを一体的に有する。昇降手段としては、エアシリンダ、油圧シリンダ、ギア機構などを採用できる。図３に示すように、ドリル２１はその上端部が保持部２２に嵌合保持され、保持部２２の下端から所定の突出長さＨを有する状態で保持されている。また、細孔を穿設するため、ドリル２１の直径ｄは小さい。具体的には、ドリル２１の直径ｄは１．０〜２．５ｍｍとする。その理由は上記細孔直径の理由と同じであり、１．０ｍｍ未満では木材１の透過性の改良程度が悪く、２．５ｍｍを超えると木材１の強度不足となる。なお、本発明では、後述のようにドリル２１の突出長さＨを的確に規定することでドリル２１が欠損し難くされているので、必ずしも必要ではないが、ドリル２１の欠損をより的確に避けたい場合は、ドリル２１の直径ｄを１．０〜１．６ｍｍとすることが好ましい。ドリル２１の直径ｄが１．０ｍｍ未満では、ドリル２１の欠損可能性も高くなる。ドリル２１は着脱自在なので、適宜保持部２２からドリル２１を嵌脱させることでドリル２１を交換可能であり、ドリル２１の種類を交換することで直径ｄや突出長さｈを調整できる。ドリル２１が着脱不能の場合は、ドリルユニット２０自体を交換すればよい。 The drill unit 20 includes lifting / lowering means (not shown) for moving the drill 21 up and down (Z direction), a holding portion 22 for fitting and holding the drill 21 in a detachable manner, and a drill for drilling pores in the wood 1. 21 integrally. An air cylinder, a hydraulic cylinder, a gear mechanism, etc. can be adopted as the lifting means. As shown in FIG. 3, the drill 21 is held in a state where the upper end portion is fitted and held by the holding portion 22 and has a predetermined protruding length H from the lower end of the holding portion 22. In addition, the diameter d of the drill 21 is small in order to drill the pores. Specifically, the diameter d of the drill 21 is 1.0 to 2.5 mm. The reason is the same as the reason for the pore diameter described above. When the thickness is less than 1.0 mm, the degree of improvement in the permeability of the wood 1 is poor, and when it exceeds 2.5 mm, the strength of the wood 1 becomes insufficient. In the present invention, since the drill 21 is difficult to be lost by accurately defining the protruding length H of the drill 21 as described later, it is not always necessary, but the drill 21 can be more accurately avoided. If desired, the diameter d of the drill 21 is preferably 1.0 to 1.6 mm. If the diameter d of the drill 21 is less than 1.0 mm, the possibility of the drill 21 being broken increases. Since the drill 21 is detachable, the drill 21 can be replaced by appropriately fitting and removing the drill 21 from the holding portion 22, and the diameter d and the protruding length h can be adjusted by replacing the type of the drill 21. If the drill 21 is not detachable, the drill unit 20 itself may be replaced.

ドリル２１の突出長さＨは、穿孔深さｈとドリル直径ｄとに対して
ａｈ(⁴√ｄ)・・・（１）
の関係式によって定める。このとき、式（１）における係数ａは１．２０以上とする。式（１）の関係を満たす限り、ドリル２１の突出長さＨ、穿孔深さｈ、ドリル２１の直径ｄは特に限定されない。各パラメータが式（１）の関係を満たす限り、ドリル２１は欠損し難いからである。ドリル２１の突出長さＨを定める係数ａが１．２０未満であると、ドリルの耐久性が急激に低下し、欠損し易くなる。 Projection length H of the drill 21, ah ⁽⁴ √d) against the drilling depth h and the drill diameter d ··· (1)
Determined by the relational expression. At this time, the coefficient a in the equation (1) is 1.20 or more. As long as the relationship of Formula (1) is satisfied, the protrusion length H, the drilling depth h, and the diameter d of the drill 21 are not particularly limited. This is because the drill 21 is hardly lost as long as each parameter satisfies the relationship of the expression (1). If the coefficient a that determines the protrusion length H of the drill 21 is less than 1.20, the durability of the drill is abruptly lowered and the chip tends to be broken.

図１及び図２に戻って、取付アーム１４は、加工テーブル１２の上方において木材１の長手方向と平行に配されている。ドリルユニット２０が設置されるホルダー１３は、取付アーム１４の軸方向に複数個並設されている。ドリルユニット２０はホルダー１３に対して着脱自在であり、全てのホルダー１３にドリルユニット２０を設置してもよいし、一部のホルダー１３のみにドリルユニット２０を設置しても良い。好ましくは、ホルダー１３の全個数よりも少ない数のドリルユニット２０を設置する。これにより、ドリルユニット２０をホルダー１３へ設置する位置を適宜変更することで、並設される各ドリル２１の間隔を任意に設定できる。したがって、ＮＣプログラムに加えて各ドリル２１間の距離も手動で変更設定できるので、穿孔パターンの自由度が増し、且つＮＣプログラムによる加工テーブル１２の相対移動距離を小さくすることもできる。また、各ホルダー１３は、取付アーム１４の軸方向（長手方向）両端に亘って設けられたガイドレール１６に、それぞれ設けられている。そして、各ホルダー１３の長手方向（Ｘ方向）の位置も、ガイドレール１６に沿って可変となっており、各ホルダー１３間の距離も手動で任意に設定できるようになっている。これにより、ＮＣプログラムと、必要に応じた各ドリルユニット２０の設置位置設定に加えて、各ホルダー１３の位置設定によっても穿孔パターンの自由度が増す。 Returning to FIGS. 1 and 2, the mounting arm 14 is arranged above the processing table 12 in parallel with the longitudinal direction of the wood 1. A plurality of holders 13 on which the drill unit 20 is installed are arranged side by side in the axial direction of the mounting arm 14. The drill unit 20 is detachable from the holder 13, and the drill units 20 may be installed in all the holders 13, or the drill units 20 may be installed only in some of the holders 13. Preferably, fewer drill units 20 than the total number of holders 13 are installed. Thereby, the space | interval of each drill 21 arranged in parallel can be arbitrarily set by changing the position which installs the drill unit 20 in the holder 13 suitably. Accordingly, since the distance between the drills 21 can be manually changed and set in addition to the NC program, the degree of freedom of the drilling pattern can be increased and the relative movement distance of the machining table 12 by the NC program can be reduced. Each holder 13 is provided on a guide rail 16 provided over both ends of the mounting arm 14 in the axial direction (longitudinal direction). The position in the longitudinal direction (X direction) of each holder 13 is also variable along the guide rail 16, and the distance between the holders 13 can be arbitrarily set manually. Thereby, in addition to the NC program and the setting position of each drill unit 20 as required, the degree of freedom of the drilling pattern is also increased by the position setting of each holder 13.

また、穿孔加工装置１０の左右側方には、木材１を順次搬送する搬送手段が設けられて入る。搬送手段としては、穿孔加工装置１０へ未加工の木材１を搬送するローダ２５と、複数の細孔５が穿設された木材１を穿孔加工装置１０外へ搬送するアンローダ２６とが設けられている。符号２７は、木材１の搬送方向に沿って隣接配置された、軸回転自在な搬送ローラーである。また、穿孔加工装置１０の木材搬送方向上流側、具体的にはローダ２５の木材搬送方向下流端部上方には、木材１の加工面に抜け節３があるか否かを検知する、抜け節検知手段２８が設けられている。抜け節検知手段２８としては、木材１の色調や凹凸等によって抜け節３の存在を検知し得るものであれば特に限定されず、例えばイメージセンサを備える検知カメラ、レーザーを照射する光線センサ、色識別センサなどを使用できる。一方、穿孔加工装置１０の木材搬送方向下流側、具体的にはアンローダ２６の木材搬送方向上流端部上方には、細孔を穿設した際の穿孔屑を排除する穿孔屑排除手段として、吸引機２９が設けられている。 Further, on the left and right sides of the perforating apparatus 10, a conveying means for sequentially conveying the wood 1 is provided. As a conveying means, a loader 25 that conveys the unprocessed wood 1 to the perforating apparatus 10 and an unloader 26 that conveys the wood 1 having a plurality of fine holes 5 to the outside of the perforating apparatus 10 are provided. Yes. Reference numeral 27 denotes a transport roller that is arranged adjacent to the transport direction of the wood 1 and that can rotate freely. Further, a slip joint that detects whether or not there is a slip joint 3 on the processing surface of the wood 1 on the upstream side in the wood transport direction of the drilling device 10, specifically, on the downstream end of the loader 25 in the wood transport direction. Detection means 28 is provided. The missing part detecting means 28 is not particularly limited as long as it can detect the presence of the missing part 3 by the color tone or unevenness of the wood 1, for example, a detection camera equipped with an image sensor, a light beam sensor for irradiating a laser, a color An identification sensor or the like can be used. On the other hand, at the downstream side of the drilling device 10 in the wood conveyance direction, specifically, above the upstream end of the unloader 26 in the wood conveyance direction, suction is performed as drilling waste removing means for removing the drilling waste when the pores are drilled. A machine 29 is provided.

次に、木材１に複数の細孔を穿設する手順について説明する。木材１の寸法、樹種、求められる性能向上程度などに応じて、予めＮＣ制御装置に穿設位置や穿設個数などの穿孔パターンを定めるＮＣプログラムを入力しておく。これに前後して、必要個数のドリルユニット２０を、任意のドリル間隔となるようにホルダー１３に設置する。このとき、予定穿孔深さｈとドリル直径ｄとに対して、ドリル突出長さＨを、上記式（１）の関係を満たすようにする。各種設定が完了したところで、ローダ２５によって加工対象である木材１を穿孔加工装置１０の加工テーブル１２上へ搬送する。木材１は、バキューム手段によって加工テーブル１２上へ固定される。そして、ＮＣ制御装置によって加工テーブル１２の水平スライド方向（ＸＹ方向）及びスライド移動量が制御されて、木材１が各ドリル２１に対して平面方向に相対移動ながら、各ドリル２１のＺ方向への昇降タイミングも制御されることで、所定の穿孔パターンで規則的に複数の細孔５が穿設されていく。このとき、各ドリル２１は、基本的には全てが同時に昇降するが、個々独立して昇降可能であり、必要に応じて一部のドリル２１のみが他のドリル２１に反した動きで独立制御される。 Next, a procedure for drilling a plurality of pores in the wood 1 will be described. An NC program for determining a drilling pattern such as a drilling position and the number of drilled holes is input to the NC control device in advance in accordance with the size of the wood 1, the tree type, the required degree of performance improvement, and the like. Before and after this, a necessary number of drill units 20 are installed in the holder 13 so as to have an arbitrary drill interval. At this time, the drill protrusion length H is set so as to satisfy the relationship of the above formula (1) with respect to the planned drilling depth h and the drill diameter d. When various settings have been completed, the loader 25 transports the wood 1 to be processed onto the processing table 12 of the drilling apparatus 10. The wood 1 is fixed onto the processing table 12 by vacuum means. Then, the horizontal slide direction (XY direction) and the slide movement amount of the processing table 12 are controlled by the NC control device, and the wood 1 moves relative to the respective drills 21 in the plane direction, while each drill 21 moves in the Z direction. By controlling the elevating timing, a plurality of pores 5 are regularly drilled in a predetermined drilling pattern. At this time, all of the drills 21 basically move up and down at the same time, but can be moved up and down independently, and if necessary, only some of the drills 21 are independently controlled by movement against other drills 21. Is done.

具体的には、木材１の加工面に抜け節３が存在していると、図１及び図４に示すごとく、当該抜け節３部分には穿孔しないように制御されている。穿孔加工装置１０へ搬送されてくる木材１は、抜け節検知手段２８によって抜け節３の存在がモニタリングされている。例えば抜け節検知手段２８が検知カメラ式の場合、撮像管を介してイメージセンサで捕らえた画像、すなわち木材１の加工面を縦横（ＸＹ）走査の画素における所定の位置として、一定時間、例えば１／６０秒毎に電気信号を発し、この信号がコントローラを介して情報処理装置に送信される。情報処理装置は、センサ画像から抜け節３の位置座標を計測し、その信号がＮＣ制御装置に送信され、ドリル制御に反映される。このように、抜け節検知手段２８によって抜け節３の存在及び位置座標が検知されると、当該検知信号に基づいて、ＮＣ制御手段は、抜け節３に対応する（抜け節３上に来た）ドリル２１のみを、他のドリル２１の動きに反して下降しないように独立制御する。これにより、ドリル２１の欠損を避けることができる。なお、生節２には、他の部位同様に穿孔される。 More specifically, when the cutout 3 is present on the processed surface of the wood 1, as shown in FIGS. 1 and 4, the cutout 3 is controlled not to be perforated. In the wood 1 conveyed to the drilling device 10, the presence of the missing joint 3 is monitored by the missing joint detecting means 28. For example, when the missing node detecting means 28 is a detection camera type, the image captured by the image sensor through the image pickup tube, that is, the processed surface of the wood 1 is defined as a predetermined position in the vertical and horizontal (XY) scanning pixels for a certain time, for example, 1 / Electric signal is generated every 60 seconds, and this signal is transmitted to the information processing apparatus via the controller. The information processing device measures the position coordinates of the missing node 3 from the sensor image, and the signal is transmitted to the NC control device and reflected in the drill control. As described above, when the presence and position coordinates of the missing passage 3 are detected by the missing passage detecting means 28, the NC control means corresponds to the missing passage 3 based on the detection signal (which has come on the missing passage 3). ) Only the drill 21 is independently controlled so as not to descend against the movement of the other drills 21. Thereby, the defect | deletion of the drill 21 can be avoided. The live segment 2 is perforated in the same manner as other parts.

木材１に所定パターンで細孔５を穿設できたら、加工済みの木材１がアンローダ２６によって穿孔加工装置１０外へ搬送されていく。このとき、余計な穿孔屑は、吸引機２９によって吸引除去される。同時に、新たな未加工の木材１が、ローダ２５から搬送されてくる。あとは、上記作業が繰り返される。 When the pores 5 can be drilled in the wood 1 in a predetermined pattern, the processed wood 1 is conveyed to the outside of the drilling device 10 by the unloader 26. At this time, excess perforated waste is removed by suction by the suction machine 29. At the same time, new unprocessed wood 1 is conveyed from the loader 25. After that, the above operation is repeated.

＜ドリル耐久性試験＞
まず、穿孔深さｈ及びドリル直径ｄに対するドリル突出長さＨの相違によって、ドリルの耐久性に及ぼす影響と耐久性の程度を試験評価した。試験木材として厚み４５ｍｍのスギ板目気乾材を用い、直径１．０ｍｍ、１．３ｍｍ、１．６ｍｍ、１．９ｍｍ、２．２ｍｍの各種ドリルを用いて、それぞれのドリルにおいて段階的に突出長さを変更しながら、穿孔深さ４２ｍｍで細孔を穿設した。加工条件は、ドリル回転数１０，０００ｒｐｍ、送り速度０．４mm/revとした。ドリルの突出長さは、ｈ(⁴√ｄ)を基本として、係数ａを異ならせた計算式によって求められる突出長さとした。その結果を図５に示す。 <Drill durability test>
First, the influence on the durability of the drill and the degree of durability were tested and evaluated by the difference in the drill protrusion length H with respect to the drilling depth h and the drill diameter d. Using a cedar board air-drying material with a thickness of 45 mm as the test wood, various drills with diameters of 1.0 mm, 1.3 mm, 1.6 mm, 1.9 mm, and 2.2 mm are used to project in stages. While changing the length, pores were drilled at a drilling depth of 42 mm. The processing conditions were a drill speed of 10,000 rpm and a feed rate of 0.4 mm / rev. Protruding length of the drill, the basic h ⁽⁴ √d), and the protruding length obtained by the calculation formula having different coefficients a. The result is shown in FIG.

図５の結果から、ドリルの突出長さを、上記式（１）における係数ａを１．２０以上とすることで、ドリル直径の大小に関わらずドリルの耐久性が高かった。係数ａが１．２０以上の範囲では、ドリルの耐久性はほぼ横ばいとなっており、係数ａの上限は特に規定されないこともわかった。逆に、係数ａが１．２０を下回る突出長さでは、耐久性が急激に低下していた。 From the result of FIG. 5, the durability of the drill was high regardless of the size of the drill diameter by setting the protrusion length of the drill to the coefficient a in the above formula (1) of 1.20 or more. It was also found that in the range where the coefficient a is 1.20 or more, the durability of the drill is almost flat, and the upper limit of the coefficient a is not particularly specified. On the contrary, when the protrusion length is less than 1.20, the durability is drastically reduced.

次に、ドリルの直径と耐久性との関係について試験評価した。ここでの試験木材も、厚み４５ｍｍのスギ板目気乾材を用い、直径が異なる各種のドリルを用いて、穿孔深さ４２ｍｍで細孔を穿設した。ここでの突出長さは、５５ｍｍで一定とした。その結果を図６に示す。 Next, the test was evaluated for the relationship between the diameter of the drill and the durability. The test wood here was also made of cedar plate air-drying material having a thickness of 45 mm, and fine holes were drilled at a drilling depth of 42 mm using various drills having different diameters. The protruding length here was constant at 55 mm. The result is shown in FIG.

図６の結果から、ドリル直径が１．０〜１．６ｍｍの範囲であれば、耐久性が良好であった。反面、ドリル直径が１．０ｍｍ未満、もしくは１．６ｍｍを超える範囲では、良好な耐久性が得られなかった。 From the results shown in FIG. 6, the durability was good when the drill diameter was in the range of 1.0 to 1.6 mm. On the other hand, when the drill diameter is less than 1.0 mm or exceeds 1.6 mm, good durability cannot be obtained.

（変形例）
上記実施形態の他に、相対移動手段として、平面方向へ移動しない加工テーブル１２上の木材１に対して、ドリル２１が平面方向へ相対的に移動する構成とすることもできる。この場合は、取付アーム１４を平面方向へ移動可能とする。 (Modification)
In addition to the above embodiment, the relative movement means may be configured such that the drill 21 relatively moves in the plane direction with respect to the wood 1 on the processing table 12 that does not move in the plane direction. In this case, the mounting arm 14 is movable in the plane direction.

また、各ドリル２１は、必ずしも別個独立して昇降制御されなくてもよい。この場合は、全てのドリル２１が一体となって上下方向（Ｚ方向）に昇降する機構とすればよい。例えば図７に示すように、取付アーム１４が上下方向に昇降する機構を採用することもできる。 Further, the drills 21 do not necessarily have to be lifted and lowered separately. In this case, all the drills 21 may be integrated into a mechanism that moves up and down in the vertical direction (Z direction). For example, as shown in FIG. 7, a mechanism in which the mounting arm 14 moves up and down can be employed.

木材１を加工テーブル１２上で保持する保持手段としては、バキューム手段のほかに、木材１の長手方向両端部、又は長手方向両端部と中央部とを機械的につかんで、下方から引っ張る、又は上方から押さえ付けるなどのホールド機構を採用することもできる。このようなホールド機構は、木材１が極端に曲がっている場合に特に有効である。 As the holding means for holding the wood 1 on the processing table 12, in addition to the vacuum means, both longitudinal ends of the wood 1 or both longitudinal ends and the central portion are mechanically held and pulled from below, or A hold mechanism such as pressing from above can also be employed. Such a hold mechanism is particularly effective when the wood 1 is extremely bent.

１木材
２・１０７生節
３・１０６抜け節
５細孔
１０穿孔加工装置
１１基台
１２加工テーブル
１３ホルダー
１４取付アーム
２０ドリルユニット
２１ドリル
２５ローダ
２６アンローダ
２８抜け節検知手段
２９吸引機
ｄドリル直径
ｈ穿孔深さ
Ｈドリル突出長さ

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wood 2.107 Raw node 3.106 Breaking node 5. Pore 10. Drilling device 11. Base 12. Processing table 13. Holder 14. Mounting arm 20. Drill unit 21. Drill 25. Loader 26. Unloader 28. Disconnection detecting means 29. Suction machine d. h Drilling depth H Drill protrusion length

Claims

木材内部の透過性を向上させるために、ドリルを用いて木材に多数の細孔を穿設する木材の穿孔方法であって、
前記ドリルの直径を１．０〜２．５ｍｍとし、
前記ドリルの上端部を嵌合保持する保持部からのドリルの突出長さを、穿孔深さｈとドリル直径ｄとに対して
ａｈ(⁴√ｄ)・・・（１）
の関係式によって定め、
前記式（１）における係数ａを１．２０以上とすることを特徴とする、木材の穿孔方法。 In order to improve the permeability inside the wood, a drilling method for wood, in which a large number of pores are drilled in the wood using a drill,
The diameter of the drill is 1.0 to 2.5 mm,
The protruding length of the drill from the holding portion fitted holding the upper end of the drill, drilling depth h and the drill diameter d and relative ^{ah (4 √d) ··· (1} )
Determined by the relational expression of
A method for drilling wood, wherein the coefficient a in the formula (1) is 1.20 or more.

ドリル直径ｄを１．０〜１．６ｍｍとする、請求項１に記載の木材の穿孔方法。 The wood drilling method according to claim 1, wherein the drill diameter d is 1.0 to 1.6 mm.

前記ドリルと木材とを、相対移動手段によって互いに平面方向に相対移動可能としながら、前記ドリルを昇降手段によって昇降可能とし、
前記相対移動手段及び昇降手段を制御手段によって制御することで、穿孔位置及び穿孔数が制御され、
搬送手段によって搬送されてくる前記木材の加工面に抜け節があるか否かを、抜け節検知手段によって検知しておき、前記抜け節検知手段によって抜け節が検知されると、該検知信号に基づいて、前記制御手段が前記抜け節部分では前記ドリルを下降させないように制御する、請求項１または請求項２に記載の木材の穿孔方法。 The drill and the wood can be moved up and down by the lifting and lowering means while being relatively movable in the plane direction by the relative moving means,
By controlling the relative moving means and the lifting means by the control means, the drilling position and the number of drilling are controlled,
Whether or not there is a gap on the processed surface of the wood conveyed by the conveyance means is detected by the gap detection means, and when the gap detection is detected by the gap detection means, the detection signal The wood drilling method according to claim 1 or 2, wherein the control means controls the drill so as not to descend at the gap portion.

前記ドリルは、前記木材の長手方向に沿って複数並設されており、
各ドリルは、基本的には全てが同時に昇降するが、個々独立して昇降可能であり、
前記抜け節部分に対応するドリルのみが、他のドリルの動きに反して下降しないように制御される、請求項３に記載の木材の穿孔方法。 A plurality of the drills are juxtaposed along the longitudinal direction of the wood,
Each drill basically moves up and down at the same time, but can be lifted independently.
The method for drilling wood according to claim 3, wherein only the drill corresponding to the cutout portion is controlled so as not to descend against the movement of other drills.

前記複数の各ドリルは、前記木材の長手方向と平行に配された取付アームの軸方向に並設された複数個のホルダーに設置し、
前記各ドリルを前記ホルダーへ設置する位置を変更することで、並設される各ドリルの間隔及び設置個数を任意に設定する、請求項４に記載の木材の穿孔方法。

Each of the plurality of drills is installed in a plurality of holders arranged in parallel in the axial direction of the mounting arm arranged in parallel with the longitudinal direction of the wood,
The wood drilling method according to claim 4, wherein an interval and an installation number of the drills arranged in parallel are arbitrarily set by changing a position where the drills are installed in the holder.