JP5841216B1 - 火打ち加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工軸を増加させることなく火打ち材の両端加工を可能にする。【解決手段】火打ち加工装置に備えられたクランプ装置本体１６０はエアシリンダ１６５によって前進し、クランプ板１７７で被加工材Ｗを押圧して定規１１２に押し当てて水平方向にクランプする。エアシリンダ１６５の方向切換弁を中立モードにして求芯クランプ装置１８０を作動させ、被加工材Ｗを高さ方向に求芯させつつ上下方向からクランプし、後退モードにすることで旋回可能領域１９０まで被加工材Ｗを後退させ、旋回装置１７０を作動させて１８０度旋回させる。その後、前進することにより、未加工の先端側についても丸鋸ユニット１３０とボーリングユニット１４０の数を増加させることなく加工することができる。【選択図】 図８

Description

本発明は、木造住宅用の火打ち材を加工するための火打ち加工装置に関するものである。

木造住宅においては、区画のコーナー部分を火打ち材で連結することによって補強を行っており、火打ち材加工用の機械の提案もなされている（特許文献１）。

特許文献１の加工機は、丸鋸の両側に一対のドリルを備えた加工ユニットを用い、加工ユニットを９０度回動させると共に、ドリルの一方と丸鋸とを用いて火打ち材の両端加工を行う構成を採用している。

特開平７−１２４９０７号公報

特許文献１の加工機によれば、長尺の或いは断面積の大きい火打ち材であっても、作業者が反転作業を行わなくても加工することができるが、両端のそれぞれに対応してドリルを備えなければならないため加工軸が増加するという問題がある。また、特許文献１の加工機は、加工材を反転しなくてもよい代わりに、加工ユニットを９０度回動させて位置決めを行わなければならない上に「切断」→「穴加工」と同じ側の端部に対する加工を進める際にも加工ユニットを回動する必要があり、加工効率を向上することができないという問題や、火打ち材を加工した残りの素材の端面が斜め切断面となることから歩留まりがあがらないという問題もある。また、材成が異なる火打ち材を加工する場合にドリルの左右位置及び高さを調整する段取り作業が必要であり材成が代わる度に発生する段取り作業に時間がかかるという問題がある。

本発明は、これら従来技術の問題点の内、特に、加工軸を増加させることなく火打ち材の両端加工を行うことを第１目的とし、加えて位置決め等の作業効率をも向上することをさらなる目的としてなされた。

上記第１目的を達成するためになされた本発明の火打ち加工装置は、投入コンベア及び取り出しコンベアと共に搬送路を構成するコンベアユニットの取り出し側において前記搬送路に出没して被加工材の先端の位置決めをする位置決めユニットによって先端の位置決めを行った状態でクランプされた被加工材に対し、前記位置決めされた先端から所定距離の位置において斜め切断を行う様に前記搬送路内を上下方向に昇降する丸鋸を備えた丸鋸ユニット、及び、前記被加工材に対し、前記丸鋸ユニットよりも取り出し側において前記丸鋸によって斜め切断された切断面と直交する様に前記搬送路に向かって出没する穴明け工具を備えたボーリングユニットを備えると共に、さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする。
（１Ａ）前記コンベアユニットが前記ボーリングユニットの設置されている側に向かって押圧された被加工材を受け止め前記搬送路に沿う様に位置決めする定規を備えていること。
（１Ｂ）前記コンベアユニット上の被加工材を上下方向からクランプする上下方向クランプ手段と、当該上下方向クランプ手段によってクランプした被加工材を前記定規から離れて前記コンベアユニットの外まで運び出す後退位置へと移動させた上で水平軸周りに少なくとも１８０度旋回させる旋回手段とを備え、前記上下方向クランプ手段を被加工材をクランプして後退位置へと移動させた上で前記旋回手段によって被加工材を１８０度旋回させ、さらに、前記上下方向クランプ手段を前進させて被加工材を前記定規に押し当てることにより、加工端を変更する動作を実行すること。

本発明の火打ち加工装置によれば、位置決めユニットで先端を位置決めされてクランプされた被加工材に対し、位置決めユニットから所定距離の位置において丸鋸ユニットによる斜め切断と、当該斜め切断によって形成された切断面に直交する方向からボーリングユニットによる穴明け加工とを行った後、上下方向クランプ手段によって被加工材を上下方向からクランプしてコンベアユニットの外側まで運び出す。その後、旋回手段を作動させて被加工材を１８０度旋回させることにより、位置決めユニットで位置決めした先端を丸鋸ユニット等による加工位置へ向かせることができる。その後、１８０度旋回した被加工材を上下方向クランプ手段でクランプしたままで前進させ、未加工の端部に対する斜め切断及び穴明け加工を実行する。これらの斜め切断及び穴明け加工において、本発明の火打ち加工装置は、丸鋸ユニットとボーリングユニットの加工方向を直交させた構成であるから、これら工具による加工方向を同じにしたままで斜め切断と穴明け加工を行うことができる。これにより、丸鋸ユニットはもちろん、ボーリングユニットも複数備えることなく火打ち材の両端加工を実行することができる。なお、旋回手段は、１８０度以上旋回可能なものであって構わない。なお、丸鋸ユニットは、斜め切断用の丸鋸に加えて、面取り加工用のカッタも備えることで、斜め切断と面取り加工とを同時に実行できる様にしておくとよい。

ここで、本発明の火打ち加工装置は、さらに、以下の構成をも備えるとよい。
（２）前記旋回手段が、前記位置決めユニットによって位置決めされる被加工材の先端の位置と前記丸鋸ユニットにより斜め切断される位置のほぼ中央を旋回中心として前記上下方向クランプ手段を旋回させる手段として構成されていること。

（２）の構成をも備える火打ち加工装置は、「位置決めされる被加工材の先端の位置と斜め切断される位置のほぼ中央を旋回中心」とする構成を採用しているので、「旋回中心＝火打ち材の全長の１／２」となる様に「位置決めユニット、旋回手段、丸鋸ユニット等の位置関係」を調整すること設定することができる。従って、この様な調整を段取り段階で実行しておきさえすれば、上下方向クランプ手段で上下方向からクランプした被加工材を１８０度旋回させるだけで、加工の施されていない先端側の斜め切断及び穴明けに際して再度クランプし直す必要がなく、位置決め等の作業効率をも向上することができ、第１目的に加えて、さらなる目的をも達成することができる。

これら本発明の火打ち加工装置は、さらに、以下の構成をも備えるとよい。
（３）前記上下方向クランプ手段が、前記コンベアユニットに向かって接近・離間が可能で前記定規に押し当てられた状態の被加工材を上下方向から挟む様に押さえる上押さえ及び下押さえと、前記上押さえ及び下押さえを前記ボーリングユニットの前記穴明け工具の軸線と同一高さを高さ中心として上下均等に動作させて接近・離間させる上下均等動作手段とを備えていること。

（３）の構成をも備える火打ち加工装置によれば、斜め切断が完了した状態で上下方向クランプ手段によるクランプを行えば、被加工材をボーリングユニットの穴明け工具軸線と同一高さを高さ中心とする様に浮き上がらせることができる。従って、この高さで保持した上でボーリングユニットによる穴明け加工を実行すれば、被加工材の材成が様々であってもボーリングユニットの加工軸の高さを調整することなく穴明け加工を実行することができ、より一層の作業効率の向上を達成することができる。また、未加工の先端側を斜め切断する場合、特に（２）の構成をも備えることにより、そのままクランプユニットを前進させれば最適な斜め切断位置へと被加工材をセットすることができる。そして、未加工の先端側は、丸鋸で斜め切断したときに切り落とされる木材が小さくなるから、被加工材を浮かせた状態で斜め切断しても丸鋸を挟み付ける等の問題を生じない。従って、特に（２）及び（３）の構成をも備える火打ち加工装置は、さらなる作業効率の向上を達成することができる。

これら本発明の火打ち加工装置は、さらに、以下の構成をも備えるとよい。
（４）前記コンベアユニット上の被加工材を前記定規に押し当てる方向に移動可能な水平クランプ手段を備えると共に、当該水平クランプ手段が、被加工材に対して押圧力を加えて前記定規に押し当てた状態で前記丸鋸ユニットによる切断時に当該被加工材が上下方向に移動しない様に水平クランプする前進状態と、被加工材から離れることによってアンクランプする後退状態に加えて、被加工材に対して押圧力を加えて前記定規に押し当てた状態を保ちつつ当該被加工材の上下方向の移動を許容する中立状態とを切り換えることができる押圧状態切換手段を備えていること。

（４）の構成をも備える火打ち加工装置は、押圧状態切換手段によって水平クランプ手段を中立状態とした上で上下方向クランプ手段による上下方向クランプを実行することにより被加工材を搬送路に沿わせた状態で上下方向からのクランプを実行することができる。従って、旋回手段によって旋回させたときに被加工材は垂直面内で旋回し、コンベアユニット等に衝突するといったことがない。特に、（３）の構成をも備えるならば、斜め切断が完了した時点で押圧状態切換手段によって水平クランプ手段を中立状態として上下方向クランプ手段を作動させれば、材成に拘わらず、ボーリングユニットの加工軸と高さ方向中心とを一致させることができる。（２）及び（３）の構成をも備えるならば、未加工の先端側の加工を１８０度旋回後の前進でクランプし直すことなく実行することもできる。

これら本発明の火打ち加工装置は、さらに、以下の構成をも備えるとよい。
（５）前記上下方向クランプ手段は、前記位置決めユニットによって位置決めされる被加工材の先端の位置と前記丸鋸ユニットにより斜め切断される位置との間において前記搬送路に沿って所定距離離して備えられる取り出し側と投入側のそれぞれに上押さえ及び下押さえを備え、前記上押さえ及び下押さえを前記ボーリングユニットの前記穴明け工具の軸線と同一高さを高さ中心として上下均等に動作させて接近・離間させる上下均等動作手段をも備えていること。

（５）の構成をも備える火打ち加工装置は、火打ち材として最大の材成を基準にしてボーリングユニットの穴明け工具の軸線を設定しておけば、ボーリングユニットの高さ方向の調整をしなくてもよく、段取り作業の効率も向上する。また、上下方向クランプ手段を大型化することなく被加工材を取り出し側と投入側とに振り分けた位置で高さ方向に求芯させつつクランプすることができるから、水平を保つことが容易となる。

本発明によれば、加工軸を増加させることなく火打ち材の両端加工を行うことができる。また、位置決め等の作業効率をも向上することが可能となる。

実施例１の火打ち加工装置を示し、（Ａ）は全体の平面図、（Ｂ）は送りローラユニットの背面図である。 実施例１の火打ち加工装置の加工機本体の平面図である。 実施例１の火打ち加工装置に備えられた丸鋸ユニットを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は左４５度方向から見た正面図、（Ｃ）は右４５度方向から見た正面図である。 実施例１の火打ち加工装置に備えられたボーリングユニットを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は左４５度方向から見た正面図である。 実施例１の火打ち加工装置の加工機本体に備えられた加工材ハンドリングユニットを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は要部の背面図である。 実施例１の火打ち加工装置の加工機本体に備えられたクランプ装置本体の動作を示し、（Ａ）〜（Ｃ）は左側面図、（Ｄ）は方向切換弁の動作状態説明図である。 実施例１の火打ち加工装置の加工機本体に備えられた求芯クランプ装置の動作を示す左側面図である。 実施例１の火打ち加工装置の加工機本体に備えられた旋回装置の動作を示す背面図である。 実施例１の火打ち加工装置に備えられた横転装置を示し、（Ａ）は背面図、（Ｂ）は要部拡大背面図である。 実施例１の火打ち加工装置に備えられた横転装置の要部を示し、（Ａ）は非作動状態の左側面図、（Ｂ）は作動状態の左側面図、（Ｃ）は非作動状態の背面図である。 実施例１の火打ち加工装置に備えられた横転装置の要部を示し、（Ａ）は非作動状態の左側面図、（Ｂ）は非作動状態の背面図、（Ｃ）は非作動状態の左側面図、（Ｄ）は非作動状態の背面図、（Ｅ）は作動状態の左側面図、（Ｆ）は作動状態の背面図である。 実施例１の火打ち加工装置に備えられた横転装置の要部を示し、（Ａ）は作動状態を合わせて示した非作動状態の左側面図、（Ｂ）はローラの背面拡大断面図、（Ｃ）は非作動状態の一部断面で示した背面図、（Ｄ）は作動状態の左側面図、（Ｅ）は材成の大きい加工材を横転する様子を示す左側面図、（Ｆ）は材成の小さい加工材を横転する様子を示す左側面図である。 実施例１の火打ち加工装置に備えられた横転装置における方向切換弁の動作状態説明図である。 実施例１の火打ち加工装置で加工し得る火打ち材を例示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は材成とドリル穴の位置との関係を示す正面図、（Ｃ）は材幅の異なる場合の寸法関係を示す平面図である。

以下に、本発明を適用した火打ち加工装置１の実施例を説明する。

実施例の火打ち加工装置１は、図１（Ａ）に示す様に、投入コンベア１０と取り出しコンベア２０の間に加工機本体１００を備えた構成となっている。投入コンベア１０の正面側には加工材投入用のホイールコンベア３０が設置され、取り出しコンベア２０の正面側には加工材取り出し用のホイールコンベア４０が設置されている。

投入コンベア１０は、ホイールコンベア３０から送り込まれた被加工材Ｗを載置して長手方向への移動を補助する多数のフリーローラ１１，１１，…を備えている。投入コンベア１０の加工機側端部には、被加工材Ｗを加工機本体１００へと送り込むための送りローラユニット５０が設置されている。送りローラユニット５０は、送りローラ５１を駆動するギヤモータ５２と、図１（Ｂ）に示す様に、送りローラ５１を上下動させるエアシリンダ５３とから構成されている。送りローラユニット５０では、加工材検出センサによる加工材の有無検出結果に基づいてエアシリンダ５３に昇降動作を実行させ、送りローラ５１で被加工材Ｗを投入コンベア１０の送りローラ対１２の上面に押さえつけながら長手方向へと移送する役割を持っている。

加工機本体１００には、投入コンベア１０及び取り出しコンベア２０と一直線上に並ぶ様にコンベアユニット１１０が備えられている。コンベアユニット１１０には、ローラ群１１１が設置され、送りローラ５１によって投入コンベア１０から加工機本体１００へと移送された被加工材Ｗを、左右方向に移送することができる様に構成されている。

加工機本体１００は、図２に示す様に、コンベアユニット１１０の取り出し側端部に設置された位置決めユニット１２０と、コンベアユニット１１０の背面側でベッド１０１上に設置された丸鋸ユニット１３０及びボーリングユニット１４０と、コンベアユニット１１０の正面側でベッド１０１上に設置された加工材ハンドリングユニット１５０とを備えている。

位置決めユニット１２０は、ローラ群１１１の終点近傍でエアシリンダ１２１によって移送ライン上へと出没動作されるストッパプレート１２２を備えている。コンベアユニット１１０上をローラ群１１１によって移送される被加工材Ｗは、ストッパプレート１２２に当接することによって位置決めされる。

丸鋸ユニット１３０は、図３に示す様に、コンベアユニット１１０の移送方向に対して４５度傾く様にベッド１０１上に立設されたコラム１３１と、コラム１３１の左正面側に垂直方向に伸びる様に設けられた２列のガイドレール１３２と、ガイドレール１３２にガイドされるモータベース１３３と、モータベース１３３を昇降動作させるエアシリンダ１３４と、モータベース１３３に取り付けられたモータ１３５と、モータ１３５の回転軸１３６に取り付けられた丸鋸１３７及び面取りカッタ１３８とから構成されている。モータ１３５を回転させ、エアシリンダ１３４によってモータベース１３３を昇降動作させることにより、丸鋸１３７による斜め切断及び面取りカッタ１３８による面取り加工を実行することができる様になっている。

ボーリングユニット１４０は、図４に示す様に、コンベアユニット１１０の移送方向に対して４５度傾く様にベッド１０１上に設置されたベース１４１と、ベース１４１の上面に設けられたガイドレール１４２と、ガイドレール１４２の上面にガイドされたモータベース１４３と、モータベース１４３を前後動させるエアシリンダ１４４と、モータベース１４３の上面に取り付けられたモータ１４５と、モータ１４５の回転軸１４６に取り付けられた座彫り付きキリ１４７とから構成されている。モータ１４５を回転させ、エアシリンダ１４４によってモータベース１４３を前後動させることにより、丸鋸１３７によって斜め切断された切断面に対して直交する方向に、座彫り付きキリ１４７を動作できる様になっている。

加工材ハンドリングユニット１５０は、図５に示す様に、クランプ装置本体１６０と、旋回装置１７０と、求芯クランプ装置１８０とを備えている。

クランプ装置本体１６０は、ベッド１０１上に設けたコラム１６１と、コラム１６１の上面に水平方向に伸びる様に設けた２列のガイドレール１６２と、各ガイドレール１６２に対して２個ずつ嵌合する４個のリニアベアリング１６３を下面の４隅近くに備えたテーブル１６４と、テーブル１６４をガイドレール１６２に沿って前後動させるエアシリンダ１６５とから構成されている。ここで、エアシリンダ１６５は、コラム１６１に固定されたＬ型の支持金具１６６に取り付けられている。また、エアシリンダ１６５のロッド先端部１６５ａはエアシリンダロッドエンド金具１６７に接合し、このエアシリンダロッドエンド金具１６７がテーブル１６４に固定されている。

旋回装置１７０は、クランプ装置本体１６０のテーブル１６４の上面に取り付けられている。旋回装置１７０は、シリンダ軸１７１ａを１８０度回転駆動可能なエアシリンダ１７１と、シリンダ軸１７１ａに嵌入された旋回軸１７２と、旋回軸１７２に対して２ヶ所のベアリング１７３を介して支持されたスリーブ１７４と、旋回軸１７２の先端に取り付けられたフレーム１７５と、フレーム１７５の中央に取り付けられた連結板１７６と、連結板１７６の先端に取り付けられたクランプ板１７７とを備えている。エアシリンダ１７１及びスリーブ１７４は、テーブル１６４の上面に固定されている。本実施例においては、エアシリンダ１７１として「ＳＭＣ製 ロータリアクチュエータ ＣＲＡ１ＢＳ１００−１８０」を採用している。このエアシリンダ１７１は、シリンダ軸１７１ａを１８０度回転駆動可能な構造になっている。

求芯クランプ装置１８０は、旋回装置１７０の旋回軸１７２の先端に取り付けられたフレーム１７５に対して、クランプ板１７７を中心に左右に振り分ける様に上下方向に向けて取り付けられた平行開閉型のエアシリンダ１８１Ｌ，１８１Ｒと、エアシリンダ１８１Ｌ，１８１Ｒのロッドの上下端にそれぞれ取り付けられた連結板１８２Ｌａ，１８２Ｌｂ，１８２Ｒａ，１８２Ｒｂと、各連結板連結板１８２Ｌａ，１８２Ｌｂ，１８２Ｒａ，１８２Ｒｂから上下方向中心に向かって伸びる様に設けられた支持部材１８３Ｌａ，１８３Ｌｂ，１８３Ｒａ，１８３Ｒｂと、各支持部材１８３Ｌａ，１８３Ｌｂ，１８３Ｒａ，１８３Ｒｂの先端に取り付けられた上押さえ板１８４Ｌａ，１８４Ｒａ及び下押さえ板１８４Ｌｂ，１８４Ｒｂとから構成されている。上押さえ板１８４Ｌａ，１８４Ｒａと下押さえ板１８４Ｌｂ，１８４Ｒｂは、ボーリングユニット１４０のドリル軸と同一高さを高さ方向中心として上下方向に求芯される設計となっている。本実施例においては、エアシリンダ１８１Ｌ，１８１Ｒとして「ＳＭＣ製 平行開閉型エアチャック ＭＨＬ２−４００」を採用している。このエアシリンダ１８１Ｌ，１８１Ｒは、ロッドを上下方向に均等なストロークで進退させることができ、上押さえ板１８４Ｌａ，１８４Ｒａと下押さえ板１８４Ｌｂ，１８４Ｒｂとの間に挟み付ける様にして被加工材Ｗを、ボーリングユニット１４０のドリル軸と同一高さを高さ方向中心として上下方向に浮き上がらせつつ求芯させることができる。

次に、加工動作について説明する。被加工材Ｗを位置決めユニット１２０のストッパプレート１２２によって位置決めしたら、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示す様に、エアシリンダ１６５のロッドを突出方向へストロークさせることにより、テーブル１６４をコンベアユニット１１０に向かって移動させる。そして、クランプ板１７７によって被加工材Ｗを押圧して定規１１２に押し当てて固定する。図６（Ｂ），（Ｃ）に示す様に、材の高さに関係なく、定規１１２を基準位置として被加工材Ｗを固定することができる。

こうしてクランプ板１７７と定規１１２との間に挟み付けられて固定された被加工材Ｗは、位置決めされた側とは反対側を丸鋸１３７によって斜めに切断される。このとき、丸鋸１３７が下降することで４５度の切断がされると共に、面取りカッタ１３８によって面取りも行われる。なお、この面取りにおいては、丸鋸ユニット１３０をコラム１３１ごと機械前後方向に動かすことで面取りカッタ１３８の木材に入り込む量を調整することができる。この調整は、コラム１３１の取付け穴を機械前後方向に伸びる長穴にすることで実施できる。本実施例においては、１５ｍｍから１８ｍｍの間で調整できる様な長穴を用いてコラム１３１をベッド１０１に対して取り付けている。

ここで、クランプ装置本体１６０のエアシリンダ１６５は、ヘッド側シリンダ室へ供給しロッド側シリンダ室から排出する前進モードと、ロッド側シリンダ室へ供給しヘッド側シリンダ室から排出する後退モードと、両シリンダ室から排出する中立モードとに切り換え可能な方向切換弁によって前進、後退、中立の三つの状態のいずれかに切り換えることができる様に構成されている。この様な動作を行うための方向切換弁としては、例えば、図６（Ｄ）に示すような、５ポート３位置方向切換弁「ＳＭＣ製 エキゾーストセンタ ＶＱ４４０１−５」をあげることができる。

丸鋸ユニット１３０による斜め切断及び面取りを実行する間は、エアシリンダ１６５を前進モードとして、被加工材Ｗを定規１１２に対してしっかりと押し付けた状態にクランプする。丸鋸ユニット１３０による斜め切断及び面取り加工が実行されたら、エアシリンダ１６５を中立モードに切り換える。これにより、エアシリンダ１６５は、両シリンダ室から圧を排出することとなり、被加工材Ｗは押圧がかからずに定規１１２から離れない状態となる。

次に、求芯クランプ装置１８０のエアシリンダ１８１Ｌ，１８１Ｒを互いに接近する様に上下方向へとストロークさせる。上述の様に、被加工材Ｗには押圧がかかっていないことから、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示す様に、被加工材Ｗは定規１１２に沿って上下方向に求芯されつつクランプされる。この結果、図７（Ｂ），（Ｃ）に示す様に、被加工材Ｗは、材成に拘わらず、上下方向の中心を一致させた状態に求芯される。こうして、上下方向の求芯がなされたら、クランプ装置本体１６０のエアシリンダ１６５を再び前進モードに切り換える。これにより、被加工材Ｗは上下方向に求芯されたまま、定規１１２にしっかりと押圧された状態となる。

この状態にしてから、ボーリングユニット１４０を駆動することにより、座彫り付キリ１４７によって火打ち材固定用金物取り付けボルト穴を被加工材Ｗの材成中心に対して加工することができる。

こうして、斜め切断、面取り加工、及びボルト穴加工が終わったら、次に旋回装置１７０により、被加工材Ｗを旋回させる。旋回に当たっては、求芯クランプ装置１８０によってしっかりと把持された状態のまま、クランプ装置本体１６０のエアシリンダ１６５を後退モードに切り換え、図７（Ｄ）に示す様に、被加工材Ｗを旋回可能領域１９０まで移動させる。

続いて、旋回装置１７０のエアシリンダ１７１を駆動して被加工材Ｗを１８０度旋回させる。旋回の様子を図８に示す。図８（Ａ）の状態から、同（Ｂ），同（Ｃ），…同（Ｅ）まで旋回させることにより、被加工材Ｗを１８０度旋回させることができる。なお、本実施例の装置は、図８（Ｆ）に示す様に、さらに旋回させることも可能である。

こうして１８０度旋回された被加工材Ｗは、クランプ装置本体１６０のエアシリンダ１６５を前進モードに切り換えることで、再び加工位置へと運ばれ、最初に位置決めされた側を同様に切断・面取り・穴加工する。ただし、最初の工程と違うのは、求芯クランプ装置１８０に把持された状態のままで被加工材Ｗは定規に押し当てられるので、そのまま切断・面取り・穴加工を施すことができる。１８０度旋回前の切断によって加工材の長さがほぼ製品長になっているので残材によって丸鋸１３７を挟み込む可能性はない。よってあえて求芯クランプ装置１８０をアンクランプして被加工材Ｗをローラ面に載置する必要はなく、切断後に直ちにボーリングユニット１４０を駆動してボルト穴加工を行うことができ、動作時間を短縮することができる。両端部の切断・加工を施した加工材済みの火打ち材は、取出コンベア２０へと運ばれ、ホイールコンベア４０へと排出される。

なお、最初の加工においては、被加工材Ｗがローラ面より浮いた状態で切断すると、切断された残りの材料が丸鋸１３７を挟み込む可能性があるので、求芯クランプ装置１８０によって把持しない状態で切断加工を行うことが望ましい。

ここで、火打ちは両端が対称な方向の角度形状のため、複数本切断する場合、一つ前の加工材の終端の角度と次の加工材の始端の傾き角度が一致しない。これによる歩留まりの悪化を解消するために、本実施例の火打ち加工装置１は、残りの加工材を送りローラ５１によって、加工機本体１００から投入コンベア１０へと戻し、投入コンベア１０上へ載置し直した上で１８０度横転させるため、図９に示す様に、投入コンベア１０の背面側に横転装置２００を備えている。

横転装置２００は、図９，図１０に示す様に、投入コンベア１０のコンベアフレーム２１１，２１２の垂直部に沿って背面側の２ヶ所に設置されたガイドレール２１３，２１３と、各ガイドレール２１３と２個ずつ嵌合するリニアベアリング２１４，２１４を備えた昇降体２１５と、昇降体２１５を昇降動作させるエアシリンダ２１６とを備えている。エアシリンダ２１６は、コンベアフレーム２１１，２１２の下面に取り付けられたコの字のシリンダブラケット２１６ａに固定されている。また、昇降体２１５とエアシリンダ２１６のロッド２１６ｂとは、接合ブロック２１７によって接合されている。

昇降体２１５上には、図９に示す様に、５ヶ所にピロー型ベアリングユニット２１８が取り付けられると共に、これら５ヶ所のピロー型ベアリングユニット２１８には回転シャフト２１９が挿通されている。この結果、図１０（Ａ），（Ｃ）に示す様に、エアシリンダ２１６によって昇降体２１５が昇降されると回転シャフト２１９も昇降される。

昇降体２１５にはさらに、図９（Ａ）に示す様に、４ヶ所に帯布式横転ユニット２１０が取り付けられている。帯布式横転ユニット２１０は、図９（Ｂ），図１１に示す様に、昇降体２１５の１ヶ所に取り付けられたシリンダブラケット２２０の下面に設置されたはエアシリンダ２２１によって駆動される。このため、エアシリンダ２２１の先端ロッドにはラック２２２が接続されると共に、このラック２２２に噛み合うピニオンギヤ２２３が回転シャフト２１９に取り付けられている。この結果、エアシリンダ２２１がストローク動作をすることでラック２２２が昇降すると、ピニオンギア２２３が回転し、回転シャフト２１９を回転させる。

図１２に示す様に、昇降体２１５にはさらに、中央部が上方から下方に向かってＵ字溝断面の様に窪んだＵ字型窪み２２４ａを備えたＵ字型窪み付きプレート２２４が取り付けられている。このＵ字型窪み付きプレート２２４には、歯車２２５が１ヵ所、自由歯車のアイドラプーリ２２６が４ヵ所、スプロケット２２７が２ヵ所取り付けられている。Ｕ字型窪み２２４ａは、投入コンベア１０のフリーローラ１１を跨ぐことができる寸法の広い開口を有している。このＵ字型窪み付きプレート２２４に対し、歯車２２５はＵ字型窪み２２４ａの後方下部に位置し、２個のスプロケット２２７，２２７はＵ字型窪み２２４ａの前後の上端部に位置する様に取り付けられている。４個のアイドラプーリ２２６は、Ｕ字型窪み２２４ａの前後下部に１個ずつと、前側のスプロケット２２７の真下辺りの前端下部に１個、後方のスプロケット２２７と歯車２２５との間に１個が、それぞれ取り付けられている。そして、これらの歯車２２５、アイドラプーリ２２６、及びスプロケット２２７に巻き付ける様にしてチェーン２２８が取り付けられている。歯車２２５は、回転シャフト２１９に固定されていて、回転シャフト２１９が回転することにより回転し、アイドラプーリ２２６を介してスプロケット２２７を回転させる機構となっている。

スプロケット２２７は、Ｕ字型窪み付きプレート２２４の上端部に取り付けたブラケット２２９に軸支されたシャフト２３０の一端に嵌合されている。シャフト２３０は、２つのベアリング２３１，２３１を介してブラケット２２９に対して回転自在となる様に取り付けられている。シャフト２３０の他端にはローラ２３２が嵌合されている。スプロケット２２７及びローラ２３２は、それぞれボルト２３３，２３４でシャフト２３０を前後から挟み込む様にして固定されている。この様にしてスプロケット２２７に対して共転するように取り付けられたローラ２３２には、帯状の布２３５が巻きつけられている。帯状の布２３５は、Ｕ字型窪み２２４ａを跨ぐ様に各プレート２２４の前後２ヵ所のローラ２３２，２３２によって巻き取り可能な状態に取り付けられ、被加工材Ｗの無い状態では、たるんだ状態になっている。

この様な帯状の布２３５を用いた帯布式横転ユニット２１０は、図９（Ａ）に示した様に、投入コンベア１０の背面側の４ヶ所に昇降可能に設けられている。帯布式横転ユニット２１０は、エアシリンダ２１６によって昇降体２１５が上昇されることで、投入コンベア１０のローラ面に載置された被加工材Ｗを帯状の布２３５で下方から持ち上げ、ローラ面から浮いた状態とする。上昇する際に、被加工材Ｗの下面側の２ヶ所の頂点の部分を帯状の布２３５が自動的に持ち上げるので、被加工材Ｗの材幅の大小を問わず、被加工材Ｗを真上に向かって浮き上がらせることができる。こうして被加工材Ｗがローラ面より浮いた状態になったら、エアシリンダ２２１でラック２２２を昇降動作させることにより、ピニオンギヤ２２３が回転し、これにより回転シャフト２１９が回転する。この結果、歯車２２５が回転し、チェーン２２８を介してスプロケット２２７，２２７が回転することにより、一方のローラ２３２が帯状の布２３５を巻きつけ、帯状の布２３５が引っ張られ、被加工材Ｗの角が引っ張られ、この結果、被加工材Ｗが横転することとなる。エアシリンダ２２１の昇降動作によって帯状の布２３５を巻きつける長さを調節することで、被加工材Ｗの幅毎に１８０度横転させる様にする。このため、本実施例においては、回転シャフト２１９にエンコーダを取り付け、回転したカウントを計り、材の寸法に対応して被加工材Ｗの１８０度横転を実行している。

その際、図１１に示すように、回転シャフト２１９を回すためにエアシリンダ２２１にラック２２２を取り付け、ラックピニオン機構によってピニオンギア２２３を回転させているが、このエアシリンダ２２１を動作させるための方向切換弁を、例えば図１３に示す様に、５ポート３位置方向切換弁「ＳＭＣ製 プレッシャセンタ ＶＱ４５０１−５」を採用することで、ロッド側シリンダ室へ供給しヘッド側シリンダ室から排出する下降モードと、ヘッド側シリンダ室へ供給しロッド側シリンダ室から排出する上昇モードと、両シリンダ室へ供給する中立モードとに切換可能になり、エンコーダでカウント計測した位置で止まった状態とすることができる。さらに、エアシリンダ２２１として、例えば「ＳＭＣ製 ロック付シリンダ ＭＮＢＦ５０−１２５−Ｄ」を採用することで、中立モードに切り換えた位置でロックすることができ、加工材の自重で下降してしまうことなく１８０度横転を実行することができる。

１８０度横転された加工材は、先加工によって斜め切断された端面の角度が丸鋸１３７の設置角度と反対方向になっている。即ち、１８０度横転した加工材の先端は斜めになっていて、再び送りローラ５１によって加工機本体１００へと送り込まれたときにストッパプレート１２２に当たる。次の火打ち加工においてはこのストッパに当たった部分だけを端切りとして切り落とす。これにより、先加工材と同様に、斜め切断、面取り、穴明けの加工をすることができ、その際の端切り量は極わずかとなるので、歩留まりを向上させることができる。

なお、本実施例においては、旋回装置１７０の中心、つまり旋回中心が被加工材Ｗの長手方向の中心になる。このため、「旋回中心から丸鋸までの距離×２」が被加工材Ｗの全長になる。位置決めユニット１２０による位置決めをどの位置で行ったとしても、旋回装置１７０によって、反対側の切断のために１８０度旋回された被加工材Ｗは、そのまま旋回中心から丸鋸１３７までの距離で切断するので「旋回中心から丸鋸までの距離×２」が全長となる。そこで、位置決めユニット１２０を、切断される位置より少し長めの位置で当たるように設けるとよい。そうすることで、１本目の加工材では、素材の端面に欠けがある場合や直角ではない場合などにおいて端切り分を含んで斜め切断を実行することができる。次材以降の先端が斜めになっている加工材においても、位置決めユニット１２０に当たる部分の端切りとして、これと同じ結果を得ることができる。

また、本実施例によれば、図１４（Ａ）に示す様に、斜め切断面３０１，３０２、面取り面３０３，３０４、及びボルト穴３０５，３０６を備えた火打ち材３００を加工するに当たり、図１４（Ｂ）に示す様に、９０ｍｍ，１０５ｍｍ，１２０ｍｍと加工材の材成が変わっても、ボーリングユニット１４０の位置を変えなくても、常に材成の中心に座彫り付キリ穴加工を実行することができる。材幅が変わる場合は、ボーリングユニット１４０のベースの取り付け穴を加工材の長手方向に対して調整可能な長穴にしておくことで、その材幅毎の適切な加工位置に対してボルト穴加工を施すことができる。さらに、ボーリングユニット１４０と丸鋸ユニット１３０をベースに載せ、このベースの下にさらにもう一つベースを備えさせ、この下側のベースの取り付け穴を加工材の長手方向に対して調整可能な長穴にしておくことで、加工材の全長を変更することもできる。この調整方法は、サーボモータやギヤモータ等で自動調整する方法でも可能であるが、火打ち加工はプレカット工場において頻繁に材幅・材成・全長が変わるわけではないので、手動で調整できるようにしておくのが望ましい。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例に限られることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々の態様にて実施することができる。

例えば、旋回装置の旋回用のエアシリンダに代えて油圧シリンダを用いても構わないし、サーボモータ等を用いても構わない。

木造住宅用の木材プレカット工場において利用することができる。

１・・・火打ち加工装置、１０・・・投入コンベア、１１・・・フリーローラ、１２・・・送りローラ対、２０・・・取り出しコンベア、３０・・・加工材投入用のホイールコンベア、４０・・・加工材取り出し用のホイールコンベア、５０・・・送りローラユニット、５１・・・送りローラ、５２・・・ギヤモータ、５３・・・エアシリンダ、１００・・・加工機本体、１０１・・・ベッド、１１０・・・コンベアユニット、１１１・・・ローラ群、１１２・・・定規、１２０・・・位置決めユニット、１２１・・・エアシリンダ、１２２・・・ストッパプレート、１３０・・・丸鋸ユニット、１３１・・・コラム、１３２・・・ガイドレール、１３３・・・モータベース、１３４・・・エアシリンダ、１３５・・・モータ、１３６・・・回転軸、１３７・・・丸鋸、１３８・・・面取りカッタ、
１４０・・・ボーリングユニット、１４１・・・ベース、１４２・・・ガイドレール、１４３・・・モータベース、１４４・・・エアシリンダ、１４５・・・モータ、１４６・・・回転軸、１４７・・・座彫り付きキリ、１５０・・・加工材ハンドリングユニット、１６０・・・クランプ装置本体、１６１・・・コラム、１６２・・・ガイドレール、１６３・・・リニアベアリング、１６４・・・テーブル、１６５・・・エアシリンダ、１６６・・・支持金具、１６５ａ・・・ロッド先端部、１６７・・・ロッドエンド金具、１７０・・・旋回装置、１７１・・・エアシリンダ、１７１ａ・・・シリンダ軸、１７２・・・旋回軸、１７３・・・ベアリング、１７４・・・スリーブ、１７５・・・フレーム、１７６・・・連結板、１７７・・・クランプ板、１８０・・・求芯クランプ装置、１８１Ｌ，１８１Ｒ・・・エアシリンダ、１８２Ｌａ，１８２Ｌｂ，１８２Ｒａ，１８２Ｒｂ・・・連結板、１８３Ｌａ，１８３Ｌｂ，１８３Ｒａ，１８３Ｒｂ・・・支持部材、１８４Ｌａ，１８４Ｒａ・・・上押さえ板、１８４Ｌｂ，１８４Ｒｂ・・・下押さえ板、１９０・・・旋回可能領域、２００・・・横転装置、２１０・・・帯布式横転ユニット、２１１，２１２・・・コンベアフレーム、２１３・・・ガイドレール、２１４・・・リニアベアリング、２１５・・・昇降体、２１６・・・エアシリンダ、２１６ａ・・・シリンダブラケット、２１６ｂ・・・ロッド、２１７・・・接合ブロック、２１８・・・ピロー型ベアリングユニット、２１９・・・回転シャフト、２２０・・・シリンダブラケット、２２１・・・エアシリンダ、２２２・・・ラック、２２３・・・ピニオンギヤ、２２４・・・Ｕ字型窪み付きプレート、２２４ａ・・・Ｕ字型窪み、２２５・・・歯車、２２６・・・アイドラプーリ、２２７・・・スプロケット、２２８・・・チェーン、２２９・・・ブラケット、２３０・・・シャフト、２３１・・・ベアリング、２３２・・・ローラ、２３３，２３４・・・ボルト、２３５・・・帯状の布、３００・・・火打ち材、３０１，３０２・・・斜め切断面、３０３，３０４・・・面取り面、３０５，３０６・・・ボルト穴、Ｗ・・・被加工材。

Claims (5)

1. 投入コンベア及び取り出しコンベアと共に搬送路を構成するコンベアユニットの取り出し側において前記搬送路に出没して被加工材の先端の位置決めをする位置決めユニットによって先端の位置決めを行った状態でクランプされた被加工材に対し、前記位置決めされた先端から所定距離の位置において斜め切断を行う様に前記搬送路内を上下方向に昇降する丸鋸を備えた丸鋸ユニット、及び、前記被加工材に対し、前記丸鋸ユニットよりも取り出し側において前記丸鋸によって斜め切断された切断面と直交する様に前記搬送路に向かって出没する穴明け工具を備えたボーリングユニットを備えると共に、さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする火打ち加工装置。
   （１Ａ）前記コンベアユニットが前記ボーリングユニットの設置されている側に向かって押圧された被加工材を受け止め前記搬送路に沿う様に位置決めする定規を備えていること。
   （１Ｂ）前記コンベアユニット上の被加工材を上下方向からクランプする上下方向クランプ手段と、当該上下方向クランプ手段によってクランプした被加工材を前記定規から離れて前記コンベアユニットの外まで運び出す後退位置へと移動させた上で水平軸周りに少なくとも１８０度旋回させる旋回手段とを備え、前記上下方向クランプ手段を被加工材をクランプして後退位置へと移動させた上で前記旋回手段によって被加工材を１８０度旋回させ、さらに、前記上下方向クランプ手段を前進させて被加工材を前記定規に押し当てることにより、加工端を変更する動作を実行すること。
2. さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする請求項１に記載の火打ち加工装置。
   （２）前記旋回手段が、前記位置決めユニットによって位置決めされる被加工材の先端の位置と前記丸鋸ユニットにより斜め切断される位置のほぼ中央を旋回中心として前記上下方向クランプ手段を旋回させる手段として構成されていること。
3. さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の火打ち加工装置。
   （３）前記上下方向クランプ手段が、前記コンベアユニットに向かって接近・離間が可能で前記定規に押し当てられた状態の被加工材を上下方向から挟む様に押さえる上押さえ及び下押さえと、前記上押さえ及び下押さえを前記ボーリングユニットの前記穴明け工具の軸線と同一高さを高さ中心として上下均等に動作させて接近・離間させる上下均等動作手段とを備えていること。
4. さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の火打ち加工装置。
   （４）前記コンベアユニット上の被加工材を前記定規に押し当てる方向に移動可能な水平クランプ手段を備えると共に、当該水平クランプ手段が、被加工材に対して押圧力を加えて前記定規に押し当てた状態で前記丸鋸ユニットによる切断時に当該被加工材が上下方向に移動しない様に水平クランプする前進状態と、被加工材から離れることによってアンクランプする後退状態に加えて、被加工材に対して押圧力を加えて前記定規に押し当てた状態を保ちつつ当該被加工材の上下方向の移動を許容する中立状態とを切り換えることができる押圧状態切換手段を備えていること。
5. さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の火打ち加工装置。
   （５）前記上下方向クランプ手段は、前記位置決めユニットによって位置決めされる被加工材の先端の位置と前記丸鋸ユニットにより斜め切断される位置との間において前記搬送路に沿って所定距離離して備えられる取り出し側と投入側のそれぞれに上押さえ及び下押さえを備え、前記上押さえ及び下押さえを前記ボーリングユニットの前記穴明け工具の軸線と同一高さを高さ中心として上下均等に動作させて接近・離間させる上下均等動作手段をも備えていること。