JPH11129206A - 木材穴明け装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数位置の穴明けと複数種類の穴明けとが一連
の加工動作および一連の工程によって行なうことができ
て、加工効率を大幅に向上させることができる木材穴明
け装置およびその方法を提供する。 【解決手段】機体１へＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に対して任意に
移動制御されるヘッド３を設けて、該ヘッド３へ木材ｂ
に対して進退手段１８により個別に進退する繰出部材４
を縦方向または横方向に複数並設し、これら繰出部材４
の前端部へそれぞれ穴明け刃物体５を取り付けると共
に、繰出部材４へそれぞれ回転手段６を接続させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、木造建築物に使用する
構造材等の木材に所定に穴明け加工を施す木材穴明け装
置およびその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、木造建築物に使用する構造材にお
いて、例えば、梁と桁とを連結して所定の骨組みする際
に、その突き合わせ部は連結金具を用いて接合すること
が一般的となってきたもので、図１１（ｂ）に示すよう
な前記構造材６０には、この連結金具に対応する多数の
ボルト穴６１，６２が工場において穴明け機６３により
事前に明けられる。

【０００３】この穴明け機６３は、構造材６０のボルト
穴６１，６２に対応する配列となるように、例えば、図
１１（ａ）に示すような装置が用いられているもので、
機体６４へ昇降自在に取り付けたベース６５へ穴明けド
リル６６と座掘りカッタ６７とを一対取り付けた穴明け
部材６８と、穴明けドリル６６のみを取り付けた穴明け
部材６９とを一連的に昇降移動できるように設けられて
いる。

【０００４】また、穴明け部材６８および６９はそれぞ
れ構造材６０に対して進退できるように取り付けられて
いる。

【０００５】したがって、図１１（ｂ）に示すような、
構造材６０への穴明け加工には、まず、穴明け部材６８
が構造材６０に対して前進し、ボルト穴６１と座掘り６
２を加工して、該穴明け部材６８がベース６５における
待機位置へ復帰する。

【０００６】そして、ベース６５を昇降移動して穴明け
部材６９の穴明けドリル６６を構造材６０の穴明け位置
に位置決めし（あらかじめベース６５へ位置決めして取
り付けてある場合もある。）、該穴明け部材６９を構造
材６０に対して繰り出してボルト穴６１のみの加工を行
なう。

【０００７】しかしながら、この穴明け機６３では、三
か所のボルト穴６１と二か所の座掘り６２との加工が、
複数の工程にわたって、しかも、ベース６５を昇降させ
て行なわれるため、穴明け加工におけるタクト時間が延
長されて、大量に処理されるプレカット工場においては
加工効率を大幅に低下させると共に、ライン上において
他の機械における他の処理にも遅滞させる悪影響を生ず
ることもある。

【０００８】また、金具に対する多数のボルト穴のピッ
チは一定であるため、そのピッチに対応させるために
は、それぞれの穴明け部材が個別に回転駆動され個別に
進退させる必要があるので、機械全体が大型化してコス
トアップとなるばかりか、重量が増加して昇降運動する
ベースの応動性が低下し、その分加工時間が掛かる。

【０００９】更に、多数のボルト穴のピッチによって
は、前記したように個別に作動させるためのモータ等の
設置においてそのスペースが取れず、一度に多数の穴を
明けることができない。等の様々な問題点を有するもの
であった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、機体へＸ，
Ｙ，Ｚ軸方向に対して任意に移動制御されるヘッドを設
けて、該ヘッドへ木材に対して進退手段により個別に進
退する繰出部材を縦方向または横方向に複数並設し、こ
れら繰出部材の前端部へそれぞれ穴明け刃物体を取り付
けると共に、繰出部材へそれぞれ回転手段を接続させる
ことにより、複数位置の穴明けと複数種類の穴明けとが
一連の加工動作および一連の工程によって行なうことが
できて、加工効率を大幅に向上させることができる木材
穴明け装置およびその方法を提供することを目的として
いる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ための本発明の手段は、機体と、この機体の適所に設け
て木材を所定位置に固定するバイスと、前記機体に設け
てＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に対して任意に移動制御されるヘッ
ドと、該ヘッドへ縦方向または横方向に複数並設して、
前記バイスに固定された木材に対して進退手段により個
別に進退する繰出部材と、これら繰出部材の前端部へそ
れぞれ取り付けた穴明け刃物体と、前記繰出部材へそれ
ぞれ接続させた回転手段と、を備えさせた木材穴明け装
置の構成にある。

【００１２】そして、木材に対して複数箇所の穴を穿設
する木材穴明け加工にあって、前記木材加工面に対して
進退するヘッドに多数並設した穴明け刃物体のうち、複
数位置への穴明け加工を施す穴明け刃物体のみを前記ヘ
ッドから繰り出して突出させ、これら穴明け刃物体を前
記木材加工面へ一度に切り込ませて複数の穴明け加工す
る木材穴明け方法にある。

【００１３】また、木材に対して複数箇所の穴の穿設を
行なう一次加工と、この同一穴明け箇所への異なる穴明
け加工を前記複数の穴明け箇所に対して行なう二次加工
とからなる木材穴明け加工にあって、前記複数の穴明け
刃物体はヘッドに対してそれぞれ個別に進退自在に設
け、かつ、前記穴明け刃物体は同一穴明け軸線上に少な
くとも一次および二次よりなる複数種の刃物を取り付け
てあり、前記木材加工面に対して進退するヘッドに多数
並設した穴明け刃物体のうち、複数位置への穴明け加工
を施す穴明け刃物体のみを前記ヘッドから繰り出して突
出させ、前記ヘッドの移動によりこれら穴明け刃物体の
一次刃物を前記木材加工面へ一度に切り込ませて複数の
一次穴明け加工をし、この状態から前記穴明け刃物体の
うち前記二次加工をしない穴明け刃物体のみを後退させ
て、前記穴明け刃物体の二次刃物により二次加工する木
材穴明け方法にある。

【００１４】

【実施例】次に、本発明に関する木材穴明け装置および
その方法の一実施例を図面に基づいて説明する。

【００１５】図１〜図３においてＡは、木材穴明け方法
に採用される木材穴明け装置であって、木造建築物に使
用する構造材、例えば、梁や桁等の木材ｂに対して多数
箇所に対する配列の横孔ｃ，ｄを穿設するもので、後記
する穴明け刃物体５の配列形態を設定することにより、
図４（ａ）に示すように縦配列か、図４（ｂ）に示すよ
うに横配列か、図４（ｃ）に示すように千鳥状配列かの
穴明け加工が可能となる。

【００１６】そして、その構成は、機体１と、バイス２
と、ヘッド３と、繰出部材４と、穴明け刃物体５と、回
転手段６とにより基本的になる。

【００１７】前記したバイス２は、機体１の適所、例え
ば、木材ｂの移送路ｓにおいてその略中央部に設けて、
木材ｂの長さ方向において該木材ｂを所定位置に固定す
るもので、多数のローラ等からなる移送手段７により供
給された木材ｂを、図２および図３に示すように、機体
１の適所に設けた出没自在のストッパ８に木材ｂの前縁
が当接したとき、該木材ｂの移動が規制されて固定され
木材ｂの基準位置が設定される。

【００１８】なお、バイス２により木材ｂを把持したと
き、該木材ｂの上方に対設させた流体シリンダ等の押え
手段９が作動して、木材ｂを移送手段７面へ向かって押
圧するもので、バイス２作動と相俟って木材ｂの妄動を
防止するものであり、ロッドの繰出量を検出することで
木材ｂの高さ寸法を測定することができる。

【００１９】前記したヘッド３は、機体１における移送
路ｓを挟んでその両側に一対を設けて、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方
向（前後左右および上下方向）に対して制御手段（図示
せず）へ、あらかじめ入力したプログラムに沿って任意
に移動制御される。

【００２０】すなわち、移送路ｓに平行する横ガイド１
０へ、サーボモータと螺軸等からなる横移動手段１１に
より移動自在となる移動体１２を係合して、この移動体
１２上に設けた前後ガイド１３へ、サーボモータと螺軸
等からなる前後移動手段１４により前後移動自在となる
保持体１２を係合してある。

【００２１】そして、この保持体１２の一側部に設けた
縦ガイド１５へ、サーボモータと螺軸等からなる縦移動
手段１６により昇降自在となる昇降体１７を係合して、
この昇降体１７へ前記したヘッド３を固着してある。

【００２２】したがって、これら横移動手段１１および
前後移動手段１４，縦移動手段１６を適宜操作すること
で、制御手段に入力した所定座標値に位置付けられる。

【００２３】前記した繰出部材４は、ヘッド３へ縦方向
または横方向に複数並設して、バイス２に固定された木
材ｂに対して進退手段１８により個別に進退するもの
で、図１および図２，図５に示す場合は、縦ガイド１５
と平行するようにその軸線を一直線上に揃えてあって、
図４（ａ）に示すような穴明け加工が施されるもので、
図６（ａ）に示す場合は、縦ガイド１５と直交する（横
ガイド１０と平行する）ようにその軸線を一直線上に揃
えてあって、図４（ｂ）に示すような穴明け加工が施さ
れるもので、更に、図６（ｂ）に示す場合は、複数並設
されたうちの一箇所または複数箇所において千鳥状に配
設されてあって、図４（ｃ）に示すような穴明け加工が
施される。

【００２４】そして、この繰出部材４は、ヘッド３へニ
ードルベアリング等の軸受１９により、回転かつ摺動自
在に支承されているもので、この後端部を流体シリンダ
等の進退手段１８を連係させてあって、所定ストローク
が進退されるものであり、他の手段としては、スプライ
ン式等も挙げられるものであって、繰出部材４の進退と
回転運動が与えられる機構であれば任意のものが選定し
得る。

【００２５】また、この繰出部材４は、回転手段６によ
り所定速度により回転駆動されるもので、図５および図
７に示すように、ヘッド３に取り付けた回転手段６にお
けるモータ２０の出力軸２１へ、ヘッド３内に設けたギ
ア２２，２３，２４，２５，２６からなる歯車群２７を
接続して、一基のモータ２０により複数個（本実施例に
あっては６個）の繰出部材４を一括回転駆動できるよう
にしてある。

【００２６】これにより、複数個の繰出部材４の取り付
けピッチを可及的に狭く形成することができて、多数個
の穴明けにあって、その穴ピッチに前記取り付けピッチ
を合わせることができ、したがって、多数個の同時穴明
けが可能となる。

【００２７】前記した穴明け刃物体５は、繰出部材４の
それぞれの前端部へそれぞれ取り付けてあって、繰出部
材４が回転されることで切削が行なえる。

【００２８】この穴明け刃物体５は、図８に示すよう
に、複数個（本実施例にあっては６個）の繰出部材４に
対して、同一または異種の刃物が木材加工に応じて選択
的に取り付けられているもので、大径から小径までの穴
明けドリル５ａや座掘りカッタ５ｂ等の穴明け加工に必
要な刃物が適宜選定使用される。

【００２９】なお、この穴明け刃物体５では、図４
（ａ）に示すように、木材ｂに対して複数箇所の穴ｃの
穿設を行なう一次加工と、この同一穴明け箇所への異な
る穴明けｄ加工を前記複数の穴明け箇所に対して行なう
二次加工とが行なわれるもので、図８に示すように、そ
のうちに幾本かは、同一穴明け軸線上に少なくとも一次
および二次よりなる複数種の刃物、すなわち、穴明けド
リル５ａと、この穴明けドリル５ａより大径となる座掘
りカッタ５ｂを穴明けドリル５ａの元部に取り付けてあ
る。

【００３０】この穴明け刃物体５にあって、穴明けドリ
ル５ａと座掘りカッタ５ｂとを繰出部材５の同心状（同
一軸線上）に設け、しかも、この組み合わせのものを多
数組みヘッド３に設けることで、木材ｂに対する任意の
パターンの穴明けに対応することができる（例えば、図
１０参照）。

【００３１】また、ヘッド３が移送路ｓを挟んでその両
側に配されているもので、これにより、一対の穴明け刃
物体５によって木材ｂの両側から穴明け加工ができる。

【００３２】前述のように構成される本発明実施例の木
材穴明け装置Ａおよびその方法は、以下に述べる作用を
奏する。

【００３３】まず、梁や桁等に使用される木材ｂを移送
手段７により、図２および図３において矢印に示す方向
から移送路ｓへ供給すると、機体１に設けたストッパ８
にその前端縁が当たって移動が規制され位置決めがなさ
れるもので、バイス２により該木材ｂを固定する。

【００３４】次に、例えば、図４（ａ）に示すような加
工例の場合は、あらかじめ制御手段に入力したプログラ
ムに沿って、ヘッド３が横移動手段１１および前後移動
手段１４，縦移動手段１６により所定位置に移動し、そ
れぞれの繰出部材４に取り付けた複数組の穴明け刃物体
５、すなわち、その一次刃物である穴明けドリル５ａと
二次刃物である座掘りカッタ５ｂとが木材ｂの側面穴明
け位置に対応する。

【００３５】このとき、使用するそれぞれの穴明け刃物
体５は、図９（ａ）に示すように、進退手段１８により
繰出部材４の繰り出しによってヘッド３から所定量が突
出している。

【００３６】そして、前後移動手段１４によってヘッド
３が木材ｂ面へ向かって移動し、これら穴明け刃物体５
の一次刃物である穴明けドリル５ａの三本が、図９
（ｂ）に示すように、一度に木材ｂの加工面へ切り込ん
で一次穴明け加工ｃを行なう。

【００３７】次に、この状態から穴明け刃物体５のうち
二次加工（座掘りｄ）をしない穴明け刃物体５のみ（図
９において上から３番目のもの）を、ヘッド３の縦方向
（Ｚ軸方向）への移動を全く行なわない状態で、進退手
段１８により、図９（ｃ）に示すように、後退させる。

【００３８】すなわち、この木材ｂには、図４（ａ）に
示すように、上下方向に明けられる三つの穴ｃのうち、
上二つに同心状の座掘りｄを施し、最下部の穴ｃにはこ
の座掘りｄを施さないもので、図９（ａ）に示す状態で
一連的に座掘りｄ加工を進めると、この最下部の穴ｃに
座掘りｄが形成されてしまうことを防止するものであ
る。

【００３９】この二次加工（座掘りｄ）をしない穴明け
刃物体５のみを後退させる動作は、ヘッド３の前進中
（穴明けドリル５ａによる穴明け加工中）であっても行
なうことができるためタクト時間の短縮となる。

【００４０】このようにして、所定の穴明け刃物体５の
位置設定をした後、図９（ｃ）に示すように、該穴明け
刃物体５における二次刃物である座掘りカッタ５ｂによ
り二次加工する座掘りｄを行なうと、図４（ａ）に示す
ような、木材ｂに対してドリル穴ｃと座掘りｄとが加工
される。

【００４１】このドリル穴ｃと座掘りｄとの加工パター
ンは、任意に設定し得るもので、図４（ａ）および図１
０（ａ）に示す例以外にも、例えば、図１０（ｂ），
（ｃ）に示すパターンが例示的に挙げられるものであっ
て、ヘッド３へ複数組み設けられた穴明け刃物体５の組
み合わせにより希望する加工が得られる。

【００４２】

【発明の効果】前述のように構成される本発明は、複数
箇所の横穴とこの穴と同心状の異種穴で複数箇所の加工
が、一サイクルの工程で行なうことができるため、穴明
け加工におけるタクト時間が大幅に短縮されて、大量に
処理されるプレカット工場においては加工効率を増大さ
せることができると共に、そのライン上においては高速
稼働する他の機械における他の処理に追従させることが
できる。

【００４３】また、複数の穴明け刃物体を取り付けた複
数の繰出部材が進退手段により個々で、任意に進退する
ので、従来の回転機構を有する刃物体個々に進退機構を
備えた手段と比較して、機械全体が小型化させることが
できてコストダウンが計れ、しかも、ヘッド全体の重量
を軽量に製作できるのでヘッドの昇降運動等の応動性が
向上し、一層加工時間の短縮となる。

【００４４】更に、木材に多数穿設する横穴のピッチが
狭いものの加工であっても、前記したように繰出部材が
進退手段により個々で、任意に進退することで、その取
付スペースが十分に取れて、穴明け刃物体を加工する木
材パターンに合わせて並設させることができるため、一
度の多数の穴を明けることができる。等の格別の効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関する木材穴明け方法を採用した木材
穴明け装置を概略的に示す要部の正面図である。

【図２】図１における装置の概略的な側面図である。

【図３】図１における平面図である。

【図４】図１における方法によって加工される木材の加
工例を示す斜視図である。

【図５】図１における装置のヘッド部を示す説明図であ
る。

【図６】図５における装置の他の実施例を示す説明図で
ある。

【図７】図５におけるヘッド部の回転手段部の要部を断
面した平面図である。

【図８】図５におけるヘッド部に設けた穴明け刃物体を
示す要部の正面図である。

【図９】図１における装置および方法の作動状態を示す
説明図である。

【図１０】図１における装置および方法の木材の加工例
を示す説明図である。

【図１１】従来例を示すもので、（ａ）は穴明け装置を
概略的に示す正面図を、（ｂ）はこの装置によって加工
される構造材の斜視図をそれぞれ示す。

【符号の説明】

ｂ 木材 ｃ 一次穴明け ｄ 二次穴明け １ 機体 ２ バイス ３ ヘッド ４ 繰出部材 ５ 穴明け刃物体 ５ａ 一次刃物 ５ｂ 二次刃物 ６ 回転手段 １８ 進退手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機体と、この機体の適所に設けて木材を
   所定位置に固定するバイスと、前記機体に設けてＸ，
   Ｙ，Ｚ軸方向に対して任意に移動制御されるヘッドと、
   該ヘッドへ縦方向または横方向に複数並設して、前記バ
   イスに固定された木材に対して進退手段により個別に進
   退する繰出部材と、これら繰出部材の前端部へそれぞれ
   取り付けた穴明け刃物体と、前記繰出部材へそれぞれ接
   続させた回転手段とを備えさせたことを特徴とする木材
   穴明け装置。
2. 【請求項２】 木材に対して複数箇所の穴を穿設する木
   材穴明け加工にあって、 前記木材加工面に対して進退するヘッドに多数並設した
   穴明け刃物体のうち、複数位置への穴明け加工を施す穴
   明け刃物体のみを前記ヘッドから繰り出して突出させ、
   これら穴明け刃物体を前記木材加工面へ一度に切り込ま
   せて複数の穴明け加工することを特徴とする木材穴明け
   方法。
3. 【請求項３】 木材に対して複数箇所の穴の穿設を行な
   う一次加工と、この同一穴明け箇所への異なる穴明け加
   工を前記複数の穴明け箇所に対して行なう二次加工とか
   らなる木材穴明け加工にあって、前記複数の穴明け刃物
   体はヘッドに対してそれぞれ個別に進退自在に設け、か
   つ、前記穴明け刃物体は同一穴明け軸線上に少なくとも
   一次および二次よりなる複数種の刃物を取り付けてあ
   り、 前記木材加工面に対して進退するヘッドに多数並設した
   穴明け刃物体のうち、複数位置への穴明け加工を施す穴
   明け刃物体のみを前記ヘッドから繰り出して突出させ、
   前記ヘッドの移動によりこれら穴明け刃物体の一次刃物
   を前記木材加工面へ一度に切り込ませて複数の一次穴明
   け加工をし、この状態から前記穴明け刃物体のうち前記
   二次加工をしない穴明け刃物体のみを後退させて、前記
   穴明け刃物体の二次刃物により二次加工することを特徴
   とする木材穴明け方法。