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JP3946729B2 - 集合角材の製造方法及び製造装置 - Google Patents

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JP3946729B2 JP2005032643A JP2005032643A JP3946729B2 JP 3946729 B2 JP3946729 B2 JP 3946729B2 JP 2005032643 A JP2005032643 A JP 2005032643A JP 2005032643 A JP2005032643 A JP 2005032643A JP 3946729 B2 JP3946729 B2 JP 3946729B2
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本発明は細い角材を多数本集めて、断面四角形の長尺な集合角材を製造する方法と装置に関する。
間伐材や、間伐材ではないが細くて単独では用途のない木材(これらをまとめて「細材」という)の有効利用は従前からの社会的要請であるが、いまだ有効活用の道は開かれていない。本件出願人は、先に、細材の有効利用を図るべく、それらを製材して四角、六角、八角といった多角形の角材、或は、末口が四角で元口が六角か八角の角材にし、それら角材を多数本組合せて加圧接着した断面四角形の集合角材(外形寸法が例えば、670mm×701mm、671mm×692mm、656mm×667mm)を開発した(特許文献1〜5参照。)。
本件出願人はこの集合角材を編成材という商標で販売し、ユーザーがそのまま、或は、用途に合せて所望寸法に切断して、建物の柱、壁面パネル、天井パネル、道路の舗装材、土木用柱といった各種分野で使用している。
前記集合角材を製造する場合、従来は、接着剤を塗布した角材を多数本組合せて断面四角形にし、集合した角材を既存の油圧プレス機で加圧して接着固定している。
特開2002−192502号公報。 特許第3453711号公報。 特許第2799987号公報。 特許第3536207号公報。 特開平9−262809号公報。
既存のプレス機では集合角材の外周面を一面ずつ別々に加圧している。この場合、どうしても外周面の加圧が不均一になりがちであり、完成した集合角材の品質がばらつく。そのような集合角材を建材等に用いた場合、強度に難点があったり、用途が限定されたりすることがあった。
本発明の製造方法と製造装置は、多数本の細長い角材を組み合せた長尺な集合材の外周面における隣り合う二面、例えば、底面と左側面(或は右側面)を支持し、他の隣り合う二面、例えば、上面と右側面(或は左側面)をその外側から同時に加圧して、集合材の全外周面(四面)を均一に加圧して、所望の形状、寸法で、品質が均一でばらつきが無く、角材同士の接着固定が十分な集合角材を製造できるものである。
本件出願の集合角材製造方法は、細長い角材の外周面に接着剤を塗布し、その角材を多数本組合せて断面四角形の長尺な集合材とし、集合材の外周を締付け具により締付け、その集合材の外周面における隣り合う二面を支持体で支持し、隣り合う他の二面を加圧体でその外側から同時に集合材の対向角方向に加圧し、その加圧体と前記支持体で集合材を挟んで加圧して、集合材の角材同士を接着固定する方法である。この場合、形状又は/及びサイズが同じ角材又は異なる角材を組合せて断面四角形の集合材としたり、末口と元口の形状又は/及びサイズが同じ角材又は異なる角材を組合せて断面四角形の集合材としたりすることができる。集合材は加圧によって外形が小さくなるため、加圧途中で又は加圧終了後に締付け具を更に締付けて、集合材を締め直すことができる。
本件出願の集合角材製造装置は、接着剤を塗布した細長い角材を多数本組合せて断面四角形とした長尺な集合材を搬送可能な搬送体と、搬送体で搬送されてきた集合材を搬送体の上で加圧する加圧装置を備え、加圧装置は搬送体上の集合材の外周面のうち隣り合う二面を支持可能な支持体と、他の隣り合う二面を加圧可能な加圧体を備え、加圧体に又は加圧体と支持体に加圧機構を設け、加圧機構は支持体と加圧体を集合材の対向角方向に相対的に接近させて支持体と加圧体の間に前記集合材を挟んで加圧し、集合材の角材同士を接着固定できるようにしてある。支持体と加圧体は集合材の軸方向に間隔をあけて複数配置し、夫々の加圧体に又は夫々の加圧体と支持体に加圧機構を設け、これら加圧機構によりそれらを同時に又は別々に駆動して長い集合材を加圧することが出来る。この場合、支持体と加圧体に逃げ部を形成して支持体と加圧体が互いに接近しても両者の衝突を回避できるようにして、支持体と加圧体がオーバーラップしても、なおも移動可能として、一台で、外形サイズの大きな集合角材から小さな角材まで加圧できるようにしてある。
前記支持体には集合材の底面を支持可能な底面支持部とそれと隣接する左右いずれか一方の側面を支持可能な側面支持部を設け、加圧体には集合材の上面を加圧可能な上面加圧部とそれと隣接する左右他方の側面を加圧可能な側面加圧部を設けて、集合材の底面と側面、上面と他の側面を同時に加圧できるようにしてある。この場合、底面支持部を搬送体の集合材載せ部と兼用にして、集合材を搭載して加圧装置内に搬送してきた集合材を、別の支持材に移し変えることなく、搬送体に搭載したまま加圧できるようにしてある。
本発明の集合角材製造装置は、前記支持体及び加圧体の他に、多数本の細長い角材を組合わせて長尺な集合材を作るときに使用されるセット具と、集合材を作るときにそのセット具にセットする宛て材をも備えている。セット具は底方セット部とその両側方に形成された側方セット部を備え、底方セット部に宛て材を横向きにセットし、側方セット部に宛て材を縦向きにセットすると、それら宛て材の内側に多数本の角材を収容して断面四角形に組合わせ可能な上方開口の収納空間が形成され、その収納空間内に多数本の角材を収容して断面四角形に組合わせることができるようにしてある。
請求項1記載の集合角材製造方法は次のような効果がある。
(1)集合材の外周面のうち、隣り合う二面を外側から同時に、他の隣り合う二面の対向角方向に加圧するので、それら四面が同じ条件で同時に加圧され、均一でバラツキのない加圧ができる。
(2)集合材の外周を締付け具により締付けた(仮止めした)状態で、集合材の外周面を加圧するため、加圧前、加圧中に集合材が位置ずれしたり、形崩れしたりすることがなく、所望の形状、寸法に加圧することができる。
請求項2記載の集合角材製造方法は、形状又は/及びサイズが同じ角材又は異なる角材を組合せて断面四角形に集合するので、上記各効果に加えて、所望サイズの集合角材を製造し易くなり、間伐材とか、間伐材ではないが細い木材(細材)も利用することができるのでそれら細材の有効活用もできる、という効果もある。
請求項3記載の集合角材製造方法は、末口と元口の形状又は/及びサイズが同じ角材又は異なる角材を組合せて断面四角形に集合させるので、上記各効果に加えて、各種形状又は/及びサイズの角材を有効活用できる、という効果もある。
請求項4記載の集合角材製造方法は、集合材の加圧途中で、または加圧終了後に締付け具を締め直すので、上記各効果に加えて、加圧後に集合角材の接着が緩むことがなく、集合角材が所望形状、寸法に接着固定される、という効果もある。
請求項5記載の集合角材製造装置は次のような効果がある。
(1)集合材を加圧装置に搬入・搬出可能な搬送体を備えているので、加圧装置への集合材の搬入、加圧接着後の加圧装置からの搬出が容易になる。
(2)搬送体で搬送されてきた集合材を、搬送体の上で加圧する加圧装置を備えているので、加圧装置へ搬入した集合材を搬送体の上に載せたまま加圧接着でき、加圧作業が容易になる。
(3)加圧装置は、搬送体上の集合材の外周面のうち、隣り合う二面を支持可能な支持体と、他の隣り合う二面を加圧可能な加圧体を備え、加圧体に又は加圧体と支持体に加圧機構を設け、加圧機構は支持体と加圧体を集合材の対向角方向に相対的に接近させて、支持体と加圧体の間に前記集合材を挟んで加圧して、集合材の角材同士を接着固定できるようにしてあるので、集合材の全外周面(四面)が同時に加圧され、一回の加圧作業で全外周面の均一な加圧が可能となる。
請求項6記載の集合角材製造装置は、支持体と加圧体は集合材の軸方向に間隔をあけて複数配置し、夫々の加圧体に又は夫々の加圧体と支持体に加圧機構を設けたので、上記各効果に加えて次のような効果もある。
(1)集合材を締付けている締付け具の部分を外して加圧することができるため、加圧時に締付け具を外す必要が無く、締付け具で締付けたままでも加圧作業ができ、作業性が良い。
(2)個々の加圧機構により複数の支持体と加圧体の双方又は一方を同時に又は別々に駆動して、長い集合材の所望箇所を所望どおり加圧することが出来るので、同時加圧すれば集合材全体を均一に加圧でき、別々に加圧すれば集合材の加圧力を部分的に変えて必要な箇所だけを部分的に強く加圧したりすることもできる。従って、例えば、集合材の軸方向両端部を中央部よりも強く加圧したり、長時間加圧したりして両端部の接着を特に強固にしたりすることができる。
請求項7記載の集合角材製造装置は、支持体と加圧体に逃げ部を形成して支持体と加圧体が互いに接近しても両者の衝突を回避できるようにしたので、上記各効果に加えて、支持体と加圧体がオーバーラップしても両者をなおも移動可能として、支持体、加圧体を交換することなく、一台の支持体及び加圧体で、外形サイズの大きな集合材から小さな集合材まで加圧することができ、作業性がよい。
請求項8記載の集合角材製造装置は、支持体の底面支持部は搬送体の集合材受け部と兼用又は別であるため、兼用とすれば、上記各効果に加えて、集合材を搬送体の集合材受け部に載せたまま加圧することができ、別途用意した底面支持体に移し変える必要が無いので、加圧作業が容易になる。また、底面支持体を別途用意する必要がないため、製造装置の構成が簡潔になる。
請求項9記載の集合角材製造装置は、断面四角形の集合材の四方の外周面に宛がわれる二本以上の宛て材と、それら宛て材を支持可能なセット具を備え、セット具は底方セット部とその両側方に形成された側方セット部を備え、底方セット部に宛て材を横向きにセットし、側方セット部に宛て材を縦向きにセットすると、上方開口の収納空間が形成されるようにしたので、上記各効果に加えて、それら宛て材の内側に多数本の角材を収容して断面四角形の集合材を手軽に組合わせることができる。しかも、集合材が完成したときには、宛て材が集合材の底面と両側面の三面に宛がわれた状態になるため、集合材の上面に宛て材を宛がうだけで、集合材の四面全周に宛て材が宛がわれ、それら宛て材の外周に締付け具を巻き付けて、集合材を簡易に締付けることができる。
(集合角材製造方法の実施形態1)
本発明の集合角材製造方法は、図1のように多数本の角材を断面四角形に組み合せ、それを加圧接着して一本の太い集合角材を製造する方法であり、その一例を以下に記す。
(1)図2(a)の角材5と、その角材5を矢印b−b方向に半割りした図2(b)の角材6と、矢印c−c方向に半割りした図2(c)の角材7の外周面に接着剤を塗布し、それらを図3のように多数本組合せて断面四角形の集合材4を組み上げる。このとき、図1のように長い集合材4の両端部及びその間の数箇(図1では6ヶ所:計8ヶ所)の全外周面(四面)に宛て材3を宛がう。底面の宛て材3、両側面の宛て材3は、多数本の角材5、6、7を組み合せる前に、集合材4の底面、両側面の位置に、図12のように配置して上方開口のコ字形の受け枠9を形成し、その受け枠9の内側の収納空間9a内に多数本の角材5、6、7を集合して組み合せるのがよい。また、底面の宛て材3の下にはベルト(締付け具)17を沿わせて、両端を宛て材3の外側に引き出しておく。
(2)断面四角形に組み上げた集合材4の上面に宛て材3をのせてから、下方の宛て材3の両外側に引き出してある締付け具17を、図1のように集合材4の全外周面の宛て材3の外周に巻いて締付けて集合材4を仮止めする。
(3)図1のように仮止めした集合材4を、集合材4の底面4aと左側面4bのうち8ヶ所の宛て材3の間の加圧部41(図1の7ヶ所)を図3のように支持体21で支持し、集合材4のうち上面4cと右側面4dのうち宛て材3の間の加圧部41(7ヶ所:底面4aと左側面4bに宛がった前記宛て材3と反対側)に図3のように加圧体22を宛がい、加圧体22を支持体21で支持されている集合材4の対向角Aに向けて図3の矢印方向に移動させて、集合材4を支持体21と加圧体22で挟んで両体により集合材4の全外周(四面)を同時に加圧する。この場合、加圧体22を移動させずに支持体21を加圧体22と反対方向に移動させてもよく、加圧体22と支持体21の双方を対向角A、B方向に移動させて互いに接近させるようにして加圧することもできる。
(5)図1のように長い集合材4の軸方向両端部付近は軸方向中央部よりも接着しにくいため、両端部付近を中央部に比べて強く加圧して集合材4の軸方向全長に渉って均一に加圧するのが望ましい。例えば、両端部付近の加圧を70t、中央部の加圧を50tといったようにする。
(6)加圧は接着に十分な時間、例えば5分間、継続させる。この間に、集合材4の外形が縮小して、締付け具17による集合材4の締付けが緩むため、締付け具17で更に締付けて本締めする。所定時間経過後、加圧体22を元の位置に戻して集合材4の加圧を解除する。
(7)集合材4は所定時間養生させて接着剤を乾燥させて、角材同士の接着を確実にしてから、締付け具17による締付けを解除して集合角材の完成とする。
(8)集合角材を順次、製造するには、上記(1)〜(7)の作業を繰り返して行う。
図4のように集合材4が横幅よりも縦幅が短く、正四角形でない場合は、集合材4の上面4cに当て板18を当てて断面正四角形とした上で加圧を行うことが望ましい。集合材4が縦幅よりも横幅が短い場合は、集合材4の右側面4dに当て板18を当てた上で加圧を行うことが望ましい。
前記工程(6)では、集合材4の加圧途中で締付け具17を締め直して本締めしているが、締付け具17による締付け直し(本締め)は加圧後(養生前)に行うこともできる。
前記接着剤には水性高分子イソシアネート系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤等、木材の接着に適した任意の材料のものを用いることができる。角材5への接着剤の塗布は図5に示すようにして行なうことができる。これは、モータ13で回転させる供給ロール14が接着剤容器12内の接着剤に接触して供給ロール14に接着剤が付着され、その供給ロール14の外周面とモータ11によって回転させるロールコーター10のV溝状の外周面10aが接触してロールコーター10に接着剤が付着する。ロールコーター10の外周面10aに角材5が接触することによりロールコーター10から角材5に接着剤が塗布される。この場合、モータ15で回転させる走行ローラ16が角材5の上部に接触して角材5をその軸方向に送り出し、角材5の全長がロールコーター10の外周面10aと接触し、その全長に接着剤が塗布されるようにしてある。角材5をその外周方向に回転させてロールコーター10との接触面を変えることにより、角材5の全外周面に接着剤を塗布することができる。接着剤は、必ずしも角材5の全外周面に塗布する必要はない。例えば、図4のように角材5を配置したときの最外周面には塗布する必要がない。また、必要に応じて角材6、7にも接着剤を塗布することができる。角材6、7に接着剤を塗布する場合も、前記角材5と同様の方法で塗布することができる。
(集合角材製造方法の実施形態2)
集合角材4は図6に示す断面構造とすることもできる。図6の集合材は断面正六角形の角材5を多数本、蜂の巣状に配列し、その外周に3種類の角材6、7、8を配置して断面正四角形に組み上げたものである。角材8は図2(d)に示す形状であり、これは図2(b)の角材6の角材を矢印d−d方向に半割り、又は図2(c)の角材7を矢印d−d方向に半割りして得られたものである。
(集合角材製造方法の実施形態3)
集合材4は図7(a)に示す組み合せでもよい。この集合材4は図7(b)に示す端面正方形の角材101と、図7(c)に示す薄い角材102との二種類の角材を組合わせて断面正四角形としたものである。
(集合角材製造方法の実施形態4)
集合材4は図8(a)に示す組み合せでもよい。この集合材4は図8(b)に示す正方形の角材101と、図8(c)に示す三角形の角材103と、図8(d)に示す薄い角材102との三種類の角材を組合わせて断面正四角形としてある。
(集合角材製造方法の実施形態5)
集合材4は図9(a)に示す組み合せでもよい。図9(a)に示すものは図9(b)に示す末口104が正方形、元口105が八角形の角材107を、末口104と元口105の向きを交互に逆にして組合わせてほぼ正四角形にし、その左右外周部と上下外周部に図9(b)の角材を半割りした図9(c)の角材を末口104と元口105を逆向きに配置して断面正四角形としたものである。
(集合角材製造装置の実施形態1)
前記集合材の組み合せに当っては、図10に示すセット具(セット枠)2と図11の宛て材3(いずれも本願の製造装置の一部)を使用することができる。
図10のセット具2は対向設置する左枠2aと右枠2bで構成され、左枠2a、右枠2bは分離しており、対向設置間隔を調節することができる。左枠2a、右枠2bは向きが逆であるが、基本構造は同じである。左枠2a、右枠2bの夫々には、2本のコ字型の鋼材2cを、間隔をあけて横向き背中合わせに配置し、その間隔を図11の宛て材3を図12のように嵌入可能な幅にした底方セット部2dと、2本のコ字形の鋼材2cを間隔をあけて縦向き背中合わせに配置し、その間隔を図11の宛て材3を図12のように嵌入可能な幅にした側方セット部2eが形成されている。
図11の宛て材3は図1のように、集合材4の上面4c、左右両側面4b、4d、底面4aの四面の夫々に宛がって集合材4の外周面を囲むものであり、その外周にベルト(締付け具)17を巻いて集合材4を締付けるものである。この宛て材3は細長の角棒状にして集合材4の四面に宛がい易くしてあり、また、図12に示すように、対向させた左枠2a、右枠2bの底方セット部2dに横向きで嵌合でき、側方セット部2eに縦向きで嵌合できる幅としてある。この宛て材3は図12に示すように軸方向両端反対側に突出する嵌合片が設けられて、隣接する宛て材3の軸方向端部の凹凸同士が嵌合できるようにしてあり、また、両側面間にセット溝3aが形成されており、そのセット溝3a内に図1のように締付け具17を嵌めて沿わせることができるようにしてある。宛て材3は木、樹脂といった所望の材料で形成することができるが、図1のように集合材4の外周面に宛がったときに集合材4に傷が付きにくく、しかも軽量であることから木製であることが望ましい。
図10のセット具2と図11の宛て材3を組合わせて図1の集合材4にするには次のようにする。
(1)図10のように左右のセット枠2a、2bを離して対向設置し、左右枠2a、2bの底方セット部2dに図12のように宛て材3を横向きに嵌め込んでセットし、左右枠2a、2bの側方セット部2eに宛て材3を縦向きに差し込んでセットし、図12のように底側の宛て材3と両側方の宛て材3で上方開口のコ字形の受け枠9を作る。同様にして、左右枠2a、2bの長手方向に形成されている多数の底方セット部2dと、多数の側方セット部2eの夫々に宛て材3をセットして、セット具2の長手方向に多数の上方開口のコ字形の受け枠9を作る。このとき、夫々の底方セット部2dにセットする宛て材3の下に締付け具17を沿わせ、締付け具17の両端側をその宛て材3の両端から外に引き出しておく。
(2)前記受け枠9の内側の収納空間9aに、外周面に接着剤を塗布した図2(a)の断面六角形の角材5と、図2(b)の角材6と、図2(c)の角材7を多数本組合せて断面四角形の集合材4を組み上げる(図3参照。)。
(3)集合材4の上面4cに宛て材3を配置し、底面4aに宛がってある締付け具17を集合材4の四面の宛て材3を締付けて集合材4を仮締めし、その集合材4をクレーンで吊上げてセット具2から引き出す。そのときの集合材4の形状は図1のようになる。
本発明の集合角材製造方法では、図1の集合材4を加圧して、集合材4の角材同士を加圧接着して集合角材を製造する。その加圧接着に使用する本件出願の集合角材製造装置の一例を図13〜図19に基づいて説明する。図13に示す集合角材製造装置1は、前記のように多数本の角材を組合せて締付け具17で仮締めした集合材4(図1)をクレーン等で吊り上げて載せて加圧装置20内に搬送するコンベア(搬送体)25と、搬送体25で搬送されてきた集合材4を搬送体25に載せたまま加圧して集合材4の角材同士を接着固定させる加圧装置20を備えている。図13に示す搬送体25は加圧時に加圧装置20内で停止させ、加圧終了後に搬入時と逆方向に移動させて集合材4を加圧装置20の外に搬出し、集合材4を載せた位置まで戻すようにした往復式のものであるが、搬送体25はエンドレスの回転式にして、加圧装置20内で加圧されて集合材4を加圧後に加圧装置20の先方外側まで搬出し、搬出後に一旦停止させ、その上の集合材4をクレーンで吊り降ろし、その後に回転を再開して集合材4を載せる位置で停止させるようにしたものでもよい。
図13の搬送体25は、加圧装置20の手前から加圧装置20の先方外側まで、加圧装置20を貫通して配置されている。この搬送体25は支持脚26aの上に図14のように2本のレール26bが平行に設けられ、その内側に2本のチェーン式のコンベア27が配置されている。レール26bは加圧装置20の外側では2本であるが、加圧装置20内では図13のように両レール26b間に1本の補強レール31を配置して計3本にしてある。補強レール31は加圧装置20内の下枠材47に支持されている。前記レール26b、補強レール31にはH型鋼、コ字型鋼、C字型鋼といった任意形状の鋼材を用いることができる。
二本のコンベア27(図14a)は二本のレール26b(図14a)の軸方向両端部に取付けられた駆動ギヤ35a(図15)と従動ギヤ35b(図15)に掛けて、駆動ギヤ35aをモータ37で正・逆回転させると、それに伴って正・逆方向に往復移動するようにしてある。図14(a)のように、2本のコンベア27の上にはブラケット28を被せ、そのブラケット28に多数の細長の受けブロック29を一定間隔で取り付けて、コンベア27が移動すると受けブロック29が同方向に移動し、受けブロック29の上に搭載された集合材4が加圧装置20に搬入されたり、加圧装置20から搬出されたりするようにしてある。前記レール26bの上面32はその上面にテフロン板34を貼り付けるとかテフロン(登録商標)をコーティング加工する等して、レール26bの上面32に接触しながら搬送される搬送ブロック29を滑り易くしてある。搬送体25にはチェーン以外のコンベア、例えば、ベルトコンベア、ローラーコンベアといったものを用いることもできる。
前記受けブロック29にはH型鋼が用いられ、それを平らな面を上面にしてコンベア27に取り付けてある。図13、図14(a)の受けブロック29は三本を一組として七組に分かれており、各組の受けブロック29は二本のレール26b(図13)間と同じ長さの受けブロック29aと、その両側に配置されて一端がレール26bの外側反対方向に突出する二本の受けブロック29bで構成されている。図14(a)のように、搬送方向先頭の組と最後尾の組の受けブロック29の前後には、二本のレール26b(図13)間と同じ長さの受けブロック29aが一本ずつ取り付けられている。これら受けブロック29にはコ字型鋼、C字型鋼といった任意形状の鋼材を使用することができる。受けブロック29は三本一組とするのではなく、図14(b)のように、三本一組の受けブロック29を一枚の板状にしたブロック40を七枚使用することもできる。三本一組の受けブロック29の場合も、一枚の受けブロック40の場合も、夫々の受けブロック29の幅方向両側にその先端よりも一段内側に下がった逃げ部56が形成されている。
加圧装置20は図16のように支持体21と加圧体22を供えている。支持体21は集合材4(図1)の底面4a(図1)を支持する底面支持部30と左側面4b(図1)を支持する側面支持部50を備え、加圧体22は集合材4(図1)の上面4c(図1)を加圧する上面加圧部51と右側面4d(図1)を加圧する側面加圧部52を備えている。この加圧装置20は集合材4を搬送体25の上に載せたまま加圧するものであるため、図16に示す支持体21は搬送体25の受けブロック29を集合材4の底面4cを支持する底面支持部30とし、その左側面に板状の左側面支持部50が立設されており、加圧体22は上面加圧部51と右側面加圧部52が逆向きL字型に一体成形されている。受けブロック29(図13、図16)は集合材を載せて搬送する載せ台であり、加圧装置20で集合材4を加圧するときに集合材4の底面4aを支持する支持台ともなるものであるため、それら荷重及び加圧に耐え得る強度を備えたものとしてある。側面支持部50(図16)は加圧体22での加圧時に集合材4の左側面4bを支持できるだけの強度をもち、上面加圧部51と側面加圧部52は集合材4を加圧して集合材4の角材同士を接着できる加圧強度に耐え得る強度を持ったものとしてある。加圧体22には図16の矢印P方向(集合材4の対向角方向:O方向)に加圧可能な加圧機構、例えば、油圧シリンダが装備されており、それにより上面加圧部51と側面加圧部52を同時に駆動して、集合材4の上面4c(図1)と右側面4d(図1)とを同時に加圧し、支持体21と加圧体22の間に集合材4を挟着して集合材4を構成する角材同士を接着固定できるようにしてある。
図13の加圧装置20は、一台の加圧装置20で外形寸法が大きな集合材4から小さな集合材4まで加圧接着できるようにしてある。そのため、図16の支持体21の側面支持部50の上部幅方向両側に中間部よりも一段低い逃げ部54、55を、加圧体22の上面加圧部51の先端側幅方向中央部にコ字形の逃げ部60を、側面加圧部52の下端側幅方向左端部に切欠き状の逃げ部61を、底面支持部30には逃げ部56(図14(a)(b)、図16)を、夫々形成することにより、加圧体22を矢印P方向(図16)に移動させて、上面加圧部51の先端側突出部62が側面支持部50の上端突出部57に到達し、側面加圧部52の下端突出部64が受けブロック29(底面支持部30)の側方の突出部65まで到達しても、上面加圧部51と側面加圧部52は夫々の逃げ部60、61と側面支持部50の逃げ部54、55及び底面支持部30の逃げ部56で衝突が回避されて、上面加圧部51と側面支持部50、側面加圧部52と底面支持部30が互いにオーバーラップしてもなおも加圧体22を支持体21側に移動させることができるようにしてある。このため、上面加圧部先端62が側面支持部50に、側面加圧部下端64が底面支持部30側面に接触する直前まで移動させれば、外形サイズの大きな集合材4(図1)を加圧でき、上面加圧部51と側面支持部50、側面加圧部52と底面支持部30が互いにオーバーラップしてもなおも加圧体22を支持体21側に移動させることにより、外形サイズの小さな集合材4でも角材の接着に十分な圧力で加圧することができる。また、図16に示すように、側面支持部50、上面加圧部51、側面加圧部52のうち、集合材4との接触面の端部は、夫々テーパ状に成形(面取り)されており、加圧の際に集合材4を傷つけないようにしてある。逃げ部は図16の形状以外の形状にすることもでき、例えば、図17のように上面加圧部51の逃げ部60、側面支持部50の逃げ部54、側面加圧部52の逃げ部61のように形成することもできる。
ちなみに、図18のように上面加圧部51、側面支持部50、側面加圧部52、底面支持部30に逃げ部が形成されていない場合は、加圧体22を支持体21側に移動させたときに上面加圧部先端62が側面支持部50に突き当たり、側面加圧部下端64が底面支持部30側面に突き当たって、それ以上は上面加圧部51及び側面加圧部52を移動させることができないため、外形サイズの小さな集合材4の場合に、その集合材4の角材同士を十分に接着できるまで集合材4を加圧することができず(加圧不十分になり)、一種類の外形サイズの集合材4しか加圧できなくなる。
前記底面支持部30、側面支持部50、上面加圧部51、側面加圧部52は、集合材4(図1)の外周面を締付けている八個の締付け具17(宛て材3)を避けて加圧部41を加圧できるようにするため、図13のように一定間隔(宛て材3の横幅分の間隔)を設けて横一列に配置した七個の矩形の中空枠45の夫々の内側に配置されている。七個の中空枠45は全て同じ形状、構造であり、上枠材46と下枠材47と左右の側枠材48、49により内側に空間23のある矩形に形成されている。その空間23内には搬送体25を配置して、搬送体25の受けブロック29を移動させることにより、受けブロック29に搭載されている集合材4を搬入できる広さにしてある。夫々の中空枠45の左の側枠材48の内側に図16に示す側面支持部50が、上枠材46の内側に図16に示す上面加圧部51が、右の側枠材48の内側に図16に示す側面加圧部52が夫々配置されており、図16に示すようにそれら側面支持部50の下部と側面加圧部52の下部との間に搬送体25が配置されている。七個の中空枠45(図13)の内側に配置された七個の側面加圧部52の配置例を図15に示す。図15は説明の便宜上中空枠45を省略してある。
個々の中空枠45の内側に配置された個々の側面支持部50の外面には図19に示すようにクランク59が連結されており、そのクランク59を油圧或は空気圧のシリンダ58で押すとクランク59が図19の矢印方向に回動し、それにより側面支持部50が中空枠45の空間23内に押出され、集合材4の左側面4bに当って当該側面を支持する。このとき、図16のように、側面支持部50の下部に形成された逃げ部66が、集合材4(図1)が搭載されている搬送体25(図14)の受けブロック29(底面支持部30)の突出部67(図16)と対向する。
個々の中空枠45の内側に配置された個々の加圧体22の外面には図19に示すように油圧或は空気圧シリンダ等の加圧機構53が連結されており、その加圧機構53のロッドを伸ばすことにより、加圧体22が中空枠45(図13)の空間23(図16)内に斜め下方45度(集合材の対向角方向)方向に押されて移動し、集合材4の上面4c(図1)に上面加圧部51(図16)が、集合材4の右側面4d(図1)に側面加圧部52(図16)が押し当たり、その上面4cと右側面4dが同時に対向角方向に加圧され、加圧機構53のロッドを縮めることにより加圧体22が戻って加圧が解除されるようにしてある。このとき、図16のように、上面加圧部51の逃げ部60が側面支持部50の上端突出部57と対向し、側面加圧部52の下部の逃げ部61が搬送体25の受けブロック29(底面支持部30)の突出部65と対向する。
本発明の集合角材製造装置を使用して、集合材を加圧して集合材の角材同士を加圧接着するためには次のようにする。
(1)図12のように、セット具2に宛て材3をセットして上方開口のコ字形の受け枠9を作り、外周面に接着剤を塗布した角材をその受け枠9の内側の収納空間9aに多数本集めて断面正方形の集合材4(図1)を組み立てる。
(2)図1のように集合材4の上面4cに宛て材3を宛がい、この宛て材3と先にセット具2(図12)にセットした宛て材3とによって、図1のように集合材4の四面を宛て材3で囲い、それら宛て材3の外周にベルト(締付け具)17を廻して、宛て材3の上から集合材4を締付けて仮止めする。
(3)前記集合材4をクレーンで吊って搬送体25の受けブロック29(図13)の上に搭載し、クレーンを外してから、受けブロックを移動させて集合材4を加圧装置20(図13)の中空枠45内の空間23に搬入し、図15に示すように、集合材4のうち八つの宛て材3の間の七つの加圧部41が同図の七つの側面加圧部52(加圧体22)の位置に到来したときに搬送体25を停止させる。
(4)前記停止位置で、図19の側面支持部50を回動させて集合材4の左側面4b(図1)に押し当てて支持する。このとき、集合材4の底面4a(図1)は搬送体25の受けブロック29(図13)で支持されて、集合材4の隣接する二面が支持される。
(5)前記のように支持した状態で、図19の加圧機構53で加圧体22を集合材4の対向角方向に移動させて、集合材4を支持体21(図16)との間に挟み、なおも加圧体22の移動を進行させることによって集合材4の全外周面(四面)を同時に所定時間(数分〜数十分)加圧して、集合材4の角材同士を接着固定させる。
(6)前記加圧終了後、加圧体22(図19)の加圧、側面支持部50による支持を解除してから、搬送体25の受けブロック29を搬入時とは逆方向に移動させて、加圧済みの集合材4を加圧装置20から搬出する。
(7)前記加圧の途中で、又は加圧完了後に、締付け具17(図1)を締付け直して、前記加圧により外形が収縮した集合材4を本締めする。
(8)搬出された集合材4をクレーンで吊って搬送体25(図13)から降ろし、所定時間そのまま養生させて接着剤を乾燥させると同時に固定を確実にする。所定時間経過後に締付け具17を外して集合角材の完成とする。
(9)上記(1)〜(8)の作業を繰り返すことにより集合角材を次から次へと製造することができる。
本実施形態では、図13の七つの中空枠45内の加圧体22(図15)で加圧するが、それら加圧体22による加圧力、加圧時間等は全て同じにする必要はなく、所望に応じて選択することができる。また、七つの加圧体22を全て同時に使用する必要も無く、所望のものを選択使用することができる。側面支持部50、加圧体22も図16〜図19のいずれを使用するかも自由であり、それらを組合せて使用することもでき、それら以外の形状、構造のものを使用することもできる。側面支持部50、加圧体22、加圧機構53等の数も任意に選択でき、側面支持部50、加圧体22の設置数は八つ以上とすることも、六つ以下とすることもでき、場合によっては、長尺なものを一つずつ使用することもできる。図19の実施形態では加圧体22を加圧機構53で移動させるようにしてあるが、加圧体22を固定して支持体21を移動可能としたり、加圧体22と支持体21の双方を移動可能としたりすることも可能である。
図16、図17の実施形態では、上面加圧部51と側面加圧部52が一体に成形された加圧体22が使用されているが、上面加圧部51と側面加圧部52は別体にし、夫々を別個に加圧機構53(図19)によって移動させることも可能である。前記実施形態では、搬送体25(図15)の受けブロック29を底面支持部30(図16、図17)と兼用にしてあるが、受けブロック29とは別に専用の底面支持部30を設けることもできる。この場合、底面支持部30と側面支持部50を一体にすることもできる。
本発明の集合角材製造装置の動作は、制御機構70(図13)により手動で或は自動で制御できるようにしてある。例えば、搬送体25(図13)の前後移動、側面支持部50(図16、図17)の動作、上面加圧部51、側面加圧部52(図16、図17)の加圧力、加圧時間等々が制御される。
本発明の集合角材製造方法及び装置は、角材の製造に限られず、例えば、間伐材を集合した丸太や、肉厚板材(合板)の製造等に利用することができる。
本発明の集合角材製造方法の説明図。 (a)〜(d)は集合角材を構成する角材の異なる形状を示す斜視説明図。 角材を組合わせて形成した集合材の加圧方向の説明図。 角材を組合わせて形成した集合材の他の加圧方法の説明図。 角材に接着剤を塗布する様子を示す正面説明図。 本発明の集合角材製造方法及び製造装置における角材組合わせ例を示す正面図。 (a)は本発明の集合角材製造方法及び製造装置における角材組合わせの他の例を示す正面図、(b)(c)は(a)の集合角材に使用される角材の説明図。 (a)は本発明の集合角材製造方法及び製造装置における他の角材組み合せ例を示す正面図、(b)(c)(d)は(a)の集合角材に使用される角材の説明図。 (a)は本発明の集合角材製造方法及び製造装置における他の角材組み合せ例を示す正面図、(b)(c)は(a)の集合角材に使用される角材の説明図。 本発明の集合角材製造装置のセット具の一例を示す斜視図。 本発明の集合角材製造装置の宛て材の一例を示す斜視図。 図10のセット具に図11の宛て材をセットした状態の部分説明図。 本発明の集合角材製造装置の一例を示す斜視図。 (a)は図13に示す集合角材製造装置の部分平面図、(b)は集合角材製造装置における受けブロックの平面図。 本発明の集合角材製造装置の側面概略説明図。 本発明の集合角材製造装置における支持体と加圧体の一例を示す斜視図。 本発明の集合角材製造装置における支持体と加圧体の他例を示す斜視図。 本発明の集合角材製造装置における支持体と加圧体の更に他例を示す斜視図。 本発明の集合角材製造装置における支持体と加圧体の動作説明図。
符号の説明
1 集合角材製造装置
2 セット具
3 締付け具
4 集合材
5〜8 角材
9a 収納空間
17 締付け具
20 加圧装置
21 支持体
22 加圧体
23 空間
25 搬送体
27 チェーンコンベア
30 底面支持部
45 中空枠
50 側面支持部
51 上面加圧部
52 側面加圧部
53 加圧機構
54、55 (側面支持部)逃げ部
56 (底面支持部)逃げ部
60 (上面加圧部)逃げ部
61 (側面加圧部)逃げ部
70 制御機構

Claims (9)

  1. 細長い角材の外周面に接着剤を塗布し、その角材を多数本組合せて断面四角形の長尺な集合材とし、集合材の外周を締付け具により締付け、その集合材の外周面における隣り合う二面を支持体で支持し、隣り合う他の二面を加圧体でその外側から同時に集合材の対向角方向に加圧し、その加圧体と前記支持体で集合材を挟んで加圧して、集合材の角材同士を接着固定することを特徴とする集合角材製造方法。
  2. 請求項1記載の集合角材製造方法において、形状又は/及びサイズが同じ角材又は異なる角材を組合せて断面四角形の集合材とすることを特徴とする集合角材製造方法。
  3. 請求項1又は請求項2記載の集合角材製造方法において、末口と元口の形状又は/及びサイズが同じ角材又は異なる角材を組合せて断面四角形の集合材とすることを特徴とする集合角材製造方法。
  4. 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の集合角材製造方法において、集合材の加圧途中で、又は加圧終了後に締付け具を更に締付けて、集合材を締め直すことを特徴とする集合角材製造方法。
  5. 接着剤を塗布した細長い角材を多数本組合せて断面四角形とした長尺な集合材を搬送可能な搬送体と、搬送体で搬送されてきた集合材を搬送体の上で加圧する加圧装置を備え、加圧装置は搬送体上の集合材の外周面のうち隣り合う二面を支持可能な支持体と、他の隣り合う二面を加圧可能な加圧体を備え、加圧体に又は加圧体と支持体に加圧機構を設け、加圧機構は支持体と加圧体を集合材の対向角方向に相対的に接近させて、支持体と加圧体の間に前記集合材を挟んで加圧して、集合材の角材同士を接着固定できることを特徴とする集合角材製造装置。
  6. 請求項5記載の集合角材製造装置において、支持体と加圧体が集合材の軸方向に間隔をあけて複数配置され、夫々の加圧体に又は夫々の加圧体と支持体に加圧機構を設けて、集合材を同時に又は別々に加圧可能としたことを特徴とする集合角材製造装置。
  7. 請求項5又は請求項6記載の集合角材製造装置において、支持体と加圧体に互いに接近しても衝突を回避できる逃げ部が形成されたことを特徴とする集合角材製造装置。
  8. 請求項5乃至請求項7のいずれかに記載の集合角材製造装置において、支持体が集合材の底面を支持可能な底面支持部とそれと隣接する左右いずれか一方の側面を支持可能な側面支持部を備え、加圧体が集合材の上面を加圧可能な上面加圧部とそれと隣接する左右他方の側面を加圧可能な側面加圧部を備え、前記底面支持部は搬送体の集合材受け部と兼用又は別であることを特徴とする集合角材製造装置。
  9. 請求項5乃至請求項8のいずれかに記載の集合角材製造装置において、断面四角形の集合材の四方の外周面に宛がわれる二本以上の宛て材と、それら宛て材を支持可能なセット具を備え、セット具は底方セット部とその両側方に形成された側方セット部を備え、底方セット部に宛て材を横向きにセットし、側方セット部に宛て材を縦向きにセットすると、それら宛て材の内側に多数本の角材を収容して断面四角形に組合わせ可能な上方開口の収納空間が形成されるようにしたことを特徴とする集合角材製造装置。
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