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技術 原木の切削方法およびベニヤレース

出願人 株式会社名南製作所
発明者 小池優
出願日 2015年12月22日 (5年4ヶ月経過) 出願番号 2015-249297
公開日 2017年6月29日 (3年10ヶ月経過) 公開番号 2017-113913
状態 特許登録済
技術分野 木質単板の製造 木材の平削,穴あけ,フライス削施削等
主要キーワード スパイラル曲線 長ねじボルト 軸受け支持部材 上方取付 アブソリュートロータリーエンコーダ 右側先端 円盤状体 接続一体化
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題

原木からスピンドルSを離した状態でのベニヤレースによる原木の切削において、原木の材質が異なった場合でも、切削される単板の厚さをほぼ一定とする。

解決手段

切削中の原木Wから第2バックアップロール73に対し働く、仮想線Z−Zに直交し、且つ回転中心Qから遠ざかる方向に押す力の大きさを、力センサー88により測定し、前記測定した力の大きさが許容範囲より小さい場合、トルクモータ53の作動により第1バックアップロール31から、測定した力の大きさが許容範囲となるまで原木Wの回転に対し摩擦力を増大し続け、前記測定した力の大きさが許容範囲となると、前記増大を中止して一定の摩擦力とする。

概要

背景

合板単板積層材などの板材の製造に用いる単板は、通常、ベニヤレース原木を回転させ刃物切削することにより生産している。
この生産において、単板の厚さを一定とすること及び歩留まりを向上させるために、切削時に受ける力により原木が撓むことを防ぎつつ、可能な限り小さな直径となるまで原木を切削している。
そのための出願人は、特許第2796799号公報に記載されているベニヤレースを提案した。

このベニヤレースの概略は、図25に側面説明図で示すようになっている。
即ち、151は原木Wを切削する刃物155等を備えた鉋台である。
鉋台151は、公知のベニヤレースと同様に、鉋台151に設けた雌ねじ(図示せず)に合致する第1雄ねじ153が挿入されている。
この第1雄ねじ153にはこれを回転させるためのサーボモータ(図示せず、以下、説明上、第1サーボモータという)が連結されている。
第1サーボモータは、後述するように制御器(図示せず)からの信号を受けて第1雄ねじ153を正転逆転させ、このことにより鉋台151が原木Wの回転中心に対し、矢印方向に往復移動可能となっている。

尚、第1サーボモータには、第1アブソリュートロータリーエンコーダ(図示せず)が連結されている。
これは、第1雄ねじ153の回転数を第1アブソリュートロータリーエンコーダにより検知することにより、適宜設定した基準位置、例えば原木Wの回転中心から、鉋台151の特定の位置、この場合は、刃物155の刃先までの距離を算出するためである。

図25で、156は原木Wから刃物155で切削された単板である。
157は刃物155の直前位置に備えられ、周囲に、原木Wの外周面突刺する突刺体157aを多数備えた円盤状回転体で、後述するように回転する原木Wの軸中心線方向に多数並べて配置してある。
この円盤状回転体157は、第2サーボモータ159の動力チェーン161により伝達され一定速さで回転駆動させられ、後述するように前記突刺体が突刺された原木Wを矢印方向に回転させる。
163は、刃物155による原木Wの切削時に、単板156に生じる裏割の発生を少なくするために、刃物155の直前位置で原木Wの外周面を加圧するノーズバーである。

165は、軸中心線方向の長さが原木Wの繊維方向のほぼ全体に亘って当たることが可能な長さであって、保持体(図示せず)に軸受(図示せず)を介して従動回転自在に支持された第1ロールである。
該保持体は、上記第1雄ねじ153の回転により鉋台151が移動することと同様に、制御器(図示せず)からの信号を受けたサーボモータ(図示せず、以下第3サーボモータという)で回転させられる第2雄ねじ121により、水平方向に後述するように制御されながら移動する。
第3サーボモータには、原木Wの回転中心と、第1ロール165の外周面で刃物155による原木Wの切削時に、原木Wの外周面と接触する箇所(以下、接触箇所と言う)との間の距離を検出するために、第1サーボモータと同様に第2アブソリュートロータリーエンコーダ(図示せず)が連結されている。

169は、第1ロール165と同様に、軸中心線方向の長さが原木Wの繊維方向のほぼ全体に亘って当たることが可能な長さであって、且つ第1ロール165より直径が小さい第2ロールで、前記とは別の保持体(図示せず)に同じく従動自在に支持されている。
この別の保持体は、第1ロール165と同様に、制御器(図示せず)からの信号を受けたサーボモータ(図示せず、以下第6サーボモータという)が連結されることで回転する第3雄ねじ171により、垂直方向に後述するように制御されながら移動させられる。

第6サーボモータには第3アブソリュートロータリーエンコーダ(図示せず)が連結されていて、第1ロール165と同様に、原木Wの回転中心と、第2ロール169の接触箇所との間の距離を検出する。
更には、原木Wの回転に従って回転する第2ロール169には、その周速計測するための第1ロータリーエンコーダー(図示せず)も備え、その情報を制御器に伝えている。

このように備えられた鉋台151、第1ロール165及び第2ロール169の移動は、次のように制御されて刃物155による原木Wの切削が行なわれる。
第1サーボモータに連結された第1アブソリュートロータリーエンコーダにより原木Wの回転中心Qと刃物155の刃先との間の距離rが分かり、また第2ロール169に備えた第2ロータリーエンコーダにより原木Wの周速Vが分かる。
これらr及びVから制御器で原木Wの単位時間当りの回転数(以下、回転数と言う)nを算出する。
尚、円盤状回転体157が前記のように一定の速さで回転駆動させられるので、原木Wの周速Vはほぼ一定となる。

次いで制御器では回転数nの値から、図25において、原木Wの1回転当りに鉋台151が原木Wに向かって左側に移動する距離が一定となるように、第1雄ねじ153の第1サーボモータに信号を出し作動させる。
その結果、鉋台151は移動し当然に距離rの値も順次小さくなるが、前記のように原木Wの周速Vが一定であるため、この変化する距離rの値に対応して鉋台151の移動速さは速くなる。

また前記r及びVの値から鉋台151の移動速さを決定する制御器は、第2雄ねじ121の第3サーボモータに対しても、次のように作動させる信号を出す。
即ち、第1ロール165の接触箇所が、原木Wを挟んで刃物155の刃先と常に対称となる位置に移動させる。
ただ正確に述べるなら、次のようになる。
回転中心を固定して原木を回転させ、原木W回転当たりに刃物が回転中心に向かって移動する距離を一定としたとき、刃物の刃先が原木を通過する曲線は、
アルキメデススパイラル曲線(以下、曲線Lと言う)となる。
そこで図25の要部を示す図26のように、曲線Lの、刃物155の刃先を通る最も外側の曲線(以下、最外曲線Lと言う)上にあるように制御して、第1ロール165を右側に水平移動させる。
その結果、刃物155により切削されることで原木Wの直径が順次小さくなっても、第1ロール165は原木Wの周面に当たり続けるように移動する。
尚、この最外曲線Lは、原木Wの切削が進むにつれて、あたかも図26の状態から最外曲線L自体が矢印方向の回転するように、順次変化し続ける。

同じく制御器は、第6サーボモータに対しても、第2ロール169の接触箇所が原木Wの回転中心から下方に距離r離れた位置、正確には最外曲線L上となる位置であって、しかも鉋台151の原木W側への移動に対応して原木Wに向かって垂直移動するように、作動させる。
この様なベニヤレースでは、原木が切削により受ける力で撓むことが防止されて希望する厚さの単板が得られると共に、原木の両木口スピンドルで支持して回転させる場合に比べて、小さな直径まで原木を切削することができ、歩留まりが向上する。

概要

原木からスピンドルSを離した状態でのベニヤレースによる原木の切削において、原木の材質が異なった場合でも、切削される単板の厚さをほぼ一定とする。 切削中の原木Wから第2バックアップロール73に対し働く、仮想線Z−Zに直交し、且つ回転中心Qから遠ざかる方向に押す力の大きさを、力センサー88により測定し、前記測定した力の大きさが許容範囲より小さい場合、トルクモータ53の作動により第1バックアップロール31から、測定した力の大きさが許容範囲となるまで原木Wの回転に対し摩擦力を増大し続け、前記測定した力の大きさが許容範囲となると、前記増大を中止して一定の摩擦力とする。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

次の工程からなる原木切削方法。原木の外周に当てた回転駆動体から力を働かせながら前記原木を回転させ、刃物により切削して単板を得る際、前記原木の木口側から見て、前記刃物の刃先から前記原木の回転中心を通り、前記刃先から遠ざかる方向へ、前記原木の輪郭と交差するまで延ばした仮想線と、前記仮想線と前記原木外周とが交差した交点とを想定し、前記切削により順次小径化する前記輪郭であって、前記刃物の刃先から、前記原木の回転方向と逆方向に沿って、前記交点を含んで前記交点に至るまでの間の前記原木輪郭に対し、接触し続ける第1当て部材と、前記同じく順次小径化する前記輪郭であって、前記刃物の刃先から、前記原木の回転方向に沿って、前記交点に至るまでの間の前記原木輪郭に対し接触し続ける第2当て部材との、少なくとも2個の当て部材を設けて切削すると共に、前記原木から前記第2当て部材に対し、前記仮想線と直交し且つ前記回転中心から遠ざかる第1方向に押す力の大きさを測定する第1工程、前記測定した力の大きさが予め設定した値より小さい場合、前記回転駆動体及び前記第1当て部材の少なくとも一方から、前記原木に対し、前記第1方向に働く力を増大させ続ける第2工程、前記測定した力の大きさが前記設定した値と同じになると、前記増大させ続けていた、前記原木に対し第1方向に働く力の大きさを、一定とする第3工程、

請求項2

第1当て部材から原木に作用する摩擦力を増大させる第2工程である、請求項1記載の原木の切削方法。

請求項3

回転駆動体が、突刺体を外周に設けた円盤状回転体であって、原木に対する突刺量を増大させる第2工程である、請求項1記載の原木の切削方法。

請求項4

次の構成からなるベニヤレース鉋台と、鉋台を移動させる第1移動機構と、前記鉋台に備えられた刃物と、同じく前記鉋台に、周囲に多数の突刺体を有する回転体を、前記刃物の前記刃先が連なる方向に間隔をおいて多数配置し、駆動回転させられる回転駆動体と、前記原木の木口側から見て、前記刃物の刃先から前記原木の回転中心を通り、前記刃先から遠ざかる方向へ延び、前記原木の輪郭と交差する仮想線と、前記仮想線と前記原木の輪郭とが交差した交点とを想定し、前記切削により順次小径化する前記輪郭であって、前記刃物の刃先から、前記原木の回転方向と逆方向に沿って、前記交点を含んで前記交点に至るまでの間の前記原木輪郭に、第2移動機構の作動により接触し続け、且つ前記原木の回転に対し抵抗力を発生させ且つ前記抵抗力の大きさを変更可能な力可変機構を有する第1ロールと、前記同じく順次小径化する前記輪郭であって、前記刃物の刃先から、前記原木の回転方向に沿って、前記交点に至るまでの間の前記原木輪郭に、第3移動機構の作動により接触し続ける第2ロールと、前記原木から前記第2ロールに対し、前記仮想線と直交し且つ前記回転中心から遠ざかる方向に押す力の大きさを測定する測定機構と、前記回転駆動体により回転させられる前記原木が前記刃物により切削され一定の厚さの単板が得られるように鉋台の第1移動機構を作動させ、また第1ロールと第2ロールとが各々前記切削され小径化する前記輪郭に接触し続けるように、第2移動機構、第3移動機構を作動させ、更に、前記測定機構から得た前記力の大きさが、予め設定した値より小さい場合、前記第1ロールに、前記抵抗力を発生させるとともに、前記抵抗力を増大させ続け、次いで前記増大させ続けることにより前記測定機構から得た力の大きさが、前記設定した値と同じになると、前記増大させ続けることを中止して抵抗力を一定とするべく、前記力可変機構を作動させるように、各々制御する制御器

請求項5

測定機構が、第2ロールと第3移動機構との間に設けた力センサである、請求項4記載のベニヤレース。

請求項6

力可変機構がトルクモータである、請求項4記載のベニヤレース。

技術分野

0001

本発明は、原木切削方法およびベニヤレースに関するものである。

背景技術

0002

合板単板積層材などの板材の製造に用いる単板は、通常、ベニヤレースで原木を回転させ刃物切削することにより生産している。
この生産において、単板の厚さを一定とすること及び歩留まりを向上させるために、切削時に受ける力により原木が撓むことを防ぎつつ、可能な限り小さな直径となるまで原木を切削している。
そのための出願人は、特許第2796799号公報に記載されているベニヤレースを提案した。

0003

このベニヤレースの概略は、図25に側面説明図で示すようになっている。
即ち、151は原木Wを切削する刃物155等を備えた鉋台である。
鉋台151は、公知のベニヤレースと同様に、鉋台151に設けた雌ねじ(図示せず)に合致する第1雄ねじ153が挿入されている。
この第1雄ねじ153にはこれを回転させるためのサーボモータ(図示せず、以下、説明上、第1サーボモータという)が連結されている。
第1サーボモータは、後述するように制御器(図示せず)からの信号を受けて第1雄ねじ153を正転逆転させ、このことにより鉋台151が原木Wの回転中心に対し、矢印方向に往復移動可能となっている。

0004

尚、第1サーボモータには、第1アブソリュートロータリーエンコーダ(図示せず)が連結されている。
これは、第1雄ねじ153の回転数を第1アブソリュートロータリーエンコーダにより検知することにより、適宜設定した基準位置、例えば原木Wの回転中心から、鉋台151の特定の位置、この場合は、刃物155の刃先までの距離を算出するためである。

0005

図25で、156は原木Wから刃物155で切削された単板である。
157は刃物155の直前位置に備えられ、周囲に、原木Wの外周面突刺する突刺体157aを多数備えた円盤状回転体で、後述するように回転する原木Wの軸中心線方向に多数並べて配置してある。
この円盤状回転体157は、第2サーボモータ159の動力チェーン161により伝達され一定速さで回転駆動させられ、後述するように前記突刺体が突刺された原木Wを矢印方向に回転させる。
163は、刃物155による原木Wの切削時に、単板156に生じる裏割の発生を少なくするために、刃物155の直前位置で原木Wの外周面を加圧するノーズバーである。

0006

165は、軸中心線方向の長さが原木Wの繊維方向のほぼ全体に亘って当たることが可能な長さであって、保持体(図示せず)に軸受(図示せず)を介して従動回転自在に支持された第1ロールである。
該保持体は、上記第1雄ねじ153の回転により鉋台151が移動することと同様に、制御器(図示せず)からの信号を受けたサーボモータ(図示せず、以下第3サーボモータという)で回転させられる第2雄ねじ121により、水平方向に後述するように制御されながら移動する。
第3サーボモータには、原木Wの回転中心と、第1ロール165の外周面で刃物155による原木Wの切削時に、原木Wの外周面と接触する箇所(以下、接触箇所と言う)との間の距離を検出するために、第1サーボモータと同様に第2アブソリュートロータリーエンコーダ(図示せず)が連結されている。

0007

169は、第1ロール165と同様に、軸中心線方向の長さが原木Wの繊維方向のほぼ全体に亘って当たることが可能な長さであって、且つ第1ロール165より直径が小さい第2ロールで、前記とは別の保持体(図示せず)に同じく従動自在に支持されている。
この別の保持体は、第1ロール165と同様に、制御器(図示せず)からの信号を受けたサーボモータ(図示せず、以下第6サーボモータという)が連結されることで回転する第3雄ねじ171により、垂直方向に後述するように制御されながら移動させられる。

0008

第6サーボモータには第3アブソリュートロータリーエンコーダ(図示せず)が連結されていて、第1ロール165と同様に、原木Wの回転中心と、第2ロール169の接触箇所との間の距離を検出する。
更には、原木Wの回転に従って回転する第2ロール169には、その周速計測するための第1ロータリーエンコーダー(図示せず)も備え、その情報を制御器に伝えている。

0009

このように備えられた鉋台151、第1ロール165及び第2ロール169の移動は、次のように制御されて刃物155による原木Wの切削が行なわれる。
第1サーボモータに連結された第1アブソリュートロータリーエンコーダにより原木Wの回転中心Qと刃物155の刃先との間の距離rが分かり、また第2ロール169に備えた第2ロータリーエンコーダにより原木Wの周速Vが分かる。
これらr及びVから制御器で原木Wの単位時間当りの回転数(以下、回転数と言う)nを算出する。
尚、円盤状回転体157が前記のように一定の速さで回転駆動させられるので、原木Wの周速Vはほぼ一定となる。

0010

次いで制御器では回転数nの値から、図25において、原木Wの1回転当りに鉋台151が原木Wに向かって左側に移動する距離が一定となるように、第1雄ねじ153の第1サーボモータに信号を出し作動させる。
その結果、鉋台151は移動し当然に距離rの値も順次小さくなるが、前記のように原木Wの周速Vが一定であるため、この変化する距離rの値に対応して鉋台151の移動速さは速くなる。

0011

また前記r及びVの値から鉋台151の移動速さを決定する制御器は、第2雄ねじ121の第3サーボモータに対しても、次のように作動させる信号を出す。
即ち、第1ロール165の接触箇所が、原木Wを挟んで刃物155の刃先と常に対称となる位置に移動させる。
ただ正確に述べるなら、次のようになる。
回転中心を固定して原木を回転させ、原木W回転当たりに刃物が回転中心に向かって移動する距離を一定としたとき、刃物の刃先が原木を通過する曲線は、
アルキメデススパイラル曲線(以下、曲線Lと言う)となる。
そこで図25の要部を示す図26のように、曲線Lの、刃物155の刃先を通る最も外側の曲線(以下、最外曲線Lと言う)上にあるように制御して、第1ロール165を右側に水平移動させる。
その結果、刃物155により切削されることで原木Wの直径が順次小さくなっても、第1ロール165は原木Wの周面に当たり続けるように移動する。
尚、この最外曲線Lは、原木Wの切削が進むにつれて、あたかも図26の状態から最外曲線L自体が矢印方向の回転するように、順次変化し続ける。

0012

同じく制御器は、第6サーボモータに対しても、第2ロール169の接触箇所が原木Wの回転中心から下方に距離r離れた位置、正確には最外曲線L上となる位置であって、しかも鉋台151の原木W側への移動に対応して原木Wに向かって垂直移動するように、作動させる。
この様なベニヤレースでは、原木が切削により受ける力で撓むことが防止されて希望する厚さの単板が得られると共に、原木の両木口スピンドルで支持して回転させる場合に比べて、小さな直径まで原木を切削することができ、歩留まりが向上する。

先行技術

0013

特許第2796799号公報

発明が解決しようとする課題

0014

しかし上記切削方法では、次のような問題があった。
切削中に原木Wは、図26に示すように、刃物155から上方に向かう力F1を受け続けている。
この力F1は、切削される原木Wが硬い材質の場合、大きくなる。
そのため前記材質の場合、原木Wが、図26に示した位置(以下、正規位置と言う)から上方、即ち図27に示すように、原木の回転中心Oと前記刃物155の刃先Pとを結ぶ仮想線O−Pと直交する方向で、刃物155から遠ざかる向きに移動する。

0015

このように原木Wが正規位置から移動すると、次に述べるように、切削される単板156の厚さが、設定した厚さより許容値を越えて薄くなってしまう。
即ち、図27の円R1で囲んだ部分の拡大説明図である図28に示すように、原木Wに対し、刃物155の刃先Pの位置は、上下方向で相対的に下がることになる。
尚、図27及び図28では、原木Wの移動を分かりやすくするために、その移動量を拡大して示している。

0016

図28で、刃先Pと回転中心Qとを結ぶ線は、刃先Pを通る水平線と交差し、両線がなす角度をθとする。
156Aは原木Wの表面を、156Bは原木Wが1回転した後の原木Wの表面である。
また、図28で原木Wの1回転当たりに鉋台、即ち刃物155が原木W側にTだけ移動した時の、刃先の位置をK1とする。
その結果、PとK1との間の距離がTとなる。
また刃先Pから表面156Bにおろした垂線と、表面156Bとの交点をK3とする。
更に、点K3における接線は、近似的にK1を通る。

0017

そこで、切削される単板156の厚さは、PとK3との間の距離t1となる。
このt1は、図28に示すように、t1=T×COSθとなる。
この場合、T・cosθはTより小さく、単板156の厚さは、設定した厚さより薄くなってしまう。
このような単板156を用いて例えば合板を製造すると、厚さが薄い製品となり不良品となってしまうため、これら単板156はとして廃棄されている。
そのため、製品の歩留まりを低下させてしまっていた。

課題を解決するための手段

0018

本発明は、切削中に、原木の材質が硬いなどの原因で、原木が設定された位置から移動した場合、切削中の原木の外周に当たる当て部材から力を加えて、前記原木を設定された位置に移動復帰させるものである。

発明の効果

0019

本発明によれば、原木が、ほぼ設定された位置に保たれた状態で刃物により切削されるため、得られた単板の厚さがほぼ一定となる。
そのため製品の歩留まりを低下させることが殆ど無い。

図面の簡単な説明

0020

図1は第1実施例において、原木Wの木口側から見た、一部を切り欠いた側面説明図である。
図1で原木Wを取り除いた状態で、一点鎖線A−Aより矢印方向を見た正面説明図である。説明上、スピンドルSを二点鎖線で示す。
図2で、一点鎖線B−Bより矢印方向を見た側面説明図である。
図2で、一点鎖線C−Cより矢印方向を見た平面説明図である。
図2で、一点鎖線D−Dより矢印方向見た一部断面説明図であって、更に原木W及び刃物155、円盤状回転体157などの鉋台151の一部を加えて示した説明図である。
図5で、一点鎖線E−Eより矢印方向を見た一部断面平面説明図である。
(a)は、図2で、一点鎖線F−Fより矢印方向を見た一部断面側面説明図である。(b)は、図2で、一点鎖線G−Gより矢印方向を見た一部断面側面説明図である。
図5で、円R2で囲んだ箇所の拡大説明図である。
図5で、一点鎖線H−Hより矢印方向を見た説明図である。
(a)は、図9で、一点鎖線J−Jより矢印方向を見た一部断面側面説明図である。(b)は、図9で、一点鎖線M−Mより矢印方向を見た一部断面側面説明図である。
図1で、原木Wを取り除き、一点鎖線N−Nより矢印方向を見た側面説明図である。
第1実施例の作動説明図である。
図11の右側端付近の拡大説明図である。
図13の一点鎖線X1−X1より矢印方向を見た一部断面説明図である。
図13の一点鎖線X4−X4より矢印方向を見た一部断面説明図である。
図13の一点鎖線X2−X2より矢印方向を見た一部断面説明図である。
図13の一点鎖線X3−X3より矢印方向を見た一部断面説明図である。
図14の刃物155の刃先付近の部分拡大し、原木Wを加えて示した一部断面説明図である。
図18の一点鎖線X5−X5より矢印方向を見た一部断面説明図である。
図14の上部付近の第3回転軸126の作動を説明する一部断面作動説明図である。
図18の円盤状回転体157の作動説明図である。
図18の円盤状回転体157の作動説明図である。
図18の円盤状回転体157の作動説明図である。
第2実施例の一部断面側面作動説明図である。
従来装置の側面説明図である。
図25の要部を示す側面説明図である。
図26の状態から、原木Wが上昇した状態を示す側面説明図である。
図27の円R1で囲んだ箇所の部分拡大説明図である。

実施例

0021

本発明は、原木Wが、切削中に垂直方向に受ける力の大きさ検出して、原木Wが正規位置にあるように制御するものである。
本発明の第1実施例を説明する。
図1において151は、図25で従来技術として説明した鉋台と同じ鉋台
である。
即ち、図1及び、図1で一点鎖線より矢印方向を見た側面説明図である図11に示すように、第1雄ねじ153、第1アブソリュートロータリーエンコーダを備えた第1サーボモータ154、刃物155、円盤状回転体157、第2サーボモータ159、第1チェーン161、ノーズバー163を同様に設ける。
尚、後述する第2実施例と同様に、第2サーボモータ159の回転軸に、ワンウエイクラッチ(図示せず)を介して装着されたスプロケット(図示せず)を設けて、第1チェーン161を図1のように、掛け渡しても良い。

0022

Sは、油圧シリンダ(図示せず)の作動により、後述するように刃物155が二点鎖線で示す原木Wの回転中心に接近しても当たらない原木Wから離れた待機位置と、原木Wの両木口に各々圧接される支持位置との間を往復動自在とした公知の一対のスピンドルである。
一対のスピンドルSは、支持位置にあるとき原木Wを回転自在に支持し、また後述するように連結したサーボモータ(図示せず、以下、第7サーボモータという)により原木Wを回転駆動することも可能である。
また、スピンドルSの回転駆動時には、後述するように、制御器200からの信号によりスピンドルSの回転数を変更自在となっている。

0023

更には、第7サーボモータには、スピンドルSの時間当たりの回転数を検出するための第4アブソリュートロータリーエンコーダ(図示せず)が連結されていて、回転数の情報は後述する制御器200に入力される。

0024

また通常のベニヤレースと同様に、回転する原木Wが刃物155により切削されて得られる単板156の速さが一定となるように、次のように構成されている。
スピンドルSの回転中心と刃物155の刃先との間の距離の情報を、第1サーボモータ154に備えた第1アブソリュートロータリーエンコーダから得て、制御器200に伝えている。
この距離の値に反比例させて、第7サーボモータによりスピンドルSの単位時間当たりの回転数を増加させるように制御器200から信号を出すことにより、刃物155により切削されている箇所の原木Wの周速が一定となって、前記切削されて得られる単板の速さが一定となる。
尚、刃物155の、原木Wの繊維方向の長さは、公知のベニヤレースと同様に、原木Wの該方向の長さより若干長くなるように形成されている。

0025

1は、第1基台であって、図2において左右方向に間隔をおいて設けられている。
各第1基台1の上部には、図2に示すように、あり3Bを、図1で左右方向に連続して設ける。
また各あり3Bには、その形状に合致し図1の左右方向に案内されるあり溝3Aを、図1及び図2に示すように設ける。
両あり溝3Aには、図2に示すように、左右に連続する第2基台19の両端19Aを接続固定する。
7は、図2に示すように、第2基台19の左右方向の両端側の下面に、各々固定されたね連結部材である。
9は、各ねじ連結部材7に対し、図1、3で左右方向に貫通して、後述する第4雄ねじ11に合致するように、形成されている第4雌ねじである。
各雌ねじ9には、図3で左側3分の2ほどの部分にねじ部が形成され、残りの右側の部分は円柱状となっている第4雄ねじ11のねじ部が、互いにかみ合った状態で挿通されている。

0026

13は、図1の左側端部付近に設けられた第3基台である。
第3基台13の、両第1基台1の間に固定されている
各第4雄ねじ11を、定位置に保持つために、円柱状である右側の部分を、第3基台13上に固定された第1軸受21に挿通して、回転自在に保持している。
また、図3で左右方向には、各第4雄ねじ11が第1軸受21に対し移動しないように、リテーナリングにより保持されている。
また図3図4に示すように、各第4雄ねじ11の右側端部には、第1かさ歯車19aが固定されている。

0027

一方、図1図4に示すように、第1基台1から水平に飛び出した状態で、第1載置台14を固定して供える。
第1載置台14上には、第2アブソリュートロータリーエンコーダ(図示せず)が連結されている第6サーボモータ15を固定する。
この第6サーボモータ15の駆動軸15aと、図4に示すように、第1基台1に設けた第2軸受16に挿通されて第1軸17と接続する。
尚、図4で、第1軸17の、第6サーボモータ15側と反対側の端部は、図4の右側の第1基台1に設けた軸受(図示せず)により回転自在に支持されている。

0028

また、第1軸17には、図4に示すように、各第1かさ歯車19aとかみ合う位置で、第1かさ歯車19aとかみ合う形状の第2かさ歯車19bが2個、固定されている。
このことにより、第6サーボモータ15の回転が、駆動軸15aから第1軸17を経て、各第4雄ねじ11に伝わる。
また、第6サーボモータ15に第2アブソリュートロータリーエンコーダを備えているため、次の値が分かる。
即ち、第4雄ねじ11の回転により移動する第2基台19の、詳しくは、原木の木口側から見た図である図5において、スピンドルSの回転中心と、第1バックアップロール31の回転中心との水平距離(以下、第2距離と言う)の値が分かる。
この値は順次変化するが、その情報は後述する制御器200に入力され続ける。

0029

一方、図2で左右に間隔をあけて配置されている両第1基台1に渡って、第2基台19を次のように備える。
即ち、図2で第2基台19の両端19Aを、各々、あり溝3Aと固定する。
このことにより第2基台19は、あり3Bとにより案内されて第1基台1上を、図3で左右方向に移動することができる。
また、第2基台19の、図2において両端19A付近で且つ図3の左右方向では中央の下面に、前記ねじ連結部材7の上面を固定する。
この構成で、第6サーボモータ15の回転により各第4雄ねじ11が回転すると、第2基台19は、図3で左右方向に移動することができる。

0030

更には図2において、両ねじ連結部材7の間で且つ第2基台19の下面には、図5に示すように、断面が長方形の第1取付台23を、図2の左右方向で連続した状態で固定する。
第1取付台23には、次のような各部材を備える。
図2で、第1取付台23の左右両端部付近には、スラスト軸受33を固定する。
両スラスト軸受33には、第1軸29を、図2左右方向両端部を挿入して設ける。
このことにより、第1軸29が回転自在で、且つ図2の左右方向に移動しないようにしている。
また第1取付台23には、図2の左右方向で適宜間隔をおいて、図5に示すように、第1軸受け支持部材25を固定する。
第1軸受け支持部材25には、図5右側先端に第3軸受27を設け、第1軸29を第3軸受27に挿通することにより、第1軸29を回転自在に支持する。

0031

更には、また第1軸29には、図2の左右方向で第1軸受け支持部材25に隣接して、周囲に、肉厚パイプ状の、複数個の第1バックアップロール31を、公知のキー及びキー溝(図示せず)により固定する。

尚、この第1バックアップロール31の取付位置は、次のような位置となっている。
原木Wの木口側から見た図5において、刃物155の刃先155aから前記原木の回転中心Qを通り、前記刃先155aから遠ざかる方向へ延びる仮想線を、二点鎖線Z−Zで示す。
この二点鎖線Z−Zと、原木Wの輪郭Waとの交点を26で示す。
交点を26に対し、第1バックアップロール31と原木Wとの接点が、原木Wの直径が変化しても、交点26より上方に、例えば30mm程度ずれた位置となるように、第1取付台23に設けられている。
また、原木Wがある特定の直径の時の、回転中心Qを通る水平線に対する前記ずれている距離の値は、後述する制御器200に入力されている。

0032

更には、第1軸29には、図2の左右方向で中央の第1バックアップロール31の近傍に、次のような第1リング状部材37を設ける。
即ち、図7(a)に示すように、第1軸29に、第4軸受34を介して、第1バックアップロール31と同じ直径で且つ幅の狭い第1リング状部材37を設ける。
第1リング状部材37には、第1軸29の軸中心線方向に突出した、直径が第1リング状部材37より小さいボス37aを備えている。
ボス37aには、図7(a)に示すように、第1歯車39を固定する。
また第1取付台23には、第1リング状部材37に相対する箇所において、図7(a)に示すように、左右方向に貫通する切欠部23aが形成されている。

0033

一方、図7(a)で、第1取付台23を挟んで、第1リング状部材37と反対側には、第2載置台41を第1取付台23に固定する。
第2載置台41上には、第2ロータリーエンコーダ43を固定する。
第2ロータリーエンコーダ43の回転軸43aには、第2歯車45を固定する。
更には、第1歯車39と第2歯車45とに、第1タイミングベルト47を掛け渡す。
このことにより、後述するように、第1リング状部材37が原木Wに当たり従動回転すると、その回転が第1タイミングベルト47により回転軸43aに伝えられる。
その結果、原木Wの周速を検出して、その情報を後述する制御器200に送る。

0034

更に、図2の左右方向で、右側のスラスト軸受33の左側には、図7(b)に示すように、第1バックアップロール31の直径より小さい直径の第1スプロケット49を、同キーとキー溝(図示せず)とにより固定する。
また図7(b)に示すように、第1取付台23で第1スプロケット49に相対する箇所には、第1切欠部23aと同様に、左右方向に貫通する第2切欠部23bを形成する。

0035

図7(b)で第1取付台23を挟んで、第1スプロケット49と反対側には、第3載置台51を第1取付台23に固定する。
第3載置台51上には、トルク検出手段を備え、トルクを変更することができるトルクモータ53(以下、トルクモータ53と言う)を固定する。
トルクモータ53の回転軸53aには、第2スプロケット55を固定する。
これら第1スプロケット49と第2スプロケット55とに、第1チェーン57を掛け渡す。
以上の構成で、トルクモータ53の回転を、第1チェーン57を介して第1軸29に伝え、第1バックアップロール31を回転することができる。

0036

トルクモータ53のトルク及び回転数は、後述するように制御器200からの信号により適宜変更することができる。
即ち、第1チェーン57を介し第1バックアップロール31を、原木Wの周速と同一として回転させたり、原木Wに、その回転を助けるような力を与えたり、更には逆その回転にブレーキとなる力を与えたりすることができ、これら力の大きさも変更することができる。

0037

一方、第1バックアップロール31の下方には、切削時に原木Wの下部に当たり原木Wを支持する第2バックアップロール73と、これを保持及び作動する各部材を、次のように設ける。
図5に示すように、第1取付台23(及び第3基部25)の右側側面に、第1支持体61を固定する。
第1支持体61は、図6に示すように、図6の左右方向で、間隔をおいて複数個、前記のように固定する。
図5で、各第1支持体61の右側先端には穴(図示せず)を形成し、該穴に第1支持軸63を挿入して固定する。
第1支持軸63には、次のような第2支持体65を備える。
第2支持体65は、第1支持体61の前記穴に相対する位置で直径が前記穴より大きい穴65aを有し、穴65aに第5軸受64を固定する。
この第5軸受65に、第1支持軸63を挿通して固定する。
このことで、第2支持体65は、第1支持軸63に対し回動自在となる。
その結果、第2支持体65は、第1支持体61に対し、図5に矢印で示すように、往復回動自在となる。

0038

第2支持体65には、第2取付台67を固定する。
第2取付台67は、図2に示すように、左右方向では連続して一体の部材である。
第2取付台67は、軽量化と荷重による変形を少なくするために、適宜の位置に、縦及び横方向にリブ68を設けた構造となっている。

0039

図2において第2取付台67の上方端部、図5では右上方端部には、以下のように構成した第2バックアップロール73を複数個、設ける。
各第2バックアップロール73は中空であり、各々軸受(図示せず)を介して、第2バックアップロール73の軸中心線方向で両側に突出した状態で、第6支持軸70が挿入してある。
このことにより、各第2バックアップロール73は、第6支持軸70に対し、回転自在となる。
図6に示すように、各第2バックアップロール73の前記両側に各々軸支持部69を、後述するように設ける。
これら各軸支持部69は、第6支持軸70の形状に合致する穴を有し、該穴に第6支持軸70を挿入固定する。

0040

このように構成した第2バックアップロール73の第2取付台67への固定は、次のように行う。
例えば図2において、最初に一番右側の軸支持部69(以下、第1軸支持部69と言う)をネジ(図示せず) により第2取付台67に固定する。
次に、予め、別の軸支持部69(以下、第2軸支持部69と言う)の前記穴に、第2バックアップロール73の突出した前記第6支持軸70の一方側を挿入固定しておく。
この第2バックアップロール73の、他方側の突出した第6支持軸70を、第1軸支持部69の穴に挿入すると共に、第2軸支持部69を第2取付台67に固定する。
以下、順次、同様に複数の第2バックアップロール73を、各々回転自在に第2取付台67へ設ける。

0041

第2取付台67には、図2に示すように、図2の左右方向で間隔をあけた2箇所で、各々二股状で下方に突出した、下端部67bが設けてある。
各下端部67bの前記二股状に分かれた箇所の間には、図2及び図5に示すように、後述する第4支持体80の第3先端部75aを、次のように連結している。
第3先端部75aに設けた穴(図示せず)に軸受(図示せず)を固定し、第3支持軸77を該軸受に挿通して固定する。
また両下端部67bに、図2に示すように、左右方向に第3支持軸77と合致する穴(図示せず)を形成し、該穴に第3支持軸77を公知の手段で挿入固定する。
これらのことにより、第2取付台67と第4支持体80とは、第3支持軸77を回転中心として互いに回転自在となる。

0042

尚、以下の各情報が、後述する制御器200に入力されている。
1.スピンドルSの回転中心に対する、第1支持軸63の回転中心の位置の情
報、
2.第1支持軸63の回転中心の位置と、第2バックアップロール73の回転
中心と第3支持軸77の中心とを結ぶ仮想線との間の距離の情報、
3.第1支持軸63の回転中心から前記仮想線への垂線との交点と、第2バッ
アップロール73の回転中心との間の距離の情報、
4.第2バックアップロール73の半径の情報。

0043

一方、図5で、79は、第2取付台67の各下端部67bに相対して設けた第1伝達部材である。
各第1伝達部材79は、図5において、右側で第4支持体80と、左側で第1回動アーム103と、各々、後述するように連結されている。
各第1伝達部材79は、図5で2個のうち一方側だけを示すが、主に左側の第3支持体75と右側の第4支持体80とにより構成されている。
第3支持体75は、左側に幅が狭く連続する連結部75bを備えている。
また第3支持体75の右側側面75cには、図5で左右方向に雌ねじ(図示せず)を、上下方向に間隔をあけて2箇所、形成する。
一方、第4支持体80は、図5に示すように、左横向きのほぼT字状となっている。
第4支持体80には、その右側端部に、前記のように第3支持軸77により第2取付台67の下端部67bと連結された第3先端部75aを備えている。

0044

また第4支持体80は、図5で左側端部に、上下に連続した終端部80bを備えている。
該終端部80bには、前記右側側面75cに形成されている2箇所の雌ねじに各々相対する位置に、後述する第1長ねじボルト81,第2長ねじボルト82の外径より大きい直径の穴(図示せず)を、同じく左右方向に貫通して形成する。

0045

右側側面75cの各雌ねじには、図5で右側から、同じ形状の第1長ねじボルト81及び第2長ねじボルト82を、各々、圧縮バネ84を貫通した状態で、各左側端部を、前記雌ねじに、ねじ込み固定する。
このことにより、第1長ねじボルト81及び第2長ねじボルト82は、第3支持体75と一体となる。
これら両ボルト81,82に対し、右側から、第4支持体80を、両ボルト81,82が、終端部80bの前記穴を貫通した状態で装着する。
その際、第1長ねじボルト81及び第2長ねじボルト82の右側端部が、終端部80bの穴から右側に飛び出した状態となるように、両ボルト81,82の長さを設定しておく。
尚、図5で83は、第1カラーである。

0046

次に、前記2個の長ねじボルト81,82のうち、図5で上方の第1長ねじボルト81には次のように各部材を設ける。
終端部80bより右側の部分には、第2カラー85を挟んだ状態で、2個の第1ナット86をいわゆるダブルナット方式として、後述するように圧縮バネ84を圧縮した状態で、ねじ込み固定する。
このことにより、第1長ねじボルト81に対し、2個の第1ナット86は定位置となる。

0047

一方、図5で下方の第2長ねじボルト82で、終端部80bより右側の部分には、次のように各部材を設ける。
即ち、図5の円R2で囲った箇所の部分拡大図である図8に示すように、終端部80b側から、各々中空の第3カラー87、力センサー88、第4カラー89、一組の球面座金90と配置し、それの右側に、第5カラー91を配置する。
更に第5カラー91の右側に、第1長ねじボルト81と同様に、2個の第2ナット92を、第2長ねじボルト82が挿通している圧縮バネ84を圧縮した状態で、同様にダブルナット方式でねじ込み固定する。
このことにより、第2長ねじボルト82に対し、2個の第2ナット92は定位置となる。
尚、力センサー88は、後述するように、原木Wが正規位置にあるか否かを検出するために用いるものである。
力センサー88としては、水晶圧電効果を利用したセンサーであり、例えば日本キスラー株式会社製の産業用力センサー型式9105Aを用いる。

0048

更に終端部80bと第5カラー91とに対し、図8では表側の面だけを示すが、表側と裏側との両面に、図8の表面から裏面に向かう方向に雌ねじ(図示せず)を形成する。
形成した各雌ねじには、第1六角穴付ボルト93(以下、第3ボルト93と言う)と第2六角穴付ボルト94(以下、第4ボルト94と言う)とを、前記雌ねじを形成した方向で、第4支持体80と第5カラー91との両表面からの先端部が突出した状態として、ねじ込む
更に、両ボルト93,94は、図示しないが、前記ダブルナット方式により、各々固定する。

0049

第3ボルト93と第4ボルト94の前記突出した箇所には、図8に示すように、引張りバネ95を引張った状態で、その両端に設けたフック部95aを各々、掛けて装着する。
このことにより、ボルト93とボルト94とが、図8で左右方向に互いに引張る力を受ける。
この引張りバネ95の装着は、図8に示す側と反対の裏側にも、同様に行う。
このことにより、図8で終端部80bに向けて第5カラー91が左側に引張られ、隣接する第3カラー87、力センサー88、第4カラー89、球面座金90が、第1の力と等しい大きさの力で互いに押し合うことになる。
そのためこの状態では、力センサー88には、引張りバネ95により圧縮する所定の大きさの力が作用している。
この力の大きさは、センサー88で検出され、この情報は、配線96を通じ制御器200に送り続けられる。
またこれら構成により、第3支持体75に対し、第4支持体80は、図5で左右方向に移動可能となる。
この第4支持体80の移動は、前記終端部80bに形成された2個の穴が、各々第1長ねじボルト81,第2長ねじボルト82により案内されて行われる。

0050

図5において97は,図6に示すように、左右方向に間隔をおいて、第1取付台23に固定された2個の第3支持体である。
各第3支持体97の下面には、図5に示すように、リブ98aで補強された断面L字状の第3取付台98を固定する。
図5において、各第3支持体97及び第3取付台98の左側の面には、第4支持体99の右側端面を固定する。
各第4支持体99は、図5に示すように、左半分の箇所の外形円弧状となっている。

0051

第4支持体99には、図9に示すように、第1支持軸63と平行な第4支持軸101を、第6軸受100を介して回転自在に備える。
第4支持軸101には、図9に示すように、次のように各部材を備える。
また第4支持軸101の両端には、第1連結部材102を、その中央部に形成された穴に第4支持軸101の端部を挿入固定した状態で、設ける。
更には第1連結部材102には、図9で左右方向に間隔をあけて、第4支持軸101から放射方向に平行に伸びる2個の第1回動アーム103を、固定して設ける。

0052

各第1回動アーム103の、前記放射方向での先端と、第1伝達部材79の第3支持体75の図5で左側先端とを、次のように連結する。
各第3支持体75の連結部75bの、図5で左側先端部に穴75d設ける。
この穴75dに、図9に示すように、第7軸受104を挿入して固定する。
一方、両第1回動アーム103の前記放射方向での先端には、第7軸受104の内径と等しい内径の穴103aを設ける。
次に両第1回動アーム103の穴103aと、第7軸受104とを貫通して第5支持軸105を挿入固定する。
これらのことにより、第1伝達部材79と、両第1回動アーム103とは、互いに回動自在となる。

0053

107は第5支持体である。
第5支持体107は、図9に示すように、その上部をリブ107aで補強している。
このような第5支持体107を、上端を第2基台19の下面に、同様に、ボルト(図示せず)により固定している。
第5支持体107には、第9サーボモータ106の端部取付部106aを、第5支持体107に、固定している。
第9サーボモータ106にはアブソリュートロータリーエンコーダを備えている。

0054

108は、第9サーボモータ106の駆動力を伝える回転軸である。
図10(a)に示すように、回転軸108には第4歯車110を各々固定する。
また第4支持軸101には、第3歯車109を固定する。
更には、両歯車109、110に、第2タイミングベルト111を掛け渡す。
これらのことにより、第9サーボモータ106の回転により第4支持軸101を回転することができる。
その際、アブソリュートロータリーエンコーダにより、第4支持軸101の回転角度を正確に検出することができ、その情報は後述する制御器200に送られる。

0055

図9で112は、左側の第4支持部体99に固定されたロータリーエンコーダである。
ロータリーエンコーダ112には、図10の(b)に示すように、第4支持軸101の回転角度(以下、角度情報と言う)を、歯車(図示せず)を経て伝達している。
この角度情報は、配線(図示せず)により、制御器200に入力され続ける。
このロータリーエンコーダ112は、第9サーボモータ106により回転する第4支持軸101が、希望するように回転しているかを確認するものである。
この回転の確認の情報の結果、制御器200からの信号でロータリーエンコーダ112の回転状態を変更し、より精密に制御するためのものである。

0056

これら構成により、第9サーボモータ106の作動により、第4支持軸101を介して第1連結部材102と一体の第1回動アーム103を、例えば図5反時計回りに回転すると、次のように作動する。
第1回動アーム103と第5支持軸105により連結されている第3支持体75が右方向に移動する。
そのため、第3支持体75と第3支持軸77により連結している第2取付台67が、第1支持軸63を回動中心として反時計回りに回転し、このことにより第2バックアップロール73が上昇することになる。
これら構成と後述するような制御器200からの作動信号により、第2バックアップロール73は、原木Wの外周であって、前記刃物155の刃先155aから、原木Wの回転方向に沿って、前記交点26までの間の前記外周に当たることになる。
以上説明した本実施例の構成に加え、後述するように、各情報を受け、該情報に基づき、後述するように、各部材を作動する信号を出す制御器200を備えている。

0057

本発明の第1実施例は、以上のように構成するが、初期状態として以下のように設定する。
運転者が、原木Wが刃物155により切削されて得られる単板156の厚さT、第1リング状部材37の周長の各情報を制御器200に入力しておく。
トルクモータ53は、第1バックアップロール31の周速が、円盤状回転体157の周速と等しくなるように、設定して駆動する。

0058

また後述するように、刃物155により切削されて原木Wが小径化しても、制御器200からの信号により、第1バックアップロール31及び第2バックアップロール73と、原木Wとの接触箇所が、前記最外曲線Lにあるように、その移動を制御する。
更に第2バックアップロール73は、次のように設定する。
第2バックアップロール73が、一定の力で原木Wを垂直方向に、常に押している状態となるようにする。
この場合の一定の力の大きさは、この力を受けた原木Wが、正規位置からずれて上昇する距離が、図27,28を用いて説明したように、切削された単板の厚さが、設定した厚さより許容値を越えて薄くならない範囲の値(以下、許容範囲と言う)とする。

0059

前記一定の力は、次のように、センサー88により求めることができる。
第2バックアップロール7が原木Wをある大きさの力で押すと、作用・反作用の法則で、原木Wは第2バックアップロール7を同じ大きさの力で押し返す。
そこで、第2バックアップロール7と原木Wとが互いに垂直方向に押しあう力は、次のように求められる。
原木Wの切削中に各部材が、図5に示す状態となった場合で説明する。
第3支持軸77の回転中心77aと、第5支持軸105の回転中心105aを結ぶ仮想線を、第1仮想線と言う。
この第1仮想線は後述するように、図12で示す状態まで変化するが、ほぼ水平とみなすことができる。
また回転中心77aと、第2バックアップロール73との各々の回転中心を結ぶ仮想線を、第2仮想線と言う。
第1仮想線と、第2仮想線とがなす角度をθ1とし、図12の状態まで順次変化する。
この変化する角度θ1の値は、第2取付台67が図10の(b)に示すよう
に、第4支持軸101の回転角度を検出するロータリーエンコーダ112によ
り、幾何学的に求められる。

0060

原木Wが第2バックアップロール73を押す力(大きさをF3とする)は、図5に示すように、原木Wの回転中心と、第2バックアップロール73の回転中心とを結ぶ仮想線上に働き、この仮想線は第1仮想線と一致する。
尚、第2バックアップロール73は、原木Wを逆向きにF3の力で押すことになる。
このことから原木Wが、第2バックアップロール73から垂直方向に受ける力の大きさは、F3×sinθ1となる。

0061

また前記原木Wが第2バックアップロール73を押す力は、第2取付台67を、第1支持軸63を中心として微少角度であるが、時計回りに回転する。
この第2取付台67が回転すると、第3支持軸77は図5で左側に移動する。その結果、第3支持軸77と連結されている第4支持体80を、図5で左側
へ押すことになる。
第4支持体80は、前記のように、第3支持体75に固定されている第1長ねじボルト81及び第2長ねじボルト82に対しては、自由に移動可能となっている。
そのため、第4支持体80は、2個の圧縮バネ84を縮めながら、第3支持体75側に移動する。

0062

その結果、図8で、第4支持体80とは別体に設けた第5カラー91に固定した第4ボルト94に対し、第4支持体80に固定した第3ボルト93が左側へ移動する。
移動する第3ボルト93は、引張りバネ95を介して第4ボルト94を左側に引く力を与える。
この力が、球面座金90及び第4カラー89を介して、力センサー88に、押す力として伝わる。
この押す力の大きさは力センサー88により検出され、その値は配線96により制御器200に伝達され続けている。
この第4支持体80を、図5で左側へ押すに伝わる力の大きさをF4とすると、F4=F3÷cosθ1となる。
また原木Wが垂直方向に受ける力の大きさをF5とし、F4を用いて示すと、F5=F4×(sinθ1)×cosθ1となる。

0063

また制御器200では、前記のようにロータリーエンコーダ112からの情報により、原木Wの切削が進むにつれて変化するθ1の値を求め、これらの値からF5を求める。
このF5の値が、前記許容範囲を保つように、ロータリーエンコーダ112によりθ1の値を適宜変化させる。

0064

更には、制御器200では、次のように設定する。
前述のように、原木Wが正規位置から主に垂直方向にずれる原因は、原木Wに対し垂直方向に働く力が、過度になるからである。
そこで原木Wの外周に当たり続ける第2バックアップロール73を利用して、原木Wが垂直方向に受ける力の大きさ検出することにより、スピンドルSを離した原木Wが正規位置にあるように制御する。

0065

そのために、前記F5の値を利用する。
即ち、制御器200で求められるF5の値が、許容範囲を超えた場合、第1
実施例では、原木Wに対し垂直方向で上方に働く力が許容範囲を超えたことを検出する。
検出すると、制御器200は、後述するようにトルクモータ53を作動させる信号を出す。

0066

この許容範囲は、例えば次のように決定する。
最初に、平均的な材質の多数本の原木Wを切削する。
この場合、第1バックアップロール31が原木Wの回転の抵抗とならないように、トルクモータ53により第1バックアップロール31の周速を、切削中の原木Wの周速と合わせて回転させる。
これら切削において、F5の大きさを各々検出するとともに、得られた単板の厚さを測定する。
次に硬い材質の原木Wを多数本切削する。
この場合、前記のように第1バックアップロール31の周速を、切削中の原木Wの周速と合わせて回転させると、原木Wが許容範囲を超えて上昇してしまう。そのため、得られた単板の厚さは許容値より薄くなってしまう。

0067

そこでトルクモータ53の作動により第1バックアップロール31から、原木Wの回転に対し摩擦力を与えると共に、摩擦力の大きさを次のように順次変える。
即ち、第1バックアップロール31の回転の抵抗となるように、トルクモータ53のトルクを任意の比較的小さい値に設定して、硬い材質を切削する。
またその際の、F5の大きさを検出し、且つ得られた単板の厚さを測定する。
次いで、同じ程度の硬い材質の原木Wを、トルクモータ53のトルクを前記小さい値より増やした値に設定して、F5の大きさを検出し、且つ得られた単板の厚さを測定する。
以下、順次トルクモータ53のトルクを適宜間隔で増やし、各状態での、F5の大きさの検出、得られた単板の厚さの測定を行う。
前記検出・測定を、多数の硬い材質の原木W、例えば10本に対し行う。
これら結果から、F5がどのような範囲の値であれば、単板の厚さ及びそのばらつきが、前記板材の製造に用いることができる状態となるかを判断して、前記許容範囲を決定し、これを制御器200に設定する。

0068

これら設定を行った後、各部材を次のように作動し、原木Wを刃物により切削する。
最初に、運転者が作動ボタン(図示せず)を押し、この信号が受けた制御器200からの作動信号により、第2サーボモータ159を作動させ、円盤状回転体157を予め設定した一定の周速で回転する。
また、同様に、鉋台151を、一対のスピンドルSから十分に遠ざかった位置へ、移動する。
次に油圧シリンダを作動させて一対のスピンドルSを、両スピンドルの間隔が十分に大きくなるように、互いに離れる方向に移動する。
次いで、両スピンドルSの間に、支持具(図示せず)により吊り下げられた原木Wを移動する。
その後、油圧シリンダを作動して両スピンドルSを互いに近づく方向に移動し、図1図5に示すように、原木Wを定位置(以下、正規位置と言う)保持する。
尚、図5では原木Wを一部省略して示したため、スピンドルSは示されていない。

0069

この状態で、同じく運転者が作動ボタンを押すことで、図1に示すように、スピンドルSを回転し、原木Wを矢印方向に回転するとともに、鉋台151をスピンドルSに向けて移動する。
この鉋台151の移動を、次のように制御する。
制御器200には、前記のように第1サーボモータ154に備えた第1アブソリュートロータリーエンコーダにより、鉋台151の移動により順次変化する刃物155の刃先とスピンドル3の回転中心との間の距離(以下、第1距離と言う)の値を、常に入力している。
第1距離の情報を得た制御器200からは、前記スピンドルSにより回転する原木Wの、刃物155により切削される箇所での周速と、円盤状回転体157の周速とが等しくなるように、スピンドルSの回転数を適宜変化させる作動信号を、スピンドルSの第7サーボモータに出し続ける。

0070

一方制御器200には、前記のようにスピンドルSの第1アブソリュートロータリーエンコーダから、その回転数の情報を入力している。
この回転数の情報により制御器200では、スピンドルSの1回転に要する時間を算出する。
次いで制御器200から、前記1回転に要する時間当たりに、鉋台151が図1においてスピンドルSで支持され回転する原木Wに向かって距離Tだけ移動するように、第1サーボモータ154を作動する信号を出す。
やがて刃物155が原木Wに当たり切削し始めるが、円盤状回転体157からも原木Wにその回転方向に力を加えつつ、前記切削を行う。
このようにして原木Wを刃物155により切削すると、得られる単板156の厚さがTとなる。

0071

また、鉋台151の前記移動により順次変化する第1距離の値及び距離Tの値に応じて、図26で説明した場合と同様に、刃物155の刃先を通り且つ原木回転方向に連続する最外曲線Lが順次変化する。
制御器200では、この最外曲線Lの座標を、順次演算する。
これら演算された結果に対し制御器200は、これら順次変化する前記最外曲線L上に、第1バックアップロール31と原木Wとの接触する箇所が位置し続けるように、第6サーボモータ15に制御信号を出し第2基台19を移動させる。
尚、第1バックアップロール31のトルクはゼロとし、原木Wの回転に従って第1バックアップロール31が回転するようにしておく。

0072

また第2バックアップロール73は、前記の構成により、
イ、第2基台19の移動により、原木Wに向かって移動し、第2距離は、第6
サーボモータ15に備えた第3アブソリュートロータリーエンコーダにより、
得られる。
ロ、第9サーボモータ106の作動で、第1支持軸63に対する第2取付台
67の回転角度を変えることにより、第2バックアップロール73が原木
Wを押す力を変えることができる。
ハ、第2バックアップロール73が原木Wを押す力F5を、力センサー88
により検出できる。
これらのことから、制御器200は、力センサー88により検出したF5の
値の情報を常に得て、F5が許容範囲内を維持し続けるように、第9サーボ
ータ106の作動量を制御する信号を出し続ける。

0073

上記の切削において、原木Wは、円盤状回転体157、刃物155及びノーズバー163から力を受ける。
しかし原木Wの外周には、前記のように第1バックアップロール31と第2バックアップロール73とによって当たり続けている。
そのため、原木Wが撓むこと殆どなく、正規位置で回転して、生産された単板の厚さがほぼ均一となる。
尚、前記のようにスピンドルSにより支持されている場合、原木Wは正規位置で回転している。
そのため、前記F5は許容範囲内を維持し続ける。

0074

上記状態で原木Wの切削が進み、原木Wの周囲に凹凸がある状態では、断続的に原木Wが刃物155に切削され、不連続の単板156が得られる。
やがて原木Wの周囲の凹凸がなくなると、連続帯状の単板156が得られるようになる。
原木Wから連続帯状の単板156が得られるようになったことを、例えば運転者が目視により確認すると、手作業で制御器200にその旨の信号を入力する。
そこで制御器200は、原木Wを支持していた両スピンドルSを、油圧シリンダを作動させて原木Wから遠ざかる方向に移動させ、原木Wから離す。

0075

その結果、図5に示すように、第1バックアップロール31、第2バックアップロール73及び円盤状回転体157が、原木Wを支持することになる。
この状態では、次のように原木Wの切削を行う。
即ち、回転する円盤状回転体157により、原木Wを回転する力を与える。
この時、スピンドルSは前記のように原木Wから離してあるので、スピンドルSのロータリーエンコーダにより、原木Wの回転状態を検出することはできない。
そこで次のように、前記回転状態を検出する。
即ち、前記図7(a)に示すように設けられた第1リング状部材37が、原木Wの外周に当たり、従動回転する。
この第1リング状部材37と、第2歯車45とには、前記のように、第1タイミングベルト47を掛け渡してある。
それ故、第1リング状部材37の回転にならって、第2歯車45が回転する。
第2歯車45の回転は、回転軸43aを介して第2ロータリーエンコーダ43に伝わる。
これらのことにより、第1リング状部材37の周速、即ち、原木Wの周速を検出することができ、その情報を制御器200が受け取る。

0076

一方、制御器200では、前記のように、第1サーボモータ154に備えたアブソリュートロータリーエンコーダにより、刃物155の刃先と原木Wの回転中心との間の距離である第1距離の情報を得ている。
尚、第1距離は、前記のように刃物155の刃先とスピンドルSの回転中心との間の距離として説明したが、スピンドルSの回転中心と原木Wの回転中心とは同一位置となるので、刃物155の刃先と原木Wの回転中心との間の距離も第1距離となる。
刃物155の刃先は、その時点での最外曲線L上に位置し、その位置から原木が1回転したと想定したときの最外曲線Lの長さを、制御器200で求める。
この場合、簡易的に、第1距離を半径としたときの円の周長を求めても良い。

0077

次いで制御器200で、前記曲線の長さ、又は周長を前記周速で除することにより、原木Wが1回転するために要する時間を演算する。
そこで制御器200から、前記1回転に要する時間で、上記と同様に、原木Wの1回転当りに鉋台151が原木Wに向かって移動する距離がTとなるように、第1サーボモータ154に信号を出す。
また同時に、原木Wに対し、第1バックアップロール31と第2バックアップロール73との各々が接触する箇所が、前記1回転分の最外曲線L上に、位置し続けるように、制御器200から、第6サーボモータ15と第9サーボモータ106とに制御信号を出し続ける。
このことにより、第1バックアップロール31と第2バックアップロール73とにより支持している原木Wを、円盤状回転体157により回転する。
その結果、前記スピンドルSにより原木Wを支持している場合と同様に、刃物155により原木Wを切削して単板156が得られる。

0078

尚、スピンドルSを原木Wから離して前記のように切削しているため、前記のように原木Wが硬い材質の場合、原木Wが正規位置からずれることがある。
制御器200は、原木Wが正規位置にあるか否かを判定し、必要に応じて次のように制御する信号を出す。

0079

平均的な材質の原木Wを刃物155により切削する場合、前記のように、F5が許容範囲となる。
このことは、原木Wが正規位置にあることを意味するので、制御器200は、各部材の作動を制御する信号、具体的にはトルクモータ53を作動させる信号を出さない。

0080

次に、原木Wの材質が硬い場合について説明する。
この場合図5に示して説明したように、刃物155から原木Wに対し、ほぼ上方に向かう方向に働く力F1の大きさが大きくなる。

0081

そこでこの力を受けた原木Wは,正規位置から若干量、上昇する。
前記上昇により、原木Wは,第2バックアップロール73から離れる方向に移動する。
そのため、図5において、原木Wと第2バックアップロール73とが互いに押し合う力が小さくなる。
そこで原木Wが第2バックアップロール73を押す力により、前記のように圧縮バネ84が縮んで、第3支持体75に近づくように左側へ移動していた第4支持体80が、圧縮バネ84の力により、右側へ若干量移動する。
第4支持体80が、右側へ移動すると、図8で、第3ボルト93が第4ボルト94に近づくように若干量移動する。
その結果、引張りバネ95が若干量縮む。
そのため力センサー88を押し付ける力が減少し、その値が検出されて制御器200へ伝達される。
制御器200では、前記検出された力の値から、前記のようにその時の角度θ1を考慮したF5を求める。

0082

制御器200では、求めたF5が許容範囲より小さいと判断すると、次のようにトルクモータ53を作動させる信号を出す。
即ち、原木Wに接触して原木Wの周速と同じ周速で回転していた第1バックアップロール31から、回転している原木Wに対し抵抗となる力としての摩擦力を作用させるべく、トルクモータ53を作動させる。
この場合、第1バックアップロール31から原木Wに作用する摩擦力の大きさを、ゼロから徐々に増大させるように、制御器200からトルクモータ53に信号を出す。
このことにより、第1バックアップロール31は、原木Wに接触して回転しつつ、図5に矢印で示すように、原木Wの回転に抵抗となる摩擦力F2を、原木Wに対し斜め下方へ向けて、徐々に増大させながら作用させる。

0083

この摩擦力F2が作用した原木Wは、前記大きさが徐々に増大する摩擦力F2により、下方へ少しずつ移動する。
この原木Wが前記移動することにより、原木Wに当たっている第2バックアップロール73も斜め下方へ押され、移動する。
第2バックアップロール73が前記下方へ押されると、前記原木Wの切削開始時に述べた作用と同様の作動で、引張りバネ95が徐々に伸びる。

0084

引張りバネ95が伸びると、引張りバネ95からは、第3ボルト93及び第4ボルト94を互いに引き寄せるように力が作用する。
その結果、図8で、力センサー88を、左右両側から押し付ける力が徐々に増大し、その値が検出されて制御器200へ伝達される。
制御器200では、前記検出された力の値から、前記のようにその時の角度θ1を考慮したF5を求める。

0085

制御器200は、F5が前記許容範囲になるまでは新たな作動信号を出さない。
F5が前記許容範囲になると、これは原木Wが正規位置にあることを意味するが、制御器200は次のような作動信号を出す。
制御器200から、トルクモータ53に、その時の摩擦力の大きさを維持し続けるように、信号を出す。
そのため第1バックアップロール31が出す摩擦力の大きさは一定となる。
以降、この状態で原木Wの前記切削を継続する。

0086

一方、1本の原木Wでも例えば原木Wの辺材部から中心の芯材部を切削する場合など、材質が硬い状態から平均的な材質となることがある。
このような場合、上記のように第1バックアップロール31が摩擦力を出し続けていると、制御器200は、F5が、前記許容範囲より大きくなったことを判断する。
ただこの状態は、原木Wは第2バックアップロール73により、下方への移動を阻止されている。
即ち、原木Wは正規位置にあることを意味する。
そのため、この状態で刃物155により切削された単板の厚さは、許容値内となっている。

0087

しかしこの状態は、原木Wが過度な力で第2バックアップロール73を押すことになる。
この力により、原木Wが部分的に変形し得られた単板に跡が残ったりする問題が起きる。
そこでこれを避けるために、前記大きい値となったことが伝えられた制御器200は、第1バックアップロール31が出す摩擦力が減少し続けるように、作動信号をトルクモータ53に出す。

0088

そこでF5が変化し続けるが、制御器200は、F5が許容範囲になるまで、前記作動信号を出し続ける。
F5が許容範囲になったことを判断した制御器200は、第1バックアップロール31が出す摩擦力を減少し続けることを停止すると共に、その時の摩擦力の大きさを維持し続けるように、トルクモータ53に信号を出す。
また、F5が許容範囲になるまで、前記作動信号を出し続けた結果、トルクモータ53が出す摩擦力の大きさがゼロとなった場合、以後、制御器200は、
その状態を保つように、トルクモータ53に信号を出す。その結果、第1バックアップロール31が原木Wと同じ周速で回転する。
以降同様に、この状態で原木Wの前記切削を継続する。
図12は、原木Wの終了時の、各部材の位置を示すものである。
以上のように制御することにより、原木Wは正規位置で刃物155により切削され、得られた単板の厚さが許容値内となる。

0089

次に本発明の第2実施例を説明する。
第1実施例では、例えば原木Wの材質が部分的に硬いことにより、図1で刃物155から原木Wに上向きに大きい力が加わった際に、第1バックアップロール31から原木Wに下向きの力を加えてその大きさを変化させ、原木Wを正規位置に保つようにした。
これに対し、前記の場合第2実施例では、図1で円盤状回転体157から原木Wに加わる下向きの力の大きさを増大させ、原木Wを正規位置に保つものである。
そのため第2実施例では、第1実施例の構成における鉋台151を移動させるための第1雄ねじ153、第1サーボモータ154は、後述する図17に示すように、同様に備えるが、鉋台151を構成する各部材を、以下のように変更して設ける。

0090

鉋台151の上部を構成する部材であるノーズバー取付台163aの上方取付台121には、図13図14に示す様にピロー型軸受123が2個(図示は1個)、図13で左右方向に間隔をおいて固定されている。
これらピロー型軸受123には、図13で鉋台151の左右両端に連続している第2回転軸125が、図14に示す様に挿入されて回転自在に保持されている。

0091

また第2回転軸125には、図15に示すように、第3スプロケット127が、公知の第1キー129及びキー溝129aにより固定されている。
131は、回転量を検出するタコジェネレータ(図示せず)を備えた第10サーボモータである。
第10サーボモータ131の回転が、第3チェーン133により第3スプロケット127に伝達される。
このことにより後述するように、第2回転軸125を、0〜180度の範囲で希望する角度だけ回転させることができる。

0092

更には第2回転軸125の端部には、図13図14に示すように第2回転軸125と同一軸中心線となる円柱状の小径部125aを、軸中心線方向に突出した状態で形成する。
この小径部125aの外周には、図13図14に示すように、次のような円筒状の第3回転軸126を挿入する。
この第3回転軸126は、図14に示すように、外径が第2回転軸125の外径より3mm小さく、また中心部には小径部125aの外径と等しい内径の貫通穴を、後述するように偏心した状態で形成している。

0093

この偏心した状態とは、第3回転軸126の前記貫通孔に、小径部125aを挿入し固定した時、図14の上下方向で、第3回転軸126の外周のある点(図14では最下点)と、第2回転軸125の外周のある点(図14では最下点)とが一致する。
更には、第3回転軸126の外周の前記最下点に対し、180度回転した、前記上下方向で反対の位置である最上点と、第2回転軸125の外周の最上点との、前記上下方向での間隔が3mmとなる。
尚、小径部125aと第3回転軸126とは、キー溝に挿入された第2キー128により、固定する。
これら構成で、後述するように前記第2回転軸125が半回転すると、一体に回転する第3回転軸126の外周の最上部の箇所が、図13図14の上下方向に3mm移動する。

0094

図13及び図16で130はアームであり、図13及び図16に示す様に、アーム130の上端に設けた中空部に第10軸受135を挿入固定している。
第10軸受135の内部には、第3回転軸126が挿入固定されて、回転自在となっている。
尚、前記のように、第3回転軸126の貫通孔には、小径部125aが挿入固定されている。
これらの構成により、第2回転軸125が半回転すると、第10軸受135の作用のために、アーム130は、回転することなく上下方向に3mm移動する。

0095

また図13図16に示すように、アーム130の下端部に設けた貫通孔に、第9軸受132を挿入固定する。
第9軸受132には、図13で左右に連続している第4回転軸134の両端の小径部134aが挿入保持され、第4回転軸134がアーム130に対し回転自在となっている。
第4回転軸134には、従来技術と同様に、円盤状回転体157が次のように設けられている。
図13図14に示すように、中心部に第4回転軸134の外径と同じ穴が形成されている多数のリング状のスペーサ136と円盤状回転体157とを、所定間隔で交互に嵌め込み、且つ公知のキー及びキー溝(図示せず)により固定している。

0096

また図13では右側端部だけを示すが、左右方向における両端付近で且つアーム130より内側の外周には、ねじ溝(図示せず)を形成する。
更にこれらねじ溝には、スペーサ136と内径が等しいリング状で、且つ内部に前記ねじ溝と合致する雌ねじ(図示せず)が形成されている第2リング状部材136aをねじ込む。
このことにより、スペーサ136と円盤状回転体157とを締め付けて、前記左右方向での位置を決めて固定する。

0097

このように構成された円盤状回転体157は、後述するように、制御器200からの信号による第10サーボモータ131の作動により、アーム130を希望する位置に移動させ且つ待機させることができる。

0098

一方、図13の左右方向で隣り合う円盤状回転体157の各々の間には、図13図14に示す様に、ノーズバー163が、その上端を、鉋台151の鉋台上部151aに備えたノーズバー取付台163aに固定した状態で、備えられている。
尚、ノーズバー163の下端には図18に示すように、刃物155の刃先の前方で原木Wの外周を加圧するための、着脱自在のチップ163bが備えられている。

0099

図14図18で、138は、原木Wが刃物155により切削され、円盤状回転体157の突刺体157aに突刺されて移動する単板156を、突刺体157aから剥がすための剝がし部材である。
はがし部材138は、図18に示す様に、突刺体157aの先端を結ぶ二点鎖線で示す仮想円と交差し、且つ矢印で示す円盤状回転体157の回転方向下手側に向かうにつれて仮想円の内側から外側に向かう当接面138aを有している。
このようなはがし部材138を、図13の左右方向で隣り合う円盤状回転体157の各々の間であって、且つ図14に示すように、鉋台上部151aに取付ける。
その結果、はがし部材138は、円盤状回転体157やノーズバー163に対し、図18の一点鎖線X5−X5より矢印方向を見た一部断面説明図では、図19に示す様な位置関係となっている。

0100

一方、小径部134aには、図17に示す様に、第4スプロケット139を固定する。
またノーズバー取付台163a上に、第11サーボモータ140を固定する。
第11サーボモータ140の駆動軸140aには、ワンウエイクラッチ(図示せず)を介して装着された第5スプロケット141を固定する。
更には、小径部125aに第6スプロケット142を、取付台121に第7スプロケット143を、各々従動自在に備える。
これら第5スプロケット141、第6スプロケット142、第4スプロケット139及び第7スプロケット143に、図17に示すように、第3チェーン133を掛け渡して設ける。
このような構成で、第11サーボモータ140により第5スプロケット141は矢印の方向に常時回転させることにより、第4スプロケット139が矢印の方向に回転し、その結果、円盤状回転体157は図18の矢印で示す方向に常時回転する。
尚、回転する円盤状回転体157の突刺体157aの先端の周速が、後述する原木Wの周速より若干小さくなるように、第11サーボモータ140は、設定されている。

0101

一方、図16で小径部125aを中心としてアーム130を矢印方向に回動させることで、円盤状回転体157を、後述するように、刃先付近における原木Wに対し、当接又は離隔する方向に往復動自在とするべく、以下の様に構成する。
アーム130の下部には、図16に示すように、刃物155と反対側の位置で第1継手部材144を固定する。
また油圧シリンダ145の終端部145bを、鉋台上部151aの一部であるノーズバー取付台163aに、回動自在に取付ける。
この油圧シリンダ145の進退自在のピストンロッド145aの先端には、第2継手部材146を設ける。
更に、第1継手部材144と第2継手部材146とを、ピン147により公知のピン結合で、互いに回動自在に連結する。

0102

また第2継手部材146には、図16に示すような形状の係止部材148を、矢印で示すピストンロッド145aの進退方向と、直交する方向、即ち図16の前後方向で手前側に突出した状態で固定する。
更には、図16に示すように、ノーズバー取付台163aの側面の下部に、係止部材148の突出方向と同じ方向に突出した第2支持台149を固定する。
該第2支持台149上には、アブソリュートロータリーエンコーダを備えた第12サーボモータ202を固定する。
また第12サーボモータ202の駆動軸202aには、第5雄ねじ203を連結している。
第12サーボモータ202は、後述するように制御器20からの信号を受けて駆動軸202aを、正転・逆転及び停止自在とすることができる。

0103

204は、図16ではL字状となっているストッパである。
ストッパ204の上部は、係止部材148が油圧シリンダ145の作動で左方向に移動すると、ストッパ204に当たるように設ける。
またストッパ204の下部には、第5雄ねじ203と係合する雌ねじ(図示せず)が、図16で左右に貫通する状態で形成されている。
この雌ねじには、図16に示すように、第5雄ねじ203が挿通されている。
更には、ストッパ204の底部は、リニア軸受205を介して第2支持台149上に備えられている。
このことにより、後述するように、第12サーボモータ202の作動により第5雄ねじ203が正転または逆転すると、ストッパ204は、リニア軸受205により案内されながら、図16で左右方向に移動することができる。

0104

尚、図18で、189は、ガイド部材である。
ガイド部材189は、鉋台下部151bの、円盤状回転体157側の面に形成された切欠部189cに、上部を突出した状態で挿入固定されている。
ガイド部材189の上面189bは、円盤状回転体157の回転中心と同心となる、円弧状の面となっている。
この上面189bにより、刃物155により切削された直後の単板156が、回転体157の突刺体157aに突刺され続けるように、ガイドするものである。
更には、図18で、206は、裏刃と呼ばれ、刃物155を鉋台下部151bに固定する部材である。
また、図13で、151cは、鉋台上部151aと鉋台下部151bとを接続一体化するための接続部である。
尚、原木を切削するための鉋台151の移動は、第1実施例と同様に、制御器200からの信号により制御される。

0105

以上の構成において原木Wの切削を開始する際は、予め次のように各部材を設定する。
円盤状回転体157の突刺体157aの原木Wを突刺する深さは、円盤状回転体157から原木Wに切削に必要な動力を供給することが可能で且つあまり深くならない深さで突刺する位置、即ち、以下に示す通常位置に備える。
図18は、円盤状回転体157が、上下及び左右方向で、通常位置にある場合を示している。
この状態は、運転者が手作業で制御器200に信号を送ることで、制御器200から次のように各部材を作動させる信号を出すことにより、設定される。

0106

即ち、図16で、油圧シリンダ145の圧力を解除した状態とする。
次いで第3回転軸126を図14に示す状態、言い換えれば、第3回転軸126の外周の最上部の高さが、最も低い状態とするべく、タコジェネレータにより第2回転軸125の回転量を検出しつつ第10サーボモータ131を前記状態となるまで回転させてから停止させる。
このことにより、第3回転軸126に吊り下げられた状態となっているアーム130が、第3回転軸126の外周に倣って最下位置まで下降する。

0107

次いで図16で、第12サーボモータ202により第5雄ねじ203を回転させ、ストッパ204を移動させる。
次いでストッパ204が予め設定した所定位置まで移動したことを、第12サーボモータ202に備えた前記エンコーダにより検知すると、制御器200からの信号により第12サーボモータ202を停止させる。

0108

このストッパ204の所定位置とは、次のような位置である。
図16で、前記第12サーボモータ202の停止後、油圧シリンダ145に油を注入することでピストンロッド145aが左側へ移動して、係止部材148がストッパ204に当たり停止する。
この時、円盤状回転体157は、図18で示す位置となる。

0109

図18で、二点鎖線で示すU−Uは、原木Wが回転した場合に刃物155により切削されると近似的に想定される線、即ち刃先155bから垂直に引いた切削仮想線である。
U−Uに対し、円盤状回転体157の原木W側にある突刺体157aの先端との間隔が、1.5mmとなっている。
また、図18でガイド部材189の上面189bと突刺体157aの先端との上下方向の間隔が1.5mmとなっている。
各部材がこのようになる位置を、説明上、通常位置と言う。
尚、前記油圧シリンダ145に注入する油の圧力は、後述するように原木Wを刃物155により切削する際に、円盤状回転体157に対し図16で右側に押す力が作用しても、円盤状回転体157が通常位置から右側に移動しないような値に設定する。
これは、前記通常位置とするためのストッパ204の位置から、後述するように更に各位置に移動して停止させたストッパ204に対し、同様に油圧シリンダ145の作動により係止部材148がストッパ204に当った場合も、同様の圧力の値に設定する。

0110

更に、第1実施例と同様に、F5の信号を受けて後述するように、各部材を作動させる信号を出すように、制御器200を設定する。
またスピンドルSの1回転当たりに、鉋台151が4mmづつスピンドルS側に移動するように、制御器200を設定する。
一方、原木Wを一対のスピンドルSの間に移動させ、次いでスピンドルSを原木Wの両木口に各々圧接して挟持する。
その後、運転者の手作業で入力された信号を受けると、制御器200は作動信号を出し、最初に、第1実施例と同様に、第7サーボモータを作動させスピンドルSにより原木Wを回転する。

0111

一方、図17で、第11サーボモータ140を作動回転させて、円盤状回転体157を矢印の方向に回転する。
更には、第1サーボモータ154を作動回転させて、第1雄ねじ153を、鉋台151が4mmづつスピンドルS側に移動するように回転する。
これら作動と並行して、第1バックアップロール31と第2バックアップロール73は、制御器200からの作動信号により、第1実施例と同様に、原木Wとの接触する各箇所が最外曲線L上となるように移動し続ける。
更には、第1実施例と同様に、力センサー88により、原木Wが第2バックアップロール73を押す力を検出し続けている。

0112

前記状態で鉋台151は、第1実施例の場合と同様に、スピンドルSの回転数と、スピンドルSの回転中心と刃物155の刃先との間の距離の値とにより決定される速さで、スピンドルS側に移動する。
やがて図18に示す位置関係で、回転する原木Wの外周に、同じく回転する円盤状回転体157の突刺体157aが突刺される。
この時、前記のように突刺体157aの先端の周速は原木Wの周速より小となっている。
ただ、第11サーボモータ140の動力を、ワンウェイクラッチを介して円盤状回転体157に伝えているので、円盤状回転体157は原木Wから受ける力によりその周速が増大され、原木Wと同一となって回転する。

0113

ただこの状態では、円盤状回転体157は原木Wに動力を伝達していない。
一方、前述のように、スピンドルSから供給される動力は、これだけでは原木Wを切削するためには、不十分な大きさに設定されている。
そのため、刃物155による切削抵抗により、原木Wの周速は、順次減少する。
この原木Wの周速に追従して、円盤状回転体157も減速する。
減速することで突刺体157aの周速が周速Sになると、ワンウェイクラッチの作用により円盤状回転体157から動力が原木Wに供給され始める。
以後、円盤状回転体157は、図18に矢印で示すように、回転することによって、各突刺体157aから原木Wを回転させるために、下向きの力を加え続ける。
そこで原木Wが回転し、ノーズバー163のチップ163bが原木Wの周面を加圧した状態で、原木Wは、刃物155により切削される。
その結果、図18に示すように、単板156が得られる。

0114

切削された単板156は、図18に示すようにガイド部材189の箇所に至る。
次いで、単板156は、はがし部材138の当接面138aに当たって進路を下方に曲げられ、突刺体157aからはがされる。
この曲げられることにより、単板156にできていた割れが大きくなったり、新たに割れが形成されて、次工程へと移動して行く。
以上の様にして得られた単板156は、カール現象が殆ど無い状態となっている。

原木Wから連続帯状の単板156が得られるようになると、第1実施例と同様に、制御器200は、原木Wを支持していた両スピンドルSを、油圧シリンダを作動させて原木Wから遠ざかる方向に移動させ、原木Wから離す。
その結果、第1バックアップロール31、第2バックアップロール73及び円盤状回転体157が、原木Wを支持することになる。

0115

この状態での切削においても、第1実施例と同様に、力センサー88により、原木Wが第2バックアップロール73を押す力を検出するとともに、前記変化する角度θ1の値から、制御器200においてF5を求める。
尚、許容範囲は第1実施例と同様とする。
平均的な材質の原木Wを刃物155により切削する場合、第2バックアップロール73が原木Wと接触することで力を受け、前記のように、F5は許容範囲となる。
そのため、制御器200は新たに作動させる信号を出さず、各部材は前記と同様の状態を保ち続ける。

0116

一方、原木Wの材質が硬い場合、第1実施例と同様の理由で、F5が許容範囲より小さくなる。
このことが伝えられた制御器200では、次のように各部材を作動させる信号を出す。
即ち、図15で、第10サーボモータ131を作動させて第2回転軸125を回転させる。
次いで図14の状態から第2回転軸125が半回転したことを第10サーボモータ131に備えてあるタコジェネレータにより検出すると、第10サーボモータ131の作動を停止させる。

0117

その結果、図20に示す状態となり、アーム130が第3回転軸126により3mm持ち上げられる。
そのため図21に示すように、円盤状回転体157が、刃物155に対し、矢印で示すように、同じ量だけ上昇した位置(以下、上昇位置と言う)となる。
尚、この上昇位置では、油圧シリンダ145は前記圧力を保ったままであるので、係止部材148はストッパ204に当たり続けている。

0118

この動作の終了後、制御器200から出される信号により、円盤状回転体157を次のように移動させる。
ストッパ204を図16で左側に移動させるように、第12サーボモータ202を作動し、第5雄ねじ203を回転し続ける。
そこで、ストッパ204は、図16で左側に移動し続けるが、係止部材148は油圧シリンダ145からの力により、ストッパ204に当たり続けて追従し、同じく図16で左側に移動し続ける。
そのため、図16でアーム130は、第3回転軸126を回動中心として時計回りに回動し続ける。

0119

その結果、円盤状回転体157は、図16で左側に移動し続ける。
即ち、円盤状回転体157の突刺体157aの先端が、図22に示すように、二点鎖線U−Uよりも左側に移動し、更に図23に示す状態となって突刺体157aの突刺する深さが順次深くなる。
円盤状回転体157は、図22図23に矢印で示すように回転することによって、前記のように、各突刺体157aから原木Wを回転させるために、下向きの力を加え続けている。
そのため突刺体157aの突刺する深さが深くなると、円盤状回転体157から原木Wに働く下向きの力が大きくなる。
そのため、円盤状回転体157が図16で左側に移動し始める前に比べて、原木Wに対し図22で下向きに働く力が増え続ける。
その結果、第1実施例と同様に、原木Wが第2バックアップロール73を押す力も増え続け、制御器200で求められるF5も増え続ける。

0120

上記のようにF5が変化し続けるが、制御器200は、F5が許容範囲になったことを判断するまで、新たな作動信号を出さない。
F5が許容範囲になったことを判断した制御器200は、第12サーボモータ202の作動を停止し、第5雄ねじ203の回転を停止する。
そのため、回転ストッパ204の、図16で左側への移動が、停止する。
その結果、図16で円盤状回転体157の左側への移動を中止し、その状態で原木Wの切削を続ける。
以上のように制御することにより、原木Wは正規位置で刃物155により切削された単板の厚さが、許容値内となる。

0121

一方、第1実施例の場合に説明したように、原木Wの中心の芯材部を切削し始める場合など、材質が硬い状態から平均的な材質となることがある。
このような場合、左側への移動を中止した位置に円盤状回転体157ある状態で原木Eの切削を続けると、F5が、前記許容範囲より大きくなる。
この場合も第1実施例の場合に説明したように、原木Wは正規位置にあることを意味する。
しかし、円盤状回転体157の突刺体157aが突刺する深さが深い状態で切削し続けると、突刺体157aは磨耗が早く進み、交換する頻度が多くなるなど生産コストが上昇してしまう問題がある。

0122

そこで制御器200は、第5雄ねじ203を前記とは逆の方向に回転させるべく、第12サーボモータ202を作動させ、回転ストッパ204を図16で右側へ移動させる。
このストッパ204には、前記図16を用いて説明したように係止部材148が当たり続けているので、係止部材148とこれと一体的に連結されている第1継手部材144も右方向に移動する。
このことによりアーム130は、第3回転軸126を回動中心として反時計回りに回動し続ける。
その結果、円盤状回転体157は、図16で右側に移動し続ける。
このことにより、円盤状回転体157の突刺体157aの原木Wを突刺する深さが、順次浅くなる。
そのため、円盤状回転体157から原木Wに働く下向きの力が、小さくなり続ける。

0123

そこでF5が変化し続け、F5が許容範囲になったことを判断した制御器200は、次のような作動信号を出す。
第12サーボモータ202の作動を停止し、第5雄ねじ203の回転を停止する。
その結果、回転ストッパ204は、図16で右側への移動を停止する。
そこで、円盤状回転体157は停止した位置で、原木Wの切削を続ける。

0124

尚、図21図22で示した円盤状回転体157が上昇位置にある時は、突刺体157aの先端とガイド部材189との間隔が、刃物155により切削された単板156の厚さより大きくなってしまう。
そのため、図示のように、単板156が、はがし部材138の箇所に到達する前に、突刺体157aから離れてしまい易くなる。
このように離れてしまうと、前記のように円盤状回転体157が通常位置にある時に比べ、単板156の割れを大きくしたり、新たに割れを形成することができなくなる。
しかしこのことについては、得られた単板156に対し、次工程で新たに割れを形成する加工を行えば問題ない。

0125

また第2実施例では、円盤状回転体157を図18に示す通常位置に設けて原木Wの切削を開始したが、円盤状回転体157を最初から図22に示す上昇位置に設けて原木Wの切削を開始しても良い。
以上のように制御することにより、第2実施例においても、原木Wは正規位置で刃物155により切削され、得られた単板の厚さは、前記許容値内のものとなる。

0126

次に本発明の変更例を説明する。
変更例1
第1、第2実施例では、切削中に原木Wに作用する前記Fが前記許容範囲となるように、第1バックアップロール31を利用して原木Wに力を加える構成とした。
この変更例1は、前記原木Wに力を加える部材を、新たに設けるものである。
即ち、第1実施例で示した図5の構成に加えて、図24に示すように、原木Wの上方から原木Wの外周に当たり原木Wに下向きの力を加えることが可能な、後述するように構成した従動回転可能な押さえロール225を備える。
押さえロール225を支持する構成は、第2実施例での図16における、第2支持台149、第12サーボモータ202、リニア軸受205、第5雄ねじ203などからなる構成でストッパ204を希望する位置に移動させた構成と同様とする。

0127

即ち、図24には概略を示すが、一端を第2基台19に固定した取付部材213の右側面213aに、リニア軸受215などからなる案内部材217を設ける。
上下動自在のリニア軸受215には、後述する第6雄ねじ221と合致する雌ねじ(図示せず)が上下方向に貫通して形成された第3支持台219が固定されている。
第3支持台219の雌ねじに挿通した第6雄ねじ221が正転・逆転することにより、第3支持台219は上下動することができる。
また第3支持台219の下方には、軸中心線の方向の長さが原木Wの繊維方向の長さとほぼ等しく、軸受(図示せず)により従動回転自在とした押さえロール225を備える。
更には第6雄ねじ221に、これを正転・逆転するための、アブソリュートロータリーエンコーダを備えた第13サーボモータ223を連結する。
これらのことにより、原木Wと接触する押さえロール225の外周の最下端部(以下、外周下端箇所と言う)の上下方向での位置の情報を得つつ、第6雄ねじ221を正転・逆転させることにより、押さえロール225を希望する位置へ移動させ続けることができる。

0128

変更例1の構成で、上記以外は第1実施例と同じ構成とするが、トルクモータ53は使用せず、第1実施例の場合のように、第1バックアップロール31から原木Wの回転に抵抗となる摩擦力を作用させることは、行わない。
以上のような変更例1において、第1実施例と同様の作動で原木Wの切削を行い、その中で、制御器200からの信号を受けた第13サーボモータ223の作動により、押さえロール225を次のように制御する。
即ち、第13サーボモータ223の作動で第6雄ねじ221を回転させ、押さえロール225の外周下端箇所が、第1実施例と同様に順次変化する最外曲線L上に位置し続けるように、制御して移動させる。

0129

更には、前記のようにスピンドルSを原木Wから離して切削している時、原木Wの材質が硬いことにより、F5が許容範囲より小さくなったことを判断した制御器200は、次のような作動信号を第13サーボモータ223に出す。
即ち、原木Wの切削が進むに従って、押さえロール225の外周下端箇所が、刻々と変化する最外曲線L上の位置から原木Wの回転中心側に、微少量ずれ、且つこのずれ量を順次増大するように、第6雄ねじ221を回転させ続ける。
このことにより原木Wは、図24で押さえロール225から下向きに、徐々に増え続ける力を受ける。

0130

そこで本変更例1でも、F5は徐々に増え続ける。
やがてF5が前記許容範囲になったことを判断すると、制御器200から第13サーボモータ223に対し、次のように作動する信号を出し、第6雄ねじ221の回転を制御する。
即ち、押さえロール225の外周下端箇所が、原木Wの切削につれて刻々変化する最外曲線L上の位置から、原木Wの回転中心側にずれる量を増加させることを、中止する。
ただ押さえロール225の外周下端箇所は、最外曲線L上の位置に対し、前記増加を中止したときにずれていた量(以下、ずれ量と言う)は保った状態で、押さえロール225が前記変化する最外曲線Lに応じて原木Wの回転中心に向かって移動する。
その結果、押さえロール225は、原木Wに対し下向きに、増大しないほぼ一定の力を加え続け、この状態で切削を続ける。

0131

これら状態から第1実施例で説明した理由で、制御器200が、F5が許容範囲より大きくなったと判断すると、制御器200から第13サーボモータ223に対し、次のように作動する信号を出し、第6雄ねじ221の回転を制御する。
即ち、原木Wが切削され続けるに従って、刻々変化する最外曲線L上の位置に対する、押さえロール225の外周下端箇所のずれ量を、減少し続けながら、押さえロール225が原木Wの回転中心に向かって移動する。
このことにより原木Wに対し押さえロール225から下向きに働く力の大きさが小さくなり続けながら、原木Wの切削を続ける。

0132

この状態が続きやがて制御器200が、F5が許容範囲となったと判断すると、制御器200から第13サーボモータ223に対し、次のように作動する信号を出し、第6雄ねじ221の回転を制御する。
即ち、前記刻々変化する最外曲線Lに対する押さえロール225の外周下端箇所の前記ずれ量が減少することを中止して、該ずれ量を一定とした状態で、押さえロール225が原木Wの回転中心に向かって移動する。

0133

更には、前記のように、押さえロール225の外周下端箇所の前記ずれ量を、減少させ続けながら、押さえロール225が原木Wの回転中心に向かって移動することによって、やがて前記外周下端箇所が最外曲線L上に至る。
前記外周下端箇所が最外曲線L上に至ったことが、第6雄ねじ221の回転量により確認されると、制御器200は、以後、前記外周下端箇所が刻々変化する最外曲線L上に位置し続けるように、第6雄ねじ221の回転を制御し、この状態で切削を続ける。

0134

変更例2
次に前記原木から前記第2当て部材に対し、仮想線Z−Zと直交し且つ前記回転中心から遠ざかる第1方向に働く力の大きさを測定する装置についての、変更例2を説明する。
従来装置として図25で示した構成において、第2ロール169、第2ロール169を上昇移動させるための第3雄ねじ171、及び第3雄ねじ171を回転させるための第6サーボモータを利用して説明する。
変更例2ではこれら構成に加えて、第6サーボモータと第3雄ねじ171との間に、トルクセンサを介在させる。
即ち、第6サーボモータの力を、トルクセンサを経由して第3雄ねじ171に伝える。
このことにより、第6サーボモータにより第3雄ねじ171を回転させるためのトルクを検出できるようにする。

0135

変更例2はこのように構成して、図25を用い従来装置として説明したように、原木Wを、第1ロール165及び第2ロール169により支持しつつ、鉋台151を原木Wの回転中心に向けて移動させて、刃物155により切削する。
尚、原木Wを切削する際は、第2ロール169が前記最外曲線L上で原木Wに接触し続けるように、制御器からの信号により第6サーボモータの回転を制御して第3雄ねじ171を回転させる。
またこの第2ロール169が原木Wに接触することで、第2ロール169と原木Wとは互いに押し合うことになる。
この両者間に発生する押し合う力は、前記のように、第6サーボモータから第3雄ねじ171に伝達されるトルクの大きさとして、トルクセンサにより検出され、その情報が制御器に伝えられる。

0136

このような切削を続ける際、原木Wの材質が硬い場合、前記のように、原木Wが刃物155から上向きに受ける力が大きくなる。
このことにより、原木Wが若干量、上昇する。
一方、第2ロール169は、原木Wと接触し続けていた箇所が、前記最外曲線L上を移動し続けるように制御されている。
その結果、第2ロール169に対し原木Wが若干量、遠ざかることになり、原木Wとが互いに押し合っていた力は、小さくなる。
そこで、第6サーボモータから第3雄ねじ171に伝達されるトルクの大きさは小さくなり、そのことがトルクセンサにより検出され、その情報が制御器に伝えられる。
このような場合、原木Wに下向きに力を加え、また前記許容範囲となった時、下向きの力を一定に保つための構成としては、第1、第2実施例で示した構成を用いればよい。

0137

変更例3
第1、第2実施例では、原木の外周に当てた回転駆動体として、周囲に突刺体157aを設けた円盤状回転体157を用いたが、周囲に突刺体157aを設けず外周が滑らかな面である円盤状体であっても良い。12-19

0138

W・・・原木
31・・・第1バックアップロール
53・・・トルクモータ
57・・・第1チェーン
63・・・第1支持軸
67・・・第2取付台
73・・・第2バックアップロール
75・・・第3支持体
77・・・第3支持軸
88・・・力センサー
106・・・第9サーボモータ
101・・・第4支持軸
111・・・第2タイミングベルト
145・・・油圧シリンダ
155・・・刃物
157・・・円盤状回転体
202・・・第12サーボモータ
203・・・第5雄ねじ
204・・・ストッパ
225・・・押さえロール

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