JPH11114915A - 木材圧縮成形金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産性良く木材を所望の圧縮率に圧縮しうる
ようにする。 【解決手段】 木材圧縮空間５を構成する上金型１０と
下金型６の間に、上下方向へ伸縮動可能な液圧シリンダ
機構１１を介装するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、木材圧縮成形金型
に関するものであり、よりくわしくは、生産性良く木材
を所望の圧縮率に圧縮しうるようにした木材圧縮成形金
型に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】木材を圧縮して、圧縮変形させた状態の
まま固定処理することができれば、木材の硬度が上昇す
るなどにより、木材の性質を変えることができる。

【０００３】木材を圧縮する場合、一般に、プレスによ
る手段と、圧延による手段とが考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】プレスによって木材を
圧縮変形固定する場合、プレス荷重を掛けたままの状態
で長時間放置することによって木材を圧縮状態で固定す
ることができるので、満足の行く製品を作ることができ
る反面、木材が固定されるまでの間プレス装置がふさが
れてしまうため、生産性が悪くなるという問題がある。

【０００５】又、圧延によって木材を圧縮する場合、基
準寸法が３ｍや６ｍや９ｍなどという長尺の板材を圧延
ロールに通させるのが容易であるという利点がある反
面、木材の変形は金属材料のような塑性変形ではなく粘
弾性変形であるため、圧延ロール間のロールギャップを
出た木材は変形が徐々に回復してほとんど元の状態に戻
ってしまうことから、単に圧延ロールを通すだけでは高
い圧縮率をえることができなかった。そのため、圧延機
を複数スタンド設けて繰返し圧延することが行われてい
るが、このようにした場合でも、最終的に得られる圧縮
率は２０％程度であり、木材全体の改質に必要な６０％
以上の圧縮率をえるのには遠く及ばないという問題があ
る。

【０００６】加えて、木材には、木目に方向性があった
り節があったりするため、実際に圧延ロールで圧延して
見ると、断面形状が矩形ではなく平行四辺形状になるな
ど幅方向に歪んでしまうので、矩形断面の圧縮木材をえ
ることが困難であることがわかり、製品歩留りの面から
の問題もある。

【０００７】本発明は、上述の実情に鑑み、生産性良く
木材を所望の圧縮率に圧縮しうるようにした木材圧縮成
形金型を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、木材圧縮空間
を構成する上下の金型間に、上下方向へ伸縮動可能な液
圧シリンダ機構を介装したことを特徴とする木材圧縮成
形金型にかかるものである。

【０００９】この場合において、液圧シリンダ機構が、
上下の金型間に内蔵されてもよい。

【００１０】又、液圧シリンダ機構が、上下の金型間に
外付けされてもよい。

【００１１】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００１２】木材を上下の金型の木材圧縮空間へ収容
し、金型ごと木材を圧延またはプレスさせるようにす
る。

【００１３】このように、金型ごと木材を圧延またはプ
レスさせることにより、木材を断面形状を歪めずに高い
圧縮率で圧縮固定することができる。

【００１４】又、金型を用いて木材を圧延またはプレス
させるようにしているので、金型を多数用意しておくこ
とにより、効率良く、木材を圧縮させることが可能とな
る。

【００１５】さらに、強い力の得られる液圧シリンダ機
構を用いているので、金型の開閉などを確実に行わせる
ことが可能となる。

【００１６】この場合において、液圧シリンダ機構は、
上下の金型間に内蔵させるようにしても、外付けにする
ようにしてもよい。

【００１７】とくに、液圧シリンダ機構を、上金型と下
金型に対して外付けにすることにより、木材圧縮成形金
型の構造を簡略化して、木材圧縮成形金型の製造コスト
を下げることが可能となるとともに、液圧シリンダ機構
のメンテナンスを容易に行わせることができるようにな
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例とともに説明する。

【００１９】図１〜図４は、本発明の第一の実施の形態
である。

【００２０】長尺の木材１を全長に亘って収容可能で、
圧延機２（図３参照）やプレス３（図４参照）で圧縮さ
れうるようにした木材圧縮成形金型４を設ける。

【００２１】上記木材圧縮成形金型４は、内部に木材１
を収容して圧縮成形するための木材圧縮空間５を形成す
るほぼ凹形状をした下金型６と、下金型６に対して上方
から嵌合可能で、木材圧縮用凸部７と２つの下型嵌合用
外側構成部８とを連結部９で一体に連結してなる、Ｅの
字を９０度時計回りに回転させた形状の上金型１０とで
主に構成する。

【００２２】なお、木材圧縮空間５は、矩形に限らず任
意の断面形状とすることができる。

【００２３】さらに、上金型１０と下金型６の間に、上
下方向へ伸縮動可能な液圧シリンダ機構１１を介装す
る。この際、たとえば、液圧シリンダ機構１１を、上金
型１０と下金型６の間に内蔵させるようにする。なお、
液圧シリンダ機構１１は、図２に示すように、木材圧縮
成形金型４の長手方向に対して、複数箇所設けるように
してもよい。

【００２４】より具体的には、下金型６の上型嵌合用側
部構成部１５の内部に上下方向へ延びるシリンダ空間を
形成し、シリンダ空間の内部に上下方向へ摺動可能にピ
ストン１２を収容してピストン１２の上下に二つの液圧
室１３，１４を形成し、かつ、ピストン１２の上面に下
金型６の上型嵌合用側部構成部１５の頂部を貫通して上
方へ延びるロッド１６を突設し、ロッド１６の先端を上
金型１０の連結部９にネジ込みなどにより固定する。

【００２５】なお、上金型１０の側にシリンダ空間を形
成し、シリンダ空間から下方へ延ばしたロッドの先端を
下金型６の側に固定するようにしてもよい。

【００２６】そして、上側の液圧室１３に下金型６と上
金型１０を通って外部へ連通する液通路１７を形成し、
該液通路１７にクイックジョイント１８を接続可能なポ
ート１９を形成し、同様に、下側の液圧室１４に外部へ
連通する液通路２０を形成し、該液通路２０にクイック
ジョイント２１を接続可能なポート２２を形成する。

【００２７】さらに、タンク２３とポンプ２４を備えた
液供給路２５を設け、液供給路２５の先端を分岐して一
方の分岐流路部２６を開閉弁２７および前記クイックジ
ョイント１８を介して前記上側の液圧室１３のポート１
９に接続するとともに、他方の分岐流路部２８を開閉弁
２９および前記クイックジョイント２１を介して前記下
側の液圧室１４のポート２２に接続する。

【００２８】そして、分岐流路部２６と分岐流路部２８
との間に、下側の液圧室１４から上側の液圧室１３への
一方向にのみ作動液を流通可能とする逆止弁３０および
開閉弁３１を有するバイパス流路３２を接続し、さら
に、前記一方の分岐流路部２６に、開閉弁３３を備えた
タンク２３への戻り流路３４を接続する。

【００２９】なお、以上の液圧系統は、図１では片側の
液圧シリンダ機構１１に対してのみ設けられるように描
かれているが、実際には、両側の液圧シリンダ機構１１
に対して設けられる。

【００３０】さらに、図２に示すように、木材圧縮成形
金型４の長手方向の両端部に端部シール蓋３５を取り付
ける。端部シール蓋３５には、上金型１０や下金型６か
ら突設された係止ピン３６に嵌合する係止孔３７が形成
されており、簡単に着脱が行いうるようになっている。

【００３１】より詳細には、上金型１０と下金型６から
突設された係止ピン３６には、抜け止め用の頭部３８が
形成され、これに対応する端部シール蓋３５の係止孔３
７には、頭部３８を通す頭部通し孔３９が側部に形成さ
れている。なお、下金型６の係止ピン３６に対応する端
部シール蓋３５の係止孔３７は、上下方向へ延びる長孔
となっており、同様に頭部通し孔３９も長孔となってい
る。

【００３２】そして、木材圧縮成形金型４を圧延するた
めに、図３に示すような圧延機２を用意する。

【００３３】圧延機２は、少くとも上下の一方に圧延ロ
ール４０を備えていれば良く、図では、圧延ロール４０
は、上側に設けるようにしている。

【００３４】そして、圧延ロール４０に対する上下の反
対側には、たとえば、ローラテーブル４１を設けるなど
する。

【００３５】又、上記圧延ロール４０は、胴部４２の外
周にゴムなどの弾性体による摩擦駆動用部材４３を取り
付けるようにするのがよい。

【００３６】なお、図中、４４は圧延機２の出側に配設
されたガイド用縦ローラ、４５は圧延機２の出側に配設
されたガイド用横ローラ、４６は圧延機２の出側に配設
された、木材圧縮成形金型４ごと木材１を冷却するため
の冷却テーブル、４７は冷却テーブル４６へ給排される
冷却媒体である。

【００３７】あるいは、木材圧縮成形金型４をプレス加
工するため、図４に示すような、上下のスライド４８，
４９を有するプレス３を用意する。

【００３８】つぎに、作動について説明する。

【００３９】予め水を含ませるなどして含水量を調整さ
れた長尺の木材１を用意し、該長尺の木材１を木材圧縮
成形金型４に入れる。

【００４０】木材１を木材圧縮成形金型４に入れるに
は、液圧系統に設けられた開閉弁２７，３１を閉じ、開
閉弁２９，３３を開けてポンプ２４を駆動し、タンク２
３の作動液を液供給路２５、他方の分岐流路部２８、液
通路２０を介して下側の液圧室１４へ供給するととも
に、上方の液圧室１３の作動液を液通路１７、戻り流路
３４を介してタンク２３へ戻させるようにする。これに
より、液圧シリンダ機構１１が伸長動されて上金型１０
と下金型６が開くので、下金型６の木材圧縮空間５に木
材１を収容させるようにする。

【００４１】そして、この状態で、木材圧縮成形金型４
の両端部に端部シール蓋３５を取り付ける。すなわち、
上金型１０から突設された係止ピン３６の抜け止め用の
頭部３８へ端部シール蓋３５における対応する係止孔３
７の頭部通し孔３９を通すとともに、下金型６から突設
された係止ピン３６の抜け止め用の頭部３８へ端部シー
ル蓋３５における対応する係止孔３７の頭部通し孔３９
を通し、端部シール蓋３５を側方へずらせるようにす
る。これにより、簡単に端部シール蓋３５を取り付ける
ことが可能となる。

【００４２】こうして木材１が木材圧縮成形金型４に入
れられたら、木材圧縮成形金型４ごと木材１を図示しな
い炉で加熱し、木材１を高温状態とする。このようにす
ることにより、木材１に含ませた水分が蒸発されるの
で、木材圧縮成形金型４内の木材１は高圧状態となる。

【００４３】なお、木材１には木目が有り、蒸気は、木
目に沿って木材１の端部や側部から逃れようとするが、
木材１の端部には端部シール蓋３５が取り付けられてい
るので、木材圧縮成形金型４の端部から蒸気が逃れるこ
とが防止される。

【００４４】こうして、木材圧縮成形金型４内の木材１
が高温高圧とされたら、木材圧縮成形金型４ごと木材１
を、図３の圧延機２へ通させ、圧延ロール４０で木材圧
縮成形金型４に荷重を付与させるようにする。

【００４５】すると、木材圧縮成形金型４は、圧延ロー
ル４０の圧延力により、上金型１０と下金型６の嵌合深
さが深くなり、木材圧縮成形金型４内の木材１が高い圧
縮率で圧縮される。このとき木材１は、木材圧縮成形金
型４によって拘束されているため、断面形状が平行四辺
形状に歪んでしまうことが防止され、整った矩形断面に
圧縮される。なお、木材圧縮空間５を、矩形以外の断面
形状とした場合には、木材１はその形状となるように圧
縮される。

【００４６】この際、金属の圧延などの場合とは異な
り、木材圧縮成形金型４を構成する上金型１０や下金型
６が変形するほどの荷重を掛ける訳ではないので、通常
の圧延ロールを用いると、圧延ロールと木材圧縮成形金
型４は線接触状態となって、圧延ロールと木材圧縮成形
金型４とが相対的にスリップすることとなる。なお、金
属の圧延で圧延ロールと圧延材とがスリップを起こさな
いのは、圧延材が変形して圧延ロール間にかみ込まれる
ことにより、両者が面接触状態となるためである。

【００４７】そこで、本発明では、圧延ロール４０とし
て、胴部４２の外周にゴムなどの弾性体による摩擦駆動
用部材４３を取り付けるようにして、摩擦駆動用部材４
３を弾性変形させることによって、圧延ロール４０と木
材圧縮成形金型４とを面接触させ、両者のスリップを防
止させるようにしている。この際、木材圧縮成形金型４
に入れて木材１を圧縮するようにしているので、高精度
の圧延ロール４０は必要なく、よって、圧延ロール４０
を安価に製造することが可能となる。

【００４８】そして、圧延ロール４０で木材圧縮成形金
型４に圧延荷重を掛ける際には、液圧系統に設けられた
開閉弁２７，２９，３３を閉じて、開閉弁３１を開けて
おくようにする。すると、下側の液圧室１４の作動液
が、逆止弁３０、開閉弁３１を備えたバイパス流路３２
を介して上側の液圧室１３へと逃がされ、逆止弁３０の
作用によって逆流することが阻止されることとなるの
で、圧延によって上金型１０と下金型６の嵌合深さが深
くなるのに追従して液圧シリンダ機構１１が収縮動さ
れ、かつ、収縮状態で保持されるようになる。これによ
り、圧延荷重がなくなっても木材圧縮成形金型４自体
で、木材１を圧縮状態に固定保持することが可能とな
る。

【００４９】しかも、液圧シリンダ機構１１を用いたこ
とにより、上金型１０と下金型６の嵌合深さを連続的に
変化させることが可能となるので、木材１の圧縮率を任
意に設定させることが可能となる。

【００５０】あるいは、木材圧縮成形金型４ごと木材１
を、図４のプレス３の上下のスライド４８，４９の間で
プレスさせるようにしてもよい。

【００５１】こうして、木材圧縮成形金型４内の木材１
が圧延またはプレスされたら、ガイド用縦ローラ４４や
ガイド用横ローラ４５によって木材圧縮成形金型４を冷
却テーブル４６へ搬送し、冷却テーブル４６で、冷却媒
体４７を用いて木材圧縮成形金型４ごと木材１を冷却さ
せる。

【００５２】これにより、高温によって溶けていた木材
１の樹脂分が冷えて固まるので、木材１は圧縮状態のま
ま固定されることとなる。

【００５３】さらに、木材圧縮成形金型４を所要の時間
放置し、木材１が圧縮状態で完全に固定されるように
し、木材１が完全に固定されたら、木材１を木材圧縮成
形金型４から取り出す。

【００５４】そのためには、まず、木材圧縮成形金型４
の両端部から端部シール蓋３５を取り外す。

【００５５】より詳細には、端部シール蓋３５を側方へ
ずらせ、上金型１０から突設された係止ピン３６の抜け
止め用の頭部３８と端部シール蓋３５における対応する
係止孔３７の頭部通し孔３９を位置合わせするととも
に、下金型６から突設された係止ピン３６の抜け止め用
の頭部３８と端部シール蓋３５における係止孔３７の頭
部通し孔３９を位置合わせし、端部シール蓋３５を取り
外すようにする。これにより、簡単に端部シール蓋３５
を取り外すことが可能となる。

【００５６】こうして、端部シール蓋３５を取り外した
ら、液圧シリンダ機構１１を伸長動させて、上金型１０
と下金型６を離反動させるようにする。

【００５７】より具体的には、液圧系統に設けられた開
閉弁２７，３１を閉じ、開閉弁２９，３３を開けてポン
プ２４を駆動し、タンク２３の作動液を液供給路２５、
他方の分岐流路部２８、液通路２０を介して下側の液圧
室１４へ供給するとともに、上方の液圧室１３の作動液
を液通路１７、戻り流路３４を介してタンク２３へと戻
させるようにする。これにより、液圧シリンダ機構１１
が伸長動されて上金型１０と下金型６が開くので、木材
圧縮成形金型４から圧縮状態で固定された木材１を、簡
単に取り出すことが可能となる。

【００５８】この際、液圧シリンダ機構１１を用いてい
るので、強い力で上金型１０と下金型６を開かせること
が可能となり、確実に木材１を取り出させることが可能
となる。

【００５９】このように、本発明によれば、木材圧縮成
形金型４ごと木材１を圧延機２やプレス３で圧縮させる
ようにすることにより、木材圧縮成形金型４を多数用意
しておくだけで、多量に木材１を圧縮処理することが可
能となる。

【００６０】図５は、本発明の第二の実施の形態であ
り、液圧シリンダ機構５０を、上金型１０と下金型６に
対して外付けにしたものである。

【００６１】このように、液圧シリンダ機構５０を、上
金型１０と下金型６に対して外付けにすることにより、
木材圧縮成形金型４の構造を簡略化して、木材圧縮成形
金型４の製造コストを下げることが可能となるととも
に、液圧シリンダ機構５０のメンテナンスを容易に行わ
せることができるようになる。

【００６２】上記以外については、前記実施の形態と同
様の構成を備えており、同様の作用・効果をえることが
できる。

【００６３】なお、本発明は、上述の実施の形態にのみ
限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範
囲内において種々変更を加えうることは勿論である。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の木材圧縮
成形金型によれば、生産性良く木材を所望の圧縮率に圧
縮することができるという優れた効果を奏しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態にかかる木材圧縮成
形金型の縦断面図である。

【図２】木材圧縮成形金型をほぼ側方から見た斜視図で
ある。

【図３】木材圧縮成形金型を圧延する圧延機の側面図で
ある。

【図４】木材圧縮成形金型をプレス加工するプレスの側
面図である。

【図５】本発明の第二の実施の形態にかかる木材圧縮成
形金型の縦断面図である。

【符号の説明】

５ 木材圧縮空間 ６ 下金型 １０ 上金型 １１，５０ 液圧シリンダ機構

フロントページの続き (72)発明者 新谷 定彦 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 木材圧縮空間を構成する上下の金型間
   に、上下方向へ伸縮動可能な液圧シリンダ機構を介装し
   たことを特徴とする木材圧縮成形金型。
2. 【請求項２】 液圧シリンダ機構が、上下の金型間に内
   蔵された請求項１記載の木材圧縮成形金型。
3. 【請求項３】 液圧シリンダ機構が、上下の金型間に外
   付けされた請求項１記載の木材圧縮成形金型。