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JP3665793B2 - Wood bending machine - Google Patents
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JP3665793B2 - Wood bending machine - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、木材を曲げ加工する装置に関し、とくに、木材を曲げ金型の成形路に挿入して曲げ加工する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
2次元あるいは3次元に曲げた木材は、優れたデザインの工業製品として使用されている。たとえば、木製椅子等の家具、仏壇仏具・ドアノブ・ハンドル等の自動車部品・家電部品・各種介護器具等さまざまに曲げた木材が使用される。
【0003】
木材を曲げ加工する方法として、図1に示す方法が開発されている。この方法は、曲げ型21の表面に木材Wを沿わせて曲げ加工する。この方法は、曲げ加工する木材Wの表面側が伸びるので割れやすい欠点がある。それは、木材Wの繊維方向における最大許容伸び量は、わずかに1〜2%と極めて少ないからある。木材は、繊維方向の最大圧縮量が約30%程度と大きいが、伸びに対しては極めて破断しやすい性質がある。木材は、繊維方向の圧縮が最大圧縮限界を越えると、部分割裂して座屈が発生する可能性が高くなる。
【0004】
この欠点を解消するために、図2と図3に示す方法が開発されている。図2と図3に示す方法は、曲げ加工する木材Wの外側に帯鉄22を沿わせて固定する。この状態で木材Wの外側が伸びないようにして、図2の方法は一対のローラー23間に内型24を押し込んで内型24で木材Wを曲げ加工し、図3の方法は雌型25と雄型26とで木材Wを挟着して曲げ加工する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これ等の図に示す方法は、以下の欠点がある。
(1) 木材の帯鉄と接する面を平面にする必要があり、曲げ加工する木材の断面形状に制限がある。このため、たとえば、円柱状の木材を曲げ加工できない。
(2) 帯鉄は木材と一緒に湾曲する必要があり、すなわち柔軟に湾曲できる可撓性が要求されるので必要以上に厚くできない。このため、曲げ加工するときに帯鉄が伸びて、木材を破断させる弊害がある。伸びないよう厚い帯鉄を使用すると、木材と一緒に曲げ加工できない。
(3) 木材と帯鉄とをズレないようにしっかりと確実に固定するのが極めて難しい。帯鉄は両端が木材に連結されるが、曲げ加工するときに連結部分が破損して、帯鉄と木材とがずれやすい。帯鉄がしっかりと連結されないと、帯鉄が曲げ加工する木材の伸びを制限できず、割れの原因となる。
(4) 帯鉄を沿わせて伸びないようにするので、木材を3次元に曲げることができず、曲げ加工の形状が制約される。このため、種々の形状に能率よく曲げ加工できない。
(5) 木材を1本づつ加工するので、能率よく連続的に曲げ加工できない。このため、処理コストが高く、安価に多量生産するのが難しい。
【0006】
以上の理由により、従来の曲げ加工方法は、曲げ加工する形状の自由度が著しく制限され、生産能率からして工業的に多量生産が難しく、いわゆる椅子等のように手工芸的な方法で製造されているのが実状である
【0007】
本発明は、従来の欠点を解消することを目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、曲げ加工する木材が平面状に特定されずに種々の断面形状の木材を種々の形状に曲げ加工でき、木材の伸び量を正確に制御しながら曲げ加工して破断を有効に防止し、さらに極めて能率よく安価に多量生産しながら木材を曲げ加工できる木材の曲げ加工装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
発明の木材の曲げ装置は、断面形状が一定である棒状あるいは板状の木材Wを挿入して曲げ加工する成形路2を有する曲げ金型1と、この曲げ金型1の成形路2に木材Wを押圧して挿入させる推進機構3と、この推進機構3で曲げ金型1の成形路2に挿入される木材Wの先端を押圧して、木材Wの成形路2での移動を制限する移動制限機構4とを備える。推進機構3が木材Wを曲げ金型1の成形路2に押し込むと共に、移動制限機構4が木材Wの先端を押圧して、曲げ加工される木材Wの伸び側の伸び量を制限しながら成形路2から排出させる。
【0009】
本発明の曲げ装置は、移動制限機構4を、推進機構3に同期して木材Wの移動を制限する。推進機構3には、成形路2を挿入して木材Wを押圧する推進ピストン6を使用する。また、曲げ金型1の成形路2を、推進ピストン6が木材Wを挿入する部分を直線状とすることができる。曲げ金型1の成形路2は、木材Wを円弧状に成形する円弧部分を有する形状とすることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための木材の曲げ加工方法と曲げ装置を例示するものであって、本発明は方法と装置を下記に特定しない。
【0011】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【0012】
本発明の木材の曲げ加工方法は、断面形状が一定である棒状あるいは板状の木材を、推進機構で押圧して曲げ金型の成形路に挿入し、成形路で木材を曲げ加工する。成形路を移動する木材は、先端を押圧する移動制限機構で移動量が制限され、圧縮されて、曲げ加工される木材の外周の伸び量を制限して、伸びによる破断を防止する。
【0013】
本発明の曲げ加工方法は、処理する木材として、横断面形状がほぼ一定である棒状あるいは板状の木材を用いる。木材の横断面形状は、正方形、長方形、円形、楕円形、ひし形等どのような形状でも良い。また、断面形状をほぼ一定とする木材は、たとえば曲げ内周にあたる方向に沿って縦溝を設けて、曲げやすくすることもできる。曲げ加工する木材は、ブナ、ナラ、タモ、ニレ、ハリギリ、カラマツ、カシ、ホワイトオーク、レッドオーク、アッシュ、ハックルベリー、ウォールナット、ゴム、タウン、チーク、マホガニー、コクタン、シタン、メイプル、スギ、ヒノキ等で曲げ加工可能な全ての木材が使用できる。
【0014】
加工される木材は、可塑化処理してよりスムーズに曲げ加工できる。可塑化処理は、木材を100〜180℃に加熱して可塑化させる。木材は、水蒸気、高周波、マイクロ波等により加熱して可塑化処理することができる。加熱による可塑化処理は、木材を軟化させて曲げ加工しやすくするためであるが、常温で化学処理する等の方法で、加熱するのと同様に可塑化できる方法も使用できる。木材は、可塑化処理した後に曲げ金型に挿入し、あるいは曲げ金型で可塑化処理させることもできる。加熱して可塑化処理された木材は、成形路に挿入して曲げ加工される。成形路で成形された木材は、成形路で冷却して成形状態に保持できる。また、成形路から押し出して別の保形用金型に入れて冷却し、成形状態に保形することもできる。
【0015】
可塑化処理された木材、あるいは可塑化処理されない木材は、推進機構で繊維方向に押圧されて曲げ金型の成形路に挿入される。推進機構は、木材を後方から押圧する推進ピストンが使用できる。ただ、曲げ金型の成形路にアーム先端の押圧部を入れ、アームの押圧部で木材を押圧して成形路に挿入させる機構等、木材を押圧して成形路に挿入できる全ての機構とすることができる。本発明は、推進機構で木材を押圧しながら、木材の先端を移動制限機構で押圧して押出量を制限する。このため、推進機構は、移動制限機構で押し出しを制限しながら、木材を繊維方向に圧縮しながら曲げ金型の成形路を挿入できる押圧力のものが使用される。
【0016】
推進機構は、木材を縦方向に押圧して、曲げ金型の成形路に挿入する。曲げ金型は、木材の横断面形状と同じ横断面積としている。この曲げ金型は、成形路に挿入される木材の横方向への部分割裂による座屈を防止することからできる。ただし、木材の樹種、可塑化状態、形状等により曲げ加工の条件が変わるので、木材の横断面形状と成形路の横断面形状は、必ずしも同じではない。成形路の横断面形状を木材の横断面形状よりも大きく、あるいは小さくすることもある。
【0017】
推進機構は、成形路を移動しながら木材を後端から押圧する推進ピストンが使用される。推進ピストンは、木材後端の全面を均一に押圧して、木材を曲げ金型の成形路に押し込む。推進ピストンを押して成形路に移動させる駆動機構機を特定するものではないが、駆動機構は、油圧シリンダーや電動シリンダー、あるいはラックとピニオンの組合せ、あるいはネジ棒とナットを組み合わせた機構などとすることができる。ラックとピニオンを組み合わせた駆動機構は、ラックの一端を推進ピストンに連結し、ピニオンでラックを縦方向に移動し、縦方向に移動するラックで推進ピストンを成形路に沿って移動させる。ネジ棒とナットを組み合わせた駆動機構は、ネジ棒の一端に推進ピストンを連結し、ナットをモーター等で回転させてネジ棒を縦方向に移動させる。縦方向に移動するネジ棒が推進ピストンを成形路に沿って移動させる。
【0018】
以上の推進機構は、直線状の成形路に木材を押し込むのに適している。ただし、推進機構は、湾曲する成形路に木材を押し込むこともできる。この推進機構は、成形路に沿って移動する推進ピストンを、たとえば駆動アームを備える駆動機構で移動させる。駆動機構の駆動アームは、成形路に沿って設けた縦スリットから成形路の内部に挿入されて、先端部で推進ピストンを移動させる。この駆動アームは、成形路の外部に設けてアームを回転させる駆動機構に駆動されて、先端で推進ピストンを移動させる。
【0019】
さらに、本発明は、木材をたとえば螺旋状のように、3次元形状に曲げ加工することもできる。この曲げ金型は、木材を挿入させる成形路を3次元の立体形状としている。3次元の立体形状である成形路に木材を押し込む推進ピストンは、木材を押し込む部分を直線状とし、あるいは3次元の立体形状とする。直線状の成形路は、前述したシリンダー、ラック、ネジ棒等を備える推進機構で木材を押し込むことができる。3次元の立体形状の成形路は、スリットから成形路に挿入しているアームの先端で推進ピストンを移動させる構造の推進機構で木材を押し込むことができる。この推進機構は、アームを回転させながら、さらに螺旋の軸方向に移動されて先端を成形路に沿って移動させる。
【0020】
さらに、推進機構は、木材を両側から挟着する状態で駆動されて、木材を成形路に押し込む送りローラーや送りベルトも使用できる。送りローラーを備える推進機構は、複数の送りローラーを、木材の両側に平行に並べて配設する。複数の送りローラーは、木材を成形路に移動できる向きに並べて配設される。複数の送りローラーは、木材を両側から挟着する状態で回転駆動されて、木材を曲げ金型の成形路に押し込む。送りベルトを備える推進機構は、無限軌道のベルトをローラーで駆動する構造の送りベルトを、木材の両側に対向して配設する。一対の送りベルトは、無限軌道のベルトの直線部が木材の側面に密着されると共に、移動するベルトで木材を成形路に移送できる向きに配設される。一対の送りベルトは、木材を両側から挟着する状態で対向するベルトが駆動されて、木材を曲げ金型の成形路に押し込む。さらに、推進機構は、推進ピストンや送りローラーや送りベルトを組み合わせた構造とすることもできる。
【0021】
移動制限機構は、成形路を移動する木材先端の移動を制限するプッシャー部を成形路に移動できるように設けている。プッシャー部は、木材の先端を押圧しながら成形路に沿って移動して、木材の移動を制限する。プッシャー部で押圧されながら成形路を移動する木材は、変形されるすべての部分で伸長させることなく圧縮され、あるいは破断しない程度に伸長量が制限される。この状態で木材を成形路に移動させて、曲げ加工された木材の外周側の伸びによる破断を防止する。したがって、木材の破断を解消しながら効率的に曲げ加工ができる。この方法は、木材の横断面形状と金型の横断面形状を種々の形状として、多彩な形状に木材を曲げ加工できる。また表面を平滑面とする成形路を摺動させることにより、木材の表面性状および寸法精度の高い曲げ木の製造が可能となる。
【0022】
移動制限機構は、プッシャー部の移動を推進機構が木材を押し込むのに同期させることにより、最も効果的に木材の曲げ外周方向に伸長を抑制できる。推進機構に同期して移動される移動制限機構は、プッシャー部の移動量を推進ピストンの移動量と同等以下にする。ただし、プッシャー部は、曲げ加工される木材の外側が伸長されない状態に保持しながら、推進ピストンと一緒に移動して、木材を圧縮状態に保持しながら成形路に挿入する。このため、推進ピストンが木材を成形路に押し込んで、曲げ加工される木材の外周が伸長されない圧縮率に圧縮されるまではプッシャー部を移動させず、この圧縮状態となった後に、推進ピストンと同等以下の移動量となるようにプッシャー部を移動させる。
【0023】
具体的な数値で説明すると、横断面の縦横を40mm×40mmとし長さを400mmとする棒状の木材を、中心半径200mmで曲げ加工する場合、中心半径部を中心として、その外周側に伸びが、そして内周側に圧縮が作用すると仮定すると、外周部では10%近い伸びが発生して木材の伸び限界を遥かに越えて破断する。ちなみに、木材の伸び限界は1〜2%であるから、これよりも伸びると破断する。木材の先端部の移動を移動制限機構で制限して、曲げ加工している木材外周が伸びないようにすると、外周の伸びが木材の限界以下になって破断しなくなる。曲げ加工される木材の外周が伸びないように、移動制限機構が木材先端の移動量を制限して木材を圧縮すると、木材の内周は圧縮される。外周が伸びないように圧縮された木材は、曲げ加工される内周部が最大約20%程度に圧縮されるが、この範囲では圧縮限界を超えないので問題ない。木材の繊維方向の最大圧縮限界は約30%である。したがって、木材の内周が最大圧縮限界をこえることがなく、かつ、外周が伸びない曲率半径で木材を破断しないように曲げ加工できる。移動制限機構が、推進機構に同期して木材の圧縮量を制御できる方法は、木材の内周が最大圧縮限界を越えないように圧縮して木材を曲げ加工できる特長がある。
【0024】
【実施例】
図4と図5は、木材の曲げ装置の概略概念図を示している。この曲げ装置は、横断面形状を同じとする棒状の木材Wを、曲げ金型1の成形路2に押し込む推進機構3と、木材Wを所定の形状に曲げ加工する曲げ金型1と、曲げ加工される木材Wの伸びを制限するように木材Wの移動を制限する移動制限機構4と、推進機構3と移動制限機構4を制御する制御回路5とを備える。
【0025】
推進機構3は、曲げ金型1の成形路2の直線部2Aを移動して木材Wの後端を押圧して、木材Wを成形路2に挿入する推進ピストン6と、この推進ピストン6を駆動する駆動機構7とを備える。駆動機構7は、推進ピストン6を成形路2に移動させる駆動シリンダー8を備える。駆動シリンダー8は、油圧シリンダーで、油圧シリンダーに供給される作動油の流量を制御して、推進ピストン6の移動量を制御する。この推進機構3は、駆動シリンダー8のロッド8Aを伸長させて、ロッド8Aの先端に連結している推進ピストン6を曲げ金型1の成形路2に押し込んで、推進ピストン6で木材Wを成形路2に押し込む。制御回路5は、推進機構3の推進ピストン6が木材Wの後端を押して移動する変位量を検出して、移動制限機構4の動作を制御する。
【0026】
推進機構3は、図6に示すように複数の送りローラー13で構成することもできる。複数の送りローラー13は、木材Wの両側に平行に並べて配設されており、駆動機構(図示せず)で回転されて木材Wを移送する。複数の送りローラー13は、木材Wの進行方向に対して直交する姿勢であって、木材Wを成形路に移動できる向きに配設されている。木材Wの両側に対向して配設される送りローラー13の間隔は、木材Wの太さにほぼ等しく、あるいはやや小さくなるように調整される。この推進機構3は、複数の送りローラー13で木材Wを両側から挟着する状態で、すなわち対向する送りローラー13で木材Wの側面を押圧する状態で、それぞれの送りローラー13を図の矢印で示す方向に回転させて、木材Wを曲げ金型の成形路に押し込む。制御回路は、木材Wの後端の変位量を検出して、移動制限機構の動作を制御する。
【0027】
さらに、推進機構3は、図7に示すように、一対の送りベルト14で構成することもできる。図に示す送りベルト14は、無限軌道のベルト15をローラー16で駆動させる構造のもので、木材Wの両側に対向して配設している。一対の送りベルト14は、駆動されるベルト15で木材Wを成形路に移送できる向きに配設している。さらに、一対の送りベルト14は、ローラー16に張設されたベルト15の直線部を木材Wの側面に密着させている。したがって、対向して配設される送りベルト14の間隔は、木材Wの太さにほぼ等しく、あるいはやや小さく調整される。一対の送りベルト14は、対向するベルト15で木材Wを両側から挟着する状態でベルト15が駆動されて、木材Wを曲げ金型の成形路に押し込む。制御回路は、木材Wの後端の変位量を検出して、移動制限機構の動作を制御する。
【0028】
以上のように、送りローラー13や送りベルト14で木材Wを成形路に押し込む構造は、木材Wの側面の複数箇所あるいは広い領域をローラーやベルトで押圧しながら木材Wを移動させるので、木材Wを無理なくスムーズに成形路に押し込みできる特長がある。
【0029】
さらに、推進機構は、推進ピストンや送りローラーや送りベルトを組み合わせた構造とすることもできる。図8に示す推進機構は、図6に示す送りローラー13で構成される推進機構3と、図7に示す一対の送りベルト14で構成される推進機構3を一直線上に配置すると共に、木材Wの後端側には、木材Wの後端を押圧する推進ピストン6を配設している。この推進ピストン6は、駆動機構7である駆動シリンダー8のロッド8Aを伸長させて木材Wの後端を押圧する。図の推進機構3は、送りローラー13を成形路(図示せず)側に配設しているが、送りベルトを成形路(図示せず)側に配設することもできる。この推進機構3は、成形路に挿入される木材Wの後端を推進ピストン6で押圧すると共に、送りローラー13と送りベルト14を駆動させてこれらのローラーとベルトで木材Wを両側から挟着する状態で移送して木材Wを成形路に押し込む。この構造の推進機構3は、より理想的に木材Wを成形路に挿入できる特長がある。
【0030】
曲げ金型1は、木材Wを挿入する成形路2を備える。図4と図5に示す成形路2は、直線部2Aと、木材Wを所定の曲率半径で曲げ加工する湾曲成形部2Bとからなる。成形路2に直線部2Aを有する曲げ金型1は、この直線部2Aに推進ピストン6を挿入させて、木材Wを成形路2に押し込むことができる。図4の曲げ金型1は、湾曲成形部2Bの曲率半径を一定としている。図5の曲げ金型1は、湾曲成形部2Bの曲率半径を部分的に異なる形状としている。図4と図5の曲げ金型1は、湾曲成形部2Bに挿入された木材Wを、一定の時間ここに静置して曲げ加工された形状に硬化させることができる。図4の曲げ金型1は、木材Wを湾曲成形部2Bから押し出して曲げ加工することもできる。湾曲成形部2Bから押し出された木材Wは、保形用金型に一定時間入れられて成形された形状に保形される。成形路2に曲げ加工された木材Wを入れて、変形しないように硬化させる方法は、木材Wを種々の形状に曲げ加工できる。
【0031】
推進機構を送りローラーや送りベルトで構成する木材の曲げ装置は、必ずしも曲げ金型の成形路に直線部を設ける必要はない。それは、送りローラーや送りベルトを曲げ金型の湾曲成形部の入り口付近に配置して、木材を直接に湾曲成形部に押し込むことができるからである。ただ、木材の曲げ装置は、曲げ金型の成形路に直線部を設けて、送りローラーや送りベルトで、木材を成形路の直線部に押し込むこともできる。
【0032】
移動制限機構4は、木材Wの先端を押圧して圧縮するプッシャー部9を備える。図の移動制限機構4は、プッシャー部9を制動アーム10の先端に設けており、制動アーム10を制動機構11に連結している。プッシャー部9は、木材Wの先端面を押圧できるように、成形路2の内形と同じ形状であるが内面をスムーズに摺動して移動できるように、成形路2の内形よりもわずかに小さい外形としている。プッシャー部9の外形は、成形路2との間に、木材Wが押し出される隙間を設けない。ここに広い隙間があって、木材Wが隙間に押し出されると、木材Wの先端が破断するからである。プッシャー部9と成形路2との隙間は、好ましくは0.2〜5mmとする。この程度の隙間では、押圧される木材Wが隙間に押し出されることはない。
【0033】
制動アーム10は、曲げ金型1の成形路2の内側に沿って設けている縦スリット12から、先端を成形路2に挿入している。制動機構11は、制御回路5に制御されて制動アーム10の回転を制御する。この制動機構11は、制御回路5に制御されるサーボモーター又は油圧機構で、制動アーム10を推進機構3に同期して回転させる。この移動制限機構4は、推進機構3に同期して木材Wの移動を制限する。制御回路5は、湾曲成形部2Bに挿入される木材Wが、外周側で伸びないように制動アーム10の回転を制御して、プッシャー部9で木材Wの先端を押圧して圧縮する。
【0034】
図5の曲げ金型1は、成形路2の湾曲成形部2Bを部分的に異なる曲率半径としているので、制動アーム10を軸方向に伸縮できる構造としている。制動アーム10が伸縮してプッシャー部9を曲率半径が異なる湾曲成形部2Bに沿って移動させる。
【0035】
制御回路5は、推進機構3と移動制限機構4とを同期して駆動させる。たとえば、制御回路5は、推進機構3の推進ピストン6を一定の速度で移動させて、その変位量に同期させるようにして移動制限機構4のプッシャー部9の移動を制御する。この際、木材Wの全ての部分が伸長されないように、移動制限機構4のプッシャー部9の移動量を制御する。以上の曲げ装置は、曲げ金型1の成形路2に挿入される木材Wの伸びを確実に阻止できるように、プッシャー部9の移動距離を制御できる。
【0036】
ただし、本発明の曲げ装置は、移動制限機構4でもって、成形路2を移動する木材Wの先端を所定の圧力で押圧して、木材Wの移動を制限して、伸びないように曲げ加工することもできる。この移動制限機構4は、制動アーム10の回転を制動して、プッシャー部9が木材Wの先端を押圧してその木材先端の移動を制限する。プッシャー部9が木材先端を押圧する圧力を強くすると木材Wの伸びが少なくなり、押圧する圧力を小さくすると木材Wの伸びが大きくなる。制動アーム10の回転の制動力を大きくすると、プッシャー部9が木材先端を押圧する圧力は強くなる。したがって、制動機構11が制動アーム10の回転制動力を制御して、プッシャー部9が木材先端を押圧する圧力を制御して、木材Wが伸びないように調整することができる。
【0037】
プッシャー部9が、木材先端を所定の圧力で押圧して、木材先端の移動を制限する移動制限機構4は、制動アーム10の回転制動力を部分的に変更することができる。プッシャー部9は、最初に強い圧力で木材先端を押圧し、その後には押圧する圧力を低くすることができる。それは、木材Wが湾曲成形部2Bに挿入されるにしたがって、木材Wと湾曲成形部2Bとの摩擦抵抗が増加するからである。木材Wと湾曲成形部2Bとの摩擦抵抗は、木材Wの移動を制限する。このため、木材Wが湾曲成形部2Bに深く挿入されるにしたがって、木材Wの移動が制限される。木材Wは、湾曲成形部2Bとの摩擦抵抗と、プッシャー部9で押圧される圧力の両方で、先端の移動が制限される。このため、摩擦抵抗の小さい最初にプッシャー部9が強い圧力で木材Wを押圧し、摩擦抵抗が増加するにしたがって、プッシャー部9が木材Wを押圧する圧力を低くして、木材Wを全ての部分、すなわち曲げ加工される外側が伸びないように圧縮しながら湾曲成形部2Bに挿入することができる。
【0038】
以上の曲げ装置は、以下の工程で木材Wを曲げ加工する。
曲げ金型1に挿入する木材Wを、前工程として100〜180℃に加熱して可塑化処理する。木材Wは、気密に密閉された加圧室で加熱する方法、すなわちオートクレーブして100℃以上に加熱できる。
【0039】
プッシャー部9を湾曲成形部2Bの先端部に配置し、推進機構3で可塑化処理された木材Wを曲げ金型1の成形路2に挿入する。木材先端が移動制限機構4のプッシャー部9に当接すると、プッシャー部9が木材先端を所定の圧力で押圧しながら、あるいはプッシャー部9の移動を制限しながら、推進機構3で木材Wをさらに押し込んで湾曲成形部2Bに挿入させる。このとき、移動制限機構4は、曲げ加工される木材Wの外周が伸びないように、プッシャー部9の移動量、あるいは木材押圧力を制御する。木材Wは、曲げ加工される外周が伸びないように、いいかえると全ての部分が伸びないように、移動制限機構4のプッシャー部9で圧縮されながら湾曲成形部2Bに挿入される。移動制限機構4は、木材Wを曲げ加工されても外周が伸びないように圧縮した後、プッシャー部9を移動させて木材Wを湾曲成形部2Bに挿入することもできる。
【0040】
湾曲成形部2Bに挿入された木材Wは、ここで曲げ加工される。湾曲成形部2Bに挿入された木材Wは、湾曲成形部2Bに静置して冷却され、曲げ加工した状態に保形される。ただし、木材Wを圧縮しながら湾曲成形部2Bから押し出し、押し出される木材Wを保形用金型に入れて冷却、保形することもできる。
【0041】
【発明の効果】
本発明の木材の加工装置は、曲げ加工する木材を平面状に特定せず、種々の断面形状の木材を種々の形状に曲げ加工できる。また、木材の伸び量を正確に制御しながら曲げ加工して破断を有効に防止できる。また、曲げ加工した木材を極めて能率よく安価に多量生産できる特長がある。それは、本発明の木材の加工装置が、棒状または板状の木材を、推進機構で押して曲げ金型の成形路に挿入し、この成形路で木材を曲げ加工すると共に、木材の先端を移動制限機構で押圧して成形路の移動を制限し、曲げ加工される木材を圧縮して、木材外周の伸び側の伸び量を制限して曲げ加工するからである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の木材の曲げ加工方法を示す概略図
【図2】 従来の他の木材の曲げ加工方法を示す概略図
【図3】 従来の他の木材の曲げ加工方法を示す概略図
【図4】 本発明の一実施例にかかる木材の曲げ装置の概略概念図
【図5】 本発明の他の実施例にかかる木材の曲げ装置の概略概念図
【図6】 推進機構の他の一例を示す概略断面図
【図7】 推進機構の他の一例を示す概略断面図
【図8】 推進機構の他の一例を示す概略断面図
【符号の説明】
1…曲げ金型
2…成形路 2A…直線部 2B…湾曲成形部
3…推進機構
4…移動制限機構
5…制御回路
6…推進ピストン
7…駆動機構
8…駆動シリンダー 8A…ロッド
9…プッシャー部
10…制動アーム
11…制動機構
12…縦スリット
13…送りローラー
14…送りベルト
15…ベルト
16…ローラー
21…曲げ型
22…帯鉄
23…ローラー
24…内型
25…雌型
26…雄型
W…木材
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention bends wood. Equipment In particular, bending by inserting wood into the forming path of the bending mold To wear Related to the position.
[0002]
[Prior art]
Wood bent in two or three dimensions is used as an industrial product with excellent design. For example, furniture such as wooden chairs, wood parts such as Buddhist altars, door knobs and handles, automobile parts, home appliance parts, various care devices, and other bent wood are used.
[0003]
As a method for bending wood, a method shown in FIG. 1 has been developed. In this method, the wood W is bent along the surface of the bending die 21 and bent. This method has a drawback that it is easy to break because the surface side of the wood W to be bent extends. This is because the maximum allowable elongation in the fiber direction of the wood W is extremely small, only 1 to 2%. Although the maximum compression amount in the fiber direction is as large as about 30%, wood has a property that it is extremely easy to break with respect to elongation. If the compression in the fiber direction exceeds the maximum compression limit, the possibility of buckling due to partial splitting increases.
[0004]
In order to eliminate this drawback, the methods shown in FIGS. 2 and 3 have been developed. The method shown in FIG. 2 and FIG. 3 fixes the band iron 22 along the outside of the wood W to be bent. In this state, the outer side of the wood W does not extend, and the method of FIG. 2 pushes the inner mold 24 between the pair of rollers 23 to bend the wood W with the inner mold 24, and the method of FIG. The wood W is sandwiched between the male mold 26 and the male mold 26 and bent.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the methods shown in these figures have the following drawbacks.
(1) The surface of the wood that contacts the band iron must be flat, and the cross-sectional shape of the wood to be bent is limited. For this reason, for example, columnar wood cannot be bent.
(2) The band iron needs to bend together with the wood, that is, it cannot be thicker than necessary because flexibility is required to bend flexibly. For this reason, there is a detrimental effect that the band iron stretches and breaks the wood when bending. If thick band iron is used so that it does not stretch, it cannot be bent together with wood.
(3) It is extremely difficult to securely and securely fix the wood and the belt. Both ends of the band iron are connected to the wood, but when the bending process is performed, the connecting portion is damaged, and the band iron and the wood are easily displaced. If the band iron is not firmly connected, the elongation of the wood that the band iron bends cannot be restricted, causing cracks.
(Four) Since it does not extend along the belt, the wood cannot be bent in three dimensions, and the shape of the bending process is restricted. For this reason, it cannot bend efficiently into various shapes.
(Five) Since wood is processed one by one, it cannot be bent efficiently and continuously. For this reason, processing cost is high and it is difficult to mass-produce cheaply.
[0006]
For the above reasons, the conventional bending method is remarkably limited in the degree of freedom of the shape to be bent, and it is difficult to industrially mass-produce in terms of production efficiency, and it is manufactured by a handicraft method such as a so-called chair. What is being done is
[0007]
The present invention was developed for the purpose of overcoming the conventional drawbacks, and an important object of the present invention is that the wood to be bent is not specified as a flat shape, and various cross-sectional shapes of wood are obtained in various shapes. Bending of wood that can be bent into a large amount, effectively preventing breakage by bending while accurately controlling the elongation of the wood, and bending the wood while mass-producing extremely efficiently and inexpensively Processing equipment Is to provide a place.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Book The wood bending apparatus according to the present invention includes a bending die 1 having a forming path 2 in which a rod-like or plate-like wood W having a constant cross-sectional shape is inserted and bent, and the forming path 2 of the bending die 1 includes wood. The propulsion mechanism 3 that presses and inserts W and the tip of the wood W inserted into the molding path 2 of the bending mold 1 are pressed by the propulsion mechanism 3 to restrict the movement of the wood W along the molding path 2. A movement restriction mechanism 4. While the propulsion mechanism 3 pushes the wood W into the forming path 2 of the bending mold 1, the movement restricting mechanism 4 presses the tip of the wood W to form the material while restricting the elongation amount of the wood W to be bent. Drain from path 2.
[0009]
In the bending apparatus of the present invention, the movement restriction mechanism 4 is moved in synchronization with the propulsion mechanism 3 to move the wood W. Restrict. The propulsion mechanism 3 uses a propulsion piston 6 that inserts the molding path 2 and presses the wood W. Use. Further, in the molding path 2 of the bending mold 1, the portion where the propulsion piston 6 inserts the wood W can be made linear. The forming path 2 of the bending mold 1 can have a shape having an arc portion for forming the wood W into an arc shape.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the following examples illustrate a wood bending method and a bending apparatus for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the method and apparatus below.
[0011]
Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, the numbers corresponding to the members shown in the embodiments are referred to as “claims” and “means for solving the problems”. It is added to the member shown by. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
[0012]
In the wood bending method of the present invention, rod-like or plate-like wood having a constant cross-sectional shape is pressed by a propulsion mechanism and inserted into a forming path of a bending mold, and the wood is bent at the forming path. The amount of movement of the wood moving along the forming path is restricted by a movement restriction mechanism that presses the tip, and the amount of elongation of the wood that is compressed and bent is restricted to prevent breakage due to elongation.
[0013]
In the bending method of the present invention, rod-like or plate-like wood having a substantially constant cross-sectional shape is used as the wood to be treated. The cross-sectional shape of the wood may be any shape such as a square, a rectangle, a circle, an ellipse, and a rhombus. In addition, the wood whose cross-sectional shape is substantially constant can be easily bent by providing vertical grooves along the direction corresponding to the inner periphery of the bending, for example. The wood to bend is beech, oak, tamo, elm, sharpness, larch, oak, white oak, red oak, ash, huckleberry, walnut, rubber, town, teak, mahogany, cocktan, rosewood, maple, cedar, cypress, etc. All wood that can be bent with can be used.
[0014]
The wood to be processed can be bent more smoothly by plasticizing. In the plasticizing treatment, the wood is heated to 100 to 180 ° C. to be plasticized. Wood can be plasticized by heating with water vapor, high frequency, microwave, or the like. The plasticizing treatment by heating is to soften the wood and make it easy to bend, but a method that can be plasticized by a method such as chemical treatment at room temperature can also be used. Wood can be plasticized and then inserted into a bending mold, or plasticized with a bending mold. The wood that has been plasticized by heating is inserted into a forming path and bent. The wood molded in the molding path can be cooled in the molding path and held in the molded state. Moreover, it can extrude from a shaping | molding path, can be put into another shape-holding metal mold | die, can be cooled, and can be shape-retained in a molding state.
[0015]
The plasticized or unplasticized wood is pressed in the fiber direction by the propulsion mechanism and inserted into the forming path of the bending mold. The propulsion mechanism can use a propulsion piston that presses wood from behind. However, all the mechanisms that can press the wood and insert it into the molding path, such as a mechanism that inserts the pressing part at the end of the arm into the molding path of the bending mold and presses the wood with the pressing part of the arm and inserts it into the molding path. be able to. In the present invention, while pushing the wood with the propulsion mechanism, the tip of the wood is pushed with the movement restriction mechanism to limit the extrusion amount. For this reason, as the propulsion mechanism, one having a pressing force capable of inserting the forming path of the bending mold while compressing the wood in the fiber direction while restricting the extrusion by the movement restriction mechanism is used.
[0016]
The propulsion mechanism presses the wood in the vertical direction and inserts it into the forming path of the bending mold. The bending mold has the same cross-sectional area as the cross-sectional shape of the wood. This bending die can be prevented from buckling due to a partial split in the lateral direction of the wood inserted into the forming path. However, since the bending conditions vary depending on the wood species, plasticization state, shape, etc., the cross-sectional shape of the wood and the cross-sectional shape of the forming path are not necessarily the same. The cross-sectional shape of the forming path may be larger or smaller than the cross-sectional shape of the wood.
[0017]
The propulsion mechanism uses a propulsion piston that presses the wood from the rear end while moving along the molding path. The propulsion piston uniformly presses the entire rear end of the wood and pushes the wood into the forming path of the bending mold. The drive mechanism that pushes the propulsion piston and moves it to the molding path is not specified, but the drive mechanism should be a hydraulic cylinder, an electric cylinder, a combination of a rack and pinion, or a mechanism that combines a screw rod and a nut. Can do. A drive mechanism combining a rack and a pinion connects one end of the rack to the propulsion piston, moves the rack in the vertical direction with the pinion, and moves the propulsion piston along the forming path with the rack moving in the vertical direction. In a drive mechanism that combines a screw rod and a nut, a propulsion piston is connected to one end of the screw rod, and the nut is rotated by a motor or the like to move the screw rod in the vertical direction. A longitudinally moving screw rod moves the propulsion piston along the forming path.
[0018]
The above propulsion mechanism is suitable for pushing wood into a linear forming path. However, the propulsion mechanism can also push wood into the curved forming path. In this propulsion mechanism, the propulsion piston that moves along the molding path is moved by, for example, a drive mechanism including a drive arm. The drive arm of the drive mechanism is inserted into the molding path through a vertical slit provided along the molding path, and moves the propulsion piston at the tip. This driving arm is driven by a driving mechanism which is provided outside the molding path and rotates the arm, and moves the propulsion piston at the tip.
[0019]
Further, according to the present invention, wood can be bent into a three-dimensional shape such as a spiral shape. In this bending mold, a molding path into which wood is inserted has a three-dimensional shape. The propulsion piston that pushes wood into a molding path that is a three-dimensional solid shape has a straight portion or a three-dimensional solid shape where the wood is pushed. The linear forming path can push the wood with a propulsion mechanism including the cylinder, rack, screw rod and the like described above. In the three-dimensional three-dimensional molding path, wood can be pushed in by a propulsion mechanism that moves the propulsion piston at the tip of an arm inserted into the molding path from the slit. The propulsion mechanism is further moved in the axial direction of the spiral while rotating the arm, and moves the tip along the forming path.
[0020]
Furthermore, the propulsion mechanism is driven in a state where the wood is sandwiched from both sides, and a feed roller or a feed belt that pushes the wood into the forming path can also be used. A propulsion mechanism provided with a feed roller arranges a plurality of feed rollers in parallel on both sides of the wood. The plurality of feed rollers are arranged side by side in a direction in which wood can be moved to the forming path. The plurality of feed rollers are rotationally driven with the wood sandwiched from both sides, and push the wood into the forming path of the bending mold. In the propulsion mechanism including the feed belt, a feed belt having a structure in which a belt on an endless track is driven by a roller is arranged opposite to both sides of the wood. The pair of feed belts are arranged in such a direction that the straight portion of the belt of the endless track is in close contact with the side surface of the wood and that the wood can be transferred to the forming path by the moving belt. The pair of feed belts are driven in a state where the wood is sandwiched from both sides, and the wood is pushed into the forming path of the bending mold. Further, the propulsion mechanism may be a structure in which a propulsion piston, a feed roller, and a feed belt are combined.
[0021]
The movement restriction mechanism is provided so that a pusher portion for restricting the movement of the tip of the wood moving along the forming path can be moved to the forming path. The pusher portion moves along the forming path while pressing the tip of the wood, and restricts the movement of the wood. The wood that moves along the forming path while being pressed by the pusher portion is compressed without being stretched at all portions to be deformed, or the amount of stretch is limited to the extent that it does not break. In this state, the wood is moved to the forming path to prevent breakage due to the elongation of the outer periphery of the bent wood. Therefore, it is possible to efficiently perform bending while eliminating the breakage of the wood. In this method, the wood can be bent into various shapes with various cross-sectional shapes of the wood and the cross-section of the mold. Further, by sliding a molding path having a smooth surface, it is possible to manufacture a bent wood having a high surface quality and dimensional accuracy.
[0022]
The movement limiting mechanism can most effectively suppress the expansion of the pusher portion in the bending outer peripheral direction of the wood by synchronizing the pusher portion with the pushing mechanism pushing the wood. The movement limiting mechanism moved in synchronization with the propulsion mechanism makes the movement amount of the pusher portion equal to or less than the movement amount of the propulsion piston. However, the pusher portion moves together with the propulsion piston while keeping the outside of the wood to be bent to be unstretched, and inserts the wood into the forming path while keeping the wood in a compressed state. For this reason, the pusher portion is not moved until the propulsion piston pushes the wood into the molding path and the outer periphery of the wood to be bent is compressed to a compression rate that does not expand, and after this compression state, Move the pusher part so that the amount of movement is less than or equal to.
[0023]
In terms of specific numerical values, when bending a rod-like wood having a length and width of 40 mm × 40 mm and a length of 400 mm with a center radius of 200 mm, the outer periphery of the rod is stretched around the center radius portion. Assuming that compression acts on the inner peripheral side, an elongation of nearly 10% occurs in the outer peripheral portion, and the material breaks far beyond the elongation limit of wood. By the way, the elongation limit of wood is 1 to 2%. If the movement of the tip of the timber is restricted by the movement restriction mechanism so that the outer periphery of the bent wood does not stretch, the elongation of the outer periphery becomes less than the limit of the wood and the rupture does not break. When the movement restriction mechanism restricts the amount of movement of the wood tip and compresses the wood so that the outer circumference of the wood to be bent does not stretch, the inner circumference of the wood is compressed. The wood that has been compressed so that the outer periphery does not stretch is compressed to a maximum of about 20% in the inner peripheral portion to be bent, but there is no problem because the compression limit is not exceeded in this range. The maximum compression limit in the fiber direction of wood is about 30%. Therefore, it is possible to perform bending so that the inner circumference of the wood does not exceed the maximum compression limit, and the wood is not broken at a curvature radius that does not extend the outer circumference. The method in which the movement limiting mechanism can control the amount of compression of the wood in synchronization with the propulsion mechanism has the advantage that the wood can be bent by being compressed so that the inner circumference of the wood does not exceed the maximum compression limit.
[0024]
【Example】
4 and 5 show schematic conceptual views of the wood bending apparatus. This bending apparatus includes a propulsion mechanism 3 that pushes a rod-like wood W having the same cross-sectional shape into a forming path 2 of a bending die 1, a bending die 1 that bends the wood W into a predetermined shape, A movement restriction mechanism 4 for restricting the movement of the wood W so as to restrict the elongation of the processed wood W, and a propulsion mechanism 3 and a control circuit 5 for controlling the movement restriction mechanism 4 are provided.
[0025]
The propulsion mechanism 3 moves the linear portion 2A of the molding path 2 of the bending die 1 to press the rear end of the wood W, and inserts the wood W into the molding path 2 and the propulsion piston 6 And a drive mechanism 7 for driving. The drive mechanism 7 includes a drive cylinder 8 that moves the propulsion piston 6 to the molding path 2. The drive cylinder 8 is a hydraulic cylinder, and controls the amount of movement of the propulsion piston 6 by controlling the flow rate of hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder. The propulsion mechanism 3 extends the rod 8A of the drive cylinder 8 and pushes the propulsion piston 6 connected to the tip of the rod 8A into the molding path 2 of the bending die 1 to form the wood W with the propulsion piston 6. Push into road 2. The control circuit 5 detects the amount of displacement by which the propulsion piston 6 of the propulsion mechanism 3 moves by pushing the rear end of the wood W, and controls the operation of the movement limiting mechanism 4.
[0026]
The propulsion mechanism 3 can also be composed of a plurality of feed rollers 13 as shown in FIG. The plurality of feed rollers 13 are arranged in parallel on both sides of the wood W, and are rotated by a drive mechanism (not shown) to transport the wood W. The plurality of feed rollers 13 are in a posture orthogonal to the traveling direction of the wood W and are disposed in a direction in which the wood W can be moved to the forming path. The interval between the feed rollers 13 arranged opposite to both sides of the wood W is adjusted to be substantially equal to or slightly smaller than the thickness of the wood W. The propulsion mechanism 3 is configured such that each of the feed rollers 13 is indicated by an arrow in the drawing in a state where the wood W is sandwiched from both sides by a plurality of feed rollers 13, that is, in a state where the side surface of the wood W is pressed by the opposed feed rollers 13. Rotate in the direction shown to push the wood W into the forming path of the bending mold. The control circuit detects the amount of displacement of the rear end of the wood W and controls the operation of the movement limiting mechanism.
[0027]
Furthermore, the propulsion mechanism 3 can also be comprised with a pair of feed belts 14, as shown in FIG. The feed belt 14 shown in the figure has a structure in which an endless track belt 15 is driven by a roller 16, and is disposed opposite to both sides of the wood W. The pair of feed belts 14 are arranged in such a direction that the wood W can be transferred to the forming path by the driven belt 15. Further, the pair of feed belts 14 has the linear portion of the belt 15 stretched around the roller 16 in close contact with the side surface of the wood W. Therefore, the interval between the feed belts 14 arranged to face each other is adjusted to be substantially equal to or slightly smaller than the thickness of the wood W. The pair of feed belts 14 is driven in a state where the wood W is sandwiched between the opposite belts 15 to push the wood W into the forming path of the bending mold. The control circuit detects the amount of displacement of the rear end of the wood W and controls the operation of the movement limiting mechanism.
[0028]
As described above, the structure in which the wood W is pushed into the forming path by the feed roller 13 and the feed belt 14 moves the wood W while pressing the multiple sides or a wide area of the wood W with the roller or the belt. It has the feature that it can be pushed into the molding path without difficulty.
[0029]
Further, the propulsion mechanism may be a structure in which a propulsion piston, a feed roller, and a feed belt are combined. The propulsion mechanism shown in FIG. 8 has the propulsion mechanism 3 constituted by the feed roller 13 shown in FIG. 6 and the propulsion mechanism 3 constituted by the pair of feed belts 14 shown in FIG. A propulsion piston 6 that presses the rear end of the wood W is disposed on the rear end side. The propulsion piston 6 extends the rod 8A of the drive cylinder 8 that is the drive mechanism 7 and presses the rear end of the wood W. In the illustrated propulsion mechanism 3, the feed roller 13 is disposed on the side of the molding path (not shown), but the feed belt can also be disposed on the side of the molding path (not shown). The propulsion mechanism 3 presses the rear end of the wood W inserted into the forming path with the propulsion piston 6 and drives the feed roller 13 and the feed belt 14 to sandwich the wood W from both sides with these rollers and belt. Then, the wood W is pushed into the forming path. The propulsion mechanism 3 having this structure has an advantage that the wood W can be inserted into the forming path more ideally.
[0030]
The bending die 1 includes a forming path 2 into which the wood W is inserted. The forming path 2 shown in FIGS. 4 and 5 includes a straight portion 2A and a curved forming portion 2B for bending the wood W with a predetermined radius of curvature. The bending die 1 having the straight portion 2A in the forming path 2 can push the wood W into the forming path 2 by inserting the propulsion piston 6 into the straight portion 2A. In the bending die 1 of FIG. 4, the curvature radius of the curved forming portion 2B is constant. The bending mold 1 of FIG. 5 has a curved radius of the curved molding portion 2B that is partially different. The bending mold 1 shown in FIGS. 4 and 5 can harden the wood W inserted into the curved forming portion 2B by allowing it to stand for a certain period of time and bending it. The bending die 1 in FIG. 4 can also be bent by extruding the wood W from the curved forming portion 2B. The wood W pushed out from the curved forming portion 2B is put into a shape-holding mold for a certain period of time and is held in a shape that has been formed. The method of putting the wood W bent into the forming path 2 and curing it so as not to deform can bend the wood W into various shapes.
[0031]
In a wood bending apparatus in which the propulsion mechanism is configured by a feed roller or a feed belt, it is not always necessary to provide a straight portion on the forming path of the bending mold. This is because the feed roller and the feed belt can be arranged near the entrance of the bending portion of the bending mold so that the wood can be pushed directly into the bending portion. However, the wood bending apparatus can also provide a straight portion in the forming path of the bending mold and push the wood into the straight portion of the forming path with a feed roller or a feed belt.
[0032]
The movement restriction mechanism 4 includes a pusher unit 9 that presses and compresses the tip of the wood W. In the illustrated movement restriction mechanism 4, a pusher portion 9 is provided at the tip of the braking arm 10, and the braking arm 10 is connected to the braking mechanism 11. The pusher portion 9 has the same shape as the inner shape of the molding path 2 so that the front end surface of the wood W can be pressed. It has a small outer shape. The outer shape of the pusher portion 9 is not provided with a gap through which the wood W is pushed out between the pusher portion 9 and the molding path 2. This is because if there is a wide gap here and the wood W is pushed into the gap, the tip of the wood W will break. The gap between the pusher portion 9 and the molding path 2 is preferably 0.2 to 5 mm. In such a gap, the pressed wood W is not pushed into the gap.
[0033]
The brake arm 10 has a tip inserted into the molding path 2 from a vertical slit 12 provided along the inside of the molding path 2 of the bending mold 1. The brake mechanism 11 is controlled by the control circuit 5 to control the rotation of the brake arm 10. The brake mechanism 11 is a servo motor or a hydraulic mechanism controlled by the control circuit 5 and rotates the brake arm 10 in synchronization with the propulsion mechanism 3. The movement restriction mechanism 4 restricts the movement of the wood W in synchronization with the propulsion mechanism 3. The control circuit 5 controls the rotation of the brake arm 10 so that the wood W inserted into the curved forming portion 2B does not extend on the outer peripheral side, and presses and compresses the tip of the wood W with the pusher portion 9.
[0034]
The bending mold 1 shown in FIG. 5 has a structure in which the bending portion 2B of the forming path 2 has partially different radii of curvature, so that the braking arm 10 can be expanded and contracted in the axial direction. The brake arm 10 expands and contracts to move the pusher portion 9 along the curved forming portion 2B having a different curvature radius.
[0035]
The control circuit 5 drives the propulsion mechanism 3 and the movement restriction mechanism 4 in synchronization. For example, the control circuit 5 moves the propulsion piston 6 of the propulsion mechanism 3 at a constant speed and controls the movement of the pusher portion 9 of the movement limiting mechanism 4 so as to synchronize with the displacement amount. At this time, the amount of movement of the pusher portion 9 of the movement restriction mechanism 4 is controlled so that all the parts of the wood W are not expanded. The above bending apparatus can control the moving distance of the pusher portion 9 so that the elongation of the wood W inserted into the forming path 2 of the bending die 1 can be reliably prevented.
[0036]
However, the bending apparatus of the present invention uses the movement restriction mechanism 4 to press the tip of the wood W moving on the forming path 2 with a predetermined pressure to restrict the movement of the wood W so that it does not stretch. You can also The movement restriction mechanism 4 brakes the rotation of the brake arm 10 and the pusher portion 9 presses the tip of the wood W to restrict the movement of the wood tip. If the pressure by which the pusher portion 9 presses the tip of the wood is increased, the elongation of the wood W decreases, and if the pressure to be pressed is decreased, the elongation of the wood W increases. When the braking force of the rotation of the braking arm 10 is increased, the pressure with which the pusher portion 9 presses the wood tip increases. Therefore, the brake mechanism 11 can control the rotational braking force of the brake arm 10 and the pressure by which the pusher portion 9 presses the tip of the wood can be adjusted so that the wood W does not stretch.
[0037]
The movement restricting mechanism 4 in which the pusher unit 9 presses the wood tip with a predetermined pressure and restricts the movement of the wood tip can partially change the rotational braking force of the brake arm 10. The pusher portion 9 can first press the tip of the wood with a strong pressure, and thereafter can reduce the pressing pressure. This is because the frictional resistance between the wood W and the curved molded portion 2B increases as the wood W is inserted into the curved molded portion 2B. The frictional resistance between the wood W and the curved molded portion 2B limits the movement of the wood W. For this reason, the movement of the wood W is limited as the wood W is inserted deeply into the curved forming portion 2B. The movement of the tip of the wood W is limited by both the frictional resistance with the curved forming portion 2B and the pressure pressed by the pusher portion 9. For this reason, the pusher portion 9 first presses the wood W with a strong pressure with a low frictional resistance, and as the frictional resistance increases, the pressure at which the pusher portion 9 presses the wood W is lowered, The portion, that is, the outer side to be bent can be inserted into the curved molded portion 2B while being compressed so that it does not stretch.
[0038]
The above bending apparatus bends the wood W in the following steps.
The wood W to be inserted into the bending die 1 is heated to 100 to 180 ° C. and plasticized as a previous step. The wood W can be heated to 100 ° C. or higher by heating in an airtightly sealed pressure chamber, that is, by autoclaving.
[0039]
The pusher portion 9 is disposed at the tip of the curved molding portion 2B, and the wood W plasticized by the propulsion mechanism 3 is inserted into the molding path 2 of the bending die 1. When the tip of the wood comes into contact with the pusher portion 9 of the movement restricting mechanism 4, the pusher portion 9 further pushes the wood W by the propulsion mechanism 3 while pressing the tip of the wood with a predetermined pressure or restricting the movement of the pusher portion 9. It is pushed and inserted into the curved forming part 2B. At this time, the movement restriction mechanism 4 controls the movement amount of the pusher portion 9 or the wood pressing force so that the outer periphery of the wood W to be bent does not extend. The wood W is inserted into the curved forming portion 2B while being compressed by the pusher portion 9 of the movement restricting mechanism 4 so that the outer periphery to be bent does not extend, in other words, all the portions do not extend. The movement restricting mechanism 4 can also insert the wood W into the curved forming portion 2B by moving the pusher portion 9 after compressing the wood W so that the outer periphery does not extend even when the wood W is bent.
[0040]
The wood W inserted into the curved forming portion 2B is bent here. The wood W inserted into the curved forming portion 2B is cooled by being left standing in the curved forming portion 2B, and is held in a bent state. However, the wood W can be extruded from the curved molding portion 2B while being compressed, and the extruded wood W can be placed in a shape-retaining mold to be cooled and retained.
[0041]
【The invention's effect】
Wood processing of the present invention apparatus Does not specify the wood to be bent into a flat shape, and can bend the wood having various cross-sectional shapes into various shapes. In addition, bending can be effectively prevented by bending while accurately controlling the amount of elongation of the wood. It also has the advantage of being able to mass-produce bent wood very efficiently and inexpensively. It is the wood processing of the present invention apparatus However, a rod-shaped or plate-shaped wood is pushed by a propulsion mechanism and inserted into a forming path of a bending mold, and the wood is bent by this forming path, and the tip of the wood is pressed by a movement limiting mechanism to move the forming path. This is because the bending is performed by compressing the wood to be bent and limiting the amount of elongation of the outer periphery of the wood.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a conventional wood bending method.
FIG. 2 is a schematic view showing another conventional wood bending method.
FIG. 3 is a schematic view showing another conventional wood bending method.
FIG. 4 is a schematic conceptual diagram of a wood bending apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic conceptual diagram of a wood bending apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic sectional view showing another example of the propulsion mechanism.
FIG. 7 is a schematic sectional view showing another example of the propulsion mechanism.
FIG. 8 is a schematic sectional view showing another example of the propulsion mechanism.
[Explanation of symbols]
1 ... Bending mold
2 ... Molding path 2A ... Straight line part 2B ... Curved molding part
3 ... Propulsion mechanism
4 ... Movement restriction mechanism
5 ... Control circuit
6 ... Propulsion piston
7 ... Drive mechanism
8 ... Drive cylinder 8A ... Rod
9 ... Pusher part
10 ... Brake arm
11 ... Brake mechanism
12 ... Vertical slit
13 ... feed roller
14 ... Feed belt
15 ... Belt
16. Roller
21 ... Bending mold
22 ...
23. Roller
24 ... Inner mold
25 ... Female type
26 ... Male
W ... wood

Claims (7)

断面形状が一定である棒状あるいは板状の木材(W)を挿入して曲げ加工する成形路(2)を有する曲げ金型(1)と、この曲げ金型(1)の成形路(2)に木材(W)を押圧して挿入させる推進機構(3)と、この推進機構(3)で曲げ金型(1)の成形路(2)に挿入される木材(W)の先端を押圧して、木材(W)の成形路(2)での移動を制限する移動制限機構(4)とを備え、
移動制限機構 (4) が、推進機構 (3) に同期して木材 (W) の移動を制限すると共に、推進機構 (3) が推進ピストン (6) を備え、移動制限機構が木材の先端を押圧しながら成形路に沿って移動して、木材の移動を制限するプッシャー部を備えており、
推進機構に同期して移動される移動制限機構は、プッシャー部の移動量を推進ピストンの移動量と同等以下に制御し、
推進機構(3)が木材(W)を曲げ金型(1)の成形路(2)に押し込むと共に、移動制限機構(4)が木材(W)の先端を押圧して、曲げ加工される木材(W)の伸び側の伸び量を破断しない程度の伸長量に制限しながら、内周が最大圧縮限界を越えないように圧縮して成形路(2)から排出させるようにしてなる木材の曲げ装置。
Bending mold (1) having a molding path (2) for inserting and bending rod-shaped or plate-shaped wood (W) having a constant cross-sectional shape, and a molding path (2) of this bending mold (1) The propulsion mechanism (3) that presses and inserts the wood (W) into the press, and the propulsion mechanism (3) presses the tip of the wood (W) that is inserted into the forming path (2) of the bending mold (1). A movement restriction mechanism (4) for restricting movement of the wood (W) in the molding path (2),
Travel limiting mechanism (4), together with the synchronization to the propulsion mechanism (3) to limit movement of the timber (W), comprising a propulsion propulsion mechanism (3) is a piston (6), the movement limiting mechanism of the tip of the timber It moves along the molding path while pressing, and has a pusher part that restricts the movement of wood,
The movement limiting mechanism that is moved in synchronization with the propulsion mechanism controls the movement amount of the pusher part to be equal to or less than the movement amount of the propulsion piston,
The wood to be bent while the propulsion mechanism (3) pushes the wood (W) into the forming path (2) of the bending mold (1) and the movement restriction mechanism (4) presses the tip of the wood (W). Bending of wood that is compressed so that the inner circumference does not exceed the maximum compression limit and discharged from the molding path (2) while limiting the elongation on the elongation side of (W) to an extent that does not break apparatus.
推進機構(3)が推進ピストン(6)を備え、曲げ金型(1)の成形路(2)が、推進ピストン(6)で木材(W)が挿入される部分を直線状としている請求項に記載される木材の曲げ装置。The propulsion mechanism (3) is provided with a propulsion piston (6), and the forming path (2) of the bending die (1) has a straight portion where the wood (W) is inserted in the propulsion piston (6). 1. A bending apparatus for wood described in 1 . 成形路(2)が、木材(W)を円弧状に成形する円弧部分を有する請求項に記載される木材の曲げ装置。The wood bending apparatus according to claim 1 , wherein the forming path (2) has an arc portion for forming the wood (W) into an arc shape. 移動制限機構Movement restriction mechanism (4)(Four) が、木材But wood (W)(W) の先端を押圧して圧縮するプッシャー部Pusher part that compresses by pressing the tip (9)(9) を先端に設けている制動アームBrake arm with a tip (10)(Ten) を備える請求項1に記載される木材の曲げ装置。A wood bending apparatus according to claim 1. 制動アームBrake arm (10)(Ten) が、曲げ金型But bending mold (1)(1) の成形路Molding path (2)(2) の内側に沿って設けている縦スリットVertical slit provided along the inside (12)(12) から、先端を成形路From the tip to the molding path (2)(2) に挿入している請求項4に記載される木材の曲げ装置。The wood bending apparatus according to claim 4, wherein the wood bending apparatus is inserted into the wood bending apparatus. 木材wood (W)(W) が、外周側で伸びないように制動アームHowever, the braking arm (10)(Ten) の回転を制御して、プッシャー部The rotation of the pusher (9)(9) で木材In wood (W)(W) の先端を押圧して圧縮するようにしてなる請求項4に記載される木材の曲げ装置。The wood bending apparatus according to claim 4, wherein the tip is pressed and compressed. 推進機構が、推進ピストンと送りローラーや送りベルトを組み合わせた構造としている請求項1に記載される木材の曲げ装置。The wood bending apparatus according to claim 1, wherein the propulsion mechanism has a structure in which a propulsion piston is combined with a feed roller or a feed belt.
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