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JP7575010B2 - Finger joint cutter, wood processed product and its manufacturing method - Google Patents
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Description

本発明は、フィンガージョイントカッター、木材加工品及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a finger joint cutter, a wood processed product and a method for manufacturing the same.

集成材は、複数の板材それぞれの端部にジグザグにカットして形成したフィンガージョイント同士を付き合わせたたて継ぎにて接着・接合して形成されたラミナを積層することで製造する(非特許文献1)。フィンガージョイントの長さ(フィンガー長さ)は、できるだけ短い方が加工コスト・エネルギーの低減、切屑の減少などの観点からは望ましいが、フィンガー長さを短くすると相対的な接合強度が低下することになる。例えば、構造用集成材ではなく、造作用の集成材においては、構造用集成材よりも短いフィンガーが採用されている。 Laminated timber is manufactured by stacking lamina formed by joining finger joints formed by cutting zigzags into the ends of multiple plate materials together vertically (Non-Patent Document 1). It is desirable to have as short a finger joint length (finger length) as possible from the standpoint of reducing processing costs and energy, and reducing cutting waste, but shortening the finger length reduces the relative joint strength. For example, fingers that are shorter than those used in structural laminated timber are used in structural laminated timber.

ここで、フィンガージョイントの形成はフィンガージョイントカッターと称される刃物による切削加工により行われることが一般的である(非特許文献2など)。Here, the finger joints are generally formed by cutting using a blade called a finger joint cutter (e.g., Non-Patent Document 2).

集成材の日本農林規格(平成30年3月29日農林水産省告示第683号)Japanese Agricultural Standards for Laminated Timber (Ministry of Agriculture, Forestry and Fisheries Notification No. 683, March 29, 2018) 兼房株式会社、チップソー・ビット・ドリルなどの製品情報、木材(木質材料)加工:替刃式フィンガーカッター、http://www.kanefusa.co.jp/products/001980.htmlKanefusa Co., Ltd., Product information on chip saws, bits, drills, etc., Wood (wood material) processing: Replaceable blade finger cutter, http://www.kanefusa.co.jp/products/001980.html

本発明は上記実情に鑑み完成したものであり、フィンガー長さを短くしても高い強度が実現できる形状をもつフィンガージョイントが形成できるフィンガージョイントカッターを提供することを解決すべき課題とする。また、従来よりも高い強度が実現できる形状をもつフィンガージョイントを有する木材加工品及びその製造方法を提供することも解決すべき課題とする。The present invention was completed in consideration of the above-mentioned circumstances, and the problem to be solved is to provide a finger joint cutter that can form finger joints with a shape that can achieve high strength even if the finger length is shortened. Another problem to be solved is to provide a wood product with a finger joint with a shape that can achieve higher strength than before, and a manufacturing method for the same.

上記課題を解決する目的で本発明者らはフィンガージョイントの形状について種々の検討を行った。その結果、フィンガージョイントの形状を所定の形状にすることでフィンガー長さを短くしても高い接合強度が実現できることを見出し以下の発明を完成した。In order to solve the above problems, the inventors conducted various studies on the shape of finger joints. As a result, they discovered that by making the finger joints into a specific shape, high joint strength can be achieved even if the finger length is shortened, and completed the following invention.

上記課題を解決する本発明の木材加工品は、フィンガーの長さLが12.0mm未満、スカーフ傾斜比tanθが1/8.8以下、突き合わせ方向の単位断面積(1mm2)あたりの接着面積sが4.67mm2以上であるフィンガージョイントをもつ。このフィンガージョイントにてたて継ぎされた木材からなる。 The wood product of the present invention, which solves the above problems, has a finger joint with a finger length L of less than 12.0 mm, a scarf slope ratio tan θ of 1/8.8 or less, and a bonding area s per unit cross-sectional area (1 mm2 ) in the butt direction of 4.67 mm2 or more.

本発明の木材加工品は、構造用集成材用ラミナ、直交集成板(CLT)用ラミナ、及び、枠組壁工法構造用たて継ぎ材のうちの何れかである。これらは何れも大きな外力が加わりうる部位に用いることが想定され、高い強度が要求される。The wood product of the present invention is any one of lamina for structural laminated timber, lamina for cross-laminated timber (CLT), and vertical joint material for wood-frame construction. All of these are expected to be used in areas where large external forces may be applied, and therefore require high strength.

上記課題を解決する本発明のフィンガージョイントカッターは、回転軸を中心に回転することにより被切削体を切削するフィンガージョイントカッターである。The finger joint cutter of the present invention, which solves the above problems, is a finger joint cutter that cuts the workpiece by rotating around a rotation axis.

本発明のフィンガージョイントカッターは、前記回転軸を軸として刃部を1回転してできる立体の前記回転軸を含む面での断面形状の外形が、本発明の木材加工品における前記フィンガージョイントの前記フィンガーのピッチ方向及び長さ方向を含む面での断面形状と略相補的形状をもつ。代表的な形態としては、円筒形の本体をもち、その円筒形の外周面に外方に向けて突出する刃部が複数形成された構成が例示され、本体を構成する円筒形の中心軸を回転軸として回転させてフィンガージョイントカッターとしての用途に供することになる。The finger joint cutter of the present invention has a cross-sectional shape on a plane including the rotation axis of a solid formed by rotating the blade part once around the rotation axis, the outer shape of the cross-sectional shape on a plane including the pitch direction and length direction of the finger of the finger joint in the wood product of the present invention. A typical example of the configuration has a cylindrical main body with multiple blade parts formed on the outer peripheral surface of the cylinder, and is used as a finger joint cutter by rotating it around the central axis of the cylinder constituting the main body as the rotation axis.

上記課題を解決する本発明の木材加工品の製造方法は、本発明のフィンガージョイントカッターを用いて、前記被切削体を切削して前記フィンガーを形成するフィンガー形成工程を有する。その場合に、一刃あたりの送り量は、0.5mm以上、1.75mm以下である。The manufacturing method of the present invention for solving the above problems includes a finger forming step of cutting the workpiece using the finger joint cutter of the present invention to form the fingers. In this case, the feed amount per blade is 0.5 mm or more and 1.75 mm or less.

本発明の木材加工品は、上記構成を有することからフィンガージョイントによるたて継ぎの存在にかかわらず高い強度をもつ。本発明のフィンガージョイントカッター及び本発明の木材加工品の製造方法は、上記構成を有することから効率的に本発明の木材加工品を製造することが可能になる。 The wood product of the present invention has high strength despite the presence of vertical joints made by finger joints because of the above-mentioned configuration. The finger joint cutter of the present invention and the manufacturing method of the wood product of the present invention have the above-mentioned configuration, and therefore it is possible to efficiently manufacture the wood product of the present invention.

本実施形態の木材加工品の概略図である。1 is a schematic diagram of a wood product according to an embodiment of the present invention. 本実施形態のフィンガージョイントカッターの概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a finger joint cutter according to the present embodiment. 本実施形態のフィンガージョイントカッターの概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a finger joint cutter according to the present embodiment. 本実施形態のフィンガージョイントカッターの概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a finger joint cutter according to the present embodiment. 本実施例における試験試料において単位面積あたりの接着面積sと引張強度との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between adhesive area s per unit area and tensile strength in a test sample in this example. 本実施例における試験試料において単位面積あたりの接着面積sと曲げ強度との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between adhesive area s per unit area and bending strength in a test sample in this embodiment.

以下、本発明の木材加工品及びその製造方法並びにフィンガージョイントカッターについて実施形態に基づき詳細に説明を行う。本実施形態の木材加工品は、構造用集成材用ラミナ、直交集成板(CLT)用ラミナ、及び、枠組壁工法構造用たて継ぎ材のうちの何れかである。これらは全てひき板などの板材をたて継ぎ(木材の繊維方向での継ぎ合わせ)により接合したものである。たて継ぎによる接合は、接合面に形成されたフィンガージョイント同士を付き合わせることで行われている。構造用集成材用ラミナ及び直交集成板(CLT)用ラミナは、複数枚を厚み方向に重ねて集成材、及び、CLTを構成する。本実施形態において説明に使用する図面は模式図であり、個々の寸法、相対位置、個々の要素の数などは適宜変更することが可能である。なお、本明細書中において特に記載が無い場合には長さの単位にはmm、面積の単位にはmm2を使用する。 The wood product and its manufacturing method and finger joint cutter of the present invention will be described in detail below based on the embodiment. The wood product of this embodiment is any one of lamina for structural laminated timber, lamina for cross-laminated timber (CLT), and vertical joint material for frame wall construction. All of these are made by joining boards such as sawn boards by vertical joints (jointing in the direction of the wood fibers). The vertical joints are made by butting finger joints formed on the joint surfaces. The structural laminated timber lamina and the cross-laminated timber lamina are stacked in the thickness direction to form the laminated timber and CLT. The drawings used for the explanation in this embodiment are schematic diagrams, and the individual dimensions, relative positions, number of individual elements, etc. can be changed as appropriate. In this specification, unless otherwise specified, mm is used as the unit of length and mm2 is used as the unit of area.

(木材加工品)
本実施形態の木材加工品を図1に基づき説明する。本実施形態の木材加工品は、図1に示すように、第1部材10と第2部材20との間をフィンガージョイントにて接合している。図の幅方向(図中のPに対応して記載の矢印方向:以下「P方向」)両端は記載を省略している。また、図1においては、突き合わせにより嵌合していないフィンガーが存在するが(フィンガー13、14)、これは便宜上のものであり、このような嵌合していないフィンガーが存在してもしなくても良い。なお、強度向上の観点からは、接合に関与しないフィンガーが少ない方が好ましい。例えば、第1部材10及び第2部材20それぞれに形成されるフィンガーの数が同じであるか、又は、一方のフィンガーの数が他方のフィンガーの数+1とすることが好ましい。
(Wood products)
The woodworked product of this embodiment will be described with reference to FIG. 1. As shown in FIG. 1, the woodworked product of this embodiment is joined between a first member 10 and a second member 20 by a finger joint. The width direction of the figure (the direction of the arrow corresponding to P in the figure: hereinafter referred to as "P direction") at both ends is omitted. In addition, in FIG. 1, there are fingers that are not engaged by butting (fingers 13, 14), but this is for convenience, and such unengaged fingers may or may not exist. From the viewpoint of improving strength, it is preferable to have fewer fingers that are not involved in the joint. For example, it is preferable that the number of fingers formed on each of the first member 10 and the second member 20 is the same, or the number of fingers on one side is the number of fingers on the other side + 1.

第1部材10及び第2部材20は、図の上下方向(図中のLに対応して記載の矢印方向:以下「L方向」)がほぼ木材の繊維方向である。第1部材10及び第2部材20を構成する木材の種類は特に限定されない。木材加工品が用いられる用途に求められる強度、外観などにより適宜選択される。 The vertical direction of the first member 10 and the second member 20 in the figure (the direction of the arrow corresponding to L in the figure: hereafter referred to as the "L direction") is approximately the direction of the wood fibers. There are no particular limitations on the type of wood constituting the first member 10 and the second member 20. The type is selected appropriately depending on the strength, appearance, etc. required for the application in which the wood product is to be used.

第1部材10は、ひき板を切削加工して製造したものであり、フィンガー11~14をもつ。フィンガー11~14は、ひき板における、図の紙面上下方向の断面形状が一定であり、その断面形状は、図の上方向に向けて幅が狭くなる台形であり、略等脚台形であることが好ましい。The first member 10 is manufactured by cutting a sawn board and has fingers 11 to 14. The fingers 11 to 14 have a constant cross-sectional shape in the vertical direction of the plane of the drawing, and the cross-sectional shape is preferably a trapezoid whose width narrows toward the top of the drawing, and is preferably an approximately isosceles trapezoid.

ここで、ひき板の形状は、木材の繊維方向(長手方向)、木材の繊維方向に直交する方向のうちの長い方向である幅方向、木材の繊維方向及び幅方向に直交する方向であり幅方向よりも短い方向である厚み方向の3つの方向にて特定する。ひき板に対してフィンガー11~14を形成する方向は、幅方向とP方向とが一致するようにしても良いし、厚み方向とP方向とが一致するようにしても良い。また、幅方向及び厚み方向の双方に対して一致せず斜め方向に一致するようにしても良い。 Here, the shape of the sawn board is specified in three directions: the grain direction of the wood (longitudinal direction), the width direction, which is the longer direction among the directions perpendicular to the grain direction of the wood, and the thickness direction, which is a direction perpendicular to the grain direction and the width direction of the wood and is shorter than the width direction. The direction in which fingers 11-14 are formed on the sawn board may be such that the width direction coincides with the P direction, or that the thickness direction coincides with the P direction. Also, it may be such that the direction does not coincide with both the width direction and the thickness direction, but coincides with an oblique direction.

台形の先端厚さ(フィンガー先端厚さ)はt1(mm)である。フィンガー11~14は、隣のフィンガーとの間に隙間(フィンガーの底部幅)t2(mm)を介して配設されている。つまり、フィンガー11~14は、(フィンガー11~14のL方向での下側の厚み)+(フィンガーの底部幅t2)で算出されるフィンガーピッチP(mm)にて配設されている。 The tip thickness of the trapezoid (finger tip thickness) is t1 (mm). Fingers 11 to 14 are arranged with a gap (finger bottom width) t2 (mm) between adjacent fingers. In other words, fingers 11 to 14 are arranged at a finger pitch P (mm) calculated by (the lower thickness of fingers 11 to 14 in the L direction) + (finger bottom width t2).

フィンガー11~14は、フィンガー11~14が形作る等脚台形の脚に相当する部分bであるスカーフbをもつ。スカーフbは、L方向との角度θで表される「スカーフ傾斜比:tanθ」にて形状が規定される。スカーフbの表面は、滑らかな方が望ましい。 Fingers 11 to 14 have scarves b, which are parts b that correspond to the legs of the isosceles trapezoid formed by fingers 11 to 14. The shape of scarf b is determined by the "scarf inclination ratio: tan θ", which is expressed as the angle θ with the L direction. It is preferable that the surface of scarf b is smooth.

本実施形態の木材加工品におけるフィンガージョイントの構成は以下の通りである。フィンガー長さLが12mm未満、スカーフ傾斜比tanθが1/8.8以下、突き合わせ方向の単位断面積(1mm2)あたりの接着面積sが4.67mm2以上である。Lについては、好ましい上限値として、11mm、10.5mm、10mm、9mm、8mm、7mm、6.5mm、6.0mm、5.5mm、5.0mmが挙げられる。好ましい下限値としては4mmが挙げられる。 The finger joint in the processed wood product of this embodiment has the following configuration: finger length L is less than 12 mm, scarf inclination ratio tan θ is 1/8.8 or less, and adhesive area s per unit cross-sectional area (1 mm2 ) in the butt direction is 4.67 mm2 or more. Preferred upper limits for L include 11 mm, 10.5 mm, 10 mm, 9 mm, 8 mm, 7 mm, 6.5 mm, 6.0 mm, 5.5 mm, and 5.0 mm. Preferred lower limit is 4 mm.

tanθについては、好ましい上限値として、1/9、1/10、1/11、1/12が挙げられる。突き合わせ方向の単位断面積(1mm2)あたりの接着面積sについては、好ましい下限値として、5.0mm2、5.5mm2、6.0mm2、6.5mm2、7.0mm2、7.5mm2が挙げられる。 As for tan θ, preferred upper limits include 1/9, 1/10, 1/11, and 1/12. As for the adhesive area s per unit cross-sectional area (1 mm 2 ) in the butt direction, preferred lower limits include 5.0 mm 2 , 5.5 mm 2 , 6.0 mm 2 , 6.5 mm 2 , 7.0 mm 2 , and 7.5 mm 2 .

ここで、突き合わせ方向の断面積は、図1における第1部材10のP方向での断面積である。通常、第1部材10及び第2部材20は突き合わせ方向で同じ断面形状をもつ部材である。ただし、木材加工品を製造する際に第1部材10と第2部材20とを接合する際の両者の突き合わせ方向での断面形状が同じである必要は必ずしも無い。両者を同じ断面形状にしなくても、接合後にプレーナなどにより加工することで断面形状を変化(例えば同一断面形状にする)させることができる。Here, the cross-sectional area in the butt direction is the cross-sectional area in the P direction of the first member 10 in Figure 1. Usually, the first member 10 and the second member 20 are members having the same cross-sectional shape in the butt direction. However, when joining the first member 10 and the second member 20 to manufacture a wood product, it is not necessarily necessary that the cross-sectional shapes in the butt direction of the two members are the same. Even if the two members do not have the same cross-sectional shape, the cross-sectional shape can be changed (for example, made the same cross-sectional shape) by processing them with a planer or the like after joining.

接着面積sは付き合わせられる第2部材20のフィンガーと接する部分の面積である。つまり、第1部材10が第2部材20と付き合わせられる方向において、接着される部分の面積の総和である。例えば、フィンガー11~14のスカーフの表面のうち、接着に関与していないAの部分の面積を除いた面積である。なお、フィンガー11~14が配設された両端にバット部が形成された場合、そのバット部は接着面積には算入しない。The adhesive area s is the area of the part that contacts the finger of the second member 20 that is to be butted. In other words, it is the sum of the areas of the parts that are adhered in the direction in which the first member 10 is butted against the second member 20. For example, it is the area excluding the area of part A that is not involved in the adhesion on the surface of the scarf of fingers 11 to 14. Note that if butt portions are formed on both ends where fingers 11 to 14 are arranged, the butt portions are not included in the adhesive area.

接着面積sを大きくするには、Lを大きく、Pを小さく、フィンガー先端厚さt1及びフィンガー底部幅t2は小さくする。フィンガー数を多くするには、スカーフ傾斜比tanθは小さくする。Pが同一である場合には接着面積を大きくするために、1ピッチ内ではスカーフ傾斜比tanθはできるだけ大きくする(t1及びt2を小さくすることでPが同じであってもスカーフ傾斜比tanθが大きくできる)。接着面積sを大きくすると接合部分の強度向上が実現できる。 To increase the adhesive area s, increase L, decrease P, and decrease the finger tip thickness t1 and finger bottom width t2. To increase the number of fingers, decrease the scarf slope ratio tan θ. When P is the same, in order to increase the adhesive area, the scarf slope ratio tan θ should be as large as possible within one pitch (the scarf slope ratio tan θ can be increased even if P is the same by decreasing t1 and t2). Increasing the adhesive area s can improve the strength of the joint.

フィンガー長さLとフィンガーピッチPとの関係は特に限定しないが、L/Pが2.19超であることが好ましく、3.0以上であることがより好ましく、3.2以上であることが更に好ましい。フィンガー先端厚さt1とフィンガーピッチPとの関係も特に限定しないが、t1/Pが0.28以下であることが好ましく、0.18以下であることが更に好ましい。The relationship between the finger length L and the finger pitch P is not particularly limited, but it is preferable that L/P is greater than 2.19, more preferably 3.0 or greater, and even more preferably 3.2 or greater. The relationship between the finger tip thickness t1 and the finger pitch P is also not particularly limited, but it is preferable that t1/P is 0.28 or less, and even more preferably 0.18 or less.

第2部材20についても第1部材10と同様のフィンガーが形成されている。特に第1部材10と第2部材20とのフィンガージョイントは相補的な形状であることが望ましいため、第2部材20における好ましい形状は第1部材10にて説明したものと同様の形状である。The second member 20 also has fingers formed similar to those of the first member 10. In particular, since it is desirable that the finger joints of the first member 10 and the second member 20 have complementary shapes, the preferred shape of the second member 20 is the same as that described for the first member 10.

(フィンガージョイントカッター)
本実施形態のフィンガージョイントカッターは、回転により被切削体を切削することでフィンガージョイントを形成することができる。例えば、図2に示すように、円筒形の本体部30(円筒の中心軸が回転軸となる)と、本体部30の外周面に配設される刃部40とから構成することができる。
(Finger joint cutter)
The finger joint cutter of this embodiment can form a finger joint by cutting the workpiece by rotation. For example, as shown in Fig. 2, it can be composed of a cylindrical main body 30 (the central axis of the cylinder is the rotation axis) and a blade part 40 arranged on the outer circumferential surface of the main body 30.

同図には、複数の刃部40を本体部30の外周面に、本体部30の軸方向について単列で配したフィンガージョイントカッターの一例についての斜視図を示し、図3A及び図3Bには、複数の刃部40を本体部30の軸方向について複列で配したフィンガージョイントカッターの一例についての斜視図を示す。なお、図2~3に記載のフィンガージョイントカッターは、それぞれ異なる構成をもつが、本体部30、刃部40との共通の符号を付けている。 The figure shows a perspective view of an example of a finger joint cutter in which multiple blade sections 40 are arranged in a single row on the outer peripheral surface of the main body section 30 in the axial direction of the main body section 30, while Figures 3A and 3B show perspective views of an example of a finger joint cutter in which multiple blade sections 40 are arranged in double rows in the axial direction of the main body section 30. Note that the finger joint cutters shown in Figures 2 and 3 have different configurations, but are given the same reference numerals as the main body section 30 and the blade sections 40.

フィンガージョイントカッターを使用したとき(回転させたとき)に刃部40の先端の軌跡の回転径(切削円弧径)は特に限定しない。例えば、従来設備(従来のフィンガージョイントカッターを用いた設備)を流用することを考慮した場合に、従来のフィンガージョイントカッターと同程度(例えばφ150mm~φ280mm程度)とする事が好ましい。また、本体部30の直径は切削円弧径から刃部40の径方向の長さである8mm~15mm程度を半径から差し引くことが望ましい。There are no particular limitations on the rotational diameter (cutting arc diameter) of the path of the tip of the blade portion 40 when the finger joint cutter is used (rotated). For example, when considering the reuse of conventional equipment (equipment using conventional finger joint cutters), it is preferable to set it to the same as that of conventional finger joint cutters (for example, about φ150 mm to φ280 mm). In addition, it is preferable to subtract from the radius of the cutting arc diameter the radial length of the blade portion 40, which is about 8 mm to 15 mm, for the diameter of the main body portion 30.

また、本体部30は、複数の部材から構成することで整備性が向上する。例えば、円筒形の軸方向に分割したり、円周方向に分割したり、半径方向に分割したり、それらの分割方向を組み合わせて分割したりできる。図2及び3に示したフィンガージョイントカッターでは、刃部40を替刃締結ボルト41にて取り外し自在に締結している。In addition, the main body 30 is made up of multiple parts, which improves maintainability. For example, it can be divided in the axial direction of the cylinder, in the circumferential direction, in the radial direction, or in a combination of these division directions. In the finger joint cutter shown in Figures 2 and 3, the blade 40 is fastened by a blade fastening bolt 41 so that it can be removed freely.

刃部40は、本実施形態のフィンガージョイントカッターを使用状態と同様に1回転させて形成される軌跡の回転軸を含む面での断面形状が前述の本実施形態の木材加工品におけるフィンガーの長さ方向L及びピッチ方向Pを含む面での断面形状と略相補的形状をもつ。The blade portion 40 has a cross-sectional shape in a plane including the axis of rotation of the path formed by rotating the finger joint cutter of this embodiment once as in use, which is approximately complementary to the cross-sectional shape in a plane including the length direction L and pitch direction P of the finger in the woodwork product of this embodiment described above.

つまり、刃部が1つの場合はその刃部の形状は、そのままフィンガージョイントの形状と略相補的形状になっている。そして、刃部が複数設けられている場合には、複数の刃部を組み合わせた形状がフィンガージョイントの略相補的形状になっていることもできる。なお、フィンガージョイントカッターがもつ刃部の全てが形作る形状がフィンガージョイントの略相補的形状になっていなくても、切削加工するために被切削体に接触する部分が形作る部分形状が略相補的形状になっていれば充分である。In other words, when there is one blade, the shape of that blade is generally complementary to the shape of the finger joint. When there are multiple blades, the combined shape of the multiple blades can be generally complementary to the shape of the finger joint. Even if the shapes of all of the blades of the finger joint cutter are not generally complementary to the shape of the finger joint, it is sufficient that the partial shape of the part that comes into contact with the workpiece for cutting is generally complementary.

刃部を複数設ける場合の例としては、本体部30の外周面に周方向に分散させたり、回転軸方向に分散させたりできる。刃部40は、本体部30に固定されるが、その固定方法は、簡単に着脱可能な方法であっても、溶接などの簡単には着脱できない方法であってもどちらでも良い。In the case where multiple blades are provided, they can be distributed in the circumferential direction on the outer circumferential surface of the main body 30 or in the direction of the rotation axis. The blades 40 are fixed to the main body 30, and the fixing method can be either an easily removable method or a method that cannot be easily removed, such as welding.

刃部を構成する材料としては、一般的な木材加工用の刃物の材料が採用できる。例えば、全体の質量を基準として、0.5%以上0.8%以下のCと、4%以上6%以下のCrと、0%以上2%以下のWと、2%以上6%以下のMoと、1%以上2%以下のVと、主成分としてのFeとを含有するマトリクスハイス鋼または超硬合金からなる母材からなるものが挙げられる。更に、その母材の表面に硬質皮膜を形成することができる。硬質皮膜は、少なくともCr、Nを含み、PVDにより形成されるものが挙げられる。刃部すくい面の表面粗さとしてはRa0.30μm以下にすることが好ましく、Ra0.10μm以下にすることが更に好ましい。 The material constituting the blade can be a material used for general woodworking blades. For example, the blade can be made of a matrix high-speed steel or a base material made of a cemented carbide containing 0.5% to 0.8% C, 4% to 6% Cr, 0% to 2% W, 2% to 6% Mo, 1% to 2% V, and Fe as the main component, based on the total mass. Furthermore, a hard film can be formed on the surface of the base material. The hard film can be formed by PVD, containing at least Cr and N. The surface roughness of the cutting edge is preferably Ra 0.30 μm or less, and more preferably Ra 0.10 μm or less.

(木材加工品の製造方法)
本実施形態の木材加工品の製造方法は、本実施形態のフィンガージョイントカッターを用いて、被切削体を切削して本実施形態の木材加工品におけるフィンガーからなるフィンガージョイントを形成するフィンガー形成工程を有する。本実施形態の木材加工品の製造方法によらなくても上述の本実施形態の木材加工品は製造できるが、本実施形態の木材加工品の製造方法によることが好ましい。ここで、一刃あたりの送り量は、0.5mm以上、1.75mm以下である。
(Manufacturing method of wood processed products)
The method for manufacturing a processed wood product of this embodiment includes a finger forming step of cutting a workpiece with the finger joint cutter of this embodiment to form a finger joint consisting of fingers in the processed wood product of this embodiment. The processed wood product of this embodiment can be manufactured without using the method for manufacturing a processed wood product of this embodiment, but it is preferable to use the method for manufacturing a processed wood product of this embodiment. Here, the feed amount per blade is 0.5 mm or more and 1.75 mm or less.

フィンガー形成工程により形成したフィンガージョイント同士を突き合わせて噛み合わせることで2つの部材を接着・接合する。接着に際しては適正な接着剤を用いる。接着剤としては、水性高分子―イソシアネート系接着剤、レゾルシノール樹脂接着剤、レゾルシノール・フェノール共縮合樹脂接着剤、メラミン樹脂接着剤、メラミン・ユリア共縮合樹脂接着剤、一液型ポリウレタン接着剤、酢酸ビニル樹脂エマルジョン接着剤が例示できる。接着に際しては、適正な圧力を加えながら行うことが望ましく、その圧力としては4MPa以上が例示でき、8MPa以上とすることが好ましい。The two components are bonded and joined by butting and interlocking the finger joints formed in the finger forming process. An appropriate adhesive is used for bonding. Examples of adhesives include aqueous polymer-isocyanate adhesives, resorcinol resin adhesives, resorcinol-phenol co-condensation resin adhesives, melamine resin adhesives, melamine-urea co-condensation resin adhesives, one-liquid polyurethane adhesives, and vinyl acetate resin emulsion adhesives. It is desirable to apply an appropriate pressure during bonding, an example of which is 4 MPa or more, and preferably 8 MPa or more.

・試験1
スギについて等級L50及びL80の2つの材料を用いた実施例に基づき、本発明の木材加工品及びその製造方法を説明する。
Test 1
The wood product of the present invention and the manufacturing method thereof will be described based on examples using two cedar materials, grades L50 and L80.

・試験試料の製造
スギ(等級L50、L80)のそれぞれについて、フィンガー長さL、フィンガーピッチP、フィンガー先端厚さt1、フィンガーの底部幅t2、単位断面積(1mm2)あたりの接着面積sを表1の値としたフィンガージョイントを持つ1組の試験片(それぞれ幅125mm、厚み33mm、長さ435mm)を作成し、それらのフィンガージョイント同士を突き合わせて接着した。接着剤としてはレゾルシノール樹脂を用い、突き合わせ方向に5~10MPaとなるような外力を加えながら10秒間加圧した後、20℃、相対湿度55~60%の雰囲気下で1ヶ月間保持した。その後、4面をプレーナで加工して幅120mm、厚み29mm、長さ約840mmの試験試料を製造した。試験試料の製造にあたり、それぞれ形成したフィンガーの形状と相補的形状を有するフィンガージョイントカッターを製造して切削加工(フィンガー形成工程)した。得られた各試験試料について引張強度及び曲げ強度を測定した。その結果を表1に合わせて示す。なお、試験試料0として木材自体の強度を示す。
- Manufacturing of test samples For each of the cedars (grades L50 and L80), a pair of test pieces (each 125 mm wide, 33 mm thick, and 435 mm long) with finger joints with the finger length L, finger pitch P, finger tip thickness t1, finger bottom width t2, and bonding area s per unit cross-sectional area (1 mm2 ) values shown in Table 1 were prepared, and the finger joints were butted together and bonded. Resorcinol resin was used as the adhesive, and the pieces were pressed for 10 seconds while applying an external force of 5 to 10 MPa in the butting direction, and then held for one month in an atmosphere of 20°C and relative humidity of 55 to 60%. Then, the four sides were machined with a planer to produce test samples with a width of 120 mm, a thickness of 29 mm, and a length of approximately 840 mm. In manufacturing the test samples, a finger joint cutter having a shape complementary to the shape of the formed fingers was manufactured and cut (finger formation process). The tensile strength and bending strength of each of the obtained test samples were measured. The results are also shown in Table 1. Note that the strength of the wood itself is shown as test sample 0.

Figure 0007575010000001
Figure 0007575010000001

表1より明らかなように、L/P、単位断面積あたりの接着面積sが大きくなるにつれて引張強度も高くなる傾向が確認できた。L/Pは2.19超であると更に高い引張強度が実現できることが分かった。単位断面積あたりの接着面積sは4.4mm2以上であると更に高い引張強度が実現でき、7.09mm2以上でL80及びL50双方の基準を満たす高い強度を示した。 As is clear from Table 1, it was confirmed that the tensile strength tends to increase as L/P and the adhesive area per unit cross-sectional area s increase. It was found that even higher tensile strength can be achieved when L/P is more than 2.19. Even higher tensile strength can be achieved when the adhesive area per unit cross-sectional area s is 4.4 mm2 or more, and a high strength that meets both the L80 and L50 standards was shown when it was 7.09 mm2 or more .

t1/Pは小さい方が高い引張強度が実現できた。t1/Pは0.28未満、更には0.20以下や、0.18以下にすることで更に高い引張強度が実現できることが分かった。tanθは1/8.8以下で高い引張強度を得ることができた。 The smaller the t1/P, the higher the tensile strength. It was found that even higher tensile strength could be achieved by making t1/P less than 0.28, or even less than 0.20 or 0.18. High tensile strength could be obtained with tan θ of 1/8.8 or less.

ここで、集成材のJAS規格における構造用集成材用ラミナの強度性能の平均値基準は、引張強度が、L50では16.5N/mm2、L80では21.5N/mm2、曲げ強度が、L50では27.0N/mm2、L80が36.0N/mm2である。これらの平均値基準と比較すると、下線を付した強度値が上回っており、L50で作成した場合は試験試料1~3、6、L80で作成した場合は試験試料1、2がそれらの平均値基準を充足していた。 Here, the average value standards for strength performance of lamina for structural laminated timber in the JAS standard for laminated timber are tensile strength of 16.5 N/ mm2 for L50 and 21.5 N/ mm2 for L80, and bending strength of 27.0 N/ mm2 for L50 and 36.0 N/ mm2 for L80. Compared with these average value standards, the underlined strength values are higher, and test samples 1 to 3 and 6 made with L50, and test samples 1 and 2 made with L80 met these average value standards.

なお、表1を参考に別のフィンガージョイントカッターを製作する場合、フィンガー長さL、フィンガーピッチP、フィンガー先端厚さt1、フィンガーの底部幅t2、接着面積sとして表1に記載した各値は、それぞれ増減させることができる。増減できる幅としては、1%、2%、5%、10%程度にすることができる。When manufacturing another finger joint cutter with reference to Table 1, the finger length L, finger pitch P, finger tip thickness t1, finger bottom width t2, and adhesive area s shown in Table 1 can be increased or decreased. The range of increase or decrease can be about 1%, 2%, 5%, or 10%.

単位断面積あたりの接着面積sと強度との関係を表す近似曲線(対数近似)を実験結果から導き出した。図4(引張強度)及び図5(曲げ強度)に導出結果を示す。図中、実線が、集成材のJAS規格における構造用集成材用ラミナの等級L50に、破線がL80にそれぞれ対応する。それぞれ上述した集成材のJAS規格における構造用集成材用ラミナの強度性能の平均値基準の強度に対応する接着面積が分かるように補助線を記している。An approximation curve (logarithmic approximation) showing the relationship between the adhesive area s per unit cross-sectional area and strength was derived from the experimental results. The derived results are shown in Figure 4 (tensile strength) and Figure 5 (flexural strength). In the figures, the solid line corresponds to grade L50 for structural laminated timber laminas in the JAS standard for laminated timber, and the dashed line corresponds to L80. Auxiliary lines are drawn so that it is possible to see the adhesive area that corresponds to the average standard strength of the strength performance of structural laminated timber laminas in the above-mentioned JAS standard for laminated timber.

図4及び5から明らかなように、それぞれ集成材のJAS規格における構造用集成材用ラミナの強度性能の平均値基準を満足する接着面積は、引張強度ではL50が3.24mm2、L80が3.95mm2、曲げ強度ではL50が3.27mm2、L80が4.67mm2となった。従って、構造用集成材用ラミナとして集成材のJAS規格のL80を満足するためには単位面積あたりの接着面積sが4.67mm2以上あることが好ましいことが分かった。 As is clear from Figures 4 and 5, the adhesive areas that satisfy the average value standards for the strength performance of structural laminated timber laminas in the JAS standard for laminated timber are 3.24 mm2 for tensile strength L50 and 3.95 mm2 for L80, and 3.27 mm2 for bending strength L50 and 4.67 mm2 for L80. Therefore, it was found that in order for structural laminated timber laminas to satisfy L80 in the JAS standard for laminated timber, the adhesive area per unit area s should preferably be 4.67 mm2 or more.

10…第1部材 11~14…フィンガー
20…第2部材 21~22…フィンガー
L…フィンガー長さ P…フィンガーピッチ
t1…フィンガー先端厚さ t2…フィンガーの底部幅
s…単位断面積あたりの接着面積 b…フィンガーのスカーフ
θ…スカーフの傾斜角
30…本体部
40…刃部
10: First member 11-14: Fingers 20: Second member 21-22: Fingers L: Finger length P: Finger pitch t1: Finger tip thickness t2: Finger bottom width s: Bonding area per unit cross-sectional area b: Finger scarf θ: Scarf inclination angle 30: Main body 40: Blade

Claims (6)

フィンガーの長さLが10.5mm未満、4mm超、スカーフ傾斜比tanθが1/10以下、突き合わせ方向の単位断面積(1mm2)あたりの接着面積sが6.0mm2以上、前記フィンガー長さL(mm)/フィンガーピッチP(mm)が3.0以上であるフィンガージョイントにてたて継ぎされた木材からなる、
構造用集成材用ラミナ、直交集成板(CLT)用ラミナ、及び、枠組壁工法構造用たて継ぎ材のうちの何れかである木材加工品。
The finger joint is made of wood joined vertically with a finger joint, the finger length L being less than 10.5 mm or more than 4 mm, the scarf slope ratio tanθ being 1/10 or less, the adhesive area s per unit cross-sectional area (1 mm2 ) in the butt joint direction being 6.0 mm2 or more , and the finger length L (mm)/finger pitch P (mm) being 3.0 or more .
A wood product that is any of the following: lamina for structural laminated timber, lamina for cross-laminated timber (CLT), and vertical joint material for frame construction structures.
前記フィンガー長さLがmm以下である請求項1に記載の木材加工品。 2. The wood product according to claim 1, wherein the finger length L is 8 mm or less . 前記フィンガー先端厚さt1(mm)/フィンガーピッチP(mm)が0.18以下である請求項1又は2に記載の木材加工品。 3. The wood product according to claim 1, wherein the finger tip thickness t1 (mm)/finger pitch P (mm) is 0.18 or less. 回転軸を中心に回転することにより被切削体を切削するフィンガージョイントカッターであって、
前記回転軸を軸として刃部を1回転してできる立体の前記回転軸を含む面での断面形状の外形が、請求項1~のうちの何れか1項に記載の前記フィンガージョイントの前記フィンガーのピッチ方向及び長さ方向を含む面での断面形状と略相補的形状をもつフィンガージョイントカッター。
A finger joint cutter that cuts a workpiece by rotating around a rotation axis,
A finger joint cutter, wherein the outer shape of a cross-sectional shape of a solid formed by rotating the blade portion once around the rotation axis, in a plane including the rotation axis, has a shape that is approximately complementary to the cross-sectional shape of the finger joint of any one of claims 1 to 3 , in a plane including the pitch direction and length direction of the fingers.
前記刃部は、
全体の質量を基準として、0.5%以上0.8%以下のCと、4%以上6%以下のCrと、0%以上2%以下のWと、2%以上6%以下のMoと、1%以上2%以下のVと、主成分としてのFeとを含有するマトリクスハイス鋼または超硬合金からなる母材と、
少なくともCr、Nを含み、PVDにより表面に形成された硬質皮膜と、
からなる請求項に記載のフィンガージョイントカッター。
The blade portion is
A base material made of matrix high speed steel or cemented carbide containing, based on the total mass, 0.5% or more and 0.8% or less of C, 4% or more and 6% or less of Cr, 0% or more and 2% or less of W, 2% or more and 6% or less of Mo, 1% or more and 2% or less of V, and Fe as a main component;
A hard coating containing at least Cr and N and formed on the surface by PVD;
The finger joint cutter according to claim 4 , comprising:
請求項又はに記載のフィンガージョイントカッターを用いて、前記被切削体を切削して前記フィンガーを形成するフィンガー形成工程を有し、
一刃あたりの送り量は、0.5mm以上、1.75mm以下である、
木材加工品の製造方法。
The method includes a finger forming step of cutting the workpiece to form the fingers using the finger joint cutter according to claim 4 or 5 ,
The feed amount per blade is 0.5 mm or more and 1.75 mm or less.
Manufacturing method for wood products.
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