粉体製造装置、及び粉体の製造方法
【課題】竹、杉、ヒノキ等の棒状木質材の表皮部分からの粉体を容易に得ることができる粉体製造装置及び粉体の製造方法を提供する。
【解決手段】軸を中心に回転しつつ軸方向に移動する円筒状木質材１００表皮部分に、モータ１１３により１分間に１８００〜３６００回転の回転速度で回転するチップソー１０８ａ〜１０８ｅを押圧させ、木質材１００表皮部分を粉砕するとともに、チップソー１０８ａ〜１０８ｅの押圧力、ストッパ１０９１の外径とチップソー１０８ａ〜１０８ｅの外径との差Ｑの値を調整することなどにより、木質材表皮部分の粉体１１４ａを一工程で得ることができ、かつ木質材表皮部分を確実に剥ぎ取ることができる。
【解決手段】軸を中心に回転しつつ軸方向に移動する円筒状木質材１００表皮部分に、モータ１１３により１分間に１８００〜３６００回転の回転速度で回転するチップソー１０８ａ〜１０８ｅを押圧させ、木質材１００表皮部分を粉砕するとともに、チップソー１０８ａ〜１０８ｅの押圧力、ストッパ１０９１の外径とチップソー１０８ａ〜１０８ｅの外径との差Ｑの値を調整することなどにより、木質材表皮部分の粉体１１４ａを一工程で得ることができ、かつ木質材表皮部分を確実に剥ぎ取ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体製造装置、及び粉体の製造方法に関し、特に、竹、杉、ヒノキなど、略円柱形状の木質材から当該木質材表面部の粉体を製造する粉体製造装置、及び木質材粉体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
竹から粉体を製造する装置の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１に記載されている技術では、所定方向に回転する回転切削歯を有する回転切削機構と、竹の直径に対応して、竹の切削加工部位を前記回転切削歯に対して略直交する位置に位置決めするとともに、前記竹の切削加工部位を前記回転切削歯に接触するように案内する位置決めガイド機構とを備え、前記回転切削歯で竹を粉砕することにより竹粉を製造している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９６７９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
竹の表皮部分には抗菌機能を有する成分が多く含まれていることが知られているが、特許文献１に記載の技術では、表皮部分からの粉体を分離して得ることは不可能であるという問題がある。木質材表面の皮を剥ぐ装置としては、例えばリングバーカー、ジェットバーカー、ドラムバーカー等、種々知られているところであるが、いずれも、表皮部分の粉体を得るためには、皮剥ぎの後に、さらに皮を粉体に粉砕する工程が必要になるという問題がある。一方、杉、ヒノキなどの木質材をバイオマス化学材料とする場合、表皮部分を充分に剥ぎとって、残りの部分を粉体とすることが好ましいという要求もあるところ、上記したリングバーカー等の皮剥ぎ方法では、表皮の剥ぎ取りが不充分で表皮が多く残ってしまうという問題もある。
【０００５】
本発明は上記の諸点に鑑みてなされたものであって、第１の目的は、特に、竹、杉、ヒノキなどの棒状木質材から、当該木質材表皮部分からの粉体を一工程で容易に得ることができる粉体製造装置、及び粉体の製造方法を提供することを目的とする。第２の目的として、棒状木質材から表皮部分を確実に剥ぎ取ることができる粉体製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の問題点を解決するために、本発明に係る第１の粉体製造装置は、略円筒形状の木質材を回転させつつ軸方向に移動させる回転移送機構と、積層された複数枚のチップソーを回転させつつ、前記複数枚のチップソーの外刃を前記木質材表皮部分に押入することにより前記木質材表皮部分を粉砕し、粉体を製造する回転切削機構とを備えることを特徴としている。
【０００７】
本発明においては、木質材を所定方向に回転させつつ軸方向に移送しながら、当該木質材の表皮部分に押圧される回転切削機構を用いて木質材表皮部分を粉砕することにより、棒状木質材から、当該木質材表皮部分の粉体を一工程で容易に製造することが可能となる。なお、一般的に「粉体」というと一粒の大きさがかなり小さいものも含まれるが、本明細書で「木質材の粉体」というときには、例えば一粒の大きさが０．５ｍｍ×１ｍｍ程度、またはそれ以上の大きさの場合も含むものとする。実際の粉体の用途等に応じて、適切な粉体のサイズが決定され、その希望するサイズに最適な加工条件(回転切削機構における刃物の歯数、厚さ、回転数、木質材の送り速度等)が設定され得る。条件設定により、例えば０．０１ｍｍ×０．０１ｍｍといった小さい粉体が多く製造されるようにすることもできるし、数ｍｍといった大きめの粉体が多く製造されるようにすることもできる。
【０００８】
前記チップソーの外刃が前記木質材表皮部分に押入される深さを規制するストッパを備える構成とすると、チップソーが前記木質材表皮部分に押入される深さ（押入深さ）を容易に制御することができる。
【０００９】
前記チップソーの前記木質材表皮部分への押入深さが、竹の表皮部から抗菌成分を得る目的のために約０．３ｍｍ程度である構成とすると、例えば竹の表皮部分（抗菌成分を多く含む）からの粉体を製造するために好適である。
【００１０】
前記チップソーの前記木質材表皮部分への押入深さが約５ｍｍ〜１５ｍｍ程度である構成とすれば、表皮部分を確実に除去した後の木質材を、バイオマス化学材料として用いる場合に、バイオマス材料の品質劣化を防止することが可能となる。
【００１１】
前記回転切削機構の自重により、前記チップソーの外刃が前記木質材表皮部分に押入する構成とすることもできる。
【００１２】
前記木質材表皮部分が、前記チップソーにより粉砕される前に、前記木質材表皮部分の繊維をせん断する筋入れカッターを備える構成とすることは好ましいことである。
【００１３】
前記チップソーにより表皮部分が粉砕された木質材の表面から、さらに表示部分を取り除くブラシを備える構成としても良い。
【００１４】
上記本発明に係る粉体製造装置により、表皮部分が剥ぎ取られた木質材を、さらに粉砕して粉体を得ることが可能である構成とすることは、バイオマス化学材料の製造に好適である。表皮部分が確実に剥ぎ取られた木質材からの粉体を容易に得ることができるからである。
【００１５】
前記回転移送機構に、複数本の木質材を順次転送する木質材転送機構を備える構成とすることは、好ましいことである。特に、前記したように、表皮部分が剥ぎ取られた木質材を、さらに粉砕して粉体を得ることが可能である構成とした場合、木質材を順次、押し出すようにして粉体製造に供することもできる。
【００１６】
前記回転切削機構は、一本の木質材から表皮部分の粉砕を終えた後は、次の木質材の表皮部分粉砕を行うまで、前記木質材が通過し得る位置から離間する構成とすることができる。ここで、前記木質材が通過し得る位置から前記回転切削機構を離間させるように、前記回転切削機構の位置を決める位置決め手段を備える構成とすることができる。また、前記位置決め手段は、木質材の存在を検知するセンサと接続され、当該センサの検知位置で木質材の存在が検知されなくなってから所定時間の経過後に前記回転切削機構の位置を移動させる構成とすることができる。
【００１７】
本発明の第２の粉体製造装置として、複数のチップソーを回転させつつ、前記複数のチップソーの外刃を木質材表皮部分外周に公転的に押入することにより前記木質材表皮部分から粉体を製造する構成も可能である。装置は大型化、複雑化する可能性はあっても、このような形態も本願の技術的思想に含まれる。
【００１８】
本発明の粉体製造方法は、複数のチップソーを回転させつつ、前記複数のチップソーの外刃を木質材表皮部分外周に押入することにより前記木質材表皮部分を粉砕し、粉体を製造することを特徴としている。
【００１９】
木質材を回転させつつ軸方向に移動させる回転移送ステップと、積層された複数のチップソーを回転させつつ、前記複数のチップソーの外刃を前記木質材表皮部分に押入することにより前記木質材表皮部分を粉砕し、粉体を製造する回転切削ステップとを含むことができる。
【００２０】
前記チップソーの前記木質材表皮部分への押入深さは、約５ｍｍ以上であり、木質材表皮部分が粉砕された後の木質材から、さらに、当該木質材の粉体を製造するようにすれば、バイオマス化学材料の生産に好適である。
【００２１】
前記チップソーの前記木質材表皮部分への押入深さが、竹の表皮部から抗菌成分を得る目的のために約０．３ｍｍ程度である構成とすると、例えば竹の表皮部分（抗菌成分を多く含む）からの粉体を製造するために好適である。このように、竹の表皮部分のみから得られた竹パウダーは従来無かったものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る粉体製造装置等によると、木質材表皮部分の粉体を容易に製造することができるという効果を奏する。また、回転切削機構が表皮部分に押圧される押圧力、回転切削機構が表皮部分に入り込む深さなどを調整すれば、確実に表皮を剥がずことができるという効果も得られる。バイオマス化学材料の生産においては、竹や木材に表皮部分が残ってしまうことで品質低下につながるという問題もあり、本発明によれば係る問題点の解決を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態における木質材表皮部分の粉体製造機構の概略構成の一例について説明するための模式図である。
【図２】表皮部分が剥がされた後の木質材１００から、さらに表皮部分以外の粉体を製造する機構の実施形態の一例について説明するための模式図である。
【図３】本発明の実施の形態において、粉体製造機構に複数本の木質材を順次転送する機構の実施形態の一例について説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態における粉体製造装置の概略構成の一例について説明するための模式図である。
【００２５】
木質材１００は、例えば竹、杉、ヒノキなどであり、略円柱状（棒状）の形状を有する。木質材内部には中空部分を含んでいても良い。木質材１００は、木質材１００の軸方向に所定の角度を持って設けられた送りローラ１０１ａ〜１０１ｃの回転により、矢印Ａ方向に回転しつつ、軸方向に移動する。図１には、木質材１００の下方のみに送りローラ１０１ａ等が設けられているが、木質材１００の上方側に押えローラを設ける構成としても良い。また、図１には、送りローラ１０１ａ等、木質材１００の軸方向略同一の位置には一つの送りローラのみ図示しているが、例えば図３に示すように、軸方向略同一の位置に二つの送りローラを設けて、両ローラの間に木質材１００を載置して移動させる構成とすれば、より好ましい。
【００２６】
送りローラ１０１ａ等の外周周囲には、例えばゴム製のリングが取り付けられており、同図には不図示の駆動機構により、送りローラが回転駆動される。なお、前記送りローラ１０１ａ等としては、外周周囲にチェーンスプロケットの複数の歯先の先端を尖らせる加工を施した回転体を用いることもできる。本実施の形態の粉体製造装置は、送りローラ１０１ａ等により回転しつつ移動する木質材１００の表皮部分に、複数の積層された切削歯（外刃）を有する回転切削機構を、当該切削歯を回転させつつ接触させることにより、木質材１００の表皮部分のみを粉砕して表面部分の粉体を一工程で容易に得ることができる。ここで、前記回転切削機構を木質材１００表皮部分に押圧するようにすれば、表皮部分を確実に剥ぎ取ることができ、バイオマス化学材料の生産に好適な木質材が得られる。
【００２７】
以下、回転切削機構の実施形態の一例について説明する。図１において回転切削機構は、５枚の木質材用チップソー１０８ａ〜１０８ｅを含む。同図の例では５枚のチップソーが図示されているが、チップソーの枚数に特に限定はなく、好ましくは４枚以上、より好ましくは２０枚程度のチップソーを積層して用いることができる。複数枚の積層したチップソーが木質材に接する木質材１００軸方向の幅は、例えば６５ｍｍ程度とすることができるが、これに限定されない。チップソー１０８ａ等としては、例えば直径２５ｃｍ程度であり、外周部に１００箇所以上の切刃（外刃）が設けられた鋼製のものを用いることができるが、木質材表皮部分を粉体へと粉砕することができれば、特に直径、切刃の数、材質等に限定はない。これらは、目的とする粉体のサイズ、使用目的（表皮部分の粉体の製造を主たる目的とするか、確実に表皮部分を剥ぎ取ることを主たる目的とするか）などによって、設計が変更され得る。チップソーの重量によっては、後述するチップソーの位置決めに要するモータが高価となる可能性もあるから、低コスト化のために、チップソーの重量、枚数等を適宜選択することができる。
【００２８】
図１の例では、チップソー１０８ａ〜１０８ｅ、それぞれの間に鋼製のスペーサ１０９を挟んでいるけれども、スペーサを介して積層することは必須でなく、チップソー同士を直接積層するようにしても構わない。チップソー１０８ａ〜１０８ｅ、スペーサ１０９は、いずれも回動軸１１０を中心として回動可能なアーム１１１内のモータ１１３により、矢印Ｂ方向に、例えば毎分１８００〜３６００回転させて木質材１００の表面部分を粉砕して粉体１１４ａを得る。本実施の形態では、モータ１１３の逆側に、金属製のブラシ１１２を設けており、チップソー１０８ａ等と等速度で回転させて、木質材１００表面部分の剥ぎ残し部分をさらに粉砕し、さらに確実に表皮を剥ぎ取るとともに表皮部分の粉体を得る構成としているが、このブラシ１１２の実装は必須ではない。
【００２９】
一方、チップソー１０８ａの図中左側には、チップソーの回転軸と同芯にチップソーの外径よりも小さな外径をもち、一定の厚さをもつストッパ１０９１が取り付けられている。ストッパ１０９１は、例えば鋼板で形成することができ、厚さは、例えば１０ｍｍとすることができるが、これに限定されない。チップソーが木質材１００に押入する深さＱは、ストッパ１０９１の外径とチップソーの外径の差であり、チップソーが木質材１００を粉砕する木質材１００の表皮部分の厚さとして設定できる。即ち、木質材１００の外径が変化しても、外径寸法とは無関係に一定の厚さ部分が粉砕され、確実な皮剥ぎが実現できる。なお、チップソーの押入深さＱは、竹の表皮部分からの粉体を得る場合には約０．３ｍｍ、木質材１００から表皮部分を剥ぎ取ってバイオマス化学材料に用いる場合など、より確実に木質材１００の表皮部分を剥ぎ取りたい場合には、５ｍｍから１５ｍｍ程度とすることができる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、ストッパ１０９１の、さらに図中左側に、筋入れカッター１０３を設けて木質材１００表皮部分の軸方向の繊維をせん断するようにして、木質材１００の粉砕を補助し、より確実に表皮部分を剥ぎ取ることが可能な構成としている。
【００３１】
この筋入れカッター１０３は、例えば円筒状のドラム１０２に固着して、前記回動軸１１０の回動に伴って移動可能に取り付けられた取り付け部１０４、軸１０４ａが回動可能であるように取り付けられる。筋入れカッター１０３は、必ずしもモータ等で回転させる必要はなく、木質材１００表皮部分に押入して木質材１００表皮部分の繊維をせん断することが可能であれば良い。筋入れカッター１０３の押入深さ（ドラム１０２の外径と筋入れカッター１０３の外径との差）Ｐは、例えば５ｍｍ〜１０ｍｍとすることができるが、これに限定されない。筋入れカッター１０３により、木質材１００表皮部分は、螺旋１０３ａ状に深さＰでせん断されて、チップソー１０８ａ〜１０８ｅによる粉砕に供される。もっとも、この筋入れカッター１０３も、実装は必須ではない。
【００３２】
木質材１００自体の軸方向の長さは任意であるが、本実施の形態では、後述するように、複数本の木質材を順次表皮剥ぎ取りに供することができるように構成しているため（図３参照）、木質材１００の存在を検出するセンサ１０５ａ及び１０５ｂを設けている。センサ１０５ａ、１０５ｂの出力により、チップソー１０８ａ〜１０８ｅを含む回転切削機構を上げ下げするようにしている。センサ１０５ａ及び１０５ｂの出力は、例えばＰＬＣ（シーケンサ）等を主として構成される制御部１０６に入力され、制御部１０６によって位置決めモータ１０７が動作する。位置決めモータ１０７としては、例えばギヤードモータを用いることができる。位置決めモータ１０７は、前記したように回動軸１１０を回動させ、チップソー１０８ａ等やブラシ１１２、取り付け部１０４を上げ下げするように制御する。
【００３３】
例えば、センサ１０５ｂの出力がオフ（木質材１００が存在しない）であって、センサ１０５ａの出力がオン（木質材１００が存在する）と検出された場合、センサ１０５ａがオンとなった後、所定時間の経過後に位置決めモータ１０７を駆動して、ドラム１０２が木質材１００に接触するように回動軸１１０を回動させる。この際には、位置決めモータ１０７の駆動に限らず、位置決めモータ１０７の電源を切り、チップソー１０８ａ等の自重で落下させる構成も可能である。位置決めモータ１０７の電源を切らずとも（チップソー１０８ａ等の外刃への衝撃を減ずるべく）、回動軸１１０を、回転切削機構が木質材１００に徐々に近づくように位置決めモータ１０７を制御して、回転切削機構の木質材１００表皮部分への押入は回転切削機構の自重に任せるような構成とすることも好ましい。
【００３４】
木質材１００は、送りローラ１０１ａ等により、軸方向に移動するため、センサ１０５ａがオンとなった後、更なる時間の経過によりセンサ１０５ｂの出力もオンとなる。例えば、このタイミングでチップソー１０８ａ等の回転を開始し、チップソー１０８ａの位置に到達した木質材１００表面の粉砕を開始させることができる。もっとも、チップソー１０８ａ等の回転開始のタイミングは、これに限定されない。
【００３５】
木質材１００の末端がセンサ１０５ａの位置を通過し、次の木質材が存在しないとすると、センサ１０５ａの出力はオフとなるが、センサ１０５ｂがオンである間は、チップソー１０８等による木質材１００表面の粉砕を継続する。そして、木質材１００の末端がセンサ１０５ｂの位置を通過し、センサ１０５ｂの出力がオフとなって、所定時間の経過後に、次の木質材を受け入れるべく、位置決めモータ１０７を駆動し、チップソー１０８ａ等の回転切削機構を図中上方に移動させる。なお、位置決めモータ１０７の駆動タイミング等は、木質材１００の移動速度（送りローラ１０１ａの回転速度等）に合わせて、適宜設定するようにすれば良い。
【００３６】
以上のように、図１に例示された構成の回転切削機構により、木質材１００表皮部分からの粉体１１４ａを一工程で容易に得ることもできるし、木質材１００の表皮部分を確実に剥ぎ取るようにすることもできる。表皮部分の切削が終了した木質材１００は、本実施の形態の例では、送りローラ１０１ｄにより、後述する、表皮部分以外の粉体製造機構へと送られる。
【００３７】
図２は、本実施の形態において、上記に詳述したように、表皮部分が剥ぎ取られた後の木質材１００から、さらに表皮部分以外の粉体を製造する粉体製造機構の構成の一例について説明するための模式図である。図２（ａ）は側面図（木質材１００の置き台１３３は図示を省略）であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）を矢印Ｈ方向から見た様を示す模式図である。
【００３８】
表皮部分が剥ぎ取られた木質材１００は、図２（ｂ）に示される置き台１３３上へと移送される。置き台１３３下面には、本実施の形態では５本の空溝が設けられ、それぞれに、木質材１００を図２（ａ）右方向に移動させるチェーン１３０ａ〜１３０ｅが挿通している。チェーンの本数は５本に限らず、後述する図２における回転切削機構に抗して木質材１００を図２（ａ）中右方向に押圧することができれば何本でも構わない。
【００３９】
表皮が剥ぎ取られた木質材１００は、木質材１００先端が、モータ１１７によって矢印Ｃ方向に回転するチップソー１１５ａ〜１１５ｇに当接して順次粉体１１４ｂが製造される。本実施の形態では、７枚のチップソー１１５ａ〜１１５ｇがスペーサ１１６を介して積層されている。チップソー１１５ａ〜１１５ｇは外径が約２７ｃｍで外刃の数は約４０〜１００程度であり、モータ１１７により、１分間に１８００〜３６００回転の速度で回転している。木質材１００は、一端がバネ１１９１で引っ張られて木質材１００を置き台１３３上に付勢する押さえ部材１１９により、置き台１３３上に押圧されている。
【００４０】
チェーン１３０（１３０ａ〜１３０ｅ）は、図示しないモータにより駆動軸１３１が回転して木質材１００を順次チップソー１１５ａ〜１１５ｇ側へと押圧し、粉体製造に供される。ちなみに、図２に示した、表皮部分以外の木質材１００の回転切削機構は、図１に示した表皮部分の回転切削機構と同一の筐体に設けられることは必須ではなく、別筐体であっても良い。また、モータ１１７の回転や駆動軸１３１の回転は、図１に示したセンサ１０５ａ又は１０５ｂの出力を参照して制御することも可能ではあるが、オペレータの手動により、オン／オフを切り替えるようにしても良い。
【００４１】
最後に、複数本の木質材を順次転送して、上記に詳述したような粉体製造に供する部分の機構の一例について説明する。図３は、本実施の形態において、粉体製造部分に複数本の木質材を順次転送する部分の構成の一例について説明するための模式図である。
【００４２】
図３（ａ）は、複数本の木質材転送機構を上方から見た図、図３（ｂ）は図３（ａ）を矢印Ｇ方向から見た模式図である。実際に図３（ａ）に示される矢印Ｆ方向に移送され、図１に示した表皮部分粉砕機構に送られる木質材１００の他に、同図の例では、木質材１００ａ〜１００ｄが図示されており、これらが順次、表皮部分粉砕機構に転送されるように構成されている。
【００４３】
木質材１００ａ〜１００ｄは、表皮部分粉砕機構に転送される前の木質材であって、図３の例では、３本のチェーン１２１ａ〜１２１ｃ上に載置されて待機している。木質材１００が送りローラ１０１１ａおよび１０１２ａ、１０１１ｂおよび１０１２ｂにより、矢印Ｆ方向に移動して、図１に例示される回転切削機構（表皮部分の粉砕機構）での処理に供される。送りローラ１０１１ａおよび１０１２ａ、１０１１ｂおよび１０１２ｂは、例えば、直径７０ｍｍから２２０ｍｍ程度の木質材１００を矢印Ｆ方向に移動させることが可能な間隔で配され、不図示の駆動機構で回転駆動される。
【００４４】
木質材１００の全体が、矢印Ｆ方向に移動し、図１に示した機構に送られると、次の木質材１００ａが送りローラ１０１１ａおよび１０１２ａ等の上に転送される。具体的には、モータ１２７により回転軸１２７１が回転し、アタッチメント１２９１ａ、１２９２ａが取り付けられたチェーン１２４ａ等（図３（ａ）には、チェーン１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃの３本が図示されている）が矢印Ｅ方向（図３（ｂ）参照）に駆動され、アタッチメント１２９２ａ（図３（ｂ）参照）、１２９２ｂ、１２９２ｃにより、チェーン１２１ａ〜１２１ｃから上方に持ち上げられる。持ち上げられた木質材１００ａが、アタッチメント付きチェーン１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃからガイド板１３５上を滑り落ちて、送りローラ１０１１ａ、１０１２ａ、１０１１ｂ、１０１２ｂ上に移動する。ガイド板１３６は、木質材１００ａが滑り落ちる勢いで、木質材１００ａが送りローラ１０１１ａ、１０１２ａ、１０１１ｂ、１０１２ｂ上を外れて落ちてしまわないために設けられている。
【００４５】
木質材１００ａが送りローラ１０１１ａ、１０１２ａ上に送られると、モータ１２０が回転して、回転軸１２０１が回転し、ギア１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃが回転してチェーン１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ上の木質材１００ｂ〜１００ｄが矢印Ｄ方向に移動する（図３（ｂ）参照）。この際、モータ１２７は回転を停止しており、アタッチメント付きチェーン１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃは駆動していない。そして、木質材１００ｂが、次に、送りローラ１０１１ａ、１０１２ａ、１０１１ｂ、１０１２ｂ上へと送られる待機状態となる。木質材１００ａも、その全体が表皮剥ぎ取り、粉体製造処理に供されると、モータ１２７が所定量回転し、木質材１００ｂは、アタッチメント１２９１ａ等により、送りローラ１０１１ａ、１０１２ａ、１０１１ａ、１０１２ｂ上に送られることになる。
【００４６】
以上のように、木質材１００から、１００ａ、１００ｂと順次転送されて、図１の機構による表皮部分の剥ぎ取り、図２の機構による粉体製造に供されるので、図２の粉体製造機構においては、粉体製造に供される木質材が、次の木質材によって押圧されることになり、チップソー１１５ａ〜１１５ｇを含む図２の粉体製造機構による粉体製造に、順次、円滑に供されることになる。
【００４７】
以上に説明したように、本実施の形態の粉体製造装置によれば、木質材表皮部分の粉体を、表皮部分以外の他の部分の粉体と分離して、一工程で容易に製造することができる。また、複数の送りローラを設置して、その上に木質材を載置する構成によれば、例えば直径約７０ｍｍ〜２２０ｍｍ程度の任意の直径の木質材について、特に人手による調整を行うことなく、粉体化処理を行うことができる。ストッパ１０９１とチップソー１０８ａ〜１０８ｅの直径の差Ｑの長さを調整することにより、表面部分のみの粉体を製造することもできるし、より確実に表皮部分を剥ぎ取る構成とすることもできる。さらに、複数本の木質材を人手を介さずに、連続的に粉体化処理に供することも可能となる。
【００４８】
なお、上記実施の形態では、例えば図１に示すように、木質材１００側を回転させつつ移動させて、チップソー１０８ａ〜１０８ｅ等により、木質材表皮部分を粉砕する構成としたが、装置の大型化、複雑化をいとわなければ、チップソーの側が木質材周囲を回転するような構成とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、例えば、竹、杉、ヒノキなどの木質材から粉体を製造する粉体製造装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１００ 木質材（竹、杉、ヒノキなど）
１０１ａ〜１０１ｄ 送りローラ
１０１１ａ、１０１２ａ 送りローラ
１０１２ａ、１０１２ｂ 送りローラ
１０２ ドラム
１０３ 筋入れカッター
１０４ 取り付け部
１０５ａ、１０５ｂ センサ
１０６ 制御部
１０７ 位置決めモータ
１０８ａ〜１０８ｅ チップソー
１０９ スペーサ
１１０ 回動軸
１１１ アーム
１１２ ブラシ
１１３ モータ
１１４ａ 木質材表皮部分の粉体
１１４ｂ 木質材表皮部分以外の粉体
１１５ａ〜１１５ｇ チップソー
１１６ スペーサ
１１７ モータ
１１９ 押さえ部材
１１９１ バネ
１２０ モータ
１２１ａ〜１２１ｃ チェーン
１２４ａ〜１２４ｃ アタッチメント付きチェーン
１２７ モータ
１２９１ａ アタッチメント
１２９２ａ〜１２９２ｃ アタッチメント
１３０（１３０ａ〜１３０ｅ） チェーン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体製造装置、及び粉体の製造方法に関し、特に、竹、杉、ヒノキなど、略円柱形状の木質材から当該木質材表面部の粉体を製造する粉体製造装置、及び木質材粉体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
竹から粉体を製造する装置の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１に記載されている技術では、所定方向に回転する回転切削歯を有する回転切削機構と、竹の直径に対応して、竹の切削加工部位を前記回転切削歯に対して略直交する位置に位置決めするとともに、前記竹の切削加工部位を前記回転切削歯に接触するように案内する位置決めガイド機構とを備え、前記回転切削歯で竹を粉砕することにより竹粉を製造している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９６７９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
竹の表皮部分には抗菌機能を有する成分が多く含まれていることが知られているが、特許文献１に記載の技術では、表皮部分からの粉体を分離して得ることは不可能であるという問題がある。木質材表面の皮を剥ぐ装置としては、例えばリングバーカー、ジェットバーカー、ドラムバーカー等、種々知られているところであるが、いずれも、表皮部分の粉体を得るためには、皮剥ぎの後に、さらに皮を粉体に粉砕する工程が必要になるという問題がある。一方、杉、ヒノキなどの木質材をバイオマス化学材料とする場合、表皮部分を充分に剥ぎとって、残りの部分を粉体とすることが好ましいという要求もあるところ、上記したリングバーカー等の皮剥ぎ方法では、表皮の剥ぎ取りが不充分で表皮が多く残ってしまうという問題もある。
【０００５】
本発明は上記の諸点に鑑みてなされたものであって、第１の目的は、特に、竹、杉、ヒノキなどの棒状木質材から、当該木質材表皮部分からの粉体を一工程で容易に得ることができる粉体製造装置、及び粉体の製造方法を提供することを目的とする。第２の目的として、棒状木質材から表皮部分を確実に剥ぎ取ることができる粉体製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の問題点を解決するために、本発明に係る第１の粉体製造装置は、略円筒形状の木質材を回転させつつ軸方向に移動させる回転移送機構と、積層された複数枚のチップソーを回転させつつ、前記複数枚のチップソーの外刃を前記木質材表皮部分に押入することにより前記木質材表皮部分を粉砕し、粉体を製造する回転切削機構とを備えることを特徴としている。
【０００７】
本発明においては、木質材を所定方向に回転させつつ軸方向に移送しながら、当該木質材の表皮部分に押圧される回転切削機構を用いて木質材表皮部分を粉砕することにより、棒状木質材から、当該木質材表皮部分の粉体を一工程で容易に製造することが可能となる。なお、一般的に「粉体」というと一粒の大きさがかなり小さいものも含まれるが、本明細書で「木質材の粉体」というときには、例えば一粒の大きさが０．５ｍｍ×１ｍｍ程度、またはそれ以上の大きさの場合も含むものとする。実際の粉体の用途等に応じて、適切な粉体のサイズが決定され、その希望するサイズに最適な加工条件(回転切削機構における刃物の歯数、厚さ、回転数、木質材の送り速度等)が設定され得る。条件設定により、例えば０．０１ｍｍ×０．０１ｍｍといった小さい粉体が多く製造されるようにすることもできるし、数ｍｍといった大きめの粉体が多く製造されるようにすることもできる。
【０００８】
前記チップソーの外刃が前記木質材表皮部分に押入される深さを規制するストッパを備える構成とすると、チップソーが前記木質材表皮部分に押入される深さ（押入深さ）を容易に制御することができる。
【０００９】
前記チップソーの前記木質材表皮部分への押入深さが、竹の表皮部から抗菌成分を得る目的のために約０．３ｍｍ程度である構成とすると、例えば竹の表皮部分（抗菌成分を多く含む）からの粉体を製造するために好適である。
【００１０】
前記チップソーの前記木質材表皮部分への押入深さが約５ｍｍ〜１５ｍｍ程度である構成とすれば、表皮部分を確実に除去した後の木質材を、バイオマス化学材料として用いる場合に、バイオマス材料の品質劣化を防止することが可能となる。
【００１１】
前記回転切削機構の自重により、前記チップソーの外刃が前記木質材表皮部分に押入する構成とすることもできる。
【００１２】
前記木質材表皮部分が、前記チップソーにより粉砕される前に、前記木質材表皮部分の繊維をせん断する筋入れカッターを備える構成とすることは好ましいことである。
【００１３】
前記チップソーにより表皮部分が粉砕された木質材の表面から、さらに表示部分を取り除くブラシを備える構成としても良い。
【００１４】
上記本発明に係る粉体製造装置により、表皮部分が剥ぎ取られた木質材を、さらに粉砕して粉体を得ることが可能である構成とすることは、バイオマス化学材料の製造に好適である。表皮部分が確実に剥ぎ取られた木質材からの粉体を容易に得ることができるからである。
【００１５】
前記回転移送機構に、複数本の木質材を順次転送する木質材転送機構を備える構成とすることは、好ましいことである。特に、前記したように、表皮部分が剥ぎ取られた木質材を、さらに粉砕して粉体を得ることが可能である構成とした場合、木質材を順次、押し出すようにして粉体製造に供することもできる。
【００１６】
前記回転切削機構は、一本の木質材から表皮部分の粉砕を終えた後は、次の木質材の表皮部分粉砕を行うまで、前記木質材が通過し得る位置から離間する構成とすることができる。ここで、前記木質材が通過し得る位置から前記回転切削機構を離間させるように、前記回転切削機構の位置を決める位置決め手段を備える構成とすることができる。また、前記位置決め手段は、木質材の存在を検知するセンサと接続され、当該センサの検知位置で木質材の存在が検知されなくなってから所定時間の経過後に前記回転切削機構の位置を移動させる構成とすることができる。
【００１７】
本発明の第２の粉体製造装置として、複数のチップソーを回転させつつ、前記複数のチップソーの外刃を木質材表皮部分外周に公転的に押入することにより前記木質材表皮部分から粉体を製造する構成も可能である。装置は大型化、複雑化する可能性はあっても、このような形態も本願の技術的思想に含まれる。
【００１８】
本発明の粉体製造方法は、複数のチップソーを回転させつつ、前記複数のチップソーの外刃を木質材表皮部分外周に押入することにより前記木質材表皮部分を粉砕し、粉体を製造することを特徴としている。
【００１９】
木質材を回転させつつ軸方向に移動させる回転移送ステップと、積層された複数のチップソーを回転させつつ、前記複数のチップソーの外刃を前記木質材表皮部分に押入することにより前記木質材表皮部分を粉砕し、粉体を製造する回転切削ステップとを含むことができる。
【００２０】
前記チップソーの前記木質材表皮部分への押入深さは、約５ｍｍ以上であり、木質材表皮部分が粉砕された後の木質材から、さらに、当該木質材の粉体を製造するようにすれば、バイオマス化学材料の生産に好適である。
【００２１】
前記チップソーの前記木質材表皮部分への押入深さが、竹の表皮部から抗菌成分を得る目的のために約０．３ｍｍ程度である構成とすると、例えば竹の表皮部分（抗菌成分を多く含む）からの粉体を製造するために好適である。このように、竹の表皮部分のみから得られた竹パウダーは従来無かったものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る粉体製造装置等によると、木質材表皮部分の粉体を容易に製造することができるという効果を奏する。また、回転切削機構が表皮部分に押圧される押圧力、回転切削機構が表皮部分に入り込む深さなどを調整すれば、確実に表皮を剥がずことができるという効果も得られる。バイオマス化学材料の生産においては、竹や木材に表皮部分が残ってしまうことで品質低下につながるという問題もあり、本発明によれば係る問題点の解決を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態における木質材表皮部分の粉体製造機構の概略構成の一例について説明するための模式図である。
【図２】表皮部分が剥がされた後の木質材１００から、さらに表皮部分以外の粉体を製造する機構の実施形態の一例について説明するための模式図である。
【図３】本発明の実施の形態において、粉体製造機構に複数本の木質材を順次転送する機構の実施形態の一例について説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態における粉体製造装置の概略構成の一例について説明するための模式図である。
【００２５】
木質材１００は、例えば竹、杉、ヒノキなどであり、略円柱状（棒状）の形状を有する。木質材内部には中空部分を含んでいても良い。木質材１００は、木質材１００の軸方向に所定の角度を持って設けられた送りローラ１０１ａ〜１０１ｃの回転により、矢印Ａ方向に回転しつつ、軸方向に移動する。図１には、木質材１００の下方のみに送りローラ１０１ａ等が設けられているが、木質材１００の上方側に押えローラを設ける構成としても良い。また、図１には、送りローラ１０１ａ等、木質材１００の軸方向略同一の位置には一つの送りローラのみ図示しているが、例えば図３に示すように、軸方向略同一の位置に二つの送りローラを設けて、両ローラの間に木質材１００を載置して移動させる構成とすれば、より好ましい。
【００２６】
送りローラ１０１ａ等の外周周囲には、例えばゴム製のリングが取り付けられており、同図には不図示の駆動機構により、送りローラが回転駆動される。なお、前記送りローラ１０１ａ等としては、外周周囲にチェーンスプロケットの複数の歯先の先端を尖らせる加工を施した回転体を用いることもできる。本実施の形態の粉体製造装置は、送りローラ１０１ａ等により回転しつつ移動する木質材１００の表皮部分に、複数の積層された切削歯（外刃）を有する回転切削機構を、当該切削歯を回転させつつ接触させることにより、木質材１００の表皮部分のみを粉砕して表面部分の粉体を一工程で容易に得ることができる。ここで、前記回転切削機構を木質材１００表皮部分に押圧するようにすれば、表皮部分を確実に剥ぎ取ることができ、バイオマス化学材料の生産に好適な木質材が得られる。
【００２７】
以下、回転切削機構の実施形態の一例について説明する。図１において回転切削機構は、５枚の木質材用チップソー１０８ａ〜１０８ｅを含む。同図の例では５枚のチップソーが図示されているが、チップソーの枚数に特に限定はなく、好ましくは４枚以上、より好ましくは２０枚程度のチップソーを積層して用いることができる。複数枚の積層したチップソーが木質材に接する木質材１００軸方向の幅は、例えば６５ｍｍ程度とすることができるが、これに限定されない。チップソー１０８ａ等としては、例えば直径２５ｃｍ程度であり、外周部に１００箇所以上の切刃（外刃）が設けられた鋼製のものを用いることができるが、木質材表皮部分を粉体へと粉砕することができれば、特に直径、切刃の数、材質等に限定はない。これらは、目的とする粉体のサイズ、使用目的（表皮部分の粉体の製造を主たる目的とするか、確実に表皮部分を剥ぎ取ることを主たる目的とするか）などによって、設計が変更され得る。チップソーの重量によっては、後述するチップソーの位置決めに要するモータが高価となる可能性もあるから、低コスト化のために、チップソーの重量、枚数等を適宜選択することができる。
【００２８】
図１の例では、チップソー１０８ａ〜１０８ｅ、それぞれの間に鋼製のスペーサ１０９を挟んでいるけれども、スペーサを介して積層することは必須でなく、チップソー同士を直接積層するようにしても構わない。チップソー１０８ａ〜１０８ｅ、スペーサ１０９は、いずれも回動軸１１０を中心として回動可能なアーム１１１内のモータ１１３により、矢印Ｂ方向に、例えば毎分１８００〜３６００回転させて木質材１００の表面部分を粉砕して粉体１１４ａを得る。本実施の形態では、モータ１１３の逆側に、金属製のブラシ１１２を設けており、チップソー１０８ａ等と等速度で回転させて、木質材１００表面部分の剥ぎ残し部分をさらに粉砕し、さらに確実に表皮を剥ぎ取るとともに表皮部分の粉体を得る構成としているが、このブラシ１１２の実装は必須ではない。
【００２９】
一方、チップソー１０８ａの図中左側には、チップソーの回転軸と同芯にチップソーの外径よりも小さな外径をもち、一定の厚さをもつストッパ１０９１が取り付けられている。ストッパ１０９１は、例えば鋼板で形成することができ、厚さは、例えば１０ｍｍとすることができるが、これに限定されない。チップソーが木質材１００に押入する深さＱは、ストッパ１０９１の外径とチップソーの外径の差であり、チップソーが木質材１００を粉砕する木質材１００の表皮部分の厚さとして設定できる。即ち、木質材１００の外径が変化しても、外径寸法とは無関係に一定の厚さ部分が粉砕され、確実な皮剥ぎが実現できる。なお、チップソーの押入深さＱは、竹の表皮部分からの粉体を得る場合には約０．３ｍｍ、木質材１００から表皮部分を剥ぎ取ってバイオマス化学材料に用いる場合など、より確実に木質材１００の表皮部分を剥ぎ取りたい場合には、５ｍｍから１５ｍｍ程度とすることができる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、ストッパ１０９１の、さらに図中左側に、筋入れカッター１０３を設けて木質材１００表皮部分の軸方向の繊維をせん断するようにして、木質材１００の粉砕を補助し、より確実に表皮部分を剥ぎ取ることが可能な構成としている。
【００３１】
この筋入れカッター１０３は、例えば円筒状のドラム１０２に固着して、前記回動軸１１０の回動に伴って移動可能に取り付けられた取り付け部１０４、軸１０４ａが回動可能であるように取り付けられる。筋入れカッター１０３は、必ずしもモータ等で回転させる必要はなく、木質材１００表皮部分に押入して木質材１００表皮部分の繊維をせん断することが可能であれば良い。筋入れカッター１０３の押入深さ（ドラム１０２の外径と筋入れカッター１０３の外径との差）Ｐは、例えば５ｍｍ〜１０ｍｍとすることができるが、これに限定されない。筋入れカッター１０３により、木質材１００表皮部分は、螺旋１０３ａ状に深さＰでせん断されて、チップソー１０８ａ〜１０８ｅによる粉砕に供される。もっとも、この筋入れカッター１０３も、実装は必須ではない。
【００３２】
木質材１００自体の軸方向の長さは任意であるが、本実施の形態では、後述するように、複数本の木質材を順次表皮剥ぎ取りに供することができるように構成しているため（図３参照）、木質材１００の存在を検出するセンサ１０５ａ及び１０５ｂを設けている。センサ１０５ａ、１０５ｂの出力により、チップソー１０８ａ〜１０８ｅを含む回転切削機構を上げ下げするようにしている。センサ１０５ａ及び１０５ｂの出力は、例えばＰＬＣ（シーケンサ）等を主として構成される制御部１０６に入力され、制御部１０６によって位置決めモータ１０７が動作する。位置決めモータ１０７としては、例えばギヤードモータを用いることができる。位置決めモータ１０７は、前記したように回動軸１１０を回動させ、チップソー１０８ａ等やブラシ１１２、取り付け部１０４を上げ下げするように制御する。
【００３３】
例えば、センサ１０５ｂの出力がオフ（木質材１００が存在しない）であって、センサ１０５ａの出力がオン（木質材１００が存在する）と検出された場合、センサ１０５ａがオンとなった後、所定時間の経過後に位置決めモータ１０７を駆動して、ドラム１０２が木質材１００に接触するように回動軸１１０を回動させる。この際には、位置決めモータ１０７の駆動に限らず、位置決めモータ１０７の電源を切り、チップソー１０８ａ等の自重で落下させる構成も可能である。位置決めモータ１０７の電源を切らずとも（チップソー１０８ａ等の外刃への衝撃を減ずるべく）、回動軸１１０を、回転切削機構が木質材１００に徐々に近づくように位置決めモータ１０７を制御して、回転切削機構の木質材１００表皮部分への押入は回転切削機構の自重に任せるような構成とすることも好ましい。
【００３４】
木質材１００は、送りローラ１０１ａ等により、軸方向に移動するため、センサ１０５ａがオンとなった後、更なる時間の経過によりセンサ１０５ｂの出力もオンとなる。例えば、このタイミングでチップソー１０８ａ等の回転を開始し、チップソー１０８ａの位置に到達した木質材１００表面の粉砕を開始させることができる。もっとも、チップソー１０８ａ等の回転開始のタイミングは、これに限定されない。
【００３５】
木質材１００の末端がセンサ１０５ａの位置を通過し、次の木質材が存在しないとすると、センサ１０５ａの出力はオフとなるが、センサ１０５ｂがオンである間は、チップソー１０８等による木質材１００表面の粉砕を継続する。そして、木質材１００の末端がセンサ１０５ｂの位置を通過し、センサ１０５ｂの出力がオフとなって、所定時間の経過後に、次の木質材を受け入れるべく、位置決めモータ１０７を駆動し、チップソー１０８ａ等の回転切削機構を図中上方に移動させる。なお、位置決めモータ１０７の駆動タイミング等は、木質材１００の移動速度（送りローラ１０１ａの回転速度等）に合わせて、適宜設定するようにすれば良い。
【００３６】
以上のように、図１に例示された構成の回転切削機構により、木質材１００表皮部分からの粉体１１４ａを一工程で容易に得ることもできるし、木質材１００の表皮部分を確実に剥ぎ取るようにすることもできる。表皮部分の切削が終了した木質材１００は、本実施の形態の例では、送りローラ１０１ｄにより、後述する、表皮部分以外の粉体製造機構へと送られる。
【００３７】
図２は、本実施の形態において、上記に詳述したように、表皮部分が剥ぎ取られた後の木質材１００から、さらに表皮部分以外の粉体を製造する粉体製造機構の構成の一例について説明するための模式図である。図２（ａ）は側面図（木質材１００の置き台１３３は図示を省略）であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）を矢印Ｈ方向から見た様を示す模式図である。
【００３８】
表皮部分が剥ぎ取られた木質材１００は、図２（ｂ）に示される置き台１３３上へと移送される。置き台１３３下面には、本実施の形態では５本の空溝が設けられ、それぞれに、木質材１００を図２（ａ）右方向に移動させるチェーン１３０ａ〜１３０ｅが挿通している。チェーンの本数は５本に限らず、後述する図２における回転切削機構に抗して木質材１００を図２（ａ）中右方向に押圧することができれば何本でも構わない。
【００３９】
表皮が剥ぎ取られた木質材１００は、木質材１００先端が、モータ１１７によって矢印Ｃ方向に回転するチップソー１１５ａ〜１１５ｇに当接して順次粉体１１４ｂが製造される。本実施の形態では、７枚のチップソー１１５ａ〜１１５ｇがスペーサ１１６を介して積層されている。チップソー１１５ａ〜１１５ｇは外径が約２７ｃｍで外刃の数は約４０〜１００程度であり、モータ１１７により、１分間に１８００〜３６００回転の速度で回転している。木質材１００は、一端がバネ１１９１で引っ張られて木質材１００を置き台１３３上に付勢する押さえ部材１１９により、置き台１３３上に押圧されている。
【００４０】
チェーン１３０（１３０ａ〜１３０ｅ）は、図示しないモータにより駆動軸１３１が回転して木質材１００を順次チップソー１１５ａ〜１１５ｇ側へと押圧し、粉体製造に供される。ちなみに、図２に示した、表皮部分以外の木質材１００の回転切削機構は、図１に示した表皮部分の回転切削機構と同一の筐体に設けられることは必須ではなく、別筐体であっても良い。また、モータ１１７の回転や駆動軸１３１の回転は、図１に示したセンサ１０５ａ又は１０５ｂの出力を参照して制御することも可能ではあるが、オペレータの手動により、オン／オフを切り替えるようにしても良い。
【００４１】
最後に、複数本の木質材を順次転送して、上記に詳述したような粉体製造に供する部分の機構の一例について説明する。図３は、本実施の形態において、粉体製造部分に複数本の木質材を順次転送する部分の構成の一例について説明するための模式図である。
【００４２】
図３（ａ）は、複数本の木質材転送機構を上方から見た図、図３（ｂ）は図３（ａ）を矢印Ｇ方向から見た模式図である。実際に図３（ａ）に示される矢印Ｆ方向に移送され、図１に示した表皮部分粉砕機構に送られる木質材１００の他に、同図の例では、木質材１００ａ〜１００ｄが図示されており、これらが順次、表皮部分粉砕機構に転送されるように構成されている。
【００４３】
木質材１００ａ〜１００ｄは、表皮部分粉砕機構に転送される前の木質材であって、図３の例では、３本のチェーン１２１ａ〜１２１ｃ上に載置されて待機している。木質材１００が送りローラ１０１１ａおよび１０１２ａ、１０１１ｂおよび１０１２ｂにより、矢印Ｆ方向に移動して、図１に例示される回転切削機構（表皮部分の粉砕機構）での処理に供される。送りローラ１０１１ａおよび１０１２ａ、１０１１ｂおよび１０１２ｂは、例えば、直径７０ｍｍから２２０ｍｍ程度の木質材１００を矢印Ｆ方向に移動させることが可能な間隔で配され、不図示の駆動機構で回転駆動される。
【００４４】
木質材１００の全体が、矢印Ｆ方向に移動し、図１に示した機構に送られると、次の木質材１００ａが送りローラ１０１１ａおよび１０１２ａ等の上に転送される。具体的には、モータ１２７により回転軸１２７１が回転し、アタッチメント１２９１ａ、１２９２ａが取り付けられたチェーン１２４ａ等（図３（ａ）には、チェーン１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃの３本が図示されている）が矢印Ｅ方向（図３（ｂ）参照）に駆動され、アタッチメント１２９２ａ（図３（ｂ）参照）、１２９２ｂ、１２９２ｃにより、チェーン１２１ａ〜１２１ｃから上方に持ち上げられる。持ち上げられた木質材１００ａが、アタッチメント付きチェーン１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃからガイド板１３５上を滑り落ちて、送りローラ１０１１ａ、１０１２ａ、１０１１ｂ、１０１２ｂ上に移動する。ガイド板１３６は、木質材１００ａが滑り落ちる勢いで、木質材１００ａが送りローラ１０１１ａ、１０１２ａ、１０１１ｂ、１０１２ｂ上を外れて落ちてしまわないために設けられている。
【００４５】
木質材１００ａが送りローラ１０１１ａ、１０１２ａ上に送られると、モータ１２０が回転して、回転軸１２０１が回転し、ギア１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃが回転してチェーン１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ上の木質材１００ｂ〜１００ｄが矢印Ｄ方向に移動する（図３（ｂ）参照）。この際、モータ１２７は回転を停止しており、アタッチメント付きチェーン１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃは駆動していない。そして、木質材１００ｂが、次に、送りローラ１０１１ａ、１０１２ａ、１０１１ｂ、１０１２ｂ上へと送られる待機状態となる。木質材１００ａも、その全体が表皮剥ぎ取り、粉体製造処理に供されると、モータ１２７が所定量回転し、木質材１００ｂは、アタッチメント１２９１ａ等により、送りローラ１０１１ａ、１０１２ａ、１０１１ａ、１０１２ｂ上に送られることになる。
【００４６】
以上のように、木質材１００から、１００ａ、１００ｂと順次転送されて、図１の機構による表皮部分の剥ぎ取り、図２の機構による粉体製造に供されるので、図２の粉体製造機構においては、粉体製造に供される木質材が、次の木質材によって押圧されることになり、チップソー１１５ａ〜１１５ｇを含む図２の粉体製造機構による粉体製造に、順次、円滑に供されることになる。
【００４７】
以上に説明したように、本実施の形態の粉体製造装置によれば、木質材表皮部分の粉体を、表皮部分以外の他の部分の粉体と分離して、一工程で容易に製造することができる。また、複数の送りローラを設置して、その上に木質材を載置する構成によれば、例えば直径約７０ｍｍ〜２２０ｍｍ程度の任意の直径の木質材について、特に人手による調整を行うことなく、粉体化処理を行うことができる。ストッパ１０９１とチップソー１０８ａ〜１０８ｅの直径の差Ｑの長さを調整することにより、表面部分のみの粉体を製造することもできるし、より確実に表皮部分を剥ぎ取る構成とすることもできる。さらに、複数本の木質材を人手を介さずに、連続的に粉体化処理に供することも可能となる。
【００４８】
なお、上記実施の形態では、例えば図１に示すように、木質材１００側を回転させつつ移動させて、チップソー１０８ａ〜１０８ｅ等により、木質材表皮部分を粉砕する構成としたが、装置の大型化、複雑化をいとわなければ、チップソーの側が木質材周囲を回転するような構成とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、例えば、竹、杉、ヒノキなどの木質材から粉体を製造する粉体製造装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１００ 木質材（竹、杉、ヒノキなど）
１０１ａ〜１０１ｄ 送りローラ
１０１１ａ、１０１２ａ 送りローラ
１０１２ａ、１０１２ｂ 送りローラ
１０２ ドラム
１０３ 筋入れカッター
１０４ 取り付け部
１０５ａ、１０５ｂ センサ
１０６ 制御部
１０７ 位置決めモータ
１０８ａ〜１０８ｅ チップソー
１０９ スペーサ
１１０ 回動軸
１１１ アーム
１１２ ブラシ
１１３ モータ
１１４ａ 木質材表皮部分の粉体
１１４ｂ 木質材表皮部分以外の粉体
１１５ａ〜１１５ｇ チップソー
１１６ スペーサ
１１７ モータ
１１９ 押さえ部材
１１９１ バネ
１２０ モータ
１２１ａ〜１２１ｃ チェーン
１２４ａ〜１２４ｃ アタッチメント付きチェーン
１２７ モータ
１２９１ａ アタッチメント
１２９２ａ〜１２９２ｃ アタッチメント
１３０（１３０ａ〜１３０ｅ） チェーン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒形状の木質材を回転させつつ軸方向に移動させる回転移送機構と、
積層された複数枚のチップソーを回転させつつ、前記複数枚のチップソーの外刃を前記木質材表皮部分に押入することにより前記木質材表皮部分を粉砕し、粉体を製造する回転切削機構とを備える
ことを特徴とする木質材の粉体製造装置。
【請求項２】
前記チップソーの外刃が前記木質材表皮部分に押入される深さを規制するストッパを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の木質材の粉体製造装置。
【請求項３】
前記チップソーの前記木質材表皮部分への押入深さが、竹の表皮部から抗菌成分を得る目的のために約０．３ｍｍ程度である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の木質材の粉体製造装置。
【請求項４】
前記チップソーの前記木質材表皮部分への押入深さが約５ｍｍ〜１５ｍｍ程度であることを特徴とする請求項１又は２に記載の木質材の粉体製造装置。
【請求項５】
前記回転切削機構の自重により、前記チップソーの外刃が前記木質材表皮部分に押入する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の木質材の粉体製造装置。
【請求項６】
前記木質材表皮部分が、前記チップソーにより粉砕される前に、前記木質材表皮部分の繊維をせん断する筋入れカッターを備える
ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の木質材の粉体製造装置。
【請求項７】
前記チップソーにより表皮部分が粉砕された木質材の表面から、さらに表示部分を取り除くブラシを備える
ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の木質材の粉体製造装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の粉体製造装置により、表皮部分が剥ぎ取られた木質材を、さらに粉砕して粉体を得ることが可能である
ことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の木質材の粉体製造装置。
【請求項９】
前記回転移送機構に、複数本の木質材を順次転送する木質材転送機構を備える
ことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の木質材の粉体製造装置。
【請求項１０】
前記回転切削機構は、
一本の木質材から表皮部分の粉砕を終えた後は、次の木質材の表皮部分粉砕を行うまで、前記木質材が通過し得る位置から離間する
ことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の木質材の粉体製造装置。
【請求項１１】
前記木質材が通過し得る位置から前記回転切削機構を離間させるように、前記回転切削機構の位置を決める位置決め手段を備える
ことを特徴とする請求項１０に記載の木質材の粉体製造装置。
【請求項１２】
前記位置決め手段は、
木質材の存在を検知するセンサと接続され、当該センサの検知位置で木質材の存在が検知されなくなってから所定時間の経過後に前記回転切削機構の位置を移動させる
ことを特徴とする請求項１１に記載の木質材の粉体製造装置。
【請求項１３】
複数のチップソーを回転させつつ、前記複数のチップソーの外刃を木質材表皮部分外周に公転的に押入することにより前記木質材表皮部分から粉体を製造する
ことを特徴とする木質材の粉体製造装置。
【請求項１４】
複数のチップソーを回転させつつ、前記複数のチップソーの外刃を木質材表皮部分外周に押入することにより前記木質材表皮部分を粉砕し、粉体を製造する
ことを特徴とする木質材の粉体製造方法。
【請求項１５】
木質材を回転させつつ軸方向に移動させる回転移送ステップと、
積層された複数のチップソーを回転させつつ、前記複数のチップソーの外刃を前記木質材表皮部分に押入することにより前記木質材表皮部分を粉砕し、粉体を製造する回転切削ステップとを含む
ことを特徴とする請求項１４に記載の木質材の粉体製造方法。
【請求項１６】
前記チップソーの前記木質材表皮部分への押入深さは、約５ｍｍ以上であり、
木質材表皮部分が粉砕された後の木質材から、さらに、当該木質材の粉体を製造する
ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の粉体製造方法。
【請求項１７】
前記チップソーの前記木質材表皮部分への押入深さが、竹の表皮部から抗菌成分を得る目的のために約０．３ｍｍ程度である
ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の粉体製造方法。
【請求項１８】
請求項３に記載の粉体製造装置、又は請求項１７に記載の粉体製造方法により得られたことを特徴とする竹パウダー。
【請求項１】
略円筒形状の木質材を回転させつつ軸方向に移動させる回転移送機構と、
積層された複数枚のチップソーを回転させつつ、前記複数枚のチップソーの外刃を前記木質材表皮部分に押入することにより前記木質材表皮部分を粉砕し、粉体を製造する回転切削機構とを備える
ことを特徴とする木質材の粉体製造装置。
【請求項２】
前記チップソーの外刃が前記木質材表皮部分に押入される深さを規制するストッパを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の木質材の粉体製造装置。
【請求項３】
前記チップソーの前記木質材表皮部分への押入深さが、竹の表皮部から抗菌成分を得る目的のために約０．３ｍｍ程度である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の木質材の粉体製造装置。
【請求項４】
前記チップソーの前記木質材表皮部分への押入深さが約５ｍｍ〜１５ｍｍ程度であることを特徴とする請求項１又は２に記載の木質材の粉体製造装置。
【請求項５】
前記回転切削機構の自重により、前記チップソーの外刃が前記木質材表皮部分に押入する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の木質材の粉体製造装置。
【請求項６】
前記木質材表皮部分が、前記チップソーにより粉砕される前に、前記木質材表皮部分の繊維をせん断する筋入れカッターを備える
ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の木質材の粉体製造装置。
【請求項７】
前記チップソーにより表皮部分が粉砕された木質材の表面から、さらに表示部分を取り除くブラシを備える
ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の木質材の粉体製造装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の粉体製造装置により、表皮部分が剥ぎ取られた木質材を、さらに粉砕して粉体を得ることが可能である
ことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の木質材の粉体製造装置。
【請求項９】
前記回転移送機構に、複数本の木質材を順次転送する木質材転送機構を備える
ことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の木質材の粉体製造装置。
【請求項１０】
前記回転切削機構は、
一本の木質材から表皮部分の粉砕を終えた後は、次の木質材の表皮部分粉砕を行うまで、前記木質材が通過し得る位置から離間する
ことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の木質材の粉体製造装置。
【請求項１１】
前記木質材が通過し得る位置から前記回転切削機構を離間させるように、前記回転切削機構の位置を決める位置決め手段を備える
ことを特徴とする請求項１０に記載の木質材の粉体製造装置。
【請求項１２】
前記位置決め手段は、
木質材の存在を検知するセンサと接続され、当該センサの検知位置で木質材の存在が検知されなくなってから所定時間の経過後に前記回転切削機構の位置を移動させる
ことを特徴とする請求項１１に記載の木質材の粉体製造装置。
【請求項１３】
複数のチップソーを回転させつつ、前記複数のチップソーの外刃を木質材表皮部分外周に公転的に押入することにより前記木質材表皮部分から粉体を製造する
ことを特徴とする木質材の粉体製造装置。
【請求項１４】
複数のチップソーを回転させつつ、前記複数のチップソーの外刃を木質材表皮部分外周に押入することにより前記木質材表皮部分を粉砕し、粉体を製造する
ことを特徴とする木質材の粉体製造方法。
【請求項１５】
木質材を回転させつつ軸方向に移動させる回転移送ステップと、
積層された複数のチップソーを回転させつつ、前記複数のチップソーの外刃を前記木質材表皮部分に押入することにより前記木質材表皮部分を粉砕し、粉体を製造する回転切削ステップとを含む
ことを特徴とする請求項１４に記載の木質材の粉体製造方法。
【請求項１６】
前記チップソーの前記木質材表皮部分への押入深さは、約５ｍｍ以上であり、
木質材表皮部分が粉砕された後の木質材から、さらに、当該木質材の粉体を製造する
ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の粉体製造方法。
【請求項１７】
前記チップソーの前記木質材表皮部分への押入深さが、竹の表皮部から抗菌成分を得る目的のために約０．３ｍｍ程度である
ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の粉体製造方法。
【請求項１８】
請求項３に記載の粉体製造装置、又は請求項１７に記載の粉体製造方法により得られたことを特徴とする竹パウダー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１１０７２８（Ｐ２０１１−１１０７２８Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６６８８６（Ｐ２００９−２６６８８６）
【出願日】平成２１年１１月２５日（２００９．１１．２５）
【出願人】（５０４２３７０５０）独立行政法人国立高等専門学校機構 (656)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２５日（２００９．１１．２５）
【出願人】（５０４２３７０５０）独立行政法人国立高等専門学校機構 (656)
【Ｆターム（参考）】
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