特開 2023-90463 釘打ち機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023090463

(43)【公開日】2023-06-29

(54)【発明の名称】釘打ち機

(51)【国際特許分類】

   B27F 7/04 20060101AFI20230622BHJP

   B27M 1/08 20060101ALI20230622BHJP

【ＦＩ】

B27F7/04

B27M1/08 D ZAB

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021205426

(22)【出願日】2021-12-17

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2022-07-08

(71)【出願人】

【識別番号】521553427

【氏名又は名称】旭梱包株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】521553438

【氏名又は名称】株式会社ケーエスアイ

(74)【代理人】

【識別番号】110000442

【氏名又は名称】弁理士法人武和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】関根 信宏

(72)【発明者】

【氏名】岡部 利彦

(72)【発明者】

【氏名】樋口 直紀

【テーマコード（参考）】

2B250

3C054

【Ｆターム（参考）】

2B250AA31

2B250DA03

2B250EA02

2B250EA14

2B250FA14

2B250HA05

3C054CA00

3C054CB01

3C054CC04

3C054CD02

3C054CE08

3C054CE12

3C054CF11

(57)【要約】      （修正有）

【課題】輸送包装に用いる木箱を構成する木材への釘打ちにおける不良を少なくする。
【解決手段】輸送包装に用いる木箱を構成する木材１０１に対して釘を打つ釘打ち機１００であって、木材に対して釘を打つヘッド部２０１と、釘が打たれる木材の第１面と対向する第２面で接し、かつ、一定以上の硬度である台座部２０４と、ヘッド部、又は、木材の姿勢を変化させて、木材の長手方向となる第１軸Ｘ１、又は、木材の短手方向である第２軸Ｘ２において、第１面の垂直方向に対し傾いた角度で第１面に釘を打つように調整する調整部２０２と、木材と接していると、釘が所定範囲内になるガイド部２０３とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

輸送包装に用いる木箱を構成する木材に対して釘を打つ釘打ち機であって、
前記木材に対して前記釘を打つヘッド部と、
前記釘が打たれる前記木材の第１面と対向する第２面で接し、かつ、一定以上の硬度である台座部と、
前記ヘッド部、又は、前記木材の姿勢を変化させて、前記木材の長手方向となる第１軸、又は、前記木材の短手方向である第２軸において、前記第１面の垂直方向に対し傾いた角度で前記第１面に前記釘を打つように調整する調整部と、
前記木材と接していると、前記釘が所定範囲内になるガイド部と
を備える釘打ち機。

【請求項2】

前記角度は、３°より大きく、かつ、３０°未満である
請求項１に記載の釘打ち機。

【請求項3】

足での操作を受け付けて、前記ヘッド部に前記釘を打たせる操作部を更に備える
請求項１又は２に記載の釘打ち機。

【請求項4】

前記ガイド部は、
前記釘が前記木材の端部から２ｃｍより内側となる位置へガイドする
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の釘打ち機。

【請求項5】

前記調整部は、前記角度を前記木材の厚みによって変更し、
前記厚みが厚いと、前記角度を小さくする
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の釘打ち機。

【請求項6】

前記調整部は、
前記台座部、前記ヘッド部、又は、これら両方を回転させる機構を備える
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の釘打ち機。

【請求項7】

前記角度は、前記垂直方向となる第３軸に対する角度であり、
前記第１面は、前記木材の上面であり、かつ、前記第２面は、前記木材の底面であり、
前記第１軸は、ピッチ軸であり、かつ、前記第２軸は、ロール軸であり、
前記調整部は、前記ヘッド部、又は、前記台座部を回転させる１自由度以上の機構を有し、
前記ガイド部は、前記ヘッド部を支える支柱であり、前記ガイド部に前記木材が突き当てられると、前記釘が前記木材に当たる位置に前記木材が位置し、
前記ヘッド部は、前記長手方向に複数の前記釘を打ち、かつ、複数の前記釘が前記短手方向において交互にずれる位置に前記釘を打つ
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の釘打ち機。

【請求項8】

前記木材を組み合わせて構成する枠に対して、前記釘を打つ場合において、
前記ヘッド部は、
前記枠の四隅であると判断すると、前記四隅に前記釘を５点以上打つ５点配置で前記釘を打つ
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の釘打ち機。

【請求項9】

クリンチ形状を形成するか、又は、クリンチ形状にしないかを切り替えるクリンチ切替部を更に備える
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の釘打ち機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、釘打ち機に関する。

【背景技術】

【0002】

木材に対して、釘を打つ装置が知られている。具体的には、自動釘打機は、まず、複数の木材を重ねた位置に対してハンマーで釘を打ち込む。このように打ち込まれると、釘は、複数の木材を打ち抜いて、木材の底面から先端部が突出する。一方で、自動釘打機は、木材の底面側に、溝を有するアンビル（ａｎｖｉｌ、固定型の台座等をいう。）を備える。そして、釘が打ち込まれると、自動釘打機は、アンビルを移動させる。このようにして、打ち込まれた釘の先端部を折り曲げる技術が知られている（例えば、特許文献１等を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実公昭３６－４７７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の技術は、輸送包装に用いる木箱を構成する木材に対して打つ釘が規格等を満たす程度に十分に打ち曲げられない（いわゆる「クリンチ（ｃｌｉｎｃｈ）」しない）場合が発生し、釘打ちが不良となる課題がある。

【0005】

本発明は、輸送包装に用いる木箱を構成する木材への釘打ちにおける不良を少なくすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するため、本発明の一態様では、輸送包装に用いる木箱を構成する木材に対して釘を打つ釘打ち機は、
輸送包装に用いる木箱を構成する木材に対して釘を打つ釘打ち機であって、
前記木材に対して前記釘を打つヘッド部と、
前記釘が打たれる前記木材の第１面と対向する第２面で接し、かつ、一定以上の硬度である台座部と、
前記ヘッド部、又は、前記木材の姿勢を変化させて、前記木材の長手方向となる第１軸、又は、前記木材の短手方向である第２軸において、前記第１面の垂直方向に対し傾いた角度で前記第１面に前記釘を打つように調整する調整部と、
前記木材と接していると、前記釘が所定範囲内になるガイド部と
を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、輸送包装に用いる木箱を構成する木材への釘打ちにおける不良を少なくできる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】釘打ち機の構成例を示す図である。

【図2】調整例を示す図である。

【図3】釘打ち機の例を示す図である。

【図4】輸送包装に用いる木箱の例を示す図である。

【図5】クリンチ形状の例を示す図である。

【図6】角度の例を示す図である。

【図7】角度ごとの釘打ち結果を示す図である。

【図8】種類ごとの釘打ち結果を示す図である。

【図9】節部分に対しての実験結果を示す図である。

【図10】角度を８°の設定とした実験結果を示す図である。

【図11】角度を１３°の設定とした実験結果を示す図である。

【図12】角度を１８°の設定とした実験結果を示す図である。

【図13】角度を２３°の設定とした実験結果を示す図である。

【図14】角度ごとの実験結果のまとめを示す図である。

【図15】ガイド部と釘が打たれる位置の関係を示す図である。

【図16】木材が割れた例を示す図である。

【図17】木材に釘を打った実験結果を示す図である。

【図18】変形例を示す図である。

【図19】釘打ち配置の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付する図面を参照して、具体例を説明する。なお、以下の説明において、図面に記載する符号は、同一の要素を指す。

【0010】

以下、輸送包装に用いる木箱を構成する木材（以下単に「木材１０１」という。）の長手方向を「第１軸Ｘ１」とし、図において「Ｘ軸」で示す。また、第１軸Ｘ１を中心とする回転は、ピッチ（Ｐｉｔｃｈ）回転となり、第１軸Ｘ１はピッチ軸ともいう。なお、ピッチ回転は、チルト（Ｔｉｌｔ）回転ともいう。

【0011】

木材１０１の短手方向を「第２軸Ｘ２」とし、図において「Ｙ軸」で示す。また、第２軸Ｘ２を中心とする回転は、ロール（Ｒｏｌｌ）回転となり、第２軸Ｘ２はロール軸ともいう。

【0012】

木材１０１の上面（後述する「第１面２１」である。）の垂直方向（木材１０１の厚み方向にもなる。）を「第３軸Ｘ３」とし、図において「Ｚ軸」で示す。また、第３軸Ｘ３を中心とする回転は、ヨー（Ｙａｗ）回転となり、第３軸Ｘ３はヨー軸ともいう。なお、ヨー回転は、パン（Ｐａｎ）回転ともいう。

【0013】

すなわち、Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸は、ＪＩＳ Ｂ ６３１０：２００３に定める右手直交座標系とする。

【0014】

また、木材１０１の上面を「第１面２１」という。一方で、木材１０１の底面を「第２面２２」という。第１面２１と第２面２２は、対向の関係、いわゆるおもて裏の関係である。したがって、釘２４は、第１面２１側から打たれ、第２面２２側に先端部が突き出る。

【0015】

［釘打ち機の構成例］
図１は、釘打ち機の構成例を示す図である。

【0016】

釘打ち機１００は、ヘッド部２０１、調整部２０２、ガイド部２０３、及び、台座部２０４を備える。また、釘打ち機１００は、操作部２０５を更に備えるのが望ましい。

【0017】

ヘッド部２０１は、空圧等で釘２４を木材１０１に打つ。なお、ヘッド部２０１は、木材１０１に打つ構成であれば装置の種類を問わない。また、ヘッド部２０１は、取り外し可能であってもよい。ほかにも、ヘッド部２０１は、複数の釘２４を一度に打つ構成、又は、連続して複数打つ構成でもよい。

【0018】

調整部２０２は、ヘッド部２０１を第１軸Ｘ１回り、又は、第２軸Ｘ２回りに回転させる機構である。具体的には、調整部２０２は、以下のようにヘッド部２０１を調整する。

【0019】

図２は、調整例を示す図である。例えば、釘打ち機１００は、第２軸Ｘ２を中心として、ヘッド部２０１を回転させて調整する。したがって、調整部２０２は、ヘッド部２０１の姿勢を変更、及び、固定する機構である。

【0020】

図２は、回転の中心を「回転中心１０」で示す。すなわち、図２に示す例では、ヘッド部２０１は、回転中心１０を中心にロール回転をする。

【0021】

ただし、調整部２０２は、ヘッド部２０１の姿勢を変化させる装置であればよい。したがって、調整部２０２は、モータ等のアクチュエータで構成してもよい。

【0022】

以下、図２に示す回転中心１０の位置でヘッド部２０１を第２軸Ｘ２回りに回転する（ロール回転）１自由度（ＤＯＦ、ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｆｒｅｅｄｏｍ）の機構を例に説明する。ただし、調整部２０２は、２自由度以上を調整してもよい。

【0023】

すなわち、調整部２０２は、第１軸Ｘ１、第２軸Ｘ２、又は、第１軸Ｘ１と第２軸Ｘ２のこれら両方を中心に回転させる機構でもよい。

【0024】

ガイド部２０３は、支柱等の機構である。ガイド部２０３は、ヘッド部２０１等を支持し、ヘッド部２０１、及び、台座部２０４を連結する。

【0025】

台座部２０４は、木材１０１の第２面で接する位置に配置する。すなわち、台座部２０４は、釘２４を打つ対象となる木材１０１を載せる台座となる。また、台座部２０４は、例えば、金属製である。すなわち、台座部２０４は、一定以上の硬度を有する素材である。具体的には、台座部２０４は、機械構造用炭素鋼鋼材（ＪＩＳ Ｇ ４０５１：２０１６に規定される種類である。）の「Ｓ４５Ｃ」又は「Ｓ５０Ｃ」（焼き入れはあってもなくてもよい。）等である。

【0026】

台座部２０４の硬度が十分でないと、釘２４がめり込む等となりやすい。したがって、台座部２０４は、一定以上の硬度を有する素材を用いて硬いのが望ましい。このように、硬い台座部２０４であると、釘２４を十分に打ち曲げ、かつ、高耐久性にできる。

【0027】

操作部２０５は、フットスイッチ等である。すなわち、ユーザが足でフットスイッチを押す操作を行うと、ユーザが指定するタイミングでヘッド部２０１が釘２４を打つ。このように、操作部２０５は、ユーザが足で操作できる構成が望ましい。ユーザの手は、木材１０１を動かす等の作業をする。そのため、ユーザは、釘２４を打つ指示を出す操作を足で行えると利便性を高くできる。

【0028】

ただし、釘打ち機１００は、手で押すボタン等の入力装置を有してもよい。

【0029】

図３は、釘打ち機の例を示す図である。図３は、釘打ち機１００の正面図、平面図、及び、側面図である。例えば、釘打ち機１００は、図示するような外形、及び、寸法である。なお、釘打ち機１００は、図３に示す外形、及び、寸法に限られない。例えば、釘打ち機１００は、図３に示す以外の部品を有する等でもよい。

【0030】

釘打ち機１００は、ヘッド部２０１、調整部２０２、ガイド部２０３、及び、台座部２０４が一体、又は、組み付けられた構成である。すなわち、釘打ち機１００は、台座部２０４を備える据え置きの構成で使用される。したがって、釘打ち機１００は、いわゆる手持ち型（ｐｏｒｔａｂｌｅ）ではない。

【0031】

釘打ち機１００では、０．３ＭＰａ以上の強い圧力で釘２４を押し出す。具体的には、ＪＩＳ Ｚ １４０２：２０２０ ７．３．１では、釘２４は、釘２４の長さの２／３以上を木材１０１に打ち込むとしている。ゆえに、ＪＩＳで規定する程度の長さに釘２４を木材１０１に打ちこむため、釘打ち機１００は、釘２４を強い圧力で押し出す。

【0032】

このような圧力を用い、ユーザが手に持って使用する手持ち型の装置は、釘を打つ際に、ユーザの手に大きな反動が起きる。そして、このような反動は、ユーザの手に大きな負担となる。一方で、釘打ち機１００のように、据え置きの状態で使用できると、反動が少なく、ユーザの負担を軽減できる。

【0033】

また、調整部２０２は、第１軸Ｘ１を中心にした回転をさせて調整してもよい。すなわち、調整は、木材１０１の垂直方向に対して、釘を打つ角度が変更できるのであれば、回転中心の位置、及び、姿勢を変化させる物体を問わない。

【0034】

調整部２０２は、図２に示す回転中心以外の位置でヘッド部２０１を回転させて姿勢を変化させてもよい。また、調整部２０２は、台座部２０４、又は、木材１０１を回転させて姿勢を変化させてもよい。すなわち、調整部２０２は、台座部２０４をヘッド部２０１に対して傾けるゴニオステージ等でもよい。このように、調整部２０２は、第１面の垂直方向とヘッド部２０１が成す角度を変更できるのであれば、機構、及び、調整対象を問わない。

【0035】

釘は、ＪＩＳ Ａ ５５０８で定まる種類等を用いる。なお、釘２４は、セメントコーテッドボックスネイル、セメントコーテッドネイル、ケミカルエッチドネイル、自動くぎ打機用のくぎ、又は、ステープル等でもよい。

【0036】

図４は、輸送包装に用いる木箱の例を示す図である。例えば、木箱１１は、木材１０１を組み合わせて、図４（Ａ）に示すように、貨物１２を囲うように組み立てられる。なお、木箱１１は、図４（Ａ）に示す以外の外形、及び、寸法でもよい。また、貨物１２は、種類を問わない。

【0037】

図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す木箱１１の一部を拡大した図である。図４（Ａ）は、図４（Ｂ）で拡大して示す部分を点線で示す。

【0038】

図４（Ｂ）に示すように、木箱１１は、釘２４で繋ぎ合わせた２つ以上の木材１０１で構成する。したがって、釘２４は、重量のある貨物１２を梱包する場合でも、木材１０１同士を繋ぎ続けるため、先端部が折り曲がった形状（以下「クリンチ形状」という。）とする。

【0039】

図５は、クリンチ形状の例を示す図である。クリンチ形状２３は、台座部２０４で釘２４の先端部を打ち曲げて形成する。

【0040】

ＪＩＳ Ｚ １４０２：２０２０ ７．３．１では、クリンチ形状２３は、０．３ｃｍ以上と規定されている。すなわち、クリンチ形状２３は、ＪＩＳで規定する以上の寸法であると、引っ掛かりとなり、十分な強度で木材１０１同士を繋げることができる。

【0041】

［角度について］
図６は、角度の例を示す図である。以下、第３軸Ｘ３とヘッド部２０１が成す角度、すなわち、垂直方向に対して傾けた角度を単に「角度α」という。具体的には、角度αが「α＝０°」であると、釘２４が木材１０１に垂直に打ち込まれる。一方で、角度αが「α＝９０°」であると、ヘッド部２０１が水平になる。

【0042】

調整部２０２は、ヘッド部２０１を垂直方向に対して傾ける、すなわち、角度αを０°より大きくする。そして、角度αは、３°より大きく、かつ、３０°未満であるのが望ましい。

【0043】

［実験結果］
以下、図６に示す角度αの値を変えて実験した結果を示す。

【0044】

図７は、角度ごとの釘打ち結果を示す図である。図７において、「角度α」は、図６に示す角度αの値である。また、「打ち曲げ成功割合」は、分母に実験回数を示し、かつ、分子に実験回数のうち、ＪＩＳの規定を満たすクリンチ形状２３となった回数を示す。「クリンチ形状の長さ」は、クリンチ形状２３の長さを示す。

【0045】

図７で示すように、角度αが３°より大きく、かつ、３０°未満であると、釘２４の打ち曲げが成功した。したがって、垂直方向に対して傾いた角度で釘２４を打つと、釘打ち機１００は、輸送包装に用いる木箱を構成する木材を組み立てる上で、木材１０１に釘２４を打つ際に、釘２４を打ち曲げることができる。

【0046】

特に、この実験では、角度αが「８°」乃至「２３°」であると、「打ち曲げ成功割合」が高くなり、かつ、「クリンチ形状の長さ」がＪＩＳの規定を満たす結果となった。

【0047】

図８は、種類ごとの釘打ち結果を示す図である。以下、角度αを「１５°」に設定した釘打ちの実験結果を示す。なお、釘２４は、呼び寸法が「４５ｍｍ」のものを使用した。

【0048】

図８において、「種類」は、木材１０１となった部材の種類、及び、厚みの寸法を示す。本実験は、２種類の部材を組み合わせた実験である。２種類のうち、一方の種類を「２５ｍｍ厚 ラジアタ材」とした。「２５ｍｍ厚 ラジアタ材」をベースとし、「５．５ｍｍ厚 ポプラ合板」、「９ｍｍ厚 アカシア材」、「１２ｍｍ厚 ラジアタ材」、及び、「１２ｍｍ厚 ラワン材」のいずれかの種類を組み合わせた合計４種類で実験を行った。

【0049】

「５．５ｍｍ厚 ポプラ合板」、及び、「９ｍｍ厚 アカシア材」は、貨物１２の重量が１５ｔ未満の場合によく用いる。一方で、「１２ｍｍ厚 ラジアタ材」、及び、「１２ｍｍ厚 ラワン材」は、貨物１２の重量が１５ｔ以上の場合によく用いる。

【0050】

「外観検査結果」は、釘２４を打った後の木材１０１の形状について目視で外観を検査した結果を示す。いずれの種類であっても、実験結果は「問題なし」となった。このように、釘打ち機１００を使用すると、外観的な品質も良い結果となった。

【0051】

「クリンチ形状の評価結果」は、目視で外観を検査した結果を示す。いずれの種類であっても、実験結果は「問題なし」となった。

【0052】

「打ち曲げ成功割合」は、図７と同様である。いずれの種類であっても、実験結果は「１０／１０」となり、高い成功率となった。

【0053】

「定性評価結果」は、実験者による定性的な評価結果である。

【0054】

以上のように、釘打ち機１００を使用すると、木材１０１の種類、又は、厚みが変わっても、クリンチが安定して形成できた。このように、木材１０１の種類が変わっても安定して釘打ちができ、釘打ち機１００の汎用性の高さを示す実験結果が得られた。この実験結果により、不良の発生を少なくできる効果を奏する。

【0055】

また、手持ち型の装置と比較しても、安定して釘打ちができる。さらに、手持ち型の装置と比較して人的な疲労を少なくでき、釘打ち機１００は、ユーザの負担を軽減できる。

【0056】

図９は、節部分に対しての実験結果を示す図である。木材１０１には、節２５となる部分を含む場合がある。節２５は、木材１０１の維管束構造によって繊維の方向が変化している部分等である。節２５には、例えば、「生節」、「死節」、「葉節」、又は、「流節」等がある。

【0057】

図９は、釘打ち機１００により節２５となる部分に対して釘２４を打った結果を示す。節２５は、他の部分と比較して硬さが異なるため、手持ち型の装置で釘２４を打つと失敗しやすい部分である。一方で、本実験のように、釘打ち機１００で釘２４を打てば、節２５となる部分に対して打った場合でも、安定してＪＩＳの規定を満たすクリンチ形状２３が形成できた。

【0058】

以下、角度αが３°より大きく、かつ、３０°未満の範囲で更に実験した結果を示す。

【0059】

図１０は、角度を８°の設定とした実験結果を示す図である。図１０に示す実験結果は、角度αを８°と設定し、かつ、木材１０１を図８等の実験と同様に行った結果である。

【0060】

図１０において、「種類」は、木材１０１となった部材の種類、及び、厚みの寸法を示す。

【0061】

「外観検査結果」は、釘２４を打った後の木材１０１の形状について目視で外観を検査した結果を示す。「５．５ｍｍ厚 ポプラ合板」以外を対象とすれば、実験結果は「問題なし」となった。このように、釘打ち機１００を使用すると、外観的な品質も良い結果となった。一方で、「５．５ｍｍ厚 ポプラ合板」及び「２５ｍｍ厚 ラジアタ材」の組み合わせの木材１０１では、ばらつきが生じる結果であった。

【0062】

「クリンチ形状の評価結果」は、目視で外観を検査した結果を示す。「５．５ｍｍ厚 ポプラ合板」以外を対象とすれば、実験結果は「優」となり、安定してＪＩＳの規定を満たすクリンチ形状２３が形成できた。一方で、「５．５ｍｍ厚 ポプラ合板」及び「２５ｍｍ厚 ラジアタ材」の組み合わせの木材１０１では、「可」となり、ＪＩＳの規定を満たすクリンチ形状２３とならない場合があった。

【0063】

「打ち曲げ成功割合」は、図７と同様である。「５．５ｍｍ厚 ポプラ合板」以外を対象とすれば、実験結果は「１０／１０」となり、高い成功率となった。

【0064】

以上の実験結果の通り、角度αを８°の設定としても、高い確率でＪＩＳの規定を満たすクリンチ形状２３が形成できた。

【0065】

図１１は、角度を１３°の設定とした実験結果を示す図である。図１１に示す実験結果は、角度αを１３°と設定し、かつ、木材１０１を図８等の実験と同様の組み合わせで行った結果である。評価項目は、角度αを８°の設定とした実験と同様である。

【0066】

図１１、すなわち、角度αを１３°と設定すると、「打ち曲げ成功割合」は、木材１０１の種類を問わず、高い成功率となった。「クリンチ形状の評価結果」、及び、「外観検査結果」についても、木材１０１の種類を問わず、良い結果となった。

【0067】

以上のように、角度αを１３°と設定すると、安定してＪＩＳの規定を満たすクリンチ形状２３が形成できた。

【0068】

図１２は、角度を１８°の設定とした実験結果を示す図である。図１２に示す実験結果は、角度αを１８°と設定し、かつ、木材１０１を図８等の実験と同様の組み合わせで行った結果である。評価項目は、角度αを８°の設定とした実験と同様である。

【0069】

図１２、すなわち、角度αを１８°と設定すると、「打ち曲げ成功割合」は、木材１０１の種類を問わず、高い成功率となった。「クリンチ形状の評価結果」、及び、「外観検査結果」についても、木材１０１の種類を問わず、良い結果となった。

【0070】

以上のように、角度αを１８°と設定すると、安定してＪＩＳの規定を満たすクリンチ形状２３が形成できた。

【0071】

図１３は、角度を２３°の設定とした実験結果を示す図である。図１３に示す実験結果は、角度αを２３°と設定し、かつ、木材１０１を図８等の実験と同様の組み合わせで行った結果である。評価項目は、角度αを２３°の設定とした実験と同様である。

【0072】

角度αを２３°と設定した場合も、ＪＩＳの規定を満たすクリンチ形状２３が形成できた。ただし、ばらつきが生じる結果であった。

【0073】

以上の実験結果をまとめると、下記のような結果である。

【0074】

図１４は、角度ごとの実験結果のまとめを示す図である。図示するように、釘打ち機１００は、角度αを「８°」、「１３°」、「１５°」、「１８°」、又は、「２３°」に設定して釘２４を打つと、ＪＩＳの規定を満たすクリンチ形状２３が形成できる、すなわち、釘を打ち曲げることができる。

【0075】

特に、角度αを「１３°」、「１５°」、又は、「１８°」のように、「１５°±５°」程度にすると、釘打ち機１００は、より安定してＪＩＳの規定を満たすクリンチ形状２３が形成できる。

【0076】

ゆえに、角度αは、木材の厚みによって変更するのが望ましい。特に、木材１０１の厚みが厚いと、角度αは小さい（すなわち、「０°」に近い値である。）のが望ましい。

【0077】

厚みが厚い木材１０１に対して、角度αが大きいと、釘２４の先端部が十分に突き出ない場合がある。

【0078】

ＪＩＳの規定する長さを満たすクリンチ形状２３を形成するのに、釘打ち機１００は、釘２４の先端部が木材１０１から突き出る角度αで打つ設定とする。そして、角度αの上限値は、釘２４の長さ寸法によって異なる。以下、木材の厚みを２０ｍｍとして説明する。

【0079】

釘２４の寸法が４５ｍｍ（ＪＩＳ Ａ ５５０８：２００９における「Ｎ４５」等である。）の場合には、角度αは、「６２°」以下の値に設定される。

【0080】

釘２４の寸法が３２ｍｍ（ＪＩＳ Ａ ５５０８：２００９における「Ｎ３２」等である。）の場合には、角度αは、「４７°」以下の値に設定される。

【0081】

このように、角度αは、釘２４の種類等に応じて変更されるのが望ましい。

【0082】

したがって、厚みが厚い木材１０１を対象とする、又は、短い釘２４を用いる等の場合には、角度αが小さく設定されるのが望ましい。ゆえに、角度αが厚み等に応じて事前に複数設定され、厚み等が変わると、最適な角度αに変更できるボタン等の操作装置があるのが望ましい。このように、厚み、又は、釘２４の種類等に応じた角度αが設定されると、釘打ち機１００は、クリンチ形状２３を形成する作業等を経なくとも、より安定してＪＩＳの規定を満たすクリンチ形状２３が形成できる。

【0083】

［ガイド部２０３の構成］
ガイド部２０３は、木材１０１を押し当てると、釘２４が外れない構成が望ましい。

【0084】

図１５は、ガイド部と釘が打たれる位置の関係を示す図である。ガイド部２０３は、図１５に示すように、木材１０１を押し当てると（図１５では、矢印で示す方向、すなわち、図２において上へ向かう方向である。）、釘２４が木材１０１の端部から２ｃｍより内側となる位置へガイドする位置関係であるのが望ましい。一方で、木材１０１は寸法が変化し、かつ、釘２４を長手方向へ複数打つため、ガイド部２０３は、柱状であるのが望ましい。このように、柱状であると、木材１０１を押し当てて釘２４をガイドし、かつ、木材１０１を長手方向に搬送しやすい。

【0085】

図１５では、木材１０１の端部から２ｃｍより内側となる領域を「内側領域３０」で示す。ガイド部２０３は、釘２４が内側領域３０に打たれる、すなわち、所定範囲内に釘２４打たれるように、ガイドする。内側領域３０に釘２４が打たれる、すなわち、木材１０１の端部に釘２４が打たれないようにすると、以下のような現象を防げる。

【0086】

図１６は、木材が割れた例を示す図である。図１６に示すように、木材１０１の端部に釘２４が打たれると、木材１０１が割れてしまう場合がある。一方で、内側領域３０に釘２４が打たれると、木材１０１が割れるのを少なくできる。また、このように、釘２４が飛び出していると、安全上も問題が起きやすい。ゆえに、釘２４が飛び出すのを防ぎ、安全性も高めることができる。

【0087】

図１７は、木材に釘を打った実験結果を示す図である。図１７（Ａ）は、第１面を示す図である。一方で、図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）から釘２４を打った場合の第２面を示す図である。図１７（Ａ）及び（Ｂ）では、釘２４の表裏の関係を矢印で示す。

【0088】

第１釘３１は、木材１０１の端部から２ｃｍの位置、すなわち、内側領域３０より外側に打った釘である。

【0089】

第２釘３２は、木材１０１の端部から３ｃｍの位置、すなわち、内側領域３０より内側に打った釘である。

【0090】

第３釘３３は、木材１０１の端部から３．５ｃｍの位置、すなわち、内側領域３０より内側に打った釘である。

【0091】

図１７（Ｂ）が示すように、第１釘３１は、木材１０１から釘２４が飛び出てしまう。一方で、第２釘３２、及び、第３釘３３は、ＪＩＳの規定を満たすクリンチ形状２３が形成できた。

【0092】

ガイド部２０３は、角度αが変わる、又は、木材１０１の種類が変わると、位置が連動して変わる機構等でもよい。すなわち、角度αが変わる、又は、木材１０１の種類が変わると、内側領域３０の範囲も変わる。ゆえに、ガイド部２０３は、角度α、又は、木材１０１の種類等に応じて、Ｙ方向の位置を変更、又は、変形できるのが望ましい。

【0093】

以上のように、ガイド部２０３に木材１０１を押し当てれば、釘２４が内側領域３０内に打たれるようにすると、ユーザは、木材１０１をＹ方向において、位置を調整する等の手間を減らすことができる。そのため、ユーザは、釘打ちの作業を効率良くできる。

【0094】

［変形例］
図１８は、変形例を示す図である。図１８は、４つの釘２４を打つ例である。このように、長手方向に複数の釘２４を打つ場合には、ヘッド部２０１は、釘２４が短手方向において中心が交互にずれる位置に釘２４を打つ、すなわち、釘２４一直線上に並ばないように打つのが望ましい。

【0095】

釘２４が短手方向において中心が交互にずれると、強度を強くできる。

【0096】

具体的には、ヘッド部２０１が複数の釘２４を一度に打つ構成では、ヘッド部２０１は、各々の釘２４が短手方向において中心が異なる位置となるように打つ。

【0097】

また、ヘッド部２０１が釘２４を１つずつ打つ場合には、１つ前に打った位置とは短手方向において中心が異なる位置となるように打つ。

【0098】

例えば、釘打ち機１００は、木材１０１を短手方向に動かす機構等を備える。又は、釘打ち機１００は、釘２４を打つごとに、第１軸Ｘ１を中心にして、ヘッド部２０１を回転させる。このような構成があると、釘打ち機１００は、複数の釘２４を短手方向において中心が交互にずれる位置に打つことができる。

【0099】

なお、釘打ち機１００は、上記の構成以外の構成によって、複数の釘２４を短手方向において中心が交互にずれるように打ってもよい。

【0100】

複数の釘２４を打つ場合には、釘２４ごと、すなわち、釘２４を打つたびに角度を変更し、かつ、釘２４を打つ位置が長手方向で所定間隔ごととなるように変更する変更部が更に備わる構成が望ましい。釘２４は、様々な角度で打たれると、それぞれのクリンチ形状２３が角度に応じて様々な方向へ延びる。このように、クリンチ形状２３が様々な方向へ延びていると、色々な方向から力が加わっても釘２４が抜けにくく、木箱が力に耐えやすい。

【0101】

また、長手方向に木材１０１が所定間隔分、送られるのを検出すると、釘打ち機１００は、釘２４を打つ。このように打つと、釘２４が干渉して打たれるのを防げる。なお、所定間隔は、釘２４の長さ等で定まる。

【0102】

図１９は、釘打ち配置の変形例を示す図である。例えば、図１９（Ａ）、及び、図１８（Ｂ）に示すように、４枚以上の木材１０１を組み合わせて枠３００を構成する場合がある。枠３００は、木箱１１の一部を構成する。

【0103】

枠３００において、釘打ち機１００は、四隅３０１には、５点以上の釘２４を打つのが望ましい。四隅３０１は、２枚以上の木材１０１が重なる位置であり、かつ、木材１０１の端部から、端部を含む所定距離内の範囲である。以下、４つの四隅３０１のうち、図において右上にある四隅３０１を例に説明する。

【0104】

図１９（Ｃ）は、四隅３０１の拡大図である。釘打ち機１００は、四隅３０１であると、第１点３１１、第２点３１２、第３点３１３、第４点３１４、及び、第５点３１５の５点に釘２４を打つ。

【0105】

なお、第１点３１１、第２点３１２、第３点３１３、第４点３１４、及び、第５点３１５には、釘打ち機１００は、同時に複数の釘２４を打ってもよいし、又は、順に釘２４を打ってもよい。したがって、釘打ち機１００は、事前に５点配置を構成する各々の釘２４の位置関係を設定し、四隅３０１と判断すると、設定されている５点に釘２４を打つ。

【0106】

釘打ち機１００は、図１９（Ｃ）に示すように、第１点３１１、第２点３１２、第３点３１３、第４点３１４、及び、第５点３１５の各々の位置に釘２４を打つ（以下「５点配置」という。）のが望ましい。なお、５点配置は、以下に説明する５点を含めば、６点以上に釘２４を打つでもよい。

【0107】

５点配置は、まず、５点のうち、第２点３１２、第３点３１３、第４点３１４、及び、第５点３１５が四角形を形成する。そして、四角形の内側に第１点３１１が配置する。

【0108】

図１９に示す例では、第２点３１２、第３点３１３、第４点３１４、及び、第５点３１５は、正方形を形成する。そして、四角形の対角線の交点に第１点３１１が位置する。そのため、図１９（Ｃ）は、第１点３１１を中心に、第２点３１２、第３点３１３、第４点３１４、及び、第５点３１５が点対称となる位置関係となる。

【0109】

なお、５点配置は、図１９（Ｃ）に示す位置関係に限られない。例えば、４点で形成する四角形は、正方形以外の形状でもよい。また、第１点３１１は、対角線の交点から外れていてもよい。

【0110】

四隅３０１は、他の箇所より強度が求められる場合が多い位置である。そのため、釘打ち機１００は、四隅３０１には５点配置で釘２４を打つのが望ましい。５点配置で釘２４を打つと、四隅３０１で木材１０１が外れにくくでき、強度を高めることができる。

【0111】

なお、釘打ち機１００は、カメラ等のセンサで四隅３０１であるか否かを判断して、四隅３０１であると、釘２４の打ち方を５点配置に切り替えてもよい。又は、釘打ち機１００は、ユーザがスイッチを押すと釘２４の打ち方を５点配置に切り替えてもよい。

【0112】

なお、釘打ち機１００は、クリンチ形状２３にしない設定ができてもよい。すなわち、釘打ち機１００は、クリンチ形状２３を形成する打ち方にするか、又は、クリンチ形状２３にしない打ち方にするかを切り替えるクリンチ切替部があるのが望ましい。そして、クリンチ形状２３にしない設定であると、釘打ち機１００は、釘２４を弱く打つ等の調整をする。このような切り替えができると、釘打ち機１００は、木製パレットを作ることもできる。

【0113】

［輸送包装に用いる木箱を構成する木材について］
木材１０１は、ポプラ、もみ、とど松、杉、えぞ松、ラジアタ松、赤ラワン、つが、ひのき、米つが、から松、米松、黒松、赤松、ぶな、シベリアから松、アピトン、又は、単板積層材の日本農林規格（ＪＡＳ、Ｊａｐａｎｅｓｅ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｓｔａｎｄａｒｄ）で規定された構造用単板積層材のうち、２つ以上の部材の組み合わせ（同一の種類でもよい。）である。

【0114】

輸送包装に用いる木箱、及び、木材１０１は、ＪＩＳ Ｚ １４０２：２０２０、及び、木材１０１は、建築用に用いる木材とは異なり、寸法等にばらつきが大きい。具体的には、ＪＩＳ Ｚ １４０２：２０２０ 表３に規定する呼び寸法が示すように、木材１０１は、同じ呼び寸法であっても、建築用に用いる木材と比較して寸法に幅がある。

【0115】

また、ＪＩＳ Ｚ １４０２：２０２０ ６．１に、含水量が２０％と規定されており、ある程度、木材１０１が水分を含む場合を許容する。ゆえに、木材１０１は、水分等により、寸法が変化する場合がある。

【0116】

したがって、建築用に用いる木材と比較して、輸送包装に用いる木箱用の木材１０１は、同じ呼び寸法の木材１０１であっても寸法がばらつくため、寸法のばらつきを考慮して釘２４を打つことになる。すなわち、建築用に用いる木材用の釘打ちを行う装置は、輸送包装に用いる木箱用の木材１０１を対象にすると、寸法のばらつきに対応できず、釘２４を打てない場合がある。

【0117】

［まとめ］
釘打ち機１００は、調整部２０２により、木材１０１の垂直方向に対して傾いた角度にする。このように、木材１０１に対し、ヘッド部２０１が傾いた角度であり、かつ、金属製の台座部２０４の組み合わせで釘２４を返す構成で、輸送包装に用いる木箱を構成する木材１０１に対して打つ釘２４をＪＩＳの規定を満たす程度に打ち曲げることができる。

【0118】

さらに、本実施形態であれば、釘２４を打つ工程のとは別にクリンチ形状２３を作る工程等が不要であり、作業を効率化できる。

【0119】

また、ガイド部２０３によるガイドにより、木材１０１がガイド部２０３に接していれば、釘２４が所定範囲内に打たれる。このため、作業者は木材１０１をガイド部２０３に突き当てれば、釘２４が端部に打たれてしまうのを防げる。そのため、釘２４が打たれる位置を調整するといった位置合わせ等の作業を省略して作業効率を高くし、かつ、釘２４を打ち曲げる成功率を高くできる。ゆえに、不良を少なくして、品質の良い木箱を製造できる。

【0120】

例えば、ヘッド部２０１が木材１０１の垂直方向に対して傾きがなく、木材１０１の垂直方向と一致、すなわち、ヘッド部２０１が木材１０１の垂直であると、釘２４は、打たれた方向へ戻る場合が多い。そのため、釘２４は、打ち曲げられず、ＪＩＳの規定を満たすクリンチ形状２３とならない。

【0121】

ヘッド部２０１に傾きがないと、台座部２０４は、打たれた釘２４をそのまま垂直方向へはね返すため、釘２４が水平方向（図１等におけるＸ―Ｙ平面方向をいう。）に向かわず、クリンチ形状２３の長さがＪＩＳの規定を満たす程度に曲がらない場合が多い。そして、クリンチ形状２３の長さが短いと、引っ掛かりがないため、重量のある貨物等で強い力がかかると、釘２４が抜けやすい。また、硬度の高い台座部２０４と組み合わせないと、釘２４がはね返らないため、釘２４が曲がらず、クリンチ形状２３の長さが短くなりやすい。

【0122】

このように、ＪＩＳの規定を満たさないクリンチ形状２３であると、釘２４が抜けやすく、輸送中等に木箱が崩れる等の可能性がある。すなわち、輸送包装用の木箱としての品質が悪く、釘打ちの不良となる。そして、失敗が多いと、木材１０１を無駄に使用する。又は、ＪＩＳの規定を満たさないクリンチ形状２３であると、ＪＩＳの規定を満たすクリンチ形状２３とする作業者による作業を要し、作業効率が悪い。

【0123】

また、輸送包装用の木材１０１は、建築用等の材料、又は、アクリル材と比較すると、寸法のばらつきが大きい、及び、水分等の使用環境が厳しい。そのため、建築用等の釘を打つ装置では、寸法の変動等に対応できず、木材１０１が装置内に入らない等により、木材１０１に対して釘が打てない場合もある。

【0124】

［ＳＤＧｓへの貢献］
持続可能な開発目標（Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｇｏａｌｓ、持続可能な開発のための２０３０アジェンダ、平成２７（２０１５）年９月２５日国連サミット採択、以下「ＳＤＧｓ」という。）の推進に向けた取り組みが行われている。具体的には、気候変動への対策等のため、木材の使用を削減して環境を保護する技術が知られている。

【0125】

本発明は、ＳＤＧｓにおける課題「１３」及び「１５」等に貢献する効果を奏する。具体的には、本発明は、輸送包装に用いる木箱を製造する上で木材を効率的に使用するのに貢献する。すなわち、本発明は、釘打ちの失敗により木材が無駄に廃棄されるのを防ぎ、木材を効率的に使用できる効果を奏する。この効果により、森林資源等の環境保護に貢献する。

【0126】

［その他の実施形態］
なお、各構成は、一体でなくともよい。すなわち、各装置は、複数の装置を組み合わせた構成でもよい。

【0127】

釘打ち機１００は、他の装置、又は、機械システムに組み込まれてもよい。

【0128】

なお、本発明は、上記に例示する各実施形態に限定されない。したがって、本発明は、技術的な要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の追加、又は、変形が可能である。ゆえに、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項のすべてが本発明の対象となる。なお、上記に例示する実施形態は、実施において好適な具体例である。そして、当業者であれば、開示した内容から様々な変形例を実現で可能であって、このような変形例は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0129】

１０ ：回転中心
１１ ：木箱
１２ ：貨物
２１ ：第１面
２２ ：第２面
２３ ：クリンチ形状
２４ ：釘
２５ ：節
３０ ：内側領域
１００ ：釘打ち機
１０１ ：木材
２０１ ：ヘッド部
２０２ ：調整部
２０３ ：ガイド部
２０４ ：台座部
２０５ ：操作部
Ｘ１ ：第１軸
Ｘ２ ：第２軸
Ｘ３ ：第３軸
α ：角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【手続補正書】

【提出日】2022-03-30

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

輸送包装に用いる木箱を構成する木材に対して釘を打つ釘打ち機であって、
前記木材に対して前記釘を打つヘッド部と、
前記釘が打たれる前記木材の第１面と対向する第２面で接し、かつ、一定以上の硬度である台座部と、
前記ヘッド部、又は、前記木材の姿勢を変化させて、前記木材の長手方向となる第１軸、又は、前記木材の短手方向である第２軸において、前記第１面の垂直方向に対し傾いた角度で前記第１面に前記釘を打つように前記ヘッド部を前記第２軸を中心に回転、又は、前記台座部を回転させて調整する調整部と、
前記木材と接していると、前記釘が前記木材の端部から２ｃｍより内側となる位置へガイドするガイド部と
を備え、
前記木材は、ＪＩＳ Ｚ １４０２：２０２０に規定された木材であり、
前記台座部による打ち曲げで前記釘の先端部に０．３ｃｍ以上のクリンチを形成し、
前記角度は、８°乃至２３°であって、
前記調整部は、
前記厚みが厚い、又は、前記釘が短いと、前記角度を小さくし、
前記ヘッド部は、
前記長手方向に複数の前記釘を打ち、かつ、複数の前記釘が前記短手方向において交互にずれる位置に前記釘を打ち、
前記長手方向に所定間隔分送られるごとに打つ前記釘について、前記釘を打つごとに前記角度を変更する
釘打ち機。

【請求項2】

足での操作を受け付けて、前記ヘッド部に前記釘を打たせる操作部を更に備える
請求項１に記載の釘打ち機。

【請求項3】

前記角度は、１３°乃至１８°である
請求項１又は２に記載の釘打ち機。

【請求項4】

前記調整部は、前記角度を前記木材の厚み、前記木材の種類、又は、節の有無によって変更し、
前記厚みが厚いと、前記角度を小さくする
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の釘打ち機。

【請求項5】

前記調整部は、
前記台座部、前記ヘッド部を前記第２軸を中心に回転、又は、これら両方を回転させる機構を備える
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の釘打ち機。

【請求項6】

前記角度は、前記垂直方向となる第３軸に対する角度を含み、
前記第１面は、前記木材の上面であり、かつ、前記第２面は、前記木材の底面であり、
前記第１軸は、ピッチ軸であり、かつ、前記第２軸は、ロール軸であり、
前記調整部は、前記ヘッド部を前記第２軸を中心に回転、又は、前記台座部を回転させる１自由度以上の機構を有し、
前記ガイド部は、前記ヘッド部を支える支柱であり、前記ガイド部に前記木材が突き当てられると、前記釘が前記木材に当たる位置に前記木材が位置する
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の釘打ち機。

【請求項7】

前記木材を組み合わせて構成する枠に対して、前記釘を打つ場合において、
前記ヘッド部は、
前記枠の四隅であると判断すると、前記四隅に前記釘を５点以上打つ５点配置で前記釘を打つ
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の釘打ち機。

【請求項8】

クリンチ形状を形成するか、又は、クリンチ形状にしないかを切り替えるクリンチ切替部を更に備える
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の釘打ち機。