(57)【要約】【課題】加工対象の木材の圧縮前後における形状変化が大きい場合であっても、その木材に割れを生じさせることなく成形することが可能な加工装置を提供する。【解決手段】所定の方向に移動可能であり、外力によって変形する部分を有する上型枠３１（第１の型枠）と、この上型枠３１が移動すべき方向を案内するガイド枠５１と、上型枠３１との間で加工対象の木材を挟持して圧縮力を加える金属製の下型枠４１（第２の型枠）と、を備える。ガイド枠５１は、当該ガイド枠５１の本体部分を略錐台状に貫通することによって形成されたガイド部５２を有し、ガイド枠５１の開口面のうち面積が小さい方の開口面が、下型枠４１の開口面と同じ形状をなす。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象の木材を圧縮することによって前記木材を所定の３次元形状に加工する加工装置であって、
所定の方向に移動可能であり、外力によって変形する部分を有する第１の型枠と、
前記第１の型枠が移動すべき方向を案内するガイド枠と、
前記第１の型枠との間で前記木材を挟持して圧縮力を加える金属製の第２の型枠と、
を備えたことを特徴とする加工装置。
【請求項２】
前記第１の型枠は、
前記木材を圧縮する際に該木材の表面に当接し、この当接する表面の領域を該表面の中央部から周縁部へと徐々に広げながら圧縮力を加える突出部と、
前記木材を圧縮する際に該木材の端面に当接し、この当接する端面の肉厚方向と略直交する方向に圧縮力を加える端面押圧部と、
を備え、
前記突出部および前記端面押圧部は、粘性および弾性のうち少なくともいずれか一方の性質を有する材質から成ることを特徴とする請求項１記載の加工装置。
【請求項３】
前記第１の型枠は、
当該第１の型枠の本体部分の所定の外周方向に進退自在に突起して成り、前記木材を圧縮する際に該木材の端面に当接し、この当接する端面の肉厚方向と略直交する方向に圧縮力を加える端面押圧部を複数備えた金型であることを特徴とする請求項１記載の加工装置。
【請求項４】
前記端面押圧部は、
当該端面押圧部と前記第１の型枠の本体部分との間に設けられた弾性部材によって前記外周方向に付勢されて成ることを特徴とする請求項３記載の加工装置。
【請求項５】
前記ガイド枠は、
当該ガイド枠の本体部分を略錐台状に貫通することによって形成されたガイド部を有し、
前記ガイド部の端部に形成された開口面のうち面積が小さい方の開口面が、前記第２の型枠の開口面と同じ形状をなすことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の加工装置。
【請求項６】
前記ガイド枠は、
前記ガイド部の端部に形成された開口面のうち面積が大きい方の開口面から前記第１の型枠を挿入可能であることを特徴とする請求項５記載の加工装置。
【請求項７】
前記ガイド枠は、
前記第２の型枠と一体に形成されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木材を圧縮して所定の３次元形状に加工する加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自然素材である木材が注目されている。木材はさまざまな木目を有するため、原木から形取る箇所に応じて個体差が生じ、その個体差が製品ごとの個性となる。また、長期の使用によって生じる傷や色合いの変化自体も、独特の風合いとなって使用者に親しみを生じさせることがある。これらの理由により、合成樹脂や軽金属を用いた製品にはない、個性的で味わい深い製品を生み出すことのできる素材として木材が注目されており、その加工技術も飛躍的に進歩しつつある。
【０００３】
従来、かかる木材の加工技術として、吸水軟化した一枚の木材を圧縮し、その木材を圧縮方向と略平行に切断して板状の一次固定品を得た後、この一次固定品を加熱吸水させながら所定の３次元形状に成形する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。また、軟化処理した状態で圧縮した一枚の木材を仮固定し、この木材を型に入れて回復させることによって型成形する技術も知られている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００４】
【特許文献１】特許第３０７８４５２号公報
【特許文献２】特開平１１−７７６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の木材加工技術では、木材表面が所望の木目をなすように木目優先の形取りを行うと、その形状が型枠の形状から大きく逸脱してしまう場合があった。このような場合には、形取った木材の形状を大きく変形させなければならず、圧縮の際に木材に割れを生じやすかった。すなわち、圧縮による木材の形状変化が大きい場合には、その木材に割れを生じさせることなく成形することが困難であった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、木材の圧縮前後における形状変化が大きい場合であっても、その木材に割れを生じさせることなく成形することが可能な加工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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１記載の発明は、加工対象の木材を圧縮することによって前記木材を所定の３次元形状に加工する加工装置であって、所定の方向に移動可能であり、外力によって変形する部分を有する第１の型枠と、前記第１の型枠が移動すべき方向を案内するガイド枠と、前記第１の型枠との間で前記木材を挟持して圧縮力を加える金属製の第２の型枠と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第１の型枠は、前記木材を圧縮する際に該木材の表面に当接し、この当接する表面の領域を該表面の中央部から周縁部へと徐々に広げながら圧縮力を加える突出部と、前記木材を圧縮する際に該木材の端面に当接し、この当接する端面の肉厚方向と略直交する方向に圧縮力を加える端面押圧部と、を備え、前記突出部および前記端面押圧部は、粘性および弾性のうち少なくともいずれか一方の性質を有する材質から成ることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第１の型枠は、当該第１の型枠の本体部分の所定の外周方向に進退自在に突起して成り、前記木材を圧縮する際に該木材の端面に当接し、この当接する端面の肉厚方向と略直交する方向に圧縮力を加える端面押圧部を複数備えた金型であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記端面押圧部は、当該端面押圧部と前記第１の型枠の本体部分との間に設けられた弾性部材によって前記外周方向に付勢されて成ることを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項記載の発明において、前記ガイド枠は、当該ガイド枠の本体部分を略錐台状に貫通することによって形成されたガイド部を有し、前記ガイド部の端部に形成された開口面のうち面積が小さい方の開口面が、前記第２の型枠の開口面と同じ形状をなすことを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記ガイド枠は、前記ガイド部の端部に形成された開口面のうち面積が大きい方の開口面から前記第１の型枠を挿入可能であることを特徴とする。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項記載の発明において、前記ガイド枠は、前記第２の型枠と一体に形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る加工装置によれば、所定の方向に移動可能であり、外力によって変形する部分を有する第１の型枠と、前記第１の型枠が移動すべき方向を案内するガイド枠と、前記第１の型枠との間で加工対象の木材を挟持して圧縮力を加える金属製の第２の型枠と、を備えたことにより、木材の圧縮前後における形状変化が大きい場合であっても、その木材に割れを生じさせることなく成形することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以後、実施の形態と称する）を説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る加工装置によって形成された圧縮木製品の構成を模式的に示す斜視図である。また、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。これら二つの図に示す圧縮木製品１は、略長方形状の表面をなす主板部１ａと、この主板部１ａ表面の長手方向に略平行な２辺の各々から当該主板部１ａに対して所定の角度をなして延出する二つの側板部１ｂと、主板部１ａ表面の短手方向に略平行な２辺の各々からその主板部１ａに対して所定の角度をなして延出する二つの側板部１ｃとを備える。この圧縮木製品１の肉厚（ｒとする）はほぼ均一であり、その主板部１ａの表面は板目面をなす。なお、図１のＢ−Ｂ線断面は、寸法が異なる点を除いて、図２に示すＡ−Ａ線断面と略同形である。
【００１７】
次に、圧縮木製品１を形成するための木材の加工方法について説明する。以後の説明では、上述した形状を有する圧縮木製品１を形成する場合を説明するが、ここで説明する加工方法は、他の形状を有する圧縮木製品に対しても適用可能である。
【００１８】
まず、圧縮木製品１の原材料となる木材を原木から形取る。図３は、原木である無圧縮状態の無垢材から切削等によって形取った加工前の木材の構成を模式的に示す斜視図である。また、図４は、図３のＣ−Ｃ線断面図である。これらの図に示す木材１１は、成形後の圧縮木製品１（図１を参照）よりも椀状に近く、外側面１１ａおよび内側面１１ｂは、それぞれ滑らかな曲面をなしており、肉厚（ｒ0とする）はほぼ均一である。木材１１の外形は、平面視で（図４の上方から見て）、角が丸みを帯びた略長方形状をなしている。かかる木材１１は、後述する圧縮工程によって減少する分の容積を予め加えた容積を有する。なお、図３のＤ−Ｄ線断面は、寸法が異なる点を除いて、図４に示すＣ−Ｃ線断面と略同形をなす。
【００１９】
図５は、以上の構成を有する木材１１を形取る時の形取位置を模式的に示す図であり、より具体的には、図４に示す断面部分の無垢材からの形取位置を模式的に示す断面図である。圧縮木製品１の主板部１ａが図１に示すような板目面をなすためには、木材１１の表面が板目面をなすように無垢材から形取らなければならない。このため、無垢材１０から木材１１を形取る際には、図５に示すように木目１０Ｇの曲率よりも木材１１の側面の曲率の方が概ね大きくなるように形取る。この無垢材１０として、檜、檜葉、桐、杉、松、桜、欅、黒檀、竹、チーク、マホガニー、ローズウッドなどを用いることができる。
【００２０】
なお、木材１１は板目材以外でもよく、柾目材、追柾材、または木口材などでもよい。すなわち、加工対象の木材を無垢材１０からどのように形取るかは、その木材を用いて加工された結果物としての圧縮木製品の用途や、その圧縮木製品に要求される強度または美観など、各種条件を考慮して決定すればよい。
【００２１】
続いて、上記の如く形取った木材１１を圧縮する（圧縮工程）。この圧縮工程を行う前に、木材１１を高温高圧の水蒸気雰囲気中に所定時間放置する。ここでいう高温高圧とは、温度が１００〜２３０℃、より好ましくは１８０〜２３０℃程度であり、圧力が０.１〜３ＭＰａ（メガパスカル）、より好ましくは０.４５〜２.５ＭＰａ程度の状態を指す。これにより、木材１１は過剰に水分を吸収して軟化する。なお、上述した水蒸気雰囲気中で木材１１を放置する代わりに、例えば木材１１をマイクロウェーブの如き高周波の電磁波によって加熱してから圧縮を行ってもよい。
【００２２】
その後、前述した水蒸気雰囲気中で木材１１を圧縮する。図６は、この圧縮工程を行うための加工装置であって本実施の形態１に係る加工装置の要部の構成を示す斜視図である。同図に示す加工装置３は、加工対象の木材１１の上方から木材１１に対して圧縮力を加える上型枠３１（第１の型枠）と、木材１１の下方から木材１１に対して圧縮力を加える下型枠４１（第２の型枠）と、この下型枠４１の上面に固定的に配設され、上型枠３１が移動すべき方向を案内するガイド枠５１とを備える。
【００２３】
図７は、加工装置３の要部の構成を示すとともに木材１１の圧縮工程の概要を示す図であり、図６のＥ−Ｅ線断面を切断面としたときの縦断面図である。以下、図６および図７を用いて加工装置３の要部の構成を詳細に説明する。
【００２４】
まず、上型枠３１は、木材１１の表面の一つである内側面１１ｂに変形自在に当接するシリコンゴム等の材質（弾性体）から成るゴム型３２と、このゴム型３２の上端に接着されて鉛直方向上下に移動可能な略直方体状の可動金型３３とを備える。このうちゴム型３２は、下方に突出して木材１１の内側面１１ｂの少なくとも一部に当接する突出部３４と、木材１１の端面１１ｃを保持し、圧縮時にその端面１１ｃの肉厚方向と略直交する方向に圧縮力を加える端面押圧部３５とを有する。なお、図７では、木材１１の断面の上下が図４と逆転し、木材１１の内側面１１ｂの方が上方に位置している。
【００２５】
下型枠４１は、金属を用いて実現され、木材１１の外側面１１ａを嵌入する凹部４２を有する。この凹部４２の形状は、圧縮木製品１の主板部１ａの外側面の形状に一致している。
【００２６】
ガイド枠５１は、金属または硬質の樹脂を用いて形成される中空直方体形状をなす。この中空部分に面するガイド部５２は、ガイド枠５１本体部分をなす直方体の一組の対向する表面の一部を底面として略四角錐台状に貫通することによって形成される。このガイド部５２の端部に形成された開口面は、加工装置３を組み立てたときに鉛直上方に位置する開口面の方が面積が大きい。したがって、ガイド部５２が水平面と交差して形成される略長方形は鉛直下方に行くにしたがって小さくなっている。ガイド部５２の端部に形成された開口面のうち鉛直下方に位置する開口面は、下型枠４１の凹部４２上端の開口面と合同な略長方形をなし、それら互いに合同な開口面が重なり合うようにして組み立てられる。この意味では、ガイド枠５１を下型枠４１と一体に形成しても構わない。
【００２７】
木材１１を圧縮する際には、ガイド部５２の上端部に形成される開口面（面積が大きい方の開口面）から上型枠３１を挿入していく。前述したように、ガイド部５２が水平面と交差して形成される略長方形は、鉛直下方に行くにしたがって小さくなっているので、上型枠３１の外縁部は、下降していく途中でガイド部５２に当接し、その後はガイド部５２を摺動しながら所定の位置まで下降していく。
【００２８】
なお、図７に示す場合、ガイド部５２の傾斜角と凹部４２の上端付近の傾斜角とはほぼ一致しており、境界付近で滑らかに連なっているが、より一般的には、ガイド部５２下端の開口面と凹部４２上端の開口面とが同形をなし、その境界において段差が生じていなければよい。このように、貫通される中空部分の形状は変形すべき圧縮木製品の最終形状に依存しており、その最終形状に応じて、略多角錐台、略円錐台、または略楕円錐台を含む略錐台状をなす。
【００２９】
次に、上述した構成を有する加工装置３によって行う圧縮工程について、引き続き図７を参照して説明する。木材１１は、その端面１１ｃの外縁部がガイド部５２に当接して支持されることによって静止している。その後、上型枠３１を下降させていくと、まず突出部３４の下端部が木材１１の内側面１１ｂの中央部に当接する。図７に示す状態では、内側面１１ｂの形状と突出部３４の形状とは完全に一致しているわけではないので、内側面１１ｂの周縁部と突出部３４との間にも隙間が生じている。
【００３０】
図８は、図７に示す状態から上型枠３１を下降させている途中の状態を示す図である。この図８に示すように、上型枠３１を下降させることによってゴム型３２自体も可動金型３３と木材１１とによって押圧されて変形し、内側面１１ｂに当接する領域が木材１１の表面の中央部から周縁部へと徐々に広がっていく。同時に、ゴム型３２の端面押圧部３５は、端面１１ｃに当接してその端面１１ｃの肉厚方向と直交する方向に圧縮力を加える。この結果、木材１１の表面で圧縮力が作用する領域が上型枠３１の下降とともに広がっていき、外側面１１ａと下型枠４１との間の隙間、および内側面１１ｂとゴム型３２との間の隙間が変形に伴って徐々に減少していく。この際、木材１１の肉厚も、中央部付近の肉厚が薄くなるのを端緒として、徐々に周縁部の肉厚も薄くなっていき、やがて全体的に肉厚が薄くなっていく。
【００３１】
ところで、ゴム型３２の外縁部のガイド部５２に対する摺動を円滑に行わせるために、ガイド部５２の表面に予めテフロン（登録商標）等の素材をコーティングしておいてもよい。この場合には、木材１１もガイド部５２の表面を摺動しやすくなるため、木材１１が下降していくときに割れが発生するのをより確実に防止することができる。なお、ゴム型３２の外縁部にテフロン（登録商標）等の素材をコーティングしてもよい。
【００３２】
以上説明したように、外力によって変形自在なゴム型３２を上型枠３１に適用することにより、圧縮時のゴム型３２自身の変形によって木材１１の急激な変形を緩和することができる。また、端面押圧部３５が端面１１ｃを押圧することで、木材１１が肉厚方向と直交する方向に伸張するのを規制するため、木材１１の形状変化が大きい場合であっても、木材１１に引張力が作用することがなくなり、圧縮力のみによって木材１１を変形することができるので、木材１１に割れ等が生じるのを防ぐことが可能となる。
【００３３】
この後、ゴム型３２によって木材１１との隙間が完全に埋め尽くされ、木材１１に対して所定の圧縮力が加わる状態に達した時点で可動金型３３の下降を止める。図９は、圧縮工程において、木材１１の変形がほぼ完了した状態を示す図である。この図９に示す状態では、弾性体としてのゴム型３２が有する特性により、ゴム型３２から木材１１に対して、場所によらずに均一な圧縮力が作用する。この状態で所定時間経過させた後、上型枠３１と下型枠４１を離間させる。
【００３４】
続いて、上記圧縮工程と同様の水蒸気雰囲気中で、上型枠３１とは異なる整形用の金型（以後、整形金型と称する）を下降させ、下型枠４１との間で木材１１を挟持することによって整形を行う（整形工程）。図１０は、この整形工程における木材圧縮時の状況（木材１１の変形がほぼ完了した状態）を示す図であり、図７等と同じ切断面で見たときの縦断面図である。
【００３５】
この整形工程において、木材１１の上方から圧縮力を加える整形金型６１は、木材１１の内側面１１ｂに嵌合する形状をなす凸部６２を有する。この凸部６２は、圧縮木製品１の内側面の形状に正確に対応しており、木材１１の端面１１ｃの付近など、上記圧縮工程においてゴム型３２による圧縮が不十分であった箇所を整形可能な形状をなしている。図１０に示す圧縮状態で所定時間放置した後、下型枠４１と整形金型６１を離間して圧縮を解除し、上述した高温高圧の水蒸気雰囲気を解いて木材１１を乾燥させることにより、圧縮木製品１が完成する。
【００３６】
以上説明した加工方法によって得られる圧縮木製品１の肉厚ｒは、無垢材１０から形取った木材１１の圧縮前の肉厚ｒ0の３０〜５０％程度となる。換言すると、木材の圧縮率
（ｒ0−ｒ）／ｒ0は、０.５〜０.７程度となる。個々の工程における圧縮率は、木材１１の種類や圧縮木製品１の用途等の条件に応じて変更可能である。例えば、圧縮工程では肉厚をあまり変えないで形状のみを大きく変化させ、整形工程の方で肉厚方向の圧縮を主に行うようにしてもよい。
【００３７】
ところで、加工すべき圧縮木製品の形状や用途によっては、圧縮工程を終えた段階で所定の３次元形状が十分な精度で得られることもある。このような場合には、必ずしも整形工程を行う必要はない。
【００３８】
なお、上型枠３１または整形金型６１を下型枠４１に対して上下動させる際には、これらの上型枠３１または整形金型６１を電気的に駆動する駆動手段と、この駆動手段の駆動制御を行う制御手段とを加工装置３に具備させ、上型枠３１または整形金型６１を電気的に駆動して木材１１に加える圧縮力の制御を行うようにしてもよい。これに対して、上型枠３１または整形金型６１と下型枠４１とをねじで連結し、このねじを手動または自動で締めることによって上型枠３１または整形金型６１を下型枠４１に対して上下動させ、木材１１に加える圧縮力を制御するようにしてもよい。
【００３９】
また、整形工程として、加工対象の木材の表面を切削することによってその表面の形状を整形してもよい。かかる整形工程は、例えば圧縮工程後の状態において、木材の節の部分の肉厚が他の部分の肉厚よりも大きい状態で残っている場合、その木材の表面を平らに整形する場合などに好適である。
【００４０】
圧縮工程時における高温高圧の水蒸気雰囲気は、例えば圧力容器の内部で実現される。この場合、圧力容器の内部では限られた空間しか確保できないため、駆動側の型枠や金型のストロークを長く取ることができない。上述した上型枠３１の場合、ゴム型３２が変形する分だけ通常の金型よりもストロークを余分に取ることができるので、制限された空間内でも圧縮力を自在に加えることが可能となる。
【００４１】
以上説明した本発明の実施の形態１に係る加工装置によれば、木材に圧縮力を加えるため、木材との当接箇所がゴム型である上型枠と、前記上型枠の移動方向を案内するガイド枠と、前記上型枠との間で木材を挟持して圧縮力を加える下型枠と、を備えたことにより、木材の圧縮前後における形状変化が大きい場合であっても、その木材に割れを生じさせることなく成形することが可能となる。
【００４２】
また、本実施の形態１によれば、上型枠の木材と当接する面をゴム型とすることにより、そのゴム型が圧縮時に変形して木材表面に対して一様に圧縮力を加えることができるため、加工すべき木材の形状によらずにその木材の密度を一様にすることができ、圧縮後の木材に一様な強度を付与することが可能となる。
【００４３】
さらに、本実施の形態１によれば、圧縮工程によって少なくとも金型である下型枠に当接する表面の形状は正確に変形することができるので、圧縮木製品の一方の側面のみの形状精度が要求されている場合には、かかる圧縮工程で木材の加工を終了することもできる。したがって、圧縮木製品の用途や求められる美観等の条件に応じた多様な加工を行うことができる。
【００４４】
なお、弾性体であるゴム型を用いて上型枠を実現する代わりに、より一般の高分子ゲルを含む粘弾性体等から成る型を用いて上型枠を実現してもよい。すなわち、上型枠のうち加工対象の木材に当接する部分の材質として、粘性および弾性のうち少なくともいずれか一方を備えた材質を適用してもよい。
【００４５】
（実施の形態２）
図１１は、本発明の実施の形態２に係る加工装置の一部をなす上型枠（第１の型枠）の構成を示す斜視図である。また、図１２は、図１１のＦ−Ｆ線断面図である。これらの図に示す上型枠７１は、略直方体状をなす本体部７２と、この本体部７２側面の外周方向に進退自在に突起して成り、木材を圧縮する際に該木材の端面に当接し、この当接する端面の肉厚方向と略直交する方向に圧縮力を加える複数の端面押圧部７３とを備える。このうち本体部７２は、各端面押圧部７３を保持するために側面に穿設された保持部７４と、加工対象の木材の表面に当接して圧縮力を加える底面部７５とを有する。また、端面押圧部７３は、保持部７４に一端が固着されたばね等の弾性部材７６の他端に連結され、本体部７２側面の外周方向に付勢されている。
【００４６】
図１３は、本実施の形態２に係る加工装置要部の構成を示すとともに木材の圧縮工程の概要を示す図であり、上記実施の形態１の図７に相当する縦断面図である。この図１３に示す加工装置５は、上述した構成を有する上型枠７１と、下型枠４１と、ガイド枠５１とを備える。このうち、下型枠４１およびガイド枠５１の構成は、上記実施の形態１で説明した通りである。また、上型枠７１の駆動は、上述した上型枠３１の駆動と同様に行われる。なお、加工対象の木材１１は、上記実施の形態１と同様に無垢材５０から形取られ、圧縮に先立って、上述した高温高圧の水蒸気雰囲気中で所定時間放置され、軟化しているものとする。
【００４７】
上記同様の水蒸気雰囲気中において、加工装置５の上型枠７１が下降していくと、底面部７５の一部が木材１１の内側面１１ｂに当接し始める。具体的には、底面部７５のうち、湾曲した周縁部が内側面１１ｂの周縁部に当接する。また、端面１１ｃの一部（上端部付近）は、端面押圧部７３の底面に当接する。図１３に示す状態では、内側面１１ｂの形状と底面部７５の形状は一致していないので、内側面１１ｂの中央部と底面部７５の中央部との間や端面１１ｃと端面押圧部７３の底面との間に隙間が生じている。
【００４８】
図１４は、図１３に示す状態から上型枠７１を下降させている途中の状態を示す図である。図１３に示す状態から上型枠７１を下降させていくと、端面押圧部７３底面の外縁部がガイド部５２の表面に当接して抗力を受け、弾性部材７６の付勢力に抗して、端面押圧部７３は徐々に保持部７４内を本体部７２の重心方向に徐々に退避していく。この際、端面押圧部７３の下端は木材１１の端面１１ｃに当接し、この当接する端面１１ｃの肉厚方向と略直交する方向に圧縮力を加えるので、木材１１もその縁端部がガイド部５２の表面を摺動しつつ下降していきながら、徐々に変形していく。この過程では、底面部７５と木材１１の内側面１１ｂとの接触面積が増加していくとともに、端面押圧部７３の底面と端面１１ｃとの接触面積も増加していく。そして、図１４に示す状態、すなわち外側面１１ａの中心部付近が下型枠４１の凹部４２に当接する状態に達する。
【００４９】
この後、上型枠７１がさらに下降していくと、木材１１の表面で圧縮力が作用する領域が徐々に広がっていき、外側面１１ａと下型枠４１との間の隙間、および内側面１１ｂと上型枠７１との間の隙間がさらに減少していく。
【００５０】
図１５は、上型枠７１が最下点まで下降した結果、木材１１の変形がほぼ完了した状態を示す図である。同図に示す状態においては、端面押圧部７３の底面と端面１１ｃとが対向して隙間なく接している一方、底面部７５と内側面１１ｂも隙間なく接している。この状態を所定時間持続することにより、木材１１のうち、少なくとも端面押圧部７３と凹部４２との間で挟持された部分については、所定の形状に変形することができる。
【００５１】
なお、上述した圧縮工程後の端面１１ｃのうち、端面押圧部７３によって押圧されていない箇所は、端面押圧部７３によって押圧された箇所から逃げてくる木材成分の影響によって歪んだ形状をなしている場合もある。このような場合には、上記実施の形態１と同様に整形金型を用いて整形工程を行ってもよいし、切削等によって端面１１ｃの凹凸を均してもよい。
【００５２】
本実施の形態２では、上型枠７１および下型枠４１がともに金属製なので、端面押圧部７３の退避に伴う上型枠７１の変形を除けば、それらの型枠の表面形状が変わることはない。このため、圧縮による木材１１の割れを防止するには、木材成分の一部が開放された空間に逃げていくことができる自由度を残しておく必要がある。したがって、例えば加工後の圧縮木製品１で側板部１ｂと側板部１ｃとの境界となる箇所のように、二つの方向から圧縮によって逃げてくる木材成分が集まるような箇所には、圧縮工程時に端面押圧部７３による圧縮力が加わらないようにした方がより好ましい。このように、上型枠７１に設ける端面押圧部７３の個数、大きさ、設置位置等は、加工する木材１１の最終形状、すなわち圧縮木製品の形状に応じて適宜定めればよい。
【００５３】
以上説明した本発明の実施の形態２に係る加工装置によれば、木材に圧縮力を加えるため、外周方向に進退自在な複数の端面押圧部を有する金属製の上型枠と、前記上型枠の移動方向を案内するガイド枠と、前記上型枠との間で前記木材を挟持して圧縮力を加える下型枠と、を備えたことにより、上記実施の形態１と同様に、木材の圧縮前後における形状変化が大きい場合であっても、その木材に割れを生じさせることなく成形することが可能となる。
【００５４】
また、本実施の形態２によれば、上型枠も金属製であるため、この上型枠が木材に当接している部分についても、より高い形状精度で圧縮成形を行うことができる。
【００５５】
ここまで、本発明を実施するための最良の形態として実施の形態１および２を説明してきたが、本発明はそれら二つの実施の形態によってのみ限定されるべきではない。すなわち、本発明は、ここでは記載していないさまざまな実施の形態等を含みうるものであり、特許請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明に係る加工装置によって加工された圧縮木製品は、デジタルカメラ、携帯電話、ＰＨＳまたはＰＤＡ等の携帯型通信端末、携帯型オーディオ装置、ＩＣレコーダ、携帯型テレビ、携帯型ラジオ、各種家電製品のリモコン、デジタルビデオなどの外装材として適用することが可能である。この場合の圧縮木製品の肉厚は、１.６ｍｍ程度が好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る加工装置によって形成された圧縮木製品の構成を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】加工対象の木材の加工前の構成を示す斜視図である。
【図４】図３のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】加工対象の木材を無垢材から形取る状況を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る加工装置要部の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る加工装置を用いて行う圧縮工程において、上型枠が木材に当接し始めたときの状態を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る加工装置を用いて行う圧縮工程において、木材が変形している途中の状態を示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る加工装置を用いて行う圧縮工程において、木材の変形が完了した状態を示す断面図である。
【図１０】整形工程の概要を示す縦断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る加工装置の一部をなす上型枠（第１の型枠）の構成を示す斜視図である。
【図１２】図１１のＦ−Ｆ線断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係る加工装置要部の構成および該加工装置を用いて木材を圧縮する際に上型枠が木材に当接し始めたときの状態を示す断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態２に係る加工装置を用いて行う圧縮工程において、木材が変形している途中の状態を示す断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態２に係る加工装置を用いて行う圧縮工程において、木材の変形が完了した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  圧縮木製品
１ａ  主板部
１ｂ、１ｃ  側板部
３、５  加工装置
１０  無垢材
１０Ｇ  木目
１１  木材
１１ａ  外側面
１１ｂ  内側面
１１ｃ  端面
３１、７１  上型枠（第１の型枠）
３２  ゴム型
３３  可動金型
３４  突出部
３５、７３  端面押圧部
４１  下型枠（第２の型枠）
４２  凹部
５１  ガイド枠
５２  ガイド部
６１  整形金型
６２  凸部
７２  本体部
７４  保持部
７５  底面部
７６  弾性部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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