(57)【要約】【課題】木材の美観を損なうことなく容易に装着可能であり、その木材の変形を適確に抑制して形状を安定的に保持することができる形状保持部材および形状保持構造を提供する。【解決手段】所定の３次元形状をなす木材の周回して閉じた端面と略同形をなす当接面を有する主枠部と、前記主枠部の内周側の端部から前記当接面と略直交する方向に帯状に突出する突出片と、前記突出片の先端部を底面として前記主枠部の外周側に錐体状に突起する第１の突起部と、前記当接面と略直交する方向であって前記突出片が突出する方向に、前記突出片の基端部の近傍の前記当接面から各々錐体状に突起して成り、前記当接面に垂直であって前記突出片の先端部および前記第１の突起部の突起した頂点を通過する平面に対して対称な一対の第２の突起部と、を備える。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の３次元形状をなし、周回して閉じた端面を有する木材に装着されて前記木材の形状を保持する形状保持部材であって、
前記木材の端面と略同形をなす当接面を有する主枠部と、
前記主枠部の内周側の端部から前記当接面と略直交する方向に帯状に突出する突出片と、
前記突出片の先端部を底面として前記主枠部の外周側に錐体状に突起する第１の突起部と、
前記当接面と略直交する方向であって前記突出片が突出する方向に、前記突出片の基端部の近傍の前記当接面から各々錐体状に突起して成り、前記当接面に垂直であって前記突出片の先端部および前記第１の突起部の突起した頂点を通過する平面に対して対称な一対の第２の突起部と、
を備えたことを特徴とする形状保持部材。
【請求項２】
前記突出片、前記第１の突起部、および前記一対の第２の突起部から成る組を複数組備え、
この複数組には、当該形状保持部材の重心を通過するいずれかの平面に対して互いに対称な位置にある組の対が少なくとも一つ含まれることを特徴とする請求項１記載の形状保持部材。
【請求項３】
前記主枠部は、閉じた形状をなすことを特徴とする請求項１または２記載の形状保持部材。
【請求項４】
同じ組をなす前記第１の突起部および前記一対の第２の突起部の突起した頂点同士は、互いに等距離をなすことを特徴とする請求項２または３記載の形状保持部材。
【請求項５】
当該形状保持部材は、金属を含む材質から成ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の形状保持部材。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項記載の形状保持部材を、所定の３次元形状をなす木材に装着することによって構成される形状保持構造であって、
前記主枠部の当接面が前記木材の端面に当接し、前記第１の突起部が前記木材の内側面に嵌入され、前記第２の突起部が前記木材の端面に圧入されて成ることを特徴とする形状保持構造。
【請求項７】
前記木材は、圧縮成形されたことを特徴とする請求項６記載の形状保持構造。
【請求項８】
前記木材の肉厚方向への圧縮率が略一様であることを特徴とする請求項７記載の形状保持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の３次元形状をなす木材の形状を保持するための形状保持部材および形状保持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラや携帯電話などの電子機器を外装する筐体は、合成樹脂や金属などの素材から構成されることが多い。このような筐体に対しては、外力による変形を抑制し、その形状を保持するための形状保持部材が、ビス止めやカシメ等によって締結されている。
【０００３】
これに対し、木材を用いて筐体を形成する技術も注目されつつある。自然素材であ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。
【０００４】
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）。
【０００５】
【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】
【０００６】
上記の如く圧縮成形した木材（圧縮木材）に対し、ビス止めやカシメなどの締結法によって形状保持部材を装着する場合、木材に対してビスやカシメを挿通するためのボスやリブを設ける必要があるが、かかるボスやリブを木材の表面から突出させて形成し、この形成したボスやリブを他の箇所と同様に圧縮成形することは技術的に困難を伴うものであった。
【０００７】
また、形状保持部材を締結する箇所の木材の肉厚を他の箇所の肉厚よりも薄くする必要が生じる場合もあるが、肉厚が他と異なる部分は圧縮率の差によって色調も他の部分と異なったものになるため、圧縮後の木材の色合いが一様にならないという美観上の問題も生じていた。さらに、ビスやカシメによって形状保持部材を装着した場合には、ビスやカシメ自身が木材の表面に露出するため、せっかくの個性的な木目や美観を損なってしまう場合があった。
【０００８】
このように、圧縮木材を用いて筐体等を形成する場合には、ボスやリブによる締結を行わずにその圧縮木材に装着することができる形状保持部材が待望されていた。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、木材の美観を損なうことなく容易に装着可能であり、その木材の変形を適確に抑制して形状を安定的に保持することができる形状保持部材および形状保持構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、所定の３次元形状をなし、周回して閉じた端面を有する木材に装着されて前記木材の形状を保持する形状保持部材であって、前記木材の端面と略同形をなす当接面を有する主枠部と、前記主枠部の内周側の端部から前記当接面と略直交する方向に帯状に突出する突出片と、前記突出片の先端部を底面として前記主枠部の外周側に錐体状に突起する第１の突起部と、前記当接面と略直交する方向であって前記突出片が突出する方向に、前記突出片の基端部の近傍の前記当接面から各々錐体状に突起して成り、前記当接面に垂直であって前記突出片の先端部および前記第１の突起部の突起した頂点を通過する平面に対して対称な一対の第２の突起部と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記突出片、前記第１の突起部、および前記一対の第２の突起部から成る組を複数組備え、この複数組には、当該形状保持部材の重心を通過するいずれかの平面に対して互いに対称な位置にある組の対が少なくとも一つ含まれることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記主枠部は、閉じた形状をなすことを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項２または３記載の発明において、同じ組をなす前記第１の突起部および前記一対の第２の突起部の突起した頂点同士は、互いに等距離をなすことを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項記載の発明において、当該形状保持部材は、金属を含む材質から成ることを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか一項記載の形状保持部材を、所定の３次元形状をなす木材に装着することによって構成される形状保持構造であって、前記主枠部の当接面が前記木材の端面に当接し、前記第１の突起部が前記木材の内側面に嵌入され、前記第２の突起部が前記木材の端面に圧入されて成ることを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記木材は、圧縮成形されたことを特徴とする。
【００１７】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、前記木材の肉厚方向への圧縮率が略一様であることを特徴とする。
【００１８】
ここでいう圧縮率とは、圧縮による木材の肉厚の減少分とその木材の圧縮前の肉厚との比を意味する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、所定の３次元形状をなす木材の周回して閉じた端面と略同形をなす当接面を有する主枠部と、前記主枠部の内周側の端部から前記当接面と略直交する方向に帯状に突出する突出片と、前記突出片の先端部を底面として前記主枠部の外周側に錐体状に突起する第１の突起部と、前記当接面と略直交する方向であって前記突出片が突出する方向に、前記突出片の基端部の近傍の前記当接面から各々錐体状に突起して成り、前記当接面に垂直であって前記突出片の先端部および前記第１の突起部の突起した頂点を通過する平面に対して対称な一対の第２の突起部と、を備えることにより、木材の美観を損なうことなく容易に装着可能であり、その木材の変形を適確に抑制して形状を安定的に保持することができる形状保持部材および形状保持構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。
【００２１】
図１は、本発明の一実施の形態に係る形状保持部材を圧縮成形された木材（圧縮木材）に装着して成る圧縮木製品の構成を示す斜視図である。図２は、図１に示す圧縮木製品のうち、圧縮木材によって形成された木材部のみの構成を示す斜視図である。図１に示す圧縮木製品１は、略椀状をなす木材部２（木材）と、この木材部２に装着される金属製の形状保持部材３とを備える。図３は、図１の圧縮木製品１の底面側から見た分解斜視図である。これらの図１〜図３を用いて、木材部２および形状保持部材３の構成を説明する。
【００２２】
まず、木材部２は、略長方形状の表面をなす主板部２ａと、この主板部２ａ表面の長手方向に略平行な２辺の各々からその主板部２ａに対して所定の角度をなして延出する二つの側板部２ｂと、主板部２ａ表面の短手方向に略平行な２辺の各々からその主板部２ａに対して所定の角度をなして延出する二つの側板部２ｃと、周回して閉じた端面２ｄとを有する。この木材部２は、後述するように、無圧縮状態の無垢材を圧縮することによって成形される。この無垢材として、檜、檜葉、桐、杉、松、桜、欅、黒檀、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。
【００２３】
なお、図１〜図３では、木材部２の木目を省略して記載しているが、これは、本実施の形態が木材部２の木目によらずに実施可能なためである。したがって、木材部２の原材料を無垢材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木材部２の用途や、その木材部２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く、柾目材、板目材、追柾材、木口材等の中から最適なものを選択することができる。
【００２４】
次に、形状保持部材３の構成を説明する。形状保持部材３は、木材部２の端面２ｄと略同形をなしてその端面２ｄに当接する当接面３６を有する主枠部３１と、この主枠部３１の内縁部から主枠部３１の当接面３６と略直交する方向に延出し、形状保持部材３を木材部２に装着する際のガイドとしての機能を有するガイド部３２とを備える。
【００２５】
また、形状保持部材３には、この実施の形態に係る形状保持構造を構成するための部位が設けられている。図４は、かかる形状保持構造を形成する部位の構成を示す拡大斜視図である。また、図５は、この実施の形態に係る形状保持構造の構成を示す図であり、図１のＡ−Ａ線断面図である。これらの図４および図５に示すように、形状保持部材３は、ガイド部３２の端部から主枠部３１の当接面３６と直交する方向に帯状に突出する突出片３３と、この突出片３３の先端部を底面として主枠部３１の外周側に三角錐状に突起する突起部３４（第１の突起部）と、突出片３３の基端部の近傍に設けられ、当接面３６からガイド部３２の突出方向に円錐状に突出する二つの突起部３５（第２の突起部）とを備える。
【００２６】
このうち、突起部３４は、側板部２ｂまたは２ｃの内側面に嵌入され、主枠部３１が木材部２の端面２ｄから外れるのを防止する機能（抜止機能）を有する。また、二つの突起部３５は、当接面３６に垂直であって突出片３３の先端部および突起部３４の突起した頂点を通過する平面に対して対称な位置に設けられて対をなし、木材部２の端面２ｄに圧入される。この一対の突起部３５は、例えば主板部２ａの底面からその主板部２ａの肉厚方向に略平行な向き（図５で鉛直方向上向き）の力が作用したときに、側板部２ｂおよび２ｃが外周側に過度に開いて変形するのを抑制する機能を有する。
【００２７】
形状保持部材３には、上述した構成を有する突出片３３、突起部３４、および一対の突起部３５から成る組が複数組（図３に示す場合には６組）設けられている。より具体的には、主枠部３１のなす略長方形の各長辺に等間隔に２組ずつ、各短辺に１組ずつ設けられている。このため、形状保持部材３は、自身の重心を通過する平面のうち長辺に平行であって短辺と直交する平面に対して対称であるとともに、自身の重心を通過する平面のうち長辺と直交し短辺に平行な平面に対しても対称である。このような対称性を形状保持部材３が具備することにより、木材部２の形状をより安定的に保持することができる。
【００２８】
なお、圧縮木製品１の形状安定性を高める上では、同じ組をなす突起部３４および一対の突起部３５の突起した頂点同士が互いに等距離をなしていればより好ましい。また、突起部３４の形状は三角錐以外の錐体（円錐、多角錐等）であってもよく、突起部３５の形状も円錐以外の錐体（多角錐等）であってもよい。さらに、本実施の形態に係る形状保持部材の場合、より一般的には、突出片３３、突起部３４、および一対の突起部３５から成る複数組の中に、当該形状保持部材の重心を通過するいずれかの平面に対して互いに対称な位置にある組の対（ペア）が少なくとも一つ含まれていればよい。
【００２９】
以上の構成を有する形状保持部材３は、木材部２よりも顕著に硬質な素材から形成すればよく、金属以外にも、例えばポリイミドに代表されるスーパーエンジニアリングプラスチック（スーパーエンプラ）などから形成してもよい。
【００３０】
ここで、木材部２の加工方法について説明する。まず、無圧縮状態の無垢材から所定の形状をなす木材を切削等によって形取る。この際には、形取る木材の容積が、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分の容積となるようにする。なお、無垢材から木材を形取る際には、木材を平板状に形取ってもよい。
【００３１】
その後、無垢材から形取った木材を高温高圧の水蒸気雰囲気中で所定時間放置することによって木材に水分を過剰に吸収させて軟化させる。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。なお、上述した水蒸気雰囲気中で木材２１を放置する代わりに、例えば木材２１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もよい。
【００３２】
続いて、軟化した木材を同じ水蒸気雰囲気中で圧縮する。図６は、この圧縮工程の概要を示す説明図である。同図においては、形取った木材２１を一対の金型１１および１２によって挟持して圧縮力を加える場合を示している。圧縮時に木材２１の上方から圧縮力を加える金型１１は、木材２１の内側面に嵌合する形状をなす凸部１１１を有する。木材２１の主板部２１ａから側板部２１ｂに立ち上がって湾曲する曲面２１ａｂの内側面の曲率半径をＲＩとし、凸部１１１のうち圧縮時に曲面２１ａｂに当接する曲面の曲率半径をＲＡとすると、木材２１を適切に圧縮するためには、その二つの曲率半径がＲＩ＞ＲＡという関係を満たさなければならない（換言すれば、この関係を満たすように木材２１の形取りおよび凸部１１１の設計が行われる）。
【００３３】
これに対して、圧縮時に木材２１の下方から圧縮力を加える金型１２は、木材２１の外側面を嵌入する凹部１２１を有する。木材２１の主板部２１ａから側板部２１ｂに立ち上がって湾曲する曲面２１ａｂの外側面の曲率半径をＲＯとし、凹部１２１のうち圧縮時に曲面２１ａｂの外側面に当接する曲面の曲率半径をＲＢとすると、木材２１を適切に圧縮するためには、その二つの曲率半径がＲＯ＞ＲＢという関係を満たさなければならない（換言すれば、この関係を満たすように木材２１の形取りおよび凹部１２１の設計が行われる）。
【００３４】
なお、この実施の形態においては、木材２１の各部分の肉厚方向への圧縮率（圧縮による木材の肉厚の減少分とその木材の圧縮前の肉厚との比）が略一様となるように金型１１および１２が形成されている。これにより、圧縮後に得られる木材部２の色合いを一様にすることができる。
【００３５】
図７は、軟化した木材２１を所定の位置に配置した後、金型１１および１２によって木材２１を挟持、圧縮している状態を示す図である。この図７においては、木材２１が金型１１と金型１２の隙間に相当する３次元形状への変形がほぼ完了した状態で圧縮力を受けている場合を示している。図７に示す圧縮状態で所定時間放置した後、金型１１と金型１２を離間させて圧縮を解除し、上述した高温高圧の水蒸気雰囲気を解いて木材２１を乾燥させることにより、木材部２が完成する。以上説明した圧縮工程を行った結果、木材部２の肉厚は略均一であり、圧縮工程を行う前の木材２１の肉厚の３０〜５０％程度となる。
【００３６】
一般に、木材２１は圧縮前の肉厚の２０％程度まで圧縮することができるが、この実施の形態においては木材２１をその限界値まで圧縮しない。このため、完成品である木材部２には、その内部に依然として隙間が存在している。この隙間が存在する結果、突起部３４を嵌入したり突起部３５を圧入したりしても木材部２の外観が膨らんだりして変化することがない。
【００３７】
次に、形状保持部材３を木材部２に装着する工程の概要を説明する。図８および図９は、突起部３４の木材部２への嵌入および突起部３５の木材部２への圧入を模式的に示す図であり、図５と同じ切断面で見た部分拡大断面図である。まず、突起部３５を端面２ｄに圧入する。この際には、図８に示すように、突起部３４の三角錐の頂点は側板部２ｂに未だ嵌め入れられていないため、突出片３３は側板部２ｂから遠ざかるように撓んでいる。したがって、図８に示す状態では、突起部３５も端面２ｄに完全に圧入されていない。
【００３８】
その後、主枠部３１を端面２ｄの方向に押圧して突起部３５を側板部２ｂにさらに圧入する一方、突起部３４の底面付近を側板部２ｂの方向に押圧して突起部３４を側板部２ｂの内側面に嵌入することにより、図９に示す状態すなわち組をなす突起部３４および一対の突起部３５の装着が完了した状態に達する。
【００３９】
以上のようにして一つの組をなす突起部３４および一対の突起部３５が側板部２ｂに装着されるが、他の組をなす突起部３４および一対の突起部３５の各々に対しても、上記同様に順次装着すればよい。図３に示す形状をなす形状保持部材３の場合には、主枠部３１の略長方形の辺ごとに装着すれば、より迅速に形状保持部材３を木材部２に装着することができる。なお、形状保持部材３を構成する金属が硬質の金属である場合には、突出片３３の撓みが小さく、突起部３４および一対の突起部３５から成る複数の組を全て同様の工程によって木材部２に装着することが難しい。このような場合には、主枠部３１のなす略長方形の対向する辺のうち一方の辺に設けられている突起部３４および３５を装着した後、他方の辺に設けられる突起部３４および３５については適当な治具を用いて位置決めを行って装着してもよい。
【００４０】
以上説明した本発明の一実施の形態によれば、所定の３次元形状をなす木材の周回して閉じた端面と略同形をなす当接面を有する主枠部と、前記主枠部の内周側の端部から前記当接面と略直交する方向に帯状に突出する突出片と、前記突出片の先端部を底面として前記主枠部の外周側に錐体状に突起する第１の突起部と、前記当接面と略直交する方向であって前記突出片が突出する方向に、前記突出片の基端部の近傍の前記当接面から各々錐体状に突起して成り、前記当接面に垂直であって前記突出片の先端部および前記第１の突起部の突起した頂点を通過する平面に対して対称な一対の第２の突起部と、を備えることにより、木材の美観を損なうことなく容易に装着可能であり、その木材の変形を適確に抑制して形状を安定的に保持することができる形状保持部材および形状保持構造を提供することができる。
【００４１】
また、この実施の形態によれば、木材の圧縮率が限界値に達しないように調整されているため、薄肉化した木材（肉厚が１．６ｍｍ程度）であっても、各種突起部が嵌入または圧入されていない側面の外観に影響を及ぼすことがない。
【００４２】
ここまで、本発明を実施するための最良の形態を詳述してきたが、本発明はかかる一実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。例えば、上述した一実施の形態では、形状保持部材が略椀状をなす木材部に装着される場合を説明したが、第１および第２の突起部から成る組を主枠部に対して対称な位置にさらに設けることにより、二つの木材部を一つの形状保持部材によって接合して筐体をなし、この筐体の形状を保持するようにすることも可能である。
【００４３】
このように、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。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る形状保持部材を圧縮木材に装着して成る圧縮木製品の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す圧縮木製品のうち、圧縮木材によって形成された木材部の構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る形状保持部材の構成を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る形状保持部材の突起部および突起部近傍の構成を示す拡大部分斜視図である。
【図５】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】木材部を圧縮成形する工程の概要を示す説明図である。
【図７】木材圧縮時の状態（木材の変形がほぼ完了した状態）を示す縦断面図である。
【図８】形状保持部材を木材部に装着する工程のうち、第２の突起部を木材部の端面に圧入しつつある状態を示す部分拡大断面図である。
【図９】形状保持部材を木材部に装着する工程のうち、第１の突起部を木材部の内側面に嵌入した状態を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  圧縮木製品
２  木材部
２ａ、２１ａ  主板部
２ｂ、２ｃ、２１ｂ、２１ｃ  側板部
２ｄ  端面
３  形状保持部材
１１、１２  金型
２１  木材
２１ａｂ  曲面
３１  主枠部
３２  ガイド部
３３  突出片
３４  突起部（第１の突起部）
３５  突起部（第２の突起部）
３６  当接面
１１１  凸部
１２１  凹部
【図１】
2006315211.tif 000003
【図２】
2006315211.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006315211.tif 000006
【図５】
2006315211.tif 000007
【図６】
2006315211.tif 000008
【図７】
2006315211.tif 000009
【図８】
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【図９】
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