(57)【要約】【課題】加工時間が短く、加工後の木材料の形状を安定化させることができる木材料の加工装置及び木材料の加工方法を得る。【解決手段】上下金型１４、１６により木材料１０、１１が圧縮変形される際に、パッキン１８とパッキン溝１５とが密着され、上下金型１４、１６を密閉するので、木材料１０、１１からの水分蒸発が阻止される。これにより、木材料１０、１１に一定の水分を保持させることができ、結果として、木材料１０、１１内部の温度上昇が早くなって軟化しやすくなり、加工時間も短くなる。また、初期の水分が保持されることで、加工による応力を緩和できるため、形状を安定化することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木材料を少なくとも圧縮または曲げ変形する変形手段と、
前記変形手段により前記木材料を変形する際に、前記木材料からの水分蒸発を阻止する閉止手段と、
を有し、
自動車用部品を成形することを特徴とする木材料の加工装置。
【請求項２】
前記閉止手段は、前記変形手段である型を密閉することを特徴とする請求項１記載の木材料の加工装置。
【請求項３】
前記閉止手段は、前記木材料の木口面にシール材を配設することを特徴とする請求項１記載の木材料の加工装置。
【請求項４】
前記変形手段は、前記木材料を少なくとも圧縮または曲げ変形してステアリングホイールのホイールリング用木部材を成形することを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項に記載の木材料の加工装置。
【請求項５】
閉止手段で木材料からの水分蒸発を阻止すると共に、変形手段で前記木材料を少なくとも圧縮または曲げ変形して自動車用部品を成形することを特徴とする木材料の加工方法。
【請求項６】
前記変形手段である成形型により前記木材料を少なくとも圧縮または曲げ変形してステアリングホイールのホイールリング用木部材を成形することを特徴とする請求項５記載の木材料の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、木材料を変形して自動車用部品を成形する木材料の加工装置及び木材料の加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
木材料を圧縮または曲げ加工して自動車用部品を成形する場合に、木材料を変形し易くするために木材料を加熱しながら加工する場合がある。しかし、加工時に木材内の水分が蒸発するので、木材料内部の温度上昇が遅くなって軟化しにくく、このために加熱時間が長くなる。また、木材料内部の空孔が変形すると応力が発生するが、水分蒸発によって加工による内部応力は緩和されないので、加工後の木材料による吸放湿で、木材料の形状変化は、大きくなる。
【０００３】
一方、木材料に高温の水蒸気を吸収させ、木材料を軟化してから圧縮または曲げ加工する場合がある（例えば、特許文献１参照）。この場合には、木材料そのままの加工に比べれば内部応力の緩和効果がある。しかし、木材料の含水率が高くなるので、乾燥のための時間がきわめて長くなる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１８０３１２号公報（第４頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事実を考慮して、加工時間が短く、加工後の木材料の形状を安定化させることができる木材料の加工装置及び木材料の加工方法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載する本発明の木材料の加工装置は、木材料を少なくとも圧縮または曲げ変形する変形手段と、前記変形手段により前記木材料を変形する際に、前記木材料からの水分蒸発を阻止する閉止手段と、を有し、自動車用部品を成形することを特徴とする。
【０００７】
ここで、自動車用部品とは、自動車の室内装飾品や車両外壁板のように、表面に木質模様を施すことにより乗員や使用者へ化粧機能を与える部品をいい、例えば、ステアリングホイールのホイールリング用部材、シフトレバーのノブ、レバーコンビネーションスイッチのノブ、ウインドレギュレータのパネル等が含まれる。
【０００８】
請求項１に記載する本発明の木材料の加工装置によれば、変形手段により木材料が変形されて自動車用部品が成形される際に、閉止手段が木材料からの水分蒸発を阻止する。このように、閉止手段が水分蒸発を阻止して木材料に一定の水分を保持させることで、木材料内部の温度上昇が早くなって軟化しやすくなり、このために加工時間も短くなる。また、加工時に初期の水分が保持されることで、加工による応力を緩和できるため、形状を安定化することができる。
【０００９】
請求項２に記載する本発明の木材料の加工装置は、請求項１記載の構成において、前記閉止手段は、前記変形手段である型を密閉することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載する本発明の木材料の加工装置によれば、閉止手段は、型を密閉する。このように、型が閉止手段で密閉されることで、加工の際に木材料からの水分蒸発が閉止される。成形型の閉止は、成形加工中の全工程で閉止されている必要はなく、木材料からの水分蒸発の多い加工工程において閉止されていれば良い。
【００１１】
請求項３に記載する本発明の木材料の加工装置は、請求項１記載の構成において、前記閉止手段は、前記木材料の木口面にシール材を配設することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載する本発明の木材料の加工装置によれば、閉止手段は、木材料の木口面にシール材を配設する。ここで、木口面は、幹を切った切り口面であり、この木口面には、水分の通導を担って樹幹の縦方向にほぼ平行に並ぶ導管が水分通導方向と交差して切断されている。このため、木口面では、水分が導管を通して出入りしやすい。このように、木材料において特に水分が出入りしやすい木口面にシール材を配設することで、加工時における木材料からの水分蒸発が有効に閉止される。なお、木口面は、導管の切断面が多く露出している木材料の切断面であり、一材料に一切断面とは限らず、複数の木口面がある場合も多い。
【００１３】
請求項４に記載する本発明の木材料の加工装置は、請求項１から３のうちいずれか一項に記載の構成において、前記変形手段は、前記木材料を少なくとも圧縮または曲げ変形してステアリングホイールのホイールリング用木部材を成形することを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載する本発明の木材料の加工装置によれば、変形手段は、木材料を少なくとも圧縮または曲げ変形してステアリングホイールの木部材を成形する。このように、水分蒸発を閉止しながら木材料を変形してステアリングホイールの木部材を成形することで、加工時間を短くし、木部材の形状を安定化させることができる。特に、ホイールリングは、長手軸線が円弧状に屈曲しているので、真直木材から加工する場合には、加工による変形量が大きく、本発明手法が適している。
【００１５】
請求項５に記載する本発明の木材料の加工方法は、閉止手段で木材料からの水分蒸発を阻止すると共に、変形手段で前記木材料を少なくとも圧縮または曲げ変形して自動車用部品を成形することを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載する本発明の木材料の加工方法によれば、閉止手段で木材料からの水分蒸発を阻止すると共に、変形手段で木材料を少なくとも圧縮または曲げ変形して自動車用部品を成形する。このように、加工工程において、初期の水分を保持することで、加工時間を短縮し、加工後の形状を安定化させることができる。
【００１７】
請求項６に記載する本発明の木材料の加工方法は、請求項５記載の構成において、前記変形手段である成形型により前記木材料を少なくとも圧縮または曲げ変形してステアリングホイールのホイールリング用木部材を成形することを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載する本発明の木材料の加工方法によれば、変形手段で木材料を少なくとも圧縮または曲げ変形することによりステアリングホイールのホイールリング用木部材を成形する。このように、ステアリングホイールのホイールリング用木部材を成形する工程にて、木材料の初期の水分を保持して変形することで、加工時間を短縮し、木部材の形状を安定化させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明における木材料の加工装置及び木材料の加工方法の第１の実施形態を図面に基づき説明する。
【００２０】
図１には、木材料の圧縮加工装置及び木材料の概略断面図が示されている。この圧縮加工装置１２で加工する木材料１０は、加工後に図３に示すようなステアリングホイール２８の木部材３０となる。
【００２１】
図２には、圧縮加工装置１２内の上下金型１４、１６及び木材料１０、１１の斜視図が示されている。図２に示すように、木材料１０、１１は、四角柱状の原木材料から四隅部が面取りＢされると共に、長手方向が円弧状に切り出し若しくは曲げ加工され、軸心部Ａを通る切断面に沿って肉厚方向で２つ（半分）に切断されて木材料１０と木材料１１とされている。
【００２２】
２つの木材料１０と木材料１１との間には、圧縮加工時に芯金２２が配置される。この際、芯金２２は、２つの木材料１０、１１における芯金溝１０Ａ、１１Ａ内に収容される。
【００２３】
木材料１０、１１を圧縮加工する圧縮加工装置１２には、図１に示すように、圧力容器１３が備えられている。圧力容器１３は、高温高圧に耐えられるように、高強度の金属（例えば、鋼やステンレス等）製の箱体からなる。圧力容器１３には、図示しない蓋体が開閉可能に取り付けられ、閉じると密閉状態が保たれるようになっている。この圧力容器１３内は、図示しないヒータにより高温（例えば、１２０℃〜２２０℃（金型加熱温度））に保たれるようになっている。
【００２４】
この圧力容器１３内には、上金型１４と下金型１６とが上下対向配置されており、上金型１４、下金型１６には、シリンダのピストンロッド２０、２１がそれぞれ取り付けられている。図示しない駆動源により、シリンダのピストンロッド２０、２１が進退動作し、上金型１４及び下金型１６が移動するようになっている。
【００２５】
上金型１４は、図２に示すように、長手方向が円弧状とされ、長手方向直角断面が矩形状とされている。上金型１４の下側面の中央は、長手方向に伸びる略半円筒形の凹状曲面１４Ａとされている。凹状曲面１４Ａ内には、圧縮加工時に木材料１０が配置される。凹状曲面１４Ａを取り囲む接合面１４Ｂには、パッキン溝１５が周設されて凹状曲面１４Ａの周囲を取り囲んでいる。
【００２６】
上金型１４の下方には、下金型１６が設けられている。下金型１６は、上金型１４に対応して長手方向が円弧状とされ、長手方向直角断面が矩形状とされている。下金型１６の上面には、上金型１４の凹状曲面１４Ａに対応して長手方向に伸びる略半円筒形の凹状曲面１６Ａが形成されている。凹状曲面１６Ａ内には、木材料１１が配置可能とされている。凹状曲面１６Ａを取り囲む接合面１６Ｂには、所定の厚さの弾性体パッキン１８が取り付けられて凹状曲面１６Ａの周囲を取り囲んでいる。このパッキン１８は、上金型１４のパッキン溝１５に対応して形成されている。これにより、上金型１４と下金型１６とを閉止するとパッキン１８が上金型１４のパッキン溝１５へ押し付けられ、密着（圧縮）により気密性が確保されるようになっている。
【００２７】
ここで、木材料１０、１１の圧縮加工方法について図１を参照しながら説明する。なお、図１は、上下金型１４、１６が木材料１０、１１を圧縮している状態を示している。
【００２８】
まず、圧力容器１３の蓋（図示省略）を開いて木材料１０、１１を圧力容器１３内に搬入する。ここで、木材料１０、１１は、軟化処理されていない状態のものを用いる。一対の木材料１０、１１の間には、芯金２２を配置し、芯金２２の配置された木材料１０、１１を下金型１６の凹状曲面１６Ａ上に位置決めして載置する。
【００２９】
次に、圧力容器１３の蓋を閉じて圧力容器１３を密閉した後、圧力容器１３内を図示しないヒータにより高温（例えば、１２０℃〜２２０℃（金型加熱温度））にし、木材料１０、１１を加熱する。このとき、本実施形態では、圧力容器１３内には、外部からの水分補給はされないようにするのが好ましい。
【００３０】
この状態で、木材料１０、１１の外周面を上金型１４と下金型１６とにより上下から加圧し、木材料１０、１１全体を圧縮することで、圧縮成形する。この状態を示したのが図１である。その後、高温下において、木材料１０、１１に対するプレス状態を所定時間（例えば、約１分〜３０分）保持し続ける。このとき、上金型１４と下金型１６とは、パッキン１８及びパッキン溝１５によって密着される。このため、木材料１０、１１内にもともと含まれていた水分は保持され、この水分が木材料１０、１１内で水蒸気となって木材料１０、１１内部の応力を緩和し、圧縮成形による変形が固定される。
【００３１】
木材料１０、１１の形状が固定化された後に、圧力容器１３内の温度を下げ、圧力容器１３の蓋（図示省略）を開くと共に、上金型１４と下金型１６とを開き、木材料１０、１１を圧力容器１３の外部へ搬出して加工を終了する。
【００３２】
このように本実施形態では、上下金型１４、１６により木材料１０、１１が圧縮変形される際に、パッキン１８とパッキン溝１５とが密着され、上下金型１４、１６を密閉するので、木材料１０、１１からの水分蒸発が阻止される。このように、パッキン１８とパッキン溝１５との密着で水分蒸発が阻止され、木材料１０、１１に一定の水分を保持させることで、木材料１０、１１内部の温度上昇が早くなって軟化しやすくなり、このために加工時間も短くなる。また、加工時に初期の水分が保持されることで、加工による応力を緩和できるため、形状を安定化することができる。
【００３３】
次に、本発明における木材料の加工装置及び木材料の加工方法の第２の実施形態を図４に基づき説明する。第１の実施形態では、パッキン１８とパッキン溝１５との密着で水分蒸発を阻止する場合について説明したが、第２の実施形態は、木材料１０、１１の木口面１０Ｂ、１１Ｂにシール材が配設されることで水分蒸発を阻止する場合である。なお、第２の実施形態に係る木材料の加工装置及び木材料の加工方法の構成は、木材料１０、１１の木口面１０Ｂ、１１Ｂにシール材を配設する点が特徴であり、他の構成については、第１の実施形態とほぼ同様の構成であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００３４】
図４に示すように、木材料１０、１１の木口面１０Ｂ、１１Ｂは、シール材としてのエポキシ樹脂系等の接着剤で固められてシールされている。ここで、木口面１０Ｂ、１１Ｂは、幹を切った切り口面であり、この木口面１０Ｂには、水分の通導を担って樹幹の縦方向にほぼ平行に並ぶ導管が水分通導方向に交差して切断されている。このため、木口面１０Ｂ、１１Ｂでは、導管を通して水分が出入りしやすい。このように、木材料１０、１１において特に水分が出入りしやすい木口面１０Ｂ、１１Ｂをエポキシ樹脂系等の接着剤で固めてシールすることで、圧縮加工時における木材料１０、１１からの水分蒸発が有効に阻止される。
【００３５】
なお、木口面１０Ｂ、１１Ｂをシールして形状加工する場合、圧縮金型のほかに曲げ加工装置等の他の加工手段を適用しても、木材料１０、１１の内部にある水分を使用して加工することができるので、加工の自由度が大きい。また、形状を変形させた後には、木材料１０、１１の木口面１０Ｂ、１１Ｂに固着されたエポキシ樹脂系等の接着剤を切除しても良い。
【００３６】
なお、上記実施の形態では、ステアリングホイールの木部材を成形する場合を例に挙げて具体的に説明したが、請求項１乃至３及び５記載の本発明によれば、例えば、シフトレバーのノブ、レバーコンビネーションスイッチのノブ、ウインドレギュレータのパネル等の木製自動車用部品を成形する場合にも適用でき、これに限定されない。
【００３７】
また、上記の第１の実施形態では、パッキン及びパッキン溝を用いて型を密閉する場合を例に挙げて具体的に説明したが、例えば、粘着部材等の閉止手段を用いて型を密閉しても良く、これに限定されない。
【００３８】
また、上記の第１の実施形態では、木材料を上下金型に載置後すぐに圧縮成形しているが、所定時間（例えば、約１分〜１０分）加熱して木材料を軟化させた後に圧縮成形しても良い。
【００３９】
さらに、上記の第２の実施形態では、エポキシ樹脂系等の接着材をシール材とする例を挙げて具体的に説明したが、例えば、シリコンやウレタン等の水分蒸発を防ぐシール材であれば良く、液体に限らず、紙等のテープ状、霧状、粘土状等の各種のシール材が適用できる。また、第２の実施形態では、木口面のみにシール材を配設しているが、これに限定されず、木口面及び他の面（板目面、柾目面）にシール材を配設しても良い。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の木材料の加工装置及び木材料の加工方法によれば、加工時間が短く、加工後の木材料の形状を安定化させることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る木材料の圧縮加工装置及び木材料等を示す概略断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る上下金型及び木材料を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るステアリングホイールを示す平面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る木材料を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０    木材料
１０Ｂ  木口面
１１    木材料
１１Ｂ  木口面
１２    木材料の圧縮加工装置（木材料の加工装置）
１４    上金型（型（変形手段））
１５    パッキン溝（閉止手段）
１６    下金型（型（変形手段））
１８    パッキン（閉止手段）
３０    木部材（ホイールリング用木部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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