(57)【要約】【課題】加工木材料の形状変化を抑えることができる木材料の加工方法、及び形状変化を抑えることができる加工木材料。【解決手段】熱硬化性樹脂材５６が含浸された木材料２８を、上型１４及び下型１６、加熱用ヒータにより加圧・加熱する。上型１４と下型１６とによって加圧圧縮された木材料２８の表面からは熱硬化性樹脂材５６が流出し、上型１４と下型１６との間の隙間５８が熱硬化性樹脂材５６で満たされて、木材料２８の表面が密閉され、木材料２８の内部の水分を保つ。従って、加工後においては、木材料２８の内部の固化された熱硬化性樹脂材５６により、木材料２８の吸放湿が抑えられて木材料２８の内部の水分が保たれるため、木材料２８の形状変化を抑制できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂材を木材料に含浸させ、
前記木材料を型内で加圧・加熱し、一部の前記熱硬化性樹脂材を前記木材料外へ押し出して前記木材料周囲を外気と遮断すると共に前記木材料を変形して当該変形後の形状を維持し、
前記熱硬化性樹脂材の固化後に前記木材料を前記型から取り出す、
ことを特徴とする木材料の加工方法。
【請求項２】
前記木材料内の空孔部分を前記熱硬化性樹脂材で満たすと共に、前記木材料の表面から前記熱硬化性樹脂材を流出させて前記型と前記木材料との隙間を前記熱硬化性樹脂材で満たすことで前記木材料の表面を密閉する請求項１記載の木材料の加工方法。
【請求項３】
前記熱硬化性樹脂材は、前記木材料の劣化を防止する塗料とされる請求項１又は請求項２記載の木材料の加工方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の木材料の加工方法により製造される加工木材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木材料を変形して自動車用部品等を成形する木材料の加工方法、及び当該加工方法によって製造される加工木材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
木材料を圧縮又は曲げ変形して自動車部品を製造する技術が知られている（木材料を圧縮加工する技術については、特許文献１参照）。例えば、木材料を圧縮加工する特許文献１記載の技術では、容器本体と蓋部分とを有する箱状の剛性容器に木材料を収容し、蓋部分でパッキンを介して容器本体を密閉して圧縮することで、剛性容器内の木材料を圧縮する。
【０００３】
しかしながら、パッキンがわずかでも破損していた場合、剛性容器内が密閉されないので、木材料の水分が揮発してしまう。このため、加工後の木材料（加工木材料）の形状を固定化させることが難しくなる。
【０００４】
また、パッキンが破損していない場合であっても、加工後の木材料では、圧縮率の高い部分は寸法変化しないが、圧縮率の低い部分は吸放湿により寸法が変化してしまう。
【特許文献１】特開平７−４７５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑み、加工木材料の形状変化を抑えることができる木材料の加工方法、及び形状変化を抑えることができる加工木材料を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、熱硬化性樹脂材を木材料に含浸させ、前記木材料を型内で加圧・加熱し、一部の前記熱硬化性樹脂材を前記木材料外へ押し出して前記木材料周囲を外気と遮断すると共に前記木材料を変形して当該変形後の形状を維持し、前記熱硬化性樹脂材の固化後に前記木材料を前記型から取り出す、ことを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明では、木材料を型内で加圧・加熱する際に、木材料に含浸された熱硬化性樹脂材の一部が木材料外へ押し出されて木材料周囲が外気と遮断されるので、加工時において、木材料が外部との間で吸放湿することを抑えて木材料内部の水分を保つことができる。このため、木材料の形状を変形して当該変形後の形状を維持することが容易となる。またさらに、型から取り出される木材料では熱硬化性樹脂材が固化しているので、加工後においても、木材料が外気との間で吸放湿することを抑えて木材料の水分を保つことができる。このため、加工後の木材料の形状変化を抑えることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記木材料内の空孔部分を前記熱硬化性樹脂材で満たすと共に、前記木材料の表面から前記熱硬化性樹脂材を流出させて前記型と前記木材料との隙間を前記熱硬化性樹脂材で満たすことで前記木材料の表面を密閉する。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、木材料内の空孔部分が熱硬化性樹脂材で満たされると共に、木材料の表面から熱硬化性樹脂材が流出して型と木材料との隙間が熱硬化性樹脂材で満たされることで木材料の表面が密閉されるので、加工時における木材料が外部との間で吸放湿することをより確実に抑えることができる。このため、加工時、さらには、加工後の木材料の形状変化をより確実に抑えることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記熱硬化性樹脂材は、前記木材料の劣化を防止する塗料とされる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、熱硬化性樹脂材が木材料の劣化を防止する塗料とされているので、塗装の必要とされる加工木材料に塗装を施す際には、本塗装の施工回数が低減できる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の木材料の加工方法により製造される。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、内部の固化された熱硬化性樹脂材により加工木材料が外気との間で吸放湿することが抑えられるので、加工木材料の水分が保たれる。このため、加工木材料の形状変化を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る木材料の加工方法は、加工木材料の形状変化を抑えることができるという優れた効果を有する。
【００１５】
また、本発明に係る加工木材料は、形状変化を抑えることができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１には、本発明の実施の形態に係る木材料の加工装置としての圧縮加工装置１０の主要部が斜視図にて示されている。また、図２には、圧縮加工装置１０によって木材料２８が圧縮加工される過程が図１の２−２線に沿った断面図で示されており、図３には、圧縮加工装置１０によって木材料２８が圧縮加工される過程が図１の３−３線に沿った断面図で示されている。また、図４には、圧縮加工装置１０によって製造された加工木材料としての木部材１２、１３が取り付けられたステアリングホイール４８が平面図及び断面図にて示されている。なお、木部材１２、１３は、ステアリングホイール４８の金属製リム５０を挟み込んで互いに接着されている。
【００１７】
以下では、ステアリングホイール４８に用いられる木部材１２、１３のうち、一方の木部材１２を製造する場合を例に取り、説明する。
【００１８】
図１に示されるように、圧縮加工装置１０は、変形維持手段としての、上型１４と下型１６とで対を成す金型１８を備えている。
【００１９】
下型１６は、全体が金属製でブロック状とされている。この下型１６は、長手方向の中心線Ｃ１が木部材１２の長手方向軸線の曲率に合わせた円弧状とされている。またこの下型１６は、長手方向直角断面が矩形状とされている。この下型１６の下側面２０は、図２及び図３に示されるように、基台２２に固定支持されている。
【００２０】
下型１６の上側面２４には、図１に示されるように、成形溝２６が形成されている。この成形溝２６は、長手方向直角断面が略半円状とされて長手方向に延びている。この成形溝２６は、木材料２８の成形時嵌め込み用とされている。
【００２１】
一方、上型１４は、全体が金属製で厚肉板状とされている。上型１４は、長手方向の中心線Ｃ２が中心線Ｃ１と同一曲率で木部材１２の長手軸線に合わせた円弧状とされている。この上型１４は、長手方向直角断面が矩形状とされている。このような上型１４の上側面３２の中央部分は、図２（Ａ）及び図３（Ａ）に示されるように、圧締装置３４の図示しないシリンダから突出するピストン３６に連結されている。圧締装置３４の非駆動状態では、上型１４は、下型１６から上方に離間している。図３（Ｂ）、さらには、図２（Ｂ）及び図３（Ｃ）に示されるように、上型１４は、圧締装置３４のピストン３６によって下方へ押されることで木材料２８を上方から押圧成形する。このとき、木材料２８を押圧成形する際の適用可能な圧力範囲は、２０ｋｇｆ／ｃｍ２〜２００ｋｇｆ／ｃｍ２とされる。
【００２２】
また、図１乃至図３に示されるように、上型１４は、木材押えブロック３８を有している。木材押えブロック３８は、上型１４の下側面３０の長手直角方向の中央部分に一体に設けられている。この木材押えブロック３８は、上型１４の長手方向に延びた略直方体とされている。上型１４が圧締装置３４のピストン３６によって下方に押し下げられた場合には、この木材押えブロック３８が成形溝２６内にある木材料２８の嵌合溝４０に圧入されると共に、上型１４の下側面３０が木材料２８の上側面４２を押圧して成形溝２６内を密閉する。このとき、木材押えブロック３８は、木材料２８の嵌合溝４０の底壁面４１との間に押し入って、木材料２８を成形溝２６の内壁面へ押圧成形する。
【００２３】
また、上型１４及び下型１６の少なくとも一方には、図示しない加熱用ヒータが接触して取り付けられている。この図示しない加熱用ヒータは、上型１４と下型１６とによって圧縮されている木材料２８を摂氏１９０度で所定時間加熱する。この図示しない加熱用ヒータによる木材料２８の加熱温度は、これに限らず、摂氏１８０度〜摂氏２００度の範囲内の所定温度であれば良い。
【００２４】
これらの上型１４及び下型１６で圧縮加工される木材料２８は、図１及び図３（Ａ）に示されるように、長手方向直角断面が略コ字溝型とされており、この溝部分が嵌合溝４０とされている。木材料２８は、図１に示されるように、長手方向の中心線Ｃ３が木部材１２の製品形状に合わせた円弧状とされている。図２に示されるように、この木材料２８は、長手方向寸法が下型１６の成形溝２６よりも短く形成されており、加工時に下型１６の成形溝２６と木材料２８との間に隙間５２、５４が形成されるようになっている。また、図１に示されるように、木材料２８は、下側２箇所の角部分４４、４６が面取りされている。このような形状の木材料２８は、図３（Ａ）に示されるように、下型１６の成形溝２６に嵌め込まれた状態で、成形溝２６と下側面４３との間に隙間６０が形成され、成形溝２６と面取りされた角部分４４、４６との間に隙間６２、６４が形成され、さらに、成形溝２６と長手直角方向一端面である左側面４５、長手直角方向他端面である右側面４７との間に隙間６６、６８が形成されるようになっている。
【００２５】
このような木材料２８は、下型１６の成形溝２６に嵌め込まれて支持された状態で圧締装置３４のピストン３６の駆動により上型１４が下方に押し下げられた場合、上型１４と下型１６とによって、上下左右方向に加圧され圧縮されることにより、図３（Ｃ）及び図４（Ｂ）に示される断面形状に成形される。
【００２６】
また、木材料２８には、車両内装品に使用される塗装用の熱硬化性樹脂材５６が含浸されている（熱硬化性樹脂材５６については、図２（Ｂ）及び図３（Ｂ）参照）。この熱硬化性樹脂材５６の含浸量は、含浸前の木材料２８の重量に対して、１５％〜４０％（重量％）とされている。この熱硬化性樹脂材５６は、紫外線による車両内装品の劣化（ここでは、車両内装品に変退色が現れること）を防止する劣化防止材とされており、溶剤に溶かされて塗料とされている。このような熱硬化性樹脂材５６としては、例えば、アクリタンＴＲクリア、アクリタン３６９クリア、チンバートンオイル（何れも大日本塗料株式会社製）、ウレタン系のもの、アクリルウレタン系のもの、ポリエステル系のもの等が使用される。この熱硬化性樹脂材５６を木材料２８に含浸させるためには、例えば、箱状の密閉容器に木材料２８を収容して減圧状態とし、この減圧状態で熱硬化性樹脂材５６を木材料２８に含浸させる。
【００２７】
このような含浸処理により木材料２８内の空孔部分が熱硬化性樹脂材５６で充分に満たされている。
【００２８】
次に、木部材１２の製造手順について説明する。
【００２９】
圧力調節用バルブの設けられた箱状の密閉容器に木材料２８を収容して減圧し、木材料２８の内部の空気を除去する。このとき、１０Ｔｏｒｒ〜２０Ｔｏｒｒの範囲内の所定圧力で、２０分間〜３０分間の範囲内の所定時間減圧する。
【００３０】
次いで、この減圧状態で、溶剤に溶かされて塗料とされた熱硬化性樹脂材５６を木材料２８に注入する。
【００３１】
次いで、上記の箱状の密閉容器に木材料２８を収容したままで、減圧状態を１０Ｔｏｒｒ〜４０Ｔｏｒｒの範囲内の所定圧力で２０分間〜３０分間の範囲内の所定時間さらに継続させる。
【００３２】
次いで、この箱状の密閉容器に設けられた圧力調節用バルブを開放し、この密閉容器内の圧力を大気圧に戻す。
【００３３】
次いで、この箱状の密閉容器の中から熱硬化性樹脂材５６の含浸された木材料２８を取り出す。
【００３４】
以上のようにして、熱硬化性樹脂材５６の含浸された木材料２８を得る。
【００３５】
次いで、図２（Ａ）及び図３（Ａ）に示されるように、この熱硬化性樹脂材５６が含浸された木材料２８を、圧縮加工装置１０の下型１６の成形溝２６に嵌め込む。このとき、木材料２８の嵌合溝４０が上方を向くようにする。
【００３６】
次いで、圧締装置３４を駆動させて、図示しないシリンダからピストン４６を下方へ突出させることで、上型１４を下方に押し下げる。圧締装置３４を駆動させて上型１４を下方に押し下げると、図３（Ｂ）に示されるように、上型１４の木材押えブロック３８が木材料２８の嵌合溝４０に嵌め込まれると共に上型１４の下側面３０が木材料２８の上側面４２に当接し、木材押えブロック３８は、木材料２８の嵌合溝４０の底壁面４１との間に押し入り、この木材押えブロック３８によって木材料２８が成形溝２６内で下型１６と上型１４との間に押圧成形される。このとき、上型１４及び下型１６による加圧により木材料２８の表層部分の空孔部分が小さくなり、この空孔部分に含浸されていた熱硬化性樹脂材５６が木材料２８内部に浸透すると共に木材料２８の表面から外部に流出する。木材料２８に含浸されていた熱硬化性樹脂材５６の一部が木材料２８の表面から流出すると、この流出した熱硬化性樹脂材５６が、下型１６の成形溝２６と木材料２８の下側面４３との間の隙間６０、成形溝２６と木材料２８の左側面４５との間の隙間６６、成形溝２６と木材料２８の右側面４７との間の隙間６８、並びに成形溝２６と木材料２８の長手方向両端面との間の隙間５２、５４（隙間５２、５４については、図２（Ｂ）参照）に溜められて、これらの隙間６０、６６、６８、５２、５４は、熱硬化性樹脂材５６で充填される。これにより、成形溝２６の内縁部分全体は、木材料２８との間で熱硬化性樹脂材５６で満たされる。
【００３７】
次いで、上型１４が圧締装置３４のピストン３６によって下方に十分に押し下げられると、図２（Ｂ）及び図３（Ｃ）に示されるように、上型１４の下側面３０は、下型１６の上側面２４に当接し、木材押えブロック３８によって、木材料２８の嵌合溝４０の底壁面４１が押圧され成形溝２６が密閉される。このとき、下型１６の成形溝２６と木材料２８との間の隙間６０、６６、６８、５２、５４に充填されていた熱硬化性樹脂材５６は、成形溝２６からオーバーフローして、下型１６と上型１４との間の僅かな隙間５８から浸み出る。この結果、上型１４の下側面３０と下型１６の上側面２４との間の隙間５８が熱硬化性樹脂材５６で満たされて、木材料２８近傍の金型１８内部がより確実に密閉されると共に、木材料２８の表面が上型１４及び下型１６と共に熱硬化性樹脂材５６で密閉されて、木材料２８の周囲全体がより確実に外気と遮断される。
【００３８】
次いで、上型１４及び下型１６に接触して取り付けられている図示しない加熱用ヒータによって、上型１４と下型１６とによって加圧圧縮されている木材料２８及び熱硬化性樹脂材５６が摂氏１９０度で１５分間〜３０分間の範囲内の所定時間加熱される。これにより、熱硬化性樹脂材５６（木材料２８に含浸されている熱硬化性樹脂材５６を含む）が固化される。この熱硬化性樹脂材５６が固化されたか否かの判断は、作業者の目視による確認によって行われ、上型１４と下型１６との間の隙間５８からあふれ出す熱硬化性樹脂材５６の流動が停止したことをもって熱硬化性樹脂材５６が固化されたと判断される。上型１４と下型１６との間の隙間５８の熱硬化性樹脂材５６が固化されると、木材料２８の内部の水分が加熱により水蒸気となって木材料２８から放出されて上型１４と下型１６との隙間５８から金型１８の外部へ逃げてしまうこと（木材料２８が外部との間で吸放湿すること）が抑えられる。これにより、木材料２８の含水率（ここで、木材料２８の含水率（％）は、｛（木材料２８の重量）−（絶乾木材料２８の重量）｝／（絶乾木材料２８の重量）で定義される）は、加工前と比べて、１％程度しか変化せず、木材料２８の内部の水分を保つことができる。この結果、木材料２８の形状を上型１４及び下型１６、そして上型１４及び下型１６の少なくとも一方に接触して取り付けられている加熱用ヒータで加熱しながら加圧している際には、木材料２８中のセルロースと、木材料２８内の水分とが加熱により化学反応を起こして、木材料２８の形状戻りがなくなり、変形後の形状を維持することが容易となる。またこのとき、木材料２８の空孔部分である導管内部及び組織内部等が熱硬化性樹脂材５６で満たされる。この状態では、木材料２８に含浸されている熱硬化性樹脂材５６の重量は、熱硬化性樹脂材５６を含浸させる前の木材料２８の重量に対して５％〜２５％（重量％）の範囲内の所定値である。
【００３９】
次いで、木材料２８（木材料２８の内部の固化された熱硬化性樹脂材５６を含む）及びこの木材料２８から流出して固化された熱硬化性樹脂材５６を自然冷却し、常温にまで温度が低下したら、圧締装置３４を駆動させてピストン３６を上方へ退避させることで上型１４を下型１６から上方へ離間させ、加工後の木材料２８を下型１６の成形溝２６から取り出す。このように、木材料２８の加圧圧縮された状態は、上型１４及び下型１６、そして上型１４及び下型１６の少なくとも一方に接触して設けられた図示しない加熱用ヒータによって木材料２８が加熱・加圧されてから、木材料２８が常温にまで自然冷却された状態となるまで維持される。
【００４０】
ここで、上型１４及び下型１６から取り出された木材料２８は、加工時に木材料２８と下型１６の成形溝２６との間の隙間５２、５４で固化した熱硬化性樹脂材５６が付着して取り出されるが、この付着した熱硬化性樹脂材５６は、物理的な剥離力を加えたり、剥離剤等の化学的剥離力により木材料２８から取り除く。
【００４１】
以上のようにして製造された加工後の木材料２８が木部材１２とされる。
【００４２】
ここで、加工後の木材料２８である木部材１２には、木部材１２（木材料２８）の劣化を防止する塗装用の熱硬化性樹脂材５６が含浸されているため、木部材１２に塗装を施す際には、本塗装の施工回数が低減できる。
【００４３】
また、圧縮加工装置１０では、圧縮加工時に木材料２８内の水分が十分に保たれるので、木材料２８内のセルロースと水分との化学反応が進み、木材料２８の圧縮加工時間を従来よりも短くしても十分に木材料２８の形状を安定させることができる。これにより、木材料２８を圧縮加工するための時間コストを低減できる。
【００４４】
以上、木部材１２の製造手順について説明したが、木部材１３の製造手順については、その製造時に加圧圧縮に用いる金型の形状が異なる点を除いては、木部材１２と同様であるため、その説明を省略する。
【００４５】
このようにして製造された木部材１２、１３は、ステアリングホイール４８の金属製リム５０を挟み込んで互いに接着される。
【００４６】
以上、本発明では、ステアリングホイール４８の金属製リム５０に取り付けられる木部材１２を例に取り説明したが、本発明はこれに限らない。本発明は、圧縮加工装置１０の金型の形状を変更するだけで、様々な形状の加工木材料を製造することができ、例えば、シフトレバー装置のノブ等の部材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態に係る木材料の加工装置としての圧縮加工装置の主要部を示す斜視図である。
【図２】圧縮加工装置によって木材料が圧縮加工される過程を説明するための、図１の２−２線に沿った断面図であり、（Ａ）は圧縮成形前の状態を示す図、（Ｂ）は圧縮成形後期の状態を示す図である。
【図３】圧縮加工装置によって木材料が圧縮加工される過程を説明するための、図１の３−３線に沿った断面図であり、（Ａ）は圧縮成形前の状態を示す図、（Ｂ）は圧縮成形中期の状態を示す図、（Ｃ）は圧縮成形後期の状態を示す図である。
【図４】（Ａ）は、圧縮加工装置によって製造された加工木材料としての木部材が取り付けられたステアリングホイールを示す平面図であり、（Ｂ）は、図４（Ａ）の４Ｂ−４Ｂ線に沿ったステアリングホイールの拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０      圧縮加工装置（木材料の加工装置）
１２      木部材（加工木材料）
１４      上型（変形維持手段）
１６      下型（変形維持手段）
１８      金型（変形維持手段）
２８      木材料
５２      隙間（型と木材料との隙間）
５４      隙間（型と木材料との隙間）
５６      熱硬化性樹脂材
６０      隙間（型と木材料との隙間）
６６      隙間（型と木材料との隙間）
６８      隙間（型と木材料との隙間）
【図１】
2007176107.tif 000003
【図２】
2007176107.tif 000004
【図３】
2007176107.tif 000005
【図４】
2007176107.tif 000006