(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原木から繊維方向に長尺に製作された被加工材を繊維方向に直交する方向に加熱状態で圧縮処理する圧縮工程と、圧縮された被加工材の圧縮状態を保持させる固定化工程とからなり、上記固定化工程は、圧縮状態を保持したまま冷媒との熱交換で被加工材を冷却する工程を含むことを特徴とする圧縮木材手摺りの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の圧縮木材手摺りの製造方法において、上記固定化工程で固定化された被加工材を、把持容易な断面形状に加工する加工工程が設けられていることを特徴とする圧縮木材手摺りの製造方法。
【請求項３】
被加工材の圧縮工程後の比重を０．６〜１．０にすることを特徴とする請求項１または２記載の圧縮木材手摺りの製造方法。
【請求項４】
上記圧縮工程における圧縮度を２０％〜７０％に設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の圧縮木材手摺りの製造方法。
【請求項５】
上記被加工材は、原木を切断して製作された単板を、厚み方向に接着剤を介して複数枚積層してなるものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の圧縮木材手摺りの製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の圧縮木材手摺りの製造方法において、上記被加工材を圧縮前に軟化処理することを特徴とする圧縮木材手摺りの製造方法。
【請求項７】
上記固定化工程は、被加工材に高周波による誘電加熱処理を施すものであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の圧縮木材手摺りの製造方法。
【請求項８】
前記圧縮工程において被加工木材に対し高周波印加および加熱媒体との熱交換のいずれか一方または双方によって加熱処理を施し、前記固定化工程において前記冷媒として冷却水を用いることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の圧縮木材手摺りの製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれかに記載の圧縮木材手摺りの製造方法によって加工された被加工材に対して把持容易な形状に切削加工が施されてなることを特徴とする圧縮木材手摺り。
【請求項１０】
外周長が７８〜１１０ｍｍであることを特徴とする請求項９記載の圧縮木材手摺り。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、階段や通路における歩行補助用や、玄関、浴場あるいは便所等の屈伸動作が必要となるような場所等に設置される圧縮木材手摺りおよびその製造方法に関するものであり、より快適な住環境の実現を目指した、いわゆるＢＬ製品（ベターリビング（Better Living）製品）であって、特に把持した状態で力を入れたときに効力を発揮する圧縮木材手摺りおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、建造物内の階段や通路の壁面には、腰高さ位置に歩行補助用の手摺りが設置されるケースが多い。通常、かかる手摺りは、手で握れる程度の径寸法を有する金属パイプや、合成樹脂製のパイプ、あるいは木材を円柱状に加工したものが採用されるが、これらの内、金属パイプや合成樹脂製のパイプは、夏場の直射日光に晒されると手で触れ難くなる程熱くなったり、冬場には冷たくなって素手では触り辛くなるなど、環境温度に左右されるという不都合が存在する。これに対して木製の手摺りは、環境温度に左右されることが少なく、しかも触れた感じに温かみがあり、かつ、高級感が存在することから、木製の手摺りが好まれる傾向にある。さらに手摺りは本来の機能としての確実に握持し得るものであることが重要な要件になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、木製の手摺りは、木材を一旦繊維方向に長尺になるように製材して角材にし、この角材の角を所定の工具で切削加工することにより円柱状に形成されるが、杉や桧等の通常の木材は強度的な面で金属製のものや合成樹脂製のものに劣ることから、人体加重がかかったときの曲げ強度を確保するためには、金属製や合成樹脂製のものより径寸法を大きくしなければならない。従って、通常の木材を用いた手摺りでは、人の手で把持に適した寸法のものを製作することは困難である。
【０００４】
かかる不都合をなくすために、ナラ、ブナ、タモ等の高比重の高級木材を用いることが考えられるが、かかる高級木材は非常に高価であり、経済的な理由で手摺りとしては不向きである。また、一般的に比重が大きい木材は寸法安定性に欠けるという問題点を有している。
【０００５】
因に、特開平８−３０９７１３号公報には、木材を圧縮して形成される圧縮木材からなる手摺りが記載されているが、この圧縮木材手摺りは、断面形状が円を二つ合わせただるま形になっているため、握ったときに拇指の先端と人指し指の先端とが互いに接触するようにはならず、これでは確実な握持を実現することができない。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みなされたものであり、杉、桧などの軟質の未利用材を使い、かつ、ＢＬ規格をクリアする所定の曲げ強度を確保した上で手触りが温かい圧縮木材手摺りおよびその製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、原木から繊維方向に長尺に製作された被加工材を繊維方向に直交する方向に加熱状態で圧縮処理する圧縮工程と、圧縮された被加工材の圧縮状態を保持させる固定化工程とからなり、上記固定化工程は、圧縮状態を保持したまま冷媒との熱交換で被加工材を冷却する工程を含むことを特徴とするものである。
【０００８】
この発明において、圧縮状態を保持させるということは、圧縮工程において圧縮された被加工材の圧縮状態が、固定化工程での所定の処理による木材組織の改質によって固定化工程を経たのち永久的に持続する、いわゆる永久固定を行うということである。
【０００９】
そして、この発明によれば、圧縮木材手摺りは、被加工材の木材組織が例えば積極的に付加される熱の作用により軟化され、つぎの圧縮工程で圧縮され、さらに、固定化工程での所定の処理で圧縮状態の永久的な固定が行われて形成されるため、手摺りの径寸法を手で確実に握持し得る程度にまで小さくしても、所定の曲げ強度を確保することが可能であり、これによって手摺りが老人や身体にハンデキャップがある人でも安心して利用し得る、いわゆるＢＬ規格に適合したものになる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記固定化工程で固定化された被加工材を、把持容易な断面形状に加工する加工工程が設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
この発明によれば、加工工程を経ることによって被加工材は把持に適した断面形状になる。
【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、被加工材の圧縮工程後の比重を０．６〜１．０にすることを特徴とするものである。
【００１３】
この発明によれば、被加工材は、比重を０．６〜１．０にすることによって単位断面積当りの曲げ強度が大きくなるため、得られた手摺りは、把持し易い例えば２５〜３５ｍｍの径寸法にすることが可能になる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、上記圧縮工程における圧縮度を２０％〜７０％に設定することを特徴とするものである。圧縮度とは、被加工材の圧縮前の厚み寸法に対する圧縮後の厚み寸法の比（百分率）のことである。
【００１５】
この発明によれば、圧縮度が２０％〜７０％であれば、圧縮された被加工材は、その比重が０．６〜１．０になり、請求項３記載の発明と同様の作用が得られる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、上記被加工材は、原木を切断して製作された単板を、厚み方向に接着剤を介して複数枚積層してなるものであることを特徴とするものである。
【００１７】
この発明によれば、単板を間伐材等の未利用材で形成することによって被加工材を安価に製造することが可能になり、手摺りの製造コストの低減化が実現するとともに木材資源の有効活用に貢献する。また、被加工材は、多くの単板が積層されることによって品質が均一になるとともに、無垢材を原料にするものに比べて曲げ強度が改善される。
【００１８】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明において、上記被加工材を圧縮前に軟化処理することを特徴とするものである。
【００１９】
この発明によれば、被加工材は圧縮前に軟化処理されるため、その後の圧縮工程での被加工材の圧縮処理が容易になる。なお、軟化処理とは、圧縮処理時に被加工材が破壊しないように軟らかくする処理であり、通常、被加工材を所定の温度に加熱する熱的処理が採用されるが、加熱処理に限定されるものではなく、被加工材に所定の薬剤を付与して軟化する化学的処理や、被加工材に破壊しない程度の力を繰り返し加えるにことによって軟化する物理的処理をも包含するものである。なお、熱的処理で被加工材を軟化する場合は、圧縮前の加熱を延長して圧縮工程の全工程に亘って加熱を継続してもよい。
【００２０】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、上記固定化工程は、被加工材に高周波による誘電加熱処理を施すものであることを特徴とするものである。
【００２１】
この発明によれば、被加工材は圧縮された後の誘電加熱時に内部から１８０℃程度にまで急速に加熱され、さらにこの状態で圧縮が継続されるため、短時間で安定性の高い固定化が行われる。
【００２２】
すなわち、圧縮後の木材（被加工材）に高周波による誘電加熱を施せば、木材は、急速な温度上昇によって木材が本来もっている水分を内部に留めたまま迅速に１８０〜２００℃にまで到達させることができるとともに、この温度での加熱処理により水蒸気処理と同等の作用を得ることができ、効率的な圧縮木材の永久固定化が実現するのである。
【００２３】
これに対し、通常の外部加熱にあっては、木材の温度を１８０〜２００℃に昇温するのに時間がかかり、その間に水分が蒸発してしまう絶乾状態になるため、圧縮木材の永久固定化が実現し難いのである。
【００２４】
そして、固定化処理は、１８０〜２００℃まで昇温された圧縮木材に対して、圧縮状態を維持したまま１００℃以下（好ましくは６０〜７０℃）にまで冷却（養生）する工程を含むものである。
【００２５】
請求項８記載の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明において、前記圧縮工程において被加工木材に対し高周波印加および加熱媒体との熱交換のいずれか一方または双方によって加熱処理を施し、前記固定化工程において前記冷媒として冷却水を用いることを特徴とするものである。
【００２６】
請求項９記載の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の圧縮木材手摺りの製造方法によって加工された被加工材に対して把持容易な形状に切削加工が施されてなることを特徴とするものである。
【００２７】
この発明によれば、上記請求項１記載の発明と同様の作用効果が得られる。
【００２８】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の発明において、外周長が７８〜１１０ｍｍであることを特徴とするものである。
【００２９】
この発明によれば、圧縮木材手摺りは、外周長が７８〜１１０ｍｍと非常に短いため、指先同士、例えば拇指と人指し指とを接触させた状態で圧縮木材手摺りを握持することが可能になり、確実に握持し得る状態になる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明の手摺りの製造方法は、繊維方向に長尺に調製した木材を放射方向に加熱しながら圧縮処理を施して圧縮木材にし、この圧縮木材を圧縮状態で冷却したのち断面形状が略円形になるように加工するものである。そして、本発明の手摺りの製造方法は、圧縮される原料木材の種類（無垢材であるか、積層材であるか）によって、また、木材の圧縮状態を永久的に維持する、いわゆる固定化処理の方式（高周波処理であるか、水蒸気処理であるか、あるいは加熱処理であるか）によって、それぞれに対応した実施形態が存在する。また、積層材を使用する場合は、積層材の原料となる単板を事前圧縮するか否かによっても異なった実施形態が存在する。そこで、予め本発明方法の内容を明確にするために本発明に係る基本的な実施形態の種別を表１に示した。なお、これらの実施形態においては、水蒸気処理および加熱処理において積層材を使用したものを挙げていないが、本発明は、水蒸気処理および加熱処理において積層材を使用した手摺りの固定化方式を排除するものではない。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
図１は、本発明に係る圧縮木材手摺りの製造方法の第１実施形態を示す工程図である。この実施形態においては、表１に示したとおり、主体となる固定化方式は高周波誘電加熱による高周波処理であり、また、原料木材としては無垢材が適用される。この実施形態においては、圧縮木材手摺りの内のエルボ部分の製造を例に挙げている。図１に示すように、圧縮木材手摺りは、製材工程Ｐ１１、圧縮工程Ｐ１２、固定化工程Ｐ１３、および加工工程Ｐ１４を経て製造される。
【００３３】
製材工程Ｐ１１においては、杉や桧等の原木Ｗ１が製材機１によって製材されて無垢の角材（製材原料）Ｗ１１とされる。本実施形態においては、角材Ｗ１１は、繊維方向（長手方向）の寸法が２５０ｍｍに、接線方向（年輪に接する方向）の寸法Ｔが３５ｍｍに、放射方向（年輪に直行する方向）の寸法Ｒが７０ｍｍにそれぞれ寸法設定されている。放射方向の寸法が接線方向の寸法の２倍に設定されているのは、つぎの圧縮工程Ｐ１２において接線方向に略半分に圧縮し、これによって断面形状を正方形にするためである。
【００３４】
圧縮工程Ｐ１２においては、製材工程Ｐ１１で得られた角材Ｗ１１に軟化処理としての加熱と圧縮処理とを同時進行させる加熱圧縮処理が施される。この加熱圧縮処理のために誘電加熱機能を備えたプレスマシン２が採用されている。このプレスマシン２は、圧縮木材手摺りのエルボーの外曲線に沿った凹部２１０を有する下金型２１と、同エルボーの内曲線に沿い、かつ、上記凹部２１０に対向した凸部２２０を有する上金型２２と、これら各金型２１，２２に高周波を印加する高周波発振機２３と、各金型２１，２２内にスチームあるいは加熱オイル等の加熱媒体や、冷却水等の冷却冷媒を供給する熱媒体供給手段２４（加熱媒体供給手段２５、冷熱媒体供給手段２６）と、上金型２２を昇降し、下降時に角材Ｗ１１を圧縮する図略の圧縮機構とを備えて構成されている。
【００３５】
そして、圧縮工程Ｐ１２においては、製材工程Ｐ１１から圧縮工程Ｐ１２に送り込まれる前に、予め各金型２１，２２が熱媒体供給手段２４の内の加熱媒体供給手段２５からの加熱媒体によって略２００℃に予熱される。そして、常温下にある角材Ｗ１１は、図１の（Ａ）に示すように、この２００℃に予熱された下金型２１の凹部２１０上に載置され、圧縮機構の駆動による上金型２２の下降で凸部２２０が角材Ｗ１１の上面に当接した状態でまず予備的に高周波発振機２３からの高周波が印加される。本実施形態においては、この状態で高周波出力は７Ｋｗ（陽極電流Ｉｐ、１．０Ａ）に設定される。３０秒経過後には角材Ｗ１１の内部温度は略１００℃になり、木材組織が軟化され、圧縮および曲げに対応し得るようになる。
【００３６】
ついで上金型２２による押圧力を角材Ｗ１１の単位面積当り１５０ｋｇに設定すると、図１の（Ｂ）に示すように、角材Ｗ１１は、各金型２１，２２間で湾曲しつつ圧縮され、図１の（Ｃ）に示すように、放射方向の寸法Ｒが当初の半分前後（圧縮度が２０％〜７０％）にまで圧縮された圧縮角材Ｗ１２になる。
【００３７】
上記固定化工程Ｐ１３においては、まず図１の（Ｄ）に示すように、圧縮状態が所定時間維持された状態で各金型２１，２２に３０秒間の高周波印加の後に３０秒間の印加の停止を行う高周波間欠印加を２分間継続する。これによって角材Ｗ１１は、内部に水分を残したまま急速に内部温度が１８０℃〜２００℃にまで均一加熱されるとともに、木材組織が圧縮状態に対応するものに変化し、この状態が３分間継続される。因に、角材Ｗ１１は、高周波印加による内部加熱と、２００℃の金型２１，２２による表面側の外部加熱とで全体的に均一に加熱され、加熱状態が不均一なことに起因した、木材組織に固定化の不均一、すなわち固定化精度のバラツキが発生するような不都合を回避することができる。
【００３８】
ついで、図１の（Ｅ）に示すように、熱媒体供給手段２４の内の冷熱媒体供給手段２６から冷却媒体である冷却水が略９分間各金型２１，２２に供給され、これによって２００℃であった圧縮角材Ｗ１２は略７０℃にまで冷却され、圧縮形状が定着したエルボ原材Ｗ１３が形成される。その後、図１の（Ｆ）に示すように上金型２２が上昇され、プレスマシン２からエルボ原材Ｗ１３が取り出されて加工工程Ｐ１４に送り込まれる。
【００３９】
上記加工工程Ｐ１４においては、互いに対向した一対の円形切削刃物４１を有する切削機３が採用される。この切削機３の円形切削刃物４１間に断面形状が正方形のエルボ原材Ｗ１３を一端から挿入していくことにより、エルボ原材Ｗ１３の角部が切削されて断面形状が円形になり、製品としてのエルボ手摺りＷ１４が得られる。
【００４０】
このようにして得られたエルボ手摺りＷ１４は、比重が０．６〜１．０になり、製材工程Ｐ１１で製材された角材Ｗ１１の比重が０．２５〜０．４５であることを勘案すれば、当初の角材Ｗ１１の略倍と非常に大きくなっており、これによって曲げ強度も非常に大きくなっている。従って、通常の木材であれば強度不足で実現することができなかった直径２５〜３５ｍｍ（外周長７８〜１１０ｍｍ）のエルボ手摺りＷ１４や通常の直状手摺りを製造することが可能になり、これによって老人や身体にハンデキャップのある人に適した、安心して身を任せることができ、かつ温かみのある木製の圧縮木材手摺りを提供することができる。
【００４１】
図２は、本発明の圧縮木材手摺りの製造方法の第２実施形態を示す工程図である。この実施形態においては、表１に示したとおり、主体となる固定化方式は第１実施形態と同様の高周波処理であるが、原料木材は、無垢材に代えて単板を積層して形成された積層材が適用されている。なお、第２実施形態においては、圧縮木材手摺りの内の直状部分の製造を例に挙げている。図２に示すように、圧縮木材手摺りは、積層材製造工程Ｐ２１、圧縮工程Ｐ２２、固定化工程Ｐ２３、および加工工程Ｐ２４を経て製造される。
【００４２】
上記積層材製造工程Ｐ２１は、単板製造工程Ｐ２１ａと積層工程Ｐ２１ｂとに分けられる。また、第２実施形態の圧縮工程Ｐ２２および固定化工程Ｐ２３においては、上下の金型２１，２２が直状手摺り用のものである点を除いては、積層材に対して先の第１実施形態の圧縮工程Ｐ１２および固定化工程Ｐ１３と同様の処理が施される。
【００４３】
上記積層材製造工程Ｐ２１においては、まず単板製造工程Ｐ２１ａが実行される。この単板製造工程Ｐ２１ａでは、切削機械であるロータリーレースのレース刃１１を、樹心回りに回転している原木Ｗの接線方向に押し当てることによって接線方向に長尺の原単板Ｗ２０が製造される。この原単板Ｗ２０が所定の切断機によって繊維方向に切断されることにより所定寸法の多数枚の単板Ｗ２１とされる。本実施形態においては、各単板Ｗ２１は、放射方向の寸法Ｒが３ｍｍに、接線方向の寸法Ｔが３５ｍｍに、繊維方向の寸法Ｌが２１００ｍｍに寸法設定されている。
【００４４】
ついで、積層材製造工程Ｐ２１の積層工程Ｐ２１ｂが実行される。この積層工程Ｐ２１ｂにおいては、まず、図２の（Ａ）に示すように、各単板Ｗ２１は、接着剤塗布ローラ２７間に通されてその表面側に熱硬化性の接着剤が塗布される。ついで接着剤の塗布された複数枚の単板Ｗ２１が積層され、最上層に接着剤の塗布されていない単板Ｗ２１が重ねられ、これによって、図２の（Ｂ）に示すように、複数枚の単板Ｗ２１が接着剤を介して積層された積層材Ｗ２２が形成される。この積層材Ｗ２２は、次の圧縮工程Ｐ２２に向けて送出される。
【００４５】
圧縮工程Ｐ２２においては、直状手摺りに対応した長尺の下金型２１ａおよび上金型２２ａを備えたプレスマシン２ａが採用され、このプレスマシン２ａの金型２１，２２間に、ホールド盤２８間に保持された積層材Ｗ２２が挟持され、第１実施形態の圧縮工程Ｐ１２と同様の処理が施されて圧縮積層材Ｗ２３が形成される。
【００４６】
ついで、固定化工程Ｐ２３において、第１実施形態と同様の固定化工程Ｐ１３と同様の圧縮状態を保持しながら冷熱媒体供給手段２６による冷却処理が圧縮積層材Ｗ２３に施され、これによって直状手摺り原材Ｗ２４が得られる。この直状手摺り原材Ｗ２４は、加工工程Ｐ２４に向けて送出される。
【００４７】
この直状手摺り原材Ｗ２４に対してつぎの加工工程Ｐ２４で第１実施形態と同様の切削加工が施され、これによって、図２に示すような直状手摺りＷ２５が得られる。
【００４８】
第２実施形態においては、圧縮木材手摺りの原料として原木Ｗ１をスライスして形成された単板Ｗ２１が用いられているため、原木Ｗ１として間伐材等の未利用材を利用することが可能になり、材料コストの低減化に寄与することができる。また、直状手摺りＷ２５は、複数枚の単板Ｗ２１が接着剤を介して積層されて形成されているため、構造的に均質化するとともに曲げ強度も向上する。
【００４９】
図３は、本発明の圧縮木材手摺りの製造方法の第３実施形態を示す工程図である。この実施形態においては、表１に示したとおり、主体となる固定化方式は第１実施形態と同様の高周波処理（高周波誘電加熱方式）であるが、原料木材は、無垢材に代えて積層材が適用されている。また、積層材は、構成要素である単板が積層前に圧縮処理される。最終製品は、玄関、浴場、便所などに設置される、両側部が略直角に曲折した補助手摺りＷ３６である。そして、第３実施形態においては、図３に示すように、補助手摺りＷ３６は、積層材製造工程Ｐ３１、圧縮工程Ｐ３２、固定化工程Ｐ３３および加工工程Ｐ３４を経て製造される。また、積層材製造工程Ｐ３１は、単板製造工程Ｐ３１ａと、単板軟化工程Ｐ３１ｂと、積層工程Ｐ３１ｃとからなっている。
【００５０】
積層材製造工程Ｐ３１の単板製造工程Ｐ３１ａにおいては、原木を製材して単板Ｗ３１が製造される。この単板Ｗ３１は、放射方向の寸法Ｒが１５ｍｍに、接線方向の寸法Ｔが３６ｍｍに、繊維方向の寸法Ｌが６５０ｍｍにそれぞれ寸法設定されている。このような単板Ｗ３１は、つぎの単板軟化工程Ｐ３１ｂにおいて、第２実施形態で使用されたプレスマシン２ａの上下の電極間に押圧挟持された状態でプレスマシン２ａの上下の金型２１，２２間に押圧挟持された状態で３０秒間高周波が印加される。このときの高周波出力は７Ｋｗ（陽極電流Ｉｐ＝１．０Ａ）に設定される。これによる誘電加熱で単板Ｗ３１は煮沸されたのと同様の軟化された単板Ｗ３２にされる。
【００５１】
このようにして得られた単板Ｗ３２は、つぎの積層材製造工程Ｐ３１視において、第２実施形態の積層工程Ｐ２１ｂにおけるのと同様の接着剤塗布処理（図３の（Ａ））および積層処理（図３の（Ｂ））が施され、これによって積層材Ｗ３３が形成される。この積層材Ｗ３３が圧縮工程Ｐ３２に送り込まれる。
【００５２】
つぎの圧縮工程Ｐ３２、固定化工程Ｐ３３および加工工程Ｐ３４は、下金型２１および上金型２２が補助手摺り用のものである他は、第１実施形態（図１）と同様であり、積層材Ｗ３３はこれらの工程を経て順次圧縮積層材Ｗ３４、補助手摺り原材Ｗ３５および補助手摺りＷ３６になる。
【００５３】
第３実施形態の製造方法によれば、単板Ｗ３１は、積層材製造工程Ｐ３１の単板軟化工程Ｐ３１ｂにおいて誘電加熱され、この段階ですでに単板Ｗ３１の木材組織が変化し易い状態になっているため、圧縮工程Ｐ３２での曲げおよび圧縮処理が容易になる。
【００５４】
図４は、本発明の圧縮木材手摺りの製造方法の第４実施形態を示す工程図である。この実施形態においては、表１に示したとおり、固定化方式は、先の内部加熱に代えて加熱炉内に水蒸気を導入して加熱する水蒸気処理が適用されている。また、原料木材は無垢材が使用される。製造対象は、直状手摺りである。
【００５５】
第４実施形態の製造方法は、図４に示すように、製材工程Ｐ４１、圧縮工程Ｐ４２、固定化工程Ｐ４３および加工工程Ｐ４４とからなっている。製材工程Ｐ４１においては、第１実施形態（図１）と同様に原木Ｗ１が製材されて長尺の角材Ｗ４１が製材される。本実施形態においては、長尺角材Ｗ４１は、繊維方向の寸法が２０００ｍｍに、接線方向の寸法Ｔが３５ｍｍに、放射方向の寸法Ｒが７０ｍｍにそれぞれ寸法設定されている。
【００５６】
このようにして形成された長尺角材Ｗ４１は、圧縮工程Ｐ４２に向けて送出され、ここで圧縮処理に供される。そして、第４実施形態においては、圧縮工程Ｐ４２で先の誘電加熱に代えて加熱炉４による水蒸気加熱が行われる。具体的には、プレスマシン２ａが加熱炉４内に内装されているとともに、高周波発振機２３に代えてスチームを発生するボイラー５が採用され、このボイラー５からのスチームを、プレスマシン２ａにかけられた状態の長尺角材Ｗ４１の装填された加熱炉４内に導入し、加熱炉４内の雰囲気を高温高湿にすることによって長尺角材Ｗ４１を軟化させ、プレスマシン２ａで圧縮するようにしている。
【００５７】
本実施形態においては、まず、長尺角材Ｗ４１を上下の金型２１ａ，２２ａ間に挟持させた状態で、ボイラー５からの２００℃強のスチームを加熱炉４内に略２０分間導入する。こうすることによって長尺角材Ｗ４１は略１００℃にまで昇温して木材組織が軟化する。ついで、プレスマシン２ａを駆動することにより上下の金型２１ａ，２２ａ間の長尺角材Ｗ４１を略１１０ｔ（面圧１５０ｋｇ／ｃｍ2）で圧縮する。そしてスチームを引き続き加熱炉４内に導入し、３０分が経過すると加熱炉４内は１８０℃〜２００℃で圧力は略１０〜１６気圧になる。この状態をさらに２０分間継続することにより、長尺角材Ｗ４１は放射方向に略半分に圧縮されて圧縮長尺角材Ｗ４２になる。この圧縮長尺角材Ｗ４２に対してつぎの固定化工程Ｐ４３での処理が行われる。
【００５８】
すなわち、固定化工程Ｐ４３においては、引き続き水蒸気が供給されて所定時間１８０℃〜２００℃が維持され、その後、加熱炉４内へのボイラー５からのスチームの供給が停止され、第２実施形態と同様に冷熱媒体供給手段２６からの冷却水が金型２１，２２内に導入され、これによる冷却で圧縮長尺角材Ｗ４２は７０℃以下に冷却された直状手摺り原材Ｗ４３になる。この直状手摺り原材Ｗ４３がつぎの加工工程Ｐ４４で切削されて直状手摺りＷ４４になる。
【００５９】
図５は、本発明の圧縮木材手摺りの製造方法の第５実施形態を示す工程図である。この実施形態においては、表１に示したとおり、固定化方式は、電熱ヒーターやスチームにより加熱された伝熱板からの熱伝導による乾熱の加熱処理が採用されている。また、原料木材は無垢材が使用される。製造対象は直状手摺りである。
【００６０】
この実施形態も、先の第４実施形態と同様に、製材工程Ｐ５１、圧縮工程Ｐ５２、固定化工程Ｐ５３および加工工程Ｐ５４とからなっている。製材工程Ｐ５１においては、原木Ｗ１が製材されて第４実施形態（図４）と同一寸法に設定された長尺角材Ｗ５１が形成される。
【００６１】
この長尺角材Ｗ５１が、つぎの圧縮工程Ｐ２２において、プレスマシン２ａの上下の金型２１ａ，２２ａ間に面圧１５０ｋｇ／ｃｍ2で押圧挟持された状態で、加熱媒体供給手段２５からのスチームが各金型２１ａ，２２ａ内に供給され、これによる熱が金型２１ａ，２２ａを介して長尺角材Ｗ５１に伝熱され、これによって長尺角材Ｗ５１が加熱圧縮されるようにしている。この状態は、長尺角材Ｗ５１の内部温度が略均一に１８０℃〜２００℃になるまで継続される（略８０分で１８０℃〜２００℃になる）。
【００６２】
ついで、固定化工程において、略２００℃の状態がさらに１時間保持され、これによって加熱されながら金型２１ａ，２２ａ間に押圧挟持された長尺角材Ｗ５１は、放射方向の寸法が当初の略半量の圧縮長尺角材Ｗ５２になる。この圧縮長尺角材Ｗ５２は、加工工程Ｐ５４において第４実施形態と同様の処理が施され、直状手摺り原材Ｗ５３を経て直状手摺りＷ５４になる。
【００６３】
本発明の第１の圧縮木材手摺りの製造方法は、以上詳述したように、原木Ｗ１を繊維方向に長尺に製材して角材Ｗ１１，Ｗ４１，Ｗ５１にし、この角材Ｗ１１，Ｗ４１，Ｗ５１を放射方向に加熱しながら圧縮処理を施して圧縮角材Ｗ１２，Ｗ４２，Ｗ５２にし、この圧縮角材Ｗ１２，Ｗ４２，Ｗ５２を圧縮状態で冷却したのち断面形状が略円形になるように切削加工するものであるため、圧縮木材手摺りＷ１４，Ｗ４４，Ｗ５４の径寸法を手で確実に握持し得る程度にまで小さくしても、所定の曲げ強度を確保することが可能であり、これによって圧縮木材手摺りＷ１４，Ｗ４４，Ｗ５４を老人や身体にハンデキャップがある人でも安心して利用し得るものにすることができる。
【００６４】
また、本発明の第２の圧縮木材手摺りの製造方法は、原木Ｗ１を繊維方向にスライスすることによって長尺の単板Ｗ２１，Ｗ３１を形成し、この単板Ｗ２１，Ｗ３１の複数枚を接着剤を介して積層して積層材Ｗ２２，Ｗ３３にし、この積層材Ｗ２２，Ｗ３３を放射方向に加熱しながら圧縮処理を施して圧縮積層材Ｗ２３，Ｗ３４にし、この圧縮積層材Ｗ２３，Ｗ３４を圧縮状態で冷却したのち断面形状が略円形になるように加工するものであるため、上記第１の発明の作用に加え、単板Ｗ２１，Ｗ３１の複数枚を積層することによって形成されているため、この単板Ｗ２１，Ｗ３１を間伐材等の未利用材で形成することによって積層材Ｗ２２，Ｗ３３を安価に製造することが可能になり、結果として圧縮木材手摺りの製造コストの低減化に貢献することができる。また、積層材Ｗ２２，Ｗ３３は、多くの単板Ｗ２１，Ｗ３１が積層されることによって品質が均一になるとともに、製材を原料とするものに比べて曲げ強度をより大きくすることができる。
【００６５】
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。
【００６６】
（１）上記の第１実施形態においては、圧縮角材Ｗ１２が金型２１，２２に装着された状態で固定化工程Ｐ１３が実行されるようにしているが、こうする代わりに、圧縮工程Ｐ１２が終了したのち圧縮角材Ｗ１２を、その圧縮形状を保持する専用の拘束治具に移行させ、この拘束治具にホールドさせた状態で以後の固定化工程Ｐ１３を実行するようにしてもよい。こうすることによって、固定化工程を加熱工程と冷却工程とに分離することが可能になり、エネルギー効率の向上を果たすことが可能になる。
【００６７】
（２）上記の第１実施形態においては、圧縮木材手摺りのエルボ部の製造を例に挙げて説明したが、本発明は、圧縮木材手摺りのエルボ部の製造に限定されるものではなく、通常の直状の圧縮木材手摺りを製造してもよい。
【００６８】
（３）上記の第２実施形態においては、各単板Ｗ２１間に介設される接着剤に熱硬化性のものが採用されているが、これに代えて熱可塑性の接着剤を採用することも可能である。かかる熱可塑性の接着剤の場合、圧縮工程Ｐ２２での誘電加熱時に接着剤が溶融し、つぎの固定化工程Ｐ２３での冷却処理時に固化して各単板Ｗ２１が互いに接着される。
【００６９】
（４）上記の実施形態においては、積層材を原料として外部加熱方式で加熱処理するものを挙げていないが、本発明は、かかる積層材の外部加熱方式を除外するものではなく、積層材の外部加熱方式も本願発明の範囲に含まれる。
【００７０】
（５）上記の第２および第３実施形態において、原木Ｗ１をスライスすることによって得た単板Ｗ２１，Ｗ３１にフェノール樹脂等の合成樹脂を含浸させ、この合成樹脂含浸の単板Ｗ２１，Ｗ３１を積層材Ｗ２２，Ｗ３１の原料として使用してもよい。こうすることによって得られた圧縮木材手摺りは、木材組織内に侵入して硬化した合成樹脂の作用でさらに強靱なものになる。
【００７１】
（６）上記の実施形態において、圧縮木材手摺りの表面に抗菌処理を施してもよい。抗菌処理としては、抗菌剤の混入された塗料を手摺りの表面に塗布したり、抗菌剤の含浸された木材を圧縮木材手摺りの原料として使用したり、積層材を手摺りの原料として使用するときは単板間に介設される接着剤に抗菌性能を有するものを使用すること等が挙げられる。抗菌剤としては、銀系のもの（シリカゲル銀、銀ゼオライト、燐酸シリコニウム銀塩、燐酸カルシウム等）、有機ヒ素系のもの（１０、１０−オキシビスフェノキシアルシン等）、有機銅系のもの（８−オキシキノリン銅）、有機ヨード系のもの（３−アイオド−２−プロピルブチルカーバイト等）、ベンツイミダゾール系のもの（２−（４−チアゾリル）−ベンツイミダゾール、２−ベンツイミダゾールカルバミック酸メチール等）を好適に使用することができる。これらの他に、イソチアゾリン系のもの、ピリチオン系のもの、ニトリル系のもの、ピリジン系のもの、トリアジン系のモノ、Ｎ−ハロアルキルチオ系のもの等を挙げることができる。
【００７２】
（７）表２および表３に上記の第１〜第５実施形態をも含めて本発明の各種の実施形態を取りまとめた。この表は、大きく区分される工程（被加工材を調製する工程、被加工材を圧縮する工程、被加工材を固定化する工程および被加工材を加工する工程）内を、さらにそれぞれ工程内での主な処理で区分して横欄の項目として挙げるとともに、縦欄にケース番号を示している。表内の円付数字は、対象となる処理の経時的な順序を示している。また、備考欄には、上記第１〜第５実施形態がどのケース番号のものに該当するかを示している。
【００７３】
なお、被加工材を調製する工程においては、被加工材の軟化処理は重要であり、ほとんどのケースで実行される場合が多いが、被加工物の樹種や処理条件によっては軟化処理が行われない場合もある。また、固定化工程においては、圧縮状態の維持は必須であり、すべてのケースで適用されるため、項目として挙げていない。
【００７４】
【表２】
0003730427.tif 000003
【００７５】
【表３】
0003730427.tif 000004
【００７６】
表２に示すように、本発明は、大区分の工程については変わりはないが、大区分内の詳細な工程をどのように組み合わせるかで非常に多くの実施形態が存在するものであり、さらに表２に示した以外の組み合わせも可能である。
【００７７】
【実施例】
本発明の圧縮木材手摺りが、ＢＬ規格（Ｂetter Ｌiving規格の略。このＢＬ規格は、財団法人ベターリビングが優良住宅部品を認定するために設けられた規格である）における補助手摺りの規格試験に合格するものであるのか否かを確認するために以下のような試験を実施した。
【００７８】
上記ＢＬ規格においては、廊下、階段、便所、洗面所および浴室に設けられる金属（アルミニウム合金、ステンレススチール）製、合成樹脂製、木製等の手摺りについて、手摺り支持金具間に水平に支持させた状態で、手摺り支持金具間の中央部に手摺りの延びる方向に直交した方向に向かう所定の力（１２０ｋｇｆ）を所定期間（常温、常圧下で７日間）継続して加えた状態で手摺りが破壊しないことを合格の条件としている。なお、上記直交した方向に向かう力としては、水平方向に向かう力と鉛直方向に向かう力とが規定されている。
【００７９】
しかし、ＢＬ規格においては、手摺り支持金具間の距離である、いわゆる手摺りのスパンが規定されていないため、スパン寸法を屋内用の直状手摺りで通常採用される９００ｍｍと仮定し、このときの曲げ強度を計算して基準曲げ強度とした。そして、本発明に係る圧縮木材手摺りが上記基準曲げ強度をクリアしているか否かを試験した。
【００８０】
曲げ強度（ＭＯＲＯ（Ｎ／ｍ2））の計算は以下の式を採用して行った。
ＭＯＲＯ＝８ＰＬ／πｄ3・・・（ａ）
ここに、Ｐ：手摺りに加える加重（Ｎ）
Ｌ：手摺りのスパン（ｍ）
ｄ：手摺りの直径（ｍ）
である。
【００８１】
（ｉ）基準曲げ強度の計算Ｐ、Ｌおよびｄが以下の値に設定されたＢＬ規格をクリアする手摺りを想定してその曲げ強度を計算した。
【００８２】
Ｐ＝１２０ｋｇｆ＝１２０ｋｇｆ×９．８ｍ／ｓ2＝１１７６ＮＬ＝９００ｍｍ＝０．９ｍｄ＝２８ｍｍ＝０．０２８ｍＭＯＲＯ0（基準曲げ強度）＝（８×１１７６×０．９）／（３．１４×０．０２８3）＝１２３×１０6Ｎ／ｍ2＝１２３ＭＰａすなわち、ＢＬ規格に合格する手摺りは、曲げ強度が１２３ＭＰａ以上であることが要求されると考えられる。
【００８３】
（ii）本発明に係る手摺りの曲げ強度の計算本発明に係る圧縮木材手摺りの曲げ強度を計算するために、所定寸法の試料を採取して降伏応力を実測し、この降伏応力から手摺りの曲げ強度を計算した。上記試料としては上記表１の第２実施形態のものを採用した。この圧縮木材手摺りの直径寸法は２８ｍｍであった。この手摺りから長さ略６００ｍｍの試料を採取し、この試料の両側部を手摺り支持金具で固定した。試料が固定された状態でその両端３０ｍｍを支持金具から外部に突出させた状態にしたため、試料の支持点間の距離は５４０ｍｍになった。
【００８４】
この状態で所定の材料試験機により試料の中央部に試料に直交する方向で順次大きくなる力を経時的に加えるとともに、測定された試料の応力および歪みを経時的に出力し、「応力−歪み線図」を得た。この応力−歪み線図を解析して試料の降伏応力を見い出した。この降伏応力から上記（ａ）式により本発明に係る圧縮木材手摺りの曲げ強度を計算した。計算に用いた諸元および計算結果は以下の通りである。
【００８５】
Ｐ（降伏応力）＝２６２ｋｇｆ＝２６２ｋｇｆ×９．８ｍ／ｓ2＝２５６８ＮＬ＝５４０ｍｍ＝０．５４ｍｄ＝２８ｍｍ＝０．０２８ｍＭＯＲＯ1（試料の曲げ強度）＝（８×２５６７×０．５４）／（３．１４×０．０２８3）＝１６１×１０6Ｎ／ｍ2＝１６１ＭＰａ従って、ＭＯＲＯ1（１６１ＭＰａ）＞ＭＯＲＯ0（基準曲げ強度（１２３ＭＰａ））となり、本発明の圧縮木材手摺りが、ＢＬ規格をクリアするものであることを確認することができた。
【００８６】
【発明の効果】
請求項１および９記載の発明によれば、圧縮木材手摺りは、原木から繊維方向に長尺に製作された被加工材を加熱しながら繊維方向に直交する方向に圧縮処理する圧縮工程と、圧縮された被加工材の圧縮状態を保持させるようにする圧縮工程とを経て形成されるため、かかる工程を経て得られた圧縮木材手摺りは、被加工材の木材組織が加熱時の熱の作用で軟化して圧縮された状態に改質され、かつ、圧縮状態の固定が行われて形成されているため、径寸法を手で確実に握持し得る程度にまで小さくしても、所定の曲げ強度を確保することが可能であり、これによって手摺りを非常に利用し易いものにすることができる。
【００８７】
請求項２記載の発明によれば、固定化工程で固定化された被加工材を、加工工程で把持容易な断面形状に加工するようにしているため、加工工程を経ることによって被加工材を把持に適した断面形状にすることができる。
【００８８】
請求項３記載の発明によれば、圧縮工程で被加工材の比重を０．６〜１．０になるように圧縮しているため、被加工材は、曲げ強度が改善されて大きくなり、手摺りを把持し易い例えば２５〜３０ｍｍの径寸法にすることができる。
【００８９】
請求項４記載の発明によれば、圧縮工程における圧縮度を２０％〜７０％に設定したため、圧縮された被加工材は、その比重が０．６〜１．０になり、請求項３記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００９０】
請求項５記載の発明によれば、原木を切断して製作された単板を、厚み方向に接着剤を介して複数枚積層して圧縮工程に供給される被加工材にする積層工程を設けたため、この工程を経ることによって単板を製材と同等の集成材にすることができる。また、被加工材は、多くの単板が積層されることによって品質が均一になるとともに、製材を原料にするものに比べて曲げ強度を改善することができる。さらに、この単板を間伐材等の未利用材で形成することによって被加工材を安価に製造することができ、圧縮木材手摺りの製造コストの低減化が実現するとともに木材資源の有効活用に貢献することができる。
【００９１】
請求項６記載の発明によれば、被加工材は圧縮前に軟化処理が施されるため、その後の圧縮工程での被加工材の圧縮処理を容易に行うことができる。
【００９２】
請求項７記載の発明によれば、固定化工程で被加工材に高周波による誘電加熱処理を施すようにしたため、被加工材は圧縮された後の誘電加熱時に内部から１８０℃程度にまで急速に加熱され、さらにこの状態で圧縮が継続されることによって短時間で安定性の高い固定化処理を行うことができる。
【００９３】
請求項１０記載の発明によれば、圧縮木材手摺りの外周長を７８〜１１０ｍｍに設定したため、指先同士、例えば拇指と人指し指とを接触させた状態で圧縮木材手摺りを確実に把持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の圧縮木材手摺りの製造方法の第１実施形態を示す工程図である。
【図２】  本発明の圧縮木材手摺りの製造方法の第２実施形態を示す工程図である。
【図３】  本発明の圧縮木材手摺りの製造方法の第３実施形態を示す工程図である。
【図４】  本発明の圧縮木材手摺りの製造方法の第４実施形態を示す工程図である。
【図５】  本発明の圧縮木材手摺りの製造方法の第５実施形態を示す工程図である。
【符号の説明】
１ 製材機
２，２ａ プレスマシン
２１，２１ａ 下金型
２２，２２ａ 上金型
２３ 高周波発振機
２４ 熱媒体供給手段
２５ 加熱媒体供給手段
２６ 冷熱媒体供給手段
２７ 接着剤塗布ローラ
３ 切削機
４ 加熱炉
５ ボイラー
Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ３１，Ｐ４１，Ｐ５１ 製材工程
Ｐ１２，Ｐ２２，Ｐ３２，Ｐ４２，Ｐ５２ 圧縮工程
Ｐ１３，Ｐ２３，Ｐ３３，Ｐ４３，Ｐ５３ 固定化工程
Ｐ１４，Ｐ２４，Ｐ３４，Ｐ４４，Ｐ５４ 加工工程
Ｗ１ 原木
Ｗ１１，Ｗ４１ 角材
Ｗ１３ エルボ原材
Ｗ３５ 補助手摺り原材
Ｗ１４ エルボ手摺り
Ｗ２１，Ｗ３１，Ｗ３２ 単板
Ｗ２２，Ｗ３３ 積層材
Ｗ２３，Ｗ３４ 圧縮積層材
Ｗ３６ 補助手摺り
Ｗ２４，Ｗ４３，Ｗ５３ 直状手摺り原材
Ｗ２５，Ｗ４４，Ｗ５４ 直状手摺り
Ｗ４２ 圧縮長尺角材
Ｗ５１ 長尺角材
Ｗ５２ 圧縮長尺角材
【図１】
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【図２】
0003730427.tif 000006
【図３】
0003730427.tif 000007
【図４】
0003730427.tif 000008
【図５】
0003730427.tif 000009