CN101310944A - 木材成形方法和木材成形装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种木材成形方法和木材成形装置，其能够容易且迅速地将木材成形为三维形状。在比大气高温高压的水蒸气气氛中，对平板状木材的与板厚方向平行的端面的一部分，施加朝向与该端面大致正交的方向的压缩力，并且，对该木材的与板厚方向正交的表面的一部分，施加朝向与该表面大致正交的方向的压缩力。更加优选的是：开始对木材的端面施加压缩力的时刻，比开始对木材的表面施加压缩力的时刻要靠前，或者与开始对木材的表面施加压缩力的时刻相同。

Description

木材成形方法和木材成形装置

技术领域

本发明涉及通过压缩将木材成形为预定的三维形状的木材成形方法以及在该成形方法中使用的木材成形装置。

背景技术

近年来，作为自然原材料的木材备受关注。由于木材具有各种木纹，所以根据从原木进行取材的部位而产生个体差异，该个体差异成为每个产品的个性。并且，由于长时间使用而产生的瑕疵或色调的变化本身也成为独特的风格，会让使用者产生亲切感。根据这些理由，作为能体现出使用合成树脂或轻金属的产品所不具有的个性和品味的产品的原材料，木材备受关注，其成形技术也飞速地进步。

以往，作为相关的木材成形技术，已知有这样的技术：对吸水软化了的一块木材进行压缩，然后与压缩方向大致平行地对该木材进行切割以获得板状的一次固定品，之后在使该一次固定品加热吸水的同时成形为预定的三维形状(例如，参照专利文献1)。并且还知道有这样的技术：把在软化处理过的状态下进行了压缩的一块木材临时固定，并把该木材放入到模中使其恢复，由此来进行模成形(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：日本特许第3078452号公报

专利文献2：日本特开平11-77619号公报

但是，在上述的现有技术中，在将木材压缩成形为预定的最终形状之前，必须进行用于得到固定品的预备压缩工序，因此，到成形结束为止要耗费大量的劳力和时间。

发明内容

本发明就是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供能够容易且迅速地将木材成形为三维形状的木材成形方法以及木材成形装置。

为了解决上述课题，达成上述目的，本发明涉及的木材成形方法是将平板状的木材成形为包含曲面的三维形状的木材成形方法，其特征在于，所述木材成形方法具有压缩工序，在该压缩工序中，在比大气高温高压的水蒸气气氛中，对所述木材的与板厚方向平行的端面的至少一部分，施加朝向与该端面大致正交的方向的压缩力，并且，对所述木材的与板厚方向正交的表面的一部分，施加朝向与该表面大致正交的方向的压缩力。

另外，本发明所述的木材成形方法，根据上述发明，其特征在于，开始对所述木材的端面施加压缩力的时刻(timing)，比开始对所述木材的表面施加压缩力的时刻要靠前，或者与开始对所述木材的表面施加压缩力的时刻相同。

另外，本发明所述的木材成形方法，根据上述发明，其特征在于，在所述压缩工序中施加在所述端面的一部分上的压缩力的大小是均一的，而与施加该压缩力的部位无关。

另外，本发明所述的木材成形方法，根据上述发明，其特征在于，在所述压缩工序中施加在所述端面的一部分上的压缩力的大小，具有根据施加该压缩力的部位而确定的值。

另外，本发明所述的木材成形方法，根据上述发明，其特征在于，所述压缩工序中，使施加在所述端面的一部分上的压缩力根据所述木材的变形而变化。

另外，本发明涉及的木材成形装置是将平板状的木材成形为包含曲面的三维形状的木材成形装置，其特征在于，该木材成形装置具有：第一模具和第二模具，它们能够在板厚方向上夹持所述木材，并且通过一方相对于另一方的移动，来施加朝向所述木材的板厚方向的压缩力；以及加压单元，其介于所述第一模具和第二模具之间，用于对所述第一和第二模具所夹持的所述木材的、与板厚方向平行的端面的至少一部分，施加朝向与该端面大致正交的方向的压缩力。

另外，本发明所述的木材成形装置，根据上述发明，其特征在于，所述加压单元与所述第一模具以及第二模具中的至少一方模具联动。

另外，本发明所述的木材成形装置，根据上述发明，其特征在于，所述木材成形装置还具有按压部件，该按压部件对作为所述木材的周缘部的、不被所述第一模具和第二模具施加压缩力的周缘部的一部分，沿着该木材的板厚方向，朝向所述第一模具和第二模具中的任一方的表面进行按压，并且将所述周缘部的一部分保持在能够沿与该木材的板厚方向正交的方向滑动的状态下。

另外，本发明所述的木材成形装置，根据上述发明，其特征在于，所述木材成形装置还具有控制所述加压单元的动作的控制单元。

另外，本发明所述的木材成形装置，其特征在于，所述木材成形装置还具有检测所述加压单元所施加的压缩力的大小的压缩力检测单元，所述控制单元通过使用所述压缩力检测单元的检测结果，来控制所述加压单元的动作。

另外，本发明所述的木材成形装置，根据上述发明，其特征在于，所述控制单元进行这样的控制：使所述加压单元施加在所述木材的端面的一部分上的压缩力的大小为均一的，而与该压缩力所施加的部位无关。

另外，本发明所述的木材成形装置，根据上述发明，其特征在于，所述控制单元进行这样的控制：使所述加压单元施加在所述木材的端面的一部分上的压缩力的大小根据该压缩力所施加的部位来确定。

另外，本发明所述的木材成形装置，根据上述发明，其特征在于，所述木材成形装置还具有检测所述第一模具或第二模具的位置的位置检测单元，所述控制单元通过使用所述位置检测单元的检测结果，来进行使所述加压单元施加在所述木材端面的至少一部分上的压缩力变化的控制。

根据本发明，在比大气高温高压的水蒸气气氛中，对平板状的木材的与板厚方向平行的端面的一部分，施加朝向与该端面大致正交的方向的压缩力，并且，对该木材的与板厚方向正交的表面的一部分，施加朝向与该表面大致正交的方向的压缩力，由此，能够一次进行预备压缩工序和成形为包含曲面的三维形状的压缩工序。因此，能够以比以往少的工序数容易并且迅速地进行木材向三维形状的成形。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1涉及的木材成形方法的概要的流程图。

图2是表示本发明的实施方式1涉及的木材成形方法的压缩工序的概要、以及木材成形装置的一部分的结构的图。

图3是表示在本发明的实施方式1涉及的木材成形方法的压缩工序中使用的木材成形装置的一部分的结构的俯视图。

图4是表示在本发明的实施方式1涉及的木材成形方法的压缩工序中，木材变形大致结束的状态的图。

图5是表示本发明的实施方式1涉及的木材成形方法的干燥工序后的木材结构的立体图。

图6是表示通过本发明实施方式1涉及的木材成形方法成形后的木材的应用示例(对数字照相机的前方进行外包装的盖部件)的结构的图。

图7是表示通过本发明实施方式1涉及的木材成形方法成形后的木材的应用示例(对数字照相机的后方进行外包装的盖部件)的结构的图。

图8是表示通过图6以及图7所示的盖部件进行外包装的数字照相机的外观结构的立体图。

图9是表示本发明的实施方式2涉及的木材成形装置的主要部分的结构的局部剖视图。

图10是表示本发明的实施方式2涉及的木材成形装置的主要部分的结构的俯视图。

图11是表示在本发明的实施方式2涉及的木材成形方法的压缩工序中，木材的变形大致结束的状态的图。

图12是表示本发明的实施方式3涉及的木材成形装置的主要部分的结构的局部剖视图。

图13是表示在本发明的实施方式3涉及的木材成形装置中，位置传感器对一方模具的预定位置进行检测的状况的图。

图14是表示本发明的实施方式4涉及的木材成形装置的主要部分的结构的俯视图。

图15是表示本发明的实施方式4涉及的木材成形装置的主要部分的结构的局部剖视图。

图16是表示本发明的实施方式5涉及的木材成形装置的主要部分的结构的俯视图。

图17是表示本发明的实施方式5涉及的木材成形装置的主要部分的结构的俯视图。

标号说明

1、2、5、6：木材；2a、3a、4a：主板部；2b、2c、3b、3c、4b、4c：侧板部；2d：伸出部；3、4：盖部件；10、60、80、90、110：木材成形装置；11、21、31、61、62、64、111：模具；12：凸部；13：凸缘部；14、32：孔部；15：突起部；22、1111：凹部；41：倾斜销；51：爪状部件(按压部件)；52：螺纹部件；63：模具驱动部；65、91：加压部件；65a、91a：抵接部；65b、91b：基端部；66：加压部件驱动部；67：压力传感器；68：底座部；69：输入部；70：控制部；71：存储器；81：位置传感器；92：汽缸；93、114：管；94、113：空气压缩机；95：主管；96：分支部件；100：数字照相机；101：摄像部；102：闪光灯；103：快门按钮；112：橡胶管；301、302、401：开口部；303、402：缺口；621：凹部；622：引导部；1112：载置部。

具体实施方式

下面，参照附图说明用于实施本发明的最佳方式(以后，称为“实施方式”)。此外，在以下的说明中参照的附图最终也只是示意图，在用不同的附图表示相同的物体的情况下，也有时尺寸或者缩小比例尺等会有不同。

(实施方式1)

图1是表示本发明的实施方式1涉及的木材成形方法的概要的流程图。在本实施方式1涉及的木材的成形方法中，最初，从原木选取构成为平板状的木材(步骤1)。在该步骤S1中，以具有预先加上了通过后述工序而减少的量的容积的容积的方式进行木材的取材。作为原木，只要是根据成形后的木材的用途从桧柏、丝柏、梧桐、杉木、松木、樱木、榉树、黑檀、紫檀、竹、柚木、红木、花梨木等中选择适当的原木即可。另外，关于从原木的哪一个部分进行取材，只要根据对该木材所要求的强度或者美观等的条件来确定即可。

接着，将在步骤S1中取材得到的木材，在比大气高温高压的水蒸气气氛中放置预定时间，通过使其过量地吸收水分来使其充分软化(步骤S2)。这里所述的高温高压是指这样的状态：温度为100～230℃，更优选为大约120℃～150℃，压力为0.1～3.0MPa(兆帕)，更优选为0.45～2.5MPa，进一步优选为大约1.0～1.6MPa。这样的水蒸气气氛例如能够通过使用压力容器来实现。在使用压力容器的情况下，通过将木材放置在该压力容器中来进行软化工序。此外，在该步骤S2中，也可以在向木材的表面供给水分之后，利用微波那样的高频电磁波对木材进行加热使其软化，或者也可以通过将木材煮沸来使其软化，来代替将木材放置在上述的水蒸气气氛中使其软化。

之后，通过使用木材成形装置，对在上述步骤S2中充分软化了的木材进行压缩(步骤S3)。在该步骤S3中，在与使木材软化的时候同样的水蒸气气氛中，由木材成形装置对木材施加压缩力，由此，使该木材变形为预定的三维形状。在使木材在压力容器中软化的情况下，只要继续在该压力容器中压缩木材即可。

图2是这样的图：表示在该压缩工序中已开始对木材1施加压缩力的状态，并且表示本实施方式1涉及的木材成形装置的主要部分的结构。在图2中，木材1配置在被构成木材成形装置10的三个模具11、21、31包围起来的位置上。构成木材成形装置10的三个模具中，模具11(第一模具)和模具21(第二模具)在压缩工序时分别抵接在木材1的与板厚方向正交的表面的一部分上，并且施加朝向与该表面大致正交的方向(与木材1的板厚方向大致平行的方向)的压缩力。另一方面，模具31抵接在木材1的与板厚方向平行的端面的一部分上，并且施加朝向与该端面大致正交的方向(与木材1的板厚方向大致正交的方向)的压缩力。在模具31上安装有倾斜销41。倾斜销41的前端部构成预定角度地贯穿插入在模具11中。因此，模具31能够与模具11的移动联动地移动。模具31以及倾斜销41构成与木材1的端面的一部分抵接、并且对木材1施加压缩力的加压单元。

在压缩时与木材1的上表面抵接并施加压缩力的模具11具有：在图2中的上下方向上向下突出的凸部12；和在凸部12的上方向凸部12的外周方向伸出的凸缘部13。在该凸缘部13上形成有孔部14，安装在模具31上的倾斜销41的前端部附近贯穿插入在该孔部14中。另外，在凸缘部13的端缘部设置有突起部15，突起部15能够相对模具31的端缘部滑动，并具有以下功能：防止模具31因来自木材1的端面的反作用而向外侧滑动，并且防止模具31的底面与模具21的表面分离。

模具11能够相对于模具21在图2中的上下方向上移动。模具11的移动可以使用电驱动单元来实现，也可以通过形成这样的结构来实现：用螺钉将模具11和模具21连接起来，通过手动或者自动来拧紧或者拧松该螺钉。

在压缩时与木材1的下表面抵接并施加压缩力的模具21具有在图2中的上下方向上向下凹陷的凹部22。在凹部22的外周的表面上，通过螺纹部件52安装有爪状部件51(按压部件)，该爪状部件51沿着木材1的板厚方向向模具21的表面按压作为压缩对象木材1的周缘部的、没有被模具11、21施加压缩力的周缘部的一部分，并且将该周缘部的一部分保持在能够向与木材1的板厚方向正交的方向滑动的状态下。

模具31具有以预定的倾斜角安装倾斜销41的孔部32。模具31的端部中的、与木材1抵接侧的端部具有与木材1的板厚大致相同的厚度。

图3是表示构成木材成形装置10的一部分的模具21、31、爪状部件51的结构的俯视图，其是在除去模具11和倾斜销41后从上方观察图2所示的状态的图。如图3所示，模具31和爪状部件51在模具21的表面上，沿着构成凹部22的端缘部(在图3中用虚线表示)的大致长方形的各边交替配置。

模具31通过与模具11的移动的联动，能够在与构成凹部22的端缘部的大致长方形的各边正交的方向上滑动。具体而言，在图3中，沿着构成凹部22的长边方向端缘部的长边配设的模具31可在图3中的左右方向上滑动，另一方面，沿着构成凹部22的短边方向端缘部的短边配设的模具31可在图3中的上下方向上滑动。

与此相对，爪状部件51具有这样的功能：在对木材1进行压缩成形时，在图2中的上下方向上向下按压木材1，防止木材1的周缘部在压缩时变形而在图2中的上下方向上向上方逃逸。爪状部件51优选与模具11等同样为金属制品，但也可以通过即使在上述的水蒸气气氛中也不会变形的合成树脂来实现。另外，也可以预先对爪状部件51的与木材1接触的表面实施利用聚四氟乙烯(PTFE)等氟类树脂进行被覆的加工。由此，即使木材1在压缩时与爪状部件51接触，也能够确保高滑动性。再者，也可以对爪状部件51的与木材1接触的表面实施滚花加工等，以防止软化后的木材1贴附在爪状部件51上。

另外，在图2中，模具31与木材1的端面开始抵接，而另一方面，模具11没有与木材1抵接。这是由于以下原因所致：在压缩工序中，使模具31开始对木材1施加压缩力的时刻，比模具11、21开始对木材1施加压缩力的时刻要靠前。这样，通过调整在木材1与各模具之间施加压缩力的时刻，在开始从模具11、21受到压缩力的时刻，成为已经对木材1施加了朝向与板厚方向正交的方向的压缩力的状态，所以，在木材1与现有技术中的预备压缩工序一样由于来自模具11、21的压缩力而变形时，能够缓和作用在其变形部位上的拉伸应力。其结果为能够显著降低木材1在压缩工序中产生破裂的可能性。

通过变更倾斜销41的倾斜角或设置位置、突起部15与模具31相互接触的面的倾斜角、模具31的行程等，能够调整模具11、21开始对木材1施加压缩力的时刻与模具31开始对木材1施加压缩力的时刻之间的关系。

此外，根据成形后的形状，即使使模具31开始对木材1施加压缩力的时刻与模具11、21开始对木材1施加压缩力的时刻相同，也能够得到相同的效果。

下面继续对压缩工序进行说明。当从图2的状态起使模具11进一步下降时，木材1与模具11的凸部12抵接，木材1在受到压缩力的同时逐渐变形。不久，木材1的上表面的中央部变成与模具11的凸部12的表面紧密接触的状态，另一方面，木材1的下表面的中央部变成与模具21的凹部22的表面紧密接触的状态。

图4是表示上述木材1与模具11、21的紧密接触状态的图，其是表示压缩工序中的木材1的变形大致结束的状态的图。在图4中，木材1变形为与模具11和模具21之间的间隙相当的三维形状。从图2所示的状态到图4所示的状态为止，模具31与模具11的下降联动地朝向模具21的中央部滑动，并且同时对木材1的端面继续施加压缩力。

压缩后木材1的通过模具11、21夹持的部分的厚度优选为压缩前相同部分的厚度的大约30～50％。换言之，木材1的压缩率(因压缩而导致的木材厚度减少量ΔR与该木材压缩前的厚度R的比值ΔR/R)优选为大约0.50～0.70。此外，没有被模具11、模具21所夹持的部分(木材1的外周部)的厚度与压缩前相比几乎没有变化。

在图4所示的状态下对木材1施加预定时间(1～几十分钟，更优选为大约5～10分钟)的压缩力，然后向木材成形装置10的周围施加比上述水蒸气还要高的温度的水蒸气，由此来固定化木材1的形状(步骤S4)。当在压力容器中进行该固定化处理的情况下，只要向压力容器中吹入比压缩工序中的水蒸气还要高的温度的水蒸气即可。

接着，解除上述水蒸气气氛使木材1干燥(步骤S5)。当在压力容器中进行步骤S2～S4的处理的情况下，将木材成形装置10在压力容器的内部向大气中开放。在该干燥工序时，也可以解除木材成形装置10的模具紧固状态，使模具11或者21从木材1离开，由此来促进木材1的干燥。下面，将结束了步骤S5的干燥工序的木材1称为“木材2”。

图5是表示木材2的结构的立体图。该图中所表示的木材2具有：主板部2a，其具有大致长方形形状的表面，并且构成为平板状；两个侧板部2b，它们从主板部2a的表面的大致平行于长边方向的两边分别以相对于主板部2a立起的方式延伸出来；两个侧板部2c，它们从主板部2a的表面的大致平行于短边方向的两边分别以相对于主板部2a立起的方式延伸出来；以及伸出部2d，其从侧板部2b、侧板部2c的各端部中的、与和主板部2a相连的端部不同的端部，在整周范围内向与主板部2a的表面大致平行的方向伸出。图5中的A-A线截面或者B-B线截面为与图4所示的木材1的截面相同的形状。

关于伸出部2d，由于通过模具31按压端面的一部分，并且通过爪状部件51被朝向模具21的表面侧按压，所以，有时不是图5所示的平板状，而构成为具有波浪的形状，其形状根据各个木材2而有所不同。但是，由于伸出部2d是在后述整形工序中被切掉的部分，所以即使每个木材2中存在个体差异，也不会对最终形状有什么影响。

在步骤S5之后，通过对木材2实施切削或者穿孔等的处理，将木材2整形为预定的形状(步骤S6)。在该步骤S6中，首先通过切削将木材2的伸出部2d切掉，之后进行预定的整形处理。图6以及图7是表示木材2的整形示例的图，具体而言，是表示通过对木材2进行整形而得到的数字照相机外包装用的盖部件的结构的图。

在图6中表示的盖部件3用于对数字照相机的前方进行外包装，其具有分别与木材2的主板部2a、侧板部2b和2c相对应的主板部3a、侧板部3b和3c。在盖部件3的主板部3a上形成有露出摄像镜头的开口部301和露出闪光灯的开口部302。另外，在盖部件3的侧板部3b上形成有露出快门按钮的缺口303。

图7中所示的盖部件4用于对数字照相机的后方进行外包装，其具有分别与木材2的主板部2a、侧板部2b和2c相对应的主板部4a、侧板部4b和4c。在盖部件4的主板部4a上形成有露出液晶画面的开口部401。另外，在盖部件4的侧板部4b上形成有与盖部件3的缺口303合在一起而形成露出快门按钮的开口部的缺口402。

图8是表示利用具有上述结构的盖部件3、4进行外包装的数字照相机的结构的立体图。该图中所表示的数字照相机100具有：包括摄像镜头的摄像部101、闪光灯102、和快门按钮103。在数字照相机100的内部包括：进行与摄像处理等相关的驱动控制的控制电路；CCD(ChargeCoupled Device：电荷耦合器件)或CMOS(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor Transistor：互补型金属氧化物半导体)等固体摄像元件；进行声音输入输出的麦克风或扬声器；和在控制电路的控制下驱动各功能部件的驱动电路等，并且在数字照相机100的内部收纳有实现数字照相机100的功能的各种电子部件以及光学部件(未图示)。

此外，作为可以应用通过对木材2进行整形而得到的外包装体的电子设备，除了数字照相机100之外还能够列举出：移动电话，PHS(PilotHandsets：驾驶员手机)或PDA(Personal Digital Assistant：个人数字助理)等携带式通信终端，携带式音频装置，IC记录器，携带式电视机，携带式收音机，各种家电产品的遥控器，数字视频等携带用小型电子设备。应用于这些携带用小型电子设备的情况下的外包装体的厚度在大约1.6～2.0mm为宜。

根据以上说明的本发明的实施方式1，在比大气高温高压的水蒸气气氛中，对平板状的木材的与板厚方向平行的端面的一部分施加朝向与该端面大致正交的方向的压缩力，并且对该木材的与板厚方向正交的表面的一部分施加朝向与该表面大致正交的方向的压缩力，由此，能够一次进行预备压缩工序、和成形为包含曲面的三维形状的压缩工序。由此，能够以比以往要少的工序数容易并且迅速地进行木材向三维形状的成形。

另外，根据本实施方式1，使开始施加朝向与木材的板厚方向正交的方向的压缩力的时刻，比开始施加朝向木材的板厚方向的压缩力的时刻靠前，或者与开始施加朝向木材的板厚方向的压缩力的时刻相同，由此，能够可靠地防止木材被向板厚方向压缩时的破裂。

再者，根据本实施方式1，具有爪状部件，在木材的压缩成形时，该爪状部件沿着木材的板厚方向，朝向第二模具的表面按压作为该木材的周缘部的、没有被第一和第二模具施加压缩力的周缘部的一部分，并且将该周缘部的一部分保持在能够向与该木材的板厚方向正交的方向滑动的状态下，由此，能够抑制被该爪状部件按压的部分在压缩时的变形(逃逸)。因此，木材的周缘部整体的变形也少，加压单元能够可靠地对木材的端面的至少一部分施加压缩力。

另外，根据本实施方式1，由于能够使用平板状的部件成形各种各样的三维形状，所以没有必要在开始的时候取材接近最终形状的木材。其结果是木材的浪费减少，能够实现成本的降低。

此外，在本实施方式1中，也可以构成为通过将爪状部件的外缘部铰接在第二模具上等，在安装了爪状部件的状态下，能够容易地将木材安装到第二模具上的结构，来代替通过螺纹部件将爪状部件固定设置在第二模具上。

另外，在本实施方式1中，也可以是使构成加压单元的模具与第二模具联动的结构。

(实施方式2)

图9是表示本发明的实施方式2涉及的木材成形装置的主要部分的结构的局部剖视图。该图中所表示的木材成形装置60与上述实施方式1一样，是对构成电子设备的外包装体的盖部件进行压缩成形的装置。

下面，参照图9对于木材成形装置60的详细结构进行说明。木材成形装置60具有：构成一对的模具61(第一模具)、62(第二模具)，它们在压缩成形对象木材5时，抵接在木材5的与板厚方向正交的表面的一部分上，并施加朝向与该表面大致正交的方向的压缩力；模具驱动部63，其上下驱动模具61；模具64，其具有中空部，模具61可自由移动地贯穿插入在该中空部中；多个金属制的加压部件65，它们分别配置在模具62和模具64之间，并对木材5的与板厚方向平行的端面施加压缩力；多个加压部件驱动部66，它们分别驱动多个加压部件65；压力传感器67(压缩力检测单元)，其分别设置在多个加压部件驱动部66上，用于检测压力，该压力是被加压部件驱动部66驱动的加压部件65在木材5上施加的压缩力的每单位面积上的值；底座部68，其载置加压部件驱动部66；输入部69，其输入与木材成形装置60的动作相关的信息等；和控制部70，其控制模具驱动部63以及加压部件驱动部66的驱动。加压部件65和加压部件驱动部66构成对木材端面的至少一部分施加压缩力的加压单元。

图10是表示木材成形装置60的主要部分的结构的俯视图，其是将位于木材5的上方的模具61、64和模具驱动部63除去之后从上方观察到的图。此外，在图10中为了避免麻烦，省略了压力传感器67的记载。

在压缩时与木材5的底面抵接并且施加压缩力的模具62是型腔模具，其在与作为型芯模具的模具61之间夹持木材5，并施加压缩力。模具62具有：凹部621，其与木材5的压缩后的最终形状相对应地凹陷；和槽状的引导部622，其设置在与模具64相对的表面上，并且引导加压部件65的进退。

加压部件65具有：形成为平板状、并且与木材5抵接的抵接部65a；和从抵接部65a的长边方向的一端呈棒状地延伸的基端部65b。以包围平板状的木材5的侧面的方式配置有多个加压部件65。在多个加压部件65中，有的加压部件65以与木材5的四角的进行过倒角的部分抵接的方式配置。这样，通过构成为使加压部件65与木材5的倒角过的部分抵接，并施加压缩力的结构，在压缩工序时，通过对被从各个方向施加张力的木材5的四角部分施加压缩力，能够可靠地防止木材5的破裂。

加压部件驱动部66是螺线管。在该螺线管的轴上以使轴线一致的状态安装有基端部65b。因此，加压部件65能够沿着螺线管的轴线方向进退。

控制部70具有存储控制木材成形装置60的动作的程序等的存储器71。这样的控制部70使用CPU或者RAM等来实现。

本实施方式2涉及的木材成形方法的处理的流程，与上述实施方式1涉及的木材成形方法的处理的流程相同(参照图1)。其中，在取材工序(图1中的步骤S1)中，通过对如上所述表面构成为长方形的平板状的木材的四角进行倒角，来对木材5进行形状选取。

下面，对使用木材成形装置60进行的压缩工序(图1中的步骤S3)进行说明。在进行压缩工序时，木材成形装置60的模具部分被放置在与上述实施方式1中所说明的压缩工序同样的水蒸气气氛中。

在压缩工序中，首先当从输入部69输入开始压缩工序的操作指示信号时，控制部70向模具驱动部63以及加压部件驱动部66发送控制信号。模具驱动部63和加压部件驱动部66收到控制信号时，分别开始驱动模具61和加压部件65。在该压缩工序中，开始加压部件65的驱动的时刻，与模具61下降、模具61的下端部与木材5抵接的时刻相同，或者比该时刻靠后。之后，模具61被控制为仅移动预定距离。另一方面，多个加压部件65被控制成对木材5的端面施加彼此相同的压缩力。

图11是表示在压缩工序中木材5的变形结束了的状态的图。在图11中，木材5变形为与模具61和模具62之间的间隙相当的三维形状。从图9所示的状态至达到图11所示的状态为止，加压部件65在向着木材成形装置60的中心方向移动的同时对木材5的端面持续地施加压缩力。加压部件65在与木材5的变形结束、模具61停止下降的时刻的大致同时或者比该时刻稍早的时刻停止。

在本实施方式2中，由于多个加压部件65被控制成对木材5施加彼此均一的压缩力，所以有时多个加压部件65从开始施加压缩力到停止为止的移动量根据部位不同而会有所不同。这是因为：即使多个加压部件65施加彼此均一的压缩力，根据木材5的形状和木材5所具有的纹理等的条件，加压部件65所抵接的每个部位的木材5的变形程度未必相同。

通过在上述的压缩工序之后，再经过固定化，干燥，整形各工序(图1中的步骤S4～S6)，能够得到图6所示的盖部件3或者图7所示的盖部件4。

根据以上说明的本发明的实施方式2，与上述的实施方式1一样，能够一次进行预备的压缩工序和成形为包含曲面的三维形状的压缩工序。因此，能够以比以往少的工序数容易并且迅速地进行木材向三维形状的成形。

另外，根据本实施方式2，由于加压部件对木材持续地施加恒定的压缩力，所以加压部件与木材的变形联动地产生行程(ストロ一ク)。因此，能够防止对于变形程度小的部位施加过度的压缩力。

另外，根据本实施方式2，由于能够通过输入部设定加压部件施加的压缩力的值，所以能够实现反映了木材的个体差异的压缩成形。

此外，在本实施方式2中，也可以使加压部件的基端部为齿条，使其与预定的小齿轮啮合，通过适当地使该小齿轮旋转来实现加压部件的进退动作，以代替使用螺线管来作为加压部件驱动部。

(实施方式3)

图12是表示本发明实施方式3涉及的木材成形装置的主要部分的结构的局部剖视图。该图中表示的木材成形装置80与上述实施方式1一样，是对构成电子设备的外包装体的盖部件进行压缩成形的装置，相对于上述实施方式2涉及的木材成形装置60，木材成形装置80具有加入了检测模具61的位置的位置传感器81(位置检测单元)的结构。

位置传感器81是具有发光元件和受光元件的反射型光传感器，其设置在模具64的上表面，用于检测模具61的下降位置。在图12所示的情况下，位置传感器81的发光元件发出的光，在模具61的侧面被反射，而被受光元件所接收。

本实施方式3涉及的木材成形方法的处理的流程与上述实施方式1涉及的木材成形方法的处理的流程是相同的(参照图1)。另外，在取材工序(图1中的步骤S 1)中，与上述实施方式2同样地进行木材5的形状选取。

下面，对使用木材成形装置80进行的压缩工序(图1中的步骤S3)进行说明。在进行压缩工序时，木材成形装置80的模具部分被放置在与上述实施方式1中说明过的压缩工序同样的水蒸气气氛中。

在压缩工序中，首先当从输入部69输入开始压缩工序的操作指示信号时，在控制部70的控制下，模具61和加压部件65开始驱动。关于模具61和加压部件65的驱动开始的时刻，进行与上述实施方式2相同的控制。

之后，当模具61继续下降时，如图13所示，由于发光元件发出的光在模具61的上表面发生反射，所以受光元件无法接收反射光，无法向控制部70输出与受光相对应的传感器信号。这种情况下，控制部70对加压部件驱动部66输出使加压部件65施加在木材5的端面上的压缩力的大小变化的控制信号。与控制部70输出的控制信号相对应的压缩力的大小的变化量是预先确定的，并记述在存储器71所存储的程序中。该变化量是考虑木材5的压缩后的形状和使压缩力变化后的木材5的变形程度等进行确定的。因此，变化量有时确定成增加，也有时确定成减少。

在本实施方式3中，也可以使加压部件65施加在木材5上的压缩力均匀地变化，也可以使其按照每个加压部件65而以不同的方式变化。在后者的情况下，例如，也可以将检测加压部件65的行程的位置传感器设置在加压部件驱动部66上，根据加压部件65的行程控制变化量。

另外，也可以是用户能够通过输入部69来设定各加压部件65的压缩力的变化量。这种情况下，如果木材成形装置80具有显示包括压力传感器67和位置传感器81的检测结果等的、木材5的压缩时的信息的显示部，则用户能够根据显示部的显示内容，从输入部69进行设定输入，因此是更加优选的。

通过在结束压缩工序的处理以及压缩工序之后经过固定化、干燥、整形各工序(图1中的步骤S4～S6)，能够得到图6所示的盖部件3或者图7所示的盖部件4这一方面与上述实施方式2是相同的。

根据上述说明的本发明的实施方式3，由于根据压缩工序时的模具的位置来进行减小加压部件施加在木材上的压缩力的控制，所以不会对木材施加过度的压缩力，能够防止木材的破裂。因此，能够成品率高地进行木材的压缩成形。

另外，根据本实施方式3，由于能够调整加压部件所施加的压缩力，所以不仅能够应用于纹理不同的木材，即使对于种类不同的木材也能够应用。因此，能够实现与各个木材所特有的性质(纹理或者种类等)相适合的压缩工序。

此外，在本实施方式3中应用的位置传感器也可以是透射型的光传感器，也可以是光传感器以外的传感器。另外，位置传感器的设置位置也不限定于图12所示的情况。

另外，在本实施方式3中，还能够个别地调整多个加压部件开始对木材施加压缩力的时刻。

(实施方式4)

图14是表示本发明实施方式4涉及的木材成形装置的主要部分的结构的局部剖视图。该图中所表示的木材成形装置90与上述实施方式1一样，是对构成电子设备的外包装体的盖部件进行压缩成形的装置，其与上述实施方式2的木材成形装置60相比，加压单元和控制单元的结构不同。

木材成形装置90具有：对木材5的与板厚方向平行的端面的一部分施加压缩力的加压部件91；收容加压部件91的不与木材抵接一侧的端部的汽缸92；与汽缸92连接的管93(中间部用虚线省略)；在管93中产生具有预定压力的空气的空气压缩机94；与空气压缩机94连接的主管95；以及将主管95与多个管93连接起来、使空气的流道分叉的分支部件96。加压部件91、汽缸92、管93、空气压缩机94、主管95和分支部件96构成加压单元。另外，空气压缩机94还具有作为控制加压单元的动作的控制单元的功能。

加压部件91具有：抵接部91a，其构成为平板状，并且与木材5抵接；和基端部91b，其轴支撑抵接部91a的长边方向的一端，并且在汽缸92的内部发挥活塞的作用。

图15是表示木材成形装置90的主要部分的结构的俯视图，其是将位于木材5的上方的模具61、64以及模具驱动部63除去之后从上方观察到的图。空气压缩机94产生的空气的压力通过主管95以及分支部件96分支到多个管93中，并传递向与各管93连接的汽缸92。分支部件96将从主管95送来的空气均等地供给到各管93中。因此，通过空气压缩机94的动作在汽缸92中产生的空气的压力是均一的。

本实施方式4涉及的木材成形方法的处理流程与上述实施方式1涉及的木材成形方法的处理流程是相同的(参照图1)。另外，在取材工序(图1中的步骤S1)中，与上述实施方式2一样地进行木材5的形状选取。

接下来，对使用木材成形装置90进行的压缩工序(图1中的步骤S3)进行说明。在进行压缩工序时，木材成形装置90的模具部分被放置在与上述实施方式1中说明的压缩工序相同的水蒸气气氛中。

在压缩工序中，首先当从输入部69输入开始模具61的动作的操作指示信号时，控制部70向模具驱动部63发送开始驱动模具61的控制信号。其后，在模具61的下端部下降到与木材5的上表面抵接的位置时，控制部70向空气压缩机94发送开始动作的控制信号。当空气压缩机94开始动作时，在各汽缸92中产生预定的压力，加压部件91的基端部91b被空气推出，抵接部91a开始对木材5的端面施加均一的压缩力。之后，控制部70在模具61的下降量到达预定的停止位置之前进行停止空气压缩机94的动作的控制。在压缩工序的最后，在模具61停止时，木材5变形为与模具61和模具62之间的间隙相当的三维形状。

在上述的压缩工序之后，通过经过固定化、干燥、整形各工序(图1中的步骤S4～S6)，能够得到图6所示的盖部件3或图7所示的盖部件4。

根据上述说明的本发明的实施方式4，由于使用空气压缩机来构成加压单元，所以能够通过简单的控制对木材的端面的一部分施加均一的压缩力。

此外，在本实施方式4中，也可以独立地进行第一模具的动作和空气压缩机的动作。这种情况下，对于木材成形装置来说，只要设置能够显示第一模具的位置的显示部，并且由用户根据显示部的显示内容来开始或者结束空气压缩机的动作即可。

(实施方式5)

图16是表示本发明实施方式5涉及的木材成形装置的主要部分的结构的局部剖视图。该图中所表示的木材成形装置110是成形具有与上述实施方式1同样的形状的盖部件的装置。

木材成形装置110具有：构成一对的模具61(第一模具)、111(第二模具)，它们在压缩成形对象木材6时，抵接在木材6的与板厚方向正交的表面的一部分上，并施加朝向与该表面大致正交的方向的压缩力；模具驱动部63；模具64；输入部69；控制部70；橡胶管112，其以包围木材6的外缘的方式设置；空气压缩机113，其产生注入到橡胶管112中的、具有预定压力的空气；以及管114，其将橡胶管112与空气压缩机113连接起来，并构成空气压缩机113产生的空气的流道。作为型腔模具的模具111具有：与木材6的最终形状相对应地凹陷的凹部1111；以及载置橡胶管112和木材6的载置部1112。橡胶管112、空气压缩机113和管114构成加压单元。

图17是表示木材成形装置110的主要部分的结构的俯视图，其是将位于木材6的上方的模具61、64以及模具驱动部63除去之后从上方观察到的图。如图17所示，橡胶管112包围木材6的端面，并在其端面整周范围内施加压缩力。在本实施方式5中，在使用木材成形装置110压缩木材6时，为了防止橡胶管112破裂，将木材6的表面的四角倒角成R(圆弧)形状。

本实施方式5涉及的木材成形方法的处理的流程，与上述实施方式1所涉及的木材成形方法的处理流程是相同的(参照图1)。其中，在取材工序(图1中的步骤S1)中，通过将如上所述表面构成为长方形的平板状的木材的四角倒角成R形状，来进行木材6的形状选取。

下面，对使用木材成形装置110进行的压缩工序(图1中的步骤S3)进行说明。在进行压缩工序时，木材成形装置110的模具部分被放置在与上述实施方式1中说明的压缩工序相同的水蒸气气氛中。

在压缩工序中，首先当从输入部69输入开始模具61的动作的操作指示信号时，控制部70向模具驱动部63发送开始驱动模具61的控制信号。其后，在模具61的下端部下降到与木材5的上表面抵接的位置时，控制部70向空气压缩机113发送开始动作的控制信号。由此，从空气压缩机113向橡胶管112供给空气，橡胶管112随着模具61的下降而逐渐膨胀，同时开始对木材6的端面施加压缩力。之后，控制部70在模具61的下降量到达预定的停止位置之前，进行停止空气压缩机113的动作的控制。在压缩工序的最后，在模具61停止的时候，木材6变形为与模具61和模具111之间的间隙相当的三维形状。

在上述的压缩工序之后，通过经过固定化、干燥、整形各工序(图1中的步骤S4～S6)，能够得到图6所示的盖部件3或图7所示的盖部件4。

根据上述说明的本发明的实施方式5，由于使用的加压单元具有绕着压缩对象木材的外周的橡胶管，所以能够通过简单的结构对木材的端面整周施加均一的压力。

此外，在本实施方式5中，也能够独立地进行第一模具的下降动作和空气压缩机的动作。

到此为止，说明了用于实施本发明的最佳方式，但是，本发明并不仅仅限定于上述实施方式1～5。即，本发明还包含这里没有记载的各种各样的实施方式等，在没有脱离权利要求书的范围所特定的技术思想的范围内，能够实施各种设计变更等。

产业上的可利用性

本发明涉及的木材成形方法以及木材成形装置在将平板状的木材压缩成形为包含曲面的三维形状方面，具有实用性。

Claims (13)

1、一种木材成形方法，其是将平板状的木材成形为包含曲面的三维形状的方法，其特征在于，

所述木材成形方法具有压缩工序，在该压缩工序中，在比大气高温高压的水蒸气气氛中，对所述木材的与板厚方向平行的端面的至少一部分，施加朝向与该端面大致正交的方向的压缩力，并且，对所述木材的与板厚方向正交的表面的一部分，施加朝向与该表面大致正交的方向的压缩力。

2、根据权利要求1所述的木材成形方法，其特征在于，

开始对所述木材的端面施加压缩力的时刻，比开始对所述木材的表面施加压缩力的时刻要靠前，或者与开始对所述木材的表面施加压缩力的时刻相同。

3、根据权利要求1或2所述的木材成形方法，其特征在于，

在所述压缩工序中施加在所述端面的一部分上的压缩力的大小是均一的，而与该压缩力所施加的部位无关。

4、根据权利要求1或2所述的木材成形方法，其特征在于，

在所述压缩工序中施加在所述端面的一部分上的压缩力的大小，具有根据该压缩力所施加的部位而确定的值。

5、根据权利要求1或2所述的木材成形方法，其特征在于，

所述压缩工序中，使施加在所述端面的一部分上的压缩力根据所述木材的变形而变化。

6、一种木材成形装置，其是将平板状的木材成形为包含曲面的三维形状的木材成形装置，其特征在于，所述木材成形装置具有：

第一模具和第二模具，它们能够在板厚方向上夹持所述木材，并且通过一方相对于另一方的移动，来施加朝向所述木材的板厚方向的压缩力；以及

加压单元，其介于所述第一模具和第二模具之间，用于对所述第一和第二模具所夹持的所述木材的、与板厚方向平行的端面的至少一部分，施加朝向与该端面大致正交的方向的压缩力。

7、根据权利要求6所述的木材成形装置，其特征在于，

所述加压单元与所述第一模具以及第二模具中的至少一方模具联动。

8、根据权利要求6或7所述的木材成形装置，其特征在于，

所述木材成形装置还具有按压部件，该按压部件对作为所述木材的周缘部的、不被所述第一模具和第二模具施加压缩力的周缘部的一部分，沿着该木材的板厚方向，朝向所述第一模具和第二模具中的任一方的表面进行按压，并且将所述周缘部的一部分保持在能够沿与该木材的板厚方向正交的方向滑动的状态下。

9、根据权利要求6所述的木材成形装置，其特征在于，

所述木材成形装置还具有控制所述加压单元的动作的控制单元。

10、根据权利要求9所述的木材成形装置，其特征在于，

所述木材成形装置还具有检测所述加压单元所施加的压缩力的大小的压缩力检测单元，

所述控制单元通过使用所述压缩力检测单元的检测结果，来控制所述加压单元的动作。

11、根据权利要求9或10所述的木材成形装置，其特征在于，

所述控制单元进行这样的控制：使所述加压单元施加在所述木材的端面的一部分上的压缩力的大小为均一的，而与该压缩力所施加的部位无关。

12、根据权利要求9或10所述的木材成形装置，其特征在于，

所述控制单元进行这样的控制：使所述加压单元施加在所述木材的端面的一部分上的压缩力的大小根据该压缩力所施加的部位来确定。

13、根据权利要求9或10所述的木材成形装置，其特征在于，

所述木材成形装置还具有检测所述第一模具或第二模具的位置的位置检测单元，

所述控制单元通过使用所述位置检测单元的检测结果，来进行使所述加压单元施加在所述木材端面的至少一部分上的压缩力变化的控制。

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