JP2003231101A - 木材の曲げ加工方法及び木材の曲げ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 曲げ難い木材であっても、容易に曲げ加工す
ることができ、また、木材を連続的に曲げ加工可能にし
て、作業時間を短縮する。 【解決手段】 本発明の木材の曲げ加工方法は、棒状の
木材を蒸気またはマイクロ波で加熱して軟化させた後、
前記木材を直線状をなす筒状金型内に収容した状態で前
記木材を一方向へ押して前記金型内を移動させ、更に、
前記木材を前記筒状金型の出口に設けられた絞り金型内
を押して通すことにより、前記木材を移動方向へ圧縮す
ると共に前記木材の外周部を径方向へ圧縮するように絞
るようにしたものである。このように木材を圧縮する
と、曲げ難い木材であっても、容易に曲げ加工でき、ま
た、木材を連続的に曲げ加工可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、木材を例えば塑性
曲げ加工するときに用いられる木材の曲げ加工方法及び
木材の曲げ加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、楽器、建材、家具、自動車内装
材、一般的な木製品等を製造する場合、木材を例えば塑
性曲げ加工する技術が必要である。この塑性曲げ加工の
一例として、木材を高温高圧の水蒸気雰囲気中で加熱し
て軟化させた後、この木材を曲げ木成形プレスによって
曲げると共に乾燥させて、木材の形状を固定する方法が
ある。また、他の例として、木材を蒸気またはマイクロ
波で加熱して軟化させた後、この木材をその繊維方向
（縦方向）に圧縮してから、曲げ加工を実行する方法が
ある。更に、他の例（特公平２−３１６４６号）とし
て、直線状の狭い通路の中に木材を通しながらマイクロ
波をかけて加熱して軟化させた後、この木材を湾曲した
通路の中に圧入して、曲げ加工する装置がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来構成
のうちの、曲げ木成形プレスを用いる方法の場合、加熱
軟化処理と、曲げ処理と、乾燥処理という３段階の処理
が必要になるので、作業時間が非常に長くなるという問
題点があった。また、縦方向圧縮を行った後、曲げ加工
する方法の場合も、加熱軟化処理と、圧縮処理と、曲げ
処理と、乾燥処理とが必要であるので、やはり作業時間
が非常に長くなるという問題点があった。更に、上記２
つの方法の場合、木材を連続的に曲げ加工することは全
く考えることができなかった。

【０００４】これに対して、特公平２−３１６４６号の
装置の場合、木材を連続的に曲げ加工することが可能で
あるかもしれないと考えられたので、本発明者らは、こ
の装置を実際に試作し、この試作装置によって木材を曲
げ加工してみた。この結果、次のようなことがわかっ
た。まず、この試作装置によると、圧縮側に応力集中が
起こり難いため、曲げ加工がし易いという良い点があっ
た。

【０００５】しかし、上記試作装置の場合、ブナのよう
に曲げ易い木材であっても、曲率半径／材料厚の比（曲
げ限界係数ともいう）が６以下の木材であると、曲げる
ことができず、破損してしまった。また、上記試作装置
によって曲げ加工を良好に行うためには、直線状の狭い
通路の中に木材を通しながらマイクロ波をかけて加熱軟
化させるときに、木材を加圧下で１００℃以上の環境条
件に設定しなければならないことがわかった。

【０００６】この環境条件を実現するためには、直線状
の狭い通路の中に、少なくとも２か所の狭い部分を設
け、この狭い部分に木材を圧入することにより、木材で
閉鎖される構造（圧力が高くなる空間部）を作ってい
る。しかし、このような閉鎖構造があると、木材と通路
との間の摩擦抵抗が大きくなるため、木材を移動させる
ことがかなり困難となった。反対に、上記摩擦抵抗を小
さくして移動し易くすると、十分な閉鎖構造とならない
ため、木材を加圧することができず、上記環境条件を実
現できない。従って、上記試作装置を実際に運用するこ
と（即ち、製品化すること）はかなり難しいという問題
点があった。

【０００７】そこで、本発明の目的は、曲げ難い（曲率
半径／材料厚の比が６以下の）木材であっても、成形
（曲げ）加工することができ、また、木材を連続的に成
形加工することを可能にして、作業時間を短縮すること
ができる木材の曲げ加工方法及び木材の曲げ加工装置を
提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の木材の曲げ加工
方法は、棒状の木材を蒸気またはマイクロ波で加熱して
軟化させる工程と、前記木材を直線状をなす筒状金型内
に収容した状態で前記木材を一方向へ押して前記金型内
を移動させる工程と、前記木材を前記筒状金型の出口に
設けられた絞り金型内に通すことにより、前記木材を移
動方向へ圧縮すると共に前記木材の外周部を径方向へ圧
縮するように絞る工程とを備えたところに特徴を有す
る。

【０００９】上記方法によれば、加熱軟化した棒状の木
材を、筒状金型内を押して移動させながら、絞り金型内
に通すようにしたので、加熱軟化した棒状の木材は、移
動方向に圧縮（縦方向圧縮）されると共に、径方向内方
へも圧縮されるようになる。そして、このように圧縮さ
れた木材は、容易に成形（曲げ）加工できることを、試
作・実験で確認している。また、曲率半径／材料厚の比
が６以下の木材であっても、成形（曲げ）加工できるこ
とを確認している。

【００１０】更に、本発明の方法によれば、含水率の低
い木材を使用しても、十分良好に成形（曲げ）加工可能
であることも確認している。そして、成形（曲げ）加工
した後の木材は、冷却するだけで、その加工状態を固定
可能であることも確認している。従って、絞り金型を出
た木材を、連続的に成形（曲げ）金型内に通すように構
成すれば、木材を連続的に成形（曲げ）加工することが
可能となる。これにより、作業時間を大幅に短縮するこ
とが可能となる。

【００１１】また、上記構成の場合、前記木材を前記絞
り金型の出口に設けられた成形金型内に通すことによ
り、前記木材を曲げ加工する工程を備えることが好まし
い。また、前記木材を前記絞り金型の出口に設けられた
成形金型内に通すことにより、前記木材の断面形状を変
形加工する工程を備えることも良い構成である。更に、
前記筒状金型を加熱することが好ましい。更にまた、前
記絞り金型を加熱することがより一層好ましい構成であ
る。

【００１２】また、前記成形金型の入口部分を加熱する
と共に、前記成形金型の出口部分を冷却するように構成
しても良い。更に、前記成形金型内を通る木材に対して
蒸気を付与するように構成することも好ましい。更にま
た、前記棒状の木材として、気乾状態の木材を使用する
ことがより一層好ましい。

【００１３】一方、前記棒状の木材の軸心に、貫通孔を
形成しておくと共に、前記木材の曲げ加工後、前記木材
の貫通孔内に芯金を挿入するように構成することが好ま
しい構成である。また、前記棒状の木材の軸心に、貫通
孔を形成すると共に、前記木材の貫通孔内に芯金を挿入
しておき、この後、前記木材に対して請求項１の各工程
を実行するように構成することも良い構成である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施例につ
いて、図１ないし図３を参照しながら説明する。まず、
図１は、本実施例の木材の曲げ加工装置１の全体構成を
概略的に示す上面図である。この木材の曲げ加工装置１
は、図１に示すように、ベース２と、このベース２に固
定された耐圧フレーム３と、この耐圧フレーム３の図１
中の上辺部に配設された油圧シリンダ４と、ベース２の
ほぼ中央部に配設された筒状金型５と、この筒状金型５
の下端部に配設された絞り金型６と、この絞り金型６の
下端部に配設された成形金型７とから構成されている。

【００１５】上記油圧シリンダ４は、油圧ロッド８を図
１中の上下方向に移動駆動するように構成されている。
この油圧シリンダ４は、油圧ロッド８の先端部で木材
（図示しない）を押したときに、例えば数十ｋＮ程度の
力で押すことが可能なように構成されている。この場
合、油圧シリンダ４が移動手段を構成している。

【００１６】また、筒状金型５は、直線状をなしている
と共に、図３に示すように、断面形状が円形の通路（空
洞部）９を有している。この通路空洞部９内に例えば丸
棒状の木材（図示しない）を挿入することにより、筒状
金型５は上記木材を移動可能に収容するように構成され
ている。上記筒状金型５は、下金型５ａと上金型５ｂと
をボルト１０等で連結して構成されている。尚、筒状金
型５は、例えばステンレス（ＳＵＳ）で構成されてい
る。

【００１７】そして、絞り金型６は、上記筒状金型５の
出口（下端部）に連続するように配設されている。この
絞り金型６には、図２にも示すように、上記木材を通し
て絞るための例えば円形の貫通孔１１が形成されてい
る。この貫通孔１１は、内径がしだいに小さくなる第１
の孔部１１ａと、この第１の孔部１１ａに連続し且つ内
径が変わらない第２の孔部１１ｂと、この第２の孔部１
１ｂに連続し且つ内径がしだいに少し大きくなる第３の
孔部１１ｃとから構成されている。尚、絞り金型６は、
例えばステンレス（ＳＵＳ）で構成されている。

【００１８】この構成の場合、油圧シリンダ−４の油圧
ロッド８により押されて、筒状金型５の出口から押し出
されてきた木材は、絞り金型６の第１の孔部１１ａの内
部に押し込まれると、第１の孔部１１ａの傾斜した内周
面により木材の外周部が径方向内方へ向けて押されて圧
縮され、絞られるように構成されている。このとき、同
時に、木材は、絞り金型６の第１の孔部１１ａの傾斜し
た内周面と、油圧シリンダ−４の油圧ロッド８との間に
挟まれる状態となることから、移動（図１中の上下）方
向に圧縮（即ち、縦方向圧縮）されるように構成されて
いる。

【００１９】ここで、絞り金型６の貫通孔１１の第１の
孔部１１ａの図２中の上部開口部の内径寸法をＤｉｎと
し、第１の孔部１１ａの図２中の下部開口部（第２の孔
部１１ｂ）の内径寸法をＤｍｉｎとし、第３の孔部１１
ｃの図２中の下部開口部の内径寸法をＤｏｕｔとし、第
１の孔部１１ａの傾斜した内周面の傾きの角度をθとす
る。すると、上記絞り金型６による木材の絞り角度はθ
で定義され、木材の絞り率Ｒ（％）は、Ｒ＝（Ｄｉｎ^２
−Ｄｍｉｎ^２）／Ｄｉｎ^２（％）で定義される。

【００２０】また、成形金型７は、曲げ金型と呼んでも
良く、絞り金型６の出口（貫通孔１１の第３の孔部１１
ｃの図３中の下端開口部）に連続するように配設されて
いる。この成形金型７は、全体として半円弧状をなして
いると共に、断面形状が円形の半円弧状の通路（空洞
部）１２を有している。この通路１２内に上記絞り金型
６を出た丸棒状の木材（図示しない）が押し込まれる
と、成形金型７により上記木材は半円弧状に成形されな
がら（曲げられながら）、通路１２内を移動されて通さ
れるように構成されている。上記成形金型７は、下金型
と上金型７ｂとをボルト等で連結して構成されている。
尚、成形金型７は、例えばステンレス（ＳＵＳ）で構成
されている。

【００２１】次に、上記構成の木材の曲げ加工装置１の
動作について説明する。まず、気乾状態の棒状の木材を
例えば１００〜１２０℃の水蒸気条件で加熱して軟化
（熱可塑化）させる工程を実行する。この加熱軟化工程
（処理）は、加工装置１とは別の加熱軟化装置（図示し
ない）によって実行するように構成されている。上記加
熱軟化装置が、木材を蒸気またはマイクロ波で加熱して
軟化させる加熱軟化手段を構成している。

【００２２】尚、上記木材としては、広葉樹のブナ、ナ
ラ、クルミ等の曲げ易い木材を使用しても良いし、ま
た、針葉樹のすぎ、ひのき等の曲げ難い木材（断面が大
きい材料）を使用しても良い。また、気乾状態の木材と
は、通常の大気の温度・相対湿度に平衡する程度まで乾
燥した木材のことである。この気乾状態の木材の含水率
は、約１５％程度（日本の平均値）である。更に、木材
の加熱軟化の温度や時間は、木材の種類によって異なる
（具体例は後述する）。

【００２３】さて、木材の加熱軟化が完了したら、直ち
に、その木材を加工装置１の筒状金型５内に図１中の上
方から挿入する。このとき、筒状金型５は予め加熱して
所定温度（例えば８０℃程度）まで暖めておく。尚、筒
状金型５には、加熱用のヒータ（加熱手段）と、温度コ
ントロール用の温度センサとを配設しておくことが好ま
しい。

【００２４】続いて、油圧シリンダ−４を駆動して、油
圧ロッド８により木材の一方の端面部（図１中の上端側
の木口面）を押して、筒状金型５内において木材を図１
中の下方へ押し出して移動させる。これにより、木材の
他方の端面部（図１中の下端側の木口面）が絞り金型６
の貫通孔１１内に圧入されていく。この結果、木材は、
絞り金型６の第１の孔部１１ａの傾斜した内周面により
木材の外周部が径方向内方へ向けて押されて圧縮され、
絞られる。これと同時に、絞り金型６の第１の孔部１１
ａの傾斜した内周面と油圧シリンダ−４の油圧ロッド８
との間に挟まれる状態となることから、移動方向（木材
の繊維方向）に圧縮（即ち、縦方向圧縮）される。

【００２５】この場合、木材の圧縮の程度は、絞り金型
６の絞り角度θと絞り率Ｒで決まるように構成されてお
り、これら絞り角度θと絞り率Ｒを、木材の種類（樹
種）によって適宜設定する必要がある。即ち、木材の種
類に応じて絞り金型６を取り替える必要がある。尚、絞
り角度θ及び絞り率Ｒと、木材の種類との関係は、予め
試作及び実験等を繰り返し実行して決めておくことが好
ましい。

【００２６】また、絞り金型６は予め加熱して所定温度
（例えば８０℃程度）まで暖めておくことが好ましい。
尚、絞り金型６には、加熱用のヒータ（加熱手段）と、
温度コントロール用の温度センサとを配設しておくこと
が好ましい構成である。

【００２７】そして、上記絞り金型６から押し出された
木材（縦圧縮された木材）は、変形し易くなっており、
成形金型７の通路１２の内部へ容易に挿入される。続い
て、上記木材は、成形金型７の通路１２に沿って押し出
されて移動されることから、木材は通路１２の形状（半
円弧状）に合うように半円弧状に曲げられていく。

【００２８】ここで、成形金型７における入口部分（絞
り金型６に近い側の部位）を、予め加熱して所定温度
（例えば８０℃程度）まで暖めておくことが好ましい。
即ち、上記入口部分には、加熱用のヒータ（加熱手段）
と、温度コントロール用の温度センサとを配設しておく
ことが好ましい。また、成形金型７における出口部分
を、予め冷却して室温（例えば２０℃程度）まで冷やし
ておくことが好ましい。即ち、上記出口部分周辺には、
例えば水冷や空冷の冷却装置（冷却手段）と、温度コン
トロール用の温度センサとを配設しておくことが好まし
い。

【００２９】さて、成形金型７により成形された木材
は、成形金型７の出口部分で冷却されると、塑性変形状
態が固定されるようになり、元の状態には復帰しなくな
る。このように、冷却するだけで、塑性変形状態が固定
される理由は、加工に使用した木材の含水率が低いため
である。

【００３０】そして、この状態で、木材が更に押される
と（例えば次の成形加工用の木材が筒状金型５内に挿入
されることにより前の木材が押し出されると）、成形金
型７から押し出され、成形金型７の外へ出てくる。そし
て、木材が成形金型７の外へ完全に出てくるのを待つ
と、或いは、木材を成形金型７の外へ引っ張り装置（図
示しない）により引っ張り出すと、成形された木材（こ
の場合、半円弧状に曲げられた木材）が得られる。これ
により、木材を連続的に成形（曲げ）加工することがで
きる。

【００３１】ここで、本発明者らが、実際に本実施例の
曲げ加工装置１を使用して木材を曲げ加工した具体例を
３つ紹介する。

【００３２】・実施例１ 木材として例えば直径４６ｍｍで曲率半径／材料厚の比
（曲げ弾性係数）が５の杉の丸棒を使用した。この杉の
丸棒を加熱軟化工程においては、例えば１００℃程度で
２時間程度、水蒸気で加熱した（即ち、蒸煮した）。そ
して、絞り金型６として、絞り角度θが例えば３０度、
絞り率Ｒが例えば４２％のものを使用した。また、成形
金型７として、通路１２の内径寸法が例えば３５ｍｍ
で、通路１２の中心半径が例えば１７６ｍｍのものを使
用した。これにより、直径寸法が３５ｍｍの半円弧状を
なす杉丸棒曲げ部材が得られた。この杉丸棒曲げ部材
は、破断のない、良質な部材であった。

【００３３】この実施例１の場合、木材を押し出すとき
の最大押し出し力は、約１０ｋＮ程度であった。また、
上記したようにして成形加工された木材は、圧密化され
るため、比重が０．６以上となり、広葉樹並の強度が得
られた。尚、上記成形加工前の杉材は、比重が０．３５
程度と低いため、強度が弱く、利用上の障害となってい
た。

【００３４】・実施例２ 木材として例えば直径３８ｍｍのハードメイプルの丸棒
を使用した。このハードメイプルの丸棒を加熱軟化工程
では、例えば１００℃程度で２０分程度、水蒸気で加熱
した。そして、絞り金型６として、絞り角度θが例えば
３０度、絞り率Ｒが例えば６２％のものを使用した。ま
た、成形金型７として、通路１２の内径寸法が例えば３
５ｍｍで、通路１２の中心半径が例えば１７６ｍｍのも
のを使用した。これにより、直径寸法が３５ｍｍの半円
弧状をなすハードメイプル丸棒曲げ部材が得られた。こ
のハードメイプル丸棒曲げ部材は、破断のない、良質な
部材であった。

【００３５】この実施例２の場合、木材を押し出すとき
の最大押し出し力は、約２０ｋＮ程度であった。

【００３６】・実施例３ 木材として例えば直径３８ｍｍのナラまたはウオールナ
ットの丸棒を使用した。これらナラまたはウオールナッ
トの丸棒を加熱軟化工程では、例えば１００℃程度で３
０分程度、水蒸気で加熱した。そして、絞り金型６とし
て、絞り角度θが例えば３０度、絞り率Ｒが例えば７１
％のものを使用した。また、成形金型７として、通路１
２の内径寸法が例えば３５ｍｍで、通路１２の中心半径
が例えば１７６ｍｍのものを使用した。これにより、直
径寸法が３５ｍｍの半円弧状をなすナラまたはウオール
ナットの丸棒曲げ部材が得られた。このナラまたはウオ
ールナットの丸棒曲げ部材は、破断のない、かなり良質
な部材であった。

【００３７】この実施例３の場合、ナラの木材を押し出
すときの最大押し出し力は、約２０ｋＮ程度であった。
一方、ウオールナットの木材を押し出すときの最大押し
出し力は、約１５ｋＮ程度であった。

【００３８】このような構成の本実施例においては、棒
状の木材を蒸気で加熱して軟化させる加熱軟化工程と、
木材を直線状をなす筒状金型５内に収容した状態で木材
を一方向へ押して筒状金型５内を移動させる工程と、木
材を筒状金型５の出口に設けられた絞り金型６内に押し
込んで通すことにより、木材を移動方向へ圧縮すると共
に木材の外周部を径方向へ圧縮するように絞る工程とを
備えた。

【００３９】この木材の曲げ加工方法によれば、加熱軟
化した棒状の木材を、筒状金型５内に押し出して通しな
がら（移動させながら）、絞り金型６内を押し込んで通
すように構成したので、加熱軟化した棒状の木材は、移
動方向に圧縮（縦方向圧縮）されると共に、径方向へも
圧縮されるようになる。そして、本発明者らは、このよ
うに圧縮された木材は、容易に成形（曲げ）加工できる
ことを、試作・実験等で確認している。

【００４０】そして、上記実施例の場合、絞り金型６か
ら押し出された木材を、絞り金型６の出口に設けられた
成形金型７内を押し込んで通すことにより、木材を半円
形状に曲げ加工する工程を備えた。このように構成した
ので、木材を連続的に曲げ（成形）加工することが可能
となり、加工に要する作業時間を大幅に短縮することが
できた。

【００４１】また、本発明者らは、上記加工方法を用い
ると、曲率半径／材料厚の比（曲げ限界係数）が６以下
の木材であっても、成形（曲げ）加工できることを、試
作・実験等で確認している。具体的には、曲率半径／材
料厚の比（曲げ限界係数）が４までの木材を、破断な
く、良好に成形（曲げ）加工可能であることを確認して
いる。

【００４２】更に、本発明者らは、上記加工方法によれ
ば、含水率の低い木材を使用しても、十分良好に成形
（曲げ）加工可能であることを、試作・実験等で確認し
ている。具体的には、含水率が１０％程度の乾燥木材で
あっても、破断なく、良好に成形（曲げ）加工可能であ
ることを確認している。

【００４３】そして、本発明者らは、成形（曲げ）加工
した後の木材は、冷却するだけで、その加工状態を固定
可能であることを確認している。このように、冷却する
だけで、加工状態、即ち、塑性変形状態が固定される理
由は、加工に使用した木材の含水率が低いためである。
すなわち、本実施例の場合、成形加工後の木材を乾燥さ
せる工程が不要になる。

【００４４】従って、絞り金型６を押し出された木材
を、連続的に成形金型７内に押し込んで通すように構成
すれば、複数の木材を連続的に成形（曲げ）加工するこ
とが可能となる。これにより、作業時間を大幅に短縮す
ることが可能となる。ちなみに、従来構成においては、
金型内に木材を入れた状態のままで、木材を冷却すると
共に十分乾燥させる必要があるので、金型から木材を取
り出すまでにかなり長い時間（１日〜２日レベルの長い
時間）を要した。

【００４５】図４は、本発明の第２の実施例を示すもの
である。尚、第１の実施例と同一部分には、同一符号を
付している。この第２の実施例では、成形金型１３で木
材を成形するときに、木材の断面形状を変形加工するよ
うに構成したものである。具体的には、木材の断面形状
を円形から、図４に示すように、楕円形に変形加工し
た。

【００４６】この構成の場合、成形金型１３の内部の通
路１４は、その入口部分の断面形状が円形であると共
に、出口部分（または出口に近い後半部分及びそれ以降
の部分）の断面形状が楕円形（図４参照）であるように
構成されている。そして、成形金型１３の内部の通路１
４は、入口部分から出口部分（または後半部分）にかけ
て、断面形状が円形から徐々に楕円形（図４に示す最終
的な楕円形）に変化していくように構成されている。

【００４７】また、上記成形金型１３は、その通路１４
の入口部分の周辺の温度が８０℃程度になるように加熱
されていると共に、通路１４の入口に近い中間部分の周
辺の温度が１８０℃程度となるように加熱され、更に、
通路１４の出口に近い中間部分周辺の温度が２０℃程度
となるように冷却され、そして、上記中間部分から通路
１４の出口部分まで温度が２０℃程度となるように冷却
されている。この場合、成形金型１３には、上記各部分
を加熱及び冷却するために、ヒータ（加熱手段）と、例
えば水冷や空冷の冷却装置（冷却手段）と、温度コント
ロール用の温度センサとが配設されている。

【００４８】尚、上述した以外の第２の実施例の構成
は、第１の実施例の構成と同じ構成となっている。従っ
て、第２の実施例においても、第１の実施例とほぼ同じ
作用効果を得ることができる。特に、第２の実施例によ
れば、成形金型１３によって木材の断面形状を変形加工
するように構成したので、断面形状が異なる木材を成形
加工することができ、成形加工の自由度が高くなる。

【００４９】また、上記第２の実施例では、木材の断面
形状を円形から楕円形に変形させるように構成したが、
他の断面形状に変形させるように構成しても良い。ま
た、木材の外周面に、浮き彫りのような凸状の模様が出
るように、木材の断面形状を変形させるように構成して
も良い。このように、木材の断面形状を変形させる成形
加工は、３次元的な成形加工と定義することが好まし
い。これに対して、第１の実施例のように、木材を曲げ
るだけの成形加工は、２次元的な成形加工と定義しても
良い。

【００５０】図５及び図６は、本発明の第３の実施例を
示すものである。尚、第２の実施例と同一部分には、同
一符号を付している。この第３の実施例では、成形金型
１３の通路１４の内部へ、蒸気を噴射するように構成し
たものである。具体的には、成形金型１３に、図６に示
すように、蒸気を噴射する噴射口１５、１５と、蒸気を
排気する排気口１６、１６、１６、１６とを通路１４の
内周面に開口するように設けた。これら噴射口１５及び
排気口１６は、通路１４に沿って設定間隔をおいて多数
設けられている。

【００５１】また、第３の実施例の成形金型１３の通路
１４の断面形状は、その入口から出口までずっと楕円形
状となるように構成されている。尚、通路１４の入口に
近い中間部分（周辺の温度が１８０℃程度となるように
加熱される部分）は、図５において、符号１７で示す部
分である。また、通路１４の出口に近い中間部分（周辺
の温度が２０℃程度となるように冷却される部分）は、
図５において、符号１８で示す部分である。

【００５２】上述した以外の第３の実施例の構成は、第
２の実施例の構成と同じ構成となっている。従って、第
３の実施例においても、第２の実施例とほぼ同じ作用効
果を得ることができる。特に、第３の実施例によれば、
成形金型１３の通路１４の内部へ、蒸気を噴射するよう
に構成したので、成形金型１３によって木材を成形する
ときに、木材をより一層成形し易くなる。

【００５３】尚、上記各実施例において、筒状金型５の
通路内にも、蒸気を噴射するように構成しても良い。こ
のように構成すると、木材を絞り成形し易くなる。ま
た、筒状金型５内に木材を挿入する前に、木材を加熱軟
化しておく工程を省くことも可能となる。更に、上記各
実施例においては、木材を加熱軟化する工程において、
木材を蒸気で加熱するように構成したが、これに限られ
るものではなく、木材をマイクロ波で加熱するように構
成しても良いし、また、木材を蒸気及びマイクロ波で加
熱するように構成しても良い。

【００５４】一方、上記各実施例では、木材として例え
ば丸棒状の木材を成形（曲げ）加工したが、これに限ら
れるものではなく、断面形状が例えば多角形状（３角形
状、４角形状、５角形状、………）の棒状木材を成形
（曲げ）加工するように構成しても良い。

【００５５】また、上記各実施例では、棒状の木材を成
形（曲げ）加工したが、これに代えて、棒状の木材の軸
心に、貫通孔を形成しておくと共に、この木材の成形
（曲げ）加工後、木材の貫通孔内に芯金を挿入するよう
に構成しても良い。このように構成すると、成形（曲
げ）加工した木材の強度を大幅に高くすることができ
る。この場合、棒状の木材の軸心に、貫通孔を形成する
と共に、木材の貫通孔内に芯金を挿入しておき、この
後、木材に対して成形（曲げ）加工を実行するように構
成しても良い。

【００５６】更にまた、上記各実施例において、成形金
型７の通路を、その出口部分の高さ位置が入口部分の高
さ位置よりも高く（または低く）なるように構成し、こ
の成形金型７によって、比較的長尺な木材を螺旋状（コ
イル状）に曲げるように構成しても良い。

【００５７】

【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、棒状の木材を蒸気またはマイクロ波で加熱して軟化
させる工程と、前記木材を直線状をなす筒状金型内に収
容した状態で前記木材を一方向へ押して前記金型内を移
動させる工程と、前記木材を前記筒状金型の出口に設け
られた絞り金型内を押して通すことにより、前記木材を
移動方向へ圧縮すると共に前記木材の外周部を径方向へ
圧縮するように絞る工程とを備えたので、このように圧
縮された木材は、曲率半径／材料厚の比が６以下の木材
であっても、成形（曲げ）加工でき、また、含水率の低
い木材を使用しても、十分良好に成形（曲げ）加工可能
であり、また、木材を連続的に成形加工することも可能
であるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す加工装置の上面図

【図２】絞り金型の縦断面図

【図３】筒状金型の縦断面図

【図４】本発明の第２の実施例を示す図２相当図

【図５】本発明の第３の実施例を示す加工装置の部分上
面図

【図６】図２相当図

【符号の説明】

１は木材の曲げ加工装置、２はベース、３は耐圧フレー
ム、４は油圧シリンダ−（移動手段）、５は筒状金型、
６は絞り金型、７は成形金型、８は油圧ロッド、９は通
路、１１は貫通孔、１１ａは第１の孔部、１１ｂは第２
の孔部、１１ｃは第３の孔部、１２は通路、１３は成形
金型、１４は通路、１５は噴射口、１６は排気口を示
す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金川 靖 高知県高知市葛島４丁目11−43−１ (72)発明者 宇賀 敏雄 高知県南国市篠原537−１ 株式会社ミロ クテクノウッド内 (72)発明者 関田 寿一 高知県高知市布師田3992−３ 高知県工業 技術センター内 (72)発明者 篠原 速都 高知県高知市布師田3992−３ 高知県工業 技術センター内 (72)発明者 鶴田 望 高知県高知市布師田3992−３ 高知県工業 技術センター内 Ｆターム(参考） 2B230 AA27 BA01 BA17 EA19 EB05 EB13 EB23

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒状の木材を蒸気またはマイクロ波で加
   熱して軟化させる工程と、 前記木材を直線状をなす筒状金型内に収容した状態で前
   記木材を一方向へ押して前記金型内を移動させる工程
   と、 前記木材を前記筒状金型の出口に設けられた絞り金型内
   に通すことにより、前記木材を移動方向へ圧縮すると共
   に前記木材の外周部を径方向へ圧縮するように絞る工程
   とを備えたことを特徴とする木材の曲げ加工方法。
2. 【請求項２】 前記木材を前記絞り金型の出口に設けら
   れた成形金型内に通すことにより、前記木材を曲げ加工
   する工程を備えたことを特徴とする請求項１記載の木材
   の曲げ加工方法。
3. 【請求項３】 前記木材を前記絞り金型の出口に設けら
   れた成形金型内に通すことにより、前記木材の断面形状
   を変形加工する工程を備えたことを特徴とする請求項１
   記載の木材の曲げ加工方法。
4. 【請求項４】 前記筒状金型を加熱することを特徴とす
   る請求項１ないし３のいずれかに記載の木材の曲げ加工
   方法。
5. 【請求項５】 前記絞り金型を加熱することを特徴とす
   る請求項１ないし４のいずれかに記載の木材の曲げ加工
   方法。
6. 【請求項６】 前記成形金型の入口部分を加熱すると共
   に、前記成形金型の出口部分を冷却することを特徴とす
   る請求項２ないし５のいずれかに記載の木材の曲げ加工
   方法。
7. 【請求項７】 前記成形金型内を通る木材に対して蒸気
   を付与することを特徴とする請求項２ないし６のいずれ
   かに記載の木材の曲げ加工方法。
8. 【請求項８】 前記棒状の木材として、気乾状態の木材
   を使用することを特徴とする請求項１ないし７のいずれ
   かに記載の木材の曲げ加工方法。
9. 【請求項９】 前記棒状の木材の軸心に、貫通孔を形成
   しておくと共に、前記木材の曲げ加工後、前記木材の貫
   通孔内に芯金を挿入することを特徴とする請求項２ない
   し８のいずれかに記載の木材の曲げ加工方法。
10. 【請求項１０】 前記棒状の木材の軸心に、貫通孔を形
    成すると共に、前記木材の貫通孔内に芯金を挿入してお
    き、この後、前記木材に対して請求項１の各工程を実行
    することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記
    載の木材の曲げ加工方法。
11. 【請求項１１】 棒状の木材を蒸気またはマイクロ波で
    加熱して軟化させる加熱軟化手段と、 前記木材を移動可能に収容する直線状をなす筒状金型
    と、 前記木材を前記筒状金型内に収容した状態で一方向へ押
    して移動させる移動手段と、 前記筒状金型の出口に設けられ、内部に前記木材が通さ
    れたときに前記木材を移動方向へ圧縮すると共に前記木
    材の外周部を径方向へ圧縮するように絞る絞り金型とを
    備えたことを特徴とする木材の曲げ加工装置。
12. 【請求項１２】 前記絞り金型の出口に設けられ、内部
    に前記木材が通されたときに前記木材を曲げ加工する成
    形金型を備えたことを特徴とする請求項１１記載の木材
    の曲げ加工装置。
13. 【請求項１３】 前記絞り金型の出口に設けられ、内部
    に前記木材が通されたときに前記木材の断面形状を変形
    加工する成形金型を備えたことを特徴とする請求項１１
    記載の木材の曲げ加工装置。
14. 【請求項１４】 前記筒状金型を加熱する加熱手段を備
    えたことを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれか
    に記載の木材の曲げ加工装置。
15. 【請求項１５】 前記絞り金型を加熱する加熱手段を備
    えたことを特徴とする請求項１１ないし１４のいずれか
    に記載の木材の曲げ加工装置。
16. 【請求項１６】 前記成形金型の入口部分を加熱する加
    熱手段と、前記成形金型の出口部分を冷却する冷却手段
    とを備えたことを特徴とする請求項１２ないし１５のい
    ずれかに記載の木材の曲げ加工装置。
17. 【請求項１７】 前記成形金型内を通る木材に対して蒸
    気を付与することを特徴とする請求項１２ないし１６の
    いずれかに記載の木材の曲げ加工装置。
18. 【請求項１８】 前記棒状の木材として、気乾状態の木
    材を使用することを特徴とする請求項１１ないし１７の
    いずれかに記載の木材の曲げ加工装置。
19. 【請求項１９】 前記棒状の木材を加熱して軟化させる
    工程を実行する前に、前記棒状の木材の軸心に、貫通孔
    を形成しておき、前記木材の曲げ加工後、前記木材の貫
    通孔内に芯金を挿入することを特徴とする請求項１２な
    いし１８のいずれかに記載の木材の曲げ加工装置。
20. 【請求項２０】 前記棒状の木材の軸心に、貫通孔を形
    成すると共に、前記木材の貫通孔内に芯金を挿入してお
    き、この後、前記木材を加熱して軟化させるように構成
    されていることを特徴とする請求項１１ないし１９のい
    ずれかに記載の木材の曲げ加工装置。