JP2004291941A - 木部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な加工により加工後における形状の安定化及び色調の均一化を図ることのできる木部材の製造方法を得る。
【解決手段】原木材片２４は、角部が面取りされて半径方向肉厚が略等しい。この原木材片２４の外周を軸心部２５方向へ圧縮変形させて外周を円弧面とする。このように、面取りされて半径方向肉厚が略等しい原木材片２４を用いることで、圧縮部分を小さくして部位による圧縮率の違いを抑えることができるので、加工後における形状の安定化及び色調の均一化を図ることができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外周を円弧面とする木部材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
外周を円弧面とする木部材として、種々のものが製造されており、例えば、車両のステアリングホイールには、本木被覆ステアリングホイールとされているものがある（例えば、特許文献１参照）。このステアリングホイールでは、触感向上や装飾等のために環状の金属製ホイールリングの外周が木部材で被覆されている。木部材は、ホイールリング周方向に沿う芯金孔が貫通形成されると共に、半割り構造とされ、ホイールリングを挟んで重ね合わすことで、木部材がホイールリングに組み付けられる。
【０００３】
この木部材を製造する際には、圧力容器内に断面角形状の原木材片を置いて高温高圧の水蒸気雰囲気下に所定時間加熱し軟化させる。次に、この原木材片間にホイールリングをセットし、角部を備える原木材片の外周面が金型でプレスされる。ここで、成形による変形を固定化するため、このプレス状態を所定時間保持し続ける。しかしながら、このような木部材の製造方法では、例えば、角部の圧縮率が高い傾向にあるため、加工後における原木材片の吸放湿によって形状変化が起こり易く、また、圧縮率の高い部位のみ濃色となっていた。
【０００４】
一方、原木材片の断面形状が略Ｕ字形状となるように外周面のコーナ部に湾曲面を形成した後に、半径方向肉厚に大きな寸法差を残した原木材片の外周面が金型でプレスされる方法がある。しかしながら、このような木部材の製造方法では、曲げ変形が必要になったり変形させる部分が大きくなるなど加工に手間がかかる場合があり、また、製造時に割れが発生する恐れもある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１８０３１２号公報
【０００６】
【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、簡易な加工により加工後における形状の安定化及び色調の均一化を図ることのできる木部材の製造方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【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部材の製造方法は、角部が面取りされて半径方向肉厚が略等しくされた原木部材を用い、この原木部材の外周を軸心部方向へ圧縮変形させて外周を円弧面とすることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載する本発明の木部材の製造方法によれば、角部が面取りされて半径方向肉厚が略等しくされた原木部材を用い、この原木部材の外周を軸心部方向へ圧縮変形させて外周を円弧面とする。ここで、面取りとは、角のある原木部材の角部を直線的又は曲線的に切除して軸心部の半径方向肉厚を略等しくすることをいい、面取り後は、軸心部回りの半径方向寸法は、均等ではなく不揃いではあるものの大きな寸法差をなくした状態になる。すなわち、半径方向肉厚が略等しいとは、軸心部回りの半径方向寸法に大きな寸法差をなくした状態をいう。このように、面取りされて半径方向肉厚が略等しい原木部材を用いることで、簡易な加工により圧縮部分を小さくして部位による圧縮率の違いを抑えることができるので、加工後（例えば、使用時）の吸放湿による形状変化が起こりにくくなり、形状を安定化することができる。また、各部位の圧縮率の違いが小さいので、圧縮率の高い部位のみが濃色となる状態を回避でき、全体的な色調を均一化することができる。なお、圧縮変形して得る外周の円弧面には、曲率半径が一定値の円弧面の他に、二つ以上の異なる曲率半径を有する円弧面も含まれる。
【０００９】
請求項２に記載する本発明の木部材の製造方法は、請求項１記載の構成において、前記原木部材の外周を圧縮変形させてステアリングホイールのホイールリングを被覆する分割形状の木部材を成形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部材の製造方法によれば、ホイールリング用木部材としての使用時に、吸放湿による形状変化が起こりにくくなり、形状を安定化することができる。また、ホイールリング用木部材における各部位の圧縮率の違いが小さいので、全体的な色調を均一化することができ、意匠性に優れたホイールリング用木部材を得ることができる。
【００１１】
請求項３に記載する本発明の木部材の製造方法は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記面取りにより形成される鈍角の角度が、１２０°以上１５０°以下であることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載する本発明の木部材の製造方法によれば、面取りにより形成される鈍角の角度は、１２０°以上１５０°以下となっている。このように面取りすることで、非常に簡易な加工により加工後における形状の安定化及び色調の均一化を図ることができる。
【００１３】
請求項４に記載する本発明の木部材の製造方法は、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、前記半径方向肉厚はその最大肉厚部の寸法がその最小肉厚部の寸法の１．８５倍以下であることを特徴とする。
【００１４】
ここで、請求項４においては、請求項１に記載する「半径方向肉厚が略等しくされた」とは、半径方向肉厚において、その最大肉厚部の寸法がその最小肉厚部の寸法の１．８５倍以下となることをいう。
【００１５】
請求項４に記載する本発明の木部材の製造方法によれば、最大肉厚部の寸法が最小肉厚部の寸法の１．８５倍以下とされているために、圧縮の際における原木部材の割れを防止できる。すなわち、１．８５倍を超える場合、最大肉厚部等が圧縮されることで、最も大きな力の作用する部位が最小肉厚部であると、その部位での割れが発生し易くなるが、本発明では、１．８５倍以下としているため、これを回避できる。ここで、圧縮される原木部材は、一般的には、圧縮方向で肉厚とされ、圧縮方向に直角な方向で肉薄とされるので、最も大きな力の作用する部位が最小肉厚部とされることが多い。なお、圧縮された結果、通常は、最大肉厚部の最小肉厚部に対する倍率は小さくなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明における木部材の製造方法の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１７】
図３には、ステアリングホイール１０の正面図が示されている。この車両用のステアリングホイール１０は、所謂本木被覆ステアリングホイールである。このステアリングホイール１０は、ボス部１２を備えており、ボス部１２は車両のステアリングシャフト（図示省略）に固定される。ボス部１２には、複数（本実施形態では３つ）のスポーク部１４の末端が連設されており、複数のスポーク部１４は、それぞれボス部１２から下方、右方及び左方へ延伸している。
【００１８】
各スポーク部１４の先端には、ホイールリングとしての金属製（例えば、マグネシウム製）の芯金１６が固着されている。図３に示されるように、芯金１６は、正面視環状とされており、芯金１６は運転席前方に配置されるようになっている。この芯金１６によってステアリングホイール１０の剛性が確保されている。ステアリングホイール１０の右側部及び左側部には、皮巻部１８が設けられている。皮巻部１８は、樹脂の表面に皮が被覆されて構成されている。各皮巻部１８は、スポーク部１４の芯金１６への接続部とその付近の芯金１６とを取り囲んだ状態とされている。これにより、各皮巻部１８がスポーク部１４及び芯金１６に取り付けられている。なお、皮巻部１８は、樹脂の表面に皮を被覆しない構成（樹脂のみの構成）としても良い。
【００１９】
ステアリングホイール１０の上部、右斜め下部及び左斜め下部には、装飾等のために木部材２０が取り付けられている。各木部材２０は、長手方向が芯金１６の周方向に沿って円弧形状とされている。この木部材２０を構成する素材としては、例えば、スギ、ヒノキ、カラマツ等の針葉樹やブナ、マカボー、ローズウッド、ウォールナット、バーズアイメーブル等の落葉樹等が挙げられる。図１（Ｃ）に示すように、各木部材２０には、芯金孔２２（この実施例ではＤ字型）が貫通形成されている。この芯金孔２２は、図３に示す芯金１６の周方向に沿って形成されている。図１に示すように、各木部材２０は、原木部材としての半割り状の一対の原木材片２４により構成されている。一対の原木材片２４のうち、一方の原木材片２４は、ステアリングホイール１０（図３参照）の前面側（乗員側）に配置され、他方の原木材片２４は、ステアリングホイール１０の裏面側（反乗員側）に配置される。また、各原木材片２４には、芯金孔２２を構成する芯金溝２６が形成されている。
【００２０】
ここで、図１（Ｃ）に示すように、一対の原木材片２４が互いに接着剤で結合されることで、各芯金溝２６が互いに合わされて芯金孔２２が形成される。この芯金孔２２内に芯金１６が収容され、芯金１６に木部材２０が組み付けられる。
【００２１】
次に、木部材２０の製造方法を説明する。
【００２２】
図２（Ａ）に示すように、木部材２０（図３参照）は、木目２８が長手方向に沿う四角柱状の原木材料３０（天然木の無垢材）を材料としている。図２（Ｂ）に示すように、原木材料３０を曲げ加工して長手方向が芯金１６（図３参照）の周方向に沿う円弧形状にする。
【００２３】
次に、高温（例えば、１００℃）下でこの円弧形状を所定時間（例えば８時間）維持して円弧形状を固定させる。その後、この原木材料３０を軸心部を通る切断面に沿って肉厚方向で２つ（半分）に切断し、図２（Ｃ）に示すように、一対の原木材片２４にする。さらに、図２（Ｄ）に示すように、各原木材片２４の前記切断面に芯金１６（図３参照）の周方向に沿う芯金溝２６を形成する。この芯金溝２６は、図１（Ａ）に示すように、長手方向直角断面にて軸心部２５回りに略円弧状と矩形溝とでＤ字型の芯金孔２２が形成されるようになっている。
【００２４】
このように加工された原木材片２４は、図１（Ａ）に示すように、断面視にて略直角な角部３２を備えている。この角部３２は、図１（Ｂ）に示すように、次の削除工程で削除される。この角部３２の削除は、木目方向に沿ってなされるので、比較的容易にでき、削除方向以外で原木材片２４が割れる恐れも少ない。ここで、角部３２の削除によって新たに形成される鈍角部３３Ａ、３３Ｂの角度θ１、θ２は、１００°＜θ１＜１７０°、１００°＜θ２＜１７０°となるようにするのが良く、好ましくは、１１０°＜θ１＜１６０°、１１０°＜θ２＜１６０°となるようにするのが良く、さらに好ましくは、１２０°＜θ１＜１５０°、１２０°＜θ２＜１５０°となるようにするのが良い。これにより、原木材片２４の長手方向直角断面にて軸心部２５からの半径方向肉厚が略等しくなる。
【００２５】
なお、本実施形態では、軸心部２５からの半径方向肉厚が略等しくなった結果、上側の原木材片２４において、最大肉厚部Ｌの寸法は、最小肉厚部Ｄの寸法の約１．８２倍となった。また、下側の原木材片２４におけるこの倍率もほぼ同様となった。但し、この倍率は、１．８５倍以下であれば良く、好ましくは１．６０倍以下となるようにするのが良く、さらに好ましくは、１．４０倍以下となるようにするのが良い。最大肉厚部Ｌの寸法が最小肉厚部Ｄの寸法の１．８５倍以下とされているために、圧縮の際における原木材片２４の割れを防止できる。すなわち、１．８５倍を超える場合、最大肉厚部Ｌ等が圧縮されることで、最も大きな力の作用する部位が最小肉厚部Ｄであると、その部位での割れが発生し易くなるが、本実施形態のように、１．８５倍以下としていれば、これを回避できる。
【００２６】
次に、図１（Ｃ）に示すように、この一対の原木材片２４をプレス加工し、Ｒ部３４を形成する。この工程では、長手方向に沿って二分割される成形金型３６、３７が使用されている。この金型３６、３７には、長手方向直角断面が略円弧状とされる内周壁３６Ａ、３７Ａが形成されており、金型３６、３７同士が接触して合わさると、金型３６、３７は、全体として筒状になる。下側金型３７の内周壁３７Ａにおいて、図中の左下部分は、ハンドルグリップの凹状部分（図示省略）に対応し、他の部分に比べて断面の曲率半径が非常に大きくなっている。ここで、図示を省略するが、下側金型３７の内周壁３７Ａでハンドルグリップに対応する部分は、長手方向に沿って山部と谷部とが交互に連続して波状に屈曲されており、下側金型３７の内周壁３７Ａでハンドルグリップの凸状部分（図示省略）に対応する部分は、凹状部分に対応する部分に比べて断面の曲率半径が小さく、この部分では、内周壁３６Ａ、３７Ａの長手方向直角断面が全体として楕円形状とされている。なお、この実施形態では、原木材片２４の一部をハンドルグリップ形状とする金型３６、３７を使用するが、金型３６、３７はこれに限定されず、内周壁３６Ａ、３７Ａの長手方向直角断面がいずれの部分の断面においても全体として楕円形状又は円形状とされる金型３６、３７を使用しても良い。金型３６、３７は、図示しない駆動源（例えば、油圧シリンダ）が作動することで、これに連動して接離可能とされている。
【００２７】
ここで、一対の原木材片２４の間には、芯金１６が配置され、芯金１６の配置された原木材片２４を下側の金型３７上に載置することで、金型３６、３７にセットされる。このとき、一対の原木材片２４同士の接合面間には、接着材が介在される。次に、この原木材片２４の外周面を金型３６、３７にて上下から加圧することで、原木材片２４は、全体が圧縮されると共に、Ｒ部３４が形成される。ここで、最も大きな力の作用する部位は、圧縮方向に直角な方向に厚みを有し、一対の原木材片２４同士の接合部分となる最小肉厚部Ｄである。但し、圧縮前の最大肉厚部Ｌの寸法が最小肉厚部Ｄの寸法の１．８５倍以下であるので、割れの発生を防止できる。この加圧状態は、所定時間（約１〜３０分間）保持される必要がある。その後、金型３６、３７を開くと、木部材２０で被覆された芯金１６を得ることができる。木部材２０は、圧縮によって強度が増し、傷がつきにくくなっている。その後に木部材２０は塗装装置により外周が光沢付与等のために塗装される。
【００２８】
なお、この実施形態においては、加工前における原木材片２４の最大肉厚部Ｌの寸法は、最小肉厚部Ｄの寸法の約１．８２倍であり、加工後における同じ部分での倍率は、約１．２０倍となっている。このように、最大肉厚部Ｌであった部分と最小肉厚部Ｄであった部分との寸法を比較し、最小肉厚部Ｄであった部分の寸法を１としたときの最大肉厚部Ｌであった部分の寸法の倍率は、圧縮前の最大肉厚部Ｌ寸法の最小肉厚部Ｄ寸法に対する倍率と比べて小さくなっている。
【００２９】
また、この実施形態においては、加工後に肉厚が最大となった部分の寸法は、加工後に肉厚が最小となった部分の寸法の約１．６５倍である。このように、加工後に肉厚が最大となった部分の寸法と加工後に肉厚が最小となった部分の寸法との寸法比は、必ずしも１：１でなくても良い。
【００３０】
次に、上記の実施形態の作用を説明する。
【００３１】
原木材片２４は、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、角部３２が面取りされたうえで加圧される。このように、切削のみでなく圧縮変形により外周の円弧面を形成することで、加工が簡単で作業性を向上することができる。ここで、あらかじめ角部を削除することで、簡易な加工で圧縮部分を小さくすることができる。圧縮率が高い部位では、圧縮による内部応力が高い状態になり、使用時には、この部位での吸放湿による形状変化が起こり易いが、本実施形態では、木部材２０の軸心部２５回りにおいて圧縮率の差（圧縮寸法の差）が小さいので、使用時の形状変化も抑えられる。結果として、作業性を低下させずに、吸放湿による形状変化が起こりにくい木部材２０を得ることができる。
【００３２】
また、圧縮率が違いは小さいので、圧縮率の違いによる木材の濃度差を少なくすることができ、木部材２０の全体的な色調をほぼ均一化することができる。結果として外観品質や触感を向上させ、意匠性に優れた木部材２０を得ることができる。
【００３３】
なお、上記の実施の形態では、原木材料を曲げ加工して芯金の周方向に沿う円弧形状にする例を挙げて具体的に説明したが、例えば、原木材料を切り出して芯金の周方向に沿う円弧形状にする等の他の加工であっても良く、これに限定されない。
【００３４】
また、上記の実施の形態では、２つの原木材片を用いて圧縮加工しているが、例えば、１つの原木材片を用いて圧縮加工しても良く、これに限定されない。また、木部材を一対の原木材片で構成した例を挙げて具体的に説明したが、木部材を１つまたは３つ以上の原木材片で構成しても良く、これに限定されない。
【００３５】
さらに、上記の実施の形態では、木部材をステアリングホイールの上部、右斜め下部及び左斜め下部に設ける場合を例に挙げて具体的に説明したが、木部材はステアリングホイールの何れの部位に設けても良く、また、木部材をステアリングホイールの全周囲に設けても良く、上記の実施の形態に限定されない。
【００３６】
さらにまた、上記の実施の形態では、芯金は、長手方向直角断面が略Ｕ字状とされている場合を例に挙げて具体的に説明したが、例えば、断面が楕円形状やＨ字状等でも良く、いかなる断面形状をなしていても良い。
【００３７】
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製造する場合を例に挙げて具体的に説明したが、請求項１、請求項３、請求項４に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部材を製造する場合にも適用でき、ステアリングホイールの木部材を製造する場合に限定されない。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の木部材の製造方法によれば、簡易な加工により加工後における形状の安定化及び色調の均一化を図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】本発明の実施形態に係る木部材の製造方法における工程の一部を示す図である。
（Ａ）芯金溝が形成された原木材片を示す斜視図である。
（Ｂ）原木材片の角部を面取りした状態を示す断面図である。
（Ｃ）プレス加工状態を示す金型及び原木材片の断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る木部材の製造方法における工程の一部を示す図である。
（Ａ）原木材料を示す斜視図である。
（Ｂ）曲げ加工後の原木材料を示す斜視図である。
（Ｃ）切断工程で原木材料を切断して一対の原木材片にした状態を示す斜視図である。
（Ｄ）溝形成工程で各原木材片に芯金溝を形成した状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の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。
【符号の説明】
１０ ステアリングホイール
１６ 芯金（ホイールリング）
２０ 木部材
２４ 原木材片（原木部材）
２５ 軸心部
３２ 角部
３３Ａ 鈍角部（鈍角）
３３Ｂ 鈍角部（鈍角）
Ｄ 最小肉厚部
Ｌ 最大肉厚部

Claims (4)

1. 角部が面取りされて半径方向肉厚が略等しくされた原木部材を用い、
   この原木部材の外周を軸心部方向へ圧縮変形させて外周を円弧面とすることを特徴とする木部材の製造方法。
2. 前記原木部材の外周を圧縮変形させてステアリングホイールのホイールリングを被覆する分割形状の木部材を成形することを特徴とする請求項１記載の木部材の製造方法。
3. 前記面取りにより形成される鈍角の角度が、１２０°以上１５０°以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の木部材の製造方法。
4. 前記半径方向肉厚はその最大肉厚部の寸法がその最小肉厚部の寸法の１．８５倍以下であ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部材の製造方法。

Images