JP4009627B2 - 圧縮木製品 - Google Patents

Description

本発明は、木材を圧縮することによって形成される圧縮木製品に関する。

近年、木材を圧縮することによって所定の形状に加工する技術が注目されている。自然素材である木材はさまざまな木目を有するため、原木である無垢材から形取る箇所に応じて個体差が生じ、その個体差が製品ごとの個性となる。また、長期の使用によって生じる傷や色合いの変化自体も、独特の風合いとなって使用者に親しみを生じさせることがある。これらの理由により、合成樹脂や軽金属を用いた製品にはない、個性的で味わい深い製品を生み出すことのできる素材として、木材が注目されている。

このような木材の圧縮加工技術として、吸水軟化した木材を圧縮し、その木材を圧縮方向と略平行に切断して板状の一次固定品を得た後、この一次固定品を加熱吸水させながら所定の三次元形状に成形する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。また、軟化処理した状態で圧縮した木材を所定の型枠で仮固定し、その木材の回復を型内で行って型成形する技術も知られている（例えば、特許文献２を参照）。

特許第３０７８４５２号公報 特開平１１−７７６１９号公報

上述した木材の圧縮加工技術を適用して携帯電話やデジタルカメラなどの小型の携帯用電子機器の外装材を形成する場合、その木材をできるだけ薄肉化する方が好ましい。しかしながら、木材を薄肉化した場合には、その木材を圧縮するだけで十分な強度を得ることができない恐れがあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、薄肉化しても高い強度を保持し得る圧縮木製品を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１記載の発明は、木材を圧縮することによって形成される圧縮木製品であって、前記木材の表面に、該木材の繊維方向と交差する方向を指向する複数の繊維を含む補強材を備え、前記繊維は、木綿、麻、亜麻、絹、またはレーヨンのいずれかからなることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記複数の繊維は、一様な方向を指向することを特徴とする。

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、前記複数の繊維は、前記木材の繊維方向と略直交する方向を指向することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項記載の発明において、前記複数の繊維は、木材繊維成分であるセルロースを含むことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項記載の発明において、電子機器を外装する外装材であることを特徴とする。

本発明によれば、木材の表面に、該木材の繊維方向と交差する方向を指向する複数の繊維を含む補強材を備えており、前記繊維が木綿、麻、亜麻、絹、またはレーヨンのいずれかからなることにより、薄肉化しても高い強度を保持し得る圧縮木製品を提供することができる。

また、本発明によれば、補強材をなす繊維が木材繊維成分であるセルロースを含むことにより、木材との親和性が高くなって材質の均一化を図ることができる上、補強材が木材の繊維を傷つけることがないため、木材自体の強度を劣化させることなく補強を行うことができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る圧縮木製品の概略構成を示す斜視図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。これらの図に示す圧縮木製品は、小型の携帯用電子機器であるデジタルカメラの筐体の一部をなす略椀状のカバー部材１である。このカバー部材１は、略長方形状の表面をなす主板部１ａと、主板部１ａの長手方向に沿って主板部１ａと略直交する方向に立ち上がって延出する形状をなす二つの側板部１ｂと、主板部１ａの短手方向に沿って主板部１ａと略直交する方向に立ち上がって延出する形状をなす二つの側板部１ｃとを有する。カバー部材１の原材料である木材は、その木材繊維方向Ｌがカバー部材１の長手方向に平行となるように削り出されている。

主板部１ａの表面には、カバー部材１の強度を補強するために一様な方向を指向する線状の複数の繊維３１から成る補強材３が設けられている。この補強材３をなす繊維３１は、セルロース等の木材繊維成分を含む天然繊維である木綿、麻、亜麻、または再生セルロース繊維であるレーヨンなどを用いて構成される。複数の繊維３１が一様に指向する繊維方向Ｆは、木材繊維方向Ｌに略直交する。これによって補強材３は、木材の曲げ強度および引張り強度が相対的に弱い方向を補強する。なお、一様な繊維方向Ｆを指向する複数の繊維３１をすだれ状に束ねておいてもよい。

補強材３は、圧縮されることによってその一部が主板部１ａの表面に若干食い込んでいるが（図２を参照）、その補強材３をなす繊維３１の主成分は木材が含有する成分と同じなので、線膨張係数によって表される収縮率等の物理的性質も類似しており、木材との親和性が高い。この結果、繊維３１が木材自体の繊維を切断等によって傷つけたりすることがなく、木材になじんだ状態でその木材の表面に固着する。また、木材が外力によって変形を受ける場合にも、補強材３が木材の変形に追随して変形するため、過度の変形を防ぐことができる。

図３は、カバー部材１の原型である木材を無圧縮状態の無垢材から形取る状況を模式的に示す斜視図である。同図に示す無垢材１０から削り出す木材１１は、主板部１１ａと、この主板部１１ａの周縁に滑らかな曲面で繋がって湾曲形成され、主板部１１ａに対して略垂直に立ち上がる側板部１１ｂおよび１１ｃとを備える。

木材１１は、予め圧縮によって減少する分の容積を加えた形態で形取り、その木材１１を無垢材１０から削り出す際には、削り出す木材の長手方向が無垢材１０の木材繊維方向Ｌに沿うように削り出す。このようにして無垢材１０から削り出した木材１１は、その主板部１１ａの板厚内で木目１０ｇが主板部１１ａの表面に略平行な層をなし、その主板部１１ａの略長方形状の表面が板目面をなす。なお、無垢材１０は、檜、檜葉、桐、チーク、マホガニー、杉、松、または桜などである。

図４は、図３の上面から見た平面図に相当する図である。この図４に示すように、当該木材の長手方向が無垢材１０の木材繊維方向Ｌに沿うように削り出す場合、上述した木材１１以外に、木材１２や木材１３のように削り出すこともできる。このうち木材１２は、主板部１１ａの板厚内で木目１０ｇが主板部１１ａの表面に対して略斜め方向に層をなし、その主板部１１ａの略長方形状の表面が追柾面をなす。また木材１３は、主板部１１ａの板厚内で木目１０ｇが主板部１１ａの表面に略垂直な層をなし、その主板部１１ａの略長方形状の表面が柾目面をなす。いずれの場合にも、強度が低下する木材１１の長手方向に対して圧縮加工後に強度を付与することが可能となる。

次に、木材１１の圧縮加工の具体的な工程について説明する。まず、木材１１を高温高圧の水蒸気雰囲気中に所定時間放置する。これにより、木材１１は過剰に水分を吸収して軟化する。その後、軟化させたときと同様の水蒸気雰囲気中で木材１１を金型５０と金型６０の間の所定位置に配置し、補強材３を主板部１１ａの上面に載置した後、二つの金型によって木材１１および補強材３を挟持して所定の圧縮力を加える。

図５は、木材１１および補強材３を金型５０と金型６０の間に配置する状況を示す説明図である。また図６は、図５のＢ−Ｂ線断面図である。これらの図に示すように、圧縮時に木材１１の上方から木材１１に対して圧縮力を加える金型５０は、木材１１の主板部１１ａから側板部１１ｂおよび１１ｃに立ち上がって湾曲する内側面に嵌合する形状をなす凸部５１を有する。木材１１の内側面のうち主板部１１ａから側板部１１ｃに湾曲する曲面１１ａｃの曲率半径をＲＩとし、凸部５１のうち曲面１１ａｃに当接する曲面の曲率半径をＲＡとすると、この二つの曲率半径の間には、ＲＩ＞ＲＡという関係がある。なお、図示はしないが、木材１１の内側面のうち主板部１１ａから側板部１１ｂに湾曲する曲面の曲率半径もＲＡより大きい。

これに対して、圧縮時に木材１１の下方から木材１１に対して圧縮力を加える金型６０は、木材１１の主板部１１ａから側板部１１ｂおよび１１ｃに立ち上がって湾曲する外側面を嵌入する凹部６１を有する。木材１１の外側面のうち主板部１１ａから側板部１１ｃに湾曲する曲面１１ａｃの曲率半径をＲＯとし、凹部６１のうち曲面１１ａｃの外側面に当接する曲面の曲率半径をＲＢとすると、この二つの曲率半径の間には、ＲＯ＞ＲＢという関係がある。ここでも図示はしないが、木材１１の外側面のうち主板部１１ａから側板部１１ｂに湾曲する曲面の曲率半径もＲＢより大きい。

図７は、軟化した木材１１を所定の位置に配置した後、金型５０と金型６０を相対的に近づけていき、二つの金型を嵌め合わせることによって両者の間で木材１１を挟持、圧縮している状態を示す図であり、図６と同一の切断面を有する縦断面図である。この状態で木材１１の主板部１１ａには、木材繊維方向Ｌに略直交する方向に圧縮力が加えられる。また、側板部１１ｂおよび１１ｃには、木材繊維方向Ｌに略直交する方向に圧縮力が加えられるとともに、木材繊維方向Ｌに沿う方向にも圧縮力が加えられる。なお、主板部１１ａと側板部１１ｂとの間の湾曲部および主板部１１ａと側板部１１ｃとの間の湾曲部の各外側面には斜め上向きに圧縮力が加えられる一方、それらの各内側面には斜め下向きに圧縮力が加えられる。

図７に示す状態では、主板部１１ａに載置される補強材３も圧縮力を受け、木材１１の主板部１１ａ表面に押圧される。このとき、木材１１の表面からはその木材１１の樹脂成分がしみ出て接着剤の役目を果たすため、圧縮によって補強材３を主板部１１ａに接着することができる。なお、木材１１および補強材３の材質によっては、圧縮する前に木材１１および補強材３のうち少なくともいずれか一方に適量の接着剤を塗布しておいてもよい。

図７に示す状態で所定時間放置した後、高温高圧の水蒸気雰囲気を解いて金型５０と金型６０を離間させ、圧縮を解除して乾燥させる。これにより、本実施の形態に係る圧縮木製品としてのカバー部材１が完成する。

以上説明した圧縮工程の結果、木材１１の肉厚は、無垢材１０から形取った圧縮前の木材１１の肉厚と比較して１／２〜１／３程度となる。したがって、圧縮加工後の木材１１すなわちカバー部材１の繊維密度は圧縮前よりも増加し、その強度が高くなる。

図８は、上記の如く形成されたカバー部材１の一適用例を示すものであり、より具体的には、圧縮したカバー部材１に対してさらに適当な加工を施すことにより、デジタルカメラの外装材を形成した場合のデジタルカメラ組立時の外観構成を示す斜視図である。同図に示すデジタルカメラ１００は、略同形状をなす二つのカバー部材である前カバー１１１および後カバー１１２が組み合わさった筐体１１０によって外装される。

前カバー１１１の主板部１１１ａには、撮像レンズを有する撮像部２０１が表出して設けられる。この主板部１１１ａには、フラッシュやファインダ等を設けるための開口部をさらに形成することができる。また、側板部１１１ｂおよび１１２ｂの境界にはシャッターボタン２０２が表出するとともに、側板部１１１ｃおよび１１２ｃの境界に形成される開口部２０３からは、パソコン等の外部機器への接続を行う接続デバイス、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の接続用端子、ｘＤピクチャーカードやスマートメディア等の外部記憶媒体を装着する装着用デバイス、および電源等の差込用ジャックなどが表出する。後カバー１１２には、例えば画像情報や文字情報を表示するために液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、または有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイ等によって実現される表示部や操作入力ボタン、ファインダ等を設置または表出させるための開口部が形成される（図示せず）。

これらの各種部材を表出させるための開口部は、無垢材１０から木材１１を削り出す際に一括して形成してもよいし、木材１１を削り出した後で切削等によって形成してもよい。また、それらの開口部を圧縮工程後に切削、穿孔等によって形成してもよい。

図８に示すデジタルカメラ１００においては、補強材３が筐体１１０の内側に位置するため、デジタルカメラ１００の外観に影響を及ぼさずに筐体１１０の強度を向上させることができる。これに対して、補強材３を筐体１１０の外側に設置してもよい。この場合には、補強材３がデザインの一部として個性を醸し出す役割を果たすとともに、その表面の繊維３１が有する凹凸によって滑り止めの役割も果たす。また、補強材３を筐体１１０の内側と外側の両側面に設けることも可能である。

なお、本実施の形態に係る圧縮木製品を外装材として適用し得る電子機器はデジタルカメラに限定されるわけではなく、携帯電話またはＰＨＳまたはＰＤＡ等の携帯型通信端末、ＭＤまたはＣＤまたはカセットテープ等の音声記録媒体を装着して音声を出力する携帯型オーディオ装置、ＩＣレコーダ、携帯型テレビ、携帯型ラジオ、各種家電製品のリモコン、デジタルビデオなどでもよい。

以上説明した本発明の一実施の形態によれば、木材の表面に設けられ、その木材繊維方向と略直交する方向を一様に指向し、木材繊維成分を含む複数の繊維から成る補強材を備えることにより、薄肉化しても高い強度を保持し、小型の電子機器の外装材としても好適な圧縮木製品を提供することができる。

また、この実施の形態によれば、木材繊維成分を含む複数の繊維から形成される補強材を用いることにより、木材と補強材との収縮率が略同一となり、木材との親和性が高く、材質の均一化を図ることができる。このような補強材は、木材に対して押圧されてもその木材の繊維を切断したりすることがないため、木材自体の強度を劣化させることなく、圧縮木製品としての強度を一段と向上させることができる。

ここまで、本発明を実施するための最良の一実施の形態を詳述してきたが、本発明はこの一実施の形態によってのみ限定されるものではない。例えば、補強材の繊維方向は、木材繊維方向と少なくとも交差していればよい。この意味では、補強材の繊維方向は一様に揃っている必要はなく、繊維方向がランダムであってもよい。また、線状の繊維をネット状に編むことによって補強材を形成してもよい。

また、補強材をなす繊維としてカーボン繊維などを用いてもよく、その繊維の長さも均一でなくてよい。さらには、絹や麻などから成る極薄の布や不織布等を用いて補強材を形成してもよいし、適当な素材に所定の繊維を貼付することによって補強材を形成してもよい。

なお、この実施の形態に係る圧縮木製品は、電子機器のカバー部材にその用途が限定されるわけでなく、さまざまな用途の圧縮木製品に対して適用可能である。

このように、本発明は、ここでは記載していないさまざまな実施の形態等を含みうるものであり、特許請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。

本発明の一実施の形態に係る圧縮木製品の構成を示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 木材を無圧縮状態の無垢材から形取る状況を模式的に示す斜視図である。 木材の形取り例を示す平面図である。 本発明の一実施の形態における木材の圧縮工程の概要を示す説明図である。 本発明の一実施の形態における木材の圧縮工程の概要を示す縦断面図である。 本発明の一実施の形態における木材圧縮時の状態を示す縦断面図である。 本発明の一実施の形態に係る圧縮木製品であるカバー部材を用いて外装したデジタルカメラの外観構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ カバー部材
１ａ、１１ａ、１１１ａ、１１２ａ 主板部
１ｂ、１ｃ、１１ｂ、１１ｃ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１２ｂ、１１２ｃ 側板部
３ 補強材
１０ 無垢材
１０ｇ 木目
１１、１２、１３ 木材
１１ａｃ 曲面
３１ 繊維
５０、６０ 金型
５１ 凸部
６１ 凹部
１００ デジタルカメラ
１１０ 筐体
１１１ 前カバー
１１２ 後カバー
２０１ 撮像部
２０２ シャッターボタン
２０３ 開口部

Claims (5)

1. 木材を圧縮することによって形成される圧縮木製品であって、
   前記木材の表面に、該木材の繊維方向と交差する方向を指向する複数の繊維を含む補強材を備え、
   前記繊維は、木綿、麻、亜麻、絹、またはレーヨンのいずれかからなることを特徴とする圧縮木製品。
2. 前記複数の繊維は、一様な方向を指向することを特徴とする請求項１記載の圧縮木製品。
3. 前記複数の繊維は、前記木材の繊維方向と略直交する方向を指向することを特徴とする請求項１または２記載の圧縮木製品。
4. 前記複数の繊維は、木材繊維成分であるセルロースを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の圧縮木製品。
5. 電子機器を外装する外装材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の圧縮木製品。

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