JP4624975B2 - 圧縮木製品、楽器、および木材の加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、木材を圧縮成形した圧縮木製品、当該圧縮木製品を用いて形成された楽器、および木材の加工方法に関する。

近年、自然素材である木材が注目されている。木材はさまざまな木目を有するため、原木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おり、その加工技術も飛躍的に進歩しつつある。

従来、かかる木材の加工技術として、吸水軟化した１枚の木材を圧縮し、その木材を圧縮方向と略平行にスライス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３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１枚の木材を仮固定し、この木材を型に入れて回復させることによ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）。これらの技術では、木材の個体差や種類、加工後の木材の強度やその用途などを含むさまざまな点を考慮して、木材の肉厚や圧縮率が決められる。

特許第３０７８４５２号公報 特開平１１−７７６１９号公報

しかしながら、木材には木目や節があるため、加工後の木材には、木材表面の不均一さに起因する強度や性能の場所ごとのばらつきが生じやすいという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、木材表面の不均一さに起因する強度や性能の場所ごとのばらつきが少ない圧縮木製品、当該圧縮木製品を用いて構成される楽器、および木材の加工方法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、本発明の一態様は、木目を有する原木から形取られた木材を異なる形状に圧縮成形して得られる圧縮木製品であって、前記木材の少なくとも一つの表面には木目が露出していないことを特徴とする。

また、上記発明において、前記木目および節が露出していない表面と略直交する方向に圧縮力が加えられたとしてもよい。

また、上記発明において、長手方向が前記木材の繊維方向と略平行であるとしてもよい。

また、上記発明において、前記木目が露出していない表面は平面であるとしてもよい。

また、上記発明において、板状をなすとしてもよい。

本発明の別な態様に係る楽器は、上記いずれかの発明に記載した圧縮木製品を備えたことを特徴とする。

本発明のさらに別な態様は、木材を異なる形状に加工する木材の加工方法であって、木目を有する原木から少なくとも一つの表面に木目が露出していない木材を形取る形取工程と、前記形取工程で形取った木材の前記木目が露出していない表面と略直交する方向に圧縮力を加える圧縮工程と、を有することを特徴とする。

また、上記発明において、前記形取工程で形取られた木材は、長手方向が当該木材の繊維方向と略平行であるとしてもよい。

本発明によれば、少なくとも一つの表面に木目が露出していない木材を形取り、この木材の木目が露出していない表面と略直交する方向に圧縮力を加えることにより、木材表面の不均一さに起因する強度や性能の場所ごとのばらつきを少なくすることができる。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以後、「実施の形態」と称する）を説明する。なお、以下の説明で参照する図面はあくまでも模式的なものであって、同じ物体を異なる図面で示す場合には、寸法や縮尺等が異なる場合もある。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る木材の加工方法においては、まず、所定の形状をなす木材を原木から形取る（形取工程）。図１は、この形取工程の概要を模式的に示す図である。図１では、原木である無圧縮状態の無垢材１０（木目Ｇを有する）から、略円弧状に湾曲した断面形状を有し、長手方向が無垢材１０の繊維方向Ｌと略平行な木材１を切削等によって形取る場合を模式的に示している。なお、図１では、木材１の湾曲する外周側の外側面１ａが上方に位置する状態を図示している。

形取工程では、木材１の少なくとも一方の表面に木目Ｇおよび節（図示せず）が露出しないように形取りを行う。この結果、木材１には、その端面にのみ木目Ｇが現れることとなり、導管の露出が少なくなり、木材繊維が連続した状態がより多く含まれる。このように形取られた木材１は、後述する圧縮工程によって減少する分の容積を予め加えた容積を有している。

木材１の原材料である無垢材１０は、ヒノキ、ヒバ、桐、杉、松、桜、欅、黒檀、紫檀、竹、チーク、マホガニー、ローズウッドなどの中から、加工した木材の用途等に応じて最適なものを選択すればよい。

次に、木材１を大気よりも高温高圧の水蒸気雰囲気中で所定時間放置し、水分を過剰に吸収させることによって十分に軟化させる（軟化工程）。ここでいう高温高圧とは、温度が１００〜２３０℃、より好ましくは１８０〜２３０℃、さらに好ましくは１８０〜２００℃程度であり、圧力が０.１〜３.０ＭＰａ（メガパスカル）、より好ましくは０.４５〜２.５ＭＰａ、さらに好ましくは１.０〜１.６ＭＰａ程度の状態を指す。なお、上述した水蒸気雰囲気中で木材１を放置して軟化させる代わりに、例えばマイクロウェーブの如き高周波の電磁波によって木材１を加熱して軟化させてもよい。

続いて、上述した軟化工程で十分に軟化した木材１を圧縮する（圧縮工程）、図２は、圧縮工程の概要を示す図である。図２では、木材１の上下が図１と逆転しており、湾曲している内周側の内側面１ｂが外側面１ａよりも上方に位置している。木材１を圧縮する際には、木材１を一対の金型５１および６１によって挟持し、所定の圧縮力を加える。図２で木材１の上方から圧縮力を加える金型５１は、木材１の内側面１ｂに当接する凸部５２を備えたコア金型である。これに対し、図２で木材１の下方から圧縮力を加える金型６１は、木材１の外側面１ａを嵌入する凹部６２を備えたキャビティ金型である。

この圧縮工程では、軟化工程と同じ水蒸気雰囲気中で木材１を圧縮する。具体的には、金型５１および６１の少なくとも一方を他方に対して移動することによって木材１を挟持し、木材１を徐々に所定の３次元形状へ変形させる。以下では、説明の便宜上、金型５１を下降させて金型６１へ近づけていく場合を説明する。

図３は、金型５１の凸部５２が木材１に当接し、木材１に金型５１および６１からの圧縮力が加わり始めた状態を示す図であり、図１に示す木材１、金型５１および６１のＡ−Ａ線断面に相当する縦断面を示す図である。図３に示す状態から金型５１を下降させていくと、木材１は、金型５１および６１から圧縮力を受けることによって徐々に変形していく。その結果、木材１の内側面１ｂは、金型５１の凸部５２の底面と密着した状態になる一方、木材１の外側面１ａは、金型６１の凹部６２の底面と密着した状態になる。

図４は、圧縮力が加わることによって木材１が金型５１および６１と密着した状態を示す図であり、圧縮工程における木材１の変形がほぼ完了した状態を示す図である。図４に示すように、木材１は、圧縮工程によって金型５１と金型６１との隙間に相当する平板状に変形する。図４に示す状態で木材１に所定時間（１〜数十分、より好ましくは５〜１０分程度）圧縮力を加える。この圧縮力は、木材１の外側面１ａおよび内側面１ｂ（木目Ｇおよび節が露出していない表面）と直交する方向に加えられる。その後、上記水蒸気雰囲気を解いて木材１を乾燥させ、金型５１と金型６１を離間させて圧縮を解除する。この結果、木材１は、その形状が固定される。

圧縮工程後の木材１の肉厚は、圧縮前の肉厚の３０〜５０％程度となる。換言すると、この圧縮工程における木材１の圧縮率（圧縮による木材の肉厚の減少分ΔＲとその木材の圧縮前の肉厚Ｒの比の値ΔＲ／Ｒ）は、０.５０〜０.７０程度である。

なお、金型５１および６１の少なくとも一方を他方に対して移動する際には、適当な駆動手段を用いて金型５１および／または６１を電気的に移動させることにより、木材１に加わる圧縮力を調整するようにすればよい。また、金型５１と金型６１とをねじで連結し、このねじを手動または自動で締めることによって金型５１を金型６１に対して上下動させるようにしてもよい。

以上説明した圧縮工程の後、木材１に切削、研磨、つや出し等の処理を施すことにより、木材１を所定の３次元形状に整形する（整形工程）。

図５は、以上説明した木材の加工方法によって形成された圧縮木製品の構成を模式的に示す図である。同図に示す圧縮木製品２は、楽器用部材であり、具体的にはエレキギターのボディの基材である。

図６は、図５に示す圧縮木製品２を用いて形成されたボディを備えたエレキギターの構成を模式的に示す図である。図６に示すエレキギター３０は、圧縮木製品２を用いて形成されたボディ３１と、ボディ３１から延出するように取り付けられ、弦Ｓｔｒを張るためのネック３２と、ネック３２の弦Ｓｔｒと面する表面に設けられ、演奏者が弦Ｓｔｒを指で押さえるためのフィンガーボード３３と、ネック３２の一端に設けられ、弦Ｓｔｒの端部を巻きつけるヘッド３４と、を備える。ボディ３１の表面には、弦Ｓｔｒの振動を電気信号に変えるピックアップ３５、ピックガード３６、弦Ｓｔｒの一端を取り付けるブリッジ３７、プラグを接続し、コードを介して電気信号をアンプへ伝達するためのジャック３８等の各種部品が取り付けられている。また、ヘッド３４には、弦Ｓｔｒの数だけ糸巻３９が取り付けられている。

エレキギター３０は、ボディ３１の内部に空洞がないソリッドギターであり、ボディ３１は圧縮木製品２の単板で形成されている。本実施の形態１では、圧縮木製品２が、その表面（側面を除く）から木目Ｇおよび節が露出していない構成を有するため、均一な振動特性を有しており、ピックアップ３５によって弦Ｓｔｒの振動を的確に拾うことができる。

なお、本実施の形態１に係る圧縮木製品を、２ピースタイプのエレキギターのボディとして適用することも可能である。この場合には、例えば図７の縦断面図（図で上方に弦Ｓｔｒが張られる）に示すように、表板４１と裏板４２とで圧縮木製品の素材や板厚を適宜変更し、最適な組み合わせによってボディを形成することができる。

さらに、本実施の形態１に係る圧縮木製品を、ボディの内部に空洞があるフルアコースティックギターやセミアコースティックギターのボディに適用してもよい。この場合には、本実施の形態１に係る圧縮木製品を、ボディの表板や裏板に加えて、ボディの側板として適用することも可能である。

以上説明した本発明の実施の形態１によれば、端面を除く表面に木目が露出していない木材を形取り、この木材の木目が露出していない表面と略直交する方向に圧縮力を加えることにより、木目を有する木材表面の不均一さに起因する強度や性能の場所ごとのばらつきを少なくすることができる。

また、本実施の形態１によれば、木材でありながら、その表面に木目が露出していないため、意匠的に見ても斬新な製品を製造することができる。特に、平板状をなしつつ木目が露出していない圧縮木製品は、従来手法によって単一の木材から構成するのは困難であり、本実施の形態１において異なる形状への圧縮成形を行うことによって初めて実現されるものである。

さらに、本実施の形態１によれば、長手方向が木材の繊維方向と略平行なため、高い強度を有する圧縮木製品を得ることができる。

これらに加えて、本実施の形態１によれば、平板状をなす圧縮木製品を製造することにより、音の振動特性が良好なものとなる。したがって、楽器用の部材としても好適な圧縮木製品を提供することができる。

楽器用の部材としては、従来より、マホガニー、メープル、黒檀等の比較的高比重で良好な振動特性を有する木材が用いられてきたが、そのような木材は、楽器その他の木材製品用として伐採が進んだ現在では入手が困難となっており、楽器の高コスト化の一因ともなっていた。本実施の形態１においては、それらの良質な木材と同等の強度、機能を有する圧縮木製品を、比較的比重が小さいヒノキ、ヒバ、スギ、キリ、マツ等の木材から構成することが可能となる。したがって、原木のコストを抑えることが可能となり、高品質の楽器を低価格で提供することができ、資源の節約や間伐材の有効利用といった環境問題にも寄与することができる。

また、本実施の形態１に係る圧縮木製品は、他の楽器にも適用可能である。例えば、図８に示すバイオリン７０の表板７１やフィンガーボード７２として、本実施の形態１に係る圧縮木製品を適用することができる。さらに、バイオリン７０の裏板、側板、ネック（図示せず）に適用することも可能である。このように、本実施の形態１に係る圧縮木製品は、様々な弦楽器のボディやフィンガーボード等に好適である。

（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２に係る圧縮木製品の別な適用例を示す図であり、具体的には、皿状をなす圧縮木製品から形成されるカバー部材によって外装されたデジタルカメラ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、撮像レンズを含む撮像部１０１と、フラッシュ１０２と、シャッターボタン１０３とを備え、２つのカバー部材３および４によって外装されて成る。デジタルカメラ１００の内部には、撮像処理等に関する駆動制御を行う制御回路、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子、音声の入出力を行うマイクロフォンやスピーカ、および制御回路の制御のもと各機能部材を駆動する駆動回路を含み、デジタルカメラ１００の機能を実現する各種電子的部材および光学的部材が収納されている（図示せず）。

図１０は、デジタルカメラ１００の外装体をなすカバー部材３および４（圧縮木製品）の概略構成を示す斜視図である。このうち、デジタルカメラ１００の前面側を外装するカバー部材３は、略長方形状の表面をなす主板部３ａと、主板部３ａ表面の長手方向に略平行な２辺の各々から主板部３ａに対して立ち上がるように延出する二つの側板部３ｂと、主板部３ａ表面の短手方向に略平行な２辺の各々から主板部３ａに対して立ち上がるように延出する二つの側板部３ｃと、を備える。主板部３ａには、撮像部１０１を表出する円筒形状の開口部３０１およびフラッシュ１０２を表出する直方体形状の開口部３０２が形成されている。また、このカバー部材３の側板部３ｂには、半円筒形状の切り欠き３０３が形成されている。

他方、デジタルカメラ１００の背面側を外装するカバー部材４は、カバー部材３と同じ皿状をなし、主板部４ａ、側板部４ｂおよび４ｃを備える。主板部４ａには、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ディスプレイ等を用いて実現される表示部（図示せず）を表出する直方体形状の開口部４０１が形成されている。また、カバー部材４の側板部４ｂには、カバー部材３の切り欠き３０３と組み合わさってシャッターボタン１０３を表出する開口部３４１をなす半円筒形状の切り欠き４０２が形成されている。

カバー部材３および４は、上記実施の形態１に係る木材の加工方法と同様に圧縮成形される。すなわち、原木からカバー部材３および４となる木材を形取る際には、少なくとも一つの表面が木目を露出していないような形取りを行う。その後、上記実施の形態１と同様に圧縮を行った後、整形工程の一環として開口部や切り欠きを形成する。この整形工程では、ファインダ取付用の開口部、操作指示入力ボタン表出用の開口部、外部機器との接続用インタフェース（ＤＣ入力端子やＵＳＢ接続端子等を含む）を表出する開口部をさらに形成してもよい。また、デジタルカメラ１００の内部に設けられるスピーカが発生する音声を外部に出力するために複数の小さい孔部から成る音声出力用孔部を設けてもよい。

本実施の形態２においては、上記実施の形態１で説明した楽器のような振動特性は必ずしも要求されないため、デジタルカメラ１００の利用者は、カバー部材３または４の表面の一部を自ら削ることによって、自分の好みの模様を出したりすることも可能となる。

なお、本実施の形態２に係る圧縮木製品は、デジタルカメラ１００以外の携帯用小型電子機器の外装体としても適用可能である。具体的には、携帯電話、ＰＨＳまたはＰＤＡ等の携帯型通信端末、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の外装体としても適用可能である。これらの電子機器に適用する場合の圧縮木製品の肉厚としては、１.６〜２.０ｍｍ程度が好適である。

以上説明した本発明の実施の形態２によれば、端面を除く表面に木目が露出していない木材を形取り、この木材の木目が露出していない表面と略直交する方向に圧縮力を加えることにより、上述した実施の形態１と同様、木目を有する木材表面の不均一さに起因する強度や性能の場所ごとのばらつきを少なくすることができる。

また、本実施の形態２によれば、木材でありながら、その表面に木目が露出していないため、意匠的に見ても斬新な製品を製造することができる。

ここまで、本発明を実施するための最良の形態を説明してきたが、本発明は、上述した２つの実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。例えば、以上の説明では、原木から形取る木材の肉厚および最終形状の肉厚がほぼ均一である場合を説明したが、原木から形取る木材の形状や金型の形状を調整することによって、部分的に圧縮率を変えるような調整を行ってもよい。これにより、楽器などに適用する場合には、より精密な振動特性を実現することができる。

また、上述した２つの実施の形態においては、木材の両面に木目および節が露出しないような形取りを行ったが、木材の少なくとも一つの表面に木目および節が露出しないような形取りを行ってもよい。例えば、木材の強度や性能の場所ごとのばらつきが、木材の一方の表面に露出した木目および節にのみ起因して生じるような場合には、その表面に木目および節が露出しないようにすればよい。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々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。

本発明の実施の形態１に係る木材の加工方法における形取工程の概要を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る木材の加工方法の圧縮工程の概要を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る木材の加工方法の圧縮工程において圧縮を開始した時点の状態を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る木材の加工方法の圧縮工程において木材の変形がほぼ完了した状態を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る圧縮木製品の構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る圧縮木製品の適用例であるエレキギターの外観構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る圧縮木製品の別な適用例であるエレキギターのボディの構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係る圧縮木製品のさらに別な適用例であるバイオリンの構成を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る圧縮木製品によって外装されたデジタルカメラの外観構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る圧縮木製品であるデジタルカメラの外装体の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ 木材
１ａ 外側面
１ｂ 内側面
２ 圧縮木製品
３，４ カバー部材
３ａ，４ａ 主板部
３ｂ，３ｃ，４ｂ，４ｃ 側板部
１０ 無垢材
３０ エレキギター
３１ ボディ
３２ ネック
３３，７２ フィンガーボード
３４ ヘッド
３５ ピックアップ
３６ ピックガード
３７ ブリッジ
３８ ジャック
３９ 糸巻
４１，７１ 表板
４２ 裏板
５１，６１ 金型
５２ 凸部
６２ 凹部
７０ バイオリン
１００ デジタルカメラ
１０１ 撮像部
１０２ フラッシュ
１０３ シャッターボタン
３０１，３０２，３４１，４０１ 開口部
３０３，４０２ 切り欠き
Ｇ 木目
Ｌ 繊維方向
Ｓｔｒ 弦

Claims (8)

1. 木目を有する原木から形取られた木材を異なる形状に圧縮成形して得られる圧縮木製品であって、
   前記木材の少なくとも一つの表面には木目および節が露出していないことを特徴とする圧縮木製品。
2. 前記木目および節が露出していない表面と略直交する方向に圧縮力が加えられたことを特徴とする請求項１記載の圧縮木製品。
3. 長手方向が前記木材の繊維方向と略平行であ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. 前記木目および節が露出していない表面は平面である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. 板状をなす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。
6. 請求項１〜５のいずれか一項記載の圧縮木製品を備えたことを特徴とする楽器。
7. 木材を異なる形状に加工する木材の加工方法であって、
   木目を有する原木から少なくとも一つの表面に木目および節が露出していない木材を形取る形取工程と、
   前記形取工程で形取った木材の前記木目および節が露出していない表面と略直交する方向に圧縮力を加える圧縮工程と、
   を有することを特徴とする木材の加工方法。
8. 前記形取工程で形取られた木材は、長手方向が当該木材の繊維方向と略平行であることを特徴とする請求項７記載の木材の加工方法。

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