JP6818206B1 - 曲げを付与した板材からなる湾曲板材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】環状木製支柱のような大型の湾曲板材を経済的・効率的に製造することのできる、曲げを付与した板材からなる湾曲板材の製造方法を提供する。【解決手段】ａ）凸状外周面を画定するように、作業用台盤に固定された複数個の外周面設定部材３、ｂ）各外周面設定部材の内側に位置する溝、ｃ）溝を隔てて、各外周面設定部材に対面する複数個の内周面策定補助部材５、およびｄ）溝に嵌め込んで使用される複数個の楔６を用い、１）板材１を、各外周面設定部材と、各内周面策定補助部材との間に配置する工程、２）配置された板材と各内周面策定補助部材との間の溝に、複数個の楔をそれぞれ打ち込み、板材を各外周面設定部材に向けて圧着する工程、３）２）の状態で所定時間保持し板材の曲げを固定する工程、および４）溝から複数個の楔を外し、製造した湾曲板材を取り出す工程よりなる。【選択図】図６

Description

本件発明は、曲げを付与した一枚の板材または複数枚の板材を積層し接着して形成した集成材からなる湾曲板材の製造方法に関するものである。

曲木加工は、木材を切断、切削する通常の曲線加工に比較して生産費が安く、軽くて堅牢、しかも継ぎ目がなく外観に独特の美しいデザインが得られるという特徴があり、古くから、回転式曲木機械、押込式曲木機械、レバー式曲木機械、プレス式曲木機械など種々の曲木機械を利用して強力迅速に加工する機械的曲木や、内型の一端に被曲げ加工用材と帯鉄の一端をクランプ止めし、次に、被曲げ加工用材と帯鉄の他端をクランプ止めしてから、徐々に内型に沿って曲げ、要所々々を内型諸共クランプ止めし、全体を曲げて行くといった作業手順に従う手工的曲木など様々な加工方法が採られてきた。

しかしながら、これらの曲木加工方法では、製造する曲線形状毎に凹凸型を準備しなければならず、一定形状の製品を大量生産する場合はともかくとして、多品種少量生産を行う場合には、製品毎に異なる凹凸型をその都度製作、準備する必要があり、生産コストおよび段取り工数の増加によって製品価格を高騰させてしまうという欠点がある。

また、凹凸型を用いない曲木加工方法として、実公昭５８−４８０８８号公報（特許文献１）、特開２００８−１８８８７１号公報（特許文献２）のような複数個のクランプ装置を用いる方法が提案されている。実公昭５８−４８０８８号公報（特許文献１）には、図１１に示すように、当板１１と押圧板１２との間の挟着部１３に接着剤を塗着した合板を挿入し、取付台１４の拡開調節を加減することにより挟着部１３を任意円弧状に形成し、押圧板１２にて圧力を加えて合板を適当に曲折することが開示されている。また、特開２００８−１８８８７１号公報（特許文献２）には、図１２に示すように、作業用台盤Ｔ上の任意箇所に、対象市販クランプ２１を組み込んでなる複数の曲木工具２２を固定し、曲げ加工用材Ｍを複数の曲木工具２２の対象市販クランプ２１で挟持して、所望の彎曲状または彎曲蛇行状とすることが開示されている。

しかしながら、これらの曲木加工方法では、小型の製品を生産する場合はともかくとして、大型の製品を生産する場合には、多数個のクランプ装置を準備する必要があり、生産コストおよび段取り工数の増加によって製品価格を高騰させてしまうという欠点がある。

一方、本件発明者らは、先に、牽引・搬送時の振動・衝撃、風圧により破損しにくい木製トレーラーハウスおよびその製造方法について特許出願を行い、特許第６４９７５６８号（特許文献３）として特許を取得したところである。図１３に示すように、この木製トレーラーハウス３１は、木製の居住部３２が、複数本の、木製支柱を湾曲させて形成した環状木製支柱を、前後方向に配し、シャーシに直接的または間接的に固定して形成された中央骨格部３３を備えるものであり、木製の居住部３２全体に柔軟性を付与することができる。

しかしながら、前記の環状木製支柱のような大型の湾曲板材は、前記のような凹凸型や複数個のクランプ装置を用いる従来の曲木加工方法では、経済的・効率的に製造することは困難である。

本件発明者等は、前記木製トレーラーハウスの環状木製支柱を始め大型の湾曲板材を経済的・効率的に製造できる方法について鋭意検討し、本件発明を成したものである。

実公昭５８−４８０８８号公報 特開２００８−１８８８７１号公報 特許第６４９７５６８号公報

本件発明の解決しようとする課題は、環状木製支柱のような大型の湾曲板材を経済的・効率的に製造することのできる、曲げを付与した板材からなる湾曲板材の製造方法を提供することにある。

本件発明の要旨を以下に示す。
（１）曲げを付与した板材からなる湾曲板材の製造方法であって、
工具として、
ａ）製造しようとする前記湾曲板材の凸状外周面を画定するように、作業用台盤に固定された複数個の外周面設定部材、
ｂ）前記各外周面設定部材の内側に位置するように、前記作業用台盤に設けられた溝、
ｃ）前記溝を隔てて、前記各外周面設定部材に対面するように、前記作業用台盤に固定された複数個の内周面策定補助部材、および
ｄ）前記溝に嵌め込んで使用される複数個の楔
を用い、
１）前記板材を、前記各外周面設定部材と、前記各内周面策定補助部材との間に配置する工程、
２）配置された前記板材と前記各内周面策定補助部材との間の前記溝に、前記複数個の楔をそれぞれ打ち込み、前記板材を前記各外周面設定部材に向けて圧着する工程、
３）前記２）の状態で所定時間保持し、前記板材の曲げを固定する工程、および
４）前記溝から前記複数個の楔を外し、製造した湾曲板材を取り出す工程
を含む製造方法。
（２）前記曲げを付与した板材が、一枚の板材であることを特徴とする、（１）に記載の製造方法。
（３）前記楔が略均一な厚みを有する板材から形成され、先端が鋭角θ度である直角三角形の形状であり、
前記内周面策定補助部材の前記外周面設定部材側の面が、鉛直面に対して（９０−θ）度傾斜する平面であり、
前記２）の工程において、前記複数個の楔が、直角と鋭角θで挟まれる面を、前記外周面設定部材側とするようにしてそれぞれ打ち込まれることを特徴とする、（１）または（２）に記載の製造方法。
（４）前記曲げを付与した板材が、複数枚の板材を積層し接着して形成した集成材であり、
前記１）〜３）の工程に引き続いて、
４’）前記溝から前記複数個の楔を外し、製造した湾曲板材の凹状内周面に接着剤を塗布する工程、
５’）他の板材を、前記湾曲板材の凹状内周面と、前記各内周面策定補助部材との間に配置する工程、
６’）配置された前記他の板材と前記各内周面策定補助部材との間の前記溝に、前記複数個の楔をそれぞれ打ち込み、前記湾曲板材および前記他の板材を前記各外周面設定部材に向けて圧着する工程、
７’）前記６’）の状態で所定時間保持し、前記他の板材の曲げを固定すると共に前記湾曲板材と前記他の板材とを接着する工程、
８’）前記４’）〜７’）の工程を所定回数繰り返し、複数枚の板材からなる湾曲板材とする工程、および
９’）前記溝から前記複数個の楔を外し、製造した複数枚の板材からなる湾曲板材を取り出す工程
を含むことを特徴とする、（１）に記載の製造方法。
（５）前記楔が略均一な厚みを有する板材から形成され、先端が鋭角θ度である直角三角形の形状であり、
前記内周面策定補助部材の前記外周面設定部材側の面が、鉛直面に対して（９０−θ）度傾斜する平面であり、
前記２）または前記６’）の工程において、前記複数個の楔が、直角と鋭角θで挟まれる面を、前記外周面設定部材側とするようにしてそれぞれ打ち込まれることを特徴とする、（４）に記載の製造方法。
（６）前記外周面設定部材の前記内周面策定補助部材側の面が、製造しようとする前記湾曲板材の凸状外周面の形状に応じた曲面であることを特徴とする、（１）〜（５）のいずれかに記載の製造方法。
（７）前記２）の工程において打ち込まれる前記楔の前記外周面設定部材側の面が、製造しようとする前記湾曲板材の凸状内周面の形状に応じた曲面であることを特徴とする、（１）〜（６）のいずれかに記載の製造方法。
（８）曲げを付与する前に、前記板材および／または前記他の板材の湾曲する部分を、予め加熱することを特徴とする、（１）〜（７）のいずれかに記載の製造方法。

本件発明の曲げを付与した板材からなる湾曲板材の製造方法（以下、「本件発明」という。）では、
〇作業用台盤上に固定した複数対の外周面設定部材および内周面策定補助部材
〇各対の外周面設定部材および内周面策定補助部材の間に、作業用台盤に設けられた溝
〇各溝に嵌め込んで使用される楔
を工具として用い、
板材を、複数対の外周面設定部材および内周面策定補助部材間に配置し、各溝に楔をそれぞれ打ち込むことにより、大型の湾曲板材を経済的・効率的に製造することができる。

図１は、工程１）の前の工具の状態を示す斜視模式図である。 図２は、工程１）の前の工具の状態を示すものであって、板材の長手方向に垂直な断面の模式図である。 図３は、工程１）における工具および板材の状態を示す、板材の長手方向に垂直な断面の模式図である。 図４は、工程２）における工具および板材の状態を示す、板材の長手方向に垂直な断面の模式図である。 図５は、工程１）における工具および板材の状態を示す、作業用台盤の上方から見た模式図である。 図６は、工程２）における工具および板材の状態を示す、作業用台盤の上方から見た模式図である。 図７は、工程４’）における工具および製造した湾曲板材の状態を示す、湾曲板材の断面に対して垂直方向の断面模式図である。 図８は、工程５’）における工具、製造した湾曲板材、および他の板材の状態を示す、湾曲板材および他の板材の断面に対して垂直方向の断面模式図である。 図９は、工程６’）における工具、製造した湾曲板材、および他の板材の状態を示す、湾曲板材および他の板材の断面に対して垂直方向の断面模式図である。 図１０は、工程６’）における工具、製造した湾曲板材、および他の板材の状態を示す、作業用台盤の上方から見た模式図である。 図１１は、従来の複数個のクランプ装置を用いる曲木加工方法を示す、実公昭５８−４８０８８号公報（特許文献１）の図２である。 図１２は、従来の複数個のクランプ装置を用いる曲木加工方法を示す、特開２００８−１８８８７１号公報（特許文献２）の図１１である。 図１３は、本件発明者が特許を取得した木製トレーラーハウスを示す、特許第６４９７５６８号公報（特許文献３）の図１である。

以下、本件発明の実施形態を、添付の図面も参照しながら詳細に説明するが、本件発明はこれらに限定されるものではない。

＜本件発明の主要な特徴＞
まず、本件発明の主要な特徴について説明する。

本件発明は、工具として、
〇作業用台盤上に固定した複数対の外周面設定部材および内周面策定補助部材
〇各対の外周面設定部材および内周面策定補助部材の間に、作業用台盤に設けられた溝
〇各溝に嵌め込んで使用される楔
を用いて行うものであり、環状木製支柱のような大型の湾曲板材を経済的・効率的に製造することができる優れたものである。

すなわち、本件発明は、製品毎に異なる凹凸型や、複数個のクランプ装置を用いることなく、木材の廃材・端材等を利用して、現場で簡単に行うことができるため、環状木製支柱のような大型の湾曲板材を経済的・効率的に製造することができる。

図１〜１０を用いて、本件発明について説明する。

図１〜６は本件発明の第１実施形態を示すものであり、図７〜１０は本件発明の第２実施形態を示すものである。

＜本件発明において用いられる工具＞
図１〜１０に示すように、本件発明では、工具として、
ａ）製造しようとする湾曲板材の凸状外周面を画定するように、作業用台盤２に固定された複数個の外周面設定部材３、
ｂ）各外周面設定部材３の内側に位置するように、作業用台盤２に設けられた溝４、
ｃ）溝４を隔てて、各外周面設定部材３に対面するように、作業用台盤２に固定された複数個の内周面策定補助部材５、および
ｄ）溝４に嵌め込んで使用される複数個の楔６
が用いられる。

作業用台盤２は作業性等からできるだけ平面であることが好ましく、また、外周面設定部材３、内周面策定補助部材５の固定や、溝４を形成が容易にできることから木製とすることが好ましい。作業用台盤２への外周面設定部材３、内周面策定補助部材５の固定は、ネジ、釘、接着剤などの固定手段を用いて適宜行うことができる。

楔６は溝４に嵌め込んで使用されることから、楔６および溝４の幅は略均一で、均しいものとするのが好ましい。また、板材１を外周面設定部材３に向けて均一に圧着できることから、楔６の形状を先端が鋭角θ度である直角三角形の形状とし、内周面策定補助部材５の外周面設定部材３側の面を、鉛直面に対して（９０―θ）度傾斜する平面とすることが好ましい。楔６の先端角度θ度は、板材１を外周面設定部材３に圧着するために大きな力を要する場合には小さくすることが好ましいが、通常は５〜１５度の範囲とする。

外周面設定部材３、内周面策定補助部材５および楔６は、木材の廃材・端材等を利用して作成することができる。

外周面設定部材３の内周面策定補助部材５側の面、および打ち込まれる楔６の外周面設定部材３側の面は、製造しようとする湾曲板材の凸状外周面の形状に応じた曲面とすることが好ましい。

＜本件発明の第１実施形態＞
図１〜６に示される本件発明の第１実施形態は、曲げを付与した一枚の板材からなる湾曲板材を製造するものであり、前記の工具を用いて、
１）図３および図５に示すように、板材１を、各外周面設定部材３と、各内周面策定補助部材５との間に配置する工程、
２）図４および図６に示すように、配置された板材１と各内周面策定補助部材５との間の溝４に、複数個の楔６をそれぞれ打ち込み、板材１を各外周面設定部材３に向けて圧着する工程、および
３）前記２）の状態で所定時間保持し、板材１の曲げを固定する工程、
４）溝４から複数個の楔６を外し、製造した湾曲板材を取り出す工程
により行われる。

板材１の厚さが厚い場合には、セルロースを柔らかくし曲げやすくするために、曲げを付与する前に、予め板材１を加熱するのが好ましい。板材１が小型の場合には全体を加熱してもよいが、板材１が大型の場合には、効率性、経済性、加熱設備を考慮して、湾曲する部分を加熱するのが好ましい。板材１は水蒸気（熱水に浸漬または高温の水蒸気を用いた蒸煮）、マイクロ波（水分を十分吸収させマイクロ波で加熱処理）等により加熱することができる。

＜本件発明の第２実施形態＞
図７〜１０に示される本件発明の第２実施形態は、曲げを付与した複数枚の板材を積層し接着して形成した集成材からなる湾曲板材を製造するものであり、前記の工具を用いて、第１実施形態と同様に、前記工程１）〜３）で湾曲板材を製造した後、
４’）図７に示すように、溝４から複数個の楔６を外し、製造した湾曲板材７の凹状内周面に接着剤８を塗布する工程、
５’）図８に示すように、他の板材９を、湾曲板材７の凹状内周面と、各内周面策定補助部材５との間に配置する工程、
６’）図８および図９に示すように、配置された他の板材９と各内周面策定補助部材５との間の溝４に、複数個の楔６をそれぞれ打ち込み、湾曲板材７および他の板材９を各外周面設定部材３に向けて圧着する工程、
７’）前記６’）の状態で所定時間保持し、他の板材９の曲げを固定すると共に湾曲板材７と他の板材９とを接着する工程、
８’）前記４’）〜７’）の工程を所定回数繰り返し、複数枚の板材からなる湾曲板材とする工程、
９’）溝４から複数個の楔を外し、製造した複数枚の板材からなる湾曲板材を取り出す工程
により行われる。

他の板材９についても、板材１と同様に、厚さが厚い場合には、セルロースを柔らかくし曲げやすくするために、曲げを付与する前に、予め他の板材９を加熱するのが好ましい。

接着剤８としては、木工用接着剤として一般に用いられる、ポリ酢酸ビニル系エマルジョン、エチレン−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン、アクリルエマルジョン等の水性エマルジョン系接着剤、スチレン−ブタジエン共重合体ラテックスなどのラテックス系接着剤、ＰＶＡ系接着剤、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体系接着剤、ポリウレタン系接着剤、ユリア樹脂系接着剤、メラミン樹脂系接着剤、ユリアメラミン共縮合樹脂系接着剤等を用いることができる。接着剤の選択は、湾曲板材の用途に応じて、耐水性、耐熱性、初期接着力、安全性等を考慮して行う。

＜本件発明が奏する効果＞
このように、本件発明の湾曲板材の製造方法は、前記木製トレーラーハウスの環状木製支柱を始めとする各種大型の湾曲板材を経済的・効率的に製造することができる。

１ ： 板材
２ ： 作業用台盤
３ ： 外周面設定部材
４ ： 溝
５ ： 内周面策定補助部材
６ ： 楔
７ ： （製造した）湾曲板材
８ ： 接着剤
９ ： 他の板材
１１： 当板
１２： 押圧板
１３： 挟着部
１４： 取付台
２１： 対象市販クランプ
２２： 曲木工具
Ｔ ： 作業用台盤
Ｍ ： 曲げ加工用材
３１： 木製トレーラーハウス
３２： 木製の居住部
３３： 中央骨格部

Claims (8)

1. 曲げを付与した板材からなる湾曲板材の製造方法であって、
   工具として、
   ａ）製造しようとする前記湾曲板材の凸状外周面を画定するように、作業用台盤に固定された複数個の外周面設定部材、
   ｂ）前記各外周面設定部材の内側に位置するように、前記作業用台盤に設けられた溝、
   ｃ）前記溝を隔てて、前記各外周面設定部材に対面するように、前記作業用台盤に固定された複数個の内周面策定補助部材、および
   ｄ）前記溝に嵌め込んで使用される複数個の楔
   を用い、
   １）前記板材を、前記各外周面設定部材と、前記各内周面策定補助部材との間に配置する工程、
   ２）配置された前記板材と前記各内周面策定補助部材との間の前記溝に、前記複数個の楔をそれぞれ打ち込み、前記板材を前記各外周面設定部材に向けて圧着する工程、
   ３）前記２）の状態で所定時間保持し、前記板材の曲げを固定する工程、および
   ４）前記溝から前記複数個の楔を外し、製造した湾曲板材を取り出す工程
   を含む製造方法。
2. 前記曲げを付与した板材が、一枚の板材であることを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
3. 前記楔が略均一な厚みを有する板材から形成され、先端が鋭角θ度である直角三角形の形状であり、
   前記内周面策定補助部材の前記外周面設定部材側の面が、鉛直面に対して（９０−θ）度傾斜する平面であり、
   前記２）の工程において、前記複数個の楔が、直角と鋭角θで挟まれる面を、前記外周面設定部材側とするようにしてそれぞれ打ち込まれることを特徴とする、請求項１または２に記載の製造方法。
4. 前記曲げを付与した板材が、複数枚の板材を積層し接着して形成した集成材であり、
   前記１）〜３）の工程に引き続いて、
   ４’）前記溝から前記複数個の楔を外し、製造した湾曲板材の凹状内周面に接着剤を塗布する工程、
   ５’）他の板材を、前記湾曲板材の凹状内周面と、前記各内周面策定補助部材との間に配置する工程、
   ６’）配置された前記他の板材と前記各内周面策定補助部材との間の前記溝に、前記複数個の楔をそれぞれ打ち込み、前記湾曲板材および前記他の板材を前記各外周面設定部材に向けて圧着する工程、
   ７’）前記６’）の状態で所定時間保持し、前記他の板材の曲げを固定すると共に前記湾曲板材と前記他の板材とを接着する工程、
   ８’）前記４’）〜７’）の工程を所定回数繰り返し、複数枚の板材からなる湾曲板材とする工程、および
   ９’）前記溝から前記複数個の楔を外し、製造した複数枚の板材からなる湾曲板材を取り出す工程
   を含むことを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
5. 前記楔が略均一な厚みを有する板材から形成され、先端が鋭角θ度である直角三角形の形状であり、
   前記内周面策定補助部材の前記外周面設定部材側の面が、鉛直面に対して（９０−θ）度傾斜する平面であり、
   前記２）または前記６’）の工程において、前記複数個の楔が、直角と鋭角θで挟まれる面を、前記外周面設定部材側とするようにしてそれぞれ打ち込まれることを特徴とする、請求項４に記載の製造方法。
6. 前記外周面設定部材の前記内周面策定補助部材側の面が、製造しようとする前記湾曲板材の凸状外周面の形状に応じた曲面であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法。
7. 前記２）の工程において打ち込まれる前記楔の前記外周面設定部材側の面が、製造しようとする前記湾曲板材の凸状内周面の形状に応じた曲面であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の製造方法。
8. 曲げを付与する前に、前記板材および／または前記他の板材の湾曲する部分を、予め加熱することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法。

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