説明

加工装置および電子機器用外装材

【課題】加工対象の木材に対して少ない工数で容易にかつ経済的に導電層を設けることができる加工装置および電子機器用外装材を提供する。
【解決手段】無圧縮状態の無垢材から形取った木材を挟持して圧縮力を加える一対の金型のうち、少なくともいずれか一方の金型を鉄を含む部分を有するよう構成し、圧縮加工を行うことによって前記木材の表面に鉄を含む材質から成る薄い層を形成する。この層を前記木材の一方の表面全体に形成してもよいし、ぞの表面の一部に所定の模様をなすように形成してもよい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、木材を所定の形状に加工する加工装置および木材が圧縮加工されて成る電子機器用外装材に関する。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
従来、かかる木材の加工技術として、吸水軟化した一枚の木材を圧縮し、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一枚の木材を所定の型枠で仮固定し、こ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)。
【0004】
【特許文献1】特許第3078452号公報
【特許文献2】特開平11−77619号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記の如く圧縮した木材を用いて電子機器用の外装材を形成する場合、電子機器外部から伝搬してくる電磁波を電気的にシールドして内部の配線を保護するため、真鍮等の導電性部材による薄板を圧縮後の木材表面に配設することによって導電層が形成される。
【0006】
しかしながら、別部材である導電性部材を圧縮木材に対して配設するには、木材の圧縮とは別の工程が必要であるため、工数が増える上、必ずしも経済的でなかった。
【0007】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、加工対象の木材に対して少ない工数で容易にかつ経済的に導電層を設けることができる加工装置および電子機器用外装材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
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当該木材を所定の形状に加工する加工装置であって、無圧縮状態の無垢材から形取った木材を挟持して圧縮力を加える一対の金型を備え、前記一対の金型の少なくともいずれか一方は鉄を含む部分を有することを特徴とする。
【0009】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記鉄を含む部分を有する金型の前記木材と接する面に所定の模様が形成され、当該模様をなす部分に鉄が含まれることを特徴とする。
【0010】
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、前記一対の金型は、一方の金型が鉄を含む部分を有し、他方の金型がアルミニウムまたはステンレスを含む部分を有することを特徴とする。
【0011】
請求項4記載の発明に係る電子機器用外装材は、3次元形状をなす木材の表面の所定箇所に、鉄を含む材質から成る層を備えたことを特徴とする。
【0012】
請求項5記載の発明は、所定の温度および圧力を有する水蒸気雰囲気中で、無圧縮状態の無垢材から形取られた木材を、鉄を含む部分を有する金型を含む一対の金型を用いて圧縮することによって成形される電子機器用外装材であって、前記一対の金型によって前記木材が圧縮される際、前記鉄を含む部分を有する金型と接触した前記木材の表面に、鉄を含む材質から成る層が形成されたことを特徴とする。
【0013】
請求項6記載の発明は、請求項4または5記載の発明において、前記鉄を含む材質から成る層は、前記木材の表面で所定の模様をなすことを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、無圧縮状態の無垢材から形取った木材を挟持して圧縮力を加える一対の金型のうち、少なくともいずれか一方の金型を鉄を含む部分を有するよう構成することにより、加工対象の木材に対して少ない工数で容易にかつ経済的に導電層を設けることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
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。
【0016】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る加工装置要部の構成を示す説明図である。同図に示す加工装置1は、一対の金型を用いて木材を挟持、圧縮することにより、その木材を所定の3次元形状に成形するものである。この加工装置1は、加工対象の木材31を挟持、圧縮する一対の金型11および12、金型11を鉛直方向に駆動する駆動部13、および駆動部13の駆動制御を行う制御部14を備える。
【0017】
圧縮時に木材31の上方から圧縮力を加える金型11は鉄を含む材質によって実現され、木材31の内側面に嵌合する形状をなす凸部111を有する。また、圧縮時に木材31の下方から圧縮力を加える金型12はアルミニウムまたはステンレスを含む材質によって実現され、木材31の外側面を嵌入する凹部121を有する。
【0018】
制御部14は、所定の制御信号を駆動部13に送出することによって駆動部13の駆動制御を行う。なお、上述したように駆動部13および制御部14を用いて金型11を電気的に駆動する代わりに、金型11と金型12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一方の金型を他方の金型に近づけていき、木材31に所定の圧縮力を加えるような構成にしてもよい。
【0019】
ここで、加工装置1によって加工される木材31の形状を説明する。木材31は、図1に示すように、略長方形状の表面をなす主板部31aと、この主板部31a表面の長手方向に略平行な2辺の各々から当該主板部31aに対して所定の角度をなして延出する二つの側板部31bと、主板部31a表面の短手方向に略平行な2辺の各々からその主板部31aに対して所定の角度をなして延出する二つの側板部31cとを備え、全体として略椀状をなす。
【0020】
図2は、木材31を無圧縮状態の無垢材から形取る状況を模式的に示す説明図である。同図に示すように、木材31は、その繊維方向Lが自身の長手方向に略平行となるように無垢材30から切削等によって形取られる。このように形取りを行う際には、形取る木材31の容積が、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分の容積となるようにする。
【0021】
ところで、図2においては、木材31の主板部31aの表面が柾目面をなすように形取った場合を図示しているが、これはあくまでも一例に過ぎない。他にも、木材31の長手方向がその木材31の繊維方向Lと略平行であって、主板部31aの表面が板目面または追柾面となるように形取ることもできる。一般に、どのような木目の木材を用いるかは、その木材に要求される強度や美観等の条件に応じて変化する。かかる事情に鑑みて、以後の説明において参照する図面では、木材表面の木目を省略して記載する。
【0022】
なお、この実施の形態1で使用する無垢材30は、檜、檜葉、桐、杉、松、桜、欅、黒檀、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に応じて最適なものを選択すればよい。この点は、本発明の全ての実施の形態に共通する事項である。
【0023】
次に、加工装置1を用いた木材31の圧縮工程の詳細を説明する。この圧縮工程に際し、まず形取った木材31を高温高圧の水蒸気雰囲気中で所定時間放置する。これにより、木材31は過剰に水分を吸収して軟化する。その後、前述したのと同じ水蒸気雰囲気中で、木材31の主板部31aの外側面が金型12の凹部121の上に来るように配置し、制御部14の制御のもと駆動部13を駆動し、この駆動部13の下方に装着される金型11を下降させて金型12との間で木材31を挟持し、この挟持した木材31に所定の圧縮力を加える。
【0024】
図3は、木材31を金型11および12の間で挟持、圧縮するまでの状況を模式的に示す図であって、図1のA−A線部分断面図に相当する図である。この図3に示すように、木材31の主板部31aから側板部31bに立ち上がって湾曲する曲面31ab内側面の曲率半径をRIとし、凸部111のうち曲面31abに当接する曲面の曲率半径をRAとすると、木材31を適切に圧縮するためには、その二つの曲率半径がRI>RAという関係を満たさなければならない(換言すれば、この関係を満たすように木材31の形取りおよび凸部111の設計が行われる)。
【0025】
これに対して、木材31の主板部31aから側板部31bに立ち上がって湾曲する曲面31ab外側面の曲率半径をROとし、凹部121のうち曲面31abの外側面に当接する曲面の曲率半径をRBとすると、木材31を適切に圧縮するためには、その二つの曲率半径がRO>RBという関係を満たさなければならない(換言すれば、この関係を満たすように木材31の形取りおよび凹部121の設計が行われる)。
【0026】
図4は、軟化した木材31を所定の位置に配置した後、金型11を駆動部13によって下降させ、一対の金型11および12を嵌め合わせることによって木材31を挟持、圧縮している状態を示す図であり、図3と同一の切断面を有する縦断面図である。木材31は、この図4に示す状態で金型11および12から圧縮力を受けることにより、金型11と金型12の隙間に相当する3次元形状に変形される。なお、この圧縮工程後の木材31の肉厚は、無垢材30から形取った無圧縮状態での肉厚の30〜50%程度となる。
【0027】
この圧縮工程においては、木材31の肉厚が薄くなることに加えて、金型11および12に含まれる鉄やアルミニウム等の金属が高温高圧の水蒸気雰囲気中でイオン化し、このイオン化した金属成分が木材31の表面に染み込んで付着する。
【0028】
ここで、木材表面に鉄が付着する場合について説明する。高温高圧の水蒸気雰囲気中に所定時間放置された木材31は十分な水分を含んで軟化しており、その木材31内部のタンニンが溶解した状態にある。また、この状態における木材31中の含有水分は、空気中の酸素によって鉄を溶解するのに十分な酸性を有している。このため、木材31と凸部111の表面同士が接触すると、鉄イオンがタンニンとの間で反応を起こしてタンニン鉄化合物という金属錯体が形成され、木材31の表面に付着して薄い層をなす。この層は鉄を錯イオンとして含有するため、導電性を有する。一方、金型12がアルミニウムを含む材質から成る場合、その金型12の表面にはアルミニウムイオンと空気中の酸素とが結びついた酸化アルミニウムの層が形成されるが、酸化アルミニウムは導電性を有しないため、前述した鉄の場合と同様にして木材31に付着、転移しても、その木材31の表面に導電層が形成されることはない。
【0029】
結局、この実施の形態1に係る加工装置1では、高温高圧の水蒸気雰囲気中において、鉄を含む材質から成る金型11と鉄以外の材質から成る金型12とを用いて木材31を圧縮することにより、金型11と接触した木材31の表面付近に鉄が付着し、その木材31の表面に導電性を有する層(導電層)が形成される。
【0030】
従来、木材等の絶縁部材に導電層を形成する場合には、例えば真鍮板等をその絶縁部材表面に配設する工程を別に行わなければならなかった。これに対して、本実施の形態1によれば、木材31に圧縮力を加える金型11に鉄を含ませることにより、木材31の表面への導電層の形成を圧縮工程の中で一括して行うことができる。
【0031】
図4に示す圧縮状態で所定時間放置した後、金型11と金型12を離間させて圧縮を解除し、水蒸気雰囲気を解いて木材31を乾燥させることにより、加工装置1を用いた木材の加工が終了する。図5は、この実施の形態1に係る電子機器用外装材の構成を示す斜視図である。同図に示す電子機器用外装材3は、略長方形状の表面をなす主板部3aと、この主板部3a表面の長手方向に略平行な2辺の各々からその主板部3aに対して所定の角度をなして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辺の各々からその主板部3aに対して所定の角度をなして延出する二つの側板部3cとを備え、全体として木材31と同様に略椀状をなす。
【0032】
図6は、図5のB−B線縦断面図である。この図6に示すように、電子機器用外装材3の主板部3aから側板部3bおよび3cに至る内側面には、鉄を含む材質から成る導電層301が形成されている。なお、図5のC−C線断面図は、寸法が異なる点を除けば、図6に示すB−B線断面と略同形である。
【0033】
図7は、この実施の形態1に係る電子機器用外装材の一適用例を示す図であり、上記の如く加工された電子機器用外装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、電子機器用外装材3に開口部や切り欠き等を適宜設けることによって形成した2つの電子機器用外装材4および5が組み合わさって筐体をなす。この筐体の内部には、デジタルカメラ100の機能を実現するための電子部材や光学部材が収納されている(図示せず)。そのような電子部材または光学部材としては、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、および音声の入出力を行うマイクロフォンやスピーカが含まれる。
【0034】
図8は、電子機器用外装材4および5の概略構成を示す斜視図である。このうち、電子機器用外装材4の主板部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を表出する直方体形状の開口部41が形成されている。電子機器用外装材4の側板部4bおよび4cには、半円筒形状の切り欠き42および直方体形状の切り欠き43がそれぞれ設けられている。この電子機器用外装材4の内側面には鉄が付着して成る導電層401が形成されている。
【0035】
他方、電子機器用外装材5の主板部5aには、撮像レンズを含む撮像部101を表出する円筒形状の開口部51と、フラッシュ102を表出する直方体形状の開口部52とが形成されている。この電子機器用外装材5の側板部5bには、電子機器用外装材4の切り欠き42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61をなす半円筒形状の切り欠き53が設けられている。また、側板部5cには、電子機器用外装材4の切り欠き43と組み合わさって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62をなす切り欠き54が設けられている。図示はしないが、この電子機器用外装材5の内側面にも導電層が形成されていることはいうまでもない。
【0036】
以上の構成を有する電子機器用外装材4および5は、その内側面に導電層が形成されているため、外部から伝搬してくる電磁波をシールドすることにより、デジタルカメラ100の誤動作等を防止することができる。また、木材が有する木目や凹凸が滑り止めの役割を果たすため、デジタルカメラ100の操作性を向上させることができる。
【0037】
なお、上述した開口部や切り欠きは、電子機器用外装材4または5の原材料となる木材31を無垢材30から形取る際に一括して形成してもよいし、木材31の圧縮工程を行った後に切削、穿孔等によって形成してもよい。また、ファインダ取付用の開口部や、操作指示信号の入力を受け付ける入力キー表出用の開口部を適当な位置にさらに設けてもよいし、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出力する音声出力用孔部を適当な位置に穿設してもよい。
【0038】
本実施の形態1に係る電子機器用外装材は、デジタルカメラ以外の電子機器、例えば、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材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電子機器用外装材4および5の肉厚は、1.6mm程度であればより好ましい。
【0039】
以上説明した本発明の実施の形態1によれば、無圧縮状態の無垢材から形取った木材を挟持して圧縮力を加える一対の金型のうち、少なくともいずれか一方の金型を鉄を含む材質から構成することにより、加工対象の木材に対して少ない工数で容易にかつ経済的に導電層を設けることが可能となる。
【0040】
また、この実施の形態1によれば、高温高圧の水蒸気雰囲気中において金型の金属成分が木材表面に付着すると木材の表面改質が起こり、その木材表面の硬さを向上させることができる。なお、この実施の形態1では、鉄を含む材質によって金型11の全体を形成しているが、凸部111のみ、または凸部111の表面のみ等、金型11のうち少なくとも木材31と接する部分が鉄を含んでいればよい。
【0041】
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2は、木材を圧縮加工する際に、木材の表面に所定の模様(パターン)をなす導電層を設けることを特徴とする。図9は、この実施の形態2に係る加工装置に適用される金型の底部の構成を示す底面図である。同図に示す金型21は、上記実施の形態1で説明した金型11に相当するものであり、木材31の内側面に嵌合する形状をなす凸部211を有する。この凸部211の底面には、鉄を含む物質から構成される導電層形成部212が設けられている。この導電層形成部212の表面と凸部211の表面とは滑らかにつながって同一の平面(または曲面)をなす。
【0042】
なお、この金型21の構成を除く加工装置の構成は、上記実施の形態1に係る加工装置1と同じである。また、そのような加工装置を用いて木材を加工する際の加工方法も、上記実施の形態1で説明したものと同様である。したがって、高温高圧の水蒸気雰囲気中において木材を圧縮すると、導電層形成部212と接触する木材の表面に当該導電層形成部212に含まれる鉄が付着して導電層を形成する。
【0043】
図10は、この実施の形態2に係る加工装置を用いて形成される電子機器用外装材をデジタルカメラの外装材として適用した場合の構成を示す斜視図である。同図に示す電子機器用外装材7は、上記実施の形態1における電子機器用外装材4に対応するものであって、デジタルカメラの背面側を外装する外装材である。このため、電子機器用外装材7は、表示部を表出する開口部71と、シャッターボタンを表出する切り欠き72と、接続用インタフェースを表出する切り欠き73とを備える。
【0044】
この電子機器用外装材7の内側面は、上述した金型21の凸部211に当接して圧縮されたため、その凸部211の底面に設けられた導電層形成部212と接触した部分が導電層となっている。これらの導電層は、電子機器用外装材7を用いて形成される筐体内部に収納される各種電子部材に対する共通の電位基準点を与える導通路であるグラウンドライン81と、各種電子部材を相互に導通する導通路である複数の電流ライン82とから成る。
【0045】
グラウンドライン81は、複数の電子部材に対して容易に接続可能となるように、主板部7aの内面の長手方向に沿った長辺を有する略長方形状に形成されている。これに対して電流ライン82は、筐体内部に収納される各電子部材の配置位置に対応するように複数形成されている。このように、電子機器用外装材7の内側面に設けられる導電層すなわちグラウンドライン81および電流ライン82のなす導通パターンは、その電子機器用外装材7によって形成される筐体の内部に収納される電子部材の配置等によって変化するものであり、図9に示す導電層形成部212や図10に示すグラウンドライン81および電流ライン82は、あくまでも一例を示したものに過ぎない。
【0046】
なお、グラウンドライン81および電流ライン82は、電子部材から所定の絶縁距離を隔てて配置されることによって所要の絶縁性能が確保されるが、必要に応じて任意の絶縁体をさらに配置することによって絶縁を確保してもよい。また、電子部材をグラウンドライン81や電流ライン82に接続する際には、電子部材のリード線先端を半田付けによってグラウンドライン81または電流ライン82に固設してもよいし、そのリード線先端をグラウンドライン81または電流ライン82に対して突設して非固定的に接触させてもよい。
【0047】
以上説明した本発明の実施の形態2によれば、上記実施の形態1と同様、加工対象の木材に対して少ない工数で容易にかつ経済的に導電層を設けることが可能となる。
【0048】
また、この実施の形態2によれば、金型表面の一部に鉄を含む部材によって所定の模様をなす導電層形成部を設けることにより、木材を圧縮するのと同時にその木材の表面にグラウンドラインや電流ライン等の導電層(導通パターン)を形成することが可能となる。
【0049】
ここまで、本発明を実施するための最良の形態として、実施の形態1および2を詳述してきたが、本発明はそれら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、一対の金型をともに鉄を含む物質から構成してもよい。この場合、例えば木材の外側面と接触する金型には鉄を一様に含ませる一方、木材の内側面と接触する金型には上記実施の形態2の金型21を用いることにより、外側面に電磁シールド層を形成するとともに、内側面にグラウンドラインや電流ラインを形成することができる。
【0050】
また、以上の説明においては、無垢材から形取る木材の形状が圧縮後の最終形状に近い形状をなす場合を扱ったが、無垢材から平板状の木材を形取り、この平板状の木材を圧縮することによって所定の3次元形状に加工するようにしてもよい。
【0051】
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。
【図面の簡単な説明】
【0052】
【図1】本発明の実施の形態1に係る加工装置要部の構成を示す説明図である。
【図2】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説明図である。
【図3】図1のA−A線断面図である。
【図4】本発明の実施の形態1に係る加工装置における木材圧縮時の状態を示す縦断面図である。
【図5】本発明の実施の形態1に係る電子機器用外装材の構成を示す図である。
【図6】図5のB−B線断面図である。
【図7】図5の電子機器用外装材を外装材として適用したデジタルカメラの外観構成を示す斜視図である。
【図8】本発明の実施の形態1に係る電子機器用外装材をデジタルカメラの外装材として適用した場合の当該電子機器用外装材の構成を示す斜視図である。
【図9】本発明の実施の形態2に係る加工装置の金型の構成を示す底面図である。
【図10】本発明の実施の形態2に係る電子機器用外装材をデジタルカメラの外装材として適用した場合の当該電子機器用外装材の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【0053】
1 加工装置
3、4、5、7 電子機器用外装材
3a、4a、5a、7a、31a 主板部
3b、3c、4b、4c、5b、5c、7b、7c、31b、31c 側板部
11、12、21 金型
13 駆動部
14 制御部
30 無垢材
30G 木目
31 木材
31ab 曲面
41、51、52、61、62、71 開口部
42、43、53、54、72、73 切り欠き
81 グラウンドライン(導電層の一部)
82 電流ライン(導電層の一部)
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
111、211 凸部
121 凹部
212 導電層形成部
301、401 導電層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
木材を圧縮することによって当該木材を所定の形状に加工する加工装置であって、
無圧縮状態の無垢材から形取った木材を挟持して圧縮力を加える一対の金型を備え、
前記一対の金型の少なくともいずれか一方は鉄を含む部分を有することを特徴とする加工装置。
【請求項2】
前記鉄を含む部分を有する金型の前記木材と接する面に所定の模様が形成され、当該模様をなす部分に鉄が含まれることを特徴とする請求項1記載の加工装置。
【請求項3】
前記一対の金型は、
一方の金型が鉄を含む部分を有し、他方の金型がアルミニウムまたはステンレスを含む部分を有することを特徴とする請求項1または2記載の加工装置。
【請求項4】
3次元形状をなす木材の表面の所定箇所に、鉄を含む材質から成る層を備えたことを特徴とする電子機器用外装材。
【請求項5】
所定の温度および圧力を有する水蒸気雰囲気中で、無圧縮状態の無垢材から形取られた木材を、鉄を含む部分を有する金型を含む一対の金型を用いて圧縮することによって成形される電子機器用外装材であって、
前記一対の金型によって前記木材が圧縮される際、前記鉄を含む部分を有する金型と接触した前記木材の表面に、鉄を含む材質から成る層が形成されたことを特徴とする電子機器用外装材。
【請求項6】
前記鉄を含む材質から成る層は、
前記木材の表面で所定の模様をなすことを特徴とする請求項4または5記載の電子機器用外装材。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2006−272864(P2006−272864A)
【公開日】平成18年10月12日(2006.10.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−98607(P2005−98607)
【出願日】平成17年3月30日(2005.3.30)
【出願人】(000000376)オリンパス株式会社 (11,466)
【Fターム(参考)】