木材處理方法

專利名稱：木材處理方法
技術領域：
本發明涉及一種木材處理方法，木制件根據該方法被壓縮變形成預定形狀。
背景技術：
近年來，通過壓縮而使木材形成為所需形狀的木材處理技術已被人們重視。由木材制成的木制品通過多種紋理圖案(grain pattern)而呈現個體特點，這些特點取決于從原木切割出特定木制品的位置。每個木制品的所述個體特點使得木制品具有獨特的品質。另外，由于長期使用造成的表面損耗(surface damage)和褪色會形成獨特的紋理，這往往會喚起使用者溫暖而熟悉的感覺。因此，木材作為使產品具有由合成樹脂或輕金屬制成的產品所不具有的獨特性和偏好性的材料而吸引了人們注意。
根據一種用于壓縮處理木材的傳統公知技術通過吸水使木制板軟化并對其進行壓縮；沿著與施加壓縮力的方向大致平行的方向切割壓縮的木制板，從而獲得片狀的初始定型產品(primary fixed product)；并且在熱濕條件下使該初始定型產品變形為所需的三維形狀(例如，參見日本專利公報No.3078452)。此外，根據另一傳統技術，將軟化的木制板壓縮，然后臨時固定在預備的模具中并留在該模具中直到該木制板復原。這樣，可以獲得所需形狀的木制品(參見，例如日本專利申請特開平11-77619號公報)。

發明內容
就木制件的壓縮處理的實施而言，必須根據諸如每個木制件的個體特征、木材種類和所需強度以及生成的木制品的用途之類的多種因素，來確定待采用的木制件的厚度和壓縮率。例如，為了提高強度，木制件在壓縮處理之前需要相對較厚。但是，在木制片的傳統壓縮技術中，木制件厚度的增加使得成形更困難。
另外，由于木材具有沿特定方向延伸的木纖維，因而通過對一個木制片進行壓縮和變形而制造的已處理的木制件往往具有與木纖維方向相對應的不均勻的強度分布，并因此而往往在某些方向上強度不足。
通過對預制層壓木材的壓縮處理可以消除這種不便。但是該層壓木材由木纖維沿不同方向延伸的木制件制成。于是，各個木制件在層壓木材的特定方向上的膨脹和收縮程度互不相同。因此，當采用層壓木材進行這種壓縮處理時，其趨向于產生裂紋等，并且用于接合所述木制件而采用的粘合劑由于壓縮力而被擠出到產品的表面上。因此，生成的產品作為商品而言不具有令人滿意的質量。
鑒于上述，本發明的目的是提供一種木材處理方法，該方法使得能容易地形成木制品并使得在該木制品的整個區域上具有合適的強度。
為了解決如上所述的問題并實現所述目的，根據本發明的一方面，一種通過壓縮而將木材處理成預定形狀的方法，該方法包括以下步驟分別壓縮第一木制件和第二木制件；以及將壓縮的第二木制件放置在壓縮的第一木制件上以粘合這些木制件。
在所述方法中，所述放置步驟可以包括將所述壓縮的第二木制件放置成使該壓縮的第二木制件的木纖維方向與所述壓縮的第一木制件的木纖維方向交叉。
在所述方法中，所述第一木制件在紋理圖案上可以與所述第二木制件不同。
在所述方法中，所述第一木制件和所述第二木制件可以具有大致相同的紋理圖案，并且所述放置步驟可以包括使所述第二木制件的紋理圖案與所述第一木制件的紋理圖案對齊。
所述方法還可包括在所述第一木制件和所述第二木制件之間設置加強件。
所述方法還可包括在所述第一木制件和所述第二木制件之間設置電子功能元件。
在所述方法中，所述第一木制件和所述第二木制件可以具有大致相同的厚度。
在所述方法中，所述第一木制件可以與所述第二木制件的厚度不同。
在所述方法中，所述第一木制件和所述第二木制件可以為相同的木材種類。
在所述方法中，所述第一木制件可以與所述第二木制件的種類不同。
在所述方法中，所述第一木制件和所述第二木制件可以以大致相同的壓縮率被分別壓縮。
在所述方法中，所述第一木制件和所述第二木制件可以以不同的壓縮率被分別壓縮。
在所述方法中，所述壓縮步驟可以包括通過一對金屬模具對所述木制件中的每一個施加壓縮力，所述一對金屬模具分別具有與待獲得的變形木材的形狀相對應的形狀。
因此，根據基于本發明的木材處理方法，首先，分別壓縮多個木制件，然后，將所述多個壓縮的木制件疊放并將它們相互粘合成預定形狀，從而所述方法使得能容易地形成木制品，并使得在所述木制品的整個區域上具有合適的強度。


圖1是一電子設備的結構的立體圖，該電子設備的外殼(jacket)由通過根據本發明第一實施例的木材處理方法而形成的壓縮木制品制成；圖2是通過根據第一實施例的木材處理方法而形成的壓縮木制品的結構的立體圖；圖3是壓縮木制品的沿圖1中示出的線A-A的剖視圖；圖4是示意地表示如何從原木切割出一木制件的說明圖，通過根據第一實施例的木材處理方法而從該木制件形成壓縮木制品；圖5是一木制件的結構的立體圖，該木制件被處理成通過根據第一實施例的木材處理方法而形成的壓縮木制品的外部件；
圖6是一木制件的結構的立體圖，該木制件被處理成通過根據第一實施例的木材處理方法而形成的壓縮木制品的內部件；圖7是示意地表示在根據第一實施例的木材處理方法的壓縮處理中如何處理木制件的說明圖；圖8是金屬模具和木制件的沿圖7中示出的線B-B的剖面圖；圖9是在壓縮處理中在金屬模具之間被壓縮的木制件的垂直剖面圖；圖10是示意地表示在根據第一實施例的木材處理方法的粘合處理中如何處理木制件的說明圖；圖11是在整個處理后形成的蓋子的結構的立體圖；圖12是蓋子的沿圖11中示出的線C-C的剖面圖；圖13是在壓縮處理之后木制件的垂直剖面圖，其中示意地示出了強度分布；圖14是一電子設備的結構的立體圖，該電子設備的外殼由通過根據本發明第二實施例的木材處理方法而形成的壓縮木制品制成；圖15是通過根據第二實施例的木材處理方法而形成的壓縮木制品的結構的立體圖；圖16是示意地表示如何從原木切割出一木制件的說明圖，通過根據第二實施例的木材處理方法而從該木制件形成壓縮木制品；圖17是一木制件的結構的立體圖，該木制件被處理成通過根據第二實施例的木材處理方法而形成的壓縮木制品的外部件；圖18是示意地表示在根據第二實施例的木材處理方法的粘合處理中如何處理木制件的說明圖；圖19是一電子設備的結構的立體圖，該電子設備的外殼由通過根據本發明第三實施例的木材處理方法而形成的壓縮木制品制成；圖20是通過根據第三實施例的木材處理方法而形成的壓縮木制品的結構的立體圖；圖21是示意地表示如何從原木切割出一木制件的說明圖，通過根據第三實施例的木材處理方法而從該木制件形成壓縮木制品；
圖22是示意地表示在根據第三實施例的木材處理方法的粘合處理中如何處理木制件的說明圖；圖23是示意地表示在根據本發明第四實施例的木材處理方法的粘合處理中如何粘合兩個木制件及一加強件的說明圖；圖24是通過根據第四實施例的木材處理方法而形成的壓縮木制品的結構的立體圖；圖25是壓縮木制品的沿圖24中示出的線D-D的剖面圖；和圖26是由厚度不同的外部件和內部件形成的壓縮木制品的結構的剖面圖。
具體實施例方式
下面，將參照附圖描述本發明的示例性實施例。
第一實施例圖1是一電子設備的結構的立體圖，該電子設備的外殼由通過根據本發明第一實施例的木材處理方法而形成的壓縮木制品制成。圖1中示出的電子設備是數碼相機100，該數碼相機在由均形成為碗狀的木制蓋子11和12接合在一起而形成的大致長方體形外殼1內部裝有各種電子元件。
圖2是蓋子11和12的結構的立體圖。蓋子11包括表面為大致矩形的主板11a；兩個側板11b，它們沿著大致垂直于主板11a的方向從該主板11a的相對的較長側相應延伸；和兩個側板11c，它們沿大致垂直于主板11a的方向從該主板11a的相對的較短側相應延伸。
蓋子12為與蓋子11大致相同的形狀，并包括表面為大致矩形的主板12a；兩個側板12b，它們沿著大致垂直于主板12a的方向從該主板12a的相對的較長側相應延伸；和兩個側板12c，它們沿著大致垂直于主板12a的方向從該主板12a的相對的較短側相應延伸。
圖3是沿圖1中示出的線A-A的剖視圖。如圖2和圖3所示，每個蓋子11和12均通過疊放的兩個分別壓縮的木制片粘合而成。更具體地說，蓋子11由兩層形成，即外部件111和內部件112，而蓋子12由兩層形成，即外部件121和內部件122。
在外部件111中，木纖維沿著大致平行于蓋子11縱向的方向L111延伸，而在內部件112中，木纖維沿著大致平行于蓋子11橫向的方向L112延伸。在外部件121中，木纖維沿著大致平行于蓋子12縱向的方向L121延伸，而在內部件122中，木纖維沿著大致平行于蓋子12橫向的方向L122延伸。因此，在每個蓋子中，外部件中的木纖維方向大致垂直于內部件中的木纖維方向。
蓋子11的主板11a具有開口13和14，這些開口分別暴露出具有取像鏡頭的成像單元5以及照相閃光燈6。蓋子11的側板11b和11c分別具有切口部151和161。
另一方面，蓋子12的主板12a包括使顯示單元8暴露的開口17，該顯示單元由液晶顯示器、等離子顯示器、有機電致發光(EL)顯示器等實現，用于顯示圖像信息或文字信息。在開口17上安裝有由玻璃等制成的保護件，用于保護顯示單元8。蓋子12的側板12b和12c分別包括切口部152和162。
當在數碼相機100的組裝中將具有上述結構的蓋子11和12接合在一起時，切口部151和152相互面對從而形成開口15，而切口部161和162相互面對從而形成開口16。開口15暴露出快門按鈕7，而開口16暴露出用于連接到諸如個人計算機的外部設備的連接設備。所述連接設備例如是諸如通用串行總線(USB)端子的連接端子、用于諸如xD圖像卡、智能介質等的外部存儲介質的連接端口、以及用于電源的插座。可以為開口16設置罩蓋，用于保護未使用的連接設備。
此外，蓋子11和12可包括附加的開口和附加的切口部以安裝取景器或暴露出手動操作按鈕。
如圖3所示，外殼1容納有實現數碼相機100的電子功能的至少一部分電子元件，且更具體地說是控制單元9，其包括用于控制與數碼相機100的成像處理等相關的驅動的控制電路；諸如電荷耦合器件(CCD)的成像元件；和包括諸如麥克風、揚聲器等的音頻輸入-輸出元件的電子單元。利用閃存以及具有操作和控制功能的中央處理單元(CPU)來實現所述控制電路，所述閃存用于存儲諸如用于運行預定操作系統(OS)的程序的各種信息。
當組裝蓋子11和12以形成外殼1從而容納電子元件時，在蓋子11和12的側板的相應端面上涂敷粘合劑等。在使兩個蓋子接合之后，可以用密封劑(例如，彈性材料)來覆蓋和密封兩個蓋子的接合面(interface)周圍。或者，可以在兩個蓋子中的一個的側板的一端上形成槽，并可以在另一蓋子的側板的一端上形成適合該槽的突起，在接合時該突起可裝配在所述槽中。
接著，將詳細描述將蓋子處理成上述結構的方法。首先，從原木切割出作為蓋子11或12的材料的木制件。圖4是示意地表示待被處理成蓋子11和12的木制件從未壓縮的原木50成形的說明圖。作為用于外部件111或121的材料的木制件51是從原木50切割出的平面片材，使得木制件51的縱向大致平行于原木50的木纖維方向L。如圖5所示，如此成形的木制件51具有紋理50G大致相互平行延伸的直紋理表面，并具有厚度R。
另一方面，作為用于內部件112或122的材料的木制件52是從原木50切割出的平面片材，使得木制件52的橫向大致平行于原木50的木纖維方向L。圖6是切割出的木制件52的結構的立體圖。與木制件51類似，木制件52具有厚度R和直紋理表面，但是沿縱向的長度比木制件51的短。
這里，從原木50切割出木制件51和52，使得切割出的木制件51和52的體積比成品件大出待在后面描述的壓縮處理中減少的量。在第一實施例中可以采用的原木是例如日本扁柏、日本雪松(hiba cedar)、泡桐、柳杉、松木、櫻桃樹、櫸樹、黑檀木、柚木、桃花心木和紅木。在本發明的所有實施例中可采用這些木材種類中的任一種作為原木。
在切割之后，對木制件51進行壓縮(壓縮處理)。圖7是示意地表示如何執行木制件51的壓縮處理的說明圖，而圖8是木制件51和金屬模具沿圖7中示出的線B-B的剖面圖。如圖7和圖8所示，木制件51在壓縮處理中被兩個金屬模具61和71壓縮。在這兩個金屬模具之中，用于從木制件51的上方對木制件51施加壓縮力的金屬模具61具有向下的突起62。另一方面，用于在壓縮處理過程中從木制件51的下方對木制件51施加壓縮力的金屬模具71具有向下的凹陷72。
在壓縮處理之前，將木制件51在高溫高壓的水蒸汽環境下放置預定時間。因此，木制件51過度吸水而軟化。之后，在相同的水蒸氣環境下使金屬模具61和71中的至少一個靠近金屬模具61和71中的另一個，以夾持并壓縮木制件51。圖9與圖8相似，是被金屬模具61和71夾持并壓縮的木制件51沿圖7的線B-B的垂直剖面圖。如圖9所示，木制件51在被兩個金屬模具61和71夾持并壓縮的同時，變形為與在突起62與凹陷72之間形成的間隙對應的大致為碗狀的三維形狀。
根據第一實施例，木制件51通過壓縮處理變形為在其整個區域上具有一致的厚度r1(＜R)。木制件51在壓縮處理中的壓縮率C1可以表示為(R-r1)/R。具體地說，壓縮率C1近似在0.5至0.7的范圍內。
在木制件51處于如圖9所示的狀態預定時間后，將金屬模具61與金屬模具71分開，以從壓縮和水蒸汽環境釋放木制件51，然后干燥木制件51。在從金屬模具61和71釋放時，木制件51可能會恢復初始形狀，這取決于木制件51的材料。當采用這種木材時，在壓縮釋放和干燥過程中，使木制件51保持被夾持在金屬模具61和71之間。用于干燥木制件51的時間長短會根據木制件51的形狀和種類而改變。
當木制件51和52由于壓縮處理而在其外周上具有不必要的部分時，通過切割去除這樣的部分并在生成的表面上進行適當處理。
這樣，描述了用于木制件51的壓縮處理。在木制件52上進行類似的壓縮處理。在木制件52的壓縮處理中，采用與用于壓縮木制件51所用的金屬模具61和71不同的金屬模具，以使壓縮處理后的木制件52為稍小于壓縮處理后的木制件51的碗狀形狀，并在其大致整個區域上具有厚度r2(＜R)。木制件52在壓縮處理中的壓縮率C2可以表示為(R-r2)/R。
在第一實施例中，金屬模具設計為使木制件51的厚度r1和木制件52的厚度r2在壓縮處理后相等。因此，在壓縮處理中，木制件51的壓縮率C1和木制件52的壓縮率C2相同(即，C1＝C2)。以下，將壓縮處理后的木制件51和52分別稱為外部件111和內部件112。
如圖10所示，在上述的壓縮處理后，將通過分別的壓縮處理而形成的外部件111和內部件112疊放。然后，在外部件111和內部件112的接觸面上涂敷適量的粘合劑，從而將外部件111和內部件112粘合(粘合處理)。圖11是通過粘合處理形成的蓋子11的初始結構的立體圖，圖12是沿圖11中的線C-C的剖面圖(圖中未示出粘合劑)。
由于外部件111的內表面和內部件112的外表面的形狀相同，因此在粘合內部件和外部件時不需要特別對齊。但是，為了保持合適大小的粘合壓力，優選使用某種用于粘合的夾具。這種夾具的一個示例是外部件111的壓縮處理所采用的金屬模具71與內部件112的壓縮處理所采用的金屬模具(對應于圖7中示出的金屬模具61)的組合。當采用所述金屬模具的組合時，將外部件111和內部件112疊放并夾持在上述兩個金屬模具之間，同時施加合適的壓縮力。
在上述處理完成之后，通過切割或沖壓形成蓋子11的開口或切口部。圖11是通過粘合處理形成的蓋子11的初始結構的立體圖，圖12是沿圖11的線C-C的剖面圖(粘合劑未示出)。
圖13是一垂直剖面圖，示意地表示通過壓縮處理和粘合處理而被處理成蓋子11的外部件111和內部件112在每一狀態下的強度分布。區域S位于直接接收來自金屬模具的壓縮力的表面附近，外部件111和內部件112在壓縮處理之后，由于區域S中的纖維密度增大，因而與中間區域M相比在該區域S中具有相對較高的強度。
當通過疊放的外部件111和內部件112的粘合處理而形成蓋子11時，位于蓋子11的中央附近的區域S’與蓋子11的表面附近的區域S的強度水平大致相同。由于在所述中央附近的區域S’是由在相互粘合的外部件111和內部件112的表面附近的區域S形成的，因此其厚度大致為區域S的兩倍。因此，在蓋子11中，以各種方式交替地在強度相對較低的層上疊置強度相對較高的層，從而可通過壓縮處理和粘合處理獲得高強度和高韌性的產出材料。
根據如上所述的第一實施例，首先分別壓縮兩個木制片(壓縮處理)，然后粘合兩個層疊的木制片(粘合處理)。因此，在壓縮處理中可以使木制件變薄以便于其成形。
此外，根據第一實施例，壓縮處理致使生成這樣的木制件，其中強度較高的層與強度較低的層交替地層疊，從而可以提供具有高強度和高韌性的產出壓縮木制品。
而且，根據第一實施例，蓋子的外部件中的木纖維方向大致垂直于蓋子的內部件中的木纖維方向。因此外部件和內部件中的每一個都能用于沿表面方向補充另一部件中不足的強度。因此，能消除沿木制件的表面方向的強度不一致，從而可使木制件具有一致且合適的強度。
可選擇的是，與第一實施例相反，可使外部件111的木纖維方向與該外部件的橫向大致平行，而且可使內部件112的木纖維方向與該內部件的縱向大致平行，從而使得外部件111的木纖維方向大致垂直于內部件112的木纖維方向。
還可選擇的是，兩個木制件的木纖維方向不必需基本垂直。換句話說，只要兩個木制件的木纖維方向被布置成彼此交叉，就可以獲得與第一實施例類似的優點。就此而言，從原木50切割出的木制件不必需具有直紋理表面。
還可選擇的是，外部件和內部件的木纖維方向以及它們的形狀在蓋子11和在蓋子12中可以為相反的。例如，蓋子11可以與第一實施例相似地形成，而蓋子12被形成為使外部件121的木纖維方向大致平行于橫向，而內部件122的木纖維方向大致平行于縱向。
在上面的描述中，兩個木制片疊放以形成壓縮木制品。但是，該壓縮木制品可以由多于兩個的木制片形成。例如，當采用具有直紋理表面的三個木制片時，這三個木制片可以布置成使其木纖維方向彼此成近似60度的角。于是，這些木制片能相互補充不足的強度，從而提高生成的產品的整體強度。通常，當采用n個具有直紋理表面的木制片(這里，n是不小于2的整數)時，將木制片布置成使它們的木纖維彼此成180/n度的角。
下面將示出用于蓋子11和12的合適尺寸的示例。首先，從原木50切割出兩個平面的木制片51和52，使每個木制片的厚度R近似為2毫米(mm)。切割出的木制片51和52在壓縮處理中分別被壓縮直到每個木制片均具有大約0.8至0.9mm的厚度。因此，每個成品蓋子11和12的厚度大約為1.6至1.8mm。
第二實施例圖14是一電子設備的結構的立體圖，該電子設備的外殼由通過根據本發明第二實施例的木材處理方法而形成的壓縮木制品制成。圖14中示出的電子設備是數碼相機200，該數碼相機在由均形成為碗狀的木制蓋子21和22接合在一起而形成的大致長方體形外殼2內部裝有各種電子元件。
圖15是蓋子21和22的結構的立體圖。蓋子21包括表面為大致矩形的主板21a；兩個側板21b，它們沿著大致垂直于主板21a的方向從該主板21a的相對的較長側相應延伸；和兩個側板21c，它們沿大致垂直于主板21a的方向從該主板21a的相對的較短側相應延伸。蓋子22與蓋子21的形狀大致相同，并包括主板22a以及從主板22a的外周以預定角度延伸的側板22b和22c。
蓋子21通過預先被分別壓縮并疊放的兩個木制片粘合而成，從而包括兩層，即外部件211和內部件212。蓋子22與蓋子21類似地形成，并包括兩層，即外部件221和內部件222。在第二實施例中，構成每個蓋子的外部件和內部件具有由50G表示的不同紋理圖案。更具體地說，外部件211和221具有平紋理表面，而內部件212和222具有直紋理表面。
如從圖15中可見，每個具有平紋理表面的外部件211和221具有木纖維不沿一致方向延伸的紋理圖案。另一方面，在每個具有直紋理表面的內部件212和222中，木纖維方向L212和L222分別大致平行于蓋子21和22的縱向。當外部件具有平紋理表面，即具有非一致延伸的木纖維圖案，而內部件具有直紋理表面，即具有一致延伸的木纖維圖案，且將這種外部件和這種內部件疊放以形成蓋子21和22時，外部件和內部件中的木纖維方向彼此交叉。因此，每個蓋子的強度的各向異性減少。
蓋子21的主板21a包括使成像單元5暴露的開口23和用于安裝照相閃光燈6的開口24。蓋子21的側板21b和21c分別具有切口部251和261。
另一方面，蓋子22的主板22a包括使顯示單元8暴露的開口27，該顯示單元由液晶顯示器、等離子顯示器、有機EL顯示器等實現，并且在開口27上設有由玻璃等制成的保護件，用于保護顯示單元8。蓋子22的側板22b和22c分別包括切口部252和262。
當在數碼相機200的組裝中將具有上述結構的蓋子21和22接合在一起時，切口部251和252相互面對從而形成開口25，而切口部261和262相互面對從而形成開口26。開口25暴露出快門按鈕7，而開口26暴露出用于連接到諸如個人計算機的外部設備的連接設備。可為開口26設置罩蓋，用于保護未使用的連接設備。
數碼相機200具有與上述的數碼相機100(參見圖3)相似的內部結構。具體地說，外殼2容納有用于實現數碼相機200的諸如成像處理的電子功能的至少一部分電子元件，且更具體地說容納有控制單元9。外殼2的結構、組裝方式等分別與根據上述第一實施例的外殼1的結構、組裝方式等相同。
接著，將詳細描述將蓋子處理成上述結構的方法。首先，從原木切割出作為蓋子21和22的材料的木制件，使得切割出的木制件比成品件大出待通過壓縮減少的量。圖16是示意地表示作為用于蓋子21和22的材料的木制件從未壓縮的原木50成形的說明圖。作為用于外部件211或221的材料的木制件53是從原木50切割出的平面片材，使得木制件53的縱向大致平行于原木50的木纖維方向L。因此，獲得具有平紋理表面的木制件53(參見圖17)。
另一方面，作為內部件212或222的材料的木制件54是從原木50切割出的，使得木制件54的縱向大致平行于原木50的木纖維方向L，并具有直紋理表面。木制件54具有與圖5中示出的木制件51相同的結構。木制件53和54具有相同的由R表示的厚度。木制件53在縱向上比木制件54長。
然后，對切割出的木制件53和54進行壓縮(壓縮處理)。在壓縮處理中，在壓縮之前將木制件53和54在高溫高壓的水蒸汽環境下放置預定時間。之后，使過度吸水而軟化的木制件53和54各自被預定的兩個金屬模具夾持并壓縮。
通過壓縮處理，木制件53和54變形為在它們的整個區域上分別具有大致一致的厚度r3(＜R)和r4(＜R)。木制件53的壓縮率C3＝(R-r3)/R和木制件54的壓縮率C4＝(R-r4)/R均近似為0.5至0.7。當木制件53和54由于壓縮處理而在其外周上形成不必要的部分時，通過切割去除這樣的部分并在生成的表面上進行合適地處理。
圖18是示意地示出如何執行粘合處理的說明圖，其中將通過壓縮處理而形成并被干燥的外部件211和內部件212疊放并粘合。下面，將描述蓋子21的粘合處理。蓋子22也受到相同的粘合處理。
在粘合處理中，將適量的粘合劑涂敷到外部件211的內表面和內部件212的外表面中的至少一個上，從而使外部件211和內部件212相粘合而形成蓋子21的初始形式。在粘合處理中，與第一實施例類似，可以采用合適的夾具以正確粘合外部件211和內部件212。
之后，在通過切割或沖壓而在這樣形成的蓋子21的初始形式中在預定位置處形成開口、切口部等的情況下，完成了構成數碼相機200的外殼2的一部分的蓋子21。成品蓋子21的厚度近似為兩個木制件在壓縮之前的總厚度2R的30％至50％。
因此，本發明的第二實施例實現了與第一實施例相同的優點。根據如上所述的第二實施例，分別壓縮兩個木制片，之后粘合兩個層疊的壓縮木制片。因此，在壓縮處理中可以使木制件變薄以便于其成形。
此外，根據第二實施例，同樣，強度較高的層和強度較低的層交替層疊(參見圖13)，從而可以提供具有高強度和高韌性的產出壓縮木制品。
還有，根據第二實施例，構成蓋子的外部件和內部件的紋理圖案被制成不相同，從而使外部件和內部件中的木纖維方向彼此交叉，以沿著表面方向補充彼此的薄弱位置中的不足的強度。因此，可消除木制件的沿表面方向的強度不均勻，從而可提供在其整個區域上都具有合適強度的蓋子。
因此，在第二實施例中，分別采用具有平紋理表面的木制件和具有直紋理表面的木制件作為外部件和內部件。紋理圖案的這種選擇在以下方面是優選的。首先，雖然平紋理圖案被如此歸類，但是其在每個木制件中均顯示出不同的圖案。當采用平紋理木制件作為產品的外部件時，該紋理圖案可作為產品設計的一部分，從而每個產品都能顯示出更顯眼且更獨特的個體特征。其次，直紋理木制件趨向于具有較低的各向異性且其木纖維方向一致。因此，這種木制件相對于沿與木纖維方向垂直的方向施加的力是堅固的，并且處理起來容易沿著纖維方向彎曲。因此，平紋理木制件與直紋理木制件的組合使得能制造具有所述兩種優點的壓縮木制品。
可選擇的是，可采用具有端面紋理(end grain)表面的木制件作為外部件，或者可采用具有非直紋理圖案的紋理圖案(例如直紋理和平紋理的中間紋理圖案)的木制件作為內部件。
在第二實施例中，與第一實施例相似，壓縮木制品可以由多于兩個的木制件制成。如上所述，平紋理木制件和端面紋理木制件在其設計上是獨特的。當例如采用平紋理木制件或端面紋理木制件作為外部件，同時采用兩個直紋理木制件作為內部件并將它們均疊置在外部件上，使得兩個直紋理木制件的木纖維方向大致相互垂直并進行粘合處理時，生成的壓縮木制品可具有合適的強度以及優異的設計。這里，當從原木制出時，平紋理木制件或端面紋理木制件可以比其它兩個直紋理木制件中的每一個都薄。
第三實施例圖19是一電子設備的結構的立體圖，該電子設備的外殼由通過根據本發明第三實施例的木材處理方法而形成的壓縮木制品制成。圖19中示出的電子設備是數碼相機300，該數碼相機在由均形成為碗狀的木制蓋子31和32接合在一起而形成的大致為長方體形外殼3內部裝有各種電子元件。
圖20是蓋子31和32的結構的立體圖。蓋子31包括表面為大致矩形的主板31a；兩個側板31b，它們沿著大致垂直于主板31a的方向從該主板31a的相對的較長側相應延伸；和兩個側板31c，它們沿著大致垂直于主板31a的方向從該主板31a的相對的較短側相應延伸。蓋子32為與蓋子31大致相同的形狀，并包括主板32a以及從主板32a的外周以預定角度延伸的側板32b和32c。
蓋子31通過預先被分別壓縮并疊放的兩個木制片粘合而成，從而包括兩層，即外部件311和內部件312。蓋子32與蓋子31類似地形成，并包括兩層，即外部件321和內部件322。
外部件311、321和內部件312、322全部為直紋理木制件。在這些木制件之中，外部件311和內部件312的木纖維方向大致平行于蓋子31的縱向，并且疊放的外部件311和內部件312的紋理50G大致相同。此外，外部件321和內部件322的木纖維方向大致平行于蓋子32的縱向，并且疊放的外部件321和內部件322的紋理50G大致相同。
蓋子31的主板31a包括使成像單元5暴露的開口33和用于安裝照相閃光燈6的開口34。蓋子31的側板31b和31c分別具有切口部351和361。
另一方面，蓋子32的主板32a包括使顯示單元8暴露的開口37，該顯示單元由液晶顯示器、等離子顯示器、有機EL顯示器等實現，并且在開口37上安裝有由玻璃等制成的保護件，用于保護顯示單元8。蓋子32的側板32b和32c分別包括切口部352和362。
當在數碼相機300的組裝中將具有上述結構的蓋子31和32接合在一起時，切口部351和352相互面對從而形成開口35，而切口部361和362相互面對從而形成開口36。開口35暴露出快門按鈕7，而開口36暴露出用于連接到諸如個人計算機的外部設備的連接設備。可為開口36設置罩蓋，用于保護未使用的連接設備。
數碼相機300具有與上述的數碼相機100(參見圖3)相似的內部結構。具體地說，外殼3容納有用于實現數碼相機300的諸如成像處理的電子功能的至少一部分電子元件，且更具體地說容納有控制單元9。外殼3的結構、組裝方式等分別與根據上述第一實施例的外殼1的結構、組裝方式等相同。
接著，將詳細描述將蓋子處理成上述結構的方法。首先，從未壓縮的原木50切割出作為用于蓋子31和32的材料的木制件，使得切割出的木制件比成品件大出待通過壓縮減少的量。
圖21是示意地表示作為用于蓋子31和32的材料的木制件從未壓縮的原木50成形的說明圖。作為用于外部件311或321的材料的木制件55是從原木50切割出的平面片材，使得木制件55的縱向大致平行于原木50的木纖維方向L，從而呈現直紋理圖案。作為用于內部件312或322的材料的木制件56是從原木50切割出的平面片材，使得該木制件的縱向大致平行于原木50的木纖維方向L，從而呈現直紋理圖案。木制件55和56具有相同的由R表示的厚度。木制件55在縱向上比木制件56長。
然后，對切割出的木制件55和56進行壓縮(壓縮處理)。在壓縮處理中，在壓縮之前將木制件55和56在高溫高壓的水蒸汽環境下放置預定時間。之后，使過度吸水而軟化的木制件55和56各自被預定的兩個金屬模具夾持并壓縮。
通過壓縮處理，木制件55和56變形為在它們的整個區域上分別具有大致一致的厚度r5(＜R)和r6(＜R)。在第三實施例中，進行壓縮處理以使木制件55的厚度r5等于木制件56的厚度r6。木制件55的壓縮率C5＝(R-r5)/R和木制件56的壓縮率C6＝(R-r6)/R相等且均近似為0.5至0.7。當木制件55和56由于壓縮處理而在其外周上形成不必要的部分時，通過切割去除這樣的部分并在生成的表面上進行合適的處理。
圖22是示意地示出如何執行粘合處理的說明圖，其中將通過分開的壓縮處理而形成的外部件311和內部件312疊放并使它們相互粘合。下面，將描述蓋子31的粘合處理。蓋子32也受到相同的粘合處理。
在粘合處理中，將適量的粘合劑涂敷到外部件311的內表面和內部件312的外表面中的至少一個上，從而使外部件311和內部件312相粘合以形成蓋子31的初始形式。在粘合處理中，與第一實施例相似，可以采用合適的夾具以正確粘合外部件311和內部件312。
之后，在通過切割或沖壓而在這樣形成的蓋子31的初始形式中在預定位置處形成開口、切口部等的情況下，完成了構成數碼相機300的外殼3的一部分的蓋子31。成品蓋子31的厚度近似為從未壓縮的原木50切割出的兩個木制件的總厚度2R的30％至50％。
在第三實施例中，在粘合處理之后外部件和內部件的紋理圖案通常基本相同。這樣，由于外力的施加或者溫度或濕度的變化而引起的外殼3的收縮和膨脹在相互接合的外部件和內部件中大致是相同的。因此，不可能在外部件和內部件的內部積累應力。因此，產品可具有特定的優點，即即使在施加外力或者溫度或濕度發生變化的情況下，也不會產生應變。
此外，當外部件和內部件的紋理圖案大致相同時，生成的產品可具有與由一個木制件制成的相同形狀的壓縮木制品相同的特性。另一方面，雖然外部件中的木纖維方向與內部件中的木纖維方向大致平行，但是外部件和內部件在接合在一起后的紋理圖案并不完全相互匹配。因此，如在這些實施例中的由多個部件制成的壓縮木制品可具有較小的強度各向異性，并且與由一個木制件制成的壓縮木制品相比其強度更一致。
在第三實施例中，采用的木制件并不必須是直紋理木制件，只要外部件和內部件的紋理圖案大致相同即可。可替換的是，可以采用平紋理木制件、端面紋理木制件、或具有平紋理和直紋理的中間紋理圖案的木制件。
根據如上所述的第三實施例，分別壓縮兩個木制片，之后粘合兩個層疊的木制片。因此，在壓縮處理中可以使木制件變薄以便于其成形。
此外，根據第三實施例，強度較高的層和強度較低的層交替地層疊(參見圖13)，從而可以提供具有高強度和高韌性的產出壓縮木制品。
還有，根據第三實施例，外部件和內部件被疊放成使得它們的紋理圖案基本匹配并在粘合處理中將它們固定。因此，被處理的兩個部件以基本相同的方式膨脹和收縮，從而防止內部應力的積累。因此，即使在施加外力或者溫度或濕度發生變化的情況下，也不容易產生應變。
此外，根據第三實施例，雖然紋理圖案的匹配使產品具有與由一個木制件制成的產品相同的優點，但是疊置部件的紋理圖案并不完全匹配。因此，與由一個木制件制成的壓縮木制品相比，可以使強度的各向異性較小，從而產品的整體強度可更加一致。
第四實施例圖23是示意地表示在根據本發明第四實施例的木材處理方法的粘合處理中如何處理木制件的說明圖。如圖23所示，對以相同壓縮率進行了壓縮處理的外部件411和內部件412執行粘合處理，且在它們之間插設有加強件413。所述壓縮處理與上述第一至第三實施例的相同，在該壓縮處理中，將從原木切割出的平面木制件分別壓縮成外部件411和內部件412。
在圖23中，由于根據第四實施例的木材處理方法可以不考慮外部件411和內部件412中的紋理圖案或木纖維方向而被采用，因此沒有清楚地示出外部件411和內部件412的紋理圖案和木纖維方向。
加強件413由包括諸如纖維素的木纖維成分的諸如棉、麻、亞麻的天然纖維，或諸如人造絲的再生纖維素纖維制成。更具體地說，加強件413由具有一致的線狀形狀并以高密度沿一致的方向布置的多根纖維的束制成。當這種加強件413中的纖維方向被設置成與木制件的木纖維方向交叉，即沿木制件薄弱的方向時，可改善處理后的壓縮木制品的彎曲強度和拉伸強度。
例如，如果外部件411和內部件412是與第一實施例的外部件111和內部件112相似的直紋理木制件，則外部件411的木纖維方向布置成大致平行于蓋子41的縱向，而內部件412的木纖維方向布置成大致平行于蓋子41的橫向。因此，如果將加強件413布置在外部件411和內部件412之間，使得該加強件中的纖維方向與外部件411和內部件412的木纖維方向均成45度角，則加強件413可用于加強生成的產品，其中外部件411和內部件412沿著強度相對較弱的方向疊置。
圖24是通過粘合處理而完成的蓋子41的結構的立體圖，圖25是蓋子41沿圖24的線D-D的剖面圖。如圖24和圖25所示，布置在外部件411和內部件412之間的加強件413部分地咬入外部件411和內部件412的表面內。但是，加強件413主要由木材中包含的成分形成，因而與木材具有高度親和性。因此，在通過切割等而不損壞木纖維的情況下，將加強件413以貼合狀態(conforming state)固定到木制件的表面上。
另外，在施加外力或者溫度或濕度發生變化的情況下，加強件413隨蓋子41的變形而變形，從而防止蓋子41過度變形。這是因為加強件413主要由木材中包含的成分形成，因而該加強件413的楊氏模量、熱膨脹系數和濕膨脹系數分別接近蓋子41的楊氏模量、熱膨脹系數和濕膨脹系數。
這里，加強件413的木纖維方向并不一定要一致對齊，而是可以是無序的。還可選擇的是，加強件413可以由編織成網狀物的纖維形成。另外，每個纖維的長度并不必須是一致的，且加強件413可以由極薄的織物(由絲或麻制成)、非織造織物等形成。
用于加強件413的材料并不限于包含木纖維成分的材料。例如，可以應用碳纖維作為加強件413，并且可采用貼有預定織物的合適材料作為加強件413。還可選擇的是，加強件413可以由金屬片或金屬網形成。
如上所述形成的蓋子41與類似于蓋子41形成的另一蓋子(未示出)相組合而構成電子設備的外殼。用于電子設備(例如，數碼相機)的該外殼除了存在有加強件413之外，其結構和組裝方法等分別與根據第一實施例的用于數碼相機100的外殼1的結構和組裝方法等相同(參見圖1至圖3)。
根據如上所述的本發明的第四實施例，可以容易地形成壓縮木制品，并且可沿著表面方向在其整個區域上提供合適的強度。
另外，根據第四實施例，通過布置在蓋子(壓縮木制品)的外部件和內部件之間的加強件，可進一步提高蓋子的強度。
特別的是，在使用包含木纖維成分的加強件的情況下，加強件的收縮率與木制件的收縮率大致相同。因此，該加強件與木材具有高度親和性且產品材料的質量可以是均勻的。另外，包含木纖維成分的加強件并未切入到木制件自身的木纖維內，從而在木制件自身的強度沒有下降的情況下，進一步提高了作為壓縮木制品的蓋子的強度。
這里，加強件可以應用于外部件的外表面和內部件的內表面中的一個或兩個。當將加強件設置在外部件的外表面上時，加強件用作產品設計的一部分，從而進一步提高了產品的獨特品質，并有助于提高壓縮木制品的強度。另一方面，當將加強件設置在內部件的內表面上時，壓縮木制品的強度可以得到提高，而對其外觀沒有任何影響。
當采用超過兩個的木制件制造壓縮木制品時，可在至少一對相鄰木制件之間布置加強件。
其它實施例雖然以上詳細地描述了作為本發明示例性實施例的第一至第四實施例，但是本發明并不限于上述實施例。下面將描述本發明的其它實施例。
(1)可在蓋子的外部件和內部件之間布置電子功能元件。例如，可在外部件和內部件之間布置接地電路板，以使接地電路可以連接到容納在外殼中的電子元件。于是，通常可能設置在外殼內部的用于接地電路的空間并不是必須的，因此能夠節省空間。此外，在外部件和內部件之間可以設置金屬片。該金屬片除了用作加強件之外，還用作屏蔽材料以保護產品免受電磁波。而且，在外部件和內部件之間可以設置其中內置有IC芯片或各種安裝元件的片材、柔性基板等。因此，可以在制成的電子設備中實現各種功能。
當蓋子由多于兩個的木制件形成時，可以在多種位置處布置加強件和電子功能元件。這些元件可根據蓋子的用途而以組合方式布置。
(2)圖26是由具有不同厚度的外部件和內部件的壓縮木制品制成的蓋子的結構的剖面圖。對于外部件451和內部件452的壓縮率是相同的。如圖26所示，蓋子45具有外部件451，該外部件的厚度h1小于內部件452的厚度h2(h1＜h2)。由于外部件451相對較薄，因此可采用容易裂紋且難于成形的木制件作為材料。例如，可采用平紋理木制件或端面紋理木制件用于外部件451。因此，通過利用較薄的木制件，壓縮處理得以簡化并能防止在木制件中產生諸如裂紋的損壞。
另一方面，通過利用具有較高強度的諸如直紋理木制件的木制件作為內部件，蓋子45的整體強度可以提高具有較高強度的部件的厚度所增加的量，但是蓋子本身的整體厚度并不改變。當板狀的木制件受到諸如彎曲的處理，且內部件和外部件在壓縮處理中的變形程度不同時，具有較高變形程度的部件可以設置成比容易變形的部件更薄。
(3)通過調節木制件的厚度和在壓縮處理中所用的金屬模具的形狀，可以針對每個部件而改變用于外部件和內部件的壓縮率。由相同種類的木材制成的木制件在壓縮后的色調根據壓縮率而變化。更具體地說，壓縮率越高，木制件的碳化就越促使表面顏色變深。另外，以相對較高的壓縮率被壓縮的木制件具有提高的表面平滑度和光澤度且更抗臟。
相反，以相對較低的壓縮率被壓縮的木制件更軟，但是與具有相對較高壓縮率的木制件相比，表面顏色變化較小。另外，以相對較低的壓縮率被壓縮的木制件保持更像木材的紋理且觸感很好。如果考慮到上述特點而根據待制造的產品的設計或特征來設置木制件的壓縮率，則可以制造出具有各種色調的獨特的壓縮木制品。
例如，由于難以通過彎曲等形成端面紋理木制件，因而可將用于端面紋理木制件的壓縮率設置得較低，而由于直紋理木制件容易形成，因而可將用于直紋理木制件的壓縮率設置得較高。這樣，可以由層疊并壓縮在一起的這些木制件容易地形成壓縮木制品。因此，通過以不同的壓縮率被壓縮的木制件的組合，可以確保合適的強度并提供各種色調和各種外觀的產品。
當木制件的壓縮率在低于木制件的極限壓縮率的范圍內被設置得足夠高時，該壓縮不僅帶來色調的改變，而且還通過被加熱的金屬模具的燒灼而導致木制件的碳化，這又使木制材料成為用作電磁屏蔽的導體。因此，當利用根據本發明的木材處理方法制造壓縮木制品從而將該壓縮木制品作為用于電子設備的外殼時，優選地利用高壓縮率將一個木制件變成導體，并使另一木制件不被碳化而保持為絕緣體，然后將這些具有不同特征的木制件疊放以形成外殼。就這種壓縮木制品的制造而言，在成品中相互面對的外部件的表面和內部件的表面中的至少一個可以在壓縮處理中被碳化。
(4)在上面的描述中，假設所有的木制件都由相同種類的木材制成。但是，木材的種類可因部件的不同而不同。例如，當用于電子設備的蓋子由疊放的兩個木制件形成時，優選可以采用外觀特別好的木材種類作為外部件以改善設計特性，而由于關注內部件的較高強度，因此采用堅固的木材種類作為內部件。當由不同種類的木材制成的木制件的組合被很好地利用和處理時，生成的壓縮木制品可具有僅采用從一種木材制成的木制件所不能獲得的強度和外觀。
這里，可以根據用作外部件和內部件的木材的處理難度以與上述相同的方式，來調節每個部件的厚度和壓縮率。
(5)木制件可以從原木切割成預定的三維形狀。可在從原木切割出木制件的同時形成開口或切口部。可選擇的是，該開口或切口部可以在從原木切割出木制件后，通過切割或沖壓而形成。
(6)通過根據本發明實施例的木材處理方法形成的壓縮木制品，可作為外殼材料而應用于除了數碼相機以外的電子設備，例如諸如便攜式電話、個人手持電話系統(PHS)或個人數字助理(PDA)的便攜式通信終端，安裝有諸如MD、CD或盒帶的音頻記錄介質以輸出音頻的便攜式音頻設備，IC錄音器，便攜式電視機，便攜式收音機，各種家用電器的遙控器以及數碼攝像機。此外，根據所述實施例的壓縮木制品可以用于除了用于電子設備的外殼以外的用途。
可通過上述第一至第四實施例與(1)至(6)所列的其它實施例的適當組合而實現的實施例落在本發明的范圍內。因此，在不背離由所附權利要求及其等同物所限定的本發明的大體思想的精神或范圍的情況下，可以做出各種修改。
工業實用性因此，按照根據本發明的木材處理方法，首先分別壓縮多個木制件，然后將多個被分別壓縮的木制件疊放并一起壓縮成預定形狀。因此，可以容易地形成木制件，并且被處理的木制件在其整個區域上具有合適的強度。從上面的說明可知，本發明適用于制造用于諸如數碼相機的小型便攜式電子設備的外殼。
本申請基于2004年10月22日提交的日本專利申請No.2004-308614和No.2004-308615并要求其優先權，通過引用將這兩個專利申請的全部內容結合于此。
權利要求
1.一種方法，該方法通過壓縮而將木材處理成預定形狀，并包括以下步驟分別壓縮第一木制件和第二木制件；以及將壓縮的第二木制件放置在壓縮的第一木制件上以粘合這些木制件。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述放置步驟包括將所述壓縮的第二木制件放置成，使該壓縮的第二木制件的木纖維方向與所述壓縮的第一木制件的木纖維方向交叉。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一木制件在紋理圖案上與所述第二木制件不同。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一木制件和所述第二木制件具有大致相同的紋理圖案，并且所述放置步驟包括使所述第二木制件的紋理圖案與所述第一木制件的紋理圖案對齊。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，該方法還包括在所述第一木制件和所述第二木制件之間設置加強件。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的方法，其特征在于，該方法還包括在所述第一木制件和所述第二木制件之間設置電子功能元件。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，所述第一木制件和所述第二木制件具有大致相同的厚度。
8.根據權利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，所述第一木制件與所述第二木制件的厚度不同。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的方法，其特征在于，所述第一木制件和所述第二木制件為相同的木材種類。
10.根據權利要求1至8中任一項所述的方法，其特征在于，所述第一木制件與所述第二木制件的種類不同。
11.根據權利要求1至10中任一項所述的方法，其特征在于，以大致相同的壓縮率分別壓縮所述第一木制件和所述第二木制件。
12.根據權利要求1至10中任一項所述的方法，其特征在于，以不同的壓縮率分別壓縮所述第一木制件和所述第二木制件。
13.根據權利要求1至12中任一項所述的方法，其特征在于，所述壓縮步驟包括通過一對金屬模具對所述木制件中的每一個施加壓縮力，所述一對金屬模具分別具有與待獲得的變形木材的形狀相對應的形狀。
全文摘要
本發明提供了一種木材處理方法。該方法使得能容易地形成木制品并確保在該木制品的整個區域上具有合適的強度。從未壓縮的原木制出多個木制件(111，112)，使得這些木制件的體積比成品件大出待通過壓縮減少的量，在壓縮過程中，在高溫和高壓的水蒸汽環境中對這些木制件分別進行壓縮。在隨后的粘合處理中，使在壓縮處理中被分別壓縮后的所述多個木制件干燥，并將它們疊放成使所述多個木制件中的至少兩個的木纖維方向彼此交叉，然后進行粘合。
文檔編號B27M3/00GK101043989SQ20058003599
公開日2007年9月26日 申請日期2005年10月21日 優先權日2004年10月22日
發明者鈴木達哉 申請人:奧林巴斯株式會社