專利名稱：強化木材件的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種強化木材件的方法，通過該方法可獲得例如用于工業(yè)產(chǎn)品的遮蓋件。
本申請要求2003年11月26日提交的日本專利申請No.2003-396343的優(yōu)先權，此處通過引用并入其內(nèi)容。
背景技術：
對于使用者在操作的同時將其握持在手中的設備(例如相機、手提電話、數(shù)字錄音機(IC recorder)、個人數(shù)字助理(PDA)，用于家庭電子產(chǎn)品的遙控裝置等)所使用的遮蓋件，考慮到諸如可成形性、堅固性和耐腐蝕性的機械方面，并考慮到諸如外觀品質(zhì)和可設計性的設計方面，從工業(yè)大量生產(chǎn)的需求角度來看，這種遮蓋件通常由適于大量生產(chǎn)的材料(類似于諸如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯、丙烯等的合成樹脂，或者諸如鋁、不銹鋼、鈦、鎂等的輕金屬)制成。
諸如合成樹脂或輕金屬的材料存在這樣的缺陷，即，由于其不吸收水分，因此不能令人滿意地握持在手中。另一方面，諸如木材或竹子等的天然材料因為其善于吸收水分并容易握持在手中，從而具有迎合人類觸覺的良好手感。
在日本已審專利申請二次公開No.H07-2326中公開了一種技術，其中為了強化木質(zhì)材料，首先通過將該木質(zhì)材料放在高溫高壓蒸氣氣氛下使其軟化，之后在相同的氣氛條件下將該木質(zhì)材料機械壓縮。
另外，在日本未審專利申請一次公開No.H11-226915中公開了一種技術，其中為了在木質(zhì)材料表面上形成光滑的裝飾圖案，通過加熱使紋理交叉的木材件軟化，然后通過壓制使其表面光滑。
然而，因為諸如如上所述的天然材料強度低并且由于它們的耐久性和可加工性較差而不適合大量生產(chǎn)，所以它們幾乎根本不用作工業(yè)產(chǎn)品的材料。
考慮到上述情況構思本發(fā)明，其目的在于提供一種強化木材件的方法，使得該木材件具有使其能夠用作工業(yè)產(chǎn)品的材料的數(shù)量級的高強度，并且使該木材的耐久性和可加工性良好，從而適于用作大量生產(chǎn)的材料。

發(fā)明內(nèi)容
作為解決上述問題的手段，提出了如下所述強化木材件的方法。換言之，本發(fā)明強化木材件的方法，包括以下步驟將所述木材件疊加在金屬加強件上；壓縮木材件和加強件，使該木材件和加強件一體結合。
在如上所述的本發(fā)明中通過壓縮木材將加強件一體結合進木材件中而得到比單獨壓縮木材件更高的強度。另外，由于加強件的塑性變形，所以用該加強件強化的木材件的可加工性也提高了。
在本發(fā)明的強化木材件的上述方法中，加強件延伸的方向和木材件的紋理方向可相互交叉。
當剪切力沿與木材件紋理交叉的方向從上方和下方施加在木材件上分開的位置時，木材件很容易出現(xiàn)裂縫。
因此，對于如上所述的本發(fā)明，通過沿與木材件紋理交叉的方向設置加強件，使得即使在木材件上施加上述類型的剪切力，木材件也難以出現(xiàn)裂縫。
在本發(fā)明的強化木材件的上述方法中，加強件可以制成為柵格或網(wǎng)的形式。
在如上所述的本發(fā)明中，由于通過以柵格或網(wǎng)的形式形成加強件，從而使木材件在鋪設加強件的整個表面上得到加強，所以提高了木材件的表面剛度。
在本發(fā)明的強化木材件的上述方法中，還包括以下步驟在木材件的設有加強件的表面上形成碳化層。
在如上所述的本發(fā)明中，通過在木材件的設有加強件的表面上形成碳化層，從而獲得有利的效果，即，電導率很高的碳化層可用作對電磁場的屏蔽件。
在本發(fā)明的強化木材件的上述方法中，可對加強件進行淬火處理。
在如上所述的本發(fā)明中，通過對金屬加強件進行淬火，可預期通過金屬的硬化而提高其強度。
在本發(fā)明的強化木材件的方法中，包括以下步驟將木材件的高密度部分制成為較薄，木材件的低密度部分制成為較厚；以及壓縮具有高密度部分和低密度部分的木材件。
在如上所述的本發(fā)明中，因為將木材件在壓縮之前密度高的部分制成為較薄，而將木材件在壓縮之前密度低的部分制成為較厚，所以在壓縮后由于整個木材件的密度均勻而獲得了貫穿木材件的整個質(zhì)量的幾乎均勻的強度。
在本發(fā)明的強化木材件的方法中，包括以下步驟將木材件必須確保高強度的部分制成為比其周圍部分厚；以及壓縮具有必須確保高強度的部分的木材件。
在如上所述的本發(fā)明中，通過將木材件必須確保高強度的部分形成為比其周圍部分厚，從而在壓縮后因為該部分的密度比周圍部分高，所以可以在該部分獲得更高的強度。
在本發(fā)明的強化木材件的方法中，包括以下步驟將另一木材件附在木材件必須確保高強度的部分上；以及壓縮附有另一木材件的木材件。
在如上所述的本發(fā)明中，通過將第二木材件附在第一木材件必須確保高強度的部分上，從而在壓縮后因為該部分的密度比周圍部分高，所以可以在該部分獲得更高的強度。
在本發(fā)明的強化木材件的上述方法中，木材件的紋理方向與另一木材件的紋理方向可以不同。
在如上所述的本發(fā)明中，通過使第一木材件的紋理方向不同于第二木材件的紋理方向，還可以獲得更高的強度，因為這兩個木材件在它們各自均薄弱的地方沿著兩個方向在強度方面相互補償。
在本發(fā)明的強化木材件的方法中，包括以下步驟在木材件必須確保高強度的部分上布置比木材件硬的加強件；以及壓縮該木材件與加強件，從而使木材件與加強件一體結合。
在如上所述的本發(fā)明中，通過在木材件必須確保高強度的部分上布置由比木材件硬的材料制成的另一部件，可以在木材件的設有比該木材件硬的作為加強件的該另一部件的部分處獲得高強度。
根據(jù)本發(fā)明，可以使木材件具有可用于工業(yè)產(chǎn)品的材料的數(shù)量級的高強度，以及良好的耐久性和可加工性，從而使其適于作為大量生產(chǎn)的材料。


圖1是用于說明本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的圖，并且是表示待強化的木材件和作為加強件的由金屬制成的若干桿狀部件的立體圖。
圖2至圖5是表示在強化木材件的過程期間的某些情況的說明圖。
圖6是表示已經(jīng)被壓縮并用加強件強化的木材件的立體圖。
圖7是表示本發(fā)明該優(yōu)選實施例的變型示例的圖，并且是表示使用金屬制成的網(wǎng)作為加強件的木材件的立體圖。
圖8是用于說明本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的圖，并且是表示待壓縮的木材件和用于壓縮木材件的上下模具的剖面圖。
圖9是用于說明本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的圖，并且是表示其中木材件已經(jīng)被上下模具壓縮的情況的剖面圖。
圖10是表示已經(jīng)被壓縮并用加強件強化的木材件的剖面圖。
圖11是用于說明本發(fā)明第三優(yōu)選實施例的圖，并且是表示已經(jīng)一體結合在加強件中并在其表面上形成碳化層的木材件的剖面圖。
圖12是用于說明本發(fā)明第四優(yōu)選實施例的圖，并且是表示其厚度定為根據(jù)其紋理密度而改變的木材件的剖面圖。
圖13是用于說明本發(fā)明第四優(yōu)選實施例的圖，并且是表示木材件在其被壓縮并強化時的剖面圖。
圖14是用于說明本發(fā)明第五優(yōu)選實施例的圖，并且是表示木材件的剖面圖，其中該木材件的必須確保高強度的部分被制成為比其周圍部分厚。
圖15是用于說明本發(fā)明第五優(yōu)選實施例的圖，并且是表示通過將包括比其周圍部分厚的部分的木材件壓縮而使其強化的木材件的剖面圖。
圖16是用于說明本發(fā)明第六優(yōu)選實施例的圖，并且是表示木材件的剖面圖，其中在該木材件的必須確保高強度的部分處粘附另一木楔件。
圖17是用于說明本發(fā)明第六優(yōu)選實施例的圖，并且是表示已經(jīng)被壓縮并強化的木材件的剖面圖。
圖18是用于說明本發(fā)明第七優(yōu)選實施例的圖，并且是表示粘附在木材件的必須確保高強度的部分處的分開部件的立體圖。
圖19是表示在必須確保高強度的部分處粘附有另一部件的木材件的剖面圖。
圖20是表示已經(jīng)被該另一部件強化的木材件的剖面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參照圖1至圖7說明本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例。
圖1中示出了待強化的木材件1，以及用于強化木材件1的由金屬制成的若干桿狀部件(加強件)2。該木材件1形成為厚度近似均勻的矩形板形狀，并切割成使其紋理朝著其縱向方向。桿狀部件2形成為截面呈三角形的桿狀，并被分成尺寸基本與木材件1的寬度相等的幾個部分。
應理解的是，作為木材件1的種類，可以提出的有，例如日本扁柏、泡桐、柚木、桃花心木、雪松、松木、櫻桃木、竹子等。另外不僅可以利用合適的木材，還可以利用木質(zhì)材料，類似于通過壓縮廢木屑或鋸木屑等制成的材料。
下面將參照圖2至圖5說明強化木材件1中包含的不同過程。
首先，如圖2所示，將木材件1放在高溫高壓的蒸氣氣氛中。木材件1通過被這樣放在高溫高壓的蒸氣氣氛中吸收過度的水分而軟化。接著，如圖3所示，仍然在與上述相同的高溫高壓的蒸氣氣氛中，將桿狀部件彼此平行并在其間留下相等空間地布置在下模具A內(nèi)，并將木材件1放在這些桿狀部件2上方，使其寬度方向與桿狀部件2的縱向一致。因此各桿狀部件2布置在與木材件1紋理交叉的方向上。
接著，如圖4所示，移動上模具B使其配合在下模具A的內(nèi)部中，從而木材件1在上模具B和下模具A之間被壓縮，并使該狀態(tài)保持預定的時間段。桿狀部件2被壓入夾持在上模具B和下模具A之間的木材件1內(nèi)，因此三角形的銳角部分刺入木材件1的下表面內(nèi)。
最終，如圖5所示，當撤除高溫高壓蒸氣氣氛并將木材件1從上模具B和下模具A之間取出時，木材件1形成為當模具A和B配合在一起時限定的內(nèi)部空間的形狀，并且桿狀部件2以嵌入木材件1下表面中的狀態(tài)一體結合在這樣形成的木材件1中。
以上述方式強化的木材件1呈現(xiàn)出圖6所示的形式。對于該木材件1，由于桿狀部件2通過壓縮一體結合在其中，所以獲得了比僅僅壓縮木材件的情況更高的強度。
另外，在木材件1通過桿狀部件2得到強化的情況下，其可加工性也得到了提高，因為桿狀部件2能夠塑性變形。
再有，通過將桿狀部件2布置成與木材件1的紋理交叉，從而即使在木材件1上沿垂直方向作用有剪切力，也難以出現(xiàn)木材件1裂開。
圖7表示該第一優(yōu)選實施例的變型示例。
由金屬制成的網(wǎng)3用作該木材件1中的加強件。該網(wǎng)3由沿著幾乎互相垂直的兩個方向延伸的多條金屬絲3a制成，并且這些沿各個方向延伸的金屬絲3a相對于木材件1布置成分別與木材件1的紋理交叉。
因此，對于使用由金屬制成的網(wǎng)3作為其加強件的木材件1，網(wǎng)3在形成為板狀的木材件1的整個表面上加強木材件1，從而提高了木材件1的表面剛度。應理解的是，也可以使用通過金屬沖壓等形成的柵格代替由金屬制成的網(wǎng)3而獲得同樣有利的效果。
在本發(fā)明的該優(yōu)選實施例中，可以考慮到通過使金屬硬化、通過使金屬桿狀部件2或網(wǎng)3淬火而提高強度。
下面參照圖8至圖10說明本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例。應理解的是，對于與上述第一優(yōu)選實施例相同并已經(jīng)說明的結構元件，附上相同的附圖標記，并省略對它們的說明。
該第二優(yōu)選實施例的木材件1不是簡單地成形為平板，而是形成為盒狀，如圖8所示。在其被強化前，該木材件1通過切掉部分塊狀木材而進行處理，使其包括通過光滑曲面與側壁部分1b相連的底部1a。該木材件1的紋理沿底部1a的縱向延伸，該紋理在壁部1b的周邊朝著壁部1b的厚度方向。
下面將說明強化該木材件1所包含的不同過程。
首先，將木材件1放在高溫高壓的蒸氣氣氛中。木材件1通過被這樣放在高溫高壓的蒸氣氣氛中吸收過度的水分而軟化。
接著，如圖8所示，仍然在與上述相同的高溫高壓的蒸氣氣氛中，將木材件1放在下模具A中，并將由金屬制成的網(wǎng)3放在木材件1的內(nèi)底部上。網(wǎng)3被預先彎曲從而與木材件1的形狀一致。
這里，將說明木材件1的下表面(其外表面)形狀與下模具A的形狀之間的關系，以及木材件1的上表面(其內(nèi)表面)形狀與上模具B的形狀之間的關系。如上所述，光滑曲面從木材件1的底部1a延伸至其壁部1b，此時將木材件1下表面(其外表面)的曲面的曲率半徑記為Ro，將木材件1上表面(其內(nèi)表面)的曲面的曲率半徑記為Ri，將與木材件1上的曲率半徑為Ro的曲面接觸的下模具A的曲面的曲率半徑記為RA，將與木材件1上的曲率半徑為Ri的曲面接觸的上模具B的曲面的曲率半徑記為RB，那么在這些值之間滿足Ro＞RA且Ri＞RB的關系。
接著，如圖9所示，移動上模具B使其配合在下模具A的內(nèi)部，從而木材件1在上模具B和下模具A之間被壓縮，并使該狀態(tài)保持預定的時間段。網(wǎng)3被壓入夾持在上模具B和下模具A之間的木材件1的上表面內(nèi)，并且向木材件1的底部1a和壁部1b施加進一步的壓力，使木材件1被壓成其初始厚度的大約1/2至大約1/3。
這時，由于曲率半徑之間的上述關系，在壁部1b處不是沿著木材的紋理方向作用有壓力，而是在外側沿向上方向作用有摩擦力從而沿向上方向剪切壁部1b的外表面，同時在內(nèi)側沿向下方向作用有摩擦力從而沿向下方向剪切壁部1b的內(nèi)表面，因此初始沿水平方向定向的壁部1b的紋理變形成沿垂直方向彎曲。
最終，當撤除高溫高壓蒸氣氣氛并將木材件1從上模具B和下模具A之間取出時，木材件1形成為當模具A和B配合在一起時限定的內(nèi)部空間的形狀，并且網(wǎng)3以嵌入木材件1上表面的狀態(tài)一體結合在這樣形成的木材件1的上表面中。在這樣被壓縮之后，木材件1的底部1a和壁部1b的厚度幾乎彼此相同。
以上述方式強化的木材件1表現(xiàn)出圖10所示的形式。對于該木材件1，除了通過壓縮將由金屬制成的網(wǎng)3一體結合在其中從而具有高強度之外，還由于壁部1b的紋理被彎曲成沿有助于壁部1b的強度的垂直方向，因此可以將壁部1b的強度提高至與木材件1的其它部分相同的水平。
下面參照圖11說明本發(fā)明的第三優(yōu)選實施例。應理解的是，對于與上述優(yōu)選實施例相同并已經(jīng)說明的結構元件，附上相同的附圖標記，并省略對它們的說明。
對于本優(yōu)選實施例的木材件1，在通過上述關于第一優(yōu)選實施例的處理對其進行強化之后，在其設有桿狀部件2的表面形成厚度幾乎均勻的碳化層4。雖然木材初始是好的絕緣體，但可以通過碳化使其轉化為良導體，于是它呈現(xiàn)出與金屬相同或優(yōu)于金屬的特性，另外因為該木材件1變成與金屬相比重量非常輕的電磁屏蔽材料，所以它在用作例如電子設備使用的遮蓋件時特別有效。
應理解的是，雖然可通過燃燒木材件1的一側形成該碳化層4，但也應考慮到如果僅燃燒木材件1的一側，那么由于燃燒的部分收縮而出現(xiàn)相對于另一側的尺寸差異，從而可能發(fā)生變形。為了解決該問題，有效的辦法是燃燒木材件1的一側，同時通過將其另一側加熱至蒸發(fā)水分所需的溫度而使另一側中所含的水分蒸干，于是木材件1的兩側一起收縮，從而避免發(fā)生變形。
下面參照圖12和圖13說明本發(fā)明的第四優(yōu)選實施例。應理解的是，對于與上述優(yōu)選實施例相同并已經(jīng)說明的結構元件，附上相同的附圖標記，并省略對它們的說明。
對于該第四優(yōu)選實施例的木材件1，在其被壓縮之前的狀態(tài)下，如圖12所示，密度高的部分(由圖中的I表示)制成為較薄，而密度低的部分(由圖中的II表示)制成為較厚。當根據(jù)參照上述第一優(yōu)選實施例所說明的處理對具有這種形狀的木材件1進行強化時，產(chǎn)生的經(jīng)加強的木材件1形成為厚度幾乎均勻的如圖13所示的板狀，初始密度高的部分的壓縮率較低，而初始密度低的部分的壓縮率較高，因此將壓縮后的木材件1作為整體考慮時，由于其密度在壓縮后幾乎均勻，所以它具有幾乎均勻的強度。
下面參照圖14和圖15說明本發(fā)明的第五優(yōu)選實施例。應理解的是，對于與上述優(yōu)選實施例相同并已經(jīng)說明的結構元件，附上相同的附圖標記，并省略對它們的說明。
該第五優(yōu)選實施例的木材件1旨在用作一件電子設備(比如相機)的殼體，穿過該木材件形成孔1c用于例如露出釋放按鈕(圖中未示出)。在該木材件1被壓縮之前的狀態(tài)下，如圖14所示，其圍繞該孔1c的邊緣等的部分(由圖中的III表示)需要確保高強度，并且形成為比圍繞該部分的部分厚。當根據(jù)參照上述第一優(yōu)選實施例所說明的處理對具有這種形狀的木材件1進行強化時，產(chǎn)生的經(jīng)加強的木材件1形成為厚度幾乎均勻的如圖15所示的板狀，對于初始形成為比其周圍部分厚的部分III，由于其壓縮率與其周圍部分的壓縮率相比較高，所以確保了部分III的強度相對較高。
下面參照圖16和圖17說明本發(fā)明的第六優(yōu)選實施例。應理解的是，對于與上述優(yōu)選實施例相同并已經(jīng)說明的結構元件，附上相同的附圖標記，并省略對它們的說明。
正如第五優(yōu)選實施例的木材件1一樣，該第六優(yōu)選實施例的木材件1旨在用作一件電子設備的殼體，因此貫穿該木材件1形成孔1c。在該木材件1被壓縮之前的狀態(tài)下，如圖16所示，其圍繞該孔1c的邊緣等的部分(由圖中的IV表示)需要確保高強度，并在該處粘附有形成為圓楔形狀的另一木材件5。當根據(jù)參照上述第一優(yōu)選實施例所說明的處理對具有這種結構的木材件1進行強化時，產(chǎn)生的經(jīng)加強的木材件1形成為厚度幾乎均勻的如圖17所示的板狀，對于在壓縮過程之前粘附有楔形木材件5的部分IV，由于其壓縮率與其周圍部分的壓縮率相比較高，所以確保了部分IV的強度相對較高。
在該第六優(yōu)選實施例中，主木材件1的紋理與附加木材件5的紋理需要設置成彼此幾乎垂直。通過這樣可以確保得到的產(chǎn)品的強度更高，因為這兩個木材件在它們均最薄弱的地方沿它們各自的方向彼此相互加強。
下面參照圖18至圖20說明本發(fā)明的第七優(yōu)選實施例。應理解的是，對于與上述優(yōu)選實施例相同并已經(jīng)說明的結構元件，附上相同的附圖標記，并省略對它們的說明。
正如第五優(yōu)選實施例的木材件1一樣，該第七優(yōu)選實施例的木材件1旨在用作一件電子設備的殼體，因此貫穿該木材件1形成孔1c。在該木材件1被壓縮之前的狀態(tài)下，如圖19所示，其圍繞該孔1c的邊緣等的部分(由圖中的V表示)需要確保高強度，并在該處布置有由比木材硬的材料(例如，金屬、陶瓷或強化塑料)制成的另一部件6。該另一部件6的形狀如圖18所示，其形成為圓環(huán)形，圍繞其內(nèi)周表面的部分制成為最厚，并且其厚度朝著其外周逐漸減小。當根據(jù)參照上述第一優(yōu)選實施例所說明的處理對具有這種包括該另一部件6的結構的木材件1進行強化時，產(chǎn)生的經(jīng)加強的具有嵌入部件6的木材件1形成為厚度幾乎均勻的如圖20所示的板狀，對于嵌入有另一部件6的部分V，因為隨同部分V通過另一部件6加強，該另一部件6所抵靠布置的該部分V的壓縮率與其周圍部分的壓縮率相比較高，所以確保了部分V的強度相對較高。
雖然以上描述說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但應理解的是這些都是本發(fā)明的示例而不應理解成限制。在不脫離本發(fā)明精神或范圍的情況下可進行添加、省略、替代和其它修改。因此，本發(fā)明不應被認為由上述說明限定，而是僅由所附權利要求的范圍限定。
工業(yè)應用性因為該遮蓋件從諸如可成形性、耐久性和耐腐蝕性等的機械方面角度來看是令人滿意的，并且從諸如外觀品質(zhì)和可設計性等的設計方面角度來看也是令人滿意的，因此它非常適于作為使用者在操作的同時將其握持在手中的設備(例如相機、手提電話、數(shù)字錄音機、個人數(shù)字助理，用于家庭電子產(chǎn)品的遙控裝置等)所用的遮蓋件。
權利要求
1.一種強化木材件的方法，包括以下步驟將所述木材件疊加在金屬加強件上；以及壓縮所述木材件和所述加強件，使所述木材件和所述加強件一體結合。
2.根據(jù)權利要求1所述的強化木材件的方法，其特征在于，所述加強件延伸的方向和所述木材件的紋理方向相互交叉。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的強化木材件的方法，其特征在于，所述加強件可以制成為柵格或網(wǎng)的形式。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的強化木材件的方法，其特征在于，還包括以下步驟在所述木材件的設有所述加強件的表面上形成碳化層。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的強化木材件的方法，其特征在于，對所述加強件進行淬火處理。
6.一種強化木材件的方法，包括以下步驟將所述木材件的高密度部分制成為較薄，并將所述木材件的低密度部分制成為較厚；以及壓縮具有所述高密度部分和低密度部分的所述木材件。
7.一種強化木材件的方法，包括以下步驟將所述木材件必須確保高強度的部分制成為比其周圍部分厚；以及壓縮具有所述必須確保高強度的部分的所述木材件。
8.一種強化木材件的方法，包括以下步驟將另一木材件附在所述木材件必須確保高強度的部分上；以及壓縮附有所述另一木材件的所述木材件。
9.根據(jù)權利要求8所述的強化木材件的方法，其特征在于，所述木材件的紋理方向與所述另一木材件的紋理方向不同。
10.一種強化木材件的方法，包括以下步驟在所述木材件必須確保高強度的部分上布置比所述木材件硬的加強件；以及壓縮所述木材件與所述加強件，從而使所述木材件與所述加強件一體結合。
全文摘要
強化木材件的方法，包括以下步驟將木材件(1)疊加在金屬加強件(2)上；以及壓縮所述木材件和所述加強件，使該木材件和所述加強件一體結合。
文檔編號B27M1/00GK1886240SQ20048003466
公開日2006年12月27日 申請日期2004年11月25日 優(yōu)先權日2003年11月26日
發(fā)明者鈴木達哉 申請人:奧林巴斯株式會社