JP2010173667A - 梱包用緩衝材 - Google Patents

Abstract

【課題】被梱包物を衝撃から保護でき、且つ、被梱包物にも積載荷重の一部を分担させられる緩衝材を提供する。
【解決手段】非梱包物１上部と外箱７の角との間に配置される梱包用緩衝材９，１０に、緩衝材９，１０の頂面と外箱７の天面との間に隙間を形成するために、緩衝材９，１０の頂面から突出するように配設され、外箱７の圧縮変形に応じて弾性圧縮可能な緩衝突起１１であって、その投影面積が、被梱包物１の耐圧加重を、自身の材料が単位面積当たりに発揮し得る応力およびその周辺への応力分散を考慮した係数で除した面積であるものを設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は梱包用に成型した緩衝材に関する。

製品（被梱包物）を段ボール等の外箱に収容する際、外箱の隅に製品を保護、つまり、製品に衝撃が加わらないようにするために、例えば特許文献１に記載されているように、発泡スチロールなどからなる緩衝材を配置することが一般的である。

また、輸送梱包箱には、倉庫保管時に積み上げ可能な段数を積載段数として表示する「ケアマーク」を印刷している。倉庫での積載段数は積み上げた製品および包装材料の総重量や、給湿による強度劣化等を考慮した梱包箱の強度等から決定している。

梱包箱に加わる積載荷重が大きくなる場合、梱包箱の角にコーナーアングルや内パッドを配置して補強することがある。また、特に被梱包物が小さい場合には、製品を保護するための緩衝材を、外箱の天面を支持する柱としても用いることで、外箱の強度を補強することも有効な手段である。

被梱包物が複写機のようにそれ自体が大きくて重量のある製品である場合には、製品自体の剛性を利用、つまり、被梱包物にも積載荷重の一部を分担させることができれば、十分な積載段数を確保して、輸送効率を高めることができる。

特開２００８−１８４１７１号公報

被梱包物に積載荷重の一部を分担させるためには、緩衝材を硬くして、外箱の天面を支持させればよいと思われるかもしれないが、被梱包物や梱包材の寸法誤差によって、外箱と被梱包物との積載荷重の分担率が大きく異なってしまうという問題がある。

また、外箱が吸湿などで変形し易くなった時にも、積載荷重の殆どが被梱包物に加わり、被梱包物の破損を招く可能性がある。さらに、緩衝材を硬くしすぎると、梱包体の段積み作業の時などに加わる衝撃荷重や振動を吸収できず、被梱包物にダメージを与える危険性もある。

前記問題点に鑑みて、本発明は、被梱包物を衝撃から保護でき、且つ、被梱包物にも積載荷重の一部を分担させられる緩衝材を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明による緩衝材は、非梱包物上部と外箱の角との間に配置される緩衝材において、前記緩衝材の頂面と前記外箱の天面との間に隙間を形成するために、前記緩衝材の頂面から突出するように配設され、前記外箱の圧縮変形に応じて弾性圧縮可能な緩衝突起を有するものとする。

この構成によれば、外箱に加わる積載荷重の一部が緩衝突起を介して緩衝材の本体および被梱包物に伝わるので、緩衝材の材質を硬くしても、衝撃荷重や過剰な積載荷重が被梱包物に加わらない。

また、本発明の緩衝材において、前記緩衝突起は、実効部分の投影面積が、前記被梱包物の耐圧荷重と等しい弾性力を発揮し得る面積、好ましくは、前記被梱包物の耐圧加重を、前記緩衝突起の材料が単位面積当たりに発揮し得る応力および前記緩衝突起周辺への応力分散分を差し引いた係数で除した面積を有してもよい。

この構成によれば、被梱包物に適切な荷重を分担させることができる。

また、本発明の緩衝材において、前記緩衝突起は、前記非梱包物の投影形状に外接する矩形の各辺の４分の１の点の中でそれぞれの角の近傍の２つの点を結ぶ線よりも外側に配置されてもよい。

この構成によれば、外箱の天面の撓みによって、被梱包物に大きな荷重が加わることを防止できる。

また、本発明の緩衝材において、前記緩衝突起は、梱包時に僅かに弾性圧縮されてもよい。

この構成によれば、外箱に荷重がかかっていないときにも、被梱包物および緩衝材が外箱内でガタつかない。

また、本発明の緩衝材において、前記緩衝突起は、上端の断面積が減じられていてもよい。

この構成によれば、緩衝突起の上端の弾性力が小さくなるので、梱包作業の際、例えば、外箱の天面を構成するフラップを閉めるときに必要な緩衝突起の圧縮が容易である。

また、本発明の緩衝材において、前記緩衝突起は、分離して形成された部材であってもよい。

この構成によれば、緩衝突起の圧縮量を大きくしながら、緩衝材の頂面と外箱の天面との間の隙間を小さくすることができる。

以上のように、本発明によれば、緩衝材の頂面に緩衝突起を設けることで、被梱包物に積載荷重の一部を分担させながら、被梱包物を衝撃から守りつつ、被梱包材に過剰な荷重が加わることを防止できる。

本発明の第１実施形態に係る梱包の構成を示す分解斜視図である。 図１の画像形成装置と緩衝材の平面図である。 図１の画像形成装置と緩衝材の簡略断面図である。 発泡スチロールの圧縮歪み量と圧縮応力との関係を示すグラフである 図１の緩衝材の緩衝突起の無負荷時の断面図である。 図１の緩衝材の緩衝突起の加重分担時の断面図である。 本発明の第２実施形態に係る梱包の構成を示す斜視図である。 図７の画像形成装置と緩衝材の平面図である。 図７の画像形成装置と緩衝材の簡略断面図である。

これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る、複合プリンタ１（被梱包物）の輸送のための梱包の構成を示す。

複合プリンタ１の梱包は、先ずフォークリフトで取り扱うことができるパレット２の上面にシート状の下パッド３を載置し、下パッド３の上に複合プリンタ１の底部を受け入れる発泡スチロール製の前側下緩衝材４および後側下緩衝材５を配置する。前側下緩衝材４および後側下緩衝材５は、底面に、位置決めのために下パッド３に形成した穴に嵌合する突起が設けられている。

そして、複合プリンタ１にビニール袋６を被せたものを、前側下緩衝材４および後側下緩衝材５が形成する凹部に挿入する。前側下緩衝材４および後側下緩衝材５は、複合プリンタ１を、水平方向にはぴったりと保持するが、垂直方向には弾性のあるクッションを介して支持する。

この複合プリンタ１の上から、段ボールを角筒状に成形した外箱７を被せ、前側下緩衝材４および後側下緩衝材５の周囲に嵌装する。そして、外箱７の中の複合プリンタ１の上部の四隅を覆い、外箱７の側壁との隙間を埋めるように、前側上緩衝材８、左後側上緩衝材９および右後側上緩衝材１０を装着する。

前側上緩衝材８、左後側上緩衝材９および右後側上緩衝材１０は、発泡率５０倍の発泡ポリスチレンからなり、それぞれ、頂面に幅１５ｍｍ、高さ５ｍｍの線状の緩衝突起１１が形成されている。この緩衝突起１１は、外箱７の天面を形成するフラップを閉じると、フラップが当接する。外箱７のフラップを閉じたなら、ＰＰバンド（不図示）によって外箱７をパレット２に対して結束する。

図２に、前側上緩衝材８、左後側上緩衝材９および右後側上緩衝材１０の上から見た形状を示す。緩衝突起１１は、それぞれ、複合プリンタ１の投影形状（突起部を除く）に外接する矩形の各辺の頂点から４分の１の点Ｐを結んだ線の外側に配設されている。

外箱７は、段ボールを折り曲げた角において強度を有するが、平面部分は十分な強度を有していない。このため、外箱７の天面の中央部に加重をかけると、天面が撓んで凹むことになる。そこで、緩衝突起１１を前記点Ｐを結ぶ線の外側、つまり、外箱の角の近くに配置することで、外箱７の天面が凹んでも、緩衝材８，９，１０の頂面が直接外箱７の天面に接触せず、先ず、外箱７の四隅で荷重を支持し、複合プリンタ１に過大な荷重が加わらないようにしている。

図３に、複合プリンタ１の梱包体（荷姿）の断面を簡略化して示す。梱包時、緩衝突起１１は、０．２〜０．３ｍｍ圧縮されるように形成されている。つまり、緩衝突起１１は、前側上緩衝材８、左後側上緩衝材９および右後側上緩衝材１０の頂面と、外箱７の天面との間に、４．７〜４．８ｍｍの隙間を形成する。

この梱包体を段積みすると、外箱７が加重によって縦方向に僅かに圧縮される。すると、外箱７の天面が、緩衝突起１１の上端を下向きに押圧するように作用する。緩衝突起１１は、緩衝材８，９，１０の本体に比べて断面積が十分に小さいので、外箱から受ける力が集中して弾性圧縮される。緩衝突起１１が圧縮されることで、外箱７の圧縮と寸法的にバランスするので、外箱７は、積載荷重に対して圧縮抗力を発揮して、緩衝材８，９，１０の本体および複合プリンタ１に過大な力が加わらないようにする。

外箱７は、最大１０ｍｍ程度の圧縮を許容するが、それを超える圧縮変形を受けると破断してしまう。また、外箱７は吸湿によって強度が低下する。このため、外箱７の圧縮量と外箱７が支持し得る荷重とが一義的に決まらず、外箱７の圧縮量が同じでも、緩衝突起１１加わる荷重、つまり、緩衝材８，９，１０の本体を介して複合プリンタ１に加わる荷重が異なる。

発泡スチロールは、図４に示すように、圧縮歪み量（圧縮率）が小さいときには応力が大きく上昇するが、歪み量がある程度の値に達すると、応力変化が小さくなる。発泡率５０倍のポリスチレンフォームでは、歪み量が２０〜３０％のとき、圧縮応力が約２．２ｋｇ／ｃｍ^２になる。つまり、緩衝突起１１が、１ｍｍ弾性圧縮された状態で支持し得る荷重と、１．５ｍｍ弾性圧縮された状態で支持し得る荷重とは、殆ど差がない。つまり、この範囲で外箱７の吸湿によって外箱の圧縮歪み量が増大しても、緩衝突起１１の圧縮応力は殆ど変化しない。

そこで、本実施形態の緩衝突起１１は、外箱７の強度が最も低下した場合に約３０％圧縮され、その状態で、複合プリンタ１の耐圧荷重（例えば約２６０ｋｇ）と等しい圧縮応力を生じる断面積（投影面積）を有するように設計されている。

ここで、図５に、緩衝突起１１の詳細形状を示す。緩衝突起１１は、それぞれ、角が３ｍｍ面取りされた断面形状を有する。このように、上端の断面積が減じられていることで、梱包時に、外箱７のフラップを閉じる際、緩衝突起を小さな力で僅かに圧縮させることができる。しかしながら、この面取りは、緩衝突起１１の圧縮時の応力の値を低下させるものではない。

この梱包体を段積みしたとき、図６に示すように。緩衝突起１１は縦に弾性圧縮されるが、その周囲の緩衝材８，９，１０の本体も歪むことで、例えば、緩衝突起１１に加わる歪みを低減し、その圧縮応力を０．７倍程度に低減する。よって、本実施形態の緩衝突起１１の投影面積は、複合プリンタ１の分担荷重を、発泡スチロールの２０〜３０％圧縮時の単位面積当たりの応力、および、緩衝突起１１周辺への応力分散を考慮した係数０．７で除した面積（（２６０ｋｇ／ｃｍ^２）／（（２．２ｋｇ）×０．７）＝１６９ｃｍ^２）としてある。

なお、緩衝材８，９，１０の成型において、ポリスチレンの発泡率を厳密に管理することは不可能であり、実際の発泡倍率は、４５倍〜６０倍の範囲となる。発泡スチロールの２０〜３０％圧縮時応力は、発泡倍率が４５倍のとき、約２．７ｋｇ・ｃｍ^２になり、発泡倍率が６０倍のとき、約１．４ｋｇ・ｃｍ^２になる。よって、緩衝突起１１の投影面積の合計値は、先に述べた１６９ｃｍ^２の＋６０％から−２０％の範囲とすればよい。

続いて、図７に、本発明の第２実施形態の複合プリンタ２１の梱包の構成を示す。本実施形態は、パレット２２の上に下パッド２３を敷いて、下緩衝材２４，２５を配置し、複合プリンタ２１を積載している。さらに、複合プリンタ２１の上からフラップを開放した外箱２６を被せ、複合プリンタ２１の上部四隅に、それぞれ、上緩衝材２７，２８，２９，３０を配置している。上緩衝材２７，２８，２９，３０は、全体として、複合プリンタ２１の原稿カバー３１を収容する凹部を形成する。そして、上緩衝材２７，２８，２９，３０の上には、それぞれ、上緩衝材２７，２８，２９，３０の頂面から突出するように、別体として分離成型した緩衝突起３２が配置されている。緩衝突起３２は、原稿カバー３１の四隅を、隙間を空けて覆い、原稿カバー３１の飛び出しを防止する役目も果たす。

図８に、複合プリンタ２１と上緩衝材２７，２８，２９，３０および緩衝突起３２の平面配置を示す。緩衝突起３２は、上面全体が外箱２６の天面と当接するが、その下面は、図中に斜線掛けして示した部分だけが、上緩衝材２７，２８，２９，３０と当接する。

本実施形態においても、緩衝突起３２の投影面積は、複合プリンタ２１の耐圧荷重（１６０ｋｇ）を、発泡スチロールの２０〜３０％圧縮時の応力（２．２ｋｇ／ｃｍ^２）、および、緩衝突起２の周辺の上緩衝材２７，２８，２９，３０への応力分散を考慮した係数（０．７）で除した値（１０４ｃｍ^２）である。しかしながら、ここにいう緩衝突起３２の投影面積は、積載荷重を分担する際に圧縮される実効部分、つまり、図中に斜線掛けした部分の面積をいう。

本実施形態では、図９に簡略化して示すように、突起３２の実効的な高さが、上緩衝材２７，２８，２９，３０の頂面から突出した高さよりも大きく、外箱２６の圧縮量が大きい場合にも、上緩衝材２７，２８，２９，３０の頂面と外箱２６の天面との隙間を過剰に大きくしないで済む。

１…複合プリンタ（被梱包物）
２…パレット
３…下パッド
４…前側下緩衝材
５…後側下緩衝材
６…ビニール袋
７…外箱
８…右後側上緩衝材
９…右後側上緩衝材
１０…右後側上緩衝材
１１…緩衝突起
２１…複合プリンタ（被梱包物）
２７，２８，２９，３０…上緩衝材
３２…緩衝突起

Claims (7)

1. 非梱包物上部と外箱の角との間に配置される梱包用の緩衝材において、
   前記緩衝材の頂面と前記外箱の天面との間に隙間を形成するために、前記緩衝材の頂面から突出するように配設され、前記外箱の圧縮変形に応じて弾性圧縮可能な緩衝突起を有することを特徴とする緩衝材。
2. 前記緩衝突起は、実効部分の投影面積が、前記被梱包物の耐圧荷重と等しい弾性力を発揮し得る面積を有することを特徴とする請求項１に記載の緩衝材。
3. 前記緩衝突起の実効部分の投影面積は、前記被梱包物の耐圧加重を、前記緩衝突起の材料が単位面積当たりに発揮し得る応力および前記緩衝突起周辺への応力分散を考慮した係数で除した面積であることを特徴とする請求項２に記載の緩衝材。
4. 前記緩衝突起は、前記非梱包物の投影形状に外接する矩形の各辺の４分の１の点の中でそれぞれの角の近傍の２つの点を結ぶ線よりも外側に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の緩衝材。
5. 前記緩衝突起は、梱包時に僅かに弾性圧縮されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の緩衝材。
6. 前記緩衝突起は、上端の断面積が減じられていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の緩衝材。
7. 前記緩衝突起は、分離して形成された部材であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の緩衝材。

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