JP4616394B2 - グリップの製造方法 - Google Patents
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Description
‐グリップの製造コスト
‐グリップの重さ
‐ひとつの手、場合によっては様々な大きさの手、および様々なグリップ使用者の力に対応するグリップの適応性
‐力およびモーメント、とくにスクリュー・ドライバーのようなねじりモーメントを伝達する工具のねじりモーメント伝達性能
従来の技術から、工具用グリップおよびその製造方法については、以下に示すように様々な形態が公知である。
US-PS2,871,899は、グリップの触覚を改善する目的で、硬質プラスチック製スクリュー・ドライバーのような工具用グリップを最初に改良したものである。これによると、あらかじめ製造された軟質プラスチック製の外被がグリップ・コアに貼り付けられる。グリップ・コアとグリップ外被とは、ねじりモーメントを伝達するために、溝を取り付けることによる周辺方向への形状結合によって相互に接続されている。軟質プラスチックを使用することにより、グリップの握りが向上する。しかし、このグリップの実地テストでは、負荷が大きい場合に、軟質のグリップ外被がグリップ・コアから外れて、皺ができる可能性のあることが示された。これは「縮絨」と呼ばれ、グリップ外被がコアから離れることにより、グリップを長時間連続して使用する場合に、使用者の手の表面に水疱ができて痛みが生じ、炎症を引き起こしかねない過度の負担が手の骨にかかることになる。
‐周辺方向へ配分されたグリップ外被部分のみを形成する、または、
‐周辺方向に密閉された状態でグリップ・コアを取り囲む。
とくに、DE9202550U1、DE4304965A1、DE29515833U1、DE19539200A1、DE29517276U1、DE29900746U1、DE29904082U1を参照。
DE202004019156U1は、2つのリムと、同形に形成された2つのグリップをもつプライヤを説明している。各グリップは、外被面の範囲に3つの部分があり、これらの部分は順番に並べられ、グリップの先端部方向に行くに従って硬度が増していく。もっとも硬い部分は、先端部側の外被面とともにグリップ・ボディを形成し、その上に、それ以外の外皮面を形成する別の部分が取り付けられている。第一の部分には硬質プラスチックのような硬い材料が使用されており、これは射出成形で製造することができる。第二の部分は、軟質プラスチックから作られる。第三の部分は、ゲル・クッションで形成されている。工具のシャフトは第一の部分に埋め込まれている。
US6,370,986B1は、ハンマーが一般に金属などの硬質材料、複合材料または合成材料からできたグリップ・コアを有し、グリップを形成するために、グリップ・コアが、ゴムのような、比較的硬いスリーブで覆われているという従来の技術に基づいている。公開されているのは、手動で操作して衝撃を与えたり、打ったりする道具である。グリップは、内部層および外部層を有している。内部層と外部層は、ポリビニールクロライド、ポリプロピレンまたは熱可塑性エラストマ材料など、同一の材料からできている。外部層は、内部層よりも硬いが、同様に柔軟性があり、衝撃を緩和することができる。内部層と外部層の硬度の違いは、使用される材料によって生じるのではなく、内部層には気泡が入れられ、外部層には気泡が入れられないことによって生じる。内部層および外部層の材料は、化学的に相溶性があるように適切に選択されるため、層の密着または接合が可能である。内部の層は、工具のヘッドに加わる衝撃や打撃の力を、それが使用者の手に伝わってくる際に緩和する働きがある。さらにこの文献は、ねじりモーメントを伝達する工具の問題とは別の、衝撃を与えたり、打ったりする道具に特有の問題を説明している。打つ道具は、例えば金属から作られた芯を有し、これが直接かつ中間層を介在することなく気泡の入った内部層と接続されているため、芯と内部層と外部層とによる三層構造が選択されている。芯は、断面が長方形に形成され、先端部分が膨らんでいるため、簡単に描写すると、ダブルT形またはI形をしている。芯は、膨らみ部分、すなわちダブルT形の横の突出部だけがグリップ内に伸びており、一方、ダブルT形の縦部分はここで遮断されるか、隙間を付けて形成されている。この隙間は、内部層の材料が入り込むことが可能である。突出しているダブルT形の先端部は振動を吸収するエレメントとなる。外部層は、半径方向の内側へ方向づけられ、周辺方向に配置された、グリップの前後方向に伸びる突起部を有し、これは気泡の入った内部層材料の該当する溝に入っている。これらの突起部はグリップを補強し、芯に対して内部層の圧縮を制御する働きがある。さらに外部層は、周辺部にかけて伸びる突起部を有し、前後方向に方向づけられた突起部の機能をさらに補強する。グリップ部分は、2段階の射出成形(「ツー・ショット」、「ダブル・ショット」射出成形法)で製造される。第一段階では、芯が第一の鋳型にセットされ、ポリビニールクロライドと一緒に発砲させられる。芯には、凹部を配置することが可能であり、射出成形法においてその中へ気泡の入った材料が入ることによって、芯と内部層との間の機能的結合を向上させることができる。続いて、第一の層によって被覆された芯は、第二の鋳型にはめ込まれ、次に、その中で2回目の射出成形法においてより硬いポリビニールクロライドが注入される。内部層には、45〜65ショアA、とくに55ショアAの硬度が選択され、一方、外部層の硬度は、66〜76ショアA、とくに71ショアAとなっている。選択された2段階の射出成形の場合に有利な点は、製造中、内部層の寸法と外部層の肉厚を精密に規定できることである。別の製造方法を使ったグリップの製造、とくにモノ・サンドイッチ射出成形法の使用が、同様に包括的に言及されている。問題なのは、内部層がまだ柔らかいグリップで、2段階の射出成形をグリップに行うかどうかである。外部層の射出では、この方式の場合600〜800barのとなる油圧が内部層の表面にかかる。このような圧力の下で、発泡層が圧縮されるため、この層は多孔質ではなくなり、使用されるプラスチックの硬度によって許容されるだけの弾力性しか残らない。しかし、45〜65ショアAは、十分な弾力性を提供するには高すぎる硬度である。
US4,023,606では、管状スリーブ内のピッケル・ブレードの配置が発表されている。スリーブとシャフトとの間にプラスチックの発泡材料が注入されている。
冒頭に列挙した従来の技術では、工具用グリップを層状構造に製造することが、個々の層に様々な鋳型空洞を用いることに基づいている。とりわけ、
a) 外部層が内部層と別個に製造され、その後で、両方の層が材料結合的または形状結合的に接続される、または
b) 鋳型空洞の直径が次第に大きくなる鋳型に段階的にセットすることにより、層を内部から外部へ段階的に製造する
(前に公開されていなかった特許請求PCT/EP2005/014003も参照)。一方、発明に基づく解決方法では、異なる材料からできた少なくとも2つのグリップ層が、唯一の鋳型空洞の中で、とくにひとつの作業工程において製造され得るという製造方法を提案している。
a) 鋳型空洞への注入ダクトの位置を決定し、方向づけることにより、第一材料を鋳型へ注入する場合、材料が鋳型空洞の壁に直接塗布されるように材料の流れを調整するか、または、材料がまずグリップ・コアに当たり、そこから外側へ向きを変えるように調整することができる。
b) 同様に、第二材料を注入する際、
− 注入方向
− 作用する圧力
− 注入速度および/または
− 注入場所
などの注入条件により、第一材料が少なくとも部分的に第二材料によって外側へ押され、それにより鋳型の壁に押しつけられるように材料の流れを作ることも可能である。
− 一方で、グリップ外被を形成する材料の剛性が減少すると、使用者の手およびさまざまな大きさの手に対するグリップ外被の適合性が増加し、それによって手とグリップ外被との接触面が拡大される。
− 他方、グリップを介して、より大きな力とねじりモーメントを伝達するためには、グリップ外被にできるだけ硬い材料を使用し、場合によっては、グリップ外被からグリップ・コアまでは固定結合が望ましい。
− また、グリップの使用条件が厳しい場合には、グリップ外被の外見を損ない、グリップを使う使用者の手に悪い影響を与えるグリップ外被のひび割れや亀裂を防ぐために、グリップの外部層は柔らかすぎないことが望ましい。
− 一方で、内部層に対する外被面のねじれでは、周辺方向の隣り合う突起と突起の間にある第二材料は、ねじりが要求されると「押しつぶされ」、それによって、第二材料は周辺方向に圧力がかけられる。それにより、第二材料のせん断剛性に加えて、圧縮剛性が動力伝達に加わり、半径方向の柔らかな第二材料にもかかわらず、全体として高いねじり剛性を得ることができる。
− 他方では、突起部、ウェブまたは突出部が半径方向に連続して形成されていない場合には、ウェブ、突起部または突出部の正面と内部層または外被面を形成する外部層との間に第二材料を配置することができる。この部分の第二材料は、同様にせん断応力がかかるが、第二材料の半径方向への広がりは、突出部、突起部またはウェブの使用により、突出部、突起部またはウェブが半径方向へ広がっている分だけ小さくなり、せん断応力により形成されたねじり剛性も減少する。
a)少なくとも半径方向の外側に伸びる突起部をもつ丸い断面を有することができる。
b)最初の近接部分において長方形の断面外形を有し、その際、その部分範囲は、長方形の短い面で、外部層のほぼ内側まで達する。
星形の断面外形を有し、その際、例えば、星の先端は、それぞれ一種の突起部を形成し、半径方向の外側へ細くなりながら、周辺方向へ伸びている。
以下において、例えば、外部層とは、使用者の手によって握られるグリップの外被面を形成する外側外被面のグリップ層を指し、一方、内部層は、外部層に接して半径方向の内側にあり、硬質プラスチックでできた、シャフトを覆うグリップ・コアを取り巻いている。当然、これとは異なり、外部層がグリップの内部にあることもあり得るし、および/または、内部層とグリップ・コアとの間に少なくともひとつの内層、フリップ・コア被覆または同様のものが中間に配置されている場合もある。
− 縦軸3−3方向の力
− これに対して横の力
− 縦軸3−3のねじりモーメントまたは
− 縦軸に対する横の曲げモーメント
工具は、頻繁に用いられる種類であり、とくに、鋸、コテ、ハンマー、プライヤ、突きのみ、園芸用具またはナイフなどである。
シャフト2は、例えば、繊維強化プラスチック、金属、鉄鋼または木材で形成することができる。
図1〜9に発明に基づく製造方法を示す。これは、また、「サンドイッチ法」または「間欠法」とも呼ばれ、少なくとも層の一部またはグリップの構成部品を製造する。
第一材料22の注入時の注入圧力: 800bar
第一材料22の注入体積流量率: 40ccm/秒
4点による注入圧プロファイルは、低下しながら制御
溶解温度: 4つのゾーンで180−210℃
第二材料23の注入時の注入圧力: 1,000bar
第二材料23の注入体積流量率: 50ccm/秒
4点による注入圧プロファイルは、低下しながら制御
溶解温度: 4つのゾーンで180−210℃
上記のパラメータは、グリップの形状、デザイン、使用プラスチックの種類および機械に応じて、とくに20%または10%の範囲で、大きく上下に変動する。
以下の実施形態は、すでに第III章で述べた製造方法によって製造され、その際、第I章に列記した可能な形態および選択肢を以下の実施形態に転用することができ、全構成部品および層の材料構成については、第II章に従って、ひとつの実施形態について選択が可能である。
‐ 先端部43、グリップ・コア被覆9、軟質層10(内側の層28)および外部層11(外側の層)とともに、ある種のグリップ・スリーブを別個に製造する、または、
‐ グリップ・コア6で覆われたシャフト2とともに他の構成部品を別個に製造する。
この場合、最初に述べた構成部品の中に、例えば、適切な鋳型中子を用いて、長軸3−3の方向に走る中央の空洞を作り、これは、グリップ6の該当する外被面と形状結合的に接続するため(例えば、突起部8、13を取り付けるため)、非円形の断面を有することができる。選択的に、この空洞は、前後方向に走る形成ポケットのある、6角形または円形の断面を有することができる。空洞を製造するための鋳型中子の周りには、すでに説明したように、第一材料22からなる硬度の高いプラスチックでできたグリップ・コア被覆9が形成される。グリップ・コア6は、対応する断面、すなわち、同様に6角形または円形断面を有し、この断面は、最初の構成部品のポケットにかみ合う、半径方向に突き出した突起部8、13をもち、非円形の断面を介して、ねじりモーメントを伝達することができる。両方の断面の寸法および公差は、第一構成部品がぴったりと合ってグリップ・コア6へ押し込むことができるように相互に調整されている。目的に応じて、両方の構成部品はさらに互いに接着することができる。先端部43は、周辺に分配された突起44または環状の突出部を有し、これは、スナップ方式で形状結合的にグリップ・コア6に配置された溝45の中に納まっている。このような突起44と溝45のスナップ方式による接続によって、軸方向にロックがかかる(場合により、交換可能)。当然、スナップ接続は、他の方法でも形成可能であり、また、別の方法によって軸方向のロックを準備することができる。
2 シャフト
3 長軸
4 シャフトの伝達断面
5 突起部
6 グリップ・コア
7 グリップ・コアの伝達断面
8 グリップ・コア突起部
9 グリップ・コア被覆
10 軟質層
11 外部層
12 突起部またはウェブ
13 突起部
14 外被面
15 アイ
16 鋳型、鋳型空洞
17 先端部
18 先端部
19 チャンバ
20 吸入口
21 吸入口
22 第一材料
23 第二材料
24 ダクト
25 プライヤ・リム
26 中間部
27 外側の層
28 内側の層
29 前後方向の広がり
30 突起部の伸び/長方形の伝達断面
31 グリップ・コア半径
34 外被面半径
40 半径方向の広がり
41 半径方向の広がり
42 ウェブ、フランジ
43 先端部
44 突起
45 溝
46 コテ
47 前方先端部
48 後方先端部
49 横軸
50 プライヤ
51 下部
52 上部
53 ハンマー
54 吸入口
Claims (29)
- 硬質材料によるグリップ・コア(6)、軟質の第一材料(22)による外部層(27)および外部層(27)の内側にあり、半径方向の外側の層に接している軟質の第二材料(23)による内側の層(28)を有し、その際、層(27、28)の層の厚さと剛性は、使用者がグリップ(1)に手で力を加えた場合、外部層(27)と内側の層(28)の両方に弾性による変形が生じる工具用グリップの製造方法であって、
a)まず、鋳型(16)の中に、予め硬質材料で形成されたグリップ・コア(6)を配置し、次に第一材料(22)が注入され、
b)第一材料(22)の注入に続いて、鋳型(16)内の第一材料(22)が最終的に硬化する前に、第二材料(23)が液状のままの第一材料(22)中に注入され、その際、第二材料(23)の注入によって第一材料(22)が空間的に押しやられ、鋳型(16)の壁に当たるまで移動し、
c)硬化した後、
ca)外側の層(27)は第一材料(22)で形成され、
cb)内側の層(28)は第二材料(23)で形成される、
d)第一材料(23)の最終的な硬化の前に、前記鋳型(16)に、工具用のグリップの中心軸に対して半径方向に形成された少なくとも1つの吸入口(20、21)から、第二材料(23)が鋳型(16)に注入され、材料の流れが、互いに逆方向に流れる分流を生じることによって、第一材料(22)は、
da)部分的に、第二材料(23)によって外側へ押され、そこで硬化した後、グリップ(1)の外皮面(14)の少なくとも一部を形成し、
db)逆方向の分流が遭遇する部分において、第一材料(22)が留まり、それによって、硬化した後、第一材料(22)によるウェブ、突出部または突起部(12)が形成され、これらは材料結合的に外部層(27)および/または内部層(グリップ・コア被覆9)に接続される、
以上の段階を経る工具用グリップ(1)の製造方法。 - 内側の層(28)および外側の層(27)が非多孔質構造を有する材料により製造されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 第二材料(23)が第一材料(22)よりも柔らかいことを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- 第一材料(22)の注入に続いて、鋳型(16)内の第一材料(22)が最終的に硬化する前に、第二材料(23)が注入され、
a)第一材料(22)が部分的に第二材料(23)によって外側へ押しやられ、硬化した後、そこでグリップ(1)の外皮面(14)の少なくとも一部を形成し、
b)第一材料(22)が部分的に第二材料(23)によって内側に押しやられ、硬化した後、そこで内部層(グリップ・コア被覆9)の少なくとも一部を形成する、
以上のように材料が流れることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。 - 反対方向に流れる分流が遭遇する部分において、冷却された第一材料(22)の外側の層(27)が、内部層(グリップ・コア被覆9)と一部が接続された状態で一体化することによって、硬化した後、この接続された部分において、第一材料(22)によるウェブ、突出部または突起部(12)が形成され、これらは材料結合的に外側の層(27)および内部層(グリップ・コア被覆9)に接続されていることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 第一材料(22)と第二材料(23)の注入が同一の吸入口(20;21)から行われることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
- 第一材料(22)と第二材料(23)が、材料の流れを中断せずに、時間的に途切れることなく順番に注入されることを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 前記鋳型(16)に、互いに向かい合う2つの吸入口(20、21)が準備されていることを特徴とする、請求項6または7に記載の方法。
- 唯一の吸入口(20;21)が準備されていることを特徴とする、請求項6または7に記載の方法。
- 材料(22、23)を注入する前に、グリップ・コア(6)が鋳型(16)の中にセットされることを特徴とする、請求項1〜9のいずれかに記載の方法。
- グリップ・コア(6)がアイ(15)を有し、ウェブ、突出部または突起部(12)が形成される部分にアイ(15)があるようにグリップ・コア(6)が鋳型 (16)の中にセットされ、吸入口(20、21)と向かい合っていることを特徴とする、請求項10に記載の方法。
- グリップ・コア(6)が半径方向の外側に方向づけられた突起部(8)を有し、逆方向の分流が互いに遭遇し、ウェブ、突出部または突起部(12)が形成される部分に突起部(8)が伸びるように、グリップ・コア(6)が鋳型の中にセットされることを特徴とする、請求項10または11に記載の方法。
- 逆方向の分流が遭遇し、ウェブ、突出部または突起部(12)が形成される部分に対して、鋳型(16)の分割面が約90°ずれていることを特徴とする、請求項1〜12のいずれかに記載の方法。
- グリップ・コア(6)が向かい合う2つの先端部(17、18)を有し、それらが外皮面(14)の末端部分を形成し、その際、先端部(17、18)、グリップ・コア(6)またはグリップ・コア被覆(9)および鋳型(16)は、材料(22、23)が注入される前に、チャンバ(19)を形成していることを特徴とする、請求項10〜13のいずれかに記載の方法。
- 工具が2つのプライヤ・リム(25)をもつプライヤであり、リムは、それぞれグリップ(1)によって覆われており、その際、第一材料(22)および第二材料(23)の吸入口(20)が、組み立てられた状態で、互いに別の方向を向いたプライヤ・リム(25)の側に配置されているか、グリップの後方または前方の端部に配置されていることを特徴とする、請求項1〜14のいずれかに記載の方法。
- 第一材料(22)が注入され、その硬度が25〜90ショアAであることを特徴とする、請求項1〜15のいずれかに記載の方法。
- 第二材料(23)が注入され、その硬度が10〜40ショアAであることを特徴とする、請求項1〜16のいずれかに記載の方法。
- 内側の層(28)の半径方向への広がりが小さい2つの部分が生じるように、注入条件が規定されることを特徴とする、請求項1〜17のいずれかに記載の方法。
- グリップ・コア(6)に突起部(8)が準備され、これらが外側の層(27)の内面まで伸びていることを特徴とする、請求項1〜18のいずれかに記載の方法。
- 主として長方形の断面をもつグリップ・コア(6)が挿入され、その長い方の面が外側の層(27)とかなり近い距離まで伸びていることを特徴とする、請求項1〜18のいずれかに記載の方法。
- 第一材料(22)として、熱可塑性エラストマ、熱可塑性ポリオレフィン、ポリプロピレン、EPDM、PVC、スチロール・ブロック共重合体が注入されることを特徴とする、請求項1〜20のいずれかに記載の方法。
- 外側の層(27)が充填材を有することを特徴とする、請求項1〜21のいずれかに記載の方法。
- グリップ(1)の外皮面(14)がシート・フォイルによって形成され、材料結合的に内部の層に接合されていることを特徴とする、請求項1〜22のいずれかに記載の方法。
- 材料(22、23)の吸入口(20、21)が相互に軸方向にずれて配置されていることを特徴とする、請求項1〜23のいずれかに記載の方法。
- 請求項1〜29に記載の特徴を有し、請求項1〜29のいずれかに記載の方法によって製造されるスクリュー・ドライバーに用いる工具用グリップ。
- 外側の層(27)が0.5〜4mmの厚さであることを特徴とする、請求項25に記載のグリップ。
- 内側の層(28)の半径方向への広がりが、少なくともグリップの最大直径の部分で外側の層(27)の半径方向への広がりよりも大きくなることを特徴とする、請求項25または26に記載のグリップ。
- グリップ(1)の最大直径(直径=2.0×半径(34))とグリップ・コアの直径(直径=2.0×半径(33))の比が、少なくとも同じ地点で、1.5よりも大きくなることを特徴とする、請求項25、26または27に記載のグリップ。
- 外側の層(27)が、少なくとも軸方向の広がり(29)の部分で、最大4mmの一定の厚さを有することを特徴とする、請求項25〜28のいずれかに記載のグリップ。
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