JP7215795B1 - 搬送容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】３次元形状の受け材を具備した搬送容器の製作工程の削減を図り、短納期でかつ、部品点数が削減され分別廃棄が容易な搬送容器の製造方法を提供すること。【解決手段】フレーム９には台座ユニット９０が設けられ、各台座ユニット９０の上に跨がって受け材１０が搭載されている。受け材１０は、プリフォーム１を真空成形して形成される。プリフォーム１には、成形主部２と、フランジ部３１、３２及び嵌合構造部３３が射出成形により形成されている。成形主部２の面内には、格子状にリブ２１が設けられている。形状付けを行うために用意された成形型５及びプラグ６により成形主部２を挟み込んで真空成形を行い、真空成形されたプリフォーム１を受け材１０として台座ユニット９０に搭載する。【選択図】 図２

Description

本発明は、製品を収容して搬送に用いる搬送容器の製造方法に関する。

工場間で製品（若しくは部品、以下「製品」と称する）を搬送することに利用される通い箱と称される搬送容器が知られている。搬送容器は、搬送容器内に発泡樹脂板による受け材を配置し、その上に搬送対象である製品を搭載して、部品の傷付き若しくは変形を防止する（例えば、特許文献１）。比較的重量のある製品に対しては、プラスチック板、段ボール、金属板等の変形しづらい板材を、製品類似の受け形状に切り出して、切り出した側面で製品を受ける受け材を用いる。固い受け材により、製品の傷付きを防ぐため、受け材は３次元形状をなしていることが望ましい。

受け材を射出成形により形成する場合には受け材を望むような３次元形状にすることができる。しかし、顧客から求められる搬送容器が搬送する製品に応じたオーダーメイド品で有る場合には、射出成形の手法は少量多品種の受け材を作るためには、射出金型の製造等で時間とコストがかかる。

真空成形は、金型の作成が比較的安価で小ロットでの製造が可能であり、かつ短時間に作成できるため、特に製品を受ける面を３次元的な形状にする際にも作成が容易である。しかし、製品の重量を支えるには強度的に劣る。この問題点を解決し、真空成形により３次元形状が形成された表皮材とこれをサポートする板材により構成された受け材で製品の重量を支える技術が特許文献２に開示されている。

また、搬送容器の受け材の技術に関するものではないが、コップの製造工程で真空成形の技術が利用されている。例えば、特許文献３には、成形主部とフランジ部とを有する熱可塑性樹脂のプリフォームを射出成形によって成形し、次いでかかるフォームの熱成形主部をマッチドモールド真空成形してカップ形状熱可塑性樹脂容器を製造する方法が開示されている。真空成形では樹脂シートにカップ形状にせしめ、カップ形状部分を囲繞する部位で切断することにより破棄される部分が多いが、この特許文献の技術では、上下一対のチャッキングプレートの接合部には凹部から成る把持部が形成されており、プリフォームのフランジ部が把持部の中に射出成形により形成される。フランジ部は、上下一対のチャッキングプレートに把持されたまま、成形主部に対して真空成形が行われる。フランジ部はコップの縁になり、破棄される部分が少ない。

実開昭５７－１４９２２０号公報 特許第７００７００６号公報 特開平５－６９４７８号公報

搬送容器は、縦横に組まれたフレームと、受け材及び、受け材をフレームに固定する部材により構成される。特許文献１の技術では３次元的な受け材の形成は難しく、特許文献２の技術では、受け材の表皮材に対して３次元形状を容易に付与する事ができるが、サポート材やフレームに固定する部材等、部品点数の軽減には限界がある。また、これらの材質を統一することも難しく、分別廃棄の手間も必要とする。

特許文献３の技術は、真空成形における破棄される部位についての解決があるが、重量物を受ける受け材として利用するには、先の特許文献の技術と同様に、サポート材やフレームに固定する部材等、部品点数の問題がある。また、真空成形により絞り込まれる位置が顧客の製品により変わることへ対応、強度の確保などの、受け材特有の問題に対する考慮は無い。

そこで本発明は、３次元形状の受け材を具備した搬送容器の製作工程の削減を図り、短納期でかつ、部品点数が削減され分別廃棄が容易な搬送容器を提供することを目的とする。

本発明は、間隔をおいて上下方向に立ち上がった一対の側壁に開口が設けられた台座ユニットを１又は複数有するフレームと、
各台座ユニットの上に跨がって搭載され、一対の側壁の開口の上枠に爪部が夫々嵌合する受け材とを有する搬送容器の製造方法において、
平面に延びる板状であって、立ち上がったリブが面内に格子状に設けられた矩形状の成形主部と、前記成形主部の周囲を取り囲むフランジ部と、成形主部の一対の辺の外側であって前記フランジ部から上下方向の下側に直角に曲がるように夫々設けた一対の嵌合構造部と、前記嵌合構造部の夫々に形成された前記爪部とを有するプリフォームを射出成形により形成し、
形状付けを行うために用意された成形型及びプラグにより前記成形主部を挟み込んで前記成形主部に対して真空成形を行い、
前記真空成形されたプリフォームを前記受け材として前記台座ユニットに搭載することを特徴とする。

成形型及びプラグは、搬送容器を発注した顧客特有の受け材の形状付けを行うために用意されるが、横梁およびプリフォームは、共通の部材とすることができる。また、受け材を台座ユニットへ取り付けるための構成は、プリフォームの接合形状部と横梁とにより作り付けられているため、搬送容器を形成する部品点数が非常に少ない。よって、分別廃棄が極めて容易である。部品点数が少ないと言うことは、搬送時における搬送容器からの部品落下の恐れが少ないということで有り、搬送対象製品に部品が紛れ込む事故を防ぐことができる。また、フレームは、他の受け材を取り付ければ、繰り返して使用することができるという効果を有する。

プリフォームを説明する図で有り、図１Ａはプリフォームを上から見た斜視図、図１Ｂは下から見た斜視図、図１ＣはＰ－Ｐ断面図を示している。 図２は搬送容器の斜視図であり、図２Ａ、２Ｂはフレーム側の構造を説明する図であり、図２Ｃは爪部を窓開口の枠から外す方法について説明する図、図２Ｄは受け材の上から荷重がかかったときの立ち上がり部の作用を説明する図である。 真空成形について説明する図であり、図３Ａはプリフォームに対して真空成形をする様子を示す図、図３Ｂは熱成形装置を説明する図である。 真空成形におけるリブの作用を示す図である。 本発明の実施例に従って作成された受け材（図５Ａ）と、受け材をフレーム９に取り付けた搬送容器（図５Ｂ）を示す図である。

以下、添付図面を参照して詳細に説明する。搬送容器は、フレームと受け材を含むものであり、フレームは搬送容器としては共通に用意される標準的な部材であり、受け材は顧客の要望によりオーダーメイドされる部材である。

最初に、本実施例の製造方法に用いる受け材について説明する。熱可塑性樹脂を射出成形して、最終的な受け材の形態と成る前のプリフォーム１を成形する。図１Ａはプリフォーム１を上から見た斜視図、図１Ｂは下から見た斜視図、図１ＣはＰ－Ｐ断面図を示している。プリフォーム１を形成する熱可塑性樹脂としては、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂及びポリカーボネート系樹脂を挙げることができる。

プリフォーム１は、平面視において中央の成形主部２とその周囲を取り囲む接合形状部３とを有している。成形主部２が広がる平面を図中では、ＸＹ軸による平面としている。成形主部２が次の真空成形を受ける箇所である。成形主部２と接合形状部３との間には、堤部４がＺ方向に上側に突出するように、成形主部２の周囲を取り囲んでいる。成形主部２は平面視において矩形状であり、接合形状部３は堤部４の外周側に設けられている。堤部４は、真空成形される成形主部２と接合形状部３の境界にあり、成形主部２の変形が接合形状部３に伝搬しないようにしている。

成形主部２はＸＹ平面に延びる板厚ｄ１の板状である。本実施例では、板厚ｄ１を４ｍｍとした。成形主部２の背面側の面内には、Ｚ方向下側に立ち上がったリブ２１が設けられている。リブ２１は、縦線および横線による格子状である。リブ２１は、堤部４から少し内周側に入った位置から伸びている。堤部４と格子が設けられている間の領域が、真空成形を説明する際に後述する把持領域２３である。リブ２１の縦線および横線は、矩形状の成形主部２に対し斜めに配置することが望ましい。

本実施例では、リブ２１による格子のメッシュを織物メッシュとして規格表に出てくる一般的な計算式に換算すると、１インチ（２．５４ｃｍ）の間にリブ２１の縦線およびリブ２１の横線による目数は４メッシュ、リブ２１の線径は２ｍｍ、目開きは４．３５ｍｍである。また、目開きに相当する窪み２２の深さは、０．５ｍｍである。この数値は一例で有り、受け材が受ける製品によって、変更することができる。把持領域２３の厚さｄ３は、４．５ｍｍとした。リブ２１の縦線／横線による格子状のメッシュは、各目が正方形状であるが、長方形状でも、菱形状でもよい。

接合形状部３は、一対のフランジ部３１と、一対のフランジ部３２と、一対の嵌合構造部３３を具備している。一対のフランジ部３１は、成形主部２の一対の短辺ｂの外側にＸＹ平面で夫々接続している。また、一対のフランジ部３２は、成形主部２の一対の長辺ａの外側にＸＹ平面で夫々接続している。一対のフランジ部３１と一対のフランジ部３２で、成形主部２の周囲を取り囲んでいる。さらに、一対の嵌合構造部３３は、一対のフランジ部３２の外側であって、フランジ部３２からＺ方向下側に直角に曲がるように夫々設けられている。一対のフランジ部３２の板厚ｄ２は成形主部２の板厚ｄ１よりも薄い２．５ｍｍとした。嵌合構造部３３の肉厚も、フランジ部３２の板厚ｄ２と同じ２．５ｍｍであって、接合形状部３の肉厚は総じて２．５ｍｍにされている。プリフォーム１は射出成形品であるため、成形主部２と接合形状部３の肉厚を均一にしない制御が可能となるが、このことにより、強度を求める成形主部２の肉厚は厚く（４．５ｍｍ）、脱着性も必要となる接合形状部３の肉厚は薄く（２．５ｍｍ）して柔軟性をもたせることができる。このような肉厚を均一にしない制御は、均一肉厚シートを加工する真空成形だけでは実現できない。そして、一対のフランジ部３２には立ち上がり部３５が、一対の嵌合構造部３３には爪部３４が夫々具備されている。立ち上がり部３５は、後述する側壁９３の厚さ相当の間隔を開けて嵌合構造部３３と平行に設けられる。爪部３４は、嵌合構造部３３から内側に向けて突出する部位である。

図２Ａ、２Ｂにおいて、フレーム９側の構造を説明する。フレーム９は、横梁９１にアングル材、縦梁９８に角パイプを用いている。横梁９１は、アングル材に変えて、チャンネル材、角パイプでもよい。フレーム９には、一対の横梁９１を単位とした台座ユニット９０が１又は複数設けられる。本実施例では、上段、下段に夫々２つずつ設けられている。下段の台座ユニット９０には、既に受け材１０が搭載されている。尚、受け材１０は、プリフォーム１に真空成形により３次元形状が転写されて成形したものである。各台座ユニット９０の一対の横梁９１は、互いに対称形状である。一対の横梁９１の互いに外側の面は、台座ユニット９０の一対の側壁９３を形成する。一対の側壁には、夫々開口９４が設けられている。各開口９４は、嵌合構造部３３の爪部３４と嵌合するために設けられている。一対の側壁９３は間隔を開けられており、この上に、フランジ部３２を搭載する。一対の側壁９３には、横梁９１の上面９２が内側に向けて延びており、受け材１０を安定的に搭載する。各上面９２には、接合形状部３の立ち上がり部３５が挿入される孔９６が開けられている。図２Ｂにおいて、開口９４の上枠９５に引っ掛かることにより、嵌合構造部の爪部は嵌合する。また、爪部３４の先端のフック部３７が、上枠９５の裏側に侵入し、嵌合をさらに強化する。

受け材１０の上から荷重がかかったときには、両側の嵌合構造部３３を外側に開く方向に力が作用する。嵌合構造部３３が外側に開いてしまうと、開口９４の上枠９５に引っかかっている爪部３４が外れてしまう。図２Ｄにおいて、嵌合構造部３３にそのような動きをさせないために、横梁９１の側壁９３は、爪部３４と立ち上がり部３５の間に挟み込まれている。一対の嵌合構造部３３を互いに離れる方向に外側に開く方向に力Ｆ１が作用するとき、立ち上がり部３５も外側に開く方向に力Ｆ２を受ける。しかし、立ち上がり部３５は、側壁９３に当接しているため、動くことができない。同様に、その外側の嵌合構造部３３も動くことができないのである。

各台座ユニット９０において、両側の嵌合構造部が一対の横梁９１を挟んで跨がるように載せると、嵌合構造部３３と横梁９１とが嵌合し、受け材１０はフレーム９に固定される。一対の横梁９１が連結される縦梁９８が存在する場合には、縦梁９８の上面にフランジ部３１を搭載することにより、受け材１０の負荷を縦梁９８に分散させても良い。

図２Ｃを用いて、爪部３４を開口９４の上枠９５から外す方法について説明する。横梁９１の上面９２であって、開口９４の直上の位置には、冶具挿入孔９７が設けられている。一方、冶具挿入孔９７に重なるフランジ部３２の位置にも冶具挿入孔３６が設けられており、これらは連通している。冶具挿入孔９７、３６に平板状の冶具ｊｇを差し込み、爪部３４を下に押すことにより、爪部３４が屈曲して、爪部３４を開口９４の上枠９５から外すことができる。

図３Ａは、プリフォーム１に対して真空成形をする様子を示している。射出成形装置（図示していない）により成形されたプリフォーム１は、所要熱成形温度に加熱され、熱成形装置に供給される。熱成形装置は、図３Ｂに示すように、成形型５、上下の締付具７、８及びプラグ６を備えている。成形型５は、下から上方に向かって漸次断面形状が縮小する形状であり、成形主部２にその形状が転写される。締付具７、８は、把持領域２３を上下から保持する。プラグ６は、成形型５の凹形状部分を精密に成形するため、成形主部２を成形型５の凹形状部分に密着させるための部材であり、真空吸引すると同時に成形主部２を上から押さえつける。プリフォーム１を充分に冷却した後に、熱成形装置からプリフォーム１を取り出す。

成形型５及びプラグ６は、搬送容器を発注した顧客特有の受け材１０の形状付けを行うために用意されるが、横梁９１およびプリフォーム１は、共通の部材である。また、受け材１０を台座ユニット９０へ取り付けるための構成は、プリフォーム１の嵌合構造部３３と横梁９１とにより作り付けられているため、搬送容器を形成する部品点数が非常に少ない。また、ネジ等の締結具を改めて必要とすることがない。よって、分別廃棄が極めて容易である。部品点数が少ないと言うことは、搬送時における搬送容器からの部品落下の恐れが少ないということで有り、搬送対象製品に部品が紛れ込む事故を防ぐことができる。また、フレーム９は、他の受け材１０を取り付ければ、繰り返して使用することができる。

図４は、真空成形におけるリブ２１の作用を示す図である。受け材は最終的な３次元形状が顧客の要望により多様に変化し、３次元形状によって引き延ばされる箇所が予め想定できないため、成形主部２に巡らされたリブ２１の働きが重要である。真空成形では成形型５とプラグ６により、成形主部２が変形させられる。垂直に近い方向に成形される箇所では、成形主部２は上下に引き延ばされるが、このとき、リブ２１は成形型５により押し潰され、樹脂材料を周囲に供給する。その結果、成形主部２が裂ける若しくは極端に薄くなることを抑止する。また、押し潰されたリブ２１は、その一部が成形主部２の表側に転写されて完全には消失することは殆どない。このため、形状付けされた受け材１０の骨部として作用することにより、強度が向上する。

図５は、本発明の実施例に従って作成された受け材１０（図５Ａ）と、受け材１０をフレーム９に取り付けた搬送容器（図５Ｂ）である。フレームは、金属製アングル材と金属製角パイプにて作成した。プリフォーム１のときには表側は平らな平面であったが、真空成形の処理を行った後では、裏面側（成形型５が当接する面側）に設けたリブ２１の一部が表側にやや盛り上がっている様子を観察することができる。また、立ち上がった側面には、格子が引き延ばされた様子も観察できる。リブ２１の縦線および横線は、矩形状の成形主部２に対し斜めに配置されているので、真空成形により上に引き延ばされて立ち上がった面には、筋交い状にリブ２１の縦線および横線の跡が配置されている。

本実施例においては、リブ２１は成形主部２の裏面側に設けたが、両面に設けても良い。さらに、リブ２１は、周辺への樹脂材料の供給源として作用するため、表面側のみに設けても良い。また、真空成形後でも、リブ２１は骨部として残り、強度を向上させることが期待できる。また、フレーム９は、金属製では無く樹脂又は紙（例えば段ボール紙）製の材料を利用してもよい。また、成形型５として雄型を例として示したが雌型でも良い。

１ プリフォーム
２ 成形主部
３ 接合形状部
４ 堤部
５ 成形型
６ プラグ
７、８ 締付具
９ フレーム
１０ 受け材
２１ リブ
２２ 窪み
２３ 把持領域
３１、３２ フランジ部
３３ 嵌合構造部
３４ 爪部
３５ 立ち上がり部
３６、９７ 冶具挿入孔
３７ フック部
９０ 台座ユニット
９１ 横梁
９２ 上面
９３ 側壁
９４ 開口
９５ 上枠
９６ 孔
９８ 縦梁

Claims (5)

1. 間隔をおいて上下方向に立ち上がった一対の側壁に開口が設けられた台座ユニットを１又は複数有するフレームと、
   各台座ユニットの上に跨がって搭載され、一対の側壁の開口の上枠に爪部が夫々嵌合する受け材とを有する搬送容器の製造方法において、
   平面に延びる板状であって、格子状に立ち上がったリブが面内に設けられた矩形状の成形主部と、前記成形主部の周囲を取り囲むフランジ部と、成形主部の一対の辺の外側であって前記フランジ部から上下方向の下側に直角に曲がるように夫々設けた一対の嵌合構造部と、前記嵌合構造部の夫々に形成された前記爪部とを有するプリフォームを射出成形により形成し、
   形状付けを行うために用意された雄成形型及びプラグにより前記成形主部を挟み込んで前記成形主部に対して真空成形を行い、
   前記真空成形されたプリフォームを前記受け材として前記台座ユニットに搭載することを特徴とする搬送容器の製造方法。
   
2. 前記フランジ部には、一対の嵌合構造部の夫々に対して、前記側壁の厚さ相当の間隔を開けて対応する嵌合構造部と平行な立ち上がり部が設けられ、
   前記受け材が前記台座ユニットに搭載されたとき、各嵌合構造部と立ち上がり部の間に前記側壁が挟み込まれることを特徴とする請求項１の搬送容器の製造方法。
   
3. 平面に延びる板状であって、背面側には格子状に立ち上がったリブが設けられた矩形状の成形主部と、前記成形主部の周囲を取り囲むフランジ部と、成形主部の一対の辺の外側であって前記フランジ部から上下方向の下側に直角に曲がるように夫々設けた嵌合構造部と、前記嵌合構造部に設けられた爪部が形成されており、
   前記爪部は、間隔をおいて上下方向に立ち上がった一対の側壁に設けられた開口に嵌合するものであることを特徴とする請求項１の搬送容器の製造方法に使用される受け材のプリフォーム。
   
4. 前記成形主部の周囲を一周して立ち上がった堤部が設けられていることを特徴とする請求項３の受け材のプリフォーム。
   
5. 前記格子状に立ち上がったリブは、前記矩形状の成形主部に対し斜めに配置されていることを特徴とする請求項３の受け材のプリフォーム。
   
   

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