JP2013092218A - 発泡材成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】 使用時には立体形状を形成するとともに、保管時や輸送時には嵩張らない発泡材成形品を提供する。
【解決手段】 立体形状を形成して用いられる発泡スチロール成形品１は、発泡スチロール成形品１を折り曲げ、又は展開するためのスリット部１１を有する。スリット部１１は、外側に形成された外側スリット１１ａ、内側に形成された内側スリット１１ｂ、及び外側スリット１１ａと内側スリット１１ｂとの間に形成された薄肉部１１ｃとからなり、外側スリット１１ａと内側スリット１１ｂは、互いにずれて形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、発泡材成形品に関し、特に、立体形状を形成して用いられる発泡材成形品に関するものである。

発泡材は、断熱性、緩衝性という性質を有する。発泡材には、例えば、ビーズ法発泡材として、ビーズ法発泡スチロール（Expanded Polystyrene：ＥＰＳ）、ビーズ法発泡ポリプロピレン（Expanded Polypropylene：ＥＰＰ）、ビーズ法発泡ポリエチレン（Expanded Polyethylene：ＥＰＥ）等が知られている。従来より、発泡材の断熱性を利用して断熱対象物を断熱したり、緩衝性を利用して衝撃保護対象物を衝撃から保護するために、それらの対象物を覆うように成形された発泡材成形品が用いられる。このとき、対象物が立体的であると、それを覆う発泡材成形品も当該対象物の形状に合うように、立体形状を形成して用いられる。

例えば、断熱対象物として、図５に示すような、円柱形状を有する給湯機のタンクＴを発泡スチロール成形品Ｍで覆う場合には、図６に示すように、上面及び底面をそれぞれ覆う盆状の発泡スチロール成形品Ｍと、側面を覆う２つの半円筒形状の発泡スチロール成形品Ｍとが組み合わされる。これらの発泡スチロール成形品ＭでタンクＴを覆うことで、図７に示すように、タンクＴの全面が発泡スチロールで覆われる。

図８は、給湯機のタンクＴの側面を覆う従来の発泡スチロール成形品Ｍの斜視図である。図８に示すように、タンクＴの側面のような曲面を覆う発泡スチロール成形品Ｍは、その形状も曲面となり、立体的に形成される。対象物の表面が曲面でない場合にも、例えば角があれば、その角を覆う発泡スチロール成形品Ｍは、その角を境に折れ曲がった形状となり、立体的な形状となる。

本発明に関連する先行技術として、以下の先行技術文献に記載された先行技術が存在する。

特開２０１０−０９１１３４号公報

しかしながら、発泡スチロール成形品が立体的に形成されると、保管時及び輸送時に必要なスペースが大きくなるという問題がある。また、保管時及び輸送時に、発泡スチロール成形品の一部に集中的な応力が加わって割れてしまうこともある。以下に具体的に説明する。

図９は、図８に示した発泡スチロール成形品を保管又は輸送のために複数個重ねて置いた状態を示す図である。給湯機のタンクＴの側面に取り付ける発泡スチロール成形品Ｍは、半円筒形状を有しているので、重ねた際に互いの間の空間が大きくなり、比較的大きなスペースＳ１が必要になる。また、上から荷重が掛った場合には、中心部において応力が集中して、割れや亀裂が生じ易い。

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、使用時には立体形状を形成するとともに、保管時や輸送時には嵩張らない発泡材成形品を提供することを目的とする。また、本発明は、保管時や輸送時に割れや亀裂が生じにくい発泡材成形品を提供することを目的とする。

本発明の発泡材成形品は、立体形状を形成して用いられる発泡材成形品であって、前記発泡材成形品を折り曲げ、又は展開するためのスリット部を有する構成を有している。この構成により、平面に近い形状で成形された発泡材成形品をスリット部で折り曲げて立体を形成し、又は目的とする立体形状に成形された発泡材成形品をスリット部で展開して（広げて）平面に近い形状を形成することで、使用時には目的とする立体形状を形成するとともに、保管や輸送の際には平面に近い形状として必要なスペースを小さく抑えることができる。

上記の発泡材成形品において、前記スリット部は、前記発泡材成形品の一端から他端にかけて形成されていてよい。この構成により、スリット部をヒンジとして、発泡材成形品を折り曲げ、又は展開することができる。

また、上記の発泡材成形品において、前記スリット部は、内側に形成された内側スリット、外側に形成された外側スリット、及び前記内側スリットと前記外側スリットとの間に形成された薄肉部とからなっていてよい。この構成により、薄肉部が変形することで発泡材成形品の内側への折り曲げ、又は外側への展開を実現できる。また、スリットが内側及び外側の両方に形成されることで、折れ曲がった状態と展開した状態のいずれにおいても、当該スリット部分に応力が生じることを回避でき、立体形状を形成した際の発泡材成形品の割れを防止できる。

また、上記の発泡材成形品において、前記内側スリットと前記外側スリットは、互いにずれて形成されてよい。この構成により、折り曲げ又は展開の際に生じる応力を分散させることができる。

また、上記の発泡材成形品において、前記薄肉部は、前記スリット部の両側の部分の一方の外側から他方の内側に向けて斜めに形成されてよい。この構成により、折り曲げ又は展開の際に生じる応力をより効果的に分散させることができる。

また、上記の発泡材成形品において、前記スリット部の両側の部分の各々に対する付け根部分が中央よりも厚く形成されてよい。この構成により、薄肉部における切断及び割れを効果的に防止できる。

また、前記発泡材成形品は、前記スリット部で折れ曲がることで、前記円筒形状の全周又はその一部を形成してよい。この構成により、発泡材系製品によって円柱形状の対象物を覆うことができる。

また、前記発泡材成形品は、ビーズ法発泡スチロール成形品、ビーズ法発泡ポリプロピレン成形品、又はビーズ法発泡ポリエチレン成形品のいずれかであってよい。この構成により、発泡材成形品を断熱材として用いることができる。

本発明は、平面に近い形状で成形された発泡材成形品において、スリット部で折り曲げて目的とする立体形状を形成し、又は目的とする立体形状に成形された発泡材成形品をスリット部で展開して平面に近い形状を形成することで、使用時には目的とする立体を形成するとともに、保管や輸送の際には平面に近い形状として必要なスペースを小さく抑えることができる。

本発明の実施の形態の発泡スチロール成形品のスリット部の拡大断面図 本発明の実施の形態の発泡スチロール成形品（保管・輸送時）の斜視図 本発明の実施の形態の発泡スチロール成形品（使用時）の斜視図 本発明の発泡スチロール成形品を保管又は輸送のために複数個重ねて置いた状態を示す図 発泡スチロール成形品で覆われる円柱形状を有する給湯機のタンクの斜視図 円柱形状を有する給湯機のタンクとそれを覆う従来の発泡スチロール成形品の分解図 従来の発泡スチロール成形品で覆われた給湯機のタンクの斜視図 給湯機のタンクの側面を覆う従来の発泡スチロール成形品の斜視図 従来の発泡スチロール成形品を保管又は輸送のために複数個重ねて置いた状態を示す図

以下、本発明の実施の形態の発泡材成形品について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の発泡スチロール成形品のスリット部の拡大断面図であり、図２は、本発明の実施の形態の発泡スチロール成形品（保管・輸送時）の斜視図であり、図３は、本発明の実施の形態の発泡スチロール成形品（使用時）の斜視図である。

本発明の実施の形態の発泡材成形品としてのビーズ法発泡スチロール成形品１（以下単に「発泡スチロール成形品１」という。）は、給湯機のタンクＴを覆う断熱材として、タンクＴの側面に取り付けて使用される。発泡スチロール成形品１が覆う対象物であるタンクＴは、高さ１５００ｍｍ、直径７００ｍｍの円柱形状を有する。発泡スチロール成形品１は、タンクＴの側面の全周を覆うものではなく、半分のみを覆う。よって、発泡スチロール成形品１は、図３に示すように、使用時には半円筒形状を形成する。なお、残りの半分について、もう一つの同様の構成の発泡スチロール成形品でタンクＴの側面を覆うことで、タンクＴの全周が断熱材としての発泡スチロール成形品で覆われることになる。

以下の説明において、上下左右、縦横、内外等の方向を示す用語は、発泡スチロール成形品１がタンクＴに取り付けられた状態での方向を指す。発泡スチロール成形品１には、上端から下端まで縦方向に４本のスリット部１１が形成されている。発泡スチロール成形品１では、この４本のスリット部１１を境として、左から順に左接続部分１２ａ、左部分１２ｂ、中央部分１２ｃ、右部分１２ｄ、右接続部分１２ｅの５つの部分が形成されている。

左接続部分１２ａ、左部分１２ｂ、中央部分１２ｃ、右部分１２ｄ、右接続部分１２ｅは、それぞれ、円柱形状のタンクＴに取り付けられたとき、タンクＴの外側表面に合致するように、外側に凸となるように湾曲した形状を有している。発泡スチロール成形品１は、４本の各スリット部１１がヒンジとなって、その両側の部分が内側に所定の角度で屈曲することで、全体として半円筒形状が形成され、その内側面が円柱形状のタンクＴの外側表面に合致する形状となる。なお、発泡スチロール成形品１には、タンクＴに設けられた脚、操作部、配管等を逃すために、切欠きや孔が適宜形成される。

発泡スチロール成形品１は、保管や輸送の際には、占有するスペース、特に複数の発泡スチロール成形品１を重ねた際に占有するスペースを小さくできるように、図２に示すように平面に近い形状とされる。また、使用する際には、図３に示すように、所望の立体形状（即ち、半円筒形状）とされる。

図４は、発泡スチロール成形品１を保管又は輸送のために発泡スチロール成形品１を複数個重ねて置いた状態を示す図である。図８の従来の発泡スチロール成形品の場合と比較して明らかなように、保管又は輸送のために、発泡スチロール成形品１が平面に近い形状とされた場合には、占有するスペースＳ２を小さくできる。

発泡スチロール成形品１は、上述のように、使用時には半円筒形状をなし、２つの発泡スチロール成形品１が組み合わされることで、タンクＴの全周を覆う円筒形状をなす。このとき、一方の発泡スチロール成形品１の左接続部分１２ａと、他方の発泡スチロール成形品１の右接続部１２ｅとが接続され、一方の発泡スチロール成形品１の右接続部分１２ｅと、他方の発泡スチロール成形品１の右接続部１２ａとが接続される。組み合わせられる２つの発泡スチロール成形品１は、タンクＴの脚等を逃がす部分等を除いて、基本的に同様の形状を有している。

これらの２つの発泡スチロール成形品１のうち、一方の発泡スチロール成形品１の左接続部分１２ａには凹凸形状が形成されており、他方の発泡スチロール成形品１の右接続部１２ｅには、一方の発泡スチロール成形品１の左接続部分１２ａの応答形状と接続されるように凹凸が形成されている。また、一方の発泡スチロール成形品１の右接続部分１２ｅにも凹凸形状が形成されており、他方の発泡スチロール成形品１の左接続部１２ａにも、一方の発泡スチロール成形品１の右接続部分１２ｅの応答形状と接続されるように凹凸が形成されている。

一方の発泡スチロール成形品１と他方の発泡スチロール成形品１とがそれぞれ半円筒形状を形成してタンクＴを取り囲んで組み合わせられることで、タンクＴの全周は、合計８本のスリット部１１によって、８つの部分からなる円筒形状の発泡スチロール成形品によって覆われる。各発泡スチロール成形品１は、８本のスリット部１１で折れ曲がることで、内面がタンクＴの外側表面に一致する形状となる。

このような発泡スチロール成形品１が成形される際には、図２に示すように、平面に近い形状になるように、即ち、スリット部１１が平面上に並ぶ形状となるように、成形される。即ち、保管や輸送の際には、図２に示すように発泡スチロール成形品１は平面に近い形状とされるが、このときにスリット部１１に応力が生じないように、この平面に近い形状で成形される。

次に、図１を参照して、スリット部１１の詳細構造について説明する。図１に示すように、スリット部１１は、発泡スチロール成形品１の外側（表側）に形成された外側スリット１１ａ、発泡スチロール成形品１の内側に形成された内側スリット１１ｂ、及び外側スリット１１ａと内側スリット１１ｂとの間に形成された薄肉部１１ｃからなる。図１の上側及び下側は、それぞれ発泡スチロール成形品１の外側及び内側である。

外側スリット１１ａ及び内側スリット１１ｂは、深さ方向に徐々に幅が狭くなる形状を有している。具体的には、外側スリット１１ａ及び内側スリット１１ｂは、頂点が丸められた三角形状に形成される。外側スリット１１ａ及び／又は内側スリット１１ｂが円弧状に形成されてもよく、外側スリット１１ａ及び／又は内側スリット１１ｂが台形状に形成され、即ち底面（深さ方向に最も深い箇所）が平面に形成されてもよい。

外側スリット１１ａと内側スリット１１ｂとは、それらの一部が厚さ方向に重なるように、左右方向にずれて形成されている。その結果、外側スリット１１ａ及び内側スリット１１ｂが、深さ方向に徐々に幅が狭くなる形状に形成されている（スリットの切り込み面が厚さ方向に対して傾斜している）ことと相まって、スリット１１の両側の一方の部分の外側から他方の内側に向けて斜めに、斜めに薄肉部１１ｃが形成されている。また、外側スリット１１ａと内側スリット１１ｂとが左右方向にずれて形成されており、かつ、外側スリット１１ａ及び内側スリット１１ｂは、頂点が丸められた三角形状に形成されていることで、薄肉部１１ｃは、両側の部分に対する付け根が中央部よりも厚い形状に形成されている。

図１の例において、発泡スチロール成形品１のスリット部１１付近の厚さは１０ｍｍであり、薄肉部１１ｃの最も薄い部分は、内側から約７ｍｍの箇所にあり、その厚さは１ｍｍである。外側スリット１１ａと内側スリット１１ｂとのずれは約３ｍｍである。

本発明の発泡スチロール成形品１のスリット部１１の構成はこれに限られない。例えば、薄肉部１１ｃの最も薄い部分は、発明者らによる実験の結果、０．３ｍｍ〜３ｍｍであってよく、０．５ｍｍ〜２ｍｍとするのが好ましく、０．８ｍｍ〜１．５ｍｍとするのがより好ましい。薄肉部１１ｃの最も薄い部分が薄すぎると、取り付け作業等においてスリット部１１を境に折り曲げられたときに、その部分で切断されてしまうおそれがあり、逆に薄肉部１１ｃの最も薄い部分が厚すぎると、取り付け作業等においてスリット部１１を境に折り曲げられたときに、その部分で割れが生じるおそれがある。これらの観点から、薄肉部１１ｃの最も薄い部分の厚さは、上記の範囲とすることが望ましい。

上記のように形成された発泡スチロール成形品１が、スリット部１１において内側に折り曲げられることで、内側スリット１１ｂの下端（内側スリット１１ｂの両側の部分）が当接して、それ以上の折り曲げが規制され、その内面がタンクＴの外側表面に沿うようになる。発泡スチロール成形品１のスリット部１１で分けられた各部分は、タンクＴの外側表面に沿うように湾曲しているので、発泡スチロール成形品１がスリット部１１で折り曲げられてタンクＴに被せられることで、発泡スチロール成形品１の内面がタンクＴの外側表面に密着する。

なお、ヒンジ部を有し、ヒンジ部で自由に折り曲げられるようにした発泡材成形品が知られているが、このような従来の発泡材成形品では、ヒンジ部の強度を確保するために、ヒンジ部において、発泡材をソリッド状にしている。発泡材成形品の一部をソリッド状にするためには、発泡材成形装置における成形の際の設定が容易ではなく、高い精度を維持するためには、製造コストが大きくなる。そうではあっても、使用に際して、ヒンジ部で頻繁に折り曲げ、展開を繰り返す用途が予定されている場合には、そのような用途に耐え得る強度を確保するために、ヒンジ部において発泡材をソリッド状にする等の対策が必要になる。

これに対して、本実施の形態では、保管及び輸送の際に平面に近い形状とし、取付ける際に立体形状を形成するようにするという用途を想定しており、取り付けた後、即ち使用の際に、ヒンジによって折り曲げ、展開を繰り返すことは想定していない。よって、ヒンジとなるスリット部１１を上述のような形状とすることで、このスリット部１１をソリッド状にすることなく、必要な強度を実現でき、そのような成形をするための設定も容易であり、製造コストも抑えることができる。即ち、本実施の形態の発泡スチロール成形品１は、スリット部１１の薄肉部１１ｃも含む全体において、同一の条件で発泡ビーズを発泡させて成形される。

以上説明したとおり、本実施の形態によれば、タンクＴに取り付けた際に半円筒形状の断熱材となる発泡スチロール成形品１にヒンジとしてのスリット部１１を設けることで、取付け前の輸送時及び保管時には、より平面に近い形状とすることができる。よって、タンクＴに取り付ける断熱材としての発泡スチロール成形品を従来技術のように半円筒形状に成形した場合と比較して、必要なスペースを小さくできる。

なお、本実施の形態では、タンクＴの全周を覆う２つの組み合わされた発泡スチロール成形品１は、スリット部１１によって８つの部分に分けられることになり、それによって、保管や輸送の際に必要なスペースを小さくできるが、本発明の実施の形態のようにスリット部１１を設けるのではなく、タンク１１の全周を８等分してなる８つの発泡スチロール成形品を組み合わせることで、タンク１１の全周を覆うようにしても、同様に保管や搬送の際のスペースを小さくできる。しかしながら、この場合には、どの発泡スチロール成形品をどの発泡スチロール成形品と組み合わせるかが複雑となり、取り付けの際に混乱が生じるおそれがある。また、８つの発泡スチロール成形品のそれぞれについて、輸送等の際に、縁部において欠けが生じるリスクもある。

これに対して、本実施の形態では、タンクＴの側面の全周を覆うための発泡スチロール成形品は２つでよく、タンクＴへの取り付けの際にも混乱は生じにくく、８つの部分の境目において、スリット部１１によって連結しているところでは欠けは生じず、欠けが生じ得る箇所が少なくなる。

また、発泡スチロール成形品１は、取付け作業等の際に、スリット部１１をヒンジとして、その両側の部分が折れ曲がり、かつ、各部分の内面が円柱形状のタンクＴの外側表面に合致する湾曲形状に形成されているので、円柱形状のタンクを覆う半円筒形状を形成することができる。

なお、上記の実施の形態では、１つの発泡スチロール成形品１がスリット部１１をヒンジとして折れ曲がることで、半円筒形状を形成し、このような発泡スチロール成形品１を２つ組み合わせることで円柱形状のタンクＴの全周を覆うようにしたが、１つの発泡スチロール成形品が折れ曲がることで、円筒形状を形成して、１つの発泡スチロール成形品によって円柱形状のタンクＴの全周を覆うようにしてもよいし、１つの発泡スチロール成形品が折れ曲がることで四半円筒形状を形成し、このような発泡スチロール成形品を４つ組み合わせることでタンクＴの全周を覆うようにしてもよい。

また、上記の実施の形態では、半円筒形状を形成する発泡スチロール成形品１に対して、４本のスリット部１１を形成したが、本発明の発泡材成形品のスリット部の本数は、それ以上であってもそれ以下であってもよい。特に、発泡材成形品によって形成される円筒形状の一部の周方向の長さに応じて、スリット部の本数は増減してよい。例えば、発泡材成形品が、スリット部をヒンジとして折れ曲がることで、円筒形状の全周の３分の１を形成する場合には、そのような発泡スチロール成形品には、２本又は３本のスリット部を形成してよい。

また、上記の実施の形態では、発泡スチロール成形品１は、成形の際に、保管や輸送の際の形状、即ち複数のスリット部が平面上に並ぶ形状に成形され（即ち、成形に使用する金型の形状が図２に示す平面に近い形状に対応しており）、保管や輸送の際の形状において、スリット部１１に応力が生じないように成形されたが、本発明はこれに限られない。本発明の発泡材成形品は、成形の際に、目的とする立体形状を形成するように成形され（即ち、成形に使用する金型の形状が図３に示す半円筒形状に対応しており）、保管や輸送の際に、発泡材成形品をスリット部にて展開することで、平面に近い形状、即ちスリット部が一平面上に並ぶようにされてもよい。この場合には、保管や輸送の際にはスリット部に応力が生じるが、使用時にはスリット部に応力が生じない。

また、上記の実施の形態では、発泡スチロール成形品１は、円柱形状のタンクＴを覆うように、スリット部１１で折り曲げられたときに円筒形状を形成するように形成されたが、本発明の発泡材成形品は、スリット部で折り曲げられることにより円筒形状以外の立体形状を構成するように成形されてもよい。例えば、平板上の発泡材成形品に、上端から下端まで、平行な３本のスリット部を形成し、これらのスリット部をヒンジとすることで、中空四角柱を形成するものであってもよい。また、本発明の発泡材成形品は、ヒンジとしての複数のスリット部を複数の方向に形成することで、組み立てられて多面体（例えば６面体）又はその一部（６面体の１面を除く形状）を形成するものであってもよい。

また、上記の実施の形態では、タンクＴを覆う発泡材成形品として、発泡スチロールの成形品を用いたが、本発明の発泡材成形品は、発泡ポリプロピレン成形品、又は発泡ポリエチレン成形品であってもよい。なお、発泡材成形品は、製造コスト等の観点から、ビーズ法により成形したものであることが望ましい。本発明の発泡材成形品は、本実施の形態のスリット部を有することで、強度を確保するという観点から、ビーズ法以外の製造コストが高い方法により成形し、若しくはヒンジを形成し、又は他の高価な材料を採用することを要しない。

以上のように、本発明の発泡材成形品は、発泡材成形品がスリット部を有し、スリット部をヒンジとして折れ曲げ、又は展開することで目的とする立体形状を形成するので、使用時には立体的に形成されるとともに、保管時や輸送時には嵩張らないという効果を有し、立体形状を形成して用いられる発泡材成形品等として有用である。

１ 発泡スチロール成形品
１１ スリット部
１１ａ 外側スリット
１１ｂ 内側スリット
１１ｃ 薄肉部
１２ａ 左接続部分
１２ｂ 左部分
１２ｃ 中央部分
１２ｄ 右部分
１２ｅ 右接続部分

Claims (8)

1. 立体形状を形成して用いられる発泡材成形品であって、
   前記発泡材成形品を折り曲げ、又は展開するためのスリット部を有することを特徴とする発泡材成形品。
2. 前記スリット部は、前記発泡材成形品の一端から他端にかけて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発泡材成形品。
3. 前記スリット部は、内側に形成された内側スリット、外側に形成された外側スリット、及び前記内側スリットと前記外側スリットとの間に形成された薄肉部とからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の発泡材成形品。
4. 前記内側スリットと前記外側スリットは、互いにずれて形成されていることを特徴とする請求項３に記載の発泡材成形品。
5. 前記薄肉部は、前記スリット部の両側の部分の一方の外側から他方の内側に向けて斜めに形成されていることを特徴とする請求項４に記載の発泡材成形品。
6. 前記薄肉部は、前記スリット部の両側の部分の各々に対する付け根部分が中央よりも厚く形成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の発泡材成形品。
7. 前記発泡材成形品は、前記スリット部で折れ曲がり、又は展開することで、円筒形状の全周又はその一部を形成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発泡材成形品。
8. 前記発泡材成形品は、ビーズ法発泡スチロール成形品、ビーズ法発泡ポリプロピレン成形品、又はビーズ法発泡ポリエチレン成形品のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発泡材成形品。

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