JP4452308B2

JP4452308B2 - ボーリングピンの製造方法

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Publication number: JP4452308B2
Application number: JP2007504570A
Authority: JP
Inventors: 伸典鈴木
Original assignee: 浜松研磨株式会社
Priority date: 2005-02-22
Filing date: 2005-02-22
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2025-02-22
Also published as: CN100584417C; JPWO2006090435A1; CN101119775A; WO2006090435A1; US20090221378A1

Description

本発明はボーリングピンの製造方法に関するものである。

ボーリングは、手軽なレジャーとして広く楽しまれているだけでなく、競技としても一般的である。
ボーリングに使用されるピンは、ボールやピンが衝突したときの倒れ易さが重要で、衝突時の衝突力や衝突角度等の条件が同じであれば均一に倒れなければならない。そのために、国際規格によって形状や重量が、高さ：３８ｃｍ、最大径部：１２ｃｍ、底面の直径：６ｃｍ、重さ：１４１７ｇ以上１６４４ｇ以下であって各レーンに並べられるピン１０本における重さの差は１１３ｇ未満、と厳密に規定されている。

ボーリングピンは、ボールやピン同士が衝突したときに発するピン独特の乾燥した音や、繰り返しの衝突に耐える耐久性も必要であり、従来木製の芯材の表面に合成樹脂層を被覆したものが使用されていた。また、この木製のボーリングピンの表面には、焼き付け塗装によって文字、模様等の表示部が形成されていた。
例えば、特許文献１には、木材で形成したボーリングピン本体の最大径部において周りに適当な幅と深さの周溝を設け、その周溝に合成樹脂製の環帯を嵌合し、最小径部の中心に縦長の空洞を設け、その空洞に合成樹脂製の心棒を嵌合し、外表面を合成樹脂の外被膜で覆ったボーリングピンが開示されている。
しかし、特許文献１のボーリングピンは、本体が木材で構成されているので、いくつかの問題点がある。
例えば、ボールの重さは最大で約７．５２ｋｇもあり、ピンに衝突するときには投球による速度も加わってそのエネルギーは非常に大きく、ピンはその使用頻度にもよるが数カ月程度で新しいものと交換する必要があり、使用できる期間が比較的短いという問題がある。
そこで、ボーリングピンの芯材として、耐久性の優れた合成樹脂を使用することが提案されている（特許文献２）。
実開平６−７７７８１号公報特開２００２−２０５３１６号公報

しかし、特許文献２のボーリングピンは、以下のような問題点があった。
第１金型のキャビティに溶融樹脂を流し込み固化させて中芯部を形成し、
この中芯部の周りに表皮を成形するいわゆる２層樹脂ボーリングが提案されている。
表皮を形成する際に、中芯部を金型に固定するための上下に穴が設けられ、ボーリングピン製造の最終工程においてこの穴に樹脂製の蓋を圧入して完成するが、
この蓋は、しばしばボーリングゲーム中において繰り返し受ける強い衝突で、ボーリングピンから抜け落ちるという問題があった。

本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、ボーリングピンに要求される形状、重量、衝突時に発する乾燥した音等の条件を満足するだけでなく、耐久性に優れたボーリングピンの製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、衝撃や摩擦を受けてもキャップが抜け落ちることがない耐久性の高いボーリングピンの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載のボーリングピンの製造方法は、
ボーリングの外形より小さい形状を有する芯材を成形する芯材製造工程と、
その後、この芯材の外表面を被覆する表皮部形成工程とを有する、
ボーリングピンの製造方法であって、
芯材成形用金型２１に、
上中子２５、下中子２３をセットし、
ゲート２６を介してキャビティ２７に溶融状態の合成樹脂を射出して、
上側に開口する上側開口７を有する上中空部５ａと、
下側に開口する下側開口１１を有する下中空部５ｂとを備えた
芯材３を成形し、
この芯材３に、上キャップ９、下キャップ１３を取り付け、
上キャップ９の突起部３７を上型３９の凹部３７ａに嵌入させて上係止部とし、
下キャップ１３の凹部１３ａに下型３１のピン３１ａを嵌入させて下係止部とし、
芯材３の周囲に間隙２８ａを保持しつつキャビティ２８内に上下方向で芯材３を固定し、
前記間隙２８ａに、ゲート５１を介して溶融樹脂を射出して表皮部１５を形成し、
上キャップ９及び下キャップ１３を芯材３と一体的に被覆することを特徴とする。

請求項２に記載のボーリングピンの製造方法は、
ボーリングの外形より小さい形状を有する芯材を成形する芯材製造工程と、
その後、この芯材の外表面を被覆する表皮部形成工程とを有する、
ボーリングピンの製造方法であって、
芯材成形用金型２１に、
上中子２５、下中子２３をセットし、
ゲート２６を介してキャビティ２７に溶融状態の合成樹脂を射出して、
上側に開口する上側開口７を有する上中空部５ａと、
下側に開口する下側開口１１を有する下中空部５ｂとを備えた芯材３を成形し、
この芯材３に、上キャップ９、下キャップ１３、表示板１０９を取り付け、
上キャップ９の突起部３７を上型３９の凹部３７ａに嵌入させて上係止部とし、
下キャップ１３の凹部１３ａに下型３１のピン３１ａを嵌入させて下係止部とし、
芯材３の周囲に間隙２８ａを保持しつつキャビティ２８内に上下方向で芯材３を固定し、
前記間隙２８ａに、ゲート５１を介して溶融樹脂を射出して表皮部１５を形成し、
上キャップ９及び下キャップ１３を芯材３と一体的に被覆することを特徴とする。

以上のように、本発明に係るボーリングピンによれば、
上下に中空部を設け、この中空部を表皮部によって完全に被覆することすることによって、
ボーリングゲーム中において繰り返し受ける強い衝突でも、ボーリングピンから抜け落ちることがない。

また、ボーリングピンは、表皮部の成形時に中空部を有する芯材の表面から圧縮力が作用して変形防止材としてのキャップを鋳ぐるみ状態としているのでボールの強い衝撃を受けても変形することがない。

本発明のボーリングピンの構成についての概略外観図である。本発明の実施の形態に係る表示部を説明するための平面図である。図２のＡ−Ａ断面図である。図２のＢ−Ｂ断面図である。本発明のボーリングピンの製造方法について説明する概略図である。成形され芯材成形用金型から取り出した芯材の一部破断斜視図である。芯材を表皮部形成用金型内のキャビティ２８内に固定する状態を示す概略図である。２本のライン部１７を形成する工程を示す概略説明図である。

符号の説明

１ボーリングピン
３芯材
５ａ上中空部
５ｂ下中空部
６底部
７上側開口
８，２９段部
９キャップ
１１下側開口
１３下キャップ
１３ａ凹部
１３ｂ傾斜面
１３ｃ下部リブ
１５表皮部
１７ライン部
２１芯材成形用金型
２３下中子
２４凸部
２５上中子
２５ａ突出部
２５ｂ凹部
２６ゲート
２７キャビティ
２８キャビティ
２８ａ間隙
３１下型
３１ａピン
３３小穴
３５頭部
３７突起部
３７ａ凹部
３９上型
５１ゲート
５２凹部
１０４文字や模様
１０９表示部
２０２ボス
２０４表示体
２０６透明プレート

本発明に係るボーリングピンの製造方法について、図１〜図８を参照しながら説明する。
図１は、ボーリングピン１の構成についての概略外観図である。
図１において、符号３は芯材を示し、この芯材３の上部には上中空部５ａが、下部には下中空部５ｂが、それぞれ形成されている。
上中空部５ａと下中空部５ｂとの間には、芯材３を構成する合成樹脂が介在しており、上中空部５ａと下中空部５ｂは連通状態にはない。
上中空部５ａは芯材３の上端に向かって開口した上側開口７を有し、
また下中空部５ｂは芯材３の下端に向かって開口した下側開口１１を有している。
また、上中空部５ａの上側開口７には変形防止材としての上キャップ９が、下中空部５ｂの下側開口１１には下キャップ１３が、それぞれ嵌合されている。

さらに、芯材３、上キャップ９及び下キャップ１３は、表皮部１５によって覆われており、この表皮部１５の欠落部分には、２本のライン部１７及び表示部１０９が表皮部１５から露出するように形成されている。

本発明において、芯材３の素材としての合成樹脂の種類は特に限定されるものではないが、好適な素材としてポリプロピレン樹脂が挙げられる。
ポリプロピレン樹脂は、軽量であり、耐熱性・射出成形性が良く、剛性、衝撃強さ、硬さがあるので芯材として好適である。また、低価格、リサイクル性の点でも好適に用いられる。
芯材としてはその特性が、アイゾット衝撃強さ（ノッチ付き、２０℃、ＡＳＴＭＤ２５３）で２００Ｊ／ｍ以上、ロックウエルＲ硬度で８０（２０℃、ＡＳＴＭＤ７８５）以上あることが望ましい。
また、ポリプロピレン樹脂は、その組成により、ホモポリマー（単独重合体）と、共重合体であるランダムコポリマー、ブロックコポリマーがあるが、芯材としては、耐衝撃強度に優れたブロックコポリマーを用いることが好ましい。市販のポリプロピレン樹脂としては、例えば、出光石油化学（社）製の商品名「Ｊ−７５０ＨＰ」などが挙げられる。
また、ポリプロピレン樹脂に他の樹脂をブレンドすることで、さらに優れた特性を付与することもできる。例えば、ポリプロピレン樹脂にポリアミド樹脂をブレンドした合成樹脂を挙げることができる。

さらに、再生ペレツト等も使用できる。この再生ペレットは例えば次の組成のものが使用される。
アドマー（商標）９〜１５％（重量、以下同じ）
６ナイロン（商標）０〜４６％
６６６ナイロン（商標）０〜３３％
１２ナイロン（商標）０〜８％
ＥＶＯＨ樹脂０〜２１％
エバー（商標）０〜３９％
ＰＥ（ポリエチレン）０〜５３％
ＰＰ（ポリプロピレン）０〜４５％
これらは、トータル１００％に調整されて配合される。

表皮部１５は、芯材３よりもさらに耐摩擦摩耗性・耐衝撃性のある合成樹脂から形成されていることが好ましい。例えば、熱可塑性エンジニアリングプラスチックであるアミド基結合を持つポリアミド樹脂が好適に挙げられる。ポリアミド樹脂は、耐摩擦摩耗性、耐衝撃性に優れ、ボーリングピンの表皮部の材料として好適である。
表皮部としてはその特性が、アイゾット衝撃強さ（ノッチ付き、２３℃、ＡＳＴＭＤ２５３）で６００Ｊ／ｍ以上、ロックウエルＲ硬度（２３℃、ＡＳＴＭＤ７８５）で１１０以上あることが望ましく、芯材よりも、耐摩擦摩耗性、耐衝撃性、硬度とも高いこと必要とされる。すなわち、表皮部は、ボーリングのボールによって直接衝撃を受け止める部分であり、少しでも割れや傷などが入ってはならず、極めて厳しい特性が要求されているからである。

ポリアミド樹脂は、その組成により、ホモポリマー（単独重合体）と、共重合体である共重合ナイロンがあるが、表皮部の素材としては、いずれの素材も用いることができるが、ポリε−カプロアミド樹脂（［ＮＨ（ＣＨ_２）５ＣＯ］_ｎ、ナイロン６）を好適に用いることができる。
さらに、ポリε−カプロアミド樹脂にエラストマーを微量ブレンドすることにより、外観に光沢性、柔軟性を付与させることができるので、表皮部の素材として更に好ましく用いることができる。
ポリε−カプロアミド樹脂にエラストマーを微量ブレンドした市販の樹脂としては、例えば、東レ（社）製の商品名「アミランＵ１４１」などが挙げられる。
また、ポリアミド樹脂に他の樹脂や顔料をブレンドすることで、さらに別の特性を付与することもできる。例えば、顔料をブレンドして表皮部をアイボリー系に着色することもできる。

本発明においては、表皮部１５の上層には、プライマーやクリア塗装などは施す必要がない。上記表皮部の合成樹脂が極めて硬質である上、耐傷つき性、耐摩擦摩耗性、耐衝撃性等に優れているので、表皮部の表面には何も施さなくても綺麗さが保たれる。さらに、表皮部にポリアミド樹脂を用いた場合は、その上への塗装密着性が困難となるため、使用中にクリア塗装などが剥離してかえって見栄えが悪くなる。

なお、本発明においては、芯材として用いる素材は、射出成形性が良く、剛性、衝撃強さ、硬さ、安価、リサイクル性に優れている合成樹脂を用い、表皮部として用いる素材は、芯材よりもさらに耐摩擦摩耗性、耐衝撃性、硬度とも優れている合成樹脂を用いる点に特徴がある。

次に、表示部について説明する。
図２は、本発明の実施の形態に係る表示部を説明するための平面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ断面図であり、図４は、図２のＢ−Ｂ断面図である。
図２〜図４に示すように、本実施の形態では、表示部１０９は、湾曲した透明プレート２０６及びその裏側に貼付された表示体２０４、ボス２０２によって構成されている。
透明プレート２０６は、ボーリングピンの円周方向に沿う形状になるように湾曲させて形成させてあり、その裏側には、文字や模様を印刷した表示体２０４が透明接着剤を介して貼付されている。
透明プレート２０６を形成する素材としては、ポリカーボネイトのような透明樹脂が挙げられる。
文字や模様を印刷した表示体２０４を形成する素材としては、プラスチックフィルムや紙などのシート状のものが挙げられる。
本実施の形態では、ボス２０２は、透明プレート２０６の裏側の上下にそれぞれ１本ずつ突起状に形成されていて、芯材３の小穴３３にそれぞれ嵌合されて、表示部１０９を芯材３に固定するようにされる。
なお、透明プレート２０６の裏側に貼付されている表示体２０４に印刷されている文字や模様１０４を、透明プレート２０６の裏側に直接印刷することにより、表示体２０４を省略することもできる。

次に、本発明のボーリングピンの製造方法について説明する。
まず、第１段階として、芯材３を予め製造する。即ち、図５に示すように、芯材成形用金型２１に、上中空部５ａ、下中空部５ｂを形成する上中子２５、下中子２３をセットし、
ゲート２６を介してキャビティ２７に溶融状態の合成樹脂を射出して芯材３を成形する。

成形された芯材３は、上側に開口する上側開口７を有する上中空部５ａと、
下側に開口する下側開口１１を有する下中空部５ｂとを備えており、
上中空部５ａ及び下中空部５ｂの内周には段部８，２９が形成されている。
すなわち、
上中子２５は、下端部に半球状の突出部２５ａを有する円筒形状であり、
その上端部分の径寸法Ｄ１が下端部分の径寸法Ｄ２より大きい寸法に形成されているので、上中空部５ａの底部６には突出部２５ａに対応した凹部２５ｂが形成され、周壁には径寸法の相違から段部８が形成される。
図５においては、底部６は上中空部５ａの底周縁であり、段部８は上側開口７の近傍に形成されている。

一方、下中子２３は、先端が丸みを有するロケット型の円筒形状であり、
その下端部分の径寸法Ｄ３がそれより上部の径寸法Ｄ４より大きい径寸法に形成されているので、下中空部５ｂ周壁には径寸法の相違から段部２９が形成される。
図５においては、段部２９は下側開口１１の近傍に形成されている。

図６は、図５のようにして成形され芯材成形用金型２１から取り出した芯材３の一部破断斜視図である。
図６において、芯材３には、上下に上中空部５ａ及び下中空部５ｂが形成されており、
この芯材３に、上キャップ９、下キャップ１３、表示板１０９を取り付ける。
まず、上キャップ９を芯材３の上側開口７から上中空部５ａへ打ち込むと、
上キャップ９の下端が上中空部５ａの底部６に突接し、
上キャップ９の径寸法Ｄ１部分の下端が段部８と突接して、
上キャップ９が上中空部５ａ内に嵌入されるので、頭部３５が芯材３の上側開口７の外面と面一状態になる。
なお、上キャップ９の上面は半球状の頭部３５が設けられており、この頭部３５の中心には上方に突起部３７が形成され、この突起部３７が後述する表皮部形成用金型への芯材３の上係止部となる。

次に、下キャップ１３を芯材３の下側開口１１から下中空部５ｂへ打ち込むと、
下キャップ１３の上端が下中空部５ｂの段部２９と突接し、
下キャップ１３が下中空部５ｂ内に嵌合される。
なお、下キャップ１３は全体として円筒形状であり、上部径Ｄ５は
下中空部５ｂの径寸法Ｄ３と略同寸であり、
下部リブ１３ｃの外径寸法Ｄ６は芯材３下端の外径寸法Ｄ７と略同一寸法である。
また、下キャップ１３の下部側壁は傾斜しており、下方ほど径寸法が小さくなっている傾斜面１３ｂが形成されており、下中空部５ｂへ嵌入された場合に、芯材３の下端周縁と面一状態になる。
なお、下キャップ１３の下面中央には底に開口した円筒形状の凹部１３ａが設けられており、この凹部１３ａが後述する表皮部形成用金型への芯材３の下側係止部となる。

また、表示部１０９のボス２０２を小穴３３にそれぞれ嵌入させて、表示部１０９を芯材３に固定する。
なお、芯材成形用金型２１には、芯材３の外周面には小穴３３を形成するための凸部２４がキャビティ２７内に突出するように形成されている。
なお、小穴３３の位置は、表示部１０９のボス２０２の上下位置に対応している。

次に、図７に示すように、上キャップ９、下キャップ１３、表示板１０９を打ち込んだ芯材３を表皮部形成用金型である上型３９及び下型３１で形成される空間であるキャビティ２８内に固定する。
そして、芯材３とキャビティ２８とで形成される間隙２８ａに、ゲート５１を介してポリアミド樹脂を射出して表皮部１５を形成する（図１参照）。

芯材３をキャビティ２８内に固定するには、上キャップ９の突起部３７を上型３９の凹部３７ａに嵌入させて上係止部とし、下キャップ１３の凹部１３ａに下型３１のピン３１ａを嵌入させて下係止部とし、芯材３の周囲に間隙２８ａを保持しつつキャビティ２８内に上下方向で固定する。
このようにして、上キャップ９及び下キャップ１３は、表皮部１５によってほぼ完全に被覆され、芯材３のくびれ部分には表皮部１５が薄い凹部５２が上下２カ所形成される。

次に、図８に示すように、
凹部５２にゲート２６を介して赤色のポリアミド樹脂を射出して、所謂２色成形により２本のライン部１７を形成する。このライン部１７は凹部５２に充填された合成樹脂によって形成されるので、塗装によって形成したライン部のように磨耗して消えてしまうことはない。

表皮部１５が形成されると表示部１０９が露出（表示体が表皮部から露出する露出部となる）する。
なお、前述のように、表示部１０９はポリカーボネイトやウレタン系樹脂によって形成されているので、表皮部１５の曲面に沿うように湾曲している。
前記したように表示部１０９の表示体１０４は、
透明プレート２０６によって覆われているので、塗装によって形成した表示部のように磨耗して消えてしまうことはない。

上記のようにして、表皮部１５、ライン部１７等を被覆させた芯材３を下型３９及び下型３１から外して、上キャップ９の頭部の突起部３７を切断して、表皮部１５の外面と面一状態にする。
なお、上キャップ９及び下キャップ１３は、芯材３と一体的に被覆された表皮部１５によって、完全に鋳ぐるみされた状態となり、ボーリングピンの使用中に上キャップ９及び下キャップ１３が抜ける落ちることはない（図１参照）。

以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。

以上のように、本発明にかかる製造方法によって製造されたボーリングピンは、
芯材の上中空部には上キャップを嵌め込み、下中空部に下キャップを嵌め込み、
表皮部としてポリアミド樹脂を使用し、樹脂温度２５０℃以上の高温でキャビティ内に加圧して、芯材と一体的に鋳ぐるみされているので、
上下キャップが、芯材の上下の中空部に強固に固定され、芯材が変形することなく、
国際規格により規定されている所定の形状に長期に亘って維持することができる。
また、本発明のボーリングピンの製造方法は、芯材として用いる素材は、射出成形性が良く、剛性、衝撃強さ、硬さ、安価、リサイクル性に優れている合成樹脂を用い、表皮部として用いる素材は、芯材よりもさらに耐摩擦摩耗性、耐衝撃性、硬度とも優れている合成樹脂を用いる点に特徴があるので、極めて長期間用いることができる。
また、本発明のボーリングピンの製造方法は、表皮部の上層にはプライマーやクリア塗装などは施す必要がない。表皮部の合成樹脂が極めて硬質である上、耐傷つき性、耐摩擦摩耗性、耐衝撃性等に優れているので、表皮部の表面には何も施さなくても綺麗さが保たれる。
また、芯材がポリプロピレン樹脂、表皮部がポリアミド樹脂により形成されているので耐久性、リサイクル性に優れている。
本発明のボーリングピンの製造方法によれば、表皮部や表示部が衝撃や摩擦を受けても剥げることがなくなり、高い耐久性を得ることができ、ボーリングピンを使用する上でのコストを低減することが可能となる。

Claims

ボーリングの外形より小さい形状を有する芯材を成形する芯材製造工程と、
その後、この芯材の外表面を被覆する表皮部形成工程とを有する、
ボーリングピンの製造方法であって、
芯材成形用金型２１に、
上中子２５、下中子２３をセットし、
ゲート２６を介してキャビティ２７に溶融状態の合成樹脂を射出して、
上側に開口する上側開口７を有する上中空部５ａと、
下側に開口する下側開口１１を有する下中空部５ｂとを備えた
芯材３を成形し、
この芯材３に、上キャップ９、下キャップ１３を取り付け、
上キャップ９の突起部３７を上型３９の凹部３７ａに嵌入させて上係止部とし、
下キャップ１３の凹部１３ａに下型３１のピン３１ａを嵌入させて下係止部とし、
芯材３の周囲に間隙２８ａを保持しつつキャビティ２８内に上下方向で芯材３を固定し、
前記間隙２８ａに、ゲート５１を介して溶融樹脂を射出して表皮部１５を形成し、
上キャップ９及び下キャップ１３を芯材３と一体的に被覆することを特徴とするボーリングピンの製造方法。
ボーリングの外形より小さい形状を有する芯材を成形する芯材製造工程と、
その後、この芯材の外表面を被覆する表皮部形成工程とを有する、
ボーリングピンの製造方法であって、
芯材成形用金型２１に、
上中子２５、下中子２３をセットし、
ゲート２６を介してキャビティ２７に溶融状態の合成樹脂を射出して、
上側に開口する上側開口７を有する上中空部５ａと、
下側に開口する下側開口１１を有する下中空部５ｂとを備えた芯材３を成形し、
この芯材３に、上キャップ９、下キャップ１３、表示板１０９を取り付け、
上キャップ９の突起部３７を上型３９の凹部３７ａに嵌入させて上係止部とし、
下キャップ１３の凹部１３ａに下型３１のピン３１ａを嵌入させて下係止部とし、
芯材３の周囲に間隙２８ａを保持しつつキャビティ２８内に上下方向で芯材３を固定し、
前記間隙２８ａに、ゲート５１を介して溶融樹脂を射出して表皮部１５を形成し、
上キャップ９及び下キャップ１３を芯材３と一体的に被覆することを特徴とするボーリングピンの製造方法。