JP5373506B2 - 螺旋状緩衝部材 - Google Patents

Description

本発明は、主に物品を外力から保護するために使用され、さらに物品の間に介在するスペーサとしても使用することができる螺旋状緩衝部材に関する。

自動車や家屋などの大型構造物を構成する大型部品から、小型電子機器などに使用される小型部品まで、これら部品は、緩衝部材に保護されて保管され、または運搬される。この種の緩衝部材として従来は、発泡スチロールで形成されているものが一般的であった。

しかし、発泡スチロールで形成された緩衝部材は、変形できるものではなく、保護しようとする部品や製品に合わせた形状および構造となるように製造することが必要である。そのため、繰り返して使用することが難しく、使用後は廃棄されたり、リサイクルによって作り直さなくてはならなかった。また変形できないものであるため、緩衝部材そのものが大型となり、緩衝部材の運搬や保管そのものにもスペースと人手を要する欠点があった。

緩衝部材として、可撓性の樹脂シートまたは樹脂フィルムによって中空に形成され、内部に空気が充填されて使用されるものもある。しかし、この空気式の緩衝部材は予め内部に空気が充填された状態で製造されるものが多く、非使用時にコンパクトに収納できるものではなかった。また、形状も特定されており、汎用性に乏しく、繰り返し使用に適するものではなかった。

以下の特許文献１には、内部が空洞で可撓性材料で形成された螺旋状のチューブが緩衝器として使用される発明が開示されている。しかし、この緩衝器は、螺旋状のチューブの中にコイルスプリングが収納されており、チューブの内部に封入した空気によって緩衝作用を発揮しようとするものではない。

特開２００３−１３０１０９号公報

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、保護しようとする物品の大きさや形状に合わせて柔軟に変形できて緩衝材やスペーサとして機能でき、しかも使用しないときはコンパクトに収納することが可能な螺旋状緩衝部材を提供することを目的としている。

本発明の螺旋状緩衝部材は、内部に気体を充填できる空間部が形成された可撓性のチューブによって形成されており、前記空間部に気体が充填されたときの立体形状が、仮想軸の軸回りで且つ軸に沿う方向に延びる螺旋状となり、前記空間部の気体が排出されているときには、前記仮想軸を中心とする平坦な輪形状となることを特徴とするものである。

立体形状が螺旋状であるため、軸方向へ伸縮性を有しまた直径も自由に変えることができ、各種部品や完成製品の形状や大きさに柔軟に対応して緩衝機能を発揮することができる。

平坦な輪形状として保管できるため、気体が充填されていない非使用状態で保管や運搬が容易である。

本発明の螺旋状緩衝部材は、前記チューブの一端が封止され、他端に気体の導入口が設けられているものとして構成できる。

使用時に他端の導入口から気体を充填することで、直ちに立体形状にして使用することができる。

本発明の螺旋状緩衝部材は、例えば、前記チューブが軸に巻きつけられ、軸の周囲の隣り合うチューブの間に物体が挟持され、前記チューブがスペーサおよび緩衝材として機能する。

または、例えば、前記チューブが物品の周囲に巻きつけられて、前記チューブが緩衝材として機能する。

本発明の螺旋状緩衝部材は、各種部品や完成製品の大きさや形状に柔軟に追従して変形できるため、部品や完成製品である物品に対して緩衝機能やスペーサとしての機能を発揮できる。

また螺旋状緩衝部材は、気体を充填しない状態でコンパクトに保管し運搬することができ、また気体を充填することで、使用可能な立体形状にできる。また全体が細長いチューブで構成されているために、空間部に充填する気体の量が多くなく、気体の充填を短時間に完了できる。

本発明の螺旋状緩衝部材の実施の形態を示すものであり、空間部に気体が充填されて立体となった状態を示す斜視図、 空間部に気体が充填されていない非使用状態を示す斜視図、 螺旋状緩衝部材の製造工程の一例を示す斜視図、 螺旋状緩衝部材の製造工程の一例を示す一部断面図、 螺旋状緩衝部材を構成するチューブの端部に形成された気体の導入口を示す断面図、 螺旋状緩衝部材を構成するチューブの端部に形成された気体の導入口の他の構成例を示す平面図、 螺旋状緩衝部材をスペーサおよび緩衝材として使用する使用例を示す斜視図、 図７の使用例における螺旋状緩衝部材の側面図、 螺旋状緩衝部材で製品を包んだ使用例を示す斜視図、 螺旋状緩衝部材で製品を包んだ他の使用例を示す斜視図、

図１と図２に示すように、本発明の実施の形態である螺旋状緩衝部材１は、細長いチューブ２で構成されている。チューブ２は、仮想軸Ｏを中心とする螺旋形状であり、この実施の形態では、チューブ２の螺旋の１周分（３６０度分）をループ部８と定義している。

図２に示すように、空間部３に気体が充填されていない非使用状態では、チューブ２が潰れて平坦形状である。非使用状態では、チューブ２の外周縁４が仮想軸Ｏを中心とする一定の半径の円弧上に位置し、内周縁６が仮想軸Ｏを中心とする一定の半径の円弧上に位置するように、それぞれのループ部８を重ねることが可能である。図２に示すように、非使用状態の螺旋状緩衝部材１は、仮想軸Ｏを中心とする一定の半径の平坦な輪形状となって、コンパクトに収納することができる。

図１は、チューブ２の空間部３に空気などの気体が充填された立体状態を示している。立体状態では、それぞれのループ部８が膨らみを有し、チューブ２は、仮想軸Ｏの軸回りで且つ軸に沿う方向に延びる螺旋状となる。

チューブ２は、軟質なシート材料で形成されている。シート材料は、合成樹脂シートであり、または合成樹脂シートと紙材料とのラミネート材であり、あるいは合成樹脂フィルムとネット形状などの補強材が積層されたラミネート材である。前記シート材料が、螺旋の外周縁４に沿って外周シール部５で接合され、且つ螺旋の内周縁６に沿って内周シール部７で接合されて、気体を充填することができる空間部３を有するチューブ２が形成されている。

チューブ２の長手方向の一方の端部では、前記シート材料がエンドシール部において接合されて封止され、また、チューブ２の他方の端部には、気体の導入口が設けられている。

図５は第１の実施の形態の導入口１０ａを示す断面図である。図５は、空間部３に気体が充填されて膨らんだ状態のチューブ２の端部の構造の断面を示している。

図５に示す導入口１０ａには、チューブ２の開口端２ａから空間部３の内部に向かって延びる逆止弁１１が設けられている。この逆止弁１１は、チューブ２を構成するシート材料よりもやや剛性の高い合成樹脂シートで形成されている。逆止弁１１は２枚設けられ、一端がチューブ２の開口端２ａの内面に固定され、他端が空間部３の内部で合わせられて弁部１２が形成されている。図５に示す構造では、導入口１０ａから空間部３に向かって空気を充填することができ、チューブ２が立体形状に膨らむと、内部圧によって弁部１２が閉じられ、空間部３内の空気の漏れを防止できるようになる。

図６は、第２の実施の形態の導入口１０ｂを示している。図６は、空間部３に気体が充填されていない平坦な状態のチューブ２の端部を示す平面図である。

前記のように、チューブ２には、外周縁４に外周シール部５が形成され、内周縁６に内周シール部７が形成されているが、さらにチューブ２の端部に、外周シール部５に連続する導入シール部５ｂと、内周シール部７に連続する導入シール部７ｂが形成されている。導入シール部５ｂと導入シール部７ｂとの間に細い迷路１３が形成され、さらに前記迷路１３と連通する口１４が形成されている。

口１４から導入された空気などの気体は、細い迷路１３を通過して空間部３に充填される。空間部３が膨らんで内部の圧力が高くなると、細い迷路１３が潰れるように変形して、空間部３の気体が口１４から外部に漏れるのが防止される。

図３と図４に基づいて、前記螺旋状緩衝部材１の製造方法の一例を説明する。
図３に示す製造方法では、細長いシート材料Ｓ１，Ｓ２が供給されて重ね合わされる。シート材料Ｓ１とＳ２は、共に同じ幅寸法で直線状に延びる帯状体である。シート材料Ｓ１とＳ２の少なくとも一方は、その接合面に溶融温度の低い樹脂層のシーラント層が設けられており、シート材料Ｓ１とシート材料Ｓ２との接合部で熱シールや超音波シールを行うことが可能となっている。

細長いシート材料Ｓ１とＳ２は、縁部４ａどうしおよび縁部６ａどうしが一致するように重ねられて、シール工程２０に供給される。シール工程２０には、シート材料Ｓ１，Ｓ２の幅方向に間隔を空けて配置された一対のシールローラ２１ａ，２１ｂと、対向ローラ２２とが設けられている。シールローラ２１ａ，２１ｂと対向ローラ２２は一定の周速度で回転しており、シート材料Ｓ１とＳ２は、シールローラ２１ａ，２１ｂと対向ローラ２２との間に挟まれて一定の速度で送り出される。シールローラ２１ａ，２１ｂは熱ローラまたは超音波振動を発生するローラであり、縁部４ａと縁部６ａにおいてシート材料Ｓ１，Ｓ２が加熱されてシール部５ａとシール部７ａにおいて互いに溶融接合される。

シール部５ａとシール部７ａにおいて互いに接合されたシート材料Ｓ１とＳ２は、螺旋成形工程２５に送られる。螺旋成形工程２５では、シール部７ａを挟むギヤローラ２６ａ，２６ｂと、シール部５ａを挟むガイドローラ２７ａ，２７ｂとが設けられている。図４に拡大して示すように、ギヤローラ２６ａの外周面とギヤローラ２６ｂは外周面に、互いに噛み合う歯部が形成されている。一方、ガイドローラ２７ａ，２７ｂは外周面が平坦面のローラである。

ギヤローラ２６ａ，２６ｂとガイドローラ２７ａ，２７ｂは同じ周速度で回転している。シール部７ａはギヤローラ２６ａ，２６ｂで挟まれて断面がジグザグ形状に形成され、シール部５ａはガイドローラ２７ａ，２７ｂによって一定の速度で送り出される。シール部７ａは、シールローラ２１ａで加熱された後に完全に冷却されないうちにギヤローラ２６ａ，２６ｂに送り込まれるため、歯部で噛み込まれたシール部７ａの断面のジグザグ形状が安定して内周シール部７となる。その結果、螺旋成形工程２５を通過したチューブ２は、内周縁６が円弧状に成形されて、図１と図２に示す螺旋形状となる。

なお、ギヤロール２６ａ，２６ｂが加熱ローラであって、シール部７ａをさらに加熱しながら歯部でジグザグ形状に成形するものであってもよい。またシールローラ２１ｂでシール部５ａが形成された後に、縁部４ａからシール部５ａ内に、空間部３に通じない深さの切れ目を一定の間隔で入れて、外周縁４が円弧形状に変形しやすくしてもよい。

シート材料Ｓ１，Ｓ２を重ねて外周シール部５と内周シール部７を形成して、螺旋形状とした後に、チューブ２を一定の長さに切断し、一方の端部にエンドシール部を形成し、他方の端部に図５に示す導入口１０ａや図６に示す導入口１０ｂを形成する。

製造後の螺旋状緩衝部材１は、図２に示すように、仮想軸Ｏを中心とする輪形状で且つ平坦な状態で運搬や保管ができる。使用時に、チューブ２の導入口１０ａ，１０ｂから空間部３に空気などの気体を充填すると、図１に示すように、チューブ２は仮想軸Ｏの軸回りの螺旋で軸方向に延びる立体の螺旋形状となる。

図１に示す立体形状の螺旋状緩衝部材１は、空間部３に気体が充填されているために弾性的に収縮変形できる。仮想軸Ｏに沿って引張り力を与えると自由に延びることができ外力を除去すると元の形状に復元される。また、それぞれのループ部８の直径を広げるように変形させることができる。さらに、図１では螺旋状緩衝部材１の螺旋形状が右ネジの螺旋であるが、途中でループ部８を反転させて、この反転部を挟んで一方の側が右ネジの螺旋で他方の側が左ネジの螺旋となるように変形させることもできる。

図７以下は、前記螺旋状緩衝部材１の使用例を示している。
図７には、比較的大きな物品３１を梱包した梱包体３０に螺旋状緩衝部材１を使用した例を示している。

図７に示す梱包体３０は、トレイ３２の上に複数の軸３５が設けられ、それぞれの軸３５に、気体を充填した螺旋状緩衝部材１が巻きつけられている。自動車用部品や船舶用部品または住宅用部品などの大型の物品３１は、前後に重ねられて前記軸３５の上に支持されており、前後の物品３１の間に、螺旋状緩衝部材１のループ部８が介在している。トレイ３２はコンテナ３３で覆われている。

トレイ３２の上に設置される軸３５は、金属製または木材製で断面が円形の棒材または断面が矩形状の棒材である。または、合成樹脂で形成された中空パイプなどであってもよい。軸３５の表面にはゴムや発泡樹脂などの緩衝材が巻きつけられている。図８に示すように、表面が前記緩衝材で形成されている軸３５の周囲に、空間部３に気体が充填された螺旋状緩衝部材１が巻きつけられている。軸３５の直径は、気体が充填された螺旋状緩衝部材１の内径寸法よりもやや大きく設定されており、螺旋状緩衝部材１のそれぞれのループ部８は、内径がやや拡大するように変形して軸３５に巻き付けられている。そのため、螺旋状緩衝部材１は軸３５の回りにしっかりと固定される。

図８に拡大して示すように、それぞれの物品３１の下端部は、軸３５で支持されるとともに、前後の物品３１の間に螺旋状緩衝部材１のチューブ２の一部であるループ部８が入り込み、ループ部８がスペーサとして機能するとともに内部に気体が封入されているために緩衝材として機能している。

図８に示すように、螺旋状緩衝部材１の隣り合うループ部８の間隔は任意に広げることが可能であるため、物品３１の前後の厚みが相違していても、その物品３１の間にループ部８を密着させて介在させることができる。また、隣り合う物品３１の間に、１つのループ部８を介在させてもよいし、２個や４個のループ部８を介在させることができる。このような自由度のために、図８に示すように、異なる厚さの物品３１を一緒に梱包することが可能である。

図７では、それぞれの物品３１の下部が軸３５および螺旋状緩衝部材１で支持されているが、これに加えて、それぞれの物品３１の上端部や両側部が、軸３５および螺旋状緩衝部材１で支持されていてもよい。

図９は、瓶４１を螺旋状緩衝部材１で包む使用例を示している。
空間部３に気体を充填した螺旋状緩衝部材１は、仮想軸Ｏの軸方向に自由に伸ばすことができ、またそれぞれのループ部８の半径を拡張させることが可能である。そのため、図９に示すように、瓶４１の外周に螺旋状緩衝部材１を巻きつけると、場所によって直径が相違する瓶４１の外形に追従させて、それぞれの場所にループ部８を巻き付けることができる。図９に示す状態で瓶４１を梱包して保管しまたは運搬する際に、瓶４１を外力から保護することができる。

図１０は、比較的大きな物品４２の周囲に螺旋状緩衝部材１を巻き付けた使用例を示している。

図１０に示す使用例では、空間部３に気体を充填した螺旋状緩衝部材１が仮想軸Ｏの軸方向に沿ってやや伸ばされた状態で物品４２に巻きつけられている。螺旋状緩衝部材１は伸ばされた状態で物品４２に巻き付けられているため、軸方向への収縮力で、物品４２の外部に緩むことなく密着させられる。また、螺旋状緩衝部材１の交叉部４３では、ループ部８どうしを絡ませることで、螺旋状緩衝部材１が互いに拘束し合って、物品４２の外面から離れにくくなる。

図１０に示すように、物品４２の外部に螺旋状緩衝部材１を巻き付けた状態で、コンテナ内に収納され、または、包装紙によって包装される。

また、図１０に示したのと同様に、螺旋状緩衝部材１を家具やピアノなどの外面に巻き付けることで、引越しなどにおいて家具などを搬送する際に緩衝材として使用でき、家具が傷付くのを防止しやすくなる。

１ 螺旋状緩衝部材
２ チューブ
３ 空間部
４ 外周縁
５ 外周シール部
６ 内周縁
７ 内周シール部
８ ループ部
１０ａ，１０ｂ 導入口
３５ 軸

Claims (2)

1. 内部に気体を充填できる空間部が形成された可撓性のチューブによって形成されており、前記空間部に気体が充填されたときの立体形状が、仮想軸の軸回りで且つ軸に沿う方向に延びる螺旋状となり、前記空間部の気体が排出されているときには、前記仮想軸を中心とする平坦な輪形状となることを特徴とする螺旋状緩衝部材。
2. 前記チューブの一端が封止され、他端に気体の導入口が設けられている請求項１記載の螺旋状緩衝部材。

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