JP7252639B2 - 収容容器を作成する方法及びその方法により作成された収容容器 - Google Patents

Description

本発明は、プラスチック段ボールを用いて組立てられる収容容器に関し、これに用いられるコーナー部材に係るものである。

工場間の通い箱として利用されるプラスチック段ボールは、廃棄の際に分解分別を要しないように構成部材をすべて同一素材に統一して作成されている。例えば、特許文献１においては、プラスチック段ボールを折曲げて、６面の内の上向きの１面を開口とした長方形の箱体とし、開口部の縁周りにフレーム部材、四隅にはコーナー部材を用いて固定する。その固定の際に、プラスチック段ボール、フレーム部材、コーナー部材のすべてをポリオレフィン系の同一素材で統一すると共に、部材間結合を超音波溶着等の熱溶着によって収容容器を作る技術が開示されている。

同文献によれば、先端が円筒状の大凸部とその周囲に環状の溝部その外側に環状の小凸部が形成された特殊な超音波溶着のコテをコーナー部材の表面に押し当てることによってコーナー部材とフレーム部材とプラスチック段ボールとを即座に一体的に溶着結合する。コテは、コーナー部材の表面に押し当てるとコーナー部材とフレーム部材を溶融しさらにプラスチック段ボールのある位置まで侵入しこれらを一体的に溶着する。

コテ先端のプラスチック段ボールまでプラスチックを溶融させながら侵入させ、環状の溝部をコーナー部材の表面に当接する位置までで止めることにより、コテの先端部と環状の小凸部との間に溶融したプラスチックを挟んで溶着させる。

また、特許文献２には、コーナー部材の表面に溶融したプラスチックが溢れ出さないようにする技術が開示されている。同文献によれば、コーナー部材に対してコテの外形寸法よりも大きい内形寸法を有したガイド孔を設け、ガイド孔にコテを挿入した際に、コテの周側面がホーン挿入ガイド孔の入口側の周縁に接触しないようにして、溶融したプラスチックがコテの周側面を伝ってコーナー部材の表面に溢れ出てくるのを抑制している。
特開２００１－３５４２２８号公報 特開２０１９－１３７４４４号公報

特許文献１によれば、コーナー部材の表面には、コテの先端形状によって型どりされたプラスチックの押し跡が形成される。また、特許文献２によれば、溶着処理が行われたコーナー部材と、されていないコーナー部材との間で、外観を一瞬見ただけでは、区別が付きにくいと言う問題がある。このため、溶着作業忘れが起こりやすいことになる。また、コテにより溶融したプラスチックの量が多い場合には、ガイド孔の中に収まれきれずに、あふれ出す恐れがある。

本発明の課題は、上記の問題点を解決し、溶着作業がされたコーナー部材の表面にコテ跡を残して、溶着作業がされていない表面は平坦なままとすることにより溶着作業忘れを防止するとともに、コテ跡自体も、その周りのコーナー部材の表面が平坦なままで維持されたプラスチック段ボールを用いた収容容器を提供することにある。

本発明による収容容器を作成する方法は、熱可塑性樹脂からなる中空板材を上部に開口を有する箱状に折曲げた箱体と、前記開口の縁周りに被せられた断面Ｕ字型のフレーム部材と、前記開口の各コーナーで隣接するフレームの上から被せられ、外側壁と内側壁とこれらの上辺を橋渡し状に連結して形成された断面がＵ字型の溝体を主要部とするコーナー部材と、を備え、前記箱体、フレーム部材、コーナー部材が重なった位置にコテを押し当ててこれらを一体的に溶着して収容容器を作成する収容容器の作成方法において、
前記コテが押し当てられる位置であって、前記外側壁の内側には、当該外側壁の板厚を内側から外側に減じた厚さを持つ薄肉部と当該外側壁の板厚のまま前記薄肉部を縦方向に横切るリブを具備する窪み部が設けられ、前記窪み部はさらに、前記コテが差し込まれる範囲を包含し、かつ前記薄肉部は外側壁の高さ途中から下縁部まで続いており、そのうえ前記リブの幅が前記コテの径よりも小さくされているコーナー部材を、前記各コーナーで隣接する前記フレーム部材の上から被せ、
前記コテが前記リブにかかるように前記リブの位置に前記コテを差し込み、前記箱体、フレーム部材、コーナー部材を一体的に溶着させて、前記窪み部の位置にコテ跡を残すことを特徴とする。
また、本発明の収容容器は、熱可塑性樹脂からなる中空板材を上部に開口を有する箱状に折曲げた箱体と、前記開口の縁周りに被せられた断面Ｕ字型のフレーム部材と、前記開口の各コーナーで隣接するフレーム部材の上から被せられ、外側壁と内側壁とこれらの上辺を橋渡し状に連結して形成された断面がＵ字型の溝体を主要部とするコーナー部材と、を備え、前記箱体、フレーム部材、コーナー部材が重なった位置にコテを押し当ててこれらを一体的に溶着されてなる収容容器において、
前記コテが押し当てられる位置であって、前記外側壁の内側には、当該外側壁の板厚を内側から外側に減じた厚さを持つ薄肉部と当該外側壁の板厚のまま前記薄肉部を縦方向に横切るリブを具備する窪み部が設けられ、前記窪み部はさらに、前記コテが差し込まれる範囲を包含し、かつ前記薄肉部は外側壁の高さ途中から下縁部まで続いており、そのうえ前記リブの幅が前記コテの径よりも小さくされているコーナー部材が、前記各コーナーで隣接する前記フレーム部材の上から被せられており、
前記箱体、フレーム部材、コーナー部材を一体的に溶着させることにより前記コーナー部材の窪み部の範囲内に残された前記コテが押し当てられたコテ跡には、前記コテが抜けて溶融した熱可塑性樹脂が表面張力により周囲に広がった孔と、溶融した後に前記肉薄部と前記フレーム部材の間に流れて硬化した熱可塑性樹脂が形成されていることを特徴とする。

本発明によるコーナー部材を用いた収容容器によれば、溶着処理が行われた箇所においてはコテ跡が残り、溶着処理がされていない箇所においては外側壁が元のままであるので、溶着作業忘れを防止することができるという効果がある。そして、コテ跡を観察すると、コテが抜けた孔が見えるだけであって、その周りの面は元のままなので審美性を損なわない。また、溶融プラスチックがバリとして残ることもない。

収容容器１を説明する図であり、図１Ａは収容容器１の外観であり、図１Ｂはプラスチック段ボールの展開状態を示す図、図１Ｃは組立途中を示した図である。 コーナー部材について説明する図であり、図２Ａ、図２Ｂはコーナー部材の斜視図、図２Ｃは一部断面図、図２Ｄは窪み部を横に切断したときのＸ－Ｘ断面である。 コテによる溶着の様子を示した図であり、図３Ａは溶着台を示す図であり、図３Ｂ～Ｅはコテがコーナー部材に差し込まれて溶着してゆく様子を示す図である。 他の実施例を示す図である。

本発明の一実施例によるコーナー部材を用いた収容容器１を説明する。
図１Ａは収容容器１の外観であり、図１Ｂはプラスチック段ボールの展開状態を示す図、図１Ｃは組立途中を示した図である。
収容容器１は、プラスチック段ボール２と、フレーム部材３と、コーナー部材４と、必要に応じて取手部材５とを具備している。プラスチック段ボール２は、中芯とライナーで構成され、内部に空洞がある中空板材である。プラスチック段ボール２と、フレーム部材３と、コーナー部材４と、取手部材５を構成する材料は、将来的なリサイクルを考慮して、同一素材の熱可塑性樹脂、例えばポリオレフィン系のプラスチックを統一して用いるのが良い。

プラスチック段ボール２は、直方体の６つの面のうち上部には面を持たずに開口とした収容容器１の代表的な形態である箱体の展開図に従って切り落とされ、折り曲げ線に必要な溝が設けられる。プラスチック段ボール２を折り曲げて箱体の形態にする。

図１Ｂにおいて、プラスチック段ボール２は底面部２ａの四辺に一対の長辺側壁部２ｂ、一対の短辺側壁部２ｃが設けられている。長辺側壁部２ｂには、さらに折り曲げた時に短辺側壁部２ｃと重なるシロ部２ｄが設けられている。短辺側壁部２ｃには、取手取付け穴２ｅが設けられている。さらに、シロ部２ｄには、短辺側壁部２ｃと重なったときに取手取付け穴２ｅが貫通するようにＵ字型の切り取り部２ｆが設けられている。尚、図１Ｂにおいて、実線が切り取られた外形を示し、点線は折り曲げ線に必要な溝が設けられた折り線であり、すべてが谷折りである。

図１Ｃにおいて、プラスチック段ボール２を折り曲げて立体状にしたのち、一対の長辺側壁部２ｂ及び一対の短辺側壁部２ｃの上縁で囲まれる開口の縁周りに樹脂製のフレーム部材３を被せる。このフレーム部材３は箱体の機械的強度を増し、物が当たり易い開口の縁周りを破損し難くして耐久性を増すために用いられているものである。収容容器１ではフレーム部材３として、シングルフレーム３ａとダブルフレーム３ｂとを用いる。プラスチック段ボール２が一重構造の長辺側壁部２ｂの上縁にはシングルフレーム３ａが、プラスチック段ボールが二重構造になる短辺側壁部２ｃの上縁にはダブルフレーム３ｂがそれぞれ被せられる。シングルフレーム３ａは、１枚分のプラスチック段ボールの厚さに相当する幅を有する断面Ｕ字型の溝体である。また、ダブルフレーム３ｂは、２枚分のプラスチック段ボールの厚さに相当する幅を有する断面Ｕ字型の溝体である。

そして、箱体の四隅の各コーナーにおいて、隣接するシングルフレーム３ａとダブルフレーム３ｂの上からコーナー部材４を被せて嵌合連結する。図１Ａの完成した収容容器１において、コーナー部材４には、コテ（図示せず）を押し当てることにより形成されたコテ跡Ｋが残っている。このコテ跡Ｋは、コテの外径とほぼ一致している。コーナー部材４の構成およびコテによる溶着については、後述する。さらに、必要に応じて、取手部材５を短辺側壁部２ｃの側面に取り付ける。取手部材５は、短辺側壁部２ｃの外側から、取手取付け穴２ｅにはめ込んで取り付けられ、取手取付け穴２ｅの裏側から締結部材５ａがはめ込まれて固定される。

［コーナー部材１の構成］
図２を用いて、コーナー部材４について説明する。コーナー部材４は、射出成形により一体的に形成されたプラスチック部品である。図２Ａ、図２Ｂにコーナー部材４の斜視図を示す。コーナー部材４は、四隅の各コーナーにおいてシングルフレーム３ａとそれに隣接するダブルフレーム３ｂを上から嵌合するため、平面視においてＬ型である。また、コーナー部材４は断面がＵ字型の溝体を主要部としており、溝体の上側に延長壁部４ｂが必要に応じて設けられる。コーナー部材４の主要部たる溝体の溝の形状は、外側壁４ａと内側壁４ｃと、これらの上辺を橋渡し状に連結して形成されている。コーナー部材４は、溝の間隔ｄ１、ｄ２において左右が対称になる２種類のものがある。そして、コーナー部材４の上面には、延長壁部４ｂは、外側壁４ａの上縁部に沿って突状に延在して形成される。延長壁部４ｂは、収容容器１を複数段に重ねるときに、上側におかれる収容容器１の底面部２ａの周囲を囲み支持する。

図２Ｃは、コーナー部材４の外側壁４ａの内側を示している。外側壁４ａの内側には、コテ１０が差し込まれる位置に、外側壁４ａの板厚ｔ１を内側から外側に減じた厚さを持つ薄肉部７（板厚ｔ２、図２Ｄ参照）と板厚ｔ２より厚い厚さのリブ８を具備する窪み部６が設けられている。本実施例では、リブ８の厚さは、外側壁４ａの板厚ｔ１のままとした。窪み部６は、コテ１０が差し込まれる範囲を包含する大きさであり、かつ薄肉部７は外側壁４ａの高さ途中から下縁部まで、板厚ｔ２の状態で続いている。コテ１０が差し込まれる範囲を破線Ｐで示した。窪み部６の設けられた位置においては、外側壁４ａの外側から観察すると孔の無い平坦な面になっている。リブ８は、窪み部６を縦方向に横切るように設けられている。リブ８は、その上側が板厚ｔ１の外側壁４ａに続いており、下側は外側壁４ａの下縁部まで続いている。

図２Ｄは窪み部を横に切断したときのＸ－Ｘ断面を示している。同図において、リブ８の幅ｈ１は、コテ１０の径ｈ２よりも小さい。コテ１０が差し込まれたとき、コテ１０がリブ８にかかる位置である。望ましくは、コテ１０でリブ８が上下に分断され、コテ１０の左右両端が薄肉部７にかかる位置にリブ８は設けられるのが良い。尚、図において、コテ１０の位置を破線で示した。

［コーナー部材１を用いた溶着］
図３は、コテ１０による溶着の様子を示している。図３Ａは、基台１１ａ、ガイド１１ｂ、コテ１０からなる溶着台１１を示している。コテ１０は、超音波溶着のコテを用いる（電熱線によるコテでも良い）。超音波溶着では、コテ１０の先端部を２０ｋＨｚの超音波周波数で振動させ加熱する。基台１１ａ上に設けられたガイド１１ｂは、底面部２ａが突き当てられコテ１０が差し込まれる底面部２ａからの高さを規定する。また、コテ１０の基台１１ａから高さは、コテ１０が差し込まれる横方向の距離を規定する。溶着台１１を利用することにより、ガイド１１ｂに底面部２ａを突き当てて、コテ１０側にスライドさせることにより、コーナー部材４に設けられた窪み部６の正確な位置にコテ１０を差し込むことができる。また、窪み部６の位置はコーナー部材４に共通であり、また、コテ１０の差し込み位置は高度な正確性を必要としないため、ある程度熟練してくれば、手持ちのコテを用いても、ある程度正確に窪み部６の位置にコテ１０を差し込むことができる。

図３Ｂ～Ｅは、コテ１０がコーナー部材４に差し込まれて溶着してゆく様子を示している。
図３Ｂにおいて、リブ８が裏側に存在する外側壁４ａに対向してコテ１０が配置される。一方、収容容器１側は、外側壁４ａ、シングルフレーム３ａ（若しくはダブルフレーム３ｂ）、プラスチック段ボール２、シングルフレーム３ａ（若しくはダブルフレーム３ｂ）、内側壁４ｃの順で重なっている。コテ１０は、この重なった位置に押し当てられて、これらの部材を溶着するのである。

図３Ｃにおいて、コテ１０が差し込まれる。薄肉部７はコテ１０により瞬時に溶けて孔Ｓが開くが、表面張力により孔Ｓの周囲を広げるように移動し、コテ１０から離れる。このため、振動が伝わらずにそれ以上の溶融は起こさない。この孔Ｓは、コテ１０の周囲に微少な間隔で広がった孔である。一方、リブ８は、背面がシングルフレーム３ａ（若しくはダブルフレーム３ｂ）により支持されているので、コテ１０の超音波振動により効果的に発熱し溶融する。コテ１０が押し込まれている状態であるので、溶融したプラスチックＭは、コテ１０と共に背面のシングルフレーム３ａ（若しくはダブルフレーム３ｂ）側に押し付けられる。コテ１０がリブ８を貫くことにより、コーナー部材４とシングルフレーム３ａ（若しくはダブルフレーム３ｂ）との溶着に関与する溶融プラスチックの量が確保される。

図３Ｄにおいて、コテ１０はシングルフレーム３ａ（若しくはダブルフレーム３ｂ）、プラスチック段ボール２、シングルフレーム３ａ（若しくはダブルフレーム３ｂ）を貫通し、内側壁４ｃの途中で差し込みが停止される。溢れた溶融プラスチックＭは、プラスチック段ボール２の空洞構造の中や、薄肉部７とシングルフレーム３ａ（若しくはダブルフレーム３ｂ）の間に分散して流れる。

図３Ｅにおいて、コテ１０が引き抜かれるとコテ１０に付着して外側壁４ａの外に溢れようとする溶融プラスチックＭは、コテ１０の周囲を取り囲んだ薄肉部７の固形プラスチックにより、抜けだしを阻止される。その結果、コテ跡を観察すると、コテ１０が抜けた孔が見えるだけであって、その周りは余溶け出しによる盛り上がり変形が少なく元の平坦のままであって、完成した収容容器１の審美性を損なわない。また、溶融プラスチックＭがバリとして残ることもない。リブ８は、コテ１０の挿入により一部が溶解して分断されるが、一部は残り薄肉部７の破断を抑制する。

そして、溶着処理が行われた箇所においてはコテ跡が残り、溶着処理がされていない箇所においては外側壁４ａが元のままである。このため、溶着作業を行ったかどうかの確認をコテ跡の有無により判別できることになる。コテ跡があると無いのでは外観が大きく異なるため、溶着作業忘れを容易に発見することができる。

上記実施例においては、窪み部６の薄肉部７は外側壁４ａの高さ途中から下縁部まで伸ばしたが、コテ１０が差し込まれる範囲を包含する大きさであれば、下縁部までなくとも良い。但し、この場合、コーナー部材４を射出成形で作成する場合に、型抜きの工程が複雑になり、製造原価が増加するという問題がある。また、リブ８が存在しない箇所の薄肉部７は破断しやすくなる。

また、リブ８の幅ｈ１はコテの径ｈ２よりも小さくする必要があることを前提に、リブ８の大きさ形状は、変更可能である。例えば、上記実施例においては、リブ８の上側を板厚ｔ１の外側壁４ａまで続けたが、続いていなくても良い。板厚ｔ１の外側壁４ａまで続かないようにした場合、コーナー部材４を射出成形で作成する場合に、型抜きの工程が複雑になり、製造原価が増加するという問題がある。

尚、上記実施例では、これに限定されるものではないが、薄肉部７の板厚ｔ２は０．３ｍｍとし、その他の外側壁４ａの板厚ｔ１は２ｍｍとした。尚、コーナー部材は、射出成形で製造されるプラスチック部品であり、薄肉部７の板厚ｔ２の成形については製造上の限界がある。薄肉部７の板厚ｔ２が薄ければ、薄肉部７の裏側に多くの量の溶融プラスチックを収容することができるが、構造は弱くなる。一方、板厚ｔ２が板厚ｔ１に近づけば、溶融プラスチックが溢れることになる。よって、板厚ｔ２は板厚ｔ１の半分以下とすることが一応の目安となる。

［他の実施例］
図４に他の実施例を示す。
図４Ａ、４Ｂは、リブ８を設けない場合の実施例であって、他の構成は先の実施例と同じである。電気抵抗加熱のコテを用いる場合には、窪み部６は薄肉部７のみで構成しても良い。ただし、この例においては、コテが差し込まれる範囲を包含する大きな範囲で薄肉部７が外側壁４ａの下縁側に存在することになり、収容容器１の製品としての強度が低下するという問題がある。

図４Ｃ、４Ｄは、リブ８を設けない場合のさらなる他の実施例であって、他の構成は先の実施例と同じである。この例においては、外側壁４ａの下縁側において、その表面に補強ブリッジ１２が一体的に形成されている。補強ブリッジ１２は、外側壁４ａの下縁側に薄肉部７の左右に跨がって、板厚ｔ１の部分を橋渡し上に連結するプラスチックの肉厚が増加した部分である。補強ブリッジ１２を形成することにより、薄肉部７の強度が補強されると言う効果がある。また、手持ちのコテを用いて溶着する場合に、窪み部の位置の目印にすることが出来る。

１ 収容容器
２ プラスチック段ボール
２ａ 底面部
２ｂ 長辺側壁部
２ｃ 短辺側壁部
２ｄ シロ部
２ｅ 取手取付け穴
２ｆ 切り取り部
３ フレーム部材
３ａ シングルフレーム
３ｂ ダブルフレーム
４ コーナー部材
４ａ 外側壁
４ｂ 延長壁部
４ｃ 内側壁
５ 取手部材
５ａ 締結部材
６ 窪み部
７ 薄肉部
８ リブ
１０ コテ
１１ 溶着台
１１ａ 基台
１１ｂ ガイド
１２ 補強ブリッジ

Claims (2)

1. 熱可塑性樹脂からなる中空板材を上部に開口を有する箱状に折曲げた箱体と、前記開口の縁周りに被せられた断面Ｕ字型のフレーム部材と、前記開口の各コーナーで隣接するフレームの上から被せられ、外側壁と内側壁とこれらの上辺を橋渡し状に連結して形成された断面がＵ字型の溝体を主要部とするコーナー部材と、を備え、前記箱体、フレーム部材、コーナー部材が重なった位置にコテを押し当ててこれらを一体的に溶着して収容容器を作成する収容容器の作成方法において、
   前記コテが押し当てられる位置であって、前記外側壁の内側には、当該外側壁の板厚を内側から外側に減じた厚さを持つ薄肉部と当該外側壁の板厚のまま前記薄肉部を縦方向に横切るリブを具備する窪み部が設けられ、前記窪み部はさらに、前記コテが差し込まれる範囲を包含し、かつ前記薄肉部は外側壁の高さ途中から下縁部まで続いており、そのうえ前記リブの幅が前記コテの径よりも小さくされているコーナー部材を、前記各コーナーで隣接する前記フレーム部材の上から被せ、
   前記コテが前記リブにかかるように前記リブの位置に前記コテを差し込み、前記箱体、フレーム部材、コーナー部材を一体的に溶着させて、前記窪み部の位置にコテ跡を残すことを特徴とする収容容器を作成する方法。
   
2. 熱可塑性樹脂からなる中空板材を上部に開口を有する箱状に折曲げた箱体と、前記開口の縁周りに被せられた断面Ｕ字型のフレーム部材と、前記開口の各コーナーで隣接するフレーム部材の上から被せられ、外側壁と内側壁とこれらの上辺を橋渡し状に連結して形成された断面がＵ字型の溝体を主要部とするコーナー部材と、を備え、前記箱体、フレーム部材、コーナー部材が重なった位置にコテを押し当ててこれらを一体的に溶着されてなる収容容器において、
   前記コテが押し当てられる位置であって、前記外側壁の内側には、当該外側壁の板厚を内側から外側に減じた厚さを持つ薄肉部と当該外側壁の板厚のまま前記薄肉部を縦方向に横切るリブを具備する窪み部が設けられ、前記窪み部はさらに、前記コテが差し込まれる範囲を包含し、かつ前記薄肉部は外側壁の高さ途中から下縁部まで続いており、そのうえ前記リブの幅が前記コテの径よりも小さくされているコーナー部材が、前記各コーナーで隣接する前記フレーム部材の上から被せられており、
   前記箱体、フレーム部材、コーナー部材を一体的に溶着させることにより前記コーナー部材の窪み部の範囲内に残された前記コテが押し当てられたコテ跡には、前記コテが抜けて溶融した熱可塑性樹脂が表面張力により周囲に広がった孔と、溶融した後に前記肉薄部と前記フレーム部材の間に流れて硬化した熱可塑性樹脂が形成されていることを特徴とする収容容器。

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