JPH09131786A - 雄雌一対の嵌合部を一体成形した熱可塑性プラスチックシート成形体および雄雌一対の嵌合部の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱可塑性プラスチックシート成形体でこれを
組立てた時にゆるんだりズレたりしないシャープな組立
容器の状態を保ち、しかも組立体を解放して折りたたん
だ時にその形状を維持するような嵌合部材を持つ衣料や
装身具類の商品等に好適で通い箱としての使用にも好適
なシート成形体を提供する。 【解決手段】 嵌合雄部と嵌合雌部とを有する雄雌一対
の嵌合部を一体成形した熱可塑性プラスチックシート成
形体であって、前記嵌合雄部は、頂上部にわずかな高さ
をもつ円錐台形状部と、該頂上部以下がテーパー角θを
４°〜６°とする逆円錐台形状部と、を備える熱可塑性
プラスチック中空体突起であり、前記突起と嵌合する嵌
合雌部は、熱可塑性プラスチックシートを貫通すること
によって形成された円孔であり、当該雄雌一対の嵌合部
が連続した熱可塑性シート片の所定嵌合位置に少なくと
も一対以上一体成形されているように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、雄雌一対の嵌合部
を一体成形した熱可塑性プラスチックスシート成形体に
関する。

【０００２】さらに詳しくは、熱可塑性プラスチックス
シート上に、一体成形された雄雌一対の嵌合部を嵌合さ
せたときに、その嵌合部が三次元方向のいずれにもズレ
ない安定な嵌合状態を維持する嵌合部を一体成形した熱
可塑性プラスチックスシート成形体に関する。

【０００３】

【従来の技術】嵌合部を嵌合して組立て容器等に形成し
て使用する熱可塑性プラスチックスシート成形体はすで
に良く知られている。そして、その具体的な嵌合部材と
して、雄雌一対のホック状の突起を一体成形したもの
や、差込式の嵌合部を形成させたものも知られている。

【０００４】しかしながら、これら従来の組み立て使用
して用いられるシート成形体に形成された嵌合部（材）
は、一旦、嵌合して組み立てを行ってしまうと、この組
み立てた状態を解放して元の平面状展開体に戻した時
に、嵌合係止部が破損することが多く、再度、嵌合組み
立てを行っても、組み立て後の立体形状が維持出来なく
なる等の欠点があった。

【０００５】また、嵌合部の雄雌部材の成形にかかわる
寸法上の条件を、多くの場合経験則から割出したものを
用いているために、使用する原料シートの厚さが一旦変
わると、たちまち嵌合が不能となるといった問題が生
じ、その都度、嵌合部寸法の手直しが必要であった。

【０００６】加えて例えば、雄雌一対のホックの入口径
に大幅な差がある時には嵌合部がきちんと固定されず振
動を受けると絶えずヨコずれやタテズレを生じてしま
う。このように従来より組立てたものがスマートな形状
を維持することができる安定な嵌合部材であって、しか
も組立て前の状態に解放後、再び、組立使用が容易に行
えるものは皆無であるといえる。

【０００７】一方、最近の流通業界に於ては、商品を輸
送するコンテナー等をその生産地に返送し再使用するい
わゆる通い箱方式が浸透し、その生産地に返送するに際
してはコンテナーを折りたたんでコンパクトにし少しで
も返送運賃を軽減しようとする方向に進んでいる。

【０００８】しかし熱可塑性プラスチックスシート成形
体は、前述した理由のほかにうまくコンパクトに折りた
ためない、もしくは折りたためてもその状態の形状を維
持するためにゴムバンドを掛けたり袋に詰めたりという
繁雑な作業を要するため軽便な容器と評価されながらも
通い箱として使用することはほとんど顧みられなかっ
た。

【０００９】しかし重量の点から見て従来の硬質のプラ
スチックコンテナー通い箱等は、組立式にするとそのた
めに付加する部品が増加してさらに重くなるし、荷崩れ
を起すと周囲のものを破損し、それ自体も再使用出来な
い損傷を受けるなどの問題があり、一方、ダンボール等
は耐水性の点、耐久性の点で不満な点が多く軽量で耐水
性もあるプラスチックシート成形体の組立て容器が再び
見直されつつあるのが実状である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上述の
状況にかんがみ熱可塑性プラスチックシート成形体でこ
れを組立てた時にゆるんだりズレたりしないシャープな
組立容器の状態を保ち、しかも組立体を解放して折りた
たんだ時にその形状を維持するような嵌合部材を持つ衣
料や装身具類の商品等に好適で通い箱としての使用にも
好適なシート成形体を提供することを課題とした。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述した如く、差込式嵌
合部材は部材の占めるスペースが小さくシャープな組立
形状を得やすいが嵌合を繰り返すとその差込係止部が破
損するかあまくなってしまい嵌合機能をたちどころに消
滅させてしまう。

【００１２】また、ホック、ホックの嵌合は嵌合部材の
占めるスペースが大きくなりシャープな組立形状は得に
くく、またズレのない嵌合を得るには雌部ホックの内面
に雄部ホックの外面がほぼ全面に接触していないとズレ
解消にならず、このズレ部分が存在していると嵌合部が
内容物の重量によってたわんだり、すき間を生じたりし
て容器の外観上極めて見劣りさせ商品イメージを低下さ
せかねない。

【００１３】本発明者らはこれらの点を考慮して、突起
（ホック）と円孔の一対の嵌合部材なら繰り返し嵌合に
もホック同士の嵌合より耐久性がありその占める空間ス
ペースもホック１ケ分に等しいことから突起と円孔の嵌
合につき検討を進め本発明を完成した。

【００１４】すなわち本発明は、嵌合雄部と嵌合雌部と
を有する雄雌一対の嵌合部を一体成形した熱可塑性プラ
スチックシート成形体であって、前記嵌合雄部は、頂上
部にわずかな高さをもつ円錐台形状部と、該頂上部以下
がテーパー角θを４°〜６°とする逆円錐台形状部と、
を備える熱可塑性プラスチック中空体突起であり、前記
突起と嵌合する嵌合雌部は、熱可塑性プラスチックシー
トを貫通することによって形成された円孔であり、当該
雄雌一対の嵌合部が連続した熱可塑性シート片の所定嵌
合位置に少なくとも一対以上一体成形されているように
構成される。

【００１５】また、本発明は、前記嵌合雄部の突起の先
端部最大外径Ｄ_oT（ｍｍ）と、前記嵌合雌部の円孔の断
面径Ｄ_H （ｍｍ）との関係が、下記式 (I)を満たすとと
もに、 ０．４≦Ｄ_oT−Ｄ_H ≦０．８ …式 (I) 前記嵌合雄部の突起の根元から前記嵌合雌部の円孔の厚
さｔ（ｍｍ）だけ隔たった位置での、前記嵌合雄部の突
起外周径Ｄ_t （ｍｍ）と、前記嵌合雌部の円孔の断面径
Ｄ_H （ｍｍ）との関係が下記式(II)を満たしてなる雄雌
一対の嵌合部を有するように構成される。

【００１６】 ０≦Ｄ_t −Ｄ_H ≦０．８・ｔ・ｔａｎθ …式(II) （ここで、ｔは、嵌合雌部の円孔の厚さ、すなわち成形
に供する原料シート厚さ（ｍｍ）と同じであり、θは嵌
合雄部の突起のテーパ角度を表し４°≦θ≦６°の範囲
をとる） また、本発明の雄雌一対の嵌合部の製造方法は、真空成
形用金型を用いて、嵌合雄部となる熱可塑性プラスチッ
ク中空体突起を、金型面から上向きに立つ突起として成
形させるために、当該真空成形用金型は、その金型面よ
り突出するように立てられた金型中子柱を備え、該金型
中子柱は、その先端部近傍に５〜１５ｍｍの範囲内の一
定値に定めた最大外径Ｄ_OKをもち、この位置から頂面ま
でが微小高さを有する円錐台形状部をなし、この最大外
径Ｄ_OKを有する位置から金型面と一致する金型中子柱の
根本までがテーパー角θを４°〜６°の範囲内に一定値
に定めた逆円錐台形状部であって、この逆円錐台形状部
の高さＨ_K が、下記式(III) Ｈ_K ＝（（１／１．７５ｔａｎθ）＋ １．９）ｔ …式(III) （ここで、ｔは成形に供する原料シート厚さ（ｍｍ））
を満たすように定めた寸法形状の金型中子柱を用いて嵌
合雄部である突起を熱可塑性プラスチックシート上に一
体成形し、しかる後、嵌合雌部となる打ち抜き円孔の径
を、原料シート厚さｔが０．３５≦ｔ≦０．７０ｍｍの
時、前記金型中子柱の最大外径Ｄ_OKと一致させ、前記嵌
合雄部の突起に対応する嵌合対応所定位置に打ち抜き刃
を用いてシート成形体のトリミング工程中に打抜成形す
るように構成される。

【００１７】また、本発明の雄雌一対の嵌合部の製造方
法は、原料シート厚さｔが０．７０＜ｔ≦１．１０ｍｍ
の時、金型中子柱の逆円錐台形状部の高さＨ_K を定める
前記式(III) に代えて、下記式(IV) Ｈ_K ＝（(1 / 1.75 tan θ)+ 1.9 ) t -(0.5/ 2 tan θ) …式(IV) に従って金型中子柱の逆円錐台形状部の高さＨ_K を定
め、この金型中子柱で形成される嵌合雄部の突起に嵌合
させる嵌合雌部としての円孔の打抜円孔径Ｄ_H を、下記
式(V) Ｄ_H ＝Ｄ_OK ＋ ０．５ … 式(V) として成形を行うように構成される。

【００１８】また、本発明の雄雌一対の嵌合部の製造方
法は、真空成形用金型を用いて、嵌合雄部となる熱可塑
性プラスチック中空体突起を、金型面から下向きに立つ
突起として成形させるために当該真空成形用金型は、そ
の金型面より下に彫り込まれた空洞状のキャビティを備
え、該空洞状のキャビティは、空洞底部近傍に５〜１５
ｍｍの範囲内の一定値に定めた最大内部径Ｄ_MTをもち、
この位置から底面までが微小高さを有する逆円錐台形状
部をなし、この最大内部径Ｄ_MTを有する位置から金型面
と一致する空洞状のキャビティ開口部までがテーパー角
θ＝４°〜６°の範囲内の一定値を定めたテーパー角を
もつ円錐台形状部をなす空洞であって、この円錐台形状
部の高さ（深さＨ_M ）が、下記式(VI) Ｈ_M ＝(( 1 / 2.33 tan θ) + 0.9 )t … 式(VI) （ここで、ｔは成形に供する原料シート厚さ（ｍｍ））
を満たすように定めた空洞状のキャビティを用いて嵌合
雄部としての突起を熱可塑性プラスチックシート下向き
に一体成形し、しかる後、嵌合雌部となる打抜円孔の径
を、前記空洞状のキャビティの最大内部径Ｄ_MTより（２
／２．３３）ｔほど小さくした円孔として、前記嵌合雄
部の突起に対応する嵌合対応所定位置に打ち抜き刃を用
いてシート成形体のトリミング工程中に打抜成形するよ
うに構成される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。図１には、本発明の嵌合雄部と嵌合
雌部とを有する雄雌一対の嵌合部を一体成形した熱可塑
性プラスチックシート成形体１（以下、『シート成形体
１』という）の展開図が示される。

【００２０】図１において、長方形の底面部２の周辺に
は、折り曲げ用の補助用ヒンジ２４，２４，２５，２５
を介して、シート片としての側面部４，４，５，５が連
接されている。そして、さらに幅方向の各々の側面部４
の両サイドには、折り曲げ用の補助用ヒンジ４６，４６
を介してシート片としての折り返し部６，６が連接され
ている。

【００２１】上記４片の折り返し部６，６，６，６に
は、それぞれ２つの嵌合雌部９が配置されており、この
嵌合雌部９は、熱可塑性プラスチックシートを貫通する
ことによって形成された円孔となっている。

【００２２】また、側面部５の両側には、図示のごとく
それぞれ、２つの嵌合雄部７（黒丸で表示してある）が
配置されており、この嵌合雄部７は熱可塑性プラスチッ
クを真空ないしは圧空成形した成形物である中空体突起
となっている。この嵌合雄部７と嵌合雌部９の状態を模
式的に拡大した図が図２に示され、また、図１に示され
るシート成形体を組み立てた状態を示す概略斜視図が図
３に示される。すなわち、図１に示されるシート成形体
を組み立てるには、まず、折り曲げ用ヒンジ２４，２４
の箇所を折り曲げて側面部４，４を起こし、さらに折り
曲げ用ヒンジ４６，４６，４６，４６の箇所を折り曲げ
て折り返し部６，６，６，６を内側に折り曲げ、しかる
後、折り曲げ用ヒンジ２５，２５の箇所を折り曲げて側
面部５，５を起こすとともに、図４に示されるようにお
のおの嵌合雄部７を嵌合雌部９の中に嵌合せしめて、シ
ート成形体の組み立てを完了させる（図３）。

【００２３】本発明においては、上記嵌合雄部７と上記
嵌合雌部９の設定に特徴があり、図５には、これら雄雌
一対の嵌合部を実際に嵌合させた状態が示される。嵌合
雌部９を備えるシートは、二点鎖線で示されている。図
５において、嵌合雄部７は、頂上部にわずかな高さをも
つ円錐台形状部７１と、該頂上部以下がテーパー角θを
４°〜６°とする逆円錐台形状部７５とを備えている。
円錐台形状部７１は、嵌合雌部９である円孔への挿入性
を良くするために形成されているものであり、その高さ
は、たかだか、０．３〜１．０ｍｍ程度である。本発明
において実質的に嵌合に寄与する部分は逆円錐台形状部
７５である。本発明における上記逆円錐台形状部７５の
テーパー角θが４°未満となると、嵌合部における嵌
合、嵌合はずしの際の抵抗が極めて大きく繰り返し嵌合
性に欠ける。また、テーパー角θが６°を超えると、成
形体を金型から離型する最の抵抗が大きくなり、成形体
が変形してしまうという不都合が生じる。

【００２４】また、図５に示される、前記嵌合雄部７の
突起の先端部最大外径Ｄ_oT（ｍｍ）と、前記嵌合雌部９
の円孔の断面径Ｄ_H （ｍｍ）との関係が、下記式 (I)を
満たす必要がある。円滑な嵌合操作を確実なものとする
ためである。

【００２５】 ０．４≦Ｄ_oT−Ｄ_H ≦０．８ …式 (I) 加えて、前記嵌合雄部７の突起の根元７０から前記嵌合
雌部の円孔の厚さｔ（ｍｍ）、すなわち原料シート厚さ
ｔ（ｍｍ）だけ隔たった位置での、前記嵌合雄部７の突
起外周径Ｄ_t （ｍｍ）と、前記嵌合雌部の円孔の断面径
Ｄ_H （ｍｍ）との関係が下記式(II)を満たすことが必要
となる。

【００２６】 ０≦Ｄ_t −Ｄ_H ≦０．８・ｔ・ｔａｎθ …式(II) より好ましくは、下記式(II −I)の範囲である。

【００２７】 ０≦Ｄ_t −Ｄ_H ≦０．５・ｔ・ｔａｎθ …式(II −I) ここで、ｔは、前述したように嵌合雌部９の円孔の厚
さ、すなわち成形に供する原料シート厚さ（ｍｍ）と同
じであり、θは嵌合雄部７の突起のテーパ角度を表し４
°≦θ≦６°の範囲をとる。このような設定により、突
起の高さ方向にも嵌合ズレがなく、その高さに対して垂
直な面の方向にもズレのない安定した嵌合状態を得るこ
とができる。しかも、この嵌合を解放することも比較的
容易に行なえる。

【００２８】次に、このような雄雌一対の嵌合部の成形
方法を真空成形用金型との関係をも含めて説明する。

【００２９】まず、最初に図５に示されるように、嵌合
雄部７となる熱可塑性プラスチック中空体突起を、金型
面Ｓ₀ から上向きに立つ突起として成形させる場合を考
える。この場合、当該真空成形用金型Ｍには、その金型
面Ｓ₀ より突出するように立てられた金型中子柱３０が
備え付けられている。

【００３０】そしてこの金型中子柱３０は、その先端部
近傍に５〜１５ｍｍの範囲内の一定値に定めた最大外径
Ｄ_OKをもち、この位置から頂面までが微小高さを有する
円錐台形状部３１をなし、この最大外径Ｄ_OKをもつ金型
面と一致する金型中子柱の根元までがテーパー角θを４
°〜６°の範囲内に一定値に定めた逆円錐台形状部３５
をなしている。この金型中子柱３０の逆円錐台形状部３
５の高さＨ_K は、下記式(III) を満たすように定められ
る。

【００３１】 Ｈ_K ＝（（１／１．７５ｔａｎθ）＋ １．９）ｔ …式(III) ここで、ｔは成形に供する原料シート厚さ（ｍｍ）を表
している。

【００３２】このような寸法形状の金型中子柱３０を用
いて嵌合雄部７である突起を熱可塑性プラスチックシー
ト上に一体成形する。図中、符号３９，３９はいわゆる
真空孔である。しかる後、嵌合雌部９となる打ち抜き円
孔の径を、原料シート厚さｔが０．３５〜０．７０ｍｍ
の時、前記金型中子柱の最大外径Ｄ_OKと一致させ、前記
嵌合雄部の突起に対応する嵌合対応所定位置に打ち抜き
刃を用いてシート成形体のトリミング工程中に打抜成形
する。

【００３３】このような条件のもとに形成された雄雌一
対の嵌合部７および９は、円滑な嵌合操作ができること
はもとより、突起の高さ方向にも嵌合ズレがなく、その
高さに対して垂直な面の方向にもズレのない安定した嵌
合状態を得ることができる。ところで、原料シート厚さ
ｔが０．７０＜ｔ≦１．１０の場合、特にｔが０．８０
〜１．１０ｍｍの時は、前記式(III) に代えて、下記式
(IV) Ｈ_K ＝（(1 / 1.75 tan θ)+ 1.9 ) t -(0.5/ 2 tan θ) …式(IV) に基づいて金型中子柱の逆円錐台形状部の高さＨ_K を定
め、この金型中子柱で形成される嵌合雄部の突起に嵌合
させる嵌合雌部としての円孔の打抜円孔径Ｄ_H を、下記
式(V) Ｄ_H ＝Ｄ_OK ＋ ０．５ … 式(V) として雄雌一対の嵌合部の成形を行う必要がある。

【００３４】次に、図６に示されるように、嵌合雄部７
となる熱可塑性プラスチック中空体突起を、金型面Ｓ₀
から下向きに立つ突起として成形させる場合を考える。
この場合、当該真空成形用金型Ｍには、その金型面Ｓ₀
より下に彫り込まれた空洞状のキャビティ１０を備えて
いる。

【００３５】この空洞状のキャビティ１０は、空洞底部
近傍に５〜１５ｍｍの範囲内の一定値に定めた最大内部
径Ｄ_MTをもち、この位置から底面までが微小高さを有す
る逆円錐台形状部１１をなし、この最大内部径Ｄ_MTを有
する位置から金型面と一致する空洞状のキャビティ開口
部までがテーパー角θ＝４°〜６°の範囲内の一定値を
定めたテーパー角をもつ円錐台形状部１５をなす空洞で
あって、この円錐台形状部１５の高さ（深さ）Ｈ_M が、
下記式(VI)を満たすように定める。

【００３６】 Ｈ_M ＝( (1 / 2.33 tan θ) + 0.9 )t … 式(VI) ここで、ｔは成形に供する原料シート厚さ（ｍｍ）を表
す。

【００３７】このような寸法形状の空洞状のキャビティ
１０を用いて嵌合雄部７である突起（図面では逆になる
が、円錐台形状部１１１とテーパー角θを備える逆円錐
台形状部１１５）を熱可塑性プラスチックシート下向き
に一体成形する。しかる後、嵌合雌部９となる打抜円孔
の径を、前記空洞状のキャビティの最大内部径Ｄ_MTより
（２／２．３３）ｔより小さくした円孔として、前記嵌
合雄部の突起に対応する嵌合対応所定位置に打ち抜き刃
を用いてシート成形体のトリミング工程中に打抜成形す
る。

【００３８】このような条件のもとに形成された雄雌一
対の嵌合部７および９は、円滑な嵌合操作ができること
はもとより、突起の高さ方向にも嵌合ズレがなく、その
高さに対して垂直な面の方向にもズレのない安定した嵌
合状態を得ることができる。このような、雄雌一対の嵌
合部材の製造方法は、嵌合雄部である突起を特定範囲の
形状とし、円孔をこの突起を成形するために用いる金型
部材の形状と特定の関係を満足するような径をもつよう
にすることによって、嵌合雄部である突起の根元までこ
の円孔を挿入嵌合することで円孔の根元と反対側の上縁
部で円孔が突起の側壁部を噛んだ状態を実現することな
り、突起の高さ方向にも嵌合ズレがなく、その高さに対
して垂直な面の方向にもズレのない安定した嵌合状態が
得られ、且つこの嵌合を解放することも比較的容易に行
なえる特定の条件を見出し、その条件を具現する成形方
法について検討しその方法を完成させたものである。

【００３９】以下、上記の式 (I)〜式(VI)を導出するに
至る経緯を詳細に述べる。

【００４０】本発明者らは、頂部の高さが０．３ｍｍで
テーパー角４５°の円錐台形状部（３１）をもち、その
円錐台底面が１０ｍｍφの最大径（Ｄ_OK）を示し、この
位置から根元までの高さ（Ｈ_K ）を１０ｍｍとする逆円
錐台形状部（３５）を持つ金型中子柱であって、逆円錐
台形状部のテーパー角を３°，４°，５°，６°，７°
としたものを各２本ずつ用意して、嵌合雄部７である突
起の形成実験を行った。成形に使用した原料シートは
０．６ｍｍと０．８ｍｍの厚さのポリプロピレンシート
とした。

【００４１】余熱３３０℃、成形サイクル２０秒でシー
トに２本の突起を形成させ、各金型中子柱ごとに合計２
０ケの突起を形成させた。この過程で逆円錐台形状部の
テーパー角７°の中子柱で成形したものは成形体を金型
から離型する際に抜けが悪く、成形された突起の根元部
に亀裂が入り、中には突起が中子柱を覆ったまま取り残
されるものもあった。

【００４２】得られた突起の側壁の肉厚と突起の立つシ
ートの厚さをダイアルゲージで計測したところ、突起の
立つシート厚さは原料シートのそれとほとんど変わら
ず、側壁肉厚はシート厚さの１／１．７から１／１．８
にすべての測定値が集中していた。

【００４３】別途０．６ｍｍ厚さのシートに１０ｍｍφ
の円孔を打抜いて嵌合雌部９とし、この嵌合雌部９と、
成形した上記の突起（嵌合雄部）との嵌合性を調べた。

【００４４】その結果、０．６ｍｍ厚さのシートに立て
た突起（嵌合雄部）とこの円孔は嵌合するが０．８ｍｍ
厚さのシートに立てた突起（嵌合雄部）は全く嵌合しな
かった。また、０．６ｍｍ厚さのシートの突起に円孔を
根元まで挿入するといずれも突起の中心軸に垂直な方向
に円孔をもつシートが自由にずれるものであることが観
察された。また、テーパー角３°の中子柱を用いた突起
は円孔を根元まで挿入しこれをはずそうとする時、抵抗
が大きく突起が引き伸ばされることがあり、繰り返し嵌
合性に欠けると判断された。

【００４５】これらの予備的実験から、金型面上に上向
に立てた金型中子柱を用いてシートに突起を形成した場
合、その突起の側壁の肉厚は用いた原料シートの厚さの
１／１．７ないし１／１．８となる。つまり用いたシー
ト厚さの１／１．７５となると想定してよいこと、言い
かえれば上向中子柱を用いた場合、突起側面でシートが
面積倍率で１．７５倍に延伸されると考えてよいことわ
かった。よって０．８ｍｍ厚さのシートは０．４６ｍｍ
に延伸されるから突起の外径は、１０＋２×０．４６＝
１０．９２ｍｍとなり、１０ｍｍφの円孔に嵌合しなか
った理由はその寸法差が大きすぎたためであること、さ
らに目的とする安定な嵌合は突起の高さ（中子柱の高
さ）を短くすれば得られるものであることなどが判明し
た。

【００４６】したがって、目的の嵌合を得るためには、 （１）繰り返し嵌合可能な突起外径と円孔の寸法差を定
めること （２）突起の高さを定めること の２点を定める必要があった。

【００４７】そこで、本発明者らは、さらに実験をすす
め、円孔径を１０．５ｍｍにすると０．８ｍｍシートに
立てた突起はきわめてスムースに嵌合するようになるこ
と、および、０．７ｍｍの厚さのシートを用いた場合１
０ｍｍφとの円孔とやや抵抗感のある嵌合となることを
知り、突起（嵌合雄部）の最大外径Ｄ_OTと円孔径Ｄ
_H（嵌合雌部）の関係が下記式（１）を満たすとき、上
記（１）の点が解決されることを見出した。

【００４８】すなわち、 ０．４≦Ｄ_OT−Ｄ_H ≦０．８（ｍｍ） …（１） さらに、突起（嵌合雄部）の側壁肉厚が、用いた原料シ
ートの厚さの（１／１．７５）倍となることから、金型
中子柱の最大外径をＤ_OKとすると嵌合雄部である突起の
最大外径はＤ_OT＝Ｄ_OK＋２×（１／１．７５）ｔと書け
るからＤ_OK＝Ｄ_H とした場合、上記式（１）から使用で
きる原料シートの厚さは、０．３５≦ｔ≦０．７（ｍ
ｍ）となることが容易に算出できる。したがって、０．
８ｍｍの厚さのシートが円孔１０ｍｍφと嵌合しなかっ
たことも当然の結果といえる。

【００４９】本発明者らは、さらに中子柱を根元から１
ｍｍずつ落して高さを変えつつ突起（嵌合雄部）の成形
を行い、得られた突起（嵌合雄部）を根元まで挿入した
円孔（嵌合雌部）との嵌合状態を検討した。

【００５０】図５を参照しつつ予備的な解析をさらに進
めると、良好な嵌合状態を得るためには、円孔を突起の
根元まで挿入したとき、円孔の上端部が突起の外周径を
噛むことが第一前提となる。テーパー角θを有する中子
柱の逆円錐台形状部３５の高さをＨ_K とすると、突起を
形成させているシートの下面が金型面Ｓ₀ と一致し、円
孔を持つシートは前記突起を持つシートの上面にかさな
ることになるから円孔の上端位置は使用するシートの厚
さをｔとすれば中子柱の根元面（金型面）から２ｔだけ
高い位置になる。

【００５１】したがって，この位置での突起（嵌合雄
部）の外周径Ｄ_t は、 Ｄ_t ＝Ｄ_OT−２（Ｈ_K −２ｔ）ｔａｎθ ＝Ｄ_OK＋２（１／１．７５）ｔ−２（Ｈ_K −２ｔ）ｔａｎθ …（２） と書ける。

【００５２】よって円孔（嵌合雌部）が突起（嵌合雄
部）を噛む条件は、 ０＜Ｄ_t −Ｄ_H …（３） Ｄ_OT＝Ｄ_H に設定しているから、 ２（Ｈ_K −２ｔ）ｔａｎθ＜（２／１．７５）ｔ …（４） となり、これより Ｈ_K ＜（１／（１．７５ｔａｎθ）＋２）ｔ …（５） が得られる。

【００５３】上記式（５）に基づいて、テーパ角θごと
に、Ｈ_K とｔとの関係を調べると、 θ＝３°の時、 Ｈ_K ＜１２．７８ｔ θ＝４°の時、 Ｈ_K ＜１０．１６ｔ θ＝５°の時、 Ｈ_K ＜８．５７ｔ θ＝６°の時、 Ｈ_K ＜７．４４ｔ 一方、中子柱の高さを変化させて嵌合を見る実験から、
テーパー角θ＝４°の中子柱を用いた場合、原料シート
厚さの丁度１０倍のＨ_K を採用し、円孔を根元まで挿入
嵌合した状態が目標とした好ましい嵌合状態を示すこと
が、０．７ｍｍ（Ｈ_K ＝７）、０．６ｍｍ（Ｈ_K ＝
６）、および０．５ｍｍ（Ｈ_K ＝５ｍｍ）厚さの各シー
トを用いて成形した突起との嵌合実験で確かめられた。

【００５４】この実験において、嵌合時の円孔上端で突
起外径部をどの程度噛んでいるのかその実測は極めて難
しい。しかしながら、０．４ｍｍ厚さのシートを用いた
場合、切削ミスでＨ_K ＝３．９ｍｍとした中子柱により
成形された突起と円孔との嵌合状態を調べたところ、Ｈ
_K ＝４．０ｍｍの中子柱により成形された突起にくらべ
ると、円孔上端で突起外周壁が一部突起空洞部側にわず
かに花弁状に突出した部分があるものの嵌合安定性とい
う点ではよりしっかりした嵌合状態を示していた。この
場合、突起の外周径の円孔より太い部分が円孔の中に略
０．１６ｍｍ程度埋没していた。これは突起の外面を着
色して円孔との嵌合を数回繰り返した後残留着色部分の
高さをノギスを用いて計測することにより判明した。

【００５５】この突起の円孔内径より太い外周部分の埋
没長Ｌは、 Ｌ＝（Ｄ_t −Ｄ_H ）／２ｔａｎθ …（６） と書けるから、さらに上記式（２）を用いて、 Ｌ＝((Ｄ_OK−Ｄ_H ＋(2／1.75) ｔ) ／2tanθ) −（Ｈ_K −２ｔ） …（７） Ｄ_OT＝Ｄ_H に設定しているから、 Ｌ＝（（１／１．７５ｔａｎθ）＋２）ｔ−Ｈ_K …（８） と書ける。

【００５６】０．４ｍｍ厚さのシートに形成した突起
（嵌合雄部）は、嵌合によって円孔（嵌合雌部）内に
０．１６ｍｍ程度埋没していたからおよそ円孔をもつシ
ート厚さ０．４ｍｍの４０％まで埋没していることにな
る。

【００５７】これが他の厚さの場合にも適用出来るか否
かを確かめるために、θ＝４°の中合柱のＨ_K ＝を５．
８ｍｍとし０．６ｍｍ厚さのシートに突起を形成し成形
された突起に１０ｍｍφの円孔を挿入嵌合した。

【００５８】この突起の円孔内埋没部分は略０．２４ｍ
ｍと計算されるが突起の空洞部に張り出した花弁状の出
張りは０．４ｍｍシートの場合のように比較的均等なも
のでなく１ケ所だけ大きくくびれたものであった。

【００５９】嵌合を１５回繰り返した後で、このくびれ
部にはヘアークラックと見られる光散乱部が生じてい
た。

【００６０】かくして、上記Ｌの適用可能範囲は、 ０≦Ｌ≦０．４ｔ、より好ましくは、０≦Ｌ≦０．２５ｔ …（９） であることを見出した。０≦Ｌ≦０．４ｔの条件を、上
記式（６）に入れれば、本願発明で用いている式（II)
が得られる。また、式（９）を完全な型で書けば下式の
如くなる。

【００６１】 ０≦（( １／1.75 tanθ) ＋２) ｔ−Ｈ_K ≦０．２５ｔ … （１０） これより、θをパラメーターとして、Ｈ_K とｔの関係を
調べると、 θ＝３の時 １０．８ｔ≦Ｈ_K ≦１２．７５ｔ θ＝４の時 ８．７１≦Ｈ_K ≦１０．１４ｔ θ＝５の時 ７．４１≦Ｈ_K ≦８．５７ｔ θ＝６の時 ６．４８≦Ｈ_K ≦７．４４ｔ 従って、Ｈ_K は、θおよびｔを定めれば好適に求められ
る。

【００６２】さらに、本願発明者らは、Ｈ_K を定めるた
めにＨ_k をθの関数として表わすことを検討した。

【００６３】その結果、先の実験例に示した如く突起の
円孔内への埋没長さを使用するシート厚さ（円孔を持つ
シート厚さ）に対して４０％も許容すると、場合によっ
ては繰り返し嵌合性を満足しないおそれのあるシート厚
さ０．６ｍｍ以上のものに対して充分満足でき、シート
厚さ０．５ｍｍ以下の柔らかな弾性変形をし易い突起の
場合でも安定した嵌合を得る条件をさらに検討した。そ
の結果、原料シートにも５％程度の厚さの誤差があり、
この誤差を十分吸収できる条件も考慮して、式（８）の
Ｌがシート厚さの１０％であればそれらの条件を充分に
満たすことを見出した。

【００６４】したがって（８）式にＬ＝０．１ｔを導入
して得られる下記式（１１）によって高さＨ_k を定めれ
ばよい。

【００６５】 Ｈ_k ＝（（１／１．７５ｔａｎθ）＋１．９）ｔ …（１０） この式（１０）より、 θ＝４の時 Ｈ_K ＝１０．０６ｔ θ＝５の時 Ｈ_K ＝８．４３ｔ θ＝６の時 Ｈ_K ＝７．３４ｔ ところで、使用する原料シートの厚さｔが０．７ｍｍを
超える場合、例えば０．８ｍｍ以上となると突起の最大
径は中子柱最大径Ｄ_OKよりも０．９ｍｍ以上太くなる。
従って、嵌合雌部である円孔の貫通円孔径Ｄ_H を中子柱
最大径Ｄ_OKと等しく取ったのでは嵌合の条件式（１）を
満たさなくなる。そこで、Ｄ_H ＝Ｄ_OK＋αとすると、式
（１）は、 ０．４≦Ｄ_OT−Ｄ_H ＝Ｄ_OK＋１．１４ｔ−（Ｄ_OK＋α）
≦０．８ ０．４≦１．１４ｔ−α≦０．８ すなわち、１．１４ｔ−０．８≦α≦１．１４ｔ−０．
４ これより、ｔ＝０．８， ｔ＝１．１からαを求める
と、 ０．１１２≦α≦０．５１２ ｔ＝０．８の場合 ０．４５４≦α≦０．８５４ ｔ＝１．１の場合 この両不等式を満たすαは、０．４５４≦α≦０．５１
２（ｍｍ）となるから、結局便宜上、α＝０．５（ｍ
ｍ）と固定することができる。

【００６６】一方、中子柱の高さを決める上記式（１
１）は、Ｄ_OK＝Ｄ_H の場合の式であるから、Ｄ_OK＝Ｄ_H
＋０．５とすると、０．５／2tanθ分だけ中子柱の高さ
を低くしなければ安定した嵌合は得られなくなる。従っ
て、原料シートの厚さｔが０．７０＜ｔ≦１．１０の場
合には、新たに中子柱の高さを式（１１）に代えて、 Ｈｋ＝（(1/ 1.75 tanθ) ＋1.9 ）t −0.5 ／2tanθ …（１２） として、決定することになる。

【００６７】一方、図６に示されるように、嵌合雄部で
ある突起を金型面Ｓ₀ から下に向うように、前記の上向
金型中子柱を逆転させた形状の空洞を用いてシート面の
下側に突出する突起として形成させる場合がある。この
場合、このキャビティ空洞の内面を覆う形で成形される
突起の側壁部は原料シートを面積倍率で２．３３倍延伸
された肉厚となることが空洞キャビティを用いた成形実
験によって判明した。

【００６８】しかしながら、この場合突起と円孔との嵌
合は突起の外周径が空洞キャビティの内周径で決定され
るから成形された突起の側壁肉厚とは無関係になる。

【００６９】また、θ＝６°にとると、厚さの大なるシ
ートの場合、突起の根元にクラックが型離時に入ること
が上向中子柱を用いた成形のときよりも多くなることが
わかり、特に好ましいとは言い難い。

【００７０】また、嵌合雌部である円孔との嵌合は、円
孔を持つシートが突起を立てるシート面の位置が丁度金
型面Ｓ₀ と一致しているから、このキャビティ空洞の入
り口から最大内径をもつ位置までの深さをＨ_M とすれ
ば、円孔を持つシートを突起の根元まで挿入嵌合した場
合の面（金型面）からｔだけ高い位置となる。

【００７１】したがって、この位置での空洞キャビティ
で成形された突起の外周径Ｄ_Mtは、空洞キャビティの入
口からｔだけ沈んだ位置のそれに等しく、 Ｄ_Mt＝Ｄ_MT−２（Ｈ_M −ｔ）ｔａｎθ …（１２） となる。ここで、Ｄ_MTはキャビティの最大外径である。

【００７２】また、突起の最大外径はＤ_MTと一致するか
ら円孔径Ｄ_H との差は、 α＝Ｄ_MT−Ｄ_H …（１３） となり、使用する原料シート厚さｔと無関係になる。た
だし、０．４≦α≦０．８（ｍｍ）でなければ好ましい
嵌合とはならない。

【００７３】式（１３）からＤ_H ＝Ｄ_MT−αであり、ま
た上記式（９）より、 ０≦（Ｄ_Mt−Ｄ_H ）／２ｔａｎθ≦０．４ｔ …（１４） が安定嵌合条件であるから、式（１４）は、 ０≦（α／２ｔａｎθ）−（Ｈ_M −ｔ）≦０．４ｔ …（１５） となる。

【００７４】したがって、金型面に下向きの空洞キャビ
ティを用いて突起を形成させる場合、繰り返し嵌合性も
よく嵌合安定性の優れた突起と円孔嵌合の問題はαをど
う決めるかということに帰着する。

【００７５】そこで、本発明者らはテーパー角θが３
°、４°、５°、および６°の空洞キャビティを試作す
る前に次の検討を行った。

【００７６】金型中子柱を用いた金型面に上向きの突起
とその突起を形成させる際に用いた中子柱の最大外周径
とは Ｄ_OT＝Ｄ_OK＋（２／１．７５）ｔ の関係があり、円孔（Ｄ_H ＝Ｄ_OK）と嵌合する際にその
挿入圧を受ける面積（Ｓ）は下記式（１６）となる。

【００７７】 Ｓ＝（Ｄ_OT／２）² π−（Ｄ_H ／２）² π ＝π・（１／１．７５）ｔ（Ｄ_OK＋（１／１．７５）ｔ） …（１６） Ｓは突起の最大外径から突起の側壁肉厚分だけ径の小さ
い同心円の作るリング部分の面積である。

【００７８】空洞キャビティによる突起の最大内周径
は、 Ｄ_MT−（２／２．３３）ｔ …（１７） となるから式（１７）をＤ_H と等しいとおけば、上向き
突起嵌合と同じく突起の最大径部の側壁断面が作るリン
グ部分を嵌合時に押圧することになる。

【００７９】よって α＝（２／２．３３）ｔとして、
これを（１５）式に代入して変形すれば、 （(1/2.33 tan θ) ＋0.6 ）ｔ≦Ｈ_M ≦（（(1/2.33 tan θ) ＋1.0 ）ｔ …（１８） が得られる。これより、θをパラメーターとして、Ｈ_M
とｔの関係を調べると、 θ＝３の時 ８．７０ｔ≦Ｈ_M ≦９．１０ｔ θ＝４の時 ６．７３ｔ≦Ｈ_M ≦７．１３ｔ θ＝５の時 ５．５３ｔ≦Ｈ_M ≦５．９３ｔ θ＝６の時 ４．６９ｔ≦Ｈ_M ≦５．０９ｔ これによってＨ_M を角θごとに適宜定めればよい。

【００８０】ただし、テーパー角θが３°のものは上向
突起と同様に、根元まで挿入した円孔をはずす際の抵抗
が大きくて繰り返し嵌合性の点では好適であるとの判断
は出来なかった。

【００８１】この場合も、中子柱による突起において適
用したのと同様に、円孔内への許容できる埋没深さを、
用いるシートの１０％までとすると、 ０．１ｔ＝（Ｄ_e −Ｄ_M ）／２ｔａｎθ …（１９） ただし、 Ｄ_e ＝Ｄ_MT−２（Ｈ_M −ｔ）ｔａｎθ Ｄ_M ＝Ｄ_MT−（２／２．３３）ｔ これより、Ｈ_M は下式（２０）として求められる。

【００８２】 Ｈ_M ＝（（１／２．３３ｔａｎθ）＋０．９）ｔ …（２０） これより、 θ＝３の時 Ｈ_M ＝９．０ｔ θ＝４の時 Ｈ_M ＝７．０ｔ θ＝５の時 Ｈ_M ＝５．８ｔ θ＝６の時 Ｈ_M ＝４．９９ｔ 円孔内径は、Ｄ_H ＝Ｄ_MT−（２／２．３３）ｔ …（２
１） で定めればよい。ただし、式（１）の条件から、０．４
７≦ｔ≦０．９３（ｍｍ）に適用される。この条件か
ら、厚さ０．６ｍｍシートに対しθ＝６°、Ｈ_M ＝３ｍ
ｍ、Ｄ_MT＝１０ｍｍの空洞キャビティを試作し金型面に
下向きの突起を成形した。円孔径はＤ_H ＝９．５ｍｍと
した。この嵌合はきわめて安定であった。

【００８３】また、θ＝４°、Ｈ_M ＝３ｍｍ、Ｄ_MT＝１
０ｍｍの空洞キャビティで０．８ｍｍシートに下向き突
起を形成させた。この場合、円孔径Ｄ_H ＝９．３ｍｍと
した嵌合も極めて嵌合し易くしかも安定であった。

【００８４】かくして完成された本発明の嵌合雄部であ
る突起と、嵌合雌部である円孔による嵌合部は、これら
の嵌合部材を嵌合して組立てて使用するプラスチックケ
ースの用途に応じ使用する原料シートの厚さｔを定め、
次いで突起の高さを想定し、これに従ってテーパー角を
選択するという手順で突起を形成させる金型中子柱もし
くは空洞キャビティの形状を定めて金型に配置すればよ
い。

【００８５】空洞キャビティの方がその製作に手間を要
するが、突起の寸法精度は中子柱による突起よりもはる
かに優れたものである。

【００８６】なお、式（１１）及び式（２０）から使用
シート厚さごとにＨ_K およびＨ_M をあらかじめ算出し、
表にまとめておけば設計上切りの良い数値を選ぶことが
出来便利である。ところで、本発明では、本発明におけ
るプラスチック成形体の組み立てを解放して折り畳んだ
時に、その折り畳み形状を維持することも目的としてい
る。そのために、図１に示されるシート成形体１を、順
次折り畳むことを想定する。すると、まず、図７にを示
されるように、折り曲げ用ヒンジ４６の箇所をすべて内
側に折り畳むとともに、折り曲げ用ヒンジ２４の箇所か
ら幅方向の側面部４を内側に折り曲げて畳む（図７の状
態）。ついで、図８に示されるように長さ方向の側面部
５を折り曲げ用ヒンジ２５を介して内側に折り曲げる。
図８は、図７のＫ−Ｋ方向から、かつ嵌合部を断面にし
た図である。この時、図８に示されるように、後におり
込まれた側面部５の嵌合雄部７の少なくとも１つが、先
に折り込まれた側面部５に当接する位置に嵌り込むよう
な折り畳み固定用の円孔Ｐを設けておく。この円孔Ｐの
寸法は、上記の嵌合雌部９のそれと同様に設定される。
確実な嵌合を担保し、折り畳み状態を維持できるように
するためである。このような円孔Ｐは、通常、２個以上
程度設けることが折り畳み状態をバランス良くかつ確実
維持するために好ましい。この円孔Ｐと嵌合雄部７で構
成される雄雌一対の嵌合部も本発明でいう一対の嵌合部
に該当するものである。

【００８７】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。

【００８８】（実験例１）図９に示されるように、長さ
２６０ｍｍ、幅１７０ｍｍの底面部２の各片に、幅２ｍ
ｍの折り曲げ補助用ヒンジ２４，２４，２５，２５を介
して高さ１３０ｍｍの側面部４，４，５，５を設け、さ
らに、幅１７０ｍｍの側面部４，４の両端部に折り曲げ
補助用ヒンジ４６，４６を介して幅１５ｍｍの折り返し
部６，６をもつ箱展開図型状のシート成形体を作るに際
して、折り返し部の上部と下部に１０ｍｍΦの円孔９，
９を、折り返し部の円孔９，９が当接する長さ２６０ｍ
ｍの側面の箱に組み立てた時にこの円孔が当接する箇所
に種々の形状の突起７，７を形成することができる真空
成形金型を用意した。

【００８９】厚さ０．５ｍｍの原料シート（ポリプロピ
レン）に対して、テーパー角θ＝５°で高さ５ｍｍ（Ｈ
_K ＝５ｍｍ）の逆円錐台形状を備える中子柱（金型突
起）を用い、シート成形を行った。なお、金型突起の頂
部最大径Ｄ_OKは１０ｍｍとした。また、円孔径Ｄ_H は１
０ｍｍとした。

【００９０】成形されたシートを箱に組み立てて、円孔
と突起８対を突起の根本まで嵌合させて箱を完成させ
た。箱は、コーナーを作る側面同士の直交接触部分でも
わずかな隙間しかなくきちんと自立した箱であった。

【００９１】この組み立てた箱を約１．５ｍの高さから
床に落下させることを５回行ったが、ゆがみや隙間の拡
大はなかった。

【００９２】（実験例２）上記実験例１において、中子
柱をテーパー角θ＝４°、高さ６ｍｍ（Ｈ_K ＝６ｍｍ）
の逆円錐台形状を備えるものに代えた。それ以外は、上
記実験例２と同様にして成形を行い、この成形されたシ
ートを箱に組み立てて、円孔と突起８対を突起の根本ま
で嵌合させて箱を完成させた。箱は、コーナーを作る側
面同士の直交接触部分でもわずかな隙間しかなくきちん
と自立した箱であった。

【００９３】この組み立てた箱を約１．５ｍの高さから
床に落下させることを５回行ったが、ゆがみや隙間の拡
大はなかった。

【００９４】（実験例３）上記実験例１における中子柱
を図６に示されるような空洞キャビティに代えて、金型
面から下向きに突起を形成させた成形シートサンプルを
作製した。空洞キャビティ寸法は、テーパー角θ＝６
°、高さ３ｍｍ（Ｈ_M ＝３ｍｍ）、キャビティ最大径Ｄ
_MT＝１０ｍｍの円錐台形状を備えるものに代えた。ま
た、円孔径Ｄ_Hは９．６ｍｍとした。

【００９５】すなわち、長さ２６０ｍｍ、幅１７０ｍｍ
の底面部の各片に、幅２ｍｍの折り曲げ補助用ヒンジを
介して高さ１３０ｍｍの側面部を設け、さらに、幅１７
０ｍｍの側面部の両端部に折り曲げ補助用ヒンジを介し
て幅１５ｍｍの折り返し部をもつ箱展開図型状のシート
成形体を作るに際して、折り返し部の上部と下部に金型
面から下向きに突起を形成させ、そしてこの折り返し部
の突起が当接する長さ２６０ｍｍの側面の箱に組み立て
た時にこの突起が当接する箇所に９．６ｍｍの円孔（Ｄ
_H ＝９．６ｍｍ）を形成することができる真空成形金型
を用意した。

【００９６】厚さ０．５ｍｍの原料シート（ポリプロピ
レン）に対して、すでに上述したように空洞キャビティ
寸法が、テーパー角θ＝６°、高さ３ｍｍ（Ｈ_M ＝３ｍ
ｍ）、キャビティ最大径Ｄ_MT＝１０ｍｍの円錐台形状を
備えるものを用いてシート成形を行った。また、円孔径
Ｄ_H は上述のごとく９．６ｍｍとした。

【００９７】成形されたシートを箱に組み立てて、円孔
と突起８対を突起の根本まで嵌合させて箱を完成させ
た。箱は、コーナーを作る側面同士の直交接触部分でも
わずかな隙間しかなくきちんと自立した箱であった。

【００９８】この組み立てた箱を約１．５ｍの高さから
床に落下させることを５回行ったが、ゆがみや隙間の拡
大はなかった。

【００９９】（実験例４）上記実験例３において、原料
シート（ポリプロピレン）の厚さを０．７ｍｍに代え、
空洞キャビティ寸法を、テーパー角θ＝４°、高さ５ｍ
ｍ（Ｈ_M ＝５ｍｍ）、キャビティ最大径Ｄ_MT＝１０ｍｍ
の円錐台形状を備えるものに代えた。円孔径Ｄ_H は上述
のごとく９．６ｍｍとした。

【０１００】それ以外は、上記実験例２と同様にして成
形を行い、この成形されたシートを箱に組み立てて、円
孔と突起８対を突起の根本まで嵌合させて箱を完成させ
た。箱は、コーナーを作る側面同士の直交接触部分でも
わずかな隙間しかなくきちんと自立した箱であった。

【０１０１】この組み立てた箱を約１．５ｍの高さから
床に落下させることを５回行ったが、ゆがみや隙間の拡
大はなかった。

【０１０２】（実験例５）上記実験例１で得られたシー
ト成形体をケースに組み立てた後、解放して一旦シート
状に戻し、しかる後、折り畳んでかつ折り畳状態に固定
するための実験を行った。すなわち、まず、図１０に示
される各折り返し部６を内側に畳んだ後に、底面部に対
して側面Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの順に折り重ねＤ面の底面から
遠い方の２つの突起７ａ，７ａが当接するＣ面の上に円
孔Ｄ_H と等しい円孔を成形し、折り畳んだ後にこの突起
を円孔に嵌合させた。得られた折り畳み体は、タテ状に
中央部が盛り上がった形状となるが（例えば、図８の状
態）、激しく壁にぶつけても嵌合部がはずれることもな
く突起の根本にキズが入ることもなかった。

【０１０３】

【発明の効果】上記の結果より発明の効果は明らかであ
る。すなわち、本発明では雄雌一対の嵌合部を形成する
にあたって、嵌合雄部である突起を特定範囲の形状と
し、円孔をこの突起を成形するために用いる金型部材の
形状と特定の関係を満足するような径をもつようにして
いる。したばって、嵌合雄部である突起の根元までこの
円孔を挿入嵌合することで円孔の根元と反対側の上縁部
で円孔が突起の側壁部を噛んだ状態を実現することな
り、突起の高さ方向にも嵌合ズレがなく、その高さに対
して垂直な面の方向にもズレのない安定した嵌合状態が
得られる。さらには、且つこの嵌合を解放することも容
易に行なえる。また、雄雌一対の嵌合部の形成を所定位
置に定めることによって、ケースを解放して一旦シート
状に戻し、しかる後、折り畳んでかつ折り畳状態に固定
することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱可塑性プラスチックシート成形体の
展開図である。

【図２】嵌合雄部と嵌合雌部の状態を模式的に拡大した
図である。

【図３】シート成形体を組み立てた状態を示す概略斜視
図である。

【図４】嵌合雄部と嵌合雌部を嵌合させる状態を模式的
に示した図である。

【図５】雄雌一対の嵌合部を実際に嵌合させた状態を模
式的に示す断面図である。

【図６】雄雌一対の嵌合部を実際に嵌合させた状態を模
式的に示す断面図である。

【図７】シート成形体を折り畳む過程を示す概略斜視図
である。

【図８】シート成形体を折り畳んだ後、折り畳み状態を
固定した状態を概念的に示す断面図である。

【図９】実験例におけるシート成形体の展開図である。

【図１０】実験例におけるシート成形体の展開図であ
る。 〔図面の簡単な説明〕 １…熱可塑性プラスチックシート成形体 ２…底面部 ４，５…側面部 ６…折り返し部 ７…嵌合雄部 ９…嵌合雌部 Ｐ…嵌合雌部（折り畳み固定用の円孔） ７５，１１５…逆円錐台形状部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 嵌合雄部と嵌合雌部とを有する雄雌一対
   の嵌合部を一体成形した熱可塑性プラスチックシート成
   形体であって、 前記嵌合雄部は、頂上部にわずかな高さをもつ円錐台形
   状部と、該頂上部以下がテーパー角θを４°〜６°とす
   る逆円錐台形状部と、を備える熱可塑性プラスチック中
   空体突起であり、 前記突起と嵌合する嵌合雌部は、熱可塑性プラスチック
   シートを貫通することによって形成された円孔であり、 当該雄雌一対の嵌合部が連続した熱可塑性シート片の所
   定嵌合位置に少なくとも一対以上一体成形されているこ
   とを特徴とする熱可塑性プラスチックシート成形体。
2. 【請求項２】 前記嵌合雄部の突起の先端部最大外径Ｄ
   _oT（ｍｍ）と、前記嵌合雌部の円孔の断面径Ｄ_H （ｍ
   ｍ）との関係が、下記式 (I)を満たすとともに、 ０．４≦Ｄ_oT−Ｄ_H ≦０．８ …式 (I) 前記嵌合雄部の突起の根元から前記嵌合雌部の円孔の厚
   さｔ（ｍｍ）だけ隔たった位置での、前記嵌合雄部の突
   起外周径Ｄ_t （ｍｍ）と、前記嵌合雌部の円孔の断面径
   Ｄ_H （ｍｍ）との関係が下記式(II)を満たしてなる雄雌
   一対の嵌合部を有することを特徴とする請求項１記載の
   熱可塑性プラスチックシート成形体。 ０≦Ｄ_t −Ｄ_H ≦０．８・ｔ・ｔａｎθ …式(II) （ここで、ｔは、嵌合雌部の円孔の厚さ、すなわち成形
   に供する原料シート厚さ（ｍｍ）と同じであり、θは嵌
   合雄部の突起のテーパ角度を表し４°≦θ≦６°の範囲
   をとる）
3. 【請求項３】真空成形用金型を用いて、嵌合雄部となる
   熱可塑性プラスチック中空体突起を、金型面から上向き
   に立つ突起として成形させるために、当該真空成形用金
   型は、その金型面より突出するように立てられた金型中
   子柱を備え、該金型中子柱は、その先端部近傍に５〜１
   ５ｍｍの範囲内の一定値に定めた最大外径Ｄ_OKをもち、
   この位置から頂面までが微小高さを有する円錐台形状部
   をなし、この最大外径Ｄ_OKを有する位置から金型面と一
   致する金型中子柱の根本までがテーパー角θを４°〜６
   °の範囲内に一定値に定めた逆円錐台形状部であって、
   この逆円錐台形状部の高さＨ_K が、下記式(III) Ｈ_K ＝（（１／１．７５ｔａｎθ） ＋ １．９）ｔ …式(III) （ここで、ｔは成形に供する原料シート厚さ（ｍｍ））
   を満たすように定めた寸法形状の金型中子柱を用いて嵌
   合雄部である突起を熱可塑性プラスチックシート上に一
   体成形し、しかる後、嵌合雌部となる打ち抜き円孔の径
   を、原料シート厚さｔが０．３５≦ｔ≦０．７０ｍｍの
   時、前記金型中子柱の最大外径Ｄ_OKと一致させ、前記嵌
   合雄部の突起に対応する嵌合対応所定位置に打ち抜き刃
   を用いてシート成形体のトリミング工程中に打抜成形す
   ることを特徴する請求項１または請求項２記載の雄雌一
   対の嵌合部の製造方法。
4. 【請求項４】 原料シート厚さが０．７０＜ｔ≦１．１
   ０ｍｍの時、金型中子柱の逆円錐台形状部の高さＨ_K を
   定める前記式(III) に代えて、下記式(IV) Ｈ_K ＝（(1 / 1.75 tan θ)+ 1.9 ) t -(0.5/ 2 tan θ) …式(IV) に従って金型中子柱の逆円錐台形状部の高さＨ_K を定
   め、この金型中子柱で形成される嵌合雄部の突起に嵌合
   させる嵌合雌部としての円孔の打抜円孔径Ｄ_H を、下記
   式(V) Ｄ_H ＝Ｄ_OK ＋ ０．５ … 式(V) として成形を行う請求項３に記載の雄雌一対の嵌合部の
   製造方法。
5. 【請求項５】 真空成形用金型を用いて、嵌合雄部とな
   る熱可塑性プラスチック中空体突起を、金型面から下向
   きに立つ突起として成形させるために当該真空成形用金
   型は、その金型面より下に彫り込まれた空洞状のキャビ
   ティを備え、該空洞状のキャビティは、空洞底部近傍に
   ５〜１５ｍｍの範囲内の一定値に定めた最大内部径Ｄ_MT
   をもち、この位置から底面までが微小高さを有する逆円
   錐台形状部をなし、この最大内部径Ｄ_MTを有する位置か
   ら金型面と一致する空洞状のキャビティ開口部までがテ
   ーパー角θ＝４°〜６°の範囲内の一定値を定めたテー
   パー角をもつ円錐台形状部をなす空洞であって、この円
   錐台形状部の高さ（深さＨ_M ）が、下記式(VI) Ｈ_M ＝(( 1 / 2.33 tan θ) + 0.9 )t … 式(VI) （ここで、ｔは成形に供する原料シート厚さ（ｍｍ）を
   満たすように定めた空洞状のキャビティを用いて嵌合雄
   部としての突起を熱可塑性プラスチックシート下向きに
   一体成形し、しかる後、嵌合雌部となる打抜円孔の径
   を、前記空洞状のキャビティの最大内部径Ｄ_MTより（２
   ／２．３３）ｔほど小さくした円孔として、前記嵌合雄
   部の突起に対応する嵌合対応所定位置に打ち抜き刃を用
   いてシート成形体のトリミング工程中に打抜成形するこ
   とを特徴する請求項１または請求項２記載の雄雌一対の
   嵌合部の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１または請求項２に記載の一対の
   嵌合部を嵌合して使用する熱可塑性プラスチックシート
   成形体の組立体。
7. 【請求項７】 請求項３ないし請求項５のいずれかに記
   載の方法によって形成された嵌合雄部と嵌合雌部を嵌合
   して使用する熱可塑性プラスチックシート成形体の組立
   体。