JPH0110357Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は家電製品を始め各種製品の包装材とし
てダンボールケースと併用され、あるいは単体で
使用される熱可塑性樹脂発泡成形体からなる緩衝
固定包装材、就中、該成形体が被包装物梱包体の
コーナー部に当接され、かつコーナー稜線部にお
いて被包装物が成形体に及ぼす衝撃荷重と、接地
面が成形体に及ぼす衝撃荷重の方向間にずれがあ
ることから、落下等の衝撃荷重を受けて割れを発
生する場合の割れ抑制構造を施した成形体形状に
関するものである。

（従来の技術） 緩衝包装は輸送、荷役中において生じる衝撃、
振動等の外力から商品の機能や状態を保護するこ
とを目的とし、通常、落下等による衝撃荷重を受
けたときの緩衝機能と、製品諭送過程での固定機
能を両輪として設計され、更に商品に応じた必要
な包装機能が付与されている。

この緩衝包装において、その内装緩衝包装材と
して発泡スチロール製包装材の如き熱可塑性樹脂
発泡成形体が最も多く採用され、使用形態により
全面パツト方式と部分パツト方式の二通りに分け
られるが、これら包装材は荷役、運送中に各種の
衝撃を受けたとき、緩衝機能を発揮する反面、あ
る一定以上の外力等をより包装材に割れの現象が
発生し、更に包装材の折れ、剥離現象に波及する
場合も少なくない。この包装材の割れの現象は特
に第１図、第２図における如き角、稜落下時に集
中的に発生する傾向があり、商品の底突き現象に
より破損に短絡する危険性を孕んでいる。

しかしながら、包装材は割れによる損傷の如何
に拘らず、衝撃荷重を受けた後であつても製品固
定機能を損なうものであつてはならない。

本考案者らの検討したところによれば熱可塑性
樹脂発泡成形体を用いた包装材の代表的なもので
ある発泡スチロールの緩衝特性は発泡倍率により
各々の特性変化は認められるものの基本的には第
１１図に示す応力−歪特性に代表される緩衝特性
挙動を示す。

通常、落下衝撃により包装貨物に生じる加速度
をある許容加速度以内にするための衝撃包装設計
において経済性、緩衝特性を考慮して最適な衝撃
包装材の寸法及び量があり、これを定める要素は
商品の重量W₁（Kg）、商品の許容加速度G₁、等価
落下高さｈ（cm）であり、最も効率のよい緩衝設
計を行うため、第１１図に示す緩衝係数Ｃ、動的
応力σ_naxを用いた計算方法が最も一般的なものと
して用いられている。

包装材厚さ ｔ（cm）＝Ｃ・ｈ／G₁ 受圧面積 Ｓ（cm²）＝G₁・W₁／σ_nax 上記緩衝設計の基礎になる緩衝係数Ｃ、動的応
力σ_naxを第１１図線図より求める場合、経済性
（才数、材料費）、緩衝機特性を考慮し求める必要
があり、発泡スチロールの歪量が≒50〜65％範囲
に位置する値を採用することが最も望ましい。

つまり、発泡スチロールを用いた緩衝包装は発
泡スチロールの大きな圧縮変形（歪≒50〜60％）
を利用することを大前提とした包装（緩衝）方法
であることを意味し、同時に本来、ポリスチレン
樹脂は熱可塑性で硬質樹脂であり、柔軟性に乏し
く、非常に脆い性質であることを加味すれば緩衝
材としての発泡スチロールの割れは宿命的でさえ
あり、その割れ抑制は避けて通れない問題であ
る。

ところで、発泡スチロールは平板単純圧縮方向
のみの荷重では歪量80％以上加えても一切割れ現
象は発生しない性質をもつている。しかし、前述
の如く一方において脆さを有していることから圧
縮方向の荷重には強い反面、剪断、曲げ、引つ張
りなど、他の力に対しては弱い面があり、これら
の力が作用することにより、例えば第１３図に示
す如く角稜落下においては包装材が圧縮によりつ
ぶれる前に該角を形成する左右の包装材が左右に
開き、いわゆる開脚モーメントにより前述の割れ
現象を生じて緩衝作用を失うに至る。

しかも、現実問題として実際の荷役、運搬等に
伴い発生する衝撃の方向は不規則、かつ複雑であ
る。

これは実流通過程の割れ現象をみても、あるい
は包装貨物落下試験規格が殆ど１角、３稜、６面
落下に規定され、評価されていることからも容易
に類推することができる。

従つて、緩衝包装材の割れのメカニズムの解析
ならびに割れ抑制技法の開発は対面、対角、対稜
及びこれらの複合などを考慮してゆく必要があ
る。

ところで、落下衝撃による包装材の割れのメカ
ニズムをモデルを使用し解析したところ、そのモ
デルの落下イメージで特に問題となるのは第１
図、第２図に示されるような角稜落下であること
が知見された。

従つて、包装材の割れ抑制技法の開発方向は角
稜落下に照準を合わせるのがより効果的であるこ
とが判明した。

そこで、従来、落下テストによつて輸送過程で
予測される衝撃荷重を与えた場合に発生する包装
材の割れの損傷が製品固定機能を損なう恐れのあ
るものにあつては、それを防止する目的で熱可塑
性樹脂発泡成形体の発泡倍率を低くしたり、肉厚
をふやすなどの各手段がとられてきた。

又、一方、上記の如き包装材においてその形状
を衝撃荷重に対し緩衝能力を大きくむべく種々の
試みが検討され、特にコーナー部に集中的に加わ
る衝撃に対する手段として稜および角の部分を切
欠き、かつこの切欠面中央部に衝撃効果を増大す
る溝を設けること（実開昭51−89071号）などが
提案されている。

（考案が解屈決しようとする課題） しかし、前者の手段は当然のこととして発泡成
形体材料の使用量の増加を招き、また梱包材数の
増加を招来したり、本来の緩衝特性を減殺するな
どの問題があり、一方、後者の手段は軽量包装品
の緩衝性には一応の効用はあるにしても製品の衝
撃荷重が作用する稜線部の肉厚の現象により10Kg
を越える重量包装においては実質的に割れ阻止の
効果は乏しく、しかも、これらの手段では稜線落
下時、コーナー稜線部において被包装物が包装材
へ及ぼす衝撃荷重と接地面が包装材へ作用する衝
撃荷重との方向のずれについては全く考慮されて
いない。

即ち、製品梱包体は通常、その重心位置及び包
装材の厚みの関係から稜線落下時、包装材が被包
装物から受ける衝撃荷重と接地面から受ける衝撃
荷重が同一線上に一致することは極めて稀であ
り、若し同一線上にあるような場合には上下の両
荷重がぶつかりあつて包装材に圧縮変形荷重が作
用するのみであるが、現実には上記重心位置や包
装材の厚みにより第１図に示されるようにずれを
生じるものが多く、この場合には圧縮変形荷重の
外に両荷重のずれによる剪断力や曲がり、引つ張
りなど、他の力が作用し、多かれ、少なかれ割れ
現象を免れないが、このような問題については何
ら考慮されていない。

本考案は上述の如き従来の問題に対処し、特に
上記の如き包装材の割れの損傷が最も大きく発生
する稜線上の落下に着目して、前記衝撃荷重の方
向のずれに対しても有効な効果を奏する包装材の
構成を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 即ち、上記目的に適合する本考案の特徴は、熱
可塑性樹脂発泡体により互いに直交する所要肉厚
の三面を有して形成し、外形状が箱体をなす梱包
体のコーナー部に当接使用されると共にコーナー
部稜線部において、被包装物が包装材へ及ぼす衝
撃荷重と、接地面が包装材へ作用する衝撃荷重の
方向にずれがある場合の緩衝固定包装材であり、
コーナー部稜線の被包装物に接する面とは反対側
の外面側で該稜線を形成する二面にわたつて拡が
る肉盗みを設け、該肉盗みを上記二面において前
記稜線よりの拡がり長さを異ならしめ、稜線落下
時、梱包体外形面が接地面との間でなす夫々の角
度θ₁，θ₂のうち大なる側の面の拡がり長さを大な
らしめた構成にある。

なお、上記本考案構成における肉盗みを設ける
にあたつては外面側の稜線の全部の長さ範囲に限
らず、一部の範囲でもよく、特に稜線落下時にお
けるコーナー部が問題であることから部分的なコ
ーナーパツト方式で包装材が被包装物のコーナー
部分のみに当接使用されるもので、ある場合には
落下する外面側の稜線の全部の長さ範囲にわたり
前記肉盗みを設けることが好適であるが、包装材
が被包装物のコーナー部分のみでなく、コーナー
部を含む被包装物の稜線全長に及ぶような場合
（第７図及び第８図参照）には必らずしもその全
部の長さ範囲ではなく、コーナー部とこれに近接
する一部の長さ範囲だけで充分、機能を達成する
ことができる。

（作用） 上記の如き構成からなる本考案包装材は、これ
を製品梱包体の角稜部（挿入部に当接して使用す
るときは稜線落下時において圧縮変形荷重以外の
剪断、曲げ、引つ張りなどの力が極力押えられ、
割れの発生を抑制する。

これを以下、詳述する。

第１０図イで示すように被包装物（製品）から
は包装材に対し落下時、加速度が加わり、その衝
撃荷重Ｗが図示方向に加わる。

一方、これに対し接地面側では上記衝撃荷重Ｗ
を受止しようとする反作用として荷重Ｐが働く。

ところで、稜線落下時、梱包体外面が接地面と
なす夫々の角度θ₁，θ₂に大小があり、θ₁＜θ₂であ
ることから、包装材も被包装物からの荷重方向に
対し左右の長さl₁，l₂は不均一となり、図ではl₁
＞l₂（通常、８：５位である。）となる。

換言すれば両荷重の方向にずれがある。

そこで、今、第１０図イに示す如く、包装材に
肉盗みがない場合をみると、上記両荷重方向のず
れがあつても当初は余り影響はなく、前記上下の
両荷重Ｗ，Ｐによつて包装材は単純圧縮にもとづ
く圧縮歪を生じて緩衝作用を有するが、より以下
の外力が働くと、上記両荷重のずれにより、包装
物からの荷重Ｗの真下で該荷重を受止することが
ないため、前記被包装物からの荷重方向に対する
長さl₁，l₂の不均一によつて被包装物からの荷重
を受止する面が左右不均一となり、コーナー部に
おける内外稜線を結ぶ中点Ｏ位置に至れば該中点
Ｏを中心として恰も鋏の両刃による切断のような
動きが生じ、これが圧縮変形荷重以外の剪断力と
なつて割れを発生し、も早、それ以上は緩衝能力
はなくなり、被包装物商品は床にぶつかり破損す
ることになる。

一方、第１０図ロに示す如く例えばコーナー部
内外稜線間の距離Ｈの20％の肉盗みをとり、外面
稜線Ｑの位置が被包装物からの荷重Ｗ方向の真下
に近付くようにすると、この場合には、当該20％
の部分までは包装材のもつ圧縮歪により上下両荷
重方向の一致にもとづく単純圧縮が確保されて割
れは抑制され、その範囲では有効な緩衝力を発揮
する。しかし、20％をすぎると以後は前述の肉盗
みのない場合と同じく被包装物からの荷重Ｗを負
担する受面は左右不均一となり、前述と同様の経
過により割れを生じるに至る。

そこで更に肉盗みを大きくし、接地稜線が第１
０図ハの如く、被包装物からの荷重Ｗの真下に来
るようにすると、これが60％であるときは内外稜
線間の距離Ｈの60％までの部分までは前記20％ま
での部分と同じく単純圧縮作用により緩衝能力を
発揮し、割れを生ずることはない。

しかし、勿論、60％をすぎて、なお衝撃エネル
ギーが残つているときは、前記同様割れの発生の
可能性がある。

ところで、前述したように緩衝包装において包
装材の歪量は発泡スチロールで60％前後を標準と
し、通常、前記内外稜線間の距離の60％程度の圧
縮の仕事で充分とされている。

従つて、肉盗みとしては拡がりの大きい方が前
記距離Ｈの60％程度であれば実用上、充分であ
る。

しかし、肉盗みを全く有しない場合に比し、該
肉盗みが単純圧縮作用により緩衝能部分を拡げる
ことは上述の通りであり、割れを抑制する作用を
奏する。

このことは、第１３図及び第１４図によつても
明らかな通りであり、第１図、第２図に示される
ような稜線落下において第９図で示される稜線イ
が地面に接地するとき、この稜線を形成する二つ
の面Ａ，Ｂに何ら肉盗みがなければ第１３図に見
られるように包装材自体のもつ圧縮機能により包
装材接地部が圧縮変形し、接地面から受ける荷重
は二つの面に分散され、緩衝機能を発揮するにし
ても（第１３図参照）、被包装物から受ける荷重
Ｗと接地面から受ける荷重Ｐには依然ずれが残
り、従つて所定の圧縮に基づく歪を生じた後、な
おそれ以上の外力のあるときは上記両荷重Ｐ，Ｗ
のずれに起因する剪断力、曲げ、引つ張りなど圧
縮変形荷重以外の力により第１３図ハに見られる
ように割れを生じる。

ところが、本考案包装材においては前記の如く
拡がり長さを異ならしめた肉盗みを配することに
より小なる肉盗みによつて形成された稜線（第９
図イ）が第２図のように接地面からの衝撃荷重を
受けることにより（通常、包装材の外側がダンボ
ールケースが外装されているが、このケースは考
慮しない）包装材自身が有する圧縮機能により包
装材が圧縮変形されても接地面から受ける荷重Ｐ
の方向が第１図における矢印Ｐ線の方向から第２
図における矢印Ｐ線方向に移行し、被包装物から
受ける荷重Ｗ方向との間のずれが減少又は殆どな
くなつて、圧縮変形荷重以外の剪断、曲げ、引つ
張りに起因する力、特に剪断力が減少又は殆どな
くなつて、包装材に対して強いとされる単純圧縮
方向のみの荷重となり、割れ現象は殆んど生ぜ
ず、第１４図に示されるように相当の歪量を加え
ても割れ現象は起こることがなくなる。

かくして本考案の包装材を用い、これを箱体梱
包体のコーナー部に当接するときは、包装材がう
ける接地面からの衝撃荷重と、被包装物から受け
る衝撃荷重のずれは小さくなり、もしくは完全に
なくなつて包装材に発生する割れの損傷を抑制す
ることができる。

（実施例） 以下、添付図面により本考案包装材の好ましい
実施例につき詳述する。

第１図は製品が従来形状の包装材により梱包さ
れた状態にあつて梱包体の重心方向が包装材の外
稜線と一致する、いわば包装材稜部にとつては最
も割れの損傷を受け易い稜落下の状態を示し、第
２図は同じく本考案に係る包装材を使用した場合
の一例を同様な状態で示す。

これら各図においては、１は製品本体、２はコ
ーナー部を含むサイドパツト方式の熱可塑性樹脂
発泡成形体を用いてなる包装材、３は外装ダンボ
ールケースを夫々示し、又Ｃは梱包体の重心位置
を、そしてθ₁及びθ₂は前記稜線部落下時において
梱包体外形面が接地面４との間でなす角度を、更
にＰは接地面４が々該包装材へ作用する衝撃荷重
を、Ｗは被包装物が包装材へ及ぼす衝撃荷重を
夫々示す。

そして、上記第１図における従来方式におい
て、包装材が稜落下により衝撃荷重を受ける場合
の状態は、第３図においてその要部を拡大図示し
ているが、その多くは重心位置の関係上、被包装
物から受ける衝撃荷重Ｗと接地面４から受ける衝
撃荷重Ｐとの間にずれが生じる。

従つて、かかる場合には成形体内部に圧縮変形
荷重以外の剪断、曲げなどの力がより大きく発生
することから極めて割れの損傷を受け易いことは
前述の通りである。

これに対し、第２図及び第４図ないし第９図に
おいて符号５で示される部分は上記に対処した本
考案の特徴をなす部分であり、包装材２の被包装
物である製品本体１に接する面に対し、反対側の
外側二面Ａ，Ｂにおいてその稜線部（第８図イ及
び第９図イ参照）の一部もしくは全部に稜方向に
沿つて肉盗み５が設けられている。この肉盗み５
の部分は包装材の外面側の稜線（第９図イ参照）
の全てに設けておくようにすれば梱包が箱体であ
る場合にはより好適であるが、落下時における衝
撃荷重を受け易い部分が特定されている場合には
その部分のみでも充分、有効である。

なお、肉盗み５の形状は、第２図並びにこれを
拡大した第４図においては断面略々長方形状とな
つているが、かかる形状に限ることなく、第５
図、第６図に図示するうよな断面不等辺三角形状
となすこともでき、更に他の同効の形状とするこ
ともできる。しかし、最も一般的な形状として前
記長方形状または不等辺三角形状が挙げられる。

又、この肉盗み５の大きさは特に制限されるも
のではないが、本考案では特に包装材外形面が接
地面との間でなす角度θ₁，θ₂のうち、より大なる
角度θ₂を有する面Ｂの方向に対して稜の一部もし
くは全部に包装材が衝撃荷重によつて惹起される
圧縮変形量に略等しい寸法ｂの肉盗みを配し、他
方の面Ａに対して前記寸法ｂより小なる肉盗み寸
法を配して異形状の肉盗みを稜線に沿つて施すこ
とにより包装材が受ける接地面からの荷重Ｐと被
包装物から受ける荷重Ｗのずれを極めて小さくす
るか、もしくは完全に無くするようにしている。

第４図、第５図、第６図における各実施例は、
何れもそのような配慮を以て構成されている。

第７図、第８図は上記包装材の形態を更に分か
り易く斜視図で示しており、第７図においては包
装材２の手前側縦横両稜線に肉盗み５が設けら
れ、一方、第８図においては、下部両側において
外面側稜線イの一部に該稜線イを形成する二つの
面Ａ，Ｂにわたつて拡がり長さａ，ｂを異にした
肉盗み５が設けられている。

第１２図、第１３図及び第１４図は拡がりの異
なる肉盗みを設けた本考案包装材S₁と、該肉盗み
を設けない包装材S₂との荷重による変形状態を対
比した例であり、第１２図に見られるように肉盗
みを設けない比較包装材S₂の性能が圧縮荷重60〜
70Kg／15cm、圧縮変位量10mm程度であるのに対
し、本考案包装材S₁では圧縮荷重100Kg〜15cm、
圧縮変位量が20mmに近付く性能を有しており、実
際に使用した場合、第１３図に示す肉盗みを有し
ない比較包装材がハ図における圧縮歪30％で割れ
を生じているのに対し、第１４図に示す本考案包
装材では圧縮歪30％においても何ら割れの損傷が
起こらないことが確認された。

かくして本考案包装材は割れ損傷に対し極めて
有効であり、包装材としてすぐれた性能を有する
ことが分かる。

なお、本考案における上記肉盗みは前述の如く
稜線落下時におけるコーナー部が特に問題であ
り、従つて部分的なコーナーパツト方式の場合に
は全部にわたつて設けることが好適であるが、第
７図又は第８図の如き稜線部全長に及ぶような場
合には必らずしも全部ではなく、コーナー部及び
これに近接する一部であつても充分、その機能を
果たすことができる。

（考案の効果） 以上の如く、本考案は包装材において、該包装
材が被包装物に接する面とは反対側の稜、即ち包
装材の外面側稜線の長さの一部もしくは全部に肉
盗みを設け、かつ該稜線を形成する二つの面にお
ける肉盗みの拡がり長さを異ならしめたものであ
り、肉盗みの拡がり長さを異ならしめたことによ
り包装材が受ける接地面並びに製品面からの衝撃
荷重の方向を極力一致させ、両荷重方向のずれを
実質的に無くして熱可塑性樹脂発泡成形体の割れ
の損傷が最も大きく発生する稜落下においても落
下衝撃による包装材の割れの原因を解消し、損傷
抑制を達成することができる顕著な効果を奏し、
しかも成形体の発泡倍率を低くしたり、肉厚を増
すなどとは異なり、同材料の節減をも達成するこ
とができ、工業上、かつ実用上、極めて実効性大
なる包装材である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来形状の包装材により梱包された製
品の稜落下状態を示す説明図、第２図は本考案の
包装材による前記第１図と同様な状態説明図、第
３図は第１図における要部拡大図、第４図は第２
図における要部拡大図、第５図及び第６図は本考
案の他の実施例に係る第４図同様の要部拡大図、
第７図及び第８図は本考案に係る包装材の各例を
示す外観斜視図である。又、第９図は本考案包装
材の視点を変えた説明のための斜視部分図、第１
０図イ，ロ，ハは作用説明図で、イは肉盗みのな
い場合、ロは一部肉盗みを設けた場合、ハは更に
多く肉盗みを設けた場合を示す。次に第１１図は
緩衝特性挙動を示す線図、第１２図は稜偏角落下
時における本考案包装材と比較包装材との比較
図、第１３図イ，ロ，ハは比較包装材の圧縮荷重
に対する変位状態でイは圧縮歪０発泡、ロは圧縮
歪20％、ハは圧縮歪30％の場合を示す説明図、第
１４図イ，ロ，ハは本考案包装材の圧縮荷重に対
する変位状態で、第１３図と同じくイは圧縮歪０
％、ロは圧縮歪20％、ハは圧縮歪30％の場合を示
す説明図である。 １……被包装材、２……包装材、３……外装ダ
ンボールケース、５……肉盗み、イ……外面側稜
線、Ａ，Ｂ……稜線を形成する二面。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 熱可塑性樹脂発泡成形体により互いに直交す
   る所要肉厚の三面を有して形成し、外形状が箱
   体をなす梱包体のコーナー部に当接使用される
   と共にコーナー部稜線部において被包装物が包
   装材へ及ぼす衝撃荷重と、接地面が包装材へ作
   用する衝撃荷重の方向にずれがある場合の緩衝
   固定包装材であつて、該包装材はコーナー部稜
   線の被包装物に接する面とは反対側の外面側の
   稜線で該稜線を形成する二面にわたつて拡がる
   肉盗みを有してなり、該肉盗みは上記二面にお
   いて、前記稜線よりの拡がり長さを異にし、稜
   線落下時において梱包体外形面が接地面との間
   でなす夫々の角度θ₁，θ₂のうち大なる側の面の
   拡がり長さが大であることを特徴とする緩衝固
   定包装材。 ２ 肉盗みが断面略長方形状である実用新案登録
   請求の範囲第１項記載の緩衝固定包装材。 ３ 肉盗みが断面略不等辺三角形状である実用新
   案登録請求の範囲第１項記載の緩衝固定包装
   材。