(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記包装容器の前記平面部に、前記包装容器を貫通する開口部が設けられ、前記緩衝材の前記第2部分が前記開口部内に嵌合されている請求項3に記載の包装容器構造体。
【発明を実施するための形態】
【0007】
(第1実施形態)
以下、実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において、同様の構成要素については同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【0008】
第1実施形態に係る緩衝材を
図1から
図4を参照して説明する。
図1は、第1実施形態に係る包装容器構造体を模式的に示す分解斜視図である。
図2(a)は、第1実施形態に係る緩衝材の斜視模式図、(b)は第1実施形態に係る緩衝材の下側から見た図であある。
図3は第1実施形態に係る緩衝材を装着した包装容器が被梱包物を格納した状態を示す斜視図である。
図4は緩衝材の動的衝撃特性曲線を示すグラフである。
【0009】
図1に示すように、第1実施形態に係る緩衝材11は、例えば電子機器やテレビなどの取り扱いに注意を要する被梱包物17の側面に接し、例えばウレタン、ポリエチレン、発泡スチロールの材料からなる。緩衝材11は包装容器12に装着され、被梱包物17が包装容器12によって格納される。被梱包物17は、緩衝材11が被梱包物17の側面に沿って接した状態で、例えば段ボールケースなどの外装箱20の内部に梱包される。このように、緩衝材11は、包装容器12と被梱包物17との間に配置されて、搬送物に衝撃などの外力を直接与えないようにするものである。この梱包状態において、緩衝材11は、第1部分1、第2部分2、第3部分3の弾性によって、被梱包物17への衝撃を緩和する。
【0010】
まず、第1実施形態における緩衝材11の構造について説明する。
【0011】
図2(a)、(b)に示すように、緩衝材11は、第1部分1と、第1部分1と一体化された第2部分2と、第2部分2に対して直角に配置された第3部分3を有する。
【0012】
図2(a)に示すように、第1面4を有する第1部分1は、第1方向としてのZ方向に沿った第1の厚みT1と、第3方向としてのY方向に沿った第1の幅W1と、第2方向としてのX方向に沿った第1の長さL1を有する。本実施形態において、比較的厚いことを厚肉状または肉厚であるとして説明する場合もある。
【0013】
第2部分2は、第1部分1に対してZ方向にずれた状態で配置され、第1部分1とX方向に沿って一体化されている。第2部分2のY方向に沿った第2の幅W2は、第1部分1第1の幅W1と同じ幅を有する。第2部分2のZ方向に沿った厚さは第2の厚さT2を有する。第2部分2のX方向に沿った長さは第2の長さL2を有する。なお、第1部分1及び第2部分2の厚さ、幅及び、長さは、被梱包物が最大減速度(G)に耐えうる許容範囲によって設計変更される。
【0014】
第1部分1がZ方向にずれた状態で第2部分2と一体化されることにより、第1部分1と第2部分2とに段差が生じる。この段差により、第1部分1側には、ずれ端面である第3面6を有し、第2部分2側にもずれ端面を有する。
【0015】
第3面6は、被梱包物17に接し、被梱包物17が外部から受ける衝撃を緩衝する役割を有する。また、第3面6は、被梱包物17のX方向に対する支持面としての役割を有する。
【0016】
第2部分2はX方向に沿って延伸し、第1面4と平行な第2面5を有する。つまり、第2部分2のZ方向に垂直な面のうち、第3面6の表面に直交しながら連続した表面を有する面が第2面5である。第2部分2におけるZ方向の面のうち、第3面6が臨む空間に対して第2部分2が臨む面が、第2面5であり支持面としての役割を有する。また、第2部分2は被梱包物17の底面又は上面が外部から受ける衝撃を緩和する役割を有する。第2部分2のZ方向の厚さは第1部分1に対して薄い第2の厚さT2を有する。これは、被梱包物17の底面又は上面は、正面に対してある程度の強度を持っているため正面ほど緩衝作用を要しない為である。第1実施形態では、第2部分2のZ方向の厚さは第1部分1に対して薄い第2の厚さT2を有するとして説明するが、第1部分1と第2部分2の厚さが同じであってもよいし、第2部分2が第1部分1より厚くても実施可能である。
【0017】
第1部分1には第1溝9が設けられている。
【0018】
第1部分1に設けられた第1溝9は、第1面4とは反対側の面から第1部分1の内部に達する。第1溝9は、一定の幅を有してY方向に沿って延びて前記第1部分1を突き抜ける。言い換えると、第1溝9は第2部分2のずれ端面が臨む空間に開口するように設けられる。第1部分1の内部にある一端は、第1溝9の幅よりも大きい幅を有しており、例えば、第1溝9の幅より大きい直径を有する円形状の断面を有する第1孔9aが第1溝9の第1部分1の内部にある一端として第1溝9に沿ってY方向に延びている。第1溝9は、第1部分1が包装容器12の各隅部周壁にはまり込み、隅部周壁の端部が第1孔9aに位置する。第1孔9aは、引っ張りやねじれによる応力集中によって緩衝材11が破損することを抑制する役割を有する。 第1面4と平行な第4面7を有する第3部分3は、第2部分2に対して第1部分1が配置される方向と直角の方向に第2部分2に対して配置されている。第3部分3は第1部分1と同様に、第2部分2が第3部分3に対してZ方向にずれた状態で配置されて、第3部分3と第2部分2は一体化されている。この構造により、第3部分3と第2部分2には段差が生じる。この段差により、第3部分3側には第5面8を有し、第2部分2にはずれ端面を有する。第3部分3と第2部分2は第5面8の表面と第2面5が連続するように接続されている。第3部分3にはX方向に沿った第3の幅W3を有する。第3の幅W3は、第1部分1第1の幅W1と同じ幅を有する。緩衝材11は、1枚の板材から第1部分1、第2部分2及び第3部分を切り抜いて形成される。このため、第1の幅W1、第2の幅W2及び第3の幅W3は同じ長さになる。緩衝材11は、第1部分1と第2部分2とが一体的に連続して形成され、第3部分3が第2部分2と接続されることにより形成される。
【0019】
第5面8は、被梱包物17に接し、被梱包物17が外部からの受ける衝撃を緩衝する役割を有する。この時、第5面8は、第3面6が被梱包物17が接する面とは直交した面に接する。例えば、第3面6が被梱包物17の正面に接する場合、第5面8は被梱包物17の側面に接する。
【0020】
第3部分3には第2溝10が設けられている。第2溝10は、一定の幅を有してX方向に向かって延びている。第3部分3に設けられた第2溝10は、第1部分1に設けられた第1溝9とは直交する。また、第3部分3に設けられた第2溝10は、第4面7とは反対側の面から第3部分3の内部に達する。第2溝10は、一定の幅を有してX方向に沿って延びて前記第3部分3を突き抜ける。第3部分3の内部にある一端は、第2溝10の幅よりも大きい幅を有しており、例えば、第2溝10の幅より大きい直径を有する円形状の断面を有する第2孔10aが第2溝10の第3部分3の内部にある一端として第2溝10に沿ってX方向に延びている。第2溝10は、第3部分3が包装容器12の各隅部周壁にはまり込み、隅部周壁の端部が第2孔10aに位置する。第2孔10aは、引っ張りやねじれによる応力集中によって緩衝材11が破損することを抑制する役割を有する。なお、第3部分3は、第1部分1が第2部分を中心として直角に配置されているとみることにより、2つめの第1部分1とみることもできる。
【0021】
第1実施形態において、第1部分1が、被梱包物17の正面に対する衝撃を緩衝させる場合、第3部分3は被梱包物17の側面に対する衝撃を緩衝させるとして説明するが、被梱包物17の配置方向によっては第3部分3が正面に対する衝撃を緩衝する場合もある。
【0022】
次に、緩衝材11が包装容器12に用いられる場合について説明する。
【0023】
図1に示すように、被梱包物17を格納する包装容器12に緩衝材11が装着される。緩衝材11は被梱包物17の側面および下面に接される。ここでは、緩衝材11が被梱包物17の底面に用いられている場合について説明するが、上面においても同様である。第1実施形態では、包装容器12において被梱包物17が格納される側を包装容器12の内側として説明する。
【0024】
包装容器12の各隅部周壁には窪み13が設けられ、底部には開口部14が設けられている。
【0025】
第1部分1に設けられた第1溝9と、第3部分3に設けられた第2溝10が、包装容器12の隅部周壁の窪み13において隅部周壁にはまり込むことにより包装容器12の隅部周壁に固定される。第3部分3は、第2部分2か第1部分1が延伸する方向と直角の方向に延伸するように第2部分2に配置されるので、第1部分1、第3部分3が隅部周壁に嵌り込むことにより緩衝材11の位置が決められる。これによって、衝撃を緩衝したい被梱包物17の面に緩衝材11が接するように配置される。つまり、第3面6と第5面8が被梱包物17に接した状態となる。
【0026】
窪み13において包装容器12の周壁に第1部分1の第1溝9及び第3部分3の第2溝10がはまり込むことにより、第1部分1の第1孔9aから第1面4までの側面1bに包装容器12の周壁が接し、第3部分3の第2孔10aから第4面7までの側面3bに包装容器12の周壁が接する。このように、緩衝材11が包装容器12に接する面が増えることにより保持力が分散されるので緩衝材11が損傷することを抑制することができる。
【0027】
第2部分2が開口部14を介して包装容器12の内側から外側に向かって突出している。第2部分2は、包装容器12の底部に設けられた開口部14に嵌ることによって包装容器12に保持される。これにより、横方向からの外力を受けた場合でも第1部分1、第3部分3が隅部周壁に固定された状態を維持できる。従って、被梱包物17の所定の位置での衝撃を緩衝していた緩衝材11が、外力により所定の位置からずれてしまうことを抑制できる。第1実施形態において、第2部分2が包装容器12の内側から外側に向かって開口部14から突出してもよいし、第2部分2と、包装容器12の底部外面が面一であってもよい。第2面5は被梱包物17の底面と接した状態となる。
【0028】
以上のように配置すると、第3面6及び、第5面8は被梱包物17と接することにより横方向の外力に対して緩衝作用を有し、第2部分2は、第2面5が被梱包物17を支持することで底面からの外力に対して緩衝作用を有する。
【0029】
例えば、半導体ウエハを搬送物とした場合、円盤である半導体ウエハの正面は衝撃に弱いため特に搬送中の衝撃や振動による損傷を抑制することが求められる。一方で円盤の半導体ウエハの正面に対して側部はある程度の強度を有しているため衝撃等による破損は生じにくい。このため、半導体ウエハの正面に対応する面が被梱包物17の正面とすると、被梱包物17の正面が受ける外力を特に緩和することが求められる。
【0030】
図4に示すように緩衝材の長さを変えた場合の最大減速度(G)と静的応力の関係を示している。ここで、第1部分1を一例として緩衝材11のデザイン設計の計算式は下記のように示される。
K=S/L
【0031】
上式は緩衝材11の第1部分1の長さをL1、厚さT1と幅W1の面積をSとする。上式は、Kが大きいほど,物が受ける衝撃が大きくなることを示している。横軸は、単位面積あたりに被梱包物17が受ける製品重量(M/S M:製品重量であり、横軸方向に向かうに従って緩衝材がつぶれた状態を示している。つまり、力を受ける面積が大きくなるほどつぶれにくくなり、逆に力を受ける面積が小さいか又は製品の質量が大きくなるほどつぶれやすくなる。縦軸は、外部から被梱包物17が受ける衝撃の大きさを示している。曲線はそれぞれ緩衝材の長さLを示している。ここで言う長さとは、例えば第1部分1の第1の長さL1を指している。
【0032】
緩衝材は、完全につぶれてしまうと外力がそのまま製品に伝わってしまうため、適切な長さが求められる。そこで、
図4に示すように、製品が許容できる外力の値を50Gとした場合、緩衝材11が50Gの値より下回る面積と厚さを有するように調整する。
図4に示す例では、長さA(mm)の場合は50Gの値より下回っている値が0.03〜0.4(kgf/cm2)である。このように長さをA(mm)とした時、許容範囲に応じて緩衝材の厚さとHと断面積Sとを調整する。この値は緩衝材に用いられる材料によって異なる。
【0033】
次に第1実施形態の効果について説明する。
【0034】
第1実施形態の緩衝材11は第1部分1、第2部分2及び第3部分3が設けられ、第1部分1に第1溝9、第3部分3に第2溝10が設けられている。第1溝9と第2溝10がそれぞれが設けられることにより緩衝材11を包装容器12に装着し固定することができる。緩衝材11が包装容器12に装着されることにより、包装容器12の外部へ突出した第2部分2で緩衝材11が外装箱20に接される。これにより、緩衝材11が包装容器12から突出することで被梱包物17と外装箱20との間に包装容器12を介して隙間ができる。これにより外力を受けても被梱包物17への衝撃を緩和することができる。さらに、外装箱20が転倒するなどして衝撃を受けると、緩衝材11は、第1部分1、第2部分2及び第3部分3によってその衝撃を緩和して、被梱包物17の側面への衝撃を緩和する。緩衝材11のサイズを大きくすることがなくても、被梱包物17に作用する衝撃を確実に緩衝することができる。第1実施形態では、被梱包物17の上面の隅部に装着される4つの緩衝材11と、下面の隅部に装着される4つの緩衝材11のうち、下面に設けられている1つの緩衝材11について説明した。第1実施形態の緩衝材11は、被梱包物17の下面の隅部だけではなく、上面側においても同様に用いることができる。つまり、緩衝材11は被梱包物17の上面及び底面の両方にそれぞれ用いることができる。さらに、上面及び下面にそれぞれ装着された緩衝材11は、一体的ではない。このため、緩衝材11の形成される際に用いられる材料を少なくすることができる。これによって安価に製造することができる。
【0035】
緩衝材11の材料が、耐衝撃性の高い発泡樹脂製で形成されているため、外装箱20に外力を受けた際に緩衝材11が収縮することにより外力が吸収されて緩衝作用を引き起こす。このため、被梱包物17への衝撃が減少する。
【0036】
(第2実施形態)
第2実施形態に係る緩衝材を
図5から
図7を用いて説明する。
図5は、第2実施形態に係る包装容器構造体を模式的に示す分解斜視図である。
図6(a)は、第2実施形態に係る緩衝材の斜視模式図、(b)は第1実施形態に係る緩衝材の下側から見た斜視図である。
図7は、第2実施形態に係る緩衝材を装着した包装容器が被梱包物を格納した状態を示す斜視図である。
【0037】
第2実施形態に係る緩衝材が第1実施形態と異なる点は、被梱包物17の上部に設けられる緩衝材が第1部分1に第3面6から第1溝9に向かう方向に第1凹部と、第3部分3の第4面8から第2溝10に向かう方向に第2凹部とを設けたことである。さらに、被梱包物17の下部に設けられる緩衝材の第3部分3の第5面8に傾斜を設けたことである。第2実施形態に係る緩衝材は、上記点を除いて、第1実施形態に係る緩衝材の構造と同じであるので、同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【0038】
第2実施形態に係る緩衝材の構造について説明する。
【0039】
第2実施形態における被梱包物17の一例としてFOSB(基板収納容器)を用いて説明する。
【0040】
半導体ウエハ等の大口径化に伴い、半導体ウエハの搬送に使用するFOSBも大型化している。第2実施形態では300mmのウエハを収納するFOSB21を一例として説明する。FOSB21は、作業者が手動で蓋体を開閉し半導体ウエハを収納するマニュアルFOSBと、専用装置で蓋を自動的に開閉するオートドアーFOSBとがあるが、本実施形態では区別しない。
【0041】
FOSB21は、例えば300mmの半導体ウエハを整列収納する容器本体15と、この容器本体15の開閉する着脱自在の蓋体16から構成される。蓋体16は容器本体15の周縁部からXY方向の水平方向に突出している。FOSB21は、蓋体16が上向きの状態で収納される。
【0042】
容器本体15の側面は、底面側が開口部側よりも水平方向でも狭くなっている。
【0043】
FOSB21は蓋体16が容器本体15から水平方向に突出した構造であるため、FOSB21の上部に装着される緩衝材と、下部に装着される緩衝材の構造が異なる。そこで、第2実施形態では、上部に装着される緩衝材を第1緩衝材11aとし、下部に装着される緩衝材を第2緩衝材11bとして説明する。
【0044】
図6に示すように、第1緩衝材11aは、第1部分31と、第1の部分31から延伸して一体化された第2部分32と、第1の部分31から第2部分32が延伸する方向に直交するように第2部分32に配置された、第3部分33を有する。
【0045】
第1部分31がZ方向にずれた状態で第2部分32と一体化することにより、第1部分31と第2部分32とに段差が生じる。第1実施形態と同様に第1部分31には第1面36が設けられる。第2部分32のZ方向に垂直な面のうち、第3面35の表見に直交しながら連続した表面を有する面が第2面35である。第2面35は支持面としての役割を有する。
【0046】
第1部分31には、第1凹部37が設けられている。
【0047】
第1凹部37はX方向に一定の幅を持ち、第3面35から第1溝39に向かって第2面35に対して平行に延伸している。
【0048】
第3部分33には、第2凹部38が設けられている。
【0049】
第2凹部38はY方向に一定の幅を持ち、第2部分38から第3部分33が延伸する方向に沿って第3部分33に設けられている。この第1凹部37及び第2凹部38が設けられることにより蓋体16が第1凹部37及び第2凹部38の空間内に配置される。蓋体16が緩衝材と接触する面は、容器本体15の側面が緩衝材と接触する面よりも接触面積が小さい。このため、蓋体16が緩衝材11に接触すると、局所集中してしまい緩衝効果が得られない。また、局所集中により緩衝材が損傷する可能性がある。このため、第1凹部37と第2凹部38を設けることにより、緩衝材11aは蓋体16と接触せず、第1部分31、第3部分33のそれぞれが容器本体15に接される。これにより緩衝材11aは蓋体16からの局所集中を受けることなくFOSB21への衝撃を緩衝することができる。
【0050】
次に第2緩衝材11bの構造について説明する。
【0051】
FOSB21は、容器本体15の開口部側である上面から底面方向に向かって水平方向に狭くなっている。このため、第2緩衝材11bの第3部分43の第5面48には傾斜が設けられている。傾斜は、第3部分43の第4面47から第2部分42側に向かうに従って突出するように設けられている。第2緩衝材11bに傾斜を設けることにより、容器本体15が下方に向かって狭くなる形状に合わせて第2緩衝材11bとFOSB21とを接することができる。
【0052】
以上のように、第1緩衝材11aの第1部分31に第1凹部37を設け、第3部分33に第2凹部38を設けることにより、FOSB21の蓋体16が凹部の空間内に配置される。これにより緩衝材11aが蓋体16からの局所集中を受けることなく容器本体15に接触するため、FOSB21が受ける外力を十分に緩衝することができる。また、第2緩衝材11bの第3部分43の第5面48に傾斜を設けることにより、容器本体15から底面に向かって水平方向に狭くなる側面に沿って第2緩衝材11bを容器本体15に接することができる。
【0053】
本発明の実施形態を説明したが、本実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。