(57)【要約】【課題】板材から箱の展開図板を切り出し、その折り目となる部分を曲げて箱に組み上げる方法を提供する。【解決手段】板材により平面部１と側面部２を備えた展開図板８を形成する。展開図板８の折り目に相当する部分に、開口側が傾斜面９であり内奥が矩形である断面形状の曲げ溝３を、板材に薄い層５が残るように設ける。展開図板８の側面部２どうしの接合部となる側面部２の側縁６を相互に接合可能な形状とし、折り目に相当する部分に設けた曲げ溝および側面部側縁の接合位置に接着剤を塗布した後、曲げ溝に相当する部分に残る薄い層を曲げて箱に組み上げて接合する。側面部２側縁６の形状として、曲げ溝３を中心位置で切断した形状とし、突き合わせたときに形成される空隙に連結片を挿入接着することにより、より強固に接合することができる。【選択図】  図１
2010100330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材によって、平面部と側面部が連続する箱展開図状の展開図板を作製し、折り目に相当する部分に開口側が傾斜面であり内奥が矩形である断面形状の曲げ溝を板材に薄い層が残るように設け、側面部どうしの接合部となる側面部の側縁を相互に接合可能な形状とし、折り目に相当する部分に設けた曲げ溝および側面部側縁の接合位置に接着剤を塗布した後、曲げ溝に相当する部分に残る薄い層を曲げて箱に組み上げ、平面部と側面部及び隣接する側面部どうしを接合することを特徴とする箱の製造法。
【請求項２】
折り目に相当する部分に残る薄い層を曲げた際に圧縮側となる薄い層の上側部分に、窪みによる点線状弱化線あるいは筋状弱化線を設けて薄い層の上側部分の強度を弱めることにより薄い層の下側部分に生じる引張力を低減し、折り目に相当する部分に残る薄い層が破壊しないようにすることを特徴とする請求項１記載の箱の製造法。
【請求項３】
展開図板の側面部の側縁形状を、曲げ溝を中心位置で切断し、かつ平面部の曲げ溝を延長した態様に形成し、箱に組み上げた段階で隣接する側面部の側縁にある、矩形断面を二分した形状の欠損部の組み合わせによって形成される空隙と同じ形状の連結片を用い、該連結片を隣接する側面部の側縁にそれぞれ形成される欠損部に接着することによって、側面部どうしの接合を強化することを特徴とする請求項１又は２記載の箱の製造法。
【請求項４】
箱を、平面部と二つの側面部を備えた帯状であって平面部と側面部の間に曲げ溝を形成した展開図板と、別体に形成され展開図板の平面部に接合されるべき側面板とで構成し、展開図板の平面部と側面部が連続する側縁と展開図板の平面部と側面部が接続されるべき側面板の三辺に、曲げ溝を中心位置で切断した形状の接合面を形成し、側面板の三辺を展開図板に接合するに際して、付き合わせ状態のときに形成される空隙に、連結片を挿入、接合することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の箱の製造法。
【請求項５】
曲げ溝に残る薄い層を曲げて箱に組み上げる際、屈曲性および大きな引張弾性係数を有する帯鉄あるいはシートを、展開図板の裏面に沿わせて板の向かい合う両端間に取り付け、展開図板が帯鉄あるいはシートと一体となって曲がるようにし、帯鉄あるいはシートが曲げ溝に残る薄い層に生じる引張力を分担することにより、薄い層が破壊しないようにすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の箱の製造法。
【請求項６】
曲げ溝に残る薄い層を曲げて箱に組み上げる際、屈曲性および大きな引張弾性係数を有するシートを、少なくとも曲げ溝に残る薄い層を含む範囲の展開図板の裏面に貼り付け、シートが展開図板と一体となって曲がるようにしてシートが薄い層に生じる引張力を分担することにより薄い層が破壊しないようにすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の箱の製造法。
【請求項７】
曲げ溝に残る薄い層を曲げて箱に組み上げる際、展開図板の裏面に、折り目に相当する部分および側面部側縁の合わせ目に相当する部分に帯鉄を配置するとともに、帯鉄に対応させるべく展開図板の上面に金属製の箱内法大の治具を配置し、該治具と帯鉄を高周波の電極とすることで、薄い層及びその上に塗布した接着剤を高周波加熱するとともに、側面部もしくは側面板の接合面に塗布した接着剤を高周波加熱することを特徴とする請求項５記載の箱の製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
剛性を有する板材は破壊ひずみが小さいため、紙のように曲げ加工によって箱に組み上げることができない。本発明は、板材を紙箱の製造の場合と同じように曲げ加工によって箱に組み上げることができる方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
剛性を有する板材を紙箱の製造の場合と同様にして箱に組み上げる方法としては、特許文献１に開示されるように粘着テープを裏面に貼り付けた帯板状の木板を個々に切断してから粘着テープを折り曲げる方法、特許文献２に開示されるように接着シート・フィルム上に個々に分離したプラスチックなどの板状体を貼り付けて配置した後に接着シート・フィルムを折り曲げる方法などが知られている。特許文献３には、折り目に幅の狭いスリット状の切れ目を複数設けてスリットの底に残る薄い層を曲げることによって箱の周壁を製造する思想が開示されている。特許文献４には、薄板片や紙片、布片などを重合させた板材に対して、断面截頂錐形の凹溝を形成する構造が開示されている。
【特許文献１】特開昭６０−１７２６４７号公報
【特許文献２】特開昭５２−２６９７９号公報
【特許文献３】特開平６−１８２７２２号公報
【特許文献４】実用新案出願公告第４３３２号公報(図７)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
粘着テープを貼着しておき、この粘着テープ部分を折り曲げる方法では、帯板状の木板が切断されてしまうので剛性を失い、分離された木板と木板の連結は粘着テープに依存することになる。そのため、持ち運びが不便になるなど取り扱いが困難になるだけでなく、粘着テープが破損したり、また、はがれたりして個々の木板がバラバラになる恐れに加えて、箱に組み上げた段階で不要となる粘着テープをはがす際その粘着性が強い場合は、木板表面が一緒にむしり取られる可能性がある。接着シート・フィルムを折り曲げる方法では上述の粘着テープの場合と同様の欠点に加えて、板状体を貼り付けて配置する手間が必要となる。
【０００４】
幅の狭いスリット状の切れ目を複数設けてスリットの底に残る薄い層を曲げる方法では、曲げる過程でスリット間に形成される複数の層が圧縮されるので、スリットの底に残る薄い層に生じる引張応力が増大し厚さの薄い板材でも破壊が生じやすく、まして厚さの厚い板材には用いることができない。また、厚みを残した状態で、Ｖ字状の切り込みを設けて折曲する方法においても、大きな引張応力が発生し、破損させずに折曲することは困難である。
【０００５】
上記、従来技術の欠点に鑑み本発明は、厚さを問わない板材を個々に切断して分離することなく、剛性を保持したまま箱展開図状の展開図板とし、紙箱製造の場合と同様に、折り目となる部分を破損させずに曲げることを可能とし、丈夫で見栄えの良い状態に箱を組み上げることができる方法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】
【０００６】
上記目的を達成するため本発明は、図１に示すように板材によって、平面部１と側面部２が連続する箱展開図状の展開図板８を作製し、展開図板８の折り目に相当する部分に、図２(a)、(a’)に示すように、開口側が傾斜面９であり内奥に底がストレート状の矩形となった曲げ溝３、あるいは図２(b) 、(b’)に示すように、矩形部分の幅を傾斜面９、９の先端間の寸法よりも大きい幅、すなわち底がハンマー状の矩形となった曲げ溝４を薄い層５が残るように設ける。さらに、側面部２、２どうしの合わせ目に相当する部分、すなわち側面部２の側縁６となる部分を相互に接続可能な形状に形成する。具体的には、箱の展開図板として切除する部分に、折り目に相当する部分と同じ曲げ溝３、４を設けてからあるいは設けずに、断面が直角二等辺三角形状の刃物７で切断して箱として不要な部分を切除して図３に示す箱の展開図板８を作製する。
【０００７】
続いて、展開図板８の折り目に相当する部分に設けた曲げ溝３、４および側面部どうしの合わせ目に相当する側縁６に形成した傾斜面９、９に接着剤を塗布した後、曲げ溝に残る薄い層５を曲げて箱を組み上げる。薄い層５を曲げた場合、その上側部分には圧縮応力が下側部分には引張応力が生じ、引張応力が最大引張応力に達した時に薄い層５は破壊する。薄い層５に生じる引張応力は、薄い層５の厚さが薄いほど、また、薄い層の幅方向の長さが長いほど小さくなる。さらに、薄い層５の上側部分に図４(a) 、(a’)に示す穴状の窪みを配置した点線状弱化線10や図４(b) 、(b’)に示す筋状に窪ませた筋状弱化線11を設けて薄い層５の上側部分の強度を弱める。これにより、中立軸が下側部分に移動するため引張応力が減少し、薄い層５が破壊されにくくなる。
【０００８】
薄い層５を曲げて、側面部２の側縁６に形成した傾斜面９、９どうしを合わせて接着するには、傾斜面９、９どうしを適正な位置に維持する必要がある。一方、側面部２の側縁６を、曲げ溝３や４を中心位置で二分した形状としたものの内、底がストレート状の矩形となった曲げ溝３と同じ形状としたものでは、傾斜面９に図５(a)に示す直角二等辺三角形状の欠損部12が、底がハンマー状の矩形となった曲げ溝４と同じ形状としたものでは、傾斜面９に図５(b)に示す棒状の欠損部13が形成される。この欠損部12、13は箱に組み上がった段階で一対となって、箱の角にそれぞれ図６(a)に示す正方形の空隙14や、図６(b)に示すＬ状の空隙15を形成する。
【０００９】
これらのことを踏まえて空隙14、15に、それぞれ断面正方形の連結片16もしくは断面Ｌ字状の連結片17を嵌合させる。すなわち、図５(a)、(b)に示すように、断面正方形の連結片16、断面Ｌ字状の連結片17は、その半分を予め接着剤を塗布してある欠損部12、13の一対となる片方に挿入し、露出している連結片16、17の半分を箱に組み上げる際にもう一方の欠損部12、13に嵌め込むことによって傾斜面９、９同士を正確な位置に維持し、接着することができる。連結片による係止は、上記方法のほか、箱に組み上げた段階で形成される空隙14、15に連結片16、17を上から挿入することによっても傾斜面９、９どうしを正確な位置に接着、接合することができる。なお、連結片16、17は接着剤が硬化した後は、傾斜面９、９どうしの接着接合を強化する役割を果たすことになる。
【００１０】
展開図板８は、必ずしも平面部１と全ての側面図を備えたものである必要はない。図12に示す実施形態は、展開図板８を平面部１と二つの側面部２、２を備えた帯状とし、平面部１と側面部２の間に曲げ溝３もしくは４を形成している。この実施形態では、展開図板８と、展開図板とは別体に形成し、展開図板８の平面部１に接合されるべき二枚の側面板2A、2Aとで箱を構成する。このとき、展開図板８の平面部１と側面部２が連続する側縁と、展開図板８の平面部１と側面部２が接続されるべき側面板2Aの三辺に、曲げ溝３もしくは４を中心位置で切断した形状の接合面を形成しておく。これにより、側面板2Aの三辺を展開図板８に接合するに際して、付き合わせ状態で形成される空隙14もしくは15に、連結片16もしくは17を挿入して接合することによって箱を完成させる。
【００１１】
側面板2Aを展開図板図８に接合する上記実施形態の場合、平面部１と側面部２が連続する展開図板８の側縁及び側面板2Aの三辺に形成する接合面は、傾斜面の先に形成する矩形断面部分が、傾斜面の先端間の寸法よりも大きい幅であるハンマー形に形成した曲げ溝４を中心位置で切断した形状とするのが好ましい。この場合、欠損部によって形成される空隙15はＬ字状に形成され、Ｌ字状の連結片17によってしっかりと固定することができる。
【００１２】
曲げ溝３、４に残る薄い層５を曲げて箱に組み上げる前に、図７に示すように屈曲性および大きな引張弾性係数を有する帯鉄18を展開図板８の裏面に沿わせて、展開図板８の相向かい合う端部19、19に係止する。そして、箱に組み上げる際、帯鉄18を展開図板８と一体にして曲げるようにすれば、帯鉄18が薄い層５の伸びを拘束して薄い層５に生じる引張力を分担することになる。この引張力の分担が完全であれば、薄い層５には圧縮力のみが生じ、引張力は生じないので薄い層５には破壊が生じないことになる。
【００１３】
帯鉄18の替わりに同等の物性をもつシートを用いてもよい。シートを用いる場合は、図８に示すように薄い層５を挟んで(跨ぐように)展開図板８の裏面にシート20を貼り付けてもよい。この、貼り付けたシート20が展開図板８と一体となって曲がることによって薄い層５の伸びを拘束し、前記した帯鉄18の場合と同様に薄い層５の破壊を防止することができる。
【００１４】
帯鉄18を用いる場合は、展開図板８の上に図９に示す金属製の箱内法大の治具21を置き、帯鉄18と治具21を高周波の両電極として利用して薄い層５およびその上に塗布した接着剤を高周波加熱し、薄い層５を可塑化してその破壊ひずみを増大させることにより、薄い層５を曲げて箱に組み上げる際、薄い層５が破壊しないようにする。さらに、箱の形状に組み上がった後も高周波加熱を継続することですべての傾斜面９に塗布した接着剤を加熱し圧締時間を短縮する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明によれば、板材からの箱の製造を紙箱製造の場合と同じ様に行うことができる。開口側が傾斜面９、９であり内奥が矩形である断面形状の曲げ溝３、４を板材に薄い層５が残る状態で箱展開図状の展開図板８を作製するため、剛性が残る展開図板８が得られ、持ち運びなどの取り扱いが容易となる。そして、曲げ溝は傾斜面９の内奥の断面形状を矩形とすることによって、曲げ溝の底に残る薄い層５を薄く、しかも幅の広い状態に形成することができる。そのため、曲げ溝３、４に接着剤を塗布した後、曲げ溝の底に残る薄い層５を曲げて箱に組み上げる際に薄い層５を破損させることなく、短時間で精度のよい、かつ、美観に優れた箱を作ることができる。傾斜面９の内奥の断面形状を矩形とすることは、曲げ溝３、４の薄い層５の厚み及び長さを自由に決定することができるものであり、例えば曲げ溝を台形断面の溝とした場合と比較して、溝の底に残る薄い層５の長さを、薄くかつ長くすることができるため、曲げ加工の際に薄い層がより破壊しにくくなる。特に、曲げ溝の断面形状を、傾斜面の先に形成する矩形断面部分が、傾斜面の先端間の寸法よりも大きい幅であるハンマー状に形成した場合は、薄い層の長さをより長くすることができる。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、溝の底に残る薄い層の上側部分に窪みを設けて該層の上側部分の強度を弱めることにより、曲げた際に薄い層の下側部分に生じる引張力をより一層低減させることができる効果がある。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、傾斜面９、９どうしを合せて箱に組み上げた段階で、欠損部12、13が一対となって形成される空隙14、15に、空隙と同じ形状の連結片16、17の半分を予め一対となる欠損部12、13の一方に取り付けてから、露出している連結片16、17の残り半分を、箱に組み上げる段階でもう一方の欠損部12、13に嵌合する。あるいは箱に組み上がった段階で連結片を上から空隙に挿入することにより、箱に組み上げた段階で一対となる傾斜面どうしを正確な位置に留めることができ、かつ、その接着接合強度を向上させることができる。すなわち、より正確に形成された丈夫な箱を能率的に製造することができる。
【００１８】
請求項４記載の発明によれば、展開図板８を平面部１と、平面部の対向位置の側面部を連続させ、全体として一定幅の方形に形成し、側面に突出する側面部を別体の側面板とすることができる。これにより、別々の一枚の板から展開図板と側面板を効率的に切り出すことができるため、歩留まりを向上させることができる。また、板材が木板の場合、平面部１と側面部２の間の曲げ溝の長さ方向を木板の繊維方向と一致させることで、曲げ溝の薄い層５を繊維方向に対して直角方向に曲げることができるため、曲げ溝の薄い層５の破損をより一層防止することができる。加えて、側面板を展開図板８の平面部１に取り付けてから側面部を曲げ上げて側面板に嵌合させるので、別体となる側面板を展開図板８に容易にかつ正確に接合できる。さらに、側面板は、側面部の木目に合わせて取り付けることができるので、箱の側面全ての木目を一致させた美観の良い箱を提供することができる。
【００１９】
請求項５記載の発明によれば、曲げ溝３、４の底に残る薄い層５を曲げて箱に組み上げる際、屈曲性および大きな引張弾性係数を有する帯鉄18あるいはシート20を、展開図板８の裏面に沿わせて展開図板と一体にして曲げる。また、請求項６記載の発明によれば、薄い層５を挟んで(跨ぐように)展開図板の裏面にシートを貼り付け、シートと展開図板８を一体にして曲げる。このことにより帯鉄あるいはシートが引張力を分担するため、薄い層には引張力が生じないようになり薄い層の破壊を防止することができる。
【００２０】
請求項７記載の発明によれば、曲げ溝の薄い層５を曲げて箱に組み上げる際、請求項５に記載された発明において使用する帯鉄と、展開図板８の上に置いた金属製の箱内法大の治具21を高周波の両電極として高周波加熱を行う。これにより、薄い層５およびその上に塗布した接着剤を高周波加熱することができるので、薄い層５を可塑化して破壊しにくいようにすることができるだけでなく、箱に組に上げた状態ですべての接着面を加熱できるため、接着剤の硬化時間を短縮することができる。
以上述べたように、本発明によれば、板材から各種の形状をもつ箱の量産が可能となり、安価で高級感ある箱を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明箱の製造法を、形状が直方体である箱の、箱蓋を製造する場合の実施形態を添付の図面に基づいて説明する。
図１に示すように、箱蓋となる長方形の板材の周辺部、すなわち箱本体と嵌合する部分22を断面矩形状の刃物23を用いて階段状の段差が形成されるように切削する。なお、箱本体を作製する場合は板材の裏側に同様な切削加工を施すことになる。
【００２２】
次に、両斜辺が90°の角度をなし、先端矩形状の台形状刃物24を用いて、板材の箱展開図の折り目に相当する部分および側面部の側縁に相当する部分6に、図２(a)、(a’)に示すように薄い層５を残し、底がストレート状の矩形となった曲げ溝３を設ける。その際、切削深さを先端矩形の台形状刃物24の両斜辺を延長した交点が板材の裏面と一致する深さに調整する。底がストレート状の矩形となった曲げ溝３を設けるには、図示していない断面台形状の刃物を用いて台形の溝を形成した後、断面矩形状の刃物で切削することによって形成することもできる。
なお、底がストレート状の矩形となった曲げ溝３は、平面部１と側面部２の境界である折り目に相当する部分には必ず設けるが、側面部２の側縁６には必ずしも設けなくてもよい。すなわち、側面部２の側縁６の形状は隣接する側面部どうしが接着、接合できる形状であればよい。
【００２３】
折り目に相当する部分に設ける曲げ溝は、図２(a)、(a’)に示すように底がストレート状の矩形となった曲げ溝３だけでなく、図２(b)、(b’)に示すように傾斜面９、９の先に形成する矩形断面部分が、傾斜面の先端間の寸法よりも大きい幅であり、底がハンマー状の矩形となった曲げ溝４を設けることもできる。図２(b)、(b’)に示すように底がハンマー状の矩形となった曲げ溝４を設けるものでは、薄い層５の幅の長さがストレート状の矩形となった曲げ溝３の場合よりも長くなる。この場合においても、曲げ溝４の両斜面を延長した交点が板材の裏面と一致するように形成する。
【００２４】
図1に示す断面矩形状の刃物23や、図２(a)、(a’)に示す底がストレート状の矩形となった曲げ溝３を設ける刃物は、丸鋸刃でもルーター刃でもよいが、図２(b)、(b’)に示す底がハンマー状の矩形となった曲げ溝４を設ける場合の刃物はルーター刃とする必要がある。
【００２５】
続いて、断面が直角二等辺三角形状の刃物７をルーターに取り付け、その刃先が板材の裏面と一致するよう切削深さを調整して、図１に示すように側面部２の側縁６に相当する部分に設けられた、底がストレート状の矩形となった溝の底に残る薄い層を切断(両断)し、箱の展開図として不要な部分を切除して図３に示す箱の展開図板８を作製する。
【００２６】
薄い層５を切断する際、断面が直角二等辺三角形状の刃物７の刃先の移動を、板材の端から始めて側面部の側縁６どうしが直交する交点で止めた場合は、図10(a)に示すように折り目に相当する部分の端に薄い層５が残り、薄い層５を曲げる際の支障となる。一方、断面が直角二等辺三角形状の刃物７の刃先の移動を、交点から薄い層５の幅方向の長さの半分を越えて止めた場合は、図10(b)に示すように直交する薄い層５同士の突き合わせの位置まで、さらに、交点から底がストレート状の矩形となった曲げ溝３の幅の長さの半分を越えて止めた場合は、図10(c)に示すように直交する底がストレート状の矩形となった曲げ溝３同士の突き合わせの位置までそれぞれ薄い層５の残りを除去できる。これらの３通りの薄い層５を切断する方法の内、図３に示す展開図板８では、最初に示す方法を採用している。なお、２番目および３番目の方法を採用した場合は、折り目に相当する部分の両端が切断され、箱に組み上がった段階で折り目に当たる稜線の両端に接合部分が線状に現れることになる。
【００２７】
次に、曲げ溝３、４の底に残る薄い層５の上側部分に図４(a)、(a’)に示す円錐状の窪みを点線状に配置した(図面では二列に配置)点線状弱化線10、あるいは図４(b)、(b’)に示す筋状の窪みによる筋状弱化線11を設けて、図２(a)、(b)に矢印で示すように曲げ溝３、４を曲げた場合に圧縮側となる薄い層５の上側部分の強度を弱める。点線状弱化線10を設ける場合は、円錐状の突起をもつ歯車であるルレットを、また、筋状弱化線11を設ける場合は先端断面が鋭角の二等辺三角形状の円盤を、それらの先端が薄い層５の厚さ未満の深さに入るように、薄い層５に押し当てながら回転させる。なお、この弱化線を設ける処理は、板材から箱の展開図として不要な部分を切り離す前、すなわち板材に曲げ溝３、４を設けた直後に施してもよい。
【００２８】
続いて、図３に示す展開図板８の折り目に相当する部分に設けた底がストレート状の矩形となった曲げ溝３、および隣接する側面部どうしを接合する、側縁６に形成した傾斜面９に接着剤を塗布する。この時、板材が木板、集成材、合板、単板、ファイバーボード、パーティクルボード、OSBなどの木質系である場合は、酢酸ビニル樹脂エマルジョン接着剤など水系接着剤を用いれば、接着剤に含まれる水が、底がストレート状の矩形となった曲げ溝３の底に残る薄い層５に浸透し、薄い層５が可塑化され、曲げ加工時に薄い層５が破壊しにくくなる。
【００２９】
なお、接着剤を塗布する前に底がストレート状の矩形となった曲げ溝３の上から薄い層５に水を単独で塗布してもよい。また、薄い層５に点線状弱化線10あるいは筋状弱化線11が設けられていれば、水がこれら弱化線10、11を通して薄い層５全体に広がり薄い層５の可塑化が促進される。
【００３０】
接着剤塗布後、図２(a)、図２(b)に示すように、曲げ溝３や４部分に残る薄い層５を曲げて箱に組み上げる。薄い層５を曲げた場合、薄い層５の上側部分には圧縮応力が下側部分には引張応力が生じ、薄い層５の上側部分が圧縮変形することで曲げ溝に形成されている45°の傾斜面９、９どうしが密着して箱に組み上がる。箱に組み上げる途中で薄い層５の下側部分に生じる引張応力が最大引張応力に達した場合に薄い層５は破壊してしまう。この引張応力は、薄い層５の厚さを薄くするほど、また、薄い層５の幅方向の長さを長くするほど小さくなり、薄い層５は破壊しにくくなる。
【００３１】
本発明では、折り目に相当する部分に形成する曲げ溝を、図２(a)、(a’)、図２(b)、(b’) に示すように、底がストレート状の矩形となった曲げ溝３や底がハンマー状の矩形となった曲げ溝４としているため、単なる台形状の溝などと比較して、薄い層５の幅方向の長さが長くなるため、それだけ破損しにくいものとなっている。さらに、点線状弱化線10あるいは筋状弱化線11を薄い層５の上側部分に設け、薄い層５の上側部分の強度を弱めることにより、中立軸が下側部分に移動するため引張応力が減少し、薄い層５はより破壊しにくいものとなる。
【００３２】
薄い層５を曲げて箱に組み上げる前に、図７に示すように屈曲性および大きな引張弾性係数を有する帯鉄18を展開図板８の裏面に沿わせて、帯鉄18の両端部に取り付けた留め部25を展開図板８の向かい合う端部19に係止する。箱に組み上げる際、帯鉄18が展開図板８と一体となって曲がることによって、帯鉄18が薄い層５の伸びを拘束して薄い層５に生じる引張力を分担する。この引張力の分担が完全であれば、薄い層５には圧縮力のみが生じ、引張力は生じないので薄い層５は破壊しない。なお、帯鉄18の替わりに屈曲性および大きな引張弾性係数を有するシートを用いてもよい。
【００３３】
このシートは、図８に示すように薄い層５を挟んで(跨ぐように) 展開図板８の裏面に貼り付けてもよい。貼り付けたシート20が展開図板８と一体となって曲がり、薄い層５の伸びを拘束し、薄い層５に生じる引張力を分担する。この引張力の分担が完全であれば薄い層５は破壊しない。シート20の材質は紙、プラスチックなどで、接着剤を塗布した後に貼り付けても、粘着テープの形態で用いてもよい。粘着テープの場合はその粘着性の程度を調整すれば、箱に組み上げた後これをはがす際に箱表面を一緒にむしり取ることはない。
【００３４】
曲げ溝３や４の底に残る薄い層５を曲げて箱に組み上げる際に、薄い層５を加熱すれば薄い層５が可塑化し、薄い層５が破壊しにくくなる。加熱法には高周波加熱あるいは熱板接触加熱などが考えられる。高周波加熱による場合は、図９に示す金属製の箱内法大の治具21を展開図板８の上に置いて、治具21と展開図板８の外側に沿って当てた帯鉄18との間に展開図板８を挟み、治具21と帯鉄18を両電極にして高周波を印加することで、薄い層５および溝３、４に塗布した接着剤を加熱し、薄い層５を可塑化する。なお、図９に示す治具21は断面Ｌ状の金属棒が箱の内側の角に沿う構造体で、正面と側面の形状は横幅の長さが異なるだけである。
【００３５】
高周波加熱をする際、薄い層５および塗布した接着剤に水が存在している場合は発熱効率が高まるだけでなく、水と熱の両作用により薄い層５の可塑化が一層進むことになる。こうして、薄い層５が十分に可塑化された段階で、薄い層５を曲げて箱の形状に組み上げることになる。なお、この時の高周波加熱は薄い層５が設けられた折り目に相当する部分を選択的に加熱し、側面部２の側縁６に形成した傾斜面９に塗布した接着剤を加熱しないので、該接着剤が箱の形状に組み上がる前に硬化することはない。
【００３６】
薄い層５を曲げて箱の形状に組み上げるには、図３に示す展開図板８の側面部側縁６に設けた傾斜面９どうしを適正な位置に合わせる必要がある。本発明では、図２(a)、(a’)および図２(b)、(b’)にそれぞれ示すように、底がストレート状の矩形となった曲げ溝３および底がハンマー状の矩形となった曲げ溝４を側面部の側縁６に形成するものであるため、図５に示すように曲げ溝３、４の矩形部両端が傾斜面９にそれぞれ直角二等辺三角形状の欠損部12、棒状の欠損部13となって残る。この欠損部12、13は図６に示すように箱に組み上がった段階で一対となって箱の角にそれぞれ平面形状が正方形の空隙14あるいはＬ状の空隙15を形成する。
【００３７】
これらのことを踏まえて、一対となる欠損部12、13の片方に接着剤を塗布した後、正方形の空隙14あるいはＬ状の空隙15にそれぞれ嵌合する同形状の連結片16、17の半分を図５に示すように予め挿入しておく。箱に組み上げる段階で、連結片16、17の露出しているもう半分をそれぞれもう一方の欠損部12、13に嵌め込むことにより、傾斜面９、９どうしを適正な位置に合わせることができる。この方法のほかに、箱に組み上げた段階で形成される正方形の空隙14やＬ状の空隙15に、空隙と同形状である断面正方形の連結片16や断面Ｌ状の連結片17をそれぞれ上から挿入することによって、傾斜面９、９どうしを適正な位置に合わせてもよい。なお、前記連結片16や17はプラスチック製、木製、竹製、金属製のいずれでもよい。連結片16や17は、傾斜面９、９どうしを適正な位置に合わせると同時に、空隙14、15の穴埋めの役割を果たす。
【００３８】
傾斜面９、９どうしを適正な位置に合わせ、箱の形状を形成した後は、四隅に縦方向に現れる側面部どうしの合わせ目にある傾斜面９、９と、曲げ溝３部分の傾斜面９、９に圧締圧を加えた状態で保持し、塗布した接着剤を硬化させる必要がある。圧締は手締めクランプあるいはプレス機により箱の幅方向および奥行き方向の２方向から同時に行う。圧締の際、図９に示す箱内法大の治具21の高さを箱の高さとして帯鉄18との間で高周波加熱をすれば、側面部の側縁６の接着面も加熱でき、圧締時間を短縮できる。なお、圧締時間の短縮を加熱によらない場合は、箱の形状に仮留めした状態で接着接合する部分を釘の打ち込みあるいはダボの挿入により固定すればよい。
接着加工終了後、箱に粘着テープが貼り付けてある場合はこれをはがす。
【００３９】
手締めクランプあるいはプレス機により接着加工を終了した箱の強度は、側面部２の側縁６および曲げ溝３や４の傾斜面９、９どうしの接着力、さらには、側縁６の傾斜面９、９どうしを接合する断面正方形の連結片16や断面Ｌ状の連結片17の補強力で十分であるが、さらに強固にしたい場合は、接着接合した部分に釘を打ち込んであるいはダボを挿入して強化してもよい。
【００４０】
最後に、できあがった箱の表面および角をサンドペーパーで研磨して仕上げる。その際、はみ出した接着剤あるいは貼り付けたシート20も同時に研磨して除去する。できあがった箱の合わせ目に当たる稜線には接着接合部分が線状に現れるが、一方、折り目に当たる稜線には、側面部の側縁６部分を切断して不要な部分を切除する際に、折り目に相当する部分にまで入り込むように切断した場合にのみ両端に少し現れる程度で、入り込まないように切断した場合は全く現れないので美観のよい箱に仕上がる。
【００４１】
以上、直方体の蓋付きの箱であって、その箱蓋を作製する工程について本発明を実施する形態を説明した。箱本体を作製する工程も同様である。箱展開図には、これまで説明してきた図11(a)に示すもの以外に図11(b) に示すものなどがあり、それぞれ板材から切り出す歩留まりが異なるだけでなく、板材が木板の場合は箱に組み上がった段階で４つの側面部の木目の向きが異なる。この向きは、図11(a)に示すものでは木目が横向き、縦向きと交互に入れ替わり、図11(b) に示すものでは木目がすべて横向きあるいは縦向きとなる。複数ある展開図のいずれかを選択する際は、歩留まりと４つの側面部の木目の向きを考慮する必要がある。
【００４２】
なお、歩留まりを最も高めるには、図３に示す展開図板８に替えて、図12に示すように、平面部１およびそれに直線状に隣接する２つの側面部２、２の計３面からなる展開図板８と二枚の側面板2A、2Aを別々の一枚の板材から作製すればよい。これを箱に組み立てるには、まず展開図板８の平面部１に二枚の側面板2A、2Aを接合した後、展開図板８の折り目に相当する部分に設けられた曲げ溝３、４の底に残る薄い層５を図13に示すように曲げ加工して、側面部２、２と二枚の側面板2A、2Aを接合固定すればよい。
【００４３】
箱を、平面部１と二つの側面部２を備えた帯状であって平面部１と側面部２の間に曲げ溝３もしくは４を形成した展開図板８と、別体に形成した側面板2Aとで構成する場合、展開図板８の平面部１と側面部２が連続する側縁と、展開図板の平面部と側面部が接続されるべき側面板2Aの三辺に、接合面を形成する。この接合面は、曲げ溝３もしくは４を中心位置で切断した形状とし、付き合わせ状態のときに形成される空隙に、連結片16や17を挿入、接合することによって強固に接合できるようにする。
【００４４】
展開図板８の側縁及び側面板2Aの三辺に形成する接合面は、図12に示すように、傾斜面９の先端間よりも先方が幅広であるハンマー状の曲げ溝４を中心位置で切断した形状としておくのが好ましい。すなわち、側面板2Aの三辺をそれぞれ、展開図板８の側縁に形成した接合面にＬ字状の連結片17によって連結し、かつ接着剤によって接着する。
本発明は、板材素材だけでなく、印刷、焼き印、彫刻など表面装飾加工が施された板材にも、また、直方体の箱ばかりでなく、立方体あるいは平面形状が多角形の箱、さらには側面が底面に対して直角の箱ばかりでなく、外側にあるいは内側に傾斜する箱にも適用可能である。
【００４５】
また、本発明により製造される箱は、開口部を正面にすることで整理ダンスの本体にも活用できる。整理ダンスとする場合は、嵌合する部分22を設けていない展開図板８の整理ダンスの背板と両側面板となる３面に、あるいは両側面板となる２面に引き出し用棚板を挿入する溝を設け、箱に組み上げる前あるいは組み上げてから棚板を挿入する。整理ダンスに脚が必要な場合は、整理ダンスの底板となる面をはずして４面で箱を構成すればよい。引き出しは箱と同様の製造法で作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】板材の溝切削と切断切削の状態を示す平面図と正面図、
【図２】板材に設ける溝の一部分を示す正面図と平面図、
【図３】展開図板の平面図、
【図４】溝の底に残る薄い層に設ける窪みの一部分を示す平面図とＡ−Ａ断面図、
【図５】連結片を欠損部に嵌め込む様子を示す平面図、
【図６】箱の角に形成される空隙の１つを示す平面図、
【図７】展開図板の裏面に沿わせる帯鉄の位置を示す平面図、
【図８】展開図板の裏面に貼り付けるシートの位置を示す平面図、
【図９】箱内法大の治具の斜視図、
【図１０】展開図板の折り目と合わせ目の交点部分を拡大した平面図、
【図１１】箱展開図の種類を示す平面図、
【図１２】分離した二枚の側面板を使用する実施形態の展開図板の平面図、
【図１３】図12に示す展開図板と側面板を組み立てる手順を示す正面図。
【００４７】
１・・・平面部、  ２・・・側面部、  2A…側面板、  ３、４・・・曲げ溝、  ５・・・薄い層、  ６・・・側縁、  ７・・・刃物、  ８・・・展開図板、  ９・・・傾斜面、  10・・・点線状弱化線、  11・・・筋状弱化線、  12、13・・・欠損部、  14、15・・・空隙、  16、17・・・連結片、  18・・・帯鉄、  19・・・端部、  20・・・シート、    21・・・治具、  22・・・嵌合する部分、  23・・・断面矩形状の刃物、  24・・・先端矩形の台形状刃物、  25・・・留め部。
【図１】
2010100330.tif 000003
【図２】
2010100330.tif 000004
【図３】
2010100330.tif 000005
【図４】
2010100330.tif 000006
【図５】
2010100330.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010100330.tif 000009
【図８】
2010100330.tif 000010
【図９】
2010100330.tif 000011
【図１０】
2010100330.tif 000012
【図１１】
2010100330.tif 000013
【図１２】
2010100330.tif 000014
【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年10月29日(2008.10.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
剛性を有する板材は破壊ひずみが小さいため、紙のように曲げ加工によって箱に組み上げることができない。本発明は、板材を紙箱の製造の場合と同じように曲げ加工によって箱に組み上げることができる方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
剛性を有する板材を紙箱の製造の場合と同様にして箱に組み上げる方法としては、特許文献１に開示されるように粘着テープを裏面に貼り付けた帯板状の木板を個々に切断してから粘着テープを折り曲げる方法、特許文献２に開示されるように接着シート・フィルム上に個々に分離したプラスチックなどの板状体を貼り付けて配置した後に接着シート・フィルムを折り曲げる方法などが知られている。特許文献３には、折り目に幅の狭いスリット状の切れ目を複数設けてスリットの底に残る薄い層を曲げることによって箱の周壁を製造する思想が開示されている。特許文献４には、薄板片や紙片、布片などを重合させた板材に対して、断面截頂錐形の凹溝を形成する構造が開示されている。
【特許文献１】特開昭６０−１７２６４７号公報
【特許文献２】特開昭５２−２６９７９号公報
【特許文献３】特開平６−１８２７２２号公報
【特許文献４】実用新案出願公告第４３３２号公報(図７)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
粘着テープを貼着しておき、この粘着テープ部分を折り曲げる方法では、帯板状の木板が切断されてしまうので剛性を失い、分離された木板と木板の連結は粘着テープに依存することになる。そのため、持ち運びが不便になるなど取り扱いが困難になるだけでなく、粘着テープが破損したり、また、はがれたりして個々の木板がバラバラになる恐れに加えて、箱に組み上げた段階で不要となる粘着テープをはがす際その粘着性が強い場合は、木板表面が一緒にむしり取られる可能性がある。接着シート・フィルムを折り曲げる方法では上述の粘着テープの場合と同様の欠点に加えて、板状体を貼り付けて配置する手間が必要となる。
【０００４】
幅の狭いスリット状の切れ目を複数設けてスリットの底に残る薄い層を曲げる方法では、曲げる過程でスリット間に形成される複数の層が圧縮されるので、スリットの底に残る薄い層に生じる引張応力が増大し厚さの薄い板材でも破壊が生じやすく、まして厚さの厚い板材には用いることができない。また、厚みを残した状態で、Ｖ字状の切り込みを設けて折曲する方法においても、大きな引張応力が発生し、破損させずに折曲することは困難である。
【０００５】
上記、従来技術の欠点に鑑み本発明は、厚さを問わない板材を個々に切断して分離することなく、剛性を保持したまま箱展開図状の展開図板とし、紙箱製造の場合と同様に、折り目となる部分を破損させずに曲げることを可能とし、丈夫で見栄えの良い状態に箱を組み上げることができる方法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】
【０００６】
上記目的を達成するため本発明は、図１に示すように板材によって、平面部１と側面部２が連続する箱展開図状の展開図板８を作製し、展開図板８の折り目に相当する部分に、図２(a)、(a’)に示すように、開口側が傾斜面９であり内奥に底がストレート状の矩形となった曲げ溝３、あるいは図２(b) 、(b’)に示すように、矩形部分の幅を傾斜面９、９の先端間の寸法よりも大きい幅、すなわち底がハンマー状の矩形となった曲げ溝４を薄い層５が残るように設ける。さらに、側面部２、２どうしの合わせ目に相当する部分、すなわち側面部２の側縁６となる部分を相互に接続可能な形状に形成する。具体的には、箱の展開図板として切除する部分に、折り目に相当する部分と同じ曲げ溝３、４を設けてからあるいは設けずに、断面が直角二等辺三角形状の刃物７で切断して箱として不要な部分を切除して図３に示す箱の展開図板８を作製する。
【０００７】
続いて、展開図板８の折り目に相当する部分に設けた曲げ溝３、４および側面部どうしの合わせ目に相当する側縁６に形成した傾斜面９、９に接着剤を塗布した後、曲げ溝に残る薄い層５を曲げて箱を組み上げる。薄い層５を曲げた場合、その上側部分には圧縮応力が下側部分には引張応力が生じ、引張応力が最大引張応力に達した時に薄い層５は破壊する。薄い層５に生じる引張応力は、薄い層５の厚さが薄いほど、また、薄い層の幅方向の長さが長いほど小さくなる。さらに、薄い層５の上側部分に図４(a) 、(a’)に示す穴状の窪みを配置した点線状弱化線10や図４(b) 、(b’)に示す筋状に窪ませた筋状弱化線11を設けて薄い層５の上側部分の強度を弱める。これにより、中立軸が下側部分に移動するため引張応力が減少し、薄い層５が破壊されにくくなる。
【０００８】
薄い層５を曲げて、側面部２の側縁６に形成した傾斜面９、９どうしを合わせて接着するには、傾斜面９、９どうしを適正な位置に維持する必要がある。一方、側面部２の側縁６を、曲げ溝３や４を中心位置で二分した形状としたものの内、底がストレート状の矩形となった曲げ溝３と同じ形状としたものでは、傾斜面９に図５(a)に示す直角二等辺三角形状の欠損部12が、底がハンマー状の矩形となった曲げ溝４と同じ形状としたものでは、傾斜面９に図５(b)に示す棒状の欠損部13が形成される。この欠損部12、13は箱に組み上がった段階で一対となって、箱の角にそれぞれ図６(a)に示す正方形の空隙14や、図６(b)に示すＬ状の空隙15を形成する。
【０００９】
これらのことを踏まえて空隙14、15に、それぞれ断面正方形の連結片16もしくは断面Ｌ字状の連結片17を嵌合させる。すなわち、図５(a)、(b)に示すように、断面正方形の連結片16、断面Ｌ字状の連結片17は、その半分を予め接着剤を塗布してある欠損部12、13の一対となる片方に挿入し、露出している連結片16、17の半分を箱に組み上げる際にもう一方の欠損部12、13に嵌め込むことによって傾斜面９、９同士を正確な位置に維持し、接着することができる。連結片による係止は、上記方法のほか、箱に組み上げた段階で形成される空隙14、15に連結片16、17を上から挿入することによっても傾斜面９、９どうしを正確な位置に接着、接合することができる。なお、連結片16、17は接着剤が硬化した後は、傾斜面９、９どうしの接着接合を強化する役割を果たすことになる。
【００１０】
展開図板８は、必ずしも平面部１と全ての側面図を備えたものである必要はない。図12に示す実施形態は、展開図板８を平面部１と二つの側面部２、２を備えた帯状とし、平面部１と側面部２の間に曲げ溝３もしくは４を形成している。この実施形態では、展開図板８と、展開図板とは別体に形成し、展開図板８の平面部１に接合されるべき二枚の側面板2A、2Aとで箱を構成する。このとき、展開図板８の平面部１と側面部２が連続する側縁と、展開図板８の平面部１と側面部２が接続されるべき側面板2Aの三辺に、曲げ溝３もしくは４を中心位置で切断した形状の接合面を形成しておく。これにより、側面板2Aの三辺を展開図板８に接合するに際して、付き合わせ状態で形成される空隙14もしくは15に、連結片16もしくは17を挿入して接合することによって箱を完成させる。
【００１１】
側面板2Aを展開図板図８に接合する上記実施形態の場合、平面部１と側面部２が連続する展開図板８の側縁及び側面板2Aの三辺に形成する接合面は、傾斜面の先に形成する矩形断面部分が、傾斜面の先端間の寸法よりも大きい幅であるハンマー形に形成した曲げ溝４を中心位置で切断した形状とするのが好ましい。この場合、欠損部によって形成される空隙15はＬ字状に形成され、Ｌ字状の連結片17によってしっかりと固定することができる。
【００１２】
曲げ溝３、４に残る薄い層５を曲げて箱に組み上げる前に、図７に示すように屈曲性および大きな引張弾性係数を有する帯鉄18を展開図板８の裏面に沿わせて、展開図板８の相向かい合う端部19、19に係止する。そして、箱に組み上げる際、帯鉄18を展開図板８と一体にして曲げるようにすれば、帯鉄18が薄い層５の伸びを拘束して薄い層５に生じる引張力を分担することになる。この引張力の分担が完全であれば、薄い層５には圧縮力のみが生じ、引張力は生じないので薄い層５には破壊が生じないことになる。
【００１３】
帯鉄18の替わりに同等の物性をもつシートを用いてもよい。シートを用いる場合は、図８に示すように薄い層５を挟んで(跨ぐように)展開図板８の裏面にシート20を貼り付けてもよい。この、貼り付けたシート20が展開図板８と一体となって曲がることによって薄い層５の伸びを拘束し、前記した帯鉄18の場合と同様に薄い層５の破壊を防止することができる。
【００１４】
帯鉄18を用いる場合は、展開図板８の上に図９に示す金属製の箱内法大の治具21を置き、帯鉄18と治具21を高周波の両電極として利用して薄い層５およびその上に塗布した接着剤を高周波加熱し、薄い層５を可塑化してその破壊ひずみを増大させることにより、薄い層５を曲げて箱に組み上げる際、薄い層５が破壊しないようにする。さらに、箱の形状に組み上がった後も高周波加熱を継続することですべての傾斜面９に塗布した接着剤を加熱し圧締時間を短縮する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明によれば、板材からの箱の製造を紙箱製造の場合と同じ様に行うことができる。開口側が傾斜面９、９であり内奥が矩形である断面形状の曲げ溝３、４を板材に薄い層５が残る状態で箱展開図状の展開図板８を作製するため、剛性が残る展開図板８が得られ、持ち運びなどの取り扱いが容易となる。そして、曲げ溝は傾斜面９の内奥の断面形状を矩形とすることによって、曲げ溝の底に残る薄い層５を薄く、しかも幅の広い状態に形成することができる。そのため、曲げ溝３、４に接着剤を塗布した後、曲げ溝の底に残る薄い層５を曲げて箱に組み上げる際に薄い層５を破損させることなく、短時間で精度のよい、かつ、美観に優れた箱を作ることができる。傾斜面９の内奥の断面形状を矩形とすることは、曲げ溝３、４の薄い層５の厚み及び長さを自由に決定することができるものであり、例えば曲げ溝を台形断面の溝とした場合と比較して、溝の底に残る薄い層５の長さを、薄くかつ長くすることができるため、曲げ加工の際に薄い層がより破壊しにくくなる。特に、曲げ溝の断面形状を、傾斜面の先に形成する矩形断面部分が、傾斜面の先端間の寸法よりも大きい幅であるハンマー状に形成した場合は、薄い層の長さをより長くすることができる。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、溝の底に残る薄い層の上側部分に窪みを設けて該層の上側部分の強度を弱めることにより、曲げた際に薄い層の下側部分に生じる引張力をより一層低減させることができる効果がある。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、傾斜面９、９どうしを合せて箱に組み上げた段階で、欠損部12、13が一対となって形成される空隙14、15に、空隙と同じ形状の連結片16、17の半分を予め一対となる欠損部12、13の一方に取り付けてから、露出している連結片16、17の残り半分を、箱に組み上げる段階でもう一方の欠損部12、13に嵌合する。あるいは箱に組み上がった段階で連結片を上から空隙に挿入することにより、箱に組み上げた段階で一対となる傾斜面どうしを正確な位置に留めることができ、かつ、その接着接合強度を向上させることができる。すなわち、より正確に形成された丈夫な箱を能率的に製造することができる。
【００１８】
請求項４記載の発明によれば、展開図板８を平面部１と、平面部の対向位置の側面部を連続させ、全体として一定幅の方形に形成し、側面に突出する側面部を別体の側面板とすることができる。これにより、別々の一枚の板から展開図板と側面板を効率的に切り出すことができるため、歩留まりを向上させることができる。また、板材が木板の場合、平面部１と側面部２の間の曲げ溝の長さ方向を木板の繊維方向と一致させることで、曲げ溝の薄い層５を繊維方向に対して直角方向に曲げることができるため、曲げ溝の薄い層５の破損をより一層防止することができる。加えて、側面板を展開図板８の平面部１に取り付けてから側面部を曲げ上げて側面板に嵌合させるので、別体となる側面板を展開図板８に容易にかつ正確に接合できる。さらに、側面板は、側面部の木目に合わせて取り付けることができるので、箱の側面全ての木目を一致させた美観の良い箱を提供することができる。
【００１９】
請求項５記載の発明によれば、曲げ溝３、４の底に残る薄い層５を曲げて箱に組み上げる際、屈曲性および大きな引張弾性係数を有する帯鉄18あるいはシート20を、展開図板８の裏面に沿わせて展開図板と一体にして曲げる。また、請求項６記載の発明によれば、薄い層５を挟んで(跨ぐように)展開図板の裏面にシートを貼り付け、シートと展開図板８を一体にして曲げる。このことにより帯鉄あるいはシートが引張力を分担するため、薄い層には引張力が生じないようになり薄い層の破壊を防止することができる。
【００２０】
請求項７記載の発明によれば、曲げ溝の薄い層５を曲げて箱に組み上げる際、請求項５に記載された発明において使用する帯鉄と、展開図板８の上に置いた金属製の箱内法大の治具21を高周波の両電極として高周波加熱を行う。これにより、薄い層５およびその上に塗布した接着剤を高周波加熱することができるので、薄い層５を可塑化して破壊しにくいようにすることができるだけでなく、箱に組に上げた状態ですべての接着面を加熱できるため、接着剤の硬化時間を短縮することができる。
以上述べたように、本発明によれば、板材から各種の形状をもつ箱の量産が可能となり、安価で高級感ある箱を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明箱の製造法を、形状が直方体である箱の、箱蓋を製造する場合の実施形態を添付の図面に基づいて説明する。
図１に示すように、箱蓋となる長方形の板材の周辺部、すなわち箱本体と嵌合する部分22を断面矩形状の刃物23を用いて階段状の段差が形成されるように切削する。なお、箱本体を作製する場合は板材の裏側に同様な切削加工を施すことになる。
【００２２】
次に、両斜辺が90°の角度をなし、先端矩形の台形状刃物24を用いて、板材の箱展開図の折り目に相当する部分および側面部の側縁に相当する部分6に、図２(a)、(a’)に示すように薄い層５を残し、底がストレート状の矩形となった曲げ溝３を設ける。その際、切削深さを先端矩形の台形状刃物24の両斜辺を延長した交点が板材の裏面と一致する深さに調整する。底がストレート状の矩形となった曲げ溝３を設けるには、図示していない断面台形状の刃物を用いて台形の溝を形成した後、断面矩形状の刃物で切削することによって形成することもできる。
なお、底がストレート状の矩形となった曲げ溝３は、平面部１と側面部２の境界である折り目に相当する部分には必ず設けるが、側面部２の側縁６には必ずしも設けなくてもよい。すなわち、側面部２の側縁６の形状は隣接する側面部どうしが接着、接合できる形状であればよい。
【００２３】
折り目に相当する部分に設ける曲げ溝は、図２(a)、(a’)に示すように底がストレート状の矩形となった曲げ溝３だけでなく、図２(b)、(b’)に示すように傾斜面９、９の先に形成する矩形断面部分が、傾斜面の先端間の寸法よりも大きい幅であり、底がハンマー状の矩形となった曲げ溝４を設けることもできる。図２(b)、(b’)に示すように底がハンマー状の矩形となった曲げ溝４を設けるものでは、薄い層５の幅の長さがストレート状の矩形となった曲げ溝３の場合よりも長くなる。この場合においても、曲げ溝４の両斜面を延長した交点が板材の裏面と一致するように形成する。
【００２４】
図1に示す断面矩形状の刃物23や、図２(a)、(a’)に示す底がストレート状の矩形となった曲げ溝３を設ける刃物は、丸鋸刃でもルーター刃でもよいが、図２(b)、(b’)に示す底がハンマー状の矩形となった曲げ溝４を設ける場合の刃物はルーター刃とする必要がある。
【００２５】
続いて、断面が直角二等辺三角形状の刃物７をルーターに取り付け、その刃先が板材の裏面と一致するよう切削深さを調整して、図１に示すように側面部２の側縁６に相当する部分に設けられた、底がストレート状の矩形となった溝の底に残る薄い層を切断(両断)し、箱の展開図として不要な部分を切除して図３に示す箱の展開図板８を作製する。
【００２６】
薄い層５を切断する際、断面が直角二等辺三角形状の刃物７の刃先の移動を、板材の端から始めて側面部の側縁６どうしが直交する交点で止めた場合は、図10(a)に示すように折り目に相当する部分の端に薄い層５が残り、薄い層５を曲げる際の支障となる。一方、断面が直角二等辺三角形状の刃物７の刃先の移動を、交点から薄い層５の幅方向の長さの半分を越えて止めた場合は、図10(b)に示すように直交する薄い層５同士の突き合わせの位置まで、さらに、交点から底がストレート状の矩形となった曲げ溝３の幅の長さの半分を越えて止めた場合は、図10(c)に示すように直交する底がストレート状の矩形となった曲げ溝３同士の突き合わせの位置までそれぞれ薄い層５の残りを除去できる。これらの３通りの薄い層５を切断する方法の内、図３に示す展開図板８では、最初に示す方法を採用している。なお、２番目および３番目の方法を採用した場合は、折り目に相当する部分の両端が切断され、箱に組み上がった段階で折り目に当たる稜線の両端に接合部分が線状に現れることになる。
【００２７】
次に、曲げ溝３、４の底に残る薄い層５の上側部分に図４(a)、(a’)に示す円錐状の窪みを点線状に配置した(図面では二列に配置)点線状弱化線10、あるいは図４(b)、(b’)に示す筋状の窪みによる筋状弱化線11を設けて、図２(a)、(b)に矢印で示すように曲げ溝３、４を曲げた場合に圧縮側となる薄い層５の上側部分の強度を弱める。点線状弱化線10を設ける場合は、円錐状の突起をもつ歯車であるルレットを、また、筋状弱化線11を設ける場合は先端断面が鋭角の二等辺三角形状の円盤を、それらの先端が薄い層５の厚さ未満の深さに入るように、薄い層５に押し当てながら回転させる。なお、この弱化線を設ける処理は、板材から箱の展開図として不要な部分を切り離す前、すなわち板材に曲げ溝３、４を設けた直後に施してもよい。
【００２８】
続いて、図３に示す展開図板８の折り目に相当する部分に設けた底がストレート状の矩形となった曲げ溝３、および隣接する側面部どうしを接合する、側縁６に形成した傾斜面９に接着剤を塗布する。この時、板材が木板、集成材、合板、単板、ファイバーボード、パーティクルボード、OSBなどの木質系である場合は、酢酸ビニル樹脂エマルジョン接着剤など水系接着剤を用いれば、接着剤に含まれる水が、底がストレート状の矩形となった曲げ溝３の底に残る薄い層５に浸透し、薄い層５が可塑化され、曲げ加工時に薄い層５が破壊しにくくなる。
【００２９】
なお、接着剤を塗布する前に底がストレート状の矩形となった曲げ溝３の上から薄い層５に水を単独で塗布してもよい。また、薄い層５に点線状弱化線10あるいは筋状弱化線11が設けられていれば、水がこれら弱化線10、11を通して薄い層５全体に広がり薄い層５の可塑化が促進される。
【００３０】
接着剤塗布後、図２(a)、図２(b)に示すように、曲げ溝３や４部分に残る薄い層５を曲げて箱に組み上げる。薄い層５を曲げた場合、薄い層５の上側部分には圧縮応力が下側部分には引張応力が生じ、薄い層５の上側部分が圧縮変形することで曲げ溝に形成されている45°の傾斜面９、９どうしが密着して箱に組み上がる。箱に組み上げる途中で薄い層５の下側部分に生じる引張応力が最大引張応力に達した場合に薄い層５は破壊してしまう。この引張応力は、薄い層５の厚さを薄くするほど、また、薄い層５の幅方向の長さを長くするほど小さくなり、薄い層５は破壊しにくくなる。
【００３１】
本発明では、折り目に相当する部分に形成する曲げ溝を、図２(a)、(a’)、図２(b)、(b’) に示すように、底がストレート状の矩形となった曲げ溝３や底がハンマー状の矩形となった曲げ溝４としているため、単なる台形状の溝などと比較して、薄い層５の幅方向の長さが長くなるため、それだけ破損しにくいものとなっている。さらに、点線状弱化線10あるいは筋状弱化線11を薄い層５の上側部分に設け、薄い層５の上側部分の強度を弱めることにより、中立軸が下側部分に移動するため引張応力が減少し、薄い層５はより破壊しにくいものとなる。
【００３２】
薄い層５を曲げて箱に組み上げる前に、図７に示すように屈曲性および大きな引張弾性係数を有する帯鉄18を展開図板８の裏面に沿わせて、帯鉄18の両端部に取り付けた留め部25を展開図板８の向かい合う端部19に係止する。箱に組み上げる際、帯鉄18が展開図板８と一体となって曲がることによって、帯鉄18が薄い層５の伸びを拘束して薄い層５に生じる引張力を分担する。この引張力の分担が完全であれば、薄い層５には圧縮力のみが生じ、引張力は生じないので薄い層５は破壊しない。なお、帯鉄18の替わりに屈曲性および大きな引張弾性係数を有するシートを用いてもよい。
【００３３】
このシートは、図８に示すように薄い層５を挟んで(跨ぐように) 展開図板８の裏面に貼り付けてもよい。貼り付けたシート20が展開図板８と一体となって曲がり、薄い層５の伸びを拘束し、薄い層５に生じる引張力を分担する。この引張力の分担が完全であれば薄い層５は破壊しない。シート20の材質は紙、プラスチックなどで、接着剤を塗布した後に貼り付けても、粘着テープの形態で用いてもよい。粘着テープの場合はその粘着性の程度を調整すれば、箱に組み上げた後これをはがす際に箱表面を一緒にむしり取ることはない。
【００３４】
曲げ溝３や４の底に残る薄い層５を曲げて箱に組み上げる際に、薄い層５を加熱すれば薄い層５が可塑化し、薄い層５が破壊しにくくなる。加熱法には高周波加熱あるいは熱板接触加熱などが考えられる。高周波加熱による場合は、図９に示す金属製の箱内法大の治具21を展開図板８の上に置いて、治具21と展開図板８の外側に沿って当てた帯鉄18との間に展開図板８を挟み、治具21と帯鉄18を両電極にして高周波を印加することで、薄い層５および溝３、４に塗布した接着剤を加熱し、薄い層５を可塑化する。なお、図９に示す治具21は断面Ｌ状の金属棒が箱の内側の角に沿う構造体で、正面と側面の形状は横幅の長さが異なるだけである。
【００３５】
高周波加熱をする際、薄い層５および塗布した接着剤に水が存在している場合は発熱効率が高まるだけでなく、水と熱の両作用により薄い層５の可塑化が一層進むことになる。こうして、薄い層５が十分に可塑化された段階で、薄い層５を曲げて箱の形状に組み上げることになる。なお、この時の高周波加熱は薄い層５が設けられた折り目に相当する部分を選択的に加熱し、側面部２の側縁６に形成した傾斜面９に塗布した接着剤を加熱しないので、該接着剤が箱の形状に組み上がる前に硬化することはない。
【００３６】
薄い層５を曲げて箱の形状に組み上げるには、図３に示す展開図板８の側面部側縁６に設けた傾斜面９どうしを適正な位置に合わせる必要がある。本発明では、図２(a)、(a’)および図２(b)、(b’)にそれぞれ示すように、底がストレート状の矩形となった曲げ溝３および底がハンマー状の矩形となった曲げ溝４を側面部の側縁６に形成するものであるため、図５に示すように曲げ溝３、４の矩形部両端が傾斜面９にそれぞれ直角二等辺三角形状の欠損部12、棒状の欠損部13となって残る。この欠損部12、13は図６に示すように箱に組み上がった段階で一対となって箱の角にそれぞれ平面形状が正方形の空隙14あるいはＬ状の空隙15を形成する。
【００３７】
これらのことを踏まえて、一対となる欠損部12、13の片方に接着剤を塗布した後、正方形の空隙14あるいはＬ状の空隙15にそれぞれ嵌合する同形状の連結片16、17の半分を図５に示すように予め挿入しておく。箱に組み上げる段階で、連結片16、17の露出しているもう半分をそれぞれもう一方の欠損部12、13に嵌め込むことにより、傾斜面９、９どうしを適正な位置に合わせることができる。この方法のほかに、箱に組み上げた段階で形成される正方形の空隙14やＬ状の空隙15に、空隙と同形状である断面正方形の連結片16や断面Ｌ状の連結片17をそれぞれ上から挿入することによって、傾斜面９、９どうしを適正な位置に合わせてもよい。なお、前記連結片16や17はプラスチック製、木製、竹製、金属製のいずれでもよい。連結片16や17は、傾斜面９、９どうしを適正な位置に合わせると同時に、空隙14、15の穴埋めの役割を果たす。
【００３８】
傾斜面９、９どうしを適正な位置に合わせ、箱の形状を形成した後は、四隅に縦方向に現れる側面部どうしの合わせ目にある傾斜面９、９と、曲げ溝３部分の傾斜面９、９に圧締圧を加えた状態で保持し、塗布した接着剤を硬化させる必要がある。圧締は手締めクランプあるいはプレス機により箱の幅方向および奥行き方向の２方向から同時に行う。圧締の際、図９に示す箱内法大の治具21の高さを箱の高さとして帯鉄18との間で高周波加熱をすれば、側面部の側縁６の接着面も加熱でき、圧締時間を短縮できる。なお、圧締時間の短縮を加熱によらない場合は、箱の形状に仮留めした状態で接着接合する部分を釘の打ち込みあるいはダボの挿入により固定すればよい。
接着加工終了後、箱に粘着テープが貼り付けてある場合はこれをはがす。
【００３９】
手締めクランプあるいはプレス機により接着加工を終了した箱の強度は、側面部２の側縁６および曲げ溝３や４の傾斜面９、９どうしの接着力、さらには、側縁６の傾斜面９、９どうしを接合する断面正方形の連結片16や断面Ｌ状の連結片17の補強力で十分であるが、さらに強固にしたい場合は、接着接合した部分に釘を打ち込んであるいはダボを挿入して強化してもよい。
【００４０】
最後に、できあがった箱の表面および角をサンドペーパーで研磨して仕上げる。その際、はみ出した接着剤あるいは貼り付けたシート20も同時に研磨して除去する。できあがった箱の合わせ目に当たる稜線には接着接合部分が線状に現れるが、一方、折り目に当たる稜線には、側面部の側縁６部分を切断して不要な部分を切除する際に、折り目に相当する部分にまで入り込むように切断した場合にのみ両端に少し現れる程度で、入り込まないように切断した場合は全く現れないので美観のよい箱に仕上がる。
【００４１】
以上、直方体の蓋付きの箱であって、その箱蓋を作製する工程について本発明を実施する形態を説明した。箱本体を作製する工程も同様である。箱展開図には、これまで説明してきた図11(a)に示すもの以外に図11(b) に示すものなどがあり、それぞれ板材から切り出す歩留まりが異なるだけでなく、板材が木板の場合は箱に組み上がった段階で４つの側面部の木目の向きが異なる。この向きは、図11(a)に示すものでは木目が横向き、縦向きと交互に入れ替わり、図11(b) に示すものでは木目がすべて横向きあるいは縦向きとなる。複数ある展開図のいずれかを選択する際は、歩留まりと４つの側面部の木目の向きを考慮する必要がある。
【００４２】
なお、歩留まりを最も高めるには、図３に示す展開図板８に替えて、図12に示すように、平面部１およびそれに直線状に隣接する２つの側面部２、２の計３面からなる展開図板８と二枚の側面板2A、2Aを別々の一枚の板材から作製すればよい。これを箱に組み立てるには、まず展開図板８の平面部１に二枚の側面板2A、2Aを接合した後、展開図板８の折り目に相当する部分に設けられた曲げ溝３、４の底に残る薄い層５を図13に示すように曲げ加工して、側面部２、２と二枚の側面板2A、2Aを接合固定すればよい。
【００４３】
箱を、平面部１と二つの側面部２を備えた帯状であって平面部１と側面部２の間に曲げ溝３もしくは４を形成した展開図板８と、別体に形成した側面板2Aとで構成する場合、展開図板８の平面部１と側面部２が連続する側縁と、展開図板の平面部と側面部が接続されるべき側面板2Aの三辺に、接合面を形成する。この接合面は、曲げ溝３もしくは４を中心位置で切断した形状とし、付き合わせ状態のときに形成される空隙に、連結片16や17を挿入、接合することによって強固に接合できるようにする。
【００４４】
展開図板８の側縁及び側面板2Aの三辺に形成する接合面は、図12に示すように、傾斜面９の先端間よりも先方が幅広であるハンマー状の曲げ溝４を中心位置で切断した形状としておくのが好ましい。すなわち、側面板2Aの三辺をそれぞれ、展開図板８の側縁に形成した接合面にＬ字状の連結片17によって連結し、かつ接着剤によって接着する。
本発明は、板材素材だけでなく、印刷、焼き印、彫刻など表面装飾加工が施された板材にも、また、直方体の箱ばかりでなく、立方体あるいは平面形状が多角形の箱、さらには側面が底面に対して直角の箱ばかりでなく、外側にあるいは内側に傾斜する箱にも適用可能である。
【００４５】
また、本発明により製造される箱は、開口部を正面にすることで整理ダンスの本体にも活用できる。整理ダンスとする場合は、嵌合する部分22を設けていない展開図板８の整理ダンスの背板と両側面板となる３面に、あるいは両側面板となる２面に引き出し用棚板を挿入する溝を設け、箱に組み上げる前あるいは組み上げてから棚板を挿入する。整理ダンスに脚が必要な場合は、整理ダンスの底板となる面をはずして４面で箱を構成すればよい。引き出しは箱と同様の製造法で作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】板材の溝切削と切断切削の状態を示す平面図と正面図、
【図２】板材に設ける溝の一部分を示す正面図と平面図、
【図３】展開図板の平面図、
【図４】溝の底に残る薄い層に設ける窪みの一部分を示す平面図とＡ−Ａ断面図、
【図５】連結片を欠損部に嵌め込む様子を示す平面図、
【図６】箱の角に形成される空隙の１つを示す平面図、
【図７】展開図板の裏面に沿わせる帯鉄の位置を示す平面図、
【図８】展開図板の裏面に貼り付けるシートの位置を示す平面図、
【図９】箱内法大の治具の斜視図、
【図１０】展開図板の折り目と合わせ目の交点部分を拡大した平面図、
【図１１】箱展開図の種類を示す平面図、
【図１２】分離した二枚の側面板を使用する実施形態の展開図板の平面図、
【図１３】図12に示す展開図板と側面板を組み立てる手順を示す正面図。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・平面部、  ２・・・側面部、  2A…側面板、  ３、４・・・曲げ溝、  ５・・・薄い層、  ６・・・側縁、  ７・・・刃物、  ８・・・展開図板、  ９・・・傾斜面、  10・・・点線状弱化線、  11・・・筋状弱化線、  12、13・・・欠損部、  14、15・・・空隙、  16、17・・・連結片、  18・・・帯鉄、  19・・・端部、  20・・・シート、    21・・・治具、  22・・・嵌合する部分、  23・・・断面矩形状の刃物、  24・・・先端矩形の台形状刃物、  25・・・留め部。