(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
足先部に装着して足先を保護するためのアーチ型の先芯本体部と、該先芯本体部の下辺から内方に略円弧状に突出する下辺折曲部とを有する合成樹脂製の安全靴用先芯において、成型時における前記合成樹脂の注入口を前記下辺折曲部の内縁の略中央に相当する位置に設け、前記注入口から前記合成樹脂を金型空洞の前壁に衝突するように射出成型したことを特徴とする安全靴用先芯。
【請求項２】
前記先芯本体部と下辺折曲部との連接部は、外側を小さな曲率により略直角に折曲した請求項１に記載の安全靴用先芯。
【請求項３】
前記合成樹脂に繊維を配合した請求項１に記載の安全靴用先芯。
【請求項４】
足先部に装着して足先を保護するためのアーチ型の先芯本体部と、該先芯本体部の下辺から内方略円弧状に突出する下辺折曲部とを有する合成樹脂製の安全靴用先芯を金型を用いて射出成型により製造する場合において、前記下辺折曲部の内縁の略中央に相当する位置に設けた金型ゲートから前記合成樹脂を金型空洞の前壁に衝突するように射出し、前記合成樹脂の流れを乱すことにより乱流を起こさせて成型することを特徴とする安全靴用先芯の製造方法。
【請求項５】
前記下辺折曲部の厚さは、前記金型ゲートの径以上で、前記先芯先端部の厚さ以下とした請求項４に記載の安全靴用先芯の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、着用者の足先を圧迫及び衝撃から保護するために、安全靴の足先に装着する安全靴用先芯及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の安全靴用先芯の耐圧迫性及び耐衝撃性は、日本工業規格（ＪＩＳ）により規定され、例えば重作業用及び普通作業用の革製安全靴では金属材料を用いること、そして軽作業用の革製安全靴には金属材料又は合成樹脂材料を用いることとされている。
【０００３】
一般に、合成樹脂は繊維により強化される場合が多く、先芯はこれらの合成樹脂や繊維を用いて射出成形又は圧縮成形により成形される。例えば図６に示すように、先芯１にはアーチ状の先芯本体部２と、この先芯本体部２の下辺から内方に折曲され略円弧状に突出する下辺折曲部３とが設けられる。そして、先芯１を射出成形する場合には、成形を容易にするために金型のゲートを先芯本体部２の後端中央部２ａ又は後端側部２ｂに設ける場合が多く、金型のランナーは複数個取りを行うために短くする場合が多い。
【０００４】
このように成形された先芯１は、日本工業規格に応じた圧迫試験及び衝撃試験が行われる。圧迫試験は先芯１に対して図示しない加圧ベッドにより所定の荷重を徐々に加えることにより行われる。また、図７に示すように、衝撃試験においては衝撃刃Ｃを有するプランジャＰを先芯１の上面に配置し、このプランジャＰの上に所定重量の重錘を所定の高さから落下させることにより行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述した従来例では、先芯本体部２の後端中央部２ａに金型ゲートを設けた場合には、射出成型時に合成樹脂や繊維は図８に示すように金型空洞内で先芯１の天壁に相当する部分から先芯１の前壁及び両側壁に相当する部分に向かって流れ、先芯１の両側壁に相当する部分では合成樹脂や繊維の流れは垂直方向の配向になる。このため、上方からの耐圧迫性は充足しても、その前壁や両側壁では合成樹脂や繊維が衝撃刃Ｃの方向と同様な配向になるため、耐衝撃性が不足するという問題がある。
【０００６】
また、図９に示すように後端側部２ｂに設けた金型ゲートから合成樹脂や繊維を注入すると、合成樹脂や繊維は先芯１の一方の側壁に相当する部分から先芯１の天壁及び前壁に相当する部分に向かって流れ、その後に先芯１の他方の側壁に相当する部分に流れる。このため、合成樹脂や繊維が先芯１の天壁、前壁及び両側壁で衝撃刃Ｃと直交する方向に配向するので、耐衝撃性を充足するものの、耐圧迫性が不足するという問題がある。
【０００７】
更に、金型ゲートを先芯本体部２の後端中央部２ａ及び後端側部２ｂに設けた場合には、先芯１の形状や肉厚に起因するものと思料される合成樹脂や繊維の合流によるウエルドラインが発生する場合が多いために、使用中に圧迫や衝撃を受けた場合に、切断部５に応力が集中して先芯１に亀裂が発生するという問題もある。
【０００８】
そして、先芯１を成形した後に、図１０に示すように金型のランナーに残存したランナー相当部４を切断部５において切断し仕上げ加工をする必要がある。この仕上げ加工が十分でない場合には、安全靴の着用者に違和感を与えたり、外観不良を起こしたりするという問題がある。
【０００９】
また、品質の観点から先芯１は後端に向かって徐々に薄くされている反面で、その強度を向上させるために、前壁の厚さｔや、先芯本体部２と下辺折曲部３の連接部の曲率Ｒを大きくする場合がある。しかしながら、この場合にも合成樹脂や繊維の配向を変化させることはできず、ウエルドラインや亀裂の発生も防止できないという問題もある。
【００１０】
本発明の目的は、上述した問題点を解消し、合成樹脂の流れの配向をなくして耐圧迫性や耐衝撃性を向上させた安全靴用先芯及びその製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための第１発明に係る安全靴用先芯は、足先部に装着して足先を保護するためのアーチ型の先芯本体部と、該先芯本体部の下辺から内方に略円弧状に突出する下辺折曲部とを有する合成樹脂製の安全靴用先芯において、成型時における前記合成樹脂の注入口を前記下辺折曲部の内縁の略中央に相当する位置に設け、前記注入口から前記合成樹脂を金型空洞の前壁に衝突するように射出成型したことを特徴とする。
【００１２】
また、第２発明に係る安全靴用先芯の製造方法は、足先部に装着して足先を保護するためのアーチ型の先芯本体部と、該先芯本体部の下辺から内方略円弧状に突出する下辺折曲部とを有する合成樹脂製の安全靴用先芯を金型を用いて射出成型により製造する場合において、前記下辺折曲部の内縁の略中央に相当する位置に設けた金型ゲートから前記合成樹脂を金型空洞の前壁に衝突するように射出し、前記合成樹脂の流れを乱すことにより乱流を起こさせて成型することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明を図１〜図５に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は本実施例に係る先芯１１を使用した安全靴の一部を切欠した断面図であり、先芯１１は安全靴の足先部に内設されている。表底１２の上部には甲革１３が被着され、表底１２の上面には中底１４が積層され、先芯１１及び甲革１３の底辺は表底１２と中底１４の間に挟持され、先芯１１の内面には先裏１５が貼着されている。
【００１４】
先芯１１は合成樹脂材料により射出成形され、図２の斜視図、図３の縦断面図に示すように、先芯１１には足先を覆うアーチ状の先芯本体部２１と、この先芯本体部２１の下辺から内方に折曲され略円弧状に突出する下辺折曲部２２とが設けられ、下辺折曲部２２は表底１２と中底１４の間に挟持される。先芯本体部２１は前壁２１ａと、側壁２１ｂ、２１ｃと、天壁２１ｄとを有し、下辺折曲部２２も先芯本体部２１の前壁２１ａと側壁２１ｂ、２１ｃにそれぞれ対応する前方折曲部２２ａと側方折曲部２２ｂ、２２ｃとを有している。また、先芯１１を射出成形する際の金型キャビティのゲートは、前方折曲部２２ａの内縁の略中央部に相当する位置に設けられる。このため、前方折曲部２２ａの内縁には金型のランナーに残存したランナー相当部２３が残されている。
【００１５】
ここで、図４の部分拡大図に示すように、先芯本体部２１と下辺折曲部２２の連接部の交角は略直角とされると共に、連接部の内側、外側のそれぞれの下辺折曲部２２の厚さt1は、先芯本体部２１の下部の厚さt2よりも薄くされている。そして、下辺折曲部２２の後端部の厚さは、先芯本体部２１の下部の厚さt2よりも小さいが、金型のゲートの径よりは大きくされている。
【００１６】
ここで使用する合成樹脂は繊維を加えて強化することが好ましく、合成樹脂にはポリアミド、ポリカーポネイト、ポリプロピレン、ＡＢＳ、ポリウタレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、エポキシ及びこれら相互の混合品、又はゴムとの混合品を使用することができ、繊維にはガラス繊維、カーボン繊維、ケプラー（商品名）等を使用することができる。
【００１７】
先芯１１を射出成形する際には、合成樹脂を金型のランナーを介してゲートから金型キャビティ内に射出する。このとき、下辺折曲部２２の後端部の厚さが金型のゲートの径よりも大きくされているため、先芯１１の下辺折曲部２２に相当する部分がファンゲートの役割を果し、図５に示すように合成樹脂は拡散した整流となって金型キャビティの先端壁面に衝突する。合成樹脂が金型キャビティの先端壁面に衝突すると、合成樹脂が反流すると共に様々な方向に向かう乱れた流れが発生し、合成樹脂は金型キャビティの壁面で反射しながら乱流となって金型キャビティ内に充満する。これにより、点線で示すような配向性のない先芯１１を製造することができる。
【００１８】
次に、本実施例により製造した先芯１１と従来の方法で製造した比較例の先芯の耐衝撃性と耐圧迫性を、日本工業規格Ｔ８１０１のＬ種試験条件に基づいて試験した結果を表１に示す。ただし、双方ともポリアミド合成樹脂とガラス繊維の配合による材料を使用し、金型ゲートを実施例では前方折曲部２２ａの内縁の略中央に相当する位置に設け、比較例では先芯の本体部後端中央部に相当する位置に設けている。また、実施例の下辺折曲部２２の厚さt1は１．５ｍｍ、ゲートの径は１．５ｍｍ、曲率R1、R2はそれぞれ１ｍｍとしている。
【００１９】
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【００２０】
また、衝撃及び圧迫に対する亀裂の発生の有無を表２に示す。ただし、金型ゲートを実施例では前方折曲部２２ａの内縁の略中央に相当する位置に設け、比較例１では先芯本体部の後端中央部に相当する位置に設け、比較例２では先芯本体部の後端側部に相当する位置に設けている。
【００２１】
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【００２２】
このように、実施例では先芯１１を成形するための金型ゲートを、先芯１１の下辺折曲部２２の後端縁の略中央部に相当する位置に設け、合成樹脂や繊維に乱流を起こさせたので、合成樹脂や繊維の方向性がなくなると共に、ウエルドラインを無くすことが可能になり、耐圧迫性や耐衝撃性を充足させ、亀裂の発生を防止することができる。また、先芯本体部２１と下辺折曲部２２の連接部の交角は略直角としたため、前壁２１ａと側壁２１ｂ、２１ｃの強度を向上させることができる。
【００２３】
更に、先芯１１を安全靴に装着した際に、金型のランナー相当部２３を表底１２と中底１４の間に隠すことができるため、着用者に対する違和感を与えることがない。そして、ランナー相当部２３を切断したり、切断部を仕上げる必要がないため、製造工程の削減を実現することができる。
【００２４】
なお、曲率R1、R2は０．５〜２ｍｍとしたが、曲率R1、R2を更に小さくすれば合成樹脂を前壁２１ａに衝突させ、乱流を発生させ易くなる。また、下辺折曲部２２の厚さt1が薄いほど乱流を発生し易くなるが、薄過ぎると先芯１１を安全靴に装着し難くなるので、上述した値にすることが好ましい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように第１発明に係る安全靴用先芯は、合成樹脂の流れを乱して乱流を起こさせて成型しているので、合成樹脂の結合力を向上させ、ウエルドラインを無くすことができ、耐圧迫性及び耐衝撃性を向上させることができると共に、亀裂の発生を防止することができる。また、金型のランナー部に相当する部分が残存していても品質を損なうことが無いため、仕上工程を無くすることができる上に、ランナー相当部による違和感を与えることはない。
【００２６】
また、第２発明に係る安全靴用先芯の製造方法は、下辺折曲部の後端縁の略中央に相当する位置から、合成樹脂を金型キャビティの前壁に衝突するように射出するので、合成樹脂の流れを乱して乱流を起こす効果を大きくし、よりその配向性をなくすことができる。従って、合成樹脂の方向性がなくなり、耐圧迫性及び耐衝撃性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】先芯を備えた安全靴の一部を切欠した断面図である。
【図２】先芯の斜視図である。
【図３】先芯の縦断面図である。
【図４】部分拡大断面図である。
【図５】乱流を起こした合成樹脂の説明図である。
【図６】従来例の先芯の斜視図である。
【図７】耐衝撃性の試験装置の一部の斜視図である。
【図８】従来例の合成樹脂の配向の斜視図である。
【図９】従来例の合成樹脂の配向の斜視図である。
【図１０】従来例の先芯の縦断面図である。
【符号の説明】
１１  先芯
２１  先芯本体部
２２  下辺折曲部
２２ａ  前方折曲部
２３  ランナー相当部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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