JP2014162526A - コンテナ、コンテナの積み重ね方法 - Google Patents

Abstract

【課題】上方から加わる衝撃に対する防振性を高める。
【解決手段】コンテナ１０を、箱状をなしたコンテナ本体１１と、コンテナ本体１１の上面１１ａに配され、コンテナ本体１１上に積み重ねられる他のコンテナ１００の下面１００ｂに接触する複数の突出部２０を備え、突出部２０は、弾性体２１と、弾性体２１よりも高剛性の板材２２とが上下方向に２組以上交互に積層された積層体であるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、コンテナ、コンテナの積み重ね方法に関する。

物品を船舶等により搬送するときに用いるコンテナは、周知のように鋼製の箱状をなしており、その内部に物品を収容する。
このようなコンテナには、船舶やトレーラ等における搬送中等に外部から振動が加わる。この振動により、搬送する物品が損傷したり荷崩れするのを防ぐため、例えば特許文献１に記載のように、コンテナの底部に防振装置を備えた構成が提案されている。

特開昭６３−２５８７７６号公報

ところで、コンテナは、コンテナ船に搭載するときや、港湾設備に一時的に置くときに、上下方向に複数段に積み上げることがある。このような場合、コンテナ上に、クレーンで吊り上げられた他のコンテナを積み上げるときに、他のコンテナが下段側のコンテナ上に静かに置かれるとは限らず、他のコンテナから下段側のコンテナに大きな衝撃が加わることがある。
しかし、特許文献１に記載の技術では、上方からの衝撃に対して何らの衝撃緩和を図ることができない。
そこでなされた本発明の目的は、上方から加わる衝撃に対する防振性を高めることのできるコンテナ、コンテナの積み重ね方法を提供することである。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明のコンテナは、箱状をなしたコンテナ本体と、前記コンテナ本体の上面に配され、該コンテナ本体上に積み重ねられる他のコンテナの下面に接触する複数の突出部を備え、前記突出部は、弾性体と、前記弾性体よりも高剛性の板材とが上下方向に２組以上交互に積層された積層体であることを特徴とする。

コンテナ本体と突出部（積層体）とからなるコンテナ上に、他のコンテナが積み重ねられるときに、積層体を構成する弾性体により、その衝撃を吸収することができる。
また、弾性体と板材とを上下方向に２組以上交互に積層して２層以上の弾性体を備えることによって、積層体の合成バネ定数（剛性）を小さくすることができる。これにより、他のコンテナが積み重ねられるときの衝撃を抑えることができる。

前記板材は、前記突出部の最下部に位置して前記コンテナ本体の上面に接する第１の板材と、前記突出部の最上部に位置して前記他のコンテナの下面に接する第２の板材と、前記第１の板材と前記第２の板材との間に配置され、上下にそれぞれ配置された２枚の前記弾性体の間に挟み込まれている第３の板材を有するものとしてもよい。

これにより、積層体は、上下方向において、第１の板材、弾性体、第３の板材、弾性体、第２の板材の順で積層される。
なお、第１の板材と第２の板材との間に、２枚以上の第３の板材を配置してもよい。その場合も、それぞれの第３の板材は、上下を２枚の弾性体の間に挟み込まれて設けられる。

前記第３の板材は、前記コンテナ本体と前記突出部とからなる振動系の固有振動数が、前記コンテナ本体の固有振動数と異なるよう、その質量が設定されてなるもとしてもよい。

第３の板材の質量を調整することによって、コンテナ本体と突出部とからなる振動系の固有振動数を変えることができる。そこで、コンテナ本体と突出部とからなる振動系の固有振動数を、コンテナ本体の固有振動数と異ならせることによって、他のコンテナが積み重ねられるときの衝撃によって、コンテナ本体が共振するのを防ぐことができる。
ここで、コンテナ本体と突出部とからなる振動系の固有振動数は、コンテナ本体の特有の部位、例えば床板や横壁等の固有振動数と異ならせることができる。

前記第３の板材は、複数の前記突出部に跨って設けてもよい。

これによって、第３の板材の質量を大きくすることができる。

前記第２の板材の上面に、前記他のコンテナと接触したときの衝撃を吸収する衝撃吸収部材が設けられていてもよい。

これによって、他のコンテナが積み重ねられるときの衝撃を、より一層低減することができる。

本発明のコンテナの積み重ね方法は、上記したようなコンテナ上に、前記他のコンテナを積み重ねていく方法であって、前記コンテナ上に積み重ねられる前記他のコンテナの重量を取得する工程と、剛性が互いに異なる複数種の前記積層体から、取得された前記他のコンテナの重量に応じた剛性を有した前記積層体を特定する工程と、特定された前記積層体を有した前記コンテナを設置する工程と、前記コンテナ上に前記他のコンテナを積み重ねる工程を備えることを特徴とする。

ここで、コンテナ船や港湾のコンテナ積載ヤードにおいては、無作為にコンテナを積み上げるわけではなく、コンテナ船の場合は積み荷の重量バランス、港湾の積載ヤードにおいては、コンテナの搬出等のために、どのコンテナをどこに置くかが予め具体的に計画されている。また、各コンテナの重量も、積荷の通関書類等により、特定することができる。これによって、本発明のコンテナ上に積み重ねられる他のコンテナの重量を特定できる。
そして、上記したような突出部を備えたコンテナ上に、他のコンテナを積み重ねるときに、予め、コンテナ上に積み重ねられる他のコンテナの重量に応じて、適切な剛性を有した積層体を選択することによって、コンテナのコンテナ本体に加わる衝撃を有効に抑えることができる。
このとき、コンテナ上に積み重ねる他のコンテナが２段以上であるときには、その合計重量に応じて、適切な剛性を有した積層体を選択する。

本発明によれば、上方から加わる衝撃に対する防振性を高めることができる。

本実施形態にかかるコンテナの一例を示す図であり、（ａ）はコンテナの正面図、（ｂ）は（ａ）に示したコンテナの側面図である。 コンテナ上に他のコンテナを積み重ねる状態を示す正面図である。 防振装置のモデル図である。 中間プレートの質量とコンテナ本体に作用する力との関係を示すグラフである。 防振装置の中間プレートを、複数の防振装置間に跨って設ける例を示す正面図である。 防振装置を備えたコンテナ、弾性体を備えたコンテナ、防振装置および弾性体を備えないコンテナについて、ハンマー打撃試験を行ったときの、加振力の変化を示す図である。 ハンマー打撃試験をモデル化したモデル図である。 図７のモデルについて解析を行ったときの、加振力の変化を示す図である。 コンテナに他のコンテナを積み重ねた状態で、さらに他のコンテナを積み重ねる状態を示す正面図である。 防振装置を備えたコンテナ、弾性体を備えたコンテナについて、周波数と加振力の関係について解析した結果を示す図である。 中間プレートの質量を異ならせた防振装置を備えたコンテナ、弾性体を備えたコンテナについて、周波数と加振力の関係について解析した結果を示す図である。 上部プレート上に、衝撃吸収部材を備えた変形例を示す正面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明によるコンテナ、コンテナの積み重ね方法を実施するための形態を説明する。しかし、本発明はこの実施形態のみに限定されるものではない。

図１、図２に示すように、物品を搬送するコンテナ１０は、鋼製で平面視矩形の箱状をなし、その側面に形成された図示しない開閉扉から内部に物品Ｃを収容可能なコンテナ本体１１と、コンテナ本体１１の上面１１ａの四隅にそれぞれ設けられた防振装置（突出部、積層体）２０を備えている。

各防振装置２０は、コンテナ本体１１から上方に突出するよう設けられており、図２に示すようにコンテナ１０上に他のコンテナ１００が積み重ねられたときに、他のコンテナ１００の下面１００ｂに突き当たるようになっている。
防振装置２０は、クロロプレン、ウレタンゴム、天然ゴム等のゴム系材料等からなる弾性体２１と、弾性体２１よりも高剛性の、例えば鋼板等からなる板材２２とが、上下方向に交互に積層された構成を有している。

板材２２は、それぞれコンテナ本体１１の上面１１ａと平行な面内に位置し、コンテナ本体１１の上面１１ａに接する下部プレート（第２の板材）２２Ａと、防振装置２０の最上部に位置し、他のコンテナ１００の下面１００ｂに接する上部プレート（第１の板材）２２Ｂと、下部プレート２２Ａと上部プレート２２Ｂとの間に配置された中間プレート（第３の板材）２２Ｃを少なくとも有する。

弾性体２１は、それぞれ予め設定された所定の上下方向の厚さを有し、下部プレート２２Ａと中間プレート２２Ｃとの間に挟み込まれた下部弾性体２１Ａと、上部プレート２２Ｂと中間プレート２２Ｃとの間に挟み込まれた上部弾性体２１Ｂを有する。
これにより、中間プレート２２Ｃは、下部弾性体２１Ａと上部弾性体２１Ｂとの間に挟み込まれている。

このようにして、防振装置２０においては、下部弾性体２１Ａと上部弾性体２１Ｂとが積層されていることにより、弾性体２１を１段のみ備える場合に比較して、合成バネ定数を小さく設定されている。これは、
弾性体２１のバネ定数をｋとしたとき、下部弾性体２１Ａと上部弾性体２１Ｂとを有した防振装置２０における合成バネ定数ｋ’は、
１／ｋ’＝１／ｋ＋１／ｋ
であることから、
ｋ’＝ｋ／２
となることによる。
このようにして、下部弾性体２１Ａと上部弾性体２１Ｂとが積層された防振装置２０により、その剛性を低く抑え、他のコンテナ１００を積み重ねるときにコンテナ本体１１に加わる衝撃力が低減される。

ここで、防振装置２０の剛性は、下部弾性体２１Ａ，上部弾性体２１Ｂの積層数に限らず、下部弾性体２１Ａ，上部弾性体２１Ｂを構成する弾性体２１の厚さ、材質、受圧面積等を変えることによっても調整可能である。

また、このような防振装置２０は、コンテナ本体１１の最低次の固有振動数に対し、コンテナ本体１１に防振装置２０を取り付けた状態でのコンテナ本体１１と防振装置２０とからなる系の固有振動数と一致しないよう設定されている。
これには、防振装置２０の中間プレート２２Ｃの質量を調整するのが好ましい。
中間プレート２２Ｃの質量を増大させることによって、他のコンテナ１００を積み重ねるときに、高周波領域におけるコンテナ本体１１に加わる衝撃力が低減される。
ただし、中間プレート２２Ｃの質量が過大となると、衝撃力の低減効果が小さくなるため、中間プレート２２Ｃの質量は、事前のシミュレーション等によって適切に設定するのが好ましい。

図３は、防振装置２０をモデル化したものである。
この図３において、下部弾性体２１Ａ，上部弾性体２１Ｂのバネ定数をｋ、下部弾性体２１Ａ，上部弾性体２１Ｂにおける減衰定数をｃ、コンテナ１００の質量をｍ_１００、中間プレート２２の質量をｍ_２２、コンテナ１００が落下したときのコンテナ１００の変位をｘ_１００、中間プレート２２の変位をｘ_２２、中間プレート２２に作用する力をＦ１、コンテナ本体１１に作用する力をＦ２としたとき、力Ｆ１、Ｆ２は次式（１）、（２）で表される（ｆは複素数）。

図３のモデル図において、コンテナ１００と、中間プレート２２の運動方程式を求めると、次式のようになる。

この式（３）において、中間プレート２２の質量ｍ_２２が大きくなると、中間プレート２２の変位ｘ_２２は小さくなる。したがって、式（２）において、コンテナ本体１１に作用する力Ｆ２も小さくなる。
図４は、上式（１）〜（３）に基づいて得られる、上記の中間プレート２２の質量ｍ_２２とコンテナ本体１１に作用する力Ｆ２との関係を示すものである。ここで周波数は１００Ｈｚとした。この図４にも示されるように、上記したように、中間プレート２２Ｃの質量を増大させることによって、他のコンテナ１００を積み重ねるときに、高周波領域におけるコンテナ本体１１に加わる衝撃力が低減される。

さて、中間プレート２２Ｃの質量を調整するには、中間プレート２２Ｃの面積や厚さを変動させればよい。中間プレート２２Ｃは、図５に示すように、その質量を増大させるために、複数の防振装置２０間で、一体化するようにしてもよい。これには、中間プレート２２Ｃを、コンテナ本体１１の上面１１ａと同等の大きさ・形状とし、その四隅を各防振装置２０の下部弾性体２１Ａ，上部弾性体２１Ｂ間に挟み込むようにし、複数の防振装置２０，２０にまたがって設置されるようにしてもよい。
また、中間プレート２２Ｃを、コンテナ本体１１の上面１１ａの長辺方向または短辺方向に延びる帯状とし、その両端部を、互いに隣接する防振装置２０，２０を構成する下部弾性体２１Ａ，上部弾性体２１Ｂ間に挟み込み、互いに隣接する防振装置２０，２０にまたがって設置されるようにしてもよい。

上述したような構成によれば、コンテナ本体１１の上面１１ａに防振装置２０を備えることによって、上方から加わる衝撃力を低減し、コンテナ１０における防振性を高めることができる。これにより、コンテナ本体１１内に収容した物品Ｃが損傷したり荷崩れするのを防ぐことができる。
ここで、各防振装置２０において、剛性、および中間プレート２２Ｃのプレートの質量を調整することによって、コンテナ本体１１に加わる衝撃力を有効に低減することができる。
また、下部弾性体２１Ａと上部弾性体２１Ｂとを積層することにより、下部弾性体２１Ａと上部弾性体２１Ｂの合計の厚さと同じ厚さの弾性体２１を１段のみ備える場合に比較して、防振装置２０は、合成バネ定数は同じでありながら、大きな静的荷重に耐えることのできるものとなっている。これにより、コンテナ１０の上に積み重ねられる他のコンテナ１００の荷重を支持しつつ、高い防振性能を発揮することが可能となっている。

上記したようなコンテナ１０は、その上に積み重ねられる他のコンテナ１００の数、重量によって、適切な防振装置２０の剛性が異なる。
そこで、積み重ねられる他のコンテナ１００の数や重量によって、防振装置２０の特性（剛性）を選択するのが好ましい。このためには、弾性体２１のバネ定数が互いに異なり、剛性が互いに異なる防振装置２０を複数種類準備しておく。なお、一つのコンテナ本体１１には、同じ種類の防振装置２０を取り付けるため、各種類、４個一組の防振装置２０を用意しておく。
そして、このコンテナ１０上に積み重ねられる他のコンテナ１００の質量の合計を、コンテナ船におけるコンテナ積荷情報、港湾のコンテナヤードにおけるコンテナレイアウト情報、コンテナ１００の通関書類等から取得する。
取得された他のコンテナ１００の質量の剛性に応じ、複数種類の防振装置２０から適切な剛性を有する防振装置２０を選択する。そして、選択された適切な剛性を有する防振装置２０を備えたコンテナ１０を用いる。
このとき、防振装置２０は、コンテナ本体１１上面１１ａにボルト等の固定手段によって締結可能な構成としておき、適切な剛性を有する防振装置２０をコンテナ本体１１の上面１１ａに対して取り付けるようにしてもよい。また、予め、複数組のコンテナ１０を準備しておき、それぞれのコンテナ１０において、装備される防振装置２０の剛性が互いに異なるものとしてもよい。これによって、積み重ねられる他のコンテナ１００の質量の合計が取得された時点で、適切な剛性を有する防振装置２０を備えたコンテナ１０を選択して用いればよい。

そして、適切な剛性を有する防振装置２０を備えたコンテナ１０をコンテナ船や港湾のコンテナヤードに置いた後、その上に他のコンテナ１００を順次積み重ねる。

（実施例）
次に、上記構成からなるコンテナ１０について、実験、および解析による検討を行ったので、その結果を示す。
まず、実際に、防振装置２０を備えたコンテナ本体１１上に他のコンテナ１００が落下したことを想定し、重さ１０ポンド（４．５３５９ｋｇ）のハンマーで３０ｃｍの高さから打撃したときのコンテナ本体１１に加わる加振力（衝撃力）を測定した（実施例１）。ここで、コンテナ本体１１の重量は３０００ｋｇ、中間プレート２２Ｃの質量は１ｋｇとした。

ここで、比較のため、コンテナ本体１１の上面に、単なる弾性体２１を１層のみ備えた場合（比較例１）、防振装置２０を備えない場合（比較例２）についても、ハンマーで打撃したときのコンテナ本体１１に加わる加振力を測定した。
表１に、実施例、比較例１、比較例２における防振装置２０に相当する部分の剛性と減衰係数等の具体的条件を示した。

その結果を図６に示す。
図６に示すように、コンテナ本体１１に作用する加振力（衝撃）は、比較例１、２に対し、防振装置２０を備えた実施例において、大きく減少している。

また、上記のハンマー打撃試験を、図７に示すように、実施例、比較例１、比較例２における防振装置２０に相当する部分の剛性ｋと減衰係数ｃとを表１に示した条件でモデル化し、このモデルをハンマーＨで３０ｃｍの高さから打撃したときの加振力について、シミュレーション解析を行った。

その結果を図８に示す。
図８に示すように、比較例１，２に対し、実施例においては、加振力が大きく低減できることが確認された。

次に、図９に示すように、防振装置２０を四隅に備えたコンテナ本体１１上に、質量３０００ｋｇの他のコンテナ１００を積層し、さらに、その上に、もう１段、他のコンテナ１００を積み重ねるときにコンテナ本体１１に加わる加振力について、解析を行った。
これにはまず、コンテナ本体１１の固有振動数を解析にて求めた。ここでは、コンテナ本体１１の横壁１１ｂと床１１ｆの最低次の固有振動数を求めた。その結果、横壁１１ｂの固有振動数は１２．７Ｈｚ，床１１ｆの固有振動数は４６．７Ｈｚであった。

ここで、このコンテナ本体１１に防振装置２０を備えた場合のコンテナ１０からなる振動系（実施例１１）と、コンテナ本体１１上に比較例１と同様の弾性体２１を１層のみ備えたコンテナからなる振動系（比較例１２）について比較検討した。
図９に示すように、それぞれのコンテナ１００の上に質量３０００ｋｇの他のコンテナ１００を積層した状態で、さらに、その上にもう１段、他のコンテナ１００を積み重ねるときにコンテナ本体１１に加わる加振力について、周波数ごとに解析を行った。
図４に示したモデル図において、上記条件と上式（１）〜（３）とにおいて、他のコンテナ１００の落下によりコンテナ１００上に１［Ｎ］の力Ｆ_３が作用したとして、周波数を０〜１００Ｈｚに変動させて解析を行った。

その結果を図１０に示す。
図１０に示すように、防振装置２０を備える実施例１１では、加振力のピークＰ１が、比較例１２における加振力のピークＰ２に対し、より低周波側にシフトした。
これに伴い、比較例１２の加振力がピークＰ２となったときよりも高い周波数帯域Ａ１においては、各周波数における加振力が６割程度低減されている。
なお、比較例１２の加振力がピークＰ２となったときよりも低い周波数帯域Ａ２においては、比較例１２よりも実施例１１の方が加振力が大きくなっているが、この周波数帯域Ａ２はコンテナ本体１１の固有振動数（１２．７Ｈｚ、４６．７Ｈｚ）と一致しないため、コンテナ本体１１が共振することはない。

次に、防振装置２０において、中間プレート２２Ｃの質量を異ならせた場合について解析を行った。
ここで、防振装置２０の中間プレート２２Ｃの質量は、１ｋｇ（実施例２１）、１８０ｋｇ（実施例２２）、１０００ｋｇ（実施例２３）の３通りとした。また、比較のため、中間プレート２２Ｃを備えず、１層の弾性体２１とした場合（比較例２４）についても解析した。

その結果を図１１に示す。
図１１に示すように、床１１ｆの固有振動数４６．７Ｈｚよりも高い周波数帯域においては、実施例２１〜２３とも、比較例よりも加振力を大きく低減できるのが確認された。

また、周波数２０Ｈｚ前後においては、実施例２３における加振力が、中間プレート２２Ｃを備えない比較例２４よりも大きくなっている。
さらに、周波数４０Ｈｚ前後においては、中間プレート２２Ｃの質量が１８０ｋｇである実施例２２の加振力が、中間プレート２２Ｃを備えない比較例２４と同等となっている。
この結果から、中間プレート２２Ｃの質量は、１〜１８０ｋｇとするのが好ましいことが確認された。

（その他の実施形態）
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、図１２に示すように、各防振装置２０は、上部プレート２２Ｂの上面を、ゴム系材料等からなる衝撃吸収部材５０によって覆うようにしてもよい。これにより、他のコンテナ１００が積み重ねられるときの衝撃を有効に低減することができる。
例えば、防振装置２０は、弾性体２１を上下２層に備えるようにしたが、これを３層以上としてもよい。
さらに、防振装置２０は、コンテナ本体１１の四隅に設けるようにしたが、これ以外の位置に設けるものとしてもよい。
また、実施例で挙げたシミュレーションによる数値等は、あくまでも実施例で検討したコンテナを対象としてシミュレーションを行うことによって得られたものであり、検討対象のコンテナの固有振動数や、防振装置２０の剛性や減衰係数が異なれば、結果として異なる数値が得られる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

１０ コンテナ
１１ コンテナ本体
１１ａ 上面
１１ｂ 横壁
１１ｆ 床
２０ 防振装置（突出部、積層体）
２１ 弾性体
２１Ａ 下部弾性体
２１Ｂ 上部弾性体
２２ 板材
２２Ａ 下部プレート（第２の板材）
２２Ｂ 上部プレート（第１の板材）
２２Ｃ 中間プレート（第３の板材）
５０ 衝撃吸収部材
１００ コンテナ
１００ｂ 下面

Claims (6)

1. 箱状をなしたコンテナ本体と、
   前記コンテナ本体の上面に配され、該コンテナ本体上に積み重ねられる他のコンテナの下面に接触する複数の突出部を備え、
   前記突出部は、弾性体と、前記弾性体よりも高剛性の板材とが上下方向に２組以上交互に積層された積層体であることを特徴とするコンテナ。
2. 前記板材は、
   前記突出部の最下部に位置して前記コンテナ本体の上面に接する第１の板材と、
   前記突出部の最上部に位置して前記他のコンテナの下面に接する第２の板材と、
   前記第１の板材と前記第２の板材との間に配置され、上下にそれぞれ配置された２枚の前記弾性体の間に挟み込まれている第３の板材と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載のコンテナ。
3. 前記第３の板材は、前記コンテナ本体と前記突出部とからなる振動系の固有振動数が、前記コンテナ本体の固有振動数と異なるよう、その質量が設定されてなるものであることを特徴とする請求項２に記載のコンテナ。
4. 前記第３の板材は、複数の前記突出部に跨って設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載のコンテナ。
5. 前記第２の板材の上面に、前記他のコンテナと接触したときの衝撃を吸収する衝撃吸収部材が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のコンテナ。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載のコンテナ上に、前記他のコンテナを積み重ねていく方法であって、
   前記コンテナ上に積み重ねられる前記他のコンテナの重量を取得する工程と、
   剛性が互いに異なる複数種の前記積層体から、取得された前記他のコンテナの重量に応じた剛性を有した前記積層体を特定する工程と、
   特定された前記積層体を有した前記コンテナを設置する工程と、
   前記コンテナ上に前記他のコンテナを積み重ねる工程と、
   を備えることを特徴とするコンテナの積み重ね方法。

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