JPWO2011142161A1 - 貨物用コンテナ - Google Patents

Abstract

この貨物用コンテナは、前記一対の側面パネルの下端縁に沿って配置された一対のボトムサイドレールを備え；前記底パレットが、前記一対のボトムサイドレールの間に渡って設けられた複数本の根太材と、これら根太材上に設けられた床面材とを有し；前記根太材を平断面視した場合に、前記コーナーポストの延在方向と略平行に延びるウェブと、このウェブの上端から前記ボトムサイドレールの延在方向と略平行に延びる上フランジと、この上フランジに対向し前記ウェブの下端から前記ボトムサイドレールの延在方向と略平行に延びる下フランジと、前記コーナーポストの延在方向と略平行に前記上フランジの先端から下方に延びる上リップとを有する。

Description

本発明は、貨物を積み込み、海上及び陸上において輸送する貨物用コンテナに関し、特に重量を軽減させつつ、部材耐力を向上させる際に好適な貨物用コンテナに関する。
本願は、２０１０年０５月１４日に、日本に出願された特願２０１０−１１２４９１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

貨物を輸送する貨物用コンテナは、主に鋼、ステンレス、アルミニウム等の金属製の部材からなり、直方体状の箱体で構成されている。また、この貨物用コンテナは、内部に貨物を積み込み、例えば船舶、トラック、鉄道等の輸送手段を介して輸送される。そして、近年では、地球環境保護の観点から、物流の分野においても温室効果ガスの排出量削減の動きが高まりつつあり、貨物を運搬する船舶、トラック、鉄道等の移動手段に対して軽量化が進められつつある。貨物用コンテナは、これら移動手段により輸送されるので、コンテナ自体の軽量化を図ることにより、移動手段を含めた全体の軽量化に繋がり、地球環境保護を図る上でより好ましい。このような背景のもと、貨物用コンテナにおいても軽量化の要請が高まりつつあるが、世界各国間のグローバルな規格として、例えばＩＳＯに規定される特に耐荷性能を確保しつつ、軽量化を図ることが必要となる。

また、貨物用コンテナの形態としては、矩形状の底パレットと；この底パレットの４辺に立設された一対の側面パネルおよび一対の前後パネルと；前記底パレットの隅部に立設され、前記側面パネルの側縁部と前記前後パネルの側縁部との間を接続する複数本のコーナーポストと；これらのコーナーポストの上端および下端に設けられたコーナーフィッティングと；前記側面パネルおよび前記前後パネルの上縁部に接続して設けられた天面パネルと；を備えた構造が一般的である。そして、底パレットは、コンテナの短辺方向に延びて側面パネルの下端縁に連続するボトムサイドレールの間に架設される複数の根太材と、これらの根太材の上側に支持される床面材とを有して構成されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載された根太材（横根太）は、上下に延びるウェブ（主壁部）と、ウェブの上端から一方に延びる上フランジ（上壁部）と、ウェブの下端から一方に延びる下フランジ（下壁部）とを有している。根太材は、断面略Ｃ字形に形成され、上フランジに床面材がねじ止めで固定されている。このような貨物用コンテナの根太材は、積み荷を搬送してコンテナ内を走行するフォークリフト等の車輪荷重を考慮し、それにより作用する曲げ応力に対して部材耐力が確保できるように設計されている。

一方、貨物用コンテナ用としてではなく建築物に利用される薄型軽量形鋼として、リップ付き溝形鋼が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特許文献２に記載されたリップ付き溝形鋼は、ウェブと、このウェブの一端および他端に連続する一対のフランジと、これらのフランジ先端から折れ曲がってウェブと平行に延びる一対のリップとを有して断面略Ｃ字形に形成されている。そして、このようなリップ付き溝形鋼は、梁などの曲げ抵抗材としても利用されている。この溝形鋼の中立軸はウェブの中間に位置し、一方のフランジおよびリップが引張り側となり、他方のフランジおよびリップが圧縮側となるような曲げ応力状態によって、溝形鋼が荷重に抵抗するようになっている。

日本国特開２００４−２７６９３６号公報 日本国特開２００５−１０５５５７号公報

ところで、コンテナの軽量化の観点から、各部材の材料強度（降伏強度）を高めて部材断面（板厚）を小さくする（薄くする）ことが考えられる。しかしながら、従来の根太材のように上フランジが圧縮側となる場合には、板厚を薄くしてしまうと上フランジが早期に座屈してしまい、想定した強度に基づく曲げ耐力を得ることができない。このため、特許文献２のリップ付き溝形鋼を根太材として利用することも考えられるが、その場合には、下フランジにもリップが形成されているので、下フランジ上面に水、塵、塩分が溜まって錆の原因となり、コンテナの製品寿命が短期化してしまうという問題が生じる。このように従来の構造では、曲げ荷重に対する部材耐力を確保しつつ軽量化を図るとともに、耐用年数の長期化をも実現するという要求に応えることができないという問題がある。

本発明は、曲げ荷重に対する根太材の耐力を確保しつつ軽量化を図るとともに、耐用年数を長期化することができる貨物用コンテナの提供を目的とする。

本発明の一態様に係る貨物用コンテナは、矩形状の底パレットと；この底パレットの４辺から立ち上がる一対の側面パネルおよび一対の前後パネルと；前記底パレットの隅部に立設され、前記側面パネルおよび前後パネルの各側縁部に接続されるコーナーポストと；前記側面パネルおよび前後パネルの上縁部に接続して設けられた天面パネルと；を備えた貨物用コンテナであって、前記一対の側面パネルの各下端縁に沿って配置された一対のボトムサイドレールを備え；前記底パレットが、前記一対のボトムサイドレールの間に渡って設けられた複数本の根太材と、これら根太材上に設けられた床面材とを有し；前記根太材を平断面視した場合に、前記コーナーポストの延在方向と略平行に延びるウェブと、このウェブの上端から前記ボトムサイドレールの延在方向と略平行に延びる上フランジと、この上フランジに対向し前記ウェブの下端から前記ボトムサイドレールの延在方向と略平行に延びる下フランジと、前記コーナーポストの延在方向と略平行に前記上フランジの先端から下方に延びる上リップとを有する。

（２）上記（１）に記載の貨物用コンテナによれば、前記根太材において、前記上フランジの平坦部の幅寸法ａが、板厚寸法ｔと材料の降伏強度Ｆとにより、下記式（１）を満足することが好ましい。
２４０ｔ／（√Ｆ）＜ａ≦７４０ｔ／（√Ｆ）・・・式（１）
ここで、幅寸法ａの単位はｍｍであり、板厚寸法ｔの単位はｍｍであり、降伏強度Ｆの単位はＭＰａである。

（３）上記（１）まはた（２）に記載の貨物用コンテナによれば、前記根太材において、前記下フランジの幅寸法が、前記上フランジの幅寸法よりも大きいことが好ましい。

（４）上記（１）まはた（２）に記載の貨物用コンテナでは、前記根太材の断面において、前記ウェブと直交する中立軸と前記上フランジの板厚中心との距離ｄと、前記ウェブの平坦部の高さ寸法ｈとの関係が下記式（２）を満足することが好ましい。
０．４５ｈ≦ｄ≦０．６０ｈ・・・式（２）
また、上フランジの板厚中心と中立軸との距離ｄが、０．４７５ｈ≦ｄ≦０．５５ｈの範囲であることがより好ましい。

（５）上記（１）まはた（２）に記載の貨物用コンテナでは、前記根太材において、板厚寸法ｔと材料の降伏強度Ｆと上フランジの幅寸法Ａとにより定数Ｍを下記式（３）を用いて算出した場合、前記根太材の延在方向に垂直な断面で見たときの前記上リップの長さ寸法Ｃが、前記定数Ｍと前記板厚寸法ｔと前記材料の降伏強度Ｆとにより、下記式（４）を満足することが好ましい。
Ｍ＝ｍａｘ［２．８ｔ｛（Ａ／ｔ）² −２８０００／Ｆ｝^1/6 ，４．８ｔ］・・・式（３）
Ｍ≦Ｃ≦２４０ｔ／（√Ｆ）・・・式（４）
ここで、板厚寸法ｔの単位はｍｍであり、降伏強度Ｆの単位はＭＰａであり、上フランジの幅寸法Ａの単位はｍｍである。

上記（１）に記載の貨物用コンテナによれば、上フランジの先端から下方に延びる上リップを有して根太材を形成したことで、この根太材の材料強度を高めて薄くした場合であっても、曲げ荷重時に圧縮側となる上フランジの座屈強度を高めることができる。これにより、上フランジの早期の座屈を防止して曲げ荷重に対する部材耐力を確保することができる。さらに、曲げ荷重時には下フランジは、引張り側となって座屈が生じない。この下フランジの形状を平坦かつ先端が開放された形状としたことで、下フランジの上面に水が溜まるのを防止することができ、錆による劣化を防いで耐用年数を長期化することができる。従って、部材の耐力および耐用年数を確保しつつ、根太材の材料強度を高め、かつ、部材断面を薄くすることで、根太材の軽量化を図ることが可能となる。これにより、貨物用コンテナ全体の軽量化にもつながり、温室効果ガスの排出量削減、ひいては地球環境保護の観点からも好適な構成とすることが可能となる。

上記（２）に記載の貨物用コンテナによれば、上フランジの平坦部の幅寸法ａを２４０ｔ／（√Ｆ）より大きく設定、つまり板厚寸法ｔに対する幅厚比（ａ／ｔ）を大きく設定することで、根太材を薄くすることができる。この場合、従来の構造では、幅寸法ａが２４０ｔ／（√Ｆ）より大きくなると、座屈し易くなるのに対し、本発明では、前述のように上リップを形成したことで、上フランジの早期の座屈を防止することができる。一方、上フランジの平坦部の幅寸法ａを７４０ｔ／（√Ｆ）以下に設定、すなわち上リップとウェブとで上フランジの両端が拘束された状態でも座屈する可能性がある限界幅以下に上フランジの平坦部の幅寸法ａを設定することで、上フランジの座屈を確実に防止することができる。従って、曲げ荷重時に圧縮側となる上フランジの座屈を確実に防止できるので、座屈に伴う部材断面の無効部分が生じず、全断面が有効断面となり、効率的に軽量化を図ることが可能となる。

上記（３）に記載の貨物用コンテナによれば、下フランジの幅寸法を上フランジの幅寸法よりも大きく設定することで、曲げ荷重時に引張り側となる下フランジの断面積を大きくすることができ、曲げ耐力を向上させることができる。さらに、下フランジの断面積を大きくすることで、上リップと上フランジとの総断面積と、下フランジの断面積とを近づけることができる。これにより、根太材の上側と下側とでバランスがとられる。したがって、上フランジ側への中立軸の偏心を抑制してウェブ中間近傍に中立軸を位置させることができるので、全断面が有効断面となる時の、圧縮縁における断面係数と引張縁における断面係数とを同程度とすることができる。これにより、圧縮縁あるいは引張縁のいずれか一方の早期降伏を抑制することで、曲げ耐力が確保できる。

上記（４）に記載の貨物用コンテナによれば、前述のように、ウェブの高さ方向の中間近傍に中立軸を位置させることで、全断面が有効断面となる時の、圧縮縁における断面係数と引張縁における断面係数とを同程度とすることができる。これにより、圧縮縁あるいは引張縁のいずれか一方の早期降伏を抑制することにより、根太材の曲げ耐力を確保することができる。

上記（５）に記載の貨物用コンテナによれば、上リップの長さ寸法Ｃを定数Ｍ以上に設定することで、上フランジの座屈を有効に防止することができる。また、長さ寸法Ｃを２４０ｔ／（√Ｆ）以下に設定することで、上リップ自体の座屈をも防止することができ、所定の曲げ耐力を発揮するまで根太材の各部を座屈させることなく有効断面として機能させることができる。

本発明の一実施形態にかかる貨物用コンテナの一部を断面にした斜視図である。 図１の貨物用コンテナにおける底パレットの根太材の拡大断面図である。 同貨物コンテナの実施例１の根太材を示す断面図である。 同貨物コンテナの実施例２の根太材を示す断面図である。 比較例の根太材を示す断面図である。 実施例および比較例の解析結果を示すグラフである。 他の解析結果を示すグラフである。 他の解析結果を示すグラフである。 他の解析結果を示すグラフである。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の一実施形態の貨物用コンテナ１は、図１に示すように、箱体で構成され、貨物を積み込むことが可能である。貨物用コンテナ１は、鋼、ステンレス、アルミニウム等の金属製で構成される。貨物用コンテナ１は、例えば船舶、トラック、鉄道等の輸送手段を介して輸送されることを前提としているため、輸送時の互換性や利便性を向上させる観点から、例えばＩＳＯ等の規格に基づいた仕様とされている。

貨物用コンテナ１は、矩形状の底パレット２と、この底パレット２の４辺から立ち上がる一対の側面パネル３および一対の前後パネル４と、前記底パレット２の隅部に立設され、側面パネル３および前後パネル４の各側縁部に接続されるコーナーポスト５と、前記側面パネル３および前後パネル４の上縁部に接続して設けられた天面パネル７とを備えている。また、貨物用コンテナ１は、これらのコーナーポスト５の上端および下端に接合されるコーナーフィッティング６と、一対の側面パネル３の各下端縁に沿って配置されたボトムサイドレール１０とを備えている。

側面パネル３および前後パネル４は、各々が底パレット２上に設置されるとともに、隣接するパネル３，４同士がコーナーポスト５を介して相互に接続される。隣接する側面パネル３と前後パネル４とは、互いに略直交する関係にある。また、側面パネル３、前後パネル４および天面パネル７は、例えば、厚みが１．５ｍｍ〜２ｍｍ程度の比較的薄い鋼板からなる波形鋼板で構成されている。貨物用コンテナ１の側面、前後面、天面のいずれかの面には、図示しない開閉ドアが設けられ、ここからコンテナ内に貨物が積み込まれる。例えば、前後面のいずれかに開閉ドアが設けられる場合には、このドアからフォークリフト等が貨物用コンテナ１内部に出入りして積み荷を搬入または搬出する。

底パレット２は、ボトムサイドレール１０の間に渡って配置された複数本の根太材８と、これら複数の根太材８の上側に設けられる床面材９とを有して構成されている。根太材８は、側面パネル３の下端縁のボトムサイドレール１０に溶接等で接合されている。床面材９は、合板などの板材で構成され、根太材８の上面にビス止めなどによって固定されている。このような底パレット２は、積載物の荷重や、貨物用コンテナ１内を走行するフォークリフト等の車輪荷重を支持し、根太材８の長手方向の中間位置に下向きの集中荷重を受ける。これにより、下向き凸の正曲げモーメントが根太材８に作用する。ここで、根太材８が曲げを受けた際、両端のボトムサイドレール１０が変形し、根太材８の両端は、ピン支持された単純梁のように抵抗するため、根太材８の両端で上向き凸の負曲げモーメントはほとんど生じない。

次に、図２に基づいて根太材８の構成を詳しく説明する。
ここで、前後パネル４の面方向をＸ方向（幅方向）とし、側面パネル３の面方向をＹ方向（長さ方向）とし、コーナーポスト５の延在方向をＺ方向とする。さらに、根太材８は、図２に示すように、平断面視した場合に、耐候性鋼等の鋼板を曲げ加工やロール成形してサイドレール１０間に延びる長尺状かつ断面略Ｃ字形に形成されている。
根太材８は、コーナーポスト５の延在方向（上下方向：Ｚ方向）と略平行に延びるウェブ１１と、このウェブ１１の上端からボトムサイドレール１０の延在方向（側方：Ｙ方向）と略平行に延びる上フランジ１２と、上フランジ１２に対向し、ウェブ１１の下端からボトムサイドレール１０の延在方向（側方）と略平行に延びる下フランジ１３と、コーナーポスト５の延在方向（上下方向）と略平行に上フランジ１２の先端から下フランジ１３側に向かって延びる上リップ１４とを備えている。
また、ウェブ１１と上フランジ１２との接続部分には、折曲げ部１５が形成され、上フランジ１２と上リップ１４との接続部分には、折曲げ部１６が形成されている。そして、折曲げ部１５，１６間に上フランジ１２の平坦部１７が形成されるとともに、折曲げ部１６よりも下端側に上リップ１４の平坦部１８が形成されている。さらに、ウェブ１１と下フランジ１３との接続部分には、折曲げ部１９が形成され、折曲げ部１５，１９間にウェブ１１の平坦部２０が形成されている。この折曲げ部１９よりも先端側に下フランジ１３の平坦部２１が形成され、この平坦部２１の先端縁は、ボトムサイドレール１０の延在方向（側方）に開放された開放端縁２２となっている。

このような根太材８において各部寸法を図２に示すように以下のように定義する。
Ａ：上フランジ１２の幅寸法［ｍｍ］
ａ：上フランジ１２の平坦部１７の幅寸法［ｍｍ］
Ｂ：下フランジ１３の幅寸法［ｍｍ］
ｂ：下フランジ１３の平坦部２１の幅寸法［ｍｍ］
Ｈ：ウェブ１１の高さ寸法［ｍｍ］
ｈ１：上下フランジ１２，１３の板厚の中心間距離［ｍｍ］
ｈ：ウェブ１１の平坦部２０の高さ寸法［ｍｍ］
Ｃ：上リップ１４のリップ長［ｍｍ］
ｃ：上リップ１４の平坦部１８の長さ寸法［ｍｍ］
ｔ：板厚寸法［ｍｍ］
Ｒ：折曲げ部１５，１６，１９の板厚の中心半径［ｍｍ］
ｕ：折曲げ部１５，１６，１９の板厚の中心軸長さ（＝πＲ／２）［ｍｍ］
ｄ：上フランジ１２の板厚中心と中立軸Ｘとの距離［ｍｍ］
また、根太材８に用いる材料の降伏強度をＦ［Ｍｐａ］と定義する。

以上の根太材８において、各部寸法は、以下の式（１）〜式（３）で規定されている。
先ず、上フランジ１２の平坦部１７の幅寸法ａは、板厚寸法ｔおよび降伏強度Ｆを用いると、次式（１）の関係を満足するように設定されている。
２４０ｔ／（√Ｆ）＜ａ≦７４０ｔ／（√Ｆ） …式（１）
ここで、例えば、降伏強度Ｆが５５０ＭＰａの場合、板厚寸法ｔが２．１ｍｍであれば、平坦部１７の幅寸法ａは、２１．５ｍｍ＜ａ≦６６．３ｍｍとなる。板厚寸法ｔが２．５ｍｍであれば、平坦部１７の幅寸法ａは、２５．６ｍｍ＜ａ≦７８．９ｍｍとなる。さらに、降伏強度Ｆが７００ＭＰａの場合、板厚寸法ｔが２．１ｍｍであれば、平坦部１７の幅寸法ａは、１９．０ｍｍ＜ａ≦５８．７ｍｍとなる。板厚寸法ｔが２．５ｍｍであれば、平坦部１７の幅寸法ａは、２２．７ｍｍ＜ａ≦６９．９ｍｍとなる。

すなわち、従来の根太材は上リップを備えていないため、上フランジの座屈を防止するためには、式（１）の左辺以下に幅寸法ａを設定する必要がある。これにより、例えば、降伏強度Ｆを３５５ＭＰａとし板厚寸法ｔを４．０ｍｍとした場合に、幅寸法ａが５０ｍｍ程度以下と実用的な寸法となる。しかしながら、降伏強度Ｆを５５０ＭＰａに高めて板厚寸法ｔを２．５ｍｍに薄くすると、幅寸法ａが２５．６ｍｍ程度以下に制限され、実用的な部材寸法を構成できないため、板厚寸法ｔを薄くすることが困難であった。これに対して、本実施形態の根太材８では、上リップ１４を設けたことで、上フランジ１２の平坦部１７の幅寸法ａを、式（１）の左辺よりも大きく、かつ右辺以下に設定することで、降伏強度Ｆを５５０ＭＰａや７００ＭＰａに高めた場合でも、上フランジ１２の座屈を防止しつつ、板厚寸法ｔを２．０ｍｍ程度〜３．０ｍｍ程度に薄くしても、実用的な幅寸法ａの範囲で根太材８を形成することができる。

次に、下フランジ１３の幅寸法Ｂは、上フランジ１２の幅寸法Ａと同一に設定されるか、または次式（２）のように、上フランジ１２の幅寸法Ａよりも大きく設定することが好ましい。
Ａ＜Ｂ …式（２）
さらに、根太材８の断面におけるウェブと直交する中立軸Ｘと上フランジ１２の板厚中心との距離ｄと、ウェブ１１の平坦部２０の高さ寸法ｈとの関係が、次式（３）を満足するように設定することが好ましい。
０．４５ｈ≦ｄ≦０．６０ｈ …式（３）
なお、距離ｄは、式（３）を満足すればよいが、次式（４）の関係を満足するように設定されていればより好ましい。
０．４７５ｈ≦ｄ≦０．５５ｈ …式（４）
このように上下フランジ１２，１３の幅寸法Ａ，Ｂや中立軸Ｘと上フランジ１２の板厚中心との距離ｄを設定することで、曲げ荷重時において上フランジ１２および下フランジ１３の両方を有効に機能させて曲げ耐力の向上を図ることができる。

次に、根太材８における上リップ１４のリップ長（長さ寸法）Ｃは、板厚寸法ｔ、降伏強度Ｆにより、次式（５）の関係を満足するように設定することが好ましい。
Ｍ≦Ｃ≦２４０ｔ／（√Ｆ） …式（５）
ここで、定数Ｍは、板厚寸法ｔと降伏強度Ｆと上フランジ１２の幅寸法Ａとにより、下記式（６）を用いて算出される。
Ｍ＝ｍａｘ［２．８ｔ｛（Ａ／ｔ）² −２８０００／Ｆ｝^1/6 ，４．８ｔ］ …式（６）
このように上リップ１４のリップ長Ｃを設定することで、上フランジ１２の座屈を有効に防止するとともに、上リップ１４自体の座屈をも防止することができる。この結果、所定の曲げ耐力を発揮するまで根太材８の各部を座屈させることなく有効断面として機能させることができる。

以上のような本実施形態によれば、根太材８が上リップ１４を有して形成されていることで、根太材８の降伏強度Ｆを高め、かつ、板厚寸法ｔを薄くした場合であっても、曲げ荷重時に圧縮側となる上フランジ１２の早期の座屈を防止して曲げ荷重に対する部材耐力を確保することができる。また、下フランジ１３は、曲げ荷重時には引張り側となって座屈が生じない。この下フランジ１３が平坦に形成されてかつ先端が開放されているので、下フランジ１３上面に水、塵、塩分が溜まることが防止でき、錆による劣化を防いで耐用年数の長期化することができる。従って、所定の部材耐力および耐用年数を確保しつつ、根太材８の材料強度を高めて部材断面を薄くすることで、根太材８の軽量化を図ることが可能となる。さらには、貨物用コンテナ１全体の軽量化を実現することができる。

以下、本発明の一実施形態の貨物用コンテナ１について、根太材８の部材耐力を検討した結果について説明する。
図３は、本発明の一実施形態に係る実施例（実施例１）の根太材８を簡略して示す断面図であり、図４は、本発明の他の実施例（実施例２）の根太材８を簡略して示す断面図である。また、図５は、従来例（比較例１，２）の根太材８００を簡略して示す断面図である。ここで、図４及び図５では、折り曲げ部の板厚中心半径Ｒ（通常はＲ＝１．５ｔ〜３ｔ程度）を省略して図示しているが、材料の成形性に応じて適宜設ければよい。このように、実施例と比較例との説明では、折り曲げ部の板厚中心半径Ｒを省略しているため、以下の説明では、幅寸法ａ（上フランジ１２の平坦部１７の幅寸法）を幅寸法Ａ（上フランジ１２の幅寸法）として説明する。折り曲げ部の板厚中心半径Ｒを設けた場合は、適宜、幅寸法Ａ（上フランジ幅寸法）を幅寸法ａ（上フランジの平坦部の幅寸法）と読み替えれば良い。
本実施例では、各根太材１８，２８，８００の耐力比および単位重量当たりの耐力比とを比較した。

〔実施例〕
実施例１の根太材１８の降伏強度Ｆが５５０ＭＰａであり、板厚寸法ｔが２．５ｍｍである。図３に示すように、根太材１８のウェブ１１の高さ寸法Ｈが１２２ｍｍであり、上フランジ１２の幅寸法Ａが４５ｍｍであり、下フランジ１３の幅寸法Ｂが４５ｍｍであり、上リップ１４のリップ長Ｃが２３ｍｍである断面を有している。すなわち、図３に示す根太材１８の上フランジ１２の幅寸法Ａと下フランジ１３の幅寸法Ｂとが同一に設定されている。
実施例２の根太材２８の降伏強度Ｆが５５０ＭＰａであり、板厚寸法ｔが２．５ｍｍである。図４に示すように、根太材２８のウェブ１１の高さ寸法Ｈが１２２ｍｍであり、上フランジ１２の幅寸法Ａが４５ｍｍであり、下フランジ１３の幅寸法Ｂが６０ｍｍであり、上リップ１４のリップ長Ｃが２３ｍｍである断面を有している。すなわち、図４に示す根太材２８の上フランジ１２の幅寸法Ａよりも下フランジ１３の幅寸法Ｂが大きく設定されている。このとき、実施例１では、上フランジ１２の幅寸法Ａと下フランジ１３の幅寸法Ｂとが同一であるため、根太材１８の中立軸Ｘがウェブ１１の中間位置より上側に位置している。一方、実施例２では、上フランジ１２の幅寸法Ａよりも下フランジ１３の幅寸法Ｂが大きいため、根太材２８の中立軸Ｘがウェブの中間位置の近傍に位置している。

〔比較例〕
比較例１，２の根太材８００は、図５に示すように、ウェブ８１１の高さ寸法Ｈが１２２ｍｍであり、上フランジ８１２の幅寸法Ａが４５ｍｍであり、下フランジ８１３の幅寸法Ｂが４５ｍｍであり、上リップを備えない断面略Ｃ字形に形成されている。そして、比較例１として、降伏強度Ｆが３５５ＭＰａであり、板厚寸法ｔが４．０ｍｍである。比較例２として、降伏強度Ｆが５５０ＭＰａであり、板厚寸法ｔが２．５ｍｍである。比較例として、この比較例１、２を用いた。ここで、比較例の根太材８００において、上フランジ８１２の幅寸法Ａ（＝４５ｍｍ）は、比較例１では、式（１）の左辺（２４０ｔ／（√Ｆ）＝５１ｍｍ）未満であるため、式（１）を満たしていない。比較例２では、上フランジ８１２の幅寸法Ａ（＝４５ｍｍ）は、式（１）の左辺（２４０ｔ／（√Ｆ）＝２５．６ｍｍ）を超えている。従って、比較例１の根太材８００は、上フランジ８１２が降伏強度Ｆに到達するよりも先に座屈せず、比較例２の根太材８００は、上フランジ８１２が降伏強度Ｆよりも小さい応力で座屈するような設定となっている。

図６に実施例および比較例の耐力比および単位重量当たりの耐力比のグラフを示す。ここでは、比較例１の曲げ耐力と単位重量当たりの耐力とを１として、耐力比と単位重量当たりの耐力比とを示す。
比較例２の根太材８００は、降伏強度Ｆが５５０ＭＰａと高強度化され、かつ板厚寸法ｔが２．５ｍｍと薄いことから、単位重量当たりの耐力比としては比較例１の根太材８００を上回っているが、上述したように上フランジ８１２が座屈する。これにより、比較例１の根太材８００よりも耐力が８０％以下程度に低下する。
実施例１の根太材１８は、比較例２の根太材８００と同様に、降伏強度Ｆが５５０ＭＰａと高強度化され、かつ板厚寸法ｔが２．５ｍｍと薄いが、上リップ１４を設けた上フランジ１２が座屈せず、比較例２のような耐力低下が起きない。すなわち、比較例１の根太材８００と同等以上の耐力を発揮し、かつ単位重量当たりの耐力が上昇することが解った。さらに、実施例２の根太材２８は、下フランジ１３の幅寸法Ｂを大きくして断面積を拡大することで、ウェブと直交する中立軸Ｘの位置がウェブ１１の中間に近付き、曲げ荷重時に圧縮側となる上フランジの強度と、曲げ荷重時に引張側となる下フランジとの強度のバランスがとられ、実施例１よりも耐力が上昇し、かつ単位重量当たりの耐力も上昇することが解った。

次に、表１−１〜表４−２に示す形状の根太材１８，２８において、中立軸Ｘの位置（上フランジ１２の板厚中心と中立軸Ｘとの距離ｄ）による耐力の変化を検討した。ここで、図７〜図９は、根太材１８，２８に関する検討結果のグラフであり、図７は表１−１〜表２−２をグラフにし、図８は表３−１，３−２をグラフにし、図９は表４−１，４−２をグラフにした。それぞれ対応した根太材１８，２８に関する検討結果のグラフである。また、図７〜図９の各グラフでは、中立軸Ｘの位置がウェブ１１の高さ方向の中央、つまり上フランジ１２の板厚中心と中立軸Ｘとの距離ｄが上下フランジ１２，１３の板厚中心間距離ｈ１の１／２となる場合の耐力で基準化している。

図７〜図９のグラフに示されるように、ウェブ１１の高さ方向の中央に中立軸Ｘが位置する場合（ｄ／ｈ１＝０．５）に耐力が極大となり、ｄ／ｈ１が０．５より大きく、あるいは、小さくなると耐力が低下することが解る。そして、極大耐力の９０％程度以上の耐力が確保できる中立軸Ｘ位置の範囲は、前記式（３）となり、極大耐力の９５％程度以上の耐力が確保できる中立軸Ｘ位置の範囲は、前記式（４）となることが解る。
また、逆に、下フランジ１３の幅寸法Ｂを調節して式（３）や式（４）の中立軸Ｘ位置とするためには、平坦部２１の幅寸法ｂが以下の式（３’）または式（４’）を満足すればよい。なお、式中のｇ（ｄ）は、式（７）で表されるｄの関数である。
ａ＋Ｒ＋ｔ／２≦ｂ≦ｇ（０．６０ｈ） …（３’）
ｇ（０．４７５ｈ）≦ｂ≦ｇ（０．５５ｈ） …（４’）
ｇ（ｄ）＝｛ｈ（ｈ／２＋Ｒ)＋ｂｈ１＋０．３６３Ｒ＋２ｕ(ｈ＋１．６３７Ｒ)＋ｃ(Ｒ＋ｈ−ｃ／２)｝
／｛ｈ１−ｄ｝−(ｈ＋ｂ＋ｃ＋３ｕ)＋Ｒ＋ｔ／２ …（７）
以上のように、式（３）または式（３’）を満足することで、極大耐力の９０％程度以上の耐力が確保できる。また、式（４）または式（４’）を満足することで、極大耐力の９５％程度以上の耐力が確保でき、前述のように板厚を薄くしても曲げ耐力を維持し、根太材１８，２８の軽量化を図ることができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態では、根太材８，１８，２８に用いる材料の降伏強度Ｆとして５５０ＭＰａや７００ＭＰａを例に説明したが、降伏強度Ｆとしては、５５０ＭＰａ〜７００ＭＰａに限定されない。また、降伏強度Ｆは規格強度に限らず、実状の強度に応じて設定することもできる。また、前記実施形態では、根太材８，１８，２８の板厚寸法ｔを全断面一定として説明したが、これに限らず、根太材の部位によって板厚寸法が変化する断面を有していてもよい。さらに、前記実施形態では、曲げ加工やロール成形によって根太材８，１８，２８を形成する場合を例示したが、複数の板材を組み立て溶接接合することで根太材を形成してもよい。

その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができる。
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したため、本発明はこれに限定されない。したがって、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれる。

１…貨物用コンテナ
２…底パレット
３…側面パネル
４…前後パネル
５…コーナーポスト
６…コーナーフィッティング
７…天面パネル
８…根太材
９…床面材
１０…ボトムサイドレール
１１…ウェブ
１２…上フランジ
１３…下フランジ
１４…上リップ
１７，２１…平坦部
Ｘ…中立軸

本発明の一態様に係る貨物用コンテナは、矩形状の底パレットと；この底パレットの４辺から立ち上がる一対の側面パネルおよび一対の前後パネルと；前記底パレットの隅部に立設され、前記側面パネルおよび前後パネルの各側縁部に接続されるコーナーポストと；前記側面パネルおよび前後パネルの上縁部に接続して設けられた天面パネルと；を備えた貨物用コンテナであって、前記一対の側面パネルの各下端縁に沿って配置された一対のボトムサイドレールを備え；前記底パレットが、前記一対のボトムサイドレールの間に渡って設けられた複数本の根太材と、これら根太材上に設けられた床面材とを有し；前記根太材を平断面視した場合に、前記コーナーポストの延在方向と略平行に延びるウェブと、このウェブの上端から前記ボトムサイドレールの延在方向と略平行に延びる上フランジと、この上フランジに対向し前記ウェブの下端から前記ボトムサイドレールの延在方向と略平行に延びる下フランジと、前記コーナーポストの延在方向と略平行に前記上フランジの先端から下方に延びる上リップとを有し、さらに、前記根太材において、前記上フランジの平坦部の幅寸法ａが、板厚寸法ｔと材料の降伏強度Ｆとにより、下記式（１）を満足する。
２４０ｔ／（√Ｆ）＜ａ≦７４０ｔ／（√Ｆ）・・・式（１）
ここで、幅寸法ａの単位はｍｍであり、板厚寸法ｔの単位はｍｍであり、降伏強度Ｆの単位はＭＰａである。

（２）上記（１）に記載の貨物用コンテナによれば、前記根太材において、前記下フランジの幅寸法が、前記上フランジの幅寸法よりも大きいことが好ましい。

（３）上記（１）まはた（２）に記載の貨物用コンテナでは、前記根太材の断面において、前記ウェブと直交する中立軸と前記上フランジの板厚中心との距離ｄと、前記ウェブの平坦部の高さ寸法ｈとの関係が下記式（２）を満足することが好ましい。
０．４５ｈ≦ｄ≦０．６０ｈ・・・式（２）
また、上フランジの板厚中心と中立軸との距離ｄが、０．４７５ｈ≦ｄ≦０．５５ｈの範囲であることがより好ましい。

（４）上記（１）〜（３）の何れかに記載の貨物用コンテナでは、前記根太材において、板厚寸法ｔと材料の降伏強度Ｆと上フランジの幅寸法Ａとにより定数Ｍを下記式（３）を用いて算出した場合、前記根太材の延在方向に垂直な断面で見たときの前記上リップの長さ寸法Ｃが、前記定数Ｍと前記板厚寸法ｔと前記材料の降伏強度Ｆとにより、下記式（４）を満足することが好ましい。
Ｍ＝ｍａｘ［２．８ｔ｛（Ａ／ｔ）² −２８０００／Ｆ｝^1/6 ，４．８ｔ］・・・式（３）
Ｍ≦Ｃ≦２４０ｔ／（√Ｆ）・・・式（４）
ここで、板厚寸法ｔの単位はｍｍであり、降伏強度Ｆの単位はＭＰａであり、上フランジの幅寸法Ａの単位はｍｍである。

さらに、上記（１）に記載の貨物用コンテナによれば、上フランジの平坦部の幅寸法ａを２４０ｔ／（√Ｆ）より大きく設定、つまり板厚寸法ｔに対する幅厚比（ａ／ｔ）を大きく設定することで、根太材を薄くすることができる。この場合、従来の構造では、幅寸法ａが２４０ｔ／（√Ｆ）より大きくなると、座屈し易くなるのに対し、本発明では、前述のように上リップを形成したことで、上フランジの早期の座屈を防止することができる。一方、上フランジの平坦部の幅寸法ａを７４０ｔ／（√Ｆ）以下に設定、すなわち上リップとウェブとで上フランジの両端が拘束された状態でも座屈する可能性がある限界幅以下に上フランジの平坦部の幅寸法ａを設定することで、上フランジの座屈を確実に防止することができる。従って、曲げ荷重時に圧縮側となる上フランジの座屈を確実に防止できるので、座屈に伴う部材断面の無効部分が生じず、全断面が有効断面となり、効率的に軽量化を図ることが可能となる。

上記（２）に記載の貨物用コンテナによれば、下フランジの幅寸法を上フランジの幅寸法よりも大きく設定することで、曲げ荷重時に引張り側となる下フランジの断面積を大きくすることができ、曲げ耐力を向上させることができる。さらに、下フランジの断面積を大きくすることで、上リップと上フランジとの総断面積と、下フランジの断面積とを近づけることができる。これにより、根太材の上側と下側とでバランスがとられる。したがって、上フランジ側への中立軸の偏心を抑制してウェブ中間近傍に中立軸を位置させることができるので、全断面が有効断面となる時の、圧縮縁における断面係数と引張縁における断面係数とを同程度とすることができる。これにより、圧縮縁あるいは引張縁のいずれか一方の早期降伏を抑制することで、曲げ耐力が確保できる。

上記（３）に記載の貨物用コンテナによれば、前述のように、ウェブの高さ方向の中間近傍に中立軸を位置させることで、全断面が有効断面となる時の、圧縮縁における断面係数と引張縁における断面係数とを同程度とすることができる。これにより、圧縮縁あるいは引張縁のいずれか一方の早期降伏を抑制することにより、根太材の曲げ耐力を確保することができる。

上記（４）に記載の貨物用コンテナによれば、上リップの長さ寸法Ｃを定数Ｍ以上に設定することで、上フランジの座屈を有効に防止することができる。また、長さ寸法Ｃを２４０ｔ／（√Ｆ）以下に設定することで、上リップ自体の座屈をも防止することができ、所定の曲げ耐力を発揮するまで根太材の各部を座屈させることなく有効断面として機能させることができる。

Claims (5)

1. 矩形状の底パレットと；
   この底パレットの４辺から立ち上がる一対の側面パネルおよび一対の前後パネルと；
   前記底パレットの隅部に立設され、前記側面パネルおよび前後パネルの各側縁部に接続されるコーナーポストと；
   前記側面パネルおよび前後パネルの上縁部に接続して設けられた天面パネルと；
   を備えた貨物用コンテナであって、
   前記一対の側面パネルの各下端縁に沿って配置された一対のボトムサイドレールを備え；
   前記底パレットが、前記一対のボトムサイドレールの間に渡って設けられた複数本の根太材と、これら根太材上に設けられた床面材とを有し；
   前記根太材を平断面視した場合に、
   前記コーナーポストの延在方向と略平行に延びるウェブと、このウェブの上端から前記ボトムサイドレールの延在方向と略平行に延びる上フランジと、この上フランジに対向し前記ウェブの下端から前記ボトムサイドレールの延在方向と略平行に延びる下フランジと、前記コーナーポストの延在方向と略平行に前記上フランジの先端から下方に延びる上リップとを有する；
   ことを特徴とする貨物用コンテナ。
2. 前記根太材において、前記上フランジの平坦部の幅寸法ａが、板厚寸法ｔと材料の降伏強度Ｆとにより、下記式（１）を満足することを特徴とする請求項１に記載の貨物用コンテナ。
   ２４０ｔ／（√Ｆ）＜ａ≦７４０ｔ／（√Ｆ）・・・式（１）
   ここで、幅寸法ａの単位はｍｍであり、板厚寸法ｔの単位はｍｍであり、降伏強度Ｆの単位はＭＰａである。
3. 前記根太材において、前記下フランジの幅寸法が、前記上フランジの幅寸法よりも大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の貨物用コンテナ。
4. 前記根太材の断面において、前記ウェブと直交する中立軸と前記上フランジの板厚中心との距離ｄと、前記ウェブの平坦部の高さ寸法ｈとの関係が下記式（２）を満足することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の貨物用コンテナ。
   ０．４５ｈ≦ｄ≦０．６０ｈ・・・式（２）
5. 前記根太材において、板厚寸法ｔと材料の降伏強度Ｆと上フランジの幅寸法Ａとにより定数Ｍを下記式（３）を用いて算出した場合、
   前記根太材の延在方向に垂直な断面で見たときの前記上リップの長さ寸法Ｃが、前記定数Ｍと前記板厚寸法ｔと前記材料の降伏強度Ｆとにより、下記式（４）を満足することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の貨物用コンテナ。
   Ｍ＝ｍａｘ［２．８ｔ｛（Ａ／ｔ）² −２８０００／Ｆ｝^1/6 ，４．８ｔ］・・・式（３）
   Ｍ≦Ｃ≦２４０ｔ／（√Ｆ）・・・式（４）
   ここで、板厚寸法ｔの単位はｍｍであり、降伏強度Ｆの単位はＭＰａであり、上フランジの幅寸法Ａの単位はｍｍである。

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