JP5437012B2 - 輸送コンテナー又はトラック用若しくはバン用荷台、それに用いる防振部品及び振動抑制輸送方法 - Google Patents

Description

本発明は、製品、商品の輸送に適用し得る輸送コンテナー又はトラック用若しくはバン用荷台、それに用いる防振部品及び振動抑制輸送方法に関する。さらに詳しくは、積荷が輸送中に受ける振動及び衝撃を大幅に軽減し、製品、商品の損傷を防止、軽減させて、製品、商品の品質を良好に保持する性能を有する輸送コンテナー又はトラック用若しくはバン用荷台、それに用いる防振部品及び振動抑制輸送方法に関する。

電器製品、精密機器、精密部品などの製品、又は、青果物などの商品は、流通の中で長距離輸送時、荷扱い時及び保管時において多くの衝撃及び振動を受ける。そこで、輸送・荷扱いによる振動及び衝撃を軽減し、製品、商品の損傷を防止し、製品、商品の品質を良好に保持することは、輸送・荷扱いに求められる基本機能の一つである。

輸送中の積荷への振動及び衝撃を和らげるために、例えばトラック輸送における積荷の緩衝には、エアサスペンションなど車両の支持バネを柔らかくし、また、ダンパーを取り付けるなどの方策がとられている。

積荷を載せるパレットに緩衝部材を取り付ける例、コンテナー自体に緩衝部材を取り付ける例がある（例えば、特許文献１又は２を参照。）。また、二重箱にして箱と箱との間に緩衝部材を取り付け、緩衝性能を向上させて衝撃、振動など外力を吸収する例がある（例えば、特許文献３を参照。）。また、積荷の揺れや荷崩れを防止するために積荷をラップフィルムで巻くか、バンドで縛ることは実際の輸送時に行われていることである。さらに、貴重品を輸送する方法として、コンテナーの内部に配置する内枠を防振対策し、そのうち枠に受け袋を配置し、その中に貴重品を入れて保護しながら輸送する方法がある（例えば、特許文献４を参照。）。さらに輸送用容器の床にバネを配置し、容器内面にエアマットを有するものがある（例えば、特許文献５を参照。）。

特開２００６−２９８２９８号公報 特開昭６３−２５８７７６号公報 特開昭６３−２７２６８９号公報 特開２００２−２３４５７８号公報 特開平８−２６８４６２号公報

特許文献１〜５に開示された技術のように、製品、商品を損傷から保護するために各種手段が講じられているが、いずれの緩衝手法も路面からの振動及び衝撃を低減、減衰することを対象としたものであった。特に特許文献５の技術では、作業時間がかかり、手間と器材に関わる費用などコストが掛かっていた。また、振動によって引き起こされる揺れや積荷の動きについても荷崩れやズレを少なくすることを目的とするもので、積荷の挙動に対応した考え方はなかった。

本発明の目的は、損傷しやすい製品、商品の輸送中に受ける振動及び衝撃を軽減し、損傷を防止、軽減させて、製品、商品の品質を良好に保持する性能を有する輸送コンテナー又はトラック用若しくはバン用荷台、それに用いる防振部品及び振動抑制輸送方法を提供することである。

本発明者は、段積みした積荷の上段を支持することによって、十分な緩衝性能が得られることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明に係る輸送コンテナー又はトラック用若しくはバン用荷台は、段積みした積荷を収容する輸送コンテナー又はトラック用若しくはバン用荷台において、上段の積荷を支持する防振部品を有し、前記防振部品が、前記上段の積荷を抑えるバネ部品若しくは減衰部品若しくは動的吸収部品であり、かつ、一端に前記上段の積荷を支持する把持部を有し、他端に前記輸送コンテナー又はトラック用若しくはバン用荷台に固定するための取り付け部を有し、前記把持部側が３次元方向それぞれの原点回帰をするためのベクトルを持つことを特徴とする。

当該防振部品は、支持によるモード特性と支持部機構の減衰によって積荷の振動エネルギーを大幅に減少させることができる。

本発明に係る防振部品は、段積みした積荷を収容する輸送コンテナー又はトラック用若しくはバン用荷台の天井又は側壁上部に取り付ける防振部品であって、一端に上段の積荷を支持する把持部を有し、他端に前記輸送コンテナー又はトラック用若しくはバン用荷台に固定するための取り付け部を有し、かつ、前記把持部と前記取り付け部の間にバネ若しくは減衰器若しくは動的吸収器を有し、前記把持部側が３次元方向それぞれの原点回帰をするためのベクトルを持つことを特徴とする。

本発明に係る振動抑制輸送方法は、輸送コンテナー又はトラック用若しくはバン用荷台に積荷を段積みし、上段の積荷が支持端となるよう防振部品としてバネ部品若しくは減衰部品若しくは動的吸収部品で抑える振動抑制輸送方法であって、前記防振部品が、一端に前記上段の積荷を支持する把持部を有し、他端に前記輸送コンテナー又はトラック用若しくはバン用荷台に固定するための取り付け部を有し、前記把持部側に３次元方向それぞれの原点回帰をするためのベクトルを持たせたことを特徴とする。

本発明によれば、損傷しやすい製品、商品の輸送中に受ける振動及び衝撃を軽減し、損傷を防止、軽減させて、製品、商品の品質を良好に保持することができる。

一端が固定端で他端が自由端の段積み積荷箱の実験分析結果であり、（ａ）はヨコ１次、（ｂ）はヨコ２次、（ｃ）はヨコ３次、の結果である。 一端が固定端で他端が自由端の段積み積荷箱の実験分析結果であり、（ａ）はタテ１次、（ｂ）はタテ２次、の結果である。 最上段の積荷を支持したときのバネ‐質量系の多自由度振動モデルの概略図であり、（ａ）はタテモード、（ｂ）ヨコモードである。 最上段の積荷を支持する防振部品を取り付けた状態を示す概略図であり、（ａ）は２つのバネをＶ字状に配置した防振部品、（ｂ）は３つのバネをｘｙｚ方向に配置した防振部品を示した。 最上段の積荷を支持端としたときの積荷の挙動を示す図であり、（ａ）は１本のバネを垂直方向に配置したバネ部品を用いたときのタテの挙動の例（１次モード）、（ｂ）は２本のバネをＶ字に配置したバネ部品を用いたときのタテの挙動の例（２次モード）、（ｃ）は２本のバネをＶ字に配置したバネ部品を用いたときのヨコの挙動の例（１次モード）、（ｄ）は２本のバネをＶ字に配置したバネ部品を用いたときのヨコの挙動の例（２次モード）、（ｅ）は２本のバネをＶ字に配置したバネ部品を用いたときのヨコの挙動の例（１次モード）、（ｆ）は２本のバネをＶ字に配置したバネ部品を用いたときのヨコの挙動の例（３次モード）、である。 最上段の積荷を支持端としたときと自由端としたときの積荷の挙動（タテモード）の比較を示す図であり、（ａ）は自由端、１次モードの例、（ｂ）は支持端、１次モードの例、（ｃ）は自由端、２次モードの例、（ｄ）は支持端、２次モードの例、である。 最上段の積荷を支持端としたときと自由端としたときの積荷の挙動（ヨコモード）の比較を示す図であり、（ａ）は自由端、１次モードの例、（ｂ）は支持端、１次モードの例、（ｃ）は自由端、２次モードの例、（ｄ）は支持端、２次モードの例、である。 トラックの荷台に適用した例を示す図である。

以下、本発明について実施形態を示して詳細に説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。本発明の効果を奏する限り、実施形態は種々の変形をしてもよい。なお、同一部材・同一部位には同一符号を付した。

輸送中の積荷の挙動を再現させることを目的とする積荷振動実験を行った。条件は、積荷の大きさ３５５×２４５×８０（ｍ）、積荷重さ１．５ｋｇ、積荷段数２６段とし、段積みの積荷同士でフィルムで被覆したり、紐で束ねたりすることはせず、かつ、積荷を抑えることもしなかった。

この結果、図１及び図２に示すように、積荷の揺れ方は、一端が固定端で他端が自由端を持った連続体ハリ又は多自由度系のモデルで表される知見を得た。図１は、一端が固定端で他端が自由端の段積み積荷箱の実験分析結果であり、（ａ）はヨコ１次、（ｂ）はヨコ２次、（ｃ）はヨコ３次、の結果である。図２は、一端が固定端で他端が自由端の段積み積荷箱の実験分析結果であり、（ａ）はタテ１次、（ｂ）はタテ２次、の結果である。図１及び図２において、積荷箱の色（濃淡）は、加速度の大きさを示しており、色が濃いほど加速度が大きいことを示す。積荷のヨコの動きは代表的に１次モード、２次モード及び３次モードの動きを示し、また、積荷のタテの動きは代表的に１次モード及び２次モードの動きを示す。そのため自由端である最上部は共振によって常に大きな揺れが発生する。加速度が大きい積荷箱は、ヨコモードであれば水平方向への飛び出しの運動が生じて箱同士が横ズレを起こし易く、また、タテ方向であれば上下方向への突き上げ若しくは落下の運動が生じて、箱同士が押し合い又は引き離れ、結果として箱が潰されるおそれがある。

本実施形態に係る輸送コンテナー又はトラック用若しくはバン用荷台では、段積みした積荷の上段を支持することによって緩衝性能を得る。本実施形態では、段積みした積荷のうち上段の積荷、好ましくは最上段の積荷を支持する。最上段の積荷を支持することによって、段積みした積荷の先端が支持端となり、最も安定化する。これ以降、積荷の最上段を支持する場合を例として、説明する。また、段積みの積荷同士でフィルムで被覆したり、紐で束ねたりすることはせずに段積みのままとした。なお、輸送コンテナーを用いた場合について説明するが、トラック用若しくはバン用荷台を用いた場合も同様に適用することができる。

図３は、最上段の積荷を支持したときのバネ‐質量系の多自由度振動モデルの概略図であり、（ａ）はタテモード、（ｂ）ヨコモードである。三角の記号は、支持方向を示している。段積みした積荷同士が輸送時の振動によって弾性体様の挙動を示すため、図３（ａ）のタテモードでは、質量ｍの積荷１が、ｎ段積み（図３では例として５段積みを図示した。）されているとき、積荷１同士の間にそれぞれバネ係数ｋ１のタテバネ５１が配置され、かつ、最上段の積荷１ｂと輸送コンテナー１００の天井４２との間に同じくタテバネ５１が配置されたモデルに近似できる。一方、図３（ｂ）のヨコモードでは、質量ｍの積荷１が、ｎ段積み（図３では例として５段積みを図示した。）されているとき、積荷１同士の間にそれぞれバネ係数ｋ２のヨコバネ５２が配置され、かつ、最上段の積荷１ｂと輸送コンテナー１００の天井４２との間に同じくヨコバネ５２が配置されたモデルに近似できる。なお、ｋ１とｋ２が等しいときもある。

図１又は図２と図３とを比較すると、いずれの形態も、下端では積荷１ａが床４１にほぼ固定されていると考えると固定端とみなせるが、図１又は図２では上端の積荷１ｂが自由端であり、図３では上端の積荷１ｂが、バネ５１，５２によって抑えられた支持端である。片側（上端）を支持端とすることで緩衝性能を得る。

図４は、最上段の積荷を支持する防振部品を取り付けた状態を示す概略図であり、（ａ）は２つのバネをＶ字状に配置した防振部品、（ｂ）は３つのバネをｘｙｚ方向に配置した防振部品を示した。図４に示すように、本実施形態に係る輸送コンテナーは、段積みした積荷１を収容する輸送コンテナー１００において、最上段の積荷１ｂを支持する防振部品１０，２０を有する。

輸送コンテナー１００は、具体的には、収容空間４３を有し、輸送コンテナー１００の床４１上に積荷１が直接又はパレット（不図示）を介して載せられる。輸送コンテナー１００の天井４２には、防振部品１０，２０を吊らす又は固定するための留め具４４が設置されている。

防振部品１０，２０は、図４（ａ）又は（ｂ）に示すように、段積みした積荷１を収容する輸送コンテナー１００の天井４２に取り付けるバネ部品であって、一端に最上段の積荷１ｂを支持する把持部１１，２１を有し、他端に輸送コンテナー１００の留め具４４に固定するための取り付け部１３，２３を有し、かつ、把持部１１，２１と取り付け部１３，２３の間にバネ１４，２４を有する。図４（ａ）では、バネ１４は、２つのバネ１４ａ，１４ｂからなり、Ｖ字状に配置されている。図４（ｂ）では、バネ２４は、３つのバネ（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）からなり、ｘｙｚ方向に配置されている。

積荷１は、ｘｙｚの３次元方向に振動するため、各方向の振動を抑えることが好ましく、バネを少なくとも１つ以上用いれば、ｘｙｚ方向それぞれの原点回帰するためのベクトルを持たせることができる。複数本のバネを用いれば、ｘｙｚ方向それぞれの原点回帰するためのベクトルの大きさを等しくなるように近づけることが可能となり、あるいは、振動の大きさについてｘｙｚ方向に異方性があれば、その大きさに応じてベクトルの大きさを調整することで、振動をより抑制することができる。

２つのバネ１４ａ，１４ｂを用いたとしてもｘｙｚ方向それぞれにベクトルを持たせることができ、図４（ａ）のようにＶ字状に配置、例えばＶ字状の正面がトラックの幅方向を向くようにバネ１４ａ，１４ｂを配置すれば、バネ１４の複合バネ係数のトラック進行方向成分を大きくすることができる。さらに３つのバネ（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）を用いたとしてもｘｙｚ方向それぞれにベクトルを持たせることができ、バネ２４をｘｙｚ方向に配置すれば、ｘｙｚ方向それぞれに個別にバネ係数を設定することもできる。例えば、トラックの進行方向、車両幅方向及び上下方向を前記ｘｙｚ方向に合わせて、個別にバネ係数を設定することもできる。

把持部１１，２１は、最上段の積荷１ｂを抑えることができればいかなる形状としてもよいが、例えば、図４（ａ）（ｂ）に示すように、最上段の積荷１ｂの天井面を被せる形状が好ましい。このような形状とすることでトラックの進行方向、車両幅方向及び上下方向の振動があっても確実に抑えることができる。

留め具４４に固定するための取り付け部１３，２３は、例えば嵌め込み式、引っ掛け式又はねじ込み式であり、その形式に限定されない。

留め具４４はコンテナー１００の天井４２、側壁（不図示）に固定されている。バネを所望の方向に配置するため、留め具４４を天井から垂下させてもよい。このとき、留め具４４は、防振部品１０，２０を作動させるために、吊り柱等の剛体からなることが好ましい。留め具４４の形状は特に制限はないが、図４（ｂ）に示すように、バネ２４ａ，２４ｂ，２４ｃの方向を調整するために、天井４２から垂下させる長さをバネごとに異なるものとしてもよい。例えば、ｚ方向のバネ２４ｃ用の留め具４４ｃよりも、ｘ方向のバネ２４ａ用の留め具４４ａとｙ方向のバネ２４ｂ用の留め具４４ｂの長さを長くしてもよい。

図４（ａ）（ｂ）では、防振部品としてバネ部品を用いた形態を示したが、バネ部品の代わりに、減衰部品又は動的吸収部品を用いてもよい。減衰部品に使用する減衰器としては、例えばゴム体、バネと粘性体とを組み合わせた振動減衰器を使用できる。動的吸収部品に使用する動的吸収器（ダイナミックダンバー）としては、公知のものが使用できるが、その重りの重さは、積荷の条件（重さ、積み段数など）によって適宜調整し、共振の小さくなるものを選定する。減衰部品又は動的吸収部品のいずれも、バネ部品と同様に把持部、取り付け部を有する。

本実施形態に係る振動抑制輸送方法は、本実施形態に係る輸送コンテナー及び防振部品を用いて行う方法であり、具体的には、輸送コンテナーに積荷を段積みし、上段の積荷が支持端となるようバネ部品若しくは減衰部品若しくは動的吸収部品で抑える。好ましくは最上段の積荷が支持端となるようにする。このとき、最下段の積荷１ａを自重によって固定することが好ましい。床４１と最下段の積荷１ａとの摩擦係数が大きい場合など、固定手段によって固定しなくても自重によって実質的に固定状態とすることが可能であり、このとき、床４１が平面とすることができ、大きさの違う荷積みを載せたときなど使い勝手がよい。最下段の積荷を自重によって固定することで、段積みした積荷を１つの集合包装ととらえた場合、当該集合包装は、連続体ハリ又は多自由度系モデルの片側固定端としてとらえることができ、他端を把持又は抑えることで共振をより小さくすることができる。

以上説明したとおり、輸送コンテナー内の積荷の上部である自由端を、支持端とすることによって段積みした積荷の動きを制御でき、その振動エネルギーを大幅に減少させることができる。このときのシミュレーション結果を図５に示した。最上段の積荷を支持端としたときの積荷の挙動を示す図であり、（ａ）は１本のバネを垂直方向に配置したバネ部品を用いたときのタテの挙動の例（１次モード）、（ｂ）は２本のバネをＶ字に配置したバネ部品を用いたときのタテの挙動の例（２次モード）、（ｃ）は２本のバネをＶ字に配置したバネ部品を用いたときのヨコの挙動の例（１次モード）、（ｄ）は２本のバネをＶ字に配置したバネ部品を用いたときのヨコの挙動の例（２次モード）、（ｅ）は２本のバネをＶ字に配置したバネ部品を用いたときのヨコの挙動の例（１次モード）、（ｆ）は２本のバネをＶ字に配置したバネ部品を用いたときのヨコの挙動の例（３次モード）、である。図５（ａ）では１本のばねを垂直方向に配置した防振部品３０、（ｂ）〜（ｆ）では２本のばねをＶ字状に配置した防振部品１０を使用した例を示した。図５において、三角の記号は、支持方向を示し、積荷箱の色（濃淡）は、加速度の大きさを示しており、色が濃いほど加速度が大きいことを示す。図５を参照すればわかるとおり、最上段の積荷を支持端としたときにおいても、タテ方向の挙動としては１次及び２次のモードが観測され、また、ヨコ方向の挙動としては１次、２次及び３次のモードが観測される。しかし、加速度の大きさは、自由端としたときと比較して大幅に低減されている。

そのことを示すために図６と図７を示す。図６は、最上段の積荷を支持端としたときと自由端としたときの積荷の挙動（タテモード）の比較を示す図であり、（ａ）は自由端、１次モードの例、（ｂ）は支持端、１次モードの例、（ｃ）は自由端、２次モードの例、（ｄ）は支持端、２次モードの例、である。図７は、最上段の積荷を支持端としたときと自由端としたときの積荷の挙動（ヨコモード）の比較を示す図であり、（ａ）は自由端、１次モードの例、（ｂ）は支持端、１次モードの例、（ｃ）は自由端、２次モードの例、（ｄ）は支持端、２次モードの例、である。図６（ｂ）（ｄ）及び図７（ｂ）（ｄ）では２本のばねをＶ字状に配置した防振部品を使用した例を示した。防振部品を用いた場合、最上段の積荷を支持端となっているため、自由端とした場合と比較して、各積荷の加速度が大幅に低減している。このように本実施形態に係る防振部品、輸送コンテナーによって積荷は十分な緩衝性能を有し、実用され得る。特に製品の出荷、輸送において顕著な効果を奏する。輸送コンテナーにおいては、特別な緩衝手段が無くてもよい。

図８は、トラックの荷台に適用した例を示す図である。実質、輸送コンテナーの場合と同様であり、防振部品を用いた場合、最上段の積荷を支持端となっているため、自由端とした場合と比較して、各積荷の加速度が大幅に低減している。

１ 積荷
１ｂ 最上段の積荷
１ａ 最下段の積荷
１０，２０，３０ 防振部品
１１，２１ 把持部
１３，２３ 取り付け部
１４，１４ａ，１４ｂ，２４，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ バネ
４１ 床
４２ 天井
４４，４４ａ，４４ｂ，４４ｃ 留め具
５１ タテバネ
５２ ヨコバネ
１００ 輸送コンテナー

Claims (3)

1. 段積みした積荷を収容する輸送コンテナー又はトラック用若しくはバン用荷台において、上段の積荷を支持する防振部品を有し、
   前記防振部品が、前記上段の積荷を抑えるバネ部品若しくは減衰部品若しくは動的吸収部品であり、かつ、一端に前記上段の積荷を支持する把持部を有し、他端に前記輸送コンテナー又はトラック用若しくはバン用荷台に固定するための取り付け部を有し、前記把持部側が３次元方向それぞれの原点回帰をするためのベクトルを持つことを特徴とする輸送コンテナー又はトラック用若しくはバン用荷台。
2. 段積みした積荷を収容する輸送コンテナー又はトラック用若しくはバン用荷台の天井又は側壁上部に取り付ける防振部品であって、一端に上段の積荷を支持する把持部を有し、他端に前記輸送コンテナー又はトラック用若しくはバン用荷台に固定するための取り付け部を有し、かつ、前記把持部と前記取り付け部の間にバネ若しくは減衰器若しくは動的吸収器を有し、前記把持部側が３次元方向それぞれの原点回帰をするためのベクトルを持つことを特徴とする防振部品。
3. 輸送コンテナー又はトラック用若しくはバン用荷台に積荷を段積みし、上段の積荷が支持端となるよう防振部品としてバネ部品若しくは減衰部品若しくは動的吸収部品で抑える振動抑制輸送方法であって、前記防振部品が、一端に前記上段の積荷を支持する把持部を有し、他端に前記輸送コンテナー又はトラック用若しくはバン用荷台に固定するための取り付け部を有し、前記把持部側に３次元方向それぞれの原点回帰をするためのベクトルを持たせたことを特徴とする振動抑制輸送方法。