(57)【要約】【課題】本発明は、防振性が高く精密機器に利用できる梱包システム、梱包箱及び梱包方法を提供することを目的とする。【解決手段】重り１１及び動吸振器緩衝材１２により構成した動吸振器によって、箱１０、筐体２及び防振材３によって構成される振動系の共振周波数における共振が打ち消され、筐体２にかかる振動を最小限に抑える。【選択図】図１
2007145345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被梱包体を梱包する梱包システムであって、
重りと、
前記被梱包体及び前記重りを支持する第１の支持体と、
前記被梱包体と、前記重りと、前記第１との支持体を梱包する梱包箱と、
を有し、
前記第１の支持体は、第１のばね要素を含み、
前記重りと前記第１のばね要素は、動吸振器を構成する
梱包システム。
【請求項２】
前記梱包箱を支持する第２の支持体
を更に有し、
前記第２の支持体は、第２のばね要素を含み、
前記重り及び前記第１のばね要素が構成する前記動吸振器は、前記梱包箱及び前記第２のばね要素が構成する防振系の共振周波数を基に設計されている
請求項１に記載の梱包システム。
【請求項３】
前記重りの重さは、前記梱包箱及び前記第２のばね要素が構成する前記防振系の等価質量を基に算出されている
請求項２に記載の梱包システム。
【請求項４】
前記第１のばね要素は、ばね定数及び減衰定数を有し、
前記第１のばね要素が有するばね定数及び減衰定数は、前記重りの重さと前記防振系の前記等価質量との質量比及び前記梱包箱及び前記第２のばね要素が構成する防振系の共振周波数を基に算出されている
請求項２に記載の梱包システム。
【請求項５】
前記被梱包体は、医療機器の筐体を含む
請求項１から４のいずれかに記載の梱包システム。
【請求項６】
前記重りは、前記医療機器の同梱物を含む
請求項１から５のいずれかに記載の梱包システム。
【請求項７】
被梱包体及び当該被梱包体の同梱物を梱包する梱包箱であって、
被梱包体及び当該被梱包体の同梱物を支持する第１の支持体
を有し、
前記被梱包物の前記同梱物は、重りとして、前記第１の支持体と共に動吸振器を構成する
梱包箱。
【請求項８】
被梱包体と、重りと、前記被梱包体及び前記重りを支持する第１の支持体とを梱包箱に梱包する梱包方法であって、
前記重り及び前記第１の支持体によって動吸振器を構成する
梱包方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、精密機器の梱包システム、梱包箱及び梱包方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲ等医療機器で使用されている電子筐体は精密機器を含み、背が高いものが多い。
これら精密機器を梱包する際には、振動や衝撃等、輸送時に機器にかかる負荷を軽減する必要がある。
【０００３】
負荷を軽減する梱包方法としては、例えば、梱包箱の下部に防振・緩衝材を入れる方法がある。
以下、このような一般的な防振系における防振効果について簡単に説明する。
【０００４】
防振効果は、振動伝達率と周波数の関係によって説明される。
一般的な減衰がある場合の振動伝達率Ｔｒと周波数ｆの関係を図３に示す。
図３は、振動伝達率Ｔｒと周波数ｆの関係を示す図である。
振動伝達率Ｔｒは、防振系の振動と、基礎（床等）の振動との比であり、すなわち、１より小さい場合に防振効果が現れていることになる。
防振対象物の周波数ｆと防振した時の固有振動数が同じ場合（図３のＰ１）、振動が増幅されてしまう。この現象を共振現象、このときの周波数を共振周波数（≒固有振動数）という。
振動伝達率Ｔｒが１より小さくなる部分では、上述したように防振の効果が発揮されている。すなわち、共振周波数が低くなればなるほど、防振効果のある範囲が広くなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した一般的な防振系においては、図３の振動伝達率Ｔｒが１以上の範囲が示すように、防振しきれない周波数帯がある、という不利益があった。
また、耐振動・衝撃性を上げるためには、機器を柔らかく支持することが望ましいが、背の高い筐体を有する医療機器等を梱包する際には、支持を弱くすると不安定になり、防振系の形成が難しくなる、という不利益があった。
【０００６】
本発明は上述した不利益を解消するために、防振性が高く精密機器に利用できる梱包システム、梱包箱及び梱包方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した不利益を解消するために、第１の観点の発明の梱包システムは、被梱包体を梱包する梱包システムであって、重りと、前記被梱包体及び前記重りを支持する第１の支持体と、前記被梱包体と、前記重りと、前記第１との支持体を梱包する梱包箱と、を有し、前記第１の支持体は、第１のばね要素を含み、前記重りと前記第１のばね要素は、動吸振器を構成する。
【０００８】
好適には、前記梱包箱を支持する第２の支持体を更に有し、前記第２の支持体は、第２のばね要素を含み、前記重り及び前記第１のばね要素が構成する前記動吸振器は、前記梱包箱及び前記第２のばね要素が構成する防振系の共振周波数を基に設計されている。
【０００９】
更に好適には、前記重りの重さは、前記梱包箱及び前記第２のばね要素が構成する前記防振系の等価質量を基に算出されている。
【００１０】
更に好適には、前記第１のばね要素は、ばね定数及び減衰定数を有し、前記第１のばね要素が有するばね定数及び減衰定数は、前記重りの重さと前記防振系の前記等価質量との質量比及び前記梱包箱及び前記第２のばね要素が構成する防振系の共振周波数を基に算出されている。
【００１１】
更に好適には、前記被梱包体は、医療機器の筐体を含む。
【００１２】
更に好適には、前記重りは、前記医療機器の同梱物を含む。
【００１３】
第２の観点の発明の梱包箱は、被梱包体及び当該被梱包体の同梱物を梱包する梱包箱であって、被梱包体及び当該被梱包体の同梱物を支持する第１の支持体を有し、前記被梱包物の前記同梱物は、重りとして、前記第１の支持体と共に動吸振器を構成する。
【００１４】
第３の観点の発明の梱包方法は、被梱包体と、重りと、前記被梱包体及び前記重りを支持する第１の支持体とを梱包箱に梱包する梱包方法であって、前記重り及び前記第１の支持体によって動吸振器を構成する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、防振性が高く精密機器に利用できる梱包システム、梱包箱及び梱包方法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】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態の梱包箱１のブロック図である。
図１に示すように、梱包箱１は、箱１０、重り１１、動吸振器緩衝材１２、筐体２によって構成され、防振材３、土台４上に支持され、防振系を構成している。
【００１７】
箱１０は筐体２を梱包する箱であり、電子機器を梱包することを念頭において選定される。例えば、段ボール等が挙げられる。
重り１１と動吸振器緩衝材１２は、合わせて動吸振器を形成する。
重り１１は、動吸振器の重りであり、筐体２内の電子機器の同梱物、すなわちケーブルやマニュアル等を利用する。
後述するように、動吸振器の効果を最大にするためには重り１１の質量を適切に設定しなければならないが、筐体２内の電子機器の同梱物が適切な質量に足りない場合は、適当な重量物を加えて利用してもよい。
【００１８】
動吸振器緩衝材１２は、筐体２及び重り１１を、重り１１が揺動可能な状態になるように支持し、箱１０に接続する。
動吸振器緩衝材１２は、例えば、ウレタンエラストマー等、エラストマーを中心に減衰の大きい材料を用い、動吸振器として高い効果を上げるようにする。材料を決定する際に必要なばね定数や減衰定数の設定方法については後述する。
【００１９】
筐体２は、精密機器を内包する筐体であり、本発明において梱包の対象且つ防振の対象となる物体である。本実施形態では、筐体２は、例えば、ＭＲ装置（磁気共鳴診断装置）の制御装置や、その他医療機器等、精密機器を収めた筐体を想定している。
防振材３は、梱包箱１を支持する防振用の緩衝材である。例えば、防振ゴム等を用いる。
土台４は防振材３に支持された梱包箱１を載せる土台である。
【００２０】
次に、動吸振器の働きについて簡単に説明する。
図２は、動吸振器の一例を示す図である。
図２に示すように、動吸振器１００は重り１０１、ばね部材１０２及び減衰部材１０３から形成され、防振対象の構造体２００に取り付けられる。また、構造体２００はばね要素３００により支持され、床４００に接続されている。
【００２１】
ばね要素３００と、これに支持された構造体２００は、これらによって形成される防振系固有の共振周波数を有している。また、構造体２００には、これに働く力に応じた振動が発生するものとする。
動吸振器１００は、適切な質量を有する重り１０１、適切なばね定数を有するばね部材１０２及び適切な減衰定数を有する減衰部材１０３を選定することにより、全体の共振周波数を適切に調整し、振動、特に共振をキャンセルする力を構造体２００に与えることができる。
【００２２】
上述したように、動吸振器１００が高い効果を上げるためには、重り１０１の質量、ばね部材１０２のばね定数及び減衰部材１０３の減衰定数を適切に設定する必要がある。
以下、最適な値の設定方法について説明する。
【００２３】
重り１０１とばね部材１０２と減衰部材１０３とのそれぞれは、以下の数式（１），数式（２），数式（３）に示すように、構造体２００の共振周波数に対応する質量ｍ２、ばね定数ｋ２、減衰定数ｃ２になるように形成されている。
【００２４】
なお、数式（１），数式（２），数式（３）において、μは、質量比であり、ω１は、構造体２００の固有振動数であり、ｍ１は、固有振動数ω１に対応する構造体２００の等価質量である。ここで、質量比μは、数式（４）のように示される。また、構造体２００の固有振動数ω１は、構造体２００及びばね要素３００によって構成される防振系の等価質量ｍ１と弾性係数ｋ１とによって数式（５）のように示される。
【００２５】
そして、数式（１），数式（２），数式（３）において、ω２は、動吸振器１００の固有振動数であり、γｏｐｔは、最適固有振動数比であり、ζ２ｏｐｔは、最適減衰比である。ここで、動吸振器１００の固有振動数ω２は、動吸振器１００の等価質量ｍ２と弾性係数ｋ２とによって数式（６）のように示される。そして、最適固有振動数比γｏｐｔは、数式（７）に示される勾配コイル部１３の減衰比ζ１によって、数式（８）のように示される。そして、最適減衰比ζ２ｏｐｔは、数式（９）のように示される。
【００２６】
【数１】
2007145345.tif 000003
【００２７】
【数２】
2007145345.tif 000004
【００２８】
【数３】
2007145345.tif 000005
【００２９】
【数４】
2007145345.tif 000006
【００３０】
【数５】
2007145345.tif 000007
【００３１】
【数６】
2007145345.tif 000008
【００３２】
【数７】
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【００３３】
【数８】
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【００３４】
【数９】
2007145345.tif 000011
【００３５】
動吸振器１００においての質量ｍ２、ばね定数ｋ２、減衰定数ｃ２を設定する際においては、まず、構造体２００及びばね要素３００によって構成される防振系において振動が低減する固有振動モードについての等価質量ｍ１を求める。ここでは、重りを負荷したときの固有振動数の変化から同定する、モード解析を用いる。つぎに、動吸振器１００の質量ｍ２について、質量比μを０．１を目安に大きな値を設定する。つぎに、動吸振器１００のばね定数ｋ２について、質量比μから決まる最適な固有振動数比γｏｐｔを求めて、決定する。つぎに、動吸振器１００の減衰定数ｃ２について、質量比μから決まる最適減衰比ζ２ｏｐｔを求めて決定する。そして、さらに、上記のようにして決定した質量ｍ２、ばね定数ｋ２、減衰定数ｃ２をベースに、設計可能範囲で値を振って最適化する。
こうして求めた最適な条件を基に、重り１０１の質量、ばね部材１０２のばね定数及び減衰部材１０３の減衰定数を決定する。
【００３６】
本実施形態においては、重り１１が上記動吸振器１００の重り１０１に相当し、動吸振器緩衝材１２がばね部材１０２及び減衰部材１０３に相当し、筐体２を収めた箱１０が構造体２００に、防振材３がばね要素３００に、それぞれ対応しており、重り１１の質量及び動吸振器緩衝材１２の有するばね定数及び減衰定数を上記と同様な方法で決定することが出来る。
なお、動吸振器緩衝材１２は、ばね定数を有するばね部材と、これとは独立した減衰定数を有する減衰部材とから形成されてもよいし、例えば、上述した最適な条件を満たすならば、ばね定数と減衰定数を両方有する材料のみで形成してもよい。
【００３７】
上述したように重り１１及び動吸振器緩衝材１２により構成した動吸振器によって、箱１０、筐体２及び防振材３によって構成される振動系の共振周波数における共振が打ち消され、筐体２にかかる振動を最小限に抑えることができる。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態の梱包箱１によれば、重り１１及び動吸振器緩衝材１２によって動吸振器が構成され、従来の一般的な防振系では振動を抑えられなかった、防振系の共振周波数付近の振動を抑えることができる。
また、本実施形態の梱包箱１によれば、箱１０及び動吸振器緩衝材１２により筐体をしっかり支持できるので、ＭＲ装置等医療機器の背の高い筐体に対しても静的に安定した状態を保つことが出来る。
また、動吸振器の重りとして、筐体２内の電子機器の同梱物を利用するため、効率的な梱包形態を形成できる。
更に、防振系の共振周波数は単一のことが多いので、動吸振器の設計がしやすい、という利点もある。
【００３９】
本発明は上述した実施形態には限定されない。
すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。
なお、本実施形態では、筐体２にはＭＲ装置（磁気共鳴診断装置）の制御装置や、その他医療機器等、精密機器を収めた筐体を想定していたが、本発明はこれに限定されず、本発明では、梱包の際に耐振動・衝撃措置を施すべき全ての物体を梱包の対象且つ防振の対象とすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、本実施形態の梱包箱１のブロック図である。
【図２】図２は、動吸振器の一例を示す図である。
【図３】図３は、振動伝達率Ｔｒと周波数ｆの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…梱包箱、１０…箱、１１…重り、１２…動吸振器緩衝材、２…筐体、３…防振材、４…土台、１００…動吸振器、１０１…重り、１０２…ばね部材、１０３…減衰部材、２００…構造体、３００…ばね要素、４００…床
【図１】
2007145345.tif 000012
【図２】
2007145345.tif 000013
【図３】
2007145345.tif 000014