住友重機械技報

No.147 December 2001

論文・報告

搬送物流設備小特集

機械式駐車場におけるリモートサービスシステム
Remote Service System for Mechanical Parking System.
●橋

本

武

史*

Takeshi HASHIMOTO

芝

山

智

彦*

Toshihiko SHIBAYAMA

Naoaki TANIZAKI

図1

リモートサービスシステム
Schematic diagram of remote service system

装置の状態監視，データ収集及び操作を遠隔から行う従来のリ向上），万一故障してもすぐに復旧する（MTTR短縮）駐車場をモートメンテナンスシステムでは，情報の解釈や伝達及びその対目指す。本システムは現在，カスタマフロント（駐車場サービス

応が担当者任せとなっていることが多い。このような情報システセンター）に設置し，稼動を開始している。今後は，他機種へ適

ムでは，複数の顧客に対し迅速で高品質かつ均質なサービスを提用していく予定である。

供することは困難である。そこで，機械式駐車場を対象とし，これまで別々に扱われていたリモート通信システムとコールセンタ

We developed a remote service system for mechanicalーシステム及びサービス情報システムを統合し，装置保守サービ

parking systems to realize a better maintenance services toスに関する全ての情報を保存するとともに，これをオペレータ，

customers. A major difference from the conventional remote

サービス担当者，管理者及び設計者の間で共有し，利用するため

maintenance system that mainly handles machine data is theのリモートサービスシステムを開発した。

incorporation of a unified database and its sharing system. The

本システムは，リモート通信システム（PROMPT-IM）と，コールセンター情報システム（eFRONT）から構成されている。

database includes all kind of information concerning machine
maintenances, e.g. machine data, customer’s data, maintenance

PROMPT-IMは，Javaエージェント技術を用いた双方向の通信

histories, and communication logs with customers. The system

システムで，遠隔地に設置された機械システムの状態監視，故障

is composed of two sub systems. PROMPT-IM is a communi-

通報（発生，診断，予測），診断プログラムダウンロード及びパcation system based on Java technology. It can exchange not

ラメータ設定などを，インターネットを含む公衆回線網を通して

only data but also programs between our call center andオンラインで行う。

parking systems. It performs real time monitoring, alarmeFRONTは，365日24時間体制で，迅速，高品質かつ均質なサ

reporting and parameter setting of user’s parking systems

ービスを顧客に提供するための，コールセンターシステムである。

from our site via either subscriber’s line or internet. It will

CTI (Computer and Telephony Integration system) 及びデータ

realize the prompt error recovery and better maintenance

ベースシステムを基本とし，PROMPT-IM及び社内情報システム

performances to the customers. eFRONT is a call centerとのインタフェース機能を備える。自動通報情報や装置のメンテ

information system, which will realize one-to-one relationships

ナンス情報だけでなく，顧客に対する全てのサービス対応情報をwith the customers and support business operations of our calleFRONTに登録し，これを利用する。これにより，顧客満足度

center. We will apply these systems to other machineriesの向上を図っている。駐車場サービスにおける顧客満足度とは，

manufactured by our company.

駐車場を何時でも利用できることであり，故障しない（M T B F

1 ＊技術開発センター

機械式駐車場におけるリモートサービスシステム

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No.147 December 2001

論文・報告

リフタ

パレット

図2

機械式駐車場『スミパーク』
Mechanical parking system “Sumi park”

技術を用いた双方向の通信システム（ P R O M P T - I M）と，

1 まえがきCTI及びデータベース技術を用いたコールセンターシステム

近年，我が国の製造業をめぐる環境が，急激に変化してきている。すなわち，高品質の製品を大量生産するいわゆるメガファブについては，台湾や中国などのアジア諸国がこの役割を果たし，国内では，高付加価値の製品を多品種・少量生（eFRONT）から構成される。

2 機械式駐車場システムの特徴とアフタサービス
当社の機械式駐車場は15ゲームを応用したパレット方式，

産する，ミニファブへの移行が進んでいる。このような状況

高い収容効率などを特徴とし，高度にシステム化・自動化さ下で高い収益を得るために，国内の製造業は設計開発力と短れた駐車場である。(8) (9) 図2に、当社機械式駐車場の外観と制納期で製品を市場に出すための生産技術及び高度に情報化・御システムの概要を示す。

自動化された生産設備（SCM

アジャイルファブ）をコン

ピタンスと認識し，リソースを集中する傾向にある。

このことは結果として，生産現場で装置の運転・保守に関わる人サービスに対する要求は，当然不具合などにより停止しな
いことと，突発的な入出庫時の不具合に対して，迅速な対応が求められることである。
（30分以内の対応）員を削減することになる。従って，装置メーカもこれまでの

このため，当社では 365日24時間体制のカスタマフロント

ように，単に高性能な機械装置を販売するだけでなく，これ（コールセンター）と，サービスショップ及び月１回の定期を高効率な生産実現のツールとして稼働させるための支援サ

点検によりサービスを提供している。しかし突発的な不具合

ービス及びノウハウを合わせて提供することが求められ発生時には、る。

(1)(1) (2)しかし，迅速で高品質かつ均質なサービスを提供すること
は，国内の顧客を対象とした場合でさえ，熟練サービスマン

利用者からの聞き取りによる，的確な状況把握のしづらさ(2) 待機中熟練サービスマンの人数を上回る不具合が，同時に発生した場合の対応遅れなどや拠点配置などに頼ったサービスだけでは限界があり，新たな体制づくりが要求される。急速に発達してきた通信ネット

また，定期点検においては，ワークや情報システムなどを活用し，リモートメンテナンス(3) 点検項目数の多さによる工数及び確認漏れ発生システムを構築する例が数多く報告されているが，監視，デ(4)

ータ収集及び操作などを目的としたものが多く，最適なサービスを提供するために必要な種々のサービス情報が統合されている例は少ない。

(3) (4) (5) (6) (7)

今回，当社の機械式駐車場システムを対象とし，全てのササービス，品質保証及び設計などの各部門に分散保存されている，サービス活動記録の活用のしにくさ(5)

特に注目する品質以外，定性的・経験的な傾向把握のみで，統計的な判断がなされていないなどの問題があった。

ービス情報を蓄積・共有することにより，迅速で高品質かつそこで今回，eFRONT及びPROMPT-IMを導入すること均質なサービス提供を実現する，統合リモートサービスシス

により，これらの問題点の解決を図った。次章では，これらテムを開発した（図1）。本システムは，Javaエージェントの詳細について述べる。
機械式駐車場におけるリモートサービスシステム

2

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表1

No.147 December 2001

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リモートサービスシステムの装置構成及び機能
System configurations and functions of remote service system

場所装置

現場システム

遠隔監視端末

データ収集

機能

データ項目＆収集周期の任意設定

WindowsNT4.0 Workstation

不具合監視

監視アルゴリズムのリモート設定

画像伝送装置

データ送信

自動通報

外部インタフェース

公衆回線経由のデータ通信

遠隔操作

市販遠隔操作ソフト

現場監督

ITVカメラダイヤルアップルータ
カスタマフロント

内容

TV電話

AVセレクタ

発信者番号などによるセキュリティ

CTIサーバ
WindowsNT4.0 server

電話自動応答データ通信

集中監視端末

案件一覧

管理番号，特徴などによる一覧

WindowsNT4.0 workstation

現場履歴

現場ごとの電話応対，作業及び不具合一覧

保守マニュアル

エラーコードと連携したWebマニュアル

画像伝送装置検索

図面情報

社内システム（Web）とのリンク

収集データ

グラフ表示など

地図情報システム

現場の検索及び表示など

予備品在庫

在庫確認

管理

登録・設定

案件登録

スケジュール設定・管理

現場監督

TV電話

発注

プラズマディスプレイ

カメラ映像及びPC画面の表示

その他

携帯電話へのメールなど

サービスマン

携帯電話

データベース

E-SHIサーバ

モバイルPC
データベース（Oracle)

モバイルPCからの接続

WindowsNT4.0 server

Webサーバ

社内外からの情報閲覧

社内グループウェア

社内の情報共有

基幹データベース

顧客マスター及び受発注システムなど
WindowsNT4.0は、Microsoft社の製品である。
Oracleは、Oracle社の製品である。

3

リモートサービスシステムの機能と構成

図1に今回開発したシステムの概念図を，表1にシステム構成と機能の一覧を示す。PROMPT-IMはJavaエージェント
技術を用いた双方向の通信システムで，遠隔地に設置された

自動表示，サービス部品の在庫情報及びサービスマンのスケジュールなど）(3) コンピュータに対する深い知識が無くても，利用できること。

機械システムの状態監視，故障通報（発生，診断及び予測），パラメータ設定及びプログラムダウンロードなどを，インタ

これらの要件を考慮した結果，WindowsNTベースのCTI

ネットを含む公衆回線網を通して，オンラインで行う。これシステムと汎用データベース（Oracle）を組み合わせることにより，迅速な保守サービスだけでなく，顧客に対して，最により，アプリケーション構築を行った。 図3にソフトウェ

適なライフサイクル保守を提供することを目的とする。

アのシステム構成を示し，図4に画面例を示す。 CTI＋汎用

e F R O N Tは，サービスの業務フローを効率化し，顧客満データベースの組み合わせは，eBusinessで重要視されてい足度を向上させるためのコールセンターシステムである。

る人間系のOne-toOneビジネスでは常識化しつつある。これ

CTI及びデータベースシステムを基本とし， PROMPT-IM及により，顧客応対及び装置のサービス履歴などのDBと連携

び社内情報システムとのインタフェース機能を備える。

し，アクションプランの自動化を目指す。（CRMの構築）

これにより，従来のリモートメンテナンスで問題となっていた，サービス業務とのミスマッチを解消し，顧客及び社内での情報共有を強力にサポートする。e F R O N Tには顧客へ

3.2 リモート通信システム

PROMPT-IM

PROMPT-IMに開発時点で考慮した機能要件は、主として次の６点である。

のサービス対応及び自動通報の履歴が格納されており，電話(1)

オープンなシステムであること。

着信や自動通報受信時には，得られる発信者情報を基に，関(2)

セキュリティを確保すること。

連情報が自動的に表示されるため，いつでも高品質なO n e -(3)

ネットワークとの親和性が良いこと。

t o - O n eのサービスを提供できる。次に， e F R O N T及び(4) インタラクション（双方向性）の機能を持つこと。

PROMPT-IMの技術的枠組みについて述べる。

(5) データ収集や故障予知アルゴリズム実装などの場面で，

3.1

コールセンター情報システム

eFRONTe F R O N Tに対し，開発時点で考慮した機能要件は，主として次の３点である。

プログラミングに自由度があること。
(6) WSから組込用制御機器まで，実行環境（ハード，OS）
を選ばないこと。

(1) 応対・サービス履歴及び機歴を一元管理し，顧客デー

自動通報や現場からのデータ送信を目的としたシステムでタと連携して，受付・通報受信時には自動的に関連情報

はe-mail送信を利用したものもあるが，今回は特に，稼働中をオペレータに提示すること。

装置状態のカスタマフロントからの確認や，故障診断などのサービス業務のオペレーションに，直結する情報を提プログラムをカスタマフロントから各現場へダウンロードす示すること。（復旧支援，故障診断及び関連詳細情報のるといった，双方向通信機能をオープンな技術により実現す(2)

3

機械式駐車場におけるリモートサービスシステム

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図3

No.147 December 2001

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eFRONTのシステム及びソフトウェア構造
System structure of eFRONTることを重視した。その結果，http，Java及びXMLに基づ
くアプリケーション構築を行った。 J a v aは，情報家電向けに開発された組込みシステム用プログラミング言語であり，
web技術との統合により，インターネットにおける双方向通信の主役となりつつある。また，携帯電話への採用で，周辺技術が急速に普及する見込みである。
図5に，今回開発したソフトウェアの構造を示す。ソフト
ウェアは，モバイルエージェント実行基盤ACTIVE(開発コード名)と，その上で動作するサービス群から構成される。
これらは全てJ a v aにより記述されているプログラムである。
モバイルエージェント実行基盤は日本電気株式会社が開発し

図4

eFRONTの画面例
Exemplar view of eFRONT operational pannel

たものであり，オブジェクト間通信やサービスの振舞いを規定するフレームワーク（Service Object）を提供する。遠隔フレームワークのAPIを用いて簡単に行うことができる。各

操作，アラート通知及びデータベースアクセスなどは，このサービスの実体は現場の遠隔監視装置（SMD on-site

図5

PROMPT-IMの構造
System structure of PROMPT-IM

機械式駐車場におけるリモートサービスシステム

4

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論文・報告
兆が検出された時，関連データをカスタマフロントに自動送信するサービスである。カスタマフロントでは，受信したデータをデータベースサーバに蓄積するとともに，
eFRONTへの通知を行い，webブラウザを用いて図6のような視認性に優れた形で参照できる。このような一連の動作は，不具合通報時だけでなく，オンデマンドでも実行可能である。 また，通報内容をメールで転送する機能があり，サービス管理者やサービスエンジニアへ迅
速な通知を行う。
(3)

デイリ送信

Data Forwarderサービス

駐車場設備ごとに一時保管されているデータを，定期的にカスタマフロントに設置されているデータベースサーバに転送する。これらの収集データは，保全計画などに役立てることが可能である。
(4) 遠隔設定

Operation Panelサービス

ノートＰＣなどから，WEBブラウザを用いて上記サ
図6ービスのパラメータ設定，不具合や予兆検知のためのプ

WEBブラウザによる不具合情報表示
Error display by web browser

ログラム変更を行うためのサービスである。
(5)

う機能である。

ら必要時に各サービス実行端末へリモートオブジェクトを生つのサービスとその特徴について述べる。
(1) データ収集

I/O Agentサービス

Managerサービス

各種サービスと現場ローカルデータベースの管理を行

Support Management Device）にて一元管理され，そこか成させる，という仕組みで動作する。次に，今回開発した５

管理機能

3.3

リモートサービスシステムの効果予測

本システムのうち，e F R O N Tは当社カスタマフロントにおいて運用を開始したところであり，PROMPT-IMは現在テ

PLCなどの制御装置や，ADボードなどの計測装置をスト運用中である。ここでは，PROMPT -IMによるMTTR

通して設備の状態データを自動的に収集し，ローカルデ

短縮及びeFRONTによるMTBF短縮について，それぞれそータベースに一時保管するサービスである。ここでは，の効果を予測する。

数多くの制御装置内部データや計測データを簡単に取り

まずMTTRの短縮について，図7にPROMPT -IMを用いた扱うため，タグと呼ぶ情報オブジェクトの概念を用いて不具合解決のフローを示す。不具合の発生あるいは故障診断いる。タグ情報は， XMLファイルで管理され，の結果，PROMPT-IMは不具合の原因，診断結果及び関連情

I/OAgentは，生成時にこのファイルを読み込む。

報を当社へ自動通報する。通報を確認したサービス担当者は，(2) 不具合通報

Alert Dialogサービス

収集データから駐車場設備の不具合，あるいはその予受信した情報に基づき当日の担当サービスマンへ迅速な指示を行うとともに，発信元機械システムへの接続やデータベー
ス検索などを通じて詳細な原因解析を行うことができる。従図7

5PROMPT-IMを用いた駆けつけ復旧時間の短縮
Reduction of repairing time by PROMPT-IM

機械式駐車場におけるリモートサービスシステム

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図8

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PROMPT-IMを用いたMTBFの改善
Improvement of MTBF by PROMPT-IM

来の不具合では，利用者が種々の操作を試みた後サービスへ供する。今後は，このシステムあるいは技術を，当社の他シ連絡する場合もあったが，本システムを導入すると不具合発

ステムへ展開していく予定である。

生時点で詳細情報が得られる。また，過去の不具合事例に基今回開発したシステムは，オープンな技術を利用している

づく復旧手順や，修理・交換部品の指示・手配も行うことがため，機能拡張も比較的容易である。例えば，駐車場は将来できるため，駆けつけ及び復旧への対応が早くなる。また，

ITS（Intelligent Transport Systems）において重要な役割

操作ミスや入出庫口付近への荷物の置き忘れなど，軽微な不を果たすと考えられるが，このような社会インフラとの相互具合の場合でも従来はサービスマンの出動後復旧していたが，接続も，比較的容易に実現できる。

本システムによればカスタマフロントからの指示・操作により復旧が可能である。当社の出動記録から，約半数がこのよ（参考文献）

うな内容であったことが確認されている。

(1)

次にM T B Fの改善，すなわち予防・予測保全について述べる。図8に、その仕組みを示す。eFRONTのデータベース(2) SEMI e-Manufacturing workshop 講演予稿集. SEMIジには，自動通報，サービス記録，不具合情報及び日々の駐車場の運転記録などが保存されているが，これらの情報の中かSEMI workshop on e-Manufacturing and APC/FDC 講
演予稿集. SEMIジャパン, Feb., 2001．
ャパン, June, 2001．

(3) 板倉浩. リモートメンテナンスの現状と可能性. プラン

ら不具合と装置情報の相関関係を抽出できれば，定期メンテ

トエンジニア, vol. 32, no.9, p.9〜18, 2000.

ナンスの点検項目や点検周期の見直し（予防保全），部品の(4) 馬場賢，福井敏人．FAを支えるソフトウェア技術と将消耗・劣化予測（予測保全）が可能になる。従来は，これら

来展望．電気学会産業電力電気応用研究会資料， v o l .

の関連情報が異なるメディアに分散されて保存されていたた

IEA-00, no.7-11, p.23〜26, 2000.

め，有効利用されにくい環境であったが，本システムにより(5)

豊島光伸, 朝守始郎. リモートメンテナンスにみる情報一元管理することが可能になり，サービス，品質保証及び設

通信技術の活用視点. 計装, vol. 43, no.6, p.21〜25, 2000.

計などの関係部門がこれを共有できる。現在は，データベー(6) 久保田弘司. ここまで進んだエレベーターのリモートメ

スから有益な知見を導き出すための OLAPやデータマイニン

ンテナンス. 設備と管理, vol. 31, no.8, p.109〜114, 1997.

グツールの開発を行っているところである。

4 むすび
機械式駐車場を対象としたリモートサービスシステムを開発した。本システムは次の特徴を持つ。
(1)

J a v aエージェント技術を利用し，双方向の通信が可能である。
(2) CTI及びデータベース技術を用い，サービスノウハウ(7)

永田好明. リモートメンテナンスと外部故障診断について. 工業加熱，vol. 33，no.4, p.3〜12, 1996.

(8) 門多伸治. 15ゲームを応用した人工知能をもつ駐車装置「スミパーク」の概要とその特長. 油空圧技術, vol. 31,
no.7, p.23〜29, 1992.
(9) 柴崎幹雄, 平井睦男, 荒井晋, 小倉俊一, 大柴茂. 高速・大容量機械式駐車システムGPS. 住友重機械技報, vol. 43,
no.129, p.31〜34, 1995.

の蓄積と共有を行う。
これにより，迅速で高品質かつ均質なサービスを顧客へ提機械式駐車場におけるリモートサービスシステム

6

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No.147 December 2001

論文・報告

搬送物流設備小特集

リアルタイムコンベヤシミュレータの開発
Development of Real-Time Conveyor Simulator
●芝

山

智

彦*

玉

田

哲

Toshihiko SHIBAYAMA

Tetsuya TAMADA

中

越

田

浩**

Hiroshi NAKATA

智

也**
豊**

Yutaka OCHI

実機システムシミュレータシステム

上位系PC
上位系PCの疑似制御用コントローラ

コマンド指令に基づいて機器を動作
経過時間を考慮してステータス更新
設備機器

図1

荷物の動き･機器の状態をリアルタイム表示

リアルタイムコンベヤシミュレータ
Real-time conveyor simulator

リアルタイムコンベヤシミュレータは，コンベヤを中心とした

A real-time conveyor simulator connected to a system con-

自動搬送設備の制御装置と接続して，指令信号に従って機器や搬

troller will simulate motions and states of objects on conveyor

送物の動作及び状態をシミュレートするとともに，センサ等の信according to signals from the controller. Then it will automati-

号に適切に応答する。

cally return appropriate signal patterns to the controller real-

本シミュレータを用いた制御出荷テストの結果，制御プログラ
ムの品質向上及び現場工期の短縮等に効果が期待できることが確認できた。

time. As a result of applying to an actual case, the simulator
has shown following capabilities:
1)Improvement of the software quality,2)Shortening of the on-site adjustment term.

コンベヤを中心とした自動搬送設備の制御装置と接続して，1 まえがき

指令信号に従って機器や搬送物の動作及び状態をシミュレー

従来，コンベヤを中心とした大規模自動搬送設備の動作確トするとともに，センサ等の擬似信号に適切に応答する。シ

認は現場を中心に行われてきた。これは制御出荷テストの段

ミュレータの実行に関しては，制御装置の制御周期等に同期

階では，テストパネル上のスイッチ操作とランプによる確認

しながらリアルタイムに処理される点が特徴といえる。こことなるため，多数の機器と搬送物の複雑な流れを十分に確認では，ディスプレイに二次元表示される搬送物や機器の状態できないことに一因がある。しかし現場での動作確認は，設を確認しながら，利用者による簡単な操作によって，任意の備や搬送物が大型の場合，確認したい環境や搬送物の状態をコンベヤ上から搬送物を投入したり，非常停止等の緊急信号

全て作り出すことは，作業環境，時間，調整員の数，コストや任意の入出力信号を擬似的にオン／オフすることも可能で等が制約となり困難が多い。

ある。その結果，現場においては数十人の人手を要する動作

他方，顧客に対して信頼のブランドイメージを構築し，厳しいコスト競争に打ち勝つためには，制御プログラム等の品
質を向上させ，かつ現場工期短縮を達成するという矛盾した課題を解決しなければならない。

確認作業も，制御出荷テストの段階においてプログラマ１人で実現可能となる。
本報では，コンベヤ自動搬送システムを解説するとともに，シミュレータの機能及び適用事例について紹介する。

図1に示すように，リアルタイムコンベヤシミュレータは，
7 ＊技術開発センター＊＊物流システム事業センター

リアルタイムコンベヤシミュレータの開発

住友重機械技報

図2

No.147 December 2001

論文・報告

コンベヤ自動搬送設備
Automatic conveyance system

2 コンベヤ自動搬送設備の特徴
2.1

設備の概要

図2にコンベヤを中心とした自動搬送設備の鳥瞰図を，図3には現場のシステム構成例を示す。通常は，コンベヤ以外に無人搬送台車及び自動倉庫等と組み合わされて設備が構築

図3

される。

コンベヤ自動搬送設備のシステム構成例
Example of configuration of automatic conveyance system

コンベヤ制御盤内に格納された制御装置は，光センサの遮数の機器と搬送物の複雑な流れを十分に確認できない。

光によって搬送物の在荷を検出し，モータを駆動させること

現場での動作確認は，設備や搬送物が大型の場合，確認でローラ駆動範囲内に在荷している搬送物を移動させたり，したい環境や搬送物の状態を全て作り出すことは，作業転換機のレベルをコントロールする。また合流分岐部やピッ

環境，時間，調整員の数及びコストなどが制約となり困キング箇所では，安全なクリアランスを確実に取るため，あ難である。

るいは搬送物の前詰め及び切り出しのために，ストッパが使
用される。

3

開発経緯

バーコードリーダは搬送物のトラッキング及び識別に使用

当社の技術開発センターでは，以前から離散系シミュレー

される。例えば，デジタルピッキングシステムでは搬送物のタを使用して，物流設備を中心としたシミュレーションを行

バケットと顧客（オーダ）の関連付けが必要である。また大っている。 (1)シミュレーションは主に営業・設計段階で利用

規模な出荷システムにおいては，配送順序や搬送物サイズをされ，設計設備の能力評価を中心に，機器の配置や導入機器考慮したトラック積付け順序を守るため，合流部では適切なの必要処理能力決定及び制御方法の基本設計に適用される。

順序制御を実施しなければならない。

しかし実際の設備では，シミュレーションによって得られた

このように，コンベヤにはシンプルな搬送機器であるが故ロジックの概念だけが文章の形で引き継がれ，シミュレーシに設計の自由度が高く，標準化された制御装置を構築しにく

ョンで作成されたプログラムコードが再利用されることはな

いという特徴がある。

い。これは作業効率及び品質の安定性という観点から見ても2.2

損失が大きい。そこで当初，シミュレーションモデル内の制システム構築時の問題

コンベヤシステム構築における主な問題点を，次に示す。

御コード部分に，専用のシミュレーション言語ではなく，ラ(1) プログラム製作上の問題

ダー等の言語を組み込むことを検討した。この方法は，通信パラメータ設定だけで済むような標準化された制御装時間などをパラメータ化することによって，シミュレーショ

置の構築が困難なため，システムごとに一から製作しなン内部の時間管理だけで全てをコントロールできるため，実ければならない。

行速度の高速化及びテストケースの再現性という点で優れて(2)

質の高いプログラマ確保の問題いる。他方，制御プログラムの言語仕様は制御装置メーカ及

チャタリング及びイレギュラへの対処，リカバリー処

び型番によって異なり，プログラマが得意とする言語も様々

理などを事前に組み込むためには，長年の不具合対応経である。そのため，実機の制御プログラムとの互換性が重要

験が必要である。また万一の不具合発生，顧客の改造要

な課題となる。最終的には，シミュレーション実施に際して求にも即座に対応できる体制を維持しなければならない。
(3) テスト環境の問題
従来のテストパネルを用いた制御出荷テストでは，多実機の制御プログラムに何らかの制約条件や処理を加えることは適切でないという判断から，制御プログラムとシミュレータを分離する構成を採用した。
リアルタイムコンベヤシミュレータの開発

8

住友重機械技報

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論文・報告

また，従来の制御出荷テストや現場テスト以上の内容を実

ベヤ機器を中心に，幾つかの搬送機器モジュールが用意され施できる環境を提供するため，リアルタイムに機器や搬送物ている。利用者は搬送物が流れる向きに各搬送機器モジューの状態を変更及び確認できる GUIの構築を目標とした。シミルを結線し，モジュールごとのパラメータを設定する。

ュレータを用いた経験の長い設計者やプログラマによる確認

また人間によるピッキング作業，搬送物の投入及び上位系

作業は，経験の浅い者に対して効率的なノウハウの共有及びや他制御装置の出力信号等ルール化が可能なものも組み込む

教育環境を実現すると思われる。

ことができる。
4.2.2 シミュレーション進行時間管理機能

4 シミュレータの概要
4.1

シミュレータには，シミュレーション開始以降の実時間経過を表す実時間と，モデル内経過時間を表すシミュレーショ

シミュレータの構成

以下に，システム構成の実績を示す。

ン時間が存在する。シミュレーションの実行は，サイクリッ(1)

クな動作を前提とする。１サイクル中の処理内容は，制御装

制御装置

a. PLC

置からの入力データを取り込み，設定されたシミュレーショ

b.ソフトロジック

ン時間スキャンタイム分の搬送物移動位置，センサや機器の(2) 通信媒体

状態変化を求め，それらをＣＲＴと制御装置に出力する。制a. MELSECNET/10

御装置とのデータ送受信タイミングを含めた実行形態を，図b.イーサネット5に示す。

c. メモリ共有ボード
d.AD/DA

(1)

時間同期

DI/DO

シミュレータのタイマ管理機能を用いて，設定された(3) コンベヤシミュレータ

実時間スキャンタイムごとに実行する。制御装置がサイ

本シミュレータは，Windows NT上のアプリケーシ
ョンであり，タイマ部にはマルチメディアタイマとクリックな動作をしない場合等に使用する。
(2)

通信同期

Pentinum CPUのクロックカウントを使用している。

制御装置からの受信データが更新されたタイミングで4.2 シミュレータの機能実行する。制御装置がシミュレータと同様にサイクリッ

4.2.1

クな動作を行い，制御装置の進行を基準としたい場合にモデル作成機能

図4に，モデル作成時の画面例を示す。既に一般的なコン

使用する。
(3)

同期無し
制御装置とのデータ送受信に関して，全く同期を取らない方法である。主に，モデル作成時の動作確認等で使
用する。
4.2.3
(1)

シミュレーション実行時環境
表示機能
搬送物の位置，センサやストッパの状態などを二次元でグラフィカル表示する。数値表示等も可能である。
(2) 搬送物発生機能
コンベヤと搬送物種別に対して任意のキーを割当てることが可能である。実行時にキー操作が行われると，該当するコンベヤから搬送物が投入される。
図4

時間同期

(3) 入出力ダイレクトアクセス機能

モデル作成画面

非常停止，運転モード切換え及びピッキング完了信号

Exemplar view of model creation

待ち時間

制御装置に
出力

制御装置から
入力

シミュレーション時間スキャンタイム分のモデル内処理を実行

待ち時間

制御装置に
出力

制御装置から
入力

制御装置から入力

実時間スキャンタイム

通信同期

同期無し

図5

9

入力データの
更新待ち

制御装置に
出力

制御装置から
入力

シミュレーション時間スキャンタイム分のモデル内処理を実行

入力データの
更新待ち

制御装置に
出力

制御装置に
出力

制御装置から
入力

シミュレーション時間スキャンタイム分のモデル内処理を実行

制御装置に
出力

制御装置から
入力

シミュレータの実行処理
Execution processing of simulator

リアルタイムコンベヤシミュレータの開発

住友重機械技報

No.147 December 2001など，主に制御装置の各種入力信号をユーザ操作によって出力可能である。

論文・報告を，次に示す。
(1) 運転モード切換え
自動運転モード終了時，在荷中搬送物の払出し動作と4.2.4 通信インタフェース
制御装置とシミュレータを接続する各種通信媒体の利用が可能である。

5

適用事例

5.1

実施環境

コンベヤ停止のタイミングを確認する。
(2)

合流制御
ラインバランスを考慮した合流制御の動作確認をする。

(3) スループット検証
システムとして最大のスループット能力を確認する。

シミュレータを適用した制御出荷テストの環境を 図6 に，(4)

画面例を図7に示す。本案件は，コンベヤを用いたデジタル
ピッキングシステムと各トラックヤードへの仕分け機で構成されている。

下流仕分け機との取合い確認
仕分け機側が受入れ不可の状態になった時，下流コン

ベヤからの逐次停止動作確認をする。
(5) 非常停止と解除後の復帰処理

制御出荷テスト時のシステム構成を，次に示す。
(1)

制御装置

PLC

(2)

通信媒体

イーサネット(3)

シミュレーション進行時間管理

荷詰まりや合流途中での非常停止操作及び解除後の安全なコンベヤ起動シーケンス確認する。
シミュレータを用いた制御出荷テストは，テスト中の制御

通信同期

制御装置内に組み込まれた制御プログラムの実行は，プログマム修正も含めて3日間実施され，非常に多くのテス
ト項目を効率よく確認することができた。実際，従来の制御

20ms周期でコンスタントに動作することが可能である。し

出荷テストでは，テストパネル上のスイッチ操作とランプにかし，イーサネットという通信媒体の制約により，実質的による確認となるため，複雑な搬送物の流れを人が操作及びイは80ms周期でシミュレータと制御装置のデータ交信を実行メージすることはできない。また上記全てのテスト項目を現させた。本案件では， 20msと80msという時間差は主にセン場にて実施することは，期間，パレット投入や監視といった

サとストッパの配置関係に影響を及ぼすが，80msで検討さ補助人員の手配及び作業環境の面からも不可能である。

れた配置関係は安全側となるため問題とはならない。

5.3 評価5.2

テスト内容

正常運転時の基本動作確認以外に実施した主なテスト項目(1)

設備全体の状況と搬送物の動きが一目でわかる。そのため問題の発見や理解及び設計とプログラマ等関係者間の情報共有も容易である。
(2) テストパターンの作成が容易である。
(3) 実機とシミュレータ上でのスループット計測値が一致している。
(4) テストパネルへの繋ぎ込み及びばらしの労力解消する。
本シミュレータの導入により，制御出荷テストにおいて現場テスト以上の内容を，少人数かつ効率的に実現できることを確認した。

6 むすび
次の特徴を持つリアルタイムコンベヤシミュレータを開発
図6

出荷テスト風景
Scenery of shipment test

した。
(1) 制御装置と各種通信媒体を用いて直接接続している。
(2)

搬送機器の動作，搬送物の動き及び検出器の状態をリ

アルタイムにシミュレートしながら表示できる。
(3)

簡単なキーボード及びマウス操作によって，任意の搬

送物や入出力状態を実現している。
本シミュレータを用いた制御出荷テストにおいて，現場テスト以上の内容を少人数かつ効率的に実施した。その結果，制御プログラムの品質向上及び現場工期の短縮を実現できることが確認された。
今後は，コンベヤ以外の搬送機器の充実を図るとともに，
簡単なモデル作成環境の構築及び不具合発生時の現地あるいはリモート解析ツールとしての展開も検討している。

図7

出荷テスト画面（参考文献）

Exemplar view of shipment test(1) 仲摩行弘．物流システムシミュレーション．住友重機械
技報，vol. 144, no. 132, p.25〜26, Dec., 1996.
リアルタイムコンベヤシミュレータの開発

10住友重機械技報

No.147 December 2001

技術解説

搬送物流設備小特集
技術解説

遠隔設備監視システム
Remote Monitoring & Maintenance System
●伊

藤

義

和*

Yoshikazu ITOH

図1
システム構成System configuration(2)

保全作業の効率向上，省力化
定期交換による保守から稼働実績に基づく計画保全への移行が可能である。また，当社専門技術者との連携により，現場保守作業員のレベルアップや教育費の削減が可能である。
(3) ４種類のグレードを準備
顧客の要望や対象機種に合わせ，最適なシステム選定が可能である。また，システムのグレードアップが容易に可能である。
(4) スタンドアローンとしての設備監視システム
リモート接続機能を持たない単独型の設備監視システ
ム，又は集中監視システムとして，顧客独自の使用が可能である。
(5) 既納設備への導入が容易
現場監視端末，通信機器と公衆回線の追加工事で，システムの導入が可能である。

3
1

はじめに

運搬荷役設備が高機能化し，その制御システムが複雑化しシステム構成本システムは，運搬荷役機械の制御装置（以下PLC）を使用した「データ収集部」と「現場監視端末」と当社サービスていく中で，安定操業の維持，向上がますます重要化していセンターに設置された「メンテナンス PC」で構成され，「現る。また，顧客の保守作業員の質的・量的な不足により，ト

場監視端末」と「メンテナンスPC」は公衆電話回線で接続

ラブルや予防保全への対応力が低下しつつある。

される（図1）。

このような状況に対し，ダウンタイムのミニマム化による現場監視端末は設備監視機能を有しており，PLCから読出

安定操業維持を目的とした遠隔設備監視システムを開発し，した稼働情報をもとに稼働状況の監視や情報の保持を行う販売を開始したのでここに紹介する。

（次章参照）。

2

システムの特長

遠隔監視の際には，メンテナンスPCがモデム・公衆回線を介して現場監視端末から情報を読出する。メンテナンス

本システムの特長を，次に示す。

PCは複数台の現場監視端末との接続が可能であるため，複(1) ダウンタイムを短縮

数台の運搬荷役機械を集中監視できる。

a. トラブル復旧時間を短縮
トラブル発生時に当社専門技術者が即座にリモート対応することにより，復旧時間の短縮を可能にしている。
b. トラブルを未然防止

4

設備監視機能とその効果

設備監視機能として，トラブル発生状況を即座に把握し復旧時間を短縮するための事後保全機能と，異常の兆候を検出

設備の異常の前兆を捕らえ，トラブル発生前に点検・しトラブルを未然防止するための予防保全機能を有する。こ交換が可能である。

れらは全て，PLCが有する情報に基づき処理される。主な機

11 ＊搬送システム事業部

遠隔設備監視システム

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No.147 December 2001

技術解説

運転操作履歴表示画面例

図2

Exemplar view of operation history display

図4

コンテナクレーンへの導入事例
Example of application to container handling crane

交換基準（時間／回数）は，実稼働に合わせた値とすることができる。
5.2.2

傾向監視

本機能は，正常時データと現状データを比較しその傾向や
動作時間監視画面例
Exemplar view of actual time monitoringof consumption parts

図3

変化を監視することにより，異常の兆候を検出し，警報を出力するものである。
警報出力時，装置の点検・交換により，トラブル発生前の保全を行うことができる。監視項目を，次に示す。

能と効果を，次に説明する。

(1)

5.1

(2) 制動距離（制動開始〜停止）を監視する制動監視

事後保全機能5.1.1

運転操作履歴表示（図2）

トラブル発生前後における横行や走行等の運転操作状況（自動運転中は運転動作），動作速度及び位置（角度）を保持
し，時刻順に表示する機能である。保持する運転操作数は，トラブル発生前90操作，発生後10操作まで可能である。

速度指令と実速度の差違を監視するドライブ監視(3) モータ電流値を監視する電流監視
5.2.3

計測による状態監視

設備診断用センサを新たに設置し，その信号に基づき設備状況を監視する予防保全機能である。次の監視が可能である。
(1) 作動油のコンタミ検出器による異常監視

従来，トラブル発生時の運転状況が不明確であるため原因(2)

金属片検出器による油圧ポンプ摩耗監視

究明に時間を要することが多かったが，本機能により運転状(3)電動機巻線温度検出器による巻線温度監視

況を正確に把握できるため，原因究明時間の短縮が可能であ(4) 電動機軸受温度・振動検出器による軸受監視

る。再現性の無いトラブルの場合も有効である。
5.1.2

トレースバック表示

トラブル発生前後のアナログ信号やデジタル信号を保持し，6 導入事例
コンテナクレーンに適用した遠隔設備監視システムを紹介

グラフ表示する機能である。信号収集期間はトラブルの前３する（図4）。電気室に設置された現場監視端末と当社メン

秒から後２秒間である。また，収集できる最大信号数は，32

テナンスPCは，携帯電話を介して接続されている。

点（アナログ信号），512点（デジタル信号）である。
トラブル発生時の各信号状態を調査し正常かどうかを判断することにより，迅速に故障原因の絞り込みができる。再現

このシステムは，トレースバック表示機能の拡張として，
次の状態変化をトリガとしその前後の信号を保持・表示する機能を有している。

性の無いトラブルの場合も有効である。

(1) 指定したリレーやリミットスイッチの状態変化

5.1.3

(2)

PLCプログラムのモニタリング及び変更

PLCプログラムを遠隔モニタリング及び遠隔変更する機能である。

押ボタンの状態変化

7 おわりにトラブル発生時に遠隔モニタしプログラムの動作状況を調

保守・保全作業は，トラブル発生後の事後保全から設備の査することにより，原因の絞り込みや原因究明ができる。ま

予防保全への移行が要望され，更にはI T技術をベースとした，プログラムを遠隔にて変更することにより，トラブル発た専用メーカによる遠隔での設備診断が注目を集めている。

生中でも稼働を継続させることができる。
5.2

予防保全機能5.2.1

今後とも，I T技術と診断技術を駆使し，遠隔での設備診断への拡張を押し進めていく所存である。

動作時間監視（図3）

消耗部品を対象に，動作時間・起動回数・経過時間を監視し，寿命を予測し，点検／交換時期を予報する機能である。
遠隔設備監視システム

12

住友重機械技報

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技術解説

搬送物流設備小特集
技術解説

平面往復式駐車場設備
Large Capacity Parking Machine
●小

倉

俊

一*

Shunichi OGURA

図1

1

全体レイアウト
General arrangement

はじめに

神戸市の『ティオ舞子』の大規模高速型機械式駐車場は，ビルの商業施設はスーパーや食料品店，衣料品，雑貨，本及び飲食店等魅力的な店舗が入っており，日用品の買物客に加えて週末には多くの来店客が訪れる。

2001年３月に引き渡され同月に実稼動運用に入った。『ティこれらのことから，現在から将来的にも『ティオ舞子』のオ舞子』は，J R舞子駅前再開発計画により建設された地下

駐車設備は慢性的に不足する駐車スペースの解決策として期

１階地上26階建てのビルである。地下１階にはビル用の駐車待されている。

場と機械及び空調設備が設けられ，地上１〜７階までが商業施設が入り，８〜26階までが分譲マンションとなっている。
ビル周辺は，鉄道がJ R山陽本線と神戸電鉄の２本と国道２号線が東西方向に走り，明石海峡大橋が南北に走る交通の2

設備（図1，図2）2.1

設備概要（特許出願中3件）

この駐車場は，商業施設への来客用で普通乗用車を収容す要衝になっている。鉄道はいずれも舞子駅がすぐのところにる。駐車装置へ収容される車は，まず入庫バース（乗降室）

あり，神戸・大阪への通勤・通学・買物等での利便さも高いに待機しているパレット上の所定位置に車を乗り入れ，利用ことから，ベッドタウンとしての将来性と交通・物流の増大

者は車から退出する。次に，係員により利用者が入口ゲートが見込まれる。

で受け取った磁気カードを使って入庫操作を行う。駐車装置

また，付近の海岸は舞子浜や須磨などの昔から親しまれては，パレット上の車をバースからリフトに送り出し，３層にいる海浜リゾート地区もあり，特に夏の海水浴シーズンには、構成されたスペースフレームと台車の所定の層に昇降し台車

多くの人出で賑わう。

に移載される。高速で走行する台車は割り当てられた駐車棚

図2

断面
Cross section

13 ＊パーキングシステム事業センター

平面往復式駐車場設備

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技術解説

入庫バース

図3

図4

Parking entranceの番地まで高速移動し，パレットを棚へ収容する。駐車棚は，２列構造のため奥と手前側の間パレットを移動させるための

2.3.3

挿入することで開始する。駐車装置の動きは入庫時の反対での払拭と信頼感を向上させている。
(2) 入庫と出庫でゲート等の塗装色を別々の明るいものと最終的にパレットは出庫バースに送り出され，利用者が車に乗り込んで出庫完了する。

し，意匠を向上させている。
(3)

多数の車を高速で処理するために，最新の制御機器と新開発の制御システムを導入して従来型の半分以下の処理時間をンアップを実現している。
(4) パレット周辺にステンレス製の鋼板を取り付け，パレ

達成している。
仕ットと周囲の床面との間隙を塞ぎ，つまずきや小物の落様し物を防止している。

最大収容台数129台

最大出庫待ち時間

1分44秒

連続出庫待ち時間

42秒

収容車輌寸法2.3

2.3.4の影響を減少させている。

車長5000mm

車幅1950mm

車高1550mm

重量1700kg

パレット(1) 上面は縞鋼板で，下面は型鋼の組み合わせで溶接構造となっている。
(2)

高速台車(1) ウレタン車輪の採用により，高速走行でも振動や騒音

設備構成

2.3.1

バース内部のセンサ及び配管を全て壁やパネル内部に埋め込むことで，機械装置を意識させない室内のデザイ

設備能力

置

入出庫バース（図3，図4）

全と隙間への落し物を未然に防止でき，利用者の不安感

出庫は，入庫時に使用した磁気カードを出庫操作パネルに装Parking wayout(1) 段差と隙間を最小限にすることで，車への乗降時の安横送り装置を設けている。

2.2

出庫バース

(2)

最新型のインバータ駆動により，高速移動と所定位置での停止精度を同時に実現している。

3

おわりに

駐車場の需要は車の利便性を都市部で実現するために無くてはならぬものであり，今後ともその需要は伸びていくもの

縞鋼板は車輌乗降時のスリップ防止を考慮している。

と期待されている。１基当たりの収容台数が100台を超える(3) 型鋼は車輛の重量を受けるための強度部材であると同ものは，今回のような再開発を主体としたビッグプロジェク

時に，パレット走行用のレールの働きを併せ持つ。

トで実現度が高いものと予想される。従来型に比べて，大規(4) 装置有効高さを最小限にするために，薄型で充分な強模駐車場は設計自由度を高いことが要求されている。特に意

度剛性を持つ。
(5)

乗入れ時や歩行者安全のため，段差を最小限にしたフ

ラットパレットを採用している。
(6)

次の可動式車止めを採用している。

2.3.2

可動式車止め(1) パレットの前輪部分を落し込み式にして，タイヤを固定する。
(2) 入庫側20mm，出庫側０ mmの落し込み寸法とすることで，入出庫時の運転のしやすさが考慮されている。
(3)

落し込み方式により，従来方式よりも確実にタイヤを固定できるため，万一の車のブレーキ緩みによる飛出し

匠の面が注力された今回の装置は，駐車装置のあるべき姿の一面を実現したものといえる。
今後の機械式駐車装置に求められるものは，(1) ソフト面の充実で運用管理等が考慮されていること。
(2)

駐車装置にかかわる全ての利用者，管理者等からも扱いやすいこと。
(3) 入庫と出庫待ち時間を最少にするための運用面を含めた考慮がされていること。
(4) 装置の信頼性を向上させるために，シンプルな装置構
造と制御方式であること。
等があげられる。

防止対策としてより有効である。
平面往復式駐車場設備

14

住友重機械技報

No.147 December 2001

技術解説

搬送物流設備小特集
技術解説

多様化する動く歩道
Moving Walkway with Various Changing Uses
●小

島

正

年*

Masatoshi KOJIMA

動く歩道専用橋『トリトンブリッジ』

図1

1

Bridge with moving walkways

水平機長

はじめに

揚

近年わが国においては，障害者や高齢者の方々を含む誰もが自らの意思で自由に行動し，あらゆる施設を安全で円滑に利用することができる「誰もが住みよい福祉の街づくり」が強力に推進されている。当社のベルト式動く歩道は，短距離

2.2

程

79ｍ
1.7ｍ

傾斜角度

約2.9度

台

２台

数

水族館用動く歩道（図2）山口県下関市の新水族館『海饗館』は，「海のいのち，海交通及び傾斜交通の分野においてこれを実現する有効な手段といのち」をコンセプトに，ウォータフロント開発の中核的のひとつとして，多方面に採用されている。

な観光・レクリェーション施設として建設された。この施設

最近の顕著な施工例を，３例紹介する。

のプロローグに設置された動く歩道は，来場者を，海中映像

2

施工例

2.1

運河を跨ぐ動く歩道（図1）

2001年４月，新しい職遊住の融合をめざした『晴海アイラ
ンドトリトンスクエア』が東京都中央区にオープンした。その玄関口に当る朝潮運河上に，世界初となる全長94ｍの動く歩道専用橋が設置され，内部には次の特長をもつベルト式動く歩道が採用された。(1)(1)

歩行面が雨に濡れても滑りにくい。

(2)

軽量薄型構造のため，限られた空間での設置に適する。

(3) 橋梁の縦断曲線への追従が容易である。
また，車椅子の横を容易に追い越せるよう，ベルト式としては日本初となる広幅（1 4 0 0形）動く歩道が採用された。(2)「動く歩道を渡ればそこは未来都市」と，新世紀の街のイメージ作りに一役買っている。
主

要

仕

様

設置場所

東京都中央区

竣工年月

2001年３月

形

1400形（有効踏面幅1200ｍｍ）

式

15 ＊パーキングシステム事業センター

図2

新下関水族館『海饗館』
New aquarium "Kaikyokan"

多様化する動く歩道

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No.147 December 2001

『静岡スタジアム エコパ』

図3

"Shizuoka Stadium ECOPA"

を楽しんで貰いながら最上階へいざなってる。ここでは，車椅子の人が安全に利用できるよう滑りにくい，また来場者全員に海中映像を堪能して貰えるよう，低騒音・低振動の特長をもつベルト式動く歩道が採用された。

(3)

主

技術解説

要

仕

山口県下関市

竣工年月

2001年３月式

ここに紹介した施工例をはじめ，最近施工され又は計画されている動く歩道の傾向は次のようにまとめることができる。

様

設置場所
形

3 おわりに(1) 広幅化
動く歩道上で車椅子の横を歩行者が無理なく通行できるよう，広幅化が進んでいる。

1200形（有効踏面幅1000ｍｍ）(2) 車椅子のブレーキ性能に見合った傾斜角度

水平機長

45ｍ

動く歩道の傾斜角度は車椅子単独で利用できるよう

揚

程

8.2ｍ

に，車椅子のブレーキ性能に見合った傾斜角度が選定さ

傾斜角度

12.7度

れる。(4)台

１台

数(3) 従来の傾斜交通手段の代替

ワールドカップサッカースタジアム用動く歩道（図3）

従来のエレベータとエスカレータの組み合わせの代替

2002年ワールドカップサッカーの会場の一つとなる『静岡として動く歩道が採用される。これは，障害者，高齢者

2.3

スタジアム エコパ』が日本屈指の「サッカー王国」静岡県及び健常者が同一動線となる動く歩道の特長が評価され袋井市にオープンした。このスタジアムのために新設された

た結果といえる。

ＪＲ駅と，スタジアムを結ぶ歩行者専用道の傾斜部分にベル(4) 屋外設置の普及

ト式動く歩道が２基設置された。

雨に濡れても滑りにくい，安全性の高いベルト式動く

これらの動く歩道は屋外設置のため，雨天（大雨不可）時

歩道が屋外に設置される。

にも運行が可能で，耐候性に優れたベルト式が採用された。

今後ますます高齢化社会が進行し，ユニバーサルデザイン

傾斜角度は９度に設定し，車椅子やバギー利用者にも配慮さの考え方が重要視されることになると思われる。我々は，これている。

こに紹介した多様な動く歩道の施工経験を生かし，またベル(4)(5)

本設備は，次の特長を有している。
(1) 乗降口のくし歯に段差のないフラット形くし歯を採用
し，乗降口における転倒防止を図っている。

ト式動く歩道の特長をアピールして短距離交通及び傾斜交通の分野におけるユニバーサルデザインの実現の一翼を担うこととしたい。

(2) ３段階（20，30，40ｍ／min）の速度設定で，状況に応じた安全運転ができる。
主

要

仕

様

（参考文献）(1)

晴海アイランド トリトンスクエア．東京都昇降機安全設置場所

静岡県袋井市

竣工年月

2001年５月(2) 東京都福祉のまちづくり条例．施設整備マニュアル．

形

1200形（有効踏面幅1000ｍｍ）(3)

海饗館．近代建築，2000年９月号．

水平機長

75.3ｍ

(4)

手動車椅子．日本工業規格，JIS T 9201.

揚

程

10.5ｍ

(5) 日本産業機械工業会．ベルト式動く歩道の車椅子適用性

傾斜角度

９度

台

２台

式

数

協議会，協議会便りno.71.

に関する調査研究報告書．

多様化する動く歩道

16住友重機械技報

No.147 December 2001

技術解説

搬送物流設備小特集
技術解説

コンテナクレーンのブーム中折れ機構
Gooseneck Boom Hoist Medianism for Container Crane
●島

田

真

吾*

Shingo SHIMADA

真

鍋

佐々木

脩*

Osamu SASAKI

篤*

Atsushi MANABE

元

田

貴

之*

Takayuki MOTODA

モノガーダ構造のコンテナクレーン

図1

1

はじめに

世界的なコンテナリゼーションが進む中，東京港のような(2)

Monogirder type container crane

中折れロープがブームの重量の一部を負担するため，

起伏ロープの張力が減り，起伏モータの必要動力が軽減される。

大規模港だけでなく，最近では地方の港湾においてもコンテ

なおブーム水平及び起立状態においては，ブームをテンシ

ナを取扱う機会が増え，小型のコンテナクレーンを設置する

ョンバーや連結リンクなどで機械的に保持することでロープ動きが見られる。
本クレーンはそうした小型コンテナクレーン市場をターゲに張力をかけ続けることを避け，ロープ寿命が短くなることを防止している。

ットに初めてモノガーダ構造を採用し，従来2本あった上部

図2，図3に，シミュレーションモデルを示す。図2はブ架構のブーム，ガーダ，テンションバー及びバックステーとーム水平の状態を示すもので，連結リンクが緩んでいる。起呼ばれる部材を１本にするなど，構造のシンプル化を実現し伏ロープはシリンダに見立てられ，シリンダを縮めることでている（図1）。

ブームを起立させる。ブームを起立させた結果を，図3に示コンテナクレーンは船との干渉を避けるため，作業中以外はブームを上げる必要がある。空港付近にクレーンを設置すす。ここでは連結リンクが先ブームを保持し，中折れロープに張力が働かない。

る場合，ブームをそのまま上げると航空法における制限高さ

図4に，元ブームの起伏角度と先ブームの角度の関係を示を越えてしまう場合があり，その場合にはブームを２つに分す。ブームを上げ始めてしばらくの間は，先ブームは少し前割し，中折れさせる機構が必要となる。

上がりの状態である。起伏角度が50度を超えると先ブームは2 機構の特長

前下がりになる。約70度で連結リンクが先ブームを保持すると，先ブームは一気に水平まで持ち上げられる。

中折れは，ブーム起立動作と同時に行われる。中折れのみ

図5に，起伏角度と起伏ロープ，中折れロープの張力の関を単独に行う駆動装置を設けることは避け，ブーム起立動作係を示す。ブームが水平のとき，起伏ロープ張力は最大であと連動して中折れ動作を行うよう，ワイヤロープ（以下中折る。中折れロープ張力ははじめ小さいが，ブームを上げて行れロープ）を先ブーム，元ブームと上部タワーの間に掛け渡

くにつれ，次第に大きくなっていく。中折れロープは起伏ロしている。その結果，(1) 先ブームをほぼ水平に維持したまま起立動作が行われる。
19 ＊搬送システム事業部

ープと同じく元ブームと上部タワーの間にも掛かっているた
め，大きくなった中折れロープ張力は起伏ロープを助けることとなる。そのため起伏ロープ張力はブームを上げるにつれ
コンテナクレーンのブーム中折れ機構

住友重機械技報

図2

図4

No.147 December 2001

シミュレーションモデル（ブーム水平）
Simulation model (boom horizontal)

先ブーム角度Top boom angleて減り続け，結果として起伏モータの必要動力を軽減させることになる。
約70度で連結リンクが先ブームを保持すると，中折れロープの張力はなくなり，起伏ロープだけでブームを保持するために張力が増加することを示している。

技術解説

図3

図5

シミュレーションモデル（ブーム起立）
Simulation model (boom up)

起伏ロープと中折れロープの張力
Boomhoist and gooseneck rope tension

保持することを可能にした。
本クレーンは納入以来順調に稼動しており，今回初めて採用したモノガーダ構造が小型コンテナクレーンに有効である
ことを証明している。
今後とも，ユーザのニーズに合ったより使いやすい製品をより安く提供していくよう努める所存である。

3 動作の説明(1)

ブーム水平時，ブームはテンションバーで保持されている。
(2) 起伏ドラムで起伏ロープを巻き取るにつれて，元ブー
ムが巻き上げられる。中折れロープの上部タワーと元ブームの距離が短くなると，元ブームと先ブームの間が掛
け本数で調整された分だけ開き，先ブームはほぼ水平を保ったまま上昇していく。
(3) ブームが起立直前になると，元ブームと先ブームを連結するリンクが伸びて先ブームを保持する。
(4) 更にブームを巻き上げ，元ブームと上部タワーをフックで固定する。
ブームを降ろす場合は，上記の逆の手順による。

4 おわりに本機構を採用することにより，ブーム全長の2/3にも当たる長いモノガーダ構造の先ブームを上下限界寸法4mの間でコンテナクレーンのブーム中折れ機構

20

住友重機械技報

No.147 December 2001

技術解説

搬送物流設備小特集
技術解説

フライアッシュ設備
Fly-Ash Facilities
●河

野

好

克*

Yoshikatsu KONO

図1
フライアッシュ設備
Fly-ash facilities

1

コンプレッサ

はじめに

本設備は，北陸電力株式会社敦賀火力発電所に納入した，
フライアッシュ設備である。ここに紹介するフライアッシュ
設備は，圧力輸送装置及び船積み装置により構成されている。

2

除

湿

形 式
数

量

３台

容

量

44m3／min

電動機

240kW×4P

形式

冷凍式エアードライヤ

数

量

2台

機

設備の概要

スクリュー式電動機

11kW×4P

レシーバタンク

2.1 発電所の概要
ボイラ形式

放射最熱式屋内超臨界圧変圧貫流型

形式

鋼板製円筒型

定格出力

１号ユニット500ＭＷ

数

量

１基

２号ユニット700ＭＷ

容

量

20m3

クッションタンク2.2 納入設備の概要
納入した設備は，次の２装置により構成されている。

形

式

鋼板製角型

図1は，全体フローシートを示す。

数

量

１基

容

量

75m3

2.2.1

圧力輸送装置

本装置の特徴を，次に示す。
(1)

バグフィルタ

低速輸送で，高い混合比である。粉粒体が管内をプラ形

式 パルスエアークリーニング方式

グ状になって輸送され，少ない空気量で輸送が可能とな数量る。従って，所要動力は従来の空気輸送装置に比べて，処理風量かなり小さくすることができる。

１台
360m3／min

ブロータンク(2) ベンド部の摩耗が少なく，粉粒体の破砕も少ない。こ形

式

新東工業株式会社

れも低速輸送の成果であり，輸送管ベンド部の摩耗は流

数

量

２基

速の約３乗に比例するので，低速ほど摩耗量は少なくな

容量16.6m3

TKF200型

り保守点検も楽になる。

ブロータンクの構造を，次に示す（図2）。

形(1) 粉粒体を充填して密閉し，高圧空気を吹き込んで内部式

主要構成機器

高圧圧送式低速高濃度プラグ輸送方式
コンプレッサ

除湿機

レシーバタンク

クッションタンク バグフィルタ

ブロ

ータンク
輸 送 能 力の粉粒体をかきまぜながら，空気とともに輸送管へ送り込む装置で，輸送管はタンクから下向きに出る構造になっている。

公称200t／h(2) タンク下部に設置されている給気口より高圧空気（１輸 送 距 離約1000ｍ次エアー）を吹き込んで，粉粒体を流動化させ輸送管へ

輸 送 圧 力

0.69MPa送り込む。

輸送配管材質225〜300Ａ

輸送配管材質

直管部

配管用炭素鋼鋼管の二重管構造

形式

電動自走式シップローダ

曲管部

高クローム鋳鉄管

数量

１基

21 ＊搬送システム事業部

2.2.2 船積み装置（図3）

フライアッシュ設備

住友重機械技報

No.147 December 2001

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ブロータンク

図2

Blow tank

図4

Law of transportation

船積み装置

図3

能力

輸送の原理

Ship-loader

最大260t／h(2)

レールスパン20m

主要構成機器

クッションタンクースライド

バグフィルタ

エア

鋼板製角板

数量

１基

容量

60m

(3) 停電などで閉塞した状態からでも，そのまま輸送再開

バケットエレベータ

クッションタンク形式

二重管構造が不安定なプラグの成長を防ぎ，閉塞しない輸送を可能にする。
が可能である。
3.2

輸送原理（図4）(1) 一般の輸送管内の長いプラグは，管摩擦力が大きく，圧力差（P2−P0）では吹き抜くことができない。

3(2) フルイドスタットでは，輸送エアーはバイパス管に流バグフィルタ

れ込み，プレス部の抵抗によりメインパイプにエアーが形式

パルスエアークリーニング方式

数量

１基

処理風量

285m3／min

エアースライド形式

クローズド式サイズ
数量

吹き出して，短いプラグdlを形成する。
(3) 分断された短いプラグdlは，小さな圧力差（ P1−P0）400mm幅２基

バケットエレベータ
形式

チェーン式誘導排出型

数量

１基

揚程

約20m

3

高濃度プラグ輸送方式 (1)

3.1

特長

(1) １mm以下の細かい粉体の輸送に適し，1000ｍ以上ので容易に吹き抜ける。

4 おわりに(1) 2000年７月より負荷運転を実施し順調に稼働中である。
(2) 粉粒体が管内をプラグ状になって輸送され，少ない空気量で輸送が可能となるため，所要動力は従来の低濃度高速方式に比べてかなり小さくすることができる。
最後に圧力輸送装置を単体納入頂いた新東工業株式会社新東エコテックカンパニーに，深く感謝の意を表する。
（参考文献）(1) 新東工業株式会社新東エコテックカンパニー．空気輸
送パンフレット．

長距離を高濃度輸送する。
フライアッシュ設備

22

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技術解説

搬送物流設備小特集
技術解説

リサイクルプラザ用自動倉庫型受入れ供給装置
Automated Storage and Retrieval System in Recycling Plazas
●上

條

宏

臣*

Hiroomi KAMIJO

本報では，自動倉庫型受入れ供給装置の特徴と納入事例を
紹介する。

2

自動倉庫型受入れ供給装置の特徴

従来のリサイクルプラザのごみ受入れではピット又は床面にごみを受入れ，グラブバケット付き天井クレーンやシャベ
ルフォークにて選別ラインへごみの払出しが行われてきた。
ごみ受入れ部は大きなスペースが必要となり，更に臭気により悪環境での作業になっていた。
自動倉庫型受入れ供給装置はパッカ車により回収した資源
ごみを専用コンテナで受け込むことにより，従来の物流搬送設備である自動倉庫（スタッカクレーン

図1）及び搬送台

車，ローラーコンベヤにてごみの自動搬送を可能にし，作業者への負担を軽減した。
従来の自動倉庫システムとの相違点は資源ごみ保管による悪環境内設置機器となるので，耐蝕性・耐湿性等を考慮した
機械部品及び電気部品を採用している。また，一般家庭と直自動倉庫型受入れ供給装置
Automated storage and retrieval system

1

はじめに

近年，地球環境の保護や省資源・省エネルギーが叫ばれ，資源リサイクルの関心が高くなっているのは周知の事実である。1995年６月一般廃棄物の中で大きな割合を占める容器包装に関し，リサイクルを目的とした「容器包装リサイクル法」が制定され，当社は環境に配慮したリサイクルプラザを数多結した設備となり安定稼動が求められるため，搬送機器の完全二重化及び機器を制御する計算機システム及びシーケンサの完全二重化を行い信頼性を高めている。自動倉庫型受入れ供給装置を導入することにより，省スペースでごみ受込み・保管が可能となり，受込みから払出しまでの完全自動化が実現できる。
また，自動倉庫在庫管理にて先入れ先出しが可能となるので，保管期間のばらつきが無くなり臭気対策が行える。

3

納入事例

く建設している。リサイクルプラザは廃棄物の中から資源物

本システムは，神奈川県横須賀市リサイクルプラザ用としを回収したり，廃棄物として捨てられた資源をリサイクルて2 0 0 1年３月に納入した自動倉庫型受入れ供給装置である（資源化）する施設である。

（図2）。

自動倉庫型受入れ供給装置はリサイクルプラザの上流設備

収集袋に混合された状態で集められた缶，びん及びペットに採用され，パッカ車で家庭から回収してきた資源ごみ（缶，ボトル類を投入ホッパで受込み，コンテナに一定量ずつ切分

びん及びペットボトル類）を専用コンテナで受込み，選別ラ

け格納を行う。格納されたコンテナは，選別ラインの稼動状インへ搬送する役割を果たしている。

態によって自動で払出しされる。

23 ＊物流システム事業センター

リサイクルプラザ用自動倉庫型受入れ供給装置

住友重機械技報
3.1

No.147 December 2001

技術解説
払出し装置

主要仕様

取扱い物

資源ごみ積載コンテナ

払出しコンベヤ

2台（びん，缶及びペットボトル類）

返却コンベヤ

2台

定格荷重

3.6ｔ

払出し台車

2台

格

115コンテナ

払出し置台

2台

払出し傾転装置2台

非常用払出し置台

1台

納量

スタッカクレーン ２台
周辺設備

投入装置
投入ホッパ

4基

洗浄装置

（フラップゲート，水平ゲート方式）

洗浄コンベヤ1台

空容器供給台車

4台

洗浄台車

1台

投入台車

4台

洗浄傾転装置1台

貯留装置
貯留コンベヤ

3.2

2台

貯留台車

2台

貯留置台

10台

納入システムの特徴(1) パッカ車にて搬入されたごみを投入ホッパで受込み，コンテナに一定容積ごとに切分け棚への格納を行っている。
(2) 受込みから払出しまでを完全自動化している。
(3)

定期的に自動で容器洗浄及び床洗浄を実施し，常に清潔な環境を維持している。

4

おわりに

リサイクルプラザ用自動倉庫型受入れ供給装置は，自動倉庫本来の目的である省スペース化及び省人化の目的以外に環境に配慮した設備となっている。今後ごみの多様化や変化が想定されるが，コンテナは自動倉庫在庫管理計算機にてコントロールされているため，ごみの種類を分別管理することが可能であり，柔軟に対応することが可能になる。現在，各地
図1

スタッカクレーン

方公共団体より自動倉庫型受入れ供給装置の問い合わせが多Stackercraneく，今後も設備導入が期待されている。

図2
全体レイアウト
General arrangement

リサイクルプラザ用自動倉庫型受入れ供給装置

24

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技術解説

搬送物流設備小特集
技術解説

ピッキングカート
Picking Cart
●森

山

剛*

Tsuyoshi MORIYAMA
カート端末
バーコードリーダコンテナ

ラベルプリンタ

投入指示ランプ（照光式釦）

制御盤

バッテリー
（内部）

図1

1

ピッキングカート（横）Picking cart (Side view)

はじめに

2.1

導入のしやすさ(1) 自動化設備等を導入することと比べて，低コストでシ物流センターで用いられる商品荷揃え用設備・機器には，ステム化が可能である。

自動仕分け機，自動倉庫，層ピッカー及びデジタルピッキン(2) 固定設備を導入することと比べて，建屋及びレイアウ

グ表示器などの様々なものがあり，当社もこれらの製品を用

トに対する制約が少ない。このため，既設の建屋にも導いた物流システムの販売・納入を数多く行い，顧客から好評

入がし易い。

を得ている。
最近ピースピッキングの効率化を考えていく上でピッキン

2.2 作業効率の向上(1) カート端末画面に１つずつ作業指示を表示することにグカートを用いたシステムが注目を集めており，多くの物流より，１枚に複数作業指示が記載されているリスト作業センターで導入されている。

に比べ出荷精度及び作業効率が向上する。また，初心者

この度，当社ではピッキングカートを開発し，第１号機をアパレル通信販売会社に20台を納入し，近く２期工事としてでも作業が可能である。
(2) S S無線によりリアルタイムでの作業実績管理及び進15台の追加納入が決まっている。

捗管理が行える。また，統計処理等も容易に行えるため，

本報では，ピッキングカート及びこれを用いたシステムの実作業の検証・評価によって更なる作業改善が可能であ特長を紹介する。

2

ピッキングカートとはピッキングカートは手押しの台車に計算機端末（以下カー
ト端末）が搭載され，作業者はそのカート端末の画面に表示る。
(3)

処理量の多い時，少ない時は台数（人数）を調整することにより，効率的な作業が可能である。
2.3 低ランニングコスト(1) 基本的にランニングコストは，カート端末等を動作さされる作業指示に従いピッキング作業を行っていく。ピッキせるためのバッテリー充電用電気代のみである。

ングカートには，コンテナや出荷箱を積載しピッキングした(2) ペーパーレス化によるコストの削減が見込まれる。

商品をこれに入れていく。

(3)

一般的に，カート端末はピッキングカートを管理する計算

2.4

機とS S無線により通信を行っている。カート端末及び付属(1)

品は，ピッキングカートに搭載されているバッテリーから電源供給がされている。
ピッキングカートシステムは，高能力自動化システムと比べ能力的には低くなるが，次の特長を有している。
25 ＊物流システム事業センター

基本的にメンテナンスフリーである。
拡張性・柔軟性が高い
固定設備ではないため，台数増加及びエリア拡張等が容易に行える。
(2) 仮にピッキングカートに障害が発生した場合，そのピ
ッキングカートは使用できないが，他のピッキングカー
トは使用可能なため，全体への影響は小さくてすむ。
ピッキングカート

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技術解説

図3
図2

カート端末，プリンタ及びバーコードリーダ
Display, printer and barcord reader

ピッキングカート（後）Picking cart (Rear view)(3) ピーク時などには，リスト作業等を同時平行して行うことができる。
(4)

自動化設備では扱えないような不定形品も，通常作業の中で扱うことができる。

3 当社ピッキングカートの特長（図1，図2）
今回当社が納入したピッキングカートは上記に加えて，更に作業性の向上を図るために，次のような特長を有している。
3.1

軽量化

アルミ製のフレームを使用し，重量の軽減を行った。これにより台車の取廻しが容易になり，初動時の押す力が小さく
てすむ。
3.2

図4

大型カラーディスプレイ

カート端末（図3）に大型カラーディスプレイを採用し，作業指示等を大きくグラフィカルに表示している。重要箇所
は色を変えたり，強調表示をするなど，作業者に配慮をしている。
タッチパネルの採用により一切のキーボード操作を無くしている。このため，パソコン等に不慣れな人でも作業が容易

投入指示ランプ
Push button with lump for indication

4 他社のピッキングカート
他社製のピッキングカートで，特長あるものの一部を紹介
する。
4.1

重量測定

コンテナ積載部に秤を設置し，ピッキング商品の重量を測である。

定することにより，商品及び数量を確認して，精度向上を図

3.3

っている。

バーコードリーダ（図3）

バーコードリーダを備え，ピッキング時に商品のバーコー

4.2 リフトアップ

ドを読み込むことにより検品が行える。これにより，作業ミ

コンテナ積載部にシリンダを搭載し，コンテナの高さを一スの防止ができる。バーコードリーダはマルチレーザタイプ

定にすることにより，商品投入の作業性の向上を図っている。

を採用し，読取り精度の向上を図っている。また，取り外し

4.3ができるので様々な使い方ができる。
3.4

プリンタ（図3）

プリンタを備え，商品仕分け用コンテナの判別ラベル及びキング時に発生した欠品商品の欠品票等を出力するなど，様々な使い方ができる。
3.5

荷先向けの同時作業

手元投入

機器の配置，台車形状及びコンテナの配置を工夫することにより，常に作業者が正面で作業できるようにしている。但し，通常より幅広になる。

5 おわりに当社の保有する物流機器のうちピッキングカートについて

ピッキングカートには４個のコンテナを積載でき，最大で紹介した。高能力仕分け機及び高速自動倉庫設備などととも

４つの出荷先向けの作業を一度に行うことができる。ピッキにピッキングカートが新たにラインナップに加わったことにングした商品をコンテナに入れる際に間違えないように，コより，ユーザ要望への対応が広がった。

ンテナ積載部に照光式押し釦を設置し，投入指示と確認動作が行えるようにしている（図4）。

今後も様々なユーザの要望に応え，最適な設備及びシステムの提供を目指していく所存である。
ピッキングカート26

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新製品紹介

新製品紹介 搬送物流設備小特集

タイヤマウント式水平引込みクレーン
Tire Maunt Type Level Luffing Crane

本機は，秋田海陸運送株式会社向けコンテナ荷役用のタイヤマウント式水平引込みクレーンである。

主要仕様
コンテナ仕様 ISO 20ft 40ft
定格荷重

フック下

39t

スプレッダ下揚程30.5t

全32m（GL上22m GL下10m）

作業半径

最大34m 最小11.5m

ス パ ン

12m

ホイールベース 15m
運動及び速度
巻上げ

0.33m/s

引込み0.5m/s旋

0.08rad/s

走0.16m/s

特

回

行

長

(1) ジブ部分はダブルリンク方式により，最大半径から最小半径まで，吊り具をほぼ水平に引込み可能としている。
(2)

巻上げ，引込み，旋回及び走行にインバータ制御方式を採用し，運転操作を容易にしている。
(3)

巻上げは，フック下荷重の判定により倍速制御を採用している。
(4) 吊り具には電動式スプレッダを採用し，コンテナサイ
ズに合わせビーム伸縮を可能とし，荷役効率を向上させている。
(5) 電動スプレッダには重心移動機構が取付けられ，偏心コンテナの吊上げ時や船積み時に船の傾斜に合わせた傾斜調整を可能にしている。
(6) 吊り具の回転や揺れを防止するために，旋回部にタグライン装置を設置している。
(7)

走行ステアリング角度は35゜とし，岸壁の移動を容易にしている。
(8) 走行タイヤは寒冷地仕様としてタイヤ溝を雪道パター
ンとしている。
(9) 電源供給としてはエンジン発電セットを搭載している。
（搬送システム事業部

27

佐々木

脩）

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700t/h ツインベルト式連続アンローダ
700t/h Twin Belt Type Continuous Unloader

本機は，揚炭設備として沖縄電力株式会社金武火力発電所に納入予定（主契約者

三菱重工業株式会社長崎造船所）の特長(1) 石炭を掻き取る機能としてのスクリュー式フィーダ，

ツインベルト式連続アンローダである。

石炭を垂直及び水平搬送する機能としてのツインベルト

近年電力事業用の揚炭設備としてバケットエレベータ式連
続アンローダが主に設置されているが，本ツインベルト式連式コンベヤは，当社独自の機構によるものであり，小型・軽量構造としている。

続アンローダが持つ小型・軽量及び発塵飛散の少ない環境へ(2) スクリュー式フィーダには鉛直方向維持及び水平レベの優しさが認められ，電力事業用に初めて採用されたもので

ル維持制御を装備しており，効率的な平面取りが容易で

ある。

ある。

主要仕様

(3)

垂直フレームと水平ブーム間は連続一体のツインベル

型

式

ツインベルト式連続型

トとなっており，２枚のコンベヤベルトにて石炭を挟み

台

数

２台

込むことにより搬送ラインは密閉となり，荷こぼれ及び取扱い物

石炭焚きボイラ用石炭

発塵飛散が少ない。

能

700t/h（1台当たり）

力

対象船形

最大

ス パ ン

13m

ホイルベース

8m

旋回半径

30m

6万DWTパナマックス（ブーム水平時垂直フレーム中心まで）ブーム旋回範囲 200゜（−90゜〜＋110゜）
ブーム起伏範囲−24.5゜〜36.5゜

スイング角度±30゜(4)

主要運動に対してはインバータ駆動方式を採用し，低騒音で保守性の高い設備としている。また，油圧運動系
は各基本運動ごとに油圧ポンプを装備しており，調整及び保守が容易な設備としている。
(5) 運転はポータブル無線操作器により，ワンマンオペレーションとしている。また，ブーム下に吊り下げられた
運転室での運転も可能としている。

船内機器吊上 定格荷重15t
運動及び速度ツインベルト 5m/s
掘削ブレード 最大25rpm
スクリュー

350rpm

ブーム旋回

最大0.225rpm

起伏

最大0.25m/s

スイング

最大0.25m/s

走最大0.33m/s

行（搬送システム事業部

長谷川正行）

28

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1000t/hローディング機能付き連続式アンローダ
1000t/h Continuous Ship Unloader with Ship Loader

本機は，明星セメント株式会社と電気化学工業株式会社が共同出資し，新潟県姫川港に公共設備として建設した連続式
アンローダである。

特長(1) カテナリ底浚え機能付きスイングL型掘削機能を装備
し，ハッチ内での動きが制約されるデリック付き船にお民家及び公園に隣接する公共岸壁に設置されるため，騒いても，高効率な荷役が可能である。

音・粉塵対策に特に配慮された設備である。石炭・石膏他原(2) 主要運動に対してインバータ制御による電動駆動方式

燃料の陸揚げと石灰石の船積みが可能な多機能型設備であり，を採用しており，低騒音で保守性の高い設備である。

2000年11月より稼働している。

主要仕様

取扱物の搬送経路を密閉化するとともに，掘削部・各シュート部への散水及び岸壁コンベヤ乗継部での集塵が

アンローダ
型式

(3)

可能であり，粉塵飛散のない設備である。
バケットエレベータ（BE）型(4) 多品種を扱うため，バケットエレベータから払出しコ取扱い物

石炭・石膏他原燃料

ンベヤまでの搬送経路に水洗設備を装備している。水洗

荷役能力1000t/h

汚染水は，排水ダクトで地上側排水層に回収処理される。

最大対象船舶

10000DWT級船

スパン14.75m

旋回半径25.5m（ブーム水平時）

ブーム旋回角度±110

ブーム起伏角度

−18゜
〜＋33゜

BE旋回角度

360゜（無制限）

BEスイング角度

最大35゜

バケットエレベータ速度

最大1.5m/s

BE旋回速度

最大0.052rad/s

ブーム旋回速度

最大0.021rad/s

ブーム起伏速度

最大0.25m/s

走行速度

最大0.34m/s(5) ローディング設備はブームシャトルと俯仰式シュートを有し，アンローダに牽引されて石灰石の船積みを行う。

ローディング設備
取扱い物

石灰石

払出し能力

1000t/h

シャトルブーム伸縮ストローク 13.9m/s
俯仰式シュート

垂直〜60°（搬送システム事業部

29

野村澄弘）

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15000t/h シップローダ
15000t/h Ship Loader

本機は，和歌山市加太地区に土砂の積付け用として設置さ的に設定される。

れた走行・ダブルシャトル型の大容量シップローダである。

b.船積みパターンは，バージの積込み範囲を一往復で積主要仕様込み完了するように生成される。

取扱い物

土砂（嵩比重16KN/m

積付け能力

最大40.83KN/s（15000t/h）

対象船型

最大4000m3バージ3

最大粒度300mm）

最小2500m3バージ
アウトリーチ

13.5m〜18.5m

ス パ ン

8m

環境対策として，次の方法が採られている。

a. コンベヤローラは防音型を採用するとともに，コンベ

シャトルBC

2400mm

トリッパBC

2200mm

ヤカバーを設置し，騒音低減を行っている。
b.各シャトルコンベヤの先端にローディングシュートを設け船積み中の粉塵の発生を押さえるとともに，ローシャトルコンベヤ

4m/s

コンベヤシャトル

0.17m/s

走行0.025〜0.25m/s

トリッパ走行み量に達した時点で自動的に行われる。
d. 自動運転への手動介入は可能である。また，手動介入(3)

運動及び速度特

シャトルコンベヤの切換えは，予め登録したバージの積込み量と現在の積込み量を比較し，予定した積込から自動運転への復帰も可能としている。

ホイルベース 13m
ベルト幅

c.

0.025〜0.25m/s

長(1) シャトルコンベヤは，桟橋の左右各方向専用のものをディングシュート上部及びトリッパ頭部に集塵機を設置している。
c. シップローダ上にポンプユニット，貯水タンク及びホースリールを設け，トリップヘッドとシャトルコンベ
ヤヘッドを散水可能とし，荷役中の粉塵飛散を防止している。

２台設け，交互に接岸されるバージに船積みコンベヤを停止させることなく切換え・船積みできるものである。
シャトルコンベヤの切換えは，トリッパをシフトして行う。トリッパのシフトはトリッパの走行電動機を単独駆動して行うことにより，トリッパのシフト装置を省略したシンプルな機構としている。
(2) シップローダは自動運転が可能で，次の機能を有している。
a. 自動運転の走行速度は，バージ船コードをシップロー
ダ操作机で入力することにより，予め登録されたバー
ジの船形データと積込み量に基づいて演算され，自動（搬送システム事業部

内田義治）

30

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スタックローダ
Stack Loader

本機は，日本鋼管株式会社福山製鉄所の既設ヤードに更新

ブームコンベヤ

170 m/min

設置した，スタックローダである。スタックローダは，ブーブ ー ム 起 伏

5m/minム形バケットホイル式であり，走行路両側のヤードに，鉱石

旋

回0.15 rpm

等の積付け及び払出しを行う。中央制御室からの操作で，積走

行付け及び払出しの自動運転が可能である。

トリッパ起伏

本機は，走行部分，旋回部分及びトリッパ部分により構成

特されている。積付け運転は地上コンベヤから荷を受け入れ，(1)

トリッパコンベヤ及びブームコンベヤを経て，道床の両側ヤ30/7.5 m/min
2分35秒（片動作）長
本機の操作は，機内運転室と光ファイバで接続された

中央制御室からのいずれからでも各種設定が可能で，積ードに積付けされる。払出し運転は，ブームの旋回及び走行

付け及び払出しの自動及び手動運転が可能となっている。

により，ブームの先端に設けたバケットホイルで切り出し，積付けと払出し切換え時のトリッパ起伏や，ヤード監視

ブームコンベヤを経て走行ポータル中央のホッパに投入し，カメラも遠隔操作ができ，運転労力の軽減，省力化を実

地上コンベヤに移送される。また地上コンベヤの直送を行う

現している。

場合は，地上コンベヤからトリッパコンベヤ、ブームコンベ
ヤを経てホッパに投入し，再び地上コンベヤに移送される。

(2) バッケットホイル部はステータがないセルタイプ構造を採用しており，メンテナンスの省力化を実現している。

主要仕様
形

式

取扱い物

ブーム形バケットホイル式
焼結鉱（HOT COLD）
B塊

ペレット

積付け能力 1400t/h
払出し能力1200t/hパ イ ル(W)45m x (L)253m x (H)14m(W)42m x (L)253m x (H)14m

道

床

ス パ ン

全幅12.01m
6m

ホイルベース 8m
旋回半径

43.6m

旋回角度

積付け時

110°× 2 = 220°

払出し時

160°
× 2 = 320°

運動及び速度バケットホイル
31

5 rpm（搬送システム事業部

溝田次郎治）

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貯運炭設備（受入れコンベヤ設備）
Coal Handling System

本設備は，電源開発株式会社橘湾火力発電所１号機及び２号機新設工事貯運炭設備の中の石炭サイロ上に設置した受入れコンベヤ設備である。

するので，最大6000t/hの能力を有している。
(2) 移動台車式切換えダンパは，搬送中に確実に搬送ラインを切換えることができる。

橘湾火力発電所は，電源開発株式会社と四国電力株式会社(3) コンベヤギャラリー及びホイストギャラリー断面は，の共同立地により徳島県阿南市の小勝島に設立された，総出力280万kWの国内最大級の石炭火力発電所である。

外観を重視して楕円形状としている。
(4) 石炭サイロ付属設備である散水消化設備，集塵機及び石炭火力発電所用の海外炭は，揚炭桟橋に設置された連続式アンローダで陸揚げされ，電源開発株式会社と四国電力株
式会社の共有設備（A / B系列ベルトコンベヤ）で搬送され，電源開発株式会社受入れ炭は本設備に乗り継ぎ，各サイロに投入され，貯蔵される。
輸送能力

最大6000t/h
2200mm

ベルト速度220m/min

水平機長

最大86.5m

揚程

最大13.8m

系

列

A/B系列

基

数

8台

(5)

落炭量軽減のために，水洗式ベルトクリーナを各ベル

トコンベヤごとに設置している。
(6)

落炭処理省力化のために，ベルトコンベヤ全長に亘って真空清掃配管を設置している。

主要仕様
ベルト幅

換気装置などを併せ納入している。

(7) メンテナンス性を考慮し，各サイロごとに吊上げ設備を有している。
(8) 耐摩耗性を考慮してシュート部には，セラミックライ
ナを採用している。

付属機器
移動台車式切換えダンパ

6台

サイロ上部集塵機

8台

サイロ上部換気装置

8台

サイロ散水消化装置

8サイロ分

水洗式ベルトクリーナ＆排水ポンプ

8台

吊上げ設備（電動ホイスト及び電動チェーンブロック）
一式
計装・制御装置

特

A/B系列

長

(1) A，Bの２系列で搬送されてきた石炭が本設備で合流（搬送システム事業部

松本

清）

32

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新製品紹介

新製品紹介 搬送物流設備小特集

巻取り搬送設備
Roll Handling System

本設備は，日本板紙株式会社芸防工場に納入した設備で，段ボール原紙の製造ラインにおいて，ワインダ上りの仕上げ
巻取りを仕上げ室から別棟１階の平置き倉庫まで完全自動搬送するシステムである。

現している。
(2)

ワインダ後のストッパは，独立３連ストッパを採用し，狭幅から広幅までの様々なサイズの巻取りを，ソフトに受け込むことができる。

本設備では，未包装の巻取り搬送用として設計されたスラ(3) スラットコンベヤにおいては，全台数インバータ制御

ットコンベヤや垂直搬送機を使用することにより，巻取りにとし，ショックレスな加減速をするとともに，またIJP・

傷や皺をつけない考慮がなされており，仕上げ巻取りの品質

結束機の手前においては，高い位置決め精度を実現してを確保している。また，搬送途中においては，個々の巻取りいる。

のデータをトラッキングすることにより，IJP・ラベラや結束機と自動取合いをしている。

(4) メンテナンス性を考慮し，駆動チェーン部においては自動給油装置を取り付け，定時間おきに自動給油を行う

なお，上流工程のワインダも当社の製品である。

ほか，各軸受け部は集中自動給脂が行えるようになって

主要仕様

おり，24時間操業の設備の信頼性向上に貢献している。

搬 送 物

未包装巻取り原紙(5) 制御装置のマンマシンインタフェースには，大型の液種

ライナ及び中芯原紙

晶タッチパネルを採用し，トラッキング中の巻取り情報

類

サイズ
荷

重

搬送頻度

最大

φ1500mm×(W)2500mm

を見やすくするとともに，センサの入出力の状態表示や最小φ1000mm×(W)700mm

エラーリカバリ時のオペレーションガイダンスを充実さ

最大3600kg

平均900kg

運転時間

24h連続

搬送設備

スラットコンベヤ

7台

垂直搬送機

1台

ターンテーブル

1台

ストッパ

3台

プッシャ

2台

チェン自動給油装置

8台

軸受け自動給脂装置

1式

逸走防止装置

2式

付属設備

特

せることによって，作業性の向上を達成している。

50本/h

長

(1) 垂直搬送機は，無負荷時高速運転と，独自の傾転機構を採用することにより，5 0本/ hという高搬送能力を実33（物流システム事業センター斎藤信也）

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量販店配送センター向け自動倉庫システム
ASRS for GMS Distribution Center

本システムは，配送センターにおいてメーカから納入された商品を出荷するまで一時ストックするとともに，オーダピ
ッキング作業をサポートする設備である。

特長(1) 走行車輪のうち外側の駆動輪２輪をレール接地の固定
輪，内側の従動輪１輪を床面接地の自在キャスタ輪にす

１階入荷エリアで受入れたパレット積み商品にホスト計算ることで，最小旋回半径525mm（台車中心）を実現し機発行のライセンスプレート（バーコード付き）を貼り付けている。扱い物寸法（W）1.2m×（L）1.2mに対し，台ることで，入庫設定無しで入出庫台車から入庫が行える。入

車本体寸法を（W）1.35m×（L）1.35mと極めてコンパ

庫先はライセンスプレートに紐付くデータから決定する。
（例

低温保管品は棚の低層）また，平置品は垂直搬送機を介し２，３階へ直送される。

クトにまとめている。
(2)

走行速度2.67m/s，コンベヤ速度 0.5m/sと従来機から約30％の高速化を図っている。

ホスト計算機から受信したオーダに基づき，スタッカクレ(3)

台車の運行パターンを５種類まで事前登録でき，時間

ーンがパレットを出庫コンベヤに出庫する。有軌道台車は，帯等による物流量の変動に対し，最適な運行パターンを

作業待ちパレットが少ないピッキングコンベヤを搬送先としスイッチの切換えで設定できる。

て引き当て，出庫コンベヤから効率的にパレットを搬送する。
ピッキングされた商品にはSCMラベルが貼付され，下流の仕分け機で方面別，店舗別に仕分けられる。

主要仕様
取扱い物 パレット積み商品
最大1t/パレット
自動倉庫
周辺設備

スタッカクレーン（1t×30mH）

6台

ラック棚数（ビル式）

4860棚

入出庫台車（1階設置）

12台

入庫コンベヤ（2階設置）

6台

出庫コンベヤ（2階設置）

6台

有軌道台車（2階設置）

11台

ピッキングコンベヤ（2階設置）

6台

空パレット段積み機（2階設置）

4台

垂直搬送機（2階→3階）

1台

垂直搬送機（1階←
→2階←
→3階）

1台
（物流システム事業センター

金子

淳）

34

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スポーツ用品仕分けシステム
Sorting System for Sports Goods

主要仕様
ピース仕分け機型

式

住友−クリスプラント

仕分け能力

S-3000-TT650

11076個／時

インダクション SAI型（能力2077個／時）×8台
及びMAI型
シュート

鉄板シュート1台
400本

ケース仕分け機型

式

スライドシュー式

仕分け能力

4000個／時

シュート

減速ベルト付き17本

搬送コンベヤ型

式

ローラーコンベヤ

ベルトコンベヤ

ハンガーコンベヤ系

統

ピース供給ライン

ケース供給ライン

ケース出荷ライン
空箱供給ライン総延特長

空箱排出ライン等

約２km

長

(1)

本センター２階にピース仕分け機を効率良く設置し，400本のシュートを確保している。アルペン400店舗に対して同時仕分け可能としており，バッチ分割を不要とした。
(2)

シュート下には搬出コンベヤを効率良く配置，ループ状とすることにより，出荷待機バッファとしても利用できるようにした。B C R自動読取り及び分岐装置により選別出荷も可能である。
本システムは，スポーツ用品小売り最大手の株式会社アル(3) MAI（Manual Induction）適用により，小物，不安

ペン春日井トランスファーセンターに納入したスポーツ用品
仕分けシステムである。

定品及び薄物なども仕分け可能である。
(4) フレキシブルな運用を考慮して，インダクション部へ

ゴルフボールからスキー板に至るまで，様々なスポーツ用の商品供給はコンベヤのみでなく，フォークリフトによ品の仕分け及び出荷処理が本システムにて行われる。ピース
仕分け用トレイ式仕分け機及びケース仕分け用スライドシュ
ー式仕分け機を中心に，供給コンベヤ，搬出コンベヤ及びハ
ンガー式コンベヤなど附属装置を含めてシステムが構成されている。情報管理及び設備制御のための計算機システムも当社納入範囲となっており，商品供給から出荷に至るまで，バるパレット供給も可能である。
(5)

上部空間を有効に利用してハンガーコンベヤを設置，シュート部に空箱を供給している。
(6)

ケース仕分け機では，小型品からスキー板等２ｍを超える長尺品の自動仕分けも可能である。
(7) 高速，高性能の計算機システムを適用，複数の仕分け

ーコード自動発行貼付けから自動読取り及び情報管理も含め

バッチ処理，各種優先引当て及び出荷停止処理など運用て一貫した処理が行われる。

上有効な機能を最大限具備しており，高速性能を活かし本センターでは，株式会社アルペン直営全国約400店舗に対する商品の仕分け及び出荷処理が行われ，一日の取扱い量て各機能同時処理も可能である。また，計算機及び通信などダウン時の対策を十二分に考慮している。

は出荷数として約１万ケース，ピース仕分け数として約５万
個である。
35

（物流システム事業センター馬場久司）

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CNG式フォークリフト FG35-50PVIII
CNG Fork Lift Truck FG35-50PVIII

本機は， C N Gを燃料とし，排気ガスがクリーンで環境に(5) クリーンな排気ガス及び無臭の排気ガスを実現してい優しいフォークリフトとして開発された3.5-5.0Ｔシリーズのる。特に，ガソリン車比約 20％のCO2低減により地球温内燃式CNGフォークリフトである。

暖化防止に貢献できるとともに，CO（90%），HC（70%），

本機の燃料システムは，カウンタウエイト上に搭載した高圧タンクに燃料である天然ガスを高圧で充填し，それを２段階で減圧したうえでキャブレータに供給するシステムとしたものである。

NOx（30%）の低減で作業環境の改善に役立てることができる。
(6) 圧縮天然ガスという気体燃料のため，冬季でもエンジンの始動性が良い。

主要仕様

(7)

代表機種

22FG35P8

21FG40P8

最大荷重3500kg4000kg

燃料代が安いことから燃料費の節約ができ，維持費の低減に貢献できる。
(8) C N Gタンクは固定式のため， L P G車のようにL P Gタ

走行速度
（無負荷）

18.5km/h

19.0km/h

ンクの乗せ換えが不要である。なお，燃料の補給は充填

上昇速度（全負荷）

515mm/s

515mm/s

機により充填する。

車輛重量

5765kg6260kgエンジン総排気量

4300cc

4300cc

タンク容量

113r

113r

稼動時間／1充填

6.5h

6.0h

（弊社燃費テストパターン）

特

長

(1)

走行及び荷役速度などの基本性能は，ガソリン車と同一である。また，操作性及び安全性などに十分配慮した競争力あるものにしている。
(2) 大小２本のC N Gタンクをカウンタウエイト上に搭載
し、１充填当たりの長時間稼動（6.5ｈ／3.5t）を実現している。
(3) C N G／ガソリン併用式を採用し，ワンタッチ切換え
でガソリンも使用できるようにしたことにより， C N G
タンクが空になっても稼動できる。
(4) 車体後部の２本のC N Gタンクは十分な後方視界が得られるよう配置するとともに，後方ミラーも装備しカウ
ンタウエイトの後方下部の視認性にも配慮している。

（住友ナコ マテリアル ハンドリング株式会社

深田茂利）

36

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No.147 December 2001

論文・報告

福岡高速1号線高架橋の振動実験
Field Vibration Test of Viaducts on Fukuoka Expressway No.1
●鹿

島

主

央*

浅

井

一

Kazuteru KASHIMA

Kazuhiro ASAI

村

井

山

隆

之**

Takashi MURAYAMA

上

高

浩*

宮

崎

正

男*

Masao MIYAZAKI

志**

Takashi INOUE

図1

架設位置と振動実験
Lacation & field vibration test

福岡高速１号線の第110工区（石丸）高架橋と（姪浜〜石丸）高架

The field vibration test of the three viaducts, which were

橋，第108工区（室見川）高架橋は，福岡市西区に位置する連続

the Ishimaru, Meinohama-Ishimaru and Muromigawa viaduct

鋼床版箱桁橋で，2001年10月に供用を開始した。これらの高架橋

on Fukuoka Urban Expressway No.1, was carried out duringには，（1）上下線が近接している並列橋（室見川高架橋は除く），

the erection stage, using a pair of gigantic shakers. The wind-（2）鋼床版のため上部工重量が軽い，（3）最大支間長が概ね 100m，

induced motions of the girders of these viaducts with curved（4）高さ4.5mの遮音壁を設置，といった特徴があるため，風洞実

girders and relatively long spans was observed by means of

験等により耐風安定性の照査を行った。その結果，渦励振やウェ

the wind tunnel experiments or computational wind dynamics

ークギャロッピングが発生することが判明し，それらに対する制

simulation. The dynamic characteristics such as natural

振対策を検討した。本振動実験はこの耐風安定性検討の一環とし

frequencies, vibrational modes, structural damping wereて行ったもので，ほぼ完成状態の実橋を大型起振機により加振しmeasured. The five units of the TMDs were installed to theて，固有振動数，振動モード及び構造減衰を測定した。振動実験

girders of the Meinohama-Ishimaru viaduct to suppress theの結果，姪浜〜石丸高架橋には渦励振対策として，5基のTMDをvortex-excited oscillation, according to the results.

設置した。

1 まえがき2 高架橋の概要(1)(2)

福岡市西部では近年市街地化が著しく，中心地である博対象とした3高架橋（石丸高架橋，姪浜〜石丸高架橋，室多・天神地区への連絡道路には慢性的交通混乱が生じている。

見川高架橋）の一般図を，図2，図3及び図4に示す。なお，

このため，福岡北九州高速道路公社では都心部と西部地域を

石丸高架橋と姪浜〜石丸高架橋の一般図には，振動実験を実結ぶ都市高速道路網の整備を進めており，福岡高速1号線百施した方の桁のみ（石丸高架橋

道〜福重間5.3kmを2001年10月に供用した（図1）。この区間

橋

は，連続橋による高架構造が主体となっている。この内，第下り線桁，姪浜〜石丸高架上り線桁）記載している。

石丸高架橋と姪浜〜石丸高架橋は，福岡市西区下山門付近

110工区（石丸）高架橋と（姪浜〜石丸）高架橋，第108工区に位置する3径間連続鋼床版箱桁橋で，互いに隣接している。

（室見川）高架橋（以後，石丸高架橋，姪浜〜石丸高架橋，この2高架橋には次に挙げる特徴があり，耐風安定性上の不室見川高架橋と称す）の3高架橋については，風による有害安定要因が複合しているため，構造解析，三次元弾性模型を

振動の発生が懸念され，風洞実験や数値流動解析，実橋の振用いた風洞実験を実施し，耐風安定性の照査を行った。その動実験等により耐風安定性の検討が行われた。本報では，こ結果，対策無しの場合には渦励振とギャロッピングによる有の耐風安定性検討を概説し，その一環として実施した振動実害振動が発生することが判明した。特徴を次に示す。

験と制振対策について報告する。

(1) 高架橋が１層式から2層式へ移行する区間にあり，上下線の桁が近接している並列橋である。
(2) 鋼床版のため上部工重量が軽い。

37 ＊鉄構･機器事業本部 ＊＊福岡北九州高速道路公社

福岡高速1号線高架橋の振動実験

住友重機械技報

図2

No.147 December 2001

石丸高架橋

下り線

論文・報告

室見川高架橋図4

Ishimaru viaduct

Muromigawa viaductが懸念され，制振対策の検討を行った。
図3

姪浜〜石丸高架線

上り線

3

Meinohama-Ishimaru viaduct(3) 河川と交差するため橋脚位置が制約され，最大支間長

検討対象の3高架橋の耐風安定性に関する，一連の検討フ
ローを図5に示す。

が概ね100mと比較的長い。
(4) 沿道が住居地域のため，高さ4 . 5ｍの遮音壁を設置している。

耐風安定性検討(1)

石丸高架橋では渦励振，姪浜〜石丸高架橋では渦励振とウェークギャロッピング，室見川高架橋では渦励振が問題となった。

一方，室見川高架橋は，１径間約120mの4径間連続箱桁橋

姪浜〜石丸高架橋のウェークギャロッピングについては，

で，数値流動解析等により耐風安定性の検証を行っている。

発振風速が振動数に比例することから，桁の剛性を増加させその結果，渦励振により許容振幅を越える振動が生じることて振動数を上げ，発振風速を照査風速以上（姪浜〜石丸高架橋

37.4m/s）にする方法を選択した。桁の剛性増加は，壁高欄外側に鋼製型枠として用いた鋼板（厚さ9mm）を固定し，壁高欄と桁本体を合成構造とすることで行った。この方法は，種々の方法を検討した結果，工程上実施可能な方法として採用され，振動実験に先立って施工した。振動実験では，制振対象モードである鉛直曲げ1次振動の固有振動数が目標
振動数（上り線卓越モード

0.705Hz，下り線卓越モード＿

0.657Hz）以上なっていることを確認することとした。
一方，渦励振については，3高架橋とも，初通過破壊及び疲労破壊に至る振幅まで振動が発達しないような必要減衰を求め，振動実験で計測される実橋の構造減衰と必要減衰との大小関係で制振対策の必要性を判定するようにした。即ち，実橋の構造減衰が必要減衰よりも小さい場合は制振対策を実施し，逆の場合には制振対策は不要となる。また，渦励振に対して制振対策が必要となった時には，同調質量減衰器（TMD
Tuned Mass Damper）を桁に設置することで桁の振動を制御する方針とした。

4振動実験

4.1 振動実験方法
図5

耐風安定性検討
Procedure for wind-resistant design of viaducts

実験では，常時微動実験，定常加振実験及び自由減衰実験を併用して，固有振動数，振動モード及び構造減衰を計測した。
福岡高速1号線高架橋の振動実験

38

住友重機械技報

No.147 December 2001

論文・報告

図7

石丸高架橋

定常加振実験結果

Resonane and phase curves obtained from the forced vibration test

振振動数の範囲内で加振可能な振動モードの内，耐風安定性
検討上重要な振動モードを選定した。
図6

振動モード形状

5

振動実験結果(1)(2)

Measured mode shapes

各高架橋について，振動実験結果の固有振動数，構造減衰
なお，工期の都合で石丸高架橋と姪浜〜石丸高架橋では，及び最大振幅を 表1に示す。また， 図7に代表的な共振曲線

舗装，一部の壁高欄，遮音壁等の施工前で，架設足場も完全と位相曲線として，石丸高架橋の計測結果を示す。

に撤去されていない状態で実験を行った。また，室見川高架

5.1

橋でも，舗装，遮音壁等の施工がまだ行われていない状態で実験を実施した。
4.1.1

常時微動実験

定常加振実験に先立って常時微動実験を実施した。風や交通振動等の要因により発生する微小不規則振動（常時微動）を測定し，時系列データをスペクトル解析することによって，各振動モードの固有振動数を推定する。
4.1.2

定常加振実験

定常加振実験では，起振機によって橋体を一定振動数で加固有振動数

3高架橋とも，実測値と解析値はほぼ一致した。解析値は実測値に対して，石丸高架橋では+5〜+6％，姪浜〜石丸高
架橋では−2〜−7％，室見川高架橋では−4〜−7％の差を示した。
5.2 振動モード形状
桁振動モード形状の実測値と解析値の整合は，3高架橋とも良好であった。実測値の代表的なものとして，石丸高架橋の場合を図6に示す。同図では実測値と解析値を重ねてプロットしている。

振して，目的とするモードで振動を発生させる。加振振動数

5.3 構造減衰を順次変化させていくことにより共振曲線を求める。振動モ

5.3.1

ードは，共振点における各点の振幅比から求める。
4.1.3

自由減衰実験

石丸高架橋

表1 に示すように，対数減衰率で鉛直曲げ1次モードが0.024，同2次モードが 0.020であった。既往のデータ (3)と比較

定常加振実験で求められた共振点において，定常加振状態

すると小さい値を示している。実験時には架設足場が完全にから起振機を急停止させ，以後の自由減衰波形から対数減衰

撤去されていなかったことを考慮すると，橋梁本体の構造減率を算出する。

衰は上記の値以下になることが予想される。なお，計測デー

4.2

タには振幅依存性を示すものもあった。

加振・計測方法

高架橋の加振には，独立行政法人土木研究所所有の大型同

5.3.2

姪浜〜石丸高架橋

期式起振機を用いた（図1）。加振位置は加振効率を考慮し対数減衰率で鉛直曲げ１次モードが0.030，同2次モードがて，石丸高架橋では下り線の第2径間（ 1P389〜1P390）中央

0.061であった。石丸高架橋の場合と同様に，架設足場の存のG1，Ｇ2桁上で，姪浜〜石丸高架橋では上り線の第2径間在を考慮すると，橋梁本体の構造減衰は上記の値以下になる（1P386〜1P387）中央のＧ1，Ｇ2桁上である。室見川高架橋

ことが予想される。鉛直曲げ1次モードの構造減衰は，既往では，第4径間（1P349〜1P350）中央のＧ2桁上である。

のデータ (3)より小さい値を示している。姪浜〜石丸高架橋で計測項目は，桁加速度，支承変位，風向風速及び桁温度である。桁加速度の測定にはサーボ型加速度計，支承変位にはレーザ変位計又は歪ゲージ式変位計を用いた。
4.3 対象振動モード
計測対象モードは，3高架橋とも鉛直曲げ1次モードと同2
次モードの各2モードである（ 図6）。これらは，起振機の加39も振幅依存性が観測された。
5.3.3

室見川高架橋

対数減衰率で鉛直曲げ１次モードが0.053，同2次モードが0.064であった。鉛直曲げ１次モード，同2次モードとも，既往のデータ (3)と同程度の値であった。室見川高架橋でも，計測データには振幅依存性が見られた。
福岡高速1号線高架橋の振動実験

住友重機械技報

上
・
下
線

丸

振
動
モ
ー
ド

固有振動数 f (Hz) (1)
実測値
定常加振

常時微動

対数減衰率
δ

計算値

平均振幅 (2)

1.058

1.074

1.108

（1.00）（1.02）（1.05）

1.711

1.729

1.820

（1.00）（1.01）（1.06）

0.869

0.869

0.812

（1.00）（1.00）（0.93）

姪
浜
〜
石
丸

鉛直曲
上 げ１次
り
線 鉛直曲
げ２次

1.183

1.231

1.157

（1.00）（1.04）（0.98）

上
下
線
一
体

鉛直曲
げ１次

0.745

0.781

0.691

室
見
川

（1.00）（1.05）（0.93）

鉛直曲
げ２次

0.880

0.940

0.841

（1.00）（1.07）（0.96）(1)(2)

III測線用
II測線用
振動数 0.71Hz±15％ 振動数 0.70Hz±15％
減衰率 10.4％±30％
減衰率 11.9％±30％
マス最大振幅 ±297mm マス最大振幅 ±144mm
始動加速度 30cm/s2以下
マス重量 約1300kg（±100kg振動数調整補助）
マス位置 1800mm（移動距離＋400，−300mm)
ばね位置 800mm
オイルダンバ位置 450mm〜850mm
塗装仕様 指定塗装

Summary of test result

鉛直曲
下 げ１次
り
線 鉛直曲
げ２次

石

論文・報告

実験結果

表1
高
架
橋

No.147 December 2001

最大振幅
(mm)

0.024

47

0.020

23

0.030

28

0.061

13

0.053

29

0.064

20

固有振動数欄の（ ）内数値は，実測値（定常加振）との比率を示す。
振幅全域における平均対数減衰率を示す。

6 制振対策

TMDの概要

図8

TMD

7 むすび

振動実験及び風洞実験等の結果を検討し，3高架橋の制振本報では，福岡高速1号線の3高架橋に関する耐風安定性検対策を以下のように決定した。

討を概説し，その一環として行った振動実験とその結果実施

6.1

した制振対策について記述した。

石丸高架橋

振動実験で計測された構造減衰（δ0＝0.024）が必要減衰

なお，今回の検討は，高架橋建設の厳しい工程上の制約下（δreq＝0.048）より小さいので，下り線に発生する鉛直曲で行ったものである。もし，桁本体の設計変更等が許される

げ1次モードの渦励振に制振対策の必要性が増した。しかし，工程的な余裕があったとしたら，今回とは別の方法で対処で架設地点での風観測より，渦励振が発生する20m/s程度の風きた可能性もある。今後は，耐風安定性検討を工程のより上

速で風の乱れ強度 I uが少なくとも1 0％以上は見込めること

流側で実施することが望まれる。

がわかった。そして，この風の乱れによる振幅低減効果によ(1)って渦励振が消失することが風洞実験により確認され，制振耐風安定性検討
耐風安定性検討の結果，石丸高架橋では渦励振，姪浜

対策は不要であると判断した。

〜石丸高架橋では渦励振とウェークギャロッピング，室6.2 姪浜〜石丸高架橋 (1)

見川高架橋では渦励振が問題になっていた。

実橋の固有振動数（完成時，上り線

fn＝0.715Hz，下り線

fn＝0.740Hz）が目標振動数（完成時，上り線
下り線

(2)

f＝0.705Hz，

振動実験
振動実験では，常時微動実験，定常加振実験及び自由

f＝0.657Hz）を上回り，ウェークギャロッピングの減衰実験を併用して，固有振動数，振動モード及び構造

発振風速が照査風速より十分高いことが確認できた。よって，減衰を計測した。

壁高欄の剛性向上が十分有効であることがわかった。なお，

振動実験の結果，固有振動数と振動モードの実測値と上記の完成時の固有振動数は，架設時に行われた振動実験の解析値は概ね一致した。また，石丸高架橋の鉛直曲げ1

結果を考慮した固有値解析より求めた値である。

次と同2次及び姪浜〜石丸高架橋の鉛直曲げ1次の構造減

一方，上下線で発生する鉛直曲げ１次モードの渦励振については，振動実験で計測された構造減衰（上り線下り線δ 0＝0.03，

衰は，既往のデータより小さい値を示した。
(3) 制振対策

上り線と同じδ 0＝0.03と想定）が必要減衰（上り線δreq＝0.051，下り線

振動実験及び風洞実験の結果等を考慮し，姪浜〜石丸δ req＝0.069）を下回っているので，制高架橋の渦励振対策として，桁にTMDを設置した。

振対策を行うことになった。制振対策としては，不足分の減

最後に，本検討を行うに当たり，終始適切な指導を頂いた衰を付加するため，T M Dを5基（上り線 2基，下り線 3基）

九州工業大学工学部の久保喜延教授，独立行政法人土木研究

桁に設置することとした。TMDを5基に分割したのは，Ｇ1，所の佐藤弘史グループ長に対し，深く感謝の意を表する。

Ｇ2桁間に設置するためである。設置されたTMDを，図8に（参考文献）

示す。なお，姪浜〜石丸高架橋の風洞実験では，風の乱れに(1)

村山隆之，井上高志．都市高速道路高架橋の加振実験による渦励振の振幅低減効果の存在は認められなかった。

よる耐風安定性検討．第52回管内技術研究発表会論文集，

6.3

国土交通省九州地方整備局監修，pp. I-109〜114，2001．

室見川高架橋振動実験で計測された構造減衰（鉛直曲げ1次δ 0＝0.053，

鉛直曲げ2次 δ0＝0.064）が，必要減衰（鉛直曲げ1次
0.048, 鉛直曲げ2次δreq ＝

δ req ＝0.029）以上の値なので，検討対象のたわみ1次モードと同2次モードの渦励振についての制振対策は不要であると判断した。

(2)

村山隆之，古賀淳典，井上高志，宮崎正男，鹿島主央．
高架橋の振動特性―福岡高速1号線高架橋における振動実験―．土木学会第 5 6回年次学術講演会講演概要集，pp. I-290〜291，2001．
(3) （社）日本道路協会．道路橋耐風設計便覧．丸善株式会
社，1991．
福岡高速1号線高架橋の振動実験

40

住友重機械技報

No.147 December 2001

論文・報告

横浜新港橋梁のリニューアル
Retrofitting of Shinko Bridge in Yokohama
●荒

居

祐

基*

Masaki ARAI

澤

田

陽

平

田

鋼

三*

Kōzō HIRATA介*

Yō suke SAWADA

図1

新港橋梁
Shinko Bridge

新港橋梁は，約100年前に横浜港に建設された歴史的価値ある
鉄道トラス橋である。
本報では新港橋梁の改修工事で施工したいくつかの技術的特色を記述し，当社の橋梁リニューアル技術を紹介する。
(1) 改修に先立ち実施した詳細な調査・試験(2)

ウォータジェットを利用した旧塗膜の剥離工法(3)

土中の障害物除去を容易にする小型の杭打ち工法（BG工法）

Shinko Bridge is an invaluable truss bridge, constructed
about a hundred years ago in Yokohama. This report shows
retrofitting technologies of SHI, including following brief description of Shinko Bridge retrofit project.
1)Detail investigations and several material tests before
repair.
2)New surface preparation device for recoating processes,
using Water-jet system.
3) Compact pile driving method which can remove obstacles
in ground. (BG method)

1

まえがき

新港橋梁は横浜市の新港埠頭と横浜税関前を結ぶ横浜臨港

本橋の設計は大蔵省臨時建築部によるもので，竣工後に実際の鉄道車輌を使用して走行試験を実施しているなど，当時の厳格さが記録(1)に残されている。

線（1986年に廃線）の鉄道橋で，記録(1)によれば1912年に当工事の概要は，15年前に廃線となり橋体の傷みの激しい鉄社の前身である浦賀船渠株式会社によって製作された歴史的道橋を改修によってその歴史的資産を活かしながら，新しいな建造物である。当社は2001年２月，横浜市港湾局より本橋みなと街の歩道橋として再生させることである。改修工事はの改修工事を受注し，同年８月に無事工事を完了させた(図海上起重機船によって一括撤去した橋体を当社横須賀製造所

1)。本工事は横浜市が展開するみなとみらい2 1新港地区のへ搬送し，品質管理の整った工場内にて綿密な作業を実施し再開発事業の一環として実施されたものである。

た。

本報告は90年前に製作された国産初期の歴史的価値ある鉄道橋を，新しい都市の遊歩道として再生するために施工した橋梁リニューアル技術について報告するものである。

2

工事概要

3

上部工改修

3.1 調査本橋の上部工は1980年に鋼桁の一部補修と塗替え塗装が実施されたのを最後に，その後補修等の維持管理が行われてい新港橋梁の構造概要を，次に示す。

なかったため，部材の腐食状況は著しいものであった。この

構造形式

ポニー型ワーレントラス橋

ため改修作業の実施に先立ち，部材の腐食状況の調査を綿密に実施した。その結果の概要を，次に示す。

支 間 長

30.5ｍ

幅

員

4.72ｍ(主構中心間隔)

鋼

重

約70ｔ

41 ＊鉄構･機器事業本部(1) 溝形鋼の上下フランジ部をレーシングバーで連結した
π形断面の下弦材は，溝形鋼のウェブ，下フランジの腐
横浜新港橋梁のリニューアル

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No.147 December 2001

論文・報告

表1

分析資料

化学分析結果Chemical analysis of materials
化

学

分

析

値

単位(％)

C

Si

Mn

P

S

Cu

Ni

Cr

Mo

V

下フランジ

0.23

0.01

0.48

0.007

0.039

0.01

0.01

0.01

<0.01

<0.01

端横桁仕口

0.16

0.01

0.44

0.034

0.031

0.24

0.05

0.02

<0.01

<0.01

横桁仕口ウェブ

0.17

0.01

0.41

0.005

0.029

0.01

0.01

0.01

<0.01

<0.01

下弦材上フランジ

0.26

0.01

0.41

0.006

0.031

0.01

0.01

0.01

<0.01

<0.01

弦材タイプレート

0.25

0.01

0.48

0.022

0.037

0.01

0.01

0.01

<0.01

<0.01

SS400
（参考）

0.15

0.15

0.65

0.016

0.008

−

−

−

−

−

ガセットプレートの腐食状況

図2

Corrosion of gusset plate

食，孔食が激しく，レーシングバーに関しても同様であった。
(2) 下弦材と横構の格点ガセットプレートで前回の補修時に交換されたもの以外は腐食，孔食が激しかった(図2)。
弦材と斜材のガセットプレートについては若干の腐食が見られた。
(3) I形鋼の縦桁は下フランジとウェブの交差部において若干の腐食が見られた。
(4) プレートと山形鋼でビルトアップした横桁は，縦桁と同様に下フランジの山形鋼において若干の腐食が見られた。特に，端部の横桁において腐食，孔食が激しかった。
3.2

図3

下弦材の補修要領
Repair of chord section

材料試験

本橋に使用された鋼材は100年近く前に製鋼されたものであるが，当時の鋼材に関する資料が存在しないため，改修作業に先立ち鋼材の化学成分分析と機械試験を実施して材料特性を調査した。
3.2.1

化学成分分析

JIS G 1201に従って，C，Si，Mn等の10元素について化学
成分の分析を行った。その結果を 表1に示す。表には，参考値としてSS400材(JIS G 3101)の分析結果についても併記する。
分析の結果，使用されている鋼材はSS400材とほぼ同程度の炭素(C)やマンガン(Mn)量であり，JIS G 3101の規定である燐
(P)と硫黄(S)の量も0.05％以下であることがわかった。
3.2.2

図4

機械試験

鋼材の機械試験を，JIS Z 2241に従って実施した。その結果を，次に示す。（カッコ内はJIS G 3101）

3.3.1

下弦材の補修状況
Repair of chord members

改修場所

改修作業は橋体を一括撤去し，改修ヤードへ搬送した後に降伏点又は耐力

274 N/mm 2（245 N/mm 2以上）

引張り強さ

457 N/mm 2（400〜510 N/mm 2）

作業ヤード及び近隣工場が候補とされたが，周辺環境へ与え伸び

39 ％（17％以上）

る粉塵，騒音等の問題，作業設備の有無，十分な品質管理の化学成分分析及び機械試験の結果から，本橋の鋼材は現行実施する計画であった。改修ヤードとしては架橋地点近傍の実施などの理由から，架橋地点に近い当社横須賀製造所を改のSS400材のJIS G 3101規格を満足すること，及び化学試験修場所として選定した。

結果より求めた溶接割れ感受性組成PCM (2)が0.19〜0.28程度と

3.3.2

改修方針

なり，板厚10mmの鋼板の溶接割れ感受性は概ね良好である

前述の腐食状態により，孔食等の腐食の激しい箇所についことが判明した。このため補強材にはSS400材を使用し，部ては部材全体の新規取換えが必要であったが，本橋の特徴で材補修及び接合には通常の溶接材料を使用することとした。

あるリベット打設工程を考慮し，改修方針を次のように決定

3.3

した。

改修方法

改修においては本橋の歴史的意味合いから極力旧部材を再(1) 下弦材でウェブに孔食のある箇所は，溝形鋼の一部を使用し，構造的な特徴であるリベット連結で部材を再現する

切断撤去し，新規部材を突合せ溶接にて取り付ける(図ことを基本とした。

3，図4)。また溝形鋼を連結しているレージングバーは
横浜新港橋梁のリニューアル

42

住友重機械技報

No.147 December 2001

全て新規部材とし，リベットにて再現する。
(2)

端部横桁で孔食等の腐食の激しいの部材は，( 1 )と同

論文・報告目的で付着力試験を実施した。試験項目はアドヒージョンテ
スト（引張り試験）とし，ウォータジェットとサンドブラス

様に切断撤去し，新規部材を突合せ溶接にて取り付ける。

トの２種類のブラストを行った試験鋼板に有機ジンクリッチ

なお山形鋼とウェブプレートの連結はリベット構造からペイントを塗装してその付着性を比較した。試験の結果，ウ溶接構造に変更する。
(3) 下横構と下弦材との格点のガセットは，ほぼ全量新規部材とし，リベット連結にて再現する(図5)。
(4) 横桁，縦桁等で鋼材に腐食のある部分については，溶接による補修を実施する。

ォータジェット法では平均4.1MPa，サンドブラスト法では平均3.9Mpaの引張強さとなり，両者の付着力に差違が無い
ことが判明した。このため，ウォータジェットによる素地調
整は実用性に問題ないと判断した。
3.4.3 塗装系

なお本橋はリベット橋であるが，橋梁におけるリベットの本橋の塗装はa-1系(3)で一度塗替えが行われていたが，現状使用が1970年頃を最後にほとんど無くなっており，改修に際の腐食状態から十分な防錆効果が発揮できていないと判断ししてはリベットを打つ道具と職人の確保に苦慮をした。

た。そこで今回の改修工事では，防食性能の向上と今後のメ

3.4

ンテナンスコストの低減を目的として，耐候性，耐水性に優

塗装

塗膜は環境中に暴露されると徐々に劣化し，防錆性能や着れるc-3系（ふっ素樹脂塗装） (3)を採用した。下地塗料につい色性能が低下してゆくため，性能低下前に同一塗装系にて塗ては，より密着性の高い有機系のジンクリッチペイントを使替えを行うことが理想的である。しかし本橋のように激しい用した。

腐食がある状況では，塗装便覧(3)に示される塗替え塗装系で3.5 現地工事

は性能維持が期待できないことが懸念された。そこで本工事

3.5.1

では旧塗膜を全て剥離し，新規に重防食塗装を行う仕様を採
用した。
3.4.1

撤去・架設工法

橋体の撤去・架設は当初陸上からの160t吊りトラッククレーン（ＴＣ）２台による相吊りで計画していたが，この工法

ウォータジェットによる塗膜除去

塗膜の除去方法としては，サンド等によるブラスト法が効では隣接する道路を全面通行止めにする規制が必要となることから，周辺地域への影響を極力小さくするために海上から果的で実績も多いが，サンド等の粉塵に対する周辺汚染防止の撤去・架設に工法を変更した。撤去・架設に使用する起重が容易ではなく，養生設備が大がかりとなる問題があった。

機船は250t吊りフローティングクレーン（ＦＣ）とし，河口

そこで本工事ではウォータジェットによるブラスト法を採用

付近の狭隘な港湾形状と付近に停泊する艀等船舶への影響をし，旧塗膜の除去を行った(図6)。高圧の水噴流を利用した考慮して，施工性に優れる全旋回式ＦＣを採用した。

ウォータジェットは，近年鉄筋コンクリートのはつり施工で

3.5.2

吊り具計画

注目を浴びている工法であるが，橋梁等の塗膜除去に国内で当初は吊り点を下弦材の沓位置に設け，TC２台の相吊り採用された例は少ない。本手法は環境問題に厳しい米国におで橋体を一括吊上げする計画であった。この吊点位置は橋体

いて，ドックヤードにおける船舶の塗替えや鋼構造物のヤーに最も影響の少ない位置であったが，吊上げ重機をFCに変ド塗替えに用いられているもので，本工事においても特に養更したこと，及び沓周りの空間的制約と添架物の存在から吊生設備を設けず，僅かな水量で効率のよい塗装剥離が可能とり点を下弦材から上弦材の格点位置に変更せざるを得なかっなった。

た。吊点を上弦材とすることで，橋体の強度に影響の無いこ

3.4.2

塗装の付着性試験

前述の通り旧塗装の剥離除去に新しいウォータジェット法を採用するため，剥離面に対する塗膜の付着性能を確認する

図5

43

ガセットプレートの補修状況
Repair of gusset plateとを予め構造解析を行って確認した。
3.5.3

撤去・架設

一括撤去・架設はともに１日の作業であった。海上保安庁

図6

ウォータジェットによる塗装剥離
Coating removal with water-jet system

横浜新港橋梁のリニューアル

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論文・報告

及び警察署等の関係各署との協議を十分に行い，次に示す規(4) 海に面するため場所打ち杭の施工は採用できない。

制を実施して作業を行った(図7)。

(5) 全体工程が非常に厳しく工程短縮が必要である。

(1) 艀その他船舶の新港橋航路の一時閉鎖。
(2) 歩行者通路の一部迂回。
(3) 警戒船２隻を海上に配備し，路上には交通整理員を配
備。

4

下部工改修

4.1

施工検討

以上のことから，大型重機が必要な中掘り工法に代わる鋼管杭打設工法として，次に示す５案の比較検討を行った。
第１案

中掘り工法（スペース21工法）

第２案

ＣＤ工法①（φ1500mmケーシング先行掘り）

第３案

ＣＤ工法②（φ1200mm中掘り）

第４案

アースオーガー工法（アポロン式）

第５案

ＢＧ工法

本橋の設計は明治時代に行われたものであり，現行の耐震以上の５案について比較検討した結果，第１案については設計基準を満足しないことから，鋼管杭の打設と橋台増設の掘削能力が小さいこと，第２，第３案については支障物が確

下部工改修を実施した。下部工の杭基礎はφ1 2 0 0 m m，Ｌ

認された場合に施工できないこと，第４案については施工費= 8 . 0 mの鋼管杭を中掘り工法にて施工する計画であったが，が嵩むことの理由から，最終的に第５案のＢＧ工法を採用し次に示す現地制約条件から，施工が極めて困難であることが鋼管杭の打設を行うこととした(図8)。

判明した。

4.2

(1) 橋台背面はレンガ積みであり大型重機の設置が困難で
ある。

現地施工

ＢＧ工法で使用するＢＧ掘削機は通常の中掘工法で使用する３点式の重機に比べて小型であり，本来土中の障害物除去(2) 橋台の設計図が現存せず地中の状況が不明である。

の施工に使用するものであるため，支障物があった場合に杭(3)先端に取り付けたビットにより支障物を切削しながら杭を圧

歩道及び車道の確保は絶対条件である。

入して行くことができる機械である。
事前のボーリングデータでは地中の支障物は確認できなかったが，杭施工位置での試験掘では土中に厚さ800mmにもなるコンクリート盤などの支障物が確認された。このため他工法では結果的には施工困難であり，ＢＧ工法の効果を十分に発揮することができた。
施工に要した日数は，土中の支障物が多かったため作業進捗は極めて悪い状況であったが，支障物の規模から判断すると順調であったと考える。

5 むすび
みなとヨコハマに残る歴史的資産である新港橋梁をリニューアルさせる改修工事について詳述した。
(1) 使用鋼材の材料試験や塗膜の付着性試験，腐食状況の
詳細調査など改修作業に先立ち綿密な調査を実施した。
図7

撤去作業
Removal work of truss bridge(2) 旧塗膜の剥離にウォータジェット工法を採用した。
(3)

下部工改修で鋼管杭の打設にＢＧ工法を採用し，小型で支障物除去が容易に行うことができた。
当社では橋梁の新設工事だけでなく，今後も増加が予想される新港橋梁のような貴重な社会資本の維持・再生にも貢献していきたいと考えている。
最後に，本報告に当たり終始適切な指導を頂いた横浜市港湾局の関係者に感謝の意を表する。
（参考文献）(1) 大蔵大臣官房臨時建築課．横濱税関新港設備概要．1915．
(2) （社）
日本道路協会．道路橋示方書・同解説II．1996．
(3) （社）日本道路協会．鋼道路橋塗装便覧．1990．

図8BG工法による鋼管杭打込み
Pile driving method (BG method)

横浜新港橋梁のリニューアル

44

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論文・報告

宮谷橋の拡幅工事
Widening Construction of Miyatanibashi Bridge
●津

田

聖

郎*

Seiro TSUDA

室

塚

直

人*

Naohito MUROZUKA

図1

宮谷橋
Miyatanibashi Bridge

中央自動車道富士吉田線は今から25年前に建設されたが，当初

anticipation far, and the congestion of traffic has been occurringの予想をはるかに上回る交通量となっており，交通渋滞が多発し

frequently. According to such a situation, the widening con-ている。

struction of the lane is executed from two lanes to three lanes,

このような状況を踏まえ，交通容量の増大を目的とした２車線

aiming at increase of traffic capacity. The same kinds ofから３車線への車線の拡幅工事が行われている。今後，交通量のwidening construction are expected to be executed more often,

増加に伴い同種の拡幅工事が行われることが多くなると思われる。

because of the increase in traffic from now on. This paper

本工事では，宮谷橋と強瀬橋の拡幅工事を行った。

describes the widening construction, performed to the Miyatani-

拡幅方法は，トラス橋，鈑桁橋とも同様であり，まず，既設橋

bashi Bridge (truss bridge) and Kowasebashi Bridge (plate girderの床版端部を切断する。次に，主桁を新設し，新設した桁上に床

bridge). The widening construction method of truss bridge and版を施工する。そして，既設桁と新設桁とを連結する。最後に，plate girder bridge are the same. First step, the floor slab end of

既設床版と新設桁の上に施工した床版との間を施工し拡幅完了とan existing bridge is cut. Second step, the extension main girderなる。

is constructed, and then the floor slab is constructed on the

今回の拡幅工事について，留意した点及び今後の課題について報告する。

extension main girder. Third step, the existinggirder andextension main girder are connected. Finally the existing slab
and the constructed floor slab are connected. This paper also

After the Tyuo-jidousyado freeway (Fuji-yoshida Line) wasconstructed 25 years ago, the traffic has exceeded the original

1

まえがき

中央自動車道富士吉田線は今から2 5年前に建設されたが，describes the regarded points about future subjects concernedwith the widening construction.

として行われている。
当社は，宮谷橋及び強瀬橋の車線拡幅工事を行った。なかでも宮谷橋はトラス橋であり，トラス橋の拡幅工事は当社初

その後の日本経済の急成長に伴い予想をはるかに上回る交通であった。本拡幅工事を通し，床版撤去，トラス桁連結及び量の増加をみせている。現在では当初設定した交通容量の上床版連結といった重要な技術を獲得することができたので，限を超え，容量の少ない箇所がネックとなり，ここを先頭と宮谷橋を中心に工事内容及び特に留意した点について報告し，した交通渋滞が常態的に発生している。このため，高速性，同時に今後の課題について述べる。

定時制及び快適性という高速道路に求められる本来の機能を十分に果たし得なくなってきている。
このような状況を踏まえ，交通容量の増大を目的とした２車線から３車線への車線の拡幅工事が，上野原インタチェン
ジから大月ジャンクションまでの区間（約2 0 . 7 k m）を対象
45 ＊鉄構･機器事業本部

2

工事概要

本工事で拡幅を行った橋梁は，宮谷橋と強瀬橋の上下線計４橋である。各橋の橋梁形式を，次に示す。
(1) 宮谷橋(上り線) 単純合成鈑桁橋＋3径間連続トラス橋
宮谷橋の拡幅工事

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論文・報告

般走行車輌に不安を与えないこと及び作業員の安全確保のために，全ての橋の全長にわたって仮設防護柵（h＝3m）の設置を行った。

3 施工の特徴
図2

宮谷橋・強瀬橋

一般図

拡幅方法は，トラス橋及び鈑桁橋とも同様であり，まず，

General view Miyatanibashi Bridge and Kowasebashi Bridge

既設橋の床版端部を切断する。次に主構（主桁）を新設し，(2) 宮谷橋(下り線)

３径間連続トラス橋

新設した桁上に床版（１次床版）を施工する。そして，新設(3)

単純合成鈑桁橋

桁のキャンバダウン後，既設桁と新設桁とを連結する。最後

強瀬橋(上り線)(4) 強瀬橋(下り線)

３径間連続鈑桁橋

に，既設床版と１次床版の間（２次床版）を施工し拡幅完了（宮谷橋（下り線）の全景を図1に，橋長，支間長及びとなる（図3，図4）。

拡幅前後の有効幅員等の寸法を図2に示す）

3.1

いずれも，現状片側２車線である走行帯を３車線に拡幅す

既設床版撤去3.1.1

る工事である。拡幅方法は，全橋とも既設桁に隣接して２主切断位置の決定

床版撤去に際し，まず床版切断位置（橋軸方向及び橋軸直桁を架設し，架設桁上の床版と既設の床版を連結するという角方向とも）の決定を行う。橋軸方向の切断位置は，大きく方法である。なお，工事に先立ち，作業を行うことにより一分けると下記の３つの条件を考慮して決定する必要がある。

図3

鈑桁の拡幅ステップ
Step chatr for widening construction of plate girder bridge

図4

トラス桁の拡幅ステップ
Step chatr for widening construction of truss bridge

宮谷橋の拡幅工事

46

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No.147 December 2001

論文・報告

図5

(1)

キャンバダウン宮谷橋（下り線）の架設要領
General view of erection Miyatanibashi Bridge(Down line)

１次床版と２次床版の打継ぎ目位置

い。このため，壁高欄撤去用の特殊な門型クレーンを使用し打継ぎ目を主桁の直上とすると，打継ぎ目にクラックて撤去を行った。

が発生した場合，そこから浸透した水がフランジ上に滞水して鋼材を腐食させる可能性がある。
(2) 走行幅員と作業幅の確保
本線の走行性能に大きな影響を与えないように供用部分の幅員を確保する必要があるが，床版撤去作業のための必要幅も確保しなければならない。
(3) ２次床版幅の確保

なお，トラス橋には側縦桁及びブラケットが設置されているため，床版切断に先立ちこれらの切断を行い，床版と同時に撤去した。
3.2

架設

架設は，宮谷橋（下り線）以外については，トラッククレ
ーン又はクローラクレーンを使用したクレーン・ベント工法
により行った。宮谷橋（下り線）の架橋箇所は，斜面であり中央道の拡幅工事用に作られた設計・施工指針による重機の据付け箇所が限られる上，桁下への進入路幅も狭く曲と，鉄筋の重ね継手長は，鉄筋径の35倍以上と規定されがっているため大型の重機を進入させることが不可能であっている。また，鉄筋の延長を機械継手及びエンクローズ

た。このため，P2〜A2間については仮桟橋を設置し，この溶接により行うため，その施工のための余長と鉄筋の重上に据え付けた 5 5 tクローラクレーンにより架設を行った。

ね継手長とを合わせると，２次床版幅は1000mm程度確

ただし，全てを仮桟橋＋クローラクレーンによる架設とする保する必要がある。
更に，施工のことを考えると，２次床版幅はできるだ
け一定の幅としたい。
宮谷橋は，曲線半径がやや小さい道路線形部に当たり，床版は曲線形状であるが鋼桁部は折れ桁という構造である。このため，桁中心と床版端部との距離が場所ごとに異なり，切と，仮桟橋の設置・撤去費，維持費及び設置場所の借地に要する費用等により工事費が非常に高額となる。このため，
A1〜P2間については，桁下に大きな重機を進入させる必要のないトラベラークレーン・ベント工法を採用した。図5に，架設要領を示す。
なお，今回は拡幅工事で作業帯が狭く，トラベラクレーン

断位置の決定が難航した。最終的には，上下線とも切断位置が旋回するとカウンタウエイト部又は吊荷が，供用中の本線の決定方法を２種類設定し，上記の問題点をクリアするよう上へ出てしまうためクレーンをほとんど旋回させずに荷取りに橋軸方向に範囲分けを行い切断位置を決定した。

及び架設を行う必要があった。このため，本工事においては，

橋軸直角方向の切断位置については，撤去に使用するクレ

トラベラクレーンの脚部を改造して高くし，架設部材をトラーンの能力及び据付け位置をもとに決定した。

ベラクレーンの下を通過させ，クレーンの前方で荷取りを行

3.1.2

い架設を行った（図5）。

施工方法

床版の切断は，まず，橋軸直角方向の切断を先行して行う。

架設後のトラス桁は縦長の形状であるため不安定であった。

次に撤去ブロックへの玉掛けを行う。その後，橋軸方向の切このため，風及び地震荷重が作用した場合に対する安全対策

断を行って切り離し，そのままクレーンにより吊り上げて撤として，支点及び中間格点に仮連結部を設け転倒を防止した。

去を行う。切断機械は，橋軸方向はコンクリートカッタを使

なお，仮連結部の孔は１次床版打設前後のたわみ差が最大用した。橋軸直角方向については作業帯の制限によりコンクで約40mmあること，及び既設桁には走行荷重によるたわみ

リートカッタでの施工が難しいため，ワイヤーソーを使用しも発生することから，余裕を見込み約80mmの長孔とし，たた。撤去は，宮谷橋（下り線）の一部を除き，既設橋の横にわみ差を吸収した。

据え付けたトラッククレーン及びクローラクレーンにより行

3.3

1次床版施工った。宮谷橋（下り線）のA1橋台から約110mの範囲は，桁１次床版の施工は，新設桁の形状管理を行い易くすること

下が急峻で既設橋の横にクレーンを据え付けることができなと桁に大きな内部応力を残さないようにすることから，桁連

47

宮谷橋の拡幅工事

住友重機械技報

No.147 December 2001

結の前に行った。
施工については，通常の床版と同様に行った。なお，既設

論文・報告
いて溶接施工試験を行い，溶接部の品質に問題がないことを確認した上で施工を行った。

床版側の鉄筋と連結を行う鉄筋を，重ね継手長を確保して配3.5 2次床版

筋すると，打止め型枠から突出させる必要があり，打止め型

3.5.1

配筋

枠の組立が非常に煩雑となる。このため，１次床版側の鉄筋２次床版部で新設床版と既設床版の鉄筋を連結する（図6）に機械継手を設けることとした（図6）。これにより，打止が，既設床版の鉄筋は床版撤去時に切断されている。このた

型枠にカプラを密着させておけば，脱型後，カプラを圧着しめ，重ね継手長を確保するために鉄筋を延長する必要がある。

た鉄筋を所定のトルク値（160Ｎ･ｍ程度）により締め込むこ

本工事では，エンクローズ溶接により鉄筋の延長を行った。

とで，容易に鉄筋の延長を行うことができる。

溶接部は，全数の外観検査と10％抜取りの超音波探傷検査を

また，２次床版との打継ぎ目となる面については，コンクリートの付着性を向上させるために型枠に硬化遅延剤を塗布行い，品質に問題がないことを確認した。
新設床版側は，第３章第３項の１次床版施工に記したようしておき，コンクリートを打設した翌日に脱型し，目あらしに機械継手により延長し，重ね継手長が確保されていることを行った。

を確認しながら，配筋を行った。

3.4

3.5.2 コンクリート打設

新設桁と既設桁との連結

既設桁と新設桁との連結部は，新設桁のキャンバダウン後に行った。

２次床版の片側は既設床版であり，直接，打設直後のコンクリートに対して振動が伝わるため，振動の影響が大きい。

連結部材は，格点ごとに切断加工又は孔明けのための寸法

振動によるコンクリートへの影響（材料分離及びヒビ割れ）を計測する必要があり，かつ部材によっては，吊り足場上でを極力小さくするため，早強コンクリートに膨張剤を配合し全ての作業（けがき，ガス切断及び孔明け）を行う必要がある

たコンクリートを使用した。早強コンクリートを使用するこため，現場での作業が多かった。また，部材運搬，ガス切断，とにより，影響を受ける期間を短くでき，かつ膨張剤による孔明け，溶接，塗装及び２次床版用の型枠支保工組立等の作

ケミカルプレストレスによりヒビ割れを抑制できる。

業が輻輳し，工程管理及び品質管理が極めて重要であった。

なお，早強コンクリートは普通コンクリートと比較してワ

特に，溶接作業については，作業中に振動を受けるとアンーカビリティーが良くないため，長距離の配管打設を行うとダカット及びブローホール等の欠陥が発生し易くなるため，配管内で閉塞を起こす懸念がある。閉塞を起こすと打設を中品質上大きな問題となる可能性がある。しかし，既設橋を供止しなければならず，不必要な打継ぎ目が生じてしまう。こ用しながらの作業であるため，車輌走行に伴う振動を避けるのため，本工事では50ｍ以上の配管を行う必要がある橋につことは不可能である。このため，本工事では，施工前に最もいては，供用中の高速道路の１車線規制を行い，規制帯内に振動の大きい支間中央と溶接部材の多い支点部の２箇所におアジテータを進入させ，シュートを使用して打設を行った。

4 むすび
以上，宮谷橋及び強瀬橋の拡幅工事について工事の特徴を
報告した。
(1)

大規模な拡幅工事は，当社として２例目であり，当社初となるトラス橋の拡幅工事も含まれていたが，無事完了させることができた。
(2) 今後，交通量の増加に伴う拡幅工事件数も増加することと思われるが，本工事を通して明らかになった改善点を活かし，まだまだ煩雑な拡幅工事の作業工程を更に簡素化することが今後の課題になる。
(3)

最後に本文では特に触れなかったが，既設橋の出来形

計測における計測項目等については，設計・施工を踏まえ，十分に事前検討を行う必要がある。本工事においても計測準備不足の部分があり，既設橋の出来形誤差と拡
幅桁の架設誤差との相対誤差に対応できない箇所があった。「部材品質の向上及び現地施工の簡素化のため，できるだけ工場にて完成品に近い状態まで加工する」ことと，「誤差を予測できない部分は現地調整の部分を残しておく必要がある」こととの境界線の線引きは難しいが，今後追求していく必要がある。
最後に，本工事の設計・施工に際し，多大な指導を頂いた
図6

2次床版部鉄筋構造詳細及び延長・配筋要領
Arrangement of bar at secondary fioor slab

日本道路公団東京建設局上野原工事事務所をはじめ関係各位に深く感謝の意を表する。

宮谷橋の拡幅工事

48

住友重機械技報

No.147 December 2001

論文・報告

工業排水からの溶剤回収装置
Solvent Recovery Process for Industrial Waste Water Treatment
●鈴

木

祐

二*

Yuji SUZUKI

図1

福

政

徹*

Toru FUKUMASA『住友・カールカラムTM抽出装置』
Sumitomo・Karr ColumnTM extraction unit

最近の環境問題とともにゼロエミッションの機運が高まってきtechnologies such as Recovery, Re-use and so on may be listedている。そのゼロエミッションに必要とされる技術に，回収技

up to achieve the Zero-Emission. The article gives a brief in-

術・再利用技術などさまざまな技術が挙げられる。

troduction of the Solvent Recovery Unit, which has established

当社は，従来より保有している蒸留及び抽出という分離技術をand developed in cooperation with Teijin Co. Ltd. We have

生かした回収・再利用に着目してきたが，ここでは帝人
人株式会社

established the separation techniques such as Distillation,と共同で構築した溶剤回収装置について紹介する。

Extraction applied to Recovery and Re-use unit, and these aredeveloped and enhanced as our key technologies from past

Recently, a trend toward Zero-Emission is raised, accompanied

time.

with the movement of environmental issues. Various kinds of1

まえがき(1)(2)(3)

大量のエネルギーを消費し発展を遂げてきた現代社会で，負の遺産として取り残されてしまった環境問題は，環境ホル
モン及びダイオキシンなどの言葉とともに現在非常に関心を持たれている社会問題である。最近の環境問題とともに，資源の有効利用を図り，かつ環境への負荷を低減し物質の循環技術を生かした回収及び再利用に着目し，帝人株式会社と共同で構築した溶剤回収装置について紹介する。紹介する装置
は，同社の反応技術と当社の抽出・蒸留技術を組み合わせた，合繊工場の工業排水から酢酸を回収する装置である。

2

装置の特長

本回収装置の特長を，キーとなる装置を紹介しながら説明

を産業系で達成しようというゼロエミッションの機運が高まする。

ってきている。産業活動からの環境への排出を防止するため(1)

従来，ポリエステル製造時に出る工業排水は，酢酸をに，廃棄物及び排水等の処理技術に関して、今後様々な展開

含む有機物をバクテリアで処理し，残滓を産業廃棄物とが求められてくることとなるであろう。

して埋め立てていた。(3)ゼロエミッションに必要とされる技術として、副生物（廃本回収装置のプロセスでは，はじめに，帝人株式会社棄物）を減少させる技術，再利用技術，再生利用技術及び回が特殊な触媒を用いて開発した「触媒湿式酸化法」で工収技術など様々な技術が挙げられる。当社では，従来から単業排水を酸化処理し，酢酸以外の有機物を除去する。そ

位操作である蒸留及び抽出という分離技術を保有しており，の後，『住友・カールカラム TM 抽出装置』でその工業排今日まで様々な設備を提供してきた。ここでは、当社の分離

水より酢酸を抽出し，蒸留精製して高純度の酢酸をアセ

49 ＊プラント･環境事業本部

工業排水からの溶剤回収装置

住友重機械技報

No.147 December 2001

論文・報告ある。スケールアップについては確立されており，当社
田無製造所内に設置の試験抽出機もしくは貸し出し用試
験機においてユーザが実試料による試験を実施し，その結果のスケールアップを行うことにより実機の設計・製作が可能である。図2に，試験抽出機の負荷と性能の関係を示す。
これまで述べてきた『住友・カールカラムTM抽出装置』の基本的特長をまとめると，次のようになる。
a. 希薄溶液を直接濃縮精製する従来法ではなく，液−液抽出による主成分の抽出のため，大幅な省エネルギー化が図られる。（本実績では，約２/３の省エネルギー化が実現した）b.攪拌型塔のため，他社の抽出機より均一な分散状態が得られ，効率も良い。
c. 多孔板の開口率が大きいため，負荷流量が大きく取れ（最大60ｍ3／m2・h），固形物含有系にも対応できる。
d.スケールアップが確実にできる。
e. 処理量が変動しても容易に対応可能である。

図2

これらの特長により，本回収装置によれば，工業排水試験抽出機の負荷と性能の関係

９t／hの処理が可能で，また抽出塔の酢酸回収率が約

Relation between load and separation efficiency
in various test apparatuses

90％という高回収率を達成している。
(3)

テート繊維原料として回収・再利用する。
(2)

酢酸を高純度に蒸留精製する蒸留設備には，規則充填物『住友／メラパック』を用いた連続蒸留設備を使用し，本回収装置の中で，酢酸の抽出装置として使用される前に述べた『触媒湿式酸化法』及び『住友・カールカラ『住友・カールカラム TM抽出装置』は，本回収装置におムTM抽出装置』との組み合わせにより，抽出に使用されいて必要不可欠な液−液抽出装置であり，高い処理能力る抽剤液の回収とその循環使用及び目的成分である回収と抽出効率を実現している。『住友・カールカラム 抽

酢酸純度99.8wt％以上を達成している。

TM出装置』は塔型の抽出機で，プレートスタック（シャフトに複数枚の円形多孔板（開口比50〜60％）を一定の間隔で固定したもの）を塔内で上下に往復運動させることで連続相と分散相の均一分散を行い，目的成分を連続的

3 酢酸回収装置の実績例
1998年に帝人株式会社松山事業所（愛媛県）へ納入した酢
酸回収装置の実績について，次に説明する（図3）。

に抽出するものである（図1 ）。塔上部の駆動機により，このシステムは，同事業所内にて発生する酢酸が含有する

プレートスタックを上下往復運動させる構造であり，動廃水を処理し，高純度（99.8wt％以上）の酢酸を回収するシ力は最大 7 5 k Wまでの実績がある。最大処理能力はステムであり，同社の反応技術と当社の抽出・蒸留技術を組

6 0 m 3/ m 2・hで，最大塔径1 5 0 0〜2 0 0 0 m mまで対応可能

み合わせ，環境上及び省エネルギーの観点から構築されたエである。一方、ターンダウンに対しては，上下往復運動

コシステムである。

の速度を調整することにより対応可能である。

(1) ３w t％程度の酢酸を含む工業排水約９t／hは「触媒『住友・カールカラム 抽出装置』は，向流抽出機と湿式酸化設備」へ送られ，ここで工業排水中に含まれるして用いられており，プレートスタックの往復運動によ

酢酸以外の有機物を酸化分解して除去した後『住友・カり均一な分散状態となるため，スケールアップが容易でールカラムTM抽出装置』へフィードされる。

TM

図3

酢酸回収装置フロー
Flow chart for acetic acid recovery plant

工業排水からの溶剤回収装置

50

住友重機械技報

No.147 December 2001

論文・報告(2) 触媒湿式酸化処理された工業排水は，『住友・カール
カラム抽出装置』において，抽剤液で液―液抽出を行い，目的成分である酢酸を工業排水より抽出する。この際の抽出塔に於ける酢酸回収率は約90％である。
(3)

抽出塔の上部より流出する抽出液は脱水塔へ送られ，ここで抽出液を脱水し，下部より抜き出されて酢酸回収ており，上工程からの組成変動に対しても，ターンダウン対応が可能な様に設計されている。
回収した酢酸は，同事業所で生産しているアセテート繊維の原料となり，従来の酢酸購入量の３分の１を回収でまかな
うことができる。一方，従来埋立て処理されていた産業廃棄物の発生は大幅に抑えられ，排水処理コストの約75％の削減

塔へフィードされる。酢酸回収塔において，抽出液は酢が可能になった。また，水質環境の基準となるCOD（化学酸と抽剤液に分離・精製されてそれぞれ回収される。回的酸素要求量）排出量は，従来に比べ約10％の削減が可能と収された酢酸濃度は純度99.8wt％以上で，抽剤液も当装なった。

置内で循環使用される。脱水塔上部より留出する液は，デカンタにより水分と抽剤液に分離される。抽剤液は再度脱水塔へフィードされ，水分は抽剤回収塔にて抽剤液と排水に分離される。なお，この際の設備の総括酢酸回
収率は85％以上である。
(4) 抽出塔の下部より流出する抽残液は抽剤回収塔にフィードされ，デカンタからの水分とともに排水と抽剤液に分離される。排水は，抽剤回収塔の下部より排出される。
このときの排水中に含まれる酢酸濃度は0.3wt％以下である。
(5)

抽出装置で酢酸を抽出するために使用する抽剤液は蒸留設備内で蒸留・回収され，再び抽剤液として当装置内で循環使用されるため，系外へ排出されることはない。
また，抽剤液の回収・脱水は，上に述べたように２液相

4

適用分野

『住友・カールカラム TM抽出装置』の適用分野は，上記以外の系の排液からの有効成分の抽出はもちろん，エステル類／脂肪酸，ニトロベンゼン／ニトロトルエン及びスルファ剤など薬剤の抽出をはじめ，石油化学，医薬品製造プロセス，
フェノール，抗生物質，ウラン／核燃料の回収，光学異性体（キラル化合物）各種異性体，ニッケル−コバルトなど金属の分離，処理液中のフェノール／有機物／無機物質などの除去，リン酸／抗生物質などの精製，混和性溶媒／不混和性溶媒などの乾燥などに用いられ，これまでに国内で約50基の納入実績がある。
『住友・カールカラム TM抽出装置』は，単品はもちろん蒸分離を伴う最適化された共沸蒸留システムである。
本設備では，純度9 9 . 8 w t％以上，酢酸回収率8 5％以上を『住友／メラパック』で達成しているが，更に，『住友／メラパック

250X・250Y』等を組み合わせることにより，回収部と濃縮部に負荷の差がある場合への最適化を図っている。
参考として，『住友／メラパック

2 5 0 X・ 2 5 0 Y』のNTSM-Fファクタ及び圧力損失−Ｆファクタを示す(図4，図5)。
また，抽剤液の系内ホールドアップを最小とし，設備のコンパクト化をはかるために，塔内インターナルの最適化とコンデンサへのスパイラル熱交換器の採用等数々の工夫がされ

図4

51

NTSM-Fファクタ
NTSM-F factor

図5

圧力損失-Fファクタ
Pressure loss-F factor

工業排水からの溶剤回収装置

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No.147 December 2001

論文・報告(a) 酢酸の回収

図6(b) 廃水／プロセス流体からのフェノール回収

適用例

ールカラム TM抽出装置』と蒸留装置の組み合わせによる

Feasible applicaton examples

このシステムが，次に示すように広範囲に適用可能な技
表1

術であると確信する。

1999年酢酸需要予測（酢酸連絡会まとめ）
Expected acetic acid consumption in 1999

a. 溶剤の回収システム(By Coordinating Association of Acetic Acid)b. 排水／プロセス流体からのフェノール回収システム

需要量〔t〕

構成比〔％〕

c. 水溶液の脱水精製システム

前年対比〔％〕

内需

502200

77

−2

輸

出

151000

23

0

合

計

653200

100

−2

内需内訳

d.溶液中の主成分の抽出システム（参考文献）

酢酸エステル

46900

9

−1

(1)

妹尾

酢酸ビニル

16050032

0(2)

鈴木基之．ゼロエミッションが求める社会システムと環

写真・試薬

5400

1

1

染

色

6000

1

0

食

用

7500

1

0

医

薬

8100

2

0

モノクロル酢酸

27000

5

−3

無水酢酸

26300

5

0

酢酸繊維素

101100

20

0

TA

58000

12

−13

その他

55400

11

0

合

502200100−2計（注）「化学工業日報」記事より

学．分離科学ハンドブック．1993．

境汚染対策．化学工学，63, No. 2 p. 69〜93, 1999．
(3) 北尾高嶺．工業廃水の化学処理プロセス．丸善株式会社，
p. 208〜213, 1976．
(4) 山口学．ケミカル・エンジニヤリング．1981

6月号，

p. 53〜58，1981．
(5) 城塚正．ケミカル・エンジニヤリング．1981

6月号，

p. 13〜16，1981．
(6)

Roger，W. C. et．CHEMICAL ENGINEERING．July，
1996，p. 94〜103，1996．

留装置と組み合わせての適用が可能である。特に最近の環境問題やゼロエミッションの機運の高まりから，回収技術に関する照会の割合も増加傾向にある。例えば，有機溶媒などは，基本的な考え方として本装置と同様の抽出・蒸留装置の組み合わせにて適用可能である。適用例を，図6に示す。

5

むすび(4)(5)(6)(1) 酢酸は表1に示す通り広範囲な用途があり，その需要も比較的安定している。従って，その回収・再利用技術
は将来においても重要なキーテクノロジーとして発展するものと考えられる。
(2) 今回は，合繊工場からの酢酸回収装置としての利用を紹介したが，本設備は塗料関係，接着剤関係その他酢酸を含む系の全般に適用可能である。
(3) 酢酸に限らず有価物回収技術についても同様であり，前述の有機溶媒の回収に代表されるように，『住友・カ
工業排水からの溶剤回収装置

52

住友重機械技報

No.147 December 2001

技術解説

技術解説

石膏ボード原紙用板紙抄紙機
Gypsum Board Machine
●矢

野

正

時*

Tadatoki YANO

石膏ボード原紙用板紙抄紙機

図1

1

Gypsum board machine

プレスセクション

はじめに

ノーオプン型オプティプレス

ドライヤセクション

最近の建築物においては，和式・洋式を問わず，石膏ボー

プレドライヤ ５群構成
（１群はシングルカンバス）

ドがいろいろな場所に使用されている。この石膏ボードは，

アフタドライヤ １群構成

表（おもて）紙及び裏紙と称される板紙で石膏を挟み込んでサイズプレス

シムサイザ

製造される。この板紙が石膏ボード原紙であり，この板紙をカレンダ

ハードニップカレンダ

製造する機械が石膏ボード原紙用板紙抄紙機である。
この石膏ボード原紙用板紙抄紙機を，板紙抄紙機としては初めて国内の製紙会社（高砂製紙株式会社）へ納入したので報告する。
今回納入した抄紙機は，石膏ボード原紙用抄紙機としては，
マルチフォードリニア（多層長網式）を搭載した国内で初め

2

リール

サーフェイスリール

ワインダ

ウィンドラムワインダ

石膏ボード原紙の必要機能

石膏ボード原紙は，数多くある板紙の中でも，特殊板紙に分類され，石膏ボードの表（おもて）面となる表（おもて）ての抄紙機である。本機は，2000年４月にスタートアップし，紙と，壁側になる裏紙がある。それぞれの紙（表紙，裏紙）

種々のテストを繰り返しながら，現在まで順調に営業運転をには，いろいろな品質・機能が要求されるが，その中でも次続けている。

の機能が重要である。

本抄紙機（図1）の主要仕様及び機械構成を，次に示す。
主要(1) 石膏との良好な接着性

仕

様

紙

種

石膏ボード用原紙における均一な石膏との接着性は非常に重要な項目であ坪

量150〜270g／m2

り，表紙及び裏紙とも石膏との接着面側には，この機能

紙

幅4100mm

ワイヤー幅4600mm抄

600m／min

速

石膏ボード製造時の，短時間での流れ方向及び幅方向が要求される。
(2)

高い引張り強度と適度な曲げ強度
建築現場で石膏ボードを持ち運ぶ時に，ボードの自重

機械構成
ヘッドボックス

荷重に充分耐えうる高い引張り強度が要求される。一シムフローＴ

２台（表層，裏層用）
シムフローＴＤ ２台（表下，中層用）
ワイヤーセクション
53 ＊機械事業本部

4層マルチフォードリニア

方，ボード切断時には，容易にボードが折れるように高過ぎず，低過ぎない適度な曲げ強度が要求される。
(3)

良好な外観
石膏ボードの表側は，人目にさらされる場合が多いため，その見栄えの良さが特に重要である。
石膏ボード原紙用板紙抄紙機

住友重機械技報

図2

No.147 December 2001

技術解説

ディリューションヘッドボックス
Dilution head-box

図4

ハードニップカレンダ
Hard-nip calender

ト部で適切な地合形成を得るとともに，プレス部において紙に無理なテンション（即ち引張応力）を与えないこ
図3

3

ノーオープンドロープレス
No-open-draw press section

本抄紙機の特徴

前述の石膏ボード原紙としての必要機能を得るために，本抄紙機には次のような機械装置を装備している。
(1)

２台のディリューションヘッドボックス(図2)の設置
石膏との良好な接着性を得るためには，後述の均一な

水分プロファイルとともに，幅方向において均一な坪量とが重要である。本プレスセクションは，ノーオープン
ドロープレスであり，プレス内で紙は常にフェルトで支持され，紙自身に無理なテンションが発生しないようにしている。また，適度な曲げ強度を得る上で重要なこと
は，適度な紙の嵩を得ることである。この紙の嵩を調整するための最良の方法がシュープレスの採用であり，本抄紙機には２Ｐにシムベルトプレス（住友／バルメット
製シュープレス）を搭載している。
(4) ハードニップカレンダのロール（図4）
坪量，水分の均一性の他に，嵩の均一性（即ち，密度

プロファイルを得ることが重要である。そのために，本の均一性）も石膏との均一な接着を得る上で重要である。

抄紙機においては，表下及び中層用ヘッドボックスとし

本抄紙機用ハードニップカレンダは，トップ及びボトムて，Ｂ／Ｍ計（Basis Weight Measurement）よりの坪

ロール共撓み補償機構付きロールのシムロールを搭載し，量データにより，坪量プロファイルを自動制御できるデすべての設定ニップ圧に対し，ストレートな均一ニップ

ィリューションヘッドボックス（シムフローＴＤ）を２を得ることができるようにしている。

台装備している。
(2) 水分調整装置の設置
上述の如く，均一な坪量プロファイルとともに，均一な水分プロファイルを得ることは，石膏との良好な接着性を得る上で，非常に重要なことである。この品質を確保するために，Ｂ／Ｍ計よりの水分データにより，水分4 おわりに当社としては，国内で初めての板紙抄紙機フルマシーンの納入であり，現在好調に営業運転されている。
今後も，客先ニーズを先取りし，より良い板紙抄紙機を市場に供給してゆく所存である。

プロファイルを自動制御できる，水分調整装置をドライ
ヤ内に装備している。
(3) ノーオープンドロー型シュープレスの設置（図3）
MD（Machine Direction）及びCD（Cross Direction）
方向において，高い引張り強度を得るためには，ウェッ石膏ボード原紙用板紙抄紙機

54

住友重機械技報

No.147 December 2001

新製品紹介

新製品紹介

新小形ギヤモータ ALTAX αシリーズ
New Small Size Gear Motor ALTAX αSeries

本シリーズは，市場の更なる低騒音化，軽量化及びコンパ(4) ギヤとモータが同心軸構造である遊星歯車機構のメリクト化の要求に応えるために開発された，従来の小形ギヤモ

ットを生かすことにより，フランジ取付け面積は業界最

ータALTAX に代わるシリーズである。

小となっている。

本シリーズは，ギヤ部の歯形設計の最適化により，一層滑
らかなかみ合いを実現し低騒音化を達成した。また有限要素
解析及び最適設計により，ギヤ部のコンパクト化・軽量化を達成した。更に，産業機械用ギヤモータでは国内初である中間容量のモータを追加することで，ユーザでの最適設計を可能にしている。
用途は，搬送機器，食品機械，環境機器（生ごみ処理機等）
及び福祉機器などである。

主要仕様
入力容量

90W〜2.2kW

減 速 比

3〜1003

機 種 数

213機種
（3相モータ付きギヤモータ）

取付け方式

脚取付け

取付け方向

取付け方向自由特フランジ取付け長(1) 弾性解析によるギヤ部かみ合いの最適化により，旧シリーズに対して最大5dB（Ａ）の騒音低減を達成している。
(2)

有限要素解析及び最適設計により，ギヤ部サイズの小型化が可能になり，旧シリーズに対して最大約 4 0％の軽量化及び最大 7 0 m mの全長短縮化を達成している。
(3) モータ中間容量0.25kW，0.55kW及び1.1kWを追加することにより，容量−減速比組み合わせが旧シリーズに対して約６割増え，ユーザでの最適設計を可能にしている。
（PTC事業本部

55

梅田和良）

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新製品紹介

新製品紹介

サーボモータ用ギヤヘッド New-IBシリ−ズ
Intermediate Backlash New-IB Series

各種産業機械において近年，高速・高精度化の要求が高ま特りつつあり，特にロボットのアームのように正逆運転が繰り(1)

長返され，かつ所定の絶対位置に確実に位置決めすることが要求されるような用途に対しては，その性質上駆動源によるバックラッシがしばしば問題として存在する。

現行機に対し取付けモータ容量を大幅に向上させ，軽量・コンパクト化を実現している。
(2)

効率は減速機定格9 0 %以上であり，騒音値7 0 d B以内（無負荷入力3000r/min）を実現している。

このような問題に対し，サーボモータを直結した小バック(3) 国内主要メーカのサーボモータ即取付けを可能にし，ラッシ減速機を使用すれば高速・高精度位置決めが可能とな

ワンタッチで取付けられる軸継手・フランジを標準装備るため，ユーザでは精密制御用としてこれらが幅広く用いら

している。

れている。

(4)

当社では，このような用途に対しM Cドライブ（M o t i o n

出荷時標準グリースを封入出荷することにより，メン

テナンスフリーを実現している。

Control Drive）という製品群を用意している。
これらは，(1) F (Fine) シリーズ
(2)

ファインサイクロ 減速機

IB (Intermediate Backlash) シリーズ

(3) LB (Low Backlash) シリーズ

IB遊星減速機

サーボ用サイクロ 減

速機(4) スタンダード シリーズ

サイクロ 減速機の４製品群である。
上記シリーズ４製品のうちI Bシリーズについては，新たなる小バックラッシ設定機構を採用し，性能及び伝達容量ともに向上を図った次世代機種New-IBシリーズを2001年12月より販売開始した。

主要仕様
入力容量 0.03〜1.5kW（今後3.7kWまで拡張予定）
枠番･減速比3枠番

出力取出し仕様

フランジ又は軸取出しの２タイプを用意

1/5〜1/45の6減速比

客先減速機取付け方式

フランジ取付け（PTC事業本部

畠中貴志）

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新製品紹介

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ギヤモータ用RBブレーキ
RB Brake for Gear Motor

ギヤモータが使用される環境下では，位置決め時の保持や停電時での事故を未然に防ぐためにブレーキが使用される場合が多い。特に昇降機及びウィンチなどの安全性が強く要求される用途では，高く安定したブレーキトルクが求められて20dB）している。
(2) RBブレーキでは，FBシリーズに比べて消費電力を抑えている。（最大約34%）(3)いた。一方で時代の変化に伴い，ギヤモータが使用される用
途が民生品や医療・福祉機器に広がり，ブレーキにおいてもRBブレーキの質量は，FBシリーズに比べて最大26%の軽量化となっている。
(4)

電源がO F Fの状態でブレーキが作動する方式のため，

静音性及びコンパクト性を最重要視する要求も増加している。

突然の停電でも確実に作動し，速やかに機械を停止させ1987年に標準化した当社のFBブレーキシリーズは，各産るので，安全ブレーキとしての機能を十分に発揮する。

業分野で広く使われている。今回これに加え，市場の多様化(5) ブレーキライニングには，人体に有害なアスベスト（石した要求に対応するため，新たにRBブレーキシリーズを開綿）を使用していない。

発し，2001年11月販売開始の新小型ギヤモータALTAX α
シリーズ（55頁参照）用標準ブレーキとして採用した。本ブレーキは構造のシンプル化による軽量化と消費電力の低減を図るとともに，動作時の衝撃音を抑えた低騒音仕様のブレーキとなっている。今後は 6000#サイクロ及びハイポニックな
どの当社減速機への採用を計画している。

主要仕様
型

式

RB-01〜RB-3（6機種）

適用モータ容量 0.1〜2.2kW（4極・屋内型)
動摩擦トルク 0.8N･m〜17.6N･m(適用モータ定格トルクの120%，50Hzベース）
定格電圧DC90/180V

消費電力

10W〜30W （コイル温度75℃時）

時間定格

連続

取付け方向

全方向

絶縁の種類 B種
方

特式

乾式複板無励磁作動

長(1) RBブレーキでは，FBシリーズに比べてブレーキ動作
時の衝撃音（吸引音及び制動音）を大幅に低減（最大約57（PTC事業本部

永易卓也）

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油圧ショベル SH225X-3
Hydraulic Excavator SH225X-3

本機は，標準バケット容量0.8ｍ 3クラスの後方超小旋回型
油圧ショベルをフルモデルチェンジし，SH225-3としたものである。
高いレベルで「安定性」，「安全性」及び「安心性」（＝トリ
プルＡバランス）をバランスさせた新型スピンエースの最上級モデルとして開発した。
この後方超小旋回形油圧ショベルSH225-3は，今までコンパクト故に犠牲となっていた安定性の悪さを改善し，小廻り性を維持しつつ抜群の作業安定性を確保しながら，同時に微操作性能を一段と向上した機械としている。

主要仕様
タ イ プ

後方超小旋回

標準バケット容量 0.8m3
運転質量22300kg

定格出力103/1950kW/min−1

最大掘削半径9910mm

最大掘削深さ特

6700mm長(1)

ブーム上下操作性の改良により機械の揺れを低減し，カウンタウエイトの増量を行って標準機と同等の作業範囲を確保し，小旋回タイプでありながら抜群の安定性と吊り性能を実現している。
(2) ワンタッチ昇圧機構の採用により掘削力アップを図るとともに，旋回力，走行駆動力においても従来機よりも強化し，あらゆる現場のニーズに対応できる機械としている。
(3) 排出ガス２次規制対応型電子制御エンジンを搭載し，低燃費・低騒音を実現している。また，ハウスカバーは
全てメタルを採用し，補修性及びリサイクル性を向上させ，経済性と環境に配慮している。
(4)標準機並のスペースを確保した大型キャブを搭載し，広い足元スペースや作業姿勢に合わせたコンソール一体
スライド機構，フットレスト，アームレスト，ヘッドレ
スト及びフェースブロア機能付きエアコンなどを標準装備し，快適な作業空間を実現している。
(5)

作動油透析システム「クリーンネフロン」を標準装備

し，新開発の長寿命作動油を使用することで作動油の交換インターバル10000時間を達成している。
(6)

フロントアタッチメントには，EMS（Easy Maintenance System）を標準装備し，1000時間無給脂としている。

（住友建機製造株式会社

辰巳雅昭）

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ブラシ式パレット清掃機
Brushing Type Pallet Cleaner

住友ナコ マテリアル ハンドリング株式会社はパレット洗基本的な機器構成

浄機に加え，新たに水を使わないブラシ式パレット清掃機を

基本型３点構成

販売開始した。
水が使えない，水を使いたくない条件下では樹脂パレット

基本型５点構成の清掃を含めその威力を発揮するが，特に木製パレットの汚搬出コンベヤ

本清掃機は「回転ブラシ＋エアブロー＋集塵機」が一体と特なっており，流通しているパレットの95％以上のサイズのも(1)のが清掃可能で，各種オプションを揃えたマルチ型パレット
清掃機である。（オプション例

樹脂パレットに対する静電気除去装置）

長
運転時の騒音を75dB（Ａ）以下に抑えた低騒音型である。（機側１ｍにて）(2) 周辺作業者に対してホコリを撒き散らさない清潔な環境の維持を実現している。

主要仕様(3) ゴミの処理以外は日常のメンテナンスを不要とした簡能力（毎時） 200枚/150枚/100枚切換え式
木・樹脂パレット

単運転である。

両面型/片面型

各種表面形状・寸法に対応
寸

搬入コンベヤ→段ばらしマガジン→
ブラシ清掃機→段積みマガジン→

れ清掃には最適である。

対象パレット段ばらしマガジン→ブラシ清掃機→
段積みマガジン(4)

設置スペースを取らないコンパクトさ（本体全長＝2.9ｍ）を実現している。

法 （L）
900〜1450mm×（W）1000〜1250mm×（住友ナコ マテリアル ハンドリング株式会社（T）120〜165mm
清掃対象汚れ小林忠信）

固着した汚れ，べとついた汚れ及び濡れた汚れなどは清掃対象外

清掃機構成
回転ブラシ

スパイラルブラシがパレットの厚さに応じて上下に移動し，最適な清掃を維持する。

エアブロー 上下面ハイブローノズル
側面
集 塵 機

3.7kW

圧縮エアブロー

風速 100m/min
0.4Mpa

低騒音型

前号No.146の12頁謝辞の武田教授のお名前に誤りがありました。

自動フィルタ清掃機能付き

武田教授のお名前は、正しくは武田信生

パレットマガジン 15枚収納可能な高能力型

教授です。

電気容量

訂正の上、謹んでお詫び申し上げます。

200V

3相20kW 25kVA（3点構成基本型）
騒音レベル
59

お詫び

機側 1ｍ 地上 1ｍにて75dB（A）