JPS6115321Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、支持体と被支持体との間に介在さ
れてこれらの相対的な低加速度変位を許容すると
ともに高加速度変位を抑制する緩衡器に関する。

例えば各種のプラントや火力発電所において
は、各種の配管が多数使用されているが、この配
管が例えば温度変化等によつて緩やかに即ち低加
速度的に変位する場合これを許容し、他方、例え
ば地震等によつて急速に即ち高加速度的に変位す
る場合これを抑制する必要がある。このため、一
般に、配管（被支持体）を構築物等の支持体に緩
衡器を介して支持させている。

近年、この種の緩衡器として外部から加わる直
線運動を回転体の回転運動に変換し、前記回転体
が低加速度的に回転する際該回転体と一体的に慣
性体が同軸回転し、他方前記回転体が高加速度的
に回転する際該回転体に対し前記慣性体が回転遅
れを生じかつこれに関連して前記回転体と前記慣
性体とをそれらの回転軸線方向に相対的に離間さ
せることにより前記直線運動に対する制動力を発
生するように構成したものが知られている。この
ような緩衡器は、前記回転体に対する前記慣性体
の回転遅れに基づいて、これらの回転軸線方向に
相対的に離間移動させるためのいわゆるカム機構
部を有している。このカム機構部には前記直線運
動に対する制動力の応力が加わるため、その機械
的な強度と共に作動の円滑さが要求されている。

ところで、従来このような緩衡器にあつては、
前記カム機構部が次のように構成されている。す
なわち、回転体と慣性体の回転軸線方向における
それらの対向面のそれぞれに対称的に設けられて
それらの円周方向に沿つて漸次浅くなる円弧状で
かつ断面略Ｖ字形の対の傾斜溝と、これらの対の
傾斜溝間に転動自在に介在されたボールなどによ
つて構成され、そして、各傾斜溝において、その
円弧内周側の壁面と円弧外周側の壁面との２箇所
に前記ボールが接触しながら転動するようになさ
れている。ところが、各傾斜溝は、そこにおける
前記両壁面上のボールの転動軌跡が、前記回転体
と慣性体の同一回転軸線に直交する同一平面上に
位置するようにその溝形状が設定されている。こ
のための前記両壁面上におけるボールの周速が異
なり、そのボールと前記両壁面間に滑りが生じて
そのボールの転動が不円滑となると共に、傾斜溝
の壁面に偏摩耗を来たすおそれがあり、この結
果、このカム機構部の作動が不円滑となつて、緩
衡器の作動が不安定となるという問題があつた。

この考案は上記事情に鑑みてなされたもので、
ボールが接触する傾斜溝内の複数の接触部におけ
るそのボールの周速が等しくなるようにその傾斜
溝を形成することによつて、そのボールの転動を
円滑とし、この結果、作動安定性が優れた緩衡器
を提供することを目的とするものである。

以下、この考案の一実施例を図面に基づいて説
明する。

図中１は複数の構成部材の結合でなる筒体であ
つて、その両端は閉塞されている。この筒体１の
内部中央にはロツド２が矢印Ａ，Ｂ方向摺動自在
に支持され、またこのロツド２の一端は筒体１の
一端部を貫通して外方へ突出されている。筒体１
の大径部分の内周部には、中央部にロツド２が貫
通するようにされた回転体３がベアリング４を介
して回転自在に取付けられてる。これら回転体３
とロツド２との間には、筒体１に対するロツド２
の矢印Ａ，Ｂ方向の直線移動を回転体３の回動に
変換するための運動変換機構５が設けられてい
る。この運動変換機構５は、例えばロツド２の外
周部に設けられたねじ部と、このねじ部に螺合す
るように回転体３に転動自在に設けられた複数の
ボールとによつて構成されている。また、第１図
中における回転体３の左側の小径部分３ａには、
慣性体６が矢印Ａ，Ｂ方向摺動自在にかつ回転自
在に嵌装されている。これらの回転体３と慣性体
６の矢印Ａ，Ｂ方向における対向面３ｂ，６ａの
それぞれには、対称でかつ互いに対向する対の傾
斜溝７，８が設けられている。これらの傾斜溝
７，８は、第２図、第３図に示すように、回転体
３および慣性体６の円周方向に沿つた円弧状で、
かつそれぞれ中央から両側に向かうにしたがい漸
次浅くなるように形成され、そして、これら各対
の傾斜溝７，８間にはボール９が転動自在に介在
されている。また、これら傾斜溝７，８は、第２
図、第５図に示すように回転体３と慣性体６の回
転軸線Ｃ寄りの曲面状の壁面７ａ，８ａ（円弧内
周側に位置する壁面）と、前記回転軸線Ｃから遠
ざかる側の曲面状の壁面７ｂ，８ｂ（円弧外周側
に位置する壁面）とを有している。傾斜溝８内に
おけるボール９の各転動状態において（第５図参
照）、両壁面８ａ，８ｂにおけるボール９との接
触点P₁，P₂の結線の延長が、前記回転軸線Ｃ上に
おけるボール９の公転中心点P₃を通るように、壁
面８ａ，８ｂの曲率中心点O₁，O₂が、それぞれ
の曲率半径線上にボール９の中心点O₀が位置す
るような異なる点に設定されている。ボール９の
転動に伴う壁面８ａ，８ｂ上の接触点P₁，P₂の移
動軌跡を、それぞれ第２図中仮想線Ｄ，Ｅで表わ
す。ここで、前記傾斜溝８における接触点P₁，P₂
について換言すれば、これらは前記回転軸線Ｃか
らの離間距離に対応する距離だけ前記回転体３と
慣性体６との相対的な離間方向（第５図中左方）
へずれて設定されている。これらの相互間のずれ
距離を第５図中Ｆで示す。なお、傾斜溝７におけ
る壁面７ａ，７ｂは、前記壁面８ａ，８ｂと対称
的に形成されている。

慣性体６の第１図中左方の側面と筒体１の内壁
面１ａとの間には、弾圧スプリング１０が介在さ
れていて、そのスプリング力によつて、常時、慣
性体６は矢印Ｂ方向に付勢され、そしてボール９
を介して回転体３に圧接させられている。このた
め、通常、慣性体６は、第３図に示すようなボー
ル９の安定状態でかつ所定の間隔Ｇを隔てて回転
体３に対し一体的に連係されていると共に、第１
図に示すように筒体１の内壁面１ａから矢印Ｂ方
向に若干の距離だけ離間させられている。また、
筒体１の内壁面１ａと慣性体６との対向部分は、
それらが慣性体６の矢印Ａ方向への移動によつて
互いに圧接したとき、それらの相対的な回転変位
を制動する接触摩擦力を発生するようになされて
いる。なお、筒体１の内壁面１ａにおいて、スプ
リング１０との当接箇所にベアリングを配備する
等して、筒体１に対するスプリング１０の回転摺
動を円滑なものとすることが好ましい。

次に、上記構成の緩衡器の作用について説明す
る。

通常は第１図、第３図に示すような状態にあつ
て、慣性体６は回転体３と共に一体的に回転可能
とされている。

ま、配管等の被支持体が例えば温度変化等によ
つて緩やかに即ち低加速度的に変位した場合、筒
体１とロツド２が相対的に矢印Ａ，Ｂ方向に低加
速度的に移動し、これに伴い回転体３が低速回転
すると共に、慣性体６は第３図に示すような連係
状態のまま回転体３に追従して低速回転する。即
ち、このような場合、慣性体６は回転体３と共に
一体的に回転し、従つて抵抗力は生ぜず、配管等
の被支持体の緩やかな即ち低加速度的な変位を許
容する。

次に、配管等の被支持体が例えば地震等によつ
て急激に即ち高加速度的に変位した場合、筒体１
とロツド２が相対的に矢印Ａ，Ｂ方向に高加速度
的に移動し、これに伴い回転体３が高速回転す
る。すると、慣性体６は回転体３に追従して回転
することができず、これらの間に相対的な回転ず
れが生じる。これにより、第４図に示すようにボ
ール９は傾斜溝７，８のうち少なくとも一方の浅
い部分に変位し、この結果、慣性体６は、回転体
３から離間する方向即ち矢印Ａ方向にスプリング
１０の力に抗して移動され、そして、回転体３と
の対向間隔がＨとなつた時点で筒体１の内壁面１
ａに圧接させられる。すると、これらの間に制動
摩擦力が発生し、この制動力の反力が慣性体６と
ボール９を介して回転体３に作用してその回転を
制動する。したがつて、このような場合、配管等
の被支持体の急激な即ち高加速度的な変位は抑制
される。ところで、前記ボール９の変位に際し、
このボール９は、傾斜溝７，８の壁面７ａ，７
ｂ，８ａ，８ｂに対する各接触部上に等しい周速
で転動する。すなわち、傾斜溝８内において、ボ
ール９との接触移動軌跡Ｅはその内側に位置する
軌跡Ｄよりも当然長いが（第２図参照）、その分
だけ接触点P₂に対するボール９の回転半径r₂（第
５図参照）が接触点P₁に対するボール９の回転半
径r₁よりも長いから、ボール９は回転軸線Ｃに直
交する軸線を中心として壁面８ａ，８ｂに対し
等しい周速で円滑に転動する。なお、傾斜溝７に
おいても、ボール９は同様にして円滑に転動す
る。

その後、前記高加速度的な変位力が解除される
と、スプリング１０の復元力によつて、回転体
３、慣性体６、ボール９の相対位置関係は第１
図、第３図に示すような元の通常状態に自動的に
復帰する。

なお、前記傾斜溝７，８におけるボール９との
接触点P₁，P₂を、第６図に示すような凸部７ｃ，
８ｃ，７ｄ，８ｄによつて設定するようにしても
よく、また、傾斜溝７，８の一方を単にボール９
を転動自在に収納する収納溝としてもよい。

また、この考案は回転体３と慣性体６との相対
的なずれ力を変換して、これら両者を離間移動さ
せるいわゆるカム機構部の特徴を有するから、そ
の他の部分の構成については何ら前記実施例に限
定されず、適宜設計変更が可能であり、また、前
記ずれ力を変換して慣性体６の一部分を回転体３
から離間移動させ、この一部分の離間移動によつ
て制動力を発生するように構成してもよい。

このように、この考案による緩衡器によれば、
回転体と慣性体の回転軸線方向におけるそれらの
対向面にそれらの円周方向に沿つて漸次浅くなる
円弧状の傾斜溝をそれぞれ設け、該傾斜溝間にボ
ールを介在させ、かつ前記傾斜溝における前記ボ
ールとの接触部を、前記傾斜溝の円弧内周側の点
接触部と円弧外周側の点接触部との複数の点接触
部とし、前記回転体及び慣性体の軸線と直交しか
つ前記円弧内周側の点接触部を通る平面と前記円
弧外周側の点接触部を通る平面との平行平面間隔
を、前記複数の点接触部における前記ボールの周
速が等しくなる間隔としているから、傾斜溝の複
数の点接触部におけるボールの周速を等しくし
て、ボールに円滑に転動させることができ、これ
により傾斜溝の壁面とボールとの間の滑りを防止
することができるので、傾斜溝の壁面に偏摩耗が
生じるのを防ぐことができ、この結果、作動安定
性が優れた緩衡器を提供することができる等の効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す概略縦断面
図、第２図はその慣性体の傾斜溝に対するボール
の配置形態の説明図、第３図は第１図の−線
に沿う一部の拡大断面図、第４図は制動作動時に
おける第３図同様の図、第５図は第３図の−
線に沿う一部の拡大断面図、第６図はこの考案の
第２実施例を示す第５図同様の図である。 １……筒体、２……ロツド、３……回転体、３
ｂ……対向面、６……慣性体、６ａ……対向面、
７……傾斜溝、８……傾斜溝、９……ボール。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 外部から加わる直線運動を回転体の回転運動に
   変換し、前記回転体が低加速度的に回転する際該
   回転体と一体的に慣性体が回転し、他方前記回転
   体が高加速度的に回転する際該回転体に対し前記
   慣性体が回転遅れを生じかつこれに関連して前記
   回転体と前記慣性体とをそれらの回転軸線方向に
   相対的に離間させることにより前記直線運動に対
   する制動力を発生するように構成した緩衡器にお
   いて、前記回転体と前記慣性体の回転軸線方向に
   おけるそれらの対向面にそれらの円周方向に沿つ
   て漸次浅くなる円弧状の傾斜溝をそれぞれ設け、
   該傾斜溝間にボールを介在させ、かつ前記傾斜溝
   における前記ボールとの接触部を、前記傾斜溝の
   円弧内周側の点接触部と円弧外周側の点接触部と
   の複数の点接触部とし、前記回転体及び慣性体の
   軸線と直交しかつ前記円弧内周側の点接触部を通
   る平面と前記円弧外周側の点接触部を通る平面と
   の平行平面間隔を、前記複数の点接触部における
   前記ボールの周速が等しくなる間隔としたことを
   特徴とする緩衡器。