JPS6151177B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は衝撃を抑制するもの特に変位速度に
対応する機械的緩衝装置の構造に関する。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 流体流れの脈動、揺動、管破裂によるスラス
ト、地震等の擾乱力によつて生ずる支持装置に関
連する装置又は管系の動きを拘束、低減すること
に対し広く適用される緩衝装置が要望されてい
る。

このような拘束又は衝撃抑圧は、高速度または
加速度をもつ擾乱に対応できねばならず、又一方
通常の熱変化に伴う動き例えば熱膨張又は熱収縮
のような関連する低速度の変位にも対応できねば
ならない。

さらに詳しくは、商業的火力発電所において
は、装置又はその配管と建屋又は発電所構造物と
の間の相対動きに対応して働く予定最低レベルの
擾乱力に対処できる緩衝装置が要望されている。
例えば破裂管が火力発電プラント建屋内を鞭打ち
廻りすることを防止できるものが安全上の観点よ
り要望されている。さらに原子力発電所の地震に
際しての安全計算を容易にするために、この発電
所内にある装置と管系が、ゆれ動く建屋とその内
部の装置間の相対働きを防ぐように建屋構造物に
固定的に接続されることが望まれている。これに
加えて商業的火力発電所においては大型の構造を
もつことと高い温度部のあることとの関係からし
て数インチ（１インチ25.4mm）級の熱膨張又は収
縮が発生する。火力発電所内の装置と管系に加え
られる擾乱力と火力発電所の運転に関連して生ず
る熱膨張収縮による動きの発生の点から、高反発
速度動きに対する高剛性発条力をもつ支柱として
働きまた熱による変位に対処できる緩衝装置又は
拘束装置が必要となるとされている。

衝撃抑制又は制御装置は、一般に液体作動ピス
トン型制動器、発条制動器、及び機械的即ち摩擦
抑制器を含むものである。更に詳しくは、機械的
抑制器は一般に発条と組み合わされる直線動作部
と機械的拘束をする回転摩擦部を含むものであ
る。更に前記のすべての装置は一般に貯槽、弁、
発条と摩擦板とを芯出しして組立てするスクリユ
ナツト組立てよりなり、また通常高価で高い精度
をもち補修組立と検査にひどく苦労せねばならぬ
もので、さらにあるものついては配置の制限を受
けるものである。

従つて加えられた外部擾乱力に抵抗できる能力
をもつ全発条比率の高い（荷重に対する変化の少
ないこと。）剛性の支柱として働きかつ比較的低
速の動き例えば熱膨張や収縮にも対応でき、しか
も公差のゆるい経済的でかつ簡素な構造をもち、
組み立て検査が容易で、取付場所の制限のない頑
丈な摩擦抑制装置の提案が要望されている。

＜発明の目的＞ この発明は、熱膨張及び収縮等を許容し、地震
などにおける最少予定レベルの瞬間高速動き又は
加速動きを拘束し又は抑制する緩衝機又は緩衝抑
制器の提案を目的とする。

＜手段の概要＞ 特にこの発明にかかる機械的、摩擦力利用の緩
衝装置は、相互に摩擦して滑動係合する一対の対
向構造部材即ち主リンクを含むものである。更
に、結果として摩擦拘束力と比例的に増加させる
摩擦係合面に働く圧着装置により高速擾乱が緩衝
機の摩擦拘束力を増大させるものである。換言す
れば、緩衝機は相互に対向関係にある主リンクの
それぞれに設けられた圧着装置を含み、また主リ
ンクの滑動係合に対抗するものである。更に各圧
着装置は、主リンク間の摩擦力を比例的に増大さ
せる高速変化中に滑動する主リンク間に圧着力を
与えることのできるように各対向する主リンクに
可動に接続される。またこれに加えるに、圧着装
置はこれらリンク間において熱変位即ち低速変位
を許すようなやり方で２つの主リンクに夫々接続
される。

更にくわしくは、この発明にかかる衝撃抑制装
置即ち緩衝機は胴体部をもち、この胴体部の対向
端には、緩衝機の一端を建屋構造支柱に固定し、
他の一端は装置又は管系に固定する取付装置が設
けられている。特に緩衝機は一対の構成部材即ち
リンクの長手方向に沿い相互に滑動しうる主リン
クを有するものである。更に滑動可能に係合して
いる部分の反対側で構成部材の長手部分には、そ
れぞれ対応する部材に対し気体又は液体ダンパ
（緩衝具）により接続される。拘束ブロツク即ち
拘束部材が設けられる。更にまたこの拘束ブロツ
クは発条又はピン連結されるリンクにより対向す
る構成部材と接続される。この場合各拘束ブロツ
クのダンパ（緩衝具）と発条は対向関係にある主
リンクの長手軸と並列にあるものである。

＜実施例＞ この発明について充分に理解するため添付図面
により以下に説明する。

第１図に示す如く、この発明の一実施例にかか
る緩衝装置１０は、一対の構造部材即ちリンクの
長手部分に沿い相互に摩擦滑動係合をする主リン
ク１２Ａ，１２Ｂを有する。各リンクの上には圧
着装置即ち拘束ブロツク１４Ａ，１４Ｂが短いリ
ンク１６とピン１６Ａにより（この発明の実施例
として４本のリンク１６が図示されている。）各
反対側主リンクとピン接続して設けられる。拘束
ブロツク１４Ａ，１４Ｂは更に夫々ダンパ１８
Ａ，１８Ｂにより夫々の主リンク１２Ａ，１２Ｂ
と接続され、各ダンパは夫々接続棒２１Ａ，２１
Ｂにより取付金具１９Ａ，１９Ｂと接続される。
これに加えて拘束ブロツク１４Ａ，１４Ｂは夫々
発条２０Ａ，２０Ｂを介してそれぞれ対向する主
リンクに接続される。

更に各拘束ブロツクについてダンパ１８Ａ，１
８Ｂと発条２０Ａ，２０Ｂは対向関係をもち前記
拘束ブロツクに接続される。また緩衝装置には、
例えば建屋構成材と管との間にこの緩衝装置を位
置させその対向対部を夫々接続させるための取付
具２２を設ける。

リンク１６は各拘束ブロツクにピン接続され、
また主リンクはリンク１６の他の端部とピン接続
される。またリンク１６の長さは、緩衝装置の圧
縮又は引張に際し、一つの拘束ブロツクは対向主
リンクと圧着接続するようにピン軸まわりに回動
押しつけされ、一方他の一つの拘束ブロツクはそ
の対向主リンクと隙間２４をもちリンク回転で離
れ又は離れを強制されるように選定される。これ
に加えてロツトナツト２６Ａ，２６Ｂと、発条２
０Ａ，２０Ｂ、には調整手段が設けられ、各拘束
ブロツク１４Ａ，１４Ｂ、下の隙間２４の実質的
調整を可能とするものである。

この発明にかかる緩衝装置１０により拘束され
管又は装置の部材が熱膨張又は収縮により生ずる
運転中における通常の抵速変位に際しては、ダン
パ１８Ａ，１８Ｂ及び発条２０Ａ，２０Ｂは夫々
の拘束ブロツク１４Ａ，１４Ｂにより相互に均等
に対抗するもので、また膨張であれ収縮であれ主
リンク１２Ａ，１２Ｂの自由な変位とこれに加え
て２つの拘束ブロツク下の隙間２４の存在を許容
するものである。

引張り（第３図に示す）であれ圧縮（第４図に
示す）であれ規定の安全レベルを超える高速変位
又は加速変位に際してはダンパ１８Ａ，１８Ｂに
対しその構成部材たる接続棒２１Ａ，２１Ｂは大
きい相対速度変位が生ずる。更にダンパに対し形
成される高速変位と各ダンパの減衰係数とよりす
る結果として、ダンパ１８Ａ，１８Ｂのそれぞれ
に関連する力が、各発条２０Ａ，２０Ｂの対抗力
によつて大なる条件に設計されている各拘束ブロ
ツク１４Ａ，１４Ｂに加えられる。従つて拘束ブ
ロツクは緩衝装置に働く膨張又は圧縮力により、
引張りと僅かな回動（取付金具１９Ａ，１９Ｂの
取付点に対する）又は押付けとが与えられる。

第３図において、矢印２８で示すように引張り
又は膨張の力が緩衝装置１０に与えられる。前述
の如く規定の安全レベルより大きな高速度又は高
加速度が膨張により作られるなら、ダンパ１８
Ａ，１８Ｂ（略図的に示される。）は各拘束ブロ
ツクの対坑発条力に打ちかつに充分な力をつくり
出し、また各主リンク１２Ａと強制圧着接触２３
（第３図）をさせるように第３図の拘束ブロツク
１４Ａを引張り、回転させ、押しつけをするもの
である。同様のやり方で拘束ブロツク１４Ｂは隙
間２４（第３図）を形成する各主リンク１２Ｂと
の接触を断つように引張られ僅かな回転がされ
る。発条とブロツク隙間の調整は、これらが規定
の安全レベル以上の各高速度変位中にはたいした
役目をするものではないので模式の図面たる第３
図には示されていない。

第３図に示すように主リンク１２Ａ，１２Ｂの
伸長することは、各拘束ブロツク１４Ａは主リン
ク１２Ｂと１２Ａが強制摩擦係合するように主リ
ンク１２Ａに圧着され自緊作用を生ぜしめる。更
にこの圧着力は緩衝装置１０に働く引張力より大
きな値にまで変位する主リンク１２Ａと１２Ｂ間
に摩擦拘束力を比例的に増加させる。従つて主リ
ンクのそれ以上の動きは許容されない。即ち緩衝
装置は効果的に剛性をもつ部材となり、従つて支
持されている装置又は管系のそれ以上の動きは防
止される。

第４図は規定安全レベルの力より大きい圧縮力
３０を受けるこの発明にかかる緩衝装置１０を示
すもので、この発明にかかる緩衝装置の自緊動
作、更に詳しくは、第３図における引張力による
場合について説明したと同様なやり方で、主リン
ク１２Ｂに拘束ブロツク１４Ｂを押しつける自緊
動作を図示説明するものである。

前記の作動を第１図と第５図の模式の正面図に
より説明する。この発明にかかる緩衝装置を建屋
の鉄骨と管との間の如く必要とする取付個所に取
付ける前に、ロツクナツト２６Ａ，２６Ｂの調節
により、発条２０Ａ，２０Ｂの力の均衡並びにダ
ンパ１８Ａ，１８Ｂ内の発条（図示せず。通常ダ
ンパたる緩衝器に内蔵している）の力均衡により
拘束ブロツク１４Ａと主リンク１２Ａの対向面間
隙間ｅと拘束ブロツク１４Ｂと主リンク１２Ｂの
対向面間隙間ｅが夫々保持されるように調節設定
をする。

第５図に示す緩衝装置１０の図面左側の取付金
具２２Ａと右側の取付金具２２Ｂに引張力が掛つ
た場合を考えてみる。

(1) 熱膨張たる場合の如く低速変位の場合。

その変位はダンパ１８Ａ，１８Ｂ内の発条の
圧縮変形により第６図の（変位力）曲線に示す
符号イ〜ロの変位をし第５図に一点鎖線で示す
位置まで主リンク１２Ａはくる。このとき第５
図に示す如く拘束ブロツク１４Ａと主リンク１
２Ａ間の隙間ｅはゼロとなり主リンク１２Ａ，
１２Ｂは密着し１２Ａ，１２Ｂ間に摩擦力が働
くこととなり、かつリンク１６のあることから
緩衝装置１０はブロツク化した一体のものとな
り、主リンク相互間の変位に対し対抗する力
（接続した部材である建屋鉄骨と管に与える
力）は線図の符号ロ〜ハの変化をし急速に大き
いものとなる。

このような状態においては拘束ブロツク１４
B′と主リンク１２Ｂ間の隙間は２ｅと増加す
る。

(2) 瞬間加速度のある変位の場合。

なお第３図乃至第５図は拘束ブロツクと主リ
ンクとの相対変位を明らかにするため第１図の
ダンパ（緩衝具１８Ａ，１８Ｂ）を省略して示
した。瞬間加速度のある変位の場合のダンパに
生ずる力と変位量の関係は第６図ニ，ホ，ロ，
ハに示すようなものである。起点“ニ”の位
置、力の大きさは主として拘束ブロツク１４Ａ
の重量１４Ａ，１２Ａ，１２Ｂ間の摩擦力に依
存するものである。例えば細い糸を床上のブロ
ツクにつなぎ急速に引つぱるとブロツクは軽い
ときは糸に生ずる引張り力は小さいもので糸は
切れることはない。即ち符号ニは符号イに近く
位置する。しかしブロツクが大きいと加速度と
質量の積が糸の受ける引張力であり、これに加
えてリンク１６による拘束ブロツク１４Ａの主
リンク１２Ａへの圧着力による摩擦力があり、
符号ニは図示のようなイ，ニ間の差の大きいも
のとなる。なおこの変化ニ，ホは瞬間的なもの
であり、ついで発条２０Ａおよび拘束ブロツク
１４Ａ、主リンク１２Ａ，１２Ｂ相互間の摩擦
力によりホ，ロの変化をし、ついでリンク１６
による拘束力でブロツク化しロ，ハの変化をす
ることとなる。

緩衝器たるダンパ１８Ａ，１８Ｂ内には通常
小孔をもつ仕切板と液と発条が収容されてい
る。従つて瞬間加速変位の場合には前記仕切板
の小孔が液を通る抵抗による緩衝がされ、つい
で発条による均衡が加わるものである。従つて
加速変位のときの緩衝装置に掛る力は第６図の
符号ニのように大きい力が瞬間的に掛り、すぐ
に均衡され符号ニ〜ホと変化する。

なお圧縮力のみが低速変位、例えば加熱膨張
による変位で働くときは同様にして第６図の線
図イ〜ロ〜ハの変化をし、その最終の主リンク
１２Ａ，１２Ｂ間に摩擦力が働いている状態は
第４図に示すものである。

この場合においても低速変位最終の状態では
第４図の主リンク１２Ａと拘束ブロツク１４Ａ
の間の隙間２４は２ｅとなる。

これに加えて、制限突起（タブ）３２のよう
な装置が主リンク１２Ａの拘束ブロツクの端部
に設けられ、拘束ブロツク１４Ａに接触するよ
うに位置し、正常な熱変位動きより大なる動き
に際し組立てられた緩衝装置から離れることを
防止するために拘束ブロツクと主リンクとの間
の接触を確保するものである。

上記した緩衝の力と変位の関係を模式の図面第
７，８，９図と線図第６図と第１０図を用いて以
下に簡単に再度記述する。

(A) 引張力が働くとき まず緩衝装置の対向接触する構成部材の面に
つき第７図に示すようにａ〜ｆの符号に付す。
なお説明の便宜上発条とそれを挿通するロツド
は省略して示した。

第８図により拘束ブロツク１４Ａと主リンク
１２Ａが面ａ，ｂで主リンク１２Ａと１２Ｂが
面ｃ，ｄで接触している状態から加速度のある
力２８Ａが加わつた場合を考えてみる。

(A‐1) リンク１６Ｒで拘束ブロツク１４Ａ、主リ
ンク１２Ａ，１２Ｂは夫々面ab，cd、で
F₁，F₂の等しい押付け力を受ける。

従つて図示の部材１４Ａ，１２Ａ，１２Ｂ
は一体のブロツクと考えられ第６図の「ニ」
の力が緩衝装置に加えられる。

(A‐2) なお、面ａ，ｂ間、ｃ，ｄ間、（ｅ，ｆ間
も）には黒鉛グリースの如く潤滑剤が塗布さ
れているので受ける低速の力の引張力に応じ
主リンク１２Ａは第９図に示すように第６図
のロの位置まで変位できる。

この場合拘束ブロツク１４Ａにはダンパ１
８Ａが接続しているので取付金具２１Ａはダ
ンパ１８Ａのピストンたる接続棒２１Ａを引
き摺りながら変位することができる。

(A‐3) リンク１６Ｌの回動変位許容量（実質的に
はリンク１６Ｒによる規制される。）または
ダンパ１８Ａの接続棒２１Ａの変位許容量一
杯の変位をしたとき拘束ブロツク１４Ａ、主
リンク１２Ａ，１２Ｂは一体ブロツク化し主
リンク１２Ａはそれ以上変位はできぬことと
なり、第６図ロ，ハ線をたどることとなる。

(B) 圧縮力が働くとき (B‐1) 第９図の状態から加速度のある圧縮力３０
を受けたとする。

この場合拘束ブロツク１４Ｂのｆ面と主リ
ンク１２ｂのｅ面との間には２e′の隙間があ
るので、圧縮力を受けた瞬間には抵抗はなく
第１０図に示すヘ′，ト′，ニ′の変位をす
る。（条件によつてはヘ′位置はＦかゼロの位
置となる。

(B‐2) 以下の変位は引張力の場合と同様の経過を
たどり第４図に示す様な状態となり、拘束ブ
ロツク１４Ａのａ面と主リンク１２Ａの間に
隙間２４，２e′をもつ状態となる。

以上述べたように加速度のある力にはダンパ１
８Ａ，１８Ｂの緩衝力も加味され、ついで拘束ブ
ロツクと主リンク間、主リンク相互間の面摩擦力
とこれを低減させる黒鉛グリース等の潤滑材の存
在により主リンクの緩除な滑動変位を許容するも
のである。

＜効 果＞ 緩衝装置の部材の寸法、材質について、また各
主リンクと拘束ブロツクの接触面に垂直な線とリ
ンク１６とのなす接触角度θ（第１図）につい
て、及びダンパと発条の寸法と力レベルについ
て、の入念な選択をすることにより、予定したレ
ベルの拘束をする繰返し及び又は一方向の高速度
変位即ち加速度のある変位に対応できる頑丈な衝
撃抑圧装置又は緩衝装置をつくることができ、か
つまた低速の変位、例えば熱変位に対応すること
を可能とするものである。これに加えて本発明に
かかる緩衝装置の簡素な設計は経済的で、検査容
易にして、取付上の制限のない高い発条比率の組
立てられた緩衝装置を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる緩衝装置の正面図、
第２図は第１図の２−２矢視図、第３図はこの発
明にかかる緩衝装置が引張力を受けたときの作動
原理を示す概念図、第４図はこの発明にかかる緩
衝装置が圧縮力を受けたときの作動原理を示す概
念図、第５図は引張り力を受けたときの主リンク
１２Ａの変位と隙間ｅの変化を模式に示す装置の
正面図、第６図は主リンク１２Ａの変位と装置の
受ける引張力との関係を示す線図、第７図は対向
接触する部材の面を符号ａ〜ｆで示すための緩衝
装置を構成する部材毎についての側面図、第８図
は引張力を受けたときに部材に掛る力を示す装置
の模式側面図、第９図は最大変位Ｓとしたときの
部材の相対位置を示す模式側面図、第１０図は圧
縮力を受けたときの力と変位量の関係を示す線図
である。 １０……緩衝装置、１２Ａ，１２Ｂ……主リン
ク、１４Ａ，１４Ｂ……拘束ブロツク、１６……
リンク、１６Ａ……ピン、１８Ａ，１８Ｂ……ダ
ンパ、１９Ａ，１９Ｂ……取付金具、２０Ａ，２
０Ｂ……発条、２１Ａ，２１Ｂ……接続棒、２３
……強制圧着接触、２４……隙間、２６Ａ，２６
Ｂ……ロツクナツト、２８……引張力、３０……
圧縮力、３２……制限突起（タブ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 相互に摩擦滑動して係合する面をもつ一対の
   主リンク１２Ａ，１２Ｂと、この係合する面につ
   き夫々の主リンク１２Ａ，１２Ｂの反対側に位置
   する拘束ブロツク１４Ａ，１４Ｂとを、拘束ブロ
   ツク１４Ａ、主リンク１２Ａ主リンク１２Ｂ、拘
   束ブロツク１４Ｂの順に夫々対向する面を持ち位
   置させ、拘束ブロツク１４Ａと主リンク１２Ｂ、
   主リンク１２Ａと拘束ブロツク１４Ｂとを、リン
   ク１６２本で１組をなすリンク組の一以上の組で
   ピン１６Ａ接続し、かつ夫々のリンク組のピン接
   続位置につき、拘束ブロツク１４Ａと主リンク１
   ２Ａのピン１６Ａの軸心間距離を主リンク１２Ｂ
   と拘束ブロツク１４Ｂのピン１６Ａの軸心間距離
   より小となるように形成し、かつ前記拘束ブロツ
   ク１４Ａをダンパ１８Ａを介して主リンク１２Ａ
   と、発条２０Ａとロツクナツト２６Ａつきロツド
   により主リンク１２Ｂと接続し、また前記拘束ブ
   ロツク１４Ｂをダンパ１８Ｂを介して主リンク１
   ２Ｂと、発条２０Ｂとロツクナツト２６Ｂつきロ
   ツドにより主リンク１２Ａと接続し、主リンク１
   ２Ａと拘束ブロツク１４Ａの対向面間隙間ｅをロ
   ツクナツト２６Ａにより、主リンク１２Ｂと拘束
   ブロツク１４Ｂの対向面間隙間ｅをロツクナツト
   ２６Ｂにより調節設定して形成したことを特徴と
   する緩衝装置。