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技術 衝撃緩衝装置

出願人 三和テッキ株式会社
発明者 中津雅延水間宏行
出願日 2019年3月18日 (1年9ヶ月経過) 出願番号 2019-049556
公開日 2020年9月24日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-153382
状態 未査定
技術分野 振動減衰装置 放射線の遮蔽 汚染除去及び汚染物処理
主要キーワード 標準パイプ 小パイプ 溶融固化体 大重量物 衝撃緩衝装置 形成時期 クラッシャブル 変形過程
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年9月24日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (11)

課題

クラッシャブルパイプの変形に伴う落下物に対する衝撃荷重を低下させ、衝撃を効率的に吸収でき、さらに耐静荷重の向上を図る衝撃緩衝装置を提供する。

解決手段

衝撃緩衝装置1は、上板2、下板3、これらの間のクラッシャブルパイプ4、上下各段のクラッシャブルパイプ4間を軸線直交方向に横断するように配置される中間板5を具備する。クラッシャブルパイプ4は、円筒状の基本パイプ4aと、これを塑性変形させて軸方向に収縮させることにより基本パイプ4aと同じ高さ寸法を有する変形パイプ4bとの二種のものを含む。変形パイプ4bは軸線方向の衝撃荷重を受けたときの一回目荷重ピークを経過したリンクル初期の形状を成す。クラッシャブルパイプ4が落下物の荷重を受けて塑性変形するときに、基本パイプ4aと変形パイプ4bの荷重のピーク時のリンクルの形成時刻がずれ、落下物に対する反力の高まりを分散、低下させる。

概要

背景

従来、重量物の落下などによる衝撃をパイプ軸線方向の塑性変形によって緩衝する装置として、例えば特許文献1に記載されるものが知られている。これは、衝撃荷重を直接受ける上板と衝撃荷重を支持する下板との間に、軸線を衝撃荷重の方向に一致させて多数の円筒状のクラッシャブルパイプを並列に介設して成るものである。クラッシャブルパイプは、さらに、上板と下板との間に、上下方向に直列に、互いに上下端を突合せて複数段に重ねられる。各段に並列する複数のクラッシャブルパイプが均等に衝撃荷重を受けるように、クラッシャブルパイプの上下の接合部を軸線直交方向に連結する中間板が設けられる。

概要

クラッシャブルパイプの変形に伴う落下物に対する衝撃荷重を低下させ、衝撃を効率的に吸収でき、さらに耐静荷重の向上をる衝撃緩衝装置を提供する。衝撃緩衝装置1は、上板2、下板3、これらの間のクラッシャブルパイプ4、上下各段のクラッシャブルパイプ4間を軸線直交方向に横断するように配置される中間板5を具備する。クラッシャブルパイプ4は、円筒状の基本パイプ4aと、これを塑性変形させて軸方向に収縮させることにより基本パイプ4aと同じ高さ寸法を有する変形パイプ4bとの二種のものを含む。変形パイプ4bは軸線方向の衝撃荷重を受けたときの一回目荷重ピークを経過したリンクル初期の形状を成す。クラッシャブルパイプ4が落下物の荷重を受けて塑性変形するときに、基本パイプ4aと変形パイプ4bの荷重のピーク時のリンクルの形成時刻がずれ、落下物に対する反力の高まりを分散、低下させる。

目的

本発明は、クラッシャブルパイプの変形過程を時間的にずらすことにより、落下物に対する反力の高まりを分散させ、反力の絶対値を低下させることにより、一層効率的な衝撃吸収能力を有すると共に、平常時の耐静荷重を向上させる衝撃緩衝装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

下方への衝撃荷重を直接受ける上板と、当該衝撃荷重を支持するように、前記上板の下方に平行に間隔をおいて設けられる下板と、前記上板と下板との間にあって、夫々前記衝撃荷重の方向と軸心が一致するように並列的に複数配置されると共に、軸線方向に直列的複数段に配列され、かつ衝撃荷重を受けて軸線方向に複数段のリンクルを形成して圧潰される円筒状のクラッシャブルパイプと、前記並列的に配列された上下各段の複数のクラッシャブルパイプが均等に衝撃荷重を受けるように、上下のクラッシャブルパイプ間に軸線直交方向に横断するように配置された中間板とを具備し、前記クラッシャブルパイプは、軸線方向に荷重を受けたときに塑性変形し始めた初期の前記リンクルが予め形成された変形パイプと、上記変形のない基本パイプとであって、高さ寸法が同じのものを具備し、当該二種のクラッシャブルパイプ間の前記リンクル形成時期が互いにずれるように構成されることを特徴とする衝撃緩衝装置

技術分野

0001

本発明は、重量物の落下などによる衝撃をパイプ軸線方向の圧潰によって緩衝し、重量物それ自身やこれを受ける床面の破壊を防止するための緩衝装置に関するものである。

背景技術

0002

従来、重量物の落下などによる衝撃をパイプの軸線方向の塑性変形によって緩衝する装置として、例えば特許文献1に記載されるものが知られている。これは、衝撃荷重を直接受ける上板と衝撃荷重を支持する下板との間に、軸線を衝撃荷重の方向に一致させて多数の円筒状のクラッシャブルパイプを並列に介設して成るものである。クラッシャブルパイプは、さらに、上板と下板との間に、上下方向に直列に、互いに上下端を突合せて複数段に重ねられる。各段に並列する複数のクラッシャブルパイプが均等に衝撃荷重を受けるように、クラッシャブルパイプの上下の接合部を軸線直交方向に連結する中間板が設けられる。

先行技術

0003

特開平3-168428号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1に記載の緩衝装置においては、クラッシャブルパイプが、全て同形で同じ高さ寸法のものである。クラッシャブルパイプは、落下物による衝撃荷重を受けると、複数段の環状のリンクルを形成して変形し、変形時に衝撃を吸収する。クラッシャブルパイプは、塑性変形してリンクルが形成されるとその時点でいったん剛性が高まる。このため、落下物に対する反力は、リンクルの形成が完了した時点でいったん高まり、再び次段のリンクルの形成に到る変形過程で低下する経過をたどる。したがって、全クラッシャブルパイプが、同じ高さ寸法のものである場合、その変形過程が同等であるため、落下物に対する反力が同時に高まる経過をたどることになる。これは、落下物の衝撃吸収特性として不都合である。
これに対して、本願出願人は、特願2018−53774において、クラッシャブルパイプ4に高さの異なる2種の標準パイプ4aと、短小パイプ4bを含めることによって、落下物の荷重を受けて塑性変形するときに、荷重が増大するリンクルの形成時刻をずらし、落下物に対する反力の高まりを分散、低下させる緩衝装置を提案した。この場合、衝撃荷重を直接受ける上板を平常時に標準パイプ4aのみで支持することとなるため、上板を支持する耐静荷重が低下するという難点がある。
したがって、本発明は、クラッシャブルパイプの変形過程を時間的にずらすことにより、落下物に対する反力の高まりを分散させ、反力の絶対値を低下させることにより、一層効率的な衝撃吸収能力を有すると共に、平常時の耐静荷重を向上させる衝撃緩衝装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0005

上記課題を解決するための、本発明の衝撃緩衝装置1は、下方への衝撃荷重を直接受ける上板2と、当該衝撃荷重を支持するように、上板2の下方に平行に間隔をおいて設けられる下板3と、これら上板2と下板3との間にあって、夫々衝撃荷重の方向と軸心が一致するように並列的に複数配置されると共に、互いに軸線方向に直列的に複数段に配列され、かつ衝撃荷重を受けて軸線方向に複数段のリンクルを形成して圧潰される円筒状のクラッシャブルパイプ4と、並列的に配列された上下各段の複数のクラッシャブルパイプ4が均等に衝撃荷重を受けるように上下各段のクラッシャブルパイプ4間を軸線直交方向に横断するように配置された中間板5とを具備する。クラッシャブルパイプは、軸線方向に荷重を受けたときに塑性変形し始めた初期のリンクルが予め形成された変形パイプ4bと、上記変形のない基本パイプ4aとであって、高さ寸法が同じのものを具備する。当該二種のクラッシャブルパイプ4の変形時のリンクルの形成時期が互いにずれるように構成する。

発明の効果

0006

本発明の衝撃緩衝装置1においては、基本パイプと変形パイプのリンクルの形成のタイミングが異なるクラッシャブルパイプにより、衝撃荷重を受けたときの間歇的な荷重のピークが時間的にずれるため、落下物に対する反力の高まりを分散、低下させ、より確実な落下物の保護が図れる一方、平常時の静荷重を高さ寸法の同じ全てのクラッシャブルパイプにより支持するため、十分な耐静荷重を確保できる。

図面の簡単な説明

0007

本発明に係る衝撃緩衝装置の正面図である。
図1の衝撃緩衝装置の平面図である。
衝撃荷重を受けた状態の衝撃緩衝装置の縦断正面図である。
図1の衝撃緩衝装置の使用状態の説明図である。
基本パイプを用いたクラッシャブルパイプの荷重試験を示す写真である。
基本パイプと短小パイプを用いたクラッシャブルパイプの荷重試験を示す写真である。
基本パイプと変形パイプを用いたクラッシャブルパイプの荷重試験を示す写真である。
図5Aの荷重試験における荷重の時刻変動を示すグラフである。
図5Bの荷重試験における荷重の時刻変動を示すグラフである。
図5Cの荷重試験における荷重の時刻変動を示すグラフである。

実施例

0008

図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
例えば、原子力発電所等から廃棄される放射性廃棄物溶融固化体を収容するキャニスタCは、図4に示すように、ピットP内に複数上下に積み上げ保管される。キャニスタCの搬入の際に、これを誤ってピットP内に落下させると、衝撃によりキャニスタCが破壊され、放射性物質漏出するおそれがある。これを防止するために、衝撃緩衝装置1が、ピットPの底部に設置される。

0009

図1ないし図3において、衝撃緩衝装置1は、衝撃荷重を直接受ける円形の上板2と、それの下方に平行に間隔をおいて設けられ、ピットP(図4)の底部において衝撃荷重を支持する円形の下板3と、衝撃荷重を受けて軸線方向に塑性変形するように、上板2と下板3との間に環状に並列する複数のクラッシャブルパイプ4とを具備する。

0010

クラッシャブルパイプ4は、円筒状の基本パイプ4aと、これを塑性変形させて軸方向に収縮させることにより基本パイプ4aと同じ高さ寸法を有する変形パイプ4bとの二種のものを含む。変形パイプ4bは軸線方向の衝撃荷重を受けたときの一回目の荷重のピークを経過したリンクルの初期の形状を成す。クラッシャブルパイプ4はまた、軸線方向に直列的に上下にも複数段配列される。上下のクラッシャブルパイプ4の間には、それを軸線直交方向に横断するように配置された中間板5が設けられる。上板2上にキャニスタCのような大重量物が落下したとき、図3に示すように、クラッシャブルパイプ4が軸線方向に複数段のリンクルを形成して塑性変形し、衝撃のエネルギを吸収する。これにより、キャニスタCあるいはピットPの床の破損を防止する。

0011

しかして、この実施形態の衝撃緩衝装置1は、例えば、図4に示すように、放射性物質の溶融固化体を収容したキャニスタCを保管するためのピットP内の底部に設置される。そして、キャニスタCをピットP内に吊り降ろす際に、誤ってキャニスタCをピットP内に落下させた場合には、図3に示すように、その衝撃荷重によりクラッシャブルパイプ4が軸線方向に塑性変形し、衝撃荷重のエネルギを吸収する。

0012

クラッシャブルパイプ4の性能を確認するため、直径45mm、厚さ2mm、長さ(高さ)70mmのクラッシャブルパイプ4のうち基本パイプ4aを並列に四本並べたものの荷重試験を行った(図5A)。この結果、荷重の時刻変動には、図6Aに示すように、3つの荷重のピークが現れた。このとき、基本パイプ4aはそれぞれ3つのリンクルを形成して塑性変形しており、それぞれ荷重の3つのピークの経過に対応して各リンクルが形成された。
次いでクラッシャブルパイプ4の高さ寸法の異なる基本パイプ4aと短小パイプ4bを並列に二本ずつ並べたものの荷重試験を行った(図5B)。この結果、荷重の時刻変動には、図6Bに示すように、60kNに達するピークは見られず、しかも荷重変動平滑化した。これは、リンクルの形成のタイミングが異なる二種のクラッシャブルパイプ4への荷重のピークが時間的にずれたために、合成されたピークが低下したものである。しかし、第1回目のピークが著しく低下していることから、耐静荷重が低下していることが分かる。
次いでクラッシャブルパイプ4の基本パイプ4aと変形パイプ4bを並列に二本ずつ並べたものの荷重試験を行った(図5C)。この結果、荷重の時刻変動には、図6Cに示すように、60kNに達するピークは見られず、しかも荷重変動が平滑化した。これについても先と同様に、リンクルの形成のタイミングが異なる二種のクラッシャブルパイプ4への荷重のピークが時間的にずれたために、合成されたピークが低下したものである。一方、クラッシャブルパイプ4は第1回目のピークが向上していることから、耐静荷重が向上していることが分かる。平常時の静荷重を基本パイプ4a及び変形パイプ4bの全体により支持することに起因する。

0013

このように、本発明の実施形態に係る衝撃緩衝装置1においては、同一形状のクラッシャブルパイプを並べる従来のものと比較して、落下物に対する反力の高まりを分散、低下させ、より確実な落下物の保護が図れ、さらに高さ寸法の異なる二種のクラッシャブルパイプを並べる従来のものと比較して、耐静荷重の向上が図れる。

0014

1衝撃緩衝装置
2上板
3下板
4クラッシャブルパイプ
4a基本パイプ
4b 変形パイプ
5中間板
Cキャニスタ
P ピット

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