JP7065689B2

JP7065689B2 - 衝撃吸収部材、及び緩衝体

Info

Publication number: JP7065689B2
Application number: JP2018100002A
Authority: JP
Inventors: 健一郎阿部; 宣也林; 愉考寺田; 一希野間; 勇治丸山; 秀晃三井; 明夫北田; 貴治前口
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2018-05-24
Filing date: 2018-05-24
Publication date: 2022-05-12
Anticipated expiration: 2038-05-24
Also published as: JP2019203572A

Description

本発明は、衝撃吸収部材、及び緩衝体に関する。

原子力発電所で生じた使用済みの核燃料は、冷却のために発電所内にある貯蔵プールで一定の期間にわたって保管される。その後、再処理工場に送られて処理される。

しかし、貯蔵プールに空きがない場合には、貯蔵施設で使用済み核燃料を一時的に保管することがある。このような施設への使用済み核燃料の運搬や保管に際しては、キャスクと呼ばれる容器が用いられる。キャスクは、コンクリート、鋼鉄等で形成された円柱形状の輸送容器と、輸送容器を衝撃から保護する緩衝体と、を有している。輸送容器の内部には、熱伝導性の高いヘリウム等の不活性ガスとともに使用済み核燃料が封入される。

上記の緩衝体の具体例として、下記特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載された緩衝体は、ケーシングと、ケーシングの内部空間に充填された衝撃吸収部材と、を備えている。衝撃吸収部材は、繊維強化樹脂で形成された複数の中空筒状体を有している。中空筒状体は、ケーシングの内面側に配列されている。特許文献１では、ケーシングの外面側から衝撃が加わった場合、中空筒状体に剥離破壊が生じることで衝撃を吸収できるとされている。

特開２０１７－１１４５６４号公報

上記特許文献１に係る構成において、剥離破壊を発揮させるには、ケーシングの内面に中空筒状体を固定させる必要がある。ケーシングの内面に中空筒状体固定させるには、固定面であるケーシングの内面に、中空筒状体の外径に相当する孔径を有する孔を形成し、この孔に中空筒状体を挿入することが考えられる。
しかしながら、孔に中空筒状体を挿入するには、固定面を加工して、中空筒状体の外径に相当する孔径を有する孔を設ける必要がある。このため、固定面の加工作業が負担となっている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、固定面の加工作業を軽減できる衝撃吸収部材、緩衝体、及びキャスクを提供することを目的とする。

第一の態様の衝撃吸収部材は、固定面に配置される衝撃吸収部材であって、繊維と樹脂とを含む複合材料で形成され、前記固定面に交差する管軸を有する複合材管と、前記複合材管の前記管軸の延びる方向における端部を支持する支持部、及び前記固定面に形成された孔部に挿入可能な突出部を有する支持冶具と、を備え、前記支持部は、前記管軸に対する少なくとも径方向から前記複合材管に当接する当接面を有し、前記突出部の外径は前記複合材管の外径よりも小さい。

この構成によれば、複合材管は、固定面に管軸方向から支持冶具によって支持されている。支持冶具は、複合材管の外径よりも小さい外径を有する突出部を孔部に挿入することで、固定面上で支持されている。これにより、孔部の内径を複合材管の外径よりも小さくすることができる。その結果、固定面の加工作業が軽減される。

第二の態様の衝撃吸収部材は、前記固定面が、互いに対向する一対の固定面であって、前記支持冶具が、前記一対の固定面のうち少なくとも一方の固定面に配置され、前記複合材管が、前記一対の固定面の間に配置している第一の態様の衝撃吸収部材である。

この態様によれば、一対の固定面によって複合材管を固定することができるため、複合材管を安定して固定することができる。

第三の態様の衝撃吸収部材は、前記支持部は、前記管軸に交差する面に沿って広がるとともに、前記管軸の延びる方向から前記複合材管に当接する底部と、前記底部から前記管軸に沿って延びるとともに、前記複合材管の外周面に当接する筒形状の筒状部と、を有し、前記底部の前記複合材管を向く面、及び前記筒状部の内周面が前記当接面をなしている第一又は第二の態様の衝撃吸収部材である。

この態様によれば、底部の複合材管を向く面、及び筒状部の内周面が当接面をなしている。このため、複合材管と支持冶具との接触面が広くなることで、複合材管に生じる応力を低減させ、複合材管の折れを低減できる。

第四の態様の衝撃吸収部材は、前記当接面は、管軸に対する径方向内側から外側に向かうに従って、固定面から次第に離間するように湾曲する湾曲部を有する第一又は第二の態様の衝撃吸収部材である。

この態様によれば、当接面が湾曲する湾曲部を有することから、支持部は管軸に交差する斜めの方向から複合材管を支持する。その結果、例えば管軸に交差する方向から衝撃が加わった場合に、複合材管にズレや脱離が生じる可能性をさらに低減することができる。加えて、支持部が管軸に交差する斜めの方向から複合材管を支持していることから、複合材管に衝撃が加わった場合における当該複合材管の脆性破壊をさらに促すことができる。より具体的には、複合材管には、ＳｐｌａｙｉｎｇＭｏｄｅと呼ばれる破壊現象が生じる。ＳｐｌａｙｉｎｇＭｏｄｅでは、中空筒状体である複合材管３の端部で軸方向に生じた複数の亀裂を破壊起点として、複合材管が内周側に縮径するように破壊が進展する。これにより、複合材管は、衝撃をさらに効果的に吸収することができる。

第五の態様の衝撃吸収部材は、前記当接面は、前記管軸に沿って延びるとともに、前記複合材管の内周面に当接している第一又は第二の態様の衝撃吸収部材である。

この態様によれば、当接面が複合材管の内周面に当接する。このため、複合材管と支持冶具との接触面が広くなることで、複合材管に生じる応力を低減させ、複合材管の折れを低減できる。

第六の態様の衝撃吸収部材は、前記当接面は、前記管軸に対する径方向外側から内側に向かうに従って、前記固定面から次第に離間するように湾曲する湾曲部を有する第五の態様の衝撃吸収部材である。

この態様によれば、当接面が湾曲する湾曲部を有することから、支持部は管軸に交差する斜めの方向から複合材管を支持する。その結果、例えば管軸に交差する方向から衝撃が加わった場合に、複合材管にズレや脱離が生じる可能性をさらに低減することができる。加えて、支持部が管軸に交差する斜めの方向から複合材管を支持していることから、複合材管に衝撃が加わった場合における当該複合材管の脆性破壊をさらに促すことができる。

第七の態様の衝撃吸収部材は、前記支持部は、前記当接面から前記複合材管に向かって突出し、前記管軸に対する径方向に延びるとともに、周方向に間隔をあけて配列された複数のリブを有している第一から第六の態様のいずれかの一態様の衝撃吸収部材である。

この態様によれば、当接面にリブが形成されていることから、複合材管に衝撃が加わった場合、リブと複合材管との間で大きな応力集中が生じる。応力集中が生じることによって、当該部分を破壊起点とする脆性破壊が生じやすくなる。さらに、リブは周方向に間隔をあけて複数配列されていることから、複合材管にはＳｐｌａｙｉｎｇＭｏｄｅでの脆性破壊が生じやすくなる。これにより、複合材管は、衝撃をさらに効果的に吸収することができる。

第八の態様の衝撃吸収部材は、前記管軸の延びる方向における前記複合材管の端部を含む部分には、前記管軸に沿って延びるとともに、周方向に間隔をあけて配列された複数の切れ込み部が形成されている第一から第七の態様のいずれか一態様の衝撃吸収部材である。

この態様によれば、複合材管の端部を含む部分に、管軸の延びる方向に延びる複数の切れ込み部が形成されている。これにより、当該切れ込み部を破壊起点とするＳｐｌａｙｉｎｇＭｏｄｅでの脆性破壊が誘発されやすくなる。その結果、複合材管は、衝撃をさらに効果的に吸収することができる。

第九の態様の緩衝体は、前記一対の固定面が形成されたケーシングと、前記固定面に配置された第一から第八のいずれか一態様の衝撃吸収部材と、を備える。

この態様によれば、固定面の加工作業が軽減された緩衝体を得ることができる。

第十の態様のキャスクは、被収容物を収容する輸送容器と、前記輸送容器に装着された第九の態様の緩衝体と、を備える。

この態様によれば、固定面の加工作業が軽減されたキャスクを得ることができる。

本発明によれば、固定面の加工作業を軽減できる。

本発明の第一実施形態に係るキャスクの構成を示す断面図である。本発明の第一実施形態に係る衝撃吸収部材の構成を示す断面図である。本発明の第二実施形態に係る衝撃吸収部材の構成を示す断面図である。本発明の第二実施形態に係る衝撃吸収部材の変形例を示す図である。本発明の第二実施形態に係る衝撃吸収部材の他の変形例を示す図である。本発明の第二実施形態に係る衝撃吸収部材のさらなる他の変形例を示す図である。本発明の第三実施形態に係る衝撃吸収部材の構成を示す断面図である。本発明の第四実施形態に係る衝撃吸収部材の構成を示す断面図である。本発明の第四実施形態に係る衝撃吸収部材の変形例を示す図である。本発明の第五実施形態に係る衝撃吸収部材の構成を示す断面図である。

［第一実施形態］
本発明の第一実施形態について、図１と図２を参照して説明する。本実施形態に係るキャスク１００は、例えば原子力発電所で生じた使用済み核燃料を輸送する際に用いられる容器である。具体的には図１に示すように、キャスク１００は、輸送容器２と、この輸送容器２に装着された緩衝体１と、を備えている。

輸送容器２は、中心軸Ａ１を中心とする円柱形状をなしており、その内部には被収容物としての使用済み核燃料を収容する空間が形成されている。使用済み核燃料は、例えば燃料棒、又はペレット、又は燃料集合体の状態で収容されている。詳しくは図示しないが、輸送容器２は内側から外側にかけて多層構造をなしている。これにより、使用済み核燃料から放射される放射線が遮蔽されるとともに、その熱を外部へ放散することが可能となっている。

上記の輸送容器２の両端部（即ち、中心軸Ａ１方向における両側の端部）には、緩衝体１が１つずつ取り付けられている。緩衝体１は、輸送容器２を衝撃等の外力から保護するために取り付けられている。具体的には、緩衝体１は、ケーシング１０と、衝撃吸収部材２０と、を有している。なお、一対の緩衝体１は、輸送容器２に装着される方向及び姿勢を除いて互いに同等の構成を有していることから、以下では代表的に中心軸Ａ１方向における一方側の緩衝体１についてのみ説明する。

ケーシング１０は、略円盤形状をなしており、その内部は空洞とされている。より具体的には、ケーシング１０は中心軸Ａ１を中心とする円盤形状の第一端板１１と、第一端板１１と中心軸Ａ１方向から対向する第二端板１２と、第一端板１１と第二端板１２とを中心軸Ａ１方向に接続する円筒形状の側板１３と、を有している。第二端板１２には、中心軸Ａ１方向一方側に向かって凹む凹部１４が形成されている。この凹部１４には輸送容器２の端部が嵌めこまれる。具体的には凹部１４は、中心軸Ａ１を中心とする円盤形状の凹部底板１５と、凹部底板１５の外周縁から中心軸Ａ１方向他方側に向かって延びる筒形状の凹部側板１６と、を有している。凹部底板１５の径寸法は、第一端板１１、及び第二端板１２の径寸法よりも小さく、望ましくは輸送容器２の外径と同一かわずかに大きい値に設定される。

以上のような構成により、ケーシング１０内には、第一端板１１、側板１３の一部、及び凹部底板１５によって囲まれた円盤形状の第一空間Ｖ１と、第二端板１２、凹部側板１６、及び側板１３の他の一部によって囲まれた円環形状の第二空間Ｖ２と、が形成されている。より具体的には、第一空間Ｖ１は、中心軸Ａ１方向において凹部底板１５よりも一方側に位置する領域であり、第二空間Ｖ２は、凹部底板１５よりも他方側に位置する領域である。第一空間Ｖ１には、例えばスポンジやウレタン等の多孔質樹脂や、バルサ等の木材で形成された衝撃吸収体９０が充填されている。一方で、第二空間Ｖ２には、衝撃吸収部材２０が設けられている。衝撃吸収部材２０は、第二空間Ｖ２内で中心軸Ａ１方向、及び中心軸Ａ１に対する周方向にそれぞれ間隔をあけて複数配列されている。

側板内面１３Ａと凹部側板内面１６Ａとは、互いに対向する一対の固定面Ｓ１となっている。側板内面１３Ａと凹部側板内面１６Ａとは、衝撃吸収部材２０を固定する固定面Ｓ１をなしている。
衝撃吸収部材２０は、一対の固定面Ｓ１の間に配置されている。

具体的には、衝撃吸収部材２０は、側板１３の内面（第二空間Ｖ２側を向く面：側板内面１３Ａ）と、凹部側板１６の内面（第二空間Ｖ２側を向く面：凹部側板内面１６Ａ）とによって固定されている。即ち、これら側板内面１３Ａと凹部側板内面１６Ａは、衝撃吸収部材２０を固定する固定面Ｓ１をなしている。

続いて、図２を参照して衝撃吸収部材２０の詳細な構成について説明する。同図に示すように、衝撃吸収部材２０は、複合材管３と、支持冶具４と、を備えている。複合材管３は、繊維と樹脂とを含む複合材料で形成された円管形状の部材である。複合材管３は、繊維強化樹脂によって形成されている。複合材管３は、例えば炭素繊維強化樹脂によって形成されている。複合材管３は、固定面Ｓ１に交差する方向である管軸Ａ２に沿って延びている。本実施形態では、管軸Ａ２は上記の中心軸Ａ１に対する径方向に一致している。

支持冶具４は、複合材管３の端部を固定面Ｓ１に対して固定するために設けられている。支持冶具４は、複合材管３の端部を支持する支持部３１と、固定面Ｓ１に形成された孔部Ｈに挿入される突出部３２と、を有している。

支持冶具４は、一対の固定面Ｓ１のうち少なくとも一方の固定面Ｓ１に配置されている。
即ち、衝撃吸収部材２０は、一対の固定面Ｓ１の間に配置されている。
本実施形態では、支持冶具４は、一対の固定面Ｓ１のうち、一方の固定面Ｓ１である凹部側板１６の内面に配置されている。したがって、支持冶具４は、複合材管３の両端部のうち、凹部側板内面１６Ａ側の端部を凹部側板内面１６Ａに対して固定されている。また、支持冶具４は、側板内面１３Ａと凹部側板内面１６Ａとの固定面Ｓ１のうち、凹部側板内面１６Ａの固定面Ｓ１に形成された孔部Ｈに挿入される。

支持部３１は、管軸Ａ２に交差する面に沿って広がるとともに、管軸Ａ２の延びる方向から複合材管３に当接する底部３１Ａと、底部３１Ａから管軸Ａ２に沿って延びるとともに、複合材管３の外周面に当接する筒形状の筒状部３１Ｂと、を有する。
本実施形態において、底部３１Ａは、管軸Ａ２を中心とする円形状を有する。また、筒状部３１Ｂは、管軸Ａ２を中心として底部３１Ａの外周縁から管軸Ａ２方向に延びる円筒形状を有する。

支持部３１は、管軸Ａ２に対する少なくとも径方向から、複合材管３に当接する当接面Ｓ２を有している。
本実施形態では、管軸Ａ２方向における底部３１Ａの両面のうち、複合材管３側を向く面（底部内面５Ａ）は、複合材管３の端面３Ｃ（管軸Ａ２方向を向く面）に当接している。
このため、筒状部３１Ｂの内周面（筒状部内周面６Ａ）は、管軸Ａ２に対する径方向から、複合材管３の外周面に当接している。
これら底部内面５Ａ、及び筒状部内周面６Ａは、複合材管３にそれぞれ当接することで当接面Ｓ２を形成している。

突出部３２は、管軸Ａ２方向における底部３１Ａの両面のうち、固定面Ｓ１側を向く面（底部外面５Ｂ）に設けられている。詳細には、突出部３２は、底部外面５Ｂの中心を通る部分（即ち、管軸Ａ２の位置）に設けられている。突出部３２は、底部外面５Ｂから管軸Ａ２に沿って固定面Ｓ１側に延びている。突出部３２は、管軸Ａ２を中心とする円柱形状をなしている。突出部３２の径寸法は、複合材管３の外径よりも小さく、かつ孔部Ｈの内径と同一かわずかに小さい値に設定されている。突出部３２が孔部Ｈに挿入された状態では、底部外面５Ｂは凹部側板内面１６Ａである固定面Ｓ１に当接している。

他方、本実施形態では、複合材管３の両端部のうち、側板内面１３Ａ側の端部は、側板内面１３Ａに対して当接することにより、側板内面１３Ａに固定されている。

このような支持冶具４が、管軸Ａ２方向における凹部側板内面１６Ａ側に設けられるとともに、管軸Ａ２方向における側板内面１３Ａ側に当接することで、複合材管３は固定面Ｓ１同士の間で固定されている。

次に、本実施形態に係る衝撃吸収部材２０、緩衝体１、及びキャスク１００の作用について説明する。使用済み核燃料を収容したキャスク１００を施設間で運搬する際には、上記の緩衝体１によって輸送容器２に対する衝撃をできるだけ緩和する必要がある。

より具体的には、緩衝体１に衝撃が加わった場合、緩衝体１のケーシング１０を通じて内部の衝撃吸収体９０、又は衝撃吸収部材２０に衝撃が伝播され、吸収される。衝撃吸収体９０は、ケーシング１０に対する中心軸Ａ１方向からの衝撃を主に吸収する。衝撃吸収部材２０は、ケーシング１０に対する径方向からの衝撃を主に吸収する。より詳細には、衝撃吸収部材２０の複合材管３が一対の固定面Ｓ１によって管軸Ａ２方向両側から押しつぶされることで衝撃が吸収される。この時、複合材管３には、ＳｐｌａｙｉｎｇＭｏｄｅと呼ばれる脆性破壊が生じる。
ＳｐｌａｙｉｎｇＭｏｄｅと呼ばれる破壊現象が生じることで、複合材管３は、衝撃を吸収しやすくなる。
ＳｐｌａｙｉｎｇＭｏｄｅとは、複合材管の層間が剥離し、複合材管の内または／および外側に花が開くように、複合材管が破壊するモードを指す。
ＳｐｌａｙｉｎｇＭｏｄｅでは、複合材管の端部で軸方向に延びる複数の亀裂を破壊起点として、複合材管３が外周側に広がるように、または／および複合材管３が内周側に縮径するように破壊が進展する。
本実施形態のＳｐｌａｙｉｎｇＭｏｄｅでは、中空筒状体である複合材管３の端部で軸方向に生じた複数の亀裂を破壊起点として、複合材管３が内周側に縮径するように破壊が進展する。その結果、他の破壊モードに比べて、衝撃をより効果的に吸収することができる。
さらに、本実施形態の場合、衝撃吸収部材２０は、互いに対向する一対の固定面の間に配置されている。このため、一対の固定面Ｓ１によって管軸Ａ２方向両側から押しつぶされることで、管軸Ａ２方向両側でＳｐｌａｙｉｎｇＭｏｄｅが生じやすく、衝撃をより効果的に吸収することができる。さらに、一対の固定面Ｓ１によって複合材管３を固定することができるため、複合材管３を安定して固定することができる。

ここで、複合材管３に対して、管軸Ａ２に交差する斜め方向から衝撃が加わった場合、複合材管３とケーシング１０との接触面が狭くなってしまう場合がある。その結果、上記の脆性破壊が誘発されず、十分に衝撃を吸収できない可能性がある。そこで、ケーシング１０の内面に孔を形成し、この孔に複合材管３を挿入することで複合材管３とケーシング１０との接触面が狭くなってしまうことを回避する構成を採ることも考えられる。しかし、ケーシング１０の内面に孔を形成する場合、複合材管３の外径によっては、孔の内径が大きくなるためにケーシング１０に対する加工コストの上昇を招いてしまう。また、大径の孔を多数形成することによって、ケーシング１０自体の強度も低下してしまう可能性がある。

そこで、本実施形態では、複合材管３を支持冶具４によって固定面Ｓ１に対して固定する構成を採っている。支持冶具４は、孔部Ｈに突出部３２を挿入することで、固定面Ｓ１上で支持されている。これにより、孔部Ｈの内径を複合材管３の外径よりも小さくすることができる。
その結果、孔部Ｈの内径を小さくできることで、固定面の加工作業を軽減できる。
固定面の加工作業を軽減されれば、例えば、孔部Ｈの内径を複合材管３の外径と同等にした場合に比べて加工コストが低減される。

また、孔部Ｈの内径を小さくすることで、孔部Ｈを形成したことによるケーシング１０の強度低下を最小限に抑えることができる。

さらに、支持部３１は、管軸Ａ２に対する少なくとも径方向から複合材管３に当接する当接面Ｓ２を有している。したがって、複合材管３と支持冶具４との接触面が広くなることで、複合材管３に生じる応力を低減させ、複合材管３の折れを低減できる。

加えて、上記の構成によれば、底部内面５Ａ、及び筒状部内周面６Ａが当接面Ｓ２をなしている。即ち、複合材管３は、複合材管３と支持冶具４との接触面がさらに広くなることで、複合材管３に生じる応力を低減させ、複合材管３の折れをさらに低減できる。

以上、本発明の第一実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。
例えば、上記第一実施形態では、ケーシング１０内における第二空間Ｖ２のみに衝撃吸収部材２０を配置した例について説明した。しかしながら、衝撃吸収部材２０が配置される位置は上記に限定されず、例えば上記の第一空間Ｖ１に衝撃吸収部材２０を配置することも可能である。この場合、第一端板１１の内面（第一空間Ｖ１側を向く面）と、凹部底板１５の内面（第一空間Ｖ１側を向く面）とが、上記の固定面Ｓ１とされる。

また、本実施形態では、支持冶具４は、複合材管３の両端部のうち、凹部側板内面１６Ａ側の端部に設けられている。
変形例として、支持冶具４は、複合材管３の両端部のうち、側板内面１３Ａ側の端部に設けられてもよい。この場合、支持冶具４は、側板内面１３Ａと凹部側板内面１６Ａとの固定面Ｓ１のうち、側板内面１３Ａの固定面Ｓ１に形成された孔部Ｈに挿入される。したがって、複合材管３の両端部のうち、側板内面１３Ａ側の端部は、側板内面１３Ａに固定される。また、複合材管３の両端部のうち、凹部側板内面１６Ａ側の端部は、凹部側板内面１６Ａに対して当接することにより、凹部側板内面１６Ａに固定される。
他の変形例として、支持冶具４は、複合材管３の両端部にそれぞれ設けられてもよい。

また、本実施形態では、複合材管３の凹部側板内面１６Ａ側の端部が、支持冶具４により凹部側板内面１６Ａに固定され、複合材管３の側板内面１３Ａ側の端部が、側板内面１３Ａに対して当接することにより、側板内面１３Ａに固定されている。変形例として、複合材管３の側板内面１３Ａ側の端部が、側板内面１３Ａに対して当接することなく、複合材管３の凹部側板内面１６Ａ側の端部だけが、支持冶具４により凹部側板内面１６Ａに固定されていてもよい。

［第二実施形態］
続いて、本発明の第二実施形態について、図３を参照して説明する。なお、上記第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図３に示すように本実施形態では、支持冶具２４の支持部２３１が半球形状をなしている。より具体的には、支持部２３１の内面（当接面Ｓ２１）は、管軸Ａ２を含む断面視において、管軸Ａ２に対する径方向内側から外側に向かうに従って、固定面Ｓ１から次第に離間するように湾曲する湾曲部を有している。これにより、複合材管３の外周面は、当接面Ｓ２１に対して、管軸Ａ２方向、及び管軸Ａ２に対する径方向から当接した状態となる。

この構成によれば、当接面Ｓ２１が湾曲する湾曲部を有することから、支持部２３１は管軸Ａ２に交差する斜めの方向から複合材管３を支持する。その結果、例えば管軸Ａ２に交差する方向から衝撃が加わった場合に、複合材管３にズレや脱離が生じる可能性をさらに低減することができる。加えて、支持部２３１が管軸Ａ２に交差する斜めの方向から複合材管３を支持していることから、複合材管３に衝撃が加わった場合における当該複合材管３の脆性破壊をさらに促すことができる。より具体的には、複合材管３には、ＳｐｌａｙｉｎｇＭｏｄｅと呼ばれる破壊現象が生じる。ＳｐｌａｙｉｎｇＭｏｄｅでは、中空筒状体である複合材管３の端部で軸方向に生じた複数の亀裂を破壊起点として、複合材管３が内周側に縮径するように破壊が進展する。これにより、複合材管３は、衝撃をさらに効果的に吸収することができる。

以上、本発明の第二実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。
例えば、上記第二実施形態では、ケーシング１０内における第二空間Ｖ２のみに衝撃吸収部材２０を配置した例について説明した。しかしながら、衝撃吸収部材２０が配置される位置は上記に限定されず、例えば上記の第一空間Ｖ１に衝撃吸収部材２０を配置することも可能である。この場合、第一端板１１の内面（第一空間Ｖ１側を向く面）と、凹部底板１５の内面（第一空間Ｖ１側を向く面）とが、上記の固定面Ｓ１とされる。

支持冶具２４は、第一実施形態と同様に、複合材管３の両端部のうち、凹部側板内面１６Ａ側の端部に設けられてもよい。また、支持冶具２４は、第一実施形態の変形例と同様に、複合材管３の両端部のうち、側板内面１３Ａ側の端部に設けられてもよい。さらに、支持冶具２４は、第一実施形態の他の変形例と同様に、複合材管３の両端部にそれぞれ設けられてもよい。

また、図４、図５、及び図６に示す構成を採ることも可能である。
図４の例では、変形例として、当接面Ｓ２１に複数のリブ６が設けられている。各リブ６は、当接面Ｓ２１から複合材管３に向かって突出し、かつ管軸Ａ２に対する径方向に延びている。リブ６は、管軸Ａ２に対する周方向に間隔をあけて複数配列されている。この構成によれば、複合材管３に衝撃が加わった場合、リブ６と複合材管３との間で大きな応力集中が生じる。応力集中が生じることによって、当該部分を破壊起点とする脆性破壊が生じやすくなる。さらに、リブ６は周方向に間隔をあけて複数配列されていることから、複合材管３にはＳｐｌａｙｉｎｇＭｏｄｅでの脆性破壊が生じやすくなる。これにより、複合材管３は、衝撃をさらに効果的に吸収することができる。

図５の例では、他の変形例として、管軸Ａ２の延びる方向における複合材管３の端部を含む部分に、管軸Ａ２に沿って延びる切れ込み部７が形成されている。切れ込み部７は、管軸Ａ２に対する周方向に間隔をあけて複数形成されている。この構成によれば、切れ込み部７が形成されていることにより、当該切れ込み部７を破壊起点とするＳｐｌａｙｉｎｇＭｏｄｅでの脆性破壊が誘発されやすくなる。その結果、複合材管３は、衝撃をさらに効果的に吸収することができる。

図６の例では、さらなる他の変形例として、支持部２３１は、上述の半球形状の支持部を複数接合した形状を有してもよい。この場合、支持部２３１は、複数の複合材管３を支持する。
具体的には、これら複数の複合材管３は、支持部２３１上で、管軸Ａ２が通る位置、及び管軸Ａ２に対する周方向に配列されている。複数の複合材管３は、互いに当接するように配列されている。即ち、管軸Ａ２方向から見て、支持部２３１は、これら複数の複合材管３の輪郭に沿った内面形状を有している。このような構成によれば、１つの支持冶具２４によって複数の複合材管３が支持されるとともに固定されることから、固定面Ｓ１に形成される孔部Ｈの個数を削減することができる。その結果、孔部Ｈを多数形成した場合に比べて、固定面の加工作業をより軽減できる。また、孔部Ｈを多数形成した場合に比べて、ケーシング１０の強度低下を抑制することができる。
本変形例では、管軸Ａ２方向から見て、支持部２３１は、複数の複合材管３の輪郭に沿った内面形状を有しているが、管軸Ａ２方向から見た内面形状はどのような形状でもよい。例えば、管軸Ａ２方向から見た内面形状は、複数の複合材管３を囲む外接円でもよいし、複数の複合材管３を囲む外接多角形でもよい。

［第三実施形態］
続いて、本発明の第三実施形態について、図７を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図７に示すように、本実施形態では支持冶具３４の支持部３３１が、複合材管３の外周側ではなく内周側にはめ込まれている。支持部３３１は、管軸Ａ２を中心とする円柱形状をなしている。支持部３３１の外周面（当接面Ｓ２２）は、複合材管３の内周面に径方向内側から当接している。さらに、複合材管３の端面３Ｃ（管軸Ａ２方向を向く面）は固定面Ｓ１に当接している。

この構成によれば、当接面Ｓ２２が複合材管３の内周面に径方向から当接し、固定面Ｓ１が複合材管３の端面に当接している。このため、複合材管３と支持冶具３４との接触面が広くなることで、複合材管３に生じる応力を低減させ、複合材管の折れを低減できる。

以上、本発明の第三実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。
例えば、上記第三実施形態では、ケーシング１０内における第二空間Ｖ２のみに衝撃吸収部材２０を配置した例について説明した。しかしながら、衝撃吸収部材２０が配置される位置は上記に限定されず、例えば上記の第一空間Ｖ１に衝撃吸収部材２０を配置することも可能である。この場合、第一端板１１の内面（第一空間Ｖ１側を向く面）と、凹部底板１５の内面（第一空間Ｖ１側を向く面）とが、上記の固定面Ｓ１とされる。

支持冶具３４は、第一実施形態と同様に、複合材管３の両端部のうち、凹部側板内面１６Ａ側の端部に設けられてもよい。また、支持冶具３４は、第一実施形態の変形例と同様に、複合材管３の両端部のうち、側板内面１３Ａ側の端部に設けられてもよい。さらに、支持冶具３４は、第一実施形態の他の変形例と同様に、複合材管３の両端部にそれぞれ設けられてもよい。

また、第一実施形態の変形例と同様に、側板内面１３Ａに対して当接することなく、複合材管３の凹部側板内面１６Ａ側の端部だけが、支持冶具３４により凹部側板内面１６Ａに固定されていてもよい。

［第四実施形態］
続いて、本発明の第四実施形態について、図８を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図８に示すように、本実施形態では支持冶具４４の支持部４３１が、管軸Ａ２に沿って固定面Ｓ１側から複合材管３側に向かって尖頭状に突出している。支持部４３１の先端面（当接面Ｓ２３）は、管軸Ａ２に対する径方向外側から内側に向かうに従って、固定面Ｓ１から次第に離間するように湾曲する湾曲部を有する。これにより、複合材管３の内周面は、当接面Ｓ２３に対して、管軸Ａ２方向、及び管軸Ａ２に対する径方向から当接した状態となる。

この構成によれば、当接面Ｓ２３が湾曲する湾曲部を有することから、支持部４３１は管軸Ａ２に交差する斜めの方向から複合材管３を支持する。その結果、例えば管軸Ａ２に交差する方向から衝撃が加わった場合に、複合材管３にズレや脱離が生じる可能性をさらに低減することができる。加えて、支持部４３１が管軸Ａ２に交差する斜めの方向から複合材管３を支持していることから、複合材管３に衝撃が加わった場合における当該複合材管３の脆性破壊をさらに促すことができる。

以上、本発明の第四実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。
例えば、上記第四実施形態では、ケーシング１０内における第二空間Ｖ２のみに衝撃吸収部材２０を配置した例について説明した。しかしながら、衝撃吸収部材２０が配置される位置は上記に限定されず、例えば上記の第一空間Ｖ１に衝撃吸収部材２０を配置することも可能である。この場合、第一端板１１の内面（第一空間Ｖ１側を向く面）と、凹部底板１５の内面（第一空間Ｖ１側を向く面）とが、上記の固定面Ｓ１とされる。

支持冶具４４は、第一実施形態と同様に、複合材管３の両端部のうち、凹部側板内面１６Ａ側の端部に設けられてもよい。また、支持冶具４４は、第一実施形態の変形例と同様に、複合材管３の両端部のうち、側板内面１３Ａ側の端部に設けられてもよい。さらに、支持冶具４４は、第一実施形態の他の変形例と同様に、複合材管３の両端部にそれぞれ設けられてもよい。

また、他の変形例として、図９に示す構成を採ることも可能である。図９の例では、当接面Ｓ２３に複数のリブ２６が設けられている。各リブ２６は、当接面Ｓ２３から複合材管３に向かって突出し、かつ管軸Ａ２に対する径方向に延びている。このようなリブ２６が、管軸Ａ２に対する周方向に間隔をあけて複数配列されている。この構成によれば、複合材管３に衝撃が加わった場合、リブ２６と複合材管３との間で大きな応力集中が生じる。応力集中が生じることによって、当該部分を破壊起点とする脆性破壊が生じやすくなる。さらに、リブ２６は周方向に間隔をあけて複数配列されていることから、複合材管３にはＳｐｌａｙｉｎｇＭｏｄｅでの脆性破壊が生じやすくなる。これにより、複合材管３は、衝撃をさらに効果的に吸収することができる。

さらに、上記第二実施形態で説明した切れ込み部７（図５参照）を複合材管３に形成することも可能である。この構成によれば、切れ込み部７が形成されていることにより、当該切れ込み部７を破壊起点とするＳｐｌａｙｉｎｇＭｏｄｅでの脆性破壊が誘発されやすくなる。その結果、複合材管３は、衝撃をさらに効果的に吸収することができる。

［第五実施形態］
続いて、本発明の第五実施形態について、図１０を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
本実施形態では、支持冶具５４は、複合材管３の端部を支持する支持部５３１と、固定面Ｓ１に形成された孔部Ｈに挿入される突出部５３２と、を有している。
支持部５３１は、管軸Ａ２方向から見て三角形断面の柱５３１Ｐを複数有する。複数の柱５３１Ｐは、管軸Ａ２方向に延びている。
支持部５３１は、複数の複合材管３を支持する。
すなわち、支持冶具５４では、１つの突出部５３２に対し、複数の柱５３１Ｐが形成されている。

図１０の例のように、支持部５３１は、管軸Ａ２に交差する面に沿って広がるとともに、管軸Ａ２の延びる方向から複合材管３に当接する底部５３１Ａと、をさらに有してもよい。
本実施形態では、管軸Ａ２方向における底部５３１Ａの両面のうち、複合材管３側を向く面（底部内面５５Ａ）は、複合材管３の端面３Ｃ（管軸Ａ２方向を向く面）に当接している。
各柱５３１Ｐの外周面５６Ａは、管軸Ａ２に対する径方向から、複数の複合材管３のうちいずれかの複合材管３の外周面に当接している。
これら底部内面５５Ａ、及び柱５３１Ｐの外周面５６Ａは、複合材管３にそれぞれ当接することで当接面Ｓ３３を形成している。
なお、図１０は、管軸Ａ２方向を向く支持冶具５４の断面を、底部内面５５Ａ側から見た図である。

図１０の例のように、支持冶具５４の支持部５３１は、複数の三角形断面の柱５３１Ｐとして、第一柱５３１Ｄ、第二柱５３１Ｅ、及び第三５３１Ｆの３本の柱を有してもよい。第一柱５３１Ｄ、第二柱５３１Ｅ、及び第三５３１Ｆの各柱は、底部５３１Ａの両面のうち、複合材管３側を向く面（底部内面５５Ａ）から管軸Ａ２方向に延びている。

図１０の例では、支持部５３１は、６本の複合材管３を支持する。
具体的には、６本の複合材管３は、支持部５３１上で、管軸Ａ２が通る位置に１本の複合材管３、及び管軸Ａ２に対する周方向に５本の複合材管３が配列されている。６本の複合材管３は、互いに当接するように配列されている。このとき、管軸Ａ２方向から見て、管軸Ａ２が通る位置に配置されている１本の複合材管３と、管軸Ａ２に対する周方向に配置されている５本の複合材管３と、の間には、管軸Ａ２に対する周方向に並ぶ三角形断面の隙間ＳＰが複数形成されている。
複数の隙間ＳＰは、管軸Ａ２方向にそれぞれ延びている。
本実施形態では、複数の隙間ＳＰとして、管軸Ａ２に対する周方向に向かって順に、第一隙間ＳＰ１、第二隙間ＳＰ２、第三隙間ＳＰ３、第四隙間ＳＰ４、第五隙間ＳＰ５、第六隙間ＳＰ６が形成されている。

図１０の例のように、第一柱５３１Ｄ、第二柱５３１Ｅ、及び第三柱５３１Ｆの各柱は、６つの三角形断面の隙間ＳＰに対し、管軸Ａ２に対する周方向に向かって、一つ置きに設けられてもよい。
図１０の例では、第一隙間ＳＰ１に第一柱５３１Ｄが、第三隙間ＳＰ３に第二柱５３１Ｅが、第五隙間ＳＰ５に第三柱５３１Ｆが、それぞれ設けられている。
図１０の例によれば、第一柱５３１Ｄ、第二柱５３１Ｅ、及び第三５３１Ｆの各柱の外周面５６Ａは、管軸Ａ２に対する少なくとも径方向から複合材管に当接する。

本実施形態では、支持冶具５４は、孔部Ｈに突出部５３２を挿入することで、固定面Ｓ１上で支持されている。これにより、孔部Ｈの内径を複合材管３の外径よりも小さくすることができる。
その結果、孔部Ｈの内径を小さくできることで、固定面の加工作業を軽減できる。
固定面の加工作業を軽減されれば、例えば、孔部Ｈの内径を複合材管３の外径と同等にした場合に比べて加工コストが低減される。

また、支持部５３１は、管軸Ａ２に対する少なくとも径方向から複合材管３に当接する当接面Ｓ３３を有している。したがって、複合材管３と支持冶具５４との接触面が広くなることで、複合材管３に生じる応力を低減させ、複合材管３の折れを低減できる。

さらに、本実施形態によれば、複数の複合材管３を設置することを想定し、必要な支持冶具を低減できる。
本実施形態によれば、１つの支持冶具５４によって、複数の複合材管３が支持されるとともに固定されることから、固定面Ｓ１に形成される孔部Ｈの個数を削減することができる。その結果、孔部Ｈを多数形成した場合に比べて、固定面の加工作業をより軽減できる。また、孔部Ｈを多数形成した場合に比べて、ケーシング１０の強度低下を抑制することができる。
さらに、本実施形態では、複数の複合材管３を設置した際に、支持冶具５４（もしくは支持冶具５４の側壁）を少なくすることができ、単位面積当たりの複合材管３の設置数を増加させることができる。

以上、本発明の第五実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。
例えば、上記第五実施形態では、ケーシング１０内における第二空間Ｖ２のみに衝撃吸収部材２０を配置した例について説明した。しかしながら、衝撃吸収部材２０が配置される位置は上記に限定されず、例えば上記の第一空間Ｖ１に衝撃吸収部材２０を配置することも可能である。この場合、第一端板１１の内面（第一空間Ｖ１側を向く面）と、凹部底板１５の内面（第一空間Ｖ１側を向く面）とが、上記の固定面Ｓ１とされる。

支持冶具５４は、第一実施形態と同様に、複合材管３の両端部のうち、凹部側板内面１６Ａ側の端部に設けられてもよい。また、支持冶具５４は、第一実施形態の変形例と同様に、複合材管３の両端部のうち、側板内面１３Ａ側の端部に設けられてもよい。さらに、支持冶具５４は、第一実施形態の他の変形例と同様に、複合材管３の両端部にそれぞれ設けられてもよい。

図１０の例では、管軸Ａ２方向から見て、底部５３１Ａの外周は、複数の複合材管３を囲む外接円となっているが、底部５３１Ａの外周形状は、どのような形状であってもよく、底部５３１Ａの外周のサイズは、どのようなサイズであってもよい。
例えば、管軸Ａ２方向から見て、底部５３１Ａの外周は、複数の複合材管３を囲む外接多角形でもよい。
例えば、管軸Ａ２方向から見て、底部５３１Ａの外周は、複数の複合材管３を囲む外接円より大きくてもよいし、小さくてもよい。複数の複合材管３を囲む外接円より小さければ、複数の支持冶具５４をより多く並べることができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものとする。

１…緩衝体
２…輸送容器
３…複合材管
３Ｃ…端面
４…支持冶具
５Ａ…底部内面
５Ｂ…底部外面
６…リブ
６Ａ…筒状部内周面
７…切れ込み部
１０…ケーシング
１１…第一端板
１２…第二端板
１３…側板
１３Ａ…側板内面
１４…凹部
１５…凹部底板
１６…凹部側板
１６Ａ…凹部側板内面
２０…衝撃吸収部材
２４…支持冶具
２６…リブ
３１…支持部
３１Ａ…底部
３１Ｂ…筒状部
３２…突出部
３４…支持冶具
４４…支持冶具
５４…支持冶具
５５Ａ…底部内面
５６Ａ…外周面
９０…衝撃吸収体
１００…キャスク
２３１…支持部
３３１…支持部
４３１…支持部
５３１…支持部
５３１Ａ…底部
５３１Ｄ…第一柱
５３１Ｅ…第二柱
５３１Ｆ…第三柱
５３１Ｐ…柱
５３２…突出部
Ａ１…中心軸
Ａ２…管軸
Ｈ…孔部
Ｓ１…固定面
Ｓ２…当接面
Ｓ２１…当接面
Ｓ２２…当接面
Ｓ２３…当接面
Ｓ３３…当接面
ＳＰ…隙間
ＳＰ１…第一隙間
ＳＰ２…第二隙間
ＳＰ３…第三隙間
ＳＰ４…第四隙間
ＳＰ５…第五隙間
ＳＰ６…第六隙間
Ｖ１…第一空間
Ｖ２…第二空間

Claims

固定面に配置される衝撃吸収部材であって、
繊維と樹脂とを含む複合材料で形成され、前記固定面に交差する管軸を有する複合材管と、
前記複合材管の前記管軸の延びる方向における端部を支持する支持部、及び前記固定面に形成された孔部に挿入可能な突出部を有する支持冶具と、
を備え、
前記支持部は、前記管軸に対する少なくとも径方向から前記複合材管に当接する当接面を有し、
前記突出部の外径は前記複合材管の外径よりも小さく、
前記固定面が、互いに対向する一対の固定面であって、
前記支持冶具が、前記一対の固定面のうち少なくとも一方の固定面に配置され、
前記複合材管が、前記一対の固定面の間に配置される衝撃吸収部材。
前記支持部は、
前記管軸に交差する面に沿って広がるとともに、前記管軸の延びる方向から前記複合材管に当接する底部と、
前記底部から前記管軸に沿って延びるとともに、前記複合材管の外周面に当接する筒形状の筒状部と、を有し、
前記底部の前記複合材管を向く面、及び前記筒状部の内周面が前記当接面をなしている請求項１に記載の衝撃吸収部材。
固定面に配置される衝撃吸収部材であって、
繊維と樹脂とを含む複合材料で形成され、前記固定面に交差する管軸を有する複合材管と、
前記複合材管の前記管軸の延びる方向における端部を支持する支持部、及び前記固定面に形成された孔部に挿入可能な突出部を有する支持冶具と、
を備え、
前記支持部は、前記管軸に対する少なくとも径方向から前記複合材管に当接する当接面を有し、
前記突出部の外径は前記複合材管の外径よりも小さく、
前記当接面は、前記管軸に対する径方向内側から外側に向かうに従って、前記固定面から次第に離間するように湾曲する湾曲部を有する衝撃吸収部材。
固定面に配置される衝撃吸収部材であって、
繊維と樹脂とを含む複合材料で形成され、前記固定面に交差する管軸を有する複合材管と、
前記複合材管の前記管軸の延びる方向における端部を支持する支持部、及び前記固定面に形成された孔部に挿入可能な突出部を有する支持冶具と、
を備え、
前記支持部は、前記管軸に対する少なくとも径方向から前記複合材管に当接する当接面を有し、
前記突出部の外径は前記複合材管の外径よりも小さく、
前記当接面は、前記管軸に沿って延びるとともに、前記複合材管の内周面に当接し、
前記当接面は、前記管軸に対する径方向外側から内側に向かうに従って、前記固定面から次第に離間するように湾曲する湾曲部を有する衝撃吸収部材。
固定面に配置される衝撃吸収部材であって、
繊維と樹脂とを含む複合材料で形成され、前記固定面に交差する管軸を有する複合材管と、
前記複合材管の前記管軸の延びる方向における端部を支持する支持部、及び前記固定面に形成された孔部に挿入可能な突出部を有する支持冶具と、
を備え、
前記支持部は、前記管軸に対する少なくとも径方向から前記複合材管に当接する当接面を有し、
前記突出部の外径は前記複合材管の外径よりも小さく、
前記支持部は、前記当接面から前記複合材管に向かって突出し、前記管軸に対する径方向に延びるとともに、周方向に間隔をあけて配列された複数のリブを有する衝撃吸収部材。
固定面に配置される衝撃吸収部材であって、
繊維と樹脂とを含む複合材料で形成され、前記固定面に交差する管軸を有する複合材管と、
前記複合材管の前記管軸の延びる方向における端部を支持する支持部、及び前記固定面に形成された孔部に挿入可能な突出部を有する支持冶具と、
を備え、
前記支持部は、前記管軸に対する少なくとも径方向から前記複合材管に当接する当接面を有し、
前記突出部の外径は前記複合材管の外径よりも小さく、
前記管軸の延びる方向における前記複合材管の端部を含む部分には、前記管軸に沿って延びるとともに、周方向に間隔をあけて配列された複数の切れ込み部が形成されている衝撃吸収部材。
固定面が形成されたケーシングと、
前記固定面に配置された衝撃吸収部材と、
を備え、
前記衝撃吸収部材が、
繊維と樹脂とを含む複合材料で形成され、前記固定面に交差する管軸を有する複合材管と、
前記複合材管の前記管軸の延びる方向における端部を支持する支持部、及び前記固定面に形成された孔部に挿入可能な突出部を有する支持冶具と、を備え、
前記支持部は、前記管軸に対する少なくとも径方向から前記複合材管に当接する当接面を有し、
前記突出部の外径は前記複合材管の外径よりも小さい
緩衝体。
前記固定面が形成されたケーシングと、
前記固定面に配置された請求項１から６のいずれか一項に記載の衝撃吸収部材と、
を備える緩衝体。
被収容物を収容する輸送容器と、
前記輸送容器に装着された請求項７又は８に記載の緩衝体と、
を備えるキャスク。