JPH0562677B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は原子力プラント等の配管等の防振支持
装置に係わり、特に部材の弾塑性特性を用いて原
子力プラント等の配管等を支持し、プラントの安
全性の確保及び機能保全に好適な防振支持装置に
関する。

〔従来の技術〕 従来、防振支持装置としては油の粘性を利用し
たオイルスナバ及び機械的制動力を用いたメカニ
カルスナバが知られているが、これらは構造が複
雑で、製造上の困難を伴うという問題があつた。
そこで近年、構造を簡素化し、製造を容易にする
ため、部材の弾塑性特性を利用した防振支持装置
が提案されている。この種の防振支持装置は、例
えば米国特許4620688号に開示されている。この
防振支持装置は、三角形の形状をした等応力平板
を、使用場所での支持荷重の大きさに応じて複数
枚、例えば３枚平行に配置し、これら平板の両端
を配管等の被支持体及び固定壁面等の固定部分に
接続された支持部材にそれぞれ剛に接続し、被支
持体の振動を平板を弾塑性変形させることにより
吸収しようとするものである。

なお、この種の装置として関連するものには、
その他、実開昭60−99377号、実開昭60−123477
号、実開昭60−175979号、特開昭60−116989号等
が挙げられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、これら弾塑性特性を利用した従
来の防振支持装置は、使用場所での支持荷重の大
小に応じて型式を変更する必要がある。即ち、上
記米国特許4620688号で見れば、複数の平板は同
時に弾塑性変形するので、支持荷重の大小に応じ
て、弾塑性変形する平板の数を増減するか、１枚
の平板の厚みを増減するか等により型式を変更す
る必要がある。従つて従来の防振支持装置は大量
生産が困難であり、防振支持装置１体にかかるコ
ストが高価なものとなるという問題があつた。

また当該米国特許の防振支持装置は、平板の両
端に連結される被支持体と固定部分とが同軸上に
なく、両者の軸線が平板の長さ分だけずれてい
る。従つて被支持体の荷重支持の際に荷重の伝達
が一直線上で行われず、支持装置内部には荷重の
伝達経路のずれに起因して不均衡なモーメント荷
重が発生し、挙動が不安定となり、信頼性を低く
するという問題もあつた。

本発明の目的は、上記従来装置の問題点を解消
し、構造が簡単で、支持荷重によらない汎用性を
有し、低コストかつ高信頼性の防振支持装置を提
供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、被支持体に枢動自在に連結された
第１の支持ロツドと、固定部分に枢動自在に連結
された第２の支持ロツドと、第１及び第２の支持
ロツドの間に設けられ、荷重により変形する複数
の平板と備えた防振支持装置において、第１及び
第２の支持ロツドを同軸上に配置し、複数の平板
を、第１及び第２の支持ロツドの軸線にほぼ直交
して上下に適当な間隔をあけて、少なくとも３段
に配置し、上下段の平板の各々は、一端を第１及
び第２の支持ロツドのいずれか一方に剛に接続
し、他端を第１及び第２の支持ロツドの他方に単
純支持し、中間の平板は、一端を前記一方の支持
ロツドに剛に接続し、他端を自由端とすると共に
前記上下段の平板が所定量以上変形すると前記他
方の支持ロツドに係合可能としたことを特徴とす
る防振支持装置によつて達成される。

〔作用〕

被支持体の熱伸び等の微小な変形は、前記他方
の支持ロツドに単純支持された上下段の平板の弾
性変形により吸収され、地震等の急激な過大荷重
に対しては、平板が塑性領域で変形することによ
り外力のエネルギを吸収し、被支持体が過大に振
動するのを防止する。このとき、過大荷重が小さ
いときには、上下段の平板のみが塑性変形を起こ
し、外力のエネルギを吸収し、過大荷重が大きい
ときには、まず上下段の平板が塑性変形を起こ
し、続いて中間の平板の自由端が前記他方の支持
ロツドに係合して塑性変形を開始し、上下段の平
板と中間の平板の両方で外力のエネルギを吸収す
る。従つて過大荷重のレベルが異なつていても同
じ防振支持装置で対応することができ、支持荷重
の大小により型式を変更する必要がない。また第
１の支持ロツドと第２の支持ロツドを同軸上に配
置し、複数の平板をこれら支持ロツドの軸線にほ
ぼ直交して上下に適当な間隔をあけて配置したの
で、荷重の伝達が支持ロツドの軸線に沿つて一直
線上でなされる。従つて不均衡なモーメント荷重
が発生することがなく、動作が安定し、高信頼性
を確保することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第５図
を参照して説明する。

第１図において、符号１は本発明の防振支持装
置であり、被支持体である配管２を固定部分であ
る固定壁３に防振支持するために設置されてい
る。防振支持装置１は、配管２を保持するクラン
プ４にピン５を介して枢動自在に連結された第１
の支持ロツド６と、固定壁３に突設されたブラケ
ツト７に球面軸受８及びピン９を介して枢動自在
に連結された第２の支持ロツド１０とを有し、第
１の支持ロツド６と第２の支持ロツド１０とは図
示の通り同軸上に配置されている。第１の支持ロ
ツド６は、その中間部分から４枚のフレーム１１
が分岐しており、これら４枚のフレーム１１は、
第２図に示すように第２の支持ロツド１０の軸線
を中心としてその回りに対称に位置している。ま
た第１の支持ロツド６の上端には拡径部１２が形
成されている。一方、第２の支持フレーム１０の
下端には、第１の支持ロツド６の拡径部１２を取
り囲むハウジング１３が形成され、このハウジン
グ１３内に拡径部１２を挾んで、配管２を支持す
るに十分な剛性を持つ２つのスプリング１４，１
５が介装されている。

第１の支持ロツド６の一部であるフレーム１１
と第２の支持ロツド１０との間には、荷重により
変形する複数の平板１６〜１９が設置されてお
り、これら平板１６〜１９は、第１及び第２の支
持ロツドの軸線にほぼ直交して上下に適当な間隔
をあけて、４段に配列されている。これら平板１
６〜１９は、各段において、第２図に示すように
第２の支持ロツド１０を中心として等角度に放射
状に配置された４枚の平板で構成されている。そ
してこれら平板のうち、上下段の平板１６，１９
は各々、一端を第１の支持ロツド６の一部である
フレーム１１に剛に接続され、他端を第２の支持
ロツド１０に設けられた上下に対をなす２つの突
起２０ａ，２０ｂ又は２１ａ，２１ｂの間で単純
支持され、中間の平板１７，１８は各々、一端を
フレーム１１側に接続され、他端を自由端として
いる。また中間の平板１７，１８の自由端は、上
下段の平板１６，１９が所定量以上変形すると、
第２の支持ロツド１０の一部である上記突起の近
接するもの、即ち突起２０ｂ，２１ａに係合可能
に位置決めされている。

平板１６〜１９は各々、好ましくは、曲げモー
メントによる各部の応力が一様となるように板幅
を下記の式により変化させた、板厚一定の等応力
平板で構成されている。即ち、各平板１６〜１９
は、変形時には片持ち単純支持となるので、 ｂ＝6Wx／δh² ここで ｂ：板幅 Ｗ：平板端点に加わる荷重 ｘ：荷重点からの距離 δ：平板応力（一定） ｈ：平板板厚 が成立する。これにより平板の形状は、第２図に
示すように、荷重点即ち突起２０ａ〜２１ｂとの
係合点を頂点とした三角形という非常に単純な形
状となる。

なお平板１６〜１９には曲げモーメントの他、
剪断力が作用するが、曲げモーメントと剪断力は
一般には比例せず、曲げモーメントが零の部分に
おいても剪断力に絶え得るような板幅は必要であ
る。しかし防振支持装置に用いる平板１６〜１９
は細長い形状をしているので、剪断力による影響
は曲げモーメントによる影響に比較してはるかに
小さい。従つて、曲げモーメントが作用している
部分では上記のように等応力分布が得られる三角
形形状とし、曲げモーメントが零となる荷重点付
近の端部では、第２図に示すように剪断力に応じ
た一定の板幅を持たせている。

次にこのように構成された防振支持装置１の動
作を第３図ないし第５図を参照して説明する。

今、配管２が熱伸びにより上下方向にゆつくり
移動したとする。この場合防振支持装置１は、第
２の支持ロツド１０の突起２０ａ〜２１ｂに係合
する上下段の平板１６，１９が配管２の移動に伴
いゆつくりと弾性変形し、配管２を固定せずに、
熱変形による荷重を逃がす役目をする。

次に、地震等の急激な過大荷重により配管２が
上下に大きく振動した場合を考える。一般的に、
一端単純支持された片持ちの平板に地震等の急激
な過大荷重が加わると、その荷重点即ち単純支持
点の上下方向の変位ｘは、第３図に示すように、
外力Ｆの増加と共に増加し、ある点Ａで降伏し、
その後塑性変形を起こし変位ｘのみが急激に増加
し、ある点Ｃまで行くと破断する。Ｃ点に行く前
に逆向きの外力が加わると、平板はBDEの経路
を通る。振動が続けば、この平板は閉曲線
BDEFBの経路を通り、塑性変形により外力のエ
ネルギを吸収し、その面積分だけ熱エネルギとし
て散逸する。ただしこの場合、エネルギを吸収で
きる荷重の上限はＧであり、それより大きな外力
のエネルギは吸収できない。

これに対して本実施例においては、上下段の平
板１６，１９とは別に、これら上下段の平板１
６，１９が所定量以上変形すると、近接する突起
２０ｂ，２１ａに係合する中間の平板１７，１８
を設けている。従つて、上述した地震等の急激な
過大荷重が小さいときには、上下段の平板１６，
１９のみが、各々突起２０ａ，２０ｂ又は２１
ａ，２１ｂとの係合により一般の平板と同様に塑
性変形を起こし、第４図に示す閉曲線BDEFBの
経路をたどつて外力のエネルギを吸収する。過大
荷重が平板１６，１９の破断点に達するほど大き
い場合には、まず最初に上下段の平板１６，１９
が上記と同様に塑性変形し、続いて第１の支持ロ
ツド６が上方に移動する位相においては、第５図
に示すように第２段の中間の平板１７の自由端が
突起２０ｂに係合して塑性変形を起こし、第１の
支持ロツド６が下方に移動する位相においては、
第３段の平板１８が突起２１ａに係合して塑性変
形を起こし、結局平板１７，１８は第４図に示す
BCHの経路から大きな面積の閉曲線HIJKHの経
路をたどつて塑性変形を繰り返す。なおこの間、
上下段の平板１６，１９も突起２０ａ〜２１ｂと
の係合により塑性変形を繰り返すことはもちろん
である。従つてより大きな外力のエネルギを吸収
できる。

また本実施例にいては中間の平板１７，１８が
１段ではなく２段設けられている。従つて、過大
荷重がさらに大きい場合には、第１の支持ロツド
６が上方に移動する位相において第２段の中間の
平板１７の塑性変形に続いて、第３段の中間の平
板１８が平板１７を介して突起２０ｂに係合し、
塑性変形を起こし、第１の支持ロツド６が下方に
移動する位相においては第３段の中間の平板１８
の塑性変形に続いて、第２段の中間の変板１７が
平板１８を介して突起２１ａに係合し、塑性変形
を起こす。このため平板１７，１８が第４図に示
すHLMの経路をだどり、より大きな荷重Ｍでの
エネルギを吸収できるようになる。

このように本実施例においては、４段の平板１
６〜１９を用いることにより、３つの荷重Ｂ，
Ｈ，Ｍに対して外力のエネルギを吸収することが
でき、過大荷重のレベルが異なつていても同じ型
式の防振支持装置で対応することができる。即
ち、支持荷重の大小により型式を変更する必要が
ない。従つて型式に汎用性を持たせることがで
き、大量生産による低コスト化が可能となる。

また第１の支持ロツド６と第２の支持ロツド１
０を同軸上に配置し、複数の平板１６〜１９をこ
れら支持ロツド６，１０の曲線にほぼ直交して上
下に適当な間隔をあけて配置したので、支持ロツ
ド６，１０のそれぞれの荷重伝達経路が同軸上に
位置することとなり、また、平板１６〜１９は、
各段において支持ロツド１０を中心として等角度
に放射状に配置したので、平板１６〜１９におけ
る荷重の伝達も支持ロツド６，１０の軸線回りに
軸対称的に行われる。従つて支持ロツド６から支
持ロツド１０への荷重の伝達がそれらの軸線に沿
つて一直線上でなされ、かつその際に不均衡なモ
ーメント荷重が発生することがなく、安定した動
作が得られ、高信頼性を確保することができる。

また本実施例においては、平板１６〜１９とし
て三角形形状の等応力平板を使用したので、曲げ
荷重に対して局部的に応力集中が生じることな
く、塑性領域まで全体的に、一様に変形し、この
点からも安定した動作を確保し、信頼性を向上さ
せることが可能となる。またこのように等応力平
板を使用することにより、材料の無駄も省け、構
造の合理化、低コストかを図ることができるとい
う効果もある。

さらに平板１６〜１９を上下方向に４段に配置
したので、万一上段の平板１６が塑性領域で破断
しても第２段の平板１７で被支持体２を支持で
き、第２段の平板１７が破断したとしても第３段
の平板１８で被支持体を支持できる。また第１及
び第２の支持ロツド６，１０の間に被支持体２を
支持するに十分な剛性を持つスプリング１４，１
５を介在させたので、万一全ての平板が破断して
も、これらのスプリング１４，１５で被支持体を
支持することができる。従つて極めて高い安全性
を確保することができる。

なお以上は、配管２を上下方向に支持した場合
の説明であるが、水平方向の熱伸びによる荷重、
地震等の荷重に対しても、防振支持装置１を水平
方向に取り付けることにより同様に配管を支持す
ることができ、同様の作用効果を得ることができ
る。このように防振支持装置を各方向に取り付け
ることにより、配管を三次元的に支持することが
可能である。

このように本実施例によれば、支持荷重の大小
により型式を変更する必要がなく、構造に汎用性
を持たせることができ、大量生産による低コスト
化が可能であると共に、簡単な構造で高信頼性の
動作を確保することができる。

なお以上の実施例において、平板１６〜１９
は、第１の支持ロツドの一部であるフレーム１１
に一端を剛に接続し、第２の支持ロツド１０の側
の端部を単純支持または自由端としたが、この関
係は逆であつてもよい。また単純支持する手段と
して上下に対をなす２つの突起２０ａ，２０ｂ及
び２１ａ，２１ｂを用いたが、球面継手を用いて
単純支持してもよい。

〔発明の効果〕

以上明らかなように本発明によれば、簡単な構
造で、支持荷重により型式を変更する必要がない
という汎用性を持ち、低コスト化が可能であると
共に、動作の高信頼性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による防振支持装置
の縦断面図であり、第２図は第１図の−線に
沿つた断面図であり、第３図は１枚の平板を用い
た防振支持装置における平板の上下方向の変位ｘ
と外力Ｆとの関係図であり、第４図は第１図に示
す防振支持装置における平板の変位ｘと外力Ｆと
の関係図であり、第５図はその防振支持装置の第
２段の平板が塑性変形を起こす状態を示す部分拡
大断面図である。 符号の説明、１……防振支持装置、２……配管
（被支持体）、３……固定壁面（固定部分）、６…
…第１の支持ロツド、１０……第２の支持ロツ
ド、１４，１５……スプリング、１６〜１９……
平板、２０ａ〜２１ｂ……突起。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被支持体に枢動自在に連結された第１の支持
   ロツドと、固定部分に枢動自在に連結された第２
   の支持ロツドと、第１及び第２の支持ロツドの間
   に設けられ、荷重により変形する複数の平板とを
   備えた防振支持装置において、 前記第１及び第２の支持ロツドを同軸上に配置
   し、前記複数の平板を、第１及び第２の支持ロツ
   ドの軸線にほぼ直交して上下に適当な間隔をあけ
   て少なくとも３段に配置し、上下段の平板の各々
   は、一端を第１及び第２の支持ロツドのいずれか
   一方に剛に接続し、他端を第１及び第２の支持ロ
   ツドの他方に単純支持し、中間の平板は、一端を
   前記一方の支持ロツドに剛に接続し、他端を自由
   端とすると共に前記上下の平板が所定量以上変形
   すると前記他方の支持ロツドに係合可能としたこ
   とを特徴とする防振支持装置。 ２ 前記他方の支持ロツドに上下に対をなす２つ
   の突起が２組設けられ、前記上下段の平板は
   各々、前記他端をこれら各組の２つの突起の間で
   単純支持され、前記中間の平板は、前記他端をこ
   れら突起の近接するものに係合可能にされている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の防
   振支持装置。 ３ 前記平板が、曲げモーメントに対して応力が
   一定となる形状の等応力平板であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の防振支持装置。 ４ 前記平板が荷重点を頂点とした三角形の形状
   をしていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の防振支持装置。 ５ 前記上下段の平板及び中間の平板が、それぞ
   れ、前記他方の支持ロツドを中心として等角度に
   放射状に配置された複数枚の平板からなることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の防振支持
   装置。 ６ 前記第１及び第２の支持ロツドの間にスプリ
   ングを介在させたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の防振支持装置。