JPH083811Y2 - 配管用耐震装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、配管用耐震装置に係わり、特に超塑性コイ
ルバネと弾性コイルバネとを利用した配管用耐震装置に
関するものである。

［従来の技術］ 原子力発電プラント，火力発電プラント及び化学プラ
ント等の配管はサポートで支持されているだけでなく、
地震等の振動から配管を守るべく耐震装置で支持されて
いる。

従来、この耐震装置には振動変位に対して反力を与え
るべく弾性コイルバネが採用されていた。この弾性コイ
ルバネは振動の力に応じた反力を示し、配管の耐震性を
実証するための線形解析が容易で、その解析値は実際の
振動変位と反力との関係に近似的に合致していた。

［考案が解決しようとする課題］ ところで、この弾性コイルバネを採用した耐震装置に
あっては、線形解析は容易であるが、振動の力に応じた
反力を有するだけで、振動エネルギを積極的に吸収して
減衰させる作用はないという問題があった。

そこで、近年上記弾性コイルバネに代えて超塑性材料
を利用した種々の耐震装置が創案されているが、上述し
た配管の耐震性を実証するための線形解析が困難である
という問題があった。

上述の如き課題に鑑みて本考案は、配管の耐震性を実
証するための線形解析が容易で、かつ積極的に振動を減
衰することができる配管用耐震装置を提供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成すべく本考案は、地震等の振動を減衰
すべく固定側から配管を支持する配管用耐震装置におい
て、上記固定側或いは配管のどちらか一方に接続され、
基端部が閉止される有底筒体状に形成されたシリンダ
と、上記固定側或いは配管の残りの他方に接続され、上
記シリンダ内に摺動自在に挿入され且つリング状に形成
されたピストンと、上記シリンダ内にその軸芯部に沿っ
て延出されて設けられたガイドロッドと、上記シリンダ
内の基端部に設けられ、拡径部と縮径部とがそれそれ形
成されたバネホルダーと、上記シリンダ内に上記ガイド
ロッドの外周部を囲繞して設けられ、両端部が上記バネ
ホルダーの上記縮径部と上記ピストンの内周部とにそれ
ぞれ形成されたコイル状の溝に螺合して取り付けられる
超塑性コイルバネと、上記シリンダ内に上記超塑性コイ
ルバネを径方向外方から囲繞して設けられ、両端部が上
記バネホルダーの拡径部と上記ピストンの外周部とにそ
れぞれ形成された溝に係合して取り付けられる弾性コイ
ルバネとを備えたものである。

［作用］ 上記構成によれば、ピストンの摺動により超塑性コイ
ルバネと弾性コイルバネとが同じ荷重を受け、超塑性コ
イルバネはヒステリシス曲線を描き振動エネルギを吸収
して減衰し、又、弾性コイルバネは上記ヒステリシス曲
線に線形性を与えて、配管の耐震性を実証するための線
形解析を容易にするものである。

また、超塑性コイルバネと弾性コイルバネとは、それ
ぞれ両端部がピストン及びバネホルダーの溝に係合して
取り付けられるようになっており、特に超塑性コイルバ
ネは、コイル状に形成された溝に螺合されて取り付けら
れる。これにより、引張側と圧縮側との両方にそれぞれ
のコイルバネを確実に動作させることができると共に、
特に超塑性コイルバネを塑性変形させずに溝に取り付け
ることができる。

［実施例］ 以下に本考案の好適一実施例を添付図面に基づいて詳
述する。

第１図及び第２図に示すごとく、配管用耐震装置１は
配管２と固定側３とを接続している。この耐震装置１の
本体は有底筒体状のシリンダ４と、このシリンダ４内に
挿入され摺動するピストン５とからなっている。上記固
定側３は例えば鉄骨等の架台にて形成され、上記シリン
ダ４がボルト締結（又は溶接等）により固設されてい
る。シリンダ４はねじ4aによって取外し可能に固定され
た基端板６を有する。また、上記ピストン５の先端部は
板状になってボルト孔７が形成され、配管２の外周部を
覆うようにして取り付けられたクランプ８に挾持されて
ボルト締結されている。上記シリンダ４内の軸芯部に
は、これに沿って延出されたガイドロッド９が設けられ
ている。このガイドロッド９は、基端板６との間でバネ
ホルダー10をナット9aの締め付けによりそれぞれ取外し
可能に挟持する。バネホルダー10には、ガイドロッド９
が貫通されると共に拡径部10aと縮径部10bとが一体的に
形成され、拡径部10aにはリング状に形成された拡径部
溝10cが、縮径部10bにはコイル状に形成された縮径部溝
10dがそれぞれ形成されている。また上記ピストン５は
リング状に形成され、これに上記ガイドロッド９の先端
部が挿通されて摺動自在に設けられ、当該ピストン５は
上記シリンダ４の開口部に位置されている。また、この
シリンダ状のピストン５は、上記シリンダ４内に位置さ
れたバネ取付部11と、当該シリンダ４から軸方向外方に
突き出して形成された取付金具部12とからなっている。
このピストン５のバネ取付部11には、その内周部にコイ
ル状に形成された内周部溝11aが、その外周部にリング
状に形成された外周部溝11bがそれぞれ形成される。ま
た、バネ取付部11と上記バネホルダー10との間には、超
塑性材料から形成される超塑性コイルバネ13と、弾性材
料から形成される弾性コイルバネ14とが二重に設けら
れ、且つ、超塑性コイルバネ13は上記ガイドロッド９の
外周部を、弾性コイルバネ14は超塑性コイルバネ13をそ
れぞれ径方向外方から囲繞する。すなわち、これら超塑
性コイルバネ13と弾性コイルバネ14とは並列に設けられ
ており、また、上記ガイドロッド９はこれらコイルバネ
13,14の座屈を防止するように設けられている。そして
上記超塑性コイルバネ13の断面径は、弾性コイルバネ14
の断面径よりも太く（バネ力が強く）形成されている。

ここで特に、これらコイルバネ13,14は、その両端部
がバネホルダー10とピストン５とのそれぞれの溝10c…
に係合することによって取り付けられるようになってい
る。詳しくは、外側に位置する弾性コイルバネ14の両端
部は、バネホルダー10の拡径部溝10cとピストン５の外
周部溝11bとにそれぞれ弾発的に嵌合されて取り付けら
れ、取付後には弾性コイルバネ14と、拡径部10aの外周
面及びバネ取付部11の外周面とがそれぞれ面一状とされ
て、特にピストン５の摺動を許容するようになってい
る。また、内側に位置する超塑性コイルバネ13の両端部
は、バネホルダー10の縮径部溝10dとピストン５の内周
部溝11aとにそれぞれ螺合或いはて捩じ込むことによっ
て取り付けられ、特に溝10d,11aへの取り付けの際、超
塑性コイルバネ13にいかなる変形も与えずに取り付けら
れるようになっている。また以上より、これらコイルバ
ネ13,14は取外し可能となっている。

次に上記実施例における作用を述べる。

本考案の配管用耐震装置１は上記超塑性コイルバネ13
と弾性コイルバネ14とを併用したことに特徴を有し、こ
れら超塑性コイルバネ13と弾性コイルバネ14とは上記配
管２と固定側３との間を接続する上記シリンダ４とピス
トン５との摺動量Ｄを規制すべく一方が他方を囲繞する
ように並列に設けられている。これにより、これら超塑
性コイルバネ15と弾性コイルバネ16とは、地震等の震動
を受けた場合、上記ピストン５の摺動により、双方が引
張荷重あるいは圧縮荷重の同じ荷重を受けることにな
る。

上記超塑性コイルバネ13が荷重を受けると、その変位
量δと反力Ｐとの関係はヒステリシス曲線を示し、振動
エネルギを積極的に吸収して減衰することになる。ま
た、上記弾性コイルバネ14が荷重を受けると、その変位
量δと反力Ｐとの関係は、変位量δに応じた反力Ｐを生
じる線形性を示す。従って、これら超塑性コイルバネ13
と弾性コイルバネ14とを一方が他方を囲繞するように並
列に設けて双方のコイルバネ13,14が同じ荷重を受ける
と、超塑性コイルバネ13のヒステリシス曲線に弾性コイ
ルバネ14の線形性が与えられ、これらコイルバネ13,14
を組合せた変位量δと反力Ｐとの関係は、第３図に示す
ような線形性を有するヒステリシス曲線15を描くことに
なる。すなわち、上記超塑性コイルバネ13のヒステリシ
ス曲線に弾性コイルバネ14の線形性が与えられたことに
より、振動の減衰効果を高めるべくシリンダ４内に超塑
性コイルバネ13を設けても前述した配管の耐震性を実証
するための線形解析が容易になる。すなわち、配管の耐
震整を実証するための線形解析が容易で、かつ積極的に
振動を減衰することができるものである。

尚、振動の減衰効果を大きくしたいときは、超塑性コ
イルバネ13を強く（断面径を太く）設定し、線形解析の
近似値をより実際の値に近付けたいときは弾性コイルバ
ネ14を強く（断面形を太く）設定すれば良い。またさら
なる特徴として、弾性コイルバネ14と超塑性コイルバネ
13とを全長に亘って二重に並列させて設け、且つそれら
の両端部を、バネホルダー10の拡径部10aと縮径部10b、
及びピストン５の内外周部のそれぞれの溝10c…に係合
させて取り付けたので、装置１を非常にコンパクトとす
ることができると共に、圧縮側と引張側とでそれらコイ
ルバネ13,14を確実に動作させることが可能となる。ま
た装置１はそれぞれの部品、特にコイルバネ13,14が取
外し或いは分解可能であり、これによってコイルバネ1
3,14の変更・交換等が可能となって、最適な制振力を発
揮させるべくセッティングやメンテナンスが容易に可能
となる。そして特に、超塑性コイルバネ13はコイル状の
溝10d,11aに螺合されて取り付けられ、これによって取
付け・取外しに際しての超塑性コイルバネ13の恒久的な
塑性変形を防止することができる。即ち、超塑性コイル
バネ13は超塑性材料からできており、これに外力を与え
て変形させると完全に元の形状には復元せず、例えば溝
10d,11aに係合させる際に一旦縮径させるようにする
と、元のコイル径には復元せずに溝10d,11aとの間でが
たつきが生じてしまう。従って、本考案はこれを効果的
に解決するものであり、超塑性コイルバネ13の取付けを
確実に行ってそれを確実に動作させるものである。

［考案の効果］ 以上要するに本考案によれば、配管の耐震性を実証す
るための線形解析が容易で、かつ積極的に振動を減衰す
ることができると共に、最適な制振力を発揮させるべく
セッティングやメンテナンスが容易に可能となり、動作
が確実になるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の配管用耐震装置の一実施例を示す側面
図、第２図は本考案の配管用耐震装置の取付状態を示す
側面図、第３図は本考案の配管用耐震装置の作用を示す
グラフである。 図中、１は配管用耐震装置、２は配管、３は固定側、４
はシリンダ、５はピストン、９はガイドロッド、10はバ
ネホルダー。10aは拡径部、10bは縮径部、10c,10d,11a,
11bは溝、13は超塑性コイルバネ、14は弾性コイルバネ
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 小林 博宋 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜第一工場内 (72)考案者 古屋 修治 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜第一工場内 (72)考案者 石井 正則 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜第一工場内 (56)参考文献 実開 昭63−112684（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−175380（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】地震等の振動を減衰すべく固定側から配管
   を支持する配管用耐震装置において、上記固定側或いは
   配管のどちらか一方に接続され、基端部が閉止される有
   底筒体状に形成されたシリンダと、上記固定側或いは配
   管の残りの他方に接続され、上記シリンダ内に摺動自在
   に挿入され且つリング状に形成されたピストンと、上記
   シリンダ内にその軸芯部に沿って延出されて設けられた
   ガイドロッドと、上記シリンダ内の基端部に設けられ、
   拡径部と縮径部とがそれそれ形成されたバネホルダー
   と、上記シリンダ内に上記ガイドロッドの外周部を囲繞
   して設けられ、両端部が上記バネホルダーの上記縮径部
   と上記ピストンの内周部とにそれぞれ形成されたコイル
   状の溝に螺合して取り付けられる超塑性コイルバネと、
   上記シリンダ内に上記超塑性コイルバネを径方向外方か
   ら囲繞して設けられ、両端部が上記バネホルダーの拡径
   部と上記ピストンの外周部とにそれぞれ形成された溝に
   係合して取り付けられる弾性コイルバネとを備えたこと
   を特徴とする配管用耐震装置。