(57)【要約】【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。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【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。
【発明の詳細な説明】
【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の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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平3-168428号公報
【発明の概要】
【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】
【図１】本発明に係る衝撃緩衝装置の正面図である。
【図２】図１の衝撃緩衝装置の平面図である。
【図３】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４】図１の衝撃緩衝装置の使用状態の説明図である。
【図５Ａ】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。
【図５Ｂ】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。
【図５Ｃ】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６Ａ】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６Ｂ】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６Ｃ】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。
【発明を実施するための形態】
【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の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て保管される。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、放射性物質が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、しかも荷重変動が平滑化した。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。
【符号の説明】
【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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
2020153382.tif 000007
【図５Ｂ】
2020153382.tif 000008
【図５Ｃ】
2020153382.tif 000009
【図６Ａ】
2020153382.tif 000010
【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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