(57)【要約】【課題】衝撃エネルギーを吸収しやすい衝撃吸収部材、緩衝体、キャスク並びに緩衝体の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】衝撃吸収部材は、連続した繊維５６２と樹脂５６１とを含有する複合材料で構成され、管軸方向に延びる管形状を有する複合材管５６０を備え、複合材管５６０の端面５６０ｅが、複合材管５６０の管周方向に向かって並び、管軸方向に凹である複数の谷５６０ｖを有する。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続した強化繊維と樹脂とを含有する複合材料で構成され、管軸方向に延びる管形状を有する複合材管を備え、
前記複合材管の端面が、前記複合材管の管周方向に向かって並び、前記管軸方向に凹である複数の谷を有する衝撃吸収部材。
【請求項２】
前記複合材管が、管径方向に前記強化繊維が積層されて構成され、
前記強化繊維の配向方向が、軸方向寄与率と周方向寄与率との和を１００％としたときに、軸方向寄与率が２０％〜９０％であるように構成され、
前記管軸方向と垂直な断面における前記複合材管の空孔率が４０％〜８７％であり、
前記複合材管が、前記強化繊維として、前記管軸方向に対する配向方向が−２０°〜＋２０°の第一強化繊維を２０％〜９０％を有すると共に、前記管軸方向に対する配向方向が＋７０°〜＋１１０°の第二強化繊維を１０％〜８０％有している請求項１に記載の衝撃吸収部材。
【請求項３】
前記複合材管が、管径方向外側から順に、それぞれ同一積層層である外層、中間層及び内層を備え、
前記外層及び前記内層が、それぞれ前記第二強化繊維を有する層である請求項２に記載の衝撃吸収部材。
【請求項４】
前期強化繊維の配向方向が、軸方向寄与率と周方向寄与率との和を１００％としたときに、軸方向寄与率が２０％〜９０％であるように構成され、
前記管軸方向と垂直な断面における前記複合材管の空孔率が４０％〜８７％である請求項１に記載の衝撃吸収部材。
【請求項５】
前記軸方向寄与率が、５０％〜７０％である請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の衝撃吸収部材。
【請求項６】
前記複合材管が前記端面を覆うキャップをさらに備える請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の衝撃吸収部材。
【請求項７】
前記キャップが球面の一部の形状を有する請求項６に記載の衝撃吸収部材。
【請求項８】
前記複合材管の周囲に衝撃吸収補助部材をさらに備える請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の衝撃吸収部材。
【請求項９】
前記衝撃吸収補助部材が、空隙率４０％〜９５％の多孔質体である請求項８に記載の衝撃吸収部材。
【請求項１０】
前記複合材管の根元が固定される基部をさらに備え、
前記基部に対し、前記管軸方向が垂下可能なように、前記根元が固定されている請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の衝撃吸収部材。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の衝撃吸収部材が、
前記複合材管が複数まとまって同様の方向に配列されることで構成されている緩衝体。
【請求項１２】
前記衝撃吸収部材が、環状をなし、
前記衝撃吸収部材の中心軸線の径方向に延びる姿勢で、前記複合材管が前記中心軸線の周方向に配列される請求項１１に記載の緩衝体。
【請求項１３】
前記衝撃吸収部材が、複数のブロック体から構成されており、
前記ブロック体は、複数の前記複合材管が平行に束ねられたものを含んで構成されている請求項１２に記載の緩衝体。
【請求項１４】
前記複数のブロック体が、前記中心軸線の周方向に配列されている請求項１３に記載の緩衝体。
【請求項１５】
前記衝撃吸収部材が、前記中心軸線の周方向に配列された複数のブロック体を前記中心軸線に沿って複数層を積層させることで構成されており、
互いに積層された前記ブロック体同士は、前記複合材管の姿勢が互いに異なる請求項１２に記載の緩衝体。
【請求項１６】
互いに積層された前記ブロック体同士において、前記中心軸線の周方向の端部が、互いにずれている請求項１５に記載の緩衝体。
【請求項１７】
前記衝撃吸収部材は、前記中心軸線の周方向に配列された複数のブロック体から構成されており、
前記ブロック体は、複数の前記複合材管を前記中心軸線の直交する平面状で束ねてなる層状構造体を、前記中心軸線に沿って複数層を積層させたものを含んで構成されており、
互いに積層された前記各層状構造体同士で、前記複合材管の姿勢が互いに異なる請求項１２に記載の緩衝体。
【請求項１８】
互いに積層された前記層状構造体同士において、前記中心軸線の周方向の端部が、互いにずれている請求項１７に記載の緩衝体。
【請求項１９】
前記ブロック体は、前記中心軸線の周方向の両端が、前記中心軸線の径方向に沿うように切り欠かれた形状をなしている請求項１４〜請求項１８のいずれか一項に記載の緩衝体。
【請求項２０】
前記ブロック体を構成する複数の前記複合材管が、互いに結合されている請求項１３〜請求項１９のいずれか一項に記載の緩衝体。
【請求項２１】
前記ブロック体を構成する複数の前記複合材管が埋め込まれることで、これら複合材管互いに平行をなすように束ねる被埋込部材をさらに備える請求項１３〜請求項２０のいずれか一項に記載の緩衝体。
【請求項２２】
前記ブロック体を荷重が付与される方向に積層されて構成されている請求項１３〜請求項２１のいずれか一項に記載の緩衝体。
【請求項２３】
前記ブロック体をずらして積層されて構成されている請求項１３〜請求項２２のいずれか一項に記載の緩衝体。
【請求項２４】
請求項１２〜請求項２３のいずれか一項に記載の緩衝体と、
内部に放射性物質を収容する前記中心軸線に沿って延びる筒状をなす輸送容器と、を備え、
前記輸送容器の端部の外周に前記緩衝体が装着されているキャスク。
【請求項２５】
連続した強化繊維と樹脂とを含有する複合材料で構成され、管軸方向に延びる管形状を有する複合材管であって、前記複合材管の端面が、前記複合材管の管周方向に向かって並び、前記管軸方向に凹である複数の谷を有する前記複合材管を作製する管製造工程と、
前記管製造工程の後に、複数の前記複合材管を平行に束ねることで複数のブロック体を製造するブロック体製造工程と、
前記ブロック体製造工程の後に、前記ブロック体における複数の前記複合材管の配列方向の端部同士を互いに接続して組み立てる組み立て工程と、
を実施する緩衝体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝撃吸収部材、緩衝体、キャスク並びに緩衝体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
衝撃エネルギーを吸収する衝撃吸収部材として、強化繊維と樹脂を含む複合材料で構成される衝撃吸収部材が知られている。
例えば、特許文献１には、衝撃吸収部材として、シート状の複合材料が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１１８２６４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に開示された複合材料は、衝撃エネルギーを破壊エネルギーに変換することによって、衝撃を吸収している。
しかし、荷重によっては、複合材料が折損、座屈してしまい、衝撃エネルギーを破壊エネルギーに変換できないことがある。このため、特許文献１に開示された複合材料は、衝撃を吸収しにくくなることがある。
【０００５】
本発明は、衝撃エネルギーを吸収しやすい衝撃吸収部材、緩衝体、キャスク並びに緩衝体の製造方法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】
【０００６】
第１の態様の衝撃吸収部材は、連続した強化繊維と樹脂とを含有する複合材料で構成され、管軸方向に延びる管形状を有する複合材管を備え、前記複合材管の端面が、前記複合材管の管周方向に向かって並び、前記管軸方向に凹である複数の谷を有する。
【０００７】
本実施形態の衝撃吸収部材は、複合材管の管周方向に向かって並び、前記管軸方向に凹である複数の谷を有する。このため、複合材管の延在方向から該複合材管に衝撃が付与された場合には、複合材管は管軸方向に裂けながら、管径方向外側に広がる複数の破砕屑となりつつ、衝撃を吸収する破壊態様（Ｓｐｌａｙｉｎｇ  Ｍｏｄｅ）を発現する。
Ｓｐｌａｙｉｎｇ  Ｍｏｄｅが発現されると、複合材管に加わった荷重は、複数の亀裂を生むように、管周方向に分力される。
したがって、複合材管は、折損、座屈を抑制できるため、衝撃を吸収しやすい。
【０００８】
また、第２の態様の衝撃吸収部材は、前記複合材管が、管径方向に前記強化繊維が積層されて構成され、前記強化繊維の配向方向が、軸方向寄与率と周方向寄与率との和を１００％としたときに、軸方向寄与率が２０％〜９０％であるように構成され、前記管軸方向と垂直な断面における前記複合材管の空孔率が４０％〜８７％であり、前記複合材管が、前記強化繊維として、前記管軸方向に対する配向方向が−２０°〜＋２０°の第一強化繊維を２０％〜９０％を有すると共に、前記管軸方向に対する配向方向が＋７０°〜＋１１０°の第二強化繊維を１０％〜８０％有している第１の態様の衝撃吸収部材である。
【０００９】
また、第３の態様の衝撃吸収部材は、前記複合材管が、管径方向外側から順に、それぞれ同一積層層である外層、中間層及び内層を備え、前記外層及び前記内層が、それぞれ前記第二強化繊維を有する層である第２の態様の衝撃吸収部材である。
【００１０】
また、第４の態様の衝撃吸収部材は、前期強化繊維の配向方向が、軸方向寄与率と周方向寄与率との和を１００％としたときに、軸方向寄与率が２０％〜９０％であるように構成され、前記管軸方向と垂直な断面における前記複合材管の空孔率が４０％〜８７％である第１の態様の衝撃吸収部材である。
【００１１】
また、第５の態様の衝撃吸収部材は、前記軸方向寄与率が、５０％〜７０％である第２〜第４のいずれかの態様の衝撃吸収部材である。
【００１２】
また、第６の態様の衝撃吸収部材は、前記複合材管が前記端面を覆うキャップをさらに備える第１〜第５のいずれかの態様の衝撃吸収部材である。
【００１３】
また、第７の態様の衝撃吸収部材は、前記キャップが球面の一部の形状を有する第６の態様の衝撃吸収部材である。
【００１４】
また、第８の態様の衝撃吸収部材は、前記複合材管の周囲に衝撃吸収補助部材をさらに備える第１〜第７のいずれかの態様の衝撃吸収部材である。
【００１５】
また、第９の態様の衝撃吸収部材は、前記衝撃吸収補助部材が、空隙率４０％〜９５％の多孔質体である第８の態様の衝撃吸収部材である。
【００１６】
また、第１０の態様の衝撃吸収部材は、前記複合材管の根元が固定される基部をさらに備え、前記基部に対し、前記管軸方向が垂下可能なように、前記根元が固定されている第１〜第９のいずれかの態様の衝撃吸収部材である。
【００１７】
また、第１１の態様の緩衝体は、第１〜第１０のいずれかの態様の衝撃吸収部材が、前記複合材管が複数まとまって同様の方向に配列されることで構成されている緩衝体である。
【００１８】
また、第１２の態様の緩衝体は、前記衝撃吸収部材が、環状をなし、前記衝撃吸収部材の中心軸線の径方向に延びる姿勢で、前記複合材管が前記中心軸線の周方向に配列される第１１の態様の緩衝体である。
【００１９】
また、第１３の態様の緩衝体は、前記衝撃吸収部材が、複数のブロック体から構成されており、前記ブロック体は、複数の前記複合材管が平行に束ねられたものを含んで構成されている第１２の態様の緩衝体である。
【００２０】
また、第１４の態様の緩衝体は、前記複数のブロック体が、前記中心軸線の周方向に配列されている第１３の態様の緩衝体である。
【００２１】
また、第１５の態様の緩衝体は、前記衝撃吸収部材が、前記中心軸線の周方向に配列された複数のブロック体を前記中心軸線に沿って複数層を積層させることで構成されており、互いに積層された前記ブロック体同士は、前記複合材管の姿勢が互いに異なる第１２の態様の緩衝体である。
【００２２】
また、第１６の態様の緩衝体は、互いに積層された前記ブロック体同士において、前記中心軸線の周方向の端部が、互いにずれている第１５の態様の緩衝体である。
【００２３】
また、第１７の態様の緩衝体は、前記衝撃吸収部材は、前記中心軸線の周方向に配列された複数のブロック体から構成されており、前記ブロック体は、複数の前記複合材管を前記中心軸線の直交する平面状で束ねてなる層状構造体を、前記中心軸線に沿って複数層を積層させたものを含んで構成されており、互いに積層された前記各層状構造体同士で、前記複合材管の姿勢が互いに異なる第１２の態様の緩衝体である。
【００２４】
また、第１８の態様の緩衝体は、互いに積層された前記層状構造体同士において、前記中心軸線の周方向の端部が、互いにずれている第１７の態様の緩衝体である。
【００２５】
また、第１９の態様の緩衝体は、前記ブロック体は、前記中心軸線の周方向の両端が、前記中心軸線の径方向に沿うように切り欠かれた形状をなしている第１４〜第１８のいずれかの態様の緩衝体である。
【００２６】
また、第２０の態様の緩衝体は、前記ブロック体を構成する複数の前記複合材管が、互いに結合されている第１３〜第１９のいずれかの態様の緩衝体である。
【００２７】
また、第２１の態様の緩衝体は、前記ブロック体を構成する複数の前記複合材管が埋め込まれることで、これら複合材管互いに平行をなすように束ねる被埋込部材をさらに備える第１３〜第２０のいずれかの態様の緩衝体である。
【００２８】
また、第２２の態様の緩衝体は、前記ブロック体を荷重が付与される方向に積層されて構成されている第１３〜第２１のいずれかの態様の緩衝体である。
【００２９】
また、第２３の態様の緩衝体は、前記ブロック体をずらして積層されて構成されている第１３〜第２２のいずれかの態様の緩衝体である。
【００３０】
また、第２４の態様のキャスクは、第１２〜第２３のいずれかの緩衝体と、内部に放射性物質を収容する前記中心軸線に沿って延びる筒状をなす輸送容器と、を備え、前記輸送容器の端部の外周に前記輸送容器が装着されている。
【００３１】
また、第２５の態様の緩衝体の製造方法は、連続した強化繊維と樹脂とを含有する複合材料で構成され、管軸方向に延びる管形状を有する複合材管であって、前記複合材管の端面が、前記複合材管の管周方向に向かって並び、前記管軸方向に凹である複数の谷を有する前記複合材管を作製する管製造工程と、前記管製造工程の後に、複数の前記複合材管を平行に束ねることで複数のブロック体を製造するブロック体製造工程と、前記ブロック体製造工程の後に、前記ブロック体における複数の前記複合材管の配列方向の端部同士を互いに接続して組み立てる組み立て工程と、実施する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の一態様によれば、衝撃エネルギーを吸収しやすい衝撃吸収部材、緩衝体、キャスク並びに緩衝体の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第一実施形態に係るキャスクの側面図である。
【図２】第一実施形態に係る緩衝体を緩衝体の中心軸線方向から見た図である。
【図３】第一実施形態に係る衝撃吸収部材を構成するブロック体の斜視図である。
【図４】第一実施形態に係る衝撃吸収部材を構成する複合材管の斜視図である。
【図５】第一実施形態に係る衝撃吸収部材を構成する複合材管の部分破断図である。
【図６】図５のＶＩ部拡大図である。
【図７】図５のＶＩＩ部拡大図である。
【図８】第一実施形態に係る衝撃吸収部材の製造方法を説明するフローチャートである。
【図９】第一実施形態に係る衝撃吸収部材を構成する複合材管の破壊状態を説明する図である。
【図１０】第二実施形態に係る衝撃吸収部材を構成するブロック体の斜視図である。
【図１１】第三実施形態に係るキャスクの側面図である。
【図１２】第三実施形態に係る衝撃吸収部材を構成する複合材管の斜視図である。
【図１３】第三実施形態に係る衝撃吸収部材を構成する複合材管の衝突態様を説明する。
【図１４】第三実施形態に係る衝撃吸収部材の製造方法を説明するフローチャートである。
【図１５】第四実施形態に係る衝撃吸収部材を構成する複合材管の衝突態様を説明する。
【図１６】第五実施形態に係る衝撃吸収部材を構成する複合材管の衝突態様を説明する。
【図１７】変形例のブロック体を構成する層状構造体を示す図である。
【図１８】変形例のブロック体を構成する層状構造体を示す図である。
【図１９】変形例のブロック体を構成する層状構造体を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明に係る各種実施形態について、図面を用いて説明する。
【００３５】
＜第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態に係る緩衝体を備えたキャスクについて図１〜図９を参照して説明する。
図１に示されるように、キャスク１００は、輸送容器１０及び一対の緩衝体２０によって構成されている。
【００３６】
輸送容器１０は、円筒形状をなす容器本体１０ａを有している。容器本体１０ａは中心軸線Ｏ１に沿って延びる筒状をなしており、中心軸線Ｏ１方向の両端が閉塞されている。容器本体１０ａの中心軸線Ｏ１方向の一端は、開閉可能とされている。容器本体１０ａの内部には、放射性物質を含む使用済み核燃料１１が収容されている。使用済み核燃料１１は、容器本体１０ａの一端を開状態とすることで収容され、輸送時には当該一端が閉塞される。これにより輸送時は容器本体１０ａの内部は密封状態とされる。
【００３７】
緩衝体２０は、ケーシング３０及び衝撃吸収手段４０を備えている。
ケーシング３０は、中心軸線Ｏ１を中心とした円盤状をなす部材であって、内部が中空状に形成されている。ケーシング３０は輸送容器１０の中心軸線Ｏ１の両端部に一対が設けられている。ケーシング３０における輸送容器１０側を向く面には、該輸送容器１０の両端部が嵌め込まれる凹部３１がそれぞれ形成されている。ケーシング３０の凹部３１に輸送容器１０の端部が嵌め込まれることで、輸送容器１０の両端部が中心軸線Ｏ１方向及び中心軸線Ｏ１の径方向からの荷重に対して保護される。
【００３８】
ケーシング３０の内部空間は、中心軸線Ｏ１方向における凹部３１の形成範囲の部分が環状をなす環状空間３２とされており、凹部３１よりもさらに中心軸線Ｏ１方向の外方の部分が円盤状空間３３とされている。
【００３９】
衝撃吸収手段４０は、第一衝撃吸収部材４０Ａと第二衝撃吸収部材４０Ｂを備える。第一衝撃吸収部材４０Ａは、ケーシング３０内における円盤状空間３３内に充填されている。第一衝撃吸収部材４０Ａとしては任意の構成を採用することができる。第二衝撃吸収部材４０Ｂは、ケーシング３０内における環状空間３２に収容されている。以下では、本発明が適用されている第二衝撃吸収部材４０Ｂを単に衝撃吸収部材４０Ｂと称する。
【００４０】
以下、衝撃吸収部材４０Ｂについて、図２〜４を参照して説明する。
図２に示されるように、衝撃吸収部材４０Ｂは、中心軸線Ｏ１を中心とした環状をなす部材であって、ケーシング３０を介して輸送容器１０の両端における外周に装着される。衝撃吸収部材４０Ｂは、複数のブロック体５０によって構成されている。
【００４１】
図３に示されるように、ブロック体５０は、複数の複合材管６０を密集して束ねることによって構成されている。ブロック体５０は、中心軸線Ｏ１方向から見た概略形状が台形状をなしており、当該形状を維持したまま中心軸線Ｏ１方向に厚さを有する形状とされている。
【００４２】
複合材管６０の全体の構成について説明する。
図４に示されるように、複合材管６０は、一定の径で延び、中空部６０ｈ（空孔）を有する中空管状の部材である。
本実施形態において、複合材管６０は、管軸Ｏ２方向と垂直な断面において円形を有する。
【００４３】
複合材管６０は、強化繊維として繊維６２を、樹脂６１によって包含した強化繊維プラスチックによって形成されている。
【００４４】
具体的には、複合材管６０は、連続した繊維をプラスチック樹脂で含浸したＦＲＰシートによって形成されている。ＦＲＰシートは、例えば、ＣＦＲＰやＧＦＲＰ等で構成されている。
【００４５】
ここで、連続した繊維とは、完全に連続した繊維だけでなく、長さ１００ｍｍ以上、又は管周方向一周以上、又は管軸方向両端間の長さと同程度の長さのものを含む。
【００４６】
繊維６２は、ＣＦ（カーボンファイバ）、ＧＦ（グラスファイバ）、アラミド、その他有機繊維等である。好ましくはＣＦ、ＧＦがよく、ＣＦがより好ましい。
【００４７】
樹脂６１は、硬化性樹脂又は可塑性樹脂である。
硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂等が例示される。
熱可塑性樹脂としては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリケトンサルファイド（ＰＫＳ）、ポリアリルエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、芳香族ポリアミド（ＰＡ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリイミド（ＰＩ）等が例示される。
エネルギー吸収性の点からは靱性に優れる樹脂がよい。耐熱性とコストの点からはエポキシ樹脂がよい。
【００４８】
複合材管６０は、複合材料における繊維体積含有率が４０％以上、好ましくは５０％以上、さらに好ましくは５５％以上となるように構成される。
【００４９】
このようなＦＲＰシートを筒状に巻きながら積層させることによって、複合材管６０が構成されている。
【００５０】
複合材管６０は、強化繊維の配向方向に関し、（管軸Ｏ２方向の寄与率である）軸方向寄与率と（管周方向の寄与率である）周方向寄与率との和を１００％としたときに、軸方向寄与率が２０％〜９０％となるように構成されている。言い換えると、複合材管６０は、周方向寄与率が１０％〜８０％となるように構成されている。
ここで、軸方向寄与率とは、各繊維の配向方向を三角関数に従って管軸方向成分と管周方向成分に分けて全繊維の配向を考えた際に、全繊維中における管軸方向成分の総量の割合である。
また、同様に、周方向寄与率とは、各繊維の配向方向を三角関数に従って管軸方向成分と管周方向成分に分けて全繊維の配向を考えた際に、全繊維中における管周方向成分の総量の割合である。
【００５１】
複合材管６０において、軸方向寄与率は、２０％〜９０％とされるが、好ましくは２５％〜８０％、さらに好ましくは３７．５％〜７５％、さらに好ましくは５０％〜７０％、最も好ましくは５５％〜６５％とされる。
言い換えると、複合材管６０において、周方向寄与率は、１０％〜８０％とされるが、好ましくは２０％〜７５％、さらに好ましくは２５％〜６２．５％、さらに好ましくは３０％〜５０％、最も好ましくは３５％〜４５％とされる。
【００５２】
本実施形態の場合、複合材管６０の強化繊維の配向方向は、軸方向寄与率が６０％であるように構成されている。
【００５３】
複合材管６０は、空孔率が４０％〜８７％となるように構成されている。
ここで、空孔率とは、複合材管６０の管軸と垂直断面における、複合材管６０の内周の断面積（中空部の断面積）を複合材管６０の外周の断面積で除した値である。
【００５４】
複合材管６０の空孔率は、４０％〜８７％とされるが、好ましくは４０％〜８１％、さらに好ましくは４４％〜７７％、最も好ましくは４９％〜５９％とされる。
【００５５】
複合材管６０の肉厚ｔは、好ましくは１ｍｍ以上、さらに好ましくは２ｍｍ以上、さらに好ましくは３ｍｍ以上、最も好ましくは４ｍｍ以上である。
【００５６】
本実施形態の場合、複合材管６０は、外径φ＝３０ｍｍ、肉厚ｔ＝４ｍｍである。これにより、複合材管６０の空孔率は、５４％であるように構成されている。ただし、この寸法や空孔率に限定されるものではない。
【００５７】
複合材管６０の各層について詳しく説明する。
図５に示されるように、複合材管６０は、管軸Ｏ２の径方向（以下「管径方向」ともいう。）の外側から順に、３つの同一積層層として、外層６３、中間層６４及び内層６５を備える。
【００５８】
ここで、同一積層層とは、同一の材料が同一の繊維配向方向に１層以上積層された積層部分を指し、例えば、ある一方向材料を９０°に配向させた層を１層以上積層した場合、その積層数に関係なく１つと数える。
また、積層の数え方として、肉厚方向に重なっている数で考えれば良く、仮に管周方向に（渦巻き状に）連続して繋がっていたとしても肉厚断面での重なりを考えればよい。
同一積層層における積層の数は、１層以上、好ましくは２層以上、さらに好ましくは３層以上、最も好ましくは４層以上で多い方が好ましい。
【００５９】
外層６３、中間層６４及び内層６５の各層は、それぞれ複合材管６０の延在方向（管軸Ｏ２方向）に一定の径で延びる中空管の形状を有している。
外層６３、中間層６４及び内層６５の各層は、それぞれ積層されたＦＲＰシートで構成されている。
【００６０】
中間層６４は、内層６５の外周を覆うように積層されている。外層６３は、中間層６４の外周を覆うように積層されている。このように積層されることによって、外層６３、中間層６４及び内層６５は、一体となって複合材管６０を構成している。
【００６１】
本実施形態の場合、図６に示されるように、中間層６４の繊維６２は、管軸Ｏ２方向に対する配向方向が−２０°〜＋２０°である第一強化繊維６２ａのみで構成されている。具体的には、繊維６２が第一強化繊維６２ａのみであるＦＲＰシートが複数層積層されることによって、中間層６４は形成されている。
【００６２】
中間層６４において、第一強化繊維６２ａの配向方向は、上記では−２０°〜＋２０°とされているが、好ましくは−１０°〜＋１０°、さらに好ましくは−５°〜＋５°、さらに好ましくは−２°〜＋２°、最も好ましくは０°とされる。
【００６３】
図７に示されるように、外層６３の繊維６２は、管軸Ｏ２方向に対する配向方向が＋７０°〜＋１１０°である第二強化繊維６２ｂのみで構成されている。具体的には、繊維６２が第二強化繊維６２ｂのみであるＦＲＰシートが複数層積層されることによって、外層６３は形成されている。
内層６５も同様に、繊維６２は、管軸Ｏ２方向に対する配向方向が＋７０°〜＋１１０°である第二強化繊維６２ｂのみで構成されている。具体的には、繊維６２が第二強化繊維６２ｂのみであるＦＲＰシートが複数層積層されることによって、内層６５は形成されている。
外層６３の積層数と内層６５の積層数とは、同じ積層数であることが好ましい。
【００６４】
外層６３及び内層６５において、第二強化繊維６２ｂの配向方向は、上記では＋７０°〜＋１１０°とされているが、好ましくは＋８０°〜＋１００°、さらに好ましくは＋８５°〜＋９５°、さらに好ましくは＋８８°〜＋９２°、最も好ましくは９０°とされる。
【００６５】
各同一積層層の肉厚は各々で異なっていても良いが、肉厚の中心線からみて肉厚の表層方向に向かって線対称に配されている積層が好ましい。
【００６６】
配向方向が−２０°〜＋２０°の強化繊維の層は、外層６３、中間層６４、内層６５のいずれとされてもよいが、中間層６４とされることが好ましい。
配向方向が＋７０°〜＋１１０°の強化繊維からなる層は、外層６３、中間層６４、内層６５のいずれとされてもよいが、外層６３及び内層６５とされることが好ましい。
【００６７】
同一積層層の数としては、肉厚が厚くなる程数を増やせるため特に上限はないが、３つ以上で且つ少ない方が好ましい。例えば３〜１１つ程度、好ましくは３〜７つ程度がよい。
【００６８】
各層を形成する積層材料としてプリプレグ材を用いる場合、プリプレグ材の厚みは薄い方が好ましく、例えば０．２５ｍｍ以下が好ましく、０．１２５ｍｍ以下がさらに好ましい。また、さらに薄いプリプレグを予め積層済みの多層プリプレグを用いてもよく、この際、０．０５ｍｍのような薄いプリプレグを予め積層した多層プリプレグが好ましい。
【００６９】
このような複合材管６０によってブロック体５０が構成されている。ブロック体５０を構成する複合材管６０のうち少なくとも一の複合材管６０は、中心軸線Ｏ１の径方向に平行に配置されている。本実施形態では、各ブロック体５０において、複合材管６０の配列方向である幅方向の中央（中心軸線Ｏ１の周方向の中央）に配置された複合材管６０が中心軸線Ｏ１の径方向に平行に配置されており、当該複合材管６０に他の複合材管６０が平行となるように配列されている。なお、ブロック体５０の製造過程では、単に複数の複合材管６０を互いに平行となるように配列させており、ブロック体５０を組み立てることで環状の衝撃吸収部材４０Ｂを形成する過程で、そのうちの複合材管６０のいずれかが中心軸線Ｏ１に平行に配置される。
【００７０】
ブロック体５０では、中心軸線Ｏ１方向から見た際に、幅方向の両端が斜めに切り欠かれた形状をなしている。すなわち、ブロック体５０の両端は、中心軸線Ｏ１の径方向外側から内側に向かうにしたがってブロック体５０の中央に向かって斜めに切り欠かれている。
本実施形態では複数の複合材管６０が互いに接着剤によって接着されることによって、ブロック体５０が構成されている。なお、複合材管６０同士が互いに隙間なく結合されるのであれば、接着剤以外の手段でこれら複合材管６０が結合されていてもよい。
【００７１】
このようなブロック体５０が、幅方向の両端で互い対向するように配置されることで、環状をなす衝撃吸収部材４０Ｂが構成されている。すなわち、軸線方向視で台形状をなすブロック体５０が、該ブロック体５０の幅方向に順次配列されていることで、全体として円形に近い形状を有する環状の衝撃吸収部材４０Ｂが構成されている。
【００７２】
なお、ブロック体５０がケーシング３０によって収容されて保持されることで、複数のブロック体５０による環状の衝撃吸収部材４０Ｂが構成されてもよいし、ブロック体５０の幅方向の端部が互いに接着剤等によって接合されることで環状の衝撃吸収部材４０Ｂが構成されていてもよい。
【００７３】
次に、本実施形態の衝撃吸収部材４０Ｂの製造方法について図８に示されるフローチャートを用いて説明する。当該製造方法は、管製造工程Ｓ１、ブロック体製造工程Ｓ２及び組み立て工程Ｓ３と含む。
【００７４】
管製造工程Ｓ１では、上述した複合材管６０を製造する。複合材管６０は、ＦＲＰシートを多層に巻き付けることで管形状に形成されて作製される。この際、繊維６２が第一強化繊維６２ａのみであるＦＲＰシートＡと、繊維６２が第二強化繊維６２ｂのみであるＦＲＰシートＢとが多層に巻き付けられる。
例えば、ＦＲＰシートＢを複数層（又は一層）に巻いて内層６５を形成し、次にＦＲＰシートＡを複数層（又は一層）に巻いて中間層６４を形成し、さらにＦＲＰシートＢを複数層（又は一層）に巻いて外層６３を形成する。
【００７５】
管製造工程Ｓ１の後に、ブロック体製造工程Ｓ２を実行する。ブロック体製造工程Ｓ２は、より詳細には、複合材管６０を一体化させる工程、部分的に切削を行う工程の２つの工程を含む。
まず、多数の複合材管６０を互いに平行となるように接着剤によって密集させ、一体に束ねる。この際、衝撃吸収部材４０Ｂの周方向のみならず、中心軸線Ｏ１方向にも複数の複合材管６０が重なるようにする。次いで、束ねた多数の複合材管６０の配列方向の両端部（衝撃吸収部材４０Ｂの周方向の両端部）を斜めに平面状に切り取る。これによって、ブロック体５０が製造される。
【００７６】
ブロック体製造工程Ｓ２の後に、組み立て工程Ｓ３を行う。この組み立て工程Ｓ３は、製造された複数のブロック体５０の幅方向の端面同士を対向させることで、全体として環状の衝撃吸収部材４０Ｂを組み立てる工程である。上述したように、ケーシング３０に各ブロック体５０を収容することで、環状の衝撃吸収部材４０Ｂを構成してもよいし、各ブロック体５０同士を接合することで衝撃吸収部材４０Ｂを構成してもよい。
【００７７】
次に、上記構成の衝撃吸収部材４０Ｂ、緩衝体２０及びキャスク１００の作用効果について説明する。
【００７８】
キャスク１００の輸送時に緩衝体２０に対して中心軸線Ｏ１の径方向外側から外力が加わったとする。本実施形態では、緩衝体２０の内部の衝撃吸収部材４０Ｂを構成する複合材管６０が、中心軸線Ｏ１の径方向に延びている。そのため、複合材管６０による高い衝撃吸収性能を発揮することができる。すなわち、複合材管６０は第一強化繊維６２ａ及び第二強化繊維６２ｂからなる繊維６２を有しているため、複合材管６０の延在方向（管軸Ｏ２方向）からの荷重に対する衝撃を効果的に吸収できる。
なお、「中心軸線Ｏ１の径方向に延びている」とは、当該径方向に平行に延びている状態を含むことはもちろん、多少傾斜して延びている場合も含む。
【００７９】
ここで、仮に複合材管６０の繊維６２が第二強化繊維６２ｂのみである場合、中心軸線Ｏ１の径方向外側から、管軸Ｏ２方向に大きな荷重が加わった際には、衝撃を十分に吸収することができず、複合材管６０自体が座屈し、場合によっては折損してしまう。すなわち、複合材管６０の管軸Ｏ２方向の荷重に対して対抗する繊維６２がないため、どうしても強度不足が生じてしまう。
さらに、吸収しきれなかった荷重が周囲の複合材管６０に作用することにより、これら周囲の複合材管６０も損傷を受ける。この場合、周囲の複合材管６０には、予期せぬ方向から荷重が付与されることになるため、やはり衝撃吸収性能を発揮することはできない。
【００８０】
他方、仮に複合材管６０の繊維６２が第一強化繊維６２ａのみである場合、複合材管６０は第一強化繊維６２ａの配向方向にしたがって管軸Ｏ２方向に容易に裂けてしまい、やはり十分に衝撃を吸収することができない。この場合も、上記同様、周囲の複合材管６０にも荷重が作用してしまい、これら周囲の複合材管６０が衝撃吸収性能を発揮することなく損傷する。
【００８１】
これに対して本実施形態では、複合材管６０の繊維６２が第一強化繊維６２ａ及び第二強化繊維６２ｂを有している。そのため、管軸Ｏ２方向に大きな荷重が加わった際には、管軸Ｏ２方向に裂けながらも裂けた部分同士が第二強化繊維６２ｂによって拘束されているため、当該拘束力に基づいて衝撃を吸収しながら分離するといった破壊態様を示す。したがって、第一強化繊維６２ａにしたがって裂ける過程で、第二強化繊維６２ｂによる拘束力が生じることで、複合材管６０が破壊される過程で管軸Ｏ２方向の荷重が効果的に吸収される。以上から、本実施形態によれば、中心軸線Ｏ１の径方向外側からの荷重を効果的に吸収することができる。
【００８２】
本実施形態では、複合材管６０は、中間層６４と、中間層６４の軸径方向の外側及び内側をそれぞれ覆う外層６３及び内層６５と、を備える。
そのため、管軸Ｏ２方向に大きな荷重が加わった際に、まず、第一強化繊維６２ａを含む中間層６４が、荷重に対して対抗する。さらに荷重が加わり複合材管６０が破壊に到っても、外層６３及び内層６５の裂けた部分同士が、裂けながらも拘束されているため、各層の分離剥離を抑え込んでいる。
また、図９に示されるように、本実施形態では、複合材管６０が破壊されるとき、内層６５は管軸Ｏ２方向に裂けながら管径方向に剥離された破砕屑となる。このとき、複合材管６０は空孔（中空部６０ｈ）を有するため、破砕屑は、カールされながら複合材管６０の空孔に収容される。特に本実施形態では、複合材管６０は、空孔率４０％〜８７％の空孔を有するため、カールされた破砕屑を空孔に収容することができる。
したがって、複合材管６０に加わった管軸Ｏ２方向からの荷重の分力が予期せぬ方向に作用することを抑制できる。そのため、複合材管６０の折損、座屈を回避することができる。すなわち、荷重による衝撃を吸収しきれない破壊態様となることが回避できる。
【００８３】
さらに、複合材管６０は、管軸Ｏ２方向と垂直な断面において円形を有する。このため、複数の複合材管６０が密接に多数並べられていても、複合材管６０と周囲の複合材管６０との間に隙間が形成される。したがって、複合材管６０が破壊されるとき、外層６３も同様に、管径方向外側にカールされた破砕屑となり、複合材管６０は周辺に隙間に収容され、複合材管６０の折損、座屈を回避することができる。
【００８４】
本実施形態では、衝撃吸収部材４０Ｂが複数のブロック体５０から構成されており、各ブロック体５０は、複数の複合材管６０が平行に密集されることで構成されている。これによって、製造コストを抑えながら、高い衝撃吸収性能を実現することができる。
【００８５】
例えば仮に全ての複合材管６０が緩衝体２０の中心軸線Ｏ１の径方向に平行となるように放射状に配列した場合、各複合材管６０同士の間には中心軸線Ｏ１の径方向外側に向かう程に広がる隙間が形成される。
このように隙間が形成されてしまえば、中心軸線Ｏ１の径方向外側からの荷重によって、各複合材管６０同士の隙間を広げる方向に分力が作用してしまう。上述の通り、各複合材管６０はその延在方向の荷重に対して最も衝撃吸収能力を発揮する。しかしながら、荷重が他の方向に分散してしまえば、複合材管６０に座屈や折損が生じてしまい、当該衝撃吸収能力を発揮できない。そのため、緩衝体２０全体として衝撃吸収能力が低下してしまう。
【００８６】
これに対して、本実施形態では、各ブロック体５０で複合材管６０が互いに平行に密集して配置されている。そのため、中心軸線Ｏ１の径方向外側の部分のみで複合材管６０同士の隙間が大きくなることはない。したがって、不用意な複合材管６０の間の隙間の拡大を回避できる。さらに、当該隙間の拡大を回避することで、中心軸線Ｏ１の径方向外側からの荷重の分力が予期せぬ方向に作用することを抑制できる。そのため、周囲の複合材管６０の折損、座屈を回避することができる。すなわち、荷重による衝撃を吸収しきれない破壊態様となってしまうことを回避できる。
【００８７】
さらに、例えば複合材管６０を放射状に配列する場合には、位置調整を行うための特殊な治具が必要となる。その他、複合材管６０をテーパ状に形成する等の労力が生じコストが増加してしまう。これに対して、本実施形態では単に複合材管６０同士を平行に束ねればよいため、製作コストを低減できる。
【００８８】
また、本実施形態では、ブロック体５０の周方向の両端が斜めに、中心軸線Ｏ１の径方向に沿うように切り欠かれた形状とされているため、当該ブロック体５０を周方向に順次配列することで、環状をなす衝撃吸収部材４０Ｂを容易に構成することができる。
さらに、ブロック体５０は複合材管６０を接着剤によって互いに接合することで構成されているため、容易にブロック体５０を製造することができる。
【００８９】
＜第二実施形態＞
次に本発明の第二実施形態について図１０を参照して説明する。第二実施形態において、第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第一実施形態のブロック体５０は複数の複合材管６０を接着剤で接合して密集及び一体化させていた。これに対して第二実施形態のブロック体１５０では、複数の複合材管６０を被埋込部材１６０によって密集及び一体化させている。
【００９０】
被埋込部材１６０は、例えば発泡樹脂や木材や多孔質材等によって構成されており、複数の複合材管６０が埋め込まれることによって、これら複合材管６０が互いに平行に密集及び一体化される。なお、被埋込部材１６０は、上記以外の材料から構成されていてもよい。
被埋込部材１６０が発砲樹脂の場合、複合材管６０を発砲樹脂に埋め込みながら該発砲樹脂内に収容空間を形成してもよいし、複合材管６０を互いに平行に組んだ後に、その間に発砲樹脂を供給して固化させて形成してもよい。また、被埋込部材１６０が木材の場合、複合材管６０を収容するための孔部を予め形成しており、複合材管６０を当該孔部に嵌め込むことによって設置してもよい。
【００９１】
このような第二実施形態のブロック体１５０を用いた場合であっても、第一実施形態同様、複数が配列されることで全体として環状をなす衝撃吸収部材４０Ｂが構成される。したがって、第一実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００９２】
＜第三実施形態＞
次に本発明の第三実施形態について図１１〜図１４を参照して説明する。第三実施形態において、第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第一実施形態の複数の複合材管６０は、複合材管の折損、座屈を回避するために、少なくとも複合材管内に空孔率４０％〜８７％の空孔を設け、複合材管に加わった管軸方向からの荷重の分力が予期せぬ方向に作用することを抑制している。
これに対して第三実施形態の複合材管５６０は、複合材管の折損、座屈を回避するために、複合材管５６０の端面が、周方向に向かって並ぶ複数の谷を有する点が異なっている。
【００９３】
複合材管５６０を輸送容器１０に適用した例を示す。
図１１に示されるように、キャスク５００は、輸送容器１０及び一対の緩衝体５２０を備える。
緩衝体５２０は、衝撃吸収手段５４０を備える。
衝撃吸収手段５４０は、第一衝撃吸収部材５４０Ａと第二衝撃吸収部材５４０Ｂとを備える。
【００９４】
第一衝撃吸収部材５４０Ａは、容器本体１０ａの中心軸線Ｏ１の両方の各端部にそれぞれ設けられている。本実施形態において、第一衝撃吸収部材５４０Ａは、それぞれ円筒形状をなす容器本体１０ａの底面に装着される。第一衝撃吸収部材５４０Ａとしては任意の構成を採用することができる。
【００９５】
第二衝撃吸収部材５４０Ｂは、容器本体１０ａの中心軸線Ｏ１の両方の各端部にそれぞれ設けられている。以下では、本発明が適用されている第二衝撃吸収部材５４０Ｂを単に衝撃吸収部材５４０Ｂと称する。
【００９６】
以下、衝撃吸収部材５４０Ｂについて説明する。
衝撃吸収部材５４０Ｂは、中心軸線Ｏ１を中心とした環状をなす部材であって、容器本体１０ａの両端における外周に装着される。
衝撃吸収部材５４０Ｂは、複数の複合材管５６０を備える。複数の複合材管５６０は、管軸方向の両端の一方にそれぞれ端面５６０ｅを有する。
複合材管５６０は、複数配列されることで、全体として環状をなす衝撃吸収部材５４０Ｂを構成している。その場合、各複合材管５６０は、それぞれの端面５６０ｅが衝突対象に向くように、容器本体１０ａに装着される。具体的には、各複合材管５６０は、それぞれの端面５６０ｅが容器本体１０ａの径方向外側を向くように、容器本体１０ａに装着される。
【００９７】
複合材管５６０の全体の構成について説明する。
複合材管５６０は、連続した強化繊維と樹脂とを含有する複合材料で構成されている。
複合材管５６０は、強化繊維として、繊維５６２を、樹脂５６１によって包含した強化繊維プラスチックによって形成されている。具体的には、複合材管５６０は、連続した繊維をプラスチック樹脂で含浸したＦＲＰシートによって形成されている。ＦＲＰシートは、例えば、ＣＦＲＰやＧＦＲＰ等で構成されている。
【００９８】
繊維５６２は、第一実施形態の繊維６２と同様の材料、すなわち、ＣＦ（カーボンファイバ）、ＧＦ（グラスファイバ）、アラミド、その他有機繊維等である。好ましくはＣＦ、ＧＦがよく、ＣＦがより好ましい。
【００９９】
樹脂５６１は、第一実施形態の樹脂６１と同様の材料である。
【０１００】
複合材管５６０は、複合材料における繊維体積含有率が４０％以上、好ましくは５０％以上、さらに好ましくは５５％以上となるように構成される。
【０１０１】
図１２に示されるように、複合材管５６０の端面５６０ｅは、複合材管５６０の管周方向に向かって並ぶ複数の谷５６０ｖを有する。図１２に示されるように、各谷５６０ｖは、それぞれ管軸Ｏ２方向に凹となっている。
本実施形態では、複合材管５６０の端面５６０ｅは、管周方向に向かって隣り合って並ぶ谷５６０ｖと谷５６０ｖの間にそれぞれ山５６０ｍを有する。図１２に示されるように、各山５６０ｍは、それぞれ管軸Ｏ２方向に凸となっている。
さらに、図１２に示されるように、谷５６０ｖ及び山５６０ｍは、いずれもＶ字形状を有している。
【０１０２】
次に、複合材管５６０の作用効果について説明する。
本実施形態の複合材管５６０は、管周方向に向かって並ぶ複数の谷５６０ｖを有する。そのため、管軸Ｏ２方向に沿って荷重が加わる場合はもちろん、管軸Ｏ２方向に対し斜めに荷重が加わる場合にも、複数の谷５６０ｖを起点として、複合材管５６０には、管軸Ｏ２に延びる複数の亀裂が発生する。複数の亀裂は、図１３に示される点線に沿って発生する。
このため、複合材管５６０は、管軸Ｏ２方向に裂けながら、管径方向外側に広がる複数の破砕屑となりつつ、衝撃を吸収する破壊態様（Ｓｐｌａｙｉｎｇ  Ｍｏｄｅ）を発現する。
この場合、複合材管５６０に加わった荷重は、複数の亀裂を生むように、管周方向に分力される。そのため、複合材管５６０の折損、座屈を回避することができる。すなわち、荷重による衝撃を吸収しきれない破壊態様となることを回避できる。
【０１０３】
本実施形態の複合材管５６０における谷５６０ｖの数は、どのような数であってもよいが、ある程度多い方が好ましい。
図１３に示されるように、複合材管５６０は、管軸Ｏ２方向に対し斜めの姿勢で衝突対象ＯＢＪ（例えば床）に衝突する場合を考える。この場合、複合材管５６０のいずれか１つの山５６０ｍ（図１３に示された○部）が最初に衝突対象ＯＢＪに衝突する。
谷５６０ｖの数が多いほど、１つの山５６０ｍのサイズが小さくなり、耐荷重も小さくなる。このため、谷５６０ｖの数が多いほど、複合材管５６０の初期荷重が低下し、Ｓｐｌａｙｉｎｇ  Ｍｏｄｅを発現しやすくなる。
したがって、谷５６０ｖの数が多いほど、複合材管５６０の折損、座屈をより回避できる。
なお、複合材管５６０のエネルギー吸収量は、谷５６０ｖの数に関係なく一定である。
【０１０４】
本実施形態では、複合材管５６０は、連続した強化繊維と樹脂とを含有する複合材料で構成されている。
変形例として、複合材管５６０は、ＦＲＰシートを筒状に巻きながら積層させて構成されてもよい。
他の変形例として、複合材管５６０は、第一実施形態のような強化繊維の配向方向に関し、（管軸Ｏ２方向の寄与率である）軸方向寄与率と（管周方向の寄与率である）周方向寄与率との和を１００％としたときに、軸方向寄与率が２０％〜９０％となるように構成されてもよい。さらに、複合材管６０において、軸方向寄与率は、好ましくは２５％〜８０％、さらに好ましくは３７．５％〜７５％、さらに好ましくは５０％〜７０％、最も好ましくは５５％〜６５％とされてもよい。
さらに他の変形例として、複合材管５６０は、第一実施形態のように、空孔率が４０％〜８７％となるように構成されてもよい。
【０１０５】
本実施形態では、複合材管５６０の端面５６０ｅは、Ｖ字形状（逆Ｖ字形状）の山５６０ｍを有している。変形例として、複合材管５６０の端面５６０ｅは、山５６０ｍを有さなくてもよい。他の変形例として、山５６０ｍは、Ｕ字形状（逆Ｕ字形状）や台形状であってもよい。
【０１０６】
本実施形態では、複合材管５６０は、管軸方向の両端の一方に端面５６０ｅを有する。
変形例として、複合材管５６０が管軸方向の両端のいずれからも荷重を受ける可能性がある場合、複合材管５６０は、管軸方向の両端の両方の端面に、管周方向に向かって並ぶ複数の谷を有してもよい。その場合においても、谷と谷の間にそれぞれ山を有してもよい。
【０１０７】
本実施形態では、複合材管５６０は、個別に容器本体１０ａに装着されている。
変形例として、第一及び第二実施形態のように、複合材管５６０で複数のブロック体を構成してもよい。例えば、複合材管５６０で構成された複数のブロック体を組み立てて、環状の衝撃吸収部材５４０Ｂが構成されてもよい。さらに、ケーシングに各ブロック体を収容することで、環状の衝撃吸収部材５４０Ｂを構成してもよいし、各ブロック体同士を接合することで衝撃吸収部材５４０Ｂを構成してもよい。
他の変形例として、複数の複合材管５６０が中心軸線Ｏ１を中心とした環状をなすリング部材に固定されてもよい。その場合、複数の複合材管５６０が固定されたリング部材が、容器本体１０ａの両端における外周に装着され、衝撃吸収部材として作用する。
【０１０８】
例えば、図１４に示されるように、複合材管５６０で構成された複数のブロック体を用いた衝撃吸収部材５４０Ｂの製造方法は、第一実施形態と同様に、管製造工程Ｓ１’、ブロック体製造工程Ｓ２’及び組み立て工程Ｓ３’と含む。
【０１０９】
管製造工程Ｓ１’では、上述した複合材管５６０を製造する。複合材を管形状に形成した後、複合材管５６０の端面５６０ｅに、複合材管５６０の管周方向に向かって並ぶ複数の谷５６０ｖが形成されることによって、複合材管５６０が作製される。このとき、複合材管５６０は、管周方向に向かって隣り合って並ぶ谷５６０ｖと谷５６０ｖの間にそれぞれ山５６０ｍを有していてもよい。
【０１１０】
管製造工程Ｓ１’の後に、ブロック体製造工程Ｓ２’を実行する。ブロック体製造工程Ｓ２’は、より詳細には、複合材管５６０を一体化させる工程、部分的に切削を行う工程の２つの工程を含む。
まず、多数の複合材管５６０の各端面５６０ｅが一方に揃うと共に、多数の複合材管５６０が互いに平行となるように、多数の複合材管５６０を接着剤によって密集させ、一体に束ねる。この際、衝撃吸収部材５４０Ｂの周方向のみならず、中心軸線Ｏ１方向にも複数の複合材管５６０が重なるようにする。次いで、束ねた多数の複合材管５６０の配列方向の両端部（衝撃吸収部材５４０Ｂの周方向の両端部）を斜めに平面状に切り取る。これによって、第一実施形態のブロック体５０と同様なブロック体が製造される。
【０１１１】
ブロック体製造工程Ｓ２’の後に、組み立て工程Ｓ３’を行う。この組み立て工程Ｓ３’は、製造された複数のブロック体の幅方向の端面同士を対向させることで、全体として環状の衝撃吸収部材５４０Ｂを組み立てる工程である。その場合、各複合材管５６０のそれぞれの端面５６０ｅが環状の衝撃吸収部材５４０Ｂの径方向外側を向くように、環状の衝撃吸収部材５４０Ｂを組み立てる。さらに、ケーシングに各ブロック体を収容することで、環状の衝撃吸収部材５４０Ｂを構成してもよいし、各ブロック体同士を接合することで衝撃吸収部材５４０Ｂを構成してもよい。
【０１１２】
＜第四実施形態＞
次に本発明の第四実施形態について図１５を参照して説明する。第四実施形態において、第三実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第四実施形態では、複合材管５６０が、キャップを有する点で異なる。
図１５に示されるように、本実施形態では、複合材管５６０がキャップ５６０ｃを備える。キャップ５６０ｃは、複合材管５６０の端面５６０ｅを覆っている。キャップ５６０ｃの底は、凹部とされている。キャップ５６０ｃは、複合材管５６０の端面５６０ｅの外周の外へ被せて固定されている。キャップ５６０ｃは、嵌め込みにより、複合材管５６０の端面５６０ｅに固定されてもよく、接着、接合等により、複合材管５６０の端面５６０ｅに固定されてもよい。
本実施形態において、キャップ５６０ｃは、球面の一部の形状を有する。このため、管周方向に向かって並ぶ複数の山５６０ｍは、いずれもキャップ５６０ｃの内面に接している。
【０１１３】
図１５に示されるように、複合材管５６０が、管軸Ｏ２方向に対し斜めの姿勢で衝突対象ＯＢＪ（例えば床）に衝突する場合を考える。この場合、複合材管５６０は、キャップ５６０ｃを有することで、衝突対象ＯＢＪに衝突するときに、１つの山５６０ｍだけに荷重がかかるのではなく、複数の山５６０ｍに荷重がかかる。さらに、キャップ５６０ｃがない場合に比べて、キャップ５６０ｃがある場合、管軸Ｏ２に近い位置で、複合材管５６０と衝突対象ＯＢＪとが衝突する。
このため、荷重が全体の山に分散されると共に加圧点が複合材管５６０の端面５６０ｅの中心に近づく。
したがって、複合材管５６０の折損、座屈をより回避することができる。
【０１１４】
キャップ５６０ｃは、球面の一部の形状に限らず、半球形状、お椀型形状といったドーム形状でもよく、錐形状、傘形状であってもよい。さらに、これらの中間形状のものであってもよい。キャップ５６０ｃを有することで、複合材管５６０において、少なくとも衝撃荷重に対するロバスト性が向上する。
【０１１５】
＜第五実施形態＞
次に本発明の第五実施形態について図１６を参照して説明する。第五実施形態において、第三実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第五実施形態の衝撃吸収部材は、容器本体１０ａに対し、管軸方向が垂下可能なように、複数の複合材管５６０の根元が装着されている点が異なる。
【０１１６】
図１６に示されるように、本実施形態において、各複合材管５６０は、複合材管５６０の根元５６０ｂにおいて、それぞれ基部５９０を介して容器本体１０ａに装着される。各複合材管５６０の根元５６０ｂは、基部５９０に対し、ピン５９１で回動可能に固定される。
ピン５９１は、複合材管５６０の管径方向に、基部５９０と共に複合材管５６０を貫通している。これにより、複合材管５６０は、ピン５９１の軸周りに回動可能である。
【０１１７】
複合材管５６０は、ピン５９１の軸周りに回動可能であるため、複合材管５６０は、管軸方向が垂下するように回動することができる。
このため、落下時において、各複合材管５６０は、端面５６０ｅを極力落下面に向けることができる。
【０１１８】
各複合材管５６０の根元５６０ｂと基部５９０との間にボールジョイントを設け、各複合材管５６０が、任意の方向に対し、管軸方向が垂下するように回動することができるように構成されてもよい。ピン５９１を設ける場合に比べて、落下時において、各複合材管５６０の端面５６０ｅは、より自由に落下面に向くことができる。
【０１１９】
＜変形例＞
上記実施形態では、ブロック体を中心軸線Ｏ１から見て台形状に形成した。しかしながらこれに限定されることはなく、例えばブロック体が扇形状をなすように構成してもよい。この場合、複合材管６０、５６０を互いに平行に密集及び一体化させた後に、切削することで扇形状を構成してもよい。また、複合材を配列する過程で、ブロック体における中心軸線Ｏ１の径方向内側の端部及び径方向外側の端部が円弧状をなすようにしてもよい。
【０１２０】
上記実施形態では、複合材管６０、５６０を有する衝撃吸収部材が、第二衝撃吸収部材４０Ｂ、５４０Ｂに適用されているが、変形例として複合材管６０、５６０を有する衝撃吸収部材は、第一衝撃吸収部材４０Ａ、５４０Ａに適用されてもよい。
【０１２１】
上記実施形態では、衝撃吸収部材を用いた緩衝体２０、５２０を、使用済み核燃料１１を輸送する輸送容器１０に適用したキャスク１００、５００を例に説明した。しかしながらこれに限定することはなく、例えば輸送時や設置時に衝撃が及ぶことを回避することが必要なあらゆる物に適用されてもよい。
変形例として、輸送時や設置時に衝撃が及ぶことを回避することが必要な物が衝突する物に、上記実施形態の衝撃吸収部材や緩衝体が設けられてもよい。例えば、キャスクが輸送される周辺の壁や床、キャスクが設置される床や壁に、上記実施形態の衝撃吸収部材や緩衝体が設けられてもよい。
【０１２２】
上記実施形態では、衝撃吸収部材としての第二衝撃吸収部材４０Ｂ、５４０Ｂを環状に構成した例について説明したが、必ずしも環状でなくてもよい。
【０１２３】
衝撃吸収部材は、中心軸線Ｏ１方向にブロック体が積層されることで構成されていてもよい。この際、互いに積層されるブロック体における複合材管６０、５６０の姿勢は互いに異なっていてもよい。さらに、互いに積層されるブロック体同士において、中心軸線Ｏ１の周方向の端部が、互いにずらされてもよい。
中心軸線Ｏ１の径方向に沿うように切り欠かれた形状をなす層を複数層積層する場合は、各層で端部をずらすことによって、切り欠き面が一か所に集中しない。このため、応力の集中を回避することができる。
【０１２４】
上記実施形態では、ブロック体は、中心軸線Ｏ１の周方向の両端が、中心軸線Ｏ１の径方向に沿うように切り欠かれた形状をなしている。
変形例として、中心軸線Ｏ１の径方向に沿うように切り欠かれた形状をなす層の単層または各層において、層を構成する各管の内、長管とそれより短い短管では異なる特性の管を用いてもよい。その際、長管には衝撃吸収性能が高い管を用いることが好ましい。
【０１２５】
複合材管６０を用いた場合において、周方向に配列される各ブロック体は、例えば図１７〜図１９に示されるように、中心軸線Ｏ１に直交する平面状に互いに平行に配列して束ねてなる層状構造体７０を中心軸線Ｏ１方向に複数積層させて構成してもよい。この際、図１７〜図１９に示されるように、各層構造体同士で、それぞれ複合材管６０の姿勢が異なるものであってもよい。さらに、各層状構造体７０の周方向の端部（図１７〜図１９の左右方向の端部）が、互いにずらされてもよい。端部をずらすことによって、切り欠き面が一か所に集中しないため、応力の集中を回避することができる。
複合材管５６０の場合も同様である。
【０１２６】
さらに、ブロック体は、荷重が付与される方向となる中心軸線Ｏ１の径方向に積層されていてもよい。また、中心軸線Ｏ１の径方向に積層されたブロック体同士は、中心軸線Ｏ１の周方向の端部の位置が互いに異なっていてもよい。
【０１２７】
変形例として、複合材管６０、５６０は、複数の特性が異なる材質を含んでもよい。
他の変形例として、複合材管６０、５６０は、衝撃エネルギーを吸収する方向に複数重ねた形態であってもよい。
【０１２８】
変形例として、複合材管６０、５６０の中空部６０ｈ、５６０ｈに、多孔質体が配置されていてもよい。
他の変形例として、複合材管６０、５６０は、二重管又は多重管となるように構成されてもよい。具体的には、複合材管６０、５６０は、複合材管６０、５６０の中空部６０ｈ、５６０ｈにさらに管形状の部材を有してもよく、複合材管６０、５６０の外郭外部にさらに管形状の部材を有してもよい。また、前述のような形で複数の管形状を配する際、各々の管形状の間（例えば外管と内管の間）に別の材料を配してもよい。
【０１２９】
上記実施形態では、複合材管６０は、管径方向に異なる層として、第一強化繊維６２ａの層と第二強化繊維６２ｂの層を有している。
変形例として、複合材管６０は、さらに、材種、繊維種、配向方向等のあらゆる観点からみて異なる層を有するものであってもよい。
例えば、複合材管６０は、管径方向に互いに樹脂種が異なる層を有してもよい。
また、複合材管６０は、管径方向に互いに繊維グレードが異なる層を有してもよい。
また、複合材管６０は、管径方向に互いに繊維種（ＣＦとＧＦ等）が異なる層を有してもよい。
また、複合材管６０は、管径方向に互いにプリプレグ種（一方向材プリプレグ、織物プリプレグ等）が異なる層を有してもよい。
さらに、複合材管６０は、ＣＦＲＰ及びＧＦＲＰのハイブリットであってもよい。
複合材管５６０に第一強化繊維の層と第二強化繊維の層が適用される場合においても同様である。
【０１３０】
衝撃吸収部材は、複合材管６０、５６０の周囲に衝撃吸収補助部材をさらに備えてもよい。
複合材管６０、５６０の周囲に配される衝撃吸収補助部材としては、材質として金属、セラミック、樹脂、ゴム、木材等があるがこれに限定されるものではない。樹脂の材質としては、アクリル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ウレタン、ポリエステル、フェノール、ポリフェニルサルフォン、ポリイミド、ポリメタクリルイミド等あるが、これに限定されるものではない。例えば、アクリル、特殊ポリエステル、ポリメタクリルイミド、ポリフェニルサルフォン等が好ましい。
複合材管６０、５６０の周囲に配される衝撃吸収補助部材の構造としては、多孔質構造（ポーラス構造）又は穴あき構造がよく、多孔質構造が好ましい。
【０１３１】
多孔質構造を有する多孔質体の材質としては、金属、セラミック、樹脂、ゴム、木材等があるがこれに限定されるものではない。樹脂の材質としては、アクリル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ウレタン、ポリエステル、フェノール、ポリフェニルサルフォン、ポリイミド、ポリメタクリルイミド等あるが、これに限定されるものではない。アクリル、特殊ポリエステル、ポリメタクリルイミド、ポリフェニルサルフォンが好ましい。木材としてはバルサ材、米スギ材等が好ましい。
多孔質体の空隙率は４０％〜９５％であり、好ましくは４０％〜８７％、さらに好ましくは４０％〜８１％で、さらに好ましくは４４％〜７０％で、最も好ましくは４９％〜５９％である。
多孔質体の比重としては、０．０５〜０．６が好ましく、その必要性に応じて０．１〜０．２又は０．２〜０．４がさらに好ましい。
【０１３２】
上記実施形態では、衝撃吸収部材が環状をなし、複合材管６０、５６０が、衝撃吸収部材の中心軸線Ｏ１の径方向に延びる姿勢で中心軸線Ｏ１の周方向に配列されている。
このように、複数の複合材管６０、５６０がまとまって同様の方向に配される場合、各衝撃吸収部材同士で、互いの複合材管６０、５６０の向きは同様でなくてもよい。
【０１３３】
例えば、衝撃吸収部材が、中心軸線の周方向に配列された複数のブロック体を中心軸線に沿って複数層を積層させることで構成されている場合について例示する。
この場合、互いに積層されたブロック体同士で、複合材管６０、５６０の姿勢が互いに異なっていてもよい。
異なる向きの単層が集積されることで、荷重に対する方向性がロバストになる。方向性のズレ幅としては、荷重方向を０°とした場合に好ましくは±１０°、より好ましくは±５°、最も好ましくは±２°である。
さらに、互いに積層されたブロック体同士で、中心軸線Ｏ１の周方向の端部が、互いにずれていてもよい。
各層の端部をずらすことで、周期的に高性能部分や低強度部分が集中することを抑制し、均一な性能を得られるだけでなく、組立時に隣り合うブロックを配する際、互いに嵌め合う形となり、組立のずれを防止できる。
【０１３４】
同様に、衝撃吸収部材が、中心軸線Ｏ１の周方向に配列された複数のブロック体から構成されており、ブロック体が、複数の複合材管６０、５６０を中心軸線の直交する平面状で束ねてなる層状構造体を、中心軸線Ｏ１に沿って複数層を積層させたものを含んで構成されている場合について例示する。
この場合、互いに積層された各層状構造体同士で、複合材管６０、５６０の姿勢が互いに異なっていてもよい。
異なる向きの単層が集積されることで、荷重に対する方向性がロバストになる。方向性のズレ幅としては、荷重方向を０°とした場合に好ましくは±１０°、より好ましくは±５°、最も好ましくは±２°である。
さらに、互いに積層された前記層状構造体同士は、前記中心軸線の周方向の端部が互いにずれていてもよい。
この場合も、各層の端部をずらすことで、周期的に高性能部分や低強度部分が集中することを抑制し、均一な性能を得られるだけでなく、組立時に隣り合うブロックを配する際、互いに嵌め合う形となり、組立のずれを防止できる。
【０１３５】
ブロック体は、荷重方向に積み重ねて構成されてもよい。
ブロック体を積み重ねる形態とすることで、各ブロック体の大きさを小さくすることができ、ブロック体の成形性向上、品質の安定化が可能となる。
また、各ブロック体の特性を変更することで、破壊形態や破壊の順番を制御することができる。
各ブロック体の大きさや形状は異なっていても良く、ブロック体が積み重ねられた各層毎にブロック体の大きさや形状を変えることで設計自由度の向上が図れる。
さらに、ブロック体をずらして積み重ねることで、周期的に高性能部分や低強度部分が集中することを抑制し、均一な性能を得られる。
【０１３６】
上記実施形態では、単層のＦＲＰシートＡを複数回巻いて内層６５を形成し、次に単層のＦＲＰシートＢを複数回巻いて中間層６４を形成し、さらに単層のＦＲＰシートＡを複数回巻いて外層６３を形成することによって、複合材管６０を形成している。
変形例として、単層のＦＲＰシートＡと単層のＦＲＰシートＢとを重ねて複数回（又は一回）巻いて、複合材管が形成されてもよいし、複数層のＦＲＰシートＡと複数層のＦＲＰシートＢとを重ねて複数回（又は一回）巻いて、複合材管が形成されてもよい。この場合、複合材管６０は、ＦＲＰシートＡの単層（又は複数層）と、ＦＲＰシートＢの単層（又は複数層）とが交互に管径方向に積層された複合材管となる。
他の変形例として、単に複数層のＦＲＰシートＡを複数回（又は一回）巻いた後に、複数層のＦＲＰシートＢを巻いて、複合材管が形成されてもよい。逆に、複数層のＦＲＰシートＢを巻いた後に、複数層のＦＲＰシートＡを複数回（又は一回）巻いて、複合材管が形成されてもよい。
複合材管５６０に内層、中間層、外層を設ける場合においても同様である。
【０１３７】
上記実施形態において、複合材管６０、５６０の断面形状は円形であるが、変形例として、楕円形、多角形（四角形、六角形等）等であってもよく、加えて、六角形の場合、複合材管６０、５６０の集合断面がハニカム断面でもあってもよく、さらにこれらに限定されない。衝撃吸収特性および成形性の観点からは円形が好ましい。
【０１３８】
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。
【符号の説明】
【０１３９】
１０  輸送容器
１１  使用済み核燃料
２０  緩衝体
３０  ケーシング
３１  凹部
３２  環状空間
３３  円盤状空間
４０  衝撃吸収手段
４０Ａ  第一衝撃吸収部材
４０Ｂ  第二衝撃吸収部材（衝撃吸収部材）
５０  ブロック体
６０  複合材管
６０ｈ  中空部
６１  樹脂
６２  繊維
６２ａ  第一強化繊維
６２ｂ  第二強化繊維
６３  外層
６４  中間層
６５  内層
７０  層状構造体
１００  キャスク
１５０  ブロック体
１６０  被埋込部材
５００  キャスク
５２０  緩衝体
５４０  衝撃吸収手段
５４０Ａ  第一衝撃吸収部材
５４０Ｂ  第二衝撃吸収部材（衝撃吸収部材）
５６０  複合材管
５６０ｂ  根元
５６０ｃ  キャップ
５６０ｅ  端面
５６０ｈ  中空部
５６０ｍ  山
５６０ｖ  谷
５６１  樹脂
５６２  繊維
５９０  基部
５９１  ピン
Ｓ１  管製造工程
Ｓ２  ブロック体製造工程
Ｓ３  組み立て工程
Ｓ１’  管製造工程
Ｓ２’  ブロック体製造工程
Ｓ３’  組み立て工程
ＯＢＪ  衝突対象
Ｏ１  中心軸線
Ｏ２  管軸
【図１】
2019077128.tif 000003
【図２】
2019077128.tif 000004
【図３】
2019077128.tif 000005
【図４】
2019077128.tif 000006
【図５】
2019077128.tif 000007
【図６】
2019077128.tif 000008
【図７】
2019077128.tif 000009
【図８】
2019077128.tif 000010
【図９】
2019077128.tif 000011
【図１０】
2019077128.tif 000012
【図１１】
2019077128.tif 000013
【図１２】
2019077128.tif 000014
【図１３】
2019077128.tif 000015
【図１４】
2019077128.tif 000016
【図１５】
2019077128.tif 000017
【図１６】
2019077128.tif 000018
【図１７】
2019077128.tif 000019
【図１８】
2019077128.tif 000020
【図１９】
2019077128.tif 000021