(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスホルダのピストンに設置されて前記ガスホルダの内面に転動するローラを支持する耐震ブラケットであって、
前記ローラが支持される外側部材と、
前記ピストンに設置される内側部材と、
前記外側部材と前記内側部材との間に設置され、前記外側部材と前記内側部材との間に所定間隔を維持するとともに、前記外側部材と前記内側部材とが近接する向きの衝撃力が所定の閾値以上であるときに、前記外側部材と前記内側部材との近接を許容する一次緩衝機構と、
前記外側部材と前記内側部材とを連結し、前記外側部材と前記内側部材との間の衝撃を緩和する弾性緩衝機構と、前記外側部材と前記内側部材との間の振動を抑制する制振機構と、を有する二次緩衝機構と、を備えたことを特徴とする耐震ブラケット。
【請求項２】
請求項１に記載した耐震ブラケットにおいて、
前記一次緩衝機構は、
前記外側部材と前記内側部材との間に介在し、前記閾値以上の衝撃力で座屈する座屈部材と、
前記外側部材と前記内側部材とを連結し、前記閾値以上の衝撃力で剪断する剪断部材と、
前記外側部材と前記内側部材とを連結し、前記閾値以上の衝撃力で破壊する引張り部材と、
前記外側部材と前記内側部材とを連結し、前記閾値以上の衝撃力で解除される凹凸係合構造と、
前記外側部材と前記内側部材とを連結し、前記閾値以上の衝撃力で制動を解除される摩擦制動構造と、
のいずれかを有することを特徴とする耐震ブラケット。
【請求項３】
請求項２に記載した耐震ブラケットにおいて、
前記一次緩衝機構は、前記座屈部材を有し、
前記座屈部材は、前記閾値以上の衝撃力を受けた際に、前記座屈部材の座屈を誘導する座屈誘導部を有することを特徴とする耐震ブラケット。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載した耐震ブラケットにおいて、
前記一次緩衝機構は、前記外側部材と前記内側部材とが前記閾値以上の衝撃力により近接した後、前記外側部材と前記内側部材との離隔を許容する接続解除部を有することを特徴とする耐震ブラケット。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載した耐震ブラケットにおいて、
前記二次緩衝機構は、
前記弾性緩衝機構として、ばね、弾性材、ガススプリングのいずれかを有し、
前記制振機構として、摩擦ダンパー、流体ダンパーのいずれかを有することを特徴とする耐震ブラケット。
【請求項６】
ガスホルダの内部にピストンを昇降自在に支持するピストン支持構造であって、
前記ガスホルダの内面に転動するローラと、前記ピストンに設置されて前記ローラを支持するブラケットとを有し、
前記ブラケットが、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の耐震ブラケットであることを特徴とするピストン支持構造。
【請求項７】
内部に昇降自在なピストンを有するガスホルダであって、
前記ガスホルダの内面に転動するローラと、前記ピストンに設置されて前記ローラを支持するブラケットとを有し、
前記ブラケットが、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の耐震ブラケットであることを特徴とするガスホルダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスホルダ、ピストン支持構造および耐震ブラケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製鉄所においては、高炉や転炉から発生する可燃性の副生ガスをエネルギ源として有効利用するために、当該副生ガスを一旦貯留するピストン昇降式のガスホルダが設置されている。
特許文献１に記載されるように、ガスホルダは、外面を基柱と回廊に支持された複数枚の側板で構成された円筒状のホルダ本体と、ホルダ本体の内部においてガス量の増減に応じて自在に昇降するピストンとを備えている。ピストンの外周縁部には、昇降時に摺動部からのガス漏洩を防止するため、シール油を用いたシール装置が設置されている。また、シール装置の上方には、ガスホルダ内面に転動する上下一対のガイドローラが、ガスホルダの周方向に所定の間隔で複数設置されている。
【０００３】
従来のガスホルダは、多くは震度６の耐震設計レベルを基準として設計されている。近年、震度６を超える大規模地震時の対策として、耐震補強、免震補強、および制振補強などの補強対応が行われている。
耐震補強としては、ホルダ本体および屋根部の外周部に鉄骨を溶接することで、これらの剛性を高め、これらの内部を昇降するピストンの落下や周囲のシール装置からのガス漏れ防止が図られている。
また、特許文献２に記載されるように、地震力が地盤からホルダ本体に伝達され、そのホルダ本体の揺れによりピストンに水平力が伝達される場合でも、ピストン自体に作用する水平応答や傾斜応答を、補強した制振装置の減衰作用により効果的に低減することがなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２１６５３４号公報
【特許文献２】特開２０１５−５５３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ホルダ本体の剛性を高める事だけでは、巨大地震時にホルダ本体の基柱および側板に残留する塑性変形量を抑制することが難しく、ピストンの落下及びガス漏れなどの災害を発生させる確率が高い。
さらに、剛性を高めるための耐震補強は、経済的観点から現実性が低い。とくに、免震装置や制振装置を設置するには、基礎部分からの導入が必要となるため、既設への導入を考えた場合、こちらも経済的観点から現実性が低いという問題がある。
このような背景から、既存のガスホルダにも追加施工できるとともに、地震による衝撃に対してもガス漏れを生じることがないガスホルダの地震対策が求められていた。
【０００６】
本発明の目的は、既存のガスホルダにも追加施工できるとともに、地震による衝撃に対してもガス漏れを生じることがない、ガスホルダ、ピストン支持構造および耐震ブラケットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の耐震ブラケットは、ガスホルダのピストンに設置されて前記ガスホルダの内面に転動するローラを支持する耐震ブラケットであって、前記ローラが支持される外側部材と、前記ピストンに設置される内側部材と、前記外側部材と前記内側部材との間に設置され、前記外側部材と前記内側部材との間に所定間隔を維持するとともに、前記外側部材と前記内側部材とが近接する向きの衝撃力が所定の閾値以上であるときに、前記外側部材と前記内側部材との近接を許容する一次緩衝機構と、前記外側部材と前記内側部材とを連結し、前記外側部材と前記内側部材との間の衝撃を緩和する弾性緩衝機構と、前記外側部材と前記内側部材との間の振動を抑制する制振機構と、を有する二次緩衝機構と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
このような本発明では、内側部材でピストンに設置されるととともに、外側部材によりローラを支持し、このローラをガスホルダの内面に転動させることで、ピストンをガスホルダの内部で昇降させることができる。
通常時においては、内側部材と外側部材との間に設置された一次緩衝機構および二次緩衝機構により、内側部材と外側部材とが所定の位置関係に維持され、ピストンの周辺部はガスホルダの内面に対して一定間隔で昇降する。
【０００９】
大きな地震が生じた際には、初期の大きな衝撃によりピストンがガスホルダの内面に急激に接近し、ピストンがガスホルダの内面に衝突することがある。このような衝突があっても、一次緩衝機構が衝撃を受けて降伏することで、いわば一次緩衝機構がクランプルゾーンあるいはクラッシャブルゾーンとして機能し、ピストンがガスホルダの内面に衝突するエネルギを緩和することができ、ピストンの衝突によるガスホルダの破損を未然に防止することができる。
【００１０】
初期の大きな衝撃の後、地震による振動が継続することがあるが、このような振動に対しては、二次緩衝機構により外側部材と内側部材との連結が維持され、ピストンとガスホルダの内面との所定の位置関係が維持される。そして、外側部材と内側部材との相対的な振動については、弾性緩衝機構により衝撃を緩和しつつ、制振機構により振動を抑制することができる。
【００１１】
このように、本発明によれば、ガスホルダのピストンに設置されて前記ガスホルダの内面に転動するローラを支持する耐震ブラケットにおいて、大きな地震による衝撃に対しても十分な緩衝性能を確保することができ、地震による衝撃に対してもガス漏れを生じることを防止できる。
そして、ピストンの周辺に設置されるブラケットに対する置換施工だけでよいため、既存のガスホルダにも追加施工することができる。
【００１２】
本発明の耐震ブラケットにおいて、前記一次緩衝機構は、前記外側部材と前記内側部材との間に介在し、前記閾値以上の衝撃力で座屈する座屈部材と、前記外側部材と前記内側部材とを連結し、前記閾値以上の衝撃力で剪断する剪断部材と、前記外側部材と前記内側部材とを連結し、前記閾値以上の衝撃力で破壊する引張り部材と、前記外側部材と前記内側部材とを連結し、前記閾値以上の衝撃力で解除される凹凸係合構造と、前記外側部材と前記内側部材とを連結し、前記閾値以上の衝撃力で制動を解除される摩擦制動構造と、のいずれかを有することが望ましい。
【００１３】
このようは本発明では、座屈部材、剪断部材および引張り部材のいずれかを用いることで、破壊降伏式の一次緩衝機構を構成することができる。このような各部材の破壊降伏を採用することで、降伏時に吸収しうるエネルギを大きくとることができる。
一方、凹凸係合機構または摩擦係合機構を用いることで、機械降伏式の一次緩衝機構を構成することができる。このような機械的な降伏を採用することで、降伏時の挙動を任意に設計することができる。
【００１４】
本発明の耐震ブラケットにおいて、前記一次緩衝機構は、前記座屈部材を有し、前記座屈部材は、前記閾値以上の衝撃力を受けた際に、前記座屈部材の座屈を誘導する座屈誘導部を有することが望ましい。
【００１５】
本発明において、座屈誘導部としては、座屈部材をくの字型の形状とすること、座屈部材をＺ字型の形状とすること、座屈部材を棒材としかつその側面に切欠きを形成すること、座屈部材を棒材としかつその中間に貫通孔を形成すること、座屈部材の端部を前記外側部材と前記内側部材とが近接する方向に対して傾斜した傾斜面とすること、などが採用できる。
【００１６】
このような本発明では、座屈誘導部により、座屈部材の降伏挙動を適切に誘導することができ、一次緩衝機構としての機能を確実に得ることができる。
座屈誘導部としては、座屈部材の形状あるいは切欠きや貫通孔などを利用することができ、簡単な構成で所望の機能を得ることができる。
【００１７】
本発明の耐震ブラケットにおいて、前記一次緩衝機構は、前記外側部材と前記内側部材とが前記閾値以上の衝撃力により近接した後、前記外側部材と前記内側部材との離隔を許容する接続解除部を有することが望ましい。
【００１８】
本発明において、接続解除部としては、外側部材と内側部材とのいずれか一方に固定された座屈部材の先端を、外側部材と内側部材とのいずれか他方に対して当接させた構造により実現することができる。また、座屈部材が座屈により破壊に至り、二部分に分離する構造や、剪断部材あるいは引張り部材が二部分に分離することにより、接続解除部を構成してもよい。
【００１９】
このような本発明では、衝撃により外側部材と内側部材とが近接し、座屈部材が座屈した後、外側部材と内側部材とが再び離隔することができる。すなわち、接続解除部がない場合、座屈部材が座屈した後、外側部材と内側部材と、つまりピストンとガスホルダとが近接した状態で拘束されてしまい、後続の衝撃によってピストンとガスホルダとが衝突する可能性がある。しかし、接続解除部により拘束が解除されることで、ピストンとガスホルダとが元の位置に戻ることができ、後続の衝撃による衝突を回避することができる。
【００２０】
本発明の耐震ブラケットにおいて、前記二次緩衝機構は、前記弾性緩衝機構として、ばね、弾性材、ガススプリングのいずれかを有し、前記制振機構として、摩擦ダンパー、流体ダンパーのいずれかを有することが望ましい。
このような本発明では、汎用性のある部品を用いて二次緩衝機構としての機能を十分に実現することができる。
【００２１】
なお、本発明の耐震ブラケットは、ローラおよびブラケットが上下方向に複数配列される場合、複数のブラケットのうち、少なくともピストンに最寄りのブラケットに適用されることが望ましい。
ガスホルダのピストンには、ホルダ本体に対するピストンの傾斜を防止するために、複数のローラを上下方向に配置することがある。このような構成では、全てのローラのブラケットを本発明の耐震ブラケットとしてもよいが、少なくともピストンに最寄り（上下方向の距離が最も近い）のブラケットを本発明の耐震ブラケットとすればよい。このように、少なくともピストンに最寄りのブラケットを本発明の耐震ブラケットとしておけば、地震の際のピストンからホルダ本体への衝撃緩和を図ることができる。
なお、近年のガスホルダでは、ピストンの外周縁の下面側に、ピストンとホルダ本体の内面との間のガスシールが設置され、複数のローラはピストンの上面側に設置されることが多い。このような構成では、上下に配列されるローラのブラケットのうち、ピストンに最寄りとなる下段のローラ用ブラケットを本発明の耐震ブラケットとすればよい。
【００２２】
本発明のピストン支持構造は、ガスホルダの内部にピストンを昇降自在に支持するピストン支持構造であって、前記ガスホルダの内面に転動するローラと、前記ピストンに設置されて前記ローラを支持するブラケットとを有し、前記ブラケットが、前述した本発明の耐震ブラケットであることを特徴とする。
このような本発明のピストン支持構造によれば、本発明の耐震ブラケットで説明した通りの作用効果を得ることができる。
【００２３】
本発明のガスホルダは、内部に昇降自在なピストンを有するガスホルダであって、前記ガスホルダの内面に転動するローラと、前記ピストンに設置されて前記ローラを支持するブラケットとを有し、前記ブラケットが、前述した本発明の耐震ブラケットであることを特徴とする。
このような本発明のガスホルダによれば、本発明の耐震ブラケットで説明した通りの作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、既存のガスホルダにも追加施工できるとともに、地震による衝撃に対してもガス漏れを生じることがない、ガスホルダ、ピストン支持構造および耐震ブラケットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態のガスホルダ全体を示す断面図。
【図２】前記実施形態のピストン支持構造を示す拡大断面図。
【図３】前記実施形態の耐震ブラケットを示す側面図。
【図４】前記実施形態の耐震ブラケットを示す斜視図。
【図５】前記実施形態の耐震ブラケットの分解状態を示す斜視図。
【図６】本発明の他の実施形態の座屈部材を示す模式図。
【図７】本発明の他の実施形態の座屈部材を示す模式図。
【図８】本発明の他の実施形態の座屈部材を示す模式図。
【図９】本発明の他の実施形態の座屈部材を示す模式図。
【図１０】本発明の他の実施形態の剪断部材を示す模式図。
【図１１】本発明の他の実施形態の引張り部材を示す模式図。
【図１２】本発明の他の実施形態の凹凸係合機構を示す模式図。
【図１３】本発明の他の実施形態の摩擦係合機構を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１から図５の各図には、本発明の一実施形態が示されている。
【００２７】
〔ガスホルダ〕
図１には、本実施形態のガスホルダ１０の全体が示されている。
ガスホルダ１０は、地盤に形成された底盤１１を有し、その上面側には円筒状の側壁１２が形成され、側壁１２の上面は部分球面状の屋根部材１３で塞がれている。
側壁１２の内側には、部分球面状のピストン１４が昇降自在に配置されている。
ピストン１４には、その外周に沿って複数のピストン支持構造２０が設置されている。
【００２８】
〔ピストン支持構造〕
図２には、本実施形態のピストン支持構造２０が示されている。
ピストン支持構造２０は、ピストン１４の辺縁に固定された軸組構造の本体２１を有する。本体２１には、上部に上ローラ２２が設置され、下部に下ローラ２３が設置され、さらに下ローラ２３の下方にシール部２４が設置されている。
【００２９】
ピストン支持構造２０においては、上ローラ２２および下ローラ２３が側壁１２の内側に設置されたレール（図示省略）に転動することで、ピストン１４の外周と側壁１２とを所定間隔に維持しつつ、ピストン１４を側壁１２に対して昇降させることができる。
シール部２４は、側壁１２の内面との間に油槽式の気密シールを形成する。このシール部２４により、ピストン１４が側壁１２に対して昇降移動しても、ピストン１４の上面側と下面側の気密状態が維持される。
【００３０】
図１に戻って、ピストン１４は、前述したピストン支持構造２０によりガスホルダ１０の内部で昇降自在に支持されている。そして、シール部２４によりピストン１４の外周の気密シールがなされている。さらに、側壁１２と底盤１１との間も全周にわたって気密シールされている。
【００３１】
従って、ガスホルダ１０のピストン１４より下側の空間は気密状態で閉じられた空間とされ、この空間にガスを導入することで、導入されたガスを保持することができる。そして、この空間に導入されるガスが増加した際には、ピストン１４が側壁１２内を上昇し、ガスが減少した際には下降するようになっている。
【００３２】
このようなガスホルダ１０において、ピストン１４を支持するピストン支持構造２０には、本発明に基づく耐震ブラケット３０が用いられている。
【００３３】
〔耐震ブラケット〕
図３には、本実施形態の耐震ブラケット３０が示されている。
ピストン支持構造２０の上ローラ２２または下ローラ２３は、それぞれローラ受け部材２９で回転自在に支持されている。ローラ受け部材２９は、耐震ブラケット３０を介して、ピストン支持構造２０の本体２１に固定されている。
【００３４】
図４および図５には、本実施形態の耐震ブラケット３０の要部が示されている。このうち、図４は、図３の耐震ブラケット３０からローラ受け部材２９を外した状態を示す。図５は、図４の耐震ブラケット３０からさらにその一部（外側部材３１）を外した状態を示す。
【００３５】
耐震ブラケット３０は、ローラ受け部材２９を介して上ローラ２２または下ローラ２３が支持される外側部材３１と、本体２１を介してピストン１４に設置される内側部材３２と、を備えている。
外側部材３１および内側部材３２はそれぞれ鋼板で形成され、一つの耐震ブラケット３０あたり外側部材３１は２枚、内側部材３２は１枚が設置されている。
一対の外側部材３１は、それぞれ内側部材３２に対して所定間隔で配置されるとともに、各々は内側部材３２の対向する一対の辺縁に沿って配置されている。
【００３６】
内側部材３２には、外側部材３１に向けて、主ロッド３３１、補助ロッド３３２、主クッション部材３４１、補助クッション部材３４２が設置されている。
【００３７】
主ロッド３３１は、丸棒状の鋼材であり、一方の端部を内側部材３２に溶接で固定され、他方の端部は外側部材３１に当接されている。
主ロッド３３１は、外側部材３１の両端近傍に１本ずつ設置され、外側部材３１を両持ち梁状態で支持する。
主ロッド３３１は、中間部分に屈曲部を有し、屈曲部の両側は互いに１〜１０度程度の緩い角度をなしている。
【００３８】
補助ロッド３３２は、主ロッド３３１よりも小径とされた丸棒状の鋼材であり、一方の端部を内側部材３２に溶接で固定され、他方の端部は外側部材３１に当接されている。
補助ロッド３３２は、内側部材３２の辺縁に沿って６本が配列され、各々の先端は外側部材３１の辺縁に当接されている。
補助ロッド３３２は、中間部分に屈曲部を有し、屈曲部の両側は互いに１〜１０度程度の緩い角度をなしている。
【００３９】
主クッション部材３４１は、コイルばね３４１１とダンパー３４１２とを同軸配置したものである。ダンパー３４１２としてはオイルダンパー、摩擦ダンパーなどが適宜利用できる。
主クッション部材３４１は、一方の端部を内側部材３２に固定され、他方の端部を外側部材３１に固定されている。
【００４０】
補助クッション部材３４２は、コイルばね３４２１で構成されている。
補助クッション部材３４２は、一方の端部を内側部材３２に固定され、他方の端部を外側部材３１に固定されている。
【００４１】
〔一次緩衝機構〕
本実施形態においては、主ロッド３３１と補助ロッド３３２とにより、一次緩衝機構３３が構成されている。
一次緩衝機構３３は、外側部材３１と内側部材３２との間に設置され、外側部材３１と内側部材３２との間に所定間隔を維持する。
本実施形態においては、主ロッド３３１および補助ロッド３３２が座屈部材とされている。この座屈部材により、外側部材３１と内側部材３２とが近接する向きに、所定の閾値以上の衝撃力を受けた際には、主ロッド３３１および補助ロッド３３２が座屈降伏して、外側部材３１と内側部材３２との近接を許容する。
【００４２】
本実施形態においては、主ロッド３３１および補助ロッド３３２の屈曲部により座屈誘導部３３３が構成され、座屈部材である主ロッド３３１および補助ロッド３３２に軸方向の衝撃が加えられた際に、主ロッド３３１および補助ロッド３３２の座屈を誘導することができる。
本実施形態においては、主ロッド３３１および補助ロッド３３２の断面形状、座屈誘導部３３３の屈曲角度を適宜設計することで、一次緩衝機構３３としての降伏に至る所定の閾値を調整することができる。
併せて、主ロッド３３１および補助ロッド３３２が破壊する際の挙動およびエネルギを適宜設計することで、外側部材３１と内側部材３２との間の衝撃吸収性能を調整することができる。
【００４３】
本実施形態において、主ロッド３３１および補助ロッド３３２は、内側部材３２に対しては固定されるが、外側部材３１に対しては単に当接する構造とされている。このような主ロッド３３１および補助ロッド３３２と外側部材３１との当接構造により、接続解除部３３４が構成され、外側部材３１と内側部材３２とが近接しようとする際には当接してその動きを規制するが、外側部材３１と内側部材３２とが離隔する際にはその動きを妨げることがない。
【００４４】
〔二次緩衝機構〕
本実施形態においては、主クッション部材３４１（コイルばね３４１１とダンパー３４１２）と、補助クッション部材３４２とにより、二次緩衝機構３４が構成されている。
二次緩衝機構３４は、主クッション部材３４１および補助クッション部材３４２の両端が、それぞれ外側部材３１および内側部材３２に固定され、これにより外側部材３１と内側部材３２とを互いに連結している。
【００４５】
二次緩衝機構３４において、主クッション部材３４１のコイルばね３４１１と、補助クッション部材３４２のコイルばね３４２１とにより、弾性緩衝機構が構成されている。この弾性緩衝機構により、外側部材３１と内側部材３２との間の衝撃を緩和することができる。
二次緩衝機構３４において、主クッション部材３４１のダンパー３４１２により、制振機構が構成されている。この制振機構により、外側部材３１と内側部材３２との間の振動を抑制することができる。
【００４６】
〔実施形態の効果〕
このような本実施形態では、内側部材３２でピストン１４に設置されるととともに、外側部材３１によりローラ（上ローラ２２または下ローラ２３）を支持し、このローラをガスホルダ１０の内面（側壁１２の内側のレール等）に転動させることで、ピストン１４をガスホルダ１０の内部で昇降させることができる。
通常時においては、内側部材３２と外側部材３１との間に設置された一次緩衝機構３３および二次緩衝機構３４により、内側部材３２と外側部材３１とが所定の位置関係に維持され、ピストン１４の周辺部はガスホルダ１０の内面に対して一定間隔で昇降する。
【００４７】
大きな地震が生じた際には、初期の大きな衝撃によりピストン１４がガスホルダ１０の内面に急激に接近し、ピストン１４がガスホルダ１０の内面に衝突することがある。このような衝突があっても、一次緩衝機構３３（主ロッド３３１および補助ロッド３３２）が衝撃を受けて降伏することで、いわば一次緩衝機構３３がクランプルゾーンあるいはクラッシャブルゾーンとして機能し、ピストン１４がガスホルダ１０の内面に衝突するエネルギを緩和することができ、ピストン１４の衝突によるガスホルダ１０の破損を未然に防止することができる。
【００４８】
初期の大きな衝撃の後、地震による振動が継続することがあるが、このような振動に対しては、二次緩衝機構３４により外側部材３１と内側部材３２との連結が維持され、ピストン１４とガスホルダ１０の内面との所定の位置関係が維持される。そして、外側部材３１と内側部材３２との相対的な振動については、弾性緩衝機構（主クッション部材３４１のコイルばね３４１１および補助クッション部材３４２のコイルばね３４２１）により衝撃を緩和しつつ、制振機構（主クッション部材３４１のダンパー３４１２）により振動を抑制することができる。
【００４９】
このように、本実施形態によれば、ガスホルダ１０のピストン１４に設置されてガスホルダ１０の内面に転動するローラを支持する耐震ブラケット３０において、大きな地震による衝撃に対しても十分な緩衝性能を確保することができ、地震による衝撃に対してもガス漏れを生じることを防止できる。
そして、既存のガスホルダの耐震改修に利用する際には、ピストン１４の周辺に設置される既存のブラケットを、耐震ブラケット３０に置換する施工だけでよいため、追加施工を容易にすることができる。
【００５０】
本実施形態では、主ロッド３３１および補助ロッド３３２を座屈部材として用いることで、破壊降伏式の一次緩衝機構３３を構成することができる。このような各部材の破壊降伏を採用することで、降伏時に吸収しうるエネルギを大きくとることができる。
【００５１】
本実施形態では、座屈部材である補助ロッド３３２の中間部分に形成した屈曲部を利用して座屈誘導部３３３を構成したので、簡単な構造でありながら、座屈部材の降伏挙動を適切に誘導することができ、一次緩衝機構３３としての機能を確実に得ることができる。
【００５２】
本実施形態では、座屈部材である主ロッド３３１および補助ロッド３３２と外側部材３１との当接構造を利用して接続解除部３３４を構成したので、簡単な構造でありながら、外側部材３１と内側部材３２との拘束の自動解除を確実に行うことができる。つまり、大地震などの衝撃により、外側部材３１と内側部材３２とが近接して座屈部材が座屈した後、外側部材３１と内側部材３２とが再び離隔することができる。
【００５３】
すなわち、接続解除部３３４がない場合、座屈部材が座屈した後、外側部材３１と内側部材３２と、つまりピストン１４とガスホルダ１０とが近接した状態で拘束されてしまい、後続の衝撃によってピストン１４とガスホルダ１０とが衝突する可能性がある。しかし、接続解除部３３４により拘束が解除されることで、ピストン１４とガスホルダ１０とが元の位置に戻ることができ、後続の衝撃による衝突を回避することができる。
【００５４】
本実施形態では、二次緩衝機構３４は、弾性緩衝機構として主クッション部材３４１のコイルばね３４１１および補助クッション部材３４２のコイルばね３４２１を用い、制振機構として主クッション部材３４１のダンパー３４１２を用いるとしたため、汎用性のある部品を用いて二次緩衝機構３４を構成することができ、かつ二次緩衝機構３４としての機能を十分に確保することができる。
【００５５】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態では、主ロッド３３１および補助ロッド３３２を座屈部材として用いたが、座屈部材を複数種類とすることは必須ではなく、いずれか一方であってもよい。
座屈部材に形成される座屈誘導部３３３としては、前述した実施形態のように、主ロッド３３１および補助ロッド３３２に形成される１箇所の屈曲部に限定されるものではなく、以下のような実施形態とすることもできる。
【００５６】
図６において、外側部材３１と内側部材３２との間には、一次緩衝機構３３Ａおよび二次緩衝機構３４が設置されている。
一次緩衝機構３３Ａは、座屈部材としての主ロッド３３１Ａまたは補助ロッド３３２Ａを有し、補助ロッド３３２Ａの中間部分には座屈誘導部３３３Ａとして複数の屈曲部が形成されている。
このような座屈誘導部３３３Ａによっても、主ロッド３３１Ａまたは補助ロッド３３２Ａの座屈を誘導することができる。
【００５７】
図７において、外側部材３１と内側部材３２との間には、一次緩衝機構３３Ｂおよび二次緩衝機構３４が設置されている。
一次緩衝機構３３Ｂは、座屈部材としての主ロッド３３１Ｂまたは補助ロッド３３２Ｂを有し、主ロッド３３１Ｂまたは補助ロッド３３２Ｂの中間部分には座屈誘導部３３３Ｂとして切欠き部が形成されている。
このような座屈誘導部３３３Ｂによっても、補助ロッド３３２Ｂの座屈を誘導することができる。
なお、主ロッド３３１Ｂまたは補助ロッド３３２Ｂが切欠き部から座屈した際に、この部分で断裂するように設計しておくことで、この切欠き部を接続解除部３３４Ｂとして兼用することができる。
【００５８】
図８において、外側部材３１と内側部材３２との間には、一次緩衝機構３３Ｃおよび二次緩衝機構３４が設置されている。
一次緩衝機構３３Ｃは、座屈部材としての主ロッド３３１Ｃまたは補助ロッド３３２Ｃを有し、補助ロッド３３２Ｃの中間部分には座屈誘導部３３３Ｃとして貫通孔が形成されている。
このような座屈誘導部３３３Ｃによっても、主ロッド３３１Ｃまたは補助ロッド３３２Ｃの座屈を誘導することができる。
なお、主ロッド３３１Ｃまたは補助ロッド３３２Ｃが貫通孔から座屈した際に、この部分で断裂するように設計しておくことで、この貫通孔を接続解除部３３４Ｃとして兼用することができる。
【００５９】
図９において、外側部材３１と内側部材３２との間には、一次緩衝機構３３Ｄおよび二次緩衝機構３４が設置されている。
一次緩衝機構３３Ｄは、座屈部材としての主ロッド３３１Ｄまたは補助ロッド３３２Ｄを有し、主ロッド３３１Ｄまたは補助ロッド３３２Ｄの外側部材３１側の端部は傾斜面とされている。一方、外側部材３１には、主ロッド３３１Ｄまたは補助ロッド３３２Ｄの延長線上に傾斜面を有する突起が形成され、この突起の傾斜面には主ロッド３３１Ｄまたは補助ロッド３３２Ｄの傾斜した端部が当接されている。
【００６０】
このような座屈誘導部３３３Ｄにおいては、主ロッド３３１Ｄまたは補助ロッド３３２Ｄに軸方向の衝撃が加えられた際に、互いに当接する一対の傾斜面において交差方向の分力が生じ、この分力を利用して主ロッド３３１Ｄまたは補助ロッド３３２Ｃの座屈を誘導することができる。
従って、座屈誘導部３３３Ｄと対向する突起との間の傾斜面により、座屈誘導部３３３Ｄが構成される。
さらに、座屈誘導部３３３Ｄの傾斜面と対向する突起の傾斜面とが当接する構造を、接続解除部３３４Ｄとして兼用することができる。
【００６１】
前述した各実施形態においては、主ロッド３３１，３３１Ａ〜３３１Ｄおよび補助ロッド３３２，３３２Ａ〜３３２Ｄを座屈部材として用い、これを一次緩衝機構３３，３３Ａ〜３３Ｄの降伏手段として用いていた。
しかし、本発明において、破壊降伏式の一次緩衝機構としては、座屈部材に限らず、剪断部材あるいは引張り部材の破壊降伏を利用してもよい。
さらに、本発明の一次緩衝機構としては、破壊降伏式に限らず、凹凸係合機構または摩擦係合機構を用いることができる。
【００６２】
図１０において、外側部材３１と内側部材３２との間には、一次緩衝機構３３Ｅおよび二次緩衝機構３４が設置されている。
一次緩衝機構３３Ｅは、外側部材３１に固定された外側ロッド３１１と、内側部材３２に固定された内側ロッド３２１とを有し、各々の端部が互いに平行に沿わされている。
外側ロッド３１１および内側ロッド３２１には、それぞれ対応する位置に挿通孔が形成され、各々の挿通孔にはリベット状の剪断部材３３５Ｅが挿通されている。
【００６３】
このような構成において、外側部材３１と内側部材３２とが互いに近接する方向の衝撃を受けた際には、外側ロッド３１１および内側ロッド３２１により、剪断部材３３５Ｅに剪断力が作用する。
従って、剪断部材３３５Ｅの強度を適宜設定することにより、一次緩衝機構３３Ｅとしての所定の閾値での破壊降伏を実現することができる。
そして、剪断部材３３５Ｅが破壊して脱落するようにしておくことで、接続解除部３３４Ｅとして兼用することができる。
【００６４】
図１１において、外側部材３１と内側部材３２との間には、一次緩衝機構３３Ｆおよび二次緩衝機構３４が設置されている。
一次緩衝機構３３Ｆは、外側部材３１に固定された外側ロッド３１１と、内側部材３２に固定された内側ロッド３２１とを有し、各々の端部が互いに平行に沿わされている。
外側ロッド３１１の先端と内側ロッド３２１の先端との間には、引張り部材３３５Ｆが掛け渡されている。
【００６５】
このような構成において、外側部材３１と内側部材３２とが互いに近接する方向の衝撃を受けた際には、外側ロッド３１１および内側ロッド３２１を介して、引張り部材３３５Ｆに引張り力が作用する。
従って、引張り部材３３５Ｆの強度を適宜設定することにより、一次緩衝機構３３Ｆとしての所定の閾値での破壊降伏を実現することができる。
そして、引張り部材３３５Ｆが破壊して脱落するようにしておくことで、接続解除部３３４Ｆとして兼用することができる。
【００６６】
図１２において、外側部材３１と内側部材３２との間には、一次緩衝機構３３Ｇおよび二次緩衝機構３４が設置されている。
一次緩衝機構３３Ｇは、外側部材３１に固定された外側ロッド３１１と、内側部材３２に固定された内側ロッド３２１とを有し、各々の端部が互いに平行に沿わされている。
外側ロッド３１１および内側ロッド３２１の互いに対向する表面にはそれぞれ凹部が形成され、これら一対の凹部の内側には鋼製の球体３３５Ｇが収容されている。
【００６７】
このような構成において、外側部材３１と内側部材３２とが互いに近接する方向の衝撃を受けた際には、外側ロッド３１１および内側ロッド３２１が互いに平行移動しようとするが、球体３３５Ｇおよびこれを収容する凹部の凹凸係合により、平行移動が規制される。ただし、衝撃力が所定の閾値以上の場合、球体３３５Ｇが凹部から脱落し、凹凸係合が外れて外側ロッド３１１と内側ロッド３２１とが平行移動し、外側部材３１と内側部材３２とが互いに近接する。
【００６８】
従って、球体３３５Ｇと凹部との凹凸係合において、球体３３５Ｇおよび凹部の寸法および形状の設計により、球体３３５Ｇの脱落が生じる閾値を調整することができ、一次緩衝機構３３Ｇにおいて機械的な降伏を実現することができる。
なお、球体３３５Ｇの脱落を利用して、接続解除部３３４Ｇを構成することができる。
【００６９】
図１３において、外側部材３１と内側部材３２との間には、一次緩衝機構３３Ｈおよび二次緩衝機構３４が設置されている。
一次緩衝機構３３Ｈは、外側部材３１に固定された外側ロッド３１１と、内側部材３２に固定された内側ロッド３２１とを有し、各々の端部が互いに平行に沿わされている。
外側ロッド３１１および内側ロッド３２１の互いに対向する表面にはそれぞれ摩擦面３３５Ｈが形成されている。
摩擦面３３５Ｈとしては、多数の凹凸形状、例えば突起や凸状、凹部や溝状が繰り返す形状を利用することができる。
【００７０】
このような構成において、外側部材３１と内側部材３２とが互いに近接する方向の衝撃を受けた際には、外側ロッド３１１および内側ロッド３２１が互いに平行移動しようとするが、各々の摩擦面３３５Ｈでの摩擦力により、平行移動が規制される。ただし、衝撃力が所定の閾値以上の場合、摩擦面３３５Ｈでの摩擦力を上回った時点で、相互の移動規制が解除され、外側ロッド３１１と内側ロッド３２１とが平行移動し、外側部材３１と内側部材３２とが互いに近接する。
【００７１】
従って、外側ロッド３１１および内側ロッド３２１の摩擦面３３５Ｈの設計により、移動規制が解除される閾値を調整することができ、一次緩衝機構３３Ｈにおいて機械的な降伏を実現することができる。
なお、摩擦面３３５Ｈを有する外側ロッド３１１および内側ロッド３２１は、接続解除部３３４Ｈとして兼用することができる。
【００７２】
さらに、本発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれる。
例えば、図４に示された耐震ブラケット３０における、主ロッド３３１、補助ロッド３３２、主クッション部材３４１、補助クッション部材３４２の設置数や配置、細部形状などは、実施にあたって適宜設計すればよい。
また、一次緩衝機構３３は、主ロッド３３１および補助ロッド３３２の組み合わせに限らず、いずれか一方で構成されるものであってもよい。
さらに、二次緩衝機構３４は、主クッション部材３４１および補助クッション部材３４２の組み合わせに限らず、いずれか一方で構成されるものであってもよい。
【００７３】
二次緩衝機構３４において、弾性緩衝機構としては、コイルばね３４１１，３４２１に限らず、他の形式のばね、弾性材、ガススプリング等の弾性機能を有する機械的要素のいずれかを任意に選択することができる。
また、制振機構としては、摩擦ダンパーあるいは流体ダンパーを用いたダンパー３４１２であればよく、あるいは他の形式の制動装置を用いて制振機能を構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、ガスホルダ、そのピストン支持構造、および耐震ブラケットとして利用することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１０…ガスホルダ、１１…底盤、１２…側壁、１３…屋根部材、１４…ピストン、２０…ピストン支持構造、２１…本体、２２…上ローラ、２３…下ローラ、２４…シール部、２９…ローラ受け部材、３０…耐震ブラケット、３１…外側部材、３１１…外側ロッド、３２…内側部材、３２１…内側ロッド、３３，３３Ａ〜３３Ｈ…一次緩衝機構、３３１，３３１Ａ〜３３１Ｄ…座屈部材である主ロッド、３３２，３３２Ａ〜３３２Ｄ…座屈部材である補助ロッド、３３３，３３３Ａ〜３３３Ｄ…座屈誘導部、３３４，３３４Ｂ〜３３４Ｈ…接続解除部、３３５Ｅ…剪断部材、３３５Ｆ…引張り部材、３３５Ｇ…球体、３３５Ｈ…摩擦面、３４…二次緩衝機構、３４１…主クッション部材、３４１１…コイルばね、３４１２…ダンパー、３４２…補助クッション部材、３４２１…コイルばね。
【図１】
0006544185.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006544185.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006544185.tif 000008
【図８】
0006544185.tif 000009
【図９】
0006544185.tif 000010
【図１０】
0006544185.tif 000011
【図１１】
0006544185.tif 000012
【図１２】
0006544185.tif 000013
【図１３】
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