(57)【要約】【課題】配管の並進変位は十分に拘束できる一方で、配管の回転変位に対しては大きな自由度を許容することのできる配管支持構造の提供。【解決手段】配管１または配管に取り付けられる配管ラグ３を囲むようにして支持部材２が配置された配管支持装置により配管の支持・拘束がなされるようになっている配管支持構造において、支持部材と配管の接触または支持部材と配管ラグの接触が点状または配管の軸方向に直交する方向の線状となるようにしてあり、その点状または線状接触は、一例として凸曲面の接触部６を介してなされるようにしてある。【選択図】        図１
2004257436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管または前記配管に取り付けられる配管ラグを囲むようにして支持部材が配置された配管支持装置により配管の支持・拘束がなされるようになっている配管支持構造において、前記支持部材と前記配管の接触または前記支持部材と前記配管ラグの接触が点状または前記配管の軸方向に直交する方向の線状となるようにされていることを特徴とする配管支持構造。
【請求項２】
凸曲面を介して前記支持部材と前記配管または配管ラグが接触することで前記点状または線状接触がなされるようにされている請求項１に記載の配管支持構造。
【請求項３】
角形凸面を介して前記支持部材と前記配管または配管ラグが接触することで前記点状または線状接触がなされるようにされている請求項１に記載の配管支持構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配管の支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
配管は、その自重を支えるためや地震などによる変位を防止するために配管支持装置によって支持・拘束される。その配管支持装置には、レストレイント、スナッバ、ハンガなどのタイプがある。このうち、レストレイントタイプの配管支持装置では、配管を囲むようにして支持部材が配置され、この支持部材により配管を支持して拘束するようになっている（例えば、特許文献１参照）。支持部材による配管の支持・拘束には、支持部材が配管に直接接触して支持する構造と配管にその側面から突出するように取り付けられた配管ラグと呼ばれる治具を介して支持部材が接触することで配管を支持する構造がある。こうしたレストレイントタイプの配管支持装置について、従来では支持部材に角形断面の材料が用いられており、支持部材が配管や配管ラグと接触して支持する部分が平面的となっていた。また同様に、配管に取り付けられる配管ラグも支持部材による接触・支持を受ける部分が平面的になるような構造とされていた。このため支持部材が配管に直接的に接触して支持する場合であれば、支持部材が配管の軸方向について支持部材の幅の線状で配管に接触する状態となり、また支持部材が配管ラグを介して接触することで配管を支持する場合であれば、支持部材が配管ラグに面状で接触する状態となっていた。また、支持部材と配管または配管ラグの間には、配管の据え付け作業上の制約や配管などの熱膨張を逃すために若干の隙間が設けられていた。
【０００３】
図１１と図１２に、レストレイントタイプの配管支持装置による従来における一般的な配管支持構造の具体例を示す。配管支持装置は、配管１を囲むようにして鋼材などからなる支持部材２が配置されている。また図の例の配管１には配管ラグ３が取り付けられており、この配管ラグ３を介した接触で支持部材２により配管１が支持されている。支持部材２には角形断面の鋼材などが使用され、図１２に見られるように、支持部材２が配管ラグ３に接触して支持する部分が平面的となっており、したがって支持部材２が配管ラグ３に面状に接触することになっている。また支持部材２と配管ラグ３の間には、図１２に示すように隙間４が設けられている。なお、配管１は、通常の状態ではその自重により下側の支持部材２に接触して支持されており、したがって下側の支持部材２と配管ラグ３の間にはこの隙間４は存在していない。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１７０６８０号公報（第７頁、図１３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
配管には地震などにより上下方向や左右方向の並進変位を生じようとする。この並進変位を拘束するのが配管支持装置の一つの機能目的であることは上記した通りである。一方、配管には回転変位を生じようとする場合もある。例えば配管に熱膨張を生じると、その熱膨張分、特に配管の軸方向の熱膨張分を逃すために回転変位を生じようとする。このような熱膨張などに伴う回転変位はできるだけ許容する必要がある。すなわち回転変位が拘束されると、配管の無理な変位により、配管に２次的な荷重が作用してしまうおそれがある。
【０００６】
従来の配管支持構造では、熱膨張などに伴う回転変位は上記した支持部材と配管または配管ラグの間に設けられている狭い隙間分だけ許容されることになっていた。すなわち配管または配管ラグに支持部材が接触して干渉するまでには隙間分の余裕があり、この分について回転変位を許容することができていた。図１３に従来の配管支持構造における回転変位の許容状態を示す。図に見られるように、配管１は、配管ラグ３に支持部材２が干渉する範囲まで回転変位することができる。しかし、従来のレストレイントタイプの配管支持装置による配管支持構造では、上記したように配管支持装置の支持部材に角形断面の鋼材が用いられ、支持部材の配管や配管ラグに対する支持部分が平面的となっていたことから、上記隙間による回転変位の許容程度は小さなものであり、配管に２次的な荷重の作用するのを確実に防止するには十分なものと言えなかった。
【０００７】
本発明は、このような事情を背景になされたものであり、配管の並進変位は十分に拘束できる一方で、配管の回転変位に対しては大きな自由度を許容することのできる配管支持構造の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的のために本発明では、配管または前記配管に取り付けられる配管ラグを囲むようにして支持部材が配置された配管支持装置により配管の支持・拘束がなされるようになっている配管支持構造において、前記支持部材と前記配管の接触または前記支持部材と前記配管ラグの接触が点状または前記配管の軸方向に直交する方向の線状となるようにされていることを特徴としている。
【０００９】
また本発明では、上記のような配管支持構造について、凸曲面を介して前記支持部材と前記配管または配管ラグが接触することで前記点状または線状接触がなされるようにするか、または角形凸面を介して前記支持部材と前記配管または配管ラグが接触することで前記点状または線状接触がなされるようにしている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１に第１の実施形態による配管支持構造の要部を示す。なお図では上で説明した図１１と図１２における従来の配管支持構造と共通する部分には同一の符号を用いてある。本発明では配管支持装置の支持部材を配管または配管ラグに対して点状または配管１の軸方向に直交する方向の線状で接触させる構造とし、この点状または線状接触での支持により配管に回転変位の大きな自由度を与えることを基本としている。このような基本の下に、第１の実施形態では、支持部材２が所定以下の曲率の凸曲面を介して配管ラグ３と接触できるように支持部材２を形成している。具体的には、所定以下の曲率の凸曲面が与えられた接触部６を支持部材２に設けている。凸曲面の代表的な例は円柱面や球面である。凸曲面を円柱面とした場合には接触部６が配管ラグ３に対して配管１の軸方向に直交する方向で線状に接触することになる。一方、凸曲面を球面とした場合には接触部６が配管ラグ３に対して点状に接触することになる。このように配管ラグ３に対して点状または配管１の軸方向に直交する方向の線状で接触する接触部６を支持部材２に設けたことにより、図２に示すように、配管ラグ３に対して支持部材２が干渉するまでの回転角度が広がり、配管１に大きな自由度で回転変位を許容できるようになる。そしてその一方で、配管１の並進変位は十分に拘束することができる。
【００１１】
ここで、第１の実施形態の変形例として、配管１に配管ラグ３を取り付けずに、支持部材２を直接的に配管１に接触させる構造も可能である。そしてその場合には、凸曲面が円柱面であるか球面であるかに係わらず、凸曲面を介しての配管１と支持部材２の接触は点状となる。
【００１２】
図３には、接触部６の凸曲面が円柱面である場合の図１の配管支持構造における配管支持装置の全体を斜め方向から見た状態を示してある。図の例では左右両側の支持部材２にだけ凸曲面の接触部６を設けているが、必要に応じて上下の支持部材２にも同様のものを設けるようにしてもよい。
【００１３】
以上では凸曲面が円柱面の場合と球面である場合について説明したが、要は配管ラグ３を介する場合であれば配管ラグ３に対して点状または配管１の軸方向に直交する方向の線状で接触し、配管１に直接接触する場合であれば、配管１に対して点状で接触する凸曲面であればよく、円柱面や球面の他の凸曲面でも適宜に選択することができる。
【００１４】
図４に第２の実施形態による配管支持構造の要部を示す。本実施形態では、円形断面の材料で形成した支持部材１６を用いている。したがって第１の実施形態と同様に、円柱面を介して支持部材１６が配管ラグ３と接触することになり、配管１に大きな自由度で回転変位を許容できる。なおこの場合の円柱面の曲率は支持部材１６の太さに応じたものとなる。
【００１５】
ここで、凸曲面における曲率の設定方法について図５を参照して説明する。配管に最低限許容したい回転変位の角度、つまり最小回転角度をθとした場合、接触部６の凸曲面の曲率半径ｒは、隙間４の隙間量ｄ１、ｄ２、配管１と配管ラグ３の合計長さＬから、幾何学的関係を用いて次式で表すことができる。
【数１】
2004257436.tif 000003
この関係式から、凸曲面の曲率半径ｒは次式で表すことができる。
【数２】
2004257436.tif 000004
したがって凸曲面の曲率は、最小回転角度θを変数として上式で求められる曲率半径で与えられる曲率以下にして設定することになる。
【００１６】
図６に第３の実施形態による配管支持構造の要部を示す。本実施形態では、上記のようにして求められる曲率以下の曲率とした凸曲面が与えられた接触部１３を配管ラグ３に設けている。本実施形態の配管支持構造も支持部材２と配管ラグ３の接触が凸曲面を介してなされ、配管１に大きな自由度で回転変位を許容できることは第１の実施形態と同様である。
【００１７】
図７に第４の実施形態による配管支持構造の要部を示す。本実施形態では、上記のようにして求められる曲率以下の曲率とした凸曲面が与えられた接触部１４を配管ラグ３に設けるとともに、同様な凸曲面が与えられた接触部１５を支持部材２に設けている。本実施形態の配管支持構造も支持部材２と配管ラグ３の接触が凸曲面を介してなされ、配管１に大きな自由度で回転変位を許容できることは第１の実施形態と同様である。
【００１８】
図８に第５の実施形態による配管支持構造の要部を示し、図９に第６の実施形態による配管支持構造の要部を示す。第５の実施形態では、向かい合った一対の傾斜面１６、１６が合することで断面が三角形になるように形成の角形凸面を有した接触部１７を支持部材２に設けている。一方、第６の実施形態では、同様に向かい合った一対の傾斜面１８、１８が合することで断面が三角形になるように形成の角形凸面を有した接触部１９を配管ラグ３に設けている。これらの各実施形態の配管支持構造にあっては、支持部材２と配管ラグ３が接触部１７または接触部１９における断面三角形の角形凸面を介して接触することになる。したがって支持部材２と配管ラグ３とが配管１の軸方向に直交する方向で線状に接触することになり、第１の実施形態について説明したのと同様に、配管１に大きな自由度で回転変位を許容することができる。
【００１９】
ここで、これら第５と第６の実施形態の変形例として、配管１に配管ラグ３を取り付けずに、支持部材２を直接的に配管１に接触させる構造も可能である。そしてその場合には、接触部１７または接触部１９における角形凸面を介しての配管１と支持部材２の接触は点状となる。また第５と第６の実施形態では、断面三角形にして稜線を有するように角形凸面を形成しているが、これに代えて三角錐や四角錐あるいは円錐などの形態の角形凸面、つまり稜線の代わりに頂点を有する角形凸面に形成することも可能で、その場合には支持部材２と配管１または配管ラグ３の接触は点状となる。
【００２０】
図１０に第５の実施形態の変形例を参考として示す。この例では、向かい合った一対の傾斜面２０、２０が狭い幅の平坦部分を介在させて合することで断面が台形となるように形成の角形凸面を有した接触部１９が支持部材２に設けられる。このように、第５の実施形態における接触部１７についてその断面三角形の角形凸面の先端を平坦にした構成であっても、その平坦部分の幅が十分に狭いものであれば、配管１の軸方向に直交する方向で実質的に線状となる接触を支持部材２と配管ラグ３の間になさせることができ、第５の実施形態の場合と実質的に同様な自由度での回転変位を配管１に許容することが可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、配管または配管ラグに対して点状または配管の軸方向に直交する方向の線状で支持部材を接触させるようにしているので、配管や配管ラグに対して支持部材が干渉するまでの回転角度が広がり、配管に大きな自由度で回転変位を許容することができ、しかもその一方で、配管の並進変位は十分に拘束することができる。したがって本発明によれば、より信頼性の高い配管支持構造を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態による配管支持構造の要部を模式化して示す図である。
【図２】図１の配管支持構造における配管の回転変位の状態を示す図である。
【図３】凸曲面が円柱面である場合の図１の配管支持構造を斜め方向から見た状態を示す図である。
【図４】第２の実施形態による配管支持構造の要部を模式化して示す図である。
【図５】凸曲面の曲率算出についての説明図である。
【図６】第３の実施形態による配管支持構造の要部を模式化して示す図である。
【図７】第４の実施形態による配管支持構造の要部を模式化して示す図である。
【図８】第５の実施形態による配管支持構造の要部を模式化して示す図である。
【図９】第６の実施形態による配管支持構造の要部を模式化して示す図である。
【図１０】第５の実施形態による配管支持構造の参考的変形例を示す図である。
【図１１】従来における一般的な配管支持構造を模式化して示す図である。
【図１２】図１１の配管支持構造における支持部材と配管の関係を示す図である。
【図１３】図１１の配管支持構造における配管の回転変位の状態を示す図である。
【符号の説明】
１  配管
２  支持部材
３  配管ラグ
６  凸曲面の接触部
１３  凸曲面の接触部
１４  凸曲面の接触部
１５  凸曲面の接触部
１７  角形凸面の接触部
１９  角形凸面の接触部
【図１】
2004257436.tif 000005
【図２】
2004257436.tif 000006
【図３】
2004257436.tif 000007
【図４】
2004257436.tif 000008
【図５】
2004257436.tif 000009
【図６】
2004257436.tif 000010
【図７】
2004257436.tif 000011
【図８】
2004257436.tif 000012
【図９】
2004257436.tif 000013
【図１０】
2004257436.tif 000014
【図１１】
2004257436.tif 000015
【図１２】
2004257436.tif 000016
【図１３】
2004257436.tif 000017