JPS6014221B2 - 加速度感応形運動緩衝装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特定の加速度敷居値（限界加速度）なる思想を
導入しこの敷居値即ち変化を生じる点あるいは変化を生
じるレベルを設定し、この特定の加速度敷居値以下の運
動に対しては何等制限せずに許容し、特定の加速度敷居
値以上の運動に対しては制御するという加速度に感応す
る限界加速度を導入した処の技術思想に立脚しているも
のであって、技術用語としての「限界加速度」なる用語
は「加速度敷居値」なる技術用語と同意語として取り扱
うものとする。

而して本発明は伸縮自在な状態に装着してある支持部材
（複数）の相対軸方向運動を、ボールスクリュー組合せ
装置及び前記支持部村の一方の一部を緩く包囲している
キャプスタンばねによって慣性質量部材の回転運動に転
換すると共に、前記慣性質量部材の緩い加速は調整され
るが、急激な加速はこの慣性質量部材の回転を遅らせそ
の結果回転するように固設してある前記支持部材の一方
を締めるのに充分に前記キャプスタンばねを巻上げ、更
にこれによって加速力が減少するまで運動を緩衝し、ば
ね帯金クラッチが前記慣性質量部材の中に位置しかつ前
記キャプスタンばねの末端部に連接しているので前記支
持部村の高速運動が発生し次に中断された場合には前記
慣性質量部材は滑ることができるようになした緩衝装置
に関する。

本発明は緩い加速を可能ならしめつ）或る部材の急激な
加速を防止または緩衝するための装置に関する。

更に具体的には本発明は改良した機械連動緩衝装置の提
供を目的とするものである。原子力発電所及び同様の施
設においては、蒸気、水、ナトリウムその他の物質のよ
うな高圧または高温流体を運搬する多数の管がある。こ
れらの管は建物の壁や天井または他の周囲の支持構造に
よって支持され且つそれ等から一定間隔あげられている
。地震がいよいよ起きる地域では管と建物の他の部分の
間の急激な相対軸方向運動のため地震の最中に斯かる管
が破裂するかもしれないという重大な関０事がある。従
って、斯かる急激な相対運動を防止または減衰させるた
めに前記管及び近傍の支持構造に緩衝装置を装着するこ
とが当面の必要課題である。通常の作動中では、刻々変
化する温度差のため、特に該装置の作動開始と作動停止
の間中、該管は相当程度伸縮しなければならない。故に
該緩衝装置は地震によって生ずる該管の急激な運動を防
止する一方この緩い相対運動を許容するものでなければ
ならない、急激な運動を緩衝した後は、該緩衝装置は自
動的に元の位置に戻りその周囲の支持構造に対していず
れか一方向の該管の緩い運動を再び許容するように働か
なければならない。正常作動しない緩衝装置を修理また
は取換えると費用が高くつくので該緩衝装置は当然長期
間に亘つて高度な信頼性を維持する必要がある。放射線
の故に、保持に当っては健康障害も防止しなければなら
ない。更に、たとえ全く使用しない場合でも緩衝能力は
常に維持されていなければならない。もしも大きな原子
力発電所が操業停止または破壊された場合該緩衝装置の
故障は当然安全性の障害及び経済上の大損失を招く可能
性がある。現在使用されている緩衝装置は主として水圧
式である。しかし、水圧式緩衝装置の重大な欠点は一定
期間経過後、特に放射を受けた時に、使用されている水
圧式流体及びシールが劣化することである。この水圧式
流体はゴム状物質になる傾向があり一方前記シールはそ
の柔軟性を失って硬いセラミック状物質になろうとする
。従って水圧式装贋は手入れが必要であり繁用も高くつ
く。このため、時間が経過しても劣化しない信頼性のあ
る全機械的な緩衝装置が必要となっている。本発明では
、管状のまたは円筒状の都材（複数）を相互に軸方向往
復運動をするように装着してあり、この部材の一方の外
端は運動を緩衝される該管に連結されるように作られ、
他方の支持部材の外端は該管が吊るされまたは支持され
ている建物などのような支持構造に連結されるように作
られている。

該支持部材の相対性軸方向運動を回転自在な状態で装着
してある慣性質量部材の回転運動に変えるために複数の
部村を該支持部材の中に設けてある。

緩い加速中、該慣性質量部材を駆動するようにキャプス
タンばねのような弾性駆動装置を連結してある。しかし
、急激な加速中は、該慣性質量部材は回転が遅れ該ばね
を巻上げようとする。該ぱねの巻上げによってこのばね
の直径が減少しその結果このばねは該支持部材の一方の
一部分などのような近傍の回転するように固設してある
ブレーキ面を締める。連動が継続していても該ばねが該
ブレーキ面を締め付けている間は該支持部材のそれ以上
の加速度は防止される。該ばね上にか）る回転力が中断
されるとすぐトルクキヤリアに追い付いた後該慣性質量
部村は該ばねの複数の端部によって自由に離されその結
果談ばねはその通常の直径に戻り自由に該貴性質軍部材
を駆動する。この結果、該緩衝装置は自動的に元の状態
に戻り、急激な運動を緩衝してもらう都材の通常の緩い
加速を調整する必要のある一方の支持部材に対してもう
一方の支持部材の緩い相対性軸方向運動を許容する。こ
の自動回復性は信頼性のある作動にとって重要な特徴で
ある。本発明の好ましい装置では該支持部材の軸方向運
動は案内親ねじ（ａ、ｈｉｇｈｌｅａｄ、ｓｃｒｅｗ）
またはねじもしくはねじ切りした軸をトルク・キャリア
と共に回転するように固設してありそしてナットを他方
の支持部材に固設してあるボール・ナットとねじの組合
せ装置によって回転運動に転換される。

前記トルク・キャリアを支持している部材は円柱状の袖
及び環状の空間を形成する周囲ハウジングを有する。核
トルク伝達キャリアには円柱状の末端部が含まれており
この末端部は該環状の空間の中に位置している。そして
該キャプスタンばねは該トルク・キャリアの該円柱状の
末端部と該袖の間に配置してある。該貴性質量部村は一
般にカップ形をしておりその円柱状の末端部もまた該ト
ルク・キャリアの末端部と該周囲ハウジングの間の該環
状の空間内に位置している。好ましし・実施例では、該
ばねは複数の巻線のある円柱状をしておりそしてこのば
ねの末端部は該トルク・キャリアの末端部の中に構成さ
れている窓を通って伸び該貴性質量部材に連結されてい
る。該貴性質量部材は該支持部材の緩い加速を許容する
ので該支持部材の相対性軸方向運動の緩い加速が継続す
ると該支持部材が次に突然停止した場合該ぱねを損傷す
るのに充分な速さを生じさせるであろう。

この問題を解決するために該ばねの末端部と脇勤するよ
うに該貴性質量部材の内側にクラッチ帯金を挿入してあ
る。このクラッチのお陰で該トルク・キャリアが突然停
止した場合談貴性質量部材は滑ることができる。該装置
の基本的な特徴の一つは該キャプスタンばねと貴性質量
部材の組合せ及び提供される高度な機械的利点を有する
感度である。

例えば、３万倍の機械的利点が容易に得られる。斯くし
て該キヤプスタンばねに１ポンドの力を生ずるのに充分
な程該貴性質量部材が加速し始めると、該ばねはそのブ
レーキ面を締めて該支持部材にか）る３万ポンドの力に
耐えることができる。本発明のより完全な理解のために
、以下に詳述する説明及び添付図面に関して言及する。

第１図及び第２図に関して、該緩衝装置には一般に番号
１０及び１２で示す一対の支持部材が含まれ、これらの
支持部村は相対性軸方向運動をするようにお互いの伸縮
自在な状態で装着されている。

生産上の都合により、該支持部村は数個の部材から成っ
ている。支持部材１０には発電所の流体搬送用管のよう
な運動を緩衝すべき部材に連結するためにその外機上に
孔１５を有している舌状部材１４が含まれている。この
連続のためにＵ字形かぎ付ピンまたは他の適当な都村を
使用してもよい。舌状部材１４の内燃はソケットを有し
このソケットの中に支持用の細長い管１６が配置されて
いる。この管１６は舌状部材１４に結合しそしてこの管
１６と舌状部材１４のソケット肇の中の横中ぐり孔を通
って横方向に伸びている大きなピン１８によって該舌状
部材１４に関連して回転しないようになっている。管状
の袖２０が該舌状部材１４及び該管１６の一部を包囲し
てピン１８を所定の位置に保持し並びに管１６を包囲し
ている。該袖２０はねじ２１または他の適当な都材によ
って該舌状部材１４上に保持されている。他方の主要な
支持部村１２にはフランジ及び該緩衝装置を支持する建
物の壁または他の構造に※がつている可能な伸縮構造に
連結するのに便利なようにその外様上に矩形のフランジ
２２ａを有しているカップ形のハウジング２２が含まれ
ている。細長い管２４はカップ形のハウジング２２の閉
鎖された末端部の中に伸びかつ適当な部材によって該ハ
ウジングに連結されている。図示してある装置では、保
持用リング２６が管２４の外側にある環状の溝の中に部
分的に鉄着しかつハウジング２２の端整２２ｂを隣合し
て該管に関し該ハウジングの一方の軸方向への分離を防
止する。リング２６から間隔をおいてある同様の保持用
リング２７は管２４の外側にある環状の溝の中に部分的
に横着し、かつ拡大カラー２８と欧合しており、このカ
ラー２８は該ハウジングの端整２２ｂを通って伸び出し
かつ該カラーにねじ込まれている複数のボルト２９によ
ってハウジング２２に連結されている。斯くしてこの装
置で管２４に関してもう一方の軸方向へのハウジング２
２の運動が防止される。支持部材１０及び１２の相対伸
縮運動を可能ならしめるために管２４の左端が左側支持
部材の管１６に対し摺動自在な状態で接合している。管
２４の左側極端には内側の管１６上にかなりこじんまり
と接合している内向き接触部２４ａが含まれている。し
かし、該管の中央部２４ｂは内側の管１６より大きい直
径を有しているのでこの内側の管１６との間に間隔があ
いている。鞠方向に伸びているキー３０がこの拡大部分
の中に配置されかつ複数のねじ３３によって該管１６の
該壁に接合されている。従ってキー３０は結局管２４の
内壁上のリブを構成する。管１６の末端部にねじ込まれ
ている保持用ナット３４は管２４の拡大部分内に摺敷自
在な状態で接合している外向きフラジを有している。支
持部材１０及び１２の分離を防ぐためにナット３４の直
径は管２４の左端上の鞍触部２４ａの内径よりも大きい
。支持部材１０及び１２の相対回転運動を防ぐようにキ
ー３０を受容または接合する鞠方向に伸びているスロッ
トがナット３４に含まれている。該支持部材の伸縮運動
を回転運動に変えるために、管１６及び２４内に一般に
番号３６で示すいわゆるボールスクリュー機構を設けて
ある。

この機構には複数の玉軸受を受容するように作られてい
る連続ねじを有するねじ軸３８が含まれていて、またこ
れら玉軸受は該藤上のねじを介して一連の球を循環させ
る球戻し軌道４０ａを有するハウジング４０内に叔納さ
れている。球ハウジング４０の一端は保持用ナット３４
にねじ込まれ次に止ねじ４１によってこのナットに取り
付けてある。軸３８の他端は管２４の末端部で支持され
ている軸受４４を通って伸び出している。

この鼠３８はこの軸にねじ込まれている保持用ナット４
６によって該軸受の内レース４４ａに取り付けてある。
該ナットはまた軸受レース４４ａの鞠方向の面と援合し
ているハプ４８ａによって該麹に装着しているトルク・
キャリアを支持している。軸受４４の外しース４４ｂは
管２４内の内側の溝の中に設けてあり管２４の末端部に
ねじ込まれている円柱状のナット５０によって該管と麹
方向に接合している。この装置では支持部材１０及び１
２の伸縮軸方向運動は軸３８及び該軸受の内レース４４
ａを回転させることになろう。該軸内の適当な満の中に
装着しているキー５２及びトルク・キャリアのハブ４８
ａを介して軸３８と共に回転するようにトルク・キャリ
ア４８を別設する。

該軸の該溝の中へ止め都材５４がまた伸び出し更にナッ
ト４６内の溝と協動しまた一旦このナットが該軸にねじ
込まれたらこのナットが回転を起さないように該トルク
・キャリア４８と該ナットの間に挿入されている。該ト
ルク・キャリア４８は一般にカップ形をしていてこれに
は管２４の直径を越えて外へ伸び出している環状のフラ
ンジ４８ｂが含まれそして更に管２４の末端部を包囲し
ながらも回転するように固談した該管を中心として容易
に回転できるように該管との間に間隔のある円柱状の部
分つまり末端部４８ｃが含まれている。該トルク・キャ
リア４８は円柱状の部分４８ｃにおいては窓４８ｄで形
成され、この窓は第３図の如く該円柱状の部分とほぼ同
じ長さ分だけ藤方向に伸びかつ約１５度の角度で放射状
に伸びている。該構造を強化するため強化用支柱４ ４
８ｅがカップ形のトルク・キャリア４８の開放機上の該
窓の末端部を形成している。該キャリアを鋳造部材とし
て構成することが望ましい場合はこれは利点がある。第
２図及び３図から解かるように、支持管２４の外側表面
と該トルク・キャリア４８の周囲の円柱状の部分４８ｃ
の内壁の間に環状の空間が形成されている。

この環状の空間内にキヤプスタンばね６０を配置してあ
りこの‘よねは通常、管２４を緩く包囲している螺旋状
の円柱状形体を有している。該ばねの内径と該管の外隆
間の差が０．００５〜０．１０インチ（約０．０１２７
〜０．２５４仇）の間隔が望ましい。ばね表面の相当の
地域が管２４に向い合うようにするため該ばねは矩形の
横断面を有するのが好ましいところの複数の回転つまり
巻線を有する。第３図から鱗るように、ばね６０の末端
部つまり中子６０ａ及び６０ｂを該トルク・キャリア内
の窓４８ｄの中へ半径方向外向きに曲げ伸ばしてある。
一方の末端部が該窓の一方の鞠端の近傍にそして他方の
末端部が他方の藤端の近傍に位置するようにばねの末端
部６０ａと６０ｂは当然軸方向に間隔を置いてある。該
ばねの末端部は第３図に示す如く円周上に配置してあり
、両末端部は単一の窓４８ｂ内にあって、一方の末端部
６０ａは該窓の一つの軸方向に伸びている黍象端４８ｆ
に接合しもう一つの末端部６０ｂは該窓の対向位置にあ
る鞠方向に伸びている縁端４８ｇに接合している。ばね
６０‘まその一端をフランジ４８ｂによって池端を内向
きに伸びている環状のリブ４８ｈによって該トルク・キ
ャリア４８の中に軸方向に収納されている。軸３８の右
側極端に配置してあるのがカップ形の貴性質量部材７０
である。

この貴性質量部材７川ま中心ハブ７０ａを有し、このハ
ブは該貴性質量部材を回転させるための単純袖軸受とし
て機能し適当な保持用部材７２によって該樹上に鞠方向
に保持されている。該貴性質量部材のハプ７０ａから外
向きに伸びているのが円柱状の部分７０ｃを支持してい
る端整つまりフランジ７０ｂである。図から解るように
、第２図の該円柱状の部分の外方つまり右端は相当大き
い質量を提供するように大きいサイズになっている。円
柱状の部分７０ｃの残余部分は比較的薄い壁を有し、ま
た該トルク・キャリアの円柱状の部分７８ｃを間隔をお
いて包囲している。該貴Ｉ性質量部材７０の円柱状の部
分７０ｃの内部表面に接合しているのが薄い壁のあるば
ねクラッチ７４でこのばねクラッチ７４はほぼ完全に該
貴性質軍部材７０の該内部表面に亘って伸びている。第
３図から解るように、該クラッチ帯金の末端部つまり中
子７４ａ及び７４ｂはばねの末端部６０ａ及び６０ｂの
通路上にあるように半径方向内向きに充分深く曲げてあ
る。これらのクラッチ末端部は該トルク・キャリア４８
の窓４８ｄの中に等しい円周距離だけお互いに離れた位
置にあってブラケツトを付けた形で該キャプスタンばね
６０の末端部６０ａ及び６０ｂと接合している。次に操
作方法について説明する。

これまで簡単に説明したように、該緩衝装置の一端は運
動を緩衝すべき部材に連結してあり池端は支持構造に連
結してある。

流体運搬用管の運動を緩衝するため発電所で使用する場
合は支持部材１０を該管に支持部材１２は周囲の壁構造
に連絡するのが最も都合が良い。支持部材１２のフラン
ジ２２ａは延長管または他のりンクに連結するのに好適
である。該緩衝装置に連結している該管の伸長または収
縮の結果起るようなアンバランスな軸万向の力が該装置
に加わった場合には支持部材１０は支持部材１２に関し
て鞄方向に移動することができる。

しかしこの軸方向の運動は又ボールスクリュー組合せ装
置３６の球ハウジング４０を移動させこのハウジングは
次にねじ軸３８及びトルク・キャリア４８を回転させる
。該トルク・キャリア内の該窓の緑端４８ｆ及び４８ｇ
はばね６０の末端部と係合しているので、該ばねは又該
トルク・キャリア４８と共に回転する。更に、該ばねの
末端部６０ａ及び６０ｂはクラッチ帯金７４の末端部７
４ａ及び７４ｂと係合しているので、クラッチ帯金７４
と慣性質量部材７０も又回転する。このようにして、一
方の支持部材１０のもう一方の支持部材１２に対する軸
方向への緩い加速は該緩衝装置によって容易に調整され
る。ボールスクリュー組合せ装置３６は両方向に作動す
るので該運動はいずれかの方向に発生することができ該
慣性質量中の該ばねも又いずれかの方向に回転できるこ
とに留意されたい。２個の支持部村１０及び１２が特定
の限界加速にまで加速し慣性質量部材ＴＯをしてその限
界加速で加速するようにさせる場合には、慣性質量部材
７０の慣性によりこの質量部材７川ま（該トルク・キャ
リア４８よりも遅くなり）ばね６０の一端に制動力を加
える。

換言すれば、第４図に関して言えば、該トルク・キャリ
ア４８が矢線７６で示すように逆時計万向に移動してい
る場合はその窓の縁端４８ｆはばねの末端部６０ａに対
し逆時計方向の力を加えることになる。

該ばねのもう一つの末端部６０ｂはクラッチの末端部７
４ｂに対してこの逆時計方向の力を伝達しそれによって
矢線７７で示すように慣性質量部材７０に対しても又逆
時計方向の力を加える。しかし、慣性質量部材７０の慣
性のためこの部材７０は該トルク・キャリア４８ほど早
く移動せずその結果ばね巻き上げ力がばね６川こ加わる
。この状況は第４図に示してあり、そこではクラッチの
末端部７０ｂと係合しているばねの末端部６０ｂはクラ
ッチの末端部７４ａから遠く移動してしまっているばね
の末端部６０ａに対し第３図より近い位置にある。該ぱ
ねに巻き上げ力を加えるとその直径がや）減少しその結
果‘まねは回転するように固談してある管２４の外部表
面を締め付け従って制動つまり抑制力を生じることにな
る。結局、該ばねの巻線はブレーキ片を形成し固設の管
２４の外部表面はブレーキ・ドラムを形成する。この制
動作用の結果、トルク・キャリア４８及び軸３８の加速
は特定の限界速度に制限される。

次にこれは球ハウジング４０及びハウジングに連結して
いる管１６の軸方向の運動を制限する。換言すれば、支
持部材１０及び１２の相対伸縮加速度は特定の速度に制
限つまり抑制されるが伸縮運動は伸縮力が続く限り継続
することができる。一旦該伸縮加速を発生しようとする
力が停止すると、該トルク‐・キャリア４８及び該ばね
の角加速を発生しようとする力も又停止し、そしてばね
６０の個有のバイアスのためこのばねの末端部は第３図
に示すそれらの通常の位置に戻りこの過程で該慣性質量
部材を少し回転させる。斯くして、該ばねによって生じ
た制動力は完全に弱められる。該トルク・キャリア４８
を一方向に回転させることによって運動を詳述してきた
が、該トルク・キャリアを反対方向に動かすようにして
該伸縮性支持部材を動かしても該制動つまり抑制機構は
同じ働きをする。即ち、該慣性質量部材が該トルク・キ
ャリアより遅れていれば巻き上げ力がやはり該ばねに加
わることになる。内部構造上の相違点は窓の縁端部４８
ｇがキャプスタンばねの末端部６０ｂと係合いまねの巻
上げ作動中クラッチの末端部７４ａと係合し更にこの作
業中はクラッチ帯金７４ｂが末端部６０ｂから離れてい
るという点である。更に本発明の作用を第５図に基いて
解り易く説明すると、装置に加速度が加わり、その加速
度が予め定めた特定の加速度敷居値Ｑｏになるとブレー
キ力ＦＢがレベルｒｏ」から「１」に瞬間的に働き（矢
際Ｐ方向）加速度が特定の加速度敷居値Ｑｏ以上になる
のを防ぐと共にひとたび加速度が前記加速度敷居値Ｑｏ
以下になるとたとえ支持部材１０，１２が継続して動い
てもブレーキ力Ｆ８はしベル「１」から「０」に戻る。

（矢標Ｑ方向） その理由は本発明は負荷に対して感度があるのではなく
単に加速に対して感度があることによる。

具体的にはブレーキ面を包囲しているキヤプスタンばね
６０は非常に高い機械的利点を有し、ブレーキ面を把握
するために巻かれるには非常に小さな力しか必要としな
い。

何故ならキヤプスタンばね６０のブレーキ作用は加速度
が特定の加速度敷居値に達した時に生じる慣性質量７０
の遅れに応じてのみ作用するからである。ひとたび加速
度が前記敷居値以下に下ると慣性質量が「キャッチアッ
プ」を始めるのでばね力が減じブレーキ力は零になる。

要するに本発明では、特定の加速度敷居値ではブレーキ
力が「０」から「１」に急に働き、該プレ−キ力が与え
られるや否や加速度がある程度減少される結果、ブレー
キ力は「１」から「０」になり働かなくなる。

又支持部材１０，１２に与えられた力が同じ方向へ継続
して与えられていても加速がなければブレーキは働かな
い。

又、更に再び支持部材１０，１２に作用力が加わりもう
一度加速度敷居値に達するとブレーキ力が再び加えられ
、加速度は再び減少せしめられる結果、ブレーキ力は零
となる。

この態様のように支持部村１０，１２が継続するとブレ
ーキ力が作用し特定の加速度敷居値を越えないように継
続してブレーキ面を押さえるものである。

かくして、同じ方向へ継続して与えられた力が特定の加
速度敷居値を越えようと何度も加速されるとブレーキ力
は第５図で示したように特定の加速度敷居値で「０」と
「１」の間でＯＮ−ＯＦＦ状態を継続する。

斯くして、該緩衝装置は、池嬢の最中に生ずるような急
激な力を転換することによって起こる運動を迅速に制限
するように独特の方法で作られていてしかもこの緩衝装
置内の支持部材の緩い伸縮０運動を調整し続けることが
理解できる。

地震による力が沈静すると該機構は元の状態に戻る。該
緩衝装置の制動機機はたとえ長年未使用状態のま）であ
ってもいつでも働く態勢にある。該機構は実際には運動
を完全に停止させるわけではなく強い力が継続して加わ
っている場合でさえ緩い加速を許容するという事実はあ
る場合には非常に重要である。

通常は温度変化によって生ずる力で管が無理に動かされ
る場合には該管格納部材は容易にこの運動を許容するそ
して従前技術の緩衝装置に加えて本発明もこの運動に適
応する。しかし、場合によっては管格納部材または他の
支持構造は拘束状態になり該管が１〜２インチ（約２．
５４〜５．０８伽）動こうとして力が比較的大きくなる
まで運動を許容しないことがある。使用される緩衝装置
が急激な運動を急速に拘束しそして力が沈静してその拘
束を解放させるまでそれ以上の運動が起り得ない場合に
は、この力は持続して恐らくは管の破裂を引き起す可能
性があるであろう。しかし、前述の如く、本発明の緩衝
装置は緩い加速度ではあるが継続運動を許容するから、
該管を動かす強い力にも適応しまた管破裂という事態を
も回避することができるであろう。本発明の緩衝装置は
加速力に対し非常に感応性がありかつその高度な機械的
利点によって生ずる大きな軸方向の力に適応することが
できる。

即ち、該ポールスクリュー組合せ装置機構及びキャプス
タンばね６川こよって生ずるブレーキ面ゾーンによって
、該ばねはこのばねの末端部に加わる非常に４・さな巻
上げ力で巻き上げられて締め付け状態になることができ
しかもその制動力は極めて強力なものになり得る。例え
ば、該緩衝装置の一つの実験例では、該ポールスクリュ
−組合せ機構は３ぴ音の機械的利点を提供し一方該キャ
プスタンばね装置は約１，００ぴ音の機械的利点を提供
して総計３０，０００倍の機械的利点を提供している。
結果として、該慣性質量部材によって該キャブスタンば
ねに導入される非常に小さい制動力は地農の最中に導入
されるであろう非常に大きい軸方向の力に適応すること
ができる。このようにして、該装置は加速力に対して非
常に感応性がありしかも容易にかつ迅速に締め付けを解
いて通常状態に戻る。該装置は非常に感応性があるので
、該慣性質量部材は地震による力がか）つている間は実
際には決して回転せず逆に単にほんの少し振動するだけ
だから該ばねの末端部は大きい運動量に適応する必要は
ない。即ち、該加速は殆んど一瞬のうちに緩衝される。
また、地震の力は通常振動運動であるから、有効な速度
が生じるには至らない。該緩衝装置は速度には反応しな
いから緩いが一定の加速下で該支持部材を一方の極端位
置から他方の極端位置まで伸縮することができ、その結
果有効な速度が該トルク・キャリア及び慣性質量部材上
に生じ得る。即ち、急激な加速がなく従って該慣性質量
部村の遅れがないから該緩衝装置は制動力を生じたりし
ないであろう。管はそれらが有効な速度を生じさせない
ような加速度で通常伸縮するので、この状況は発電所の
環境では通常発生することはないであろうし、地愛の間
中はその種の運動は発生しない。それにも拘らず、該緩
衝装置を設置しようとする技術者はこの力を受けさせよ
うとするかもしれない。その場合は、支持部材１０及び
１２はそれらの行程の最終に劉達すると突然運動を停止
し該慣性質量部材はそれから有効な速度で作動すること
により相当の運動量を持つに至るであろう。その結果、
もしも該ばねが該慣性質量部材に直接連結されているな
らば有効な力が該ばねの末端部に対して加わるであろう
し、更にこれだけの運動量をもつた力はばねの末端部７
４ａ及び７４ｂを損傷することができるであろう。この
ような力に適応しかつ該ばねの末端部への損傷を防ぐた
めにクラッチ帯金７４を設けてある。即ち特定の相応力
が得られる場合にはクラッチ帯金７４は該慣性質量部材
を該帯金に対し滑らせることができるように設計されて
いる。この力はばね６０を損傷はしないが該ばねの末端
部が急激な加速作動中受けるであろう力よりは大きい。
斯くして、地震中に起るような種類の運動中は、該慣性
質量部材は該クラッ升まねと共に運動するだけであろう
し、また該緩衝装置は該クラッチと該慣性質量部材が恰
も単一部村であるかのように作動するであろう。該クラ
ッチ作動をより詳細に繰り返すと、該装置の諸部材は第
３図に示すように見え、該慣性質量部材は比較的高速度
かつ緩い加送で運動している。

該トルク・キャリアが突然停止しても、該慣性質量部材
は回転し続け、はじめはクラッチ‘まね７４を運び続け
る。斯くして該クラッチばねは該キヤブスタンばねの一
方の末端部を該トルク・キャリア内の該窓の縁端によっ
て静止させられるであろうもう一方の巻上げ運動は管２
４によって制限される。該トルク・キャリアが静止して
いる該慣性質量部が破線矢印７８の方向に動いていると
仮定すると、この状況は第４図に示す通りである。該ク
ラッチは該キャプスタンばねによって停止されていて、
該慣性質量部村は該クラッチ帯金の摩擦によって停止さ
せられるまで走行し続けることができる。以下に本発明
の実施態様を列記する。

【１１相互に相対運動をするように装着された一対の部
材の運動緩衝装置であって、この一対の部材の他の部材
に対する二つの対向方向の一方向の運動をある特定の限
界加速度に制限するために前記一対の部材に連結されて
いる加速度感応装置を含むことと、前記特定の加速度以
下での前記加速度制限装置の作動を防止するための装置
を含むことと、斯くして該特定の加速度に達する前及び
達した後この特定の限界加速度以下での反復または連続
相対運動を許容することを特徴とする運動緩衝装置。

【２１ 該相対運動を制約するための制動装置並びに該
相対運動の加速度を感知し該限界値以上の加速度を防止
するために該制動装置を作動させるように連結されてい
る一個の慣性質量部村を含む該加速度感応装置を更に前
記第‘１｝項に基く緩衝装置。

‘３１ 制動面を緩く包囲しているねじり１まね並びに
一つの対向方向のうちいずれか一方への該慣性質量部材
の急激な加速度によって該慣性質量部材が駆動力に対し
遅れを生じこの遅れによって前記ばね上に巻上げ力が発
生しその結果このばねが前記制動面を把握して該一対の
部材の加速度を制限するような方法で該ねじりばねを介
して該一対の部材の相対運動によって駆動されるように
連結されている一個の慣性質量部材を含む該加速度感応
装置を更に特徴とする前記第｛１１項又は第‘２｝項に
基く緩衝装置。

‘４’相互に往復運動するように装着するように装着さ
れている該一対の部村を更に特徴とする前記第‘１｝，
‘２はたは【３’項に基く緩衝菱贋。

■ 伸縮式に移動自在な支柱を有する該一対の部材を特
徴とする前記第‘１｝，｛２），‘３１または【４１項
に基く緩衝装置。【６｝ 回転自在に装置されている慣
性質量部村と、該支柱の伸縮運動加速度が該限界加速度
に達した際談慣性質量部材に遅れを生じさせ得るような
方法で該支柱の伸縮運動を該慣性質量部材の回転運動に
転換させるための装置と、該遅れに応動して該加速度を
該限界速度に制限する制動装置を含む該加速度感応装置
を更に特徴とする前記第（５ー項に基く緩衝装置。｛７
’ 相対回転運動は止められていて相互に往復連動をす
るように装置されている該一対の支持部材であって、回
転自在に装着されているトルク・キャリアと、該支持部
材の相対鞠方向運動を該キャリアの回転運動に変えるた
めの装置と、回転自在に装置されている慣性質量部村と
、該トルク・キャリアから内向きに位置している制動面
と、この制動面を緩く包囲している該キャリア内に位置
しているばね装置であって該キャリアの緩い加速中は該
‘まね・該慣性質量部材を該キャリアと共に回転させる
ような方法で一方急激な加速中は該キャリアに対して該
慣性質量部材が遅れを生じこのため該ばねの直径が短か
くなりその結果このばねが該制動面を把握し該キャリア
を締め付け結局該支持部材を締め付けるような方法で該
キャリア・該慣性質量部材に連結されている該ばね装置
を含む該一対の支持部材を更に特徴とする前記第‘１１
項に塞く緩衝装置。

■ 該制動面上に相当の把握面積を提供するために該制
動面を包囲しかつこの制動面に沿って伸びている複数の
巻線を有する一般に円柱状の形状を有する該‘まねを更
に特徴とする前記第【７１項に基〈緩衝装置。

【９｝ 談トルク・キャリアが該慣性質量部材を駆動す
るように該トルク・キャリア及び該慣性質量部材を係合
している該ばねの末端部を更に特徴とする前記第■項に
基く緩衝装置。

００ 該トルク・キャリア内に形成された窓を有する円
柱状部分を有する該トルク・キャリア並びに前記窓を通
って伸びている該ばねの末端部と、該窓の対向位置にあ
る縁端部と通常係合している該ばねの末端部と、該慣性
質量部材が該キャリアに対し遅れるとこの慣性質量部材
が該ばねの末端部をばねの巻上げ方向に移動させそれに
よって該ばねが該制動面を把握するような方法で該慣性
質量部村に連結されている該ばねの末端部を更に特徴と
する前記第｛則項に基〈緩衝装置。

（１１）該慣性質量部材がこのクラッチ装置を介して駆
動されるように該ばねの末端部と連動している該慣性質
量部材内に位置しているクラッチ装置を含むことを更に
持鞍とする前記第（１０）項に基く緩衝装置。

（１２）該慣性質量部材と共に通常回転するようにこの
慣性質量部材内に位置しているクラッチ装置と、この慣
性質量部材が高速度回転をし該支持部材が突然停止した
場合前記慣性質量部材は該ばね装置を損傷しないように
該クラッチ装置・該ばね装置に対してスリップ（ｓｌｉ
ｐ）するような方法で該慣性質量部村を該ばね装置に連
結している前記クラッチ装置を含むことを更に特徴とす
る前記第‘７｝項に基く緩衝装置。

（１３）内向きの円柱状表面を有する該慣性質量部材並
びにクラッチ材料のばね力によって該慣性質量部材の内
側円柱状表面と係合するように該慣性質量部材内に格納
されている一般に円柱状の形状を有する弾性材でできた
帯金から成る該クラッチ装置と、該慣性質量部村の内側
表面の相当部分に亘つて伸び該ばね装置と運動するよう
に作られていて円周上に間隙をあげて内向きに伸びてい
る一対のフランジをその極端とする該クラッチ帯金を更
に特徴とする前記第（１２）項に基く緩衝装置。（１０
該支持部材が概ね円筒状の形状をした部材であり、該
キャリアがこの支持部村の一方の一端に回転自在に装置
されているカップ形の部材であり、該ばねが前記支持部
材の一方と該トルク・キャリアの間に位置し、該慣性質
量部材が該トルク・キャリアを包囲するカップ形の部材
であり、該ばねの末端部が該慣性質量部材と連動するよ
うに該トルク・キャリア内の窓を通って伸び出している
ことを更に特徴とする前記第‘７｝項に塞く緩衝装置。

（ＩＱ 運動がある特定の加速度限界値に達した場合連
動を緩衝するための加速度感応装置であって、制動面と
、回転されている慣性質量部材とから成り、前記制動面
を包囲並びに二つの対向方向のいずれかの緩い加速度運
動に対しと談慣性暦量部材を駆動し一方急激な加速度の
場合は該慣性質量部材が遅れを生じて該ばね装置に巻上
げ力を加えそれによって該ばね装置が該制動面を把握す
るように連結されているばね菱直を特徴とする加速度感
応装置。

（１６）該制動を包囲し回転式に装置してあるトルク・
キャリアを含むこことを更に特徴とし、該ばねが該制動
面と該トルク・キャリアの間に位置し、該制動面を通常
緩く包囲している複数の巻線を含み、該慣性質量部村と
連動するように該トルク・キャリアの窓を通って外方に
伸びている一対の末端部を有し、更に該窓の黍象端部と
前記ばねの末端部の係合を介して該トルク・キャリアに
よって回転される前記第（１５）項に塞く加速度感応装
置。

（１７）相対運動をするように装置してある一対の部材
から成る急激な加速度運動の緩衝装置であって、前記部
材の相対運動を特定の加速度に制限するように該部材に
連結されている加速度感応装置が弾性制動装置並びに二
つの対向方向のいずれか一方の該慣性質量部材の意図し
た急激な加速度のため該慣性質量部材が駆動力に関し遅
れを生じ該弾性制動装置上に力を生じそのためこの制動
装置が該都材の加速度を制限するような方法で該弾性制
動装置を介して該部材の相対運動によって駆動されるよ
うに連結されている慣性質量部材を含むことを特徴とす
る緩衝装置。

（１８）該部材間の相対運動が該方向のいずれか一方の
方向に連続できるように該慣性質量部材の遅れによって
生じた力が消滅するや否や非制動状態に自己復帰する該
弾性制動装置を更に特徴とする前記第（１７）項に基く
緩衝装置。

（１９０ 制動作用を提供するための制動面を把握する
コイルばねである該制動装置を更に特徴とする前記第（
１６）項に基く加速度感応装置。

（２の 発電所内の支持用構造と、この支持構造によっ
て支持されている管と、相互に相対運動をするように装
置した一対の部村と、前記一対の都材の一方が該管の一
つに連結しかつ一対の都材の他方が該支持構造に連結し
ていることとから成る組合せであって、該一対の都材の
相対運動を該限界値以下の加速度で許容しつつ該一対の
部材の相対運動を特定の限界加速度に制限するように該
一対の部材に連結している装置を特徴とする組合せ。（
２１）周囲建物などのような管を支持している構造に対
する発電所内の管の運動の自動緩衝法であって、前記管
の一つと前記支持構造の間に連結している二つの相対的
に連動できる支柱部材の相対加速度を感知すること、及
び特定の限界加速度以下の運動は制限せずにこの限界加
速度以上の相対運動を防止することの二つの段階から成
る自動緩衝法。

（２２）前記感知段階には該慣性質量部材の運動が該一
対の部村の相対運動に関し遅れるような方法で弾性連結
を介して該一対の都材の相対運動の慣性質量部村の運動
への転換が含まれ、更に前記防止段階には該一対の部材
の相対運動を該特定の限界加速度に制限するために該慣
性質量部材の遅れが含まれることを特徴とする前記第（
２１）項に基く自動緩衝法。

（２３）該弾性連結は制動面を包囲するばねのことであ
り、又該特定の加速度に達すると該慣性質量部材の遅れ
によって該ばねが該制動面を締めつけこれによって該相
対運動を制限することを更に特徴とする前記第（２２）
項に塞く自動緩衝法。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の緩衝装置の斜面図、第２図は第１図の
線分２−２に沿って切った縦方向の横断面図、第３図は
第２図の線分３−３上の緩衝装置の主要部の横断面図で
あって非制限状態の該緩衝装置を示す。 第４図は第３図と同じ横断面図であ０って、制限状態の
該緩衝装置を示す。第５図は本発明に於ける特定の加速
度敷居値とブレーキ力との関係を示すグラフで機軸に加
速度、縦軸にブレーキ力のレベルを探ってある。ｌｏ，
１２・・・・・・支持部材、２２，４０・・・・．・ハ
ウジング、３６……ボールスクリュー、３８……ねじ軸
、６０……キャプスタンぱね、７０……慣性質量部村、
７４・・・・・・クラッチ帯金。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ （ａ） 相互に軸方向に往動運動するように装着し
   た一対の支持部材１０，１２と、（ｂ） 該支持部材１
   ０，１２の軸方向運動をトルクキヤリアー４８の回転運
   動に変換するための装置３６と、（ｃ） 該装置３６に
   装着したトルクキヤリアー４８と、（ｄ） 該トルクキ
   ヤリアー４８と連繋した処の半径方向に伸縮するばね６
   ０と、（ｅ） 該ばね６０と連繋した貫性質量７０と（
   ｆ） 一定の加速度以上の状態下にて、前記トルクキヤ
   リアー４８の回転運動を、前記貫性質量７０の回転運動
   よりも先に前記ばね６０に作用せしめ該ばね６０のブレ
   ーキ力を受けるように成した被ブレーキ部材２４とから
   成る加速度感応形運動緩衝装置。