(57)【要約】【課題】地震発生時に絶縁支柱が損傷することを防止したモジュール支持構造体を得ること。【解決手段】モジュール支持構造体２０は、フランジ１３が設置された複数の絶縁支柱１と、電気機器のモジュール２が搭載される免震構造部４０とを有し、免震構造部４０は、フランジ１３に架け渡されたベース板１２と、ベース板１２に対して水平方向に摺動可能に設置されたモジュールベース３と、ベース板１２に設置され、モジュールベース３と水平方向に間隔を空けて配置されるフレーム１１と、モジュールベース３とフレーム１１との間に設置されるダンパ４とを備え、ダンパ４は、無負荷状態よりもモジュールベース３とフレーム１１との間隔が狭まるとモジュールベース３とフレーム１１との間隔を無負荷状態の間隔に戻す力を発生させる。【選択図】図１
2020085038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フランジが設置された複数の絶縁支柱と、
電気機器のモジュールが搭載される免震構造部とを有し、
前記免震構造部は、
前記フランジに架け渡されたベース板と、
前記ベース板に対して水平方向に摺動可能に設置されたモジュールベースと、
前記ベース板に設置され、前記モジュールベースと水平方向に間隔を空けて配置されるフレームと、
前記モジュールベースと前記フレームとの間に設置されるダンパとを備え、
前記ダンパは、無負荷状態よりも前記モジュールベースと前記フレームとの間隔が狭まると、前記モジュールベースと前記フレームとの間隔を無負荷状態の間隔に戻す力を発生させることを特徴とするモジュール支持構造体。
【請求項２】
前記モジュールベースを鉛直方向に拘束する拘束部を有し、
前記拘束部は、前記モジュールベースに対して水平方向に摺動可能に設置されていることを特徴とする請求項１に記載のモジュール支持構造体。
【請求項３】
前記免震構造部を複数有することを特徴とする請求項１又は２に記載のモジュール支持構造体。
【請求項４】
複数の前記免震構造部は、上方に設置されたものほど、前記フレームと前記モジュールベースとの間隔が広いことを特徴とする請求項３に記載のモジュール支持構造体。
【請求項５】
前記免震構造部よりも下方に、前記絶縁支柱と構造的に分離されていない状態で前記モジュールを支持するモジュール支持部が設けられたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のモジュール支持構造体。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のモジュール支持構造体と、
前記モジュール支持構造体に支持されたモジュールとを有することを特徴とする電気システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気部品を有するモジュールを支持するモジュール支持構造体及び電気システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されるように、コンデンサバンク及びサイリスタバルブといった電気システムは、絶縁支柱とモジュール取付板と取付ベースとで構成されるモジュール支持構造体でモジュールを支持している。モジュールと床面とは、絶縁支柱によって電気的に絶縁される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３０８２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電気システムは、地震によってモジュールが水平方向に加振されると、絶縁支柱に曲げモーメントが加わるため、絶縁支柱が損傷する可能性があった。このため、電気システムのモジュール支持構造体は、地震発生時に絶縁支柱が損傷しないように耐震性が要求されている。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、地震発生時に絶縁支柱が損傷することを防止したモジュール支持構造体を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、フランジが設置された複数の絶縁支柱と、電気機器のモジュールが搭載される免震構造部とを有する。免震構造部は、フランジに架け渡されたベース板と、ベース板に対して水平方向に摺動可能に設置されたモジュールベースと、ベース板に設置され、モジュールベースと水平方向に間隔を空けて配置されるフレームと、モジュールベースとフレームとの間に設置されるダンパとを備える。ダンパは、無負荷状態よりもモジュールベースとフレームとの間隔が狭まると、モジュールベースとフレームとの間隔を無負荷状態の間隔に戻す力を発生させる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、地震発生時に絶縁支柱が損傷することを防止したモジュール支持構造体を得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電気システムの縦断面図
【図２】実施の形態１に係る電気システムの横断面図
【図３】実施の形態１に係る電気システムの下側ガイドの拡大図
【図４】本発明の実施の形態２に係る電気システムの縦断面図
【図５】本発明の実施の形態３に係る電気システムの縦断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態に係るモジュール支持構造体及び電気システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る電気システムの縦断面図である。図２は、実施の形態１に係る電気システムの横断面図である。図２は、図１中のII-II線に沿った断面を示している。電気システム３０は、サイリスタ及びコンデンサといった電気部品を有するモジュール２と、モジュール２を支持するモジュール支持構造体２０とを有する。電気システム３０は、モジュール２を複数有し、各モジュール２がモジュール支持構造体２０に支持される。モジュール支持構造体２０は、複数の絶縁支柱１と、モジュール２が設置される免震構造部４０とを有する。なお、図１には、モジュール２を二つ有する電気システム３０を示しているが、モジュール２の数は、一つでもよいし、三つ以上でもよい。モジュール２が複数の場合は、複数のモジュール２が縦方向に間隔を空けて配置される。
【００１１】
絶縁支柱１の下端部は、床面に固定されている。絶縁支柱１の側面には少なくとも一つのフランジ１３が設置されている。フランジ１３が複数の場合は、複数のフランジ１３が縦方向に間隔を空けて配置される。絶縁支柱１は、繊維強化プラスチック又は碍子といった絶縁材料を用いて形成されている。フランジ１３の上には、ベース板１２が設置されている。ベース板１２は、四隅がフランジ１３に載せられて、フランジ１３同士の間に架け渡されている。ベース板１２は、中央部に穴１４が開けられて軽量化が図られている。ベース板１２の上には、上面に突起１０を有する下側ガイド９が設置されている。突起１０は、下側ガイド９の上面に環状に形成されている。下側ガイド９は、モジュールベース３の四隅に当たる部分に四つ設置されている。図３は、実施の形態１に係る電気システムの下側ガイドの拡大図である。下側ガイド９の上面の突起１０で囲まれた領域には、転動体８が配置されている。転動体８は、球状である。モジュールベース３は、板状であり、中央部にモジュール２が載置され、周縁部は転動体８の上に載せられている。下側ガイド９及び転動体８は、ベース板１２に対して水平方向に摺動可能にモジュールベース３を支持するアイソレータである。
【００１２】
モジュールベース３の上には、モジュール２が設置される。モジュールベース３の上面には、環状に突出する突起６が形成されている。突起６は、モジュールベース３の四隅に当たる部分に四つ設置されている。具体的には、突起６は、モジュールベース３の周縁部のうち、転動体８に重なる部分に設置されている。モジュールベース３の上面の突起６に囲まれた領域には、転動体５が配置されている。
【００１３】
ベース板１２には、フレーム１１が固定されている。フレーム１１は、ベース板１２の面内において直交する二方向に壁面をなす形状である。フレーム１１には上側ガイド７が固定されている。上側ガイド７は、転動体５に上方から接している。
【００１４】
上記のようにモジュールベース３とフレーム１１とは構造的に分離されているため、モジュールベース３が水平方向に移動すると、フレーム１１に当たる可能性がある。このため、実施の形態１に係るモジュール支持構造体２０では、モジュールベース３とフレーム１１との間には、水平方向に加振された場合にモジュールベース３とフレーム１１との衝突を防ぐダンパ４が設置されている。ダンパ４は、フレーム１１に固定されている。ダンパ４は、モジュールベース３とフレーム１１との間隔が無負荷状態よりも狭くなった時には、モジュールベース３とフレーム１１との間隔を無負荷状態の間隔に戻す減衰力を発生させる。モジュールベース３とフレーム１１との衝突をダンパ４が防ぐことにより、衝撃荷重が絶縁支柱１に加わって絶縁支柱１が損傷することを防止できる。また、モジュールベース３とフレーム１１とが衝突することによって発生した衝撃でモジュール２が破損することを防止できる。ダンパ４には、シリコンゴムといった粘弾性ゴム、コイルばね、板ばね及び皿ばねといった弾性部材並びにダッシュポットといった減衰装置を例示できる。
【００１５】
なお、ダンパ４をモジュールベース３及びフレーム１１の両方に固定し、モジュールベース３とフレーム１１との間隔が無負荷状態よりも広くなった時にも、モジュールベース３とフレーム１１との間隔を狭くする方向に減衰力を発生させるようにしても良い。
【００１６】
下側ガイド９、転動体８、転動体５、ダンパ４及び上側ガイド７は、モジュールベース３の四隅に設けられている。
【００１７】
フレーム１１、ベース板１２、下側ガイド９、転動体８、モジュールベース３、転動体５、上側ガイド７及びダンパ４は、各段のモジュール２に対応して免震構造部４０を構成している。
【００１８】
絶縁支柱１とモジュールベース３とが構造的に分離されていることにより、地震発生時において、モジュール支持構造体２０及びモジュール２が水平方向に加振された場合においても、モジュール２の水平方向の振動と、絶縁支柱１に連なるフレーム１１の振動とは分離される。このため、絶縁支柱１に加わる曲げモーメントが低下し、絶縁支柱１の下端に発生する応力も小さくなる。したがって、絶縁支柱１を細くすることが可能になり、製造コストを低減することができる。
【００１９】
また、実施の形態１に係る電気システム３０は、絶縁支柱１とモジュールベース３とが構造的に絶縁されていることにより、地震発生時に水平方向に加振された場合に絶縁支柱１に発生する曲げモーメントは、絶縁支柱１の下端と床面との間を免震構造とした場合よりも小さくなる。したがって、下側ガイド９、上側ガイド７及びダンパ４を小型にすることが可能になり、製造コストを低減することができる。
【００２０】
なお、上側ガイド７及び下側ガイド９は、モジュールベース３を鉛直方向に拘束する拘束部をなしている。拘束部である上側ガイド７及び下側ガイド９がモジュールベース３を鉛直方向に拘束しているため、絶縁支柱１及びモジュール２が鉛直方向に加振された場合でも、モジュールベース３が落下することはない。また、絶縁支柱１の引張荷重の許容値は、水平方向の力による曲げ荷重の許容値よりも大きいため、絶縁支柱１が鉛直方向の力を受けた場合でも、絶縁支柱１が損傷することはない。
【００２１】
なお、上段のモジュール２と下段のモジュール２とで質量が異なる場合、ダンパ４は、モジュール２の質量に見合った減衰力を発生させることができればよい。このため、質量が小さいモジュール２用の免震構造部４０のダンパ４には、弱い減衰力を発生させる低コストのダンパ４を適用可能となり、製造コストを低減することができる。
【００２２】
実施の形態１に係るモジュール支持構造体２０は、絶縁支柱１が床面に立てられているため、絶縁支柱１同士の間隔が一定である。したがって、実施の形態１に係るモジュール支持構造体２０は、設置作業を容易に行うことができる。なお、絶縁支柱１は、アイソレータを介して地面に立てることにより、モジュール支持構造体２０の設置作業の作業性は低くなるが、地震による絶縁支柱１の損傷を保護する効果をさらに高めることができる。
【００２３】
実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２に係る電気システムの縦断面図である。実施の形態２に係る電気システム３０は、上段のモジュール２については、実施の形態１と同様に、ダンパ４、転動体５、上側ガイド７、転動体８、下側ガイド９、フレーム１１及びベース板１２を用いた免震構造部４０が設けられている。下段のモジュール２については、免震構造部４０が設けられておらず、モジュールベース３は、フランジ１３に固定されてモジュール支持部５０をなしている。すなわち、実施の形態２においては、絶縁支柱１の免震構造部４０よりも下方には、モジュール２を支持するモジュール支持部５０が設けられている。モジュール支持部５０は、絶縁支柱１と構造的に分離されていない状態でモジュール２を支持する。
【００２４】
地震発生時に絶縁支柱１及びモジュール２が、水平方向に加振されることによって絶縁支柱１に発生する曲げモーメントを抑制するためには、床面から遠い上段のモジュール２による力を低減することが効果的である。このため、実施の形態２に係る電気システム３０は、免震構造部４０を上段のモジュール２について設けている。
【００２５】
実施の形態２に係る電気システム３０は、下段のモジュール２については、免震構造部４０が設けられていないが、水平方向に加振されると絶縁支柱１に強い曲げモーメントを生じさせる上段のモジュール２については免震構造部４０が設けられている。このため、実施の形態２に係る電気システム３０は、水平方向に加振された場合に絶縁支柱１が損傷することを防止できる。
【００２６】
電気システム３０がモジュール２を三つ以上有する場合には、最上段のモジュール２と最下段のモジュール２との間の段のモジュール２については、免震構造部４０を設けてもよいし、モジュール支持部５０を設けてもよい。
【００２７】
実施の形態２に係る電気システム３０は、実施の形態１に係る電気システム３０と比較して、免震構造部４０の数が少ないため、製造コストの低減及び工期の短縮を図ることができる。
【００２８】
実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３に係る電気システムの縦断面図である。実施の形態３に係る電気システム３０において、モジュール支持構造体２０は、上段のモジュール２用の免震構造部４０のモジュールベース３とフレーム１１との間隔は、下段のモジュール２用の免震構造部４０のモジュールベース３とフレーム１１との間隔よりも広くなっている。このため、上段のモジュール２用の免震構造部４０のダンパ４は、下段のモジュール２用の免震構造部４０のダンパ４よりも長くなっている。
【００２９】
モジュール２が水平方向に加振される場合、絶縁支柱１は、下端部が固定端となり、上端部が開放端となって振動するため、下端部の振幅よりも上端部の振幅の方が大きくなる。したがって、上段のモジュール２用の免震構造部４０のダンパ４を長くすることにより、モジュールベース３とフレーム１１とが衝突し、絶縁支柱１及びモジュール２に衝撃が加わることを防止する効果を高めることができる。
【００３０】
電気システム３０がモジュール２を三つ以上有する場合には、最上段のモジュール２についての免震構造部４０のみモジュールベース３とフレーム１１との間隔を広げてもよいし、最下段のモジュール２から最上段のモジュール２に向かって、モジュールベース３とフレーム１１との間隔を段階的に広げてもよい。
【００３１】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１  絶縁支柱、２  モジュール、３  モジュールベース、４  ダンパ、５，８  転動体、６，１０  突起、７  上側ガイド、９  下側ガイド、１１  フレーム、１２  ベース板、１３  フランジ、１４  穴、２０  モジュール支持構造体、３０  電気システム、４０  免震構造部、５０  モジュール支持部。
【図１】
2020085038.tif 000003
【図２】
2020085038.tif 000004
【図３】
2020085038.tif 000005
【図４】
2020085038.tif 000006
【図５】
2020085038.tif 000007