(57)【要約】【課題】常時は機器本体を耐震支持し、機器本体が地震動に基づく共振状態に至った場合に機器本体の耐震支持を解放する機能を備えた耐震機器を提供する。【解決手段】実施形態による耐震機器は、基礎５上に設置された機器本体１と、基礎５に支持されて機器本体１を支持する支持部材２と、機器本体１と支持部材２との間を解放可能に締結する締結部材３と、を備える。締結部材３は、常時は機器本体１と支持部材２とを締結し、地震動に基づく共振周波数に対する振動値が予め設定した基準値を超えたときに機器本体１と支持部材２との締結状態を解放する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎上に設置された機器本体と、
前記基礎に支持されて前記機器本体を支持する支持部材と、
前記機器本体と前記支持部材との間を解放可能に締結する締結部材と、
を備え、
前記締結部材は、常時は前記機器本体と前記支持部材とを締結し、地震動に基づく共振周波数に対する振動値が予め設定した基準値を超えたときに前記機器本体と前記支持部材との締結状態を解放するよう構成したこと、
を特徴とする耐震機器。
【請求項２】
前記機器本体の振動を監視する振動監視手段をさらに備え、
前記締結部材は、前記振動監視手段で計測された振動値が予め設定した基準値を超えたときに前記機器本体と前記支持部材との締結状態を解放するよう構成したこと、
を特徴とする請求項１に記載の耐震機器。
【請求項３】
前記振動監視手段は、
前記機器本体に取り付けられた振動加速度センサと、
前記振動加速度センサで計測された振動加速度が予め設定した基準値を超えたときに前記機器本体と前記支持部材との締結状態を解放する指令信号を出力する信号処理装置と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の耐震機器。
【請求項４】
前記機器本体と前記基礎との間に介挿された弾性部材をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の耐震機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、耐震構造を備えた機器に係り、特に電力用の高電圧ブッシングや避雷器、変流器等の柱状の変電機器等に代表される機器の耐震構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震による機器の被害を低減する手法として、機器と機器を設置する基礎面との間に防振ゴム等を介在させて地震動の伝達を抑制する免震構成、機器自体の強度を増すことにより地震動に対する強度を確保する耐震構成、機器に振動減衰用のダンパや、付加質量と弾性要素を組み合わせた動吸振器を設置して地震動による機器自身の振動を抑制する制振構成などが挙げられる。
【０００３】
特に近年では、免震技術や耐震技術の進歩により、これらの技術を導入した例が特に高層ビルなどの建築構造物でよく見られるようになった。
【０００４】
一方で、電力用の高電圧ブッシングや避雷器、変流器のような、柱状に近い構造物を有する機器に対しても、上述したような振動低減用の動吸振器等の設置を試みた例がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−３０７７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した機器の耐震構造に加え、比較的簡素な構造物に対する強度向上の手段としては、通常は機器の必要な部位に支えや筋交いなどの補強部材を追加することにより、機器全体の剛性を高めるなど、機器自体の強度を向上させて耐震強度を向上させる手法が用いられることが多い。
【０００７】
ところで、柱状や筒状の形状を有する機器の場合、特にその水平断面の幅に対して鉛直方向の長さが長い構造物の場合には、一般にその構造上、固有振動数が低くなることが知られている。このため、そのような機器に対しては、支えや筋交いなどの機器の剛性を高める手段により強度向上を図っても、地震の被害を回避するほどには剛性を十分に高めることができず、機器の固有振動数が地震動の周波数領域に存在してしまうことがある。
【０００８】
このような場合、地震の特性によっては、補強を追加したことにより、結果として地震動の固有振動数と機器の固有振動数が一致してしまう場合があり、このような状況となった場合には、機器が地震動と共振して、かえって機器の強度を低下させ、場合によっては機器の破損を招くおそれがある。
【０００９】
発生する地震の振動特性は、機器を設置する土地の地盤の柔軟度や振動伝播速度、機器設置に用いられる基礎の大きさや基礎設置の際に用いられる杭の長さや本数等で決定され、機器設置前に予め正確に予測することが可能であれば、このような共振に至る状況を避けることも可能である。しかし、現実的にすべての機器に対して振動特性を予測することは非常に困難なことである。
【００１０】
そこで、本発明の実施形態においては、常時は機器本体を耐震支持し、機器本体が地震動に基づく共振状態に至った場合に機器本体の耐震支持を解放する機能を備えた耐震機器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】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明の実施形態においては、基礎上に設置された機器本体と、前記基礎に支持されて前記機器本体を支持する支持部材と、前記機器本体と前記支持部材との間を解放可能に締結する締結部材と、を備え、前記締結部材は、常時は前記機器本体と前記支持部材とを締結し、地震動に基づく共振周波数に対する振動値が予め設定した基準値を超えたときに前記機器本体と前記支持部材との締結状態を解放するよう構成したこと、を特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る耐震機器の構成を示す概略立面図。
【図２】図１における機器の支持部分の拡大立断面図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る耐震機器の構成を示す概略立面図。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る耐震機器の構成を示す概略立面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る耐震機器の構成について図面を参照して説明する。図１は本実施形態に係る耐震機器の構成を示す概略図であり、図２は図１における耐震支持部分の拡大立断面図である。
【００１４】
図１において、機器本体１は、地盤４上に設置された基礎５上に設置されている。そして、機器本体１には締結部材３を介して支持部材２が設けられており、機器本体１はこの支持部材２を介して基礎５上に耐震固定されている。
【００１５】
支持部材２は、平常時には機器本体１の剛性を高めるため、締結部材３を介して機器本体１に強固に固定されている一方、地震動を受けて機器本体１が共振状態となった場合には、この支持部材２は速やかに機器本体１から離脱する必要がある。そのため、締結部材３は、機器本体１が共振状態に至ったと判断できる以上の大きさの振動加速度が加わった場合に、締結状態から拘束が解放される構成となっている。
【００１６】
ここで、締結部材３の構成であるが、例えば図２に示すように、結合部品（締結部固定ピン）６の強度を、機器本体１が共振状態に至ったと判断できる振動加速度による慣性力が、結合部品６に作用した場合に、結合部品６が破壊するように設定されている。
【００１７】
このように、機器本体１が共振状態に至ったと判断できる以上の大きさの振動加速度が、機器本体１に作用した場合に、速やかに支持部材２を機器本体１から離脱することによって、機器全体の固有振動数を変化させることが可能となる。そして、固有振動数が変化することで、共振状態を脱することができる。その結果として機器本体１の振動量が小さくなり、地震により機器が破壊に至る状態を避けることが可能となる。
【００１８】
なお、図１においては、支持部材２の本数は２本としているが、機器の剛性向上に必要な本数が設置されていれば良く、１本でも良いし、３本以上の複数本が設置されていても構わない。また、支持部材２の設置位置についても、その効果が発揮できる位置であれば特に制約はない。
【００１９】
また、締結部材３については、図２に示した例に限らず、機器本体１が共振状態に至ったと判断できる振動加速度レベルに達した場合に、締結状態を解除できるような構成であれば良く材料や形状は問わない。
【００２０】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る耐震機器の構成について、図３を参照して説明する。図３は、本実施形態に係る耐震機器の構成を示す概略立面図である。
【００２１】
図３において、機器本体１は、地盤４上に設置された基礎５上に設置されている。そして、機器本体１には締結部材３を介して支持部材２が設けられており、機器本体１はこの支持部材２を介して基礎５上に耐震固定されている。
【００２２】
そして、機器本体１には加速度センサ１１信号処理装置１２に接続されて設置されている。この加速度センサ１１により測定された加速度信号は、信号処理装置１２に送られる。そして、信号処理装置１２で共振状態の可否を判定し、信号処理装置１２が共振状態と判断した場合には、信号処理装置１２から締結部材３に対して、締結を解除する信号を送り、機器本体１と支持部材２を切り離し支持部材２による機器本体１の拘束を解放することで、機器の固有振動数を変化させ、共振状態を回避する。
【００２３】
このように、本実施形態のような構成とした場合には、機器本体１が、地震動との共振状態となった場合に、速やかに機器本体１から支持部材２を分離し、機器の共振状態を回避することが可能となる。その結果として、機器本体１の振動量が小さくなり、地震により機器が破壊に至る状態を避けることが可能となる。
【００２４】
なお、図３においては、加速度センサ１１は１つのみ示しているが、機器本体１の振動状態を正確に判断できる個数を設置する必要があり、図示したように加速度センサ１１が１つあれば十分な構成もあれば、複数個が必要な構成もあり、対象となる機器の状況にあわせて加速度センサ１１の個数を決定すればよい。
【００２５】
また、加速度センサ１１の設置場所については、機器の制約を考慮しつつ、できるだけ機器の固有モードを捕らえ易い位置、例えば機器の上部に近い位置に設置するのが好ましいが、共振状態が判別可能と判断できれば、特に位置の制約は無く、図示した位置に制限されるものではない。
【００２６】
さらに、上記説明では加速度センサ１１の出力により機器本体１の振動状態を判断するものとしたが、加速度を計測する代わりに、振動の振幅または速度のいずれかを計測することによって機器本体１の振動状態を判断することも可能である。
【００２７】
（第３の実施形態）
第３の実施形態に係る耐震機器の構成について、図４を参照して説明する。図４は、本実施形態に係る耐震機器の構成を示す概略立面図である。
【００２８】
図４において、機器本体１は、地盤４上に設置された基礎５上に防振ゴムなどの弾性部材１３を介して設置されている。そして、機器本体１には締結部材３を介して支持部材２が設置されており、機器本体１はこの支持部材２を介して基礎５上に耐震固定されている。
【００２９】
このように、本実施形態のような構成とした場合には、設置した弾性部材１３が機器本体１の振動低減に寄与するとともに、機器本体１が地震動との共振状態となり、機器本体１と支持部材２の分離の際に、機器本体１に発生する衝撃振動の影響を緩和することができる。その結果として、機器本体１の振動量が小さくなり、地震により機器が破壊に至る状態を避けることが可能となるとともに、支持部材２の分離時に生じる衝撃振動も低減することが可能となるので、より耐震強度の高い機器を実現することができる。
【００３０】
なお、図４において、機器本体１の下部に設置した弾性部材１３の個数や配置については、図示したものに制限されるものではなく、必要に応じて位置や個数を変更してもよい。
【００３１】
（他の実施形態）
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。これらの実施形態は、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である。
【符号の説明】
【００３２】
１…  機器本体                    ２…  支持部材
３…  締結部材                    ４…  地盤
５…  基礎                        ６…  結合部品（締結部固定ピン）
１１…  加速度センサ              １２…  信号処理装置
１３…  弾性部材
【図１】
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【図２】
2014077511.tif 000004
【図３】
2014077511.tif 000005
【図４】
2014077511.tif 000006