(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
架台に複数個が取り付けられて、水平で平坦な上向きの滑り面に対して水平方向に滑動可能に接して前記架台の重力荷重を前記滑り面に伝達する免震装置であって、
この免震装置の設置時に前記架台に対して決まった位置に配置される上部部材と、この上部部材との上下方向の相対位置を調節でき、前記滑り面と接する下部部材と、を有するとともに、前記架台は水平で平坦な下向きのパッド対向面を有し、このパッド対向面と前記上部部材との間に挟まれて前記架台の重力荷重を前記上部部材に伝達する弾性パッドを有し、この弾性パッドの前記パッド対向面および前記上部部材との接触部における摩擦係数が、前記滑り材と下部部材との接触部における摩擦係数よりも大きいことを特徴とする免震装置。
【請求項２】
架台に複数個が取り付けられて、水平で平坦な上向きの滑り面に対して水平方向に滑動可能に接して前記架台の重力荷重を前記滑り面に伝達する免震装置であって、
この免震装置の設置時に前記架台に対して決まった位置に配置される上部部材と、この上部部材との上下方向の相対位置を調節でき、前記滑り面と接する下部部材と、前記架台と前記滑り面との間の水平方向の相対的動きを抑制する減衰装置を有し、前記減衰装置は、前記架台に取り付けられて上下方向に貫通する貫通孔を有する水平拘束部材と、前記滑り材に対して相対的に固定され、上下方向に延びて前記貫通孔を貫通する可撓性のある弾塑性部材とを有するとともに、前記水平拘束部材に前記貫通孔よりも大きな水平固定部材穴が設けられ、この水平固定部材穴の一部を覆うように水平拘束隙間調整部材が取り付けられ、この水平拘束隙間調整部材に前記貫通孔が設けられていることを特徴とする免震装置。
【請求項３】
前記弾塑性部材は前記貫通孔を隙間を有して貫通しているとともに、  前記隙間は、前記弾塑性部材が前記貫通孔を貫通する位置において設計上の最大の水平方向相対変位よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の免震装置。
【請求項４】
基礎床面と変電機器を設置する支持架台との間に設置され、基礎床面から伝達される地震動を低減する変電機器の免震装置において、前記基礎床面上の少なくも一部に形成された滑り面と、その滑り面上に複数配置された滑動可能な摩擦部材と、これら摩擦部材が底面に取り付けられ上下方向に高さ調節が可能な複数の支柱と、これら支柱の上部が少なくとも水平方向に拘束された支持架台とを具備し、前記支柱は、下面に摩擦部材を取り付けた下部支柱と上面に支持架台と少なくとも水平方向に拘束される上部支柱で構成され、これら下部支柱と上部支柱とが上下方向にねじ連結され、ねじ連結により、支柱への荷重支持を行うとともに下部支柱と上部支柱との間の上下方向間隔調整を行う機能を有するとともに、前記上部支柱は、その上部支柱上面の一部に上方向に向けて固定・設置された棒状部材を支持架台下方より、少なくとも支持架台下部の支持板の一部に前記上部支柱の棒状部材を貫通させるために設けた貫通穴に、一部に棒状部材を貫通させる穴を持ち、上下方向に柔性を有した支持部材であり、上部支柱上面および支持架台下面に対する接触摩擦係数が前記滑り面と摩擦部材との間の摩擦係数より大きい材質を有し、この材質により上部支柱と支持架台との間の水平方向の力の伝達部材を兼ねる弾性パッドを介して、貫通させるとともに、貫通した上部支柱上面の棒状構造上部の雄ねじ部分に、この雄ねじに対応した雌ねじを有するナット部材をねじ込み、支持架台に設置されたことを特徴とする変電機器の免震装置。
【請求項５】
基礎床面と変電機器を設置する支持架台との間に設置され、基礎床面から伝達される地震動を低減する変電機器の免震装置において、前記基礎床面上の少なくも一部に形成された滑り面と、その滑り面上に複数配置された滑動可能な摩擦部材と、これら摩擦部材が底面に取り付けられ上下方向に高さ調節が可能な複数の支柱と、これら支柱の上部が少なくとも水平方向に拘束された支持架台と、支持架台に複数配置され水平面内方向に作用する減衰装置とを具備するとともに、前記減衰装置は、支持架台に複数配置され水平方向面内に上下方向に対する貫通孔を有する水平拘束部材と、それぞれの水平拘束部材に対して、弾塑性部材の下部が基礎床面内に埋め込まれた固定用埋め込み部材に設置・固定され、前記弾塑性部材の上部が水平拘束部材の貫通孔を貫通し、少なくとも前記貫通孔位置にて貫通孔内周面と前記弾塑性部材の外周面との間に隙間を有するように配置した弾塑性部材とで構成されたことを特徴とする変電機器の免震装置。
【請求項６】
前記水平拘束部材は、前記支持架台に固定・設置された固定部材と、固定部材上に水平方向に張り出し設置され、その水平面内の一部に前記弾塑性部材の最大外径と前記貫通孔最小内径との間の隙間が、前記免震装置における設計最大すべり変位より小さくなるような貫通孔を設けた水平固定部材とで、構成されたことを特徴とする請求項５記載の変電機器の免震装置。
【請求項７】
前記水平拘束部材は、前記支持架台に固定・設置された固定部材と、固定部材上に水平方向に張り出し設置され、その設置高さを固定部材上で任意に設置でき、かつ、その水平面内の一部に前記弾塑性部材の最大外径と前記貫通孔最小内径との間の隙間が、前記免震装置における設計最大すべり変位より小さくなるような貫通孔を設けた水平固定部材と、水平固定部材上面あるいは下面上に設置され、前記水平固定部材の貫通孔の最小内径より小さい最小内径を持つ貫通孔を持ち、その水平方向設置位置を水平固定部材上で任意に調整できる水平固定補助部材とで、構成されたことを特徴とする請求項５記載の変電機器の免震装置。
【請求項８】
前記弾塑性部材は、金属部材の円柱棒で形成された構造と、その下部が上部の外径以上の外径を持つ雄ねじで形成された構造と、雄ねじ構造でない上部が前記水平拘束部材の水平固定部材の貫通孔位置高さを越える長さを持つように形成された構造と、上部の少なくとも任意の一箇所にてその外周面が断面方向において対向する面を少なくとも２箇所を切り欠いた構造とで、構成されたことを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の変電機器の免震装置。
【請求項９】
前記固定用埋め込み部材は、基礎床内にその上面の高さ位置が少なくとも基礎床面以上となるように埋め込まれ、固定されるように形成された構造と、その上面の一部に下方向内部に向かって弾塑性部材下部の雄ねじに対応し、そのねじ長さが弾塑性部材の雄ねじ部の長さより長い雌ねじを形成した構造とで、構成されたことを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の変電機器の免震装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、免震装置に関し、特に、大規模変電所や大型産業プラント電源室に設置される大重量の変圧器などの機器に好適な免震装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、変電所や産業プラント電源室に設置される変電機器は、暴風雨や地震などでずれたり、転倒しないようにするための耐震構造として、設置される基礎床とボルトなどの固定部材にて結合されるようになっている。
【０００３】
以下、図１６を参照して大規模変電所や大型プラント電源室に設置される大型の変電機器の固定方法の従来例について説明する。大規模変電所や大型プラント電源室に設置される機器の中でも大型で重量の大きいものとして、例えば変圧器がある。変圧器は、変電機器本体１と、電力を入出力するための電力線５と絶縁材であるブッシング４で構成される。また、このような変電機器における耐震構造は、変電機器本体１を設置した支持架台２と、これを支持する複数の埋込み金具４３にて結合・固定して、想定した地震時に作用する地震荷重に耐え固定状態を維持するように構成されている。埋込み金具４３は、金属棒でできていて、地面６内に設置された基礎３の基礎床内に埋め込まれている。
【０００４】
このように構成された変電機器本体１の耐震構造においては、地震時においては大きな地震加速度が生じるため、変電機器本体１には地震荷重として、水平方向にずれようとする移動力および高い重心位置による転倒力などが発生する。この時、この地震荷重は、埋込み金具４３に対して水平せん断力および引き抜き力が作用する。固定部材である埋込み金具４３は、耐震設計で想定した地震荷重に耐えるような強度を持つ構造として設計、製作される。このようにして、想定した地震に対して、変電機器本体１を基礎３に固定することにより地震による転倒などの被害を防ぐようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来の変電機器の耐震構造においては、以下のような五つの課題があった。
一つは、強度の高い固定部材により変電機器を基礎に固定した場合、建物内の設置場所の地震加速度が地震動により予想以上に増幅した場合や比較的大きな地震が発生した時、固定部材が破損せずに変電機器を固定状態に保った場合には、変電機器は大きな地震荷重を直接受けることになる。このため、変電機器において耐震上脆弱な部分、例えば、いわゆる瀬戸物（セラミックス）材料でできているブッシング（碍子）は、金属部材に比べ強度が非常に弱いため、破断あるいは折損し、絶縁機能喪失が起こったり、電力線や変電機器本体に損傷を与え、変電機器としての機能を喪失する恐れがある。すなわち、支持部の固定部材の固定強度が高過ぎても変電機器に悪影響を及ぼすという課題があった。
【０００６】
二つ目は、大地震が発生し、変電機器に設計地震力を上回る地震荷重が作用した場合や、建物内の設置場所の地震加速度が地震動により大幅に増幅した場合には、支持部の固定部材が破断する。この場合、大きな地震荷重を受けるだけでなく、変電機器が固定機能を喪失し、大きな滑りや転倒現象を発生し、ブッシング、電力線が破断や切断したり、変電機器本体が大きな損傷を受ける可能性が大きい。さらに、大きな滑り現象により、他の機器への接触、衝突により、他の機器を破壊するような連鎖的な破壊、破損現象を起こし、変電機器システム全体の機能喪失を招き、電力供給を受けている産業プラント全体や公共施設、病院、住宅への社会的、産業システム全体への連鎖的被害を発生、増幅させる恐れがある。
【０００７】
また、このような連鎖的被害が増幅すると、電力という社会インフラの長期にわたる機能喪失により、社会全体の地震後の復旧活動にも大きな悪影響を及ぼすおそれがある。１９９５年の兵庫県南部地震、１９９９年のトルコのアジャエリ地震、台湾の集集地震では、このような電力インフラの被害が社会的な問題となった。近い将来、日本においても数十年以内に、東海地震、東南海地震、南海地震などが非常に高い確率で発生することが政府や気象庁より公表されている。すなわち、現在の変電機器の耐震構造では、設計地震荷重を越える大地震に対しては、変電機器本体が破損するだけでなく、周辺機器・システム、周辺産業プラントや社会へ大きな悪影響を及ぼすという課題があった。
【０００８】
三つめは、現在の電源インフラで稼働中の既存変電機器の多くは、過去の耐震設計基準に従って設計、製作、設置されているので、近年見直されている想定地震動の地震荷重に十分対応できていないばかりか、屋外配置の使用年月長い変電機器については支持部材や固定部材は劣化や腐食により本来の設計強度が低下している可能性がある。このような変電機器は現在予想されているような大地震に対しては大きな被害が生じることが予想される。このような変電機器に対しては、改めて補強対策や耐震・免震対策を講じる必要があるが、大型で大重量を持つ変電機器の支持部材や固定部材を改造、再設置するのは、対策設計方法、費用、設置方法、設置工事期間などにおいて非常に困難が伴うという課題があった。
【０００９】
四つめは、新設の変電機器には、様々な耐震・免震対策が可能であるが、従来の固定部材を用いた基礎固定方式の既に述べた一つ目の課題の解決が可能な対策である変電機器を積層ゴムなどの水平方向に柔らかいばねで支持したばね支持免震方式にも以下に述べるような課題がある。変電機器を積層ゴムなどの水平方向に柔らかいばねで支持したばね支持免震方式は、変電機器と積層ゴムなどのばねとで構成される固有振動数を設置されている地盤の卓越振動数や地震動の卓越振動成分領域より十分低くすることにより、地盤や地震動との共振を避け、変電機器の地震加速度応答すなわち作用する地震荷重を大幅に低減することができる。しかしながら、加速度応答を大幅低減するかわりに積層ゴムなどの柔らかいばね部の相対変位が非常に増幅する。
【００１０】
兵庫県南部地震や台湾地震などの震度７クラスの地震では少なくとも数十センチの相対変位が生じる可能性がある。このため、変電機器と他の周辺機器との間に連結されている電力線が大きく引っ張られることになるため、電力線の切断やこれを支持している碍子が破断、破壊する可能性が高い。また、免震装置自体の価格が高く、構造も大きいため、既存の支持架台や基礎の構造に対して大幅な変更が必要であるため設置コストが高い。
【００１１】
さらに、柔らかいばね支持であるため、強風、暴風時あるいは弱震、軽震時には、変電機器本体が大きな風荷重や比較的小さい地震荷重を受け、ばねには風荷重や地震荷重に応じた変形が生じる。変位量は大地震ほどではないが、比較的頻繁に発生するため、変電機器と他の周辺機器との間に連結されている電力線が引っ張られ、電力線や碍子が荷重を受け続けることになる。特に、碍子は繰り返し荷重に対する疲労強度は低いため、強度が劣化し、破損する可能性が高くなる。
【００１２】
以上のように、従来の積層ゴムなどの柔らかいばね支持による免震方式では、設置コストが高いことや、風や小さな地震から大地震まで全ての事象に対して、相対変位が発生するため、電力線や碍子が頻繁に引っ張り荷重を受け、損傷したり破損する可能性が高くなるという課題があった。
【００１３】
五つめは、変電機器を積層ゴムなどの水平方向に柔らかいばねで支持したばね支持免震方式における上記四つ目の課題の解決が可能な対策の一つである、滑り支承（滑り摩擦方式）を用いた免震方式（特願平１１−３７１００３）にも以下に述べるような課題がある。
【００１４】
特願平１１−３７１００３の「システムフロアおよびその構成方法」で提案されている免震装置は、水平方向の滑り方式を採用しており、一定の摩擦荷重以下の地震荷重や風荷重には滑らず、固定装置として機能する。また、大地震が発生し、この作用している摩擦荷重を上回る地震荷重が設置構造物に発生するとすべりが生じ、設置構造物には摩擦荷重以上の荷重は伝わらないため、設置構造物の転倒や損傷を防ぐことが可能である。
【００１５】
この特許の免震装置は、その対象が建屋室内のフロア上の軽い机や比較的低コストで損傷時の影響が小さいＯＡ機器類であり、地震時の各種機器の損傷を最小限にくい止め、ＯＡフロア上で業務している従業員の保護を目的としており、また、この免震装置１体あたりの支持質量は大きくとも数十〜百ｋｇ程度であるため、各免震装置は簡素にできており、各免震装置に作用する支持荷重を均一にするような機能を有していない。このような特許の免震装置では、フロア上に設置する機器や机、書類棚等の配置や設置方法などによって、各免震装置への支持荷重に大きなばらつきが生じ、実際の重心と免震装置による免震系作用中心との大きなずれ、すなわち、偏心が生じる。
【００１６】
このような状態で比較的大きな地震が発生した場合、まず、大きな支持荷重を受けている免震装置やこれを支える固定部材が破損する可能性がある。次に、地震荷重が免震装置の摩擦力を越え、作動した場合には、大きな支持荷重を受けた免震装置やこれを支える固定部材にはそれに比例した水平方向の地震荷重が作用するため、これらが破断する可能性がある。
【００１７】
さらに、フロア全体は、重心と免震作用中心との偏心により、並進運動だけでなく、フロア水平面内の回転運動が励起されるため、フロア周辺に向かうに従って、予想以上の地震応答加速度が発生し、機器や棚に転倒や損傷を与える恐れがある。また、回転運動の励起により、フロア外周部の免震装置にはより大きな滑り変位が生じるため、設計で想定した滑り量を越え、免震装置が破損したり、フロア外周部が壁に衝突、破壊し、最終的にはフロア全体が破壊する恐れがある。
【００１８】
このようなＯＡフロア用特許の免震装置構造を、大型変電機器のような大型重量機器にそのまま適用すると、変電機器重量が数百トン、免震装置１体あたりの支持質量が数千ｋｇから数万ｋｇとなるため、次のような問題が生じる恐れがある。
【００１９】
大型で大重量の変電機器を支持する支持架台は、大型となるため、製作時のゆがみや、大重量を支持した時のゆがみなどにより、この支持架台の各部設置高さに違いが異なるため、支持架台に設置する複数の免震装置の支持荷重には大きなばらつきが生じる可能性が高い。基礎から浮いてしまい荷重を分担しないものから、設計荷重の数倍以上を分担するものまでのばらつきが生じる可能性が高い。
【００２０】
ＯＡフロア用の免震装置と同じ構造では、各免震装置の支持荷重を均一に調整する機能がないため、各免震装置の支持荷重は大きなばらつきが生じるとともに、免震構造を有する変電機器としての全体の構造系重心と免震作用力中心との間にずれ（偏心）が生じる。この場合、重心と免震作用力中心とが大きな差が生じるため、大地震時には、構造系重心による免震作用力中心に対するモーメント（回転力）が作用し、上記ＯＡフロア用免震装置の場合と同様の回転変位による異常挙動が増幅されて、変電機器に大きな損傷をもたらす恐れがある。
【００２１】
さらに、地震時、大きな支持荷重を受けた免震装置やこれを支える固定部材には、大きな支持荷重に加えて、この支持荷重に比例した水平方向の地震荷重が作用するため、これらが破損する可能性がある。このような偏心と支持荷重のばらつきの影響が重なり、最終的には、変電機器本体の破壊だけでなく、周辺変電機器を含めた変電機器システムに大きな損傷や影響をもたらす恐れがある。
【００２２】
このような問題を解決するには、免震支持点を３点とすれば、原理的に各免震装置には均一荷重が作用するが、大型変電機器のような大型構造物では、支持荷重の分散化を図る必要があるため、３点より多くの免震装置で支持せざるを得ない。このような場合、荷重支持を受け持つ各免震装置には上記に述べたような支持荷重の大きなばらつきは避けられない。従って、大型で大重量の変電機器を多数の免震装置により支持する場合には、免震装置１体あたりの支持荷重の大荷重化を避け、分散し、均一化するためには、各免震装置単位で、支持荷重を調整する機能が必要不可欠である。
【００２３】
以上のように、変電機器の耐震対策においては、低コストで設置でき、設計想定地震力や風荷重に対しては、しっかりとした固定機能により固定し、変電機器を暴風や比較的小さい地震から保護し、また、設計地震荷重以上の大地震に対しては、変電機器に作用する地震荷重をできるだけ低減し、大きな損傷に至らないようにさせ、周辺機器にも損傷を与えないようにして変電機器システム全体の機能を最小限維持・保護するような、最適な耐震構造や耐震・免震対策に対する要求が高まりつつある。
【００２４】
また、大型で大重量の変電機器に対して特願平１１−３７１００３の「システムフロアおよびその構成方法」で提案されているような免震装置の機能を適用するためには、免震装置自体の構造強度や摩擦部材に十分な強度を持たせることや、免震装置の設置により大幅な作用中心の偏心が起こらないように免震装置の支持荷重を調整、均一化することや、異常挙動が発生した場合の挙動抑制を行うなどの機能を新たに付加する必要がある。
【００２５】
本発明は上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、既存の変電機器から新設の変電機器までに容易に適用でき、簡単な構造で安価に製造および施工が可能で、変電機器への最適な免震機能を提供することのできる免震装置を得ることを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するものであって、請求項１の発明は、架台に複数個が取り付けられて、水平で平坦な上向きの滑り面に対して水平方向に滑動可能に接して前記架台の重力荷重を前記滑り面に伝達する免震装置であって、この免震装置の設置時に前記架台に対して決まった位置に配置される上部部材と、この上部部材との上下方向の相対位置を調節でき、前記滑り面と接する下部部材と、を有するとともに、前記架台は水平で平坦な下向きのパッド対向面を有し、このパッド対向面と前記上部部材との間に挟まれて前記架台の重力荷重を前記上部部材に伝達する弾性パッドを有し、この弾性パッドの前記パッド対向面および前記上部部材との接触部における摩擦係数が、前記滑り材と下部部材との接触部における摩擦係数よりも大きいことを特徴とする
【００２７】
請求項２の発明は、架台に複数個が取り付けられて、水平で平坦な上向きの滑り面に対して水平方向に滑動可能に接して前記架台の重力荷重を前記滑り面に伝達する免震装置であって、この免震装置の設置時に前記架台に対して決まった位置に配置される上部部材と、この上部部材との上下方向の相対位置を調節でき、前記滑り面と接する下部部材と、前記架台と前記滑り面との間の水平方向の相対的動きを抑制する減衰装置を有し、前記減衰装置は、前記架台に取り付けられて上下方向に貫通する貫通孔を有する水平拘束部材と、前記滑り材に対して相対的に固定され、上下方向に延びて前記貫通孔を貫通する可撓性のある弾塑性部材とを有するとともに、前記水平拘束部材に前記貫通孔よりも大きな水平固定部材穴が設けられ、この水平固定部材穴の一部を覆うように水平拘束隙間調整部材が取り付けられ、この水平拘束隙間調整部材に前記貫通孔が設けられていることを特徴とする。
【００２８】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記弾塑性部材は前記貫通孔を隙間を有して貫通しているとともに、前記隙間は、前記弾塑性部材が前記貫通孔を貫通する位置において設計上の最大の水平方向相対変位よりも小さいこと、を特徴とする。
【００２９】
請求項４の発明は、基礎床面と変電機器を設置する支持架台との間に設置され、基礎床面から伝達される地震動を低減する変電機器の免震装置において、前記基礎床面上の少なくも一部に形成された滑り面と、その滑り面上に複数配置された滑動可能な摩擦部材と、これら摩擦部材が底面に取り付けられ上下方向に高さ調節が可能な複数の支柱と、これら支柱の上部が少なくとも水平方向に拘束された支持架台とを具備し、前記支柱は、下面に摩擦部材を取り付けた下部支柱と上面に支持架台と少なくとも水平方向に拘束される上部支柱で構成され、これら下部支柱と上部支柱とが上下方向にねじ連結され、ねじ連結により、支柱への荷重支持を行うとともに下部支柱と上部支柱との間の上下方向間隔調整を行う機能を有するとともに、前記上部支柱は、その上部支柱上面の一部に上方向に向けて固定・設置された棒状部材を支持架台下方より、少なくとも支持架台下部の支持板の一部に前記上部支柱の棒状部材を貫通させるために設けた貫通穴に、一部に棒状部材を貫通させる穴を持ち、上下方向に柔性を有した支持部材であり、上部支柱上面および支持架台下面に対する接触摩擦係数が前記滑り面と摩擦部材との間の摩擦係数より大きい材質を有し、この材質により上部支柱と支持架台との間の水平方向の力の伝達部材を兼ねる弾性パッドを介して、貫通させるとともに、貫通した上部支柱上面の棒状構造上部の雄ねじ部分に、この雄ねじに対応した雌ねじを有するナット部材をねじ込み、支持架台に設置されたことを特徴とする。
【００３０】
請求項５の発明は、基礎床面と変電機器を設置する支持架台との間に設置され、基礎床面から伝達される地震動を低減する変電機器の免震装置において、前記基礎床面上の少なくも一部に形成された滑り面と、その滑り面上に複数配置された滑動可能な摩擦部材と、これら摩擦部材が底面に取り付けられ上下方向に高さ調節が可能な複数の支柱と、これら支柱の上部が少なくとも水平方向に拘束された支持架台と、支持架台に複数配置され水平面内方向に作用する減衰装置とを具備するとともに、前記減衰装置は、支持架台に複数配置され水平方向面内に上下方向に対する貫通孔を有する水平拘束部材と、それぞれの水平拘束部材に対して、弾塑性部材の下部が基礎床面内に埋め込まれた固定用埋め込み部材に設置・固定され、前記弾塑性部材の上部が水平拘束部材の貫通孔を貫通し、少なくとも前記貫通孔位置にて貫通孔内周面と前記弾塑性部材の外周面との間に隙間を有するように配置した弾塑性部材とで構成されたことを特徴とする。
【００４６】
また、請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記水平拘束部材は、前記支持架台に固定・設置された固定部材と、固定部材上に水平方向に張り出し設置され、その水平面内の一部に前記弾塑性部材の最大外径と前記貫通孔最小内径との間の隙間が、前記免震装置における設計最大すべり変位より小さくなるような貫通孔を設けた水平固定部材とで、構成されたことを特徴とする。
【００４７】
また、請求項７の発明は、請求項５の発明において、前記水平拘束部材は、前記支持架台に固定・設置された固定部材と、固定部材上に水平方向に張り出し設置され、その設置高さを固定部材上で任意に設置でき、かつ、その水平面内の一部に前記弾塑性部材の最大外径と前記貫通孔最小内径との間の隙間が、前記免震装置における設計最大すべり変位より小さくなるような貫通孔を設けた水平固定部材と、水平固定部材上面あるいは下面上に設置され、前記水平固定部材の貫通孔の最小内径より小さい最小内径を持つ貫通孔を持ち、その水平方向設置位置を水平固定部材上で任意に調整できる水平固定補助部材とで、構成されたことを特徴とする。
【００４８】
また、請求項８の発明は、請求項５乃至７のいずれかの発明において、前記弾塑性部材は、金属部材の円柱棒で形成された構造と、その下部が上部の外径以上の外径を持つ雄ねじで形成された構造と、雄ねじ構造でない上部が前記水平拘束部材の水平固定部材の貫通孔位置高さを越える長さを持つように形成された構造と、上部の少なくとも任意の一箇所にてその外周面が断面方向において対向する面を少なくとも２箇所を切り欠いた構造とで、構成されたことを特徴とする。
【００４９】
また、請求項９の発明は、請求項５乃至８のいずれかの発明において、前記固定用埋め込み部材は、基礎床内にその上面の高さ位置が少なくとも基礎床面以上となるように埋め込まれ、固定されるように形成された構造と、その上面の一部に下方向内部に向かって弾塑性部材下部の雄ねじに対応し、そのねじ長さが弾塑性部材の雄ねじ部の長さより長い雌ねじを形成した構造とで、構成されたことを特徴とする。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る免震装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここでは変電機器の免震装置を例にとって説明するが、他の機器にも適用可能なことはいうまでもない。また、以下の説明で、従来技術とあるいは各実施の形態同士で共通または類似の部分には同じ符号を付して、重複説明は適宜省略する。
【００５１】
［第１の実施の形態］
まず、図１〜５を参照して第１の実施の形態を説明する。図１において、基礎３が、地面６に埋め込まれて設置されている。この基礎３の上に、上面が水平でかつ平坦で滑らかな滑り板１０が複数個配置され、固定されている。滑り板１０の上に、変電機器本体１を設置した支持架台２が、滑り板１１と接触する面に摩擦部材９が取り付けられた複数の支柱８により支持されている。変電機器本体１の上部にはブッシング４を介して電力線５が周辺機器と連結されている。
【００５２】
免震機能を果たす免震装置７は、滑り板１０と支柱８，１２より構成されている。滑り板１０は、ほぼ円形またはほぼ正方形の板で、基礎３上に接着あるいはボルトなどにより固定される。滑り板１０の材質は、ステンレス鋼板、クロムなどの硬質メッキをした鋼板、フッ素樹脂材を塗布した鋼板などが適している。滑り板１０の表面は水平であり、平坦かつ後述する支柱８下面の摩擦部材９を所定の摩擦力にて滑らかに滑らせるため、表面を研磨して滑らかな滑り面を形成する。
【００５３】
このような構成により、摩擦部材９は、通常、摩擦力以下である暴風や中小地震による変電機器本体１に作用する水平荷重に対しては、滑動せずに固定装置として働く。また、大地震により変電機器に所定の摩擦力以上の水平地震荷重が作用すると、滑らかに滑動し、摩擦力以上の地震力を伝達させないような免震作用が働き、変電機器の大地震による損傷を未然に防ぐことができる。
【００５４】
支柱８は、各滑り板１０上面のほぼ中央部に１体ずつ、滑動可能に設置される。支柱８は、後述するように、大きく分けて上部支柱１１と下部支柱１２（図２〜５参照）の二つに分割され、これらはねじ結合されており、ねじのねじ込みにより支柱８全体の高さを調整できるように構成されている。このような高さ調整機能により、支持架台２を支持している全ての支柱８の高さを適切に調整することで、各支柱８に作用する支持荷重をほぼ均一にできる。その結果、荷重分布のばらつきがなくなるため、一部の支柱に過大な支持荷重が作用し破損することを防ぐことができ、また、変電機器全体の重心の偏心を抑制することができるので、大地震の際の滑動時における変電機器１の回転挙動などの異常挙動を防ぐことができる。
【００５５】
また、支柱８下部の下面には摩擦部材９が固定されており、滑り板１０と接して滑動する。摩擦部材９の材料は、滑り板１０の材質より柔らかい材料が用いられている。樹脂系材料の場合は、フッ素樹脂（例えばポリテトラフルオロエチレン）材、油分やカーボンを含む樹脂材、その他樹脂を基材とする固体潤滑材などが用いられ、金属系材料として黄銅、アルミニウムなどが用いられる。摩擦部材９の滑り摩擦係数は、摩擦部材９の材質、滑り板１０の材質とその表面荒さから決定されるので、これらを適切に組み合わせることにより、免震設計に必要な摩擦係数を設定することが可能である。すなわち、設置場所の想定地震力に応じて適切な免震装置７の摩擦力を設定することにより、最良の免震効果を得ることができる。
【００５６】
一方、滑り板１０の広さは、設置場所の想定地震力から予想される摩擦部材９の滑り変位を考慮して決定することができる。例えば、摩擦部材９の最大径がＤf、予想される大地震の最大滑り変位がδSとすると、滑り板１０は、円形状板であれば、少なくとも直径が Ｄf＋２・δS の広さとなり、正方形状の板であれば、少なくとも、一辺がＤf＋２・δSの広さとする。このような広さの滑り板１０を設置すれば、大地震時でも免震装置７は、滑り板１０からはみ出さずにこの滑り板１０の範囲内を滑動し、所定の免震効果を発揮することができる。
【００５７】
図２に拡大して示すように、支持架台２を支持する免震装置７の支柱８は、下からの荷重伝達順に、摩擦部材９、下部支柱１２、上部支柱１１、弾性パッド１４から構成されている。摩擦部材９は滑り板１０に接し、弾性パッド１４は支持架台２に接し、それぞれ接している部材との間で支持荷重、地震荷重あるいは摩擦力を受け渡ししている。
【００５８】
後述するように（図３〜５参照）、上部支柱１１には、対向する下部支柱１２の面に向かって雌ねじ部１９が形成されている。また、下部支柱１２には、雌ねじ部１９に対応する雄ねじ部１３が形成され、両者は一定の深さまでねじ込まれるとともに、上部支柱１１あるいは下部支柱１２との間には隙間が生じるように設定されている。
【００５９】
上部支柱１１は、その上面の中心付近から上向きに上部支柱１１より細い棒状の上部連結部材１５が取り付けられている。この上部連結部材１５は、支持架台２を貫通するとともに、その上部領域が連結雄ねじ部１６に形成されており、この連結ねじ部１６には、支持架台２面に座金部材１８が設置され、上方向から脱落防止ナット部材１７がねじ込まれている。脱落防止ナット部材１７と座金部材１８との間は、若干の隙間ができるよう設定されている。
【００６０】
このような構成により、上部支柱１１と下部支柱１２とを互いにねじ回すことにより、支柱高さ調整用雄ねじ部１３の隙間間隔が調整され、最終的には支柱高さを変更することができる。その結果、配置された複数の支柱８に作用する支持荷重のばらつきを抑制することが可能となる。また、上部連結部材１５とこれに設置された脱落防止ナット部材１７により、変電機器本体１、支持架台２、免震装置７などを組立、設置する際、例えば、支持架台２に免震装置７を仮止め設置したままのクレーンつり下げによる支持架台設置の際に、支柱８の脱落による破損を防ぐことができる。
【００６１】
図３〜５に示すように、この実施の形態では、支柱高さ調整雄ねじ部１３が下部支柱１２の上部に形成されている。滑り板１０上に接する摩擦部材９は、摩擦部材挿入窪み２０にはめ込まれ、接着剤などを用いて貼りつけ、固定される。摩擦部材挿入窪み２０は、下部支柱１２の下面の中央部に設けられ、深さが摩擦部材９の厚さより小さく、その上底が摩擦部材９の平坦さと同程度の平坦さになっている。下部支柱１２の上部には支柱高さ調整雄ねじ部１３が形成され、また、下部支柱１２の下部の外周面には、その断面方向において対向する面を２箇所切り欠いた下部支柱切り欠き部２２が形成されている。
【００６２】
上部支柱１１は、その上部には支持架台と連結するための棒状の上部連結部材１５が形成されるとともに、上部連結部材１５の上部領域には連結雄ねじ部１６が形成されている。また、上部支柱１１の下部には、下面の中央に上部支柱１１の支柱高さ調整雄ねじ部１３に対応する支柱高さ調整雌ねじ部１９が形成され、また、その下部の外周面にはその断面方向において対向する面を２箇所切り欠いた上部支柱切り欠き部２３が形成されている。
【００６３】
上部支柱１１の下部の上面には、中央に上部連結部材１５が貫通する貫通穴５０（図４参照）を持つ弾性パッド１４が設置される。弾性パッド１４は、外径が少なくとも上部支柱１１の下部外径以上であり、また、下面で接し合う上部支柱１１の下部の上面、および、上面で接し合う支持架台２との接触摩擦係数が、摩擦部材９と滑り板１０との接触摩擦係数より大きい材質を持つ。このような弾性パッド１４は、表面が十分平坦で比較的滑らかで、かつ、比較的硬度の小さいゴム材を使用する。例えば、天然ゴムや化学合成ゴムとしては、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴムなどのゴム材が適している。
【００６４】
このような構成により、上部支柱１１と下部支柱１２の切り欠き部２２、２３にそれぞれスパナあるいは専用治具（図示せず）を差し込み、これらを互いにねじ回すことにより、支柱高さ調整用雄ねじ部１３の支柱高さ調整用雌ねじ部１９に対する挿入深さを変え、上部支柱１１と下部支柱１２との隙間間隔が調整され、最終的には支柱高さを変更することができる。
【００６５】
各免震装置７における滑り板１０と摩擦部材９との間の摩擦係数は同じなので、支持荷重が同じであれば、この接触部に生じる摩擦力は同じになり、この摩擦力に対応する回転力も等しいものとなる。したがって、上部支柱１１と下部支柱１２ねじ回す際、スパナあるいは専用治具に作用する回転力すなわちトルクを同じにすれば、各免震装置７の支持荷重を等しくすることが可能である。トルク計あるいはトルクを検出できる装置を装着したレンチ、スパナあるいは専用トルク治具を用いれば、トルク調整が容易にできる。このようなレンチ、スパナあるいは専用トルク治具を用いて、積載物の荷重を支持している各免震装置７のトルクをほぼ等しく調整することにより、各免震装置７に作用する支持荷重をほぼ同一にすることができる。
【００６６】
このようにして、配置された全免震装置７の支持荷重のばらつきを大幅に低減することができるので、最終的に、一部の免震装置７に設計強度を越える支持荷重が作用することがなくなり、この免震装置７の破損や破壊の恐れがなくなるとともに、全体の構造系重心と免震作用力中心とのずれ（偏心）が非常に小さく抑えられ、大地震時には、構造系全体の水平面内の回転挙動がなくなるので、構造系全体の異常挙動の発生する恐れがなくなり、免震装置７の免震機能が有効に作用し、免震対象の積載した大型変電機器を地震から有効に保護することができるようになる。
【００６７】
また、下部支柱１２に上向きに支柱高さ調整用雄ねじ部１３を形成することにより、この免震装置を屋外で使用する場合、雨や水がなどがかかっても、ねじ内に水が侵入したり、支柱高さ調整用雌ねじ部１９内に水が溜まりにくくできるので、ねじ部を腐食させにくくすることができる。
【００６８】
また、滑り板１０上に接する摩擦部材９は、摩擦部材挿入窪み２０内にはめ込まれ、接着剤にて上面が貼りつけられているので、万が一、接着剤が劣化し剥がれが生じたとしても、大地震などにより摩擦部材９が滑り板１０上を滑り、摩擦部材９に摩擦力による水平方向の引き剥がし力が生じても、摩擦部材９は、摩擦部材挿入窪み２０に埋まっている部分の外周面が摩擦部材挿入窪み２０に引っかかるため、摩擦部材挿入窪み２０から外れることはない。したがって、このような構造により、摩擦部材９は、確実に免震装置７の下面に固定され、最終的には、その摩擦機能、すなわち、免震機能を発揮することができる。
【００６９】
さらに、上部支柱１１の下部の上面と支持架台２の間に設置されている弾性パッド１４は、各部材の接触摩擦係数が摩擦部材９と滑り板１０との接触摩擦係数より大きい材質が用いられる。このため、大地震などにより摩擦部材９が滑り板１０上を滑り、発生した摩擦力が下部支柱１２、上部支柱１１を介して弾性パッド１４に伝わった場合、摩擦材９と等しい荷重を支持している弾性パッド１４と、上部支柱１１の下部の上面および支持架台２との間の接触摩擦力は、この伝達された摩擦力より大きいので、弾性パッド１４と接触しているこれら部材とは滑ることなく、固着した状態で、上部支柱１１に伝わった摩擦力を支持架台２に伝達することができる。
【００７０】
この弾性パッド１４との接触部で水平方向にすべりが容易に生じると、支持架台の上部支柱貫通孔２１と上部連結柱１５とが激しく衝突し合うため、その衝突力で上部連結柱１５が破断し、支持架台２と免震装置７とが分解する恐れがある。この実施の形態の構成により、上記のような問題が解決できる。すなわち、弾性パッド１４が水平方向にも弾性を有しているので、比較的小さな地震力では、支持架台の上部支柱貫通孔２１と上部連結柱１５とは衝突を防ぐことができ、また、比較的大きな地震では、弾性パッド１４の水平方向弾性による衝突力緩和を図ることができるので、最終的には、上部連結柱１５が破損することを防ぐことができる。
【００７１】
また、この弾性パッド１４は比較的硬度の小さい柔らかな弾性体であり、弾性パッド１４に作用する支持荷重により、上下方向にも適度に圧縮変形するので、支持架台２や上部支柱１１下部上面の接触部の若干のゆがみや平面度の片寄りがあっても、支持架台２や上部支柱１１を互いに密着させてなじませ、その支持荷重を互いの接触面にほぼ均一に分散させることができる。
【００７２】
このため、支持時のがたつきや荷重片寄りによる支柱破損の可能性が少なくさせることができるとともに、最終的には、下部支柱下面の摩擦部材９と滑り板１０とを密着させ、これらに作用する支持荷重による面圧をほぼ均一にすることができるようになる。そして、摩擦部材９の目標とする摩擦力を精度よく発生させることが可能になるため、免震機能の信頼性を大幅に向上させることができる。
【００７３】
［第２の実施の形態］
この実施の形態は、基本的には第１の実施の形態と共通するが、図６〜８に示すように、支柱高さ調整雄ねじ部１３ａを上部支柱１１の下部に形成する点が異なる。
【００７４】
滑り板１０上に接する摩擦部材９は、下部支柱１２の下面の中央部に設けられた摩擦部材挿入窪み２０にはめ込まれ、接着剤などを用いて貼りつけ、固定される。摩擦部材挿入窪み２０は、深さが摩擦部材９の厚さより小さく、その上底が摩擦部材９の平坦さと同程度の平坦さを有する。
【００７５】
下部支柱１２は、その上部には支柱高さ調整雌ねじ部１９ａが形成され、また、その外周面にはその断面方向において対向する面を２箇所切り欠いた下部支柱切り欠き部２２が形成されている。
【００７６】
上部支柱１１は、その上部には支持架台と連結するための棒状の上部連結部材１５が形成されるとともに、上部連結部材１５の上部領域には連結雄ねじ部１６が形成されている。また、上部支柱１１の下部には、下面の中央に上部支柱１１の支柱高さ調整雌ねじ部１９ａに対応する支柱高さ調整雄ねじ部１３ａが形成され、また、その下部の外周面にはその断面方向において対向する面を２箇所切り欠いた上部支柱切り欠き部２３が形成されている。
【００７７】
上部支柱１１の下部の上面には、中央に上部連結部材１５が貫通する貫通穴を持つ弾性パッド１４が設置される。弾性パッド１４は、外径が少なくとも上部支柱１１の下部外径以上であり、また、下面で接し合う上部支柱１１の下部の上面、および、上面で接し合う支持架台２との接触摩擦係数が摩擦部材９と滑り板１０との接触摩擦係数より大きい材質を持つ。
【００７８】
このような構成により、第１の実施の形態と免震機能に関して同様の効果を得ることができる。すなわち、まず、上部支柱１１と下部支柱１２の切り欠き部２２、２３にそれぞれスパナあるいは専用治具を差し込み、これらをを互いにねじ回すことにより、支柱高さ調整用雄ねじ部１３ａの支柱高さ調整用雌ねじ部１９ａに対する挿入深さを変え、上部支柱１１と下部支柱１２との隙間間隔が調整され、最終的には支柱高さを変更することができる。
【００７９】
また、上部支柱１１下面に下向きに支柱高さ調整用雄ねじ部１３ａを形成し、下部支柱１２上部に支柱高さ調整用雌ねじ部１９ａを形成することにより、支持架台と免震装置の組立現場において、先に支持架台２に組み込まれた上部支柱１１に下から下部支柱１２を組入れる場合、下部支柱１２の上面にある支柱高さ調整用雌ねじ部１９ａの穴を設置者が上方向から比較的容易に見ることができるので、支柱高さ調整用雌ねじ部１９ａを支柱高さ調整用雄ねじ部１３ａに容易に組み込むことができる。このような構成の免震装置７は、屋内で使用する場合に適している。
【００８０】
［第３の実施の形態］
次に、図９〜１２を参照して第３の実施の形態を説明する。図９および図１０に示すように、本実施の形態では、まず、地面６に埋め込み、設置された基礎３の上に、支持架台２を支持する免震装置本体７が設置されている。この免震装置本体７は第１、第２の実施の形態における免震装置７に相当するものである。すなわち、第１、第２の実施の形態と同様に、上面が水平でかつ平坦で滑らかな滑り板１０が複数配置、固定され、滑り板１０上に、変電機器本体１を設置した支持架台２が滑り板１１と接触する面に摩擦部材９が取り付けられた複数の支柱８により支持されている。
【００８１】
さらに、本実施の形態では、減衰装置２４を追加・設置している。設置支持架台２の外周部には、水平面内に貫通孔２８を有する水平拘束部材２６が複数配置されている。それぞれの水平拘束部材２６に対応して、基礎３内あるいは基礎３周囲の地面６内に埋め込み、設置された弾塑性部材基礎２７に弾塑性部材２５が垂直に固定・設置され、この弾塑性部材２５が対応する水平拘束部材２６の貫通孔の中央領域を貫通している。ここでは、貫通孔２８内径は、弾塑性部材２５直径に対して、水平拘束部材２６と適切な隙間を有するように製作されている。
【００８２】
免震機能を果たす免震装置本体７の構成は、第１または第２の実施の形態の免震装置７と同様のものである。この免震装置本体７により、変電機器の設置場所の想定される地震に対して最良の免震効果を得ることができるので、変電機器をこのような地震から保護することができる。
【００８３】
減衰装置２４は、弾塑性部材２５と水平拘束部材２６より構成されている。弾塑性部材２５は、円柱棒状に形成され、その下部を基礎３内あるいは基礎３の周囲の地面６内に埋め込まれた弾塑性部材基礎２７に固定・設置される。弾塑性部材２５の長さは、弾塑性部材基礎２７面から水平拘束部材２６上の貫通孔２８までの長さより十分長く形成される。弾塑性部材２５と貫通孔２８との間にできる隙間は、免震装置本体７における設計最大すべり変位より小さくなるよう、貫通孔の内径が形成される。
【００８４】
弾塑性部材２５の弾塑性部材基礎２７面から水平拘束部材２６上の貫通孔２８まで部分の長さと太さは、次のような考え方で設定、形成される。想定される地震より大きな限界的地震が発生して、免震装置本体７に大きな滑り変位が生じ、最初に設定された隙間が狭まり、水平拘束部材２６が弾塑性部材２５に接触し、これを変形させるようになった場合、免震装置本体７における設計上の最大滑り変位を越えないように振動エネルギーを吸収する弾塑性変形による減衰量を発生するように弾塑性部材２５の長さと太さを決めることができる。
【００８５】
限界的な地震における地震力は、想定される地震の地震力の１．５倍〜２倍程度を考慮すれば十分である。また、弾塑性部材２５の材質は、軟鋼材、ステンレス鋼材、銅材などのような延性が高く、破断強度が大きい材料が適している。
【００８６】
このような構成により、まず、免震装置本体７における摩擦部材９と滑り板１０により、通常、摩擦力以下である暴風や中小地震による変電機器本体１に作用する水平荷重に対しては、滑動せずに固定装置として働く。次の段階として、比較的大きな地震により変電機器に所定の摩擦力以上の水平地震荷重が作用すると、滑らかに滑動し、摩擦力以上の地震力を伝達させないような免震作用が働き、大きな地震による損傷を未然に防ぐことができる。この時発生する滑り変位が、弾塑性部材２５と水平拘束部材２６との間の隙間δ以下であれば、免震装置本体７による摩擦作用のみの免震機能が働く。
【００８７】
さらに次の段階として、設計で想定した地震よりさらに大きな地震が発生した場合、免震装置本体７による摩擦作用だけで、想定した設計最大すべり変位の範囲内にて、発生する滑り変位量を抑制できないため、免震装置本体７は滑り板１０を越えてしまい、免震装置本体７だけでなく、変電機器本体や他の機器に大きな損傷を与える恐れがある。減衰装置２４は、このような事態に対処するためバックアップ装置として機能する。
【００８８】
すなわち、設計で想定した地震よりさらに大きな地震が発生し、免震装置本体７による摩擦作用だけでは想定した設計最大すべり変位を越える場合、ここでは、弾塑性部材２５と水平拘束部材２６との間の隙間を設計最大すべり変位より小さく設定してあるので、免震装置本体７が設計最大すべり変位を越える前に、支持架台２に設置されている水平拘束部材２６が弾塑性部材２５に接触し、弾塑性部材２５が曲げられる。これが曲げられると、曲げに比例する復元力が発生し、この力が水平拘束部材２６から支持架台２に伝達され、支持架台２に対して押し戻し力として作用し、滑り変位が抑制される。
【００８９】
さらに、大きな地震力により、滑り変位が増加し、弾塑性部材２５の曲げ変形が弾性領域を越えて塑性変形するようになると、弾塑性部材２５内で塑性変形によるエネルギー消散（履歴減衰エネルギー消散）が行われ、対象の変電機器全体の振動エネルギーを減衰させ、振動振幅、すなわち、滑り変位を大幅に抑制することができる。最終的には、想定以上の破壊的な大きな地震が発生した場合でも、免震装置本体７の滑り変位を、想定した地震に対する設計最大すべり変位内の抑え、変電機器本体１や免震装置本体７を破損や破壊から保護することが可能となる。
【００９０】
図１１および図１２に減衰装置２４を拡大して示す。なお、図１１で、免震装置本体７については、単に中心線のみを示している。減衰装置２４は、弾塑性部材２５と水平拘束部材２６より構成されている。弾塑性部材２５は、円柱棒状に形成され、上部の弾塑性部材上部２７と下部の弾塑性部材下部３０に分けられ、弾塑性部材下部３０には、弾塑性部材おねじ部３１が形成され、また、弾塑性部材上部２７の外径ＤＵと弾塑性部材下部３０の外径ＤＬとの関係は、ＤＬ＞ＤＵのように形成される。
【００９１】
基礎３内あるいは基礎３周囲の地面６内に埋め込まれた弾塑性部材基礎２７には、固定部材３２が埋め込まれ、その中央に垂直に弾塑性部材おねじ部３１に対応する固定部材雌ねじ部３３が形成されている。弾塑性部材２５は、弾塑性部材下部３０が、固定部材３２にねじ込まれ、固定され、さらに、固定ナット３４にて、固定部材３２の上面上で締め付けられ、固定状態が補強されている。
【００９２】
水平拘束部材２６は、支持架台２の側面に設置され、水平方向に張り出した板部には、内周面に緩衝部材３５が取り付けられた貫通孔２８が形成されている。貫通孔２８と貫通孔２８の中央部を貫通する弾塑性部材２５との間に形成される隙間３６は、隙間３６をδ、貫通孔内径をＤＨとすると、δ＝（ＤＨ−ＤＵ）／２  の関係がある。このように隙間は、免震装置本体７における設計最大すべり変位より小さくなるよう、貫通孔２８の内径ＤＨが形成される。
【００９３】
弾塑性部材上部２９の長さと太さに関しては、弾塑性部材基礎２７面から水平拘束部材２６上の貫通孔２８まで部分の長さＬT、弾塑性部材の実質的な変形部分ＬＰと太さＤＵは、前述の考え方で設定、形成されている。
【００９４】
弾塑性部材上部２９の全体の長さＬＴは、弾塑性部材２５が、水平拘束部材２６から変形力を受けて水平方向に大きく変形しても、その先端が貫通孔２８からはずれないよう、十分な余裕を持っている。水平拘束部材２６の貫通孔２８高さ位置は、この弾塑性部材２５の実質的に変形する長さＬＰに合わせて、形成および調整・設置される。太さＤＵは想定する最大の地震力時の弾塑性部材上部２９のエネルギー消散量に応じて決定される。また、弾塑性部材２５の材質は、軟鋼材、ステンレス鋼材、銅材などのような延性が高く、破断強度が大きい材料が適している。
【００９５】
このような構成により、まず、弾塑性部材おねじ部３１が固定部材雌ねじ部３３にねじ込まれ、固定部材３２に固定されるとともに、固定部材雌ねじ部３３のねじ込み調整により、減衰装置として機能する弾塑性部材上部２９の全体の長さＬＴを適切に設定することができるので、設計どおりの減衰能力を備えた弾塑性ダンパーとして機能させることができるようになる。また、固定ナット３４にて、固定部材３２上面上に現れている固定部材雌ねじ部３３を固定部材３２に締め付けることにより、固定部材３２に対して固定状態を確実に補強するだけでなく、大地震時において弾塑性部材２５が大きな変形をした場合に対しても、固定部材雌ねじ部３３からの亀裂、破損を防ぐことができる。
【００９６】
さらに、想定を越える大地震時において、免震装置本体７の滑り変位が隙間δを越えると、弾塑性部材２５と水平拘束部材２６がぶつかるようになり、急激な衝突が発生すると衝撃荷重により互いの部材が損傷を受ける恐れがあるが、水平拘束部材２６の貫通孔２８内周面に緩衝部材３５を取り付けることにより、この互いの部材の衝撃を和らげ、それぞれの部材の損傷を防止することができる。
【００９７】
［第４の実施の形態］
第４の実施の形態は、図１３〜１５に示すように、第３の実施の形態における減衰装置２４の構成を拡張した例である。この実施の形態の減衰装置２４は、弾塑性部材２５と水平拘束部材２６ａより構成されている。弾塑性部材２５は、円柱棒状に形成され、上部の弾塑性部材上部２７と下部の弾塑性部材下部３０に分けられ、弾塑性部材下部３０には、弾塑性部材おねじ部３１が形成され、また、弾塑性部材上部２７の外径ＤＵと弾塑性部材下部３０の外径ＤＬとの関係は、ＤＬ＞ＤＵのように形成される。
【００９８】
基礎３内あるいは基礎３の周囲の地面６内に埋め込まれた弾塑性部材基礎２７には、固定部材３２が埋め込まれ、その中央に垂直に弾塑性部材おねじ部３１に対応する固定部材雌ねじ部３３が形成されている。弾塑性部材２５は、弾塑性部材下部３０が、固定部材３２にねじ込まれ、固定され、さらに、固定ナット３４にて、固定部材３２の上面上で締め付けられ、固定状態が補強されている。
【００９９】
水平拘束部材２６ａは、支持架台固定部材３７、水平固定部材３８、水平拘束隙間調整部材３９から構成されている。支持架台固定部材３７は支持架台２の側面に垂直に設置され、支持架台固定部材３７の側面には、水平固定部材３８をボルト固定するためのねじ穴５２（図１３および図１５に中心線のみを示す）が上下方向に段階的に多数設けられている。水平固定部材３８は、支持架台固定部材３７と連結するための垂直板と水平板から成っており、垂直板において支持架台固定部材３７とボルト結合されている。支持架台固定部材３７に上下方向に段階的に多数設けられたねじ穴５２により、水平固定部材３８の設置高さを段階的に調整できるようになっている。
【０１００】
また、水平板部５６には水平固定部材穴４０が形成されている。水平拘束隙間調整部材３９は、水平固定部材３８上に固定、設置される。水平拘束隙間調整部材３９には、内周面に緩衝部材３５が取り付けられた貫通孔２８ａが形成されている。貫通孔２８ａと貫通孔２８ａの中央部を貫通する弾塑性部材２５との間に形成される隙間３６は、隙間３６をδ、貫通孔内径をＤＨとすると、δ＝（ＤＨ−ＤＵ）／２  の関係がある。隙間は、免震装置本体７における設計最大すべり変位より小さくなるよう、貫通孔２８ａの内径ＤＨが形成される。なお、水平固定部材３８の水平固定部材穴４０の内径は、貫通孔２８ａの内径ＤＨより大きくなるよう形成されている。
【０１０１】
弾塑性部材上部２９の長さと太さに関しては、弾塑性部材上部２９と弾塑性部材下部３０との境界部から水平拘束隙間調整部材３９の貫通孔２８ａまで部分の長さＬＰと太さＤＵは、第３の実施の形態と同様の考え方で設定、形成されている。弾塑性部材上部２９の全体の長さＬＴは、弾塑性部材２５が、水平拘束隙間調整部材３９から変形力を受けて水平方向に大きく変形しても、その先端が貫通孔２８ａからはずれないよう、十分余裕を持った長さに形成されている。
【０１０２】
水平拘束隙間調整部材３９の貫通孔２８ａの内径ＤＨ、弾塑性部材２５の実質的に変形する長さＬＰおよび太さＤＵは、想定する限界地震に対応する必要減衰量を得るように設計、製作される。水平拘束隙間調整部材３９の貫通孔２８ａの内径ＤＨは、隙間３６の必要な距離δを弾塑性部材２５の太さＤＵに対して製作される。弾塑性部材２５の長さＬＰは、水平拘束部材２６ａの水平拘束隙間調整部材３９の貫通孔２８ａにおける高さ位置と弾塑性部材２５の弾塑性部材おねじ部３１を調整することにより、精度良く設定することができる。
【０１０３】
太さＤＵは、必要に応じて弾塑性部材上部２９の直径を変え、製作することができる。水平拘束隙間調整部材３９の貫通孔２８ａの内径ＤＨ、弾塑性部材２５の長さＬＰと太さＤＵ、水平拘束部材２６ａの高さ位置の組合せにより、想定する限界地震に対応する必要減衰量を容易に精度良く設定することができる。
【０１０４】
このような構成により、減衰装置としての効果は第３の実施の形態と同様に得ることができるとともに、水平拘束隙間調整部材３９の貫通孔２８ａの内径ＤＨ、弾塑性部材２５の長さＬＰと太さＤＵ、水平拘束部材２６ａの高さ位置の組合せ裕度が非常高くなるので、想定する限界地震に対応する必要減衰量を容易に精度良く設定することができるばかりでなく、製作後や設置後に、想定地震力を変更したり、免震性能基準を変更する場合に、その減衰装置２４の減衰機能を製作、設置した範囲で容易に変更することができるようになる。どのような地震に対しても免震性能を柔軟に調整、変更することが可能である。
【０１０５】
さらに、大幅に減衰装置２４の能力を変えたい場合、長期間の設置による弾塑性部材２５などの腐食などによる性能劣化を避けるための交換を行う場合、大地震時にこの減衰装置が作動し、弾塑性部材２５が塑性領域までの大変形を繰り返し受けたために新しい弾塑性部材２５に交換したい場合などにおいては、弾塑性部材２５を固定部材３２にねじ固定してあるだけなので、新規製作した弾塑性部材２５に容易に取り替えることができる。このように、免震装置全体の能力を変更したり、保守のための交換や大地震後の交換など、減衰性能維持のために、弾塑性部材２５をきわめて容易に取り替えることが可能である。
したがって、本免震装置は、高い免震性能を持つ装置であるだけでなく、柔軟性および拡張性に富んだ免震装置であるといえる。
【０１０６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、想定した大地震に対して、設置した複数の免震装置に作用する支持荷重を均一に分担させることができるので、機器と架台の重心位置と免震装置による滑り摩擦力により発生する免震作用力中心とをほぼ一致させることができる。この効果により、免震された機器は、大地震時に異常な挙動を示すことなく、機器を大地震による破損や破壊から保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る免震装置の第１の実施の形態を変電機器に適用した場合の全体立面図。
【図２】図１の免震装置付近の拡大立面図。
【図３】図２の免震装置付近の拡大立断面図。
【図４】図２および図３の免震装置の展開立面図。
【図５】（ａ）は図４のＡ−Ａ線矢視水平断面図、（ｂ）は図４のＢ−Ｂ線矢視水平断面図。
【図６】本発明に係る免震装置の第２の実施の形態を変電機器に適用した場合の、免震装置付近の図３に相当する立断面図。
【図７】図６の免震装置の展開立面図。
【図８】（ａ）は図７のＡ−Ａ線矢視水平断面図、（ｂ）は図７のＢ−Ｂ線矢視水平断面図。
【図９】本発明に係る免震装置の第３の実施の形態を変電機器に適用した場合の、図１に相当する全体立面図。
【図１０】図９の変電機器の全体平面図。
【図１１】図９の免震装置の減衰装置付近の拡大立断面図。
【図１２】図９の免震装置の減衰装置付近の拡大平面図。
【図１３】本発明に係る免震装置の第４の実施の形態を変電機器に適用した場合の、免震装置の減衰装置付近の図１１に相当する立断面図。
【図１４】図１３の免震装置の減衰装置付近の平面図。
【図１５】図１３の免震装置の減衰装置の展開立断面図。
【図１６】従来の変電機器の耐震構造を示す全体立面図。
【符号の説明】
１…変電機器本体、２…支持架台、３…基礎、４…ブッシング、５…電力線、６…地面、７…免震装置（免震装置本体）、８…支柱、９…摩擦部材、１０…滑り板、１１…上部支柱、１２…下部支柱、１３，１３ａ…支柱高さ調整雄ねじ部、１４…弾性パッド、１５…上部連結柱、１６…連結柱雄ねじ部、１７…脱落防止ナット部材、１８…座金部材、１９，１９ａ…主柱高さ調整雌ねじ部、２０…摩擦部材挿入窪み、２１…上部支柱貫通孔、２２…下部支柱切り欠き部、２３…上部支柱切り欠き部、２４…減衰装置、２５…弾塑性部材、２６…水平拘束部材、２７…弾塑性部材基礎、２８…貫通孔、２９…弾塑性部材上部、３０…弾塑性部材下部、３１…弾塑性部材雄ねじ部、３２…固定部材、３３…固定部材雌ねじ部、３４…固定ナット、３５…緩衝部材、３６…隙間、３７…支持架台固定部材、３８…水平固定部材、３９…水平拘束隙間調整部材、４０…水平固定部材穴、４１…小径弾塑性部材、４２…大径弾塑性部材、４３…埋込み金具、４４…連結板、５０…貫通穴、５２…ねじ穴。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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