JP6997538B2 - 電力機器用減震装置 - Google Patents

Description

本発明は、変圧器などの電力機器を地震動から保護する減震装置に関する。

変圧器はトランスや変成器とも称され、電力会社から供給された６６００Ｖ等の高電圧に対し電磁誘導コイルを利用して１００Ｖや２００Ｖに降圧するための電力機器であり、ビルや工場等に数多く設置されている。
従来、前記変圧器から発生する振動の伝搬を防止するため、防振ゴム等の防振材を用いて変圧器を弾性支持することがなされている。（特許文献１、２等参照）
例えば、図１３（ａ）に示すように架台１００上に変圧器１０１を設置し、架台１００に組み込まれた防振ゴムあるいはスプリングダンパーなどの防振材１０２により変圧器１０１を弾性支持し、架台１００を床１０３に設置している。この支持構造により変圧器１０１は床１０３上に弾性支持され、変圧器１０１の振動が防振材１０２で吸収される結果、周囲に変圧器１０１の振動騒音が伝達されないようになっている。

この種の一般的な防振機能を備えた架台１００は、変圧器１０１を設置するための上部架台１００ａと、床１０３に設置するための下部架台１００ｂと、両架台間に介装された防振材１０２を備えており、変圧器１０１の稼動により発生する振動を防振材１０２で吸収することができる。
しかし、大きな地震などが発生した場合、変圧器１０１が想定以上の振幅で揺れるおそれがある。例えば、図１３（ｂ）に示すようにキャビネット１０５の内部に収容されている変圧器１０１が想定以上の振幅で横揺れした場合、キャビネット１０５の側壁に変圧器１０１の上部が激突してキャビネット１０５に損傷を与えるか、変圧器１０１の配線などに問題を発生させるおそれがある。
そこで、本願出願人は先に以下の特許文献３、４において変圧器の上部を水平方向に延在するボルトアームによって支持し、該ボルトアームを弾性材によって支持した構成の変圧器用減震装置を提案している。

特開平８－８１２２号公報 特開２００５－２５１８４２号公報 特開２０１３－２１１５１０号公報 特開２０１６－００１６５６号公報

先の特許文献３、４に記載した減震装置は、鋼材で組み付けた矩形枠状の耐震フレームの内側に変圧器を収容し、耐震フレームの内側に弾性材を介し複数のボルトアームを設け、複数のボルトアームで変圧器上部を弾性支持した構造となっている。
先の特許文献３、４に記載した減震装置によって変圧器上部の想定外の横揺れを抑えることができ、地震の振動による変圧器上部の断線やショートなどを防止できる減震装置を提供することができた。

しかし、本願発明者らの更なる研究の結果、東日本大震災などの場合のように揺れが激しく、強い振動が作用した場合、変圧器上部をボルトアームで拘束していたとしても、鋼材性の耐震フレーム上部がキャビネットの内部で大きく横揺れする結果、耐震フレームの上部がキャビネットに衝突する可能性があることがわかった。そして、本願発明者らが行った加振試験の結果、大きな横揺れを受けて耐震フレームの上部がキャビネットに衝突した場合、状況によってはキャビネットの扉を施錠していたとしてもキャビネットの扉が衝撃により開いてしまう問題を生じるおそれがあり、また、キャビネット底部の一部が浮き上がるように変形するなどの問題を生じることが分かった。

本発明は上記問題に鑑みなされたものであり、耐震フレームで囲んだ電力機器をキャビネットに収容した構造において、大きな地震による横揺れが作用しても耐震フレームがキャビネットの内面に激しく衝突することがなく、キャビネットの損傷や変形および電力機器の損傷を防止できる電力機器用減震装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の電力機器用減震装置は、矩形立体枠状のキャビネットフレームに周壁と天井壁と前面扉を備えてキャビネットが構成され、該キャビネットの内部に矩形立体枠状に組まれた耐震フレームが設置され、該耐震フレームの内側に底部を防振架台に支持された変圧器が設置されるとともに、前記変圧器上部と前記耐震フレームとの間に横向きに、かつ、弾性部材を介し架設されて前記変圧器上部を拘束支持する複数のアーム部材が設けられ、前記耐震フレームの上部コーナー部と該耐震フレームの上部コーナー部に隣接する前記キャビネットフレームとの間に変位抑制ブロックが介挿されたことを特徴とする。

防振架台に支持された変圧器は更にその上部を複数のアーム部材により弾性支持されて揺れ止めされる。このため、変圧器の振動が外部に伝わることを抑制できる。
地震などにより大きな揺れが加わると、変圧器を複数のビームを介し弾性支持している耐震フレームがキャビネットフレームの内部で横揺れし、耐震フレームの上部が大きく横揺れしようとする。しかし、耐震フレームの上部コーナー部に設置されている変位抑制ブロックが耐震フレームの上部とキャビネットフレームの間を埋めているので、耐震フレームの上部は変位抑制ブロックを介しキャビネットフレームに当たって揺れ止めされる結果、耐震フレームの上部がキャビネットフレームの内側に激しく衝突しない。

このため、地震などにより大きな揺れが変圧器を収容したキャビネットに作用したとしても、耐震フレームがキャビネットフレームに大きな衝撃を付加することがないので、大きな地震の際でもキャビネットの扉が不意に開いてしまうことが無く、キャビネットの一部が変形や損傷することもない。
地震などの揺れにより耐震フレームの上部が最も大きく横揺れしようとするが、耐震フレームの上部とキャビネットフレームの間を変位抑制ブロックが埋めているので、耐震フレームの激しい揺れを効率良く抑制することができ、キャビネットフレームに対する耐震フレームの衝突現象を抑制できる。

本発明の電力機器用減震装置において、前記変位抑制ブロックが、前記耐震フレームと前記キャビネットフレームとの間に介挿される基板と、該基板の少なくとも３つの辺からそれぞれ立設された側板と、前記基板をその厚さ方向に貫通して該基板の厚さ方向にスライド移動自在に設けられたボルト型の支持軸部材と、該支持軸部材に螺合されて前記基板に対する前記支持軸部材の挿通位置を調節する複数の調整ナットと、前記支持軸部材の一端側に取り付けられて前記基板に対向する前記キャビネットフレームの側部に押し付けられるフット部材を備えたことを特徴とする構成を採用できる。

変位抑制ブロックは基板の周囲に少なくとも３つの側板を有するブロック状に構成され、耐震フレームとキャビネットフレームの間に介挿される。このため、側板のいずれかを耐震フレームに固定して耐震フレームとキャビネットフレームとの間に変位抑制ブロックを介挿した場合、耐震フレームとキャビネットフレームの間の間隙を変位抑制ブロックで確実に埋めることができる。また、基板を貫通した支持軸部材の一端にフット部材を備えているならば、耐震フレームの上部とキャビネットフレームの間の間隙に変位抑制ブロックを介挿した状態においてフット部材の位置を調節し、フット部材をキャビネットフレームの内面に押し付けることができる。この場合、変位抑制ブロックの側板のいずれかに加えてフット部材で耐震フレームとキャビネットフレームの間隙を塞ぐので、大きな地震により耐震フレームの上部側がキャビネットフレームの中でいずれの方向に揺れたとしても変位抑制ブロックの側板あるいはフット部材が耐震フレームの横揺れを抑制し、耐震フレームの上部がキャビネットフレームに激しく衝突する現象を防止できる。

本発明の電力機器用減震装置において、前記耐震フレームの上部コーナー部にそれぞれ前記変位抑制ブロックが取り付けられ、前記各変位抑制ブロックが各フット部材をそれらに隣接する前記キャビネットフレームに押し当て、前記各支持軸部材の他端側の調整ナットを前記キャビネットの内側に向けて配置された構成を採用できる。

耐震フレームの上部コーナー部のそれぞれに変位抑制ブロックを設けることで、耐震フレーム上部とキャビネットフレームの間の周囲４方向全ての隙間を変位抑制ブロックで埋めることができる。このため、大きな地震の揺れによって耐震フレームの上部がいずれの方向に横揺れしたとしても、耐震フレームがキャビネットフレームに衝突する衝撃を緩和できるので、キャビネットの変形や損傷を防止でき、地震の揺れによりキャビネットの扉が開いてしまう現象を抑制できる。また、大きな地震の揺れにより耐震フレームがキャビネットフレーム内面に衝突してキャビネットを損傷させることも抑制できる。

本発明の電力機器用減震装置において、前記キャビネットフレームが鋼材製の４本の支柱とこれら４本の支柱の上端部を連結した上部フレーム材と前記４本の支柱の下端部を連結した下部フレーム材を備えて矩形立体枠状に組まれ、前記耐震フレームが、鋼材製の４本の支柱部材とこれら４本の支柱部材の上端部を連結した上部フレーム部材と前記４本の支柱部材の下端部を連結した下部フレーム部材を備えて矩形立体枠状に組まれ、前記キャビネットフレームの支柱の内側近接した位置に前記耐震フレームの支柱部材が配置され、前記支柱部材の上端部に前記変位抑制ブロックが取り付けられた構成を採用できる。

鋼材製の４本の支柱と上部フレーム材および下部フレーム材により強固なキャビネットフレームを構築することができ、鋼材製の４本の支柱部材と上部フレーム部材および下部フレーム部材により強固な耐震フレームを構築できる。鋼材により構築した強固なキャビネットフレームおよび耐震フレームであっても大きな地震などの揺れにより部分的に両フレームが内部衝突を起こす恐れがあり、その場合に変位抑制ブロックが効果的に両フレームの衝突を緩和するので、キャビネットの変形防止、損傷防止に寄与する。

本発明の電力機器用減震装置において、前記変位抑制ブロックが前記支柱部材の上端部に厚さ調整用ライナーを介し取り付けられたことが好ましい。
支柱部材に対し変位抑制ブロックを取り付けるにあたり、好適な厚さの調整用ライナーを用いて支柱部材に取り付けることで変位抑制ブロックとキャビネットの支柱との間の隙間を適切に埋めることができる。

本発明の電力機器用減震装置は、地震などにより大きな揺れが加わり、耐震フレームの上部がキャビネットフレームの内部で横揺れし、耐震フレームの上部がキャビネットフレームに接触するおそれのある大きな揺れであった場合、耐震フレームの上部コーナー部に設置されている変位抑制ブロックが耐震フレームの上部とキャビネットフレームの衝突による衝撃を緩和する。
このため、地震などにより大きな横揺れが変圧器などの電力機器を収容したキャビネットに作用したとしても、キャビネットの扉が不要に開いてしまうことが無く、キャビネットの一部が変形や損傷することがない。
地震などの揺れにより耐震フレームの上部が最も大きく横揺れしようとするが、耐震フレームの上部とキャビネットフレームの間を変位抑制ブロックが埋めているので、耐震フレーム上部の横揺れを抑制することができ、キャビネットフレームに対する耐震フレーム上部の激しい衝突現象を防止できる。

本発明に係る第１実施形態の電力機器用減震装置を適用した変圧器収納キャビネットの一例を示す正面図。 前記キャビネットのフレームと該キャビネットに収容されている耐震フレームおよび変圧器（電力機器）の一例を示す斜視図。 前記変圧器を載置する防振架台の一例を示す斜視図。 前記耐震フレームの右上部側のコーナー部と前記キャビネットフレームとの間に介挿された変位抑制ブロックの一例を示す斜視図。 前記耐震フレームの左上部側のコーナー部とそれに隣接する前記キャビネットフレームの位置関係を示す斜視図。 前記耐震フレームの左上部側のコーナー部と前記キャビネットフレームとの間に介挿された変位抑制ブロックの一例を示す斜視図。 前記変圧器と前記耐震フレームと前記キャビネットフレームの相互位置関係を示す平面図。 前記キャビネットフレームと前記耐震フレームと変圧器の位置関係の一例を示す説明図。 前記変位抑制ブロックの一例を示す斜視図。 前記変位抑制ブロックの取付状態の一例を示す平面図。 前記変圧器の前記耐震フレームに対する取付状態の一例を示す斜視図。 前記変位抑制ブロックを備えていない構造における振動試験結果の一例を示す斜視図。 従来の変圧器の設置状況の一例を示すもので、（ａ）は地震の揺れが作用していない通常状態を示す正面図、（ｂ）は地震の揺れが作用した状態の一例を示す正面図。

以下、本発明の実施形態である電力機器用減震装置について、図１～図１１を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

［第１実施形態］
図１は、本発明に係る第１実施形態の電力機器用減震装置を適用した変圧器収納用のキャビネット１を示すもので、このキャビネット１は、図２に示すような矩形立体枠状のキャビネットフレーム２の外側に左右の側壁と背面壁からなる周壁２Ａと、天井壁２Ｂと前面扉２Ｃ、２Ｃを設けて構成されている。この実施形態において前面扉２Ｃは観音開きタイプの扉が採用され、前面扉２Ｃの隣接部分中央にレバーハンドル錠２Ｋが設けられている。
図２に示すようにキャビネットフレーム２はいずれもＬ型鋼材からなる４本の支柱２ａと、この４本の支柱２ａの上端部を接続した４本の上部フレーム材２ｂと、４本の支柱２ａの下端部を接続した４本の下部フレーム材２ｄとから矩形立体枠状に形成されている。支柱２ａは２枚の帯板２ｆを角部２ｅでＬ字型に一体化したＬ型鋼材からなる。
キャビネットフレーム２を構成する４本の支柱２ａのうち、左右に離間された支柱２ａの間隔よりも前後に離間された支柱２ａの間隔の方が小さくされている。従って、この実施形態のキャビネット１は左右の幅が前後の奥行きよりも大きく形成されている。

キャビネットフレーム２において各支柱２ａはそれらの角部２ｅをキャビネット１の外側に向けてキャビネット１の４隅のコーナー部分を占めるように配置されている。また、Ｌ型鋼材からなる上部フレーム材２ｂ、下部フレーム材２ｄについてもそれぞれの角部２ｅをキャビネット１の外側向きに配置され、これらのフレーム材２ｂ、２ｄと支柱２ａは例えば溶接等の接合手段により一体化されている。
キャビネット１はキャビネット１を設置する床面にボルト止めなどの固定手段により固定され、キャビネット１の内部中央側には防振架台３に支持された変圧器（電力機器）５が収容されている。

防振架台３は、一例として図３に示すように、平面視長方形の枠状の下部架台３Ａと上部架台３Ｂからなる。これらの架台３Ａ、３Ｂは、それぞれ４つのコーナー部分に配置されたコーナー部材６とコーナー部材６どうしの間に掛け渡すように架設されたフレーム枠７とからなる。防振架台３においてコーナー部分に上下に配置されたコーナー部材６を部分的に上下に貫通するようにストッパーボルト８が設けられ、上下の架台３Ａ、３Ｂの離間可能な距離が制限されている。
コーナー部材６は上板６ａと下板６ｂと側板６ｃからなるコ字型に形成され、上方に位置するコーナー部材６の下板６ｂと下方に位置するコーナー部材６の上板６ａを貫通するストッパーボルト８に複数の規制ナット１０が螺合されている。規制ナット１０は上方のコーナー部材６の下板６ｂを上下から挟む位置と下方のコーナー部材６の上板６ａを上下から挟む位置にそれぞれ配置されている。ストッパーボルト８に対するこれら規制ナット１０の螺合位置を調整することで下部架台３Ａと上部架台３Ｂの離間可能な距離が制限されている。

例えば、上方のコーナー部材６の下板６ｂと下方のコーナー部材６の上板６ａとの間の距離よりも少し長いストッパーボルト８を設けておき、ストッパーボルト８の上端と下端に規制ナット１０を螺合しておくことができる。この構造により、上方のコーナー部材６と下方のコーナー部材６の両者を上下の規制ナット１０に当たるまで所定距離離間できるように両者がストッパーボルト８を介し連結されている。
防振架台３において、上下のフレーム枠７、７の間の部分にコイルバネあるいは弾性樹脂などの弾性体からなる複数の防振部材９が介在されている。また、防振架台３はその長辺側をキャビネット１の底部長辺側と平行に配置させてキャビネット１の底部側中央の床面にボルト止めなどの手段により固定されている。

この実施形態において図２に示すように変圧器５は３相交流対応の電力機器であり、電磁誘導用の巻線が施されたコイル体５ａが３基、起立状態で並列配置され、防振架台３の上にボルト止めなどの固定手段により取り付けられている。変圧器５において３基のコイル体５ａの上方に位置する天井部５ｂの左右のコーナー側にはそれぞれ固定基板５ｄが設けられている。なお、キャビネット１において変圧器５を設置した位置の上方には変圧器用の配線や配線設備などが設けられているが、本願明細書の図面ではこれらの配線や配線設備などの表示を略している。

次に、変圧器５の周囲を取り囲み、キャビネットフレーム２の内側に位置するように矩形立体枠状の耐震フレーム１２が設けられている。
耐震フレーム１２は、キャビネットフレーム２の支柱２ａより若干内側に配置され、変圧器５の最上部よりも若干高い位置まで延在された４本のＬ型鋼材からなる支柱部材１２ａを有している。図４～図６などに示すように、支柱部材１２ａは角部１２ｂを介し２枚の帯板１２ｃ、１２ｃをＬ字型に一体化してなる。
以下、説明の便宜上、図７に示すキャビネット１の概形において、右側の側面をキャビネット１の前面１Ｄ、左側の側面をキャビネット１の背面１Ｅ、上側の側面をキャビネット１の右側面１Ｆ、下側の側面をキャビネット１の左側面１Ｇとして説明する。
図７に示すようにキャビネット１の前面１Ｄ側に立設されている２本の支柱部材１２ａはそれらの角部１２ｂをキャビネット１の前面側と中央側に対向するように、一方の帯板１２ｃをキャビネット１の前面に対し平行に、他方の帯板１２ｃをキャビネット１の前面に対し直角に向けて配置されている。
また、キャビネット１の背面１Ｅ側に立設されている２本の支柱部材１２ａはそれらの角部１２ｂをキャビネット１の背面側と中央側に対向するように、一方の帯板１２ｃをキャビネット１の背面に対し平行に、他方の帯板１２ｃをキャビネット１の背面に対し直角に向けるように配置されている。

図２に示すようにキャビネット１の左側面側に立設されている２本の支柱部材１２ａの最上部を接続するようにＬ型鋼材からなる上部フレーム部材１２ｄが設けられ、キャビネット１の右側面側に立設されている２本の支柱部材１２ａの最上部を接続するようにＬ型鋼材からなる上部フレーム部材１２ｄが設けられている。上部フレーム部材１２ｄは角部１２ｅを介し帯板１２ｆ、１２ｆをＬ字型に一体化したもので、キャビネット１の左側面側に配置されている上部フレーム材１２ｄは図５に示すように角部１２ｅをキャビネット１の左端側に向け、一方の帯板１２ｆを水平に他方の帯板１２ｆを垂直に向けて左側２本の支柱部材１２ａに一体化されている。支柱部材１２ａに対し上部フレーム部材１２ｄはボルト止めなどの接合手段により一体化されている。
キャビネット１の右側面側に配置されている上部フレーム部材１２ｄは角部１２ｅをキャビネット１の右端側に向け、一方の帯板１２ｆを水平に他方の帯板１２ｆを鉛直に向けて右側２本の支柱部材１２ａに一体化されている。

図２に示すようにキャビネット１の前面側に配置されている２本の支柱部材１２ａの最上部から若干低い位置を連結するように支柱部材１２ａの外側にコ字型鋼材からなる上部フレーム部材１２ｈが接続され、キャビネット１の背面側に配置されている２本の支柱部材１２ａの最上部から若干低い位置を連結するように支柱部材１２ａの外側にコ字型鋼材からなる上部フレーム部材１２ｈが設けられている。
図２に示すように耐震フレーム１２の右側面側と左側面側にそれぞれ補強用のブレース部材１３がＸ型に接続され、耐震フレーム１２の右側の２本の支柱部材１２ａの高さ方向中央部に補強用の中央フレーム部材１４ａが架設されている。耐震フレーム１２の左側の２本の支柱部材１２ａの高さ方向中央部にも補強用の中央フレーム部材１４ａが架設されている。耐震フレーム１２の右側の２本の支柱部材１２ａの底部側に補強用の底部フレーム部材１４ｂが架設され、耐震フレーム１２の左側の２本の支柱部材１２ａの底部側にも補強用の底部フレーム部材１４ｂが架設されている。

キャビネット１の前面側に配置されている左右２本の支柱部材１２ａの底部と、キャビネット１の前面側の上部フレーム部材１２ｈの中央部にかけて、ハの字型に架設された補強用の傾斜フレーム部材１２ｉが架設されている。キャビネット１の背面側にも同様の位置に傾斜フレーム部材１２ｉが架設されている。

次に、支柱部材１２ａと上部フレーム部材１２ｈを接合した部分の内側に、図２、図５～図７に示すように平面視三角型のボックスフレーム１５が溶接などの接合手段により一体化されている。このボックスフレーム１５から下方に支持板１５ａが垂下され、この支持板１５ａと変圧器５の上部の固定基板５ｄを接続するロッド状のアーム部材１７が設けられている。アーム部材１７の一端側には円環状の接続リング１７ａが形成され、他端側には穴あき円柱状の弾性体１７ｂが挿通されている。

前記支持板１５ａはボックスフレーム１５から下方に延在されて支持板１５ａの下部はその内側に位置する変圧器５の固定基板５ｄと同等高さに配置されている。
図７、図１１に示すように変圧器５において固定基板５ｄのコーナー部分に形成された図示略のねじ穴に接続ボルト１８が螺合され、接続ボルト１８の上端部が固定基板５ｄから上方に所定長さ突出されている。
固定基板５ｄの接続ボルト突出部分にアーム部材１７の接続リング１７ａが接続され、アーム部材１７の他端側がボックスフレーム１５の支持板１５ａに形成された透孔を通過してボックスフレーム１５の下方側に延出され、この延出部分に弾性体１７ｂが図示略のフランジ板やナットを介し装着されている。アーム部材１７の他端側に形成されたねじ軸部にナット部材１７ｃが螺合されていて、このナット部材１７ｃの螺合位置を調整することにより、アーム部材１７に張力を印加することができ、接続ボルト１８を介して変圧器５をボックスフレーム１５側に引きつけるように引張力が印加されている。

変圧器５の天井部５ｂにはその４隅のコーナー部分のそれぞれに接続ボルト１８が立設され、天井部５ｂの４隅のコーナー部分に対しそれぞれの外側にボックスフレーム１５が配置され、各ボックスフレーム１５と接続ボルト１８を接続するように４本のアーム部材１７が配置されている。４本のアーム部材１７は図７に示すように平面視変圧器５を取り囲むように放射状に配置されている。これら放射状かつ水平に配置されたアーム部材１７により変圧器５の上部側を支持することにより、変圧器５は水平方向に揺れ止め支持されている。また、アーム部材１７においてボックスフレーム１５側には弾性体１７ｂが設けられ、この弾性体１７ｂを介しアーム部材１７が変圧器５の上部を支持しているので、変圧器５の上部は４本のアーム部材１７によって弾性支持されている。

次に、耐震フレーム１２の上端側コーナー部分のそれぞれに以下に説明する変位抑制ブロック２０が取り付けられている。即ち、耐震フレーム１２において各支柱部材１２ａの上端部とその外側に位置するキャビネットフレーム２の間の部分に変位抑制ブロック２０が取り付けられている。
変位抑制ブロック２０は図４、図６、図９に示すように矩形状の基板２０ａとこの基板２０ａの３つの周辺部から立設された側板２０ｂとを具備したブロック状に形成され、基板２０ａにおいて側板２０ｂを設けていない側の周辺部に近い部分をその厚さ方向に貫通するねじ孔２０ｃが形成され、このねじ孔２０ｃにボルト型の支持軸部材２１が螺合されている。

支持軸部材２１は側板２０ｂの高さよりも若干長く形成され、支持軸部材２１の長さ方向一端側（側板２０ｂに沿って延在された側の端部）にはキノコ型のフット部材２５が一体化され、支持軸部材２１の長さ方向他端側（側板２０ａが設けられていない側）には調整ナット２６が螺合されている。また、支持軸部材２１が基板２０ａを貫通した部分とフット部材２５の間の部分にも調整ナット２７が螺合されている。
基板２０ａのねじ孔２０ｃに挿通した支持軸部材２１を回転操作することにより支持軸部材２１のねじ孔通過位置を変更することができ、これによって基板２０ａに対するフット部材２１の突出位置を変更することができる。支持軸部材２１においてねじ孔２０ｃを挿通した位置を挟むように調整ナット２６、２７の位置調節を行い、調整ナット２６、２７によって基板２０ａを挟み込むことで、支持軸部材２１の最終的な位置決めを行ってフット部材２５の位置を固定することができる。なお、フット部材２５の外面には図９、図１０に示すように弾性体の板材からなるダンパー２５ａが貼着されていることが好ましい。

変位抑制ブロック２０において３つの側板２０ａのうち、中央の側板２０ａには２つの挿通孔２０ｄが離間し形成されている。また、図５に示すように耐震フレーム１２の支柱部材１２ａの上端部において変位抑制ブロック２０を固定するべき部分に２つの透孔１２ｇが形成されている。変位抑制ブロック２０の中央の基板２０ａを耐震フレームの支柱部材の上端部に接触させて透孔１２ｇと挿通孔２０ｄの位置合わせを行い、図１０に示すように基板２０ａと支柱部材１２ａの上端部の間に適切な厚さ調整用ライナー２８を挟み込み、これらの透孔を貫通するボルト２９によって変位抑制ブロック２０が支柱部材１２ａの上端部に取り付けられている。

耐震フレーム１２の４つのコーナー部分に固定されている変位抑制ブロック２０の取付状態をまとめて図７に示す。
キャビネット１において前面１Ｄ側に位置する左右２本の支柱部材１２ａはいずれもＬ型鋼材からなり、それらの角部１２ｂはキャビネット１の前面側かつ中央側に向けられている。このため、図７に示すようにキャビネット１の前面左側（図７では前面１Ｄの下側）の支柱部材１２ａに取り付けられている変位抑制ブロック２０は、フット部材２５をキャビネット１の前面左側（図７では下側）に向けて配置され、フット部材２５はキャビネット１の左隅側の支柱２ａの帯板２ｆに押し付けられている。また、キャビネット１の前面右側（図７では前面１Ｄの上側）の支柱部材１２ａに取り付けられている変位抑制ブロック２０は、フット部材２５をキャビネット１の右側（図７では上側）に向けて配置され、フット部材２５はキャビネット１の右隅側（図７では右上側）の支柱２ａの帯板２ｆに押し付けられている。

図７に示すようにキャビネット１の背面左側（図７では背面１Ｅの下側）の支柱部材１２ａに取り付けられている変位抑制ブロック２０は、フット部材２５をキャビネット１の左側（図７では背面１Ｅの下側）に向けて配置され、フット部材２５はキャビネット１の左奥隅側の支柱２ａの帯板２ｆに押し付けられている。また、キャビネット１の背面右側（図７では背面１Ｅの上側）の支柱部材１２ａに取り付けられている変位抑制ブロック２０は、フット部材２５をキャビネット１の右側（図７では背面１Ｅの上側）に向けて配置され、フット部材２５はキャビネット１の右奥隅側の支柱２ａの帯板２ｆに押し付けられている。

一方、変位抑制ブロック２０は調整用ライナー２８を介し各支柱部材１２ａの上端部に取り付けられている。この調整用ライナー２８の厚さを適切な厚さに調整することにより、支柱部材上端部に取り付けた変位抑制ブロック２０の側板２０ａ、２０ａをキャビネットフレーム２の帯板２ｂの内面に接触する位置に調整することができ、これによって変位抑制ブロック２０が適正な位置に位置決めされている。先のフット部材２５の位置調節と調整用ライナー２８による変位抑制ブロック２０の位置調節によって、支柱部材１２ａとキャビネットフレーム２の間の隙間を変位抑制ブロック２０により確実に塞ぐことができる。
変位抑制ブロック２０が支柱２ａと支柱部材１２ａの間を埋めるように設けられている状態の概要とアーム部材１７が変圧器５の上部を弾性支持している状態の概要を図８に略図で示しておく。

以上説明した構造のキャビネット１では、防振架台３によって変圧器５を弾性支持しているので、変圧器５に生じる振動を防振架台３の防振部材９が吸収し、キャビネット１の外部に変圧器５による振動騒音を伝達することがない。
また、防振架台３のコーナー部分に設けたストッパーボルト８と規制ナット１０の作用により下部架台３Ａと上部架台３Ｂの離間距離を制限できるので、地震などの震動により変圧器５が多少の横揺れを起こしたとしても、変圧器５の傾きの上限を一定角度以内に規制できる。このため、地震により多少の横揺れを受けた場合であっても変圧器５に生じる傾きの少ない構造を提供できる。
また、キャビネット１では、変圧器５の上部に対し弾性部材１７ｂを介し横向きに設けたアーム部材１７で弾性支持しているので、変圧器５に地震などにより多少の横揺れが作用しても変圧器５が大きく横揺れすることがない。

次に、前記構成のキャビネット１にあっては、大きな地震により強い揺れが作用した場合において、キャビネットフレーム２が横揺れし、耐震フレーム１２も横揺れする場合がある。
この場合、変圧器５を複数のアーム部材１７を介し弾性支持している耐震フレーム１２がキャビネットフレーム２の内部で横揺れし、耐震フレーム１２の上部が最も大きく横揺れしようとする。しかし、耐震フレーム１２の上端部コーナー部分に設置されている変位抑制ブロック２０が耐震フレーム１２の上部とキャビネットフレーム２の間を図７、図８に示すように埋めているので、耐震フレーム１２の上部は変位抑制ブロック２０を介しキャビネットフレーム２に当たって揺れ止めされる結果、耐震フレーム１２の上部がキャビネットフレーム２の内側に激しく衝突する現象は生じない。
このため、大きな地震が発生した場合であっても耐震フレーム１２がキャビネット１に大きな衝撃を与えないので、前面扉２Ｃが不意に開放されてしまうことが無く、耐震フレーム１２の衝突によって生じるキャビネット１の損傷や変形を生じないキャビネット１を提供できる。
また、耐震フレーム１２の上部の揺れを変位抑制ブロック２０で抑えることができるので、変圧器５の上部側に存在する配線の断線や配線周り部分の損傷も防止できる。

上述の構成の変位抑制ブロック２０は基板２０ａの周囲に少なくとも３つの側板２０ｂを有するブロック状に構成され、耐震フレーム１２とキャビネットフレーム２の間に介挿されている。このため、側板２０ｂのいずれかを耐震フレーム１２に固定して耐震フレーム１２とキャビネットフレーム２との間に変位抑制ブロック２０を介挿した場合、耐震フレーム１２とキャビネットフレーム２の間の間隙を変位抑制ブロック２０で確実に埋めることができる。

耐震フレーム１２の上部コーナー部のそれぞれに合わせて４つの変位抑制ブロック２０を設けることで、耐震フレーム１２の上部４隅周りの全ての隙間を変位抑制ブロック２０で埋めることができる。このため、大きな地震の揺れによって耐震フレーム１２の上部がいずれの方向に横揺れしたとしても、耐震フレーム１２がキャビネットフレーム２に衝突する衝撃を緩和できるので、キャビネット１の変形や損傷を防止でき、地震の揺れによりキャビネット１の前面扉２Ｃが開いてしまう現象を抑制できる。
また、変位抑制ブロック２０において、基板２０ａを貫通した支持軸部材２１の一端にフット部材２５を備えているので、耐震フレーム１２の上部とキャビネットフレーム２の間の間隙に変位抑制ブロック２０を介挿した状態においてフット部材２５の位置を調節し、フット部材２５をキャビネットフレーム２の内面に確実に押し付けることができる。

この場合、変位抑制ブロック２０の側板２０ｂのいずれかに加えてフット部材２５で耐震フレーム１２とキャビネットフレーム２の間隙を塞ぐので、耐震フレーム１２の上部側がキャビネットフレーム２の中でいずれの方向に横揺れたとしても変位抑制ブロック２０の側板２０ｂあるいはフット部材２５が耐震フレーム１２の横揺れを抑制し、耐震フレーム１２の上部がキャビネットフレーム２に激しく衝突する現象を防止できる。

前述の構成のキャビネット１であるならば、Ｌ型鋼材製の４本の支柱２ａと上部フレーム材２ｂおよび下部フレーム材２ｄにより強固なキャビネットフレーム２を構築することができ、Ｌ型鋼材製の４本の支柱部材１２ａと上部フレーム部材１２ｄおよび下部フレーム部材１４ｂにより強固な耐震フレーム１２を構築できる。Ｌ型鋼材により構築した強固なキャビネットフレーム２および耐震フレーム１２であっても大きな地震などの揺れにより部分的に両フレームが内部衝突を起こす恐れがあり、その場合に変位抑制ブロック２０が効果的に両フレームの衝突を緩和するので、キャビネット１の変形防止、損傷防止に寄与する。

前述の構成のキャビネット１においては、耐震フレーム上部のコーナー部分の４か所にそれぞれ変位抑制ブロック２０を取り付け、変位抑制ブロック２０の側板２０ｂをキャビネットフレーム２の内面に接触させ、フット部材２５をキャビネットフレーム２の内面に押し付けることが好ましい。
変位抑制ブロック２０の側板２０をキャビネットフレーム２の内面に接触させるには、支柱部材１２ａの上端部に変位抑制ブロック２０をボルト止めする際の調整用ライナー２８の厚さ調整により調節可能となる。また、変位抑制ブロック２０において支持軸部材２１の位置調節によりフット部材２５の位置調節ができる。

ここで、図７に示すようにキャビネット１の平面視においてキャビネット１の右側（図７では上側）２つの変位抑制ブロック２０のフット部材２５を右向き（図７では上向き）に、キャビネット１の左側（図７では下側）２つの変位抑制ブロック２０のフット部材２５を左側向き（図７では下向き）に配置することで、各フット部材２５の位置調節が容易となる。
フット部材２５の位置調節のためには、各変位抑制ブロック２０の支持軸部材２１の位置を調節する必要があるが、図７の配置では支持軸部材２１の位置決めを行うための支持軸部材２１の端部位置と調整ナット２６をキャビネット１の中央側向きに配置できる。このため、キャビネット１の中央側の空きスペースを利用して作業者が楽な作業姿勢で支持軸部材２１の位置調節、調整ナット２６の締め付け作業ができる。
これに対し、支持軸部材２１の向きや調整ナット２６の位置がキャビネット１の側壁より、あるいは、背面側向きの場合は、ナットの締め付け作業のためのスペース確保が難しくなるか、作業姿勢が悪くなり、変位抑制ブロック２０の取り付け調整作業が容易ではなくなる。

「試験例」
一辺の幅５０ｍｍのＬ字鋼板から溶接により矩形立体形状に組まれた図２に示す高さ２３５０ｍｍ、幅１６００ｍｍ、奥行き１０００ｍｍのキャビネットフレームを有するキャビネットを用意した。キャビネットフレームには鋼板製の側壁と天井壁と観音開き状の前面壁が取り付けられている。前面扉には施錠可能なレバーハンドル式の開閉機構と鍵が設けられている。
このキャビネットフレームを加振装置の鉄製の基盤上にボルト止めし、その内部に幅１０６０ｍｍ、奥行き６５０ｍｍ、高さ２０９ｍｍの防振架台（特許機器（株）製商品名、ＯＳ式防振装置OMT-K11029）を設置し、この防振架台上に幅１１３０ｍｍ、高さ１１３５ｍｍ、奥行き６４５ｍｍ、重量１３６０ｋｇの変圧器をボルト止めにより設置した。

変圧器の周囲に一辺の幅６０ｍｍのＬ字鋼板からなる支柱部材と上部フレーム部材と下部フレーム部材と下部ブレース部材と傾斜ブレース部材からなる図２に示す構成の幅１２０ｍｍ、奥行き８００ｍｍ、高さ１６５０ｍｍの耐震フレームを各部ボルト止めにより構成し、キャビネットの内側に、変圧器を囲むように配置した。耐震フレームの底部はコンクリート製の基盤にボルト止めにより固定した。
耐震フレームの上部前面側と上部背面側に幅１７５ｍｍ、側壁高さ１４００ｍｍのＵ字型鋼板からなる上部フレーム部材をボルト止めし、上部フレーム材と支柱部材との交差部分に設けたボックスフレームに穴あき円柱状のゴム弾生体を介し長さ３００ｍｍのアーム部材４本によって変圧器の上部コーナー部分４か所を抑えた。
厚さ５ｍｍ、長さ９６ｍｍ、幅５０ｍｍの鋼板からなる基板の３辺に高さ１６５０ｍｍの側板を立設した変位抑制ブロックを用い、基板のねじ孔を貫通する長さ６３ｍｍの支持軸部材の一端に直径４０ｍｍの円盤状フット部材を設けた。フット部材の表面に厚さ６ｍｍのゴムダンパーを張り付けた。
この変位抑制ブロックを４基用い、耐震フレームの最上部とその周囲のキャビネットフレームとの間の隙間埋めを行い、実施例のキャビネットを構成した。

この実施例のキャビネットを振動台に設置し、震度７の地震に相当する振動を１４０秒間付加する加振試験を行った。
その結果、前面扉の施錠状態は保持され、キャビネット各部に損傷や変形は見られなかった。

「比較例」
前記キャビネットに変位抑制ブロックを設けていないこと以外は実施例と同等のキャビネットを構成し、上述の試験と同じ条件で震度７に相当する振動を１４０秒間付加する加振試験を行った。
その結果を図１２に示すが、キャビネット前面扉のレバーハンドル錠は施錠していたにも係わらず、鍵が外れて開放してしまい、キャビネットの左側壁底部に浮き上がり変形部分が生じた。なお、図１２ではキャビネットの内部に収容されている変圧器の記載は略し、キャビネットの概形のみ示している。
以上の対比から、耐震フレームを内部に設けたキャビネットにおいて変位抑制ブロックを設けて耐震フレームとキャビネットフレームの隙間埋めを行った構造の耐震性向上効果を確認することができた。また、変位抑制ブロックを設けていない場合、大きな地震が発生すると、レバーハンドル式のフック錠で施錠しているにも拘わらずフック部の変形により鍵が外れて前面扉が開放してしまうほどの衝撃が変圧器と耐震フレームからキャビネットフレームに負荷される恐れがあることも分かった。

１…キャビネット、２…キャビネットフレーム、２Ａ…周壁、２ａ…支柱、２Ｂ…天井壁、２Ｃ…前面扉、３…防振架台、３Ａ…下部架台、３Ｂ…上部架台、５…変圧器（電力機器）、５ａ…コイル体、５ｄ…固定基板、６…コーナー部材、７…フレーム枠、８…ストッパーボルト、１２…耐震フレーム、１２ａ…支柱部材、１２ｃ…帯板、１２ｄ、１２ｈ…上部フレーム部材、１５…ボックスフレーム、１５ａ…支持板、１７…アーム部材、１７ｂ…弾性体、１８…接続ボルト、２０…変位抑制ブロック、２０ａ…基板、２０ｂ…側板、２０ｃ…ねじ孔、２１…支持軸部材、２５…フット部材、２６、２７…調整ナット、２８…厚さ調整用ライナー。

Claims (5)

1. 矩形立体枠状のキャビネットフレームに周壁と天井壁と前面扉を備えてキャビネットが構成され、該キャビネットの内部に矩形立体枠状に組まれた耐震フレームが設置され、該耐震フレームの内側に底部を防振架台に支持された電力機器が設置されるとともに、
   前記電力機器上部と前記耐震フレームとの間に横向きに、かつ、弾性部材を介し架設されて前記電力機器上部を拘束支持する複数のアーム部材が設けられ、
   前記耐震フレームの上部コーナー部と該耐震フレームの上部コーナー部に隣接する前記キャビネットフレームとの間に変位抑制ブロックが介挿されたことを特徴とする電力機器用減震装置。
2. 前記変位抑制ブロックが、前記耐震フレームと前記キャビネットフレームとの間に介挿される基板と、該基板の少なくとも３つの辺からそれぞれ立設された側板と、前記基板をその厚さ方向に貫通して該基板の厚さ方向にスライド移動自在に設けられたボルト型の支持軸部材と、該支持軸部材に螺合されて前記基板に対する前記支持軸部材の挿通位置を調節する複数の調整ナットと、前記支持軸部材の一端側に取り付けられて前記基板に対向する前記キャビネットフレームの側部に押し付けられるフット部材とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の電力機器用減震装置。
3. 前記耐震フレームの上部コーナー部にそれぞれ前記変位抑制ブロックが取り付けられ、前記各変位抑制ブロックが各フット部材をそれらに隣接する前記キャビネットフレームに押し当て、前記各支持軸部材の他端側の調整ナットを前記キャビネットの内側に向けて配置されたことを特徴とする請求項２記載の電力機器用減震装置。
4. 前記キャビネットフレームが鋼材製の４本の支柱とこれら４本の支柱の上端部を連結した上部フレーム材と前記４本の支柱の下端部を連結した下部フレーム材を備えて矩形立体枠状に組まれ、
   前記耐震フレームが、鋼材製の４本の支柱部材とこれら４本の支柱部材の上端部を連結した上部フレーム部材と前記４本の支柱部材の下端部を連結した下部フレーム部材を備えて矩形立体枠状に組まれ、
   前記キャビネットフレームの支柱の内側の近接した位置に前記耐震フレームの支柱部材が配置され、前記支柱部材の上端部に前記変位抑制ブロックが取り付けられたことを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の電力機器用減震装置。
5. 前記変位抑制ブロックが前記支柱部材の上端部に厚さ調整用ライナーを介し取り付けられたことを特徴とする請求項４に記載の電力機器用減震装置。
   

Images