JP2011071318A - 電力用機器固定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電力用機器の固定強度を向上させた電力用機器固定装置を提供する。
【解決手段】上端面に開口したネジ孔１４ｂを軸心部に有するアンカー部材１４を、コンクリートからなる基礎１１に設けたアンカー収容溝１２内に挿入して、該溝内に充填したグラウト１６により基礎に対して固定する。アンカー部材１４は、下端がアンカー収容溝１２の底部付近に達する長さを有し、アンカー部材１４の下端の外周から径方向の外側に張り出したアンカープレート１５がアンカー部材１４に固定されている。電力用機器１３の下部の側面に固定された機器固定金具１７の水平板部１７ａがアンカー部材１４の上端面１４ｃに当接され、機器固定金具１７の水平板部１７ａを貫通してアンカー部材１４のネジ孔にアンカーボルト１８が螺合されて該アンカーボルトにより機器固定金具１７がアンカー部材１４に締結されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、変圧器やリアクトル等の大形の電力用機器を設置場所に固定する電力用機器固定装置に関するものである。

特許文献１や特許文献２に示されているように、変圧器等の重量が大きい電力用機器を設置場所に固定する際には、コンクリートからなる基礎の上に機器のケースを設置した後、機器の下部に固定した機器固定金具を、基礎に予め埋め込まれたアンカーに結合して、地震などにより機器が転倒するのを防止している。

電力用機器を基礎に固定する固定装置は、例えば図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、コンクリートからなる基礎１に設けられたアンカー収容溝２と、アンカー収容溝２内に挿入されてこの溝内に充填されたグラウト３により基礎に対して固定されたアンカーロッド４と、アンカーロッド４の上端に一体に設けられてアンカーロッド４とともにグラウト内に埋設されたアンカーソケット５と、水平板部７ａを有して該水平板部７ａが防振ゴム６を介してアンカーソケット５の上に載せられた機器固定金具７と、機器固定金具７の水平板部７ａの上に配置された防振ゴム８と、機器固定金具の水平板部７ａ及び防振ゴム６を貫通してアンカーソケット５に螺合されて機器固定金具の水平板部７ａをアンカーソケット５に締結するアンカーボルト９とにより構成される。機器固定金具７は図示しない電力用機器の下部に固定されている。この例では、アンカーロッド４とアンカーソケット５とアンカーボルト９とにより、電力用機器を基礎に繋ぎ止めるアンカーが構成されている。

図示の固定装置は、電力用機器の下部の、例えば四隅に設けられて、機器を基礎１に対して固定する。図５（Ａ）に示された固定装置は、電力用機器の質量が大きい場合に採用されるもので、この固定装置では、アンカーロッド４の下端にアンカープレート１０を固定して、アンカーとグラウト３との結合を強化している。また図５（Ｂ）に示された固定装置は、電力用機器の質量が比較的小さい場合に採用されるもので、この固定装置では、アンカーロッド４の下端を折り曲げることにより、アンカーの抜け止めを図っている。

特開昭５７−１４０４２９号公報 特開平１０−７４６２９号公報

変圧器等の電力用機器は、ライフラインを確保するために極めて重要な機器である。従って、電力用機器は、大地震が起こったときにも転倒することがないように、基礎の上に強固に固定する必要がある。

従来の電力用機器固定装置においては、アンカーロッド４の上端に該アンカーロッドよりも大径で長さが短いアンカーソケット５を一体に設けて、該アンカーソケットにアンカーボルト９をねじ込んで機器固定金具７をアンカーソケットに締結していたため、電力用機器が水平方向に変位した際にアンカーソケットからグラウトに集中的に力が加わる上に、径が異なるアンカーソケット５とアンカーロッド４との境界部に応力の集中が生じ易かった。そのため、大地震が起った際に、アンカーソケット５とアンカーロッド４の境界部が破損し易い上に、アンカーソケット５からグラウト３に集中的に大きな力が加わり、これによりグラウト３が破壊されるとともに、アンカーソケット５とアンカーロッド４との境界部が破断して、電力用機器が転倒する事故が発生するおそれがあった。

また従来の電力用機器固定装置では、機器固定金具７とアンカーソケット５の上端面との間に防振ゴム６が介在する等して、機器固定金具７がアンカーソケット５の上端面から離れており、これにより、アンカーボルト９の、アンカーソケット５の上端面から上方に突出した部分の長さが長くなっていたため、大地震発生時に電力用機器が水平方向に変位したときにアンカーボルト９に大きな曲げ応力が生じて、アンカーボルト９が破損するおそれがあった。

実際、これまでに起った大地震による主な電力用機器の被害状況を分析すると、グラウト３が破壊されてアンカーロッド４及びアンカーソケット５からなるアンカーが基礎１から抜け出たり、アンカーボルト９が破損したりして、電力用機器が転倒した例が多く見られる。

本発明の目的は、電力用機器の基礎に対する固定強度を向上させることができるようにした電力用機器固定装置を提供することにある。

本発明は、ケース内に電力用機器本体が収容された電力用機器をコンクリートからなる基礎の上に固定する電力用機器固定装置に係わるものである。

本発明においては、基礎にアンカー収容溝が形成され、上端面に開口したネジ孔を軸心部の上端寄りの部分に有する中実の柱状アンカー部材がアンカー収容溝内に挿入されて、該アンカー部材が溝内に充填されたグラウトにより基礎に対して固定される。アンカー部材は、下端がアンカー収容溝の底部付近に達するように十分に長い長さを有し、アンカー部材の下端の外周から径方向の外側に張り出したアンカープレートがアンカー部材に固定されて該アンカープレートがグラウト内に埋設されている。また電力用機器の下部の側面から水平方向に突出した水平板部を有する機器固定金具が電力用機器の下部に固定されて該機器固定金具の水平板部がアンカー部材の上端面に直接当接され、機器固定金具の水平板部を貫通してアンカー部材のネジ孔にアンカーボルトが螺合されて該アンカーボルトにより機器固定金具がアンカー部材に締結されている。

上記のように、アンカー収容溝内に収容するアンカーとして、アンカー収容溝の深さ方向のほぼ全長に亘って伸びる中実の柱状アンカー部材を用いると、アンカーに電力用機器が水平方向に変位したときに応力が集中する部分が生じ難くすることができ、アンカー部材の径を十分に大きくし、その肉厚を十分に厚くしておくことにより、アンカーの機械的強度を容易に高めることができる。また上記のように、アンカー部材の下端にアンカープレートを固定しておくと、アンカーとグラウトとの引っかかりを強くして、アンカーがグラウトから抜け難くすることができる。

また上記のように、中実のアンカー部材の長さを十分に長くして、アンカー部材の下端をアンカー収容溝の底部付近に位置させるようにすると、電力用機器が水平方向に変位した時にアンカー部材からグラウトに作用する力をアンカー部材の長さ方向に分散することができるため、グラウトが破損し難くすることができる。

更に上記のように、機器固定金具をアンカー部材の上端面に直接当接させると、機器固定金具をアンカーに締結するアンカーボルトのアンカー部材から上方に突出する部分の長さを短くすることができるため、電力用機器が水平方向に変位した際に該アンカーボルトに生じる曲げ応力を小さくしてアンカーボルトが破損しにくくすることができる。

従って本発明によれば、アンカー部材と機器固定金具とを連結するアンカーボルトの機械的強度を高めると共に、グラウトが破損しにくくすることができ、電力用機器の固定強度を高めて、大地震発生時に電力用機器が転倒するおそれをなくすことができる。

本発明の好ましい態様では、アンカー部材の外周に、周方向に伸びる複数の溝が軸線方向に間隔をあけて設けられている。

上記のように構成すると、アンカー部材とグラウトとの引っかかりを強くしてアンカー部材がグラウトから抜け難くすることができる。

本発明の他の好ましい態様においては、アンカー部材の外周に、その下端から上端に向って次第に径が小さくなっていく向きのテーパが付けられている。

上記のように、アンカー部材の外周にテーパをつけておくと、アンカー部材をアンカー収容溝から引き出そうとする力が働いたときに、グラウトからアンカー部材に下向きの力を作用させることができるため、アンカー部材がアンカー収容溝から離脱し難くすることができ、電力用機器の固定強度を高めることができる。

本発明の他の好ましい態様においては、アンカー部材の外周面から放射方向に突出した複数の板状の翼部がアンカー部材に一体に形成されて、該翼部がグラウト内に埋設される。

上記のように構成すると、電力用機器が水平方向に変位したときにアンカーからグラウトに作用する力を翼部の部分にも分散させることができるため、グラウトが破損し難くすることができる。

本発明によれば、アンカー収容溝内に収容するアンカーとして、アンカー収容溝の深さ方向のほぼ全長に亘って伸びる中実の柱状アンカー部材を用いたので、電力用機器が水平方向に変位したときにアンカーの特定の部分に応力が集中するのを防ぐことができ、アンカー部材の径を十分に大きくし、その肉厚を十分に厚くしておくことにより、アンカーの機械的強度を容易に高めることができる。またアンカー部材の下端にアンカープレートを固定したので、アンカーとグラウトとの引っかかりを強くして、アンカーがグラウトから抜け難くすることができる。

本発明においてはまた、アンカー部材の下端をアンカー収容溝の底部付近に位置させるようにアンカー部材の長さを十分に長くしたので、電力用機器が水平方向に変位した時にアンカー部材からグラウトに作用する力をアンカー部材の長さ方向に分散させて、グラウトが破損し難くすることができる。

更に本発明においては、機器固定金具をアンカー部材の上端面に直接当接させるので、機器固定金具をアンカー部材に締結するアンカーボルトのアンカー部材から上方に突出した部分の長さを短くして、該アンカーボルトに生じる曲げ応力を小さくすることができ、アンカーボルトが破損しにくくすることができる。

従って本発明によれば、アンカー及びアンカーと機器固定金具とを連結するアンカーボルトの機械的強度を高めると共に、グラウトが破損しにくくすることができ、電力用機器の固定強度を高めて、大地震発生時に電力用機器が転倒するおそれをなくすことができる。

本発明の一実施形態の要部を示した断面図である。 本発明に係わる電力用機器固定装置で用いるアンカー部材の変形例を示した正面図である。 本発明に係わる電力用機器固定装置で用いるアンカー部材の他の変形例を示した正面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明に係わる電力用機器固定装置で用いるアンカー部材の更に他の変形例を示した正面図及び平面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ従来の電力用機器固定装置の異なる構成例を示した断面図である。

以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明の好ましい実施形態を示したもので、同図において、１１はコンクリートからなる基礎、１２は基礎１１に形成されたアンカー収容溝、１３は電力用機器である。電力用機器１３は、電力用変圧器やリアクトル等、機器本体を絶縁媒体とともにケース内に収容した構成を有する。

アンカー収容溝１２内には、アンカーを構成する中実の柱状アンカー部材１４が挿入されている。アンカー部材１４の本体部分１４ａは、全体が均一な外径を有する円柱の形状に形成されていて、その軸心部の上端寄りの部分には上端面に開口したネジ孔１４ｂが形成されている。またアンカー部材１４の下端には、該アンカー部材の本体部分１４ａの径方向の外側に突出したアンカープレート１５が一体に形成されている。アンカープレート１５は、円板状に形成されていてもよく、正方形状等の他の形状に形成されていてもよい。アンカー部材１４は、アンカー収容溝１２の深さ方向の全体に亘って伸びるように十分に長い長さを有していて、その上端面１４ｃを基礎１１の上面１１ａとほぼ同一面上に位置させ、下端をアンカー収容溝１２の底面に近い位置に位置させた状態で配置されて、アンカー収容溝１２内に充填されて硬化されたグラウト１６により基礎１１に対して固定されている。グラウト１６は、その上端面１６ａが基礎１１の上端面１１ａと同一平面上に位置するように（同一レベルに位置するように）充填されている。

アンカー部材１４の上端面には、水平板部１７ａと垂直板部１７ｂとによりＬ字形に形成された機器固定金具１７の水平板部１７ａが直接当接されている。機器固定金具の水平板部１７ａには、アンカー部材１４のネジ孔１４ｂと整合するボルト通し孔１７a1が設けられ、ボルト通し孔１７a1を通してネジ孔１４ｂに螺合されたアンカーボルト１８により、機器固定金具１７がアンカー部材１４に締結されている。図示の例では、アンカーボルト１８の頭部と機器固定金具１７の水平板部１７ａとの間に平座金とバネワッシャとが配置されている。機器固定金具１７の垂直板部１７ｂは電力用機器１３の下部側面にボルト１９により締結されている。機器固定金具の垂直板部１７ｂが締結される電力用機器１３の下部側面は、該電力用機器のケースの下部側面でもよく、電力用機器のケースを支えるためにケースの下端に取り付けられたベース金具の側面でもよい。

上記アンカー部材１４と、アンカープレート１５とによりアンカーが構成され、このアンカーと、アンカー収容溝１２と、グラウト１６と、機器固定金具１７と、アンカーボルト１８とにより、本発明に係わる電力用機器固定装置が構成されている。同様に構成された電力用機器固定装置が電力用機器の下部の四隅に設けられて、電力用機器が基礎１１に対して固定されている。

アンカー部材１４は、大地震が生じたときに作用する曲げモーメントに十分に耐えるようにその材料と、直径と、ネジ孔１４ｂの周囲の部分の肉厚とが設定されている。またアンカーボルト１８も、大地震が生じたときに作用する曲げモーメントに十分に耐えるようにその材料と直径とが選定されている。

上記のように、アンカー収容溝１２内に収容するアンカーを、アンカー収容溝１２の深さ方向のほぼ全長に亘って伸びる中実の柱状アンカー部材１４とその下端に固定されたアンカープレート１５とにより構成すると、電力用機器が水平方向に変位したときに応力が集中する部分がアンカーに生じ難くすることができ、アンカー部材の径を十分に大きくし、その肉厚を十分に厚くしておくことにより、アンカーの機械的強度を容易に高めることができる。また上記のように、アンカー部材１４の下端にアンカープレート１５を固定しておくと、アンカーとグラウトとの引っかかりを強くして、アンカーがグラウトから抜け難くすることができる。

また上記のように、アンカー部材１４の長さを十分に長くして、アンカー部材の上端面を基礎の上面と同一面上に位置させ、アンカー部材の下端をアンカー収容溝の底部付近に位置させるようにすると、電力用機器が水平方向に変位した時にアンカー部材からグラウトに作用する力をアンカー部材の長さ方向に分散することができるため、グラウトが破損し難くすることができる。

更に上記のように、機器固定金具１７をアンカー部材の上端面１４ｃに直接当接させると、機器固定金具１７をアンカー部材１４に締結するアンカーボルト１８のアンカー部材から上方に突出する部分の長さを短くすることができるため、電力用機器１３が水平方向に変位した際にアンカーボルト１８に作用する曲げ応力を小さくしてアンカーボルト１８が破損し難くすることができる。

従って本実施形態のように構成すれば、アンカーの機械的強度及びアンカーと機器固定金具とを連結するアンカーボルトの機械的強度を高めると共に、グラウトが破損しにくくすることができ、電力用機器の固定強度を高めて、大地震発生時に電力用機器が転倒するおそれをなくすことができる。

上記の実施形態では、アンカー部材１４として、その全長に亘って外径が均一な円柱体の上端の軸心部にネジ孔を形成したものを用いたが、本発明はこのような形状のアンカー部材を用いる場合に限定されない。例えば、図２に示されたように、外周面に、周方向に連続して伸びる複数の溝１４ｄを軸線方向に間隔をあけて形成した形状を有する円柱状のアンカー部材１４を用いることもできる。このように構成すると、アンカー部材とグラウトとの引っかかりを強くすることができるため、アンカー部材がグラウトから抜け難くすることができる。なおアンカー部材の外周に溝１４ｄを設けると、アンカー部材の外周に径が大きい部分と径が小さい部分とが生じ、両者の境界部に応力の集中が生じるが、アンカー部材の外径を十分に大きくするとともに溝１４ｄの深さを浅くし、ネジ孔の周囲の部分の肉厚を十分に厚くしておけば、アンカー部材に十分な強度を持たせることができる。

なおアンカー部材１４の外周に溝を設ける代りに、アンカー部材１４の外周面の少なくとも一部に無数の凹凸を設ける等してアンカー部材の外周面を粗面にすることも、アンカー部材とグラウトとの引っかかりを強くする上で有効である。

また図３に示したように、外周面に、その下端から上端に向って次第に径が小さくなっていく向きのテーパが付けられたアンカー部材１４を用いることもできる。このように、アンカー部材の外周にテーパをつけておくと、アンカー部材をアンカー収容溝から引き出そうとする力が働いたときに、グラウト１６からアンカー部材１４に下向きの力を作用させることができるため、アンカー部材がアンカー収容溝から抜け難くすることができ、電力用機器の固定強度を高めることができる。

更に、図４（Ａ），（Ｂ）に示したように、アンカー部材１４の外周面から放射方向に突出した複数の板状の翼部２０をアンカー部材１４に一体に形成して翼部２０がグラウト１６内に埋設されるようにしてもよい。本実施形態では、アンカープレート１５が正方形状に形成され、アンカー部材１４とアンカープレート１５と翼部２０とにより電力用機器を基礎に繋ぎ止めるアンカーが構成されている。

図４に示したようなアンカーを用いると、電力用機器が水平方向に変位したときにアンカーからグラウトに作用する力を翼部２０の部分にも分散させることができるため、グラウトが破損し難くすることができる。

図４に示したようにアンカー部材１４の外周に翼部２０を固定すると、翼部２０の付け根に応力の集中が生じ易くなるが、アンカー部材１４の本体部に十分な強度を持たせて置けば問題はない。

図４に示した例では、アンカー部材１４が円柱状に形成されているが、図３に示したように外周にテーパが付けられた形状を有するアンカー部材１４を用いる場合にもその外周に翼部を設けることができる。

１１ 基礎
１２ アンカー収容溝
１３ 電力用機器
１４ アンカー部材
１４ａ アンカー部材の本体部
１４ｂ ネジ孔
１４ｃ アンカー部材の上端面
１４ｄ 溝
１５ アンカープレート
１６ グラウト
１７ 機器固定金具
１７ａ 水平板部
１７ｂ 垂直板部
１８ アンカーボルト

Claims (4)

1. ケース内に電力用機器本体が収容された電力用機器をコンクリートからなる基礎の上に固定する電力用機器固定装置において、
   前記基礎にアンカー収容溝が形成され、
   上端面に開口したネジ孔を軸心部の上端寄りの部分に有する中実の柱状アンカー部材が前記アンカー収容溝内に挿入されて、該アンカー部材が前記アンカー収容溝内に充填されたグラウトにより前記基礎に対して固定され、
   前記アンカー部材は、下端が前記アンカー収容溝の底部付近に達する長さを有し、
   前記アンカー部材の下端の外周から径方向の外側に張り出したアンカープレートが前記アンカー部材に固定されて該アンカープレートが前記グラウト内に埋設され、
   前記電力用機器の下部の側面から水平方向に突出した水平板部を有する機器固定金具が前記電力用機器の下部に固定されて該機器固定金具の水平板部が前記アンカー部材の上端面に直接当接され、
   前記機器固定金具の水平板部を貫通して前記アンカー部材のネジ孔にアンカーボルトが螺合されて該アンカーボルトにより前記機器固定金具が前記アンカー部材に締結されていること、
   を特徴とする電力用機器固定装置。
2. 前記アンカー部材の外周には、周方向に伸びる複数の溝が軸線方向に間隔をあけて設けられている請求項１に記載の電力用機器固定装置。
3. 前記アンカー部材の外周には、その下端から上端に向って次第に径が小さくなっていく向きのテーパが付けられていることを特徴とする請求項１に記載の電力用機器固定装置。
4. 前記アンカー部材の外周面から放射方向に突出した複数の板状の翼部が前記アンカー部材に一体に形成されて、該翼部が前記グラウト内に埋設されていることを特徴とする請求項１に記載の電力用機器固定装置。

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