JPH0287428A

JPH0287428A - がいし

Info

Publication number: JPH0287428A
Application number: JP23881388A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Nakagaki; 薫雄中垣
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-09-26
Filing date: 1988-09-26
Publication date: 1990-03-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、電気機器等の耐震構造に利用するがいしに関
する。

（従来の技術）第２図は、従来のがいしを用いた電気機器の一例を示す
。同図において、１は電気機器で、上部支持部材２と下
部支持部材３の間に電装品４８〜４ｅが固定されている
。上部支持部材２と下部支持部材３を電気的に絶縁する
必要のある場合、それらを結合するためにがいしを用い
るが、同図では上部支持部材２と下部支持部材３を複数
のがいし５、すなわち、５８〜５ｆで結合している。

第３図は、このかいし５の断面を示したもので。

両端にフランジ部５ａ、５ｂが設けられ、このフランジ
５ａ、５ｂに上部支持部材２や下部支持部材３と結合し
たり、かいし５を相互に結合するためのポル１〜を貫通
する六〇が設けられている。また、中心線に沿って中空
部５ｃが設けられている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上記したような電気機器１は、地震等のよう
な外部振動が作用した場合、電装品４ａ〜４ｅやがいし
５ａ〜５ｆ等の各構成部品に永久変形や破損が生じない
ことを要求され、地震終了後には、速に元の正常な状態
に復帰する必要がある。これらの要求を満足させるには
、収納される電装品４ａ〜４ｅやがいし５ａ〜５ｆの単
体の信頼性を向上させることはもちろんであるが、地震
時の電気機Ｈ：＋１の各部の応答を減させる必要がある
。

そこで、地震発生時の電気機器１の応答を減少させる方
法を考えてみる。地震に含まれる周波数成分は、今迄の
ｍｌ　Ｋｌ’ｌデータより０．５〜１０１ヒと考えられ
ており、電気機器１の固有振動数がこの範囲にあると、
地震時に共振を起こし、その応答は大きくなる。

このため、地震時の応答を減少させる１つの対策として
、電気機器１の固有振動数を地震に含まれる周波数範囲
外、すなわち、０．５七以下または１０１１ｚ以上とす
ることが考えられる。

一般に、構造物を１自由度系で近似した場合、その固有
振動数は次式で示される。

ただし、　ｆｎ：固有振動数Ｋ　＝構造物の剛性ｍ　：構造物の質量電気機器１の固有振動数を０．５七以下の非常に小さい
ものにするには、（１）式からその剛性Ｋを小さくする
かまたは質！＃、ｍを非常に大きくすることが考えられ
る。

剛性Ｋを小さくする方法としては、電気機器１を軟かい
ゴムのようなもので支持することが考えられるが、それ
らを取付けるスペースを確保しなければならないだけで
なく、ゴムの長期間にわたる信頼性の確保という別の問
題が生じる。さらに。

実際にはゴムのみで支持するだけでは不十分で、支持系
に減衰を与えるためにダンパー等を併設しなければなら
ず、大幅なコスト」−Ｈをまぬがれない。

また、質量ｍを大きくすることは、不必要な質量を大幅
に追加することになり、製品としても好ましくないばか
りでなく、増加した質量に静的に耐え得るように各構成
部品の強度を大幅に増加させなければならず、現実には
困雅である。

一方、電気機器１の固有振動数をＩ　Ｏ＋Ｉｚ以上にす
るには、上記した（１）式から剛性Ｋを大きくするが。

または質ｆｆ１ｍを小さくすることが考えられろ。

剛性Ｋを大きくするには、かいし５による上部支持部材
２と下部支持部材３の結合箇所を増加させる方法が考え
られるが、電装品４８〜４ｅの収納スペースを確保でき
なくなったり、電気機器１の全体の寸法が増加するばか
りでなく、かいし５の個数の増加によるコストの増大を
招く。

また、かいし５の寸法や取付個数が変更されると、収納
される電装＃＋４ａ〜４ｅの取付位置や配置等の設計変
更が電気機器１の全体に波及し、再設計に要する費用と
時間が大幅に増加する。

電気機器１の質１ｍを小さくすることは、Ｔｊｉ実には
不可能である。すなわち、現状の強度を維持しつつ、そ
の質量のみを減少させることはできず、収納される電装
品４８〜４ｅの大幅な軽量化も期待できない。

以上のように電気機器１の固有振動数が、地震に含まれ
る周波数範囲内（０，５〜１ｏＩＴｚ）にある場合、そ
の固有振動数を変化させることにより地震時の応答を減
少させる方法では、大幅なニス１−上昇や電気機器１の
大幅な設計変更を招く欠点があった・そこで、本発明の目的は、コスト上昇を招くことがなく
、他の収納品の設計変更を必要とすることもなく、地震
等の外部振動に対する応答を減少させることができるが
いしを提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は、がいし本体に設けた中空部に粘性流体を充て
んし、この粘性流体の内部で先端に重りを有する片持ば
りを振動可能に設け、これらで制振機能を有する動吸振
器を構成したものである。

（作　用）被制振機器に地震等の外力が作用した場合、重りが粘性
流体の内部で振動することにより、外部振動から加えら
れる振動エネルギーを消費し、被制振機器各部の振動を
低減させる。

（実施例）以下１本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図は、本発明の一実施例のがいしの断面図を示す。

同図において、がいしｌＯは、下端にフランジ１１ａを
設け、　上端面には結合ねじがねじ込まれるねじ穴１１
ｂとＯリングを挿入する溝１１ｃを設け、中心線に沿っ
て中空部１１ｄを設けたがいし本体１１と、中空部ｌｉ
ｄに充てん（ただし、上部に若干の隙間ができるように
する）し、所定の粘性を有する粘゛性流体１２と、がい
し本体１１の上端に取付けられ、結合ねじの貫通穴１３
ａと座ぐり穴１３ｂを設けた蓋１３と、上端をＭ１３に
固定し中空部ｌｉｄの中央に伸び、下端に所定の質量を
有する重り１４を設けた片持ばり１５とから構成されて
いる。

なお、　がいし本体１１には、溝１１ｃに○リング１６
が挿入され、中空部ｌｉｄに充てんした粘性流体１２が
漏れないように結合ボルト１７により蓋１３が取付けら
れる。また、フランジｌｌａと蓋１３には、図示しない
上部支持部材や下端支持部材と結合したり、かいし１０
を相互に結合するためのボルトを貫通する穴ｌｉｅと１
３ｃがそれぞれ設けられている。

次に、以上のように構成されたがいし１０の作用につい
て説明する。まず、がいし１０の粘性流体１２゜片持ば
り１５２重り１４は、動吸振器として作用する。

すなわち１片持ばり１５．重り１４により構成される振
動系の固有振動数と減衰率を所定の値に設定することに
より、ある周波数の振動エネルギーを吸収・消費し、そ
の周波数での４１気機器１の応答を大幅に減少させるこ
とができ、このことは、良く知られている物理現像であ
る。

今、電気機器１に働らく外力の一例として地震を考える
。電気機器１の固有振動数が、地震に含まれる周波数範
囲内にある時、地震時の電気機器１の応答振動には、そ
の固有振動成分が卓越する６がいし１０の粘性流体１２
．片持ばり１５９重り１４で構成される動吸振器でエネ
ルギーを吸収・消費する周波数が、電気機器１の固有振
動数となるようにそれらの諸元を決定する。このように
すると、地震により電気機器１に加わる振動エネルギー
の大部分を動吸振器で吸収・消費することができ、電気
機器１の各部の振動を大幅に低減できる。

ここで、動吸振器の諸元は、動吸振器の最適調整理論を
用いて、以下のように決めることができる。すなわち、
電気機器１の固有振動数をΩ。とじ、重り１４の質量ｍ
と電気機器１の等価質量の比をμとすると、動吸振器の
固有振動数Ｗｎは１次式で示される。

動吸振器の固有振動数が、　Ｗｎ’となるように重り１
４の質量や片持ばり１５の剛性を決定するのは容易であ
るから、この説明は省略する。

また、動吸振器の最適減衰率ζは、次式で求められる。

ここで。

ζ＝Ｃ／２Ｉ、ｌΩ。　　　　　　　　　・・・・・・
・・・（イ）ただし、　Ｃ；減衰定数最適減衰率ζを持つ減衰定数Ｃは、に）式を用いて容易
に求めることができ、粘性流体１２の粘度を決定するこ
とができる。

なお、以上説明した実施例は、先端（下端）に重り１４
を有する片持ばり１５を蓋１３の下面に下方に突出する
よう取付けたが、それらをがいし本体１１の中空部ｌｉ
ｄの底面に上方に突出するように取付けても同様の効果
を得ることができる。

また、それらを組合わせ、先端に重り１４を有する片持
ばり１５を２組用意し、その１組を蓋１３の下面に下方
に突出するよう取付け、他の１組をがいし本体１１の中
空部１１ｄの底面に上方に突出するよう取付けても同様
の効果を得ることができる。

また、振動エネルギーを吸収・消費する対象を地震とし
て説明したが、本発明の対象は地震のみに限定されるも
のではなく、例えば１周囲に設置される回転機器等によ
る外部振動が伝達され、電気機器１が振動する場合も、
動吸振器の諸元を伝達される外部振動エネルギーを吸収
・消費するように調整すれば、それによる電気機器１の
応答振動を大幅に低減できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、地震時の振動エネ
ルギーをがいし内部の粘性流体９片持ばりおよび重りで
構成される動吸振器で吸収・消費し、電気機器の振動を
大幅に減少することができ、電気機器１の軽量化による
コスト低減や信頼性の向上を図かることが可能ながいし
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は従来
のがいしを構造部材とする電気機器の一例を示す正面図
、第３図は従来のがいしを示す断面図である。１１・・・がいし本体、　　　　ｌｉｄ・・・中空部１
２・・・粘性流体、　　　　　１４・・・重り１５・・
・片持ばり代理人　弁理士　　則　近　憲　佑同　　　　　第子丸　　　健 ■ 第図１ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

がいし本体に設けた中空部に粘性流体を充てんし、この
粘性流体の内部で先端に重りを有する片持ばりを振動可
能に設け、これらで制振機能を有する動吸振器を構成し
たことを特徴とするがいし。