(57)【要約】【課題】開口部を備えた金属管支柱について、風や地震、交通振動等により曲げ荷重、ねじり荷重が繰り返し作用しても開口部に亀裂が発生することのない補強構造を提案する。【解決手段】支柱本体１の周壁１ａを貫通してその内外に連通する開口部２を備えた金属管支柱の補強構造であって、前記周壁１ａに、前記開口部２につながる窓孔３ａを有し、該記開口部２の周りに沿い重ね合わせ状態ですみ肉溶接等により一体固定される補強用枠体３を設ける。補強用枠体３としては、周壁１ａよりも厚い厚さを有するものを適用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支柱本体の周壁を貫通してその内外に連通する開口部を備えた金属管支柱の補強構造であって、
前記周壁に、前記開口部につながる窓孔を有し、該記開口部の周りに沿い重ね合わせ状態で一体固定される補強用枠体を設け、
前記補強用枠体は、前記周壁よりも厚い厚さを有することを特徴とする開口部を備えた金属管支柱の補強構造。
【請求項２】
前記補強用枠体の窓孔は、該補強用枠体の固定姿勢でもって前記開口部の縁端部を露出させる開口サイズを有するか、または、該開口部の開口サイズと同等、もしくはそれよりも小さい開口サイズを有することを特徴とする請求項１に記載した開口部を備えた金属管支柱の補強構造。
【請求項３】
前記補強用枠体は、前記周壁の外表面に配置されたものであることを特徴とする請求項１または２に記載した開口部を備えた金属管支柱の補強構造。
【請求項４】
前記補強用枠体は、前記周壁の内表面に配置されたものであることを特徴とする請求項１または２に記載した開口部を備えた金属管支柱の補強構造。
【請求項５】
前記補強用枠体は、その全周を溶接することによって前記周壁に固定したものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載した開口部を備えた金属管支柱の補強構造。
【請求項６】
前記開口部及び前記補強用枠体の窓孔は、円形、長円形または四角の輪郭形状を有し、そのうち、コーナー部が形成された輪郭形状を有するものについては、該コーナー部にアール（Ｒ）が付されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載した開口部を備えた金属管支柱の補強構造。
【請求項７】
前記補強用枠体は、前記開口部を密閉する蓋体に合わさるとともに、該蓋体を締結手段を介して固定保持する座面を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載した開口部を備えた金属管支柱の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路照明用ポールや交通信号用ポールあるいは電光式道路標識用ポール等に用いられる金属管支柱の開口部における補強構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
道路照明用ポール等に用いられる金属管支柱は、支柱本体の基部付近に周壁を貫通してその内外において連通する開口部を設け、この開口部を通してその内部に配電盤や制御盤等の電気機器を収納している。
【０００３】
そして、配電盤や制御盤等の電気機器を収納したのちにおいては、該開口部を、雨水等の侵入の防止が可能で、点検等のために容易に開閉できる設計がされたシール性の高い蓋体によって覆うようにしている。
【０００４】
ところで、近年、この種の金属管支柱においては、風や地震、交通振動等によって支柱本体に曲げ荷重やねじり荷重が繰り返し作用することにより該開口部に亀裂が発生する事例が多発しており、この亀裂が破壊起点となってポールの折損につながりかねないとう問題が起きている。
【０００５】
上記のような従来の問題の解消を図った補強構造に関する先行技術として、特許文献１には、開口部の周縁に溝を嵌め込んだ断面略コ字形の弾性を有するパッキングを周設する一方、該開口部を閉じるカバーには、その略中央に開口部の形状と略対応した形状の突部を設けて、この突部を開口部に嵌合挿入することによって該開口部を覆設した構造のものが提案されている。
【０００６】
また、特許文献２には、円筒に設けた開口部の左右の軸方向周縁に沿って、該開口部による円筒の断面欠損分と同等、もしくはそれ以上の断面積を有する縦補強材を該開口部の上下周縁位置より延長して配設し、該各縦補強材の上下端部を開口部を挟んで円筒の外周面に設けられた補強リングに結合したものが、また、特許文献３には、開口部の周囲に補強部材を配置、溶接したものが、さらに、特許文献４には、開口部の切り欠き端面の内周に全周にわたって枠状の補強部材を突き合わせ溶接によって接合し、蓋を、該補強部材の内周に嵌め込むようにした構造のものがそれぞれ提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開昭５７−５３５０５号公報
【特許文献２】実開昭６０−３５８５４号公報
【特許文献３】特開２００４−９２２５４号公報
【特許文献４】特許第４０５２４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１のような、カバーの突部を開口部に嵌合させて補強する構造では、近年の風や地震、交通振動等によって繰り返し作用する曲げ荷重やねじり荷重に起因して発生する亀裂に関しては、それを阻止するには十分なものとはいえないものであった。
【０００９】
また、特許文献２に開示された補強構造においては、縦補強部材の溶接部位に応力が集中し、それにより却って亀裂が発生しやすくなっており、特許文献３のような、開口部の周囲に補強部材を単に配置、溶接したものにおいても曲げ荷重やねじり荷重が繰り返し作用する場合、開口部での亀裂の発生を確実に阻止するまでには至っていない。
【００１０】
なお、開口部の切り欠き端面の内周に全周にわたって枠状の補強部材を突き合わせ溶接によって接合し、蓋を、該補強部材の内周に嵌め込むようにした特許文献４に開示のものにおいては、強度の改善がある程度見込めるものではあるものの、加工が難しく、コストの上昇が避けられない状況にある。
【００１１】
本発明の課題は、開口部を備えた金属管支柱につき、該金属管支柱に曲げ荷重やねじり荷重が繰り返し付加された場合であっても開口部に簡単に亀裂が発生することがなく、かつ、安価な、補強構造を提案するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、支柱本体の周壁を貫通してその内外に連通する開口部を備えた金属管支柱の補強構造であって、前記周壁に、前記開口部につながる窓孔を有し、該記開口部の周りに沿い重ね合わせ状態で一体固定される補強用枠体を設け、前記補強用枠体は、前記周壁よりも厚い厚さを有することを特徴とする開口部を備えた金属管支柱の補強構造である。
【００１３】
上記の構成からなる開口部を備えた金属管支柱の補強構造においては、
１）補強用枠体の窓孔は、該補強用枠体の固定姿勢でもって前記開口部の縁端部を露出させる開口サイズを有するか、または、該開口部の開口サイズと同等、もしくはそれよりも小さい開口サイズを有すること、
２）補強用枠体は、前記周壁の外表面に配置されたものであること、
３）補強用枠体は、前記周壁の内表面に配置されたものであること、
４）補強用枠体は、その全周を溶接することによって前記周壁に固定したものであること、
５）開口部及び前記補強用枠体の窓孔は、円形、長円形または四角の輪郭形状を有し、そのうち、コーナー部が形成された輪郭形状を有するものについては、該コーナー部にアール（Ｒ）が付されていること、さらに、
前記補強用枠体は、前記開口部を密閉する蓋体に合わさるとともに、該蓋体を締結手段を介して固定保持する座面を有すること、
が、本発明の課題解決のための具体的に手段として好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の開口部を備えた金属管支柱の補強構造によれば、周壁に、該周壁よりも厚い厚さを有し、開口部につながる窓孔が形成された補強用枠体を、該記開口部の周りに沿い重ね合わせ状態で一体固定するようにしたため、開口部における強度が改善され、風や地震、交通振動等によって金属管支柱に曲げ荷重やねじり荷重が繰り返し作用しても該開口部に簡単に亀裂が発生するのを回避することができる。
【００１５】
また、本発明の開口部を備えた金属管支柱の補強構造によれば、補強用枠体の窓孔を、該補強用枠体の固定姿勢でもって開口部の縁端部を露出させる開口サイズを有するものとした場合に、窓孔から露出した開口部の縁端部を、該開口部を閉じる蓋体の座面として利用することができ、補強構造の簡素化が可能となる。
【００１６】
また、補強用枠体の窓孔を、開口部の開口サイズよりも小さい開口サイズを有するものとした場合、該開口部から露出（張り出した）した該補強用枠体の縁端部を、該開口部を閉じる蓋の座面として利用することができ、補強構造の簡素化が可能となる。
【００１７】
また、上記の構成からなる本発明の開口部を備えた金属管支柱の補強構造によれば、補強用枠体を、周壁の外表面に配置して一体固定するか、周壁内表面に配置して一体固定するようにしたため、簡単な構造でもって開口部の補強が可能となる。
【００１８】
また、本発明による開口部を備えた金属管支柱の補強構造によれば、補強用枠体の全周を溶接（すみ肉溶接）によって周壁に固定するようにしたため、溶接部位が補強筋として機能し強度が向上する。
【００１９】
また、本発明による開口部を備えた金属管支柱の補強構造によれば、開口部及び補強用枠体の窓孔は、円形、長円形または四角の輪郭形状を有する場合に、コーナー部が形成された輪郭形状を有するものについては、該コーナー部にアール（Ｒ）を付与するようにしたため、該コーナー部において亀裂の発生原因となるような応力集中を起こすことがない。
【００２０】
さらに、本発明の開口部を備えた金属管支柱の補強構造によれば、補強用枠体は、開口部を密閉する蓋体に合わさるとともに、該蓋体を締結手段を介して固定保持する座面を有するものとしたため、蓋体の取付、取り外しを簡単に行うことができる。また、この場合、蓋体は、補強用枠体で支持されるため、蓋体自体が開口部の強度に影響を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に従う補強構造の実施の形態を示した図であり、（ａ）は、金属管支柱の断面（Ａ−Ａ）を示した図であり、（ｂ）は、その側面を示した図である。
【図２】図１（ａ）（ｂ）に示した金属管支柱の基部における外観を分解状態で示した斜視図である。
【図３】補強用枠体の取付前の状態を示した図であり、（ａ）は、金属管支柱の基部における断面（Ｂ−Ｂ）を示した図、（ｂ）は、その側面を示した図である。
【図４】補強用枠体の取付後の状態を示した図であり、（ａ）は、金属管支柱の基部における断面（Ｃ−Ｃ）を示した図、（ｂ）は、その側面を示した図である。
【図５】本発明に従う補強構造の他の実施の形態を示した図であり、（ａ）は、金属管支柱の断面（Ｄ−Ｄ）を示した図、（ｂ）は、その側面を示した図である。
【図６】補強用枠体を周壁に溶接する場合の説明図である。
【図７】図５（ａ）（ｂ）に示した補強構造において蓋体を取り付けた状態を示した図であり、（ａ）は金属管支柱の基部における断面（Ｅ−Ｅ）を示した図、（ｂ）はその側面を示した図である。
【図８】本発明に従う補強構造の他の実施の形態を示した図であり、（ａ）は、金属管支柱の基部における断面（Ｆ−Ｆ）を示した図、（ｂ）はその側面を示した図である。
【図９】図８（ａ）（ｂ）に示した補強構造において蓋体を取り付けた状態を示した図であり、（ａ）は、金属管支柱の基部における断面（Ｇ−Ｇ）を示した図、（ｂ）は、その側面を示した図である。
【図１０】補強用枠体を周壁に溶接する場合の説明図である。
【図１１】本発明に従う補強構造のさらに他の実施の形態を示した図であり、（ａ）は、金属管支柱の基部における断面（Ｈ−Ｈ）を示した図、（ｂ）は、その側面を示した図である。
【図１２】図１１（ａ）（ｂ）に示した補強構造において蓋体を取り付けた状態を示した図であり、(ａ)は、金属管支柱の基部における断面（Ｉ−Ｉ）を示した図、（ｂ）はその断面を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
道路照明用ポールや交通信号用ポール、電光式道路標識用ポール等に用いられる金属管柱は、一般用の建築用構造部材とは異なり、上方から大きな荷重がかからないため、例えば、道路照明器材仕様書（（社）建設電気技術協会）等の基準に定められているように、肉厚３〜６ｍｍ程度のものが使用される。
【００２３】
また、一般に、金属管柱は、風雨に曝される場所で使用されるため、風力や交通振動等によって横方向への荷重がかかったとき、該金属管柱がその基部において折損し倒壊することがないように十分な強度が確保できる設計がなされている。
【００２４】
金属管柱としては、通常、１／１００〜１／７５程度のテーパが付与された先端先細り形状をなした高さ（長さ）１０ｍ程度のテーパ管が用いられ、該金属管柱の地上側（基部）には、その内外に連通する開口部が設けられていて、該開口部を通して電機制御盤や配電盤等の電気機器を設置したのち、該開口部に蓋をあてがって該開口部を密閉するのが一般的であるが、該開口部における従来の補強は、開口部の端面での補強を主としたものであるため、肉厚が３〜６ｍｍ程度になる金属管柱において設けられた開口部では、その端面において補強のための加工を加えてもその改善効果は小さい。
【００２５】
本発明は、周壁に設けられた開口部の周りに沿って、周壁よりも厚い厚さを有する補強用枠体を配置し、これを溶接によって周壁と一体化することによって開口部を補強することを主眼とするものである。
【００２６】
以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明する。
図１（ａ）（ｂ）は、本発明に従う補強構造の実施の形態を模式的に示した図であり、（ａ）は、金属管支柱の基部における断面を示した図であり、（ｂ）はその側面を示した図である。また、図２は、図１（ａ）（ｂ）に示した金属管支柱の基部における外観を分解状態で示した斜視図であり、さらに図３（ａ）（ｂ）は、補強用枠体の取付前の状態を示した図であり、（ａ）は金属管支柱の基部における断面を示した図であり、図４（ａ）（ｂ）は、補強用枠体の取付後の状態を示した図である。
【００２７】
図における符号１は、金属管支柱の支柱本体である。支柱本体１は、３〜６ｍｍ程度の厚さになる筒状の周壁１ａによって構成され、その内側には、電機制御盤や配電盤等の電気機器を配置することができる内部空間Ｍが形成されている。
【００２８】
また、２は、周壁１ａを貫通してその内外に連通する開口部である。この開口部２は、支柱本体１の長手方向（上下方向）に沿って長い長円形の輪郭形状を有するものを例として示したが、その形状についてはとくに限定されない。
【００２９】
また、３は、周壁１ａの外表面で、開口部２の周り沿い重ね合わせ状態で一体固定された補強用枠体である。この補強用枠体３は、開口部２に対して支柱本体１を外側から補強するものであって、周壁１ａよりも厚い厚さ（例えば、周壁の厚さ３〜６ｍｍに対して９ｍｍ程度）を有し、周壁１ａの外表面に合わさる湾曲板からなっており、周壁１ａとの重ね合わせ状態で開口部２につながる窓孔３ａが形成されている。すなわち、補強用枠体３は、周壁１ａの外表面に合わさる湾曲板で構成できるため、周壁１ａよりも厚い厚さからなる鋼板等の金属板から製作することが可能であり、製作コストは安価なものとなる。
【００３０】
窓孔３ａは、基本的には、開口部２の形状と同等の輪郭形状とするのが好ましいが、その開口サイズは、適宜変更することができる。図示のものは、補強用枠体３の固定姿勢でもって開口部２の縁端部２ａが窓孔３ａから露出する開口サイズとした場合を例として示してある。
【００３１】
また、４は、開口部２を密閉する蓋体、５は、蓋体４の上下で、支柱本体１の周壁１ａにねじＮをねじ込んで該蓋体４を固定するねじ孔である。
【００３２】
蓋体４は、補強用枠体３の窓孔３ａの内側に収まるサイズにて加工されており、開口部２の縁端部２ａに雨水侵入防止のためのパッキン等の部材を介して配置される。
【００３３】
補強用枠体３の窓孔３ａの開口サイズを、開口部２の縁端部２ａを該窓孔３ａから露出させることができるサイズとすることにより該縁端部２ａが蓋体４を取り付ける際の座面を形成することができ、該蓋体４の確実な取り付けが可能となる。
【００３４】
この場合、蓋体４の厚さやパッキン等の部材の厚さを適宜調整することにより、補強用枠体３の外面と蓋体４の外表面の高さを同じ（面一）にして固定することができ、見栄えもよくなる。補強用枠体３の厚さ９ｍｍに設定した場合、蓋体４の厚さは４．５ｍｍ程度に、また、パッキン等の部材は、５ｍｍ程度に設定される。
【００３５】
補強用枠体３を周壁１ａに一体固定するには、補強用枠体３の窓孔３ａの縁部（内周縁部）、外側縁部３ｂの全周にわたってすみ肉溶接を施せばよく（図示せず）、これにより補強用枠体３は、支柱本体１に一体化される。
【００３６】
上記のような補強構造においては、開口部２の近傍域で亀裂が発生したとしても、その伝播が、周壁１ａよりも厚い厚さを有する補強用枠体３（溶接部を含む）において止められることとなり、それ以上亀裂が進展することがない。また、すみ肉溶接により形成された溶接部位は、補強筋として作用するため開口部２の強度が向上する。
【００３７】
開口部２は、支柱本体１の長手方向に沿って長い長円形のものを例として示し、補強用枠体３の窓孔３ａについても同等の形状としたものを例として示したが、開口部２、窓孔３ａの形状は、長円形の他、円形あるいは四角の輪郭形状を有するものを適用することができる。
【００３８】
輪郭形状としてコーナー部が形成された例えば四角形状のものを適用する場合においては、該コーナー部で応力集中を起こすことがないようにアール（Ｒ）（湾曲）を付しておくのが好ましく、これにより亀裂の発生を抑制することが可能となる。
【００３９】
図５（ａ）（ｂ）は、本発明に従う補強構造の他の実施の形態を示した図である。この例は、補強用枠体３を支柱本体１の周壁１ａの外表面に設けて補強を行う点では、上掲図１〜図３に示したものと同じであるが、補強用枠体３の窓孔３ａの開口サイズを、開口部２の開口サイズとほぼ同等にしてその全周にわたってすみ肉溶接を施すことによって周壁１ａとの一体化を図ったものである。
【００４０】
上記の構成からなる補強構造においても、開口部２における強度が改善されるため、風力や交通振動等により曲げ荷重やねじり荷重が繰り返し作用しても該開口部２において亀裂が発生するのを抑制することができる。また、この補強構造においては、蓋体４の開閉（取り付け、取り外し）に伴って生じる応力は、補強用枠体３が負担することになる。
【００４１】
なお、補強用枠体３の窓孔３ａの開口サイズを開口部２の開口サイズとほぼ同等とする場合においては、すみ肉溶接を行う際の溶接代を確保するため、図６に示すように、その分ｄだけ補強用枠体３の窓孔３ａの開口サイズを大きくしておくのが望ましい。
【００４２】
図７（ａ）（ｂ）は、上掲図５（ａ）（ｂ）に示した補強構造において、蓋体４を取り付けて開口部２を密閉した状態を示した図である。補強用枠体３の窓孔３ａの開口サイズを、開口部２の開口サイズとほぼ同等としたものにおいては、該補強用枠体３の外表面３ｃが蓋体４に当接する座面となる。この場合、該座面にはねじ孔５を設けてこのねじ孔５にねじをねじ込んで蓋体４を補強用枠体３に固定保持する。
【００４３】
蓋体４を取り付けるに当たっては、補強用枠体３と蓋体４との間に、雨水の侵入を確実に防止するため、必要に応じてパッキン等の部材を配置する。
【００４４】
図８（ａ）（ｂ）は、補強用枠体３を、支持本体１の周壁１ａの内表面に固定、保持して開口部２の補強を図った例であり、図９（ａ）（ｂ）は、図８（ａ）（ｂ）に示した支柱管において蓋体４を配置して開口部２を密閉した状態を示した図である。この例の補強用枠体３は、周壁１ａよりも厚い厚さ（例えば、周壁の厚さ３〜６ｍｍに対して９ｍｍ程度）を有し、周壁１ａの内表面に合わさる湾曲板からなっており、周壁１ａとの重ね合わせ状態で開口部２につながる窓孔３ａが形成されている。すなわち、補強用枠体３は、周壁１ａの内表面に合わさる湾曲板で構成できるため、周壁１ａよりも厚い厚さからなる鋼板等の金属板から製作することが可能であり、製作コストは安価なものとなる。
【００４５】
この例では、補強用枠体３の窓孔３ａの開口サイズを、開口部２の開口サイズとほぼ同等にしてその全周（内側縁部、外側縁部）にわたりすみ肉溶接を施すことによって周壁１ａとの一体化を図ったものである。この補強構造においても、開口部２における強度が改善されるため、風力や交通振動等により曲げ荷重やねじり荷重が繰り返し作用しても該開口部２において亀裂が発生するのを抑制することができる。また、補強用枠体３の全周にわたるすみ肉用溶接により、溶接部位が補強筋として作用するため、開口部２の強度が高められることになる。
【００４６】
補強用枠体３を、周壁１ａの内表面に配置して一体固定する場合においては、図１０にその要部を拡大して示したように、すみ肉溶接を行うに際して溶接代ｄを確保する観点から溶接代の分だけ開口部２のサイズを予め大きくしておくのが好ましい。
【００４７】
図１１（ａ）（ｂ）は、補強用枠体３を、支持本体１の周壁１ａの内表面に配置して開口部２の補強を図る場合につき、補強用枠体３の窓孔３ａを、開口部２の開口サイズよりも小さくして、該補強用枠体３の窓孔３ａの縁端部３ａ１を開口部２から露出させた例を示したものである。
【００４８】
この構造のものは、図１２（ａ）（ｂ）に示すように、開口部２から露出した補強用枠体３の窓孔３ａにおける縁端部３ａ１が蓋体４を取り付ける際の座面となるため蓋体４の確実な取り付けが可能となる。
【００４９】
縁端部３ａ１のとくに、上下における露出代ｅを、他の部位より大きくしておくことにより、この部位にねじ孔５を設けておくことができる。
【００５０】
蓋体４の厚さやその相互間に配置されるパッキン等の部材の厚さを適切に設定することで蓋体４の外表面と、支柱本体１の周壁１ａの外表面を面一にすることが可能となり、美観を保つことができるとともに突出部がないためその部位での不用意な引っ掛かりをなくして安全性を高めることができる。
【００５１】
本発明においては、補強用枠体３の厚さを、比較的自由な厚さに設定することができるため、窓孔３ａの輪郭形状は、自由に変更できるが、四角形状等、コーナー部が形成されるものにあっては、該コーナー部において応力集中を起こすことがないようにアール（Ｒ）を付しておく。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明によれば、開口部を備えた金属管支柱において曲げ荷重やねじり荷重が繰り返し付加された場合であっても開口部に簡単に亀裂が発生することがなく、かつ、安価な、補強構造を提供することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１      支柱本体
１ａ    周壁
２      開口部
２ａ    縁端部
３      補強用枠体
３ａ    窓孔
３ｂ    外側縁部
３ｃ    外表面
４      蓋体
５      ねじ孔
Ｍ      内部空間
Ｎ      ねじ
【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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