(57)【要約】【課題】  回転球体法によって被保護体を適正、確実に保護する。【解決手段】  アンテナ１０１の数や配設位置に基づいて、鉄塔１００や大地Ｇと第１の避雷部材２１、または第１の避雷部材２１同士が同時に接する仮想球体Ｑが所定の大きさとなり、かつ、この仮想球体Ｑの表面の包絡面と仮想球体Ｑに接する鉄塔１００、大地Ｇおよび第１の避雷部材２１の少なくとも一方とで囲まれる範囲内にアンテナ１０１が位置するように、第１の避雷部材２１を配設する。【選択図】  図１
2011146282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
避雷装置以外の受雷体や大地を既存受雷体とし、
被保護体の数や配設位置に基づいて、既存受雷体と避雷部材または避雷部材同士が同時に接する仮想球体が所定の大きさとなり、かつ、該仮想球体の表面の包絡面と該仮想球体に接する既存受雷体および避雷部材の少なくとも一方とで囲まれる範囲内に前記被保護体が位置するように、前記避雷部材が配設されている、
ことを特徴とする避雷装置。
【請求項２】
周囲に前記被保護体が配設された塔の中心側から放射線状に、前記避雷部材が配設されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の避雷装置。
【請求項３】
前記避雷部材がリング状で、周囲に前記被保護体が配設された塔と同心状に前記避雷部材が配設されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の避雷装置。
【請求項４】
前記避雷部材が前記被保護体の被保護側よりも突出し、該避雷部材のみに接する仮想球体が前記所定の仮想球体となるように前記避雷部材が配設されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の避雷装置。
【請求項５】
避雷部材以外の受雷体や大地を既存受雷体とし、
被保護体の数や配設位置に基づいて、既存受雷体と避雷部材または避雷部材同士が同時に接する仮想球体が所定の大きさとなり、かつ、該仮想球体の表面の包絡面と該仮想球体に接する既存受雷体および避雷部材の少なくとも一方とで囲まれる範囲内に前記被保護体が位置するように、前記避雷部材を配設する、
ことを特徴とする避雷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被保護体を落雷から保護する避雷装置および避雷方法に関し、特に、回転球体法に適合した避雷装置および避雷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線局のアンテナなどの被保護体（被避雷体）は、避雷針によって直撃雷から保護されている。この避雷針により保護すべき保護範囲は、従来、受雷部の上端からその鉛直線に対して保護角を見込む稜線の内側を保護範囲とする保護角法（角度法）によって規定されており、保護レベルが高いほど、保護角が小さくなるように規定されている。しかしながら、近年、保護角法のみによる保護範囲では、被保護体を適正に保護することが困難であることが解明され、回転球体法やメッシュ法、あるいは建物などの高さに応じた保護角法が採用されるようになっている。
【０００３】
ここで、回転球体法とは、２つ以上の受雷部に同時に接するように、または１つ以上の受雷部と大地とを同時に接するように仮想球体を回転させたときに、球体表面の包絡面から被保護体側を保護範囲とする方法である。この回転球体法では、保護レベルが高いほど、球体の半径が小さくなるように規定され、例えば、保護レベルが最も高い保護レベル１では半径２０ｍ、保護レベルが最も低い保護レベル４では半径６０ｍと規定されている。また、メッシュ法とは、メッシュ導体で覆われた内側を保護範囲とする方法であり、保護レベルが高いほど、メッシュの幅が小さくなるように規定されている。
【０００４】
このような背景の下、従来の保護角法に基づく避雷針装置に大規模な変更を加えることなく、回転球体法による保護範囲が得られる、という技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この技術は、被保護体である建物の頂部に設けられた支柱に避雷突針を取り付け、支柱を囲むようにリング状の避雷部材を配設するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３２７５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、被保護体の数や配設位置は多種多様であり、また、上記のように、回転球体法では、被保護体の保護レベルによって適用する仮想球体の半径が異なる。しかしながら、上記特許文献１の技術では、被保護体の頂部にのみ避雷部材を設けるため、被保護体の配設位置や保護レベルなどによっては、被保護体を保護することができない場合がある。
【０００７】
例えば、図８に示すように、鉄塔１００に被保護体であるアンテナ１０１が配設されている場合、鉄塔１００の高さが高く、避雷部材（受雷部）２００と大地Ｇとに接する仮想球体（図中一点鎖線）の半径Ｒ１が６０ｍよりも大きいと、回転球体法では、保護レベル４でもアンテナ１０１を保護することができない。また、アンテナ１０１の保護レベルが高く、回転球体法による仮想球体（図中破線）の半径Ｒ２が小さい場合、図示のように、アンテナ１０１が保護範囲外に位置してしまう、つまりアンテナ１０１を保護できない場合がある。
【０００８】
そこでこの発明は、回転球体法によって被保護体を適正、確実に保護することが可能な避雷装置および避雷方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、避雷装置以外の受雷体や大地を既存受雷体とし、被保護体の数や配設位置に基づいて、既存受雷体と避雷部材または避雷部材同士が同時に接する仮想球体が所定の大きさとなり、かつ、該仮想球体の表面の包絡面と該仮想球体に接する既存受雷体および避雷部材の少なくとも一方とで囲まれる範囲内に前記被保護体が位置するように、前記避雷部材が配設されている、ことを特徴とする避雷装置である。
【００１０】
この発明によれば、被保護体の数や配設位置がどのような数、位置であっても、所定の大きさの仮想球体の包絡面と避雷装置の避雷部材などとに囲まれた範囲内に、被保護体が位置する。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の避雷装置おいて、周囲に前記被保護体が配設された塔の中心側から放射線状に、前記避雷部材が配設されている、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の避雷装置おいて、前記避雷部材がリング状で、周囲に前記被保護体が配設された塔と同心状に前記避雷部材が配設されている、ことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の避雷装置おいて、前記避雷部材が前記被保護体の被保護側よりも突出し、該避雷部材のみに接する仮想球体が前記所定の仮想球体となるように前記避雷部材が配設されている、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、避雷部材以外の受雷体や大地を既存受雷体とし、被保護体の数や配設位置に基づいて、既存受雷体と避雷部材または避雷部材同士が同時に接する仮想球体が所定の大きさとなり、かつ、該仮想球体の表面の包絡面と該仮想球体に接する既存受雷体および避雷部材の少なくとも一方とで囲まれる範囲内に前記被保護体が位置するように、前記避雷部材を配設する、ことを特徴とする避雷方法である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１および５に記載の発明によれば、被保護体の数や配設位置がどのような数、位置であっても、所定の大きさの仮想球体の包絡面と避雷装置の避雷部材などとに囲まれた範囲内に、被保護体が位置する。すなわち、仮想球体の大きさを回転球体法における所望の保護レベルに応じた大きさに設定することで、被保護体の数や配設位置に係らず、保護レベルに適合した大きさの仮想球体の包絡面と避雷部材などとに囲まれた範囲内、つまり適正な保護範囲内にすべての被保護体を位置させることができる。この結果、回転球体法によって被保護体を適正、確実に保護することが可能となる。しかも、仮想球体が所定の大きさとなり、その保護範囲内に被保護体が位置するように避雷部材を配設すればよいため、避雷部材の配設範囲が広く、柔軟な配設が可能となる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、避雷部材を塔の中心側から放射線状に配設するだけでよいため、構成が簡単で、避雷装置の製作、設置などに要する労力や時間、費用を軽減することが可能となる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、避雷部材がリング状のため、そのリング径を大きくするだけで容易に保護範囲を広げることができ、また、避雷部材を放射線状に配設する場合に比べて、避雷部材の数を少なくすることが可能となる。この結果、避雷装置の製作、設置などに要する労力や時間、費用をより軽減することが可能となる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、避雷部材のみに接する仮想球体によって所定の大きさの仮想球体を形成するため、つまり、既存受雷体によらず避雷部材のみによって回転球体法上の保護範囲が確定するため、避雷装置をユニット化・規格化することが可能となる。この結果、個々の被保護体に対して、ユニット化・規格化した避雷装置を配設することで、避雷装置の製作、設置などに要する労力や時間、費用を軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る避雷装置の配設状態を示す正面図である。
【図２】図１の避雷装置の平面図（ａ）と、避雷装置の変形例の平面図（ｂ）である。
【図３】この発明の実施の形態２に係る避雷装置の配設状態を示す正面図である。
【図４】図３の避雷装置の拡大平面図（ａ）と拡大側面図（ｂ）、（ｃ）である。
【図５】図３の避雷装置の変形例を示す正面図である。
【図６】図１の避雷装置の変形例を示す正面図である。
【図７】図６の避雷装置の平面図（ａ）と説明図（ｂ）である。
【図８】従来の避雷装置の配設状態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、この実施の形態に係る避雷装置１の配設状態を示す正面図であり、図２（ａ）は、その平面図である。この避雷装置１は、被保護体を落雷から保護する装置であり、この実施の形態では、鉄塔１００に配設されている無線アンテナ１０１を被保護体とする。
【００２２】
具体的には、鉄塔１００は導電性で大地Ｇに接地され、大地Ｇと鉄塔１００とが避雷装置１（避雷部材２１、２２）以外の受雷体である既存受雷体となっている。また、アンテナ１０１は、図２（ａ）に示すように、鉄塔１００を中心として周状に（鉄塔１００の周囲に）複数配設され、鉄塔１００の頂部側に配設された第１のアンテナ群１１１と、第１のアンテナ群１１１の下方に配設された第２のアンテナ群１２１とにグループ化されている。
【００２３】
避雷装置１は導電性で、鉄塔１００の頂部で第１のアンテナ群１１１の上方に配設された第１の受雷体２と、第１のアンテナ群１１１と第２のアンテナ群１２１との間に配設された第２の受雷体３と、第２のアンテナ群１２１の下方に配設された第３の受雷体４とから構成されている。これらの受雷体２〜４はほぼ同形状で、図２（ａ）に示すように、円環形（リング状）の第１の避雷部材２１と、第１の避雷部材２１の内面から中心に向って延びる複数の第２の避雷部材２２とから構成されている。そして、第１の避雷部材２１の中心が鉄塔１００の中心と一致するように、つまり同心上に位置するように、第２の避雷部材２２が鉄塔１００に取り付けられている。
【００２４】
このような第１の避雷部材２１の直径および各受雷体２〜４の配設位置・高さは、次のように設定されている。すなわち、アンテナ１０１の数や配設位置に基づいて、既存受雷体と第１の避雷部材２１または第１の避雷部材２１同士が同時に接する仮想球体が所定の大きさとなり、かつ、この仮想球体の表面の包絡面とこの仮想球体に接する既存受雷体および第１の避雷部材２１の少なくとも一方とで囲まれる範囲内に各アンテナ１０１が位置するように、設定されている。
【００２５】
具体的には、例えば、アンテナ１０１に要求されている保護レベルが「２」の場合、回転球体法における仮想球体の半径は、３０ｍとなる。このような仮想球体Ｑ（図１参照）を回転させ、
（１）仮想球体Ｑが第２の受雷体３と第３の受雷体４とに接した状態（図１中Ｑ１の状態）で、仮想球体Ｑと受雷体３、４と鉄塔１００とで囲まれた保護範囲内に第２のアンテナ群１２１が位置し、
（２）仮想球体Ｑが第１の受雷体２と第２の受雷体３とに接した状態（図１中Ｑ２の状態）で、仮想球体Ｑと受雷体２、３と鉄塔１００とで囲まれた保護範囲内に第１のアンテナ群１１１が位置
するように、第１の避雷部材２１の直径および各受雷体２〜４の配設位置が設定されている。
【００２６】
このような避雷装置１のアースは、鉄塔１００本体に接続され、鉄塔１００の塔脚自体を引き下げ導線として利用し、雷サージを接地極に流すようになっている。
【００２７】
このような構成の避雷装置１および避雷方法によれば、アンテナ１０１の配設数や配設位置がどのような数、位置であっても、回転球体法上の適正な保護範囲内にすべてのアンテナ１０１を位置させることができる。この結果、回転球体法によってすべてのアンテナ１０１を適正、確実に保護することが可能となる。しかも、仮想球体Ｑが所定の大きさとなり、その保護範囲内に各アンテナ１０１が位置するように各受雷体２〜４を配設すればよいため、受雷体２〜４の配設範囲が広く、柔軟な配設が可能となる。さらに、第２の避雷部材２２を鉄塔１００に取り付けるだけで、受雷体２〜４を鉄塔１００に配設できるため、大規模な工事などが不要で、しかも、既設のアンテナ１０１などを変更、移設する必要もない。また、第１の避雷部材２１が円環形のため、その径を変えるだけで容易に保護範囲を調整することができる。
【００２８】
ところで、この実施の形態では、各受雷体２〜４に円環形の第１の避雷部材２１を備えているが、要求される保護レベルつまり仮想球体Ｑの大きさや、アンテナ１０１の配設位置などによっては、第１の避雷部材２１を備えなくてもよい。すなわち、図２（ｂ）に示すように、周囲にアンテナ１０１が配設された鉄塔１００の中心側から放射線状に、棒状の避雷部材２３を複数配設した受雷体２〜４としてもよい。このとき、棒状の避雷部材２３の先端に仮想球体Ｑが接触するため、上記の実施の形態と同等の保護範囲を得るには（図中二点鎖線の第１の避雷部材２１と仮想球体Ｑとが接した状態とするには）、棒状の避雷部材２３を第１の避雷部材２１の半径よりも長くする必要がある。このように、棒状の避雷部材２３を放射線状に配設するだけの構成であるため、構成が簡単で、避雷装置１の製作、設置などに要する労力や時間、費用を軽減することが可能となる。
【００２９】
（実施の形態２）
図３は、この実施の形態に係る避雷装置１０の配設状態を示す正面図である。この実施の形態では、各アンテナ１０１に対して避雷装置１０が配設されている点で、実施の形態１と構成が異なり、同等の構成については、同一符号を付することで、その説明を省略する。
【００３０】
この避雷装置１０は、全体が略コーン（円錐）状で、図４に示すように、複数の棒状の第１の避雷部材２４と、円環形の第２の避雷部材２５とから構成されている。具体的には、各第１の避雷部材２４の基端部が鉄塔１００に接続・固定され、各第１の避雷部材２４の自由端部がアンテナ１０１の被保護側（鉄塔１００の反対側）よりも突出し、かつ末広がりになるように配設されている。このような各第１の避雷部材２４の自由端部に第２の避雷部材２５が配設され、この第２の避雷部材２５のみに接する仮想球体Ｑが所定の仮想球体となるように、第２の避雷部材２５の直径が設定されている。
【００３１】
例えば、実施の形態１と同様に、保護レベルが「２」で仮想球体Ｑの半径が３０ｍの場合、仮想球体Ｑを回転させて、仮想球体Ｑが第２の避雷部材２５の全周と接した状態（図３中Ｑ３の状態）で、仮想球体Ｑと第２の避雷部材２５と鉄塔１００とで囲まれた保護範囲内にアンテナ１０１が位置するように、第２の避雷部材２５の直径が設定されている。ここで、第１の避雷部材２４は、図４（ｂ）に示すように、縦横十文字状に配設してもよいし、図４（ｃ）に示すように、斜め十文字状に配設してもよい。
【００３２】
このような構成の避雷装置１０および避雷方法によれば、大地Ｇや鉄塔１００などによらず、第２の避雷部材２５のみによって回転球体法上の保護範囲が確定するため、避雷装置１０をユニット化・規格化することが可能となる。すなわち、保護レベルや大きさが同じ被保護体であるアンテナ１０１に対して、ユニット化・規格化した避雷装置１０を配設することができ、避雷装置１０の製作、設置などに要する労力や時間、費用を軽減することが可能となる。また、アンテナ１０１が点在しグループ化できない場合であっても、個々のアンテナ１０１に避雷装置１０を配設するだけで、容易かつ確実にアンテナ１０１を保護することができる。
【００３３】
ところで、この実施の形態では、円環形の第２の避雷部材２５を備えているが、これを備えずに、図５に示すように、複数の第１の避雷部材２４のみによって避雷装置２０を構成してもよい。この場合、避雷装置１０と同等の保護範囲を得るには、上記の図２（ｂ）の受雷体２〜４と同様に、第１の避雷部材２４を第２の避雷部材２５の位置よりも長く突出させる必要がある。このように、棒状の第１の避雷部材２４を配設するだけの構成であるため、構成が簡単で、避雷装置２０の製作、設置などに要する労力や時間、費用を軽減することが可能となる。
【００３４】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、実施の形態１では、鉄塔１００に対して新たな避雷装置１を取り付けているが、既設・既存の部材を利用して避雷装置を構成してもよい。例えば、図６、７に示すように、アンテナ１０１を設置するために鉄塔１００に配設されているステージ１０２を利用して、避雷装置を構成してもよい。具体的には、導電性のステージ１０２の最縁端から、棒状の第１の避雷部材２６を放射状に複数配設し、各第１の避雷部材２６の自由端部に接するように、環状の第２の避雷部材２７を配設して、受雷体５を構成する。この場合、図７（ｂ）の二点鎖線円１０２ａ内においてアンテナ１０１が保護される。このように、既設・既存の部材を利用することで、避雷装置の配設スペースを確保し、かつ、容易に避雷装置を製作、設置することができる。
【００３５】
また、既存受雷体は、大地Ｇや鉄塔１００に限らず、その他の受雷体であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
鉄塔に配設された無線アンテナに限らず、通信機器などその他の被保護体の保護にも広く適用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１        避雷装置
２        第１の受雷体
２１      第１の避雷部材（避雷部材）
２２      第２の避雷部材（避雷部材）
３        第２の受雷体
４        第３の受雷体
１００    鉄塔（既存受雷体）
１０１    無線アンテナ（被保護体）
１１１    第１のアンテナ群
１２１    第２のアンテナ群
Ｇ        大地（既存受雷体）
Ｑ        仮想球体
【図１】
2011146282.tif 000003
【図２】
2011146282.tif 000004
【図３】
2011146282.tif 000005
【図４】
2011146282.tif 000006
【図５】
2011146282.tif 000007
【図６】
2011146282.tif 000008
【図７】
2011146282.tif 000009
【図８】
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