(57)【要約】【課題】異種金属を用いた柱同士を、電食を防止しつつ作業性良く、しかも強固に連結できる柱構造体の提供。【解決手段】上面視略円形の中空部を有するアルミニウム合金製の柱１と、柱の中空部内に配置する上面視略円形の外周部を有し且つ外周部に防錆処理をしたスチール又はステンレス製の補強材２と、柱１及び補強材２に係止する係合具３とを備え、柱１の中空部の構成壁には、円周方向に対して傾斜するテーパー面５を有し且つ長手方向に連続した凹部４を円周方向に所定間隔をおいて複数設けてあり、補強材２の外周部には、円周方向に対して傾斜するテーパー面７を有する凸部６を構成するアルミニウム合金材又は硬質絶縁材を円周方向に間隔をおいて複数固定してあり、係合具３は柱１を貫通して補強材２に係止するものであり、柱１と補強材２とを、柱又は補強材を円周方向に回転させて互いの凹部４と凸部６のテーパー面５，７を離間する位置から嵌合する位置に移動させ、係合具３で回り止めしてある。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面視略円形の中空部を有するアルミニウム合金製の柱と、柱の中空部内に配置する上面視略円形の外周部を有し且つ外周部に防錆処理をしたスチール又はステンレス製の補強材と、柱及び補強材に係止する係合具とを備え、柱の中空部の構成壁には、円周方向に対して傾斜するテーパー面を有し且つ長手方向に連続した凹部を円周方向に所定間隔をおいて複数設けてあり、補強材の外周部には、円周方向に対して傾斜するテーパー面を有する凸部を構成するアルミニウム合金材又は硬質絶縁材を円周方向に間隔をおいて複数固定してあり、係合具は、柱を貫通して補強材に係止するものであり、柱と補強材とを、柱又は補強材を円周方向に回転させて互いの凹部と凸部のテーパー面を離間する位置から嵌合する位置に移動させ、係合具により回り止めしてあることを特徴とする柱構造体。
【請求項２】
上面視略円形の中空部を有するアルミニウム合金製の外側柱と、外側柱の中空部内に配置する上面視略円形の外周部及び上面視略円形の中空部を有するアルミニウム合金製の連結材と、下端部を連結材の中空部内に配置し上端部を外側柱の上方に位置させるものであって、上面視略円形の外周部を有し且つ外周部に防錆処理をしたスチール又はステンレス製の内側柱と、外側柱及び連結材に係止する外側係合具と、連結材及び内側柱に係止する内側係合具とを備え、外側柱の中空部の構成壁と連結材の外周部の構成壁の何れか一方には、円周方向に対して傾斜するテーパー面を有し且つ長手方向に連続した凹部を円周方向に所定間隔をおいて複数設けてあり、他方には円周方向に対して傾斜するテーパー面を有する凸部を円周方向に所定間隔をおいて複数設けてあり、連結材の中空部の構成壁には、円周方向に対して傾斜するテーパー面を有し且つ長手方向に連続した凹部を円周方向に所定間隔をおいて複数設けてあり、内側柱の外周部には、円周方向に対して傾斜するテーパー面を有する凸部を構成するアルミニウム合金材又は硬質絶縁材を円周方向に間隔をおいて複数固定してあり、外側係合具は外側柱を貫通して連結材に係止するものであり、内側係合具は連結材を貫通して内側柱に係止するものであり、内側柱と連結材とを、内側柱又は連結材を円周方向に回転させて互いの凹部と凸部のテーパー面を離間する位置から嵌合する位置に移動させ、内側係合具により回り止めしてあり、外側柱と連結材とを、外側柱又は連結材を円周方向に回転させて互いの凹部と凸部のテーパー面を離間する位置から嵌合する位置に移動させ、外側係合具により回り止めしてあることを特徴とする柱構造体。
【請求項３】
上面視略円形の中空部を有するアルミニウム合金製の外側柱と、下端部を外側柱の中空部内に配置し上端部を外側柱の上方に位置させるものであって、上面視略円形の外周部を有し且つ外周部に防錆処理をしたスチール又はステンレス製の内側柱と、外側柱及び内側柱に係止する係合具とを備え、外側柱の中空部の構成壁には、円周方向に対して傾斜するテーパー面を有し且つ長手方向に連続した凹部を円周方向に所定間隔をおいて複数設けてあり、内側柱の外周部には、円周方向に対して傾斜するテーパー面を有する凸部を構成するアルミニウム合金材又は硬質絶縁材を円周方向に間隔をおいて複数固定してあり、係合具は外側柱を貫通して内側柱に係止するものであり、外側柱と内側柱とを、外側柱又は内側柱を円周方向に回転させて互いの凹部と凸部のテーパー面を離間する位置から嵌合する位置に移動させ、係合具により回り止めしてあることを特徴とする柱構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば照明器具や風力発電装置等を屋外の高所に設置するときに用いる柱構造体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
照明器具等を設置するための柱構造体においては、アルミニウム合金製の柱の内側にスチールやステンレス製の補強材を入れて補強したり、アルミニウム合金製の外側柱の上端部にスチールやステンレス製の内側柱の下端部を差し込んで延長するといったことが行われている。アルミニウム合金製の部材とスチールやステンレス製の部材を直に接触させておくと、電気的な腐食、いわゆる電食によって錆が助長され寿命が短くなるという問題がある。そこで従来は、補強材や内側柱の表面に防錆塗装を入念に行い、組み付けに際してその表面を擦って防錆塗装を剥がさないように慎重に行わねばならず、作業性が悪かった。また、防錆塗装を入念に行うことはコストアップにつながる。さらに、より確実に電食を防止するために、連結する柱と柱の間にゴムなどの軟質絶縁材を介在させる場合もあり、そうすることは作業性を悪化させるばかりでなく、軟質絶縁材が容易に変形・劣化するため、強固な連結の妨げにもなっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上に述べたような実情に鑑み、異種金属を用いた柱同士を、電食を防止しつつ作業性良く、しかも強固に連結できる柱構造体の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するために請求項１記載の発明による柱構造体は、上面視略円形の中空部を有するアルミニウム合金製の柱と、柱の中空部内に配置する上面視略円形の外周部を有し且つ外周部に防錆処理をしたスチール又はステンレス製の補強材と、柱及び補強材に係止する係合具とを備え、柱の中空部の構成壁には、円周方向に対して傾斜するテーパー面を有し且つ長手方向に連続した凹部を円周方向に所定間隔をおいて複数設けてあり、補強材の外周部には、円周方向に対して傾斜するテーパー面を有する凸部を構成するアルミニウム合金材又は硬質絶縁材を円周方向に間隔をおいて複数固定してあり、係合具は、柱を貫通して補強材に係止するものであり、柱と補強材とを、柱又は補強材を円周方向に回転させて互いの凹部と凸部のテーパー面を離間する位置から嵌合する位置に移動させ、係合具により回り止めしてあることを特徴とする。
【０００５】
請求項２記載の発明による柱構造体は、上面視略円形の中空部を有するアルミニウム合金製の外側柱と、外側柱の中空部内に配置する上面視略円形の外周部及び上面視略円形の中空部を有するアルミニウム合金製の連結材と、下端部を連結材の中空部内に配置し上端部を外側柱の上方に位置させるものであって、上面視略円形の外周部を有し且つ外周部に防錆処理をしたスチール又はステンレス製の内側柱と、外側柱及び連結材に係止する外側係合具と、連結材及び内側柱に係止する内側係合具とを備え、外側柱の中空部の構成壁と連結材の外周部の構成壁の何れか一方には、円周方向に対して傾斜するテーパー面を有し且つ長手方向に連続した凹部を円周方向に所定間隔をおいて複数設けてあり、他方には円周方向に対して傾斜するテーパー面を有する凸部を円周方向に所定間隔をおいて複数設けてあり、連結材の中空部の構成壁には、円周方向に対して傾斜するテーパー面を有し且つ長手方向に連続した凹部を円周方向に所定間隔をおいて複数設けてあり、内側柱の外周部には、円周方向に対して傾斜するテーパー面を有する凸部を構成するアルミニウム合金材又は硬質絶縁材を円周方向に間隔をおいて複数固定してあり、外側係合具は外側柱を貫通して連結材に係止するものであり、内側係合具は連結材を貫通して内側柱に係止するものであり、内側柱と連結材とを、内側柱又は連結材を円周方向に回転させて互いの凹部と凸部のテーパー面を離間する位置から嵌合する位置に移動させ、内側係合具により回り止めしてあり、外側柱と連結材とを、外側柱又は連結材を円周方向に回転させて互いの凹部と凸部のテーパー面を離間する位置から嵌合する位置に移動させ、外側係合具により回り止めしてあることを特徴とする。
【０００６】
請求項３記載の発明による柱構造体は、上面視略円形の中空部を有するアルミニウム合金製の外側柱と、下端部を外側柱の中空部内に配置し上端部を外側柱の上方に位置させるものであって、上面視略円形の外周部を有し且つ外周部に防錆処理をしたスチール又はステンレス製の内側柱と、外側柱及び内側柱に係止する係合具とを備え、外側柱の中空部の構成壁には、円周方向に対して傾斜するテーパー面を有し且つ長手方向に連続した凹部を円周方向に所定間隔をおいて複数設けてあり、内側柱の外周部には、円周方向に対して傾斜するテーパー面を有する凸部を構成するアルミニウム合金材又は硬質絶縁材を円周方向に間隔をおいて複数固定してあり、係合具は外側柱を貫通して内側柱に係止するものであり、外側柱と内側柱とを、外側柱又は内側柱を円周方向に回転させて互いの凹部と凸部のテーパー面を離間する位置から嵌合する位置に移動させ、係合具により回り止めしてあることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１から図６は本発明の柱構造体の一実施形態を示している。この柱構造体は図６に示すように、風力発電装置２０用に形成したものであって、基礎２１に固定して立設したスチール製の補強材２と、補強材２に下端部を差し込んで立設したアルミニウム合金製の外側柱１と、外側柱１の上端部に連結材８を介して連結したスチール製の内側柱９とで構成されている。
【０００８】
図１と図２は、外側柱１と補強材２との連結部分の構造を示している。外側柱１はアルミニウム合金を押出し成形して略円筒状に形成したものであって、内部には上面視略円形の中空部を有する。中空部の構成壁には、円周を六つに分けた範囲で長手方向に連続する凹部４が形成してある。各凹部４には、円周から接線方向に湾曲してのび、円周方向に対して傾斜するテーパー面５を有している。補強材２は、スチールの円形のパイプで形成してあって、表面には防錆塗装を施してある。補強材２の外周部には、外側柱１の各凹部４に収容される位置に、長尺の楔状に形成したアルミニウム合金材をビス２２で固定して凸部６を構成してある。凸部６は、外側柱の凹部４のテーパー面５に沿って傾斜するテーパー面７を有している。
【０００９】
外側柱１と補強材２の連結は、以下のように行われる。まず補強材２の外周にアルミニウム合金材を取り付けて凸部６を構成してから、外側柱１の中空部内に補強材２を挿入する。挿入する時は、図１（イ）に示すように、凸部６が外側柱の凹部４を擦らないようにして行う。その後、補強材２か外側柱１の何れかを円周方向に回転させると、図１（ロ）に示すように、凸部６と凹部４のテーパー面同士５，７が嵌合し、楔の作用によって強固に固定される。その後、外側柱１に設けた円周方向の長穴２３からボルト３を挿入し、補強材２に空けた雌ネジ孔２４にそのボルトを捩じ込んで回り止めする。この構造によれば、外側柱１と補強材２を機械的に強固に連結できる。また、凸部６を構成するアルミニウム合金材は最初から補強材２に取り付けておくので、補強材表面の防錆塗装の被膜が傷つけられることがなく、補強材２を外側柱中空部に挿入するときにも、補強材２の外周と外側柱１の内周、及び補強材の凸部６と外側柱の凹部４の間には隙間があって強い摩擦が生ずることがないため、補強材２の防錆塗装に傷が付かない。また、回転により外側柱１と補強材２を一体化するときには、同じ材質であるお互いの凹部４と凸部６のテーパー面５，７が僅かなストロークで擦れ合うだけである。これらのことから、外側柱１と補強材２の間で電食の問題が生じない。
【００１０】
ボルト３を通すために外側柱１に設ける長穴２３は、円周に沿って水平に形成しても良いが、図９に示すように水平に対して斜めに傾けて設けても良い。そのように長穴２３を斜めに形成してボルト３を挿入した時には、外側柱１には自重Ｇと斜の長穴２３の作用によって、中心軸回りに回転しようとする力Ｔが生ずる。先に述べたように、外側柱１は回転することによってテーパー面５，７が嵌合して補強材２と結合されるものであることから、外側柱１の自重Ｇによって生ずる回転力Ｔを利用することで、その結合を揺るぎないものにすることができる。すなわち、一旦結合させた後に外側柱１が逆向きに回転して結合が弛むことを確実に防止できる。また、結合の時点において外側柱１に特別な力を加えることなく、自重Ｇによって生ずる回転力Ｔのみによって結合を行うことも可能である。自重によって生ずる回転力Ｔの向きは、当然ながら結合力を強める向き、すなわちテーパー面５，７がより強く嵌合する向きとし、その向きの回転力が生ずるように考慮して、長穴２３の傾斜する向きを決定する。実施形態のものでは、外側柱１に時計回りの回転力Ｔが生ずるように、長穴２３を右上がりの４５°に傾斜させている。傾斜の角度は４５°前後が好ましいが、限定するものではない。
【００１１】
図３から図５は、外側柱１と内側柱９の連結部の構造を示している。外側柱１と内側柱９は太さがかなり違うため、直接にではなく円筒状の連結材８を介して連結している。すなわち連結材８の中空部内に内側柱９の下端部を挿入して固定し、連結材８を外側柱１の中空部上端に挿入して固定してある。外側柱１と連結材８との連結、連結材８と外側柱１との連結の構造は、既に述べた外側柱１と補強材２との連結の構造と基本的に同じである。
【００１２】
連結材８は、アルミニウム合金を押出し成形して略円筒状に形成したものであって、内部には上面視略円形の中空部を有する。連結材８の外周部の構成壁には、円周を６等分した位置に、長手方向に連続して凸部１２を形成してある。各凸部１２は、外側柱１の中空部構成壁に設けた凹部４のテーパー面５と嵌合する、円周方向に対して傾斜したテーパー面１３を有している。さらに連結材８の外周部には、タッピングホール２５を４箇所に形成してある。また、連結材８の中空部構成壁には、円周を六つに分けた範囲で長手方向に連続する凹部１４が形成してある。各凹部１４には、円周方向に対して傾斜したテーパー面１５を有している。内側柱９はスチール製の丸いパイプで形成してあって、表面に防錆塗装を施してある。内側柱９の外周部には、連結材８の各凹部１４に収容される位置に、長尺の楔状に形成したアルミニウム合金材をビス２６で固定して凸部１６を構成してある。凸部１６は、連結材８の凹部１４のテーパー面１５に沿って傾斜するテーパー面１７を有している。
【００１３】
内側柱９と外側柱１の連結は、以下のような手順で行う。まず、内側柱９下端の外周部にアルミニウム合金材を取り付けて凸部１６を構成してから、内側柱９の下端部を連結材８の中空部内に挿入する。その後、内側柱９か連結材８を円周方向に回転させ、内側柱９の凸部１６と連結材８の凹部１４のテーパー面１５，１７同士を嵌合させた後、連結材８に設けた円周方向の長穴２７から内側固定ボルト１１を挿入し、内側柱９に空けた雌ネジ孔２８にそのボルト１１を捩じ込んで回り止めする。内側柱９が抜け落ちることがないように、連結材８の下面に受け板２９を当てがい、タッピングビス３０をタッピングホール２５に捩じ込んで固定する。次に、連結材８を外側柱１の中空部内に挿入し、連結材８か外側柱１のどちらかを円周方向に回転させ、連結材８の凸部１２と外側柱１の凹部４のテーパー面５，１３を嵌合させる。次に、外側柱１に設けた円周方向の長穴３１から外側固定ボルト１０を挿入し、連結材８に空けた雌ネジ孔３２にそのボルト１０を捩じ込んで回り止めする。最後に外側柱１の上端部に二つ割りのカバー３３を載置し、タッピングビス３４を連結材のタッピングホール２５に捩じ込んでカバーを固定する。このカバー３３によって、柱の連結部から雨が浸入することを阻止できる。
【００１４】
連結材８の内側固定ボルト１１用の長穴２７は、水平に形成してあっても良いが、本実施形態では図３に示すように右下がりに４５°傾斜している。このことから内側柱９には、自重により反時計回りに回転しようとする回転力が働くため、内側柱９と連結材８の結合力が強化される。また、外側柱１の外側固定ボルト１０用の長穴３１も右下がりに４５°傾斜しており、そのため連結材８には、連結材８及び内側柱９にかかる重力により反時計回りに回転しようとする回転力が働くから、連結材８と外側柱１との結合力が強化される。
【００１５】
図７は、連結材８を介さずに外側柱１と内側柱９を直接連結した実施形態を示している。ここでは、外側柱１の中空部の構成壁に形成した凹部４のテーパー面５に、内側柱９の外周部に構成したアルミニウム合金製の凸部１６のテーパー面１７を回転により嵌合させ、ボルト３５で回り止めすることにより柱同士を一体化して固定している。外側柱１のボルト３５用の長穴３６は、図８に示すように右下がりに４５°傾斜しており、そのため内側柱９には、内側柱９の自重により反時計回りに回転しようとする回転力が働くから、内側柱９と外側柱１との結合力が強化される。
【００１６】
本発明の柱構造体は、以上に述べた実施形態に限定されるものではない。外側柱１と連結材８との連結部においては、外側柱１の中空部の構成壁に凸部を形成し、連結材８の外周部の構成壁に凹部を形成しても良い。また、補強材や内側柱の外周部の凸部６，１６は、アルミニウム合金材に限らず硬質の絶縁材によって構成することもできる。硬質の絶縁材としては、例えば硬質樹脂や、スチールやステンレス材に防錆処理を施したものや絶縁物で被覆したものを用いることができる。回り止め用の係合具（ボルト）を挿通するための長穴は水平に設けてあっても良いが、傾斜して設けることで柱に回転力が生じ、結合力が強化される。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明による柱構造体は、アルミニウム合金製の柱と、その中空部内に設けたスチール又はステンレス製の補強材とが、一方を円周方向に回転させることで柱に設けた凹部のテーパー面と補強材に設けた凸部のテーパー面が嵌合し、楔の作用によって強固に一体化する。補強材の凸部は、予め補強材に取り付けておくので補強材外周部の防錆層に傷が付かず、補強材を柱に挿入するときにも補強材外周部が柱と擦れることがないし、また回転して一体化するときには凹部と凸部のテーパー面同士が僅かに擦れるだけで、且つ凸部は柱と同じアルミニウム合金材か硬質絶縁材であるので、電食の問題が生じない。この構造によれば、従来のようにゴム等の軟質絶縁材を介在させる必要がなく、補強材の防錆層を傷つける心配もないことから、組立の作業性が良い。
【００１８】
請求項２記載の発明によれば、上記と同様に外側柱と内側柱とを簡単に且つ強固に連結できることに加え、介在させる連結材の肉厚を適宜変更することで、いろいろな太さの外側柱と内側柱の組み合わせで強固な連結が可能になる。
【００１９】
請求項３記載の発明によれば、連結材を介さずとも外側柱と内側柱を簡易且つ強固に連結できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）（ロ）
図２のＡ−Ａ線における横断面図であって、外側柱と補強材とを固定する前の状態と固定した後の状態を示している。
【図２】図６のＡ部を拡大して示す正面図である。
【図３】図６のＢ部を拡大して示す正面図である。
【図４】図３におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図６のＢ部の構成要素を分解して示す正面図である。
【図６】柱構造体の全体を示す正面図である。
【図７】外側柱と内側柱の連結部の別の実施形態を示す横断面図である。
【図８】外側柱と内側柱の連結部の別の実施形態を示す正面図である。
【図９】外側柱と補強材の連結部の実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１　柱、外側柱
２　補強材
３　ボルト（係合具）
４　凹部（外側柱内周）
５　テーパー面（外側柱内周）
６　凸部（補強材外周）
７　テーパー面（補強材外周）
８　連結材
９　内側柱
１０　外側固定ボルト（外側係合具）
１１　内側固定ボルト（内側係合具）
１２　凸部（連結材外周）
１３　テーパー面（連結材外周）
１４　凹部（連結材内周）
１５　テーパー面（連結材内周）
１６　凸部（内側柱外周）
１７　テーパー面（内側柱外周）
３５　ボルト（係合具）
【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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