(57)【要約】      （修正有）【課題】電柱、信号機等の円柱形状を有する支持柱は、強度を向上するため外径を大きくしたり、風圧荷重を考慮して支持柱の径間が決定されているなどコストが高くなっている。支持柱が受ける風圧荷重を低減することによって、支持柱の製造コストを低減すると共に、隣接する径間を長くして設置コストを低減することができる支持柱を提供する。【解決手段】円柱形状を有する支持柱１０であって、外周面上に長手方向に延びる凹凸部１１を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱形状を有する支持柱であって、外周面上に長手方向に延びる凹凸部が形成されていることを特徴とする支持柱。
【請求項２】
請求項１において、前記凹凸部が、周方向に亘って所定の間隔で形成され且つ長手方向に延びる複数の溝部により形成されていることを特徴とする支持柱。
【請求項３】
請求項１において、前記凹凸部が、周方向に亘って所定の間隔で形成され且つ長手方向に延びる複数の突起により形成されていることを特徴とする支持柱。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記凹凸部が、風圧荷重を低減する形状で形成されていることを特徴とする支持柱。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかにおいて、鉄筋コンクリート又は金属で形成されたものであることを特徴とする支持柱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電線やネットなどを支持する支持柱に関し、特に複数本並設されて用いられる支持柱に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、送電線や、電話線等の信号線などの電線を支持する電柱、校庭やゴルフ場などに設けられたネットを支持する柱、信号機を支持する柱などに、コンクリートや金属等で形成された円柱形状を有する支持柱が用いられてきた。
【０００３】
しかしながら、支持柱の強度を向上するためには、外径を大きくしたり、コンクリート内の鉄筋を増やすなどの対応が必要であり、製造コストが高くなってしまうという問題がある。
【０００４】
また、例えば、電線を支持するために所定の径間で配置された電柱などの支持柱は、支持柱自体の強度に対する支持する電線の荷重や、電線が風を受けた際の風圧荷重などを考慮して隣接する支持柱の径間が決定されているだけであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑み、製造コストを低減すると共に、隣接する径間を長くして設置コストを低減することができる支持柱を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、円柱形状を有する支持柱であって、外周面上に長手方向に延びる凹凸部が形成されていることを特徴とする支持柱にある。
【０００７】
かかる第１の態様では、支持柱の凹凸部によって風を受けた際に発生する低圧領域を無くして、支持柱が受ける風圧荷重を低減することができる。これにより、製造コストを低減することができると共に、複数の支持柱を用いる場合には、隣接する支持柱の径間を従来の断面が円形状の支持柱に比べて長くすることができ、支持柱の設置コストを低減することができる。
【０００８】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記凹凸部が、周方向に亘って所定の間隔で形成され且つ長手方向に延びる複数の溝により形成されていることを特徴とする支持柱にある。
【０００９】
かかる第２の態様では、支持柱の製造コストを高めることなく、溝からなる凹凸部を容易に形成することができる。
【００１０】
本発明の第３の態様は、第１の態様において、前記凹凸部が、周方向に亘って所定の間隔で形成され且つ長手方向に延びる複数の突起により形成されていることを特徴とする支持柱にある。
【００１１】
かかる第３の態様では、支持柱の製造コストを高めることなく、突起からなる凹凸部を容易に形成することができる。
【００１２】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記凹凸部が、風圧荷重を低減する形状で形成されていることを特徴とする支持柱にある。
【００１３】
かかる第４の態様では、凹凸部の形状は、支持柱が受ける風圧荷重を低減する形状であればよく、凹凸部を容易に形成することができる。
【００１４】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、鉄筋コンクリート又は金属で形成されたものであることを特徴とする支持柱にある。
【００１５】
かかる第５の態様では、凹凸部を有する支持柱を鉄筋コンクリート又は金属により容易に形成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、支持柱に凹凸部を設けることで、支持柱が受ける風圧荷重を低減することができるため、支持柱を風圧加重に耐えられる程度の強度で形成すればよく、製造コストを低減することができる。また、複数の支持柱を用いる場合には、支持柱自体の受ける風圧荷重を低減することができるため、隣接する支持柱の径間を従来の断面が円形状の支持柱に比べて長くすることができる。これにより支持柱の設置コストも低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る支持柱の概略斜視図であり、図２は、支持柱の断面図である。
【００１９】
図示するように、支持柱１０は、円柱形状を有し、外周面上に長手方向に延びる凹凸部１１が全周に亘って形成されている。ここで、円柱形状とは、中空又は中実を含むものであり、本実施形態では、支持柱１０として、軸方向に亘って中空部１２が設けられた中空の円柱形状とした。
【００２０】
また、このような支持柱１０の材料は、例えば、鉄筋コンクリートや金属を挙げることができる。本実施形態では、支持柱１０を鉄筋１３が設けられた鉄筋コンクリートで形成した。なお、支持柱１０を鉄筋コンクリートで形成する場合には、かご状の鉄筋１３にコンクリートを流し込むことで成形することができる。また、支持柱１０を金属で形成する場合には、各種金属、合金等が使用でき、中空又は中実の何れの円柱形状であってもよい。
【００２１】
また、支持柱１０に設けられた凹凸部１１は、本実施形態では、支持柱１０の周方向に亘って所定の間隔で、長手方向に延びる複数の溝１１ａにより形成されている。
【００２２】
このような溝１１ａの形状は、支持柱１０が受ける風圧荷重を低減することができれば、特に限定されず、例えば、溝１１ａの断面形状を半円形状、三角形状、四角形状及び台形状等とすることができる。本実施形態では、溝１１ａを断面形状が半円形状となるように形成した。また、溝１１ａの数も支持柱１０の受ける風圧荷重を低減することができれば、特に限定されず、さらに、溝１１ａの内径も支持柱１０の受ける風圧荷重を低減できるように支持柱１０の外径等に応じて適宜決定すればよい。例えば、支持柱１０としては、末口外径が０．１４ｍ以上、長さが６ｍ以上のものが挙げられ、このような支持柱１０の受ける風圧荷重を低減できる溝１１ａの深さは、０．００１ｍ以上が好ましく、好適には０．００３〜０．０１０ｍである。また、溝１１ａの個数は、１０個以上が好ましく、１６個以上が好適である。なお、このような凹凸部１１を構成する溝１１ａは、鉄筋コンクリートにより支持柱１０を成形する際に同時に形成することができる。
【００２３】
（実施例）
図２（ａ）に示すように、鉄筋及びコンクリートで形成された末口外径０．１９ｍ、長さ１６ｍの円柱部材に、断面が円弧状を有する内径０．００５ｍの溝１１ａを周方向に亘って等間隔となるように２４個設けることで凹凸部１１を形成した支持柱１０を実施例とした。
【００２４】
（比較例）
図２（ｂ）に示すように、鉄筋及びコンクリートで形成された末口外径０．１９ｍ、長さ１６ｍの断面が円形状に形成された従来の支持柱１００を比較例とした。なお、比較例の支持柱１００は、実施例の支持柱と同様の鉄筋及びコンクリートを使用して形成した。
【００２５】
実施例の支持柱１０と比較例の支持柱１００とのそれぞれに同一方向から風を当てた場合の風の流れを模式的に示す。
【００２６】
従来の支持柱１００は、図２（ｂ）に示すように断面が円形状に形成されており、この支持柱１００が受ける風圧荷重は、風が支持柱１００に当接することで押圧される荷重の他に、支持柱１００が受けた風が支持柱１００の風が当接する面とは反対側の面近傍には流れずに、風が当たらない面側に低圧力の領域が形成されることにより引っ張られる荷重が追加されると考えられる。
【００２７】
これに対し、実施例の支持柱１０は、図２（ａ）に示すように、風が凹凸部１１によって乱されて支持柱１０の風が当接する面とは反対側の面近傍にも回り込むため、支持柱１０の風が当接する面とは反対側の面近傍が低圧領域とはならず、低圧領域に引っ張っぱられる荷重が低減される。
【００２８】
そして、実施例の凹凸部１１が設けられた支持柱１０と、比較例の断面が円形状に形成された支持柱１００とのそれぞれが受ける風圧荷重をシュミレーションして解析すると、実施例の支持柱１０が受ける風圧荷重は、従来の支持柱１００が受ける風圧荷重に比べて１０％以上低減すると予想される。
【００２９】
したがって、本発明の凹凸部１１が形成された支持柱１０は、従来の支持柱１００に比べて低減した風圧荷重に耐えられる程度の強度で形成すればよく、このような比較的低強度の支持柱１０は、外径を大きくしたり、内部の鉄筋の数を多くする等の対応を行う必要がなく、支持柱１０の製造コストを低減することができるという効果を奏する。
【００３０】
また、比較例の支持柱１００を、地上高Ｈが１３．３ｍとなり、且つ若番側径間４０ｍ、古番側径間４０ｍとなるように配置し、この支持柱１００に、外径が０．２３ｍの高圧架線を荷重点ｈ０（地上高Ｈ−０．２５ｍ）となる位置に３条設けた場合の電線路と直角方向の風圧荷重に対する強度計算は、下記式（１）によることができる。
【００３１】
なお、下記式（１）では、Ｐは支持物の破壊荷重（Ｎ）、Ｋ１は支持物の垂直投影面積１ｍ２当たりの風圧荷重（Ｐａ）、Ｋ２は架渉線の垂直投影面積１ｍ２当たりの風圧荷重（Ｐａ）、Ｄ１は支持柱の末口外径（ｍ）、Ｄ０は支持柱の地際直径（ｍ）、Ｓは両側の径間の１／２（ｍ）、ｄは架渉線の直径（ｍ）、ｈは架渉線の地上高（ｍ）、ｆは支持物の安全率である。また、電気設備技術基準の解釈５７条では、架空電線路に使用する支持物として、木柱、鉄柱及び鉄筋コンクリート柱で丸形のものの強度計算に適用する甲種風圧荷重は、垂直投影面積１ｍ２当たり７８０Ｐａと規定されている。このため、比較例の支持柱１００の受ける風圧荷重を７８０Ｐａとし、実施例の支持柱１０が受ける風圧荷重を、比較例の支持柱１００の受ける風圧荷重より２０％低減したとして、６３０Ｐａとした。
【００３２】
【数１】
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【００３３】
ここで、式（１）から支持柱１００の力のモーメントは１７ｋＮ・ｍとなり、架渉線の力のモーメントは３５ｋＮ・ｍとなり、トータルで５２ｋＮ・ｍとなる。
【００３４】
これに対し、支持柱１００と同一条件で支持柱１０を設置した場合、支持柱１０が受ける風圧荷重は、支持柱１００よりも２０％低減できるため、強度計算を上記式（１）から行うと、支持柱１０の力のモーメントは１４ｋＮ・ｍとなり、架渉線の力のモーメントは比較例の場合と同じ３５ｋＮ・ｍとなり、トータルで４９ｋＮ・ｍとなる。このように実施例の支持柱１０では、従来の支持柱１００に比べて甲種風圧荷重によってかかる力を３ｋＮ・ｍ低減できるため、甲種風圧荷重よりも大きな風圧荷重にも耐えることができる。
【００３５】
一方、実施例の支持柱１０の径間を徐々に広げて上記式（１）により計算すると、支持柱１０の径間が４４ｍとなった際に架渉線の力のモーメントは３８ｋＮ・ｍとなって、トータルで５２ｋＮ・ｍとなる。したがって、実施例の支持柱１０に架渉線を設けた場合、比較例の支持柱１００に架渉線を設けた場合に甲種風圧荷重に耐えることができる強度と同じ強度で、支持柱１００の径間に比べて若番側及び古番側共に４ｍずつ増やすことができる。すなわち、従来の支持柱１００は、隣接する径間が支持柱１００自体の強度と、電線の荷重及び電線の風圧荷重のみを考慮して決められていたが、支持柱１０、１００自体が受ける風圧荷重を考慮すると、風圧荷重を低減した支持柱１０の隣接する支持柱１０の径間は、従来の隣接する支持柱１００の径間に比べて長くすることができる。
【００３６】
このように、実施例の支持柱１０では、複数本並設して電線等を支持させた場合には、隣接する支持柱１０の径間を従来の支持柱１００に比べて長くすることができるため、支持柱１０の設置コストを低減することができるという効果を奏する。
【００３７】
なお、本実施形態では、凹凸部１１を複数の溝１１ａにより形成したが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、図３（ａ）に示すように、凹凸部１１Ａを支持柱１０Ａの周方向に亘って所定の間隔で、長手方向に延びる複数の突起１１ｂにより形成してもよい。このような突起１１ｂの形状も支持柱１０Ａが受ける風圧荷重を低減することができれば、特に限定されず、例えば、突起１１ｂの断面形状を、半円形状、三角形状、四角形状又は台形状等とすることができる。図３（ａ）の例では、突起１１ｂの断面形状を半円形状に形成した。また、例えば、図３（ｂ）に示すように、凹凸部１１Ｂを支持柱１０Ｂの周方向に亘って長手方向に延びる断面が半円形状の溝１１ａと突起１１ｂとを交互に設けることで形成するようにしてもよい。なお、図３は、本実施形態の支持柱の他の例を示す断面図である。
【００３８】
また、凹凸部１１〜１１Ｂを長手方向に延びる溝又は突起により形成したが、特にこれに限定されず、例えば、溝又は突起を支持柱１０〜１０Ｂの表面に螺旋状に設けるようにしてもよい。
【００３９】
また、本実施形態では、凹凸部１１〜１１Ｂを支持柱１０〜１０Ｂの長手方向に連続して形成するようにしたが、凹凸部１１〜１１Ｂは、支持柱１０〜１０Ｂの所定長さ毎に断続していてもよい。このような例を図４に示す。図４に示すように、支持柱１０Ｃには、断面が半円形状の溝１１ａが周方向に亘って所定の間隔で、且つ長手方向に所定の長さ毎に断続して形成された凹凸部１１Ｃが設けられている。なお、図４には、上述した溝１１ａで構成された凹凸部１１を有する支持柱１０の変形例を示したが、勿論、上述した支持柱１０Ａ及び１０Ｂの凹凸部１１Ａ及び１１Ｂも同様に長手方向に所定の長さ毎に断続していてもよいことは言うまでもない。何れにしても、凹凸部１１〜１１Ｃによって支持柱１０〜１０Ｃの周面を流れる風の流れを乱すことで、低圧領域の発生を防止すれば、支持柱１０〜１０Ｃが受ける風圧荷重を低減することができ、上述した効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態に係る支持柱の斜視図である。
【図２】本発明の実施例及び比較例に係る支持柱の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る支持柱の変形例を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る支持柱の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  支持柱
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ  凹凸部
１１ａ  溝
１１ｂ  突起
１２  中空部
１３  鉄筋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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