JP4065086B2

JP4065086B2 - 地上に立設される長尺の段付き金属製ポール

Info

Publication number: JP4065086B2
Application number: JP22777099A
Authority: JP
Inventors: 哲治豊田; 昭博大垣内; 哲己近藤
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-08-11
Filing date: 1999-08-11
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2019-08-11
Also published as: JP2001049900A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速道路の照明灯用ポールのような耐久性を要求される箇所に立設する支柱として高い剛性を有して最適な地上に立設される長尺の段付き金属製ポールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地上に立設される長尺の金属製ポールとして代表的なものは、照明灯や各種標識、警報機などを取り付けて道路の路肩などに立設する照明灯用ポールや標識柱であるが、従来の照明灯用ポールは標準規格で肉厚が約４．５mm程度の鋼材を使用したものが普通に用いられている。
【０００３】
ところが、最近では自動車等の交通量が増加しているため、路肩に立設した金属製ポールにかかる振動等の影響によりポールに亀裂が入り、耐久年数が予定よりも短くなってきているという現象が生じている。そこで、振動等の影響があっても亀裂の発生しにくい耐久性に優れた金属製ポールの開発が要求されており、対応策として単純に従来よりも肉厚の厚い鋼材（例えば、肉厚６mmのもの）でポール全体を成形することが検討された。しかしながら、全体的に肉厚の厚い鋼材でポールを成形した場合には、大幅なコストアップに繋がるという問題点があり、またポール重量の増加によって運搬作業や設置作業等がやりにくくなるという問題点もあった。一方、デザイン上の観点から大径の下部ポールに小径の上部ポールを続かせた段付きポールの需要も多数あるが、この段付きポールについても同様の問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような従来の問題点を解決して、高速道路の照明灯用ポールや標識柱のような耐久性を要求される箇所に立設する支柱として高い剛性を有して最適であり、しかも、生産性に優れていて大幅なコストダウンを図ることができ、更には軽量性に優れていて運搬作業や設置作業等も効率的に行うことができる地上に立設される長尺の段付き金属製ポールを提供することを目的として完成されたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明に係る地上に立設される長尺の段付き金属製ポールは、大径の下部ポールに小径の上部ポールが溶接やメカニカルジョイントにより連結された長尺のポール本体からなる地上に立設される長尺の段付き金属製ポールであって、前記下部ポールとして、１本の厚肉の金属パイプ母材から絞り加工されたものであって、基端から先端までの外径がほぼ均一で、ポール本体の全長に対し、地上からの高さが１／５以下の高さ部分である基管部に、母材の内部に予め補強内管をフリーな状態で挿着しておき、熱間により母材を補強内管の外径まで絞り加工を施し、その後の冷却により基管部に補強内管を嵌挿密着させることにより、補強内管が焼き嵌めされて多重管構造とされたストレート管を用いてあることを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好ましい実施の形態として、高速道路の路肩に設置される地上高さ約１０．０ｍの照明灯用ポールについて詳細に説明する。
１は、地上高さを約１０．０ｍとする大径の下部ポール１０に小径の上部ポール１１を続かせた段付きのポール本体である。この下部ポール１０の長さは、全長（Ｌ）に対して約半分以下の比率であり、外径（Ｄ₁）は１００〜２００mm程度のほぼ均一な外径を有するストレートなものである。一方、上部ポール１１の外径（Ｄ₂）は５０〜１５０mm程度のものであり、Ｄ₁／Ｄ₂が０．８以下となるような段差が形成されている。
【０００８】
このような下部ポール１０と上部ポール１１とは、図示のものにおいては、溶接によって一体化したものとなっているが、一体化の手段としてはメカニカルジョイントのような機械的な連結や一般的な化学的結合等、いずれの方法によるものであってもよい。
【０００９】
そして本発明では、前記下部ポール１０を外径がほぼ均一なストレート管とするとともに、前記下部ポール１０の下方部に位置するポール本体１の基管部１０ａが多重管構造とされている点に特徴的構成を有する。
即ち、図示する基管部１０ａはその内側に補強内管２を嵌挿密着させた二重管構造となっており、一方、他の部分１０ｂは一重のままの管構造となっている。これは、本発明者が亀裂の発生を分析した結果、発生状況が基本的にはいずれも基管部１０ａにおけるものであり、この部分のみの強度アップを図れば耐久性を延ばせるとの知見に基づくものである。そして、このような構成により、高い剛性を有して亀裂の発生を確実に防止するとともに、軽量性にも優れて効率的な作業性を発揮するのである。
【００１０】
なお、ここでいう基管部１０ａとは、ポール本体１の全長（Ｌ）に対し地上から所要の高さ、例えば、約１／５程度以下の高さ部分（Ｌ₁）を意味している。また、外径がほぼ均一なストレート管とは、下部ポール１０の下端外径と上端外径とが全く同一の場合は勿論のこと、目視上ほぼストレートな直管と見えるものも含む。
【００１１】
前記基管部１０ａに嵌挿密着される補強内管２は、基管部１０ａを形成する鋼管と同等若しくはそれ以下の厚みの鋼管（２．０〜４．５mm）で、この補強内管２はポール本体１の基管部１０ａに対して何ら接着剤等を用いることなく、焼き嵌めにより密着されて二重管構造とされている。即ち、図２に示されるように、母材となる１本の金属パイプ（外径１９０mm、肉厚４．５mm）を外径１８０mm（肉厚は同じ）まで絞り加工する際に、母材の基管部内部に予め補強内管２をフリーな状態で挿着しておき、熱間により母材を補強内管２の外径まで絞り加工を施し、その後の冷却により基管部１０ａに補強内管２を嵌挿密着させることにより１工程で二重管構造とするものである。
【００１２】
上記のように、焼き嵌めにより補強内管２を嵌挿密着させた場合、外管であるポール本体１の基管部１０ａは熱間で絞ってあるため、冷却処理されて縮もうとするが、補強内管２があるために内管の外径以下には縮むことができない。そのために、基管部１０ａには圧縮の残留応力が残ることとなり、ポール使用時において振動等の影響で亀裂が入ったとしても該亀裂の進展が抑制される結果、ポール本体１のの耐久性は大幅に向上されることとなる。
【００１３】
なお、前記基管部１０ａおよび補強内管２は、図示のもののようにストレート状のものとすることもでき、また、残部１０ｂの加工方法は従来のテーパ加工法によることができる。なお、基管部１０ａは三重管またはそれ以上の多重管構造としてもよいことは勿論である。
【００１４】
図３に示されるように、前記した基管部１０ａの下方部には地中に埋設される約３ｍの埋め込み固定部３が形成されており、また、中間部には配電制御盤４が取り付けられている。また、上部ポール１１の先端部には照明灯５が取り付けられている。また、図４に示されるように、前記埋め込み固定部３を埋め込むことなく、基管部１０ａに設けたリブ６とベースプレート７よりなる固定具をボルト８で固定して地上に立設することもできる。
【００１５】
また、下部ポール１０の先端部には、これよりも小径の上部ポール１１が続いて段付きのポール本体１となっているが、この上部ポール１１は図１に示されるように外径がほぼ均一なものや、図５に示されるように、上部ポール１１の外径が先方にゆくに従い徐々に細くなっているものなどコストやデザイン上の要請等に応じて任意の設計を行うことができる。
さらに、前記の照明灯５が装着される上部ポール１１の形状は、図３に示されるようにストレート状のものや、図４に示されるように先端部が湾曲したもの等いずれであってもよい。
【００１６】
このように構成されたものは、長尺のポール本体１を、大径の下部ポール１０に小径の上部ポール１１を続かせたものとし、前記下部ポール１０を外径がほぼ均一なストレート管とするとともに、下方部に位置するポール本体１の下部ポール１０の基管部１０ａを多重管構造としたものであり、外見上は通常のストレートポールと同様に見えるにもかかわらず、基管部１０ａの機械的強度が大幅に向上しており高速道路の照明灯用ポールのような耐久性を要求される箇所に立設する支柱として高い剛性を有して最適であり、また、生産性に優れていて大幅なコストダウンを図ることができ、更には軽量性に優れていて運搬作業や設置作業等も効率的に行うことができることとなる。
なお、前記した説明は高速道路の路肩に所要の間隔をおいて設置する照明灯用ポールとした場合についてのみであるが、旗竿やアンテナポールその他各種の地上に立設される長尺のポールにも利用できることは勿論である。
【００１７】
〔実施例〕
次に、本発明の実施例につき説明する。
図１に示されるような長さ１０ｍの段付きポール（下部ポール外径：１８５mm、下部ポール長さ：４．５ｍ、上部ポール外径：１５０mm、上部ポール長さ：５．５ｍ）であって、その基管部（高さ：４００mm）のみに補強内管（肉厚：３．２mm）を焼き嵌めして二重管構造としたものを、図４に示されるように、リブとベースプレートよりなる固定具を用いてコンクリート上に取付け、静的曲げ試験と衝撃試験を行った（以上、実施例１）。なお、上部ポールは肉厚が４．５mmと均一なストレート管を溶接により連結したものである。
また、図５に示されるように、実施例１と同様の段付きポールであって、上部ポール外径が１６０mmから１５０mmに徐々に細くなっているものを実施例２として、同様の試験を行った。
これに対して、実施例１と同様のポール本体であって、補強内管を有さないものの試験結果を比較例とし、得られた結果を表１に示す。
なお、静的曲げ試験はポールの先端部（高さ約９．８ｍの位置）をワイヤで引っ張り、座屈するまでの基管部の最大曲げ応力値を測定した。一方、衝撃試験は約１０ｍの紐の先に１トンの分銅を付け、この分銅を１０ｍの高さからスィングして落下させ、ポールの高さ約８ｍの位置に衝突させた場合の基管部の破損程度を評価した。
【００１８】
【表１】

【００１９】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明は高速道路の照明灯用ポールのような耐久性を要求される箇所に立設する支柱として高い剛性を有して最適であり、しかも、生産性に優れていて大幅なコストダウンを図ることができ、更には軽量性に優れていて運搬作業や設置作業等も効率的に行うことができるものである。従って、本発明は従来の問題点を一掃した地上に立設される長尺の段付き金属製ポールとして、産業の発展に寄与するところは極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す断面図である。
【図２】段付き金属製ポールの成形工程を示す説明図である。
【図３】本発明を照明灯用ポールに適用した場合を示す正面図である。
【図４】本発明をその他の照明灯用ポールに適用した場合を示す正面図である。
【図５】その他の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ポール本体
２補強内管
10 下部ポール
10a 基管部
11 上部ポール

Claims

大径の下部ポールに小径の上部ポールが溶接やメカニカルジョイントにより連結された長尺のポール本体からなる地上に立設される長尺の段付き金属製ポールであって、前記下部ポールとして、１本の厚肉の金属パイプ母材から絞り加工されたものであって、基端から先端までの外径がほぼ均一で、ポール本体の全長に対し、地上からの高さが１／５以下の高さ部分である基管部に、母材の内部に予め補強内管をフリーな状態で挿着しておき、熱間により母材を補強内管の外径まで絞り加工を施し、その後の冷却により基管部に補強内管を嵌挿密着させることにより、補強内管が焼き嵌めされて多重管構造とされたストレート管を用いてあることを特徴とする地上に立設される長尺の段付き金属製ポール。