JP2006209984A - 避雷針装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】支柱２と該支柱の上端部に配置された避雷突針４と避雷部材Ｃ１とを有する避雷針装置Ｃにおいて、避雷部材を、リング状ロッド９と傾斜ロッド１０と直線状水平ロッド１１とにより構成するとともに、直線状水平ロッドを、リング状ロッドの外側に突出させるように構成したものである。
【効果】避雷部材を大きく設計変更せずに、直線状水平ロッドを長くするだけで、落雷等の雷サージの受雷範囲を大きくすることができ、従って、被保護体であるアンテナの保護範囲を、容易に拡大することができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、落雷等の雷サージ等から、人体や建造物を含む設備機器等を保護するための避雷針装置に関するものである。

落雷等の雷サージから、人体や設備機器等を保護するために、設備機器等の設置箇所に避雷針装置が設けられている。特に、所定以上の高さを有する建造物には、建築基準法により、避雷針装置の設置が義務付けられている。このような避雷針装置の一例が、特許文献１に記載されている。特に、特許文献１には、携帯電話、自動車電話、ページャ等の無線通信端末のための中継基地局として、アンテナが配置されていることが開示されており、また、中継基地局は、支持体等により地上より高所にアンテナが設置されており、このアンテナより高い位置には、避雷突針からなる避雷針装置が配置されている。そして、この避雷針装置が、雷サージを受雷することで、雷サージからアンテナを保護している。

特開平１１−１６８３１１号公報

しかしながら、従来の避雷針装置において、避雷針の設計手法に基づく避雷針装置を構築しても、雷サージによる被保護体の損傷が生じるという問題があった。このことは、従来の避雷針の設計手法が保護角法による手法、即ち、所定の角度以内の保護範囲に設置された被保護体は保護されるという設計手法に、検討を加える必要が生じた。

そして、近年、この避雷針装置の従来から用いられた保護角法では、必ずしも、被保護体であるアンテナの保護を満足することができないということが判り、対策の検討が上がっていた。その結果、避雷針装置の設計手法として、新たに回転球体法を採用するようになってきた。

図８に示すように、保護角法による設計手法により配設された避雷針装置１００では、被保護体であるアンテナ１０１は、保護角法に基づいて引かれた、避雷突針１０２の先端から所定の角度θで延在する保護限界線Ｌ１、Ｌ１’の下方に位置し、従って、被保護体であるアンテナ１０１は保護範囲内にあり、雷サージから保護されることになる。

一方、新たに採用された設計手法である回転球体法においては、被保護体であるアンテナ１０１は、回転球体法に基づいて引かれた保護限界線Ｌ２、Ｌ２’の保護範囲外にあり、従って、被保護体であるアンテナ１０１を、雷サージから保護できない恐れがある。このため、保護対策として、避雷針装置１００の高さ、即ち、設計を変更して避雷突針１０２を高い位置に設置して、被保護体であるアンテナ１０１を、保護限界線Ｌ２、Ｌ２’の保護範囲内に入るようにすることが必要である。しかしながら、既設の避雷針装置１００の避雷突針１０２を高くすることは、避雷突針１０２の長さが長尺となることであり、避雷突針１０２の長尺化に伴って、気候上の問題や耐震性等を考慮する必要があり、結果的には、避雷針装置１００の大形化を惹起することになる。また、避雷針装置１００を支えている鉄塔等の支持体１０３の設計変更、即ち、建替えを必要とすることもあり、莫大な時間と費用が掛かることになる。試算によると、避雷突針１０２の長さを１０ｍ近くも高くする必要がある場合もあることが判明し、既存の支持体１０３では、避雷針装置１００を変更し設置することが事実上不可能であるという問題があった。

更に、避雷針装置１００の新規設置において、新設計手法である回転球体法に基づく保護限界線Ｌ２、Ｌ２’の保護範囲内に被保護体であるアンテナ１０１を設置するには、従来の避雷突針１０２からなる避雷針装置１００では、避雷突針１０２の高さを、従来の高さより、更に高い位置に設置する必要があり、従って、支持体１０３を高くし、また、気候条件、地震対策等の設計を考慮すると、避雷針装置１００の新規設置には、長時間の建設時間と莫大な建設費がかかるという問題があった。

本発明の目的は、上述した従来の避雷針装置が有する問題を解決することにある。

本発明は、上述した目的を達成するために、支柱と該支柱の上端部に配置された避雷突針と避雷部材とを有する避雷針装置において、第１には、避雷部材を、リング状ロッドと傾斜ロッドと直線状水平ロッドとにより構成するとともに、直線状水平ロッドを、リング状ロッドの外側に突出させるように構成したものであり、第２には、直線状水平ロッドを、伸縮自在に構成したものである。

避雷部材を、リング状ロッドと傾斜ロッドと直線状水平ロッドとにより構成したので、新たに採用された設計手法である回転球体法に、避雷針装置の大形化や支持体の建替え等の大規模な変更を加えることなく、対応することができる。

また、避雷部材を構成する直線状水平ロッドを、リング状ロッドの外側に突出させるように構成したので、避雷部材を大きく設計変更せずに、直線状水平ロッドを長くするだけで、落雷等の雷サージの受雷範囲を大きくすることができ、従って、被保護体であるアンテナの保護範囲を、容易に拡大することができる。

避雷部材を構成する直線状水平ロッドを、その長さが、適宜、調整できるように伸縮自在に構成したので、雷サージの受雷範囲を、任意に設定することができ、従って、被保護体であるアンテナの保護の設定範囲を、確実に、且つ、容易に設定変更することができるとともに、直線状水平ロッドの運搬や保管等が容易になり、更には、直線状水平ロッドの設置作業の作業性が向上する。

以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明の趣旨を越えない限り、何ら、本発明に限定されるものではない。

図１において、１は、鉄塔等の支持体であり、支持体１は、大地に、直接、建立されているか、或いは、建物の上に建立されている。２は、高絶縁性の絶縁体３を介して、支持体１の上端部に設置された支柱であり、支柱２の上端部には、避雷突針４が取り付けられている。Ｃ１は、後述する避雷部材であり、５は、支柱２と大地とを接続する引下げ線であり、ケーブル等の絶縁線路からなり、支持体１から絶縁されて大地に接地接続されている。

６は、被保護体であるアンテナであって、アンテナ６は、取付具７を介して、支持体１の上端部に１個以上が取り付けられているとともに、避雷部材Ｃ１の下方に取り付けられており、雷サージから保護されるように配置されている。８は、引下げ線５を、支持体１に固定するための締結バンドである。なお、支持体１には、適宜、工事用のプラットフォームを取り付けることもできる。

なお、図１において、アンテナ６を挟んで左右に位置する点線は、回転球体法における雷サージの保護範囲（ＪＩＳＡ４２０１ 建築物等の雷保護の保護レベル）の限界を示す保護限界線Ｌ２、Ｌ２’であり、被保護体であるアンテナ６が、点線で示された保護限界線Ｌ２（図１において右側に位置する）の左側及び保護限界線Ｌ２’（図１において左側に位置する）の右側に配置されていれば、避雷部材Ｃ１が受雷して、アンテナ６が雷サージから保護されることを示している。また、アンテナ６を挟んで左右に位置する一点鎖線は、後述する避雷部材Ｃ１の直線状水平ロッド部を、リング状ロッドの外側方向に飛び出して設置した場合における雷サージの保護範囲の限界を示す保護限界線Ｌ３、Ｌ３’である。

本発明の避雷針装置Ｃは、主として、上述した支柱２と避雷突針４と避雷部材Ｃ１等とから構成されている。

図２に示されているように、支柱２は、管状の下部支柱部２ａと管状の上部支柱部２ｂとを有しており、下部支柱部２ａの上端には、下部支柱側連結フランジ２ｃが固着されており、また、上部支柱部２ｂの下端には、下部支柱側連結フランジ２ｃと略同一形状の上部支柱側連結フランジ２ｄが固着されている。下部支柱側連結フランジ２ｃに穿設されたボルト孔２ｃ１及び上部支柱側連結フランジ２ｄに穿設されたボルト孔２ｄ１に、ボルトＢを挿入し、ボルトＢに、ナットＮを螺合させることにより、下部支柱部２ａと上部支柱部２ｂとが連結されるように構成されている。なお、２ｅは、上部支柱部２ｂと上部支柱側連結フランジ２ｄとにより形成される隅部に取着された補強板である。

２ｆは、下部支柱側連結フランジ２ｃより外径の大きな直線状水平ロッド用取付フランジであり、直線状水平ロッド用取付フランジ２ｆは、下部支柱側連結フランジ２ｃと一体的に、下部支柱部２ａの上端に固着されている。また、直線状水平ロッド用取付フランジ２ｆには、外周に沿って等間隔に、適当数（本実施例においては、８個）のボルト孔２ｆ１が穿設されている。更に、２ｇは、下部支柱部２ａの下端に固着された下端連結フランジであり、下端連結フランジ２ｇが、絶縁体３を介して、支持体１に取着されるように構成されている。なお、２ｈは、下部支柱部２ａと下端連結フランジ２ｇとにより形成される隅部に取着された補強板である。

２ｉは、上部支柱部２ｂの上端に固着された上端連結フランジであり、４ａは、避雷突針４の下端に固着された避雷突針連結用フランジであり、上端連結フランジ２ｉと避雷突針連結用フランジ４ａとは、同一形状に形成されている。避雷突針連結用フランジ４ａには、ボルト孔４ａ１が穿設されており、同様に、上端連結フランジ２ｉにも、図示されていないボルト孔が穿設されている。

次に、図２〜図７を用いて、避雷部材Ｃ１の構成部材について説明する。

９は、避雷部材Ｃ１を構成するリング状ロッドであり、リング状ロッド９は、管状体からなる弧状水平ロッドを、複数本の連結することにより、リング状に形成されている。弧状水平ロッドの端部同士を鑞付けしたり、溶接したり、或いは、弧状水平ロッドの小径な外径を有する一方の端部を、該一方の端部の外径より大きな内径のもう一方の端部に嵌入することにより、複数の弧状水平ロッドを連結して、リング状ロッド９を形成することができる。

１０は、避雷部材Ｃ１を構成する傾斜ロッドであり、傾斜ロッド１０は、管状体からなる直線状のロッド本体１０ａと、ロッド本体１０ａの一端に固着されているとともに、ロッド本体１０ａの軸線に対して、所定の角度傾斜した板状の上部連結片１０ｂと、ロッド本体１０ａの他端に固着されているとともに、ロッド本体１０ａの軸線に沿って形成された板状の下部連結片１０ｃとから構成されている。また、上部連結片１０ｂには、適当数（本実施例においては、１個）のボルト孔１０ｂ１が穿設されているとともに、下部連結片１０ｃには、複数個（本実施例においては、２個）のボルト孔１０ｃ１が穿設されている。

１１は、避雷部材Ｃ１を構成する、複数の直線状の管状体を、カメラの三脚の伸縮自在な望遠鏡のように、入れ子式に連結した直線状水平ロッドであり、直線状水平ロッド１１は、１本の取付けロッド部１１ａと１本以上（本実施例においては、２本）の嵌合ロッド部１１ｂとから構成されている。取付けロッド部１１ａは、その一端に、板状の連結片１１ａ１が取着されており、連結片１１ａ１には、適当数（本実施例においては、２個）のボルト孔１１ａ２が穿設されている。また、所定の嵌合ロッド部１１ｂの一端は、取付けロッド部１１ａの連結片１１ａ１が形成されていない他端に、出し入れ自在に嵌合連結されており、また、他の嵌合ロッド部１１ｂの一端は、取付けロッド部１１ａの他端に嵌合連結されていない上記嵌合ロッド部１１ｂの他端に、出し入れ自在に嵌合連結されている。このように、一本の取付けロッド部１１ａに、１本以上の嵌合ロッド部１１ｂを、入れ子式に連結することにより、直線状水平ロッド１１は伸縮自在に構成されている。

次に、避雷部材Ｃ１を構成するリング状ロッド９、傾斜ロッド１０及び直線状水平ロッド１１の支柱２に取着された直線状水平ロッド用取付フランジ２ｆや上端連結フランジ２ｉへの取り付け等について説明する。

先ず最初に、図４を用いて、上述した取り付けに使用されるＵ字状ボルトＭ及び取付け基板Ｐについて説明する。

Ｕ字状ボルトＭは、湾曲部ｍ１ａを有するＵ字状基部ｍ１を有しており、Ｕ字状基部ｍ１の両先端部には、それぞれネジ部ｍ２が形成されている。また、Ｕ字状基部ｍ１の湾曲部ｍ１ａには、リング状ロッド９が嵌合可能なように構成されている。

取付け基板Ｐは、略方形状の金属板等により形成されており、取付け基板Ｐの４つの辺ｐ１付近には、各辺ｐ１に沿って、上述したＵ字状ボルトＭのＵ字状基部ｍ１の両先端部に形成されたネジ部ｍ２が挿入可能な一対の透孔ｐ２が穿設されている。従って、取付け基板Ｐには、取付け基板Ｐの各辺ｐ１に沿って、２個ずつ、合計８個の透孔ｐ２が穿設されている。

上部支柱部２ｂの上端に固着された上端連結フランジ２ｉの上に、避雷突針４の下端に固着された避雷突針連結用フランジ４ａを載置し、また、上端連結フランジ２ｉの下に、傾斜ロッド１０の上部連結片１０ｂを配置するとともに、傾斜ロッド１０の上部連結片１０ｂに穿設されているボルト孔１０ｂ１と、上部支柱部２ｂの上端に固着された上端連結フランジ２ｉに穿設された図示されていないボルト孔と、避雷突針４の下端に固着された避雷突針連結用フランジ４ａに穿設されたボルト孔４ａ１とに、ボルトＢを挿入し、ボルトＢに、ナットＮを螺合させることにより、上部支柱部２ｂの上端に、避雷突針４を取り付けるとともに、上端連結フランジ２ｉに、傾斜ロッド１０の上端側連結片１０ｂを連結する。このようにして、複数本（本実施例においては、４本）の傾斜ロッド１０の上端側連結片１０ｂを、平面的に見て略等間隔に、上端連結フランジ２ｉに取り付ける。

次いで、Ｕ字状ボルトＭのＵ字状基部ｍ１の湾曲部ｍ１ａに、リング状ロッド９を嵌合するとともに、Ｕ字状基部ｍ１の両先端部に形成されたネジ部ｍ２を、傾斜ロッド１０の下部連結片１０ｃに穿設されたボルト孔１０ｃ１に挿入し、その後、Ｕ字状基部ｍ１の両先端部に形成されたネジ部ｍ２に、ナットＮを螺合させることにより、Ｕ字状ボルトＭを介して、リング状ロッド９に、傾斜ロッド１０の下部連結片１０ｃを取り付ける。このようにして、上部支柱部２ｂの上端に固着された上端連結フランジ２ｉとリング状ロッド９との間に、傾斜ロッド１０が架橋されることになる。

上述したようにして、複数本の傾斜ロッド１０を、上端連結フランジ２ｉとリング状ロッド９との間に架橋することにより、傾斜ロッド１０の下端部に、水平状にリング状ロッド９が取り付けられるように構成されている。本実施例には、平面的に見て略等間隔に配設された４本の傾斜ロッド１０により、Ｕ字状ボルトＭを介して、リング状ロッド９が、平面的に見て略等間隔の４箇所において支持されている例が示されている。

次いで、図４に示されているように、リング状ロッド９の適当な個所、例えば、リング状ロッド９の周方向に沿って隣接する傾斜ロッド１０の略中央に位置するリング状ロッド９の上に、取付け基板Ｐを配置する。また、リング状ロッド９の下方に、Ｕ字状ボルトＭを配置するとともに、Ｕ字状ボルトＭを上昇させて、Ｕ字状ボルトＭのＵ字状基部ｍ１の湾曲部ｍ１ａに、リング状ロッド９を嵌合するとともに、Ｕ字状基部ｍ１の両先端部に形成されたネジ部ｍ２を、取付け基板Ｐの１つの辺ｐ１に沿って穿設された一対の透孔ｐ２に挿入し、その後、Ｕ字状基部ｍ１の両先端部に形成されたネジ部ｍ２に、ナットＮを螺合させることにより、リング状ロッド９に取付け基板Ｐを取り付ける。同様にして、もう一つのＵ字状ボルトＭのＵ字状基部ｍ１の湾曲部ｍ１ａに、リング状ロッド９を嵌合するとともに、Ｕ字状基部ｍ１の両先端部に形成されたネジ部ｍ２を、上記取付け基板Ｐの１つの辺ｐ１と相対する辺ｐ１に沿って穿設された一対の透孔ｐ２にも挿入し、その後、Ｕ字状基部ｍ１の両先端部に形成されたネジ部ｍ２に、ナットＮを螺合させることにより、リング状ロッド９に取付け基板Ｐを取り付ける。このように、２個のＵ字状ボルトＭを用いて、リング状ロッド９に取付け基板Ｐを取り付ける。

次いで、図２に示されているように、直線状水平ロッド１１を構成する取付けロッド部１１ａの一端に形成された連結片１１ａ１を、直線状水平ロッド用取付フランジ２ｆの下方に配置するとともに、上記取付けロッド部１１ａの連結片１１ａ１に穿設されたボルト孔１１ａ２及び直線状水平ロッド用取付フランジ２ｆに穿設されたボルト孔２ｆ１に、ボルトＢを挿入し、ボルトＢに、ナットＮを螺合させることにより、直線状水平ロッド用取付フランジ２ｆに、直線状水平ロッド１１を構成する取付けロッド部１１ａの一端を取り付ける。

次いで、直線状水平ロッド１１を構成する取付けロッド部１１ａの他端部を、リング状ロッド９に取り付けられた取付け基板Ｐを載置するとともに、リング状ロッド９の上方に、Ｕ字状ボルトＭを配置するとともに、Ｕ字状ボルトＭをを下降させて、Ｕ字状ボルトＭのＵ字状基部ｍ１の湾曲部ｍ１ａに、リング状ロッド９を嵌合するとともに、Ｕ字状基部ｍ１の両先端部に形成されたネジ部ｍ２を、取付け基板Ｐの１つの辺ｐ１に沿って穿設された一対の透孔ｐ２に挿入し、その後、Ｕ字状基部ｍ１の両先端部に形成されたネジ部ｍ２に、ナットＮを螺合させることにより、リング状ロッド９に取着されている取付け基板Ｐに、直線状水平ロッド１１を構成する取付けロッド部１１ａの他端を取り付ける。同様にして、もう一つのＵ字状ボルトＭのＵ字状基部ｍ１の湾曲部ｍ１ａに、リング状ロッド９を嵌合するとともに、Ｕ字状基部ｍ１の両先端部に形成されたネジ部ｍ２を、上記取付け基板Ｐの１つの辺ｐ１と相対する辺ｐ１に沿って穿設された一対の透孔ｐ２にも挿入し、その後、Ｕ字状基部ｍ１の両先端部に形成されたネジ部ｍ２に、ナットＮを螺合させることにより、リング状ロッド９に取着されている取付け基板Ｐに、直線状水平ロッド１１を構成する取付けロッド部１１ａの他端部を取り付ける。このように、図６に示されているように、２個のＵ字状ボルトＭを用いて、直線状水平ロッド１１を構成する取付けロッド部１１ａの他端部を、リング状ロッド９に取着されている取付け基板Ｐに取り付ける。

本実施例には、リング状ロッド９の周方向に隣接する傾斜ロッド１０の略中央に位置するリング状ロッド９に、平面的に見て等間隔に４枚の取付け基板Ｐが取り付けられ、４枚の取付け基板Ｐに、それぞれ、１本ずつ、合計４本の直線状水平ロッド１１が取り付けられている例が示されている。傾斜ロッド１０や直線状水平ロッド１１は、この数に限定されるものではなく、適宜、適当数の傾斜ロッド１０や直線状水平ロッド１１を配設することができる。

上述したように、避雷部材Ｃ１は、１個のリング状ロッド９と適当数の傾斜ロッド１０と適当数の直線状水平ロッド１１により構成されており、避雷部材Ｃ１を、上述したように、その先端に避雷突針４が取着された支柱２に取り付けることにより、避雷針装置Ｃが構成されており、支柱２は、高絶縁性の絶縁体３を介して、支持体１の上端部に設置されるとともに、支柱２には、大地に接地された引下げ線５が接続されることになる。

上述した避雷部材Ｃ１を構成する直線状水平ロッド１１は、伸縮自在に構成されているので、取付けロッド部１１ａからの嵌合ロッド部１１ｂの引き出し長さ及び／又は一方の嵌合ロッド部１１ｂからの他方の嵌合ロッド部１１ｂの引き出し長さ、適宜、調整することにより、適宜、受雷範囲を調整することができるように構成されている。

また、避雷部材Ｃ１を構成するリング状ロッド９の径を小さくすることにより、避雷部材Ｃ１を小型化することができるとともに、直線状水平ロッド１１の取付けロッド部１１ａからの嵌合ロッド部１１ｂの引き出し長さ及び／又は一方の嵌合ロッド部１１ｂからの他方の嵌合ロッド部１１ｂの引き出し長さを長くすることにより、同一範囲の受雷の場合における、避雷部材Ｃ１を小型化することができる。

上述したように、支柱２を囲むように、リング状ロッド９と傾斜ロッド１０と直線状水平ロッド１１とからなる略傘状の避雷部材Ｃ１を配設することにより、新たに採用された設計手法である回転球体法に、避雷針装置Ｃの大形化や支持体１の建替え等の大規模な変更を加えることなく対応することができる。また、新規の避雷針装置Ｃの建設においても、従来の設計が同様に生かされ、従来の支持体の高さで避雷針装置Ｃを設置することができ、従って、安価に、且つ、短時間に、避雷針装置Ｃを設置することができる。

また、避雷針装置Ｃを、避雷突針４と避雷部材Ｃ１とにより構成したので、受雷範囲を拡大することができ、従って、被保護体であるアンテナ６を確実に保護することができ、避雷針装置Ｃの信頼性を向上することができる。

更に、直線状水平ロッド１１を伸縮自在に構成したので、直線状水平ロッド１１を取付けロッド部１１ａの長さまで短くすることができ、従って、直線状水平ロッド１１の運搬や持ち運びや保管が便利になる。

なお、上述した実施例においては、直線状水平ロッド１１を伸縮自在に構成し、直線状水平ロッド１１を構成する嵌合ロッド部１１ｂを、リング状ロッド９の外側に飛び出して配置した例が示されているが、直線状水平ロッド１１を伸縮自在に構成することなく、その先端が、リング状ロッド９の外側に位置するように構成することもできる。このように構成することにより、直線状水平ロッド１１を伸縮自在に構成する場合に比べて、直線状水平ロッド１１の製造コストを低減することができ、ひいては、避雷針装置Ｃの設置コストを低減化することができる。

図１は、本発明の避雷針装置等の全体正面図である。 図２は、本発明の避雷針装置を構成する避雷部材の分解斜視図である。 図３は、本発明の避雷針装置を構成する避雷部材の部分拡大分解斜視図である。 図４は、同じく、本発明の避雷針装置を構成する避雷部材の部分拡大分解斜視図である。 図５は、同じく、本発明の避雷針装置を構成する避雷部材の部分拡大分解斜視図である。 図６は、本発明の避雷針装置を構成する避雷部材の部分拡大斜視図である。 図７は、本発明の避雷針装置を構成する避雷部材の斜視図である。 図８は、避雷針装置の設計手法に対する保護範囲を説明するための避雷針装置の正面図である。

符号の説明

Ｃ・・・・・・・・・・避雷針装置
Ｃ１・・・・・・・・・避雷部材
Ｐ・・・・・・・・・・取付け基板
１・・・・・・・・・・支持体
２・・・・・・・・・・支柱
３・・・・・・・・・・絶縁体
４・・・・・・・・・・避雷突針
９・・・・・・・・・・リング状ロッド
１０・・・・・・・・・傾斜ロッド
１１・・・・・・・・・直線状水平ロッド

Claims (2)

1. 支柱と該支柱の上端部に配置された避雷突針と避雷部材とを有する避雷針装置において、前記避雷部材を、リング状ロッドと傾斜ロッドと直線状水平ロッドとにより構成するとともに、前記直線状水平ロッドが、前記リング状ロッドの外側に突出するように構成されていることを特徴とする避雷針装置。
2. 上記直線状水平ロッドが、伸縮自在に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の避雷針装置。

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