JP5941213B1 - 掲揚体の掲揚塔 - Google Patents

Abstract

【課題】国旗等の掲揚体に当てる空気を乱流状態にすることによって、国旗等の掲揚体を煽られるようにはためかせるのにふさわしい空気を供給できる掲揚塔を提供する。【解決手段】掲揚体６が掲揚される上端が封止された略円筒状のポール５０と、ポール５０の上方部に設けられた開口した空気吹出口と、空気を送風する送風手段を備えた掲揚塔において、空気吹出口に対応するポール５０の内部に螺旋状のスクリューと、スクリューをポール５０の軸方向について回転可能とする回転手段と、を備えることを特徴とする掲揚体６の掲揚塔１である。【選択図】図１

Description

掲揚体が掲揚される上端が封止された略円筒状のポールと、前記ポールの上方部に設けられた開口した空気吹出口と、空気を送風する送風手段を備えた掲揚塔に関する。

従来、国旗や社旗等の掲揚体を屋外に掲揚するため掲揚塔が用いられている。屋外で吹く風によって煽られるようにはためく例えば国旗は、それを見る者に国旗に象徴される意識を鼓舞し、また例えば社旗であれば、それを見る社員等に誇りを抱かせることができる。ところが屋外に吹く風は自然まかせであるから、常に掲揚体がはためく状態を望むことはできない。
特許文献１には、下部の固定柱と上部の回動柱で構成された掲揚装置の回動柱に掲揚体を支持し、送風機によって発生した風を掲揚体に当てて掲揚体をはためかせる掲揚装置が記載されている。また特許文献２には、掲揚ポールの上方部分に空気吹出口、その内部に空気供給管を設け、コンプレッサによって供給した空気を掲揚体に当てる掲揚ポールが記載されている。

特開平４−２１８０９０号公報 特開平６−１９３３１２号公報

しかしながら、特許文献１及び２の掲揚ポールでは、国旗等の掲揚体に当てられる空気について、ノズル等から吹き出す空気の流れの状態、換言すれば気流れの状態を意識したものではなかった。そのため国旗等をはためかせるのに、有効な空気の供給をしていたとはいえないという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、国旗等の掲揚体に当てる空気を乱流状態たりえることによって、国旗等の掲揚体を煽られるようにはためかせるのにふさわしい空気を、供給することができる掲揚塔を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の次のような構成を有している。
（１） 掲揚体が掲揚される上端が封止された略円筒状のポールと、前記ポールの上方部に設けられた開口した空気吹出口と、空気を送風する送風手段を備えた掲揚塔において、前記空気吹出口に対応する前記ポールの内部に螺旋状のスクリューと、前記スクリューを前記ポールの軸方向について回転可能とする回転手段と、を備えることを特徴とする掲揚体の掲揚塔である。
（２） 前記回転手段はボールベアリングを含み、前記スクリューの少なくても一端がボールベアリングに嵌合して、前記ポールの内部に回転可能に固定される（１）に記載の掲揚体の掲揚塔である。
略円筒状とは、円筒状であることの他、前記掲揚塔が例えば屋外に設置された場合に、大気の流れである気流の抵抗を受け易くなるポールの上方部が下方部と比較して縮径しており、気流によってポールが変形や折れ曲がり等の不都合が起こりにくくする形状を含む形状を言う。ポールの内部の下方部には、後述するように送風手段である送風機等を配置することが好ましいので、それに応じた略円筒状の内径が必要である。
ところで、掲揚体に当てられる空気の大部分は、送風機から空気吹出口までの間で、縮径した略円筒形の内部そしてスクリューの螺旋状を形成するスクリューの羽根の間を通過してくるので、空気の流れは乱れて乱流状態になりうる。
（３）前記空気吹出口がスリット状である（１）又は（２）に記載の掲揚体の掲揚塔である。
（４）前記ポールの下端に前記ポールを地盤に固定する基礎杭と接続する接続部を、さらに備える（１）〜（３）の何れか一つに記載の掲揚体の掲揚塔である。

本発明の作用・効果を説明する。
（１） 掲揚体が掲揚される上端が封止された略円筒状のポールと、ポールの上方部に設けられた開口した空気吹出口と、空気を送風する送風手段を備えた掲揚塔において、空気吹出口に対応するポールの内部に螺旋状のスクリューと、スクリューをポールの軸方向について回転可能とする回転手段と、を備えることを特徴とする掲揚体の掲揚塔なので、送風された空気は、ポールの横断面に対して一定方向に勾配を有するスクリューの羽根の下側面に当たった後、その下側面に沿って流れてゆき、その横断面方向に作用する空気による力の反作用として、スクリューの羽根に働くその力の総和によって、スクリューはポールの軸について回転しうる。
前述したように、ポールが上方に向かって縮径している場合は空気の流れは乱れ、それに加え空気がスクリューの羽根の間を通り、さらにそのスクリューが回転可能であれば、空気は乱流状態になりうるので、その空気がポールの内部から空気吹出口を通過して掲揚体に当たるため、掲揚体は煽られるようにはためくという効果を奏する。掲揚体が煽られるようにはためくとは、いわば風上に向かう船舶等に備えられたマストに掲げられた国旗等の掲揚体がはためく状態を言う。
（２）回転手段はボールベアリングを含み、スクリューの少なくても一端がボールベアリングに嵌合して、ポールの内部に回転可能に固定される（１）に記載の掲揚体の掲揚塔なので、スムーズに回転するスクリューの羽根によってポール内部の空気の状態は乱流状態となりえて、その空気が空気吹出口を通して掲揚体に当たるため、掲揚体は煽られるようにはためくという効果を奏する。
（３）空気吹出口がスリット状である（１）又は（２）に記載の掲揚体の掲揚塔であるので、掲揚体の全面に渡って空気が当たるすなわち例えば国旗等の一布状である掲揚体の布の両面に乱流状態の空気が当たることになるため、掲揚体は煽られるように煽られるようにはためくという効果を奏する。
（４）ポールの下端にポールを地盤に固定する基礎杭に接合する接続部を、さらに有する（１）〜（３）の何れか一つに記載の掲揚体の掲揚塔であるので、あらかじめ地盤に固定された基礎杭に接続部を容易に接続することができるため、短期間で掲揚体の掲揚塔の施工ができるという効果を奏する。

本発明の一実施の形態である掲揚体の掲揚塔が基礎杭に接続されて施工されたときの外観図である。 掲揚体の掲揚塔の下方部の説明図である。 掲揚体の掲揚塔のＡ−Ａ断面図である。 スクリューのカートリッジの説明図である。 スクリューのカートリッジがセットされた掲揚塔の上方部の縦断面の説明図である。 掲揚塔の上方部（中段ポール）をＢから見た矢視図である。 スクリューのカートリッジがセットされた掲揚塔の上方部の部分拡大図である。 変形例のスクリューのカートリッジがセットされた掲揚塔の上方部の部分拡大図である。 送風された空気がスクリューの羽根の下側面に当たってスクリューが回転可能となりうる作用の説明図である。

図１は、本発明の一実施の形態である掲揚体６の掲揚塔１（以下、掲揚塔１と言う）が基礎杭Ｐに接続されて施工されたときの外観図である。
図１に基づいて、本発明の実施の形態である掲揚塔１の説明を行う。図１において、掲揚塔１は略円筒状のポール５０、基礎杭Ｐに接続する大径フランジ３及び枝翼板４で構成される接続部５、空気を送風する送風手段である例えば送風機２０（図２参照）、送風機２０の作動の開始・停止を行うスイッチ９、掲揚体６の一方の端部を固定するひも７、ひも７をポール５０の軸方向に沿って上下に動かすための滑車１０、ひも７をポール５０の下方部で係止するピン８、飾り玉１１を備えて構成されている。ポール５０は接続部５を有する下段ポール２、下段ポール２の上方に接続される中段ポール４１及び中段ポール４１に接続される上端ポール４２を備えて構成されている。掲揚体６は国旗、県旗及び社旗等から適宜に選択される。基礎杭Ｐとしては出願人の発明による特願２０１５−１３４９４０の異径パイルが好適に用いられる。

ポール５０は、スイッチ９の上側付近から上方に向かって上段ポール２の上端付近まで縮径し、それより上方すなわち中段ポール４１、上段ポール４２ではほぼ同一径である略円筒状の金属製の鉄塔である。略円筒状については、ポール５０の上方部と下方部の外径が同一である円筒状であっても、前述したように、ポール５０の上方部が下方部と比較して縮径したものであってもよい。ポール５０の一部である下段ポール２の内径は、ポール２の強度や内部に送風機２０を配置する観点から、３５〜４５ｃｍが望ましい（図２参照）。前述したように、掲揚体６に当てる風を乱流状態にするためには、縮径させることが望ましい掲揚塔１は、屋外に施工されることが多いことから、錆び対策としてメッキを施されることが好ましい。ポール５０の軸方向の長さすなわち高さは、掲揚体６を見ることと掲揚塔１の安全性の観点等から１５〜２０ｍが好ましい。ポール５０の肉厚は、加工のしやすさや強度の観点から５〜１０ｍｍ程度が好ましい。また、ポール５０には任意の位置に避電センサーを付けて落雷対策をすることができる。

図２は掲揚塔１の下方部の縦断面の説明図である。
図２に示したように、下段ポール２の内部には送風手段である送風機２０が配置され、下段ポール２の下端には空気口２４が４個設けられている。空気口２４の形状は半円や矩形等から適宜選択される。ま空気口２４を介して外気とポール５０の内部は連通し、送風機２０が作動したときには、外気の空気が空気口２４を通過してポール５０の内部に供給される。送風機２０を作動させるため電源（図示せず）、スイッチ９及び送風機２０を電気的に接続する配線（図示せず）は、空気口２４を介して配線されことができる。供給される空気に含まれるゴミ等をカットするため、空気口２４や送風機２０の下側には、エアフィルターが適宜設けられる。

送風機２０は、内蔵されたファンによって送風される風量は、掲揚体６をはためかせる観点から、少なくても５ｍ^３（立方メートル）/ｍｉｎが必要であるので、その風量を有する市販品が適宜使用される。送風機２０のポール２の内部での固定の仕方としては、例えば以下の方法がある。送風機２０の外筒２１において、ファンと反対側の端面とそれに連続する側面に合わさり、その端面に平行なネジ穴を有するブラケット２２を、予めその合わさる位置にネジ止め等により固定しておく。一方ポール２の内部の所定位置には位置決め片２３を予めネジ止め等によって固定しておく。ファン側を前にして下段ポール２の内径に沿って位置決め片２３まで送風機２０を押し込み、予め下段ポール２に開けられたネジ穴とブラケット２２のネジ穴を利用してビス止め行う。なお、矢印Ｋは送風された空気の流れを示したものである。また枝翼板４は溶接等によって下段ポール２と大径フランジ３に接続して固定される。

図３は掲揚塔１のＡ−Ａ断面図である。
大径フランジ３の外形は円形であり、ポール２に計４つの空気口２４と計４つのネジ穴２５が設けられている。大径フランジ３と同形のフランジを有する基礎杭Ｐにネジ穴２５を使用して、大径フランジ３を基礎杭Ｐに接続して固定することができる。なお、大径フランジ３の外形、空気口２４やネジ穴２５の個数は、ポール２の基礎杭Ｐへの固定の強度や供給される空気量等を考慮して適宜な変更が可能である。ネジ穴２５の個数は大径フランジ３による基礎杭Ｐへの締結の観点から６個が好ましい。

図４はスクリューのカートリッジ３０の説明図である。
図４に基づいて、スクリューのカートリッジ３０の説明を行う。スクリューのカートリッジ３０は、スクリューの軸３２及びスクリューの羽根３３を備えて構成されるスクリュー３１、内輪３５、玉３６及び外輪３７を備えるボールベアリング３４、空気流入口３９を備えた下嵌合部材３８と上嵌合部材４０を備えて構成されている。スクリューの軸３２は両端においてボールベアリング３４の内輪３５に嵌合され、外輪３７は下嵌合部材３８又は上嵌合部材４０に嵌合されている。後述するように、下嵌合部材３８と上嵌合部材４０が中段ポール４１の内部に固定されることによって、スクリューのカートリッジ３０は中段ポール４１の内部で、空気吹出口４４に対応する位置にセットされることになる（図７参照）。

図５はスクリューのカートリッジ３０がセットされた掲揚塔１の上方部の縦断面の説明図である。
下段ポール２の上端、中段ポール４１の上下端及び上段ポール４２の下端にはそれぞれ同形の小径フランジ４３が設けられており、ポール２の上側に中段ポール４１、中段ポール４１の上側に上段ポール４２が、それぞれ小径フランジ４３によって接続されている。そのように簡単に接続することができるため、掲揚塔１の施工では、下段ポール２、中段ポール４１及び上段ポール４２を、それぞれ施工する場所に運んでいき、容易に組み立てることができるのである。さらに、スクリューのカートリッジ３０に不具合が発生した場合には、スクリューのカートリッジ３０の交換や、スクリューのカートリッジ３０をセットした中段ポール４１の交換が行えるという利点を有するのである。なお、スクリューの羽根３３の外周端と中段ポール４１の内径には、少なくても５ｍｍの隙間がとれるように、スクリューの羽根３３は設計される。スクリューの羽根３３のいわゆるピッチは、空気を乱流状態にしうる観点から、１５ｃｍ〜２５ｃｍが好ましい。

送風機２０によって送風された空気は、空気流入口３９を通って中段ポール４１の内部に入り、スクリューの羽根３３等に衝突しながら乱流状態たりえて空気吹出口４４から外部に出ていく。なぜならば中段ポール４１及び上段ポール４２を合わせた内部の空間は、空気吹出口４４以外には外部と密閉になっているからである。

図６は掲揚塔１の上方部（中段ポール４１）をＢから見た矢視図である。
中段ポール４１が備えた空気吹出口４４は、スリット状を形成しており、スリット状は中段ポール４１の軸方向の長さについては、掲揚体６の大きさの観点から適宜設計されるが、例えば国旗等を掲揚する場合では約２ｍである。また乱流状態たりうる空気を効果的に掲揚体６に当てる観点から、その幅については５〜１０ｍｍの矩形である。

図７はスクリューのカートリッジ３０がセットされた掲揚塔１の上方部の部分拡大図である。
図７に基づいて、スクリューのカートリッジ３０を中段ポール４１の内部にセットする方法について説明を行う。中段ポール４１の内径は、使用するスクリューの軸３２やそれに対応するボールベアリング３４の大きさの観点から、１５〜２５ｃｍが望ましい。スクリューのカートリッジ３０が中段ポール４１の内部に押し込まれた後、下嵌合部材３８と上嵌合部材４０に設けられたネジ穴と、予め中段ポール４１に設けられたネジ穴との位置をあわせてビス止めすることによって、スクリューのカートリッジ３０は中段ポール４１の内部に固定されることができる。スクリュー３１の材質は、強度の観点から鉄等の金属、強度と重量の観点からはアルミや強化プラスチック等から適宜に選択される。

図８は、変形例のスクリューのカートリッジ３０がセットされた掲揚塔１の上方部の部分拡大図である。この変形例では上嵌合部材４０にボールベアリング３４に替えて、内環４５が使用されたものである。スクリューの軸３２が回転可能なクリアランスを有した任意の内環４５が使用される。また設計によってはボールベアリング３４と内環４５の位置を交換することも可能である。

図９は送風された空気が、スクリューの羽根３３の下側面に当たってスクリュー３１が回転可能となる作用の説明図である。
図９に基づいて、スクリュー３１が回転可能となりうることの説明を行う。まず図５において説明したように、スクリューの軸３２はボールベアリング３４の内輪３５に嵌合されているから、スクリューの軸３２が回転するのに抵抗はほとんどない。次に図９において、空気が力ＡＯでスクリューの羽根３３の下側面に衝突した場合を想定する。衝突後空気はスクリューの羽根３３の下側面に沿って移動することになる。すると空気は力Ａ１をスクリューの羽根３３に与えることになる。力Ａ１は力Ａ１Ｘと力Ａ１Ｙの合力と考えられ、力Ａ１Ｙはスクリュー３１の重さによる下方に働く力によって打ち消される。一方、力Ａ１Ｘの反作用として力ＡＲが発生することになる。スクリューの羽根３３は上方に向かって螺旋状となっているから、スクリューの羽根３３は常に上方に向かって所定の角度を有している。そうであると、送風されてスクリューの羽根３３の下側面に衝突した空気は、大きさは異なると言え、力ＡＲと同一の方向の力を、スクリューの羽根３３に与えることになる。そのためスクリューの羽根３３に働くその同一の方向の力の総和によって、スクリューの羽根３３すなわちスクリュー３１は、力ＡＲの方向に回転しうることになるのである。もっともスクリューの羽根３３の上側面からスクリューの羽根３３に当たる空気も発生しうるが、空気はスクリューの羽根３３の下側面から上側面に向かって送風されるのであるから、下側面から当たる空気の作用が支配的となるのである。

掲揚塔１の施工現場での施工例は以下のようである。小径フランジ４３によって接続した上段ポール４２、中段ポール４１及び下段ポール２を、大径フランジ３によって基礎杭Ｐに接続する。上段ポール４２、中段ポール４１及び下段ポール２を小径フランジ４３によって接続することは、前述したとおり容易である。一方基礎杭Ｐとしては出願人の発明による特願２０１５−１３４９４０の異径パイルが好適に用いられるので、その異径パイルを地盤Ｅに打ち込むという施工のための工期は半日程度で十分である。したがって掲揚塔１をその異径パイルに接続するのに要する工期は１日で済むということになる。よって、極めて経済的に掲揚塔１を施工することができるのである。

本実施例によれば、（１）掲揚体６が掲揚される上端が封止された略円筒状のポール５０と、ポール５０の上方部に設けられた開口した空気吹出口２４と、空気を送風する送風手段を備えた掲揚塔において、空気吹出口２４に対応するポール５０の内部に螺旋状のスクリュー３１と、スクリュー３１をポール５０の軸方向について回転可能とする回転手段と、を備えることを特徴とする掲揚体６の掲揚塔１なので、送風された空気は、ポール５０の横断面に対して一定方向に勾配を有するスクリューの羽根３３の下側面に当たった後、その下側面に沿って流れてゆき、その横断面方向に作用する空気による力の反作用として、スクリューの羽根３３に働くその力の総和によって、スクリュー３１はポールの軸３２について回転しうる。前述したように、ポール５０が上方に向かって縮径している場合は空気の流れは乱れ、それに加え空気がスクリューの羽根３３の間を通り、さらにそのスクリュー３１が回転可能であれば、空気は乱流状態になりうるため、その空気がポール５０の内部から空気吹出口２４を通過して掲揚体６に当たるため、掲揚体６は煽られるようにはためくという効果を奏する。
（２）回転手段はボールベアリング３４を含み、スクリュー３１の少なくても一端がボールベアリング３４に嵌合して、ポール５０の内部に回転可能に固定される（１）に記載の掲揚体６の掲揚塔１なので、スムーズに回転するスクリューの羽根３３によってポール５０内部の空気の状態は乱流状態となりえて、その空気が空気吹出口２４を通して掲揚体６に当たるため、掲揚体６は煽られるようにはためくという効果を奏する。
（３）空気吹口４４がスリット状である（１）又は（２）に記載の掲揚体６の掲揚塔１であるので、掲揚体６の全面に渡って空気が当たるすなわち例えば国旗等の一布状である掲揚体６の布の両面に乱流状態たりうる空気が当たることになるため、掲揚体６は煽られるようにはためくという効果を奏する。
（４）ポール５０の下端にポール５０を地盤Ｅに固定する基礎杭Ｐに接合する接続部５を、さらに有する（１）〜（３）の何れか一つに記載の掲揚体６の掲揚塔１であるので、あらかじめ地盤Ｅに固定された基礎杭Ｐに接続部５を容易に接続することができるため、短期間で掲揚塔１の施工ができるという効果を奏する
本発明の掲揚体の掲揚塔については、上記実施例に限定されることなく、色々な応用が可能である。本発明の実施の態様では空気吹出口がスリット状の矩形であるが、波状の曲線を備えて矩形を形成してもよい。

１ 掲揚体の掲揚塔
５ 接続部
６ 掲揚体
３１ スクリュー
３３ スクリューの羽根
３４ ボールベアリング
４４ 空気吹出口
５０ ポール
Ｅ 地盤
Ｐ 基礎杭

Claims (3)

1. 掲揚体が掲揚される上端が封止された略円筒状のポールと、前記ポールの上方部に設けられた開口した空気吹出口と、空気を送風する送風手段を備えた掲揚塔において、前記空気吹出口に対応する、前記ポールの内部に、前記送風手段から前記空気吹出口までの間にある螺旋状のスクリューと、前記スクリューを前記ポールの軸方向について回転可能とする回転手段と、を備え、前記空気吹出口はスリット状であり、前記スクリューは、スクリューの軸及びスクリューの羽根を備えて構成され、前記スクリューの羽根は、上方に向かって螺旋状となっていて、常に上方に向かって所定の角度を有していることを特徴とする掲揚体の掲揚塔。
2. 前記回転手段はボールベアリングを含み、前記スクリューの少なくても一端がボールベアリングに嵌合して、前記ポールの内部に回転可能に固定される請求項１に記載の掲揚体の掲揚塔。
3. 前記ポールの下端に前記ポールを地盤に固定する基礎杭と接続する接続部を、さらに備える請求項１又は２に記載の掲揚体の掲揚塔。