JPH0447084A

JPH0447084A - 電柱小柱、及び街灯用複合材ポール

Info

Publication number: JPH0447084A
Application number: JP15505290A
Authority: JP
Inventors: Toshikazu Takeda; 敏和竹田; Takehiro Suzuki; 健弘鈴木; Mitsuo Kobayashi; 小林　満男; Hideto Yabumoto; 籔本　英登
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd; Nippon Steel Corp; Doi Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd; Nippon Steel Corp; Doi Seisakusho Co Ltd
Priority date: 1990-06-15
Filing date: 1990-06-15
Publication date: 1992-02-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、炭素、ガラスの連続繊維、及びガラスの織物
、マット、ポリエステル系不織布等に樹脂を含浸させ、
それらを長手方向に連続的に配置して硬化、成形された
、繊維強化プラスチック（Ｆ　ＲＰ）製の電柱小柱、及
び街灯のポールに関するものである。

従来の技術一般に電柱や街灯のポールは、鉄系素材を用いて作られ
ている。しかし近年、省力化、軽作業化等のニーズから
、素材に対して、軽量化、ノーメンテナンス化に対する
要求が強くなってきている。

従来の鉄系素材を用いた電柱や街灯のポールは、素材の
比重が大きいことから、製品が重たくなり、据え付は作
業時重労働を余儀なくされ、都市部での狭い箇所では、
特に作業性能率の低下をきたしている。また鉄系素材は
、錆びることから定期的な塗装、点検作業が必須となり
、そのメンテンにたいする労力も無視出来ないものとな
っている。

こうした背景から、米国では、一部ガラス繊維製のＦＲ
Ｐポールが使用されている。しかしこのガラス繊維のみ
のＦＲＰポールは、素材の曲げ弾性率が低いことから、
製品の剛性も低く、非常に曲がりやすいという欠点を持
っている。

そのため、電線や街灯の取付は工事等の高所作業がしに
くく、又ポールの上部に重量物を置けないという問題を
抱えている。さらに、素材のガラス繊維、含浸樹脂とも
一般的に絶縁体であることから、漏電等の事故の際、ポ
ールを伝って過電流を流せないことから別の手段が必要
になるといった欠点も抱えている。

又上記の問題を解決するために、オール炭素繊維で作っ
たポールや炭素繊維とガラス繊維の２層で成形されたポ
ールも考えられる。しかしオール炭素繊維で作ったポー
ルは、炭素繊維そのものが高価であることから、それの
みで作られたポールは非常に高価になるという欠点、及
び炭素繊維の靭性の低さから、それのみで作られたポー
ルは折れやすく衝撃に弱いという欠点がある。一方炭素
繊維とガラス繊維の２層で成形されたポールのうち、内
層炭素繊維、外層ガラス繊維で成形されたポールは、ポ
ールの断面２次モーメントの小さい箇所に、高弾性の炭
素繊維を配置することになり、ポールの曲げ剛性確保の
面から得策でなく、また内面に突起や、厚み変動を付け
る際、益々その効果を得にくくなるという欠点がある。

一方向層ガラス繊維、外層炭素繊維で成形されたポール
は、ポールの外層に炭素繊維の色がでることから、美観
上、塗装が必要なること、及び外層に炭素繊維があると
、外部衝撃を炭素繊維の部分が直接受けることになるた
め、衝撃による炭素繊維の内部破断対策が必要となると
いった欠点がある。

発明が解決しようとする課題本発明は、上述の課題に鑑み、電柱小柱、及び街灯のポ
ールとしての強度、剛性を保証しつつ、軽量で、耐久性
に富んだオールＦＲＰ製電柱小柱、及び街灯用ポールの
提供を目的とするものである。

課題を解決するための手段本発明は、炭素、ガラスの連続繊維、及びガラスの織物
、マット、ポリエステル系不織布等に樹脂を含浸させ、
それらを長手方向に連続的に内層ガラス繊維、中層炭素
繊維、外層ガラス繊維のみ、又はポリエステル系不織布
のみ、又は外層ガラス繊維とポリエステル系不織布との
複合という３層構造に配置して硬化、成形することを特
徴としたＦＲＰ製電柱小柱、及び街灯用ポールである。

即ち本発明は、オールＦＲＰで、しかも内層ガラスａＳ
Ｓ、中層炭素繊維、外層ガラス繊維のみ、又はポリエス
テル系不織布のみ、又は外層ガラス繊維とポリエステル
系不織布との複合という３層構造で硬化、成形されるこ
とから、鉄系素材でつくられたポールに比較し、ポール
の強度、剛性については鉄系差みで、重量はその半分以
下にすることができる。またポールの表層は、ガラス繊
維、又はポリエステル系不織布といった白色系のａ維で
おおわれていることから、含浸樹脂に色をつけることに
より、任意の色に仕上げることができ、塗装作業の省略
、又は簡略化できる。またオールＦＲＰであることから
耐蝕性が向上し、メンテナンスの手間が省け、かつ含浸
樹脂に色をつけられることから、取りつけ後の塗装周期
を大幅に延ばすことができる。なお、最外層にポリエス
テル系不織布を配置することにより、耐蝕性をさらに向
上させることができる。

また本発明は、オールガラス繊維製と違って、中層の長
手方向に導電性のある連続した炭素繊維の層を持ってい
ることから、この層を利用することにより特別な漏電対
策等は不要となる。また表層はガラス繊維またはポリエ
ステル系不織布といった電気絶縁層に覆われていること
から、鉄系素材のポールに比較し、電線工事時等での安
全性が大幅に向上する。

また本発明は、内層ガラス繊維、中層炭素繊維、外層ガ
ラス繊維のみ、又はポリエステル系不織布のみ、又は外
層ガラス繊維とポリエステル系不織布との複合という３
層構造であることから、オール炭素繊維で作られたポー
ルや、内層ガラス繊維、外層炭素繊維の２層構造で作ら
れたポールの欠点である折れやすさ、外部衝撃に対する
弱さの改善を図ることができる。また本発明は、中層の
炭素繊維の層の位置をコントロールし、なるべくポール
の外層に近いところに配置できることから、最適に近い
ポールの剛性設計ができ、内層炭素繊維、外層ガラス繊
維の２層構造で作られたポールの欠点も解消できる。

また本発明は、請求項（２）記載の複合材ポールのよう
に、請求項（１）記載の複合材ポールを成形後、後から
ポール表層の一部の範囲をＦＲＰで補強し、局部的な曲
げ剛性向上を図ることにより、炭素繊維の含有量を少な
くして、所定の撓み量を満足するポールを供給すること
ができる。

また本発明は、請求項（３）記載の複合材ポールのよう
に、内面に突起物をつけて成形、硬化させることにより
、請求項（１）記載の複合材ポールに比較し、より曲げ
剛性の優れたポールを供給することができる。

また本発明は、請求項（０記載の複合材ポールのように
、内面を異形形状にし、ポールの板厚を変動させること
により、板厚の薄い複合材ポールにおいても、足場ボル
ト、メツセンジャーワイヤー引き止め座等の金具を、ネ
ジ止め等の手段を用いて、直接取りつけできるポールを
供給することができる。

即ち本発明は、鉄系素材の欠点であった重量物性、煩雑
なメンテナンス性と、ガラス繊維のみのポールの欠点で
あった剛性の弱さの両方を一挙に解決することができる
。また本発明は、中層の炭素Ｉａ雑の位置、厚み、物性
をコントロールすることにより、ニーズに合った最適な
ポールの設計が可能である。

作用以下図に示す具体例に基づいて本発明の詳細な説明する
。

第１図（１）は複合材ポールの上面図であり、第１図（
２）は側面図であり、内層１はガラス繊維からなるＦＲ
Ｐで、中層２は炭素繊維からなるＦＲＰで、外層３はガ
ラス繊維のみ、またはポリエステル系不織布のみ、また
はガラス繊維とポリエステル系不織布との複合からなる
ＦＲＰからなっている。

強化繊維は、ガラス繊維のロービング、クロス、マット
、炭素繊維のロービング、クロス、ポリエステル系不織
布等を用途に応じ、選択して使用する。

含浸樹脂は、不飽和ポリエステル、ビニールエステル、
エポキシ等の熱硬化性樹脂を使用条件に応じ、選択して
使用する。

成形方法は、引き抜き成形法、フィラメントワインディ
ング法、ハンドレイアップ法が可能であり、設計条件、
所有設備等により使い分けられる。

具体的な成形方法を引き抜き成形法を中心にして説明す
る。第３図は引き抜き成形法のレイアウトを示しており
、ガラス繊維クロス１０．ガラス繊維ロービング１２、
炭素繊維ロービング８、ガラス［１−ｙ−ｔドア、９．
１１．１３、ポリエステル系不織布６は、樹脂含浸槽１
５で、樹脂を含浸した後、案内ガイド１６で、内層にガ
ラス繊維クロス、ガラス繊維マット、ガラス繊維ロービ
ング、中層に炭素繊維ロービング、外層にガラス繊維マ
ット、ポリエステル系不織布となるように配置され、か
つ芯金１４の周囲に均一に分布するように配置され、金
型１７の中にプーラ−１９によって引き込まれる。引き
込まれた樹脂含浸の強化繊維は、金型内で加熱されるこ
とにより硬化し、金型の出口では複合材のポール２１と
なる。後方ットソー２０により所定の長さに切断され製
品となる０本方法では、連続して成形できることから、
量産する場合に適した方法である。

フィラメントワインディング法、ハンドレイアップ法の
場合は、１本毎芯金の回りに樹脂を含浸した強化繊維を
、機械または人力によって巻付け、それを硬化炉で加熱
、硬化させ、後芯金を引き抜いて製品とする０本方法の
場合は、きめ細やかな積層条件がとれ精度の高い製品が
得られる。

つぎに強化繊維の具体的積層方法であるが、製作する製
品の引張強度、引張剛性、曲げ強度１曲げ剛性、パイプ
の圧壊強度、仕上がり重量、製品コスト等を考慮して、
最終製品の厚み、形状、使用するガラス繊維と炭素繊維
の種類、ガラス繊維と炭素繊維の含有率、ロービング、
クロス、マットといった使用繊維形状の比率、及び３層
の厚み構成等を決める。

つぎに製品の使用環境、使用条件等を考慮して使用樹脂
の種類、ポリエステル系不織布混入可否を決定する。

例えば、曲げ剛性が高く、しかも軽量性が要求されるポ
ールの場合は、製品コストの許される限りで、曲げ弾性
率の高い炭素繊維ロービングを使用し、しかもその使用
量を多くする方向で強化繊維の積層設計を行い、かつ炭
素繊維の層の位置をなるべく外層に近い位置に配置する
と最適なポールが得られる。

本方法は、電柱小柱、街灯等の丸型のポール。

及び電柱横木等の角型のポールにも利用でさる。

実施例以下、実施例として第４図（１）、第４図（２）の電柱
小柱を引き抜き成形で製作した例を図面に基づいて説明
する。

第４図（１）の１は、ガラス繊維の層、２は炭素繊維の
層、３はガラス繊維とポリエステル系不織布との複合層
である。外径は１３８−■厚みはＡ−Ａ面で６層層、Ｂ
−Ｂ　′面で１０ｍｍ、長さはＥｉ８００ｔｓである。

積層条件は第５図に示すように、最外層がポリエステル
系不織布、その内側がガラスのマット繊維、その内側が
炭素繊維のロービング、その内側がガラスのマット繊維
、その内側がガラスのクロス繊維、その内側がガラスの
マット繊維、その内側がガラス繊維のロービング、最内
層がガラスのマット繊維といった構成であり、これはＡ
−Ａ面、Ｂ−Ｂ　′面とも同じである。また使用繊維の
種類は、ガラス繊維：Ｅガラス、炭素繊維：引張弾性率
４０トン相当の繊維を用い、厚み構成は、外層のガラス
繊維とポリエステル系不織布との複合層１■鳳、中層の
炭素繊維の層２ｍｍ、内層のガラス繊維の層３１で製作
した。使用樹脂は、ビニールエステルを用い、樹脂と強
化繊維の混合比率は重量比で４：６で、成形方法は第６
図に示すような引き抜き装置を用いて実施した。

得られた複合材ポールは、重量２９ｋｇ／木で従来の鉄
系のポールの半分以下のもので、かつ強度。

剛性は鉄系のポール並みのものであった。

発明の効果以上詳細に説明したように本発明は、ガラス繊維と炭素
繊維を主な強化繊維として成形された電柱小柱、及び街
灯用向けの複合材ポールであり、軽量で、耐蝕性に優れ
たポールを供給できる。しかも内層ガラス繊維、内層炭
素繊維、外層ガラス繊維またはポリエステル系不織布ま
たは両者の複合の３層構造であることから、用途に応じ
た強度、剛性をもったポールの設計ができ、かつ外部か
らの衝撃にも強いポールが実現できる。また中層の炭素
繊維が連続していることから、アースの役目を果たし、
しかも表層は絶縁体に覆われていることから、感電等の
不慮の事故に対する安全性も果たすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（１）は、複合材ポールを説明する上面図、第１
図（２）ハソノ側面図、ｗＩＪ２図（１）は、請求項（
２）記載の複合材ポールを説明する上面図、第２図（２
）はその側面図、第３図（１）は、請求項（３）記載の
複合材ポールを説明する上面図、第３図（２）はその側
面図、第４図（１）は、請求項（４）記載の複合材ポー
ルを説明する上面図、第４図（２）はその側面図であり
、第５図は、第４図（１）のＡ−Ａ　′面の断面図、第
６図は本発明の複合材ポールを成形する一手段で、引き
抜き成形法の概念図である。１６１１１１ガラス繊維層、２・拳−炭素繊維層。３＠・・ガラス繊維層又はポリエステル系不織布層又は
両者の複合層、４・・・ガラス繊維で径大化した層、５
・・・ガラス繊維でつけた突起、６・・・ポリエステル
系不織布、７．９、！１．１３・・・ガラス繊維のマッ
ト、８・争・炭素繊維のロービング、１０・・・ガラス
繊維のクロス、１２・φ・ガラス繊維のロービング、１
４・台・芯金、１５・・・樹脂含浸槽、１Ｂ・・参案内
ガイド、１７・・０金型、】８・Φ・テーブルローラー
、１８・・・プーラ−１２０・Φ・力７トソー、２１・
・・複合材ポール。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）炭素の連続繊維、ガラスの連続繊維、及びガラス
の織物、マット、ポリエステル系不織布等に樹脂を含浸
させ、それらを長手方向に連続的に内層ガラス繊維、中
層炭素繊維、外層ガラス繊維、またはポリエステル系不
織布、または外層ガラス繊維とポリエステル系不織布と
の複合という３層構造に配置して硬化、成形された中空
製の複合材ポール。
（２）請求項（１）記載の複合材ポール長さ方向の一部
分に、樹脂を含浸させた炭素、ガラスの連続繊維、及び
ガラスの織物、マット等をハンドレイアップ、フィラメ
ントワインディング等の手段を用いて配置し、径大化を
図った中空製の複合材ポール。
（３）前記の複合材ポールの内側に、４ないし１２個の
突起をつけた請求項（１）又は（２）記載の中空製の複
合材ポール。
（４）前記の複合材ポールの肉厚を変えて作られた、請
求項（１）又は（２）記載の中空製の複合材ポール。