JPH06257327A - 継ぎ式鋼管柱 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電柱、照明柱、標識柱、信号柱、旗竿などに
使用可能な継ぎ式鋼管柱を、強度や腐食に問題がなく、
かつ美観上も優れた方式で実現すること。 【構成】 継ぎ式鋼管柱を構成する短尺鋼管を、形状記
憶合金で製作したカップリング状の継手によって締結す
るようにした。 【効果】 ボルト類を使用しないので作業が容易で腐食
や緩みの心配もなく、かつ美観上も優れた継ぎ式鋼管柱
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電柱、照明柱、標識
柱、旗竿など、各種の支柱用として用いられる鋼管柱で
あって、特に複数本に分割されて作製された短尺鋼管
を、建設現場において継ぎ合わせて一体として使用する
継ぎ式鋼管柱に関する。

【０００２】

【従来の技術】電柱、照明柱、標識柱、旗竿など、各種
の支柱は、古くは木や竹等の天然素材が用いられたが、
近年では鉄やアルミニウム系の金属柱とコンクリート柱
が主体となってきている。これを用途別に見ると、電柱
だけはコンクリート柱の比率が高いけれども、電柱以外
の各種支柱は金属柱が主体である。しかし、コンクリー
ト柱が多く使用されている電柱といえども、重量があっ
て搬送や工事に困難の大きいコンクリート柱に代わっ
て、鋼管柱などの金属柱を用いようとする動きは以前か
ら始まっており、近年その傾向は一層強くなっている。

【０００３】一般に、金属柱は、コンクリート柱に比べ
て軽量で運搬や工事がしやすい上、太さを半分程にでき
るため見た目に圧迫感を与えないこと、交通事故等の不
慮の衝撃によっても折れる心配のないこと等が特徴とさ
れている。金属柱の中でも鋼管柱が最も普通に使用され
ているのは、安価で十分な強度が得られるのに加え、簡
単な表面処理で高い耐蝕性を付与することのできる点
が、多量に使用される各種支柱用素材として評価されて
いるからである。

【０００４】鋼管柱の利用は、前述のように、支柱用素
材としての鋼管の優れた特性に依存するものであること
は間違いのないところである。しかし、同時に鋼管柱は
コンクリート柱などとは異なって、短い要素を継ぎ合わ
せて一体の長尺支柱とするような、接合作業が容易に行
なえる点も、軽視できない重要なことである。１２メー
トルを越えるような大型の支柱は、照明柱や標識柱や電
柱などとして実際に多くの要求があるが、これを初めか
ら一体の長尺支柱として製作してしまうと、工場から施
工現場までの搬送に大型トレーラーを使用する必要が生
じて搬送コストが高くなるばかりでなく、搬送経路の選
択においても大きな制約を受ける。また、工事までの格
納にも大きなスペースが必要となる。したがって、短尺
に分割して搬送して、施工現場で一体に継ぎ合わせて長
尺支柱に組立てられるような信頼性の高い継ぎ式の鋼管
柱ができれば、支柱用途としての鋼管柱の重要性は、一
層大きなものとなることが期待できる。

【０００５】そのようなことから、これまでにも継ぎ式
鋼管柱もしくは鋼管柱用継手ならびにその製造方法に関
しては、多くの検討が行われてきた。例えば、実公昭４
０−０３０１２２号公報では、上部用鋼管と下部用鋼管
のそれぞれの端部に、互いに差込み可能なように形成さ
れた接合用のカラー状鋼管を溶接により接合し、次に両
カラー状接合同士を差し込んで組み合わせてから、重な
りあったカラー状の鋼管部分をボルト締めによって締結
するという鋼管継手を提示している。また、実公昭４３
−０１３０６９号公報もこれと似ているが、一方のカラ
ー状鋼管に係合用突起を、そして他方には前記突起が嵌
合する長溝を形成して、両者の噛み合わせも併用した照
明用テーパーポールを提示している。これらの方法は、
いずれもある程度の実績のある方法ではあるが、ラップ
させたカラー部分のボルトの穴の位置合わせ作業がやり
にくいことと、さらにボルト部分が錆発生の起点となる
場合が少なくなく、寿命の点でも完全なものとはいい難
い。一般に、鋼管柱の欠点の一つが腐食の問題であるこ
とは良く知られた事実である。支柱本体部分は、亜鉛メ
ッキ等の防錆処理によって耐蝕性を確保することができ
ても、締結用のボルト部分や鋼管をラップさせた隙間等
から発生する腐食の防止は、なかなか容易な問題ではな
い。締結に当たりこのような腐食起点の解消を狙って、
これらの部分をゴム等のキャップで覆うようにした組立
ポールの連結装置（実開昭５５−０３５２１８号公報）
も開示されている。しかし、これも部品数が多くなり、
作業が煩雑になる点で広く採用されるには至っていな
い。

【０００６】以上のいずれの場合でも、最終的な継ぎ手
段は、ボルトによるねじの締結力に頼るものである点で
共通している。ねじは腐食の問題以外にも折損の恐れも
あり、厳しい自然環境に暴露され、しかも長い寿命を要
求される構造物の締結手段としては必ずしも好ましいも
のとはいい得ない。締結後に現場で塗装などの補強処理
を行なえば、ある程度までは、ボルト部などの腐食を抑
制することができるだろう。しかしながら、そのような
補修作業を前提としなければ成り立たない方式では、実
用性に別の面で問題を生じることになる。このような点
から、鋼管柱全体を、上部ほど細いテーパー状として、
下部の短尺鋼管の上に上部の短尺鋼管を順次一部が重な
り合うように積み上げていく方法も考案されている。た
だし、この方法は引き抜き力に対する抑止力がほとんど
ないため、非常の際に互いにバラバラに離れて予期せぬ
傷害を周囲にもたらす心配がもたれている。これを改善
するためにボルト締結を組合わせると（実公昭４４−０
１６４５０号公報、実開昭４８−０４１００７号公
報）、先のボルト締結方式の場合と同様の欠点が再び前
面に持ち上がってきてしまう。

【０００７】以上のように、現場での施工作業が容易で
しかも腐食に対しても安全な、信頼性の十分に高い鋼管
支柱類の締結用継手もしくは方法は、先行技術の中から
見出だすことはできないのが実情であった。本発明者ら
は、これらの課題を解決するためには、ボルトなどのね
じ要素に頼る従来の締結法から完全に脱して、これに代
わる新しい締結要素を採用することが不可欠であるとの
結論に達した。そして、その新しい締結要素としては、
形状記憶合金の利用が有効ではないかと考えた。

【０００８】形状記憶合金を支柱用鋼管の締結要素とし
て使用する試みは、現時点までまったく検討されたこと
がなかった。形状記憶合金には、ニッケル−チタン系合
金、銅系合金、鉄系合金等の種類があるが、いずれにし
ても、これらの合金は、ある基本形状を拘束した状態で
一定の温度に加熱する形状記憶処理によって、基本形状
を合金自体の内部に記憶させることができる。外部から
力を与えてその基本形状を変更しても、適当な温度に加
熱する形状回復処理だけで、最初に記憶させた基本形状
を簡単に復元させることができるというものである。こ
のような形状記憶合金の代表的な用途の一つに、配管用
パイプの継手がある。これはまず、締結しようとするパ
イプの外径より幾分小さめの内径を有する形状記憶合金
製の円筒として製作される。次に、この円筒状態を基本
形状として記憶させるための形状記憶処理が行なわれ
る。この後円筒の内径を締結しようとするパイプが差し
込める程度まで拡管する。この拡管処理が行なわれた形
状記憶合金製円筒は、次にパイプが差し込まれた状態で
形状回復に必要とする温度まで加熱されると、先に記憶
させられた基本形状である小さな内径の状態に向かって
収縮を開始する。内径を収縮させる過程において、内部
に差し込まれているパイプの外径とその内径は、接触し
てなお収縮を続けようとするから、形状記憶合金製円筒
は、応力を発生させてパイプをしっかりと締結する継手
としての機能を発現させるに至るわけである。

【０００９】形状記憶合金が以上のような機能を有する
ことは、以前から良く知られており、これを実際の配管
用継手として実用化する試みも非常に多くの方面で精力
的に続けられている。特公昭５４−４８９８号公報、特
開昭５４−１４８９６０号公報、特開昭５９−９３２４
１号公報等は、形状記憶合金製円筒の内側に突起を形成
する等の工夫が加えられてはいるものの、基本的には形
状記憶合金製円筒の収縮力を利用する配管用継手の例と
して提案されているものである。本発明者らは、このよ
うな形状記憶合金の機能は、施工性と性能の優れた新し
い継ぎ式鋼管柱の実現に対しても有力な手段を提供する
ものとなるに違いない、との確信を得ると同時に種々の
検討を開始してきた。しかしながら、配管用の継手と支
柱用鋼管柱の継ぎ手段との間には、一見類似する面があ
るかに見えるものの実際には大きな隔たりもあり、配管
用継手で用いられている技術の単なる援用では、とうて
い満足のいく継ぎ手段とはならないことも明らかであっ
た。

【００１０】配管用継手と支柱用鋼管の締結との間の相
違として最も大きな点は、構造体であるかどうかという
点である。継手によって締結された配管系は、地表に対
して平行に走る場合にしても、地表から垂直に立ち上が
る場合にしても、支持具によって周辺の強固な構造物や
大地などに固定（埋設も含む）されるのが普通である。
したがって、配管それ自体が単独で構造体としての強度
を維持している必要はない。これに対して、支柱用鋼管
は、それ自身が安定な状態で自立する構造体である。他
の要素を支持することはあっても、基本的には他の助け
を借りずに独力で立つものでなければならない。このた
めには、外径や特に肉厚の異なる短尺鋼管を組合わせて
一体の鋼管柱とする必要が生じる場合が珍しくない。下
部の短尺鋼管としては、肉厚が厚く強度の高い鋼管をあ
て、上部ほど肉厚の薄い軽量の鋼管を組合わせるように
することによって、強度と材料コストの最適な条件を満
足することが可能となるのは、継ぎ式鋼管柱が一体もの
に勝る利点の一つである。また、自立性を評価する基準
にはいろいろなものがあるが、強風や地震などによる揺
れに対する強度の確保がまず必要である。これに加え
て、照明柱や標識柱としての用途の場合には、支柱本体
上部から水平に近い方向に枝柱を取り付けて、かつ照明
具や標識類を吊り下げることが多いから、強風などの作
用は、単に支柱を横方向に曲げようとする応力のみでな
く、支柱を強く捻る力として現れることも当然考慮され
なければならない。

【００１１】また、多くの配管の役割は、内部に流体を
通過もしくは滞留させるものであることから、継手部の
シール性能と、配管内部の特別な流体に対する耐蝕性が
きわめて重要視されるのも普通である（場合によっては
逆に外部から腐食性の強い流体が作用する場合もあり得
る）。もちろん配管の中にも電気のケーブルや光ファイ
バー等の保護用として、流体以外のものが内部に納まる
用途のものが無い訳ではない。しかしこのような場合で
も、逆に環境中の水分等が配管内へ侵入するのを防止す
る機能が期待されることになるから、継手部のシール性
能が重要視されることについては流体を扱う継手の場合
とさして大きな違いはない。腐食に関連する問題は、配
管の場合だけでなく支柱用鋼管においても重要である
が、配管においては腐食を起こさせる原因が、使用され
る配管の用途（したがって扱われる流体の種類）によっ
て大きく異なり、しかも問題は配管の内部側からの腐食
がより大きな問題となるのに対して、支柱となる鋼管柱
の場合には自然環境中における外面側からの腐食が問題
であって、鋼管柱の内部からの腐食についてまず問題に
ならないという相違がある。さらにこの点と関連して、
必ずしも侵入するような構造であってはならないが、配
管の場合のように一定の圧力にも耐えるというような高
いシール性の要求はないものとして良い。

【００１２】さらに、配管は一般には狭い限られたスペ
ースの中で多くの継手が使用されることが多く、この点
に関係して、短時間の簡単な作業によって信頼性の高い
締結の行なわれることが、特に強く求められる傾向があ
る。支柱用鋼管の場合は、締結の対象となる鋼管の太さ
や肉厚が配管よりは大きい場合が多いが、一体の鋼管支
柱の中で使用される継手は、高々数個であり、開放され
た屋外での作業が基本である。

【００１３】これらの違いに加え、支柱用鋼管に対して
は、近年、新しい視点からの要求が加わることになっ
た。配管のように、できるなら人の目につかないような
場所を選んで配置される物とは基本的に異なり、支柱は
多くの場合、むしろ人目につきやすい場所を選んで設置
される傾向がある。電柱の場合は、別の視点から設置場
所が選ばれるものであるが、それでも結果的には人目を
避けることのできないものが大半を占める。電柱以外の
照明柱や標識柱、旗竿などは、いずれも支柱が支えてい
るものは人目に触れることが前提になるから、支柱自体
も人目につくことは避けられない。これまでの支柱は、
支柱という構造体としての機能さえ満足していれば、人
の見た目にどのように感じられるかという点は必ずしも
重要視されることが無かった。しかし、最近の世の中の
傾向は、単に機能を満足しているだけでは十分とは評価
されなくなっており、それが環境と馴染むかどうか、人
に不用な圧迫感を与えないかという、機能以外の景観か
らの視点が非常に大きな比重を占めるに至りつつある。
この観点からは、構造体として問題のない強度を付与す
ることは必須であっても、見た目にゴタゴタした不快感
を与えるようなものとなってはならないことが明確な価
値観として定着しつつあるのが現状である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、施工作業が
煩雑となり、かつ腐食起点を与える心配のある管壁を貫
通するボルト類を用いずに、十分な締結強度と耐蝕性を
保証できる新しい締結要素として形状記憶合金を採用す
ることにより、景観性にも優れた継ぎ式鋼管柱を提供す
ることを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の短尺鋼
管を形状記憶合金製の継手を介して継ぎ合わせて一体に
構成したことを特徴とする継ぎ式鋼管柱であり、かつ該
継ぎ式鋼管柱を構成する短尺鋼管において、少なくとも
片側の端部で、形状記憶合金製継手に差し込まれる部分
の外径が、前記形状記憶合金製継手の肉厚に相当する厚
み分だけ小さく加工されているもの、および短尺鋼管の
端部外面に突起もしくは雄ねじが形成され、かつこれに
対応する形状記憶合金製継手の内面には凹部もしくは雌
ねじが形成されていて、締結に際してはこれらの嵌合を
併用するもの、並びに必要に応じてこれらに防錆処理が
施されたものも包含する。

【００１６】本発明における継ぎ式鋼管柱は、従来使用
されている管壁を貫通するボルト等のねじに頼る締結手
段を完全に排除して、形状記憶合金という新しい素材が
形状回復時に発生する応力を締結主体として利用するも
のである。形状記憶合金は、円筒状に形成された後、形
状記憶処理が行なわれ、締結しようとする短尺鋼管を開
口部に差し込めるように拡径されて形状記憶合金製継手
となる。この継手に短尺鋼管を差し込んで継手部を加熱
することによって締結が行なわれる。ボルト等の凹凸の
ないすっきりした外観でありながら強い締結強度が確保
される。

【００１７】特に、鋼管柱の外観を凹凸の少ないものと
する必要のある場合には、短尺鋼管の端部で形状記憶合
金製継手に差し込まれる部分の外径を、予め切削により
望ましくは絞り加工によって小さく形成しておくことが
効果的である。また、短尺鋼管の端部外面とこれを差し
込む形状記憶合金製継手の内面に対して、一方に突起、
他方にこれに対応する凹部を形成して、短尺鋼管を形状
記憶合金製継手に差し込んだ時に両者が嵌合しあうよう
にセットしてから必要な温度に加熱するようにすれば、
特に支柱に対して引き抜き力や捻り力が強く作用する場
合の締結手段として、一層高い信頼性を確保できるもの
となる。一方、耐蝕性の観点から、短尺鋼管には亜鉛メ
ッキなどの防錆処理が施されるのが普通である。この防
錆処理は、一般には、工場出荷時に完了しており、現場
施工後に特別な補修を必要としないことが求められてい
る。短尺鋼管本体だけでなく、形状記憶合金製継手に対
しても同様な防錆処理が必要であるが、ここでは形状記
憶合金に特有の問題に対する配慮が必要である。一般
に、支柱用鋼管柱の最も普通の防錆処理は、溶融亜鉛メ
ッキである。これは溶けている亜鉛の中に処理すべきも
のを浸漬してめっきする方法である。形状記憶合金製継
手を高温のめっき浴中に浸漬すると、せっかく形状記憶
処理されている形状記憶合金製の継手が、めっき浴の温
度で形状回復を引き起こして収縮をはじめてしまい、実
際に短尺鋼管を締結するための差し込みができないとい
う不都合が生じてしまう。この問題を回避するために
は、形状記憶合金製継手に対して形状記憶処理を行なっ
た後、溶融亜鉛めっき処理を行ない、しかる後に拡管加
工を行なえばよい。

【００１８】本発明における継ぎ式鋼管柱用短尺鋼管の
継手に応用できる形状記憶合金は、一方向性の各種合金
である。構造体としての用途に照らしていうと、あまり
に大きい形状回復応力をもった形状記憶合金では、短尺
鋼管に対して過大な残留応力を付加することになって好
ましくない。チタン−ニッケル系の合金等は、形状記憶
特性としては極めて優れたものである反面、鋼管側に過
大な残留応力を付与する危惧もあることから、構造体と
しても鋼管柱用の締結要素として使用するには、配管用
継手の場合とは異なる配慮が必要となって、必ずしも望
ましい種類の合金とはいえない。また、一般に配管用よ
りは大きな外径の鋼管を締結することが多いため、コス
ト的にも安く加工の容易な合金が使いやすい。このよう
な条件を満足する形状記憶合金としては、Ｆｅ−Ｍｎ−
Ｓｉ系の鉄を主要成分とする形状記憶合金が最も適当で
ある。その際、形状記憶効果を改善するためにトレーニ
ング処理（形状記憶処理後に、変形と加熱を繰り返すこ
とによって形状回復時の歪みと応力を高めるための手段
として公知の処理）がされた状態の形状記憶合金を使用
するのは一向に差し支えない。

【００１９】また、短尺鋼管を継ぎ合わせるため施工現
場において形状記憶合金製継手部分を加熱する方法とし
ては、バーナーや電気式ヒーターを巻き付ける等が一般
的であるが、作業性と温度制御の点で優れている高周波
誘導加熱の利用も有効である。ただし、基本的には、本
発明は加熱する手段に関しては特定するものではなく、
いずれの手段・方法によっても使用する形状記憶合金製
カラー部を形状回復させるに必要な温度に到達させ得る
ものでありさえすれば良い。

【００２０】

【実施例】以下に、本発明を実施例に基づいてさらに説
明する。実施例１ ３本継ぎ式による、電柱や照明柱として使用可能な継ぎ
式鋼管柱を製作した。鋼管柱の外径は、１１４．３mm。
３本の短尺鋼管は、いずれもテーパーのないＳＴＫ５４
０規格の直管で、継ぎ合わせた後の全長は、７ｍのもの
である。また、本発明による形状記憶合金製の継手は、
２８％Ｍｎ−６％Ｓｉ−５％Ｃｒを含む鉄系形状記憶合
金を用いて製作した。厚さ６．５mmの前記部分の形状記
憶合金圧延板を成形し、溶接して円筒状にした後で６０
０℃に加熱して形状記憶処理を行ない、次に内径で６％
に相当する拡径を行なって継手としたものである。この
継手は、３００℃に加熱することによって、内径が約
３．５％だけ収縮する機能を有している。次に、このよ
うな継手で短尺鋼管を締結して一体の鋼管柱に形成する
過程を、図１によって説明する。

【００２１】まず、図１のＡでは、上側端部約１７０mm
の部分を絞り加工した短尺鋼管３（肉厚５．６mm）と上
下各端部１７０mmずつを同じように絞り加工した短尺鋼
管４（肉厚４．５mm）が、本発明による形状記憶合金製
の継手１を介して差込み方式で継ぎ足しされている。そ
して、さらに短尺鋼管４の上部には別の形状記憶合金製
継手２も差し込まれ、この継手の上に差し込まれる３本
目の短尺鋼管５（肉厚３．２mm）は、下側端部約１７０
mmの部分が絞られた状態で準備されている。図１のＢで
は３本目の短尺鋼管も継手２の上部に差し込まれ、これ
で３本すべての組合わせが完了した状態である。この段
階ではまだ形状記憶合金製の継手は拡管されたままの広
がった内径のままであるから、短尺鋼管は継手によって
締結されているわけではなく、ただ相互に差し込まれて
隙間のある状態で組み合わせられているにすぎない。

【００２２】ここで、形状記憶合金製の継手１と２に夫
々バンドヒーターを巻き付けて、継手を構成している形
状記憶合金の形状回復に必要な３００℃まで加熱をし
た。この加熱によって継手は収縮をし、差し込まれてい
る短尺鋼管の端部を強く締結し、３本の短尺鋼管は一体
の継ぎ式鋼管柱として完成した。

【００２３】この鋼管柱の下部１．５ｍまでを固定し
て、上端から０．３ｍの位置で横方向に１５５kgf の荷
重を付加するテストを行なった。鋼管柱は継手部を含め
て何等の異常も発生せず、荷重除去後の残留撓みも検出
されなかった。この試験は電柱としてトランス等の重量
物を載荷するケースや、一般的な照明柱として必要な風
速６０m/s 時程度の荷重を想定して行なわれたものであ
り、本発明の継ぎ式鋼管柱が電柱や照明柱等の用途に対
して的確であることを確認することができた。

【００２４】実施例２ 実施例１と同様の３本の短尺鋼管を組合わせて全長７ｍ
の鋼管柱を製作した。図１で最下部の短尺鋼管３の上端
と中間に入れた短尺鋼管４の下部の２個所には、絞り加
工した後の外面円周上の２個所に、図２の３１で示した
ような突起を形成した。これは溶接スポットで突起をつ
けた後、ヤスリで成形して直径約１０mm円盤状に仕上げ
たものである。また、同じく短尺鋼管４の上部と短尺鋼
管５の下側の２個所については、絞り加工時の金型に凹
部を設けることにより、外面円周上に図３で示すような
８条の突起を形成した。３本の短尺鋼管はそれぞれの加
工が終わった後に溶融亜鉛めっきを施した。

【００２５】使用する２個の形状記憶合金製の継手は、
３２％Ｍｎ−６％Ｓｉを含む鉄系形状記憶合金で実施例
１と同様な方法で円筒状に成形し溶接、形状記憶処理を
行なった後、差し込む相手の短尺鋼管端部に形成した突
起に対応する凹部を下記の方法で形成した。すなわち、
継手１の両端には図２の１１で示す凹部を切削加工によ
って形成した後溶融亜鉛めっきを行ない、さらにこの凹
部を変形させることのないようにウレタンゴムでシール
を行なった上で内圧を付加する方法によって、内径を７
％だけ拡管した。また、継手２に対しては、形状記憶処
理後に溶融亜鉛めっきを行ない、しかる後に内径を７％
拡管した。拡管用の金型には突起を設けておき、拡管時
に図３の２１で示すような形状の凹部が形成されるよう
にした。短尺鋼管を継手を介して組み合わせる場合に
は、端部に形成されている突起と凹部との嵌合に注意を
し、しかる後に高周波誘導加熱装置によって継手部を３
００℃まで加熱して一体に締結した。

【００２６】以上のような製作された継ぎ式鋼管柱に対
して、実施例１の場合と同様にその上端から０．３ｍの
部分に１５５kgf の曲げ荷重を付加したが、何等の支障
も発生せず、荷重除去後の残留撓みも検出されなかっ
た。次に、上部に１３０kgf ・m のトルクを付加して捻
りに対する強度を確認した。締結部および個々の短尺鋼
管のいずれにも問題は生じなかった。以上の試験によっ
て、本発明による継ぎ式鋼管柱が照明柱、電柱、標識柱
などの用途として支障の無いことが確認された。

【００２７】

【発明の効果】本発明の継ぎ式鋼管柱は、施工現場にお
いて隣接する短尺鋼管を形状記憶合金製の継手を介して
差込み式で組み合わせた後に、前記継手部分を一定の温
度に加熱するだけで鋼管柱として一体化することができ
る。工場からの出荷時には亜鉛めっき等の防錆処理が行
なわれた短尺鋼管の型で搬送できるから、輸送が容易な
上、施工現場においては必要であれば１本ずつ縦に締結
していくことも可能であるから、狭いスペースの現場に
おいても能率的に継ぎ作業を進めることができる。従来
法で見られたようなボルト等、接合のための部品が不用
であるから見掛けもスッキリして景観を損なうことがな
い。また、一体の鋼管柱を構成する短尺鋼管は、肉厚が
異なるものであっても締結が可能であるから、強度の要
求される下部には厚肉短尺鋼管を、上部には薄肉の短尺
鋼管を使用することなどによって、はじめから一体物と
して製作される鋼管柱に比べて軽量で安定性の優れた鋼
管柱とすることが可能である。さらに、腐食の起点とな
りやすい管壁を貫通するボルトを使用しないので、これ
らの周辺が雨水などによって腐食する危険からも無縁と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の継ぎ式鋼管柱を組み立てる状況を説明
するための概念図。

【図２】本発明の一実施例に係わる継手の締結部に併用
することのできる突起と凹部の例を示す図。

【図３】本発明の他の実施例に係わる継手の締結部に併
用することのできる突起と凹部の例を示す図。

【符号の説明】

１，２ 形状記憶合金製継手 ３，４，５ 短尺鋼管 １１，２１ 形状記憶合金製継手の内面に加工される凹
部 ３１，４１ 短尺鋼管の外面に加工される突起

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年６月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項４

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】そのようなことから、これまでにも継ぎ式
鋼管柱もしくは鋼管柱用継手ならびにその製造方法に関
しては、多くの検討が行われてきた。例えば、実公昭４
０−０３０１２２号公報では、上部用鋼管と下部用鋼管
のそれぞれの端部に、互いに差込み可能なように形成さ
れた接合用のカラー状鋼管を溶接により接合し、次に両
カラー状接合部同士を差し込んで組み合わせてから、重
なりあったカラー状の鋼管部分をボルト締めによって締
結するという鋼管継手を提止している。また、実公昭４
３−０１３０６９号公報もこれと似ているが、一方のカ
ラー状鋼管に係合用突起を、そして他方には前記突起が
嵌合する長溝を形成して、両者の噛み合わせも併用した
照明用テーパーポールを提示している。これらの方法
は、いずれもある程度の実績のある方法ではあるが、ラ
ップさせたカラー部分のボルトの穴の位置合わせ作業が
やりにくいことと、さらにボルト部分が錆発生の起点と
なる場合が少なくなく、寿命の点でも完全なものとはい
い難い。一般に、鋼管柱の欠点の一つが腐食の問題であ
ることは良く知られた事実である。支柱本体部分は、亜
鉛メッキ等の防錆処理によって耐蝕性を確保することが
できても、締結用のボルト部分や鋼管をラップさせた隙
間等から発生する腐食の防止は、なかなか容易な問題で
はない。締結に当たりこのような腐食起点の解消を狙っ
て、これらの部分をゴム等のキャップで覆うようにした
組立ポールの連結装置（実開昭５５−０３５２１８号公
報）も開示されている。しかし、これも部品数が多くな
り、作業が煩雑になる点で広く採用されるには至ってい
ない。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】また、多くの配管の役割は、内部に流体を
通過もしくは滞留させるものであることから、継手部の
シール性能と、配管内部の特別な流体に対する耐蝕性が
きわめて重要視されるのも普通である（場合によっては
逆に外部から腐食性の強い流体が作用する場合もあり得
る）。もちろん配管の中にも電気のケーブルや光ファイ
バー等の保護用として、流体以外のものが内部に納まる
用途のものが無い訳ではない。しかしこのような場合で
も、逆に環境中の水分等が配管内へ侵入するのを防止す
る機能が期待されることになるから、継手部のシール性
能が重要視されることについては流体を扱う継手の場合
とさして大きな違いはない。腐食に関連する問題は、配
管の場合だけでなく支柱用鋼管においても重要である
が、配管においては腐食を起こさせる原因が、使用され
る配管の用途（したがって扱われる流体の種類）によっ
て大きく異なり、しかも問題は配管の内部側からの腐食
がより大きな問題となるのに対して、支柱となる鋼管柱
の場合には自然環境中における外面側からの腐食が問題
であって、鋼管柱の内部からの腐食についてはまず問題
にならないという相違がある。さらにこの点と関連し
て、必ずしも継ぎ部分のシール性は必要不可欠ではな
い。降雨が直接支柱である鋼管の継ぎ個所から内部に侵
入するような構造であってはならないが、配管の場合の
ように一定の圧力にも耐えるというような高いシール性
の要求はないものとして良い。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】特に、鋼管柱の外観を凹凸の少ないものと
する必要のある場合には、短尺鋼管の端部で形状記憶合
金製継手に差し込まれる部分の外径を、予め切削、ある
いはより望ましくは絞り加工によって小さく形成してお
くことが効果的である。また、短尺鋼管の端部外面とこ
れを差し込む形状記憶合金製継手の内面に対して、一方
に突起、他方にこれに対応する凹部を形成して、短尺鋼
管を形状記憶合金製継手に差し込んだ時に両者が嵌合し
あうようにセットしてから必要な温度に加熱するように
すれば、特に支柱に対して引き抜き力や捻り力が強く作
用する場合の締結手段として、一層高い信頼性を確保で
きるものとなる。一方、耐蝕性の観点から、短尺鋼管に
は亜鉛メッキなどの防錆処理が施されるのが普通であ
る。この防錆処理は、一般には、工場出荷時に完了して
おり、現場施工後に特別な補修を必要としないことが求
められている。短尺鋼管本体だけでなく、形状記憶合金
製継手に対しても同様な防錆処理が必要であるが、ここ
では形状記憶合金に特有の問題に対する配慮が必要であ
る。一般に、支柱用鋼管柱の最も普通の防錆処理は、溶
融亜鉛メッキである。これは溶けている亜鉛の中に処理
すべきものを浸漬してめっきする方法である。形状記憶
合金製継手を高温のめっき浴中に浸漬すると、せっかく
形状記憶処理されている形状記憶合金製の継手が、めっ
き浴の温度で形状回復を引き起こして収縮をはじめてし
まい、実際に短尺鋼管を締結するための差し込みができ
ないという不都合が生じてしまう。この問題を回避する
ためには、形状記憶合金製継手に対して形状記憶処理を
行なった後、溶融亜鉛めっき処理を行ない、しかる後に
拡管加工を行なえばよい。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】

【実施例】以下に、本発明を実施例に基づいてさらに説
明する。実施例１ ３本継ぎ式による、電柱や照明柱として使用可能な継ぎ
式鋼管柱を製作した。鋼管柱の外径は、１１４．３ｍ
ｍ。３本の短尺鋼管は、いずれもテーパーのないＳＴＫ
５４０規格の直管で、継ぎ合わせた後の全長は、７ｍの
ものである。また、本発明による形状記憶合金製の継手
は、２８％Ｍｎ−６％Ｓｉ−５％Ｃｒを含む鉄系形状記
憶合金を用いて製作した。厚さ６．５ｍｍの前記成分の
形状記憶合金圧延板を成形し、溶接して円筒状にした後
で６００℃に加熱して形状記憶処理を行ない、次に内径
で６％に相当する拡径を行なって継手としたものであ
る。この継手は、３００℃に加熱することによって、内
径が約３．５％だけ収縮する機能を有している。次に、
このような継手で短尺鋼管を締結して一体の鋼管柱に形
成する過程を、図１によって説明する。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】まず、図１のＡでは、上側端部約１７０ｍ
ｍの部分を絞り加工した短尺鋼管３（肉厚５．６ｍｍ）
と上下各端部１７０ｍｍずつを同じように絞り加工した
短尺鋼管４（肉厚４．５ｍｍ）が、本発明によるで継ぎ
足しされている。そして、さらに短尺鋼管４の上部には
別の形状記憶合金製継手２も差し込まれ、この継手の上
に差し込まれる３本目の短尺鋼管５（肉厚３．２ｍｍ）
は、下側端部約１７０ｍｍの部分が絞られた状態で準備
されている。図１のＢでは３本目の短尺鋼管も継手２の
上部に差し込まれ、これで３本すべての組合わせが完了
した状態である。この段階ではまだ形状記憶合金製の継
手は拡管されたままの広がった内径のままであるから、
短尺鋼管は継手によって締結されているわけではなく、
ただ相互に差し込まれて隙間のある状態で組み合わせら
れているにすぎない。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】実施例２ 実施例１と同様の３本の短尺鋼管を組合わせて全長７ｍ
の鋼管柱を製作した。図１で最下部の短尺鋼管３の上端
と中間に入れた短尺鋼管４の下部の２個所には、絞り加
工した後の外面円周上の２個所に、図２の３１で示した
ような突紀を形成した。これは溶接スポットで突紀をつ
けた後、ヤスリで成形して直径約１０ｍｍの円盤状に仕
上げたものである。また、同じく短尺鋼管４の上部と短
尺鋼管５の下側の２個所については、絞り加工時の金型
に凹部を設けることにより、外面円周上に図３で示すよ
うな８条の突起を形成した。３本の短尺鋼管はそれぞれ
の加工が終わった後に溶融亜鉛めっきを施した。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】以上のように製作された継ぎ式鋼管柱に対
して、実施例１の場合と同様にその上端から０．３ｍの
部分に１５５ｋｇｆの曲げ荷重を付加したが、何等の支
障も発生せず、荷重除去後の残留撓みも検出されなかっ
た。次に、上部に１３０ｋｇｆ・ｍのトルクを付加して
捻りに対する強度を確認した。締結部および個々の短尺
鋼管のいずれにも問題は生じなかった。以上の試験によ
って、本発明による継ぎ式鋼管柱が照明柱、電柱、標識
柱などの用途として支障の無いことが確認された。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸 山 忠 克 神奈川県川崎市中原区井田1618番地 新日 本製鐵株式会社先端技術研究所内 (72)発明者 山 田 寛 之 東京都千代田区大手町二丁目６番３号 新 日本製鐵株式会社内 (72)発明者 青 木 和 雄 東京都千代田区大手町二丁目６番３号 新 日本製鐵株式会社内 (72)発明者 新 井 仁 東京都千代田区有楽町一丁目10番１号 ヨ シモトポール株式会社内 (72)発明者 三 尾 尭 彦 兵庫県洲本市上加茂４−２ 淡路産業株式 会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の短尺鋼管を形状記憶合金製の継手を
   介して継ぎ合わせて一体に構成したことを特徴とする継
   ぎ式鋼管柱。
2. 【請求項２】短尺鋼管の少なくとも片側の端部に、形状
   記憶合金製継手に差し込まれる部分の外径が、前記形状
   記憶合金製継手の肉厚に相当する厚み分だけ小さく加工
   されている請求項１記載の継ぎ式鋼管柱。
3. 【請求項３】形状記憶合金製継手に差し込まれる短尺鋼
   管の端部外面には突起が、またこれと嵌合するように、
   形状記憶合金製継手の内面には凹部が、それぞれ形成さ
   れ、両者が嵌合した状態で締結されている請求項１およ
   び２記載の継ぎ式鋼管柱。
4. 【請求項４】形状記憶合金製継手に差し込まれる短尺鋼
   管の端部外面には雄ねじが、またこれと嵌合する形状記
   憶合金製継手の内面には雌ねじが、それぞれ形成され、
   両者が嵌合された状態で締結されている請求項１および
   ２記載の継ぎ式鋼管柱。
5. 【請求項５】表面には防錆処理が施されている請求項１
   〜４記載の継ぎ式鋼管柱。