特許 6029318 電柱の制震構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6029318

(24)【登録日】2016年10月28日

(45)【発行日】2016年11月24日

(54)【発明の名称】電柱の制震構造

(51)【国際特許分類】

   E04H 12/20 20060101AFI20161114BHJP

   E04H 12/00 20060101ALI20161114BHJP

   E04H 9/02 20060101ALI20161114BHJP

   F16F 9/02 20060101ALI20161114BHJP

   F16F 9/32 20060101ALI20161114BHJP

【ＦＩ】

   E04H12/20 B

   E04H12/00 B

   E04H9/02 351

   F16F9/02

   F16F9/32 N

【請求項の数】4

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2012-112763(P2012-112763)

(22)【出願日】2012年5月16日

(65)【公開番号】特開2013-238072(P2013-238072A)

(43)【公開日】2013年11月28日

【審査請求日】2015年4月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000173784

【氏名又は名称】公益財団法人鉄道総合技術研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(73)【特許権者】

【識別番号】000103644

【氏名又は名称】オイレス工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098095

【弁理士】

【氏名又は名称】高田 武志

(72)【発明者】

【氏名】豊岡 亮洋

(72)【発明者】

【氏名】室野 剛隆

(72)【発明者】

【氏名】坂井 公俊

(72)【発明者】

【氏名】江尻 譲嗣

(72)【発明者】

【氏名】田中 剛

(72)【発明者】

【氏名】長田 修一

(72)【発明者】

【氏名】河内山 修

【審査官】 佐藤 美紗子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１９０７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０６８２８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｈ １２／００−１２／３４

Ｅ０４Ｈ ９／００−９／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直列に配された鋼棒とダンパとを具備しており、この直列に配された鋼棒とダンパとは、鉄道電線柱及びこの鉄道電線柱が設置された高架橋間に張設されており、ダンパは、シリンダと、このシリンダを二室に画成するように、シリンダ内に配されているピストンと、二室を連通する通路と、一端部がピストンに連結されていると共にシリンダの一端部を摺動自在に貫通してシリンダ外に突出された第一のピストンロッドと、一端部がピストンに連結されていると共にシリンダの他端部を摺動自在に貫通してシリンダ外に突出されており、第一のピストンロッドの径よりも小径の第二のピストンロッドと、シリンダの内部に収容された可圧縮性の流体と、第二のピストンロッドの他端部に固着された連結部材とを具備しており、当該流体の圧縮及びその非圧縮状態への復元により減衰力を発生するようになっていると共に圧縮された可圧縮性の流体の非圧縮状態への復元力で鋼棒に張力を付与しており、ダンパは、連結部材で軸を介して高架橋に回動自在に連結されており、鉄道電線柱は、鉛直方向に伸びており、鉄道電線柱の電柱基部は、高架橋に設けられており、鉄道電線柱上部には吊架線を支持する水平方向に伸びた梁が設けられており、梁は、鉄道電線柱に片持ち支持されていると共に高架橋上の線路直角方向において当該高架橋上の線路側に向かって伸びており、連結部材は、線路直角方向において鉄道電線柱の電柱基部に対向するように高架橋に回動自在に連結されている鉄道電線柱の制震構造。

【請求項2】

鋼棒とダンパとに加えて、更にターンバックルが直列に配されており、ダンパの内部に収容された可圧縮性の流体は、ターンバックルの長さ調整により圧縮されている請求項１に記載の鉄道電線柱の制震構造。

【請求項3】

鉄道電線柱は、ＲＣ又はＰＣ電柱である請求項１又は２に記載の鉄道電線柱の制震構造。

【請求項4】

鋼棒は、ＰＣ鋼棒である請求項１から３のいずれか一項に記載の鉄道電線柱の制震構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、商用電力の給電線に対する電柱、鉄道の架線に対する電柱（鉄道電線柱）、特に、高架橋に設置される電柱の地震による振動を減衰する電柱の制震構造に関する。

【背景技術】

【0002】

電柱の制振構造に関して、例えば、所定の質量を有する付加質量部と、この付加質量部を電柱の長手方向に離間して位置せしめる支柱部と、この支柱部に接して設けられる振動減衰部とを備え、固有振動数を電柱の固有振動数と略等しくなるように調整した制振装置が特許文献１により提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−３４４４５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１で提案されている制振装置は、その固有振動数を電柱の固有振動数と略等しくなるように調整するものであるが、例えば地盤に構築された高架橋に設置された電柱は、地震動の発生時に、固有周期付近で増幅され得る高架橋の振動と共振して大きな振動を生じる虞がある。また、大規模地震（大規模地震対策特別措置法の対象となる地震）を受けた際における地盤、高架橋等を含む設置体に設置された電柱の振動を低減する手法については未だ十分に検討されていないのが実状である。今次（平成２３年３月１１日）の地震被害をはじめとした既往の被災事例に示されるように、電柱や架線等に被害が生じた場合、たとえ家屋、ビル、高架橋等の構築物自体の損傷が軽微であったとしても、家屋、ビル等への給電再開、列車の運行再開等に長期間を要する虞がある。

【0005】

本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、地震動の発生時における電柱の振動を減衰でき、例えば地盤に構築された高架橋と電柱との共振が生じる虞をなくし得る電柱の制震構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の電柱の制震構造は、直列に配された鋼棒とダンパとを具備しており、この直列に配された鋼棒とダンパとは、電柱及びこの電柱が設置された設置体間に張設されており、ダンパは、シリンダと、このシリンダを二室に画成するように、シリンダ内に配されているピストンと、二室を連通する通路と、一端部がピストンに連結されていると共にシリンダの一端部を摺動自在に貫通してシリンダ外に突出された第一のピストンロッドと、一端部がピストンに連結されていると共にシリンダの他端部を摺動自在に貫通してシリンダ外に突出されており、第一のピストンロッドの径よりも小径の第二のピストンロッドと、シリンダの内部に収容された可圧縮性の流体とを具備しており、当該流体の圧縮及びその非圧縮状態への復元により減衰力を発生するようになっていると共に圧縮された可圧縮性の流体の非圧縮状態への復元力で鋼棒に張力を付与している。

【0007】

本発明の電柱の制震構造によれば、特に、シリンダの内部に収容された可圧縮性の流体の圧縮及びその非圧縮状態への復元により減衰力を発生するようになっており、圧縮された可圧縮性の流体の非圧縮状態への復元力で鋼棒には張力が付与されているために、地震動の発生時における電柱の振動を減衰でき、特に高架橋と電柱との共振が生じる虞をなくし得る。

【0008】

本発明の電柱の制震構造では、好ましくは、鋼棒とダンパとに加えて、更にターンバックルが直列に配されており、ダンパの内部に収容された可圧縮性の流体は、ターンバックルの長さ調整により圧縮されている。

【0009】

本発明の電柱の制震構造では、電柱は、ＲＣ又はＰＣ電柱であってもよく、鋼棒は、ＰＣ鋼棒であってもよい。

【0010】

設置体は、一つの例では、地盤であり、他の一つの例では、地盤に構築された高架橋であり、設置体が地盤である場合には、直列に配された鋼棒とダンパとは、電柱及び地盤間に張設されていてもよく、設置体が地盤に構築された高架橋である場合には、直列に配された鋼棒とダンパとは、電柱及び高架橋間に張設されていてもよく、本発明に好適な電柱として、商用電力給電用の電柱又は鉄道車両給電用の鉄道電線柱を例示し得る。

【0011】

本発明の電柱の制震構造は、直列に配された鋼棒とダンパとの組を、好ましくは、斯かる鋼棒とダンパと、更にこれらに直列に配されたターンバックルとの組を少なくと一つ具備していればよいのであるが、振動減衰機能を分散させる場合、振動減衰機能を大きくする場合等では、これらの組を複数個具備していてもよい。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、地震動の発生時における電柱の振動を減衰でき、高架橋と電柱との共振が生じる虞をなくし得る電柱の制震構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、本発明の実施の形態の例の全体説明図である。

【図2】図２は、図１に示す例の主にダンパの拡大断面説明図である。

【図3】図３は、本発明の実施の形態の他の例の全体説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

次に本発明の実施の形態を、図に示す好ましい例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら例に何等限定されないのである。

【0015】

図１及び２において、本例の電柱の制震構造１は、地盤に構築された設置体としての高架橋２を具備しており、直列に配された鋼棒３とダンパ４とターンバックル５とが電柱６及び高架橋２の床２ａ間に張設されている。鋼棒３はＰＣ鋼棒からなり、高架橋２の床２ａに設置された電柱６はＰＣ電柱からなる。

【0016】

ダンパ４は、シリンダ１１と、シリンダ１１の内部に収容された可圧縮性の流体２２を具備しており、流体２２の圧縮及びその非圧縮状態への復元により減衰力を発生するようになっている。詳述すれば、ダンパ４は、シリンダ１１と、シリンダ１１を二室１２及び１３に画成するように、シリンダ１１内に配されているピストン１４と、二室１２及び１３を連通すると共にシリンダ１１とピストン１４との間の隙間からなる通路１５と、一端部１６がピストン１４に連結されていると共にシリンダ１１の一端部１７を摺動自在に貫通してシリンダ１１外に突出された大径のピストンロッド１８と、一端部１９がピストン１４に連結されていると共にシリンダ１１の他端部２０を摺動自在に貫通してシリンダ１１外に突出されており、ピストンロッド１８の径よりも小径のピストンロッド２１と、シリンダ１１の二室１２及び１３に充填された可圧縮性の流体２２と、ピストンロッド２１の他端部２３に固着された環状の連結部材２４と、シリンダ本体１１に固着された有底の円筒部材２５と、円筒部材２５の底部２６に固着されたねじ棒２７とを具備しており、ピストンロッド１８及び２１の伸びる方向である方向Ｚに伸縮変形自在である。通路１５は、上記のように、シリンダ１１とピストン１４との間の隙間からなっていてもよいが、これに代えて又はこれと共に、ピストン１４に形成された貫通孔からなっていてもよく、可圧縮性の流体２２は、例えばシリコンオイル等のシリコン系の液体であってもよく、また、ビンガム流体であってもよく、更には、気体であってもよい。

【0017】

剛性の鋼材からなる鋼棒３は、長尺の鋼棒本体３１と、鋼棒本体３１の一端部３２に固着された環状の連結部材３３と、鋼棒本体３１の他端部３４に固着されたねじ棒３５とを一体的に具備している。

【0018】

ターンバックル５は、一方ではねじ棒２７に螺合しており、他方ではねじ棒３５に螺合しており、これにより、ターンバックル５は、シリンダ１１と電柱６との間に介在されている。

【0019】

ダンパ４は、その環状の連結部材２４で軸５１を介して高架橋２の床２ａに回動自在に連結されており、而して、小径のピストンロッド２１の他端部２３は高架橋２に連結されており、鋼棒３は、その環状の連結部材３３で軸５２を介して電柱６に回動自在に連結されており、而して、高架橋２と電柱６とは、ダンパ４及びターンバックル５に加えて、これらダンパ４及びターンバックル５に直列に配された鋼棒３を介して連結されている。

【0020】

ターンバックル５は、ねじ棒２７とねじ棒３５とが互いに接近するように軸心Ｘの周りでＲ方向に回転されて、シリンダ１１内の流体２２を圧縮して内圧を生じさせ、この内圧に起因するダンパ４の引っ張り力に抗して、しかも、ピストン１４を軸方向、即ち軸心Ｘに沿う方向Ｚに関してシリンダ１１の略中央に位置させるようにダンパ４を伸長させている。このようなターンバックル５の長さ調整により、ダンパ４の内部に収容された可圧縮性の流体２２は圧縮されており、鋼棒３には、圧縮された可圧縮性の流体２２の非圧縮状態への復元力によって張力が付与されている。また、ターンバックル５は、そのＲ方向の回転によってシリンダ１１に対するピストン１４の方向Ｚの位置を可変設定できるようになっている。

【0021】

電柱６は、鉛直方向としての方向Ｖに伸びており、電柱基部６１は高架橋２の床２ａに設けられており、電柱上部６２には吊架線６３を支持する水平方向に伸びた梁６４が設けられている。梁６４はその一端で吊架線６３を支持すると共にその他端で電柱上部６２に取り付けられている。梁６４は電柱６に片持ち支持されている。梁６４は、高架橋２上の線路直角方向としての方向Ｙにおいて当該高架橋２上の線路６５側に向かって伸びている。

【0022】

鋼棒３は、その環状の連結部材３３が電柱６の梁６４よりも下方の部位に回動自在に連結されている。ダンパ４は、本例ではその環状の連結部材２４が方向Ｙにおいて電柱基部６１に対向するように高架橋２の床２ａに回動自在に連結されているが、例えば、方向Ｙにおいて電柱基部６１から所定距離離れた部位でダンパ４を高架橋２の床２ａに連結させ得ない場合には、前記部位に対して電柱基部６１を中心とした回転移動した部位でダンパ４を高架橋２の床２ａに連結させてもよい。

【0023】

上述のように高架橋２及び電柱６に張設された鋼棒３、ダンパ４及びターンバックル５は、鉛直方向Ｖに対して傾斜した方向Ｚに伸びている。

【0024】

以上の電柱の制震構造１では、ダンパ４は、連結部材２４又は連結部材３３に方向Ｚの引っ張り外力が加わらない場合には、換言すれば、連結部材２４と連結部材３３とを方向Ｚに関して互いに引き離そうとする外力が加わらない場合には、二室１２及び１３における受圧面積の相違によるピストン１４に加わる一端部１７に向かう自身の力、すなわち方向Ｚに関する自身の引っ張り力により、方向Ｚに関して可能な最小に縮められた状態になる。そして、連結部材２４と連結部材３３とを方向Ｚに関して互いに引き離そうとする外力が、二室１２及び１３における受圧面積の相違によるピストン１４に加わる一端部１７に向かう自身の力よりも大きくなると、連結部材２４と連結部材３３とは、方向Ｚに関して互いに引き離されるようになり、ダンパ４は、方向Ｚに関して伸張されることになる一方、伸張後に連結部材２４と連結部材３３とを方向Ｚに関して互いに引き離そうとする外力が自身の引っ張り力よりも小さくなると、ダンパ４は、方向Ｚに関して縮むことになる。この伸縮において、ダンパ４は、通路１５を介する流体２２の室１２と室１３との間の移動により可及的速やかにダンパ４に加わる運動エネルギを減衰させることになる。

【0025】

電柱の制震構造１では、大径のピストンロッド１８と小径のピストンロッド２１との面積差と流体２２の圧力とに基づく力以上の伸長力が外部から付加されない限りダンパ４が剛体のように振る舞い、したがって例えば連結部材３３に取り付けられた電柱６をしっかり保持でき、地震などによりそれ以上の伸長力が外部から付加されると、通路１５を介する流体２２により斯かる電柱６の運動エネルギを可及的速やかに吸収して地震などによる電柱６の運動（振動）を減衰させることができる上に、ダンパ４でもって大径のピストンロッド１８と小径のピストンロッド２１との面積差と流体２２の圧力とに基づく力、すなわち自身の引っ張り力が電柱６に印加されるために、移動後の電柱６を元の位置に戻すことができる。このような電柱の制震構造１の作用により、地震動によって振動する高架橋２と電柱６との共振を防止し得る。

【0026】

また、電柱の制震構造１においては、ターンバックル５をＲ方向に回転してシリンダ１１に対するピストン１４の方向Ｚの位置を変化させてダンパ４の引っ張り力を再設定又は調整することにより、電柱の制震構造１に最適な引っ張り力をダンパ４によって与えることができる。

【0027】

上記の例では、連結部材２４を高架橋２の床２ａに、連結部材３３を電柱６に連結したが、これに代えて、連結部材２４を電柱６に、連結部材３３を高架橋２の床２ａに連結してもよい。

【0028】

本例の高架橋２の床２ａに設置される電柱６の制震構造１においては、直列に配された鋼棒３とダンパ４とが電柱６及び高架橋２の間に張設されており、ダンパ４は、シリンダ１１と、シリンダ１１の内部に収容された可圧縮性の流体２２を具備しており、当該流体２２の圧縮及びその非圧縮状態への復元により減衰力を発生するようになっており、圧縮された可圧縮性の流体２２の非圧縮状態への復元力で鋼棒３には張力が付与されているために、電柱６の振動を好適に減衰することができて地震動の発生時における高架橋２と電柱６との共振が生じる虞をなくし得る。

【0029】

上記では、設置体として地盤に構築された高架橋２を、電柱として高架橋２に設置された電柱６（鉄道電線柱）を夫々例示したが、設置体としては、地盤自体でもよく、電柱としては、商用電力の給電線に対する電柱でも、地盤に敷設される鉄道の架線に対する電柱（鉄道電線柱）でもよい。

【0030】

更に上記の例は、鋼棒３とダンパ４とターンバックル５との組を一つ具備しているが、これに代えて、この組を例えば図３に示すように二つ具備して制震構造１を構成してもよく、図３に示す例の制震構造１では、一方の組の鋼棒３、ダンパ４及びターンバックル５は、Ｙ方向に伸びると共に電柱６の中心を通る線７１に対して角度θをもって張設されており、他方の組の鋼棒３、ダンパ４及びターンバックル５も、線７１に対して角度θをもって線７１に関して一方の組と平面視対称に張設されており、また、図１及び２に示す例では、連結部材２４は、方向Ｙにおいて線路６５及び電柱基部６１の外側において高架橋２の床２ａに回動自在に連結されているが、これに代えて、図３に示すように、列車の走行を阻害しないように、連結部材２４は、線路６５と電柱基部６１との間において床２ａに回動自在に連結されていてもよい。

【0031】

鋼棒３、ダンパ４及びターンバックル５の組の夫々が線７１に対して角度θをもって張設された図３に示す制震構造１では、方向Ｙの振動に加えて線路６５の伸びる方向における電柱６の振動をも減衰させ得る。

【符号の説明】

【0032】

１ 制震構造
２ 高架橋２
３ 鋼棒
４ ダンパ
５ ターンバックル
１１ シリンダ
２２ 流体

【図1】

【図2】

【図3】