建物外壁の受雷装置

【課題】出隅部に設ける受雷部としての避雷用突針を外側から着脱自在とすることにより、メンテナンスの際に万一突針を損傷させても、躯体側を補修することなく、外側からのみの作業で、突針部分のみを容易に交換できる建物外壁の受雷装置を提供する。
【解決手段】出隅部のＰＣ躯体１３に長ナット１４をその端部が顕出するように予め埋め込み、受雷部としての避雷用突針２１の底部にボルト２２を設け、前記長ナット１４にボルト２２を螺合することで、建物躯体に避雷用突針を着脱可能に設置する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建造物の側面部への落雷防止を図るものとして、建物外壁の受雷装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
日本工業規格ＪＩＳＡ４２０１−１９９２建築物等の避雷設備（避雷針）がＩＥＣ規格に整合したＪＩＳＡ４２０１−２００３建築物等の雷保護となり「仕様規格」から「性能規格」になり、受雷部の保護範囲を角度法（保護角法）から、回転球体法、角度法またはメッシュ法のいずれか、または、これらの組合せによってもとめるものとされた。
【０００３】
下記特許文献はこのような回転球体法を考慮した高層建築物の外壁側面に対する避雷工法を提示するもので、図６ないし図９に示すように、一つの側辺に沿って帯状の垂直導体２を備えたＰＣ板１を建造物の側面部に取り付け、前記垂直導体２により、雷撃を受止め、建造物を落雷から保護するものである。
【特許文献１】特開２００１−８６６３１号公報
【０００４】
ＰＣ板１は、工場で一括生産されるプレキャスト部材であり、垂直導体２の正面がＰＣ板の正面と同一面となるように、また、垂直導体２の側面がＰＣ板の側面とそれぞれ同一面となるように、垂直導体２と一体化された壁部材である。
【０００５】
このように構成されたＰＣ板１は、垂直導体２が連結杆４、ＰＣ板取り付け金物３、接続端子７、および避雷導線５を介して躯体６と電気的に接続された状態で、ＰＣ板取り付け金物３により躯体６に取り付けられる。
【０００６】
そして、側面部への落雷時に、雷撃は垂直導体２により受止められ、受止められた雷電流が躯体６を介して図示しない接地極に接地される。
【０００７】
ところで、避雷設備は、ＪＩＳ−Ａ−４２０１により保守点検が義務づけられており、定期的に、点検を実施する必要があり、所定の基準を満たさない場合は補修を要する。
【０００８】
しかし、前記高層建築物の外壁側面に対する避雷工法により設けられた避雷設備の保守点検作業を実施する際、作業場所が屋外であるので作業工程が天候に左右される。
【０００９】
また、高所作業となるので、作業員の労働災害を防止する保護具（例えば、ゴンドラや命綱）が必要である。その結果、避雷設備の維持管理に多大な費用を要するという問題がある。
【００１０】
下記特許文献は、図１０に示すように建造物の側面部への落雷防止を図る側面避雷設備において、建造物の側面部に該側面部を室内側から室外側へ貫通して配置される側面貫通受雷部と、前記側面貫通受雷部を建造物に固定する受雷部固定部材とを有することにより、避雷設備の設置および保守点検を容易に実施することができるようにした側面避雷設備、および、その側面避雷設備を利用した側面避雷設備設置方法である。
【特許文献２】特開２００７−５１９４号公報
【００１１】
前記特許文献２では、先ず、受雷部固定部材９を壁部材１０の所定の位置に配設した後、室内側から室外側へ側面貫通受雷部９を貫通するようにして、側面貫通受雷部８を突出させ、ネジ部材１２により側面貫通受雷部８と受雷部固定部材８とを接合させることにより、側面貫通受雷部８と受雷部固定部材９とが電気的、機械的に接合される。図中１１は、避雷導線である。
【００１２】
ゴンドラ等を使用して建造物の側面部のメンテナンス実施時には、メンテナンスの実施に先立って避雷突針である側面貫通受雷部８が障害とならぬよう、ネジ部材１２を緩めて側面貫通受雷部８を受雷部固定部材９から外す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
このように建物の外装がＲＣ構造またはＰＣ構造の場合、ＪＩＳＡ４２０１・２００３に準拠した回転球体法における雷保護を行う場合、建物外壁部分に設ける避雷設備は、躯体への落雷を考慮して外壁面より突出した（突針）を設置することが望ましい。
【００１４】
この外壁面より突出した受雷部は、建物外壁清掃用ゴンドラの走行時の衝突により破損するおそれがある。
【００１５】
また、当該受雷部への落雷時に衝撃による損傷、発熱による変色等のおそれがあり、これらが生じた際には、損傷した受雷部（突針）を都度交換する必要がある。
【００１６】
しかし、前記特許文献１は、受雷部（避雷用突針）をＲＣ壁またはＰＣ壁に埋め込んで設置されているため、受雷部（避雷用突針）の交換の際に躯体自体の補修に莫大な手間とコストがかかり、また、高所での作業のため危険も伴っている。
【００１７】
前記特許文献２は、ゴンドラ等を使用して建造物の側面部のメンテナンス実施時には、側面貫通受雷部８を受雷部固定部材９から外すことができるとしているが、側面貫通受雷部８は室内側から室外側へ受雷部固定部材９を貫通して配置されるものであり、この側面貫通受雷部８を外す作業も室内側から行わなければならない。
【００１８】
さらに、特許文献２ではプレキャスト部材に受雷部固定部材９を予め取り付けることで、プレキャスト部材に取り付けることも可能であるとしているが、これは受雷部固定部材９の先行設置だけであり、プレキャスト部材を設置した後で、室内側から室外側へ側面貫通受雷部８を受雷部固定部材９を貫通して突出させなければならない。側面貫通受雷部８への電気的配線もプレキャスト部材設置後に行わなければならない。
【００１９】
本発明の目的は前記不都合を解消し、出隅部に設ける受雷部としての避雷用突針を外側から着脱自在とすることにより、メンテナンスの際に万一突針を損傷させても、躯体側を補修することなく、外側からのみの作業で、突針部分のみを容易に交換できる建物外壁の受雷装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
請求項１記載の本発明は前記目的を達成するため、出隅部のＰＣ躯体に長ナットをその端部が顕出するように予め埋め込み、受雷部としての避雷用突針の底部にボルトを設け、前記長ナットにボルトを螺合することで、建物躯体に避雷用突針を着脱可能に設置することを要旨とするものである。
【００２１】
請求項１記載の本発明によれば、出隅部分のＰＣ躯体を製作する際に、予め受雷部（避雷突針）を取り付けるための突針取り付け部材である長ナットを埋め込み一体化することにより、ＰＣ躯体の運搬時や建込み時に余分な出っ張りがない状態（突針を取り付けない状態）で施工することができ、躯体の建込み後は外側から適宜着脱可能となることから、不慮の事故の際にも突針の交換が容易に行える。
【００２２】
請求項２記載の本発明は、ＰＣ躯体は、接地導線の接続端子とＰＣ角欠け防止用プレートとを頭付きボルトとナットで接続した物を、該頭付きボルトの頭部で長ナットの一端と溶接により接続し、該長ナットのもう一方の端を受けプレートと溶接してなる突針取り付け部材を作製し、この突針取り付け部材を型枠の出隅部分に予め埋め込んだ状態でコンクリートを打設して製作することを要旨とするものである。
【００２３】
請求項２記載の本発明によれば、ＰＣ躯体は、コンクリートを打設して製作する際に、突針取り付け部材として、接地導線の接続端子とＰＣ角欠け防止用プレートとを頭付きボルトとナットで接続した物を、該頭付きボルトの頭部で長ナットの一端と溶接により接続し、該長ナットのもう一方の端を受けプレートと溶接してなる物を型枠の出隅部分に予め埋め込んで製作でき、接地導線の接続端子とＰＣ角欠け防止用プレートとを簡単に接続でき、受けプレートも簡単に設置できる。
【００２４】
請求項３記載の本発明は、出来上がったＰＣ躯体を揚重機で所定個所に設置し、然る後にその底部にボルトを有する突針を、ＰＣ躯体に設けた突針取り付け部材の長ナット部分と接続することを要旨とするものである。
【００２５】
請求項３記載の本発明によれば、受雷部である避雷突針は、その底部に有するボルトを長ナット部分に螺込むだけで建物の外側から簡単に取り付けることができ、また、必要に応じて簡単に外すことができる。
【００２６】
請求項４記載の本発明は、突針の底部に有するボルトは、緩み防止機能付きボルトであることを要旨とするものである。
【００２７】
請求項４記載の本発明によれば、突針の底部に有するボルトは、緩み防止機能付きボルトを利用することで、緩みを防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
以上述べたように本発明の建物外壁の受雷装置は、出隅部に設ける受雷部としての避雷用突針を外側から着脱自在とすることにより、メンテナンスの際に万一突針を損傷させても、躯体側を補修することなく、外側からのみの作業で、突針部分のみを容易に交換できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の建物外壁の受雷装置の１実施形態を示す横断平面図で、図中１３は出隅部のＰＣ躯体である。
【００３０】
ＰＣ躯体１３は、長ナット１４をその端部が顕出するように予め埋め込む。
【００３１】
図中１９は突針取り付け部材で、接地導線の接続端子である圧縮端子１５とＰＣ角欠け防止用プレート１６とを頭付きボルト１８とナット１７で接続した物を、該頭付きボルト１８の頭部で長ナット１４の一端と溶接により接続した。
【００３２】
圧縮端子１５を図２に、ＰＣ角欠け防止用プレート１６を図３に示す。
【００３３】
また、突針取り付け部材１９は、長ナット１４のもう一方の端を受けプレート２０を溶接してなる。
【００３４】
この突針取り付け部材１９は、ＰＣ躯体１３を作製する際に、型枠の出隅部分に予め埋め込んだ状態でコンクリートを打設する。
【００３５】
このようにして予め突針取り付け部材１９を埋設したＰＣ躯体１３は、揚重機で所定個所に設置し、然るのちに、受雷部としての避雷用突針２１の底部に設けたボルト２２を長ナット１４に螺入れて、避雷用突針２１をＰＣ躯体１３に取り付ける。
【００３６】
なお、ボルト２２は、特許第３７０９１８３号にあるような緩み止めボルトを使用する。
【００３７】
この緩み止めボルト３１は図４、図５に示すような、ボルト軸部３２の先端部に前記ボルト軸部３２と同軸に形成されたボルト先端部３３と、前記ボルト軸部３２の外周に形成された主雄螺子部３５と、前記ボルト先端部３３の前記ボルト軸部側の外周に前記主雄螺子部３５の谷底と同一若しくは深い環状に形成された環状溝部３６と、雌螺子に対する位相が１２〜１００°好ましくは２４〜９０°より好ましくは２４〜７２°変位して前記ボルト先端部の外周に形成された副雄螺子部３８とを備えているものである。
【００３８】
図中３４はボルト先端部３３と反対側のボルト軸部３２の端部に六角柱状に形成されたボルト頭、３７は環状溝部３６におけるボルト先端部３３が主雄螺子部３５のピッチの大きさをＰとしたとき、変形量αが（ｎ＋１／３０）Ｐ≦α≦（ｎ＋５／１８）Ｐ、好ましくは（ｎ＋１／１５）Ｐ≦α≦（ｎ＋１／４）Ｐ、より好ましくは（ｎ＋１／１５）Ｐ≦α≦（ｎ＋１／５）Ｐ、又は、（ｎ−５／１８）Ｐ≦α≦（ｎ−１／３０）Ｐ好ましくは（ｎ−１／４）Ｐ≦α≦（ｎ−１／１５）Ｐより好ましくは（ｎ−１／５）Ｐ≦α≦（ｎ−１／１５）Ｐ（但し、ｎは０以上の整数とする。αは圧縮方向を正とする。）だけ圧縮変形されてボルト先端部３３の外周側に膨出し軸方向に圧縮された弾性部である。なお、弾性部３７は引張変形させ肉厚を薄くして形成することもできる。
【００３９】
３９はボルト先端部３３の軸中心にボルト先端部３３の先端から環状溝部３６の幅の全部を超えてボルト軸部３２の一部まで形成された先端凹部である。Ｌ１は圧縮変形して圧縮された環状溝部６（弾性部７）の軸方向の長さ、θは弾性部７の軸方向に対する変形角である。
【００４０】
緩み止めボルト３１の効果は以下の通りである。
（１）雌螺子に締め付けられた緩み止めボルトは、主雄螺子部に対する副雄螺子部の位相が所定量変位しているため、その締め付け力で発生する圧接力の主雄螺子部のフランクが雌螺子のフランクを圧接する方向と副雄螺子部のフランクが雌螺子のフランクを圧接する方向とが１８０°異なり相反している。このため、この圧接力と螺子のリード角等によって生じるトルクの方向が、主雄螺子部と副雄螺子部とでは正逆異なるので、ナットや被締結部材等に振動等の外力が加わり雌螺子から主雄螺子部が緩もうとする回転方向の力が加わると、副雄螺子部のフランクに発生するトルクが締め付け方向に作用するため、緩み止めボルトが雌螺子から緩むのを確実に防止でき半永久的に高い締結力を維持することができる。
（２）雌螺子に緩み止めボルトを締め付け締結力を加えると、緩み止めボルトの副雄螺子部が雌螺子によって変形されて弾性変形を生じ、弾性変形内でその反力により雌螺子に主雄螺子部と副雄螺子部をより強固に密着させて締結することができるので、緩み止めボルトと雌螺子の螺着力をより向上でき振動等の外力により緩み止めボルトが雌螺子から緩むのをより確実に防止できる。
（３）被締結部材と座面との間が磨耗して緩みが生じた場合であっても、副雄螺子部が雌螺子を主雄螺子部の方向に押圧する反力、又は副螺子部が雌螺子を主雄螺子部と反対側の方向に押圧する反力によって、緩み止めボルトが雌螺子から外れるのを防止することができ振動の激しい自動車や橋梁等に適用した場合でもボルトやナットが外れて落下するという落下事故を防止することができる。
（４）雌螺子に螺合された緩み止めボルトの副雄螺子部が雌螺子によって変形されて生じた弾性変形による反力により、雌螺子に主雄螺子部と副雄螺子部を強固に密着するので、弾性変形内で雌螺子と緩み止めボルトの雄螺子部の加工精度のばらつきによるガタツキを吸収することができ安定性に優れるとともに、変位量が小さいので、締結時に緩み止めボルトやナット等の螺子部に傷を付け難く、また弾性変形によって反力を安定して得ることができるので、同一の雌螺子であれば一旦螺合させた緩み止めボルトを取り外した後に再度螺着して繰り返し使用することができ、繰り返し使用性に優れる。
（５）主雄螺子部の谷底と同一若しくは深く形成された環状溝部を有しているので、雌螺子に主雄螺子部を螺着する際にスムーズに螺着することができるとともに圧縮若しくは引張変形を容易にすることができ、設計の自由度を増すとともに圧縮変形の際に主雄螺子部等が座屈するのを防止することができる。
（６）先端凹部によって環状溝部の軸部を薄肉にし、弾力や曲げ応力等の機械的強度を最適にして螺子部に応じた反力を得ることができ、螺子部の損傷を防止するとともに緩み難くすることができる。
（７）環状溝部におけるボルト先端部が圧縮変形された弾性部は弾性を有するので、螺合された雌螺子によって生じる副雄螺子部等の弾性変形に加え、螺合された雌螺子によって生じる弾性部の伸びによって、雌螺子と緩み止めボルトの雄螺子部の加工精度のばらつきによるガタツキ等を吸収するとともに、弾性部の弾力によって雄螺子部に生じる反力をさらに大きくすることができ、緩み止めボルトが雌螺子から緩むのをより確実に防止できる。
（８）主雄螺子部と副雄螺子部とを同一ピッチかつ同一位相で形成した後、環状溝部を圧縮変形させることで主雄螺子部と副雄螺子部の位相を容易にずらすことができるので、製造が容易で生産性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の建物外壁の受雷装置の１実施形態を示す横断平面図である。
【図２】圧縮端子の側面図である。
【図３】ＰＣ角欠け防止用プレートの説明図である。
【図４】緩み止めボルトの全体斜視図である。
【図５】図４の軸方向における要部断面端面図である。
【図６】従来の技術に係る側面落雷防止工法に用いられるＰＣ板の取り付け状態を示す正面図である。
【図７】従来の技術に係る側面落雷防止工法に用いられるＰＣ板の正面図である。
【図８】従来の技術に係る側面落雷防止工法に用いられるＰＣ板の右側面図である。
【図９】従来の技術に係る避雷導線の接合状態を示す図である。
【図１０】他の従来例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ＰＣ板
２垂直導体
３ＰＣ板取り付け金物
４連結杆
５避雷導線
６躯体
７接続端子
８側面貫通受雷部
９受雷部固定部材
１０壁部材
１１避雷導線
１２ネジ部材
１３ＰＣ躯体
１４長ナット
１５圧縮端子
１６ＰＣ角欠け防止用プレート
１７ナット
１８頭付きボルト
１９突針取り付け部材
２０受けプレート
２１避雷用突針
２２ボルト
３１緩み止めボルト
３２ボルト軸部
３３ボルト先端部
３４ボルト頭
３５主雄螺子部
３６環状溝部
３７弾性部
３８副雄螺子部
３９先端凹部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
出隅部のＰＣ躯体に長ナットをその端部が顕出するように予め埋め込み、受雷部としての避雷用突針の底部にボルトを設け、前記長ナットにボルトを螺合することで、建物躯体に避雷用突針を着脱可能に設置することを特徴とする建物外壁の受雷装置。
【請求項２】
ＰＣ躯体は、接地導線の接続端子とＰＣ角欠け防止用プレートとを頭付きボルトとナットで接続した物を、該頭付きボルトの頭部で長ナットの一端と溶接により接続し、該長ナットのもう一方の端を受けプレートと溶接してなる突針取り付け部材を作製し、この突針取り付け部材を型枠の出隅部分に予め埋め込んだ状態でコンクリートを打設して製作する請求項１記載の建物外壁の受雷装置。
【請求項３】
出来上がったＰＣ躯体を揚重機で所定個所に設置し、然る後にその底部にボルトを有する突針を、ＰＣ躯体に設けた突針取り付け部材の長ナット部分と接続する請求項１または請求項２記載の建物外壁の受雷装置。
【請求項４】
突針の底部に有するボルトは、緩み防止機能付きボルトである請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の建物外壁の受雷装置。

【図１】