(57)【要約】【課題】  既設の鉄塔等の鋼管端部の開口部の密閉にも適用可能なように、なるべく締結ボルトの取り外しをしなくても良いような、作業性が良好で、且つ、緊密で必要十分な厚さの発泡材の充填層を確保できる、管材端部の開口部２８を発泡材６により密閉する技術を提供する。【解決手段】  ほぼ管内を塞ぐ大きさの栓部材２と開口部２８を塞ぐ大きさの蓋部材４と所定の長さで弾性を有する接続部材３からなり、前記栓部材２と前記蓋部材４を前記接続部材３で一体に連結してなる発泡材充填金具１を用い、この発泡材充填金具１を接続部材２の弾性を利用して接続部材２を変形させながら管（腹材２３）内に挿入し、発泡材６を管内に充填して管材端面の開口部２８を閉塞する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレート継手を有する鋼管の開口部を発泡材により閉塞するのに用いられる発泡材充填金具であって、前記鋼管の内部を塞ぐための栓部材と前記開口部を覆うための蓋部材と所定の長さで弾性を有する接続部材からなり、前記栓部材と前記蓋部材が前記接続部材で一体に連結されてなることを特徴とする発泡材充填金具。
【請求項２】
請求項１に記載の発泡材充填金具の前記接続部材の前記弾性を利用して、前記栓部材を前記開口部より前記鋼管内に挿入し、前記発泡材を前記開口部より前記鋼管の内部に充填することを特徴とする鋼管開口部の閉塞方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は管材を用いた構造物における該管材端部の開口部を発泡材により閉塞する技術に関し、特に既設の構造物に施工するのに好適な発泡材充填金具及びこの発泡材充填金具を用いた鋼管開口部の閉塞方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼管を用いた、送配電用鉄塔や通信用鉄塔等の鉄塔、橋梁、その他構築物（以下鉄塔等と称する）が多数建造されている。鉄塔等の一例として鋼管鉄塔の構造を図１１に示す。一般に鉄塔等では、図１１に示す鋼管鉄塔２１のように、主骨格を形成する主柱材２２と、補強するために主柱材２２とトラス構造を形成する腹材２３とからなり、主柱材２２間の接続には鋼管端部に設けられたフランジ継手２４が使用されており、腹材２３の接続には接続相手側に設けられたガセットプレート２５と腹材２３の鋼管端部に設けられたＵ字プレート、Ｉ字プレート、Ｔ字プレート、十字プレート、溝型プレート継手等のプレート継手２６が使用されている。
【０００３】
図１２にプレート継手の代表例としてＵ字プレート継手の１例を示す。腹材２３の場合には、図１２に示すＵ字プレート継手２７のように、プレート継手２６の鋼管の端面が継手部を除いて開口されている。主柱材２２の場合にはフランジ継手２４が用いられているので、主柱材の鋼管端部は密閉されている。
【０００４】
従来から、これらのプレート継手２６における鋼管端面の開口部２８に関する問題は着目されており、開口部２８に雀等の鳥類が営巣する問題や、開口部２８から土砂や虫等の異物及び雨水が侵入して鋼管内環境が悪化することにより鋼管の内部からの腐食が問題となる可能性や、開口部２８に風が当たることにより風切音が発生する可能性が指摘されている。特に海岸等のように有塩粒子が多いような環境に設置されている鉄塔の場合には、鋼管の腐食の面での問題が大きい。また、酸性雨が多く発生するような事態となると、鋼管の腐食の問題は一層大きくなる。一方、主柱材２２の場合にはフランジ継手２４が用いられているので、主柱材の鋼管端部は密閉されており、開口部に起因する問題はない。
【０００５】
このプレート継手２６における鋼管端面の開口部２８による問題の対策として、鋼管内部への小生物の進入および鋼管端部での発生音を防止するために、開口部２８に金具を差し込む処置が有効であると考えられる。
【０００６】
例えば、特許文献１には、開口部２８にボルト止め可能な蓋金具からなる鳥巣防止装置が記載されている。
【０００７】
また、鋼管の腐食防止には、鋼管内部に防錆剤を塗布する方法や、鋼管端面の開口部２８を鋼材の溶接や、シーリング材の充填により密閉してしまう方法も考えられる。
【０００８】
しかし、鋼管内部に防錆処理を施す方法や鋼材の溶接によって開口部２８を塞ぐ方法は、多くの工程を要するため、鋼管継手等の構造部材の製造段階で施工する場合は別として、既設構造物の全鋼管材に施工する場合には、作業性やコストの面で採用し難い。
【０００９】
一方、シーリング材を用いて開口部２８を塞ぐ場合は、発泡ウレタンを充填する方法などでは施工後の状態の均一性と耐久性に難があるが、作業性は溶接等よりは良好であり、優位性があると考えられる。
【００１０】
例えば、特許文献２〜５などには上記の作業性、耐久性等をも考慮した開口部２８の閉塞技術が提案されている。
【００１１】
先ず、特許文献２には、発泡体を鋼管端面の開口部２８より挿入し、その発泡体と鋼管端面との間に形成された空間にシーリング材を充填して開口部２８を塞ぐ方法を採用することにより、既設の鉄塔等の鋼管端面の開口部２８を閉塞する場合でも、容易に、作業時間が少なく、安価に、確実に管端を閉塞して、営巣防止、風音防止及び鋼管内腐食の防止を図ることが提案されている。また、シーリング材に孔や亀裂が生じても、発泡体によりある程度の気密性が確保されるので、内部への雨水の侵入を防止できるため、鋼管内腐食の防止能力を向上させることができることが記載されている。
【００１２】
また、特許文献３には、鋼管端面の開口部２８に、ベース金具、バックアップ材と弾性シーリング材からなる防音防雀防水蓋を取付けて開口部２８を塞ぐ方法を採用することにより、鋼材内部の防錆および耐候性の向上、生物の進入防止、風（空気）を遮断することによる風切り音の発生防止を図ることが提案されている。
【００１３】
また、特許文献４には、各管材の内周よりやや小なる形状で構成される上部金物と下部金物でシーリング材を介装させて長足ボルトで連結した部材を、管材端面の開口部２８より管材内部に挿入し、長足ボルトを回転させて介装されているシーリング材を必要箇所に侵入させて管端を塞ぐ方法を採用することにより、高所での装着作業を容易なものとし、開口部２８の密閉を確実にすることが提案されている。
【００１４】
また、特許文献５には、図１０に示すような、ふさぎ部材１４と板バネ１５と押え板１２とを長ボルト１３で一体化した開口部ふさぎ金具１１を発泡材入容器１６と共に鉄塔等の鋼管端面の開口部２８に挿入し、ふさぎ部材１４と押え板１２間の鋼管内部空間を発泡材にて充填して鋼管端面の開口部２８を密閉する方法を採用することにより、既設の鉄塔等に対しても容易に、鉄塔等の鋼管端面の開口部の閉塞を簡単で確実なものとし、且つ耐久性に優れ、鳥害や風音の鳴りを防止し、雨水等の侵入を防ぎ鋼管内部からの腐食を防止することが提案されている。また、内側から発泡充填できるので鋼管外部の不必要な部位にまで発泡材が付着することがなく、綺麗に仕上がることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】実開昭６０−６２２７８号公報
【特許文献２】特開２０００−１４５２０３号公報
【特許文献３】登録実用新案第３０５２００２号公報
【特許文献４】特開２００１−１８２３７０号公報
【特許文献５】特開２００２−１３８７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
鋼管端面の開口部２８をシーリング材で閉塞する場合、まず簡単なのは、シーリング材として発泡ウレタンを用いて充填する方法である。しかし、開口部の密閉性とコスト面からは、鋼管の開口端から必要十分な長さの区間に、緊密に発泡ウレタンを充填することが望ましい。鉄塔の腹材のような長尺の管材の開口部２８を塞ぐ際には、不必要な長尺材の奥のほうまで充填するのでは発泡ウレタンのコストが嵩むので、管内の適切な箇所に栓を設けて入り口近辺のみを充填する等の考慮が必要である。
【００１７】
特許文献２の方法は、開口形状に合わせた弾力性のある発泡体を押し込んで栓をする方法である。また、ケーブル管の止水のための管端のシーリングの際には、ウエスやスポンジ等をケーブルの適当な箇所に巻きつけてケーブルと共に管内に挿入する方法や、ウエスやスポンジ等を管の開口端から棒などで押し込む方法で適切な位置に栓を形成し、その上に発泡ウレタンを充填させる施工方法がとられるようである。
【００１８】
これらの方法は簡便ではあるが、高圧送電用鉄塔では１基に付いても百箇所以上での施工が必要であり、このような鉄塔等の場合に、発泡ウレタンの充填層を緊密で必要十分な厚さに精度よく施工する方法としては作業性の面から採用し難い。
【００１９】
特許文献３〜５の技術の場合は、鋼管端部の開口部２８からシーリング材を含む金具等を挿入するもので、一定のシーリング層を確保することができる。特に特許文献５の技術では押え板１２とふさぎ部材１４の間隔を適切に設定することにより必要十分な厚さの発泡材の充填層を確保できるものと考えられる。
【００２０】
しかしながら、既設の鉄塔等のプレート継手２６の場合は、相手側のガセットプレート２５と締結ボルト２９により締結されており、図１２のように締結ボルト２９用のボルト穴３０が鋼管端面の開口部２８の上部に位置しているので、この締結ボルト２９が邪魔して開口部２８に金具等を挿入するのが難しくなっている。特に既成の鉄塔等の場合は高所作業が殆どであるから金具等の挿入には一層の難儀が伴うものである。
【００２１】
特に、図１０に示すような特許文献５の開口部ふさぎ金具１１の場合は、一定の充填層の厚さを確保できるように開口部ふさぎ金具１４と押え板１２の間隔を適切に設定すると長大となり、プレート継手２６とガゼットプレート２５を締結している締結ボルト２９を外さないと、開口部ふさぎ金具１１の長ボルト１３やふさぎ部材１４等が締結ボルト２９と干渉して開口部２８に押さえ板１２の挿入ができない可能性が高い。
【００２２】
鉄塔等のプレート継手２６の締結ボルト２９の取外し、取付けの作業が必要となると極端に作業性が乏しくなる。その上、締結ボルト２９を取外す場合には、鉄塔の健全性や作業安全性を考慮して、施工手順（同時に多数箇所の取外しを避ける、作業のために鉄塔の補強を行う等）の配慮が必要となるため、既設の鉄塔等に施工する場合は採用し難いものである。
【００２３】
即ち、本発明の課題は、既設の鉄塔等の鋼管端部の開口部の閉塞にも適用可能なように、なるべく締結ボルトの取り外しをしなくても良いような、作業性が良好で、且つ、緊密で必要十分な厚さの発泡材の充填層を確保できる、管材端部の開口部を発泡材により閉塞するための発泡材充填金具及びこの発泡材充填金具を用いた鋼管開口部の閉塞方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明は、管材端部の開口部より発泡材充填金具を挿入し、管材内に発泡材を充填して管材端部の開口部を塞ぐための発泡材充填金具及びこの発泡材充填金具を用いた鋼管開口部の閉塞方法である。
【００２５】
第１の発明は、プレート継手を有する鋼管の開口部を発泡材により閉塞するのに用いられる発泡材充填金具であって、前記鋼管の内部を塞ぐための栓部材と前記開口部を覆うための蓋部材と所定の長さで弾性を有する接続部材からなり、前記栓部材と前記蓋部材が前記接続部材で一体に連結されてなることを特徴とする発泡材充填金具である。
【００２６】
第２の発明は、第１の発明に記載の発泡材充填金具の前記接続部材の前記弾性を利用して、前記栓部材を前記開口部より前記鋼管内に挿入し、前記発泡材を前記開口部より前記鋼管の内部に充填することを特徴とする鋼管開口部の閉塞方法である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明により、鉄塔等の鋼管の開口部に良好な作業性で、緊密で必要十分な厚さの発泡材の充填層を形成できるので、コスト面で有利に、しかも耐候性に富む開口部の閉塞を行うことが可能となった。これにより鉄塔等の鋼管開口部に由来する鳥害や風音を防止するとともに、鋼管内部への雨水等の侵入を防ぎ鋼管内部からの腐食を防止できる。また、内側からコーキングまたは発泡充填できるので鋼管外部の不必要な部位にまでコーキング剤が塗布されることや、発泡材が付着することが少なく、綺麗に仕上がる。
【００２８】
さらに、施工時の締結ボルトの取外しが少なくて済むことから、既設の鉄塔等においても、容易に鋼管の開口部を密閉することができ、既設の鉄塔等の管材内部での鳥類の営巣防止、風音の防止、および内部腐食等による劣化防止により、当該鉄塔等の一層の延命を期待することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の鋼管の開口部を閉塞した状態を示す鋼管の軸に平行な断面を示す説明図である。
【図２】本発明の発泡材充填金具の説明図である。
【図３】本発明の金具を挿入する方法の説明図である。
【図４】本発明の金具を挿入する方法の説明図である。
【図５】本発明の発泡材を注入する方法の説明図である。
【図６】本発明の鋼管の開口部を閉塞した状態を示す鋼管の軸方向から見た説明図である。
【図７】本発明の別の発泡材充填金具の説明図である。
【図８】本発明の別の発泡材充填金具の説明図である。
【図９】本発明の別の発泡材充填金具の説明図である。
【図１０】従来の開口部ふさぎ金具の説明図である。
【図１１】鋼管鉄塔の構造の説明図である。
【図１２】プレート継手（Ｕ字プレート継手）の1例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明は、管材端部の開口部より発泡材充填金具を挿入して発泡材を充填し、管材の開口部を塞ぐ技術であり、用いる発泡材充填金具に特徴を有する。図１に本発明の発泡材充填金具を使用して発泡材を充填し、鋼管の開口部を閉塞した状態を示す。また、図２に本発明の発泡材充填金具の例を示す。これらはＵ字プレート継手２７の、管材端部の弓形の開口部２８に挿入するための発泡材充填金具１の例である。
【００３１】
この例では、図２に示すように、ほぼ管内を塞ぐ大きさの栓部材２と開口部２８を塞ぐ大きさの蓋部材４と所定の長さで弾性を有する接続部材３とからなり、前記栓部材２と前記蓋部材４を前記接続部材３で一体に連結してなる発泡材充填金具１を用いる。
【００３２】
次に、図１に示すように、１箇所の鋼管端部に上下２個の発泡材充填金具１を、それぞれ鋼管端部の開口部２８から、発泡材充填金具１の蓋部材４が開口部２８を塞ぐ位置にまで挿入する。
【００３３】
次いで、発泡材充填金具１の注入口５から、発泡材６を注入する。
【００３４】
Ｕ字プレート継手２７の場合、継手の部分が腹材２３となる鋼管の端部に設けられた溝に差し込まれ、鋼管と溶接されて取り付けられている。Ｕ字プレート継手２７の鋼管の開口端近傍の管内空間形状は、開口端側が、継手により鋼管内部の円筒空間が分割された断面が弓形の柱状空間であり、その継手の奥のほうでは、合体して鋼管の円筒空間となっている。
【００３５】
図１の例では、栓部材２が奥の円筒空間にまで挿入され、発泡材６は注入口５から注入され、上記のように分割された断面が弓形の柱状空間から、その奥の円筒空間を経て、栓部材３まで至り、また、別の方の分割された断面が弓形の柱状空間まで充填される。また、両側の発泡材充填金具１の注入口５より発泡材６を注入する場合は、発泡材６が円筒空間で合体して充填される。
【００３６】
いずれにしても、栓部材２が鋼管内部で栓として発泡材の充填時の抵抗になるため、鋼管内の奥まで発泡材６が無駄に漏れるのを抑えると共に、蓋部材４と栓部材２の間の鋼管内部の空間での発泡材６の緊密充填が達成できる。
【００３７】
プレート継手２６の種類により異なるが、例えば送電用鋼管鉄塔の場合には、Ｕ字プレート継手２７の規格では、寸法範囲は鋼管径が４８．６〜２６７．４ｍｍ、分割された空間の長さが鋼管の開口端より６５〜３３１ｍｍであり、この内の特定の組み合わせの寸法のプレート継手２６が使用されている。
【００３８】
発泡材６の充填層の厚さは、図１のように分割された空間よりも更に奥の円筒空間まで、充填するほうが腐食防止効果は高く、後述のように、上記の分割された空間の長さ＋５０ｍｍの厚さにまで充填した場合には腐食防止が確実になされる。
【００３９】
鋼管内部の腐食を防止するために必要十分な発泡材６の充填層の厚さは、プレート継手２６の種類、鋼管の径のサイズ、分割された空間の寸法により異なり、さらに、発泡材６の充填層の緊密さによっても変わってくる。しかしながら、発泡材６の充填厚さが厚くなれば腐食防止効果が確実になることは疑いがないので、安全側からは、確実に腐食防止が可能との知見がある寸法以上の充填厚さを採用して、分割された空間よりも更に５０ｍｍ先まで充填することが望ましい。
【００４０】
また、発泡材充填金具１は、発泡材６の充填後は、発泡材６の充填層と一体化し、栓部材２がアンカーとなって、発泡材６から抜けることもないので、蓋部材４の鋼管の開口部２８への固定が確実になされる。
【００４１】
次に図２に示す栓部材２は、管材の開口部２８とほぼ同寸法、同形状の弓形の板状の部材である。栓部材２は管内に挿入され、発泡材６を充填する場合に栓として作用する部材なので、発泡材６がその栓より奥の管内にあまり漏れないように、また、発泡材６の充填時に抵抗となり発泡材６が緊密に充填されるように、管内に挿入されて所定位置に保持された場合に、管の内側の断面積の半分以上を占有する大きさであることが望ましい。栓の占有面積が小さくなり栓の間隙７が大きくなると、栓より奥の管内に発泡材６が漏れ、開口端近傍を緊密に充填するためには、発泡材を大量に必要とする。
【００４２】
図２に示す栓部材２は金属板より開口部２８と同形状の弓形に切断加工されたものである。このような変形させて手作業で押し込むのが困難な、プラスチックや金属の厚板のように剛性の高い材質で製造する場合は、管内に挿入し易いように管内の形状よりも小さい寸法とする必要があり、また、管内での占有面積を稼ぐ必要もあるので、管内形状と類似形状で同程度の寸法のものとすることが望ましい。
【００４３】
また、栓部材２としては、容易に変形して管内に手作業で押し込める程度の柔軟性があるスポンジや、弾性のある薄板で作成しても良い。このような材質の場合は管内形状よりも大きい寸法でも良いので、管内での栓としての占有面積を稼ぎ、栓の間隙７を小さくするためには有効である。
【００４４】
蓋部材４は施工後、充填された発泡材６の表面を覆い、開口部２８の蓋の役割を果たすので、管内形状と同程度以上の寸法が望ましく、且つ、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４等）のように耐候性の高い材質であることが望ましい。また、蓋部材４には発泡材６を充填する場合の注入口５を設けることが望ましい。
【００４５】
また、接続部材３としては大きな弾性を持つ材質のものを採用することにより、接続部材３の弾性を利用して接続部材３を変形させながら、栓部材４を開口部２８から管内に挿入できるようにする。管内に挿入完了後には挿入時の変形から回復し、所定の寸法を保つことができる程度に弾性の高いバネ用ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４等）のような材質を用いることが望ましい。図３のように形状は板バネのような形状とすると、必要な寸法で、必要な弾性を持つ部材を製造するのに都合が良いが、所定の性能を発揮するものであれば、丸棒等の他の形状であってもかまわない。
【００４６】
図２に示す接続部材３は中央部を曲げた山形の形状としている。この形状として、鋼管の開口部２８から、鋼管と鋼管に差し込まれた継手からなる空間部に差し込まれた際に、接続部材３の山形の箇所が内壁に接触して弾性変形するような寸法に設定することにより、発泡材充填金具１が所定の位置に保持され、抜け落ちないように構成することができる。
【００４７】
さらに接続部材３は、蓋部材４と栓部材２との間隔が、鋼管内部の腐食を防止するために必要十分な発泡材６の充填層を形成できるような寸法に設定することが望ましい。発泡材６の充填層の厚さと腐食防止に関しては、溶融亜鉛めっき鋼管のＵ字プレート継手２７の開口端近傍に発泡ウレタンを充填し、塩水噴霧加速試験や屋外暴露試験を行って、腐食状況を確認した結果から、分割された空間よりも更に５０ｍｍ先まで充填すると、腐食防止が確実になされていることが分かっている。
【００４８】
鋼管内部の腐食を防止するために必要十分な発泡材６の厚さは、プレート継手２６の種類、鋼管の径のサイズ、分割された空間の寸法により異なり、さらに、発泡材６の充填層の緊密さによっても変わってくる。しかしながら、発泡材６の充填厚さが厚くなれば腐食防止効果が確実になることは疑いがないので、安全側からは、確実に腐食防止が可能との知見がある寸法以上の充填厚さを採用して、分割された空間よりも更に５０ｍｍ先まで充填することが望ましい。
【００４９】
従って、接続部材３の長さは、施工対象となるプレート継手２６の継手部の鋼管内への差込寸法＋５０ｍｍが目安となり、発泡材充填金具１の鋼管への挿入時には、栓部材２は鋼管の奥の円筒空間に設置される。ただし、発泡材２６の密閉性を考慮して発泡材２６の充填厚さを設定すれば良く、密閉性の良い発泡材を用いる場合には、接続部材３の寸法を適宜短くしても良く、栓部材２を分割された空間部に設置されるようにしても良い。
【００５０】
次に本発明の発泡材充填金具１をプレート継手２６の鋼管の開口部２８より挿入する方法を説明する。図３〜図５は本発明の発泡材充填金具の挿入から発泡材の注入に至る過程の説明図である。図３に示すように、締結ボルト２９が開口部２８を塞ぐような位置にあっても、接続部材３を弾性変形させることにより、継手部の上部から栓部材２を鋼管内に挿入することができる。
【００５１】
さらに、そのまま、栓部材２を奥の方に挿入することが可能で、完全に挿入すると、図４のように開口部２８が蓋部材４で覆われた状態となって、発泡材充填金具１のセットが完了する。さらに同様の操作により別の開口部２８にも発泡材充填金具１をセットする。
【００５２】
さらに、図５に示すように、蓋部材４の注入口５より、チューブ１０等を用いて発泡材６を充填する。図６は管材の軸方向からみた、本発明の鋼管の開口部２８を閉塞した状態を示す説明図である。ガセットプレート２５や締結ボルト２９は省略してある。発泡材６の充填は所定時間、もしくは、蓋部材４のすきまから発泡材６が漏れ出すまで継続し、その後、蓋部材４から外部へ漏れた発泡材６を美観のため除去して鋼管端部の開口部２８の閉塞が完成する。
【００５３】
図７〜図９に発泡材充填金具の別の例を示す。図７は栓部材２として、面取りした直方体のスポンジを用いた例であり、図８は栓部材２として、球のスポンジを用いた例である。図９は栓部材として、挿入時に開口部２８の形状に合わせて変形が可能で、挿入完了時には管内での占有面積を大きくできる構造のものを用いた例である。
【００５４】
プレート継手２６の場合は、開口部２８の面積が継手の分だけ管内部の断面積より小さいため、栓部材２の形状を開口部２８と同形状で製造しても、継手の奥の管内にセットした場合には、継手の分の面積が閉塞されず、栓の間隙７が大きくなってしまう。しかしながら、これらの発泡材充填金具を採用することにより、この栓の間隙７の面積を減らすことも可能である。
【００５５】
栓部材２にスポンジを用いる場合は、スポンジが柔軟で復元性が大きいので、栓部材２が開口部２８の形状よりも大きくても管内への挿入が可能であり、所定の位置に達した後は形状復元性により管内に広がって、管内を閉塞できる。栓部材２の形状は、所定の位置に達したときに管内を閉塞できるような形状であるのが望ましいが、スポンジの場合は柔軟性と復元力が大きいので、図７や図８のように、製作が比較的容易な直方体や球の形状を採用できる。もちろん開口部２８と相似の形状を採用しても良い。
【００５６】
図９は栓部材２の弓形の直線部分が蝶番８で折れ曲がるように加工されており、開口部２８へ挿入時には折り曲げられて挿入され、完全に挿入されると、取り付けられているゴム９の力で復元し栓としての占有面積が増加するように構成されており、栓の間隙７を減らすことができる。なお、この例では蝶番８により、一方向のみに折れ曲がるようになっており、発泡材を充填する際には折れ曲がらず、占有面積が低下し難くなっている。
【００５７】
以上、Ｕ字プレート継手２７を主例として説明してきたが、例えば十字プレート継手の場合なら、鋼管の開口部２８は扇形で要の箇所が欠けたような形状であるので、この形状に合わせた形状の蓋部材４と栓部材２の発泡材充填金具１を用い、１箇所の鋼管端部に４個の発泡材充填金具１を挿入して、発泡材６を充填すれば良く、他の場合も鋼管の開口部２８の形状に合わせた発泡材充填金具１を採用すれば良い。また、送電用鋼管鉄塔の場合は基本的に断面円形の鋼管を使用するが、異形管であっても同様に適用可能である。
【００５８】
また、発泡材６としても発泡ウレタンが安価で使いやすいが、発泡シリコーンは高価ではあるが耐熱性が高い、また発泡フェノールは酸性であるが耐火性が高いなど、夫々の発泡材は夫々の特徴を有しており、発泡材の選択は、施工する箇所、目的等に応じて選択すればよい問題である。ただし、本発明は、発泡ウレタン以外の各種の発泡材の充填にも適用できることは明白である。
【実施例】
【００５９】
（１．充填の状況の観察）
管材の開口端近傍に、本発明の発泡材充填金具１を用いて、発泡材６が緊密に充填されることを確認するために、アクリル製の透明なＵ字プレート継手の模型を使用して発泡材６の充填の状況を観察した。
【００６０】
Ｕ字プレート継手２７：鋼管径７６．３ｍｍのＵ字プレート継手（Ｕ１２１Ｂ）と同形状のアクリル製の透明な模型を用いた。模型の管長は３００ｍｍで作成した。
発泡材６：発泡ウレタン（エアーウオーターゾル（株）製の商品名スリースーパーＳ−２０）を用いた。
【００６１】
発泡材充填金具１：蓋部材４と栓部材２は開口部２８の形状と同じ弓形とし、蓋部材４は管の外径と同寸法とし、栓部材２の寸法はほぼ管の内径に等しい寸法とさらに小さい寸法の数種類とし、接続部材３は１２０ｍｍの長さとして、１ｍｍ厚のＳＵＳ３０４の金属板から作成した。
【００６２】
蓋部材４の注入口５から発泡ウレタンを注入し、上部の蓋部材４の隙間から発泡ウレタンが漏れ出したら発泡ウレタンの注入を終了する。
【００６３】
この観察結果によれば、栓部材２を管の内径にほぼ等しい寸法とした発泡材充填金具１を用いた場合は、栓部材２が抵抗となって、発泡ウレタンが栓部材２と蓋部材４間の空間が充填されてから、開口部２８の蓋部材４との隙間から漏れ出す量が増加する。また、この際には、管内壁にも目に留まるような気泡が発生せずに発泡ウレタンが緊密に充填されている。
【００６４】
発泡材充填金具１の栓部材２の寸法が小さい場合には、発泡ウレタンが栓部材２と蓋部材４間の空間に充填され、蓋部材４の隙間から漏れ出す前に、栓の間隙７から栓部材２より奥の部分に漏れ出す量が増加する。
【００６５】
また、栓部材２を用いず、蓋部材４のみを用いて開口部２８を覆い、模型を床に立てて上方の蓋部材４の注入口５から発泡ウレタンを充填すると、管長３００ｍｍのパイプ内が発泡ウレタンで全部充填され、それから上部の蓋の隙間から発泡ウレタンが漏れ出してくる。従って、実際に鉄塔の腹材で開口部２８を閉塞する際には、栓部材２を用いないと大量の発泡材が必要となることが分かる。
【００６６】
以上の観察結果から、栓部材２を管の内面の断面積の１／２以上を占める寸法とすることにより、栓の間隙７から栓部材２より奥の部分に漏れ出す発泡ウレタンの量を２割以下に抑えることができることが分かった。
【００６７】
（２．密閉性の確認）
発泡材６を充填したサンプルの気密性を測定した。また、実際に鉄塔での実用性を評価するために、その環境を考慮した熱サイクルを与えたサンプルの気密性を測定し、熱劣化に関しても調査を行った。
【００６８】
溶融亜鉛めっきを施した鋼管径７６．３ｍｍのＵ字プレート継手２７を用い、接続部材３の寸法を１５０ｍｍとした発泡材充填金具１を用いて、発泡ウレタン（エアーウオーターゾル（株）製の商品名スリースーパーＳ−２０）を充填した試料を作成した。
【００６９】
気密性を測定するに当たり、実際の鉄塔の環境を考慮し、熱サイクルを与えたサンプルも測定した。熱サイクルは１サイクル３時間で−２０°Ｃで３０分保持、４０°Ｃ３０分保持の条件で、０、１００、２００、３００サイクル後に０．０２ＭＰａの気圧差を加えて気密性が保たれているかを測定した。
【００７０】
気密性を測定すると、３００サイクルまでの熱サイクルを付与しても、気密性の劣化は観測されず、開口部２８が発泡ウレタンで密閉され十分な気密性が保たれていることを確認することができた。
【００７１】
ここで、０．０２ＭＰａの気圧差は、この温度サイクルによる内部気圧変化を考慮した値で、これより過度に高い気圧差を与えれば発泡ウレタンの充填層は鋼管内壁から剥がれたりするが、一般環境下ではこれ以上の気圧差が発生することはないと考えられ、腐食防止の評価のためには十分な値と考えられる。
【００７２】
（３−１．塩水噴霧加速試験）
発泡材６の充填層の厚さと腐食防止に関して、サンプルを加温して塩水を噴霧し、管内の腐食の進行状況を観察した。
【００７３】
両端がＵ字プレート継手２７である溶融亜鉛めっき鋼管を用い、両端の開口部２８を発泡ウレタンで充填し、内部に磨き鋼片をテストピースとして封入した。鋼管径７６．３ｍｍのＵ字プレート継手２７を用い、鋼管の両端の開口部２８を接続部材の寸法を各種変えた発泡材充填金具１を用いて、発泡ウレタン（エアーウオーターゾル（株）製の商品名スリースーパーＳ−２０）を充填して密封した試料を作成した。
【００７４】
接続部材３の長さが６０ｍｍ、９０ｍｍ、１２０ｍｍ、１５０ｍｍの発泡材充填金具１を使用して発泡ウレタンで両端の開口部２８を密閉したサンプルと、無対策の比較サンプルを作成した。サンプルは各４個作成して実験に供した。また、サンプルは５０℃に加熱し、０．５％の食塩水に硫酸を加えてＰＨ５に調整した塩水を１５分噴霧し、１０５分乾燥の１サイクル１２０分とした環境に６ヶ月おいて、腐食の状況を観察した。
【００７５】
比較サンプルは、２ヶ月経過したものは、既にテストピースに赤錆が発生しており、６ヶ月経過すると、管の内壁、テストピースに赤錆が大量に発生しているのが観察された。従って、このような環境下では、何らかの対策がなされないと腐食が進行することが分かる。
【００７６】
接続部材３の長さが６０ｍｍの場合は、４ヶ月経過時には、テストピースに少量の赤錆が見られ、６ヶ月経過後にはテストピースの赤錆の発生量が増えているのが観察された。ただし、管内壁の赤錆の発生は微量であった。９０ｍｍのサンプルの場合は６ヶ月経過後のサンプルでは、テストピースに少量の赤錆の発生が観察された。１２０ｍｍの場合は６ヶ月経過後のサンプルの４個中１個で、テストピースに微量の赤錆の発生が観察された。１５０ｍｍのサンプルの場合は、６ヶ月経過後もテストピースの赤錆の発生は観察されなかった。以上の結果からは、分割された空間よりも更に５０ｍｍ先まで充填すると、腐食防止が確実になされていると考えられる。
【００７７】
（３−２．屋外暴露試験）
既設の高圧送電線鉄塔にサンプルを配置し、サンプルの長期暴露試験を行った。溶融亜鉛めっき鋼管のＵ字プレート継手２７の開口端近傍に発泡ウレタンを充填し、塩水噴霧加速試験や屋外暴露試験を行って、腐食状況を確認した結果から、分割された空間よりも更に５０ｍｍ先まで充填すると、腐食防止が確実になされると考えられる。
【００７８】
両端がＵ字プレート継手２７である溶融亜鉛めっき鋼管を用い、両端の開口部２８を発泡ウレタンで充填し、内部に磨き鋼片をテストピースとして封入した。管径は６０．５ｍｍと７６．３ｍｍの２種類を用い、鋼管の管長を１ｍに設定し、蓋部材４と栓部材２の間隔が１２０ｍｍの発泡材充填金具１を用いて、発泡ウレタン（エアーウオーターゾル（株）製の商品名スリースーパーＳ−２０）を充填して密封した試料を作成した。また、鋼管には、密閉できる内部観察用孔を取り付けた。また、鋼管内にテストピースを設置しただけで、両方の開口端近傍に何の対策も施さなかった比較サンプルを用意した。
【００７９】
海風が当たり、腐食が進行しやすいと考えられる、酒田市近郊の海岸線沿いの高圧送電線鉄塔の地上２０ｍの位置に、海風に平行に、水平にサンプルを設置した。
【００８０】
設置後１年９月後に鋼管の内部を観察した結果では、無対策の比較サンプルでは、テストピースが黒褐色に変化し、鋼管内部の白錆が増加していたのに対し、発泡ウレタンで密閉したサンプルでは、テストピース、鋼管内部共に変化が見られなかった。よって、本発明による防食効果が有効であることが確認できた。
【００８１】
また、蓋部材４の発泡材注入口５から露出している箇所の発泡ウレタンの表面は変色していたが、露出していない箇所は、大きな変色は見られなかった。よって、本発明の発泡材充填金具の蓋部材４も耐候性の面での効果が大きいことが認められた。
【符号の説明】
【００８２】
１  （本発明の）発泡材充填金具
２  栓部材
３  接続部材
４  蓋部材
５  注入口
６  発泡材
７  栓の間隙
８  蝶番
９  ゴム
１０  チューブ
１１  開口部ふさぎ金具
１２  押え板
１３  長ボルト
１４  ふさぎ部材
１５  板バネ
１６  発泡材入容器
１７  押し板
２１  鋼管鉄塔
２２  主柱材
２３  腹材
２４  フランジ継手
２５  ガセットプレート
２６  プレート継手
２７  Ｕ字プレート継手
２８  （プレート継手における鋼管端面の）開口部
２９  締結ボルト
３０  ボルト穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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