JP4497411B2

JP4497411B2 - 中空鋼管鉄塔の中空鋼管内面の防錆処理方法

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Publication number: JP4497411B2
Application number: JP2004271738A
Authority: JP
Inventors: 哲徳上村; 英輔浦野; 豊村口; 章二大東; 信一郎為
Original assignee: HOKOSANGYO CO., LTD.; Dai Nippon Toryo KK; Kyushu Electric Power Co Inc
Current assignee: HOKOSANGYO CO., LTD.; Dai Nippon Toryo KK; Kyushu Electric Power Co Inc
Priority date: 2004-09-17
Filing date: 2004-09-17
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2024-09-17
Also published as: JP2006082051A

Description

本発明は、中空鋼管鉄塔の支柱を形成せる中空鋼管の内面の防錆処理方法に関する。中空鋼管鉄塔は、例えば高圧送電線を支持するのに使用される。

高圧送電線の支持のための大型の鉄塔には、支柱として中空鋼管が使用される。この中空鋼管からなる支柱を、以下「鉄塔支柱パイプ」と呼ぶことがある。

鉄塔支柱パイプの内外面には、鉄塔の製造当初に、どぶ漬け亜鉛メッキによる防錆処理が施されている。しかしながら、中空鋼管鉄塔は、長年の風雨に曝されるうちに、表面の防錆能が低下し構造体の強度低下を招くおそれがある。このため、定期的に又は適時に、中空鋼管鉄塔に対して補修のための防錆塗装を施すことが必要である。防錆塗装の効果を発揮させるためには、その塗装により形成される防錆塗膜は鉄塔支柱パイプの基材（その上の残存有効メッキ層を含む）に直接密着した状態で施される必要がある。ところが、鉄塔支柱パイプの外面についてはともかく、その内面については、適当な補修塗装手段がないため、防錆塗料を鉄塔支柱パイプの上端面開口から内面上に垂れ流して塗装を行っているのが現状である。この方法では、基材に密着した塗膜の形成が困難であり、補修防錆塗装の防錆効果が十分に発揮され難い。また、鉄塔支柱パイプ内面の全体に十分な防錆塗料を供給するためには、かなりの過剰量の防錆塗料を必要とし、塗料の無駄が多いものとなっている。

そのため、例えば、特開昭５８−１２４５７２号公報（特許文献１）、特開昭６１−２４５８６４号公報（特許文献２）及び特開平４−４８９５５号公報（特許文献３）に記載されているような一般の鉄鋼分野で適用されている鋼管の内面塗装用の装置の転用も考えられた。しかし、これら鋼管内面塗装用の装置を長さが数十メートルにもなり且つ内径が変化する高圧送電線の鉄塔支柱パイプへ転用することは不可能であり、鉄塔支柱パイプの内面に対する補修防錆処理の条件に対応できる独自の装置の開発が必要である。

また、屋外の厳しい温度・湿度環境条件下に曝される鉄塔支柱パイプの内部では、湿度が例えば９０％以上と極めて高くなり、場合によっては結露が生じており、更に温度も例えば６０℃以上になることもあり、このような条件下でも良好な防錆処理を行うことが要求される。従来の補修用防錆処理に使用されている塗料としては有機系の溶剤型又は無溶剤型のものがあるが、このような塗料では高温・高湿で結露の生じている鉄塔支柱パイプ内面にパイプ基材との良好な密着性を持つ防錆塗膜を形成することは困難であった。

従って、従来の鉄塔支柱パイプ内面の補修防錆処理では、処理後も続く厳しい温度・湿度環境条件に基づく鉄塔支柱パイプ内の高温・高湿条件下でも長期にわたって良好な防錆能を発揮し得る防錆塗膜を良好な作業性をもって形成することは実質上できなかった。
特開昭５８−１２４５７２号公報特開昭６１−２４５８６４号公報特開平４−４８９５５号公報特公平７−１０７５０号公報

本発明は、中空鋼管鉄塔の支柱たる中空鋼管の内面の防錆処理に好適な防錆塗料を使用し、該中空鋼管の長さが大きく且つ内径が変化しているものにも対応し得る塗装装置を使用して、良好な作業性にて中空鋼管の内面に長期に亘り良好な防錆能を維持し得る防錆塗膜を形成することの可能な防錆処理方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意検討の結果、特定量のアンモニウムイオンと特定量のハロゲンイオンとを含有するケイ酸アルカリ水溶液からなる特定の防錆塗料を使用し、少なくとも作動部分が中空鋼管内に自在に挿入できる特定の塗装装置を用いることで、確実、円滑且つ効率的に中空鋼管内面に高性能の防錆塗膜を形成し得ることを見出し、本発明を完成した。

即ち、本発明によれば、上記目的を達成するものとして、
中空鋼管鉄塔の中空鋼管の内面の亜鉛メッキ面及び白錆の発生した亜鉛メッキ面の一方又は両方に対して、
０．０１〜１．０モル／Ｋｇのアンモニウムイオンと０．０１〜１．０モル／Ｋｇのハロゲンイオンとを含有し且つＭ_２Ｏ・ｎＳｉＯ_２（ここで、ＭがＮａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｃｓのいずれかであり、ｎが１〜５であり、ｎは整数でなくてもよい）の一般式で表されるケイ酸アルカリを主体とするアルカリ水溶液からなる防錆塗料を、
前記中空鋼管内に自在に挿入できる作動部分を備えており、該作動部分は、シリンダー内に収納された進退可能な作動ロッドと該作動ロッドの進退に基づき展開及び折り畳みが可能な複数のクランプアームとからなる中空鋼管内面への固定手段と、該固定手段の先端に取り付けられ前記防錆塗料を吐出し得る塗装手段とを有している塗装装置を用いて、
塗装することを特徴とする、中空鋼管鉄塔の中空鋼管内面の防錆処理方法、
が提供される。

本発明で使用される防錆塗料は、特公平７−１０７５０号公報（特許文献４）に記載されているアルカリ水溶液がそのまま応用可能であり、そのケイ酸アルカリ中のアルカリ金属と中空鋼管基材上の亜鉛メッキ層または該メッキ層に生じた亜鉛白錆中の金属亜鉛、亜鉛酸化物及び／または亜鉛水酸化物とのイオン置換反応を利用して亜鉛水酸化物錯塩等の非晶質錯塩を含む安定化膜を形成させることで、高い防錆能を持つ防錆塗膜を迅速に形成するものである。従って、この防錆塗料は、亜鉛メッキ層に亜鉛白錆が生じていても、それを除去することなしに、むしろ積極的に利用して、密着性良好な防錆塗膜を形成することができるという特長がある。また、この防錆塗料は、無機ガラス系であるので、厳しい温度・湿度環境条件下に曝され高温・高湿で結露が生じている中空鋼管内面に対しても効率よく良好な防錆処理を行うことができる。

本発明において、上記イオン置換反応には、活性化剤としてのアンモニウムイオンの存在と、触媒としてのハロゲンイオンの存在とが必要である。アンモニウムイオン源としては、例えば塩化アンモニウム、フッ化アンモニウム等の無機塩類が好ましく、その添加量はケイ酸アルカリ水溶液の総量に対して０．０１〜１．０モル／Ｋｇの範囲が好ましい。アンモニウムイオンの使用量が０．０１モル／Ｋｇ未満では活性化剤としての効果が不十分であり、その使用量が１．０モル／Ｋｇを超えても特に差し支えはないが薬剤の無駄となる。また、ハロゲンイオン触媒としては塩素イオン又はフッ素イオンが好ましく、そのイオン源としては、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ａｌ等の金属の塩化物及びフッ化物が好適である。使用量は、ケイ酸アルカリ水溶液の総量に対して０．０１〜１．０モル／Ｋｇの範囲が好ましい。ハロゲンイオンの使用量が０．０１モル／Ｋｇ未満では触媒としての効果が不十分で、本発明の目的を完全に達成することができない。また、その使用量が１．０モル／Ｋｇを超えても特に差し支えはないが、薬剤の無駄となる。

防錆塗料において、ケイ酸アルカリＭ_２Ｏ・ｎＳｉＯ_２の濃度は１０〜５０重量％の範囲にあることが適当である。濃度が１０重量％未満では、中空鋼管内面上での上記防錆塗膜形成の反応が不十分になる傾向にあり、中空鋼管基材（その上の残存有効メッキ層を含む）との密着性が良好で強固な防錆塗膜を迅速に形成することが困難になる傾向がある。また、濃度が５０重量％を超えると、ケイ酸アルカリ水溶液の粘度が増加して亜鉛メッキ層に生じた白錆内部にまで浸透し難くなる傾向にあり、これまた中空鋼管基材との密着性が良好で強固な防錆塗膜を迅速に形成することが困難になる傾向がある。

本発明では、中空鋼管鉄塔の中空鋼管の亜鉛メッキ防錆能の低下した内面に上記防錆塗料を塗装して防錆能を回復するために、上記塗装装置が使用される。

塗装装置において、クランプアームは、作動部分を中空鋼管内で位置決めするためのものであり、安定して位置決めするためには、作動部分の上下方向に複数段に設け、かつ、各段では作動部分の周方向に沿って複数本設けるのが好ましい。特に、中空鋼管内面に大きな段差が生じる圧入突き合わせ型の継手を使用する場合、クランプアームがその段差を乗り越える際に作動部分を確実に位置決めするためには、クランプアームの段数は多い方が好ましい。ただし、その段数が多くなると作動部分が長くなり嵩張るという弊害が生じる。そこで、実験的に検証した結果、クランプアームの段数は２段又は３段が最適である。

また、各段におけるクランプアームの作動部分周方向の本数は、作動部分の安定な位置決めのためには多ければ多いほどよい。ただし、各段におけるクランプアームの本数が多くなりすぎると、その展開及び折り畳みが困難になるという弊害が生じる。そこで、実験的に検証した結果、クランプアームは各段において作動部分の周方向に等間隔で４本設けることが最適である。

クランプアームを展開又は折り畳みするために作動ロッドを進退させるシリンダーとしては、各種油圧駆動手段または電気駆動手段等の任意の駆動手段によるものが使用できるが、高圧送電線鉄塔のような山間地への適用を考慮すると、エアシリンダーを適用するのが作業上及び保守性の点から都合がよい。

クランプアームの展開角度は調節可能とすることが好ましい。即ち、塗装中に中空鋼管の内径に応じてクランプアームの展開角度を調節することで、中空鋼管の内径が大きく変化する場合であってもその内径の変化に対応でき、確実に作動部分を中空鋼管内で位置決めすることができる。クランプアームの展開角度の調節は、エアシリンダーへのエア圧力を調整し作動ロッドを進退させることによって行うことができる。

一方、塗装手段は塗料を吐出するための装置として例えば塗料を噴霧する噴霧部を含む塗料噴霧装置を備えており、この塗料噴霧装置の噴霧部は、中空鋼管内面に均一に塗料を噴霧するために、作動部分の長手方向に沿った軸線周りに回転可能に取り付けるのが好ましい。塗料噴霧装置の噴霧部を回転させるための手段としては、モーター等の回転駆動装置を使用することもできるが、噴霧部を構成する噴霧ノズルからの塗料噴霧の反作用によって回転させることが好ましい。このようにすれば、回転駆動装置が不要となり装置の構成を簡素化できると同時に、中空鋼管内に渦流を起こし塗装効率を上げることができる。

また、塗装手段には、塗料噴霧装置の噴霧部へ塗料を供給するための塗料供給路を開放又は遮断する開閉操作体を設けることができる。この開閉操作体は、常時は塗料供給路を遮断する位置に向けて付勢されており、塗装時には塗料供給路を開放する位置に移動させるようにする。この開閉操作体の駆動手段としては、シリンダーなどを使用することもできるが、塗装時に塗料供給圧力タンク内の塗料の圧力を高くすることにより、塗料供給路を開放する位置に移動させるようにするのが好ましい。この塗料供給圧力タンクに圧力を加える手段としては、エアコンプレッサー等からのエアを使用するのが、作業性及び保守性の点から都合がよい。

さらに、本発明の別の態様では、前記作動部分は、前記塗装手段から吐出された前記防錆塗料を前記中空鋼管内面との接触により該中空鋼管内面上に塗布する塗布手段を更に有する。この塗布手段は、エアモータ等によって作動部分の軸線周りに回転可能に設けることが好ましい。このような塗布手段を有することで、塗装手段から吐出された塗料を中空鋼管内面の全周に確実かつ均一に塗布することができる。これは、塗料の粘度が低い等の理由により、塗装手段によって塗料を吐出するだけでは中空鋼管内面への均一な塗装が困難な場合に有効である。

以上のような本発明の防錆処理方法によれば、長さが数十メートルで内径が多段または徐々に変化するような中空鋼管鉄塔の支柱たる中空鋼管であっても、その内面の補修のための防錆処理を正確、円滑且つ効率的に行うことができ、しかも得られる防錆塗膜は長期にわたって良好な防錆能を発揮する。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は中空鋼管鉄塔の支柱たる中空鋼管（以下、「鉄塔支柱パイプ」ということがある）に挿入する前の本発明による塗装装置の第１実施形態の外観を示す斜視図である。同図に示すように、本実施形態の塗装装置の作動部分１００は、エアシリンダー１によって展開と折り畳みとが可能な上下２段クランプアーム２，３を主要な構成とする鉄塔支柱パイプ内面への固定手段Ａと、この固定手段Ａの先端に取り付けられ且つ塗料タンク４及びその先端に塗料の噴霧部が回転可能に連結された塗料噴霧装置５を主要な構成とする塗装手段Ｂとからなる。図２は固定手段Ａと塗装手段Ｂの構成を示す断面図である。

まず、図１及び図２を参照して固定手段Ａの構成について説明する。クランプアーム２は、図１に示すように、棒状本体６の円周方向に９０度間隔で４本配置されており、各クランプアーム２の基端を棒状本体６に回動可能に軸支することによって、展開及び折り畳みが可能となっている。また、各クランプアーム２の先端には、先端が棒状本体６側に湾曲した板バネ製の係合部２ａが設けられている。クランプアーム３の構成は、クランプアーム２と同じであり、各クランプアーム３の基端は棒状本体６に回動可能に軸支されており、先端には係合部３ａが設けられている。クランプアーム２とクランプアーム３とは、上下方向で整合する位置に配置されており、対応するもの同士が第１リンク片７で連結されている。第１リンク片７の両端は、クランプアーム２，３に回動可能に軸支されている。

棒状本体６の基端部には筒状支持体８が連結されており、筒状支持体８の基端部にエアシリンダー１が連結されている。エアシリンダー１の作動ロッド１ａの基端部はシリンダー本体１ｂ内に進退可能に収納されており、先端部は筒状支持体８内に収納されている。作動ロッド１ａは、初期状態では図２に示すように前進した位置にあり、この状態から図１に示すエアシリンダー用電磁弁１５を作動させてエアコンプレッサー１７からのエアをエア導入口１ｃからシリンダー本体１ｂ内に導入することによって、図２において右方向（即ち、図１において上方向）に後退するようになっている。また、作動ロッド１ａの先端にはボス９を介して連結具１０が連結されている。連結具１０は、筒状支持体８に形成したスリット８ａの部分に配置されており、作動ロッド１ａの後退に伴いスリット８ａ内を移動する。また、連結具１０には第２リンク片１１の基端部が回動可能に軸支されており、第２リンク片１１の先端部は、クランプアーム２に回動可能に軸支されている。

次に、塗装手段Ｂの構成について説明する。図２に示すように、棒状本体６の先端部にフランジ１２を介して塗料タンク４が連結され、その先端には塗料噴霧装置５が連結されている。

塗料タンク４は、中空鋼管鉄塔の上部の作業台に設置された塗料供給圧力タンク１４と塗料ホース１３を介して連結されている（図１参照）。また、塗料供給圧力タンク１４には図１に示す塗料供給圧力タンク用電磁弁１６を作動させることによりエアコンプレッサー１７からエアが供給され、塗料供給圧力タンク１４中の塗料に圧力を加えることができるようになっている。

図３は、塗料タンク４の先端部分と塗料噴霧装置５の構成を示す断面図である。図４は、塗料噴霧装置の噴霧ノズルの配置と塗料の噴霧方向を示す底面図である。図３に示すように、塗料タンク４の先端には塗料噴霧装置５の固定軸５ａが連結されており、固定軸５ａには円筒状の噴霧器ロータ５ｂがローラベアリング５ｊを介して固定軸５ａの軸線すなわち作動部分１００の軸線周りに回転可能に設けられている。また、噴霧器ロータ５ｂの先端周縁部には、塗料を吐出する噴霧部として図４に示すように円周方向に９０度間隔で４個の噴霧ノズル５ｃが配置されている。

前記固定軸５ａには塗料タンク４先端の塗料供給路４ａと連通する塗料供給路５ｄが形成されている。この塗料供給路５ｄは噴霧器ロータ５ｂに形成された塗料供給路５ｅに連通しており、これによって塗料タンク４内の塗料が各噴霧ノズル５ｃに供給される。

固定軸５ａの塗料供給路５ｄと噴霧器ロータ５ｂの塗料供給路５ｅとの接続部分には、開閉操作体５ｆが進退可能に設けられている。この開閉操作体５ｆは、スプリング５ｇによって、常時（非塗装時）は図３において右方向（即ち、図１において上方向）に前進するように付勢されている。その付勢力は、圧力調整ネジ棒５ｈのねじ込み量によって調製され、固定軸５ａの塗料供給路５ｄ内その他の塗料供給路内の高低差から生じる塗料圧力より若干大きくなるように設定されている。実際の付勢力の設定は、開閉操作体５ｆに設けた目盛り５ｉを利用して行う。

上記のように、常時（非塗装時）は、開閉操作体５ｆによって固定軸５ａの塗料供給路５ｄと噴霧器ロータ５ｂの塗料供給路５ｅとの接続部分が遮断され、噴霧ノズル５ｃに塗料が供給されることはない。これに対して、塗装時には、図１に示す塗料供給圧力タンク用電磁弁１６を作動させることによりエアコンプレッサー１７からエアによって塗料供給圧力タンク１４中の防錆塗料に圧力を加え、その圧力（塗料供給路供給路内の高低差から生じる塗料圧力を含む）が前記開閉操作体５ｆへの付勢力よりも大きくなるようにする。これによって、開閉操作体５ｆが図３において左方向に後退し、固定軸５ａの塗料供給路５ｄと噴霧器ロータ５ｂの塗料供給路５ｅとの遮断部分が開放されて、塗料供給路５ｄと塗料供給路５ｅとが連通する。これに伴い、所定圧力の防錆塗料が噴霧ノズル５ｃに供給され、ノズル孔から噴霧される。図４に示すように、防錆塗料は、噴霧器ロータ５ｂの半径方向と所定角度をなす方向に噴霧される。この様に、防錆塗料の噴霧方向を噴霧器ロータ５ｂの半径方向すなわち塗料噴霧装置５の半径方向と所定角度ずらした方向にすると、塗料噴霧の反作用によって塗料噴霧装置５が図４において時計回り方向に回転する。

以下、本実施形態の塗装装置の使用方法を説明する。

先ず、作動部分１００を鉄塔支柱パイプの頂部を構成する頂部パイプＰ１の挿入口（例えば内径１４０ｍｍ）から挿入する。このとき、エアシリンダー１の作動ロッド１ａは、先に説明したように初期状態では図２に示すように前進した状態となっている。この状態では、図２に実線で示すようにクランプアーム２，３は折り畳まれており、作動部分１００全体の外径は頂部パイプＰ１の内径よりも小さくなっているので、作動部分１００を頂部パイプＰ１の挿入口から挿入することができる。

次に、作動部分１００を鉄塔支柱パイプの下部を構成する下部パイプＰ２（例えば内径３０６ｍｍ）の下端部まで下降させる。この下降の際、作動部分１００の先端部分としては塗料タンク４の外径が最も大きく形成されているので、塗料タンク４が鉄塔パイプ内面に突き当たりガイドされる。このときスムーズにガイドされるように、塗料タンク４の先端周縁は傾斜面とされている。また、クランプアーム２，３先端の各係合部２ａ，３ａは棒状本体６側に湾曲した板バネ製であるので、クランプアーム２，３の先端が鉄塔支柱パイプ内面に引っ掛かって作動部分１００の下降が阻害されるようなことはない。

下降後、エアシリンダー１のシリンダー本体１ｂ内にエアを導入して作動ロッド１ａを図２において右方向に後退させる。これに伴い、作動ロッド１ａに連結された第２リンク片１１も後退し、クランプアーム２が図２に破線で示すように展開する。クランプアーム３はクランプアーム２と第１リンク片７によって連結されているので、クランプアーム２と連動して展開される。クランプアーム２，３が展開されると、その先端の係合部２ａ，３ａが下部パイプＰ２の内面に係合し、作動部分１００が下部パイプＰ２内で位置決めされる。

この状態で、図１に示す塗料供給圧力タンク用電磁弁１６を作動させることによりコンプレッサー１７からのエアによって塗料供給圧力タンク１４中の塗料に圧力を加える。これによって、先に図３を参照して説明したように、開閉操作体５ｆは、固定軸５ａの塗料供給路５ｄと噴霧器ロータ５ｂの塗料供給路５ｅとの遮断部分が開放する方向（図３において左方向）に移動し、ノズル５ｃに塗料が供給され噴霧される。ノズル５ｃからの塗料の噴霧に伴い、先に説明したように、その反作用によってノズル５ｃを含む噴霧器ロータ５ｂが作動部分１００の軸線周りに回転する。その結果、噴霧ノズル５ｃから噴霧される塗料は渦流となって鉄塔支柱パイプの内面に向かうので、鉄塔支柱パイプの内面を効率的かつ均一に塗装することができる。

図５は、その作動状態を示す図である。この状態のまま、作動部分１００を引き上げながら、下部パイプＰ２及びそれに連続するパイプ内面の塗装を行う。鉄塔支柱パイプ内面に段差があったとしても、クランプアーム２，３の先端の係合部２ａ、３ａが板ばね製であり、しかも棒状本体６側に湾曲した形状を有しているので、容易に段差を乗り越えることができる。

ここで、作動部分１００の引き上げに伴い、作動部分１００が位置する鉄塔支柱パイプの内径は小さくなるが、例えば、鉄塔支柱パイプの内径が２００ｍｍ程度以下になったら、エアシリンダー１のシリンダー本体１ｂ内に導入するエアの圧力を図示しない減圧弁により下げることによって、作動ロッド１ａを図２において左方向に若干前進させる。これによって、クランプアーム２，３の展開角度が小さくなり、さらに小径のパイプにも対応可能となる。このように、塗装の途中でクランプアーム２，３の展開角度を調節することで、鉄塔支柱パイプが長尺で内径が大きく変化する場合であってもその内径の変化に対応できるので、確実に作動部分１００を鉄塔支柱パイプ内で位置決めできるとともに、連続的に塗装作業を実施することができる。

以上の実施形態ではクランプアームを上下２段に設けたが、クランプアームは上下３段あるいはそれ以上に設けてもよい。その場合、各段のクランプアームを上記実施形態における第１リンク７片と同様のリンク片で連結し、連動して作動するようにすればよい。

また、以上の実施形態では塗料タンク４を介して塗料を塗料噴霧装置５に供給するようにしたが、塗料ホース１３から直接、防錆塗料を塗料噴霧装置に供給するようにしてもよい。ただし、防錆塗料の安定供給の点から塗料タンクを設けることが好ましい。なお、噴霧ノズルの数は上記実施形態の４個に限定されるものではない。

図６は鉄塔支柱パイプに挿入する前の本発明による塗装装置の第２実施形態の外観を示す透視斜視図である。同図に示すように、本実施形態の塗装装置の作動部分１００は、エアシリンダー２８によって展開及び折り畳みの可能な上下３段のクランプアーム１９，２０，２１を主要な構成とする鉄塔支柱パイプ内面への固定手段Ａと、この固定手段Ａの先端側に取り付けられた塗料噴霧装置２２を主要な構成とする塗装手段Ｂと、エアモータ２３と回転ブラシ２４を主要な構成とする塗布手段Ｃとからなる。そして、固定手段Ａ及び塗装手段Ｂは、円筒状でステンレス製の保護ケース２５で覆われている。なお、図６は、保護ケース２５を一点鎖線で表し透視して示している。

図７は固定手段Ａ、塗装手段Ｂ及び塗布手段Ｃの構成を示す断面図であり、図８は固定手段Ａにおけるエアシリンダー２８近傍の構成を示す拡大断面図であり、図９は塗装手段Ｂ及び塗布手段Ｃの要部を示す拡大断面図である。

まず、図６〜図８を参照して固定手段Ａの構成について説明する。クランプアーム１９は、図６及び図７に示すように、第１棒状本体２６の円周方向に９０度間隔で４本配置されており、各クランプアーム１９の基端を第１棒状本体２６に回動可能に軸支することによって、展開及び折り畳みが可能となっている。また、各クランプアーム１９の先端には、先端が第１棒状本体２６側に湾曲した板バネ製の係合部１９ａが設けられている。クランプアーム２０の構成は、クランプアーム１９と同じであり、各クランプアーム２０の基端は第１棒状本体２６に回動可能に軸支されており、先端には係合部２０ａが設けられている。クランプアーム１９とクランプアーム２０とは、上下方向で整合する位置に配置されており、対応するもの同士が第１リンク片３１で連結されている。第１リンク片３１の両端は、クランプアーム１９，２０に回動可能に軸支されている。

第１棒状本体２６の基端部には筒状支持体２７が連結されており、筒状支持体２７の基端部にエアシリンダー２８が連結されている。エアシリンダー２８の第１作動ロッド２８ａの基端部はシリンダー本体２８ｂ内に進退可能に収納されており、先端部は筒状支持体２７内に収納されている。第１作動ロッド２８ａは、初期状態では図７及び図８に示すように前進した位置にあり、この状態から図６に示すエアシリンダー用手動切替弁１５ａを開状態にしてエアコンプレッサー１７からのエアをエアユニット１８及びエアホース４８を経由してエア導入口２８ｃからシリンダー本体２８ｂ内に導入することによって、図７及び図８において右方向（即ち、図６において上方向）に後退するようになっている。また、第１作動ロッド２８ａの先端にはボス２９を介して連結具３０が連結されている。連結具３０は、筒状支持体２７に形成したスリット２７ａの部分に配置されており、第１作動ロッド２８ａの後退に伴いスリット２７ａ内を移動する。また、連結具３０には第２リンク片３２の基端部が回動可能に軸支されており、第２リンク片３２の先端部は、クランプアーム１９に回動可能に軸支されている。

クランプアーム２１は、図６及び図７に示すように、第２棒状本体３３の円周方向に９０度間隔で４本配置されており、各クランプアーム２１の基端部を第２棒状本体３３に回動可能に軸支することによって、展開及び折り畳みが可能となっている。また、各クランプアーム２１の先端部には、先端が第２棒状本体３３側に湾曲した板バネ製の係合部２１ａが設けられている。クランプアーム２１は、クランプアーム１９及びクランプアーム２０と上下方向で整合する位置に配置されている。

第２棒状本体３３の基端部には筒状支持体３４が連結されており、筒状支持体３４の基端部にエアシリンダー２８が連結されている。エアシリンダー２８の第２作動ロッド２８ｄの一端部はシリンダー本体２８ｂ内に進退可能に収納されており、他端部は筒状支持体３４内に収納されている。第２作動ロッド２８ｄは、初期状態では図７及び図８に示すように後退した位置にあり、この状態から図６に示すエアシリンダー用手動切替弁１５ａを開状態にしてエアコンプレッサー１７からのエアをエアユニット１８及びエアホース４８を経由してエア導入口２８ｃからシリンダー本体２８ｂ内に導入することによって、図７及び図８において右方向（即ち、図６において上方向）に前進するようになっている。また、第２作動ロッド２８ｄの先端にはボス３５を介して連結具３６が連結されている。連結具３６は、筒状支持体３４に形成したスリット３４ａの部分に配置されており、第２作動ロッド２８ｄの前進に伴いスリット３４ａ内を移動する。また、連結具３６には第３リンク片３７の基端部が回動可能に軸支されており、第３リンク片３７の先端部は、クランプアーム２１に回動可能に軸支されている。

次に、塗装手段Ｂの構成について説明する。図７及び図９に示すように、第１棒状本体２６の先端部にフランジ３８を介してエアモータ収納ケース３９が連結されており、エアモータ収納ケース３９の外周面に周方向に１８０度の間隔を置いて２個の塗料噴霧装置２２が取り付けられている。塗料噴霧装置２２には、塗料ホース４０が連結されており、塗料ホース４０の基端は図６に示すように中空鋼管鉄塔上部の作業台に設置された塗料タンク４１内に挿入されている。塗料タンク４１には、エアコンプレッサー１７からのエアが減圧弁４２で所定圧力に調整された後に供給される。これによって、塗料タンク４１内の防錆塗料が塗料ホース４０を介して塗料噴霧装置２２に供給され、この塗料噴霧装置２２から防錆塗料が鉄塔支柱パイプ内面に向けて噴霧される。

尚、塗料ホース４０にはバルブ４３が設けられており、このバルブを閉にすることにより防錆塗料の噴霧は停止される。また、塗料ホース４０には塗料用減圧弁４４が設けられており、これによって塗料噴霧装置２２に供給される塗料の圧力が調整される。

図１０は、塗料噴霧装置２２から噴霧される塗料の方向を示す説明図である。同図に示すように、塗料は鉄塔支柱パイプＰの内面に対して直角ではなく斜め方向に噴霧される。その方が鉄塔支柱パイプＰの内面からの塗料の跳ね返りがないので、スムーズに塗料を噴霧することができる。

次に、塗布手段Ｃの構成について説明する。図７及び図９に示すように、第１棒状本体２６の先端部にはフランジ３８を介してエアモータ２３が連結され、その先端の回転駆動軸２３ａに連結部２３ｂを介して４本の回転ブラシ２４が円周方向に９０度間隔で、展開及び折り畳み可能に連結されている。

エアモータ２３は、前述したエアモータ収納ケース３９内に収納されており、図６に示すエアモータ用手動切替弁４６を開にし、エアコンプレッサー１７からエアをエアホース４７を介して導入口４９から導入することによって回転駆動する。

連結部２３ｂは、エアモータ収納ケース３９の先端部に取り付けられた先端キャップ４５内にベアリングを介して回転可能に装着されている。従って、エアモータ２３の回転駆動軸２３ａの回転に伴って連結部２３ｂもスムーズに回転する。連結部２３ｂには回転ブラシ２４の基端部が回動可能に軸支されており、連結部２３ｂが回転すると回転ブラシ２４が遠心力によって展開し、連結部２３ｂの回転が停止すると回転ブラシ２４が自重によって折り畳まれるようになっている。

以下、本実施形態の塗装装置の使用方法を説明する。

先ず、作動部分１００を鉄塔支柱パイプの頂部を構成する頂部パイプの挿入口（例えば内径１４０ｍｍ）から挿入する。この初期状態では、図７に関し先に説明したように、エアシリンダー２８の第１作動ロッド２８ａは前進した状態にあり第２作動ロッド２８ｄは後退した状態となっている。この状態では、図７に実線で示すようにクランプアーム１９，２０，２１は保護ケース２５内に位置するように折り畳まれている。保護ケース２５の外径は頂部パイプＰ１の内径よりも小さくなっているので、作動部分１００を頂部パイプＰ１の挿入口から挿入することができる。

次に、作動部分１００を鉄塔支柱パイプの下部を構成する下部パイプＰ２（例えば内径３０６ｍｍ）の下端部まで下降させる。この下降の際、作動部分１００の構成要素は回転ブラシ２４を除いて保護ケース２５内に収容されているので、作動部分１００は保護ケース２５によってガイドされながらスムーズに下降する。

下降後、図６に示すエアシリンダー用手動切替弁１５ａを開にしてエアコンプレッサー１７からのエアをエアシリンダー２８のシリンダー本体内２８ｂに導入して第１作動ロッド２８ａ及び第２作動ロッド２８ｄを図７において右方向に移動させる。これに伴い、第１作動ロッド２８ａに連結された第２リンク片３２も右方向に移動し、クランプアーム１９が図７に破線で示すように展開する。クランプアーム２０はクランプアーム１９と第１リンク片３１によって連結されているので、クランプアーム１９と連動して展開される。同様に、第２作動ロッド２８ｄに連結された第３リンク片３７も右方向に移動し、クランプアーム２１が図７に破線で示すように展開する。クランプアーム１９，２０，２１が展開されると、その先端の係合部１９ａ，２０ａ，２１ａが下部パイプＰ２の内面に係合し、作動部分１００が下部パイプＰ２内で位置決めされる。尚、保護ケース２５には、クランプアーム１９，２０，２１が展開時に通過可能なスリット（図示せず）が設けられている。

この状態で、図６に示す塗料ホース４０に設けられたバルブ４３を開にして、塗料噴霧装置２２から、下部パイプＰ２の内面に向けて塗料を噴霧する。これに合わせて、図６に示すエアモータ用手動切替弁４６を開にしてエアコンプレッサー１７からのエアによってエアモータ２３を駆動させ、その駆動回転軸２３ａ及び連結部２３ｂを回転させる。これに伴い、連結部２３ｂに連結されている回転ブラシ２４も回転し遠心力によって外方に展開する。これによって、回転ブラシ２４の先端のブラシ部分が下部パイプＰ２の内面に接触しながら回転することになり、塗料噴霧装置２２から噴霧され下部パイプＰ２の内面に付着した塗料が下部パイプＰ２の内面の全周に均一に塗布される。

図１１は、その作動状態を示す図である。この状態のまま、作動部分１００を引き上げながら、下部パイプＰ２及びそれに連続するパイプ内面の塗装を行う。鉄塔支柱パイプ内面に段差があったとしても、クランプアーム１９，２０，２１の先端の係合部１９ａ、２０ａ、２１ａが板ばね製であり、しかも作動部分１００の中心軸側に湾曲した形状を有しているので、容易に段差を乗り越えることができる。

ここで、作動部分１００の引き上げに伴い、作動部分１００が位置する鉄塔支柱パイプの内径は小さくなるが、例えば、鉄塔支柱パイプの内径が２００ｍｍ程度以下になったら、エアシリンダー２８のシリンダー本体２８ｂ内に導入するエアの圧力を図示しない減圧弁により下げることによって、第１作動ロッド２８ａ及び第２作動ロッド２８ｄを図７において左方向に若干移動させる。これによって、クランプアーム１９，２０，２１の展開角度が小さくなり、さらに小径のパイプにも対応可能となる。このように、塗装の途中でクランプアーム１９，２０，２１の展開角度を調節することで、鉄塔支柱パイプが長尺で内径が大きく変化する場合であってもその内径の変化に対応できるので、確実に作動部分１００を鉄塔支柱パイプ内で位置決めできるとともに、連続的に塗装作業を実施することができる。

以下、本発明を実施例により説明する。

［実施例１］
Ｎａ_２Ｏ・３ＳｉＯ_２で示されるケイ酸ナトリウムの４０％水溶液１００重量部に対して、塩化アンモニウム５重量部及び塩化ナトリウム５重量部を添加することで、防錆塗料を調製した。防錆塗料中において、アンモニウムイオン濃度は０．４モル／Ｋｇであり、塩素イオン濃度は０．８モル／Ｋｇであった。また、防錆塗料中におけるケイ酸ナトリウム濃度は１８重量％であった。

被塗物として、高さが４ｍで、頂部パイプ内径が２０５ｍｍで、下部パイプ内径が２０５ｍｍの模擬中空鋼管鉄塔の支柱である中空鋼管（模擬鉄塔支柱パイプ）であって、内面に防錆用亜鉛メッキ層が形成されているものを使用した。模擬鉄塔支柱パイプの内面は、経年変化によるものに似せるために、塩水噴霧処理を２８０時間行うことで、亜鉛メッキ層に白錆を生じさせた。

塗装装置として上記図１〜５を参照して説明したものを使用して、上記の模擬鉄塔支柱パイプの内面に対して、上記の防錆塗料を用いて防錆処理を行った。

形成された防錆塗膜の防錆能を調べるために、模擬鉄塔支柱パイプの一部を切り出し、その内面に対して２８０時間の塩水噴霧試験を行ったところ、防錆塗膜には何らの損傷もなく、錆の発生も全く認められなかった。

［実施例２］
塗装装置として上記図６〜１１を参照して説明したものを使用したこと以外は、実施例１と同様にして防錆処理を行った。

［比較例１］
防錆塗料として「エポオール＃４０下塗」（大日本塗料株式会社製商品名：２液性溶剤型変性エポキシ樹脂塗料）を不揮発分２０％に調整したものを使用したこと以外は、実施例１と同様にして防錆処理を行った。

形成された防錆塗膜を観察したところ全体に泡状の塗り漏れ部分があり、この防錆塗膜の防錆能を調べるために、模擬鉄塔支柱パイプの一部を切り出し、その内面に対して２８０時間の塩水噴霧試験を行ったところ、塗り漏れ部分を中心として著しい白錆の発生が認められた。

［比較例２］
実施例１で使用したものと同等の防錆塗料を用いて、実施例１で被塗物として使用したものと同等の模擬鉄塔支柱パイプの上端面開口から内面上に防錆塗料を垂れ流す垂れ流し塗装を行った。

形成された防錆塗膜の防錆能を調べるために、模擬鉄塔支柱パイプの一部を切り出し、その内面に対して２８０時間の塩水噴霧試験を行ったところ、筋状の白錆の発生が認められた。

本発明の防錆処理方法で使用する塗装装置の外観を示す斜視図である。図１の塗装装置における固定手段及び塗装手段の構成を示す断面図である。図１の塗装装置における塗料タンクの先端部分と塗料噴霧装置の構成を示す断面図である。図１の塗装装置における塗料噴霧装置の噴霧ノズルの配置と塗料の噴霧方向とを示す底面図である。鉄塔支柱パイプに挿入した状態における図１の塗装装置の外観を示す斜視図である。本発明の防錆処理方法で使用する塗装装置の外観を示す透視斜視図である。図６の塗装装置における固定手段、塗装手段及び塗布手段の構成を示す断面図である。図６の塗装装置における固定手段のエアシリンダー近傍の構成を示す拡大断面図である。図６の塗装装置における塗装手段及び塗布手段の要部を示す拡大断面図である。図６の塗装装置における塗料噴霧装置から噴霧される塗料の方向を示す説明図である。鉄塔支柱パイプに挿入した状態における図６の塗装装置の外観を示す斜視図である。

符号の説明

１００塗装装置の作動部分
Ａ塗装装置の固定手段
Ｂ塗装装置の塗装手段
Ｃ塗装装置の塗布手段
１エアシリンダー
１ａ作動ロッド
１ｂシリンダー本体
１ｃエア導入口
２，３クランプアーム
２ａ，３ａ係合部
４塗料タンク
４ａ塗料供給路
５塗料噴霧装置
５ａ固定軸
５ｂ噴霧器ロータ
５ｃ噴霧ノズル（噴霧部）
５ｄ固定軸の塗料供給路
５ｅ噴霧器ロータの塗料供給路
５ｆ開閉操作体
５ｇスプリング
５ｈ圧力調整ねじ棒
５ｉ目盛
５ｊローラベアリング
６棒状本体
７第１リンク片
８筒状支持体
８ａスリット
９ボス
１０連結具
１１第２リンク片
１２フランジ
１３塗料ホース
１４塗料供給圧力タンク
１５エアシリンダー用電磁弁
１５ａエアシリンダー用手動切替弁
１６塗料供給圧力タンク用電磁弁
１７エアコンプレッサー
１８エアユニット
１９，２０，２１クランプアーム
１９ａ，２０ａ，２１ａ係合部
２２塗料噴霧装置
２３エアモータ
２３ａ駆動回転軸
２３ｂ連結部
２４回転ブラシ
２５保護ケース
２６第１棒状本体
２７筒状支持体
２７ａスリット
２８エアシリンダー
２８ａ第１作動ロッド
２８ｂシリンダー本体
２８ｃエア導入口
２８ｄ第２作動ロッド
２９ボス
３０連結具
３１第１リンク片
３２第２リンク片
３３第２棒状本体
３４筒状支持体
３５ボス
３６連結具
３７第３リンク片
３８フランジ
３９エアモータ収納ケース
４０塗料ホース
４１塗料タンク
４２減圧弁
４３バルブ
４４塗料用減圧弁
４５先端キャップ
４６エアモータ用手動切替弁
４７，４８エアホース
４９エア導入口

Claims

内径が段差をもって多段に変化する中空鋼管鉄塔の中空鋼管の内面の亜鉛メッキ面及び白錆の発生した亜鉛メッキ面の一方又は両方に対して、
０．０１〜１．０モル／Ｋｇのアンモニウムイオンと０．０１〜１．０モル／Ｋｇのハロゲンイオンとを含有し且つＭ_２Ｏ・ｎＳｉＯ_２（ここで、ＭがＮａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｃｓのいずれかであり、ｎが１〜５である）の一般式で表されるケイ酸アルカリを主体とするアルカリ水溶液からなる防錆塗料を、
前記中空鋼管内に自在に挿入できる作動部分を備えており、該作動部分は、シリンダー内に収納された進退可能な作動ロッドと該作動ロッドの進退に基づき互いに連動して展開及び折り畳みが可能な複数段のクランプアームとからなる中空鋼管内面への固定手段と、該固定手段の先端に取り付けられ前記防錆塗料を吐出し得る塗装手段とを有しており、前記固定手段及び前記塗装手段は筒状の保護ケースで覆われており、前記クランプアームは、折り畳み時には前記保護ケース内に位置し、展開時には前記保護ケースに設けたスリットを通過して前記保護ケース外に展開する塗装装置を用いて、
塗装することを特徴とする、中空鋼管鉄塔の中空鋼管内面の防錆処理方法。
前記防錆塗料は前記ケイ酸アルカリの濃度が１０〜５０重量％であることを特徴とする、請求項１に記載の中空鋼管鉄塔の中空鋼管内面の防錆処理方法。
前記塗装装置の塗装手段は前記防錆塗料を噴霧する噴霧部を含む塗料噴霧装置を有しており、前記噴霧部は前記作動部分の軸線周りに回転可能であることを特徴とする、請求項１〜２のいずれかに記載の中空鋼管鉄塔の中空鋼管内面の防錆処理方法。
前記塗料噴霧装置の噴霧部は、噴霧ノズルからなり、該噴霧ノズルからの前記防錆塗料の噴霧の反作用により前記作動部分の軸線周りに回転することを特徴とする、請求項３に記載の中空鋼管鉄塔の中空鋼管内面の防錆処理方法。
前記塗装手段は前記噴霧部へ前記防錆塗料を供給する塗料供給路を開放または遮断する開閉操作体を備えており、該開閉操作体は、常時前記塗料供給路を遮断する位置に向けて付勢されており、塗装時には前記防錆塗料の供給圧力により前記塗料供給路を開放する位置へと移動することを特徴とする、請求項３〜４のいずれかに記載の中空鋼管鉄塔の中空鋼管内面の防錆処理方法。
前記作動部分は、前記塗装手段から吐出された前記防錆塗料を前記中空鋼管内面との接触により該中空鋼管内面上に塗布する塗布手段を更に有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の中空鋼管鉄塔の中空鋼管内面の防錆処理方法。
前記塗布手段は前記作動部分の軸線周りに回転可能であることを特徴とする、請求項６に記載の中空鋼管鉄塔の中空鋼管内面の防錆処理方法。
前記塗布手段は遠心力による展開及び自重による折り畳みが可能な回転ブラシを有することを特徴とする、請求項７に記載の中空鋼管鉄塔の中空鋼管内面の防錆処理方法。
前記固定手段のクランプアームの先端には板バネ製の係合部が設けられていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の中空鋼管鉄塔の中空鋼管内面の防錆処理方法。
各段の前記クランプアームは前記作動部分の軸線周りに複数本設けられていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の中空鋼管鉄塔の中空鋼管内面の防錆処理方法。
各段の前記クランプアームは前記作動部分の軸線周りに４本設けられていることを特徴とする、請求項１０に記載の中空鋼管鉄塔の中空鋼管内面の防錆処理方法。
前記クランプアームは展開角度が調節可能であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の中空鋼管鉄塔の中空鋼管内面の防錆処理方法。
前記シリンダーはエアシリンダーであることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載の中空鋼管鉄塔の中空鋼管内面の防錆処理方法。
前記固定手段は３段以上の前記クランプアームを有することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載の中空鋼管鉄塔の中空鋼管内面の防錆処理方法。
前記保護ケースは円筒状をなしていることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれかに記載の中空鋼管鉄塔の中空鋼管内面の防錆処理方法。
前記塗装装置の作動部分を引き上げながら塗装することを特徴とする、請求項１〜１５のいずれかに記載の中空鋼管鉄塔の中空鋼管内面の防錆処理方法。