JP5241797B2 - 鋼管内部における器具の保持治具 - Google Patents

Description

本発明は鋼管内部における器具の保持治具に関し、特に鋼管鉄塔の内部調査器具を鋼管内の軸方向中心位置で保持させる場合に適用して有用なものである。

送電線鉄塔には、鋼管を構造材として形成したものがある。かかる鋼管鉄塔に対し、近年行った内部調査で、鋼管鉄塔の内周面に腐食が発生していることが明らかになってきた。鋼管鉄塔の内周面の腐食が進行すると鉄塔強度に深刻な影響を与えることが懸念されため、腐食防止の対策を講じる必要がある。かかる腐食防止対策を講じるに当たっては、この種の腐食のメカニズムを把握することが肝要である。その一環として鋼管鉄塔の内部の環境調査、すなわち鉄塔鋼管の内部の温度、湿度等を長期（例えば１年）に亘り継続的に計測してそのデータを集積することが求められる。

図５は鋼管を構造材とする送電線鉄塔の一例を概念的に示す説明図である。同図に示すように、当該送電線鉄塔Ｉは複数種類（図では８種類を示す）の内径（例えば１００ｍｍ〜６００ｍｍ程度）の鋼管０１Ａ〜０１Ｈを連結して構成してある。各鋼管０１Ａ〜０１Ｈは先端部から地上に向かって内径が段階的に漸大するように連結してある。したがって、各鋼管０１Ａ〜０１Ｈ同士を連結するための異径鋼管の複数箇所（図では７箇所）の連結部０２Ａ〜０２Ｇが形成される。また、途中には鋼管０１Ａ〜０１Ｈの地面に対する傾斜角が変更される傾き変更点（図面では連結部０２Ｃ）が形成される。なお、図５（ｂ）には連結部０２Ｂおよび傾き変更点でもある連結部０２Ｃを抽出・拡大して示している。

かかる送電線鉄塔Ｉにおける鋼管０１Ａ〜０１Ｈ内の環境調査を行う場合には、図５（ｃ）に示すように、送電線鉄塔Ｉの先端の鋼管０１Ａにおいて、その上端の開口部０３の蓋（図示せず）を取り外し、開口部０３からロープ０４を鋼管０１Ａ内に挿入し、ロープ０４の先端に連結したウェイト０５の自重を利用して鋼管０１Ｂ〜０１Ｈ内を降下させ、かかるロープ０４の途中に所定間隔で複数の計測器０６Ａ，０６Ｂを配設させておくことが考えられる。ここで、計測器０６Ａ，０６Ｂは所定の期間の温度、湿度等のデータを内部に蓄積する機能を有するものとする。

ところが、このようにロープ０４に計測器０６Ａ，０６Ｂを直接固定した場合には、計測器０６Ａ，０６Ｂの鋼管０１Ａ〜０１Ｈ内への設置作業に伴うロープ０４の下降あるいは鋼管０１Ａ〜０１Ｈ内からの取出し作業に伴うロープ０４の上昇の際、ロープ０４が揺れることにより計測器０６Ａ，０６Ｂが鋼管０１Ａ〜０１Ｈの内周面に衝突する場合が考えられる。計測器０６Ａ，０６Ｂは、一般に精密機械であるため、衝突等による衝撃は可及的に回避する必要がある。また、計測器０６Ａ，０６Ｂは鋼管０１Ａ〜０１Ｈの軸方向に関する中心部分に設置されるのが望ましい。中心部分が鋼管０１Ａ〜０１Ｈ内の環境の状態（温度、湿度等）を最も良好に反映しているからである。そこで、計測器０６Ａ，０６Ｂを所定の位置に保持する保持治具が必要になる。

この種の保持治具として図６に示すようなものが提案されている。同図に示すように、保持治具０７はロッド状の本体０７Ａ、ガイド０７Ｂおよび開閉部０７Ｃからなる。本体０７Ａは０６Ａ，０６Ｂが固定されたロープ０４に固定されている。ガイド０７Ｂは本体０７Ａから鋼管０１Ｂの内周面に向かって本体０７Ａから左右に張り出すように形成された同一長の２枚のロッド状部材であり、それぞれの先端が鋼管０１Ｂの内周面に当接するようになっている。かくして、本体０７Ａ、これに位置が規制されるロープ０４、計測器０６Ａ，０６Ｂを鋼管０１Ａ，０１Ｂの軸方向に関する中心に位置させることができる。

ここで、開閉部０７Ｃは、本体０７Ａとガイド０７Ｂとの間に介在させてあり、本体０７Ａに対しガイド０７Ｂを開閉する機能を有する。かかる開閉部０７Ｃはガイド０７Ｂに、これが常に開くような方向の力を付与するバネを介在させるか、または油圧等に操作機構で開閉させる（例えば特許文献１参照）ようにすることで好適に形成することができる。かかる保持治具０７においてガイド０７Ｂが閉じた状態を図６（ｂ）に、開いた状態を図６（ｃ）にそれぞれ示しておく。

特開２００４−２８６１１４号（図３および段落〔００３９〕〜〔００４１〕参照）

上述の如き従来技術に係る保持治具０７のうち開閉部０７Ｃをバネで開くように構成した場合は、ロープ０４を使用した計測器０６Ａ，０６Ｂの昇降の際の支障の発生が懸念される。送電線鉄塔Ｉの場合、鋼管０１Ａ〜０１Ｈの内径が段階的に変化するため、各内径に合わせてフレキシブルに広がる必要があり、バネの場合では計測器０６Ａ，０６Ｂの挿入・撤去時に連結部０２Ａ〜０２Ｄに形成された段部に引っかかる等、連結部０２Ａ〜０２Ｄにおけるスムーズな通過が阻害される場合があるからである。このように、開閉部０７Ｃをバネで形成した場合には、ガイド０７Ｂが鋼管０１Ａ〜０１Ｈの内周面と常に擦れるため，内周面に傷をつけるばかりでなく、引掛り易い。特に、異径の鋼管０１Ａ，０１Ｂの連結部０２Ａでは、鋼管０１Ａ，０１Ｂの連結部０２Ａの段差により引掛かり易い。

一方、ガイド０７Ｂを油圧または電動により開閉する場合、開閉部０７Ｃの操作機構が複雑となり故障し易いばかりでなく、別途電源が必要になる。このため、長期間設置する場合、錆などで動作部が固着してしまい、撤去時にガイド０７Ｂを畳むことができず、撤去が不能になる場合もある。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、電源等の特別な駆動手段を必要とせず、簡単な構成でロープに吊下させる計測器等の器具を鋼管の軸方向に関する中心部分に確実に位置させることができ、また前記器具のロープを介しての設置および撤去の作業も良好に行うことが可能となる鋼管内における器具の保持治具を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、昇降用のロープが接続されて前記ロープに吊下される本体と、前記ロープの軸方向に対し直交するとともに、前記ロープの軸回りに等間隔となる複数の方向に前記本体から同量ずつ放射状に突出させて各基端部が前記本体の外周面に取り付けられた可撓性部材からなる複数のガイド部材とを有するとともに、前記本体はロッド状の部材であり、その外周面には前記ガイド部材と同数の溝が周方向に等間隔な位置で、前記ロープの軸方向に亘って形成してあり、前記各ガイド部材の両端部は前記溝に嵌入されて前記溝に沿い前記軸方向に移動可能に形成されている円弧状の部材であることを特徴とする鋼管内部における器具の保持治具にある。

本発明の第２の態様は、第１の態様に記載する鋼管内部における器具の保持治具において、前記溝に嵌入された前記各両端部のうち一方と他方との間の位置で前記本体に固定され、前記各ガイド部材の前記両端部の前記各溝に沿う移動に伴い前記一方と前記他方とをそれぞれ当接させて前記両端部の位置を規制するストッパを有することを特徴とする鋼管内部における器具の保持治具にある。

本発明の第３の態様は、第１または第２の態様に記載する鋼管内部における器具の保持治具において、前記各ガイド部材の先端部にはベアリングを配設したことを特徴とする鋼管内部における器具の保持治具にある。

本発明の第４の態様は、第１〜第３の態様の何れか一つに記載する鋼管内部における器具の保持治具において、前記各ガイド部材の両端部はベアリングを介して前記各溝に嵌入されていることを特徴とする鋼管内部における器具の保持治具にある。

本発明によれば、複数のガイド部材のそれぞれが適度に撓むことができるので、鋼管の径が変わっても柔軟に径の変化に追随して各ガイド部材の先端部を鋼管の内周面に当接させることができる。ここで、ガイド部材の先端部と本体までの距離は、等距離に形成してあるので、本体の位置に規定されるロープに固定された計測器等の器具を常に鋼管の軸方向の中心部に位置させることができる。

このとき、所定位置への保持はガイド部材の弾性力を利用しているので、特別な駆動源等を必要とすることもなく、可及的に構造的な簡素化も図り得る。

本発明の実施の形態に係る鋼管内部における器具の保持治具を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。 図１に示す保持治具の一部の変形例を示す斜視図である。 図１に示す保持治具を用いた計測器の設置時の態様を示す説明図である。 図１に示す保持治具を用いた計測器の撤去時の態様を示す説明図である。 鋼管鉄塔に関する図で、（ａ）は鋼管鉄塔の全体を示す説明図、（ｂ）は（ａ）の一部を抽出して示す斜視図、（ｃ）は鋼管鉄塔の鋼管にロープを介して計測器を設置する場合の態様を示す断面図である。 従来技術に係る鋼管内部における器具の保持治具を示す図で、（ａ）はその設置時の態様を示す断面図、（ｂ）はガイドを閉じた状態を示す説明図、（ｃ）はガイドを開いた状態を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１は本発明の実施の形態に係る保持治具を示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその斜視図である。両図に示ように、保持治具１は本体２と、複数個（本形態では４個）のガイド部材３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄからなる。本体２は昇降用のロープ０４（図１には図示せず。；以下同じ。）に吊下された筒状の部材で、その外周面には、その軸回りに等間隔な位置で軸方向に亘ってガイド部材３Ａ〜３Ｄと同数の溝４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄが形成されている。ガイド部材３Ａ〜３Ｄは樹脂や金属等の可撓性を有する線状材で形成され、溝４Ａ〜４Ｄにそれぞれの両端部が嵌入されて各溝４Ａ〜４Ｄに沿い前記軸方向に移動可能に形成されている。かくして、ガイド部材３Ａ〜３Ｄは先端部に作用する力に応じてその形状が変化する円弧状の部材として形成してあり、しかも、図１（ａ）に明示するように、本体２の軸方向（ロープ０４の軸方向）に対して直交する複数方向（本形態では４方向）に同量ずつ放射状に突出させてある。

ここで、図示はしないが、ガイド部材３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの両端部はベアリング等のスライド部材を介して各溝４Ａ〜４Ｄに嵌入するのが望ましい。その分、ガイド部材３Ａ〜３Ｄの各溝４Ａ〜４Ｄに沿う移動を円滑に行い得るからである。さらに、図２に示すように、各ガイド部材３Ａ〜３Ｄの先端部にもベアリング６を配設するのが望ましい。各先端部がベアリング６を介して鋼管の内周面に当接した場合（この点に関しては後に詳述する）において、前記内周面と各ガイド部材３Ａ〜３Ｄの先端部との間の摩擦を可及的に低減して内周面に対する当該保持治具１の円滑な移動を担保し得るからである。

図１（ｂ）に示すように、ストッパ５は、本体２にその軸方向中央において固着されている。かくして、ストッパ５は、各溝４Ａ〜４Ｄに嵌入された各ガイド部材３Ａ〜３Ｄの各両端部のうち一方と他方との間の位置で本体２に固定され、各ガイド部材３Ａ〜３Ｄの前記両端部の各溝４Ａ〜４Ｄに沿う移動に伴い前記一方と前記他方とをそれぞれ当接させて前記両端部の位置を規制する。すなわち、図１（ｂ）に示す状態において、前記両端部の一方はストッパ５を超えて図中下方に移動することはできず、他方はストッパ５を超えて図中上方に移動することはできない。

図３は本形態に係る保持治具を用いた計測器の設置時の態様を示す説明図で、図４はその撤去時の態様を示す説明図である。両図に基づき本形態に係る保持治具１の使用態様を説明しておく。かかる使用態様は図５に示すような送電線鉄塔Ｉを構成する鋼管の内部の環境（温度、湿度等）を計測する計測器を設置ないし撤去する場合である。

図３に示すように、計測器０６の設置時には、計測器０６を固定したロープ０４を、その先端にウェイト０５（図５（ｃ）参照）を結びつけた状態で送電線鉄塔Ｉ（図５（ａ）参照）の頂部の開口から鋼管７，８，１０，１１の内部に自重で挿入する。ここで、鋼管７，８，１０，１１は送電線鉄塔Ｉを構成する部材であり、それぞれが連結部９，１２で連結された計測対象である異径鋼管である。

この際、図３（ａ）に示すような相対的に大径の鋼管８では、ガイド部材３Ａ、３Ｂ（なおガイド部材３Ｃ，３Ｄもこれらに直交する方向にそれぞれ設けられているが、図示は省略している。以下同じ。）がほぼ円形に変形することで各先端部が鋼管８の内周面に当接させられる。同様に、図３（ｂ）に示すような相対的に大径の鋼管１１では、ガイド部材３Ａ、３Ｂが軸方向と直交する方向に水平方向な方向に扁平な楕円形状に変形することで各先端部が鋼管１１の内周面に当接させられる。

ここで、ガイド部材３Ａ，３Ｂは本体２に対し線対称に変形し本体２からの突出量が同じであるため、本体２は鋼管８，１１の軸方向の中心に位置させられる。また、ガイド部材３Ａ，３Ｂは可撓性部材であるため変形に伴う所定の反力で鋼管８，１１の内周面を押圧するので、安定的に所定の中心位置を確保することができる。この結果、ロープ０４の位置を介して計測器０６の位置も所定の軸方向中心位置に安定的に占位させることができ、所定の環境データを長期に亘り安定的に採取し得る。また、設置時にロープ０４の位置は本形態に係る保持治具１で規制されるので、ロープ０４が揺れて計測器０６が鋼管７，８，１０，１１の内周面に衝突して損傷する等の不都合を未然に防止し得る。

図４は本形態に係る保持治具を用いた計測器の撤去時の態様を示す説明図である。同図は相対的に大径の鋼管８と相対的に小径の鋼管７との連結部９を通過させる場合の態様である。まず、ロープ０４を引き上げることにより、図４（ａ）に示す位置にガイド部材３Ａ，３Ｂが達したとき、楕円状に変形して鋼管８の内周面に先端が当接しているガイド部材３Ａ，３Ｂは連結部９の段部に引っかかる。かかる状態でロープ０４に張力を加え続けて引き上げると、ガイド部材３Ａ，３Ｂが図４（ｂ）のように変形することで連結部９を通過させることができる。

かかる状態でさらにロープ０４を引き上げると図４（ｃ）に示すように、鋼管７の内径に対応する形状にガイド部材３Ａ，３Ｂが変形して良好な撤去作業を継続することができる。かかる撤去作業においても計測器０６の軸方向位置はロープ０４を介して保持治具１により所定位置に保持され続けるので、鋼管８，７の内周面に対する衝突を防止することができる。

このように本形態によれば、所定位置への保持はガイド部材の弾性力を利用しているので、電源等の特別な駆動源等を必要とすることもない。

なお、上記実施の形態においては、ガイド部材３Ａ〜３Ｄは円弧状の部材としたが、これに限るものではない。原理的には本体２から軸方向と直角に突出する可撓性の部材であれば良い。また、上記実施の形態においては、ガイド部材３Ａ〜３Ｄの数は４個としたがこれに限るものではない。多いほど保持治具としての保持機能は安定するが、少なくとも２個、好ましくは３個以上あれば良い。

さらに、上記実施の形態では、器具として計測器０６に関して説明したが、これに限るものではない。他にカメラ、塗装装置等、鋼管内部に挿入して所定の作業を行わせる器具の位置決め保持治具として有用なものとなる。

本発明は鋼管鉄塔の保守・管理や工事を行う産業分野において利用することができる。

１ 保持治具
２ 本体
３Ａ〜３Ｄ ガイド部材
４Ａ〜４Ｄ 溝
５ ストッパ
６ ベアリング
７，８ 鋼管
９ 連結部
０４ ロープ
０６ 計測器

Claims (4)

1. 昇降用のロープが接続されて前記ロープに吊下される本体と、
   前記ロープの軸方向に対し直交するとともに、前記ロープの軸回りに等間隔となる複数の方向に前記本体から同量ずつ放射状に突出させて各基端部が前記本体の外周面に取り付けられた可撓性部材からなる複数のガイド部材とを有するとともに、
   前記本体はロッド状の部材であり、その外周面には前記ガイド部材と同数の溝が周方向に等間隔な位置で、前記ロープの軸方向に亘って形成してあり、
   前記各ガイド部材の両端部は前記溝に嵌入されて前記溝に沿い前記軸方向に移動可能に形成されている円弧状の部材であることを特徴とする鋼管内部における器具の保持治具。
2. 請求項１に記載する鋼管内部における器具の保持治具において、
   前記溝に嵌入された前記各両端部のうち一方と他方との間の位置で前記本体に固定され、前記各ガイド部材の前記両端部の前記各溝に沿う移動に伴い前記一方と前記他方とをそれぞれ当接させて前記両端部の位置を規制するストッパを有することを特徴とする鋼管内部における器具の保持治具。
3. 請求項１または請求項２に記載する鋼管内部における器具の保持治具において、
   前記各ガイド部材の先端部にはベアリングを配設したことを特徴とする鋼管内部における器具の保持治具。
4. 請求項１〜請求項３の何れか一つに記載する鋼管内部における器具の保持治具において、
   前記各ガイド部材の両端部はベアリングを介して前記各溝に嵌入されていることを特徴とする鋼管内部における器具の保持治具。

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