(57)【要約】【課題】鋼管構造物の内面を防錆処理する設備において、鋼管構造物の内面調査過程、調査結果にもとづく内面除錆処理過程、除錆後の内面防錆処理過程に広く適用できるが、主として内面除錆処理過程に特に適しかつ外部から簡単に操作できる鋼管構造物内面除錆処理装置を提供すること。【解決手段】鋼管構造物内面補修装置２００は、鋼管構造物１００において、開口可能部Ｃより鋼管部材Ａの内面の腐食状態を調査し、検出された除錆部位を除錆および防錆処理する。内面補修装置２００を開口可能部Ｃから挿入する。装置２００を部材内部に保持しながら装置２００を移動させ、カメラ２１７、２１８により部材内面を調査する。除錆部Ｊを検出した場合、その位置および大きさを計測する。次に、検出された除錆部まで内面除錆・防錆処理装置４００を挿入し、部材内部に保持し、除錆部をカメラ３２４ａにより確認する。装置４００を除錆部に当て研削により除錆をし、カメラ３２４ａにより除錆を確認する。装置４００により除錆部を塗装し、カメラ３２４ａにより塗装状態を確認する。【選択図】図９
2004286114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管構造物の内面を調査する内面調査装置と、調査結果にもとづいて発錆部分を除錆する内面除錆処理装置と、除錆後の除錆部内面を防錆処理する内面防錆処理装置とからなる、鋼管構造物内面補修装置。
【請求項２】
前記内面調査装置、前記内面除錆処理装置、および前記内面防錆処理装置に共通の位置保持ユニットを設け、該位置保持ユニットの中間部および前記内面調査装置と前記内面除錆処理装置との間にそれぞれ屈曲部を設けた、請求項１に記載の鋼管構造物内面補修装置。
【請求項３】
前記内面除錆処理装置と前記内面防錆処理装置とを一体に組み立てて内面除錆・防錆処理装置を構成し、該内面除錆・防錆処理装置にブラシ式塗装ユニットを組み込んだ、請求項１に記載の鋼管構造物内面補修装置。
【請求項４】
前記内面除錆処理装置と前記内面防錆処理装置とを一体に組み立てて内面除錆・防錆処理装置を構成し、該内面除錆・防錆処理装置にスプレー式塗装ユニットを組み込んだ、請求項１に記載の鋼管構造物内面補修装置。
【請求項５】
前記内面除錆処理装置と前記内面防錆処理装置とを一体に組み立てて内面除錆・防錆処理装置を構成し、該内面除錆・防錆処理装置に溶接ユニットを組み込んだ、請求項１に記載の鋼管構造物内面補修装置
【請求項６】
前記内面除錆・防錆処理装置にコーキング注入用のシリンジを設けた、請求項３または４に記載の構造物内面補修装置。
【請求項７】
前記内面除錆処理装置は、鋼管内面の除錆すべき箇所付近に気密空間を形成するための密閉ユニットと、前記気密空間内を実質的な真空状態にする真空ユニットと、前記気密空間内にある錆を真空アークによって除去するように該気密空間内に設けられた放電電極および該放電電極に放電電圧を印加する高電圧供給電源を備えた放電ユニットとから構成された、請求項１〜６のいずれか一項に記載の鋼管構造物内面補修装置。
【請求項８】
鋼管構造物の内面を調査する内面調査装置と、調査結果にもとづいて発錆部分を除錆する内面除錆処理装置と除錆後の除錆部内面を防錆処理する内面防錆処理装置とを一体に組み立てられた内面除錆・防錆処理装置と、前記内面防錆・防錆処理装置に防錆処理用材料を供給する処理材料供給装置とからなり、前記内面調査装置の先端には位置保持ユニットが設けられ、前記内面調査装置の後端と、前記内面除錆・防錆処理装置の両端と、前記内面防錆・防錆処理装置に防錆処理用材料を供給する処理材料供給装置両端とにはそれぞれ屈曲部を介して位置保持ユニットが連結される、鋼管構造物内面補修装置。
【請求項９】
前記各屈曲部は、その前後に位置する装置が鉄塔屈曲点を通過するとき、鉄塔屈曲点に対応して屈曲し、各装置におけるそれぞれの作業が行われるとき、少なくとも前記作業を行う装置に隣接する２つの屈曲部は固定される、請求項８に記載の鋼管構造物内面補修装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管構造物の内面を防錆処理する設備において、鋼管構造物の内面を調査し、内面から錆を除去し、内面を防錆処理する鋼管構造物内面補修装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼管構造物の内面の補修は、大別して鋼管構造物の内面調査過程と、調査結果にもとづく内面除錆処理過程と、除錆後の内面防錆処理過程とがある。
【０００３】
（１）従来の内面調査過程
従来、密閉された鋼管構造物の内面は空気の流通がなく、腐食はほとんどないであろうということを前提にしていた。したがって、適切な調査方法がいまだ確立されていない。しかし、そのうちのいくつかの代表例には次のようなものがある。
【０００４】
まず、現地で鋼管構造物から採取した鋼管部材を縦に二分割し、膜厚測定装置で膜厚を測定する方法がある。この方法は、部材を破壊して調査するので、時間とコストの面で効率が悪い。
【０００５】
鋼管部材内部にプローブを挿入し、膜厚を測定する方法もある（例えば、特許文献１、２および３参照。）。この方法は、測定部表面に酸化皮膜があるため、真の膜厚を測定できない。真の値を測定するためには、酸化皮膜を機械的に除去する必要がある。
【０００６】
鋼管部材外部から板厚測定装置を用いて鋼管肉厚を測定する方法もある。この方法は、鋼管部材外部からの非破壊検査という点では優れているが、測定精度が低く、腐食が進行して鋼材の厚さが減少しないと発見できない。
【０００７】
鋼管部材内部に内視鏡を挿入し、目視により評価する方法もある。この方法は、鋼管部材の最初の挿入部が細く、挿入するに従って管径が太く変化するので、内視鏡を部材内部に保持しながら移動させる位置保持ユニットの製作が困難である。場合によっては、部材に孔を開けて内視鏡を挿入することもできるが、開孔後の部材強度が低下する。
【０００８】
さらに、木槌・プラスチック・ハンマ等で打撃し、腐食生成物の落下または開孔の有無から評価する方法もある。この方法は、錆の進行が著しい箇所の検出には適するが、検出時期が遅くなる。
【０００９】
（２）従来の内面除錆処理過程
従来、密閉された鋼管構造物の内面は空気の流通がなく、腐食はほとんどないであろうということを前提にしていたので、適切な除錆方法がいまだ確立されていない。しかし、そのうちのいくつかの代表例には、次のようなものがある。
【００１０】
鋼管構造物から鋼管部材の一部を取り外し、調査の結果にもとづいて除錆する方法がある。この方法は、取り外した鋼管部材が主柱材である場合、仮の補強材を取り付ける必要がある。主柱材は鋼管構造物に働く主応力を担っている部材であり、取外作業が困難である。さらに、鋼管構造物の建設場所は山間部が多く、重機の搬入、取外・取付作業に難がある。
【００１１】
そのため、鋼管部材を取り外すことなく鋼管構造物内面の除錆をする方法が必要となる。しかし、鋼管構造物は地表からほぼ垂直に建設されており、構造物の長さも２００ｍを越える場合がある。さらに、鋼管構造物によっては、途中に主柱材の傾斜が不連続に変化する屈曲点を有し、その屈曲点の角度も多様なものがある。部材内へ内面除錆処理装置を挿入した後、必要位置へ移動させて部材内面の除錆をすることは非常に困難である。主柱材の部材寸法は、地上高さが高くなるほど細く、低くなるほど太く変化するため、部材寸法に合わせて使用する装置を替える必要がある。その上、作業員は鋼管構造物の頂部へ昇り、高所、狭隘な作業空間内で作業を行わなくてはならず、大がかりな動力源や複雑な内面除錆処理装置を使用することには多くの問題がある。
【００１２】
（３）従来の内面防錆処理過程
上記（１）および（２）で述べた方法を利用して、内部挿入塗装、外部塗装、一部取外し塗装等を行ったとしても、上述と同様な問題が残る。
【００１３】
【特許文献１】
特開２０００−２４１１５２号公報
【特許文献２】
特開２０００−２６６５３２号公報
【特許文献３】
特開２０００−３２１０４７号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、密閉された鋼管構造物の内部は原則的には空気の流通がなく、腐食はほとんど発生しない筈である。しかし、鋼管構造物が完全に密閉されていない場合、または経年変化によりわずかな間隙が生じた場合、気温の変化によって空気が開口部または間隙部を通じて鋼管構造物内に流出入し、鋼管内面に結露し、その結果、鋼管内面の腐食が進行することもある。さらに、近年、環境破壊の一因として問題視されている酸性雨による腐食も無視できず、また、雨水が鋼管構造物内に流入し、内部に滞留した場合には、腐食の進行が著しい。
【００１５】
そこで、本発明は、鋼管構造物の内面を防錆処理する設備において、鋼管構造物の内面調査過程、調査結果にもとづく内面除錆処理過程、除錆後の内面防錆処理過程に広く適用でき、かつ、外部から簡単に遠隔操作ができる鋼管構造物内面補修装置を提供することを課題にしている。
【００１６】
本発明は、鋼管構造物の内面を防錆処理する設備において、鋼管構造物の内面調査過程、調査結果にもとづく内面除錆処理過程、除錆後の内面防錆処理過程に広く適用でき、外部から簡単に遠隔操作できる鋼管構造物内面補修装置を提供することを課題にしている。
【００１７】
さらに、本発明は、鋼管構造物の内面を防錆処理する設備において、挿入部が細く、挿入部から離れるにしたがって太くなる構造で、さらに、途中に屈曲点を有し、その屈曲点の角度も多様な構造を１つの装置で一度に作動できる鋼管構造物内面補修装置を提供することを課題にしている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の鋼管構造物内面補修装置は、鋼管構造物の内面を防錆処理する設備において、鋼管構造物の内面調査過程、調査結果にもとづく内面除錆処理過程、除錆後の内面防錆処理過程に広く適用できる。以下、各過程における課題解決手段について述べる。
【００１９】
（１）鋼管構造物内面調査過程
本過程において使用される鋼管構造物内面調査装置の構成要件は次のとおりである。
ａ）鋼管部材内面の除錆すべき箇所（以下、単に「除錆部」と言う。）における防錆処理作業を監視、確認するための側方監視カメラ。
ｂ）鋼管部材内の前進方向先端位置に設けられていて、鋼管部材内面の錆を見付けるための前方監視カメラ。
ｃ）各ユニットを鋼管部材内で自在に移動させるための制御可能な移動ユニット。
ｄ）各ユニットをその内部に格納して一体化するためのケーシング。
ｅ）少なくとも２組の開閉脚自在な３本のアームにより構成される位置保持ユニット。
【００２０】
本発明に適用できる鋼管構造物内面調査装置は、まず、鋼管構造物の構成部材の狭い開口可能部から調査装置を挿入する。内面調査装置は、挿入された後、鋼管部材内部のほぼ中央に保持されるため、部材内を自由に移動でき、内面調査装置に組み込まれた２つのカメラで除錆部を検出できる。内面調査装置に組み込まれた前方のカメラで検出が困難な場合、後方のカメラで観察を行う。後方の側方監視カメラは回転機能を有しているので詳細な観察が可能である。鋼管構造物の開口可能部にはメジャリング・ロールが設置され、内面調査装置の挿入によりワイヤ等をかいしてメジャリング・ロールが回転し、その回転数で内面調査装置の挿入長を計測することができる。さらに、除錆部の映像データをパーソナルコンピュータへ入力し、画像解析によりその寸法を計測することができる。
【００２１】
鋼管構造物内面調査装置は、ワイヤで吊り下げられ、部材内部に保持するための位置保持ユニットにより部材内部に保持することが可能である。装置に内蔵された電磁弁を作動させ、エアー・シリンダを駆動して位置保持ユニットが開閉でき、この位置保持ユニットを開いて構造物内面に押し付けることにより、装置を部材内部に保持することができる。そのため、内面調査装置が調査のために部材内部を移動しても、装置全体は部材内部に保持され続ける。装置を吊り下げているワイヤを昇降させることで、部材内部を長手方向へ自由に移動できる。さらに、部材に接する位置保持ユニット先端部にベアリング等を配置することで、装置は鋼管内面を滑らかに移動できる。
【００２２】
鋼管構造物内面調査装置は、単独でも、または後述する鋼管構造物内面除錆処理装置および／または鋼管構造物内面防錆処理装置と合体されてもよい。
【００２３】
（２）鋼管構造物内面除錆処理過程
本過程において使用される鋼管構造物内面除錆処理装置の構成要件は次のとおりである。
ａ）鋼管部材内面の除錆部にある錆を除去する除錆ユニット。
ｂ）除錆ユニットを鋼管部材内の所望の位置に固定する位置保持ユニット。位置保持ユニットは、少なくとも２組の開閉脚自在な３本のアームにより構成され、かつ、位置保持ユニットは、少なくとも除錆ユニットの向きを鋼管内周面方向に移動させるための回転ユニットを備えていること。
ｃ）鋼管部材内面の除錆部における防錆処理作業を監視、確認するための側方監視カメラ。
ｄ）鋼管部材内の前進方向先端位置に設けられていて、鋼管部材内面の錆を見付けるため、または除錆作業を確認するための前方監視カメラ。
ｅ）除錆ユニットを鋼管部材内で自在に移動させる制御可能な移動ユニット。
ｆ）除錆ユニットをその内部に格納して一体化するためのケーシング。
ｇ）除錆ユニットに設けられていて、除錆工具等を鋼管部材内面に押圧するアーム・リンク。
【００２４】
以上の外に、除錆工具として放電電極を利用する場合には、次の構成要件を含んでもよい。
ｈ）鋼管部材内面に圧接されてその内部を気密状態に保持可能なマグカップと、マグカップを鋼管部材内面に押圧するためのアーム・リンクとから構成される密閉ユニット。
ｉ）密閉ユニットは空気を注入することにより膨張する１対のバルーンにより構成され、バルーンは膨張時に鋼管内面にそれぞれ圧接することにより両者間に位置する鋼管部材内の空間を密封すること。
【００２５】
本発明の鋼管構造物内面除錆処理装置は、まず、鋼管構造物の構成部材の狭い開口可能部から内面調査装置を挿入する。内面調査装置は、挿入後、鋼管部材内部に保持されるので、部材内を自由に移動でき、内面調査装置に組み込まれたカメラで除錆部を検出する。次に、内面調査装置と同じ方法で、開口可能部から除錆処理装置を、内面調査装置によって検出された除錆部まで挿入し、部材内部に保持し、内面調査装置に組み込まれたカメラで除錆部を確認する。内面除錆処理装置は確認した除錆部に除錆ユニットを押し付けて、除錆する。内面除錆処理装置の内部には防錆ユニットが組み込まれていて、内蔵されたモータで軸の回りに回転できる。
【００２６】
鋼管構造物の開口可能部にはメジャリング・ロールが設置され、内面除錆処理装置の挿入によりワイヤ類をかいしてメジャリング・ロールが回転し、その回転数で内面除錆処理装置の挿入長を計測することができる。さらに、除錆後の除錆部の映像データをパーソナルコンピュータへ入力し、画像解析によりその除錆寸法を計測することができる。
【００２７】
内面除錆処理装置はワイヤで吊り下げられ、かつ、位置保持ユニットにより部材内部に保持される。内面除錆処理装置に内蔵された電磁弁を作動させ、エアー・シリンダを駆動してアームを開いて構造物内面に押し付けることにより、内面除錆処理装置を部材内部に保持することができる。そのため、内面除錆処理装置が部材内部を移動しても、装置全体は部材内部に保持され続ける。内面除錆処理装置を吊り下げているワイヤを昇降させることで、装置全体は部材内部を長手方向へ自由に移動できる。さらに、部材に接する位置保持ユニット先端部にベアリング等を配置することで、内面除錆処理装置は鋼管内面を滑らかに移動できる。
【００２８】
除錆工具として放電電極を利用する場合には、内面除錆処理装置は、さらに鋼管内面の除錆すべき箇所付近に気密空間を形成するための密閉ユニットと、気密空間内を実質的な真空状態にする真空ユニットと、気密空間内にある錆を真空アークによって除去するように気密空間内に設けられた放電電極および放電電極に放電電圧を印加する高電圧供給電源を備えた放電ユニットとからなる。
【００２９】
鋼管構造物内面除錆処理装置は、単独でも、または前述した鋼管構造物内面調査装置および／または後述する鋼管構造物内面防錆処理装置と合体されてもよい。
【００３０】
（３）鋼管構造物内面防錆処理過程
本過程において使用される鋼管構造物内面防錆処理装置の構成要件は次のとおりである。
ａ）除錆完了部に防錆材料を付着させるための防錆ユニット。
ｂ）鋼管部材内面の除錆完了部における防錆処理作業を監視、確認するための監視カメラ。
ｃ）鋼管部材内の前進方向先端位置に設けられていて、鋼管部材内面の錆を見付け、または除錆作業を確認する前方監視カメラ。
ｄ）防錆ユニットを鋼管部材内で自在に移動させる制御可能移動ユニット。
ｅ）防錆ユニットをその内部に格納して一体化するためのケーシング。
ｆ）防錆ユニットを鋼管部材内の所望の位置に固定する位置保持ユニット。位置保持ユニットは、少なくとも２組の開閉脚自在な３本のアームにより構成され、かつ、位置保持ユニットは、少なくとも防錆ユニットの向きを鋼管内周面方向に移動させるための回転ユニットを備えていること。
【００３１】
鋼管構造物内面防錆処理装置の内部には、防錆ユニットが組み込まれていて、内蔵されたモータで軸の回りに回転できる。防錆ユニットは、塗装によって防錆を行うとき、塗装するためのブラシ、塗料タンク、塗料供給ノズル等からなる塗装ユニットが組み込まれており、鋼管構造物の肉厚不足を補充するための溶接ユニットも組み込んでもよい。その他の構成は、上述の鋼管構造物内面除錆処理装置と同様である。
【００３２】
鋼管構造物内面防錆処理装置は、単独でも、または前述した鋼管構造物内面調査装置および／または鋼管構造物内面除錆処理装置と合体されてもよい。
【００３３】
本発明の鋼管構造物内面補修装置はまた、鋼管構造物の内面を調査する内面調査装置と、調査結果にもとづいて発錆部分を除錆する内面除錆処理装置と除錆後の除錆部内面を防錆処理する内面防錆処理装置とを一体に組み立てられた内面除錆・防錆処理装置と、前記内面防錆・防錆処理装置に防錆処理用材料を供給する処理材料供給装置とからなることもできる。この場合、内面調査装置の先端には位置保持ユニットが設けられ、そして、内面調査装置の後端と内面除錆・防錆処理装置の両端と内面防錆・防錆処理装置に防錆処理用材料を供給する処理材料供給装置の両端とにそれぞれ屈曲部を介して位置保持ユニットが連結される。
【００３４】
各屈曲部は、その前後に位置する装置が鉄塔屈曲点を通過するとき、鉄塔屈曲点を無理なく通過でき、かつ鉄塔屈曲点でも作業ができるように、鉄塔屈曲点に対応して屈曲する。各装置におけるそれぞれの作業が行われるとき、少なくとも前記作業を行う装置に隣接する２つの屈曲部は、その装置の鉄塔内における位置が移動することのないように、固定される。
【００３５】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明が適用される鋼管構造物内面補修装置の実施例について説明する。
【００３６】
図１は、鋼管構造物の代表例である通信用鋼管鉄塔１００の側面図であって、その構成部材の取付け状態を概略的に示す。鉄塔１００は、鋼管構造物のなかでは構造が比較的複雑なものである。鉄塔１００の構成部材である主柱材Ａは地面に対して所定の角度で傾斜して立てられている。主柱材Ａの鋼管径サイズは一定区間ごとに異なっており、頂部が細く、地上へ近づくほど太くなる傾向がある。なお、主柱材Ａは、フランジ継手Ｄによって相互に結合されている。鉄塔１００の上部および基部付近には、鋼管部材の傾斜が不連続に変化する屈曲点Ｆが設けられている。
【００３７】
図２は、鉄塔頂部主柱材Ａの端部Ｂの拡大側面図である。主柱材Ａの端部Ｂは頂部プレートＣで覆われている。頂部プレートＣを取り外した後、主柱材端部Ｂから本発明の鋼管構造物内面補修装置２００（図３）が挿入される。内面補修装置２００は、昇降ユニット１０１にメジャリング・ロール１０３をかいしてワイヤ１０２によって昇降自在に吊り下げられる。内面補修装置２００は、基本的には内面調査装置２１０、内面除錆処理装置２２０、内面防錆処理装置２３０からなる。後述するように、各装置の構成要素はその装置独自の要素もあるが、各装置に共通の要素もある。各装置のみがそれぞれ別個に単独に設けられていてもよい。
【００３８】
図３〜６を参照して、鋼管構造物内面補修装置２００の第１実施例について説明する。
【００３９】
図３は、本発明に使用する内面調査装置２１０の側面図である。内面調査装置２１０は保持部２１１と、カメラ部２１２とから構成される。内面調査装置２１０は主柱材外部に配置された昇降ユニット１０１（図２）から伸びるワイヤ１０３で吊り下げられている。また、内面調査装置２１０の上側の保持部２１１には、位置保持ユニット２１４が３段に設けられ、各段の位置保持ユニット２１４には少なくとも３本のアーム２１４ａが１２０度の間隔をあけて開閉自在に取り付けられる。各段の位置保持ユニット２１４には電磁弁２１５とエアー・シリンダ２１６とが連結される。内面調査装置２１０は、保持部２１１の電磁弁２１５に通電し、エアー・シリンダ２１６を作動し、位置保持ユニット２１４のアーム２１４ａを開き、主柱材Ａの内面を押し付け、そして、内面調査装置２１０の上部に取り付けられたワイヤ１０２の下降を停止することにより、内面調査装置２１０を主柱材Ａ内部の任意の位置に安定保持する。
【００４０】
図３に示すように、内面調査過程においては、内面調査装置２１０を主柱材Ａの内部に保持しながら、主柱材Ａの内面Ｇをカメラ２１７または２１８で観察する。主柱材Ａの内部は暗いため、主柱材内面Ｇを照射する照明器具２１９、２５０が配置される。通常は直視タイプのカメラ２１７で観察し、観察し難い映像があると、側視タイプのカメラ２１８で観察する。カメラ２１８は調査部位に接近することが可能である。ミラー２５１を回転モータ２５２で回転させることにより、３６０度方向の観察が可能である。
【００４１】
内面調査装置２１０を移動させる場合、下降移動は図３に示す状態で、位置保持ユニット２１４のアーム２１４ａの開き角度を部材内径寸法より若干小さくし、ワイヤ１０２を下降させる。内面調査装置２１０がフランジ継手Ｄを通過する場合には、下側の位置保持ユニット２１４のアーム２１４ａがフランジ継手Ｄの段差部Ｈ（図４）に接触したとき、下側の位置保持ユニット２１４のアーム２１４ａを閉じ、ワイヤ１０２を緩め、段差部Ｈを通過させる。次に、中央の位置保持ユニット２１４のアーム２１４ａが段差部Ｈに接触したとき、中央の位置保持ユニット２１４のアーム２１４ａを閉じ、ワイヤ１０２を緩め、段差部Ｈを通過させる。最後に上側の位置保持ユニット２１４のアーム２１４ａが段差部Ｈに接触したとき、上側の位置保持ユニット２１４を閉じ、ワイヤ１０２を緩め、段差部Ｈを通過させる。上昇移動は、図３の状態でワイヤ１０２を引き上げることにより可能となる。フランジ継手Ｄの段差部Ｈ（図４）の部位での上昇移動は、前述の下降移動と同一の手順を逆に行えばよい。
【００４２】
内面調査装置２１０で腐食等により除錆および防錆が必要な除錆部Ｊを検出した場合、その位置を計測することが可能である。内面調査装置２１０の主柱材Ａへの挿入長さは、内面調査装置２１０を吊り下げているワイヤ１０２が昇降ユニット１０１内部に組み込まれているメジャリング・ロール１０３（図２）を回転し、その回転数によってワイヤ挿入長を計測できる。さらに、除錆部Ｊの映像データをパーソナルコンピュータ（図示せず）に入力し、画像解析によりその寸法を計測することができる。
【００４３】
図５は、本発明に使用する内面除錆処理装置２２０および内面防錆処理装置２３０の側面図である。本実施例では、内面除錆処理装置２２０と内面防錆処理装置２３０とが一体に組み込まれているが、それらは別体であってもよい。以下説明の便宜上、内面除錆処理装置２２０と内面防錆処理装置２３０とが一体に組み込まれているものを、単に内面除錆・防錆処理装置３００と呼ぶ。図５において、図３と同一の参照番号は、同一の要素を表す。
【００４４】
内面除錆・防錆処理装置３００は、保持部２１１、回転部３２７、および除錆・防錆処理部３２８から構成されている。図示の場合、除錆・防錆処理部３２８の防錆処理部は除錆面を塗装することにより防錆処理を行う。内面除錆・防錆処理装置３００の挿入長をメジャリング・ロール１０３（図２）により計測しながら、除錆部Ｊまで挿入する。除錆・防錆処理装置３００の移動方法は、上述の内面調査装置２１０の移動方法と同じである。
【００４５】
図５は、アームスイング・モータ３１７および３１８を駆動し、アーム３１９、３２０でマグカップ３１５を除錆部Ｊに接触させている状態を示す。この２つのアーム３１９、３２０によりマグカップ３１５を、除錆部Ｊに安定かつ直角に当てることが可能である。なお、マグカップ３１５の円周方向の移動は回転部３２７の軸回転モータ３２１により容易に行うことができる。
【００４６】
図６は、除錆部Ｊとマグカップ３１５とで囲まれた空間を、真空ポンプ３１６により導管３６１、３６２をかいして真空にしている状態を示す説明図である。なお、図６において一点鎖線Ａ１で囲まれた部分は、主柱材Ａの内部の一部分を示す。マグカップ３１５内部が所定の圧力に達した後、マグカップ３１５内に配置されかつ高電圧供給電源３３１の電極３２９と主柱材Ａの除錆部Ｊとの間で真空アーク放電を起こし、除錆部Ｊの錆を落とすことができる。除錆完了後、除錆完了部Ｊの状態をカメラ３２４（図５）で確認する。マグカップ３１５に代えて、膨張・収縮自在のバルーン（図示せず）を２個用いてバルーン間の空間を密封することもできる。
【００４７】
図５は、電磁弁塗装ユニット３２２に組み込まれたノズル３２３から塗料を除錆完了部Ｊに吹き付けている状態を示す。これらの除錆・防錆処理装置３００の一連の作業は、除錆・防錆処理部３２８に組み込まれているカメラ３２４、ミラー３２６、照明器具３２５、３３０で観察する。ミラー３２６は除錆および／または塗装の状態が鮮明に観察できるように角度を変えることができる。
【００４８】
内面除錆処理装置２２０の好ましい形態としては、鋼管内面の除錆すべき箇所付近に気密空間を形成するための密閉ユニット（３１５）と、気密空間内を実質的な真空状態にする真空ユニット（３１６、３６１、３６２）と、気密空間内にある錆を真空アークによって除去するように気密空間内に設けられた放電電極（３２９）および放電電極に放電電圧を印加する高電圧供給電源（３３１）を備えた放電ユニット（３２９、３３１）とからなる。鋼管構造物内面補修装置２００は、接続部２１１をかいして主柱材Ａの頂部に配置された昇降ユニット１０１（図２）から伸びるワイヤ１０２で吊り下げられている。
【００４９】
図７は、本発明にもとづく鋼管構造物内面補修装置２００の第２実施例の側面図である。図７において図３、５と同一参照番号は同一の構成要素を表す。第２実施例では、内面調査装置２１０、内面除錆処理装置２２０、内面防錆処理装置２３０が一体に組み込まれているが、それらは個々に設けられていてもよい。
【００５０】
内面調査装置２１０は、図７および８に示すように、接続部２０１、保持部２１１、回転部３２７、カメラ部２１２、屈曲部２０２から構成される。
【００５１】
また、図７および８に示すように、第２実施例においては、第１実施例と同様に、鋼管構造物内面補修装置２００の内面調査装置２１０の上側にある保持部２１１には、位置保持ユニット２１４が３段に設けられ、各段の位置保持ユニット２１４には少なくとも３本のアーム２１４ａが１２０度の間隔をあけて開閉自在に取り付けられる。位置保持ユニット２１４の中間に屈曲部２０２が設けられ、また、最下方の位置保持ユニット２１４と回転部３２７との間にも屈曲部２０２が設けられている。以下、実質的に同一構造については説明を省略する。
【００５２】
カメラ３２４ａは、主柱材Ａの内面Ｇの調査部位に接近するように位置調節可能に支持される。すなわち、図９に示すように、回転部３２７はカメラ３２４ａを主柱材Ａの内面Ｇの円周方向にそって３６０度移動でき、また、アームスイング・モータ（図示せず）で駆動されるアーム３２４ｂ、３２４ｃはカメラ３２４ａを内面Ｇの軸方向および半径方向に所定の範囲内で移動できる。
【００５３】
第２実施例の内面補修装置２００を上下移動させる場合は、前述した第１実施例と実質的に同じである。
【００５４】
第２実施例の内面補修装置２００が鉄塔１００の屈曲点Ｆ（図１、１０、１３）を移動する場合について説明する。図７に示す状態から、内面補修装置２００を下降させる。内面補修装置２００の最下部が屈曲点Ｆを通過しても、屈曲点Ｆの角度が大きい場合（図１０（Ｂ））、または屈曲点Ｆの角度が小さくても主柱材Ａの直径が小さい場合（図１０（Ａ））には、内面補修装置２００が主柱材Ａの内面Ｂに強く接触し、通過できないことが起こる。
【００５５】
そのような場合、図８に示すように、下方側の屈折部２０２を固定していた連結ピン２０２ａおよび２０２ｂをエアー・シリンダ２０２ｃおよび２０２ｄを駆動させることにより自由に動く状態にする。連結ピン２０２ａと連結ピン２０２ｂが自由に動くことにより、回転部３２７、内面除錆・防錆処理装置３００とカメラ部２１２（図７）は直交する２方向に自由に角度を持つことが可能となり、回転部３２７、内面除錆・防錆処理装置３００とカメラ部２１２は屈曲点Ｆを通過できる。さらに下降を続けると、前述と同様の状況で保持部２１１が鋼管に止まり通過できない場合が発生する。その場合、上方側の屈折部２０２の固定連結ピン２０２ａおよび２０２ｂをエアー・シリンダ２０２ｃおよび２０２ｄを駆動させることにより自由に動く状態にする。連結ピン２０２ａおよび２０２ｂが自由に動くことにより、屈折部２０２と屈折部２０２との間は直交する２方向に自由に角度を持つことが可能となり、屈折部２０２と屈折部２０２との間は主柱材Ａの屈曲点Ｆを通過できる。
【００５６】
第２実施例における内面除錆・防錆処理装置４００は、前述した第１実施例の内面除錆・防錆処理装置３００と実質的に同じである。相違点のみを簡単に説明する。
【００５７】
図９に示す内面除錆・防錆処理装置４００において、アームスイング・モータ４１７および４１８を駆動し、アーム４１９、４２０で研削部４２２を除錆部Ｊに接触させている状態を示す。この２つのアーム４１９、４２０により研削部４２２を、除錆部Ｊに安定して当てることが可能である。なお、研削部４２２の円周方向の移動は回転部３２７の軸回転モータにより容易に行うことができる。除錆部Ｊの研削は、研削モータ４２３を回転させることにより錆の除去が可能である。これら除錆処理の一連作業は、内面除錆・防錆処理装置４００に組み込まれているカメラ３２４ａにより除錆の状態が鮮明に観察できる。主柱材Ａの内部は暗いため、主柱材内面Ｇを照射する照明器具３２４ｄを設けることが好ましい。
【００５８】
内面防錆処理は、内面補修装置２００の挿入長をメジャリング・ロール１０３（図２）により計測しながら、錆が除去された除錆完了部Ｊまで挿入する。内面補修装置２００の移動方法は前述と同様である。
【００５９】
図９は、塗料部４０３に注入された塗料を除錆完了部Ｊにブラシ式内面塗布ユニット４２５またはスプレー式内面塗布ユニット４２６で塗装する構成例を示す。ブラシ式内面塗布ユニット４２５は、図１１に示すように、ブラシ４２５ａがエアー・シリンダ４２５ｂにより押し出され、除錆完了部Ｊまで到達し、アーム４１９、４２０を作動し塗装することができる。一方、スプレー式内面塗布ユニット４２６は、図１２に示すように、塗料ノズル４２６ａと圧空ノズル４２６ｂとが直角に配置され、ベンチュリー管の原理を利用して塗料を除錆完了部Ｊに噴霧する。
【００６０】
また、図１４に示すように、鋼管鉄塔１００のフランジ継手Ｄの段差部分Ｈに生じた間隙を埋めるために、前述のブラシ式内面塗布ユニット４２５またはスプレー式内面塗布ユニット４２６に換えて慣用のシリンジ４２７を用いることもできる。劣化したコーキング材を研削部４２２で取り除き、シリンジ４２７からはコーキング材４２７ａが段差部分Ｈの間隙に注入される。堆積したコーキング材はエアーブローで除去して再注入できる。エアーブローには塗装処理で使用する圧空ノズル４２６ｂを使用してもよい。
【００６１】
図１５は、鋼管鉄塔１００の鋼管部材自体にまで腐食が進んでいる場合に溶接によって除錆完了部Ｊを肉盛するための溶接ユニット４２８の構成例を示す。溶接ユニット４２８は、前述の内面除錆・防錆処理装置３００、４００と同様に、アーム（図示せず）によって除錆部Ｊに近接される。図１６により詳細に示すように、溶接ユニット４２８の溶接ノズル４２８ａはＸ−Ｙテーブル４２８ｂに取り付けられ、溶接ユニット４２８は電磁マグネット４２８ｃによって除錆完了部Ｊに固定される。溶接ノズル４２８ａは溶接ワイヤセットチューブ４２８ｄおよびコンタクトチップ４２８ｅをかいして溶接ワイヤ４２８ｆが送り出され、除錆完了部Ｊに溶接ワイヤ４２８ｆをアーク溶接することにより肉盛が行われる。アーク溶接を行う際、シャッター開閉用エアーシリンダ４２８ｇを作動させてシャッター（図示せず）を開き、ガスホース４２８ｈをかいして供給される炭酸ガス等のようなシールドガスを溶接ノズル４２８ａのコンタクトチップ４２８ｄのまわりに噴射する。Ｘ−Ｙテーブル４２８ｂを作動することにより溶接ノズル４２８ａは除錆完了部Ｊの領域を移動し、所要の肉盛を行う。溶接作業は作業監視カメラ４２８ｉによって監視される。この溶接により生じた溶接スパッタやノロ等を前述した研削部４２２で取り除き、その上に前述したブラシ式内面塗布ユニット４２５或いはスプレー式内面塗布ユニット４２６を用いて防錆処理を行う。
【００６２】
図示していないが、溶接ワイヤ４２８ｆは鋼管構造物の外から溶接ユニット４２８へ直接供給してもよいが、例えば、鉄塔の基部のように溶接ワイヤの給送距離が長くなる場合や曲折部等により供給が困難になる場合、溶接ワイヤ４２８ｆを貯蔵したケースを鋼管構造物内面補修装置に後続させ、該ケースから供給するのが好ましい。
【００６３】
図１７は、本発明にもとづく鋼管構造物内面補修装置２００の第３実施例の側面図である。図１７において上述の図と同一参照番号は同一の構成要素を表す。第３実施例では、内面調査装置２１０、内面除錆・防錆処理装置３００、４００、内面防錆・防錆処理装置に防錆処理用材料を供給する処理材料供給装置５００が一体に組み込まれている。内面調査装置２１０はその側面方向または放射方向を調査するための手段、例えば、カメラを備える。内面調査装置２１０および内面除錆・防錆処理装置３００、４００の両端には、鋼管内面を全周にわたって調査、処理するように回転部３２７がそれぞれ設けられる。内面調査装置２１０の先端には位置保持ユニット２１４が設けられ、処理材料供給装置５００の後端には位置保持ユニット２１４が屈曲部２０２を介して設けられる。内面調査装置２１０と内面除錆・防錆処理装置３００、４００の間、および内面除錆・防錆処理装置３００、４００と処理材料供給装置５００の間には、位置保持ユニット２１４が屈曲部２０２を介してそれぞれ設けられる。図示されていないが、各屈曲部２０２は、その屈曲の角度および向きを固定して保持するための手段を備える。この固定保持手段の構成を特に限定するものではないが、例えば、相互に直交する線上に一対のエアー・シリンダをそれぞれ配置することで構成することもできる。
【００６４】
鋼管構造物内面補修装置２００は、基本的に、鋼管内を移動するとき、各屈曲部２０２はフリーの状態に保持され、内面調査装置２１０および内面除錆・防錆処理装置３００、４００が所要の作業を行うとき、各屈曲部２０２は固定される。位置保持ユニット２１４は、基本的に、常にアーム２１４ａを開けた状態に保持される。図１８に示すように、内面調査装置２１０は、鋼管内および鉄塔屈曲点を移動中も鋼管中心に位置することができ、回転部３２７で回転させることにより鋼管内面全周を同一条件で調査することができる。また、内面除錆・防錆処理装置３００、４００を作動させるとき、各屈曲部２０２が固定されることにより、作業位置を確実に保持することができ、回転部３２７で回転させることで鋼管内面全周に対して作業を行うことができる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
（１）鋼管構造物内面調査過程においては、鋼管構造物の開口可能部から装置をワイヤ等により吊り下げて挿入し、開口可能部でワイヤ等の長さを調節することにより、内面調査装置を鋼管部材の内部に保持した状態で移動しながら、カメラにより鋼管部材内面の腐食状態を観察し、除錆部を検出することができるため、部材を取り外したり、取り替えたりせずに調査ができ、経済的かつ安全に作業時間の短縮ができる。
（２）鋼管構造物内面調査、除錆、塗装過程において、サポート機構は、狭い場所も容易に挿入できるように小さく設計されており、挿入後は、装置の上側に備えられた３段のサポート機構のアームを自由に開閉できるので、部材寸法が異なる位置の移動および保持が容易にできる。
（３）内面調査装置には２つのカメラが配置されていて、鋼管構造物の部材寸法、除錆部の大きさ等により観察するカメラを使い分けることにより、腐食状態の検出精度を上げることができる。
（４）鋼管構造物の開口可能部に配置されたメジャリング・ロールは、内面調査装置にワイヤ等で連結されており、内面調査装置の挿入によりメジャリング・ロールが回転し、その回転数で内面調査装置の挿入長を計測することができる。さらに、除錆部の映像データをパーソナルコンピュータに入力し、画像解析によりその寸法を計測することができる。
（５）除錆処理装置は、除錆部にマグカップを正確に移動させ、そこに隙間が生じないように接触させることができる。
（６）マグカップ内部を真空ポンプで減圧すると、マグカップは鋼管の湾曲内面に確実に吸着する。マグカップ内の電極と腐食部との間で真空アーク放電させ、限られた空間内で除錆することができる。
（７）内面除錆・防錆処理装置は、除錆・防錆処理をほぼ同時に行うことができる。
（８）スプレー式内面塗布ユニットにより防錆塗料を除錆完了部全体に漏れなく均一に塗布できる。
（９）主柱材の屈曲点の角度が異なる多様な構造を１つの装置で一度に作動できる。
（１０）屈曲部により鉄塔屈曲点をスムーズに通過できると一方、作業中における装置の位置を保持して作業を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋼管構造物の代表例である通信用鋼管鉄塔の側面図であって、その構成部材の取付け状態を概略的に示す。
【図２】鉄塔頂部主柱材の端部の拡大側面図である。
【図３】本発明にもとづく鋼管構造物内面補修装置の第１実施例の縦断面図であって、主柱材内に挿入された状態を示す。
【図４】フランジ継手の拡大縦断面図である。
【図５】本発明に使用する内面除錆・防錆処理装置の縦断面図であって、主柱材内に挿入された状態を示す。
【図６】除錆部とマグカップとで囲まれた空間を真空ポンプにより真空にしている状態を示す説明図である。
【図７】本発明にもとづく鋼管構造物内面補修装置の第２実施例の縦断面図であって、主柱材内に挿入された状態を示す。
【図８】図７の一部拡大図であって、主として本発明の防錆処理装置に用いられる内面調査装置の位置保持ユニットを示す。
【図９】図７の一部拡大図であって、主として本発明の防錆処理装置に用いられる内面除錆・防錆処理装置を示す。
【図１０】鉄塔屈曲点の部分拡大縦断面図である。
【図１１】ブラシ式内面塗布ユニットの平面図である。
【図１２】スプレー式内面塗布ユニットの平面図である。
【図１３】鉄塔屈曲点の拡大縦断面図であって、鉄塔屈曲点を本発明の防錆処理装置が通過している状態を示す。
【図１４】フランジ継手の拡大縦断面図であって、コーキング材の塗装工程を示す。
【図１５】溶接ユニットの構成例を示す図である。
【図１６】溶接ユニットの拡大図である。
【図１７】本発明にもとづく鋼管構造物内面補修装置の第３実施例の縦断面図であって、主柱材内に挿入された状態を示す。
【図１８】鉄塔屈曲点の拡大縦断面図であって、鉄塔屈曲点を本発明の第３実施例の防錆処理装置が通過している状態を示す。
【符号の説明】
１００：通信用鋼管鉄塔                １０１：昇降ユニット
１０２：ワイヤ                        １０３：メジャリング・ロール
２００：鋼管構造物内面補修装置        ２０２：屈曲部
２１１：保持部                        ２１２：カメラ部
２１４：位置保持ユニット            ２１４ａ：アーム
２１５：電磁弁                        ２１６：エアー・シリンダ
２１７、２１８：カメラ
３００、４００：内面除錆・防錆処理装置
３１５：マグカップ                    ３１９、３２０：アーム
３２３：ノズル                        ３２４、３２４ａ：カメラ
３２７：回転部                        ３２８：除錆・防錆処理部
３２９：電極                          ４１９、４２０：アーム
４２６ａ、４２６ｂ：ノズル              ４２２：研削部
４２５：ブラシ式内面塗布ユニット
４２６：スプレー式内面塗布ユニット
４２７：シリンジ                    ４２７ａ：シリンジ
４２８：溶接ユニット                ４２８ａ：溶接ノズル
４２８ｂ：Ｘ−Ｙテーブル              ４２８ｃ：電磁マグネット
４２８ｅ：溶接ワイヤセットチューブ
４２８ｄ：コンタクトチップ            ４２８ｆ：溶接ワイヤ
４２８ｇ：シャッター開閉用エアーシリンダ
４２８ｈ：ガスホース                  ４２８ｉ：カメラ
４２８ｉ：グラインダ
Ａ：主柱材                            Ｂ：端部
Ｃ：頂部プレート                      Ｄ：フランジ継手
Ｆ：屈曲点                            Ｇ：主柱材内面
Ｈ：段差部                            Ｊ：除錆部
【図１】
2004286114.tif 000003
【図２】
2004286114.tif 000004
【図３】
2004286114.tif 000005
【図４】
2004286114.tif 000006
【図５】
2004286114.tif 000007
【図６】
2004286114.tif 000008
【図７】
2004286114.tif 000009
【図８】
2004286114.tif 000010
【図９】
2004286114.tif 000011
【図１０】
2004286114.tif 000012
【図１１】
2004286114.tif 000013
【図１２】
2004286114.tif 000014
【図１３】
2004286114.tif 000015
【図１４】
2004286114.tif 000016
【図１５】
2004286114.tif 000017
【図１６】
2004286114.tif 000018
【図１７】
2004286114.tif 000019
【図１８】
2004286114.tif 000020