JP5237709B2 - Cutting device - Google Patents
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Description
本発明は、たとえば鉄塔等の鋼管構造物の主柱として用いられている鋼管を閉塞する金属板を切断するための切断装置に関する。 The present invention relates to a cutting device for cutting a metal plate that closes a steel pipe used as a main pillar of a steel pipe structure such as a steel tower.
鋼管鉄塔のような鋼管構造物においては、メンテナンスの一環として、当該鋼管構造物の主柱を構成する鋼管(管体)内面の状態を調査し、必要に応じて補修を行っている。この鋼管内面の調査方法としては、たとえば、特許文献1〜3に開示されているような調査・補修装置を、主柱の上端部から鋼管内部に吊り下げ、ウインチなどの装置によって上下動させ、目視によって行う。そして、鋼管内面に錆びた箇所が見つかった場合、補修装置によってアーク放電を行うなどして錆を取り除いた後、塗装を施すといった補修作業を行う。このような調査・補修装置を用いた場合、鋼管構造物の強度を損なうことなく主柱内面を調査、補修することができ、かつ、大規模な足場作り等を必要としないという利点がある。
In a steel pipe structure such as a steel pipe tower, as part of maintenance, the state of the inner surface of the steel pipe (tubing body) constituting the main column of the steel pipe structure is investigated and repaired as necessary. As a method for investigating the inner surface of the steel pipe, for example, an investigation / repair device as disclosed in
また、上述した鋼管構造物の主柱は、複数本の鋼管の各両端部に設けられたフランジを、ボルトなどでつなぎ合わせることで構成されており、このうち主柱の傾斜角度が変化する箇所に使用されるフランジは、鉄板(金属板)によって塞がれている。このため、前述した調査・補修装置を主柱の上端部から鋼管内部に吊り下げて鋼管内面を調査・補修する場合、主柱の傾斜角度が変化する箇所で、調査・補修装置の降下が阻止されてしまう。そこで、このような構造を有する鋼管構造物においては、上述した調査および補修作業を行う前に、上記鉄板に、上記調査・補修装置を通過させるための貫通孔を開ける作業を行うことになる。この作業には、先端に上記鉄板に貫通孔を開けるためのプラズマ切断機の切断トーチを設けた切断装置が使用され、当該切断装置を、上述した調査・補修装置と同様、主柱の上端部から鋼管内部に吊り下げ、上記鉄板の存在する位置まで降下させて使用する。 In addition, the main pillar of the steel pipe structure described above is configured by connecting flanges provided at both ends of a plurality of steel pipes with bolts, etc., of which the inclination angle of the main pillar changes. The flange used for is closed by an iron plate (metal plate). For this reason, when the above-mentioned inspection / repair device is suspended from the upper end of the main column inside the steel pipe to inspect and repair the inner surface of the steel pipe, the inspection / repair device is prevented from descending where the inclination angle of the main column changes. It will be. Therefore, in the steel pipe structure having such a structure, before performing the above-described investigation and repair work, an operation of opening a through hole for allowing the above-described investigation / repair device to pass through the iron plate is performed. In this work, a cutting device provided with a cutting torch of a plasma cutting machine for making a through hole in the iron plate at the tip is used, and the cutting device is used at the upper end of the main column as in the above-described investigation and repair device. It is suspended inside the steel pipe and lowered to the position where the iron plate exists.
ところで、前述した鋼管構造物は、山間部など、重機の搬入が困難な場所に建設される場合があり、そのような場所に建設された鋼管構造物のメンテナンス作業を行う場合、上述した調査・補修装置や切断装置を、人手によって運搬しなければならなかった。ここで、上述した切断装置の切断トーチに供給する電力は、通常、発電機によって賄われるが、当該切断トーチの消費電力が大きいために大型の発電機が必要となる。このため、1台の発電機の重量は、たとえば数百kgにも及ぶ場合があり、そのような発電機を人手によって運搬するのは極めて困難である。また、発電機を分解して運搬することも考えられるが、この種の発電機は分解を前提としていないため、仮に分解できたとしても、分解後の各部の重量が均等化されるとは限らず、また、現地にて再び組立作業を行わなくてはならないため、鉄塔のメンテナンス作業が煩雑となり、作業時間も大幅に増えてしまうこととなる。 By the way, the steel pipe structure described above may be constructed in a place where it is difficult to carry in heavy machinery such as a mountainous area, and when performing the maintenance work of the steel pipe structure constructed in such a place, Repair devices and cutting devices had to be transported manually. Here, the electric power supplied to the cutting torch of the above-described cutting device is usually provided by a generator. However, since the power consumption of the cutting torch is large, a large generator is required. For this reason, the weight of one generator may reach several hundred kg, for example, and it is very difficult to carry such a generator manually. Although it is conceivable to disassemble and transport the generator, since this type of generator is not premised on disassembly, even if it can be disassembled, the weight of each part after disassembly is not always equalized. In addition, since the assembly work must be performed again on site, the maintenance work of the steel tower becomes complicated and the work time is greatly increased.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、山間部に建設された鋼管構造物のメンテナンス作業を行う場合おいて、人手によって機材の運搬を容易に行うことができる切断装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in the case of performing maintenance work on a steel pipe structure constructed in a mountainous area, a cutting apparatus capable of easily carrying equipment by hand is provided. It is intended to provide.
上記課題を解決するために、本発明は、複数の鋼管を接続して立設された主柱を有する鋼管構造物の、前記主柱の内部を塞ぐ金属板を切断する切断装置であって、前記主柱内に挿入され、前記金属板を切断するためのプラズマアークを発生するトーチ部と、前記プラズマアークを発生させるために前記トーチ部へ供給する電力および動作ガス(例えば、空気)の出力制御を行う制御部と、前記トーチ部へ供給する電力の元となる電力を前記制御部に供給する電源部とを有し、前記電源部は、電池を収納した電池モジュールを、複数直列に接続してなり、前記電池モジュールは、内部に前記電池を収容する筐体と、前記筐体の表面に設けられた取手と、前記電池の正極および負極に各々接続され、前記筐体表面に設けられた複数の電源コネクタと、前記複数の電源コネクタの各々に対応付けて前記筐体表面に表示され、各々対応する電源コネクタの極性を表すマークとを備えることを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is a cutting device for cutting a metal plate that closes the inside of a main pillar of a steel pipe structure having a main pillar erected by connecting a plurality of steel pipes, A torch part that is inserted into the main pillar and generates a plasma arc for cutting the metal plate, and an output of electric power and operating gas (for example, air) supplied to the torch part to generate the plasma arc A control unit that performs control, and a power supply unit that supplies power to the control unit as a source of power to be supplied to the torch unit, and the power supply unit connects a plurality of battery modules containing batteries in series. The battery module is connected to a housing for housing the battery therein, a handle provided on the surface of the housing, and a positive electrode and a negative electrode of the battery, and is provided on the surface of the housing. Multiple power connectors , Appear in the casing surface in association with each of said plurality of power supply connectors, is characterized in that it comprises a mark each represent the polarity of the corresponding power connector.
ここで、電池モジュールの筐体内部に収容される電池の種類は、一次電池であっても、二次電池であってもよい。また、筐体に収容する電池の数量については、トーチ部で必要とされる電力、および、人手による運搬を考慮して適宜定めればよい。さらに、筐体表面に設ける取手の数および取付位置は、筐体の寸法・重量に応じて適宜定めればよい。 Here, the type of the battery accommodated in the housing of the battery module may be a primary battery or a secondary battery. Moreover, what is necessary is just to determine suitably about the quantity of the battery accommodated in a housing | casing in consideration of the electric power required by a torch part, and conveyance by manpower. Furthermore, the number of handles provided on the housing surface and the mounting position may be determined as appropriate according to the dimensions and weight of the housing.
本発明によれば、トーチ部において発生させるプラズマアークの電源部として、内部に電池を収納する筐体と、この筐体表面に設けられた取手および電源コネクタとを有する電池モジュールを、複数、直列に接続したものを用いる。このため、本発明による切断装置を、人手により山間部に建設された鉄塔まで運搬する場合、電源部を構成する各電池モジュールを個別に運搬することができるため、作業者の運搬負担をほぼ均等に分配することができる。また、筐体表面には、電源コネクタの極性を表すマークが示されているため、たとえば、作業現場において、各電池モジュール間、および、電源部と制御部との間を電気的に接続する際に、誤配線をしてしまうおそれを低くすることができる。 According to the present invention, as a power source for a plasma arc generated in the torch part, a plurality of battery modules having a casing housing a battery therein, a handle provided on the surface of the casing, and a power connector are connected in series. Use the one connected to. For this reason, when the cutting device according to the present invention is transported manually to a steel tower built in a mountainous area, each battery module constituting the power supply unit can be individually transported, so that the transport burden on the operator is almost equal. Can be distributed. In addition, since the mark representing the polarity of the power connector is shown on the surface of the housing, for example, when electrically connecting between each battery module and between the power supply unit and the control unit at the work site. In addition, the risk of incorrect wiring can be reduced.
また、本発明は、上述した切断装置において、前記筐体は多面体であり、前記複数の電源コネクタは、該筐体を形成する複数の面のうち、いずれか1つの面に集約して設けられていることを特徴としている。 Further, according to the present invention, in the cutting apparatus described above, the casing is a polyhedron, and the plurality of power connectors are provided on any one of a plurality of surfaces forming the casing. It is characterized by having.
本発明によれば、電池モジュールの筐体が多面体になっており、筐体表面に設けられた電源コネクタが、1つの面に集約して設けられている。このため、複数の電池モジュールを作業現場に配置する際に、電源コネクタが設けられた面が一方向へ向くように配置すれば、各電池モジュール間を接続する配線の確認および引き回しが容易となる。 According to the present invention, the housing of the battery module is a polyhedron, and the power connectors provided on the surface of the housing are collectively provided on one surface. For this reason, when arranging a plurality of battery modules at the work site, if the surfaces provided with the power supply connectors are arranged in one direction, it is easy to check and route the wiring connecting the battery modules. .
さらに、本発明は、前述したいずれかの切断装置において、前記複数の電源コネクタは、プラグおよびソケットの2種類の形状が存在し、前記電池の正極に接続される電源コネクタと、前記電池の負極に接続される電源コネクタとで、前記形状を異ならせることを特徴としている。 Further, according to the present invention, in any one of the above-described cutting apparatuses, the plurality of power connectors have two types of shapes of a plug and a socket, and the power connector connected to the positive electrode of the battery and the negative electrode of the battery The shape is different depending on the power connector connected to the cable.
本発明によれば、電源の極性に応じて、電池モジュールの筐体表面に設けられる電源コネクタの形状(プラグまたはソケット)が異なっているので、各電源コネクタに嵌合するケーブル側の電源コネクタの形状を適宜定めることにより、電池モジュール間、および、電源部と制御部との間で、電気的な接続を行う際に誤配線をしてしまうおそれを低くすることができる。 According to the present invention, since the shape (plug or socket) of the power connector provided on the surface of the battery module housing is different depending on the polarity of the power source, the power connector on the cable side to be fitted to each power connector By appropriately determining the shape, it is possible to reduce the risk of incorrect wiring between the battery modules and between the power supply unit and the control unit when electrical connection is made.
本発明によれば、山間部に建設された鋼管構造物のメンテナンス作業を行う場合おいて、切断装置を構成する各部機材の運搬を人手によって容易に行うことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when performing the maintenance operation | work of the steel pipe structure constructed in the mountain part, conveyance of each part equipment which comprises a cutting device can be easily performed manually.
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態としての一実施の形態について説明する。まず、図1を参照して、本実施の形態における切断装置を用いて行われるメンテナンス作業の対象となる鉄塔の概略構造について説明する。図1は、四角鉄塔(鋼管構造物)100を側面から見たときの構造を概略的に図示したものである。この図に示すように、四角鉄塔100は、主に地面gから屹立する4本の主柱110と、各主柱110間に渡って水平に取り付けられる水平材120および斜めに取り付けられる斜材130などから構成されている。
Hereinafter, an embodiment as the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. First, with reference to FIG. 1, the schematic structure of the steel tower used as the object of the maintenance work performed using the cutting device in this Embodiment is demonstrated. FIG. 1 schematically shows the structure of a square steel tower (steel pipe structure) 100 as viewed from the side. As shown in this figure, the
各主柱110は、複数(この例では14本)の鋼管111を備え、各鋼管111の両端部にはフランジ112が設けられている。そして、各鋼管111に設けられたフランジ112をボルトおよびナットなどで接続、固定することで、1本の主柱110を構成している。また、各主柱110には、傾斜角度が変化するポイントが2箇所あり、これら傾斜角度の変化点を境に、上部U、中央部M、下部Lの3つの部位に分けられる。ここで、上記傾斜角度の変化点における鋼管111およびフランジ112の断面構成について、図2を参照して説明する。図2は、上部Uと中央部Mの境の部分を示す断面図であり、この図に示すように、主柱110の傾斜角度が変化する箇所におけるフランジ112は、鉄板(金属板)113によって塞がれている。なお、図示はしていないが、主柱110における中央部Mと下部Lの境に位置するフランジ112も鉄板113によって塞がれている。即ち、主柱110は、2箇所の位置で、フランジ112に設けられた鉄板113によって閉塞された状態になっている。
Each
このため、前述した従来の鋼管内面調査・補修装置を、最上位置の鋼管111から主柱110内に吊り下げてメンテナンス作業を行う場合、当該調査・補修装置の降下が、図2に示す鉄板113によって阻止されてしまい、主柱110の中央部Mおよび下部Lのメンテナンス作業を行うことができない。そこで、上記メンテナンス作業に先立ち、図2に示した鉄板113に、上記鋼管内面調査・補修装置の通過が可能な貫通孔を開けるための切断装置を使用する。以下、図3に示すブロック図を参照して、当該切断装置の構成について説明する。この図において、電池モジュール群1は、6つの電池モジュール10(図8参照)からなり、プラズマアーク電源部5へ電力を供給するための一の電源部となっている。即ち、電池モジュール群1は、直流48ボルトの電圧を発生する電池モジュール10を6つ直列に接続することで直流288ボルトの電圧(即ち、プラズマアークを発生させるために十分余裕のある電圧)を発生するための電源部となっている。
For this reason, when the above-described conventional steel pipe inner surface inspection / repair device is suspended from the
小型発電機2は、ガソリンエンジンにより、単相交流100ボルト、出力1600ボルト・アンペア(1.6kVA)の発電を行う。なお、小型発電機2程度の発電能力を有する発電機の重量は、実際に市販されているものでも約20〜30kg程度であり、人手により十分運搬可能である。変圧器3は、小型発電機2から出力される交流100ボルトの電源を、交流200ボルトに昇圧してプラズマアーク電源部5へ出力する。エアーコンプレッサ4は、小型発電機2から供給される電力を用いて大気を圧縮し、プラズマアーク電源部5へ供給する。プラズマアーク電源部5は、電池モジュール群1から供給される直流288ボルトの電力と、エアーコンプレッサ4から供給される圧縮空気とを、後述する鋼管内挿入部7へ供給するとともに、当該鋼管内挿入部7へ供給する電力および圧縮空気を制御する。よってプラズマアーク電源部5は、制御部に相当する。
The
このプラズマアーク電源部5は、給電回路51、圧力調整弁52、プラズマ制御回路53、および、定電圧電源回路54で構成されている。給電回路51は、電池モジュール群1から供給される直流288ボルトの電力を、プラズマ制御回路53からの制御信号に応じて、鋼管内挿入部7へ出力する。圧力調整弁52は、エアーコンプレッサ4から供給される圧縮空気の圧力を調整し、鋼管内挿入部7へ出力する。プラズマ制御回路53は、プラズマアーク電源部5の筐体表面に設けられた操作部(図示略)により、鋼管内挿入部7を制御する。また、定電圧電源回路54は、変圧器3から出力される交流200ボルトの電圧を直流電圧に変換し、プラズマ制御回路53の電源として出力する。
The plasma arc
保持機構制御部6は、鋼管内挿入部7に設けられ、鋼管111内における鋼管内挿入部7の位置を保持するための保持機構(詳しくは後述する)を駆動制御するための装置であり、保持機構制御回路61と定電圧電源回路62とからなっている。保持機構制御回路61は、鋼管内挿入部7に設けられた保持機構710を制御するようになっている。定電圧電源回路62は、小型発電機2から出力される交流100ボルトの電圧を直流電圧に変換し、保持機構制御回路61へ電源として出力する。そして、小型発電機2は、変圧器3を介してプラズマアーク電源部5に電力を供給すると共に、エアーコンプレッサ4及び保持機構制御部6に電力を供給する他の一の電源部となっている。
The holding mechanism control unit 6 is an apparatus for driving and controlling a holding mechanism (described in detail later) for holding the position of the steel
鋼管内挿入部7は、プラズマ切断によって図2に示した鉄板113に貫通孔を開けるため、主柱110の天辺から鋼管111内に挿入される部分であり、プラズマ発生部に相当する。図4に示すように、鋼管内挿入部7は、主に、鋼管111内において、当該鋼管111の軸心位置に鋼管内挿入部7を保持するための保持機構710を備えた本体部71と、プラズマアーク電源部5から供給される電力および圧縮空気によってプラズマアークを発生させ、鉄板113に対して噴出するトーチ部73とを備えている。この本体部71およびトーチ部73は、いずれも棒状の外観を有しており、トーチ部73は本体部71の先端部(鋼管内挿入部7が降下する方向の先端側の端部)に取り付けられている。また、本体部71の後端部(上記先端部とは反対側の端部)には、鋼管内挿入部7を主柱110内へ吊り下げる際に使用されるワイヤ8を取り付けるための取付金具70が設けられている。
The steel
ここで、図5を参照して、図1に示した鉄塔100の一の主柱110内にある鉄板113(図2参照)に対し、本実施形態の切断装置により穿孔作業を行うために、上述した鋼管内挿入部7を主柱110内で昇降させるための構成について説明する。図5は、図1に示した鉄塔100の頂上周辺の構造を示す図であり、この図において、図1に示す各部と同じ部分については、同一の符号を付し、その説明を省略する。鉄塔100の各主柱110の最上端には、鋼管111の開口部を塞ぐための頂部プレート114が取り付けられており、これにより、主柱110内への雨水の浸入や異物が入り込むのを防いでいる。本実施形態の切断装置を用いて穿孔作業を行う場合は、当該頂部プレート114を取り外し、取付金具70にワイヤ8が接続された鋼管内挿入部7を、鋼管111の開口部から挿入した後、当該ワイヤ8を巻き取っているウインチ200(図5においてハッチングで示す部分)を、鋼管111のフランジ112に固定させる。これにより、ウインチ200により巻き取ったワイヤ8を送り出すと、主柱110内で鋼管内挿入部7を降下させることができ、逆にワイヤ8を巻き取ると、鋼管内挿入部7を上昇させることができる。
Here, with reference to FIG. 5, in order to perform a drilling operation with the cutting device of the present embodiment on the steel plate 113 (see FIG. 2) in the
図4に戻り、鋼管内挿入部7の本体部71は、前述した保持機構制御回路61から出力される制御信号に従って支持アーム711を、本体部71内から外部へ展開し、または、外部から本体部71内へ収納する保持機構710を、本体部71の軸方向に沿って複数段(図示例では3段)配設されている。
Returning to FIG. 4, the
以下、図6を参照して、保持機構710の構成について更に詳細に説明する。支持アーム711は、本体部71の周方向におけるほぼ三等分する各位置(図示例では、アームを円周方向に120度離間させて3組設けているが、円周方向に90度離間させて4組、または円周方向に180度離間させて2組設けることもできる。)に配置されている。その各位置に配置された支持アーム711は、その基端部(上端部)が本体部71内で軸712により軸支されており、当該軸712を中心として支持アーム711が回動して、その先端部が本体部71内から外部へ、もしくは、外部から本体部71内へ移動する。また、支持アーム711の先端部には転輪713が取り付けられており、支持アーム711が展開すると転輪713が鋼管111の内面へ当接し、この状態のままで、鋼管内挿入部7の鋼管111内における移動(昇降)がスムースに行えるようになっている。
Hereinafter, the configuration of the
上述した支持アーム711の駆動は、ステッピングモータ等のモータ714の正逆転運動を、ねじ機構715により図6中、上下方向の直線運動に変換し、この上下運動を、ラックギヤ716を介して、支持アーム711における軸712と同軸状となる位置に固定されたピニオンギヤ717に伝達させることで行われる。すなわち、ラックギヤ716が図6中、下方向へ移動すると、支持アーム711の先端部が展開して、転輪713が鋼管111の内壁面に当接し、ラックギヤ716が図6中、上方向へ移動すると、転輪713が本体部71内に収納される方向へ、支持アーム711が回動する。
The above-described drive of the
このように、本体部71に各保持機構710を設け、各支持アーム711を展開して、その先端部に設けた転輪713を鋼管111の内壁面に当接させることで、鋼管111内における鋼管内挿入部7の位置を保持する。これにより、図5に示したウインチ200により鋼管内挿入部7を昇降させる際や、鉄板113への穿孔作業中に、鋼管内挿入部7が鋼管111の内壁に衝突してしまい、鋼管内挿入部7並びに鋼管111に損傷を与えるおそれがなくなる。
As described above, each holding
なお、図6は軸線が鉛直方向に延在する形状の鋼管111内で、本体部71が支持アーム711によって鋼管111の軸心位置に保持された状態を示しているが、図1に示したように、主柱110が傾斜しているとともに、その傾斜角度が、上部U、中央部M、下部Lで異なっていたとしても、鋼管内挿入部7を鋼管111のほぼ軸心位置に保持させることが可能である。また、ピニオンギヤ717には、全周に亘ってラックギヤ716と噛み合う歯が形成されていたが、この歯は、支持アーム711の回動可能角度に応じた範囲内にのみ、ラックギヤ716と噛み合う歯を形成するようにしてもよい。
6 shows a state in which the
図4に戻り、前述したように、本体部71の先端部には、トーチ部73が取り付けられているが、以下、図7を参照して、トーチ部73が取り付けられる本体部71の先端部の構造、および、トーチ部73の構造について説明する。トーチ部73は、本体部71の中心軸Cに一致する回転軸を中心として回転自在に本体部71に取り付けられている。すなわち、本体部71の先端において、本体部71の中心軸Cと同軸状に回転軸720が設けられ、この回転軸720に取り付けられたギヤ721に、ステッピングモータなどのモータ722の駆動軸に取り付けられたギヤ723を噛み合わせて、モータ722により回転軸720の回転制御を行う。
Returning to FIG. 4, as described above, the
トーチ部73は、プラズマアークを発生させる切断トーチ部730と、当該切断トーチ部730を支持するトーチ支持アーム740と、トーチ支持アーム740の傾動制御を行うアーム駆動部750とからなっている。切断トーチ部730は、トーチ本体731と、トーチ先端部732とからなり、トーチ先端部732内には、図3に示したプラズマアーク電源部5の給電回路51から供給される電力によりアーク放電を発生させる電極が設けられており、その電極によって発生したアークを、図3に示した圧力調整弁53を介して供給される圧縮空気(動作ガス)によって熱的に拘束し、数万度のプラズマアークとしてノズルNから発生させるようになっている。なお、切断トーチ部730に供給される電力および圧縮空気は、それぞれ電力線とチューブで構成されるケーブル74を介して、プラズマアーク電源部5から送られてくる。
The
トーチ支持アーム740は、棒状の部材からなり、鋼管内挿入部7の降下方向における先端側の端部には、トーチ本体731を把持する把持部741が形成されている。また、把持部741が形成された端部とは反対側の端部は、トーチ支持アーム740を回動自在に支持する軸742を介して後述するアーム駆動部750に取り付けられている。トーチ支持アーム740には、後述するラックギヤ753と噛み合うピニオンギヤ743が軸742と同軸状に固定されている。アーム駆動部750の内部には、ステッピングモータなどのモータ751が設けられており、モータ751の駆動軸の回転運動は、ねじ機構752により、図7中、上下方向の直線運動に変換される。この上下方向の直線運動は、上述したラックギヤ753に伝達され、ピニオンギヤ743が回動する。これにより、ラックギヤ753が下方向へ移動したときは、ピニオンギヤ743が図7において反時計まわりに回動して、トーチ支持アーム740が展開するように傾動し、トーチ先端部732のノズルNが鋼管111の内壁面に近づく方向へ移動する。
The
アーム駆動部750の先端には、鉄板113の穿孔作業時に、鋼管111内の様子や作業状態を観察するためのビデオカメラ754と、ビデオカメラ754による撮影時の照明として使用する高輝度LED755が設けられている。これにより、作業者は、ビデオカメラ754により撮影された画像を図示せぬモニタで確認しながら、鋼管内挿入部7の位置ならびに姿勢制御、および、鉄板113に貫通孔を開けるためのトーチ先端部732の移動制御を行う。すなわち、まず、保持機構制御回路61により、各保持機構710のモータ714を駆動制御して、鋼管内挿入部7が鋼管111の軸心位置に来るように調整する。そして、ウインチ200によるワイヤ8の巻上げ/送り出し制御によって、穿孔作業を行う鉄板113の近傍まで鋼管内挿入部7を降下させる。
At the tip of the
次に、保持機構制御回路61により、アーム駆動部750内に設けられたモータ751を駆動制御して、トーチ先端部732を鋼管111の内壁面の近くまで移動させ、その状態で、本体部71の先端に設けられたモータ722を駆動してアーム駆動部750全体を回転させる。これにより、トーチ先端部732は、本体部71の中心軸Cを中心として、鉄板113上を鋼管111の内壁面に沿って円を描くように移動する。このとき、プラズマアーク電源部5から切断トーチ部730へ、ケーブル74を介して電力および圧縮空気を供給すると、トーチ先端部732のノズルNから数万度のプラズマアークが発生し、そのプラズマアークによる熱的エネルギと機械的エネルギによって、鉄板113の一部を溶融除去することにより、最終的に貫通孔を開けることができる。
Next, the holding
次に図8から図11を参照して、図3に示した電池モジュール群1の構成について説明する。ここで、図8は、電池モジュール群1とプラズマアーク電源部5との電気的な接続を説明するための説明図、図9は、電池モジュール群1を構成する各電池モジュールの外観を示す図であり、(a)は上面図、(b)は正面図、(c)は左側面図、(d)は右側面図である。また、図10は、電池モジュール内部の構造を説明するための説明図であり、図11は図10におけるA−A断面を示す断面図である。
Next, the configuration of the
すでに述べたように、電池モジュール群1は、6つの電池モジュール10を電源ケーブル23により直列に接続したものであり、その直列に接続した一方の端に位置する電池モジュール10の正極と、他方の端に位置する電池モジュール10の負極をプラズマアーク電源部5の電源入力端子(図示略)に接続している。各電池モジュール10の筐体は、図9に示すように、主に、直方体の外観を有する箱体11と、当該箱体11の上方開口部を塞ぐようにボルトBによって固定される蓋体12とを備えた構成になっており、蓋体12を箱体11に固定する際には、双方の間にパッキン13を介在させている。ここで、パッキン13は、必須の構成でなく省略可能である。箱体11の左側面および右側面の上部には、作業者が電池モジュール10を持ち上げ易いように取手14,14がそれぞれ取り付けられている。また、各側面における取手14の下側には、電池モジュール10の極性に応じた形状を有する電源コネクタが設けられている。
As described above, the
ここで、電源コネクタの形状には、電源ソケット15Sと電源プラグ15Pの2種類があり、左側面の取手14の直下には電源ソケット15Sが設けられ、右側面の取手14の直下には電源プラグ15Pが設けられている。また、電源ソケット15Sは、電池モジュール10の正極となっており、電源プラグ15Pは負極となっている。そして、電源ソケット15Sには電源ケーブル23の一端に取り付けられたプラグ23Pが嵌合し、電源プラグ15Pには、上述した電源ケーブル23とは別の電源ケーブル23の他端に取り付けられたソケット23Sが嵌合する(図9(a)参照)。
Here, there are two types of power connector shapes, a
また、図9(a)〜(d)に示すように、電池モジュール10の上面(蓋体12の表面)、正面、背面、および、両側面には、それぞれ、電源ソケット15Sの正極に対応させて「+」のマークMが描かれているとともに、電源プラグ15Pの負極に対応させて「−」のマークMが描かれている。なお、マークMは、当該マークMが記載されたシールを上述した上面等に貼り付けたものであってもよい。
Further, as shown in FIGS. 9A to 9D, the upper surface (the surface of the lid body 12), the front surface, the back surface, and both side surfaces of the
次に電池モジュール10の内部の構成について、図10および図11を参照して説明する。図10は、図9(a)に示した上面図において、蓋体12を取り外した状態を示す図であり、この図においては、電源プラグ15Pの全体を図示するため、取手14の一部を破断した状態で示している。図10および図11に示すように、箱体11の底面上には、当該底面の縦方向(長手方向)に沿って延在する2つの桟16が所定の間隔(少なくとも後述する鉛蓄電池(以下、バッテリという)18の平面視における横方向(長手方向)の長さよりも長い間隔)をおいて固定されている。そして、底面上における各桟16の間には、4つのバッテリ18をそれぞれ設置するための区画を構成するために、8枚の仕切板17−1〜17−8が固定されている。すなわち、第1組目の仕切板17−1と17−2の間隔、第2組目の仕切板17−3と17−4の間隔、第3組目の仕切板17−5と17−6の間隔、第4組目の仕切板17−7と17−8の間隔は、各々、少なくともバッテリ18の平面視における縦方向(長手方向に直交する方向)の長さよりも長い間隔となっている。ここで、各バッテリ18の出力電圧(定格電圧)は、各々12ボルトになっている。
Next, the internal configuration of the
各バッテリ18は、図11に示すように、それぞれ固定板19および固定用ロッド20によって、上述した各区画に固定されている。この固定用ロッド20は、棒状部材によって形成され、その一方端は鉤状に曲げられており、他方端は雄ネジが形成されている。そして、鉤状に曲げられた固定用ロッド20の一方端を、各仕切板17−1…17−18の長手方向のほぼ中央に開けられた取付孔17aに引っ掛け、さらに、雄ネジが形成された他方端を、固定板19の両端に開けられた孔に通した後、ナットbを締めて、固定板19をバッテリ18の上面を押さえ付けることで、バッテリ18を各区画に固定している。
As shown in FIG. 11, each
また、各区画に固定されたバッテリ18は、それぞれ、当該バッテリ18の各電極に固定されるバッテリターミナルを両端に有するバッテリケーブル21によって直列に接続されている。すなわち、4つのバッテリ18のうち隣接する一方のバッテリ18の正極と他方のバッテリ18の負極とがバッテリケーブル21によって接続されるようになっている。そして、箱体11の一方の端に位置する(即ち、直列に接続した一方の端に位置する)バッテリ18の正極が接続ケーブル221によって電源ソケット15Sの端子に接続され、他方の端に位置する(即ち、直列に接続した他方の端に位置する)バッテリ18の負極が接続ケーブル222によって電源プラグ15Pに接続されている。
Further, the
このように、本実施形態の切断装置によれば、電池モジュール群1からプラズマアーク電源部5へ電力を供給しているため、山間部に建設された鉄塔のメンテナンス作業を行う場合であっても、上記電池モジュール群1を、6つの電池モジュール10に分割して運搬することができる。すなわち、切断装置の電源を人手により運搬する際の各作業者の負担を軽減するとともに、各作業者の負担をほぼ均等に分けることができる。また、作業現場において、たとえば、図12に示すように、各電池モジュール10を上下に1列に積み重ねて設置することにより、電源(すなわち、電池モジュール)の設置場所を狭くすることができ、平坦な場所を十分に確保できない山間部においては有利となる。なお、図12において、23’は、各電池モジュール10を直列に接続するための電源ケーブルであり、上述した電源ケーブル23に対応している。
Thus, according to the cutting device of this embodiment, since electric power is supplied from the
また、電源ソケット15Sに対応して「+」のマークMが、電源プラグ15Pに対応して「−」のマークMが描かれているので、電池モジュール10における正極および負極が明確となり、誤り配線の可能性を低くすることができる。さらに、これらマークMは、電池モジュール10の上面、正面、背面、両側面に、それぞれ描かれているので、たとえば図8に示すように、複数の電池モジュール10を横に並べて配置する場合や、図12に示すように、積み重ねて配置する場合でも、マークMを視認することができる。
Further, since the “+” mark M is drawn corresponding to the
次に図13から図15を参照して、上述した電池モジュール10とは異なる形態の電池モジュール10’について説明する。ここで、図13は、当該電池モジュール10’の外観を示す図であり、(a)は上面図、(b)は正面図、(c)は左側面図、(d)は右側面図である。また、図14は、図13に示す電池モジュール10’内部の構造を説明するための説明図であり、この図において、電源プラグ15Pの全体を図示するため、一方の取手14の一部を破断した状態で示している。図15は、図13および図14に示した電池モジュール10’により構成された電池モジュール群1と、プラズマアーク電源部5との電気的な接続を説明するための説明図である。なお、これらの図13から図15において、図8から図10に示した構成要素と共通する要素については、当該図8から図10に示した符号と同一の符号を付すことにより、説明を省略する。
Next, a
図13に示す電池モジュール10’と、図9に示した電池モジュール10との違いは、電源ソケット15Sと電源プラグ15Pとを1つの側面(図13(c)に示すように左側面)に集約して設けた点である。これにより、図14に示すように、箱体11内の他方の端に位置するバッテリ18の負極と、電源プラグ15Pとを接続するケーブル222’は、その長さが図10に示したケーブル222に比べて長くなるが、箱体11の右側面において、電源プラグ15Pを取り付けるためのスペースを確保する必要がなくなるので、当該他方の端に位置するバッテリ18と、箱体11の右側面との間隔を狭くすることができる。これにより、図13および図14に示した電池モジュール10’は、箱体11の長手方向の長さが、図9に示した電池モジュール10より短くなる。即ち、電池モジュール10’を電池モジュール10に比べてコンパクトにすることができる。
The difference between the
また、図15に示すように、6つの電池モジュール10’を横に並べて設置する場合でも、電源ケーブル23’’による各電池モジュール10’の接続を、電池モジュール10’の一方向側の面(すなわち、図13(c)に示した左側面)で行うことができるため、配線の確認が容易となり、また、各電源ケーブル23’’の長さを短くすることができる。なお、電源ケーブル23’’は、上述した電源ケーブル23に対応している。
Further, as shown in FIG. 15, even when six
なお、図9および図13に示した電池モジュール10、10’においては、各取手14をそれぞれ左側面および右側面に設けているが、たとえば、電池モジュール10、10’が、片手で持ち上げることが可能な寸法・重量であれば、取手を蓋部12の表面に1つだけ設けるようにしてもよい。また、電源ソケット15Sの極性をプラス(正極)、電源プラグ15Pの極性をマイナス(負極)としたが、極性と電源コネクタのタイプとの対応は、これに限定されるものではない。さらに、極性の種類(プラスまたはマイナス)に応じて電源コネクタの形状を変えず、たとえばすべての電源コネクタを、電源ソケット15Sに統一するようにしてもよい。
In the
1 電池モジュール群(電源部)
2 小型発電機
3 変圧器
4 エアーコンプレッサ
5 プラズマアーク電源部(制御部)
6 保持機構制御部
7 鋼管内挿入部
10 電池モジュール
11 箱体
12 蓋体
13 パッキン
14 取手
15S 電源ソケット(電源コネクタ)
15P 電源プラグ(電源コネクタ)
16 桟
17 仕切板
17a 取付孔
18 バッテリ(電池、鉛蓄電池)
19 固定板
20 固定用ロッド
21 バッテリケーブル
22 接続ケーブル
23、23’、23’’ 電源ケーブル
51 給電回路
52 圧力調整弁
53 プラズマ制御回路
54、62 定電圧電源回路
61 保持機構制御回路
71 本体部
73 トーチ部
710 保持機構
100 鉄塔(四角鉄塔、鋼管構造物)
110 主柱
111 鋼管
M マーク
1 Battery module group (power supply unit)
2
6 Holding
15P power plug (power connector)
16 Cross 17
DESCRIPTION OF
110
Claims (3)
前記主柱内に挿入され、前記金属板を切断するためのプラズマアークを発生するトーチ部と、
前記プラズマアークを発生させるために前記トーチ部へ供給する電力および動作ガスの出力制御を行う制御部と、
前記トーチ部へ供給する電力の元となる電力を前記制御部に供給する電源部と
を有し、前記電源部は、電池を収納した電池モジュールを、複数直列に接続してなり、
前記電池モジュールは、
内部に前記電池を収容する筐体と、
前記筐体の表面に設けられた取手と、
前記電池の正極および負極に各々接続され、前記筐体表面に設けられた複数の電源コネクタと、
前記複数の電源コネクタの各々に対応付けて前記筐体表面に表示され、各々対応する電源コネクタの極性を表すマークと
を備えることを特徴とする切断装置。 A steel pipe structure having a main pillar erected by connecting a plurality of steel pipes, a cutting device for cutting a metal plate closing the inside of the main pillar,
A torch part that is inserted into the main pillar and generates a plasma arc for cutting the metal plate;
A control unit that performs output control of electric power and working gas supplied to the torch unit to generate the plasma arc;
A power supply unit that supplies power to the control unit as a source of power to be supplied to the torch unit, and the power supply unit is formed by connecting a plurality of battery modules containing batteries in series,
The battery module is
A housing that houses the battery therein;
A handle provided on the surface of the housing;
A plurality of power connectors respectively connected to the positive electrode and the negative electrode of the battery and provided on the surface of the housing;
A cutting apparatus comprising: a mark that is displayed on the surface of the housing in association with each of the plurality of power connectors, and that indicates the polarity of each corresponding power connector.
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