JP5467689B2

JP5467689B2 - 柱上変圧器ケースの錆落し装置

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Publication number: JP5467689B2
Application number: JP2010083083A
Authority: JP
Inventors: 俊二岡村; 琢馬岡
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2030-03-31
Also published as: JP2011212787A

Description

本発明は、柱上変圧器の修理を行う際にそのケースの底面に発生した錆や劣化した塗膜を除去する処理を行う柱上変圧器ケースの錆落し装置に関するものである。

柱上変圧器は風雨に曝されるため、そのケースの外面に施された塗膜が劣化したり、錆が発生したりし易い。特にケースの底面で塗膜の劣化や錆の発生が生じ易い。そのため、変圧器を修理する際には、ケース底面の錆の除去や、劣化した塗膜の除去を行っている。本明細書では、錆を除去する処理だけでなく、劣化した塗膜を除去する処理をも含めた意味で「錆落し」という語を用いるものとする。

従来は、手作業によりケースの底面にグラインダやヤスリを当てて錆の除去や塗膜の除去を行っているが、錆や塗膜を除去する作業を行う際には微細な粉塵が大量に発生して空気中を漂うため、作業者の健康を害するおそれがある。また中身が入った柱上変圧器のケースの底面の錆や塗膜を除去する際には、長時間上向きの姿勢で作業を行う必要があるため、作業者にかかる肉体的な負担が大きくなるという問題があった。

変圧器のケースにショットブラスト処理を行うことにより、塗膜や錆の除去を行う方法も行われているが、この方法では、ケースの底面のみの錆取り処理を行うことはできない。そのため、ショットブラスト処理による場合には、ケース内に中身（変圧器本体）を入れたままの状態でケースの底面に対して錆取り処理を行えば済む場合であっても、ケース内から中身を取り出すとともにケースから放熱器を取り外した状態にして処理を行う必要があり面倒である。柱上変圧器のケースの底面にのみ錆が発生している場合には、ケースの底面の錆落しだけを行えばよいので、ケース内の中身が入っている状態で錆落し処理を行うようにすることが好ましい。

鋼管の錆落しに関しては、特許文献１に示されたように、軸線を水平方向に向けて台車上に配置された管の外周にワイヤブラシを当てて錆落しをする錆落し装置が提案されているが、特許文献１に示された装置を柱上変圧器のケースの錆落しに用いることはできない。

ケース内に中身が入ったままで、しかも作業者の健康を害することなく、また作業者に大きな肉体的負担をかけることなく、ケースの底面の錆落し処理を行うためには、ケースの底面を下方に向けた状態で、その底面の錆を落す作業を、機械的に行い得る装置を開発する必要があるが、このような錆落し装置について記載された先行技術文献は見出すことができない。

特開昭６１−３０３７８号公報

上記のように、中身が入った柱上変圧器のケースの底面の錆落し処理を行う場合、従来はもっぱら人手により錆落し作業を行っていたため、作業能率が悪いだけでなく、飛散する大量の塵埃により作業員の健康が損なわれるおそれがあった。また上向きの姿勢での作業を長時間行う必要があったため、作業者にかかる肉体的な負担が過大になるという問題があった。

本発明の目的は、柱上変圧器のケースの底面を下方に向けた状態で行うケースの底面の錆落し処理を人手に頼ることなく、機械的に行うことができる柱上変圧器ケースの錆落し装置を提供することにある。

本発明は、柱上変圧器のケースの底面に発生した錆を落す柱上変圧器ケースの錆落し装置に係わるものである。本発明に係わる錆落し装置は、上方に開口した機器収容空間を内側に有する支持フレームと、水平方向に沿って第１の位置と該第１の位置から離れた第２の位置との間を変位し得るように支持フレームの上部にガイド機構を介して支持されていて、第１の位置にあるときに上記機器収容空間の開口部の上方に位置してケースを支えるべく待機した状態になり、第２の位置にあるときに機器収容空間の開口部の少なくとも一部を作業用開口部として開放した状態になる可動テーブルと、可動テーブルを第１の位置と第２の位置とに変位させる可動テーブル駆動機構と、第１の位置にある可動テーブルの上に底面を下にし、中心軸線を鉛直方向に向けて載せられたケースをクランプして支持フレームに対して固定するクランプ機構と、可動テーブルが第２の位置にあるときにクランプ機構によりクランプされているケースの底面に作業用開口部を通して当接して該ケースの底面を研削する回転研削ブラシを備えて、機器収容空間内で上下方向への変位と水平面に沿った互いに直交するＸ方向及びＹ方向への変位とを行い得るように、昇降装置とＸ−Ｙ移動装置とを介して支持フレームに支持された研削装置とを備えて、昇降装置により研削装置を上昇させて回転研削ブラシを上記作業用開口部を通してケースの底面に当接させた状態で、Ｘ−Ｙ移動装置によって研削装置を水平方向に移動させることにより回転研削ブラシをケースの底面に沿って移動させながら、該回転研削ブラシによりケースの底面を研削してケースの底面の錆を落すように構成されている。

上記のように構成すると、可動テーブルを第１の位置に位置させた状態で、該可動テーブルの上に、ケースをその底面を下に向けた状態で保持させることができ、この状態でクランプ機構により、ケースをクランプして保持することができる。またケースをクランプした後、可動テーブルを第２の位置に変位させることにより、クランプされたケースの底面を下方の作業用開口部に臨ませることができ、昇降装置により研削装置を上昇させることにより、研削装置の回転研削ブラシをケースの底面に当てることができる。この状態で、回転研削ブラシを回転させながら、Ｘ−Ｙ移動装置により研削装置を互いに直交するＸ方向及びＹ方向に適宜に移動させることにより、ケースの底面全体の錆落し処理を行わせることができる。

ケースの底面の錆落しが終了した後は、可動テーブルを第１の位置に移動させて、ケースの底面を可動テーブルで支えることができるため、クランプ機構によるケースのクランプを解除することができ、ケースのクランプを解除した後、処理済のケースを搬出することができる。

上記の一連の動作は、可動テーブル駆動機構と、クランプ機構と、Ｘ−Ｙ移動装置とを所定の順序で動作させることにより行うことができる。これらの各部の動作は手動による遠隔操作により行ってもよく、所定のシーケンスで自動的に行わせてもよい。

上記の一連の動作を自動的に行わせるには、可動テーブルが第１の位置に移動させられている状態にあることが確認されている状態で該可動テーブル上にケースが載せられるのを待つ過程と、該可動テーブルの上に処理するケースが載せられたことが検出されたときにクランプ機構を動作させて可動テーブル上のケースをクランプする過程と、ケースがクランプ機構によりクランプされたことが確認されたときに可動テーブルを第２の位置に移動させてクランプされているケースの底面の下方の作業用空間を開放する過程と、昇降装置により研削装置を上昇させて回転研削ブラシをケースの底面に接触させる過程と、回転研削ブラシによりケースの底面の全体を研削するようにＸ−Ｙ移動装置を制御する過程と、ケース底面全体の研削が終了した後に昇降装置に下降動作を行わせて研削装置を下降させる過程と、研削装置の下降動作が完了した時に可動テーブルを第１の位置に移動させてケースの底面を支える過程と、クランプ機構によるケースのクランプを解除する過程と、可動テーブルの上のケースが搬出されるのを待つ過程とを順次行わせるべく、可動テベーブル駆動機構と、クランプ機構と、昇降装置と、Ｘ−Ｙ移動装置とを所定のシーケンスで動作させるように制御する制御部を設ければよい。

本発明の好ましい態様では、上記可動テーブルが、水平面に沿って互いに接近する方向と離間する方向とに変位し得るように支持された第１及び第２のテーブル半部からなっていて、両テーブル半部が最も接近した位置及び最も離間した位置がそれぞれ前記可動テーブルの第１の位置及び第２の位置となるように構成される。

また第１及び第２のテーブル半部は、回転中心軸線をそれぞれの移動方向に対して直角な方向に向けた状態で両テーブル半部の移動方向に並設された複数のローラを備えていて、該複数のローラが前記ケースの底部を受け止めるように構成されていることが好ましい。

上記のように構成すると、ケースをクランプ機構によりクランプした後可動テーブルを第２の位置に移動させる動作、及びケース底面の錆落処理が完了した後可動テーブルを第１の位置に移動させる動作を行わせる際に、可動テーブルのローラが回転して可動テーブルの移動を容易にするため、可動テーブルを第１の位置及び第２の位置に移動させる動作を円滑に行わせることができる。

なお可動テーブルを第１の位置及び第２の位置に移動させる動作を円滑に行わせるための手段はローラに限定されるものではない。例えば、可動テーブルまたはクランプ機構を上下方向に僅かに変位させ得るように構成しておいて、可動テーブルを移動させる際に、可動テーブルとクランプ機構にクランプされているケースの底面との間に僅かな隙間を形成するようにしても、可動テーブルの移動を円滑に行わせることができる。

上記研削装置は、鉛直方向に伸びる旋回軸の上端に取り付けられた旋回アームと、前記旋回軸を回転駆動する回転駆動機構と、回転研削ブラシと該回転研削ブラシを回転駆動するモータとを有して回転研削ブラシのブラシ毛部分の先端部の周方向の一部のみを研削作用を行う作用部分としてケースの底面に接触させるように回転研削ブラシの回転軸を鉛直方向に対して傾斜させた状態で旋回アームに搭載された電動ブラシとを備えた構成とするのが好ましい。この場合、電動ブラシは、回転研削ブラシの作用部分の旋回軸の中心軸線に対するオフセット量を調整し得る支持機構を介して旋回アームに取り付けられていることが好ましい。

上記のように回転研削ブラシのブラシ毛部分の先端部の周方向の一部のみを作用部分としてケースの底面に接触させるように回転研削ブラシの回転軸を鉛直方向に対して傾斜させておくと、回転研削ブラシのブラシ毛の部分の直径よりも小さい直径を有する部分の研削を行うことができるため、タンクの底面の隅々まで研削を行わせることができ、未処理部分が残されるのを防ぐことができる。また上記のように、回転研削ブラシの作用部分を、旋回軸の中心軸線に対してオフセットした位置に配置しておくと、旋回アームを旋回させることにより、回転研削ブラシの作用部分を旋回軸の中心軸線の回りに旋回させることができるため、研削装置６をＸ−Ｙ移動装置により左右に移動させる過程で、研削ブラシにより研削する範囲を拡大して錆落し作業を能率よく進めることができる。

本発明によれば、錆落し処理を行うケースを、その底面を下方に向けてクランプした状態で、研削装置の回転研削ブラシを下方からケースの底面に当てて、ケースの底面の錆落し処理を行わせるようにしたので、柱上変圧器のケースの底面の錆落し処理を、ケースに中身が入ったままの状態で行うことができる。

また研削装置を昇降装置とＸ−Ｙ移動装置とを介して支持して、回転研削ブラシをケースの底面に所定の接触圧力で接する位置まで上昇させた状態で、水平方向に自在に移動させることができるようにしたので、回転研削ブラシをケース底面の全体に亘って移動させてケースの底面の錆落し処理を行わせることができる。

本発明によれば、作業者が工具を手に持って錆落し処理を行うのではなく、電動ブラシをＸ−Ｙ移動装置により機械的に動かして錆落し処理を行わせるので、遠隔操作により錆落し処理を進めるように作業環境を整えることができ、発生する塵埃に作業者が曝されることなく、また作業者に無理な姿勢での長時間作業を強いることなく、錆落し作業を行うことができる。

特に、請求項３に記載された発明によれば、回転研削ブラシのブラシ毛部分の先端部の周方向の一部のみを作用部分としてケースの底面に接触させるように回転研削ブラシの回転軸を鉛直方向に対して傾斜させたので、回転研削ブラシのブラシ毛の部分の直径よりも小さい直径を有する部分の研削を可能にして、タンクの底面の隅々まで研削を行わせることができ、未処理部分が残されるのを防ぐことができる。また電動ブラシを旋回アームに搭載して、回転研削ブラシの作用部分を旋回軸に対してオフセットさせることにより、該回転研削ブラシの作用部分を、旋回軸を中心として旋回させることができるようにしたので、回転研削ブラシにより研削される部分の面積を拡大して、錆落し作業を能率よく進めることができる。

本発明の一実施形態に係わる錆落し装置の斜視図である。同錆落し装置の平面図である。同錆落し装置の正面図である。同錆落し装置の右側面図である。同錆落し装置で用いるＸ−Ｙ移動装置の斜視図である。同錆落し装置で用いるＸ−Ｙ移動装置の平面図である。同錆落し装置で用いるＸ−Ｙ移動装置の正面図である。同錆落し装置で用いる研削装置の正面図である。同錆落し装置で用いる研削装置の一部を省略して示した正面図である。同錆落し装置で用いる研削装置の一部を断面して示した側面図である。同錆落し装置によりケースの底面の錆落し処理を行う際の研削回転ブラシの変位のさせ方の一例を説明する説明図である。同錆落し装置によりケースの底面の錆落し処理を行う際の研削回転ブラシの変位のさせ方の他の例を説明する説明図である。

以下図面を参照して、本発明の一実施形態に係わる柱上変圧器ケースの錆落し装置を詳細に説明する。
図１ないし図４は、本実施形態の錆落し装置の全体的な構成を示したもので、これらの図において、Ｔは底面の錆落し処理を行う柱上変圧器のケースである。ケースＴは、円筒状に形成されて下端開口部及び上端開口部がそれぞれ底板及び蓋板により閉じられたたケース本体Ｔ1と、ケース本体Ｔ1の周壁部に取付けられた放熱器Ｔ2とを有している。ケースＴの内部には変圧器本体が絶縁油と共に収容されている。ケースＴの上部には、ブッシングが取り付けられているが、ブッシングの図示は省略されている。

１は、上方に開口した機器収容空間１００を内側に有する支持フレームである。図示の支持フレーム１は、形鋼材を矩形状に枠組して構成したベース１０１と、ベース１０１の四隅に、鉛直方向に起立させた状態で下端が固定された４本の支柱１０２と、隣り合う支柱１０２の上端間を連結するようにして、支柱１０２の上端に固定された横桟部１０３と、支柱１０２の上端に固定されて内部の機器収容空間１００を塞ぐ長方形の上面板１０４とを有し、上面板１０４の中央部に、内側の機器収容空間１００を上方に開口させる円形の開口部１０５（図１参照）が形成されている。

図１ないし図３において、２は機器収容空間１００の開口部１０５に退避可能な状態で配置された可動テーブルである。可動テーブル２は、水平方向に沿って第１の位置（図１、図２及び図３に実線で示されている位置）と該第１の位置から離れた第２の位置（図３に鎖線で示された位置）との間を変位し得るように支持フレーム１の上部にガイド機構を介して支持されていて、第１の位置にあるときに機器収容空間１００の開口部１０５の上方に位置して、底面の錆落し処理を行うケースＴを支えるべく待機した状態になり、第２の位置にあるときに機器収容空間１００の開口部１０５の少なくとも一部を作業用開口部として開放した状態になる。

図示の例では、可動テーブル２が、水平面に沿って互いに接近する方向と離間する方向とに変位し得るようにしてフレーム１の上端に支持された第１及び第２のテーブル半部２０１及び２０２からなっていて、図１、図２及び図３に実線で示されているように、両テーブル半部２０１及び２０２が最も接近した位置にある状態を、可動テーブル１が第１の位置に位置した状態とし、図３に鎖線で示したように両テーブル半部２０１及び２０２が最も離間した位置にある状態を可動テーブル１が第２の位置にある状態としている。

図示の例では、支持フレーム１の上面板１０４の上に、支持フレームの長手方向に互いに平行に延びる一対のガイドレール２０３，２０３が固定されて、これらのガイドレールにより第１及び第２のスライド板２０４及び２０５がスライド自在に支持され、第１及びだい２のスライド板２０４及び２０５の上にそれぞれ第１及び第２のテーブル半部２０１及び２０２が支持されている。

第１及び第２のテーブル半部２０１及び２０２は、長方形状の枠体の内側に、回転中心軸線を両テーブル半部の移動方向に対して直角な方向に向けた複数のローラ２０６を、両テーブル半部の移動方向に並べて配置して、各ローラ２０６をそれぞれの枠体に回転自在に支持した構造を有している。第１及び第２のテーブル半部２０１及び２０２にそれぞれ設けられた複数のローラ２０６，２０６，…は、それぞれの上端が同一の水平面上に位置するように設けられていて、一連のローラ２０６，２０６，…がケースＴの底部に接して該ケースを受け止める。

支持フレーム１の上面には第１及び第２の可動テーブル駆動用流体圧シリンダ２１１及び２１２がそれぞれのピストンを第１及び第２のテーブル半部２０１及び２０２の移動方向に向けた状態で取り付けられ、これらの流体圧シリンダ２１１及び２１２のピストンロッドの先端がそれぞれ第１及び第２のテーブル半部２０１及び２０２に固定されている。流体圧シリンダ２１１及び２１２により、可動テーブルを第１の位置と第２の位置とに変位させる可動テーブル駆動機構が構成されている。流体圧シリンダ２１１及び２１２としては、エアシリンダを用いることができる。

流体圧シリンダ２１１及び２１２のピストンロッドを前進させることにより、第１及び第２のテーブル半部２０１及び２０２を互いに接近する方向に移動させて、可動テーブル２を第１の位置に位置させた状態とすることができ、流体圧シリンダ２１１及び２１２のピストンロッドを後退させることにより、第１及び第２のテーブル半部２０１及び２０２を互いに離れる方向に移動させて、可動テーブル２を第２の位置に位置させた状態とすることができる。可動テーブル２は、第１の位置にあるとき(テーブル半部２０１及び２０２が最も接近した状態にあるとき）に、支持フレームの機器収容空間１００の開口部１０５の上方に配置された状態(開口部１０５をほぼ塞いだ状態)になって、錆落し処理を行うケースＴを下方から支えることができる状態になる。また可動テーブル２が第２の位置にあるとき(テーブル半部２０１及び２０２が最も離れた状態にあるとき）には、該可動テーブル２がケースＴの下方から退避した状態になることにより、開口部１０５の少なくとも一部(本実施形態では、開口部１０５の大部分）を開放して、ケースＴの底面の下方に作業用開口部を形成する。

支持フレーム１の上面には、逆Ｌ字型の支持部材３０１が固定されていて、この支持部材により固定側クランプ具３０２が支持されている。クランプ具３０２は、水平方向に伸びる板状部３０２ａを備えて、この板状部３０２ａにＶ字形の切り欠き３０２ｂを形成した構造を有している。

支持フレーム１の上面にはまた流体圧シリンダ３０３が、そのピストンロッドを固定側クランプ具３０２側に向けた状態で取り付けられていて、シリンダ３０３のピストンロッドの先端に可動側クランプ具３０４が取り付けられている。可動側クランプ具３０４は、固定側クランプ具３０２と同様に、水平方向に伸びる板状部３０４ａを備えて、この板状部にＶ字形の切り欠き３０４ｂが形成され、固定側クランプ具３０２及び可動側クランプ具３０４が、同一の水平面上に、それぞれの切り欠き３０２ｂ及び３０４ｂを対向させた状態で配置されている。

可動側クランプ具３０４は、流体圧シリンダ３０３により駆動されて、固定側クランプ具３０２に接近する方向と、固定側クランプ具３０２から離れる方向とに、水平方向に沿って往復変位させられる。本実施形態では、流体圧シリンダ３０３としてエアシリンダが用いられている。固定側クランプ具３０２と、流体圧シリンダ３０３と、可動側クランプ具３０３とにより、第１の位置にある可動テーブル２の上に底面を下にし、中心軸線を鉛直方向に向けて載せられたケースＴをクランプして支持フレーム１に対して固定するクランプ機構３が構成されている。固定側クランプ具３０２及び可動側クランプ具３０３は、それぞれの切り欠き３０２ｂ及び３０４ｂが円筒状のケース本体Ｔ1の下端寄りの部分の外周に当接することにより、ケースＴを、その底部を下方に向け、その軸線を鉛直方向に向けた状態でしっかりとクランプする。

上記のようにして底面の錆落し処理を行うケースＴを支持フレーム１に対して固定した後、流体圧シリンダ２１１及び２１２を駆動して、図３に鎖線で示したようにテーブル半部２０４及び２０５を退避位置に移動させることにより、可動テーブル２をケースＴの下方から退避させて、ケースＴの下方に作業用開口部を形成することができる。

支持フレーム１の内側の機器収容空間１００には、昇降装置４（図４，図５及び図７参照）と、この昇降装置により昇降させられるＸ−Ｙ移動装置５と、昇降装置４によりＸ−Ｙ移動装置５とともに上下動させられ、Ｘ−Ｙ移動装置５により水平方向に沿って互いに直交するＸ方向とＹ方向とに変位させられる研削装置６とが配置されている。

昇降装置４は、モータにより駆動されるパンタグラフ機構(図７参照）により上下動させられる昇降台４０２を備えていて、支持フレーム１の下部に支持されている。

Ｘ−Ｙ移動装置５は、図５に示すように、昇降台４０２の上に固定された支持板４０３の上に支持されたＹ方向移動機構５０１と、Ｙ方向移動機構５０１の上に支持されたＸ方向移動機構５０２とからなっている。

Ｙ方向移動機構５０１は、Ｙ方向(支持フレーム１の長手方向）に延びるように設けられて支持板４０３に回転自在に支持されたネジ棒５０３と、支持板４０３に固定されてネジ棒５０３を回転駆動するサーボモータ５０４と、支持板４０３の上に支持されたガイドレール５０６及び５０７によりＹ方向に移動自在に支持された可動板５０８と、可動板５０８の下部に固定されてネジ棒５０３に螺合されたナットとを備え、モータ５０４の回転をネジ棒５０３と該ネジ棒に螺合されたナットとからなるネジ機構により直線変位に変換して、可動板５０８をＹ方向に往復移動させる。上記ネジ機構は、ボールネジを用いて構成するのが好ましい。錆落し処理の際に発生する塵がネジ機構に付着するのを防ぐため、ネジ機構を覆うように、可動板５０８の変位に伴って伸縮する蛇腹式のカバー５０９が取り付けられている。

Ｘ方向移動機構５０２は、Ｘ方向に伸びるように設けられて可動板５０８に回転自在に支持されたネジ棒５１０と、可動板５０８に支持されたサーボモータ５１１の回転をネジ棒５１０に伝達するタイミングベルトを用いたベルト伝動機構５１２と、可動板５０８に固定されたガイドレール５１３及び５１４によりＸ方向に移動自在に支持された可動板５１５と、可動板５１５の下部に固定されてネジ棒５１０に螺合されたナット５１６とにより構成されていて、モータ５１１の回転をネジ棒５１０とナット５１６とからなるネジ機構により直線変位に変換して、可動板５１５をＹ方向に対して直角なＸ方向に往復移動させる。可動板５１５は、モータ５１１の回転をネジ棒５１０とナット５１６とからなるネジ機構によりＸ方向に移動させられると共に、Ｙ方向移動機構５０１の可動板５０８の移動に伴って、Ｙ方向にも移動させられる。Ｘ方向移動機構５０２のネジ機構を覆うように、可動板５１５のＸ方向への変位に伴って伸縮するカバー５１７が取り付けられている。ネジ棒５１０及びナット５１６により構成されるネジ機構も、ボールネジを用いて構成することが好ましい。

Ｘ−Ｙ移動装置５の可動板５１５の上に研削装置６が支持されている。図８ないし図１０に示されているように、研削装置６は、正方形状の板からなっていて、板面を水平方向に向けた状態で配置される下部フレーム６０１と、同じく板面を水平方向に向けた状態で配置されて、下部フレーム６０１の四隅に設けられた支持脚６０２を介して、下部フレーム６０１に対して支持された正方形状の板状の上部フレーム６０４とを備えている。

各支持脚６０２は、図１０に示されているように、上下に延びる孔を内部に有して上部フレーム６０４に上端が固定された支持ブロック６０２Ａと、支持ブロック６０２Ａの内部の孔と、支持ブロック６０２Ａの内部の孔に整合するようにして上部フレーム６０４の四隅に形成された孔とにスライド自在に嵌合されて下端が下部フレーム６０１に固定された円柱状の支柱６０２Ｂと、後記する回転研削ブラシに接触圧力を与えるために、支柱６０２Ｂに嵌合されて下部フレーム６０１と支持ブロック６０２Ａとの間に配置された圧縮バネ６０２Ｃと、上部フレーム支柱６０２Ｂの上端に固定されたストッパ６０２Ｄとを備えていて、上部フレーム６０４をバネ６０２Ｃを介して支持している。４つの支持脚の支持ブロック６０２Ａのうち、隣り合う２つの支持ブロックの下端に板６０６が結合され、この板６０６と下部フレーム６０１との間にショックアブソーバ６０５が配置されている。

上部フレーム６０４には軸受け装置６０７（図９参照）が取り付けられて、この軸受け装置により鉛直方向に伸びる旋回軸６０８が回転自在に支持され、旋回軸６０８の上端に旋回アーム６０９が固定されている。旋回軸６０８には、旋回アーム６０９の下方に位置させて、大歯車６１１が取り付けられている。上部フレーム６０４にはまた、軸受け装置６２０が取り付けられて、この軸受け装置６２０により、鉛直方向に伸びる駆動軸が支持され、軸受け装置６２０の下端に、駆動軸を回転駆動するモータ６２１が取り付けられている。軸受け装置６２０により支持された駆動軸の上端に小歯車６２２が取り付けられ、この小歯車６２２が大歯車６１１に噛み合わされている。大歯車６１１と、小歯車６２２とにより、モータ６２１の回転を減速して旋回軸６０８に伝達する減速機６２５が構成されている。下部フレーム６０１の一部には、モータ６２１の下端を収容する切り欠き６０１ａ(図９参照）が形成されている。上部フレーム６０４には、減速機６２５を覆う防塵カバー６２６が取付けられている。

旋回アーム６０９には、該旋回アームの回動中心に対して偏心させた位置に配置された支持機構６１５により、電動ブラシ６３０が支持されている。電動ブラシ６３０は、内部にモータが収容された筒状のハウジング６３１と、ハウジング６３１の先端に取り付けられた減速機ケース６３２内に収容されてモータの回転を減速する減速機と、減速機ケース６３２から上方に導出された回転軸６３３と、回転軸６３３に取り付けられた回転研削ブラシ６３５とを備えている。

支持機構６１５は、ハウジング６３１の下半部に嵌合されるように形成されて旋回アーム６０９に固定された第１の半部６１５Ａと、ハウジング６３１の上半部に嵌合されるように形成されて第１の半部６１５Ｂに突き合わされた第２の半部６１５Ｂと、第１の半部６１５Ａと第２の半部６１５Ｂとを引き寄せるように締結するネジ６１５Ｃとを備えていて、第１の半部６１５Ａと第２の半部６１５Ｂとの間に電動ブラシ６３０のハウジング６３１を挟んだ状態で、電動ブラシ６３０を斜めに支持するように構成されている。

電動ブラシ６３０は、支持機構６１５により、電動ブラシ６３５が取り付けられた先端部６３０ａが後端部６３０ｂよりも高い位置に配置されるように傾けられていて、回転軸６３３が鉛直方向（旋回軸６０８の中心軸線Ｏ−Ｏの方向）に対して一定角度θだけ傾斜した状態で配置されている。

回転研削ブラシ６３５は、回転軸６３３に固定されたカップ状の基部６３５ａの周壁部に、金属ワイヤからなる多数のブラシ毛６３５ｂを円錐面に沿うように並べて支持した構造を有する周知の研削ブラシからなっている。回転研削ブラシ６３５は、その回転軸６３３が鉛直方向に対して一定角度θだけ傾斜させられていることにより、そのブラシ毛の部分の先端部の周方向の一部のみが研削作用を行う作用部分Ｐとして、上方に水平に配置されたケースＴの底面に接触させられる。このように、回転研削ブラシを傾斜させて、ブラシ毛の部分の先端部の周方向の一部のみを研削作用を行う作用部分Ｐとしてケースの底面に接触させるようにすると、ブラシ毛の部分の直径よりも更に小さい部分を削ることが可能になるため、通常ケースＴの底面の外周部に形成されている環状の突出部の内側ぎりぎりの領域まで研削することが可能になる。

回転研削ブラシ６３５は、その作用部分Ｐが旋回軸６０８の中心軸線に対して一定距離ｄだけオフセットした状態で配置される。支持機構６１５は、回転研削ブラシ６３５の作用部分Ｐの旋回軸の中心軸線Ｏ−Ｏに対するオフセット量ｄを調整し得る機能を有している。即ち、ネジ６１５Ｃを緩めて、電動ブラシ６３０の位置をずらすことにより、オフセット量ｄを調整し得るようになっている。

上記のように、回転研削ブラシ６３５の作用部分Ｐを旋回中心に対してオフセットした位置に配置することにより、旋回アーム６０９の旋回に伴って、回転研削ブラシ６３５の作用部分Ｐを、旋回中心軸線Ｏ−Ｏを中心として旋回させることができるようになっている。このように構成しておくと、回転研削ブラシが研削する範囲を広くして、錆落し作業を能率よく進めることができる。

軸受け装置６０７の下端には、旋回運動を行う電動ブラシ６３０のモータに給電するためのブラシ装置６４０が取り付けられている。ブラシ装置６４０は、旋回軸６０８とともに回転するように設けられて図示しない配線により電動ブラシ６３０のモータに接続されたスリップリングと、このスリップリングに摺動接触するように設けられて図示しない電源に接続されたブラシとを備えていて、図示しない電源からブラシ装置６４０と図示しない配線とを通して電動ブラシ６３０のモータに給電されるようになっている。

下部フレーム６０１にはまた、支持ブロック６０２Ａの下端を検出することによりバネ６０２Ｃの撓み量を検出するセンサ６５０が取付けられている。センサ６５０は、支持ブロック６０２Ａの下端を検出するリミットスイッチ等からなっていて、昇降装置４により研削装置６を上昇させて回転研削ブラシ６３５をケースＴの底面に当接させる過程で、ケースＴの底面から研削装置に与えられる反力により支持ブロック６０２Ａがバネ６０２Ｃの付勢力に抗して下方に所定量変位したときに、支持ブロック６０２Ａの下端を検出することにより、バネ６０２Ｃの撓み量が所定量になったこと（回転研削ブラシ６３５がケースＴの底面に所定の圧力で接触したこと）を検出する。回転研削ブラシの接触圧力を調整し得るようにするため、センサ６５０の上下位置を適宜に調整できるようになっている。

上記の研削装置６は、下部フレーム６０１をＸ−Ｙ移動装置５の可動板５１５に固定することにより、ＸーＹ移動装置５に取付けられる。研削装置６は、可動テーブル２が第２の位置にあって、クランプ機構３によりクランプされているケースＴの下に作業用開口部が形成されている状態で、回転研削ブラシ６３５を該作業用開口部を通してケースＴの底面に接触させることによりケースＴの底面を研削する。

柱上変圧器のケースＴの底面の錆落し処理を行う際には、図１に示したように、可動テーブル２を第１の位置に位置させて、支持フレーム１内の機器収容空間の開口部を塞いだ状態で、可動テーブル２の上に、ケースＴを、その底面を下に向けた状態で保持させる。この作業は、天井クレーン等の搬送手段（図示せず。）を用いて行う。可動テーブル２の上にケースＴを保持させた状態でクランプ機構３により、ケースＴをクランプする。ケースＴをクランプした後、可動テーブル２を図３に鎖線で示された第２の位置に変位させることにより、クランプされたケースＴの下方に作業用開口部を開口させ、ケースＴの底面をその作業用開口部に臨ませる。

次いで、昇降装置４を駆動して、センサ６５０が支持ブロック６０２Ａの下端を検出するまで研削装置６を上昇させることにより、回転研削ブラシ６３５の作用部分ＰをケースＴの底面に所定の圧力で当接させる。この状態で、モータ６２１を回転させて旋回アーム６０９を旋回させることにより、回転研削ブラシ６３５の作用部分Ｐを一方向に旋回させるとともに、回転研削ブラシ６３５を回転軸６３３を中心として回転させながら、Ｘ−Ｙ移動装置５により研削装置６を互いに直交するＸ方向及びＹ方向に適宜に移動させることにより、回転研削ブラシ６３５をケースＴの底面に沿って所定のパターンで移動させて、ケースＴの底面全体の錆落し処理を行わせる。

回転研削ブラシによりケースＴの底面を研削して錆落しを行う際の研削ブラシの移動パターンの一例を図１１及び図１２に示した。この例による場合には、先ず図１１に示すパターンで回転研削ブラシを移動させることにより、ケースＴの底面の外周寄りの領域を除いた領域の錆落し処理を行う。この処理においては、旋回アーム６０９を一方向に旋回させて、回転研削ブラシ６３５を旋回中心軸線Ｏ−Ｏの回りに旋回させるとともに、回転軸６３３を中心に回転させながら、回転研削ブラシ６３５を、Ｘ−Ｙ移動装置５により図１１に示した矢印に沿って（ケースＴの中心を通る一つの直線と平行な方向に沿って）往復直線移動させる動作を、回転研削ブラシを、ケースの径方向に一定距離Δｂずつシフトさせながら繰り返し行うことにより、ケースＴの外周寄りの領域を除いたほぼ半部の領域の錆落し作業を行う。回転研削ブラシを矢印に沿って移動させる際の移動量ｃは、錆落し処理を行う領域の半径ａと、半径ａと回転研削ブラシのシフト量Δｂとから演算される距離ｂ（＝ａ−Δｂ）とから、ｃ＝（ａ^２−ｂ^２）^１／２の演算を行うことにより求めることができる。ケースの他の半部の領域についても、同様のパターンで回転研削ブラシを移動させることにより、錆落し処理を行う。必要に応じて、上記の動作を繰り返すことにより、ケースＴの底面の外周寄りの領域を除いた領域の錆落し処理を行う。

図１１に示すパターンで回転研削ブラシを移動させて、ケースＴの底面の外周寄りの領域を除いた領域の錆落し処理を行った後、回転軸６３３を中心に回転している回転研削ブラシ６３５を旋回軸６０８の回りに旋回させながら、図１２に示すように、ケースＴの周方向に連続移動させる動作を、移動の軌跡の円の半径を徐々に小さくしながら繰り返すことにより、ケースＴの底面の外周寄りの領域の錆落し作業を行う。

ケースの底面の錆落しが終了した後は、昇降装置４を駆動して研削装置６を下方に設定された退避位置まで下降させ、可動テーブル２を図１に示された第１の位置に移動させて可動テーブル２によりケースＴの底面を支える。次いでクランプ機構３によるケースＴのクランプを解除する。ケースＴのクランプを解除した後、処理済のケースＴを吊り上げて搬出する。

上記の一連の動作は、シリンダ２１１及び２１２からなる可動テーブル駆動機構と、クランプ機構３と、Ｘ−Ｙ移動装置とを所定の順序で動作させることにより行うことができる。これらの各部の動作は手動による遠隔操作により行ってもよく、所定のシーケンスで自動的に行わせてもよい。

上記の一連の動作を自動的に行わせる場合には、各部の動作の完了を検出するリミットスイッチ等のセンサを設けておいて、可動テーブル２が図１に示す第１の位置に移動させられている状態にあることが確認されている状態で該可動テーブル２上にケースＴが載せられるのを待つ過程と、可動テーブル２の上に処理するケースＴが載せられたことが検出されたときにクランプ機構３を動作させて可動テーブル２上のケースＴをクランプする過程と、ケースＴがクランプ機構によりクランプされたことが確認されたときに可動テーブルを第２の位置に移動させてクランプされているケースの底面の下方の作業用空間を開放する過程と、昇降装置４により、センサ６５０が検出動作を行うまで研削装置を上昇させて回転研削ブラシ６３５をケースの底面に所定の圧力で接触させる過程と、回転研削ブラシ６３５によりケースの底面の全体を研削するようにＸ−Ｙ移動装置５を制御する過程と、ケース底面全体の研削が終了した後に昇降装置４に下降動作を行わせて研削装置を退避位置まで下降させる過程と、研削装置６の下降動作が完了した時に可動テーブル２を第１の位置に移動させて、錆落し処理が終了したケースＴの底面を支える過程と、クランプ機構３によるケースＴのクランプを解除する過程と、可動テーブル２の上のケースが搬出されるのを待つ過程とを順次行わせるべく、可動テベーブル駆動機構と、クランプ機構３と、昇降装置４と、Ｘ−Ｙ移動装置５とを所定のシーケンスで動作させるように制御する制御部を設ける。

本実施形態においては、回転研削ブラシ６３５のブラシ毛部分の先端部の周方向の一部のみを作用部分ＰとしてケースＴの底面に接触させるように回転研削ブラシの回転軸を鉛直方向に対して傾斜させてあることにより、回転研削ブラシのブラシ毛の部分の直径よりも小さい直径を有する部分の研削を行うことができるため、タンクの底面の隅々まで研削を行わせることができ、未処理部分が残されるのを防ぐことができる。また回転研削ブラシの作用部分Ｐを、旋回軸の中心軸線Ｏ−Ｏに対してオフセットした位置に配置して、旋回アーム６０９を旋回させることにより、回転研削ブラシ６３５の作用部分Ｐを旋回軸の中心軸線の回りに旋回させることができるようにしたため、研削装置６をＸ−Ｙ移動装置により左右に移動させる過程で、研削ブラシにより研削する範囲を拡大して錆落し作業を能率よく進めることができる。

上記の実施形態のように、可動テーブルにローラ２０６を取り付けておくと、ケースをクランプ機構によりクランプした後可動テーブルを第２の位置に移動させる動作、及びケース底面の錆落処理が完了した後可動テーブルを第１の位置に移動させる動作を行わせる際に、可動テーブルのローラ２０６が回転して可動テーブルの移動を容易にするため、可動テーブルを第１の位置及び第２の位置に移動させる動作を円滑に行わせることができる。

上記の実施形態では、回転研削ブラシを旋回させる駆動源として電動モータ６２０を用いたが油圧モータを用いてもよい。その他の回転駆動源も油圧モータで置き換えることができる。

上記の実施形態では、回転研削ブラシの接触圧力を得るためにバネ６０２Ｃを用い、振動を吸収するためにショックアブソーバ６０５を設けているが、これらに代えて、エアシリンダを用いてもよい。即ち研削装置６の上部フレーム６０４を下部フレーム６０１に対して上下動自在に支持して、上部フレーム６０４と下部フレーム６０１との間にエアシリンダを介在させるようにしてもよい。

上記の説明では、錆落し処理を行う際に、回転研削ブラシを一方向に旋回させるとしたが、旋回アーム６０９を駆動するモータ６２１としてサーボモータを用いることにより、回転研削ブラシを一定の角度範囲で往復旋回させる動作を行わせることも可能である。

上記の実施形態では、装置をコンパクトに構成するために、可動テーブル２を第１のテーブル半部２０１と第２のテーブル半部２０２とにより構成したが、可動テーブルを一つのテーブルにより構成して、該可動テーブルを第１の位置と第２の位置とに移動させるようにしてもよい。

上記の実施形態では、クランプ機構３を固定側クランプ具と可動側クランプ具とにより構成したが、クランプ機構を構成する両クランプ具を共に可動とするように構成することもできる。

１支持フレーム
１００機器収容空間
１０５開口部
２可動テーブル
２１１，２１２流体圧シリンダ（可動テーブル駆動機構）
３クランプ機構
３０２固定側クランプ具
３０２可動側クランプ具
３０３流体圧シリンダ
４昇降装置
５Ｘ−Ｙ移動装置
６研削装置
６０１下部フレーム
６０２支持脚
６０４上部フレーム
６０８旋回軸
６２１モータ
６２５減速機構
６３０電動ブラシ
６３５回転研削ブラシ
Ｐ回転研削ブラシの作用部分
Ｔ柱上変圧器のケース

Claims

柱上変圧器のケースの底面に発生した錆を落す柱上変圧器ケースの錆落し装置であって、
上方に開口した機器収容空間を内側に有する支持フレームと、
水平方向に沿って第１の位置と該第１の位置から離れた第２の位置との間を変位し得るように前記支持フレームの上部にガイド機構を介して支持されていて、前記第１の位置にあるときに前記機器収容空間の開口部の上方に位置して前記ケースを支えるべく待機した状態になり、前記第２の位置にあるときに前記機器収容空間の開口部の少なくとも一部を作業用開口部として開放した状態になる可動テーブルと、
前記可動テーブルを前記第１の位置と第２の位置とに変位させる可動テーブル駆動機構と、
前記第１の位置にある前記可動テーブルの上に底面を下にし、中心軸線を鉛直方向に向けて載せられた前記ケースをクランプして前記支持フレームに対して固定するクランプ機構と、
前記可動テーブルが第２の位置にあるときに前記クランプ機構によりクランプされているケースの底面に前記作業用開口部を通して当接して該ケースの底面を研削する回転研削ブラシを備えて、前記機器収容空間内で上下方向への変位と水平面に沿った互いに直交するＸ方向及びＹ方向への変位とを行い得るように、前記機器収容空間内で昇降装置とＸ−Ｙ移動装置とを介して前記支持フレームに支持された研削装置と、
を具備し、
前記昇降装置により前記研削装置を上昇させて前記回転研削ブラシを前記作業用開口部を通して前記ケースの底面に当接させた状態で、前記Ｘ−Ｙ移動装置によって前記研削装置を水平方向に移動させることにより前記回転研削ブラシを前記ケースの底面に沿って移動させながら、該回転研削ブラシにより前記ケースの底面を研削して前記ケースの底面の錆を落すように構成されていること、
を特徴とする柱上変圧器ケースの錆落し装置。
前記可動テーブルは、水平面に沿って互いに接近する方向と離間する方向とに変位し得るように支持された第１及び第２のテーブル半部からなっていて、両テーブル半部が最も接近した位置及び最も離間した位置がそれぞれ前記可動テーブルの第１の位置及び第２の位置となるように構成され、
前記第１及び第２のテーブル半部は、回転中心軸線をそれぞれの移動方向に対して直角な方向に向けた状態で両テーブル半部の移動方向に並設された複数のローラを備えていて、該複数のローラが前記ケースの底部を受け止めるように構成されていること、
を特徴とする請求項１に記載の柱上変圧器ケースの錆落し装置。
前記研削装置は、鉛直方向に伸びる旋回軸の上端に取り付けられた旋回アームと、前記旋回軸を回転駆動する回転駆動機構と、前記回転研削ブラシと該回転研削ブラシを回転駆動するモータとを有して前記回転研削ブラシのブラシ毛部分の先端の周方向の一部のみを研削作用を行う作用部分として前記ケースの底面に接触させるように前記回転研削ブラシの回転軸を鉛直方向に対して傾斜させた状態で前記旋回アームに搭載された電動ブラシとを備え、
前記電動ブラシは、前記回転研削ブラシの前記作用部分の前記旋回軸の中心軸線に対するオフセット量を調整し得る支持機構を介して前記旋回アームに取り付けられていること、
を特徴とする請求項１または２に記載の柱上変圧器ケースの錆落し装置。