JP7213515B2 - 塔上可動足場用構造、塔上可動足場および塔上作業方法 - Google Patents

Description

本発明は塔上可動足場用構造および塔上可動足場に係り、特に、既設風力発電設備に係る風車の羽根の点検・修理・清掃・交換等の作業など、大型の塔上構造物上における保守管理その他の作業を行う際に便利な新規技術に関する。

風力発電用の塔状構造物は、設備の機能維持のために、清掃、塗装、風車の羽根の点検や修理、あるいは交換などの作業を要する。塔状構造物が鉄骨により建造されている場合は、これにガイドを設け、その上を昇降可能な作業用ゴンドラを用いて作業を行えるが、近年は、灯台のような構造・形態にする例が多い。この場合は、既設のガイド等もないため、保守管理等作業は容易ではない。１基当たり、１回の保守管理作業にかかる費用は１０００万円以上、労力は５人で２日間、そしてかかる作業は、年次点検により毎年必要になるとも言われる。

図１０は、塔状構造物上での作業方法の従来技術を例示する説明図である。図示するように従来は、大型クレーン車Ｃｒ１、Ｃｒ２等を塔状構造物Ｔｗの付近に設置し、それにより作業用ゴンドラＧｄ１を吊り下げたり、あるいは作業用ゴンドラＧｄ２をクレーン先端部に搭載したりして、所要箇所まで移動させ、ゴンドラＧｄ１等中の作業者による作業が行われている。しかしながら、大型クレーン車Ｃｒ１、Ｃｒ２等が乗り入れられないような場所に塔状構造物Ｔｗが設置されている例も決して少なくなく、そのような場合は、塔状構造物Ｔｗ上の上部からロープで作業者を吊り下げて作業を行わせることがなされている。

さて、風力発電設備の保守管理作業技術については従来、特許出願等もなされている。たとえば後掲特許文献１には、機動性に富み、仮設・解体・撤去の作業労力軽減および工期短縮が可能な風力発電の塔状構造物の保守点検・塗布作業のための足場装置として、塔状構造物の頭頂部など所要の場所に被冠設置されるフレーム架台と、そこから吊下げられて地上のアンカーに緊張固定される複数の支線と、フレーム架台から塔状構造物の作業予定壁面に沿って昇降自在に吊り下げられる作業用ゴンドラを具備した構成が開示されている。さらに、支線の張力調整によりフレーム架台を固縛定置でき、支線の外周には養生ネットを展設可能としている。

また特許文献２には、１本のラックレールに架設させた１台の作業用昇降機と少数の作業工程員によって可能な風力発電設備の風車羽根メンテナンス工法として、塔外周面の基端近くにラックレールを立設し、強力マグネットを両端に固定した所定長さの架設板を塔外周面に所定間隔を隔てて固着して、この架設板をラックレールに架設し、駆動装置と一体の作業用昇降機を設置し、作業用昇降機上の作業者によって架設板を順次上方に延ばすように固定していき、塔の頂端までラックレールを継ぎ足し、昇降機の駆動装置に移動可能な羽根点検用作業台を連結した装置による方法が開示されている。

特開２００４－１５６４７８号公報「独立型塔体構造物の作業用足場装置及び作業用足場設置工法」 特開２０１２－７５２５号公報「風力発電設備の風車羽根のメンテナンス工法」

このように複数の技術的提案がなされていることからも、既設風力発電設備に係る風車の羽根の点検・修理・清掃・交換等の作業に関しては、仮設・解体・撤去作業労力がかかること、工期が長いこと、作業員数を要すること等が問題視されており、これらの解決が種々図られている。しかしながら、地上のアンカーに複数の支線を緊張固定する方式（特許文献１）は相当の作業面積や労力を要し、またラックレールの立設と強力マグネット具備架設板による方式（特許文献２）では強力マグネットの取り外しに多大な労力を要するなど、それぞれに実用上の問題点のあることが認められる。

だが、それ以上に、実際に相当な長時間に亘って塔上での危険な作業を担当しなくてはならない者における精神的・肉体的負担を如何にして軽減するかが、問題である。吊り下げられたゴンドラ上や作業用昇降機上での集中力の維持を要する作業は、不安定さや身動きの制限によって疲労を高め、精神的にも肉体的にも負荷が大きい。このような作業者の精神的・肉体的負担をより軽減することができ、それによって、塔上構造物上における保守管理その他の作業の作業性をより高め、ひいてはかかる作業の作業効率を高めることのできる、実用性に優れた方式があれば便利である。このことは、風力発電設備の塔上作業に限らず、柱状の塔における同様の作業においても共通して言える。

そこで本発明が解決しようとする課題は、かかる従来技術の問題点を踏まえ、既設風力発電設備に係る風車の羽根の保守点検等作業を初めとする塔上における作業者の精神的・肉体的負担を、より軽減することができ、それによって、塔上構造物上における設備の点検・修理・清掃・交換その他の作業の作業性をより高め、ひいてはかかる作業の作業効率を高めることのできる、便利な技術を提供することである。

本願発明者は上記課題について検討した結果、油圧その他の駆動手段を用いて、塔表面（外周面）を囲繞する姿勢を保持しつつ昇降することの可能なリング形の足場を実現することによって解決できることを見出し、これに基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。

〔１〕 既設風力発電用鉄塔（以下、単に「塔」ともいう）の外面に脱着可能に設置されて既設風力発電設備に係る風車の羽根の点検・修理・清掃・交換等の作業に用いられる、昇降可能な足場（以下、「塔上可動足場」という）の基礎となる塔上可動足場用構造であって、
下記各要素＜Ａ＞ ～ ＜Ｃ＞を備えて構成されることを特徴とする、塔上可動足場用構造。
＜Ａ＞ 基台部
基台部は、相互に連結された複数の基台部材からなっていて塔を囲繞する全体形態であり、二の基台部材間は、塔上の高さ位置によって該基台部の形態を変化させること、および塔への脱着のために、開閉自在に形成されていて開閉部をなす。
＜Ｂ＞ 塔上昇降手段
該基台部の複数の角度位置に複数が設けられ、その数は＜Ｂ０５＞により規定される。また、各塔上昇降手段は＜Ｂ１０＞ ～ ＜Ｂ４０＞を備えて構成される。
＜Ｂ０５＞ 塔上昇降手段の数は、塔面上に凸箇所がある場合にそれを回避しての走行に十分なように３以上とする。
＜Ｂ１０＞ 直線駆動体（以下、「ロッド」という）
後記ロッド駆動手段によって塔の外面方向に押し付けられる。塔周囲から複数のロッドが押し付けられることにより、塔上昇降手段およびそれが設けられる基台部は塔の外面上に固定され得る。
＜Ｂ２０＞ ロッド駆動手段
該ロッドを塔の外面方向に押し付ける駆動を行う。
＜Ｂ３０＞ 車輪
該ロッドの先端に取付けられ、塔の外面に当接した状態で後記車輪駆動手段により駆動されることで塔外面上を走行し、非走行時には塔の外面に固定される。
＜Ｂ４０＞ 車輪駆動手段
該車輪の回転を駆動する。
＜Ｃ＞ 制御部
該基台部および該塔上昇降手段の動作を制御するため、＜Ｃ１０＞ ～ ＜Ｃ３０＞を備えて構成される。
＜Ｃ１０＞ ロッド駆動制御部
該ロッドの塔面方向への押し付け作用を制御する。
＜Ｃ２０＞ 車輪駆動制御部
該車輪の回転駆動を制御する。
＜Ｃ３０＞ 基台部開閉制御部
該基台部の開閉部の開閉状態を制御する。
〔２〕 前記塔上昇降手段が下記＜Ｂ５０＞の特徴を備える、〔１〕に記載の塔上可動足場用構造。
＜Ｂ５０＞ 各角度位置における塔上昇降手段は、前記ロッド－車輪が一設けられてなる、または縦に複数設けられてなる。
〔３〕 前記ロッド駆動制御部が下記＜Ｃ１１＞の特徴を備える、〔１〕、〔２〕のいずれかに記載の塔上可動足場用構造。
＜Ｃ１１＞ 前記塔上昇降手段および基台部が常に塔上に固定可能なように、塔の径の変化に応じて前記ロッドの塔面方向への押し付け具合を制御する。

〔４〕 前記車輪駆動手段が下記＜Ｂ４１＞の特徴を備える、〔１〕、〔２〕、〔３〕のいずれかに記載の塔上可動足場用構造。
＜Ｂ４１＞ 車輪駆動手段はブレーキ付きモータである。
〔５〕 前記ロッド駆動手段が下記＜Ｂ２１＞の特徴を備える、〔１〕、〔２〕、〔３〕、〔４〕のいずれかに記載の塔上可動足場用構造。
＜Ｂ２１＞ ロッド駆動手段は、塔面上の凸箇所を回避して走行可能なように前記ロッドの送り出し長さが制御される。
〔６〕 前記車輪駆動制御部が下記＜Ｃ２１＞の特徴を備える、〔１〕、〔２〕、〔３〕、〔４〕、〔５〕のいずれかに記載の塔上可動足場用構造。
＜Ｃ２１＞ 車輪駆動制御部は、前記ロッドへの前記車輪の取付け軸周りの回転をも制御する。
〔７〕 前記基台部が下記＜Ａ１０＞の特徴を備える、〔１〕、〔２〕、〔３〕、〔４〕、〔５〕、〔６〕のいずれかに記載の塔上可動足場用構造。
＜Ａ１０＞ 基台部材は三以上である。

〔８〕 前記塔上昇降手段、前記制御部はそれぞれ、下記＜Ｂ５０＞、＜Ｃ４０＞の特徴を備える、〔１〕、〔２〕、〔３〕、〔４〕、〔５〕、〔６〕、〔７〕のいずれかに記載の塔上可動足場用構造。
＜Ｂ５０＞ アウトリガー
塔外面に対して接地されることにより、該塔上昇降手段の塔外面への固定を補助する。
＜Ｃ４０＞ アウトリガー制御部
該アウトリガーの接地状態を制御する。
〔９〕 〔１〕、〔２〕、〔３〕、〔４〕、〔５〕、〔６〕、〔７〕、〔８〕のいずれかに記載の塔上可動足場用構造に足場部が備えられてなることを特徴とする、塔上可動足場。
〔１０〕 デッキまたはゴンドラの少なくともいずれかが前記基台部上に設けられて足場部を構成することを特徴とする、〔９〕に記載の塔上可動足場。

〔１１〕 前記足場部の駆動を行う足場部駆動部が設けられていることを特徴とする、〔９〕、〔１０〕のいずれかに記載の塔上可動足場。
〔１２〕 風力発電用鉄塔上における有人作業用であることを特徴とする、〔９〕、〔１０〕、〔１１〕のいずれかに記載の塔上可動足場。
〔１３〕 〔９〕、〔１０〕、〔１１〕、〔１２〕のいずれかに記載の塔上可動足場を風力発電用鉄塔上に設置し、該塔上可動足場の足場部において下記＜Ｗ＞記載のいずれかを行うことを特徴とする、塔上作業方法。
＜Ｗ＞ 保守点検作業、塗装作業、清掃作業、塔状構造物上設置物の設置作業、風力発電用鉄塔上設置物の解体作業

本発明の塔上可動足場用構造、塔上可動足場および塔上作業方法は上述のように構成されるため、これらによれば、既設風力発電設備に係る風車の羽根の保守点検等作業を初めとする塔上における作業者の精神的・肉体的負担を、より軽減することができ、それによって、塔上構造物上における設備の点検・修理・清掃・交換その他の作業の作業性をより高め、ひいてはかかる作業の作業効率を高めることができ、実用性が高い。

本発明に係る塔上可動足場は、塔を囲繞した状態で塔上に確実に設置されて昇降する足場用構造の安定性が高く、またそれによって作業上の制約が従来よりも軽減され、作業者の安心感を大いに高めることができ、そのことが作業者の精神的・肉体的負担軽減に繋がり、作業環境の改善、作業労力軽減、作業員数低減、工期短縮にも繋がる。また、足場の組み立て・設置・運転・解体にも時間をさほど要しない上、スペースもさほど要しない。したがって、大型車両や重機が入れないような立地条件の塔であっても、本発明の適用対象とすることができる。

殊に本発明は、世界的に増加している風力発電設備における作業用として有用性が高い。風力発電設備では、その保守点検や交換等の作業における安全性・作業性・効率性向上が大きな課題であるが、本発明の塔上可動足場用構造、塔上可動足場および塔上作業方法を用いることで、かかる作業の困難性を大きく軽減することができる。風力発電設備は、地上のみならず洋上にも設置されるが、従来技術では洋上設備の塔上作業は極めて困難である。しかし本発明によれば、それを相当程度軽減することができる。

本発明の塔上可動足場用構造の基本構成を概念的に示す側面視説明図である。 本発明の塔上可動足場用構造の基本構成の別例を概念的に示す側面視説明図である。 本発明の塔上可動足場用構造の作用（その１）を概念的に示す上面視説明図である。 本発明の塔上可動足場用構造の作用（その２）を概念的に示す上面視説明図である。 塔の下部構造例を示す側面視説明図である。 本発明の塔上可動足場用構造に係る基台部等の構成を概念的に示す側面視説明図である。 本発明の塔上可動足場用構造に係る制御部の構成を示す概念図である。 本発明の塔上可動足場の基本構成を概念的に示す側面視説明図である。（以下各図は、実施例に係る。） 本発明の塔上可動足場用構造の実施例の構成を示す斜視図である。 図２に示す実施例の使用例を示す説明図である。 実施例塔上可動足場用構造の塔上昇降手段の構成およびその作用（その１）を示す斜視説明図である。 図４に示す塔上昇降手段の作用（その２）を示す斜視説明図である。 図４に示す塔上昇降手段の作用（その３）を示す斜視説明図である。 図４に示す塔上昇降手段の作用（その４）を示す斜視説明図である。 本発明の塔上可動足場の実施例の構成を示す上面図である。 図７に示す実施例の作用（その１）を示す上面図である。 図７に示す実施例の作用（その２）を示す上面図である。 ゴンドラを備えた塔上可動足場の実施例を示す上面図である。 ゴンドラを備えた塔上可動足場の別の実施例の下方からの斜視図である。 図９に示す実施例の上方からの斜視図である。 図９に示す実施例の上方からの斜視図（その２）である。 塔状構造物上での作業方法の従来技術を例示する説明図である。

以下、図面により本発明を詳細に説明する。
図１ａは、本発明の塔上可動足場用構造の基本構成を概念的に示す側面視説明図である。また、
図１ｂは図１ａに示す基本構成の別例を概念的に示す側面視説明図、図１－２は本発明の塔上可動足場用構造の作用（その１）を概念的に示す上面視説明図、図１－３は同作用（その２）を概念的に示す上面視説明図、図１－４は塔の下部構造例を示す側面視説明図、そして、図１－５は基台部等の構成を概念的に示す側面視説明図、図１－６は制御部の構成を示す概念図である。これらに図示するように本塔上可動足場用構造Ｐは、塔状構造物（塔）Ｔｗの外面に脱着可能に設置されて昇降可能な足場（塔上可動足場）の基礎となる構造であり、基台部Ａ（特に図１－２、１－３）、基台部Ａに設けられた塔上昇降手段Ｂ（図１－５）、および、基台部Ａならびに塔上昇降手段Ｂの動作を制御するための制御部Ｃ（図１－６）、の各部を備えてなることを主たる構成とする。

かかる構成により本発明塔上可動足場用構造Ｐは、塔上昇降手段Ｂを備えた基台部Ａが塔Ｔｗの外面上に塔Ｔｗを囲繞して設置され、制御部Ｃの作用によって塔上昇降手段Ｂが塔上を昇降するとともに、必要時には制御部Ｃの作用によって基台部Ａの状態も制御され（後述）、塔Ｔｗ上での作業が行われるべき所定の高さまで基台部Ａが昇るとそこで基台部Ａは固定するように制御部Ｃによって制御され、作業者による所定の作業が行われるための準備・環境が整う。この作業中においても、必要に応じて制御部Ｃにより基台部Ａの状態が制御され得る。作業終了後は、基台部Ａを降ろす制御が制御部Ｃにより行われる。

作業者は、基台部Ａが乗り込みに可能な高さにある時点で、適宜の方法によってこれに乗り込むこととすればよい。たとえばクレーンによって作業者を所定高さに設置してある本塔上可動足場用構造Ｐまで運送する、塔である。なお、各図は本発明塔上可動足場用構造Ｐに係り、実際に作業者が乗り込む形態は、図１－７を用いて後述する本発明塔上可動足場Ｑである。

なおまた、図１ａに示すように制御部Ｃは基台部Ａ上において作用するようにする構成が望ましい。つまり、基台部Ａ上に制御部Ｃが設置されていてこれを作業者が操作する態様、または基台部Ａとは別体として設けられている制御部Ｃを作業者が乗り込む際に携帯し、基台部Ａ上にて操作する態様である。

しかしながら図１ｂに示すように、制御部Ｃが本塔上可動足場用構造Ｐから離れた位置にあって、そこから無線通信等によって他者の手で遠隔操作される態様であっても、本発明の範囲内である。もっとも、本発明塔上可動足場用構造Ｐがその適用対象とする作業は危険性の伴う作業であり、実際に作業にあたる作業者自身が制御部Ｃを操作できる状態が、安全確保の上では大いに望ましい。つまり、作業者自身が危険発生を認知し、または危険を予知した際に、即、本塔上可動足場用構造Ｐの制御を行える態様である。

同様の理由で、作業者自身が危険発生を認知し、または危険を予知した際に、即、本塔上可動足場用構造Ｐの制御を切断して手動操作に切り替えることのできる非常時用の構成が備えられるべきことも、言うまでもない。なお、図１ａに示す例の場合、制御部Ｃやその他駆動係の電源は、バッテリーを用いる方式でも、あるいはキャプタイヤーケーブル等を用いて地上から取る方式でもよい。

各部Ａ～Ｃをさらに詳述すると、下記の通りである。
〔基台部Ａ〕
基台部Ａは複数の基台部材Ａ０１、Ａ０２等からなっており（図１－２）、塔Ｔｗを囲繞する全体形態であり、二の基台部材Ａ０１－Ａ０２間等は開閉自在に形成されていて開閉部Ａ００をなす（図１－２、１－３）。基台部材Ａ０１等の数は、図では二であるが、三以上であってもよい。要するに、塔Ｔｗの囲繞や囲繞状態形成後の動作の効率性、円滑性等を考慮し、設計可能である。なお、図１－４に例示するように風力発電設備の塔Ｔｗでは、塔内部への入り口のような張り出し部Ｎｔが設けられていることが多い。本塔上可動足場用構造Ｐが相互に開閉可能な複数の基台部材Ａ０１等を設ける構成とするのは、かかる張り出し部Ｎｔがある位置（高さ）とそれ以外の位置とで基台部Ａの形態を変化させることが便利であることを考慮したものである。

図１－２では、基台部Ａの各基台部材Ａ０１、Ａ０２の接している箇所（図１－３における開閉部Ａ００）が開いて、開放箇所Ａｏｐが形成されている状態が示されている。これは、図１－４に示した塔Ｔｗの張り出し部Ｎｔがある領域とそうではない領域とを分ける境界線ｂｄの下方側において、すなわち張り出し部Ｎｔのある領域において基台部Ａが採る形態である。つまり、本塔上可動足場用構造Ｐが円滑に塔Ｔｗ上を昇降できるよう、張り出し部Ｎｔのある領域では、基台部材Ａ０１、Ａ０２がこれを回避するように開いて形成される開放箇所Ａｏｐが、張り出し部Ｎｔを通過する。

張り出し部Ｎｔ箇所を通過後、基台部Ａは図１－３に示すようにその開閉部Ａ００にて閉じ、円環状となって塔Ｔｗ上を昇降する。かかる基台部材Ａ０１、Ａ０２等の開閉は、制御部Ｃによって制御される。なお、図１－４に示した張り出し部Ｎｔの設置位置は例示であり、その具体的位置や数は限定されない。張り出し部が複数存在する場合でも、本基台部Ａは制御部Ｃに制御されて、張り出し部を通過昇降するための開閉がなされる。

〔塔上昇降手段Ｂ〕
図１－２、１－３に示す通り、塔上昇降手段Ｂは基台部Ａの複数の角度位置（周上位置）に設けられる。つまり塔上昇降手段Ｂは複数設けられる。図１－５に示すように各塔上昇降手段Ｂ、Ｂ、・・・は、次の各要素を備えて構成される。
・直線駆動体（ロッド）Ｂ１０
後述するロッド駆動手段Ｂ２０によって塔Ｔｗの外面方向に押し付けられる要素である。塔Ｔｗ周囲から複数のロッドＢ１０、Ｂ１０、・・・が押し付けられることにより、塔上昇降手段Ｂおよびそれが設けられる基台部Ａは塔Ｔｗの表面（外面）上に確実に押圧され、固定されることができる。

なお、ここでの「固定」とは、後述する車輪駆動手段Ｂ４０による車輪Ｂ３０の駆動がなされない限りにおいて、ロッドＢ１０が塔Ｔｗ上から落下せずに、押圧された位置にある状態が保持されていることを言う。したがって、車輪駆動手段Ｂ４０による車輪Ｂ３０の駆動がなされた場合には、塔Ｔｗ上の昇降等の移動はなされ得る。

・ロッド駆動手段Ｂ２０
ロッドＢ１０を塔Ｔｗの表面（外面）に対して押し付ける駆動を行う要素である。具体的には、油圧式、モータなど従来公知の適宜の手段・方式を用いることができる。なお、図では、ロッドＢ１０毎にロッド駆動手段Ｂ２０が設けられている構成が示されているが、本発明はこれに限定されない。たとえば一のロッド駆動手段Ｂ２０によって複数のロッドＢ１０が駆動される構成であってもよい。

・車輪Ｂ３０
ロッドＢ１０の先端に取付けられ、塔Ｔｗの表面（外面）に当接した状態で後述する車輪駆動手段Ｂ４０により駆動されることによって、塔Ｔｗの表面（外面）上を走行する要素である。これにより、基台部Ａは昇降する。また、昇降のみならず水平方向の移動や、鉛直－水平合成方向への移動も可能とする仕様も、もちろん採ることができる。非走行時には車輪Ｂ３０は、ロッドＢ１０によって塔Ｔｗの表面（外面）に対して押圧され当接した状態で固定される。

・車輪駆動手段Ｂ４０
車輪の、少なくとも回転を駆動する要素である。車輪駆動手段Ｂ４０としては、本発明の用途に可能な限り、従来公知の適宜の手段・方式を用いることができるが、特にブレーキ付き（減速機付き）モータの使用が好ましい。

以上の構成により、塔上昇降手段Ｂは次のように作用する。すなわち、ロッド駆動手段Ｂ２０によって塔Ｔｗ周囲から複数のロッドＢ１０が押し付けられ、塔上昇降手段Ｂおよびそれが設けられる基台部Ａは塔Ｔｗの表面（外面）上に確実に押圧され、固定されることができる。つまり、車輪駆動手段Ｂ４０による車輪Ｂ３０の駆動がなされない限りにおいて、ロッドＢ１０が塔Ｔｗ上から落下せずに、押圧された位置にある状態が保持される。

そして、ロッドＢ１０の先端に取り付けられている車輪Ｂ３０が塔Ｔｗの表面（外面）に当接した状態で、車輪駆動手段Ｂ４０により車輪Ｂ３０が駆動され、車輪Ｂ３０は回転し、塔Ｔｗ上を走行する。以上により、一体である基台部Ａおよび塔上昇降手段Ｂは、塔Ｔｗ上において昇降したり停止（固定）したりすることができる。

〔制御部Ｃ〕
基台部Ａおよび塔上昇降手段Ｂの動作を制御するための要素である。図１－６に示すように制御部Ｃは次の各要素を備えて構成される。
・ロッド駆動制御部Ｃ１０
ロッドＢ１０の塔面（塔Ｔｗの表面（外面））方向への押し付け作用を制御する。
・車輪駆動制御部Ｃ２０
車輪Ｂ３０の、少なくとも回転駆動を制御する。
・基台部開閉制御部Ｃ３０
基台部Ａの開閉部Ａ００の開閉状態を制御する。

以上が、本発明塔上可動足場用構造Ａの基本構成であるが、さらに詳しく説明する。まず、各角度位置における塔上昇降手段Ｂに設けられるロッドＢ１０－車輪Ｂ３０の組は、図１－５では縦に２組であるが、これは縦に３組以上であってもよい。また、１組のみであっても作用効果は十分である。後述する実施例では３組である。要するに、一体である塔上昇降手段Ｂおよび基台部Ａの塔上固定・姿勢保持効果を確実なものとできればよい。

また、ロッド駆動制御部Ｂ２０は、塔上昇降手段Ｂおよび基台部Ａが常に塔Ｔｗ上に確実に固定可能となるように、塔Ｔｗの径の変化の有無や変化の程度に応じてロッドＢ１０の塔面方向への押し付け具合を制御する機能を有する構成とすることが望ましい。それにより、一体である塔上昇降手段Ｂおよび基台部Ａの塔上固定・姿勢保持の確実性が十分に得られるからである。

図１－７は本発明の塔上可動足場の基本構成を概念的に示す側面視説明図である。図示するように、以上説明した本発明塔上可動足場用構造Ａに足場部Ｄが備えられたものが、本発明の塔上可動足場Ｑである。足場部Ｄは、作業者が実際に居る場所であり、作業するための場所である。図示するように足場部Ｄは、その下部にあって足場部Ｄの支持体としても機能する基台部Ａよりも広い外形をもって構成するものとすることができる。広さや形状は適宜設計可能であり、要するに塔上作業に適したものであればよい。

なお、基台部Ａは開閉自在な構造であるから、その上に設けられる足場部Ｄも当然ながら合わせて開閉自在であり、基台部会兵制御部Ｃ３０によって制御される。一方、足場部Ｄのみの所定の駆動を行うための足場部駆動部（図示せず）が設けられた構成としてもよい。たとえば足場部Ｄが、足場面積を拡大することのできる、展開－収納自在な追加足場部材を備えている構成である場合、追加足場部材の展開－収納を駆動する等である。

上述の通り本発明塔上可動足場Ｑは、風力発電用鉄塔などの塔状構造物上における有人作業用として好適に用いることができる。そして、塔上可動足場Ｑを塔状構造物上に設置し、塔上可動足場Ｑの足場部Ｄにおいて、塔Ｔｗやそこに設備されている物を対象とした保守点検作業、塗装作業、清掃作業、塔状構造物上設置物の設置作業、塔上構造物上設置物の解体作業等を行う塔上作業方法もまた、本発明の範囲内である。

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明がかかる実施例に限定されるものではない。作業対象の塔における囲繞状態形成、その後の動作、運搬や管理、組み立てや解体など、本塔上可動足場の製造時・使用時における効率性、円滑性、作業性、コスト等を考慮した設計変更は、如何様にも可能である。
なお、コンピュータ上で模擬的に行った構成例をもって実施例とする。

図２は、本発明の塔上可動足場用構造の実施例の構成を示す斜視図である。また、図３は図２に示す実施例の使用例を示す説明図である。図示するように本実施例塔上可動足場用構造８Ｐは、基台部８Ａが、境界に開閉部８Ａ００を有する２個の基台部材８Ａ０１、８Ａ０２からなり、塔上昇降手段８Ｂは基台部８Ａの内周側（塔面方向）に等間隔に１２箇所備えられて構成される。各塔上昇降手段８Ｂは、一の角度位置（周上位置）当たり縦方向に３個用いられている。

各塔上昇降手段８Ｂは、ロッド８Ｂ１０、ロッド駆動手段８Ｂ２０、車輪８Ｂ３０、および車輪駆動手段８Ｂ４０により構成されている。また塔上昇降手段８Ｂは塔上昇降手段支持体８Ｂ９０上に固設されている。かかる構成による本塔上可動足場用構造８Ｐは、既に述べた作用効果を奏し、塔上作業用として用いることができる。なお、図中、制御部の表示は省略する。

図４は、実施例塔上可動足場用構造の塔上昇降手段の構成およびその作用（その１）を示す斜視説明図である。図示するようにロッド８Ｂ１０（およびその先端の車輪８Ｂ３０）は、ロッド駆動手段８Ｂ２０により、ロッド方向駆動Ｓｔもなされる。つまりロッド８Ｂ１０（およびその先端の車輪８Ｂ３０）の塔面方向への推進・押し付け、および後退を、自在に制御できる構成である。これにより、本塔上可動足場用構造８Ｐの塔Ｔｗへの取り付け、取り外し、固定と昇降等の移動の各場面において、適切な固定・解除状態を形成できる。

図５は、図４に示す塔上昇降手段の作用（その２）を示す斜視説明図である。図示するように車輪８Ｂ３０は、車輪駆動制御部８Ｂ４０によって、ロッド８Ｂ１０への車輪８Ｂ３０取付け軸周りの回転駆動Ｒｄをも行える構成とすることができる。これにより塔上昇降手段８Ｂは、塔Ｔｗ上における昇降のみならず水平方向や、水平合成方向への移動も行うことができ、塔Ｔｗ上において本塔上可動足場用構造８Ｐを回転等させる必要が生じた場合にも対応できる。

図６、６－２は、図４に示す塔上昇降手段の作用（その３）、（その４）を示す斜視説明図である。これらに示すようにロッド駆動手段８Ｂ２０は、塔Ｔｗ面上の凸箇所Ｍｔを回避して走行可能なようにロッド８Ｐ１０の送り出しを行え、その長さを調節できるような構成とすることができる。

風力発電設備を初めとして本発明が適用対象とする塔は、平坦箇所Ｐｎだけでなく凸箇所Ｍｔを有する場合がある。そのような場合でも、本構成によれば、凸箇所Ｍｔを回避して円滑な走行を行わせることができる。図６では、示された３個の塔上昇降手段８Ｂのうち右側のものにおいて、ロッド８Ｐ１０が後退し、凸箇所Ｍｔを回避している。これを超えた後（図６－２）は、順次、次の塔上昇降手段８ｂのロッド８Ｐ１０が同様の作用を行う。

図７は、本発明の塔上可動足場の実施例の構成を示す上面図である。また、図７－２、７－３は、図７に示す実施例の作用（その１）、（その２）を示す上面図である。図２～６－２で示した本発明塔上可動足場用構造８Ｐの基台部８Ａに足場部８Ｄ１ａ等が設けられて、塔上可動足場８Ｑが構成される。足場部８Ｄ１ａ等には開閉部係止部８Ａ０９が設けられ、その係止によって足場部８Ｄ１ａ、８Ａ１１等が結合されており、これが外されると足場部は開閉可能となる（足場部が設置される基台部材において、かかる構成が形成されていてもよい）。

足場部８Ｄ１ａ－８Ｄ１ａ間を係止して開閉部８Ａ００が閉じられていた状態（図７）から、開閉部係止部８Ａ０９による係止が解除されて開放箇所８Ａｏｐが形成され（図７－２）、ついで足場部開閉用駆動手段８Ａ５０の伸縮駆動によって両足場部８Ｄ１ａ、８Ｄ１ａが相互に開いて開放箇所８Ａｏｐが拡大される（図７－３）。この一連動作が逆に行われることで、開閉部８Ａ００が閉じる状態になる（図７）。以上の動作により、本塔上可動足場８Ｑの塔Ｔｗへの脱着がなされる。

図８は、ゴンドラを備えた塔上可動足場の実施例を示す上面図である。また、図９はゴンドラを備えた塔上可動足場の別の実施例の下方からの斜視図である。さらに図９－２、９－３は、図９に示す実施例の上方からの斜視図である。なお、図８に示した実施例とはゴンドラ設置位置が異なるが、両者同じ符号にて示す。図示するように本塔上可動足場８Ｑには、デッキ（足場部８Ｄ１ａ）またはゴンドラ８Ｄ２の少なくともいずれかが基台部８Ａ上に設けられて足場部が構成されるものとすることができる。

なお、ゴンドラ８Ｄ２は作業者等搭乗部８Ｄ２ｃ、これを足場部８Ｄ１ａ側から支持する搭乗部支持部８Ｄ２ｄからなり、さらに搭乗部支持部８Ｄ２ｄの旋回を駆動するゴンドラ駆動手段８Ｄ５０が備えられる。かかる構成により、作業者が足場部８Ｄ１ａから作業者等搭乗部８Ｄ２ｃに乗り込んだ状態で、ゴンドラ駆動手段８Ｄ５０によって作業者等搭乗部８Ｄ２ｃが旋回駆動され、所望位置にゴンドラ８Ｄ２を移動することができる。

なお、図示しないが、塔上昇降手段８Ｂは、塔表面（外面）に対して接地されることによって塔上昇降手段８Ｂの塔外面への固定を補助するアウトリガーを設け、また制御部には当該アウトリガーの接地状態を制御するアウトリガー制御部を設ける構成とすることもできる。一体である基台部８Ａおよび塔上昇降手段８Ｂの塔面への固定の堅固さ、安定性、安心感を一層高めることができる。

本発明の塔上可動足場用構造、塔上可動足場および塔上作業方法によれば、既設風力発電設備に係る風車の羽根の保守点検等作業を初めとする塔上における作業者の精神的・肉体的負担を、より軽減することができ、それによって、塔上構造物上における設備の点検・修理・清掃・交換その他の作業の作業性をより高め、ひいてはかかる作業の作業効率を高めることができる。したがって、風量発電設備の保守点検等作業分野、その他の塔上作業分野、および関連する全分野において、産業上利用性が高い発明である。

Ａ…基台部
Ａ００…開閉部
Ａ０１、Ａ０２…基台部材
Ａｏｐ…開放箇所
Ｂ…塔上昇降手段
Ｂ１０…直線駆動体（ロッド）
Ｂ２０…ロッド駆動手段
Ｂ３０…車輪
Ｂ４０…車輪駆動手段
ｂｄ…境界線
Ｃ…制御部
Ｃ１０…ロッド駆動制御部
Ｃ２０…車輪駆動制御部
Ｃ３０…基台部開閉制御部
Ｄ…足場部
Ｇｒ…地面
Ｎｔ…張り出し部
Ｐ…塔上可動足場用構造
Ｑ…塔上可動足場
Ｔｗ…塔状構造物（塔）

８Ａ…基台部
８Ａ００…開閉部
８Ａ０１、８Ａ０２…基台部材
８Ａ０９…開閉部係止部
８Ａ１１…足場部
８Ａ５０…足場部開閉用駆動手段
８Ｄ１ａ…足場部（デッキ）
８Ｄ２…ゴンドラ
８Ｄ２ｃ…作業者等搭乗部
８Ｄ２ｄ…搭乗部支持部
８Ｄ５０…ゴンドラ駆動手段
８Ｂ…塔上昇降手段
８Ｂ１０…ロッド
８Ｂ２０…ロッド駆動手段
８Ｂ３０…車輪
８Ｂ４０…車輪駆動手段
８Ｂ９０…塔上昇降手段支持体
８Ｐ…塔上可動足場用構造
８Ｑ…塔上可動足場
Ｍｔ…凸箇所
Ｐｎ…平坦箇所
Ｒｄ…軸周り回転駆動
Ｓｔ…ロッド方向駆動

Ｃｒ１、Ｃｒ２…大型クレーン車
Ｇｄ１、Ｇｄ２…作業用ゴンドラ
Ｇｒ…地面
Ｔｗ…塔状構造物（塔）

Claims (13)

1. 既設風力発電用鉄塔（以下、単に「塔」ともいう）の外面に脱着可能に設置されて既設風力発電設備に係る風車の羽根の点検・修理・清掃・交換等の作業に用いられる、昇降可能な足場（以下、「塔上可動足場」という）の基礎となる塔上可動足場用構造であって、
   下記各要素＜Ａ＞ ～ ＜Ｃ＞を備えて構成されることを特徴とする、塔上可動足場用構造。
   ＜Ａ＞ 基台部
   基台部は、相互に連結された複数の基台部材からなっていて塔を囲繞する全体形態であり、二の基台部材間は、塔上の高さ位置によって該基台部の形態を変化させること、および塔への脱着のために、開閉自在に形成されていて開閉部をなす。
   ＜Ｂ＞ 塔上昇降手段
   該基台部の複数の角度位置に複数が設けられ、その数は＜Ｂ０５＞により規定される。また、各塔上昇降手段は＜Ｂ１０＞ ～ ＜Ｂ４０＞を備えて構成される。
   ＜Ｂ０５＞ 塔上昇降手段の数は、塔面上に凸箇所がある場合にそれを回避しての走行に十分なように３以上とする。
   ＜Ｂ１０＞ 直線駆動体（以下、「ロッド」という）
   後記ロッド駆動手段によって塔の外面方向に押し付けられる。塔周囲から複数のロッドが押し付けられることにより、塔上昇降手段およびそれが設けられる基台部は塔の外面上に固定され得る。
   ＜Ｂ２０＞ ロッド駆動手段
   該ロッドを塔の外面方向に押し付ける駆動を行う。
   ＜Ｂ３０＞ 車輪
   該ロッドの先端に取付けられ、塔の外面に当接した状態で後記車輪駆動手段により駆動されることで塔外面上を走行し、非走行時には塔の外面に固定される。
   ＜Ｂ４０＞ 車輪駆動手段
   該車輪の回転を駆動する。
   ＜Ｃ＞ 制御部
   該基台部および該塔上昇降手段の動作を制御するため、＜Ｃ１０＞ ～ ＜Ｃ３０＞を備えて構成される。
   ＜Ｃ１０＞ ロッド駆動制御部
   該ロッドの塔面方向への押し付け作用を制御する。
   ＜Ｃ２０＞ 車輪駆動制御部
   該車輪の回転駆動を制御する。
   ＜Ｃ３０＞ 基台部開閉制御部
   該基台部の開閉部の開閉状態を制御する。
2. 前記塔上昇降手段が下記＜Ｂ５０＞の特徴を備える、請求項１に記載の塔上可動足場用構造。
   ＜Ｂ５０＞ 各角度位置における塔上昇降手段は、前記ロッド－車輪が一設けられてなる、または縦に複数設けられてなる。
3. 前記ロッド駆動制御部が下記＜Ｃ１１＞の特徴を備える、請求項１、２のいずれかに記載の塔上可動足場用構造。
   ＜Ｃ１１＞ 前記塔上昇降手段および基台部が常に塔上に固定可能なように、塔の径の変化に応じて前記ロッドの塔面方向への押し付け具合を制御する。
4. 前記車輪駆動手段が下記＜Ｂ４１＞の特徴を備える、請求項１、２、３のいずれかに記載の塔上可動足場用構造。
   ＜Ｂ４１＞ 車輪駆動手段はブレーキ付きモータである。
5. 前記ロッド駆動手段が下記＜Ｂ２１＞の特徴を備える、請求項１、２、３、４のいずれかに記載の塔上可動足場用構造。
   ＜Ｂ２１＞ ロッド駆動手段は、塔面上の凸箇所を回避して走行可能なように前記ロッドの送り出し長さが制御される。
6. 前記車輪駆動制御部が下記＜Ｃ２１＞の特徴を備える、請求項１、２、３、４、５のいずれかに記載の塔上可動足場用構造。
   ＜Ｃ２１＞ 車輪駆動制御部は、前記ロッドへの前記車輪の取付け軸周りの回転をも制御する。
7. 前記基台部が下記＜Ａ１０＞の特徴を備える、請求項１、２、３、４、５、６のいずれかに記載の塔上可動足場用構造。
   ＜Ａ１０＞ 基台部材は三以上である。
8. 前記塔上昇降手段、前記制御部はそれぞれ、下記＜Ｂ５０＞、＜Ｃ４０＞の特徴を備える、請求項１、２、３、４、５、６、７のいずれかに記載の塔上可動足場用構造。
   ＜Ｂ５０＞ アウトリガー
   塔外面に対して接地されることにより、該塔上昇降手段の塔外面への固定を補助する。
   ＜Ｃ４０＞ アウトリガー制御部
   該アウトリガーの接地状態を制御する。
9. 請求項１、２、３、４、５、６、７、８のいずれかに記載の塔上可動足場用構造に足場部が備えられてなることを特徴とする、塔上可動足場。
10. デッキまたはゴンドラの少なくともいずれかが前記基台部上に設けられて足場部を構成することを特徴とする、請求項９に記載の塔上可動足場。
11. 前記足場部の駆動を行う足場部駆動部が設けられていることを特徴とする、請求項９、１０のいずれかに記載の塔上可動足場。
12. 風力発電用鉄塔上における有人作業用であることを特徴とする、請求項９、１０、１１のいずれかに記載の塔上可動足場。
13. 請求項９、１０、１１、１２のいずれかに記載の塔上可動足場を風力発電用鉄塔上に設置し、該塔上可動足場の足場部において下記＜Ｗ＞記載のいずれかを行うことを特徴とする、塔上作業方法。
    ＜Ｗ＞ 保守点検作業、塗装作業、清掃作業、塔状構造物上設置物の設置作業、風力発電用鉄塔上設置物の解体作業
    

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