KR20100040657A - 관형체 안의 녹 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대전력 공급 장치나 진공 펌프를 필요로 하지 않고 강관의 내면, 리브의 하면에 발생한 녹을 제거하는 것을 가능하게 하는 관형체 안의 녹 제거장치에 관한 것으로서, 주 기둥(관형체; a) 안을 축방향으로 이동하는 안내 장치(2)와, 안내 장치(2)의 선단쪽에 배치된 작업 장치(3)를 구비하여 이루어지고, 작업 장치(3)는 아암(5)과, 아암(5)의 선단쪽에 배치된 숫돌부(녹 제거부; 62a)를 구비하고, 아암(5)은 적어도 주기둥(a)의 내면 및 주기둥(a)의 안쪽으로 돌출된 리브(돌출부; g)의 하면(g2)을 포함한 피처리면에 숫돌부(62a)를 맞닿게 하기 위해 이동시킬 수 있는 여러 개의 링크(701)…(704)를 구비하여 구성되어 있다.

Description

관형체 안의 녹 제거장치{Apparatus for removing rust in tubular object}

본 발명은 관체 구조물을 구성하는 관형체 안에 발생한 녹을 제거하기 위한 관형체 안의 녹 제거장치에 관한 것이다.

이 종류의 관형체 안의 녹 제거장치로서, 본 출원인은, 예를 들면 복수의 강관을 연결함으로써 구성된 관형체의 윗쪽 개구단에 매달아서 유지하면서 그 관형체 안에 삽입하고 그 관형체 안의 녹 발생 부분까지 이동시킨 시점에서 그 부분에 밀봉용 컵을 씌우고, 그 내부를 진공 상태로 한 후 그 밀봉용 컵 안에 설치된 전극에 고전압을 공급함으로써, 그 전극과 녹 발생 부분 사이에 생기는 진공 아크 방전을 이용하여 그 녹을 제거하는 장치를 제안하였다(예컨대 특허문헌 1 참조).

이 관형체 안의 녹 제거장치는 녹을 승화에 의해 제거할 수 있으므로, 녹 제거 후에 잔재가 생기기 어려운 이점이 있지만, 그 반면 아크 방전을 위한 대전력 공급 장치나 진공 당김을 위한 진공 펌프를 필요로 하므로, 예컨대 산속에 구축된 송전 철탑 등의 강관 구조물에 대해서는 반드시 유리한 것은 아니었다.

한편, 다른 관형체 안의 녹 제거장치로서는, 도 12에 도시한 바와 같이 복수의 강관(P)을 연결함으로써 구성된 관형체(a) 안에 삽입한 안내 장치(D)에 아래쪽 으로 연장된 아암(A)를 설치함과 아울러 이 아암(A)의 선단부에 연삭부(녹 제거부; B)를 마련하고, 아암(A)을 요동시킴으로써, 연삭부(B)를 관형체(a)의 내면에 눌러댐으로써 상기 내면에 발생한 녹을 연삭 제거하도록 구성한 것도 개발되어 있다(예컨대 특허문헌 2 참조).

이와 같이 구성된 관형체 안의 녹 제거장치에서는 연삭부(B)를 회전 구동하기 위한 모터에 전력을 공급하는 소형 발전기만 있으면 되고, 아크 방전을 위한 대전력 공급 장치나 진공 당김을 위한 진공 펌프를 필요로 하지 않으므로, 산속의 강관 구조물에 대해서도 충분히 이용할 수 있는 이점이 있다.

[특허문헌 1] 일본 공개특허 2004-11013호 공보

[특허문헌 2] 일본 공개특허 2004-286114호 공보(단락번호0056, 도 9)

그러나 상기 아암의 선단부에 연삭부를 구비하여 이루어진 관형체 안의 녹 제거장치에서는, 도 12에 도시한 바와 같이 아래쪽으로 연장된 아암(A)의 선단부에 연삭부(B)를 마련하고 이 연삭부(B)를 관형체(a)의 내면에 맞닿게 하기 위해 상기 아암(A)을 요동시키도록 되어 있으므로, 연삭부(B)를 포함한 아암(A) 전체의 길이와 녹 제거 대상이 되는 관형체(a)의 내경과의 관계에서, 상기 아암(A)의 최대 요동 각도(α)가 90도 미만의 소정 각도로 제한된다.

따라서 상하의 강관(P),(P)을 연결하는 플랜지 이음매부(f; 이 예에서는 e, f 중 f만을 사용하여 설명한다)에 마련된 리브(돌출부; g)가 관형체(a)의 안쪽으로 돌출되어 있는 경우에는 최대 요동 각도(α)까지 요동한 후의 아암(A)이 리브(g)의 안쪽 단(g1)에 맞닿은 상태가 되기도 하며 이와 같은 상태가 되면 도 12에서 해칭 으로 표시한 부분, 즉 리브(g)의 하면(g2)에 인접한 관형체(a)의 내면 부분(a1)이나 리브(g)의 하면(g2) 등에 발생한 녹을 제거할 수 없다는 문제가 있었다.

아울러 상술한 관형체(a)의 내면 부분(a1)은 리브(g)의 하면(g2)에 인접한 플랜지 이음매부(f)의 내면(f1)과, 플랜지 이음매부(f)에서의 내면(f1)의 아래쪽 단면(端面)과, 이 단면에 인접한 강관(P)의 내면 부분(P1)을 포함한 범위로 되어 있다. 단, 이 관형체(a)의 내면 부분(a1)은 최대 요동 각도(α)의 크기나 플랜지 이음매부(f)의 축방향 길이에 의해, 플랜지 이음매부(f)의 내면(f1) 중 리브(g)의 하면에 인접한 일부분으로만 이루어진 경우도 있고 또, 플랜지 이음매부(f)가 내면(f1)이 없는 경우에는 리브(g)의 하면(g2)에 인접한 강관(P)의 내면 부분(P1)으로만 이루어지기도 한다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 대전력 공급 장치나 진공 펌프를 필요로 하지 않고 또, 관형체의 내면뿐만 아니라 관형체 안의 돌출부 하면이나 이 하면에 인접한 관형체의 내면 부분에 발생한 녹도 제거할 수 있는 관형체 안의 녹 제거장치를 제공하는 것을 과제로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해 청구항 1에 기재된 발명은, 관체 구조물을 구성하는 관형체의 윗쪽 개구단으로부터 그 관형체 안에 삽입하여 상기 관형체 안에 발생한 녹을 제거하는 관형체 안의 녹 제거장치로서, 상기 관형체 안을 축방향으로 이동하는 안내 장치와, 이 안내 장치의 선단쪽에 배치된 작업 장치를 구비하고, 상기 작업 장치는, 아암과 이 아암의 선단쪽에 배치된 녹 제거부를 구비하고 있으며, 상기 아암은, 적어도 상기 관형체의 내면 및 상기 관형체 안쪽으로 돌출된 돌출부의 하면을 포함한 피처리면에 상기 녹 제거부를 맞닿게 하기 위해 상기 녹 제거부를 이동시킬 수 있는 복수의 링크를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다. 아울러 관형체로서는 하나의 관체(예컨대 하나의 강관)로 이루어진 것이어도 좋고 복수의 관체(예컨대 복수의 강관)를 연결함으로써 구성된 것이어도 좋다.

청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 발명에 있어서, 상기 작업 장치는 상기 안내 장치의 선단부에 마련된 회전 구동부를 통해 상기 안내 장치에 연결되어 있고, 상기 회전 구동부는 상기 아암의 기단(基端)부를 회전 구동함으로써, 상기 녹 제거부를 상기 관형체의 둘레방향으로 이동시킬 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 2에 기재된 발명에 있어서, 상기 아암의 선단부에는 상기 녹 제거부의 전방을 비추는 조명 수단 및 상기 전방을 촬영하는 촬상 수단이 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 상기 아암은 상기 링크 중 서로 인접한 링크가 이루는 각도를 변경하는 링크 구동용 모터를 가지고 있으며, 상기 인접한 링크가 이루는 각도와, 이 각도를 변경하는 상기 링크 구동 모터의 구동 토크에 의해 계산되는 상기 녹 제거부로부터 상기 피처리면에 작용하는 압압력이 소정의 힘을 초과하지 않도록 상기 링크 구동용 모터를 제어하는 제어 회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 상기 아암은 상기 링크 중 서로 인접한 링크가 이루는 각도를 변경하는 링크 구동용 모터를 가지며, 상기 녹 제거부는 녹 제거부 구동용 모터에 의해 회전 구동되도록 되어 있고, 상기 링크 구동용 모터의 구동 토크에 기초하여 상기 녹 제거부를 상기 피처리면에 눌러대어 녹을 제거할 때 상기 녹 제거부 구동용 모터에 생기는 부하가 소정 값을 초과하지 않도록 상기 링크 구동용 모터를 제어하는 제2 제어 회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 관형체 안을 축방향으로 이동하는 안내 장치를 가지며, 이 안내 장치의 선단쪽에 작업 장치를 구비하고 있으므로, 안내 장치를 예를 들면 관형체의 윗쪽 개구단으로부터 늘어뜨려 아래쪽으로 이동시킴으로써, 작업 장치를 관형체 안의 녹 발생 부분으로 이송할 수 있다.

그리고, 작업 장치가 관형체 안에 있어서의 녹 발생 부분으로 이동한 상태에서, 아암을 구성하는 복수의 링크를 조작함으로써, 이 아암의 선단쪽에 배치된 녹 제거부를 녹이 발생한 피처리면으로 이동시켜 그 피처리면에서 녹을 제거할 수 있다. 이 경우 아암 전체가 각 링크에 의해 예를 들면 수직 방향의 아래쪽으로 처지는 형상으로 설정한 상태에서, 그 아암의 선단이 횡방향(수평 방향)을 향하도록 각 링크의 각도를 제어함으로써, 녹 제거부를 피처리면으로서의 관형체의 내면으로 이동시킬 수 있고, 이로써 그 내면에서 녹을 제거할 수 있다. 게다가 관형체 안쪽으로 돌출부가 돌출되어 있는 경우에도, 아암이 돌출부에 닿는 것을 방지하면서, 그 돌출부의 하면에 인접한 관형체의 내면 부분으로 녹 제거부를 이동시킬 수 있어 그 내면 부분에서 녹을 제거할 수 있다.

그리고, 아암의 선단이 횡방향으로부터 더 윗쪽을 향하도록 각 링크의 각도를 제어함으로써, 녹 제거부를 관형체 안의 돌출부 하면(피처리면)으로도 이동시킬 수 있고 이로써 그 하면에서 녹을 제거할 수 있다. 아울러 돌출부의 상면에 부착된 녹에 대해서는 녹 제거부를 돌출부의 위쪽에 위치시킨 후, 아암의 선단을 횡방향이나 아래쪽으로 이동시키기 위해 각 링크의 각도 등을 제어함으로써, 녹 제거부를 돌출부의 상면으로 이동시키고 이로써 그 상면(피처리면)에서 녹을 제거할 수 있다.

이상과 같이 돌출부의 하면에 인접한 내면 부분을 포함한 관형체의 모든 내면이나 돌출부의 하면 및 상면 등의 피처리면에 생긴 녹을 확실히 제거할 수 있다. 게다가 녹을 제거하기 위해 진공 아크 방전을 이용할 필요가 없으므로, 대전력 공급 장치나 진공 펌프를 필요로 하지 않는다는 이점이 있다. 따라서 산속에 구축한 송전 철탑 등의 강관 구조물에서도 그 관형체 안에 생긴 녹을 용이하게 제거할 수 있다.

또, 아암 전체를 각 링크에 의해 직선 형태로 연장되도록 형성함으로써, 상술한 돌출부에 의해 관형체 안이 좁아진 부분에도 상기 아암을 삽입할 수 있다. 이 경우, 아암을 가진 작업 장치와 안내 장치가 동축 형태가 되도록 구성함으로써, 작업 장치 및 안내 장치를 상술한 관형체 안의 좁은 부분에도 삽입할 수 있어 이로써 관형체 안의 아래쪽에 생긴 녹을 제거하기에 보다 유리해진다.

청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 작업 장치가 회전 구동부를 통해 안내 장치에 연결되어 있으므로, 녹 제거부를 관형체의 둘레방향을 따라서 선회 이동시킬 수 있다. 따라서 돌출부의 하면에 인접한 내면 부분을 포함한 관형체의 내면 전체나 돌출부의 하면 및 상면에서 둘레방향으로 어긋난 위치에 생긴 녹도 간단히 제거할 수 있다.

이 경우 관형체의 내면이 원통형으로 형성되어 있는 경우에는, 각 링크의 각도를 일정하게 유지한 상태에서, 작업 장치 전체를 회전 구동부에 의해 회전 구동시킴으로써, 원통형의 내면에서 둘레방향으로 어긋난 위치에 발생한 녹을 제거할 수 있다. 게다가 녹 제거부를 상하 방향으로 변위시키기 위해 각 링크의 각도를 제 어(또는 상술한 안내 장치를 매다는 와이어를 감거나 푸는 것을 제어)함으로써, 원통형의 내면에 면형태로 퍼지면서 발생한 녹을 구석구석 제거할 수 있다.

또, 관형체의 내면이 사각통이나 육각통 등 다각통 형태로 형성되어 있는 경우에는, 작업 장치 전체를 회전 구동부에 의해 회전 구동함과 아울러 녹 제거부를 관형체의 내면에 항상 맞닿은 상태로 유지하기 위해 각 링크의 각도를 제어함으로써, 평면형의 각 내면에서 둘레방향으로 어긋난 위치에 발생한 녹을 제거할 수 있다. 게다가 녹 제거부를 상하 방향으로 변위시키기 위해 각 링크의 각도를 제어(또는 상술한 안내 장치를 매다는 와이어를 감거나 푸는 것을 제어)함으로써, 평면형의 각 내면에 면형태로 퍼지면서 발생한 녹을 구석구석 제거할 수 있다.

청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 녹 제거부의 전방을 비추는 조명 수단 및 상기 전방을 촬영하는 촬상 수단이 아암의 선단부에 마련되어 있으므로, 이 조명 수단 및 촬상 수단을 사용하여 거의 암흑 상태로 되어 있는 관형체 안의 돌출부 하면에 인접한 내면 부분을 포함한 상기 관형체의 내면 전체나 돌출부의 하면 및 상면 등의 피처리면에 생긴 녹을 발견할 수 있음과 아울러, 그 녹의 발생 부분으로 녹 제거부를 이동시켜 상기 녹을 제거할 수 있고, 나아가 녹이 피처리면에서 완전히 제거되었는지 여부를 영상으로 확인할 수 있다.

청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 서로 인접한 링크가 이루는 각도를 변경하는 링크 구동용 모터를 가지고 있으므로, 링크 구동용 모터의 회전 각도를 제어함으로써, 아암의 선단쪽에 위치하는 녹 제거부를 관형체 안의 녹이 발생한 위치로 정확하게 이동시킬 수 있다.

또, 인접한 링크가 이루는 각도와, 이 각도를 변경하는 링크 구동용 모터의 구동 토크에 의해 계산되는 녹 제거부로부터 피처리면에 작용하는 압압력이 소정의 힘을 초과하지 않도록 링크 구동용 모터를 제어하는 제어 회로를 구비하였으므로, 링크, 링크 구동용 모터, 녹 제거부, 회전 구동부 등에 과부하가 생기는 것을 방지할 수 있다.

즉, 녹 제거부로부터 피처리면에 작용하는 압압력은 각 링크 구동용 모터의 구동 토크에 의해 변화됨과 아울러 각 링크의 길이 및 연장되는 방향에 의해서도 변화된다. 여기에서 각 링크에 대해서는 외력으로서의 인장력, 압축력, 굽힘력, 전단력 등에 대해 발생하는 응력을 적어도 탄성 한도 내가 되도록 함으로써, 영구 왜곡이 남지 않도록 설계하는 것이 전제가 된다. 즉, 각 링크의 길이나 연장되는 방향성에 영향을 미치는, 예를 들면 진직도(眞直度)는 외력에 의해 변화하더라도 매우 미미하다. 그러므로, 상기 압압력을 계산할 때 각 링크 자체의 길이 및 진직도는 일정하다고 생각할 수 있으므로, 인접한 링크가 이루는 각도로부터 각 링크가 연장되는 방향을 구함으로써, 각 링크 구동용 모터의 토크로부터 상술한 압압력을 계산할 수 있다. 따라서, 압압력이 소정의 힘을 초과하지 않도록 링크 구동용 모터를 제어함으로써, 링크, 링크 구동용 모터, 녹 제거부, 회전 구동부 등에 과부하가 생기는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 링크, 링크 구동용 모터, 녹 제거부, 회전 구동부 등에 과부하가 생기는 것을 방지할 수 있으므로, 피처리면에 생긴 녹을 녹 제거부에 의해 효율적으로 조속히 제거할 수 있다.

청구항 5에 기재된 발명에 의하면, 녹 제거부가 녹 제거부 구동용 모터에 의 해 회전 구동되도록 되어 있으므로, 연속적으로 회전하는 녹 제거부를 이용하여 녹을 피처리면에서 효율적으로 제거할 수 있다.

또, 링크 구동용 모터의 구동 토크에 기초하여 녹 제거부를 피처리면에 눌러대어 녹을 제거할 때, 녹 제거부 구동용 모터에 생기는 부하가 소정의 값을 초과하지 않도록 링크 구동용 모터를 제어하는 제2 제어 회로를 구비하고 있으므로, 녹 제거부 구동용 모터에 과부하가 생기는 것을 방지함과 아울러 링크, 링크 구동용 모터, 녹 제거부, 회전 구동부 등에 과부하가 생기는 것도 방지할 수 있다. 따라서 녹 제거부를 연속적으로 회전시키면서 녹을 효율적으로 조속히 제거할 수 있다.

본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태로서의 일실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

이 실시형태에서 도시한 관형체 안의 녹 제거장치(1)는, 도 1에 도시한 바와 같이 강관 구조물(관체 구조물)을 구성하는 주(主)기둥(관형체; a)의 윗쪽 개구단으로부터 상기 주기둥(a) 안에 삽입하여 상기 주기둥(a) 안에 발생한 녹을 제거하는 것으로서, 주기둥(a) 안을 축방향으로 이동하는 안내 장치(2)와, 이 안내 장치(2)의 선단쪽에 배치된 작업 장치(3)와, 안내 장치(2)의 선단부에 마련되어 작업 장치(3)를 회전 구동하는 회전 구동부(4)를 구비하고 있다. 작업 장치(3)는 도 3에 도시한 바와 같이 아암(5)과, 이 아암(5)의 선단쪽에 배치된 숫돌부(녹 제거부; 62a)를 가진 녹 제거 기구부(6)를 구비하고, 아암(5)은 주기둥(a)의 내면 및 상기 주기둥(a)의 안쪽으로 돌출된 리브(돌출부; g)의 하면 및 상면을 포함한 피처리면 에 숫돌부(62a)가 맞닿도록 상기 숫돌부(62a)를 이동시킬 수 있는 복수(이 예에서는 4개)의 링크, 즉 제1 내지 제4 링크(701)…(704)를 구비한 구성으로 되어 있다. 제1 내지 제4 링크(701)…(704)는 링크체(71)…(78)에 의해 구성되어 있다.

한편, 선단이란, 주기둥(a) 안으로의 삽입 방향의 전방 끝을 의미하고 있으며 예를 들면 안내 장치(2)의 선단쪽이란 주기둥(a)에 삽입된 상기 안내 장치(2)의 하단쪽을 의미한다.

또, 강관 구조물로서는, 예를 들면 도 10에 도시한 강관 철탑이 존재한다. 이 강관 철탑을 구성하는 주기둥(a)은 복수의 강관(관체; P)을 플랜지 이음매부를 통해 연결함으로써 구성된 것으로서, 이 예에서는 경사 각도가 3단계로 변화하도록 형성되어 있다. 그리고, 주기둥(a)에서의 제1 경사부(b)의 강관(P)과 제2 경사부(c)의 강관(P)을 플랜지 이음매부(e)로 연결하고, 제2 경사부(c)의 강관(P)과 제3 경사부(d)의 강관(P)을 플랜지 이음매부(f)로 연결한 것으로 구성되어 있다.

플랜지 이음매부(e),(f)는, 도 11에 도시한 바와 같이 그 내부가 철판(g)에 의해 구획되어 막힌 구조로 되어 있는 경우가 있다. 이와 같은 철판(g)으로 막힌 플랜지 이음매부(e),(f)가 존재하는 경우에는, 상기 플랜지 이음매부(e),(f)보다 아래쪽의 주기둥(a) 안에 대해서는 녹의 유무조차 확인할 수 없다. 따라서 예를 들면 플라즈마 절단기 등의 용융절단수단을 사용하여 철판(g)의 쇄선(j),(j)으로 나타낸 사이를 직경으로 하는 관통공을 뚫음으로써, 플랜지 이음매부(e),(f)보다 아래쪽의 주기둥(a) 안에 대해서도 녹의 조사 및 제거를 가능하도록 한다. 철판(g)을 포함한 플랜지 이음매부(e),(f) 및 다른 플랜지 이음매부는 강관(P)과 동질의 강철에 의한 소재로 형성되어 있다.

상기 쇄선(j),(j)의 위치에서 원형의 관통공(g1)을 형성한 후의 상태를 도시한 것이 도 12이다. 관통공(g1)을 형성함으로써, 철판(g)이 안쪽으로 돌출된 리브(g)가 되고 관통공(g1) 부분이 리브(g)의 안쪽 단(g1)이 된다. 종래에는 최대 요동 각도(α)가 된 아암(A)가 안쪽 단(g1)에 닿아서, 리브(g)의 하면(g2)에 인접한 주기둥(a)의 내면 부분(a1) 및 리브(g)의 하면(g2)에 발생한 녹을 제거할 수 없다는 문제가 있었다.

관형체 안의 녹 제거장치(1)는 도 10에 도시한 강관 철탑(관체철탑)의 주기둥(a)의 상단 개구부에 마련된 폐색판(h)을 열어 그 상단 개구부로부터 상기 주기둥(a) 안에 삽입할 수 있도록 구성된 것이다. 이 경우, 관형체 안의 녹 제거장치(1)는 도 1에 도시한 바와 같이 플랜지 이음매부(e),(f)(이 예에서는 플랜지 이음매부(f)만을 도시)의 철판(g)에 뚫린 관통공(g1) 부분을 상하 방향으로 이동할 수 있도록, 안내 장치(2) 및 작업 장치(3)가 동축 형태로 연장되는 것이 가능하게 구성되어 있다. 즉, 관형체 안의 녹 제거장치(1)는 안내 장치(2)의 상단부에 연결된 와이어(11)에 의해 매달린 상태에서 주기둥(a)의 최하 위치까지 이동할 수 있도록 되어 있다. 또, 도 1은 플랜지 이음매부(f)의 철판(g)에 뚫린 관통공(g1)에 작업 장치(3)을 통과시킨 후, 그 위치에 정지시킨 상태를 도시한다. 철판(g)은 상술한 바와 같이 주기둥(a)의 내면에서 안쪽으로 돌출된 리브(g)로서 잔존된 상태로 되어 있다.

안내 장치(2)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 직선 형태로 길게 연장된 외곽부(21)를 가짐과 아울러 그 기단부(상단부)에 와이어(11)의 접속부(21a)가 마련되어 있다. 또, 안내 장치(2)에는 그 길이 방향의 소정 위치에, 상기 안내 장치(2)를 주기둥(a) 안의 중공 위치에 지지함과 아울러 상기 안내 장치(2)를 주기둥(a)의 연장되는 방향을 따라서 이동 가능하게 지지하는 다리부(22)가 적어도 1세트 마련되어 있다(이 예에서는 상하 방향으로 위치를 어긋나게 하여 3세트 마련되어 있다).

각 세트에서의 다리부(22)는 안내 장치(2)를 둘레방향으로 대략 3등분하는 각 위치(도시예에서는 다리부(22)를 둘레방향으로 120°이간시켜 3개 만들었으나, 예를 들면 둘레방향으로 90°이간시켜 4개 만들거나 둘레방향으로 180°이간시켜 2개 만들 수도 있다)에 배치되어 있다. 그 각 위치에 배치된 다리부(22)는, 도 2에 도시한 바와 같이 그 기단부(상단부; 22a)가 외곽부(21) 안에 위치함과 아울러 상기 기단부(22a)를 지점(支點)으로 하여 주기둥(a)의 내면에 대해 이간 및 접촉되는 방향으로 요동 구동되도록 되어 있다. 즉, 외곽부(21) 안에는 기단부(22a)를 지점으로 하여 다리부(22)를 요동 구동하는 요동 구동 기구(23)가 마련되어 있다.

요동 구동 기구(23)는 스테핑 모터 등으로 이루어진 모터(23a)와, 이 모터(23a)에서 출력되는 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 나사 기구(23b)와, 이 나사 기구(23b)에 의해 직선 방향으로 구동되는 랙기어(23c)와, 이 랙기어(23c)에 맞물리는 3개의 피니언 기어(23d)를 구비한 구성으로 되어 있다. 그리고, 각 피니언 기어(23d)가 각 다리부(22)의 기단부(22a)에 고정되어 있고 모터(23a)의 회전 각도에 의해 제어되는 각 피니언 기어(23d)의 회전 각도에 따른 각도로 각 다리 부(22)가 요동 구동되도록 되어 있다.

즉, 각 다리부(22)는 각 피니언 기어(23d)의 회전 각도에 따라 전체가 외곽부(21) 안에 수납된 상태가 되거나 그 선단부가 다양한 직경의 주기둥(a)의 내면에 맞닿은 상태가 되게 요동 구동되도록 되어 있다. 또, 각 다리부(22)의 선단부에는 주기둥(a)의 내면에 맞닿은 상태로 상기 주기둥(a)의 축방향(연장되는 방향)으로 이동할 수 있도록 구름바퀴(22b)가 마련되어 있다.

아울러 피니언 기어(23d)는 그 외주부 전체에 랙기어(23c)와 맞물리는 기어부를 설치한 예를 도시하였는데, 이 기어부에 대해서는 다리부(22)의 요동 가능 각도에 따라 랙기어(23c)에 맞물리는 범위에만 설치하도록 구성해도 좋다.

회전 구동부(4)는, 도 3에 도시한 바와 같이 안내 장치(2)의 선단부(하단부)에서의 축심 위치에 회전 가능하게 설치된 회전 구동축(4a)과, 이 회전 구동축(4a)의 기단쪽에 배치된 모터(4b)와, 이 모터(4b)의 회전 구동력을 회전 구동축(4a)에 전달하는 한쌍의 기어(4c),(4d)와, 회전 구동축(4a)의 회전 각도를 검출하는 인코더(4e)와, 회전 구동축(4a)의 회전을 인코더(4e)에 전달하기 위해 기어(4c)와 맞물리는 기어(4f)와, 회전 구동축(4a)의 선단부에 동축 형태로 고정된 플랜지(4g)를 구비한 구성으로 되어 있다. 플랜지(4g)는 안내 장치(2)로부터 선단쪽으로 노출되어 있으며 그 외주면의 직경이 안내 장치(2)의 외주면의 직경과 동등하게 형성되어 있다.

작업 장치(3)는, 도 4에 도시한 바와 같이 아암(5)의 기단부가 플랜지(4g)에 연결되어 있으며, 이에 따라, 안내 장치(2)의 축선과 동축 둘레로 회전 구동되도록 되어 있다. 작업 장치(3)는 외주면 직경이 안내 장치(2)의 외주면 직경과 동등 이하로 형성되어 있다.

아암(5)은 안내 장치(2)와 동축 방향으로 연장될 수 있도록 연결됨과 아울러 상기 아암(5)의 선단을 횡방향(수평 방향)으로 이동시켜 녹 제거 기구부(6)의 숫돌부(62a)를 주기둥(a)의 내면에 맞닿게 거나 상기 아암(5)의 선단을 더 윗쪽으로 이동시켜 숫돌부(62a)가 리브(g)의 하면(g2)에 맞닿게 하는 것이 가능하도록 연결된 제1 내지 제4 링크(701)…(704)를 구비하고 있다. 제1 내지 제4 링크(701)…(704)는 복수(이 예에서는 8개)의 링크체(71)…(78)에 의해 구성되어 있고, 이 중에서 가장 기단쪽에 위치한 링크체(71)가 플랜지(4g)에 동축 형태로 연결되어 있고 가장 선단쪽에 위치하는 링크체(78)에 녹 제거 기구부(6)가 마련되어 있다.

가장 기단쪽 링크체(71)의 다음 링크체(72) 및 이 링크체(72)로부터 하나 걸러씩 배치된 링크체(74),(76)의 선단부 안에는, 각각의 선단쪽에 위치한 링크체(73),(75),(77)가 이루는 각도를 변경하기 위한 링크 구동용 모터(7a)가 설치되어 있다. 링크 구동용 모터(7a)는 감속기어붙이 서보 모터로 구성되어 있고, 피드백 신호에 기초하여 소정 각도 회전하거나 소정의 구동 토크를 발생할 수 있도록 되어 있다. 또, 3개의 각 링크 구동용 모터(7a)는 각각의 출력축(7am)이 서로 평행하도록 각 링크체(72),(74),(76) 안에 설치되어 있다.

또, 가장 기단쪽 링크체(71)는 제1 고정 링크체(71a)와 제2 고정 링크체(71b)를 구비한 구성으로 되어 있다. 이들 고정 링크체(71a),(71b)는, 선단쪽에 위치한 링크체(72)를 끼우도록 배치된 상태에서, 기단쪽이 플랜지(4g)에 고정되고 선단쪽이 링크체(72)의 외주면에 고정되어 있다. 이 경우 제1 고정 링크체(71a)는 그 선단부가 링크체(72)의 기단부의 외주면에 고정되어 있다. 또, 제2 고정 링크체(71b)는 그 선단부가 링크체(72) 안의 링크 구동용 모터(7a)의 출력축(7am)과 동축 형태의 위치를 커버하는 상태가 되는 위치까지 연장된 상태에서 상기 링크체(72)의 외주면에 고정되어 있다.

아울러 링크 구동용 모터(7a)의 출력축(7am)은 링크체(72)에서의 제1 고정 링크체(71a)가 고정되어 있는 쪽 외주면에서 바깥쪽으로 돌출되어 있다.

또, 제2 고정 링크체(71b)에는 링크 구동용 모터(7a)의 출력축(7am)과 동축 형태의 위치에 슬라이딩축부(SF)가 형성되어 있다. 그리고, 링크체(72) 및 슬라이딩축부(SF)에는 각각 링크 구동용 모터(7a)의 출력축(7am)과 동축 형태로 관통공(72h),(TH)이 형성되어 있고 제2 고정 링크체(71b)의 링크체(72)쪽 면에는 관통공(TH)과 통하는 홈(DI)이 기단쪽에서 연속적으로 연장되도록 형성되어 있다. 관통공(72h),(TH) 및 홈(DI)은 링크체(72)에 마련된 링크 구동용 모터(7a)나 더 선단쪽에 위치하는 링크 구동용 모터(7a)나 후술하는 숫돌 구동용 모터(녹 제거부 구동용 모터; 61), 조명 수단(8a), 카메라(8b) 등의 구동이나 제어를 위해서 배선되는 도선(CW)의 보호 통로(PP)의 일부로 되어 있다.

도선(CW)은 강관 철탑의 바깥쪽에 설치된 제어장치(미도시)로부터 와이어(11)를 따라 안내 장치(2) 안으로 인도되고, 나아가 회전 구동부(4)의 회전 구동축(4a)에 동축 형태로 형성된 관통공을 통해 아암(5)의 기단부 안으로 인도된 후에 홈(DI)에 도입되도록 되어 있다.

또, 링크체(73),(75)는 각각 제1 링크체(7Ra)와 제2 링크체(7Rb)에 의해 구성되어 있다. 각 제1 링크체(7Ra)는 각각의 기단부가 링크체(72),(74) 안의 각 링크 구동용 모터(7a)의 출력축(7am)에 고정되어 있고, 선단부가 링크체(74),(76)의 각 기단쪽 외주면에 고정되도록 되어 있다. 링크체(74) 안의 링크 구동용 모터(7a)의 출력축(7am)은 링크체(73)에서의 제1 링크체(7Ra)가 고정되어 있는 쪽 외주면에서 바깥쪽으로 돌출되어 있고, 링크체(76) 안의 링크 구동용 모터(7a)의 출력축(7am)은 링크체(75)에서의 제1 링크체(7Ra)가 고정되어 있는 쪽 외주면에서 바깥쪽으로 돌출되어 있다.

한편, 링크체(73),(75)의 각 제2 링크체(7Rb)는, 각각의 기단부에 상술한 슬라이딩축부(SF)와 회전 가능하게 끼워맞춤되는 구조의 슬라이딩 베어링부(BE)를 가지며, 선단부에 상기 슬라이딩축부(SF)와 동일 구조의 슬라이딩축부(SF)를 가진 구성으로 되어 있다.

그리고, 링크체(73)의 제2 링크체(7Rb)는 슬라이딩 베어링부(BE)가 제2 고정 링크체(71b)의 슬라이딩축부(SF)에 회전 가능하게 끼워맞춤되고 선단쪽 부분이 슬라이딩축부(SF)를 링크체(74) 안의 링크 구동용 모터(7a)의 출력축(7am)과 동축 형태로 배치한 상태에서 상기 링크체(74)의 외주면에 고정되도록 되어 있다. 제2 링크체(7Rb)가 고정되는 링크체(74)의 외주면은 링크 구동용 모터(7a)의 출력축(7am)이 돌출된 쪽과는 반대쪽 외주면이다.

한편, 링크체(75)의 제2 링크체(7Rb)는 슬라이딩 베어링부(BE)가 링크체(74)에 고정된 제2 링크체(7Rb)의 슬라이딩축부(SF)에 회전 가능하게 끼워맞춤되고, 선 단쪽 부분이 슬라이딩축부(SF)를 링크체(76) 안의 링크 구동용 모터(7a)의 출력축(7am)과 동축 형태로 배치한 상태에서 상기 링크체(76)의 외주면에 고정되도록 되어 있다. 제2 링크체(7Rb)가 고정되는 링크체(76)의 외주면은 링크 구동용 모터(7a)의 출력축(7am)이 돌출된 쪽과는 반대쪽 외주면이다.

또, 링크체(74),(76) 및 각 슬라이딩축부(SF) 각각에는 링크 구동용 모터(7a)의 출력축(7am)과 동축 형태로 형성된 관통공(74h),(76h),(TH)이 형성되어 있고, 각 제2 링크체(7Rb)에는 관통공(TH)과 통하는 홈이나 구멍 등으로 이루어진 통로(PS)가 마련되어 있다. 그리고, 통로(PS) 및 관통공(74h),(76h),(TH)은 상술한 도선(CW)을 인도하기 위한 보호 통로(PP)의 일부로 되어 있다.

또, 링크체(77)는 제1 링크체(77a)와 제2 링크체(77b)에 의해 구성되어 있다. 제1 링크체(77a)는, 기단부가 링크체(76) 안의 링크 구동용 모터(7a)의 출력축(7am)에 고정되어 있으며 선단부가 링크체(78)의 외주면에 고정되도록 되어 있다.

제2 링크체(77b)는 기단부에, 링크체(76)에 고정된 제2 링크체(7Rb)의 슬라이딩축부(SF)에 회전 가능하게 끼워맞춤되는 슬라이딩 베어링부(BE)를 가지고 있다. 그리고, 제2 링크체(77b)는, 슬라이딩 베어링부(BE)가 링크체(76)에 고정된 제2 링크체(7Rb)의 슬라이딩축부(SF)에 회전 가능하게 끼워맞춤되고 선단부가 링크체(78)의 외주면에 고정되도록 되어 있다.

또, 링크체(78) 및 제2 링크체(77b) 각각에는, 동축 형태로 형성된 관통공(78h),(TH)이 형성되어 있고, 제2 링크체(77b)에는 상기 관통공(TH) 및 슬라이딩 축부(SF)의 관통공(TH)과 통하는 홈으로 이루어진 통로(PS)가 마련되어 있다. 그리고, 통로(PS) 및 관통공(78h),(TH)은 상술한 도선(CW)을 인도하기 위한 보호 통로(PP)의 일부로 되어 있다.

또, 링크체(71)와 링크체(72), 링크체(73)과 링크체(74), 링크체(75)와 링크체(76) 및 링크체(77)과 링크체(78)가 각각 고정적으로 연결되어 있다. 그리고, 링크체(71),(72)에 의해 제1 링크(701)가 구성되고, 링크체(73),(74)에 의해 제2 링크(702)가 구성되고, 링크체(75),(76)에 의해 제3 링크(703)가 구성되고, 링크체(77),(78)에 의해 제4 링크(704)가 구성되어 있다. 이로써 제1 내지 제4 링크(701)…(704)는 서로 인접한 것끼리 각도를 변경하는 링크 구동용 모터(7a)를 통해 연결된 상태로 되어 있다.

녹 제거 기구부(6)는 숫돌 구동용 모터(61)과, 이 숫돌 구동용 모터(61)에 의해 회전 구동되는 숫돌(녹 제거 헤드; 62)을 구비한 구성으로 되어 있다. 숫돌 구동용 모터(61)는 본체부(61a)가 링크(78) 안에 설치되어 있고 출력축으로서의 척(61b)이 링크(78)의 선단면에서 바깥쪽으로 돌출되어 있다. 이 척(61b)은 제1 내지 제4 링크(701)…(704)에 의해 아암(5)이 직선 형태로 연장되도록 설정된 상태에서 이 아암(5)과 동축 형태가 되는 위치에 배치되어 있다. 또, 숫돌 구동용 모터(61)는 관통공(78h)으로부터 도입된 도선(CW)을 통해 상술한 제어장치에 의해 회전 제어되도록 되어 있다.

숫돌(62)은, 예를 들면 구형(球形)으로 형성된 숫돌부(62a)와, 이 숫돌부(62a)를 지지하는 축부(62b)에 의해 일체적으로 구성되어 있고, 축부(62b)가 척(61b)에 동축 형태로 연결되도록 되어 있다.

또, 링크(78; 즉, 아암(5)의 선단부)에는 숫돌부(62a)의 전방을 비추는 조명 수단(8a) 및 상기 전방을 촬영하는 촬상 수단으로서의 동영상 촬영용 카메라(8b)가 마련되어 있다. 카메라(8b)는 제1 내지 제4 링크(701)…(704)에 의해 요동하는 방향(즉, 좌우 방향)에서의 링크(78)의 각 측면부에 마련되어 있다. 즉, 카메라(8b)는 링크(78)의 좌측면부 및 우측면부 양쪽에 설치되어 있어, 숫돌부(62a)의 전방에있어서의 소정의 시야 각도(θ) 범위를 촬영할 수 있도록 되어 있다. 이 시야 각도(θ) 안에는 숫돌부(62a) 일부 및 상기 숫돌부(62a)의 한쪽의 소정 범위가 들어가도록 되어 있다. 한편, 조명 수단(8a)은 예를 들면 각 카메라(8b) 주위에 배치된 LED에 의해 구성되어 있고, 적어도 상기 시야 각도(θ)의 범위에 빛을 조사하도록 되어 있다. 조명 수단(8a)은 링크체(78)를 정면에서 보았을 때(숫돌부(62a)쪽으로부터 정면에서 보았을 때)한 경우에 있어서의 좌우에 위치한 각 카메라(8b)에 대해 척(61b)의 축심을 중심으로 하여 90°어긋나게 한 각 위치(2 위치)에 설치하도록 구성해도 좋다.

또, 제어장치는 제1 내지 제4 링크(701)…(704) 중 인접한 것끼리 이루는 각도와, 이 각도를 변경하는 각 링크 구동용 모터(7a)의 구동 토크에 의해 계산되는 숫돌부(62a)로부터 주기둥(a) 안의 피처리면에 작용하는 압압력이 소정의 힘을 초과하지 않도록 상기 링크 구동용 모터(7a)의 구동 토크를 제어하는 제1 제어 회로를 구비하고 있다.

나아가 제어장치는 링크 구동용 모터(7a)의 구동 토크에 기초하여 숫돌 부(62a)를 피처리면에 눌러대어 녹을 제거할 때, 숫돌 구동용 모터(61)에 생기는 부하(예를 들면 소비전력값이나 전류값 등)가 소정 값을 초과하지 않도록 링크 구동용 모터(7a)를 제어하는 제2 제어 회로를 구비하고 있다.

그리고, 제어장치에는 제1 제어 회로 및 제2 제어 회로 둘 다 동시에 기능시키는 제어 및 어느 한쪽을 기능시키는 제어가 가능하도록 되어 있다. 즉 제1 제어 회로 및 제2 제어 회로 둘 다 동시에 기능시킨 경우에는, 제1 제어 회로에 기초하여 숫돌부(62a)를 피처리면에 소정의 압압력을 작용시켜 상기 피처리면에서 녹을 제거함과 아울러 녹의 상황 등에 의해 숫돌부(62a)에 큰 연삭 저항이 생김에 따라 숫돌 구동용 모터(61)에 큰 부하가 생기는 경우에는, 제2 제어 회로에 기초하여 링크 구동용 모터(7a)의 구동 토크를 저하시킴으로써, 숫돌 구동용 모터(61)의 부하를 허용 값 이하로 경감시킬 수 있다. 또, 제1 제어 회로 및 제2 제어 회로 중 어느 한쪽만을 기능시킨 경우에는 각각의 기능에 의해 숫돌부(62a) 등에 대한 부하가 소정 값 이하로 제어된다.

상기와 같이 구성된 관형체 안의 녹 제거장치(1)에서는 주기둥(a) 안을 축방향으로 이동하는 안내 장치(2)를 가지며, 이 안내 장치(2)의 선단쪽에 작업 장치(3)를 구비하고 있으므로, 안내 장치(2)를 주기둥(a)의 윗쪽 개구단으로부터 늘어뜨리면서 아래쪽으로 이동시킴으로써, 작업 장치(3)를 주기둥(a) 안의 녹 발생 부분으로 이송할 수 있다.

그리고, 작업 장치(3)가 주기둥(a) 안의 녹 발생 부분으로 이동한 시점에서 그 이동을 정지한 후, 각 링크 구동용 모터(7a)의 회전 각도를 제어함으로써, 제1 내지 제4의 각 링크(701)…(704)에서의 인접한 것끼리 각도를 변화시켜, 숫돌부(62a)를 녹이 발생한 피처리면으로 이동시킬 수 있다.

즉, 도 3에 도시한 바와 같이 아암(5) 전체가 대략 수직으로 늘어진 상태로 녹 발생 부분까지 이동하고 그 상태에서 도 5에 도시한 바와 같이 아암(5)의 선단이 횡방향(수평 방향)으로 향하도록 제1 내지 제4의 각 링크(701)…(704)의 각도를 제어함으로써, 숫돌부(62a)를 피처리면으로서의 주기둥(a) 내면으로 이동시킬 수 있고, 이로써 그 내면에서 녹을 제거할 수 있다. 이 경우, 종래에는 녹의 제거가 불가능한 주기둥(a)의 리브(g)의 하면(g2)에 인접한 내면 부분(a1)으로도, 아암(5)을 리브(g)의 안쪽 단(g1)에 맞닿게 하지 않고 숫돌부(62a)를 이동시켜, 상기 내면 부분(a1)에 발생한 녹을 제거할 수 있다. 내면 부분(a1)은 리브(g)의 하면(g2)에 인접한 플랜지 이음매부(f)의 내면(f1)과, 플랜지 이음매부(f)의 내면(f1)의 하측 단면과, 이 단면에 인접한 강관(P)의 내면 부분(P1)을 포함한 부분으로서, 도면에서 해칭으로 표시한 부분이다. 또, 주기둥(a)의 내면이란, 강관(P)의 내면 전체, 플랜지 이음매부(f)의 내면(f1; 플랜지 이음매부(e)의 내면을 포함한다) 및 플랜지 이음매부(f)에서의 내면(f1; 플랜지 이음매부(e)의 내면을 포함한다)의 하측 단면으로서, 리브(g)를 제외하고 주기둥(a)의 안쪽으로 노출된 면을 말한다.

그리고, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 아암(5)의 선단이 횡방향에서 더 윗쪽을 향하도록 제1 내지 제4의 각 링크(701)…(704)의 각도를 제어함으로써, 숫돌부(62a)를 주기둥(a)의 안쪽으로 돌출된 리브(g)의 하면(g2)으로도 이동시킬 수 있고, 이로써 그 하면(g2; 즉, 피처리면)에 발생한 녹을 제거할 수 있다. 이 경우, 제1 내지 제4의 복수의 링크(701)…(704)에 의해 아암(5)를 구성함으로써, 도 8에 도시한 바와 같이 숫돌부(62a)를 주기둥(a)의 안쪽으로 충분히 이동시킬 수 있으므로, 리브(g)이 안쪽으로 크게 돌출되어 있는 경우에도 그 하면(g2)에서 녹을 제거할 수 있다. 또, 예를 들면 용융절단 수단에 의해 철판(g)에 뚫린 관통공(g1)으로서의 리브(g)의 안쪽 단(g1)도 깔끔하게 마무리할 수 있다.

더욱이 아암(5)을 제1 내지 제4의 복수의 링크(701)…(704)에 의해 구성함으로써, 도 9에 도시한 바와 같이 주기둥(a)의 내면(내면 부분(a1)을 포함한다)에서 녹을 제거할 수 있는 상태로 설정한 숫돌부(62a)의 위치를 주기둥(a)의 안쪽으로 충분히 이동시킬 수 있다. 따라서, 작은 직경의 주기둥(a)에 대해서도 그 내면에 발생한 녹을 제거할 수 있다는 유리한 효과가 있다.

리브(g)의 상면에 부착된 녹에 대해서는, 숫돌부(62a)를 리브(g)의 위쪽에 위치시킨 상태에서, 아암(5)의 선단을 횡방향 및 아래쪽으로 이동시키기 위해 제1 내지 제4의 각 링크(701)…(704)의 각도를 제어함으로써, 숫돌부(62a)를 그 상면으로 이동시켜 상기 상면에서 녹을 제거할 수 있다. 따라서 강관(P)의 내면, 플랜지 이음매부(f)의 내면(f1; 플랜지 이음매부(e)의 내면을 포함한다), 리브(g)의 하면(g2), 상면 및 안쪽 단(g1)의 면 등 주기둥(a) 안에 노출되는 모든 면으로서의 피처리면에 생긴 녹을 제거할 수 있다.

이상과 같이 리브(g)의 하면(g2)에 인접한 주기둥(a)의 내면 부분(a1)이나 리브(g)의 하면(g2)과 같이 종래에 녹을 제거할 수 없었던 피처리면에 생긴 녹을 확실히 제거할 수 있다. 게다가 녹을 제거하기 위해 진공 아크 방전을 이용할 필요 가 없으므로, 대전력 공급 장치나 진공 펌프를 필요로 하지 않는다는 이점이 있다. 따라서 산속에 구축한 강관 철탑에서도 그 주기둥 안에 생긴 녹을 용이하게 제거할 수 있다.

또, 아암(5) 전체를 제1 내지 제4의 각 링크(701)…(704)에 의해 안내 장치(2)와 동축의 직선 형태로 연장함으로써, 리브(g)에 의해 주기둥(a) 안이 좁아진 부분에도 상기 안내 장치(2) 및 아암(5)을 삽입할 수 있다. 즉 리브(g)에 의해 좁아진 부분의 아래쪽에 생긴 주기둥(a) 안의 녹을 용이하게 제거할 수 있다.

또, 작업 장치(3)가 회전 구동부(4)를 통해 안내 장치(2)에 연결되어 있으므로, 숫돌부(62a)를 주기둥(a)의 둘레방향으로도 선회 이동시킬 수 있다. 따라서 리브(g)의 하면(g2)에 인접한 주기둥(a)의 내면 부분(a1)이나 리브(g)의 하면(g2) 및 상면에서 둘레방향으로 어긋난 위치에 생긴 녹도 간단히 제거할 수 있다.

이 경우 주기둥(a)이 원통형 내면을 가진 것이라면, 제1 내지 제4의 각 링크(701)…(704)의 각도를 변화시키지 않고 작업 장치(3) 전체를 회전 구동부(4)에 의해 회전 구동시킴으로써, 주기둥(a)의 내면 부분(a1)을 포함한 원통형 내면에서 둘레방향으로 어긋난 위치에 발생한 녹을 제거할 수 있다. 게다가 숫돌부(62a)를 상하 방향으로 변위시키기 위해 제1 내지 제4의 각 링크(701)…(704)의 각도를 제어(또는 와이어(11)를 감거나 푸는 제어)함으로써, 주기둥(a)의 내면 부분(a1)을 포함한 원통형 내면에 면형태로 퍼지면서 발생한 녹을 구석 구석 제거할 수 있다.

또, 주기둥(a)이 사각통이나 육각통 등 다각통 형태의 내면을 가진 것이라면, 작업 장치(3) 전체를 회전 구동부(4)에 의해 회전 구동시킴과 아울러 숫돌 부(62a)를 주기둥(a)의 내면에 항상 맞닿은 상태로 유지하기 위해 제1 내지 제4의 각 링크(701)…(704)의 각도를 제어함으로써, 주기둥(a)의 내면 부분(a1)을 포함한 평면형의 각 내면에서 둘레방향으로 어긋난 위치에 발생한 녹을 제거할 수 있다. 게다가 숫돌부(62a)를 상하 방향으로 변위시키기 위해 제1 내지 제4의 각 링크(701)…(704)의 각도를 제어(또는 와이어(11)를 감거나 푸는 제어)함으로써, 주기둥(a)의 내면 부분(a1)을 포함한 평면 형태의 각 내면에 면형태로 퍼지면서 발생한 녹을 구석 구석 제거할 수 있다. 주기둥(a)이 예컨대 사각통 모양인 경우에는, 상술한 다리부(22)를 안내 장치(2)의 둘레방향으로 4등분하는 각 위치에 설치함으로써, 관형체 안의 녹 제거장치(1)를 안정적으로 유지할 수 있고 또, 예컨대 육각통 모양인 경우에는, 다리부(22)를 안내 장치(2)의 둘레방향으로 3등분 혹은 6등분하는 각 위치에 설치함으로써, 관형체 안의 녹 제거장치(1)를 안정적으로 유지할 수 있다.

나아가 숫돌부(62a)의 전방을 비추는 조명 수단(8a) 및 상기 전방을 촬영하는 카메라(8b)가 아암(5)의 선단부에 마련되어 있으므로, 이 조명 수단(8a) 및 카메라(8b)를 사용하여 거의 암흑 상태로 되어 있는 주기둥(a)의 내면이나 리브(g)의 하면(g2) 및 상면에 생긴 녹을 발견함과 아울러 그 녹의 발생 부분으로 숫돌부(62a)를 이동시켜 상기 녹을 제거할 수 있고, 나아가 녹이 피처리면에서 완전히 제거되었는지 여부를 영상으로 확인할 수 있다.

또, 제1 내지 제4의 각 링크(701)…(704)에서의 서로 인접한 것끼리 이루는 각도를 변경하는 링크 구동용 모터(7a)를 가지고 있으므로, 링크 구동용 모터(7a) 의 회전 각도를 제어함으로써, 숫돌부(62a)를 주기둥(a) 안의 녹의 발생 위치로 정확하게 이동시킬 수 있다.

또, 제1 내지 제4의 각 링크(701)…(704)에서의 인접한 것끼리 이루는 각도와, 이 각도를 변경하는 링크 구동용 모터(7a)의 구동 토크에 의해 계산되는 숫돌부(62a)로부터 피처리면에 작용하는 압압력이 소정의 힘을 초과하지 않도록 각 링크 구동용 모터(7a)의 구동 토크를 제어하는 제1 제어 회로를 구비하였으므로, 제1 내지 제4의 각 링크(701)…(704), 각 링크 구동용 모터(7a), 숫돌 구동용 모터(61), 숫돌(62), 회전 구동부(4) 등에 과부하가 생기는 것을 방지할 수 있다.

즉, 숫돌부(62a)에서 피처리면에 작용하는 압압력은, 각 링크 구동용 모터(7a)의 구동 토크에 의해 변화됨과 아울러 제1 내지 제4의 각 링크(701)…(704)의 길이 및 연장되는 방향에 의해서도 변화된다. 여기에서 각 링크(701)…(704)에 대해서는 외력으로서의 인장력, 압축력, 굽힘력, 전단력 등에 대해 생기는 응력을 적어도 탄성 한도 내가 되도록 함으로써, 영구 왜곡이 남지 않도록 설계하는 것이 전제가 된다. 즉, 각 링크(701)…(704)의 길이나 연장되는 방향성에 영향을 미치는, 예를 들면 진직도는 외력에 의해 변화하더라도 매우 미미하다. 따라서 압압력을 계산할 때, 각 링크(701)…(704) 자체의 길이 및 진직도는 일정하다고 생각할 수 있으므로, 인접한 각 링크(701)…(704)가 이루는 각도로부터 각각의 링크(701)…(704)가 연장되는 방향을 구함으로써, 각 링크 구동용 모터의 토크로부터 상술한 압압력을 계산할 수 있다. 따라서 압압력이 소정의 힘을 초과하지 않도록 링크 구동용 모터(7a)를 제어함으로써, 각 링크(701)…(704), 링크 구동용 모터(7a), 녹 제거 기구부(6), 회전 구동부(4) 등에 과부하가 생기는 것을 방지할 수 있다.

따라서 링크(701)…(704), 링크 구동용 모터(7a), 녹 제거부(6), 회전 구동부(4) 등 각 구성 부분에 과부하에 의한 변형이나 파손이 생기거나, 숫돌 구동용 모터(61)의 회전수가 과부하에 의해 저하되는 문제가 생기는 것을 방지할 수 있다. 따라서 피처리면에 생긴 녹을 숫돌부(62a)에 의해 효율적으로 조속히 제거할 수 있다.

한편, 숫돌부(62a)가 숫돌 구동용 모터(61)에 의해 회전 구동되고 있으므로, 연속적으로 회전하는 숫돌부(62a)를 사용하여 녹을 피처리면에서 효율적으로 연삭하여 제거할 수 있다.

또, 링크 구동용 모터(7a)의 구동 토크에 기초하여 숫돌부(62a)를 피처리면에 눌러대어 녹을 제거할 때, 숫돌 구동용 모터(61)에 생기는 부하가 소정의 값을 초과하지 않도록 링크 구동용 모터(7a)를 제어하는 제2 제어 회로를 구비하고 있으므로, 숫돌부(62a)로부터 피처리면에 작용하는 압압력이 정상적인 범위 내임에도 불구하고 녹의 상황이나 숫돌부(62a)의 상황이나 피처리면의 상황에 따라 숫돌 구동용 모터(61)에 작용하는 부하가 지나치게 커진다 해도, 상기 숫돌 구동용 모터(61)의 부하를 허용 범위 내로 억제할 수 있다. 따라서 숫돌부(62a)를 연속적으로 회전시키면서 녹을 효율적으로 조속히 제거할 수 있다.

상기 실시형태에서는 숫돌(62)로서. 구형으로 형성된 숫돌부(62a)를 가진 축이 부착된 것을 도시하였으나 그 숫돌부(62a)는 원판형(또는 원통형)이나 원추형 등 다른 형상으로 형성한 것이어도 좋다. 또, 숫돌(62) 대신에 숫돌부(62a)에 상당 하는 부분을 복수의 금속제 와이어 브러시로 구성한 축이 부착된 브러시로 이루어진 녹 제거 헤드를 사용해도 좋다. 나아가 숫돌(62) 대신에 숫돌부(62a)에 상당하는 부분의 외주면에 복수의 절삭날을 가지며 적어도 절삭날 부분이 탄소강이나 초경합금이나 다이아몬드 등으로 구성된 스틸바나 초경바나 다이아몬드바 등으로 이루어진 녹 제거 헤드를 사용해도 좋다. 이와 같이 구성된 녹 제거 헤드를 사용하는 경우에도, 와이어 브러시나 절삭날에 의해 형성되는 외주면의 형상으로서 상술한 바와 같이 원판형(또는 원통형)이나 구형이나 원추 형상 등으로 형성된 것을 사용해도 좋다.

그리고, 숫돌부(62a) 혹은 숫돌부(62a)에 상당하는 부분이 원추 형상으로 형성된 녹 제거 헤드를 사용하는 경우에는, 리브(g)의 하면(g2)과 플랜지 이음매부(f)의 내면(f1)의 경계의 귀퉁이나 플랜지 이음매부(f)의 내면(f1)의 아래쪽 단면과 강관(P)의 내면 부분(P1)의 경계 귀퉁이에 발생한 녹도 제거할 수 있다. 아울러 축이 부착된 브러시로 이루어진 녹 제거 헤드를 사용한 경우에는, 철이나 놋쇠 등 금속제 와이어 브러시의 유연성에 의해, 상술한 각 귀퉁이에 발생한 녹을 제거할 수 있다. 이 경우 축이 부착된 브러시의 외주면 형상으로서는 원추 형상으로 형성된 것을 사용하는 것이 귀퉁이의 녹을 제거하기에 바람직하지만 원통 형상이나 구형이어도 귀퉁이의 녹을 제거할 수 있다.

또, 아암(5)을 4개의 링크(701)…(704)로 구성한 예를 도시하였으나, 이 아암(5)으로서는 3 이하 또는 5 이상 수의 링크로 구성해도 좋다.

나아가 관형체의 예로서 주기둥(a)을 나타내고, 이 주기둥(a)을 복수의 강 관(P)을 플랜지 이음매부를 통해 연결한 것으로 구성한 예를 도시하였으나, 이 주기둥(a)은 하나의 강관으로 구성한 것이어도 좋고 또, 플랜지 이음매부를 통하지 않고 용접으로 연결한 복수의 강관으로 구성한 것이어도 좋다. 그리고, 주기둥(a)로서는 강제(철제) 뿐 아니라 알루미늄 등 다른 금속으로 형성된 것이어도 좋다.

도 1은 본 발명의 일실시형태로서 나타낸 관형체 안의 녹 제거장치를 도시한 정면도이다.

도 2는 동 관형체 안의 녹 제거장치에서의 안내 장치를 도시한 주요부 파단 정면도이다.

도 3은 동 관형체 안의 녹 제거장치에서의 작업 장치 및 회전 구동부를 도시한 주요부 파단 정면도이다.

도 4는 동 관형체 안의 녹 제거장치에서의 작업 장치를 도시한 도면으로서, (a)는 정면도이고, (b)는 (a)의 B-B선 단면도이다.

도 5는 동 관형체 안의 녹 제거장치의 작용을 도시한 도면으로서, 숫돌부가 주기둥의 내면에 맞닿은 상태를 도시한 정면도이다.

도 6은 동 관형체 안의 녹 제거장치의 작용을 도시한 도면으로서, 숫돌부가 주기둥 안에서의 리브의 하면에 맞닿은 상태를 도시한 정면도이다.

도 7은 동 관형체 안의 녹 제거장치의 작용을 도시한 도면으로서, 숫돌부가 리브의 하면 안쪽단으로 이동한 상태를 도시한 정면도이다.

도 8은 동 관형체 안의 녹 제거장치의 작용을 도시한 도면으로서, 리브의 하면을 연삭할 수 있는 가장 안쪽의 위치로 숫돌부를 이동시킨 상태를 도시한 정면도이다.

도 9는 동 관형체 안의 녹 제거장치의 작용을 도시한 도면으로서, 리브의 하면에 인접한 주기둥의 내면 부분을 연삭할 수 있고, 또한 회전 구동부에 의해 회전 구동되는 작업 장치의 회전 반경이 최소가 되도록 한 상태를 도시한 정면도이다.

도 10은 동 관형체 안의 녹 제거장치를 삽입하여 녹을 제거하기 위한 주기둥을 가진 강관 철탑을 도시한 정면도이다.

도 11은 동 강관 철탑의 강관 및 플랜지 이음매부를 도시한 주기둥의 주요부 단면도이다.

도 12는 종래의 아암의 선단부에 연삭부를 구비하여 이루어진 관형체 안의 녹 제거장치의 문제점을 도시한 관형체(주기둥)의 주요부 단면도이다.

<부호의 설명>

1 관형체 안의 녹 제거 장치

2 안내 장치

3 작업 장치

4 회전 구동부

5 아암

6 녹 제거 기구부

7a 링크 구동용 모터

8a 조명 수단

8b 카메라(촬상 수단)

61 숫돌 구동용 모터(녹 제거부 구동용 모터)

62 숫돌(녹 제거 헤드)

62a 숫돌부(녹 제거부)

701 제1 링크(링크)

702 제2 링크(링크)

703 제3 링크(링크)

704 제4 링크(링크)

a 주기둥(관형체)

a1 내면 부분

g 리브(돌출부)

g2 하면

P 강관(관체)

Claims (5)

1. 관체 구조물을 구성하는 관형체의 윗쪽 개구단으로부터 상기 관형체 안에 삽입하여, 상기 관형체 안에 발생한 녹을 제거하는 관형체 안의 녹 제거장치로서,

   상기 관형체 안을 축방향으로 이동하는 안내 장치와,

   이 안내 장치의 선단쪽에 배치된 작업 장치를 구비하고,

   상기 작업 장치는, 아암과, 이 아암의 선단쪽에 배치된 녹 제거부를 구비하고 있으며,

   상기 아암은, 적어도 상기 관형체의 내면 및 상기 관형체 안쪽으로 돌출된 돌출부의 하면을 포함한 피처리면에, 상기 녹 제거부를 맞닿게 하기 위해 상기 녹 제거부를 이동시킬 수 있는 복수의 링크를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 관형체 안의 녹 제거장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 작업 장치는 상기 안내 장치의 선단부에 마련된 회전 구동부를 통해 상기 안내 장치에 연결되어 있고,

   상기 회전 구동부는 상기 아암의 기단부를 회전 구동함으로써, 상기 녹 제거부를 상기 관형체의 둘레방향으로 이동시킬 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 관형체 안의 녹 제거장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 아암의 선단부에는 상기 녹 제거부의 전방을 비추는 조명 수단 및 상기 전방을 촬영하는 촬상 수단이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 관형체 안의 녹 제거장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 아암은 상기 링크 중 서로 인접한 링크가 이루는 각도를 변경하는 링크 구동용 모터를 가지고 있으며,

   상기 인접한 링크가 이루는 각도와, 이 각도를 변경하는 상기 링크 구동 모터의 구동 토크에 의해 계산되는 상기 녹 제거부로부터 상기 피처리면에 작용하는 압압력이 소정 힘을 초과하지 않도록 상기 링크 구동용 모터를 제어하는 제어 회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 관형체 안의 녹 제거장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 아암은 상기 링크 중 서로 인접한 링크가 이루는 각도를 변경하는 링크 구동용 모터를 가지며,

   상기 녹 제거부는 녹 제거부 구동용 모터에 의해 회전 구동되도록 되어 있고,

   상기 링크 구동용 모터의 구동 토크에 기초하여 상기 녹 제거부를 상기 피처리면에 눌러대어 녹을 제거할 때 상기 녹 제거부 구동용 모터에 생기는 부하가 소 정 값을 초과하지 않도록 상기 링크 구동용 모터를 제어하는 제2 제어 회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 관형체 안의 녹 제거장치.

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