JP2004016925A - 管内面ライニング装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】地中埋設管等の内面に短時間で確実にライニング層を形成するとともに均一な膜厚の塗膜を形成する。
【解決手段】走行台車2に取付けられた旋回リング30にスプレーガン62を取り付け、走行台車2の左右の駆動車輪をそれぞれ独立して駆動制御して走行台車2を管渠90内で走行させながら旋回リング30を一定周速度で回転してスプレーガン62から塗料を噴出させ、管渠90の内面に一定膜厚で均質な塗膜を形成する。
【選択図】 図1
【解決手段】走行台車2に取付けられた旋回リング30にスプレーガン62を取り付け、走行台車2の左右の駆動車輪をそれぞれ独立して駆動制御して走行台車2を管渠90内で走行させながら旋回リング30を一定周速度で回転してスプレーガン62から塗料を噴出させ、管渠90の内面に一定膜厚で均質な塗膜を形成する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばシールド掘進機を推進しながら組立てられたセグメントにより形成された管渠内面に短時間で確実にライニング層を形成することができる管内面ライニング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
シールド掘進機を推進して掘削した後、セグメントにより直ちに1次覆工が行われる。この1次覆工にはコンクリート系セグメントや合成系セグメントあるいは鋼製セグメント等が使用され、このセグメントの内側にはモルタルによる2次覆工が行われてきた。近年、構築費の低減や耐酸性の向上や流下能力の向上を目指し、例えば特開平9−72197号公報に示すように、セグメントの内面に防食材料として有機系材料の被膜を形成して2次覆工を省略する工法が開示され、一部ではすでに使用されている。この2次覆工を省略する工法は、工場においてコンクリートと有機被膜を一体成形してセグメントを形成する方法や、1次覆工の終了後に、現地においてセグメントの内面にスプレー法により有機被膜を連続被覆する方法などがある。
【0003】
この1次覆工の終了後にセグメントの内面に有機被膜を被覆する回転式塗装機は、図15に示すように、駆動モータにより回転する回転軸100の先端の連結部101に、回転軸100と直交して平衡軸102を取付け、この平衡軸102の一方の端部にバランサ103を位置が可変できるように取付け、回転軸100の連結部101に摺動自在に取付けたガン保持軸104の一方の端部をバランサ103に固定し、バランサ103と反対側の端部にスプレーガン105を取付けて、回転軸100に対するバランサ103とスプレーガン105の不釣合をなくすようにしている。そして回転軸100を駆動モータで回転して、スプレーガン105を回転させながらポリウレタン樹脂塗料を噴出させて、セグメントの内面に有機被膜を連続被覆するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この回転式塗装機により例えば内径が3m程度のセグメントに塗装を行う場合、駆動モータにより回転する回転軸とバランサとの距離が大きくなり、バランサとスプレーガンを有するガン保持軸の回転トルクが大きくなってしまう。このため駆動モータが大型化するという短所がある。
【0005】
また、回転トルクが大きいガン保持軸のほぼ中心でスプレーガンを回転しているため、スプレーガンが回転し塗料を噴出しているときの周速度を一定に保持することは困難である。このためセグメントの内面に塗布される塗料がスプレーガン回転位置により変動し、形成された膜厚が一定にならないという短所もある。
【0006】
この発明は係る短所を改善し、地中埋設管等の内面に短時間で確実にライニング層を形成するとともに均一な膜厚の塗膜を形成することができる管内面ライニング装置を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る管内面ライニング装置は、走行台車と旋回リング機構部とスプレーガン機構部及び制御装置を有し、走行台車は進行方向の左右の駆動車輪をそれぞれ独立して駆動制御する駆動部を有し、旋回リング機構部は、旋回リングと旋回リング支持フレーム部と旋回リング駆動機構部を有し、旋回リングは、環状に形成された2枚のフレームを複数の連結軸により平行に連結して形成され、旋回リング支持フレーム部は上部フレームと下部フレームを有し、上部フレームは支持フレームと、支持フレームの端部に直交して設けられたガイドフレームでT字状に形成され、下部フレームも支持フレームと、支持フレームの端部に直交して設けられたガイドフレームでT字状に形成され、上部フレームの支持フレームは走行台車の進行方向の前面に芯出し機構を介して取付けられ、下部フレームの支持フレームは上部フレームの支持フレームに移動自在に取付けられ、各ガイドフレームの両端部には旋回リングの内周面と係合するガイドローラを有し、旋回リング駆動機構部は、旋回リングの内周部に環状で設けた駆動チェーン又はラックと噛み合う駆動伝達機構を回転する旋回リング駆動モータと、各ガイドフレームに取付けられた1又は複数のブレーキ部を有し、スプレーガン機構部は旋回リングに取付けられたスプレーガンと、走行台車に取付けられたロータリジョイントと、スプレーガンとロータリジョイントの回転側管渠に接続された供給ホースを有し、制御装置は旋回リングを一定周速度で回転しながらスプレーガンから塗料を噴出させることを特徴とする。
【0008】
前記旋回リングを4分割又は6分割で形成することが望ましい。
【0009】
また、制御装置はロータリジョイントを旋回リングの回転と同期させて回転すると良い。
【0010】
さらに、旋回リングに設けた基準マークを検出する位置検出センサと、制御装置に設けられ位置検出センサからの出力信号から旋回リングの周速度を算出する周速度演算手段を有する。そして、制御装置は、旋回リングの周速度が一定になった後に、走行台車を走行させ、スプレーガンから塗料を噴出させることが望ましい。
【0011】
また、スプレーガンとして混合衝突型を使用し、スプレーガンからポリウレア樹脂塗料を噴出させることが望ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1,図2はこの発明の管内面ライニング装置の構成を示し、図1は側面図、図2は正面図である。図に示すように、管内面ライニング装置1は走行台車2と旋回リング機構部3とスプレーガン機構部4及び制御装置5を有する。
【0013】
走行台車2は中央部に台車駆動部6を有し、左右に作業ステージ7を有する。台車駆動部6は、図3の平面図に示すように、左右の走行モータ8が点対称に設けられ、各走行モータ8の駆動軸には駆動伝達機構9が連結されている。駆動伝達機構9は、走行モータ8の駆動軸に連結された減速機10と、減速機10の出力軸と第1のスプロケット11の間に設けられたクラッチ機構部12と、図4の側面図に示すように、第1のスプロケット11にチェーン13で連結された第2のスプロケット14と、第2のスプロケット14と同軸で設けられた第3のスプロケット15と、駆動車輪16の回転軸と同軸に設けられ第3のスプロケット15にチェーン17で連結された第4のスプロケット18を有する。クラッチ機構部12は、図5の構成図に示すように、減速機10の出力軸に連結されたスプライン軸19と第1のスプロケット11の回転軸に設けられたスプライン軸20を連結するスプライン軸受21と、ハンドル22を回動することにより、スプライン軸受21をスプライン軸19側に移動してスプライン軸19とスプライン軸20の連結を解除し、ハンドル22を引き出すことによりスプライン軸受21をスプライン軸20側に移動してスプライン軸19とスプライン軸20を連結するクラッチ切替部23を有する。また、台車駆動部6には走行台車2に取付けたハンドル24の操作により上下方向に回動するフレーム25の先端に設けた距離計測ローラ26と、距離計測ローラ26の回転数を検出するエンコーダ27を有する走行距離測定装置28が設けられている。
【0014】
旋回リング機構部3は、図6の前面図に示すように、旋回リング30と旋回リング支持フレーム部31と旋回リング駆動機構部32を有する。旋回リング30は、環状に形成された2枚のフレーム33を、図7の構成図に示すように、複数の連結軸34,35により平行に連結して形成している。旋回リング支持フレーム部31は上部フレーム36と下部フレーム37を有する。上部フレーム36は支持フレーム361と、支持フレーム361の端部に直交して設けられたガイドフレーム362でT字状に形成され、下部フレーム37も支持フレーム371と、支持フレーム371の端部に直交して設けられたガイドフレーム372でT字状に形成されている。上部フレーム36のガイドフレーム362と下部フレーム37のガイドフレーム372の両端部には、図8の構成図に示すように、旋回リング30の内周面と係合するガイドローラ38を有する。このガイドローラ38の旋回リング30と係合する部分には、例えばポリウレタンゴムを焼き付けて機械的強度を高め耐磨耗性を高めている。
【0015】
上部フレーム36のガイドフレーム361を取付けた位置と反対側の支持フレーム361の端部には、図9の側面断面図に示すように、下部フレーム37の支持フレーム371を摺動させる案内部363と、下部フレーム37を移動させる例えば送りねじとハンドルを有する送り機構部39を有する。案内部363には下部フレーム37を固定するための長溝364を有する。下部フレーム37の上部フレーム36の案内部363と嵌合する下部フレーム37の上端部は送り機構部39に連結され、側面には、図6に示す固定ボルト40を取付ける複数の雌ねじを有する。
【0016】
上部フレーム36の旋回リング30の回転中心となる位置には配管保護リング41を有する。この上部フレーム36の配管保護リング41を設けた部分は、図9に示すように、走行台車2に固定したフレーム42に取付けられた芯出し装置43により上下方向に移動するスライダ44に固定されている。芯出し装置43は、図10の正面図に示すように、送りねじ45と送りハンドル46と、送りハンドル46と送りねじ45を連結する歯車群47と、送りねじ45の回転により移動する昇降部48を有する。スライダ44は昇降部48に取付けられ、昇降部48の移動により、フレーム42に設けたガイド部49に沿って上下方向に移動する。
【0017】
旋回リング駆動機構部32は、図6に示すように、上部フレーム36のガイドフレーム362の上部に取付けられた旋回リング駆動部50とブレーキ部51と、下部フレーム372の下部に取付けられたブレーキ部51を有する。旋回リング駆動部50は、図7に示すように、旋回リング30の内側に設けた複数の連結軸35に環状に取付けられた駆動チェーン52と、リングモータ53と、リングモータ53の回転軸に取付けられ、旋回リング30の内周面と係合するガイドローラ54と、リングモータ53の回転軸に取付けられ、旋回リング30に取付けた駆動チェーン52と噛み合うスプロケット55と、上部フレーム36のガイドフレーム362に取付けられ、旋回リング30に取付けられた基準マーク56を検出する旋回原点センサ57を有する。ブレーキ部51は、図11の構成図に示すように、旋回リング30の内周面と係合するガイドローラ58と、旋回リング30に取付けた駆動チェーン52と噛み合うブレーキ用スプロケット59を有する回転軸に連結されたリングブレーキ60を有する。
【0018】
スプレーガン機構部4は、図1に示すように、旋回リング30にガン保持部61を介して取付けられ、供給された2液を定量混合する混合衝突型のスプレーガン62と、スプレーガン62のノズルを開閉するスプレー用ソレノイドや加熱ヒータ等を有するガン駆動部63と、走行台車2上に設けられたロータリジョイント64と、ロータリジョイント64に連結されたロータリージョイント駆動モータ65を有する。ロータリジョイント64の回転側管路に接続した供給ホース66は旋回リング30の配管保護リング41を通してガン台車駆動部63に連結されており、固定側管路に接続した供給ホースは不図示の定量供給装置に連結されている。
【0019】
制御装置5は、図12のブロック図に示すように、操作表示部70と制御部80を有する。操作表示部70は、スタートスイッチ71とモード選択スイッチ72と停止スイッチ73と非常停止スイッチ73等の各種操作スイッチと表示部75を有する。制御部80は、走行台車2等に設けられた各種センサ67や操作表示部70からの信号を入力して管内面ライニング装置1の全体の動作を管理して制御する中央処理部81と、リングモータ53の駆動を制御するリングモータ駆動制御部82と、ロータリジョイント駆動モータ65の駆動を制御するロータリジョイント駆動制御部83と、リングブレーキ60を制御するブレーキ駆動制御部84と、左右の走行モータ8の駆動をそれぞれ独立して制御する左走行モータ駆動制御部85と右走行モータ駆動制御部86と、ガン台車駆動部63を制御するスプレー駆動制御部87と、旋回原点センサ57から出力するパルス信号により旋回リング30の周速度を算出する周速度演算部88及び記憶部89を有する。
【0020】
この管内面ライニング装置1を使用して1次覆工の終了後のセグメント等の管渠内面にポリウレア樹脂を被覆するため、現地で組み立てるときは、まず、旋回リング30を取付けない状態で走行台車2を管渠を有する立坑内に搬入し、その後、旋回リング30を立坑内に搬入する。この旋回リング30を立坑に搬入するとき、旋回リング30を例えば4分割又は6分割しておき、立坑内に搬入してから組み立てると、直径が例えば3mと大きい旋回リング30を容易に立坑内に搬入したり搬出することができる。旋回リング30を立坑内で組み立てた後、走行台車2に固定した上部フレーム36に設けた送り機構部39のハンドルを操作して下部フレーム37を上昇させる。そして旋回リング30を、上部フレーム36のガイドフレーム362の両端部に設けたガイドローラ38と旋回リング駆動部50に設けたガイドローラ54とブレーキ部51に設けたガイドローラ58に係合させ、リングモータ53の回転軸に設けたスプロケット55とブレーキ部51のブレーキ用スプロケット59とに旋回リング30の内周部に設けた駆動チェーン52を噛み合わせる。この状態で、送り機構部39のハンドルを操作して、下部フレーム37を下降し、下部フレーム37のガイドフレーム372の両端部に設けたガイドローラ38とブレーキ部51に設けたガイドローラ58に係合させ、ブレーキ部51のブレーキ用スプロケット59に旋回リング30の内周部に設けた駆動チェーン52を噛み合わせて、固定ボルト40で下部フレーム37を上部フレーム36に固定し、上部フレーム36と下部フレーム36が突っ張った状態で旋回リング30を回転自在に保持する。次に、旋回リング30の基準マーク56の位置に応じて定められた所定の位置にスプレーガン62を取付け、供給ホース66等を接続して管内面ライニング装置1を立坑内で組み立て、イソシアネートとアミンをそれぞれ供給する定量供給装置に接続する。この旋回リング30にスプレーガン62を取付けるとき、調整冶具を使用してスプレーガン62から塗装する管渠内面までの距離を一定にする。このようにして管内面ライニング装置1を組み立てた後、走行台車2に設けた芯出し装置43により旋回リング支持フレーム31を上下方向に移動して旋回リング30の回転中心を管渠内面の中心線と一致させる。
【0021】
この管内面ライニング装置1で形成するポリウレア樹脂は、イソシアネート(−NCO)とアミノ基(−NH2)との化学反応により形成され、指触硬化時間が5〜10秒と極めて早く、かつ無溶剤であることから、温度や湿度等の外部環境にも影響なく、耐酸・耐アルカリ性等の耐薬品性や耐久性に優れているとともに柔軟性を有する。
【0022】
この管内面ライニング装置1を使用して1次覆工の終了後のセグメント等の管渠内面にポリウレア樹脂を被覆するときの動作を図13のフローチャートを参照して説明する。
【0023】
管内面ライニング装置1を立坑内で組み立てた後、図14に示すように、管内面ライニング装置1を管渠90の所定の塗装位置まで前進させる。このとき管内面ライニング装置1のスプレーガン62より前方の一定距離だけ離れた位置に、フッ素繊維やガラス繊維等をフィルタ92に使った集じん装置91を配置する。
【0024】
そしてモード選択スイッチ72で動作モードが自動か手動かを設定して、操作表示部70のスタートスイッチ71をオンにすると(ステップS1)、中央処理部81は各種安全装置の状態を確認し運転可能な状態かを判断する(ステップS2)。この判断の結果、運転可能でないときは表示部75にエラー表示をする(ステップS3)。このエラー表示を確認した操作者がエラー発生原因を解消して、スタートスイッチ71をオンにすると(ステップS4,S1)、中央処理部81は再度種安全装置の状態を確認し運転可能な状態かを判断する(ステップS2)。この判断の結果、運転可能な状態のとき、中央処理部はリングモータ駆動制御部82に駆動信号を送り、同時にロータリジョイント駆動制御部83にも駆動信号を送る。リングモータ駆動制御部82は駆動信号が送られると、あらかじめ定めた所定の回転数でリングモータ53を駆動し、旋回リング30を回転させる。このときリングモータ駆動制御部82は周速度演算部88で算出した周速度によりリングモータ53をフィードバック制御する。ロータリジョイント駆動制御部83も駆動信号が送られると、ロータリジョイント駆動モータ65を駆動しロータリジョイント64を旋回リング30の回転数と同じ回転数で回転させる(ステップS5)。
【0025】
この旋回リング30を回転するとき、旋回リング30は旋回リング支持フレーム部31の上部フレーム36と下部フレーム37に設けたガイドローラ38と、ブレーキ部51のガイドローラ58及びリングモータ53の回転軸に設けたガイドローラ54によりガイドされて回転するから横ぶれ等を防いで安定して回転することができる。また、旋回リング30の内周部に設けた駆動チェーン52と噛み合うスプロケット55をリングモータ53で回転して旋回リング30を回転させるから、小さな回転トルクで旋回リング30を回転することができ、リングモータ53を小型化することができる。また、旋回リング30の回転に伴いスプレーガン62も回転するが、スプレーガン62の連結した供給ホース66はロータリージョイント64の可動側管渠に連結され、かつロータリジョイント64は旋回リング30の回転に同期して回転するから、供給ホース66が捩れることを防ぐことができる。
【0026】
旋回リング30の回転が開始すると、周速度演算部88は旋回原点センサ57で旋回リング30に設けた基準マーク56を検出するたびに入力するパルス信号から旋回リング30の周速度を演算して中央処理部81に送る。中央処理部81は送られた旋回リング30の周速度があらかじめ定めた一定速度に達すると(ステップS6)、動作モードを判定し(ステップS7)、手動モードのときは、操作者が操作表示部70を操作して走行台車2を走行させ、塗装を開始させる(ステップS17)。自動モードが設定されているとき、旋回原点センサ57で旋回リング30に設けた基準マーク56を検出したとき、スプレーガン62が所定の位置に達したと判断し(ステップS8)、左走行モータ駆動制御部85と右走行モータ駆動制御部86に駆動信号を送り、左走行モータ駆動制御部85と右走行モータ駆動制御部86で走行台車2に設けた左右の走行モータ8を回転させて、走行台車2の走行を開始させる。同時にスプレー駆動制御部87に駆動信号を送り、ガン台車駆動部63のソレノイドを駆動させ、定量供給装置で加熱・加圧されて、ヒータを有し一定温度に保温されている供給ホースからロータリージョイント64を介して供給ホース66に定量ずつ送られるイソシアネートとアミンをスプレーガン62で混合させて管渠90の内面に吹き付ける(ステップS9)。この塗装が開始すると、操作者は走行距離測定装置28による走行距離の測定を開始させる。この測定している走行距離は中央処理部81に送られ、各種パラメータとともに記憶部89に格納される。
【0027】
このスプレーガン62でポリウレア樹脂塗料を噴出させているとき、旋回リング30でスプレーガン62を一定の周速度で回転するから、管渠90の内面に一定膜厚で均質な塗膜を形成することができる。また、スプレーガン62でポリウレア樹脂塗料を噴出させたときに発生するミスト等を集じん装置91で回収するから、作業環境を悪くすることを防ぐことができる。
【0028】
この走行台車2を一定速度で走行させながら旋回リング30を回転させてスプレーガン62からポリウレア樹脂塗料を噴出させているとき、中央処理部81は走行台車2等に設けた各種センサ67から入力する信号により異常が発生したか否を監視している(ステップS10)。例えば旋回リング30に操作者が挟まれてリングモータ53の回転トルクが所定値以上になると、中央処理部81は非常停止信号を出力してリングモータ53の駆動を停止させるとともにブレーキ駆動制御部84によりリングブレーキ60を駆動させ、ブレーキ用スプロケット59の回転を強制的に停止させ、ブレーキ用スプロケット59と噛み合っている駆動チェーン52の回転をロックして、旋回リング30を停止させ、走行台車2の走行を非常停止させる(ステップS18)。
【0029】
旋回リング30を回転させてスプレーガン62からポリウレア樹脂塗料を噴出させているとき異常が発生しない場合は、走行台車2の走行とスプレーガン62による吹き付けを継続する(ステップS11)。この走行台車2を走行しているときに、走行台車2が斜行した場合、走行台車2の駆動車輪16は左右で独立して駆動することができるから、操作者が走行台車2の斜行した側と反対側のクラッチ機構部12のハンドル22を操作してクラッチ切替部23の連結を解除して斜行側の駆動車輪16にだけ駆動力を伝達することにより、左右の駆動車輪16の速度差により斜行を解消することができる。
【0030】
この塗装を続行して管渠90の所定の領域に塗装を行った後、塗装を終了するとき、操作者は操作表示部70の停止スイッチ73をオンにして停止信号を中央処理部81に送る(ステップS12,S13)。中央処理部81は停止信号を入力すると、走行台車2の走行とスプレーガン62からのポリウレア樹脂塗料の噴出を停止させる(ステップS14)。その後、中央処理装置81は、旋回原点センサ57から入力する旋回リング30に設けた基準マーク56の検出信号により、スプレーガン62が所定の位置に達したことを検知すると(ステップS15)、リングモータ53の駆動を停止しさせ、リングブレーキ60を駆動させて旋回リング30の回転を停止させる(ステップS16)。
【0031】
このように走行台車2を走行させながら、旋回リング30によりスプレーガン62を一定の周速度で回転させてポリウレア樹脂塗料を噴出させることにより、管渠90に内面に均一な膜厚の塗膜を迅速に形成することができる。
【0032】
また、塗装を終了したとき、塗装しながら走行台車2が走行した距離が格納してあるから、塗装した領域を正確に確認することができ、引き続いて塗装をするときの塗装開始位置を正確に確認することができる。
【0033】
前記説明ではスプレーガン62からポリウレア樹脂塗料を噴出させて管渠90の内面にポリウレア樹脂被膜を形成する場合について説明したが、他の2液混合型の塗料の被膜等も同様にして形成することができる。
【0034】
また前記説明ではスプレーガン62を管渠90の口径に応じて旋回リング30に固定した場合について説明したが、例えばシリンダやねじ送り機構を有し、旋回リング30の半径方向に移動自在な送り機構を介してスプレーガン62を旋回リング30に取付け、塗装面との距離に応じてスプレーガン62の位置を可変することによりインバートがある管渠内面や、断面が方形に形成された管渠内面も同様にして塗装することができる。
【0035】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、走行台車に取付けられた旋回リングにスプレーガンを取付け、旋回リングを一定周速度で回転しながらスプレーガンから塗料を噴出させるようにしたから、管渠の内面に一定膜厚で均質な塗膜を形成することができる。
【0036】
また、走行台車の進行方向の左右の駆動車輪をそれぞれ独立して駆動制御することにより、走行台車が走行しているときに蛇行が生じたり、管渠の曲り部で左右の駆動車輪に回転速度差を持たせることができ、蛇行を修正することができるとともに、管渠の曲り部でも円滑に走行することができる。
【0037】
さらに、旋回リングを、環状に形成された2枚のフレームを複数の連結軸により平行に連結して形成することにより、旋回リングの軽量化を図ることができる。
【0038】
また、旋回リングの内周面を、上部フレームと下部フレームのガイドフレームに設けたガイドローラで保持することにより、旋回リングをぶれることなしに安定して回転することができる。
【0039】
この旋回リングを、旋回リングの内周部に環状で設けた駆動チェーン又はラックと噛み合う駆動伝達機構を回転する旋回リング駆動モータで回転することにより、軽量化した旋回リングを小さな回転トルクで回転することができ、旋回リング駆動モータを小型化することができる。
【0040】
また、上部フレームと下部フレームの各ガイドフレームに1又は複数のブレーキ部を設けることにより、回転している旋回リングを安定して停止させることができ、作業の安全を図ることができる。
【0041】
また、回転する旋回リングに取付けられたスプレーガンに接続した供給ホースを走行台車に取付けられたロータリジョイントの回転側管渠に接続することにより、旋回リングが回転したとき、供給ホースに捩れが生じることを防止することができ、スプレーガンに安定して塗料を供給することができる。
【0042】
また、旋回リングを一定周速度で回転しながらスプレーガンから塗料を噴出させることにより、塗装ムラのない均質な塗膜を安定して形成することができる。
【0043】
さらに、旋回リングを4分割又は6分割で形成することにより、旋回リングを狭い立坑等に容易に搬入したり搬出することができる。
【0044】
また、ロータリジョイントを旋回リングの回転と同期させて回転することにより、スプレーガンに接続した供給ホースに捩れが生じることを確実に防止することができ、スプレーガンに安定して塗料を供給することができる。
【0045】
また、旋回リングに設けた基準マークを位置検出センサで検出し、位置検出センサからの出力信号から旋回リングの周速度を算出し、算出した周速度により旋回リング駆動モータの回転をフィードバック制御することにより、旋回リングを一定速度で安定して回転させることができる。
【0046】
さらに、旋回リングの周速度が一定になった後に、走行台車を走行させ、スプレーガンから塗料を噴出させることにより、均一な膜厚の塗膜を安定して形成することができる。
【0047】
また、スプレーガンとして混合衝突型を使用することにより2液混合型の塗料を安定して混合して噴出させることができる。
【0048】
さらに、スプレーガンからポリウレア樹脂塗料を噴出させることにより、指触硬化時間が5〜10秒と極めて早く、温度や湿度等の外部環境にも影響なく、耐酸・耐アルカリ性等の耐薬品性や耐久性に優れているとともに柔軟性を有する塗膜を安定して形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の管内面ライニング装置の構成を示す側面図である。
【図2】上記管内面ライニング装置の構成を示す平面図である。
【図3】走行台車の駆動部の構成を示す平面図である。
【図4】走行台車の駆動部の構成を示す側面図である。
【図5】走行台車の駆動部のクラッチ機構部の構成図である。
【図6】旋回リング機構部の構成を示す前面図である。
【図7】旋回リングの駆動部の構成図である。
【図8】上部フレームと下部フレームに設けたガイドローラの構成図である。
【図9】下部フレームの送り機構部と上部フレームの芯出し装置の側面断面図である。
【図10】上記芯出し装置の正面図である。
【図11】ブレーキ部の構成図である。
【図12】制御装置の構成を示すブロック図である。
【図13】塗装動作を示すフローチャートである。
【図14】管渠内面を塗装している状態を示す断面図である。
【図15】従来例の構成図である。
【符号の説明】
1;管内面ライニング装置、2;走行台車、3;旋回リング機構部、
4;スプレーガン機構部、5;制御装置、6;台車駆動部、
7;作業ステージ、8;走行モータ、9;駆動伝達機構、10;減速機、
11;第1のスプロケット、12;クラッチ機構部、13;チェーン、
14;第2のスプロケット、15;第3のスプロケット、16;駆動輪、
17;チェーン、18;第4のスプロケット、28;走行距離測定装置、
30;旋回リング、31;旋回リング支持フレーム部、
32;旋回リング駆動機構部、33;フレーム、34,35;連結軸、
36;上部フレーム、37;下部フレーム、38;ガイドローラ、
39;送り機構部、40;固定ボルト、41;配管保護リング、
42;フレーム、43;芯出し装置、44;スライダ、
50;旋回リング駆動部、51;ブレーキ部、52;駆動チェーン、
53;リングモータ、54;ガイドローラ、55;スプロケット、
56;基準マーク、57;旋回原点センサ、58;ガイドローラ、
59;ブレーキ用スプロケット、60;リングブレーキ、
61;ガン保持部、62;スプレーガン、63;ガン駆動部、
64;ロータリジョイント、65;ロータリージョイント駆動モータ、
66;供給ホース、70;操作表示部、80;制御部、81;中央処理部、
88;周速度演算部、89;記憶部。
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばシールド掘進機を推進しながら組立てられたセグメントにより形成された管渠内面に短時間で確実にライニング層を形成することができる管内面ライニング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
シールド掘進機を推進して掘削した後、セグメントにより直ちに1次覆工が行われる。この1次覆工にはコンクリート系セグメントや合成系セグメントあるいは鋼製セグメント等が使用され、このセグメントの内側にはモルタルによる2次覆工が行われてきた。近年、構築費の低減や耐酸性の向上や流下能力の向上を目指し、例えば特開平9−72197号公報に示すように、セグメントの内面に防食材料として有機系材料の被膜を形成して2次覆工を省略する工法が開示され、一部ではすでに使用されている。この2次覆工を省略する工法は、工場においてコンクリートと有機被膜を一体成形してセグメントを形成する方法や、1次覆工の終了後に、現地においてセグメントの内面にスプレー法により有機被膜を連続被覆する方法などがある。
【0003】
この1次覆工の終了後にセグメントの内面に有機被膜を被覆する回転式塗装機は、図15に示すように、駆動モータにより回転する回転軸100の先端の連結部101に、回転軸100と直交して平衡軸102を取付け、この平衡軸102の一方の端部にバランサ103を位置が可変できるように取付け、回転軸100の連結部101に摺動自在に取付けたガン保持軸104の一方の端部をバランサ103に固定し、バランサ103と反対側の端部にスプレーガン105を取付けて、回転軸100に対するバランサ103とスプレーガン105の不釣合をなくすようにしている。そして回転軸100を駆動モータで回転して、スプレーガン105を回転させながらポリウレタン樹脂塗料を噴出させて、セグメントの内面に有機被膜を連続被覆するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この回転式塗装機により例えば内径が3m程度のセグメントに塗装を行う場合、駆動モータにより回転する回転軸とバランサとの距離が大きくなり、バランサとスプレーガンを有するガン保持軸の回転トルクが大きくなってしまう。このため駆動モータが大型化するという短所がある。
【0005】
また、回転トルクが大きいガン保持軸のほぼ中心でスプレーガンを回転しているため、スプレーガンが回転し塗料を噴出しているときの周速度を一定に保持することは困難である。このためセグメントの内面に塗布される塗料がスプレーガン回転位置により変動し、形成された膜厚が一定にならないという短所もある。
【0006】
この発明は係る短所を改善し、地中埋設管等の内面に短時間で確実にライニング層を形成するとともに均一な膜厚の塗膜を形成することができる管内面ライニング装置を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る管内面ライニング装置は、走行台車と旋回リング機構部とスプレーガン機構部及び制御装置を有し、走行台車は進行方向の左右の駆動車輪をそれぞれ独立して駆動制御する駆動部を有し、旋回リング機構部は、旋回リングと旋回リング支持フレーム部と旋回リング駆動機構部を有し、旋回リングは、環状に形成された2枚のフレームを複数の連結軸により平行に連結して形成され、旋回リング支持フレーム部は上部フレームと下部フレームを有し、上部フレームは支持フレームと、支持フレームの端部に直交して設けられたガイドフレームでT字状に形成され、下部フレームも支持フレームと、支持フレームの端部に直交して設けられたガイドフレームでT字状に形成され、上部フレームの支持フレームは走行台車の進行方向の前面に芯出し機構を介して取付けられ、下部フレームの支持フレームは上部フレームの支持フレームに移動自在に取付けられ、各ガイドフレームの両端部には旋回リングの内周面と係合するガイドローラを有し、旋回リング駆動機構部は、旋回リングの内周部に環状で設けた駆動チェーン又はラックと噛み合う駆動伝達機構を回転する旋回リング駆動モータと、各ガイドフレームに取付けられた1又は複数のブレーキ部を有し、スプレーガン機構部は旋回リングに取付けられたスプレーガンと、走行台車に取付けられたロータリジョイントと、スプレーガンとロータリジョイントの回転側管渠に接続された供給ホースを有し、制御装置は旋回リングを一定周速度で回転しながらスプレーガンから塗料を噴出させることを特徴とする。
【0008】
前記旋回リングを4分割又は6分割で形成することが望ましい。
【0009】
また、制御装置はロータリジョイントを旋回リングの回転と同期させて回転すると良い。
【0010】
さらに、旋回リングに設けた基準マークを検出する位置検出センサと、制御装置に設けられ位置検出センサからの出力信号から旋回リングの周速度を算出する周速度演算手段を有する。そして、制御装置は、旋回リングの周速度が一定になった後に、走行台車を走行させ、スプレーガンから塗料を噴出させることが望ましい。
【0011】
また、スプレーガンとして混合衝突型を使用し、スプレーガンからポリウレア樹脂塗料を噴出させることが望ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1,図2はこの発明の管内面ライニング装置の構成を示し、図1は側面図、図2は正面図である。図に示すように、管内面ライニング装置1は走行台車2と旋回リング機構部3とスプレーガン機構部4及び制御装置5を有する。
【0013】
走行台車2は中央部に台車駆動部6を有し、左右に作業ステージ7を有する。台車駆動部6は、図3の平面図に示すように、左右の走行モータ8が点対称に設けられ、各走行モータ8の駆動軸には駆動伝達機構9が連結されている。駆動伝達機構9は、走行モータ8の駆動軸に連結された減速機10と、減速機10の出力軸と第1のスプロケット11の間に設けられたクラッチ機構部12と、図4の側面図に示すように、第1のスプロケット11にチェーン13で連結された第2のスプロケット14と、第2のスプロケット14と同軸で設けられた第3のスプロケット15と、駆動車輪16の回転軸と同軸に設けられ第3のスプロケット15にチェーン17で連結された第4のスプロケット18を有する。クラッチ機構部12は、図5の構成図に示すように、減速機10の出力軸に連結されたスプライン軸19と第1のスプロケット11の回転軸に設けられたスプライン軸20を連結するスプライン軸受21と、ハンドル22を回動することにより、スプライン軸受21をスプライン軸19側に移動してスプライン軸19とスプライン軸20の連結を解除し、ハンドル22を引き出すことによりスプライン軸受21をスプライン軸20側に移動してスプライン軸19とスプライン軸20を連結するクラッチ切替部23を有する。また、台車駆動部6には走行台車2に取付けたハンドル24の操作により上下方向に回動するフレーム25の先端に設けた距離計測ローラ26と、距離計測ローラ26の回転数を検出するエンコーダ27を有する走行距離測定装置28が設けられている。
【0014】
旋回リング機構部3は、図6の前面図に示すように、旋回リング30と旋回リング支持フレーム部31と旋回リング駆動機構部32を有する。旋回リング30は、環状に形成された2枚のフレーム33を、図7の構成図に示すように、複数の連結軸34,35により平行に連結して形成している。旋回リング支持フレーム部31は上部フレーム36と下部フレーム37を有する。上部フレーム36は支持フレーム361と、支持フレーム361の端部に直交して設けられたガイドフレーム362でT字状に形成され、下部フレーム37も支持フレーム371と、支持フレーム371の端部に直交して設けられたガイドフレーム372でT字状に形成されている。上部フレーム36のガイドフレーム362と下部フレーム37のガイドフレーム372の両端部には、図8の構成図に示すように、旋回リング30の内周面と係合するガイドローラ38を有する。このガイドローラ38の旋回リング30と係合する部分には、例えばポリウレタンゴムを焼き付けて機械的強度を高め耐磨耗性を高めている。
【0015】
上部フレーム36のガイドフレーム361を取付けた位置と反対側の支持フレーム361の端部には、図9の側面断面図に示すように、下部フレーム37の支持フレーム371を摺動させる案内部363と、下部フレーム37を移動させる例えば送りねじとハンドルを有する送り機構部39を有する。案内部363には下部フレーム37を固定するための長溝364を有する。下部フレーム37の上部フレーム36の案内部363と嵌合する下部フレーム37の上端部は送り機構部39に連結され、側面には、図6に示す固定ボルト40を取付ける複数の雌ねじを有する。
【0016】
上部フレーム36の旋回リング30の回転中心となる位置には配管保護リング41を有する。この上部フレーム36の配管保護リング41を設けた部分は、図9に示すように、走行台車2に固定したフレーム42に取付けられた芯出し装置43により上下方向に移動するスライダ44に固定されている。芯出し装置43は、図10の正面図に示すように、送りねじ45と送りハンドル46と、送りハンドル46と送りねじ45を連結する歯車群47と、送りねじ45の回転により移動する昇降部48を有する。スライダ44は昇降部48に取付けられ、昇降部48の移動により、フレーム42に設けたガイド部49に沿って上下方向に移動する。
【0017】
旋回リング駆動機構部32は、図6に示すように、上部フレーム36のガイドフレーム362の上部に取付けられた旋回リング駆動部50とブレーキ部51と、下部フレーム372の下部に取付けられたブレーキ部51を有する。旋回リング駆動部50は、図7に示すように、旋回リング30の内側に設けた複数の連結軸35に環状に取付けられた駆動チェーン52と、リングモータ53と、リングモータ53の回転軸に取付けられ、旋回リング30の内周面と係合するガイドローラ54と、リングモータ53の回転軸に取付けられ、旋回リング30に取付けた駆動チェーン52と噛み合うスプロケット55と、上部フレーム36のガイドフレーム362に取付けられ、旋回リング30に取付けられた基準マーク56を検出する旋回原点センサ57を有する。ブレーキ部51は、図11の構成図に示すように、旋回リング30の内周面と係合するガイドローラ58と、旋回リング30に取付けた駆動チェーン52と噛み合うブレーキ用スプロケット59を有する回転軸に連結されたリングブレーキ60を有する。
【0018】
スプレーガン機構部4は、図1に示すように、旋回リング30にガン保持部61を介して取付けられ、供給された2液を定量混合する混合衝突型のスプレーガン62と、スプレーガン62のノズルを開閉するスプレー用ソレノイドや加熱ヒータ等を有するガン駆動部63と、走行台車2上に設けられたロータリジョイント64と、ロータリジョイント64に連結されたロータリージョイント駆動モータ65を有する。ロータリジョイント64の回転側管路に接続した供給ホース66は旋回リング30の配管保護リング41を通してガン台車駆動部63に連結されており、固定側管路に接続した供給ホースは不図示の定量供給装置に連結されている。
【0019】
制御装置5は、図12のブロック図に示すように、操作表示部70と制御部80を有する。操作表示部70は、スタートスイッチ71とモード選択スイッチ72と停止スイッチ73と非常停止スイッチ73等の各種操作スイッチと表示部75を有する。制御部80は、走行台車2等に設けられた各種センサ67や操作表示部70からの信号を入力して管内面ライニング装置1の全体の動作を管理して制御する中央処理部81と、リングモータ53の駆動を制御するリングモータ駆動制御部82と、ロータリジョイント駆動モータ65の駆動を制御するロータリジョイント駆動制御部83と、リングブレーキ60を制御するブレーキ駆動制御部84と、左右の走行モータ8の駆動をそれぞれ独立して制御する左走行モータ駆動制御部85と右走行モータ駆動制御部86と、ガン台車駆動部63を制御するスプレー駆動制御部87と、旋回原点センサ57から出力するパルス信号により旋回リング30の周速度を算出する周速度演算部88及び記憶部89を有する。
【0020】
この管内面ライニング装置1を使用して1次覆工の終了後のセグメント等の管渠内面にポリウレア樹脂を被覆するため、現地で組み立てるときは、まず、旋回リング30を取付けない状態で走行台車2を管渠を有する立坑内に搬入し、その後、旋回リング30を立坑内に搬入する。この旋回リング30を立坑に搬入するとき、旋回リング30を例えば4分割又は6分割しておき、立坑内に搬入してから組み立てると、直径が例えば3mと大きい旋回リング30を容易に立坑内に搬入したり搬出することができる。旋回リング30を立坑内で組み立てた後、走行台車2に固定した上部フレーム36に設けた送り機構部39のハンドルを操作して下部フレーム37を上昇させる。そして旋回リング30を、上部フレーム36のガイドフレーム362の両端部に設けたガイドローラ38と旋回リング駆動部50に設けたガイドローラ54とブレーキ部51に設けたガイドローラ58に係合させ、リングモータ53の回転軸に設けたスプロケット55とブレーキ部51のブレーキ用スプロケット59とに旋回リング30の内周部に設けた駆動チェーン52を噛み合わせる。この状態で、送り機構部39のハンドルを操作して、下部フレーム37を下降し、下部フレーム37のガイドフレーム372の両端部に設けたガイドローラ38とブレーキ部51に設けたガイドローラ58に係合させ、ブレーキ部51のブレーキ用スプロケット59に旋回リング30の内周部に設けた駆動チェーン52を噛み合わせて、固定ボルト40で下部フレーム37を上部フレーム36に固定し、上部フレーム36と下部フレーム36が突っ張った状態で旋回リング30を回転自在に保持する。次に、旋回リング30の基準マーク56の位置に応じて定められた所定の位置にスプレーガン62を取付け、供給ホース66等を接続して管内面ライニング装置1を立坑内で組み立て、イソシアネートとアミンをそれぞれ供給する定量供給装置に接続する。この旋回リング30にスプレーガン62を取付けるとき、調整冶具を使用してスプレーガン62から塗装する管渠内面までの距離を一定にする。このようにして管内面ライニング装置1を組み立てた後、走行台車2に設けた芯出し装置43により旋回リング支持フレーム31を上下方向に移動して旋回リング30の回転中心を管渠内面の中心線と一致させる。
【0021】
この管内面ライニング装置1で形成するポリウレア樹脂は、イソシアネート(−NCO)とアミノ基(−NH2)との化学反応により形成され、指触硬化時間が5〜10秒と極めて早く、かつ無溶剤であることから、温度や湿度等の外部環境にも影響なく、耐酸・耐アルカリ性等の耐薬品性や耐久性に優れているとともに柔軟性を有する。
【0022】
この管内面ライニング装置1を使用して1次覆工の終了後のセグメント等の管渠内面にポリウレア樹脂を被覆するときの動作を図13のフローチャートを参照して説明する。
【0023】
管内面ライニング装置1を立坑内で組み立てた後、図14に示すように、管内面ライニング装置1を管渠90の所定の塗装位置まで前進させる。このとき管内面ライニング装置1のスプレーガン62より前方の一定距離だけ離れた位置に、フッ素繊維やガラス繊維等をフィルタ92に使った集じん装置91を配置する。
【0024】
そしてモード選択スイッチ72で動作モードが自動か手動かを設定して、操作表示部70のスタートスイッチ71をオンにすると(ステップS1)、中央処理部81は各種安全装置の状態を確認し運転可能な状態かを判断する(ステップS2)。この判断の結果、運転可能でないときは表示部75にエラー表示をする(ステップS3)。このエラー表示を確認した操作者がエラー発生原因を解消して、スタートスイッチ71をオンにすると(ステップS4,S1)、中央処理部81は再度種安全装置の状態を確認し運転可能な状態かを判断する(ステップS2)。この判断の結果、運転可能な状態のとき、中央処理部はリングモータ駆動制御部82に駆動信号を送り、同時にロータリジョイント駆動制御部83にも駆動信号を送る。リングモータ駆動制御部82は駆動信号が送られると、あらかじめ定めた所定の回転数でリングモータ53を駆動し、旋回リング30を回転させる。このときリングモータ駆動制御部82は周速度演算部88で算出した周速度によりリングモータ53をフィードバック制御する。ロータリジョイント駆動制御部83も駆動信号が送られると、ロータリジョイント駆動モータ65を駆動しロータリジョイント64を旋回リング30の回転数と同じ回転数で回転させる(ステップS5)。
【0025】
この旋回リング30を回転するとき、旋回リング30は旋回リング支持フレーム部31の上部フレーム36と下部フレーム37に設けたガイドローラ38と、ブレーキ部51のガイドローラ58及びリングモータ53の回転軸に設けたガイドローラ54によりガイドされて回転するから横ぶれ等を防いで安定して回転することができる。また、旋回リング30の内周部に設けた駆動チェーン52と噛み合うスプロケット55をリングモータ53で回転して旋回リング30を回転させるから、小さな回転トルクで旋回リング30を回転することができ、リングモータ53を小型化することができる。また、旋回リング30の回転に伴いスプレーガン62も回転するが、スプレーガン62の連結した供給ホース66はロータリージョイント64の可動側管渠に連結され、かつロータリジョイント64は旋回リング30の回転に同期して回転するから、供給ホース66が捩れることを防ぐことができる。
【0026】
旋回リング30の回転が開始すると、周速度演算部88は旋回原点センサ57で旋回リング30に設けた基準マーク56を検出するたびに入力するパルス信号から旋回リング30の周速度を演算して中央処理部81に送る。中央処理部81は送られた旋回リング30の周速度があらかじめ定めた一定速度に達すると(ステップS6)、動作モードを判定し(ステップS7)、手動モードのときは、操作者が操作表示部70を操作して走行台車2を走行させ、塗装を開始させる(ステップS17)。自動モードが設定されているとき、旋回原点センサ57で旋回リング30に設けた基準マーク56を検出したとき、スプレーガン62が所定の位置に達したと判断し(ステップS8)、左走行モータ駆動制御部85と右走行モータ駆動制御部86に駆動信号を送り、左走行モータ駆動制御部85と右走行モータ駆動制御部86で走行台車2に設けた左右の走行モータ8を回転させて、走行台車2の走行を開始させる。同時にスプレー駆動制御部87に駆動信号を送り、ガン台車駆動部63のソレノイドを駆動させ、定量供給装置で加熱・加圧されて、ヒータを有し一定温度に保温されている供給ホースからロータリージョイント64を介して供給ホース66に定量ずつ送られるイソシアネートとアミンをスプレーガン62で混合させて管渠90の内面に吹き付ける(ステップS9)。この塗装が開始すると、操作者は走行距離測定装置28による走行距離の測定を開始させる。この測定している走行距離は中央処理部81に送られ、各種パラメータとともに記憶部89に格納される。
【0027】
このスプレーガン62でポリウレア樹脂塗料を噴出させているとき、旋回リング30でスプレーガン62を一定の周速度で回転するから、管渠90の内面に一定膜厚で均質な塗膜を形成することができる。また、スプレーガン62でポリウレア樹脂塗料を噴出させたときに発生するミスト等を集じん装置91で回収するから、作業環境を悪くすることを防ぐことができる。
【0028】
この走行台車2を一定速度で走行させながら旋回リング30を回転させてスプレーガン62からポリウレア樹脂塗料を噴出させているとき、中央処理部81は走行台車2等に設けた各種センサ67から入力する信号により異常が発生したか否を監視している(ステップS10)。例えば旋回リング30に操作者が挟まれてリングモータ53の回転トルクが所定値以上になると、中央処理部81は非常停止信号を出力してリングモータ53の駆動を停止させるとともにブレーキ駆動制御部84によりリングブレーキ60を駆動させ、ブレーキ用スプロケット59の回転を強制的に停止させ、ブレーキ用スプロケット59と噛み合っている駆動チェーン52の回転をロックして、旋回リング30を停止させ、走行台車2の走行を非常停止させる(ステップS18)。
【0029】
旋回リング30を回転させてスプレーガン62からポリウレア樹脂塗料を噴出させているとき異常が発生しない場合は、走行台車2の走行とスプレーガン62による吹き付けを継続する(ステップS11)。この走行台車2を走行しているときに、走行台車2が斜行した場合、走行台車2の駆動車輪16は左右で独立して駆動することができるから、操作者が走行台車2の斜行した側と反対側のクラッチ機構部12のハンドル22を操作してクラッチ切替部23の連結を解除して斜行側の駆動車輪16にだけ駆動力を伝達することにより、左右の駆動車輪16の速度差により斜行を解消することができる。
【0030】
この塗装を続行して管渠90の所定の領域に塗装を行った後、塗装を終了するとき、操作者は操作表示部70の停止スイッチ73をオンにして停止信号を中央処理部81に送る(ステップS12,S13)。中央処理部81は停止信号を入力すると、走行台車2の走行とスプレーガン62からのポリウレア樹脂塗料の噴出を停止させる(ステップS14)。その後、中央処理装置81は、旋回原点センサ57から入力する旋回リング30に設けた基準マーク56の検出信号により、スプレーガン62が所定の位置に達したことを検知すると(ステップS15)、リングモータ53の駆動を停止しさせ、リングブレーキ60を駆動させて旋回リング30の回転を停止させる(ステップS16)。
【0031】
このように走行台車2を走行させながら、旋回リング30によりスプレーガン62を一定の周速度で回転させてポリウレア樹脂塗料を噴出させることにより、管渠90に内面に均一な膜厚の塗膜を迅速に形成することができる。
【0032】
また、塗装を終了したとき、塗装しながら走行台車2が走行した距離が格納してあるから、塗装した領域を正確に確認することができ、引き続いて塗装をするときの塗装開始位置を正確に確認することができる。
【0033】
前記説明ではスプレーガン62からポリウレア樹脂塗料を噴出させて管渠90の内面にポリウレア樹脂被膜を形成する場合について説明したが、他の2液混合型の塗料の被膜等も同様にして形成することができる。
【0034】
また前記説明ではスプレーガン62を管渠90の口径に応じて旋回リング30に固定した場合について説明したが、例えばシリンダやねじ送り機構を有し、旋回リング30の半径方向に移動自在な送り機構を介してスプレーガン62を旋回リング30に取付け、塗装面との距離に応じてスプレーガン62の位置を可変することによりインバートがある管渠内面や、断面が方形に形成された管渠内面も同様にして塗装することができる。
【0035】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、走行台車に取付けられた旋回リングにスプレーガンを取付け、旋回リングを一定周速度で回転しながらスプレーガンから塗料を噴出させるようにしたから、管渠の内面に一定膜厚で均質な塗膜を形成することができる。
【0036】
また、走行台車の進行方向の左右の駆動車輪をそれぞれ独立して駆動制御することにより、走行台車が走行しているときに蛇行が生じたり、管渠の曲り部で左右の駆動車輪に回転速度差を持たせることができ、蛇行を修正することができるとともに、管渠の曲り部でも円滑に走行することができる。
【0037】
さらに、旋回リングを、環状に形成された2枚のフレームを複数の連結軸により平行に連結して形成することにより、旋回リングの軽量化を図ることができる。
【0038】
また、旋回リングの内周面を、上部フレームと下部フレームのガイドフレームに設けたガイドローラで保持することにより、旋回リングをぶれることなしに安定して回転することができる。
【0039】
この旋回リングを、旋回リングの内周部に環状で設けた駆動チェーン又はラックと噛み合う駆動伝達機構を回転する旋回リング駆動モータで回転することにより、軽量化した旋回リングを小さな回転トルクで回転することができ、旋回リング駆動モータを小型化することができる。
【0040】
また、上部フレームと下部フレームの各ガイドフレームに1又は複数のブレーキ部を設けることにより、回転している旋回リングを安定して停止させることができ、作業の安全を図ることができる。
【0041】
また、回転する旋回リングに取付けられたスプレーガンに接続した供給ホースを走行台車に取付けられたロータリジョイントの回転側管渠に接続することにより、旋回リングが回転したとき、供給ホースに捩れが生じることを防止することができ、スプレーガンに安定して塗料を供給することができる。
【0042】
また、旋回リングを一定周速度で回転しながらスプレーガンから塗料を噴出させることにより、塗装ムラのない均質な塗膜を安定して形成することができる。
【0043】
さらに、旋回リングを4分割又は6分割で形成することにより、旋回リングを狭い立坑等に容易に搬入したり搬出することができる。
【0044】
また、ロータリジョイントを旋回リングの回転と同期させて回転することにより、スプレーガンに接続した供給ホースに捩れが生じることを確実に防止することができ、スプレーガンに安定して塗料を供給することができる。
【0045】
また、旋回リングに設けた基準マークを位置検出センサで検出し、位置検出センサからの出力信号から旋回リングの周速度を算出し、算出した周速度により旋回リング駆動モータの回転をフィードバック制御することにより、旋回リングを一定速度で安定して回転させることができる。
【0046】
さらに、旋回リングの周速度が一定になった後に、走行台車を走行させ、スプレーガンから塗料を噴出させることにより、均一な膜厚の塗膜を安定して形成することができる。
【0047】
また、スプレーガンとして混合衝突型を使用することにより2液混合型の塗料を安定して混合して噴出させることができる。
【0048】
さらに、スプレーガンからポリウレア樹脂塗料を噴出させることにより、指触硬化時間が5〜10秒と極めて早く、温度や湿度等の外部環境にも影響なく、耐酸・耐アルカリ性等の耐薬品性や耐久性に優れているとともに柔軟性を有する塗膜を安定して形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の管内面ライニング装置の構成を示す側面図である。
【図2】上記管内面ライニング装置の構成を示す平面図である。
【図3】走行台車の駆動部の構成を示す平面図である。
【図4】走行台車の駆動部の構成を示す側面図である。
【図5】走行台車の駆動部のクラッチ機構部の構成図である。
【図6】旋回リング機構部の構成を示す前面図である。
【図7】旋回リングの駆動部の構成図である。
【図8】上部フレームと下部フレームに設けたガイドローラの構成図である。
【図9】下部フレームの送り機構部と上部フレームの芯出し装置の側面断面図である。
【図10】上記芯出し装置の正面図である。
【図11】ブレーキ部の構成図である。
【図12】制御装置の構成を示すブロック図である。
【図13】塗装動作を示すフローチャートである。
【図14】管渠内面を塗装している状態を示す断面図である。
【図15】従来例の構成図である。
【符号の説明】
1;管内面ライニング装置、2;走行台車、3;旋回リング機構部、
4;スプレーガン機構部、5;制御装置、6;台車駆動部、
7;作業ステージ、8;走行モータ、9;駆動伝達機構、10;減速機、
11;第1のスプロケット、12;クラッチ機構部、13;チェーン、
14;第2のスプロケット、15;第3のスプロケット、16;駆動輪、
17;チェーン、18;第4のスプロケット、28;走行距離測定装置、
30;旋回リング、31;旋回リング支持フレーム部、
32;旋回リング駆動機構部、33;フレーム、34,35;連結軸、
36;上部フレーム、37;下部フレーム、38;ガイドローラ、
39;送り機構部、40;固定ボルト、41;配管保護リング、
42;フレーム、43;芯出し装置、44;スライダ、
50;旋回リング駆動部、51;ブレーキ部、52;駆動チェーン、
53;リングモータ、54;ガイドローラ、55;スプロケット、
56;基準マーク、57;旋回原点センサ、58;ガイドローラ、
59;ブレーキ用スプロケット、60;リングブレーキ、
61;ガン保持部、62;スプレーガン、63;ガン駆動部、
64;ロータリジョイント、65;ロータリージョイント駆動モータ、
66;供給ホース、70;操作表示部、80;制御部、81;中央処理部、
88;周速度演算部、89;記憶部。
Claims (7)
- 走行台車と旋回リング機構部とスプレーガン機構部及び制御装置を有し、
走行台車は進行方向の左右の駆動車輪をそれぞれ独立して駆動制御する駆動部を有し、
旋回リング機構部は、旋回リングと旋回リング支持フレーム部と旋回リング駆動機構部を有し、旋回リングは、環状に形成された2枚のフレームを複数の連結軸により平行に連結して形成され、旋回リング支持フレーム部は上部フレームと下部フレームを有し、上部フレームは支持フレームと、支持フレームの端部に直交して設けられたガイドフレームでT字状に形成され、下部フレームも支持フレームと、支持フレームの端部に直交して設けられたガイドフレームでT字状に形成され、上部フレームの支持フレームは走行台車の進行方向の前面に芯出し機構を介して取付けられ、下部フレームの支持フレームは上部フレームの支持フレームに移動自在に取付けられ、各ガイドフレームの両端部には旋回リングの内周面と係合するガイドローラを有し、旋回リング駆動機構部は、旋回リングの内周部に環状で設けた駆動チェーン又はラックと噛み合う駆動伝達機構を回転する旋回リング駆動モータと、各ガイドフレームに取付けられた1又は複数のブレーキ部を有し、
スプレーガン機構部は旋回リングに取付けられたスプレーガンと、走行台車に取付けられたロータリジョイントと、スプレーガンとロータリジョイントの回転側管渠に接続された供給ホースを有し、
制御装置は旋回リングを一定周速度で回転しながらスプレーガンから塗料を噴出させることを特徴とする管内面ライニング装置。 - 前記旋回リングを4分割又は6分割で形成した請求項1記載の管内面ライニング装置。
- 前記制御装置はロータリジョイントを旋回リングの回転と同期させて回転する請求項1又は2記載の管内面ライニング装置。
- 前記旋回リングに設けた基準マークを検出する位置検出センサと、制御装置に設けられ位置検出センサからの出力信号から旋回リングの周速度を算出する周速度演算手段を有する請求項1,2又は3記載の管内面ライニング装置。
- 前記制御装置は、旋回リングの周速度が一定になった後に、走行台車を走行させ、スプレーガンから塗料を噴出させる請求項4記載の管内面ライニング装置。
- 前記スプレーガンは混合衝突型である請求項1乃至5のいずれかに記載の管内面ライニング装置。
- 前記スプレーガンからポリウレア樹脂塗料を噴出させる請求項6記載の管内面ライニング装置。
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