JP2013158680A - 管内面塗装装置および管内面塗装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小口径管の内面粉体塗装を美しく仕上げること。
【解決手段】塗料配管２１の開口の先に円盤状の反射板２５を取り付けて、粉体塗料の流れが反射板に当たり、反射板と開口との隙間から開口の全周に亘って塗料配管の径方向に広がるように粉体塗料が噴出されるようにし、さらに、塗料配管２１を下から支える玉型の支持ローラー２６，２６を備える構成とした。
これにより、粉体塗料をスパイラル状に吹き付けないので、塗装の仕上がりに螺旋模様が付きにくく、管内面の塗装が均一な膜厚で美しく仕上がる。
また、塗料配管を玉型の支持ローラーで下から支えるので、塗料配管が被塗装管の内面と直接接触することがない。
【選択図】図１

Description

本発明は、管内面塗装装置および管内面塗装方法に関し、特に、管の内面を粉体樹脂塗料で美しく仕上げる塗装装置と方法に関するものである。

従来から、鋳鉄管は、水道管などに広く使用され、その内外面には、防食のための塗装が施される。
鋳鉄管内面の塗装方法として、予熱した管の内面に、熱硬化性のエポキシ樹脂粉体塗料を吹き付けて樹脂層を形成する、いわゆる、粉体塗装が広く用いられている。

この粉体塗装は、例えば図５に示すように、予熱され、軸周りに回転する管４’の中に、ノズル１０３を一端に設けた塗装ランス１０２を差し込み、管軸方向Ａに移動させながら、管４’の内表面に向けてノズルの吐出口１０５から粉体塗料１０４を吹き付けて行う。なお、塗装ランス１０２の他端は、ランスの軸方向移動手段（図示無し）に固定され、ランスは、片持ち支持構造となっている。

この塗装方法では、管の回転と塗装ランスの軸移動によって、粉体塗料が管の内面にスパイラル状に隙間なく吹き付けられていき、管内面の全面に樹脂層が形成される。
そのため、ノズルから吐出される粉体塗料の量や飛散状態が安定しないと、粉体塗料が管内面に均一に散布されず、仕上がりに螺旋模様などが生じることがあった。

その対策として、スリット孔や案内板を有する円筒状ノズルをランスの先端に取り付けて、粉体塗料を管内面に均一に散布することで、表面平滑で美しい塗装仕上がりを得る粉体塗装装置が開示されている。（例えば、特許文献１参照）

特開平１１−３１９６７９号公報

しかしながら、塗装ランス先端のノズルの構造が複雑になると、ノズルの大型化と、重量増によるランスの撓みを招き、細い管（小口径管）に粉体塗装を行うときに、挿入したノズルやランスが管の内面と接触・干渉する恐れがある。
そのような接触・干渉が起こると、管やランスの損傷を招くだけでなく、塗装状態が急変して塗装不良となることもある。

本発明は、小口径管の内面粉体塗装においても、管やランスの損傷を防ぎ、その上、塗装を美しく仕上げることができる管内面の塗装装置および方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の管内面塗装装置は、管の中に塗料配管を挿入し、その塗料配管の中を流れる粉体塗料を管の内面に吹き付けて、粉体塗装を行う管内面塗装装置において、
水平方向に直線状に伸びる塗料配管の先端を、塗料配管の軸心と直交する平面上で開口して、その開口の先に円盤状の反射板をその片面が開口を臨むように取り付け、開口に向かう粉体塗料の流れを反射板に当てて反射板と開口との隙間から開口の全周に亘って噴出させ、噴出した粉体塗料を塗料配管の径方向に広がる形に飛散させる塗料吐出口を形成するとともに、塗料配管を下から支える玉型の支持ローラーを塗料配管に取り付けた構成とした。

これにより、粉体塗料をスパイラル状に吹き付けないので、塗装の仕上がりに螺旋模様が付きにくく、管内面の塗装が、均一な膜厚で美しく仕上がる。
また、塗料配管を玉型の支持ローラーで下から支えるので、塗料配管が管内面と直接接触することがない。

次に、本発明の管内面塗装方法は、前記の管内面塗装装置を使って管内面に粉体塗装を行う管内面塗装方法において、
管内の奥まで塗料配管を挿入した後に、その塗料配管を管から抜き出す向きに移動させながら塗料吐出口から粉体塗料を噴出する復路の塗装のみで管内面の粉体塗装を仕上げる構成とした。
これにより、玉型の支持ローラーが、塗布直後で硬化前（未硬化）の塗装表面と接触しないので、塗装表面を傷つけることがなく、美しい塗装仕上がりを得ることができる。

本発明の管内面塗装装置および管内面塗装方法は、小口径管の内面粉体塗装でも、管や塗装ランスの損傷を防ぎ、その上、塗装を美しく仕上げることができる。

本発明の実施の形態における管内面塗装装置の全体側面図である。 同、管内面塗装装置の塗料配管先端部分の拡大断面図である。 同、管内面塗装装置の要部の拡大側面図である。 本発明の実施の形態における塗装方法の説明図で（ａ）は塗装開始前、（ｂ）は塗装中の状態を表す。 従来の管内面塗装状態の説明図である。

以下、本発明における実施形態を図１から図４を使って説明する。
図１は、本発明の実施の形態における管内面塗装装置の全体側面図である。

管内面塗装装置１は、主に、塗料吐出装置２と搬送台車３で構成されている。
塗料吐出装置２は、水平方向（横）に直線状に伸びる塗料配管２１と、その一端を接続して塗料配管２１を片持ち支持するとともに粉体塗料を塗料配管に送る塗料供給機２４と、その上部に取り付けられて粉体塗料を塗料供給機２４に上から投入するホッパー２３と、塗料供給機２４を昇降可能に下から支える昇降機２２で構成されている。

搬送台車３は、塗料配管２１の軸方向に沿って走行するための車輪と、載せた鋳鉄管４を管軸周りに回すと共に、その管軸を塗料配管の軸方向に沿わす回転ローラー３１を備えている。

塗料配管２１は、塗料供給機２４から横に真っ直ぐ伸びる供給管２７と、その先端に形成した塗料吐出口２５と、供給管２７の外面下寄りに取り付けた２個の支持ローラー２６，２６を備えている。

図２は、塗料配管２１の先端付近の拡大断面図である。
供給管２７の先端部の外側にソケット２８の一端が差し込まれて固定されている。ソケット２８の他端は開口し、その端面は供給管の軸方向と直交している。
また、ソケット２８の内部には芯棒２９１が取り付けられている。
この芯棒２９１は、供給管２７の先端部からソケット２８の開口の先まで、供給管やソケットと同軸で伸びている。

反射板２９は、ソケット２８よりも外径の大きな円盤状の邪魔板で、中心に軸穴が明いており、その軸穴に、芯棒２９１が同軸で嵌め込まれている。また、反射板の片面は傾斜（テーパ）を付けた円錐面となっていて、反射板は、芯棒を軸として回るコマの形状となっている。

また、この反射板は、芯棒２９１で支持され、その円錐面がソケット２８に臨む向きに固定されている。そして、その固定位置は、ソケット２８先端の内周縁（開口部２８１）と円錐面の間に、開口の全周に亘って所定の隙間ができる位置となっている。
この隙間が塗料吐出口２５となり、反射板２９の固定位置を変えて隙間を増減することで、吐出される塗料の飛散状態（吐出パターン）や吐出量を調整することが出来る。

塗料噴出時の粉体塗料の流れは、供給管２７の中を通って固定梁２９２の間を抜け、ソケット２８に入り、先端の開口２８１に向かう。ここまでは、塗料配管の軸方向に沿った流れである。
ソケットの先端（開口部２８１）付近で、反射板２９によって規制され、ソケット先端の開口の全周に亘って、ソケット（塗料配管）の径方向に広がる流れとなる。すなわち、塗料配管２１の軸方向の流れが、反射板２９によって径方向に広がる流れに変わる。

図３は、塗装中の要部を拡大した側面図である。
供給管２７の外面に玉型の支持ローラー２６，２６が取り付けられている。この支持ローラーは、真円の球体２６１を任意の方向に回転自在に保持したもので、俗に、ボールキャスターと呼ばれているものである。

図３のＥ矢視図に示すように、支持ローラーは、その球体の先端が供給管２７の軸心から最も離れるように、放射状に供給管に取り付けられ、球体の先端が鋳鉄管４の内表面と接触している。

また、２個の支持ローラー２６，２６は、供給管２７の外面の下寄りに円周方向に少しずらして取り付けられている。供給管２７の真下から、それぞれ逆方向に同じ角度だけ、供給管の円周方向にずらした状態で取り付けられている。
そして、供給管２７の管軸方向にも少しずらして取り付けられている。

次に、管内面塗装装置１を使った塗装方法を説明する。
図４は、本発明の実施形態における塗装方法の説明図である。
まず、搬送台車３に予熱した鋳鉄管４を載せ、回転ローラー３１を回して管を軸周りに回転させる。そのまま、塗料配管２１を鋳鉄管４に挿入しながら、塗料吐出装置２に向けて搬送台車を走行させる（矢印Ｂの方向：往路）。
塗り残しが生じないように、噴出した粉体塗料が管内面の塗装必要箇所の奥端に届く位置まで、搬送台車３を動かす。（図４（ａ）参照）

鋳鉄管４の奥まで塗料配管２１を差し込んでから、塗料配管２１の先端（塗料吐出口２５）から粉体塗料の噴出を始める。
粉体塗料の噴出を開始すると同時に、搬送台車３を、先程とは逆向き、すなわち、塗料配管２１を鋳鉄管４から抜き出す向き、に一定速度で走行（後退）させる（矢印Ｃの方向：復路）。（図４（ｂ）参照）
搬送台車の後退により、支持ローラー２６，２６が、鋳鉄管４の端部から外にはみ出して、塗料配管２１を下から支えられなくなる直前に、支持シリンダー５（図１参照）が作動して、支持ローラーに代わって塗料配管の先側を下から支える。
管の全長に亘って粉体塗料の管内面塗布が済めば、粉体塗料の噴出を止める。この一回の復路の塗装で塗装膜厚が充分確保できる場合は、搬送台車３は、そのまま所定の位置まで後退する。

一回の復路の塗装だけでは塗装膜厚が充分確保できない場合は、管内面に塗布した塗料が硬化するまで、復路の塗装を終えた状態のまま待ち、硬化後に再び、塗料配管２１を鋳鉄管の奥まで差し込み、粉体塗料の噴出を開始するとともに、搬送台車を一定速度で後退させて、二回目の復路の塗装を行う。
塗装膜厚が確保できるまで同様の塗装操作を繰り返す。

このように、本実施形態における管内面塗装方法は、粉体塗料の噴出中に搬送台車を往復移動させることなく、台車後退時（即ち、塗料配管を管から抜き出す向きに移動する時）の塗装のみで仕上げる復路塗装となっている。
そのため、支持ローラー２６，２６は、管内面の未塗装部分か、塗料硬化後の塗装部分にのみ接触し、塗装直後の未硬化部分（図４の符号Ｄの示す範囲）に接触することはない。

また、支持ローラー２６，２６は、任意の方向に回転自在な球体のローラーで構成されているので、鋳鉄管の回転速度や搬送台車の移動速度を任意に設定することができる。

本実施形態における管内面塗装装置と管内面塗装方法を用いて、小口径管の内面粉体塗装を行った。
被塗装管として、呼び口径が５０ｍｍで、長さが４ｍのダクタイル鋳鉄管（直管）を使用した。
被塗装管の内面を研磨して平滑に仕上げてから、加熱炉に入れて２００度以上になるまで予熱し、搬送台車に載せて一定速度で回転させた状態で、外径が約３０ｍｍの塗料配管を管の奥まで挿入した。
管内面に吹き付ける粉体塗料は、エポキシ粉体樹脂塗料であり、復路塗装だけで管内面の塗膜（樹脂層）の厚みが３００ミクロン以上になるように、搬送台車の走行速度や往復回数と、粉体塗料の吐出量を調節した。
以上の条件で塗装を終えた管の内面は、螺旋模様や斑・傷が無く、表面平滑で美しく仕上がっていた。

なお、本実施形態では、搬送台車に載せた鋳鉄管が、塗料配管の軸方向に沿って移動する構成としたが、鋳鉄管は軸方向に移動しないで、塗料配管が軸方向に移動する構成を採用することもできる。

１ 管内面塗装装置
２ 塗料吐出装置
２１ 塗料配管
２２ 昇降機
２３ ホッパー
２４ 塗料供給機
２５ 塗料吐出口
２６ 支持ローラー
２７ 供給管
２８ ソケット
２８１ 開口
２９ 反射板
２９１ 芯棒
２９２ 固定梁
３ 搬送台車
３１ 回転ローラー
４ 鋳鉄管（管）
５ 支持シリンダー

Claims (2)

1. 管の中に塗料配管を挿入し、その塗料配管の中を流れる粉体塗料を管の内面に吹き付けて、粉体塗装を行う管内面塗装装置において、
   水平方向に直線状に伸びる塗料配管の先端を、塗料配管の軸心と直交する平面上で開口して、その開口の先に円盤状の反射板をその片面が開口を臨むように取り付け、開口に向かう粉体塗料の流れを反射板に当てて反射板と開口との隙間から開口の全周に亘って噴出させ、噴出した粉体塗料を塗料配管の径方向に広がる形に飛散させる塗料吐出口を形成するとともに、塗料配管を下から支える玉型の支持ローラーを塗料配管に取り付けたことを特徴とする管内面塗装装置。
2. 請求項１に記載の管内面塗装装置を使って管内面に粉体塗装を行う管内面塗装方法において、
   管内の奥まで塗料配管を挿入した後に、その塗料配管を管から抜き出す向きに移動させながら塗料吐出口から粉体塗料を噴出する復路の塗装のみで管内面の粉体塗装を仕上げることを特徴とする管内面塗装方法。