JP2561985B2 - 管内研掃塗装機 - Google Patents
管内研掃塗装機Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】本発明は鋼管等の内面腐食を防止
するために管内面塗装を行う管内研掃塗装機に関する。
するために管内面塗装を行う管内研掃塗装機に関する。
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
管内面研掃塗装機は、走行装置の前面に研掃機又は塗装
機を装着して所定の現場溶接継手の位置で研掃作業又は
塗装作業を行うものである。はじめに研掃機を装備した
機器により研掃作業を行い、その作業が終了した後、一
旦この機器を管外に取り出し、研掃機を取り外し、塗装
機を装着し、管内を走行して先に研掃した場所で塗装作
業を行うものであるため、管内を往復する繁雑さを併う
ものである。また、研掃作業終了後、すみやかに塗装作
業を行うのが理想であるが、研掃機から塗装機に取り替
え作業を行うため、研掃された鋼面はある時間放置され
る。従って研掃された鋼面に空気中の水分が付着し、塗
装条件を悪化させることになる。また、従来の研掃機
は、ワイヤブラシ、ピアノ線またはワイヤブラシと打撃
用金属棒を併用したものを管内壁に接触させて一方向に
連続回転させて研掃を行うものである。ワイヤブラシ、
ピアノ線又は打撃用金属棒はそれぞれの金属線がある一
定の間隔を持って装備されているため、管内壁を密に研
掃することが困難であり、非常に多くの回転数を与える
ことにより対応している。また、研掃機には集塵装置が
設備されていないため、研掃により生じた研掃塵を管外
へ搬出することができず、塗装に対し悪影響を及ぼすこ
とになる。さらに、従来の研掃機や塗装機の溶接継手部
の位置の検出は、距離を表示した押込み棒により距離を
測定するもの、又は研掃機や塗装機に取付けたセンサー
より電磁波等を発信させて管外に取り付けた受信器（又
はその逆）により受信して管内における位置を検出する
方法である。押込み棒による研掃機や塗装機の位置の検
出は曲がり管の存在する場合は使用できない。また、研
掃機や塗装機に取付けられたセンサーより発信する電磁
波は、ある角度の広がりを持つため、誤差を生じ、研掃
機、塗装機が別個に挿入されることもあって使用が難か
しい。また、従来の塗装機はエアーモーター等で連続回
転させている塗装ヘッドに対し、吐出の操作を行い、全
く任意の点から任意の点まで塗装を行う。次に塗料タン
クから再充填を行った後、同様の操作を行い、必要な膜
厚になるまで数回繰り返して完了させる。このため、塗
装の開始点、終了点等がきわめて不明確なため塗りむ
ら、膜厚の不均一化といった品質上の問題があった。さ
らに、塗装ヘッドの近傍に塗装前後の状況確認のための
目視カメラ等を配置することが品質管理の上でも必要と
されていたが、連続回転のため信号用接点機構の複雑
化、耐久性、コスト面で難点があり採用が困難であっ
た。このような従来の塗装機における塗料回路は図１１
に示すように、塗料タンク５内の塗料９は切替弁７を
開、塗料ブースター供給エア切替弁６を閉（閉によって
切替弁出口側と入口側が切り離され、出口側に存在する
エアーが大気開放になる切替弁）として塗料タンク５に
エアーを供給し、タンク内でピストンが作動してチェッ
ク弁３を通って塗料ブースター４、塗装ヘッド取付具２
の内部に塗料９が供給され、塗料ブースター内のピスト
ンが移動し、塗料が充填される。次に切替弁７、６を逆
に切替えると、塗料ブースター４にエアーが供給され、
塗料ブースター内ピストンの面積比により塗料に高圧
（約１００Kgf/cm2）が負荷され、塗装ヘッド１より吐
出される。なお、８は通常エア供給ホースを示す。この
例においては、エアーとして通常エアー（１０Kgf/cm2
未満）を使用しているため、塗料ブースター内のピスト
ンの面積比が大きくなり、また、塗料ブースターと塗料
タンクが一体構造であるため非常に長くなる。このこと
により管内に挿入して曲がり管等を通過させることは不
可能であった。
管内面研掃塗装機は、走行装置の前面に研掃機又は塗装
機を装着して所定の現場溶接継手の位置で研掃作業又は
塗装作業を行うものである。はじめに研掃機を装備した
機器により研掃作業を行い、その作業が終了した後、一
旦この機器を管外に取り出し、研掃機を取り外し、塗装
機を装着し、管内を走行して先に研掃した場所で塗装作
業を行うものであるため、管内を往復する繁雑さを併う
ものである。また、研掃作業終了後、すみやかに塗装作
業を行うのが理想であるが、研掃機から塗装機に取り替
え作業を行うため、研掃された鋼面はある時間放置され
る。従って研掃された鋼面に空気中の水分が付着し、塗
装条件を悪化させることになる。また、従来の研掃機
は、ワイヤブラシ、ピアノ線またはワイヤブラシと打撃
用金属棒を併用したものを管内壁に接触させて一方向に
連続回転させて研掃を行うものである。ワイヤブラシ、
ピアノ線又は打撃用金属棒はそれぞれの金属線がある一
定の間隔を持って装備されているため、管内壁を密に研
掃することが困難であり、非常に多くの回転数を与える
ことにより対応している。また、研掃機には集塵装置が
設備されていないため、研掃により生じた研掃塵を管外
へ搬出することができず、塗装に対し悪影響を及ぼすこ
とになる。さらに、従来の研掃機や塗装機の溶接継手部
の位置の検出は、距離を表示した押込み棒により距離を
測定するもの、又は研掃機や塗装機に取付けたセンサー
より電磁波等を発信させて管外に取り付けた受信器（又
はその逆）により受信して管内における位置を検出する
方法である。押込み棒による研掃機や塗装機の位置の検
出は曲がり管の存在する場合は使用できない。また、研
掃機や塗装機に取付けられたセンサーより発信する電磁
波は、ある角度の広がりを持つため、誤差を生じ、研掃
機、塗装機が別個に挿入されることもあって使用が難か
しい。また、従来の塗装機はエアーモーター等で連続回
転させている塗装ヘッドに対し、吐出の操作を行い、全
く任意の点から任意の点まで塗装を行う。次に塗料タン
クから再充填を行った後、同様の操作を行い、必要な膜
厚になるまで数回繰り返して完了させる。このため、塗
装の開始点、終了点等がきわめて不明確なため塗りむ
ら、膜厚の不均一化といった品質上の問題があった。さ
らに、塗装ヘッドの近傍に塗装前後の状況確認のための
目視カメラ等を配置することが品質管理の上でも必要と
されていたが、連続回転のため信号用接点機構の複雑
化、耐久性、コスト面で難点があり採用が困難であっ
た。このような従来の塗装機における塗料回路は図１１
に示すように、塗料タンク５内の塗料９は切替弁７を
開、塗料ブースター供給エア切替弁６を閉（閉によって
切替弁出口側と入口側が切り離され、出口側に存在する
エアーが大気開放になる切替弁）として塗料タンク５に
エアーを供給し、タンク内でピストンが作動してチェッ
ク弁３を通って塗料ブースター４、塗装ヘッド取付具２
の内部に塗料９が供給され、塗料ブースター内のピスト
ンが移動し、塗料が充填される。次に切替弁７、６を逆
に切替えると、塗料ブースター４にエアーが供給され、
塗料ブースター内ピストンの面積比により塗料に高圧
（約１００Kgf/cm2）が負荷され、塗装ヘッド１より吐
出される。なお、８は通常エア供給ホースを示す。この
例においては、エアーとして通常エアー（１０Kgf/cm2
未満）を使用しているため、塗料ブースター内のピスト
ンの面積比が大きくなり、また、塗料ブースターと塗料
タンクが一体構造であるため非常に長くなる。このこと
により管内に挿入して曲がり管等を通過させることは不
可能であった。
【目的】本発明はこれらの欠点を解決するためなされた
もので、研掃機、塗装ヘッドを同一回転体に装備できる
管内研掃塗装機を提供せんとするものである。
もので、研掃機、塗装ヘッドを同一回転体に装備できる
管内研掃塗装機を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の管内研掃塗装機は、台車に設置された１個
の回転体に、回転体により管内面の周方向に進み、戻り
の往復動されブラシ回転される研掃ブラシを設けた研掃
機構を搭載すると共に、回転体に、塗装ヘッド及び目視
カメラを搭載し、回転体の時計回りと反時計回りの回転
速度に差を付けるものである。この回転体は、回転角度
０°および３６０°を検知するセンサー並びに回転角度
０°および３６０°より所定角大きい角度で前記回転体
を機械的に停止させるストッパーを有し、センサーによ
り０°および３６０°において回転体を回転させるため
の電流供給がオフされるモーターを備えたものである。
め、本発明の管内研掃塗装機は、台車に設置された１個
の回転体に、回転体により管内面の周方向に進み、戻り
の往復動されブラシ回転される研掃ブラシを設けた研掃
機構を搭載すると共に、回転体に、塗装ヘッド及び目視
カメラを搭載し、回転体の時計回りと反時計回りの回転
速度に差を付けるものである。この回転体は、回転角度
０°および３６０°を検知するセンサー並びに回転角度
０°および３６０°より所定角大きい角度で前記回転体
を機械的に停止させるストッパーを有し、センサーによ
り０°および３６０°において回転体を回転させるため
の電流供給がオフされるモーターを備えたものである。
【実施例】以下、本発明による管内研掃塗装機の好まし
い実施例を図面に沿って詳細に説明する。本発明による
管内研掃塗装機の基本構成要素の配置は図１、図２
（ａ）、（ｂ）に示すように、管１０には溶接部１１が
あり、台車１２が管内で走行可能である。台車１２は、
伸縮可能な車輪１３、固定車輪１４、回転体１５を備え
ている。回転体１５は、塗装ヘッド１６、目視カメラ１
７、研掃ブラシ回転モーター１８、研掃ブラシリンク１
９、研掃ブラシ２０、集塵ヘッド２１、集塵ホース２２
を備えている。Ｘは研掃ブラシの台車前方側端面の位
置、Ｙは塗装ヘッド吐出中心位置、Ｚはカメラ中心軸を
それぞれ示す。台車１２は伸縮車輪１３を１組と固定車
輪１４を２組を有し、管内をセンタリング状態で走行で
きる。図２（ｂ）に示すように、伸縮車輪１３は伸縮車
輪固定部材１３ｃに固定され、伸縮車輪固定部材１３ｃ
にはエアシリンダー１３ａのピストン１３ｂと圧縮バネ
１３ｄが固定されて伸縮が可能な構造である。通常走行
状態ではエアシリンダー１３ａがフリー状態で働かず、
圧縮バネ１３ｄの張力により伸縮車輪１３は管１０の管
壁に押し付けられている（クランプＯＦＦ状態）。必要
に応じてエアシリンダー１３ａにエアを供給してクラン
プＯＮ、車輪伸縮の動作が可能である。作業を行う場合
にはクランプをＯＮ状態にした後で行う。台車１２は走
行装置（特願平３−１０１５５２号＝特開平４−３３１
６５６号公報）に連結され走行装置の前後進により移動
する。回転体１５は台車１２に回転可能に取り付けられ
ており、台車内に配置されるモーターにより回転力が与
えられる。塗装ヘッド１６は回転体１５に固定され、目
視カメラ１７は回転体１５に１軸のみの回転自由度を有
するように取り付けられる。研掃機は研掃ブラシ回転モ
ーター１８、リンク１９、研掃ブラシ２０より構成さ
れ、それら全体が研掃ブラシ回転モーター１８の軸と同
軸上に位置し、回転体１５に固定されたロータリーアク
チュエーターによって揺動可能に設備されている。研掃
ブラシ回転モーター１８と研掃ブラシ２０はリンク１９
の内部に配置されるタイミングベルトにより連結されて
いる。以上により研掃ブラシ２０は管内壁に押し付けら
れ、同時にブラシ回転を行うことができる。又、集塵ヘ
ッド２１は研掃ブラシ２０前方方向（図２（ａ）におい
て左側）に設備され、リンク２９に取り付けられる。詳
細は別途述べる。以上の構成において、目視カメラ１７
の中心軸Ｚの位置が決まれば台車１２と溶接部１１との
管軸方向における位置関係をモニターテレビ上より確認
することは容易であり、研掃ブラシ２０と溶接部１１と
の位置関係もモニターテレビ上にて確認することができ
る。また、塗装ヘッド１６の吐出孔中心位置Ｙと研掃ブ
ラシ２０の台車前方側端面の位置Ｘのズレを塗装幅の半
分より研掃ブラシ幅を差し引いた長さより小さくしてお
けば、塗装に際しての台車１２の管軸方向位置の調整は
不要となり、研掃幅以上の塗装幅が必ず得られる。研掃
状況を模擬的に示す図３、図４において、Ａは研掃ブラ
シ進行方向、Ｂはブラシ回転方向、Ｃはブラシ回転用モ
ーター中心軸、θ1はブラシ進行方向の場合の１回当り
の進み角度、θ2はブラシ進行方向と逆方向の場合の１
回当りの戻り角度である。ここでθ1＞θ2である。〜
は１回目から４回目までの研掃域を示し、、は進
み方向、は逆方向である。すなわち、１回の進み、
戻りによりブラシはθ1−θ2進み、その間に、で重
複する部分が２回研掃されることになり、ブラシが１回
転する間に相当数の重複研掃ができ非常に高い研掃効率
が得られる。また、本図には示していないが集塵ヘッド
２１も同様な動きをするため、集塵残が少なくなり有利
である。図３、図４に示す研掃状況を得るための制御ブ
ロックは図５に示すように、正逆転可能エアーモーター
２３、５ポートタイプの電磁弁又はエアー作動型弁２
４、チェック弁付又は単なる絞り弁２５、エアーチュー
ブ２６を備えている。２７、２８はそれぞれ左回転、右
回転用信号を示す。図５において、絞り弁２５の絞り度
を少し変えておくと、左右回転方向によって、排気エア
ーの絞り量が異なるため、回転方向によって速度が異な
る。この状態において、左回転信号を与える時間と右回
転信号を与える時間をほぼ等しく与えてやると、左右回
転で速度が異なるため、図３、図４で示した研掃状況が
得られる。図６に研掃ブラシ２０と集塵ヘッド２１の実
施例の関連構造を示す。この構造は集塵ヘッド支持リン
ク２９、バネ３０、３１、集塵ヘッド支持コロ３２、３
３、スポンジ等のスペーサ３４、ストッパー３５を備え
ている。Ｄ、Ｅは回転支点を示す。リンク１９は回転支
点Ｃに対して揺動可能に設備されており、リンクの先端
にブラシ２０が回転可能に取り付けられている。リンク
２９はリンク１９に対して回転支点Ｄにより取り付けら
れ、バネ３０により引き付けられる。集塵ヘッド２１は
回転支点Ｅに関して回転可能に取り付けられ、バネ３１
によってリンク２９に引き付けられる。回転コロ３３も
回転支点Ｅに取り付けられる。回転コロ３３は集塵ヘッ
ド２１の両側に２ケ取り付けられる。３４は集塵ヘッド
２１の管内面に対する密封性を高めるために取り付けら
れる。また、コロ３２は集塵ヘッド２１に対し、図Ｆ方
向に高さ調整ができる。以上のように構成しているの
で、ブラシ２０を管１０に押し付けることにより集塵ヘ
ッドがバネ３０、３１の作用を経て管２０に密着し、研
掃ブラシ２０の回転方向Ｂとの関連で研掃塵が集塵ヘッ
ド２１の内部へ取り込まれ、集塵ホース２２を経て吸引
される。なお、コロ３２、３３の位置関係はコロ３２の
位置を変更できるようにしてあるので、変更可能であ
り、管径による集塵ヘッドの管壁への接触状態をほぼ同
様にすることができる。図７は回転軸Ｃの状況を示し、
回転軸Ｃと一体化された回転歯車（外歯）３６、回転駆
動歯車３７、内歯歯車３８、位置検出用ＯＮ／ＯＦＦセ
ンサー３９、位置検出用ドグ４０、機械的ストッパー４
１、内歯歯車３８と一体になった突起４２を有してい
る。図７は台車後方より見た図であり、位置検出用セン
サー３９は見やすくするため、実際の位置より異なる位
置に示しており、回転軸Ｃと一体となった歯車３６が右
まわり一杯に回った状態を示している。この状態が回転
終了点を示す。この状態では、内歯歯車３８と一体とな
った突起４２が機械的トスッパー４１に当り、位置検出
センサー３９-2がドグ４０によってＯＮ状態、位置検出
センサー３９-1がＯＦＦ状態である。駆動歯車３７を図
７に示す矢印方向に回転すると、歯車３６、３８は矢印
方向に回転し、位置検出センサー３９-2はドグ４０の長
さ分のみＯＮ状態が続き、以下ＯＦＦとなり、さらに回
転すると位置検出センサー３９-1がドグ４０によってＯ
Ｎとなり、ほぼ同時に機械的ストッパー４１と内歯歯車
３８の突起４２が衝突し、機械的にストップされる。こ
れが回転開始点である。歯車３６の回転角を３６０゜よ
り大きい３６０゜＋αとすることは容易である。以上に
おいて、機械的ストッパ４１の長さ、ドグ４０の長さ、
位置検出センサー３９の位置を適切に定めれば、回転開
始点については、位置検出センサー３９-1がＯＮとなる
時間と機械的にストップする時間をほぼ同じとし、回転
終了点については、位置検出センサー３９-2がＯＮとな
る時刻を機械的にストップする時刻より早くし、その時
間差を所定の値に設定することができる。従って、位置
検出センサー３９がＯＮとなったとき、モーター１８が
ＯＦＦとなり、逆回転のみが可能なように制御回路を組
んでおき、回転終了点においては位置検出センサー３９
-2がＯＮとなった時点でモーター１８がＯＦＦとなり、
以後慣性によって回転し、機械的トスッパー４１に当た
るとき回転速度をほぼ０とすることができる。また、回
転開始点においては、位置検出センサーのＯＮ状態と機
械的ストップ状態は一致するから、位置検出センサーの
ＯＮ状態を情報として使用し、回転開始点であることが
把握できる。一方、塗装ヘッドは、電気的指令によって
ＯＮ／ＯＦＦエアーを発生させ、それにより吐出孔を開
閉することが通常であるが、電気的指令と吐出孔の開閉
には時間的ズレがある。すなわち、吐出孔開の場合は、
ＯＮ指令が発生したのち少しおくれて作動するので塗料
の吐出が遅れ、吐出孔閉の場合は、ＯＦＦ指令が発生し
て少し遅れて作動するので吐出ストップが遅れる。従っ
て回転開始点においては、まず、位置検出センサー３９
-1のＯＮ状態を検知し、モーター１８をＯＮとし、少し
遅れて塗装ヘッドの作動をＯＮとする。この時間差につ
いては、実験により定め、回転歯車３６（すなわち塗装
ヘッド）が回転をはじめるときに塗料吐出を開始するよ
うに設定することは容易である。これにより、塗装ヘッ
ドが停止した状態で塗料が吐出されることはなく、位置
検出センサー３９-2のＯＮ／ＯＦＦ状態をチェックし、
ＯＦＦの場合はこの状態を持続する。位置検出センサー
３９-2がＯＮとなると、モーター１８をＯＦＦ、塗装ヘ
ッドの作動をＯＦＦとする。この状態以後、回転歯車３
６（すなわち塗装ヘッド）は、慣性により回転し、塗料
も吐出量を減らしながら吐出され、機械的ストッパー４
１に内歯歯車３８の突起４２が当る時点で塗装ヘッドが
自然停止し、塗料の吐出も停止される。なお、以上の制
御はマイクロコンピューターの使用等によりソフトウェ
アで行うことができる。図８は以上のごとく塗装した場
合の状況の展開図、図９はこのような構成を行わない場
合の塗装状況の展開図であり、たれの原因となるＧは重
複部を示す。本発明の管内研掃塗装機の構成により、塗
装開始点及び終了点近傍において、薄く均一な重複状態
が得られ、良好な塗装が可能となる。また、１回転＋α
゜しか回転しないため、回転部に目視装置、塗装前表面
仕上げ装置等も搭載でき、総合的な塗装機を構成するこ
とができる。図１０は塗装回路のブロックを示し、塗料
ブースター５４、チェック弁５５、塗料６２の塗料タン
ク５６、方向切替弁５７、５８、圧力調整弁５９、高圧
エアー供給ホース６０、通常エアー供給ホース６１、塗
料供給路６３、ピストン６４、６５を備えている。ま
ず、塗料ブースター５４に塗料６２を充填するために
は、方向切替弁５７を閉として塗料ブースターに存在す
る高圧エアーを開放し、方向切替弁５８を開として通常
エアーを塗料タンク５６に供給する。塗料タンクのピス
トン６５が作動し、塗料６２を押し出す。押し出された
塗料６２はチェック弁５５を経て塗料ブースター５４に
送り込まれ、塗料ブースター５４内部のピストン６４が
移動し、塗装ヘッド１７、塗料供給路６３、塗料ブース
ター５４の内部に塗料が充填される。次に、方向切替弁
５８を閉として塗料タンク５６内の通常エアーを開放
し、方向切替弁５７を開として高圧エアーをホース６０
より塗料ブースター５４に供給する。ここで、塗料ブー
スター内のピストン６４の面積比によって塗料に高圧
（約１００Kgf/cm2程度）が作用し、この状態で塗装ヘ
ッド１７をＯＮとして塗装を行うことになる。塗装ヘッ
ドは市販品でも入手可能であり、作動エアーをＯＮ／Ｏ
ＦＦすることにより操作できる。塗料ブースター５４へ
の供給エアーを高圧エアー（５０Kgf/cm2未満）とした
ことにより、通常エアーを使用する場合に比し、ピスト
ン６４の面積比を小さくできることは明らかである。こ
のことにより、塗料ブースター５４が小形化される。さ
らに、塗料タンク５６と塗料ブースター５４を切り離
し、フレキシブルホースにより接続する構造であるた
め、塗料ブースター５４と塗料タンク５６を別の位置に
配置（例えば台車に走行力を与える走行部への配置）す
ることが可能となった。これらにより、はじめて曲がり
管の通過に支障のない形状、寸法に台車を構成すること
ができた。なお、本発明による管内研掃塗装機は、管路
内面作業装置（特願平３−１０１５５２号＝特開平４−
３３１６５６号公報）により、走行手段が与えられる。
い実施例を図面に沿って詳細に説明する。本発明による
管内研掃塗装機の基本構成要素の配置は図１、図２
（ａ）、（ｂ）に示すように、管１０には溶接部１１が
あり、台車１２が管内で走行可能である。台車１２は、
伸縮可能な車輪１３、固定車輪１４、回転体１５を備え
ている。回転体１５は、塗装ヘッド１６、目視カメラ１
７、研掃ブラシ回転モーター１８、研掃ブラシリンク１
９、研掃ブラシ２０、集塵ヘッド２１、集塵ホース２２
を備えている。Ｘは研掃ブラシの台車前方側端面の位
置、Ｙは塗装ヘッド吐出中心位置、Ｚはカメラ中心軸を
それぞれ示す。台車１２は伸縮車輪１３を１組と固定車
輪１４を２組を有し、管内をセンタリング状態で走行で
きる。図２（ｂ）に示すように、伸縮車輪１３は伸縮車
輪固定部材１３ｃに固定され、伸縮車輪固定部材１３ｃ
にはエアシリンダー１３ａのピストン１３ｂと圧縮バネ
１３ｄが固定されて伸縮が可能な構造である。通常走行
状態ではエアシリンダー１３ａがフリー状態で働かず、
圧縮バネ１３ｄの張力により伸縮車輪１３は管１０の管
壁に押し付けられている（クランプＯＦＦ状態）。必要
に応じてエアシリンダー１３ａにエアを供給してクラン
プＯＮ、車輪伸縮の動作が可能である。作業を行う場合
にはクランプをＯＮ状態にした後で行う。台車１２は走
行装置（特願平３−１０１５５２号＝特開平４−３３１
６５６号公報）に連結され走行装置の前後進により移動
する。回転体１５は台車１２に回転可能に取り付けられ
ており、台車内に配置されるモーターにより回転力が与
えられる。塗装ヘッド１６は回転体１５に固定され、目
視カメラ１７は回転体１５に１軸のみの回転自由度を有
するように取り付けられる。研掃機は研掃ブラシ回転モ
ーター１８、リンク１９、研掃ブラシ２０より構成さ
れ、それら全体が研掃ブラシ回転モーター１８の軸と同
軸上に位置し、回転体１５に固定されたロータリーアク
チュエーターによって揺動可能に設備されている。研掃
ブラシ回転モーター１８と研掃ブラシ２０はリンク１９
の内部に配置されるタイミングベルトにより連結されて
いる。以上により研掃ブラシ２０は管内壁に押し付けら
れ、同時にブラシ回転を行うことができる。又、集塵ヘ
ッド２１は研掃ブラシ２０前方方向（図２（ａ）におい
て左側）に設備され、リンク２９に取り付けられる。詳
細は別途述べる。以上の構成において、目視カメラ１７
の中心軸Ｚの位置が決まれば台車１２と溶接部１１との
管軸方向における位置関係をモニターテレビ上より確認
することは容易であり、研掃ブラシ２０と溶接部１１と
の位置関係もモニターテレビ上にて確認することができ
る。また、塗装ヘッド１６の吐出孔中心位置Ｙと研掃ブ
ラシ２０の台車前方側端面の位置Ｘのズレを塗装幅の半
分より研掃ブラシ幅を差し引いた長さより小さくしてお
けば、塗装に際しての台車１２の管軸方向位置の調整は
不要となり、研掃幅以上の塗装幅が必ず得られる。研掃
状況を模擬的に示す図３、図４において、Ａは研掃ブラ
シ進行方向、Ｂはブラシ回転方向、Ｃはブラシ回転用モ
ーター中心軸、θ1はブラシ進行方向の場合の１回当り
の進み角度、θ2はブラシ進行方向と逆方向の場合の１
回当りの戻り角度である。ここでθ1＞θ2である。〜
は１回目から４回目までの研掃域を示し、、は進
み方向、は逆方向である。すなわち、１回の進み、
戻りによりブラシはθ1−θ2進み、その間に、で重
複する部分が２回研掃されることになり、ブラシが１回
転する間に相当数の重複研掃ができ非常に高い研掃効率
が得られる。また、本図には示していないが集塵ヘッド
２１も同様な動きをするため、集塵残が少なくなり有利
である。図３、図４に示す研掃状況を得るための制御ブ
ロックは図５に示すように、正逆転可能エアーモーター
２３、５ポートタイプの電磁弁又はエアー作動型弁２
４、チェック弁付又は単なる絞り弁２５、エアーチュー
ブ２６を備えている。２７、２８はそれぞれ左回転、右
回転用信号を示す。図５において、絞り弁２５の絞り度
を少し変えておくと、左右回転方向によって、排気エア
ーの絞り量が異なるため、回転方向によって速度が異な
る。この状態において、左回転信号を与える時間と右回
転信号を与える時間をほぼ等しく与えてやると、左右回
転で速度が異なるため、図３、図４で示した研掃状況が
得られる。図６に研掃ブラシ２０と集塵ヘッド２１の実
施例の関連構造を示す。この構造は集塵ヘッド支持リン
ク２９、バネ３０、３１、集塵ヘッド支持コロ３２、３
３、スポンジ等のスペーサ３４、ストッパー３５を備え
ている。Ｄ、Ｅは回転支点を示す。リンク１９は回転支
点Ｃに対して揺動可能に設備されており、リンクの先端
にブラシ２０が回転可能に取り付けられている。リンク
２９はリンク１９に対して回転支点Ｄにより取り付けら
れ、バネ３０により引き付けられる。集塵ヘッド２１は
回転支点Ｅに関して回転可能に取り付けられ、バネ３１
によってリンク２９に引き付けられる。回転コロ３３も
回転支点Ｅに取り付けられる。回転コロ３３は集塵ヘッ
ド２１の両側に２ケ取り付けられる。３４は集塵ヘッド
２１の管内面に対する密封性を高めるために取り付けら
れる。また、コロ３２は集塵ヘッド２１に対し、図Ｆ方
向に高さ調整ができる。以上のように構成しているの
で、ブラシ２０を管１０に押し付けることにより集塵ヘ
ッドがバネ３０、３１の作用を経て管２０に密着し、研
掃ブラシ２０の回転方向Ｂとの関連で研掃塵が集塵ヘッ
ド２１の内部へ取り込まれ、集塵ホース２２を経て吸引
される。なお、コロ３２、３３の位置関係はコロ３２の
位置を変更できるようにしてあるので、変更可能であ
り、管径による集塵ヘッドの管壁への接触状態をほぼ同
様にすることができる。図７は回転軸Ｃの状況を示し、
回転軸Ｃと一体化された回転歯車（外歯）３６、回転駆
動歯車３７、内歯歯車３８、位置検出用ＯＮ／ＯＦＦセ
ンサー３９、位置検出用ドグ４０、機械的ストッパー４
１、内歯歯車３８と一体になった突起４２を有してい
る。図７は台車後方より見た図であり、位置検出用セン
サー３９は見やすくするため、実際の位置より異なる位
置に示しており、回転軸Ｃと一体となった歯車３６が右
まわり一杯に回った状態を示している。この状態が回転
終了点を示す。この状態では、内歯歯車３８と一体とな
った突起４２が機械的トスッパー４１に当り、位置検出
センサー３９-2がドグ４０によってＯＮ状態、位置検出
センサー３９-1がＯＦＦ状態である。駆動歯車３７を図
７に示す矢印方向に回転すると、歯車３６、３８は矢印
方向に回転し、位置検出センサー３９-2はドグ４０の長
さ分のみＯＮ状態が続き、以下ＯＦＦとなり、さらに回
転すると位置検出センサー３９-1がドグ４０によってＯ
Ｎとなり、ほぼ同時に機械的ストッパー４１と内歯歯車
３８の突起４２が衝突し、機械的にストップされる。こ
れが回転開始点である。歯車３６の回転角を３６０゜よ
り大きい３６０゜＋αとすることは容易である。以上に
おいて、機械的ストッパ４１の長さ、ドグ４０の長さ、
位置検出センサー３９の位置を適切に定めれば、回転開
始点については、位置検出センサー３９-1がＯＮとなる
時間と機械的にストップする時間をほぼ同じとし、回転
終了点については、位置検出センサー３９-2がＯＮとな
る時刻を機械的にストップする時刻より早くし、その時
間差を所定の値に設定することができる。従って、位置
検出センサー３９がＯＮとなったとき、モーター１８が
ＯＦＦとなり、逆回転のみが可能なように制御回路を組
んでおき、回転終了点においては位置検出センサー３９
-2がＯＮとなった時点でモーター１８がＯＦＦとなり、
以後慣性によって回転し、機械的トスッパー４１に当た
るとき回転速度をほぼ０とすることができる。また、回
転開始点においては、位置検出センサーのＯＮ状態と機
械的ストップ状態は一致するから、位置検出センサーの
ＯＮ状態を情報として使用し、回転開始点であることが
把握できる。一方、塗装ヘッドは、電気的指令によって
ＯＮ／ＯＦＦエアーを発生させ、それにより吐出孔を開
閉することが通常であるが、電気的指令と吐出孔の開閉
には時間的ズレがある。すなわち、吐出孔開の場合は、
ＯＮ指令が発生したのち少しおくれて作動するので塗料
の吐出が遅れ、吐出孔閉の場合は、ＯＦＦ指令が発生し
て少し遅れて作動するので吐出ストップが遅れる。従っ
て回転開始点においては、まず、位置検出センサー３９
-1のＯＮ状態を検知し、モーター１８をＯＮとし、少し
遅れて塗装ヘッドの作動をＯＮとする。この時間差につ
いては、実験により定め、回転歯車３６（すなわち塗装
ヘッド）が回転をはじめるときに塗料吐出を開始するよ
うに設定することは容易である。これにより、塗装ヘッ
ドが停止した状態で塗料が吐出されることはなく、位置
検出センサー３９-2のＯＮ／ＯＦＦ状態をチェックし、
ＯＦＦの場合はこの状態を持続する。位置検出センサー
３９-2がＯＮとなると、モーター１８をＯＦＦ、塗装ヘ
ッドの作動をＯＦＦとする。この状態以後、回転歯車３
６（すなわち塗装ヘッド）は、慣性により回転し、塗料
も吐出量を減らしながら吐出され、機械的ストッパー４
１に内歯歯車３８の突起４２が当る時点で塗装ヘッドが
自然停止し、塗料の吐出も停止される。なお、以上の制
御はマイクロコンピューターの使用等によりソフトウェ
アで行うことができる。図８は以上のごとく塗装した場
合の状況の展開図、図９はこのような構成を行わない場
合の塗装状況の展開図であり、たれの原因となるＧは重
複部を示す。本発明の管内研掃塗装機の構成により、塗
装開始点及び終了点近傍において、薄く均一な重複状態
が得られ、良好な塗装が可能となる。また、１回転＋α
゜しか回転しないため、回転部に目視装置、塗装前表面
仕上げ装置等も搭載でき、総合的な塗装機を構成するこ
とができる。図１０は塗装回路のブロックを示し、塗料
ブースター５４、チェック弁５５、塗料６２の塗料タン
ク５６、方向切替弁５７、５８、圧力調整弁５９、高圧
エアー供給ホース６０、通常エアー供給ホース６１、塗
料供給路６３、ピストン６４、６５を備えている。ま
ず、塗料ブースター５４に塗料６２を充填するために
は、方向切替弁５７を閉として塗料ブースターに存在す
る高圧エアーを開放し、方向切替弁５８を開として通常
エアーを塗料タンク５６に供給する。塗料タンクのピス
トン６５が作動し、塗料６２を押し出す。押し出された
塗料６２はチェック弁５５を経て塗料ブースター５４に
送り込まれ、塗料ブースター５４内部のピストン６４が
移動し、塗装ヘッド１７、塗料供給路６３、塗料ブース
ター５４の内部に塗料が充填される。次に、方向切替弁
５８を閉として塗料タンク５６内の通常エアーを開放
し、方向切替弁５７を開として高圧エアーをホース６０
より塗料ブースター５４に供給する。ここで、塗料ブー
スター内のピストン６４の面積比によって塗料に高圧
（約１００Kgf/cm2程度）が作用し、この状態で塗装ヘ
ッド１７をＯＮとして塗装を行うことになる。塗装ヘッ
ドは市販品でも入手可能であり、作動エアーをＯＮ／Ｏ
ＦＦすることにより操作できる。塗料ブースター５４へ
の供給エアーを高圧エアー（５０Kgf/cm2未満）とした
ことにより、通常エアーを使用する場合に比し、ピスト
ン６４の面積比を小さくできることは明らかである。こ
のことにより、塗料ブースター５４が小形化される。さ
らに、塗料タンク５６と塗料ブースター５４を切り離
し、フレキシブルホースにより接続する構造であるた
め、塗料ブースター５４と塗料タンク５６を別の位置に
配置（例えば台車に走行力を与える走行部への配置）す
ることが可能となった。これらにより、はじめて曲がり
管の通過に支障のない形状、寸法に台車を構成すること
ができた。なお、本発明による管内研掃塗装機は、管路
内面作業装置（特願平３−１０１５５２号＝特開平４−
３３１６５６号公報）により、走行手段が与えられる。
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
管内研掃塗装機によれば、研掃機構、塗装ヘッド、目視
カメラを１台の台車に搭載可能としたことにより、作業
性の向上、塗装品質の向上、品質管理の確実性が増大
し、曲がり管の通過も可能となり、現在まで困難であっ
た部分について高品質の塗装ができる。
管内研掃塗装機によれば、研掃機構、塗装ヘッド、目視
カメラを１台の台車に搭載可能としたことにより、作業
性の向上、塗装品質の向上、品質管理の確実性が増大
し、曲がり管の通過も可能となり、現在まで困難であっ
た部分について高品質の塗装ができる。
【図１】本発明の管内研掃塗装機による基本構成要素の
配置を示す実施例の側面図。
配置を示す実施例の側面図。
【図２】（ａ）は同基本構成要素の配置を示す実施例の
正面図、（ｂ）はその伸縮車輪の動作説明図。
正面図、（ｂ）はその伸縮車輪の動作説明図。
【図３】研掃状況を模擬的に示す模式図。
【図４】研掃状況を模擬的に示す模式図。
【図５】図３、図４に示す研掃状況を得るための制御ブ
ロックの一実施例を示す図。
ロックの一実施例を示す図。
【図６】研掃ブラシと集塵ヘッドの関連図。
【図７】回転軸の回転状況を示すための模式図。
【図８】本発明の管内研掃塗装機によって塗装した場合
の状況の展開図。
の状況の展開図。
【図９】従来の塗装による場合の塗装状況の展開図。
【図１０】塗装回路のブロック図。
【図１１】従来の塗装機における塗料回路を示す図。
１０……管 １２……台車 １５……回転体 １６……塗装ヘッド １７……目視カメラ １８、１９、２０……研掃機構 （１８……研掃ブラシ回転モーター、１９……リンク、
２０……研掃ブラシ） ３９……センサー ４１……ストッパー
２０……研掃ブラシ） ３９……センサー ４１……ストッパー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 茂 広島県呉市西中央２丁目１番12号 株式 会社シーエックスアール内 (56)参考文献 特開 昭53−9061（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】台車に設置された１個の回転体に、前記回
転体により管内面の周方向に進み、戻りの往復動されブ
ラシ回転される研掃ブラシを設けた研掃機構を搭載する
と共に、前記回転体に、塗装ヘッド及び目視カメラを搭
載し、前記回転体の時計回りと反時計回りの回転速度に
差を付けることを特徴とする管内研掃塗装機。 - 【請求項２】前記回転体は、回転角度０°および３６０
°を検知するセンサー並びに回転角度０°および３６０
°より所定角大きい角度で前記回転体を機械的に停止さ
せるストッパーを有し、前記センサーにより０°および
３６０°において前記回転体を回転させるための電流供
給がオフされるモーターを備えたことを特徴とする請求
項１記載の管内研掃塗装機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3294197A JP2561985B2 (ja) | 1991-11-11 | 1991-11-11 | 管内研掃塗装機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3294197A JP2561985B2 (ja) | 1991-11-11 | 1991-11-11 | 管内研掃塗装機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05131167A JPH05131167A (ja) | 1993-05-28 |
| JP2561985B2 true JP2561985B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=17804576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3294197A Expired - Fee Related JP2561985B2 (ja) | 1991-11-11 | 1991-11-11 | 管内研掃塗装機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2561985B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4791050B2 (ja) * | 2005-02-22 | 2011-10-12 | 株式会社荏原製作所 | 地下液体貯留設備の保護管内付着堆積物除去装置及び方法 |
| JP5067172B2 (ja) * | 2008-01-17 | 2012-11-07 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鋼管内面塗装装置 |
| JP5720746B2 (ja) * | 2013-09-12 | 2015-05-20 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | 配管内面の塗装装置 |
| JP5751395B1 (ja) * | 2015-03-23 | 2015-07-22 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | 配管内面の塗装方法 |
| CN113477447B (zh) * | 2021-06-07 | 2022-04-26 | 浙江中垚建设有限公司 | 一种建筑工业化的半封闭空间涂装设备 |
| CN117167973A (zh) * | 2023-10-10 | 2023-12-05 | 中船九江锅炉有限公司 | 一种方便清洁的燃气热水锅炉装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS539061A (en) * | 1976-07-14 | 1978-01-27 | Kiyoshi Tajima | Method of and apparatus for cleaning* peeling and coating inside of water pressure pip* water supply pipe and other pipes |
| JPS5676792A (en) * | 1979-11-22 | 1981-06-24 | Kankyo Kaihatsu Kk | Reinforcing and repairing device of burried pipe like as gas pipe |
| JPS587348A (ja) * | 1981-07-06 | 1983-01-17 | 東芝ケミカル株式会社 | 金属箔張積層板の製造方法 |
| JPS63102919A (ja) * | 1986-10-17 | 1988-05-07 | Osaka Bosui Constr Co Ltd | 管路のチユ−ブ内張り工法及び該工法の実施に用いる管内塗装器 |
| JP2556098B2 (ja) * | 1988-06-27 | 1996-11-20 | 松下電工株式会社 | 人体検出装置 |
-
1991
- 1991-11-11 JP JP3294197A patent/JP2561985B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05131167A (ja) | 1993-05-28 |
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