JP5806886B2 - 金属異形管への防食被膜の形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、金属異形管への防食被膜の形成装置、特に、ダクタイル鋳鉄製または鋼製の曲管、Ｔ字管等の金属異形管の外面への亜鉛等からなる防食被膜の形成および封孔処理を、優れた作業環境のもとで容易に自動的かつ高能率で、しかも、連続して行うことが可能な、金属異形管への防食被膜の形成装置に関するものである。

例えば、ダクタイル鋳鉄製の直管は、その形状が２次元に近く、自動溶射装置の制御が比較的容易であることから、自動溶射装置により防食被膜を直管の外面に均一にかつ能率的に形成することは既に行われていた。

ダクタイル鋳鉄製の直管の外面に亜鉛等からなる防食被膜を溶射により自動的に形成する装置が特許文献１（特開平５−２２２５１１号公報）に開示されている。以下、この鋳鉄管への防食被膜の形成装置を従来装置といい、図面を参照しながら説明する。

図５は、従来装置を示す概略斜視図である。

図５に示すように、従来装置は、ダクタイル鋳鉄製の直管２１の長手方向に沿って敷設されたレール２２上を走行可能な台車２３と、台車２３上に設けられた、直管２１をその軸芯回りに回転させる回転ローラ２４と、回転ローラ２４上に載置された直管２１の外面に亜鉛等の溶射材を溶射して防食被膜２５を形成する溶射ガン２６と、直管２１の外面に形成された防食被膜２５を局部的に加熱するレーザ照射装置２７と、加熱された防食被膜２５を押圧する加圧ローラ２８とからなっている。溶射ガン２６とレーザ照射装置２７と加圧ローラ２８とは、台車２３の走行方向上流側から順次、間隔をあけて、この順番で配置されている。

上記従来装置によれば、以下のようにして、直管２１の外面に防食被膜２５が自動的に形成される。

回転ローラ２４上に直管２１を水平に載置し、台車２３を、図中、Ａ矢印方向に走行させるとともに、回転ローラ２４により直管２１を、図中、Ｂ矢印方向に回転させる。そして、溶射ガン２６とレーザ照射装置２７と加圧ローラ２８とをそれぞれ作動させる。これにより、直管２１の外面に、溶射ガン２６により亜鉛等の溶射材が溶射されて防食被膜２５が形成される。この後、防食被膜２５は、レーザ照射装置２７により局部加熱される。そして、局部加熱された防食被膜２５は、加圧ローラ２８により押圧される。防食被膜２５は、加圧ローラ２８により押圧されることによって、防食被膜２５に形成されているポーラス部が押し潰される。かくして、水などが浸透しにくい防食性能に優れた防食被膜２５が直管２１の外面に自動的に形成される。

特開平５−２２２５１１号公報

上述したように、上述した従来装置によれば、防食性能に優れた防食被膜２５が直管２１の外面に自動的に形成されるが、従来装置によって、曲管、Ｔ字管等の金属異形管の外面に防食被膜を形成することはできない。なぜなら、金属異形管は、その形状が３次元で複雑であるために、固定した異形管に対して、常に溶射ガンのヘッドを異形管と正対させながら溶射ガンと異形管との間の距離を一定に維持して移動させることが困難であるからである。すなわち、溶射ガンのヘッドの向き、作動経路等を事前にティーチングして、ロボットにより自動溶射を行うには、溶射ガンの移動が複雑であるので、そのティーチングに長時間を要し、特に、小口径のダクタイル鋳鉄製異形管の場合、１００種類以上の品種があり、全てに対応させるには困難であるからである。

また、防食被膜の形成を手動で行う場合には、溶射ガンのヘッドと異形管との間の距離を一定に維持することが困難である。溶射ガンのヘッドと異形管との距離を一定に維持できないと、防食被膜の密着性が劣り剥離の問題が発生する。

さらには、手動の場合、異形管の形状に沿って溶射ガンを一定のスピードで移動させることが困難であるので、防食被膜の厚さを均一に維持することができない。従って、防食性能を保つためには規定値より厚めに防食被膜を形成する傾向にあった。

また、手動の場合は、防塵マスクを装着して集塵フードの下で作業を行っても、空気圧により溶融金属を吹き付けるため、ミスト状の微粒子の飛散と溶射時の騒音とにより、劣悪な環境となるので、作業環境の改善が必要であり、しかも、粉塵の回収リサイクル効率も悪いので、この改善も必要である。

なお、上述したアーク溶射等により形成された防食被膜内には、多くの空隙が形成されているので、この空隙を塞がないと防食被膜による耐食性の向上効果が著しく劣化する。従って、アーク溶射等により防食被膜を形成する際には、防食被膜を形成後、防食被膜内に形成された空隙に無機質または有機質の封孔材を含浸させて空隙を塞ぐ、いわゆる封孔処理が必要不可欠であった。通常、封孔処理は、スプレイ塗装またはローラ刷毛での塗装による含浸処理により行われている。

上述のように、封孔処理は、防食被膜の形成後に行われるが、異形管において、これらの一連の処理を、優れた作業環境の下で容易に自動的かつ高能率で、しかも、連続して行うことが可能な、金属異形管への防食被膜の形成装置は、まだ、提案されていない。

従って、この発明の目的は、ダクタイル鋳鉄製または鋼製の曲管、Ｔ字管等の金属異形管の外面への亜鉛等からなる防食被膜の形成および封孔処理を、優れた作業環境のもとで容易に自動的かつ高能率で、しかも、連続して行うことが可能な、金属異形管への防食被膜の形成装置を提供するものである。

この発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、下記を特徴とする。

金属異形管の外面に防食被膜を溶射により形成する装置であって、ターンテーブルと、前記ターンテーブル上に、前記ターンテーブルの回転方向に沿って間隔をあけて設けられた、それぞれ鉛直軸を中心として回転可能な複数個の金属異形管把持手段と、溶射ガンが取り付けられた溶射ロボットと、前記溶射ロボットと前記ターンテーブルの一部を、少なくとも１つの前記金属異形管把持手段とともに遮蔽する、搬入用開閉扉を有する集塵ブースと、塗装ガンが取り付けられた塗装ロボットと、前記塗装ロボットと前記ターンテーブルの一部を、少なくとも１つの前記金属異形管把持手段とともに遮蔽する、搬出用開閉扉を有する塗装ブースとからなり、前記集塵ブースと前記塗装ブースとは、移動用開閉扉を介して連通し、前記搬入用開閉扉から前記集塵ブース内に搬入された前記金属異形管に前記溶射ロボットにより溶射材が溶射されて、前記金属異形管の外面に溶射被膜が形成され、次いで、前記移動用開閉扉を介して前記塗装ブース内に移動された前記金属異形管の前記溶射被膜に前記塗装ロボットにより封孔材が吹き付けられて、前記溶射被膜に封孔処理が施され、封孔処理が施された前記金属異形管は、前記搬出用開閉扉から前記塗装ブース外に搬出され、前記溶射ロボットは、前記溶射ガンのヘッドを前記金属異形管把持手段により把持された金属異形管と正対させながら、前記溶射ガンのヘッドと前記金属異形管との間の距離を一定に維持しつつ前記溶射ガンを鉛直方向に移動可能であり、前記溶射ガンを鉛直方向に移動させて、１回目の前記溶射材の溶射を行い、この後、前記金属異形管把持手段を所定角度回転させ、２回目の前記溶射材の溶射を行う操作を繰り返し行うことによって、前記金属異形管の全外面に溶射被膜を形成し、前記塗装ロボットは、前記塗装ガンのヘッドを前記金属異形管把持手段により把持された金属異形管と正対させながら、前記塗装ガンのヘッドと前記金属異形管との間の距離を一定に維持しつつ前記塗装ガンを鉛直方向に移動可能であり、前記塗装ガンを鉛直方向に移動させて、１回目の前記封孔材の吹き付けを行い、この後、前記金属異形管把持手段を所定角度回転させ、２回目の前記封孔材の吹き付けを行う操作を繰り返し行うことによって、前記溶射被膜に封孔処理を施すことに特徴を有するものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記集塵ブースは、吸引フードを介して吸引機に接続され、金属異形管に付着しなかった前記溶射材の回収が可能である前記ロボットは、前記溶射ガンのヘッドを前記金属異形管把持手段により把持された金属異形管と正対させながら、前記溶射ガンのヘッドと前記金属異形管との間の距離を一定に維持しつつ前記溶射ガンを鉛直方向に移動可能であり、前記溶射ガンを鉛直方向に移動させて、１回の溶射が完了したら、前記金属異形管把持手段を所定角度回転させ、２回目の溶射を行うことに特徴を有するものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記溶射材は、亜鉛と、アルミニウム−マグネシウム合金とからなることに特徴を有するものである。

この発明によれば、ダクタイル鋳鉄製または鋼製の曲管、Ｔ字管等の金属異形管の外面への亜鉛等からなる防食被膜の形成および封孔処理を、優れた作業環境のもとで容易に自動的かつ高能率で、しかも、連続して行うことが可能な、金属異形管への防食被膜の形成装置を提供することができる。

この発明の、金属異形管への防食被膜の形成装置を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ矢視図である。 この発明の、金属異形管への防食被膜の形成装置の部分拡大図である。 金属異形管を示す正面図である。 従来装置を示す概略斜視図である。

次に、この発明の、金属異形管への防食被膜の形成装置の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。

図１は、この発明の、金属異形管への防食被膜の形成装置を示す平面図、図２は、図１のＡ−Ａ矢視図、図３は、この発明の、金属異形管への防食被膜の形成装置の部分拡大図である。

図１から図３において、１は、ターンテーブルである。ターンテーブル１は、駆動手段２により車輪３を介して軸（Ｍ）を中心として回転する。４は、金属異形管把持手段である。図３に示すように、金属異形管把持手段４は、ターンテーブル１上に、ターンテーブル１の回転方向に沿って間隔をあけて複数個（この例では３個）、設けられ、それぞれ駆動手段５により鉛直軸（Ｎ）を中心として回転可能になっている。金属異形管把持手段４は、金属異形管６を把持するスクロールチャックからなり、金属異形管６は、スクロールチャックの複数個の爪７によりターンテーブル１上に垂直に固定される。複数個の爪７は、エアー給排気口８からのエアーの給排気により開閉可能になっている。

９は、溶射ガン１０が取り付けられた溶射ロボットである。溶射ロボット９は、溶射ガン１０のヘッド１０ａを、金属異形管把持手段４により把持されて、定位置に固定された金属異形管６と正対させながら、ヘッド１０ａと金属異形管６との間の距離を一定に維持しつつ、溶射ガン１０を鉛直方向に移動可能になっている。溶射ガン１０からは、例えば、亜鉛と、アルミニウム−マグネシウム合金とからなる溶射材が金属異形管６に向けてアーク溶射される。溶射ロボット９は、溶射ガン１０を鉛直方向に移動させて、１回目の溶射が完了したら、金属異形管把持手段４を所定角度回転させ、２回目の溶射を行う。この操作を繰り返し行うことによって、金属異形管６の全外面に溶射材を溶射し、かくして、金属異形管６の外面に防食被膜を形成する。

１１は、集塵ブースである。集塵ブース１１は、昇降可能な搬入用開閉扉１２を有し、溶射ロボット９とターンテーブル１の一部を、少なくとも１つ（この例では１つ）の金属異形管把持手段４とともに遮蔽する。集塵ブース１１を設置することによって、金属異形管６に付着しなかった溶射材が周囲に飛散することを防止することができるので、作業環境が改善される。また、集塵ブース１１に、吸引機（図示せず）に接続された吸引フード１７を設けることによって、金属異形管６に付着しなかった溶射材の回収が可能になる。

１３は、塗装ガン（図示せず）が取り付けられた塗装ロボットである。塗装ロボット１３は、溶射ロボット９の場合と同じように、塗装ガンのヘッド（図示せず）を、金属異形管把持手段４により把持されて、定位置に固定された金属異形管６と正対させながら、ヘッドと金属異形管６との間の距離を一定に維持しつつ、塗装ガンを鉛直方向に移動可能になっている。塗装ガンからは、例えば、無機質または有機質からなる封孔材が金属異形管６に向けて吹き付けられる。塗装ロボット１３は、塗装ガンを鉛直方向に移動させて、１回目の封孔材の吹き付けが完了したら、金属異形管把持手段４を所定角度回転させ、２回目の封孔材の吹き付けを行う。この操作を繰り返し行うことによって、金属異形管６の外面に形成された溶射被膜に封孔材を吹き付け、かくして、溶射被膜に封孔処理を施す。

１４は、塗装ブースである。塗装ブース１４は、昇降可能な搬出用開閉扉１５を有し、塗装ロボット１３とターンテーブル１の一部を、少なくとも１つ（この例では１つ）の金属異形管把持手段４とともに遮蔽する。塗装ブース１４を設置することによって、金属異形管６に形成された溶射被膜に吹き付けられた封孔材が周囲に飛散することを防止することができる。

集塵ブース１１と塗装ブース１４とは、昇降可能な移動用開閉扉１６を介して連通し、集塵ブース１１内の金属異形管６を塗装ブース１４内に移動させることができるようになっている。

以上のように構成されている、この発明の、金属異形管への防食被膜の形成装置によれば、以下のようにして、金属異形管の全外面に防食被膜が形成される。

先ず、図１に示すように、ターンテーブル１のＰ２位置の金属異形管把持手段４に金属異形管６をセットする。なお、図４に示すような金属異形管６の場合、その上部が受口で、下部が別の金属異形管の受口内に挿入される挿口であるので、挿口部分には、防食被膜を形成せず、それ以外の外面に防食被膜を形成する。なお、この挿口部分には、別工程で樹脂塗装が施される。

次いで、集塵ブース１１の搬入用開閉扉１２を開き、ターンテーブル１を回転させて金属異形管６を集塵ブース１１内のＰ１位置に移動させる。この後、集塵ブース１１の開閉扉１２を閉じる。Ｐ１位置は、溶射ロボット９の溶射ガン１０と正対している。金属異形管６がＰ１位置に移動すると、溶射ロボット９は、溶射ガン１０をそのヘッド１０ａを金属異形管６と正対させながら、ヘッド１０ａと金属異形管６との間の距離を一定に維持しつつ、金属異形管６の上部から下部に沿って鉛直方向に移動させる。これによって、金属異形管６の外面には、一定幅で亜鉛等からなる溶射被膜が形成される。

このようにして、１回目の溶射が完了したら、金属異形管把持手段４を所定角度回転させ、１回目と同様にして２回目の溶射を行う。２回目の溶射によって、１回目の溶射により形成された溶射被膜に隣接して２回目の溶射被膜が形成される。

以上の操作を繰り返し行うことによって、Ｐ１位置の金属異形管６の全外面に溶射被膜が溶射される。この間に、Ｐ２位置の金属異形管把持手段４に別の金属異形管６をセットしておく。

次いで、移動用開閉扉１６を開き、ターンテーブル１を回転させて、集塵ブース１１内の金属異形管６を塗装ブース１４内のＰ３位置に移動させる。この後、移動用開閉扉１６を閉じる。Ｐ３位置は、塗装ロボット１３の塗装ガンと正対している。金属異形管６がＰ３位置に移動すると、塗装ロボット１３は、塗装ガンをそのヘッドを金属異形管６と正対させながら、ヘッドと金属異形管６との間の距離を一定に維持しつつ、金属異形管６の上部から下部に沿って鉛直方向に移動させる。これによって、金属異形管６に形成された溶射被膜には、一定幅で封孔材が吹き付けられる。

このようにして、１回目の封孔材の吹き付けが完了したら、金属異形管把持手段４を所定角度回転させ、１回目と同様にして２回目の封孔材の吹き付けを行う。２回目の封孔材の吹き付けによって、１回目に吹き付けられた封孔材に隣接して２回目の封孔材が吹き付けられる。

以上の操作を繰り返し行うことによって、Ｐ３位置の金属異形管６に形成された溶射被膜の全面に封孔材が吹き付けられ、かくして、溶射被膜に封孔処理が自動的に施されて防食被膜が形成される。

このように、溶射ロボット９は、溶射ガン１０のヘッド１０ａと金属異形管６との間の距離を一定に維持しつつ、金属異形管６の上部から下部に沿って鉛直方向に移動させることを繰り返すのみで済むので、金属異形管６の形状が３次元で複雑であっても、金属異形管６を固定して溶射する場合に比べて、溶射ロボット９の作動経路等のティーチング等が簡素化される。塗装ロボット１３についても同様である。

また、集塵ブース１１によって、溶射ロボット９と溶射中の金属異形管６とが遮蔽されているので、金属異形管６に付着しなかった溶射材が周囲に飛散することを防止することができ、この結果、作業環境が改善される。しかも、金属異形管６に付着しなかった溶射材は、吸引フード１７を介して吸引機（図示せず）により回収されるので、付着しなかった溶射材のリサイクルを図ることができる。

このようにして、金属異形管６への防食被膜の形成が完了したら、塗装ブース１４の搬出用開閉扉１５を開き、ターンテーブル１を回転させて、防食被膜の形成が完了したＰ３位置の金属異形管６をＰ２位置に移動させる。これによって、防食被膜の形成が完了した金属異形管６は、塗装ブース１４外に搬出される。これと同時に、Ｐ２位置の次の金属異形管６がＰ１位置に移動するので、同様にして、次の金属異形管６への溶射被膜の形成および封孔処理が行われる。

上記操作を繰り返し行うことによって、複数本の金属異形管６の全外面への防食被膜の形成が連続的にかつ自動的に行われる。

１：ターンテーブル
２：駆動手段
３：車輪
４：金属異形管把持手段
５：駆動手段
６：金属異形管
７：爪
８：エアー給排気口
９：溶射ロボット
１０：溶射ガン
１０ａ：ヘッド
１１：集塵ブース
１２：搬入用開閉扉
１３：塗装ロボット
１４：塗装ブース
１５：搬出用開閉扉
１６：移動用開閉扉
１７：吸引フード
２１：直管
２２：レール
２３：台車
２４：回転ローラ
２５：防食被膜
２６：溶射ガン
２７：レーザ照射装置
２８：加圧ローラ

Claims (3)

1. 金属異形管の外面に防食被膜を溶射により形成する装置であって、ターンテーブルと、前記ターンテーブル上に、前記ターンテーブルの回転方向に沿って間隔をあけて設けられた、それぞれ鉛直軸を中心として回転可能な複数個の金属異形管把持手段と、溶射ガンが取り付けられた溶射ロボットと、前記溶射ロボットと前記ターンテーブルの一部を、少なくとも１つの前記金属異形管把持手段とともに遮蔽する、搬入用開閉扉を有する集塵ブースと、塗装ガンが取り付けられた塗装ロボットと、前記塗装ロボットと前記ターンテーブルの一部を、少なくとも１つの前記金属異形管把持手段とともに遮蔽する、搬出用開閉扉を有する塗装ブースとからなり、前記集塵ブースと前記塗装ブースとは、移動用開閉扉を介して連通し、前記搬入用開閉扉から前記集塵ブース内に搬入された前記金属異形管に前記溶射ロボットにより溶射材が溶射されて、前記金属異形管の外面に溶射被膜が形成され、次いで、前記移動用開閉扉を介して前記塗装ブース内に移動された前記金属異形管の前記溶射被膜に前記塗装ロボットにより封孔材が吹き付けられて、前記溶射被膜に封孔処理が施され、封孔処理が施された前記金属異形管は、前記搬出用開閉扉から前記塗装ブース外に搬出され、前記溶射ロボットは、前記溶射ガンのヘッドを前記金属異形管把持手段により把持された金属異形管と正対させながら、前記溶射ガンのヘッドと前記金属異形管との間の距離を一定に維持しつつ前記溶射ガンを鉛直方向に移動可能であり、前記溶射ガンを鉛直方向に移動させて、１回目の前記溶射材の溶射を行い、この後、前記金属異形管把持手段を所定角度回転させ、２回目の前記溶射材の溶射を行う操作を繰り返し行うことによって、前記金属異形管の全外面に溶射被膜を形成し、前記塗装ロボットは、前記塗装ガンのヘッドを前記金属異形管把持手段により把持された金属異形管と正対させながら、前記塗装ガンのヘッドと前記金属異形管との間の距離を一定に維持しつつ前記塗装ガンを鉛直方向に移動可能であり、前記塗装ガンを鉛直方向に移動させて、１回目の前記封孔材の吹き付けを行い、この後、前記金属異形管把持手段を所定角度回転させ、２回目の前記封孔材の吹き付けを行う操作を繰り返し行うことによって、前記溶射被膜に封孔処理を施すことを特徴とする、金属異形管への防食被膜の形成装置。
2. 前記集塵ブースは、吸引フードを介して吸引機に接続され、金属異形管に付着しなかった前記溶射材の回収が可能であることを特徴とする、請求項１に記載の、金属異形管への防食被膜の形成装置。
3. 前記溶射材は、亜鉛と、アルミニウム−マグネシウム合金とからなることを特徴とする、請求項１または２に記載の、金属異形管への防食被膜の形成装置。

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