(57)【要約】【課題】簡素な構成でしかも容易な操作によって管内面に均一な塗膜厚で無溶剤型塗料を塗装可能な管内塗装装置を提供する。【解決手段】管内の被塗装部に無溶剤型塗料を塗装する管内塗装装置であって、管２内を走行可能とした台車１と、塗装部８を回転する駆動装置１２と、管内面２ａの周方向に回転駆動する塗装部８と、塗装部８を目視するテレビカメラ１４と、無溶剤型塗料の主剤と硬化剤を混合するスタティックミキサー９で構成され、台車１の前端部に駆動装置１２によって管内面に対向して周方向に回転可能な塗装部８は、スタティックミキサー９で主剤と硬化剤を混合された無溶剤型塗料を管内面の被塗装部に吐出する塗装へら２５を備えた塗装アタッチメント２０が管内面に向けて進退可能に保持され、塗装アタッチメントの両端には塗装へらと管内面の当接状態を一定に保持するローラー３８を設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管内の被塗装部に無溶剤型塗料を塗装する管内塗装装置であって、管内を走行可能とした台車と、塗装部を回転する駆動装置と、管内面に対向して周方向に回転駆動する塗装部と、塗装部を目視するテレビカメラと、無溶剤型塗料の主剤と硬化剤を混合するスタティックミキサーで構成され、前記台車の前部に前記駆動装置によって管内面に対向して周方向に回転可能とされている前記塗装部は、スタティックミキサーで主剤と硬化剤を混合された無溶剤型塗料を管内面の被塗装部に吐出する塗装へらを備えた塗装アタッチメントが管内面に向けて進退可能とする移動手段に保持され、且つ塗装アタッチメントの両端には、塗装へらと管内面の当接状態を一定に保持するローラーが設けられていることを特徴とする無溶剤型塗料の管内塗装装置。
【請求項２】
前記塗装アタッチメントにおける塗装へらの流路は、スタティックミキサーで混合された無溶剤型塗料の入口から枝状に分岐する流路を通じて所定幅の塗装へらの先端部に設けられた複数の吐出口に連通するようにしたことを特徴とする請求項１記載の無溶剤型塗料の管内塗装装置。
【請求項３】
管内の継手溶接部を塗装する管内塗装装置において、前記塗装アタッチメントの先端部に設けられた所定幅の塗装へらは、中央部に溶接ビードの突起高さに応じて設定される切り込み部を設け、少なくともその後方には前記切り込み幅より広い幅に亘って切り込みを有せず、且つ塗装へらより軟らかい均し刷毛を設けたことを特徴とする請求項１記載または請求項２記載の無溶剤型塗料の管内塗装装置。
【請求項４】
前記均し刷毛は、炭素繊維で製作されたものであることを特徴とする請求項３記載の無溶剤型塗料の管内塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として鋼管を用いた水道管路の溶接継手部や補修対象部分に無溶剤型塗料を塗装する管内塗装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から鋼管を用いた水道管路の配管においては、溶接継手部や補修部の塗装には溶剤型エポキシ塗料が用いられていた。この塗料は有機溶剤を含み比較的粘度が低いためスプレーノズルから高圧で塗料を噴射するエアレス塗装装置が用いられていた。
【０００３】
しかし、近年、水道用配管には有機溶剤の安全性や臭気問題等から有機溶剤を含まない無溶剤型塗料（ノンタールエポキシ塗料）の使用が望まれるようになってきた。
【０００４】
無溶剤型塗料は、主剤・硬化剤の粘性が高いので従来のようなスプレー塗装を行うことができないため、通常は手作業で、こて塗りする塗装方法が用いられていた。しかし、作業者が管内に入って作業することができないような小さな配管（６００ｍｍ以下）においては遠隔操作可能な塗装装置が必要であった。
【０００５】
従来から数種の遠隔塗装装置が提案されている。例えば、特開平９―１５００９６号公報（特許文献１）、特開平１１−２４４７６２号公報（特許文献２）に開示されているものがある。
【０００６】
前記特開平９―１５００９６号公報に開示されているものは、管内を走行して周方向溶接部（以下、周溶接部と言う）等に無溶剤塗料を塗装するもので、管内を走行する塗装台車に設けた周方向に回転する塗料絞り出し装置を設け、塗料袋を押圧して塗料を絞り出しながら塗料を塗り板（へら）で管内面に展圧する装置である。
【０００７】
また、特開平１１−２４４７６２号公報に開示されているものは、前記と同様に管内を走行して周溶接部等に無溶剤塗料を塗装するもので、管内を走行する塗装台車に設けた周方向に回転する塗装機において、塗装機の回転角度を検出するセンサによって塗料の吐布口位置を検出し、塗料の吐布位置に応じて塗装機の回転速度を調整して塗膜厚さの均一化を図ったものである。また、塗装機の塗料展圧部には独特の切り欠きを有するこてを設けて溶接継手部の目違いに対応可能とし、さらに前記こての後部にエアシリンダーで伸縮する（こてと実質的に同様な）ならしへらを設けて塗装終端部の塗料溜りを均一に均すようにしている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９―１５００９６号公報
【特許文献２】
特開平１１−２４４７６２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術において、無溶剤型塗料の塗膜厚さを均一に管理する手段は特開平９―１５００９６号公報の塗装装置では、塗料塗り板（へら）を工場塗装部に位置させることにより、この段差を利用して管内壁の隙間が自動的に設定できるため均一塗膜厚さにできるとしている。しかし、左右の管の溶接目違いや傾斜があるとこの段差は均一にならず塗膜は均一にできない課題がある。
【００１０】
また、特開平１１−２４４７６２号公報の塗装装置は、特開平９―１５００９６号公報の塗装装置における課題を解消して溶接目違いや傾斜があっても塗膜厚さの均一化を図るように改良されたものと推察される。
【００１１】
即ち、塗料塗布口をθ＝ａｒｃｔａｎ（ｈ／Ｘ）の傾斜切り欠きとアーチ型切り欠きが刻設された独特な形状のこてとして、目違いや溶接ビードの突起があっても均一塗装可能としている。また、塗装姿勢を回転角度センサで検出して下向き、水平、上向きに応じて塗料の絞り出し速度をコンピュータ制御して適切な塗膜厚を得るようにしている。
【００１２】
この塗装装置は上記の如く、複雑な装置構成とされているため製作費用が高くまた、複雑な操作を要する課題があった。
【００１３】
本発明は、上記従来技術の課題を解消し、簡素な構成でしかも容易な操作によって管内面に均一な塗膜厚で無溶剤型塗料を塗装可能な管内塗装装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明では、以下の構成を要旨とした。
管内の被塗装部に無溶剤型塗料を塗装する管内塗装装置であって、管内を走行可能とした台車と、塗装部を回転する駆動装置と、管内面に対向して周方向に回転駆動する塗装部と、塗装部を目視するカメラと、無溶剤型塗料の主剤と硬化剤を混合するスタティックミキサーで構成され、前記台車の前端部に前記駆動装置によって管内面に対向して周方向に回転可能とされている前記塗装部は、スタティックミキサーで主剤と硬化剤を混合された無溶剤型塗料を管内面の被塗装部に吐出する塗装へらを備えた塗装アタッチメントが管内面に向けて進退可能とする移動手段に保持され、且つ塗装アタッチメントの両端には、塗装へらと管内面の当接状態を一定に保持するローラーが設けられていることを特徴とする無溶剤型塗料の管内塗装装置である。
【００１５】
前記塗装アタッチメントにおける塗装へらの流路は、スタティックミキサーで混合された無溶剤型塗料の入口からトーナメント状に分岐する流路を通じて所定幅の塗装へらの先端部に設けられた複数の吐出口に連通するようにした方がよい。上記所定幅とは、被溶接部の幅であって、溶接継手部を塗装する場合は継手両側の工場塗装部までの未塗装部の幅である。
【００１６】
また、管内の継手溶接部を塗装する管内塗装装置においては、前記塗装アタッチメントの先端部に設けられた所定幅の塗装へらには、中央部に溶接ビードの突起高さに応じて設定される切り込み部を設け、その後方には前記切り込み幅より広い幅に亘って切り込みを有せず、且つ塗装へらより軟らかい均し刷毛を設けた。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の管内面塗装装置における好ましい実施の形態例を図面に従って説明する。
【００１８】
本発明の管内面塗装装置５は、作業者が内部に入ることの出来ない管内（４００Ａ〜６００Ａ）を走行して、無溶剤型塗料を用いて現地溶接部の管内面塗装を行う装置であり、図１に示すように、台車１は本体１ａの前後に管内面２ａに向けて３または４方向に走行車輪３が設けられ、管２内を管軸方向に走行可能とされている。台車１は駆動装置を備えた自走タイプまたは、管外からロッドで操作する非自走タイプのいずれとしてもよい。
【００１９】
また、台車本体１ａには管外から操作できるストッパー１５が設けられており、塗装時には所定位置で台車１を管２に固定することができる。
【００２０】
また、台車１の半径方向の中心位置には、前方に突き出た円筒４が、台車１に設けられた支持金具３９により固定されており、円筒４には管外の圧送ポンプ６ａ，６ｂからホース７ａ，７ｂを介して送られてくる無溶剤型塗料の主剤と硬化剤を混合するスタティックミキサー９が内蔵されている。また、台車本体１ａの前部および円筒４の前端部には、管内面２ａに対向して周方向に回転駆動する塗装部８の支持部材１０がベアリング１１を介して回転自由に取付けられており、前記支持部材１０は、台車本体１ａに固定された駆動装置（モーター）１２とベルト、チェーンまたは歯車等の伝達機構１３を介して円筒４の回りに回転可能に連結されている。なお、図中１０ｃはセットカラーである。
【００２１】
さらに、塗装部８の支持片２２または１０ａには、塗装部８に向けてテレビカメラ１４が固定されている。このテレビカメラ１４は、溶接継手部等の被塗装部を管外から目視して台車本体１ａを管内の所定位置にセットするため、および塗装アタッチメント２０と一緒に回転して塗装状況をモニターするために使用される。また、テレビカメラ１４の信号線はスリップリング１４ａを介して円筒４内の信号線（図示を省略した）に接続されている。
【００２２】
図２、図３は管内面に対向して周方向に回転駆動する塗装部８の一部縦断正面図と一部縦断側面図である。
塗装部８は台車本体１ａの駆動装置１２で回転可能に支持部材１０を介して支持された支持片１０ａの中央部にエアシリンダー２１の基端部を固定し、ピストン２９側に塗装アタッチメント２０の支持片２２を固定して、塗装アタッチメント２０が管内面２ａに向けて進退可能とされている。エアシリンダー２１の駆動は、管外のコンプレッサー１９からスイベルジョイント２３ａ（回転自在な流路継ぎ手）とホース２３を介して供給される圧縮空気による。なお、符号２３ｂは、スイベルジョイント２３ａにおける内側筒体および外側筒体に形成された流路と、前記外側筒体を固定したプーリ１０ｂを備えた支持部材１０内の流路である。この実施形態では、前記塗装アタッチメント２０は、支持片２２と、これに装着された段付きボルト２７と、その段付きボルト２７にガイドされる支持金具４２を備えた塗装へら２５と、支持金具４２に高さ調整可能に固定されたローラ２８等により構成されている。
【００２３】
また、塗装アタッチメント２０は、その支持片２２の左右端部が、台車本体１ａ側の支持片１０ａの貫通孔１８と塗装アタッチメント２０の支持片２２のガイド棒２４を挿通してガイドされ、且つ所定幅の塗装へら２５の左右端部に設けたコイルバネ２６によって付勢状態で塗装へら２５を傾斜自在に連結保持している。
【００２４】
また、塗装へら２５の左右端には塗装へら２５の先端に向けてネジ棒２７ａで高さ調整可能に固定されたローラー２８が設けられている。
すなわち、上記のように塗装アタッチメント２０を管内面に向けて進退可能としているため、台車１を管内移動する際は、塗装アタッチメント２０が管内面に接触しないように管内中心方向に退避させ、塗装作業時には塗装へら２５を管内面に一定の当接状態で保持することが出来る。
【００２５】
また、塗装へら２５をコイルバネ２６とガイドによって台車本体１ａの支持片１０ａに連結保持しているため、ぐら付きを防止して適切に塗装へら２５を管内面に当接できる。
さらに、塗装へら２５の左右端に設けられたローラー２８によって塗装へら２５を適切な当接状態を保持でき、且つネジ棒２７ａの高さ調整によって強弱の当接状態を設定できる。
【００２６】
塗装アタッチメント２０は、図３に示すように、塗装へら２５が回転方向Ｆに対して後方になるように傾けた方が塗膜の展圧性がよい。この傾き角度は管内面の接線に対して７５度〜６０度にするのが望ましい。
【００２７】
塗装へら２５には前記円筒４内に内蔵されたスタティックミキサー９で主剤と硬化剤が混合された無溶剤型塗料がスイベルジョイント９ａを介したチューブ３０を経由して供給され、先端から吐出されて管内面２ａの被塗装部３２に展圧塗装される。
【００２８】
塗装へら２５はゴムまたは合成樹脂を用いて製作し、先端の塗料吐出部３１を適度な軟らかさになるようにテーパ状に形成する。ゴムへら２５は硬度５０度程度のネオプレンゴムを用いるのが望ましい。
【００２９】
塗装へら２５は、図２，図３，図４に示すように、分割可能な２枚のゴム板の一方または両方の面に流路３７を形成してこの流路面を内側として重ねてボルト止して製作できる。先端の吐出部３８は展圧用へら３２と押さえへら３３用に隙間３４を有するようにし、この隙間３４から塗料３５が吐出する。
【００３０】
図４は塗装へら２５の内部を示すもので、塗料の入口３６から枝状（トーナメント状、すなわち、二又あるいは三又枝状等に複数段に分岐する枝状、図示の場合は、二又枝状に複数段に分岐する枝状）に分岐した流路３７が塗装へら２５先端の８個の吐出口３８に連通している。このように複数段の枝状に分岐させると塗料を均等に吐出口３８から吐出させることが出来る。
【００３１】
なお、管内の継手溶接部を塗装する管内塗装装置を使用する場合、溶接ビードが盛上がっていたり目違い（段差）による突起がある場合が多い。このため、継手溶接部を塗装する場合は、塗装へら２５の先端部に、突起部を通過する部分のへら先端に、突起高さを回避する三角形または台形状の切り込み４０を設ける。
【００３２】
しかし、継手溶接部の前記突起は形状が一定したものではなく、複雑な形状をしているため前記のようにへら２５に切り込み４０を設けたのみでは、前記突起部に均等な塗膜が形成できない。このため、前記切り込み４０の後部に、切り込みを有せず、且つ塗装へら２５より軟らかい均し刷毛４１を設けた。前記均し刷毛４１は複雑な形状の突起部があっても先行して展圧して形成した塗膜を均して塗膜を滑らかに形成する。なお、前記均し刷毛４１は切り込み４０の前部と後部の両方に付けた方が塗膜をより滑らかに形成できる。
前記均し刷毛４１は炭素繊維からなる繊維を刷毛状に成形したものを使用すると軟らかさ、強靭さの面から好適である。
【００３３】
下記の表１は、本発明において使用する無溶剤型塗料の一例の性状である。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
次に、本発明に係る管内塗装装置５を用いて無溶剤塗料を管内の溶接継手部に塗装する方法を説明する。
▲１▼  先ず、被塗装部となる溶接継手部および工場塗装部以外の未塗装部を、管内研掃装置等を用いて研掃しておく。
【００３６】
▲２▼  次に、本発明の管内塗装装置５を管内に挿入し、被塗装部位置まで移動する。この際、塗装アタッチメント２０が管内面２ａに接触しないようにエアシリンダー（移動手段）によって管内面２ａから離しておく。また、台車１の移動は自走台車でない場合は台車の後部にロッドを取付けて手動で押し込む。
【００３７】
▲３▼  台車１を被塗装部１７の所定位置に位置決めするには、台車先端部に設けたテレビカメラ１４のモニターで溶接継手を確認し、塗装アタッチメント２０の中心に合致させるか、または管端からの挿入移動距離を測定してあらかじめ解っている溶接継手長さに合わせる。
台車１が所定位置に達したらストッパー（エアシリンダー等）１５を働かせて台車１を管内面２ａに固定する。
【００３８】
▲４▼  塗装開始に先立って、塗装アタッチメント２０を，エアシリンダー（移動手段）２２に圧縮空気を送り管内面に向けて移動し、塗装へら２５の両端に設けられたローラー２８が管内面２ａに当接した状態を保つようにしておく。なお、ローラー２８は、塗装へら２５が管内面２ａに適切に当接する状態となるようにネジ棒２７ａで調整しておく。
【００３９】
▲５▼  塗装作業は以下のようにして行う。
管外に設置した圧送ポンプ６ａ，６ｂを用いて無溶剤塗料の主剤および硬化剤をそれぞれ別のホース７ａ，７ｂを経由して台車中心部に設けられた円筒４に内蔵されたスタティックミキサー９の入口１６に供給する。無溶剤塗料は粘度が常温で１０Ｐａ・Ｓ〜１００  Ｐａ・Ｓのものを使用し、これ以上硬い粘度の場合はヒーターにて加温して流動性を高める。スタティックミキサー９に送られた主剤と硬化剤が混合された塗料３５がチューブ３０を経由して塗装アタッチメント２０の塗装へら２５に供給され、複数段に分岐する枝状の流路３７を経由してへら先端の複数吐出口３８から均等に塗料３５が吐出される。なお、塗料３５の吐出に先立って、台車１の駆動装置（駆動モーター）１２を起動して塗装アタッチメント２０を管内周に沿って回転させておく。
【００４０】
塗装へら２５における展圧用へら３２と押さえへら３３の隙間から吐出された塗料３５は、管内面２ａに沿って適度の当接状態で移動する後部の展圧用へら３２で展圧されながら塗装される。また、溶接ビードの突起部は、へら２５先端の切り込み４０によって突起部に適量の塗料３５が付着され、且つ塗装へら２５の後部に設けた均し刷毛４１によって複雑な形状の突起状態でも滑らかな塗膜を形成することができる。
【００４１】
▲６▼  上記塗装作業は塗装むらを修復し、必要な塗膜厚さを得るまで管内周を数回繰り返して行う。
なお、塗装作業の状態はテレビカメラ１４によってモニターしながら行う。
【００４２】
▲７▼  塗装作業が終了したら、エアシリンダー２１の操作によって塗装アタッチメント２０を管内面２ａから離し、台車１のストッパー１５を解除して管内塗装装置５を管外に移動する。
【００４３】
なお、本発明の無溶剤型塗料の管内塗装装置５は、前記溶接継手部以外の管内面の塗装部損傷箇所の補修にも適用することができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の無溶剤型塗料の管内塗装装置は、管内走行台車の駆動装置によって管内面に対向して周方向に回転する塗装アタッチメントを回転しながらスタティックミキサーで主剤と硬化剤を混合した無溶剤型塗料を塗装へらから被塗装部に吐出して塗装する構成において、塗装アタッチメントの両端に塗装へらと管内面の当接状態を一定に保持するローラーを設けているため、簡素な構成でしかも容易な操作によって均一な塗膜厚さの無溶剤型塗料の塗装ができる。
【００４５】
また、塗装アタッチメントは、スタティックミキサーで混合された無溶剤型塗料の入口から枝状に分岐する流路を通じて所定幅の塗装へらの先端部に設けられた複数吐出口に連通するようにした場合は、広い幅に亘って塗料を均等に吐出できるため、さらに塗膜厚さの均等化を図ることができる。
【００４６】
また、管内の継手溶接部を塗装する場合、所定幅の塗装へらの中央部に溶接ビードの突起高さに応じて設定される切り込み部を設け、その後方には前記切り込み幅より広い幅に亘って切り込みを有せず、且つ塗装へらより軟らかい均し刷毛を設けているため、複雑な溶接ビードの形状に対しても滑らかな塗膜を形成できる。なお、均し刷毛としては炭素繊維で製作されたものを用いると、柔らかさと強靭さを備えており好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係る実施形態の管内塗装台車の全体を示す一部縦断側面図である。
【図２】図２は管内周に沿って回転する塗装部の一部縦断正面図である。
【図３】図３は管内面に塗装中の塗装部アタッチメントの一部縦断側面図である。
【図４】図４は塗装アタッチメントの塗料流路図である。
【符号の説明】
１  台車
１ａ  台車本体
２  管
２ａ  管内面
３  走行車輪
４  円筒
５  管内面塗装装置
６ａ  圧送ポンプ
６ｂ  圧送ポンプ
７ａ  ホース
７ｂ  ホース
８  塗装部
９  スタティックミキサー
１０  支持部材
１０ａ  支持片
１０ｂ  プーリ
１０ｃ  セットカラー
１１  ベアリング
１２  駆動装置
１３  伝達機構
１４  テレビカメラ
１４ａ  スリップリング
１５  ストッパ
１６  入口
１７  被塗装部
１８  貫通孔
１９  コンプレッサー
２０  塗装アタッチメント
２１  エアシリンダー
２２  支持片
２３  ホース
２３ａ  スイベルジョイント
２３ｂ  流路
２４  ガイド棒
２５  塗装へら
２６  コイルバネ
２７  段付きボルト
２７ａ  ネジ棒
２８  ローラー
２９  ピストン
３０  チューブ
３１  塗料吐出部
３２  展圧用へら
３３  押さえへら
３４  隙間
３５  塗料
３６  塗料の入口
３７  流路
３８  吐出部
４０  切り込み
４１  均し刷毛
４２  支持金具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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