(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管内壁面に樹脂液を用いた塗膜を形成するために用いられる管内塗装装置において、
上記管内を移動する際に得られる管内差圧により生じる管内空気流を受けて回転可能であって、上記樹脂液の塗付ノズルを備えた動翼と、
上記動翼の内部に一部が嵌合して回転支持体をなすと共に内部に上記動翼に供給される樹脂液の通路を有する軸体とを備え、
上記軸体の軸方向において上記動翼の端部とこの端部に対向する上記軸体の端部との間には、上記動翼の端部に当接可能な含油性のメカニカルシールと、該メカニカルシールに対向する油吐出部を備えた油供給部とが設けられていることを特徴とする管内塗装装置。
【請求項２】
請求項１記載の管内塗装装置において、
上記油供給部は、上記メカニカルシールに油吐出部が対面するシール受け面を備えたシール支持部材と、そのシール支持部材の油吐出部に連通する油溜まりを備えた油収容部材とで構成されていることを特徴とする管内塗装装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の管内塗装装置において、
上記油供給部は、上記メカニカルシールに当接する習性が付与されていることを特徴とする管内塗装装置。
【請求項４】
管内壁面に樹脂液を用いた塗膜を形成するために用いられる管内塗装装置において、
上記管内を移動する際に得られる管内差圧により生じる管内空気流を受けて回転可能であって、上記樹脂液の塗付ノズルを備えた動翼と、
上記動翼の内部に一部が嵌合して回転支持体をなすと共に内部に上記動翼に供給される樹脂液の通路を有する軸体とを備え、
上記軸体の軸方向において上記動翼の端部とこの端部に対向する上記軸体の端部との間には、上記軸体の軸外周面に圧接可能かつ上記動翼の端面側に圧接可能な二重リング状の可撓性および低摩擦係数を有するメカニカルシールを配置したことを特徴とする管内塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管内塗装装置に関し、さらに詳しくは、管内空気流を利用して塗料として用いられる樹脂液を遠心吹付けする塗付装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地中等に埋設されているガス管、水道管、あるいは通信管路等の既設配管には、鋼管や鋳鉄管等の金属管あるいは硬質ビニール管等の樹脂管が用いられているが、埋設期間が長期にわたると腐食等による老朽化現象が進行して管内に漏洩孔等の欠損部が生じることがある。特に、金属管を用いた場合にはこの現象が顕著である。
【０００３】
従来、老朽化現象に対して欠損箇所の補修やその現象の進行を予防する予防保全の目的から、気密性を要求されるガス管、水道管では、管路内面にシールチューブを内張りしたり、また樹脂液を管内面にライニングして管路のシール性を高めるようにした更正修理技術が開発されている。
【０００４】
樹脂液を管内壁面に塗付してライニングを施す技術には、樹脂液を遠心噴霧させるパッカー方式のライニング技術が提案されている（例えば、特公昭５１ー４１６５５号公報）。
上記公報記載のライニング技術は、エアモータにより塗料吹付けカップを回転させる構造であるために、エアモータを組込むことにより装置自体が大型化するだけでなく、装置が高価となる。しかも、エアモータへのエア供給用配管等の設備が必要となるばかりでなく、その配管を管路内に挿通する操作が必要となることから、配管の重量等が影響して運搬時や管内への挿通の際の作業性が悪くなる。
【０００５】
そこで、このような不具合を解消するライニング技術として、内部に樹脂液の収容部と、この収容部に連通する樹脂通路を有し、樹脂通路末端が周方向に沿って複数の噴射口をなす回転可能な塗付カップとを設け、この塗付カップを管内にて引き動かした際に得られる管内差圧により発生する管内空気流を利用して回転させ、内部に収容されている樹脂液を遠心力によって噴射口から吐出させる技術が提案されている（例えば、本出願の先願に係る特願平８ー５３４２８号）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、樹脂液を噴射させるための噴射口を備えた塗付カップと、この塗付カップを回転自在に支持する部材との間には、回転部と静止部という関係が成立し、その境界部では、静止部との間で摩擦抵抗が大きくなることを避ける必要がある。そこで、塗付カップとこの回転支持部材側との対向部間に空気を介在させて両者間を無接触な関係とし、塗付カップを浮動状態で回転させるためのラビリンスシール構造が考えられる。しかし、この構造では、ラビリンスシールの近傍に樹脂液の貯溜部が形成されているような場合には、ラビリンスシール内に樹脂液が流れ込むこともあり、樹脂液がシール内で硬化した場合には、塗付カップの円滑な回転が阻害される虞がある。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来の管内塗装装置、特に回転支持部における問題に鑑み、塗付カップに対して管内空気流を有効に作用させて高速回転を保障することにより、樹脂液の塗付効率を低減させないようにすることができる構造を備えた管内塗装装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、請求項１記載の発明は、管内壁面に樹脂液を用いた塗膜を形成するために用いられる管内塗装装置において、上記管内を移動する際に得られる管内差圧により生じる管内空気流を受けて回転可能であって、上記樹脂液の塗付ノズルを備えた動翼と、上記動翼の内部に一部が嵌合して回転支持体をなすと共に内部に上記動翼に供給される樹脂液の通路を有する軸体とを備え、上記軸体の軸方向において上記動翼の端部とこの端部に対向する上記軸体の端部との間には、上記動翼の端部に当接可能な含油性のメカニカルシールと、該メカニカルシールに対向する油吐出部を備えた油供給部とが設けられていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の管内塗装装置において、上記油供給部は、上記メカニカルシールに油吐出部が対面するシール受け面を備えたシール支持部材と、そのシール支持部材の油吐出部に連通する油溜まりを備えた油収容部材とで構成されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の管内塗装装置において、上記油供給部は、上記メカニカルシールに当接する習性が付与されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項４記載の発明は、管内壁面に樹脂液を用いた塗膜を形成するために用いられる管内塗装装置において、上記管内を移動する際に得られる管内差圧により生じる管内空気流を受けて回転可能であって、上記樹脂液の塗付ノズルを備えた動翼と、上記動翼の内部に一部が嵌合して回転支持体をなすと共に内部に上記動翼に供給される樹脂液の通路を有する軸体とを備え、上記軸体の軸方向において上記動翼の端部とこの端部に対向する上記軸体の端部との間には、上記軸体の軸外周面に圧接可能かつ上記動翼の端面側に圧接可能な二重リング状の可撓性および低摩擦係数を有するメカニカルシールを配置したことを特徴としている。
【００１２】
【作用】
請求項１乃至３記載の発明では、軸体と動翼との対向部間ではメカニカルシールを介在させることにより樹脂液の侵入が阻まれる。しかも、メカニカルシールを介在させることにより軸体と動翼とは接触した関係となるが、それら両者間に位置するメカニカルシールが含油性で、かつ油の供給構造を備えているので、メカニカルシールと上記両者との間の摩擦抵抗を低減させることができる。これにより、樹脂液の侵入を遮断するために両部材に密着するメカニカルシールを介在させても動翼の回転を阻害する摩擦抵抗を殆どなくした状態にすることが可能となり、管内空気流を利用した動翼の高速回転を維持させて樹脂液の塗付効率を低下させないようにすることができる。
【００１３】
請求項４記載の発明では、軸体の軸部外周面および動翼側の端面に圧接可能な二重リング状のメカニカルシールを用いることで、軸部を支持するＯリングの機能と樹脂液の進入防止との両機能を単一部材で発揮することができる。
【００１４】
【実施例】
以下、図示実施例により本発明の詳細を説明する。
図１は、本発明実施例による管内塗装装置の要部構成を説明するための断面図であり、同図において管内塗装装置１は、樹脂液の噴射部とこの噴射部に遠心力を生起させる動翼とが同一の部材で構成されていることを特徴としている。
つまり、管内塗装装置１は、軸体２により回転自在に支持されている動翼３を備えている。
軸体２は、軸方向一端が軸部よりも大径の端板２ａをなし、内部には軸方向に沿って樹脂液通路２ｂが形成されている。端板２ａには、ボルト４を介してさらに大径のガイド部材５が取り付けられると共に、樹脂液通路２ｂに連通可能なタンク等の樹脂液供給部材（図示されず）が取り付けられている。
軸体２に形成されている樹脂液通路２ｂは、端板２ａ側を始点として軸方向に沿って形成され、軸方向途中に位置する終点で径方向に貫通する複数の樹脂液吐出路２ｂ１が連通させてある。
軸体２の軸方向において端板２ａと反対側の端部に相当する先端部には、軸受け６、７が挿嵌され、後述する動翼３を回転自在に支持するようになっている。ガイド部材５は、管路の中心と管内塗装装置１の中心とを整合させるためのものであり、本実施例では、周壁が波型とされた略皿状をなす弾性体で構成され、管内に挿入された際に管内塗装装置１の構成部材が管路内壁と干渉するのが防止されるようになっている。
【００１５】
動翼３は、軸受け６、７に挿嵌されて回転自在に支持され、内部に軸体２の樹脂液吐出路２ｂ１に連通する空間で構成された樹脂液溜まり３ａを備え、外周面には、回転翼３ｂがキー８を介して挿嵌支持され、さらに樹脂液溜まり３ａと対応する位置には塗付ノズル３ｃが設けられている。
塗付ノズル３ｃは、リム部３ｃ１とそのリム部３ｃ１に対して４等分位置で直径方向に張り出したスポーク部３ｃ２とを備え、スポーク部３ｃ２の内部に軸体２側の樹脂液溜まり３ａに連通する樹脂液通路３ｃ３が形成されている。樹脂液通路３ｃ３は、リム部３ｃ１との連結位置で開口し、樹脂液を遠心力によって吐出させることができるようになっている。
【００１６】
一方、軸体２の端板２ａとこの端板２ａに対向する動翼３の端部との間にはメカニカルシール９が配置されている。
メカニカルシール９は、本実施例の場合、焼結カーボン等で構成された含油性部材が用いられ、軸体２の軸方向において一方の面が動翼３の端部に当接している。
軸体２の軸方向においてメカニカルシール９の他方の面には、油供給部１０が対向して設けられている。
油供給部１０は、図２に示すように、シール受け部材１１と油収容部材１２とを備えており、これら両部材１１、１２は、図１において符号１０ａで示すＯリングを介して軸体２の外周面に挿嵌されている。
図２において、シール受け部材１１および油収容部材１２は、内部に軸体２の挿通支持孔を有し、それら部材のうち、シール受け部材１１は、軸体２の軸方向に沿った断面形状が一端にフランジ部を有するブッシュ状に形成されている。
油収容部材１２は、シール受け部材１１のフランジ部に当接可能なフランジ部を軸方向一端に有し、内部にはシール受け部材１１が嵌合可能な内径をもたせて形成された空間からなる油溜まり部１２ａが設けられている。
油収容部材１２の油溜まり部１２ａには、シール受け部材１１に形成されている油吐出路１１ａが連通しており、この油吐出路１１ａは、軸方向に貫通する孔で構成され、その一端がシール受け面１１ｂで開口している。
【００１７】
フランジ同士が当接した状態で配置されるシール受け部材１１および油収容部材１２には、これら部材を圧接させてシール受け部材１１のシール受け面１１ｂをメカニカルシール９に圧接させるための弾性体１３が配置されている。
弾性体１３は、油収容部材１２のフランジ部と軸体２の端板２ａとの間に配置されたコイルバネで構成され、油収容部材１２を押圧することでシール受け部材１１とメカニカルシール９との圧接を維持するようになっている。
なお、図１において軸受け６、７は、軸体２の先端に取り付けられるボルト１４により締結される座板１５およびキャップ部材１６によって抜け止めがなされ、また、キー８を介して動翼３に装着される回転翼３ｂは、動翼３に取り付けられるロックナット１７によって抜け止めされている。
【００１８】
本実施例は以上のような構成であるから、軸体２の端板２ａに向けて弾性体１３、油収容部材１２およびシール受け部材１１の順で挿嵌され、次いで、動翼３が軸体２に挿嵌されて組付けられる。軸体２に挿嵌された動翼３は、軸受け６、７が軸体２に嵌合されることによって回転自在に支持される。
動翼３には、予め回転翼３ｂが設けられており、軸体２に動翼３が取り付けられることにより、軸体２に対して独立して回転することができる。
軸体２に対する動翼３の取り付けが終了すると、ボルト１４およびロックナット１７の締結によって動翼３が軸対２の端板２ａ側に位置決めされる。
動翼３が位置決めされると、弾性体１３には押圧力が作用し、その反発力によって油収容部材１２内に嵌合しているシール受け部材１１がメカニカルシール９側に押圧され、シール部材１１のシール受け面１１ｂがメカニカルシール９に圧接する。
【００１９】
油収容部材１２の油溜まり１２ａには潤滑用油が充填されており、シール受け部材１１の油吐出路１１ａ内に充満させられる。
油吐出路１１ａ内に充満している潤滑用油は、メカニカルシール９に接触しているので、メカニカルシール９内で油が不足した場合に毛管現象によりメカニカルシール９に移行して補充される。
管内塗装装置１は、図示されない管路内で得られる管内空気流によって動翼３が回転すると、遠心力によって軸体２内の樹脂液通路２ａに充満している樹脂液が動翼３内の樹脂溜まり３ａを介して塗付ノズル３ｃ内に導かれて遠心塗付される。
【００２０】
動翼３と軸体２とは、メカニカルシール９を介して面接触しているので、その対向部に樹脂液が入り込む空間部がなく、さらにメカニカルシール９には潤滑用油が充満しているので、動翼３の回転が妨げられることがない。
【００２１】
次に請求項４記載の発明について説明する。なお、図３において、図１に示したものと同じ構成部材については同符号により示してある。
図３は、請求項４記載の発明の実施例を説明するための図であり、同図において、メカニカルシール（便宜上、符号９０で示す）は、上記実施例で示したＯリング（図１中、符号１０ａで示す部材）の機能も併せ持つ構成を備えている。
つまり、メカニカルシール９０は、上記実施例で説明した焼結カーボンに代えて可撓性および低摩擦係数を有する弾性体が用いられる。このような弾性体としては、含油性ゴムあるいは樹脂が用いられる。
このような可撓性および低摩擦係数を有するメカニカルシール９０は、断面形状が二重のリング状をなし、内側のリング部が断面波状に形成され、外側のリング部はシール受け部材９１の内面に圧接させてある。
【００２２】
メカニカルシール９０は、軸体２の軸部に挿嵌される断面カップ状のシール受け部材９１内に装填され、図示されない位置決め部によって軸方向で位置決めされている。なお、メカニカルシール９０の軸方向一端、つまり、樹脂液溜まり３ａに対面する端部と反対側の端部に対して図示されない蓋を設けて塞ぐようにすることも可能である。
【００２３】
本実施例は以上のような構成であるから、シール受け部材９１内に装填されるメカニカルシール９０は、図３に示すように、内側のリング部が軸体２の軸部外周面に圧接し、外側のリング部がシール受け部材９１の内面に圧接する。この際の圧接状態は、内側のリング部外周面に配置されたスプリング９４によって維持され、内側のリング部が浮き上がるのを防止される。
軸体２が回転すると、その軸部外周面に圧接しているメカニカルシール９０も連れ回ることができる。このため、メカニカルシール９０は、遠心力によってリング部が外側に膨らむ傾向となる。リング部が外側に膨らむ傾向となることによって、内側のリング部は、軸体２の軸部外周面との間での接触抵抗が軽減されて軸体２の回転抵抗が減少する一方、外側のリング部はシール受け部材９１の内面に圧接する傾向となる。
【００２４】
内側のリング部は、遠心力によって外側に膨らんだ場合でも、スプリング９４により軸体２の軸部外周面に対して樹脂液の漏洩を防止できる必要最小限の接触状態は確保され、Ｏリングとしての機能が維持される。
【００２５】
本実施例によれば、軸体２の軸部外周面に圧接しているメカニカルシール９０は、その圧接による回転抵抗の増大を抑制することができ、しかも、回転抵抗を抑制した際でも、樹脂液の漏洩を阻止することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように、請求項１乃至３記載の発明によれば、軸体と動翼との対向部間ではメカニカルシールを介在させることにより樹脂液の侵入が阻まれる。しかも、メカニカルシールを介在させることにより軸体と動翼とは接触した関係となるが、それら両者間に位置するメカニカルシールが含油性で、かつ油の供給構造を備えているので、メカニカルシールと上記両者との間の摩擦抵抗を低減させることができる。これにより、樹脂液の侵入を遮断するために両部材に密着するメカニカルシールを介在させても動翼の回転を阻害する摩擦抵抗を殆どなくした状態にすることが可能となり、管内空気流を利用した動翼の高速回転を維持させて樹脂液の塗付効率を低下させないようにすることができる。
【００２８】
請求項４記載の発明によれば、軸体の軸部外周面および動翼側の端面に圧接可能な二重リング状のメカニカルシールを用いることで、軸部を支持するＯリングの機能と樹脂液の進入防止との両機能を単一部材で発揮させることができ、しかも、管内空気流を利用した動翼の回転による遠心力を利用して軸体との間の接触抵抗を少なくすることができるので、簡単な構成により動翼の高速回転を妨げないで樹脂液の塗布効率を低下させないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る管内塗装装置の実施例の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示した管内塗装装置における要部の構成を説明するための断面図である。
【図３】図１に示した管内塗装装置の別実施例を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１          管内塗装装置
２          軸体
２ａ        樹脂液通路
３          動翼
３ａ        樹脂液溜まり
３ｂ        回転翼
３ｃ        塗付ノズル
９、９０    メカニカルシール
１０        油供給部
１１        シール受け部材
１１ａ      油吐出路
１１ｂ      シール受け面
１２        油収容部材
１２ａ      油溜まり部
９１        シール受け部材
９２        仕切部材
９３        蓋部材
【図１】
0003877381.tif 000002
【図２】
0003877381.tif 000003
【図３】
0003877381.tif 000004