(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側のケーシングと内側のケーシングとを少なくとも具備したメインケーシングと；該外側のケーシングの開口部に装着されその一部分が物体表面に接触せしめられる外側シール部材と；該内側のケーシングの開口部に装着されその一部分が物体表面に接触せしめられる内側シール部材と；該メインケーシングと物体表面との距離を任意の距離に維持し且つ物体表面に沿って移動可能な手段；とを具備する、液体中に在る物体表面に密着しながら物体表面に沿って移動可能な装置において、少なくとも該外側のケーシングと該外側シール部材と該内側シール部材とが物体表面と協働して気体が注入された第１領域を規定し、また、少なくとも該内側のケーシングと該内側シール部材とが物体表面と協働して気体が注入された第２領域を規定しており、該第１領域の気体の圧力と該第２領域の気体の圧力は相違している、ことを特徴とする、液面下の物体表面に密着し移動可能な装置。
【請求項２】
該第１領域に在る気体の圧力が装置を包囲する液体の圧力より高い圧力に維持されており、また、該第２領域に在る気体の圧力が装置を包囲する液体の圧力より低い圧力に維持されていることを特徴とする、請求項１に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置。
【請求項３】
該外側シール部材は、該第１領域に在る気体の圧力と装置を包囲する液体の圧力との差圧により物体表面に押し付けられる形状を具備しており、また、該内側シール部材は、該第１領域に在る気体の圧力と該第２領域に在る気体の圧力との差圧により物体表面に押し付けられる形状を具備している、ことを特徴とする、請求項１乃至請求項２に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置。
【請求項４】
該第１領域は圧縮気体源とフレキシブルホースを介して連結されるとともに該第１領域と該圧縮気体源との間には圧力制御弁Ｖ１が配置され、また、該第２領域は真空源とフレキシブルホースを介して連結されるとともに該第２領域と該真空源との間には圧力制御弁Ｖ２が配置されている、ことを特徴とする、請求項１乃至請求項３に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置。
【請求項５】
液面下の物体表面に密着している装置を包囲する液体のゲージ圧力をＰｗとし、該第１領域の気体のゲージ圧力をＰ１とし、該第２領域の気体のゲージ圧力をＰ２とすれば、Ｐｗの値が変動しても、Ｐ１＝Ｐｗ＋Ｐｍとなるように圧力制御弁Ｖ１を制御し、また、Ｐ２＝Ｐｗ−Ｐｎとなるように圧力制御弁Ｖ２を制御し、この時、Ｐｍの値は２０ｍｍＨｇから５００ｍｍＨｇまでの圧力範囲から選択した任意の値とし、Ｐｎの値は２０ｍｍＨｇから５００ｍｍＨｇまでの圧力範囲から選択した任意の値とする、ことを特徴とする、請求項４に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置。
【請求項６】
該第１領域において重力が作用する方向の下部に、液体を排出する孔であって該孔の下流側に流量調整弁を備えた孔を設けた、ことを特徴とする、請求項１乃至請求項５に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置。
【請求項７】
該第１領域もしくは該第２領域あるいは該第１領域と該第２領域の両方に物体表面に作用を施す装置を配置した、ことを特徴とする、請求項１乃至請求項６に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置。
【請求項８】
物体表面に作用を施す装置の一部を構成する、圧縮された気体が噴出するノズルを具備し、該ノズルの出口が該第１領域の内部または該第１領域に連通した部分で開口した装置において、液面下の物体表面に密着している装置を包囲する液体のゲージ圧力をＰｗとし、Ｐｍの値を２０ｍｍＨｇから５００ｍｍＨｇまでの圧力範囲から選択した任意の値とし、該ノズルへ供給される圧縮気体用の圧力制御弁Ｖｇのゲージ圧力をＰＧとすれば、Ｐｗの値が変動しても、ＰＧ＝Ｐｗ＋Ｐｍ＋Ｐｇとなるように圧力制御弁Ｖｇを制御し、この時、Ｐｇの値は２kgf/cm2 以上の圧力範囲から選択した任意の値とする、ことを特徴とする、請求項７に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置。
【請求項９】
物体表面に作用を施す装置の一部を構成する、圧縮された気体が噴出するノズルを具備し、該ノズルの出口が該第２領域の内部または該第２領域に連通した部分で開口した装置において、液面下の物体表面に密着している装置を包囲する液体のゲージ圧力をＰｗとし、Ｐｎの値を２０ｍｍＨｇから５００ｍｍＨｇまでの圧力範囲から選択した任意の値とし、該ノズルへ供給される圧縮気体用の圧力制御弁Ｖｂのゲージ圧力をＰＢとすれば、Ｐｗの値が変動しても、ＰＢ＝Ｐｗ−Ｐｎ＋Ｐｂとなるように圧力制御弁Ｖｂを制御し、この時、Ｐｂの値は２kgf/cm2 以上の圧力範囲から選択した任意の値とする、ことを特徴とする、請求項７に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置。
【請求項１０】
物体表面に作用を施す装置の一部を構成する、溶射ガン用のワイヤなどの通電されたワイヤが通過するフレキシブルコンディットを具備し、該フレキシブルコンディットの下流側の出口が該第１領域の内部または該第１領域に連通した部分で開口した装置において、液面下の物体表面に密着している装置を包囲する液体のゲージ圧力をＰｗとし、Ｐｍの値を２０ｍｍＨｇから５００ｍｍＨｇまでの圧力範囲から選択した任意の値とし、該フレキシブルコンディットの下流側の出口の直前の内部の気体のゲージ圧力をＰＣとすれば、Ｐｗの値が変動しても、ＰＣ＝Ｐｗ＋ＰｍもしくはＰＣ＞Ｐｗ＋Ｐｍとなるように、該フレキシブルコンディットの内部に圧縮気体を注入しかつ圧力を制御する、ことを特徴とする、請求項７に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置。
【請求項１１】
該外側のケーシングにはその一部を構成する環状の摺動部材を具備し、もしくは該内側のケーシングにはその一部を構成する環状の摺動部材を具備し、あるいは該外側のケーシングにはその一部を構成する環状の摺動部材を具備し且つ該内側のケーシングにはその一部を構成する環状の摺動部材を具備し、該摺動部材は物体表面に沿って揺動円運動を行なうとともに、該摺動部材には物体表面に作用を施す装置を配置した、ことを特徴とする、請求項７乃至請求項１０に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置。
【請求項１２】
該外側の摺動部材もしくは該内側の摺動部材あるいは該外側の摺動部材と該内側の摺動部材の両方は、装置が移動する方向に平行且つ揺動円運動を行う該外側の摺動部材もしくは該内側の摺動部材の回転の中心を通る線を中心線として、装置が移動する方向に向かって左回転方向に最大９０度また右回転方向に最大９０度すなわち合計最大１８０度の角度範囲内の任意の角度範囲で時計方向と反時計方向に反復して揺動円運動を行なう、ことを特徴とする、請求項１１に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置。
【請求項１３】
該外側の摺動部材は装置が移動する方向に向かって約１８０度反対側に、物体表面に作用する装置を具備し、該外側の摺動部材は、装置が移動する方向に平行且つ該外側の摺動部材の回転の中心を通る線を中心線として、装置が移動する方向に向かって左回転方向に最大９０度また右回転方向に最大９０度すなわち合計最大１８０度の角度範囲内の任意の角度範囲で時計方向と反時計方向に反復して揺動円運動を行なうとともに、装置の移動する方向が１８０度逆転した場合においては、該外側の摺動部材は約１８０度回転移動し、すなわち該物体表面に作用する装置は新しい移動方向に向かって約１８０度反対側に移動し、続いて、該外側の摺動部材は、装置の新しい移動方向を中心線として、装置の新しい移動方向に向かって左回転方向に最大９０度また右回転方向に最大９０度すなわち合計最大１８０度の角度範囲内の任意の角度範囲で時計方向と反時計方向に反復して揺動円運動を行なう、ことを特徴とする、請求項１２に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置。
【請求項１４】
物体表面に作用を施す装置の一部を構成する、圧縮された気体が噴出するノズルを具備し、該ノズルの出口が該第２領域の内部または該第２領域に連通した部分で開口した装置において、該第１領域と該第２領域とを連結する弁を具備し、該ノズルより圧縮された気体の噴出が無い場合には該弁が開となり、該ノズルより圧縮された気体の噴出が有る場合には該弁が閉となる、請求項１乃至請求項１３に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、液体中に在る物体表面に密着しかつ物体表面に沿って移動することのできる、液面下の物体表面に密着し移動可能な装置に関する。
本発明は、また、物体表面を気体のみに接触せしめる気体領域を具備し、該気体領域に物体表面に作用を施す装置を具備する、液面下の物体表面に密着し移動可能な装置に関する。
本発明の装置に具備される物体表面に作用を施す装置として、先ずアーク溶射装置を考えることができる。ただし、アーク溶射装置に限定されることはない。アーク溶射装置は、種々あるサーマルスプレー装置の中のひとつの装置である。一般に、サーマルスプレー装置とは、金属のごとき溶融材料としてのワイヤまたは粒子を溶融して微細化しかつ噴霧して物体表面にコーティングを形成する装置である。サーマルスプレー装置においては、１または２本のワイヤまたは粉末が送給材料に使用されることができ、そして加熱はアークまたは燃焼炎によっている。
本発明の装置に搭載される物体表面に作用を施す装置としては、サーマルスプレー装置の他にも、溶接装置のように溶融した材料を付着させる装置、プラスチックシートの貼付け装置、塗料や接着剤の吹付け装置、あるいは物体表面に熱処理を施す装置など種々の装置を適用することができる。これらの装置においては、作用を施す対象の物体表面が気体と接することにより、液体と接する場合と比較して、優れた作用効果を発揮する。
【０００２】
【従来の技術】
内部に負圧が生成されることによって物体表面に吸着し且つ物体表面に沿って移動する装置としては、以下に記載の装置を一例として挙げることができる。
船舶、ビルディング等の傾斜した又は実質上垂直な種々の物体表面に吸着して移動することができる装置として、例えば特公昭６０−２６７５２号公報（米国特許第４，０９５，３７８号明細書及び図面）に開示された装置を挙げることができる。
かかる装置は、メインケーシングと、該メインケーシングに装着された移動手段としての車輪と、該メインケーシングに連結されその自由端部が物体表面に接触せしめられるシール部材と、該メインケーシング、物体表面及び該シール部材によって規定された負圧領域の内部の流体を外部に排出するための負圧生成手段とを具備している。かかる装置においては、負圧生成手段が付勢されると負圧領域の内部の流体が外部に排出され、負圧領域内外の流体圧力差に起因してメインケーシングに作用する流体圧力は車輪を介して物体表面に伝達され、かかる流体圧力によって装置が物体表面に吸着される。また、かかる吸着状態において電動モ−タの如き駆動手段によって車輪を回転駆動せしめると、上記車輪の作用によって装置は物体表面に沿って移動する。また、かかる装置には、負圧領域の内部の物体表面に向け研掃材を噴射する研掃材噴射手段の如き作業装置が装着されており、物体表面上における種々の作業をリモートコントロールにて安全にかつ効率的に行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
而して、上述した従来の装置を液面下で使用する場合には次の通りの解決すべき問題が存在する。
第１の問題として、液面下に在る物体表面に対し、例えば圧縮空気を利用して研掃材を噴射し、よって物体表面に粗面を形成したのち、使用済みの研掃材を陸上に設置された回収容器まで空気流を利用して吸引回収する場合においては、研掃材の噴射領域に液体の侵入は禁物である。また、研掃材の噴射作業と同じく、物体表面に作用を施す領域への液体の侵入を嫌う種々の作業がある。例えば、サーマルスプレー装置、溶接装置のように溶融した材料を付着させる装置、プラスチックシートの貼付け装置、塗料や接着剤の吹付け装置、あるいは物体表面に熱処理を施す装置などの装置を使用した作業は、物体表面に作用を施す領域への液体の侵入を嫌う。これらの装置においては、作用を施す対象の物体表面が気体と接することにより、液体と接する場合と比較して、優れた作用効果を発揮するものである。
以上のような、物体表面に作用を施す領域への液体の侵入を嫌う作業を液面下で実施する装置においては、液体が侵入することが無く且つ気体で満たされた領域を具備する必要がある。
第２の問題として、金属のごとき溶融材料としてのワイヤまたは粒子を溶融して微細化しかつ噴霧して物体表面にコーティングを形成する、いわゆる物体表面に対して溶射を施す場合においては、溶射の前処理として物体表面に研掃材を噴射して粗面化する必要がある。しかし、溶射材料の吹き付けと研掃材の噴射を同一の空間、領域で行うことは困難である。このような場合においては、装置に二つの領域、すなわち、溶射材料の吹き付け領域と研掃材の噴射領域の両方を具備する必要がある。特に、液面下に在る物体表面に例えば溶射を施す場合においては、装置に溶射材料の吹き付け領域と研掃材の噴射領域の両方を具備することが必須である。かかる場合においては、研掃材の噴射を実施した後に直ちに溶射材料の吹き付けを実施できることが重要である。なお、研掃材の噴射や溶射材料の吹き付けなど物体表面に作用を施す領域は、液体が侵入することが無いように気体で満たす必要がある。
第３の問題として、以上のように、液面下に在る装置が気体で満たされた領域を具備する場合、深度が深くなるにつれ液圧が増大するので、該液圧が増大しても該気体で満たされた領域の圧力と該液圧との差圧が一定になるように該気体で満たされた領域の圧力を制御する必要がある。仮に、該液圧が該気体で満たされた領域の圧力より非常に大きいと、該気体で満たされた領域を該液圧が物体表面へ非常に強く押し付けるので、装置が物体表面に沿って移動するために非常に大きな力を必要とする。
また、研掃材の噴射など該気体で満たされた領域へ圧縮気体を噴出する場合においては、該気体で満たされた領域の圧力と圧縮気体の圧力との差圧が一定になるように圧縮気体の圧力を制御する必要がある。仮に、該気体で満たされた領域の圧力と圧縮気体の圧力との差圧が小さくなると圧縮気体の流量が減少するので、該圧縮気体を利用して物体表面に作用を施す場合においては該作用が不完全となる。
また、溶射材料の吹き付けなど該気体で満たされた領域へ通電したワイヤをフレキシブルコンディットの中を通して移送する場合においては、該フレキシブルコンディットの外部の液体の圧力と内部の気体の圧力との差圧が一定になるように該フレキシブルコンディットの内部の気体の圧力を制御する必要がある。仮に、該フレキシブルコンディットの外部の液体の圧力が内部の気体の圧力より大きいと該フレキシブルコンディットの内部へ液体が侵入し電気絶縁性が破壊される恐れがある。
第４の問題として、研掃材の噴射ノズルや溶射ガンなどの物体表面に作用を施す装置は気体で満たされた領域の内部で物体表面に沿って往復運動をさせる必要があるが、該気体で満たされた領域の内部へ外部の液体が侵入することの無いように往復運動機構を構成する必要がある。また、例えば研掃材の噴射を実施した後に直ちに溶射材料の吹き付けを実施するためには、装置の移動方向に向かって溶射ガンが研掃材の噴射ノズルの後方に常に位置するように該往復運動機構を構成する必要がある。
【０００４】
従って、本発明の技術的解決課題は次のとうりである。
第１の技術的解決課題は、気体で満たされた領域を具備する液面下の物体表面に密着し移動可能な装置を提供することである。
第２の技術的解決課題は、気体で満たされた二つの領域を具備する液面下の物体表面に密着し移動可能な装置を提供することである。
第３の技術的解決課題は、装置を包囲する液体の液圧が増大しても気体で満たされた領域の圧力と該液圧との差圧が一定になるように該気体で満たされた領域の圧力を制御することである。また、気体で満たされた領域へ圧縮気体を噴出する場合においては、該気体で満たされた領域の圧力と該圧縮気体の圧力との差圧が一定になるように該圧縮気体の圧力を制御することである。また、気体で満たされた領域へ通電したワイヤをフレキシブルコンディットの中を通して移送する場合においては、該フレキシブルコンディットの外部の液体の圧力と内部の気体の圧力との差圧が一定になるように該フレキシブルコンディットの内部の気体の圧力を制御することである。
第４の技術的解決課題は、研掃材の噴射ノズルや溶射ガンなどの物体表面に作用を施す装置を気体で満たされた領域の内部で物体表面に沿って往復運動をさせる機構について、該気体で満たされた領域の内部へ外部の液体が侵入することの無いように往復運動機構を構成することである。また、例えば研掃材の噴射を実施した後に直ちに溶射材料の吹き付けを実施するために、装置の移動方向に向かって溶射ガンが研掃材の噴射ノズルの後方に常に位置するように該往復運動機構を構成することである。
以上に、液面下の物体表面に密着し移動可能な装置において、従来技術の問題点を指摘し、本発明が解決しようとする課題を述べた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の技術的解決課題を達成するために、本発明によれば、特許請求の範囲の請求項１に記載されているように、外側のケーシングと内側のケーシングとを少なくとも具備したメインケーシングと；該外側のケーシングの開口部に装着されその一部分が物体表面に接触せしめられる外側シール部材と；該内側のケーシングの開口部に装着されその一部分が物体表面に接触せしめられる内側シール部材と；該メインケーシングと物体表面との距離を任意の距離に維持しかつ物体表面に沿って移動する手段とを具備する、液体中に在る物体表面に密着しながら物体表面に沿って移動可能な装置において、少なくとも該外側のケーシングと該外側シール部材と該内側シール部材とが物体表面と協働して第１領域を規定し、また、少なくとも該内側のケーシングと該内側シール部材とが物体表面と協働して規定した第２領域を具備したことを特徴とする、液面下の物体表面に密着し移動可能な装置が提供される。
また、特許請求の範囲の請求項２に記載されているように、該第１領域に在る気体の圧力が装置を包囲する液体の圧力より高い圧力に維持されており、また、該第２領域に在る気体の圧力が該第１領域に在る気体の圧力より低い圧力に維持されていることを特徴とする、請求項１に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置が提供される。
また、特許請求の範囲の請求項３に記載されているように、該外側シール部材は、該第１領域に在る気体の圧力と装置を包囲する液体の圧力との差圧により物体表面に押し付けられる形状を具備しており、また、該内側シール部材は、該第１領域に在る気体の圧力と該第２領域に在る気体の圧力との差圧により物体表面に押し付けられる形状を具備している、ことを特徴とする、請求項１乃至請求項２に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置が提供される。
また、特許請求の範囲の請求項４に記載されているように、該第１領域は圧縮気体源とフレキシブルホースを介して連結されるとともに該第１領域と該圧縮気体源との間には圧力制御弁Ｖ１が配置され、また、該第２領域は真空源とフレキシブルホースを介して連結されるとともに該第２領域と該真空源との間には圧力制御弁Ｖ２が配置されている、ことを特徴とする、請求項１乃至請求項３に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置が提供される。
また、特許請求の範囲の請求項５に記載されているように、液面下の物体表面に密着している装置を包囲する液体のゲージ圧力をＰｗとし、該第１領域の気体のゲージ圧力をＰ１とし、該第２領域の気体のゲージ圧力をＰ２とすれば、Ｐｗの値が変動しても、Ｐ１＝Ｐｗ＋Ｐｍとなるように圧力制御弁Ｖ１を制御し、また、Ｐ２＝Ｐｗ−Ｐｎとなるように圧力制御弁Ｖ２を制御し、この時、Ｐｍの値は２０ｍｍＨｇから５００ｍｍＨｇまでの圧力範囲から選択した任意の値とし、Ｐｎの値は２０ｍｍＨｇから５００ｍｍＨｇまでの圧力範囲から選択した任意の値とする、ことを特徴とする、請求項４に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置が提供される。
また、特許請求の範囲の請求項６に記載されているように、該第１領域の下部に液体を排出する孔を設けた、ことを特徴とする、請求項１乃至請求項５に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置が提供される。
また、特許請求の範囲の請求項７に記載されているように、該第１領域もしくは該第２領域あるいは該第１領域と該第２領域の両方に物体表面に作用を施す装置を配置した、ことを特徴とする、請求項１乃至請求項６に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置が提供される。
また、特許請求の範囲の請求項８に記載されているように、物体表面に作用を施す装置の一部を構成する、圧縮された気体が噴出するノズルを具備し、該ノズルの出口が該第１領域の内部または該第１領域に連通した部分で開口した装置において、該ノズルへ供給される圧縮気体用の圧力制御弁Ｖｇのゲージ圧力をＰＧとすれば、Ｐｗの値が変動しても、ＰＧ＝Ｐｗ＋Ｐｍ＋Ｐｇとなるように圧力制御弁Ｖｇを制御し、この時、Ｐｇの値は２ kgf/cm2 以上の圧力範囲から選択した任意の値とする、ことを特徴とする、請求項７に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置が提供される。
また、特許請求の範囲の請求項９に記載されているように、物体表面に作用を施す装置の一部を構成する、圧縮された気体が噴出するノズルを具備し、該ノズルの出口が該第２領域の内部または該第２領域に連通した部分で開口した装置において、該ノズルへ供給される圧縮気体用の圧力制御弁Ｖｂのゲージ圧力をＰＢとすれば、Ｐｗの値が変動しても、ＰＢ＝Ｐｗ−Ｐｎ＋Ｐｂとなるように圧力制御弁Ｖｂを制御し、この時、Ｐｂの値は２ kgf/cm2 以上の圧力範囲から選択した任意の値とする、ことを特徴とする、請求項７に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置が提供される。
また、特許請求の範囲の請求項１０に記載されているように、物体表面に作用を施す装置の一部を構成する、溶射ガン用のワイヤなどの通電されたワイヤが通過するフレキシブルコンディットを具備し、該フレキシブルコンディットの下流側の出口が該第１領域の内部または該第１領域に連通した部分で開口した装置において、該フレキシブルコンディットの下流側の出口の直前の内部の気体のゲージ圧力をＰＣとすれば、Ｐｗの値が変動しても、ＰＣ＝Ｐｗ＋ＰｍもしくはＰＣ＞Ｐｗ＋Ｐｍとなるように、該フレキシブルコンディットの内部に圧縮気体を注入しかつ圧力を制御する、ことを特徴とする、請求項７に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置が提供される。
また、特許請求の範囲の請求項１１に記載されているように、物体表面に作用を施す装置の一部を構成する、溶射ガン用のワイヤなどの通電されたワイヤが通過するフレキシブルコンディットを具備し、該フレキシブルコンディットの下流側の出口が該第２領域の内部または該第２領域に連通した部分で開口した装置において、該フレキシブルコンディットの下流側の出口の直前の内部の気体のゲージ圧力をＰＣとすれば、Ｐｗの値が変動しても、ＰＣ＞Ｐｗとなるように、該フレキシブルコンディットの内部に圧縮気体を注入しかつ圧力を制御する、ことを特徴とする、請求項７に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置が提供される。
また、特許請求の範囲の請求項１２に記載されているように、該外側のケーシングにはその一部を構成する環状の摺動部材を具備し、もしくは該内側のケーシングにはその一部を構成する環状の摺動部材を具備し、あるいは該外側のケーシングにはその一部を構成する環状の摺動部材を具備し且つ該内側のケーシングにはその一部を構成する環状の摺動部材を具備し、該摺動部材は物体表面と平行な面上で円運動を行なうとともに、該摺動部材には物体表面に作用を施す装置を配置した、ことを特徴とする、請求項７乃至請求項１１に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置が提供される。
また、特許請求の範囲の請求項１３に記載されているように、該外側の摺動部材もしくは該内側の摺動部材あるいは該外側の摺動部材と該内側の摺動部材の両方は、装置が移動する方向を中心線として、装置が移動する方向に向かって左回転方向に最大９０度また右回転方向に最大９０度すなわち合計最大１８０度の角度範囲内で時計方向と反時計方向に反復して揺動円運動を行なう、ことを特徴とする、請求項１２に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置が提供される。
また、特許請求の範囲の請求項１４に記載されているように、該外側の摺動部材は装置が移動する方向に向かって１８０度反対側に、物体表面に作用する装置を具備し、該外側の摺動部材は、装置が移動する方向を中心線として、装置が移動する方向に向かって左回転方向に最大９０度また右回転方向に最大９０度すなわち合計最大１８０度の角度範囲内で時計方向と反時計方向に反復して揺動円運動を行なうとともに、装置の移動する方向が１８０度逆転した場合においては、該外側の摺動部材は１８０度回転移動し、すなわち該物体表面に作用する装置は新しい移動方向に向かって１８０度反対側に移動し、続いて、該外側の摺動部材は、装置の新しい移動方向を中心線として、装置の新しい移動方向に向かって左回転方向に最大９０度また右回転方向に最大９０度すなわち合計最大１８０度の角度範囲内で時計方向と反時計方向に反復して揺動円運動を行なう、ことを特徴とする、請求項１３に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置が提供される。
また、特許請求の範囲の請求項１５に記載されているように、物体表面に作用を施す装置の一部を構成する、圧縮された気体が噴出するノズルを具備し、該ノズルの出口が該第２領域の内部または該第２領域に連通した部分で開口した装置において、該第１領域と該第２領域とを連結する弁を具備し、該ノズルより圧縮された気体の噴出が無い場合には該弁が開となり、該ノズルより圧縮された気体の噴出が有る場合には該弁が閉となる、請求項１乃至請求項１４に記載の液面下の物体表面に密着し移動可能な装置が提供される。
【０００６】
【作用】
本発明の装置において、第１領域の気体の圧力は装置を包囲している液体の液圧より高い圧力に維持されているので第２領域へ液体が侵入するのを阻止し、第２領域の気体の圧力は装置を包囲している液体の液圧より低い圧力に維持されているので負圧の作用により装置は物体表面へ密着する。また、メインケーシングと物体表面との距離を任意の距離に維持しかつ物体表面に沿って移動する手段により、装置は液体中に在る物体表面に密着しながら物体表面に沿って移動する。
また、装置は第１領域と第２領域の二つの領域を具備しており、該第１領域を例えば溶射材料の吹き付け領域として使用し、該第２領域を例えば研掃材の噴射領域として使用することができる。
また、深度が深くなるにつれ装置を包囲する液体の液圧が増大しても気体で満たされた領域の圧力と該液圧との差圧が一定になるように該気体で満たされた領域の圧力が制御される。
また、気体で満たされた領域へ圧縮気体を噴出する場合においては、該気体で満たされた領域の圧力と該圧縮気体の圧力との差圧が一定になるように該圧縮気体の圧力が制御される。
また、気体で満たされた領域へ通電したワイヤをフレキシブルコンディットの中を通して移送する場合においては、該フレキシブルコンディットの外部の液体の圧力と内部の気体の圧力との差圧が一定になるように該フレキシブルコンディットの内部の気体の圧力が制御される。
また、研掃材の噴射ノズルや溶射ガンなどの物体表面に作用を施す装置を気体で満たされた領域の内部で物体表面に沿って往復運動をさせる機構について、該気体で満たされた領域の内部へ外部の液体が侵入することが無い。
また、例えば研掃材の噴射を実施した後に直ちに溶射材料の吹き付けを実施するために、溶射ガンは装置の移動方向に向かって研掃材の噴射ノズルの後方に常に位置する。
【０００７】
【実施例】
以下、本発明に従って構成された装置の好適実施例について、添付図を参照して詳細に説明する。
図１乃至図１１を参照して説明すると、図示の装置は液面下の物体表面１に密着しており、図１において図の左方向もしくは右方向に移動する。
図示の装置はメインケーシング２を具備しており、メインケーシング２は剛性材料を素材とし、機能面から区分すると、大別して外側のケーシング２１と内側のケーシング２２により構成されている。ただし、メインケーシング２を構成する部材の面から区分すると同一の部材が外側のケーシング２１と内側のケーシング２２を兼ねている部材もある。例えば、円板部材２００においては、内側シール部材３２が装着された部分より外周方向の部分は外側のケーシング２１に属し、内側シール部材３２が装着された部分より円の中心方向の部分は内側のケーシング２２に属する。
外側のケーシング２１は、その主要な構成部材を列挙すると、約８０度の部分が欠けた環状の穴２０１を具備する略円形の円板部材２００と；環状の穴２０１の周縁部にその端部且つ開口部が溶着された、約８０度の部分が欠けた環状筒部材２１３と；環状筒部材２１３の物体表面１と反対方向の端部且つ開口部に溶着され、且つ該溶着された部分の内側が刳り抜かれて約８０度の部分が欠けた環状の穴を具備する、それ自体は完全な環状のフランジ部材２１４と；高分子ポリエチレン等の低摩擦係数を有するプラスチック材料を素材とする完全な環状の摺動板部材２１５と；摺動板部材２１５をフランジ部材２１４と協働して、且つ摺動板部材２１５が抵抗無く自由に円運動できるように僅かにクリアランスが有る状態を維持して、挟み込む外側フランジ部材２１７及び内側フランジ部材２１８と；フランジ部材２１４の環状の穴と対面する部分が刳り抜かれて約８０度の部分が欠けた環状の穴を具備する、それ自体は完全な環状の、ゴム等の柔軟な材料を素材とするシール板部材２１６と；円板部材２００の下部の約５０度の部分が刳り抜かれた円弧状の穴２０３の周縁部に溶着された、略台形の箱状部材Ａ２１２と；箱状部材Ａ２１２に溶着された中接続管部材２１１及び小接続管部材２１１ａ；から構成されている。
内側のケーシング２２は、その主要な構成部材を列挙すると、中心部分が略＋の形状に刳り抜かれた穴２０２を具備する円板部材２００と；円板部材２００の略＋の穴２０２の周縁部に溶着された、大別して５個の部材から成る複合筒部材２２０；から構成されている。複合筒部材２２０は、物体表面１に平行な断面形状がＣの形状で、物体表面１の側の端部が開口し、物体表面１の反対側の端部が板で閉ざされた左側筒部材２２３と；物体表面１に平行な断面形状が逆Ｃの形状で、物体表面１の側の端部が開口し、物体表面１の反対側の端部が板で閉ざされた右側筒部材２２４と；物体表面１の側が開口し、物体表面１の反対側の側面に小さい円形に繰り抜かれた円形穴２２６を具備し、円形穴２２６の周縁部に溶着された正方形板部材２２７を具備し、同じく円形穴２２６の周縁部に溶着された小さい円筒状の小円筒部材２２８を具備した、箱状の中央筒部材２２５と；中央筒部材２２５の下部側面に刳り抜かれた長方形の穴の周縁部に溶着され、該溶着された部分が開口した箱状部材Ｂ２２２と；箱状部材Ｂ２２２に溶着された大接続管部材２２１；から構成されている。
外側のケーシング２１の円板部材２００には、例えばポリウレタンゴム、プラスチック等の比較的柔軟な材料を素材とする外側シール部材３１がボルト、ナットにて装着されている。外側シール部材３１は、全体の形状が略円環状を成し、その自由端部が物体表面１に沿って装置の内側へ延びた形状をしている。
また、内側のケーシング２２の円板部材２００には、例えばポリウレタンゴム、プラスチック等の比較的柔軟な材料を素材とする内側シール部材３２がボルト、ナットにて装着されている。内側シール部材３２は、全体の形状が略円環状を成し、その自由端部が物体表面１に沿って装置の外側へ延びた形状をしている。
少なくとも外側のケーシング２１と外側シール部材３１と内側シール部材３２とが物体表面１と協働して第１領域１１が規定される。
また、少なくとも内側のケーシング２２と内側シール部材３２とが物体表面１と協働して第２領域１２が規定される。
外側のケーシング２１を構成する部材のひとつである摺動板部材２１５には、第１領域１１の内部の物体表面１に溶射を施すためのアーク溶射ガン８２が固定され、また、ギヤードエアモータ８１が支持金具を介して固定されている。内側フランジ部材２１８には外周部に歯を備えたリングギヤ２１９が固定されており、ギヤードエアモータ８１の出力軸に固定された歯車８１１と噛み合っている。よって、ギヤードエアモータ８１が回転駆動されれば、摺動板部材２１５はアーク溶射ガン８２及びギヤードエアモータ８１と共にリングギヤ２１９の周囲を円運動を行ないながら移動する。図６に図示するが、摺動板部材２１５、アーク溶射ガン８２及びギヤードエアモータ８１が円運動可能な角度範囲は最大２４０度である。本発明の実施例の装置が左方向に移動する場合のアーク溶射ガン８２の配置は図１に図示のとうりである。アーク溶射ガン８２は図１の配置を中心位置として、時計方向に３０度、反時計方向に３０度の合計６０度の角度範囲内において、時計方向に６０度の移動と反時計方向に６０度の移動の反復揺動円運動を連続的に行なう。また、本発明の実施例の装置が右方向に移動する場合のアーク溶射ガン８２の配置は図１の配置から１８０度反対側となる。この時、アーク溶射ガン８２は図１の配置から１８０度回転移動した配置を中心位置として、時計方向に３０度、反時計方向に３０度の合計６０度の角度範囲内において、時計方向に６０度の移動と反時計方向に６０度の移動の反復揺動円運動を連続的に行なう。すなわち、研掃材の噴射を実施した後に直ちに溶射材料の吹き付けを実施するために、アーク溶射ガン８２は装置の移動方向に向かって研掃材噴射ノズル８４の後方に常に位置するものである。
内側のケーシング２２を構成する部材のひとつである中央筒部材２２５に溶着された正方形板部材２２７は、第２領域の内部の物体表面１に向けて圧縮空気を利用して研掃材を噴射するための研掃材噴射ノズル８４を、図４乃至図５に図示するが、約４０度の角度で連続的に揺動させるための公知の揺動機構と揺動駆動源であるエアシリンダ８４４を具備している。なお、２式のピン８４３を揺動支点として揺動する板８４２にはノズルホルダ８４１が固定されている。ノズルホルダ８４１は研掃材噴射ノズル８４とブラストホース８４５を接続し且つ保持する。小円筒部材２２８と研掃材噴射ノズル８４との間隙部分にはゴム等の柔軟な材料を素材とするベローズ状のシール部材２２９が装着されている。なお、研掃材噴射ノズル８４の揺動機構は本発明には重要ではなく、図示のような公知の機構が使用され得る。所望であれば、本発明の実施例の装置に具備されているアーク溶射ガン８２の揺動機構と同様の揺動機構が使用されてもよい。
研掃材噴射ノズル８４を含む研掃材噴射装置は、溶射対象の物体表面１に対して溶射の前処理を行なう装置、すなわち、圧縮空気を利用して研掃材粒子を物体表面１に向け高速で噴射することにより物体表面１を粗面化する装置として溶射作業に欠かせない装置である。
本発明のための、研掃材噴射装置の態様、構造上の詳細は重要でなくかつ本発明の実施例に限定される必要はない。他の形状が使用され得る。
本発明の実施例の装置は、メインケーシング２の内部に４個の車輪４１（想像線で図示）を具備している。車輪４１は、メインケーシング２と物体表面１の間隙を一定の距離に維持し、且つメインケーシング２対し物体表面１の方向に作用する包囲液体の押し付け圧力を受け止める機能を有する。車輪４１をギヤードモータ（図示せず）などの駆動手段に連結すれば、本発明の実施例の装置は物体表面１に沿って自走することができる。ただし、本発明の実施例の装置を該装置の外部の力により物体表面１に沿って移動せしめる場合においては、車輪４１をギヤードモータ（図示せず）などの駆動手段に連結する必要は無く、自由に従動回転する車輪として使用する。なお、車輪４１をメインケーシング２に保持する機構は本発明には重要ではなく、公知の機構が使用され得る。
本発明の実施例の装置は、上述のように、物体表面１に作用を施す装置の一例として、アーク溶射ガン８２を含むアーク溶射装置を具備している。
以下に、従来のアーク溶射装置の構成を述べる。
図８乃至図９及び図１１に見られるように、亜鉛やアルミニウムなどの金属を素材とする２本の溶射用線材８２１（以下、ワイヤ８２１と呼称する）は、ワイヤリールを備えたワイヤ送給装置８３により、フレキシブルコンディット８２８（フレキシブル導管）の中を通ってアーク溶射ガン８２へ送給され、アーク溶射ガン８２の内部においては、ワイヤ８２１はワイヤノズル８２２へ送給される。ワイヤノズル８２２の一部に交流または直流を通電する通電端子を設け（図示せず）、それぞれのワイヤ９２１はワイヤノズル８２２を介して通電される。ワイヤ８２１はワイヤノズル８２２を出た所で交差接触してアークを発生させる。このとき、ワイヤ８２１はアーク熱により瞬間的に加熱溶融して細粒となり、二つのワイヤノズル８２２の中間にあるガスノズル８２３から噴出する圧縮空気などの圧縮気体の作用により微粒化し（霧状にされ）かつ冷却されながら飛散して物体表面１に衝突し、金属溶射被膜を形成する。
アーク電流は、一般に、数百アンペア程度である。
アーク溶射装置において、ワイヤ８２１及びワイヤノズル８２２と接触するガンケーシング８２６などの部材は硬いプラスチツクのごとき電気絶縁材料から形成される。  ワイヤ送給機構の方式またはワイヤ送給装置８３の配置は本発明には重要ではなく、そして他の適切な通常のまたは他の所望の機構が使用され得る。また、ワイヤ送給機構は公知のようにアーク溶射ガン８２の内部に配置することもできる。
本発明のための、アーク溶射装置の上述したような態様、構造上の詳細は重要でなくかつ本発明の実施例に限定される必要はない。他の形状が使用され得る。
なお、本発明の装置に搭載される物体表面１に作用を施す装置はアーク溶射装置に限定されない。アーク溶射装置は、種々あるサーマルスプレー装置（溶射装置）の中のひとつの装置である。一般に、サーマルスプレー装置とは、金属のごとき溶融材料としてのワイヤまたは粒子を溶融して微細化しかつ噴霧して物体表面にコーティングを形成する装置である。サーマルスプレー装置においては、１または２本のワイヤまたは粉末が送給材料に使用されることができ、そして加熱はアークまたは燃焼炎によっている。
さらに、本発明の装置に搭載されて物体表面に作用を施す装置としては、サーマルスプレー装置の他にも、溶接装置のように溶融した材料を付着させる装置、プラスチックシートの貼付け装置、塗料や接着剤の吹付け装置、研掃材の噴射装置、あるいは物体表面に熱処理を施す装置など種々の装置を適用することができる。これらの装置においては、作用を施す対象の物体表面が気体と接することにより、液体と接する場合と比較して、優れた作用効果を発揮する。
主として図１０乃至図１１を参照して、本発明の実施例の装置の全体システムを以下に説明する。液面下の物体表面１に密着しかつ物体表面１に沿って移動する装置は、以下、装置本体と呼称する。なお、配管を示す線及びワイヤを示す線の上の矢印は、流体が流れる方向及びワイヤが移送される方向を示している。
主として図１０において、装置本体の第１領域１１の中接続管部材２１１は、エアホース８５１を介して、下流側から順に、圧力制御弁Ｖ１、電磁開閉弁８５２、エアコンプレッサ８５に連結されている。エアコンプレッサ８５は十分な吐出量且つ十分な吐出圧力を具備している。
第１領域１１は、内部の圧力を検知する圧力センサＰ１を具備している。
第２領域１２の大接続管部材２２１は、サクションホースを兼ねたエアホース８６１を介して、上流側から順に、研掃材回収容器兼ダストコレクタ８６２、圧力制御弁Ｖ２、ルーツ式真空ポンプ８６に連結されている。ルーツ式真空ポンプ８６は十分な吸引風量且つ十分な吸引圧力を具備しており、また、過大な真空の発生によりルーツ式真空ポンプ８６が焼き付かないように、過大な真空が発生した場合には自動的に外気を吸入して真空度を低下させる機能を有するバキュームブレーカ８６３がルーツ式真空ポンプ８６の入口に具備されている。
第２領域１２は、内部の圧力を検知する圧力センサＰ２を具備している。
第２領域１２の外側には、装置本体を包囲する液体の圧力を検知する圧力センサＰｗが具備されている。
第１領域１１の小接続管部材２１１ａには、第１領域１１の内部に侵入した液体を外部に排出するための流量調整弁８５３が具備されている。
第１領域１１の下部には、第１領域１１の内部の液体の有無を検知する電極式センサ８７１が具備されている。
第１領域１１と第２領域１２の間には、上流側から順に、流量調整弁８５４及び電磁開閉弁８５５が具備されている。電磁開閉弁８５５は、研掃材噴射ノズル８４から圧縮空気が噴出していない時には開いており、研掃材噴射ノズル８４から圧縮空気が噴出している時には閉じている。流量調整弁８５４は、電磁開閉弁８５５が開いている時に電磁開閉弁８５５を通過する単位時間あたりの気体の流量が研掃材噴射ノズル８４から噴出する単位時間あたりの圧縮空気の流量とほぼ同じになるように流量を調整する。流量調整弁８５４及び電磁開閉弁８５５が具備されている目的は、研掃材噴射ノズル８４から圧縮空気が噴出する、しないの状態の変化に起因して、第２領域１２からルーツ式真空ポンプ８６へ流れる気体の流量が極端に変動するのを防止する目的である。
研掃材噴射ノズル８４は、ブラストホース９４５を介して、下流側から順に、研掃材圧送タンク８４６、圧力計ＰＢ、圧力制御弁Ｖｂ、電磁開閉弁８４７及びエアコンプレッサ８５に連結されている。
主として図１１を参照して、アーク溶射ガン８２のガスノズル８２３は、エアホース８３１を介して、下流側から順に、圧力計ＰＧ、圧力制御弁Ｖｇ及びエアコンプレッサ８５に連結されている。
アーク溶射ガン８２に連結された２本のフレキシブルコンディット８２８の上流側のそれぞれの端部に具備された圧縮空気入口８２９は、フレキシブルコンディット８２８の内部及びフレキシブルコンディット８２８に連通されたアーク溶射ガン８２の内部を加圧するために、下流側から順に、流量調整弁８３２及びエアコンプレッサ８５に連結されている。アーク溶射ガン８２の内部の圧力は、第１領域１１の圧力と同圧か、もしくはアーク溶射ガン８２の内部の圧力が第１領域１１の圧力より高めに維持されるように、リリーフ弁８３３が具備されている。
フレキシブルコンディット８２８の内部には通電されたワイヤ８２１が通っており、ワイヤ８２１はワイヤ送給装置８３により繰り出される。もし、フレキシブルコンディット８２８の外部の液体の圧力が内部の気体の圧力より大きいとフレキシブルコンディット８２８の内部へ液体が侵入し電気絶縁性が破壊される恐れがある。
以下に、主として図１０乃至図１１を参照して、上述の各圧力制御弁の制御方法について述べる。
第１に、液面下に装置本体が在る場合、深度が深くなるにつれ装置本体を包囲する液圧が増大するので、該液圧が増大しても第１領域１１の圧力と該液圧との差圧、あるいは第２領域１２の圧力と該液圧との差圧が一定になるように第１領域１１及び第２領域１２の圧力が制御される。仮に、該液圧が第２領域１２の圧力より非常に大きいと、装置本体を該液圧が物体表面１へ非常に強く押し付けるので、装置本体が物体表面１に沿って移動するために非常に大きな力を必要とする。
このため、液面下の物体表面に密着している装置本体を包囲する液体のゲージ圧力をＰｗとし、第１領域１１の気体のゲージ圧力をＰ１とし、第２領域１２の気体のゲージ圧力をＰ２とすれば、Ｐｗの値が変動しても、Ｐ１＝Ｐｗ＋Ｐｍとなるように圧力制御弁Ｖ１を制御し、また、Ｐ２＝Ｐｗ−Ｐｎとなるように圧力制御弁Ｖ２を制御する。この時、Ｐｍの値は２０ｍｍＨｇから５００ｍｍＨｇまでの圧力範囲から選択した任意の値とし、Ｐｎの値は２０ｍｍＨｇから５００ｍｍＨｇまでの圧力範囲から選択した任意の値とする。
第２に、アーク溶射ガン８２のガスノズル８２３から第１領域１１へ圧縮空気を噴出する場合においては、第１領域１１の圧力と圧縮空気の圧力との差圧が一定になるように圧縮空気の圧力が制御される。仮に、第１領域１１の圧力と圧縮空気の圧力との差圧が小さくなると圧縮空気の流量が減少するので、該圧縮空気を利用して物体表面１に作用を施す場合においては該作用が不完全となる。
このため、ガスノズル８２３の出口が第１領域１１の内部または第１領域１１に連通した部分で開口した装置において、ガスノズル８２３へ供給される圧縮空気用の圧力制御弁Ｖｇのゲージ圧力をＰＧとすれば、Ｐｗの値が変動しても、ＰＧ＝Ｐｗ＋Ｐｍ＋Ｐｇとなるように圧力制御弁Ｖｇを制御する。この時、Ｐｇの値は２ kgf/cm2 以上の圧力範囲から選択した任意の値とする。
第３に、研掃材噴射ノズル８４から第２領域１２へ圧縮空気を噴出する場合においては、第２領域１２の圧力と圧縮空気の圧力との差圧が一定になるように圧縮空気の圧力が制御される。仮に、第２領域１２の圧力と圧縮空気の圧力との差圧が小さくなると圧縮空気の流量が減少するので、該圧縮空気を利用して物体表面１に作用を施す場合においては該作用が不完全となる。
このため、研掃材噴射ノズル８４の出口が第２領域１２の内部または第２領域１２に連通した部分で開口した装置において、研掃材噴射ノズル８４へ供給される圧縮空気用の圧力制御弁Ｖｂのゲージ圧力をＰＢとすれば、Ｐｗの値が変動しても、ＰＢ＝Ｐｗ−Ｐｎ＋Ｐｂとなるように圧力制御弁Ｖｂを制御する。この時、Ｐｂの値は２ kgf/cm2 以上の圧力範囲から選択した任意の値とする。
第４に、アーク溶射ガン８２など第１領域１１へ通電したワイヤ８２１をフレキシブルコンディット８２８の中を通して移送する場合においては、フレキシブルコンディット８２８の外部の液体の圧力と内部の気体の圧力との差圧が一定になるようにフレキシブルコンディット８２８の内部の気体の圧力を制御する。仮に、フレキシブルコンディット８２８の外部の液体の圧力が内部の気体の圧力より大きいとフレキシブルコンディット８２８の内部へ液体が侵入し電気絶縁性が破壊される恐れがある。
このため、フレキシブルコンディット８２８の下流側の出口が第１領域１１の内部または第１領域１１に連通した部分で開口した装置において、フレキシブルコンディット８２８の下流側の出口の直前の内部の気体のゲージ圧力をＰＣとすれば、Ｐｗの値が変動しても、ＰＣ＝Ｐｗ＋ＰｍもしくはＰＣ＞Ｐｗ＋Ｐｍとなるように、フレキシブルコンディット８２８の内部に圧縮空気を注入しかつ圧力を制御する。
なお、以上に述べた本発明の実施例の装置とは態様が若干異なるが、物体表面に作用を施す装置の一部を構成する、アーク溶射ガン用のワイヤなどの通電されたワイヤが通過するフレキシブルコンディットを具備し、該フレキシブルコンディットの下流側の出口が第２領域１２の内部または第２領域１２に連通した部分で開口した装置においては、該フレキシブルコンディットの下流側の出口の直前の内部の気体のゲージ圧力をＰＣとすれば、Ｐｗの値が変動しても、ＰＣ＞Ｐｗとなるように、該フレキシブルコンディットの内部に圧縮空気を注入しかつ圧力を制御する。
【０００８】
【作用】
次に、上述した装置の作用効果について、主として図１０乃至図１１を参照して説明する。
浅い深度の液面下に在る装置本体において、外側シール部材３１と内側シール部材３２のそれぞれの端部を物体表面１へ接触せしめた後、ルーツ式真空ポンプ８６を起動し、且つ電磁開閉弁８５２を開にして第１領域１１へ圧縮空気を流入せしめれば、第１領域１１の内部の圧力は装置本体を包囲する液体の圧力より高い圧力になり、第１領域１１の内部の気体及び液体は開いている電磁開閉弁８５５を通って第２領域１２へ流入し、また、内側シール部材３２と物体表面１の隙間を通って第２領域１２へ流入し、また、外側シール部材３１と物体表面１の隙間を通って装置本体の外部へ流出し、また、流量調整弁８５３を通って装置本体の外部へ流出する。僅かな時間が経過した後、第１領域１１のすべての液体が装置本体の外部へ流出する。第２領域１２の液体及び第１領域１１から第２領域１２へ気体と共に流入した液体は、ルーツ式真空ポンプ８６の吸引作用により吸引移送され（気液混合移送され）、第２領域１２のすべての液体は研掃材回収容器兼ダストコレクタ８６２により捕集、回収される。
なお、第２領域１２の圧力が所望の圧力に維持されている時、第１領域１１の圧力が内側シール部材３２の自由端部を物体表面１の方向に押し付け、よって第１領域１１の気体が第２領域１２に流入するのを極力阻止する。また、第１領域１１の圧力は外側シール部材３１の自由端部を物体表面１の方向に押し付け、液体が第１領域１１の内部に流入するのを阻止する。かくして、第１領域１１及び第２領域１２の内部に液体が流入するのが阻止される。
ルーツ式真空ポンプ８６が起動すると、第２領域１２の圧力は装置本体を包囲する液体の圧力より低くなり、よって装置本体は液体の圧力により物体表面１へ押し付けられて密着する。かくして装置本体は物体表面１に吸着するとともに、車輪４１をギヤードモータ（図示せず）などの駆動手段により回転駆動せしめると装置は物体表面１に沿って移動する。
物体表面１に作用を施す装置の作用効果について以下に述べると、第２領域１２に具備された研掃材噴射ノズル８４から圧縮空気と共に高速度で噴射された研掃材は、物体表面１に射突して物体表面１に付着する錆びなどの異物を除去し且つ表面を粗面化した後、使用済みの研掃材及びダストは、サクションホースを兼ねたエアホース８６１を通って吸引移送された後、研掃材回収容器兼ダストコレクタ８６２により研掃材及びダストが捕集、回収された後の清浄化された気体はルーツ式真空ポンプ８６に吸引されて大気中へ放出される。
第１領域１１に具備されたアーク溶射ガン８２において、溶射用線材のワイヤ８２１はアーク熱により瞬間的に加熱溶融して細粒となり、ガスノズル８２３から噴出する圧縮空気の作用により微粒化し（霧状にされ）かつ冷却されながら飛散して物体表面１に衝突し、金属溶射被膜を形成する。ガスノズル８２３から噴出する圧縮空気は、一部は外側シール部材３１と物体表面１の隙間を通って装置本体の外部へ流出し、また一部は内側シール部材３２と物体表面１の隙間を通って第２領域１２へ流入した後、サクションホースを兼ねたエアホース８６１を通って吸引移送される。
アーク溶射ガン８２は図１の配置を中心位置として、時計方向に３０度、反時計方向に３０度の合計６０度の角度範囲内において、時計方向に６０度の移動と反時計方向に６０度の移動の反復揺動円運動を連続的に行なう。また、本発明の実施例の装置の装置本体が右方向に移動する場合のアーク溶射ガン８２の配置は図１の配置から１８０度反対側となる。この時、アーク溶射ガン８２は図１の配置から１８０度回転移動した配置を中心位置として、時計方向に３０度、反時計方向に３０度の合計６０度の角度範囲内において、時計方向に６０度の移動と反時計方向に６０度の移動の反復揺動円運動を連続的に行なう。すなわち、研掃材の噴射を実施した後に直ちに溶射材料の吹き付けを実施するために、アーク溶射ガン８２は装置本体の移動方向に向かって研掃材噴射ノズル８４の後方に常に位置する。
【０００９】
上述した本発明の好適実施例の装置の効果について説明する。
本発明の装置において、第１領域１１の気体の圧力は装置を包囲している液体の液圧より高い圧力に維持されているので第２領域１２へ液体が侵入するのを阻止し、第２領域１２の気体の圧力は装置を包囲している液体の液圧より低い圧力に維持されているので負圧の作用により装置は物体表面へ密着する。また、メインケーシング２と物体表面１との距離を任意の距離に維持しかつ物体表面１に沿って移動する手段により、装置本体は液体中に在る物体表面１に密着しながら物体表面１に沿って移動する。
装置本体は、第１領域１１と第２領域１２の二つの領域を具備しており、該第１領域１１を例えば溶射材料の吹き付け領域として使用し、該第２領域１２を例えば研掃材の噴射領域として使用することができる。
また、深度が深くなるにつれ装置本体を包囲する液体の液圧が増大しても、気体で満たされた領域の圧力と該液圧との差圧が一定になるように、該気体で満たされた領域の圧力が制御される。
また、気体で満たされた領域へ圧縮気体を噴出する場合においては、該気体で満たされた領域の圧力と該圧縮気体の圧力との差圧が一定になるように該圧縮気体の圧力が制御される。
また、気体で満たされた領域へ通電したワイヤ８２１をフレキシブルコンディット８２８の中を通して移送する場合においては、フレキシブルコンディット８２８の外部の液体の圧力と内部の気体の圧力との差圧が一定になるようにフレキシブルコンディット８２８の内部の気体の圧力が制御される。
また、研掃材噴射ノズル８４やアーク溶射ガン８２などの物体表面１に作用を施す装置を気体で満たされた領域の内部で物体表面１に沿って往復運動をさせる機構について、該気体で満たされた領域の内部へ外部の液体が侵入することが無いように構成されている。
また、例えば研掃材の噴射を実施した後に直ちに溶射材料の吹き付けを実施するために、アーク溶射ガンは装置本体の移動方向に向かって研掃材噴射ノズル８４の後方に常に位置するように構成されている。
【００１０】
以上に本発明の装置の好適実施例について説明したが、本発明の装置は該好適実施例の他にも特許請求の範囲に従って種々実施例を考えることができる。
【００１１】
【発明の効果】
第１の問題点とそれを克服した発明の効果を述べると、液面下に在る物体表面に対し、例えば圧縮空気を利用して研掃材を噴射し、よって物体表面に粗面を形成したのち、使用済みの研掃材を陸上に設置された回収容器まで空気流を利用して吸引回収する場合においては、研掃材の噴射領域に液体の侵入は禁物である。また、研掃材の噴射作業と同じく、物体表面に作用を施す領域への液体の侵入を嫌う種々の作業がある。例えば、サーマルスプレー装置、溶接装置のように溶融した材料を付着させる装置、プラスチックシートの貼付け装置、塗料や接着剤の吹付け装置、あるいは物体表面に熱処理を施す装置などの装置を使用した作業は、物体表面に作用を施す領域への液体の侵入を嫌う。これらの装置においては、作用を施す対象の物体表面が気体と接することにより、液体と接する場合と比較して、優れた作用効果を発揮するものである。
以上のような、物体表面に作用を施す領域への液体の侵入を嫌う作業を液面下で実施する装置においては、液体が侵入することが無く且つ気体で満たされた領域を具備する必要がある。
本発明の装置においては、物体表面に作用を施す領域への液体の侵入を阻止する機構を具備した。
第２の問題点とそれを克服した発明の効果を述べると、金属のごとき溶融材料としてのワイヤまたは粒子を溶融して微細化しかつ噴霧して物体表面にコーティングを形成する、いわゆる物体表面に対して溶射を施す場合においては、溶射の前処理として物体表面に研掃材を噴射して粗面化する必要がある。しかし、溶射材料の吹き付けと研掃材の噴射を同一の空間、領域で行うことは困難である。このような場合においては、装置に二つの領域、すなわち、溶射材料の吹き付け領域と研掃材の噴射領域の両方を具備する必要がある。特に、液面下に在る物体表面に例えば溶射を施す場合においては、装置に溶射材料の吹き付け領域と研掃材の噴射領域の両方を具備することが必須である。かかる場合においては、研掃材の噴射を実施した後に直ちに溶射材料の吹き付けを実施できることが重要である。なお、研掃材の噴射や溶射材料の吹き付けなど物体表面に作用を施す領域は、液体が侵入することが無いように気体で満たす必要がある。
本発明の装置においては、物体表面に作用を施す二つの領域、例えば、溶射材料の吹き付け領域と研掃材の噴射領域の両方を具備し、該二つの領域への液体の侵入を阻止した。
第３の問題点とそれを克服した発明の効果を述べると、液面下に在る装置本体が気体で満たされた領域を具備する場合、深度が深くなるにつれ液圧が増大するので、該液圧が増大しても該気体で満たされた領域の圧力と該液圧との差圧が一定になるように該気体で満たされた領域の圧力を制御する必要がある。仮に、該液圧が該気体で満たされた領域の圧力より非常に大きいと、該気体で満たされた領域を該液圧が物体表面へ非常に強く押し付けるので、装置が物体表面に沿って移動するために非常に大きな力を必要とする。
本発明の装置においては、深度が深くなるにつれ液圧が増大しても該気体で満たされた領域の圧力と該液圧との差圧が一定になるように該気体で満たされた領域の圧力を制御した。
第４の問題点とそれを克服した発明の効果を述べると、研掃材の噴射など該気体で満たされた領域へ圧縮気体を噴出する場合においては、該気体で満たされた領域の圧力と圧縮気体の圧力との差圧が一定になるように圧縮気体の圧力を制御する必要がある。仮に、該気体で満たされた領域の圧力と圧縮気体の圧力との差圧が小さくなると圧縮気体の流量が減少するので、該圧縮気体を利用して物体表面に作用を施す場合においては該作用が不完全となる。
本発明の装置においては、気体で満たされた領域の圧力と圧縮気体の圧力との差圧が一定になるように圧縮気体の圧力を制御した。
第５の問題点とそれを克服した発明の効果を述べると、溶射材料の吹き付けなど該気体で満たされた領域へ通電したワイヤをフレキシブルコンディットの中を通して移送する場合においては、該フレキシブルコンディットの外部の液体の圧力と内部の気体の圧力との差圧が一定になるように該フレキシブルコンディットの内部の気体の圧力を制御する必要がある。仮に、該フレキシブルコンディットの外部の液体の圧力が内部の気体の圧力より大きいと該フレキシブルコンディットの内部へ液体が侵入し電気絶縁性が破壊される恐れがある。
本発明の装置においては、フレキシブルコンディットの外部の液体の圧力と内部の気体の圧力との差圧が一定になるように該フレキシブルコンディットの内部の気体の圧力を制御した。
第６の問題点とそれを克服した発明の効果を述べると、研掃材の噴射ノズルや溶射ガンなどの物体表面に作用を施す装置は気体で満たされた領域の内部で物体表面に沿って往復運動をさせる必要があるが、該気体で満たされた領域の内部へ外部の液体が侵入することの無いように往復運動機構を構成する必要がある。
本発明の装置においては、気体で満たされた領域の内部へ外部の液体が侵入することの無いように往復運動機構を構成した。
第７の問題点とそれを克服した発明の効果を述べると、例えば研掃材の噴射を実施した後に直ちに溶射材料の吹き付けを実施するためには、装置本体の移動方向に向かってアーク溶射ガンが研掃材の噴射ノズルの後方に常に位置するように該往復運動機構を構成する必要がある。
本発明の装置においては、装置本体の移動方向に向かってアーク溶射ガンが研掃材の噴射ノズルの後方に常に位置するように該往復運動機構を構成した。
【００１２】
かくの通りの液面下の物体表面に密着し移動可能な装置は、液面下の物体表面において様々な作業を行う様々な装置を搭載し、且つ該装置を物体表面に沿って移動せしめる装置として好都合に用いることができる。例えば、海洋構造物の海面下にある物体表面に対し研掃材の噴射作業や溶射作業を実施する装置として好都合に用いることができる。本発明の装置に搭載される物体表面に作用を施す装置としては、サーマルスプレー装置、溶接装置のように溶融した材料を付着させる装置、プラスチックシートの貼付け装置、塗料や接着剤の吹付け装置、研掃材の噴射装置、あるいは物体表面に熱処理を施す装置など様々な装置を適用することができる。これらの装置においては、作用を施す対象の物体表面が気体と接することにより、液体と接する場合と比較して優れた作用効果を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された装置の好適実施例を示す平面図。
【図２】図１に示す装置における右側面図。
【図３】図１に示す装置における底面図。
【図４】図１に示す装置におけるＡ−Ａの断面図。
【図５】図１に示す装置におけるＢ−Ｂの断面図。
【図６】図２に示す装置におけるＣ−Ｃの断面図。
【図７】図１に示す装置におけるＤ−Ｄの拡大断面図。
【図８】図１に示す装置におけるＥ−Ｅの拡大断面図。
【図９】図１に示す装置におけるＦ−Ｆの拡大断面図。
【図１０】本発明に従って構成された装置の全体システムを示す図。
【図１１】本発明に従って構成されたアーク溶射装置の全体システムを示す図。
【図１２】図４乃至図６に示す装置における円板部材２００の部材図（図６ａ）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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