JPH091010A - 管内面への塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 噴霧状になりにくい低粘度の塗布剤であって
も、鋼管等の管内面へ容易に塗装することができる管内
面への塗布装置を提供する。 【構成】 塗布剤の供給孔を内部に設け、かつ供給孔か
ら連続する吹出口を複数設けたノズル部と、該ノズル部
を高速で回転できる回転駆動部と、前記ノズル部の供給
孔に所定量の塗布剤を送り込む塗布剤供給部と、前記ノ
ズル部と塗布剤供給部を連結する連結部からなり、前記
ノズル部は、その吹出口を覆い、吹出口から噴出する塗
布剤を柔軟に蓄積する弾性体を有していることを特徴と
する管内面への塗装装置にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼管等の管内面へ低粘
度の塗布剤を塗り付けるための管内面への塗装装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、管内面への塗装装置としては、塗
布剤を染み込んだブラシ毛を管内面に直接押し付けて塗
布するブラシ式塗装方法と、複数の吹出孔を有するノズ
ルから塗布剤を噴霧状にして間接的に吹きかけるノズル
式塗装方法がある。ブラシ式塗装方法とは、図１１に示
すように、塗布剤の供給孔を内部に設け、かつ供給孔か
ら塗布剤を噴出させるための吹出口を１つまたは複数設
けたノズル部１０１と、該ノズル部１０１を低速で回転
させる回転駆動部２０１と、前記ノズル部１０１の供給
孔に所定量の塗布剤を送り込む塗布剤供給部３０１と、
前記ノズル部１０１と塗布剤供給部３０１を連結する連
結部３２１からなり、前記ノズル部１０１は、その前記
吹出口を覆うようにブラシ毛１１１を敷設した構造であ
る。

【０００３】これは、まず前期回転駆動部２０１の駆動
モータ２１１を駆動させて、その駆動力によりギア４０
１が回転する。またこのギア４０１には、ギア４１１が
噛み合って配設されている。そして、ギア４１１はノズ
ル部１０１を回転可能に固定されている。したがって、
ギヤ４０１の回転力がギア４１１に伝達され、そしてノ
ズル部１０１が回転することにより、ノズル部１０１の
先端に位置するブラシ毛１１１が回転する。一方、前記
塗布剤供給部３０１は、塗布剤を貯蔵するタンクから、
ポンプ３１１により所定量の塗布剤をノズル部１０１の
供給孔に供給する。この供給に際し、ノズル部１０１の
供給孔と塗布剤供給部３０１を連結し、かつノズル部１
０１の回転を塗布剤供給部３０１に伝動させないための
連結部３２１を有している。このため、ノズル部１０１
が回転していても、塗布剤供給部３０１を回転させるこ
となく塗布剤を供給することができる。そして、塗布剤
の供給により、ノズル部１０１の供給孔には塗布剤が充
満する。さらに吹出口からブラシ毛１１１に浸透するま
で塗布剤を充満させた状態でブラシ毛１１１を管の内面
に直接押しつけ、これにより管の内面をブラシ毛１１１
の幅程度だけを塗装する方法である。あるいは、ノズル
部１０１を固定して、管自体を回転駆動装置２０１によ
り回転させて、管内面に塗布剤を塗装する場合もある。

【０００４】一方、ノズル式塗装方法とは、図１２に示
すように、塗布剤の供給孔を内部に設け、かつ供給孔か
ら連続する吹出口１６２を複数設けたノズル部１０２
と、該ノズル部１０２を高速で回転させる回転駆動部２
０２と、前記ノズル部１０２の供給孔に所定量の塗布剤
を送り込む塗布剤供給部３０２と、前記ノズル部１０２
と塗布剤供給部３０２を連結し、かつノズル部１０２の
回転を塗布剤供給部３０２に伝動させないための連結部
３２２を有する構成である。なお、図１４は回転駆動部
２０２の回転駆動力をベルト４０２により伝達している
場合である。

【０００５】これは、まず前記塗布剤供給部３０２は、
塗布剤を貯蔵するタンクからポンプ３１２により所定量
の塗布剤をノズル部１０２の供給孔に供給する。この
時、ノズル部１０２は、回転駆動部２０２の駆動モータ
２１２により高速回転している。このため、ノズル部１
０２の供給孔内の塗布剤は、高速回転により発生してい
る遠心力で吹出口１６２から噴霧状になって噴射され、
管の内周面を塗装する方法である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のブラシ式塗装方法やノズル式塗装方法には、次の
ような問題点がある。ブラシ式塗装方法では、粘度の低
い油脂、例えばグリスや防錆油等のような塗布剤であっ
ても、管の内面にさえ押圧すれば塗装することが可能で
ある。しかし、ブラシ毛が直接管の内面に当接して一定
の押圧力を維持しなければ、塗布剤の厚みを一定に保つ
ことができない上、高速で塗装することは困難である。
しかも、塗料供給部からブラシ部への塗布剤の供給圧力
が一定で、かつ徐々に行われる高度な供給構造でない
と、塗装される塗布剤の厚みにムラがでてしまう。一
方、ノズル式塗装方法では、粘度の高い液状の塗布剤で
あれば、ノズルを高速回転させることにより、塗布剤を
噴霧状に噴出させて吹きつけるという極めて安定した塗
装が、しかも高速で可能である。しかし、グリスや防錆
油等のような低粘度の塗布剤では、高速回転を行っても
塗布剤が噴霧状にならず、塗装することができない。本
発明は、係る問題点を鑑みてなされたものであって、鋼
管等の管内面への低粘度の塗布剤を塗装するための管内
面への塗布装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、塗布剤の供給
孔を内部に設け、かつ供給孔から連続する吹出口を複数
設けたノズル部と、該ノズル部を高速で回転させる回転
駆動部と、前記ノズル部の供給孔に所定量の塗布剤を送
り込む塗布剤供給部と、前記ノズル部と塗布剤供給部を
連結する連結部からなり、前記ノズル部は、その吹出口
を覆い、吹出口から噴出する塗布剤を柔軟に蓄積する弾
性体を有していることを特徴とする管内面への塗装装置
にある。

【０００８】本発明において最も注目すべきことは、上
記ノズル部には、その吹出口の外側を覆い、吹出口から
噴出する塗布剤を柔軟に蓄積する弾性体を有しているこ
とにある。また、その前記弾性体は、金網状体とするこ
とが好ましい。この金網状体を使用することにより、塗
布剤を細かく、かつ不規則に裁断するとともに、塗布剤
を蓄積する柔軟性を両立する。この前記吹出口と弾性体
との間には、塗布剤が充満する間隙を有することが好ま
しい。これにより、弾性体全体に塗布剤を行き渡らせる
ことが容易となる。さらに、弾性体は吹出口を金網状体
で渦巻き状に巻き込む形状に設けるか、または吹出口を
含むノズル部の先端部を覆う袋形状に設けることが好ま
しい。また前記金網状体は、例えば、きっ甲金網、織金
網、メタルラス、ワイヤラス、エキスパンドメタル、溶
接金網等を選択できる。これらは主に金属製ではある
が、プラスチック等の化学樹脂製や化学繊維製であって
もよい。そして、前記弾性体を固定する方法として、溶
接や接着の他、かしめや嵌合、ネジ、クランプ、ピン等
が適宜使用できる。

【０００９】また、本発明のノズル部先端の位置を上下
または左右、あるいは前後に調整可能な移動機構を設け
て、管の大きさや塗装する範囲の変化に応じて、最適な
位置合わせを行うことが好ましい。

【００１０】

【作用および効果】本発明の管内面への塗装装置におい
ては、上記ノズル部の吹出口にはこれを覆い、吹出口か
ら噴出する塗布剤を柔軟に蓄積する弾性体を有してい
る。そのため、塗布剤供給部から供給された塗布剤が、
不均一に供給された場合であっても、弾性体の伸縮許容
量の範囲内で蓄積される。そして、高速回転するノズル
部に発生する遠心力により、塗布剤はノズル部の吹出口
からの噴出を促されて、噴霧状になり均一に吹き付ける
ことができる。

【００１１】また上記弾性体は、金網状体としている。
そのため、吹出口から噴出する塗布剤に対し弾性体は柔
軟に伸び縮みして、塗布剤を蓄積することが容易である
とともに、金網状であることで吹出口よりも微細な孔径
を構成することができる。これにより、グリスや防錆油
のような低粘度の塗布剤であっても、細かく裁断されて
噴出することが可能となる。しかも、吹出口と弾性体と
の間には、塗布剤が充満できる間隙を有している。その
ため、吹出口から噴出した塗布剤が弾性体にあたり、吹
出口近傍の弾性体の一部分だけでなく、弾性体全体に充
満することが容易となり、均一な塗布剤の塗装に効果的
である。

【００１２】さらに上記弾性体は、吹出口を金網状体で
渦巻き状に巻き込む形状を有したり、吹出口を含むノズ
ル部の先端部を覆う袋形状を有している。上記弾性体が
金網状体を渦巻き状を有している場合は、金網状体の孔
径が微細になりやすいし、それにより、噴出する塗布剤
が微細に裁断されて噴霧状になりやすい。また、弾性体
が袋形状を有している場合は、伸び縮みしやすいため塗
布剤の量に柔軟に蓄積しやすく、塗布剤供給部からの塗
布剤の供給圧に対し、許容範囲が広くなる。

【００１３】

【実施例１】本発明の実施例１について図１〜図１２を
用いて説明する。図１は本発明の実施例に係る塗装装置
の全体構成図を示す。塗装装置１は、塗布剤の供給孔を
内部に設け、かつ供給孔から連続する吹出口を１つまた
は複数設けたノズル部１０と、該ノズル部１０を高速で
回転できる回転駆動部２０と、前記ノズル部１０の供給
孔に所定量の塗布剤を送り込む塗布剤供給部３０と、前
記ノズル部１０と塗布剤供給部３０を連結する連結部３
２からなり、前記ノズル部１０は、その吹出口を覆い、
吹出口から噴出する塗布剤を柔軟に蓄積する弾性体１１
を有している。

【００１４】前記回転駆動部２０は、駆動モータ（エア
ーモーター式）２１と、その駆動力を回転力として伝達
するシャフト２２と、該シャフト２２の先端に固定され
た回転体４０と、ノズル部１０に固定された回転体４１
と、該回転体４０と４１との間の回転力を伝達するため
のベルト４２とから構成されている。また駆動モータ２
１は、電動機や油圧モータを活用してもよい。さらに駆
動伝達の方法としては、チェーンやギヤを活用しても、
回転比を可変できる構造を有していてもよい。

【００１５】前記塗布剤供給装置３０は、塗布剤を貯蔵
するタンクを内蔵するポンプ３２と、該タンク内の塗布
剤を供給するためのホース３３を有する。この塗布剤を
送り込む機構としては、シリンダーのようなものでも構
わない。またポンプやシリンダーの能力により、塗布剤
の供給圧と一定にしたり可変してもよいが、定量弁等を
供給側に設けることで調整してもよい。

【００１６】本実施例１の塗布剤は、ＪＩＳ規格Ｋ２２
２０のグリスちょう度１号相当の油脂である鉱物油系の
ネジ用防錆油を使用した。また被処理材となる管Ｗは、
ＪＩＳ規格Ｇ３４５２の配管用炭素鋼鋼管（通称、ＳＰ
Ｇ）で呼び径１５Ａ（外径２１．７ｍｍ×厚さ２．８ｍ
ｍ）のものを使用した。

【００１７】図２にノズル部の外観図、図３に図２のＡ
−Ａ’断面図、図４にノズル部のノズル筒の先端部分図
を示し、ノズル部について詳説する。ノズル部１０は、
内部に塗布材の供給孔１５を有する中空の棒状であるノ
ズル筒１２と、ノズル筒１２の先端近傍に設けられてい
る吹出口１６を囲むように配設されている弾性体１１か
らなる。この前記ノズル筒１２の供給孔１５は、その供
給孔１５から連続する吹出口１６を複数配設されてい
る。またその先端には、ナット１４と螺合するボルト部
１３を有している。

【００１８】ノズル筒１２は、外径１３．８ｍｍの棒状
で、かつ前記供給孔１５から連続する１２個の吹出口１
６（孔径４ｍｍ）を有する。この１２個の吹出口１６
は、ノズル筒１２の長手方向に３個毎に、かつ４方向に
配列する。またこの吹出口１６の位置は、ノズル筒１２
の外周径に対し対称位置であっても良いし、不規則であ
っても良い。また１つまたは複数、あるいはノズル筒１
２の長手方向に段違い、または長孔に配置されていても
構わない。

【００１９】弾性体１１は、金網状体としてＪＩＳ規格
Ｇ３３５１のエキスパンドメタルの６０×１００ｍｍの
大きさのものを使用し、これで吹出口１６を渦巻き状に
巻き込んで細針金で固定し円筒状を維持できるようにし
たものである。なお、本実施例１では呼び径１５Ａのも
のを使用したが、１００Ａ（外径１１４．３ｍｍ×厚さ
４．５ｍｍ）までの呼び径の管まで、塗布可能であるこ
とが確認されている。また吹出口１６を覆う弾性体１１
とノズル筒１２の間には、供給孔１５から供給する塗布
剤を蓄積できる間隙１７を有する。

【００２０】そして、弾性体１１をノズル筒１２に固定
する場合には、ノズル筒１２へ円筒状の弾性体１１を差
し込み、次に前記弾性体１１が抜けないようにするカラ
ー１８を差し込んだ後、さらにナット１４をノズル筒１
２の先端のボルト部１３に螺合して固定している。

【００２１】したがって、上記の塗装装置１により管Ｗ
の内面に塗装を施すにあたっては、まずノズル部１０の
先端部分、特に弾性体１１を管Ｗの所定の内面位置に配
置させる。そして、その状態で駆動モータ２１を駆動さ
せてシャフト２２を回転駆動させる。このシャフト２２
の回転駆動により回転体４０が回転し、さらに該回転体
４０の円周上に連結されたベルト４２が回転する。また
回転体４０と同様にベルト４２に連結された回転体４１
にも回転力が加わる。その結果、該回転体４１を固定し
ているノズル部１０が回転する。

【００２２】一方、塗布剤供給部３０における塗布剤を
貯蔵するタンクから、ポンプ３１により所定量の塗布剤
をノズル部１０の供給孔１５に供給する。この時、ノズ
ル部１０は、回転駆動部２０の駆動モータ２１により回
転している。このため、単にノズル部１０のノズル筒１
２と塗布剤供給部３０のホース３３を連結しただけで
は、回転によりホースが捩じれてしまう等の不具合を生
じる。そこで、連結部３３を配設する。

【００２３】連結部３２は、図１０に示すように、ノズ
ル筒１２とホース３３は、外筒３４と側壁３５によりそ
の内孔に嵌合している。また外筒３４とノズル筒１２の
間隙にはベアリング３６、３７が外筒３４を回転可能に
支持している。このベアリング３６と３７は、その間隙
をカラー３８にて一定に保持されている。そして、ベア
リング３６や３７を止め輪３９にて横動を抑止してい
る。また外筒３４と側壁３５とは溶接で固定されている
とともに、側壁３５とホース３３とは溶着で固定されて
いる。したがって、ノズル筒１２が回転していても、外
筒３４はベアリング３６、３７を介しているため、回転
することなく維持される。また、塗布剤がホース３３か
ら供給されて連結部３２を通ってノズル筒１２の供給孔
１５に流動しても、ゴムパッキン５０にてシールされて
いるので、塗布剤が連結部３２から漏れることはない。
したがって、ノズル部１０の供給孔内の塗布剤は、回転
により発生している遠心力で吹出口１６から噴霧状にな
って噴出し、管Ｗの内周面を塗装する。

【００２４】本実施例１による塗装装置１では、ノズル
部の回転数が約１０００ｒｐｍ、ポンプ圧が４〜５ｋｇ
ｆ／ｃｍ² にて塗装を行った結果、管Ｗの内面に厚さ
０．５〜１．０ｍｍの塗布剤が塗装できた。またノズル
部の回転数を下げることにより塗布剤が噴霧状に成りに
くくなり、逆に回転数を上げることにより塗布剤が噴霧
状になりやすいことが認められた。さらに、ポンプ圧を
低下させることで、塗布剤の供給量を減らして塗装厚を
薄くしたり、逆にポンプ圧を上昇させることで、塗布剤
の供給量を増やして塗装厚を厚くすることができること
が認められた。

【００２５】上記のように弾性体を有する塗装装置を用
いることにより、塗布剤供給部から供給される塗布剤
が、一旦弾性体にて蓄積されて、ノズル部の回転により
生じる遠心力の大きさにより、塗布剤が弾性体内部から
吹き出される。つまり、従来のノズル式塗装装置では、
ポンプから供給された塗布剤の圧力がそのまま放出され
ていたが、一旦弾性体にて柔軟に吸収されることから、
微小な定圧力をかけ続けなければならなかったものが、
一定間隔に供給するポンプであっても、対応することが
できる。また弾性体にて一旦蓄積されることから、ノズ
ル部の回転数の大きさにより、塗布剤の噴出量を調整す
ることができる。そのため、一定厚の塗装を行う調整が
容易となる。特にノズル部を高速回転させることによ
り、塗布剤の噴出を噴霧状に促すことができるから、低
粘度のグリスや防錆油等の油脂でも塗装することができ
るといった効果がある。

【００２６】また吹出口と弾性体の間に間隙を設けてあ
ることから、弾性体全体に塗布剤を吸収させることも促
すことができる。しかも、弾性体はその自体が伸縮性を
有するため、ポンプによる供給圧とノズル部の回転数の
２面からの調整が可能となり、幅広い塗装制御ができ
る。

【００２７】次に実施例２について、図５および図６を
用いて説明する。図５はノズル部先端部分の拡大外観図
であり、図６はその断面図を示す。実施例２のノズル部
は１０ａは、実施例１同様に円筒状でかつその内部に供
給孔１５ａを有し、該供給孔１５ａに連続する吹出口１
６ａを有するノズル筒１２ａと、該ノズル筒１２ａの吹
出口１６ａを袋状に覆う弾性体１１ａからなる。また弾
性体１１ａと吹出口１６ａとの間には、塗布剤が蓄積で
きる間隙１７ａを有する。その他の塗布剤供給部および
回転駆動部等の構成は、実施例１と同様とした。本実施
例２によれば、実施例１と同様の効果を保ったまま、実
施例１に比べ部品点数を抑えることができる。

【００２８】次に実施例３について、図７および図８を
用いて説明する。図７はノズル部先端部分の拡大外観図
であり、図８はそのＢ−Ｂ’断面図を示す。実施例３の
ノズル部１０ｂは、実施例１のノズル部の弾性体を吹出
口の外周部分に限定した構造となっている。すなわち、
図８に示すように弾性体１１ｂは、吹出口１６ｂの外周
を覆うように押え具１８ｂにて固定されてあり、強度向
上のために弾性体１１ｂと押え具１８ｂを溶接してもよ
い。これにより、弾性体１１ｂでノズル筒１２ｂ全体を
覆う必要がない。

【００２９】または図９のように、突部１９１ｃを設け
たノズル筒１２ｃと、前記突部１９１ｃに嵌合するキー
溝１９２ｃを設けた押え具１８ｃとすれば、弾性体１１
ｃの位置が回転して吹出口１６ｃよりズレるといった不
具合が生じなくなる。ただし、図９のノズル部は間隙を
有しない場合を示した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例１に係る塗装装置の全体構成図

【図２】本実施例１に係るノズル部の拡大外観図

【図３】本実施例１に係るＡ−Ａ’断面図

【図４】本実施例１に係るノズル部のノズル筒の先端部
分図

【図５】本実施例２に係るノズル部先端部分の拡大外観
図

【図６】本実施例２に係るノズル部先端部分の断面図

【図７】本実施例３に係るノズル部先端部分の拡大外観
図

【図８】本実施例４に係るノズル部先端部分の説明図

【図９】本実施例４に係るノズル部先端部分の断面図の
他の例１

【図１０】本実施例１〜４に係る連結部の説明図

【図１１】従来技術の塗装装置の全体構成図（ブラシ式
塗装装置）

【図１２】従来技術の塗装装置の全体構成図（ノズル式
塗装装置）

【符号の説明】

１ 塗装装置 １０ ノズル部 １１ 弾性体 １２ ノズル筒 １３ ボルト部 １４ ナット １５ 供給孔 １６ 吹出口 １７ 間隙 ２０ 回転駆動部 ２１ 駆動モータ ２２ シャフト ３０ 塗布剤供給部 ３１ ポンプ ３２ 連結部 ３３ ホース ３４ 外筒 ３５ 側壁 ３６、３７ ベアリング ４０、４１ 回転体 ４２ ベルト Ｗ 管

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】塗布剤の供給孔を内部に設け、かつ供給孔
   から連続する吹出口を複数設けたノズル部と、該ノズル
   部を高速で回転させる回転駆動部と、前記ノズル部の供
   給孔に所定量の塗布剤を送り込む塗布剤供給部と、前記
   ノズル部と塗布剤供給部を連結する連結部からなり、 前記ノズル部は、その吹出口を覆い、吹出口から噴出す
   る塗布剤を柔軟に蓄積する弾性体を有していることを特
   徴とする管内面への塗装装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記弾性体は金網状体
   とすることを特徴とする管内面への塗装装置。
3. 【請求項３】請求項１または２において、前記吹出口と
   弾性体との間には、塗布剤が充満する間隙を有すること
   を特徴とする管内面への塗装装置。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれか１つにおいて、前
   記弾性体は吹出口を金網状体で渦巻き状に巻き込む形状
   を有することを特徴とする管内面への塗装装置。
5. 【請求項５】請求項１〜３のいずれか１つにおいて、前
   記弾性体は吹出口を含むノズル部の先端部を覆う袋形状
   を有することを特徴とする管内面への塗装装置。
6. 【請求項６】請求項２〜５のいずれか１つにおいて、前
   記金網状体はきっ甲金網、織金網、メタルラス、ワイヤ
   ラス、エキスパンドメタル、溶接金網の１種または２種
   であることを特徴とする管内面への塗装装置。