JP2000334643A - 管端部の研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長い管であっても、その端部外周を無理な姿
勢をとらずに、効率よく且つ均一に研磨できる研磨装置
の提供。 【解決手段】 研磨装置１は、管端部を支持する管支持
体１４と管端部の外周を研磨するベルトサンダー３５と
を本体２に有し、その本体２が基体３に回動自在に支持
される。操作ハンドル１３により本体２を回動させる
と、管支持体１４における管の支持軸線が上下方向に旋
回移動する。長い管を研磨するときはその軸線を水平に
して管支持体１４に支持させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配管を管継手や弁
等に差し込んで溶接接続する際に、管の端部に存在する
塗料や黒皮等の異物を予め除去するために使用される研
磨装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に５０Ａ以下の小口径の炭素鋼管等
の管を管継手や弁などに差し込んで溶接する際には、溶
接不良の原因となる管端部の外周に存在する塗料や黒皮
等の異物を研磨により予め除去する必要がある。従来か
ら一般に採用されている研磨方法は、溶接すべき管をチ
ャック手段で固定し、例えばペーパーバフ等を取り付け
たグラインダのような工具により管端部の外周をまんべ
んなく研磨していた。しかし、このような従来の研磨方
法では、管端部の外周を過不足なく均一に研磨するには
かなりの熟練を要し、加工精度にばらつきがあり作業効
率も悪いという問題があった。そこで本出願人はこのよ
うな問題を解決するために、先にベルトサンダーを使用
した研磨装置を提案した。（実用新案第２５５０７０２
号公報参照）上記研磨装置は管端部を支持する管支持体
と、その管支持体の支持軸線を中心として対向配置され
た一対のベルトサンダーと、それらベルトサンダーをそ
れぞれ管支持体方向へ付勢する付勢手段とを備え、各ベ
ルトサンダーおよび付勢手段は一体として管支持体に対
して相対回動自在とされ、管端部の外周を効率よく且つ
均一に研磨することを可能としたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記公報に記載
された研磨装置は、装置に固定されている管支持体に対
し管端部を装置上方からのみ差し込めるようになってい
るので、特に長い管の端部を研磨する場合には作業姿勢
に無理を生じ、研磨効率を下げるという問題が残されて
いた。そこで本発明はこのような問題を解決することを
課題とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する請求
項１に記載の発明は、研磨すべき管１００の端部を支持
する管支持体１４と、管支持体１４の支持軸線を中心と
して対向配置されて同期的に回動される一対のベルトサ
ンダー３５と、各ベルトサンダー３５の研磨面をそれぞ
れ管支持体１４方向へ付勢する一対の付勢手段４３とを
備え、ベルトサンダー３５および付勢手段４３は一体と
して管支持体１４に対して相対回動自在とされている管
端部の研磨装置において、前記管支持体１４、ベルトダ
ンダー３５および付勢手段４３が本体２に設けられ、そ
の本体２が基体３上に水平な軸線回りに回動自在に支持
されて、本体２を回動することにより管支持体１４の支
持軸線が上下方向に旋回移動することを特徴とする管端
部の研磨装置である。

【０００５】また請求項２に記載の発明は、請求項１に
記載の研磨装置の実施の形態であって、本体を昇降する
ための昇降手段が基体に設けられていることを特徴とす
るものである。さらに請求項３に記載の発明は、請求項
１または請求項２に記載の研磨装置における好ましい実
施の形態であって、付勢手段が押圧シリンダーを有し、
その押圧力によりベルトサンダーを付勢するようになさ
れていることを特徴とするものである。請求項４に記載
の発明は、請求項１〜請求項３のいずかに記載の研磨装
置の好ましい実施の形態であって、管支持体が管端面を
受ける受面と管端部に挿入されるガイド芯体を有し、そ
れらが一体として本体に着脱自在とされていることを特
徴とするものである。

【０００６】次に請求項５に記載の発明は、請求項１〜
請求項４のいずかに記載の研磨装置の別の好ましい実施
の形態であって、ベルトサンダーおよび付勢手段を制御
する制御装置が設けられ、該制御装置はフットスイッチ
からの操作信号によりベルトサンダーおよび付勢手段を
駆動制御するように構成されていることを特徴とするも
のである。請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の
研磨装置のより好ましい実施の形態であって、制御装置
に研磨回数の設定手段が設けられることを特徴とするも
のである。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
により説明する。図１は本発明の研磨装置の一実施例を
示す正面図、図２は図１の左側面図、図３は図１の平面
図である。これらの図において、研磨装置１は本体２と
それを水平軸の回りに回動自在に支持する基体３を備え
ている。基体３はベース４とその上部に設けた昇降手段
５を有し、ベース４の底部には移動用のキャスタ６が取
り付けられる。昇降手段５は例えば油圧式リフター（ま
たは油圧ジャッキ）からなり、操作ペダル７を操作する
ことにより本体２の支持部分を昇降するようになってい
る。

【０００８】基部３に研磨装置１を移動する際に使用す
る把手８および制御装置（後述）を収容する制御ボック
ス９が取り付けられ、制御ボックス９から先端に電源プ
ラグ１０ａを接続する電源ケーブル１０と先端にフット
スイッチ１１ａを接続する制御ケーブル１１が延長され
る。本体２の下部両側は一対の軸受１２により基部３に
回動自在に支持され、その回動角度は操作ハンドル１３
により調整される。さらに本体２の中央部には管支持体
１４（図３）が着脱自在に装着される。

【０００９】図４は図１の要部縦断面図、図５は図４に
示す管支持体１４部分の拡大図、図６は図４のＡ−Ａ断
面図である。先ず図４において、基体３を構成するフレ
ーム１５の上部に一対の軸受１２が設けられる。本体２
の下部にベース１６が設けられ、そのベース１６にボル
ト等により支持部材１７が固定され、支持部材１７に取
り付けたブラケット１８、１９により一対の軸受１２の
端部がそれぞれ支持され、それら軸受１２に軸２０、２
１が軸支される。軸２０に板状の掛止部材２０ａが設け
られ、該掛止部材２０ａには複数の貫通孔が所定間隔で
円弧状に配列されている。またフレーム１５に固定孔が
設けられ、その固定孔と掛止部材２０ａの特定の貫通孔
にボールロックピン２０ｂを挿通することにより、本体
２を所望の角度で基体３にロックすることができる。

【００１０】支持部材１７の中央部に支持軸２２が取り
付けられ、その上部に管支持体１４を着脱自在に保持す
るホルダー２３が同軸的に連結される。ホルダー２３の
頂部から軸線方向へ横断面正方形の装着孔２５が設けら
れ、その装着孔２５に固定孔２６が半径方向から連通し
ている。支持軸２２の外周部に軸受２９が配置され、軸
受２９の上部に大歯車３０が固定される。またベース１
６には可逆回転式の減速モ−タ等の回転駆動部３１が取
り付けられ、その出力軸に固定された小歯車３２が大歯
車３０と噛合している。さらに大歯車３０の上部には回
転板３３が連結され、回転板３３の中心部はホルダー２
３の外周部に配置されたスラスト軸受３４により回動自
在に支持されている。

【００１１】次に図５において、管支持体１４は円板状
の基部２７を有し、該基部２７の上面に管１００の端面
を受けるための平坦なリング状の受面２７ａが形成さ
れ、下側に横断面正方形の装着部２７ｂが突設される。
また基部２７における受面２７ａの内側から上方に円錐
台形状のガイド芯体２７ｃが突出されている。そして装
着部２７ｂを装着孔２５に挿入した状態で、固定孔２６
より挿入されるボールプランジャー２８の先端で装着部
２７ｂの平坦部を押圧することにより、管支持体１４が
ホルダー２３に装着固定される。なお管支持体１４の受
面２７ａの外径、基部２７の厚さの最適値は適用する管
１００の口径により異なるので、適用する口径の種類に
応じて種々の寸法のものを複数用意し、その中から選択
して使用する。

【００１２】次に図６において、管支持体１４を中心と
して、その対称位置で回転板３３上に一対のベルトサン
ダー３５が設けられる。各ベルトサンダー３５は回転板
３３の縁部に固定されたエアモータ３６のブラケットか
ら中心部に延長された可動アーム３７、可動アーム３７
の先端部に軸支された従動軸３８およびエアモータ３６
の出力軸３９と従動軸３８の間に張架された研磨ベルト
４０を備えている。研磨ベルト４０は経済上の理由から
汎用品として市販されているものの中から選択して使用
することが好ましい。標準的な研磨ベルト４０の幅は通
常３０ｍｍ以下でありそれ以上は特注品となる。一方、
本発明の研磨装置に適用する管の口径が大きくなると、
それに応じて管端部における適正な研磨位置は、管端面
から管軸方向へ離れていく。しかし研磨ベルト４０の取
付位置を可変とすることは装置構造が複雑となるので、
本例では管支持体１４を変えて研磨位置を調整するよう
にしている。

【００１３】図５に示すように、管支持体１４の基部２
７の底面（ホルダー２３の上面に接する面）から管１０
０の研磨すべき幅の上端までをＡ、研磨ベルト４０の幅
をＢ、管１００の研磨すべき幅をＣ、管１００が管継手
１０に挿入される長さをＤとすると、基部２７の厚さＸ
はＡ−Ｃ−Ｄとなる。このＡの最適な大きさは管口径に
より異なるので、管口径に応じて受面２７ａの外径、基
部２７の厚さ等の変化に加え、基部２７の厚さＸを変化
させたものを複数用意してそれらの中から適合したもの
を選択して使用する。

【００１４】再び図６において、各ベルトサンダー３５
の近傍に湾曲板状の火花受３５ａがそれぞれ配置され
る。この火花受３５ａはベルトサンダー３５により管端
部を研磨したときに発生する火花が本体２内に飛び散ら
ないように、その発生場所で遮蔽するものである。なお
管１００の研磨に際して微細な粉塵が発生する。この粉
塵は本体２内に浮遊し、または底部等に滞留して装置の
トラブルの原因になるので定期的に掃除する必要があ
る。しかし本体２内を隅々まで掃除するには手間と時間
がかかるので、この実施例では本体２内を略気密状態と
して真空掃除機のホースに連結して粉塵を排出管により
外部の回収槽などに排出するようにしている。

【００１５】図４に示すように、本体２を略気密状態と
するために本体２の上部開口部は挿入孔５０を設けた蓋
体４９で閉鎖され、挿入孔５０の縁部にゴム材等の弾性
を有するシール部を設けることにより、管１００と挿入
孔５０との間隙のシールがなされる。なお蓋体４９は複
数の蝶ねじ５１で本体２に着脱自在とされている。さら
に本体２の底部または下部には内部気体を排出する排出
管５２が設けられる。この排出管５２は例えば蛇腹管な
どの可撓性管が使用され、本体２にフランジ等の接続部
を設け簡単に着脱できるようにすることが望ましい。な
お内部気体はベルトサンダー３５を駆動するエアモータ
３６の排気を利用することができるが、補助的に又はそ
れに変えて別途外部から気体を導入してもよい。

【００１６】図６に示すように、回転板３３上には一対
の付勢手段４３が設けられる。これら付勢手段４３は各
ベルトサンダー３５の研磨面、すなわち各研磨ベルト４
０の研磨面をそれぞれ管支持体１４方向へ付勢するもの
で、加圧気体（空気）で駆動される押圧シリンダ４４の
出力軸４７を伸縮することにより、それに連結される可
動アーム３７が移動する。

【００１７】図７は前記ベルトサンダー３５のエアモー
タ３６と研磨ベルト４０の付勢手段４３を駆動するため
の配管系統図である。空気圧縮機（図示せず）などの加
圧気体源から供給される加圧気体は配管４１により装置
内に導入され、電磁弁４２を経て各ベルトサンダー３５
のエアモータ３６に接続される。配管４１から配管が分
岐され、それに設けたベルトサンダー押し付弁４６を経
て各付勢手段４３のエアシリンダー４４に接続される。
なおエアシリンダー４４への配管には絞弁または減圧弁
等の調整可能な流体抵抗部４５が設けられ、エアシリン
ダー４４の駆動速度を調整できるようになっている。

【００１８】図８は図４のＢ−Ｂ断面図である。支持部
材１７上にリミットスイッチ５３、５４が配置される。
これらは支持部材１７上に回動する回転板３３の回動位
置を検出するものであり、リミットスイッチ５３は回転
板３３が原点位置にあるときに開作動し、リミットスイ
ッチ５４は回転板３３が原点位置から例えば２００度回
動したときに開作動する。これらリミットスイッチを作
動させる駆動片は回転板３３から下方に突出した状態で
取り付けられ、その取付位置を変えることにより、リミ
ットスイッチ５３、５４の作動位置を調整するようにな
っている。

【００１９】図９はベルトサンダー３５および付勢手段
４３等を制御する制御装置１１０の回路図である。この
例で、制御装置１１０の主要部としてシーケンサ１１１
を使用しているが、代わりにマイクロコンピュータ等を
使用することもできる。電源ケーブル１０から供給され
る交流電源は過電流遮断器１１２を経て電源ユニット１
１３に入力され、そこで制御回路用の直流電源に変換さ
れてシーケンサ１１１に供給される。過電流遮断器１１
２の二次側からはさらに回転板３３を駆動する可逆式の
回転駆動部（２相モータ）３１への駆動ケーブル１１４
が分岐される。なお１１５は２相モータ用の進相コンデ
ンサである。

【００２０】シーケンサ１１１にはそれを収容する制御
ボックス９（図１参照）に設けられる起動スイッチ１１
６と、起動スイッチ１１６に並列接続されるフットスイ
ッチ１１ａ、リミットスイッチ５３、５４および研磨回
数を３段階に切り換えて選択する例えば選択スイッチか
らなる選択手段１１７等の信号が入力される。一方、シ
ーケンサ１１１から回転板３３を駆動する回転駆動部３
１、ベルトサンダー３５のエアモータ３６を駆動する電
磁弁４２とベルトサンダー押し付弁４６などへの制御信
号が出力される。

【００２１】次に図４〜図９を参照して上記研磨装置の
作用を説明する。先ず予め用意した種々の口径用の管支
持体１４の中から研磨すべき管１００に適合するものを
選択しホルダー２３に装着する。この装着は管支持体１
４の装着部２７ｂをホルダー２３の装着孔２５に挿入す
るだけでよく、ボールプランジャー２８の固定作用によ
りワンタッチで装着される。次に研磨装置１を作業位置
に移動し、操作ハンドル１３を操作して管支持体１４の
支持軸線を作業に適する角度に本体２を傾斜させる。例
えば管１００が短い場合は軸線を垂直から水平までの任
意の角度でも作業は可能であるが、管１００が長い場合
は軸線を水平にして管１００を水平方向から差し込める
ようにすると作業性がよい。さらに管１００の長さが中
間的な場合は軸線を斜め上方４５度程度としてもよい。
このように設定した本体２の傾斜角度は、その軸２０
（図４）に設けた掛止部材２０ａの貫通孔とフレーム１
５の固定孔にボールロックピン２０ｂを挿通することに
よりロックすることができる。

【００２２】次に選択手段１１７（図９）により研磨回
数を設定する。研磨回数は研磨して除去すべき異物の種
類や厚さ等を考慮して設定する。このように研磨回数を
選択できるようにすると、必要以上の研磨を防止し研磨
ベルト４０の消耗を抑制することができる。この例では
研磨回数を所望する研磨程度により１回〜３回の３段階
に設定できる。例えば３回に設定するとシーケンサ１１
１は支持部材１７が原点を開始点として３往復回動する
ように回転駆動部３１を駆動制御する。なお往復回動の
原点と折返点は前記のようにリミットスイッチ５３、５
４によって設定される。

【００２３】次に研磨すべき管１００を蓋体４９の挿入
孔５０より挿入し、その先端部を管支持体１４に支持さ
せる。管１００の先端部はガイド芯体２７ｃによりガイ
ドされるので、管１００の端面を受面２７ａに接するま
で容易に挿入することができる。次いでフットスイッチ
１１ａ（図９）を操作すると、シーケンサ１１１からエ
アモータ３６用の電磁弁４２と付勢手段４３用のベルト
サンダー押し付弁４６の開信号が出力され、ベルトサン
ダー３５の研磨ベルト４０が回転し、付勢手段４３の押
圧シリンダー４４が駆動して可動アーム３７を管支持体
１４の軸線方向に移動させ、研磨ベルト４０の研磨面が
管１００の外周面に押しつけられる。

【００２４】それと共にシーケンサ１１１から回転駆動
部３１に正回転の駆動信号が出力され、ベルトサンダー
３５と付勢手段４３を支持する回転板３３が管支持体１
４の支持軸を中心として原点から折り返し点に向かうよ
うに回動する。回転板３３が折り返し点に達するとリミ
ットスイッチ５３が作動し、その信号によりシーケンサ
１１１から回転駆動部３１に逆回転の駆動信号が出力さ
れ、回転板３３は原点に戻るように逆回転する。回転板
３３が原点に戻るとリミットスイッチ５４が作動し、そ
の信号によりシーケンサ１１１は再び回転駆動部３１に
正回転の駆動信号を出力し、上記操作を設定された回数
（３回）まで繰り返す。

【００２５】設定された回数の往復回動が終了すると、
シーケンサ１１１から回転駆動部３１への駆動信号が停
止されると共に、エアモータ３６用の電磁弁４２および
付勢手段４３用のベルトサンダー押し付弁４６の閉信号
が出力される。それによってベルトサンダー３５の研磨
ベルト４０が停止し、可動アーム３７が管支持体１４か
ら離れた位置に復帰する。なお長い管１００を水平状態
で研磨作業する場合は、管１００の中間部位をパイプ受
け架台などの適当な支持具で支持させることにより、前
記フットスイッチ１１ａを操作して一人で研磨作業をす
ることができる。このとき、パイプ受け架台の高さに、
管支持体１４の軸線が整合するように昇降手段５を昇降
させる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の研磨装
置は、研磨姿勢を自由に設定することができるので、長
い管でも無理なく端部の研磨を行うことができる。また
請求項２に記載の研磨装置は、管を支持する高さを自由
に設定することができるので、より楽な姿勢で管の端部
の研磨を行うことができ、さらに保管や運搬に際してコ
ンパクト化することができる。さらに請求項３に記載の
研磨装置は、ベルトサンダーを付勢する付勢手段に押圧
シリンダーを使用するので、研磨する管の口径に係わら
ず常に一定の押圧力で研磨ベルトサンダーの研磨面を管
外周面に押しつけることができる。そのため研磨をより
均一に且つ確実に行うことができる。

【００２７】請求項４に記載の研磨装置は、管の口径に
応じて最適な研磨範囲を容易に設定できると共に、管の
支持を効率よく且つ確実に行うことができる。次に請求
項５に記載の研磨装置は、フットスイッチによりベルト
サンダーおよび付勢手段の駆動をすることができるの
で、管の研磨を一人の作業者で効率よく行うことができ
る。請求項６に記載の研磨装置は、必要とする研磨量を
設定することができるので、必要以上の研磨を行うこと
を防止し、研磨ベルトの消耗を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の研磨装置の一実施例を示す正面図。

【図２】図１の左側面図。

【図３】図１の平面図。

【図４】図１の要部縦断面図。

【図５】図４に示す管支持体１４部分の拡大図。

【図６】図４のＡ−Ａ断面図。

【図７】図６のベルトサンダー３５のエアモータ３６お
よび研磨ベルト４０の付勢手段４３を駆動するための配
管系統図。

【図８】図４のＢ−Ｂ断面図。

【図９】図４のベルトサンダー３５および付勢手段４３
等を制御する制御装置１１０の回路図。

【符号の説明】

１ 研磨装置 ２ 本体 ３ 基体 ４ ベース ５ 昇降手段 ６ キャスタ ７ 操作ペダル ８ 把手 ９ 制御ボックス １０ 電源ケーブル １０ａ 電源プラグ １１ 制御ケーブル １１ａ フットスイッチ １２ 軸受 １３ 操作ハンドル １４ 管支持体 １５ フレーム １６ ベース １７ 支持部材 １８ ブラケット １９ ブラケット ２０ 軸 ２０ａ 掛止部材 ２０ｂ ボールロックピン ２１ 軸 ２２ 支持軸 ２３ ホルダー ２５ 装着孔 ２６ 固定孔 ２７ 基部 ２７ａ 受面 ２７ｂ 装着部 ２７ｃ ガイド芯体 ２８ ボールプランジャー ２９ 軸受 ３０ 大歯車 ３１ 回転駆動部 ３２ 小歯車 ３３ 回転板 ３４ スラスト軸受 ３５ ベルトサンダー ３５ａ 火花受 ３６ エアモータ ３７ 可動アーム ３８ 回転軸 ３９ 出力軸 ４０ 研磨ベルト ４１ 配管 ４２ 電磁弁 ４３ 付勢手段 ４４ 押圧シリンダ ４５ 流体抵抗部 ４６ ベルトサンダー押し付弁 ４７ 出力軸 ４９ 蓋体 ５０ 挿入孔 ５１ 蝶ねじ ５２ 排出管 ５３ リミットスイッチ ５４ リミットスイッチ １００ 管 １０１ 管継手 １１０ 制御装置 １１１ シーケンサ １１２ 過電流遮断器 １１３ 電源ユニット １１４ 駆動ケーブル １１５ 進相コンデンサ １１６ 起動スイッチ １１７ 選択手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 研磨すべき管１００の端部を支持する管
   支持体１４と、管支持体１４の支持軸線を中心として対
   向配置されて同期的に回動される一対のベルトサンダー
   ３５と、各ベルトサンダー３５の研磨面をそれぞれ管支
   持体１４方向へ付勢する一対の付勢手段４３とを備え、
   ベルトサンダー３５および付勢手段４３は一体として管
   支持体１４に対して相対回動自在とされている管端部の
   研磨装置において、 前記管支持体１４、ベルトダンダー３５および付勢手段
   ４３が本体２に設けられ、その本体２が基体３上に水平
   な軸線回りに回動自在に支持されて、本体２を回動する
   ことにより管支持体１４の支持軸線が上下方向に旋回移
   動することを特徴とする管端部の研磨装置。
2. 【請求項２】 本体２を昇降するための昇降手段５が基
   体３に設けられる請求項１に記載の管端部の研磨装置。
3. 【請求項３】 付勢手段４３が押圧シリンダー４４を有
   し、その押圧力によりベルトサンダー３５を付勢するよ
   うになされた請求項１または請求項２に記載の管端部の
   研磨装置。
4. 【請求項４】 管支持体１４が管端面を受ける受面２７
   ａと管端部に挿入されるガイド芯体２７ｃを有し、それ
   らが一体として本体２に着脱自在とされている請求項１
   〜請求項３のいずれかに記載の管端部の研磨装置。
5. 【請求項５】 ベルトサンダー３５および付勢手段４３
   を制御する制御装置１１０が設けられ、該制御装置１１
   ０はフットスイッチ１１ａからの操作信号によりベルト
   サンダー３５および付勢手段４３を駆動制御するように
   構成された請求項１〜請求項４のいずれかに記載の管端
   部の研磨装置。
6. 【請求項６】 制御装置１１０に研磨回数の設定手段が
   設けられる請求項５に記載の管端部の研磨装置。