JP2002200514A - 鋳鉄管の内面処理方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】巣やドロスがある鋳鉄管表面を研削処理する場
合に、これら欠陥部分の処理を確実かつ迅速に行い、塗
膜のピンホール等の欠陥を無くすことを課題とする。 【解決手段】鋳鉄管１に挿入出来るよう片持支持された
支持軸１１の先端に、前記鋳造管１の内径より小さい外
径とされたミリングカッタ１０が前記鋳造管１の管軸と
平行な軸周囲に回転駆動可能に支持され、該カッタ１０
は鋳鉄管内面に接して表面をはつることができる回転数
で回転駆動可能な回転駆動装置１４と連接されていると
共に、前記支持軸１１は、前記鋳鉄管１の管長さに合わ
せた距離だけ軸方向へ往復移動可能とされてなる鋳鉄管
の内面処理装置を用い、回転させた前記ミリングカッタ
１０を、鋳造後の鋳鉄管１内面に接触させ、該回転する
ミリングカッタの刃によって管１内表面をはつるように
して研削していく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、鋳鉄管の内面処
理方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋳鉄管は、成形後内面に粉体塗装などに
より内面防食層が形成される。この内面防食層の塗装
は、まず鋳造後、焼鈍処理をした鋳鉄管内面を砥石で研
削してスケールを落とし、次いで管内に水圧をかけて水
圧試験を行った後、合格品についてさらに内面を砥石で
研削して塗装下地を形成し、加熱の上内面粉体塗装を行
う工程によって行われていた。

【０００３】ところで、上記のように研削を行い表面を
均一に処理したにもかかわらず、その後の粉体塗装の塗
膜に、ピンホール欠陥が生じることがあった。これは、
例えば図５に示すように被研削面となる管１の内面表面
下に巣やドロス２がある場合、図６に示すようにスケー
ルを落すための研削により、薄くなった部分１ａが砥石
３に押されて巣やドロス２内に押し込まれ、この結果、
見かけの表面は極めて平滑であるが、研削表面下には巣
やドロス２の空洞が隠れて残存することが生じうる。

【０００４】従って、このような研削処理の後に水圧試
験を実施すると、試験水が入り込み塗装工程に先立つ加
熱工程時に、水分が、薄片１ａの押し込まれた巣やドロ
ス２内から完全に抜けきれず、これが塗装時に図７に矢
印で示すようにガスとなって噴出し、塗膜４の欠陥５の
原因になると考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記問題
を解消し、巣やドロスがある鋳鉄管表面を研削処理する
場合にこれら欠陥部分の処理を確実かつ迅速に行い、塗
膜のピンホール等の欠陥を無くすことを課題としてなさ
れたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解消するた
め、この発明の鋳鉄管の内面処理方法は、鋳造後の鋳鉄
管内面に、回転させたミリングカッタを接触させ、該回
転するミリングカッタの刃によって管内表面をはつるよ
うにして研削していくものである。

【０００７】ミリングカッタは、外周面に切削刃を設け
てなるもので、高速回転させて切削面に接触させること
により、前記刃により表面をはつるような状態で切削す
る。このため、研削表面下に巣やドロスがあっても、研
削表面は、はつり取られるので薄片が巣やドロスに押し
込まれることなく開口してしまう。

【０００８】従って、この中に水圧試験時の水が浸入す
ることがあっても、加熱工程時に開放された開口から容
易に蒸発霧散していき、後の工程時にガスとなって噴出
することはない。

【０００９】従って、塗膜欠陥も生じにくいのである。
請求項２は鋳鉄管の内面処理装置に関し、鋳造された鋳
鉄管に挿入出来るよう片持支持された支持軸の先端に、
前記鋳鉄管の内径より小さい外径とされたミリングカッ
タが前記鋳鉄管の管軸と平行な軸周囲に回転駆動可能に
支持され、該カッタは鋳鉄管内面に接して表面をはつる
ことができる回転数で回転駆動可能な回転駆動装置と連
接されていると共に、前記支持軸は、前記鋳鉄管の管長
さに合わせた距離だけ軸方向へ往復移動可能とされてな
るものである。

【００１０】従って、ミリングカッタを回転させながら
片持状態の軸を鋳鉄管内に挿入していけば、管内面はは
つるようにして研削されていき、塗膜欠陥を生じる恐れ
のない研削処理が可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態であ
る鋳鉄管の内面処理装置を説明する。図１は、この発明
の実施の形態の鋳鉄管の内面処理装置の側面図、図２は
ミリングカッタの正面図、図３は同側面図である。

【００１２】図１において、１０はミリングカッタを示
し、図２、図３に示すように外周にハスバ状のカッタ刃
１０ａを有し、中心に駆動軸１１が貫通固定される中心
孔１０ｂが設けられている。また、ミリングカッタ１０
の外径は管１内に挿入でき、かつ管１内で自由に遊転で
きる径とされている。

【００１３】なお、ミリングカッタの刃は、スグハ状よ
りも図示のようなハスバ状の方が好ましい。スグハ状の
場合は、刃の全長にわたる部分が一斉に管１内面に食い
込んでいくので、反動でバウンドし、研削が均一に行え
ないといった問題があるが、ハスバ状の場合は刃先が斜
めになっているので歯の長さ方向に沿って徐々に管１内
面に食い込んでいくのでバウンドしにくく、均一な研削
が出来るからである。

【００１４】そして、ミリングカッタ１０は駆動軸１１
の先端に同軸に取付けられ、管１内に挿入されると、管
１内面と接しながら回転することにより内面を研削出来
るようにされている。

【００１５】なお、ミリングカッタ１０として、刃部及
び本体部を一体に形成したものを示したが、外周に超硬
鋼製のハスバ状刃部を有する環状体と、その環状体に側
面からあてがわれる一対の円盤状の取付け部材とからな
る組み立て型の構造のものを使用しても良い。

【００１６】上記駆動軸１１は可動台車１２に設けた軸
受け１３に片持状に支持され、管１の長さに応じた長さ
に延出支持されている。また、駆動軸１１は、台車１２
上に設けた駆動装置１４に連接されている。

【００１７】可動台車１２は、車輪１５、１５でレール
１６上に沿って移動可能とされ、駆動装置１７と制御装
置１８により制御移動可能とされている。なお、上記実
施の形態のミリングカッタ１０の駆動手段として、片持
支持したアームの先端に駆動モータ（図示せず）を取付
け、このモータによりミリングカッタ１０を駆動するよ
うにしても良い。

【００１８】駆動軸１１の延長方向には、管１の回転支
持装置６が設けられ、該回転支持装置６のモータ７によ
り駆動されるローラ８によりその上に載せた管１が任意
回転数で回転可能とされている。

【００１９】次に、上記装置を用いた鋳鉄管の内面処理
方法を説明する。まず、管１を回転支持装置６上に載置
し、その軸心を駆動軸１１に合わせる。次いで、管１を
回転させると共に、ミリングカッタ１０が管１内面をは
つることができる回転速度となるよう駆動軸１１を回転
駆動する。

【００２０】その状態で可動台車１２を制御しながら、
管１方向へ進ませ、ミリングカッタ１０を管１内に接触
させながら送り込んでいく。管１はそれ自身回転してい
るので、可動台車１２の軸方向移動とあわせて、管１の
内面は全面が均一に切削研磨されていく。

【００２１】このとき、管内面の表面は、図４に示すよ
うにミリングカッタ１０の刃ではつり取られて削られて
行くので、表面下に巣やドロス２が隠れていても、その
表面を覆う表皮部分１ａは矢印で示すようにはつり取ら
れ、巣やドロス２内に押し込まれてしまうことはない。

【００２２】従って、研削処理の後は、図示のように、
巣やドロス２が開放された状態となり、この中に試験水
が浸入していたとしても後の加熱時に蒸発霧散されやす
くなる。

【００２３】従って、必要な加熱時間経過すれば巣やド
ロス２内の水分は蒸発霧散してしまい、後の粉体塗装時
の熱でガス化して塗膜損傷の原因となるのが防止され
る。

【００２４】

【発明の実施例】実施例１ 表１の実施例１の欄に示す仕様のハスバ状の刃を有する
プレーンミリングカッタを、図１に示すように駆動軸１
１先端に取付け、管回転数２５０ｒｐｍ（周速６４ｍ／
分）、カッタ回転数７２０ｒｐｍ（周速１４７ｍ／分）
で同方向へ回転させ、カッタ送り速度２ｍ／分（３３．
３ｍｍ／秒）、鋳鉄管一回転についてのカッタの軸方向
進み距離（ピッチ）を８mmとした条件で口径７５ｍｍの
Ｋ形鋳鉄管１内面を一往復移動させて研削した。なお、
研削時の管内面に対するシャフト押さえ力は０．１ＭＰ
ａとした。

【００２５】

【表１】 表１における「Ｒ ｍｍ」は、図３に符号「Ｒ」で示し
たように刃先面を接線方向に見たときの軸方向への湾曲
曲率半径を示す。

【００２６】まず、上記仕様のミリングカッタを上記条
件でスケール落としの研削後、水圧テストを実施し、そ
の後内面を下地処理のために上記と同じ条件で再び研削
し、切り屑などを清掃した。

【００２７】そして、水分を完全に蒸発させるため３５
０℃に加熱して乾燥させ、次いで粉体塗料を散布して６
００μｍの塗膜を目標として内面塗装を行った。上記処
理を３０本の鋳鉄管について行い、塗膜の状態を観察し
た。その結果、塗膜下に隠れた巣、ドロスに含まれた水
分の膨張により塗膜が膨れあるいは破れることによりで
きた泡、ピンホールの欠陥は一本も見られなかった。

【００２８】実施例２ 実施例１と同じプレーンミリングカッタを用い、内径１
００ｍｍの管の研削を、管回転数２５０ｒｐｍ（周速８
３ｍ／分）、カッタ回転数７２０ｒｐｍ（周速１４７ｍ
／分）で同方向へ回転させ、カッタ送り速度２ｍ／分、
ピッチ８．０ｍｍ／ピッチの条件で一往復移動させて研
削した。

【００２９】この研削処理した鋳鉄管合計１６本につい
て、加熱温度２６０℃から２９０℃に加熱し、粉体塗装
を行ったところ、泡は無し、ピンホールの欠陥が１本で
あった。

【００３０】実施例３ 表１の実施例３の欄に示す仕様のプレーンミリングカッ
タを、図１に示すように、駆動軸１１先端に取り付け、
口径１５０ｍｍのＫ形の鋳鉄管１に対し、表１の処理条
件に示すように、管回転数１６８ｒｐｍ（周速８３ｍ／
分）、カッタ回転数６６０ｒｐｍ（周速２５９ｍ／分）
で同方向へ回転させ、カッタ送り速度２ｍ／分、ピッチ
１１．９ｍｍ／ピッチの条件で内面を一往復かけて研削
した。

【００３１】この研削処理した管４０本について最高温
度３５０℃の加熱条件で加熱し、ついで２００℃の温度
を維持して粉体塗装を行ったところ、泡、ピンホールの
欠陥は無かった。 比較例１ 実施例１で示した鋳鉄管とタイブ、同じ径の鋳鉄管、３
２本について、従来と同様な砥石を用い、スケール落と
しの研削後、水圧テストを実施し、その後内面を下地処
理のため従来と同様な砥石で再び研削し、切り屑などを
清掃した。ついで、通常と同様２００℃で加熱後、粉体
塗装を行った。

【００３２】その結果、泡、ピンホールの欠陥のあるも
のが６本あった。 比較例２ 実施例３で示した鋳鉄管と同じタイプ、同じ径の鋳鉄管
１０４本について、従来と同様、砥石によるスケール落
としの研削後、水圧テストを実施し、その後内面を下地
処理のため従来と同様な砥石で再び研削し、実施例３と
同じ温度条件で加熱後、粉体塗装を行った。

【００３３】その結果、泡の欠陥のあるもの４本、ピン
ホールの欠陥の見られたもの１１本であった。また、大
きな欠陥とはならないわずかな泡はすべての管で見られ
た。実施例１〜３と比較例１〜３との比較より明らかな
ように、この発明の方法による内面処理の場合、粉体塗
装後の塗膜欠陥が従来に比べ格段に少なく、信頼性に富
む塗膜を得ることが出来る事が確認された。

【００３４】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、請求項
１の発明によれば、鋳鉄管内面を研削処理する場合に、
内面研削をミリングカッタではつるように研削するた
め、研削面下の巣やドロスは表面部がはつり取られ、大
きく開口されてしまう。

【００３５】従って、内部に水分が残留していても、加
熱により確実に蒸発霧散し、塗膜の欠陥を著しく少なく
することができる。請求項２の発明によれば、従来使用
してきた砥石による研削装置の砥石に代えミリングカッ
タを取付ければ良いので実施が容易となるなどの効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態である鋳鉄管の内面処理
装置の側面図である。

【図２】ミリングカッタの正面図である。

【図３】ミリングカッタの側面図である。

【図４】この発明の方法により研削された管内面の状態
を示す要部拡大断面図である。

【図５】管内面下の巣やドロスを示す説明断面図であ
る。

【図６】従来の研削状態を示す説明断面図である。

【図７】従来の塗膜欠陥を示す説明断面図である。

【符号の説明】

１ 鋳鉄管 １ａ 研削表面 ２ 巣やドロス １０ ミリングカッタ １１ 駆動軸 １２ 可動台車 １３ 軸受 １４ 駆動装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西堀 光 兵庫県尼崎市大浜町２丁目26番地 株式会 社クボタ武庫川製造所内 (72)発明者 海野 誠志 兵庫県尼崎市大浜町２丁目26番地 株式会 社クボタ武庫川製造所内 (72)発明者 野中 光大 兵庫県尼崎市大浜町２丁目26番地 株式会 社クボタ武庫川製造所内 Ｆターム(参考） 3C022 AA04 AA08 AA10

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項1】鋳造後の鋳鉄管内面に、回転させたミリン
   グカッタを接触させ、該回転するミリングカッタの刃に
   よって管内表面をはつるようにして研削していく鋳鉄管
   の内面処理方法。
2. 【請求項2】鋳造された鋳鉄管に挿入出来るよう片持支
   持された支持軸の先端に、前記鋳鉄管の内径より小さい
   外径とされたミリングカッタが前記鋳鉄管の管軸と平行
   な軸周囲に回転駆動可能に支持され、該カッタは鋳鉄管
   内面に接して表面をはつることができる回転数で回転駆
   動可能な回転駆動装置と連接されていると共に、前記支
   持軸は、前記鋳鉄管の管長さに合わせた距離だけ軸方向
   へ往復移動可能とされてなる鋳鉄管の内面処理装置。