JP2015134315A - 研磨屑除去装置及び研磨屑除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼管の内面に付着した研磨屑を除去する作業を自動化する。
【解決手段】（Ａ）：研磨屑除去装置は、定位置で軸回転する鋼管Ｐと同軸になる位置にスクレーパ２０を待機させている。（Ｂ）：未処理の鋼管Ｐが当該定位置に供給されると、スクレーパ２０を鋼管Ｐ内に同軸的に所定長挿入する。（Ｃ）：その後、スクレーパ２０を下降させ、刃部２０ａを鋼管Ｐの内面に接触させる。鋼管Ｐが軸回転しているのに対し、スクレーパ２０は停止しているため、鋼管Ｐの内面に付着している研磨屑がスクレーパ２０の刃部２０ａによって掻き取られる。研磨屑Ｗの掻き取りが行われている間、スクレーパ２０の先端に設けられたノズル体６１から高速気流Ａを噴射して、掻き取られた研磨屑Ｗを鋼管Ｐの開口端Ｐａから排出する。
【選択図】図８

Description

本発明は、ステンレスパイプなど鋼管の内面に付着した研磨屑を除去する装置及び方法に関するものである。

一般に、ステンレスパイプは表面研磨工程を経て製品化される。表面研磨工程は、ステンレスパイプの一連の製造工程のほぼ最終段階で実施される工程であり、この工程を経ることにより表面に光沢のあるステンレスパイプが製造される。表面研磨工程には、ステンレスパイプをその周方向に沿って研磨する工程（横研磨工程）と、軸方向に沿って研磨する工程（縦研磨工程）とが含まれる。横研磨工程及び縦研磨工程を順次実施した後、最終検査がなされる。

しかし、表面研磨工程においては、必然的に研磨屑が発生し、特に縦研磨工程において、ステンレスパイプ端部を研磨する際に、その研磨屑の一部がステンレスパイプ内へ浸入し、ステンレスパイプの端部の内面に付着する。ステンレスパイプの内面に付着した研磨屑が固化してしまうと、もはやウエスで拭き取るといった簡易な方法では除去することができない。このため従来は、ステンレスパイプの内面に付着した研磨屑を掻き出す作業を、作業員がスクレーパを使用して一本一本手作業で行っていた。この作業は非常に非効率であり且つパイプ間で指を挟む等の危険を伴う作業である。

本発明が解決しようとする課題は、鋼管の内面に付着した研磨屑を除去する作業を自動化することにある。

上記課題を解決するために、本発明の研磨屑除去装置は、
鋼管の内面に付着した研磨屑をスクレーパで掻き取り除去する装置であって、
前記スクレーパを保持した保持手段と、
前記保持手段を進退させて、前記スクレーパを定位置で軸回転している鋼管内に挿し入れたり抜き出したりする挿抜手段と、
前記鋼管内に挿入された前記スクレーパを、前記保持手段を進退させる方向に対して直交する方向に移動させて、前記鋼管の内面に接触させたり離したりする接離手段と、
前記鋼管の内面から掻き取られた研磨屑を前記鋼管の開口端から排出する研磨屑排出手段と、を有することを特徴とする。

本発明の研磨屑除去装置において、
前記排出手段は、前記研磨屑を空気流により前記鋼管の開口端から排出することが望ましい。

また、前記排出手段は、
前記スクレーパの基端側に空気を噴射するべく前記スクレーパの先端に設けられたノズル体を有することが望ましい。

また、前記空気は、前記スクレーパの内部を通して前記ノズル体に供給されることが望ましい。

また、前記スクレーパは、その外面にその全長方向に延びる刃部を有する直管又は棒状の部材であることが望ましい。

また、前記スクレーパは、その周方向複数箇所に前記刃部を有していることが望ましい。

また、前記保持手段は、前記鋼管の内面に接触させる刃部を変更可能に前記スクレーパを保持していることが望ましい。

上記課題を解決するために、本発明の研磨屑除去方法は、
本発明の研磨屑除去装置を使用して、鋼管の内面に付着した研磨屑を掻き取り除去する方法であって、
その内面に研磨屑が付着している未処理の鋼管を定位置に供給する未処理鋼管供給ステップと、
前記未処理の鋼管を前記定位置で軸回転させつつ前記鋼管内に前記スクレーパを挿し入れるスクレーパ挿入ステップと、
前記未処理の鋼管を前記定位置で軸回転させつつ前記鋼管の内面に前記スクレーパを接触させて研磨屑を掻き取る研磨屑掻き取りステップと、
前記鋼管の内面から掻き取られた研磨屑を前記鋼管の開口端から排出する研磨屑排出ステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、鋼管の内面に付着した研磨屑を除去する作業を自動化し得る装置及び方法を提供することができるため、ステンレスパイプの内面に付着した研磨屑を掻き出す作業を効率化できる。また、手作業がなくなるのでパイプ間で指を挟む等の危険を伴う作業を行う必要がない。
さらに本発明の研磨屑除去装置のスクレーパは、その周方向複数箇所に刃部を有し、鋼管の内面に接触させる刃部を変更可能であるので、使用中の刃部が消耗した場合、スクレーパ自体は交換することなく使用する刃部を簡単に別の刃部に変更でき、作業効率を下げることなく刃部の変更を行うことができる。
さらに本発明の研磨屑除去装置のスクレーパ刃部はその外面にその全長方向に延びているので、研磨屑を広範囲に除去することが出来る。

スクレーパを後退させた状態における研磨屑除去装置の断面図（側面図） スクレーパを後退させた状態における研磨屑除去装置の断面図（平面図） 研磨屑除去装置の正面図 スクレーパを前進させた状態における研磨屑除去装置の断面図（側面図） スクレーパを下降させた状態における研磨屑除去装置の断面図（側面図） スクレーパの断面図 スクレーパの先端に取り付けられたノズルの断面図 （Ａ）：スクレーパが鋼管内に挿入される直前の状態を示す断面図 （Ｂ）：スクレーパが鋼管内に挿入された状態を示す断面図 （Ｃ）：スクレーパを鋼管の内面に接触させて研磨屑を掻き取っている状態を示す断面図 スクレーパを定位置で軸回転している鋼管の内面に接触させて研磨屑を掻き取っている状態を示す斜視図

以下、本発明を実施するための最良の形態を図１乃至図８中の符号を示しつつ説明する。

図１乃至図６に示すように、研磨屑除去装置１０は、スクレーパ２０と、スクレーパ２０を保持した保持手段３０と、保持手段３０を進退させて、スクレーパ２０を定位置で軸回転している鋼管Ｐ（図８、図９）内に挿し入れたり抜き出したりする挿抜手段４０と、鋼管Ｐ内に挿入されたスクレーパ２０を、保持手段３０を進退させる方向に対して直交する方向（上下方向）に移動させて、鋼管Ｐの内面（底面）に接触させたり離したりする接離手段５０と、鋼管Ｐの内面から掻き取られた研磨屑を鋼管Ｐの開口端から排出する研磨屑排出手段６０と、を有する。

スクレーパ２０は、その外面にその全長方向に延びる刃部を有する直管部材であり、図６に示すように、その周方向複数箇所（この例では４箇所）に刃部２０ａを有している。刃部２０ａは、スクレーパ２０の全長に亘って延びている。スクレーパ２０の軸心部は全長に亘り空洞になっており、この空洞が空気流路６２（図９）をなしている。

保持手段３０は、横長矩形板状の保持ブロック３１からなる。保持ブロック３１の前面中央部には、スクレーパ２０の基端近傍（後端近傍）を挟み込んで強固に保持し得る保持部３１ａが設けられている。保持部３１ａは、鋼管Ｐの内面に接触させる刃部２０ａを変更可能にスクレーパ２０を保持している。刃部２０ａの変更は、保持部３１ａによるスクレーパ２０の固定を解除し、未使用の刃部２０ａの先端が真下に向くようにスクレーパ２０を軸回りに回動させた後、保持部３１ａによりスクレーパ２０を再固定することによりなされる。保持ブロック３１の左右方向及び上下方向の中央には前後方向に貫通した貫通孔が設けられており、この貫通孔にスクレーパ２０の後端部が挿入されている。

挿抜手段４０は、スクレーパ２０に対して平行に設けられたエアシリンダ４１と、エアシリンダ４１の出力を保持ブロック３１に伝達する伝達機構４２とを有している。

エアシリンダ４１のシリンダ本体４１Ａは、出力軸４１Ｂを後方に向けて昇降ブロック５２の左右方向における中央上部に固定されている。

昇降ブロック５２は、横長の直方体形状の部材である。昇降ブロック５２の左右両端近傍には、上下方向に貫通させて一対の昇降用ガイド孔５２ａが設けられている。昇降ブロック５２の左右方向中間部には、前後方向に貫通させて、互いに平行な一対の進退用ガイド孔５２ｂが設けられている。

伝達機構４２は、左右一対のスライドシャフト４２Ａと、両スライドシャフト４２Ａの後端とエアシリンダ４１の出力軸３４１Ｂの先端とを互いに連結し固定している連結板４２Ｂとを有する。

両スライドシャフト４２Ａは、昇降ブロック５２の進退用ガイド孔５２ｂにスライド可能に各々挿入されており、エアシリンダ４１の伸縮動作すなわち、出力軸３４１Ｂの前後移動に伴って前後に移動する。両スライドシャフト４２Ａの先端は、保持ブロック３１の両端近傍に固定されている。スクレーパ２０は、保持ブロック３１を介して両スライドシャフト４２Ａに支持された状態で、両スライドシャフト４２Ａと共に前後に移動する。

接離手段５０は、昇降ブロック５２を上下に移動させるためのエアシリンダ５１を有している。エアシリンダ５１のシリンダ本体５１Ａは、出力軸５１Ｂを上方に向けて研磨屑除去装置１０の本体枠１１の底板部１１ｂの左右方向中央部に固定されている。エアシリンダ５１の出力軸５１Ｂの先端は、昇降ブロック５２の下面中央部に固定されている。

昇降ブロック５２の両昇降用ガイド孔５２ａには、上下方向に延びる左右一対のガイドシャフト５３が各々挿入されている。ガイドシャフト５３は、本体枠１１の天板部１１ａと底板部１１ｂとの間に掛け渡して設けられている。昇降ブロック５２は、両ガイドシャフト５３に案内されて上下にスライド可能であり、エアシリンダ５１の伸縮動作すなわち、出力軸５１Ｂの上下移動に伴って上下に移動する。スクレーパ２０は、保持ブロック３１を介して両スライドシャフト４２Ａに支持された状態で、昇降ブロック５３の上下動に伴って水平姿勢を保ったまま上下に移動する。

排出手段６０は、スクレーパ２０の基端側に空気を噴射するべくスクレーパ２０の先端に設けられたノズル体６１を有する。ノズル体６１は、スクレーパ２０の空気流路６２に接続された空気流路６３と、空気流路６２、６３を通して供給される空気流を斜め後方に吹き出す噴射流路６４とをその内部に有している。スクレーパ２０の空気流路６２の後端開口部には、図示しない空気供給管を介して空気圧縮機が接続されている。当該空気圧縮機からの圧縮空気はスクレーパ２０を通してノズル体６１に供給され、ノズル体６１から高速気流となって噴射される。

次に、上記のように構成された研磨屑除去装置１０による研磨屑除去方法について説明する。

縦研磨工程後の未処理の鋼管Ｐは、互いに同じ向きに回転する図示しない一対のローラ間に供給される（未処理鋼管供給ステップ）。そして、水平姿勢に保たれた状態で両ローラの回転に伴って定位置で軸回転する。

研磨屑除去装置１０は、当該定位置で軸回転する鋼管Ｐと同軸になる位置にスクレーパ２０を待機させており（図８（Ａ））、未処理の鋼管Ｐが当該定位置に供給されると、挿抜手段４０を構成するエアシリンダ４１を縮長させる。これにより、スクレーパ２０が鋼管Ｐ内に同軸的に挿入される（図８（Ｂ））（スクレーパ挿入ステップ）。

スクレーパ２０が鋼管Ｐ内に所定長挿入された後、接離手段５０を構成するエアシリンダ５１を所定長縮長させる。これによりスクレーパ２０が下降し、その刃部２０ａが鋼管Ｐの内面に接触する。このときスクレーパ２０の刃部２０ａの鋼管Ｐ内に挿入されている部分がその長さ方向全体に亘って鋼管Ｐの内面に線接触している。そして、鋼管Ｐが軸回転しているのに対し、スクレーパ２０は停止しているため、鋼管Ｐの内面に付着している研磨屑がスクレーパ２０の刃部２０ａによって掻き取られていく（研磨屑掻き取りステップ）。

研磨屑Ｗの掻き取りが行われている間、スクレーパ２０の先端に設けられたノズル体６１から高速気流Ａが噴射されている。鋼管Ｐの内面から掻き取られた研磨屑Ｗは、ノズル体６１から噴射された高速気流Ａに運ばれて、鋼管Ｐの開口端Ｐａから排出される（研磨屑排出ステップ）。

研磨屑Ｗの掻き取り処理が所定時間実施されることにより、鋼管Ｐの内面に付着いた研磨屑Ｗはほぼ完全に掻き取られて鋼管Ｐ外に排出される。1本分の鋼管Ｐの研磨屑Ｗの掻き取り及び排出処理が終了すると、接離手段５０を構成するエアシリンダ５１を所定長伸張させる。これによりスクレーパ２０が上昇し、鋼管Ｐの内面から離れる。その後、挿抜手段４０を構成するエアシリンダ４１を伸張させる。これにより、スクレーパ２０が鋼管Ｐ内から抜出され待機位置に戻される。その後、処理済みの鋼管Ｐは最終検査工程に送られる、未処理の鋼管Ｐが定位置に供給され、上記一連の処理ステップがなされる。

上記のように構成された研磨屑除去装置１０及び研磨屑除去方法によれば、ステンレスパイプＰの内面に付着した研磨屑Ｗを除去する作業を自動化し、安全且つ高効率に実施することができる。研磨屑除去装置１０は、スクレーパ２０をその全長方向に進退移動させる動作と、スクレーパ２０をその全長方向に対して平行移動させる動作とを行うだけの極めて単純な駆動機構を有するのみであるので、製造及び運用コストを安く抑えることができる。また、スクレーパ２０の周方向複数箇所（この例では４箇所）に刃部２０ａが設けられ、使用する刃部２０ａを変更できるようになっているので、１本のスクレーパ２０を使用する刃部２０ａを適宜変更しつつ長時間使用することができ、運用コストを抑える上で極めて有利である。

なお、上記の例では、研磨屑Ｗの掻き取りを行うと同時に、ノズル体６１から高速気流Ａを噴射させて、掻き取られた研磨屑Ｗの排出を行っているが、研磨屑Ｗの掻き取り終了後、ノズル体６１からの高速気流Ａの噴射を開始して、掻き取られた研磨屑Ｗの排出を行うようにしてもよい。

また、上記の例では、スクレーパ２０の周方向４箇所に刃部２０ａが設けられているが、２箇所、３箇所又は５箇所以上に刃部２０ａを設けてもよい。また、スクレーパ２０の刃部２０ａは必ずしも複数箇所に設けられている必要はなく、周方向の１箇所のみに刃部２０ａが設けられていてもよい。

１０ 研磨屑除去装置
２０ スクレーパ
２０ａ 刃部
３０ 保持手段
３１ 保持ブロック
４０ 挿抜手段
５０ 接離手段
６０ 研磨屑排出手段
６１ ノズル体
６２ 空気流路
６４ 噴射流路
Ｐ 鋼管

Claims (8)

1. 鋼管の内面に付着した研磨屑をスクレーパで掻き取り除去する装置であって、
   前記スクレーパを保持した保持手段と、
   前記保持手段を進退させて、前記スクレーパを定位置で軸回転している鋼管内に挿し入れたり抜き出したりする挿抜手段と、
   前記鋼管内に挿入された前記スクレーパを、前記保持手段を進退させる方向に対して直交する方向に移動させて、前記鋼管の内面に接触させたり離したりする接離手段と、
   前記鋼管の内面から掻き取られた研磨屑を前記鋼管の開口端から排出する研磨屑排出手段と、を有することを特徴とする研磨屑除去装置。
2. 前記排出手段は、前記研磨屑を空気流により前記鋼管の開口端から排出する、請求項１記載の研磨屑除去装置。
3. 前記排出手段は、
   前記スクレーパの基端側に空気を噴射するべく前記スクレーパの先端に設けられたノズル体を有する、請求項２記載の研磨屑除去装置。
4. 前記空気は、前記スクレーパの内部を通して前記ノズル体に供給される、請求項３記載の研磨屑除去装置。
5. 前記スクレーパは、その外面にその全長方向に延びる刃部を有する直管又は棒状の部材である、請求項１乃至４のいずれか１項記載の研磨屑除去装置。
6. 前記スクレーパは、その周方向複数箇所に前記刃部を有している、請求項５記載の研磨屑除去装置。
7. 前記保持手段は、前記鋼管の内面に接触させる刃部を変更可能に前記スクレーパを保持している、請求項５記載の研磨屑除去装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項記載の研磨屑除去装置を使用して、鋼管の内面に付着した研磨屑を掻き取り除去する方法であって、
   その内面に研磨屑が付着している未処理の鋼管を定位置に供給する未処理鋼管供給ステップと、
   前記未処理の鋼管を前記定位置で軸回転させつつ前記鋼管内に前記スクレーパを挿入するスクレーパ挿入ステップと、
   前記未処理の鋼管を前記定位置で軸回転させつつ前記鋼管の内面に前記スクレーパを接触させて研磨屑を掻き取る研磨屑掻き取りステップと、
   前記鋼管の内面から掻き取られた研磨屑を前記鋼管の開口端から排出する研磨屑排出ステップと、を有する研磨屑除去方法。