JP3231432B2

JP3231432B2 - 筒状内面清掃装置

Info

Publication number: JP3231432B2
Application number: JP31081692A
Authority: JP
Inventors: 隆弘阿部; 建夫神; 照夫高橋; 勝一鈴木
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1992-10-27
Filing date: 1992-10-27
Publication date: 2001-11-19
Anticipated expiration: 2016-11-19
Also published as: JPH06134424A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、筒状内面清掃装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】従来、筒状内面例えば配管
内面の清掃作業は、一般に人手に頼つていた。すなわ
ち、棒状部材の先端部にブラシを植立させた道具を使用
し、これを配管内に挿入して、人力によつて軸線方向に
押動又は引動を繰り返し与える。これにより、弾発力を
有するブラシが配管内面を擦るので、汚れが取り除かれ
る。しかしながら、このような従来の筒状内面の清掃具
にあつては、人手に頼つていたため、清掃能率が著しく
悪く、ひどい汚れの取り除き作業には多数人を要すると
いう不具合があつた。

【０００３】また、従来の筒状内面清掃装置として、実
開昭６４−８０９２号公報に開示されるものがある。こ
れは、螺旋形溝を外周に形成され、回転駆動される駆動
軸を筒状内に配置し、リング状ブラシの内周に突設した
ガイドを駆動軸の螺旋形溝に係合させて構成され、駆動
軸を回転駆動することによつてリング状ブラシを移動さ
せ、筒状内面を軸線方向に清掃する。更に、他の従来の
筒状内面清掃装置として、実開昭６４−３１３９４号公
報に開示されるものがある。これは、筒状内に挿入する
油圧モータと、この油圧モータによつて回転駆動される
ブラシとを有し、油圧モータに洗浄油を供給する洗浄油
ホースを巻取ドラムから繰り出しながら、筒状内面を軸
線方向に清掃する。

【０００４】しかしながら、このような従来の筒状内面
清掃装置にあつては、清掃作業の省力化には寄与するも
のの、清掃能力に劣るという不具合がある。すなわち、
上記従来の筒状内面清掃装置にあつては、いずれも回転
するブラシによつて筒状内面を清掃する構造であるた
め、凹凸のある筒状内面を良好に清掃することができな
いという不具合がある。すなわち、凹凸部の周囲の内、
ブラシの回転方向の前後に位置する箇所にブラシが接触
せず、清掃不可能となる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来の技術的課題に鑑みてなされたものであり、請求項１
に記載した発明の構成は、外筒３０ａ，３０ｂと、外筒
３０ａ，３０ｂの外周に回転自在に支持される被振動体
１１と、被振動体１１の外周に固着するブラシ１２と、
外筒３０ａ，３０ｂに取付けた駆動源（３２）によつて
駆動され、該被振動体１１に振動を与える振動発生機構
１３とを備え、前記ブラシ１２が、帯状のブラシ材２２
を螺旋状に巻き付けて有することを特徴とする筒状内面
清掃装置である。また、請求項２に記載した発明の構成
は、外筒３０ａ，３０ｂと、外筒３０ａ，３０ｂの外周
に回転自在に支持される被振動体１１と、被振動体１１
の外周に固着するブラシ１２’と、外筒３０ａ，３０ｂ
に取付けた駆動源（３２）によつて駆動され、該被振動
体１１に振動を与える振動発生機構１３とを備え、前記
ブラシ１２’が、該被振動体１１の中心軸線方向の前後
いずれかに傾斜させて形成されるブラシ材２２’を有す
ることを特徴とする筒状内面清掃装置である。

【０００６】

【作用】ブラシを有する被振動体及び振動発生機構を一
体として、被清掃面である筒状内面に挿入し、振動発生
機構を駆動する。これにより、被振動体が加振されるの
で、被振動体と一体のブラシが振動し、筒状内面を清掃
することができる。すなわち、弾性的反発力を適度に有
するブラシが、振動発生機構の高振動を受けて筒状内面
に弾性的に衝突し、この衝突に伴う微小擦りが高サイク
ルに行われ、筒状内面が清掃される。

【０００７】そして、ブラシは、被振動体の外周に帯状
のブラシ材を螺旋状に巻き付けて形成されるので、振動
発生機構によつて周方向、径方向等の振動を与えること
により、ブラシ材が右巻き、左巻きのいずれかにより、
前進又は後進する。振動状態のブラシの移動は、ブラシ
の外径が筒状内面の内径よりも僅かに大きいだけで、ブ
ラシの弾発力に基づく筒状内面との間の摩擦力が比較的
小さい状態にあることとも相まつて軽い力で移動可能で
あり、自走する。

【０００８】このように、筒状内面の清掃が振動するブ
ラシによつてなされ、かつ、被振動体及びブラシが外筒
に対して回転自在であるので、筒状内面に凹凸が存在す
る場合であつても、凹凸部の周辺に清掃不可能箇所を生
じ難く、筒状内面の全面が良好に清掃される。

【０００９】加えて、請求項２に記載した発明によれ
ば、上記の説明と同様に、振動発生機構を駆動して被振
動体を加振することにより、被振動体に付属するブラシ
が振動するので、筒状内面を清掃することができる。そ
して、ブラシのブラシ材は、被振動体の中心軸線方向の
前後いずれかに傾斜させて形成されるので、振動発生機
構によつて周方向、径方向等の振動を与えることによ
り、ブラシの弾性的な伸縮作用により、ブラシの傾斜方
向に応じて前進又は後進する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１〜図６は、本発明に係る筒状内面清掃
装置の第１実施例を示し、振動発生機構１３にて加振さ
れる被振動体１１を備える。被振動体１１は、円筒状を
なし、外周にブラシ１２を植立させてある。ブラシ１２
は、円筒状のブラシホルダー１８の外周に、図３，図４
に示すように帯状のブラシ材２２を右巻き螺旋状に巻き
付けて構成され、このブラシホルダー１８を被振動体１
１に外嵌させ、適宜の止めねじ４５，４６によつて被振
動体１１に固着してある。なお、このブラシ材２２は、
２条をなしているが、１条又は数条に巻き付けることが
できる。

【００１１】ここで、ブラシ材２２は、図１，図２に示
す被清掃面である筒状内面５の汚れ状態に応じてその材
質を選定するものであり、厚めの錆に対してはスチール
ワイヤー、真鍮ワイヤー、ステンレススチール線等が採
用され、腐食性の薬物、ガス等による強固な付着物に対
しては硬質動物毛、硬質動物毛と真鍮ワイヤーとの混合
体、硬質合成繊維、硬質植物繊維等が採用され、磨き専
用には、軟質動物毛、軟質合成繊維、植物繊維、綿布等
が採用される。

【００１２】このようなブラシ１２の外径つまりブラシ
材２２の外径は、被振動体１１に装着した状態で、筒状
内面５の内径よりも少し大きく設定してある。但し、ブ
ラシ材２２は後述するように振動しながら筒状内面５に
接触するので、単に回転接触させる場合よりもブラシ材
２２の外径を小径として良好な清掃能力を発揮させるこ
とができる。

【００１３】そして、被振動体１１内には、回転軸１７
が回転自在に支持される。回転軸１７は、振動発生機構
１３を付属する第１回転軸１７１と、第２回転軸１７２
とを連結して構成され、第１回転軸１７１が、複数個の
ころがり軸受４１，４７，４８により被振動体１１内に
回転自在かつ中心軸線方向の移動不可能に支持され、第
２回転軸１７２が、一対のすべり軸受５０，５１により
後記する第２外筒３０ｂ内に回転自在に支持されてい
る。１０は、蓋部材であり、被振動体１１内の防塵を図
る機能を有する。

【００１４】第１回転軸１７１は、その基端部が第２回
転軸１７２の先端部と回転運動を伝達可能に連結してい
る。具体的には、図５，図６に示すように第１回転軸１
７１の基端部に形成した矩形凹所１７１ａに、第２回転
軸１７２の先端部の平板部１７２ａを差し込んで、回転
運動を伝達可能に連結させてある。

【００１５】第１回転軸１７１の中間部に付属する振動
発生機構１３は、図１，図５に示すように偏心する回転
振子１３ａにて構成され、第２回転軸１７２を回転駆動
して与えられる第１回転軸１７１の回転により、被振動
体１１に周方向の振動を与える。

【００１６】第２回転軸１７２には、回転駆動源である
電気モータ３２のモータ軸３２ａが連結される。電気モ
ータ３２は、第１外筒３０ａ内に固着され、そのモータ
軸３２ａが、ころがり軸受５２により第１外筒３０ａの
先端部に回転自在に支持されている。５３は、電気モー
タ３２ところがり軸受５２の内輪との間に介在するスペ
ーサである。このような第１外筒３０ａと第２外筒３０
ｂとは、相対回転不可能にセレーション結合させると共
に、第１外筒３０ａの外向きフランジ部と第２外筒３０
ｂの基端部とを止めねじ５５によつて結合してある。５
６は、第１外筒３０ａと第２外筒３０ｂとの間に介在さ
せた防塵用のシールリングである。

【００１７】また、第２外筒３０ｂと被振動体１１の基
端部とは、中心軸線方向の相対移動不可能かつ相対回転
自在に結合する。すなわち、被振動体１１の基端部内周
面にすべり軸受５７を固着し、このすべり軸受５７の内
周面にて第２外筒３０ｂを回転自在に支持すると共に、
両端部に内向きフランジ部を形成した環状部材５９の基
端部を第２外筒３０ｂの基端部に固着し、先端部の内向
きフランジ部を、すべり軸受６１を介在して被振動体１
１の突出部の前端面に係合させ、中心軸線方向の相対移
動を抑制してある。

【００１８】そして、電気モータ３２は、キャブタイヤ
ケーブル３２ｂによつて電源６０に接続される。キャブ
タイヤケーブル３２ｂは、適度の可撓性を有し、電源６
０からの電気を電気モータ３２に通電すると共に、連繋
具として機能する。しかして、この連繋具であるキャブ
タイヤケーブル３２ｂに押動又は引動を与えることによ
り、被振動体１１、ブラシ１２、振動発生機構１３等か
らなる筒状内面清掃装置を移動させることが可能であ
る。

【００１９】６２は、環状部材５９の外周に固着したゴ
ム製のリング部材であり、その組付を考慮して２つ割り
にした環状部材５９を一体化させる機能を有する。な
お、環状部材５９の外周に適宜のブラシ材２２を装着
し、筒状内面５を清掃する機能を付加してもよい。更
に、第２外筒３０ｂの外周から延在させた短筒部３０ｃ
を、シールリング６３を介在して被振動体１１の基端部
外周に外嵌させ、この間の防塵を図つてある。

【００２０】次に上記第１実施例の作用について説明す
る。ブラシ１２を図２に示すように中空形状等の筒状内
面５に挿入し、筒状内面５の外部に配置する電源６０に
よつて電気モータ３２を回転駆動する。これにより、モ
ータ軸３２ａ並びに回転軸１７つまり第２回転軸１７２
及び第１回転軸１７１が回転し、偏心する回転振子１３
ａが回転するので、振動発生機構１３が作動する。回転
振子１３ａを付属する第１回転軸１７１は、ころがり軸
受４１，４７，４８により被振動体１１内に回転自在に
支持されているので、振動発生機構１３の作動により被
振動体１１及びブラシホルダー１８が加振され、ブラシ
１２が周方向に振動する。

【００２１】これにより、各ブラシ材２２が周方向に振
動しながら筒状内面５を擦り、清掃される。すなわち、
弾性的反発力を適度に有する各ブラシ材２２が、振動発
生機構１３の高振動を受けて筒状内面５に弾性的に順次
衝突し、この衝突に伴う微小擦りが高サイクルに行わ
れ、筒状内面５が清掃される。ブラシ１２は、ブラシホ
ルダー１８の外周にブラシ材２２を螺旋状に巻き付けて
あるので、ブラシ１２を備える筒状内面清掃装置が自走
しながら筒状内面５の清掃作業が行われる。

【００２２】このブラシ１２によれば、ブラシ材２２を
右巻き螺旋状に巻き付けてあるので、各ブラシ材２２が
周方向に振動する状態で、モータ軸３２ａに左回転を与
えることにより、ブラシ１２が緩やかに回転しながら前
進し、モータ軸３２ａに右回転を与えることにより、各
ブラシ材２２が後進する。すなわち、ブラシ１２に周方
向の振動を与えた状態で、螺旋状ブラシの巻付け方向と
モータ軸３２ａの回転方向とを逆向きとすれば、ブラシ
１２が前進し、螺旋状ブラシの巻付け方向とモータ軸３
２ａの回転方向とを一致させれば後進する。キャブタイ
ヤケーブル３２ｂからなる連繋具に押動又は引動を与
え、ブラシ１２を筒状内面５の軸線方向に強制的に移動
させることもできる。

【００２３】キャブタイヤケーブル３２ｂからなる連繋
具に押動又は引動を与え、ブラシ１２に短いストローク
での前後動を強制的に付加するようにすれば、清掃機能
が良好に発揮される。そして、振動状態のブラシ１２の
強制的な移動作業は、ブラシ材２２の外径が筒状内面５
の内径よりも僅かに大きいだけで、各ブラシ材２２の弾
発力が作用した状態での筒状内面５との間の摩擦力が比
較的小さいこととも相まつて軽い力で行うことができ、
キャブタイヤケーブル３２ｂの取扱いは一人で充分であ
る。なお、キャブタイヤケーブル３２ｂからなる連繋具
に可撓性を与えてあるので、多少湾曲する筒状内面５の
清掃も可能である。

【００２４】このように、ブラシ１２の各ブラシ材２２
が周方向に振動しながら筒状内面５の清掃がなされるの
で、筒状内面５に凹凸部、溝等が存在する場合であつて
も、凹凸部等の周辺に清掃不可能箇所を生じ難く、筒状
内面５の全面が良好かつ均一に清掃される。勿論、ブラ
シ材２２に中性洗剤等を染み込ませて清掃に供すれば、
清掃効果が更に向上する。

【００２５】また、上記の清掃作業中において、周方向
の振動を行うブラシ１２が回転運動を併発し、ブラシホ
ルダー１８及び被振動体１１が中心軸線回りに緩やかに
回転する。しかしながら、被振動体１１が、すべり軸受
５７の内周面に支持されながら第２外筒３０ｂに対して
回転するので、ブラシホルダー１８及び被振動体１１の
回転がキャブタイヤケーブル３２ｂに伝達されることは
なく、キャブタイヤケーブル３２ｂの縒りが防止され
る。その際、被振動体１１と第２外筒３０ｂとの中心軸
線方向の相対移動は、すべり軸受６１によつて支承され
た状態で、環状部材５９によつて抑制される。

【００２６】図７，図８には、本発明の第２実施例の要
部を示し、このブラシ１２’によつても筒状内面清掃装
置に自走能力を付与することができる。すなわち、この
実施例にあつては、筒状内面清掃装置の前進方向Ａに対
し、ブラシ材２２’の先端が後向きに傾斜するようにブ
ラシホルダー１８に取付け、これによつて振動するブラ
シ１２’に前進運動を付与している。振動発生機構１３
を作動させて被振動体１１及びブラシホルダー１８を加
振すれば、弾性的反発力を適度に有するブラシ１２’
が、振動発生機構１３の高振動を受けて筒状内面５に弾
性的に衝突し、この衝突に伴う微小擦りが高サイクルに
行われ、筒状内面が清掃されると共に、ブラシ１２’の
弾性的反発力によつて筒状内面清掃装置が移動する。

【００２７】しかして、ブラシ１２’のブラシ材２２’
を進行方向と直交する方向から前後いずれかの方向に傾
斜させることにより、振動を受けたブラシ１２’を備え
る筒状内面清掃装置に自走機能を与えることができる。
なお、第１実施例のように被振動体１１の外周に、帯状
のブラシ材２２を螺旋状に巻き付け、かつ、このブラシ
材２２を被振動体の中心軸線方向の前後いずれかに傾斜
させて形成し、これによつて前後いずれかの方向への自
走能力を高めることも可能である。

【００２８】ところで、上記第１，第２実施例にあつて
は、振動発生機構１３として偏心する回転振子１３ａを
備えさせ電気モータ３２にて駆動したが、各種の振動発
生機構を採用し、或いは空気モータによつて駆動するこ
とも可能であり、被振動体１１の振動方向も周方向に限
定されず、径方向その他の方向の振動を与えて前進又は
後進を与えることができ、これによつてほぼ同様の清掃
作用を得ることができる。但し、空気圧式の振動発生機
構１３の場合には、連繋具であるキャブタイヤケーブル
３２ｂは圧力空気を送排気する２重エアーホースで、電
源６０は空気源である。

【００２９】更に、筒状内面５は、円形断面に限られず
角形断面であつてもよく、筒状内面５が角形をなす場合
には、ブラシ１２の各ブラシ材２２にも適合する外形を
与える。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明によつて理解されるように、
本発明によれば、振動発生機構によつてブラシに振動を
付与し、筒状内面を清掃するものであるため、ブラシ自
体に回転を与えて清掃するものと比較して、凹凸のある
筒状内面、角形断面の筒状内面等をも良好に清掃するこ
とができる。更に、ブラシに回転を与えて清掃するもの
と比較して、筒状内面の軸線方向へのブラシの移動が確
実かつ容易であり、かつ、回転反力を支持する機構が不
要で構造が簡素である。加えて、ブラシを螺旋状又は傾
斜させて備えるという簡素な構造により、筒状内面清掃
装置に自走能力を付与することができ、筒状内面を自動
的に清掃することが可能になつた。また、被振動体及び
ブラシが外筒に対して回転自在であるので、清掃に伴つ
てブラシに回転運動を生じても外筒及び駆動源が回転す
ることが抑制され、筒状内面に凹凸部、溝等が存在する
場合であつても、清掃不可能箇所を生じ難く、筒状内面
の全面が良好に清掃される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る筒状内面清掃装置
を示す断面図。

【図２】同じく筒状内面清掃装置の使用状態を示す
図。

【図３】同じくブラシホルダーを示す正面図。

【図４】同じくブラシを示す断面図。

【図５】同じく第１回転軸を示す側面図。

【図６】同じく第２回転軸を示す側面図。

【図７】本発明の第２実施例に係るブラシホルダーを
示す正面図。

【図８】同じくブラシ材を示す断面図。

【符号の説明】

５：筒状内面、１１：被振動体、１２，１２’：ブラ
シ、１３：振動発生機構、１３ａ：偏心する回転振子、
１７：回転軸、１８：ブラシホルダー、２２，２２’：
ブラシ材、３０ａ：第１外筒（外筒）、３０ｂ：第２外
筒（外筒）、３２：電気モータ（駆動源）、３２ｂ：キ
ャブタイヤケーブル、５７：すべり軸受、５９：環状部
材、６０：電源、１７１：第１回転軸、１７２：第２回
転軸。

フロントページの続き (72)発明者鈴木勝一北海道室蘭市茶津町４番地株式会社日本製鋼所内 (56)参考文献特開昭57−165081（ＪＰ，Ａ) 実開昭52−89860（ＪＰ，Ｕ) 実開昭52−105373（ＪＰ，Ｕ) 実開平３−123588（ＪＰ，Ｕ) 実開昭53−12263（ＪＰ，Ｕ) 実公昭49−16335（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B08B 1/00 - 9/44

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】外筒（３０ａ，３０ｂ）と、外筒（３０
ａ，３０ｂ）の外周に回転自在に支持される被振動体
（１１）と、被振動体（１１）の外周に固着するブラシ
（１２）と、外筒（３０ａ，３０ｂ）に取付けた駆動源
（３２）によつて駆動され、該被振動体（１１）に振動
を与える振動発生機構（１３）とを備え、前記ブラシ
（１２）が、帯状のブラシ材（２２）を螺旋状に巻き付
けて有することを特徴とする筒状内面清掃装置。
【請求項２】外筒（３０ａ，３０ｂ）と、外筒（３０
ａ，３０ｂ）の外周に回転自在に支持される被振動体
（１１）と、被振動体（１１）の外周に固着するブラシ
（１２’）と、外筒（３０ａ，３０ｂ）に取付けた駆動
源（３２）によつて駆動され、該被振動体（１１）に振
動を与える振動発生機構（１３）とを備え、前記ブラシ
（１２’）が、該被振動体（１１）の中心軸線方向の前
後いずれかに傾斜させて形成されるブラシ材（２２’）
を有することを特徴とする筒状内面清掃装置。