JP4640957B2 - 内面研磨治具 - Google Patents

Description

この発明は、例えば内面を樹脂層で被覆した鋼管からなるガス導管等に形成した貫通孔を塞ぐためにプラグを溶接したり、貫通孔に他の管を接合したりするため、貫通孔周囲内面の樹脂層等を除去する内面研磨治具に関するものである。

例えば内面を樹脂層で被覆した鋼管からなるガス導管の一部を取替えたり、不要になった分岐管を除去するとき、図５に示すように、ガス導管２０の取替える部分２３の両側に貫通孔２２を穿孔し、この貫通孔２２からガス導管２０内にゴム玉２４を挿入して膨らませてガスを遮断してから取替える部分２３を切断して除去する。この除去した部分に新しい管を接合した後、貫通孔２２からゴム玉２４を取り外し、貫通孔２２にプラグを取付け溶接して封止する。

このガス導管２０に穿孔した貫通孔２２にプラグを取付けて溶接するとき、貫通孔２２周囲内面の樹脂層２１が溶接熱により加熱されてミスト状になって飛散し、飛散した粒子がガス導管２０内に流れるガスとともに下流側に移動する。この粒子が下流のバルブやガス機器に付着するとバルブやガス機器を正常に動作させることができなくなる危険性がある。

この危険性を解消するため、特許文献１に示すように、鋼製ワイヤーに砥粒を固定した研磨部材の一方の端部を、かしめ治具で複数本ずつ一体に固定した研磨材ユニットを複数中空可動軸の下端部に放射状に、かつ揺動自在に取付け、この中空可動軸の下端部から上部に開口を有する筒体の底部に下端部を固定した回転軸を挿入して中空可動軸の下端部にある研磨材ユニットの取付部を筒体の内部に挿入して、筒体開口端に対する研磨材ユニットの取付部の位置に応じて研磨部材を構成する鋼製ワイヤーの中空可動軸に対する取付角度を切り換える研磨治具を使用している。

この研磨治具を管に設けた貫通孔に挿入したり、貫通孔から取り出すときは、中空可動軸の下端部を筒体の底部まで挿入した状態で中空可動軸を回転軸に固定し、筒体の開口端により研磨部材の中空可動軸に対する取付角度を小さくし、回転軸の軸芯から研磨部材の先端までの距離を管に設けた貫通孔の半径より小さくして研磨部材の先端が貫通孔に接触しないようにしている。このようにして研磨治具を管に設けた貫通孔に挿入した後、回転軸に対する中空可動軸の固定を解除し、中空可動軸を上方に移動して研磨材ユニットの取付部を筒体の開口端近傍まで移動し、筒体の開口端で規制している研磨部材の中空可動軸に対する取付角度を大きくして回転軸の軸芯から研磨部材の先端までの距離を管に設けた貫通孔の半径より大きくし、研磨部材の先端が貫通孔周囲の内面面に接触するようにする。この状態で回転軸を回転し、研磨部材を貫通孔周囲の内面面に圧接しながら回転して貫通孔周囲の内面面に形成された樹脂層を除去する。この樹脂層を除去するとき、回転軸を上向きに引き上げて研磨部材先端の回転半径を大きくし所定範囲の樹脂層を除去する。
特開２００３−１９１１５９号公報

前記のように研磨部材に弾性を有する鋼製ワイヤーを使用しているため、研磨治具を貫通孔から取り出すときだけでなく研磨治具を貫通孔に挿入する場合も、回転軸の軸芯から研磨部材の先端までの距離が貫通孔の半径より小さくなるように研磨部材の姿勢を変えて貫通孔の外周部に傷が付くことを防ぐ必要があり、回転軸に対する中空可動軸の固定位置を変える必要があり、この位置変えに時間がかかってしまう。

また、貫通孔周囲の内面に形成された樹脂層を除去するとき、研磨部材を構成する鋼製ワイヤーを高速で回転しながら管内面に押し付けるため、鋼製ワイヤーの先端部に変形が生じ、研磨治具を貫通孔から取り出すときに研磨部材の姿勢を変えても、鋼製ワイヤーの先端部が貫通孔の外周部に引っかかり、研磨治具の取り出しが容易でないという短所もある。

さらに、変形した鋼製ワイヤーの先端が折れやすく、折れた破片が飛び散るという危険性もある。

この発明は、このような短所を改善し、内面を樹脂層で被覆した鋼管からなるガス導管等に形成した貫通孔周囲内面の樹脂層を作業性良く除去できる内面研磨治具を提供することを目的とするものである。

この発明の内面研磨治具は、内面を樹脂層で被覆した鋼管に形成した貫通孔周囲内面の樹脂層を除去する内面研磨治具であって、回転軸の先端に取付けられた研磨ブラシ及びハウジングを有し、研磨ブラシは、多数のフィラメントとフィラメント保持部を有し、フィラメントは合成樹脂に研磨砥粒を含ませて形成され、フィラメント保持部は底面の中心部に設けられ前記回転軸を通す貫通孔を有する軸連結部と、該軸連結部の外周部に設けられたフィラメント固定溝を有し、軸連結部の貫通孔に回転軸の先端部をフィラメント固定溝側から挿入して固定し、フィラメント固定溝にフィラメントの先端部を挿入して接着剤で固定して前記多数のフィラメントを前記回転軸に沿って平行に配置し、ハウジングはフィラメント保持部の外周と嵌合する内径を有する円筒状に形成され、一方の端部にフィラメント保持部の外周端を係止する係止部を有し、全長は研磨ブラシのフィラメント保持部に固定したフィラメントのフィラメント保持部から先端までの長さのほぼ７０％にフィラメント保持部の長さを加えた長さに形成され、フィラメントを係止部から突出させてフィラメントの一部と前記フィラメント保持部との外周部を覆い、周囲内面の樹脂層を除去する貫通孔に挿入するときは、回転軸を係止部と反対側から挿入して研磨ブラシのフィラメント保持部をハウジングの係止部に突き当ててフィラメントを係止部から突出させて貫通孔から鋼管内に挿入し、貫通孔周囲内面の樹脂層を除去して貫通孔から取り出すときは、回転軸を鋼管内に押し込んでハウジングの係止部と反対側を貫通孔と反対側の管内面に突き当てて研磨ブラシをハウジング内に押し込み、放射状に広がって湾曲したフィラメントをハウジングの係止部の内周面で押えることを特徴とする。

この発明の内面研磨治具は、貫通孔に挿入するとき、研磨ブラシのフィラメントが回転軸に沿って平行に配置されているから、貫通孔に容易に挿入することができる。

また、研磨ブラシのフィラメントを合成樹脂で形成するから、貫通孔に挿入した研磨ブラシを回転しながらフィラメントを貫通孔周囲に内面に押し付けることにより、フィラメントの先端部を容易に放射状に広げることができる。

さらに、貫通孔周囲内面に押し付けられて回転するフィラメントは貫通孔周囲内面に倣って屈曲して内面に安定して接触し、フィラメントに含まれている研磨砥粒により貫通孔内面を確実に研磨することができる。

また、フィラメントを靭性や弾力性に富むとともに摩擦に強い特性を有するポリアミド樹脂で形成することにより、フィラメントを貫通孔周囲内面に大きな接触力で安定して接触させて研磨することができるとともに研磨中にフィラメントの先端が折れることを防ぐことができる。

また、貫通孔周囲内面の研磨が終了したとき、研磨ブラシをハウジング内に押し込むことにより、放射状に広がってある程度湾曲したフィラメントをハウジングの係止部内周面で押えて、フィラメントの放射状に広がった先端部の外周を貫通孔の直径より小さくすることができ、内面研磨治具を貫通孔から容易に引き抜くことができる。

さらに、ハウジングの全長は、前記研磨ブラシの前記フィラメント保持部に固定した前記フィラメントのフィラメント保持部から先端までの長さのほぼ７０％にフィラメント保持部の長さを加えた長さに形成することにより、フィラメントの放射状に広がった先端部の外周を貫通孔の直径より確実に小さくすることができる。

図１はこの発明の内面研磨治具の構成を示す断面図である。図に示すように、内面研磨治具１は回転軸２の先端に取付けられた研磨ブラシ３及びハウジング４を有する。研磨ブラシ３は、図２の断面図に示すように、多数のフィラメント５とフィラメント保持部６を有する。フィラメント５はポリアミド樹脂に研磨砥粒を含ませて押し出し加工により形成され、靭性や弾力性に富んで折れにくいとともに摩擦に強い特性を有する。フィラメント保持部６は底面の中心部に回転軸２を通す貫通孔を有する軸連結部７を有し、軸連結部７の外周部にフィラメント固定溝８を有する。この軸連結部７の貫通孔に回転軸２の先端ねじ部をフィラメント固定溝８側から挿入してナット９，１０で固定し、フィラメント固定溝８に多数のフィラメント５の先端部を挿入して接着剤で固定して、多数のフィラメント５を回転軸２に沿って平行に配置した研磨ブラシ３を形成する。

ハウジング４はフィラメント保持部６の外周と嵌合する内径を有する円筒状に形成され、一方の端部にフィラメント保持部６の外周端を係止する係止部１１を有する。このハウジング４の全長Ｌは研磨ブラシ３のフィラメント保持部６に固定したフィラメント５のフィラメント保持部６から先端までの長さＬ１のほぼ７０％にフィラメント保持部６の長さＬ２を加えた長さに形成されている。そしてハウジング４の係止部１１と反対側から研磨ブラシ３を有する回転軸２を挿入し、研磨ブラシ３のフィラメント保持部６を係止部１１に係止させて回転軸２とフィラメント５をハウジング４から突出させて内面研磨治具１を構成する。

この内面研磨治具１を使用して例えばガス導管２０に穿孔した貫通孔２２の周囲の内面樹脂層２１を除去するときの操作を図３の工程図を参照して説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、内面研磨治具１をハウジング４側からガス導管２０に穿孔した貫通孔２２に挿入する。この内面研磨治具１を貫通孔２２に挿入するとき、研磨ブラシ３のフィラメント５が回転軸２に沿って平行に配置されているから貫通孔２２からガス導管２０内に容易に挿入することができる。

内面研磨治具１をガス導管２０に挿入した後、図３（ｂ）に示すように、回転軸２を貫通孔２２の中心から外周側に移動し、回転軸２に沿って平行に配置されている研磨ブラシ３のフィラメント５の先端をガス導管２０の内面樹脂層２１に接触させた状態で回転軸２を回転ながら徐々に引き上げる。この回転軸２の回転と引き上げによりフィラメント５の先端部は放射状に広がり、貫通孔２２の周囲の内面樹脂層２１に回転しながら押し付けられる。このフィラメント５の放射状の広がりは回転軸２の引き上げに応じて大きく広がる。この状態で回転軸２を貫通孔２２の中心に移動しながら徐々に引き上げると、図３（ｃ）に示すように、フィラメント５の放射状の広がりは貫通孔２２の直径より大きく広がり、フィラメント５の先端部が貫通孔２２の周囲全体の内面樹脂層２１に押し付けられて回転する。この内面樹脂層２１に先端部が押し付けられて回転するフィラメント５は靭性や弾力性に富んでいるから内面樹脂層２１に倣って屈曲するとともに先端が折れることなしに内面樹脂層２１に安定して接触し、フィラメント５に含まれている研磨砥粒により内面樹脂層２１を研磨して除去する。この内面樹脂層２１を研磨して除去するとき、フィラメント５は耐摩耗性を有するポリアミド樹脂で形成されているからほとんど磨耗しないで内面樹脂層２１を除去することができる。

この内面樹脂層２１の除去範囲があらかじめ定めた範囲になるように回転軸２の引上げ量を調節して内面樹脂層２１を所定の除去範囲まで除去したら、回転軸２の回転を停止し、回転軸２をガス導管２０内に押し込む。回転軸２をガス導管２０内に押し込むとハウジング４が下降し、ハウジング４の底が貫通孔２２と反対側の管内面に突き当たる。回転軸２をさらに押し込むと、図４の断面図に示すように、研磨ブラシ３がハウジング４内に押し込まれ、放射状に広がってある程度湾曲したフィラメント５がハウジング４の係止部１１の内周面で押えられる。この湾曲したフィラメント５を係止部１１で押えるとき、フィラメント５のフィラメント保持部６から先端までの長さＬ１のほぼ７０％の位置で押えられるから、フィラメント５の放射状に広がった先端部の外周を貫通孔２２の直径より小さくすることができる。この状態で回転軸２を引き上げると、フィラメント５とハウジング４の係止部１１との間の摩擦力により、フィラメント５の放射状に広がった先端部の外周を貫通孔２２の直径より小さくした状態で研磨ブラシ３とハウジング４を一体にして貫通孔２２から容易に引き抜くことができる。

内面研磨治具１を貫通孔２２から引き抜いた後、使用済みの研磨ブラシ３をハウジング４から取り出し、未使用の研磨ブラシ３と交換して、次の貫通孔２２の処理を行う。

前記説明では、内面研磨治具１でガス導管２０に穿孔した貫通孔２２の周囲の内面樹脂層２１を除去する場合について説明したが、各種容器の貫通孔やフランジ等の周囲内面面に付着した異物の除去の研磨にも同様に適用することができる。

この発明の内面研磨治具の構成を示す断面図である。 研磨ブラシの構成を示す断面図である。 内面研磨治具の使用方法を示す工程図である。 内面研磨治具を貫通孔から引き抜くときの状態を示す断面図である。 ガス導管の一部を取替えるときのガス遮断状態を示す断面図である。

符号の説明

１；内面研磨治具、２；回転軸、３；研磨ブラシ、４；ハウジング、
５；フィラメント、６；フィラメント保持部、７；軸連結部、
８；フィラメント固定溝、９，１０；ナット、１１；係止部、２０；ガス導管、
２１；内面樹脂層、２２；貫通孔。

Claims (1)

1. 内面を樹脂層で被覆した鋼管に形成した貫通孔周囲内面の樹脂層を除去する内面研磨治具であって、
   回転軸の先端に取付けられた研磨ブラシ及びハウジングを有し、
   前記研磨ブラシは、多数のフィラメントとフィラメント保持部を有し、前記フィラメントは合成樹脂に研磨砥粒を含ませて形成され、前記フィラメント保持部は底面の中心部に設けられ前記回転軸を通す貫通孔を有する軸連結部と、該軸連結部の外周部に設けられたフィラメント固定溝を有し、前記軸連結部の貫通孔に前記回転軸の先端部を前記フィラメント固定溝側から挿入して固定し、前記フィラメント固定溝に前記フィラメントの先端部を挿入して接着剤で固定して前記多数のフィラメントを前記回転軸に沿って平行に配置し、
   前記ハウジングは前記フィラメント保持部の外周と嵌合する内径を有する円筒状に形成され、一方の端部に前記フィラメント保持部の外周端を係止する係止部を有し、全長は前記研磨ブラシの前記フィラメント保持部に固定した前記フィラメントのフィラメント保持部から先端までの長さのほぼ７０％にフィラメント保持部の長さを加えた長さに形成され、前記フィラメントを係止部から突出させて前記フィラメントの一部と前記フィラメント保持部との外周部を覆い、
   前記周囲内面の樹脂層を除去する貫通孔に挿入するときは、前記回転軸を前記係止部と反対側から挿入して前記研磨ブラシのフィラメント保持部を前記ハウジングの係止部に突き当てて前記フィラメントを係止部から突出させて前記貫通孔から前記鋼管内に挿入し、
   前記貫通孔周囲内面の樹脂層を除去して前記貫通孔から取り出すときは、前記回転軸を前記鋼管内に押し込んで前記ハウジングの係止部と反対側を前記貫通孔と反対側の管内面に突き当てて前記研磨ブラシを前記ハウジング内に押し込み、放射状に広がって湾曲した前記フィラメントを前記ハウジングの係止部の内周面で押えることを特徴とする内面研磨治具。

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