JP7108775B1 - 内面研削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】管の内面を精度よく研削できる簡易な内面研削装置を提供する。【解決手段】本発明の一形態の内面研削装置（１）は、管の内面を研削する砥石が固定された棹体を支持する支持部（１０）と、前記棹体の軸に対して垂直な方向に延びたロッド（２ａ）を有する流体圧シリンダ（２）を含み、前記垂直な方向における前記支持部（１０）の位置を制御する第１制御機構（３）と、前記軸に平行な方向に延びたロッド（４ａ）を有する流体圧シリンダ（４）を含み、前記平行な方向における前記支持部（１０）の位置を制御する第２制御機構（５）と、を備え、第１制御機構（３）および第２制御機構（５）は、前記流体圧シリンダ（２、４）内の流体圧を制御する制御部（６、７）を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、管の内面を研削する内面研削装置に関する。

遠心鋳造法により製造された鋳鉄管にあっては、管内面の防食、管内水質維持などを目的として、その内面に粉体塗装などの内面塗装が施される場合が多い。そして、これらの処理の前処理として、製造過程で管内面に生じた酸化スケールの除去や、管内面の平滑化を目的として中摺をおこなうことが知られている。水道用管等として利用されるダクタイル鋳鉄管（ダクタイル鋳鉄製の管）は、鉄管同士を連結する際に第１の管の一端部に設けられた受口部に第２の管の他端部に設けられた挿し口部を挿入する態様をとり、受口部の内面（内周面）には、そのための段部や、管同士の水密性確保手段（ゴム輪）装着のための段部や環状溝を有するものがある。このような段部が設けられている受口内周面を中摺する装置として、例えば特許文献１に開示されているような装置がある。

また、上述と同様に鋳造製品の研削・研磨を行う装置として、特許文献２に開示されている研削・研磨装置がある。特許文献２の研削・研磨装置は、砥石が接続された回転軸が回転自在に挿通された軸受筒を備え、前記軸受筒の一端にピン接続されたピストンロッドを有する空気圧シリンダを備えている。

特開平７－１００７４４号公報 特開平８－２２９８１２号公報

上述の特許文献１に例示されている装置は、棹体および回転砥石と、管との相対位置にずれが生じた場合に、管内面を精度よく研削することが困難となるおそれがある。管が所定の位置にて回転支持されることが理想であるが、管搬送時の位置ずれ、あるいは回転支持される部位における管の外面形状の真円からのずれ、回転支持される部位の管外面軸心と受口内面軸心とのずれ、などに起因する管回転中の軸方向への位置ずれが発生すると管と棹体との相対位置がずれてしまい、その位置ずれに対応できなければ、管内面の所望の領域を研削することができない。

特に、複数の管を順次研削する生産ラインを想定した場合、管毎に支持位置が異なると、そのそれぞれに対して砥石の位置が適切な位置になるように駆動装置を制御しなければならず、制御が複雑で、大掛かりな設備となってしまう。

また、特許文献２に開示された研削・研磨装置も、研削対象物に対する砥石の押圧力を十分に調整することができない場合がある。

本発明の一態様は、管の内面を精度よく研削できる内面研削装置を実現することを目的とする。

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る内面研削装置は、管の内面を研削する砥石が固定された棹体を支持する支持部と、前記棹体の軸に対して垂直な方向に延びたロッドを有する流体圧シリンダを含み、前記垂直な方向における前記支持部の位置を制御する第１制御機構と、前記軸に平行な方向に延びたロッドを有する流体圧シリンダを含み、前記平行な方向における前記支持部の位置を制御する第２制御機構と、を備え、前記第１制御機構および前記第２制御機構は、前記流体圧シリンダ内の流体圧を制御する制御部を含む。

前記の構成によれば、管の内面に所望の押圧力で砥石を押圧させることができ、前記内面を精度よく研削することができる内面研削装置を提供することができる。

具体的には、前記第１制御機構の流体圧シリンダが、管の内面に対する砥石の、棹体の軸方向に垂直な方向への押圧力を制御し、前記第２制御機構の流体圧シリンダが、管の内面に対する砥石の、棹体の軸方向への押圧力を制御する。そして、前記第１制御機構および前記第２制御機構に含まれる前記制御部が、所望の押圧力で砥石が内面に押圧されるよう制御することができる。

本発明の一態様に係る内面研削装置は、前記の構成において、前記制御部は、研削前に前記砥石を研削開始位置に移動させるときに比べ、前記砥石によって前記内面を研削している間のほうが前記流体圧シリンダの流体圧が小さくなるように、前記流体圧シリンダを制御する構成となっていてもよい。

前記の構成によれば、前記制御部によって荷重の大きさを調整することができ、研削前に砥石を研削開始位置に移動させるときには、基準値よりも高圧にすることで、装置移動時に発生する慣性力によるシリンダの伸縮を抑制し、砥石を研削開始位置に配置する。また、研削中は、基準値よりも低圧にすることで所望の押圧力で砥石が内面に押圧されるよう制御することができる。

本発明の一態様に係る内面研削装置は、前記の構成において、前記支持部を含む第１支持部と、前記棹体の軸と平行である第１軸部を介して、前記第１支持部が傾動可能に接続されている第２支持部と、前記第１軸部と平行である第２軸部を介して、前記第２支持部が前記第２軸部に沿って摺動可能に接続されている第３支持部と、を備え、前記第１制御機構は、前記流体圧シリンダを用いて前記第１支持部の荷重を制御することにより、前記第１軸部を介した前記第１支持部の傾動を制御し、前記第２制御機構は、前記流体圧シリンダを用いて前記第２支持部の荷重を制御することにより、前記第２軸部に沿った前記第２支持部の摺動を制御する構成となっていてもよい。

前記の構成によれば、前記第１制御機構の流体圧シリンダが、第１支持部の、棹体の軸方向に垂直な方向への移動を制御し、且つ、前記第２制御機構の流体圧シリンダが、第２支持部および第１支持部の、棹体の軸方向への移動を制御することができる。

本発明の一態様に係る内面研削装置は、前記の構成において、前記流体圧シリンダが、エアシリンダであり、前記制御部は、前記エアシリンダの空気圧を切り替える電磁弁を制御するものであってよい。

前記の構成によれば、空気圧を調整することにより、第１支持部の、棹体の軸方向に垂直な方向への移動を制御し、且つ、第２支持部および第１支持部の、棹体の軸方向への移動を制御することができる。

本発明の一態様に係る内面研削装置は、前記の構成において、前記棹体が、前記第１軸部と平行であるとともに、前記第１軸部を中心として回動するものであり、前記第１制御機構は、前記第１支持部における前記棹体の近傍箇所の前記荷重を制御するものであってよい。

前記の構成によれば、第１支持部に生じる荷重を前記第１制御機構が制御することによって、前記棹体が、前記第１軸部を回転軸として回動する方向に下がる機構を実現することができる。すなわち、砥石側から棹体を見た場合に、砥石の位置が鉛直方向下方ではなく、第１軸部を中心として周方向に沿って下がる。このため、管の内面との砥石の接触面を一定にすることができる。これにより受口側に複雑な凹凸形状が設けられていても、研削面が一定になるため、研削ムラを減らし、精度よく研削することができることに寄与する。

本発明の一態様に係る内面研削装置は、前記の構成において、前記第１軸部と前記棹体とは、前記第１軸部の中心軸を面内に含む第１鉛直面と、前記棹体の軸を面内に含む第２鉛直面とが当該鉛直面に対して垂直方向に離間している位置関係にあり、前記第１制御機構は、前記第１支持部における前記第２鉛直面内に生じる前記荷重を制御するものであってもよい。

前記の構成によれば、第１支持部に生じる荷重を前記第１制御機構が上下方向に制御することにより、前記棹体が、前記第１軸部を回転軸として回動する方向に下がる機構を実現することができる。すなわち、砥石側から棹体を見た場合に、砥石の位置が鉛直方向下方ではなく、第１軸部を中心として周方向に沿って下がる。このため、管の内面との砥石の接触面を一定にすることができる。これにより受口側に複雑な凹凸形状が設けられていても、研削面が一定になるため、研削ムラを減らし、精度よく研削することができることに寄与する。

本発明の一態様によれば、管の内面を精度よく研削できる簡易な内面研削装置実現することができる。

本発明の一実施形態に係る内面研削装置の斜視図であり、説明の便宜上、外側に配置されている構造物の一部分を取り除いて内側の構成を露出させて図示している。 図１に示す内面研削装置における、棹体側の側面図である。 図１に示す内面研削装置をモーター側から見た背面図である。 図３に示す切断線Ａ－Ａ´における矢視断面図である。 図１に示す内面研削装置に具備される第１、２制御機構の構成を示すブロック図である。 図１に示す内面研削装置が鉄管の受口の内面を研削する様子を模式的に示した部分断面図である。 本発明の参考形態に係る研削装置の左側の側面の構成を示す図である。 図７に示す研削装置の前側の側面（ａ）および後側の側面（ｂ）の構成を示す図である。 図７に示す研削装置に具備される第１のバネ部の作用を説明する図である。 図７に示す研削装置に具備される第２のバネ部の作用を説明する図である。 本発明の他の参考形態に係る研削装置の左側の側面（上側）、前側の側面（中央）および後側の側面（下側）の構成を示す図である。 図８に示す研削装置が鉄管の受口の内面を研削する様子を模式的に示した部分断面図である。 本発明の他の参考形態に係る研削装置および研削対象の管の上面図である。

以下、本発明に係る内面研削装置の一実施形態について、詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る内面研削装置の斜視図である。図２は、図１に示す内面研削装置を後方から見た図である。図３は、図２に示す切断線Ａ－Ａ´における矢視断面図である。図４は、図１に示す内面研削装置における、棹体設置側の側面図である。図５は、図１に示す内面研削装置に具備される第１、２制御機構の構成を示すブロック図である。

なお、本明細書において内面研削装置の構成要素の位置あるいは構成要素内の箇所を説明する際に用いる「前」あるいは「前方」という表現は、砥石が配設されている側、あるいは研削対象の管に近い側をさす。同様に「後」あるいは「後方」という表現は、砥石が配設されている側とは反対側、あるいは研削対象の管から遠い側をさす。また、「上」あるいは「上方」という表現は天頂方向をさし、その反対方向を「下」と表現する。また、各図には、砥石１３を固定した棹体１４の軸１４ＬをＸ軸とし、鉛直方向に沿った軸をＺ軸とし、ＸおよびＺ軸に垂直な軸をＹ軸とする三次元座標を示している。

（研削対象の管および管を支持する管支持装置）
本実施形態１の内面研削装置１が内面研削する対象である管１００について説明する。管１００は、例えば水道用管等として利用されるダクタイル鋳鉄管であってよい。ダクタイル鋳鉄管は、鉄管同士を連結する際に、或る鉄管の一端部に設けられた受口に、別の鉄管の他端部に設けられた挿し口を挿入する態様をとることができる。そして、この連結にあたり、鉄管の受口の内面には、連結のための段部や、管同士の水密性確保手段（ゴム輪）装着のための段部や環状溝を有するものがある。図１に示す管１００にも、受口１０１の内面１１１に、そのような環状溝が形成されている。

管１００は、管支持装置７００によって、管軸１００Ｃが略水平になるよう支持される。管支持装置７００は、支持している管１００を、管軸１００Ｃを中心に回転させる構成となっている。なお、管１００を支持し回転させる構成は、管支持装置７００以外にも具備することができる。

（内面研削装置１の構成）
本実施形態の内面研削装置１は、環状溝を一部にでも有する受口１０１の内面１１１の中摺を行うために用いる装置である。

内面研削装置１は、ロボットアーム部２００に釣り下げられた形態となっている。そのため、内面研削装置１は、ロボットアーム部２００の先端部２０１に連結される連結部６１を備えている。すなわち、内面研削装置１は、ロボットアーム部２００のハンドと見なすことが可能である。一方で、本発明の一態様として、ロボットアーム部２００を内面研削装置１の構成要素とすることも可能である。

内面研削装置１は、管１００の内面１１１を研削する砥石１３が固定された棹体１４を支持する支持部１０を備える。

支持部１０は、内面研削装置１の下部に位置している。ここで、棹体１４における砥石１３側の端部とは反対側の端部には、回転トルク発生モーター８０の動力が伝達されるよう構成されており、この動力の伝達を受けて、棹体１４の軸１４Ｌを中心に棹体１４と砥石１３が回転する。支持部１０は、棹体１４を回転可能に支持している。支持部１０は、棹体１４を二箇所においてその周面を把持している。

また、内面研削装置１は、第１制御機構３および第２制御機構５を備える。第１制御機構３は、棹体１４の軸１４Ｌに対して垂直な方向に延びたロッド２ａを有する第１流体圧シリンダ２を含み、前記垂直な方向における前記支持部１０の位置を制御する。そして、第１制御機構３は、更に、第１流体圧シリンダ２の流体圧を制御する第１制御部６を含む。このように、内面研削装置１は、第１制御機構３の第１流体圧シリンダ２が、管１００の内面１１１に対する砥石１３の、棹体１４の軸方向に垂直な方向への押圧力を制御する。そして、第１制御機構３に含まれる第１制御部６が、砥石１３の押圧力が所定の押圧力となるよう制御する。これにより、棹体１４の軸方向に垂直な方向に関して砥石１３が所望の押圧力で内面１１１に押圧することができる。

また、内面研削装置１は、第２制御機構５が、棹体の軸１４Ｌに平行な方向に延びたロッド４ａを有する第２流体圧シリンダ４を含み、前記平行な方向における支持部１０の位置を制御する。そして、第２制御機構５は、更に、第２流体圧シリンダ４内の流体圧を制御する第２制御部７を含む。このように、内面研削装置１は、第２制御機構５の第２流体圧シリンダ４が、管１００の内面１１１に対する砥石１３の、棹体１４の軸方向への押圧力を制御する。そして、第２制御機構５に含まれる第２制御部７が、砥石１３の押圧力が所定の押圧力になるように制御する。これにより、棹体１４の軸方向に関して砥石１３が所望の押圧力で内面１１１に押圧することができる。

内面研削装置１の構成について更に説明する。内面研削装置１は、棹体１４を支持する支持部１０を含む第１支持部２０を備える。また、内面研削装置１は、棹体１４の軸１４Ｌと平行である第１軸部３０を介して、第１支持部２０が傾動可能に接続されている第２支持部４０を備える。また、内面研削装置１は、第１軸部３０と平行である第２軸部５０を介して、第２支持部４０が第２軸部５０に沿って摺動可能に接続されている第３支持部６０を備える。

第１支持部２０は、概して水平方向に広がる板状の構造体である。第１支持部２０の下面には、支持部１０が設けられており、第１支持部２０の上面は、第２支持部４０の下面と対向している。

第１支持部２０と第２支持部４０との連結形態について、図３に基づいて説明する。第１支持部２０と第２支持部４０とは、対向領域に配置した第１軸部３０を介して連結している。第１軸部３０は、図３に示すように、棹体の軸１４Ｌと平行に配置されている。なお、図２に示すように、第１軸部３０は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿って、第３支持部６０の連結部６１の真下に位置しているとともに、第２流体圧シリンダ４のロッド４ａの軸の真下に位置している。そして、この鉛直方向に沿った第１軸部３０の真下には、回転トルク発生モーター８０の回転軸が位置している。すなわち、連結部６１と、第２流体圧シリンダ４のロッド４ａの軸と、第１軸部３０と、回転トルク発生モーター８０の回転軸とは、基本的にＺ軸方向に沿って並んで位置している（図２の破線で示すセンター軸Ｃ）。第１軸部３０と回転トルク発生モーター８０の回転軸とが鉛直方向に沿って並んで位置していることによって、第１軸部３０の回転制御において、モーターの重量の影響を小さくでき、第１制御機構３による、より精度の高い制御が可能となる。

第１軸部３０は、図３の右側に部分拡大して示すように、第１支持部２０の上面に設けられた第１軸受部２１と、第２支持部４０の下面に設けられた第２軸受部４１とによって支持されている。各軸受部２１、４１の第１軸部３０を挿通させる挿通穴２１ａ、４１ａには、ブッシュ３１が設けられている。

第１支持部２０は、図２に示すように、第１軸部３０を中心にして、第２支持部４０に対して傾動可能に構成されている。図２では、第１軸部３０を中心にして、第１支持部２０が棹体１４側を下にして傾斜している状態を破線で示している。傾動は、第１制御部６が流体圧シリンダ２を動作させた際に起こるとともに、砥石１３が内面１１１に押圧したときに生じる押し戻しの際にも起こり得る。

ここで、棹体１４を支持する支持部１０は、図２に示す内面研削装置１の後方からの図の向かって左側の端部に設けられている。これにより、棹体１４は、第１軸部３０と平行であるとともに、第１軸部３０を中心として回動する。すなわち、支持部１０は、棹体１４と第１軸部３０とが、平行であり、且つ第１軸部３０を中心とする円の円弧上を棹体１４の軸１４Ｌが回動する構成となるように、棹体１４を支持している。

第２支持部４０は、図１～図４に示すように、概して水平方向に広がる板状の構造体である。図２に示すように、第２支持部４０の下面には第１軸部３０が配置されており、第２支持部４０の上面には、第１流体圧シリンダ２と、第２流体圧シリンダ４と、第２軸部５０とが配設されている。

第１流体圧シリンダ２は、棹体１４の軸１４Ｌに対して垂直な方向に延びたロッド２ａを有する。第１流体圧シリンダ２の本体部分が第２支持部４０に固定されており、ロッド２ａの先端部分が第１支持部２０に固定されている。これにより、流体圧が変化することに伴うロッド２ａの伸縮によって、第１支持部２０が第１軸部３０を中心に傾動する。

ここで、棹体１４と第１軸部３０との位置関係を言い換えれば、第１軸部３０と棹体１４とは、第１軸部３０の中心軸を面内に含む第１鉛直面Ｐ１（図２のセンタ軸Ｃと同一位置にある面）と、棹体１４の軸１４Ｌを面内に含む第２鉛直面Ｐ２とがこれら鉛直面Ｐ１、Ｐ２に対して垂直方向に離間している位置関係にある。この位置関係において、第１制御機構３は、第１支持部２０における棹体１４近傍箇所の荷重を制御するものである。すなわち、第１制御機構３は、前記第１支持部２０における第２鉛直面Ｐ２内に生じる荷重を制御するものである。このように、第１制御機構３が、棹体１４近傍箇所、すなわち第１支持部２０における第２鉛直面Ｐ２内に生じる荷重を上下方向に制御することにより、棹体１４の軸１４Ｌが、第１軸部３０を中心とし、第１軸部３０から棹体１４の軸１４Ｌまでを半径とする円弧上を回動する。これに伴い、砥石１３の位置は、鉛直方向下方ではなく、第１軸部３０を中心として周方向に沿って下がる。このため、管１００の内面１１１との砥石１３の接触面を一定にすることができる。これにより、受口１０１の内面１１１（図１）に複雑な凹凸形状が設けられていても、研削面が一定になり、研削ムラを減らして、精度よく研削することができる。

第１流体圧シリンダ２の流体圧は、第１制御部６によって後述するように制御される。第１流体圧シリンダ２としては、エアシリンダを用いることができるが、油圧式シリンダを用いることも可能である。

第２支持部４０は、図４に示すように、第２軸部５０を介して第３支持部６０と連結している。具体的には、第２軸部５０が、第２支持部４０に固定されたリニアブッシュ４２に挿通しており、第２軸部５０の両端は、第３支持部６０の下面に固定されたホルダ６２に固定されている。これにより、第２支持部４０は、第３支持部６０に対して、第２軸部５０に沿って摺動可能に接続されている。第２軸部５０は、図２に示されているように、内面研削装置１のセンター軸（第１軸部３０と回転トルク発生モーター８０の回転軸とを通る仮想軸）を挟んで図面の左右両側に設けられており、各第２軸部５０は、棹体１４の軸１４Ｌと平行に配置している。これにより、第２支持部４０は、第３支持部６０に対し、棹体１４の軸１４Ｌと平行に摺動可能である。

第２流体圧シリンダ４は、図２に示すようにロッド４ａの軸が内面研削装置１のセンター軸Ｃ上に配置されており、図３に示すようにロッド４ａの軸方向４ａＬは、棹体１４の軸１４Ｌと平行に配置されている。第２流体圧シリンダ４は、第２流体圧シリンダ４の本体部分が第３支持部６０の下面に固定されており、ロッド４ａの先端部分が第２支持部４０に固定されている。これにより、流体圧が変化することに伴うロッド４ａの伸縮によって、第２支持部４０の位置を第２軸部５０に沿って制御できる。

第２流体圧シリンダ４の流体圧は、第２制御部７によって後述するように制御される。第２流体圧シリンダ４も第１流体圧シリンダ２と同様に、エアシリンダを用いることができるが、油圧式シリンダを用いることも可能である。

図５を用いて、第１制御機構３および第２制御機構５について詳述する。

図５に示すように、第１制御機構３は、第１流体圧シリンダ２と、第１電磁弁６ａと、第１制御部６とを有する。第１制御部６は、管１００の内面１１１に対する砥石１３の、棹体１４の軸方向に垂直な方向への押圧力を所定の押圧力となるように制御する。具体的には、第１制御部６は、第１電磁弁６ａを制御して、研削前に砥石１３を研削開始位置に移動させるときに比べ、砥石１３によって内面１１１を研削している間のほうが第１流体圧シリンダ２の流体圧（空気圧）が小さくなるように、第１流体圧シリンダ２を制御する。第１流体圧シリンダ２は、第１電磁弁６ａによって高圧と低圧の２種類の間で切り替えられる構成となっている。これを、第１制御部６が、砥石１３を研削開始位置に移動させる場合と、砥石１３によって内面１１１を研削している場合とに応じて、それらの間で切り替えを行う構成となっている。第１流体圧シリンダ２がエアシリンダである場合には、第１制御部６が、エアシリンダの空気圧を切り替える第１電磁弁６ａを制御する。第１制御部６は、回転トルク発生モーター８０から、砥石１３の押圧力を示す電流値を取得できる構成となっており、その電流値に基づいて、第１流体圧シリンダ２の流体圧を調整する機構としてもよい。

このように、第１制御部６によって第１支持部２０、砥石１３、および棹体１４の荷重の大きさを調整することができ、研削前に砥石１３を研削開始位置に移動させるときには、基準値よりも高圧にすることで、装置移動時に発生する慣性力による第１流体圧シリンダ２の伸縮を抑制し、砥石１３を研削開始位置に配置する。また、砥石１３による内面１１１の研削中は、基準値よりも低圧にすることで、棹体１４の軸方向に垂直な方向へ所望の押圧力で砥石１３が内面１１１に押圧されるよう制御することができる。

第２制御機構５は、第２流体圧シリンダ４と、第２電磁弁７ａと、第２制御部７とを有する。第２制御部７は、棹体１４の軸方向に関して砥石１３が所望の押圧力で内面１１１に押圧するよう制御する。具体的には、第２制御部７は、第２電磁弁７ａを制御して、研削前に砥石１３を研削開始位置に移動させるときに比べ、砥石１３によって内面１１１を研削している間のほうが第２流体圧シリンダ４の流体圧（空気圧）が小さくなるように、第２流体圧シリンダ４を制御する。第２流体圧シリンダ４は、第２電磁弁７ａによって高圧と低圧の２種類の間で切り替えられる構成となっている。これを、第２制御部７が、砥石１３を研削開始位置に移動させる場合と、砥石１３によって内面１１１を研削している場合とに応じて、それらの間で切り替えを行う構成となっている。第２流体圧シリンダ４がエアシリンダである場合には、第２制御部７が、エアシリンダの空気圧を切り替える第２電磁弁７ａを制御する。ここで、第２制御部７も第１制御部６と同様に、回転トルク発生モーター８０から、砥石１３の押圧力を示す電流値を取得できる構成となっており、第２制御部７は、その電流値に基づいて、第２流体圧シリンダ４の流体圧を調整する機構としてもよい。

このように、第２制御部７によって第２支持部４０、砥石１３、および棹体１４の荷重の大きさを調整することができ、研削前に砥石１３を研削開始位置に移動させるときには、基準値よりも高圧にすることで、装置移動時に発生する慣性力による第２流体圧シリンダ４の伸縮を抑制し、砥石１３を研削開始位置に配置する。また、砥石１３による内面１１１の研削中は、基準値よりも低圧にすることで、棹体１４の軸方向へ所望の押圧力で砥石１３が内面１１１に押圧されるよう制御することができる。

図６には、管１００の管軸Ｃに沿った断面における受口１０１を中心とする部分を示す。受口１０１には先述のように環状溝が設けられており、図６では、この環状溝の一例として、管軸Ｃに対して傾斜している面１０２、管軸Ｃに対して垂直な面１０３、および管軸Ｃに対して平行な凹の底面１０４と凸の頂上面１０５によって構成された凹凸形状を図示している。内面研削装置１（図１）に支持された棹体１４の先端に固定された砥石１３は、棹体１４の軸１４Ｌを中心に回転しながら、図６に示す凹凸形状の各面に砥石１３の円柱形状の側面あるいはその端部（角部）を押し付けて研削する。研削処理の間、内面研削装置１（図１）はロボットアーム部２００の制御を受けて、管１００の受口１０１側の管端から管内に向かって砥石１３を挿入し、砥石１３を研削開始位置である底面１０４に位置決めする。このときに、先述の第１制御部６および第２制御部７によって、第１流体圧シリンダ２および第２流体圧シリンダ４の圧力が基準値より高圧になるように制御され、これにより、砥石１３が研削開始位置において所定の押圧力で底面１０４の面を押圧するように制御される。

研削開始位置から研削を開始すると、砥石１３の研削位置は、ロボットアーム部２００が制御する。具体的には、ロボットアーム部２００は、砥石１３を、管１００の奥側の研削開始位置から受口１０１の管端に向かって移動させるとともに、凹凸形状に沿うように鉛直方向に移動させる。しかしながら、ロボットアーム部２００は、予め取得している管１００の凹凸形状のデータに基づいて、砥石１３の位置を制御するものであるため、例えば管１００の位置がずれた状態で管支持装置７００（図１）に支持されている等の理由から、管１００と砥石１３との相対位置に変化が生じた場合に、その都度、変化に応じて制御内容を修正することは容易でない。

そこで、本実施形態の内面研削装置１は、第１制御機構３および第２制御機構５にそれぞれ設けた流体圧シリンダ２、４によって、そのような変化に対応し、それに応じて所定の押圧力となるように、砥石１３の位置を制御することができる。また、先述の電流値をリアルタイムで取得することで、より精度の高い制御を行うことができる。

（砥石１３）
砥石１３は、研削を続けても外径が略変わらない砥石を採用する。これにより、砥石１３の回転中心が経時的に変化することがなく、砥石１３の位置のロボットアーム部２００による制御をおこない易い。具体的には、砥石１３として電着砥石または溶着砥石を採用できるほか、ＣＢＮやダイヤモンドの砥粒を含むものであってもよい。本実施形態では、円柱形状の砥石１３を例に挙げて説明しているが、形状はこれに限定されるものではない。

〔変形例〕
上述の実施形態では、各流体圧シリンダ（第１流体圧シリンダ２、第２流体圧シリンダ４）にそれぞれ別個に制御部（第１制御部６、第２制御部７）を設けた構成について説明している。しかしながら、これに限定されるものではなく、１つの制御部が、電磁弁を介して、各流体圧シリンダを制御するものであってもよい。

〔参考形態１〕
以下、本発明の参考形態について、詳細に説明する。図７は、参考形態に係る内面研削装置の左側の側面の構成を示す側面図である。図８は、図中上側に、研削装置の前側の側面の構成を示し、図中下側に、後側の側面の構成を示す。

（１）内面研削装置の構成
本実施形態の内面研削装置５０１Ａは、グラインダー部５１０と、支持部５２０と、ロボットアーム部５３０と、第１のバネ部５４０と、第２のバネ部５５０と、距離センサ５６０とを備えている。詳細は後述するが、本参考形態の内面研削装置５０１Ａは、図７に示すように、グラインダー部５１０の棹体５１４が、支持部５２０に摺動可能に支持されている状態でロボットアーム部５３０の先端（後述する第２の対向面５３１）に懸架された態様である。

（グラインダー部５１０）
グラインダー部５１０は、フレキシャフトグラインダー５１１と、シャフト保持部５１２とを有している。

フレキシャフトグラインダー５１１は、研削対象の管の内面を研削する砥石１３を先端部に有した棹体５１４を有する。棹体５１４における砥石側の端部とは反対側の端部には、図示しないモータ（回転トルク発生装置）に繋がるフレキシブルシャフト５１５が接続されている。フレキシャフトグラインダー５１１は、当該モーターの回転トルクによって、砥石１３が棹体５１４の長手方向に沿った軸を中心として回転する構成となっている。砥石１３については上述の実施形態において説明した砥石１３と同等のものを使用可能である。また、フレキシャフトグラインダー５１１は、周知のフレキシャフトグラインダーを採用することができる。

シャフト保持部５１２は、フレキシャフトグラインダー５１１の棹体１４の周面を把持する把持部５１６と、軸体５１７が固定された軸体固定部５１８ａ，５１８ｂとを有している。

把持部５１６は、棹体５１４の長手方向に沿って異なる２箇所において棹体５１４の周面を把持する。また、把持部５１６は、軸体固定部５１８ａ，５１８ｂと連結している。

軸体固定部５１８ａ，５１８ｂは、棹体５１４の長手方向に沿った軸に対して平行に延びた軸体５１７を固定している。軸体固定部５１８ａが軸体５１７の前方側の端部を固定しており、軸体固定部５１８ｂが軸体５１７の後方側の端部を固定している。軸体５１７は、摺動可能に支持部５２０に貫通保持されている。図８（ａ）に示すように、軸体固定部５１８ａは、左右方向に２つ並んで配設されており、図８（ｂ）に示すように、軸体固定部５１８ｂも、左右方向に２つ並んで配設されている。これら２対の軸体固定部５１８ａ，５１８ｂの各対に、軸体５１７が固定されている。

なお、グラインダー部５１０は、シャフト保持部５１２と、フレキシャフトグラインダー５１１とを分離することが可能である。例えばフレキシャフトグラインダー５１１のメンテナンス時等にシャフト保持部５１２からフレキシャフトグラインダー５１１を取り外すことが可能である。

（支持部５２０）
支持部５２０は、棹体５１４を棹体の軸方向に摺動可能に支持する。具体的には、支持部５２０は、シャフト保持部５１２の軸体５１７を貫通保持し、軸体５１７の軸方向に摺動可能に連結されている。

また、支持部５２０には、ロボットアーム部５３０の第２の対向面５３１に対向する第１の対向面５２１が設けられている。第１の対向面５２１には、ロボットアーム部５３０の第２の対向面５３１に軸受部５３３を介して固定された軸部５３２（図７）が挿通されている軸受部５２２が設けられている。

（ロボットアーム部５３０）
ロボットアーム部５３０は、第２の対向面５３１に設けられた軸受部５３３に固定した軸部５３２を介して、支持部５２０と連結している。支持部５２０は、軸部５３２を中心に回動可能である。

ロボットアーム部５３０は、支持部５２０が回動可能に連結されており、支持部５２０を介して棹体５１４の位置および姿勢を変化させる。ロボットアーム部５３０は、図示しない制御装置による制御を受けて駆動し、第２の対向面５３１の位置および傾斜角度を変化させる。これにより、軸部５３２の位置および姿勢が変わり、支持部５２０とシャフト保持部５１２とを介して、フレキシャフトグラインダー５１１の位置および姿勢を変えることができる。

ロボットアーム部５３０は、予め取得している研削対象の管の内面の形状に基づいて第２の対向面５３１の位置および傾斜角度を制御する。これにより、棹体５１４が棹体５１４の軸方向に沿って正方向に移動して砥石１３が管内に挿入されて、管内面を砥石１３が略重力方向に向かって押圧する。これにより、管内面の研削がおこなわれ、ロボットアーム部５３０は、例えば砥石１３を管軸方向に沿って負方向に移動させながら、管内面の研削対象領域に対して砥石１３を連続的または断続的に押圧させて研削がおこなわれる（研削方法）。ロボットアーム部５３０は、周知のロボットアームを採用する。

（第１のバネ部５４０）
第１のバネ部５４０は、シャフト保持部５１２に固定されている棹体５１４を支持部５２０に対して棹体５１４の軸方向に弾性的に付勢する。第１のバネ部５４０は、支持部５２０が摺動可能に連結されている軸体５１７の周囲に巻回した巻きバネである前方バネ５４１ａおよび後方バネ５４１ｂを有している。

前方バネ５４１ａは、支持部５２０の前方側面と、軸体５１７の前方端部を固定している軸体固定部５１８ａとの間において軸体５１７の周囲に巻回しており、シャフト保持部５１２に固定されている棹体５１４を、棹体５１４の軸方向に沿って前方（正方向）に付勢する。図８の上側に示すように、前方バネ５４１ａは、左右に２つ並んでいる。

後方バネ５４１ｂは、支持部５２０の後方側面と、軸体５１７の後方端部を固定している軸体固定部５１８ｂとの間において軸体５１７の周囲に巻回しており、シャフト保持部５１２に固定されている棹体５１４を、棹体５１４の軸方向に沿って後方（負方向）に付勢する。図８の下側に示すように、後方バネ５４１ｂも、左右に２つ並んでいる。

このように内面研削装置５０１Ａは、棹体５１４に固定されているシャフト保持部５１２と、シャフト保持部５１２が摺動可能に連結されている支持部５２０との間に、第１のバネ部５４０を介在させている。第１のバネ部５４０は前後方向に付勢することから、ロボットアーム部５３０がフレキシャフトグラインダー５１１を棹体５１４の軸方向（前後方向）に沿って所定の位置に移動させるだけで、砥石１３は、適当な押圧力によって管内面を押圧して研削することができる。すなわち、砥石１３の位置をロボットアーム部５３０によって詳細に制御しなくても、第１のバネ部５４０の付勢力を用いることにより、砥石５１３が管内面の所定の領域（管軸方向に対して傾斜している面または垂直な面）を所定の押圧力にて押し付けて研削することができる。要するに、ロボットアーム部５３０による制御だけを受ければ、砥石１３の押圧箇所が所定の研削対象領域から前後に外れてしまう場合でも、第１のバネ部５４０を具備することにより、砥石１３の位置が微調整されて、所定の研削対象領域を適当な押圧力によって研削することができる。

このように砥石１３の位置を微調整できることにより、管が位置ずれを起こして回転支持された場合にも、所定の研削対象領域を適当な押圧力で押圧して精度よく研削することができる。特に、複数の管を順次研削するような製造ラインにおいては、何らかの事情で管が位置ずれした状態で支持される場合があるが、本実施形態１の研削装置を用いることによって、所定の研削対象領域を研削することができる。これについて図９に一例を示して説明する。

図９は、第１のバネ部５４０の作用を説明する図であり、内面研削装置５０１Ａの左側の側面を図示している。図９では、砥石１３が管の所定の研削対象領域Ａを研削している様子を示しており、図中のＳで示す線は、砥石１３が管の所定の研削対象領域Ａを研削しておらず、且つ棹体５１４が水平に延伸している状態における、軸部５３２の中心を通る垂線に相当する。この状態において、この垂線は、棹体５１４における一方の把持部５１６と他方の把持部５１６との中間点ｍを通る。以下では、この状態を初期状態と称する。図９に示しているのは、初期状態から、研削対象領域Ａの研削をおこないながらロボットアーム部５３０が長さＷ１ほど後方に位置を移動した状態（第１の状態と称する）を示している。この第１の状態において、先述の中間点ｍの移動幅をＷ２とすると、Ｗ１とＷ２との関係はＷ１＞Ｗ２である。これは、ロボットアーム部５３０の動作に従う支持部５２０に対して、研削対象領域Ａおよびその近傍との砥石１３の接触により、シャフト保持部５１２に設けられた後方側の軸体固定部５１８ｂが後方バネ５４１ｂを前方に弾性的に付勢するためである。このように、ロボットアーム部５３０の制御に加えて、管との接触によって生じる付勢力によって砥石１３が精度よく位置決めされる。

（第２のバネ部５５０）
図７に示す第２のバネ部５５０は、支持部５２０をロボットアーム部５３０に対して軸部５３２を中心とする回動方向に弾性的に付勢する。具体的には、第２のバネ部５５０は、支持部５２０の第１の対向面５２１と、ロボットアーム部５３０の第２の対向面５３１との間に配設されている巻きバネである。

第２のバネ部５５０は、ロボットアーム部５３０と支持部５２０との間における、軸部５３２よりも砥石５１３に近い側に配設されている。要するに、第１の対向面５２１と第２の対向面５３１との対向領域を軸部５３２を挟んで砥石１３に近い前方側と遠い後方側とに区分すると、第２のバネ部５５０は前方側に配されている。また、第２のバネ部５５０は、前方側において、図８の上側に示すように左右に２つ並んでいる。

ロボットアーム部５３０の第２の対向面５３１が、例えば水平状態に対して前方端部を下にして傾斜すると、支持部５２０も連動して前方を下にして傾斜し、これに伴って、棹体５１４が砥石１３を下げるように傾斜する。しかしながら、支持部５２０は、第２のバネ部５５０によって第２の対向面５３１に対して軸部５３２を中心とする回動方向に弾性的に付勢されている。そのため、ロボットアーム部５３０の第２の対向面５３１が傾斜した大きさと、棹体５１４が傾斜した大きさとの間には差が生じる場合がある。これについて図１０に一例を示して説明する。

図１０は、第２のバネ部５５０の作用を説明する図であり、内面研削装置５０１Ａの左側の側面を図示している。図１０では、砥石１３が管の所定の研削対象領域Ａを研削している様子を示しており、図中のＨ１およびＨ２で示す線は、いずれも水平線であり、砥石１３が管の所定の研削対象領域Ａを研削しておらず、且つ棹体５１４が水平に延伸している状態における水平線Ｈ１と、その状態のときのロボットアーム部５３０の第２の対向面５３１の位置での水平線Ｈ２とを示す。この状態は、先述の初期状態と同じである。図１０に示しているのは、初期状態から、研削対象領域Ａの研削をおこないながらロボットアーム部５３０を第２の対向面５３１の角度がθ１ほど前方が下がるように傾斜させた状態（第２の状態と称する）である。この第２の状態では、砥石１３が管の所定の研削対象領域Ａを押圧して研削対象領域Ａから上方に向かう力を受けており、この力が、支持部５２０の第１の対向面５２１にも及ぶ。本参考形態では、第１の対向面５２１と第２の対向面５３１との間に第２のバネ部５５０が設けられているため、その力を受けて、第２のバネ部５５０が第２の対向面５３１に弾性的に付勢する。そのため、棹体５１４が傾斜した角度の大きさθ２は、第２の対向面５３１が傾斜した角度の大きさθ１よりも小さい（θ１＞θ２）。

また、第２のバネ部５５０は、ロボットアーム部５３０が第２の対向面５３１の高さを下げた場合にも有効に作用する。要するに、ロボットアーム部５３０が第２の対向面５３１が下方に下がった場合、これに伴って砥石５１３が下がると所定の研削対象領域を過度の押圧力で押圧するおそれがある。しかしながら、第２のバネ部５５０が設けられていることにより、先述と同じ原理で第１の対向面５２１の前方が上がる。

このように、砥石１３の位置をロボットアーム部５３０によって詳細に制御しなくても、第２のバネ部５５０による付勢力を用いることにより、砥石１３が管内面の所定の領域（管軸方向に対して平行な面）を所定の押圧力にて押し付けて研削することができる。

以上の構成により、内面研削装置５０１Ａは、砥石１３が所定の研削対象領域を適当な押圧力で押圧して精度よく研削することができる。

（距離センサ５６０）
図７に示す距離センサ５６０は、ロボットアーム部５３０と支持部５２０とを連結する軸部５３２よりも後方側において、シャフト保持部５１２の後端における所定位置と、この所定位置から略直上に位置するロボットアーム部５３０の所定位置との離間距離を検知するものである。離間距離が所定値を超えると報知する機能を有する。所定値は、第２のバネ部５５０の長さがこれ以上短くならない限界値に相当する。この限界値を超えるとロボットアーム部５３０の第２の対向面５３１の傾斜に伴って、棹体５１４が第２の対向面５３１の傾斜角度と等しい傾斜角度で傾斜してしまい、砥石１３が過度に管内面に押し付けられて研削に問題を生じる。そのため、所定値を超えることを報知する距離センサ５６０を具備することによって、その問題を未然に防ぐことができる。

以上のように、本参考形態の内面研削装置５０１Ａによれば、管の内面を精度よく研削することができる。管が所定の位置から多少ずれている場合であっても、ずれに合わせてロボットアーム部５３０が砥石１３の位置を詳細に調整する必要がなく、砥石１３を所定の位置に調整するだけで管の内面の所定の領域を砥石１３が精度よく研削することができる。例えば管軸を中心に回転させる装置などに管を配置して研削をおこなう際、その装置に配置させた管が所定の位置から多少ずれる場合がある。もし仮に前記のような第１のバネ部５４０および第２のバネ部５５０を具備しない態様の場合には位置ずれをロボットアーム部５３０による砥石１３の位置制御によって詳細に調整しなければならない。例えば複数の管を順次研削するようなラインを想定した場合には、管毎に管の位置に応じたロボットアーム部５３０の詳細な調整が必要となり、ライン稼働中にこれを実現するには、制御が複雑で設備が大掛かりなものとなる。そこで、前記の構成とすることによって、駆動部によって位置決めされた砥石１３と、管の位置（研削しようとする位置）との間に多少の位置ずれが生じている場合であっても、第１のバネ部５４０および第２のバネ部５５０によってそのずれを吸収することができる。これにより、第１のバネ部５４０および第２のバネ部５５０が無い場合に比べてロボットアーム部５３０の制御が容易になり、先述のようなラインでの研削もスムーズにおこなうことができる。

〔参考形態２〕
本発明の他の参考形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記参考形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

図１１は、本参考形態２の内面研削装置５０１Ｂの左側の側面の構成を示す側面図である。図１１は、参考形態１の図７に対応している。本参考形態の内面研削装置５０１Ｂと、上述の参考形態１の内面研削装置５０１Ａとは、砥石の形状が異なっている点において相違している。

図１１に示すように、本参考形態２の内面研削装置５０１Ｂに具備される砥石１３´は、円柱形状の第１の部分１３ａと、第１の部分１３ａよりも先端に位置する第２の部分１３ｂであって、先端に向かって縮径している円錐形状の第２の部分１３ｂとを有する。

ここで、砥石１３´と、研削対象領域との関係を、図１２を用いて説明する。図１２は、本参考形態２の内面研削装置５０１Ｂが研削対象とする管１００の部分断面図であり、図１１に示す砥石１３´と共に示している。図１２に示す管１００は、図Ｅにおいて示した管１００と同一で、受口１０１の内面に凹凸形状が設けられている。

砥石１３´は、円柱形状の第１の部分１３ａの側面および端部（角部）を用いて、管軸方向に対して傾斜している面１０２、管軸方向に対して垂直な面１０３、および管軸方向に対して平行な凹の底面１０４と凸の頂上面１０５を研削することができる。また、円錐形状の第２の部分１３ｂの側面を用いて、傾斜している面１０６を研削することができるほか、底角部１０６の面取りをおこなうことができる。

本参考形態２の内面研削装置５０１Ｂによっても、参考形態１の内面研削装置５０１Ａと同様に、砥石１３´を所定の押圧力で押し付けることができる。

〔参考形態３〕
本発明の他の参考形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記参考形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

図１３は、本参考形態３の内面研削装置５０１Ｃの概略構成を、研削対象である管１００とともに示す図である。図１３は、内面研削装置５０１Ｃの上面を示している。内面研削装置５０１Ｃは、上述の内面研削装置５０１Ａ（参考形態１）と内面研削装置５０１Ｂ（参考形態２）とを併せ持った構成となっている。

すなわち、本参考形態３の内面研削装置１Ｃは、砥石として、砥石１３（第１の回転砥石）および砥石１３´（第２の回転砥石）を有しており、棹体として、砥石１３を先端部に有した第１の棹体と、砥石１３´を先端部に有した第２の棹体（第２の棹体）とを有している。なお、各内面研削装置５０１Ａ，５０１Ｂの構成は、先述しており、ここでは説明を省略する。

図１３では、管１００の製造ラインに内面研削装置１Ｃが設置されていることを想定している。管１００は、紙面上側から下側に向かって搬送装置５８０によって搬送され、内面研削装置５０１Ａの棹体の軸方向と、管１００の管軸とが図１３に示す上面からみて同一軸上に位置するまで管１００が管支持装置５７０に乗って移動される。移動が完了したら、内面研削装置５０１Ａの砥石１３が管１００の内部に向かって移動して、研削対象領域（図Ｅの面１０２～１０５）の研削を開始する。

内面研削装置５０１Ａによる研削が完了すると、搬送装置５８０は、管１００を紙面下側（図１３に示す矢印方向）に向かって搬送し、内面研削装置５０１Ｂの棹体の軸方向と、管１００の管軸とが図１３に示す上面からみて同一軸上に位置するまで管１００を移動させる（図中に破線によって管１００を示している）。移動が完了したら、内面研削装置５０１Ｂの砥石１３´が管１００の内部に向かって移動して、研削対象領域（図１２の面１０６）の研削を開始する。

本参考形態３によれば、管１００の受口１０１の内面の凹凸形状を、精度よく研削することができる。本参考形態３は、複数の管１００を搬送装置５８０によって順次各内面研削装置の前に搬送して、研削処理ラインを実現することができる。特に本参考形態３によれば、管が所定の位置から多少ずれている場合であっても、ずれに合わせて各砥石の位置をロボットアーム部５３０が詳細に調整する必要がなく、ロボットアーム部５３０が砥石を所定の位置に調整すれば、砥石は第１のバネ部５４０および第２のバネ部５５０（図７）の付勢力を用いて研削対象領域に適当な押圧力で押し付けられる。故に、管の位置ずれを伴う場合でも簡易な装置で内面の特定の領域を精度よく研削して、ラインを円滑に稼働させることができる。

〔参考態様１～３のまとめ〕
前記の課題を解決するために、本発明の参考態様に係る内面研削装置は、管の内面を研削する回転砥石を先端部に有した棹体を棹体の軸方向に摺動可能に支持する支持部と、前記支持部が回動可能に連結されており、前記支持部を介して前記棹体の位置を変化させる駆動部と、を備え、前記棹体を前記支持部に対して前記棹体の軸方向に弾性的に付勢する第１の付勢部材と、前記支持部を前記駆動部に対して前記回動方向に弾性的に付勢する第２の付勢部材と、を更に備えている。

前記の構成によれば、管の内面を精度よく研削することができる。具体的には、前記の構成によれば、管が所定の位置から多少ずれて支持されている場合であっても、駆動部が回転砥石を所定の位置に調整するだけで、微妙な砥石の位置調整および当該位置における管内面への砥石の適切な押圧力は、第１の付勢部材および第２の付勢部材の付勢力によって実現することができる。すなわち、ずれに合わせて駆動部が回転砥石の位置を詳細に調整せずとも、内面の所定の領域を回転砥石が精度よく研削することができる。例えば管軸を中心に回転させる装置などに管を配置して研削をおこなう際、その装置に配置させた管が所定の位置から多少ずれる場合がある。もし仮に前記のような付勢部材を具備しない態様の場合には位置ずれを駆動部による回転砥石の位置制御によって詳細に調整しなければならない。その場合、時間を要し、例えば複数の管を順次研削するようなラインを想定した場合には、管毎に管の位置に応じた駆動部の詳細な調整が必要となり、制御が複雑で、大掛かりな装置となってしまう。そこで、前記の構成とすることによって、駆動部によって位置決めされた回転砥石と、管の位置（研削しようとする位置）との間に多少の位置ずれが生じている場合であっても、第１の付勢部材および第２の付勢部材によってそのずれを吸収することができる。これにより、第１の付勢部材および第２の付勢部材が無い場合に比べて駆動部の制御が容易になり、先述のようなラインでの研削もスムーズにおこなう簡易な内面研削装置を提供することができる。

本発明の参考態様に係る内面研削装置は、前記の構成において、前記第１の付勢部材によって、前記内面のうちの管軸方向に対して傾斜している面または垂直な面に前記回転砥石を所定の押圧力で押し付けることができ、前記第２の付勢部材によって、前記内面のうちの管軸方向に対して平行な面に前記回転砥石を所定の押圧力で押し付けることができる。

前記の構成によれば、回転砥石により、所定の位置を所定の押圧力にて研削することができる。

本発明の参考態様に係る内面研削装置は、前記の構成において、前記支持部および前記駆動部は、互いに対向する対向面を有しており、前記支持部と前記駆動部とは、各前記対向面に設けられた軸受部に挿通された軸部を介して、前記支持部が前記軸部を中心に回動可能なように連結されており、前記第２の付勢部材は、前記支持部の前記対向面と、前記駆動部の前記対向面との間に配設されている。

前記の構成によれば、第２の付勢部材が、支持部の対向面と駆動部の対向面との間に配設されていることから、前記軸部を中心とした支持部の回動に伴った回転砥石の回動を実現することができる。

本発明の参考態様に係る内面研削装置は、前記の構成において、前記第２の付勢部材は、前記駆動部と前記支持部との間における、前記回動の中心よりも、前記回転砥石に近い側に配設されている。

前記の構成によれば、管の内面に回転砥石を適切な押圧力によって押し付けることができる。

本発明の参考態様に係る内面研削装置は、前記の構成において、前記第１の付勢部材は、前記棹体の軸方向を正方向に付勢する付勢部材と、前記棹体の軸方向を負方向に付勢する付勢部材とを有している。

前記の構成によれば、管の内面に回転砥石を適切な押圧力によって押し付けることができる。

本発明の参考態様に係る内面研削装置は、前記の構成において、前記回転砥石には、円筒形状の第１の部分と、前記第１の部分よりも先端に位置する第２の部分であって、先端に向かって縮径している円錐形状の第２の部分と、が設けられている。

前記の構成によれば、円筒形状の第１の部分によって内面のうちの管軸方向に対して平行な面を研削することができる。また、円錐形状の第２の部分によって内面のうちの管軸方向に対して傾斜している面または垂直な面を研削することができ、特に、直管部と受口を有する管であって、受口の内周面に凹凸形状が設けられている管を研削対象とするような場合に、受口と直管部との境界にある傾斜面を、第２の部分によって研削することができる。

本発明の参考態様に係る内面研削装置は、前記の構成において、前記回転砥石は、前記内面のうちの管軸方向に対して傾斜している面または垂直な面を研削する第１の回転砥石と、前記内面のうちの管軸方向に対して平行な面を研削する第２の回転砥石と、を有し、前記棹体は、前記第１の回転砥石を先端部に有した第１の棹体と、前記第２の回転砥石を先端部に有した第２の棹体と、を有している。

前記の構成によれば、直管部と受口を有する管であって、受口の内周面に凹凸形状が設けられている管を研削対象とするような場合に、凹凸形状を精度よく研削することができる。

本発明の参考態様に係る内面研削装置は、前記の構成において、前記駆動部は、ロボットアームであり、前記支持部は、前記ロボットアームの先端に回動可能に連結されており、前記棹体は、前記支持部に摺動可能に支持されている状態で、前記ロボットアームの先端に懸架されている。

前記の構成によれば、ロボットアームの動作と、前記第１の付勢部材および前記第２の付勢部材の付勢力とによって、回転砥石が管の所定の領域を研削することができる。

また、前記の課題を解決するために、本発明の参考態様に係る内面研削方法は、前記の研削装置を用いて、管の受口の内面を研削する。

前記の構成によれば、管の受口の内面を精度よく研削することができる。具体的には、前記の構成によれば、管が所定の位置から多少ずれて支持されている場合であっても、駆動部が回転砥石を所定の位置に調整するだけで、微妙な砥石の位置調整および当該位置における管の受口の内面への砥石の適切な押圧力は、第１の付勢部材および第２の付勢部材の付勢力によって実現することができる。すなわち、ずれに合わせて駆動部が回転砥石の位置を詳細に調整せずとも、受口の内面の所定の領域を回転砥石が精度よく研削することができる。例えば管軸を中心に回転させる装置などに管を配置して研削をおこなう際、その装置に配置させた管が所定の位置から多少ずれる場合がある。もし仮に前記のような付勢部材を具備しない態様の場合には位置ずれを駆動部による回転砥石の位置制御によって詳細に調整しなければならない。その場合、時間を要し、例えば複数の管を順次研削するようなラインを想定した場合には、管毎に管の位置に応じた駆動部の詳細な調整が必要となり、制御が複雑で大掛かりな設備となってしまう。そこで、前記の構成とすることによって、駆動部によって位置決めされた回転砥石と、管の位置（研削しようとする位置）との間に多少の位置ずれが生じている場合であっても、第１の付勢部材および第２の付勢部材によってそのずれを吸収することができる。これにより、第１の付勢部材および第２の付勢部材が無い場合に比べて駆動部の制御が容易になり、先述のようなラインでの研削もスムーズにおこなう簡易な内面研削方法を実現することができる。

〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態および参考形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態および参考形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

特に、内面に段差または環状溝を有する管であれば本発明を適用可能である。

１ 内面研削装置
２ 第１流体圧シリンダ（流体圧シリンダ）
２ａ ロッド
３ 第１制御機構
４ 第２流体圧シリンダ（流体圧シリンダ）
４ａ ロッド
４ａＬ ロッドの軸方向
５ 第２制御機構
６ 第１制御部（制御部）
６ａ 第１電磁弁（電磁弁）
７ 第２制御部（制御部）
７ａ 第２電磁弁（電磁弁）
１０ 支持部
１３ 砥石
１４ 棹体
２０ 第１支持部
３０ 第１軸部
４０ 第２支持部
５０ 第２軸部
６０ 第３支持部
６１ 連結部
８０ 回転トルク発生モーター
１００Ｃ 管軸
１０１ 受口
１１１ 内面
Ｐ１ 第１鉛直面
Ｐ２ 第２鉛直面

Claims (5)

1. 管の内面を研削する砥石が固定された棹体を支持する支持部と、
   前記棹体の軸に対して垂直な方向に延びたロッドを有する流体圧シリンダを含み、前記垂直な方向における前記支持部の位置を制御する第１制御機構と、
   前記軸に平行な方向に延びたロッドを有する流体圧シリンダを含み、前記平行な方向における前記支持部の位置を制御する第２制御機構と、
   を備え、
   前記第１制御機構および前記第２制御機構は、前記流体圧シリンダ内の流体圧を制御する制御部を含み、
   前記支持部を含む第１支持部と、
   前記棹体の軸と平行である第１軸部を介して、前記第１支持部が傾動可能に接続されている第２支持部と、
   前記第１軸部と平行である第２軸部を介して、前記第２支持部が前記第２軸部に沿って摺動可能に接続されている第３支持部と、
   を備え、
   前記第１制御機構は、前記流体圧シリンダを用いて前記第１支持部の荷重を制御することにより、前記第１軸部を介した前記第１支持部の傾動を制御し、
   前記第２制御機構は、前記流体圧シリンダを用いて前記第２支持部の荷重を制御することにより、前記第２軸部に沿った前記第２支持部の摺動を制御する、
   ことを特徴とする内面研削装置。
2. 前記制御部は、研削前に前記砥石を研削開始位置に移動させるときに比べ、前記砥石によって前記内面を研削している間のほうが前記流体圧シリンダの流体圧が小さくなるように、前記流体圧シリンダを制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の内面研削装置。
3. 前記流体圧シリンダは、エアシリンダであり、
   前記制御部は、前記エアシリンダの空気圧を切り替える電磁弁を制御するものである、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の内面研削装置。
4. 前記棹体は、前記第１軸部と平行であるとともに、前記第１軸部を中心として回動するものであり、
   前記第１制御機構は、前記第１支持部における前記棹体の近傍箇所の前記荷重を制御するものである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の内面研削装置。
5. それぞれが鉛直方向に沿った２つの仮想的な鉛直面であって、互いに平行で、且つ水平方向に離間している２つの仮想的な鉛直面のうちの一方を第１鉛直面、他方を第２鉛直面とすると、
   前記第１軸部の中心軸は前記第１鉛直面内に沿って位置し、前記棹体の軸は前記第２鉛直面内に沿って位置し、
   前記第１支持部は、前記第２鉛直面と交差する箇所を含み、
   前記第１制御機構は、前記第１支持部における前記箇所に生じる前記荷重を制御するものである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の内面研削装置。

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