JPH02311255A - 小径管の内面研磨装置および研磨治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は小径管の内面研磨方法　装置および研磨治具に
関する。

Ｂ　従来の技術 従来の技術は円管を水平状態で台車て支え、この円管内
に先端に回転砥石を収イ」けた棒を差し込み、台車を円
管の軸方向に往復動させて研磨していた。

Ｃ９発明か解決しようとする課題 しかしながら、小径管で円管か長くなると、砥石軸も長
くなり、その支持は、困難を（かめていた。しかも、円
管はその軸回りに回転されるのでその装置は大掛かりな
ものとなっていた。

本発明は前記課題を解決し、長い砥石軸でも容易に支持
でき、しかも円管を回転させることなく円管の内面を研
磨させることかできる方法　′！Ａ置および研磨治具を
提供することを目的とする１゜０１課題を解決するため
の手段 この目的を達成するため、本発明の構成は次のとおりと
する。

第１棋成の方法は、被研磨円管の内側に研磨治具を収納
し、該研磨治具を軸を介して円管軸線回りに回転させな
がら、前記軸をその軸方向に往復動さぜることである。

第２構成の装置は、被研磨円管内面で大略同心に保持さ
れる円筒ケースを放射状に貫通した複数の砥石がばねを
介して半径方向外方に付勢されてなる研磨治具と、該研
１ｇ泊↓１．の軸方向端部に同心に先端を固定された砥
石軸が中間軸および伝動軸−〇− を介してモータで回転されるようにした研磨治具回転部
と、前記モータが設置されて前記砥石軸を管軸方向に往
復させる基端台車と、該基端台車の移動手段とを含むこ
とである。　第３構成の装置は、第２柘成に加え、前記
駆動軸の中間部を回転自在、かつ、軸方向摺動自在に支
持する］以上の中間台車と、これらの中間台車と１１１
ｆ記基端台車を互いに連結する可撓性に富む連結条体と
を含むことである。

第４構成の研磨治具は、被研磨円管の軸線に同心に挿入
され、軸方向に沿って長い複数のスリッＩ〜か大略等間
隔に設けられてなる円筒ケースと、該ケースのスリット
に摺動自在に嵌挿し、該ケースの中心軸線に対し放射状
に進退自在とされた平板状を呈し、前記ケースの半径方
向外側端面が該ケースの外円周面と大略平行な研磨面と
なり、前記ケースの半径方向内側端面が該ケースの軸線
に列し傾斜した楔面となった複数の砥石片と、各砥石の
前記楔面に対接する楔面を持ち、かつ、前記円筒ケース
内にその軸方向に摺動自在に嵌挿された砥石半径方向支
持部材と、該支拮部利を軸方向に付勢するようにその一
端に接触配置さｈて、前記砥石を前記円筒ケースの半径
方向外側に付勢する圧縮ばねと、該圧縮はねを押圧する
、１：うに前記円筒ケースの一端に螺合されたばね押さ
えと、前記円筒ケースの他端に取ｆ＝１υられた端板と
を隙むことである。

第５ｊ１ＪＩ成の研磨治具は第４構成に加え、前記砥石
半径方向支持部材は、前記円筒ケース内にそれと同心で
軸方向に摺動自在に嵌挿された円柱本体からなり、該円
柱本体の外円周面には１、軸方向に長い前記楔面を円周
方向等間隔に形成するように軸方向に長い？Ｉ＾か設（
゛）られたことである。

第６構成の装置は、被研磨円管内面て大略同心に保持さ
れる円筒ケースを放口・ｊ状に貫通した複数の砥石かば
ねを介して半径方向外方に付勢されてなる研磨治具と、
該１ｉＪｆ　Ｉｆ’ｉ治↓１の軸方向端部に同心に先端
を固定された砥石軸か中間軸および１云動軸を介してモ
ータで回転されるようにした研磨泊り回転部と、前記モ
ータか設置されて前記砥石軸を管軸方向に往復させる基
端台車とを含み、前記砥石軸と前記モータとの接続部は
、前記砥石軸の基端部に同心穴が設けられ、該穴に一端
が嵌合固定された直線状の可撓性中間軸と、該中間軸の
基端を嵌合固定する同心穴を持つ伝動軸と、前記砥石軸
の中途から基端まで覆い、かつ、続いて前記中間軸の基
端（ｊ近まで覆い、前記砥石軸の穴を避けた中途部分で
軸受けにより支持された保護管と、該保護管の基端部に
一方端部が外嵌螺合され、他方端部か°前記伝動軸で軸
受けを介して支持され、かつ、被研磨管の外部で前記基
端台車に対して固定された伝動軸支持筒とを含むことで
ある。

第７構成の装置は、被研磨円管内面で大略同心に保持さ
れる円筒ケースを放射状に貫通した複数の砥石がばねを
介して半径方向外力に付勢されてなる研１５ｆ泊具と、
該研磨治具の軸方向端部に同心に先端を固定された砥石
軸か中間軸および伝動軸を介してモータで回転されるよ
うにした研磨治具回転部と、前記モータか設置されて前
記砥石軸を管軸方向に往復させる基端台車と、前記砥石
軸の中間部を回転自在、かつ、軸方向摺動自在に支持す
る１以上の中間台車と、これらの中間台車と前記基端台
車を互いに連結するＩｌｌ撓性に富む連結条体とを含み
、前記砥石軸と１１１ｆ記モークとａ）接続部は、前記
砥石軸の基端部に同心穴か設０られ、該穴に一端が嵌合
固定された直線状の可撓性中間軸と、該中間軸の基端を
嵌合固定釘る同心穴を１・１１つ伝動軸と、前記砥石軸
の中途から基端まで覆い、かつ、続いて前記中間軸の基
端イ・１近まで覆い、ｉｉｆ記砥石軸の穴を避りノこ中
途部分て軸受（づによりに持された保護管と、該保護管
の活端部に一方端部が外嵌螺合され、゛他方端部が１ｉ
ｉ１′記伝動軸て軸受Ｇ′）を介して支持され、かつ、
被研磨管の外部で前記基端台車に対して固定された伝動
軸支持筒とを渚むことである。

８９作用 基端台車移動手段を作動させると、ｉ５端台東は中間台
車と共に被研磨管に向かってレール１を進む。そして、
管の内側に研磨冶具を収納し、該？ｉｌｌ＋＠泊具を砥
石軸を介して、円管軸線回りに回転さぜなかへ、基端台
車移動手段の作動方向を変えて、前記全台車を往復動さ
ぜる。

ここで、？ｉＪＩ１１ｍ泊具か円管に対し進入方向に移
動する時は、連結条体は下方に撓み、基端台車は全中間
台車を押しなから進む。これと逆に、退出方向に移動す
る時は、連結条体は引張り状態となり、基端台車は全中
間台車を引張りなから進む。

Ｆ、実施例 以下本発明の実施態様を図面に示す一実施例に基づき説
明する。

第１図において、本発明は大略的に次の通りである。被
研磨円管Ａが基台Ｂ上に水平に倒れた状態て管支持具Ｃ
を介して固定される。水モ砥石軸］ａの先端に研磨治具
（砥石付）Ｇが固定され、基端部はモータ１１〕に接続
されて、基端台車２ｂに回転自在に支持される。砥石軸
１ａの中途部は、複数の中間台車（図示は２台２Ｃ１２
ｄ）で回転自在、かつ、軸方向摺動自在に支持される。

前記全台車はロープ２ｆで互いに連結される。基端台車
２１）はピストンシリンダ機構 れる。

第１ないし３図において、研磨治具Ｇは大略的に、被研
磨円管Ａ内面て大略同心に保（ろされる円筒ケース１０
を放射状にｄ通した複数び）砥イＩ２０かはね４０を介
して半径方向外方に（４４Ｊ１．Ｈされてなる。

研磨治具回転部１は、研磨治具Ｇの円筒ケース軸方向端
部て同心に軸紺丁］（１を介して固定された水平砥石軸
］ａが伝動’ｔ”　へ’　１　ｃを介してモータ１ｂで
回転されるよう揚成される。

研磨治具移動部２において、基端台車２１Ｊは前記モー
タ１ｂおよび伝動キャ］Ｃが設置され、前記砥石軸１ａ
を軸受２ｇて支持し、レール２　ロー１−を管軸方向に
往復する。該基端台車２　ｂの移動手段として、ビスＩ
・ンジリンタ（Ｒ４’ｌｉ　２　ｃは基台Ｉ３の下側て
被研磨管Ａの下方にシリンタ側を固定され、ピストン棒
の先端を基端台車２１−）の下面に固定される。

研磨治具Ｇは次のことく梠成される。円筒ケース１０は
被研磨円管Δの軸線に同心に挿入され、軸方向に沿って
長い４個のスリット１］が円周方向に大略等間隔に設け
られている。砥石２０は該ケースのスリット１１に摺動
自在に嵌挿し、該ケ。

−スの中心軸線に対し大略放射状に進退自在とされた平
板状を呈する。そして、矩形本体２１の前記ケースの半
径方向外側端面が該ケースの外円周面と大略平行な研磨
面２１　ａとなり、２枚の脚部２２の前記ケースの半径
方向内側端面が該ケースの軸線に対し傾斜した楔面２２
ａとなっている。

前記砥石平径方向支持部材３０は、前記円筒ケース１０
内にそれと同心で軸方向に摺動自在に嵌挿された円柱本
体３１からなり、該円柱本体の外円周面には、軸方向に
長い楔面３２ａを軸方向に直列して複数（図示２個）、
円周方向に大略等間隔に４個形成するように、軸方向に
長い軸方向溝３２か円周Ｊｆ向に大略等間隔に４個設け
られる。

楔面３２ａの端部には、円柱本体３１と同心なる円周講
３Ｂおよび円周肩部１４が形成され、円柱本体３１の端
面には、それと同心なる小径穴３５および大径穴３６か
設４′Ｊられる。

圧縮はね４０は支持部祠３０を軸方向に付勢するように
その一端に接触配置されて、前記砥石２０を前記円筒ケ
ース１０の半径方向外側に１・１勢する。

該圧縮はね４０を押圧するように前記円筒ケース１０の
一端にはね押さえ５０を介して枚重ねし６０が螺合され
る。前記円筒ケース１０グ）他端に端板７０が取付けら
れる。

以上において、本発明の一実施例の作動状態を説明する
。第１図において、ピストンシリンダ機構２ｅを作動さ
ぜると、基端台車２ｂは中間台車２ｃ、２ｄと共に被研
磨管へに向かってレール２ａ上を進む。そして、管Ａの
内側に研磨治具Ｇを収納し、該研磨治具Ｇを砥石軸１ａ
を介して、円管軸線回りに回転させながら、ビス１〜ン
シリンダ機横２ｅのビス１ヘン移動方向を変えて、前記
全台車を往復動さぜる。

ここで、研磨治具Ｇが円管Ａに対し進入方向に移動する
時は、ロー１２ｆは下方に撓み、基端台車２ＩＪは全中
間台車２ｃ、２ｄを押しながら進む、これと逆に、退出
方向に移動する時は、ロープ２ｆは引張り状態となり、
基端台車２ｂは全中間台車を引張りなから進む。

以上述へた本発明の一実施例の作用・効果は次の通りで
ある。

研磨治具について （ａ）乾式ホーニング加工方法としたのて設備費か安価
となった。

（１：＋　）ポーニンク砥石２０が治具回転軸線に対し
円周方向に複数（２〜８程度）個設けられたのて、能率
向上に寄与した。

（ｃ）楔面２２ａ、３２ａとはわ４０によって砥石２０
が治具回転軸線に対し半径方向外側に付勢されるので、
砥石はその摩耗、管内面の微小な変化に対しても円滑に
応答し、常に一定の砥石押圧力での内面研磨が可能とな
った。

（ｄ）砥石押圧力ははね４０の圧縮代の調整により、自
由に選定可能となった。

（（シ）研磨治具Ｇの構造が簡単で、セットや組立作業
が容易にでき、かつ、故障等に対する保全性も大きく向
」ニした。

装置全体について （ｆ）研磨治具Ｇは回転及び往復動の２動作を行うので
、安定した品質の製品が効率的に製造出来るようになっ
た。

（ｇ）研磨治具Ｇの回転速度　往復動速度　粒度および
はね４０の圧縮力の種々の組合せにより、広範囲の仕様
の研磨面か得られる。

（ｈ）砥石軸１ａの中途部が１または複数の中間台車に
より支持されるので、砥石軸１ａの心振れか防止され、
研磨面の品質が向上した。

（ｉ）基端台車２ｂのビスＩ・ンシリンダ機１２ｅを自
動制御することにより、研磨作業の無人化が可能となっ
た。

なお、前記連結条体２ｆとして、ロープのほかに綱など
の撚条体、１本のワイＡ′など、の単条体および鎖条体
なとが適用される。

ここて、前記研磨治具Ｇと前記モータ１ｂとの接続部８
０の他の実施！ふ様を第４．５図に示ず一実施例に基づ
き説明する。

先端に研磨治具Ｇを同心に固定した砥石軸８２の基端部
に同心穴８２ｃが設けられる。該穴に可撓性中間軸８３
の一端が嵌合固定され、他端が同心穴を持つ伝動軸８４
に嵌合固定される。伝動軸８４にモータ１ｂか接続され
る。ここで、前記可視軸８３は公知のコイル可撓軸が用
いられ、１本のワイヤ上に数層のワイヤを巻き付けて製
作され、それぞれの層は数本のワイヤを一層ごとに巻き
方向を逆にされ、かつ外層になる程太いワイヤが巻かれ
ている。そして、ワイヤ層はばねのように働きがあり、
最外層を巻き締める（細くする）方向に回転させるのが
正常な使い方である。

保護管８５は、前記砥石軸８２の中途から基端まで覆い
、かつ、続いて前記中間軸８３の基端付近まで覆い、前
記砥石軸８２の六８２ｃを避けた中途部分で軸受（゛）
により支持される。保護管８５は管継手８６により複数
が接続される。このとき、管継手８６の外径が保護管８
５のそれと同じか、それより小径となるように、保護管
の接続部分が他部分より小径とされている。

伝動軸支持筒８７は、保護管８５の基端部に内ねし８７
ａを介して外嵌螺合されて前記伝動軸８４の基端付近で
軸受けを介して支持される。また前記伝動軸支持筒８７
は基端台車２ｂの」二面に支持部材を介して固定される
。

上記の接続部８０により、次の作用　効果がある。

（ａ＞小径ワイヤ中間軸８３によって保護管８５も小径
となる。従って、小径管の内面研磨が可能となる。しか
も、長尺となっても保護管８−５の振動・撓みは少ない
。

（ｂ）中間軸８３と保護管８５を長くしたために長尺物
研磨が一方向だりから可能となり、能率の大幅な向上が
可能となり、かつ品質の安定性か向上した。

（Ｃ）中間軸８３は直線状であるため、大なる可撓性を
要求されず、硬い材料（ばね鋼）か用いられ、寿命が長
い。

（ｄ）組立の簡素化・保全性を考慮して、保護管８５が
先端・中央部・後端と、３分割できる構造とした。

（ｅ）！１．＋１に保護管８５の後端で伝動軸支持筒８
７の内ねしの螺合長さ変更により、中間軸８３のすｊ；
り調整が容易に可能となった。

（ｆ　）　ＩｙＴ動軸支持筒８７及び伝動軸８４は既存
設備との互換性に優れる。

本発明は前記した実施例や実施態様に限定されず、特許
請求の範囲の精神および範囲を逸脱せずに種々の変形を
含む。

Ｇ９発明の効果 本発明の第１構成により、円管を回転させることなく、
円管の内面を研磨できることとなった。

しかも、軸式ポーニンク加工方法としたので設備費が安
価となった。また、研磨治具は回転及び往復動の２動作
を行うので、安定した品質の製品が効率的に製造出来る
ようになった。しかも、基端台車の往復動作手段を自動
制御することにより、研磨作業の無人化か可能となった
。

第２ｊ１４成により、ホーニング砥石が治具回転軸線に
対し円周方向に複数個設（Ｊちれたので、能率ｒｉｑ−
Ｊ−，に寄与した。また、砥石押圧力ははねの圧縮代の
調整により、自由に選定可１１ヒとなった。しかも、研
磨治具の回転速度　往復動速度　粒度およびばねの圧縮
力の種々の組合せにより、広範囲の仕様の研磨面か得ら
れる。

第３構成により、第２構成の効果に加え、砥石軸の中途
部が１または複数の中間台車により支持されるので、砥
石軸の心振れか防Ｉトされ、ｌ　磨面の品質が向」ニし
た。

第４構成により、楔面とはねによって砥石か治具回転軸
線に対し半径方向外側に（１勢されるので、砥石はその
摩耗、管内面の微小な変化に対しても円滑に応答し、常
に−・定の砥石押圧力ての内面研磨か可能となった３、
また、研磨治具の構造か簡即で、セラＩ・や組立作業が
容易にてき、かつ、故障等に対する保全性も大きく向」
ニした。

第５構成により、第４構成の効果に加え、砥石半径方向
支接部材の加工か容易・高精度、かつ、安価に行われ、
しから複数の砥石が確実に同時に作動される。

第６構成により第２構成の効果に加え、または、第７構
成により第３４７４成の効果に加え、中間軸として直線
状の可撓性軸が用いられ、保護管に螺合された伝動軸支
持筒により前記中間軸の張力が調節されるので、中間軸
の非常に細いものが使用でき、これにより非常に細い保
護管が使用できる。

従って、６０５′以下の小径管の内面研磨も可能となっ
た。しかも、中間軸　保護管が長くできるので、長尺管
の研磨か両端面の一方側から可能となり、能率の大幅な
向上か可能となり、かつ、品質の安定性が向」二できる
。そのうえ、中間軸・保護管が長くなっても、被研磨管
内でそれらの撓み量が極めて少なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法・装置の一実施例の概略正面図、第
２図は研磨治具の一部切欠断面図、第３図はそのＩｎ　
−Ｉｎ　１ｌｌｉ面図、第４図、第５図は軸接続部の他
の実施例を示し、第４図は軸接続部の先端部の断面図、
第５図はその後端部の断面図である。 Ａ・・被研磨円管、Ｂ・・・基台、Ｃ・・管支持部１　
研磨治具回転部 １ａ・・・砥石軸 １ｂ　・モータ ］Ｃ・・伝動ギヤ １ｄ・・軸継手 ２・・・研磨治具移動部 ２ａ・・・レール ２ｂ・・基端台車 ２Ｃ・・中間台車 ２ｄ・・・中間台車 ２ｅ　・基端台車移動手段 ２ｆ・・連結条体 ２ｇ・・軸受り Ｇ・・研磨治具 １０・・円筒ケース １１　・スリット ２０・・砥石 ２１　・本体 ２１ａ・研磨面 ２２・・脚部 ２２ａ・・楔而 ′３０・砥石半径方向支持部材 ３１−円柱本体 ３２・１１［１１１方向講 ３２ａ・・楔面 ３Ｂ　−円周沼 ３４　円周肩部 ３５・小径穴 ３６　・大径穴 ４０・圧縮ばね ５０・はね押さえ ６０・・抜は止めねし ７０　端板 ８０・・軸接続部 ８２・・砥石軸 ８２ａ−・本体 ８２　））・・大径部 ８２ｃ・・穴 ８３・・中間軸 ８４・・伝動軸 ８４ａ・本体 ８４　ｂ　　フランジ ８４　Ｃ・穴 ８５・保護管 ８５ａ　　外ねし ８６・・管継手 ８７・・伝動軸支持筒 ８７ａ・・内ねし

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）被研磨円管の内側に研磨治具を収納し、該研磨治
   具を軸を介して円管軸線回りに回転させながら、前記軸
   をその軸方向に往復動させることを特徴とする小径管の
   内面研磨方法。
2. （２）被研磨円管内面で大略同心に保持される円筒ケー
   スを放射状に貫通した複数の砥石がばねを介して半径方
   向外方に付勢されてなる研磨治具と、該研磨治具の軸方
   向端部に同心に先端を固定された砥石軸が基端付近でモ
   ータで回転されるようにした研磨治具回転部と、前記モ
   ータが設置されて前記砥石軸を管軸方向に往復させる基
   端台車と、該基端台車の移動手段とを含むことを特徴と
   する小径管の内面研磨装置。
3. （３）前記砥石軸の中間部を回転自在、かつ、軸方向摺
   動自在に支持する１以上の中間台車と、これらの中間台
   車と前記基端台車を互いに連結する可撓性に富む連結条
   体とを含むことを特徴とする請求項２記載の小径管の内
   面研磨装置。
4. （４）被研磨円管の軸線に同心に挿入され、軸方向に沿
   って長い複数のスリットが大略等間隔に設けられてなる
   円筒ケースと、該ケースのスリットに摺動自在に嵌挿し
   、該ケースの中心軸線に対し放射状に進退自在とされた
   平板状を呈し、前記ケースの半径方向外側端面が該ケー
   スの外円周面と大略平行な研磨面となり、前記ケースの
   半径方向内側端面が該ケースの軸線に対し傾斜した楔面
   となつた複数の砥石片と、各砥石の前記楔面に対接する
   楔面を持ち、かつ、前記円筒ケース内にその軸方向に摺
   動自在に嵌挿された砥石半径方向支持部材と、該支持部
   材を軸方向に付勢するようにその一端に接触配置されて
   、前記砥石を前記円筒ケースの半径方向外側に付勢する
   圧縮ばねと、該圧縮ばねを押圧するように前記円筒ケー
   スの一端に螺合されたばね押さえと、前記円筒ケースの
   他端に取付けられた端板とを含むことを特徴とする小径
   管の内面研磨治具。
5. （５）前記砥石半径方向支持部材は、前記円筒ケース内
   にそれと同心で軸方向に摺動自在に嵌挿された円柱本体
   からなり、該円柱本体の外円周面には、軸方向に長い前
   記楔面を円周方向等間隔に形成するように軸方向に長い
   溝が設けられたことを特徴とする請求項４記載の小径管
   の内面研磨治具。
6. （６）被研磨円管内面で大略同心に保持される円筒ケー
   スを放射状に貫通した複数の砥石がばねを介して半径方
   向外方に付勢されてなる研磨治具と、該研磨治具の軸方
   向端部に同心に先端を固定された砥石軸が中間軸および
   伝動軸を介してモータで回転されるようにした研磨治具
   回転部と、前記モータが設置されて前記砥石軸を管軸方
   向に往復させる基端台車とを含み、前記砥石軸と前記モ
   ータとの接続部は、前記砥石軸の基端部に同心穴が設け
   られ、該穴に一端が嵌合固定された直線状の可撓性中間
   軸と、該中間軸の基端を嵌合固定する同心穴を持つ伝動
   軸と、前記砥石軸の中途から基端まで覆い、かつ、続い
   て前記中間軸の基端付近まで覆い、前記砥石軸の穴を避
   けた中途部分で軸受けにより支持された保護管と、該保
   護管の基端部に一方端部が外嵌螺合され、他方端部が前
   記伝動軸で軸受けを介して支持され、かつ、被研磨管の
   外部で前記基端台車に対して固定された伝動軸支持筒と
   を含むことを特徴とする小径管の内面研磨研磨装置。
7. （７）被研磨円管内面で大略同心に保持される円筒ケー
   スを放射状に貫通した複数の砥石がばねを介して半径方
   向外方に付勢されてなる研磨治具と、該研磨治具の軸方
   向端部に同心に先端を固定された砥石軸が中間軸および
   伝動軸を介してモータで回転されるようにした研磨治具
   回転部と、前記モータが設置されて前記砥石軸を管軸方
   向に往復させる基端台車と、前記砥石軸の中間部を回転
   自在、かつ、軸方向摺動自在に支持する１以上の中間台
   車と、これらの中間台車と前記基端台車を互いに連結す
   る可撓性に富む連結条体とを含み、前記砥石軸と前記モ
   ータとの接続部は、前記砥石軸の基端部に同心穴か設け
   られ、該穴に一端が嵌合固定された直線状の可撓性中間
   軸と、該中間軸の基端を嵌合固定する同心穴を持つ伝動
   軸と、前記砥石軸の中途から基端まで覆い、かつ、続い
   て前記中間軸の基端付近まで覆い、前記砥石軸の穴を避
   けた中途部分で軸受けにより支持された保護管と、該保
   護管の基端部に一方端部が外嵌螺合され、他方端部が前
   記伝動軸で軸受けを介して支持され、かつ、被研磨管の
   外部で前記基端台車に対して固定された伝動軸支持筒と
   を含むことを特徴とする小径管の内面研磨研磨装置。