JPH1058311A - パイプ内面の磁気研磨治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パイプを高生産性で内面研磨でき、パイプへ
の挿入，取出しが容易な内面研磨治具を提供する。 【解決手段】 このパイプ内面用磁気研磨治具は、矩形
断面をもつ非磁性芯金１０と、被研磨材であるパイプの
内周面に対向する側が円弧状側面２１になっている以外
は立方体形状をもつ複数の磁性ブロック２０と、磁性ブ
ロック２０の円弧状側面２１に固着されたバフ又は研磨
不織布２４とを備えている。磁性ブロック２０には非磁
性芯金１０の矩形断面よりも幅広の矩形口部２２が形成
されており、矩形口部２２の内縁から円弧状側面２１ま
での距離が他側面までの距離より大きく、円弧状側面２
１が互い違いに反対方向を向くように複数の磁性ブロッ
ク２０が非磁性芯金１０に装着されている。 【効果】 磁性ブロック２０を吸引する磁力で研磨不織
布２４がパイプ内面に押し付けられ、パイプが内面研磨
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁力によって研磨剤を
パイプ内面に押し付け、高い平滑度でパイプ内面を仕上
げ研磨するのに好適な磁気研磨治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】食品，薬品，精密化学品の製造装置等に
使用されるパイプは、雑菌，不純物，通過する物質等が
付着しないように、また雑菌や異物の洗浄除去を容易に
するため、鏡面に近い状態まで内面を研磨仕上げするこ
とが要求される。この種のパイプとしては、ステンレス
鋼製のサニタリーパイプが一般に使用されている。サニ
タリーパイプの内面は、もっとも良好な表面状態のもの
で表面粗さがＲ_max ０．４μｍ以下になっている。パイ
プ内面に対する仕上げ研磨は、バフ研磨，電解研磨等が
採用されている。バフ研磨では、研磨砥粒を表面に付着
させたバフや研磨砥粒とバフを一緒にパイプ内に挿入
し、棒状又はロープ状等の移動機器によりパイプ内面を
研磨しながら通過させている。しかし、被研磨材である
パイプの全長に渡ってバフを移動させることが必要であ
るため、装置自体が大きくなる。

【０００３】特にサニタリーパイプのように全長が４ｍ
以上にもなる長尺パイプにあっては、バフの移動が困難
となり、研磨に長時間を要する。また、パイプの内側に
バフを通過させる形式であることから、パイプ内面に凹
凸がある場合、パイプ内面にバフを一定圧力で押し付け
ることができず、全長に渡ってパイプ内面を均一な表面
状態に仕上げることが困難になる。電解研磨では、内面
がバフ研磨仕上げした表面に相当するステンレス鋼パイ
プを電解液中に浸漬し、パイプ全長に渡る陰極をパイプ
内部に挿入・固定し、パイプを陽極として電解すること
によってパイプ内面を研磨する。この場合にも、パイプ
の全長に渡って陰極を挿入・固定する必要があることか
ら、バフ研磨と同様な問題が生じる。更に、パイプから
の溶出物が研磨後の電解液に滞留するため、電解液を管
理・処理する設備や、研磨されたパイプから電解液を除
去する設備が必要になる。

【０００４】このようにバフ研磨や電解研磨は、工数及
び作業時間の増加や研磨設備の大型化が避けられず、電
解液処理設備のような付帯設備を必要とする欠点もあ
る。そこで、これらの欠点を解消するものとして、パイ
プの外面から磁場を印加しながら研磨する磁気研磨方法
が開発されている。しかし、磁気研磨は、一般に使用さ
れている研磨布紙，バフなどに比較して研磨能率が非常
に低いことから、研磨能率を向上させるために種々の提
案がされている。たとえば、特開昭６３−２２１９６５
号公報では、磁性粒子及び研磨砥粒を一体化した磁性研
磨材を小片のプラスチック磁石と共にパイプの内部に挿
入し、パイプ外面から磁場を加え、磁場又はパイプを回
転させながらパイプ内面を研磨している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法で
は、磁場漏洩の原因となる小さな間隙がプラスチック磁
石間にある。そのため、プラスチック磁石や磁性研磨材
をパイプ内面に押し付ける磁力が低下し、パイプ内面の
研磨に必要な力が不足する場合がある。また、被研磨材
であるパイプの内径が大きくなるに従って、パイプに挿
入すべきプラスチック磁石の量も増加する。この量的増
加に応じて間隙も多くなり、パイプ外側から加えられる
磁場だけではプラスチック磁石及び磁性研磨材をパイプ
内面に押圧状態で保持できなくなる。更には、特開昭６
３−２２１９６２号公報に示されているように研磨能率
を上げるために磁束密度を高くしたり、回転子を内径方
向に長くして磁束の漏れを防ごうとすると、回転子が傾
いてパイプ内面に接触し、内面を疵付ける虞れがある。
そのため、研磨効率を向上させるために研磨圧力を上げ
ることには限界がある。他方、バネの強度を挙げて疵付
きを防ごうとすると、パイプ内部に研磨治具を入れるこ
とが困難になる。

【０００６】そこで、本発明者等は、パイプを挾んで相
対向する位置に配置した一対の磁石で発生する磁場によ
り、パイプに挿入したブロック状の強磁性体を磁化させ
て研磨砥粒をパイプ内面に押し付ける研磨方法を開発
し、特開平８−１５０６号公報として紹介した。この方
法では、図１に示すように被研磨材であるパイプ１の外
側に一対の磁石２，３を対向配置させ、研磨織布４を巻
き付けた強磁性体５をパイプ１の内部に挿入する。磁石
２，３で発生した磁場による大きな磁力で強磁性体５が
パイプ１の内面に押し付けられ、研磨織布４によりパイ
プ１の内面が研磨される。この方法で長尺のパイプを内
面研磨する場合、図２に示すようにパイプ１の長手方向
に沿って電磁石２，３の複数対を配列する。電磁石２，
３一対に対して１個の研磨治具（図１参照）をパイプ１
の内部に挿入し、チャック７を介してパイプ１を回転及
び移動させながら内面研磨する。本発明は、先願で提案
した磁気研磨による研磨効率の改良を進める過程で完成
されたものであり、磁束の漏れを少なくして高い研磨圧
力を確保し、パイプ内面を高能率，高精度で研磨するこ
とができ、パイプへの挿入・排出が容易な磁気研磨治具
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のパイプ内面用磁
気研磨治具は、その目的を達成するため、矩形断面をも
つ非磁性芯金と、被研磨材の内周面に対向する側が円弧
状になっている以外は立方体形状をもつ複数の磁性ブロ
ックと、磁性ブロックの円弧状側面に固着されたバフ又
は研磨不織布とを備え、磁性ブロックには非磁性芯金の
矩形断面よりも幅広の矩形口部が形成されており、矩形
口部の内縁から円弧状側面までの距離が他側面までの距
離より大きく、円弧状側面が互い違いに反対方向を向く
ように複数の磁性ブロックが非磁性芯金に装着されてい
ることを特徴とする。

【０００８】

【実施の形態】本発明に従った磁気研磨治具は、図３に
示すように非磁性芯金１０に複数の磁性ブロック２０，
２０・・を嵌め込んでいる。非磁性芯金１０は、図４に
示すように矩形断面をもつアルミ等の非磁性材料ででき
ており、その両端面にボルト孔１１が刻設される。ボル
ト孔１１には、ワッシャ１２を介して締結ボルト１３が
ねじ込まれる。磁性ブロック２０には、ＳＳ４１等の強
磁性体で作製されており、図５に示すように一側面２１
が円弧状に形成されている以外はほぼ立方体状の形状を
もっている。円弧状側面２１は、被研磨材であるパイプ
１の内周面に対応する曲率をもっている。磁性ブロック
２０には、角型の非磁性芯金１０が差し込まれる矩形口
部２２が形成されている。矩形口部２３の形成位置は、
矩形口部２３の内縁から円弧状側面２１までの距離が他
方の側面までの距離よりも大きくなる位置に設定されて
いる。また、磁性ブロック２０の上下面にボルト孔２３
が形成されており、ボルト孔２３にねじ込まれるネジに
よりバフ又は研磨不織布２４が磁性ブロック２０に固着
される。

【０００９】矩形口部２２は非磁性芯金１０の矩形断面
よりも若干大きくなっており、図３の矢印方向に磁性ブ
ロック２０，２０・・が移動可能になっている。このよ
うな磁性ブロック２０，２０・・を、研磨不織布２４，
２４が互い違いに反対方向に位置するように非磁性芯金
１０に差し込む。そして、非磁性芯金１０の両端にワッ
シャ１２，１２及び締結ボルト１３，１３を取り付ける
とき、非磁性芯金１０に対して磁性ブロック２０，２０
・・が抜止めされる。磁性ブロック２０，２０・・に対
する研磨不織布２４の固着は、磁性ブロック２０，２０
・・を非磁性芯金１０に差し込む前、或いは差し込んだ
後の何れでもよい。図３では、個々の磁性ブロック２
０，２０・・に研磨不織布２４，２４・・を取り付けて
いる。この場合、各磁性ブロック２０，２０・・に取り
付ける研磨不織布２４，２４・・の研磨番手を替えても
良い。或いは、図６に示すように複数の磁性ブロック２
０，２０にわたって一枚の研磨不織布２４，２４を取り
付けることもできる。

【００１０】磁性ブロック２０，２０・・を装着した磁
気研磨治具は、被研磨材であるパイプ１の内部に挿入さ
れる。このとき、磁性ブロック２０，２０・・に形成し
た矩形口部２２が非磁性芯金１０の矩形断面より幅広と
なっているので、磁性ブロック２０，２０・・が図３で
矢印方向に移動し、反対の向きで隣り合った磁性ブロッ
クの円弧状側面に固着した研磨不織布の表面間の距離が
パイプ内径よりも小さくなる。そのため、パイプ１の内
部に磁気研磨治具が容易に挿入される。磁気研磨治具が
挿入されたパイプ１に、パイプ１の両側に配置している
電磁石２，３により磁場を働かせる。発生した磁力は、
磁石２，３と磁性ブロック２０，２０・・との間の距離
が短いほど大きくなるので、図６に示すように磁性ブロ
ック２０，２０・・を研磨不織布２４，２４を介してパ
イプ１の内周面に押し付ける。この状態でパイプ１を回
転させながら管軸方向に移動させると、パイプ１の内周
面を摺擦する研磨不織布２４，２４によりパイプ１が内
面研磨される。

【００１１】内面研磨が終了したとき、磁石２，３の磁
場を遮断すると、磁性ブロック２０，２０・・が自由状
態になる。そのため、磁性ブロック２０，２０・・が図
３で矢印方向に移動し、パイプ１から磁気研磨治具が容
易に取り出される。この磁気研磨治具は、管軸方向に関
して複数箇所でパイプ１の内面に接触しているので、大
きな磁力が作用する状態においてもパイプ１の管軸方向
に対して非磁性芯金１０が傾くことがない。そのため、
各磁性ブロック２０，２０・・に作用する磁力がほぼ等
しく、均等な条件下で研磨不織布２４，２４がパイプ１
の内周面に押し付けられる。したがって、パイプ１の内
面が均一に研磨仕上げされる。

【００１２】

【実施例】外径５０．８ｍｍ，長さ４ｍ，肉厚１．５ｍ
ｍのステンレス鋼ＳＵＳ３０４製のＴＩＧ溶接管を内面
研磨した。磁気研磨治具としては、図７に示すように粒
度＃６０，１２０，３２０の砥粒を付着させた研磨不織
布２４，２４・・を磁性ブロック２０，２０・・に取り
付けた全体高さ２０ｍｍ，長さ８０ｍｍのものを使用し
た。この磁気研磨治具は、磁性ブロック２０，２０・・
の移動に応じてパイプ内径３６〜５０ｍｍの範囲で幅可
変である。パイプ１を挟んで一対の電磁石２，３を対向
配置した。電磁石２，３としては、直径６０ｍｍの鉄心
に銅線を１２０００巻し、磁極先端幅１０ｍｍ，長さ７
０ｍｍの台形状断面に設計したものを使用した。本実施
例では、図２に示すようにパイプ１の管軸方向に沿って
５００ｍｍの等間隔で８対の電磁石２，３を配列し、電
磁石２，３一対に対して１個の磁気研磨治具（合計８
個）をパイプ１内に挿入した。また、パイプ１は、両端
をチャック７で回転及び移動可能に把持した。

【００１３】研磨液を３００ｍｌ／分の流量でパイプ１
内に流しながら、パイプ１の回転速度１２０ｍ／分，電
磁石２，３とパイプ１との相対移動速度３００ｍｍ／
分，電磁石２，３への供給電流２Ａの条件下で各１パス
づつ，合計３パスでパイプ１を内面研磨した。１パス当
りの研磨時間は約２分で、段取り替えも含めた研磨作業
時間は約１８分であった。研磨されたパイプ１の内面を
観察したところ、研磨前にあったうねりの山部及び谷部
共に研磨されており、表面粗さがＲ_max ０．４μｍの極
めて均一な表面に研磨仕上げされていた。

【００１４】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の磁気研
磨工具は、磁性ブロックを幅方向に移動可能な状態で非
磁性芯金に装着させているので、被研磨材であるパイプ
の内径に応じた幅に調整され、磁性ブロックに吸引する
磁力で研磨不織布がパイプの内面に押し付けられる。そ
のため、パイプの管軸方向に対して非磁性芯金が傾くこ
となく、研磨不織布はパイプ内面に均等に押し付けられ
る。この状態でパイプを回転・移動させることにより、
パイプ内面が均一に研磨仕上げされる。また、幅可変で
あることから、サイズの異なるパイプに対しても容易に
挿入・取出しできるため、作業性，生産性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明者等が先に提案した磁気研磨治具

【図２】 被研磨材であるパイプの長手方向に沿って複
数の電磁石を配列させた場合の先に提案した磁気研磨方
法

【図３】 本発明に従った磁気研磨治具

【図４】 非磁性芯金

【図５】 磁性ブロック

【図６】 複数の磁性ブロックにわたって研磨不織布を
取り付けた磁気研磨治具

【図７】 個々の磁性ブロックに研磨不織布を取り付け
た磁気研磨治具

【符号の説明】

１：パイプ（被研磨材） ２，３：磁石 ４：研磨
織布 ５：強磁性体 ７：チャック １０：非磁性芯金 １１：ボルト孔 １２：ワッシ
ャ １３：締付けボルト ２０：磁性ブロック
２１：円弧状側面 ２２：矩形口部 ２３：ボルト
孔 ２４：研磨不織布

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中本 一成 兵庫県尼崎市鶴町１番地 日新製鋼株式会 社技術研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 矩形断面をもつ非磁性芯金と、被研磨材
   の内周面に対向する側が円弧状になっている以外は立方
   体形状をもつ複数の磁性ブロックと、磁性ブロックの円
   弧状側面に固着されたバフ又は研磨不織布とを備え、磁
   性ブロックには非磁性芯金の矩形断面よりも幅広の矩形
   口部が形成されており、矩形口部の内縁から円弧状側面
   までの距離が他側面までの距離より大きく、円弧状側面
   が互い違いに反対方向を向くように複数の磁性ブロック
   が非磁性芯金に装着されているパイプ内面の磁気研磨治
   具。