JPH07276197A - 管の内面研磨方法及び研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】内部に研磨砥粒を含有する合成樹脂製の糸状の
ブリッスル（剛毛）研磨素材を植毛して研削ブラシを構
成し、該研削ブラシの少なくとも一部を、金属管内面に
拡大して研磨をすること。 【構成】ブリッスルを植毛などしてブリッスルブロック
を構成し、該ブリッスルブロックを研磨具本体に遊嵌せ
しめて研削ブラシを構成し、該研削ブラシを管の内面に
挿入し、これを拡大させながら回転せしめ、必要によっ
て移動させることによって管の内面を研磨する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、砥粒による金属管内
面の研磨方法に関し、更に詳しくは内部に研磨砥粒を含
有する合成樹脂製の、糸状、紐状のブリッスル研磨素材
で研削ブラシを構成し、該研削ブラシを金属管の中で回
転せしめ、必要によって移動させることによって、金属
管の内面を研磨する管の内面研磨方法及び研磨装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の砥粒による金属管内面の研磨は、
図１のようにサンドペーパーを放射状に構成した研磨具
（サンドペーパーホイール）１を、金属管の中に挿入し
てから該研磨具の軸を回転させ、これを金属管の中で移
動させて研磨をしていた。

【０００３】或は、図２のように、瓢箪形または鼓形の
研磨具（コマ）２に、サンドペーパー３を取り付けて、
金属管４の中をスチールワイヤー５で軸方向に揺動運動
させて研磨をしていた。

【０００４】また従来、図３のように、内部に研磨砥粒
を含有する合成樹脂製のブリッスルを所定の長さに切り
揃え、これを二本の針金に挟んでから縄のように捻って
作った、「捻りブラシ」があるが、この「捻りブラシ」
は、主として「ボール盤のチヤック」で掴んで回転させ
て使用すものであって、せいぜい「ブラシ」の長さであ
る ５０〜２００ｍｍ を研磨することが目的のもので
あり、また短いものしか研磨ができなかった。

【０００５】又、このものは、一本〜数本のブリッスル
の真中を、針金で挟んで固定しているので、管内面の全
周に接触させると、その抵抗で破損し易いばかりでな
く、磨耗によって、前記ペーパーホィールと同様研磨に
「むら、不揃い」を生じるものであった。 更に、無理
にこれを長尺の管に適用すると、長尺の回転軸の先端
で、該「捻りブラシ」が管を叩くように踊って、管の内
面に傷を付ける危険がある。

【０００６】従って、内部に研磨砥粒を含有する合成樹
脂製のブリッスルで、長尺で細い金属管内面の研磨をす
る例は今までに無い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このサンドペーパーに
よる研磨作業は、汚い、きつい、危険、の典型とも言わ
れるもので、砥粒とサンドペーパーの粉などが、大量の
粉塵、ごみ、などになって作業室内に飛散し、作業者の
全身に付着して健康を害するばかりでなく、製品から前
記サンドペーパーの砥粒を完全に払拭しないときには、
これが研磨途中の、また研磨を終えた金属管の内面に付
着して、仕上げ面に傷を付け、製品を台無しにする大き
な欠点があった。

【０００８】更に大きな欠点は、研磨材であるサンドペ
ーパーの砥粒が、研磨の作業中に、研磨具本体から容易
に剥落することである。このサンドペーパーの砥粒が剥
落し、研磨具が丸坊主になる宿命によつて、研磨具のサ
ンドペーパーは頻繁に取り換えなければならない欠点が
ある。

【０００９】このサンドペーパーの砥粒の剥落によっ
て、長尺の金属管では頻繁に研磨具を取り換えなければ
ならないので、長尺金属管内面の研磨は均一でなくな
る。例えば、小さい口径で長尺（一例として、直径２
７．２ｍｍ×肉厚２ｍｍ×長さ２０００ｍｍ）（内径・
２３．２ｍｍ）の金属管の中ほどには、常に研磨洩れを
生じる怖れがある。実際に研磨が終わった金属管の真ん
中を切って検査をしたり、内視鏡で検査をすると、研磨
むらは勿論、ひどい例では研磨されていない部分が発見
されている。

【００１０】このような欠点がありながらサンドペーパ
ーを使用しているのは、小さい内径（直径４０ｍｍ以
下）の金属管内面の研磨は、従来、サンドペーパーの砥
粒による研磨しか手段が無かったからである。

【００１１】従って、上記した、外径 ２７．２ｍｍ×
肉厚 ２ｍｍ の 細い金属管内面の研磨は ２０００
ｍｍ の長さのものを研磨するのが限度であった。

【００１２】

【発明が解決しょうとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、前記従来の汚い粉塵問題を解決すること
である。

【００１３】更に重要なことは、研磨洩れが無く、金属
管の全長にわたって常に均一で安定した研磨をすること
である。

【００１４】また、研削ブラシの寿命を長くして研磨具
の交換による研磨の不揃いを無くすると同時に、研磨の
能率を上げることもその主たる目的である。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明は、内部に研磨
砥粒を含有する合成樹脂製のブリッスル（剛毛）研磨素
材を植毛して研削ブラシを構成し、該研削ブラシを、少
なくとも一部、管の内面に拡大接触せしめることによっ
て達成される。

【００１６】また、ブリッスルを所定量束ね、これを植
込み固定してブリッスル植毛部材となし、該ブリッスル
植毛部材を研磨具本体に遊嵌せしめ、然して管の内面に
拡大せしめることによって達成される。

【００１７】また、ブリッスルを所定量束ね、これを植
毛固定した植毛研磨具本体、即ち、研削ブラシを直接、
二っまたはそれ以上、軸方向に分割し、然してこれを管
の内面に拡大せしめることによって達成される。

【００１８】更にまた、螺旋状に巻いたチャンネル型の
ブリッスルブロックを、管の内面に拡大拡径することに
よって達成される。

【００１９】

【作用】上記のように構成されたブリッスルブロック、
或はブリッスル植毛部材、或は研削ブラシ、の回転によ
る遠心力によって、研削ブラシ自体の拡径力によって、
及び、またシャフトコアに内装せしめたネジの力によっ
て、バネの作用によって、或は流体の圧力によって、ブ
リッスルを金属管の内面に対して強力に押し付けること
ができる。

【００２０】ブリッスルは、管の内面に対して直角に、
且つ、ブリッスルの軸方向に強力に押し付けることが望
ましいが、そうでなくてもよい。然るときブリッスル
は、同時に消耗しながら、望ましくは軸方向に消耗しな
がら、連続して新らしい砥粒面を創生し、強力に金属管
の内面を研磨する。

【００２１】研磨材の混入したブリッスル芯材糸は、ナ
イロン基材の中に、シリコンカーバイド、アルミナ、カ
ーボランダム、アランダム、などから成る所定の粒度の
研磨砥粒を均一に混入させてから糸状、紐状、に加工し
たものである。

【００２２】ブリッスル芯材糸の太さは、通常一本又は
数本を一単位として植毛し、使用するときには直径が
０．３〜３．０ｍｍ。また細い糸を用いるときは、２０
〜８００本を一単位として束ねて芯材とするときは、１
〜１０デニールのものが使用される。

【００２３】芯材糸は、１〜複数本揃えられ、カバーリ
ングテープ、或はカバーリング糸で、筒状に、螺旋状
に、或は紐状に組編み、巻回、固定され、カバーリング
されることが望ましい。

【００２４】カバーリング糸はナイロン系のものが望ま
しい。カバーリング糸はナイロン系樹脂をアルコールで
溶解した接着剤で、前記束ねた芯材糸に接合固定すると
よい。

【００２５】チャンネルに植毛したブリッスルブロック
に於いては、片面又は両面に不織布、メリヤス、その他
のナイロン系のテープをカバーリングテープとして副え
て絞め糸で縫い付け、更に必要に応じて接着し、カバー
リングするとよい。

【００２６】以下実施例によってこの発明の詳細を説明
するが、この発明がこれらの実施例に限定されるもので
はないことは言うまでもない。またこの実施例では、同
一構成要素には同一符号を付してその説明を省略する。

【００２７】

【実施例１】図４（イ）に示すブリッスルは、旭化成株
式会社のサングリットで、＃５００番のアルミナ砥粒を
分散混入したブリッスル糸から成るっている。該ブリッ
スル６は、直径が ０．４５ｍｍ で、巾６ｍｍ×高さ
７ｍｍ のチャンネル金具７に植毛されて、チャンネル
型ブリッスルブロック８となる。９はカバーリングテー
プ、１０は絞め糸である。

【００２８】チャンネル型ブリッスルブロック８は、図
４（ロ）に示すように、研磨具本体１１の凹所１２の中
にブリッスル６の先端部が少し出るように着脱自在に遊
嵌収納されて研削ブラシＡとなる。

【００２９】金属管の中には、ブリッスル６が研削の摩
擦熱で軟化したり、先端が溶融したりしないように冷却
空気、冷却水を圧送するとよい。また、回転軸１３は、
必要に応じて中空となしその内部に加工液、冷却液、冷
却空気などを送ることができる。

【００３０】金属管（図示せず）は固定してもよいが、
回転させることができる、このとき管端は封じられるこ
とが好ましい。

【００３１】この研削ブラシＡで金属管の内面を研磨す
る。金属管は、ＳＵＳ３０４のステンレス鋼管である、
外径、内径、ともに公差が±０．０５ｍｍ と精密に引
き抜き加工され、外径：３８．１ｍｍ 内径：３３．７
ｍｍ 肉厚：１．２ｍｍ 長さ ：４０００ｍｍ 固溶
化熱処理（１０１０℃以上で急冷）酸洗が施されてい
る。

【００３２】研削ブラシＡは、研削ブラシＡの外径が管
に挿入するとき、ステンレス鋼管の内径よりも少し小さ
くなっており、且つ、研削ブラシＡを回転させると、ス
テンレス鋼管の内面に対して遠心力で拡大し、ブリッス
ル６を軸方向に押し付け接触させるとよい。或は、研削
ブラシＡは当初から管の内径よりも所定量拡大させてお
いてもよい。

【００３３】研削ブラシＡの周速は、一般に １０００
ｍ／ｍｉｎ 以上が望ましいのであるが、この場合は
５０〜５０００回転、望ましくは２０００回転である。
ブリッスルブロック８は必要に応じて更に下からバネ
（図示せず）で、ステンレス鋼管の内面に押し付けるこ
とができる。

【００３４】

【実施例２】実施例２は図５（イ）に示す。ブリッスル
６を多数植毛したブリッスル植毛部材１４は、研磨具本
体１１に遊嵌されている。

【００３５】１３は回転軸で中空となっており、中を空
気又は液などが通ることができる。この実施例では、回
転軸１３の中空の中に操作液を送り、研磨具本体１１の
中に組み込まれているゴム状弾性袋に圧力を加え、ブリ
ッスル植毛部材１４を直径方向に拡大せしめる。加える
水圧を調節することで、拡大圧力即ち研削力を調節し、
研磨の仕上がりを、外部からでも自在にコントロールす
ることができる。

【００３６】

【実施例４】実施例４は図６に示す、ブリッスルを多数
植毛した研磨具本体１１は、直接研削ブラシＡを、軸方
向に二っ又はそれ以上に分割された構成になっている。
分割された研削ブラシＡは、中空軸１３からの液圧及び
又は軸１３の回転による遠心力で、管の内面に拡大し金
属管内面に接触する。

【００３７】

【実施例５】実施例５は図７に示す、ブリッスルブロッ
クはコイルブラシ式のもので、チャンネルに植毛したブ
リッスルを螺旋状に巻き、シャフトコア１６に遊嵌され
ている。この螺旋ブリッスルブロック１７は、螺旋の両
側から挟圧することによってその外径を拡大させること
ができる。或は、螺旋ブリッスルブロック１７の螺旋巻
きをネジって、巻き広げるように拡大させることができ
る。この巻き広げの巾は、自由に調節ができる。更に、
シャフトコア１６に対して密嵌した螺旋ブリッスルブロ
ック１７も又、圧縮してシャフトコア１６を太くするこ
とによって、共に巻き広げ拡大できる。該シャフトコア
１６は、螺旋ブリッスルブロックを拡大又は縮小するこ
とができる部材であれば、杆、シヤフト、ワイヤー、そ
の他、すべて包括される。

【００３７】上記した、研削ブラシＡの研磨具本体１
１、及び又は、シャフトコア１６は、必要に応じて内装
している・バネの反発・ゴム部材・ゴム状弾性袋の膨脹
・楔部材の圧入・ネジリシャフトの圧縮・（図示せ
ず）、その他の方法などで拡大させることができる。

【００３８】この発明は上記実施例に限定するものでは
なく、各種のブリッスルを使用することができ、またブ
リッスルブロックも、直線植毛チャンネル、植毛ロール
だけでなく、スパイラルチャンネル状のブリッスルブロ
ックや、特開昭６２−２１６６８０号公報、特開平４−
３１５５８２号公報、その他に記載されている公知の態
様のブリッスルがブリッスルブロックとして適用できる
ことは勿論である。螺旋状の巻き方も実施例に限定せ
ず、密なコイル状巻きから緩いヘリカル状巻きまで公知
の巻き方が適用できる。中空の回転軸は、液体を通すこ
とができるだけでなく、杆、ワイヤー、などを通すこと
によって、ブリッスルブロックを拡大又は縮小をする操
作ができる。被加工材もステンレス鋼管に限定しない、
アルミ合金、その他の金属に適用できる。このブリッス
ルブロックによる研削加工に際して、金属管内に冷却空
気、冷却水、加工液、洗浄液等適当な流体を流すことが
できる。

【００３９】研磨砥粒を混入したブリッスルも、サング
リッド（旭化成）、タイネックス（デュポン）、トリグ
レット（東レ）、その他が使用できる。

【００４０】尚、上記では細い管に対応するための実施
例で説明したが、この発明がこれに限定するものではな
く、より研磨が容易な大口径の管にも適用できることは
当然である。研削ブラシは、管の内面の全面に拡大接触
して研磨する必要は無く、円周の一部に接触させて研磨
しながら、管を回転させるとよい。

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
以下に列挙するような種々の効果が得られる。

【００４１】（１）汚い、厳しい、きつい、の代表とさ
れる従来のバフ研磨、サンドペーパーホイール研磨、で
生じていた粉塵公害が解消される。 （２）加工液が使用できるので、研削ブラシの冷却がで
きる。 （ナイロン基材の変形温度・９０℃ 溶融温度・２１０
℃） 高速で回転させると研削による摩擦熱のためと冷却が必
要となる。 （３）研削ブラシの寿命が著しく長くなる。 （４）長尺の金属管の内面に、むらが無く均一な研磨が
なされる。 （５）従来、極めて困難であった小径で且つ長い金属管
内面の研磨がてきる。 （従来の二倍に三倍の長さの金属管内面の研磨ができ
る。） （６）当然研磨洩れが無くなり不良品が無くなる。 （７）自動化ができる。 （８）研磨速度が２〜３倍になり、生産性が格段に高く
なり、コストが下がる。 （９）この発明の製品を更に電解研磨すると、高価な電
解研磨の所要時間が大きく短縮され、電解研磨の仕上が
りが廉価になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のサンドペーパーホイルの斜視図。

【図２】従来の軸方向揺動タイプのサンドペーパーを巻
いたコマの斜視図。

【図３】従来の「捻りブラシ」の説明図。

【図４】図４（イ）は、チャンネル型ブリッスルブロッ
クの斜視図。 （ロ）は、研磨具本体にチャンネル型ブリッスルブロッ
クを遊嵌した状態を示す斜視図。

【図５】図５（イ）は、植毛ブリッスルブロックの斜視
図。 （ロ）は、研磨具本体に植毛型ブリッスルブロックを遊
嵌した状態を示す一部縦断斜視図。

【図６】図６は、研磨具本体に直接植毛し、これを拡大
できるようになした研削ブラシの斜視図。

【図７】図７は、螺旋巻きブリッスルブロックを遊嵌し
た、研削ブラシの縦断説明図。

【符号の説明】

Ａ 研削ブラシ １ サンドペーパーホイール ２ コマ ３ サンドペーパー ４ 金属管 ５ スチールワイヤー ６ ブリッスル ７ チャンネル ８ ブリッスルブロック ９ カバーリングテープ １０ 絞め糸 １１ 研磨具本体 １２ 凹所 １３ 回転軸 １４ ブリッスル植毛部材 １５ ゴム状弾性袋 １６ シャフトコア １７ 螺旋ブリッスルブロック

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 砥粒による管の内面研磨において、内部
   に研磨砥粒を含有する合成樹脂製糸状、紐状のブリッス
   ル（剛毛）研磨素材を植毛などして、ブリッスルブロッ
   クを構成し、該ブリッスルブロックを研磨具本体に遊嵌
   せしめて、研削ブラシを構成し、該研削ブラシが、少な
   くとも一部、前記管の内面に拡大接触することによっ
   て、管の内面を研磨し、且つ消耗しながら逐次新規な砥
   粒面を創生するようになしたことを特徴とする管の内面
   研磨方法。
2. 【請求項２】 前記ブリッスルを、チャンネルに植毛し
   て螺旋状のブリッスルブロックとなし、該ブリッスルブ
   ロックをシャフトコアに、緩挿、遊嵌、或は密嵌して、
   管の内面に拡大せしめるように研削ブラシを構成し、該
   研削ブラシを管の内面に挿入し、これを回転せしめ、必
   要に応じて移動させることを特徴とする請求項１に記載
   の管の内面研磨方法。
3. 【請求項３】 前記ブリッスルを、チャンネルに植毛し
   てブリッスルブロックとなし、該ブリッスルブロックを
   研削ブラシ本体に設けた凹所に遊嵌収納せしめて研削ブ
   ラシを構成し、該研削ブラシを管の内面に挿入し、これ
   を回転せしめ、必要によって、移動させることを特微と
   する請求項１に記載の管の内面研磨方法。
4. 【請求項４】 植込みしたブリッスル植毛部材を、研削
   ブラシ本体に設けた凹所中に、軸方向に二っ又はそれ以
   上遊嵌収納せしめて研削ブラシを構成し、該研削ブラシ
   を管の内面に挿入し、これを回転せしめ、必要によって
   移動させることを、特徴とする請求項１及び請求項３に
   記載の管の内面研磨方法。
5. 【請求項５】 植込みでブリッスルを直接植毛した植毛
   研削ブラシ本体を、研削ブラシ本体の軸方向に二っ又は
   それ以上に分割し、これを管の内面に拡大せしめるよう
   にして研削ブラシを構成し、該研削ブラシを管の内面に
   挿入し、これを回転せしめ、必要によって移動させるこ
   とを特徴とする、請求項１、請求項３又は請求項４に記
   載の管の内面研磨方法。
6. 【請求項６】 前記糸状、紐状のブリッスルが、管の内
   面に対して、ブリッスルの軸方向に押しつけられ、且つ
   軸方向に消耗し、且つ創生するようになした請求項１〜
   請求項５のいずれかに記載の管の内面研磨方法。
7. 【請求項７】 前記糸状、紐状のブリッスルが、杆、ワ
   イヤー、或はネジによって、バネの作用によって、及び
   また、遠心力によって管の内面に押し付けられるように
   なした、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の管の内
   面研磨方法。
8. 【請求項８】 前記ブリッスルブロック、ブリッスル部
   材、分割される植毛研削ブラシが、研削ブラシ本体に導
   入された流体の圧力によって、管の内面に押し付けられ
   るようになした、請求項１〜請求項７のいずれかに記載
   の管の内面研磨方法。
9. 【請求項９】 前記研削ブラシで管の内面を研磨しなが
   ら、同時に管を回転させるようになした、請求項１〜請
   求項８のいずれかに記載の管の内面研磨方法。
10. 【請求項１０】 前記糸状、紐状のブリッスルが、所
    定の量集められてブリッスルブロック、或はブリッスル
    部材を構成し、該ブリッスルブロック或はブリッスル部
    材がシャフトコアに緩挿、或は研削ブラシ本体に遊嵌さ
    れ、然して管の内面に拡大接触してい研磨するようにな
    した請求項１〜請求項９のいずれかに記載の方法におい
    て使用する管の内面研磨装置。
11. 【請求項１１】 前記研削ブラシ本体に遊嵌したブリッ
    スルブロックに、又は、ブリッスルを植毛した植毛研削
    ブラシ本体を二っ、又はそれ以上に分割し、これをバネ
    などによって管の内面に拡大接触して研磨するようにな
    した請求項１〜１０のいずれかに記載の方法において使
    用する管の内面研磨装置。
12. 【請求項１２】 前記管の中に、又は別途に、或は同時
    に、回転軸の中に、空気、水、油、などの流体を流して
    研削ブラシを強制冷却、湿式で加工するようになした請
    求項９又は請求項１０及び請求項１１のいずれかに記載
    の方法において使用する管の内面研磨装置。