JPH10249725A - ステンレス鋼パイプの研磨工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 研磨砥石を使用したステンレス鋼パイプの
研磨工具において、研磨砥石の回転軸方向への移動量や
パイプ方向への反発力が大きく、また、砥石面積を広く
することのできる研磨工具を提供する。 【解決手段】 研磨砥石が片面に固着された金属台座
と回転軸が片面に垂直に固着されたフランジとを両者の
反対面が離隔対向するように配置して、対向した金属台
座とフランジの反対面を回転軸の軸方向に伸縮可能なバ
ネで連結し、必要に応じて金属台座とフランジとをバネ
高さ調整用止め具でさらに連結した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パイプ表面の曲面への
追従が容易なステンレス鋼パイプの研磨工具に関する。

【０００２】

【従来技術】ステンレス鋼パイプは、造管後研磨して出
荷しているが、この研磨の工業的方法はまず疵取りや粗
研磨を行い、次に、仕上げおよび表面の光沢化を行う研
磨方法が実施されている。この研磨作業の粗研磨ではパ
イプ製造時に発生したロ−ルとのスリップ疵や異物の噛
み込み疵などの表面疵を除去しなければならないので、
研磨工具としては研削力の大きいものを使用する必要が
ある。また、パイプは外周方向に対して凹凸があり、長
手方向に対して曲がりがあるので、研磨工具はパイプ表
面に倣って研磨できるものである必要がある。このよう
な条件を充たさない研磨工具を使用すると、研磨時間が
長くなり、研磨コストも高くなる。

【０００３】従来粗研磨では、研磨工具として、研磨ベ
ルト、フラップホイ−ルなどを使用していたが、研磨ベ
ルトはパイプ表面に倣って研磨し、研削力も高いが、研
削力や研磨面の粗さが経時的に変化し、研磨面にスクラ
ッチ疵などが発生し易いという欠点がある。また、フラ
ップホイ−ルによる研磨ではホイ−ルの基材がパイプ表
面にある程度倣うものの、叩く作用が強いため、基材先
端部が引きちぎれて消耗したり、スクラッチ疵などが発
生し易いという欠点がある。さらに、ホイ−ルの基材は
紙や布であるため、高い研磨圧力をパイプ表面に与える
ことができないという欠点がある。このため、研磨ベル
トやフラップホイ−ルでの研磨では粗研磨後の仕上げ研
磨を強化しなければならないという欠点があった。

【０００４】このような欠点を解消するために、研削力
が大きく、スクラッチ疵などの発生しにくい研磨砥石を
使用した研磨工具を粗研磨で使用する場合がある。この
研磨工具は片面に回転軸が垂直に固着された金属台座の
反対面に有機質結合剤で砥粒を結合させた研磨砥石を弾
性体を介して積層して、弾性体により研磨材がパイプ表
面に倣うようにしたものである。この研磨工具は研磨砥
石の研削力を結合剤と砥粒との組み合わせで調整できる
ので、粗研磨だけでなく仕上げ研磨にも使用されている
が、弾性体にはゴム板、皮革、樹脂などを使用している
ため、研磨砥石の回転軸方向への移動量が小さく、被研
磨物がパイプのような大きな曲面のものであると、曲面
に追従しにくく、また、反発力も弱いため、十分な圧力
を加えて研磨できないという欠点もあった。そこで、予
めパイプ表面の形状を測定して、ＮＣ制御などで研磨工
具を移動させる方法などが提案されているが、これには
ＮＣ制御装置と測定結果に基づいて研磨工具を移動させ
るためのプログラムとが必要であり、研磨コストが高く
なる。

【０００５】また、弾性体をエア−シリンダにして、空
気圧によりパイプ表面に研磨砥石を倣わせ、一定の研磨
圧力を与える方法もあるが、パイプ表面の小さな凹凸に
倣うようにさせるには砥石を小さくしなければならない
ため、研磨面積が狭く、研磨時間が長くなるという欠点
がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、研磨砥石を
使用した研磨工具において、研磨砥石の回転軸方向への
移動量やパイプ方向への反発力が大きく、また、砥石面
積を広くすることのできる研磨工具を提供するものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１発明は、研
磨砥石が片面に固着された金属台座と回転軸が片面に垂
直に固着されたフランジとを両者の反対面が離隔対向す
るように配置して、対向した金属台座とフランジの反対
面を回転軸の軸方向に伸縮可能なバネで連結したことを
特徴とするステンレス鋼パイプの研磨工具である。ま
た、第２発明は第１発明の研磨工具において、金属台座
とフランジとをバネ高さ調整用止め具でさらに連結した
ことを特徴とするステンレス鋼パイプの研磨工具であ
る。

【０００８】

【作用】第１発明の研磨工具は、従来の研磨工具が弾性
体を金属台座と研磨砥石との間に配置していたのに対し
て、本発明では金属台座の研磨砥石固着面と反対側にフ
ランジを離隔対向させた状態で配置して、フランジと金
属台座とを回転軸の軸方向に伸縮可能なバネで連結する
とともに、従来金属台座に固着されていた回転軸をフラ
ンジのバネ連結面と反対面に固着したものである。

【０００９】このように構成した場合、フランジの回転
はバネを介して金属台座に伝達されるので、研磨砥石を
回転させることができる。また、バネは、研磨砥石に加
わる圧力の大きい側が収縮するので、フランジの面が一
定の方向に向くように保持していても、研磨砥石の面は
被研磨物表面に倣うように向き、研磨砥石を被研磨物表
面に追従させることができる。この研磨砥石面の被研磨
物表面への追従は被研磨物表面に小さな凹凸が部分的に
あっても生じるので、研磨砥石は小さくする必要がな
い。

【００１０】さらに、バネは反発力に優れているので、
従来の弾性体より研磨砥石に圧力を加えることができ、
圧力調整も容易である。

【００１１】バネは、１本より複数の方が被研磨物表面
への追従性、研磨圧力の調整や強化などの見地から好ま
しい。また、ステンレス鋼パイプ研磨では、通常、１３
ｋｇｆ／ｃｍ²以上の研磨圧力を必要とするが、この研
磨圧力が得られるものであれば、バネの材質は普通鋼、
特殊鋼、ステンレス鋼、銅合金、樹脂などいかなる材質
のものでもよく、形状も板バネ、コイルバネ、ねじりコ
イルバネなどいかなるタイプのものでもよい。研磨砥石
は弾性体を介して金属台座に固着したものだけでなく、
従来使用上種々問題のあった金属台座に直接固着したも
のでも使用可能になる。また、研磨砥石としては、弾性
砥石、メタルボンド砥石、ビトリファイドボンド砥石、
レジンボンド砥石などを使用することができる。

【００１２】第２発明では、金属台座とフランジとをバ
ネ高さ調整用止め具でさらに連結してあるので、バネ高
さ調整用止め具によりバネの高さを低くくすれば、バネ
の反発力が大きくなり、大きい圧力で研磨できる。一般
に、ステンレス鋼パイプ研磨の場合、所定の切り込み量
で研磨を開始するので、研磨当初、研磨砥石にはその切
り込み量に対応した研磨圧力を設定する必要があるが、
バネ高さ調整用止め具で金属台座とフランジとを連結し
ておけば、研磨圧力を容易に設定できる。

【００１３】以上のように、従来の研磨工具では、金属
台座にゴム板や樹脂などの弾性体を介して研磨砥石を装
着していたので、被研磨物表面に追従し難かったが、本
発明の研磨工具はバネの伸縮作用を利用しているため、
被研磨物表面への追従性が格段に高くなる。これによ
り、被研磨物表面を均一に研磨するパス回数を少なくす
ることができる。

【００１４】

【実施例】

実施例１ 図１、図２は本発明の研磨工具を示すもので、研磨砥石
１は有機質結合剤で砥粒を結合させたもので、形状はデ
スク状になっている。この研磨砥石１は外径が研磨砥石
１と同じであるデスク状の金属台座２の片面に積層され
ている。３はデスク状のフランジであって、その片面に
は回転軸４が垂直に固着されている。この回転軸４には
駆動軸５を嵌合する。フランジ３は金属台座２と概略同
一の寸法になっていて、その反対面が金属台座２の反対
面と離隔対向している。そして、フランジ３の反対面と
金属台座２の反対面とは４本のコイルバネ６により連結
されている。コイルバネ６はいずれも長さ、反発強度な
どが同じもので、解放状態では金属台座２とフランジ３
とが平行になっている。

【００１５】図３は、この研磨工具によるステンレス鋼
パイプ７の研磨状態を示したもので、フランジ３の面が
一定の方向を向いていても、研磨砥石１はコイルバネ６
の伸縮によりステンレス鋼パイプ７の凹凸８に倣うよう
になる。

【００１６】実施例２ 図４、図５は、他の研磨工具を示すもので、この研磨工
具は実施例１のものの金属台座２とフランジ３をバネ高
さ調整用止め具９で連結したものである。バネ高さ調整
用止め具９はフランジ３のコイルバネ６が固着されてい
る部分にそれぞれコイルバネ６の内径より小さい円形穴
１０をあけて、そこからコイルバネ６より長いネジ棒１
１をコイルバネ６の中に挿入し、先端を金属台座２の反
対面に固着したものである。ネジ棒１１はフランジ３の
反対面に対して垂直に固着してあって、フランジ３より
突出した部分にナット１２を螺合してある。また、フラ
ンジ３にあけた円形穴１０はネジ棒１１の外径より大き
くしてある。

【００１７】この研磨工具では、ナット１２を回転させ
れば、コイルバネ６のバネ高さが変化し、それに応じて
コイルバネ６の反発力も変化する。このため、コイルバ
ネ６を別の強度のものに取り替えなくても研磨圧力を調
整できることになる。また、ネジ棒１１を金属台座２に
対して垂直に固着してあっても、フランジ３にあけた円
形穴１０がネジ棒１１の外径より大きくなっているの
で、金属台座２はフランジ３に対して傾斜できる。な
お、バネ高さの調整は図４、図５でのネジ棒１１の代わ
りに図６に示すように半径方向に伸長した貫通穴１３が
長手方向に複数あけられた金属棒１４を用いて、その貫
通穴１３にピン１５を挿入するような構造にしてもよ
い。

【００１８】図４、図５に示した研磨工具と従来のもの
を用いて、外径最大変形＝１４０μｍ、最大表面粗さＲ
max＝２０μｍのＳＵＳ３０４丸パイプ（外径５０.８ｍ
ｍ、肉厚１.５ｍｍ、長さ５００ｍｍ）を研磨した場合
の条件と工程を表１に示す。本発明および従来の研磨工
具とも、研磨工程は５工程、７パスとした。従来の研磨
工具としては、金属台座２に厚さ５ｍｍのシリコンゴム
板を介して装着した構造のものを使用した。研磨は研磨
砥石１として外径１５０ｍｍ、厚さ４０ｍｍのものを用
いて、２０００ｒｐｍの速度で回転させるとともに、パ
イプも研磨砥石１と逆方向に１００ｒｐｍの速度で回転
させた。１パス当たりの切り込み量は０.３５ｍｍと
し、研磨工具を２ｍ／minの速度で移動させた。

【００１９】

【表１】

【００２０】研磨を行った結果、本発明の研磨工具で
は、７パスでパイプ全域にわたって均一な研磨を行うこ
とができ、表面粗さＲmax＝０.５μｍにすることができ
た。しかし、従来の研磨工具では、同じ７パスで研磨し
ても、研磨砥石１がパイプに接触しない部分、つまり研
磨されない部分がパイプ全表面積の約５０％に及んだ。

【００２１】また、従来の研磨工具を用いて、パイプ全
域にわたった均一な研磨面で、表面粗さＲmax＝０.５μ
ｍを達成するには、表２に示しているように、全工程で
５０パスを要し、本発明の研磨工具に対して約７倍とな
った。

【００２２】

【表２】

【００２３】実施例３ 図７、図８は、さらに他の研磨工具を示すもので、この
研磨工具は外側全体に研磨砥石１が固着された円筒状の
金属台座２を回転軸４に挿入して、研磨砥石１を回転軸
４の周囲で回転させるようにしたものである。金属台座
２の内側には９０度間隔でバネ座１６が４個設けられ、
回転軸４の周囲にはア−ム１７が軸方向に対して垂直に
伸長した状態でバネ座１６と対向するように９０度間隔
で４個突設されている。そして、各ア−ム１７の先端に
はフランジ３が固着されていて、この各フランジ３と対
向したバネ座１６とには４本のコイルバネ６の両端が固
され、連結されている。

【００２４】また、回転軸４の研磨砥石１より基部側に
は金属台座２と同一直径の円板１８が金属台座２と接す
るように固着され、先端側には直径が同様に金属台座２
と同一の円板１８ａが金属台座２と接するように挿入さ
れている。この円板１８ａの挿入は回転軸４への挿入穴
１９を回転軸４の直径より大きくするとともに、回転軸
１の先端にネジ切り部２０を設けて、円板１８ａより外
側にナット２１を螺合させる方法で行われ、円板１８ａ
は金属台座２と接している。この研磨工具では研磨砥石
１がコイルバネ６を介して回転され、また、その伸縮に
より金属台座２が円板１８と１８ａの間で回転軸４の半
径方向に偏芯するので、研磨圧力を調整できる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、本発明の研磨工具は、研
磨砥石が固着された金属台座と回転軸が固着されたフラ
ンジとの間に回転軸方向に伸縮可能なバネを介在させて
あるので、研磨砥石の回転軸方向への移動量やパイプ方
向への反発力を大きくでき、バネの本数や強度を増加す
れば、砥石面積も広くすることができる。また、バネの
伸縮によってパイプ表面の形状に追従して研磨すること
ができる。さらに、金属台座とフランジとをバネ高さ調
整用止め具で連結しておくと、研削力を予め設定でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】は本発明に係る研磨工具の第１実施例平面図で
ある。

【図２】は図１のＡ−Ａ線での断面図である。

【図３】図１に示した研磨工具によるステンレス鋼パイ
プ７の研磨状態を示したものである。

【図４】本発明に係る研磨工具の第２実施例平面図であ
る。

【図５】は図４のＢ−Ｂ線での断面図である。

【図６】は他のバネ高さ調整用止め具を示したものであ
る。

【図７】は本発明に係る研磨工具の第３実施例部分断面
図である。

【図８】は図７のＣ−Ｃ線での断面図である。

【符号の説明】

１…研磨砥石、２…金属台座、３…フランジ、４…回転
軸、５…駆動軸、６…コイルバネ、７…ステンレス鋼パ
イプ、８…凹凸、９…バネ高さ調整用止め具、１０…円
形穴、１１…ネジ棒、１２…ナット、１３…貫通穴、１
４…金属棒、１５…ピン、１６…バネ座、１７…ア−
ム、１８、１８ａ…円板、１９…挿入穴、２０…ネジ切
り部、２１…ナット、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 研磨砥石を使用した研磨工具におい
   て、研磨砥石が片面に固着された金属台座と回転軸が片
   面に垂直に固着されたフランジとを両者の反対面が離隔
   対向するように配置して、対向した金属台座とフランジ
   の反対面を回転軸の軸方向に伸縮可能なバネで連結した
   ことを特徴とするステンレス鋼パイプの研磨工具。
2. 【請求項２】 請求項１の研磨工具において、金属台
   座とフランジとをバネ高さ調整用止め具でさらに連結し
   たことを特徴とするステンレス鋼パイプの研磨工具。