JPH10541A

JPH10541A - 管の内面処理装置

Info

Publication number: JPH10541A
Application number: JP14902496A
Authority: JP
Inventors: Hideo Tokutake; 英男徳武; Kenji Ueno; 賢治上野
Original assignee: Koyama Co Ltd
Current assignee: Koyama Co Ltd
Priority date: 1996-06-11
Filing date: 1996-06-11
Publication date: 1998-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】鋳鉄異形管の内面バリ取り研削等の曲がり管
の内面処理を、好適に自動化すること。【解決手段】回転する表面処理工具１０を管の内面１
２ａに当接させ、管の内面１２ａを擦って処理する管の
内面処理装置において、表面処理工具１０に隣接し、表
面処理工具１０の回転軸１４を軸受けして支持すると共
に、管の内面１２ａに複数の箇所で当接し、回転軸１４
の軸線が管路の中心線に沿った状態で表面処理工具１０
が１２管の長手方向に移動するようにガイドする管内移
動ガイド２０と、表面処理工具１０の回転軸１４に連繋
し、表面処理工具１０を回転駆動させる駆動モータ３０
とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は管の内面処理装置に
関する。管の内面処理装置としては、例えば、管状鋳物
の内周壁面（管の内面）を研削する装置、管の内面を研
磨（ホーニング）する内周研磨装置、或いは管の内面を
クリーニングする洗浄装置がある。

【０００２】

【従来の技術】従来から、鋳造仕上げ工程におけるバリ
取りは、ワークの外側のセキや見切りバリについては機
械処理が普及してきている。例えば、３次元的に研削ヘ
ッドを運動させるロボットが用いられている。このよう
な自動化によって、複雑な外側形状のワークについても
効率的に研削でき、人件費を削減して製造コストを低減
することができる。これに対して、管の内面のバリを研
削して除去するような管の内面処理については、単純な
直管の研削工程等を除いて、大部分を人手で行ってい
る。人手で研削する場合は、管路が曲がっている鋳鉄異
形管等であっても、作業者の熟練した技術で、その管の
内面を処理することが可能である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、管路が
若干曲がっているだけの単純な形状の鋳鉄異形管であっ
ても、その曲がりに沿って研削工具を管内で好適に移動
させることが難しく、従来は自動化がなされていなかっ
た。人手で管の内面の研削するという作業は、効率が悪
く、製造コストを低減できないと共に、多数のワークに
ついて均一な研削等の内面処理をすることが困難である
という課題がある。

【０００４】そこで、本発明の目的は、鋳鉄異形管の内
面バリ取り研削等の曲がり管の内面処理を、好適に自動
化することが可能な管の内面処理装置を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するに次の構成を備える。すなわち、本発明は、回転
する表面処理工具を管の内面に当接させ、該管の内面を
擦って処理する管の内面処理装置において、前記表面処
理工具に隣接し、該表面処理工具の回転軸を軸受けして
支持すると共に、管の内面に複数の点で当接し、前記回
転軸の軸線が管路の中心線に沿った状態で前記処理工具
が管の長手方向に移動するようにガイドする管内移動ガ
イドと、前記表面処理工具の回転軸に連繋し、該表面処
理工具を回転駆動させる駆動装置とを具備する。

【０００６】また、前記駆動装置は回転駆動する出力軸
を備え、該出力軸に前記表面処理工具の回転軸が伝達軸
を介して連繋され、前記出力軸は前記伝達軸に、前記回
転軸は前記伝達軸にそれぞれ自在継手によって連結され
ていることで、長く、曲がっている管の内面についても
好適に処理することができる。

【０００７】また、前記駆動装置は、該駆動装置に連繋
された前記表面処理工具を管路の中心線に沿って移動さ
せるよう、往復動自在に案内する往復動ガイドに沿って
移動することで、好適に自動化することができる。

【０００８】また、前記駆動装置は、ワークである管と
相対的に角度を変更調整可能に設けられていることで、
比較的曲がり角度の大きい管の内面も好適に処理するこ
とができる。

【０００９】また、前記表面処理工具は、前記回転軸に
一体化された本体部と、該本体部の少なくとも３箇所に
それぞれ一端で回動可能に軸着され、他端部が遠心力に
よって外方に回動した際に管の内面に押圧されて該内面
を擦る部位として形成された処理片と、該処理片の他端
部を、遠心力が作用しない際には管の内面に押圧しない
ように内方へ付勢する付勢手段とを具備すること、表面
処理工具を管の内部に好適に挿入することができると共
に、管の内面の処理を好適に行うことができる。

【００１０】また、前記処理片は、前記表面処理工具の
本体部に設けられた前記回転軸に平行なピンに回動自在
に軸着されており、該ピンが挿入される処理片の貫通孔
は、処理片が若干傾動可能に中央部よりも両端部の孔径
の方が大きいことで、表面処理工具が管の曲がりに追随
して傾斜できるため、好適に管の内部に移動できる。

【００１１】また、前記管内移動ガイドは、周方向に少
なくと３箇所以上配され、前記表面処理工具と前記管内
移動ガイドとを管の長手方向に移動させるよう管の内面
に当接して回転する複数のローラーから成るローラー群
を、管の長手方向について少なくとも２組有し、前記駆
動装置の側である後方側に隣接して設けられていること
で、表面処理工具を管内で好適に移動させて管の内面を
好適に処理できる。

【００１２】また、前記管内移動ガイドは、周方向に少
なくと３箇所以上配され、前記表面処理工具と前記管内
移動ガイドとを管の長手方向に移動させるように回転す
る複数のローラーから成るローラー群を、前記表面処理
工具を挟んで前後に隣接するように配設して設けられて
いることで、表面処理工具を前後からバランス良く支持
して管内の移動をガイドできるため、管の内面を好適に
処理できる。

【００１３】また、前記ローラーが回転可能に取り付け
られたローラー取付部が、管の径方向に所定の範囲で移
動可能に設けられると共に付勢部材によって受けられ、
ローラーが管の内面の凹凸に追従して径方向に移動可能
に設けられたことで、表面処理工具を管内で好適に移動
させて管の内面を好適に研磨できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる好適な実施
の形態を添付図面と共に詳細に説明する。図１は本発明
にかかる管の内面処理装置の実施の形態例を示す平面図
であり、ヘッド部１１が曲管内に挿入された状態が示さ
れている。１０は表面処理工具であり、回転して管１２
の内面１２ａに当接し、管の内面１２ａを擦って処理す
る研削工具である。この表面処理工具１０は、例えば、
回転せずに管１２内に挿入される際には全体径が管の内
径よりも小さくなり、回転して管の内面１２ａを研磨す
る際には遠心力によって全体径が拡径し、処理部（処理
片等）が管の内面１２ａに当接できる機構とすればよ
い。

【００１５】２０は管内移動ガイドであり、表面処理工
具１０に隣接し、その表面処理工具の回転軸１４を軸受
けして支持すると共に、管の内面１２ａに複数の箇所で
当接し、回転軸１４の軸線が管路の中心線に沿った状態
で表面処理工具１０が管１２の長手方向に移動するよう
に表面処理工具１０の移動をガイドする。管の内面１２
ａに当接する部位２０ａは、例えば図に示すように、ロ
ーラー２２の外周面上の点とすることができる。また、
管内移動ガイド２０の管の内面に当接する点は、周方向
に少なくとも３箇所設けられ、管内移動ガイド２０の移
動方向に少なくとも２列に配設されることで、管内移動
ガイド２０は、その軸線が管路の中心線に対して好適に
位置でき、その管路（断面円形状）内を好適に移動でき
る。この管内移動ガイド２０と前記表面処理工具１０に
よって、ヘッド部１１が構成されている。なお、回転軸
１４の軸線が管路の中心線に沿った状態の「沿った状
態」とは、軸線と中心線が平行であるとか、軸線が曲線
上の中心線の接線となっているというように限定的に解
釈されるものではなく、管内移動ガイド２０が管路に倣
って管内を好適に移動できる範囲内で、軸線が中心線に
対して傾斜或いは離れていてもよく、その程度に沿って
いることを意味しているのは勿論である。

【００１６】３０は駆動モータであり、表面処理工具１
０の回転軸１４に連繋し、その表面処理工具１０を回転
駆動させる駆動装置である。この駆動モータ３０は、回
転駆動する出力軸３０ａを備え、その出力軸３０ａに表
面処理工具１０の回転軸１４が伝達軸３２を介して連繋
されている。出力軸３０ａは伝達軸３２の一端にユニバ
ーサルジョイントである第１自在継手３４によって連結
されている。また、回転軸１４は伝達軸３２の他端にユ
ニバーサルジョイントである第２自在継手３６によって
連結されている。このように駆動モータ３０の回転動力
を伝達する伝達機構が形成されているため、長く、曲が
っている管１２の内面についても、表面処理工具１０を
回転動可能に好適に挿入でき、管の内面１２ａを好適に
処理することができる。

【００１７】４０は往復動ガイドであり、その往復動ガ
イド４０に沿って駆動モータ３０が搭載された搭載台４
２が移動できる。これにより、駆動モータ３０に伝達軸
３２を介して連繋された表面処理工具１０を、管１２内
で、その長手方向に好適に移動させることができる。す
なわち、表面処理工具１０を、往復動ガイド４０と前記
管内移動ガイド２０との作用によって、管路の中心線に
沿って好適に送ることができる。これにより自動化に好
適に対応できる。

【００１８】５０はガイド管であり、ヘッド部１１が管
１２内に挿入されていないときに収納される鞘状収納部
である。また、ヘッド部１１は、ガイド管ん５０に案内
され、ワークである管１２内へ好適に導入されるのであ
る。また、駆動モータ３０は、角度調整機構（図示せ
ず）によって、ワークである管１２と相対的に角度を変
更調整可能に設けてもよい。これによれば、伝達軸３２
の管１２の内面への干渉を好適に防止でき、より曲がり
角度の大きい管の内面も好適に処理することができる。

【００１９】

【実施例】次に、ヘッド部１１の実施例について、図２
〜図５に基づいて説明する。なお、このヘッド部１１
は、鋳鉄異形管の内面１２ａを研削する際に用いられ
る。（第１実施例）図２はヘッド部１１の第１実施例の側面
図である。また、図３は第１実施例の表面処理工具１０
の正面図を示し、図４は第１実施例の管内移動ガイド２
０の正面図を示す。先ず、第１実施例の表面処理工具１
０について説明する。１５は本体部であり、キー１５ａ
を介して回転軸１４に一体化されている。１６は処理片
であり、本体部１５（本実施例では円周等分位置３箇
所）に、それぞれ一端部１６ａで回動可能に軸着されて
いる。また、他端部１６ｂが遠心力によって外方に回動
された際に管の内面１２ａに押圧されてその内面１２ａ
を擦る部位として形成されている。すなわち、本体部１
５は研削工具の工具ホルダーとして、処理片１６は研削
工具の工具片として作用する。なお、非常に大きな管の
内面を研磨するような場合はヘッド部の重量軽減等のた
め処理片を１個だけとしてもよく、処理片の数は限定さ
れない。

【００２０】１８はコイルスプリングであり、一端１８
ａが処理片の他端部１６ｂ側に係合し、他端１８ｂが本
体部１５側に係合して、他端部１６ｂと本体部１５の間
に装填されている。従って、このコイルスプリング１８
は、処理片の他端部１６ｂを、遠心力が作用しない際に
は管の内面１２ａに押圧しないように内方へ付勢する付
勢手段として作用する。このコイルスプリング１８によ
って、表面処理工具１０が回転した際のみに遠心力によ
って処理片の他端部１６ｂが管の内面１２ａに当接する
ため、回転しないときには表面処理工具１０を管１２の
内部に好適に挿入することができると共に、回転させた
ときには管の内面１２を擦る処理（研削）を好適に行う
ことができる。

【００２１】また、処理片１６は、回転軸１４に平行に
本体部１５に設けられたピン１９に、その一端部１６ａ
が回動自在に軸着されており、他端部１６ｂが遠心力で
回動できる。ピン１９が挿入される処理片１６の貫通孔
１７は、処理片１６が若干傾動可能に中央部１７ａより
も両端部１７ｂ、１７ｂの孔径の方が大きく形成されて
いる。これにより、表面処理工具１０が管１２の曲がり
等に追随して所定の微小角度範囲内であれば好適に傾斜
できる。このため、複数の処理片１６が回動可能に装着
された表面処理具１０を、管１２の内部で好適に移動で
きる。

【００２２】また、処理片１６の管の内面１２ａを擦る
部位は、例えば砥粒を電着させて形成された研削砥粒面
１６ｃであることで、鋳鉄異形管の内面等を好適に研削
することができる。なお、砥粒としては、ダイヤモンド
粒子、或いはボラゾン粒子等がある。また、前記研削砥
粒面１６ｃが、セグメント状に設けられた砥石の砥石面
等であってもよいのは勿論である。処理片１６の研削砥
粒面１６ｃを備える他端部１６ｂがねじで容易に交換可
能に設けられている。研削装置においては、研削砥粒面
１６ｃが消耗するため、この部分を容易に交換できるこ
とで、保守管理を容易に行うことができる。

【００２３】次に、第１実施例の管内移動ガイド２０に
ついて説明する。管内移動ガイド２０は、図４に示すよ
うに、円周方向に６箇所配され、表面処理工具１０と管
内移動ガイド２０とを管１２の長手方向に移動させるよ
う管の内面１２ａに当接して回転する複数のローラー２
２、２２、・・・から成るローラー群を、管１２の長手
方向について２組（図２参照）有する。また、これらの
ローラー群は、表面処理工具１０に対して駆動モータ３
０の側（後方側）に隣接して設けられている。これによ
り、表面処理工具１０を管１２内で、その先端部まで好
適に移動させて管１２の内面全長を好適に研削できる。

【００２４】なお、ローラー２２は、本実施例のように
周方向（６箇所）に配されていなくとも、円周方向に少
なくと３箇所以上配されていれば、管内移動ガイド２０
は断面円形の管路の中心線に沿って好適に移動できる。
また、前記ローラー群は、管の長手方向について３組以
上設けられていても、管内移動ガイド２０は管１２内を
好適に移動できる。さらに、ローラー２２に限らず、管
の内面１２ａに対して好適に滑ることができるものを採
用してもよい。例えば、スキー板形状の滑り部材をロー
ラー２２に代えて、その長手方向を移動方向に一致させ
て円周方向に複数設けても同様の効果を得ることができ
る。

【００２５】また、第１実施例のローラー２２、２２、
・・・は、周方向に所定の間隔をおいて複数設けられた
ローラー取付部２４の前後に軸２３を介してそれぞれ回
転可能に取り付けらている。ローラー取付部２４は、管
１２の径方向に所定の微小範囲で移動可能に設けられる
と共に付勢部材であるサラバネ２６によって受けられて
いる。詳細には、ローラー取付部２４は、止め付けボル
ト２７に所定の微小範囲で管内移動ガイド２０の径方向
に移動可能に係合している。そして、サラバネ２６が、
回転軸１４をベアリング軸受け２９を介して受ける軸受
け本体２８と、ローラー取付部２４との間に弾装されて
いる。これにより、ローラー２２、２２が管の内面１２
ａの凹凸に追従して径方向に所定の微小範囲で移動でき
ることになる。従って、管内移動ガイド２０は、管の内
面１２ａに多少の障害があっても、管１２内を好適にす
り抜けることが可能となり、管内移動ガイド２０によっ
て支持される表面処理工具１０を管１２内で好適に移動
させて管の内面１２ａを好適に研削できる。

【００２６】以上に説明したヘッド部１１を備える研削
装置によれば、大きく曲がって形成された管内のバリ取
り研削（突起状のバリを周囲の鋳肌と同一面にするよう
な研削加工）を好適に行うことできる。このように管の
内面の研削加工を行うことで、表面欠陥を除去すると共
に鋳肌粗さを一定化し、粉体塗装等が好適にできる管の
内面を得ることができる。

【００２７】また、以上のような構成からなる研削装置
では、管の内面１２ａの研削はヘッド部１１の戻り工程
で行えばよい。すなわち、先ず、ヘッド部１１を回転さ
せずに管１２の先端側まで挿入し、そのヘッド部１１を
駆動モータ３０側へ引き戻す際にヘッド部１１を回転さ
せて、管の内面１２ａを研削する。これによれば、切粉
が管内移動ガイド２０へ悪影響を及ぼすことを最小限に
防止できる。また、ヘッド部１１を先に管１２の先端側
まで送れば、その管１２内をヘッド部１１が好適に移動
可能であることを確認できるという利点がある。但し、
反対にヘッド部１１の管内１２への挿入に伴って研削す
ること、すなわち、ヘッド部１１を押し込みながら研削
することも可能である。

【００２８】（第２実施例）次に、図５に基づいてヘッ
ド部の第２実施例について説明する。管内移動ガイド２
０ａは、周方向に４箇所配され、表面処理工具１０と管
内移動ガイド２０ａとを管１２の長手方向に移動させる
ように回転する複数のローラー２２、２２、・・・から
成るローラー群を、表面処理工具１０を挟んで前後に隣
接するように配設して設けられている。この管内移動ガ
イド２０ａによれば、表面処理工具１０を前後からバラ
ンス良く支持して管１２内の移動をガイドできるため、
管の内面１２ａを好適に研削できる。詳細には、表面処
理工具１０は第１実施例と同一に形成されており、管内
移動ガイド２０ａの構成は第１の実施例と原理的に同一
であるが、ローラー２２のクッション機構が相違する。
管内移動ガイド２０ａの詳細について説明する。ローラ
ー２２が回転可能に装着されたローラー取付部５２が、
軸受け本体５１に固定された止め付けボルト（図示せ
ず）に管内移動ガイド２０ａ径方向に所定の微小範囲で
移動可能に係合していると共に、軸受け本体５１に軸５
４によって回動可能に軸着され、その移動方向が規制さ
れると共に移動範囲が微小に規制されている。また、第
１実施例と同様に、サラバネが、軸受け本体５１と、ロ
ーラー取付部５２との間に弾装されている。これによ
り、ローラー２２が管の内面１２ａの凹凸に追従して径
方向に所定の微小範囲で移動できることになり、第１実
施例と略同様な効果を得ることができる。

【００２９】次に、図６に基づいて他の実施例について
説明する。図に明らかなように先端に表面処理工具１０
と管内移動ガイド２０から成るヘッド部１１と、二つの
管内移動ガイド２０と、管内移動ガイド２０間に配され
て動力を伝達する伝達軸３２ａ、３２ａと、各伝達軸３
２ａと各管内移動ガイド２０とをそれぞれ連結する自在
継手３６ａ、３６ａ・・・とを具備する。このように、
複数の管内移動ガイド２０を設けることによって、大き
く曲がった管１２内へ、回転駆動する表面処理工具１０
を好適に挿入することができ、その管の内面１２ａを好
適に研削することができる。

【００３０】ところで、以上の実施例では、もっぱらワ
ークを固定して表面処理工具を移動させるシステムを説
明したが、本発明はこれに限らず、ワークの固定治具を
移動させることで、ワークと表面処理工具である研削工
具との位置関係を相対的に移動させてもよいのは勿論で
ある。また、以上の実施例のシステムには研削工具（表
面処理工具１０）を好適に送る研削送り駆動装置、その
送り速度を制御する速度制御装置およびその研削送り駆
動装置に過負荷がかからないように制御する過負荷制御
装置と、工具を冷却する工具冷却装置と、切粉の排除装
置等の装置等を備えることができるのは、勿論のことで
ある。以上、本発明につき好適な実施例を挙げて種々説
明してきたが、本発明はこの実施例に限定されるもので
はなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を
施し得るのは勿論のことである。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、管内移動ガイドが、表
面処理工具に隣接し、その表面処理工具の回転軸を軸受
けして支持すると共に、管の内面に複数の箇所で当接
し、前記回転軸の軸線が管路の中心線に沿った状態でそ
の表面処理工具を管の長手方向に移動するようにガイド
できる。従って、鋳鉄異形管の内面バリ取り研削等の曲
がり管の内面処理を、好適に自動化して行うことができ
るという著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる管の内面処理装置の実施の形態
例を示す平面図である。

【図２】ヘッド部の第１実施例を説明する側面図であ
る。

【図３】図２の第１実施例の表面処理工具の正面図であ
る。

【図４】図２の第１実施例の管内移動ガイドの正面図で
ある。

【図５】ヘッド部の第２実施例を説明する側面図であ
る。

【図６】他の実施例を説明する説明図である。

【符号の説明】

１０表面処理工具１２管１２ａ管の内面１４回転軸１５本体部１６処理片１６ａ一端部１６ｂ他端部１６ｃ研削砥粒面１７貫通孔１８コイルスプリング１９ピン２０管内移動ガイド２２ローラー２４ローラー取付部２６サラバネ２８軸受け本体３０駆動モータ３２伝達軸３４第１自在継手３６第２自在継手４０往復動ガイド４２搭載台

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転する表面処理工具を管の内面に当接
させ、該管の内面を擦って処理する管の内面処理装置に
おいて、前記表面処理工具に隣接し、該表面処理工具の回転軸を
軸受けして支持すると共に、管の内面に複数の箇所で当
接し、前記回転軸の軸線が管路の中心線に沿った状態で
前記表面処理工具が管の長手方向に移動するようにガイ
ドする管内移動ガイドと、前記表面処理工具の回転軸に連繋し、該表面処理工具を
回転駆動させる駆動装置とを具備することを特徴とする
管の内面処理装置。
【請求項２】前記駆動装置は回転駆動する出力軸を備
え、該出力軸に前記表面処理工具の回転軸が伝達軸を介
して連繋され、前記出力軸は前記伝達軸に、前記回転軸
は前記伝達軸にそれぞれ自在継手によって連結されてい
ることを特徴とする請求項１記載の管の内面処理装置。
【請求項３】前記駆動装置は、該駆動装置に連繋され
た前記表面処理工具を管路の中心線に沿って移動させる
よう、往復動自在に案内する往復動ガイドに沿って移動
することを特徴とする請求項１または２記載の管の内面
処理装置。
【請求項４】前記駆動装置は、ワークである管と相対
的に角度を変更調整可能に設けられていることを特徴と
する請求項３記載の管の内面処理装置。
【請求項５】前記表面処理工具は、前記回転軸に一体化された本体部と、該本体部に一端部で回動可能に軸着され、他端部が遠心
力によって外方に回動した際に管の内面に押圧されて該
内面を擦る部位として形成された処理片と、該処理片の他端部を、遠心力が作用しない際には管の内
面に押圧しないように内方へ付勢する付勢手段とを具備
することを特徴とする請求項１、２、３または４記載の
管の内面処理装置。
【請求項６】前記処理片は、前記表面処理工具の本体
部に設けられた前記回転軸に平行なピンに回動自在に軸
着されており、該ピンが挿入される処理片の貫通孔は、
処理片が若干傾動可能に中央部よりも両端部の孔径の方
が大きいことを特徴とする請求項５記載の管の内面処理
装置。
【請求項７】前記管内移動ガイドは、周方向に少なく
と３箇所以上配され、前記表面処理工具と前記管内移動
ガイドとを管の長手方向に移動させるよう管の内面に当
接して回転する複数のローラーから成るローラー群を、
管の長手方向について少なくとも２組有し、前記駆動装
置の側である後方側に隣接して設けられていることを特
徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の管の
内面処理装置。
【請求項８】前記管内移動ガイドは、周方向に少なく
と３箇所以上配され、前記表面処理工具と前記管内移動
ガイドとを管の長手方向に移動させるように回転する複
数のローラーから成るローラー群を、前記表面処理工具
を挟んで前後に隣接するように配設して設けられている
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記
載の管の内面処理装置。
【請求項９】前記ローラーが回転可能に取り付けられ
たローラー取付部が、管の径方向に所定の範囲で移動可
能に設けられると共に付勢部材によって受けられ、ロー
ラーが管の内面の凹凸に追従して径方向に移動可能に設
けられたことを特徴とする請求項７または８記載の管の
内面処理装置。