(57)【要約】【課題】回転研削部材の位置を安定して保持させることにより、管の内面を安定して研削する管内面処理装置を提供する。【解決手段】管内面処理装置（１Ａ）は、回転軸（２１）と、片持支持された対抗部材（２９）と、管（３０）の内面にそれぞれ接する複数の回転砥石（２４）と、回転軸（２１）と各回転砥石（２４）とをそれぞれ接続する複数の駆動力連繋部材（２３）と、回転軸（２１）に対する各回転砥石（２４）の相対位置を固定するために、対抗部材（２９）から延びて各駆動力連繋部材（２３）に当接する当接部材（２５）とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管に挿入可能な回転軸と、
前記管に挿入可能に片持支持された支持部材と、
前記回転軸によって駆動され、前記管の内面にそれぞれ接し、かつ、軸の位置が互いに異なる複数の回転研削部材と、
前記回転軸と各前記回転研削部材とをそれぞれ接続する複数の駆動力連繋部材と、
前記回転軸に対する各前記回転研削部材の相対位置を固定するために、前記支持部材から延びて各前記駆動力連繋部材に当接する当接部材とを備えていることを特徴とする管内面処理装置。
【請求項２】
前記支持部材と前記当接部材との間には、前記駆動力連繋部材に前記管の内面に向かう弾性力を付与する弾性部材をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の管内面処理装置。
【請求項３】
前記当接部材は、前記駆動力連繋部材における前記回転軸から離れた箇所を押さえることを特徴とする請求項１又は２に記載の管内面処理装置。
【請求項４】
前記回転軸を含む平面に対し、一方側に設けられている前記回転研削部材の回転方向は、他方側に設けられている前記回転研削部材の回転方向とは逆方向であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の管内面処理装置。
【請求項５】
前記複数の回転研削部材は、前記管の中心角１８０°未満の範囲の内面に接することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の管内面処理装置。
【請求項６】
管に挿入可能な回転軸と、
前記回転軸によって駆動され、前記管の内面にそれぞれ接し、かつ、軸の位置が互いに異なる複数の回転研削部材とを備え、
前記回転軸を含む平面に対し、一方側に設けられている前記回転研削部材の回転方向は、他方側に設けられている前記回転研削部材の回転方向とは逆方向であり、
各前記回転研削部材は、前記回転軸の下側に設けられており、
各前記回転研削部材が、前記管の内面に接触している側において前記管の最底部に向かうように回転することを特徴とする管内面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管の内面を回転研削部材にて処理する管内面処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、管の内面を回転研削部材にて処理する管内面処理装置が知られている。例えば特許文献１及び特許文献２には、管の内面に挿入される支持棒から該管の内面に向けて伸縮腕を４方向又は３方向に突出させ、該伸縮腕の先端に取り付けた各回転ローラにて管の内面の仕上げ処理をする技術が開示されている。
【０００３】
また、特許文献３には、管の内面を仕上げるべく管の内面に接触する１個の研磨ローラと、該研磨ローラの反力となる２個の補助ロールを管の内面に接触させて設けた技術が開示されている。そして、この構成により、反力を管の内面から得ているので、研磨ローラを管の内面に安定して接触させることができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭５９−０９０５５５号公報（１９８４年６月１９日公開）
【特許文献２】実公昭６３−４６２２０号公報（１９８８年１２月１日公告）
【特許文献３】特開昭５１−５８７９０号公報（１９７６年５月２２日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来の管内面処理装置では、管を回転させながら管の内面を研削する場合、回転ローラ又は研磨ローラが管の回転に追従してしまい、回転ローラ又は研磨ローラが回転軸の周りを管の内周に沿って回転する可能性があるという問題を有している。
【０００６】
本発明の一態様は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、回転研削部材の位置を安定して保持させることにより、管の内面を安定して研削する管内面処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様における管内面処理装置は、上記の課題を解決するために、管に挿入可能な回転軸と、前記管に挿入可能に片持支持された支持部材と、前記回転軸によって駆動され、前記管の内面にそれぞれ接し、かつ、軸の位置が互いに異なる複数の回転研削部材と、前記回転軸と各前記回転研削部材とをそれぞれ接続する複数の駆動力連繋部材と、前記回転軸に対する各前記回転研削部材の相対位置を固定するために、前記支持部材から延びて各前記駆動力連繋部材に当接する当接部材とを備えていることを特徴としている。
【０００８】
前記構成によれば、管内面処理装置は、回転研削部材を複数備えているため、回転研削部材が１つの場合と比べて、管と回転研削部材との接触面積が大きくなる。これにより、管の研削時間を短縮することができる。また、当接部材によって回転軸に対する回転研削部材の相対位置が固定されているため、回転研削部材が、回転軸の周りを管の周方向に回転することを防ぐことができる。よって、回転研削部材の位置を安定して保持させることにより、管の内面を安定して研削することができる。
【０００９】
本発明の一態様における管内面処理装置では、前記支持部材と前記当接部材との間には、前記駆動力連繋部材に前記管の内面に向かう弾性力を付与する弾性部材をさらに備えていることが好ましい。
【００１０】
前記構成によれば、弾性部材によって駆動力連繋部材に管の内面に向かう弾性力を付与することにより、回転研削部材は管の内面に向かって押圧される。これにより、回転研削部材がバウンドすることを低減することができ、回転研削部材を管の内面に向かって、より一定に近い力で押圧することができる。
【００１１】
本発明の一態様における管内面処理装置では、前記当接部材は、前記駆動力連繋部材における前記回転軸から離れた箇所を押さえることが好ましい。
【００１２】
前記構成によれば、回転軸から離れた箇所が押さえられるため、回転研削部材を管の内面に向かってより大きな力で押圧することができる。
【００１３】
本発明の一態様における管内面処理装置では、前記回転軸を含む平面に対し、一方側に設けられている前記回転研削部材の回転方向は、他方側に設けられている前記回転研削部材の回転方向とは逆方向であることが好ましい。
【００１４】
前記構成によれば、回転軸を含む平面に対し、一方側に設けられている回転研削部材の回転方向は、他方側に設けられている回転研削部材の回転方向とは逆方向であるため、回転軸に対するこれらの回転研削部材の相対位置を安定して保持することができる。よって、管の内面を安定して研削することができる。
【００１５】
本発明の一態様における管内面処理装置では、前記複数の回転研削部材は、前記管の中心角１８０°未満の範囲の内面に接することが好ましい。
【００１６】
前記構成によれば、複数の回転研削部材は、管の中心角１８０°未満の範囲の内面に接するため、内径が異なる複数の管の内面を研削することができる。つまり、内径が異なる別の管に変更しても、管内面処理装置を変更する必要がない。よって、内径が異なる管ごとに管内面処理装置を用意する必要がないため、管内面処理にかかるコストを削減することができる。
【００１７】
本発明の一態様における管内面処理装置は、管に挿入可能な回転軸と、前記回転軸によって駆動され、前記管の内面にそれぞれ接し、かつ、軸の位置が互いに異なる複数の回転研削部材とを備え、前記回転軸を含む平面に対し、一方側に設けられている前記回転研削部材の回転方向は、他方側に設けられている前記回転研削部材の回転方向とは逆方向であり、各前記回転研削部材は、前記回転軸の下側に設けられており、各前記回転研削部材が、前記管の内面に接触している側において前記管の最底部に向かうように回転することを特徴としている。
【００１８】
前記構成によれば、前述したように、管内面処理装置は、回転研削部材を複数備えているため、回転研削部材が１つの場合と比べて、管と回転研削部材との接触面積が大きくなる。これにより、管の研削時間を短縮することができる。また、回転軸を含む平面に対し、一方側に設けられている回転研削部材の回転方向は、他方側に設けられている回転研削部材の回転方向とは逆方向であるため、回転軸に対するこれらの回転研削部材の相対位置を安定して保持することができる。よって、管の内面を安定して研削することができる。さらに、各回転研削部材が、管の内面に接触している側において管の最底部に向かうように回転するため、これらの回転研削部材が管の最底部に向かう方向とは反対方向に向かおうとする。これにより、回転軸に対するこれらの回転研削部材の相対位置をより安定して保持することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の一態様によれば、回転研削部材の位置を安定して保持させることにより、管の内面を安定して研削する管内面処理装置を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態１における管内面処理装置の全体構成を示す正面図である。
【図２】前記管内面処理装置のアタッチメント装置の構成を示す側面図である。
【図３】前記アタッチメント装置に取り付けられた駆動力連繋部材としての正回転用ギヤボックスの構成を示す平面図である。
【図４】前記アタッチメント装置に取り付けられた駆動力連繋部材としての逆回転用ギヤボックスの構成を示す平面図である。
【図５】前記アタッチメント装置に取り付けられた当接部材の構成を示す正面図である。
【図６】本発明の実施形態２における管内面処理装置のアタッチメント装置の構成を示す側面図である。
【図７】本発明の実施形態３における管内面処理装置のアタッチメント装置の構成を示す側面図である。
【図８】本発明の実施形態４における管内面処理装置のアタッチメント装置の構成を示す側面図である。
【図９】本発明の実施形態５における管内面処理装置のアタッチメント装置の構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００２２】
本実施の形態の管内面処理装置は、管の内面を回転研削部材にて処理としての例えば研削処理するものである。すなわち、管としての例えば鋳鉄管を製造した場合には、酸化被膜が管の内面に付着しており、凹凸部分や皺も生じている。この酸化被膜は、管の内面を塗装する場合には、塗膜の付着力の低下を招き、障害となる。そこで、管の酸化被膜を回転研削部材にて研削処理する必要があり、本実施の形態の管内面処理装置が管の酸化被膜の研削処理に供される。尚、本実施の形態では、処理としての例えば研削処理を行うが、本発明の処理としては必ずしも研削処理に限らず、例えば研磨処理等の他の処理でもよい。また、本実施の形態では、管としての例えば鋳鉄管の内面における酸化被膜の研削処理に供されるが、管は必ずしも鋳鉄管に限らない。さらに、管の酸化被膜の研削処理に限らず、単に管の内面の凹凸部又は皺の研削処理であってもよい。さらに、本実施の形態では、管の内径は例えば５００〜１６００ｍｍ等であり、中口径管又は大口径管が対象となっている。ただし、必ずしもこれに限らず、小口径管又は特大口径管であってもよい。
【００２３】
本実施の形態における管内面処理装置１Ａの全体構成について、図１に基づいて説明する。図１は、本実施の形態における管内面処理装置１Ａの全体構成を示す正面図である。
【００２４】
本実施の形態の管内面処理装置１Ａは、図１に示すように、管軸方向に進退走行可能な走行台車１０と、走行台車１０から延びて片持支持された、回転研削部材としての複数の回転砥石２４を含むアタッチメント装置２０Ａとを備えている。
【００２５】
走行台車１０は、図１に示すように、車輪１１・１１を有し、車輪１１・１１にてレール２上に沿って進退移動して、例えば鋳鉄管等の管３０の内部にアタッチメント装置２０Ａを挿入可能となっている。
【００２６】
走行台車１０には、アタッチメント装置２０Ａの回転軸２１を回転駆動させる回転軸駆動モータ１２と、車輪１１・１１を駆動する車輪駆動モータ１３と、前記回転軸駆動モータ１２及び車輪駆動モータ１３の回転駆動を制御する制御装置（図示せず）とが設けられている。尚、制御装置には、リモートコントローラが設けられており、このリモートコントローラによって、制御装置を直接操作しなくても遠隔操作できるようになっている。
【００２７】
走行台車１０における回転軸駆動モータ１２の管３０側には前方立設柱１５が立ち上がっている一方、反対側には、後方立設柱１６が立ち上がっている。前方立設柱１５及び後方立設柱１６は、後述する支持部材としての対抗部材２９を片持支持している。
【００２８】
次に、アタッチメント装置２０Ａの構成について説明する。
【００２９】
アタッチメント装置２０Ａは、図１に示すように、管３０に挿入可能な回転軸２１、回転軸２１の例えば先端部に設けられて管３０の内面に接する回転研削部材としての回転砥石２４、回転軸２１の回転を回転砥石２４に伝達する駆動力連繋部材２３、及び対抗部材２９等を有している。
【００３０】
回転軸２１は、走行台車１０の回転軸駆動モータ１２にて回転駆動されるものであり、回転軸２１の回転が駆動力連繋部材２３を介して回転砥石２４に伝達されることにより、回転砥石２４が回転するようになっている。回転軸２１は、本実施の形態では例えば１〜１０ｍの長さを有している。
【００３１】
回転軸２１は、走行台車１０における、第１軸受け１４ａを有する支持柱１４に固定端として片持支持されている。このため、回転軸２１の先端側が不安定となる。そこで、本実施の形態では、走行台車１０の支持柱１４から支持部材としての上ガイド部材２２ａ及び下ガイド部材２２ｂが、回転軸２１と平行に片持状態に延びて設けられている。上ガイド部材２２ａ及び下ガイド部材２２ｂは、自由端側では回転軸２１を回転自在に支持する第２軸受け２２ｃに固定されている。
【００３２】
この結果、回転軸２１は、固定端側では走行台車１０の第１軸受け１４ａを有する支持柱１４に支持固定されていると共に、自由端側において上ガイド部材２２ａ及び下ガイド部材２２ｂ並びに第２軸受け２２ｃによって支持されていることになる。
【００３３】
尚、本実施の形態では、前述したように、上ガイド部材２２ａ及び下ガイド部材２２ｂを設けて、回転軸２１を支持している。しかし、上ガイド部材２２ａ及び下ガイド部材２２ｂのように、別体で形成するのではなく、例えば、管のように一体に形成したガイド管とし、ガイド管の自由端側に第２軸受け２２ｃを設けることも可能である。
【００３４】
次に、本実施の形態の回転砥石２４への回転駆動力の伝達経路について、図２〜４に基づいて説明する。図２は、本実施の形態の管内面処理装置１Ａにおけるアタッチメント装置２０Ａの構成を示す側面図である。図３は、アタッチメント装置２０Ａに取り付けられた駆動力連繋部材２３としての正回転用ギヤボックス２３ａの構成を示す平面図である。図４は、アタッチメント装置２０Ａに取り付けられた駆動力連繋部材２３としての逆回転用ギヤボックス２３ｂの構成を示す平面図である。
【００３５】
本実施の形態の管内面処理装置１Ａでは、回転軸２１の回転駆動力を回転砥石２４に伝達するために、駆動力連繋部材２３が設けられている。この駆動力連繋部材２３は、本実施の形態では、複数のギヤを格納したギヤボックスを備えたものからなっている。尚、駆動力連繋部材２３は、複数のギヤにより回転軸２１の回転駆動力を回転砥石２４に伝達するものとなっている。しかし、駆動力伝達方法は、必ずしもこれに限らず、例えばプーリと無端ベルトとからなっていてもよい。これによっても、回転軸２１の回転駆動力を回転砥石２４に伝達することが可能となる。
【００３６】
ここで、本実施の形態のアタッチメント装置２０Ａでは、図２に示すように、回転砥石２４は、回転軸２１の下側に複数としての２組設けられている。詳細には、回転砥石２４である回転砥石２４ａ・２４ｂの各砥石回転軸ＡＸが回転軸２１の下側に位置するようにして２組の回転砥石２４ａ・２４ｂが設けられている。回転砥石２４ａ・２４ｂの各組は、砥石回転軸ＡＸの方向に並ぶ１つ以上の（ここでは複数の）砥石を含む（図１参照）。そして、回転砥石２４ａ・２４ｂの各々は、管３０の回転によって該２つの回転砥石２４ａ・２４ｂが揃って時計回り又は反時計回りのいずれか一方に回転するのを抑制するために、互いに逆回転するようになっている。尚、互いに逆回転は、回転砥石２４ａが時計回りかつ回転砥石２４ｂが反時計回りか、又は回転砥石２４ａが反時計回りかつ回転砥石２４ｂが時計回りのいずれであっても構わない。ただし、自由端側から見て、回転砥石２４ａが時計回りかつ回転砥石２４ｂが反時計回りである方が好ましい。具体的に以下に説明する。
【００３７】
すなわち、回転軸２１の中心を含む平面に対し、回転砥石２４ａは一方側に設けられており、回転砥石２４ｂは他方側に設けられている。回転砥石２４ａの回転方向は、回転砥石２４ｂの回転方向とは逆方向である。これにより、回転軸に対する回転砥石２４ａ・２４ｂの相対位置を安定して保持することができる。よって、管３０の内面を安定して研削することができる。各回転砥石２４ａ・２４ｂは、管３０の内面に接触している側において管３０の最底部３０ａ（管３０における回転砥石２４ａと回転砥石２４ｂとの中間位置）に向かうように回転する。これにより、各回転砥石２４ａ・２４ｂが、管３０の内面に接触している側において管３０の最底部３０ａに向かうように回転するため、各回転砥石２４ａ・２４ｂが管３０の最底部３０ａに向かう方向とは反対方向に向かおうとする。この結果、回転軸２１に対する各回転砥石２４ａ・２４ｂの相対位置をより安定して保持することができる。また、この回転により回転砥石２４ａには最底部３０ａから上向きに移動する力が発生するが、その力を対抗部材２９で効果的に抑えることができる。このため、安定して研削処理することが可能となる。尚、回転砥石２４ａの軸の位置と回転砥石２４ｂの軸の位置とは互いに異なる。
【００３８】
また、管内面処理装置１Ａは、回転砥石２４を複数備えているため、回転砥石が１つの場合と比べて、管３０と回転砥石２４との接触面積が大きくなる。これにより、管３０の研削時間を短縮することができる。
【００３９】
尚、駆動力連繋部材２３は、回転軸２１と各回転砥石２４ａ・２４ｂとをそれぞれ接続する。また、回転砥石２４ａ・２４ｂの砥石回転軸ＡＸが回転軸２１の下側に設けられていることにより、回転砥石２４ａ・２４ｂは、管３０の中心角１８０°未満の範囲の内面に接する。これにより、内径が異なる複数の管の内面を研削することができる。つまり、管３０を内径が異なる別の管に変更しても、管内面処理装置１Ａを変更する必要がない。よって、内径が異なる管ごとに管内面処理装置を用意する必要がないため、管内面処理にかかるコストを削減することができる。
【００４０】
前述したように、本実施の形態のアタッチメント装置２０Ａでは、互いに逆回転する２組の回転砥石２４ａ・２４ｂが設けられている。
【００４１】
この結果、本実施の形態では、図３に示すように、駆動力連繋部材２３のうちの一方の正回転用ギヤボックス２３ａは例えば３つのギヤＧを有しており、他方の逆回転用ギヤボックス２３ｂは４つのギヤＧを有している。
【００４２】
これにより、駆動力連繋部材２３としての正回転用ギヤボックス２３ａと逆回転用ギヤボックス２３ｂとを使用することにより、２組の回転砥石２４ａ・２４ｂを互いに逆回転させることが可能となっている。尚、駆動力連繋部材２３としてプーリと無端ベルトとを使用する場合には、無端ベルトをクロスさせて逆回転させることが考えられる。
【００４３】
また、本実施の形態の管内面処理装置１Ａでは、図２に示すように、２つの回転砥石２４の各砥石回転軸ＡＸの間には、軸間距離固定部材５０が設けられている。これによって、複数の砥石回転軸ＡＸの間の距離が変動するのを防止することができる。
【００４４】
ここで、本実施の形態では、回転研削部材としての回転砥石２４は、例えば、砥粒を樹脂で固めたレジノイド砥石を使用している。砥粒の材質としては、例えば、ダイヤモンド、ＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）等である。ただし、本発明の一態様における回転研削部材としては、必ずしも砥石に限らず、例えば、ワイヤブラシ、研磨紙、ブレード、研磨ドラム等を使用することができる。
【００４５】
また、本実施の形態では、回転砥石２４の組は、図１に示すように、例えば３列の砥石となっている。３列の各砥石の間に例えばスペーサが設けられていてもよい。これによって、管３０の長手方向の研削面積が増加するので、１つの管３０の研削処理時間を短縮することができる。また、管３０の長手方向に複数の回転砥石２４を並べることによって、回転砥石２４の接触面と管３０の内面との平行度を高めることが可能となり、回転砥石２４の角縁が管３０の内面に接触（所謂片当たり）するのを防止することができる。また、スペーサが設けられている場合、回転砥石２４の放熱性が向上すると共に、研削で生じた研削屑が回転砥石２４から除去し易くなるため、研削効率が向上する。
【００４６】
次に、本実施の形態の当接部材２５について、図２及び図５に基づいて説明する。図５は、アタッチメント装置２０Ａに取り付けられた当接部材２５の構成を示す正面図である。
【００４７】
図２に示すように、アタッチメント装置２０Ａは、回転軸２１に対する各回転砥石２４の相対位置を固定するために、高さ調整部材２８を介して対抗部材２９から延びて各駆動力連繋部材２３に当接する当接部材２５を備えている。これにより、当接部材２５によって回転軸２１に対する回転砥石２４の相対位置が固定されているため、回転砥石２４が、回転軸２１の周りを管３０の周方向に回転することを防ぐことができる。よって、回転砥石２４の位置を安定して保持させることにより、管３０の内面を安定して研削することができる。
【００４８】
尚、当接部材２５は、駆動力連繋部材２３における回転軸２１から離れた箇所を押さえる。これにより、回転軸２１から離れた箇所が押さえられるため、回転砥石２４を管３０の内面に向かってより大きな力（トルク）で押圧することができる。
【００４９】
また、図５に示すように、当接部材２５は、上ステー２５ａ、下ステー２５ｂ、弾性部材としてのバネ２５ｃ、及び当接部２５ｄを備えている。上ステー２５ａと下ステー２５ｂとは、２つのバネ２５ｃを介して接続されている。尚、バネ２５ｃの内部に、上ステー２５ａ及び下ステー２５ｂに取り付けられたダンパーを設けてもよい。これにより、バネ２５ｃの動きを抑制することができ、バネ２５ｃの振動を減少させることができる。また、バネ２５ｃは、例えば空気バネまたは板バネであってもよく、バネ２５ｃの代わりに油圧ダンパーであってもよい。
【００５０】
図２に示すように、上ステー２５ａは、中心から管３０の内面に向かって両外側に延びる水平部分と、水平部分から続く折れ曲がり部分とを有している。水平部分は高さ調整部材２８の下端に当接していると共に、折れ曲がり部分は駆動力連繋部材２３の上面と平行になっている。
【００５１】
下ステー２５ｂは、上ステー２５ａと同様に、水平部分と折れ曲がり部分とを有しており、これによって、下ステー２５ｂは上ステー２５ａと平行になっている。
【００５２】
上ステー２５ａの折れ曲がり部分の下面と下ステー２５ｂの折れ曲がり部分の上面との間には、バネ２５ｃが取り付けられている。バネ２５ｃは、駆動力連繋部材２３に対して管３０の内面に向かう弾性力を付与する。
【００５３】
下ステー２５ｂの両外側部分の下面には、当接部２５ｄがそれぞれ取り付けられており、当接部２５ｄは、駆動力連繋部材２３の上面と当接している。当接部２５ｄは、例えば、弾性を有するゴム等の弾性を有するものであることが好ましい。ただし、当接部２５ｄは、剛体であってもよい。
【００５４】
ここで、下ステー２５ｂの平行部分にはガイド棒２７が立設固定されており、ガイド棒２７は上ステー２５ａの図示しない開口に遊嵌されている。これにより、上ステー２５ａが、下ステー２５ｂに対して水平方向に大きく移動しないようになっている。
【００５５】
次に、本実施の形態の対抗部材２９について、図１及び図２に基づいて説明する。
【００５６】
従来では、回転研削部材が接触している管の内面との対向位置の内面に接する回転ローラ又は研削ローラを設けて回転研削部材の反力に対向する力を得ていた。この構成が簡易かつ安価に該反力に対向する力を得ることができるためである。
【００５７】
しかしながら、このような構成とした場合には、管の内径が変化した場合には、回転研削部材の反力に対向する力を得ることができない。例えば、管の内径が大きくなった場合には、回転ローラ又は研削ローラが管の内面に接しないので、反力に対向する力を得ることができない。一方、管の内径が小さくなった場合には、回転研削部材及び回転ローラ又研削ローラを管に挿入することができなくなるためである。
【００５８】
また、管は必ずしも真円となっていない場合があり、真円でない場合には、反力に対向する一定の力を得ることができず、延いては、研削ローラを管の内面に一定圧力で押し当てることができなくなり、研削精度が低下するという問題もあった。また、研削ローラを管の内面に押しつけ過ぎると、回転軸が折れる場合もある。さらに、研削ローラがバウンドしたりすることもあった。
【００５９】
そこで、本実施の形態における管内面処理装置１Ａでは、図１に示すように、回転砥石２４からの反力に対抗する力を加える対抗部材２９は管３０に挿入される。そして、図２にも示すように、対抗部材２９は、管３０の内面に非接触に設けられている。
【００６０】
すなわち、本実施の形態の対抗部材２９は、管３０に挿入可能に片持支持された例えばＨ鋼からなる片持梁部材を含むと共に、後述する高さ調整部材２８、及び一部に弾性部材としての前述したバネ２５ｃを有する当接部材２５を含んでいる。尚、片持梁部材は必ずしもＨ鋼に限らず、角状断面を有する鋼であってもよい。
【００６１】
対抗部材２９の片持梁部材は、走行台車１０における前方立設柱１５及び後方立設柱１６の例えば上端に固定されており、固定部分は、片持梁部材の固定端となっている。
【００６２】
また、対抗部材２９の片持梁部材の自由端側には、図２に示すように、高さ調整部材２８を介して当接部材２５が固定されている。高さ調整部材２８は、対抗部材２９の片持梁部材の自由端と当接部材２５との間を連続させるべく補充するものであり、片持梁部材の自由端と当接部材２５との間の距離に応じて高さ調整された部材からなっている。
【００６３】
前述した構成を有する管内面処理装置１Ａにて管３０の内面を研削処理する動作について、以下に説明する。
【００６４】
まず、図１及び図２に示すように、管３０を２つの回転ローラ３２の上に載置する。この回転ローラ３２は、回転ローラ用モータ３１によって回転すると共に、載置された管３０を回転させるようになっている。
【００６５】
次いで、回転軸２１及び回転砥石２４が管３０の内径内に収まるように、バネ２５ｃの伸縮範囲内で、走行台車１０に設けられた図示しない昇降装置で回転軸２１の高さを調整する。すなわち、回転砥石２４を管３０の中へ挿入する場合には、昇降装置にて回転軸２１の高さを上げる。このとき、バネ２５ｃが圧縮され、対抗部材２９と回転軸２１との距離が近づく。挿入した後、回転砥石２４を管３０の内面に接触させるため、昇降装置にて回転軸２１の高さを下げる。これにより、バネ２５ｃが伸びて、対抗部材２９と回転軸２１との距離が離れる。このように、本実施の形態では、バネ２５ｃの伸縮範囲内で回転軸２１が昇降できるようになっている。尚、本実施の形態では、回転軸２１の高さを調整しているが、必ずしもこれに限らず、管３０の高さを調整することも可能である。
【００６６】
その後、走行台車１０を管３０側に進出移動させ、回転砥石２４を管３０の内部に挿入する。
【００６７】
次に、回転軸２１を回転させると共に、回転砥石２４が管３０の内面に接触するように、再度、前記昇降装置にて回転軸２１の高さを精密に調整する。そして、管３０が回転しながら、回転砥石２４が管３０の内面に接触している状態を維持しながら、走行台車１０を管３０の方向へ低速で送り込んで行く。これにより、管３０は回転ローラ３２にて回転しているので、管３０の長手方向の一部の内面が研削処理されると共に、走行台車１０の進出移動によって、管３０の内面の長手方向が研削処理される。
【００６８】
この研削処理中においては、回転砥石２４が接する管３０の内面からの反力に対抗する力を該回転砥石２４に作用させる対抗部材２９は、管３０の内面に非接触となっている。このため、例えば、管３０が真円でなくても、対抗部材２９は回転砥石２４を管３０の内面に一定圧力で押し当てることができ、研削精度が低下するのを抑制することができる。
【００６９】
このような、管３０の内面の研削処理が終了して、回転砥石２４が管３０の長手方向の奥端から外方に突出すると、回転軸２１及び回転砥石２４の回転を停止し、昇降装置にて、回転軸２１の高さを調整して、走行台車１０を後退移動させる。これにより、回転砥石２４を管３０の内面に接触させずに引き抜くことができる。
【００７０】
次いで、次の管３０の研削処理を行う。この場合、管３０の内径が前回の管３０の内径と異なっていても、本実施の形態の管内面処理装置１Ａでは、対抗部材２９は、管３０の内面に非接触に設けられている。この結果、対抗部材２９は、管３０の内径の如何を問わず、前回と同様の処理にて、回転砥石２４からの反力に対抗する力を作用させることができる。
【００７１】
したがって、内径が異なる管３０についても、大きさの異なる回転砥石２４に取り替える作業等をする必要なく、管内面を研削処理し得る管内面処理装置１Ａを提供することができる。
【００７２】
尚、本実施の形態において、管３０の研削処理中に管３０からの反力により走行台車１０が浮き上がりを生じることも考えられる。その場合には、走行台車１０にバランスウェイトを備えたり、レール２と車輪１１との離間を防ぐための機構を備えたりすることが可能である。
【００７３】
このように、本実施の形態の管内面処理装置１Ａでは、片持支持され、かつ管３０に挿入される箇所に軸受けとしての第２軸受け２２ｃを有する支持部材としての上ガイド部材２２ａ及び下ガイド部材２２ｂと、管３０に挿入される箇所を第２軸受け２２ｃに支持された回転軸２１と、回転軸２１によって駆動され、かつ管３０の内面に接する回転研削部材としての回転砥石２４と、管３０の内面に非接触に設けられ、かつ回転砥石２４に接する管３０の内面からの反力に対抗する力を回転砥石２４に作用させる、第２軸受け２２ｃを有する上ガイド部材２２ａ及び下ガイド部材２２ｂとは異なる対抗部材２９とを備えている。
【００７４】
この結果、対抗部材２９は、管３０の内径の如何を問わず、回転砥石２４からの反力に対抗する力を作用させることができる。したがって、内径が異なる管３０についても管内面を研削処理し得る管内面処理装置１Ａを提供することができる。
【００７５】
また、本実施の形態における管内面処理装置１Ａでは、対抗部材２９は、管３０に挿入可能に片持支持された片持梁部材を含む。これにより、対抗部材２９の具体的構成を提供することができる。
【００７６】
また、本実施の形態における管内面処理装置１Ａでは、対抗部材２９は、弾性部材としてのバネ２５ｃを含み、バネ２５ｃを介して回転砥石２４に弾性力を付与する。この結果、回転砥石２４が管３０の内周に沿って相対移動するときに、管３０の内面の凹凸により、回転砥石２４の研削処理中に大きな負荷が掛かって回転砥石２４における、管３０の内周に沿う移動が停止又は抑制されるということがない。
【００７７】
また、本実施の形態における管内面処理装置１Ａでは、弾性部材としてのバネ２５ｃは、複数としての２個設けられていると共に、複数のバネ２５ｃは、回転軸２１を含む垂直面を挟むように設けられており、かつ該複数のバネ２５ｃの弾性力は、向きが該垂直面側となる分力を有している。
【００７８】
これにより、回転砥石２４の反力が作用する方向と対抗部材２９における該反力に対向する力が作用する方向とにずれが生じるのを抑制することができる。この結果、回転砥石２４に対して、対抗部材２９における該反力に対向する力を効率よく作用させることが可能となる。
【００７９】
また、本実施の形態における管内面処理装置１Ａでは、回転砥石２４は、回転軸２１の下側に設けられている。これにより、回転砥石２４に重力が作用するので、対抗部材２９での反力を小さくすることができる。
【００８０】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図６は、本実施の形態における管内面処理装置１Ｂのアタッチメント装置２０Ｂの構成を示す側面図である。
【００８１】
本実施の形態の管内面処理装置１Ｂのアタッチメント装置２０Ｂは、図６に示すように、前記実施の形態１の管内面処理装置１Ａにおける当接部材２５の上ステー２５ａ及び下ステー２５ｂに比べて腕（つまり両外側に延びる距離）の長い上ステー４５ａ及び下ステー４５ｂに変更されている点が相違している。
【００８２】
すなわち、本実施の形態の管内面処理装置１Ｂでは、管内面処理装置１Ａと比べて、バネ４５ｃの位置が回転軸２１からより遠くなる。また、バネ４５ｃの下側には、下ステー４５ｂ及び当接部４５ｄを介して、駆動力連繋部材２３における回転軸２１よりも砥石回転軸ＡＸに近い方の部分が位置している。これにより、バネ４５ｃが当接部４５ｄを介して駆動力連繋部材２３に付与する弾性力（トルク）がさらに大きくなる。
【００８３】
また、当接部４５ｄは、バネ４５ｃの下側において下ステー４５ｂを介して位置しているため、駆動力連繋部材２３における回転軸２１よりも砥石回転軸ＡＸに近い方の部分に当接している。
【００８４】
〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施の形態について図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図７は、本実施の形態の管内面処理装置１Ｃにおけるアタッチメント装置２０Ｃの構成を示す側面図である。
【００８５】
本実施の形態の管内面処理装置１Ｃのアタッチメント装置２０Ｃは、図７に示すように、前記実施の形態１の管内面処理装置１Ａにおけるアタッチメント装置２０Ａに比べて、高さ調整部材２８が存在していない点が相違している。
【００８６】
すなわち、本実施の形態の管内面処理装置１Ｃのアタッチメント装置２０Ｃは、前記実施の形態１の管内面処理装置１Ａにおけるアタッチメント装置２０Ａに存在していた高さ調整部材２８が存在していない。このように、対抗部材２９の下端面の高さが当接部材２５の上端面の高さに一致していれば、高さ調整部材２８を設ける必要がない。これにより、部品点数を少なくして、構造の簡略化を図ることができる。
【００８７】
〔実施の形態４〕
本発明のさらに他の実施の形態について図８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図８は、本実施の形態の管内面処理装置１Ｄにおけるアタッチメント装置２０Ｄの構成を示す側面図である。
【００８８】
本実施の形態の管内面処理装置１Ｄのアタッチメント装置２０Ｄは、図８に示すように、前記実施の形態１〜３のアタッチメント装置２０Ａ〜２０Ｃの当接部材２５・４５に比べて、当接部材６２の形状が相違しており、弾性部材としてのバネ６０ｃの取り付け位置が相違している。
【００８９】
すなわち、本実施の形態の管内面処理装置１Ｄのアタッチメント装置２０Ｄは、当接部材２５に代えて、当接部材６２を備えている。当接部材６２は、下ステー６２ａ及び当接部６５ｄを備えている。下ステー６２ａは、第３軸受け６０ｄに取り付けられており、折り曲げ部分が駆動力連繋部材２３の上面と平行になるようになっている。当接部６５ｄは、下ステー６２ａの両外側部分の下面に取り付けられている。
【００９０】
また、本実施の形態では、弾性部材としてのバネ６０ｃを備えている。本実施の形態では、バネ６０ｃは、第３軸受け６０ｄに取り付けられた下側支持部６０ｂと、下側支持部６０ｂの上側に設けられた上側支持部６０ａとの間に取り付けられている。
【００９１】
さらに、上側支持部６０ａの上面には対抗部材６９の片持梁部材が取り付けられている。図８では、対抗部材６９は角状断面を有する鋼からなる片持梁部材を含んでいるが、前記実施の形態１の対抗部材２９と同様に、Ｈ鋼からなる片持梁部材を含んでいてもよい。
【００９２】
このように、アタッチメント装置２０Ｄは、対抗部材６９と当接部材６２との間に、駆動力連繋部材２３に対して管３０の内面に向かう弾性力を付与するバネ６０ｃを備えている。したがって、バネ６０ｃによって駆動力連繋部材２３に対して管３０の内面に向かう弾性力を付与することにより、回転砥石２４ａ・２４ｂは管３０の内面に向かって押圧される。これにより、回転砥石２４ａ・２４ｂがバウンドすることを低減することができ、回転砥石２４ａ・２４ｂを管３０の内面に向かって、より一定に近い力で押圧することができる。
【００９３】
〔実施の形態５〕
本発明のさらに他の実施の形態について図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図９は、本発明の実施形態５における管内面処理装置１Ｅのアタッチメント装置２０Ｅの構成を示す側面図である。
【００９４】
本実施の形態の管内面処理装置１Ｅのアタッチメント装置２０Ｅは、図９に示すように、前記実施の形態４のアタッチメント装置２０Ｄに比べて、対抗部材６９が第４軸受け７０及び回転ローラ７１に変更されている点が相違している。
【００９５】
第４軸受け７０は、上側支持部６０ａの上面に取り付けられており、回転ローラ７１の回転軸を回転可能に支持している。回転ローラ７１は、管３０の内面に接触している。つまり、管３０の下側の内面には、回転砥石２４ａ・２４ｂが接触しており、管３０の上側の内面には、回転ローラ７１が接触している。
【００９６】
これにより、回転ローラ７１にて管３０の上側の内面から反力を得ているため、回転砥石２４ａ・２４ｂを管３０の内面に安定して接触させることができる。
【００９７】
〔補足〕
本発明の一態様における管内面処理装置は、片持支持され、かつ管に挿入される箇所に軸受けを有する支持部材と、前記管に挿入される箇所を前記軸受けに支持された回転軸と、前記回転軸によって駆動され、かつ前記管の内面に接する回転研削部材と、前記管の内面に非接触に設けられ、かつ前記回転研削部材に接する前記管の内面からの反力に対抗する力を前記回転研削部材に作用させる、前記軸受けを有する支持部材とは異なる対抗部材とを備えていることを特徴としている。尚、回転研削部材は、単数又は複数のいずれであるかを問わない。
【００９８】
前記構成によれば、管の内面に接する回転研削部材は、片持支持された回転軸によって駆動される。このとき、回転研削部材は管の内面から反力を受ける一方、軸受けを有する支持部材とは異なる対抗部材が反力に対抗する力を回転研削部材に作用させる。これにより、回転研削部材は、管の内面への接触を継続することができ、管の内面を研削処理することができる。
【００９９】
ここで、従来では、回転研削部材が接触している管の内面との対向位置の内面に接する回転ローラ又は研削ローラを設けて回転研削部材の反力に対向する力を得ていた。この構成が簡易かつ安価に該反力に対向する力を得ることができるためである。
【０１００】
しかしながら、このような構成とした場合には、管の内径が変化した場合には、回転研削部材の反力に対向する力を得ることができない。例えば、管の内径が大きくなった場合には、回転ローラ又は研削ローラが管の内面に接しないので、反力に対向する力を得ることができない。一方、管の内径が小さくなった場合には、回転研削部材及び回転ローラ又研削ローラを管に挿入することができなくなる。
【０１０１】
そこで、本発明の一態様における管内面処理装置では、回転研削部材からの反力に対抗する力を作用させる対抗部材は管に挿入されると共に、管の内面に非接触に設けられている。
【０１０２】
この結果、対抗部材は、管の内径の如何を問わず、回転研削部材からの反力に対抗する力を作用させることができる。
【０１０３】
したがって、内径が異なる管についても管内面を処理し得る管内面処理装置を提供することができる。
【０１０４】
本発明の一態様における管内面処理装置では、前記対抗部材は、前記管に挿入可能に片持支持された片持梁部材を含むとすることができる。
【０１０５】
これにより、対抗部材は、片持梁部材を含み、軸受けを有する支持部材とは別途に設けられて片持支持されて管に挿入される。
【０１０６】
したがって、対抗部材の具体的構成を提供することができる。
【０１０７】
本発明の一態様における管内面処理装置では、前記対抗部材は、弾性部材を含み、前記片持梁部材は、該弾性部材を介して前記回転研削部材に弾性力を付与することが好ましい。
【０１０８】
回転研削部材は管の内面に接しながら、管の内周に沿って相対移動し、管の内周全てを研削処理する。この場合に、管の内面には多少の凹凸が存在するので、回転研削部材が管の内周に沿って相対移動するときに、移動の障害になる。これに対して、本発明の一態様における管内面処理装置では、片持梁部材は、弾性部材を介して回転研削部材に弾性力を付与する。このため、管の内面に凸部が存在しても、回転研削部材は、該凸部に乗り上がることができる。
【０１０９】
この結果、回転研削部材が管の内周に沿って相対移動するときに、回転研削部材の研削処理中に大きな負荷が掛かって回転研削部材における、管の内周に沿う移動が停止又は抑制されるということがない。
【０１１０】
本発明の一態様における管内面処理装置では、前記弾性部材は、複数設けられていると共に、複数の弾性部材は、前記回転軸を含む垂直面を挟むように設けられており、かつ該複数の弾性部材の弾性力は、向きが該垂直面側となる分力を有していることが好ましい。尚、この構成は、回転研削部材が単数又は複数のいずれであるかを問わない。
【０１１１】
これにより、回転研削部材が周方向に変位した場合でも、複数の弾性部材は、径方向の変位を抑制すると共に、該周方向の変位を抑制する方向に弾性力を付与することができる。この結果、回転研削部材に対して、対抗部材における該反力に対向する力を効率よく作用させることが可能となる。
【０１１２】
本発明の一態様における管内面処理装置では、前記回転研削部材は、前記回転軸の下側に設けられていることが好ましい。尚、この構成は、回転研削部材が単数又は複数のいずれであるかを問わない。
【０１１３】
このように、回転研削部材を回転軸の下側に設けることにより、回転研削部材に重力が作用するので、対抗部材での反力を小さくすることができる。
【０１１４】
尚、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１Ａ〜１Ｅ        管内面処理装置
１０                走行台車
１１                車輪
１２                回転軸駆動モータ
１３                車輪駆動モータ
１４                支持柱
１４ａ              第１軸受け
１５                前方立設柱
１６                後方立設柱
２０Ａ〜２０Ｅ      アタッチメント装置
２１                回転軸
２４                回転砥石
２２ａ              上ガイド部材
２２ｂ              下ガイド部材
２２ｃ              第２軸受け（軸受け）
２３                駆動力連繋部材
２３ａ              正回転用ギヤボックス
２３ｂ              逆回転用ギヤボックス
２４                回転砥石（回転研削部材）
２４ａ・２４ｂ      回転砥石（回転研削部材）
２５                当接部材（回転研削部材）
２５ａ              上ステー
２５ｂ              下ステー
２５ｃ              バネ
２５ｄ              当接部
２８                調整部材
２９                対抗部材（支持部材）
３１                回転ローラ用モータ
３２                回転ローラ
４５                当接部材
５０                軸間距離固定部材
６０ａ              上側支持部
６０ｂ              下側支持部
６０ｃ              バネ（弾性部材）
６０ｄ              第３軸受け
６２                当接部材
６２ａ              下ステー
６５ｄ              当接部
６９                対抗部材
７０                第４軸受け
７１                回転ローラ
【図１】
2019118965.tif 000003
【図２】
2019118965.tif 000004
【図３】
2019118965.tif 000005
【図４】
2019118965.tif 000006
【図５】
2019118965.tif 000007
【図６】
2019118965.tif 000008
【図７】
2019118965.tif 000009
【図８】
2019118965.tif 000010
【図９】
2019118965.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月12日(2019.2.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳鉄管に挿入可能な回転軸と、
前記鋳鉄管に挿入可能に片持支持された支持部材と、
前記回転軸によって駆動され、前記鋳鉄管の内面にそれぞれ接し、かつ、軸の位置が互いに異なる複数の回転研削部材と、
前記回転軸と各前記回転研削部材とをそれぞれ接続する複数の駆動力連繋部材と、
前記回転軸に対する各前記回転研削部材の相対位置を固定するために、前記支持部材から延びて各前記駆動力連繋部材に当接する当接部材とを備え、
前記当接部材は、前記支持部材から下方に延びるとともに、前記回転軸よりも上方において、各前記駆動力連繋部材に当接することを特徴とする管内面処理装置。
【請求項２】
前記複数の回転研削部材のそれぞれに係る回転軸どうしの間の距離を固定する軸間距離固定部材を備えていることを特徴とする請求項１に記載の管内面処理装置。
【請求項３】
前記支持部材と前記当接部材との間には、前記駆動力連繋部材に前記管の内面に向かう弾性力を付与する弾性部材をさらに備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の管内面処理装置。
【請求項４】
前記当接部材は、前記駆動力連繋部材における前記回転軸から離れた箇所を押さえることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の管内面処理装置。
【請求項５】
前記回転軸を含む平面に対し、一方側に設けられている前記回転研削部材の回転方向は、他方側に設けられている前記回転研削部材の回転方向とは逆方向であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の管内面処理装置。
【請求項６】
前記複数の回転研削部材は、前記管の中心角１８０°未満の範囲の内面に接することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の管内面処理装置。