(57)【要約】      （修正有）【課題】水道管や下水管等の配管内に形成された錆、スケール等の異物を効率よく研磨、除去することができる回転研磨装置を提供する。【解決手段】この回転研磨装置２０は、モータ１と、このモータ１の駆動軸２に連動する回転軸３と、この回転軸３に装着される第１の回転ブラシ５ａと、回転軸３の外周に該回転軸３とは独立して回転可能に装着された回転スリーブ６と、駆動軸２又は回転軸３に連動して、回転スリーブ６を回転軸３と逆方向に回転させる反転手段７と、回転スリーブ６に装着される第２の回転ブラシ５ｂとを備え、第１の回転ブラシ５ａと第２の回転ブラシ５ｂとが軸方向に並んで、被研磨物にそれぞれ摺接するように構成されている。【選択図】図１
2008012628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、このモータの駆動軸に連動する回転軸と、この回転軸に装着される第１の回転ブラシと、前記回転軸の外周に該回転軸とは独立して回転可能に装着された回転スリーブと、前記駆動軸又は回転軸に連動して、前記回転スリーブを前記回転軸と逆方向に回転させる反転手段と、前記回転スリーブに装着される第２の回転ブラシとを備え、前記第１の回転ブラシと前記第２の回転ブラシとが軸方向に並んで、被研磨物にそれぞれ摺接するように構成されていることを特徴とする回転研磨装置。
【請求項２】
前記モータと、前記回転軸の基端部と、前記回転スリーブの基端部と、前記反転手段とを支持する筒状ハウジングを有し、この筒状ハウジングの後端部から前記モータに駆動電圧を供給するケーブルが延出されており、配管内面の研磨に用いられるものである請求項１に記載の回転研磨装置。
【請求項３】
前記ケーブルは、電線と、繊維強化熱硬化性樹脂の芯線との集合体を、樹脂でチューブ状に固着させたものである請求項１又は２に記載の回転研磨装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の回転ブラシは、前記回転軸又は前記回転スリーブに着脱可能に装着される円筒部と、この円筒部の外周から放射状に伸びる複数の櫛歯軸と、この櫛歯軸の先端に取付けられた研磨部材とを有している請求項１〜３のいずれか一つに記載の回転研磨装置。
【請求項５】
前記研磨部材は、セラミックスで構成された球状の砥石である請求項４に記載の回転研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば水道管や下水管等の配管の内面に発生した錆、スケール等を除去する際に好適に用いられる回転研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物内あるいは屋外に配置された埋設管や排水管などの配管内面には、食物の残滓、油脂、使用済みの洗剤、毛髪、砂礫、土砂など多種類の異物が大量に付着堆積し、錆瘤とともにスケール（水垢）を形成している。このため、経時で配管内経路が徐々に狭窄していき、配管詰まりが生じたり、また、これらの付着物によって配管自体が徐々に腐敗して穿孔等が発生し、漏水が発生することもある。
【０００３】
よって、配管の機能や衛生を保ち、配管の腐敗を抑制するにあたり、定期的に、配管内に付着した異物等を除去する必要がある。
【０００４】
配管内に付着した異物等を除去するにあたって、サンドブラスト法を利用した方法がこれまで一般的に行われており、例えば下記特許文献１には、研磨材が圧送されるサンドジェット流の供給口を給水管の一部に設け、その供給口からサンドジェット流によって管内面を研磨し、研磨によって除去されて管内付着物と共に研磨材を枝管の末端に接続されているサンド回収装置によって回収することが開示されている。
【０００５】
また、サンドブラスト法以外の方法としては、回転研磨機を用いた方法等が知られており、例えば下記特許文献２には、錆落しすべき鋼管の内部に挿入されるガイドフレームと、前記ガイドフレームにその長手方向に沿って回転自在に支持されているドライブシャフトと、前記ガイドフレームの基部に設けられて前記ドライブシャフトを回転させるモータと、前記ドライブシャフトの先端に設けられた錆落し回転ヘッドとを備え、前記錆落し回転ヘッド部には遠心力で外周方向に突出するように支持体で支持されたワイヤーブラシが設けられている鋼管内面錆落し機が開示されている。
【特許文献１】特公平１−１２６３３号公報
【特許文献２】特開平６−７９６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
サンドブラスト法を利用した配管内面研磨洗浄において、直径が小径な配管においては、比較的効果的に管内付着物を除去できるものの、直径が大きくなるにつれ、研磨材を効果的に配管内面に衝突せることが困難となり、配管内の錆やスケールなどの異物を完全に除去することは困難であった。
【０００７】
一方、回転ブラシを用いた研磨にあっては、回転ブラシの径を適宜選択することで、配管の内径によらず研磨が可能であるものの、回転ブラシによる回転反力が、装置本体やそれに接続された電力供給ケーブルなどに伝播して、装置本体が回転したり、ケーブル類が撚れたりすることがあった。このため、回転ブラシを用いた研磨にあっては、比較的長い配管内面を研磨することは困難であった。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、水道管や下水管等の配管内に形成された錆、スケール等の異物を効率よく研磨、除去することができる回転研磨装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するにあたって、本発明の回転研磨装置は、モータと、このモータの駆動軸に連動する回転軸と、この回転軸に装着される第１の回転ブラシと、前記回転軸の外周に該回転軸とは独立して回転可能に装着された回転スリーブと、前記駆動軸又は回転軸に連動して、前記回転スリーブを前記回転軸と逆方向に回転させる反転手段と、前記回転スリーブに装着される第２の回転ブラシとを備え、前記第１の回転ブラシと前記第２の回転ブラシとが軸方向に並んで、被研磨物にそれぞれ摺接するように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の回転研磨装置によれば、上記第１の回転ブラシによる回転反力が、上記第２の回転ブラシによる回転反力によって相殺されるので、装置に加わる振動や負荷を抑制でき、装置部品の破損や、ケーブル類等の撚れの発生を防止できる。また、被研磨物に対して、第１の回転ブラシと第２の回転ブラシとを、それぞれ双方向から回転摺接させることができるので、管内付着物を効率よく研磨・除去できる。
【００１１】
本発明の回転研磨装置においては、前記モータと、前記回転軸の基端部と、前記回転スリーブの基端部と、前記反転手段とを支持する筒状ハウジングを有し、この筒状ハウジングの後端部から前記モータに駆動電圧を供給するケーブルが延出されており、配管内面の研磨に用いられるものであることが好ましい。
【００１２】
また、前記ケーブルは、電線と、繊維強化熱硬化性樹脂の芯線との集合体を、樹脂でチューブ状に固着させたものであることが好ましい。
【００１３】
また、前記第１及び第２の回転ブラシは、前記回転軸又は前記回転スリーブに着脱可能に装着される円筒部と、この円筒部の外周から放射状に伸びる複数の櫛歯軸と、この櫛歯軸の先端に取付けられた研磨部材とを有していることが好ましい。そして、前記研磨部材は、セラミックスで構成された球状の砥石であることがより好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の回転研磨装置によれば、上記第１の回転ブラシによる反力が、上記第２の回転ブラシによる反力によって相殺されるので、装置に加わる振動や負荷を抑制でき、装置部品の破損や、ケーブル類等の撚れの発生を防止できる。また、被研磨物に対して、第１の回転ブラシと第２の回転ブラシとを、それぞれ双方向から回転摺接させることができるので、管内付着物を効率よく研磨・除去できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。図１〜４は、本発明の回転研磨装置の一実施形態を示し、図１は回転研磨装置の全体を示す側断面図、図２は同回転研磨装置の要部を示す側断面図、図３は同回転研磨装置に用いられる回転ブラシの構造を示す正面図、図４は同回転研磨装置によって配管内面を研磨する状態を示す説明図である。
【００１６】
図１に示すように、この回転研磨装置２０は、筒状ハウジング８を有しており、この筒状ハウジング８は、基端ケース８ａと、モータケース８ｂと、軸受けケース８ｃと、先端ケース８ｄとを順次連結して構成されている。モータケース８ｂ内には、モータ１が配置されており、モータ１の先端部側にはギアボックス１ａが取付けられ、このギアボックス１ａから駆動軸２が突出している。そして、駆動軸２は、軸受けケース８ｃ及び先端ケース８ｄに挿入された回転軸３の基端部３ｃと連結され、駆動軸２及び回転軸３が一体に回転するようになっている。
【００１７】
図２を併せて参照すると、回転軸３の先端部３ａは段部３ｄを介して縮径しており、この先端部３ａに、第１の回転ブラシ５ａを取付けられた回転ヘッド４が装着されている。すなわち、第１の回転ブラシ５ａを取付けられた回転ヘッド４は、先端部３ａの外周に挿入され、その一端が上記段部３ｄに係合した状態で、回転軸３の先端部に螺着されたナット１６ａによりワッシャ１５を介して他端部を押圧されることにより、締め付け固定されている。
【００１８】
また、この回転軸３の中間部３ｂの外周には、回転軸３に対して回転可能に回転スリーブ６が装着されており、この回転スリーブ６の基端部６ａは、先端ケース８ｄ内に挿入されてベアリング４１を介して回転可能に保持されている。先端ケース８ｄ内には、駆動軸２又は回転軸３に連動して、回転スリーブ６を回転軸３と逆方向に回転させる反転手段７が配置されており、この反転手段７に上記回転スリーブ６の基端部６ａが接続されている。
【００１９】
回転スリーブ６の基端部６ａに近接して、フランジ６ｂが設けられており、このフランジ６ｂから先端側の外周に、第２の回転ブラシ５ｂが装着されている。また、回転スリーブ６の先端面は、回転軸３の中間部３ｂに螺着されたナット１６ｂに当接しており、ナット１６は、止めナット４２で固定されている。これによって回転スリーブ６の軸方向の移動が阻止されている。こうして、第１の回転ブラシ５ａと、第２の回転ブラシ５ｂとが軸方向に並んで、被研磨物にそれぞれ摺接するように構成されている。
【００２０】
また、筒状ハウジング８の基端ケース８ａ内には、モータ１に駆動電圧を供給する電力供給ケーブル９の一端が挿入され、かしめ金具１０で基端ケース８ａに固定されている。更に、基端ケース８ａ内には、モータ１の端子台４３が設置されており、この端子台４３に、上記電力供給ケーブル９の各電線が、対応する端子にそれぞれ導通するように接続されている。
【００２１】
そして、この電力供給ケーブル９は、電線と、繊維強化熱硬化性樹脂からなる補強線材との集合体を、樹脂チューブで包んで形成された、いわゆるＦＲＰロッドケーブルであることが好ましい。この電力供給ケーブル９は、回転研磨装置２０を水道管、下水管などの配管内に挿入するときに、外部から操作するための操作支軸としても機能する。電力供給ケーブル９の長さは、特に限定されず、用途に応じて適宜決定できる。
【００２２】
この実施形態において、反転手段７は、３つの傘歯ギヤ７ａ、７ｂ、７ｃを組み合わせて構成されている。傘歯ギヤ７ａは、回転軸３に固着されており、傘歯ギヤ７ｃは、回転スリーブ６に固着されており、中間の傘歯ギヤ７ｂは、ベアリング４１を介して先端ケース８ｄに回転可能に保持されており、傘歯ギヤ７ａ及び傘歯ギヤ７ｃの双方に歯合して、回転軸３の回転を回転スリーブ６に伝達するようになっている。この場合、各傘歯ギヤ７ａ、７ｂ、７ｃは、図２中の矢印で示す方向に回転し、その結果、回転軸３の回転方向に対して、回転スリーブ６の回転方向が反対になるようになっている。また、各傘歯ギヤ７ａ、７ｂ、７ｃの歯数を調整することによって、回転軸３の回転速度と、回転スリーブ６の回転速度とが同じになるようにされている。なお、反転手段７は、上記のような傘歯ギヤを用いた構造に限定されず、種々のものを採用することもできる。
【００２３】
第１の回転ブラシ５ａは、回転ヘッド４に着脱可能に装着される円筒部１２ａと、この円筒部１２ａの外周から放射状に伸びる複数の櫛歯軸１３ａと、この櫛歯軸１３ａの先端に取付けられた研磨部材１４ａとから構成されている。円筒部１２ａの一方の端面には、係合孔４４が設けられ、回転ヘッド４に設けられたフランジ４ａに突設されたピンが上記係合孔４４に挿入されて、回転ヘッド４に対して円筒部１２ａが回り止めされている。
【００２４】
また、第２の回転ブラシ５ｂにおいても、第１の回転ブラシ５ａと同様の構成をなしており、回転スリーブ６に着脱可能に装着される円筒部１２ｂと、この円筒部１２ｂの外周から放射状に伸びる複数の櫛歯軸１３ｂと、この櫛歯軸１３ｂの先端に取付けられた研磨部材１４ｂとから構成されている。そして、円筒部１２ｂの一方の端面に係合孔４５が形成され、回転スリーブ６のフランジ６ｂから突設されたピン６ｃが上記係合孔４５に挿入されて回り止めされている。
【００２５】
図３は、上記回転ブラシ５ａ（５ｂ）の正面図を示しており、上記円筒部１２ａ（１２ｂ）に対して放射状に延出された複数の櫛歯軸１３ａ（１３ｂ）の先端部に、セラミックスで形成された球状の砥石からなる研磨部材１４ａ（１４ｂ）がそれぞれ固着されている。  上記櫛歯軸１３ａ（１３ｂ）は、弾力性を有する樹脂材料で構成されていることが好ましく、例えばポリアミド樹脂等が挙げられる。
【００２６】
上記研磨部材１４ａ（１４ｂ）は、セラミックスで構成された球状の砥石であることが好ましい。セラミックスとしては、シリコンカーバイト、アルミオキサイド等が挙げられる。
【００２７】
第１の回転ブラシ５ａ及び第２の回転ブラシ５ｂ（以下、「回転ブラシ」と記す）の直径Ｄは、目的とする配管の大きさ等に応じて適宜選択すればよく、特に限定されないが、目的とする配管の内径に対して、１０５〜１１０％とすることが好ましい。回転ブラシの直径Ｄを上記範囲とすることで、配管内部を削りすぎず、損傷することなく、配管内部に付着した錆、スケールなどを効果的に除去できる。
【００２８】
ただし、電力供給ケーブル９の先端部を、例えば略クランク状に屈曲させることによって、回転ブラシ５ａ、５ｂが配管の内壁に当たるようにし、電力供給ケーブル９の基部側を把持して回転させながら研磨すれば、回転ブラシの直径Ｄが、目的とする配管の内径よりも小さくても全周を研磨することが可能となる。
【００２９】
次に、この回転研磨装置２０を用いた配管研磨方法の一例について、図４を参照にして説明する。
【００３０】
内部に錆、スケールなどの異物３１が付着した配管３０の一端の開口部から、電力供給ケーブル９を外部で保持しながら、この回転研磨装置２０を配管３０内に挿入する。そして、電力供給ケーブル９を通して駆動電圧を供給しモータ１を作動させて、第１の回転ブラシ５ａと第２の回転ブラシ５ｂとを、それぞれ反対方向に同速で回転させる。こうして第１の回転ブラシ５ａ及び第２の回転ブラシ５ｂを回転させながら、配管３０内で回転研磨装置２０を移動させることにより、第１の回転ブラシ５ａと第２の回転ブラシ５ｂとが双方向に回転して、それらの研磨部材１４ａ、１４ｂが配管３０の内壁に摺接するので、上記異物３１が研磨部材１４ａ、１４ｂによって効果的に削り取られ、配管３０内壁を研磨することができる。
【００３１】
このとき、第１の回転ブラシ５ａによる反力は、第１の回転ブラシ５ａとは反対回転する第２の回転ブラシ５ｂによる反力によって相殺されるので、回転研磨装置２０及び電力供給ケーブル９にかかる反力が小さく、電力供給ケーブル９を押し引きするだけで、回転研磨装置２０を配管３０内で移動させることができる。
【００３２】
また、電力供給ケーブル９は、比較的柔軟で屈曲可能であるため、ハウジング８が通過できるところであれば、カーブした配管内にも回転研磨装置２０を挿入して研磨することが可能である。
【００３３】
図５には、本発明の回転研磨装置の他の実施形態が示されている。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
この回転研磨装置２０ａは、各構成部分がフレキシブルな軸や管で接続されて、屈曲した配管等にも挿入できるようにしたものである。
【００３５】
まず、筒状ハウジング８は、モータケース８ｂと、軸受けケース８ｃと、先端ケース８ｄとを順次連結して構成されている。また、軸受けケース８は、軸方向から見て前方側に配置された第１の軸受けケース８ｃ−１と、軸方向から見て後方側に配置された第２の軸受けケース８ｃ−２と、この第１の軸受けケース８ｃ−１と第２の軸受けケース８ｃ−２と連結する蛇腹状の連結チューブ８ｃ−３とで構成されている。
【００３６】
モータケース８ｂ内には、モータ１が配置されている。モータ１の後部側には、電力供給ケーブル９が取付けられており、モータケース８ｂの後部側から外部へと所定長さで延出されている。
【００３７】
モータ１の駆動軸２には、フレキシブルで屈曲可能な材質からなる回転軸３が連結されている。この回転軸３は、第１の軸受けケース８ｃ−１と、蛇腹状の連結チューブ８ｃ−３と、第２の軸受けケース８ｃ−２とを通り、更に、反転手段７の先端ケース８ｄを通過して、前方に長く延出されている。回転軸３の材質としては、ある程度屈曲可能なフレキシブルな材質であって、しかも耐久性や耐摩耗性に優れたものが用いられ、例えばカーボン繊維、ガラス繊維などで補強された樹脂が好ましく用いられる。
【００３８】
蛇腹状の連結チューブ８ｃ−３は、第１の軸受けケース８ｃ−１と、第２の軸受けケース８ｃ−２との間を、ある程度屈曲可能に連結する役割をなし、これによってモータ１が収容された部分と、反転手段７が収容された部分との間が屈曲可能とされている。連結チューブ８ｃ−３の材質としては、チューブ状に成形可能で耐久性、耐摩耗性等に優れた樹脂、例えばポリアミドなどが好ましく用いられる。
【００３９】
また、この実施形態では、回転スリーブ６も、前記回転軸３と同様な、ある程度屈曲可能なフレキシブルな材質からなっていて、先端ケース８ｄから突出し、長さＬ２だけ延出されてから、その先に前記第２の回転ブラシ５ｂが装着されている。したがって、先端ケース８ｄと第２の回転ブラシ５ｂとの間も屈曲可能とされている。
【００４０】
回転軸３は、上記回転スリーブ６内を通過して、更に前方に延出されている。そして、第２の回転ブラシ５ｂの止めナット４２から長さＬ１だけ延出されてから、その先に前記第１の回転ブラシ５ａが装着されている。したがって、第２の回転ブラシ５ｂと、第１の回転ブラシ５ａとの間も屈曲可能とされている。
【００４１】
上記Ｌ１、Ｌ２、及び連結チューブ８ｃ−３のそれぞれの長さは、特に限定されず、研磨する配管の形状等に応じて適宜決定できる。
【００４２】
また、この実施形態では、第１の回転ブラシ５ａ、第２の回転ブラシ５ｂの各形状が、中央部が膨らんだ太鼓状となっている。すなわち、先端部に研磨部材１４ａ（１４ｂ）が取付けられた櫛歯軸１３ａ（１３ｂ）が、円筒部１２ａ（１２ｂ）の外周から放射状に延出すると共に、軸方向に沿ってその長さが変化している。すなわち、櫛歯軸１３ａ（１３ｂ）の長さは、各ブラシ５ａ（５ｂ）の軸方向中間部が最も長くなっており、両端部に近づくほど短くなっている。
【００４３】
この実施形態の場合も、回転ブラシ５ａ（５ｂ）の最大直径Ｄ’ｍａｘは、目的とする配管の内径に対して、１０５〜１１０％が好ましいが、前述したように、電力供給ケーブル９の先端部を、例えば略クランク状に屈曲させることによって、回転ブラシの直径Ｄが、目的とする配管の内径よりも小さくても全周を研磨することができる。
【００４４】
この実施形態によれば、回転研磨装置２０が配管の形状に沿ってフレキシブルに変形できる。このため、複雑にカーブした配管であっても、回転研磨装置を管路に沿って容易に挿入できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の回転研磨装置の全体を示す側断面図である。
【図２】同回転研磨装置の要部を示す側断面図である。
【図３】同回転研磨装置に用いられる回転ブラシの構造を示す正面図である。
【図４】同回転研磨装置によって配管内面を研磨する状態を示す説明図である。
【図５】本発明の回転研磨装置の他の実施形態の全体を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１：モータ
１ａ：ギアボックス
２：駆動軸
３：回転軸
４ａ，６ｂ：フランジ
４：回転ヘッド
５ａ、５ｂ：回転ブラシ
６：回転スリーブ
６ｃ：ピン
７：反転手段
７ａ、７ｂ、７ｃ：傘歯ギヤ
８：筒状ハウジング
９：電力供給ケーブル
１０：金具
１２ａ、１２ｂ：円筒部
１３ａ、１３ｂ：櫛歯軸
１４ａ、１４ｂ：研磨部材
１５：ワッシャ
１６ａ、１６ｂ：ナット
２０：回転研磨装置
３０：配管
３１：異物
４１：ベアリング
４２：止めナット
４３：端子台
４４、４５：係合孔
【図１】
2008012628.tif 000003
【図２】
2008012628.tif 000004
【図３】
2008012628.tif 000005
【図４】
2008012628.tif 000006
【図５】
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