(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造された鋳鉄管に挿入出来るよう片持支持された主支持軸の先端に、前記鋳造管の内径より小さい外径とされた回転基板が軸周囲に回転可能に支持され、該回転基板には、前記主支持軸と平行に複数の副支持軸が周方向に沿って間隔をおいて設けられ、該複数の副支持軸のそれぞれには歯車状の刃を有し、かつ中心に前記副支持軸の直径より大きい中心孔の穿設されたリング状カッターが遊転可能に軸支され、これらリング状カッターを支持する前記回転基板は、遠心力で突出するリング状カッターで前記鋳鉄管内面の表面をはつることができる回転数で駆動する回転駆動装置と連接されていると共に、前記支持軸は、前記鋳鉄管の管長さに合わせた距離だけ軸方向へ往復移動可能とされてなる鋳鉄管の内面処理装置。
【請求項２】
請求項１の鋳鉄管の内面処理装置において、それぞれの副支持軸に遊転可能に軸支したリング状カッターの刃がハスバとされ、該リング状カッターは複数枚とされて前記副軸に軸支されていると共に、それぞれ隣り合ったリング状カッターのハスバ刃の傾きが逆方向となるようにされている鋳鉄管の内面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鋳鉄管の内面処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋳鉄管は、成形後内面に粉体塗装などにより内面防食層が形成される。
この内面防食層の塗装は、まず鋳造後、焼鈍処理をした鋳鉄管内面を砥石で研削してスケールを落とし、次いで管内に水圧をかけてピンホール等の水圧試験を行った後、合格品についてさらに内面を砥石で研削して塗装下地を形成し、加熱の上内面粉体塗装を行う工程によって行われていた。
【０００３】
ところで、上記のようにスケール落としの段階から砥石による研削を行った場合、スケール以外に、鋳鉄管の鉄肌部も研削してしまうので、その分を見越して肉厚を厚く成形しなければならず、材料が無駄となる問題があった。
【０００４】
さらに研削時に砥石自身も擦り減るので、研削した金属粉の他に砥粒粉が発生し、これらは研削された金属粉と混合した状態で排出される。
従って、廃棄粉体が多量に発生するので産業廃棄物としての後処理も面倒となる問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記問題点を解消し、上記のような砥石による研削の弊害、すなわち研削時に過剰に鋳鉄管本体を削ってしまったり、大量の砥粒粉を発生させることなくスケールを研削することを課題としてなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解消するため、請求項１の鋳鉄管の内面処理装置は、鋳造された鋳鉄管に挿入出来るよう片持支持された主支持軸の先端に、前記鋳造管の内径より小さい外径とされた回転基板が軸周囲に回転可能に支持され、該回転基板には、前記主支持軸と平行に複数の副支持軸が周方向に沿って間隔をおいて設けられ、該複数の副支持軸のそれぞれには歯車状の刃を有し、かつ中心に前記副支持軸の直径より大きい中心孔の穿設されたリング状カッターが遊転可能に軸支され、これらリング状カッターを支持する前記回転基板は、遠心力で突出するリング状カッターで前記鋳鉄管内面の表面をはつることができる回転数で駆動する回転駆動装置と連接されていると共に、前記支持軸は、前記鋳鉄管の管長さに合わせた距離だけ軸方向へ往復移動可能とされてなるものである。
【０００７】
従って、リング状カッターを支持する回転基板を管内に挿入した後、回転させながら、片持状態の主支持軸を鋳鉄管内へ挿入していけば、遠心力によりリング状カッターが径方向に突出し、これが管内面に衝突し、管内面をはつるようにして研削していく。
【０００８】
このとき、リング状カッターは、管内面をはつるだけであるので、管壁を深く削ってしまうことがなく、また自身は摩耗しにくいので、砥石による研磨のような砥粒粉が発生することもなく、廃棄粉粒の量もそれだけ少なくなり、後処理の面倒さは解消される。
【０００９】
また、研削により発生したスケール粉やリング状カッターが摩耗することによって発生する廃棄粉粒は、すべて金属粉であるから金属材料として再利用もできる。
【００１０】
請求項２の鋳鉄管の内面処理装置は、請求項１の鋳鉄管の内面処理装置において、それぞれの副支持軸に遊転可能に軸支したリング状カッターの刃がハスバとされ、該リング状カッターは複数枚とされて前記副軸に軸支されていると共に、それぞれ隣り合ったリング状カッターのハスバ刃の傾きが逆方向となるようにされているものである。
【００１１】
従って、副軸に複数枚のリング状カッターを軸支した場合、それぞれのリング状カッターの刃がハスバとされているので、刃が、はつるように管内壁に接触したとき、ハスバに沿って順に接触していくのでスグハの刃に比して衝撃が少ない。
【００１２】
また、リング状カッターのハスバの傾きが、隣り合うものどうしで逆向きとさいるので、刃の偏りが隣り合うリング状カッター同士で消しあい、均一な研削加工ができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態である鋳鉄管の内面処理装置を説明する。
図１は、この発明の実施の形態の鋳鉄管の内面処理装置の側面図、図２はリング状カッター部の断面図、図３は停止状態の回転基板の断面図、図４（ａ）は同回転状態の断面図である。
【００１４】
図１において、１は主支持軸を示し、鋳造された鋳鉄管１０内に挿入できるように可動台車２に片持支持されている。
この主支持軸１の先端には鋳鉄管１０の内径より小さい外径とされた回転基板３が回転可能に支持されている。
【００１５】
そして、回転基板３には図２〜図４（ａ）に示すように主支持軸１と平行に複数の副支持軸４…４が周方向に沿って等間隔に設けられている。
なお、この副支持軸４…４は一枚の回転基板３表面に片持支持状に突設しても良いが、図示のように二枚一対とした回転基板３、３間に副支持軸４…４を架設する方が好ましい。構造的に支持強度が得られるからである。
【００１６】
この副支持軸４…４のそれぞれには、超硬材料や工具鋼などの鋳鉄管１０の内面を切削することができる材料で形成されたリング状カッター５…５がスペーサ５ｃを介挿して、軸方向に複数個軸支されている。
【００１７】
このリング状カッター５…５は、外面に歯車状の刃５ａを有し、中心に副支持軸４の直径より大きい中心孔５ｂが穿設され、回転基盤３の中心側へ移動したときは図２に示すようにリング状カッター５の外周が回転基盤３の径方向内側へ引き込まれ、回転基盤３の回転に基づく遠心力により径方向外側へ移動したときは図３に示すようにリング状カッター５の外周が回転基盤３の外縁より外側へ突出して鋳造管１０内面に接触するようにされている。
【００１８】
また、図２、図３において、５ｄはブッシュを示し副支持軸４の摩耗とリング状カッター５の破損を防止するため、リング状カッター５の中心孔５ｂにはめ込まれている。
【００１９】
４ａは、副支持軸４外周の摩耗を防止するために設けられたセラミックコーティングを示し、前記ブッシュ５ｄと協同して激しく回転するリング状カッター５との衝突や摩擦による副支持軸４の摩耗を防止している。
【００２０】
なお、複数枚のリング状カッター５を副支持軸４に取付けるのは、図４（ａ）に説明のため誇張して示すように管１０内面に凹凸１０ａがあった場合、その凹凸１０ａに馴染ませてリング状カッター５を変位させ、万遍なく研削処理がされるようにするためである。
【００２１】
また、リング状カッター５の刃５ａは、スグハ状よりも図４（ａ）あるいは図４（ｂ）に明示するようなハスバ状の方が好ましい。
スグハ状の場合は、刃５ａの全長が一斉に管１０内面に食い込んでいくので、反動でバウンドし、研削が均一に行えないといった問題があるが、ハスバ状の場合は刃先が斜めに食い込んでいくのでバウンドしにくく、均一な研削が出来るからである。
【００２２】
また、このハスバ状の刃５ａを有するリング状カッター５を複数個、副支持軸４に支持させる場合は、図４（ｂ）に示すように隣り合うリング状カッター５の刃５ａの傾き方向が逆になるように配置される。研削の向きを偏らせず、均一に研削するためである。
【００２３】
なお、図２、図３において６は永久磁石または電磁石等の磁石を示し、主支持軸１、回転基板３が回転を停止しているとき、リング状カッター５…５を中心側へ引き付けて収納し、停止させた回転基板３を管１０内へ挿入するときに邪魔になるのを防止するためのもので、図６に示すように回転基板３、３間における主支持軸１の周囲に取付けボルト６ａで取付け固定されている。
【００２４】
また、この磁石６は必要に応じて設けられる。
回転基板３を支持する主支持軸１は、基部１ａが可動台車２に設けた軸受け７に片持状に支持され、鋳鉄管１０の長さに応じた長さに延出支持されている。また、駆動軸１は、可動台車２上に設けた駆動装置８に連接されている。
【００２５】
可動台車２は、車輪９、９でレール１１上に沿って鋳鉄管１０の長さ方向へ移動可能とされ、駆動装置１２と制御装置１３により制御移動可能とされている。なお、上記実施の形態の回転基板３の回転駆動手段として、回転しない主支持軸の先端に駆動モータ（図示せず）を取付け、このモータにより回転基盤３を回転駆動するようにしても良い。
【００２６】
主支持軸１の延長方向には、管１０の回転支持装置１５が設けられ、該回転支持装置１５のモータ１６により駆動されるローラ１７によりその上に載せた管１０が任意回転数で回転可能とされている。
【００２７】
なお、主支持軸１先端に支持される回転基板３とリング状カッター５…５の組み立て構造として、図６に示すように多数軸方向へ連ねた、多連構成とすることもできる。
【００２８】
なお、図６に示すリング状カッター５…５は、図の左側がリング状カッター５が内方へ引き付けられた状態、中央が中立位置、右側が外方へ飛出した状態を示す。
【００２９】
次に、上記鋳鉄管の内面処理装置の作動を説明する。
まず、管１０を回転支持装置１５の駆動ロール１７上に載置し、その軸心を主支持軸１に合わせる。
【００３０】
次いで、可動台車２を移動させリング状カッター５…５を管１０内に挿入する。この時、主支持軸１の周囲に磁石６を設けた場合は、リング状カッター５…５が中心方向へ引き付けられているので停止させた回転基板３を管１０内へ挿入するときに邪魔にならず、作業が容易となる。
【００３１】
次に、主支持軸１を回転させる。この回転数は、リング状カッター５…５が遠心力で回転基板３外側へ張り出し、かつ接触によりリング状カッター５…５が管内面１０ｂをはつることができる回転速度となるような回転数とされる。
【００３２】
なお、磁石６を設けた場合は、磁石の吸引力に抗してリング状カッター５…５が遠心力で回転基板３外側へ張り出し、かつ接触によりリング状カッター５…５が管内面１０ｂをはつることができる回転速度となるような回転数とされる。
【００３３】
その状態で鋳造管１０を回転させると共に可動台車２を管１０方向へ進ませ、リング状カッター５…５を管内面１０ｂに接触させながら主支持軸１をゆっくり送り込んでいく。
【００３４】
鋳造管１０はそれ自身回転しているので、可動台車２の軸方向移動とあわせて、管内面１０ｂは全面がリング状カッター５…５によって均一に切削研磨されていく。
【００３５】
このとき、リング状カッター５…５は砥石のような摩耗粉が発生しない。従って、発生する金属粉は鋳造管１０内面の研削粉のみとなり、発生する研磨粉粒の量が少なくなる。また仮にリング状カッター５が摩耗することにより、研磨粉粒が発生したとしても、すべて金属粉となるので後の再利用も容易に行える。
【００３６】
【発明の実施例】
実施例１
刃幅６ｍｍ、図５の部分図に示すように片刃状で刃先の角度θが６０°、ハスバ状の刃５ａを有するリング状カッター５で、刃５の刃すじ線の傾きが隣同志で逆になるものを図５に示したように４枚一組として回転基板３、３間の副支持軸４、４に取付けたものを主支持軸１に取付けた。
【００３７】
内径２００ｍｍの鋳造管１０の回転数を５１ｒｐｍ、主支持軸１の回転数を前記鋳造管と逆回転方向の1800ｒｐｍとし、可動台車２の移動速度を１．９ｍ／分で一往復の研削を実施した。この結果、良好なスケール落としの研削面を得ることができた。
【００３８】
なお、この実施例１の実施において、研削一往復の行程が終了し二往復行程目に移る時に内面を観察したところ、研削面の状態はスケールがかなり残っておりその研削面の状態は再処理が必要となる不十分なものであった。
【００３９】
二往復工程終了後内面を観察したところ、内面のスケール等はほぼ完全に除去されており良好な研削面であった。
また、引き続き研削を行い、三往復させたときの内面を観察したところ、二往復終了時とほぼ変わらない研削面で、経済性を考慮すれば二往復の研削行程が効率的であることが判明した。
実施例２
刃幅８ｍｍのリング状カッターを用いた他は実施例１と全く同様に研削を行ったが、結果は実施例１と全く同じであった。
【００４０】
このことより、刃幅を２ｍｍ程度変化させても研削効果には殆ど影響が無いことが判明した。
実施例３
刃幅６ｍｍ、４枚一組のリング状カッター５…５を図６に示すように二連として主支持軸１に取付けた。
【００４１】
実施例１と全く同じ条件で一往復と二往復の研削を行ったところ、一往復行程だけでも良好な研削面が得られた。
そこで、可動台車２の移動速度を４．０ｍ／分と２倍強に早め、同様な研削実験を行ったところ、一往復工程だけでは再処理が必要な不十分な結果しか得られず、二往復の研削行程で良好な研削面が得られることが判明した。
実施例４
刃幅６ｍｍ、図５に示したような４枚一組のリング状カッター５…５を図７に示したように三連として主支持軸１に取付けた。
【００４２】
可動台車２の移動速度を４．０ｍ／分とした他は実施例１と同じ条件で研削を実施した。研削状態の結果は実施例１と全く同じで一往復行程で十分な研削面が得られた。
【００４３】
次に、可動台車２の移動速度を６．０ｍ／分と早めて研削を行ったところ、一往復行程では不十分、二往復行程でも完全ではないことが判明した。
そこで、主支持軸１の回転数を2400ｒｐｍと増速して研削を行った。
【００４４】
この結果、一往復行程だけでは不十分、二往復行程の場合は充分な結果が得られることが判明した。
なお、上記実施例の結果を表に示す。
【００４５】
【表１】
0004428858.tif 000002
なお、表１における「判定」の欄の「○」は、充分な研削面、「△」は再処理を要しないが限界値付近の状態、「×」は不十分で再処理が必要な研削面であった事を示す。
【００４６】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、鋳造管内面をスケール除去のために研削処理する場合、リング状カッターは、管内面を万遍なくはつるだけであるので、管壁を深く削ってしまうことがなく、また自身は摩耗しにくいので、砥石による研磨のような砥粒粉が発生することもなく、後処理の面倒さは解消される。
【００４７】
また、仮にリング状カッターが摩耗することにより金属粉が発生しても、金属材料として再利用可能なため、これらの処理も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態である鋳鉄管の内面処理装置の側面図である。
【図２】停止状態の回転基板の正面断面図である。
【図３】同じく回転状態の正面断面図である。
【図４】複数のリング状カッターを設けた場合の説明図で、（ａ）はその使用状態における側面図、（ｂ）はリング状カッターの取り付け状態を示す側面図である。
【図５】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】リング状カッター部の他の構成例の側断面図である。
【図７】リング状カッター部のさらに他の構成例の側断面図である。
【符号の説明】
１     主支持軸
２     可動台車
３     回転基板
４     副支持軸
５     リング状カッター
５ａ   歯車状の刃
５ｂ   中心孔
８     駆動装置
１０     鋳造管
【図１】
0004428858.tif 000003
【図２】
0004428858.tif 000004
【図３】
0004428858.tif 000005
【図４】
0004428858.tif 000006
【図５】
0004428858.tif 000007
【図６】
0004428858.tif 000008
【図７】
0004428858.tif 000009