JP4190465B2 - 内面研磨治具 - Google Patents

Description

この発明は、例えば内面を樹脂層で被覆した鋼管からなるガス導管等に形成した貫通孔を塞ぐためにプラグを溶接したり、貫通孔に他の管を接合したりするため、貫通孔周囲内面の樹脂層を除去する内面研磨治具に関するものである。

例えば内面を樹脂層で被覆した鋼管からなるガス導管の一部を取替えたり、不要になった分岐管を除去するとき、図５に示すように、ガス導管２０の取替える部分２３の両側に貫通孔２１を穿孔し、この貫通孔２１からガス導管２０内にゴム玉２４を挿入して膨らませてガスを遮断して取替える部分２３を切断して除去する。この除去した部分に新しい管を接合した後、貫通孔２１からゴム玉２４を取り外し、貫通孔２１にプラグを取付け溶接して封止する。

このガス導管２０に穿孔した貫通孔２１にプラグを取付けて溶接するとき、貫通孔２１周囲内面の樹脂層２２が溶接熱により加熱されてミスト状になって飛散し、飛散した粒子がガス導管２０内に流れるガスとともに下流側に移動する。この粒子が下流のバルブやガス機器に付着するとバルブやガス機器を正常に動作させることができなくなる危険性がある。

この危険性を解消するため、特許文献１に示すように、中空可動軸の下端部に、鋼製ワイヤーに砥粒を固定した研磨部材の一方の端部を複数本ずつ一体に固定した複数の研磨材ユニットを放射状に、かつ揺動自在に取付け、この中空可動軸の下端部から、上部に開口を有する筒体の底部に下端部を固定した回転軸を挿入し、中空可動軸の研磨材ユニット取付部を筒体の内部に挿入し、筒体の開口端に対する研磨材ユニット取付部の位置に応じて研磨材を構成する鋼製ワイヤーの中空可動軸に対する取付角度を切り換える研磨治具を使用している。

この研磨治具を管に設けた貫通孔に挿入したり、貫通孔から取り出すときは、中空可動軸の研磨材ユニット取付部を筒体の底部まで挿入し、中空可動軸を回転軸に固定して、筒体の開口端により研磨部材の中空可動軸に対する取付角度を小さくして、回転軸の軸芯から研磨部材の先端までの距離を管に設けた貫通孔の半径より小さくし、研磨部材の先端が貫通孔に接触しないようにする。研磨治具を管に設けた貫通孔に挿入した後、回転軸に対する中空可動軸の固定を解除し、中空可動軸を上方に移動して研磨部材の固定部を筒体の開口端近傍まで移動し、筒体の開口端で規制している研磨部材の中空可動軸に対する取付角度を大きくし、回転軸の軸芯から研磨部材の先端までの距離を管に設けた貫通孔の半径より大きくし、研磨部材が貫通孔周囲の内面面に接触するように研磨部材の姿勢を変える。この状態で回転軸を回転し、研磨部材を貫通孔周囲の内面面に圧接しながら回転して貫通孔周囲の内面面に形成された樹脂層を除去する。この樹脂層を除去するとき、回転軸を上向きに引き上げて研磨部材先端の回転半径を大きくし所定範囲の樹脂層を除去する。
特開２００３−１９１１５９号公報

前記のように研磨部材に弾性を有する鋼製ワイヤーを使用しているため、研磨治具を貫通孔から取り出すときだけでなく研磨治具を貫通孔に挿入する場合も、回転軸の軸芯から研磨部材の先端までの距離を貫通孔の半径より小さくなるように研磨部材の姿勢を変えて貫通孔の外周部に傷が付くことを防ぐ必要があり、回転軸に対する中空可動軸の固定位置を変える必要があり、この位置変えに時間がかかってしまう。

また、貫通孔周囲の内面に形成された樹脂層を除去するとき、研磨部材を構成する鋼製ワイヤーを高速で回転しながら管内面に押し付けるため、鋼製ワイヤーの先端部に変形が生じ、研磨治具を貫通孔から取り出すときに研磨部材の姿勢を変えても、鋼製ワイヤーの先端部が貫通孔の外周部に引っかかり、研磨治具の取り出しが容易でないという短所もある。

この発明は、このような短所を改善し、内面を樹脂層で被覆した鋼管からなるガス導管等に形成した貫通孔周囲内面の樹脂層を作業性良く除去できる内面研磨治具を提供することを目的とするものである。

この発明の内面研磨治具は、内面を樹脂層で被覆した鋼管に形成した貫通孔周囲内面の樹脂層を除去する内面研磨治具であって、回転軸の先端に取付けられたカップブラシと、ハウジングと圧縮ばねと保持カバー及び把持部を有し、カップブラシは、研磨砥粒を含ませたポリアミド樹脂で形成された樹脂フィラメントと、多数の樹脂フィラメントの一方の端部を外周に沿って固定し、樹脂フィラメントの先端部の外周が前記鋼管の貫通孔の内周より大きくなるように放射状に保持する保持部を有し、該保持部は、樹脂フィラメントの取付部と反対側に、外周面に一定幅の溝を有する連結部を有し、ハウジングは、円筒状に形成され一方に開口を有し、カップブラシを保持部側から収容し、圧縮ばねはハウジングの底面とカップブラシの間に配置され、カップブラシに対してハウジング開口側の力を作用させ、保持カバーは圧縮ばねの力が作用しているカップブラシをハウジング内に保持し、把持部は、弾性部材で形成され、先端にカップブラシの保持部に有する連結部と係合するフックを有するホルダを複数有し、ハウジングの底面に着脱自在に取付けられ、前記鋼管に形成した貫通孔に挿入されて回転軸を回転しながら徐々に引き上げると、放射状に広がったフィラメントの先端部が貫通孔周囲の内面樹脂層に回転しながら押し付けられて研磨し、カップブラシがハウジング内に押し込まれると、カップブラシの保持部に有する連結部に設けられた溝に把持部のホルダのフックを係合させてカップブラシを保持して、カップブラシのフィラメントの放射状に広がった先端部を保持カバーの内周端で押えてフィラメントの先端部の外周を貫通孔の直径より小さくすることを特徴とする。

また、前記カップブラシは回転軸に着脱自在に取付けると良い。

この発明の研磨治具は、貫通孔に挿入するとき、カップブラシの保持部に放射状に取付けられた樹脂フィラメントが柔軟性と弾力性を有するから、貫通孔に倣って撓むことができ、カップブラシを貫通孔から容易に挿入することができる。

また、貫通孔から挿入したカップブラシを回転しながら樹脂フィラメントを貫通孔周囲内面に押し付けたとき、樹脂フィラメントは柔軟性を有するから、貫通孔周囲内面に倣って屈曲して安定して接触し、樹脂フィラメントに含まれる研磨砥粒により貫通孔周囲内面を確実に研磨することができる。

さらに、貫通孔から研磨治具を取り出すとき、カップブラシを、弾性部材で形成されフックを有するホルダを複数有する把持部でハウジングの底部に固定するから、カップブラシの放射状に広がった樹脂フィラメントの先端部は保持カバーの内周端で押え、樹脂フィラメントの先端部の外周は貫通孔の直径より小さくすることにより、研磨治具を貫通孔から容易に引き抜くことができる。

また、カップブラシの樹脂フィラメントを弾力性と耐摩耗性を有するポリアミド樹脂で形成することにより、貫通孔周囲内面を研磨するとき、貫通孔周囲内面に安定して接触するとともにほとんど磨耗しないで研磨することができる。

さらに、把持部をハウジングの底面に着脱自在に取付けるとともにカップブラシを回転軸に着脱自在に取付けることにより、使用済みのカップブラシを未使用のカップブラシと簡単に交換することができる。

図１はこの発明の研磨治具の構成を示す断面図である。図に示すように、研磨治具１は回転軸２の先端に取付けられたカップブラシ３と、ハウジング４と圧縮ばね５と保持カバー６及び把持部７を有する。カップブラシ３は、研磨砥粒を含ませたポリアミド樹脂のフィラメント８と、多数のフィラメント８の一方の端部を外周に沿って固定して、放射状に保持するブラシ保持部９を有する。ブラシ保持部９は、例えば４０ｍｍの貫通孔に挿入・引き抜きができる直径で形成され、フィラメント８を固定した固定部と反対側には、外周面に一定幅の溝１０が設けられ、把持部７と係合する連結部１１を有する。ハウジング４は、円筒状に形成され一方に開口を有し、カップブラシ３をブラシ保持部９側から収容する。圧縮ばね５はハウジング４の底面とカップブラシ３の間に配置され、カップブラシ３に対してハウジング４の開口側の力を作用させる。保持カバー６は圧縮ばね５の力が作用しているカップブラシ３をハウジング４内に保持する。把持部７は、弾性部材、例えば金属性の板ばね又はポリプロピレンやポリアミド樹脂、ポリアセタール等の樹脂で形成され、先端にフック１２を有するホルダ１３を複数、例えば図２の平面図に示すように、４個又は３個有し、取付ねじ１４とナット１５によりハウジング４の底面にホルダ１３を内側にして着脱自在に取付けられている。

この研磨治具１を使用して例えばガス導管２０に穿孔した貫通孔２１の周囲の内面樹脂層２２を除去するときの操作を図３の工程図を参照して説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、研磨治具１をハウジング４側からガス導管２０に穿孔した貫通孔２１に挿入する。この研磨治具１を貫通孔２１に挿入するとき、カップブラシ３のブラシ保持部９に放射状に取付けられたフィラメント８の先端部は貫通孔２１の直径より大きく広がっているが、フィラメント８が柔軟性と弾力性を有するポリアミド樹脂で形成されているから、貫通孔２１に倣って撓むことができ、カップブラシ３を貫通孔２１からガス導管２０内に容易に挿入することができる。カップブラシ３をガス導管２０内に挿入すると、図３（ｂ）に示すように、フィラメント８の先端部は放射状に広がり、貫通孔２１の直径より大きく広がる。この状態で回転軸２を回転してカップブラシ１０を回転させながら回転軸２を徐々に引き上げると、フィラメント８の先端部が貫通孔２１の周囲の内面樹脂層２２に回転しながら押し付けられる。先端部が内面樹脂層２２に押し付けられたフィラメント８は、柔軟性を有するから内面樹脂層２２に倣って屈曲して内面樹脂層２２に安定して接触し、フィラメント８に含まれる研磨砥粒により内面樹脂層２２を研磨して除去する。この内面樹脂層２２の除去範囲があらかじめ定めた範囲になるように回転軸２の引上げ量を調節する。このカップブラシ３で内面樹脂層２２を研磨して除去するとき、カップブラシ１０のフィラメント８は耐摩耗性を有するポリアミド樹脂で形成されているからほとんど磨耗しないで内面樹脂層２２を除去することができる。

内面樹脂層２２を所定の除去範囲まで除去したら、回転軸２の回転を停止し、回転軸２をガス導管２０内に押し込む。回転軸２をガス導管２０内に押し込むとハウジング４が下降し、ハウジング４の底が貫通孔２１と反対側の管内面に突き当たる。回転軸２をさらに押し込むと、図４の断面図に示すように、圧縮ばね５により保持カバー６側に押し付けられているカップブラシ３がハウジング４内に押し込まれ、カップブラシ３のブラシ保持部９に設けられている連結部１２がハウジング４の床面に取付けた把持部７のホルダ１３内に入り込み、連結部１２に設けられた溝１１がホルダ１３の先端に有するフック１２と係合し、ホルダ１３でカップブラシ３を保持する。このとき、カップブラシ１０のフィラメント８の放射状に広がった先端部は保持カバー６の内周端で押えられ、フィラメント８の先端部の外周は貫通孔２１の直径より小さくなる。この状態で回転軸２を引き上げることによりカップブラシ３とハウジング４を貫通孔２１から容易に引き抜くことができる。

研磨治具１を貫通孔２１から引き抜いた後、カップブラシ３を保持している把持部７をハウジング４に固定しているナット１５を取り出し、ハウジング４からカップブラシ３とカップブラシ３を保持している把持部７をハウジング４から取り出し、使用済みのカップブラシ３を把持部７から取り外す。その後、把持部７をハウジング４に取付け、回転軸２に取付けてある使用済みのカップブラシ３を未使用のカップブラシ３と交換して、次の貫通孔２１の処理を行う。このようにして使用済みのカップブラシ３を簡単に交換することができる。

前記説明では、研磨治具１でガス導管２０に穿孔した貫通孔２１の周囲の内面樹脂層２２を除去する場合について説明したが、各種容器の貫通孔やフランジ等の周囲内面面に付着した異物の除去の研磨にも同様に適用することができる。

この発明の研磨治具の構成を示す断面図である。 把持部の構成を示す平面図である。 研磨治具の使用方法を示す工程図である。 研磨治具を貫通孔から引き抜くときの状態を示す断面図である。 ガス導管の一部を取替えるときのガス遮断状態を示す断面図である。

符号の説明

１；研磨治具、２；回転軸、３；カップブラシ、４；ハウジング、５；圧縮ばね、
６；保持カバー、７；把持部、８；フィラメント、９；ブラシ保持部、
１０；溝、１１；連結部、１２；フック、１３；ホルダ、１４；取付ねじ、
１５；ナット、２０；ガス導管、２１；貫通孔、２２；内面樹脂層。

Claims (2)

1. 内面を樹脂層で被覆した鋼管に形成した貫通孔周囲内面の樹脂層を除去する内面研磨治具であって、
   回転軸の先端に取付けられたカップブラシと、ハウジングと圧縮ばねと保持カバー及び把持部を有し、
   カップブラシは、研磨砥粒を含ませたポリアミド樹脂で形成された樹脂フィラメントと、多数の樹脂フィラメントの一方の端部を外周に沿って固定し、樹脂フィラメントの先端部の外周が前記鋼管の貫通孔の内周より大きくなるように放射状に保持する保持部を有し、該保持部は、樹脂フィラメントの取付部と反対側に、外周面に一定幅の溝を有する連結部を有し、
   ハウジングは、円筒状に形成され一方に開口を有し、カップブラシを保持部側から収容し、
   圧縮ばねはハウジングの底面とカップブラシの間に配置され、カップブラシに対してハウジング開口側の力を作用させ、
   保持カバーは圧縮ばねの力が作用しているカップブラシをハウジング内に保持し、
   把持部は、弾性部材で形成され、先端にカップブラシの保持部に有する連結部と係合するフックを有するホルダを複数有し、ハウジングの底面に着脱自在に取付けられ、
   前記鋼管に形成した貫通孔に挿入されて回転軸を回転しながら徐々に引き上げると、放射状に広がったフィラメントの先端部が貫通孔周囲の内面樹脂層に回転しながら押し付けられて研磨し、カップブラシがハウジング内に押し込まれると、カップブラシの保持部に有する連結部に設けられた溝に把持部のホルダのフックを係合させてカップブラシを保持して、カップブラシのフィラメントの放射状に広がった先端部を保持カバーの内周端で押えてフィラメントの先端部の外周を貫通孔の直径より小さくすることを特徴とする内面研磨治具。
2. 前記カップブラシは回転軸に着脱自在に取付けられている請求項１記載の内面研磨治具。

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