WO2020262562A1 - 金属パイプの内面研磨装置および金属パイプ - Google Patents

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WO2020262562A1
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metal pipe
brush
rotating body
stainless steel
polishing
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泰治 福本
中島　実
忠士 川口
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大阪サニタリー株式会社
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    • B24D13/02—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor acting by their periphery
    • B24D13/10—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor acting by their periphery comprising assemblies of brushes

Definitions

  • the present invention relates to an inner surface polishing device for a metal pipe and a metal pipe whose inner surface has been polished using the device.
  • Patent Document 1 has a problem that the surface of the inner surface of the metal pipe after polishing is rough. Therefore, for example, it is not preferable for a pipe used in a manufacturing facility for chemicals or foods, and a metal pipe having an inner surface having a smaller surface roughness is desired.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is an inner surface polishing device for a metal pipe capable of forming a metal pipe having a mirror-finished inner surface, and the inner surface is polished using the device.
  • the purpose is to provide metal pipes.
  • the present invention further provides an inner surface polishing device for metal pipes, which prevents dust generated during polishing from scattering into the atmosphere and can shorten the polishing time as compared with conventional vertical polishing, and the inner surface is polished using the device.
  • the purpose is to provide metal pipes.
  • the inner surface polishing device for a metal pipe is an inner surface polishing device for a metal pipe that polishes the inner surface of the metal pipe to be polished, and has a rotating body extending in the axial direction and the rotating body around the axis.
  • the rotating body is provided with a driving means for rotating and a supply means for supplying a polishing liquid in which a granular polishing agent and a liquid are mixed inside the metal pipe, and the rotating body projects in a radial direction orthogonal to the axis. It has an elastic brush and an inner elastic body arranged radially inside the brush, and the dimension between the shaft and the tip of the brush is at least half of the inner diameter of the metal pipe.
  • the inner elastic body presses the brush outward in the radial direction, so that the tip of the brush is in contact with the inner surface of the metal pipe while standing upright.
  • the polishing agent supplied from the supply means to the inner surface of the metal pipe adheres to the inner surface of the metal pipe while being attached to the inner surface of the metal pipe by the tip of the brush.
  • the inner surface is polished.
  • the "metal pipe” is a metal pipe, a metal tubular member, or a metal tube.
  • the "metal pipe inner surface polishing device” is defined as “metal pipe inner surface polishing device”, “metal tubular member inner surface polishing device”, or “metal tube inner surface polishing device”. It is a device.
  • the "brush having elasticity protruding in the radial direction orthogonal to the axis" is not only when all the brushes have elasticity protruding in the radial direction orthogonal to the axis, but also a part of the brush. Includes having elasticity protruding in the radial direction orthogonal to the axis.
  • the brush having the elasticity of a part of the plurality of bristles protruding in the radial direction orthogonal to the axis is the "brush having the elasticity protruding in the radial direction orthogonal to the axis". ..
  • the brush having the elasticity of all the bristles protruding in the radial direction orthogonal to the axis is the "brush having the elasticity protruding in the radial direction orthogonal to the axis".
  • the tip of the brush abuts on the inner surface of the metal pipe means that the brush has a plurality of bristles and the plurality of bristles of the brush face the inner surface of the metal pipe. This includes not only the case where the tip of the bristles abuts on the inner surface of the metal pipe but also the case where the tip of a part of the bristles of the brush abuts on the inner surface of the metal pipe.
  • the inner elastic body is preferably elastically displaceable in the radial direction of the rotating body.
  • the dimension between the shaft and the tip of the brush is more than half of the inner diameter of the metal pipe, and the inner elastic body is elastically displaced in the radial direction.
  • the inner elastic body elastically displaced inward in the radial direction presses the brush inward in the radial direction, so that the tip of the brush remains upright and the inner surface of the metal pipe.
  • the internal pressure is applied to the inner surface of the metal pipe while contacting the metal pipe.
  • the polishing liquid supplied to the inside of the metal pipe by rotating the rotating body by the driving means is pressed against the inner surface of the metal pipe by the tip of the brush and adheres to the inner surface of the metal pipe.
  • the brush rotates about an axis with an internal pressure applied to the inner surface of the metal pipe via an abrasive adhering to the inner surface of the metal pipe.
  • the abrasive between the brush and the inner surface of the metal pipe moves in the circumferential direction together with the brush while being pressed against the inner surface of the metal pipe by the brush.
  • the inner surface of the metal pipe is polished to form a stainless steel pipe whose inner surface is mirror-finished.
  • the metal pipe inner surface is in contact with the metal pipe inner surface while the tip of the brush is upright in a state where the rotating body is arranged inside the metal pipe. It is preferable to load an internal pressure of 80 N or more. It is preferable that an internal pressure of 300 N or less is applied to the inner surface of the metal pipe while the rotating body is arranged inside the metal pipe and the tip of the brush is in contact with the inner surface of the metal pipe while standing upright. With the rotating body arranged inside the metal pipe, the inner surface of the metal pipe may be loaded with an internal pressure of 80 N or more and 300 N or less while the tip of the brush is in contact with the inner surface of the metal pipe while standing upright. More preferred.
  • the internal pressure When the internal pressure is smaller than 80N, the force with which the tip of the brush presses the abrasive against the inner surface of the stainless steel pipe becomes weak, and it tends to be difficult to polish. By applying an internal pressure of 80 N or more to the inner surface of the metal pipe, it is possible to prevent the inner surface of the metal pipe from becoming difficult to polish.
  • the internal pressure When the internal pressure is larger than 300N, the brush tends to bend and it becomes difficult to stand up. By applying an internal pressure of 300 N or less to the inner surface of the metal pipe, it is possible to prevent the brush from becoming difficult to bend.
  • the rotating body has a brush receiver that supports the brush and the inner elastic body arranged radially inside the brush, and the brush receiver is the brush receiver. It is preferable that the brush is supported so as to be movable in the radial direction.
  • the brush receiver has side walls arranged on both sides of the brush, and the side walls support the brush so as to be movable in the radial direction. ..
  • the tip of the brush stands up when the inner elastic body elastically displaced inward in the radial direction presses the brush in the outward direction in the radial direction. While keeping the contact with the inner surface of the metal pipe, the internal pressure is surely applied to the inner surface of the metal pipe. As a result, the abrasive is easily pressed against the inner surface of the metal pipe by the brush.
  • the rotating body has a main body extending in the axial direction of the rotating body, the brush is arranged on the radial outer side of the main body, and the inner elastic body is , It is preferable that it is arranged between the main body and the brush.
  • the inner elastic body can be configured to press the brush outward in the radial direction. Further, in the above configuration, the inner elastic body may directly press the brush.
  • the structure in which the inner elastic body directly presses the brush makes it easier for the abrasive to be pressed against the inner surface of the metal pipe.
  • the brush is arranged along the axial direction of the rotating body, and the inner elastic body is radially inside the brush along the axial direction of the rotating body. It is preferable that they are arranged.
  • the inner elastic body can press the brush over the entire axial direction of the rotating body.
  • the brush can be pressed uniformly over the entire axial direction of the rotating body.
  • the rotating body has a plurality of the brushes, and the plurality of the brushes are arranged apart from each other in the radial direction of the rotating body, and are arranged in the radial direction of the rotating body. It is preferable that a space is formed between the two adjacent brushes.
  • a space is formed between two adjacent brushes of the rotating body in a state where the rotating body is arranged inside the metal pipe.
  • the polishing liquid is supplied to the inside of the metal pipe by the supply means, the polishing liquid passes through the space between two adjacent brushes of the rotating body and spreads from one end to the other end of the metal pipe. This makes it possible to attach the abrasive to the inner surface of the metal pipe from one end to the other end of the metal pipe.
  • a plurality of the brushes are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotating body.
  • the rotating body has a plurality of the brushes and a plurality of the brush receivers, and each of the plurality of brush receivers supports each of the plurality of brushes.
  • the plurality of the brushes and the brush receivers supporting the brushes are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotating body.
  • the internal pressure applied to the inner surface of the metal pipe by the tip of each brush becomes almost the same. Further, since all the brushes are supported so as to be movable in the radial direction by the brush receiver, the internal pressure is surely applied to the inner surface of the metal pipe by all the brushes. As a result, the inner surface of the metal pipe can be uniformly polished in the circumferential direction.
  • the tip of the brush when the tip of the brush is in contact with the inner surface of the metal pipe in a state where the rotating body is arranged inside the metal pipe, the tip of the brush It is preferable that at least a part of the portion is perpendicular to the tangent line at the contact point in contact with the inner surface of the metal pipe.
  • the tip of the brush When the tip of the brush is in contact with the inner surface of the metal pipe with the rotating body arranged inside the metal pipe, at least a part of the tip of the brush is in contact with the inner surface of the metal pipe.
  • the portion perpendicular to the tangent at the contact point in contact with the inner surface of the metal pipe reliably presses the inner surface of the metal pipe in the radial direction.
  • the abrasive between the brush and the inner surface of the metal pipe is surely pressed against the inner surface of the metal pipe, so that the metal pipe having a mirror-finished inner surface can be formed.
  • the driving means moves the rotating body along the shaft while rotating the rotating body around the shaft.
  • the inner surface of the metal pipe can be polished even if the metal pipe is longer than the rotating body.
  • a plurality of the rotating bodies are connected in the axial direction thereof via a shaft. Further, it is preferable that the distance between the rotating bodies adjacent to each other in the axial direction is shorter than the axial length of the rotating bodies.
  • the plurality of rotating bodies apply the abrasive to the metal pipe. It can be polished by pressing it against the inner surface of the.
  • the inner elastic body is compressed while the rotating body is installed inside the metal pipe, and the inner elastic body pushes the brush radially outward. It is preferable to press the metal elastically.
  • the brush reliably applies internal pressure to the inner surface of the metal pipe.
  • the abrasive disposed between the tip of the brush and the inner surface of the metal pipe is surely pressed against the inner surface of the metal pipe.
  • the metal pipe according to the present invention has an arithmetic average roughness (Ra) of the inner surface polished by the above-mentioned inner surface polishing device of less than 0.1 ⁇ m.
  • Ra arithmetic average roughness
  • the inner surface of the metal pipe according to the present invention is polished by the above-mentioned inner surface polishing device, and the length is 4 m or more.
  • the inner surface polishing device With the inner surface polishing device, a long metal pipe having a mirror-finished inner surface can be obtained.
  • the "metal pipe” according to the present invention is a metal pipe, a metal tubular member, or a metal tube.
  • the dimension between the shaft of the rotating body and the tip of the brush is more than half of the inner diameter of the metal pipe, and the inner elastic body is elastically displaced.
  • the rotating body rotates around the axis, and the abrasive adhering to the inner surface of the metal pipe polishes the inner surface of the metal pipe in the circumferential direction.
  • the dust generated when polishing the inner surface of the metal pipe is mixed in the polishing liquid, it is possible to prevent the dust from scattering into the atmosphere.
  • the liquid can absorb and cool the frictional heat generated by the polishing agent polishing the inner surface of the metal pipe.
  • the inner surface of the metal pipe is polished with a file, it takes time and effort to replace the worn file with a new file.
  • the abrasive polishes the inner surface of the metal pipe, the rotating body itself does not wear. Therefore, since it is possible to save the trouble of replacing the rotating body with a new one, the polishing time can be shortened as compared with the case of using a file.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 8 in a state where the polishing liquid is supplied to the inside of the metal pipe and the jig is rotated. It is a partially enlarged sectional view of the jig of FIG.
  • the inner surface polishing device 10 of the present embodiment shown in FIG. 1 polishes the inner surface of a long metal pipe (material to be polished) having a length of 4 m.
  • a case where the metal pipe is a stainless steel pipe will be illustrated.
  • the "stainless steel pipe” is a stainless steel pipe, a stainless steel tubular member, or a stainless steel tube.
  • the stainless steel pipe whose inner surface has been polished by the inner surface polishing device 10 is used in a food or chemical manufacturing device, but its use is not particularly limited.
  • the arithmetic mean roughness (Ra) of the inner surface of the stainless steel pipe polished by the inner surface polishing device 10 is less than 0.1 ⁇ m.
  • the inner surface polishing device 10 is not limited to stainless steel pipes, and can polish pipes made of metals other than stainless steel such as titanium and brass, tubular members, or the inner surface of tubes. Further, in the present embodiment, a long stainless steel pipe having a length of 4 m is polished, but the length of the metal pipe to be polished is not particularly limited. The inner surface of a metal pipe shorter than 4 m may be polished, while the inner surface of a metal pipe longer than 4 m, such as 6 m, may be polished.
  • the inner surface polishing device 10 polishes the inner surface of the stainless steel pipe using a wet abrasive mixed in the liquid. Therefore, in order to prevent the liquid from leaking to the outside, the inner surface polishing device 10 is covered with a box-shaped cover (not shown), but the cover is omitted here for convenience of explanation.
  • FIG. 6 shows a state in which the stainless steel pipe (metal pipe) 1 is arranged in the inner surface polishing device 10 shown in FIG.
  • the inner surface polishing device 10 is a pump (supply means) 12 (FIG. 6) which is a supply means for supplying the polishing liquid to the inside of the stainless steel pipe 1 in a state where the stainless steel pipe 1 is arranged and fixed. 6), a jig (rotating body) 21 (see FIG. 1) that is a rotating body that rotates inside the stainless steel pipe 1, and a motor (driving means) that is a driving means that drives the jig 21 to rotate around a shaft 23. ) 30 (see FIGS. 1 and 6).
  • the pump 12 communicates with the tank 13 for storing the polishing liquid.
  • the polishing liquid in the tank 13 is discharged from the tip 14 of the pump 12.
  • the tip 14 of the pump 12 With the stainless steel pipe 1 arranged in the inner surface polishing device 10, the tip 14 of the pump 12 is connected to the end opening of the stainless steel pipe 1 on the opposite side of the motor 30 via a pipe (not shown).
  • the pump 12 discharges and supplies the polishing liquid to the inside of the stainless steel pipe 1.
  • the polishing liquid supplied to the stainless steel pipe 1 is discharged from the opening at the end of the stainless steel pipe 1 on the motor 30 side.
  • the discharged polishing liquid flows to the collector 16 arranged below the stainless steel pipe 1 and the jig 21 (see FIG. 1), and is stored in the drain van 17.
  • the collector 16 is integrally formed with a cover (not shown).
  • the polishing liquid is a mixed liquid of a liquid and a granular abrasive.
  • water is used as the liquid, but the present invention is not limited to this.
  • the liquid may be, for example, acidic water or an organic solvent. Specifically, the liquid may be alcohol, oil, ethanol or nitric acid.
  • the material of the liquid is not particularly limited as long as it is used for polishing metal by being mixed with an abrasive.
  • aluminum oxide is used as the abrasive, but the present invention is not limited to this.
  • abrasive for example, a wet abrasive is used.
  • the abrasive preferably has a higher specific gravity than water and a higher hardness than the metal to be polished.
  • carbides or oxides are adopted as such abrasives.
  • carbon or diamond may be used as the abrasive.
  • the material of the abrasive is not particularly limited as long as it is used for polishing metal by being mixed with a liquid.
  • the inner surface of the stainless steel pipe 1 is polished by pressing the abrasive against the inner surface of the stainless steel pipe 1 by the jig 21 (see FIG. 1).
  • the inner surface polishing device 10 of the present embodiment has eight jigs 21, and these jigs 21 are connected in the shaft 23 direction via a shaft 22. That is, the inner surface of the 4 m stainless steel pipe 1 (see FIG. 6) is polished using eight jigs 21.
  • the eight jigs 21 and the shaft 22 are collectively referred to as a jig unit 20.
  • one end of the jig unit 20 on the motor 30 side (one end of the shaft 22) is rotatably supported by the motor 30.
  • the other end of the jig unit 20 opposite to the motor 30 (the other end of the shaft 22) is supported by a support leg 33c standing on the ground.
  • the shaft 22 portion is supported by a plurality of support legs (not shown) arranged at predetermined intervals between the motor 30 and the support legs 33c.
  • the tip of the support leg 33c is supported by sandwiching the shaft 22, and the jig unit 20 can be supported and the support can be released by opening and closing the tip.
  • FIG. 2 is a partially enlarged top view showing three jigs 21 on the other end side of the jig unit 20 arranged apart from the motor 30.
  • the jig unit 20 has eight jigs 21, but here, only three jigs 21 are shown as representatives.
  • Each of the eight jigs 21 has the same shape, and the length dimension of the jig 21 is L1.
  • Adjacent jigs 21 are arranged at equal intervals at intervals of L2. The distance L2 between the jig 21 and the jig 21 is shorter than the length L1 of the jig 21.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2, and is an enlarged cross-sectional view of the jig 21 in the direction orthogonal to the axis 23.
  • the jig 21 is fixed to the shaft 22 and rotates together with the shaft 22.
  • the jig 21 includes a main body 41 extending in the direction of the shaft 23, a brush 44 protruding from the main body 41 in the radial direction orthogonal to the shaft 23, provided on the outer side in the radial direction, and movable in the radial direction, and the shaft 23. It has a tube (inner elastic body) 45 which is an inner elastic body which is arranged between the brush 44 and elastically presses the brush 44 radially outward.
  • the main body 41 has a cylindrical cross section orthogonal to the shaft 23, and brush receivers 48 having three concave cross sections are integrally formed with the main body 41 at equal intervals in the circumferential direction of the main body 41.
  • the base portion 44a of the brush 44 and the tube 45 are arranged inside the brush receiver 48.
  • the brush 44 and the tube 45 are supported by the brush receiver 48.
  • the brush 44 is made of innumerable resins (hairs) that extend linearly and has elasticity.
  • the brush 44 is a concept including a base 44a in which innumerable resins are implanted.
  • the individual resins constituting the brush 44 of the present embodiment have a circular cross section in the direction orthogonal to the extending direction.
  • the diameter of each resin of the brush 44 (diameter of the surface perpendicular to the longitudinal direction) is not particularly limited as long as the brush 44 can maintain the upright state when the jig 21 inserted inside the stainless steel pipe 1 rotates.
  • a resin having a diameter hereinafter referred to as a wire diameter
  • a wire diameter extending linearly of 0.2 mm or more and 0.6 mm or less may be adopted.
  • the brush 44 is supported by the side wall 48a of the brush receiver 48 so as to be movable in the radial direction.
  • the brush 44 is arranged radially outward of the tube 45 and extends straight parallel to the shaft 23.
  • the three brushes 44 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the main body 41.
  • the number of brushes 44 is not limited to three.
  • the brush 44 supported by the brush receiver 48 protrudes from the main body 41 in the direction (diameter direction) orthogonal to the axis 23, and stands up along the radial direction.
  • the brush 44 is elastically pressed outward in the radial direction by the tube 45 and locked to a stopper (not shown) provided on the brush receiver 48 to maintain the support state by the brush receiver 48.
  • a stopper not shown
  • the dimension L3 between the tip of the brush 44 and the shaft 23 is larger than the dimension L4 (see FIG. 4) which is half the inner diameter of the stainless steel pipe 1.
  • the fact that the brush 44 and its tip stand up means that the brush 44 and its tip stand up, and does not include bending or bending of the brush 44 and its tip.
  • the inner elastic member is a resin tube 45, which has elasticity.
  • the tube 45 is arranged in the brush receiver 48 between the shaft 23 and the brush 44, that is, radially inside the brush 44.
  • the tube 45 arranged in the brush receiver 48 is arranged between the bottom wall 48b of the brush receiver 48 and the brush 44, and is elastically displaced.
  • the tube 45 comes into contact with the brush 44 and presses the brush 44 directly outward in the radial direction. Further, since the tube 45 extends from one end to the other end of the brush 44 in the length direction of the brush 44 (direction parallel to the axis 23), the tube 45 uniformly spreads the brush 44 over the entire length direction of the brush 44. Can be pressed.
  • the motor 30 moves the jig 21 along the shaft 23 while rotating the jig 21 around the shaft 23.
  • the motor 30 is fixed on a substrate 32 movably installed on a pair of rails 31 in the direction of the shaft 23.
  • the pair of rails 31 are arranged side by side in the horizontal direction, and are fixed to the support legs 33a standing on the ground and the support plates 34 attached to the support legs 33b.
  • the substrate 32 is driven along the shaft 23 by a rack and pinion.
  • a motor (not shown) is mounted on the substrate 32, and the motor rotates the pinion gear 37 via the shaft 36.
  • the rotation of the support leg 33a and the pinion gear 37 that meshes with the rack gear 38 attached to the support leg 33b causes the motor 30 to move along the shaft 23 together with the substrate 32.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an inner surface polishing device 10 in the middle of installing the stainless steel pipe 1.
  • the stainless steel pipe 1 is moved in the direction of the shaft 23 so as to cover the jig 21 from the other end to one end of the jig unit 20 (see FIG. 7) for positioning.
  • FIG. 8 is a partially enlarged top view of the other end of the jig unit 20 showing a state in which the stainless steel pipe 1 is positioned.
  • all the jigs 21 are arranged inside the stainless steel pipe 1.
  • the end opening of the stainless steel pipe 1 opposite to the motor 30 is connected to the tip 14 (see FIG. 6) of the pump 12 via a pipe (not shown), and the inside of the tank 13 is polished.
  • the liquid can be supplied to the inside of the stainless steel pipe 1.
  • the dimension L3 between the tip of the brush 44 and the shaft 23 is larger than the dimension L4, which is half the inner diameter of the stainless steel pipe 1. Therefore, as shown in FIG. 9, when the jig 21 is inserted inside the stainless steel pipe 1, the brush 44 moves inward in the radial direction, and the tube 45 is compressed. As a result, the tube 45 elastically presses the brush 44 outward in the radial direction, so that the tip of the brush 44 abuts on the inner surface of the stainless steel pipe 1 while the brush 44 stands upright, and a constant internal pressure is applied. At this time, as shown in FIG. 10, at least a part of the tip of the brush 44 is in vertical contact with the inner surface of the stainless steel pipe 1.
  • the internal pressure applied by the tip of the brush 44 to the inner surface of the stainless steel pipe 1 is 80 N or more. In the present embodiment, it is preferable that the internal pressure applied by the tip of the brush 44 to the inner surface of the stainless steel pipe 1 is 300 N or less.
  • the internal pressure is smaller than 80N, the force with which the tip of the brush 44 presses the abrasive against the inner surface of the stainless steel pipe 1 becomes weak, and polishing tends to be difficult.
  • the internal pressure is larger than 300 N, the brush 44 tends to bend and it is difficult to stand up.
  • the polishing liquid When the polishing liquid is supplied from the tank 13 shown in FIG. 6 to the inside of the stainless steel pipe 1, the polishing liquid passes through the space S (see FIG. 11) formed between the inner surface of the stainless steel pipe 1 and the surface of the jig 21. The polishing liquid spreads from one end to the other end of the stainless steel pipe 1. In this state, when the motor 30 rotates the jig 21 around the shaft 23, the polishing liquid moves to the tip of the brush 44 by centrifugal force and collects. Then, the tip of the brush 44 presses the polishing liquid against the inner surface of the stainless steel pipe 1, so that the polishing agent 2 adheres to the inner surface of the stainless steel pipe 1.
  • the tube 45 elastically presses the brush 44 outward in the radial direction, the brush 44 and its tip portion maintain an upright state while the jig 21 is rotating (see FIG. 12). In this way, the brush 44 rotates around the shaft 23 while applying the internal pressure to the stainless steel pipe 1 via the polishing agent 2, so that the polishing agent 2 adhering to the inner surface of the stainless steel pipe 1 goes around the inner surface of the stainless steel pipe 1. Polish in the direction.
  • the tube 45 when the jig 21 is inserted inside the stainless steel pipe 1, the tube 45 is elastically displaced (compressed) inward.
  • the tube 45 elastically displaced inward presses the brush 44 elastically outward in the radial direction.
  • the tube 45 abuts on the inner surface of the metal pipe and applies an internal pressure while the tip of the brush 44 pressed outward in the radial direction stands up.
  • the polishing liquid is supplied into the stainless steel pipe 1 to rotate the jig 21, the tip of the brush 44 rotates while maintaining the upright state.
  • the present invention relates to an apparatus for polishing the inner surface of a metal pipe using only physical polishing.
  • the motor 30 moves the jig 21 along the shaft 23 while rotating the jig 21 around the shaft. Since the adjacent jigs 21 are arranged at equal intervals, the motor 30 moves the jigs 21 in the shaft 23 direction by the interval L2 between the jigs 21 and the jigs 21. As a result, the entire inner surface of the stainless steel pipe 1 is polished by the jig 21 and the abrasive 2. By arranging the adjacent jigs 21 and the jigs 21 at intervals L2 in this way, the jigs 21 are pivoted as compared with the case where one jig extending in the entire longitudinal direction of the stainless steel pipe 1 is used.
  • the driving force for rotating around 23 can be suppressed, and the size and power consumption of the motor 30 can be reduced. Further, the reaction force received from the inner surface of the stainless steel pipe 1 can be suppressed, and the jig unit 20 can be prevented from being damaged.
  • the inner surface polishing device 10 of the stainless steel pipe 1 of the present embodiment has the following features.
  • the dimension between the shaft 23 of the jig 21 and the tip of the brush 44 is L4 or more, which is half the inner diameter of the stainless steel pipe 1, and the tube 45. It is elastically displaced.
  • the tube 45 elastically displaced inward presses the brush 44 outward in the radial direction. Then, while the tip of the brush 44 pressed outward in the radial direction stands up, it contacts the inner surface of the stainless steel pipe 1 and applies an internal pressure.
  • the tip of the brush 44 presses the polishing liquid against the inner surface of the stainless steel pipe 1 and the inner surface of the stainless steel pipe 1 is pressed. Polishing agent can be attached to. While the brush 44 applies internal pressure to the stainless steel pipe 1 via the polishing agent, the jig 21 rotates around the shaft 23, so that the polishing agent 2 adhering to the inner surface of the stainless steel pipe 1 goes around the inner surface of the stainless steel pipe 1. Polish in the direction. Thereby, the stainless steel pipe 1 whose inner surface is mirror-finished can be formed.
  • the inner surface polishing device 10 of the present embodiment dust generated when polishing the inner surface of the stainless steel pipe 1 is mixed in the polishing liquid, so that it is possible to prevent the dust from scattering into the atmosphere. Further, the liquid can absorb the frictional heat generated by the polishing agent 2 polishing the inner surface of the stainless steel pipe 1 and can cool it. On the other hand, if the inner surface of the stainless steel pipe is polished with a file, it takes time and effort to replace the worn file with a new file. However, in the present invention, since the abrasive 2 polishes the inner surface of the stainless steel pipe 1, the jig 21 itself does not wear. Therefore, it is possible to shorten the polishing time because it is possible to save the trouble of exchanging with a new jig 21.
  • the tip portion of the brush 44 is in contact with the inner surface of the metal pipe while standing upright and an internal pressure of 80 N or more is applied.
  • an internal pressure of 80 N or more is applied in the inner surface polishing apparatus 10 of the present embodiment.
  • an internal pressure of 300 N or less When the internal pressure is smaller than 80N, the force with which the tip of the brush 44 presses the abrasive against the inner surface of the stainless steel pipe 1 becomes weak, and it tends to be difficult to polish, but this can be suppressed.
  • the internal pressure is larger than 300 N, the brush 44 tends to bend and it is difficult to stand up, which can be suppressed.
  • the tube 45 arranged between the shaft 23 and the brush 44 may extend in the length direction of the brush 44 (the direction parallel to the shaft 23). As a result, the tube 45 can uniformly press the brush 44 over the entire length direction of the brush 44.
  • the tips of the plurality of brushes 44 abut on the inner surface of the stainless steel pipe 1 to make the internal pressure applied uniform. Can be.
  • the tip end portion of the brush 44 abuts perpendicularly to the inner surface of the stainless steel pipe 1 is the tip end portion of the brush 44.
  • the brush 44 applies internal pressure to the stainless steel pipe 1 via the polishing agent 2, and the jig 21 rotates around the shaft 23, so that the polishing agent 2 adhering to the inner surface of the stainless steel pipe 1 is removed from the stainless steel pipe.
  • the inner surface of 1 is polished in the circumferential direction. Therefore, it is possible to form the stainless steel pipe 1 whose inner surface is mirror-finished.
  • the polishing liquid is injected from one end to the other end of the stainless steel pipe 1 with the jig 21 arranged inside the stainless steel pipe 1.
  • the polishing liquid injected into the stainless steel pipe 1 passes through the space S of the stainless steel pipe 1. It can be spread from one end to the other.
  • the motor 30 rotates the jig 21 around the shaft 23 and moves the jig 21 along the shaft 23. As a result, even if the stainless steel pipe 1 is longer than the jig 21, the entire inner surface thereof can be polished.
  • the jig 21 is connected in the direction of the shaft 23 via the shaft 22.
  • the plurality of jigs 21 can apply the abrasive 2 to the metal pipe. It can be polished by pressing it against the inner surface.
  • Example> The inventors of the present application measured the arithmetic mean roughness (Ra) of the inner surface of the stainless steel pipe 1 polished by the inner surface polishing device 10 and compared it with the arithmetic mean roughness (Ra) of the inner surface of the conventional stainless steel pipe.
  • Table 1 shows, as a comparative example, a graph showing the arithmetic mean roughness (Ra) in the circumferential direction of the inner surface of a stainless steel pipe polished by conventional vertical polishing.
  • Ra arithmetic mean roughness
  • Table 1 shows, as a comparative example, a graph showing the arithmetic mean roughness (Ra) in the circumferential direction of the inner surface of a stainless steel pipe polished by conventional vertical polishing.
  • a total of 5 steps are used, using a file with a grain size of 90 in the first step, 120 in the second step, 140 in the third step, 240 in the fourth step, and 400 in the fifth step.
  • the inner surface of the stainless steel pipe was polished with.
  • the particle size of the file is based on the JIS standard "JIS R 6010 Regulations based on the particle size of abrasive materials for abrasive cloth".
  • Table 2 shows a graph in which the arithmetic mean roughness (Ra) in the circumferential direction of the inner surface of the stainless steel pipe 1 polished by the inner surface polishing device 10 according to the present invention was measured.
  • a polishing liquid obtained by mixing water as a liquid and aluminum oxide as an abrasive was used.
  • the jig 21 was rotated at 300 rpm for 30 minutes using a brush 44 having a wire diameter of 0.5 mm.
  • the internal pressure of the brush 44 pressing against the inner surface of the stainless steel pipe 1 was measured in the first step at an arbitrary time, it was 120 N or more and 160 N or less.
  • the jig 21 was rotated at 300 rpm for 30 minutes using a brush 44 having a wire diameter of 0.4 mm.
  • the internal pressure of the brush 44 pressing against the inner surface of the stainless steel pipe 1 was measured in the second step at an arbitrary time, it was 160 N or more and 270 N or less.
  • the arithmetic mean roughness (Ra) in the circumferential direction was measured for any two pipes, the first pipe was 0.093 ⁇ m and the second pipe was 0. It was 096 ⁇ m.
  • the arithmetic mean roughness (Ra) of the inner surface of the stainless steel pipe 1 according to the present invention was less than 0.1 ⁇ m.
  • the arithmetic mean roughness (Ra) is based on the provisions of JIS B0031 (1994).
  • the inner surface of the stainless steel pipe 1 having a length of 4 m is polished with eight jigs 21, but the present invention is not limited to this.
  • a single jig having the same length as the stainless steel pipe may be used.
  • the number of jigs is not limited to eight, and a plurality of jigs such as two or three may be used.
  • the distance between two adjacent jigs 21 is L2, and this distance L2 is shorter than the length L1 of the jig 21, but is not limited to this.
  • the interval L2 may be the same as the jig length L1 or longer than the jig length L1 as long as the motor 30 can be moved in the axial direction to polish the entire inner surface of the stainless steel pipe.
  • the dimension L3 (see FIG. 3) between the tip of the brush 44 and the shaft 23 is larger than, but not limited to, the dimension L4 (see FIG. 4), which is half the inner diameter of the stainless steel pipe 1.
  • the dimensions L4 may be the same.
  • the inner elastic body arranged between the shaft 23 and the brush 44 is a tube 45 having elasticity (see FIG. 3), but the present invention is not limited to this.
  • the inner elastic body may be, for example, a spring or rubber.
  • the base portion 44a of the brush 44 is arranged inside the brush receiver 48 is shown, but a part of the base portion 44a is arranged inside the brush receiver 48. At least a part of the base 44a and the plurality of resins (hairs) implanted in the base 44a may be arranged.
  • the brush receiver 48 has a side wall 48a and a bottom wall 48b, but the configuration of the brush receiver can be changed.
  • the base portion 44a of the brush 44 is arranged on the radial outer side of the tube 45, and the tube 45 directly presses the base portion 44a of the brush 44.
  • other members may be arranged between the tube 45 and the brush 44.
  • the brush 44 and the brush receivers 48 that support the brush 44 are arranged at three locations at equal intervals in the circumferential direction of the jig 21.
  • the brush 44 and the brush receivers 48 that support the brush 44 may not be arranged at equal intervals in the circumferential direction of the jig 21.
  • the brush 44 and the brush receiver 48 that supports the brush 44 may be arranged at one, two, or four or more locations in the circumferential direction of the jig 21.
  • the brush 44 and the tube 45 arranged inside the brush 44 in the radial direction may be continuously arranged in the entire circumferential direction of the jig 21.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Abstract

治具２１が、軸２３と直交する径方向に突出した弾性を有するブラシ４４と、ブラシ４４より径方向内側に配置されたチューブ４６とを有する。軸２３とブラシ４４の先端との間の寸法が、ステンレスパイプ１の内径の半分以上である。治具２１がステンレスパイプ１の内側に配置された状態で、チューブ４６がブラシ４４を径方向外方に押圧することにより、ブラシ４４の先端部が起立したままステンレスパイプ１内面に当接しつつ内圧を負荷する。これにより、ポンプ１２から供給された研磨剤が、ステンレスパイプ１の内面に付着する。ステンレスパイプ１の内面に付着した研磨剤は、ブラシ４４により、ステンレスパイプ１の内面に押し当てられる。

Description

金属パイプの内面研磨装置および金属パイプ
　本発明は、金属パイプの内面研磨装置、およびこれを用いて内面を研磨された金属パイプに関する。
　従来、金属パイプの内面を研磨する場合、番手の小さな研磨材で下地処理をしてから番手の大きな研磨材で内面を仕上げ研磨する方法が知られている。このような研磨方法は、金属パイプの内面に研磨ベルトを押し付け、この研磨ベルトを金属パイプの長手方向に移動させることで金属パイプの内面を研磨する、いわゆる縦研磨（特許文献１参照）で採用されている。
特開平１１―１８８５９４号公報
　しかし、特許文献１に記載の縦研磨では、研磨後の金属パイプ内面の表面が粗いという問題がある。したがって、例えば薬品や食品の製造設備で使用されるパイプには好ましくなく、より一層、表面粗さが小さい内面の金属パイプが望まれる。
　また、特許文献１に記載の縦研磨では、金属パイプ内面を研磨するときに生じる粉塵が大気中に飛散したり、摩耗した研磨ベルトを新たな研磨ベルトに交換するために研磨時間が長くなる問題がある。
　そこで、この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、内面が鏡面仕上げされた金属パイプを形成することができる金属パイプの内面研磨装置、およびこれを用いて内面を研磨された金属パイプを提供することを目的とする。
　この発明は更に、研磨するときに生じる粉塵が大気中に飛散するのを防止し、従来の縦研磨と比べて研磨時間を短縮できる金属パイプの内面研磨装置、およびこれを用いて内面を研磨された金属パイプを提供することを目的とする。
　本発明に係る金属パイプの内面研磨装置は、被研磨材である金属パイプの内面を研磨する金属パイプの内面研磨装置であって、軸方向に延びる回転体と、前記回転体を前記軸回りに回転させる駆動手段と、粒状の研磨剤と液体とが混合された研磨液を前記金属パイプの内側に供給する供給手段と、を備え、前記回転体が、前記軸と直交する径方向に突出した弾性を有するブラシと、前記ブラシより径方向内側に配置された内側弾性体とを有し、前記軸と前記ブラシの先端との間の寸法が、前記金属パイプの内径の半分以上であり、前記回転体が前記金属パイプの内側に配置された状態で、前記内側弾性体が前記ブラシを径方向外方に押圧することにより、前記ブラシの先端部が起立したまま前記金属パイプ内面に当接しつつ、前記金属パイプ内面に内圧を負荷することで、前記供給手段から前記金属パイプの内面に供給された研磨剤が、前記金属パイプの内面に付着しつつ、前記ブラシの先端部により前記金属パイプの内面に押し当てられることによって、前記内面が研磨される。
　本発明において、「金属パイプ」とは、金属製のパイプ、金属製の筒状の部材、又は、金属製のチューブである。本発明において、「金属パイプの内面研磨装置」とは、「金属製のパイプの内面研磨装置」、「金属製の筒状の部材の内面研磨装置」、又は、「金属製のチューブの内面研磨装置」である。
　また、本発明において、「軸と直交する径方向に突出した弾性を有するブラシ」とは、ブラシの全てが、軸と直交する径方向に突出した弾性を有する場合だけでなく、ブラシの一部が、軸と直交する径方向に突出した弾性を有することを含む。例えば、ブラシが複数の毛を有する場合、複数の毛の一部が軸と直交する径方向に突出した弾性を有するブラシは、「軸と直交する径方向に突出した弾性を有するブラシ」である。ブラシが複数の毛を有する場合、全ての毛が軸と直交する径方向に突出した弾性を有するブラシは、「軸と直交する径方向に突出した弾性を有するブラシ」である。
　また、本発明において、「ブラシの先端部が金属パイプ内面に当接する」とは、ブラシが複数の毛を有し且つブラシの複数の毛が金属パイプの内面に対向する場合、ブラシが有する全ての毛の先端部が金属パイプ内面に当接する場合だけでなく、ブラシが有する毛の一部の先端部が金属パイプ内面に当接する場合を含む。内側弾性体は、回転体の径方向に弾性変位可能であることが好ましい。
　本実施形態の内面研磨装置によると、軸とブラシの先端との間の寸法が、金属パイプの内径の半分以上であり、且つ、内側弾性体が径方向に弾性変位する。金属パイプの内側に回転体が挿入されたとき、径方向内方へ弾性変位した内側弾性体が、径方向外方にブラシを押圧することにより、ブラシの先端部は起立したまま、金属パイプ内面に当接しつつ、金属パイプ内面に内圧を負荷する。この状態で、駆動手段により回転体を回転させることにより、金属パイプの内側に供給された研磨液は、ブラシの先端部により、金属パイプの内面に押し当てられることで、金属パイプの内面に付着する。ブラシは、金属パイプの内面に付着した研磨剤を介して金属パイプの内面に内圧を負荷した状態で、軸周りに回転する。ブラシと金属パイプの内面との間にある研磨剤は、ブラシにより金属パイプの内面に押し当てられた状態で、ブラシと共に金属パイプの内面を周方向に移動する。これにより、金属パイプの内面が研磨されることによって、内面が鏡面仕上げされたステンレスパイプが形成される。
　本発明に係る金属パイプの内面研磨装置において、前記回転体が前記金属パイプの内側に配置された状態で、前記ブラシの先端部が起立したまま前記金属パイプ内面に当接しつつ、前記金属パイプ内面に８０Ｎ以上の内圧を負荷することが好ましい。前記回転体が前記金属パイプの内側に配置された状態で、前記ブラシの先端部が起立したまま前記金属パイプ内面に当接しつつ、前記金属パイプ内面に３００Ｎ以下の内圧を負荷することが好ましい。前記回転体が前記金属パイプの内側に配置された状態で、前記ブラシの先端部が起立したまま前記金属パイプ内面に当接しつつ、前記金属パイプ内面に８０Ｎ以上３００Ｎ以下の内圧を負荷することがさらに好ましい。
　内圧が８０Ｎよりも小さい場合、ブラシの先端部がステンレスパイプの内面に研磨剤を押し当てる力が弱くなり、研磨しにくくなる傾向がある。金属パイプ内面に８０Ｎ以上の内圧を負荷することにより、金属パイプ内面の研磨をしにくくなることを抑制できる。内圧が３００Ｎよりも大きい場合、ブラシが撓んで起立しにくくなる傾向がある。金属パイプ内面に３００Ｎ以下の内圧を負荷することにより、ブラシが撓みにくくなることを抑制できる。
　本発明に係る金属パイプの内面研磨装置において、前記回転体が、前記ブラシと前記ブラシの径方向内側に配置された前記内側弾性体とを支持するブラシ受けを有し、前記ブラシ受けは、前記ブラシを径方向に移動可能に支持していることが好ましい。
　径方向内方へ弾性変位した内側弾性体が、径方向外方にブラシを押圧した際、ブラシ受けにより、ブラシの先端部が、起立したまま、金属パイプ内面に当接しつつ、金属パイプ内面に内圧を確実に負荷するようになる。これにより、研磨剤が、金属パイプの内面に押し当てられやすい。
　本発明に係る金属パイプの内面研磨装置において、前記ブラシ受けは、前記ブラシの両側に配置された側壁を有し、前記側壁が、前記ブラシを径方向に移動可能に支持していることが好ましい。
　ブラシ受けの側壁がブラシを径方向に移動可能に支持しているため、径方向内方へ弾性変位した内側弾性体が、径方向外方にブラシを押圧した際、ブラシの先端部が、起立したまま、金属パイプ内面に当接しつつ、金属パイプ内面に内圧を確実に負荷するようになる。これにより、研磨剤が、ブラシにより金属パイプの内面に押し当てられやすい。
　本発明に係る金属パイプの内面研磨装置において、前記回転体は、前記回転体の軸方向に延びた本体を有し、前記ブラシは、前記本体の径方向外側に配置され、前記内側弾性体は、前記本体と前記ブラシの間に配置されていることが好ましい。
　上記構成により、内側弾性体が、径方向外方にブラシを押圧する構成とすることができる。また、上記構成において、内側弾性体は、ブラシを直接押圧してもよい。内側弾性体がブラシを直接押圧する構成にすることにより、研磨剤が金属パイプの内面により押し当てられやすい。
　本発明に係る金属パイプの内面研磨装置において、前記ブラシが、前記回転体の軸方向に沿って配置され、前記内側弾性体が、前記ブラシの径方向内側において、前記回転体の軸方向に沿って配置されていることが好ましい。
　上記構成によると、内側弾性体により、ブラシを回転体の軸方向全体にわたって押圧できる。また、ブラシを、回転体の軸方向全体にわたって、均一に押圧できる。これにより、金属パイプの内面において、ブラシと金属パイプ内面との間の研磨剤全体を、金属パイプ内面に確実に押し当てられる。
　本発明に係る金属パイプの内面研磨装置において、前記回転体が、複数の前記ブラシを有し、複数の前記ブラシが、前記回転体の径方向に離れて配置され、前記回転体の径方向に隣り合う２つの前記ブラシの間に、空間が形成されていることが好ましい。
　上記構成によると、金属パイプの内側に回転体が配置された状態で、回転体の隣り合う２つのブラシの間に、空間が形成される。供給手段により、金属パイプの内側に研磨液を供給した場合、回転体の隣り合う２つのブラシの間の空間を研磨液が空間を通って、金属パイプの一端から他端まで行き渡る。これにより、金属パイプの一端から他端まで、金属パイプの内面に研磨剤を付着させることが可能となる。
　本発明に係る金属パイプの内面研磨装置において、複数の前記ブラシが、前記回転体の周方向に等間隔に配置されていることが好ましい。
　複数のブラシが回転体の周方向に等間隔に配置されていることにより、各ブラシの先端部が金属パイプ内面に負荷する内圧がほぼ同じになる。これにより、金属パイプ内面を周方向に均一に研磨することできる。
　本発明に係る金属パイプの内面研磨装置において、前記回転体が、複数の前記ブラシと、複数の前記ブラシ受けとを有し、複数の前記ブラシ受けのそれぞれが、複数の前記ブラシのそれぞれを支持し、複数の前記ブラシと各ブラシを支持するブラシ受けが、前記回転体の周方向に等間隔に配置されていることが好ましい。
　複数のブラシが回転体の周方向に等間隔に配置されていることにより、各ブラシの先端部が金属パイプ内面に負荷する内圧がほぼ同じになる。また、ブラシ受けによって全てのブラシが径方向へ移動可能に支持されているため、全てのブラシにより金属パイプ内面に内圧が確実に負荷される。これにより、金属パイプ内面を周方向に均一に研磨することできる。
　本発明に係る金属パイプの内面研磨装置において、前記回転体が前記金属パイプの内側に配置された状態で、前記ブラシの先端部が前記金属パイプの内面に当接しているとき、前記ブラシの先端部の少なくとも一部が、前記金属パイプの内面と当接した接点における接線に対して垂直であることが好ましい。
　回転体が金属パイプの内側に配置された状態で、ブラシの先端部が前記金属パイプの内面に当接しているとき、ブラシの先端部の少なくとも一部が金属パイプの内面と当接した接点における接線に対して垂直である場合、金属パイプの内面と当接した接点における接線に対して垂直な部分は、金属パイプの内面を径方向に確実に押圧する。これにより、ブラシと金属パイプの内面との間にある研磨剤が、金属パイプ内面に確実に押し当てられるため、内面が鏡面仕上げされた金属パイプを形成することができる。
　本発明に係る金属パイプの内面研磨装置において、前記駆動手段は、前記軸回りに前記回転体を回転させつつ、前記軸に沿って前記回転体を移動させることが好ましい。
　駆動手段が、軸回りに回転体を回転させつつ、軸に沿って回転体を移動させることにより、回転体より長い金属パイプであっても、その内面を研磨することができる。
　本発明に係る金属パイプの内面研磨装置において、複数の前記回転体が、その軸方向にシャフトを介して連結されることが好ましい。また、軸方向に隣り合う前記回転体の間隔が、前記回転体の軸方向の長さより短いことが好ましい。
　上記構成により、金属パイプの長さに応じて複数の回転体を連結することにより、長さが例えば４ｍ以上の長尺状金属パイプであったとしても、複数の回転体が研磨剤を金属パイプの内面に押し当てて研磨することができる。
　本発明に係る金属パイプの内面研磨装置において、前記回転体が前記金属パイプの内側に設置された状態で、前記内側弾性体が圧縮され、且つ、前記内側弾性体が前記ブラシを径方向外方に弾性的に押圧することが好ましい。
　上記構成により、ブラシにより、金属パイプの内面に、内圧が確実に負荷される。これにより、ブラシの先端部と金属パイプの内面との間に配置された研磨剤が金属パイプの内面に確実に押し当てられる。
　本発明に係る金属パイプは、上記の内面研磨装置によって研磨された内面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ未満である。上記内面研磨装置によって、内面が鏡面仕上げされた金属パイプが得られる。
　本発明に係る金属パイプは、上記の内面研磨装置によって内面が研磨され、長さが４ｍ以上である。上記内面研磨装置によって、内面が鏡面仕上げされた長尺状の金属パイプを得られる。
　本発明に係る「金属パイプ」は、金属製のパイプ、金属製の筒状の部材、又は、金属製のチューブである。
　本発明では、回転体の軸とブラシの先端との間の寸法が、金属パイプの内径の半分以上であり、内側弾性体が弾性変位する。これにより、金属パイプの内側に回転体を挿入すると、ブラシが内方に移動することによって弾性変位した内側弾性体が、ブラシを径方向外方に向かって弾性的に押圧する。これにより、径方向外方に押圧されたブラシの先端部が起立したまま、金属パイプ内面に当接して内圧を負荷する。そして、研磨液が供給された状態で金属パイプの内側に配置された回転体を回転させると、ブラシの先端部が起立状態を維持しつつ研磨液を金属パイプの内面に押し当て、金属パイプの内面に研磨剤を付着する。ブラシが研磨剤を介して金属パイプに内圧を負荷しつつ、回転体が軸回りに回転することで、金属パイプの内面に付着した研磨剤が金属パイプの内面を周方向に研磨する。これにより、内面が鏡面仕上げされた金属パイプを形成することができる。また、金属パイプ内面を研磨するときに生じる粉塵が研磨液に混入するので、粉塵が大気中に飛散するのを防止できる。更に、研磨剤が金属パイプ内面を研磨することにより生じる摩擦熱を液体が吸収し、冷却できる。一方、仮にやすりを用いて金属パイプの内面を研磨すると、摩耗したやすりを新たなやすりに交換する手間が生じる。しかし研磨剤が金属パイプ内面を研磨するので、回転体自体が摩耗することはない。したがって、新たな回転体に交換する手間が省けるので、やすりを用いる場合と比べて研磨時間を短縮できる。
本発明の実施形態に係る金属パイプの内面研磨装置の概略断面図である。 シャフトを介して連結された複数の治具を示す部分拡大上面図である。 図２のＡ－Ａ線に沿った治具の断面図である。 金属パイプの断面図である。 金属パイプを配置する途中の内面研磨装置を示す概略断面図である。 金属パイプを配置し固定した内面研磨装置を示す概略断面図である。 治具ユニットの他端部から一端部に向かって金属パイプを移動させる途中の部分拡大上面図である。 金属パイプを位置決めした状態を示す治具ユニット他端部の部分拡大上面図である。 金属パイプの内側に挿入された治具の一部を示す拡大断面図である。 図９のブラシ先端部を示す部分拡大断面図である。 金属パイプの内側に研磨液を供給して治具を回転させた状態における図８のＢ－Ｂ線に沿った断面図である。 図１１の治具の部分拡大断面図である。
　以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。
　図１に示す本実施形態の内面研磨装置１０は、４ｍの長さの長尺状の金属製パイプ（被研磨材）の内面を研磨する。ここでは、金属製パイプが、ステンレスパイプである場合を例示する。本実施形態と、後述する実施例および比較例とにおいて、「ステンレスパイプ」は、ステンレス製のパイプ、ステンレス製の筒状の部材、又は、ステンレス製のチューブである。内面研磨装置１０によって内面を研磨されたステンレスパイプは、食品や薬品の製造装置に使用されるが、用途は特に限定されない。内面研磨装置１０によって研磨されたステンレスパイプの内面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、０．１μｍ未満である。
　なお、この内面研磨装置１０は、ステンレスパイプに限定されず、チタン、真鍮などステンレス以外の金属製のパイプ、筒状の部材、又は、チューブの内面を研磨できる。また本実施形態では、４ｍの長さの長尺状ステンレスパイプを研磨するが、研磨する金属パイプの長さは特に限定されない。４ｍより短い金属パイプの内面を研磨しても良く、他方、例えば６ｍなど４ｍより長い金属パイプの内面を研磨しても良い。
　内面研磨装置１０は後述する通り、液体に混入される湿式の研磨剤を用いてステンレスパイプの内面を研磨する。したがって、外部に液体が漏出するのを防止するため、内面研磨装置１０は箱型のカバー（不図示）で覆われているが、説明の便宜上、ここではカバーを省略する。
　図６に、図１に示す内面研磨装置１０に、ステンレスパイプ（金属パイプ）１が配置された状態を示している。図６を併せて参照すると、内面研磨装置１０は、ステンレスパイプ１が配置され且つ固定された状態で、ステンレスパイプ１の内側に研磨液を供給する供給手段であるポンプ（供給手段）１２（図６参照）と、ステンレスパイプ１の内側で回転する回転体である治具（回転体）２１（図１参照）と、治具２１を軸２３回りに回転駆動する駆動手段であるモータ（駆動手段）３０（図１、図６参照）とを備えている。
　図６に示すように、ポンプ１２は、研磨液を貯留するタンク１３に連通している。ポンプ１２の先端１４からタンク１３内の研磨液が吐出される。内面研磨装置１０にステンレスパイプ１が配置された状態で、ポンプ１２の先端１４は、パイプ（不図示）を介してステンレスパイプ１のモータ３０と反対側の端部開口に接続する。内面研磨装置１０にステンレスパイプ１を配置し運転している間、ポンプ１２はステンレスパイプ１の内側に研磨液を吐出して供給する。ステンレスパイプ１に供給された研磨液は、ステンレスパイプ１のモータ３０側端部開口から排出される。排出された研磨液は、ステンレスパイプ１および治具２１（図１参照）の下方に配置された回収器１６に流れ、ドレンバン１７に貯められる。なお、この回収器１６は、図示しないカバーと一体に形成されている。
　研磨液は、液体と粒状研磨剤との混合液である。本実施形態では、液体として水を採用するが、これに限定されない。液体は、例えば、酸性水または有機溶剤であっても良い。具体的には、液体は、アルコール、オイル、エタノールまたは硝酸であってもよい。液体は、研磨剤と混合されることにより、金属の研磨に用いられるものであれば、その素材は特に限定されない。
　本実施形態では、研磨剤として、酸化アルミニウムを採用するが、これに限定されない。研磨剤として、例えば、湿式研磨剤が用いられる。研磨剤は、水より比重が大きく、且つ、研磨対象となる金属より硬度が高いものであることが好ましい。このような研磨剤として例えば、炭化物または酸化物が採用される。具体的には、研磨剤として、カーボンやダイヤモンドを使用してもよい。研磨剤は、液体と混合されることにより、金属の研磨に用いられるものであれば、その素材は特に限定されない。
　研磨剤が、治具２１（図１参照）によってステンレスパイプ１の内面に押し当てられることにより、ステンレスパイプ１の内面が研磨される。本実施形態の内面研磨装置１０は８本の治具２１を有し、これらの治具２１が軸２３方向にシャフト２２を介して連結されている。すなわち、４ｍのステンレスパイプ１（図６参照）の内面を８本の治具２１を用いて研磨する。なお説明の便宜上、以下の説明では８本の治具２１とシャフト２２を総称して治具ユニット２０と呼ぶ。
　図１に示すように、治具ユニット２０のモータ３０側の一端部（シャフト２２の一端部）はモータ３０に回転可能に支持されている。治具ユニット２０のモータ３０と反対側の他端部（シャフト２２の他端部）は、地面に立設する支持脚３３ｃに支持されている。治具ユニット２０は、モータ３０と支持脚３３ｃの間に所定の間隔で配置された図示しない複数の支持脚によってシャフト２２の部分が支持されている。支持脚３３ｃの先端部はシャフト２２を挟持することで支持しており、この先端部を開閉することで、治具ユニット２０の支持および支持の解除が可能である。ステンレスパイプ１により治具ユニット２０を覆いつつ、治具ユニット２０の他端部から一端部に向かってステンレスパイプ１を移動させる際には、支持脚３３ｃは治具ユニット２０の支持を解除する。
　図２は治具ユニット２０の中で、モータ３０から離れて配置された他端部側の３本の治具２１を示す部分拡大上面図である。治具ユニット２０は８本の治具２１を有するが、ここでは代表して３本の治具２１のみを示している。８本の治具２１はそれぞれ、全て同一形状であり、治具２１の長さ寸法はＬ１である。隣り合う治具２１は、Ｌ２の間隔で等間隔に配置されている。治具２１と治具２１との間隔Ｌ２は、治具２１の長さＬ１より短い。
　図３は図２のＡ－Ａ線に沿った断面図であり、軸２３に直交する方向の治具２１の拡大断面図である。治具２１はシャフト２２に固定されており、シャフト２２と共に回転する。治具２１は、軸２３方向に延びる本体４１と、軸２３と直交する径方向の外方に本体４１から突出し、径方向外側に設けられ、且つ径方向に移動可能なブラシ４４と、軸２３とブラシ４４との間に配置され、ブラシ４４を径方向外方に向かって弾性的に押圧する内側弾性体であるチューブ（内側弾性体）４５とを有する。
　本体４１は、軸２３と直交する断面が円筒形状であり、本体４１の周方向に等間隔に３つの断面凹状のブラシ受け４８が本体４１と一体に形成されている。このブラシ受け４８の内側にブラシ４４の基部４４ａとチューブ４５とが配置されている。ブラシ４４及びチューブ４５は、ブラシ受け４８に支持されている。
　ブラシ４４は、線状に伸びる無数の樹脂（毛）からなり、弾性を有する。ここでブラシ４４とは、無数の樹脂が植え込まれた基部４４ａを含む概念である。本実施形態のブラシ４４を構成する個々の樹脂は、伸びる方向と直交する方向の断面が円形である。ステンレスパイプ１の内側に挿入された治具２１が回転したときに、ブラシ４４が起立状態を維持できる限り、ブラシ４４の各樹脂の直径（長手方向に垂直な面の直径）は特に限定されない。例えば、直径（以下、線径と称する）が０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の線状に伸びる樹脂を採用してもよい。
　ブラシ４４は、ブラシ受け４８の側壁４８ａに径方向に移動可能に支持されている。ブラシ４４はチューブ４５よりも径方向外側に配置され、軸２３に平行に真っ直ぐに延びている。本実施形態では、３本のブラシ４４が、本体４１の周方向に等間隔に配置されている。なお、ブラシ４４の数は３つに限定されない。ブラシ受け４８に支持されたブラシ４４は軸２３と直交する方向（径方向）に本体４１から突出し、径方向に沿って起立している。ブラシ４４は、チューブ４５によって径方向外方に向かって弾性的に押圧されつつ、ブラシ受け４８に設けられたストッパ（図示せず）に係止することで、ブラシ受け４８による支持状態が維持される。ブラシ４４の先端と軸２３との間の寸法Ｌ３は、ステンレスパイプ１内径の半分の寸法Ｌ４（図４参照）より大きい。なお、ブラシ４４およびその先端部が起立するとは、ブラシ４４およびその先端部が立ち上がることを意味し、ブラシ４４およびその先端部が撓むことや折れ曲がることを含まない。
　内側弾性部材は樹脂製のチューブ４５であり、弾性を有する。チューブ４５は、ブラシ受け４８内において、軸２３とブラシ４４との間、すなわちブラシ４４より径方向内側に配置されている。ブラシ受け４８内に配置されたチューブ４５は、ブラシ受け４８の底壁４８ｂとブラシ４４との間に配置されて、弾性変位する。チューブ４５はブラシ４４と接触し、ブラシ４４を直接的に径方向外方に向かって押圧する。またチューブ４５は、ブラシ４４の一端から他端までブラシ４４の長さ方向（軸２３に平行な方向）に延びているため、ブラシ４４の長さ方向全体にわたって、チューブ４５がブラシ４４を均一に押圧できる。
　図１に戻って、モータ３０は、軸２３回りに治具２１を回転させつつ、軸２３に沿って治具２１を移動させる。モータ３０は、一対のレール３１の上を軸２３方向に移動可能に設置された基板３２の上に固定されている。一対のレール３１は水平方向に並設されており、地面に立設された支持脚３３ａと支持脚３３ｂに取付けられた支持板３４に固定されている。
　また基板３２は、ラックアンドピニオンにより軸２３に沿って駆動される。基板３２には図示しないモータが載置されており、このモータがシャフト３６を介してピニオンギヤ３７を回転させる。支持脚３３ａと支持脚３３ｂに取付けられたラックギヤ３８と噛み合うピニオンギヤ３７が回転することで、基板３２と共にモータ３０が軸２３に沿って移動する。
　以下、内面研磨装置１０によりステンレスパイプ１の内面を研磨する方法について説明する。
　図５は、ステンレスパイプ１を設置する途中の内面研磨装置１０を示す概略断面図である。図５中、治具ユニット２０の他端部から一端部に向かって治具２１を覆うようにステンレスパイプ１を軸２３方向に移動させ（図７参照）、位置決めする。図８は、ステンレスパイプ１を位置決めした状態を示す治具ユニット２０の他端部の部分拡大上面図である。ステンレスパイプ１が位置決めして固定されると、ステンレスパイプ１の内側に全ての治具２１が配置される。ステンレスパイプ１が位置決めされると、ステンレスパイプ１のモータ３０と反対側の端部開口がパイプ（不図示）を介してポンプ１２の先端１４（図６参照）に接続し、タンク１３内の研磨液をステンレスパイプ１の内側に供給可能になる。
　図３に示すように、ブラシ４４の先端と軸２３との間の寸法Ｌ３が、ステンレスパイプ１内径の半分の寸法Ｌ４より大きい。したがって図９に示すように、ステンレスパイプ１の内側に治具２１が挿入されると、ブラシ４４が径方向の内方に移動し、チューブ４５は圧縮される。これにより、チューブ４５がブラシ４４を径方向外方に弾性的に押圧するので、ブラシ４４が起立したまま、その先端部がステンレスパイプ１の内面に当接して一定の内圧を負荷する。このとき、図１０に示すように、ブラシ４４の少なくとも一部の先端部がステンレスパイプ１の内面と垂直に当接している。本実施形態では、ブラシ４４の先端部がステンレスパイプ１の内面に負荷する内圧を８０Ｎ以上にすることが好ましい。本実施形態では、ブラシ４４の先端部がステンレスパイプ１の内面に負荷する内圧を３００Ｎ以下にすることが好ましい。内圧が８０Ｎよりも小さい場合、ブラシ４４の先端部がステンレスパイプ１の内面に研磨剤を押し当てる力が弱くなり、研磨しにくくなる傾向がある。一方、内圧が３００Ｎよりも大きい場合、ブラシ４４が撓んで起立しにくい傾向がある。
　図６に示すタンク１３から研磨液をステンレスパイプ１の内側に供給すると、ステンレスパイプ１の内面と治具２１の表面との間に形成された空間Ｓ（図１１参照）を研磨液が通り、研磨液がステンレスパイプ１の一端から他端に行き渡る。この状態で、モータ３０が治具２１を軸２３回りに回転させると、遠心力により研磨液がブラシ４４の先端部に移動して集まる。そして、ブラシ４４の先端部が研磨液をステンレスパイプ１の内面に押し当てることにより、ステンレスパイプ１の内面に研磨剤２が付着する。また、チューブ４５がブラシ４４を径方向外方に弾性的に押圧するので、治具２１が回転している間、ブラシ４４およびその先端部は起立状態を維持する（図１２参照）。このように、ブラシ４４が研磨剤２を介してステンレスパイプ１に内圧を負荷しつつ軸２３回りに回転することで、ステンレスパイプ１の内面に付着した研磨剤２がステンレスパイプ１の内面を周方向に研磨する。
　以上のように本実施形態では、ステンレスパイプ１の内側に治具２１を挿入すると、チューブ４５が内方に弾性変位（圧縮）される。内方に弾性変位したチューブ４５がブラシ４４を径方向外方に向かって弾性的に押圧する。チューブ４５は、これにより、径方向外方に押圧されたブラシ４４の先端部が起立したまま、金属パイプ内面に当接して内圧を負荷する。そして、ステンレスパイプ１内に研磨液を供給して治具２１を回転させると、ブラシ４４の先端部が起立状態を維持したまま回転する。このとき、ブラシ４４の先端部が、付着した研磨剤をステンレスパイプ１の内面に押し当てることで、研磨剤が前記内面を周方向に研磨する。すなわち本発明は、物理研磨だけを用いて金属パイプの内面を研磨する装置に関する。
　モータ３０は、治具２１を軸回りに回転させつつ、軸２３に沿って治具２１を移動させる。隣り合う治具２１が等間隔に配置されているので、治具２１と治具２１の間の間隔Ｌ２分だけモータ３０が治具２１を軸２３方向に移動させる。これにより、ステンレスパイプ１の内面全体が治具２１および研磨剤２によって研磨される。このように、隣り合う治具２１と治具２１を間隔Ｌ２を空けて配置することで、ステンレスパイプ１の長手方向全体に延びる１本の治具を用いる場合と比べて、治具２１を軸２３回りに回転させる駆動力を抑制し、モータ３０の小型化や消費電力を低減できる。また、ステンレスパイプ１の内面から受ける反作用の力を抑制し、治具ユニット２０の破損を防止できる。
[本実施形態の内面研磨装置の特徴]
　本実施形態のステンレスパイプ１の内面研磨装置１０には以下の特徴がある。
　本実施形態の内面研磨装置１０では、図３に示すように、治具２１の軸２３とブラシ４４の先端との間の寸法が、ステンレスパイプ１の内径の半分寸法Ｌ４以上であり、チューブ４５自体が弾性変位する。これにより、ステンレスパイプ１の内側に治具２１を挿入すると、内方に弾性変位したチューブ４５がブラシ４４を径方向外方に向かって押圧する。そして、径方向外方に押圧されたブラシ４４の先端部が起立したまま、ステンレスパイプ１内面に当接して内圧を負荷する。したがって、研磨液が供給された状態でステンレスパイプ１の内側に配置された治具２１を回転させると、ブラシ４４の先端部が研磨液をステンレスパイプ１の内面に押し当て、ステンレスパイプ１の内面に研磨剤を付着できる。ブラシ４４が研磨剤を介してステンレスパイプ１に内圧を負荷しつつ、治具２１が軸２３回りに回転することで、ステンレスパイプ１の内面に付着した研磨剤２がステンレスパイプ１の内面を周方向に研磨する。これにより、内面が鏡面仕上げされたステンレスパイプ１を形成することができる。
　本実施形態の内面研磨装置１０では、ステンレスパイプ１内面を研磨するときに生じる粉塵が研磨液に混入するので、粉塵が大気中に飛散するのを防止できる。また、研磨剤２がステンレスパイプ１内面を研磨することにより生じる摩擦熱を液体が吸収し、冷却できる。一方、仮にやすりを用いてステンレスパイプの内面を研磨すると、摩耗したやすりを新たなやすりに交換する手間が生じる。しかし、本発明では研磨剤２がステンレスパイプ１内面を研磨するので、治具２１自体が摩耗することはない。したがって、新たな治具２１に交換する手間が省けるので研磨時間を短縮できる。
　本実施形態の内面研磨装置１０では、ブラシ４４の先端部が起立したまま金属パイプ内面に当接して８０Ｎ以上の内圧を負荷することが好ましい。本実施形態の内面研磨装置１０では、３００Ｎ以下の内圧を負荷することが好ましい。内圧が８０Ｎよりも小さい場合に、ブラシ４４の先端部がステンレスパイプ１の内面に研磨剤を押し当てる力が弱くなり、研磨しにくい傾向があるが、これを抑制できる。一方、内圧が３００Ｎよりも大きい場合、ブラシ４４が撓んで起立しにくい傾向があるが、これを抑制できる。
　本実施形態の内面研磨装置１０では、軸２３とブラシ４４との間に配置されたチューブ４５が、ブラシ４４の長さ方向（軸２３に平行な方向）に延びてもよい。これにより、ブラシ４４の長さ方向全体にわたって、チューブ４５がブラシ４４を均一に押圧できる。
　本実施形態の内面研磨装置１０では、複数のブラシ４４が本体の周方向に等間隔に配置されているので、複数のブラシ４４の先端部がステンレスパイプ１内面に当接して負荷する内圧を均一にすることができる。
　本実施形態の内面研磨装置１０では、治具２１がステンレスパイプ１の内側に配置された状態で、ブラシ４４の先端部がステンレスパイプ１の内面と垂直に当接することは、ブラシ４４の先端部が起立したまま、ステンレスパイプ１内面に当接して内圧を負荷することを意味する。この状態で、ブラシ４４が研磨剤２を介してステンレスパイプ１に内圧を負荷しつつ、治具２１が軸２３回りに回転することで、ステンレスパイプ１の内面に付着した研磨剤２がステンレスパイプ１の内面を周方向に研磨する。したがって、内面が鏡面仕上げされたステンレスパイプ１を形成することができる。
　本実施形態の内面研磨装置１０では、ステンレスパイプ１の内側に治具２１が配置された状態で、ステンレスパイプ１の一端から他端に向かって研磨液を注入する。図１１に示すように、ステンレスパイプ１の内面と治具２１の表面との間に空間Ｓが形成されるので、ステンレスパイプ１内に注入された研磨液が空間Ｓを通ってステンレスパイプ１の一端から他端まで行き渡ることができる。
　本実施形態の内面研磨装置１０では、図１に示すように、モータ３０が軸２３回りに治具２１を回転させつつ、軸２３に沿って治具２１を移動させる。これにより、治具２１より長いステンレスパイプ１であっても、その内面全体を研磨することができる。
　本実施形態の内面研磨装置１０では、治具２１が、その軸２３方向にシャフト２２を介して連結された。金属パイプの長さに応じて複数の治具２１を連結することで、長さが例えば４ｍ以上の長尺状金属パイプであったとしても、複数の治具２１が研磨剤２を金属パイプの内面に押し当てて研磨することができる。
＜実施例＞
　本願発明者らは、上記内面研磨装置１０によって研磨されたステンレスパイプ１の内面の算術平均粗さ（Ｒａ）を測定し、従来のステンレスパイプの内面の算術平均粗さ（Ｒａ）と比較した。
＜表１＞
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　表１に、比較例として、従来の縦研磨によって研磨されたステンレスパイプ内面の周方向の算術平均粗さ（Ｒａ）を示すグラフを示している。この縦研磨では、第１工程で９０番、第２工程で１２０番、第３工程で１４０番、第４工程で２４０番、第５工程で４００番の粒度のやすりを用い、合計５つの工程でステンレスパイプの内面を研磨した。なお、やすりの粒度はＪＩＳ規格の「ＪＩＳ　Ｒ　６０１０　研磨布紙用研磨材の粒度による規定」に基づく。このような縦研磨によって研磨された複数本のステンレスパイプの中で、任意の２本について周方向の算術平均粗さ（Ｒａ）を測定すると、１本目は０．７５７６μｍであり、２本目は０．６１０３μｍであった。
＜表２＞
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
　表２に、本発明に係る内面研磨装置１０によって研磨されたステンレスパイプ１内面の周方向の算術平均粗さ（Ｒａ）を測定したグラフを示している。この研磨では、液体としての水と、研磨剤としての酸化アルミニウムとを混合した研磨液を用いた。最初の第１工程では、線径が０．５ｍｍのブラシ４４を用い、治具２１を３００ｒｐｍで３０分間、回転させた。任意の時期に第１工程において、ステンレスパイプ１の内面をブラシ４４が押圧する内圧を計測すると１２０Ｎ以上１６０Ｎ以下であった。続く第２工程では、線径が０．４ｍｍのブラシ４４を用い、治具２１を３００ｒｐｍで３０分間、回転させた。任意の時期に第２工程において、ステンレスパイプ１の内面をブラシ４４が押圧する内圧を計測すると１６０Ｎ以上２７０Ｎ以下であった。これら２つの工程によって研磨された複数本のステンレスパイプの中で、任意の２本について周方向の算術平均粗さ（Ｒａ）を測定すると、１本目は０．０９３μｍであり、２本目は０．０９６μｍであった。以上から、本発明に係るステンレスパイプ１の内面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．１μｍ未満であることが分かった。なお、この算術平均粗さ（Ｒａ）はＪＩＳ　Ｂ　００３１（１９９４）での規定に基づく。
　以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
　前記実施形態では、４ｍ長さのステンレスパイプ１の内面を８本の治具２１で研磨したが、これに限定されない。ステンレスパイプの長さと同じ長さの１本の治具を用いても良い。このとき、モータ３０および治具２１を軸２３方向に移動させなくても良い（図１等参照）。治具の本数は８本に限定されず、２本、３本など複数本の治具を用いても良い。
　また前記実施形態では、図２に示すように、隣り合う２つの治具２１の間隔をＬ２とし、この間隔Ｌ２は治具２１の長さＬ１より短いがこれに限定されない。モータ３０を軸方向に移動させてステンレスパイプの内面全体を研磨できる限り、間隔Ｌ２は治具の長さＬ１と同じであっても良く、治具の長さＬ１より長くても良い。
　前記実施形態では、ブラシ４４の先端と軸２３との間の寸法Ｌ３（図３参照）はステンレスパイプ１内径の半分の寸法Ｌ４（図４参照）より大きいがこれに限定されず、寸法Ｌ３と寸法Ｌ４が等しくても良い。
　前記実施形態では、軸２３とブラシ４４との間に配置された内側弾性体が、弾性を有するチューブ４５であるが（図３参照）、これに限定されない。内側弾性体が、例えばバネ又はゴムでもよい。
　前記実施形態では、図３に示すように、ブラシ受け４８の内側にブラシ４４の基部４４ａが配置されている場合を示しているが、ブラシ受け４８の内側に、基部４４ａの一部が配置されていてもよく、基部４４ａと基部４４ａに植え込まれた複数の樹脂（毛）の少なくとも一部が配置されていてもよい。
　前記実施形態では、図３に示すように、ブラシ受け４８が側壁４８ａと底壁４８ｂとを有するが、ブラシ受けの構成は変更可能である。
　前記実施形態では、図３に示すように、チューブ４５の径方向外側にブラシ４４の基部４４ａが配置され、チューブ４５が直接ブラシ４４の基部４４ａを押圧する。しかし、チューブ４５とブラシ４４の間に、他の部材が配置されていてもよい。
　前記実施形態では、図３に示すように、ブラシ４４及びそのブラシ４４を支持するブラシ受け４８が、治具２１の周方向に等間隔に３箇所配置されている。しかし、ブラシ４４及びそのブラシ４４を支持するブラシ受け４８が、治具２１の周方向に等間隔に配置されていなくてもよい。ブラシ４４及びそのブラシ４４を支持するブラシ受け４８は、治具２１の周方向に、１箇所、２箇所、又は、４箇所以上に配置されていてもよい。また、ブラシ４４とその径方向内側に配置されたチューブ４５が、治具２１の周方向全体に連続して配置されていてもよい。
　　１　ステンレスパイプ（被研磨材）
　　２　研磨剤
　　１０　内面研磨装置
　　１２　ポンプ（供給手段）
　　２１　治具（回転体）
　　２２　シャフト
　　２３　軸
　　３０　モータ（駆動手段）
　　４１　本体
　　４４　ブラシ
　　４５　チューブ（内側弾性体）
　　Ｓ　空間

Claims (17)

  1. 　被研磨材である金属パイプの内面を研磨する金属パイプの内面研磨装置であって、
    　軸方向に延びる回転体と、
    　前記回転体を前記軸回りに回転させる駆動手段と、
    　粒状の研磨剤と液体とが混合された研磨液を前記金属パイプの内側に供給する供給手段と、
    　を備え、
    　前記回転体が、
    　前記軸と直交する径方向に突出した弾性を有するブラシと、前記ブラシより径方向内側に配置された内側弾性体とを有し、
    　前記軸と前記ブラシの先端との間の寸法が、前記金属パイプの内径の半分以上であり、
    　前記回転体が前記金属パイプの内側に配置された状態で、前記内側弾性体が前記ブラシを径方向外方に押圧することにより、前記ブラシの先端部が起立したまま前記金属パイプ内面に当接しつつ、前記金属パイプ内面に内圧を負荷することで、前記供給手段から前記金属パイプの内面に供給された研磨剤が、前記金属パイプの内面に付着しつつ、前記ブラシの先端部により前記金属パイプの内面に押し当てられることによって、前記内面が研磨されることを特徴とする金属パイプの内面研磨装置。
  2. 　前記回転体が前記金属パイプの内側に配置された状態で、前記ブラシの先端部が起立したまま前記金属パイプ内面に当接しつつ、前記金属パイプ内面に８０Ｎ以上の内圧を負荷することを特徴とする請求項１に記載の金属パイプの内面研磨装置。
  3. 　前記回転体が前記金属パイプの内側に配置された状態で、前記ブラシの先端部が起立したまま前記金属パイプ内面に当接しつつ、前記金属パイプ内面に３００Ｎ以下の内圧を負荷することを特徴とする請求項１又は２に記載の金属パイプの内面研磨装置。
  4. 　前記回転体が、前記ブラシと前記ブラシの径方向内側に配置された前記内側弾性体とを支持するブラシ受けを有し、
    　前記ブラシ受けは、前記ブラシを径方向に移動可能に支持していることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の金属パイプの内面研磨装置。
  5. 　前記ブラシ受けは、前記ブラシの両側に配置された側壁を有し、
    　前記側壁が、前記ブラシを径方向に移動可能に支持していることを特徴とする請求項４に記載の金属パイプの内面研磨装置。
  6. 　前記回転体は、記回転体の軸方向に延びた本体を有し、
    　前記ブラシは、前記本体の径方向外側に配置され、
    　前記内側弾性体は、前記本体と前記ブラシの間に配置されていることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の金属パイプの内面研磨装置。
  7. 　前記ブラシが、前記回転体の軸方向に沿って配置され、
    　前記内側弾性体が、前記ブラシの径方向内側において、前記回転体の軸方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項１～６に記載の金属パイプの内面研磨装置。
  8. 　前記回転体が、複数の前記ブラシを有し、
    　複数の前記ブラシが、前記回転体の径方向に離れて配置され、
    　前記回転体の径方向に隣り合う２つの前記ブラシの間に、空間が形成されていることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の金属パイプの内面研磨装置。
  9. 　複数の前記ブラシが、前記回転体の周方向に等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の金属パイプの内面研磨装置。
  10. 　前記回転体が、複数の前記ブラシと、複数の前記ブラシ受けとを有し、
    　複数の前記ブラシ受けのそれぞれが、複数の前記ブラシのそれぞれを支持し、
    　複数の前記ブラシと各ブラシを支持するブラシ受けが、前記回転体の周方向に等間隔に配置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の金属パイプの内面研磨装置。
  11. 　前記回転体が前記金属パイプの内側に設置された状態で、
    　前記ブラシの先端部が前記金属パイプの内面に当接しているとき、前記ブラシの先端部の少なくとも一部が、前記金属パイプの内面と当接した接点における接線に対して垂直であることを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の金属パイプの内面研磨装置。
  12. 　前記駆動手段は、前記軸回りに前記回転体を回転させつつ、前記軸に沿って前記回転体を移動させることを特徴とする請求項１～１１のいずれか１項に記載の金属パイプの内面研磨装置。
  13. 　複数の前記回転体が、その軸方向にシャフトを介して連結されていることを特徴とする請求項１～１２のいずれか１項に記載の金属パイプの内面研磨装置。
  14. 　軸方向に隣り合う前記回転体の間隔が、前記回転体の軸方向の長さより短いことを特徴とする請求項１３に記載の金属パイプの内面研磨装置。
  15. 　前記回転体が前記金属パイプの内側に設置された状態で、前記内側弾性体が圧縮され、且つ、前記内側弾性体が前記ブラシを径方向外方に弾性的に押圧することを特徴とする請求項１～１４のいずれか１項に記載の金属パイプの内面研磨装置。
  16. 　請求項１～１５のいずれか１項に記載された内面研磨装置によって研磨された内面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ未満であることを特徴とする金属パイプ。
  17. 　請求項１～１６のいずれか１項に記載された内面研磨装置によって内面が研磨され、長さが４ｍ以上であることを特徴とする金属パイプ。
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