金属管的内表面研磨装置和金属管的制作方法

1.本发明涉及金属管的内表面研磨装置和使用该装置对内表面进行了研磨的金属管。


背景技术：

2.以往，在对金属管的内表面进行研磨的情况下，已知有在利用粒度号小的研磨材料进行基底处理之后利用粒度号大的研磨材料对内表面进行精研磨的方法。这样的研磨方法在所谓的纵向研磨(参照专利文献1)中采用，即，将研磨带按压在金属管的内表面上，通过使该研磨带沿金属管的长度方向移动来对金属管的内表面进行研磨。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开平11-188594号公报


技术实现要素：

6.发明所要解决的技术问题
7.但是，在专利文献1中所记载的纵向研磨中存在的问题是，研磨后的金属管内表面的表面粗糙。因此，对于例如在药品或食品的制造设备中使用的管不是优选的，并且，期望的是，表面粗糙度更小的内表面的金属管。
8.另外，在专利文献1中所记载的纵向研磨中存在的问题是：在研磨金属管内表面时产生的粉尘飞散到大气中，或者为了将磨损的研磨带更换为新的研磨带而研磨时间变长。
9.因此，本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够形成内表面被镜面加工的金属管的金属管内表面研磨装置，以及使用该装置对内表面进行研磨的金属管。
10.本发明的目的还在于提供一种金属管的内表面研磨装置以及使用该装置对内表面进行研磨的金属管，所述金属管的内表面研磨装置能够防止研磨时产生的粉尘飞散到大气中，并且，与以往的纵向研磨相比能够缩短研磨时间。
11.用于解决问题的手段
12.本发明的金属管的内表面研磨装置是对作为被研磨材料的金属管的内表面进行研磨的装置，其特征在于，具备：旋转体，沿轴向延伸；驱动单元，使所述旋转体绕所述轴旋转；以及供给单元，将混合了粒状的研磨剂和液体的研磨液供给到所述金属管的内侧，其中，所述旋转体具有刷和内侧弹性体，所述刷向与所述轴正交的径向突出并具有弹性，所述内侧弹性体配置在比所述刷更靠径向内侧的位置，所述轴与所述刷的前端之间的尺寸为所述金属管的内径的一半以上，在所述旋转体配置于所述金属管的内侧的状态下，所述内侧弹性体向径向外方按压所述刷，由此所述刷的前端部以立起的状态与所述金属管内表面抵接，并且，对所述金属管内表面施加内压，由此从所述供给单元供给到所述金属管的内表面的研磨剂附着于所述金属管的内表面，并且，通过所述刷的前端部按压所述金属管的内表
面，从而研磨所述内表面。
13.在本发明中，“金属管”是指金属制的管道、金属制的筒状的部件、或者金属制的管。在本发明中，“金属管的内表面研磨装置”是指“金属制的管道的内表面研磨装置”、“金属制的筒状部件的内表面研磨装置”、或者“金属制的管的内表面研磨装置”。
14.另外，在本发明中，“向与轴正交的径向突出并具有弹性的刷”是指，不仅包括所有刷向与轴正交的径向突出并具有弹性的情况，还包括刷的一部分向与轴正交的径向突出并具有弹性的情况。例如，在刷具有多个刷毛的情况下，多个刷毛的一部分向与轴正交的径向突出并具有弹性的刷是“向与轴正交的径向突出并具有弹性的刷”。在刷具有多个刷毛的情况下，所有刷毛向与轴正交的径向突出并具有弹性的刷是“向与轴正交的径向突出并具有弹性的刷”。
15.另外，在本发明中，“刷的前端部与金属管内表面抵接”不仅包括刷具有多个刷毛且刷的多个刷毛与金属管的内表面相对的情况、刷具有的所有刷毛的前端部与金属管内表面抵接的情况，还包括刷具有的刷毛的一部分的前端部与金属管内表面抵接的情况。优选的是，内侧弹性体能够向旋转体的径向弹性位移。
16.根据本实施方式的内表面研磨装置，轴与刷的前端之间的尺寸为金属管的内径的一半以上，并且，内侧弹性体在径向上弹性位移。在旋转体插入到金属管的内侧时，向径向内方弹性位移的内侧弹性体向径向外方按压刷，由此刷的前端部以立起的状态与金属管内表面抵接，并且，对金属管内表面施加内压。在该状态下，通过驱动单元使旋转体旋转，由此供给到金属管的内侧的研磨液被刷的前端部按压于金属管的内表面，从而附着于金属管的内表面。刷在通过附着于金属管的内表面的研磨剂对金属管的内表面施加内压的状态下绕轴旋转。位于刷与金属管的内表面之间的研磨剂在被刷按压于金属管的内表面的状态下与刷一起在金属管的内表面沿周向移动。由此，通过对金属管的内表面进行研磨，形成内表面被镜面精加工的不锈钢管。
17.在发明的金属管的内表面研磨装置中，优选的是，在所述旋转体配置于所述金属管的内侧的状态下，所述刷的前端部以立起的状态与所述金属管内表面抵接，并且，对所述金属管内表面施加80n以上的内压。优选的是，在所述旋转体配置于所述金属管的内侧的状态下，所述刷的前端部以立起的状态与所述金属管内表面抵接，并且，对所述金属管内表面施加300n以下的内压。进一步优选的是，在所述旋转体配置于所述金属管的内侧的状态下，所述刷的前端部以立起的状态与所述金属管内表面抵接，并且，对所述金属管内表面施加80n以上且300n以下的内压。
18.在内压小于80n的情况下，刷的前端部将研磨剂按压于不锈钢管的内表面的力变弱，具有难以研磨的倾向。通过对金属管内表面施加80n以上的内压，能够抑制金属管内表面难以研磨。在内压大于300n的情况下，具有刷弯曲而难以立起的倾向。通过对金属管内表面施加300n以下的内压，能够抑制刷变得难以弯曲。
19.在发明的金属管的内表面研磨装置中，优选的是，所述旋转体具有刷座，所述刷座支撑所述刷和配置在所述刷的径向内侧的所述内侧弹性体，所述刷座支撑所述刷以使其能够沿径向移动。
20.向径向内方弹性位移的内侧弹性体向径向外方按压刷时，通过刷座，刷的前端部以立起的状态与金属管内表面抵接，并且，对金属管内表面可靠地施加内压。由此，研磨剂
更容易被按压于金属管的内表面。
21.在发明的金属管的内表面研磨装置中，优选的是，所述刷座具有配置在所述刷的两侧的侧壁，所述侧壁支撑所述刷以使其能够沿径向移动。
22.由于刷座的侧壁对刷进行支撑以使其能够沿径向移动，因此，在向径向内方弹性位移的内侧弹性体向径向外方按压刷时，刷的前端部以立起的状态与金属管内表面抵接，并且，对金属管内表面可靠地施加内压。由此，研磨剂容易被刷按压于金属管的内表面。
23.在发明的金属管的内表面研磨装置中，优选的是，所述旋转体具有沿所述旋转体的轴向延伸的主体，所述刷配置在所述主体的径向外侧，所述内侧弹性体配置在所述主体和所述刷之间。
24.根据上述结构，能够形成为内侧弹性体向径向外方按压刷的结构。另外，在上述结构中，内侧弹性体也可以直接按压刷。通过采用内侧弹性体直接按压刷的结构，研磨剂更容易被按压于金属管的内表面。
25.在发明的金属管的内表面研磨装置中，优选的是，所述刷沿着所述旋转体的轴向配置，所述内侧弹性体在所述刷的径向内侧沿着所述旋转体的轴向配置。
26.根据上述结构，能够利用内侧弹性体在旋转体的整个轴向上按压刷。另外，能够在旋转体的整个轴向上均匀地按压刷。由此，在金属管的内表面，能够将刷与金属管内表面之间的整个研磨剂可靠地按压于金属管内表面。
27.在发明的金属管的内表面研磨装置中，优选的是，所述旋转体具有多个所述刷，多个所述刷在所述旋转体的径向上分离地配置，在所述旋转体的径向上相邻的2个所述刷之间形成有空间。
28.根据上述结构，在金属管的内侧配置有旋转体的状态下，在旋转体的相邻的2个刷之间形成空间。在通过供给单元向金属管的内侧供给研磨液的情况下，研磨液通过在旋转体的相邻的2个刷之间的空间而从金属管的一端遍布至另一端。由此，能够使研磨剂从金属管的一端到另一端附着于金属管的内表面。
29.在发明的金属管的内表面研磨装置中，优选的是，多个所述刷等间隔地配置在所述旋转体的周向上。
30.多个刷等间隔地配置在旋转体的周向上，由此各刷的前端部施加于金属管内表面的内压大致相同。由此，能够沿周向均匀地研磨金属管内表面。
31.在发明的金属管的内表面研磨装置中，优选的是，所述旋转体具有多个所述刷和多个所述刷座，多个所述刷座分别支撑多个所述刷，多个所述刷和支撑各刷的刷座等间隔地配置在所述旋转体的周向上。
32.通过多个刷等间隔地配置在旋转体的周向上，各刷的前端部施加于金属管内表面的内压大致相同。另外，由于通过刷座支撑所有的刷以使其能够沿径向移动，因而能够通过所有的刷对金属管内表面可靠地施加内压。由此，能够沿周向均匀地研磨金属管内表面。
33.在发明的金属管的内表面研磨装置中，优选的是，在所述旋转体配置在所述金属管的内侧的状态下，当所述刷的前端部与所述金属管的内表面抵接时，所述刷的前端部的至少一部分相对于与所述金属管的内表面抵接的切点处的切线垂直。
34.在旋转体配置于金属管的内侧的状态下，当刷的前端部与所述金属管的内表面抵接时，在刷的前端部的至少一部分相对于与金属管的内表面抵接的切点处的切线垂直的情
况下，相对于与金属管的内表面抵接的切点处的切线垂直的部分，沿径向可靠地按压金属管的内表面。由此，位于刷与金属管的内表面之间的研磨剂可靠地按压于金属管内表面，因而能够形成内表面被镜面加工的金属管。
35.在发明的金属管的内表面研磨装置中，优选的是，所述驱动单元使所述旋转体绕所述轴旋转的，并使所述旋转体沿所述轴移动。
36.驱动单元使旋转体绕轴旋转并使旋转体沿轴移动，由此，即使是比旋转体长的金属管，也能够研磨其内表面。
37.在发明的金属管的内表面研磨装置中，优选的是，多个所述旋转体在其轴向上通过轴体连接。另外，优选的是，在轴向上相邻的所述旋转体的间隔比所述旋转体的轴向的长度短。
38.根据上述结构，根据金属管的长度来连接多个旋转体，由此即使是长度例如为4m以上的长条状金属管，多个旋转体也能够将研磨剂按压于金属管的内表面而进行研磨。
39.在发明的金属管的内表面研磨装置中，优选的是，在所述旋转体设置于所述金属管的内侧的状态下，所述内侧弹性体被压缩，并且，所述内侧弹性体向径向外方弹性地按压所述刷。
40.根据上述结构，利用刷对金属管的内表面可靠地施加内压。由此，配置于刷的前端部与金属管的内表面之间的研磨剂可靠地按压于金属管的内表面。
41.本发明的金属管在通过上述内表面研磨装置所研磨的内表面的算术平均粗糙度(ra)小于0.1μm。通过上述内表面研磨装置能够获得内表面被镜面精加工的金属管。
42.本发明的金属管通过上述内表面研磨装置对内表面进行研磨，长度为4m以上。通过上述内表面研磨装置能够获得内表面被镜面加工的长条状的金属管。
43.本发明的“金属管”是金属制的管道、金属制的筒状部件、或者金属制的管。
44.发明效果
45.在本发明中，旋转体的轴与刷的前端之间的尺寸为金属管的内径的一半以上，并且，内侧弹性体弹性位移。由此，在将旋转体插入金属管的内侧时，通过刷向内方移动而弹性位移的内侧弹性体向径向外方弹性地按压刷。由此，向径向外方按压的刷的前端部以立起的状态与金属管内表面抵接而施加内压。而且，若在供给了研磨液的状态下使配置于金属管的内侧的旋转体旋转，则刷的前端部保持立起状态并将研磨液按压于金属管的内表面，从而使研磨剂附着于金属管的内表面。刷通过研磨剂对金属管施加内压并且旋转体绕轴旋转，由此附着于金属管的内表面的研磨剂沿周向对金属管的内表面进行研磨。由此，能够形成内表面被镜面加工的金属管。另外，由于对金属管内表面进行研磨时产生的粉尘混入到研磨液中，因而能够防止粉尘飞散到大气中。而且，液体能够吸收因研磨剂对金属管内表面进行研磨而产生的摩擦热并进行冷却。另一方面，如果使用锉刀对金属管的内表面进行研磨，则会产生将磨损的锉刀更换为新的锉刀的麻烦。但是，由于研磨剂对金属管内表面进行研磨，因而旋转体本身不会磨损。因此，能够省去更换为新的旋转体的麻烦，因而与使用锉刀的情况相比，能够缩短研磨时间。
附图说明
46.图1是本发明的实施方式的金属管的内表面研磨装置的概略剖视图。
47.图2是示出通过轴体连接的多个夹具的局部放大俯视图。
48.图3是沿着图2的a－a线的夹具的剖视图。
49.图4是金属管的剖视图。
50.图5是示出配置金属管的中途的内表面研磨装置的概略剖视图。
51.图6是示出配置并固定了金属管的内表面研磨装置的概略剖视图。
52.图7是使金属管从夹具单元的另一端部向一端部移动的中途的局部放大俯视图。
53.图8是示出将金属管定位后的状态的夹具单元另一端部的局部放大俯视图。
54.图9是示出插入金属管内侧的夹具的一部分的放大剖视图。
55.图10是示出图9的刷前端部的局部放大剖视图。
56.图11是向金属管的内侧供给研磨液并使夹具旋转的状态下的沿着图8的b－b线的剖视图。
57.图12是图11的夹具的局部放大剖视图。
具体实施方式
58.以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。
59.图1所示的本实施方式的内表面研磨装置10对长度为4m的长条状的金属制管(被研磨材料)的内表面进行研磨。在此，例示金属制管为不锈钢管的情况。在本实施方式和后述的实施例以及比较例中，“不锈钢管”是不锈钢制的管道、不锈钢制的筒状的部件、或者不锈钢制的管。通过内表面研磨装置10对内表面进行了研磨的不锈钢管用于食品或药品的制造装置，但用途没有特别限制。通过内表面研磨装置10所研磨的不锈钢管的内表面的算术平均粗糙度(ra)小于0.1μm。
60.另外，该内表面研磨装置10不限于不锈钢管，能够对钛、黄铜等不锈钢以外的金属制的管道、筒状的部件、或者管的内表面进行研磨。另外，在本实施方式中，对长度为4m的长条状不锈钢管进行研磨，但所研磨的金属管的长度没有特别限制。可以研磨比4m短的金属管的内表面，或者也可以研磨例如6m等的比4m长的金属管的内表面。
61.如后所述，内表面研磨装置10使用混入到液体中的湿式研磨剂对不锈钢管的内表面进行研磨。因此，为了防止液体向外部漏出，内表面研磨装置10被箱型的罩(未图示)覆盖，但为了便于说明，在此省略了罩。
62.图6示出了在图1所示的内表面研磨装置10中配置有不锈钢管(金属管)1的状态。一并参照图6，内表面研磨装置10具备：在配置且固定了不锈钢管1的状态下向不锈钢管1的内侧供给研磨液的供给单元即泵(供给单元)12(参照图6)；在不锈钢管1的内侧旋转的旋转体即夹具(旋转体)21(参照图1)；以及驱动夹具21绕轴23旋转的驱动单元即马达(驱动单元)30(参照图1、图6)。
63.如图6所示，泵12与储存研磨液的罐13连通。从泵12的前端14排出罐13内的研磨液。在内表面研磨装置10中配置有不锈钢管1的状态下，泵12的前端14经由管(未图示)与不锈钢管1的与马达30相反侧的端部开口连接。在内表面研磨装置10中配置不锈钢管1并进行运转的期间，泵12向不锈钢管1的内侧排出并供给研磨液。供给到不锈钢管1的研磨液从不锈钢管1的马达30侧端部开口排出。所排出的研磨液流向配置在不锈钢管1和夹具21(参照图1)下方的回收器16，并储存在排水盘17中。另外，该回收器16与未图示的罩一体形成。
64.研磨液是液体与粒状研磨剂的混合液。在本实施方式中，采用水作为液体，但不限于此。液体例如可以是酸性水或有机溶剂。具体而言，液体可以是醇、油、乙醇或硝酸。液体的材料没有特别限制，只要是能够通过与研磨剂混合而用于金属的研磨的液体即可。
65.在本实施方式中，作为研磨剂采用氧化铝，但不限于此。作为研磨剂，例如使用湿式研磨剂。研磨剂优选为比重比水大，且硬度比作为研磨对象的金属高。作为这样的研磨剂，例如采用碳化物或氧化物。具体而言，作为研磨剂，可以使用碳或金刚石。研磨剂的材料没有特别限制，只要是能够通过与液体混合而用于金属的研磨的研磨剂即可。
66.利用夹具21(参照图1)将研磨剂按压于不锈钢管1的内表面，从而对不锈钢管1的内表面进行研磨。本实施方式的内表面研磨装置10具有8个夹具21，这些夹具21在轴23方向上通过轴体22连接。即，使用8个夹具21对4m的不锈钢管1(参照图6)的内表面进行研磨。另外，为了便于说明，在以下的说明中，将8个夹具21和轴体22统称为夹具单元20。
67.如图1所示，夹具单元20的马达30侧的一端部(轴体22的一端部)由马达30可旋转地支撑。夹具单元20的与马达30相反侧的另一端部(轴体22的另一端部)由竖立设置在地面的支撑脚33c支撑。在夹具单元20中，轴体22的一部分由以预定间隔配置在马达30与支撑脚33c之间的未图示的多个支撑脚支撑。支撑脚33c的前端部通过夹持轴体22而进行支撑，通过开闭该前端部，能够进行夹具单元20的支撑以及支撑的解除。在利用不锈钢管1覆盖夹具单元20的同时使不锈钢管1从夹具单元20的另一端部向一端部移动时，支撑脚33c解除夹具单元20的支撑。
68.图2是示出夹具单元20中从马达30分开配置的另一端部侧的3个夹具21的局部放大俯视图。夹具单元20具有8个夹具21，但在此作为代表仅示出了3个夹具21。8个夹具21每一个都是相同形状，夹具21的长度尺寸为l1。相邻的夹具21以l2的间隔等间隔地配置。夹具21与夹具21的间隔l2比夹具21的长度l1短。
69.图3是沿图2的a－a线的剖视图，是与轴23正交的方向的夹具21的放大剖视图。夹具21固定在轴体22上，与轴体22一起旋转。夹具21具有：沿轴23方向延伸的主体41；从主体41向与轴23正交的径向的外方突出，并设置于径向外侧且能够沿径向移动的刷44；以及配置于轴23与刷44之间，朝向径向外方弹性地按压刷44的作为内侧弹性体的管(内侧弹性体)45。
70.主体41的与轴23正交的截面为圆筒形状，在主体41的周向上等间隔地与主体41一体地形成有3个截面凹状的刷座48。在该刷座48的内侧配置有刷44的基部44a和管45。刷44和管45由刷座48支撑。
71.刷44由线状延伸的无数的树脂(刷毛)构成，并具有弹性。在此，刷44是包括植入有无数树脂的基部44a的概念。本实施方式的构成刷44的各个树脂在与延伸方向正交的方向上的截面为圆形。只要在插入到不锈钢管1的内侧的夹具21旋转时刷44能够保持立起状态，则刷44的各树脂的直径(与长度方向垂直的面的直径)没有特别限制。例如，也可以采用直径(以下，称为线径)为0.2mm以上且0.6mm以下的呈线状延伸的树脂。
72.刷44可沿径向移动地支撑于刷座48的侧壁48a。刷44配置在比管45更靠径向外侧的位置，与轴23平行地笔直延伸。在本实施方式中，3个刷44在主体41的周向上等间隔地配置。另外，刷44的数量不限于3个。由刷座48支撑的刷44在与轴23正交的方向(径向)上从主体41突出，并沿着径向立起。刷44被管45朝向径向外方弹性地按压，并且卡止于设置在刷座
48的止动件(未图示)，由此保持通过刷座48的支撑状态。刷44的前端与轴23之间的尺寸l3比不锈钢管1内径的一半的尺寸l4(参照图4)大。此外，刷44和其前端部立起是指刷44和其前端部竖立，并且，不包括刷44和其前端部弯曲或弯折的情况。
73.内侧弹性部件是树脂制的管45，具有弹性。管45在刷座48内配置于轴23与刷44之间，即配置于比刷44靠径向内侧的位置。配置在刷座48内的管45配置在刷座48的底壁48b与刷44之间，进行弹性位移。管45与刷44接触，并且，直接朝向径向外方按压刷44。另外，由于管45在刷44的长度方向(与轴23平行的方向)上从刷44的一端延伸到另一端，因而在刷44的整个长度方向上，管45能够均匀地按压刷44。
74.返回到图1，马达30使夹具21绕轴23旋转，并使夹具21沿着轴23移动。马达30固定于基板32上，该基板32设置成能够在一对导轨31上沿轴23方向移动。一对导轨31在水平方向上并排设置，并固定支撑板34上，该支撑板34安装在竖立设置于地面的支撑脚33a和支撑脚33b。
75.另外，基板32通过齿条和小齿轮沿轴23驱动。在基板32上载置有未图示的马达，该马达通过轴体36使小齿轮37旋转。通过使与安装在支撑脚33a和支撑脚33b上的齿条38啮合的小齿轮37旋转，马达30与基板32一起沿着轴23移动。
76.以下，对利用内表面研磨装置10对不锈钢管1的内表面进行研磨的方法进行说明。
77.图5是示出设置不锈钢管1的中途的内表面研磨装置10的概略剖视图。在图5中，以从夹具单元20的另一端部向一端部覆盖夹具21的方式使不锈钢管1沿轴23方向移动(参照图7)，进行定位。图8是示出对不锈钢管1进行了定位的状态的夹具单元20的另一端部的局部放大俯视图。当不锈钢管1定位固定时，在不锈钢管1的内侧配置所有夹具21。当不锈钢管1被定位时，不锈钢管1的与马达30相反侧的端部开口经由管(未图示)与泵12的前端14(参照图6)连接，能够将罐13内的研磨液供给到不锈钢管1的内侧。
78.如图3所示，刷44的前端与轴23之间的尺寸l3比不锈钢管1内径的一半的尺寸l4大。因此，如图9所示，当夹具21插入不锈钢管1的内侧时，刷44向径向的内方移动，管45被压缩。由此，管45向径向外方弹性地按压刷44，因而在刷44立起的状态下，其前端部与不锈钢管1的内表面抵接而施加恒定的内压。此时，如图10所示，刷44的至少一部分的前端部与不锈钢管1的内表面垂直抵接。在本实施方式中，优选的是，将刷44的前端部施加于不锈钢管1的内表面的内压设为80n以上。在本实施方式中，优选的是，将刷44的前端部施加于不锈钢管1的内表面的内压设为300n以下。在内压小于80n的情况下，刷44的前端部将研磨剂按压于不锈钢管1的内表面的力变弱，具有难以研磨的倾向。另一方面，在内压大于300n的情况下，具有刷44弯曲而难以立起的倾向。
79.当从图6所示的罐13向不锈钢管1的内侧供给研磨液时，研磨液通过在不锈钢管1的内表面与夹具21的表面之间形成的空间s(参照图11)，研磨液从不锈钢管1的一端遍布到另一端。在该状态下，当马达30使夹具21绕轴23旋转时，研磨液通过离心力而向刷44的前端部移动并聚集。而且，刷44的前端部将研磨液按压于不锈钢管1的内表面，由此研磨剂2附着于不锈钢管1的内表面。另外，由于管45向径向外方弹性地按压刷44，因而在夹具21旋转期间，刷44和其前端部保持立起状态(参照图12)。这样，刷44通过研磨剂2对不锈钢管1施加内压并且绕轴23旋转，从而附着于不锈钢管1的内表面的研磨剂2沿周向对不锈钢管1的内表面进行研磨。
80.如上所述，在本实施方式中，当将夹具21插入不锈钢管1的内侧时，管45向内方弹性位移(压缩)。向内方弹性位移的管45向径向外方弹性地按压刷44。由此，管45在向径向外方按压的刷44的前端部以立起的状态与金属管内表面抵接而施加内压。而且，当向不锈钢管1内供给研磨液而使夹具21旋转时，刷44的前端部保持着立起状态并旋转。此时，刷44的前端部将所附着的研磨剂按压于不锈钢管1的内表面，由此研磨剂沿周向对所述内表面进行研磨。即，本发明涉及仅使用物理研磨来研磨金属管的内表面的装置。
81.马达30使夹具21绕轴旋转并使夹具21沿着轴23移动。由于相邻的夹具21等间隔地配置，因而马达30使夹具21沿轴23方向移动夹具21与夹具21之间的间隔l2的量。由此，不锈钢管1的整个内表面被夹具21和研磨剂2研磨。这样，通过隔开间隔l2地配置相邻的夹具21和夹具21，与使用在不锈钢管1的整个长度方向上延伸的1个夹具的情况相比，能够抑制使夹具21绕轴23旋转的驱动力，能够实现马达30的小型化或能够降低消耗电力。另外，能够抑制从不锈钢管1的内表面受到的反作用力，防止夹具单元20的破损。
82.[本实施方式的内表面研磨装置的特征]
[0083]
本实施方式的不锈钢管1的内表面研磨装置10具有以下特征。
[0084]
在本实施方式的内表面研磨装置10中，如图3所示，夹具21的轴23与刷44的前端之间的尺寸为不锈钢管1的内径的一半尺寸l4以上，管45本身弹性位移。由此，当将夹具21插入不锈钢管1的内侧时，向内方弹性位移的管45向径向外方按压刷44。并且，被向径向外方按压的刷44的前端部以立起的状态与不锈钢管1内表面抵接而施加内压。因此，若在供给了研磨液的状态下使配置于不锈钢管1的内侧的夹具21旋转，则刷44的前端部将研磨液按压于不锈钢管1的内表面，能够使研磨剂附着于不锈钢管1的内表面。刷44通过研磨剂对不锈钢管1施加内压并且夹具21绕轴23旋转，由此附着于不锈钢管1的内表面的研磨剂2沿周向对不锈钢管1的内表面进行研磨。由此，能够形成内表面被镜面加工的不锈钢管1。
[0085]
在本实施方式的内表面研磨装置10中，由于研磨不锈钢管1内表面时产生的粉尘混入到研磨液中，因而能够防止粉尘飞散到大气中。另外，液体能够吸收因研磨剂2研磨不锈钢管1内表面而产生的摩擦热并进行冷却。另一方面，如果使用锉刀对不锈钢管的内表面进行研磨，则会产生将磨损的锉刀更换为新的锉刀的麻烦。但是，在本发明中，由于研磨剂2研磨不锈钢管1内表面，因而夹具21本身不会磨损。因此，能够省去更换新的夹具21的麻烦，从而能够缩短研磨时间。
[0086]
在本实施方式的内表面研磨装置10中，优选的是，刷44的前端部以立起的状态与金属管内表面抵接而施加80n以上的内压。在本实施方式的内表面研磨装置10中，优选的是施加300n以下的内压。在内压小于80n的情况下，刷44的前端部将研磨剂按压于不锈钢管1的内表面的力变弱，具有难以研磨的倾向，但能够抑制该倾向。另一方面，在内压大于300n的情况下，具有刷44弯曲而难以立起的倾向，但能够抑制这种情况。
[0087]
在本实施方式的内表面研磨装置10中，配置于轴23与刷44之间的管45也可以沿刷44的长度方向(与轴23平行的方向)延伸。由此，在刷44的整个长度方向上，管45能够均匀地按压刷44。
[0088]
在本实施方式的内表面研磨装置10中，多个刷44在主体的周向上等间隔地配置，因而能够使多个刷44的前端部与不锈钢管1内表面抵接而施加的内压均匀。
[0089]
在本实施方式的内表面研磨装置10中，在夹具21配置于不锈钢管1的内侧的状态
下，刷44的前端部与不锈钢管1的内表面垂直抵接意味着刷44的前端部以立起的状态与不锈钢管1内表面抵接而施加内压。在该状态下，刷44通过研磨剂2对不锈钢管1施加内压并且夹具21绕轴23旋转，由此附着于不锈钢管1的内表面的研磨剂2沿周向对不锈钢管1的内表面进行研磨。因此，能够形成内表面被镜面加工的不锈钢管1。
[0090]
在本实施方式的内表面研磨装置10中，在不锈钢管1的内侧配置有夹具21的状态下，从不锈钢管1的一端朝向另一端注入研磨液。如图11所示，由于在不锈钢管1的内表面与夹具21的表面之间形成有空间s，因而注入到不锈钢管1内的研磨液能够通过空间s从不锈钢管1的一端遍布到另一端。
[0091]
在本实施方式的内表面研磨装置10中，如图1所示，马达30使夹具21绕轴23旋转并使夹具21沿着轴23移动。由此，即使是比夹具21长的不锈钢管1，也能够对其整个内表面进行研磨。
[0092]
在本实施方式的内表面研磨装置10中，夹具21在其轴23方向上通过轴体22连接。根据金属管的长度连接多个夹具21，由此即使是长度例如为4m以上的长条状金属管，多个夹具21也能够将研磨剂2按压于金属管的内表面而进行研磨。
[0093]
《实施例》
[0094]
本技术的发明人测量了由上述内表面研磨装置10所研磨的不锈钢管1的内表面的算术平均粗糙度(ra)，并与以往的不锈钢管的内表面的算术平均粗糙度(ra)进行了比较。
[0095]
《表1》
[0096][0097]
在表1中，作为比较例，示出了曲线图，其表示通过以往的纵向研磨而研磨的不锈钢管内表面的周向的算术平均粗糙度(ra)。在该纵向研磨中，在第1工序中使用90号粒度的锉刀、在第2工序中使用120号粒度的锉刀、在第3工序中使用140号粒度的锉刀、在第4工序中使用240号粒度的锉刀、在第5工序中使用400号粒度的锉刀，在共计5个工序中对不锈钢管的内表面进行了研磨。另外，锉刀的粒度基于jis标准的“根据jisr6010研磨布纸用研磨材料的粒度的规定”。在通过这样的纵向研磨所研磨的多个不锈钢管中，对任意2个测量了圆周方向的算术平均粗糙度(ra)时，第1个为0.7576μm，第2个为0.6103μm。
[0098]
《表2》
[0099]
[0100]
表2中示出了对通过本发明的内表面研磨装置10所研磨的不锈钢管1内表面的周向的算术平均粗糙度(ra)进行测量的曲线图。在该研磨中，使用混合了作为液体的水和作为研磨剂的氧化铝的研磨液。在最初的第1工序中，使用了线径为0.5mm的刷44，并使夹具21以300rpm旋转了30分钟。在任意时期，在第1工序中，在测量刷44按压不锈钢管1的内表面的内压时，该内压为120n以上且160n以下。在接下来的第2工序中，使用了线径为0.4mm的刷44，并使夹具21以300rpm旋转了30分钟。在任意时期，在第2工序中，在测量刷44按压不锈钢管1的内表面的内压时，该内压为160n以上且270n以下。在通过这2个工序所研磨的多个不锈钢管中，对任意2个测量了周向的算术平均粗糙度(ra)时，第1个为0.093μm，第2个为0.096μm。由以上可知，本发明的不锈钢管1的内表面的算术平均粗糙度(ra)小于0.1μm。另外，该算术平均粗糙度(ra)基于jisb 0031(1994)中的规定。
[0101]
以上，基于附图对本发明的实施方式进行了说明，但应该认为具体的结构不限于这些实施方式。本发明的范围不仅由上述实施方式的说明表示，而且还由权利要求书表示，并且，还包括与权利要求书等同的含义和范围内的所有修改。
[0102]
在上述实施方式中，用8个夹具21研磨了长度为4m的不锈钢管1的内表面，但不限于此。也可以使用与不锈钢管的长度相同长度的1个夹具。此时，也可以不使马达30和夹具21沿轴23方向移动(参照图1等)。夹具的个数不限于8个，也可以使用2个、3个等多个夹具。
[0103]
另外，在上述实施方式中，如图2所示，相邻的2个夹具21的间隔为l2，并且，该间隔l2比夹具21的长度l1短，但不限于此。只要能够使马达30沿轴向移动而对不锈钢管的整个内表面进行研磨，间隔l2可以与夹具的长度l1相同，也可以比夹具的长度l1长。
[0104]
在上述实施方式中，刷44的前端与轴23之间的尺寸l3(参照图3)比不锈钢管1内径的一半的尺寸l4(参照图4)大，但不限于此，尺寸l3和尺寸l4也可以相等。
[0105]
在上述实施方式中，配置于轴23与刷44之间的内侧弹性体是具有弹性的管45(参照图3)，但不限于此。内侧弹性体也可以是例如弹簧或橡胶。
[0106]
在上述实施方式中，如图3所示，示出了在刷座48的内侧配置有刷44的基部44a的情况，但在刷座48的内侧可以配置基部44a的一部分，也可以配置基部44a和植入基部44a的多个树脂(刷毛)的至少一部分。
[0107]
在上述实施方式中，如图3所示，刷座48具有侧壁48a和底壁48b，但刷座的结构可以改变。
[0108]
在上述实施方式中，如图3所示，在管45的径向外侧配置有刷44的基部44a，管45直接按压刷44的基部44a。但是，也可以在管45与刷44之间配置其他部件。
[0109]
在上述实施方式中，如图3所示，刷44和支撑该刷44的刷座48在夹具21的周向上等间隔地配置在3个位置处。但是，刷44和支撑该刷44的刷座48也可以不在夹具21的周向上等间隔地配置。刷44和支撑该刷44的刷座48也可以配置在夹具21的周向上的1个、2个或4个或更多个位置处。另外，刷44和配置在其径向内侧的管45也可以在夹具21的整个周向上连续地配置。
[0110]
附图标记说明
[0111]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
不锈钢管(被研磨材料)
[0112]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
研磨剂
[0113]
10
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
内表面研磨装置
[0114]
12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
泵(供给单元)
[0115]
21
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
夹具(旋转体)
[0116]
22
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
轴体
[0117]
23
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
轴
[0118]
30
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
马达(驱动单元)
[0119]
41
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
主体
[0120]
44
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
刷
[0121]
45
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
管(内侧弹性体)
[0122]sꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
空间