特許 7174648 山形鋼材の研磨装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-09

(45)【発行日】2022-11-17

(54)【発明の名称】山形鋼材の研磨装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 7/10 20060101AFI20221110BHJP

   B24B 27/00 20060101ALI20221110BHJP

   B24B 29/06 20060101ALI20221110BHJP

【ＦＩ】

B24B7/10 Z

B24B27/00 P

B24B29/06

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019033270

(22)【出願日】2019-02-26

(65)【公開番号】P2020138242

(43)【公開日】2020-09-03

【審査請求日】2021-11-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000221616

【氏名又は名称】東日本旅客鉄道株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000001890

【氏名又は名称】三和テッキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078950

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 忠

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼見 雅人

(72)【発明者】

【氏名】上原 勇希

(72)【発明者】

【氏名】黒川 剛士

(72)【発明者】

【氏名】島田 喜明

(72)【発明者】

【氏名】新貝 昌大

(72)【発明者】

【氏名】竹田 良太

【審査官】大光 太朗

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１２２３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－０６８３５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－３４３６５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２４Ｂ ７／１０

Ｂ２４Ｂ ２７／００

Ｂ２４Ｂ ２９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

稜部で互いに直角に接する第１及び第２の山側面を有する山形鋼材の当該山側面を長手方向に移動しつつ研磨するための装置であって、
前記山形鋼材の山側面に沿って長手方向に移動自在の走行体と、当該走行体に結合され前記第１及び第２の山側面を研磨する本体とを具備し、
前記走行体は、前記第１及び第２の山側面にそれぞれ吸着する磁石車輪を具備し、当該磁石車輪を転動させることによって前記山形鋼材の山側面に沿って長手方向に移動自在に構成され、
前記本体は、前記走行体に結合される支持枠と、前記第１及び第２の山側面にそれぞれ接するように前記支持枠に一対ずつ支持される回転研磨ブラシと、前記支持枠に支持される駆動装置と、当該駆動装置の回転を前記回転研磨ブラシに伝えるように前記支持枠に支持される伝動機構とを具備することを特徴とする山形鋼材の研磨装置。

【請求項2】

前記駆動装置は、作業者が握って前記本体を前記走行体と共に山形鋼材の長手方向に移動させるためのハンドルを具備することを特徴とする請求項１に記載の山形鋼材の研磨装置。

【請求項3】

前記支持枠は、前記山形鋼材の第１の山側面に沿う第１の支持部と、第２の山側面に沿う第２の支持部とを具備し、
前記回転研磨ブラシは、ブラシ毛の先端が前記第１又は第２の山側面に接するように、その回転軸を前記第１又は第２の山側面に垂直に向けて、それぞれ前記第１又は第２の支持部に回転自在に支持されることを特徴とする請求項１に記載の山形鋼材の研磨装置。

【請求項4】

前記各一対の前記回転研磨ブラシは、ブラシ毛の先端を前記第１又は第２の山側面に当接させつつ相互の間隔を前記山形鋼材の延長方向に対して直交方向に弾性的に変更可能にそれぞれ前記第１又は第２の支持部に支持され、
それによって、前記各一対の研磨ブラシが、前記山形鋼材の第１又は第２の山側面からの突出物を回避しつつ前記第１又は第２の山側面を研磨可能に構成されることを特徴とする請求項３に記載の山形鋼材の研磨装置。

【請求項5】

前記各一対の回転研磨ブラシは、前記第１又は第２の支持部にそれぞれ一対の揺動部材を介して支持され、
前記一対の揺動部材は、先端側の相互間隔を弾性的に変更できるように、基端側において前記第１又は第２の山側面に垂直な回転軸により前記支持部に所定角度揺動自在に枢支され、
前記各一対の回転研磨ブラシは、それぞれ前記揺動部材の先端側に軸支され、それによって相互の間隔を弾性的に変更可能に構成されることを特徴とする請求項３又は４に記載の山形鋼材の研磨装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、塗装前のケレン等の目的で、山形鋼材の山側面をその長手方向に移動しながら研磨する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電動ドリルドライバ型の本体にカップ型ブラシを装着したケレン機として、特許文献1に記載されたものが知られている。
一方、大波パネルで構成された大型建物の壁面を塗装前に清掃するケレン装置のキャリッジとして、壁面に吸着するマグネットローラを備えたものが特許文献２に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００３-２３１０５８号公報

【文献】特開昭６２－２９８４７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１、２に記載されたものは、いずれも山形鋼材の研磨を効率的に行うことができる装置ではない。
したがって、本発明は、山形鋼材の山側面をその長手方向に移動しながら比較的小さな力で効率的に研磨することができる装置を提供することを課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

以下、添付図面の符号を参照して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記課題を解決するための、本発明の研磨装置１は、走行体２と、これに支持される本体３とを具備する。走行体２は、山形鋼材５１の第１及び第２の山側面５３，５４にそれぞれ吸着する磁石車輪１１，１２，１９を具備し、この磁石車輪１１，１９を転動させることによって山形鋼材５１の山側面５３，５４に沿って長手方向に移動自在である。本体３は、走行体２に結合される支持枠２８と、第１及び第２の山側面５３，５４にそれぞれ接するように支持枠２８に支持される少なくとも一対の回転研磨ブラシ２３，２４，２５，２６と、支持枠２８に支持される駆動装置２７と、この駆動装置２７の回転をブラシ２３，２４，２５，２６に伝えるように支持枠２８に支持される伝動機構とを具備する。

【発明の効果】

【0006】

本発明の研磨装置によれは、山形鋼材５１の２つ山側面５３，５４に磁石車輪１１，１９を吸着させ、ブラシ２３，２４，２５，２６を２つの山側面５３，５４に圧接させながら、山形鋼材５１の長手方向に移動させて２つの山側面５３，５４を同時に効率的に研磨することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明に係る研磨装置の側面図である。

【図2】図１の研磨装置における走行体の側面図である。

【図3】図２の走行体の平面図である。

【図4】図２のIV－IV断面図である。

【図5】図１の研磨装置における本体の側面図である。

【図6】図５の本体の反対側面図である。

【図7】図５の本体の平面図である。

【図8】図１の研磨装置の使用状態の一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
研磨装置１による研磨対象である図1に示す山形鋼材５１は、例えば鉄道線路の架線柱として建てられたトラス支柱の４つの主柱材を構成する山形鋼材である。

【0009】

山形鋼材５１は、稜部５２で互いに直角に接する第１及び第２の山側面５３，５４を有する。研磨装置１は、山形鋼材５１の山側面５３，５４に沿って長手方向（以下、この方向を上下方向、その直交方向を水平方向あるいは左右方向、山側を後方、谷側を前方として説明するが、使用状況に応じ、これらの方向に限定されるものではない。）に移動しつつ、左右２つの山側面５３，５４を同時に研磨する装置である。

【0010】

図1に示すように、研磨装置１は、山形鋼材５１の山側面５３，５４に沿って長手方向に移動自在の走行体２と、この走行体２に支持される本体３とを具備する。

【0011】

図２ないし図４によく示すように、走行体２は、上下２つの枠体４，５と、両枠体４，５間を上下に連結する一対の連結板６と、上部枠体４に連繋して下方へ延びるブラケット７と、下部枠体５に固着されるクランプ金具８とを具備する。

【0012】

図５～７によく示すように、本体３は、山形鋼材５１の各山側面５３，５４を研磨する各一対の研磨ブラシ２３・２４、２５，２６と、それの駆動装置２７と、両者を結合する支持枠２８とを具備する。

【0013】

図1ないし図４を参照して走行体２についてさらに詳しく説明する。走行体２を構成する上部枠体４は、図３によく示すように、一対のアーム部９と、これらアーム部９の基端間を接続する連結部１０とを有する。一対のアーム部９は、それぞれ山形鋼材５１の山側面５３，５４に沿うように互いに直交方向に延びる。連結部１０は、山形鋼材５１の稜部５２に対向する。

【0014】

アーム部９の先端部には、磁石車輪１１が、山形鋼材５１の山側面５３，５４に上下方向に転動できるように支持される。連結部１０の内側には、山形鋼材５１の稜部５２の両縁に沿って上下方向に転動できるように、双輪の磁石車輪１２が支持される。いずれの磁石車輪１１，１２も吸着力の入り切り操作が可能である。

【0015】

連結部１０の外側に、ブラケット７の上端部が、相互に前後方向に接近離反自在に接続される。連結部１０とブラケット７との間は、連結軸１３により相互に接近離反自在に接続され、圧縮ばね１４により互いに接近する方向に付勢される。ばね１４の圧力は、ノブ１５ａを備えた調整ねじ１５により調整可能である。アーム部９の基端側に固着された一対のガイド板１６がブラケット７を摺動させて、その相対移動方向を規制する。

【0016】

図４によく示すように、走行体２を構成する下部枠体５は、上部枠体４と概略同構造で、それぞれ山形鋼材５１の山側面５３，５４に沿うように互いに直交方向に延びる一対のアーム部１７と、これらアーム部１７の基端間を接続する連結部１８とを有する。連結部１８は、山形鋼材５１の稜部５２に対向する。

【0017】

アーム部１７の先端部には、磁石車輪１９が、山形鋼材５１の山側面５３，５４に上下方向に転動できるように支持される。磁石車輪１９は吸着力の入り切り操作が可能である。

【0018】

上部枠体４と下部枠体５とは、アーム部９，１７の先端において連結板６で結合される。連結部１８の外側に、駆動装置２７のハンドル部２７ａを抱持するクランプ金具８が取り付けられる。

【0019】

ブラケット７は、後部にハンドル２１を具備し、下端には、本体３に結合される脚部２２を具備する。したがって、走行体２は、ブラケット７と、クランプ金具８とで本体３に接続される。

【0020】

次に図１，図５～７を参照して、本体３を説明する。図７によく示すように、本体３は、山形鋼材５１の第１の山側面５３に接する一対の研磨ブラシ２３，２４と、第２の山側面５４に接する一対の研磨ブラシ２５，２６と、これらの研磨ブラシ２３，２４，２５，２６の駆動装置２７と、この駆動装置２７と研磨ブラシ２３，２４，２５，２６とを結合する支持枠２８とを具備する。

【0021】

図示の実施形態において、駆動装置２７は、市販のコードレスディスクグラインダを適用したものであるが、これに限定されるものではない。駆動装置２７は、図７によく示すように、上下方向に延びるハンドル部２７ａ、その上部のヘッド部２７ｂ、ヘッド部２７ｂから前後方向に突出する出力軸であるスピンドル２７ｃ（図７）を有する。図４に示すように、駆動装置７は、ハンドル部２７ａにおいてスペーサ２０を介してクランプ金具８により走行体２に接続される。

【0022】

本体３は、スペーサ２０を支点として前後方向に揺動できるように走行体２に結合されている。したがって、調整ねじ１５を締めてばね１４を圧縮すると、本体３の上部が前方へ揺動し、ブラシ２３・２４、２５，２６が山側面５３，５４に接触する圧力が増大し、緩めるとその圧力が減少する。

【0023】

図５，図７によく示すように、第１の山側面５３を研磨するための研磨ブラシ２３，２４は、カップ型ブラシで、先端を第１の山側面５３に向け、揺動部材２９，３０を介して支持枠２８に支持される。図６，図７によく示すように、同様に、第２の山側面５４を研磨するための研磨ブラシ２５，２６は、揺動部材３１，３２を介して支持枠２８に支持される。

【0024】

図７に示すように、支持枠２８は、山形鋼材５１の第１、第２の山側面５３，５４に沿うように概略９０°に屈曲した外側軸受板３３と、これと同様に概略９０°に屈曲し、外側軸受板３３と前後に平行に対向するように配置される内側軸受板３４とを具備する。

【0025】

外側軸受板３３は、山形鋼材５１の第１、第２の山側面５３，５４に沿う一対の支持板部３３ａ，３３ｂと、これらの後端部間を接続する接続板部３３ｃを具備する。

【0026】

内側軸受板３４は、山側面５３，５４に沿う一対の支持板部３４ａ，３４ｂと両者の後端部間を接続する接続板部３４ｃとを具備する。

【0027】

外側軸受板３３と内側軸受板３４は、接続板部３３ｃ，３４ｃの間に駆動装置２７の頭部を挟む状態で、一体に駆動装置２７に固着される。

【0028】

揺動部材２９，３０は、上部において研磨ブラシ２３，２４の軸２３ａ、２４ａを支承し、下部において軸２９ａ，３０ａで外側軸受け板３３の一方の軸受け板部３３ａに揺動自在に支承される。揺動部材２９，３０は、上端部においてばね３５で接続され、これにより上部同士が接近する方向に回転付勢される。

【0029】

同様に、揺動部材２９，３０は、上部において研磨ブラシ２５，２６の軸２５ａ、２６ａを支承し、下部において軸３１ａ，３２ａで外側軸受け板３３の他方の軸受け板部３３ｂに揺動自在に支承される。揺動部材３１，３２は、上端部においてばね３６で接続され、これにより上部同士が接近する方向に回転付勢される。軸受け板部３３ｂは、軸受け板部３３ａより高い位置まで延びており、揺動部材３１，３２は、揺動部材２９，３０より高い位置において軸受け板部３３ｂに支持されている。このため、稜部側の研磨ブラシ２４，２６が内側へ揺動しても相互に衝突して動作が妨げられることがない。

【0030】

したがって、各一対のブラシ２３・２４，２５・２６が、山形鋼材５１上に突出しているボルト・ナット５５（図１）などの突出物に到達すると、相互間隔を弾性的に開きながらこれを通過した後再び接近し、これによりボル・ナット５５などの突出物の周りを円滑に研磨することができる。大型の１つの研磨ブラシを用いた場合には、突出物の周りをきれいに研磨することができない

【0031】

なお、揺動部材２９，３０，３１，３２の揺動範囲は、いずれもストッパ３７（図１，５，６）で所定角度に規制される。

【0032】

図１、図５において、ブラシ２３・２４には、駆動装置２７の出力軸に固着された傘歯車３８、歯車３９，４０、ベルト４１等からなる伝動機構を介して駆動装置２７の出力軸の回転が伝えられる。また、ブラシ２５，２６には、図６において、傘歯車３８、歯車４２，４３、ベルト４４等からなる伝動機構を介して駆動装置２７の出力軸の回転が伝えられる。なお、各一対のブラシ２３・２４、２５・２６は、上部が互いに外向きに回転するように設定される。

【0033】

研磨装置１を用いて、例えば図８に示すように、垂直のトラス支柱Ｔを構成する山形鋼材５１の山側面５３，５４を研磨する場合には、これを上方からトルクリールＲのワイヤに吊り、装置の自重の一部をトルクリールＲに負担させて上下動させることにより作業を進めることができる。例えば、一方の手で走行体３のハンドル２１を握り、他方の手で駆動装置２７のハンドル部２７ａを握って研磨装置１を山形鋼材５１の山側面５３，５４に向け、磁石車輪１１，１２，１９を山側面５３，５４又は陵部５２の縁に吸着させる。駆動装置２７のスイッチを入れ、ブラシ２３，２４，２５，２６を回転させ、研磨装置１を手動にて山側面５３，５４に沿って上下に移動させて研磨する。山側面５３，５４の途上にボルト・ナット５５等が突出している場合、下方から上方へ向けてブラシ２３，２４，２５，２６を移動させると、これを支持する揺動部材２９・３０，３１・３２の上部が互いに離れる方向へ揺動して各対のブラシ２３・２４，２５・２６の相互間隔を弾性的に開きながら、ボルト・ナット５５などの突出物の周りを研磨し、これを通過した後再び揺動部材２９・３０，３１・３２の上部が接近し、ブラシ２３・２４，２５・２６でボルト・ナット５５などの突出物の周りを円滑に研磨できる。

【0034】

例えば、トラス支柱の上方に係止したトルクリールから引き出されたワイヤの下端に研磨装置１を吊り、その自重の一部をトルクリールに負担させながら手動にて研磨装置１を移動させれば作業負荷を軽減することもできる。
本発明は、上記実施形態だけでなく、例えば横方向に配設されたビーム等に用いられる山形鋼材への使用など、他の種々の設置形態の山形鋼材に適用可能である。

【符号の説明】

【0035】

１ 研磨装置
２ 走行体
３ 本体
４ 上部枠体
５ 下部枠体
６ 連結板
７ ブラケット
８ クランプ金具
９ アーム部
１０ 連結部
１１ 磁石車輪
１２ 磁石車輪
１３ 連結軸
１４ 圧縮ばね
１５ 調整ねじ
１５ａ ノブ
１６ ガイド板
１７ アーム部
１８ 連結部
１９ 磁石車輪
２０ スペーサ
２１ ハンドル
２２ 脚部
２３ ブラシ
２３ａ 軸
２４ ブラシ
２４ａ 軸
２５ ブラシ
２５ａ 軸
２６ ブラシ
２６ａ 軸
２７ 駆動装置
２７ａ ハンドル部
２７ｂ ヘッド部
２７ｃ 出力軸
２８ 支持枠
２９ 揺動部材
２９ａ 軸
３０ 揺動部材
３０ａ 軸
３１ 揺動部材
３１ａ 軸
３２ 揺動部材
３２ａ 軸
３３ 外側軸受け板
３３ａ 軸受け板部
３３ｂ 軸受け板部
３３ｃ 接続板部
３４ 内側軸受け板
３５ ばね
３６ ばね
３７ ストッパ
３８ 傘歯車
３９ 歯車
４０ 歯車
４１ ベルト
４２ 歯車
４３ 歯車
５１ 山形鋼材
５２ 陵部
５３ 山側面
５４ 山側面
５５ ボルト・ナット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】