特許 7440360 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】2024-02-19

(45)【発行日】2024-02-28

(54)【発明の名称】山形鋼材の研磨装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 27/00 20060101AFI20240220BHJP

   B24B 29/00 20060101ALI20240220BHJP

【ＦＩ】

B24B27/00 L

B24B29/00 J

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020113148

(22)【出願日】2020-06-30

(65)【公開番号】P2022011789

(43)【公開日】2022-01-17

【審査請求日】2023-04-19

(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】金子 顕

(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】山村 和人

(56)【参考文献】

【文献】特開平６－１２６６０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１２２３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平１－１２０４６８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０００－３０２０７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－６８３５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１３８２４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２４Ｂ ２７／００

Ｂ２４Ｂ ２９／００

Ｂ０８Ｂ １／００ － １／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

山形鋼材の第１及び第２の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支持される各一対の研磨ブラシと、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し、
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、
前記研磨ブラシは、前記一対で前記第１又は第２の山側面の全幅を研磨できるように、ブラシ毛の先端が前記第１又は第２の山側面の少なくとも半幅に接し、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、前記第１又は第２の支持部に揺動部材を介して回転自在に支持され、
前記揺動部材は、基端部において第1又は第２の支持部に同軸により枢支され、前記山形鋼材の長手方向に沿って互いに反対方向へ延出し、先端部にそれぞれ前記研磨ブラシが取り付けられる第１及び第２の揺動部材からなり、それぞれ前記一対の研磨ブラシを、協働して前記山形鋼材の山側面の全幅を研磨できる位置に置くように弾性的に回転付勢して設けられ、
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山形鋼材の研磨装置。

【請求項2】

前記本体は、前記山形鋼材の第１又は第２の山側面に吸着して前記研磨ブラシのブラシ毛を前記山形鋼材の第１又は第２の山側面に圧接さように前記支持枠に支持される磁石をさらに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】

前記研磨ブラシは、カップブラシからなり、前記磁石は、当該カップブラシの中心部に、前記山形鋼材の第１又は第２の山側面に吸着して、前記カップブラシのブラシ毛を前記山形鋼材の第１又は第２の山側面に圧接させるように設けられることを特徴とする請求項２に記載の山形鋼材の研磨装置。

【請求項4】

前記研磨ブラシは、その回転軸が、ばねにより軸方向に弾性的に前記揺動部材に軸支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。

【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３０１の第１及び第２の山側面３０３，３０４にそれぞれ吸着する磁石車輪６，７，８を具備し、この磁石車輪６，７，８を転動させることによって山形鋼材３０１の山側面３０３，３０４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１４と、第１及び第２の山側面３０３，３０４にそれぞれ接するように支持枠１４に支持される各一対の研磨ブラシ９・１０，１１・１２と、支持枠１４に支持される駆動装置１３と、この駆動装置１３の回転を研磨ブラシ９・１０，１１・１２に伝えるように支持枠１４に支持される伝動機構１６とを具備する。支持枠１４は、山形鋼材３０１の第１の山側面３０３に沿う第１の支持部１４１と、第２の山側面３０４に沿う第２の支持部１４２とを具備する。研磨ブラシ９・１０，１１・１２は、一対で第１又は第２の山側面３０３，３０４の全幅を研磨できるように、ブラシ毛の先端が第１又は第２の山側面３０３，３０４の少なくとも半幅に接し、その回転軸９１・１０１，１１１・１２１を第１又は第２の山側面３０３，３０４に垂直に向けて、第１又は第２の支持部１４１，１４２に揺動部材１７，１８を介して回転自在に支持される。揺動部材１７，１８は、第１及び第２の揺動部材１７ａ・１７ｂ，１８ａ・１８ｂからなり、基端部において第1又は第２の支持部１４１，１４２に同軸１９，２０により枢支され、山形鋼材３０１の長手方向に沿って互いに反対方向へ延出し、先端部にそれぞれ研磨ブラシ９・１０，１１・１２が取り付けられる。第１及び第２の揺動部材１７，１８は、それぞれ研磨ブラシ９・１０，１１・１２を、協働して山形鋼材の山側面３０３，３０４の全幅を研磨できる位置に置くように弾性的に回転付勢して設けられる。

【発明の効果】

【0006】

本発明の研磨装置によれば、山形鋼材３０１の２つ山側面３０３，３０４に磁石車輪６，７，８を吸着させ、研磨ブラシ９，１０，１１，１２を２つの山側面３０３，３０４に圧接させながら、山形鋼材３０１の長手方向に移動させて２つの山側面３０３，３０４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使用状態を示す斜視図である。

【図2】図１の研磨装置の正面図である。

【図3】図１の研磨装置の背面図である。

【図4】図１の研磨装置の平面図である。

【図5】図１の研磨装置の右側面図である。

【図6】図１の研磨装置の左側面図である。

【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３０１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３０１は、稜部３０２で互いに直角に接する第１及び第２の山側面３０３，３０４を有する。研磨装置１は、山形鋼材３０１の山側面３０３，３０４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３０３，３０４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３０１の山側面３０３，３０４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６によく示すように、走行体２は、上下２つの枠体４，５と、これら枠体４，５に支持される磁石車輪６，７，８とを具備する。

【0012】

本体３は、山形鋼材３０１の各山側面３０３，３０４を研磨する左右各一対の研磨ブラシ９・１０，１１・１２と、それの駆動装置１３と、両者を結合する支持枠１４とを具備する。

【0013】

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４によく示すように、一対のアーム部４１，４２と、これらの基端間をつなぐ連結部４３と、連結部４３から下方へ延出する接続部４４を有する。一対のアーム部４１，４２は、それぞれ山形鋼材３０１の山側面３０３，３０４に沿うように(図１)互いに直交方向に延び、連結部４３、接続部４４は、山形鋼材３０１の稜部３０２に対向する。

【0014】

アーム部４１，４２の先端部には、磁石車輪６が、山形鋼材３０１の山側面３０３，３０４上を上下方向に転動できるように支持される。連結部４３の内側には、山形鋼材３０１の稜部３０２を転動するＶ溝付きのローラ１５（図２，４）が設けられ、接続部４４の内側には、稜部３０２の両縁に沿って上下方向に転動できるように（図１）、磁石車輪７が支持される。いずれの磁石車輪６，７，８も吸着力の入り切り操作が可能である。接続部４４の下部に本体３の支持枠１４が固着される。

【0015】

走行体２を構成する下部枠体５は、山形鋼材３０１の山側面３０３，３０４に沿うように互いに直交方向に延びる一対のアーム部５１，５２を有し、クランプ金具５３により駆動装置１３に連結される。アーム部５１，５２の先端部には、磁石車輪８が、山形鋼材３０１の山側面３０３，３０４上を上下方向に転動できるように支持される。

【0016】

次に、本体３について説明する。本体３は、支持枠１４、これに揺動部材１７，１８を介して支持される研磨ブラシ９・１０，１１・１２、それの駆動装置１３、両者間の伝動機構１６(図４)を具備し、支持枠１４を介して走行体２の上部枠体４に接続される。

【0017】

図示の実施形態において、研磨ブラシ９・１０，１１・１２の駆動装置１３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１３は、上下方向に延びるハンドル部１３１、その上部のヘッド部１３２、ヘッド部１３２から前後方向に突出する出力軸であるスピンドル１３３（図４）を有する。駆動装置１３は、ハンドル部１３１においてクランプ金具５３により走行体２の下部枠体５に接続される。

【0018】

本体３の支持枠１４は、ケース状で、その後面側に駆動装置１３のヘッド部１３２が接続される。図４に破線で示すように、スピンドル１３３は、支持枠１４内に突出し、歯車群、ベルト群等からなる伝動機構１６を介して、左右各一対の研磨ブラシ９・１０，１１・１２の回転軸９１・１０１，１１１・１２１に接続される。

【0019】

支持枠１４は、山形鋼材３０１の第１の山側面３０３に沿う第１の支持部１４１と、第２の山側面３０４に沿う第２の支持部１４２とを具備する。

【0020】

研磨ブラシ９・１０，１１・１２は、カップブラシからなり、その回転軸９１・１０１，１１１・１２１を山側面３０３，３０４に垂直に向け、揺動部材１７，１８を介して第１又は第２の支持部１４１，１４２に支持される。研磨ブラシ９・１０，１１・１２は、その回転軸９１・１０１，１１１・１２１が、ばねにより、軸方向に弾性的に揺動部材１７，１８に軸支され、またその中心部に、山形鋼材の山側面３０２，３０３に吸着する磁石９２・１０２，１１２・１２２を具備する。回転軸９１・１０１，１１１・１２１の軸方向の弾性支持と、磁石９２・１０２，１１２・１２２の磁力とが相俟って、ブラシ毛の先端を山側面３０２，３０３に弾性的に圧接させる。これにより、山側面３０２，３０３に対する一定のブラシ押し付け力が得られると共に、凹凸による装置の反動を防止し、均一な研磨面を得ることができる。

【0021】

揺動部材１７，１８は、それぞれ上部及び下部の2つの揺動部材１７ａ・１７ｂ、１８ａ・１８ｂからなり、基端部において第1又は第２の支持部１４１，１４２に同軸１８，１９により枢支される。揺動部材１７，１８は、基端部から山形鋼材３０１の長手方向に沿って互いに反対方向（上下方向）へ延出し、先端部にそれぞれ研磨ブラシ９・１０，１１・１２が取り付けられる。

【0022】

研磨ブラシ９・１０，１１・１２は、ブラシ毛の先端が山側面３０３，３０４の少なくとも半幅に接し、上下の一対が山側面３０３，３０４の幅方向に偏移した状態で全幅を研磨できる。第１及び第２の揺動部材１７ａ・１７ｂ、１８ａ・１８ｂは、それぞれ上下の研磨ブラシ９・１０，１１・１２の位置をずらして配置する基本位置に、図１に矢線で示すように弾性的に回転付勢して設けられる。

【0023】

揺動部材１７ａ・１７ｂ、１８ａ・１８ｂが弾性的に適宜揺動することよって、各一対の研磨ブラシ９・１０，１１・１２は、山側面３０３，３０４からの突出するボルト３０５のような、突出物を回避しつつ、円滑に山側面３０３，３０４を研磨することができる。

【0024】

研磨装置１を用いて、山形鋼材３０１の山側面３０３，３０４を研磨する場合には、例えば、駆動装置１３のハンドル１３１を握り、研磨装置１を山形鋼材３０１の山側面３０３，３０４に向け、磁石車輪６，７，８を山側面３０３，３０４又は陵部３０２の縁に吸着させる。駆動装置１３のスイッチを入れ、ブラシ９，１０，１１，１２を回転させながら、研磨装置１を手動にて山側面３０３，３０４に沿って上下に移動させて研磨する。図1に示すように、山側面３０３，３０４の途上にボルト３０５等が突出している場合、下方から上方へ向けてブラシ９，１０，１１，１２を移動させると、上方の揺動部材１８ａが図１において付勢力に抗して右方へ揺動して、ボルト３０５を回避しつつ、その右側周りを研磨し、これを通過した後再び元位置に戻る。次いで下方の揺動部材１８ｂが、付勢力に抗して図１において左方へ揺動して、ボルト３０５を回避しつつ、その左側周りを研磨し、これを通過した後再び元位置に戻る。

【0025】

本発明は、上記実施形態だけでなく、例えば水平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】

【0026】

１ 研磨装置
２ 走行体
３ 本体
４ 上部枠体
４１ アーム部
４２ アーム部
４３ 連結部
４４ 接続部
５ 下部枠体
５１ アーム部
５２ アーム部
５３ クランプ金具
６ 磁石車輪
７ 磁石車輪
８ 磁石車輪
９ 研磨ブラシ
９１ 軸
９２ 磁石
１０ 研磨ブラシ
１０１ 軸
１０２ 磁石
１１ 研磨ブラシ
１１１ 軸
１１２ 磁石
１２ 研磨ブラシ
１２１ 軸
１２２ 磁石
１３ 駆動装置
１３１ ハンドル部
１３２ ヘッド部
１３３ スピンドル
１４ 支持枠
１４１ 第１の支持部
１４２ 第２の支持部
１５ ローラ
１６ 伝動機構
１７ 揺動部材
１７ａ 上部揺動部材
１７ｂ 下部揺動部材
１８ 揺動部材
１８ａ 上部揺動部材
１８ｂ 下部揺動部材
１８ 連結部
１９ 軸
２０ 軸
３０１ 山形鋼材
３０２ 陵部
３０３ 山側面
３０４ 山側面
３０５ ボルト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】