JP2000042626A - 金属管製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定の管形状を備えた高品質の金属管を連続
して製造する。 【解決手段】 貯蔵した帯状の金属薄板Ｍを連続して給
送する貯蔵給送装置１と、給送中の金属薄板Ｍに所定パ
ターンを形成するエンボス加工装置２と、パターンを内
面にして金属薄板Ｍを管状にフォーミングしてこの金属
薄板Ｍの両側端縁を接合する造管装置３と、完成した金
属管Ｔを巻き取る巻取装置４とから構成し、貯蔵給送装
置１、エンボス加工装置２及び造管装置３の間に給送途
中の金属薄板Ｍに所定張力を加える調整装置５をそれぞ
れ設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クーラやエアーコ
ンディショナ等のヒ一トパイプ、各種の熟交換機の蒸発
管や凝縮管等に使用する金属管の製造装置に関するもの
で、特に、熱伝導効率を向上するために内面へ溝や凹凸
等のパターンを形成した金属管の製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】クーラやエアーコンディショナ等のヒ一
トパイプ(heat pipe)、各種の熟交換機の蒸発管や凝縮
管等は、特開平1-78681号又はU.S.P.No.5,052,476号が
提案しているように、帯状の金属薄板にローラーダイス
を用いて所要パターンをエンボス加工した後、スクイズ
ローラーを用いて金属薄板を管状にフォーミングし、金
属薄板の両側端縁を連続して接合する方法で製造する。

【０００３】しかし、上述の方法は理論的に可能である
が、実際の製造において多くの解決すぺき問題を有す
る。この問題の主たるものは、ヒートパイプ、蒸発管や
凝縮管等の熱伝導効率を向上するために、金属薄板とし
て相対的に軟質の銅やアルミニウムを使用していること
に起因する。すなわち、図３に示すように、ローラーダ
イスＤで金属薄板Ｍをエンボス加工してその表面にパタ
ーンＰを形成したとき、金属薄板Ｍは自身の展性や加工
圧力の不均等性等の要因によって、金属薄板Ｍの給送方
向に対して面方向でＳ字状に蛇行したり(図３中、点線
Ｌ１で示す)、左右いずれかの方向に曲がってしまった
り(図３中、破線Ｌ２で示す)、又は図４に示すように、
金属薄板Ｍの面直交方向に波打ち現象Ｗを発生する。

【０００４】このため、より克明又は複雑なパターンを
金属薄板Ｍに形成するために、複数のローラーダイスを
用いる場合は、金属薄板と各ローラーダイスの間の相対
的な位置関係にズレを生じ、金属薄板への所要のパター
ンが形成できなくなりがちであった。更に、先に示した
金属薄板ＭがＳ字状に蛇行、左右への歪曲又は波打ちし
てしまうと、後段のスクイズローラーＲ(図５参照)にお
いて管状にフォーミングするとき、金属薄板Ｍの両側端
縁Ｅ,Ｅ(図５参照)を確実に接合できなくなってしま
い、不完全な金属管Ｔとなってしまいやすかった。

【０００５】これに加え、スクイズローラーＲによるフ
ォーミング時には、図５に示すように、平板状の金属薄
板Ｍを管状に変形することにより生じる波打ち状の歪み
変形Ｓが金属薄板Ｍの両側端縁Ｅ,Ｅに現れ、両側端縁
Ｅ,Ｅの接合をより一層困難なものにしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した従来技術における欠点を除去し、金属管内面となる
面に溝や凹凸等のパターンを確実に形成することがで
き、エンボス加工したときに金属薄板がＳ字状に蛇行し
たり、曲がったり、波打ったりすることなしに加工でき
ると共に、フォーミング時に金属薄板の両側端縁に歪み
変形が現出するのを防止でき、それにより所定パターン
を内面に備えた金属管を確実に製造できる装置を提供す
ることにある。

【０００７】本発明の別の目的は、給送される金属薄板
の給送速度及び張力を所定値に保つことにより、金属薄
板と各ローラーダイスの相対的な位置関係を予め定めた
位置関係に安定に維持して複数のローラーダイスの使用
を可能にし、より克明又は複雑なパターンを備えた金属
管を製造できる装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による金属管製造
装置は、貯蔵した帯状の金属薄板を連続して給送する貯
蔵給送装置と、給送中の金属薄板に所定パターンを形成
するエンボス加工装置と、パターンを内面にして金属薄
板を管状にフォーミングしてこの金属薄板の両側端縁を
接合する造管装置と、完成した金属管を巻き取る巻取装
置とから構成し、貯蔵給送装置、エンボス加工装置及び
造管装置の間に給送途中の金属薄板に所定張力を加える
調整装置をそれぞれ設けている。

【０００９】調整装置は、金属薄板に常に所定張力を加
えた状態で各装置に送り込む。これにより、貯蔵給送装
置からエンボス加工装置へは金属薄板を緊張ある平坦状
態に展張して送り込むことができ、金属薄板へのパター
ン形成が確実となる。また、エンボス加工装置から造管
装置へは金属薄板に常に所定の張力を加えることによ
り、エンボス加工装置での加工によって金属薄板に蛇
行、曲がりや波打ち現象が生じるのを回避できると共
に、造管装置のフォーミング時において金属薄板の両側
端縁に歪み変形が現れるのを防止でき、所定形状の金属
管を確実に製造できるようになる。

【００１０】各調整装置は、給送する金属薄板の給送速
度を一定に維持するように、前段装置から送り出す金属
薄板の給送速度を調整可能に構成することもできる。金
属薄板の給送速度が所定速度に保たれることにより、エ
ンボス加工装置及び造管装置での加工による金属薄板の
伸び率や歪み変形率を考慮することなしに、全体として
一定速度で加工を進めることができる。

【００１１】エンボス加工装置はローラーダイスであ
り、造管装置は金属薄板を管状にフォーミングする成形
部、管状にフォーミングした両側端縁を接合する溶接
部、そして形成した金属管をサイジングする定形部から
構成し、調整装置は金属薄板に圧接した状態で直交又は
交差する方向へ移動自在なダンサローラー、このダンサ
ローラーを回転及び移動自在に保持する流体シリンダ、
そしてダンサローラーが所定圧力で金属薄板に圧接する
ように流体シリンダの内圧を調整する圧力制御装置から
構成することもできる。流体シリンダがダンサローラー
を常に所定圧力で金属薄板に圧接することにより、金属
薄板は常に所定張力の緊張状態で給送できることにな
り、加工作業中に金属薄板に蛇行、曲がり、波打ちや歪
み変形が生じるのを確実に防止できる。

【００１２】調整装置はダンサローラーを所定位置に留
めるように、前段装置から送り出す金属板の給送速度を
ダンサローラーの移動量に応じて調整する速度制御装置
を備えることもできる。ダンサローラーを所定の位置に
留めることにより、金属薄板は常に所定速度で次段装置
へ送られるため、全体として一定の速度で加工すること
ができ、金属薄板から金属管を連続して製造することが
できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図を参照しながら説明する。図１は本発明の金属管製造
装置の全体構成を示す構成図であり、図２は図１の金属
管製造装置に用いた調整装置の構成図である。本例の金
属管製造装置は、図１に示すように、帯状の金属薄板Ｍ
を貯蔵し、そして後段装置ヘ供給する貯蔵給送装置１
と、給送する金属薄板Ｍにおいて金属管Ｔ内面となる面
に所定の凹凸又は溝等のパターンＰ(図３及び図５参照)
を形成するエンボス加工装置２と、パターンを形成した
金属薄板Ｍを管状にフォーミングし、そして金属薄板Ｍ
の両側端縁Ｅ,Ｅ(図１及び図５参照)を接合する造管装
置３と、完成した金属管Ｔを巻き取る巻取装置４とから
構成する。

【００１４】ここにおいて、金属薄板Ｍに形成するパタ
ーンＰの形状は、本発明が骨子とするものではなく、例
えば、既述した特開平1-78681号又はU.S.P.No.5,052,47
6号に開示されている種々のパターンを採用することが
できる。

【００１５】貯蔵給送装置１とエンボス加工装置２との
間、エンボス加工装置２と造管装置３との間、そして図
１に見られるように複数のエンボス加工装置２を採用す
る場合には各エンボス加工装置２間に、本発明の最大の
特色の一つである調整装置５を配している。この調整装
置５の詳細については後述する。

【００１６】貯蔵給送装置１は、帯状の金属薄板Ｍを貯
蔵し、そして後段の装置へ供給できるものであれば、ど
のような装置であってもよい。本例の場合、金属薄板Ｍ
を巻き付けたボビン(図示なし)を回転自在に載置するア
ンコイラ１aと、金属薄板Ｍの給送中の変形を防止する
ようにアンコイラ１aから送り出した金属薄板Ｍを一時
的に貯留するアキュムレータ又はルーパ１bとから構成
している。

【００１７】エンボス加工装置２は、慣用のエンボス加
工用装置を使用できるが、少なくとも連続的に給送する
金属薄板ＭにパターンＰを連続的に形成できる必要があ
る。本例の場合、エンボス加工装置２は、その外周面に
所要のパターンに対応したエンボス加工用パターンを形
成したローラーダイス２aと加圧ローラー２bとから構成
する。金属薄板Ｍは、ローラーダイス２aと加圧ローラ
ー２bとの間を通過することにより、連続的にパターン
Ｐが形成される。

【００１８】造菅装置３もまた慣用の装置を採用できる
が、エンボス加工装置２の場合と同様、少なくとも連続
的に給送する金属薄板Ｍを連続的に管状にフォーミング
し、金属薄板Ｍの両側端縁Ｅ,Ｅを連続的に接合できる
ことが必要である。本例の場合、造管装置３は、金属薄
板Ｍの両側端縁を接合する溶接部３Ｂと、形成した金属
管Ｔをサイジングする定形部３Ｃとから構成する。より
具体的には、成形部３Ａは多段(本例では４段)の成形ロ
ール３aにより構成し、溶接部３Ｂは加熱装置３bと少な
くとも１組(本例では２組)のスクイズロール３cとから
構成し、そして定形部３Ｃは多段(本例では４段)の成形
ロール３ｄより構成する。

【００１９】金属薄板Ｍは、成形ロール３aで管状にフ
ォーミングした後、加熱装置３bにより加熱し、そして
スクイズロール３cによって両側端縁Ｅ,Ｅを相互に圧接
することにより接合し、金属管Ｔを形成する。金属管Ｔ
は、成形ロール３dによりサイジングして所定寸法形状
に分断する。

【００２０】貯蔵給送装置１、エンボス加工装置２及び
造管装置３の間には、本発明の最大の特色の一つである
調整装置５をそれぞれ配している。本例では更に、アン
コイラー１aとアキュムレータ１bとの間、アキュムレー
タ１bと先頭のローラーダイス２a及び加圧ローラー２b
との間、相互に隣接するローラーダイス２a及び加圧ロ
ーラー２bの間、そして最後尾のローラーダイス２a及び
加圧ローラー２bと成形ロール３aとの間にそれぞれ調整
装置５を配している。

【００２１】好ましくは、貯蔵給送装置１とエンボス加
工装置２との間、より具体的にはアンコイラ１aとアキ
ュムレータ１bとの間、並びにアキュムレータ１bと調整
装置５との間には、金属薄板Ｍを加圧挟持して調節自在
に給送するピンチローラー６を設けるとよい。

【００２２】各調整装置５は、図２に示すように、金属
薄板Ｍに圧接した状態で直交又は交差する方向へ移動自
在なダンサローラー７と、ダンサローラー７を回転及び
移動自在に保持する流体シリンダ８とから構成する。こ
こで、図２に示す調整装置５は、エンボス加工装置２と
成形部３Ａとの間に位置するものである。しかし、その
他の調整装置５もまた同様の構成であり、後述する張力
及び速度も同様に調整できるようになっている。

【００２３】流体シリンダ８は、シリンダ８aと、シリ
ンダ８a内に摺動自在に装着したピストン８bと、一端を
ピストン８bに取り付け、他端をシリンダ８aの一端から
外方へ出入自在に伸延したピストンロッド８cとから構
成する。ピストン８bの前進又は後退には、空気圧、油
圧又はその他の適当な流体圧力を用いる。ダンサローラ
ー７は、ピストンロッド８cの外方伸延端部に回動自在
に装着している。

【００２４】各調整装置５は更に、シリンダ８aの内部
の流体の圧力を測定し、この測定値と予め設定した値と
の差を検出し、この差に応じてシリンダ８aの内部に流
体を注入又は排出することによりシリンダ８aの内圧を
所定値に保つ圧力制御装置９と、ダンサローラー７の位
置又はダンサローラー７に連結したピストンロッド８c
の伸延長を測定し、この測定値と予め設定した値との差
を検出し、この差に応じて各調整装置５の前段装置(図
２の場合、エンボス加工装置２)における金属薄板の給
送速度を調整してダンサローラー７の位置を所定位置に
保つ速度制御装置10とを備えている。

【００２５】このような調整装置５による張力及び速度
調整について、図２を参照して説明する。金属薄板Ｍに
所定張力を加えて所定速度で給送しているとき、シリン
ダ８a内の流体圧力は所定値に保たれ、ダンサローラー
７も所定位置にある。金属薄板Ｍの伸び率や変形率等の
違いによって金属薄板Ｍに加わる張力が大きくなると、
ダンサローラー７に図２中矢印Ａの力が加えられる。矢
印Ａの力はピストンロッド８cを後退させ、そしてシリ
ンダ８a内部の流体圧力を上昇させる。このシリンダ８a
の内圧上昇を圧力制御装置９が感知すると、圧力制御装
置９はシリンダ８a内の流体を排出し、シリンダ８aの内
圧を所定値へと戻すように調整する。これとは逆に金属
薄板Ｍに加わる張力が小さくなると、ピストンロッド８
cが前進してダンサローラー７に図２中矢印Ｂの力が加
えられる。このピストンロッド８cの前進によるシリン
ダ８aの内圧下降を圧力制御装置９が感知すると、圧力
制御装置９はシリンダ８aに流体を注入し、シリンダ８a
の内圧が所定値へと戻すように調整する。

【００２６】次に、前段装置(本例の場合、エンボス加
工装置２)から送り出された金属薄板Ｍの給送速度が遅
くなったとき、前後段装置(本例の場合、エンボス加工
装置２と成形部３Ａ)間に位置する金属薄板Ｍの給送距
離が相対的に短くなり、ダンサローラー７の矢印Ａの方
向へ移動しようとする。このダンサローラー７の移動を
速度制御装置10が感知すると、速度制御装置10は前段装
置から送り出される金属薄板Ｍの給送速度を相対的に速
くするように前段装置を制御し、ダンサローラー７を所
定位置に留める。これに対し、前後段装置間に位置する
金属薄板Ｍの長さが相対的に長くなると、ダンサローラ
ー７は図２中矢印Ｂの方向へ移動しようとする。このダ
ンサローラー７の移動を速度制御装置10が感知すると、
速度制御装置10は送り出される金属薄板Ｍの給送速度を
相対的に遅くするように前段装置を制御し、ダンサロー
ラー７を所定位置に留めるのである。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の金属管製
造装置は、金属薄板Ｍに常に所定張力を加えながら一定
速度で給送することができる。これにより、エンボス加
工装置による金属薄板に蛇行、曲がり、波打ち現象や、
造管装置における金属薄板の両側端縁における歪み変形
を確実に防止でき、所定の管形状を備えた金属管を簡単
に連続して製造できるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属管製造装置の全体構成を示す構成
図である。

【図２】図１の金属管製造装置に用いた調整装置の構成
図である。

【図３】従来技術においてエンボス加工時に生じる金属
薄板の変形を表した平面図である。

【図４】従来技術においてエンボス加工時に生じる金属
薄板の変形を表した側面図である。

【図５】従来技術においてフォーミング時に生じる金属
薄板の変形を表した側面図である。

【符号の説明】

１ 貯蔵給送装置 １a アンコイラ １b アキュムレータ又はルーパ ２ エンボス加工装置 ２a ローラーダイス ２b 加圧ローラー ３ 造管装置 ３Ａ 成形部 ３a 成形ロール ３Ｂ 溶接部 ３b 加熱装置 ３c スクイズロール ３Ｃ 定形部 ３d 成形ロール ４ 巻取装置 ５ 調整装置 ６ ピンチローラー ７ ダンサローラー ８ 流体シリンダ ８a シリンダ ８b ピストン ８c ピストンロッド ９ 圧力制御装置 10 速度制御装置 Ｄ ローラーダイス Ｍ 金属薄板 Ｐ パターン Ｒ スクイズローラー Ｅ 金属薄板の側端縁 Ｔ 金属管

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２８Ｆ 1/40 Ｆ２８Ｆ 1/40 Ｅ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貯蔵した帯状の金属薄板を連続して給送
   する貯蔵給送装置と、給送中の金属薄板に所定パターン
   を形成するエンボス加工装置と、パターンを内面にして
   金属薄板を管状にフォーミングして該金属薄板の両側端
   縁を接合する造管装置と、完成した金属管を巻き取る巻
   取装置とから構成し、貯蔵給送装置、エンボス加工装置
   及び造管装置の間に給送途中の金属薄板に所定張力を加
   える調整装置をそれぞれ設けたことを特微とする金属管
   製造装置。
2. 【請求項２】 調整装置は給送する金属薄板の給送速度
   を一定に維持するように、前段装置から送り出す金属薄
   板の給送速度を調整することを特微とする請求項１記載
   の金属管製造装置。
3. 【請求項３】 エンボス加工装置はローラーダイスであ
   り、造管装置は金属薄板を管状にフォーミングする成形
   部、管状にフォーミングした両側端縁を接合する溶接
   部、そして形成した金属管をサイジングする定形部から
   構成し、調整装置は金属薄板に圧接した状態で直交又は
   交差する方向へ移動自在なダンサローラー、該ダンサロ
   ーラーを回転及び移動自在に保持する流体シリンダ、そ
   してダンサローラーが所定圧力で金属薄板に圧接するよ
   うに流体シリンダの内圧を調整する圧力制御装置から構
   成することを特徴とする請求項１又は２記載の金属管製
   造装置。
4. 【請求項４】 調整装置はダンサローラーを所定位置に
   留めるように、前段装置から送り出す金属板の給送速度
   をダンサローラーの移動量に応じて調整する速度制御装
   置を備えていることを特徴とする請求項１、２又は３記
   載の金属管製造装置。