JP2000051931A

JP2000051931A - 電縫管の製造方法および電縫管製造用溶接ロール

Info

Publication number: JP2000051931A
Application number: JP22741398A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Goto; 博己後藤; Koichi Hirose; 公一広瀬
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Current assignee: MA Aluminum Corp
Priority date: 1998-08-11
Filing date: 1998-08-11
Publication date: 2000-02-22

Abstract

(57)【要約】【課題】電縫管の溶接継ぎ目部の内面側のスパッタの
発生を抑えることができる電縫管の製造方法および電縫
管製造用溶接ロールを提供する。【解決手段】溶接ロール１０を構成する２つのローラ
１１に、板材Ｗの外面に整合するフォーミング部１３
と、ローラ１１の軸１２端側の２つのエンド部１４とを
設け、両ローラ１１の軸１２線を通る平面をもって断面
視したときに、板材Ｗの溶接継ぎ目部Ｔ側のエンド部１
４とフォーミング部１３とのコーナ部分１５をカットし
て、両ローラ１１間に空間部１７を形成し、電縫管の厚
さ寸法をｔとした場合に、２つのローラ１１のエンド部
１４間の距離Ｄ₁はＤ₁＝（１／２）ｔ±（１／４）ｔに
設定し、空間部の開口幅の寸法Ｄ₂はＤ₁＜Ｄ₂≦３ｔに
設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、アルミ
ニウム製の熱交換器用蒸発管や凝集管、ヒートパイプ等
の電縫管の製造方法および電縫管製造用溶接ロールに係
り、特に、電縫管の溶接継ぎ目部の内面側の溶湯はみ出
し部を小さくすることができる電縫管の製造方法および
電縫管製造用溶接ロールに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ルームエアコン等の熱交換器とし
ては、プレートフィンタイプと呼ばれるアルミニウム製
のフィンと、銅製の電熱管を組み合わせたものが使用さ
れてきた。ところが、家庭電化製品がリサイクルされる
ような傾向にある近年、熱交換器を解体する際に銅とア
ルミニウムの分離がネックとなるため、上記フィンも電
熱管もアルミニウムによって製造するオールアルミニウ
ム製の熱交換器の研究開発が進められている。

【０００３】このような、アルミニウム製の電熱管等の
電縫管を製造する方法としては、例えば、図４乃至図６
に示す製造方法が知られている。図６において、コイラ
ー１から送り出された帯状板のアルミニウム製の板材Ｗ
は、複数のフォーミングロール２によって、左右の縁部
Ｗ１を順次近接させつつ管状にフォーミングされ、図４
に示すように、溶接ロール３で縁部Ｗ１を互いに突き合
わせて押圧すると共に高周波溶接機４により接合して電
縫管として製造されている。そして、図５に示すよう
に、この高周波溶接の後に溶接継ぎ目部Ｔの外面側に形
成された溶接ビードがはみ出した部分（以下、スパッタ
という）Ｓをビードカッタ５によって切除し、リデュー
サーロール６により板材Ｗを縮径し、さらにストレート
ナーロール７によって曲がりを修正して、カッタ８で出
荷長さにカットしてパイラ９にストックされる（この種
の技術としては、例えば、特開平６−１２６３３６号公
報に示されている）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電縫管の製造方法にあっては、板材Ｗが高周波溶接
された後にビードカッタ５によって切除できるのは、板
材Ｗの外面側のスパッタＳに限られるため、板材Ｗの内
面側のスパッタＳはそのまま溶接継ぎ目部に残ってしま
うという問題がある。

【０００５】このスパッタＳが板材Ｗの内面に沿う低い
高さのものである場合には何ら支障はないが、図５に示
すように、板材Ｗの内面に突出するような形状であっ
て、製品として使用されている際に脱落した場合には、
使用される機器によってはこのスパッタＳが装置の運転
に大きな支障をきたす虞がある。そのため、このような
虞のあるスパッタＳが形成された製品を排除する等、製
品品質の管理が困難であるという問題がある。そこで、
この発明は、電縫管の溶接継ぎ目部の内面側のスパッタ
の発生を抑えることができる電縫管の製造方法および電
縫管製造用溶接ロールを提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載した発明においては、フォーミング
ロールで帯状の板材の左右の縁部を順次近接させつつ管
状にフォーミングし、溶接ロールで縁部を互いに突き合
わせて押圧すると共に高周波溶接により接合して電縫管
を製造する電縫管の製造方法において、上記溶接ロール
で板材の縁部を押圧する際に、この押圧力を板材の外面
側よりも内面側の方が大きく設定したことを特徴とす
る。このように構成することで、高周波溶接の際に溶接
継ぎ目部の溶湯の板材外面側への流動を促す。

【０００７】請求項２に記載した発明においては、フォ
ーミングロールによって管状にフォーミングされた板材
の縁部を、隣接する２つのローラによって互いに突き合
わせて押圧すると共に高周波溶接により接合する電縫管
製造用溶接ロールにおいて、両ローラの軸線を通る平面
をもって断面視したときに、両ローラの板材外面に整合
する部位のうち板材の溶接継ぎ目部に面した部位を切除
し、ここに板材縁部の外側からの拘束を解除する空間部
を形成したことを特徴とする。このように構成すること
で、上記空間部によって、板材の外面側における板材縁
部の押圧力を減少させ、溶接継ぎ目部の溶湯の板材外面
側の空間部への流動を促し、板材内面側への流動を抑制
する。

【０００８】請求項３に記載した発明によれば、フォー
ミングロールによって管状にフォーミングされた板材の
縁部を、隣接する２つのローラによって互いに突き合わ
せて押圧すると共に高周波溶接により接合する電縫管製
造用溶接ロールにおいて、上記ローラに、板材の外面に
整合するフォーミング部と、ローラの軸端側の２つのエ
ンド部とを設け、両ローラの軸線を通る平面をもって断
面視したときに、板材の溶接継ぎ目部側のエンド部とフ
ォーミング部とのコーナ部分をカットして、この２つの
ローラ間に板材縁部の外側からの拘束を解除する空間部
を形成したことを特徴とする。このように構成すること
で、上記空間部によって、ローラのフォーミング部とエ
ンド部とのどちらからも板材の縁部は拘束されず、した
がって、溶接継ぎ目部の溶湯の板材外面側の空間部への
流動を促し、板材内面側への流動を抑制する。

【０００９】請求項４に記載した発明によれば、請求項
３に記載した発明における電縫管の厚さ寸法をｔとした
場合に、２つのローラのエンド部間の距離Ｄ₁はＤ₁＝
（１／２）ｔ±（１／４）ｔに設定し、上記空間部の開
口幅の寸法Ｄ₂はＤ₁＜Ｄ₂≦３ｔに設定したことを特徴
とする。このように構成することで、板材の縁部の座屈
による空間部への進入を防止しつつ、板材縁部の外側か
らの拘束を解除して、溶接継ぎ目部の溶湯の板材外面側
の空間部への流動を促し、板材内面側への流動を抑制す
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図６
を援用し、図１乃至図３によって説明する。図１に示す
のは、溶接ロール１０であって、前記フォーミングロー
ル２によって左右の縁部Ｗ１を順次近接させつつ管状に
フォーミングされた板材Ｗの各縁部Ｗ１を、互いに突き
合わせて押圧すると共に高周波溶接機４により接合して
電縫管を形成するものである。ここで、この溶接ロール
１０は高周波溶接機４の後段側でも前段側のどちらに配
置しても良い。

【００１１】この溶接ロール１０は、隣接する同形状の
２つのローラ１１によって構成してあり、この２つのロ
ーラ１１によって、板材Ｗの左右の縁部Ｗ１を、互いに
突き合わせて押圧するものである。上記ローラ１１は、
図示しないブラケットを介して軸１２を中心に回転可能
に支持されたもので、板材Ｗの外面に整合する外周面を
備えたフォーミング部１３と、このフォーミング部１３
を挟むようにしてローラ１１の軸１２端側に設けた円盤
状のエンド部１４を有している。

【００１２】そして、上記ローラ１１の軸１２線を通る
平面をもって断面視したときに、各ローラ１１の板材Ｗ
の溶接継ぎ目部Ｔ側のエンド部１４と、フォーミング部
１３とのコーナ部分１５（図１のエンド部１４の外周面
とフォーミング部１３との稜線Ｒ）をエンド部１４の外
周面からフォーミング部１３にかけて、三角形状（図２
に二点鎖線で示す）に切除してある。

【００１３】したがって、２つのローラ１１間には、各
ローラ１１のエンド部１４の間に形成された隙間１６に
連なり、切除された２つのコーナ部分１５によってくさ
び形の空間部１７が形成されることとなる。よって、こ
の空間部１７によって板材Ｗの縁部Ｗ１は外側からの拘
束を解除され、外側から押圧されなくなる。

【００１４】試験によれば、表１に示すように、図２に
示す高周波溶接され電縫管となった状態の板材Ｗの厚さ
寸法をｔとした場合に、２つのローラ１１のエンド部１
４間の隙間１６の距離Ｄ₁はＤ₁＝（１／２）ｔ±（１／
４）ｔ（さらに望ましくは（１／２）ｔ）に設定し、上
記空間部１７の開口幅の寸法Ｄ₂はＤ₁＜Ｄ₂≦３ｔ（さ
らに望ましくは２ｔ）に設定するのが望ましいことが判
明した。

【００１５】尚、上記溶接強度の試験は、以下の要領で
行った。まず、ＪＩＳ３００３相当のアルミニウム板材
から外径９．３６ｍｍ、肉厚０．３ｍｍの電縫管を作成
する。電縫管の一方を密閉して水を注入後、ポンプによ
り９０Ｋｇ／ｃｍ²まで圧力を上げて、漏れのチェック
を行った。

【００１６】

【表１】ｔ：板厚溶接強度：○…洩れなし、×…洩れありスパッタ：○…なし、×…あり板材端部の座屈：○…なし、×…あり

【００１７】ここで、上記寸法許容範囲内であれば、図
２中一点鎖線で示すように三角形状にカットされたコー
ナ部分１４の切除の仕方は自由であり、例えば、底辺ａ
と斜辺ｂとのなす角θを任意に選択したときは、θが５
度以上であれば、図２に示すように、エンド部１４の厚
さ方向全部をカットするようにしても良い。又、カット
される形状が円弧状でも同様の効果を上げることができ
る。

【００１８】上記実施形態によれば、図６において、コ
イラー１から送り出された帯状板のアルミニウム製の板
材Ｗは、複数のフォーミングロール２によって、左右の
縁部Ｗ１を順次近接させつつ管状にフォーミングされ、
溶接ロール３で縁部Ｗ１を互いに突き合わせて押圧する
と共に高周波溶接機４により接合される。

【００１９】このとき、溶接ロール３における溶接の際
には、板材Ｗの溶接継ぎ目部Ｔでは、図３に示すよう
に、板材Ｗの縁部Ｗ１と縁部Ｗ２とが突き合わされた状
態で押圧されるが、上記空間部１７によって、ローラ１
１のフォーミング部１３とエンド部１４とのどちらから
も板材Ｗの縁部Ｗ１は外側から拘束されず外側から押圧
されないため、縁部Ｗ１を押圧する押圧力は、外側が拘
束されていない分板材Ｗの外面側の力Ｘよりも板材Ｗの
内面側の力Ｙの方が大きくなる。

【００２０】したがって、高周波溶接の際に溶接継ぎ目
部Ｔの溶湯は、内側に比べ押圧力が小さい板材Ｗの外面
側へ流動し易くなり、板材Ｗの内面側へ流れるのを防止
することができる。よって、溶湯は後においてビードカ
ッタ５によって切除されるスパッタとして板材Ｗの外面
側の空間部１７へ流れ、板材Ｗの溶接継ぎ目部Ｔの内面
側に脱落する虞のあるスパッタが形成されることはな
く、製品品質を高めることができる。

【００２１】また、上記板材Ｗの厚さ寸法をｔとしたと
き、２つのローラ１１のエンド部１４間の隙間１６の寸
法Ｄ₁はＤ₁＝（１／２）ｔ±（１／４）ｔに設定し、上
記空間部１７の開口幅の寸法Ｄ₂はＤ₁＜Ｄ₂≦３ｔに設
定することで、空間部１７へ板材Ｗの縁部Ｗ１が座屈に
よって進入することがなくなる。したがって、板材Ｗの
成形には何ら支障をきたすことはなく、溶接継ぎ目部Ｔ
の内側面でのスパッタの発生を防止できるのである。

【００２２】すなわち、上記空間部１７の幅寸法が上記
値よりも大きいと、板材Ｗの縁部Ｗ１の変位自由度が大
きすぎるため板材Ｗの縁部Ｗ１のマッチング不良が生じ
てしまい、一方、上記空間部１７の寸法が上記値よりも
小さいと、板材Ｗの縁部Ｗ１を外側から囲む部分の占め
る割合が増加するため、板材Ｗの溶接継ぎ目部Ｔの外面
側の押圧力が、内面側の押圧力よりも大きくなり、した
がって、高周波溶接した場合に、溶湯の内側面への流出
を許してしまうのである。

【００２３】そして、上記溶接ロール１０による溶接が
終了すると、溶接継ぎ目部Ｔの外面側のスパッタをビー
ドカッタ５によって切除し、リデューサーロール６によ
り板材Ｗを縮径し、さらにストレートナーロール７によ
って曲がりを修正して、カッタ８で出荷長さにカットす
る。なお、この発明は上記実施形態に限られるものでは
なく、例えば、少なくとも隙間部１６と空間部１７の上
記寸法が設定されていれば、空間部の形状はくさび形に
限られず、四角形状や弧状に設定しても良い。

【００２４】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１に記
載した発明においては、高周波溶接の際に溶接継ぎ目部
付近に存在する溶湯が、板材の溶接継ぎ目部の内面側よ
りも押圧力が小さい外面側に流れるため、板材内面側へ
溶湯が流れることがなくなる。したがって、板材内面側
でのスパッタの発生を阻止することができ、製品品質を
高めることができるという効果がある。

【００２５】請求項２に記載した発明によれば、空間部
によって、板材の外面側における板材縁部の押圧力を減
少させ、溶接継ぎ目部の溶湯の板材外面側の空間部への
流動を促し、板材内面側への流動を抑制することができ
る。したがって、板材内面側でのスパッタの発生を阻止
することができ、製品品質を高めることができるという
効果がある。

【００２６】請求項３に記載した発明によれば、空間部
によって、ローラのフォーミング部とエンド部とのどち
らからも板材の縁部は外側から拘束されず、したがっ
て、溶接継ぎ目部の溶湯の板材外面側の空間部への流動
を促し、板材内面側への流動を抑制することができる。
したがって、板材内面側でのスパッタの発生を阻止する
ことができ、製品品質を高めることができるという効果
がある。

【００２７】請求項４に記載した発明によれば、空間部
への板材の縁部の座屈による進入を防止して、板材の成
形に支障をきたすことがないようにつつ、板材内面側で
のスパッタの発生を阻止することができ、製品品質を高
めることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態の正面図である。

【図２】図１のＡ部を拡大した断面図である。

【図３】図１の板材の溶接継ぎ目部の拡大図である。

【図４】従来技術の高周波溶接機を示す斜視図であ
る。

【図５】従来の板材を溶接継ぎ目部の断面図である。

【図６】従来技術の電縫管の製造装置の全体説明図で
ある。

【符号の説明】

２フォーミングロール４高周波溶接機１０溶接ロール１１ローラ１２軸１３フォーミング部１４エンド部１５コーナ部分１６隙間（２つのローラのエンド部間）１７空間部Ｄ₁ エンド部管の距離Ｄ₂ 開口幅の寸法Ｔ溶接継ぎ目部ｔ電縫管の厚さ寸法Ｘ外面側の力Ｙ内面側の力Ｗ板材Ｗ１縁部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フォーミングロールで帯状の板材の左右
の縁部を順次近接させつつ管状にフォーミングし、溶接
ロールで縁部を互いに突き合わせて押圧すると共に高周
波溶接により接合して電縫管を製造する電縫管の製造方
法において、上記溶接ロールで板材の縁部を押圧する際
に、この押圧力を板材の外面側よりも内面側の方が大き
く設定したことを特徴とする電縫管の製造方法。
【請求項２】フォーミングロールによって管状にフォ
ーミングされた板材の縁部を、隣接する２つのローラに
よって互いに突き合わせて押圧すると共に高周波溶接に
より接合する電縫管製造用溶接ロールにおいて、両ロー
ラの軸線を通る平面をもって断面視したときに、両ロー
ラの板材外面に整合する部位のうち板材の溶接継ぎ目部
に面した部位を切除し、ここに板材縁部の外側からの拘
束を解除する空間部を形成したことを特徴とする電縫管
製造用溶接ロール。
【請求項３】フォーミングロールによって管状にフォ
ーミングされた板材の縁部を、隣接する２つのローラに
よって互いに突き合わせて押圧すると共に高周波溶接に
より接合する電縫管製造用溶接ロールにおいて、上記ロ
ーラに、板材の外面に整合するフォーミング部と、ロー
ラの軸端側の２つのエンド部とを設け、両ローラの軸線
を通る平面をもって断面視したときに、板材の溶接継ぎ
目部側のエンド部とフォーミング部とのコーナ部分をカ
ットして、この２つのローラ間に板材縁部の外側からの
拘束を解除する空間部を形成したことを特徴とする電縫
管製造用溶接ロール。
【請求項４】上記電縫管の厚さ寸法をｔとした場合
に、２つのローラのエンド部間の距離Ｄ₁はＤ₁＝（１／
２）ｔ±（１／４）ｔに設定し、上記空間部の開口幅の
寸法Ｄ₂はＤ₁＜Ｄ₂≦３ｔに設定したことを特徴とする
請求項３に記載の電縫管製造用溶接ロール。