JP2000094033A - 伝熱管の製造方法およびその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶着接合時のスパッタの付着を防止しながら
接合強度の十分な適切なビード形状をもった電縫管構造
の伝熱管を製造する。 【解決手段】 帯状の銅板をロールフォーミング加工す
ることによって外形的に円管構造に形成された伝熱管接
合部の合わせ面１１，１１を、高周波誘導加熱により溶
融し、その後圧接接合することによって、連続的に電縫
管構造の伝熱管を製造するようにしてなる伝熱管の製造
方法および装置であって、上記合わせ面１１，１１の圧
接接合工程における圧接接合点部Ｐの内側に適切なビー
ド形状を形成するための当て金２を設けて当該合わせ面
１１，１１の圧接接合を行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この出願の発明は、電縫管構
造の伝熱管の製造方法およびその製造装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】例えば空気調和機用熱交換器等の伝熱管
は、長尺の帯状銅板の一面に例えば所定形状の凹凸加工
を施し、この帯状銅板を当該凹凸加工面を内側にしてロ
ールフォーミング加工により円管状に成形し、その後、
その両側の合わせ面同士を例えばワークコイル等の高周
波誘導加熱手段を用いて加熱溶融するとともに、さらに
スクイズロール等の圧接接合手段で圧接させることによ
って相互に接合して電縫管構造に形成されるようになっ
ている。

【０００３】このような伝熱管の製造方法および製造装
置によると、薄肉の電縫管構造の伝熱管を高速で連続的
に製造することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な従来の伝熱管の製造方法および製造装置では、素材と
しての帯状銅板のバラツキおよび内面の凹凸加工による
帯状銅板の板厚、板幅、調質、端面形状等のバラツキ、
高周波誘導加熱手段の電流、電圧の変動による接合部へ
の入熱量のバラツキ等によって、例えば図１６の表の
（２）〜（６）に示すように、接合部（シーム部）のビ
ード形状や大きさ、接合強度が変動する問題がある。

【０００５】図１６の内で、通常適正とされるビード部
は（１）に示すような仕上り形状であり、（２），
（３）の場合は、以後の工程で伝熱管内にプラグ等を押
し込んで管を拡げる場合に、内面のビードにプラグが接
触して管が変形したり、プラグの異常摩耗が発生したり
する。また（５）の場合には、内面に付着したスパッタ
が管内に挿入されたプラグにより剥離したり、伝熱管内
を流れる流体等により離脱したりして流体を詰まらせた
りする。さらに（４），（６）の場合には、接合部の強
度不足により脈動等の外力等が加わった場合に、接合部
が外れたりする問題がある。

【０００６】したがって、上記（１）のように適正な内
面ビード形状を上述のような高周波誘導加熱による高速
連続接合工程のもとで得ようとする場合、素材及び接合
部への入熱量に対する高度な精度管理と、それを維持す
るための高度の技術が必要であった。

【０００７】この出願の発明は、このような問題を解決
するためになされたもので、上記加熱溶融後の圧接接合
点部において、伝熱管接合部を支持して安定したビード
形状を形成するための当て金を用いて接合するようにす
ることにより、所定のビード形状で、接合強度が安定し
た伝熱管を製造するようにした伝熱管の製造方法および
製造装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この出願の請求項１〜５
の発明は、それぞれ上記の目的を達成するために、次の
ような課題解決手段を備えて構成されている。

【０００９】（１） 請求項１の発明 この発明の伝熱管の製造方法は、帯状の銅板をロールフ
ォーミング加工することによって外形的に円管構造に形
成された伝熱管接合部の合わせ面１１，１１を、高周波
誘導加熱により溶融し、その後圧接接合することによっ
て、連続的に電縫管構造の伝熱管を製造するようにして
なる伝熱管の製造方法であって、上記合わせ面１１，１
１の圧接接合工程における圧接接合点部Ｐの内側に所定
のビード形状を形成するための当て金を設けて当該合わ
せ面１１，１１の圧接接合を行うようになっている。

【００１０】以上のように、この発明の伝熱管の製造方
法では、高周波誘導加熱による伝熱管接合部合わせ面１
１，１１の加熱溶融後の圧接接合工程における圧接接合
点部Ｐの内側に当て金２を設けて当該合わせ面１１，１
１を圧接させて接合するようにしているので、溶融後の
スパッタの侵入が防止されるとともにビード１２のダレ
がなく、所定の形状と大きさの安定したビード１２を形
成することができるようになり、その接合強度も安定し
たものとなる。

【００１１】（２） 請求項２の発明 この発明の伝熱管の製造方法は、上記請求項１の発明の
構成において、上記当て金２の伝熱管接合部への対応面
２ａには、所定のビード形状に対応した凹条溝４が設け
られている。

【００１２】したがって、該伝熱管の製造方法では、当
該対応面２ａの凹条溝４によって所定の形状と大きさの
ビード１２が形成される。

【００１３】（３） 請求項３の発明 この発明の伝熱管の製造装置は、帯状の銅板をロールフ
ォーミング加工することによって外形的に円管構造に形
成された伝熱管接合部の合わせ面１１，１１を、高周波
誘導加熱手段による高周波誘導加熱により溶融し、その
後、圧接接合手段１５，１５によって圧接接合すること
によって、連続的に電縫管構造の伝熱管を製造するよう
にしてなる伝熱管の製造装置であって、上記圧接接合手
段１５，１５による合わせ面１１，１１の圧接接合点部
Ｐの内側に所定のビード形状を形成するための当て金２
を設けて構成されている。

【００１４】以上のように、この発明の伝熱管の製造装
置では、高周波誘導加熱手段２０による伝熱管接合部合
わせ面１１，１１の加熱溶融後の圧接接合手段１５，１
５による合わせ面１１，１１の圧接接合点部Ｐの内側に
当て金２を設けて当該合わせ面１１，１１を圧接させて
接合するようにしているので、溶融後のスパッタの侵入
が防止されるとともにビード１２のダレがなく、所定の
形状と大きさの安定したビード１２を形成することがで
きるようになり、その接合強度も安定したものとなる。

【００１５】（４） 請求項４の発明 この発明の伝熱管の製造装置は、帯状の銅板をロールフ
ォーミング加工することによって外形的に円管構造に形
成された伝熱管接合部の合わせ面１１，１１間に挿入さ
れて同合わせ面１１，１１の突き合わせ角と位置を調整
するシームガイド１と、該シームガイド１によって突き
合わせ角と位置が調整された合わせ面１１，１１を加熱
溶融させる高周波誘導加熱手段２０と、該高周波誘導加
熱手段２０によって加熱溶融された合わせ面１１，１１
を圧接して相互に接合する圧接接合手段１５，１５とを
備えてなる伝熱管の製造装置であって、上記シームガイ
ド１の伝熱管１０ａの内側に挿入されている部分１ｃを
上記圧接接合手段１５，１５の圧接接合点部Ｐの下側ま
で延設し、該延設端に伝熱管接合部のビード形状を所定
の形状にするための当て金２を設けて構成されている。

【００１６】以上のように、この発明の伝熱管の製造装
置では、高周波誘導加熱手段２０による伝熱管接合部合
わせ面１１，１１の加熱溶融後の圧接接合手段１５，１
５の接合点部Ｐの内側に、当て金２を設けて圧接接合す
るようにしているので、溶融後のスパッタの侵入が防止
されるとともにビード１２のダレがなく、所定の形状と
大きさの安定したビード１２を形成することができるよ
うになり、その接合強度も安定したものとなる。

【００１７】（５） 請求項５の発明 この発明の伝熱管の製造装置は、上記当て金２の伝熱管
接合部の対応面２ａには、所定のビード形状に対応した
凹条溝４が設けられている。

【００１８】したがって、該伝熱管の製造装置では、当
該対応面２ａの凹条溝４によって所定の形状と大きさの
ビード１２が形成される。

【００１９】

【発明の効果】以上の結果、この出願の発明の伝熱管の
製造方法およびその製造装置によると、次のような効果
を得ることができる。

【００２０】（１） 伝熱管素材である帯状銅板の質又
は状態、内面加工による板厚、板幅、調質、端面形状の
バラツキ、接合部への入熱量の変動等に拘わらず、接合
部内面のビード形状や大きさが一定になり、接合強度が
安定する。

【００２１】したがって、拡管時の割れの発生が防止さ
れる。

【００２２】（２） 当て金があることにより、スパッ
タの侵入が防止されるので、伝熱管内部へのスパッタの
付着が防止される。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１〜図１５は、この出願の発明
の実施の形態に係る伝熱管の製造方法および製造装置の
構成を示している。

【００２４】（伝熱管製造装置の構成）先ず図１および
図２は、当該伝熱管のロールフォーミング加工終了後の
高周波誘導加熱手段による高速での加熱溶融工程と圧接
接合手段による高速かつ連続的な接合工程とを実施する
伝熱管製造ラインの構成を示しており、図中符号１はロ
ールフォーミング工程でロールフォーミング加工され、
外形的に円管構造となった伝熱管１０ａの接合部合わせ
面の突き合わせ角と位置を調整するシームガイド、１０
は該溶融・接合工程におけるワークである連続する伝熱
管、２０は上記シームガイド１により接合部の合わせ面
の突き合わせ角と位置が調整された外形的に円管構造の
伝熱管１０ａの接合部合わせ面１１，１１を加熱溶融す
る高周波誘導加熱手段であるワークコイル、１５，１５
は該ワークコイル２０によって加熱溶融された接合部合
わせ面１１，１１を圧接接合することによって実質的に
円管構造の伝熱管１０ｂに形成する一対のスクイズロー
ルである。

【００２５】上記スクイズロール１５，１５は、図示の
ように、それぞれ等径のロール部の中間に圧接されるべ
き伝熱管１０ａの管径に対応した内径の凹溝部１５ａ，
１５ａを設けて構成されており、それらを相互に対向さ
せて回転駆動可能に設置されている。

【００２６】また、上記高周波誘導加熱手段であるワー
クコイル２０は、上記スクイズロール１５，１５の直前
に位置して設けられており、上記スクイズロール１５，
１５によって圧接される直前の外形的に円管構造にロー
ルフォーミングされ、かつ上記シームガイド１によって
適正に接合部合わせ面１１，１１の突き合わせ角と位置
が調整された伝熱管１０ａの当該接合部合わせ面１１，
１１を高周波誘導加熱により接合可能な状態に溶融す
る。

【００２７】また、上記シームガイド１は、上記のよう
に接合のためにスクイズロール１５，１５間に供給され
る外形上円管構造となっている伝熱管１０ａの接合部の
突き合わせ角とスクイズロール１５，１５の圧接接合点
部Ｐへの供給位置が適正な状態となるように調整ガイド
する。

【００２８】ところで、このシームガイド１は、さらに
詳細には例えば図５〜図１１に示すように構成されてお
り、その伝熱管内側部分の伝熱管供給方向下流端には、
上記スクイズロール１５，１５部分での圧接接合時にお
ける圧接接合点部Ｐ部分を裏側から支持する当て金部２
が設けられている。

【００２９】すなわち、該シームガイド１は、上記伝熱
管製造ラインにおいて所定の取付部材に取り付けて固定
するための取付穴３，３を備えた上記伝熱管１０ａの合
わせ面１１，１１部分よりも上方に所定高さ突出した固
定部１ａと、該固定部１ａの下部にあって上記伝熱管１
０ａの接合部合わせ面１１，１１間に位置し、上述のよ
うに合わせ面１１，１１の突き合わせ角を調整する第１
のガイド部１ｂと、該第１のガイド部１ｂの下部にあっ
て伝熱管１０ａ内に挿入され、伝熱管１０ａの供給方向
上流側から下流側スクイズロール１５，１５方向に延
び、上記スクイズロール１５，１５間の圧接接合点部Ｐ
への供給位置を調整する第２のガイド部１ｃと、該第２
のガイド部１ｃのスクイズロール１５，１５側端部の上
部に設けられた当て金部２とから構成されている。

【００３０】上記第２のガイド部１ｃは、上記伝熱管１
０ａ供給方向の上流側端部が船首形状に形成され、上流
側から下流側方向に次第に左右幅が拡大するようになっ
ている。また同第２のガイド部１ｃの下流側端部は、上
記スクイズロール１５，１５間の圧接接合点部Ｐの下方
側位置まで長く延設されており、該延設端の上部に位置
して上記当て金部２が所定の高さ上方に延びて一体に設
けられている。

【００３１】この当て金部２は、例えばセラミック材よ
りなり、図３、図４及び図１０、図１１に詳細に示すよ
うに、その上端側が対応する伝熱管１０ａの内径に適合
した所定円弧角のアール面部（裏当て部）２ａに形成さ
れ、該アール面部２ａの上面側中央には、形成するべき
所定の適正な断面形状（円形）と大きさ（直径）の凹条
溝４が接合部のライン方向に延びて形成されている。こ
のアール面部２ａおよび凹条溝４は、例えば図１および
図２に示されているように、少なくとも上記スクイズロ
ール１５，１５間の圧接接合点部Ｐの少し手前から該圧
接接合点部Ｐを過ぎてスクイズロール１５，１５の外径
面下流端までに亘って設けられていて、上記伝熱管１０
ａ接合端部の溶融直後のスパッタの伝熱管１０ａ内への
落下を防止するとともに接合直後におけるビード部１２
のダレを防止するようになっている。

【００３２】この場合、例えば図４に示すように、形成
されるビード部１２の直径をφとすると、このφは上記
アール面部２ａの凹条溝４の幅Ｗと厚さＴの２つの条件
で決定されるので、これらを適切に設定する。また、ア
ール面部２ａの幅（円弧角）θは、スパッタの付着を防
止するのに適切な大きさに設定される。

【００３３】（伝熱管の製造方法）次に、上記のように
構成された伝熱管の製造装置を使用した伝熱管の製造方
法とその作用について説明する。

【００３４】上述のように、今図１および図２に示す伝
熱管製造ラインでは、先ずスクイズロール１５，１５の
上流部において例えば、矢印（イ）に示すように、未だ
接合部の合わせ面１１，１１同士が接合されてはいない
が、ロールフォーミング加工が終了して外形的には円管
構造となった伝熱管１０ａが供給される。この段階の伝
熱管１０ａは、上述のようにロールフォーミングされて
外形的に円管構造とはなっているが、接合すべき左右両
端部同士の合わせ面１１，１１における突き合わせ角は
必ずしも適正でなく、また以後に供給されるスクイズロ
ール１５，１５間の圧接接合点部Ｐへの供給ライン位置
も一致していない。

【００３５】そこで、次に矢印（ロ）で示すように、続
いてシームガイド１の第１，第２のガイド部１ｂ，１ｃ
を通すことによって、図１２に示すように、第１，第２
のガイド部１ｂ，１ｃで合わせ面１１，１１の供給ライ
ンがスクイズロール１５，１５間の接合点部Ｐ方向に做
うように接合端部同士の合わせ面１１，１１位置を適正
に調整するとともに、その突き合わせ角を適正に調整す
る。

【００３６】そして、それが終わると、次に矢印（ハ）
で示すように、ワークコイル２０内を通すことによっ
て、上記スクイズロール１５，１５間の圧接接合点部Ｐ
への供給ラインおよび接合端部同士の合わせ面１１，１
１の合わせ角がそれぞれ適正に調整された接合部合わせ
面１１，１１の各端部が図１３のように加熱溶融され
る。

【００３７】次に該ワークコイル２０による合わせ面１
１，１１の各接合端部の加熱溶融が終わると、さらに伝
熱管１０ａは矢印（ニ）で示すように直ぐにスクイズロ
ール１５，１５間に供給され、その加熱溶融状態にある
接合端部同士が、圧接接合点部Ｐ部分で図１４に示すよ
うに適切に圧接されて相互に接合一体化される。この
時、伝熱管１０ａの接合部内面側（裏側）には上記圧接
接合点部Ｐの手前から同圧接接合点部Ｐを少し過ぎる位
置まで上述のように当て金部２が設けられており、その
アール面部２ａでスパッタ等の落下が阻止されるととも
に該アール面部２ａの中央に形成されている形成すべき
所定の適正なビード形状に対応した凹条溝４によって適
正な形状でダレのない溶接ビード１２が形成される。

【００３８】そして、該スクイズロール１５，１５部で
の圧接接合（溶接）が完了すると、エンドレスに完全に
接合され、かつ当て金部２の作用で、その内面側に図１
５に示すように適正な形状と大きさのビード部１２が形
成されて実質的に円管構造となった伝熱管１０ｂが、さ
らに矢印（ホ）に示すように例えば続く拡管工程に移送
される。

【００３９】以上のように、この出願の発明の実施の形
態の伝熱管の製造方法および製造装置によると、高周波
誘導加熱手段であるワークコイル２０による伝熱管接合
端部の加熱溶融直後から圧接接合手段であるスクイズロ
ール１５，１５間の圧接接合点部Ｐを過ぎるまでの間に
おいて、伝熱管の接合部内面側に、その内面形状に対応
し、かつ形成すべき適正なビード１２の形状と大きさに
対応した凹条溝４を有する当て金部２を設けて溶着接合
するようにしているので、溶融後のスパッタの侵入が防
止されるとともにビード１２のダレがなく、適正な形状
と大きさの安定したビード１２を形成することができる
ようになり、その接合強度も安定したものとなる。

【００４０】また、この当て金部２は、本来使用されて
いるシームガイド１を利用して設けられるようになって
いるので、その設置も容易であり、コイトもかからな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この出願の発明の実施の形態に係る伝熱管の製
造装置の構成を示す一部切欠側面図である。

【図２】同装置の一部切欠平面図である。

【図３】同装置の要部の構成と作用を示す断面図であ
る。

【図４】同装置の要部の構成態様を示す拡大断面図であ
る。

【図５】同装置の要部であるシームガイドの斜視図であ
る。

【図６】同シームガイドの側面図である。

【図７】同シームガイドの底面図である。

【図８】同シームガイドの底部の一部を拡大して示す底
面図である。

【図９】同シームガイドの正面図である。

【図１０】同シームガイドの図６のＥ−Ｅ線断面図であ
る。

【図１１】同シームガイドの要部である当て金部のアー
ル面部の拡大図である。

【図１２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図１３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図１４】図１のＣ−Ｃ線断面図である。

【図１５】図１のＤ−Ｄ線断面図である。

【図１６】従来の伝熱管の製造方法および製造装置の問
題点を示す図表である。

【符号の説明】

１はシームガイド、１ｂは第１のガイド部、１ｃは第２
のガイド部、２は当て金部、２ａはアール面部、４は凹
条溝、１０は連続する伝熱管、１０ａはロールフォーミ
ング後接合前の伝熱管、１０ｂは接合後の伝熱管、１１
は合わせ面、１２はビード部、１５はスクイズロール、
２０はワークコイルである。

フロントページの続き (72)発明者 内満 優 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯状の銅板をロールフォーミング加工す
   ることによって外形的に円管構造に形成された伝熱管接
   合部の合わせ面（１１），（１１）を、高周波誘導加熱
   により溶融し、その後圧接接合することによって、連続
   的に電縫管構造の伝熱管を製造するようにしてなる伝熱
   管の製造方法であって、上記合わせ面（１１），（１
   １）の圧接接合工程における圧接接合点部（Ｐ）の内側
   に所定のビード形状を形成するための当て金（２）を設
   けて当該合わせ面（１１），（１１）の圧接接合を行う
   ようにしたことを特徴とする伝熱管の製造方法。
2. 【請求項２】 当て金（２）の伝熱管接合部への対応面
   （２ａ）には、所定のビード形状に対応した凹条溝
   （４）が設けられていることを特徴とする請求項１記載
   の伝熱管の製造方法。
3. 【請求項３】 帯状の銅板をロールフォーミング加工す
   ることによって外形的に円管構造に形成された伝熱管接
   合部の合わせ面（１１），（１１）を、高周波誘導加熱
   手段（２０）による高周波誘導加熱により溶融し、その
   後、圧接接合手段（１５），（１５）により圧接接合す
   ることによって、連続的に電縫管構造の伝熱管を製造す
   るようにしてなる伝熱管の製造装置であって、上記圧接
   接合手段（１５），（１５）による合わせ面（１１），
   （１１）の圧接接合点部（Ｐ）の内側に所定のビード形
   状を形成するための当て金（２）を設けたことを特徴と
   する伝熱管の製造装置。
4. 【請求項４】 帯状の銅板をロールフォーミング加工す
   ることによって外形的に円管構造に形成された伝熱管接
   合部の合わせ面（１１），（１１）間に挿入されて同合
   わせ面（１１），（１１）の突き合わせ角と位置を調整
   するシームガイド（１）と、該シームガイド（１）によ
   って突き合わせ角と位置が調整された合わせ面（１
   １），（１１）を加熱溶融させる高周波誘導加熱手段
   （２０）と、該高周波誘導加熱手段（２０）によって加
   熱溶融された合わせ面（１１），（１１）を圧接して相
   互に接合する圧接接合手段（１５），（１５）とを備え
   てなる伝熱管の製造装置であって、上記シームガイド
   （１）の伝熱管（１０ａ）の内側に挿入されている部分
   （１ｃ）を上記圧接接合手段（１５），（１５）の圧接
   接合点部（Ｐ）の下側まで延設し、該延設端に伝熱管接
   合部のビード形状を所定の形状にするための当て金
   （２）を設けたことを特徴とする伝熱管の製造装置。
5. 【請求項５】 当て金（２）の伝熱管接合部の対応面
   （２ａ）には、所定のビード形状に対応した凹条溝
   （４）が設けられていることを特徴とする請求項３又は
   ４記載の伝熱管の製造装置。