JP2002346764A - 電縫管の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インピーダコアの冷却効率を維持し占有断面
積を低減してインピーダの剛性と機械的強度を向上させ
る。 【解決手段】 走行する板条材Ｔを管状に丸めて両端縁
を誘導加熱コイル６で加熱しながらスクイズロール８で
加圧溶接して電縫管Ｐを製造する。管Ｐ内に挿入するイ
ンピーダ２２にはインピーダ本体２４の上面部２５上
に、誘導加熱コイル６の直下に位置して加熱効率を高め
る断面略円弧状のフェライトコア２１を設ける。インピ
ーダ本体２４の上面部２５上にフッ素樹脂からなる保護
層２９を設けて溶接時のスパッタｃを受ける。冷却水供
給管２７はインピーダ本体の凹溝２６に先端側を埋め込
みフェライトコアと平面部との通路２１ａを通してフェ
ライトコアを冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電縫管の溶接時に
用いられるインピーダを備えた電縫管の製造装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、給湯管や給水管、或いは空調機器
や冷蔵機器等の熱交換器等に用いられる電縫管は、銅や
黄銅等からなる金属の帯状の板状体を走行させつつ丸め
て管状に形成し、高周波誘電溶接機や高周波抵抗溶接機
等からなる溶接手段で両端縁を連続的に繰り出しつつ溶
接して造管される。そして電縫管の溶接部の外周面や内
周面に残された溶接ビード部を切削装置で除去した後
で、サイジングして整形後に所定長さ毎に分断される。
このような電縫管の溶接装置として、例えば特開平８−
９９１８４号公報に開示されたものがある。この装置は
鋼帯を丸めて両端縁を高周波誘導溶接して電縫管を造管
するものであり、電縫管製造時に溶接の加熱効率を高め
るフェライトコア等からなるインピーダコアを設けたイ
ンピーダが電縫管の内部に挿入されている。そして、イ
ンピーダコアは熱の影響を受けると性能が劣化するの
で、管状に形成したインピーダコアの内部に冷却水流路
を設けてインピーダコアを冷却すると共に、インピーダ
コアを通過した冷却水の一部を溶接点付近の直下に向け
て噴射口から噴射させて電縫管内面に飛散する溶接時の
スパッタを除去しようとしている。そして残りの冷却水
をより先端側に誘導して噴射し、インピーダの先端に取
り付けた内面ビード部切除用の切削バイトを冷却するよ
うにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
溶接装置では、電縫管の内部に挿入されるインピーダコ
アを円筒状に形成してその内部に冷却水を通す管体を嵌
挿させて、その先端に内面ビード部の切削バイトを取り
付けて内面ビード部の切削除去を行うことになってい
る。しかも円筒状のインピーダコアと管体の間に溶接時
のスパッタを押し流すために冷却水の流路が形成されて
おり、そのために管体からなるインピーダ本体の総断面
積が小さくなって剛性と機械的強度が低下するという欠
点がある。そのため、インピーダ先端に設けられた切削
バイトで内面ビード部を切削除去する際に、インピーダ
本体の剛性が小さいためにびびり振動等を引き起こして
内面ビード部の切削精度が不十分になったり、インピー
ダの寿命を短くするという欠点もあった。

【０００４】本発明は、このような実情に鑑みて、イン
ピーダコアによるワークコイルの溶接加熱効率を良好に
維持すると共にインピーダの剛性と機械的強度を向上で
きるようにした電縫管の製造装置を提供することであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る電縫管の製
造装置は、板条材を管状に丸めて両端縁をワークコイル
で加熱しながらスクイズロールで加圧溶接して電縫管を
製造するようにした電縫管の製造装置において、ワーク
コイルの直下に位置して加熱効率を高めるインピーダコ
アをインピーダ本体に設けたインピーダが配設され、イ
ンピーダコアは冷却水を通過させる通路を形成するよう
にしたことを特徴とする。本発明によれば、インピーダ
本体に位置するインピーダコアの直上にワークコイルが
位置することで、ワークコイルの加熱効率をインピーダ
コアで高めることができ、しかもインピーダコアを通路
として直接冷却水を通過させることで、インピーダコア
を直接且つ効率的に冷却でき、ワークコイルの溶接加熱
効率を安定させることができる。

【０００６】また冷却水を通過させる通路は、インピー
ダコアとインピーダ本体の板状体溶接部側である上面部
とで形成されていてもよい。インピーダ本体の下部には
インピーダコアが設けられていないからその分だけイン
ピーダ本体の断面積を大きく設定でき、インピーダの剛
性と機械的強度を向上できる。しかもインピーダコアと
インピーダ本体の上面部との間の空間通路内に冷却水を
通過させることで、インピーダコアを効率的に冷却で
き、ワークコイルの溶接加熱効率を安定させることがで
きる。またインピーダコアは断面略円弧状であってもよ
い。インピーダコアとインピーダ本体とで略円筒状の外
周形状を形成することで、電縫管内の占有面積を大きく
とれ、空間通路の断面積も大きくとれる。また、インピ
ーダの先端側に電縫管の内面ビード部を除去するための
切削工具を取り付けても良い。インピーダの先端に切削
工具を取り付けて内面ビード部の切削除去加工を行った
としても、インピーダに十分な剛性と機械的強度を確保
できているから、切削工具による内面ビード部の切除加
工に悪影響を与えず、切削時にビビリ振動等を起こさず
精度良く加工でき、インピーダの寿命も向上できる。
尚、インピーダの先端側とは、板状体または電縫管の搬
送方向前方をいう。またインピーダコアの外周面に耐熱
テープなどの耐熱被覆膜を被覆形成してもよく、これに
よってインピーダコアに与える熱影響を一層抑えること
ができる。

【０００７】尚、板状体両端縁の溶接部の下側に位置す
るインピーダ上に非金属性材料で耐熱性の高い保護層を
設けて溶接時に発生するスパッタを受けるようにすると
共に、インピーダコアを通して冷却水をインピーダ上の
スパッタ落下面に供給させてもよい。またこのスパッタ
落下面に非金属性材料で耐熱性の高い保護層を設けても
よい。溶接時にインピーダコアが加熱され熱膨張すると
抵抗が変わりワークコイルの加熱効率が変化するが、冷
却水をインピーダコアに通すことでインピーダコアを冷
却して特性変化を抑制でき、更にその後にスパッタ落下
面または保護層に冷却水を吐出させることで飛散するス
パッタを塊状に固化させることなく粉体の状態で押し流
すことができる。特に保護層によってスパッタを受ける
ことによって、冷却水を保護層に供給すると、飛散した
スパッタが保護層に到達してもこれに付着したり塊状に
固化する前に、粉の状態でスパッタを保護層の上から押
し流して除去できる。そのためにスパッタの固化物が切
削バイトの方向に押し流されても粉体の状態であるか
ら、切削バイトの切刃や支持部材との間に噛み込んで電
縫管の内面を擦過したり切刃を損傷すること等がなく、
電縫管内面の品質を向上できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
切削装置を図１乃至図５により説明する。図１は電縫管
の製造装置のラインを示す概略構成図、図２は図１に示
す製造装置に用いられるインピーダの概略構成図、図３
は図２に示すインピーダの部分拡大図、図４は図３のＡ
−Ａ線断面図、図５は図３のＢ−Ｂ線断面図である。本
発明の実施の形態による電縫管は例えば給湯管、給水管
等に用いたりする内面が平滑な単純金属管に関するもの
であるが、冷蔵庫や空調設備等で用いられる内面溝付き
管や外面に凹凸構造が形成された金属管等、いかなる金
属管にも適用可能である。また実施の形態による電縫管
は材質が黄銅であるが、銅管やアルミニウム管、その他
の金属管等にも適用できる。

【０００９】図１に示す電縫管（以下、管という）の製
造装置１において、一定幅で帯状のの金属条、例えば黄
銅からなる連続する帯状の板状体Ｔをアンコイラ２から
連続的に繰り出し、繰り出された板状体Ｔは一対の押さ
えロール３を経て、複数対配列されたフォーミングロー
ル４を通して徐々にＣ字状に丸められていく。そしてロ
ーリングセパレータ５により突き合わせるべき板状体Ｔ
の両端縁間の間隙量が一定に保たれた上、誘導加熱部の
ワークコイル、例えば誘導加熱コイル６に通される。誘
導加熱コイル６は例えばワイヤまたは中空の金属管を螺
旋状に数回巻回したものであり、Ｃ字状に丸められた板
状体Ｔを加熱し両端縁に集中的にジュール熱を発生させ
る。そして誘導加熱コイル６を通過した板状体Ｔは、一
対のスクイズロール８，８間を通過する際に加熱された
両端縁が押されて突き合わされて溶接される。板状体Ｔ
が溶接されて成る電縫管Ｐの内外周面には溶接部からは
み出した溶融材料により外面及び内面ビード部が形成さ
れる。外面ビード部は切削装置１０で切削除去され、内
面ビード部も後述する切削バイトによって切削除去され
る。そして管Ｐは冷却槽１２を通して強制冷却された
後、複数対配列されたサイジングロール１３を通して所
定の外径まで縮径される。そして図示しない整形ロール
で整形された管Ｐは切断機１４で所定長さ毎、例えば４
〜６ｍに切断されてストックテーブル１５上に積層され
る。

【００１０】次に以上の概略構成を備えた電縫管の製造
装置１のうち本実施の形態によるインピーダを含む溶接
装置について、図２乃至図５により詳述する。本実施の
形態による溶接装置２０は、図２及び図３に示すように
フォーミングロール４で丸められローリングセパレータ
５により板状体Ｔの両端縁間の間隙量が一定に保たれた
板状体Ｔを加熱する誘導加熱コイル６と、Ｃ字状の板状
体Ｔの両端縁を加圧溶接するスクイズロール８，８と、
誘導加熱コイル６の加熱効率を高めるインピーダコア、
例えばフェライトコア２１と、フェライトコア２１を取
り付けたインピーダ２２とを備えている。本実施の形態
によるインピーダ２２は略棒状を呈していて、図２に示
すようにＣ字状に丸められた板状体Ｔとこの板状体Ｔの
両端縁が溶接されてなる管Ｐとに亘って内部に挿入され
ている。インピーダ２２の先端側即ち管Ｐの搬送方向先
端側には、管Ｐの内面ビード部Ｂを切除するための切削
工具として切削バイト２３が取り付けられていて、切削
バイト２３の切刃２３ａは管Ｐの搬送方向後方側を向い
ている。尚、切削バイト２３には切刃２３ａと反対側に
管Ｐの内壁に当接する弾性を有する支持部材３３が設け
られていて、切刃２３ａを内面ビード部Ｂに押圧してい
る。

【００１１】図２及び図３に示すインピーダ２２におい
て、例えば金属製で略棒状または略円柱状のインピーダ
本体２４は、板状体Ｔ（及び管Ｐ）の溶接装置２０が配
設された領域付近で、図４に示すように板状体溶接部側
である上部が断面略半円状に切除されて例えば略平面状
の上面部２５が形成されている。上面部２５の先端側は
漸次切り上がる傾斜面２５ａとされ、上面部２５に続く
後端部には凹溝２６が形成されて後端側方向に延在する
形状とされている。そして、誘導加熱コイル６の直下の
領域で上面部２５上にはその後端から前方に亘って断面
略円弧状のフェライトコア２１が取り付けられていて、
フェライトコア２１と上面部２５とで断面略半円状の通
路２１ａが形成されている。フェライトコア２１とその
領域のインピーダ本体２４の略円筒状外表面には耐熱被
覆膜として耐熱テープ２８が全周に亘って被覆されてい
る。フェライトコア２１の前方の上面部２５と傾斜面２
５ａとがスパッタ落下面３０として延びており、一対の
スクイズロール８，８で挟まれた管Ｐの溶接部Ｓの下方
に位置する。

【００１２】そして例えば図５に示すようにフェライト
コア２１の後端側の凹溝２６内には例えば銅製の冷却水
供給管２７が嵌合され、冷却水供給管２７は先端がフェ
ライトコア２１と上面部２５とで仕切る通路２１ａに連
通し、後部側は凹溝２６の後端方向に延びて途中から湾
曲して上方に起立し、Ｃ字状の板状体Ｔの間隙３１を通
して外部の図示しない冷却水供給源に接続されている。
そのため、冷却水供給管２７から供給される冷却水はフ
ェライトコア２１の通路２１ａを通して前方の上面部２
５及び傾斜面２５ａからなるスパッタ落下面３０に吐出
される。またインピーダ本体２４のフェライトコア２１
が取り付けられた上面部２５から傾斜面２５ａにかけて
全体に、非金属性材質で耐熱性、電気絶縁性及び撥水性
に優れている薄層の保護層２９が被覆形成されている。
保護層２９は溶接部Ｓで発生するスパッタｃが付着し難
い特性を有しており、好ましくは樹脂層、更に好ましく
はポリフッ化ビニリデンやポリテトラフルオロエチレン
等のフッ素樹脂層からなる。フッ素樹脂は上述の特性に
加えて摩擦係数と粘着性が低く、溶接部Ｓで発生するス
パッタｃの付着防止に好適な特性を有している。

【００１３】本実施の形態による電縫管の製造装置１は
上述の構成を有しており、次に電縫管Ｐの溶接方法につ
いて説明する。先ず板状体Ｔはフォーミングロール４を
通してＣ字状に丸められ、ローリングセパレータ５によ
り突き合わせるべき板状体Ｔの両端縁間の間隙量が一定
に保たれた上、誘導加熱コイル６に通される。誘導加熱
コイル６に例えば高周波や中周波等の電流を流すことで
発生する誘導電流で、Ｃ字状の板状体Ｔの両端縁が加熱
され、更に誘導加熱コイル６の直下に位置するインピー
ダ２２上のフェライトコア２１でインピーダンスを制御
することで誘導電流を板状体両端縁に集中させて集中的
にジュール熱を発生させ溶接熱効率を向上させる。そし
て誘導加熱コイル６を通過した板状体Ｔは、一対のスク
イズロール８，８間を通過する際に加熱された両端縁が
押されて突き合わされて溶接される。

【００１４】加熱溶接時にフェライトコア２１が加熱さ
れると抵抗値が変化するが、このフェライトコア２１に
は冷却水供給管２７を通してフェライトコア２１とイン
ピーダ本体２４の上面部２５との間の通路２１ａに冷却
水が供給されているために、フェライトコア２１は直接
且つ効率的に冷却され、発熱と熱膨張を抑制して加熱に
伴う特性の変化を抑制できる。またＣ字状に丸められた
板状体Ｔの両端縁が、一対のスクイズロール８，８で突
き合わせ溶接される際、溶接部Ｓでスパッタｃが発生し
て管Ｐの内部に飛散する。この場合、板状体Ｔの材質が
黄銅であると溶接部Ｓで発生するスパッタｃが他の材質
の場合よりも多い。そして管Ｐの内側に飛散するスパッ
タｃの多くは、フェライトコア２１から外れた溶接部Ｓ
直下の上面部２５及び傾斜面２５ａからなるスパッタ落
下面３０に落下するが、上面部２５及び傾斜面２５ａ上
には保護層２９が被覆されており、保護層２９上に落下
したスパッタｃは保護層２９に付着して固化するより早
く、フェライトコア２１の通路２１ａを通して保護層２
９に噴射される冷却水によって粉体の状態で管Ｐの前方
に押し流される。

【００１５】特に冷却水は、フェライトコア２１の断面
略半円状の通路２１ａを通過することで水流を集中させ
た状態で保護層２９に吐出でき、しかも保護層２９がフ
ッ素樹脂からなるため撥水性が高く冷却水の水流を高い
流速に維持できる。そのためスパッタｃは金属面である
インピーダ本体２４の上面部２５及び傾斜面２５ａ上に
付着したり固化集合して塊状になったりすることがな
く、冷却水と共に粉体の段階でスムーズに前方に押し出
すことができる。従って、塊状に固化したスパッタによ
って内面ビード部の切削バイト２３の切刃２３ａや切削
バイトの支持部材等と噛み込んで管Ｐの内周面を擦過し
たり切刃２３ａを損傷することがなく、インピーダ本体
２４に付着して冷却水の流れを損なったりインピーダ２
２や管Ｐの内壁を損傷したりすることも防止できる。

【００１６】上述のように本実施の形態によれば、フェ
ライトコア２１を従来の円筒形状のものに対して断面略
円弧状にしてインピーダ本体２４の上面部２５にのみ設
けたことで管Ｐ内部での占有断面積が小さく、その分イ
ンピーダ本体２４の断面積を大きくできて、その先端に
取り付けられる内面ビード部切削用の切削バイト２３の
保持強度を高くでき、内面ビード部Ｂの切除加工に悪影
響を与えない。しかも誘導加熱コイル６に対して直下に
近接させてフェライトコア２１を配置したから誘導加熱
コイル６の加熱効率を高める特性を低下させることもな
く、その抵抗特性が変化しないよう冷却水を効率的に通
過させることができる。更に溶接部Ｓからスパッタｃが
落下するインピーダ本体２４のスパッタ落下領域３０に
耐熱性や電気絶縁性等の高い保護層２９を設けたから、
スパッタｃが塊状に集合固化する前の粉体の段階で保護
層２９から冷却水で押し出すことができ、スパッタｃが
インピーダ本体２４に付着固化するのを防ぎ、更に塊状
のスパッタｃが切削バイト２３の切刃２３ａ等と噛み込
んで管Ｐの内周面を擦過したり切刃２３ａを損傷したり
しない。

【００１７】尚、上述の実施の形態では、フェライトコ
ア２１の断面形状を略円弧状（円筒半割状）に形成した
が、フェライトコア２１の断面形状はこれに限定される
ことなく、略Ｕ字状やコの字状等等でも良く、或いは板
状にして上面部２５を凹曲面状にしてもよく、インピー
ダ本体２４の上面部２５とで冷却水を通過させる通路２
１ａを形成できれば適宜の断面形状を採用できる。また
フェライトコア２１を小円の円筒状に形成して上面部２
５に載置し、これを通路２１ａとしてもよい。また、上
述の実施の形態では、インピーダコアとしてフェライト
コア２１を用いたが、これに限定されることなく誘導加
熱コイル６の加熱効率を高めることができるものであれ
ば、他の材料、例えば珪素鋼板等を用いても良い。更に
実施の形態では、インピーダ２２の先端に切削バイトを
取り付けたが、これに限定されることなく、インピーダ
と切削バイトを別個にしてもよい。

【００１８】

【発明の効果】本発明に係る電縫管の製造装置は、ワー
クコイルの直下に位置して加熱効率を高めるインピーダ
コアをインピーダ本体に設けたインピーダが配設され、
インピーダコアは冷却水を通過させる通路を形成するよ
うにしたから、インピーダコアを冷却水で直接且つ効率
的に冷却でき、ワークコイルの溶接加熱効率を安定させ
ることができる。

【００１９】また冷却水を通過させる通路は、インピー
ダコアとインピーダ本体の板状体溶接部側である上面部
とで形成されているから、インピーダ本体の下部にはイ
ンピーダコアが設けられておらずその分だけインピーダ
本体の断面積を大きく設定でき、インピーダの剛性と機
械的強度を向上できる。またインピーダコアは断面略円
弧状であるため、インピーダコアとインピーダ本体とで
略円筒状の外周形状を形成させることができ、電縫管内
の占有面積を大きくとれ、空間通路の断面積も大きくと
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態による電縫管の製造装置
のラインを示す概略構成図である。

【図２】 図１に示す製造装置に用いられるインピーダ
の概略構成図である。

【図３】 図２に示すインピーダの要部拡大図である。

【図４】 図３に示すインピーダのＡ−Ａ線断面図であ
る。

【図５】 図３に示すインピーダのＢ−Ｂ線断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 製造装置 ６ 誘導加熱コイル（ワークコイル） ８ スクイズロール ２０ 溶接装置 ２１ フェライトコア（インピーダコア） ２１ａ 通路 ２２ インピーダ ２４ インピーダ本体 ２５ 上面部 ２７ 冷却水供給管 ２９ 保護層 Ｐ 電縫管（管） Ｔ 板状体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板条材を管状に丸めて両端縁をワークコ
   イルで加熱しながらスクイズロールで加圧溶接して電縫
   管を製造するようにした電縫管の製造装置において、 前記ワークコイルの直下に位置して加熱効率を高めるイ
   ンピーダコアをインピーダ本体に設けたインピーダが配
   設され、前記インピーダコアは冷却水を通過させる通路
   を形成するようにしたことを特徴とする電縫管の製造装
   置。
2. 【請求項２】 前記冷却水を通過させる通路は、前記イ
   ンピーダコアとインピーダ本体の板状体溶接部側である
   上面部とで形成されていることを特徴とする請求項１に
   記載の電縫管の製造装置。
3. 【請求項３】 前記インピーダコアは断面略円弧状であ
   ることを特徴とする請求項１または２に記載の電縫管の
   製造装置。