JP2535208B2

JP2535208B2 - コンジットチュ―ブの製造装置

Info

Publication number: JP2535208B2
Application number: JP17549888A
Authority: JP
Inventors: 英元鈴木; 政光市原; 青木　　伸夫; 良昌神定; 智幸熊野; 一朗野口; 治人野呂; 嘉郎遠藤; 重人松延
Original assignee: Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: SWCC Corp
Priority date: 1988-07-14
Filing date: 1988-07-14
Publication date: 1996-09-18
Anticipated expiration: 2011-09-18
Also published as: JPH0224917A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はコンジットチューブの製造装置に係り、特に
長尺の帯板を徐々に折曲げながらその内部に撚線を挿入
し、且つ帯板両端を溶接してコンジットチューブを連続
的に製造することができるコンジットチューブの製造装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

コンジットチューブは、ステンレス鋼板等を用いた被
覆用金属管内に多数本の超電導線よりなる撚線を充填し
てなる導体である。

このようなコンジットチューブは、例えば核融合炉に
おいてプラズマを制御するポロイダルコイルとして使用
される。特に、この場合は、内部強制冷却超電導コンジ
ットチューブと称して、被覆用金属管内に収納した撚線
の隙間に冷却用の液体ヘリウムを流して管内を極低温と
し、超電導状態を保っている。また、金属管の材料とし
ては、非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼が使用さ
れる。

ところで、このようなコンジットチューブは、従来次
のような方法によって製造されていた。この例を第12図
〜第13図を参照して説明すると、全長40m〜70m程度の予
め成形された真円状の金属管１内に超電導線によりなる
撚線２の束を適宜手段で挿入する（第12図）。つぎに、
この金属管１をダイスによって断面四角形にサイジング
成形する（第13図）。このようにサイジング成形された
金属管１内において、撚線２間には微小な隙間が形成さ
れていて、この隙間を通して冷却用の液体ヘリウムを流
通させることができる。そして、このようにして成形さ
れたコンジットチューブは、その外周を絶縁材４で被覆
したうえ、第14図に示すように巻回して超電導磁石のコ
イル３として使用される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のコンジットチューブ製造方法によると、予め成
形された金属管に後で撚線を挿入するため、例えば全長
40m〜70mもある長尺の金属管１に撚線２を挿通する作業
が困難で、手間どるという問題点があった。

本発明は、前記の問題点を解決するために、長尺の帯
板を折曲げながら、その過程で撚線を内部に挿入し、且
つ帯板両端を溶接するもので、特に帯板内に挿入した撚
線を伸ばすと共に、帯板内で撚線が浮上がることがな
く、溶接部と撚線の間隔を離すことにより、撚線が溶接
熱の影響を受けないようにしたコンジットチューブの製
造装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

前記の目的を達成するため、本発明の金属の帯板と撚
線を所定の方向に同一スピードで移動させると共に、帯
板を複数のブレークダウンロールで徐々に湾曲状に折曲
げながら、その内部に撚線を挿入し、且つスクイズロー
ルにより管状に折曲げた帯板の両端を所定間隔に保持し
たうえ、この帯板両端を溶接にて結合するコンジットチ
ューブの製造装置において、前記ブレークダウンロール
とスクイズロールの間にフィンロールを設け、このフィ
ンロールは上部ロールと下部ロールとからなり、下部ロ
ールにより湾曲状の帯板を支持すると共に、上部ロール
の外周に突出部により前記帯板内に挿入した撚線の上部
を押圧可能に構成したものである。

〔作用〕

湾曲状に折曲げられた帯板に挿入された撚線は、フィ
ンロールの上ロールにより帯板の下方に押付けられるの
で、その際、曲がっている撚線は真っ直ぐに伸ばされる
と共に、上方に浮上がることが防止され、溶接部におい
て管状に折曲げられた帯板両端と撚線との間隔を離すこ
とができ、撚線は溶接熱の影響を受けることが少ないも
のである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図〜第11図を参照して説
明する。

第１図はコンジットチューブの製造ラインの平面図、
第２図は側面図である。この製造ラインにおいて、その
前方部（図において左側）はフォーミング装置５であ
り、後方部（図において右側）はサイジング装置６であ
る。

フォーミング装置５は、ブレークダウンロール7,8と
フィンロール９と３段のスクイズロール10,11,12及び溶
接トーチ13を含むTIG溶接部14からなる。また、サイジ
ング装置６は、複数段のサイジングロール15,15,…から
なる。

第10図は前記フォーミング装置５により卵形に造管さ
れたコンジットチューブ16の断面図、第11図はこの卵形
造管を前記サイジング装置６により四角形断面にサイジ
ング成形されたコンジットチューブ16の断面図で、各図
において、17は被覆用の金属管、18は金属管17内に挿入
された撚線である。

さらに説明すると、第１図〜第７図において、20は金
属管17の成形素材としてオーステナイト系ステンレス鋼
からなる帯板である。この帯板20は、板厚約2mm、板幅
約121mm、長さ約170m以上であり、コイル状（図示せ
ず）に巻取られている。また、金属管17に挿入される撚
線18は、結束テープ21により多数本、一般には480本程
度が一まとめに束ねられており、且つ帯板20とほぼ同長
であって、その基端部はコイル状（図示せず）に巻取ら
れている。

前記のように、それぞれコイル状に巻取られた帯板20
と撚線18とは、同一方向に引出されたうえ、同一スピー
ドで前進移動する。その移動工程において、帯板20は複
数段設けられたブレークダウンロール7,8により断面卵
形の管状に湾曲すべく折曲げられると共に、３個のスク
イズロール10,11,12により、帯板20の両端が所定の間隔
に保持されたうえ、TIG溶接部14により溶接される。そ
して、つぎの工程において、複数段設けられたサイジン
グロール15,15,…からなるサイジング装置６により四角
形断面のコンジットチューブ16となるようサイジング成
形される。

前記フォーミング装置５におけるブレークダウンロー
ル6,7の断面形状は、第３図と第４図に示されている。
すなわち、第１段目と第２段目のブレークダウンロール
7,8は、それぞれ下ロール7A,8Aと上ロール7B,8Bとの組
合わせからなる。そして、第１段目のブレークダウンロ
ール７における下ロール7Aの外周の湾曲部の曲率より
も、第２段目のブレークダウンロール８の下ロール8A外
周の湾曲部の曲率が小さく設けられている。

したがって、帯板20をこれら第１段と第２段のブレー
クダウンロール7,8を通過させることにより、平板状か
ら徐々に卵形に湾曲成形される。

なお、図では、２段のブレークダウンロール7,8を示
したが、実際には、さらに３段のブレークダウンロール
を設け、帯板20を小きざみに、したがって、よりスムー
ズに湾曲せられるように設けてもよいものである。

本発明の主要部をなすフィンロール９は、TIG溶接部1
4に設けた３段構成のスクイズロール10,11,12のうち，
第１段目のスクイズロール10と前記第２段目のブレーク
ダウンロール８との間に配設され、その断面形状は第５
図に示されている。すなわち、第５図Ａにおいて、フィ
ンロール９は左右一対の下ロール9A,9Aと上ロール9Bと
からなる。この下ロール9A,9Aの外周に湾曲面22が形成
されていて、左右の下ロール9A,9Aの各湾曲面22,22が合
わさることによって、下方が膨らんだ卵形の空間23が形
成され、この空間23内において、帯板20は上端が開いた
状態で、且つ卵形状に保持される。

さらに、フィンロール９の上ロール9Bの外周中間部に
は、突出部24が形成されており、この突出部24により上
部が開口され、且つ卵形近似形状に曲げられた帯板20の
内部に挿入される撚線18を上方から押さえ、ロールから
引出されて曲がった状態にある撚線18を真っ直ぐに伸ば
すと共に、前記帯板20内の下方部に位置させるものであ
る。

なお、フィンロール９は第１図、第２図では１段のみ
示したが、これに限るものではない。例えば、２段、３
段…と複数段設けてもよい。その場合、第５図B,Cに示
すような上下一対のロール19A,19Bからなるフィンロー
ル19が使用され、且つこのフィンロール19は第１図、第
２図において示したフィンロール９の左側、つまり、帯
板の移動方向手前に配設される。フィンロール19の下ロ
ール19Bは、その外周の凹部によって湾曲した帯板20を
下側から支持すると共に、上ロール19Aは外周に２つの
Ｖ字溝29と、Ｖ字溝間に押圧部29Aを有している。した
がって、湾曲状に折曲げた帯板20の両端がＶ字溝29に嵌
ってガイドされた状態において、押圧部29Aにより撚線1
8の上部を押圧することができるものである。

このようにしてフィンロール９を通過した帯板20と撚
線18は一体に前進し、TIG溶接部14に移動する。TIG溶接
部14には、前記のように３段のスクイズロール10,11,12
が、帯板20の移動方向に所定の間隔離して設けられてい
ると共に、溶接トーチ13が帯板20の両端接合部25に向け
て配設されている。

さらに説明すると、第１段目と第３段目のスクイズロ
ール10,12は、第６図に示すように同一の断面形状に構
成される。また、第２段目のスクイズロール11は、第７
図に示す断面形状に構成される。各スクイズロール10,1
1,12は、左右一対のロール10A,10B,11A,11B12A,12Bから
なり、各ロールの外周は帯板20を下方が膨らんだ卵形状
に構成されている。第２段目のスクイズロール11の断面
形状は、第１段目及び第３段目のスクイズロール10,12
と若干相異している。すなわち、各ロール11A,11Bの外
周上部に小突起26を形成して、左右の小突起26,26間に
隙間を形成すると共に、その上側部位における左右ロー
ル11A,11B間に充分な空間27を形成している。これは、
前記空間27を利用して、左右のロール11A,11Bにより卵
形に湾曲保持されている帯板20の両端部を溶接するに際
して、溶接トーチ13を配設するためである。

また、第８図において、30は溶接トーチ13（第１図、
第２図、第７図、第９図）の延長線上に位置する溶接ポ
イント、31は溶融された金属の溜る溶接プールである。
この溶接ポイント30は、第２段目のスクイズロール11の
左右ロール11A,11Bの中心線を結ぶ線よりも帯板20の移
動方向手前に位置している。したがって、第１段目のス
クイズロール10と第２段目のスクイズロール11によっ
て、帯板両端の接合部25は適正な間隙を保持されて、前
記溶接トーチ13により溶接される。

なお、第３段目のスクイズロール12は、溶接ポイント
30において溶接された後、溶融金属が凝固するまでの間
に、帯板両端部がみだりに拡がることがないよう、その
間隔を保持するためのものである。

つぎに、TIG溶接部14において、撚線18と金属管17の
上部内側との間にプロテクター35が配設されている。こ
のプロテクター35は、第９図に示すように所定幅、所定
長のスキー板形状であって、その基端（第９図において
左側）は上方に向かう湾曲部36としてある。また、プロ
テクター35の先端37は、TIG溶接の溶接トーチ13の先に
まで伸びていると共に、基端は上部が開放されている帯
板20の部位にあり、この開放部を介して降下するステー
38の下端がプロテクター35の基端部上面に固着されてい
る。

したがって、このプロテクター35により撚線18の上部
が押さえられて、卵形造管の下部に撚線18が押し付けら
れるので、溶接部位33から最も遠ざけられて溶接熱の影
響を受けにくいと共に、プロテクター35の存在により撚
線18への熱伝達が遮断され、この点からも、撚線18は溶
接熱の影響を受けることが少ない。

さらに、図示例において、プロテクター35の内部は空
洞40とされており、且つその先端部の下面または上面、
或いは上下両面に小さなガスの噴出孔41が開口されてい
る。一方、ステー38の内部も空洞42とされていて、この
空洞42とプロテクター35の空洞40とは連通している。

そして、ステー38の空洞42を通してプロテクター35内
の空洞40にバックシールガス（例えば100％アルゴンガ
ス）を送り込み、先端の噴出孔41から噴出させて、金属
管17の溶接部内面の酸化を防止し、且つ溶接部位33の冷
却作用を行っている。

このようにして、フォーミング装置５のTIG溶接部14
において、断面卵形に造管された金属管17は、このフォ
ーミング装置５の後方に所定の距離だけ離して設けたサ
イジング装置６の移動される。サイジング装置６は四方
に配したたて、よこのロールからなるサイジングロール
15,15,…を通過するうちに断面卵形の金属管17は徐々に
圧縮変形せられて、四角形断面の金属管17としてサイジ
ング成形されるのである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によると、帯板を移動さ
せつつ徐々に折曲げて、その内部に撚線を挿入し、且つ
帯板両端を溶接して金属管を形成するコンジットチュー
ブの製造装置において、湾曲状に折曲げられた帯板に挿
入された撚線は、フィンロールの上ロールにより帯板の
下方に押付けられ、その際折曲がっている撚線は真っ直
ぐに伸ばされると共に、管状に折曲げられた帯板内で下
方に押下げられる。

このため、溶接部において帯板両端の溶接部位と撚線
の間の間隔を離すことができる。よって、撚線が溶接熱
の影響を受けることが少なく、例えば、熱により撚線の
超電導特性が低下する等の問題を解決できるというすぐ
れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するコンジットチューブの造管ラ
インの平面図、第２図は側面図、第３図と第４図は第１
段と第２段目のブレークダウンロールの断面図、第５図
Ａはフィンロールの断面図、第５図B,Cは他の実施例に
係るフィンロールの断面図と側面図、第６図は第１段と
第３段目のスクイズロールの断面図、第７図は第２段目
のスクイズロールの断面図、第８図はTIG溶接部の拡大
平面図、第９図はTIG溶接部の断面図、第10図は卵形に
造管された段階におけるコンジットチューブの断面図、
第11図はサイジング成形されたコンジットチューブの断
面図、第12図は従来のコンジットチューブおけるサイジ
ング成形前の断面図、第13図はサイジング後のコンジッ
トチューブの断面図、第14図はコンジットチューブの使
用例としてのコイルの断面図である。５…フォーミング装置、６…サイジング装置、7,8…ブ
レークダウンロール、９…フィンロール、10,11,12…ス
クイズロール、14…TIG溶接部、15…サイジングロー
ル、16…コンジットチューブ、17…金属管、18…撚線、
20…帯板、35…プロテクター。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者青木伸夫神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１号昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者神定良昌神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１号昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者熊野智幸神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１号昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者野口一朗神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１号昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者野呂治人神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１号昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者遠藤嘉郎東京都新宿区西新宿２丁目１番１号日本金属工業株式会社内 (72)発明者松延重人大阪府松原市丹南１丁目410番日本引抜工業株式会社内

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】金属の帯板と撚線を所定の方向に同一スピ
ードで移動させると共に、帯板を複数のブレークダウン
ロールで徐々に湾曲状に折曲げながら、その内部に撚線
を挿入し、且つスクイズロールにより管状に折曲げた帯
板の両端を所定間隔に保持したうえ、この帯板両端を溶
接にて結合するコンジットチューブの製造装置におい
て、前記ブレークダウンロールとスクイズロールの間に
フィンロールを設け、このフィンロールは上部ロールと
下部ロールとからなり、下部ロールにより湾曲状の帯板
を支持すると共に、上部ロールの外周に設けた突出部に
より前記帯板内に挿入した撚線の上部を押圧可能に構成
したことを特徴とするコンジットチューブの製造装置。