JP4424225B2 - レベルワウンドコイルからの管供給方法 - Google Patents

Description

本発明は、レベルワウンドコイル（ＬＷＣ：Level Wound Coil）からの管供給方法および包装体とその包装方法に関し、特に、エアコン等の空調用熱交換器の伝熱管、及び建築用の給水配管等に使用される銅又は銅合金管等のレベルワウンドコイルからの管供給方法および包装体とその包装方法に関する。

空調装置等の熱交換器及び建築用の給水配管等には、内面溝付管や平滑管等の伝熱管が使用されている。この伝熱管には、一般に、銅又は銅合金による金属管（以下、単に「銅管」という）が用いられ、その製造工程において、コイル状に巻き取られてから焼鈍が行われて所定の調質材とされ、レベルワウンドコイルの状態で保管され、或いは搬送される。そして、使用時に巻戻しされ、所要の長さで切断して使用される。

上記レベルワウンドコイルの使用時には、銅管引き出し装置（巻き戻し機、アンコイラー）を用いて銅管の引き出しが行われる。例えば、特許文献１に示される銅管引き出し装置があり、この銅管引き出し装置について以下に図を示して説明する。

図５は、従来の銅管引き出し装置を示す図である。（ａ）は縦型アンコイラー、（ｂ）は横型アンコイラーを使用したものである。図５（ａ）の銅管引き出し装置（縦型アンコイラー）１０Ａでは、ＬＷＣ２０が巻回されたボビン２１が縦に取り付けられた後、ボビン２１から銅管２２を引き出し、ガイド１１により引き出し方向へガイドし、図示しない切断機によって所定の長さに切断して使用される。

一方、図５（ｂ）の銅管引き出し装置（横型アンコイラー）１０Ｂでは、ＬＷＣ２０が巻回されたボビン２１がターンテーブル１２上に横に設置された後、ボビン２１から銅管２２を引き出し、ガイド１３により引き出し方向へガイドし、図示しない切断機によって所定の長さに切断して使用される。

図６は、図５に示したボビンに巻き付けられたＬＷＣの詳細構成を示す図である。銅管２２により構成されているＬＷＣ２０は、ボビン２１に巻き付けられた状態となっている。ボビン２１は、銅管２２が複数の層に巻回された円筒状の内胴２３と、内胴２３の両側に取り付けられた一対の円板状の側板２４とにより構成されている。

図５に示した銅管引き出し装置１０Ａ，１０Ｂは、構造上の複雑さ等から装置コストが高いという問題がある。そこで、上記問題を解決するために、Eye to the sky（以下、「ＥＴＴＳ」という。）と称される銅管の引き出し方法が上記特許文献１に提案されている。

図７は、ＥＴＴＳによる銅管の引き出し方法を示す説明図である。複数のＬＷＣ３２を積載したＬＷＣ集合体３０は、パレット３１上に、複数のＬＷＣ３２がそのコイル中心軸方向がパレット３１上面に対して垂直方向となるように緩衝材３３を介して積載されて構成されている。パレット３１は、例えば、複数本の木製等による角材３１ａと、この角材３１ａ上に取り付けられた１枚または複数枚の木製板材３１ｂにより四角形に作られている。また、緩衝材３３は、例えば、木材、紙材、樹脂等により、ＬＷＣ３２の直径より大きな円板状に作られている。

１つのＬＷＣ３２の直径が約１０００ｍｍで内径が５００〜６００ｍｍであり、パレット３１を含めたＬＷＣ集合体３０の全体の高さはおよそ１〜２ｍである。

次に、図７を参照してＥＴＴＳ方式による銅管引き出し方法を説明する。銅管３５は、ＬＷＣ集合体３０の最上段のＬＷＣ３２の内側から上方に向かって引き出された後、通常、床から１メートルほどのパスライン上で水平な状態で切断されるために、上方に設置されたガイド３４によって引き出し方向が変更されて、切断機へと挿入され所望の長さに切断される。ガイド３４は、金属管や樹脂管を円形に加工して作られており、その内径は銅管３５の外径より大きくされている。パレット３１の設置面からガイド３４までの高さは、およそ２．５〜３．５ｍである。

このＥＴＴＳ方式は、図６に示したボビン２１を使わずに済むため、ボビン購入費を削減することができる。また、図７に示したようにＬＷＣを回転させる必要がないため、図５に示したアンコイラー、ターンテーブル等が不要になり、設備導入費も大幅に削減できるという特徴を有する。

次に、ＬＷＣ３２を巻く方法について説明する。例えば、図６に示すように、ボビン２１の内胴２３に、巻き始め箇所を銅管２２ａとして図の右方向に整列巻きを行う方法がある。この整列巻きとは、銅管２２を内胴２３に沿って一周するように巻いた後、銅管２２が相互に接触するように、即ち、隙間が生じないように密に銅管２２を巻いていく方法である。

図６において、銅管を右端まで円筒状に巻いた後、二層目の銅管を右端から左端へ整列巻きして銅管２２を管軸方向（反対方向）に巻回する。更に、この二層目のコイルの上に三層目のコイルを積層する。このように、円筒状の一層のコイルを形成した後、その上の二層目の円筒状のコイルを、銅管２２を管軸方向（反対方向）に巻回していくことにより形成する巻き方をトラバース巻きという。このように銅管２２を巻回することにより、体積が小さいＬＷＣを製作することができ、保管及び輸送に必要なスペースの低減が可能となる。

図８は、ＬＷＣの巻き解き方法の一例を示す断面概略図である。図６に示したＬＷＣの巻き方法を用いてボビン２１に巻回した後、ボビン２１を外し、図７に示した緩衝材３３上に載置し、ＥＴＴＳ方式により引き出しを行う様子を示したものであり、まず、始端の銅管２２ａが、内層側から上方に引き出される。始端の銅管２２ａより後段の銅管２２は、一層目の引き出しが終了すると、二層目は下の段から引き出され、最外層の銅管まで順次引き出しが行われる。

しかし、図８のＬＷＣ２０の巻き形状では、このＬＷＣ２０を図７のようにＬＷＣ３２としてセットしたとき、例えば２層目の下端の銅管２２ｂは、その下部に緩衝材３３（或いはパレット３１）が存在し、その上部には銅管２２が存在するため、緩衝材３３（或いはパレット３１）と上部の銅管２２に挟まれて、摩擦抵抗によって引き出されにくくなる場合がある。引き出し時の摩擦が大きくなると、銅管２２が折れ曲がり（キンクが発生し）、製品不良となる。更に、下端の銅管２２ｂから引き出された後、二層目、四層目、・・・の偶数層の最下端でも同様の問題が生じる。

下端の銅管２２ｂの引き出しを容易にした巻き解き方法が、上記特許文献１の図３および図７に示されており、図９および図１０にそれを示す。

図９および図１０は、下端の銅管の引き出しを容易にした巻き解き方法を示す断面概略図である。図９は、巻き始めの部位を上方とし、奇数巻き層をｎ、偶数巻き層を（ｎ−１）としたときのＬＷＣの片側の断面を示している。ｎは２以上の自然数であり、通常は１０以上で整列巻きされる。

図９のように、ＬＷＣ４０を内層側から上方に引き出した場合、例えば、上端から引き出された始端の銅管４１ａは、１周毎に下側の段が引き出され、最下段まで引き出された後、二層目の銅管４１が上側に向けて引き出される。このとき、二層目の下端の銅管４１ｂとパレット３１や緩衝材３３との間には隙間が存在するため、摩擦により銅管４１が引き出されにくくなることが少なくなり、安定して銅管４１を引き出すことができる。

図１０は、図９とは逆に、引き出しの始端の銅管４１ａをパレット３１側に配置し、下側から上側に向かって一層目の銅管４１を引き出したときのＬＷＣの片側の断面を示している。一層目の銅管４１を引き出した後、二層目の銅管４１が下側に向けて引き出される。この巻き形状でも、銅管４１が下方向から上方向へ折り返すときに最下段の銅管４１が挟まれることがないので、図９と同様に安定して銅管４１を引き出すことができる。
特開２００２−３７０８６９号公報（［０００９］〜［００１２］、［００１４］〜［００１７］、［００３９］、［００４２］、［００６２］、［００６３］、図３、図７、図１４）

しかし、従来のＬＷＣからの管供給方法によると、例えば、図９に示した巻き方を行った場合、実際には一層目の最下段から二層目の下端の銅管４１ｂまでの一周は一本の銅管で繋がっているため、銅管は円周上のある部分で鉛直上方に連続的にずれていき、この上方へ移動する遷移長さ（乗り移り長さ）が長いと銅管４１の下部の隙間が出来にくくなり、上部の銅管４１と下部のパレット３１や緩衝材３３に挟まれ、銅管４１が引き出しにくくなり、銅管４１の折れ曲がり（キンク）が生じる場合がある。

また、引き出し先で使用される切断機は、通常、床から１メートル程度の高さのパスライン上で、水平な状態で銅管の切断を行うが、ＥＴＴＳ方式では一旦２．５〜３．５ｍの高さに引き出し、ガイド３４を通して下方に銅管３５を導くため、銅管３５を切断機にセットするための手間が大きい。

従って、本発明の目的は、ボビンや駆動装置を不要にし、最下段から引き出されるときの銅管の引っ掛かり等のトラブルを解消し、銅管をガイドに通してセットする段取り時間を短縮できるようにしたレベルワウンドコイル（ＬＷＣ）からの管供給方法および包装体とその包装方法を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、第１の特徴として、銅管を整列巻きにしたレベルワウンドコイルの１または複数を、前記レベルワウンドコイルのコイル中心軸がパレットの搭載面に平行になるようにして前記パレットに搭載し、前記１または複数のレベルワウンドコイルの端面の内側から前記銅管を引き出して供給する管供給方法であって、前記レベルワウンドコイルから引き出された前記銅管を中空のガイド内を通して前記供給を行うと共に、前記レベルワウンドコイルの引き出し面のコイル中心と前記ガイドの入り口の中心とを結ぶ線と、前記レベルワウンドコイルの中心軸との間の角度が１５°以上３０°以下であることを特徴とするレベルワウンドコイルからの管供給方法を提供する。

本発明のレベルワウンドコイルからの管供給方法および包装体とその包装方法によれば、ボビンや駆動装置を不要にし、ＥＴＴＳ方式で管供給した場合のコイル最下段から引き出されるときの銅管の引っ掛かり等のトラブルを解消し、かつ銅管をガイドに通して切断機にセットする段取り時間を短縮することができる。

［第１の実施の形態］
（包装体の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るレベルワウンドコイルの包装体を示す斜視図である。この包装体１は、パレット５１と、それぞれが金属管としての銅管を整列巻きして構成されると共にパレット５１の上面にそのコイル中心軸がパレット５１の搭載面と平行になるように横並びに積載された複数のＬＷＣ５２と、複数のＬＷＣ５２の１つから水平方向に引き出された銅管５３が挿通されるガイド５４と、複数のＬＷＣ５２をパレット５１に固定する帯状の樹脂フィルム５５とを備える。

パレット５１は、一般的に、複数本の木製等の角材５１ａと、この角材５１ａ上に取り付けられた１枚または複数枚の木製板材５１ｂにより四角形に作られているが、これに限られず、鉄等の金属製やプラスチック製とすることもできる。

ＬＷＣ５２は、図８〜図１０の巻き方がされたＬＷＣのいずれも用いることができる。

複数のＬＷＣ５２は、移動やパレット５１に搭載時に傷等が付くのを防止・衝撃吸収するため、必要に応じて外周面に段ボール材等による緩衝材５６が巻き付けられる。パレット５１とＬＷＣ５２の間に緩衝材６０（図２参照）を配置する実施形態も可能であり、この場合、ＬＷＣ５２の外周面に緩衝材５６を巻き付けなくてもよい。また、パレット上、複数のＬＷＣ５２の間にも必要に応じて保護等のための緩衝材（図示せず）が設けられる。緩衝材には、ダンボール等の紙材やポリウレタン等の樹脂材などを用いることができる。

ガイド５４は、引き出された銅管５３を所望の方向へガイドするものであり、必要に応じて管供給方向をあらゆる方向へ変更できる。直管状、カーブ状等の形状のガイドが適宜用いられる。ガイド５４は、内部に銅管５３を通すことが可能な内径を有する金属管、樹脂管等により構成されている。なお、銅管５３に傷等を付けないようにするためには、少なくとも銅管５３と接する部分の硬度が銅管５３の表面の硬度よりも小さいことが望ましい。

樹脂フィルム５５は、パレット５１にＬＷＣ５２を固定できる強度がある材料であれば特に限定されることなく用いることができる。また、パレット５１にＬＷＣ５２を固定できる手段であれば、樹脂製フィルムに限定されるものでもなく、種々の材料による固定手段を採用できる。

（銅管の巻き戻し方法）
図１に示すように、パレット５１の搭載面（パレット面）に複数のＬＷＣ５２を、そのコイル軸とパレット５１の搭載面が平行になるようにして搭載し、これらを樹脂フィルム５５でパレット５１に固定した後、図示の上右側にあるＬＷＣ５２の内側から銅管５３が水平方向に引き出され、ユーザによって、銅管５３は図示しない切断機で所望の長さに切断される。引き出し時の巻き癖が切断機に挿入されるまでに解消されない場合には、銅管５３を所定の長さのガイドに通し、銅管５３の巻き癖を解消する。巻き癖を解消するガイドは、引き出し用ガイド５４と一体であっても別体であっても構わない。

銅管５３は、ＬＷＣ５２からの引き出しに伴って、内層から最外層まで一層ずつ解きほぐされていく。図１の右側端のＬＷＣ５２の銅管５３が全て解きほぐされると、次に、隣接のＬＷＣ５２の内側から銅管５３が引き出されることにより、パレット５１を移動させることなく、銅管５３を引き続き引き出すことができる。

また、図１のように１つのパレットに複数のＬＷＣ５２を搭載した場合や、１又は複数のＬＷＣ５２を搭載した複数のパレットをコイル中心軸が略同一になるように設置した場合には、ＥＴＴＳ方式では不可能であった包装体の両端面（両側）から（同時に）銅管を供給することが可能になり、顧客においてＬＷＣの設置場所の自由度を拡大できるという利点がある。

なお、銅管５３の引き出しにおいては、図１に示すように、ＬＷＣ５２の引き出し面のコイル中心とガイド５４の入り口の中心とを結ぶ線と、ＬＷＣ５２の中心軸との間の角度θが４５°以内であることが望ましい。この角度θが４５°より大きい場合、銅管５３の引き出し時にＬＷＣ５２内の内層上部と引き出した銅管５３が強く擦れることがあり、銅管５３に傷を付けたり、巻き形状が崩れることがある。

（ＬＷＣ及び包装体の製造方法）
図２は、製造途中の包装体を示す斜視図である。図２、図３、および図６を参照して、ＬＷＣ５２及び包装体１の製造方法について説明する。

まず、銅管５３を、図６に示した内胴２３に巻き付ける。左端の銅管２２ａの位置から巻き始め、上述したトラバース巻きにより、一列に右端まで整列巻きを行ったあと、右端から二層目の整列巻きを行い、さらに三層目を逆方向に整列巻きをして、ＬＷＣ５２を形成する。このときのＬＷＣ５２の巻き形状は、図９で示されるものでも、図１０に示されるものでもよい。

ボビン２１に巻き取られたあと、銅管５３がほぐれないように、図２のように２箇所以上を銅テ一プまたは銅合金テープ６３で結束した後、ボビン２１から分離する。その後、ＬＷＣ５２の焼鈍を行い、銅管５３の調質を行う。結束用の銅（銅合金）テープ６３は、銅管５３が使用される直前まで結束したままにされる場合と、包装体製造時に外す場合がある。また、ＬＷＣ５２の焼鈍後、結束用の銅（銅合金）テープ６３を外した後に、ポリプロピレン等の樹脂製テープで結束しなおす場合もある。

焼鈍を行った複数のＬＷＣ５２は、図２に示すように、円板状の緩衝材６１を介して縦方向に積み重ねられる。それぞれのＬＷＣ５２は、固定用の銅（銅合金）テープ６３あるいはポリプロピレン等の樹脂製テープで束線されているため、銅管５３がほぐれることはない。また、焼鈍による銅管５３の調質の程度により、結束テープを外した状態でも銅管５３がほぐれない場合もある。複数のＬＷＣ５２の積み重ねに際しては、ＬＷＣ５２の外径に差異がある場合、ＬＷＣ５２の外径が小さいものを上側に載せる。次に、パレット５１を図のように縦位置で沿わせるが、このとき、パレット５１と複数のＬＷＣ５２との間に、シート状の緩衝材６０を介挿する。それぞれのＬＷＣ５２の外周面は緩衝材５６で覆う場合と覆わない場合がある。従って、大径および小径のＬＷＣ５２は相互に緩衝材６１を介してコイル端面で接し、コイル側面は緩衝材（６０および／または５６）を介してパレット５１に接するように搭載される。

図２の配置になったＬＷＣ５２とパレット５１の外側を取り巻くように樹脂フィルム５５で覆い、パレット５１と複数のＬＷＣ５２とを固定して一体化する。このとき、樹脂フィルム５５は、ＬＷＣ５２の端面が塞がらないように、外周面のみに巻き付ける。

複数のＬＷＣ５２を樹脂フィルム５５で固定した後、パレット５１が下側になるように、角度を９０°変換し、図１のような形態で使用する。銅管５３を引き出す際には、固定用の銅（銅合金）テープ６３あるいはポリプロピレン等の樹脂製テープを切断する。ただし、包装体製造時に固定用の結束テープを外している場合にはこの限りではない。

図３は、パレットの他の構成例を示す斜視図である。複数のＬＷＣ５２の自重によって、各ＬＷＣ５２の下側の銅管５３が変形する可能性がある場合、図３に示すような固定台７０を設けたパレット５１を用いる。固定台７０は、各ＬＷＣ５２の最も大きい外径の曲率と同じか、それ以上の曲率の曲面を有している。

（第１の実施の形態の効果）
第１の実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
（イ）ＬＷＣ５２を横位置にして銅管５３をコイル中心軸に対して平行方向に引き出すことにより、引き出される銅管５３が隣接する銅管５３とパレット５１や緩衝材５６に挟まれなくなるため、銅管５３の引き出しの際に引っ掛かりを生じにくくすることができる。
（ロ）銅管５３をＬＷＣ５２から水平に引き出してガイド５４に通し、そのまま、床面から１ｍ程度の高さにある切断機に導入できるので、切断機に導く作業を容易にすることができる。

次に、本発明の実施例１について説明する。上述した第１の実施の形態に係る包装体１を作製し、引き出し容易性（引っかかり回数）の評価を行った。ここでは、ＬＷＣ５２の１個あたりの平均重量を１６０ｋｇとし、１０コイルについてテストを行った。

銅管５３としては、外径が７ｍｍで、肉厚が０．２５ｍｍの燐脱酸銅による内面溝付管（以下、単に「銅管」という。）を使用し、図９の巻き方で巻かれたＬＷＣを用いた。

一方、比較例１として、図９の巻き方で巻かれたＬＷＣについて、図７に示したＥＴＴＳ方式により、銅管２２をボビン２１の内層から上方に引き出しを行った。

評価結果を表１に示す。表１は、引き出し時に銅管５３が引っかかりを生じた回数を示す。

表１より明らかなように、比較例１では、最下段で引っかかりが生じ、引っかかりは３回発生した。これに対して、実施例１では、引っかかりが生じなかった。通常、銅管の引き出し時に引っかかりが生じた場合、切断機を停止して引っかかりを解消した後、切断機を再起動させなければならない。しかし、本発明によれば、引っかかりが生じないので、効率よく作業を行うことができる。

また、ＥＴＴＳ方式は、図７に示したように、一旦上方に銅管３５を引き上げ、ガイド３４を通して、再び銅管３５を下方に下げて、切断機に銅管３５を通す必要がある。ガイド３４は床面から２．５〜３．５ｍ程度の高さにあるため、梯子等を用いて銅管を通す作業が必要になる。しかし、本発明によれば、銅管５３を水平に引き出すことができるため、銅管５３を切断機まで導く作業性の向上度合いが大きい。

次に、本発明の実施例２について説明する。上述した第１の実施の形態に係る包装体１を、ＬＷＣ５２の引き出し面のコイル中心とガイド５４の入り口の中心とを結ぶ線と、ＬＷＣ５２の中心軸との間の角度θを変えて作製し、引き出し容易性（引っかかり回数）の評価を行った。ここでは、ＬＷＣ５２の１個あたりの平均重量を１６０ｋｇとし、それぞれ１コイルについてテストを行った。用いた銅管は実施例１と同様である。評価結果を表２に示す。

表２に示される通り、角度θが１５度および３０度のときは、引っかかりが発生しなかった。また、角度θが４５度のときは、１回だけ引っかかりが発生した。一方、角度θが５５度のときには、３回引っかかりが発生した。これより、角度θは４５度以下であることが好ましく、３０度以下であることがより好ましいことがわかる。

［第２の実施の形態］
（包装体の構成）
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る包装体を示す斜視図である。この包装体１は、第１の実施の形態において、パレット５１に代えて、上面に傾斜を設けたパレット８０を用いた構成にしたものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。切断機のパスラインが引き出しラインよりも上方にある場合、本実施の形態のように、パレット８０に傾斜を付けることにより、銅管５３が円滑に引き出しやすくなる。

［他の実施の形態］
図４では、パレット８０に傾斜を付けたが、図１の傾斜のないパレット５１上に緩衝材の厚みを調節すること等によりＬＷＣ５２に傾斜をつけて搭載することで第２の実施の形態に係る包装体と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々な変形が可能である。

本発明の第１の実施の形態に係るレベルワウンドコイルの包装体を示す斜視図である。 製造途中の包装体を示す斜視図である。 パレットの他の構成例を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る包装体を示す斜視図である。 従来の銅管引き出し装置を示し、（ａ）は縦型アンコイラー、（ｂ）は横型アンコイラーの斜視図である。 図５に示したボビンに巻き付けられたＬＷＣの詳細構成を示す図である。 ＥＴＴＳ法による銅管の引き出し方法を示す説明図である。 ＬＷＣの巻き解き方法の一例を示す断面概略図である。 下端の銅管の引き出しを容易にした巻き解き方法を示す断面概略図である。 下端の銅管の引き出しを容易にした巻き解き方法を示す断面概略図である。

符号の説明

１ 包装体
１０Ａ 銅管引き出し装置（縦型アンコイラー）
１０Ｂ 銅管引き出し装置（横型アンコイラー）
１１ ガイド
１２ ターンテーブル
１３ ガイド
２１ ボビン
２２ 銅管
２２ａ 始端の銅管
２２ｂ 下端の銅管
２３ 内胴
２４ 側板
３０ ＬＷＣ集合体
３１ パレット
３１ａ 角材
３１ｂ 木製板材
３３ 緩衝材
３４ ガイド
３５ 銅管
４１ 銅管
４１ａ 始端の銅管
４１ｂ 下端の銅管
５１ パレット
５１ａ 角材
５１ｂ 木製板材
５２ ＬＷＣ
５３ 銅管
５４ ガイド
５５ 樹脂フィルム
５６，６０，６１ 緩衝材
６３ 銅（銅合金）テープ
７０ 固定台
８０ パレット

Claims (1)

1. 銅管を整列巻きにしたレベルワウンドコイルの１または複数を、前記レベルワウンドコイルのコイル中心軸がパレットの搭載面に平行になるようにして前記パレットに搭載し、
   前記１または複数のレベルワウンドコイルの端面の内側から前記銅管を引き出して供給する管供給方法であって、
   前記レベルワウンドコイルから引き出された前記銅管を中空のガイド内を通して前記供給を行うと共に、前記レベルワウンドコイルの引き出し面のコイル中心と前記ガイドの入り口の中心とを結ぶ線と、前記レベルワウンドコイルの中心軸との間の角度が１５°以上３０°以下であることを特徴とするレベルワウンドコイルからの管供給方法。

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