JPH07155868A - 管体の取付け方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 管体２の被拡径部２ａに装着する容器３に封
入された絶縁性液５に浸漬した金属細線８に、コンデン
サーＣに充電蓄積した電気エネルギーを短時間で放電供
給することにより、金属細線８を急激に溶融蒸発させ、
その衝撃力で管体２の拡径管体２を構造物１に形成した
取付け孔１ａに圧接して取付ける。 【効果】 金属細線を急激に溶融蒸発させ、その衝撃力
で管体を拡径し、管体の被拡径部を構造物の取付け孔に
圧接するので、管体の構造物への取付け作業に熟練を要
することなく、また作業員が一本づつ取付ける作業に比
べて取付けのための作業時間を大幅に短縮することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放電による衝撃エネル
ギーを用いた管体の取付け方法およびその装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、管体（例えば、熱交換器などに用
いられる伝熱管）を構造物に取り付ける作業は、エキス
パンダによって行っている。これは、エキスパンダのリ
ングを管体内面に押しつけることによって管体の一部を
拡径し、構造物の取付け孔に圧接するようにして取付け
るものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにエキスパ
ンダを用いる方法では、リングを管体内面に押しつける
ので確実に拡径できるが、拡径量および拡径に要する力
の大きさは、作業者の経験に依らざるを得なく、従っ
て、その作業には熟練を要する。またその作業は、管体
を一本づつ取付けるので多くの作業時間を要する。

【０００４】そこで本発明は、上記課題を解決し得る管
体の取付け方法およびその装置の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明における課題を解
決するための手段は、管体の被拡径部を拡径して、管体
を構造物に形成した取付け孔に取付ける取付け方法であ
って、管体の被拡径部に装着する容器に封入された絶縁
性液に浸漬した金属細線に、コンデンサーに充電蓄積し
た電気エネルギーを短時間で放電供給することにより、
金属細線を急激に溶融蒸発させ、その衝撃力で管体を拡
径し、管体の被拡径部を構造物の取付け孔に圧接するも
のである。

【０００６】また、管体の被拡径部を拡径して、管体を
構造物に形成した取付け孔に取付ける取付け装置であっ
て、前記管体の被拡径部に装着する容器に絶縁性液が封
入され、該絶縁性液に金属細線および該金属細線を介し
て一端どうしが互いに接続された一対の電極が浸漬さ
れ、該電極の他端がコンデンサーに接続され、前記容器
は、コンデンサーに充電蓄積した電気エネルギーを前記
金属細線に供給することにより溶融蒸発する際の衝撃に
伴って、前記管体の内面に沿って伸長する弾性体とされ
ている。

【０００７】また、管体の被拡径部を拡径して、管体を
構造物に形成した取付け孔に取付ける取付け装置であっ
て、前記管体の被拡径部に装着する容器に絶縁性液が封
入され、該絶縁性液に金属細線および該金属細線を介し
て一端どうしが互いに接続された一対の電極が浸漬さ
れ、前記金属細線が管体の管軸方向に配置され、該電極
の他端がコンデンサーに接続されている。

【０００８】

【作用】上記課題解決手段において、管体の被拡径部に
装着する容器に封入された絶縁性液に浸漬した金属細線
に、コンデンサーに充電蓄積した電気エネルギーを短時
間で放電供給することにより、金属細線を急激に溶融蒸
発させ、その衝撃力で管体を拡径し、管体の被拡径部を
構造物の取付け孔に圧接することにより、その作業には
熟練を要することなく、またその作業時間の短縮を図る
ことができる。

【０００９】また、金属細線を内装した容器を、金属細
線が溶融蒸発する際の衝撃に伴って、管体の内面に沿っ
て伸長する弾性体とすることにより、容器本体内の圧力
が異常に高くなることを防止し、拡径時に電極が吹き飛
ばされることなく、安全である。

【００１０】さらに、金属細線を容器内に管体の管軸方
向に配置することにより、金属細線の溶融蒸発の衝撃力
が、管体の被拡径部に均等に伝わり、被拡径部が均等に
拡径される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の第一実施例における管体の取
付け装置を図面に基づいて説明する。

【００１２】図１に示すように、本発明の第一実施例に
おける取付け装置Ａは、構造物１に形成した取付け孔１
ａに取付ける管体２（例えば熱交換器などに用いられる
伝熱管）の被拡径部２ａを拡径して管体２を構造物１に
取付けるものである。

【００１３】同図および図３に示すように、管体２の被
拡径部２ａに挿入装着する、例えば粘弾性を有する容器
３（合成ゴムなどが使用される）が設けられ、該容器３
は、筒状の容器本体４と、該容器本体４に水５（絶縁性
液の一例）を封入するための蓋６とから構成されてい
る。

【００１４】前記容器本体４の胴部は管体２の被拡径部
２ａへの挿入部とされ、先端部は湾曲して被拡径部２ａ
の拡径時に伸長する伸長部とされ、前記蓋６は構造物１
の取付け孔１ａとほぼ等しい大きさに形成され、容器本
体４の開口縁部に接着によって取付けられた環状体６ａ
と、該環状体６ａの中央ねじ部に螺合する円板体６ｂと
から構成されている。

【００１５】この円板体６ｂに、同じ長さで一対の電極
７，７が管軸方向Ｂに貫入され、該電極７，７の貫入先
端部どうしが金属細線８（Ｃｕ、Ａｌ、Ｗ等）によって
接続されて電極７，７の先端部および金属細線８は前記
水５に浸漬されている。

【００１６】なお前記取付け孔１ａの周面には、所定距
離だけ離間した複数の環状溝１ｂが形成されている。ま
た前記電極７，７の他端部は、コンデンサーＣに電気的
に接続され、該コンデンサーＣに電源Ｖが接続され、前
記一方の電極７，７とコンデンサーＣとの間に、前記コ
ンデンサーＣに充電蓄積した電気エネルギーを金属細線
８に供給するための供給スイッチＳが接続されている。

【００１７】次に、上記管体の取付け装置Ａを用いた、
構造物１への管体２の取付け方法を説明する。図１およ
び図２に示すように、管体２を構造物１の取付け孔１ａ
に挿入し、容器本体４を管体２の被拡径部２ａに挿入装
着し、電源Ｖからの印加電圧によってコンデンサーＣに
電気エネルギーを蓄積する。そしてコンデンサーＣに蓄
積された電気エネルギーが所定値にして供給スイッチＳ
をオンし、コンデンサーＣに蓄積した電気エネルギー
を、金属細線８に短時間で放電供給する。

【００１８】そうすると、金属細線８が急激に溶融蒸発
するとともに水５が気化し、その衝撃力で容器本体４が
拡大するとともに管体２の被拡径部２ａが拡径されて、
図２に示すように、管体２の被拡径部２ａが構造物１の
取付け孔１ａに圧接し、また被拡径部２ａの一部が環状
溝１ｂに圧入し、管体２が構造物１に固定される。

【００１９】この管体２の被拡径部２ａの拡径時、すな
わち金属細線８が溶融蒸発する際に水５が気化する衝撃
に伴って、容器本体４の伸長部が衝撃力に対して管体２
の内面に沿って弾性的に伸長する。このことにより、容
器本体４内の圧力が異常に高くなることを防止し、拡径
時に電極７，７や蓋６が吹き飛ばされることなく安全で
ある。

【００２０】なお被拡径部２ａの長さは、取付け孔１ａ
の深さにほぼ等しくなるよう設定するようにする。この
ため、放電点（金属細線８の中心位置）を中心とした所
定の半径位置（図１の一点鎖線で示した位置）に、等し
い衝撃力が働くよう、電源Ｖの電圧およびコンデンサー
Ｃに蓄積する電気エネルギーを調整する。

【００２１】このように、容器に封入された絶縁性液に
浸漬した金属細線に、コンデンサーに充電蓄積した電気
エネルギーを短時間で放電供給することにより、金属細
線を溶融蒸発させてその衝撃力で管体を拡径し、管体の
被拡径部を構造物の取付け孔に圧接するので、管体の構
造物への取付け作業に熟練を要することなく、また作業
員が一本づつ取付ける作業に比べて取付けのための作業
時間を大幅に短縮することができる。

【００２２】また複数本の管体を同時に拡径して取付け
るようにすれば、さらに取付けのための作業時間を短縮
することができる。上記実施例では、両電極７，７を同
一長さに形成し、その先端部に金属細線８を接続した
が、例えば図４および図５に示すように、電極７，７を
異なった長さに形成し、一方の長い電極７の先端部をＬ
字形に形成して容器本体４内の管軸方向Ｂに深く挿入装
着し、他方の短い電極７を容器本体４内の管軸方向Ｂに
浅く挿入装着し、両電極７，７の先端部間の距離を取付
け孔１ａの長さとほぼ等しくし、金属細線８を各電極
７，７の先端部に管軸方向Ｂに掛渡すよう構成してもよ
い。

【００２３】この構成においても、上記実施例と同様に
金属細線８にコンデンサーから電気エネルギーを供給す
ることにより、金属細線８が急激に溶融蒸発するととも
に水５が気化し、その衝撃力で容器本体４が拡大すると
ともに、管体２の被拡径部２ａが拡径され、管体２を構
造物１の取付け孔１ａに取付けることができる。

【００２４】この場合、金属細線８は管軸方向Ｂに配置
され、かつ取付け孔１ａの長さとほぼ等しい長さを有し
ているので、衝撃力が管体２の被拡径部２ａにほぼ均等
に伝わり、従って被拡径部２ａを均等に拡径することが
できる。

【００２５】また上記第一実施例では、蓋６の大きさは
構造物１の取付け孔１ａとほぼ等しい大きさに形成した
が、これに限定されるものではなく、図６に示すよう
に、蓋６を取付け孔１ａよりも大きく形成して容器本体
４の開口縁部を取付けるようにしても、上記第一実施例
と同様の作用効果を奏し得る。

【００２６】さらに、上記第一実施例では容器本体４の
胴部の長さを構造物１の取付け孔１ａの長さと等しく形
成したが、これに限定されるものではなく、容器本体４
の胴部の長さを構造物１の取付け孔１ａよりも長く形成
してもよい。

【００２７】この場合、被拡径部２ａの拡径時に、衝撃
力が容器本体４の伸長部に達するまでに被拡径部２ａに
達するので、発生した衝撃力をそのまま被拡径部２ａに
伝えることができる。

【００２８】次に本発明の第二実施例を図７〜図９に基
づいて説明する。本発明の第二実施例における取付け装
置Ａは、管体１０の被拡径部１０ａに装着する容器１１
が円板状の一側の電極１２と、該一側の電極１２に絶縁
性の支持杆１３を介して対向配置された円板状の他側の
電極１４と、前記一側の電極１２と他側の電極１４との
間に配置された容器本体１５（例えば粘弾性を有した合
成ゴム製）とから構成されている。

【００２９】該容器本体１５の両側端部は、前記両電極
１２，１４の外周面に環状止め具１６によって取付けら
れている。そして両電極１２，１４の離間距離は、前記
管体１０を取付ける構造物１７の取付け孔１７ａの長さ
にほぼ等しく設定されている。

【００３０】前記他側の電極１４の板面に、容器１１の
内部に水１８を注入するための注入管１９が貫通され、
該注入管１９によって前記容器１１の内部に水１８が封
入されている。

【００３１】前記一側の電極１２の内側の浸漬面１２ａ
から他側の電極１４に向けて電極延長部２０が形成さ
れ、該電極延長部２０は、他側の電極１４の内側の浸漬
面１４ａに形成した挿通孔２１に絶縁材２２を介して挿
通され、前記他側の電極１４にはその浸漬面１４ａと反
対側、すなわち前記一側の電極１２の電極延長部２０と
同方向に突出する電極凸部２３が形成されている。

【００３２】また前記一側の電極１２および他側の電極
１４の両浸漬面１２ａ，１４ａを取付け面として金属細
線２４がはんだ２５付けされている。他の構成は上記第
一実施例と同様であるので省略する。

【００３３】次に本発明の第二実施例における取付け方
法を説明すると、管体１０を構造物１７の取付け孔１７
ａに取付け、管体１０の被拡径部１０ａに、容器１１を
一側の電極１２側から他側の電極１４まで挿入し、電源
Ｖからの印加電圧によってコンデンサーＣに電気エネル
ギーを蓄積する。そしてコンデンサーＣに蓄積された電
気エネルギーが所定値にして供給スイッチＳをオンし、
コンデンサーＣに蓄積した電気エネルギーを、金属細線
８に短時間で放電供給する。

【００３４】このようにすることにより、金属細線２４
が急激に溶融蒸発するとともに水１８が気化し、その衝
撃力で容器本体１５が拡大するとともに管体１０の被拡
径部１０ａが拡径されて、図９に示すように、管体１０
の被拡径部１０ａが構造物１７の取付け孔１７ａに圧接
して管体１０を固定することができる。

【００３５】そして本発明の第二実施例においても、金
属細線２４を管軸方向Ｂに設け、金属細線２４は取付け
孔１７ａの長さとほぼ等しい長さを有しているので、衝
撃力が管体１０の被拡径部１０ａにほぼ均等に伝わり、
従って、被拡径部２ａを均等に拡径することができる。

【００３６】なお本発明の第二実施例に示した取付け装
置に関する実験によると、容器本体１５の径を２０ｍ
ｍ、金属細線２４の径を０．１４ｍｍ、電源電圧を１０
００Ｖ、コンデンサーＣに蓄積された電気エネルギーを
５００μＦとした場合の衝撃力は、容器本体１５内面に
おいて約５０００気圧であった。

【００３７】そして本発明の第二実施例においても、上
記第一実施例と同様に、電源電圧およびコンデンサーＣ
に蓄積する電気エネルギーを調整することにより被拡径
部１０ａの長さを調整することができる。

【００３８】他の作用効果は上記第一実施例と同様であ
るので省略する。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明
は、容器内の絶縁性液に浸漬した金属細線に、コンデン
サーから電気エネルギーを短時間で放電供給することに
より、金属細線を急激に溶融蒸発させ、その衝撃力で管
体を拡径し、管体の被拡径部を構造物の取付け孔に圧接
するので、管体の取付けの作業に熟練を要することな
く、また同時に複数本の管体を取付けることができ、こ
のようにすることにより、作業員が一本づつ取付ける場
合に比べて取付けのための作業時間を大巾に短縮するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す管体の取付け装置の被拡
径部を拡径する前の断面図である。

【図２】同じく被拡径部を拡径した後の断面図である。

【図３】同じく管体の取付け装置の全体構成図である。

【図４】他の実施例を示す管体の取付け装置の被拡径部
を拡径する前の断面図である。

【図５】同じく被拡径部を拡径した後の断面図である。

【図６】別の実施例を示す管体の取付け装置の被拡径部
を拡径する前の断面図である。

【図７】本発明の第二実施例を示す管体の取付け装置の
全体構成図である。

【図８】同じく被拡径部を拡径する前の断面図である。

【図９】同じく被拡径部を拡径した後の断面図である。

【符号の説明】

１ 構造物 ２ 管体 ２ａ 被拡径部 ３ 容器 ４ 容器本体 ５ 水 ６ 蓋 ７ 電極 ８ 金属細線 １０ 管体 １０ａ 被拡径部 １１ 容器 １２ 一側の電極 １４ 他側の電極 １５ 容器本体 １７ 構造物 Ａ 管体の取付け装置 Ｂ 管軸方向 Ｃ コンデンサー Ｖ 電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千木良 暁司 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管体の被拡径部を拡径して、管体を構造
   物に形成した取付け孔に取付ける取付け方法であって、
   管体の被拡径部に装着する容器に封入された絶縁性液に
   浸漬した金属細線に、コンデンサーに充電蓄積した電気
   エネルギーを短時間で放電供給することにより、金属細
   線を急激に溶融蒸発させ、その衝撃力で管体を拡径し、
   管体の被拡径部を構造物の取付け孔に圧接することを特
   徴とする管体の取付け方法。
2. 【請求項２】 管体の被拡径部を拡径して、管体を構造
   物に形成した取付け孔に取付ける取付け装置であって、
   前記管体の被拡径部に装着する容器に絶縁性液が封入さ
   れ、該絶縁性液に金属細線および該金属細線を介して一
   端どうしが互いに接続された一対の電極が浸漬され、該
   電極の他端がコンデンサーに接続され、前記容器は、コ
   ンデンサーに充電蓄積した電気エネルギーを前記金属細
   線に供給することにより溶融蒸発する際の衝撃に伴っ
   て、前記管体の内面に沿って伸長する弾性体とされたこ
   とを特徴とする管体の取付け装置。
3. 【請求項３】 管体の被拡径部を拡径して、管体を構造
   物に形成した取付け孔に取付ける取付け装置であって、
   前記管体の被拡径部に装着する容器に絶縁性液が封入さ
   れ、該絶縁性液に金属細線および該金属細線を介して一
   端どうしが互いに接続された一対の電極が浸漬され、前
   記金属細線が管体の管軸方向に配置され、該電極の他端
   がコンデンサーに接続されたことを特徴とする管体の取
   付け装置。