JPWO2017022663A1 - 多重巻管、多重巻管の製造方法及び多重巻管の製造装置 - Google Patents

多重巻管、多重巻管の製造方法及び多重巻管の製造装置 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2017022663A1
JPWO2017022663A1 JP2017532571A JP2017532571A JPWO2017022663A1 JP WO2017022663 A1 JPWO2017022663 A1 JP WO2017022663A1 JP 2017532571 A JP2017532571 A JP 2017532571A JP 2017532571 A JP2017532571 A JP 2017532571A JP WO2017022663 A1 JPWO2017022663 A1 JP WO2017022663A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
tube
material layer
metal plate
winding tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017532571A
Other languages
English (en)
Inventor
スリニワス ガンドロシュラ
スリニワス ガンドロシュラ
琢磨 遠藤
琢磨 遠藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanoh Industrial Co Ltd
Original Assignee
Sanoh Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanoh Industrial Co Ltd filed Critical Sanoh Industrial Co Ltd
Publication of JPWO2017022663A1 publication Critical patent/JPWO2017022663A1/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B23K26/354—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment by melting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/40—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
    • B21C37/09—Making tubes with welded or soldered seams of coated strip material ; Making multi-wall tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
    • B23K1/0012—Brazing heat exchangers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/005—Soldering by means of radiant energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/005—Soldering by means of radiant energy
    • B23K1/0056—Soldering by means of radiant energy soldering by means of beams, e.g. lasers, E.B.
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/008—Soldering within a furnace
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/0006—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/10—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam
    • B23K26/103—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam the laser beam rotating around the fixed workpiece
    • B23K26/106—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam the laser beam rotating around the fixed workpiece inside the workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B23K26/355—Texturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B23K26/359—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment by providing a line or line pattern, e.g. a dotted break initiation line
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/26—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass heat exchangers or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00—Rigid pipes
    • F16L9/16—Rigid pipes wound from sheets or strips, with or without reinforcement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/047—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04—Tubular or hollow articles
    • B23K2101/06—Tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04—Tubular or hollow articles
    • B23K2101/14—Heat exchangers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)

Abstract

多重巻管（１０）は、金属材料で形成された芯材層（１８）と芯材層（１８）よりも融点の低い金属材料で形成されたろう材層（２０）とを含んで構成された金属板（１３）をロール状に巻いて形成された管体（１２）と、金属板（１３）の巻き重ねられた部分に形成され、管体（１２）に照射したレーザー（Ｌ）の熱で溶融したろう材層（２０）によって金属板（１３）の巻き重ねられた部分をろう付けした接合部（１４）と、を有する。

Description

本発明の一態様は、多重巻管、多重巻管の製造方法及び多重巻管の製造装置に関する。
特開２０１５-０４９０１３号公報には、凹凸が形成された金属板を筒状に巻き、巻き重ねられた部分をろう付け（ろう材を用いた接合）して形成された多重巻管が開示されている。
ところで、一般的な多重巻管（特開２０１５-０４９０１３号公報に開示された多重巻管も含む）では、金属板を筒状に巻いた後、加熱炉に入れて巻き重ねられた部分をろう付けしている。このように一般的な多重巻管では、製造（造管）のために加熱炉を必要としており、加熱炉で消費される電力によって製造コストの削減が難しくなっている。
本発明の一態様は、上記事実を考慮して、製造コストを削減可能な多重巻管、多重巻管の製造方法及び多重巻管の製造装置を提供することを課題とする。
本発明の第１態様の多重巻管は、金属材料で形成された芯材層と前記芯材層よりも融点の低い金属材料で形成されたろう材層とを含んで構成された金属板をロール状に巻いて形成された管体と、前記金属板の巻き重ねられた部分に形成され、前記管体に照射したレーザーの熱で溶融した前記ろう材層によって前記金属板の巻き重ねられた部分をろう付けした接合部と、を有する。
第１態様の多重巻管では、金属板をロール状に巻いて形成された管体に照射したレーザーの熱で溶融したろう材層によって金属板の巻き重ねられた部分がろう付けされている。ここで、上記多重巻管では、管体において金属板の巻き重ねられた部分のろう付けにレーザーの熱を用いるため、例えば、管体において金属板の巻き重ねられた部分のろう付けに加熱炉を用いるものと比べて、製造コストを削減することができる。
本発明の第２態様の多重巻管は、第１態様の多重巻管において、前記管体には、前記レーザーが螺旋状に照射され、前記金属板の巻き重ねられた部分全体がろう付けされている。
第２態様の多重巻管では、レーザーを管体に螺旋状に照射して金属板の巻き重ねられた部分全体をろう付けしているため、例えば、レーザーを管体の軸方向に沿って照射するのを複数回繰り返して金属板の巻き重ねられた部分全体をろう付けする構成と比べて、製造時間を短縮化できる。
本発明の第３態様の多重巻管は、第１態様又は第２態様の多重巻管において、前記管体の内面又は外面には、前記レーザーの照射によって凹凸部が形成されている。
第３態様の多重巻管では、管体の内面又は外面に凹凸部を形成しているため、例えば、管体の内面及び外面に凹凸部を形成しないものと比べて、熱交換器の伝熱管として用いた場合に伝熱性能に優れる。また、上記多重巻管では、ロール状に巻いた管体にレーザーを照射して管体の内面又は外面に凹凸部を形成しているため、例えば、予め凹凸部を形成した金属板をロール状に巻いて管体を形成するものと比べて、製造時において変形の少ない凹凸部が得られる。
さらに、上記多重巻管では、ロール状に巻いた管体にレーザーを照射して管体の内面及び外面に凹凸部を形成しつつ、金属板を伝わるレーザーの熱で溶融したろう材層によって金属板の巻き重ねられた部分をろう付けできるため、例えば、管体の内面又は外面に凹凸部を形成する工程と金属板の巻き重ねられた部分をろう付けする工程を別々に実施するものと比べて、製造コストを削減することができる。
本発明の第４態様の多重巻管は、第３態様の多重巻管において、前記芯材層が前記管体の内面を形成し、前記内面には、前記内面への前記レーザーの照射によって溶融した前記芯材層の一部で前記凹凸部が形成されている。
第４態様の多重巻管では、管体の内面に、該内面へのレーザーの照射によって溶融した芯材層の一部で凹凸部が形成されている。ここで、上記多重巻管では、管体の内面へのレーザーの照射で凹凸部を形成しつつ、芯材層を伝わるレーザーの熱で溶融したろう材層によって金属板の巻き重ねられた部分をろう付けできるため、例えば、管体の内面に凹凸部を形成する工程と金属板の巻き重ねられた部分をろう付けする工程を別々に実施するものと比べて、製造コストを削減することができる。
また、上記多重巻管では、管体の内面に凹凸部を形成しているため、例えば、熱交換器の伝熱管として用いた場合に、管体の内部を流れる流体（熱媒体）の熱を管体に効率よく伝達できる。
本発明の第５態様の多重巻管は、第３態様の多重巻管において、前記芯材層が前記管体の外面を形成し、前記外面には、前記外面への前記レーザーの照射によって溶融した前記芯材層の一部で前記凹凸部が形成されている。
第５態様の多重巻管では、管体の外面に、該外面へのレーザーの照射によって溶融した芯材層の一部で凹凸部が形成されている。ここで、上記多重巻管では、管体の外面へのレーザーの照射で凹凸部を形成しつつ、芯材層を伝わるレーザーの熱で溶融したろう材層によって金属板の巻き重ねられた部分をろう付けできるため、例えば、管体の外面に凹凸部を形成する工程と金属板の巻き重ねられた部分をろう付けする工程を別々に実施するものと比べて、製造コストを削減することができる。
また、上記多重巻管では、管体の外面に凹凸部を形成しているため、例えば、熱交換器の伝熱管として用いた場合に、管体の内部を流れる流体（熱媒体）の熱を管体を介して外部へ効率よく放出できる。
本発明の第６態様の多重巻管は、第１態様〜第５態様のいずれか一態様の多重巻管において、前記管体の外面は、樹脂材料で形成された被覆部材によって被覆され、前記被覆部材は、前記管体に照射した前記レーザーの熱で前記管体との接触面が溶融して前記外面に接着されている。
第６態様の多重巻管では、被覆部材で管体の外面を被覆していることから、例えば、管体の外面を外部に露出させているものと比べて、管体の耐久性が向上する。また、管体に照射したレーザーの熱で被覆部材の接触面を溶融させて被覆部材と管体の外面とを接着しているので被覆部材と管体との接着強度が向上する。
本発明の第７態様の多重巻管の製造方法は、金属材料で形成された芯材層と前記芯材層よりも融点の低い金属材料で形成されたろう材層とを含んで構成された金属板をロール状に巻いて管体を形成し、前記管体にレーザーを照射して前記レーザーの熱で前記ろう材層を溶融させて前記金属板の巻き重ねられた部分をろう付けする。
第７態様の多重巻管の製造方法では、金属板をロール状に巻いて形成された管体にレーザーを照射し、その熱でろう材層を溶融させて金属板の巻き重ねられた部分をろう付けしている。ここで、上記多重巻管の製造方法では、管体において金属板の巻き重ねられた部分のろう付けにレーザーの熱を用いるため、例えば、管体において金属板の巻き重ねられた部分のろう付けに加熱炉を用いるものと比べて、製造コストを削減することができる。
本発明の第８態様の多重巻管の製造方法は、第７態様の多重巻管の製造方法において、前記レーザーを、前記管体に螺旋状でかつ前記ろう材層の前記レーザーの熱で溶融する領域同士が重なるように照射する。
第８態様の多重巻管の製造方法では、レーザーを管体に螺旋状でかつろう材層のレーザーの熱で溶融する領域同士が重なるように照射しているため、金属板の巻き重ねられた部分全体がろう付けされる。また、上記多重巻管の製造方法では、例えば、レーザーを管体の軸方向に沿って照射するのを複数回繰り返して金属板の巻き重ねられた部分全体をろう付けする構成と比べて、製造時間を短縮化できる。
本発明の第９態様の多重巻管の製造方法は、第７態様又は第８態様の多重巻管の製造方法において、前記管体に前記レーザーを照射して前記管体の内面又は外面に凹凸部を形成する。
第９態様の多重巻管の製造方法では、ロール状に巻いた管体にレーザーを照射して管体の内面又は外面に凹凸部を形成し、金属板を伝わるレーザーの熱でろう材層を溶融させて金属板の巻き重ねられた部分をろう付けする。このため、上記多重巻管の製造方法では、例えば、管体の内面又は外面に凹凸部を形成する工程と金属板の巻き重ねられた部分をろう付けする工程を別々に実施するものと比べて、製造コストを削減することができる。
また、上記多重巻管の製造方法では、ロール状に巻いた管体にレーザーを照射して管体の内面又は外面に凹凸部を形成しているため、例えば、予め凹凸部を形成した金属板をロール状に巻いて管体を形成するものと比べて、製造時において変形の少ない凹凸部を管体に形成することができる。
また、上記多重巻管の製造方法で製造された多重巻管を、例えば、熱交換器の伝熱管として用いた場合、管体の内面又は外面に凹凸部が形成されているため、伝熱性能が向上する。
本発明の第１０態様の多重巻管の製造方法は、第９態様の多重巻管の製造方法において、前記芯材層が前記管体の内面を形成するように前記金属板をロール状に巻いて前記管体を形成し、前記レーザーを前記内面に照射し、前記レーザーの熱で前記芯材層を溶融させて前記内面に前記凹凸部を形成すると共に前記芯材層を伝わる前記レーザーの熱で前記ろう材層を溶融させて前記金属板の巻き重ねられた部分をろう付けする。
第１０態様の多重巻管の製造方法では、まず、芯材層が管体の内面を形成するように金属板をロール状に巻いて管体を形成する。次に、レーザーを管体の内面に照射し、レーザーの熱で芯材層を溶融させて管体の内面に凹凸部を形成し、芯材層を伝わるレーザーの熱でろう材層を溶融させて金属板の巻き重ねられた部分をろう付けする。このため、上記多重巻管の製造方法では、例えば、管体の内面に凹凸部を形成する工程と金属板の巻き重ねられた部分をろう付けする工程を別々に実施するものと比べて、製造コストを削減することができる。
また、上記多重巻管の製造方法で製造された多重巻管を、例えば、熱交換器の伝熱管として用いた場合、内部を流れる流体（熱媒体）の熱を管体に効率よく伝達できる。
本発明の第１１態様の多重巻管の製造方法は、第９態様の多重巻管の製造方法において、前記芯材層が前記管体の外面を形成するように前記金属板をロール状に巻いて前記管体を形成し、前記レーザーを前記外面に照射し、前記レーザーの熱で前記芯材層を溶融させて前記外面に前記凹凸部を形成すると共に前記芯材層を伝わる前記レーザーの熱で前記ろう材層を溶融させて前記金属板の巻き重ねられた部分をろう付けする。
第１１態様の多重巻管の製造方法では、まず、芯材層が管体の外面を形成するように金属板をロール状に巻いて管体を形成する。次に、レーザーを管体の外面に照射し、レーザーの熱で芯材層を溶融させて管体の外面に凹凸部を形成し、芯材層を伝わるレーザーの熱でろう材層を溶融させて金属板の巻き重ねられた部分をろう付けする。このため、上記多重巻管の製造方法では、例えば、管体の外面に凹凸部を形成する工程と金属板の巻き重ねられた部分をろう付けする工程を別々に実施するものと比べて、製造コストを削減することができる。
また、上記多重巻管の製造方法で製造された多重巻管を、例えば、熱交換器の伝熱管として用いた場合、管体の内部を流れる流体（熱媒体）の熱を管体を介して外部へ効率よく放出できる。
本発明の第１２態様の多重巻管の製造方法は、第７態様〜第１１態様のいずれか一態様の多重巻管の製造方法において、前記管体の外面を樹脂材料で形成した被覆部材で被覆した後又は被覆しつつ、前記レーザーを前記管体に照射し、前記レーザーの熱で前記ろう材層を溶融させて前記金属板の巻き重ねられた部分をろう付けすると共に前記金属板を伝わる前記レーザーの熱で前記被覆部材の前記管体との接触面を溶融させて前記被覆部材と前記外面とを接着する。
第１２態様の多重巻管の製造方法では、管体の外面を樹脂材料で形成した被覆部材で被覆した後又は被覆しつつ、レーザーを管体に照射し、レーザーの熱でろう材層を溶融させて金属板の巻き重ねられた部分をろう付けすると共に金属板を伝わるレーザーの熱で被覆部材の管体との接触面を溶融させて被覆部材と管体の外面とを接着する。このため、上記多重巻管の製造方法では、例えば、管体において金属板の巻き重ねられた部分をろう付けする工程と管体の外面に接着剤を用いて被覆部材を接着する工程とを別々に実施するものと比べて、製造コストを削減することができる。
また、上記多重巻管の製造方法で製造された多重巻管は、被覆部材で管体の外面を被覆していることから、管体の耐久性が向上する。またさらに、上記多重巻管では、被覆部材の接触面を溶融させて被覆部材と管体の外面とを接着しているので被覆部材と管体との接着強度が向上する。
本発明の第１３態様の多重巻管の製造装置は、金属材料で形成された芯材層と前記芯材層よりも融点の低い金属材料で形成されたろう材層とを含んで構成された金属板をロール状に巻いて管体を形成する成形装置と、前記管体にレーザーを照射して前記レーザーの熱で前記ろう材層を溶融させるレーザー装置と、を有する。
第１３態様の多重巻管の製造装置では、まず、成形装置によって金属板がロール状に巻かれて管体が形成される。次に、レーザー装置によって、管体にレーザーが照射され、その熱でろう材層が溶融し、金属板の巻き重ねられた部分がろう付けされる。このようにして管体を有する多重巻管が製造される。ここで、上記多重巻管の製造装置では、管体において金属板の巻き重ねられた部分のろう付けにレーザーの熱を用いるため、例えば、管体において金属板の巻き重ねられた部分のろう付けに加熱炉を用いるものと比べて、製造コストを削減することができる。
本発明の第１４態様の多重巻管の製造装置は、第１３態様の多重巻管の製造装置において、前記成形装置は、前記金属板がロール状に巻かれる円柱状の芯金を備え、前記レーザー装置は、前記芯金の先端部側に設けられて前記管体の内面に前記レーザーを照射するレーザー照射部を備える。
第１４態様の多重巻管の製造装置では、レーザー照射部を金属板がロール状に巻かれる芯金の先端部側に設けていることから、レーザー照射部と管体との相対位置が安定する。
本発明の第１５態様の多重巻管の製造装置は、第１４態様の多重巻管の製造装置において、前記レーザー照射部は、前記芯金の軸を中心に回転して前記管体の内面に前記レーザーを照射する。
第１５態様の多重巻管の製造装置では、レーザー照射部が芯金の軸を中心に回転して管体の内面にレーザーを照射するため、例えば、レーザー照射部が芯金の軸を中心に回転しないものと比べて、簡単な構成で管体の内面全周に亘ってレーザーを照射することが可能となる。
以上説明したように、本発明の一態様によれば、製造コストを削減可能な多重巻管、多重巻管の製造方法及び多重巻管の製造装置を提供することができる。
第１実施形態の多重巻管の軸直角方向に沿った断面図である。 第１実施形態の多重巻管を用いた熱交換器の正面図であり、フィンの一部を断面で示している。 第１実施形態の多重巻管の製造装置の概略斜視図である。 図３の矢印４Ｘで示す部分を拡大した拡大斜視図である。 図３の矢印５Ｘで示す部分を拡大した拡大斜視図である。 図３の芯金の回転装置を側方から見た側面図である。 多重巻管を構成する管体の内面にレーザーを照射して凹凸部を形成する動作を説明するための管体の軸方向に沿った断面図である。 第２実施形態の多重巻管の軸直角方向に沿った断面図である。 第３実施形態の多重巻管の軸直角方向に沿った断面図である。 第４実施形態の多重巻管の軸直角方向に沿った断面図である。 第１実施形態の多重巻管の内周を示す平面図である。
以下、本発明の一実施形態に係る多重巻管、多重巻管の製造方法、及び、多重巻管の製造装置について図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る多重巻管、多重巻管の製造方法、及び、多重巻管の製造装置について説明する。図２に示されるように、本施形態の多重巻管１０は、空調機器に搭載される熱交換器６０の伝熱管として用いられる。この熱交換器６０は、空調機器の熱交換部で使用する流体（熱媒体）の熱交換に用いられるものである。なお、本発明の一実施形態は上記構成に限定されず、熱交換器６０は、冷蔵庫などに搭載されて冷蔵庫の冷却部で使用する冷媒（流体の一例）の冷却に用いられてもよく、自動車に搭載されてエンジン冷却装置の冷却水（流体の一例）の冷却に用いられてもよい。つまり、本実施形態の熱交換器６０は、流体を熱交換する用途であれば、いずれの機器に適用してもよい。
本実施形態の熱交換器６０は、多重巻管１０とフィン６２とを備えている。フィン６２は、金属材料（例えば、アルミニウム）を板状に形成したもの（所謂、金属板）であり、板厚方向に貫通する貫通孔６４が形成されている。この貫通孔６４には、多重巻管１０が挿入されると共に孔壁６４Ａに多重巻管１０の外面１２Ａが接合されている。この接合により、多重巻管１０からフィン６２及びフィン６２から多重巻管１０へ熱が効率よく伝達される。
次に、熱交換器６０について詳細に説明する。図２に示されるように、熱交換器６０では、複数本の多重巻管１０が互いに平行に並べられ、隣接する多重巻管１０の端部同士がＵ字状の管継手６６で連結されている。また、各多重巻管１０は、間隔をあけて並べた複数枚のフィン６２の各貫通孔６４にそれぞれ挿入されると共に各孔壁６４Ａに各外面１２Ａがそれぞれ接合されている。
次に、本実施形態の多重巻管１０について説明する。
図１に示されるように、多重巻管１０は、金属板１３をロール状に巻いて形成された管体１２と、金属板１３の巻き重ねられた部分をろう付けによって接合した接合部１４と、を有している。この管体１２の内面１２Ｂには、熱交換促進用の凹凸部１６が形成されている。
金属板１３は、金属材料で形成された芯材層１８と、芯材層１８よりも融点の低い金属材料で形成されたろう材層２０とを含んで構成されている。具体的には、金属板１３は、芯材層１８にろう材層２０を張り合わせた板材、すなわち、クラッド板である。
また、本実施形態では、金属板１３をアルミニウムで構成している。具体的には、金属板１３は、純アルミニウム又はアルミニウム合金（例えば、アルミニウムにマンガンを含有させたもの（Ａ３００３など））で形成された芯材層１８に、アルミニウム合金（例えば、アルミニウムにシリコンを含有させたもの（Ａ４３４３など））で形成されたろう材層２０を張り合わせて形成されている。
なお、本実施形態では、金属板１３をアルミニウムで構成しているが、本発明の一実施形態はこの構成に限定されない。例えば、金属板１３を銅や鉄などの金属材料で構成してもよい。
管体１２は、一枚の金属板１３をロール状に巻いて形成されており、内面１２Ｂが芯材層１８によって形成され、外面１２Ａがろう材層２０によって形成されている。また、管体１２において金属板１３の巻き重ねられた部分は、管体１２に照射したレーザーＬの熱で溶融したろう材層２０によってろう付けされている。具体的には、管体１２の内面１２Ｂに凹凸部１６を形成するために照射したレーザーＬの熱でろう材層２０を溶融させて金属板１３の巻き重ねられた部分をろう付けしている。
なお、本実施形態では、金属板１３の巻き重ねられた部分においてろう材層２０によってろう付けされた部分を接合部１４と称している。
また、本実施形態では、レーザーＬを管体１２の内面１２Ｂに該管体１２の軸方向を中心として螺旋状に照射することで金属板１３の巻き重ねられた部分全体をろう付けしている。なお、本発明の一実施形態は上記構成に限定されず、例えば、金属板１３の巻き重ねられた部分の一部がろう付けされなくても構わない。
また、本実施形態の多重巻管１０は、金属板１３を二重巻きした二重巻管である。具体的には、多重巻管１０を構成する管体１２が、金属板１３を二重となるように巻いて形成されている。なお、本発明の一実施形態はこの構成に限定されるものではなく、例えば、多重巻管１０は、管体１２が金属板１３を三重以上となるように巻いて形成されていてもよい。
また、管体１２は、ロール状に巻かれた金属板１３の内面１３Ｂの一部分が内面１２Ｂとされ、ロール状に巻かれた金属板１３の外面１３Ａの一部分が外面１２Ａとされている。
ロール状に巻かれた金属板１３の内面１３Ｂには、巻き方向内側の端部（言い換えると、内周側の端部）１３Ｃと巻き方向外側の端部（言い換えると、外周側の端部）１３Ｄとの間に内側段差面２２Ｂが形成されている。この内側段差面２２Ｂには、ロール状に巻かれた金属板１３の端部１３Ｃが突き合わされてろう付け（ろう材層２０を構成する金属材料によってろう付け）されている。また、内側段差面２２Ｂの高さは、金属板１３の板厚と略同じとされている。
ロール状に巻かれた金属板１３の外面１３Ａには、端部１３Ｃと端部１３Ｄとの間に外側段差面２２Ａが形成されている。この外側段差面２２Ａには、ロール状に巻かれた金属板１３の端部１３Ｄが突き合わされてろう付け（ろう材層２０を構成する金属材料によってろう付け）されている。また、外側段差面２２Ａの高さは、金属板１３の板厚と略同じとされている。
なお、本実施形態では、ロール状に巻かれた金属板１３の端部１３Ｃと端部１３Ｄとの中間部分（巻き方向の中間部分）をクランク状に曲げて段差部２２を形成し、この段差部２２の一方の面を内側段差面２２Ｂとし、他方の面を外側段差面２２Ａとしている。また、本実施形態では、金属板１３の板厚を略一定としている。このため、管体１２（多重巻管１０）の外径及び内径が周上略均一とされている。
凹凸部１６は、管体１２の内面１２ＢへのレーザーＬの照射によって溶融した芯材層１８の一部で形成されている。本実施形態の凹凸部１６は、内面１２Ｂに形成された複数の突起２４によって構成されている。これらの突起２４は、管体１２の内面１２Ｂに管体１２の周方向に間隔をあけると共に管体１２の軸方向にも間隔をあけて形成されている。
次に、本実施形態の多重巻管１０の製造装置３０について説明する。
図３〜図６に示されるように、本実施形態の製造装置３０は、多重巻管１０を製造するための装置であり、成形装置３２と、レーザー装置４０と、を備えている。
図３に示されるように、成形装置３２は、金属板１３をロール状に巻く、すなわち、金属板１３をロール成形（ロールフォーミング）して管体１２を形成するための装置である。この成形装置３２は、金属板１３が配置される図示しない支持台と、支持台に取り付けられて金属板１３をロール状に巻いて所定の管形状に成形するための成形ロール群３４と、支持台に設置された後述する回転装置４８によって回転自在に支持され、金属板１３がロール状に巻かれていくマンドレル３６と、を備えている。なお、本実施形態のマンドレル３６は、本発明における芯金の一例である。
成形ロール群３４は、複数の成形ロール３４Ａを金属板１３の搬送方向に間隔をあけて配設したものであり、金属板１３が搬送されるにしたがって、金属板１３を徐々に湾曲させてマンドレル３６にロール状に巻くように各成形ロール３４Ａが設定されている。
マンドレル３６は、円柱状とされ、中心軸に沿うように貫通孔が形成されている。この貫通孔内には、後述する光ファイバー５６が配設されている。なお、本実施形態では、光ファイバー５６としてグラスファイバーを用いている。
図４〜図６に示されるように、レーザー装置４０は、管体１２の内面１２ＢにレーザーＬを照射してレーザーＬの熱でろう材層２０を溶融させる装置である。このレーザー装置４０は、レーザーＬを発生させるレーザー発振器４２と、マンドレル３６の先端部に取り付けられてレーザーＬを管体１２の内面１２Ｂに向けて照射するレーザー照射部４４と、レーザー発振器４２からレーザー照射部４４までを結ぶ光路４６と、を備えている。
また、本実施形態のレーザー装置４０は、マンドレル３６を軸回り（軸心回り）に回転させる回転装置４８を備えている。この回転装置４８を用いてマンドレル３６を回転させると、マンドレル３６の先端部に取り付けられたレーザー照射部４４がマンドレル３６と共に回転する。すなわち、レーザー照射部４４がマンドレル３６の軸を中心にして回転する。このようにレーザー照射部４４をマンドレル３６の軸を中心にして回転させることで、管体１２の内面１２Ｂ全体にレーザーＬを照射することが可能となる。
図５及び図６に示されるように、回転装置４８は、ハウジング４８Ａと、ハウジング４８Ａに形成され、マンドレル３６の基端部が挿入される貫通孔４８Ｂと、ハウジング４８Ａに回転自在に支持され、外周面がマンドレル３６に接する回転ローラ４８Ｃと、を備えている。
ハウジング４８Ａの内部には、貫通孔４８Ｂに対応した位置にマンドレル３６の基端部を回転可能に支持するベアリング５０が配設されている。また、ハウジング４８Ａの内部には、レーザー発振器４２から延びた光ファイバーケーブル５２が接続されるレーザー受光器５４が配設されている。このレーザー受光器５４には、ベアリング５０に支持されたマンドレル３６内の光ファイバー５６と対向する位置に光ファイバー５８が延出しており、光ファイバー５８の端面から照射されたレーザーＬが光ファイバー５６の端面から入射するようになっている。なお、本実施形態では、光ファイバー５８として光ファイバー５６と同じグラスファイバーを用いている。
また、マンドレル３６は、回転ローラ４８Ｃによって回転力が付与されるようになっている。具体的には、回転ローラ４８Ｃの外周面がマンドレル３６の外周面と接しており、回転ローラ４８Ｃが回転することで、回転ローラ４８Ｃの外周面との摩擦によってマンドレル３６に回転力が付与される。なお、ハウジング４８Ａ内には、図示しない駆動源（例えば、モータ）が配設されており、この駆動源からの動力で回転ローラ４８Ｃが回転するようになっている。
図４に示されるように、レーザー照射部４４は、ハウジング４４Ａと、ハウジング４４Ａ内に配置され、光ファイバー５６の端面から出射されたレーザーＬを管体１２の内面１２Ｂへガイドする光学系４５と、ハウジング４４Ａに形成され、光学系４５で案内されたレーザーＬが通過する照射口４４Ｂとを有している。
光学系４５は、集光レンズ４５Ａ、コリメータレンズ４５Ｂ及びプリズム４５Ｃを備えている。集光レンズ４５Ａは、光ファイバー５６の端面から出射されたレーザーＬを集光する。次に、コリメータレンズ４５Ｂは、集光したレーザーＬを平行光としてプリズム４５Ｃに導く。そして、プリズム４５Ｃは、コリメータレンズ４５Ｂで平行光となったレーザーＬを全反射し、照射口４４Ｂを通して管体１２の内面１２Ｂに照射する。
また、本実施形態の光路４６は、光ファイバーケーブル５２、光ファイバー５６及び光ファイバー５８によって構成されている。
次に本実施形態の多重巻管１０の製造方法について説明する。
まず、芯材層１８にろう材層２０を張り合わせた長尺な金属板１３を用意し、一方の面（芯材層１８によって形成される面）を上にして金属板１３を成形装置３２にセットする。
次に、成形ロール群３４で金属板１３をマンドレル３６周りにロール状に巻いていく。これにより金属板１３が所定外径の管形状にロール成形されて管体１２が形成される。
次に、図７に示されるように、レーザー装置４０で発振したレーザーＬを管体１２の内面１２Ｂに照射し、その熱で芯材層１８を溶融させて内面１２Ｂに凹凸部１６を形成すると共に芯材層１８を伝わるレーザーＬの熱でろう材層２０を溶融させて金属板１３の巻き重ねられた部分をろう付けする。
ここで、本実施形態では、レーザーＬを、管体１２の内面１２Ｂに該管体１２の軸方向を中心として螺旋状でかつろう材層２０のレーザーＬの熱で溶融する溶融領域Ｍ同士が重なるように照射している。具体的には、図１１に示されるように、レーザーＬの照射軌跡ＬＴ（図１１では太実線）の螺旋ピッチＰを、ろう材層２０の照射軌跡ＬＴを中心にして溶融する溶融領域Ｍ同士が管体１２の軸方向（言い換えると、金属板１１の搬送方向Ｃ）に重なるように設定することで、レーザーＬを管体１２の内面１２Ｂに螺旋状でかつ溶融領域Ｍ同士が重なるように照射している。これにより、金属板１３の巻き重ねられた部分全体がろう付けされる。なお、図１１では、溶融領域Ｍ同士の重なり合った部分を符号ＭＯで示している。
本実施形態では、レーザーＬを管体１２の内面１２Ｂに螺旋状でかつ溶融領域Ｍ同士が重なるように照射する構成としているが、本発明の一実施形態はこの構成に限定されない。例えば、レーザーＬを管体１２の内面１２Ｂに螺旋状でかつ溶融領域Ｍ同士が重ならないように照射する構成としてもよい。
そして、図示しない切断装置で管体を所定の寸法に切断する。このようにして多重巻管１０が製造される。
その後、多重巻管１０をフィン６２の貫通孔６４に挿入してろう付けすることで、多重巻管１０を備えた熱交換器６０が形成される。
次に本実施形態の作用効果について説明する。
多重巻管１０では、管体１２の内面１２Ｂに、内面１２ＢへのレーザーＬの照射によって溶融した芯材層１８の一部で凹凸部１６が形成されている。このように多重巻管１０は、例えば、内面１２Ｂが平坦とされたものと比べて、内面１２Ｂの表面積が大きくなるため、内部を流れる流体（熱媒体）の熱を管体１２に効率よく伝達できる。すなわち、多重巻管１０は伝熱性に優れる。
また、多重巻管１０では、金属板１３をロール状に巻いて形成された管体１２に照射したレーザーＬの熱で溶融したろう材層２０によって金属板１３の巻き重ねられた部分がろう付けされている。ここで、多重巻管１０では、管体１２において金属板１３の巻き重ねられた部分のろう付けにレーザーＬの熱を用いるため、例えば、管体１２において金属板１３の巻き重ねられた部分のろう付けに加熱炉を用いるものと比べて、製造コストを削減することができる。
特に、多重巻管１０では、管体１２の内面１２ＢへのレーザーＬの照射で凹凸部１６を形成しつつ、芯材層１８を伝わるレーザーＬの熱で溶融したろう材層２０によって金属板１３の巻き重ねられた部分をろう付けしているため、例えば、管体１２の内面１２Ｂに凹凸部１６を形成する工程と金属板１３の巻き重ねられた部分をろう付けする工程を別々に実施するものと比べて、製造コストを削減することができる。
また、多重巻管１０の製造方法では、レーザーＬを管体１２に螺旋状でかつろう材層２０の溶融領域Ｍ同士が重なるように照射しているため、金属板１３の巻き重ねられた部分全体がろう付けされる。また、多重巻管１０の製造方法では、例えば、レーザーＬを管体１２の軸方向に沿って照射するのを複数回繰り返して金属板１３の巻き重ねられた部分全体をろう付けする構成と比べて、製造時間を短縮化できる。
多重巻管１０の製造方法では、ロール状に巻いた管体１２の内面１２ＢにレーザーＬを照射して凹凸部１６を形成するため、例えば、予め凹凸部１６を形成した金属板１３をロール状に巻いて管体を形成するものと比べて、ロール状に巻く際に凹凸部１６が潰れることがない、言い換えると、変形の少ない凹凸部１６を管体１２の内面１２Ｂに安定して形成することができる。
また、多重巻管１０の製造方法では、管体１２の内面１２ＢにレーザーＬを照射して凹凸部１６を形成するため、凹凸部１６の設計自由度が高い。このため、多重巻管１０では、凹凸部１６の形状やパターンを調整することで、流体と多重巻管１０との間の熱伝達効率をより高めることができる。
また、製造装置３０では、金属板１３がロール状に巻かれるマンドレル３６の先端部にレーザー照射部４４を設けていることから、レーザー照射部４４と管体１２との相対位置が安定する。
さらに、製造装置３０では、レーザー照射部４４がマンドレル３６の軸を中心に回転して管体１２の内面１２ＢにレーザーＬを照射するため、例えば、レーザー照射部４４を回転させずに、レーザー照射部４４に複数の照射口４４Ｂを形成してレーザーＬを複数の方向に照射させるものと比べて、簡単な構成で管体１２の内面１２Ｂ全周に亘ってレーザーＬを照射することが可能となる。このように管体１２の内面１２Ｂ全周に亘って凹凸部１６を形成することで、多重巻管１０の伝熱性能がより向上する。
また、本実施形態では、金属板１３をアルミニウムで構成していることから、多重巻管１０の熱伝導率を確保しつつ、重量を軽減し且つコストを削減することができる。
第１実施形態では、芯材層１８が管体１２の内面１２Ｂを形成し、この芯材層１８の一部で凹凸部１６を形成する構成としているが、本発明の一実施形態はこの構成に限定されない。例えば、ろう材層２０が管体１２の内面１２Ｂを形成し、このろう材層２０の一部で凹凸部１６を形成する構成としてもよい。なお、管体１２の内面１２Ｂを形成するろう材層２０の一部で凹凸部１６を形成する構成については、後述する第３実施形態に用いてもよい。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る多重巻管、及び、多重巻管の製造方法について説明する。なお、第１実施形態と同一の構成については同一符号を付し、その説明を省略する。
図８に示されるように、本実施形態の多重巻管７０は、管体７２と凹凸部７４の構成を除いて第１実施形態の多重巻管１０と同一の構成である。
管体７２は、外面７２Ａが芯材層１８で形成され、内面７２Ｂがろう材層２０で形成されている。また、管体７２の外面７２Ａには、外面７２ＡへのレーザーＬの照射によって溶融した芯材層１８の一部で凹凸部７４が形成されている。凹凸部７４の構成は、第１実施形態の凹凸部１６と同じ構成でも異なる構成でもよい。
次に、本実施形態の多重巻管７０の製造方法について説明する。
まず、金属板１３を芯材層１８が管体７２の外面７２Ａを形成するようにロール状に巻いて管体７２を形成する。
次に、レーザーＬを管体７２の外面７２Ａに照射し、レーザーＬの熱で芯材層１８を溶融させて外面７２Ａに凹凸部７４を形成すると共に芯材層１８を伝わるレーザーＬの熱でろう材層２０を溶融させて金属板１３の巻き重ねられた部分をろう付けする。
そして、図示しない切断装置で管体７２を所定の寸法に切断する。このようにして多重巻管７０が製造される。
なお、凹凸部７４は、例えば、管体７２を中心に回転するレーザー照射部を備えるレーザー装置などを用いることで管体７２の外面７２Ａに成形することができる。
次に本実施形態の作用効果について説明する。
多重巻管７０では、管体７２の外面７２Ａに、外面７２ＡへのレーザーＬの照射によって溶融した芯材層１８の一部で凹凸部７４を形成しているため、管体７２の内部を流れる流体（熱媒体）の熱を管体７２を介して外部へ効率よく放出できる。
また、多重巻管７０の製造方法では、レーザーＬを管体７２の外面７２Ａに照射し、レーザーＬの熱で芯材層１８を溶融させて管体７２の外面７２Ａに凹凸部７４を形成し、芯材層１８を伝わるレーザーＬの熱でろう材層２０を溶融させて金属板１３の巻き重ねられた部分をろう付けする。このため、多重巻管７０の製造方法では、例えば、管体７２の外面７２Ａに凹凸部７４を形成する工程と金属板１３の巻き重ねられた部分をろう付けする工程を別々に実施するものと比べて、製造コストを削減することができる。
第２実施形態では、芯材層１８が管体１２の外面１２Ａを形成し、この芯材層１８の一部で凹凸部７４を形成する構成としているが、本発明の一実施形態はこの構成に限定されない。例えば、ろう材層２０が管体１２の外面１２Ａを形成し、このろう材層２０の一部で凹凸部７４を形成する構成としてもよい。なお、管体１２の外面１２Ａを形成するろう材層２０の一部で凹凸部７４を形成する構成については、後述する第４実施形態に用いてもよい。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る多重巻管、及び、多重巻管の製造方法について説明する。なお、第１実施形態と同一の構成については同一符号を付し、その説明を省略する。
図９に示されるように、本実施形態の多重巻管８０は、被覆部材８２の構成を除いて第１実施形態の多重巻管１０と同一の構成である。なお、本実施形態の多重巻管８０は、車両の配管などで用いられる。
本実施形態の多重巻管８０は、管体１２の外面１２Ａが樹脂材料で形成された被覆部材８２によって被覆されている。この被覆部材８２は、熱収縮性を有する材料によって形成され、管体１２の内面１２ＢへのレーザーＬの照射による熱で管体１２との接触面８２Ａが溶融して外面１２Ａに接着されている。
次に、本実施形態の多重巻管８０の製造方法について説明する。
まず、金属板１３を芯材層１８が管体１２の内面１２Ｂを形成するようにロール状に巻いて管体１２を形成する。
次に、管体１２を被覆部材８２で被覆する。具体的には、筒状の被覆部材８２の内側に管体１２を挿入する。
次に、レーザーＬを管体１２の内面１２Ｂに照射し、レーザーＬの熱で芯材層１８を溶融させて内面１２Ｂに凹凸部１６を形成すると共に芯材層１８を伝わるレーザーＬの熱でろう材層２０を溶融させて金属板１３の巻き重ねられた部分をろう付けする。このとき、金属板１３を伝わるレーザーＬの熱で被覆部材８２を熱収縮させて被覆部材８２の内周と管体１２の外周を密着させ、さらに、レーザーＬの熱で被覆部材８２の管体１２との接触面８２Ａを溶融させて被覆部材８２と管体１２の外面１２Ａとを接着させる。
そして、図示しない切断装置で被覆部材８２と共に管体１２を所定の寸法に切断する。このようにして多重巻管８０が製造される。
次に本実施形態の作用効果について説明する。
多重巻管８０では、被覆部材８２で管体１２の外面１２Ａを被覆していることから、例えば、管体１２の外面１２Ａを外部に露出させているものと比べて、管体１２の耐久性が向上する。また、管体１２の内面１２ＢへのレーザーＬの照射による熱で被覆部材８２の接触面８２Ａを溶融させて被覆部材８２と管体１２の外面１２Ａとを接着しているので被覆部材８２と管体１２との接着強度が向上する。
また、多重巻管８０の製造方法では、レーザーＬを管体１２の内面１２Ｂに照射して凹凸部１６を形成しつつ、レーザーＬの熱でろう材層２０を溶融させて金属板１３の巻き重ねられた部分をろう付けによって接合し、さらに、金属板１３を伝わるレーザーＬの熱で被覆部材８２の管体１２との接触面８２Ａを溶融させて被覆部材８２と管体１２の外面１２Ａとを接着する。このため、多重巻管８０の製造方法では、例えば、管体１２において金属板１３の巻き重ねられた部分をろう付けする工程と管体１２の外面１２Ａに接着剤を用いて被覆部材８２を接着する工程とを別々に実施するものと比べて、製造コストを削減することができる。
第３実施形態の製造方法では、筒状の被覆部材８２の内側に管体１２を挿入しているが、本発明の一実施形態はこの構成に限定されない。例えば、一枚の帯状の被覆部材８２を幅方向の端部を突き合せる又は重ねるようにして管体１２に巻き付けて管体１２を被覆部材８２で被覆する構成としてもよいし、一枚の帯状の被覆部材８２を幅方向の端部を突き合せ又は重ねながら管体１２に螺旋状に巻き付けて管体１２を被覆部材８２で被覆する構成としてもよい。上記被覆部材８２の管体１２への巻き付け方法については、後述する第４実施形態に用いてもよい。
また、第３実施形態の製造方法では、筒状の被覆部材８２の内側に管体１２を挿入した後、すなわち、被覆部材８２で管体１２を被覆した後で、レーザーＬを管体１２の内面１２Ｂに照射する構成としているが、本発明の一実施形態はこの構成に限定されない。例えば、レーザーＬを管体１２の内面１２Ｂに照射しつつ、筒状の被覆部材８２の内側に管体１２を挿入して被覆部材８２で管体１２を被覆する構成としてもよい。この場合においても、管体１２の内面１２Ｂに対するレーザーＬの照射による余熱で被覆部材８２を外面１２Ａに接着することができる。なお、レーザーＬの照射による余熱で管体１２と被覆部材８２を接着する構成については、上記した一枚の帯状の被覆部材８２を幅方向の端部を突き合せる又は重ねるようにして管体１２に巻き付ける方法や、一枚の帯状の被覆部材８２を幅方向の端部を突き合せ又は重ねながら管体１２に螺旋状に巻き付ける方法に用いてもよいし、後述する第４実施形態に用いてもよい。
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る多重巻管、及び、多重巻管の製造方法について説明する。なお、第２実施形態と同一の構成については同一符号を付し、その説明を省略する。
図１０に示されるように、本実施形態の多重巻管９０は、被覆部材９２の構成を除いて第２実施形態の多重巻管７０と同一の構成である。なお、本実施形態の多重巻管９０は、車両の配管などで用いられる。
本実施形態の多重巻管９０は、管体７２の外面７２Ａが樹脂材料で形成された被覆部材９２（第３実施形態の被覆部材８２と同じ構成）によって被覆されている。この被覆部材９２は、管体７２の内面７２ＢへのレーザーＬの照射による熱で管体７２との接触面９２Ａが溶融して管体７２の外面７２Ａに接着されている。
次に、本実施形態の多重巻管９０の製造方法について説明する。
まず、金属板１３を芯材層１８が管体７２の外面７２Ａを形成するようにロール状に巻いて管体７２を形成する。
次に、レーザーＬを管体７２の外面７２Ａに照射し、レーザーＬの熱で芯材層１８を溶融させて外面７２Ａに凹凸部７４を形成すると共に芯材層１８を伝わるレーザーＬの熱でろう材層２０を溶融させて金属板１３の巻き重ねられた部分をろう付けする。
次に、管体７２を被覆部材９２で被覆する。具体的には、筒状の被覆部材９２の内側に管体７２を挿入する。
そして、レーザーＬを管体７２の内面７２Ｂに照射し、金属板１３を伝わるレーザーＬの熱で被覆部材９２を熱収縮させて被覆部材９２の内周と管体７２の外周を密着させ、さらに、レーザーＬの熱で被覆部材９２の管体７２との接触面９２Ａを溶融させて被覆部材９２と外面７２Ａとを接着させる。
そして、図示しない切断装置で被覆部材９２と共に管体７２を所定の寸法に切断する。このようにして多重巻管９０が製造される。
次に本実施形態の作用効果について説明する。
多重巻管９０では、被覆部材９２で管体７２の外面７２Ａを被覆していることから、例えば、管体７２の外面７２Ａを外部に露出させているものと比べて、管体７２の耐久性が向上する。また、管体７２の内面７２ＢへのレーザーＬの照射による熱で被覆部材９２の接触面９２Ａを溶融させて被覆部材９２と管体７２の外面７２Ａ（凹凸部７４含む）とを接着しているので、アンカー効果により被覆部材９２と管体７２との接着強度がさらに向上する。
また、多重巻管９０の製造方法では、まず、凹凸部７４が形成された管体７２の外面７２Ａを被覆部材９２で被覆する。次に、レーザーＬを管体７２の内面７２Ｂに照射して金属板１３を伝わるレーザーＬの熱で被覆部材９２の管体７２との接触面９２Ａを溶融させて被覆部材９２と管体７２の外面７２Ａとを接着する。このため、多重巻管９０の製造方法では、例えば、管体７２の外面７２Ａに接着剤を塗布する工程と、塗布した接着剤で被覆部材９２を管体７２の外面７２Ａに接着する工程とを別々に実施するものと比べて、製造コストを削減することができる。
第４実施形態の製造方法では、レーザーＬを管体７２の外面７２Ａに照射して外面７２Ａに凹凸部７４を形成した後で、管体７２を被覆部材９２で被覆し、その後、レーザーＬを管体７２の内面７２Ｂに照射し、その熱で被覆部材９２と管体７２とを接着しているが、本発明の一実施形態はこの構成に限定されない。例えば、レーザーＬを管体７２の外面７２Ａに照射して外面７２Ａに凹凸部７４を形成しつつ、管体７２を被覆部材９２で被覆して金属板１３のレーザーＬの照射による余熱で被覆部材９２と管体７２を接着させる構成としてもよい。
第１実施形態では、管体１２の内面１２ＢにレーザーＬを照射して凹凸部１６を形成しつつ、レーザーＬの熱で金属板１３の巻き重ねられた部分をろう付けする構成としているが、本発明の一実施形態はこの構成に限定されない。管体１２の内面１２ＢにレーザーＬを照射してその熱で金属板１３の巻き重ねられた部分をろう付けのみして、凹凸部１６を形成しない構成としてもよい。上記金属板１３の巻き重ねられた部分をろう付けのみする構成については、第２実施形態、第３実施形態及び第４実施形態にそれぞれ適用してもよい。
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
１０、７０、８０、９０ 多重巻管
１２、７２ 管体
１２Ａ、７２Ａ 外面
１２Ｂ、７２Ｂ 内面
１３ 金属板
１４ 接合部
１６ 凹凸部
１８ 芯材層
２０ ろう材層
３０ 製造装置
３２ 成形装置
３６ マンドレル（芯金）
４０ レーザー装置
４４ レーザー照射部
７４ 凹凸部
８２ 被覆部材
８２Ａ 接触面
９２ 被覆部材
９２Ａ 接触面
Ｌ レーザー

Claims (15)

  1. 金属材料で形成された芯材層と前記芯材層よりも融点の低い金属材料で形成されたろう材層とを含んで構成された金属板をロール状に巻いて形成された管体と、
    前記金属板の巻き重ねられた部分に形成され、前記管体に照射したレーザーの熱で溶融した前記ろう材層によって前記金属板の巻き重ねられた部分をろう付けした接合部と、
    を有する多重巻管。
  2. 前記管体には、前記レーザーが螺旋状に照射され、
    前記金属板の巻き重ねられた部分全体がろう付けされている、請求項１に記載の多重巻管。
  3. 前記管体の内面又は外面には、前記レーザーの照射によって凹凸部が形成されている、請求項１又は請求項２に記載の多重巻管。
  4. 前記芯材層が前記管体の内面を形成し、
    前記内面には、前記内面への前記レーザーの照射によって溶融した前記芯材層の一部で前記凹凸部が形成されている、請求項３に記載の多重巻管。
  5. 前記芯材層が前記管体の外面を形成し、
    前記外面には、前記外面への前記レーザーの照射によって溶融した前記芯材層の一部で前記凹凸部が形成されている、請求項３に記載の多重巻管。
  6. 前記管体の外面は、樹脂材料で形成された被覆部材によって被覆され、
    前記被覆部材は、前記管体に照射した前記レーザーの熱で前記管体との接触面が溶融して前記外面に接着されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の多重巻管。
  7. 金属材料で形成された芯材層と前記芯材層よりも融点の低い金属材料で形成されたろう材層とを含んで構成された金属板をロール状に巻いて管体を形成し、
    前記管体にレーザーを照射して前記レーザーの熱で前記ろう材層を溶融させて前記金属板の巻き重ねられた部分をろう付けする、多重巻管の製造方法。
  8. 前記レーザーを、前記管体に螺旋状でかつ前記ろう材層の前記レーザーの熱で溶融する領域同士が重なるように照射する、請求項７に記載の多重巻管の製造方法。
  9. 前記管体に前記レーザーを照射して前記管体の内面又は外面に凹凸部を形成する、請求項７又は請求項８に記載の多重巻管の製造方法。
  10. 前記芯材層が前記管体の内面を形成するように前記金属板をロール状に巻いて前記管体を形成し、
    前記レーザーを前記内面に照射し、前記レーザーの熱で前記芯材層を溶融させて前記内面に前記凹凸部を形成すると共に前記芯材層を伝わる前記レーザーの熱で前記ろう材層を溶融させて前記金属板の巻き重ねられた部分をろう付けする、請求項９に記載の多重巻管の製造方法。
  11. 前記芯材層が前記管体の外面を形成するように前記金属板をロール状に巻いて前記管体を形成し、
    前記レーザーを前記外面に照射し、前記レーザーの熱で前記芯材層を溶融させて前記外面に前記凹凸部を形成すると共に前記芯材層を伝わる前記レーザーの熱で前記ろう材層を溶融させて前記金属板の巻き重ねられた部分をろう付けする、請求項９に記載の多重巻管の製造方法。
  12. 前記管体の外面を樹脂材料で形成した被覆部材で被覆した後又は被覆しつつ、前記レーザーを前記管体に照射し、前記レーザーの熱で前記ろう材層を溶融させて前記金属板の巻き重ねられた部分をろう付けすると共に前記金属板を伝わる前記レーザーの熱で前記被覆部材の前記管体との接触面を溶融させて前記被覆部材と前記外面とを接着する、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の多重巻管の製造方法。
  13. 金属材料で形成された芯材層と前記芯材層よりも融点の低い金属材料で形成されたろう材層とを含んで構成された金属板をロール状に巻いて管体を形成する成形装置と、
    前記管体にレーザーを照射して前記レーザーの熱で前記ろう材層を溶融させるレーザー装置と、
    を有する多重巻管の製造装置。
  14. 前記成形装置は、前記金属板がロール状に巻かれる円柱状の芯金を備え、
    前記レーザー装置は、前記芯金の先端部側に設けられて前記管体の内面に前記レーザーを照射するレーザー照射部を備える、請求項１３に記載の多重巻管の製造装置。
  15. 前記レーザー照射部は、前記芯金の軸を中心に回転して前記管体の内面に前記レーザーを照射する、請求項１４に記載の多重巻管の製造装置。
JP2017532571A 2015-08-06 2016-07-29 多重巻管、多重巻管の製造方法及び多重巻管の製造装置 Pending JPWO2017022663A1 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015156404 2015-08-06
JP2015156404 2015-08-06
PCT/JP2016/072305 WO2017022663A1 (ja) 2015-08-06 2016-07-29 多重巻管、多重巻管の製造方法及び多重巻管の製造装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2017022663A1 true JPWO2017022663A1 (ja) 2018-06-21

Family

ID=57943025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017532571A Pending JPWO2017022663A1 (ja) 2015-08-06 2016-07-29 多重巻管、多重巻管の製造方法及び多重巻管の製造装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10365048B2 (ja)
EP (1) EP3332884A4 (ja)
JP (1) JPWO2017022663A1 (ja)
CN (1) CN107848003A (ja)
WO (1) WO2017022663A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111043894A (zh) * 2018-10-11 2020-04-21 丹佛斯有限公司 管组件以及换热器

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08215743A (ja) * 1995-02-15 1996-08-27 Usui Internatl Ind Co Ltd 多重巻金属管およびその製造方法ならびに装置
JP3261568B2 (ja) * 1996-04-23 2002-03-04 マルヤス工業株式会社 ロールフォーミング成管方法
ATE385863T1 (de) * 2000-08-18 2008-03-15 Ti Group Automotive Sys Ltd Verfahren zur plattierung eines metallbandes zur herstellung eines mehrwandigen rohrs
FR2833195B1 (fr) * 2001-12-07 2004-01-30 Giat Ind Sa Procede de mise en place d'un revetement de protection sur la paroi interne d'un tube, tube et notamment tube d'arme realise suivant ce procede
JP2005279686A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Toshiba Corp レーザろう付装置および方法
DE102009060594A1 (de) * 2009-12-23 2011-06-30 Eisenbau Krämer GmbH, 57223 Rohr
JP5982102B2 (ja) * 2011-08-09 2016-08-31 三菱アルミニウム株式会社 冷却器用クラッド材および発熱素子用冷却器
JP5749305B2 (ja) * 2013-09-03 2015-07-15 三桜工業株式会社 伝熱管、伝熱管の製造方法及び熱交換器
CN103567638B (zh) * 2013-11-07 2016-01-13 国核电站运行服务技术有限公司 小口径管内壁激光堆焊设备
FR3020868B1 (fr) * 2014-05-07 2016-06-24 Faurecia Systemes D'echappement Echangeur de chaleur en spirale et procede de fabrication correspondant
CN104567502B (zh) 2014-12-25 2017-01-04 广东工业大学 一种具有非连续毛细结构微热管的激光制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017022663A1 (ja) 2017-02-09
US10365048B2 (en) 2019-07-30
EP3332884A4 (en) 2018-07-25
US20180231334A1 (en) 2018-08-16
EP3332884A1 (en) 2018-06-13
CN107848003A (zh) 2018-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5900967B2 (ja) 冷凍サイクルの熱交換器及びその製造方法
JP5527169B2 (ja) 熱交換器用チューブ
US20100044023A1 (en) Heat exchanger systems & fabrication methods
JP2009142895A (ja) 管結合部を製造するための方法および管結合部
US20160209127A1 (en) Heat Transfer Tube, Heat Transfer Tube Manufacturing Method, and Heat Exchanger
US5809647A (en) Process for manufacturing ribbed tubes
WO2017022663A1 (ja) 多重巻管、多重巻管の製造方法及び多重巻管の製造装置
JP2002066720A (ja) 金属製複合部材およびその製造方法
JP5555531B2 (ja) 溶着継手及びその溶着方法
JP2007147234A (ja) フィンチューブ
JP2006284009A (ja) 捩り管形熱交換器の製造方法
EA021200B1 (ru) Способ нанесения покрытия на соединение между двумя трубами
JP6132424B2 (ja) 二重管の継手方法
JP5383641B2 (ja) 捩り管形熱交換器の製造方法
JPH0835789A (ja) 熱交換器及び熱交換器の管板と伝熱管との封止方法
JP4455912B2 (ja) 螺旋状フィンを外装した伝熱管のフィン部材の固定方法
WO2011039934A1 (ja) 積層型熱交換器、及び積層型熱交換器の製造方法
KR102301977B1 (ko) 스테인리스 강대가 포함된 복합관
JP6182876B2 (ja) 熱交換器用チューブおよび熱交換器の製造方法
JP2008170128A (ja) 熱交換器
JP4291228B2 (ja) 樹脂管の管継手装置及びコルゲート管の管継手装置
JP4291010B2 (ja) 樹脂管の管継手、コルゲート管の管継手及びコルゲート管の接続方法
JP2003314981A (ja) 熱交換用の樹脂管と、その製造方法及び装置
JP2019143818A (ja) 熱交換器及びその製造方法
JP2000193149A (ja) スパイラル製管方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180129