(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
条材(4a)をその長手方向に移動しつつ、その幅方向に曲折して管状にし、その管状の外周に高周波誘導コイル(１)を被嵌し、そのコイル(１)の下流側近傍に配されたスクイズロール(5) により継目を連続的に溶接固定すると共に、その溶接位置の下流側でビードカッター(2) により溶接ビード(11)を切削するように構成したものにおいて、
そのスクイズロール(5) と前記カッター(2)との間で、ヒステリシス損の大なる強磁性体で筒状の一対のフェライトコアよりなる永久磁石(3a)(3a)を軸線方向にその端どうしの間隔があけられて位置し、夫々前記電縫管４の外周に被嵌され、
その一対のフェライトコアが筒状保持体(9) に内装され、その筒状保持体(9) の前記コイル(1)側の内面に冷却液噴出孔(10a) が前記ビードカッター(2) 側に向けて配置されると共に、その保持体(9) の前記ビードカッター(2) 側の内面に圧縮空気噴出孔(10)が前記コイル(1) 側に向けて配置され、
その冷却液(6a)および圧縮空気(7a)が筒状保持体(9) の両側からその中央部に向かって各永久磁石(3a)(3a)の内面側に供給され、それらがその中央部で合流し前記一対の永久磁石(3a)(3a)の前記端どうしの間から外部に導かれて、前記電縫管４および前記フェライトコアを冷却するように構成した電縫管製造装置用ビードカッターの放電防止装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記筒状の永久磁石(3a)の磁極が管の軸線方向に分極されている電縫管製造装置用ビードカッターの放電防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として熱交換器用の銅製電縫管を製造する装置にかかり、特に高周波誘導加熱装置によって、電縫管に生じる渦電流がカッター先端に放電現象を起こすことを防止する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空調用熱交換器においてその冷媒が流通する銅管は、条材をエッヂロールおよびフォームロールならびにフィイパスにより筒状に形成し、それを高周波誘導加熱装置によって加熱しつつ、スクイズロールでその継目を圧着して溶接固定していた。
そして、その継目の外表面に生じる溶接ビードはビードカッターにより切削し、電縫管外面を滑らかな曲面としていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特に銅の条材により熱交換器用の電縫管を製造し、その溶接ビードをビードカッターで切削すると、図８の如くその電縫管に渦電流35が生じ、その電縫管とビードカッターの刃先先端との間に火花放電が生じ、その放電によりビードカッターの刃先が摩耗する。また、その火花放電により、ビードカッターによって連続的に線状に削られる切削屑が途中で切断し、それを巻き取って円滑に排除できないことがあった。
このような火花放電は、高周波誘導加熱装置のコイルによって、交番磁界が生じ、それに基づいて電縫管に渦電流が生じる。そして、その渦電流によって電縫管とビードカッターとの間が放電するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、条材(4a)をその長手方向に移動しつつ、その幅方向に曲折して管状にし、その管状の外周に高周波誘導コイル(１)を被嵌し、そのコイル(１)の下流側近傍に配されたスクイズロール(5) により継目を連続的に溶接固定すると共に、その溶接位置の下流側でビードカッター(2) により溶接ビード(11)を切削するように構成したものにおいて、
そのスクイズロール(5) と前記カッター(2)との間で、ヒステリシス損の大なる強磁性体で筒状の一対のフェライトコアよりなる永久磁石(3a)(3a)を軸線方向にその端どうしの間隔があけられて位置し、夫々前記電縫管４の外周に被嵌され、
その一対のフェライトコアが筒状保持体(9) に内装され、その筒状保持体(9) の前記コイル(1)側の内面に冷却液噴出孔(10a) が前記ビードカッター(2) 側に向けて配置されると共に、その保持体(9) の前記ビードカッター(2) 側の内面に圧縮空気噴出孔(10)が前記コイル(1) 側に向けて配置され、
その冷却液(6a)および圧縮空気(7a)が筒状保持体(9) の両側からその中央部に向かって各永久磁石(3a)(3a)の内面側に供給され、それらがその中央部で合流し前記一対の永久磁石(3a)(3a)の前記端どうしの間から外部に導かれて、前記電縫管４および前記フェライトコアを冷却するように構成した電縫管製造装置用ビードカッターの放電防止装置である。
【０００５】
また本発明の好ましい実施の形態は、前記永久磁石３ａの磁極が管の軸線方向に分極されているものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図１は本発明の電縫管製造用ビードカッターの放電防止装置の要部縦断面図であり、図２はその一部破断側面図である。また、図３は本装置の前後に配置される装置の斜視略図であり、図４は電縫管製造装置全体の略図である。また、図５は本装置の下流側に配置されるビードカッター２およびそのビード巻取り装置25を示し、図６はビードカッター２による電縫管４の溶接ビード11の切削状況を示す拡大図である。また、図７は本装置の原理図を示す説明図である。
本発明の放電防止装置20は、図１の如く、条材４ａをその長手方向に連続的に移動しつつ、まずその上流端でエンボスロール17により管内面に微細なエンボスを形成し、次いで、ルーパ32を介しエッヂロール18，フォームロール19ｐフィンパス19ａにより、その条材４ａを幅方向に湾曲して管状にする。次いで、高周波誘導加熱装置１ａの高周波誘導コイル１内を管状の条材４ａが通過し、その直後に配置さたスクイズロール５により、その管状の条材４ａの継目を連続的に溶接固定し電縫管４を形成する。そして、その電縫管４が吸引装置21および本発明の放電防止装置20を通過し、次いでビードカッター２，冷却ボックス22，水切り装置27，磁気探傷装置28，切断装置29，標識付加装置30をさらに通過して、ラフ巻き取り装置38に至る。
【０００７】
本発明の放電防止装置20と冷却ボックス22との間にはビードカッター２が配置され、このビードカッター２は電縫管４の継目に形成された溶接ビード11を連続的に切削すると共に、それをビード巻取り装置25で巻き取るものである。
次に、放電防止装置20には冷却液および圧縮空気が供給され、電縫管４自体が冷却されると共に、放電防止装置20に内装された強磁性体３も冷却される。即ち、本発明の放電防止装置20は図１および図２に示す如く、フレーム33の上端に筒状保持体９が配置されている。この筒状保持体９の頂部には、長手方向に離間して一対の冷却液入口管６，エアー入口管７の端部が接続される接続孔が設けられる。それと共に、筒状保持体９の下端には気液混合体出口管８が接続される接続孔が設けられている。そして、筒状保持体９の長手方向両端にはストッパーリング39を介してノズル金具10ｂが配置されると共に、ノズル金具10ｂに連接してコア支持体13が設けられ且つ、筒状保持体９の中央部内面にコア支持体13ｂが配置されている。また、両端のコア支持体13と中央のコア支持体13ｂとの間に夫々強磁性体３を構成する永久磁石３ａが一対内装されている。
【０００８】
この永久磁石３ａはフェライトコアからなりヒステリシス損および鉄損が極めて大きい。永久磁石３ａの外周と筒状保持体９内周との間には環状の空隙が設けられ、そこから冷却液６ａ，圧縮空気７ａが、ノズル金具10ｂとコア支持体13との間に形成された冷却液噴出孔10ａおよび圧縮空気噴出孔10を介して、強磁性体３の内周側に流通する。そしてそれらが筒状保持体９の両端から中心部に移動し、コア支持体13ｂの孔13ａを介して気液混合体出口管８に導びかれる。
このとき、図７に示す如く高周波誘導加熱装置１ａの高周波誘導コイル１によってその高周波に同期する磁界34が発生し、それが一対の永久磁石３ａにまで達し、それにより永久磁石３ａに電磁誘導作用が生ずる。この永久磁石３ａはフェライトコアからなり、ヒステリシス損が極めて大であるので、そこで磁気エネルギーが熱となって消費される。
【０００９】
また、永久磁石３ａ自体に生ずる渦電流は、鉄損して消費される。その結果、高周波誘導コイル１により発生した磁界34のエネルギーは、永久磁石３ａに達して急速に小さくなり、永久磁石３ａの下流側には殆ど達しない。そのため、その下流側の電縫管４に渦電流が実質的に生じることがなく、電縫管４とビードカッター２との間に渦電流に基づく放電現象が生じることもない。そして永久磁石３ａ内部に発生するヒステリシス損および鉄損に基づく発熱は、図１における冷却液冷却液６ａおよび圧縮空気７ａに吸収されて図示しない熱交換器に導かれ、そこで外部に放出される。
このとき、冷却液冷却液６ａ，圧縮空気７ａは強磁性体３内部で混合され、その冷却効果が促進される。また、圧縮空気７ａを電縫管４搬送方向の下流側に配置したため、冷却液６ａが筒状保持体９の下流端から流出することは殆どない。
【００１０】
なお、冷却液６ａと圧縮空気７ａは、強磁性体３を冷却するのみならず電縫管４外面をも冷却する。そして、電縫管４の冷却によりその溶接ビードを一定以上硬化させ、ビードカッター２によって溶接ビード11を容易に切削できるようにしている。ビードカッター２によって切削された線状の溶接ビード11は、図５の如くビード巻取り装置25の回転円板25ａに突設された切粉巻取体25ｂにより連続的に巻き取られる。このビード巻取り装置25はエアモーターを内蔵し、そのエア駆動力により溶接ビード11に常に一定の張力が加わるようにその巻取り部分が回転する。
【００１１】
【実施例】
直径７mmの電縫管４の製造装置において、放電防止装置20の内部に強磁性体３としてフェライトコアを一対配置した。このフェライトコアはＴＤＫ株式会社製のＺＲＨ32×16であり、外周直径が32mm，内周直径が16mm，長さを50mmとしたものを用いた。そして、磁極の極性は図７の如く配置した。また、比較例として強磁性体３の代わりに同一形状のセラミック管を配置したものを用意した。
その結果、装置の筒状保持体９内にセラミック管を配置した場合には、ビードカッター２と電縫管４との管に青白い火花が生じ、一定期間の使用によりビードカッター２の刃先を損傷させていた。それと共に、ビードカッター２によって切削される溶接ビード11は時々切断されてしまう。その結果、溶接ビード11の巻取り装置が空回りしていた。
これに対して、筒状保持体９内に強磁性体３を設けたものでは、ビードカッター２と電縫管４との間の青白い火花は全く生じなかった。そして、ビードカッター２によって切削された溶接ビード11は連続的に流出し、切断することなくビード巻取り装置25に巻き取られた。
また、ビードカッター２による電縫管４の切削後の状態は強磁性体３を設けたものの方は滑らかな切削面となっていた。
【００１２】
【発明の作用・効果】
本発明の電縫管製造装置用ビードカッターの放電防止装置は、スクイズロール５とビードカッター２との間で、電縫管４の外周をヒステリシス損の大なる強磁性体３で被嵌したから、高周波誘導コイルの交番磁界に基づき電縫管に発生する渦電流で、ビードカッター２と電縫管４との間に生じていた放電を無くす。それと共に、ビードカッター２の寿命を長くし且つ、溶接ビード11を連続的に且つ確実の切削することができる。
即ち、従来の銅製電縫管の製造装置では、電縫管４には高周波誘導コイル１による渦電流がカッターの近傍まで生じ、それがビードカッター２で電縫管４の溶接ビード11を切削する際に、電縫管４とビードカッター２先端との間で放電を発生させ、その放電によりビードカッター２先端を損耗させていた。それと共に切削中の溶接ビード11を不連続に破断させ、溶接ビード11を連続的に巻き取ることが困難となり、溶接ビード11の処理が出来なくなる。そして、電縫管４上の溶接ビード11を確実に取り除くことが困難となる場合があった。
【００１３】
しかしながら本発明の電縫管製造装置用ビードカッターの放電防止装置は、スクイズロール５とビードカッター２との間にヒステリシス損の大なる強磁性体３が電縫管４の外周を被嵌している。そのため高周波誘導コイル１によって強磁性体３まで達した交番磁界は、その電磁誘導によって強磁性体３の内部に交番磁界を発生させ、その内部でヒステリシス損として熱に変換されて消費される。それにより、強磁性体３の下流側には高周波誘導コイルによる交番磁界は達せず、その交番磁界に基づく渦電流も発生しない。よって、電縫管とビードカッター２との放電現象を防止できる。
【００１４】
さらに、高周波誘導コイル１によって強磁性体３まで達した交番磁界は、この強磁性体３に渦電流を発生させるが、内部で渦電流損、即ち鉄損として消費されると共に、強磁性体３の渦電流は高周波誘導コイル１に基づく交番磁界の変化を妨げる方向に磁界を生じさせ、結果的に交番磁界が強磁性体３より下方のビードカッター２に達することを防止するように作用する。それにより、ビードカッター２近傍で電縫管４に渦電流が生じるのを防止するものである。
即ち、高周波誘導コイル１の高周波に同期した磁界が本装置に達すると、装置内の強磁性体３が電磁誘導され、その強磁性体３内部のヒステリシス損によって電磁エネルギーは熱に変換される。また、強磁性体３に生じる渦電流も熱エネルギーに変換される。その結果、高周波誘導コイル１による磁気エネルギーは、強磁性体３によって消費され、その下流側には殆ど達しない。そのためビードカッター２の位置では渦電流が生じず、電縫管４とビードカッター２との間の放電現象は防止される。
【００１５】
また、強磁性体３が交番磁界の磁気シールドの効果を併せ持ち、それにより永久磁石３ａの下流側に交番磁界が達するのを防止し、結果として電縫管４とビードカッター２との放電現象を効果的に取り除くことができる。即ち、強磁性体３は交番磁界を強磁性体３の筒内に閉じ込めることが可能となる。
また、冷却液６ａ及び圧縮空気８ａが筒状保持体９の両側からその中央に向かって各永久磁石３ａの外面側に供給され、それらが中央で合流し、それが一対の永久磁石の間から外部に導かれるように構成したので、簡単な構成により電縫管及びフェライトコアを効果
的に冷却すると共に、冷却液６ａが筒状保持体９の下流側から流出することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のビードカッターの放電防止装置の縦断面図。
【図２】同装置の一部破断側面図。
【図３】本発明の放電防止装置20の前後に配置された各装置の斜視略図。
【図４】本発明の放電防止装置を有する電縫管製造装置の略図。
【図５】本装置に用いられるビードカッター２によって、切削された溶接ビード11のビード巻取り装置25を示す斜視図。
【図６】その溶接ビード11の切削状態を示す説明図。
【図７】本発明の放電防止装置の説明図。
【図８】従来型電縫管製造装置に生ずる渦電流の説明図。
【符号の説明】
１  高周波誘導コイル
１ａ  高周波誘導加熱装置
２  ビードカッター
３  強磁性体
３ａ  永久磁石
４  電縫管
４ａ  条材
５  スクイズロール
６  冷却液入口管
６ａ  冷却液
７  エアー入口管
７ａ  圧縮空気
８  気液混合体出口管
９  筒状保持体
10  圧縮空気噴出孔
10ａ  冷却液噴出孔
10ｂ  ノズル金具
11  溶接ビード
13  コア支持体
13ａ  孔
13ｂ  コア支持体
17  エンボスロール
18  エッヂロール
19  フォームロール
19ａ  フィンパス
20  放電防止装置
21  吸引装置
22  冷却ボックス
23  集塵器
24  ブロワー
25  ビード巻取り装置
25ａ  回転円板
25ｂ  切粉巻取体
26  コンプレッサ
27  水切り装置
28  磁気探傷装置
29  切断装置
30  標識付加装置
32  ルーバ
33  フレーム
34  磁界
35  過電流
36  支持体
38  ラフ巻取り装置
39  ストッパーリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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