(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面および外面の少なくとも１つに合成樹脂チューブが挿入された、コンベア上の金属管の管軸方向と直交させて、前記金属管をその周方向に囲むように配置された、少なくとも２つの電磁誘導加熱コイルを、コンベア上から前記金属管を持ち上げそしてその位置で停止させた状態で、前記金属管の管軸方向に管体中央部から管体両端部に向けて左右方向に同時に水平移動させながら、
このようにして水平移動する前記少なくとも２つの電磁誘導加熱コイルによって、前記金属管をその管軸方向に連続的に加熱し、前記合成樹脂チューブの熱膨張性または熱収縮性を利用して、これを前記金属管の内面および外面の少なくとも１つに密着させ被覆することを特徴とする、合成樹脂被覆金属管の製造方法。
【請求項２】
内面および外面の少なくとも１つに合成樹脂チューブが挿入された金属管を移送するためのコンベアと、前記コンベア上の金属管を停止状態で加熱するための、前記金属管と直交させてこれを周方向に囲むように、前記金属管の管軸方向に水平移動可能に配置された少なくとも２つの電磁誘導加熱コイルと、前記金属管を支持し、前記コンベア上から持ち上げまたは前記コンベア上に降ろすための、前記金属管の管体両端部付近および管体中央部付近に、前記金属管の管軸方向と直交させて昇降可能に配置された複数のサポートとからなることを特徴とする、合成樹脂被覆金属管の製造装置。
【請求項３】
前記金属管の管体中央部付近に配置されるサポートが、これによって支持される前記金属管に凹みや疵が発生しない面圧を確保し得る、前記金属管の管軸方向に十分な幅を有するサポートコンベアからなっている、請求項２記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、金属管の管体内面および管体外面の少なくとも１つが合成樹脂で被覆された、合成樹脂被覆金属管を製造するための方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金属管に防食性、耐薬品性、断熱性および意匠性等を付与するために、金属管の管体内面および管体外面の少なくとも１つを合成樹脂で被覆した合成樹脂被覆金属管が知られている。このような合成樹脂被覆金属管の製造方法として、例えば、特開平６−６４０４２号公報には、管体内面および管体外面の少なくとも１つに合成樹脂チューブが挿入された金属管を、電磁誘導によって加熱し、合成樹脂チューブの熱膨張性または熱収縮性を利用して、管体内面および管体外面の少なくとも１つに合成樹脂チューブを密着させることからなる方法（以下、先行技術という）が開示されている。
【０００３】
図７は、先行技術の第１例を示す概略平面図である。図７に示すように、管体内面に合成樹脂チューブ２が挿入された複数個の金属管１を載せて移動するコンベア３を囲むように、加熱機構として長楕円形状の電磁誘導加熱コイル４が、その一端４ａを移動する金属管１の上流側に位置させ、その他端４ｂを移動する金属管１の下流側に位置させて、金属管１の移動方向に対し斜めに配置されている。１１は、電磁誘導加熱コイル４に接続された電磁誘導加熱発生器である。コンベア３によって移動する金属管１は、このような斜めに配置された長楕円形状の電磁誘導加熱コイル４により、その一端から他端に向けて連続的に加熱される。
【０００４】
図８は、先行技術の第２例を示す概略平面図である。この例においては、金属管１を載せて移動するコンベア３を囲むように、２つの長楕円形状の電磁誘導コイル１３、１４が設けられている点が、上記第１例と異なる。即ち、２つの長楕円形状の電磁誘導加熱コイル１３、１４は、その各々の一端１３ａ，１４ａ  が、管軸方向と直交する方向に移動する金属管１の上流側の中央部に位置し、そして、各々の他端１３ｂ，１４ｂ  が、金属管１の下流側の両端部に位置するように、金属管１の移動方向に対して放射状に配置されており、電磁誘導加熱コイル１３，１４  の各々には、電磁誘導加熱発生器１１，１１  が接続されている。
【０００５】
図９は、先行技術の第３例を示す概略平面図である。この例においては、図面に示すように、コンベア３および金属管１を囲むように、平面形状がＶ字状に形成された電磁誘導加熱コイル１６が設けられている点が、第１例の方法と相違する。即ち、平面Ｖ字状の電磁誘導加熱コイル１６は、そのＶ字中央部１６ａ  が、管軸方向と直交する方向に移動する金属管１の上流側の中央部に位置し、そして、その両端１６ｂ，１６ｂ  が、金属管１の下流側の両端部に位置するように、金属管１の移動方向に対して放射状に配置されている。
【０００６】
図１０は、先行技術の概略工程図である。図１０に示すように、金属管装入１本割り出し部５によってラインに装入され、合成樹脂チューブ挿入部６において、各金属管１の管体内に合成樹脂チューブ２が挿入された金属管１は、縦送り部１５によって管軸方向に横移動し、コンベア３上に送られ、加熱帯７を移動する間に、電磁誘導加熱コイル４，  １３，  １４または１６によって連続的に加熱され、合成樹脂チューブ２を膨張せしめ、次いで、冷却帯８において冷却される。かくして、金属管１の管体内面に合成樹脂チューブ２が密着し、管体内面が合成樹脂で被覆された合成樹脂被覆金属管Ａが製造され、次いで、管端処理・マーキング帯９において管端処理およびマーキングが施された後、結束帯１０において結束される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
先行技術には、次のような問題がある。管体内に合成樹脂チューブ２が挿入された金属管１に対する加熱は、金属管１の移動方向に対して斜めに配置された電磁誘導加熱コイル４，  １３，  １４または１６によって行われる。その結果、コイル磁束による誘導電流が、金属管円周方向と、コイル近傍の金属管上下面を管端間で循環する管長方向との２方向で発生して、後者の誘導電流により、コイル近傍の金属管の上下面が高温になる。その結果、金属管１の外径が、ある寸法以上に大になると、伝熱による温度の均一化を図ることができず、加熱が不均一になる。従って、管体内に挿入された合成樹脂チューブの熱変形が部分的に不足し、合成樹脂チューブによる管体の被覆が不完全になるおそれが生ずる。
【０００８】
更に、先行技術においては、電磁誘導加熱コイル４，  １３，  １４または１６の端部において金属管１の管端が加熱される際に、電磁誘導加熱コイルからの磁束が金属管中央部において相対的に奪われると共に、管端からの放熱現象によって金属管１の温度が低下する。従って、これを補うために補助加熱装置の設置が不可欠になる。
【０００９】
更に、図９に示した、先行技術の第３例のように、平面Ｖ字形状の電磁誘導加熱コイル１６が、金属管１の移動方向に対して放射状に配置されている場合には、Ｖ字状コイル１６の中央側に左右各コイルから磁束が向かい合い干渉する結果、金属管１の中央部の温度が低下して、加熱が不均一になる。従って、合成樹脂チューブの熱変形が部分的に不足し、合成樹脂チューブによる管体の被覆が不完全になりやすい。
【００１０】
従って、この発明の目的は、上述した問題を解決し、金属管の外径寸法にかかわらず、管体の長さ方向および周方向に対する加熱を均一に行うことができ、効率的に合成樹脂被覆金属管を製造することができる方法および装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上述した問題を解決すべく、鋭意研究を重ねた。その結果、金属管の管軸方向と直交させて、管体周方向を囲むように配置された少なくとも２つの電磁誘導加熱コイルを、金属管の管軸方向中央部からその両端部に向けて左右方向に同時に移動させれば、金属管をその管軸方向および周方向に共に均一に加熱し得ることを知見した。
【００１２】
この発明は、上記知見に基づいてなされたものであって、この発明の方法は、内面および外面の少なくとも１つに合成樹脂チューブが挿入された、コンベア上の金属管の管軸方向と直交させて、前記金属管をその周方向に囲むように配置された、少なくとも２つの電磁誘導加熱コイルを、コンベア上から前記金属管を持ち上げそしてその位置で停止させた状態で、前記金属管の管軸方向に管体中央部から管体両端部に向けて左右方向に同時に水平移動させながら、
このようにして水平移動する前記少なくとも２つの電磁誘導加熱コイルによって、前記金属管をその管軸方向に連続的に加熱し、前記合成樹脂チューブの熱膨張性または熱収縮性を利用して、これを前記金属管の内面および外面の少なくとも１つに密着させ被覆することに特徴を有するものである。
【００１３】
そして、この発明の装置は、内面および外面の少なくとも１つに合成樹脂チューブが挿入された金属管を移送するためのコンベアと、前記コンベア上の金属管を停止状態で加熱するための、前記金属管と直交させてこれを周方向に囲むように、前記金属管の管軸方向に水平移動可能に配置された少なくとも２つの電磁誘導加熱コイルと、前記金属管を支持し、前記コンベア上から持ち上げまたは前記コンベア上に降ろすための、前記金属管の管体両端部付近および管体中央部付近に、前記金属管の管軸方向と直交させて昇降可能に配置された複数のサポートとからなることに特徴を有するものである。なお、前記金属管の管体中央部付近に配置されるサポートは、これによって支持される前記金属管に凹みや疵が発生しない面圧を確保し得る、前記金属管の管軸方向に十分な幅を有するサポートコンベアによって構成してもよい。
【００１４】
【作用】
この発明によれば、上述したように、管体内面および管体外面の少なくとも１つに合成樹脂チューブが挿入された金属管は、その管軸方向中央部から両端部に向けて、管軸方向の温度が均一に保たれるように速度をコントロールしつつ移動する電磁誘導加熱コイルにより、連続的に加熱される。電磁誘導加熱コイルは、管体の管軸方向と直交しているので、コイル磁束による誘導電流は、管周方向のみに発生する。従って、合成樹脂チューブが挿入された金属管は、その管周方向および管軸方向に共に均一に加熱され、効率的に合成樹脂被覆金属管を製造することができる。
【００１５】
次に、この発明を、図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の装置の第１実施態様を示す概略平面図である。図面に示すように、管体内面に合成樹脂チューブ２が挿入された所定本数の１群の金属管１は、その管軸方向と直交する矢印で示す方向にコンベア３によってバッチ処理的に移動する。このようなコンベア３上の金属管１群を、コンベア３が停止した状態で加熱するための加熱機構として、２つの電磁誘導加熱コイル１７ａ，１７ｂ  が配置されている。
【００１６】
２つの電磁誘導加熱コイル１７ａ，１７ｂ  は、金属管１群を、その管軸方向と直交させて囲むように長楕円形状に形成されており、金属管１の管軸方向に、管体中央部から管体両端部に向けて水平移動可能になっている。１１は、電磁誘導加熱コイル１７ａ，１７ｂ  に、その移動に対応し得るように接続された電磁誘導加熱発生器である。
【００１７】
コンベア３上の金属管１群を一体的に支持し、そして、コンベア３上から持ち上げまたコンベア３上に降ろす例えば４本のサポート１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ  が、金属管１の管軸方向に所定間隔をあけ、前記管軸方向と直交させて昇降可能に設けられている。
【００１８】
合成樹脂チューブ２が挿入されたコンベア３上の所定本数の金属管１群を、電磁誘導加熱コイル１７ａ，１７ｂ  の設置位置まで移動させ、その位置に停止させる。その際、電磁誘導加熱コイル１７ａ，１７ｂ  は、金属管１群の移動に支障が生じないように、予め、図１に２点鎖線で示すように、コンベア３上の金属管１の両側端よりも外れた左右外側方に位置させておく。
【００１９】
次いで、金属管１群の管体中央部に位置するサポート１８ｂ，１８ｃ  を上昇させ、金属管１群の管体中央部を、中央部サポート１８ｂ，１８ｃ  によってコンベア３よりも上方に持ち上げる。この状態で、金属管１群の左右外側方に位置している電磁誘導加熱コイル１７ａ，１７ｂ  を、金属管１群にその両端部から挿入し、中央部サポート１８ｂ，１８ｃ  の付近まで移動させる。次いで、両端部サポート１８ａ，１８ｄ  を上昇させ、これによって金属管１群の管体両端部を支持した後、中央部サポート１８ｂ，１８ｃ  を下降させ、加熱コイル１７ａ，１７ｂ  を、図１に実線で示す管体中央部の位置まで移動させる。
【００２０】
次いで、加熱コイル１７ａ，１７ｂ  に、電磁誘導加熱発生器１１によって通電すると共に、金属管１群の管体中央部に位置する加熱コイル１７ａ，１７ｂ  の各々を、金属管１群の両管端部に向けて左右方向に移動させる。
【００２１】
このとき、加熱コイル１７ａ，１７ｂ  の移動を妨げないように、上記とは逆の順序で、加熱コイル１７ａ，１７ｂ  の移動の当初は、両端部サポート１８ａ，１８ｄ  を上昇させてこれにより金属管１群の管体両端部を支持し、加熱コイル１７ａ，１７ｂ  が管体両端部付近まで移動した後は、中央部サポート１８ｂ，１８ｃ  を上昇させ、これにより金属管１群の管体中央部を支持する。このようなサポート１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ  の昇降によって、金属管１群の、加熱コイル１７ａ，１７ｂ  の通過面に対する上下方向のセンタリングが行われる。
【００２２】
かくして、金属管１群は、その管軸方向と直交させて金属管１群を囲む長楕円形状の加熱コイル１７ａ，１７ｂ  によって、管体中央部から管体両端部に向けて連続的に加熱される。
【００２３】
金属管１群を均一に且つ効率的に加熱するために、加熱コイル１７ａ，１７ｂ  による金属管１群の加熱は、上述したように、管体の管軸方向中央部から管体両端部に向けて行うことが必要である。また、管軸方向特に管体両端部での加熱温度の均一化を図るために、管体両端部近傍における加熱コイル１７ａ，１７ｂ  の出力または移動速度を制御することが必要である。
【００２４】
図２は、この発明方法の概略工程図である。図２に示すように、この発明においては、金属管１は、金属管装入１本割り出し部５によって、順次１本ずつラインに装入され、次いで、合成樹脂チューブ挿入部６において、各金属管１の管体内に合成樹脂チューブ２が挿入される。図３に合成樹脂チューブ２が挿入された金属管１の断面図で示すように、合成樹脂チューブ２は、予め、その成形時に所定径よりも縮径させてこれに熱膨張性を付与せしめ、そして、その外周面には接着剤１２を塗布しておく。
【００２５】
このようにして熱膨張性が付与された合成樹脂チューブ２が挿入された金属管１を、金属管前詰装置１９において一時的に所定本数を貯め、貯められた１群の金属管１を、コンベア３により加熱帯７の位置までバッチ処理的に移動し、その位置に停止させる。そして、加熱帯７において、上述した長楕円形状の２つの電磁誘導加熱コイル１７ａ，１７ｂ  により、金属管１の管体中央部から管体両端部に向けて、その管軸方向に連続的に加熱し、合成樹脂チューブ２を膨張せしめ、次いで、冷却機構を有する冷却帯８において冷却する。
【００２６】
かくして、図３に示すような、金属管１の管体内面に合成樹脂チューブ２が密着し、管体内面が合成樹脂で被覆された合成樹脂被覆金属管Ａが製造される。このようにして製造された合成樹脂被覆金属管Ａは、次いで、管端処理・マーキング帯９によって管端処理およびマーキングが施された後、結束帯１０によって結束される。
【００２７】
図４は、金属管１の管体外面に合成樹脂チューブ２’が密着し、管体外面を合成樹脂で被覆した合成樹脂被覆金属管Ｂの概略断面図である。このように、管体外面を合成樹脂で被覆した合成樹脂被覆金属管Ｂを製造するためには、予め、その成形時に所定径よりも拡径させてこれに熱収縮性を付与せしめた合成樹脂チューブ２’を、その内周面に接着剤１２を塗布した後、管体外面に挿入する点のみが、上述した合成樹脂被覆金属管Ａを製造する場合と相違する。
【００２８】
図５は、金属管１の管体内面および管体外面に合成樹脂チューブが密着し、管体内面および管体外面を共に合成樹脂で被覆した合成樹脂被覆金属管Ｃの概略断面図である。このように、管体内面および管体外面を共に合成樹脂で被覆した合成樹脂被覆金属管Ｃを製造するためには、予め、その成形時に所定径よりも縮径させてこれに熱膨張性を付与せしめた合成樹脂チューブ２を、その外周面に接着剤１２を塗布して管体内面に挿入し、そして、予め、その成形時に所定径よりも拡径させてこれに熱収縮性を付与せしめた合成樹脂チューブ２’を、その内周面に接着剤１２を塗布した後、管体外面に挿入する点のみが、上述した合成樹脂被覆金属管Ａを製造する場合と相違する。
【００２９】
図６は、この発明の装置の第２実施態様を示す概略平面図である。図面に示すように、第２実施態様の装置においては、管体外面を合成樹脂で被覆した合成樹脂被覆金属管Ｂ、または、管体内外面を共に合成樹脂で被覆した合成樹脂被覆金属管Ｃを製造する際に、管体外面を被覆する合成樹脂が、電磁誘導加熱コイル１７ａ，１７ｂ  により加熱されて軟化し、サポート１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ  との接触部分にその自重による凹みや疵の発生することを防止するために、中央部サポート１８ｂ，１８ｃ  の代わりに、凹みや疵が発生しない面圧を確保し得るに十分な管軸方向の幅を有するサポートコンベア２０が、金属管１の管軸方向と直交させて、金属管１群の管体中央部に昇降可能に設けられている点が、第１実施態様の装置と相違する。
【００３０】
第２実施態様の装置によれば、サポートコンベア２０を上昇させ、金属管１群をサポートコンベア２０によってコンベア３よりも上方に持ち上げ、管体中央部で支持した状態で、電磁誘導加熱コイル１７ａ，１７ｂ  を、金属管１群にその両端部から挿入し、サポートコンベア２０付近まで移動させ、次いで、両端部サポート１８ａ，１８ｄ  を上昇させこれによって金属管１群を管体両端部で支持した後、サポートコンベア２０を下降させ、加熱コイル１７ａ，１７ｂ  を管中央部の位置まで移動させる。
【００３１】
次いで、加熱コイル１７ａ，１７ｂ  に通電すると共に、これを金属管１群の管体中央部から管体両端部に向けて左右方向に移動させ、金属管１群を、管体中央部から管体両端部に向けて連続的に加熱する。このとき、加熱コイル１７ａ，１７ｂ  の移動を妨げないように、移動の当初は、両端部サポート１８ａ，１８ｄ  を上昇させてこれにより金属管１群を管体両端部で支持し、加熱コイル１７ａ，１７ｂ  が管端部付近まで移動した後は、サポートコンベア２０を上昇させてこれにより金属管１群を管体中央部で支持する。サポートコンベア２０は、管軸方向に十分な幅を有しているので、管体にその自重により凹みや疵が発生することはない。
【００３２】
このようにして、金属管１群が加熱され、合成樹脂チューブ２を膨張せしめた後、サポートコンベア２０を駆動させて、金属管１群を冷却帯８に移送し冷却する。冷却により管体外面を被覆する合成樹脂が硬化した後、サポートコンベア２０を下降させ、金属管１群を冷却帯以降用のコンベアまたはスキッド上に降ろし、以下、冷却帯以降用のコンベアまたはスキッドによって金属管１群を移送または転がす。
【００３３】
金属管１としては、鋼管または鋳鉄管等が使用され、また、合成樹脂チューブ２としては、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニール系、ポリアクリル系、ポリアミド系のチューブが使用される。
【００３４】
【実施例】
次に、この発明の方法を、実施例により比較例と対比しながら説明する。この発明の第１実施態様または第２実施態様の方法により、表１に示した条件で、金属管の内面、外面または内外面を合成樹脂で被覆した合成樹脂被覆金属管（以下、本発明金属管という）Ｎｏ．１〜６を製造した。比較のために、表１に併せて示した条件で、先行技術の電磁誘導加熱方式により、金属管の内面または外面を合成樹脂で被覆した合成樹脂被覆金属管（以下、比較用金属管という）Ｎｏ．１〜１０を製造した。
【００３５】
【表１】
0003602179.tif 000002
【００３６】
このようにして製造された、本発明金属管Ｎｏ．１〜６および比較用金属管Ｎｏ．１〜１０の各々の、製造時における加熱帯での各部の到達最高および最低温度（℃）、ならびに製品性状を調査し、その調査結果を表２に示した。
【００３７】
【表２】
0003602179.tif 000003
【００３８】
表１および表２から明らかなように、先行技術の第１例の電磁誘導加熱方式により加熱を行った、合成樹脂チューブが管体内に挿入された比較用金属管Ｎｏ．  １および２は、管の長短に拘らず、管端部の到達温度が低かったために、管端部の補助加熱を必要とした。合成樹脂チューブが管体外面に挿入された比較用金属管Ｎｏ．  ３は、管体外面の樹脂被覆が軟化して、凹みが発生し、製品性状が不良になって、その製造が不可能になった。
【００３９】
合成樹脂チューブが管体内に挿入された金属管に対する加熱を、先行技術の第２例の電磁誘導加熱方式により行った比較用金属管Ｎｏ．  ４，５、および、先行技術の第３例の電磁誘導加熱方式により行った比較用金属管Ｎｏ．  ６，７は、管の長短に拘らず、管中央部および管端部の到達温度が低かったために、膨張不完全で製品性状が不良であり、その製造が不可能であった。
【００４０】
更に、合成樹脂チューブが管体内に挿入された金属管に対する加熱を、先行技術の第１〜第３例の電磁誘導加熱方式により行った比較用金属管Ｎｏ．８〜１０は、管サイズの影響による円周方向および管軸方向の温度不均一により、膨張不完全で製品性状が不良であり、その製造が不可能であった。
【００４１】
これに対し、本発明法により製造された本発明金属管Ｎｏ．１〜６は、何れも製品性状が良好であり且つ品質が優れていた。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、管体内面および管体外面の少なくとも１つに合成樹脂チューブが挿入された金属管の管体の長さ方向および周方向に対する加熱を均一に行うことができ、効率的に合成樹脂被覆金属管を製造することができる工業上有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を実施するための第１実施態様の装置を示す概略平面図である。
【図２】この発明方法の概略工程図である。
【図３】この発明の方法によって製造された、金属管の管体内面が合成樹脂によって被覆された合成樹脂被覆金属管の断面図である。
【図４】この発明の方法によって製造された、金属管の管体外面が合成樹脂によって被覆された合成樹脂被覆金属管の断面図である。
【図５】この発明の方法によって製造された、金属管の管体内面および管体外面が共に合成樹脂によって被覆された合成樹脂被覆金属管の断面図である。
【図６】この発明を実施するための第２実施態様の装置を示す概略平面図である。
【図７】先行技術の第１例を示す概略平面図である。
【図８】先行技術の第２例を示す概略平面図である。
【図９】先行技術の第３例を示す概略平面図である。
【図１０】先行技術の概略工程図である。
【符号の説明】
１  金属管、
２  合成樹脂チューブ、
３  コンベア、
４    電磁誘導加熱コイル、
５  金属管装入１本割り出し部、
６  合成樹脂チューブ挿入部、
７  加熱帯、
８  冷却帯、
９  管端処理・マーキング帯、
１０  結束帯、
１１  電磁誘導加熱発生器、
１２  接着剤、
１３  電磁誘導加熱コイル、
１４  電磁誘導加熱コイル、
１５  縦送り部、
１６  電磁誘導加熱コイル、
１７ａ，１７ｂ  電磁誘導加熱コイル、
１８ａ  〜１８ｄ  サポート、
１９  金属管前詰装置、
２０  サポートコンベア。
【図１】
0003602179.tif 000004
【図２】
0003602179.tif 000005
【図３】
0003602179.tif 000006
【図４】
0003602179.tif 000007
【図５】
0003602179.tif 000008
【図６】
0003602179.tif 000009
【図７】
0003602179.tif 000010
【図８】
0003602179.tif 000011
【図９】
0003602179.tif 000012
【図１０】
0003602179.tif 000013