(57)【要約】【課題】金属パイプをより小さな曲率半径で湾曲させた金属パイプ成形体及び金属パイプ構造体を製造する。【解決手段】断面円形の金属パイプ材３７を対向方向から加圧し、断面長円形状が軸線方向に連続する長円状パイプ２７を形成する加圧工程と、長円状パイプ２７を湾曲させる湾曲工程とを備え、加圧工程では、互いに略平行な一対の平面形状部２３と、一対の平面形状部２３間を繋ぐ一対の突状曲面部２５と、平面形状部２３の一部を凹ませた筋状凹部３９とを軸線方向に連続して形成し、湾曲工程では長円状パイプ２７を長径に沿う方向に湾曲させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属パイプ材を湾曲させて金属パイプ成形体を製造する方法において、
断面円形の上記金属パイプ材を対向方向から加圧して断面長円形状が軸線方向に連続する長円状パイプを形成する加圧工程と、該長円状パイプを湾曲させる湾曲工程と、を備え、
上記加圧工程では、互いに略平行な一対の平面形状部と該一対の平面形状部間を繋ぐ一対の突状曲面部と上記平面形状部の一部を凹ませた筋状凹部とを上記軸線方向に連続して形成し、
上記湾曲工程では、上記長円状パイプを長径に沿う向きに湾曲させることを特徴とする、金属パイプ成形体の製造方法。
【請求項２】
前記湾曲工程では、前記長円状パイプを複数位置で長径に沿う向きに湾曲させることで複数の湾曲部を形成し、該複数の湾曲部における前記平面形状部と該複数の湾曲部間の中間部における前記平面形状部とを同一平面状に連続させることを特徴とする、請求項１に記載の金属パイプ成形体の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の製造方法により、複数の前記金属パイプ成形体を各金属パイプ成形体の前記軸線の少なくとも一部が同一形状となるように作製し、上記複数の金属パイプ成形体を積層し、上記軸線が同一形状となる部分で前記平面形状部同士を当接させてろう付けすることで、上記金属パイプ成形体同士を接合することを特徴とする、金属パイプ構造体の製造方法。
【請求項４】
断面長円形状が軸線方向に連続し、長径に沿う方向に湾曲した湾曲部を備えた金属パイプ成形体であり、互いに略平行な一対の平面形状部と、該一対の平面形状部間を繋ぐ一対の突状曲面部と、上記平面形状部の一部を凹ませた筋状凹部と、を上記軸線方向に連続して有することを特徴とする、金属パイプ成形体。
【請求項５】
前記湾曲部が複数位置に設けられ、該複数の湾曲部における前記平面形状部と該複数の湾曲部間の中間部における前記平面形状部とが同一平面状に連続することを特徴とする、請求項４に記載の金属パイプ成形体。
【請求項６】
前記複数の湾曲部が同じ曲率半径で湾曲していることを特徴とする、請求項５に記載の金属パイプ成形体。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれかに記載の金属パイプ成形体を複数備え、該複数の金属パイプ成形体の軸線が少なくとも一部でそれぞれ同一形状を有し、上記軸線が同一形状となる部分で前記平面形状部同士がろう付けされていることを特徴とする、金属パイプ構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属パイプ材を湾曲させて成形した金属パイプ成形体と、その金属パイプ成形体を他の部材と接合した金属パイプ構造体と、これらの金属パイプ成形体及び構造体を製造するための方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
長尺の金属パイプを適宜な形状に形成して種々の用途に利用する技術が知られている。
例えば、下記特許文献１〜３には、断面円形又は楕円形の金属パイプや断面四角形の金属パイプを熱媒体流路として用いた熱交換器について記載されている。これらの文献では、熱源媒体が流動するパイプと出力媒体が流動するパイプとを、隣接させたり内外に二重に配置したりし、螺旋状に巻回して熱交換器が構成されている。
特許文献２の図８等に示されるように、断面四角形の金属パイプを接合して熱交換器を構成すると、平面形状部分により接触面積を広く確保できる。そのため良好な熱交換を行える。
【０００３】
下記特許文献４では、金属パイプが被加熱部材の形状に対応した形状に形成されて誘導加熱用のコイルが構成されている。特許文献４では通電可能で内部に冷却水が通液可能な扇状コイル部が断面四角形の金属パイプにより形成されている。このような誘導加熱用のコイルでは、断面四角形の金属パイプにおける平面形状部分を被加熱部材と対向させて誘導加熱するため、精度良く均質な加熱を行える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５５−６５８４５号公報
【特許文献２】特開２００３−６５６０２号公報
【特許文献３】特開２００６−４６８７７号公報
【特許文献４】特開２０１０−２７３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、金属パイプを用いた各種の部材では、平面形状部分を広い範囲に設ける場合、通常、断面四角形等の多角形の金属パイプ材が使用されていた。そのため断面形状における直交方向の寸法比等は使用される金属パイプ材に依存し、選択範囲が狭かった。また扁平形状の金属パイプ材では、全体を平坦な形状すると、扁平形状の狭い幅側への曲げ剛性が不足することがあった。
【０００６】
しかも断面多角形の金属パイプ材を成形して使用する場合には、小さな曲率半径に湾曲させることが容易でなかった。例えば断面多角形の金属パイプ材を湾曲させる際、曲率半径を小さくすると角部に応力が集中して角部が破損したり、角部間に存在する平面状の管壁が湾曲形状に追従できずに管壁に不測の変形を生じたりすることがあった。顕著な場合には湾曲部分で内側の管壁と外側の管壁とが互いに近接する方向に変形する結果、両側部側の管壁が過剰に押し潰されて大きく変形することもあった。
【０００７】
ところで、金属パイプの変形、潰れ、挫屈等を防止して曲げ加工する方法として、金属パイプ内に芯金を挿入して曲げ加工したり、金属パイプ内に砂を充填して曲げ加工する方法が知られている。しかし、これらの方法では加工に手間がかかる上、適用できる形状に制限が多く、平面形状部を有する金属パイプを種々の形状に湾曲させて所望の形状にすることが困難であった。
【０００８】
そこで、本発明では、軸線方向に連続する平面形状部を備えて小さな曲率半径で湾曲した形状を有し、曲げ剛性を確保しつつ断面形状の寸法比を任意に設定できる金属パイプ成形体と、その金属パイプ成形体を容易に製造できる製造方法と、を提供することを目的とする。さらに、そのような金属パイプ成形体を備えた金属パイプ構造体と、その金属パイプ構造体を容易に製造できる製造方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する本発明の金属パイプ成形体の製造方法は、金属パイプ材を湾曲させて金属パイプ成形体を製造する方法であり、断面円形の金属パイプ材を対向方向から加圧して断面長円形状が軸線方向に連続する長円状パイプを形成する加圧工程と、長円状パイプを湾曲させる湾曲工程と、を備え、加圧工程では、互いに略平行な一対の平面形状部と一対の平面形状部を繋ぐ一対の突状曲面部と平面形状部の一部を凹ませた筋状凹部とを上記軸線方向に連続して形成し、湾曲工程では、長円状パイプを長径に沿う方向に湾曲させることを特徴としている。
【００１０】
湾曲工程では、長円状パイプを複数位置で長径に沿う向きに湾曲させることで複数の湾曲部を形成し、複数の湾曲部における平面形状部と複数の湾曲部間の中間部における平面形状部とを同一平面状に連続させることができる。
【００１１】
上記目的を達成する本発明の金属パイプ構造体の製造方法は、複数の金属パイプ成形体を各金属パイプ成形体の軸線の少なくとも一部が同一形状となるように作製し、複数の金属パイプ成形体を積層し、軸線が同一形状となる部分で平面形状部同士を当接させてろう付けすることで、金属パイプ成形体同士を接合する。
【００１２】
上記目的を達成する本発明の金属パイプ成形体は、断面長円形状が軸線方向に連続し、長径に沿う方向に湾曲した湾曲部を備えた金属パイプ成形体であり、互いに略平行な一対の平面形状部と、一対の平面形状部間を繋ぐ一対の突状曲面部と、平面形状部の一部を凹ませた筋状凹部と、を軸線方向に連続して有することを特徴としている。
湾曲部が複数位置に設けられ、複数の湾曲部における平面形状部と複数の湾曲部間の中間部における平面形状部とが同一平面状に連続するようにしてもよい。その場合、複数の湾曲部が同じ曲率半径で湾曲しているのが好適である。
【００１３】
上記目的を達成する本発明の金属パイプ構造体は、このような金属パイプ成形体を複数備え、複数の金属パイプ成形体の軸線が少なくとも一部でそれぞれ同一形状を有し、軸線が同一形状となる部分で平面形状部同士がろう付けされている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、加圧工程で断面円形の金属パイプ材を対向方向から加圧して一対の平面形状部を形成するので、加圧量を調整することで、断面形状における直交方向の寸法比を任意に設定して長円状パイプを形成できる。しかも平面形状部の一部を凹ませて筋状凹部を軸線方向に連続して形成するため、断面形状における直交方向の寸法比を大きくして扁平形状にしても、十分な曲げ剛性を確保することができる。
【００１５】
湾曲工程では長円状パイプを長径に沿う方向に湾曲させるので、一対の平面形状部により潰れを防止しつつ一対の突状曲面部に応力を適度に分散できる。そのため断面多角形のパイプのように角部に応力が集中したり、平面形状部が過剰に変形することを防止でき、小さい曲率半径で湾曲させる際に不測の変形、挫屈、破損などを防止できる。しかも、加圧工程で長円状パイプを形成すれば、芯金や砂等を用いずに湾曲工程で湾曲できるため、製造が容易である。
従って、本発明によれば、軸線方向に連続する平面形状部を備えて小さな曲率半径で湾曲した形状を有し、曲げ剛性を確保しつつ断面形状の寸法比を任意に設定できる金属パイプ成形体及び金属パイプ構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態における金属パイプ構造体の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面を示す斜視図である。
【図２】（ａ）（ｂ）はそれぞれ本発明の実施形態における金属パイプ成形体の平面図、（ｃ）はその断面斜視図、（ｄ）は変形例を示す断面斜視図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態における変形例の金属パイプ成形体を示す部分側面図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施形態における加圧工程を示す概略図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】本発明の実施形態における湾曲工程を示す概略図である。
【図６】本発明の実施形態における金属パイプ構造体の変形例を示す平面図である。
【図７】本発明の実施形態における金属パイプ構造体の他の変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図１乃至図７を用いて説明する。
本発明において、金属パイプ成形体とは、金属パイプ材を湾曲させて成形したものであり、金属パイプ構造体とは、この金属パイプ成形体を他の金属パイプ成形体や他の部材と一体に接合した構造を有するものである。
この実施形態では、金属パイプ成形体及び金属パイプ構造体の例として、図１に示す熱交換器を用いて説明する。
【００１８】
この熱交換器は図１（ａ）に示すような金属パイプ構造体２０を備えており、金属パイプ構造体２０は、図２（ａ）（ｂ）に示す複数の金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂが図１（ｂ）に示すように複数個並列に接合された構成を有する。
各金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂは、対向方向に互いに略平行な一対の平面形状部２３とこの一対の平面形状部２３を繋ぐ一対の突状曲面部２５とを有し、断面長円形状が軸線方向に連続した長円状パイプ２７からなる。ここで軸線とは、金属パイプ材、長円状パイプ２７、金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂ等において長手方向に延びる仮想の中心線である。金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂは長円状パイプ２７の軸線を湾曲させて成形したものである。
【００１９】
この実施形態では、金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂの内部に各種の熱源媒体や出力媒体の流体流路が形成されている。出力媒体とは、熱交換器により加熱又は冷却されて所望の部位に供給される水等の流体やその他の媒体である。熱源媒体とは、各種の熱源により加熱又は冷却されて熱交換器に供給されることで、出力媒体を加熱又は冷却するための流体等の媒体である。
【００２０】
各金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂの両端部２９には、詳細な図示は省略されているが、接続部が設けられており、それぞれに他の配管が接続可能となっている。各金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂに他の配管が接続されることで閉流路を構成してもよく、開流路を構成してもよい。また、他の配管には各媒体を流動させるためのポンプ等の作動部が設けられていてもよい。
【００２１】
各金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂは、曲げ加工可能で、用途に応じた特性を有する金属からなる。熱交換器では、媒体に対する耐腐食性を有し、熱伝導性が優れた金属が好適で、例えば銅、アルミニウム、ステンレス鋼等からなるパイプを用いてもよい。
各金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂの断面における各寸法は、用途に応じて適宜選択可能であるが、後述するような湾曲加工が可能な範囲として、例えば長径ｄ１が１１〜２２ｍｍ、短径ｄ２が６〜１２ｍｍ、肉厚を０．５〜１．２ｍｍとしてもよい。各金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂは互いに同一断面形状を有してもよく、内部を流動させる媒体等に応じて、互いに異なる形状や大きさに形成されていてもよい。
【００２２】
各金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂの外形形状は、湾曲部３１を有する形状であればよく、ここでは長円状パイプ２７の軸線方向における複数の位置に湾曲部３１を有すると共に、複数の湾曲部３１間に直線又は大きな曲率の中間部３３を備えた形状としている。
一対の平面形状部２３は、平面形状部２３の全長が平面視において他の部位に覆われることなく露出しているのがよく、好ましくは、より長い範囲で同一平面状となり、全体で同一平面状となるのがさらに好適である。
この実施形態では、両端部２９を除く全長にわたり各平面形状部２３の平面が同一平面を構成している。このようにすれば、金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂの平面形状部２３同士を広い範囲で当接させて接合でき、金属パイプ成形体２１ａと金属パイプ成形体２１ｂとの接触面積が広く確保されるので熱交換効率を向上できる。
【００２３】
なお、金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂとして、図３に示すように、管壁に多数の凹凸が繰り返し設けられた金属パイプ材を用いた場合、平面形状部２３は管壁の繰り返し配置される各凸部分３５が平坦に設けられることで構成されていてもよい。
【００２４】
このような金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂでは、両面がそれぞれ略全長にわたり同一平面状に形成されて互いに略平行となっており、全体として二次元的に平たい形状となっている。全長にわたり軸線方向及び軸線と直交する方向において、管壁に角部を有しないのが好ましい。
【００２５】
金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂの各湾曲部３１の曲率半径は、用いる金属パイプ材の材質、径、肉厚等、種々の要因に応じて適宜選択することができる。曲率半径を小さくするほど、軸線の全長が同じであっても金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂをコンパクト化できて好ましい。例えば、上記のような熱交換器の金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂの場合、長円状パイプ２７の軸線の曲率半径Ｒｃは長円状パイプ２７の長径ｄ１の３倍以上、好ましくは４倍以上とする。コンパクト化のためには長径ｄ１の４倍以下、好ましくは３．５倍以下の範囲とする。
【００２６】
この実施形態では、複数の湾曲部３１の曲率半径Ｒｃがそれぞれ同じ曲率半径Ｒｃで形成されている。最内側の湾曲部３１ではこの曲率半径Ｒｃで１８０度程度湾曲し、外側の湾曲部３１ではこの曲率半径Ｒｃで９０度程度湾曲している。各金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂは、内外に隣り合う湾曲部３１間に隙間を設けることで、同じ曲率半径Ｒｃの湾曲部３１を多数設けて多重に巻回されている。これにより平面形状部２３が全長で同一平面状に形成されて全体で平坦な形状となっている。ここでは複数の金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂ、特に好ましくは全ての金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂが両端部を除く略全長で同一軸線形状となっている。
【００２７】
各金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂに長手方向に連続して設けられた平面形状部２３には、図２（ｃ）に示すように、平面形状部２３の一部を軸線方向に連続して凹ませることで筋状凹部３９が設けられている。この筋状凹部３９は浅く形成されており、例えば金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂの肉厚より浅い深さで形成されていてもよい。筋状凹部３９の数、位置、形状等は加工条件などに応じて設定することができ、例えば図２（ｄ）のように各平面形状部２３に複数本の筋状凹部３９を設けてもよい。
このような筋状凹部３９を設けることで、金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂの長手方向に対する曲げ剛性を確保できる。
【００２８】
そして、この実施形態の金属パイプ構造体２０は、複数の金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂが互いに上下に積層されて接合されている。上下に重なる金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂ間では、互いに対向する平面形状部２３同士がろう付けにより接合されている。ここでは、各金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂの軸線形状が両端部２９を除いて同一形状となっているため、略全長にわたり金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂ同士が並列に隣接した状態で接合一体化されている。
なお、各金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂの間に介在されるろう材は互いに対向する平面形状部２３の全長にわたり配置されており、ここでは各金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂの両端部２９を除く全長において隙間無くろう材が存在した状態で接合されている。
【００２９】
次に、このような金属パイプ構造体２０の製造方法について説明する。この実施形態では、複数の金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂを製造し、得られた複数の金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂを積層して互いに接合することで金属パイプ構造体を製造する。
【００３０】
金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂを製造するには、断面円形で直線状の軸線を有する金属パイプ材３７を用いる。断面円形とは真円でなくてもよく、楕円形であってもよい。
まず加圧工程において金属パイプ材３７を対向方向から加圧して長円状パイプ２７を作製する。例えば図４に示すような一対の加圧ローラ４１を用い、金属パイプ材３７の管壁を対向方向から加圧する。加圧時には加圧ローラ４１間の間隙を予め設定することで所望の短径ｄ２となるように加圧してもよい。これにより、互いに略平行な一対の平面形状部２３と一対の平面形状部２３を繋ぐ一対の突状曲面部２５とを軸線方向に連続して有する断面長円形状の長円状パイプ２７が成形される。
【００３１】
長円状パイプ２７の一対の平面形状部２３は、加圧ローラ４１の加圧面に当接して直接加圧されることで、両端部を除く略全長にわたり互いに平行な平面となるように形成される。一対の突状曲面部２５は加圧ローラ４１の加圧面に当接しない領域に形成される。この突状曲面部２５は断面円形の金属パイプ材３７における管壁のままでも、変形されていてもよいが、突状曲面部２５全体において平面や角部が存在しない曲面からなるのがよい。なお、一対の平面形状部２３と一対の突出曲面部との間は、角部がなく曲面で連続するのが好適である。
【００３２】
この加圧工程では、周方向に連続する凸部を備えた加圧ローラ４１により加圧することで、平面形状部２３に軸線に沿って延びる筋状凹部３９を平面形状部２３と同時に形成するのが好適である。このようにすれば、別に筋状凹部３９を形成するための手間を要せず、金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂを容易に製造できる。
【００３３】
次いで、湾曲工程において長円状パイプ２７を長径に沿う方向に湾曲させる。湾曲工程では、図５に示すように、例えば、長円状パイプ２７の一対の突状曲面部２５を側周面で支持する一対の湾曲ローラ４３を用いて行う。一対の湾曲ローラ４３は長円状パイプ２７の一対の突状曲面部２５及び平面形状部２３を当接して支持する溝部を備えるのがよい。一対の湾曲ローラ４３の側周面間で長円状パイプ２７を挟持し、その状態で湾曲ローラ４３と長円状パイプ２７とを湾曲方向に相対変位させることで、長円状パイプ２７を変形させる。このとき内側に配置される湾曲ローラ４３を湾曲部３１の曲率半径ＲＣに対応する径にしておくことで、所望の曲率半径で長円状パイプ２７を湾曲させることができる。この湾曲工程では、長円状パイプ２７の長径に沿う方向に湾曲させて、一対の平面形状部２３の平面状態を維持して湾曲させるのが好ましい。
【００３４】
この実施形態では、図２（ａ）（ｂ）のように中間部３３を介して複数の湾曲部３１を設けるため、軸線方向に互いに離間した複数位置でそれぞれ湾曲させる。このとき各湾曲部３１において位相をずらして湾曲させてもよい。その場合、複数の湾曲部３１を湾曲させた後、複数の湾曲部３１を加圧して複数の湾曲部３１に設けられた平面形状部２３と中間部３３に設けられた平面形状部２３とを同一平面状に成形してもよい。これにより金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂの両端部を除く全長において一対の平面形状部２３が同一平面状に平坦に連続させることができる。
このような加圧工程及び湾曲工程により、上述のような金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂを作製することができる。
【００３５】
次に、得られた金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂを複数用い、複数の金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂを積層し、隣接する金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂの平面形状部２３同士を互いに接合することで金属パイプ構造体２０を製造する。
複数の金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂを接合するには、各金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂの平面形状部２３同士をろう材等を介在させた状態で当接させ、ろう材に応じた温度に加熱することで接合すればよい。ろう材としては、熱交換器の場合には熱伝導性のよい銀、銅等を含有するものが好適である。
【００３６】
ろう付けの際には、互いに対向する平面形状部２３間の全てにろう材を配置することで、対向する平面形状部２３の全体をろう付けすることが接合面積を広く確保できて好適である。この実施形態では、各金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂの両端部２９を除く略全長が、同一軸線形状を有しているため、両端部２９を除く略全長にわたり平面形状部２３同士をろう付けする。
なお、金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂとして、図３に示すように多数の凹凸を有する金属パイプを用いた場合には、平面形状部２３同士が離間した部位が生じるが、その場合には平面形状部２３間の間隙にろう材が充填されることで全長において接合されるのが好ましい。
このように複数の金属パイプを接合することで、金属パイプ構造体を製造することができる。
【００３７】
このようにして得られた金属パイプ構造体２０は、例えば各金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂの両端部２９に接続部を設け、各接続部に熱源媒体の配管や出力媒体の配管を接続すれば、各種の熱交換システムを構成することができる。
【００３８】
以上のようにして金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂを製造すれば、加圧工程で断面円形の金属パイプ材３７が対向方向から加圧されて一対の平面形状部２３が形成されるので、加圧量を調整することで、断面形状における直交方向の寸法比を任意に設定して長円状パイプ３７を形成できる。この加圧工程で平面形状部２３から凹んだ筋状凹部３９が、軸線方向に連続する形状に形成されるため、断面形状における直交方向の寸法比を大きく設定して扁平形状にしても、十分な曲げ剛性を確保することが可能である。
【００３９】
そして、長円状パイプ２７を湾曲工程で長径ｄ１方向に湾曲させるので、一対の平面形状部２３で潰れを防止しつつ、一対の突状曲面部２５に応力を適度に分散させて湾曲形状に形成することができる。そのため湾曲させる際に不測の変形、挫屈、破損などを防止できる。
即ち、曲面のみからなる断面円形のパイプのように、湾曲時に両側部となる曲面管壁が外側に潰れて挫屈することを防止できる。平面及び角部のみからなる断面多角形のパイプのように、角部に応力が集中して破損したり、平面状の管壁が湾曲形状に追従できずに不測の変形を生じたり、湾曲形状の内側の管壁と外側の管壁とが互いに近接する方向に変形して両側部側の管壁が過剰に押し潰されることを防止できる。従って、多角形の金属パイプに比べてより小さな曲率半径Ｒｃで湾曲させることが可能である。
【００４０】
またこのようにして製造された金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂでは、成形時に挫屈や破損が生じ難い結果、内部に流体流路を備えた成形体として利用しても、流体が漏洩することがなく特に好適である。
【００４１】
しかも、このようにして金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂを製造すれば、金属パイプ材３７に一対の平面形状部２３を形成することで小さな曲率半径で湾曲させることができる。そのため、従来行われていたパイプの曲げ加工のように芯金や砂などを用いなくても成形することができ、成形工程で手間がかからず、また成形する形状に制限がなくて自由度が高い。その結果、平面形状部２３を備えて小さな曲率半径で湾曲した形状を有する金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂを容易に製造できる。
【００４２】
この実施形態では、複数位置で湾曲させることで、中間部３３を介して複数の湾曲部３１が形成されるため、金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂの形状が多様化できる。
その際、複数の湾曲部３１の曲率半径Ｒｃをそれぞれ同じにしているので、湾曲させる際の工具や条件などを共通化でき、種々の形状の金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂを容易に製造できる。
【００４３】
複数の湾曲部３１及び中間部３３の各平面形状部２３を同一平面状に連続させることで、金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂを二次元的な平たい形状に形成でき、平面的に配置可能な金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂを製造できる。よって、種々の形状に金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂを製造していても、他の部材への当接面を広く確保できる金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂを製造可能である。
また金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂ同士が積層自在となるため、金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂを多数層積層したり、金属パイプ構造体２０に更に金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂを重ねて積層することも可能であり、層構成の自由度を向上できる。
【００４４】
このようにして金属パイプ構造体２０を製造すれば、金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂを複数作製し、各金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂの平面形状部２３同士を当接させてろう付けするので、金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂ同士の接合面積を広く確保することができる。しかも各金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂの平面形状部２３に凹凸や歪みなどが存在して当接状態で密着できない部位が生じたとしても、ろう材がその間隙に充填されることで、ろう付けされる部位全体において平面形状部２３同士を確実に接合することができる。また、長円状パイプ２７を湾曲させた後で接合するため、接合後に湾曲させる場合に比べて接合部分が劣化することを確実に防止できる。そのため、金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂ同士の十分な接合面積や接合強度を確保することが可能である。
【００４５】
特に、複数の金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂの軸線を少なくとも一部においてそれぞれ同一形状に形成し、同一形状部分における平面形状部２３の略全長をろう付けしている。そのため複数の金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂ同士が並列に配置した金属パイプ構造体２０を製造でき、しかも同一形状部分における平面形状部２３の略全長をろう付けするため、種々の形状に形成された金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂ同士を十分な接合面積及び接合強度で接合することが可能であり、金属パイプ構造体２０の多様化を図れる。
また筋状凹部３９を備えるので、曲げ方向に対する剛性を向上できることに加え、金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂを他の部材にろう付けする際、ろう材を筋状凹部３９内に保持できて接合強度をより確保し易い。
【００４６】
なお、上記実施形態は、本発明の範囲内において適宜変更可能である。例えば上記では熱交換器の構成部材としての金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂや金属パイプ構造体について説明したが、これらの用途は何ら限定されるものではなく、例えば各種の配管、通電可能なコイルなどであっても、本発明を同様に適用可能である。
【００４７】
上記では、金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂの形状を、それぞれ軸線を湾曲させて平面状に内外に重なるように巻回させた例について説明したが、金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂは他の形状であっても当然に本発明を適用可能である。
例えば、図６に示すように、各金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂをそれぞれ蛇行形状に形成し、各金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂを重ねて接合して金属パイプ構造体を構成してもよい。また図７に示すように、両端部２９を外側に配置して平面的に内外に巻回させると共に、各湾曲部３１を外側ほど大きな曲率半径となるように湾曲させて形成していてもよい。さらに、螺旋構造に形成することも可能であり、その場合には小さい曲率半径で湾曲させることが可能であるため、小さい曲率半径で巻回させた螺旋構造に形成することが可能である。
【００４８】
上記では、別々に形成された複数の金属パイプ成形体２１ａ，２１ｂを互いにろう付けして金属パイプ構造体２０を製造する例について説明したが、金属パイプ成形体を湾曲させることで、同一の金属パイプ成形体における異なる部位同士を隣接させてろう付けしてもよい。
上記では、長円状パイプ２７の略全長に連続した平面形状部２５を設けた例について説明したが、湾曲部３１だけに平面形状部２５を形成して湾曲加工することも可能である。
【００４９】
上記の加圧工程や湾曲工程では、それぞれローラを用いて成形したが、加圧工程では、断面円形の金属パイプ材３７を対向方向から加圧して一対の平面形状部を形成可能であればその方法は何ら限定されず、湾曲工程では、軸線を長径に沿う方向に湾曲可能であればその方法は何ら限定されない。
【００５０】
上記の加圧工程や湾曲工程では、金属パイプを加熱したり、熱処理することなくそのまま加工したが、金属パイプ材を加熱したり、焼鈍した後で加工することは当然に可能である。その場合にはより小さい曲率半径で湾曲させることも可能になる。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例及び比較例について説明する。
［実施例１］
直径１２．７ｍｍ、肉厚０．８ｍｍ、断面円形で長尺の銅製パイプを、図４に示す一対の加圧ローラ４１により加圧し、長径１４．５ｍｍで一対の平面形状部間の間隔である短径ｄ２が９．５ｍｍで、筋状凹部３９を有する長円状パイプ２７を作製した。
次に、長円状パイプ２７を図５に示す一対の湾曲ローラ４３により、軸線の曲率半径Ｒｃが４５ｍｍとなるように長径に沿う方向に９０度湾曲させた。
その結果、曲率半径が長径の３．１倍以下の範囲で挫屈や破損なく成形することができた。得られた金属パイプ成形体を確認したところ、一対の平面形状部は何れも湾曲部３１とその両側の中間部３３とで連続して一平面に沿って互いに略平行に保つことができた。
【００５２】
［比較例１］
断面四角形状で実施例１と同一の肉厚を有し一辺が１０ｍｍの長尺銅製パイプを、実施例１と同様の湾曲ローラ４３を用いて同一条件で湾曲加工を行ったところ、湾曲加工の途中において湾曲方向に対して両側面側の壁が潰れて凹み、その一部に破断が生じた。
その結果、断面四角形状の銅製パイプでは軸線の曲率半径Ｒｃを４０ｍｍに成形することができないことが確認できた。
【符号の説明】
【００５３】
２０  金属パイプ構造体
２１ａ，２１ｂ  金属パイプ成形体
２３  平面形状部
２５  突状曲面部
２７  長円状パイプ
２９  両端部
３１  湾曲部
３３  中間部
３５  凸部分
３７  金属パイプ材
３９  筋状凹部
４１  加圧ローラ
４３  湾曲ローラ
Ｒｃ曲率半径
ｄ１  長径
ｄ２  短径
【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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