(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属帯材を多重巻金属管体に成形する成形装置と、前記多重巻金属管体の壁間に施されたろう材を溶融する加熱装置と、溶融したろう材を凝固冷却させる冷却装置とを備えた多重巻金属管製造装置において、前記冷却装置は、前記多重巻金属管体の軸方向の外面に接するように挟持し、かつ前記多重巻金属管体の移送速度に同期した速度で回転移動可能な一対のエンドレス金属ベルトと、該各エンドレス金属ベルトの内面と当接して前記エンドレス金属ベルトを多重巻金属管体の軸方向の外面に押圧可能に配設された複数の押圧ロールと、前記各エンドレス金属ベルトの外方に設けられ該金属ベルトの外面に接して前記多重巻金属管体より伝達した熱を前記エンドレス金属ベルトを介して放熱し、前記エンドレス金属ベルトの過熱を防止するための放熱ロールと、前記エンドレス金属ベルトを前記の多重巻金属管体の移送速度に同期した速度で回転移送させるための少なくとも１つの駆動ロールとにより構成され、かつ前記押圧ロールが外周に溝を設けられていることを特徴とする多重巻金属管製造装置。
【請求項２】
前記押圧ロールおよび放熱ロールの少なくとも一方が、ロータリージョイントを具備し、前記ロール内部に冷却水の通過を可能にした水冷ロールとして構成されたことを特徴とする請求項１記載の多重巻金属管製造装置。
【請求項３】
前記エンドレス金属ベルトが円周方向に複数配設されて、前記多重巻金属管体の円周方向の複数箇所で該多重巻金属管体の外面に接触することを特徴とする請求項１または２記載の多重巻金属管製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属帯材を巻き込んだ後、ろう付けまたは拡散処理して多重巻金属管を製造する装置、特に二重巻管状に成形されろう付けもしくは拡散接合された多重巻金属管体や熱処理を施された後の一重巻管体、シームレス管体、棒などの長尺材を冷却する冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多重巻金属管の製造装置としては、一表面の全面に銅ろう材が施された金属帯材を成形装置で塑性変形して多重巻管体に成形し、多重巻金属管体の壁間にあるろう材を加熱装置で溶融させ、溶融したろう材を多重巻金属管体より冷却装置により放散して凝固させろう付けするものである。
【０００３】
この場合の冷却装置の１例は、図５に示すように多重巻金属管体５を囲繞する筐体１１を二重構造とし、外側筐体中に冷却水１７を通水して筐体１１の外壁３０を冷却する方式となした冷却装置１０により、多重巻金属管体５を間接的に冷却して溶融したろう材を筐体１１内部において凝固させるものである。
【０００４】
また、他の例としては、図６に示すようにを囲繞する筐体１１内部に還元ガス若しくは中性ガス（不活性）２０を直接導入し、多重巻金属管体５を該ガスにより直接冷却して溶融したろう材を筐体１１内部で凝固させる方式の冷却装置１０がある。
【０００５】
さらに、別の例としては、図７に示すように多重巻金属管体５を囲繞する筐体１１内部に還元ガス若しくは中性ガスを直接導入し、移送される多重巻金属管体５を前記ガスで直接冷却するとともに、熱交換器２８またはチラーユニットを配管２６、２７を介して設けて該筐体１１内部に導入する還元ガス若しくは中性ガスを再冷却して循環させ、溶融したろう材を筐体１１内部で凝固させる方式の冷却装置１０もある。
その他にも、図８に示すように多重巻金属管体５を囲繞する筐体１１内部にロータリージョイントを有する水冷ロール２９を複数個配設し、前記水冷ロール２９を筐体１１内部を移送される多重巻金属管体５の外側面に直接接触させて冷却する冷却ロール方式を採用した冷却装置１０も利用されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５に示す間接冷却部を用いる場合には、冷却媒体が多重巻金属管体５の外側面に直接接触することが無いため、冷却効率が悪く、所定の温度まで下げるためには冷却領域を長くとり長時間冷却するか、低速度で冷却することが必要となり生産効率が低いという問題があった。
【０００７】
また、図６に示したガス直接冷却装置を用いる場合には、気体であり比熱の小さい冷却ガス２０と固体であり比熱の大きい多重巻金属管体５の接触に基ずく熱交換を利用するため、冷却効率が悪く、所定の温度まで下げるためには冷却領域を長くとり長時間冷却するか、低速度で冷却するため冷却時間が長引くことが避けられない。
【０００８】
さらに、図７に示した循環ガス直接冷却装置を用いる場合にも、筐体１１内に流入するガスが筐体１１外部において熱交換器２８またはチラーユニットを利用して熱交換されているため、前二者に比して若干良好な冷却効率を示すものの、比熱の小さい気体を利用しての冷却であるため、所定の温度まで下げるためにはやはり冷却領域を長くとる必要があり、また冷却時間も長引くことが避けことができない。
さらにまた、図８に示した冷却ロール直接接触装置を用いる場合は、加熱された多重巻金属管体５の外面に水冷ロール２９の表面が直接に接触するため前三者に比較しては良好な冷却効率を示すものの、水冷ロール２９表面と多重巻金属管体５の外面とは部分的な点接触を示すに過ぎず、その冷却効率はいまだ満足の行くものではなかった。
【０００９】
上記のように従来種々採用された冷却装置によっても、冷却効率を満足の行く状態にまで高められず、ろう材が所定箇所より流出（ろうだれ）することによる多重巻金属管体の内外面の汚れの発生、金属管体の壁間における空洞の形成、金属管体の母材の結晶粒の生成や粗大化等が生じて、製品歩留まりの低下に加え、製品強度の劣化をも招くという問題点を解決することができなかった。
【００１０】
本発明は、上記の問題点を解決し、冷却効率が高く、かつスペースを省略でき、短時間に冷却処理を可能にし、同時に高速での冷却を可能とした冷却装置を有する多重巻金属管製造装置を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、金属帯材を多重巻金属管体に成形する成形装置と、前記多重巻金属管体の壁間に施されたろう材を溶融する加熱装置と、溶融したろう材を凝固冷却させる冷却装置とを備えた多重巻金属管製造装置において、前記冷却装置は、前記多重巻金属管体の軸方向の外面に接するように挟持し、かつ前記多重巻金属管体の移送速度に同期した速度で回転移動可能な一対のエンドレス金属ベルトと、該各エンドレス金属ベルトの内面と当接して前記エンドレス金属ベルトを多重巻金属管体の軸方向の外面に押圧可能に配設された複数の押圧ロールと、前記各エンドレス金属ベルトの外方に設けられ該金属ベルトの外面に接して前記多重巻金属管体より伝達した熱を前記エンドレス金属ベルトを介して放熱し、前記エンドレス金属ベルトの過熱を防止するための放熱ロールと、前記エンドレス金属ベルトを前記の多重巻金属管体の移送速度に同期した速度で回転移送させるための少なくとも１つの駆動ロールとにより構成され、かつ前記押圧ロールが外周に溝を設けられている多重巻金属管製造装置を特徴とするものである。
【００１２】
本発明において、前記駆動ロールが複数本数配置されてなることが好ましく、また前記押圧ロールおよび放熱ロールの夫々が、ロータリージョイントを具備し、前記ロール内部に冷却水の通過を可能にした水冷ロールとして構成されていることが好ましい。
【００１３】
そのうえ、前記エンドレス金属ベルトが円周方向に複数配設されて、前記多重巻金属管体の円周方向の複数箇所で該多重巻金属管体の外面に接触することが好ましい。
一方、前記放熱ロールのうち少なくとも１つの回転軸芯はエンドレス金属ベルトの伸縮に追随して位置制御可能であることが好ましい。
また前記冷却装置を囲繞する筐体の内部において、前記多重巻金属管体の導入口近傍に、予備冷却処理を可能にする冷媒噴射ノズルが設けられていることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、成形装置、加熱装置、冷却装置と順次配設された多重巻金属管製造装置において、多重巻金属管体の壁間にあるろう材を溶融して多重巻金属管体のろう付けするための加熱装置を通過した多重巻金属管体を冷却し、前工程において溶融したろう材の凝固してろう付けする冷却装置の改良を対象とするものである。
さらに、本発明は、上記の機能を充分に発揮させるための冷却装置として、多重巻金属管体の外周面に熱伝導の良好な金属ベルトを接触させることにより、多重巻金属管体よりの熱伝達を迅速に行うとともに、金属ベルト自体も別途設けた水冷ロールと接触させることにより、効率よく冷却を実施できる多重巻金属管製造装置である。
【００１５】
本発明を添付図面を参照しながら以下に詳述すると、図１は本発明の一実施例装置の全体構成を示す概略図、図２は本発明の冷却装置の要部を示す部分断面図、図３は本発明の一実施例装置の冷却装置部の構成を示す概略図、図４は本発明の他の実施例装置の冷却装置の構成を示す概略図である。
【００１６】
図１に示されるように、本発明の多重巻金属管製造装置１はアンコイラ（図示せず）より巻き戻された金属帯体２を多数段の成形ロール３にて連続的に円筒状で多重巻に成形する成形装置４と、多重巻金属管体５の移送方向に適当な間隔を持たせて配置した複数対の通電ロール６（回転電極）により所定形状に成形された多重巻金属管体５に抵抗加熱により加熱する加熱装置９（該加熱装置において押えロール７とピンチロール８とにより多重巻金属管体５の移送速度を制御して多重巻管体５の壁を径方向に圧接すると好ましい）と、該加熱装置９により溶融されたろう材を凝固させ多重巻金属管体５のろう付けを行うための冷却装置１０とにより構成されてなる。
この場合、加熱装置９の内部は非酸化性雰囲気または還元性雰囲気となっている。
【００１７】
なお多重巻管体５の壁を相互に径方向に圧接する手段として、図示の実施例ではピンチロール８のロール径を押えロール７のロール径より大きくするか、ピンチロール８の回転速度を変更することにより、押えロール７とピンチロールと８の間で、多重巻金属管体５に管軸方向の引張力が作用する装置を示したが、特開平８−２１５７４３号公報や特開平８−２１５７４４号公報で開示したような外方若しくは内方より多重巻管体を押圧する装置に替えることもできる。
このように構成すると、多重巻金属管体５の壁間に存在するろう材は加熱溶融され、流動性を与えられた状態にある時に、多重巻金属管体５の壁を相互に径方向に圧接されることになる。
【００１８】
このように、溶融状態にあるろう材を凝固するために、多重巻金属管体５は次いで冷却装置１０に送られる。この冷却装置１０は、還元ガス若しくは中性ガス雰囲気を可能にするよう筐体１１で囲繞されており、該筐体１１内において、多重巻金属管体５の軸方向の外面に接するように挟持し、かつ前記多重巻金属管体５の移送速度に同期した速度で回転移動可能な複数対のエンドレス金属ベルト１２と、前記各エンドレス金属ベルト１２の内面に当接して前記エンドレス金属ベルト１２を多重巻金属管体５の軸方向の外面に押圧する複数の押圧ロール１３と、前記エンドレス金属ベルト１２の外方に配設され該金属ベルトの外面に当接して前記多重巻金属管体５より伝達した熱を前記エンドレス金属ベルト１２より放熱させ、前記エンドレス金属ベルト１２の過熱を防止させるための放熱ロール１４と、前記エンドレス金属ベルト１２を前記多重巻金属管体５の移送速度に同期した速度で回転移送させるための駆動ロール１５とにより構成されている。
【００１９】
この場合、多重巻金属管体の壁間に存在するろう材を溶融させて、ろう付けするために多重巻金属管体５に加えられた熱は、多重巻金属管体５と接触するよう挟持する一対のエンドレス金属ベルト１２を介して、放熱ロール１４の作用により迅速に放出される。
【００２０】
この場合、駆動ロール１５が多重巻金属管体５の円周方向に複数配置されることが好ましく、これによりエンドレス金属ベルト１２が多重巻金属管体５の外周面に均等に密着しやすくなるとともに、エンドレス金属ベルト１２の円滑な走行が確保される。
【００２１】
また、押圧ロール１３および放熱ロール１４の夫々またはいずれか一方が、ロータリージョイントを具備し、ロール内部に冷却水１７の通過を可能にした水冷ロールとして形成されることが好ましい（図２参照）。これにより押圧ロール１３および放熱ロール１４の夫々と面接触するように配設されたエンドレス金属ベルト１２を介して、多重巻金属管体５の熱が一層迅速に放熱される。
さらに、水冷ロールとして形成される押圧ロール１３は、図２に示すように外周に溝１８を設けられた溝付き押圧ロール１３として形成されることが好ましく、これによりエンドレス金属ベルト１２が多重巻金属管体５に接触する面積が拡大させられることになり、多重巻金属管体５の熱のより迅速な放熱を可能にする。
【００２２】
その上、図２に示すようにエンドレス金属ベルト１２が円周方向に複数設けられ、かつ多重巻金属管体５の円周方向の複数箇所で多重巻金属管体５の外面に接触するよう配設すると、エンドレス金属ベルト１２が多重巻金属管体５に接触する面積が拡大させられることになり、多重巻金属管体５の熱のより迅速な放熱を可能にする。
【００２３】
一方、図３に示すように、放熱ロール１４のうち少なくとも１本の回転軸芯１９はエンドレス金属ベルト１２の熱による伸縮に追随して位置制御可能に配設されることが好ましい。これにより多重巻金属管体５より伝達された熱によりエンドレス金属ベルト１２が伸縮するのに伴い、エンドレス金属ベルト１２の張具合が制御されて、エンドレス金属ベルト１２と駆動ロール１５との係合度が一定に保たれ、多重巻金属管体５の移送速度に同期したエンドレス金属ベルト１２の運行が確保され、エンドレス金属ベルト１２の表面摺動作用による多重巻金属管体５の外周面の摩擦疵発生が防止される。
【００２４】
また、図４に示すように、冷却装置１０を囲繞する筐体１１の内部において、多重巻金属管体５の導入口２１近傍に、予備冷却処理を可能にする冷媒噴射ノズル２２を設けることが好ましく、これによりろう材が溶融状態のままで多重巻金属管体５が冷却装置１０に移送された場合でも、冷却装置１０に配設された押圧ロール１３の押圧作用により多重巻金属管体５の断面形状に変動を与えたり、多重巻金属管体５の外周面に傷を生じたり、或いは所定外領域へろう材のはみ出しを充分に防止できるのみならず、熱放散効率を高め、冷却装置１０の長さを短くしたり高速で多重巻金属管体５を送ることを可能とし、装置の小形化と後続化を可能にした。
なお、本発明による多重巻金属管製造装置の加熱装置には、高周波加熱コイルによる加熱装置、さらには特公昭２９−４６１３号公報等で知られている一般的な加熱炉を加熱装置として使用できる。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明によれば、冷却装置の小形化、効率化が促進されたことにより、多重巻金属管の製造装置そのものが小形化され、熱放散効率が高められ、製品外面の摩擦疵発生が防止され、効率の良い生産性が充分に確保できるものである。
また、多重巻金属管体の壁間のろう付け不良を示す空隙は一切認められず、密着性の良好な薄いろう付層が認められる。
さらに、多重巻金属管体の内外面のいずれにも、ろう材の流出による汚染も認められず、多重巻金属管体の外面に形成されたシーム部は、ほぼ平滑に仕上げられていて高品質の多重巻金属管を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明の冷却装置の要部を示す部分断面図である。
【図３】本発明の冷却装置の一実施例の構成を示す概略図である。
【図４】本発明の冷却装置の他の実施例の構成を示す概略図である。
【図５】従来例による冷却装置の構成を示す概略図である。
【図６】従来例による他の冷却装置の構成を示す概略図である。
【図７】従来例による他の冷却装置の構成を示す概略図である。
【図８】従来例による他の冷却装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１  多重巻金属管製造装置
２  金属帯体
３  成形ロール
４  成形装置
５  多重巻金属管体
６  通電ロール
７  押えロール
８  ピンチロール
９  加熱装置
１０  冷却装置
１１  筐体
１２  エンドレス金属ベルト
１３  押圧ロール
１４  放熱ロール
１５  駆動ロール
１７  冷却水
１８  溝
１９  回転軸芯
２０  冷却ガス
２１  導入口
２２  冷媒噴射ノズル
【図１】
0004107516.tif 000002
【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】
0004107516.tif 000008
【図８】
0004107516.tif 000009