(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接管を溶接することにより前記溶接管の側面に形成される外面ビードを切削する切削工具と、
この切削工具で外面ビードを切削した際に発生する切粉を排出する切粉排出手段と、
前記溶接管の外面ビードの形成位置を開けた状態で前記溶接管を支持する一対の支持ロールと
を備えた溶接管ビード切削装置であって、
前記一対の支持ロールのうち少なくとも一方の支持ロールは、前記溶接管の側面に接触して前記溶接管を保持する側面に、前記溶接管の側面との間に所定の空隙を形成する逃がし部を設けたことを特徴とする溶接管ビード切削装置。
【請求項２】
請求項１に記載の溶接管ビード切削装置において、
前記一対の支持ロール上の切粉が前記一対の支持ロールの側面と溶接管の側面との間に侵入することを防止する切粉侵入防止壁と、前記一対の支持ロールのうち前記切粉排出手段により切粉を排出する側に配置される排出側の支持ロールを回転させるシャフトと、このシャフトに前記排出側の支持ロールを取り付けるロール取付部材とを備え、
前記ロール取付部材は、前記切粉侵入防止壁と共に、前記排出側の支持ロールの側面と溶接管の側面との間に切粉が侵入することを防止し得る形状を有することを特徴とする溶接管ビード切削装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の溶接管ビード切削装置において、
前記逃がし部は、前記一方の支持ロールの側面の中心から上方側に１５°以上６０°未満の範囲、および前記一方の支持ロールの側面の中心から下方側に１５°以上６０°未満の範囲に設けられていることを特徴とする溶接管ビード切削装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の溶接管ビード切削装置において、
前記一方の支持ロールは、円環板形状の金属部材よりなり、前記溶接管の側面に接触して前記溶接管を保持する側面の両端に、前記溶接管側に突出した円環板形状の保持片を有し、
前記保持片の板厚を１ｍｍ以上にし、前記保持片間に前記逃がし部を形成したことを特徴とする溶接管ビード切削装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の溶接管ビード切削装置において、前記溶接管は、溶接することにより円形状、楕円形状または長円形状等の円弧形状の断面を有するもので、
前記一方の支持ロールの側面と前記溶接管の側面との最も狭い空隙の寸法は、切粉のサイズよりも大きいことを特徴とする溶接管ビード切削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接管の溶接部分に形成される板長さ方向に延びる外面ビードを切削することにより、熱交換器用チューブや熱交換器用タンク等に使用される溶接管を製造する溶接管ビード切削装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、溶接管ビード切削装置１００は、図６および図７に示したように、例えば板幅方向の両端を継ぎ合わすように溶接された円形状の溶接管１０１を、外面ビード１０２の形成位置が開いた一対の支持ロール１０３、１０４で回転支持し、その上に設置されたバイト１０５にて連続的に切削を行うものが多く見受けられる。このような溶接管ビード切削装置１００によるビード切削工程で発生した多数の切粉１０６は、バイト１０５の前方横から切削油配管１０７より吐出される洗浄剤（水溶性切削油）１０８で洗い流すようにしている。
【０００３】
ここで、１０９、１１０は一対の支持ロール１０３、１０４を回転させるシャフトで、１１１〜１１４はシャフト１０９、１１０の外周に一対の支持ロール１０３、１０４をそれぞれ取り付けるためのナットおよびワッシャで、１１５、１１６は切粉１０６が一対の支持ロール１０３、１０４と溶接管１０１との間に巻き込まれないようにするスクレーパである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の溶接管ビード切削装置１００においては、溶接管１０１の材料の機械的性質等の製造ロット間変動によって溶接工程の終了直後の溶接管１０１の形状が変化している場合には、図８に示したように、ビード切削工程時の外面ビード１０２の高さが変化することにより、ビード切削後の溶接管１０１の管高さＨがばらつく。すなわち、縦寸法が図８に二点鎖線で示した標準管形状よりΔＨだけ大きくなるという問題が生じている。
【０００５】
また、洗浄剤１０８で支持ロール１０３の上面から排出しきれなかった切粉１０６が一対の支持ロール１０３、１０４に巻き込まれるため、図９に示したように、ビード切削工程時に溶接管１０１の側面に打痕１１７を残す。これにより、ビード切削工程時の外面ビード１０２の高さが変化することにより、ビード切削後の溶接管１０１の管高さＨがばらつく。すなわち、縦寸法が図９に二点鎖線で示した標準管形状よりΔＨだけ大きくなるという問題が生じている。
【０００６】
なお、切粉１０６の巻き込みはスクレーパ１１５とナット１１１、ワッシャ１１３との隙間から手前に出た切粉１０６の一対の支持ロール１０３、１０４への巻き込みが原因として挙げられる。このように、溶接管１０１の溶接時に形成される溶接管１０１の長手方向の外面ビード１０２は、精度良く側面の凹凸が少なくなるようにビード切削を行うことができない。これにより、溶接管１０１と他部品との組付性や気密性などを低下させるという問題が生じている。
【０００７】
【発明の目的】
本発明の目的は、一対の支持ロールのうち少なくとも一方の支持ロールの側面の形状を適正化することにより、精度良く表面に凹凸の少ない溶接管を製造することのできる溶接管ビード切削装置を提供することにある。また、溶接管と他部品との組付性や気密性などを向上させることのできる溶接管ビード切削装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、一対の支持ロールのうち少なくとも一方の支持ロールの側面に逃がし部を設けることにより、切削工具によって溶接管の外面ビードを切削した際に発生する切粉が一方の支持ロールに巻き込まれて、一方の支持ロールの側面と溶接管の側面との間に切粉が挟み込まれても、切粉が所定の空隙内に存在する限り切粉により溶接管の側面に打痕が形成されることはない。
【０００９】
また、溶接工程の終了直後の溶接管が標準管形状に対して形状変化している場合でも、溶接管の外面ビード切削工程中に、逃がし部の所定の空隙により管幅寸法の形状変化分を吸収できる。これにより、ビード切削時の外面ビードの高さが変化することを抑えることができるので、ビード切削後の溶接管の管高さのばらつきを抑えることができる。
【００１０】
したがって、ビード切削工程時の外面ビードの高さ（位置）が安定することにより、バイトによって的確に外面ビードを切削でき、且つ外面ビードの切削量が安定する。それによって、溶接管の外面ビードの切削精度を向上できるので、表面に凹凸の少ない溶接管を容易に製造することができる。そして、溶接管と他部品とを組み付ける際の組付作業性や、溶接管と他部品との気密性も向上することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、ロール取付部材の形状を、切粉侵入防止壁と共に、切粉の排出側の支持ロールの側面と溶接管の側面との間に切粉が侵入することを防止し得る形状にすることにより、切削工具によって溶接管の側面に形成される外面ビードを切削した際に発生する切粉は、切粉排出手段によって円滑に排出される。それによって、切粉により溶接管の側面に打痕が形成されることはないので、ビード切削工程時の外面ビードの高さ（位置）が変化することはなく、ビード切削工程の終了後の溶接管の管高さがばらつくこともない。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、一方の支持ロールの側面の中心から上方側に１５°以上６０°未満の範囲、および一方の支持ロールの側面の中心から下方側に１５°以上６０°未満の範囲に収まるように逃がし部を設けることにより、溶接工程の終了直後の溶接管の形状変化を逃がし部の所定の空隙により管幅寸法の形状変化分を吸収する効果の低下を防止することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、一方の支持ロールの溶接管を保持する側面の両端に、溶接管側に突出した円環板形状の保持片を有し、保持片の板厚を１ｍｍ以上にし、保持片間に逃がし部を形成することにより、一方の支持ロールによる溶接管を保持するための強度の低下を防止することができる。
請求項５に記載の発明によれば、一方の支持ロールの側面と溶接管の側面との最も狭い空隙の寸法を、外面ビードを切削した際に発生する切粉のサイズよりも大きくすることにより、一方の支持ロールに巻き込まれて一方の支持ロールの側面と溶接管の側面との間に切粉が挟み込まれても、切粉により溶接管の側面に打痕が形成されることはない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
〔第１実施例の構成〕
図１ないし図４は本発明の第１実施例を示したもので、図１および図２（ａ）は溶接管ビード切削装置を示した図である。
【００１５】
本実施例の溶接管ビード切削装置１は、溶接管２の板長さ方向に形成される外面ビード２ａおよび内面ビード２ｂのうち外面ビード２ａを切削して丸管形状の溶接管２を製造するものである。溶接管ビード切削装置１は、溶接管２の外側面の一文字状に形成された外面ビード２ａを切削するビード切削工具であるバイト３と、外面ビード２ａの形成位置が開けられた状態で溶接管２を両側から支持する一対の第１、第２支持ロール４、５と、これらの第１、第２支持ロール４、５を回転駆動するロール駆動装置（図示せず）とを備えている。さらに、溶接管ビード切削装置１は、外面ビード２ａを切削するビード切削工程中に発生する多数の切粉６ａを排除する切粉排出装置６と、第１、第２支持ロール４、５の上端面上の切粉６ａが手前側（図示下方側）に回り込まないように防止する２枚のスクレーパ７、８とを備え、これらは支持基盤９上に配設されている。
【００１６】
溶接管２は、図１および図２に示したように、板幅方向の両端を継ぎ合わすように溶接された例えばアルミニウム合金等の金属管で、溶接工程の終了直後には板長さ方向の外側面に一文字状の外面ビード２ａが形成され、板長さ方向の内側面の外面ビード２ａと対応した位置に一文字状の内面ビード２ｂが形成され、例えば冷媒凝縮器、冷媒蒸発器、ヒータコアまたはラジエータ等の熱交換器用チューブや熱交換器用タンク等に使用される。ここで、溶接管２は、図２（ｂ）に示したように、縦寸法（管高さ寸法）Ｈ0 が１０ｍｍ〜２０ｍｍで、横寸法（管幅寸法）Ｗ0 が１０ｍｍ〜２０ｍｍで、直径がφ１０ｍｍ〜２０ｍｍの丸管である。なお、溶接管２として、丸管形状の他に、円形状、楕円形状または長円形状等の円弧形状の断面を有するものを用いても良い。
【００１７】
第１、第２支持ロール４、５は、円環板形状の金属部材よりなり、溶接管２を管流れ方向に送り出す送り出し装置で、溶接管２の両外側面に接触して溶接管２を保持する外側面の上下端に、溶接管２側に突出した板厚が１ｍｍ程度の円環板形状の保持片４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂを有している。そして、第１支持ロール４は、本発明の支持ロールのうちの一方の支持ロール、切粉の排出側の支持ロールであって、保持片４ａ、４ｂ間に、溶接管２の外側面との間に所定の空隙を形成する横逃がし溝（逃がし部）１１を形成している。また、第２支持ロール５の保持片５ａ、５ｂ間には、横逃がし溝１１と同様な形状の横逃がし溝（逃がし部）１２が形成されている。
【００１８】
横逃がし溝１１、１２の最も狭い空隙の寸法は、切粉６ａのサイズ（例えば０．０２ｍｍ〜０．０４ｍｍ）よりも大きく、図３に示したように、第１、第２支持ロール４、５の外側面の中心から上方側に＋θ＝５０°の範囲、および第１、第２支持ロール４、５の外側面の中心から下方側に−θ＝５０°の範囲に設けられている。なお、＋θや−θは１５°以上６０°未満が望ましく、３０°以上６０°未満が最も打痕防止効果および溶接管保持効果が大きい。なお、横逃がし溝１１、１２の形状が異なっていても良い。
【００１９】
ロール駆動装置は、図示しない駆動モータと、この駆動モータの出力軸と複数の歯車や伝動ベルトを介して駆動連結された２本のシャフト（駆動軸）１３、１４と、これらのシャフト１３、１４の外周に第１、第２支持ロール４、５をそれぞれ取り付ける２組のロール取付手段とを備えている。一方のロール取付手段は、２本のシャフトのうちの一方のシャフト１３の上端部に形成されたボルトねじ部（図示せず）に螺合し、且つスクレーパ７と共に切粉６ａが第１支持ロール４の外側面と溶接管２の外側面との間に侵入することを防止し得る円筒形状の袋穴ナット１５よりなる。
【００２０】
袋穴ナット１５は、本発明のロール取付部材であって、スクレーパ７に隙間なく接触する円筒状胴部１６、およびこの円筒状胴部１６の上端側に形成された六角部１７が形成されている。円筒状胴部１６は、外側面がスクレーパ７の幅方向の一端に摺接し、下端面が第１支持ロール４の上端面に接触する。六角部１７は、スパナやレンチ等の取付工具に係合される被係合部である。なお、本実施例では、円筒状胴部１６の高さをスクレーパ７の高さよりも高くしたが、円筒状胴部１６の高さをスクレーパ７の高さと同等にしても良い。
【００２１】
他方のロール取付部材は、第２支持ロール５を回転駆動する他方のシャフト１４の上端部に形成されたボルトねじ部（図示せず）に螺合する六角筒形状のナット１８、およびこのナット１８の下端面と第２支持ロール５の上端面との間に挟み込まれた円環板形状のワッシャ１９、２０等よりなる。
【００２２】
切粉排出装置６は、本発明の切粉排出手段であって、外面ビード２ａを切削する際に発生する多数の切粉６ａを洗い流す水溶性切削油（洗浄剤）２１を放出する切削油配管２２、および図示しない切削油タンクより水溶性切削油２１を汲み上げて切削油配管２２内に水溶性切削油２２を送り込む切削油ポンプ（図示せず）等から構成されている。
【００２３】
２枚のスクレーパ７、８は、本発明の切粉侵入防止壁であって、固定部材に取り付けられたブラケット２３、２４に固定された長方形状の金属板である。そして、２枚のスクレーパ７、８は、第１、第２支持ロール４、５の上端面上の切粉６ａが手前側（図示下方側）に巻き込まれないように防止するものである。そして、２枚のスクレーパのうちの一方のスクレーパ７は、幅方向の一端が袋穴ナット１５の円筒状胴部１６の外側面に隙間なく摺接している。なお、スクレーパ７、８の装着位置は、本実施例の他に、切粉６ａの巻き込みを防止することができればどの位置に設けられていても良い。
【００２４】
〔第１実施例の製造方法〕
次に、本実施例の溶接管２の製造方法を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。
【００２５】
板厚に比べて板長さが充分に長いアルミニウム合金等の金属板を順送り装置（図示せず）によって金属板の板長さ方向に送りながら、金属板の板幅方向の両端を丸めながら両端を継ぎ合わすように溶接して丸管形状の溶接管２を形成する（溶接工程）。なお、溶接法としては、アーク溶接等の融接、抵抗溶接等の圧接、あるいはろう付けなどの溶接法が用いられる。
【００２６】
次に、図１に示したように、溶接管２を第１、第２支持ロール４、５によって溶接管２の板長さ方向に送りながら、溶接管２の外側面に一文字状に形成された外面ビード２ａをバイト３により切削して表面に凹凸の少ない円形状の溶接管２を製造する（ビード切削工程）。
このとき、ビード切削工程中に多数の切粉６ａが発生するが、切粉排出装置６の切削油配管２２より吐出される水溶性切削油２１により溶接管２の表面上および第１支持ロール４の上端面上から切粉６ａを洗い流して切粉６ａを円滑に後方に排出させる（切粉排出工程）。
【００２７】
第１支持ロール４の回転中心部であるシャフト１３の上端外周に円筒形状の袋穴ナット１５を組み付けることでスクレーパ７と袋穴ナット１５との間に殆ど隙間を形成しないようにしている。したがって、第１支持ロール４の上端面上に残った切粉６ａは、スクレーパ７および袋状ナット１５の円筒状胴部１６により前方に出難く堰止められて第１支持ロール４の図示下方への回り込みを防止できる。それによって、切粉６ａが第１支持ロール４の外側面と溶接管２の外側面との間に巻き込まれることはないので、ビード切削工程時の外面ビード２ａの高さが高くなったり、低くなったりすることはない。
【００２８】
また、第１、第２支持ロール４、５の外側面に横逃がし溝１１、１２を設けることにより、仮にビード切削工程中に発生した切粉が第１支持ロール４の外側面と溶接管２の表面との間に巻き込まれて、第１支持ロール４の外側面と溶接管２の外側面との間に切粉６ａが挟み込まれても、切粉６ａが第１支持ロール４の外側面と溶接管２の外側面との間に形成される所定の空隙内に存在する限り、切粉６ａにより溶接管２の表面に打痕が形成されることはない。
【００２９】
そして、溶接工程の終了直後の溶接管２の形状変化は、図２（ｂ）に示したように、主に横寸法Ｗ0 に見られ、縦寸法Ｈ0 は小さいため、第１、第２支持ロール４、５の外側面に形成された横逃がし溝１１、１２の存在により、溶接工程の終了直後の溶接管２の形状変化を吸収することによって、ビード切削時の溶接管２の管高さＨを安定化させる。
【００３０】
ここで、図３は第１、第２支持ロール４、５の外側面に中心から＋θ＝５０°、−θ＝５０°のコの字型の横逃がし溝１１、１２を設けた実施例を示した図である。溶接管２の径方向の分力Ｆｕｒ、Ｆｌｒを小さくし、溶接管２の周方向の分力Ｆｕｔ、Ｆｌｔの働きで横寸法Ｗ0 の変化分（Ｆｕ、Ｆｌ）を横逃がし溝１１、１２の所定の空隙内で吸収させることにより、溶接工程の終了直後の溶接管２の形状変化（横寸法Ｗ0 が図３に二点鎖線で示した標準管形状より大きい場合）が、ビード切削工程時の溶接管２の縦寸法Ｈ0 への影響を抑えることができる。
【００３１】
〔第１実施例の効果〕
ここで、溶接工程の終了直後の溶接管の管幅変化率｛（ΔＷ0 ／Ｗ0 ）×１００％｝に対して、ビード切削工程終了後の溶接管のビード高さと板厚との比｛ｈ／ｔ0 ｝がどのように変化するかを調査し、その結果を図４のグラフに示した。
【００３２】
図４のグラフから、第１、第２支持ロール４、５の外側面に横逃がし溝１１、１２を設けた実施例の溶接管ビード切削装置１は、一対の支持ロール１０３、１０４の外側面に横逃がし溝を設けない従来例の溶接管ビード切削装置１００と比較して、溶接管２の横寸法Ｗ0 が変化してもビード高さｈの変化が殆ど見られなくなることが分かる。
【００３３】
したがって、溶接管ビード切削装置１のビード切削工程において、ビード切削工程時の外面ビード２ａの高さが安定することにより、バイト３によって的確に外面ビード２ａを切削でき、且つ外面ビード２ａの切削量が安定する。それによって、溶接管２の外面ビード２ａの切削精度を向上できるので、表面に凹凸の少ない溶接管２を容易に製造することができる。そして、溶接管２を熱交換器用チューブとして利用した場合に、溶接管２と熱交換器用タンクとを組み付ける際の組付作業性や、溶接管２と熱交換器用タンクとの気密性も向上することができる。
【００３４】
〔第２実施例〕
図５は本発明の第２実施例を示したもので、支持ロールの外側面の形状を示した図である。
【００３５】
本実施例では、第１、第２支持ロール４、５の外側面に形成される横逃がし溝１１、１２の形状を略半円形状に形成して、溶接管（図５に二点鎖線で示した標準管形状のもの）２の外側面と第１、第２支持ロール４、５の外側面との間に略三日月形状の空隙を形成している。なお、最も大きい空隙の寸法は、切粉６ａのサイズ（例えば０．０２ｍｍ〜０．０４ｍｍ）よりも大きい。これにより、溶接工程の終了直後の溶接管２の形状変化を吸収すると共に、巻き込みによる打痕の形成を防止することによって、ビード切削時の溶接管２の管高さＨが安定化する。
【００３６】
本実施例では、第１、第２支持ロール４、５の外側面の形状、すなわち、横逃がし溝１１、１２の底面形状としてコの字形状や略円弧形状ものを用いたが、横逃がし溝１１、１２の底面形状として多数の湾曲溝や方形状溝を持つもの、半楕円形状、半長円形状のもの等を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】溶接管ビード切削装置を示した正面図である（第１実施例）。
【図２】（ａ）は溶接管ビード切削装置を示した平面図で、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である（第１実施例）。
【図３】ビード切削工程時の溶接管の高さ変動抑制効果を示した説明図である（第１実施例）。
【図４】溶接工程の終了直後の溶接管の管幅変化率に対する、ビード切削工程終了後の溶接管のビード高さと板厚との比の変化を示したグラフである（第１実施例）。
【図５】溶接管ビード切削装置の第１、第２支持ロールの外側面の形状を示した正面図である（第２実施例）。
【図６】溶接管ビード切削装置を示した正面図である（従来例）。
【図７】溶接管ビード切削装置を示した平面図である（従来例）。
【図８】ビード切削工程時の溶接管の高さ変動を示した説明図である（従来例）。
【図９】ビード切削工程時に溶接管の表面に打痕が形成された状態を示した説明図である（従来例）。
【符号の説明】
１  溶接管ビード切削装置
２  溶接管
３  バイト（切削工具）
４  第１支持ロール（一方の支持ロール、排出側の支持ロール）
５  第２支持ロール
６  切粉排出装置（切粉排出手段）
７  スクレーパ（切粉侵入防止壁）
８  スクレーパ（切粉侵入防止壁）
１１  横逃がし溝（逃がし部）
１２  横逃がし溝（逃がし部）
１５  袋穴ナット（ロール取付部材）
２１  水溶性切削油
２ａ  外面ビード
６ａ  切粉
【図１】
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【図２】
0003733982.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003733982.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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