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JPH0825472A - パイプ製造方法およびパイプ製造装置 - Google Patents

パイプ製造方法およびパイプ製造装置

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JPH0825472A
JPH0825472A JP6165547A JP16554794A JPH0825472A JP H0825472 A JPH0825472 A JP H0825472A JP 6165547 A JP6165547 A JP 6165547A JP 16554794 A JP16554794 A JP 16554794A JP H0825472 A JPH0825472 A JP H0825472A
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JP
Japan
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tape
mandrel
clearance
horn
pipe manufacturing
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JP6165547A
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English (en)
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Inventor
Yasuo Sato
安夫 佐藤
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Publication date
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 製品の機械的強度や液密性等の諸性能を高く
維持した状態で、製造時間の短縮を図る。 【構成】 定位置にあるホーン１７に対し、マンドレル
１１を停止させた状態でクリアランスＣを隔てて対向さ
せる。テープＴを駆動して当該テープＴの重なり部分Ｔ
１をクリアランスＣに供給する。 【効果】 マンドレル１１を固定した状態でテープＴが
駆動され、当該テープＴの重なり部分Ｔ１が順次溶着さ
れる。また、マンドレル１１が固定されることにより、
ホーン１７との間に区画されるクリアランスＣが安定す
る。従って、機械的強度や液密性の高い製品を高速で製
造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はパイプ製造方法およびパ
イプ製造装置に関し、より詳細には、加湿器や調湿器等
に用いられる通湿膜中空管の製造に最適なパイプ製造方
法およびパイプ製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にパイプを製造する技術としては、
当該パイプの材料となるテープに熱風を吹きつけてその
両端部を溶融し、さらに両端部が溶融されたテープを螺
旋状に巻回してパイプに成形する溶着方法が用いられて
きた。しかし、熱風をテープの端部に吹きつける方法で
は、加熱効率が悪く、しかも、高速運転が困難であった
ので、パイプの搬送速度で７ｍ／ｍｉｎ．よりも速く加
工を施すことができず、さらには接着強度も低かった
（約５ｋｇ／ｃｍ2 ）。
【０００３】このため、近年では、テープを螺旋状に巻
回し、当該テープの重なり部分を超音波溶着法で接着す
る方法ないし装置が提案されている（例えば、実開平５
−１８８２７号公報）。その構成では、製造されるべき
パイプの内径に沿うマンドレルと、マンドレルに近接し
て対向するホーンとを備えており、マンドレルの上に、
一部を重なり合わせた状態でテープを螺旋状に巻回し、
当該テープの重なり部分を両者間に搬送して順次溶着す
るようにしている。
【０００４】テープの重なり部分をマンドレルとホーン
との間に搬送するために、従来の構成では、ホーンを定
位置に留めた状態でマンドレルを回動させることによ
り、巻回されたテープを回動させながらマンドレルの軸
方向においてホーンと相対的に変位させていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年パイプ
を製造する技術に要請されていることは、製品となるパ
イプの機械的強度（接着強度、引張強度等）や液密性等
の諸性能を高く維持した状態で、テープを高速（パイプ
の搬送速度で１５ｍ／ｍｉｎ．以上）で走行させ、もっ
て、製造時間の短縮を図ることにある。
【０００６】しかるに、上記従来の構成では、製品の機
械的強度や液密性の向上と製造時間の短縮を両立させる
ことができなかった。すなわち、上記従来の構成では、
マンドレルを回転させているので、マンドレルが高速で
回転すればする程、振動等の影響を受けて、マンドレル
とホーンとによって形成されるクリアランスが安定しな
くなり、テープを押圧するホーンの圧力が均一にならな
いという不具合があった。
【０００７】本発明は、上記不具合に鑑みてさなれたも
のであり、製品の機械的強度や液密性等の諸性能を高く
維持した状態で、製造時間の短縮を図ることのできるパ
イプ製造方法およびパイプ製造装置を提供することを目
的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１記載の構成は、マンドレルの周面
に、端部を重なり合わせた状態で螺旋状にテープを巻回
し、巻回されたテープの重なり部分を、ホーンと上記マ
ンドレルとで挟圧して超音波溶着するパイプ製造方法に
おいて、定位置にあるホーンに対し、上記マンドレルを
停止させた状態でクリアランスを隔てて対向させ、上記
テープを駆動して当該テープの重なり部分を上記クリア
ランスに供給することを特徴とするパイプ製造方法であ
る。
【０００９】また、請求項２記載の構成は、端部を重な
り合わせた状態で螺旋状に巻回されたテープを担持する
マンドレルおよびマンドレルにクリアランスを隔てて対
向するホーンを含み、上記テープの重なり部分を、ホー
ンとマンドレルとで挟圧して超音波溶着する超音波式溶
着機構と、テープの重なり部分を順次上記クリアランス
に供給するテープ供給機構とを備えたパイプ製造装置に
おいて、上記超音波式溶着機構は、マンドレルを固定さ
せる固定手段を含み、上記テープ供給機構は、固定され
たマンドレル上でテープを駆動するものであることを特
徴とするパイプ製造装置である。
【００１０】また、請求項３記載の構成は、請求項２記
載のパイプ製造装置において、上記クリアランスは、当
該テープの一枚分の厚さに設定されているものである。
また、請求項４記載の構成は、請求項２または３記載の
パイプ製造装置において、上記ホーンは、マンドレルの
外周面に沿う湾曲凹面によって上記クリアランスを区画
しているものである。
【００１１】また、請求項５記載の構成は、請求項２、
３、または４記載のパイプ製造装置において、上記テー
プ供給機構は、上記テープの重なり部分を上記クリアラ
ンスに案内する案内手段をさらに含んでいるものであ
る。また、請求項６記載の構成は、請求項２、３、４、
または５記載のパイプ製造装置において、溶着されたテ
ープを裁断してパイプに成形する裁断機構をさらに備え
たものである。
【００１２】また、請求項７記載の構成は、請求項２、
３、４、５、または６記載のパイプ製造装置において、
上記マンドレルは、中空に形成されており、マンドレル
の内部に冷却風を供給する空冷機構をさらに備えている
ものである。
【００１３】
【作用】請求項１または２記載の構成では、マンドレル
を固定した状態でテープが駆動され、当該テープの重な
り部分が順次溶着される。また、マンドレルが固定され
ることにより、ホーンとの間に区画されるクリアランス
が安定する。また、請求項３記載の構成では、テープの
重なり部分がホーンとマンドレルの間で扱かれた状態で
溶着されることになる。
【００１４】また、請求項４記載の構成では、クリアラ
ンスを区画する面積が広くなる。また、請求項５記載の
構成では、案内手段によって、テープの重なり部分が確
実にクリアランス内に供給され、テープの角度ずれを阻
止することになる。また、請求項６記載の構成では、溶
着されたテープが連続的に裁断され、パイプに成形され
る。
【００１５】また、請求項７記載の構成では、溶着時に
マンドレルに伝導する熱は、冷却空気に吸収されること
になる。
【００１６】
【実施例】以下、添付図面を参照しつつ本発明の好まし
い実施例について詳述する。図１は、本実施例の主要部
を示す正面拡大略図であり、図２は、本実施例のパイプ
製造装置の概略構成を示す正面略図であり、図３は、図
２のパイプ製造装置の平面略図であり、図４は、図２の
パイプ製造装置の側面略図であり、図５は図２のパイプ
製造装置に採用されているマンドレルおよびホーンの概
略構成を示しており、（Ａ）は一部を破断して示す正面
図、（Ｂ）は側面図である。
【００１７】本実施例の方法ないし装置は、加湿器や調
湿器等に用いられる通湿膜中空管を製造するためのもの
であり、その材料としては、フッ素樹脂製の基材の両面
に、ポリエチレンテレフタレート製の不織布を積層して
一体形成された、例えば３０ｍｍ幅のテープＴを用いて
いる。先ず、図２ないし図４を参照して、本実施例の装
置は、テープＴを超音波溶着法によりパイプ状に溶着す
る超音波式溶着機構１０と、超音波式溶着機構１０にテ
ープＴを供給するテープ供給機構２０と、溶着されたテ
ープＴを所定の長さに裁断してパイプＰを形成する裁断
機構３０と、裁断されたパイプＰをストックするストッ
ク機構４０と、空冷機構５０とを備えている。
【００１８】上記超音波式溶着機構１０は、略水平に配
設されたマンドレル１１を備えている。マンドレル１１
は、剛性の高い中空のステンレス製品であり、その外周
面は、滑りを良くするために研磨等の表面処理が施され
た円形断面形状に形成されている。本実施例のマンドレ
ル１１は、固定手段としての固定台１２を貫通してお
り、この固定台１２の上面、および両側面から螺合する
３つの六角穴ボルト１２Ａによって、回転不能な状態で
定位置に固定されている。固定台１２は、超音波式溶着
機構１０全体を担持する基台１３に立設された柱体１４
に取り付けられている。また、この柱体１４の頂部に
は、装置全体を操作するための操作装置１５が取り付け
られている。
【００１９】マンドレル１１の所定位置には、図示しな
い振動子に連結されたホーン１７が対向しており、図５
に示すように、一定の間隔Ｃを区画している。図５
（Ａ）に示すように、本実施例のホーン１７は、上記マ
ンドレル１１の外周面に沿う湾曲凹面１７Ａを備えてお
り、この湾曲凹面１７Ａによって、上記クリアランスＣ
を区画している。本実施例において、上記クリアランス
Ｃは、テープＴの一枚分の厚さに設定されている。
【００２０】次に、図１および図２を参照して、上記テ
ープ供給機構２０は、超音波式溶着機構１０を担持する
基台１３の上に併設されたベルト装置２１と、ベルト機
構２１により搬送されるテープＴに対し、上記クリアラ
ンスＣの上流側でテープＴに張力を付与する自動張力調
整装置２２とを備えている。図１を参照して、上記ベル
ト装置２１は、無端ベルト２１Ａと、無端ベルト２１Ａ
が巻回された一対のプーリ２１Ｂ、２１Ｃとを備えてお
り、一方のプーリ（例えばプーリ２１Ｂ）を例えば７５
０ｒ．ｐ．ｍ．で駆動し、無端ベルト２１Ａによって、
一部が重なり合った状態で螺旋形に巻回された溶接済の
テープＴをマンドレル１１上で回転させることにより、
上記テープＴの重なり部分Ｔ１を上記クリアランスＣに
順次搬送するとともに、超音波式溶着機構１０の下流側
にある裁断機構３０に加工済のテープＴを搬送するため
のものである。
【００２１】より詳細に説明すると、上記無端ベルト２
１Ａは、ゴム材と布材を張り合わせて形成された、幅３
０ｍｍ、厚さ４ｍｍのタイミングベルトであり、一方の
プーリ２１Ｂから他方のプーリ２１Ｃにわたり、さら
に、他方のプーリ２１Ｃからマンドリル１１上のパイプ
Ｐを一周して、上記一方のプーリ２１Ｂに戻っているも
のである。
【００２２】また、図２を参照して、上記張力調整装置
２２は、吊り上げプーリ２２Ａと、吊り上げプーリ２２
Ａの上でウエイト２２Ｂと釣合って、供給されるべきテ
ープＴの下面を受ける移動プーリ２２Ｃと、移動プーリ
２２Ｃに掛けられたテープＴの上下流側でテープＴの上
面を受ける一対の固定プーリ２２Ｄ、２２Ｅとを備えて
おり、上記ウエイト２２Ｂと移動プーリ２２Ｃの釣合い
荷重や釣合い位置を変更することにより、上記固定プー
リ２２Ｄ、２２Ｅと移動プーリ２２Ｃとの間でテープＴ
の張力を所定の値に維持するためのものである。また、
この張力調整装置２２を設けることにより、テープＴ
は、クリアランスＣと移動プーリ２２Ｃとの間で一定の
張力が付与されるとともに、搬送される方向が規制され
ることになる。従って、張力調整装置２２は、テープＴ
をクリアランスＣに案内するための案内手段をも構成す
ることになる。なお、テープ供給機構２０は、テープＴ
を案内するテープガイド２３を含んでいる。このテープ
ガイド２３は、上記基台１３の上に立設されて、テープ
Ｔを上記クリアランスＣに案内している。
【００２３】次に、裁断機構３０は、サーボモータ３１
と、サーボモータ３１によって回転する回転カッタ３２
とを備えており、テープ供給機構２０と連動して、上記
ベルト装置２１が溶着済のテープＴを所定量搬送した際
に、これを裁断して、パイプＰに形成するためのもので
ある。具体的には図示していないが、上記裁断機構３０
はハンドを備えており、このハンドによって、裁断され
たパイプＰをストック機構４０に搬送するようにしてい
る。
【００２４】ストック機構４０は、上記ハンドによって
搬送されたパイプＰを整列させて搬送する整列コンベヤ
ー４１と、整列コンベヤー４１によって搬送されたパイ
プＰをストックするストック棚４２とを備えている。図
４を参照して、上記整列コンベヤー４１は、突起４１Ａ
を有する無端ベルト４１Ｂを周回させることにより、パ
イプＰを整列させて、上記ストック棚４２にパイプＰを
搬送するためのものである。また、上記ストック棚４２
の底部には、斜めに傾斜した可動板４２Ａと可動板４２
Ａを振動させるバイブレータ４２Ｂとが設けられてお
り、バイブレータ４２Ｂで可動板４２Ａを振動させなが
らパイプＰを整列させ、ストック棚４２内にストックす
るようにしている。
【００２５】次に、図１および図２を参照して、上述し
たように本実施例のマンドレル１１は、中空に形成され
ており、このマンドレル１１の内部には、冷却機構５０
によって冷却空気が供給される。より詳細に説明する
と、上記基台１３には、マンドレル１１の内部に空気を
導入可能なファン５１、ファン５１からの冷却空気の風
量を規制する調整バルブ５２、および調整された冷却空
気の風圧を計測する風圧計器５３が併設されている。こ
れらは、同一の配管５４を介して連通している。さら
に、配管５４は、ジョイント５５を介して、配管５６と
連通している。この配管５６は、六角穴ボルト５７によ
り、軸方向に取付け位置を変更可能にマンドレル１１の
内部に固定されている。これにより、ファン５１を回転
させることによって、マンドレル１１内に冷却空気を供
給するようにしている。
【００２６】次に、本実施例の作用について説明する。
上記構成によれば、テープ供給機構２０のベルト装置２
１を駆動して、テープＴの重なり部分Ｔ１を上記マンド
レル１１とホーン１７の間のクリアランスＣに供給する
と、テープＴの重なり部分Ｔ１は、マンドレル１１とホ
ーン１７の間で挟圧された状態で順次溶着され、その後
は、ベルト装置２１によって裁断機構３０に搬送され
る。そして、裁断機構３０の回転カッタ３２に裁断され
た後、ストック機構４０のストック棚４２にストックさ
れる。
【００２７】上述したように、本実施例では、固定台１
２によって、マンドレル１１が固定されており、この状
態でテープＴが駆動されて、当該テープＴの重なり部分
Ｔ１を上記クリアランスＣに供給している。従って、ホ
ーン１７とマンドレル１１の間に区画されるクリアラン
スＣが安定し、高速（例えば、ベルト装置２１による接
着済のパイプＰの搬送速度で１５ｍ／ｍｉｎ．以上の速
度）で製品の機械的強度や液密性の接着性能を得ること
ができるという利点がある。
【００２８】さらに、上記クリアランスＣは、当該テー
プＴの一枚分の厚さに設定されているので、上記溶着時
においては、テープＴの重なり部分Ｔ１がホーン１７と
マンドレル１１の間で扱かれた状態で溶着されることに
なる。このテープＴの重なり部分Ｔ１の扱き特性は、マ
ンドレル１１を固定することにより、一層安定する。従
って、この点からも、ホーン１７とマンドレル１１との
圧力が安定し、高い接着性能を得ることができるという
利点がある。
【００２９】さらに、本実施例の構成では、上記ホーン
１７が、マンドレル１１の外周面に沿う湾曲凹面１７Ａ
によって上記クリアランスＣを区画しているので、クリ
アランスＣを区画する面積が広くなる。従って、上記面
積が広くなる分だけ、溶着部分の角度ずれを阻止するこ
とができるという利点がある。しかも、本実施例におい
ては、テープＴを供給する際にテープＴに張力を付与す
る張力調整装置２２が、テープＴの重なり部分Ｔ１を上
記クリアランスＣに案内する案内手段としても作用する
ので、一層確実にクリアランスＣ内に供給され、テープ
Ｔの角度ずれを阻止することになる。従って、本実施例
では、この点からも、一層溶着部分の角度ずれを阻止す
ることができるという利点がある。
【００３０】さらに、本実施例の構成では、裁断機構３
０によって溶着済のテープＴを連続的にパイプＰに成形
することが可能になるので、一層加工効率が向上し、高
速で製品を製造することが可能になるという利点があ
る。また、本実施例では、マンドレル１１を中空に形成
し、空冷機構５０のファン５１によって、上記マンドレ
ル１１の内部に冷却空気を供給しているので、溶着時に
マンドレル１１に伝導する熱は、冷却空気に吸収される
ことになる。従って、本実施例では、上述のような高速
運転を行なっても、テープＴが熱影響を受ける虞れもな
く、この点からも製品の機械的強度や液密性を維持する
ことができるという利点がある。
【００３１】このように、本実施例によれば、製品の機
械的強度や液密性を高く維持した状態で、テープＴを高
速で走行させ、もって、製造時間の短縮を図ることがで
きるという顕著な効果を奏する。なお、上述した実施例
は、本発明の好ましい具体例を例示したものに過ぎず、
特許請求の範囲に記載された範囲内で種々の設計変更が
可能であることは、云うまでもない。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
または２記載の構成では、ホーンとマンドレルが固定さ
れることにより、両者間に区画されるクリアランスが安
定するので、高速運転を行なっても超音波溶着の性能要
因であるホーンとマンドレルとの圧力が安定する結果、
高速で製品の機械的強度や液密性の接着性能を得ること
ができるという利点がある。
【００３３】また、請求項３記載の構成では、テープの
重なり部分がホーンとマンドレルの間で扱かれた状態で
溶着されることになるので、請求項２記載の効果と相俟
って、一層ホーンとマンドレルとの圧力が安定し、高い
接着性能を得ることができるという利点がある。また、
請求項４記載の構成では、クリアランスを区画する面積
が広くなるので、その分、溶着部分の角度ずれを阻止す
ることができるという利点がある。
【００３４】また、請求項５記載の構成では、案内手段
によって、テープの重なり部分が確実にクリアランス内
に供給され、テープの角度ずれを阻止することになるの
で、請求項４記載の構成と相俟って、溶着部分の角度ず
れを阻止することができるという利点がある。また、請
求項６記載の構成では、裁断機構によって溶着済のテー
プを連続的にパイプに成形することが可能になるので、
一層加工効率が向上し、高速で製品を製造することが可
能になるという利点がある。
【００３５】また、請求項７記載の構成では、溶着時に
マンドレルに伝導する熱が冷却空気に吸収されるので、
高速運転を行なってもテープが熱影響を受ける虞れもな
く、この点からも製品の機械的強度や液密性を維持する
ことができるという利点がある。従って、本発明によれ
ば、製品の機械的強度や液密性を高く維持した状態で、
テープを高速で走行させ、もって、製造時間の短縮を図
ることができるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の主要部を示す正面拡大略図である。
【図２】本実施例のパイプ製造装置の概略構成を示す正
面略図である。
【図３】図２のパイプ製造装置の平面略図である。
【図４】図２のパイプ製造装置の側面略図である。
【図５】図２のパイプ製造装置に採用されているマンド
レルおよびホーンの概略構成を示しており、（Ａ）は一
部を破断して示す正面図、（Ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
１０ 超音波式溶着機構 １１ マンドレル １７ ホーン １７Ａ 湾曲凹面 ２０ テープ供給機構 ２２ 張力調整装置（案内手段） ３０ 裁断機構 ４０ ストック機構 ５０ 空冷機構 Ｃ クリアランス Ｐ パイプ Ｔ テープ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】マンドレル(11)の周面に、端部を重なり合
    わせた状態で螺旋状にテープ(T) を巻回し、 巻回されたテープ(T) の重なり部分(T1)を、ホーン(17)
    と上記マンドレル(11)とで挟圧して超音波溶着するパイ
    プ製造方法において、 定位置にあるホーン(17)に対し、上記マンドレル(11)を
    停止させた状態でクリアランス(C) を隔てて対向させ、
    上記テープ(T) を駆動して当該テープ(T) の重なり部分
    (T1)を上記クリアランス(C) に供給することを特徴とす
    るパイプ製造方法。
  2. 【請求項２】端部を重なり合わせた状態で螺旋状に巻回
    されたテープ(T) を担持するマンドレル(11)およびマン
    ドレル(11)にクリアランス(C) を隔てて対向するホーン
    (17)を含み、上記テープ(T) の重なり部分(T1)を、ホー
    ン(17)とマンドレル(11)とで挟圧して超音波溶着する超
    音波式溶着機構(10)と、 テープ(T) の重なり部分(T1)を順次上記クリアランス
    (C) に供給するテープ供給機構(20)とを備えたパイプ製
    造装置において、 上記超音波式溶着機構(10)は、マンドレル(11)を固定さ
    せる固定手段(12)を含み、 上記テープ供給機構(20)は、固定されたマンドレル(11)
    上でテープ(T) を駆動するものであることを特徴とする
    パイプ製造装置。
  3. 【請求項３】請求項２記載のパイプ製造装置において、 上記クリアランス(C) は、当該テープ(T) の一枚分の厚
    さに設定されているものである。
  4. 【請求項４】請求項２または３記載のパイプ製造装置に
    おいて、 上記ホーン(17)は、マンドレル(11)の外周面に沿う湾曲
    凹面(17A) によって上記クリアランス(C) を区画してい
    るものである。
  5. 【請求項５】請求項２、３、または４記載のパイプ製造
    装置において、 上記テープ供給機構(20)は、上記テープ(T) の重なり部
    分(T1)を上記クリアランス(C) に案内する案内手段(22)
    をさらに含んでいるものである。
  6. 【請求項６】請求項２、３、４、または５記載のパイプ
    製造装置において、 溶着されたテープ(T) を裁断してパイプ(P) に成形する
    裁断機構(30)をさらに備えたものである。
  7. 【請求項７】請求項２、３、４、５、または６記載のパ
    イプ製造装置において、 上記マンドレル(11)は、中空に形成されており、 マンドレル(11)の内部に冷却風を供給する空冷機構(50)
    をさらに備えているものである。
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