異種金属管の接続構造及び接合方法
【課題】強度及び気密性に優れ、しかも部品点数と工程とを減らしてより低コストに製作し得る、異種金属管の簡便な接続構造を提供する。
【解決手段】金属蛇腹管Ｘ側の接続部がニップル２に接合され、このニップル２は、内面に蛇腹５が接合されると共に外面に補強部３が被覆された基部２ａと金属管Ｙ側に延出した接続端部２ｂとを有する一方、金属管Ｙ側の接続部は、前記ニップル２の接続端部２ｂが挿入可能な接続端部６とこの外周に挿入されたスリーブ７とを有し、前記蛇腹管Ｘの接続端部２ｂが前記金属管Ｙの接続端部６に挿入され、更に、蛇腹管Ｘに被覆された補強部３と金属管Ｙの接続端部６とを跨いで前記スリーブ７が外挿されると共に、蛇腹管Ｘのニップル２と金属管Ｙの接続端部６とが熱硬化性樹脂８により接着されてなる異種金属管の接続構造。
【解決手段】金属蛇腹管Ｘ側の接続部がニップル２に接合され、このニップル２は、内面に蛇腹５が接合されると共に外面に補強部３が被覆された基部２ａと金属管Ｙ側に延出した接続端部２ｂとを有する一方、金属管Ｙ側の接続部は、前記ニップル２の接続端部２ｂが挿入可能な接続端部６とこの外周に挿入されたスリーブ７とを有し、前記蛇腹管Ｘの接続端部２ｂが前記金属管Ｙの接続端部６に挿入され、更に、蛇腹管Ｘに被覆された補強部３と金属管Ｙの接続端部６とを跨いで前記スリーブ７が外挿されると共に、蛇腹管Ｘのニップル２と金属管Ｙの接続端部６とが熱硬化性樹脂８により接着されてなる異種金属管の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼製パイプと軽金属製パイプ等、異種金属管の接続技術に関し、特に、自動車用エアコンの冷媒回路に用いられる振動吸収管の接続構造及び接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車体の軽量化を目的として自動車用エアコンの冷媒回路の配管にはアルミニウム合金製配管が使用されているが、コンプレッサ等で発生する振動が配管を共振させ騒音を引き起こすおそれがある。そこで、配管の共振を抑制するために、従来はゴムと樹脂とからなる複合ホースが配管の途中に組み込まれて使用されていた。
【０００３】
ところで、自動車用のエアコンの冷媒として、オゾン層の破壊物質であるフロンに代えてＨＦＣ１３４ａが多く用いられている。しかし、このＨＦＣ１３４ａは、オゾン破壊係数はゼロであるが、地球温暖化係数が高く温暖化促進の原因となりつつある。このため、ＨＦＣ１３４ａ代替物質として、温暖化係数の小さい、自然系冷媒であるＣＯ２冷媒を使用することが推奨されつつある。
【０００４】
ところが、ＣＯ２冷媒を使用する場合、冷媒回路配管の耐熱温度がＨＦＣ１３４ａ冷媒の１２０〜１４０℃に対し１４０〜１８０℃を要するとともに、吐出圧力もＨＦＣ１３４ａ冷媒の１.７〜１.８ＭＰaに対し１３〜１５ＭＰａを要する。
【０００５】
このため、従来の様なゴムと樹脂とからなる複合ホースではこの様な高温高圧仕様には耐えられないため、代わってステンレス鋼製の蛇腹管を有する振動吸収管が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、このステンレス鋼製の振動吸収管は、管壁が金属製であるため従来のゴムと樹脂とからなる複合ホースに比して格段に優れた耐ガス透過性を有し、冷媒を外に漏らすことがない。従って、このステンレス鋼製の振動吸収管はＣＯ２冷媒のみならず、現状のＨＦＣ１３４ａ冷媒等に対しても冷媒の外気への漏洩量をゼロに近付ける目的で使用が進められている。
【０００６】
ところが、この振動吸収管を冷媒回路に組み込む際には以下の問題がある。即ち、振動吸収管の蛇腹部分は、加工性と強度の問題から現状ではステンレス鋼しか用いることができない。一方、冷媒回路配管は、車体の軽量化とコストを考慮するとステンレス鋼に変更することは困難であり、現状のアルミニウム（またはアルミニウム合金）製を用いることが必要とされている。従って、ステンレス鋼製の振動吸収管とアルミニウム製の配管とを接合する必要がある。
【０００７】
しかしながら、これらの金属製のパイプ同士を単に機械的に嵌合させたり、螺合させたりする方法によっては、信頼性のある高強度かつ高気密性を有する接合部を得ることは非常に難しい。また、アルミニウムとステンレス鋼とを溶接やロウ付けで接合すると、接合部に脆い金属間化合物が生成しやすいために、この場合も信頼性のある高強度かつ高気密性を有する接合部を得ることは非常に困難である。
【０００８】
尚、鉄系材料とアルミニウムとの接合方法として、鉄系材料からなる母材の表面に荒加工を施して凹凸を形成した後、アルミニウム層を仮形成し、このアルミニウム層を表面側から押圧しながら、高周波加熱することにより、Ｆｅ−Ａｌの金属間化合物からなる拡散層を形成する方法が開示されている（特許文献２参照）。
しかしながら、この方法は金属間化合物からなる拡散層を形成することによって、母材表面の耐磨耗性や平滑度を向上させることを目的とするものであり、金属間化合物を形成する限り、信頼性のある高強度かつ高気密性を有する接続構造は得られない。
【０００９】
そこで、本発明者等は、係る問題を解決すべく既に異種金属管の接続構造を提案した。この先願発明に係る異種金属管の接続構造について、以下添付図４を参照しながら説明する。図４は、先願発明の実施形態に係るステンレス蛇腹管とアルミ管との接続構造を示す部分縦断面図である。
【００１０】
この先願発明に係る異種金属管の接続構造は、蛇腹１５の外面に補強部１３を有する金属蛇腹管Ａと、この蛇腹管Ａと材質の異なる金属管Ｂとが一体的に接続されてなるものである。
【００１１】
そして、前記蛇腹管Ａ側の接続部は、その内側から外側に向かって蛇腹管Ａの直管部１１、ニップル１２、蛇腹管Ａの補強部１３及び締結カラー１４の順に嵌合、固着されて構成されており、且つ該ニップル１２は該補強部１３に接合された基部１２-１と前記補強部１３及び締結カラー１４の端面より金属管Ｂ側に延出した接続端部１２-２を有すると共に、該締結カラー１４は同金属管Ｂ側に位置する小径部１４-１とこれと連続して金属蛇腹管Ａの蛇腹側に位置する大径部１４-２とを有している。
【００１２】
一方、金属管Ｂ側の接続部は、金属管Ｂの接続端部１６とこの接続端部１６の外側に固着されスリーブ１７で構成され、該スリーブ１７は同接続端部１６に接合する基部１７-１と前記金属蛇腹管Ａ側に延出した嵌合端部１７-２を有している。そして、前記金属管Ｂにおける前記スリーブ１７の嵌合端部１７-２が金属蛇腹管Ａにおける締結カラー１４の小径部１４-１に外嵌されている。
【００１３】
更に、金属蛇腹管Ａにおける補強部１３及び締結カラー１４の端面と金属管Ｂの接続端部１６の端面とが当接または近接の状態で、同ニップル１２）の接続端部１２-２外面と同金属管Ｂの接続端部１６内面が熱硬化性樹脂１８により接着、固定されている（特許文献３）。
【００１４】
上記異種金属管の接続構造によれば、強度と気密性に優れる異種金属管接続構造が得られ、自動車用エアコンのＣＯ２冷媒回路にも適用可能であるが、蛇腹管Ａ側の接続部の製作には、前記締結カラー１４の外周から加締めて、この締結カラー１４と蛇腹管Ａのニップル１２とを補強部１３を介して一体的に固着させる一方、この蛇腹管Ａをアルミ管Ｂ側と接続する際にも、スリーブ１７の外周から加締めて、このスリーブ１７とアルミ管Ｂの接合端部１６と蛇腹管Ａのニップル１２の接続端部１２−２とを圧着して一体化する必要がある。
【特許文献１】特開２００２−１９５４７４号公報
【特許文献２】特開平７−３１０１６１号公報
【特許文献３】特許第４０６２３２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
即ち、本発明は、上記先願発明において締結カラー１４とスリーブ１７の両部品を用い、別工程において夫々を加締めて締結しなくてはならないという問題に鑑みてなされたものであって、強度および気密性に優れ、しかも部品点数と工程とを減らしてより低コストに製作し得る、異種金属管の簡便な接続構造及び接続方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る異種金属管の接続構造が採用した手段は、蛇腹管の外周に補強部を有する金属蛇腹管と、この蛇腹管と材質の異なる金属管とが一体的に接続されてなる異種金属管の接続構造において、前記金属蛇腹管側の接続部は、この蛇腹管の端部が直管部をなしてニップルに接合され、このニップルは、内面に前記金属蛇腹管の直管部が接合されると共に外面に前記補強部を被覆された基部と、前記金属蛇腹管の直管部及び補強部の端面より金属管側に延出した接続端部とを有している。
【００１７】
一方、前記金属管側の接続部は、前記ニップルの接続端部が挿入可能な内径を有する接続端部と、この接続端部の外周に挿入されたスリーブとを有し、前記金属蛇腹管に接合されたニップルの接続端部が、前記金属管の接続端部に挿入され、更に、前記金属蛇腹管のニップルの基部に被覆された補強部と前記金属管の接続端部とを跨いで前記スリーブが外挿されると共に、前記金属蛇腹管のニップルの外面と前記金属管の接続端部の内面とが熱硬化性樹脂により接着されてなることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の請求項２に係る異種金属管の接続構造が採用した手段は、請求項１に記載の異種金属管の接続構造において、前記スリーブ、前記金属管の接続端部及び前記金属蛇腹管のニップルの接続端部と、前記スリーブ、前記金属蛇腹管のニップルの基部及び両者間に介在する補強部とが夫々加締めにより締結されてなることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の請求項３に係る異種金属管の接続構造が採用した手段は、請求項１又は２に記載の異種金属管の接続構造において、前記金属蛇腹管がステンレス蛇腹管であり、前記金属管がアルミニウム管であることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の請求項４に係る異種金属管の接続構造が採用した手段は、請求項１〜３のうちの何れか一つの項に記載の異種金属管の接続構造において、前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂であることを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の請求項５に係る異種金属管の接続方法が採用した手段は、蛇腹管の外周に補強部を有する金属蛇腹管と、この蛇腹管と材質の異なる金属管とを一体的に接続する異種金属管の接続方法において、前記金属蛇腹管側の接続部は、この蛇腹管の端部を直管部をなしてニッブルに接合し、このニップルは、内面に前記金属蛇腹管の直管部が接合されると共に外面に前記補強部が被覆された基部と、前記金属蛇腹管の直管部及び補強部の端面より金属管側に延出した接続端部とを有している。
【００２２】
一方、前記金属管側の接続部は、前記ニップルの接続端部が挿入可能な内径を有する接続端部と、この接続端部の外周に挿入されたスリーブとを有し、前記金属蛇腹管のニップルの外面と前記金属管の接続端部の内面との隙間に熱可塑性樹脂を介在させた後、前記金属蛇腹管に接合されたニップルの接続端部を、前記金属管の接続端部に挿入し、更に、前記金属蛇腹管のニップルの基部に被覆された補強部と前記金属管の接続端部とを跨いで前記スリーブを外挿し、前記金属管の接続端部及び前記金属蛇腹管の接続端部を加熱し、前記熱硬化性樹脂を硬化させて接着することを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の請求項６に係る異種金属管の接続構造が採用した手段は、請求項５に記載の異種金属管の接続方法において、前記スリーブ、前記金属管の接続端部及び前記金属蛇腹管のニップルの接続端部を加締めると同時に、前記スリーブ、前記金属蛇腹管のニップルの基部及び両者間に介在する補強部を加締め、その後、前記金属管と前記金属蛇腹管の接続領域を加熱し、前記熱硬化性樹脂を硬化させて接着することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明により、強度および気密性に優れ、しかも部品点数と工程とを減らしてより低コストに製作し得る、異種金属管の簡便でコンパクトな接続構造及び接続方法を提供することができる。そして、ステンレス鋼製の蛇腹管とアルミニウム合金管を接続してなる異種金属管接続構造を、自動車用エアコンのＣＯ２冷媒回路に有利に適用することが容易となり、地球環境への負荷の低減と、車体の軽量化とを両立させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、添付図１〜３を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
図１は本発明に係る典型的な実施形態であり、自動車用エアコンに用いられるＣＯ２冷媒回路の途中に、振動吸収管としてのステンレス鋼製の金属蛇腹管（以下、ステンレス蛇腹管あるいは蛇腹管と略称することがある）と回路配管としてのアルミニウム合金製金属管（以下、アルミ管と略称することがある）とを接続した本発明の好ましい接続構造を示したものである。そして、図２及び図３は接続前の各単体側の接続部の構造を示したもので、図２はステンレス蛇腹管側、図３はアルミ管側を示している。
【００２７】
そこで、図１の最終的な接続構造に至る製作方法を含めて、図２及び図３をもとに本発明の内容を詳細に説明して行く。
【００２８】
ステンレス蛇腹管Ｘは、図２の様に、中央部に形成されたステンレス製の蛇腹５、この蛇腹５の端部に形成された直管部１、並びにその外周に被覆して設けられたアラミド繊維のブレード層である補強部３とからなる。
【００２９】
そして、このステンレス蛇腹管Ｘ側の接続部は、前記蛇腹管Ｘを構成する蛇腹５の直管部１に接合されたステンレス製のニップル２を有している。このニップル２は、内面に前記蛇腹５の直管部１が接合されると共に外面に前記補強部３を被覆された基部２ａと、前記蛇腹５の直管部１及び補強部３の端面より金属管側に延出した接続端部２ｂとを有している。そして、前記ニップル２の基部２ａには、その外周に周溝４ａが２列設けられ、接続端部２ｂの端側には、その外周に断面が鋸歯状の形状を有する鋸歯状溝４ｂが設けられている。
【００３０】
そして、蛇腹管Ｘ側の接続部の製作は、先ず、ニップル２の基部２ａを、蛇腹５の直管部１の外面を覆う様にして、蛇腹５の先端に当接するまで嵌入して嵌合させた後、前記ニップル２の内面と直管部１の外面、ニップル２の蛇腹５側の端面とこれに接する蛇腹面とをそれぞれロウ付けすることにより、ニップル２と蛇腹管Ｘとを接合する。
【００３１】
その後、ブレード機によりアラミド繊維を、前記ニップル２の基部２ａまで被覆する様に編組することにより補強部３を設ける。尚、蛇腹管Ｘに、アラミド繊維をブレードする前に、蛇腹部の緩衝用として蛇腹の谷部にゴムまたは熱可塑性エラストマーが埋め込まれていても良い。また、前記補強部３が編組された後、
この補強部３の端部近傍の表面に接着剤を塗布しておくのが好ましい。この蛇腹管Ｘのニップル２を後述するアルミ管Ｙとスリーブ７に挿入する際、この補強部３の端部がほつれるのを防止できるからである。
【００３２】
この様な接着剤としては、補強部３を接着可能なものであれば特にその種類を限定するものではないが、自動車用エアコンの冷媒回路等高温に曝される用途に用いる場合は、耐熱性を有するアクリルゴム系接着剤等を用いるのが好ましい。
【００３３】
一方、アルミ管Ｙ側の接続部は、図３の様にアルミ管Ｙの接続端部６とこの接続端部６の外周に挿入されたスリーブ７で構成されている。
このアルミ管Ｙ側の接続部の製作は、先ず、アルミ管Ｙの端部を、前記ステンレス蛇腹管Ｘのニップル２の接続端部２ｂの外径よりも少し大きくなる様に拡径（拡管）処理を施して接続端部６を形成する。
【００３４】
次に、接続端部６の外径より少し大きな内径を有し、且つ前記ニップル２の全長より少し長めの長さを有するステンレス製のスリーブ７を準備する。
【００３５】
そして、アルミ管Ｙの接続端部６の外周にこのスリーブ７を挿入し、摺動可能に緩く嵌合する。スリーブ７は、アルミ管Ｙの接続端部６に嵌合する基部７ａと、前記接続端部６から離脱、延出した端側の延出端部７ｂとが連続した形状を有しており、後述する様に、このスリーブ７の基部７ａとアルミ管Ｙ（接続端部６）が前記蛇腹管Ｘのニップル２の接続端部２ｂに、また、このスリーブ７の延出部７ｂが前記蛇腹管Ｘの補強部３を介してニップル２の基部２ａに加締込まれて、前記アルミ管Ｙと蛇腹管Ｘが接続されるのである。
【００３６】
さて、この様にして製作準備されたステンレス蛇腹管Ｘ側並びにアルミ管Ｙ側の接続部を一体的に接続する方法について、主として図１を用いて説明する。
【００３７】
先ず、ステンレス蛇腹管Ｘ側におけるニップル２の接続端部２ｂの外面に、ガラス転移点が１４０℃以上のエポキシ樹脂（接着剤）８を塗布する。塗布する領域は、本実施形態では接続端部２ａの基部側の平滑面（先端側の鋸歯状を含めた接続端部２ａの全面である必要はない）とする。
【００３８】
エポキシ樹脂（接着剤）８の塗布が終わると、蛇腹管Ｘとアルミ管Ｙの接続作業に先立ち、予め用意した熱収縮性を有するシリコーンゴムからなる電食保護チューブ９を、蛇腹管Ｘのニップル２から外挿し、図２の様に補強部３の後方の位置に、補強部３とは隙間ができるほど緩く装着しておく。
【００３９】
次いで、蛇腹管Ｘのニップル２に形成された接続端部４ｂを、アルミ管Ｙの接続端部６に挿入し、その端面がアルミ管Ｙの拡径された接続端部６の底部に当接する位置まで嵌入する。これに伴って、接続端部６に嵌合されたスリーブ７の延出端部７ｂも、蛇腹管Ｘのニップル２の外周を被覆した補強部３に外挿される。こうして、アルミ管Ｙの接続端部６と蛇腹管Ｘのニップル２に形成された接続端部４ｂとが、同時に、アルミ管Ｙのスリーブ７の延出端部７ｂと蛇腹管Ｘのニップル２の基部４ａとが補強部３を介して、緩く嵌合した状態でセットされる。
【００４０】
この状態で、締結機（加締装置）により、スリーブ７の基部７ａの外周面をその長さ方向の３箇所求心方向に加締めて、アルミ管Ｙの接続端部６の外面に圧着させる。符号１０ａはこの加締めによって、スリーブ７の外周に形成された３箇所の加締部を示すものである。
【００４１】
このスリーブ７の基部７ａの加締めによって、軟らかいアルミ管Ｙの接合端部６外面が、硬いステンレスのスリーブ７の基部７ａ内面の形状に沿って塑性変形を起こして強固に圧着される。更に、アルミ管Ｙの接合端部６は、その内側のステンレス製のニップル２の接続端部２ｂの外面にも塑性変形を起こして圧着される。
【００４２】
特に、接合端部６の内面のアルミは、ニップル２の接続端部２ｂに形成された鋸歯状溝４ｂに食い込んだ状態で密着する。これらによって、ステンレス蛇腹管Ｘの接続部とアルミ管Ｙの接続部とは強固に締結されて、優れた接続強度が維持されることになる。
【００４３】
そして、スリーブ７の基部７ａの加締めと同時に、締結機（加締装置）により、スリーブ７の延出端部７ｂの外周面をその長さ方向の１箇所求心方向に加締めて、スリーブ７の延出端部７ｂを補強部３を挟み込んで蛇腹管Ｘのニップル２の基部２ａに圧着させる。符号１０ｂはこの加締めによって、スリーブ７の外面に形成された加締部を示すものである。
【００４４】
このスリーブ７の延出部７ｂの加締めによって、スリーブ７とニップル２に挟まれた柔軟な補強部３は、前記スリーブ７の内周形状とニップル２の外周形状に従って変形する結果、ニップル２の基部２ａ外周に形成された周溝４ａの形状に沿って拘束される。そのため、この補強部３の管軸方向に何らかの力が作用したとしても、その端部がスリーブ７からはみ出したり、ほつれたりすることがない。
【００４５】
また、スリーブ７の基部７ａの加締めにより、ニップル２の接続端部２ｂの外面に塗布されたエポキシ樹脂８は、同接続端部２ｂに嵌合されたアルミ管Ｙ側の接合端部６の内面との隙間全周に均一に流動、充填される。そして、この樹脂の充填領域は、図１に示す如く接続端部２ｂの平滑面の塗布領域から更に先端側に拡大され、鋸歯状溝４ｂの半分程度の位置まで達する。
【００４６】
従って、先願発明に係る接続構造（図４）において必要となっていた締結カラー１４が不要となる上、この締結カラー１４を補強部１３を介してニップル１２の基部１２−１に加締める工程も必要なくなるので、材料コストと製作コストを低減可能となる。更に、上記構造におけるスリーブ１７と締結カラー１４との間の隙間がなくなり、接続領域の外形をフラット化させることができるため、外形の美観においても優れているといえる。
【００４７】
さて、前述のスリーブ７の加締めを終えた後に、補強部３の後方に装着しておいた電食保護チューブ９をアルミ管側に移動させて、前記蛇腹管Ｘのニップル２の基部２ａに被覆された補強部３と前記アルミ管Ｙの接続端部６とを跨いで前記スリーブ７を外挿し、両管の接続領域及びその前後を十分覆うようにして装着する。尚、図１においてはこの電食保護チューブ９は下側のみ断面を図示し、上側は割愛している。
【００４８】
そして、この両接続部を１４０〜１６０℃で熱風加熱装置（オーブン）などにより加熱処理して上記隙間に充填したエポキシ樹脂を硬化させて、本発明のステンレス蛇腹管Ｘとアルミ管Ｙの接続が終了し、接続構造（継ぎ手）が完成することになる。
【００４９】
この加熱処理によって、接着強度の高い樹脂膜を形成され、このためアルミ管Ｙと蛇腹管Ｘのニップル２とは高い気密性を持って接続される。
このとき、装着された電食保護チューブ９も熱収縮し、両管の外面に密着し、外部から水などが接続領域のステンレスとアルミ間に侵入することによる電食腐食の発生を有効に防止する。
【００５０】
以上、図示の実施形態についてその概要説明を行ったが、更に、本発明の理解とその実施を容易にすべく、以下において他の実施形態との関連などを含め、本発明ついてより包括的な説明を加えることにする。
【００５１】
本発明において接続対象となる異種金属管については、一方（金属蛇腹管）は補強部を有する金属製の蛇腹管（所謂ベローズ管、コルゲート管を含む）で可撓性、伸縮性を備え、且つ補強部により耐圧性や耐久性が強化されたものである。他方（金属管）は蛇腹を有しない前記蛇腹管と材質の異なる通常の金属製の管である。
【００５２】
前者の材質については実施形態ではステンレス鋼を挙げているが、ステンレス以外の鋼は勿論、他の金属又はその合金でもかまわない。後者の材質についても、実施形態ではアルミ（アルミニウム）合金を挙げたが、アルミ以外の金属又は合金でも使用できる。
【００５３】
金属蛇腹管の補強部は実施形態にアラミド繊維をブレード式に蛇腹の外面に編み上げて層状に被覆したもの挙げたが、繊維についてはビニロン、ナイロン、ポリエステル、及び鋼線他各種のものが使用でき、また編み上げもブレード式に限定はされない。また、繊維以外の樹脂、ゴム系チューブを補強部として用いても差し支えない。
【００５４】
アルミ管Ｙ側の接続部の製作に当って、実施形態ではその端部を拡径（拡管）処理する旨開示したが、こうした加工は蛇腹管Ｘ側の接続部の外径（ニップルの外径）によってその要否と加工の種類が決まるもので、このような事前加工を必要としない場合もあるし、また縮径処理（縮管）を必要とする場合もあり、本発明において上記拡径処理が必ずしも必須としないことは言うまでもない。
【００５５】
金属用蛇腹管のニップル外面とアルミ管の接合端部内面を接着するための熱硬化性樹脂８としては、実施形態で使用したエポキシ樹脂が接着強度に優れ、気密性を高く維持できるために好ましいが、他にも、ポリイミド樹脂などを挙げることができる。エポキシ樹脂としては、脂環型、グリシジルエーテル型、グリシジルエステル型、及びグリシジルアミン型などを例示することができる。
【００５６】
脂環型エポキシ樹脂としては、リサイクリックジエポキシアセタール、アリサイクリックジエポキシアジペート、アリサイクリックジエポキシカルボキシレート、あるいはビニルシクロヘキセンジオキシドなどを例示することができる。また、ポリイミド樹脂としてはピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）、あるいはベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）などが挙げられる。
【００５７】
また、熱硬化性樹脂８の特性として、接続管の高温下での接着強度、気密性を維持させるためには、ガラス転移点が高いものが良く、特に自動車用エアコンの冷媒回路として使用される場合は、１２０℃以上特に１４０℃以上のガラス転移点を持ったものを選択することが望ましい。
【００５８】
また、熱硬化性樹脂８の接着領域は、ニップル２外面とアルミ管接合端部６内面間の隙間全域とすることが好ましいが、実施形態の如く、アルミ管Ｙの接続端部６の端面からニップル２の接続端部２ｂの先端側に向かって、隙間全域に対して３０％以上であれば何ら問題はない。
【００５９】
更に、係る熱硬化性樹脂８を、スリーブ７の延出端部７ｂ内面とニップル２の基部２ａ外面との隙間に、補強部３を介して充填して接着することも、接続強度と気密性を一層高める意味でより好ましいといえる。
【００６０】
また更に、蛇腹管Ｘ側の接続部の製作に当たり、補強部３の端面の長さは、アルミ管Ｙ側と接続した際に、図１に示す如く、アルミ管Ｙ側の接続端部６の端面と重なることなく、多少隙間を生ずる程度の長さとしておくのが良い。この補強部３の端面長さが長すぎると、蛇腹管Ｘ側の接続端部２ｂをアルミ管Ｙ側の接続端部６に挿入したとき、このアルミ管Ｙ側の接続端部６の端面と接触してしわを生じ、スリーブ７を所定位置に外挿するのが困難になるためである。
【００６１】
同様な理由から、アルミ管Ｙ側の接続部の製作に当たっても、接続端部６の長さは、蛇腹管Ｘ側と接続した際に、この蛇腹管Ｘ側の補強部３の端面と重なることなく、多少隙間を生ずる程度の長さとしておくのが良い。
【００６２】
次に、スリーブ７の加締めの方法について、前記実施形態ではその基部７ａの外面を３段で、かつ延出端部７ｂの外面を１段で同時に行う場合を説明したが、これに限られず、平締めや順次加締める方法であっても良い。但し、製作工程の簡素化、前記樹脂の隙間（接着領域）での浸透や均一な充填、或いはニップル２のへたり等を考慮すると、実施形態の様に基部７ａの外面を３段で、かつ延出端部７ｂの外面を１段で同時に行う加締めが最も優れている。
【００６３】
また、前記実施形態においては、ステンレス蛇腹管Ｘとアルミ管Ｙとの最終的な接続構造として、熱収縮性を有するシリコーンゴムで構成された電食保護チューブ９をステンレス蛇腹管Ｘとアルミ管Ｙとの接続領域の外周部に密着させたものを挙げた。この電食保護チューブ９は熱収縮による密着性が優れ、接続領域への水分の浸入などを確実に排除し、電食を防止しうるものであれば、シリコーンゴム以外の他のゴム（ＥＰゴム、二トリルブタジエンゴムなど）や樹脂（ポリエチレン、フッ素樹脂、ポリイミド、テフロン（登録商標）等）等を使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態に係るステンレス蛇腹管とアルミ管との接続構造を示す部分縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るステンレス蛇腹管側の構造を示す部分縦断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るアルミ管側の構造を示す部分縦断面図である。
【図４】先願発明の実施形態に係るステンレス蛇腹管とアルミ管との接続構造を示す部分縦断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
Ａ：（ステンレス）蛇腹管， Ｂ：アルミ管，
１：蛇腹管の直管部，
２：（ステンレス）ニップル， ２ａ：ニップルの基部，
２ｂ：ニップルの接続端部，
３：補強部，
４ａ：周溝， ４ｂ：鋸歯状溝，
５：蛇腹， ６：アルミ管の接続端部，
７：スリーブ， ７ａ：スリーブの基部，
７ｂ：スリーブの延出端部，
８：エポキシ樹脂， ９：電食保護チューブ，
１０ａ，１０ｂ：加締部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼製パイプと軽金属製パイプ等、異種金属管の接続技術に関し、特に、自動車用エアコンの冷媒回路に用いられる振動吸収管の接続構造及び接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車体の軽量化を目的として自動車用エアコンの冷媒回路の配管にはアルミニウム合金製配管が使用されているが、コンプレッサ等で発生する振動が配管を共振させ騒音を引き起こすおそれがある。そこで、配管の共振を抑制するために、従来はゴムと樹脂とからなる複合ホースが配管の途中に組み込まれて使用されていた。
【０００３】
ところで、自動車用のエアコンの冷媒として、オゾン層の破壊物質であるフロンに代えてＨＦＣ１３４ａが多く用いられている。しかし、このＨＦＣ１３４ａは、オゾン破壊係数はゼロであるが、地球温暖化係数が高く温暖化促進の原因となりつつある。このため、ＨＦＣ１３４ａ代替物質として、温暖化係数の小さい、自然系冷媒であるＣＯ２冷媒を使用することが推奨されつつある。
【０００４】
ところが、ＣＯ２冷媒を使用する場合、冷媒回路配管の耐熱温度がＨＦＣ１３４ａ冷媒の１２０〜１４０℃に対し１４０〜１８０℃を要するとともに、吐出圧力もＨＦＣ１３４ａ冷媒の１.７〜１.８ＭＰaに対し１３〜１５ＭＰａを要する。
【０００５】
このため、従来の様なゴムと樹脂とからなる複合ホースではこの様な高温高圧仕様には耐えられないため、代わってステンレス鋼製の蛇腹管を有する振動吸収管が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、このステンレス鋼製の振動吸収管は、管壁が金属製であるため従来のゴムと樹脂とからなる複合ホースに比して格段に優れた耐ガス透過性を有し、冷媒を外に漏らすことがない。従って、このステンレス鋼製の振動吸収管はＣＯ２冷媒のみならず、現状のＨＦＣ１３４ａ冷媒等に対しても冷媒の外気への漏洩量をゼロに近付ける目的で使用が進められている。
【０００６】
ところが、この振動吸収管を冷媒回路に組み込む際には以下の問題がある。即ち、振動吸収管の蛇腹部分は、加工性と強度の問題から現状ではステンレス鋼しか用いることができない。一方、冷媒回路配管は、車体の軽量化とコストを考慮するとステンレス鋼に変更することは困難であり、現状のアルミニウム（またはアルミニウム合金）製を用いることが必要とされている。従って、ステンレス鋼製の振動吸収管とアルミニウム製の配管とを接合する必要がある。
【０００７】
しかしながら、これらの金属製のパイプ同士を単に機械的に嵌合させたり、螺合させたりする方法によっては、信頼性のある高強度かつ高気密性を有する接合部を得ることは非常に難しい。また、アルミニウムとステンレス鋼とを溶接やロウ付けで接合すると、接合部に脆い金属間化合物が生成しやすいために、この場合も信頼性のある高強度かつ高気密性を有する接合部を得ることは非常に困難である。
【０００８】
尚、鉄系材料とアルミニウムとの接合方法として、鉄系材料からなる母材の表面に荒加工を施して凹凸を形成した後、アルミニウム層を仮形成し、このアルミニウム層を表面側から押圧しながら、高周波加熱することにより、Ｆｅ−Ａｌの金属間化合物からなる拡散層を形成する方法が開示されている（特許文献２参照）。
しかしながら、この方法は金属間化合物からなる拡散層を形成することによって、母材表面の耐磨耗性や平滑度を向上させることを目的とするものであり、金属間化合物を形成する限り、信頼性のある高強度かつ高気密性を有する接続構造は得られない。
【０００９】
そこで、本発明者等は、係る問題を解決すべく既に異種金属管の接続構造を提案した。この先願発明に係る異種金属管の接続構造について、以下添付図４を参照しながら説明する。図４は、先願発明の実施形態に係るステンレス蛇腹管とアルミ管との接続構造を示す部分縦断面図である。
【００１０】
この先願発明に係る異種金属管の接続構造は、蛇腹１５の外面に補強部１３を有する金属蛇腹管Ａと、この蛇腹管Ａと材質の異なる金属管Ｂとが一体的に接続されてなるものである。
【００１１】
そして、前記蛇腹管Ａ側の接続部は、その内側から外側に向かって蛇腹管Ａの直管部１１、ニップル１２、蛇腹管Ａの補強部１３及び締結カラー１４の順に嵌合、固着されて構成されており、且つ該ニップル１２は該補強部１３に接合された基部１２-１と前記補強部１３及び締結カラー１４の端面より金属管Ｂ側に延出した接続端部１２-２を有すると共に、該締結カラー１４は同金属管Ｂ側に位置する小径部１４-１とこれと連続して金属蛇腹管Ａの蛇腹側に位置する大径部１４-２とを有している。
【００１２】
一方、金属管Ｂ側の接続部は、金属管Ｂの接続端部１６とこの接続端部１６の外側に固着されスリーブ１７で構成され、該スリーブ１７は同接続端部１６に接合する基部１７-１と前記金属蛇腹管Ａ側に延出した嵌合端部１７-２を有している。そして、前記金属管Ｂにおける前記スリーブ１７の嵌合端部１７-２が金属蛇腹管Ａにおける締結カラー１４の小径部１４-１に外嵌されている。
【００１３】
更に、金属蛇腹管Ａにおける補強部１３及び締結カラー１４の端面と金属管Ｂの接続端部１６の端面とが当接または近接の状態で、同ニップル１２）の接続端部１２-２外面と同金属管Ｂの接続端部１６内面が熱硬化性樹脂１８により接着、固定されている（特許文献３）。
【００１４】
上記異種金属管の接続構造によれば、強度と気密性に優れる異種金属管接続構造が得られ、自動車用エアコンのＣＯ２冷媒回路にも適用可能であるが、蛇腹管Ａ側の接続部の製作には、前記締結カラー１４の外周から加締めて、この締結カラー１４と蛇腹管Ａのニップル１２とを補強部１３を介して一体的に固着させる一方、この蛇腹管Ａをアルミ管Ｂ側と接続する際にも、スリーブ１７の外周から加締めて、このスリーブ１７とアルミ管Ｂの接合端部１６と蛇腹管Ａのニップル１２の接続端部１２−２とを圧着して一体化する必要がある。
【特許文献１】特開２００２−１９５４７４号公報
【特許文献２】特開平７−３１０１６１号公報
【特許文献３】特許第４０６２３２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
即ち、本発明は、上記先願発明において締結カラー１４とスリーブ１７の両部品を用い、別工程において夫々を加締めて締結しなくてはならないという問題に鑑みてなされたものであって、強度および気密性に優れ、しかも部品点数と工程とを減らしてより低コストに製作し得る、異種金属管の簡便な接続構造及び接続方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る異種金属管の接続構造が採用した手段は、蛇腹管の外周に補強部を有する金属蛇腹管と、この蛇腹管と材質の異なる金属管とが一体的に接続されてなる異種金属管の接続構造において、前記金属蛇腹管側の接続部は、この蛇腹管の端部が直管部をなしてニップルに接合され、このニップルは、内面に前記金属蛇腹管の直管部が接合されると共に外面に前記補強部を被覆された基部と、前記金属蛇腹管の直管部及び補強部の端面より金属管側に延出した接続端部とを有している。
【００１７】
一方、前記金属管側の接続部は、前記ニップルの接続端部が挿入可能な内径を有する接続端部と、この接続端部の外周に挿入されたスリーブとを有し、前記金属蛇腹管に接合されたニップルの接続端部が、前記金属管の接続端部に挿入され、更に、前記金属蛇腹管のニップルの基部に被覆された補強部と前記金属管の接続端部とを跨いで前記スリーブが外挿されると共に、前記金属蛇腹管のニップルの外面と前記金属管の接続端部の内面とが熱硬化性樹脂により接着されてなることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の請求項２に係る異種金属管の接続構造が採用した手段は、請求項１に記載の異種金属管の接続構造において、前記スリーブ、前記金属管の接続端部及び前記金属蛇腹管のニップルの接続端部と、前記スリーブ、前記金属蛇腹管のニップルの基部及び両者間に介在する補強部とが夫々加締めにより締結されてなることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の請求項３に係る異種金属管の接続構造が採用した手段は、請求項１又は２に記載の異種金属管の接続構造において、前記金属蛇腹管がステンレス蛇腹管であり、前記金属管がアルミニウム管であることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の請求項４に係る異種金属管の接続構造が採用した手段は、請求項１〜３のうちの何れか一つの項に記載の異種金属管の接続構造において、前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂であることを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の請求項５に係る異種金属管の接続方法が採用した手段は、蛇腹管の外周に補強部を有する金属蛇腹管と、この蛇腹管と材質の異なる金属管とを一体的に接続する異種金属管の接続方法において、前記金属蛇腹管側の接続部は、この蛇腹管の端部を直管部をなしてニッブルに接合し、このニップルは、内面に前記金属蛇腹管の直管部が接合されると共に外面に前記補強部が被覆された基部と、前記金属蛇腹管の直管部及び補強部の端面より金属管側に延出した接続端部とを有している。
【００２２】
一方、前記金属管側の接続部は、前記ニップルの接続端部が挿入可能な内径を有する接続端部と、この接続端部の外周に挿入されたスリーブとを有し、前記金属蛇腹管のニップルの外面と前記金属管の接続端部の内面との隙間に熱可塑性樹脂を介在させた後、前記金属蛇腹管に接合されたニップルの接続端部を、前記金属管の接続端部に挿入し、更に、前記金属蛇腹管のニップルの基部に被覆された補強部と前記金属管の接続端部とを跨いで前記スリーブを外挿し、前記金属管の接続端部及び前記金属蛇腹管の接続端部を加熱し、前記熱硬化性樹脂を硬化させて接着することを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の請求項６に係る異種金属管の接続構造が採用した手段は、請求項５に記載の異種金属管の接続方法において、前記スリーブ、前記金属管の接続端部及び前記金属蛇腹管のニップルの接続端部を加締めると同時に、前記スリーブ、前記金属蛇腹管のニップルの基部及び両者間に介在する補強部を加締め、その後、前記金属管と前記金属蛇腹管の接続領域を加熱し、前記熱硬化性樹脂を硬化させて接着することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明により、強度および気密性に優れ、しかも部品点数と工程とを減らしてより低コストに製作し得る、異種金属管の簡便でコンパクトな接続構造及び接続方法を提供することができる。そして、ステンレス鋼製の蛇腹管とアルミニウム合金管を接続してなる異種金属管接続構造を、自動車用エアコンのＣＯ２冷媒回路に有利に適用することが容易となり、地球環境への負荷の低減と、車体の軽量化とを両立させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、添付図１〜３を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
図１は本発明に係る典型的な実施形態であり、自動車用エアコンに用いられるＣＯ２冷媒回路の途中に、振動吸収管としてのステンレス鋼製の金属蛇腹管（以下、ステンレス蛇腹管あるいは蛇腹管と略称することがある）と回路配管としてのアルミニウム合金製金属管（以下、アルミ管と略称することがある）とを接続した本発明の好ましい接続構造を示したものである。そして、図２及び図３は接続前の各単体側の接続部の構造を示したもので、図２はステンレス蛇腹管側、図３はアルミ管側を示している。
【００２７】
そこで、図１の最終的な接続構造に至る製作方法を含めて、図２及び図３をもとに本発明の内容を詳細に説明して行く。
【００２８】
ステンレス蛇腹管Ｘは、図２の様に、中央部に形成されたステンレス製の蛇腹５、この蛇腹５の端部に形成された直管部１、並びにその外周に被覆して設けられたアラミド繊維のブレード層である補強部３とからなる。
【００２９】
そして、このステンレス蛇腹管Ｘ側の接続部は、前記蛇腹管Ｘを構成する蛇腹５の直管部１に接合されたステンレス製のニップル２を有している。このニップル２は、内面に前記蛇腹５の直管部１が接合されると共に外面に前記補強部３を被覆された基部２ａと、前記蛇腹５の直管部１及び補強部３の端面より金属管側に延出した接続端部２ｂとを有している。そして、前記ニップル２の基部２ａには、その外周に周溝４ａが２列設けられ、接続端部２ｂの端側には、その外周に断面が鋸歯状の形状を有する鋸歯状溝４ｂが設けられている。
【００３０】
そして、蛇腹管Ｘ側の接続部の製作は、先ず、ニップル２の基部２ａを、蛇腹５の直管部１の外面を覆う様にして、蛇腹５の先端に当接するまで嵌入して嵌合させた後、前記ニップル２の内面と直管部１の外面、ニップル２の蛇腹５側の端面とこれに接する蛇腹面とをそれぞれロウ付けすることにより、ニップル２と蛇腹管Ｘとを接合する。
【００３１】
その後、ブレード機によりアラミド繊維を、前記ニップル２の基部２ａまで被覆する様に編組することにより補強部３を設ける。尚、蛇腹管Ｘに、アラミド繊維をブレードする前に、蛇腹部の緩衝用として蛇腹の谷部にゴムまたは熱可塑性エラストマーが埋め込まれていても良い。また、前記補強部３が編組された後、
この補強部３の端部近傍の表面に接着剤を塗布しておくのが好ましい。この蛇腹管Ｘのニップル２を後述するアルミ管Ｙとスリーブ７に挿入する際、この補強部３の端部がほつれるのを防止できるからである。
【００３２】
この様な接着剤としては、補強部３を接着可能なものであれば特にその種類を限定するものではないが、自動車用エアコンの冷媒回路等高温に曝される用途に用いる場合は、耐熱性を有するアクリルゴム系接着剤等を用いるのが好ましい。
【００３３】
一方、アルミ管Ｙ側の接続部は、図３の様にアルミ管Ｙの接続端部６とこの接続端部６の外周に挿入されたスリーブ７で構成されている。
このアルミ管Ｙ側の接続部の製作は、先ず、アルミ管Ｙの端部を、前記ステンレス蛇腹管Ｘのニップル２の接続端部２ｂの外径よりも少し大きくなる様に拡径（拡管）処理を施して接続端部６を形成する。
【００３４】
次に、接続端部６の外径より少し大きな内径を有し、且つ前記ニップル２の全長より少し長めの長さを有するステンレス製のスリーブ７を準備する。
【００３５】
そして、アルミ管Ｙの接続端部６の外周にこのスリーブ７を挿入し、摺動可能に緩く嵌合する。スリーブ７は、アルミ管Ｙの接続端部６に嵌合する基部７ａと、前記接続端部６から離脱、延出した端側の延出端部７ｂとが連続した形状を有しており、後述する様に、このスリーブ７の基部７ａとアルミ管Ｙ（接続端部６）が前記蛇腹管Ｘのニップル２の接続端部２ｂに、また、このスリーブ７の延出部７ｂが前記蛇腹管Ｘの補強部３を介してニップル２の基部２ａに加締込まれて、前記アルミ管Ｙと蛇腹管Ｘが接続されるのである。
【００３６】
さて、この様にして製作準備されたステンレス蛇腹管Ｘ側並びにアルミ管Ｙ側の接続部を一体的に接続する方法について、主として図１を用いて説明する。
【００３７】
先ず、ステンレス蛇腹管Ｘ側におけるニップル２の接続端部２ｂの外面に、ガラス転移点が１４０℃以上のエポキシ樹脂（接着剤）８を塗布する。塗布する領域は、本実施形態では接続端部２ａの基部側の平滑面（先端側の鋸歯状を含めた接続端部２ａの全面である必要はない）とする。
【００３８】
エポキシ樹脂（接着剤）８の塗布が終わると、蛇腹管Ｘとアルミ管Ｙの接続作業に先立ち、予め用意した熱収縮性を有するシリコーンゴムからなる電食保護チューブ９を、蛇腹管Ｘのニップル２から外挿し、図２の様に補強部３の後方の位置に、補強部３とは隙間ができるほど緩く装着しておく。
【００３９】
次いで、蛇腹管Ｘのニップル２に形成された接続端部４ｂを、アルミ管Ｙの接続端部６に挿入し、その端面がアルミ管Ｙの拡径された接続端部６の底部に当接する位置まで嵌入する。これに伴って、接続端部６に嵌合されたスリーブ７の延出端部７ｂも、蛇腹管Ｘのニップル２の外周を被覆した補強部３に外挿される。こうして、アルミ管Ｙの接続端部６と蛇腹管Ｘのニップル２に形成された接続端部４ｂとが、同時に、アルミ管Ｙのスリーブ７の延出端部７ｂと蛇腹管Ｘのニップル２の基部４ａとが補強部３を介して、緩く嵌合した状態でセットされる。
【００４０】
この状態で、締結機（加締装置）により、スリーブ７の基部７ａの外周面をその長さ方向の３箇所求心方向に加締めて、アルミ管Ｙの接続端部６の外面に圧着させる。符号１０ａはこの加締めによって、スリーブ７の外周に形成された３箇所の加締部を示すものである。
【００４１】
このスリーブ７の基部７ａの加締めによって、軟らかいアルミ管Ｙの接合端部６外面が、硬いステンレスのスリーブ７の基部７ａ内面の形状に沿って塑性変形を起こして強固に圧着される。更に、アルミ管Ｙの接合端部６は、その内側のステンレス製のニップル２の接続端部２ｂの外面にも塑性変形を起こして圧着される。
【００４２】
特に、接合端部６の内面のアルミは、ニップル２の接続端部２ｂに形成された鋸歯状溝４ｂに食い込んだ状態で密着する。これらによって、ステンレス蛇腹管Ｘの接続部とアルミ管Ｙの接続部とは強固に締結されて、優れた接続強度が維持されることになる。
【００４３】
そして、スリーブ７の基部７ａの加締めと同時に、締結機（加締装置）により、スリーブ７の延出端部７ｂの外周面をその長さ方向の１箇所求心方向に加締めて、スリーブ７の延出端部７ｂを補強部３を挟み込んで蛇腹管Ｘのニップル２の基部２ａに圧着させる。符号１０ｂはこの加締めによって、スリーブ７の外面に形成された加締部を示すものである。
【００４４】
このスリーブ７の延出部７ｂの加締めによって、スリーブ７とニップル２に挟まれた柔軟な補強部３は、前記スリーブ７の内周形状とニップル２の外周形状に従って変形する結果、ニップル２の基部２ａ外周に形成された周溝４ａの形状に沿って拘束される。そのため、この補強部３の管軸方向に何らかの力が作用したとしても、その端部がスリーブ７からはみ出したり、ほつれたりすることがない。
【００４５】
また、スリーブ７の基部７ａの加締めにより、ニップル２の接続端部２ｂの外面に塗布されたエポキシ樹脂８は、同接続端部２ｂに嵌合されたアルミ管Ｙ側の接合端部６の内面との隙間全周に均一に流動、充填される。そして、この樹脂の充填領域は、図１に示す如く接続端部２ｂの平滑面の塗布領域から更に先端側に拡大され、鋸歯状溝４ｂの半分程度の位置まで達する。
【００４６】
従って、先願発明に係る接続構造（図４）において必要となっていた締結カラー１４が不要となる上、この締結カラー１４を補強部１３を介してニップル１２の基部１２−１に加締める工程も必要なくなるので、材料コストと製作コストを低減可能となる。更に、上記構造におけるスリーブ１７と締結カラー１４との間の隙間がなくなり、接続領域の外形をフラット化させることができるため、外形の美観においても優れているといえる。
【００４７】
さて、前述のスリーブ７の加締めを終えた後に、補強部３の後方に装着しておいた電食保護チューブ９をアルミ管側に移動させて、前記蛇腹管Ｘのニップル２の基部２ａに被覆された補強部３と前記アルミ管Ｙの接続端部６とを跨いで前記スリーブ７を外挿し、両管の接続領域及びその前後を十分覆うようにして装着する。尚、図１においてはこの電食保護チューブ９は下側のみ断面を図示し、上側は割愛している。
【００４８】
そして、この両接続部を１４０〜１６０℃で熱風加熱装置（オーブン）などにより加熱処理して上記隙間に充填したエポキシ樹脂を硬化させて、本発明のステンレス蛇腹管Ｘとアルミ管Ｙの接続が終了し、接続構造（継ぎ手）が完成することになる。
【００４９】
この加熱処理によって、接着強度の高い樹脂膜を形成され、このためアルミ管Ｙと蛇腹管Ｘのニップル２とは高い気密性を持って接続される。
このとき、装着された電食保護チューブ９も熱収縮し、両管の外面に密着し、外部から水などが接続領域のステンレスとアルミ間に侵入することによる電食腐食の発生を有効に防止する。
【００５０】
以上、図示の実施形態についてその概要説明を行ったが、更に、本発明の理解とその実施を容易にすべく、以下において他の実施形態との関連などを含め、本発明ついてより包括的な説明を加えることにする。
【００５１】
本発明において接続対象となる異種金属管については、一方（金属蛇腹管）は補強部を有する金属製の蛇腹管（所謂ベローズ管、コルゲート管を含む）で可撓性、伸縮性を備え、且つ補強部により耐圧性や耐久性が強化されたものである。他方（金属管）は蛇腹を有しない前記蛇腹管と材質の異なる通常の金属製の管である。
【００５２】
前者の材質については実施形態ではステンレス鋼を挙げているが、ステンレス以外の鋼は勿論、他の金属又はその合金でもかまわない。後者の材質についても、実施形態ではアルミ（アルミニウム）合金を挙げたが、アルミ以外の金属又は合金でも使用できる。
【００５３】
金属蛇腹管の補強部は実施形態にアラミド繊維をブレード式に蛇腹の外面に編み上げて層状に被覆したもの挙げたが、繊維についてはビニロン、ナイロン、ポリエステル、及び鋼線他各種のものが使用でき、また編み上げもブレード式に限定はされない。また、繊維以外の樹脂、ゴム系チューブを補強部として用いても差し支えない。
【００５４】
アルミ管Ｙ側の接続部の製作に当って、実施形態ではその端部を拡径（拡管）処理する旨開示したが、こうした加工は蛇腹管Ｘ側の接続部の外径（ニップルの外径）によってその要否と加工の種類が決まるもので、このような事前加工を必要としない場合もあるし、また縮径処理（縮管）を必要とする場合もあり、本発明において上記拡径処理が必ずしも必須としないことは言うまでもない。
【００５５】
金属用蛇腹管のニップル外面とアルミ管の接合端部内面を接着するための熱硬化性樹脂８としては、実施形態で使用したエポキシ樹脂が接着強度に優れ、気密性を高く維持できるために好ましいが、他にも、ポリイミド樹脂などを挙げることができる。エポキシ樹脂としては、脂環型、グリシジルエーテル型、グリシジルエステル型、及びグリシジルアミン型などを例示することができる。
【００５６】
脂環型エポキシ樹脂としては、リサイクリックジエポキシアセタール、アリサイクリックジエポキシアジペート、アリサイクリックジエポキシカルボキシレート、あるいはビニルシクロヘキセンジオキシドなどを例示することができる。また、ポリイミド樹脂としてはピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）、あるいはベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）などが挙げられる。
【００５７】
また、熱硬化性樹脂８の特性として、接続管の高温下での接着強度、気密性を維持させるためには、ガラス転移点が高いものが良く、特に自動車用エアコンの冷媒回路として使用される場合は、１２０℃以上特に１４０℃以上のガラス転移点を持ったものを選択することが望ましい。
【００５８】
また、熱硬化性樹脂８の接着領域は、ニップル２外面とアルミ管接合端部６内面間の隙間全域とすることが好ましいが、実施形態の如く、アルミ管Ｙの接続端部６の端面からニップル２の接続端部２ｂの先端側に向かって、隙間全域に対して３０％以上であれば何ら問題はない。
【００５９】
更に、係る熱硬化性樹脂８を、スリーブ７の延出端部７ｂ内面とニップル２の基部２ａ外面との隙間に、補強部３を介して充填して接着することも、接続強度と気密性を一層高める意味でより好ましいといえる。
【００６０】
また更に、蛇腹管Ｘ側の接続部の製作に当たり、補強部３の端面の長さは、アルミ管Ｙ側と接続した際に、図１に示す如く、アルミ管Ｙ側の接続端部６の端面と重なることなく、多少隙間を生ずる程度の長さとしておくのが良い。この補強部３の端面長さが長すぎると、蛇腹管Ｘ側の接続端部２ｂをアルミ管Ｙ側の接続端部６に挿入したとき、このアルミ管Ｙ側の接続端部６の端面と接触してしわを生じ、スリーブ７を所定位置に外挿するのが困難になるためである。
【００６１】
同様な理由から、アルミ管Ｙ側の接続部の製作に当たっても、接続端部６の長さは、蛇腹管Ｘ側と接続した際に、この蛇腹管Ｘ側の補強部３の端面と重なることなく、多少隙間を生ずる程度の長さとしておくのが良い。
【００６２】
次に、スリーブ７の加締めの方法について、前記実施形態ではその基部７ａの外面を３段で、かつ延出端部７ｂの外面を１段で同時に行う場合を説明したが、これに限られず、平締めや順次加締める方法であっても良い。但し、製作工程の簡素化、前記樹脂の隙間（接着領域）での浸透や均一な充填、或いはニップル２のへたり等を考慮すると、実施形態の様に基部７ａの外面を３段で、かつ延出端部７ｂの外面を１段で同時に行う加締めが最も優れている。
【００６３】
また、前記実施形態においては、ステンレス蛇腹管Ｘとアルミ管Ｙとの最終的な接続構造として、熱収縮性を有するシリコーンゴムで構成された電食保護チューブ９をステンレス蛇腹管Ｘとアルミ管Ｙとの接続領域の外周部に密着させたものを挙げた。この電食保護チューブ９は熱収縮による密着性が優れ、接続領域への水分の浸入などを確実に排除し、電食を防止しうるものであれば、シリコーンゴム以外の他のゴム（ＥＰゴム、二トリルブタジエンゴムなど）や樹脂（ポリエチレン、フッ素樹脂、ポリイミド、テフロン（登録商標）等）等を使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態に係るステンレス蛇腹管とアルミ管との接続構造を示す部分縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るステンレス蛇腹管側の構造を示す部分縦断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るアルミ管側の構造を示す部分縦断面図である。
【図４】先願発明の実施形態に係るステンレス蛇腹管とアルミ管との接続構造を示す部分縦断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
Ａ：（ステンレス）蛇腹管， Ｂ：アルミ管，
１：蛇腹管の直管部，
２：（ステンレス）ニップル， ２ａ：ニップルの基部，
２ｂ：ニップルの接続端部，
３：補強部，
４ａ：周溝， ４ｂ：鋸歯状溝，
５：蛇腹， ６：アルミ管の接続端部，
７：スリーブ， ７ａ：スリーブの基部，
７ｂ：スリーブの延出端部，
８：エポキシ樹脂， ９：電食保護チューブ，
１０ａ，１０ｂ：加締部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛇腹管の外周に補強部を有する金属蛇腹管と、この蛇腹管と材質の異なる金属管とが一体的に接続されてなる異種金属管の接続構造において、
前記金属蛇腹管側の接続部は、この蛇腹管の端部が直管部をなしてニップルに接合され、
このニップルは、内面に前記金属蛇腹管の直管部が接合されると共に外面に前記補強部を被覆された基部と、前記金属蛇腹管の直管部及び補強部の端面より金属管側に延出した接続端部とを有する一方、
前記金属管側の接続部は、前記ニップルの接続端部が挿入可能な内径を有する接続端部と、この接続端部の外周に挿入されたスリーブとを有し、
前記金属蛇腹管に接合されたニップルの接続端部が、前記金属管の接続端部に挿入され、
更に、前記金属蛇腹管のニップルの基部に被覆された補強部と前記金属管の接続端部とを跨いで前記スリーブが外挿されると共に、
前記金属蛇腹管のニップルの外面と前記金属管の接続端部の内面とが熱硬化性樹脂により接着されてなることを特徴とする異種金属管の接続構造。
【請求項２】
前記スリーブ、前記金属管の接続端部及び前記金属蛇腹管のニップルの接続端部と、前記スリーブ、前記金属蛇腹管のニップルの基部及び両者間に介在する補強部とが夫々加締めにより締結されてなることを特徴とする請求項１に記載の異種金属管の接続構造。
【請求項３】
前記金属蛇腹管がステンレス蛇腹管であり、前記金属管がアルミニウム管であることを特徴とする請求項１または２に記載の異種金属管の接続構造。
【請求項４】
前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のうちの何れか一つの項に記載の異種金属管の接続構造。
【請求項５】
蛇腹管の外周に補強部を有する金属蛇腹管と、この蛇腹管と材質の異なる金属管とを一体的に接続する異種金属管の接続方法において、
前記金属蛇腹管側の接続部は、この蛇腹管の端部を直管部をなしてニッブルに接合し、
このニップルは、内面に前記金属蛇腹管の直管部が接合されると共に外面に前記補強部が被覆された基部と、前記金属蛇腹管の直管部及び補強部の端面より金属管側に延出した接続端部とを有する一方、
前記金属管側の接続部は、前記ニップルの接続端部が挿入可能な内径を有する接続端部と、この接続端部の外周に挿入されたスリーブとを有し、
前記金属蛇腹管のニップルの外面と前記金属管の接続端部の内面との隙間に熱可塑性樹脂を介在させた後、前記金属蛇腹管に接合されたニップルの接続端部を、前記金属管の接続端部に挿入し、
更に、前記金属蛇腹管のニップルの基部に被覆された補強部と前記金属管の接続端部とを跨いで前記スリーブを外挿し、
前記金属管の接続端部及び前記金属蛇腹管の接続端部を加熱し、前記熱硬化性樹脂を硬化させて接着することを特徴とする異種金属管の接続方法。
【請求項６】
前記スリーブ、前記金属管の接続端部及び前記金属蛇腹管のニップルの接続端部を加締めると同時に、前記スリーブ、前記金属蛇腹管のニップルの基部及び両者間に介在する補強部を加締め、その後、前記金属管と前記金属蛇腹管の接続領域を加熱し、前記熱硬化性樹脂を硬化させて接着することを特徴とする請求項５に記載の異種金属管の接続構造。
【請求項１】
蛇腹管の外周に補強部を有する金属蛇腹管と、この蛇腹管と材質の異なる金属管とが一体的に接続されてなる異種金属管の接続構造において、
前記金属蛇腹管側の接続部は、この蛇腹管の端部が直管部をなしてニップルに接合され、
このニップルは、内面に前記金属蛇腹管の直管部が接合されると共に外面に前記補強部を被覆された基部と、前記金属蛇腹管の直管部及び補強部の端面より金属管側に延出した接続端部とを有する一方、
前記金属管側の接続部は、前記ニップルの接続端部が挿入可能な内径を有する接続端部と、この接続端部の外周に挿入されたスリーブとを有し、
前記金属蛇腹管に接合されたニップルの接続端部が、前記金属管の接続端部に挿入され、
更に、前記金属蛇腹管のニップルの基部に被覆された補強部と前記金属管の接続端部とを跨いで前記スリーブが外挿されると共に、
前記金属蛇腹管のニップルの外面と前記金属管の接続端部の内面とが熱硬化性樹脂により接着されてなることを特徴とする異種金属管の接続構造。
【請求項２】
前記スリーブ、前記金属管の接続端部及び前記金属蛇腹管のニップルの接続端部と、前記スリーブ、前記金属蛇腹管のニップルの基部及び両者間に介在する補強部とが夫々加締めにより締結されてなることを特徴とする請求項１に記載の異種金属管の接続構造。
【請求項３】
前記金属蛇腹管がステンレス蛇腹管であり、前記金属管がアルミニウム管であることを特徴とする請求項１または２に記載の異種金属管の接続構造。
【請求項４】
前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のうちの何れか一つの項に記載の異種金属管の接続構造。
【請求項５】
蛇腹管の外周に補強部を有する金属蛇腹管と、この蛇腹管と材質の異なる金属管とを一体的に接続する異種金属管の接続方法において、
前記金属蛇腹管側の接続部は、この蛇腹管の端部を直管部をなしてニッブルに接合し、
このニップルは、内面に前記金属蛇腹管の直管部が接合されると共に外面に前記補強部が被覆された基部と、前記金属蛇腹管の直管部及び補強部の端面より金属管側に延出した接続端部とを有する一方、
前記金属管側の接続部は、前記ニップルの接続端部が挿入可能な内径を有する接続端部と、この接続端部の外周に挿入されたスリーブとを有し、
前記金属蛇腹管のニップルの外面と前記金属管の接続端部の内面との隙間に熱可塑性樹脂を介在させた後、前記金属蛇腹管に接合されたニップルの接続端部を、前記金属管の接続端部に挿入し、
更に、前記金属蛇腹管のニップルの基部に被覆された補強部と前記金属管の接続端部とを跨いで前記スリーブを外挿し、
前記金属管の接続端部及び前記金属蛇腹管の接続端部を加熱し、前記熱硬化性樹脂を硬化させて接着することを特徴とする異種金属管の接続方法。
【請求項６】
前記スリーブ、前記金属管の接続端部及び前記金属蛇腹管のニップルの接続端部を加締めると同時に、前記スリーブ、前記金属蛇腹管のニップルの基部及び両者間に介在する補強部を加締め、その後、前記金属管と前記金属蛇腹管の接続領域を加熱し、前記熱硬化性樹脂を硬化させて接着することを特徴とする請求項５に記載の異種金属管の接続構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２７５８４３（Ｐ２００９−２７５８４３Ａ）
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２８５５９（Ｐ２００８−１２８５５９）
【出願日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【出願人】（０００２３３６１９）株式会社ニチリン (69)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【出願人】（０００２３３６１９）株式会社ニチリン (69)
【Ｆターム（参考）】
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