管部材の接合体、接合方法、及び冷凍サイクル装置の熱交換器
【課題】 経年腐食により管部材の接続箇所から流体が漏洩するのを好適に防止し得る管部材の接合体、その接合方法、及び該接合体を備える冷凍サイクルの熱交換器を提供する。
【解決手段】 接合体４０は内嵌管部材５０とこれに外嵌する外嵌管部材６０とを備え、内嵌管部材の外周面５２上には犠牲防食層５３が設けられ、且つ、外嵌管部材６０との接合箇所付近には非防食部５４が内嵌管部材５０を周回して形成されており、内嵌管部材５０の非防食部５４と外嵌管部材６０との間がロウ付けされることにより、内嵌管部材５０及び外嵌管部材６０が互いに接合されている。
【解決手段】 接合体４０は内嵌管部材５０とこれに外嵌する外嵌管部材６０とを備え、内嵌管部材の外周面５２上には犠牲防食層５３が設けられ、且つ、外嵌管部材６０との接合箇所付近には非防食部５４が内嵌管部材５０を周回して形成されており、内嵌管部材５０の非防食部５４と外嵌管部材６０との間がロウ付けされることにより、内嵌管部材５０及び外嵌管部材６０が互いに接合されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部を流体が流れる管部材を延長接続した接合体であって、特に、接合箇所からの流体の漏洩を防止できる接合体に関する。また、その接合方法と、当該接合体を冷媒管の延長接続箇所に備える冷凍サイクル装置の熱交換器と、に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷凍サイクル装置として特に空気調和機では、室外熱交換器及び室内熱交換器の夫々の内部に配設される冷媒管、並びに、これら室内外の熱交換器の間を接続する冷媒管として、銅又は銅合金で形成された管部材を使用することが主流である。ところが、軽量化や低コスト化といった要望から、近年ではアルミニウム又はアルミニウム合金で形成した管部材を使用することが提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成した管部材の防食性を向上させるための方法も提案されている。例えば、当該管部材の外表面上にZn溶射して形成したZn拡散層を犠牲防食層とする方法や、管部材の外表面上に、該管部材より電気的に卑な金属（Znなど）を含有するクラッド層を設ける方法などが開示されている（特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９０７６１号公報
【特許文献２】特開２００５−１６９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１，２に開示された防食手段は、管部材の周壁部が腐食して貫通孔が形成されると、この貫通孔から内部の流体が漏洩することを鑑み、このような貫通孔が形成されるのを防止しようとするものである。しかしながら、管部材の内部を流れる流体の漏洩ルートは、周壁部に形成される貫通孔だけに限られない。特に、犠牲防食層が外表面に形成された管部材を他の管部材に内嵌接合した場合、その接合箇所の経年腐食によって、流体が漏洩し得る隙間が形成されてしまう可能性がある。
【０００６】
図７は、従来の管部材の接合箇所に、経年腐食により隙間が形成される状況を説明するための模式的断面図である。この図７に示す接合体１００は、アルミニウム合金製の第１管部材１１０の開口端部１１１に、同様にアルミニウム合金製の第２管部材１２０の開口端部１２１を外嵌させ、両者をロウ材１３０によってロウ付けした構成になっている。また、各管部材１１０，１２０の外表面上には、これらよりも電気的に卑な金属から成る犠牲防食層１１２，１２２が形成されている。従って、上記ロウ材１３０は、第１管部材１１０に対してはその犠牲防食層１１２の外表面に接続した状態になっている（図７中の「初期状態」のイラスト参照）。
【０００７】
このような接合体１００の場合、犠牲防食層１１２は、これに接触する第１管部材１００及び第２管部材１２０よりも電気的に卑であり、且つ、一般にはロウ材１３０に対しても電気的に卑である。従って、経年により犠牲防食層１１２が最も早く腐食する。また、例えばロウ材１３０との接触箇所では、異種金属接触腐食により犠牲防食層１１２の腐食が早期に進行する傾向がある。そうすると、犠牲防食層１１２のうち、初期状態では第１管部材１１０及び第２管部材１２０の間に挟まれて存在していた部分１１２ａが、腐食により消滅して隙間１４０が形成されてしまう可能性がある。そうすると、この隙間１４０を介して流体が外部へ漏洩してしまうことになる（図７中の「漏洩状態」のイラスト参照）。
【０００８】
そこで本発明は、上述したような事情に鑑みて、経年腐食により管部材の接続箇所から流体が漏洩するのを好適に防止し得る管部材の接合体、その接合方法、及び該接合体を備える冷凍サイクル装置の熱交換器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】
【０００９】
本発明に係る管部材の接合体は、流体を通流させる内嵌管部材と、該内嵌管部材の開口端部に外嵌して接合され、前記流体を通流させる外嵌管部材と、を備え、前記内嵌管部材の外周面上には、該内嵌管部材に対する防食作用を有する犠牲防食層が設けられ、且つ、前記外嵌管部材との接合箇所付近には、前記犠牲防食層の欠如により前記内嵌管部材の外周面が露出した非防食部が、該内嵌管部材を周回して形成されており、前記内嵌管部材の前記非防食部と前記外嵌管部材との間がロウ付けされることにより、前記内嵌管部材及び前記外嵌管部材が互いに接合されている。
【００１０】
このような構成とすることにより、接合箇所付近の犠牲防食層が腐食した場合であっても、内嵌管部材の外表面が露出した非防食部が外嵌管部材との間でロウ付けされているため、そのロウ材が内嵌管部材と外嵌管部材との隙間を閉鎖した状態に維持する。従って、内嵌管部材と外嵌管部材との間に隙間が生じ、そこから内部の流体が漏洩するのを防止することができる。なお、内嵌管部材の腐食に関しては、犠牲防食層が優先して腐食することによりこれを抑制できることは言うまでもない。
【００１１】
また、前記内嵌管部材はアルミニウム製又はアルミニウム合金製であり、前記犠牲防食層は、Al-Zn合金のクラッド層から成るようにしてもよい。
【００１２】
また、前記内嵌管部材はアルミニウム製又はアルミニウム合金製であり、前記犠牲防食層は、前記内嵌管部材の外周面上に形成されたZn拡散層から成るようにしてもよい。
【００１３】
本発明に係る管部材の接合方法は、開口端部の近傍に、外周面の一部が露出した非防食部を有し、該非防食部を避けて前記外周面上に犠牲防食層が設けられた内嵌管部材を形成する第１の工程と、該内嵌管部材の前記開口端部に対して外嵌管部材を外嵌させ、前記非防食部と前記外嵌管部材との間をロウ付けする第２の工程と、を備えている。
【００１４】
このような構成とすることにより、上述したような管部材の接合体を適切に製造することができ、製造された接合体においては、経年腐食による流体の漏洩を防止することができる。
【００１５】
また、前記第１の工程は、外周面上に、Al-Zn合金のクラッド層又はZn溶射によるZn拡散層から成る犠牲防食層が設けられた内嵌管部材を形成する工程と、前記犠牲防食層の一部を切削又は薬剤により除去して前記非防食部を形成する工程と、を有していてもよい。
【００１６】
また、前記第１の工程は、内嵌管部材の外周面上の非防食部を避けて、Al-Zn合金のクラッド層から成る犠牲防食層を前記外周面上に設けることとしてもよい。
【００１７】
また、前記第１の工程は、内嵌管部材の外周面上の非防食部に対応する部分をマスキングした後に、該外周面に対してZn溶射してZn拡散層から成る犠牲防食層を形成し、更に前記マスキングを除去して前記非防食部を形成することとしてもよい。
【００１８】
本発明に係る冷凍サイクル装置の熱交換器は、上述した何れかの管部材の接合体を、冷媒が通流する冷媒管同士の接合箇所に備えている。
【００１９】
空気調和機の熱交換器が備える冷媒管は、内部を冷媒が通流するので外表面に水分が凝結しやすく、この水分による接合箇所の防食が重要である。これに対し、上述したような管部材の接合体を採用することにより、犠牲防食層が腐食した場合であっても、接合箇所に管部材の内外を連通する隙間が生じるのを防止することができる。従って、冷媒管の耐食性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、経年腐食により管部材の接続箇所から流体が漏洩するのを好適に防止し得る管部材の接合体、その接合方法、及び該接合体を備える冷凍サイクル装置の熱交換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施の形態に係る空気調和機の構成を示す模式図である。
【図２】図１の室外熱交換器の具体的な構成を示す模式的斜視図である。
【図３】本実施の形態に係る管部材の接合体の構成を示す模式的断面図である。
【図４】経年腐食した接合体の構成を示す模式的断面図である。
【図５】本実施の形態に係る管部材の接合方法を説明するための模式図付きフローチャートである。
【図６】犠牲防食層及び非防食部を有する内嵌管部材の形成方法を示す模式図付きのフローチャートである。
【図７】従来の管部材の接合箇所に、経年腐食により隙間が形成される状況を説明するための模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の一種である空気調和機について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施の形態に係る空気調和機の構成を示す模式図である。この図１に示すように空気調和機１は、冷房運転時に外部へ排熱する第１熱交換器２（以下、「室外熱交換器２」）と、外気から吸熱する第２熱交換器３（以下、「室内熱交換器３」）と、これらの熱交換器２，３を含んで構成される冷凍サイクル４とを備えている。また、これら室外熱交換器２及び室内熱交換器３の近傍には、それぞれモータ５，６によって駆動するファン７，８が設けられており、ファン７，８の回転駆動により発生する気流が、熱交換器２，３を経て流れるようになっている。
【００２３】
なお、以下の説明では便宜上、「上流」及び「下流」という表現を用いるが、これらは、空気調和機１を冷房運転したときに冷凍サイクル４での冷媒の流れにおける「上流」及び「下流」を意味するものとする。そして、図１に示す冷凍サイクル４に沿って付された矢印は、冷房運転時に冷媒が「上流」から「下流」へ流れる向きを示している。また、付言しておくと、暖房運転をしたときの冷媒の流れは、冷房運転のときの冷媒の流れと逆向きになり、破線で示す通りである。
【００２４】
図１に示すように、室内熱交換器３内には冷凍サイクル４の一部を構成する冷媒管４ａが備えられており、その下流端からは冷媒管４ｂが延設されて室内機液側接続部１０（冷房運転時における下流側の接続部）に接続されている。この室内機液側接続部１０からは別の冷媒管４ｃが延設され、その下流端は三方弁１１を介して冷媒管４ｄの上流端に接続され、更にその下流端は四方弁１２の第１ポートに接続されている。四方弁１２において、冷房運転時に第１ポートと連通する第２ポートからは冷媒管４ｅが延設され、その下流端は圧縮機１３に接続されている。この圧縮機１３は、冷房運転時においては室内熱交換器３から室外熱交換器２へ向かう低温低圧の冷媒を圧縮して高温高圧化し、暖房運転時において室外熱交換器２から室内熱交換器３へ向かう低温低圧の冷媒を圧縮して高温高圧化するものである。なお、図示していないが、圧縮機１３の手前（上流側）には通常アキュムレータが接続され、冷媒の気液分離を行って、液冷媒が圧縮機１３に戻らないようにしている。
【００２５】
また、圧縮機１３からは別の冷媒管４ｆが延設され、その下流端は、四方弁１２の第３ポートに接続されている。四方弁１２において、冷房運転時に第３のポートと連通する残りの第４ポートからは冷媒管４ｇが延設されており、その下流端は室外熱交換器２内に備えられた冷媒管４ｈの上流端に接続されている。この室外熱交換器２内の冷媒管４ｈの下流端からは別の冷媒管４ｉが延設され、その下流端は、膨張弁１４に接続されている。この膨張弁１４は、冷房運転時においては室外熱交換器２から室内熱交換器３へ向かう冷媒を降圧し、暖房運転時においては室内熱交換器３から室外熱交換器２へ向かう冷媒を降圧するものである。
【００２６】
膨張弁１４からは別の冷媒管４ｊが延設されており、その下流端は二方弁１５の一方のポートに接続されている。この二方弁１５の他方のポートからは冷媒管４ｋが延設され、その下流端は室内機接続部１６（冷房運転時における上流側の接続部）に接続されている。そして、この室内機接続部１６からは別の冷媒管４ｍが延設され、その下流端は、上述した室内熱交換器３内の冷媒管４ａの上流端に接続されている。
【００２７】
このようにして、冷媒管４ａ〜４ｋ，４ｍによって周回経路４が構成されており、この周回経路４によって、室内熱交換器３，四方弁１２，圧縮機１３，室外熱交換器３，膨張弁１４などが接続されている。また、上述した構成のうち、冷媒の流れに沿って三方弁１１から二方弁１５に至るまでの構成物（即ち、四方弁１２，圧縮機１３，室外熱交換器２，膨張弁１４を含む）によって、本実施の形態に係る空気調和機１の室外機１Ａが構成されている。また、冷媒の流れに沿って室内機液側接続部１６から室内機液側接続部１０へ至るまでの構成物（即ち、室内熱交換器３を含む）によって、空気調和機１の室内機１Ｂが構成されている。
【００２８】
なお、上述した各構成自体は何れも公知のものを採用することができる。また、このような空気調和機１による冷房運転及び暖房運転時の動作については公知であるため、ここではその説明を省略する。
【００２９】
図２は、図１の室外熱交換器２の具体的な構成を示す模式的斜視図である。図２に示すように、本実施の形態に係る室外熱交換器２は、両主面を前後に向けるように縦置きした板状を成しており、その内部に冷媒管４ｈが蛇行配置されている。より詳しく説明すると、冷媒管４ｈの上流側端部は、四方弁１２（図１参照）から延びる冷媒管４ｇの下流側端部に接続されており、その接続直後の位置（接続箇所の下流側近傍位置）にて４つの管部材４ｈ−１〜４ｈ−４に分岐している。
【００３０】
各管部材４ｈ−１〜４ｈ−４は、室外熱交換器２の一方の側部から略水平に延設された後、他方の側部にて上下方向に折り返され、前記一方の側部へ向かって略水平に延設される。そして更に、この一方の側部にて上下方向に折り返されて、前記他方の側部へ向かって略水平に延設される。このように、一方の側部と他方の側部とで夫々折り返されながら略水平に延設されることにより、各管部材４ｈ−１〜４ｈ−４は蛇行流路を形成している。また、各管部材４ｈ−１〜４ｈ−４の下流側端部は合流し、１つの下流側開口端部となって次の冷媒管４ｉの上流端に接続されるようになっている。
【００３１】
また、各管部材４ｈ−１〜４ｈ−４において、上下方向に折り返された部分（ベンド管）と略水平に延設された部分（伝熱管）とは別々の管部材２０，３０により形成されている。即ち、管部材２０は略Ｕ字形状を成す曲管を成している一方、管部材３０は長寸の直管を成している。そして、直管状の管部材３０の端部開口に対し、曲管状の管部材２０の端部開口が内嵌した状態で、両者がロウ付けにより接合されている。このようにして、管部材４ｈ−１〜４ｈ−４は蛇行流路を構成している。なお、説明の便宜上、上記のように管部材３０の端部開口に内嵌する管部材２０を「内嵌管部材」と称し、これに対して外嵌する前記管部材３０を「外嵌管部材」と称することとする。
【００３２】
本実施の形態に係る室外熱交換器２では、上述した内嵌管部材２０と外嵌管部材３０との接合箇所に対し、本願発明に係る接合体の構成を採用している。また、このような接合箇所以外にも、図２の円形実線で囲んだ箇所Ｐ、即ち、１本の管部材に対してもう１本の管部材を延長接合した箇所であって、特に、室外熱交換器２の側部から外方に突出して位置する接合箇所には、本発明に係る接合体を好適に採用することができる。以下、この接合体及び接合方法について詳述する。
【００３３】
［接合体の構成］
図３は、本実施の形態に係る管部材の接合体４０，４１の構成を示す模式的断面図である。はじめに、図３（ａ）に示す接合体４０について説明する。この接合体４０は、上記内嵌管部材２０として採用可能な内嵌管部材５０Ａの開口端部５１に対し、上記外嵌管部材３０として採用可能な外嵌管部材６０の開口端部６１を、外嵌接合して構成されている。内嵌管部材５０Ａは、その外周面５２に対して犠牲防食層５３が被覆して設けられている。但し、開口端部５１の近傍には、帯状を成して内嵌管部材５０Ａを周回する（即ち、周回方向が無端の）非防食部５４が形成されている。この非防食部５４は、内嵌管部材５０Ａの外周面５２において犠牲防食層５３が欠如した部分であり、外嵌管部材６０との接合前の段階では、内嵌管部材５０Ａの外周面５２を外部へ露出させる。
【００３４】
ここで、犠牲防食層５３及び非防食部５４の構成について補足的に付言しておくと、犠牲防食層５３は、非防食部５４を挟んで開口端５１ａ側に設けられた犠牲防食層５３ａと、反対側に設けられた犠牲防食層５３ｂとを有している。即ち、内嵌管部材５０Ａの開口端５１ａ付近には、帯状であって内嵌管部材５０Ａを周回する犠牲防食層５３ａが設けられている。そして非防食部５４は、この犠牲防食層５３ａに対して開口端５１ａから離隔する側に隣接して設けられている。更に、この非防食部５４に対して開口端５１ａから離隔する側に隣接して犠牲防食層５３ｂが設けられている。
【００３５】
一方、外嵌管部材６０は、他の部分より拡径された開口端部６１を有し、該開口端部６１は、犠牲防食層５３で被覆された状態の内嵌管部材５０Ａの外径寸法と略同一の内径寸法Ｄ１を有している。また、開口端部６１における開口端６１ａ付近は更に拡径されている。具体的には、断面視で略円弧状を成すように、開口端６１ａへ向かうに従って内径寸法がより大きくなるように拡径し、開口端６１ａの内径は寸法Ｄ２（＞Ｄ１）となっている。この外嵌管部材６０の外周面６２にも犠牲防食層６３が被覆して設けられている。
【００３６】
図３（ａ）に示す接合体４０では、上述した内嵌管部材５０Ａの開口端部５１に対し、外嵌管部材６０の開口端部６１が外嵌しており、両方の開口端部５１，６１間はロウ材７０によって接続されている。以下、このロウ材７０による接合態様についてより詳述する。
【００３７】
まず、図３（ａ）を参照しつつ、内嵌管部材５０Ａに対して外嵌管部材６０が外嵌しているがロウ付けされていない状態を想定すると、このとき、非防食部５４は外部に露出した状態となっている。即ち、内嵌管部材５０Ａの開口端５１ａ側の犠牲防食層５３ａと非防食部５４とを合わせた幅寸法（内嵌管部材５０Ａの軸芯方向寸法）は寸法Ｌ２であるのに対し、内嵌管部材５０Ａと外嵌管部材６０との接触部分の幅寸法（開口端５１ａからの寸法）は、それより小さい寸法Ｌ１（＜Ｌ２）となるように構成されている。従って、非防食部５４は、外嵌管部材６０によって全てが覆われてしまうことがなく、ロウ付け前の段階では少なくとも一部が外部に露出した状態になっている。
【００３８】
一方、図３（ａ）に示すように、ロウ付けした後には、非防食部５４の露出した部分の全てがロウ材７０によって覆われた状態となり、更に、非防食部５４よりも外側に位置する犠牲防食層５３ｂの一部にもロウ材７０が接続されるようになっている。換言すれば、内嵌管部材５０Ａと外嵌管部材６０とが直接的又は間接的に接続される部分は、内嵌管部材５０Ａの開口端５１ａ付近から、ロウ材７０と内嵌管部材５０Ａの犠牲防食層５３ｂとの境界部分に至る、幅寸法Ｌ３（＞Ｌ２）の範囲となっている。そして、この接続範囲内には、犠牲防食層５３を介さずに内嵌管部材５０Ａと外嵌管部材６０とがロウ材７０によって直接的に接続された部分が形成されている。
【００３９】
なお、上述した犠牲防食層５３は、内嵌管部材５０Ａを構成する金属又は合金よりも、電気的に卑な金属又は合金で構成されている。犠牲防食層６３及び外嵌管部材６０についても同様である。
【００４０】
以上に説明したような接合体４０によれば、犠牲防食層５３（５３ｂ）の腐食が進行した場合であっても、接合箇所から内部の流体が漏洩するのを防止することができる。図４は、経年腐食した接合体の構成を示す模式的断面図であり、上述した接合体４０が経年腐食した場合の構成を（ａ）に示している。上述したように、接合体４０は、内嵌管部材５０Ａと外嵌管部材６０とがロウ材７０によって直接的に接続された部分を有する。従って、図４（ａ）に示すように、犠牲防食層５３ｂが腐食して消滅した場合であっても、内嵌管部材５０Ａの外周面と外嵌管部材６０の内周面との間の隙間はロウ材７０により閉塞されているため、そこから流体が漏洩するのを防止することができる。
【００４１】
次に、図３（ｂ）に示す接合体４１について説明する。なお、この接合体４１は、大部分において上記接合体４０と共通する構成を備えている。従って、以下では接合体４０と比べたときの相違点に着目して説明し、共通する構成に対しては同一の符号を付してその詳細な説明は省略することとする。
【００４２】
図３（ｂ）に示すように、接合体４１を構成する内嵌管部材５０Ｂの開口端部５１には、接合体４０の犠牲防食層５３ａに対応する構成が存在せず、その分だけ幅寸法が大きくなった非防食部５７が設けられている。換言すれば、内嵌管部材５０Ｂの開口端５１ａから寸法Ｌ２の領域に、帯状を成して周回する幅広の非防食部５７が設けられている。そして、この非防食部５７に隣接して犠牲防食層５３（５３ｂ）が設けられている。また、犠牲防食層５３ａに対応する部分には、ロウ材７０が充填されている。従って、内嵌管部材５０Ｂと外嵌管部材６０とがロウ材７０によって直接的に接続された部分は、接合体４０よりも接合体４１の方がより幅広い範囲となっている。なお、上記以外の構成については、接合体４０と実質的に同じ構成になっている。
【００４３】
図４（ｂ）は、このような接合体４１が経年腐食した場合の構成を示している。接合体４１においても、内嵌管部材５０Ｂと外嵌管部材６０とがロウ材７０によって直接的に接続された部分を有する。従って、図４（ｂ）に示すように、犠牲防食層５３ｂが腐食して消滅した場合であっても、内嵌管部材５０Ｂの外周面と外嵌管部材６０の内周面との間の隙間はロウ材７０により閉塞されているため、そこから流体が漏洩するのを防止することができる。
【００４４】
［接合方法］
次に、上述したような管部材の接合体を形成する方法（接合方法）について説明する。図５は、本実施の形態に係る管部材の接合方法を説明するための模式図付きフローチャートである。この図５に示すように、本実施の形態に係る接合方法は第１の工程と第２の工程とを含んでいる。このうち第１の工程（ステップＳ１）では、非防食部と犠牲防食層とを有する内嵌管部材を形成する。より正確には、開口端部の近傍に、外周面の一部が露出した非防食部を有し、該非防食部を避けて前記外周面上に犠牲防食層が設けられた内嵌管部材を形成する。
【００４５】
例えば、図３（ａ）に示す内嵌管部材５０Ａのように、開口端部５１の近傍に外周面５２の一部が露出した非防食部５４を有すると共に、該非防食部５４を避けるようにして外周面５２上に犠牲防食層５３（５３ａ，５３ｂ）が設けられた内嵌管部材５０Ａを形成する。あるいは、図３（ｂ）に示す内嵌管部材５０Ｂのように、開口端部５１の近傍に外周面５２の一部が露出した非防食部５７を有すると共に、該非防食部５７を避けるようにして外周面５２上に犠牲防食層５３（５３ｂ）が設けられた内嵌管部材５０Ｂを形成する。
【００４６】
そして次の第２の工程（ステップＳ２）では、第１の工程で形成した内嵌管部材に対して外嵌管部材を外嵌すると共に、両者をロウ付けする。即ち、上述した内嵌管部材５０Ａに対して外嵌管部材６０を外嵌してロウ付けした場合には、図３（ａ）に示した接合体４０が形成される。また、上述した内嵌管部材５０Ｂに対して外嵌管部材６０を外嵌してロウ付けした場合には、図３（ｂ）に示した接合体４１が形成される。
【００４７】
ところで、上記第１の工程（ステップＳ１）では、内嵌管部材を形成するいくつかの方法の中から適宜選択して採用することができる。図６は、犠牲防食層５３及び非防食部５４，５７を有する内嵌管部材５０の形成方法を示す模式図付きのフローチャートである。
【００４８】
図６（ａ）に示す方法では、最初のステップＳ１Ａ−１の工程において、内嵌管部材５０の外周面５２の全体に犠牲防食層５３を形成する。この犠牲防食層５３の形成方法としては、Al-Zn合金から成るクラッド材を外周面５２に被覆して形成したクラッド層をもって犠牲防食層５３とする方法（例１）や、外周面５２にZn溶射して加熱することで形成したZn拡散層をもって犠牲防食層５３とする方法（例２）を採用することができる。なお、内嵌管部材５０よりも電気的に卑である犠牲防食層５３を形成するのに好適であれば、他の方法や材料を採用することも可能である。
【００４９】
次のステップＳ１Ａ−２の工程では、上述したようにして形成した犠牲防食層５３の一部を除去することにより、非防食部５４，５７を形成する。その結果、図３（ａ），（ｂ）に示したような内嵌管部材５０Ａ，５０Ｂを形成することができる。なお、犠牲防食層５３を除去する方法については、切削により機械的に除去する方法や、薬剤を用いて溶融させて除去する方法を採用することができる。また、他に好適な方法があればそれを採用することも可能である。
【００５０】
図６（ｂ），（ｃ）に示す方法は、非防食部５４，５７に対応する部分をはじめから避けて犠牲防食層５３を形成するものである。このうち図６（ｂ）に示す方法の場合は、内嵌管部材５０の外周面５２に対し、非防食部５４，５７となる部分を避けて、Al-Zn合金から成るクラッド材を被覆してクラッド層（犠牲防食層５３）を形成する（ステップＳ１Ｂ−１）。これにより、図３（ａ），（ｂ）に示したような内嵌管部材５０Ａ，５０Ｂを形成することができる。
【００５１】
また、図６（ｃ）に示す方法の場合は、内嵌管部材５０の外周面５２において非防食部５４，５７に対応する部分をマスクする（ステップＳ１Ｃ−１）。次に、一部がマスクされた内嵌管部材５０の外周面５２に対し、Zn溶射して加熱することでZn拡散層を形成する（ステップＳ１Ｃ−２）。その後、マスクを除去（ステップＳ１Ｃ−３）することにより、図３（ａ），（ｂ）に示したような内嵌管部材５０Ａ，５０Ｂを形成することができる。
【００５２】
なお、非防食部５４，５７として示す領域は、犠牲防食層５３が完全に欠如した状態になっている必要はない。例えば、切削や薬剤によって犠牲防食層５３の一部を除去して非防食部５４，５７を形成する場合に、非防食部５４，５７内に犠牲防食層５３が部分的に残存したとしても、本発明に係る作用効果を実質的に奏する程度であれば許容することができる。即ち、経年腐食によって周辺の犠牲防食層５３が消滅した場合に、内嵌管部材５０と外嵌管部材６０との間がロウ材７０によって閉塞されていればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、経年腐食により管部材の接続箇所から流体が漏洩するのを好適に防止し得る管部材の接合体、その接合方法、及び該接合体を備える空気調和機の熱交換器に適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ 空気調和機
２ 室外熱交換器
３ 室内熱交換器
４ 冷媒管
２０，５０ 内嵌管部材
３０，６０ 外嵌管部材
４０，４１ 接合体
５３ 犠牲防食層
５４，５７ 非防食部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部を流体が流れる管部材を延長接続した接合体であって、特に、接合箇所からの流体の漏洩を防止できる接合体に関する。また、その接合方法と、当該接合体を冷媒管の延長接続箇所に備える冷凍サイクル装置の熱交換器と、に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷凍サイクル装置として特に空気調和機では、室外熱交換器及び室内熱交換器の夫々の内部に配設される冷媒管、並びに、これら室内外の熱交換器の間を接続する冷媒管として、銅又は銅合金で形成された管部材を使用することが主流である。ところが、軽量化や低コスト化といった要望から、近年ではアルミニウム又はアルミニウム合金で形成した管部材を使用することが提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成した管部材の防食性を向上させるための方法も提案されている。例えば、当該管部材の外表面上にZn溶射して形成したZn拡散層を犠牲防食層とする方法や、管部材の外表面上に、該管部材より電気的に卑な金属（Znなど）を含有するクラッド層を設ける方法などが開示されている（特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９０７６１号公報
【特許文献２】特開２００５−１６９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１，２に開示された防食手段は、管部材の周壁部が腐食して貫通孔が形成されると、この貫通孔から内部の流体が漏洩することを鑑み、このような貫通孔が形成されるのを防止しようとするものである。しかしながら、管部材の内部を流れる流体の漏洩ルートは、周壁部に形成される貫通孔だけに限られない。特に、犠牲防食層が外表面に形成された管部材を他の管部材に内嵌接合した場合、その接合箇所の経年腐食によって、流体が漏洩し得る隙間が形成されてしまう可能性がある。
【０００６】
図７は、従来の管部材の接合箇所に、経年腐食により隙間が形成される状況を説明するための模式的断面図である。この図７に示す接合体１００は、アルミニウム合金製の第１管部材１１０の開口端部１１１に、同様にアルミニウム合金製の第２管部材１２０の開口端部１２１を外嵌させ、両者をロウ材１３０によってロウ付けした構成になっている。また、各管部材１１０，１２０の外表面上には、これらよりも電気的に卑な金属から成る犠牲防食層１１２，１２２が形成されている。従って、上記ロウ材１３０は、第１管部材１１０に対してはその犠牲防食層１１２の外表面に接続した状態になっている（図７中の「初期状態」のイラスト参照）。
【０００７】
このような接合体１００の場合、犠牲防食層１１２は、これに接触する第１管部材１００及び第２管部材１２０よりも電気的に卑であり、且つ、一般にはロウ材１３０に対しても電気的に卑である。従って、経年により犠牲防食層１１２が最も早く腐食する。また、例えばロウ材１３０との接触箇所では、異種金属接触腐食により犠牲防食層１１２の腐食が早期に進行する傾向がある。そうすると、犠牲防食層１１２のうち、初期状態では第１管部材１１０及び第２管部材１２０の間に挟まれて存在していた部分１１２ａが、腐食により消滅して隙間１４０が形成されてしまう可能性がある。そうすると、この隙間１４０を介して流体が外部へ漏洩してしまうことになる（図７中の「漏洩状態」のイラスト参照）。
【０００８】
そこで本発明は、上述したような事情に鑑みて、経年腐食により管部材の接続箇所から流体が漏洩するのを好適に防止し得る管部材の接合体、その接合方法、及び該接合体を備える冷凍サイクル装置の熱交換器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】
【０００９】
本発明に係る管部材の接合体は、流体を通流させる内嵌管部材と、該内嵌管部材の開口端部に外嵌して接合され、前記流体を通流させる外嵌管部材と、を備え、前記内嵌管部材の外周面上には、該内嵌管部材に対する防食作用を有する犠牲防食層が設けられ、且つ、前記外嵌管部材との接合箇所付近には、前記犠牲防食層の欠如により前記内嵌管部材の外周面が露出した非防食部が、該内嵌管部材を周回して形成されており、前記内嵌管部材の前記非防食部と前記外嵌管部材との間がロウ付けされることにより、前記内嵌管部材及び前記外嵌管部材が互いに接合されている。
【００１０】
このような構成とすることにより、接合箇所付近の犠牲防食層が腐食した場合であっても、内嵌管部材の外表面が露出した非防食部が外嵌管部材との間でロウ付けされているため、そのロウ材が内嵌管部材と外嵌管部材との隙間を閉鎖した状態に維持する。従って、内嵌管部材と外嵌管部材との間に隙間が生じ、そこから内部の流体が漏洩するのを防止することができる。なお、内嵌管部材の腐食に関しては、犠牲防食層が優先して腐食することによりこれを抑制できることは言うまでもない。
【００１１】
また、前記内嵌管部材はアルミニウム製又はアルミニウム合金製であり、前記犠牲防食層は、Al-Zn合金のクラッド層から成るようにしてもよい。
【００１２】
また、前記内嵌管部材はアルミニウム製又はアルミニウム合金製であり、前記犠牲防食層は、前記内嵌管部材の外周面上に形成されたZn拡散層から成るようにしてもよい。
【００１３】
本発明に係る管部材の接合方法は、開口端部の近傍に、外周面の一部が露出した非防食部を有し、該非防食部を避けて前記外周面上に犠牲防食層が設けられた内嵌管部材を形成する第１の工程と、該内嵌管部材の前記開口端部に対して外嵌管部材を外嵌させ、前記非防食部と前記外嵌管部材との間をロウ付けする第２の工程と、を備えている。
【００１４】
このような構成とすることにより、上述したような管部材の接合体を適切に製造することができ、製造された接合体においては、経年腐食による流体の漏洩を防止することができる。
【００１５】
また、前記第１の工程は、外周面上に、Al-Zn合金のクラッド層又はZn溶射によるZn拡散層から成る犠牲防食層が設けられた内嵌管部材を形成する工程と、前記犠牲防食層の一部を切削又は薬剤により除去して前記非防食部を形成する工程と、を有していてもよい。
【００１６】
また、前記第１の工程は、内嵌管部材の外周面上の非防食部を避けて、Al-Zn合金のクラッド層から成る犠牲防食層を前記外周面上に設けることとしてもよい。
【００１７】
また、前記第１の工程は、内嵌管部材の外周面上の非防食部に対応する部分をマスキングした後に、該外周面に対してZn溶射してZn拡散層から成る犠牲防食層を形成し、更に前記マスキングを除去して前記非防食部を形成することとしてもよい。
【００１８】
本発明に係る冷凍サイクル装置の熱交換器は、上述した何れかの管部材の接合体を、冷媒が通流する冷媒管同士の接合箇所に備えている。
【００１９】
空気調和機の熱交換器が備える冷媒管は、内部を冷媒が通流するので外表面に水分が凝結しやすく、この水分による接合箇所の防食が重要である。これに対し、上述したような管部材の接合体を採用することにより、犠牲防食層が腐食した場合であっても、接合箇所に管部材の内外を連通する隙間が生じるのを防止することができる。従って、冷媒管の耐食性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、経年腐食により管部材の接続箇所から流体が漏洩するのを好適に防止し得る管部材の接合体、その接合方法、及び該接合体を備える冷凍サイクル装置の熱交換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施の形態に係る空気調和機の構成を示す模式図である。
【図２】図１の室外熱交換器の具体的な構成を示す模式的斜視図である。
【図３】本実施の形態に係る管部材の接合体の構成を示す模式的断面図である。
【図４】経年腐食した接合体の構成を示す模式的断面図である。
【図５】本実施の形態に係る管部材の接合方法を説明するための模式図付きフローチャートである。
【図６】犠牲防食層及び非防食部を有する内嵌管部材の形成方法を示す模式図付きのフローチャートである。
【図７】従来の管部材の接合箇所に、経年腐食により隙間が形成される状況を説明するための模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の一種である空気調和機について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施の形態に係る空気調和機の構成を示す模式図である。この図１に示すように空気調和機１は、冷房運転時に外部へ排熱する第１熱交換器２（以下、「室外熱交換器２」）と、外気から吸熱する第２熱交換器３（以下、「室内熱交換器３」）と、これらの熱交換器２，３を含んで構成される冷凍サイクル４とを備えている。また、これら室外熱交換器２及び室内熱交換器３の近傍には、それぞれモータ５，６によって駆動するファン７，８が設けられており、ファン７，８の回転駆動により発生する気流が、熱交換器２，３を経て流れるようになっている。
【００２３】
なお、以下の説明では便宜上、「上流」及び「下流」という表現を用いるが、これらは、空気調和機１を冷房運転したときに冷凍サイクル４での冷媒の流れにおける「上流」及び「下流」を意味するものとする。そして、図１に示す冷凍サイクル４に沿って付された矢印は、冷房運転時に冷媒が「上流」から「下流」へ流れる向きを示している。また、付言しておくと、暖房運転をしたときの冷媒の流れは、冷房運転のときの冷媒の流れと逆向きになり、破線で示す通りである。
【００２４】
図１に示すように、室内熱交換器３内には冷凍サイクル４の一部を構成する冷媒管４ａが備えられており、その下流端からは冷媒管４ｂが延設されて室内機液側接続部１０（冷房運転時における下流側の接続部）に接続されている。この室内機液側接続部１０からは別の冷媒管４ｃが延設され、その下流端は三方弁１１を介して冷媒管４ｄの上流端に接続され、更にその下流端は四方弁１２の第１ポートに接続されている。四方弁１２において、冷房運転時に第１ポートと連通する第２ポートからは冷媒管４ｅが延設され、その下流端は圧縮機１３に接続されている。この圧縮機１３は、冷房運転時においては室内熱交換器３から室外熱交換器２へ向かう低温低圧の冷媒を圧縮して高温高圧化し、暖房運転時において室外熱交換器２から室内熱交換器３へ向かう低温低圧の冷媒を圧縮して高温高圧化するものである。なお、図示していないが、圧縮機１３の手前（上流側）には通常アキュムレータが接続され、冷媒の気液分離を行って、液冷媒が圧縮機１３に戻らないようにしている。
【００２５】
また、圧縮機１３からは別の冷媒管４ｆが延設され、その下流端は、四方弁１２の第３ポートに接続されている。四方弁１２において、冷房運転時に第３のポートと連通する残りの第４ポートからは冷媒管４ｇが延設されており、その下流端は室外熱交換器２内に備えられた冷媒管４ｈの上流端に接続されている。この室外熱交換器２内の冷媒管４ｈの下流端からは別の冷媒管４ｉが延設され、その下流端は、膨張弁１４に接続されている。この膨張弁１４は、冷房運転時においては室外熱交換器２から室内熱交換器３へ向かう冷媒を降圧し、暖房運転時においては室内熱交換器３から室外熱交換器２へ向かう冷媒を降圧するものである。
【００２６】
膨張弁１４からは別の冷媒管４ｊが延設されており、その下流端は二方弁１５の一方のポートに接続されている。この二方弁１５の他方のポートからは冷媒管４ｋが延設され、その下流端は室内機接続部１６（冷房運転時における上流側の接続部）に接続されている。そして、この室内機接続部１６からは別の冷媒管４ｍが延設され、その下流端は、上述した室内熱交換器３内の冷媒管４ａの上流端に接続されている。
【００２７】
このようにして、冷媒管４ａ〜４ｋ，４ｍによって周回経路４が構成されており、この周回経路４によって、室内熱交換器３，四方弁１２，圧縮機１３，室外熱交換器３，膨張弁１４などが接続されている。また、上述した構成のうち、冷媒の流れに沿って三方弁１１から二方弁１５に至るまでの構成物（即ち、四方弁１２，圧縮機１３，室外熱交換器２，膨張弁１４を含む）によって、本実施の形態に係る空気調和機１の室外機１Ａが構成されている。また、冷媒の流れに沿って室内機液側接続部１６から室内機液側接続部１０へ至るまでの構成物（即ち、室内熱交換器３を含む）によって、空気調和機１の室内機１Ｂが構成されている。
【００２８】
なお、上述した各構成自体は何れも公知のものを採用することができる。また、このような空気調和機１による冷房運転及び暖房運転時の動作については公知であるため、ここではその説明を省略する。
【００２９】
図２は、図１の室外熱交換器２の具体的な構成を示す模式的斜視図である。図２に示すように、本実施の形態に係る室外熱交換器２は、両主面を前後に向けるように縦置きした板状を成しており、その内部に冷媒管４ｈが蛇行配置されている。より詳しく説明すると、冷媒管４ｈの上流側端部は、四方弁１２（図１参照）から延びる冷媒管４ｇの下流側端部に接続されており、その接続直後の位置（接続箇所の下流側近傍位置）にて４つの管部材４ｈ−１〜４ｈ−４に分岐している。
【００３０】
各管部材４ｈ−１〜４ｈ−４は、室外熱交換器２の一方の側部から略水平に延設された後、他方の側部にて上下方向に折り返され、前記一方の側部へ向かって略水平に延設される。そして更に、この一方の側部にて上下方向に折り返されて、前記他方の側部へ向かって略水平に延設される。このように、一方の側部と他方の側部とで夫々折り返されながら略水平に延設されることにより、各管部材４ｈ−１〜４ｈ−４は蛇行流路を形成している。また、各管部材４ｈ−１〜４ｈ−４の下流側端部は合流し、１つの下流側開口端部となって次の冷媒管４ｉの上流端に接続されるようになっている。
【００３１】
また、各管部材４ｈ−１〜４ｈ−４において、上下方向に折り返された部分（ベンド管）と略水平に延設された部分（伝熱管）とは別々の管部材２０，３０により形成されている。即ち、管部材２０は略Ｕ字形状を成す曲管を成している一方、管部材３０は長寸の直管を成している。そして、直管状の管部材３０の端部開口に対し、曲管状の管部材２０の端部開口が内嵌した状態で、両者がロウ付けにより接合されている。このようにして、管部材４ｈ−１〜４ｈ−４は蛇行流路を構成している。なお、説明の便宜上、上記のように管部材３０の端部開口に内嵌する管部材２０を「内嵌管部材」と称し、これに対して外嵌する前記管部材３０を「外嵌管部材」と称することとする。
【００３２】
本実施の形態に係る室外熱交換器２では、上述した内嵌管部材２０と外嵌管部材３０との接合箇所に対し、本願発明に係る接合体の構成を採用している。また、このような接合箇所以外にも、図２の円形実線で囲んだ箇所Ｐ、即ち、１本の管部材に対してもう１本の管部材を延長接合した箇所であって、特に、室外熱交換器２の側部から外方に突出して位置する接合箇所には、本発明に係る接合体を好適に採用することができる。以下、この接合体及び接合方法について詳述する。
【００３３】
［接合体の構成］
図３は、本実施の形態に係る管部材の接合体４０，４１の構成を示す模式的断面図である。はじめに、図３（ａ）に示す接合体４０について説明する。この接合体４０は、上記内嵌管部材２０として採用可能な内嵌管部材５０Ａの開口端部５１に対し、上記外嵌管部材３０として採用可能な外嵌管部材６０の開口端部６１を、外嵌接合して構成されている。内嵌管部材５０Ａは、その外周面５２に対して犠牲防食層５３が被覆して設けられている。但し、開口端部５１の近傍には、帯状を成して内嵌管部材５０Ａを周回する（即ち、周回方向が無端の）非防食部５４が形成されている。この非防食部５４は、内嵌管部材５０Ａの外周面５２において犠牲防食層５３が欠如した部分であり、外嵌管部材６０との接合前の段階では、内嵌管部材５０Ａの外周面５２を外部へ露出させる。
【００３４】
ここで、犠牲防食層５３及び非防食部５４の構成について補足的に付言しておくと、犠牲防食層５３は、非防食部５４を挟んで開口端５１ａ側に設けられた犠牲防食層５３ａと、反対側に設けられた犠牲防食層５３ｂとを有している。即ち、内嵌管部材５０Ａの開口端５１ａ付近には、帯状であって内嵌管部材５０Ａを周回する犠牲防食層５３ａが設けられている。そして非防食部５４は、この犠牲防食層５３ａに対して開口端５１ａから離隔する側に隣接して設けられている。更に、この非防食部５４に対して開口端５１ａから離隔する側に隣接して犠牲防食層５３ｂが設けられている。
【００３５】
一方、外嵌管部材６０は、他の部分より拡径された開口端部６１を有し、該開口端部６１は、犠牲防食層５３で被覆された状態の内嵌管部材５０Ａの外径寸法と略同一の内径寸法Ｄ１を有している。また、開口端部６１における開口端６１ａ付近は更に拡径されている。具体的には、断面視で略円弧状を成すように、開口端６１ａへ向かうに従って内径寸法がより大きくなるように拡径し、開口端６１ａの内径は寸法Ｄ２（＞Ｄ１）となっている。この外嵌管部材６０の外周面６２にも犠牲防食層６３が被覆して設けられている。
【００３６】
図３（ａ）に示す接合体４０では、上述した内嵌管部材５０Ａの開口端部５１に対し、外嵌管部材６０の開口端部６１が外嵌しており、両方の開口端部５１，６１間はロウ材７０によって接続されている。以下、このロウ材７０による接合態様についてより詳述する。
【００３７】
まず、図３（ａ）を参照しつつ、内嵌管部材５０Ａに対して外嵌管部材６０が外嵌しているがロウ付けされていない状態を想定すると、このとき、非防食部５４は外部に露出した状態となっている。即ち、内嵌管部材５０Ａの開口端５１ａ側の犠牲防食層５３ａと非防食部５４とを合わせた幅寸法（内嵌管部材５０Ａの軸芯方向寸法）は寸法Ｌ２であるのに対し、内嵌管部材５０Ａと外嵌管部材６０との接触部分の幅寸法（開口端５１ａからの寸法）は、それより小さい寸法Ｌ１（＜Ｌ２）となるように構成されている。従って、非防食部５４は、外嵌管部材６０によって全てが覆われてしまうことがなく、ロウ付け前の段階では少なくとも一部が外部に露出した状態になっている。
【００３８】
一方、図３（ａ）に示すように、ロウ付けした後には、非防食部５４の露出した部分の全てがロウ材７０によって覆われた状態となり、更に、非防食部５４よりも外側に位置する犠牲防食層５３ｂの一部にもロウ材７０が接続されるようになっている。換言すれば、内嵌管部材５０Ａと外嵌管部材６０とが直接的又は間接的に接続される部分は、内嵌管部材５０Ａの開口端５１ａ付近から、ロウ材７０と内嵌管部材５０Ａの犠牲防食層５３ｂとの境界部分に至る、幅寸法Ｌ３（＞Ｌ２）の範囲となっている。そして、この接続範囲内には、犠牲防食層５３を介さずに内嵌管部材５０Ａと外嵌管部材６０とがロウ材７０によって直接的に接続された部分が形成されている。
【００３９】
なお、上述した犠牲防食層５３は、内嵌管部材５０Ａを構成する金属又は合金よりも、電気的に卑な金属又は合金で構成されている。犠牲防食層６３及び外嵌管部材６０についても同様である。
【００４０】
以上に説明したような接合体４０によれば、犠牲防食層５３（５３ｂ）の腐食が進行した場合であっても、接合箇所から内部の流体が漏洩するのを防止することができる。図４は、経年腐食した接合体の構成を示す模式的断面図であり、上述した接合体４０が経年腐食した場合の構成を（ａ）に示している。上述したように、接合体４０は、内嵌管部材５０Ａと外嵌管部材６０とがロウ材７０によって直接的に接続された部分を有する。従って、図４（ａ）に示すように、犠牲防食層５３ｂが腐食して消滅した場合であっても、内嵌管部材５０Ａの外周面と外嵌管部材６０の内周面との間の隙間はロウ材７０により閉塞されているため、そこから流体が漏洩するのを防止することができる。
【００４１】
次に、図３（ｂ）に示す接合体４１について説明する。なお、この接合体４１は、大部分において上記接合体４０と共通する構成を備えている。従って、以下では接合体４０と比べたときの相違点に着目して説明し、共通する構成に対しては同一の符号を付してその詳細な説明は省略することとする。
【００４２】
図３（ｂ）に示すように、接合体４１を構成する内嵌管部材５０Ｂの開口端部５１には、接合体４０の犠牲防食層５３ａに対応する構成が存在せず、その分だけ幅寸法が大きくなった非防食部５７が設けられている。換言すれば、内嵌管部材５０Ｂの開口端５１ａから寸法Ｌ２の領域に、帯状を成して周回する幅広の非防食部５７が設けられている。そして、この非防食部５７に隣接して犠牲防食層５３（５３ｂ）が設けられている。また、犠牲防食層５３ａに対応する部分には、ロウ材７０が充填されている。従って、内嵌管部材５０Ｂと外嵌管部材６０とがロウ材７０によって直接的に接続された部分は、接合体４０よりも接合体４１の方がより幅広い範囲となっている。なお、上記以外の構成については、接合体４０と実質的に同じ構成になっている。
【００４３】
図４（ｂ）は、このような接合体４１が経年腐食した場合の構成を示している。接合体４１においても、内嵌管部材５０Ｂと外嵌管部材６０とがロウ材７０によって直接的に接続された部分を有する。従って、図４（ｂ）に示すように、犠牲防食層５３ｂが腐食して消滅した場合であっても、内嵌管部材５０Ｂの外周面と外嵌管部材６０の内周面との間の隙間はロウ材７０により閉塞されているため、そこから流体が漏洩するのを防止することができる。
【００４４】
［接合方法］
次に、上述したような管部材の接合体を形成する方法（接合方法）について説明する。図５は、本実施の形態に係る管部材の接合方法を説明するための模式図付きフローチャートである。この図５に示すように、本実施の形態に係る接合方法は第１の工程と第２の工程とを含んでいる。このうち第１の工程（ステップＳ１）では、非防食部と犠牲防食層とを有する内嵌管部材を形成する。より正確には、開口端部の近傍に、外周面の一部が露出した非防食部を有し、該非防食部を避けて前記外周面上に犠牲防食層が設けられた内嵌管部材を形成する。
【００４５】
例えば、図３（ａ）に示す内嵌管部材５０Ａのように、開口端部５１の近傍に外周面５２の一部が露出した非防食部５４を有すると共に、該非防食部５４を避けるようにして外周面５２上に犠牲防食層５３（５３ａ，５３ｂ）が設けられた内嵌管部材５０Ａを形成する。あるいは、図３（ｂ）に示す内嵌管部材５０Ｂのように、開口端部５１の近傍に外周面５２の一部が露出した非防食部５７を有すると共に、該非防食部５７を避けるようにして外周面５２上に犠牲防食層５３（５３ｂ）が設けられた内嵌管部材５０Ｂを形成する。
【００４６】
そして次の第２の工程（ステップＳ２）では、第１の工程で形成した内嵌管部材に対して外嵌管部材を外嵌すると共に、両者をロウ付けする。即ち、上述した内嵌管部材５０Ａに対して外嵌管部材６０を外嵌してロウ付けした場合には、図３（ａ）に示した接合体４０が形成される。また、上述した内嵌管部材５０Ｂに対して外嵌管部材６０を外嵌してロウ付けした場合には、図３（ｂ）に示した接合体４１が形成される。
【００４７】
ところで、上記第１の工程（ステップＳ１）では、内嵌管部材を形成するいくつかの方法の中から適宜選択して採用することができる。図６は、犠牲防食層５３及び非防食部５４，５７を有する内嵌管部材５０の形成方法を示す模式図付きのフローチャートである。
【００４８】
図６（ａ）に示す方法では、最初のステップＳ１Ａ−１の工程において、内嵌管部材５０の外周面５２の全体に犠牲防食層５３を形成する。この犠牲防食層５３の形成方法としては、Al-Zn合金から成るクラッド材を外周面５２に被覆して形成したクラッド層をもって犠牲防食層５３とする方法（例１）や、外周面５２にZn溶射して加熱することで形成したZn拡散層をもって犠牲防食層５３とする方法（例２）を採用することができる。なお、内嵌管部材５０よりも電気的に卑である犠牲防食層５３を形成するのに好適であれば、他の方法や材料を採用することも可能である。
【００４９】
次のステップＳ１Ａ−２の工程では、上述したようにして形成した犠牲防食層５３の一部を除去することにより、非防食部５４，５７を形成する。その結果、図３（ａ），（ｂ）に示したような内嵌管部材５０Ａ，５０Ｂを形成することができる。なお、犠牲防食層５３を除去する方法については、切削により機械的に除去する方法や、薬剤を用いて溶融させて除去する方法を採用することができる。また、他に好適な方法があればそれを採用することも可能である。
【００５０】
図６（ｂ），（ｃ）に示す方法は、非防食部５４，５７に対応する部分をはじめから避けて犠牲防食層５３を形成するものである。このうち図６（ｂ）に示す方法の場合は、内嵌管部材５０の外周面５２に対し、非防食部５４，５７となる部分を避けて、Al-Zn合金から成るクラッド材を被覆してクラッド層（犠牲防食層５３）を形成する（ステップＳ１Ｂ−１）。これにより、図３（ａ），（ｂ）に示したような内嵌管部材５０Ａ，５０Ｂを形成することができる。
【００５１】
また、図６（ｃ）に示す方法の場合は、内嵌管部材５０の外周面５２において非防食部５４，５７に対応する部分をマスクする（ステップＳ１Ｃ−１）。次に、一部がマスクされた内嵌管部材５０の外周面５２に対し、Zn溶射して加熱することでZn拡散層を形成する（ステップＳ１Ｃ−２）。その後、マスクを除去（ステップＳ１Ｃ−３）することにより、図３（ａ），（ｂ）に示したような内嵌管部材５０Ａ，５０Ｂを形成することができる。
【００５２】
なお、非防食部５４，５７として示す領域は、犠牲防食層５３が完全に欠如した状態になっている必要はない。例えば、切削や薬剤によって犠牲防食層５３の一部を除去して非防食部５４，５７を形成する場合に、非防食部５４，５７内に犠牲防食層５３が部分的に残存したとしても、本発明に係る作用効果を実質的に奏する程度であれば許容することができる。即ち、経年腐食によって周辺の犠牲防食層５３が消滅した場合に、内嵌管部材５０と外嵌管部材６０との間がロウ材７０によって閉塞されていればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、経年腐食により管部材の接続箇所から流体が漏洩するのを好適に防止し得る管部材の接合体、その接合方法、及び該接合体を備える空気調和機の熱交換器に適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ 空気調和機
２ 室外熱交換器
３ 室内熱交換器
４ 冷媒管
２０，５０ 内嵌管部材
３０，６０ 外嵌管部材
４０，４１ 接合体
５３ 犠牲防食層
５４，５７ 非防食部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を通流させる内嵌管部材と、該内嵌管部材の開口端部に外嵌して接合され、前記流体を通流させる外嵌管部材と、を備え、
前記内嵌管部材の外周面上には、該内嵌管部材に対する防食作用を有する犠牲防食層が設けられ、且つ、前記外嵌管部材との接合箇所付近には、前記犠牲防食層の欠如により前記内嵌管部材の外周面が露出した非防食部が、該内嵌管部材を周回して形成されており、
前記内嵌管部材の前記非防食部と前記外嵌管部材との間がロウ付けされることにより、前記内嵌管部材及び前記外嵌管部材が互いに接合されていることを特徴とする、管部材の接合体。
【請求項２】
前記内嵌管部材はアルミニウム製又はアルミニウム合金製であり、前記犠牲防食層は、Al-Zn合金のクラッド層から成ることを特徴とする、請求項１に記載の管部材の接合体。
【請求項３】
前記内嵌管部材はアルミニウム製又はアルミニウム合金製であり、前記犠牲防食層は、前記内嵌管部材の外周面上に形成されたZn拡散層から成ることを特徴とする、請求項１に記載の管部材の接合体。
【請求項４】
開口端部の近傍に、外周面の一部が露出した非防食部を有し、該非防食部を避けて前記外周面上に犠牲防食層が設けられた内嵌管部材を形成する第１の工程と、
該内嵌管部材の前記開口端部に対して外嵌管部材を外嵌させ、前記非防食部と前記外嵌管部材との間をロウ付けする第２の工程と、
を備えることを特徴とする、管部材の接合方法。
【請求項５】
前記第１の工程は、
外周面上に、Al-Zn合金のクラッド層又はZn溶射によるZn拡散層から成る犠牲防食層が設けられた内嵌管部材を形成する工程と、
前記犠牲防食層の一部を切削又は薬剤により除去して前記非防食部を形成する工程と、
を有することを特徴とする、請求項４に記載の管部材の接合方法。
【請求項６】
前記第１の工程は、内嵌管部材の外周面上の非防食部を避けて、Al-Zn合金のクラッド層から成る犠牲防食層を前記外周面上に設けることを特徴とする、請求項４に記載の管部材の接合方法。
【請求項７】
前記第１の工程は、内嵌管部材の外周面上の非防食部に対応する部分をマスキングした後に、該外周面に対してZn溶射してZn拡散層から成る犠牲防食層を形成し、更に前記マスキングを除去して前記非防食部を形成することを特徴とする、請求項４に記載の管部材の接合方法。
【請求項８】
請求項１乃至３の何れかに記載の管部材の接合体を、冷媒が通流する冷媒管同士の接合箇所に備えることを特徴とする、冷凍サイクル装置の熱交換器。
【請求項１】
流体を通流させる内嵌管部材と、該内嵌管部材の開口端部に外嵌して接合され、前記流体を通流させる外嵌管部材と、を備え、
前記内嵌管部材の外周面上には、該内嵌管部材に対する防食作用を有する犠牲防食層が設けられ、且つ、前記外嵌管部材との接合箇所付近には、前記犠牲防食層の欠如により前記内嵌管部材の外周面が露出した非防食部が、該内嵌管部材を周回して形成されており、
前記内嵌管部材の前記非防食部と前記外嵌管部材との間がロウ付けされることにより、前記内嵌管部材及び前記外嵌管部材が互いに接合されていることを特徴とする、管部材の接合体。
【請求項２】
前記内嵌管部材はアルミニウム製又はアルミニウム合金製であり、前記犠牲防食層は、Al-Zn合金のクラッド層から成ることを特徴とする、請求項１に記載の管部材の接合体。
【請求項３】
前記内嵌管部材はアルミニウム製又はアルミニウム合金製であり、前記犠牲防食層は、前記内嵌管部材の外周面上に形成されたZn拡散層から成ることを特徴とする、請求項１に記載の管部材の接合体。
【請求項４】
開口端部の近傍に、外周面の一部が露出した非防食部を有し、該非防食部を避けて前記外周面上に犠牲防食層が設けられた内嵌管部材を形成する第１の工程と、
該内嵌管部材の前記開口端部に対して外嵌管部材を外嵌させ、前記非防食部と前記外嵌管部材との間をロウ付けする第２の工程と、
を備えることを特徴とする、管部材の接合方法。
【請求項５】
前記第１の工程は、
外周面上に、Al-Zn合金のクラッド層又はZn溶射によるZn拡散層から成る犠牲防食層が設けられた内嵌管部材を形成する工程と、
前記犠牲防食層の一部を切削又は薬剤により除去して前記非防食部を形成する工程と、
を有することを特徴とする、請求項４に記載の管部材の接合方法。
【請求項６】
前記第１の工程は、内嵌管部材の外周面上の非防食部を避けて、Al-Zn合金のクラッド層から成る犠牲防食層を前記外周面上に設けることを特徴とする、請求項４に記載の管部材の接合方法。
【請求項７】
前記第１の工程は、内嵌管部材の外周面上の非防食部に対応する部分をマスキングした後に、該外周面に対してZn溶射してZn拡散層から成る犠牲防食層を形成し、更に前記マスキングを除去して前記非防食部を形成することを特徴とする、請求項４に記載の管部材の接合方法。
【請求項８】
請求項１乃至３の何れかに記載の管部材の接合体を、冷媒が通流する冷媒管同士の接合箇所に備えることを特徴とする、冷凍サイクル装置の熱交換器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−２６８２（Ｐ２０１３−２６８２Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３２２５２（Ｐ２０１１−１３２２５２）
【出願日】平成２３年６月１４日（２０１１．６．１４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１４日（２０１１．６．１４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
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