JP2005201412A - 振動吸収管 - Google Patents

Abstract

【課題】振動吸収管の口金部分におけるベローズ管と編組体との接合状態の信頼性を維持しながらも、接合加工をより容易にし得る接合構造を振動吸収管に付与すること。
【解決手段】 金属製ベローズ管１と、これを覆う管状の金属製編組体２とを、口金３に接合し振動吸収管を構成する。ベローズ管１の端部に口金３を接合し、編組体２は口金を覆うように所定の位置まで延ばす。編組体２の端部には、さらにその上を覆う被覆管４を装着し、編組体２と被覆管４とを、それぞれの末端側の端面を略揃えて口金３にロウ付けする。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動を受ける配管回路中に組み込まれる振動吸収管に関するものである。

空調装置など内部を冷媒が循環するような配管回路には、通常、銅などの金属製のパイプが用いられているが、駆動源からの振動の伝達によって、配管も振動しさらには共振し、騒音の発生や配管の破損等の問題が生じる。
そこで、前記のような振動を常時受ける配管回路には、振動吸収管が組み込まれ、配管自体で振動を吸収する構成とされている（例えば、特許文献１、２）。

従来の振動吸収管は、図４に示すように、金属製ベローズ管１００と、該ベローズ管の外側を覆う管状の金属製編組体１１０とによって構成される、振動吸収可能なフレキシブルチューブである。ベローズ管１００の端部には、口金１２０として金属パイプがロウ付けされるが、このとき、編組体１００の端部には、さらにその上を覆う被覆管１３０が装着され、ベローズ管１００、編組体１１０、被覆管１００が、それぞれの末端側の端面を略揃えて３者同時に口金１２０にロウ付けされている。図４中、１４０はロウ材である。ロウ材の一部は、編組体に浸透している。

このロウ付けによって、ベローズ管１００と口金１２０とは、充分な強度をもって接合され、かつ接合部分の密封性が確保されている。また、編組体１１０、被覆管１３０は、充分な強度をもって口金１２０に接合されている。よって、このロウ付け部分は、振動を受け続けても、接合部分の破損や漏れ、編組体の抜けなどのない良好な接続構造となっており、全体として接続信頼性の高い振動吸収管となっている。

しかし、本発明者が、このロウ付け部分の製造工程に着目したところ、上記のような信頼性の高い接続状態を達成するためには、ロウ付け作業に高い熟練を要し、生産効率が低いことがわかった。
このロウ付け作業に高い熟練を要する主な原因は、図４に示すとおり、ベローズ管１００、編組体１１０、被覆管１００を、３者同時に口金にロウ付けする点にあることがわかった。
即ち、この部分のロウ付けの主目的は２つあり、１つは、ベローズ管と口金とを気密に接合すること、他の１つは、口金へのブレードの固定である。しかし、図４のような従来のロウ付け構造では、（下層のベローズ管、中層のブレード、上層の被覆管）の３層体を口金に同時にロウ付けしているために、下層のベローズ管と口金とのロウ付け状態を確認することが困難となる。そのため、結果として得られるベローズ管と口金とのロウ付け状態を安定させることが困難となる。ベローズ管と口金とのロウ付けが不十分であれば、ベローズ管と被覆管との隙間からの漏れとなるが、これは、ロウ付け部の外観からでは判断できない。このように、この部分のロウ付けは、直接的なロウ付け作業中の状態の確認や、結果物の品質確認が困難であるが、従来では、このような困難な作業を、作業者の高度に熟練したロウ付け技能によって克服していたのである。
特開平１０−３１８４７９号公報 特開２００３−２０２０８８号公報 特開平３−１３８０２４号公報 特開平４−１７２１３２号公報 特開平７−１５１２３０号公報 特開２０００−２７１６７５号公報

本発明の課題は、上記問題点を解決し、振動吸収管の口金部分におけるベローズ管と編組体との接合状態の信頼性を維持しながらも、接合加工をより容易にし得る接合構造を振動吸収管に付与することにある。

本発明は、次の特徴を有するものである。
（１）金属製ベローズ管と、該ベローズ管の外側を覆う管状の金属製編組体とを有し、金属製ベローズ管の少なくとも一方の端部には、口金として金属パイプが接合されており、金属製編組体は、該口金の長手方向の任意の位置まで、その外周を覆って延びており、金属製編組体の端部には、さらにその上を覆う被覆管が装着され、金属製編組体と被覆管とが、それぞれの末端側の端面を略揃えて口金にロウ付けされていることを特徴とする、振動吸収管。
（２）被覆管が、金属製編組体の上を覆った状態でカシメ加工を受けており、金属製編組体を口金に固定するように変形している、上記（１）記載の振動吸収管
（３）被覆管には、末端側の端面から所定の位置に金属製編組体を露出させる貫通孔が設けられ、該貫通孔によって、少なくとも所定の位置までロウが金属製編組体中を浸透していることを確認し得る構成となっている、上記（１）または（２）記載の振動吸収管。
（４）被覆管の内側および／または口金の外側に、ロウが流れ込んで抜け止めとなるように、環状の凹部または単発的な凹部が設けられている、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の振動吸収管。

本発明の振動吸収管では、従来の振動吸収管にみられるような、ベローズ管、編組体、被覆管を、３者同時に口金にロウ付けする構造を排除し、図１に示すように、ベローズ管１と口金３とをＳ部において独立して接合し、編組体２を延長して口金３の外周側面の任意の位置まで被せ、その上に被覆管４を被せ、被覆管４と編組体２とを口金３にロウ付け（図１の符号５）を行う構成としている。
本発明者は、被覆管４と編組体２とを口金３に接合するに際しては、被覆管にカシメ加工を施し塑性変形させることのみによって編組体を口金にカシメ接合することを検討したが、常時振動を受ける過酷な使用環境によって、カシメ接合だけでは緩みが生じることがわかった。
本発明で採用した接合構造によって、ベローズ管と口金とのロウ付け状態を直接的に確認できるのでロウ付け品質が高度な熟練を要さずとも常に安定し、かつ、被覆管と口金との段差が小さくなったので、ロウ付け作業が容易になった。しかも、被覆管と口金とのロウ付けの接合状態は、機械的強度が高く、振動に対する信頼性も高い。

以下、本発明の振動吸収管を、一実施例による具体的な構造を示しながら説明する。
図１に示すように、当該振動吸収管は、金属製ベローズ管（以下、ベローズ管）１と、該ベローズ管１の外側を覆う管状の金属製編組体（以下、編組体）２とを有して構成される。ベローズ管１の少なくとも一方の端部には、口金３として金属パイプが接合されている。口金は、従来の振動吸収管のように、ベローズ管の両端に接合してよく、両端共に同じ接続構造としてもよい。
編組体２は、口金３上の所定の位置、即ち、口金３の全長のうちの中間部（末端部でもよい）まで延びて覆っている。編組体２の端部には、さらにその上を覆う被覆管４が装着され、編組体２と被覆管４とが、それぞれの末端側の端面を略揃えて、口金３にロウ材５によってロウ付けされている。

この接続構造の採用によって、上記〔発明の効果〕において説明したとおり、被覆管と口金とのロウ付けの接合状態を従来よりも低下させることなく、しかも、過度な熟練を要しない容易なロウ付け作業が可能になる。

当該振動吸収管に利用し得るベローズ管、編組体は、従来公知のものを用いてよい。
例えば、ベローズ管としては、上記特許文献１、２の振動吸収管に用いられているものや、特許文献３、４、５に記載されたものなどが利用可能である。
空調装置の冷媒循環用配管などに用いる場合のベローズ管の好ましい材料としては、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３２１などが挙げられる。

当該振動吸収管に用いるベローズ管の、内径、外径、肉厚などの範囲は限定されないが、ベローズ管の各部の寸法の好ましい範囲を例示すると、内径としては７ｍｍ〜５０ｍｍ、外径としては１２ｍｍ〜７０ｍｍ、肉厚としては０．２ｍｍ〜０．６ｍｍ、蛇腹の長手方向のピッチ（隣り合った２つの山の中心間距離）としては２ｍｍ〜８ｍｍなどが挙げられる。

編組体は、「ブレード（braid）」とも呼ばれる。その編組構成は、複数の金属素線を並列配置して１束としたものを、ベローズ管の外径に応じて、隙間が生じない交角および打数にて管状に編んだ構造を基本の１層としたものである。編組体は、用途によっては複数層重ね合わせて引張り強度を向上させてもよい。編組パターン、編組技術、ベローズ管を被覆する技術については、従来技術を参照してよい。

編組体に用いられる金属素線は、従来公知の金属編組体用として製造されたものを用いてよく、ＪＩＳ Ｇ４３０９に規定されたものが挙げられる。該金属素線の径は、限定されないが、０．３ｍｍ〜０．６ｍｍ、特に０．３ｍｍ〜０．５ｍｍが好ましい。
金属素線の材料は限定されないが、強度と耐食性を備えた材料が好ましく、そのような材料としては、ステンレス鋼が例示される。ステンレス鋼としては、ＪＩＳ Ｇ４３０５に規定されたステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３２９Ｊ１など）が好ましいものとして挙げられるが、例えば、オーステナイト・フェライト２相ステンレス鋼など、ＪＩＳ規定のステンレス鋼をさらに改良したものであってもよい。

口金は、ベローズ管の端部に接合される金属管であって、他の配管との接続に利用でき、かつ自体は管として機能するものであればよい。該口金には、最外端部にさらにネジや管継手構造など、外部管路との接続のための構造が加えられていてもよい。また、口金は、単純な直管の態様だけでなく、屈曲管や、長手方向に沿って径が変化するものであってもよい。
口金の両端の内径または外径は、それぞれの端部に接続される相手側配管（口金の一端にはベローズ管、他端には外部配管）の形状、寸法によって決定すればよい。
口金の両端のうちのベローズ管側端部の外径は、ベロース管の外径よりも２ｍｍ〜６ｍｍ程度小さい値とすることが、両者を接合する点で好ましい寸法である。例えば、ベローズ管の外径が２６ｍｍ、内径が１９ｍｍの場合、口金の外径は２２ｍｍ〜２３ｍｍ程度が好ましい。
口金の肉厚は、使用圧力（設計圧力）に対して、十分な強度を有する厚さとなるように決定される。例えば、使用圧力が３．４５ＭＰａ〜４．７ＭＰａ、外径が３０ｍｍ程度の場合には、肉厚は１．６ｍｍ〜２．１ｍｍが好ましい寸法である。

口金の長さは、外径によっても異なり、また、最末端部分にはさらに他の配管と連結するためのジョイント機構が設けられる場合もあるが、口金だけの部分としての長さは４０ｍｍ〜１５０ｍｍ程度である。
編組体が口金を覆う長さ（編組体先端が到達する任意の位置、即ち、口金とベローズ管との接合面から編組体先端までの長さ）は、口金の内径、外径によっても異なるが、２０ｍｍ〜４０ｍｍ程度が適当である。

口金の材料としては、内圧に耐え、耐食性を有する金属材料が好ましく、例えば、ＪＩＳ Ｈ ３３００に規定されたＣ１２２０Ｔなどが挙げられる。

口金とベローズ管との接合方法は、限定されないが、機械的強度と密封性とを確保する点からは、ロウ付けなどが好ましい方法として挙げられる。

被覆管は、編組体と口金との接合強度をさらに向上させるための金属管であるが、編組体の末端の素線のほつれを防止して外観を美しくするための管として機能させてもよい。
被覆管の材料は、ロウ付けが可能な金属材料であればよいが、耐食性を有し、後述のカシメ加工が可能な材料であることが好ましい。このような材料としては、Ｃ１２２０Ｔに代表される銅管、ＳＵＳ３０４ＴＰに代表されるステンレス鋼管などが挙げられる。

被覆管の内径は、口金を編組体が覆ったときの外径に応じて決定すればよい。口金の外径を６ｍｍ〜５０ｍｍ、編組体の厚さを０．６ｍｍ〜１．５ｍｍ程度とするならば、被覆管の内径は、８ｍｍ〜５５ｍｍ程度が好ましい寸法である。
被覆管の肉厚は、特に限定されないが、強度、変形、製品としての適度な外径を考慮すると１ｍｍ〜４ｍｍ程度、特に１ｍｍ〜３ｍｍが好ましい。
被覆管の長さは、特に限定されないが、１０ｍｍ〜５０ｍｍ程度、特に１０ｍｍ〜３０ｍｍが好ましい長さである。

編組体を口金にロウ付けする工程では、被覆管を編組体上に被せた状態で、図１に示すように、両者の末端側の端面を略揃え、編組体２にロウ材５をしみ込ませながら被覆管４と編組体２とを口金３にロウ付けする。
ロウ材としては、銀ロウ（ＪＩＳ Ｚ ３２６１）、銅および銅合金ロウ（ＪＩＳ Ｚ ３２６２）、リン銅ロウ（ＪＩＳ Ｚ ３２６４）などが好ましいものとして挙げられる。

上記のように、被覆管と編組体とは口金にロウ付けされるが、これに加えて、被覆管にカシメ加工を施し塑性変形させることによって、接合強度がより高くなり、好ましい接合構造となる。
カシメ加工のタイミングは、ロウ材の流れる隙間を少なくする点からは、ロウ付け工程の前とすることが好ましい。また、カシメ加工を先に行うことによって、被覆管と編組体とが端面をそろえて仮固定されることになり、ロウ付け作業の効率が向上するというメリットもある。

カシメ加工は、被覆管を局所的、全周的または全面的に外側から加圧して塑性変形させ、編組体と共に口金に対して圧着させ得る加工であればよい。カシメ加工自体の技術については、例えば、特許文献４など、従来公知のカシメ技術を参照してよい。

本発明では、被覆管を編組体上に被せて口金にロウ付けする構成をとっているが、被覆管が覆っているために、被覆管の端面から他端方向へロウ材が編組体中をどこまで浸透したかを知ることが困難であることが新たにわかった。
そこで、本発明では、図２に示すように、被覆管４に、末端側の端面から所定の位置ｍに編組体を露出させる貫通孔６を設けておくことを提案する。「所定の位置」とは、接合に必要な最低限のロウ材浸透距離である。該貫通孔６を設けることによって、少なくとも所定の位置までロウが編組体中を浸透していることを目視等で確認することが可能となり、充分な強度にて編組体２が口金３に接合されていることが容易に確認できる。
図２では、ロウ材がハッチングで示すように、貫通孔６の直下の位置まで浸透しており、貫通孔６を通して、編組体中に浸透したロウ材を目視で確認できるようになっている。

被覆管に設けられた貫通孔の位置、形状、大きさ、個数は限定されないが、充分なロウ付けの浸透距離（＝強度）を確保し、かつ、それを明確に確認するためには、末端側の端面から３ｍｍ以上、特に４ｍｍ以上の位置とすることが好ましい。端面からの位置の上限は特に限定されないが、過剰な浸透を避ける実際的な範囲としては、１０ｍｍ以下、特に８ｍｍ以下が好ましい。
貫通孔の開口径は、特に限定はないが、確認のし易さ、被覆管の強度低下などを考慮すると１ｍｍ〜２ｍｍ程度とするのが好ましい。該貫通孔は、被覆管の胴体円周方向については、強度を考慮して、複数設けてもよい。

被覆管を編組体上に被せて口金にロウ付けする場合、図３に示すように、被覆管の内側および／または口金の外側に、ロウ材が流れ込んで抜け止めとなり得る凹部７を設けることが好ましい。
凹部は、被覆管の内周方向、口金の外周方向を巡る環状の溝、螺旋状の溝であってもよいし、単発的な穴であっても、凹凸の大きな粗面であってもよい。
凹部は、被覆管の内側、口金の外側のうちの一方、両方のいずれに設けてもよいが、被覆管の内側に凹部を設けると、編組体上に被せる作業が困難になる点からは、口金の外側だけに設ける態様が好ましい（ただし、図３では、説明のために、凹部を両方に設けている）。
凹部の数、凹部の開口寸法、形状、深さは、凹部内にロウが充填することによって得られる強度に応じて適宜決定してよい。

当該振動吸収管の用途としては、従来公知の振動吸収管と同様であり、コンプレッサが振動を発生させる空調装置、除湿機、冷蔵庫などにおける冷媒配管などが挙げられる。

本発明によって、振動吸収管の強度面での信頼性を維持しながらも、口金部分の接合加工がより容易になり、安価で高性能な振動吸収管を提供できるようになった。

本発明による振動吸収管の一実施例を示す図である。同図では、断面構造と外観とを同時に見せるために、中心線を加え、該中心線の上側に断面を示し、下側に外観を示している。他の図も同様に、ハッチングは、断面であることを示すためにではなく、領域を明確に区別する目的で加えている。 本発明による振動吸収管における被覆管の好ましい態様を示す部分図である。同図では、全面的に断面を示している。 本発明による振動吸収管におけるロウ付け部分の好ましい態様を示す部分図である。同図では、全面的に断面を示している。 従来の振動吸収管の構造を示す図である。図１と同様に、中心線の上側に断面を示し、下側に外観を示している。

符号の説明

１ 金属製ベローズ管
２ 金属製編組体
３ 口金
４ 被覆管
５ ロウ材

Claims (4)

1. 金属製ベローズ管と、該ベローズ管の外側を覆う管状の金属製編組体とを有し、
   金属製ベローズ管の少なくとも一方の端部には、口金として金属パイプが接合されており、
   金属製編組体は、該口金の長手方向の任意の位置まで、その外周を覆って延びており、金属製編組体の端部には、さらにその上を覆う被覆管が装着され、金属製編組体と被覆管とが、それぞれの末端側の端面を略揃えて口金にロウ付けされていることを特徴とする、振動吸収管。
2. 被覆管が、金属製編組体の上を覆った状態でカシメ加工を受けており、金属製編組体を口金に固定するように変形している、請求項１記載の振動吸収管。
3. 被覆管には、末端側の端面から所定の位置に金属製編組体を露出させる貫通孔が設けられ、該貫通孔によって、少なくとも所定の位置までロウが金属製編組体中を浸透していることを確認し得る構成となっている、請求項１または２記載の振動吸収管。
4. 被覆管の内側および／または口金の外側に、ロウが流れ込んで抜け止めとなるように、環状の凹部または単発的な凹部が設けられている、請求項１〜３のいずれかに記載の振動吸収管。

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