JP2009281569A - 異種金属管の接続構造及びこれを用いた接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 強度および気密性に優れ、しかも加締工程を効率化して異種金属管の接続長の短い接続構造及を提供する。
【解決手段】 金属蛇腹管Ｘ側の接続部が、その内側から外側に向かって蛇腹管の直管部１、ニップル２、蛇腹管の補強部３及び締結カラー７の順に嵌合、固着されて構成され、前記ニップル２は基部２ａと外周に雄ネジ２ｄが形成された接続端部２ｂとを有する一方、金属管Ｙ側の接続部は、内周に雄ネジ６ａが形成された接続端部６とこの接続端部６に外挿されたスリーブ７とで構成され、このスリーブ７は前記接続端部６に接合された基部７ａと延出した嵌合端部７ｂを有しており、前記雄ネジ２ｄと前記雌ネジ６ａとが螺合された螺合部８を形成すると共に、前記螺合部８が熱硬化性樹脂により接着されてなる異種金属管の接続構造。
【選択図】図１

Description

本発明は、異種金属管の接続構造及びこれを用いた接続方法に関し、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と回路配管の接続構造及びこれを用いた接続方法に関する。

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恐れがある。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。

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１２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ＣＯ_２冷媒を使用することが推奨されつつある。

ところが、ＣＯ_２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、耐圧もＨＦＣ１３４ａ冷媒の１．７〜１．８ＭＰaに対し１３〜１５ＭＰａを要する。

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対ガス透過性を有し、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ＣＯ_２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。

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然とされている。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。

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。

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合部は得られない。

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６を参照しながら説明する。図６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。

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Ｘと、この蛇腹管Ｘ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。

そして、前記蛇腹管Ｘ側の接続部は、その内側から外側に向かって蛇腹管Ｘの直管部１１、ニップル１２、蛇腹管Ｘ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Ｘの蛇腹側に位置する大径部１４-２とを有している。

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Ｘ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Ｘにおける締結カラー１４の小径部１４-１に外嵌されている。

更に、金属蛇腹管Ｘ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）。

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Ｘをアルミ管Ｙ側と接続する際には、スリーブ１７の外周から軸心方向の３箇所Ｋ１，Ｋ２及びＫ３を加締めて、このスリーブ１７とアルミ管Ｙの接合端部１６と蛇腹管Ｘ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。
特開２００２−１９５４７４号公報 特開平７−３１０１６１号公報 特許第４０６２３２５号公報

即ち、本発明は、上記先願発明において、スリーブ１７の外周から軸心方向３箇所Ｋ_１，Ｋ_２，Ｋ_３を求心方向に各８箇所加締めて締結するため、アルミ管Ｙの接続端部長Ｌ２ｂを長くする必要が生じ、結果的に接続長Ｌ２が長くなる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、しかも加締工程を効率化して異種金属管の接続長の短い接続構造を提供することを目的とする。

更に、本発明は、前記異種金属管の接続構造を応用して、離間する２本の金属管の接続において、前記金属管同士の軸心が一致していない場合や接続部が対向していない場合であっても、所定長を有する前記金属蛇腹管により効率的に接続可能な異種金属管の接続構造及びこれを用いた接続方法の提供を目的とする。

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関するものである。

そして、前記蛇腹管側の接続部は、その内側から外側に向かって蛇腹管の直管部、ニップル、蛇腹管の補強部及び締結カラーの順に嵌合、固着されて構成されており、且つ、前記ニップルは前記補強部に接合された基部と、前記補強部及び締結カラーの端面より金属管側に延出し、外周に雄ネジが形成された接続端部とを有すると共に、前記締結カラーは前記金属管側に位置する小径部とこれと連続して金属蛇腹管の蛇腹側に位置する大径部とを有する。

一方、前記金属管側の接続部は、金属管の内周に雄ネジが形成された接続端部とこの接続端部の外周に固着されたスリーブとで構成され、このスリーブは前記接続端部に接合する基部と前記金属蛇腹管側に延出した嵌合端部を有している。

そして、前記蛇腹管側のニップルに形成された雄ネジと、前記金属管側の接続端部に形成された雌ネジとが螺合された螺合部が形成されると共に、前記金属管における前記スリーブの嵌合端部が金属蛇腹管における締結カラーの小径部に外嵌されており、更に、前記金属蛇腹管における補強部及び締結カラーの端面と金属管の接続端部の端面とが当接または近接の状態で、前記螺合部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。

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、前記金属蛇腹管側における前記締結カラーの小径部とニップルの基部とが保護層を介して加締めにより固着されると共に、前記金属管側における前記スリーブの基部と金属管とが加締めにより固着されてなることを特徴とするものである。

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または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。

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。

本発明の請求項５に係る異種金属管の接続構造が採用した手段は、請求項１〜４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、離間する２本の前記金属管の接続部が、所定長を有する前記金属蛇腹管により一体的に接続されてなる異種金属管の接続構造に関する。

そして、一方の前記金属管の接続端部に右廻りの雌ネジが、他方の前記金属管の接続端部に左廻りの雌ネジが形成されると共に、前記金属蛇腹管の一方の接続端部に右廻りの雄ネジが、他方の接続端部に左廻りの雄ネジが形成され、一方の前記金属管の接続端部と前記金属蛇腹管の一方の接続端部、及び他方の前記金属管の接続端部と前記金属蛇腹管の他方の接続端部が、この蛇腹管を一方向のみに回転して前記螺合部を形成されてなることを特徴とするものである。

本発明の請求項６に係る異種金属管の接続方法が採用した手段は、離間する２本の金属管の接続部を、所定長を有する金属蛇腹管により一体的に接続する請求項５に記載の異種金属管の接続構造を用いた接続方法において、一方の前記金属管の接続端部に右廻りの雌ネジを、他方の前記金属管の接続端部に左廻りの雌ネジを形成すると共に、前記金属蛇腹管の一方の接続端部に右廻りの雄ネジを、他方の接続端部に左廻りの雄ネジを形成する。

次いで、前記金属管の接続端部の雌ネジ及び／または前記金属蛇腹管の接続端部の雄ネジに前記熱硬化樹脂を塗布した後、夫々の金属管に一旦スリーブを外挿し、一方の前記金属管の接続端部に前記金属蛇腹管の一方の接続端部を、他方の前記金属管の接続端部に前記金属蛇腹管の他方の接続端部を夫々当てがって、この金属蛇腹管を一方向のみに回転して前記接続端部の雄ネジまたは雌ネジを同時に螺合する。

そして、前記スリーブを夫々の接続領域に位置決めして、これらのスリーブの外周の少なくとも対向する面を一箇所加締め、その後、夫々の接続領域を加熱して前記熱硬化性樹脂を硬化させ、前記金属配管と蛇腹管とを接続することを特徴とするものである。

本発明により、強度および気密性に優れ、しかも接続長が短かくコンパクトな異種金属管の接続構造を比較的容易な手法によって提供することができる（請求項１，２，４）。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ＣＯ_２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（請求項３）。

また、本発明により、前記異種金属管の接続構造を応用して、離間する２本の金属管の接続において、前記金属管同士の軸心が一致していない場合や接続部が対向していない場合であっても、所定長を有する前記金属蛇腹管により効率的に気密接続可能な異種金属管の接続構造及びこれを用いた接続方法を提供することができる（請求項５，６）。

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。図１は本発明の実施形態１に係り、自動車用エアコンに用いられるＣＯ_２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は実施の形態１に係る接合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。

そこで、図１の最終的な接合構造に至る製作を含めて、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。

ステンレス蛇腹管側の接続部は、図２の様に、中央部に形成されたステンレス製の蛇腹５と端部の直管部１並びにその外側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とからなるステンレス蛇腹管Ｘ、ステンレスニップル２、及びステンレス締結カラー４により構成されている。

また、ニップル２は、補強部３に接合した蛇腹５側に位置する基部２ａと、補強部３及び締結カラー４の端面より延出した接続端部２ｂを有し、基部２ａにはその外周に軸心方向に亘り２列の周溝２ｃが設けられる一方、接続端部２ｂの外周には雄ネジ２ｄが設けられている。

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、直管部１の外面を覆うようにして、蛇腹５の先端に当接するまで嵌入して嵌合させた後、ニップル２の内周と蛇腹管Ｘの直管部１の端面、及びニップル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。

次いで、ブレード機によりアラミド繊維を編組することにより補強部３を設けた後、ロウ付けされたニップル２の基部２ａの領域（長さ）をカバーするより少し長めの締結カラー４を用意し、この締結カラー４を、蛇腹管Ｘの補強部３の外側に挿入し、補強部３の端面とカラーの端面を揃えて嵌合させると共に、締結機（加締装置）によりその端部側の領域部分の外周を平加締め方式により求心方向に８箇所加締めて、蛇腹管Ｘとニップル２とを一体的に固着する。

この締結カラー４の加締めにより、図１の蛇腹管Ｘ側の接続部が示す様に、締結カラー４の加締められた端部側（図で左側半分）の領域部分はその径が縮小した小径部４ａとなる一方、加締められなかった領域部分（図で右側半分）は大径部４ｂのままとなる。即ち、締結カラー４は、その中央に径の変化を伴った段差を有する形状となる。

また、同加締めによって、加締められた領域部分に挟み込まれた補強部３の端部は、その厚みが密に縮小すると共にニップルの基部２ａの周溝２ｃに埋め込まれた状態となり、この結果、補強部３は締結カラー４とニップル２間において強固に締結され、その端部がほつれて緩んでだり、脱離する心配がない。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５の谷部にゴムまたは熱可塑性エラストマーを埋め込まれていても良い。

一方、アルミ管Ｙ側の接続部は、図３の様にアルミ管Ｙの内周に雌ネジ６ａが形成された接続端部６と、その外側に軸心方向に摺動可能に外挿されたスリーブ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２ａの外周に形成された雄ネジ２ｄと螺合可能な雌ネジ６ａのネジ加工を施して接続端部６を形成する。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の接続端部２ｂの長さと前記締結カラー４の小径部４ａの長さを合計した全長とほぼ等しい長さを有するステンレス製のスリーブ７を準備する。

そして、アルミ管Ｙの接続端部６の外側にこのスリーブ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、同接続端部６から離脱、延出すると共に拡径された端側の嵌合端部７ｂとが連続した形状を有しており、後述する様に、この基部７ａがアルミ管Ｙ（接続端部６）と加締められ、その外力を受ける部分であり、また嵌合端部７ｂは加締められず、従って、外力を受けない部分に相当する。

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、以下図１〜３を用いて説明する。

最初に、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の外周に形成された雄ネジ２ｄに、ガラス転移点が１４０℃以上のエポキシ樹脂（接着剤）を塗布する。塗布する領域は、本実施の形態１では接続端部２の接続端部２ｂの外周に雄ネジ２ｄが形成された領域とする。

エポキシ樹脂（接着剤）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の様に締結カラーの４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。

次いで、この蛇腹管Ｘのニップル２の接続端部２ｂに形成された雄ネジ２ｄを、アルミ管Ｙの接続端部６の内周に形成された雌ネジ６ａに螺合し、両ネジが回らなくなるまで回し切って、図１に示す螺合部８を形成する。

これに伴って、接続端部６に外嵌されたスリーブ７の嵌合端部７ｂも締結カラー４の小径部４ａに外挿され、同嵌合端部７ｂが同小径部４ａを覆い、大径部４ｂのスリーブ７側に位置した段差を構成する端面（フランジ面）に当接した位置で停止することになる。こうして、外側のスリーブ７の嵌合端部７ｂと内側の締結カラー４の小径部４ａとは緩く嵌合した状態でセットされる。

この状態で、締結機（加締装置）によりスリーブ７の基部７ａの外周面を軸心方向に一箇所、対向面を加締めてアルミ管Ｙの接続端部６の外面に圧着させる。このスリーブ７の加締めにより、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内面の形状に合わせて塑性変形を起こして圧着される。これらによって、ステンレス蛇腹管Ｘのニップル２とアルミ管Ｙとは優れた接続強度が維持されることになる。

また、同時に前記螺合により、ニップル２の雄ネジ２ｄに塗布されたエポキシ樹脂は、この雄ネジ２ｄに螺合されたアルミ管Ｙ側の接合端部６の雌ネジ６ａとの螺合部８の隙間全周に均一に流動、充填される。

一方、前記スリーブ７の加締めの実施によっても、前述の様に加締めによる外力はスリーブ７の基部７ａに作用するだけで、締結カラー４の小径部４ａに緩く嵌合された嵌合端部７ｂには作用しない。このため、締結カラー４及びスリーブ７の加締めによる応力が集中したり、スリーブ７の加締めによって、先に締結カラー４によって加締めた領域の変形や歪が再び生じてその固着状態が緩むといった問題を一切考慮する必要がない。

従って、図１に示した本実施の形態１の如く、アルミ管Ｙの接続端部６の端面と蛇腹管Ｘ側の締結カラー４（小径部４ａ）の端面が互いに近接する位置まで接近させて螺合した構造によれば、両管の接続長さＬ１を短縮することができる。

即ち、図６に示す先願のスリーブ基部１７−１における軸心方向３箇所の加締部Ｋ_１，Ｋ_２及びＫ_３を１箇所とすると共に、雄ネジ２ｄと雌ネジ６ａの螺合による締結に代替させたため、Ｌ２ｂの長さを図１におけるスリーブ基部長Ｌ１ｂに短縮し得るものである。そして、本発明の締結カラー長Ｌ１ａは先願の締結カラー長Ｌ２ａと同一であるので、結果的に本発明による接続長Ｌ１が先願の接続長Ｌ２より短縮されるのである。

例えば、外径１３．３ｍｍ、内径７．３ｍｍのステンレス蛇腹管Ｘと外径１２．５ｍｍ、内径９ｍｍのアルミ管Ｙの接続において、先願による接続長Ｌ２が４２ｍｍ（Ｌ２ａ＝１８ｍｍ，Ｌ２ｂ＝２４ｍｍ）であったのに対し、スリーブ基部長Ｌ１ｂを１６ｍｍに短縮できるため、本発明による接続長Ｌ１は３４ｍｍとなり、約２０％短くできる。

この様に、接続長Ｌ１を短くすることによって、蛇腹管Ｘとアルミ管Ｙの接続配管全体の構造をコンパクトにでき、自動車の車体内部に占めるスペースを小さくでき、組み込みが容易となる。また、先願の構造に比べ、スリーブ７の軸心方向３箇所の加締部Ｋ_１，Ｋ_２及びＫ_３が軸心方向１箇所の、それも求心方向の対向面のみの加締めとなるため、接続領域の外形をスムーズな形状にすることができ、外形の美観においても優れているといえる。

さて、前述のスリーブ７の加締めを終えた後に、締結カラー４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Ｙ側に移動させ、図１に示す如く、両管の接続領域Ｓ及びその前後を十分覆うようにして装着する。なお、図１においては、この電食保護チューブ９は下側のみ図示し、上側は割愛している。

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、上記螺合部８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。

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て、外部から水などが接続領域Ｓ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。

以上、図示の実施の形態１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態様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。

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。

前者の材質については実施の形態１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、他の金属また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。

金属蛇腹管の補強部は、実施の形態１では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。

アルミ管側の接続部の製作に当って、実施の形態１ではスリーブの嵌合端部を拡径（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（締結カラーの外径）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。

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に形成された螺合部を接着するための熱硬化性樹脂のとしては、実施の形態１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、およびグリシジルアミン型などを例示することができる。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。

また、熱硬化性樹脂の特性として、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。

また、熱硬化性樹脂の接着領域は、ニップル側の雄ネジとアルミ管接合端部の雌ネジの螺合部隙間全域とすることが好ましいが、螺合部隙間全域に対して３０％以上であれば何ら問題はない。更に、かかる熱硬化性樹脂を、スリーブの嵌合端部内面と締結カラーの小径部外面との隙間に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。

前記の実施の形態１においては、蛇腹管とアルミ管の接続に当たり、スリーブのセット及び加締めの前工程として、ニップル接続端部を、アルミ管の接続端部内に、その接続端部の端面がニップルの外面に固着された締結カラー小径部の端面（及び補強部３の端面）に当接する位置まで嵌入する旨説明したが、ニップル接続端部の端面と締結カラー小径部の端面とが近接する位置、即ちこれら両端面の間に一定の小さな隙間を持った位置でニップル接続端部のアルミ管の接続端部内への嵌入を停止した形態も本発明の範囲に含まれる。

この近接した状態とは具体的には上記隙間が５ｍｍ以下の場合である。この隙間が５ｍｍ以下であれば接続強度や気密性に影響がないことは勿論のこと、接続長を短くして接続領域のコンパクト化を実現する本発明の課題を十分に達成できるからである。

また、この隙間を設けることの積極的な意義もある。上記両端面間に隙間がなく当接した状態の時に、例えば、スリーブの加締め量をかなり大きく取らなければならない場合には、スリーブの加締めによって、アルミの接続端部が膨れてステンレスの締結カラーの端面を押圧し、この応力によって既に締結カラーによって加締めた領域の変形や歪が生じる可能性もある。こうした場合には、上記隙間が、アルミの膨出を吸収するクッションとして働き、締結カラーによって加締めた領域への悪影響を排除することができるのである。

次に、スリーブの加締めの方法について、前記実施の形態１ではその基部の外周を軸心方向に１箇所、対向面を加締める場合を説明したが、これに限られず、軸心方向２箇所で加締める方法であっても良い。但し、本発明によれば、蛇腹管接合端部の雄ネジとアルミ管接合端部の雌ネジの螺合とこの螺合部を接着する接着剤によって、接続部の気密性を十分保持可能であるため、実施の形態１の様に軸心方向１箇所で行う加締めが接続長の点から最も優れている。

前記実施の形態１においては、ステンレス蛇腹管とアルミ管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をステンレス蛇腹管とアルミ管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等）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。

以上説明した通り、本発明の実施の形態１によれば、強度および気密性に優れ、しかも接続長さが短かくコンパクトな異種金属管接続構造及び接合方法を比較的容易な手法によって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ＣＯ_２冷媒回路に有利に適用することが容易となる。

次に、本発明の実施の形態２に係る異種金属管の接合構造及びこれを用いた接続方法を、添付図４，５を参照しながら説明する。図４及び図５は本発明の実施の形態２に係る接合前の各単体側の接続部の構造を示したもので、図４はステンレス蛇腹管側、図５はアルミ管側を示している。

但し、本発明の実施の形態２が上記実施の形態１と相違するところは、ステンレス蛇腹管側とアルミ管側の接続部構成と接続数に相違があり、これらの相違以外は上記実施の形態１と全く同構成であるから、上記実施の形態１と同一のものに同一符号を付して、以下その相違する点について説明する。

即ち、上記実施の形態１においては、ステンレス蛇腹管Ｘ側とアルミ管Ｙ側の接続部は夫々一つであり、接続数もこれらの接続部同士を接続する１箇所で構成されていた。

これに対し、本発明の実施の形態２においては、図４に示す如く、所定長の長さを有するステンレス蛇腹管Ｘの両端の接続部には、夫々ニップル２が接合されると共に、これらのニップル２の接続端部２ｂ外周に雄ネジ２ｄが夫々形成されている。そして、前記接続端部２ｂの外周に形成された雄ネジ２ｄは、図４の左側接続部においては右廻り雄ネジ２ｄ_１が、同図の右側接続部においては左廻り雄ネジ２ｄ_２が形成されている。

同時に、図５に示す如く、離間する２本のアルミ管Ｙの接続部は夫々接続端部６を有し、これらの接続端部６内周に雌ネジ６ａが形成されている。前記接続端部６の内周に形成された雌ネジ６は、図５の左側接続部においては右廻り雌ネジ６ａ_１が、同図の右側接続部においては左廻り雌ネジ６ａ_２が形成されている。

そして、前記蛇腹管Ｘの左側接続部を前記アルミ管Ｙの左側接続部に、同蛇腹管Ｘの右側接続部を同アルミ管Ｙの右側接続部に当てがって、同アルミ管Ｙを固定した状態で同蛇腹管Ｘの軸心を中心にして右回りに回転させることによって、同蛇腹管Ｘの左側接続部に形成された前記右廻り雄ネジ２ｄ_１が同アルミ管Ｙの左側接続部に形成された前記右廻り雌ネジ６ａ_１に、同蛇腹管の右側接続部に形成された前記左廻り雄ネジ２ｄ_２が同アルミ管Ｙの右側接続部に形成された前記左廻り雌ネジ６ａ_２に同時に螺合される様に構成されている。

この様に離間する２本のアルミ管Ｙの接続部を、所定長を有する蛇腹管Ｘにより一体的に接続する本発明の実施の形態２に係る異種金属管の接続構造を用いた接続方法について、以下図４，５を参照しながら説明する。

先ず、前記蛇腹管Ｘの接続端部２ｂに形成された夫々の雄ネジ２ｄに、実施の形態１と同様の熱硬化樹脂を塗布した後、夫々のアルミ管Ｙに一旦スリーブ７を外挿しておく。次いで、前記蛇腹管Ｘの左側接続部を前記アルミ管Ｙの左側接続部に、同蛇腹管Ｘの右側接続部を同アルミ管Ｙの右側接続部に当てがって、同アルミ管Ｙを固定した状態で同蛇腹管Ｘの軸心を中心にして右廻りに回転させる。

そして、蛇腹管Ｘの回転が停止するまで廻し切って、蛇腹管Ｘの左側接続部に形成された前記右廻り雄ネジ２ｄ_１をアルミ管Ｙの左側接続部に形成された前記右廻り雌ネジ６ａ_１に、蛇腹管の右側接続部に形成された前記左廻り雄ネジ２ｄ_２をアルミ管Ｙの右側接続部に形成された前記左廻り雌ネジ６ａ_２に同時に螺合して、図１に符号８で示す様な螺合部を夫々形成する。

次いで、前記スリーブ７を左右夫々の接続領域に位置決めして、これらのスリーブ７の外周の少なくとも対向する面を軸心方向１箇所加締めて、このスリーブ７をアルミ管Ｙに固着させる。スリーブ７の加締めを終えた後に、締結カラー４の後方に夫々装着しておいた電食保護チューブ９をアルミ管Ｙ側に移動させ、実施の形態１と同様、図示はしないが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。

その後、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、上記螺合部夫々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、離間する２本のアルミ管Ｙと、この間を接続する所定長のステンレス蛇腹管Ｘの接続構造（継ぎ手）が完成することになる。

尚、本実施の形態２においては、離間する２本のアルミ管Ｙの接続部は、図５に示す如く、その軸心が一致してかつ対向する場合の図を用いて説明したが、本発明の実施の携帯２に係る異種金属管の接合構造及びこれを用いた接続方法は、
前記２本のアルミ管Ｙの接続部が、その軸心が一致してかつ対向している必要はなく、前記接続部の軸心が平行であったりある角度をなして対峙していても良い。即ち、前記蛇腹管Ｘは可撓性を有するため、この蛇腹管Ｘを一方向に回転しても前記接続部の螺合に十分追従して接続可能であるという効果を有する。

以上の通り、本発明の実施の形態２によれば、離間する２本の金属管の接続において、前記金属管の軸心が一致しない場合や接続部が対向しない場合であっても、所定長を有する前記金属蛇腹管により効率良く一体的に気密接続可能な異種金属管の接続構造及びこれを用いた接続方法を提供することができる。

尚、上記実施の形態２においては、蛇腹管Ｘの左側接続部においては右廻り雄ネジ２ｄ_１が、右側接続部においては左廻り雄ネジ２ｄ_２が形成されると同時に、アルミ管Ｙの左側接続部においては右廻り雌ネジ６ａ_１が、右側接続部においては左廻り雌ネジ６ａ_２が形成され、前記蛇腹管Ｘを右廻りに回転させて各接続部を螺合する態様を説明したが、逆に、蛇腹管Ｘの左側接続部においては左廻り雄ネジ２ｄ_１が、右側接続部においては右廻り雄ネジ２ｄ_２が形成されると同時に、アルミ管Ｙの左側接続部においては左廻り雌ネジ６ａ_１が、右側接続部においては右廻り雌ネジ６ａ_２が形成され、前記蛇腹管Ｘを左廻りに回転させて各接続部を螺合しても良い。

また、上記実施の形態２においては、蛇腹管Ｘの接続部においては雄ネジ２ｄが形成されると同時に、アルミ管Ｙの接続部においては雌ネジ６ａが形成されている例で説明したが、蛇腹管Ｘの接続部においては雌ネジが形成されると同時に、アルミ管Ｙの接続部においては雄ネジが形成されても良い。

更に、上記実施の形態２においては、熱可塑性樹脂を蛇腹管Ｘの接続端部２ｂに形成された夫々の雄ネジ２ｄに塗布する例で説明したが、アルミ管Ｙの接続端部６に形成された夫々の雌ネジ６ａに塗布しても良いし、蛇腹管Ｘの接続端部２ｂの雄ネジ２ｄ、並びにアルミ管Ｙの接続端部６の雌ネジ６ａの両者に塗布しても良い。

本発明の実施の形態１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。 本発明の実施の形態１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。 本発明の実施の形態１に係るアルミ管側の構造を示す部分縦断面図である。 本発明の実施の形態２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。 本発明の実施の形態２に係るアルミ管側の構造を示す部分縦断面図である。 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

Ｘ：ステンレス蛇腹管， Ｙ：アルミ管，
Ｓ：接続領域，
Ｌ１：接続長， Ｌ１ａ：締結カラー長， Ｌ１ｂ：スリーブ基部長
１：蛇腹管直管部，
２：（ステンレス）ニップル， ２ａ：ニップル基部，
２ｂ：ニップル接続端部， ２ｃ：周溝，
２ｄ：雄ネジ， ２ｄ_１：右廻り雄ネジ ，２ｄ_２：左廻り雄ネジ，
３：補強部， ４：締結カラー，
４ａ：（締結カラー）小径部， ４ｂ：（締結カラー）大径部，
５：蛇腹， ６：アルミ管接続端部，
６ａ：雌ネジ， ６ａ_１：右廻り雌ネジ， ６ａ_２：左廻り雌ネジ，
７：スリーブ， ７ａ：スリーブ基部， ７ｂ：スリーブ嵌合端部，
８：螺合部， ９：電食保護チューブ，

Claims (6)

1. 蛇腹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、
   前記蛇腹管側の接続部は、その内側から外側に向かって蛇腹管の直管部、ニップル、蛇腹管の補強部及び締結カラーの順に嵌合、固着されて構成されており、
   且つ、前記ニップルは前記補強部に接合された基部と、前記補強部及び締結カラーの端面より金属管側に延出し、外周に雄ネジが形成された接続端部とを有すると共に、
   前記締結カラーは前記金属管側に位置する小径部とこれと連続して金属蛇腹管の蛇腹側に位置する大径部とを有する一方、
   前記金属管側の接続部は、金属管の内周に雄ネジが形成された接続端部とこの接続端部の外周に固着されたスリーブとで構成され、このスリーブは前記接続端部に接合する基部と前記金属蛇腹管側に延出した嵌合端部を有しており、
   そして、前記蛇腹管側のニップルに形成された雄ネジと、前記金属管側の接続端部に形成された雌ネジとが螺合された螺合部が形成されると共に、前記金属管における前記スリーブの嵌合端部が金属蛇腹管における締結カラーの小径部に外嵌されており、
   更に、前記金属蛇腹管における補強部及び締結カラーの端面と金属管の接続端部の端面とが当接または近接の状態で、前記螺合部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。
2. 前記金属蛇腹管側において、前記締結カラーの小径部とニップルの基部とが保護層を介して加締めにより固着されると共に、前記金属管側において、前記スリーブの基部と金属管とが加締めにより固着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。
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。
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。
5. 離間する２本の前記金属管の接続部が、所定長を有する前記金属蛇腹管により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、
   一方の前記金属管の接続端部に右廻りの雌ネジが、他方の前記金属管の接続端部に左廻りの雌ネジが形成されると共に、
   前記金属蛇腹管の一方の接続端部に右廻りの雄ネジが、他方の接続端部に左廻りの雄ネジが形成され、
   一方の前記金属管の接続端部と前記金属蛇腹管の一方の接続端部、及び他方の前記金属管の接続端部と前記金属蛇腹管の他方の接続端部が、この蛇腹管を一方向のみに回転して前記螺合部を形成されてなることを特徴とする請求項１〜４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。
6. 離間する２本の金属管の接続部を、所定長を有する金属蛇腹管により一体的に接続する請求項５に記載の異種金属管の接続構造を用いた接続方法において、
   一方の前記金属管の接続端部に右廻りの雌ネジを、他方の前記金属管の接続端部に左廻りの雌ネジを形成すると共に、
   前記金属蛇腹管の一方の接続端部に右廻りの雄ネジを、他方の接続端部に左廻りの雄ネジを形成し、
   前記金属蛇腹管の接続端部の雄ネジ及び／または前記金属管の接続端部の雌ネジに前記熱硬化樹脂を塗布した後、夫々の金属管に一旦スリーブを外挿しておき、
   一方の前記金属管の接続端部に前記金属蛇腹管の一方の接続端部を、他方の前記金属管の接続端部に前記金属蛇腹管の他方の接続端部を夫々当てがって、この金属蛇腹管を一方向のみに回転して前記接続端部の雄ネジまたは雌ネジを同時に螺合し、
   前記スリーブを夫々の接続領域に位置決めして、これらのスリーブの外周の少なくとも対向する面を一箇所加締め、
   その後、夫々の接続領域を加熱して前記熱硬化性樹脂を硬化させ、前記金属配管と蛇腹管とを接続することを特徴とする異種金属管の接続方法。

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