JP2010048373A - フレアナット、これを備えた冷媒配管、空気調和装置および冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造工程を簡略化でき、コストの増大を抑制でき、しかも信頼性にも優れたフレアナット、これを備えた冷媒配管および空気調和装置を提供する。
【解決手段】フレアナット５は、六角形の外側面５ｂを有するナット本体５と、ナット本体５から挿入孔５ａに沿って挿入孔５ａの一方の開口端まで延設され、ナット本体５よりも外径が小さい円筒形状を有し、フレア管３の管本体３３との間に跨る円筒形状の防水キャップ２８が装着される円筒部３２と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、フレアナット、これを備えた冷媒配管、空気調和装置および冷凍装置に関する。

従来、空気調和装置の室外機と室内機とを連結して冷媒を通す冷媒配管として、例えば、非特許文献１に記載の配管が知られている。この冷媒配管は、近年の銅の価格高騰を背景に、フレア管の中間部分を、銅よりも安価なアルミニウム合金からなるアルミ管、両端部分を、銅からなる銅管で構成したものである。このように銅とアルミニウム合金を用いた非特許文献１に記載のフレア管のように、異種金属が接触する箇所が存在すると、異種金属接触腐食（いわゆる、ガルバニ腐食）を抑制する防水対策が必要になる。

非特許文献１に記載の発明では、アルミ管および銅管は圧接または溶接によって互いに接続され、その接続部分を熱収縮チューブなどで保護している。これにより、異種金属接触腐食に対する耐食性が向上する、とされている。
「空調タイムス」空調タイムス社、平成１９年７月２５日号、ｐ.１２−１３

しかしながら、非特許文献１に記載の構造では、１本のフレア管で合計４カ所の接続部分を有しているので、製造工程が多くなり、コストアップにつながる。また、接続部分が多くなるほど、接続部分からのガス漏れなどの不具合が生じる可能性も増加する。

そこで、本発明は、上記課題に鑑み、製造工程を簡略化してコストの増大を抑制できるとともに、設置工事時における接続部分の取り付け精度の均一化を図ることができ、しかも防水性能にも優れたフレアナット、これを備えた冷媒配管、空気調和装置および冷凍装置を提供することを目的とする。

本発明のフレアナットは、円筒形状の管本体と前記管本体の端部に形成されるフレア部とを有するフレア管と、外側面に雄ねじ部を有する管状の継手本体とを、互いの貫通孔が連通する状態で連結するためのものである。このフレアナットは、前記フレア部を含む前記フレア管の一部が一方の開口端側に配置され、前記雄ねじ部を含む前記継手本体の一部が他方の開口端側に配置される挿入孔を有している。このフレアナットは、前記挿入孔の内側面に、前記雄ねじ部に螺合される雌ねじ部と、前記フレア部を前記継手本体側に押圧する押圧部とを有し、断面が多角形の外側面を有するナット本体と、前記ナット本体から前記挿入孔に沿って前記一方の開口端まで延設され、前記ナット本体よりも外径が小さい円筒形状を有し、前記一方の開口端における前記管本体との隙間を塞ぐ防水材が被覆される円筒部と、を備えている。

この構成では、ナット本体から挿入孔に沿って挿入孔の一方の開口端まで円筒部が延設されており、この円筒部は、ナット本体よりも外径が小さい円筒形状を有している。この円筒部には、挿入孔の一方の開口端における管本体との隙間を塞ぐ防水材が被覆される。

通常、フレアナットのナット本体は、継手本体に螺合されてフレア管のフレア部を押圧し、フレア管と継手本体とを固定する必要がある。また、フレアナットを継手本体に螺合する際にはナット本体の外側面に工具が嵌められてフレアナットと継手本体が互いに締め付けられる。したがって、ナット本体は高い剛性が必要とされるので、ナット本体の外径を小さくしてフレア管の管本体の外径に近づけるのは困難である。しかも、螺合時に工具を外側面に嵌める必要があるので、ナット本体の外側面の断面形状は多角形でなければならない。仮に、円筒部を備えていないナット本体のみの従来のフレアナットに防水材を被覆する場合を想定すると、円筒形状のフレア管の管本体と多角形の外側面を有するナット本体との間に跨って防水材を被覆することになる。この場合、ナット本体の外側面が多角形であるので、ナット本体と防水材との間およびナット本体と管本体との間に隙間が生じやすい。しかも、ナット本体自体は、上述したように高い剛性が必要であるので、フレア管の管本体との外径差が大きくなって管本体とナット本体との間に大きな段差ができる。その結果、ナット本体および管本体と防水材との間にさらに隙間が生じやすくなる。また、従来のフレアナットでは、空気調和装置、冷凍装置などの装置の運転時にフレア管の管本体とフレアナットとの隙間において水分が凍結し、その膨張力でフレアナットの耐久性が低下する場合がある。

一方、本構成では、ナット本体から延設された円筒部を備えているので、この円筒部は、ナット本体に求められる剛性に左右されることなく、その外径をナット本体の外径よりも大幅に小さくすることができ、しかも外側面の断面形状を円形にすることができる。このように、円筒部と管本体との外径差が小さく、かつ、円筒部および管本体がともに円筒形状であるので、円筒部および管本体と防水材との間の隙間が生じにくくなる。その結果、円筒部と管本体との間から水分が浸入するのを抑制する防水性能が向上する。これにより、異種金属接触腐食に対する耐食性を向上させるとともに、装置運転時における管本体とフレアナットとの隙間での水分凍結に起因するフレアナットの耐久性低下を抑制することができる。

しかも、円筒部の外径をナット本体よりも小さくして円筒部と管本体との段差を小さくできるので、円筒部と管本体との間に防水材を簡単に装着することができる。

また、ナット本体から延設された円筒部は、施工時において、フレアナットのナット本体およびフレア管のフレア部を継手本体に対して正対させる機能を有している。これにより、施工時における冷媒配管の取り付け精度の均一化を図ることができるので、ガス漏れなどの不具合が生じる原因となる取り付けミスを未然に防ぐことができる。

したがって、本構成によれば、従来と比較して上記のような簡単な構造で高い防水性能が得られるとともに、施工時における取り付け精度の均一化を図ることができるので、製造工程を簡略化してコストの増大を抑制でき、しかも信頼性を向上させることができる。

前記円筒部の外径は前記雌ねじ部の内径以下であるのが好ましい。

この構成では、円筒部の外径を雌ねじ部の内径以下まで小さくしている。上記したようにナット本体から円筒部を延設することにより、この円筒部の外径はナット本体に求められる剛性に左右されないので、円筒部の肉厚を薄くして円筒部の外径を雌ねじ部の内径以下まで大幅に小さくすることが可能になる。これにより、フレア管の管本体との外径差がさらに小さくなるので、防水材を被覆するのがさらに簡単になるとともに、防水材との隙間が生じにくくなる。

前記円筒部はその外側面に、前記防水材の滑り止め用の段差を有しているのが好ましい。

この構成では、円筒部の外側面に段差が設けられているので、防水材により円筒部の外側面を被覆したときに、上記段差が防水材の滑り止めの役割を果たす。これにより、防水材の被覆位置がずれるのを抑制できるので、防水性能面での信頼性がより向上する。

前記円筒部は、前記一方の開口端側に、前記一方の開口端に向かうにつれて外径が小さくなる傾斜部を有しているのが好ましい。

この構成では、円筒部が一方の開口端側に上記傾斜部を有しているので、防水材を円筒部にさらに被覆しやすくなり、防水材を円筒部に被覆する際の作業性がより向上する。しかも、フレア管の管本体の外側面と円筒部の外側面との段差をさらに小さくすることができるので、防水材が管本体から円筒部にわたって滑らかにフィットしやすくなる。これにより、防水材と円筒部との間に隙間がより生じにくくなるので、防水性能面での信頼性がさらに向上する。

本発明の冷媒配管は、管本体と前記管本体の端部に形成されたフレア部とを有し、第１の金属またはその合金を主成分とするフレア管と、
先端側に前記フレア部が対向する傾斜面を有し、外側面に雄ねじ部を有する管状の継手本体と、
前記フレア管とは異なる第２の金属または合金を主成分とし、前記フレア管と前記継手本体とを、互いの貫通孔が連通する状態で連結するための上記のいずれかに記載のフレアナットと、
前記一方の開口端における前記円筒部と前記管本体との隙間を塞ぐために前記管本体と前記円筒部との間に跨って配置され、前記管本体の外側面の少なくとも一部と前記円筒部の外側面の少なくとも一部を被覆する防水材と、を備えている。

この構成では、フレアナットが上記のいずれかに記載の構成を備え、しかもフレアナットの円筒部とフレア管の管本体との間の隙間を塞ぐ防水材を備えているので、円筒部と管本体との間における防水性能面での信頼性に優れている。これにより、フレアナットの主成分がフレア管とは異なる金属または合金であっても、異種金属接触腐食に対する耐食性に優れた冷媒配管が得られる。しかも、この構成では、非特許文献１に記載の構造と比較して構造が簡素化されているので、製造工程を簡略化でき、コストダウンを図ることができる。

前記第１の金属はアルミニウムであり、前記第２の金属は黄銅であるのが好ましい。

この構成では、フレア管の主成分がアルミニウムまたはその合金であるので、従来のように銅またはその合金からなるフレア管、または非特許文献１に記載のような銅とアルミニウム合金とを接合したフレア管と比較して、材料コストを削減できる。また、フレアナットの主成分またはその合金が黄銅であるので、フレアナットはそれに求められる剛性を備えている。

前記防水材は円筒形状の防水キャップであるのが好ましい。

この構成によれば、防水材があらかじめ円筒形状に成形された防水キャップであるので、円筒形状の円筒部および管本体に装着するのがさらに容易になる。

前記防水キャップは、前記管本体の外側面を被覆する小径部と、前記円筒部の外側面を被覆する大径部とを有しているのが好ましい。

この構成では、防水キャップが管本体および円筒部の形状にそれぞれ適合するようにあらかじめ成形された小径部と大径部を有しているので、円筒形状の円筒部および管本体に装着するのがさらに容易になる。

本発明の空気調和装置は、室外機と、室内機と、これらの間で冷媒を循環させるための通路となる上記の冷媒配管とを備えている。

本発明の冷凍装置は、冷媒を循環させるための通路となる上記の冷媒配管を備えている。

本発明によれば、ナット本体から挿入孔に沿って挿入孔の一方の開口端まで延設され、ナット本体よりも外径が小さい円筒形状を有し、一方の開口端における管本体との隙間を塞ぐ防水材が被覆される円筒部を備えているので、従来と比較して簡単な構造で高い防水性能が得られるとともに、施工時における取り付け精度の均一化を図ることができる。これにより、製造工程を簡略化してコストの増大を抑制でき、しかも信頼性を向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態にかかるフレアナット、これを備えた冷媒配管および空気調和装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態にかかる空気調和装置１６は、室外機１７と、室内機１８と、これらの間で冷媒を循環させるための通路となる一対の冷媒配管１，２とを備えている。

一方の冷媒配管１は、室内機１８から室外機１７に低圧の冷媒Ｃを流す配管である。他方の冷媒配管２は、室外機１７から室内機１８に高圧の冷媒Ｃを流す配管である。冷媒配管１および冷媒配管２は、寸法が異なる点を除き、互いにほぼ同一の構成であるので、説明の簡略化のために、以下、代表して冷媒配管１について説明する。

図２に示すように、冷媒配管１は、室外機１７に接続された継手本体２０と、この継手本体２０に螺合されたフレアナット５と、フレアナット５により継手本体２０と連結されたフレア管３と、フレアナット５とフレア管３との隙間を塞ぐ防水キャップ２８とを備えている。

図２および図３に示すように、フレア管３は、貫通孔３ａを有する円筒形状の管本体３３と、この管本体３３の両端部にフレア加工によって拡径されたフレア部３４とを有している。

このフレア管３３は、アルミニウムまたはその合金を主成分としている。この合金としては、例えばマンガンを含有するアルミニウム合金（ＪＩＳ３００３合金）などが挙げられる。

継手本体２０は、室外機１７の内部の配管（不図示）と接続されており、図２および図４に示すように、フレア管３の貫通孔３ａと連通する貫通孔２０ａを有している。継手本体２０の先端には、フレア部３４が当接する傾斜面３６を有している。継手本体２０の先端側（フレア管３側）の外側面には、雄ねじ部３７が形成されている。継手本体２０の基端側（室外機１７側）の外側面には、ナット部３８が設けられていてもよい。このナット部３８は、継手本体２０にフレアナット５を螺合する際に、工具（不図示）を嵌めてフレアナット５を継手本体２０に締め込むためのものである。

本実施形態では、継手本体２０の材料として、フレア管３とは主成分が異なる材料を用いている。継手本体２０の材料としては、例えば黄銅（真鍮）などを用いることができる。

フレアナット５は、フレア管３と継手本体２０とを、互いの貫通孔３ａ，２０ａが連通する状態で連結するためのものである。フレアナット５は、フレア管３および継手本体２０が挿入され、フレア部３４を含むフレア管３の一部と雄ねじ部３７を含む継手本体２０の一部が内部に配置された挿入孔５ａを有している。挿入孔５ａの一方の開口端５ａ１からは、フレア管３の他部が外部に突出し、挿入孔５ａの他方の開口端５ａ２からは、継手本体２０の他部が外部に突出している。フレアナット５は、ナット本体３１と、このナット本体３１から延設された円筒部３２とを有している。

ナット本体３１は、挿入孔５ａの内側面に、雄ねじ部３７に螺合される雌ねじ部３９と、フレア部３４を継手本体２０側に押圧する押圧面４０とを有している。押圧面４０は、フレア部３４の傾斜面とほぼ同じ角度でナット本体３１の中心軸に対して傾斜している。

六角形の外側面５ｂは、継手本体２０にフレアナット５を螺合する際に、工具（不図示）を嵌めてフレアナット５を継手本体２０に締め込むためのものである。

円筒部３２は、フレア管３の管本体３３との間に跨る後述の防水キャップ２８を装着するための部位である。この円筒部３２は、ナット本体３１から挿入孔５ａに沿って挿入孔５ａの一方の開口端５ａ１まで延設されている。この円筒部３２は、その延設方向に垂直な平面で切断したときの断面が円形の外側面を有する円筒形状である。

円筒部３２の外径は、ナット本体３１の外径よりも小さい。円筒部３２の外径は、雌ねじ部３９の内径と同程度ないし雌ねじ部３９の内径以下であるのが好ましい。従来のフレアナットのようにフレアナットがナット本体のみからなる場合には、その外径を雌ねじ部の内径と同程度にすることは、ナット本体の剛性を確保する必要があるために困難であるが、本実施形態におけるフレアナット５は、ナット本体３１からさらに円筒部３２が延設されているので、その円筒部３２の外径を雌ねじ部３９の内径と同程度ないしそれより小さくすることが可能である。

また、円筒部３２の延設方向の長さは円筒部３２の外径よりも大きいのが好ましい。このように円筒部３２の延設方向の長さを円筒部３２の外径よりも大きくなる程度に長くすることにより、防水性能がより向上する。

円筒部３２の外側面には段差が形成されている。この段差は、円筒部３２の周方向に沿って環状に形成された谷部３２１と山部３２２とからなり、これらの谷部３２１と山部３２２が円筒部３２の延設方向に沿って交互に配置されている。円筒部３２は、一方の開口端側５ａ１に、一方の開口端５ａ１に向かうにつれて外径が小さくなる傾斜面（傾斜部）３２３を有している。

本実施形態では、フレアナット５の材料として、フレア管３とは主成分が異なる材料を用いている。継手本体２０の材料としては、例えば黄銅（真鍮）などを用いることができる。

図５は、図２の冷媒配管における防水キャップを示す断面図である。この防水キャップ２８は、一方の開口端５ａ１における円筒部３２と管本体３３との隙間を塞ぐために管本体３３と円筒部３２との間に跨って配置され、管本体３３の外側面の少なくとも一部と円筒部３２の外側面の少なくとも一部を被覆する円筒形状を有している。この防水キャップ２８は、管本体３３の一部を被覆する小径部２８ａと、円筒部３２を被覆する大径部２８ｂとからなる円筒形状である。

防水キャップ２８の材料としては、伸縮性、耐水性、防食性などを備えた種々の材料を用いることができる。その材料としては、例えば種々の合成樹脂、合成ゴムなどを主成分とするものを用いることができる。また、断熱性を付与するために上記材料の発泡体を用いてもよい。

また、防水キャップに代えて、または防水キャップとともに、防水テープを防水材として用いることもできる。防水テープの材料としては上記と同様のものが挙げあれる他、例えば伸縮性および断熱性を有するポリエチレン発泡体と、耐水性、防食性および粘着性を有するブチルゴムとの組み合わせからなる断熱防水防食テープなどを用いることもできる。

冷媒配管１を室外機１７に接続する際には、まず、フレア管３のフレア部３４を、継手本体２０の傾斜面３６に当接させる。すなわち、フレア管３の貫通孔（冷媒通路）３ａと継手本体２０の貫通孔（冷媒通路）とを一致させる。次に、フレアナット５を継手本体２０の雄ねじ部３７に螺合する。最後に、あらかじめフレア管３が挿入された防水キャップ２８を、フレア管３の管本体３３とフレアナット５の円筒部３２との間に跨るように円筒部３２に被せる。これにより、冷媒配管１は室外機１７に液密状態でかつ気密状態に接続される。冷媒配管１の他端部および冷媒配管２の両端部も上記と同一の構成を有しており、上記と同様の手順で接続される。

なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、上記実施形態では、円筒部の周方向に沿って環状に形成された谷部と山部とからなる段差が円筒部に形成されている場合を例に挙げて説明したが、円筒部には、段差が形成されていなくてもよく、また、例えば突起状の段差、溝状の段差などが形成されていてもよい。

また、上記実施形態では、フレア管がアルミニウム合金からなり、フレアナットおよび継手本体が黄銅からなる場合を例に挙げて説明したが、これらの部材にはそれぞれの部材に要求される性能を満足する他の材料を用いることもできる。

上記実施形態では、図２に示すように円筒部の傾斜面と防水キャップの内面との間に隙間が存在する場合を例に挙げて説明したが、円筒部の傾斜面と防水キャップの内面との間には実質的に隙間が存在しないようにしてもよい。これにより、防水性能面での信頼性がさらに向上する。

また、上記実施形態では、空気調和装置を例に挙げて説明したが、本発明のフレアナットおよびこれを備えた冷媒配管は、冷凍装置などの他の装置にも適用可能である。この場合の冷凍装置は、冷媒を循環させるための通路として、例えば上記実施形態で説明した冷媒配管を用いることができる。この冷凍装置は、蒸発器、凝縮器、圧縮機などを備え、これらの各機器が上記冷媒配管により連結される。

本発明の一実施形態にかかる空気調和装置を示す概略図である。 図１の冷媒配管の主要部を示す部分断面図である。 図２の冷媒配管におけるフレア管を示す断面図である。 図２の冷媒配管における継手本体およびフレアナットを示す断面図である。 図２の冷媒配管における防水キャップを示す断面図である。

符号の説明

１，２ 冷媒配管
３ フレア管
３ａ フレア管の貫通孔
５ フレアナット
５ａ 挿入孔
１６ 空気調和装置
１７ 室外機
１８ 室内機
２０ 継手本体
２０ａ 継手本体の貫通孔
３１ ナット本体
３２ 円筒部
３２１ 谷部
３２２ 山部
３２３ 傾斜面（傾斜部）
３３ 管本体
３４ フレア部
３６ 継手本体の傾斜面
３７ 雄ねじ部
３８ ナット部
３９ 雌ねじ部
４０ 押圧面（押圧部）
Ｃ 冷媒

Claims (10)

1. 円筒形状の管本体と前記管本体の端部に形成されるフレア部とを有するフレア管と、外側面に雄ねじ部を有する管状の継手本体とを、互いの貫通孔が連通する状態で連結するためのフレアナットであって、
   前記フレア部を含む前記フレア管の一部が一方の開口端側に配置され、前記雄ねじ部を含む前記継手本体の一部が他方の開口端側に配置される挿入孔を有し、
   前記挿入孔の内側面に、前記雄ねじ部に螺合される雌ねじ部と、前記フレア部を前記継手本体側に押圧する押圧部とを有し、断面が多角形の外側面を有するナット本体と、
   前記ナット本体から前記挿入孔に沿って前記一方の開口端まで延設され、前記ナット本体よりも外径が小さい円筒形状を有し、前記一方の開口端における前記管本体との隙間を塞ぐ防水材が被覆される円筒部と、を備えたフレアナット。
2. 前記円筒部の外径が前記雌ねじ部の内径以下である、請求項１に記載のフレアナット。
3. 前記円筒部はその外側面に、前記防水材の滑り止め用の段差を有している、請求項１または２に記載のフレアナット。
4. 前記円筒部は、前記一方の開口端側に、前記一方の開口端に向かうにつれて外径が小さくなる傾斜部を有している、請求項１〜３のいずれかに記載のフレアナット。
5. 管本体と前記管本体の端部に形成されたフレア部とを有し、第１の金属またはその合金を主成分とするフレア管と、
   先端側に前記フレア部が対向する傾斜面を有し、外側面に雄ねじ部を有する管状の継手本体と、
   前記フレア管とは異なる第２の金属または合金を主成分とし、前記フレア管と前記継手本体とを、互いの貫通孔が連通する状態で連結するための請求項１〜４のいずれかに記載のフレアナットと、
   前記一方の開口端における前記円筒部と前記管本体との隙間を塞ぐために前記管本体と前記円筒部との間に跨って配置され、前記管本体の外側面の少なくとも一部と前記円筒部の外側面の少なくとも一部を被覆する防水材と、を備えた冷媒配管。
6. 前記第１の金属がアルミニウムであり、前記第２の金属が黄銅である、請求項５に記載の冷媒配管。
7. 前記防水材が円筒形状の防水キャップである、請求項５または６に記載の冷媒配管。
8. 前記防水キャップは、前記管本体の外側面を被覆する小径部と、前記円筒部の外側面を被覆する大径部とを有している、請求項７に記載の冷媒配管。
9. 室外機と、室内機と、これらの間で冷媒を循環させるための通路となる請求項５〜８のいずれかに記載の冷媒配管と、を備えた空気調和装置。
10. 冷媒を循環させるための通路となる請求項５〜８のいずれかに記載の冷媒配管を備えた冷凍装置。

Images