JP2014139449A - 異種金属管接合方法、異種金属管接合体、及び、空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る異種金属管接合方法は、互いに異なる材質の金属管を接合する異種金属管接合方法であって、一方の金属管の内周と、他方の金属管の外周と、が筒状の隙間Waをその軸線が上下方向となるように形成し、且つ、一方の金属管の内周及び他方の金属管の外周のうちの少なくとも一方の、隙間Waを形成する領域の上方に、半硬化状の熱硬化性樹脂18が付された状態で、一方の金属管及び他方の金属管を位置決めする工程と、熱硬化性樹脂18を加熱して、熱硬化性樹脂18を隙間Waに流入させ、熱硬化性樹脂18を硬化させる工程と、を有するものである。
【選択図】図6
Description
また、従来の異種金属管接合体では、一方の金属管の側面と他方の金属管の側面とが、一方の金属管の外周に固着されたソケット内に樹脂を内在させた状態で加締められ、樹脂がその加締めによって隙間に浸透し、樹脂が加熱されて硬化することで、一方の金属管と他方の金属管とが接合される(例えば、特許文献2を参照。)。
また、従来の異種金属管接合体は、全周方向に亘って樹脂が充分に浸透するように、一方の金属管の側面と他方の金属管の端面とを加締めることが困難であるため、例えば、樹脂の浸透が不充分となる方向が生じて接合強度及び封止性能が不足する等、接合の信頼性が低いという問題点があった。
なお、以下では、異種金属管接合体が、暖房機能と冷房機能と再熱除湿機能とを有する空気調和装置の冷媒回路に適用された場合を説明するが、本発明は、そのような場合に限定されない。また、以下では、異種金属管接合体が、アルミニウム製金属管とステンレス製金属管との接合体である場合を説明するが、本発明は、そのような場合に限定されない。例えば、アルミニウム製金属管が他の軽金属製金属管等であってもよく、また、ステンレス製金属管が他の鉄製金属管等であってもよい。また、以下で説明する構成、動作、接合方法等は、一例であり、本発明は、そのような構成、動作、接合方法等に限定されない。また、各図において、同一又は類似する部材又は部分には、同一の符号を付している。また、細かい構造については、適宜図示を簡略化又は省略している。また、重複又は類似する説明については、適宜簡略化又は省略している。
実施の形態1に係る異種金属管接合体について説明する。
<空気調和装置の構成>
以下に、実施の形態1に係る異種金属管接合体が適用された空気調和装置の構成について説明する。
図1は、本発明の実施の形態1に係る異種金属管接合体が適用された空気調和装置の、構成を示す図である。図1に示されるように、空気調和装置100は、圧縮機1と、マフラ2と、四方弁3と、室外熱交換器4と、毛細管5と、ストレーナ6と、電子制御式膨張弁7と、ストップバルブ8−1、8−2と、室内熱交換器13と、補助マフラ14と、が冷媒配管で接続された冷凍サイクルを有する。
以下に、実施の形態1に係る異種金属管接合体が適用された空気調和装置の動作について説明する。
(暖房運転時の動作)
以下に、暖房運転時の動作について説明する。
圧縮機1から吐出された高温高圧のガス状態の冷媒は、第1室内熱交換器9に流入して、第1室内熱交換器9を通過する室内空気と熱交換し、高圧の気液二相状態の冷媒となって流出する。第1室内熱交換器9から流出した高圧の気液二相状態の冷媒は、全開の電磁弁11を介して第2室内熱交換器10に流入して、第2室内熱交換器10を通過する室内空気と熱交換し、高圧の液状態の冷媒となる。第2室内熱交換器10から流出した高圧の液状態の冷媒は、毛細管5及び電子制御式膨張弁7で減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒となり、室外熱交換器4に流入する。室外熱交換器4に流入した低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器4を通過する空気と熱交換し、低圧のガス状態の冷媒となって圧縮機1に吸入される。
以下に、冷房運転時の動作について説明する。
圧縮機1から吐出された高温高圧のガス状態の冷媒は、室外熱交換器4に流入して、室外熱交換器4を通過する空気と熱交換し、高圧の液状態の冷媒となって流出する。室外熱交換器4から流出した高圧の液状態の冷媒は、毛細管5及び電子制御式膨張弁7で減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒となり、第2室内熱交換器10に流入する。第2室内熱交換器10に流入した低圧の気液二相状態の冷媒は、第2室内熱交換器10を通過する室内空気と熱交換し、乾き度の高い低圧の気液二相状態の冷媒となって流出する。第2室内熱交換器10から流出した乾き度の高い低圧の気液二相状態の冷媒は、全開の電磁弁11を介して第1室内熱交換器9に流入して、第1室内熱交換器9を通過する室内空気と熱交換し、低圧のガス状態の冷媒となって圧縮機1に吸入される。
以下に、再熱除湿運転時の動作について説明する。
圧縮機1から吐出された高温高圧のガス状態の冷媒は、室外熱交換器4に流入して、室外熱交換器4を通過する空気と熱交換し、高圧の気液二相状態の冷媒となって流出する。室外熱交換器4を流出した高圧の気液二相状態の冷媒は、毛細管5及び全開の電子制御式膨張弁7を通過した後、第2室内熱交換器10に流入する。第2室内熱交換器10に流入した高圧の気液二相状態の冷媒は、第2室内熱交換器10を通過する室内空気と熱交換し、高圧の液状態の冷媒となって流出する。第2室内熱交換器10から流出した高圧の液状態の冷媒は、全閉の電磁弁11ではなく、除湿弁12を通過して減圧され、低圧の気液二相状態の冷媒となって流出する。除湿弁12を通過した低圧の気液二相状態の冷媒は、第1室内熱交換器9に流入して、第1室内熱交換器9を通過する室内空気と熱交換し、低圧のガス状態の冷媒となって圧縮機1に吸入される。
以下に、実施の形態1に係る異種金属管接合体の構成について説明する。
図4は、本発明の実施の形態1に係る異種金属管接合体の、接合後の断面図である。なお、図4は、図3におけるA部及びB部に相当する。図4に示されるように、アルミニウム製金属管16は、端部に拡径された拡管部16aを有する。拡管部16aの先端には、リフレア加工によって、外周方向に折り曲げ加工されたリフレア部16bが形成される。なお、リフレア加工とは、塗布された接着剤、ロウ材等を保持するために管に施される加工を意味する。
以下に、実施の形態1に係る異種金属管接合体の接合方法について説明する。
アルミニウム製金属管16とステンレス製金属管17との接合は、位置決め工程と、加熱工程と、を有する。
以下に、位置決め工程について説明する。
図6は、本発明の実施の形態1に係る異種金属管接合体の、接合前の断面図である。図6に示されるように、ステンレス製金属管17の、拡管部16aに挿入される領域の上方の外周、又は、アルミニウム製金属管16の、リフレア部16bの内周に、事前に半硬化状の熱硬化性樹脂18が全周方向に亘って付された状態で、アルミニウム製金属管16の拡管部16aの内周とステンレス製金属管17の外周とが、筒状の隙間Waを形成するように、アルミニウム製金属管16とステンレス製金属管17とが位置決めされる。なお、アルミニウム製金属管16とステンレス製金属管17とが位置決めされた後に、半硬化状の熱硬化性樹脂18が付されてもよい。
以下に、加熱工程について説明する。
半硬化状の熱硬化性樹脂18は、加熱されることによって、自重で、隙間Wa内に浸透し、硬化される。半硬化状の熱硬化性樹脂18は、例えば、ステンレス製金属管17が指定温度に設定された炉で加熱されることで、加熱される。
以下に、実施の形態1に係る異種金属管接合体の接合に用いられる熱硬化性樹脂について説明する。
熱硬化性樹脂18として、熱硬化性を有し、加水分解に強いという点で、エポキシ樹脂が使用されるとよい。図7は、各種接合材の諸特性を示す図である。図7に示されるように、ポリイミド樹脂等も熱硬化性を有する。異種金属管接合体の使用環境、使用方法に応じて、ポリイミド樹脂等の他の熱硬化性樹脂が使用されてもよい。
以下に、実施の形態1に係る異種金属管接合体の作用について説明する。
実施の形態1に係る異種金属管接合体は、アルミニウム製金属管16の内周と、ステンレス製金属管17の外周と、が筒状の隙間Waを形成するように、アルミニウム製金属管16とステンレス製金属管17とが位置決めされた状態で、半硬化状の熱硬化性樹脂18が加熱され、熱硬化性樹脂18が、隙間Waの全周方向に亘って充分な長さ及び厚さで浸透した後に、硬化される。そのため、接合強度及び封止性能が全周方向に亘って確保され、接合の信頼性が向上する。
図8は、本発明の実施の形態1に係る異種金属管接合体の変形例の、接合前の断面図である。図8に示されるように、アルミニウム製金属管16の外周と、ステンレス製金属管17の内周と、によって筒状の隙間Waが形成され、隙間Waの上方に半硬化状の熱硬化性樹脂18が付された状態で、熱硬化性樹脂18が加熱されてもよい。つまり、下方に位置するアルミニウム製金属管16が、上方に位置するステンレス製金属管17の内側に挿入されるような場合でも、同様に接合することが可能である。
実施の形態2に係る異種金属管接合体について説明する。
なお、以下では、実施の形態1に係る異種金属管接合体と重複又は類似する説明については、適宜簡略化又は省略している。
<空気調和装置の構成>
以下に、実施の形態2に係る異種金属管接合体が適用された空気調和装置の構成について説明する。
以下に、実施の形態2に係る異種金属管接合体の作用について説明する。
実施の形態1に係る異種金属管接合体では、図3に示されるように、A部において、拡管部16aの開口方向が上向きであり、B部において、拡管部16aの開口方向が下向きである。そのため、A部とB部とを接合する場合には、例えば、異種金属管接合体の上下を反転する等の工程が必要となる。一方、実施の形態2に係る異種金属管接合体では、図9に示されるように、A部における拡管部16aの開口方向と、B部における拡管部17aの開口方向と、が同一である。そのため、A部とB部とを接合する場合に、異種金属管接合体の上下を反転する等の工程が必要なく、接合の作業性が向上される。
Claims (11)
- 互いに異なる材質の金属管を接合する異種金属管接合方法であって、
一方の金属管の内周と、他方の金属管の外周と、が筒状の隙間をその軸線が上下方向となるように形成し、且つ、前記一方の金属管の内周及び前記他方の金属管の外周のうちの少なくとも一方の、前記隙間を形成する領域の上方に、半硬化状の熱硬化性樹脂が付された状態で、前記一方の金属管及び前記他方の金属管を位置決めする工程と、
前記熱硬化性樹脂を加熱して、該熱硬化性樹脂を前記隙間に流入させ、該熱硬化性樹脂を硬化させる工程と、
を有することを特徴とする異種金属管接合方法。 - 前記一方の金属管の内周及び前記他方の金属管の外周のうちの少なくとも一方の、前記隙間を形成する領域に、該隙間に突出し、且つ、該隙間の周方向に断続的となるように、複数の凸部が設けられた、
ことを特徴とする請求項1に記載の異種金属管接合方法。 - 前記一方の金属管の内周の、前記隙間を形成する領域に、外周まで貫通する貫通穴が設けられた、
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接合方法。 - 前記一方の金属管の内周の、前記隙間を形成する領域は、前記隙間を形成する領域の下方と比較して拡径された、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の異種金属管接合方法。 - 前記熱硬化性樹脂には、前記一方の金属管及び前記他方の金属管を腐食させない材質の、フィラーが添加された、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の異種金属管接合方法。 - 前記フィラーは、前記一方の金属管及び前記他方の金属管と比較して卑な金属、又は、無機化合物である、
ことを特徴とする請求項5に記載の異種金属管接合方法。 - 前記一方の金属管及び前記他方の金属管のうちの一方は、アルミニウム製であり、他方は、アルミニウムと比較して融点の高い金属製である、
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の異種金属管接合方法。 - 前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂である、
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の異種金属管接合方法。 - 互いに異なる材質の金属管が、一方の金属管の内周と他方の金属管の外周とによって筒状の隙間を形成し、加熱に伴って前記隙間に流入し硬化する熱硬化性樹脂によって接合された異種金属管接合体であって、
前記一方の金属管の内周及び前記他方の金属管の外周のうちの少なくとも一方の、前記隙間を形成する領域に、該隙間に突出し、且つ、該隙間の周方向に断続的となるように、複数の凸部が設けられた、
ことを特徴とする異種金属管接合体。 - 互いに異なる材質の金属管が、一方の金属管の内周と他方の金属管の外周とによって筒状の隙間を形成し、加熱に伴って前記隙間に流入し硬化する熱硬化性樹脂によって接合された異種金属管接合体であって、
前記一方の金属管の内周の、前記隙間を形成する領域に、外周まで貫通する貫通穴が設けられた、
ことを特徴とする異種金属管接合体。 - 請求項9または10に記載の異種金属管接合体が、冷媒の流路として用いられた、
ことを特徴とする空気調和装置。
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