JP2022516708A

JP2022516708A - 高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム

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Publication number: JP2022516708A
Application number: JP2021536308A
Authority: JP
Inventors: 暁偉宋; 暁勇彭; 詩杰厳
Original assignee: Shanghai Zhongyuan Fuel Rail Manufacture Co Ltd
Current assignee: Shanghai Zhongyuan Fuel Rail Manufacture Co Ltd
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2022-03-02
Anticipated expiration: 2039-12-13
Also published as: KR20220007154A; KR102629360B1; US20220316635A1; CA3118767A1; JP7312832B2; US11906088B2

Abstract

本発明は、芯管と波形管とが接続されてなる軟質管と、硬質管と、軟質管と硬質管とを接続するジョイントと、軟質管およびジョイントの外側に圧着される圧着圧着カバーとを高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システムに関する。従来技術に比べ、本発明によれば、軟質管と硬質管の密封性能が大幅に向上し、軟質管と硬質管の接続箇所が高圧、高温と低温に耐えられない問題が解決されるとともに、金属波形管の外側に金属線を巻き付けてから芯管に溶接することにより軸方向の引張強さおよび密封信頼性が向上する。これによって、本発明は、高温、低温および高圧の動作環境下で使用でき、新エネルギー車のエアコン軟質管および他の高圧軟質管に適用することができる。【選択図】図１０

Description

本発明は、接続システムに関し、特に高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システムに関する。

消費者の快適体験への要求が高まり、環境保護への関心が高まる中、新エネルギーの電気輸送がトレンドになっている。新エネルギーの電気自動車の航続距離に対する要求の向上に伴い、熱管理は、都市電気輸送における普及、バッテリー寿命の延長、続航能力の向上および駆動システム性能の改善において重要な役割を果たしている。

現在、ヒートポンプエアコンは純粋な電気自動車のエアコンとバッテリーの熱管理に効果的なソリューションである。パワーバッテリーにブレークスルーがない場合は、低エネルギー消費の暖房を確保する必要がある。ヒートポンプ空調は、実現可能な数少ない技術の１つである。効率係数は、ＰＴＣ暖房よりもはるかに高く、航続距離を効果的に増加させる。

従来のエアコン冷媒はＲ１３４ａである。エアコンシステムの圧力は動作状況に応じて高圧と低圧に分けられる。高圧は１３ｂａｒ前後、低圧は１ｂａｒ－３ｂａｒである。そのため、Ｒ１３４ａは、環境にやさしい製品への移行における代替品としてのみ使用されており、完全に淘汰されるのは時間の問題である。ヒートポンプエアコン冷媒はＲ７４４（ＣＯ_２）二酸化炭素冷媒を採用し、高圧管の動作圧力は７０ｂａｒであり、パイプラインの最大圧力が極端な高温気象条件下で３００ｂａｒに達する可能性がある。中、低圧管の動作圧力は６０ｂａｒ－１３０ｂａｒである。同様に、極端な高温気候条件では、パイプライン内の圧力も大幅に上昇する。また、動作温度は最低－４０℃、最高１６５℃である。そのため、従来の自動車用エアコン軟質管は、－４０℃～１６５℃の周囲温度と１７０ｂａｒのシステム圧力（最終圧力３００ｂａｒ）に耐えることができない。新エネルギー車で使用する場合、エアコンの暖房に使用できるのはＰＴＣのみであるため、車両の航続距離が大幅に短縮される。全ては硬質管で接続されると、パイプラインの密封問題を解決できるが、車両内部空間の制限により、硬質管を完全に使用することができず、軟質管と硬質管を組み合わせたパイプラインを使用しなければならない。そこで、二酸化炭素冷媒を使用でき、高温と低音の変化および高圧の動作環境に適応するエアコンパイプラインを提供する際に、高温、低温、高圧の雰囲気に適応するために接続具の密封性を厳しく確保する必要がある。これは早急に解決する必要がある技術的な問題である。

中国特許ＣＮ１０２４７８１３９Ｂには、軟質管、硬質管および套管を含む導管ジョイントが開示されている。硬質管は挿入部を含む。挿入部は軟質管の端部から軟質管の内部に挿入される。套管は挿入部および軟質管の軽方向の外部に配置され、軟質管を挿入部に押し付ける。挿入部は、挿入部の外面に設けられた波面および挿入部の頂端側の外面に設けられた柱面を含む。套管は第１小直径部および第２小直径部を含む。第１小直径部は波面の軽方向の外部に配置され、軟質管を波面に押し付ける。第２小直径部は柱面の軽方向の外部に配置され、軟質管を柱面に押し付ける。この特許によれば、軟質管と硬質管との接続を実現できるが、このような導管ジョイントは高圧条件下で使用できないため、新エネルギー電気自動車に適用できない。

中国特許ＣＮ１７１９０８８Ａにはジョイント部品をその軸方向の端部に確実に成形できる耐圧・振動吸収軟質管が開示されている。上記ジョイント部品の成形過程において、上記軟質管の軸方向の端部は破裂することがなく、上記ジョイント部品に容易に取り付けることができる。耐圧・振動吸収軟質管は軟質管本体およびジョイント部品を含む。この軟質管本体は、内面ゴム層、強化層および外面ゴム層を含む。このジョイント部品は剛性挿入管および挿入口部品を含む。上記挿入口部品を上記軟質管本体に成形することにより、上記ジョイント部品を上記軟質管本体の軸方向の端部の成形部分に接続することができる。しかし、この特許には、軟質管のみが言及されており、軟質管と硬質管とのジョイントの密封問題が解決されず、高圧環境に使用することができない。

本発明の目的は、上記従来技術に存在する欠陥を克服するために、高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システムを提供することである。本発明によれば、軟質管と硬質管を接続するときの耐圧性が十分ではなく、高温と低温条件下で密封性能が悪く、軸方向の引張強さが低いという従来技術の技術的問題が解決される。

本発明の目的は以下の技術的手段により解決することができる。
高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システムは、
芯管と波形管とが接続されてなる軟質管と、硬質管と、上記軟質管と上記硬質管とを接続するジョイントと、上記軟質管および上記ジョイントの外側に圧着される圧着カバーと、を含み、
上記波形管の外側に金属線が巻き付けられ、波形管の外側に金属線を直接巻き付けてから芯管に溶接することにより升軸方向の引張強さおよび密封信頼性を向上させる。

上記波形管の両端の金属線に締付カバーが外嵌され、上記締付カバーにより締め付けられて位置規制される。

上記波形管、金属線および締付カバーは溶接、リベット接続またはロールプレスによる締まりばめにより全体として芯管に接続される。

第１の態様では、ゴム管を所定の長さにカットし、接続された好芯管および波形管を上記ゴム管内に挿入して軟質管を形成する。この態様は、生産プロセスが簡単で、製造コストが低い。

上記芯管の外面に環状突起が設けられ、外端部に凸歯が設けられ、ゴム管から露出する。

第２の態様では、前記芯管、波形管、金属線、締付カバーの外側の全体に対してゴム被覆処理を行い、すなわち内層ゴム層、中層強化層、外層ゴム層を被覆する。この方法により内層ゴムが波形管の谷および外面の金属線、芯管、締付カバーの外側表面に充填され、波形管の変形が減少され、変形誘起マルテンサイトの産生が回避され、軟質管の耐圧性が増強される。

被覆される中層強化層は金属線、アラミド糸またはアラミド布であり、被覆する際に、金属線またはアラミド糸は内層ゴム層の外側に巻き付けられることで中層強化層が得られ、アラミド布は内層ゴム層を包んで接着されることで中層強化層が得られる。

上記芯管の外端部に凸歯が設けられ、外面に環状突起が設けられ、ゴム被覆する際に環状突起をゴム被覆層の内面に嵌入させることにより、波形管、芯管、金属線、締付カバー等がゴム被覆後に変位しないことが保証される。

ゴム被覆が完成した後、両端のゴムを除去し、上記芯管の外端部の凸歯を露出させる。

上記芯管の外径は締付カバーの外径以下である。

上記溶接は、レーザー溶接、アルゴンアーク溶接、ガスシールドろう付け、高周波誘導溶接またはプラズマ溶接を含む。

各軟質管はさらに互いに牽引管により接続される。この牽引管はゴム管内に挿入され、外側がゴム被覆処理される。上記処理により、波形管が互いに接続され、ゴム被覆生産の長さの要求が満たされる。

上記牽引管は上記芯管の口部に入るかまたは内嵌され、締まりばめまたはねじ山により接続される。

上記芯管は外端部の凸歯により上記ジョイントに接続される。

上記硬質管の材料はアルミニウム、ステンレス鋼または他の金属である。

上記硬質管は、火炎ろう付け、高周波誘導溶接、冷間溶接、ガスシールドろう付けまたはレーザー溶接により上記ジョイントに接続される。

上記硬質管の上記ジョイントに接続されていない端部は、火炎ろう付け、高周波誘導溶接、冷間溶接、ガスシールドろう付けまたはレーザー溶接によりプレス板に接続される。

第２の態様で使用されるジョイントに凹んだ環状溝および環状凹みが設けられる。

第１の態様で使用されるジョイントは、凹んだ環状溝および環状凹みに加え、ジョイントの軟質管に接続された端部に突出部がさらに設けられる。この突出部は上記芯管と上記ゴム管の間に入り、ゴム管と芯管との間の隙間を埋め、後でさらなる加工により三者の密封接続を完成させる。

上記圧着カバーの材料はアルミニウム、ステンレス鋼または他の金属である。圧着カバーの一端は内凸構造であり、この部位は押圧されることで上記ジョイント内の凹んだ環状溝内に嵌入する。

圧着カバーはアルミニウム材質で作製され、内面が平坦構造である。アルミニウム材質が比較的柔軟であるため、押圧加工時に、圧着カバーは上記ジョイント的環状凹み内に押し込まれる。これによって緊密な接続が実現され、プロセスを追加する必要がなく、加工困難性および加工コストが減少される。

圧着カバーはステンレス鋼または他の金属材質であり、内面に環状内凸構造が設けられ、この環状内凸構造は上記芯管の環状突起に合わせ、圧着カバーの環状内凸構造を交互に芯管における対応する隣接する環状突起の凹溝に押し込むことにより、ゴムの緊密な圧着が実現される。ステンレス鋼または他の材質が比較的硬いため、引張強さはより高くなる。

押圧機の押圧爪により圧着カバーを圧縮してジョイントを押圧することにより、ジョイントと芯管、圧着カバーとのリベット接続を実現し、密封および引き離し防止の効果を達成する。

上記押圧機の押圧爪により圧着カバーの外壁に沿ってその全体を押圧するか、または特定の部位を局所的に押圧する。

従来技術に比べ、本発明は以下の利点を有する。
１、高温時のゴムの引張性能が低いため、本発明では、金属波形管の外側に金属線を巻き付けてから芯管に溶接することにより軸方向の引張強さおよび密封信頼性を向上させる。高温と低温の状態下でゴムがひどく老化し、機械的特性が徐々に低下して効力がなくなる。これに対し、金属線の温度感度が低く、高温と低温に影響されず、機械的特性が安定し、強力な引張性能を有する。
２、金属波形管、金属線、締付カバーおよび芯管部材を互いに牽引して連続的にゴム被覆することにより、大量連続生産が実現される。
３、金属波形管、金属線、締付カバーおよび芯管部材の全体に対してゴム被覆を行うことにより、内層ゴムが波形管波の谷および外面の金属線、芯管の外側表面に充填され、波形管の変形が減少され、変形誘起マルテンサイトの産生が回避され、軟質管の耐圧性が向上する。
４、ジョイントは圧着カバーの全体的な圧着により圧着カバーおよび芯管との密封なリベット接続が実現され、異なる金属材質の硬質管の変換および圧着部位の密封が達成され、温度に影響されない。
５、上記技術的手段によれば、軟質管の組立性能が向上し、本発明は高圧環境に耐えることができ、高温と低温環境下で軟質管の耐圧密封性能が低下しない。
６、この設計のパイプラインの全体的な環境は、高圧容器と完全に類似しており、各部分が均等に圧力に耐えるため、作動媒体がゴム部品に接触せず、材料が降伏して漏れを引き起こすことがない。

実施例１における金属線が巻き付けられた波形管の構造の模式図である。実施例１における締付カバーが取り付けられた波形管の構造の模式図である。実施例１における芯管が溶接された後の構造の模式図である。実施例１におけるゴム被覆された後の構造の模式図である。実施例１におけるゴムが除去された後の構造の模式図である。実施例１における硬質管とプレス板の接続の構造の模式図である。実施例１における硬質管がジョイントおよび圧着カバーに接続された構造の模式図である。実施例１における軟質管と硬質管を接続する際の圧着カバーを押圧する前の構造の模式図である。実施例１で得られた高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システムの構造の模式図である。実施例２で得られた在高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム的構造の模式図である。実施例３における硬質管とプレス板の接続の構造の模式図である。実施例３における硬質管がジョイントおよび圧着カバーに接続された構造の模式図である。実施例３における軟質管と硬質管を接続する際の圧着カバーを押圧する前の構造の模式図である。実施例３で得られた在高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システムの構造の模式図である。実施例４で得られた在高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システムの構造の模式図である。実施例５における軟質管構造の模式図である。実施例６における金属線が巻き付けられた波形管の構造の模式図である。実施例６における締付カバーが取り付けられた波形管の構造の模式図である。実施例６における芯管が溶接された後の構造の模式図である。実施例６におけるゴム管が外嵌後の構造の模式図である。実施例６における硬質管とプレス板の接続の構造の模式図である。実施例６における硬質管がジョイントおよび圧着カバーに接続された構造の模式図である。実施例６における軟質管と硬質管を接続する際の圧着カバーを押圧する前の構造の模式図である。実施例６で得られた高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システムの構造の模式図である。実施例７で得られた高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システムの構造の模式図である。実施例８における硬質管とプレス板の接続の構造の模式図である。実施例８における硬質管がジョイントおよび圧着カバーに接続された構造の模式図である。実施例８における軟質管と硬質管を接続する際の圧着カバーを押圧する前の構造の模式図である。実施例８で得られた高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システムの構造の模式図である。実施例９で得られた高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システムの構造の模式図。

以下、具体的な実施例により本発明を詳しく説明する。以下の実施例は、当業者が本発明をさらに理解するのに役立つが、いかなる形態においても本発明を限定するものではない。当業者にとって、本発明の概念から逸脱することなく、いくつかの修正および改善を行うことができる。これらはすべて、本発明の保護範囲に属する。

＜実施例１＞
高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システムは、主に軟質管、硬質管５、ジョイント７、および圧着カバー８等の構造を含む。軟質管は、芯管４と波形管１等の部材が接続されてなる。波形管１の構造は、図１に示される。本実施例で使用される波形管は金属波形管であり、金属波形管の外側に金属線２が巻き付けられる。金属線は、波形管１の外面に被覆されて強化層を形成する。このように波形管の外側に金属線を直接巻き付けてから波形管を芯管４に接続することにより、軸方向の引張強さおよび密封信頼性が向上する。

波形管１の両端の金属線２の外部に締付カバー３が外嵌される。図２に示すように、さらに締付カバー３により金属線２を締め付けて位置規制することにより、金属線２と波形管１は締め付けて接続される。さらに、図３に示すように、波形管１の両端に芯管４が接続される。接続は、溶接、リベット接続またはロールプレスによる締まりばめであってもよい。溶接は、レーザー溶接、アルゴンアーク溶接、ガスシールドろう付け、高周波誘導溶接またはプラズマ溶接であってもよい。これによって、波形管１、金属線２、締付カバー３および芯管４の間の密封接続が保証される。本実施例において、高周波誘導溶接が採用される。芯管４の外面に環状突起４２が設けられ、外端部にねじ山４１が設けられる。芯管４の外径は金属線２の外側に接続される締付カバー３の外径よりも小さい。後のゴム被覆の際に、環状突起４２をゴム被覆層１０の内面に嵌設されることにより、ゴム被覆後に波形管１、金属線２、締付カバー３、芯管４等が変位しないことが保証される。

本実施例において、ゴム被覆の方式は全体式ゴム被覆である。図４に示すように、芯管４および波形管１の外面にある金属線２の外側の全体に対してゴム被覆処理を行い、すなわちゴムを被覆してゴム被覆層１０を形成する。ゴム被覆層１０は、内層ゴム層、中層強化層、外層ゴム層を被覆することができる。このような方法により、内層ゴムは波形管１の谷および外面の金属線２、締付カバー３の外側表面に満たされ、波形管１の変形が減少され、変形誘起マルテンサイトの発生が回避され、軟質管の耐圧性が増強される。被覆される中層強化層は金属線、アラミド糸またはアラミド布である。被覆する際に、金属線またはアラミド糸が内層ゴム層に巻き付けられることにより中層強化層が得られ、またはアラミド布が内層ゴム層に包まれて接着されることにより中層強化層が得られる。本実施例には金属線が使用される。上記ゴム被覆処理が終了した後、両端のゴムを除去し、芯管４の外端部の凸歯４１を露出させることにより、軟質管が作成される（図５）。

硬質管５は、アルミニウム、ステンレス鋼または他の金属で作成されてもよい。図６に示すように、硬質管５の一端は、火炎ろう付け、高周波誘導溶接、冷間溶接、ガスシールドろう付け、レーザー溶接によりプレス板６に接続され、他端は、火炎ろう付け、高周波誘導溶接、冷間溶接、ガスシールドろう付けまたはレーザー溶接によりジョイント７に接続される。圧着カバー８により硬質管５および硬質管５に接続されたジョイント７と軟質管とを接続する必要がある。具体的な接続方式を図７－９に示す。本実施例で使用されるジョイント７は、凹んだ環状溝７１および環状凹み７２が設けられるとともに、内側面はねじ山面であり、芯管４の外端部の凸歯４１に接続される。上記接続が完成した後、圧着カバー８を軟質管と硬質管の接続箇所に外嵌する。具体的には、圧着カバー８の硬質管５に接続された端部に内凸部８１が設けられ、内凸部８１がジョイント７に設けられた環状溝７１内に入り込み、図８に示すように、ジョイント７の外側表面に環状凹み７２も設けられる。圧着カバー８はアルミニウム材質であるため、比較的柔軟であり、押圧加工前にその内面が平坦であり、押圧加工時に圧着カバー８の内面が押圧機の外力作用下でジョイント７の外面形状に追随して部分的に変形し、ジョイント７の環状凹み７２内に押し込まれる。これによって、緊密な接続が実現され、他のプロセスを追加する必要がなく、加工の難しさが低減し、加工コストが削減される。

押圧機の押圧爪により圧着カバー８の全体を圧縮してジョイント７を押し付けることにより、ジョイント７と芯管４、圧着カバー８とのリベット接続が実現され、密封および引き離し防止の効果が達成され、最終的に高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システムが得られる（図９）。

本実施例で作成された高圧エアコンパイプライン用の軟質管と硬質管の接続密封システムの密封性能をテストした結果、破裂圧力が８００ｂａｒに達した場合にも漏れなく使用できた。これに対し、従来のエアコン軟質管の破裂圧力はわずか１００ｂａｒ前後であり、本発明の使用圧力は従来技術に比べて大幅に向上した。また、従来のＲ７４４エアコンパイプラインの技術において、その破裂圧力の標準は３４０ｂａｒである一方、本発明の破裂圧力の実測値は８００ｂａｒよりも大きい。このように、本発明は、新エネルギー車のエアコンパイプラインに適用でき、より高い圧力に耐えられるので、ヒートポンプ技術により加熱することができ、従来の電気加熱の高電力消費による電気自動車の航続距離の大幅な短縮が回避される。

また、本実施例において波形管の外側に金属線を巻き付けて強化層を形成してから芯管に接続することにより、升軸方向の引張強さおよび密封信頼性が向上する。引張強さは１０８８０Ｎに達し、温度：－４０℃～１６５℃、パルス圧力：５０ｂａｒ～１７５ｂａｒの条件下で高温／低温サイクルパルス試験を１５万回以上行っても漏れが発生しなかった。なお、Ｒ７４４エアコンパイプラインの技術において、引張強さが少なくとも２０００Ｎであり、高温／低温サイクルパルス試験を１５万回行った後、漏れが発生しないことが要求されている。

＜実施例２＞
高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システムは、構造が実施例１と大体同じであるが、以下の点で実施例１と相違する。本実施例では、さらに押圧機により圧着カバー８の外壁に沿って特定の部位を局所的に押し付ける。形成された軟質管と硬質管の接続システムの構造を図１０に示す。圧着カバー８と軟質管の接続箇所に波状構造が形成され、これによって、圧着カバー８とゴム被覆層１０との接続の緊密性が向上し、温度急変の環境により適応する。

＜実施例３＞
高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システムは、構造が実施例１と大体同じであるが、以下の点で実施例１と相違する。実施例１で使用される圧着カバー８はアルミニウム製圧着カバーであるため、比較的柔軟であり、力を受けると変形しやすいので、押圧機により押し付けられると変形し、ジョイント７の外面の環状凹み７２内に嵌入され、密封が実現される。しかし、本実施例で使用される圧着カバー８は、比較的硬い金属材料、例えば、ステンレス鋼または他の金属材質で作成される。説明の便宜上、本実施例では、ステンレス鋼材質の圧着カバーを例として説明する。

硬質管６は、アルミニウム、ステンレス鋼または他の金属で作製することができる。硬質管６の一端は、図１１に示すように、火炎ろう付け、高周波誘導溶接、冷間溶接、ガスシールドろう付け、レーザー溶接によりプレス板６に接続され、他端は、火炎ろう付け、高周波誘導溶接、冷間溶接、ガスシールドろう付けまたはレーザー溶接によりジョイント７に接続され、圧着カバー８により硬質管５および硬質管５に接続されるジョイント７と軟質管とを接続する必要がある。具体的な接続方式を図１２－１４に示す。

本実施例で使用される圧着カバー８の内面に環状内凸構造８２が設けられる。この環状内凸構造８２は芯管４の環状突起４２に合わせ、加工時にまず圧着カバー８の内凸部８１がジョイント７に設けられた環状溝７１内に入り、図１４に示すように、押圧処理された後、圧着カバー８内面の環状内凸構造８２と芯管４の外面の環状突起４２が合わせてゴム被覆層１０を挟む。得られた軟質管と硬質管の接続システムの構造を図１４に示す。ステンレス鋼材質が比較的硬いため、引張強さはより高くなる。

＜実施例４＞
高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システムは、構造が実施例３と大体同じであるが、以下の点で実施例３と相違する。本実施例において、さらに押圧機により圧着カバー８の外壁に沿って特定の部位を局所的に押し付ける。形成された軟質管と硬質管の接続システムの構造を図１５に示す。圧着カバー８と軟質管の接続箇所に波状構造が形成され、これによって、圧着カバー８とゴム被覆層１０との接続の緊密性が向上し、温度急変の環境により適応する。

＜実施例５＞
高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システムは、構造が実施例１と大体同じであるが、以下の点で実施例１と相違する。本実施例において、ゴム被覆に連続生産が要求されるため、十分に長い金属軟質管が必要である。そのため、各金属軟質管を牽引管９により接続する。接続方式は締まりばめ接続またはねじ山接続等であってもおい。例えば、本実施例において、牽引管９の両端がそれぞれ芯管４の凸歯４１に接続されることにより、各金属軟質管は一体に接続される。そして、外側にゴム被覆処理を行う。得られた構造を図１６に示す。上記処理により金属軟質管の長さが長くなり、ゴム被覆プロセスの要求が満たされる。

＜実施例６＞
高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システムは、主に軟質管、硬質管５、ジョイント７、圧着カバー８等の構造を含む。軟質管は、芯管４と波形管１等の部材が接続されてなる。波形管１の構造は図１７に示される。本実施例で使用される波形管は金属波形管であり、金属波形管の外側に金属線２が巻き付けられる。金属線は、波形管１の外面に被覆されて強化層を形成する。このように波形管の外側に金属線を直接巻き付けてから波形管を芯管４に接続することにより、軸方向の引張強さおよび密封信頼性が向上する。

波形管１の両端の金属線２の外部に締付カバー３が外嵌される。図１８に示すように、さらに締付カバー３により金属線２を締め付けて位置規制することにより、金属線２と波形管１は締め付けて接続される。さらに、図１９に示すように、波形管１の両端に芯管４が接続される。接続は、溶接、リベット接続またはロールプレスによる締まりばめであってもよい。溶接は、レーザー溶接、アルゴンアーク溶接、ガスシールドろう付け、高周波誘導溶接またはプラズマ溶接であってもよく、両者の緊密な接触が保証されればよい。本実施例において、アルゴンアーク溶接が採用される。芯管４の外面に環状突起４２が設けられ、外端部にも凸歯４１が設けられ、芯管４の外径は金属線２の外側に接続された締付カバー３の外径より小さい。

芯管４の接続を完成した後、波形管１、締付カバー３および芯管４を事前に長さが調整されたゴム管１１内に挿入する。図２０に示すように、芯管４の端部の凸歯４１は、同様にゴム管１１から突き出る。このような加工方式により、密封性能、軸方向の引張強さを影響することなく、加工プロセスが大幅に簡素化され、製造生産がより容易になる。

硬質管６は、アルミニウム、ステンレス鋼または他の金属で作製されてもよい。図２１に示すように、硬質管６の一端は、火炎ろう付け、高周波誘導溶接、冷間溶接、ガスシールドろう付け、レーザー溶接によりプレス板６に接続され、他端は、火炎ろう付け、高周波誘導溶接、冷間溶接、ガスシールドろう付けまたはレーザー溶接によりジョイント７に接続されてもよい。圧着カバー８により硬質管５および硬質管５に接続されたジョイント７と軟質管とを接続する必要がある。具体的な接続方式を図２２－２４に示す。本実施例で使用されるジョイント７は上記実施例と同じであり、凹んだ環状溝７１および環状凹み７２が設けられる以外、軟質管の方向へ突き出る突出部７３が設けられる。使用する際に、突出部７３を芯管４とゴム管１１の間に入れ、ゴム管１１と芯管４の間の隙間を埋め、そして、さらなる加工により両者の密封接続を完成させる。芯管４の外側面の環状突起４２によりさらなる締め付けが実現される。

本実施例において、圧着カバー８はアルミニウム材質であるため、比較的柔軟であり、押圧加工前にその内面が平坦であり、押圧加工時に圧着カバー８の内面が押圧機の外力作用下でジョイント７の外面形状に追随して部分的に変形し、ジョイント７の環状凹み７２内に押し込まれる。これによって、緊密な接続が実現され、他のプロセスを追加する必要がなく、加工の難しさが低減し、加工コストが削減される。

押圧機の押圧爪により圧着カバー８の全体を圧縮してジョイント７を押し付けることにより、ジョイント７と芯管４、圧着カバー８、ゴム管１１とのリベット接続が実現され、密封および引き離し防止の効果が達成され、最終的に高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システムが得られる（図２４）。

また、本実施例において波形管の外側に金属線を巻き付けて強化層を形成してから芯管に接続することにより、升軸方向の引張強さおよび密封信頼性が向上する。引張強さは４３６０Ｎに達し、温度：－４０℃～１６５℃、パルス圧力：５ＭＰａ～１７．５ＭＰａの条件下で高温／低温サイクルパルス試験を１５万回以上行っても漏れが発生しなかった。なお、Ｒ７４４エアコンパイプラインの技術において、引張強さが少なくとも２０００Ｎであり、高温／低温サイクルパルス試験を１５万回行った後、漏れが発生しないことが要求されている。

＜実施例７＞
高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システムは、構造が実施例６と大体同じであるが、以下の点で実施例６と相違する。本実施例では、さらに押圧機により圧着カバー８の外壁に沿って特定の部位を局所的に押し付ける。形成された軟質管と硬質管の接続システムの構造を図２５に示す。圧着カバー８と軟質管の接続箇所に波状構造が形成され、これによって、圧着カバー８とゴム管１１との接続の緊密性が向上し、温度急変の環境により適応する。

＜実施例８＞
高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システムは、構造が実施例６と大体同じであるが、以下の点で実施例６と相違する。実施例６で使用される圧着カバー８はアルミニウム製圧着カバーであるため、比較的柔軟であり、力を受けると変形しやすいので、押圧機により押し付けられると変形し、ジョイント７の外面の環状凹み７２内に嵌入され、密封が実現される。しかし、本実施例で使用される圧着カバー８は、比較的硬い金属材料、例えば、ステンレス鋼または他の金属材質で作成される。説明の便宜上、本実施例では、炭素鋼材質の圧着カバーを例として説明する。

硬質管５は、炭素鋼で作製することができる。硬質管５の一端は、図２６に示すように、高周波誘導溶接によりプレス板６に接続され、他端は、冷間溶接によりジョイント７に接続され、圧着カバー８により硬質管５および硬質管５に接続されたジョイント７と軟質管を接続する必要がある。具体的な接続方式を図２７－２８に示す。

本実施例で使用される圧着カバー８の内面に環状内凸構造８２が設けられる。この環状内凸構造８２は芯管４の外面環状突起４２と適合し、加工時にまず圧着カバー８の内凸部８１がジョイント７に設けられた環状溝７１内に入り、図２８に示すように、押圧処理された後、圧着カバー８内面の環状内凸構造８２と芯管４の外面の環状突起４２が合わせてゴム管１１およびジョイントの突出部７３を挟む。得られた軟質管と硬質管の接続システムの構造を図２９に示す。炭素鋼材質が比較的硬いため、引張強さはより高くなる。

＜実施例９＞
高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システムは、構造が実施例８と大体同じであるが、以下の点で実施例８と相違する。本実施例において、さらに押圧機により圧着カバー８の外壁に沿って特定の部位を局所的に押し付ける。形成された軟質管と硬質管の接続システムの構造を図３０に示す。圧着カバー８と軟質管の接続箇所に波状構造が形成され、これによって、圧着カバー８とゴム管１１との接続の緊密性が向上し、温度急変の環境により適応する。

本明細書において、「両端」、「端部」、「外面」、「外側」等の方位または位置関係を示す用語は、本発明の説明を容易にするためのものに過ぎず、表される部材または部品が必ず特定の方位を有し、特定の方位で構成および操作されることを示唆するわけではないため、本発明を制限するものではない。

実施例の上記の説明は、技術分野の当業者が本発明を理解して使用することを容易にするためのものである。当業者は、明らかに、これらの実施例に様々な修正を容易に加えることができ、本明細書に記載の一般原理を、創造的な作業なしに他の実施例に適用することができる。したがって、本発明は、上記の実施例に限定されない。当業者が本発明の開示に基づいて本発明の範囲から逸脱することなく行ったすべての改善および修正は、本発明の保護範囲内に含まれるべきである。

１波形管、
２金属線、
３締付カバー、
４芯管、
４１凸歯、
４２環状突起、
５硬質管、
６プレス板、
７ジョイント、
７１環状溝、
７２環状凹み、
７３突出部、
８圧着カバー、
８１内凸部、
８２環状内凸構造、
９牽引管、
１０ゴム被覆層、
１１ゴム管。

Claims

芯管と波形管とが接続されてなる軟質管と、硬質管と、前記軟質管と前記硬質管とを接続するジョイントと、前記軟質管および前記ジョイントの外側に圧着される圧着カバーとを含み、
前記波形管の外側に金属線が巻き付けられることを特徴とする、高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム。
前記波形管の両端の金属線の外側に締付カバーが外嵌され、前記締付カバーによって締め付けられて位置規制されることを特徴とする、請求項１に記載の高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム。
前記波形管、金属線および締付カバーは、溶接、リベット接続またはロールプレスによる締まりばめにより全体として前記芯管に接続されることを特徴とする、請求項２に記載の高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム。
ゴム管が所定の長さにカットされ、接続された芯管と波形管が前記ゴム管内に挿入されることを特徴とする、請求項３に記載の高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム。
前記芯管の外面に環状突起が設けられ、外端部に凸歯が設けられ、ゴム管から突き出ることを特徴とする、請求項４に記載の高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム。
前記芯管、波形管、金属線、締付カバーの外側の全体に対してゴム被覆処理を行うことを特徴とする、請求項３に記載の高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム。
ゴム被覆は被覆される内層ゴム層、中層強化層および外層ゴム層であることを特徴とする、請求項６に記載の高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム。
包覆される中層強化層は金属線、アラミド糸またはアラミド布であることを特徴とする、請求項７に記載の高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム。
前記金属線またはアラミド糸は、内層ゴム層の外側に巻き付けられることで中層強化層が得られ、前記アラミド布は、内層ゴム層の外側に包んで接着されることで中層強化層が得られることを特徴とする、請求項８に記載の高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム。
ゴム被覆が完成した後、両端のゴムを除去し、前記芯管の外端部の凸歯を露出させることを特徴とする、請求項６に記載の高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム。
前記溶接は、レーザー溶接、アルゴンアーク溶接、ろう付け、高周波誘導溶接またはプラズマ溶接を含むことを特徴とする、請求項３に記載の高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム。
各軟質管は互いにさらに牽引管により接続され、
前記牽引管は芯管内に挿入され、外側にゴム被覆処理されることを特徴とする、請求項４または６に記載の高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム。
前記牽引管は、前記芯管口部に挿入されまたは内嵌されて締まりばめまたはねじ山により接続されることを特徴とする、請求項１２に記載の高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム。
前記芯管は、外端部のねじ山により前記ジョイントに接続されることを特徴とする、請求項５に記載の高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム。
前記硬質管の材料はアルミニウム、ステンレス鋼または他の金属であることを特徴とする、請求項１に記載の高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム。
前記硬質管は、火炎ろう付け、高周波誘導溶接、冷間溶接、ガスシールドろう付けまたはレーザー溶接により前記ジョイントに接続されることを特徴とする、請求項１または１５に記載の高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム。
前記硬質管の前記ジョイントに接続されていない端部は、火炎ろう付け、高周波誘導溶接、冷間溶接、ガスシールドろう付けまたはレーザー溶接によりプレス板に接続されることを特徴とする、請求項１または１５に記載の高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム。
前記ジョイントに凹んだ環状溝および環状凹みが設けられることを特徴とする、請求項６に記載の高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム。
前記ジョイントの前記軟質管に接続された端部に突出部が設けられ、前記突出部は前記芯管と前記ゴム管との間に入ることを特徴とする、請求項４に記載の高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム。
前記圧着カバーの材料はアルミニウム、ステンレス鋼または他の金属であり、圧着カバーの一端は内凸構造であり、この部位が押圧されることで前記ジョイントの凹んだ環状溝内に嵌入することを特徴とする、請求項１８または１９に記載の高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム。
圧着カバーはアルミニウムまたは他の金属材率であり、内面が平坦構造であることを特徴とする、請求項２０に記載の高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム。
アルミニウム材質の圧着カバーは、押圧処理により前記ジョイントの環状凹み内に押し込まれることを特徴とする、請求項２１に記載の高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム。
圧着カバーはステンレス鋼または他の金属材質であり、内面に環状内凸構造が設けられることを特徴とする、請求項２０に記載の高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム。
ステンレス鋼材質の圧着カバーは、押圧処理によりその内面環状内凸構造が前記芯管の環状突起と合わせてゴムを挟むことを特徴とする、請求項２３に記載の高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム。
押圧機の押圧爪は圧着カバーを圧縮することでジョイントを押圧し、ジョイントと芯管、圧着カバーとのリベット接続を実現し、密封および引き離し防止の効果を達成することを特徴とする、請求項２２または２４に記載の高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム。
前記押圧機は、圧着カバーの外壁の全体に沿って押圧しまたは特定部位を局所的に押圧することを特徴とする、請求項２５に記載の高圧環境下で使用可能な軟質管と硬質管の接続システム。