JP4510969B2

JP4510969B2 - 冷媒循環管路連結用ゴム管及びその製造方法

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Publication number: JP4510969B2
Application number: JP36650899A
Authority: JP
Inventors: 利之加納; 文夫大江; 河西男松岡; 勝英加藤; 理泰孫
Original assignee: Kyowa Ltd
Current assignee: Kyowa Ltd
Priority date: 1999-12-24
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2019-12-24
Also published as: JP2001182866A; KR20010066740A; KR100625616B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷蔵庫、冷凍庫、ワインクーラー、エアコン等の冷却システムにおいて使用する冷媒を輸送する管路の連結用途、例えばエアコンのフィンチューブ型熱交換機のフィンを通過する銅管同志を連結し冷媒の流れを１パス化するような用途、に用いる冷媒循環管路連結用ゴム管及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、冷蔵庫や冷凍庫、ワインクーラーやエアコンは一般に圧縮機（コンプレッサー）、凝縮器（熱交換器）、キャピラリーチューブ（分流器）、蒸発器から構成され、圧縮機により冷媒を循環させ、冷媒の蒸発潜熱により低温を生成し、冷却送風機で所望空間に低温空気を送り込み所望空間を冷却するシステムをとっている。また、最近では、ペルチェ素子という半導体を使用した電子冷却方式のものもワインクーラーなどにみられるようになってきた。そしてこのような冷媒を循環させる循環管路には一般に銅管が用いられ、これらの管の曲部等の所望部を連結するコネクター管には例えばリン脱酸銅管が用いられている。
【０００３】
しかしながら、これらの連結管は金属であるため、柔軟性がなく、連結部が振動に弱くなること、狭い空隙部において複雑な曲がりを要求される場合や接続作業に要する面積または接続箇所のふくれ容積を十分確保できない場合などでは連結が困難なこと、更には連結に要する工数が多く作業コストが高くつく等の欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来技術の欠点を解消するために創案されたものであり、その目的は以下の課題を解決した冷媒循環管路連結用ゴム管及びその製造方法を提供することにある。
▲１▼ 冷媒の蒸散が極めて少ないこと（気密性がよいこと）；
▲２▼ ピンチコック等の連結補強具を用いないでも、振動等によって経時的に連結部が緩んで連結部より冷媒が漏れ出したりしないこと；
▲３▼ 狭い空隙部において循環管路を手際よく連結できること；
▲４▼ 高温の冷媒で「ヤセ」等の影響を受けないこと；
▲５▼ 経時的に軟化したりべとついたりしないこと；
▲６▼ 複雑な曲がりが必要な箇所の連結が可能であること。
【０００５】
即ち、本発明は、直管部での肉厚が１〜５ｍｍ、内径が５〜１０ｍｍのサイズを有する冷媒循環管路連結用ゴム管であって、透湿度が０．４ｇ／ｍ^２・２４時間以下の耐水蒸気透過性を有し、冷媒循環管路の所望部の連結に際してピンチコック等の連結補強具を用いない状態で、連結部からの引き抜き力が５０Ｎ以上の対連結部締め付け力を長期間にわたって保持でき、施工時においてＡ４５〜Ａ６５の軟らかい硬度（ＪＩＳＫ６２５３）を有し、機器内の狭い空隙に位置する循環管路部分の連結が手際よくでき、内部を通過する冷媒の温度上昇によって「ヤセ」などの影響を受けない１％以下の加熱減量を有し、ブチルゴムを主成分とするポリマー１００重量部に充填剤５０〜１５０重量部、活性剤１〜１０重量部、軟化剤３〜２０重量部、樹脂加硫剤５〜２０重量部を配合してなり、所望の位置でゴム管の長手方向の中心軸に対して所望の方向角度と屈曲角度を持った立体的な屈曲形状を有し、機器内の狭い空隙のおいて複雑な曲がりが必要な箇所の冷媒循環管路の連結が容易にできることを特徴とする冷媒循環管路連結用ゴム管である。
本発明の上記ゴム管の製造方法は所望の形状を有する金属芯管に離型剤を塗布した後、該金属芯管の外径にその内径が合うように押し出されたブチルゴムを主成分とするグリーンゴムチューブを挿入し、加硫缶にて所望の時間加硫した後、金属芯管より加硫されたゴム管を抜き取り、次いで内面に付着した離型剤を完全に除去するまで該加硫ゴムを洗浄し、乾燥してなるものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一例を図面に基づいて詳述するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図１は直管形状の冷媒循環管路連結用ゴム管の一例を示す概略図であり、
図２はゴム管の一端側が該ゴム管の長手方向の中心軸に対して所望の方向角度と屈曲角度に曲げられた冷媒循環管路連結用ゴム管の一例を示す概略図であり、
図３はゴム管の左右両端側が該ゴム管の長手方向の中心軸に対してそれぞれ所望の方向角度と屈曲角度に左右非対称に曲げられた冷媒循環管路連結用ゴム管の一例を示す概略図であり、
図４はゴム管の左右両端側が該ゴム管の長手方向の中心軸に対してそれぞれ所望の方向角度と屈曲角度に左右非対称に曲げられた冷媒循環管路連結用ゴム管の他例を示す概略図であり、
図５はゴム管の略中央部と一端側がゴム管の長手方向の中心軸に対してそれぞれ所望の方向角度と屈曲角度に曲げられた機器内冷媒循環管路連結用ゴム管の一例を示す概略図であり、
図６は本発明の冷媒循環管路連結用ゴム管を成型加硫するための金属芯管の斜視図であり、
図７は本発明の冷媒循環管路連結用ゴム管の寸法と方向角度と屈曲角度を検査するための検査用治具の斜視図であり、
図８はエアコンのフィンチューブ型熱交換器のフィンを貫通する銅管同志を連結した本発明の冷媒循環管路連結用ゴム管の使用例図である。
尚、図中１は本発明の冷媒循環管路連結用ゴム管、２は金属芯管、３は検査用治具、４は銅管、５はアルミフィン、Ｌ（Ｌ_１＋Ｌ_２）はゴム管の長さ、Ｒはゴム管の屈曲角度、Ｖ_０，Ｖ_１，Ｖ_２，Ｖ_３はゴム管の方向角度、ｔはゴム管の肉厚、φ_１はゴム管の外径、φ_２はゴム管の内径、Ｘはゴム管の長手方向の中心軸を示す。
【０００７】
本発明の冷媒循環管路連結用ゴム管１は機器内の狭い空隙において冷媒循環管路の連結が手際よくできるようにするために要すればその形状が所望の位置で該ゴム管１の長手方向の中心軸Ｘに対して所望の方向角度Ｖと屈曲角度Ｒを持つ立体的な屈曲形状を有するものであり、例えば図１の如く直管形状を有するもの、図２の如くゴム管１の一端側が該ゴム管の長手方向の中心軸Ｘに対して所望の角度Ｖ_０（例えば６度）と屈曲角度Ｒ（例えば２０度）に曲げられて立体的な屈曲形状となっているもの、図３、図４の如くゴム管１の左右両端側が該ゴム管の長手方向の中心軸Ｘに対して、それぞれ所望の方向角度Ｖ_０，Ｖ_１（例えば６度と３０度）と屈曲角度Ｒ（例えば２０度）にそれぞれ曲げられ、両端部分が非対称でかつ立体的な屈曲形状となっているもの、図５の如くゴム管１の略中央部近辺と一端側がゴム管１の長手方向の中心軸Ｘに対してそれぞれ所望の方向角度Ｖ_２（例えば２０度）と屈曲角度Ｒ（例えば２０度と１０度）に曲げられて立体的な屈曲形状となっているものなどが挙げられる。
【０００８】
尚、図１〜図５では特定の形状のゴム管１を例示したが、本発明の冷媒循環管路連結用ゴム管１は特にこれらの形状に制限されるものではなく、使用箇所の状況によってどのような形状にも形成しうることは言うまでもない。
【０００９】
次に、このような形状を有する本発明の冷媒循環管路連結用ゴム管１のサイズは、直管部での肉厚ｔが１．０ｍｍ〜５ｍｍ、内径φ_２が５ｍｍ〜１０ｍｍのサイズを有するものが用いられる。
【００１０】
一方、本発明の冷媒循環管路連結用ゴム管１は０．４ｇ／ｍ^２・２４時間以下の水蒸気透過性（ＪＩＳＺ０２０８）を有するものである。即ち、ゴム管１はその用途から気密性、特に水蒸気透過性が要求される。これは、循環管路の中を流れる冷媒の蒸散を防ぐ必要があるからである。この点について本発明者らが鋭意検討した結果、水蒸気透過性が０．４ｇ／ｍ^２・２４時間以下であれば前記の冷媒の蒸散を実質的に防ぐことができることを見出した。
【００１１】
次に冷媒循環管路連結用ゴム管１としては経時的に冷媒循環管路連結部から、冷媒が漏れだしたりしない機能を付与する必要がある。この点に関し、検討した結果、冷媒循環管路の所望部の連結に対して、ピンチコック等の連結補強具を用いない状態で、連結部からの引き抜き力が５０Ｎ以上の対連結部締め付け力を長期間に渡って保持できる機能をゴム管１に付与することにより、この機能を付与できることを見出した。
【００１２】
次に冷媒循環管路は機器内の狭い空間に配管されることが多く、管接続等の作業に困難をきたすことが多い。この解決策としてゴム管１の硬度を種々検討した結果、施工時のゴム管１の硬度（ＪＩＳＫ６２５３）がＡ４５〜Ａ６５の軟らかい硬度を有する時に極めて容易に冷媒循環管路とゴム管１を連結できることを見出した。
【００１３】
さらに、ゴム管１は循環する冷媒に接触するが、加温された冷媒の温度によってゴム管１もまた加温される。そしてこの温度によってゴム管に配合される組成物の抽出や蒸散が起こるとゴム管が「ヤセ」るなどの現象が起こり思わぬ故障につながりやすい。この点に関し検討を加えた結果、ゴム管１の加熱減量（９０±３℃×１６８時間）を１％以下にすることにより、ゴム管１の「ヤセ」などの現象を防ぐことができることを見出した。
【００１４】
また、使用されるゴム管１が経時的に軟化したりべとついたりすると、ゴム管１の表面にほこりやゴミが付着しやすい他、連結部のゆるみにもつながるので好ましくない。
【００１５】
この点に関し検討した結果、ゴム管１に９０℃×１６８時間熱老化において引張り強さの変化率と伸び変化率が±２０％以内、硬度変化率が＋１０−０である耐熱性を付与することで解決できることを見出した。一方、本発明者らは上述の如き種々の機能、性能を満足するゴム管１を得んとして、ゴム管１を構成する配合組成物を鋭意・研究した結果、次の如き、配合組成物においてこれらの性能・機能を満足するゴム管１が得られることを見出した。
【００１６】
即ち、本発明の冷媒循環管路連結用ゴム管１は耐熱性を有するブチルゴムを主成分とし、要すればエチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴム等の中から適宜選択された１種又は２種以上のゴムをブレンドしたポリマー１００重量部にカーボンブラックと要すればクレー、ホワイトカーボン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク等の白色充填剤から適宜選択された充填剤５０〜１５０重量部を加え、これに酸化亜鉛、酸化マグネシウムなどから選択された活性剤を１〜１０重量部、可塑剤、プロセスオイル、ポリブテンなどから選択された軟化剤を３〜２０重量部とメチロール基を５％〜１０％含有するメチロール化アルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂（ポリメチロールフエノール樹脂）、臭素を含有するアルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂、アルキルフェノールスルフィド樹脂等の樹脂から選択された樹脂加硫剤５〜２０重量部を配合した組成物からなるものである。
【００１７】
又、上記の配合物には必要により老化防止剤やワックス等の滑剤やステアリン酸等の加工助剤を適宜添加することができる。
【００１８】
尚、この配合において主成分としてブチルゴムを選択した理由は主に気密性（水蒸気透過性）と軟らかな硬度を保持するためであり、加硫剤として特定の樹脂を用いる理由はブチルゴム配合物は通常の加硫方式においては軟化型劣化を引き起こしやすいので、これを避けるため樹脂加硫により耐熱性を付与してゴム管１の経時劣化によるべとつきや軟化や経時的締め付け力の低下を防がんとしたものである。
【００１９】
さらに、充填剤をポリマー１００重量部に対して５０〜１５０重量部とする理由は、５０重量部未満の充填剤量ではチューブの押出性等加工性に問題があって好ましくなく、１５０重量部を越えると得られるゴムチューブの機械的性能が落ちること及び連結管からの引抜き力が５０Ｎ以上を確保できなくなるおそれがあるからである。
【００２０】
又、配合される軟化剤の量を３〜２０重量部とする理由は、３重量部未満では押出性等の加工性が劣るので好ましくなく、２０重量部を越えると１％以下という必要な加熱減量（９０℃×１６８時間）が得られず、ゴム管１の「ヤセ」等の原因を作る恐れがあるからである。
【００２１】
次に、本発明の冷媒循環管路連結用ゴム管１の製造方法について述べれば、例えば図６のようにその形状が所望の位置で長手方向の中心軸に対して所望の方向角度Ｖと屈曲角度Ｒをもった立体的な屈曲形状を有するなど所望の形状を有する金属芯管２に離形剤を塗布した後、該金属芯管２の外径にその内径が合うように押出されたブチルゴムを主成分とするグリーンゴムチューブを挿入し、圧力加硫缶にて例えば５Ｋｇ×３０分間加硫した後、金属芯管２より、加硫ゴム管１を抜き取り、次に、該加硫ゴム管１の内面に付着した離形剤を完全に除去するまで該加硫ゴム管１を洗浄し、洗浄後に乾燥して本発明の冷媒循環管路連結用ゴム管１を得る。
【００２２】
尚、離形剤除去のための洗浄と乾燥はベルトコンベア方式を採用して連続的に行うこともできる。
【００２３】
このようにして得られた本発明の冷媒循環管路連結用ゴム管１は図７に示すような予め同一形に作られた検査用治具３に挿入され、寸法や方向角度Ｖや屈曲角度Ｒに間違いがないか検査される。
【００２４】
このようにして作られた本発明の冷媒循環管路連結用ゴム管１は機器内の狭い空隙において複雑な曲がりを必要とする冷媒循環管路の連結に用いられる。例えば、図８に示すようにエアコンのフィンチューブ型熱交換器のアルミフィン５を貫通する銅管４同志を連結し、冷媒の流れを１パス化するような用途に用いる。
【００２５】
【実施例】
表１に示す如き配合を用いて内径７．５ｍｍ、肉厚２．５ｍｍのゴムチューブを押出、図３に示す如き形状（方向角度Ｖ_０６度、Ｖ_１３０度、屈曲角度Ｒ２０度、長さＬ_１３２０ｍｍ、Ｌ_２４０ｍｍ）に成型加硫して、冷媒循環管路連結用ゴム管を得た。かくして得られたゴム管の性能と機能を測定したところ表２のような結果を得た。
【００２６】
【表１】

【００２７】
【表２】

【００２８】
表２に示されるように、本発明の冷媒循環管路連結用ゴム管は冷媒循環管路連結用ゴム管として優れた性能と機能を有していた。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の冷媒循環管路連結用ゴム管は上述のような構成を有するので、以下のような効果を奏することができる。
（１）内部を循環する冷媒の蒸散が極めて少ない。
（２）ピンチコックなどの連結補強具を用いないでも、振動等によって経時的に連結部が緩んで連結部より冷媒が漏れ出したりすることがない。
（３）狭い空隙部において循環管路を容易に連結できる。
（４）内部を循環する冷媒の温度上昇によっても「ヤセ」などが起こらない。
（５）経時的な老化によって軟化したりべとついたりしない。
（６）機器内の狭い空隙において複雑な曲がりが必要な箇所の冷媒循環管路を容易に連結できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の直管形状の冷媒循環管路連結用ゴム管の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の一端が曲管形状の冷媒循環管路連結用ゴム管の一例を示す概略図である。
【図３】本発明の両端が曲管形状の冷媒循環管路連結用ゴム管の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の両端が曲管形状の冷媒循環管路連結用ゴム管の他例を示す概略図である。
【図５】本発明の略中央部より曲管せしめた冷媒循環管路連結用ゴム管の一例を示す概略図である。
【図６】本発明の冷媒循環管路連結用ゴム管を成型加硫するための金属芯管の斜視図である。
【図７】本発明の冷媒循環管路連結用ゴム管の寸法と方向角度と屈曲角度を検査するための検査用治具の斜視図である。
【図８】本発明の冷媒循環管路連結用ゴム管を用いた使用例図である。
【符号の説明】
１本発明の冷媒循環管路連結用ゴム管
２金属芯管
３検査用治具
４銅管
５アルミフィン
Ｌ（Ｌ１＋Ｌ２）ゴム管の長さ
Ｒゴム管の屈曲角度
Ｖ_０，Ｖ_１，Ｖ_２，Ｖ_３ゴム管の方向角度
ｔゴム管の肉厚
φ_１ゴム管の外径
φ_２ゴム管の内径
Ｘゴム管の長手方向の中心軸

Claims

直管部での肉厚が１〜５ｍｍ、内径が５〜１０ｍｍのサイズを有する冷媒循環管路連結用ゴム管であって、透湿度が０．４ｇ／ｍ^２・２４時間以下の耐水蒸気透過性を有し、冷媒循環管路の所望部の連結に際してピンチコック等の連結補強具を用いない状態で、連結部からの引き抜き力が５０Ｎ以上の対連結部締め付け力を長期間にわたって保持でき、施工時においてＡ４５〜Ａ６５の軟らかい硬度（ＪＩＳＫ６２５３）を有し、機器内の狭い空隙に位置する循環管路部分の連結が手際よくでき、内部を通過する冷媒の温度上昇によって「ヤセ」などの影響を受けない１％以下の加熱減量を有し、ブチルゴムを主成分とするポリマー１００重量部に充填剤５０〜１５０重量部、活性剤１〜１０重量部、軟化剤３〜２０重量部、樹脂加硫剤５〜２０重量部を配合してなり、所望の位置でゴム管の長手方向の中心軸に対して所望の方向角度と屈曲角度を持った立体的な屈曲形状を有し、機器内の狭い空隙のおいて複雑な曲がりが必要な箇所の冷媒循環管路の連結が容易にできることを特徴とする冷媒循環管路連結用ゴム管。
所望の形状を有する金属芯管に離型剤を塗布した後、該金属芯管の外径にその内径が合うように押し出されたブチルゴムを主成分とするグリーンゴムチューブを挿入し、加硫缶にて所望の時間加硫した後、金属芯管より加硫されたゴム管を抜き取り、次いで内面に付着した離型剤を完全に除去するまで該加硫ゴムを洗浄し、乾燥してなることを特徴とする請求項１に記載の冷媒循環管路連結用ゴム管の製造方法。
金属芯管が所望の位置で長手方向の中心軸に対して所望の方向角度と屈曲角度を持った立体的な屈曲形状を有することを特徴とする請求項２に記載の冷媒循環管路連結用ゴム管の製造方法。