(57)【要約】【課題】配管部材，フランジ部材の何れの腐食をも良好に防止することができ、また配管部材をフランジ部材の嵌合孔内で拡管してこれをフランジ部材に組み付ける場合においてもフランジ部材に割れを生じることのない配管フランジ継手を提供する。【解決手段】板状をなすフランジ部材１２に板厚方向に貫通した嵌合孔１９を形成して嵌合孔１９に金属製の配管部材（アルミパイプ）１４を、先端部がフランジ部材１２の板面から突出する状態に嵌合状態に組み付けて成る配管フランジ継手１０において、フランジ部材１２を絶縁材である樹脂３２にて構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状をなすフランジ部材に板厚方向に貫通した嵌合孔を形成して、該嵌合孔に金属製の配管部材を、先端部が該フランジ部材の板面から突出する状態に嵌合状態に組み付けて成る配管フランジ継手において、
前記フランジ部材を絶縁材である樹脂にて構成したことを特徴とする配管フランジ継手。
【請求項２】
請求項１において、前記嵌合孔の内面を除いた前記フランジ部材の表面に、前記配管部材よりも電気的に卑な金属から成る犠牲腐食層をコーティングしてあることを特徴とする配管フランジ継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の空調用冷凍サイクルの冷媒配管継手に用いて好適な配管フランジ継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば車両の空調用冷凍サイクルの冷媒配管継手として、板状をなすフランジ部材に板厚方向に貫通した嵌合孔を形成して、その嵌合孔に金属製の配管部材を、先端部がフランジ部材の板面から突出する状態に嵌合状態に組み付けて成る配管フランジ継手が用いられている。
この配管フランジ継手では、フランジ部材がボルト等固定具にて相手部材に固定され、そしてフランジ部材から突出した配管部材の先端部が、相手部材の挿込孔内に挿し込まれて接続される。
【０００３】
図２はこの種配管フランジ継手の具体例を示している。
図において２００は、配管部材２０８を接続すべき相手部材で、配管部材２０８を挿し込むための挿込孔２０２を備えている。
２０４は配管フランジ継手で、板状をなすフランジ部材２０６に、配管部材２０８を組み付けて構成してある。
フランジ部材２０６には、板厚方向に貫通した嵌合孔２１０が形成されており、その嵌合孔２１０に配管部材２０８が先端部、詳しくはボス部２１１をフランジ部材２０６の板面から突出させる状態に嵌合状態に組み付けられている。
ボス部２１１には環状溝２１２が形成されていて、そこにシール部材としてのＯリング２１４が保持されるようになっている。
【０００４】
この配管フランジ継手２０４では、配管部材２０８のボス部２１１を相手部材２００の挿込孔２０２に挿し込むとともに、フランジ部材２０６を相手部材２００に当て、その状態でフランジ部材２０６の固定孔２１６に挿通したボルト２１８を、相手部材２００の雌ねじ孔２２０にねじ込むことで、配管部材２０８を相手部材２００に接続状態に固定する。
【０００５】
従来、この種配管フランジ継手２０４においては、配管部材２０８として一般的にアルミニウム合金、具体的にはA6063やA3003等の肉厚１．５〜２．０ｍｍのパイプ材が用いられている。
またフランジ部材２０６として、アルミニウム合金の押出材やダイキャスト材が一般的に用いられている。
【０００６】
ところでこのように金属同士を接触状態で組み付けて構成してある配管フランジ継手２０４では、それら配管部材２０８とフランジ部材２０６との間に電位差があると、詳しくは両者の標準電極電位に差があると、腐食環境下で電位の低い（イオン化傾向の大きい）電気的に卑な金属が、電位の高い（イオン化傾向の小さい）電気的に貴な金属との間で局部電池（ガルバニ電池）を形成することにより生ずるガルバニック腐食（異種金属接触腐食）が、主として図２（Ｂ）中Ａで示す部分で発生する問題を生ずる。
【０００７】
この場合、配管部材２０８の側が電気的に卑な金属である（電位が低い）ときには、配管部材２０８の優先腐食が生じ、而して配管部材２０８はその肉厚が上記のように１．５〜２．０ｍｍ程度の薄肉のものであるため、場合によって配管部材２０８に穴が空いてしまうといったことが危惧される。
【０００８】
逆にフランジ部材２０６の側が電気的に卑な金属であるときには、フランジ部材２０６の優先腐食が生じる。
その腐食が嵌合孔２１０内面まで進んで行くと、フランジ部材２０６の嵌合孔２１０内面と配管部材２０８の外周面との密着が損なわれ、配管部材２０８が嵌合孔２１０内でガタツキを生じるようになって、配管部材２０８とフランジ部材２０６との固定強度が低下してしまう。
また配管部材２０８がガタツキを生じるようになると、ボス部２１１におけるシール性にも悪影響が及び、同部分でのシール性の低下に繋がる問題を生じる。
【０００９】
その対策として、配管部材２０８とフランジ部材２０６との間で電位差が生じないように、それら配管部材２０８及びフランジ部材２０６を同一材で構成することも考えられる。
しかしながら同一材とはいっても材料ロットのバラツキ等によって、両者の間に多少とも電位の差が生じるのは避け難く、而してそのような電位の差が生じると僅かずつ腐食が進行し、そして長期の間にはその腐食が大きな腐食となってしまうといった問題が避け難い。
【００１０】
またその他に、硬い金属製のフランジ部材２０６の嵌合孔２１０の内周面と、配管部材２０８の外周面との間に微小な隙間も生じ易く、この場合それらの嵌合部分（図２（Ｂ）中Ｂで示す部分）で隙間腐食を生ぜしめてしまう。
更に配管部材２０８は、フランジ部材２０６の嵌合孔２１０に挿入した状態でその内側からこれを拡管し、フランジ部材２０６の嵌合孔２１０に強制的に嵌合させることも行われるが、この場合、フランジ部材２０６が硬い金属製であることによって、フランジ部材２０６に場合によって割れを生じる問題もあった。
【００１１】
本発明はこのような問題点を解決すべく案出されたものである。
尚、下記特許文献１には配管フランジ継手において腐食の問題を解決することを目的として、金属製のフランジ部材の外周面に配管部材よりも電気的に卑な材料から成る犠牲腐食層を形成した点が開示されている。
また下記特許文献２には、フランジ部材を配管部材に対して電気的に卑な亜鉛を含んだアルミ合金にて構成し、フランジ部材の電位を配管部材に対し小となした点が開示されている。
【００１２】
しかしながら特許文献１に開示のものでは、嵌合孔内における腐食の問題や密着性の向上，配管部材の拡管時におけるフランジ部材の割れの問題は解決できず、また特許文献２に開示のものでは、フランジ部材そのものの腐食が大きく起こることによって、嵌合孔内における配管部材のガタツキ及びこれに起因するシール性低下といった問題を十分に解決することができない。
【００１３】
【特許文献１】特開平９−１７８０６１号公報
【特許文献２】特許第３００３７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は以上のような事情を背景とし、配管部材，フランジ部材の何れの腐食をも良好に防止することができ、また配管部材をフランジ部材の嵌合孔内で拡管して、これをフランジ部材に組み付ける場合においてもフランジ部材に割れを生じることのない配管フランジ継手を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
而して請求項１のものは、板状をなすフランジ部材に板厚方向に貫通した嵌合孔を形成して、該嵌合孔に金属製の配管部材を、先端部が該フランジ部材の板面から突出する状態に嵌合状態に組み付けて成る配管フランジ継手において、前記フランジ部材を絶縁材である樹脂にて構成したことを特徴とする。
【００１６】
請求項２のものは、請求項１において、前記嵌合孔の内面を除いた前記フランジ部材の表面に、前記配管部材よりも電気的に卑な金属から成る犠牲腐食層をコーティングしてあることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００１７】
以上のように本発明は、配管フランジ継手においてフランジ部材を絶縁材である樹脂にて構成したものである。
かかる本発明によれば、異種金属同士の接触によるガルバニック腐食を確実に防止することができるのに加えて、金属製の配管部材を嵌合孔内で拡管してフランジ部材に組み付ける場合において、樹脂から成るフランジ部材の変形能力が金属製のフランジ部材に対して大きいために、配管部材の拡管の際にフランジ部材が割れを生じるのを良好に防止することができるとともに、その高い変形能力に基づいて、配管部材の外周面の嵌合孔内周面に対する密着性を高め得て、配管部材とフランジ部材との固定強度を高め得るとともに、配管部材の外周面と嵌合孔内周面との間の隙間に起因する隙間腐食を良好に抑制ないし防止することができる。
【００１８】
ここで樹脂材としては、ボルト等による締付力の緩み防止のため、或いは締付固定時におけるフランジ部材の変形防止の観点から、所要の材料強度を有するものが好ましく、具体的には引張弾性率で０．８ＧＰａ以上のものが望ましい。
更に強度を高めたい場合には、必要に応じて化学繊維等の補強材を添加した樹脂材を用いることができる。
【００１９】
次に請求項２は、嵌合孔の内面を除いたフランジ部材の表面に、配管部材よりも電気的に卑な金属から成る犠牲腐食層をコーティングしたものである。
この犠牲腐食層は、腐食環境下で自らが優先的且つ積極的に腐食することで、金属製の配管部材の腐食防止効果を発揮するもので、この請求項２によれば、フランジ部材を樹脂材で構成しただけの場合に比べて、配管部材と嵌合孔との嵌合部分における配管部材の隙間腐食を、より一層効果的に抑制ないし防止することができる。
【００２０】
尚上記犠牲腐食層のコーティングの手法として、犠牲腐食層を形成する金属の微細粒子を高速で樹脂表面に噴射して、これをその表面にめり込ませ、コーティングする方法（高速ショットピーニング処理）を好適に用い得るが、他の様々なコーティング手法を用いることもできる。
例えば乾式メッキ，湿式メッキによるコーティング手法を用いることもできるし、或いはまた犠牲腐食層を形成する金属を予め薄板状となしておいて、これを樹脂表面に接着剤等で貼り合わせてコーティング層即ち犠牲腐食層を形成するといったことも可能である。
【００２１】
ここで犠牲腐食層は０．０１ｍｍ〜０．５０ｍｍの膜厚でコーティングしておくことが望ましい。
膜厚が０．０１ｍｍより薄いと犠牲腐食層における犠牲腐食による防食効果の寿命が短く、また０．５０ｍｍよりも厚くなると、ボルト等によるフランジ部材の相手部材への締付固定時等におけるフランジ部材の変形により、犠牲腐食層に割れが発生して脱落し易くなる。而して犠牲腐食層が脱落すると、犠牲腐食による防食効果が無くなる恐れがある。
【００２２】
本発明では、犠牲腐食層を形成する電気的に卑な金属として特にマグネシウムを好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０は本実施形態の配管フランジ継手で、板状をなすフランジ部材１２に、配管部材としてアルミニウム合金から成るアルミパイプ１４を組み付けて構成してある。
フランジ部材１２には、板厚方向に貫通する固定孔１６が設けられている。フランジ部材１２は、この固定孔１６にボルトを挿通し且つこれを相手部材１８の雌ねじ孔にねじ込むことで、相手部材１８に固定される。
【００２４】
フランジ部材１２には、固定孔１６とは別の位置に板厚方向に貫通した嵌合孔１９が形成されており、そこにアルミパイプ１４が嵌合状態に組み付けられている。
ここでアルミパイプ１４は、嵌合孔１９の部分で拡管され、外周面が嵌合孔１９内周面に押圧状態とされている。
【００２５】
アルミパイプ１４は、先端部がフランジ部材１２の板面から突出する状態でフランジ部材１２に組み付けられており、その先端部がボス部２０として構成されている。
このボス部２０には環状溝２２が形成されていて、そこにシール部材としてのＯリング２４が保持されるようになっている。
即ちボス部２０は、相手部材１８の挿込孔２６に挿し込まれ、そしてＯリング２４により挿込孔２６に対して気密にシールされる。
【００２６】
尚、図１において２８はアルミパイプ１４に形成された大径且つ環状の鍔状部であり、３０はフランジ部材１２に形成された環状凹所で、鍔状部２８はこの環状凹所３０に納められている。
この鍔状部２８及び環状凹所３０は、アルミパイプ１４の抜け防止のためのものである。
【００２７】
本実施形態では、フランジ部材１２を絶縁材から成る樹脂３２にて構成しておく。
ここで樹脂３２としては体積抵抗率１×１０５（Ωｍ）以上、好ましくは１×１０７（Ωｍ）以上のものを用いる。
【００２８】
また場合によって、嵌合孔１９内周面を除いた全表面に、アルミパイプ１４よりも電位の低い電気的に卑な金属から成る犠牲腐食層３４をコーティングしておく（図１では固定孔１６内周面も除かれている）。
尚この固定孔１６内周面については、場合によって犠牲腐食層３４をコーティングしておいても良い。
【００２９】
ここで犠牲腐食層３４は０．０１ｍｍ〜０．５０ｍｍの範囲内の膜厚で形成しておく。
図１に示しているように、この犠牲腐食層３４はアルミパイプ１４と接触する位置まで樹脂３２の表面にコーティングしてある。
【００３０】
以上のような本実施形態において、フランジ部材１２を樹脂単体とした場合には、異種金属同士の接触によるガルバニック腐食を確実に防止することができるのに加えて、アルミパイプ１４を嵌合孔１９内で拡管してフランジ部材１２に組み付ける場合において、樹脂から成るフランジ部材１２の変形能力が大きいために、フランジ部材１２に割れが生じるのを良好に防止することができるとともに、その高い変形能力に基づいて、アルミパイプ１４の外周面の嵌合孔１９内周面に対する密着性を高め得て、アルミパイプ１４とフランジ部材１２との固定強度を高め得るとともに、アルミパイプ１４の外周面と嵌合孔１９内周面との間の隙間に起因する隙間腐食を良好に防止ないし抑制することができる。
【００３１】
更に加えて樹脂３２の表面に犠牲腐食層３４を形成した場合には、フランジ部材１２を樹脂で構成しただけの場合に比べて、アルミパイプ１４と嵌合孔１９との嵌合部分におけるアルミパイプ１４の隙間腐食を、より一層効果的に抑制ないし防止することができる。
【実施例】
【００３２】
フランジ部材１２の嵌合孔１９（孔径φ１６．１ｍｍ）に、アルミパイプ１４（外径φ１６．０ｍｍ）を挿入し、そして嵌合孔１９の部分でアルミパイプ１４を内側から拡管し、アルミパイプ１４をフランジ部材１２に組み付けて配管フランジ継手１０を構成した。
尚アルミパイプ１４としてはJIS H 4040のA6063の押出材を用いた。その組成は表１に示した通りである。
【００３３】
【表１】
2007255677.tif 000003
【００３４】
フランジ部材１２については、その構成を表２に示すような様々な構成とし、それぞれについて腐食試験を実施した。
ここで腐食試験は塩水腐食試験とし、２０００時間後の各配管フランジ継手１０の腐食状態を観察した。
【００３５】
尚表２中、液溜りによる腐食とは図２（Ｂ）中Ａで示す部分に液溜りが生じることにより発生する腐食である。
【００３６】
また各実施例において、金属から成る犠牲腐食層３４の形成は、金属粒子を樹脂３２表面に高速で噴射し、これを樹脂３２表面にめり込ませて、その表面に犠牲腐食層３４をコーティングする手法を採用した。
【００３７】
尚表２中のADC12，ZDC2，MS1についての各組成は表１に示した通りである。
【００３８】
【表２】
2007255677.tif 000004
【００３９】
表２の結果に見られるように、フランジ部材１２をA6063押出材で構成した比較例１ではアルミパイプ１４の腐食が発生し、またフランジ部材１２をアルミダイキャスト（ADC12）で構成した比較例２では、アルミパイプ１４の腐食の程度が更に大きくなっている。
これらの場合において、フランジ部材１２の側の腐食は発生していない。
即ち比較例１及び比較例２では、アルミパイプ１４が優先的に腐食している。
【００４０】
一方フランジ部材１２をアルミパイプ１４よりも電気的に卑な金属である亜鉛合金ダイキャスト（ZDC2）で構成した比較例３では、アルミパイプ１４の側での腐食は生じておらず、フランジ部材１２の側が優先的に腐食を生じている。
この比較例３では、一部嵌合孔１９内面に到るまで腐食が進行している。
【００４１】
更にフランジ部材１２をマグネシウム合金押出材（MS1）で構成した比較例４では、マグネシウム合金押出材がアルミパイプ１４に対して電気的に卑であることから、アルミパイプ１４の側に腐食は生じておらず、フランジ部材１２の側が優先腐食し、且つその腐食の程度は、アルミパイプ１４が嵌合孔１９内で回転するほどに嵌合孔１９内面に到るまで腐食を起こしていた。
【００４２】
一方実施例１はフランジ部材１２を樹脂３２（ここではポリプロピレン樹脂）単体で構成しており、この実施例１ではフランジ部材１２はもとより、アルミパイプ１４の嵌合孔１９内部での腐食も生じていなかったが、図２（Ｂ）中Ａで示す部分において液溜りによる腐食が若干程度生じていた。
【００４３】
次に樹脂３２の表面に犠牲腐食層３４として亜鉛をコーティングした実施例２では、亜鉛コーティング層即ち犠牲腐食層３４の腐食が生じ、アルミパイプ１４の嵌合孔１９内部の腐食は生じていなかったが、図２（Ｂ）中Ａで示す部分において若干程度の液溜りによる腐食が生じていた。
この液溜りによる腐食は、実施例１のものに比べて更に程度の小さいものであった。
【００４４】
実施例３は、実施例２の亜鉛に代えてマグネシウムを犠牲腐食層３４として樹脂３２の表面にコーティングしたもので、この実施例３では、マグネシウムが亜鉛に対して更に電気的に卑であることから、アルミパイプ１４の側に腐食は全く認められなかった。
またフランジ部材１２の側については、マグネシウムコーティング層即ち犠牲腐食層３４のみ腐食が認められた。
【００４５】
実施例４は、実施例３に対しマグネシウムの犠牲腐食層３４の厚みを０．０１ｍｍ以下と薄くしたもので、この実施例４では、犠牲腐食層３４における犠牲腐食による防食効果の寿命が短く、図２（Ｂ）中Ａで示す部分においてアルミパイプ１４に若干の液溜りによる腐食が生じた。
【００４６】
実施例５は、マグネシウムの犠牲腐食層３４を０．６０ｍｍの厚みで形成したもので、この実施例５では、犠牲腐食層３４の厚みが望ましい厚みの上限値である０．５０ｍｍよりも厚い結果、アルミパイプ１４の拡管時の変形により、犠牲腐食層３４がアルミパイプ１４周辺で割れ、脱落を生じたため、犠牲腐食層３４における犠牲腐食による防食効果が低下した。
【００４７】
以上のように本実施例によれば、配管フランジ継手１０における腐食の問題を良好に解決することができる。
【００４８】
以上本発明の実施形態及び実施例を詳述したがこれらはあくまで一例示である。
例えばフランジ部材１２における犠牲腐食層３４は、アルミパイプ１４周りの部分について必要であるものの、必ずしもフランジ部材１２の全表面に亘って形成しなければならないものではなく、場合によってその一部を省略することも可能であるなど、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態である配管フランジ継手を示す図である。
【図２】従来の配管フランジ継手の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  配管フランジ継手
１２  フランジ部材
１４  アルミパイプ（配管部材）
１９  嵌合孔
３２  樹脂（絶縁材）
３４  犠牲腐食層
【図１】
2007255677.tif 000005
【図２】
2007255677.tif 000006