(57)【要約】【課題】高温時においても冷媒透過性に問題がなく、また継手フランジの結合作業を容易にできる金属シール部材を用いた継手構造を提供する。【解決手段】一対の第１、第２継手フランジ３、４のうち、一方の第２継手フランジ４にガイドピン９を設け、第１、第２継手フランジ３、４を金属シールリング１０を介在させて結合する際に、金属シールリング１０をガイドピン９によって仮保持するようにした。これによれば、高温時でも冷媒透過性に問題がない金属シール部材を用いることができ、また、一対の継手フランジを金属シール部材を介在させて結合する際に、金属シール部材を保持手段によって仮保持しておくことができるため、金属シール部材を落下させることなく継手フランジを結合できるようになり、継手フランジの結合作業が容易になる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの管状体（１、２）を、それぞれの端部に設けた一対の継手フランジ（３、４）を互いに結合して接続するとともに、それぞれの継手フランジ（３、４）の対向面（３ａ、４ａ）間に環状の金属シール部材（１０）を前記管状体（１、２）と略同心状に介在させてシールする継手構造において、
前記一対の継手フランジ（３、４）の一方に、前記金属シール部材（１０）を仮保持する保持手段（９）を設けたことを特徴とする金属シール部材を用いた継手構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の継手フランジ間に環状の金属シール部材が介在される金属シール部材を用いた継手構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両用空調装置の冷凍サイクルにおいては、温暖化係数の低い二酸化炭素（ＣＯ２）などの自然冷媒が用いられている。このようなＣＯ２冷媒は現行冷媒よりも高圧・高温で使用されるため、圧縮機で圧縮した冷媒を凝縮器や膨張弁などに供給する高圧配管の接続部分には高いシール性能が要求される。このため、高圧・高温に耐えられる樹脂Ｏリングの開発が進められている。しかし、このような高圧・高温に耐える樹脂Ｏリングであっても、冷媒透過を抑えることは難しいと考えられている。
【０００３】
そこで、例えば図１３に示すように、互いに接続しようとする配管１０１、１０２の先端部に設けた一対の継手フランジ１０３、１０４ｄの一方に凸部１０５を形成するとともに他方に凹部１０６を形成し、それら凸部１０５と凹部１０６との嵌合部間に樹脂性のＯリング１０７、１０８を２つ配置してＷシール構造とすることによりシール性を高めることが検討されている。
【０００４】
ところが、このように２つのＯリング１０７、１０８を設けた場合は、空調装置の長期の使用によって高圧冷媒が凸部１０５の先端側のＯリング１０７から経時的に漏出して２つのＯリング１０７、１０８間に溜まった状態となるため、メンテナンス時に継手フランジ１０３、１０４を分解した際に、内部に溜まった高圧冷媒が一気に噴出して破裂音が発生するという問題がある。
【０００５】
そこで、高圧配管の接続部分を、高いシール性を確保しつつ破裂音の発生を防止するためには、特許文献１に開示されるように環状となった単一の金属シール部材を用い、その金属シール部材を継手フランジの対向面間に挟圧させることが望ましい。
【特許文献１】特開平８−１０９９８７号公報（第２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、金属シール部材は弾性が少ないため伸びが無いので、図１３の凸部１０５に設けたような高圧配管の端部に溝を設けて拡径して溝内に設置することが出来ない。また、車両用空調装置では高圧配管の接続が水平方向となる場合が多く、一対の継手フランジは垂直に配置されることになる。このため、従来の金属シール部材を用いた継手構造では、垂直となった継手フランジ間に金属シール部材を配置して継手フランジ同士を締め付ける必要があり、その際に金属シール部材が落下し易いために継手フランジを結合する作業性が悪くなってしまう。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、高温時においても冷媒透過性に問題がなく、また継手フランジの結合作業を容易に行うことができる金属シール部材を用いた継手構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係わる金属シール部材を用いた継手構造は、２つの管状体を、それぞれの端部に設けた一対の継手フランジを互いに結合して接続するとともに、それぞれの継手フランジの対向面間に環状の金属シール部材を前記管状体と略同心状に介在させてシールする継手構造において、前記一対の継手フランジの一方に、前記金属シール部材を仮保持する保持手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では金属シール部材を用いるため、高温時でも冷媒透過性に問題がなく、車両用空調装置の冷媒として高圧、高温となるＣＯ２を用いた場合でも、シール能力を十分に発揮することができる。
【００１０】
また、一対の継手フランジを金属シール部材を介在させて結合する際に、その金属シール部材を保持手段によって一方の継手フランジに仮保持しておくことができるため、金属シール部材を落下させることなく継手フランジを結合できるようになり、継手フランジの結合作業が容易になる。
【００１１】
さらに、金属シール部材が単一であるため高圧冷媒の溜まり部分が形成されることがないので、継手フランジを分解した際にも破裂音の発生を無くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係わる金属シール部材を用いた継手構造の実施形態を図面に基づいて説明する。ここでは、冷房用の冷凍サイクルの冷媒としてＣＯ２を用いた車両用空調装置の高圧配管の接続部分を例として説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１、図２に示す。図１は一対の継手フランジを結合する状態での断面図、図２は図１中Ａ方向から見た継手フランジの端面図である。
【００１４】
本実施形態の継手構造は、図１に示すように、一方の管状体としての高圧配管１と、他方の管状体としての高圧配管２とを、それぞれの端部に設けた一対の第１、第２継手フランジ３、４を互いに結合して接続する構造となっている。
【００１５】
ここで、高圧配管１および高圧配管２は略水平方向に配置されて、それぞれの第１、第２継手フランジ３、４は略垂直方向に配置されるものとする。
【００１６】
第１、第２継手フランジ３、４は、所定の厚みを有する矩形状（図２参照）に形成されており、第１継手フランジ３の四隅部分には取付けボルト５が装着されるとともに、第２継手フランジ４の四隅部分には取付けボルト５をねじ込むためのねじ穴６が形成されている。また第１、第２継手フランジ３、４の中央部にはそれぞれの高圧配管１、２に連通する開口部７、８が形成されている。
【００１７】
そして、第１、第２継手フランジ３、４の対向面３ａ、４ａの間には環状の金属シール部材としての金属シールリング１０が設置されており、この金属シールリング１０を管状体１、２と略同心状に介在させてシールする構造となっている。
【００１８】
金属シールリング１０は、所定厚みｔ（図１参照）で、かつ第１、第２継手フランジ３、４の開口部７、８径よりも十分に大径となる内径Ｄ（図２参照）となるようにリング状に形成されている。この金属シールリング１０は、第２継手フランジ４の対向面４ａに開口部８と同心状に形成された凹部４ｂ内に装着されている。なお、凹部４ｂの深さｄ（図１参照）は金属シールリング１０の厚みｔよりも小さく（ｄ＜ｔ）なるように設定されている。
【００１９】
本実施形態では一対の第１、第２継手フランジ３、４のうち一方の第２継手フランジ４に、金属シールリング１０を仮保持するための保持手段として１本のガイドピン９を設けている。
【００２０】
ガイドピン９は、図２に示すように、凹部４ｂの底面で、かつ開口部８の直上に設置されている。そして、このガイドピン９に金属シールリング１０を引っ掛けて仮保持させている。
【００２１】
また、相手側の第１継手フランジ３の対向面３ａには、第１、第２継手フランジ３、４の結合時に、ガイドピン９の先端部を受容するための逃げ穴３ｂが形成されている。
【００２２】
本実施形態の継手構造によれば、第１継手フランジ３と第２継手フランジ４をガイドピン９と逃げ穴３ｂにより接合してから、第１継手フランジ３に挿通した取付けボルト５を第２継手フランジ４のねじ穴６に螺合して締め付けることにより、両継手フランジ３、４間に介在させた金属シールリング１０が強く圧着される。このため、それぞれの継手フランジ３、４の開口部７、８間、並びに高圧配管１、２間において高いシール性を確保することができる。
【００２３】
したがって、本実施形態の継手構造によれば、高温時でも冷媒透過性に問題がなく、車両用空調装置の冷媒として高圧、高温となるＣＯ２を用いた場合でも、金属シールリング１０によってシール能力を十分に発揮することができる。
【００２４】
しかも、金属シールリング１０が単一であるため高圧冷媒の溜まり部分が形成されることがないので、第１、第２継手フランジ３、４を分解した際にも破裂音の発生を無くすることができる。
【００２５】
また、本実施形態では第１、第２継手フランジ３、４を金属シールリング１０を介在させて結合する際に、その金属シールリング１０をガイドピン９によって一方の第２継手フランジ４に仮保持しておくことができるため、金属シールリング１０を落下させることなく第１、第２継手フランジ３、４を結合することができるようになり、両継手フランジ３、４の結合作業が容易になる。
【００２６】
また、継手フランジを結合する際にガイドピン９の先端部は相手側の第１継手フランジ３の逃げ穴３ｂに挿入されるので、ガイドピン９の先端部が第１継手フランジ３に干渉することがない。ただし、ガイドピン９の先端が金属シールリング１０から突出しないように短くした場合は逃げ穴３ｂは不要となる。
【００２７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図３に示す。図３は、図２に対応した継手フランジの端面図である。以下、第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付し、かつ重複する部分の説明を適宜に省略して述べるものとする。
【００２８】
本実施形態の継手構造は、図３に示すように、金属シールリング１０を仮保持するための保持手段として、２本のガイドピン９Ａ、９Ｂを設けている。
【００２９】
これら２本のガイドピン９Ａ、９Ｂは、開口部８の直上に延びる中心線Ｃに対して所定間隔Ｌをもって対称に配置されている。
【００３０】
したがって、本実施形態の継手構造においても、同一の基本構造を有する第１実施形態と同等の効果を得ることができる。とくに本実施形態では、２本のガイドピン９Ａ、９Ｂに金属シールリング１０を引っ掛けたときに自己センタリング機能により金属シールリング１０を定位置に安定して仮保持することができるため、金属シールリング１０を高圧配管１、２と同心円に装着しやすくなり、シールの信頼性を向上させることができる。
【００３１】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図４に示す。図４は、一対の継手フランジを結合する状態での断面図である。以下、第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付し、かつ重複する部分の説明を適宜に省略して述べるものとする。
【００３２】
本実施形態の継手構造は、図４に示すように、金属シールリング１０を配置する凹部３ｃを第１継手フランジ３の対向面３ａに形成するとともに、高圧配管１の先端部を第２継手フランジ４側に突出させて、その突出部分１ａを金属シールリング１０を仮保持するための保持手段としている。
【００３３】
また、第２継手フランジ４の開口部８は突出部分１ａを受容できる程度に拡径されている。これにより、第１継手フランジ３と第２継手フランジ４とを結合した際に、突出部分１ａが第２継手フランジ４の対向面４ａに干渉することなく開口部８内に挿入されることになる。
【００３４】
本実施形態の継手構造においても、金属シールリング１０を一方の継手フランジ側に仮保持しておくことができるため、第１実施形態と同等の効果を得ることができる。とくに本実施形態では、第１継手フランジ３と第２継手フランジ４とを結合する際に、金属シールリング１０を突出部分１ａの外周に挿入することで仮保持しておくことができるので、金属シールリング１０を引っ掛けるためのガイドピンが不要となり、コストを削減することができる。
【００３５】
なお、本実施形態では第１継手フランジ３側に凹部３ｃを形成した場合について示したが、図５に示すように、第１実施形態と同様に第２継手フランジ４側に凹部４ｂを形成した場合にも同様の効果を得ることができる。
【００３６】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図６に示す。図６は、一対の継手フランジを結合する状態での断面図である。以下、第３実施形態と同一構成部分に同一符号を付し、かつ重複する部分の説明を適宜に省略して述べるものとする。
【００３７】
本実施形態の基本構造は第３実施形態と同様であり、図６に示すように、金属シールリング１０を配置する凹部３ｃを第１継手フランジ３の対向面３ａに形成するとともに、高圧配管１の先端部を第２継手フランジ４側に突出させて、その突出部分１ａを金属シールリング１０を仮保持するための保持手段としている。その上で、本実施形態では突出部分１ａの先端部外周に金属シールリング１０を嵌合できる程度の幅を備えた周溝２０を形成している。
【００３８】
本実施形態の継手構造においても、同一の基本構造を有する第３実施形態と同等の効果を得ることができる。とくに本実施形態では、高圧配管１の突出部分１ａに金属シールリング１０を仮保持させて第１、第２継手フランジ３、４を結合する際に、突出部分１ａの先端側から滑り落ちようとする金属シールリング１０を周溝２０で受け止めることができる。
【００３９】
したがって、第１、第２継手フランジ３、４の結合作業時に高圧配管１が少し傾いたり、あるいは振動が加わった場合でも金属シールリング１０が高圧配管１の突出部分１ａから落下するのを確実に防止することができ、両継手フランジ３、４の結合作業をより容易に行うことができる。
【００４０】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態を図７、図８に示す。図７は一対の継手フランジを結合する状態での断面図、図８は図７中Ｂ部の拡大断面図である。以下、第４実施形態と同一構成部分に同一符号を付し、かつ重複する部分の説明を適宜に省略して述べるものとする。
【００４１】
本実施形態の基本構造は第３実施形態と同様であり、図７に示すように、金属シールリング１０を配置する凹部３ｃを第１継手フランジ３の対向面３ａに形成するとともに、高圧配管１の先端部を第２継手フランジ４側に突出させて、その突出部分１ａを金属シールリング１０を仮保持するための保持手段としている。その上で、本実施形態では突出部分１ａの先端部外周に金属シールリング１０を嵌合できる程度の幅を備え、かつ図８に示すように第１継手フランジ３側の側壁２１が傾斜して断面略三角形状となる周溝２０Ａを形成している。
【００４２】
本実施形態の継手構造においても、同一の基本構造を有する第４実施形態と同等の効果を得ることができる。とくに本実施形態では、周溝２０Ａの側壁２１を傾斜させてあるので、第１、第２継手フランジ３、４を結合する際に、第１継手フランジ３の凹部３ｃに装着した金属シールリング１０が高圧配管１の突出部分１ａの先端側から滑り落ちようとして周溝２０Ａで受け止められたときに、金属シールリング１０をその傾斜した側壁２１に沿って第１継手フランジ３方向に容易に戻すことができるので、両継手フランジ３、４の結合作業をよりいっそう容易に行うことができる。
【００４３】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態を図９に示す。図９は、一対の継手フランジを結合する状態での断面図である。以下、第５実施形態と同一構成部分に同一符号を付し、かつ重複する部分の説明を適宜に省略して述べるものとする。
【００４４】
本実施形態の基本構造は第５実施形態と同様であり、図９に示すように、金属シールリング１０を配置する凹部３ｃを第１継手フランジ３の対向面３ａに形成するとともに、高圧配管１の先端部を第２継手フランジ４側に突出させて、その突出部分１ａを金属シールリング１０を仮保持するための保持手段としている。その上で、本実施形態では突出部分１ａの先端部外周に金属シールリング１０を嵌合できる程度の幅を備え、かつ図８に示すように第１継手フランジ３側の側壁２１が傾斜して断面略三角形状となる周溝２０Ａを形成し、さらに突出部分１ａの突出量Ｓを少なくして周溝２０Ａを第１継手フランジ３の凹部３ｃ近傍に位置させている。すなわち、周溝２０Ａとともに突出量Ｓが少なくなった突出部分１ａを保持手段としている。
【００４５】
上記構成において、第１、第２継手フランジ３、４の結合時に、金属シールリング１０を周溝２０Ａに引っ掛けた状態で取付けボルト５をねじ穴６に螺合して締め付けると、第２継手フランジ４の対向面４ａにより金属シールリング１０が周溝２０Ａから押し出されて、第１継手フランジ３の凹部３ｃに装着されることになる。
【００４６】
したがって、本実施形態の継手構造においても、同一の基本構造を有する第５実施形態と同等の効果を得ることができる。とくに本実施形態では、金属シールリング１０を最初から周溝２０Ａに係止させておくことができるため、金属シールリング１０の滑り落ちを懸念する必要がなく、しかも高圧配管１の突出部分１ａの長さが短くなるために両継手フランジ３、４のはめ合わせ作業が容易となる。このように、本実施形態では、高圧配管１の突出部分１ａを短くしても金属シールリング１０の脱落を防止することができるので、両継手フランジ３、４の結合作業を迅速かつ容易に行うことができる。
【００４７】
（第７実施形態）
本発明の第７実施形態を図１０、図１１に示す。図１０は一対の継手フランジを結合する状態での断面図、図１１は図１０中Ｃ部の拡大断面図である。以下、第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付し、かつ重複する部分の説明を適宜に省略して述べるものとする。
【００４８】
本実施形態の基本構造は第１実施形態とほぼ同様であり、図１０に示すように、第２継手フランジ４に金属シールリング１０Ａを仮保持する保持手段としてのガイドピン９を設けている。
【００４９】
そして、本実施形態では、図１１に示すように、内周側にスリット１１を形成した断面Ｃ字形状の金属シールリング１０Ａを用いている。この金属シールリング１０Ａは、厚さｔ方向に高い弾性力を有する金属シールであり、他の実施形態の金属シールリング１０（ムク材）よりも弾性に優れている。
【００５０】
このような弾性に優れた金属シールリング１０Ａを用いることにより、シール性を向上させることができるため、本実施形態では、第１、第２継手フランジ３、４を結合する取付けボルト５を、第１継手フランジ３の上部のみに設けている。
【００５１】
本実施形態の継手構造においても、同一の基本構造を有する第１実施形態と同等の効果を得ることができる。とくに本実施形態では、弾性に優れた金属シールリング１０Ａを用いているため、第１、第２継手フランジ３、４を上部のみの取付けボルト５で結合することができる。したがって、これら第１、第２継手フランジ３、４の結合作業を簡素化することができるとともに、第１、第２継手フランジ３、４の小型化と部品数の削減を図ることができるので、コストを低減することができる。
【００５２】
なお、本実施形態において、第２実施形態に示すように、２本のガイドピン９Ａ、９Ｂを設けるようにしてもよい。
【００５３】
（第８実施形態）
本発明の第８実施形態を図１２に示す。図１２は、一対の継手フランジを結合する状態での断面図である。以下、第７実施形態と同一構成部分に同一符号を付し、かつ重複する部分の説明を適宜に省略して述べるものとする。
【００５４】
本実施形態の基本構造は第７実施形態と同様であり、断面Ｃ時形状の金属シールリング１０Ａを保持手段としてのガイドピン９に仮保持するとともに、取付けボルト５を第１継手フランジ３の上部のみに設けている。その上で、本実施形態では、第１、第２継手フランジ３、４の下部に係脱自在な支点部３０を設けている。この支点部３０は、第２継手フランジ４の対向面４ａ下部から第１継手フランジ３方向に突出して上方に開放するＶ字状の凹部３１ａを形成した支持部３１と、第１継手フランジ３の対向面３ａ側下方に突出する凸部３２とによって構成されている。
【００５５】
そして、第１、第２継手フランジ３、４の結合時には、凸部３２を支持部３１の凹部３１ａに係止した状態で、取付けボルト５をねじ穴６に螺合して締め付ける。これにより、第１、第２継手フランジ３、４は、それらの下部が支点部３０によって支持された状態で、上部が取付けボルト５で締め付けられるため、第１、第２継手フランジ３、４の結合力はより増大し、上部のみの取付けボルト５による結合をより確実に行うことができる。
【００５６】
本実施形態の継手構造においても、同一の基本構造を有する第７実施形態と同等の効果を得ることができる。とくに本実施形態では、第１、第２継手フランジ３、４の下部に係脱自在な支点部３０を設けているため、第１、第２継手フランジ３、４の結合力をより増大させることができる。したがって、第７実施形態のように上部のみの取付けボルト５による結合よりも、第１、第２継手フランジ３、４の結合をより確実に行うことができる。
【００５７】
なお、本実施形態においても、第２実施形態に示すように、２本のガイドピン９Ａであっ、９Ｂを設けるようにしてもよい。
【００５８】
以上説明した本発明に係わる金属シール部材を用いた継手構造は、上述した各実施形態の例に限定されることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。例えば、本発明の継手構造は車両用空調装置の高圧配管の接続に限ることなく、その他の管継手部分に用いることができることは勿論であり、特に高圧流体用の配管に適用して特に優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１実施形態における一対の継手フランジを結合する状態での断面図。
【図２】図１中Ａ方向から見た継手フランジの端面図。
【図３】本発明の第２実施形態における図２に対応した継手フランジの端面図。
【図４】本発明の第３実施形態における一対の継手フランジを結合する状態での断面図。
【図５】本発明の第３実施形態の変形例を示す一対の継手フランジを結合する状態での断面図。
【図６】本発明の第４実施形態における一対の継手フランジを結合する状態での断面図。
【図７】本発明の第５実施形態における一対の継手フランジを結合する状態での断面図。
【図８】図７中Ｂ部の拡大断面図。
【図９】本発明の第６実施形態における一対の継手フランジを結合する状態での断面図。
【図１０】本発明の第７実施形態における一対の継手フランジを結合する状態での断面図。
【図１１】図１０中Ｃ部の拡大断面図。
【図１２】本発明の第８実施形態における一対の継手フランジを結合する状態での断面図。
【図１３】従来の継手構造を示す断面図。
【符号の説明】
【００６０】
１  一方の高圧配管（管状体）
１ａ  突出部分（保持手段）
２  他方の高圧配管（管状体）
３  第１継手フランジ
４  第２継手フランジ
９、９Ａ、９Ｂ  ガイドピン（保持手段）
１０、１０Ａ  金属シールリング（金属シール部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2007192328.tif 000012
【図１１】
2007192328.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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