(57)【要約】【課題】アルミニウムの粉体付着を抑制することができ、また冷媒を支障なく通流させ得るフレア成形装置を提供する。【解決手段】アルミニウム管３３の端部３３ａにフレア部を成形するフレア成形装置５０であって、フレア部を成形するためのフレア形成部材５４と、軸部７５を有し、その一端にフレア形成部材５４が、他端にハンドル５３が設けられた回動手段８３と、ハンドル５３からの回動力を前進方向Ａの力に変えるための変換手段８１と、変換手段８１で発生した前進方向Ａの力により圧縮され、その圧縮力によりフレア形成部材５４を端部３３ａに押し付けて拡径させるばね６４とを具備し、フレア形成部材５４の成形面５４ｂにＤＬＣ膜５４ｃが形成され、ばね６４にばね定数が２００〜２４０Ｎ／ｍｍのものが用いられており、変換手段８１はばね６４の縮み量が所定値以上になるとハンドル５３から受けた回動力を前進方向Ａの力に変換しないようにする。【選択図】図５
2013163211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム管の端部にフレア部を成形するフレア成形装置であって、
前記フレア部を成形するための円錐形の成形面を有するフレア形成部材と、
軸部を有し、その一端に前記フレア形成部材が連結され、他端にフレア形成部材を回動させるハンドルが設けられた回動手段と、
前記ハンドルからの回動力を前進方向の力に変えるための変換手段と、
前記変換手段で発生した前進方向の力により圧縮され、その圧縮力によりフレア形成部材を前記管の端部に押し付けて拡径させるばねとを具備し、
前記フレア形成部材の成形面にＤＬＣ膜が形成されるとともに、前記ばねにばね定数が２００〜２４０Ｎ／ｍｍのものが用いられており、前記変換手段は前記ばねの縮み量が所定値以上になると前記ハンドルから受けた回動力を前進方向の力に変換しないようにすることを特徴とするフレア成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管の端部にフレア部を成形するフレア成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和装置の室外機と室内機とを連結して冷媒を通す冷媒配管として、例えば、非特許文献１に記載の配管が知られている。この冷媒配管は、近年の銅の価格高騰を背景に、フレア管の中間部分を、銅よりも安価なアルミニウム合金からなるアルミ管、両端部分を、銅からなる銅管で構成したものである。このように銅とアルミニウム合金を用いた非特許文献１に記載のフレア管のように、異種金属が接触する箇所が存在すると、異種金属接触腐食（いわゆる、ガルバニ腐食）を抑制する防水対策が必要になる。
【０００３】
非特許文献１に記載の発明では、アルミ管および銅管は圧接または溶接によって互いに接続され、その接続部分を熱収縮チューブなどで保護している。これにより、異種金属接触腐食に対する耐食性が向上する、とされている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「空調タイムス」空調タイムス社、平成１９年７月２５日号、ｐ.１２−１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、非特許文献１に記載の構造では、１本のフレア管で合計４カ所の接続部分を有しているので、製造工程が多くなり、コストアップにつながる。また、接続部分が多くなるほど、接続部分からのガス漏れなどの不具合が生じる可能性も増加する。
【０００６】
そこで、１本のアルミニウム管の両端部にコーン状のフレア成形部材を押し当ててフレア部を形成することを検討したが、このフレア成形部材の表面にアルミニウムの粉体が付着し、部分的にフレア部の形状（ＪＩＳ  Ｂ  ８６０７参照）が悪化するという問題があった。また、図７に示すようにフレア部１０１の成形部分が管中間部１００の軸心方向１０２へ延びて、フレア部１０１の基端側（先端とは反対側）に、管中間部１００の内径よりも小さい内径の縮径部１０３が形成されるという問題もあった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、アルミニウムの粉体付着を抑制することができ、また冷媒を支障なく通流させ得るフレア成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、アルミニウム管の端部にフレア部を成形するフレア成形装置であって、前記フレア部を成形するための円錐形の成形面を有するフレア形成部材と、軸部を有し、その一端に前記フレア形成部材が連結され、他端にフレア形成部材を回動させるハンドルが設けられた回動手段と、前記ハンドルからの回動力を前進方向の力に変えるための変換手段と、前記変換手段で発生した前進方向の力により圧縮され、その圧縮力によりフレア形成部材を前記管の端部に押し付けて拡径させるばねとを具備し、前記フレア形成部材の成形面にＤＬＣ膜が形成されるとともに、前記ばねにばね定数が２００〜２４０Ｎ／ｍｍのものが用いられており、前記変換手段は前記ばねの縮み量が所定値以上になると前記ハンドルから受けた回動力を前進方向の力に変換しないようにすることを特徴とする。
【０００９】
本発明のフレア成形装置では、フレア形成部材の成形面にＤＬＣ膜が形成されているので、ＤＬＣ（Diamond Like Carbon）膜のアルミニウムに対する摩擦係数が小さくなっている。このため、フレア形成部材の成形面にアルミニウムの粉体が付着することを防止できる。つまり、摩擦が小さくなってアルミニウム管の一部が削れるのを防止できる。これにより、摩擦力を均一化でき、フレア部の成形性の向上が図れる。このとき、ばね定数が２００〜２４０Ｎ／ｍｍのばねを用いることで、フレア部の厚みを所望範囲内にすることができ、またフレア形成部材の前進に伴ってアルミニウム管の管材が押されて、フレア部の基端側に縮径部が形成されるのを防止することが可能になる。更には、従来のように異なる材質のものを接続することが不要となり、コストアップを防止できるとともに、接続部分からの冷媒漏れを防止できる。
【００１０】
なお、ばね定数が２００Ｎ／ｍｍよりも小さい場合には、フレア部の径が所望値よりも小さくなり、一方ばね定数が２４０Ｎ／ｍｍよりも大きい場合には、前記縮径部が形成されたり、フレア部の肉厚が薄くなりすぎるなどの問題が発生する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、アルミニウムの粉体付着を抑制することができ、また冷媒を支障なく通流させ得るフレア成形装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るフレア成形装置により形成されるフレア部を有するフレア管を用いる空気調和装置を示す概略図である。
【図２】図１の空気調和装置に設けられた冷媒配管の主要部を示す部分断面図である。
【図３】図２の冷媒配管におけるフレア管を示す断面図である。
【図４】図２の冷媒配管における継手本体を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るフレア成形装置を示す分解斜視図である。
【図６】図５のフレア成形装置に備わったフレア形成部材を示す正面図（一部破砕）である。
【図７】本発明の課題の説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
まず、本実施形態に係るフレア成形装置により形成されるフレア部を有するフレア管を用いる冷媒配管および空気調和装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１４】
図１に示すように、上記空気調和装置１６は、室外機１７と、室内機１８と、これらの間で冷媒を循環させるための通路となる一対の冷媒配管１，２とを備えている。
【００１５】
一方の冷媒配管１は、室内機１８及び室外機１７の一方から他方に低圧の冷媒Ｃを流す配管である。他方の冷媒配管２は、他方から一方に高圧の冷媒Ｃを流す配管である。冷媒配管１および冷媒配管２は、寸法が異なる点を除き、互いにほぼ同一の構成であるので、説明の簡略化のために、以下、代表して冷媒配管１について説明する。
【００１６】
図２に示すように、冷媒配管１は、室外機１７に接続された継手本体２０と、この継手本体２０に螺合されたフレアナット５と、フレアナット５により継手本体２０と連結されたフレア管３と、フレアナット５とフレア管３との隙間を塞ぐ防水キャップ２８とを備えている。
【００１７】
図２および図３に示すように、フレア管３は、貫通孔３ａを有する円筒形状の管本体３３と、この管本体３３の両端部にフレア加工によって拡径されたフレア部３４とを有している。
【００１８】
このフレア管３は、アルミニウムまたはその合金を主成分としている。この合金としては、例えばマンガンを含有するアルミニウム合金（ＪＩＳ３００３合金）などが挙げられる。
【００１９】
継手本体２０は、室外機１７の内部の配管（不図示）と接続されており、図２および図４に示すように、フレア管３の貫通孔３ａと連通する貫通孔２０ａを有している。継手本体２０の先端には、フレア部３４が当接する傾斜面３６を有している。継手本体２０の先端側（フレア管３側）の外側面には、雄ねじ部３７が形成されている。継手本体２０の基端側（室外機１７側）の外側面には、ナット部３８が設けられていてもよい。このナット部３８は、継手本体２０にフレアナット５を螺合する際に、工具（不図示）を嵌めてフレアナット５を継手本体２０に締め込むためのものである。
【００２０】
図５は、管本体３３の両端部に拡径されたフレア部３４をフレア加工によって成形する本発明の一実施形態に係るフレア成形装置を示す分解斜視図である。
【００２１】
このフレア成形装置５０は、本体部５１と、その本体部５１の内部に取付けられる固定側ねじ部材５８と、その固定側ねじ部材５８に螺合される移動側ねじ部材５２と、移動側ねじ部材５２の内部空洞に収納されるコイルばね６４と、軸部としての軸部材７５と、軸部材７５の下端部に連結されるフレア形成部材５４と、軸部材７５の上端部に連結されるハンドル５３と、管本体（本実施形態ではアルミニウム管）３３の端部３３ａを保持するホルダ７１とを具備する。
【００２２】
本体部５１は、下側にホルダ挿入部５１ａを、上側に開口５１ｂを、側面にねじ孔５１ｃをそれぞれ有し、これらホルダ挿入部５１ａ、開口５１ｂおよびねじ孔５１ｃは、本体部５１の内部で連通している。ホルダ挿入部５１ａにはホルダ７１が軸部材７５の軸心と直交する方向から挿入され、ねじ孔５１ｃにはホルダ固定用ハンドル５６のねじ部５６ａが螺合される。
【００２３】
本体部５１の内部に取付けられた固定側ねじ部材５８は、概略円筒状に形成されていて、固定側ねじ部材５８の内部空洞と前記開口５１ｂとが連通するように配設されており、内面には雌ねじ５８ａが形成されている。この固定側ねじ部材５８に対し、本体部５１の上方から移動側ねじ部材５２が螺合される。
【００２４】
移動側ねじ部材５２は、上部に平板部５２ａを有し、その平板部５２ａの下面側に円筒部５２ｂが連結されており、円筒部５２ｂの外周面には雄ねじ５２ｃが形成されている。この雄ねじ５２ｃは、固定側ねじ部材５８の雌ねじ５８ａに螺合されることで、移動側ねじ部材５２は固定側ねじ部材５８に対して回動可能に保持される。そして、移動側ねじ部材５２は回動することで、軸部材７５の軸心方向に移動できる。
【００２５】
前記平板部５２ａには、２つの貫通孔５２ｄ、５２ｅが上下方向に貫通するように形成されている。中心部の貫通孔５２ｄは軸部材７５の上部を挿通させるもので、端部寄りの貫通孔５２ｅは、ハンドル５３の下面に下方に突出するように設けた凸部５３ａを挿通させるものである。
【００２６】
貫通孔５２ｄを挿通する軸部材７５の上部７５ａは、ハンドル５３の内部に挿入され、ピン６９によりハンドル５３に固定される。上記軸部材７５と移動側ねじ部材５２とは、本体部５１に対して相対的に軸部材７５の軸心方向Ｂへ移動可能に設けられている。
【００２７】
ハンドル５３の凸部５３ａは、軸部材７５と移動側ねじ部材５２との相対的な離隔距離に応じて貫通孔５２ｅに対して入状態または出状態になる。
【００２８】
凸部５３ａが貫通孔５２ｅに入った状態でハンドル５３を回動させると、軸部材７５およびフレア形成部材５４が回動するとともに、固定側ねじ部材５８に螺合する移動側ねじ部材５２が回動して軸部材７５およびフレア形成部材５４を前進させる。前記前進方向は、軸部材７５の軸心方向下側に向いた方向Ａである。
【００２９】
したがって、凸部５３ａ、貫通孔５２ｅ、固定側ねじ部材５８および移動側ねじ部材５２は、ハンドル５３から伝達された回動力を前進方向の力に変換する変換手段８１として機能する。
【００３０】
一方、凸部５３ａが貫通孔５２ｅから出た状態でハンドル５３を回動させても、軸部材７５およびフレア形成部材５４は回動しない。つまり、凸部５３ａと貫通孔５２ｅとは、力伝達の連結、遮断を切り換えるクラッチ手段８２を構成する。また、ハンドル５３と軸部材７５とは、フレア形成部材５４を回動させる回動手段８３を構成する。
【００３１】
軸部材７５の下部には、大径の保持部７５ｂが設けられていて、その保持部７５ｂよりも上側は小径部７５ｃとなっていて、前記上部７５ａは小径部７５ｃの上端部に相当する。前記保持部７５ｂと移動側ねじ部材５２の平板部５２ａとの間にはコイルばね６４が設けられている。コイルばね６４は、内部に小径部７５ｃを挿入した状態で設けられ、ばね定数としては、アルミニウム管３３のフレア部の成形に好適な２００〜２４０Ｎ／ｍｍのものが用いられている。
【００３２】
前記ホルダ７１は、２つの部材の一端側を開閉可能にして他端側が連結されたもので、ホルダ挿入部５１ａに側方（軸心方向Ｂと直交する方向）から挿入した状態で、ホルダ固定用ハンドル５６を回転させて、ハンドル５６の先端を内側へ移動させることで、ホルダ７１はホルダ挿入部５１ａに固定される。一方、ハンドル５６を逆方向に回転させると、ハンドル５６の先端がホルダ７１から離れ、ホルダ７１の固定が解除される。よって、ハンドル５６の先端がホルダ７１から離れた状態で、ホルダ７１に設けられた複数、図示例では大きさが異なる５つの固定孔７１ａの一つにアルミニウム管３３の端部３３ａを入れ、ハンドル５６を締めると、ハンドル５６の先端でホルダ７１が固定されるとともに、ホルダ７１にアルミニウム管３３の端部３３ａが固定される。なお、５つの固定孔７１ａの大きさは、アルミニウム管３３の外径に応じて設定されていて、各固定孔７１ａは、上側にフレア部成形用のテーパ部７１ｂが設けられ、その下側に管保持部７１ｃが設けられている。テーパ部７１ｂは、上側が広く、下側が狭い円形の孔で、管保持部７１ｃは孔の中心軸に沿って一定の内径を有するものである。
【００３３】
上記フレア形成部材５４は、上部に連結部５４ａを有し、下部に下側が尖った円錐部５４ｂを有するもので、円錐部５４ｂには、ＤＣＬ（Diamond Like Carbon）膜５４ｃが形成されている。
【００３４】
このＤＣＬ膜５４ｃは、図６に示すように円錐部５４ｂの外表面に形成されていて、成形面として機能するものである。ＤＣＬ膜５４ｃは、例えば硬度（Ｈｖ）が３０００〜５０００、膜厚が０．５〜３ミクロン、酸化温度が４００℃、処理温度が１２０〜２５０℃、摩擦係数が０．０９〜０．１３の特性を有し、アルミニウム管のフレア部に対応させたものである。
【００３５】
上記連結部５４ａおよび円錐部５４ｂは、同一の軸心を有するように形成され、連結部５４ａが軸部材７５の下端部に連結される。その連結は、連結部５４ａの軸心が軸部材７５の軸心方向Ｂに対して斜めに傾くように行われる。なお、ホルダ挿入部５１ａにホルダ７１をセットする際またはセット後は、円錐部５４ｂの下端がホルダ７１から離れる状態とされる。
【００３６】
このように構成された本実施形態に係るフレア成形装置により、アルミニウム管の端部にフレア部を成形する作業内容につき説明する。
【００３７】
ホルダ挿入部５１ａにセットしたホルダ７１の所定の大きさの固定孔７１ａに、アルミニウム管３３の端部３３ａを挿入し、ホルダ固定用ハンドル５６を締め付け方向に回転させて端部３３ａを本体部５１に固定する。このとき、端部３３ａ上端のホルダ７１上面に対する位置は、所定の形状のフレア部が成形できるように設定される。また、端部３３ａに向けて円錐部５４ｂを位置させるとともに、ハンドル５３の凸部５３ａが移動側ねじ部材５２の貫通孔５２ｅに入った係止状態とする。なお、端部３３ａと円錐部５４ｂとは、当接状態或いは離れた状態のいずれでもよい。
【００３８】
かかる準備が終了すると、ハンドル５３を回動させる。このハンドル５３の回動が、互いに係止状態にある凸部５３ａ及び貫通孔５２ｅを介して移動側ねじ部材５２に伝達され、移動側ねじ部材５２が螺合する固定側ねじ部材５８により回動しつつ前記前進方向Ａに前進する。これによりフレア形成部材５４も前進方向Ａに前進する。このとき、初期状態で端部３３ａと円錐部５４ｂとが離れた状態であった場合には、フレア形成部材５４の前進に伴って円錐部５４ｂが端部３３ａに当接し、その後に、端部３３ａからの反力を受けてコイルばね６４が圧縮していく。このばね圧縮は、軸部材７５の保持部７５ｂと移動側ねじ部材５２の平板部５２ａとの接近により起こる。一方、初期状態で端部３３ａと円錐部５４ｂとが当接状態であった場合には、フレア形成部材５４の前進に伴って端部３３ａからの反力を受けてコイルばね６４が直ちに圧縮していく。
【００３９】
そして、このコイルばね６４の圧縮力により円錐部５４ｂが前進し、円錐部５４ｂとホルダ７１のテーパ部７１ｂとで挟まれたアルミニウム管３３の端部３３ａを押圧し、その端部３３ａが拡がるとともにテーパ部７１ｂに沿って延びていく。換言すれば、端部３３ａのフレア成形は、コイルばね６４の圧縮力によって行われる。
【００４０】
このフレア成形の際、円錐部５４ｂを有するフレア形成部材５４は、軸部材７５を介してハンドル５３と繋がっているため、ハンドル５３の回動によりその場で回動する。一方、移動側ねじ部材５２はハンドル５３の回動に伴って前進する。このため、ハンドル５３と移動側ねじ部材５２とが離れていく。
【００４１】
また、上述したように端部３３ａがテーパ部７１ｂに沿って延びていくとき、円錐部５４ｂの外表面にはＤＬＣ膜が形成されているので、ＤＬＣ（Diamond Like Carbon）膜のアルミニウムに対する摩擦係数が小さくなっている。このため、円錐部５４ｂの外表面（成形面）にアルミニウムの粉体が付着することを防止できる。つまり、摩擦が小さくなってアルミニウム管の一部が削れるのを防止できる。これにより、摩擦力を均一化でき、フレア部の成形性の向上が図れる。
【００４２】
このような状況下において、ハンドル５３の回動を継続して行っているとき、ハンドル５３と移動側ねじ部材５２とが所定距離だけ離れると、凸部５３ａが貫通孔５２ｅから抜け出て、クラッチ手段８２が力伝達機構８０を遮断し、これによりフレア部の成形が終了する。
【００４３】
本実施形態では、成形終了時点でフレア部を所望の形状にできるように、コイルばね６４のばね定数を２００〜２４０Ｎ／ｍｍに規定している。換言すれば、ハンドル５３の回動により移動側ねじ部材５２を前進させてコイルばね６４に与える荷重と、このコイルばね６４に生じる縮み量（変位）との関係が一定のときに、クラッチ手段８２が力伝達機構８０を遮断するように、コイルばね６４のばね定数を規定している。
【００４４】
したがって、本実施形態のフレア成形装置５０による場合には、フレア部を所望の形状に成形することが可能となる。また、ばね定数が２４０Ｎ／ｍｍ以下のばねを用いることで、フレア部の基端側に縮径部が形成されたり、或いはフレア部の肉厚が薄くなりすぎることを防止することが可能になる。更には、全体をアルミニウムのみで構成できるので、従来のように異なる材質のものを接続することが不要となり、コストアップを防止できるとともに、接続部分からの冷媒漏れを防止できる。
【００４５】
なお、上述した実施形態ではコイルばねの長さについて言及していないが、本発明にあっては、アルミニウム管の外径、フレア部の大きさ（軸心方向の長さなど）に応じた長さのコイルばねを用いればよい。
【符号の説明】
【００４６】
３３    アルミニウム管
３３ａ    端部
５０    フレア成形装置
５２    移動側ねじ部材
５２ｅ    貫通孔
５３    ハンドル
５３ａ    凸部
５４    フレア形成部材
５８    固定側ねじ部材
６４    コイルばね
７１    ホルダ
７５    軸部材
８１    変換手段
８２    クラッチ手段
８３    回動手段
Ａ    前進方向
【図１】
2013163211.tif 000003
【図２】
2013163211.tif 000004
【図３】
2013163211.tif 000005
【図４】
2013163211.tif 000006
【図５】
2013163211.tif 000007
【図６】
2013163211.tif 000008
【図７】
2013163211.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成24年3月2日(2012.3.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
上記フレア形成部材５４は、上部に連結部５４ａを有し、下部に下側が尖った円錐部５４ｂを有するもので、円錐部５４ｂには、ＤＬＣ（Diamond Like Carbon）膜５４ｃが形成されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
このＤＬＣ膜５４ｃは、図６に示すように円錐部５４ｂの外表面に形成されていて、成形面として機能するものである。ＤＬＣ膜５４ｃは、例えば硬度（Ｈｖ）が３０００〜５０００、膜厚が０．５〜３ミクロン、酸化温度が４００℃、処理温度が１２０〜２５０℃、摩擦係数が０．０９〜０．１３の特性を有し、アルミニウム管のフレア部に対応させたものである。