(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製のパイプ部の端面から所定の距離の部位を除きコルゲート加工することにより、該パイプ部の軸方向に環状の突条が独立して成形されたコルゲート部を有しているとともに、該コルゲート部の外周に柔軟性を有する補強部が設けられてなる冷媒輸送用チューブとニップルとの接続構造であって、
（ａ）前記ニップルの端部が前記チューブのコルゲート部側から該チューブの端部の内面に挿入されており、
（ｂ）前記チューブの端部外側にコルゲート部の外径と等しい外径の金属製の補強リングが設けられており、
（ｃ）前記ニップル、チューブの端部、コルゲート部の端縁部および補強リングがロウ付けにより固着されており、
（ｄ）前記補強リングと補強部の外側に前記コルゲート部における突条の外周側の一部を覆うように嵌着されてなる金属製の締結カラーが設けられており、
（ｅ）前記締結カラーが加圧により該補強部の端部を前記補強リングに固着してなる冷媒輸送用チューブの接続構造。
【請求項２】
金属製のパイプ部の端面から所定の距離の部位を除きコルゲート加工することにより、該パイプ部の軸方向に環状の突条が独立して成形されたコルゲート部を有しているとともに、該コルゲート部の外周に柔軟性を有する補強部が設けられてなる冷媒輸送用チューブとニップルとの接続構造であって、
（ａ）前記ニップルの端部が前記チューブのコルゲート部側から該チューブの端部の外面に挿入されており、
（ｂ）前記ニップルのコルゲート部側の端部がコルゲート部の外径と等しい外径となっており、
（ｃ）前記ニップル、チューブの端部およびコルゲート部の端縁部がロウ付けにより固着されており、
（ｄ）前記ニップルのコルゲート部側の端部と補強部の外側に前記コルゲート部における突条の外周側の一部を覆うように嵌着されてなる金属製の締結カラーが設けられており、
（ｅ）前記締結カラーが加圧により該補強部の端部を前記ニップルのコルゲート部側の端部に固着して
なる冷媒輸送用チューブの接続構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷媒輸送用チューブおよびその接続構造に関する。さらに詳しくは、自動車用エアコンなどの冷媒輸送用の配管に好適な冷媒輸送用チューブおよびその接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、カーエアコンなどの自動車用冷媒輸送用の冷媒はＨＦＣ１３４ａが主流となっており、その配管には、主にゴムまたは樹脂あるいはゴムと樹脂の複合ホースが用いられている。しかしながらＨＦＣ１３４ａは地球温暖化防止の観点から、ＣＯ2を冷媒とするシステムに変えることが検討されている。しかし、ＣＯ2を冷媒とした場合は高温高圧となり、ゴムおよび樹脂など高分子の内管からなるホースではＣＯ2が透過しやすくなるという問題を有している。そこで、金属のラミネートフィルムを巻き付ける方法（特開平１１−２６４４８８号公報参照）および金属蛇腹管を用いる方法（コルゲート加工による螺旋状の突起が形成されるパイプ）（特開平８−１４５２５９号公報参照）などが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記ラミネートフィルムを巻き付ける方法（特開平１１−２６４４８８号公報参照）は、フィルムのオーバーラップ部からの冷媒モレが発生し、通常の金属蛇腹管を用いる方法（特開平８−１４５２５９号公報参照）では、補強糸の固定部の径がコルゲート部の外径よりも小さいため、コルゲート部端末で補強糸乱れが生じ、また、コルゲート部端末部分が長手方向に固定されるため、加圧による歪が集中しやすくなり、高圧の繰り返し加圧によりコルゲート部端末部分にクラックが発生する惧れがある。
【０００４】
さらに、冷凍サイクルにおいて、冷媒の渦（流れ）による笛吹き音が発生するとともに、圧力損失が大きいという問題がある。
【０００５】
本発明は、叙上の事情に鑑み、製造コストを低減し、冷却性能を維持することができ、しかも可撓性を保ちながら充分な加圧耐久性が得られ、ならびに圧力損失の低下および笛吹き音の解消を図ることができる冷媒輸送用チューブおよびその接続構造を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の冷媒輸送用チューブの接続構造は、金属製のパイプ部の端面から所定の距離の部位を除きコルゲート加工することにより、該パイプ部の軸方向に環状の突条が独立して成形されたコルゲート部を有しているとともに、該コルゲート部の外周に柔軟性を有する補強部が設けられてなる冷媒輸送用チューブとニップルとの接続構造であって、
（ａ）前記ニップルの端部が前記チューブのコルゲート部側から該チューブの端部の内面に挿入されており、
（ｂ）前記チューブの端部外側にコルゲート部の外径と等しい外径の金属製の補強リングが設けられており、
（ｃ）前記ニップル、チューブの端部、コルゲート部の端縁部および補強リングがロウ付けにより固着されており、
（ｄ）前記補強リングと補強部の外側に前記コルゲート部における突条の外周側の一部を覆うように嵌着されてなる金属製の締結カラーが設けられており、
（ｅ）前記締結カラーが加圧により該補強部の端部を前記補強リングに固着してなることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の冷媒輸送用チューブの接続構造は、金属製のパイプ部の端面から所定の距離の部位を除きコルゲート加工することにより、該パイプ部の軸方向に環状の突条が独立して成形されたコルゲート部を有しているとともに、該コルゲート部の外周に柔軟性を有する補強部が設けられてなる冷媒輸送用チューブとニップルとの接続構造であって、
（ａ）前記ニップルの端部が前記チューブのコルゲート部側から該チューブの端部の外面に挿入されており、
（ｂ）前記ニップルのコルゲート部側の端部がコルゲート部の外径と等しい外径となっており、
（ｃ）前記ニップル、チューブの端部およびコルゲート部の端縁部がロウ付けにより固着されており、
（ｄ）前記ニップルのコルゲート部側の端部と補強部の外側に前記コルゲート部における突条の外周側の一部を覆うように嵌着されてなる金属製の締結カラーが設けられており、
（ｅ）前記締結カラーが加圧により該補強部の端部を前記ニップルのコルゲート部側の端部に固着して
なることを特徴とする。
【００１４】
なお、本明細書においてコルゲート加工とは、パイプの少なくとも一部を波形に加工し、環状の突条を独立して成形する加工法を意味する広い概念であり、たとえば内圧成形、プレス成形または転造成形などの加工法が含まれる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の冷媒輸送用チューブ（以下、チューブという）およびその接続構造の一実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１６】
実施の形態１
図１に示されるチューブ１は、金属製のパイプ部２の端面３から所定の距離の部位を除きコルゲート加工することにより、該パイプ部２の軸方向に環状の突条４が独立して連続的に成形されたコルゲート部５を有するとともに、該コルゲート部５の外周に柔軟性を有する補強部６が設けられている。
【００１７】
前記パイプ部２は、コルゲート部５を安価に加工がしやすく、しかも冷媒輸送時の使用圧力１〜１５ＭＰａ程度に耐え得る材料からなるのが好ましく、たとえば銅、ステンレスおよびアルミニウムのうちのいずれか一種からなる金属製のパイプを用いるのが好ましい。
【００１８】
前記コルゲート部５における突条４の厚さは、本発明においては、とくに限定されるものではないが、通常２０〜１０００μｍの範囲であり、とりわけ５０〜４００μｍであるのが、耐圧性と可撓性のバランスの点で好ましい。
【００１９】
また、コルゲート部５は、前記金属製のパイプに、内圧成形、プレス成形または転造成形などのコルゲート加工を施すことにより、突条４が形成されている。とくに、内圧成形はパイプを切削することなく、ほぼ同一の肉厚で成形できるとともに、強度の低下も少ない点で好ましい。
【００２０】
前記コルゲート部５における突条４は、つぎのような寸法で成形される。図１に示されるように、たとえば相手部材が、直径６．３５ｍｍ、肉厚０．１５ｍｍ（１５０μｍ）のパイプまたは直管である場合、これに対応する突条４は、山径ａが９．０〜９．５ｍｍ程度、谷径ｂが６．０〜６．５ｍｍ程度、谷部（内面側の突条）４ａのピッチＰ１が２．０〜４．０ｍｍ程度、山部（外面側の突条）４ｂのピッチＰ２が２．０〜４．０ｍｍ程度にされる。
【００２１】
前記コルゲート部５における突条４の数は、可撓性を有する山数に適宜することができる。
【００２２】
前記補強部６は、コルゲート部５の耐圧性を補うために用いられるが、コルゲート部５の可撓性を損なわない程度の柔軟性を有する材料が用いられる。とくに、コルゲート部５における突条４の外周面に容易に取り付けられるように、繊維から構成されるのが好ましい。かかる繊維としては、耐圧性および加圧繰り返し時のコルゲート部との耐摩耗性の点より、ポリエステル繊維、ビニロン繊維、綿、ナイロン繊維、アラミド繊維またはポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾールの液晶紡糸繊維（ＰＢＯ繊維）などを用いるのが好ましい。
【００２３】
また、補強部６として、たとえば図２（ａ）〜（ｃ）に示されるように、前記繊維からなる、５００〜６０００デニール程度太さの糸を編組したものを用いるのが好ましい。なお、図２（ａ）は糸を交差して編み上げたブレード式補強部６ａであり、図２（ｂ）は糸を交差させずに螺旋状に編み上げたスパイラル式補強部６ｂであり、図２（ｃ）はニット編み上げ式補強部６ｃである。
【００２４】
さらに、該補強部６ｃの外側に耐食性および耐摩耗性の目的でゴムまたはエラストマーによる外皮材を設けるのが好ましい。
【００２５】
前記のごとく構成されたチューブ１は、後述する接続方法により、その両端にそれぞれ相手部材である、ステンレスなどからなる直管のニップルが連結される。
【００２６】
つぎに本実施の形態１におけるチューブとニップルとの接続構造を説明する。
【００２７】
まず、ニップル７の端部を、拡管または絞りを加えることにより、適宜の外径になるように成形する。
【００２８】
ついで前記チューブ１の直線部２ａに金属製の補強リング８を嵌着させたのち、前記適宜の外径に形成されたニップル３の端部（段差部）を該チューブ１の直線部２ａ内に挿入する。なお、この補強リング８はニップル３の端部を該チューブ１の直線部２ａ内に挿入したのちに嵌着させることもできる。また、補強リング８の外径はコルゲート部５の外径と等しくされている。
【００２９】
そして、前記ニップル３、チューブ１および補強リング８をロウ付けにより固着する。この固着に際し、補強リング８とチューブ１のコルゲート部５のロウ付けは、チューブ１の耐久性を確保するために端縁部Ａの部分とする必要がある。また、チューブ１の直線部２ａから外部へ冷媒が洩れるのを防止するために、少なくとも直線部２ａに沿う部分Ｂにロウ付けする必要がある。なお、固着状態をより強固にするためにロウ付け部を増やしてもよい。また、前記ロウ付けの代わりに溶接を施すことにより、前記ニップル７とチューブ１の端縁部Ａとを固着することもできる。
【００３０】
ついで補強部６をコルゲート部５の外周に設けるとともに、金属製の締結カラー９を前記コルゲート部５における突条４の外周側の一部を覆うように嵌着したのち、該締結カラー９にかしめなどの加圧を加えて該補強部６の端部を前記補強リング８に固着する。なお、該補強リング８の外周側に補強部６の繊維（補強糸）の滑りを防止するために、たとえば凹凸の滑り止め部１０を設けるのが好ましい。
【００３１】
前記締結カラー９の長さは、本実施の形態１では、補強リング８の端面から３山まで延長された長さにされているが、本発明においては、これに限定されるものではなく、たとえば１〜１０山以内に適宜することができる。
【００３２】
実施の形態２
つぎに図３に基づいて本実施の形態２におけるチューブとニップルとの接続構造を説明する。
【００３３】
まず、ニップル１１の端部を、拡管または絞りを加えることにより、適宜の内径になるように成形するとともに、コルゲート部５側の端部外径をコルゲート部５の外径とほぼ等しい外径に成形する。
【００３４】
ついで前記チューブ１の直線部２ａに前記適宜の内径に形成されたニップル１１の端部を該チューブ１の直線部２ａの外側に挿入する。
【００３５】
そして、前記ニップル１１およびチューブ１をロウ付けにより固着する。この固着に際し、ニップル１１とチューブ１のコルゲート部５のロウ付けは、チューブ１の耐久性を確保するために端縁部Ａの部分とする必要がある。また、チューブ１の直線部２ａから外部へ冷媒が洩れるのを防止するために、少なくとも直線部２ａに沿う部分Ｂにロウ付けする必要がある。なお、固着状態をより強固にするためにロウ付け部を増やしてもよい。また、前記ロウ付けの代わりに溶接を施すことにより、前記ニップル１１とチューブ１の端縁部Ａとを固着することもできる。
【００３６】
ついで補強部６をコルゲート部５の外周に設けるとともに、金属製の締結カラー９を前記コルゲート部５における突条４の外周側の一部を覆うように嵌着したのち、該締結カラー９にかしめなどの加圧を加えて該補強部６の端部を前記ニップル１１のコルゲート部５側の端部に固着する。なお、該ニップル１１のコルゲート部５側の端部の外周側に補強部６の繊維（補強糸）の滑りを防止するために、たとえば凹凸の滑り止め部１０を設けるのが好ましい。
【００３７】
前記締結カラー９の長さは、本実施の形態２では、ニップル１１の端面から３山まで延長された長さにされているが、本発明においては、これに限定されるものではなく、たとえば１〜１０山以内に適宜することができる。
【００３８】
【実施例】
つぎに本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【００３９】
実施例１、２
つぎに本実施の形態１、２におけるチューブの接続構造の加圧繰り返し疲労性評価を行なった。このときの補強部としては、アラミド繊維をブレード式に編み組んだものを用いた。また、図４〜６に示されるように、同様に均一な突条２１を連続して成形したチューブ２２にニップル２３をロウ付けしたのち、補強部２４を締結リング２５で固着した接続構造（比較例１）、連続して突条３１を成形したチューブ３２に補強リング３３を嵌着したのち、ニップル３４にロウ付けし、ついで突条３１の外周側に補強部３５の端部のみを固着する締結カラー３６を固着した接続構造（比較例２）および連続して突条４１を成形したチューブ４２に補強リング４３を嵌着したのち、該突条４１の３山の内側に沿って延びるニップル４４にロウ付けし、ついで突条４１の外周側に補強部４５の端部のみを固着する締結カラー４６を固着した接続構造（比較例３）を用意した。チューブの試験方法はＪＩＳ  Ｂ  ８３６４−１９９４に準じた。ただし、循環する試験油および雰囲気温度は１５０℃、最大衝撃圧力は１５ＭＰａとした。さらに、冷凍サイクル実機での冷媒の流れによる笛吹き音と圧力損失を測定した。その結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
0004005788.tif 000002
【００４１】
試験結果から、比較例１は補強リングを有していないため、補強部の大きなカール部で糸が乱れることから、耐久回数（耐圧性能）が最も低下していることがわかる。比較例２では、補強リングを有することから、比較例１より耐久回数がかなり向上した。しかし、加圧繰り返しコルゲート部における第１突起３１ａには、内圧による歪が生じ応力が集中するため、２５万回までであった。比較例３では、比較例２のニップルを延長させた構造であるが、比較例２と同様に加圧繰り返しコルゲート部における第１突起４１ａには、内圧による歪が生じ応力が集中するため、耐久回数は低下した。これら比較例１〜３に対して、本実施例１、２では、比較例２の締結カラーを突条の上まで延長させることにより、内圧による歪（応力集中）を抑えることができ、耐久回数を大幅に向上させることができることがわかる。
【００４２】
つぎに笛吹き音と圧力損失の評価では、比較例１〜３および実施例１ともに笛吹き音が発生し、圧力損失も６％であり、冷凍サイクルに対し満足できるレベルに至らなかったが、実施例２では、耐久性の向上、笛吹き音の解消および圧力損失の低下に大きな効果が得られた。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、高温高圧のＣＯ２冷媒のカーエアコンに使用しても冷媒の透過による洩れがなく、しかもコルゲート部と柔軟性を有する補強部とを組み合せることにより、可撓性を損なうことなく、耐圧性能を向上させることができるため、冷媒輸送時の使用圧力にも充分耐え得ることができる。
【００４４】
さらに、ニップルの端部をチューブのコルゲート部側から該チューブの端部の外面に挿入させる接続構造とすることにより、圧力損失を低下させるとともに、笛吹き音を解消させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のチューブおよび接続構造の実施の形態１を示す一部切欠き断面図である。
【図２】図１の補強部の編み方を示す説明図であり、図２（ａ）はブレード式補強部であり、図２（ｂ）はスパイラル式補強部であり、図２（ｃ）はニット編み上げ式補強部を示す。
【図３】本発明のチューブおよび接続構造の実施の形態２を示す一部切欠き断面図である。
【図４】比較例１のチューブと接続構造を示す一部切欠き断面図である。
【図５】比較例２のチューブと接続構造を示す一部切欠き断面図である。
【図６】比較例３のチューブと接続構造を示す一部切欠き断面図である。
【符号の説明】
１、１１    チューブ
２    パイプ部
２ａ  直線部
３    端面
４    突条
５    コルゲート部
６    補強部
７    ニップル
８    補強リング
９    締結カラー
１０    滑り止め部
【図１】
0004005788.tif 000003
【図２】
0004005788.tif 000004
【図３】
0004005788.tif 000005
【図４】
0004005788.tif 000006
【図５】
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【図６】
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