JP2005098494A - 二重構造の配管 - Google Patents

Abstract

【課題】 支持部材を設けることなく二重構造を構成させることで、低コストおよび軽量化が図れる二重構造の配管を実現する。
【解決手段】 小径からなる高圧側冷媒配管１１とこの高圧側冷媒配管１１よりも大径からなる低圧側冷媒配管１２とを有し、高圧側冷媒配管１１が低圧側冷媒配管１２内に配設される二重構造の配管であって、低圧側冷媒配管１２は、高圧側冷媒配管１１が低圧側冷媒配管１２の内周に当接されるように少なくとも２ケ所以上の曲げ部１２ａを形成する。これにより、低コストおよび軽量化が図れる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、大径からなる配管内に小径からなる配管を配設した二重構造の配管に関するものであり、特に、小径からなる配管を支持する支持手段に関する。

従来、この種の二重構造の配管として、例えば、図７に示すように、小径からなる配管１１０が大径からなる配管１２０内に一体に構成するためには、大径からなる配管１２０の内周と小径からなる配管１１０の外周とを支持するための支持部材１３０を形成させて二重構造の配管を構成しているのが一般的である。

しかしながら、上記構成によれば、支持部材１３０を形成させることで、例えば、押出し加工、あるいは引き抜き加工などの製造方法によって製造されるため製造コストが膨大となる問題がある。しかも、支持部材１３０を有する構造のために配管の重量が増加する問題も有している。

そこで、本発明の目的は、上記点に鑑みたものであり、支持部材を設けることなく二重構造を構成させることで、低コストおよび軽量化が図れる二重構造の配管を提供することにある。

上記、目的を達成するために、請求項１ないし請求項７に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、小径からなる第１配管（１１）とこの第１配管（１１）よりも大径からなる第２配管（１２）とを有し、第１配管（１１）が第２配管（１２）内に配設される二重構造の配管であって、第２配管（１２）は、第１配管（１１）が第２配管（１２）の内周に当接されるように曲げ部（１２ａ）を形成することを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、第２配管（１２）を曲げ加工により曲げ部（１２ａ）を形成することにより、第２配管（１２）の内部に配設される第１配管（１１）が第２配管（１２）の曲げ部（１２ａ）近傍の内周に当接させて支持されるため、第１配管（１１）と第２配管（１２）との間に支持部材を有する従来の二重構造の配管に比べて、支持部材を設けないため低コストおよび軽量化が図れる。

請求項２に記載の発明では、曲げ部（１２ａ）は、少なくとも２ヶ所以上形成したことを特徴としている。請求項２に記載の発明によれば、第１配管（１１）が第２配管（１２）の曲げ部（１２ａ）近傍の内周に少なくとも２ヶ所以上当接させて支持されるため、第１配管（１１）が第２配管（１２）内を自在に移動することができない。これにより、流通時の振動が増幅されることはない。

請求項３に記載の発明では、第１配管（１１）は、第２配管（１２）内に配設する前に、少なくとも曲げ部（１２ａ）の内周に接しやすい形状に形成していることを特徴としている。請求項３に記載の発明によれば、２ケ所以上の曲げ部（１２ａ）を形成したときに、例えば、外側に配設される第２配管（１２）の断面が略円形状のときは、その曲げ部（１２ａ）の断面積がやや縮小した略楕円状になりやすい。

従って、曲げ部（１２ａ）の内周で確実に第１配管（１１）を当接させて支持することができるため、第１配管（１１）と第２配管（１２）との端部における互いの配管（１１、１２）の寸法差のばらつきを小さくすることができる。これにより、配管（１１、１２）端部の別部品の固定が容易にできる。

請求項４に記載の発明では、第１配管（１１）は、少なくとも曲げ部（１２ａ）内に配設する部位を螺旋状に形成していることを特徴としている。請求項４に記載の発明によれば、具体的に第１配管（１１）を螺旋状に形成していることにより、第１配管（１１）が曲げ部（１２ａ）内周でより確実に当接して支持される。また、第２配管（１２）側の低圧通路が螺旋状に形成されるためオイル循環が渦状に流れることでオイルの循環特性が向上できる。

請求項５に記載の発明では、第２配管（１２）は、第１配管（１１）を第２配管（１２）内に配設後、曲げ部（１２ａ）をベンダー加工で曲げ加工を行なうことを特徴としている。請求項５に記載の発明によれば、上述したようにベンダー加工で曲げ加工を行なうと、外側の第２配管（１２）の断面積が縮小することで、第１配管（１１）が曲げ部（１２ａ）内周でより確実に当接して支持される。

請求項６に記載の発明では、第１配管（１１）および第２配管（１２）は、車両用空調装置を構成する冷凍サイクル用冷媒配管であって、第１配管（１１）に高圧冷媒を流通させ、第２配管（１２）に低圧冷媒を流通させることを特徴としている。

請求項６に記載の発明によれば、車室内に設置される蒸発器、およびエンジンルーム内に設置される圧縮機、凝縮器などの冷凍サイクル用機能部品を接続する冷凍サイクル用冷媒配管として用いることにより、軽量化を重要視する車両用空調装置において好適である。さらに、高低圧用冷媒配管を二重構造で構成することにより、冷媒配管の設置用空間が大幅に縮小されるので車両向けに好適である。

請求項７に記載の発明では、第１配管（１１）および第２配管（１２）は、車両の車室外に設置されることを特徴としている。請求項７に記載の発明によれば、例えば、車両用空調装置において、これらの配管（１１、１２）から多少の振動音を発しても車室内に伝播することはない。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実形態）
以下、本発明の第１実施形態による二重構造の配管を図１および図２に基づいて説明する。図１は車両用空調装置を構成する冷凍サイクル用冷媒配管に本発明を適用したもので、車両用空調装置の冷凍サイクルＣを示す模式図である。図２は本発明を適用した実施形態の二重構造の配管の全体構成を示す縦断面図である。

まず、冷凍サイクルＣは、図１に示すように、圧縮機１３、凝縮器１４、膨張弁１５、蒸発器１６などの冷凍サイクル用機能部品を順に環状に接続されたサイクルである。そして、膨張弁１５および蒸発器１６は、車両の車室内に配設された図示しない室内ユニットに収納されている。圧縮機１３および凝縮器１４は車両のエンジンルーム内に配設されて、圧縮機１３の前後に設けられた低圧側ゴムホース１７、高圧側ゴムホース１８および本発明の二重構造からなる冷媒配管１０を介して車室内側の膨張弁１５および蒸発器１６に接続するようにしている。

本発明を適用した実施形態の冷媒配管１０は、エンジンルーム内に配設され、凝縮器１４の出口側と膨張弁１５の入口側とを接続する第１配管である高圧側冷媒配管１１と、低圧側ゴムホース１７と蒸発器１６とを接続する第２配管である低圧側冷媒配管１２とを一体に構成した配管である。具体的には、図１および図２に示すように、大径（例えば、Ｄ５／８インチ）からなる低圧側冷媒配管１２の内部に、小径（例えば、φ８．０ｍｍ）からなる高圧側冷媒配管１１を配設させて二重構造にしている。

従って、内部の高圧側冷媒配管１１の内部には、凝縮器１４から流出する高圧冷媒が流通される。外側の低圧側冷媒配管１２と内部の高圧側冷媒配管１１との間の環状ないしＣ字形状の空間には蒸発器１６から流出する低圧冷媒が流通される。なお、冷媒配管１０の両端には、図示しない配管継手が設けられてそれぞれの接続先と連通するように構成している。また、高圧側冷媒配管１１および低圧側冷媒配管１２は、材質が金属製、例えば、アルミニウム材からなるパイプ状の配管である。

ところで、本発明を適用した実施形態の冷媒配管１０では、低圧側冷媒配管１２内にパイプ状の高圧側冷媒配管１１を配設させて、高圧側冷媒配管１１を低圧側冷媒配管１２に支持するために、高圧側冷媒配管１１が低圧側冷媒配管１２の内周に当接されるようにしている。

ここで、以上の構成による二重構造からなる冷媒配管１０の製造方法について説明する。具体的には、図２に示すように、低圧側冷媒配管１２の内部に高圧側冷媒配管１１を挿入した状態で低圧側冷媒配管１２側を曲げ加工により曲げ部１２ａを形成する。曲げ部１２ａは、外側配管としての低圧側冷媒配管１２内に内側配管としての高圧側冷媒配管１１を位置させ、その状態で低圧側冷媒配管１２の所定位置を曲げて形成される。

このため、その曲げ量を充分に大きくすることで、曲げ部１２ａにおいて、あるいは曲げ部１２ａの近傍において高圧側冷媒配管１１の外表面を低圧側冷媒配管１２の内面に当接させ、高圧側冷媒配管１１の低圧側冷媒配管１２内での移動を拘束することができる。なお、曲げ部１２ａを少なくとも２ケ所以上形成させることで、高圧側冷媒配管１１が低圧側冷媒配管１２の内周に確実に当接させることができる。

これは、外側の低圧側冷媒配管１２を曲げるときに、同時に高圧側冷媒配管１１にも曲げ加工が行なわれることで、低圧側冷媒配管１２の曲げ部１２ａ近傍の内周に高圧側冷媒配管１１が当接されることで、高圧側冷媒配管１１が低圧側冷媒配管１２に支持されるようにしたものである。曲げ部１２ａを少なくとも２ケ所形成させることで、曲げ部１２ａ近傍の内周に高圧側冷媒配管１１の当接個所が２ケ所形成されることにより、高圧側冷媒配管１１が低圧側冷媒配管１２に支持される。

従って、エンジンルーム内に配設される冷媒配管１０の長さ方向において、高圧側冷媒配管１１が低圧側冷媒配管１２の内周に当接されるように少なくとも２ケ所以上の曲げ部１２ａ形成するように取り回しを実行することで容易に高圧側冷媒配管１１が支持される。なお、この曲げ加工を行なった後に両端の図示しない配管継手を構成させれば良い。

また、高圧側冷媒配管１１を内部に収容した低圧側冷媒配管１２は、適宜のブラケットによって車体に保持固定される。高圧側冷媒配管１１の両端は、冷凍サイクルの一部を構成するべく接続部材（図示せず）を介して他の冷媒配管と接続され、低圧側冷媒配管１２の両端も冷凍サイクルの一部を構成するべく接続部材（図示せず）を介して他の冷媒配管と接続される。

高圧側冷媒配管１１は、その両端において他の冷媒配管と接続されるために低圧側冷媒配管１２に対して所定の位置に位置決めされ、ろう付け、締め付けなどの固定部材によって固定される。高圧側冷媒配管１１は、その両端において低圧側冷媒配管１２に強固に固定される。高圧側冷媒配管１１は、その両端においてのみ低圧側冷媒配管１２に対して強固に位置決め固定され、残部においては低圧側冷媒配管１２の内面に接触するだけで保持されることができる。

本実施形態では、高圧側冷媒配管１１は、低圧側冷媒配管１２の内部においてはそのほぼ全長にわたって固定されることはなく、曲げ部１２ａに起因する変形量の差によって、一部分のみにおいて低圧側冷媒配管１２の内面に当接し押しつけられる。これにより、高圧側冷媒配管１１が低圧側冷媒配管１２内において径方向へ移動、振動することが抑制される。

以上の構成による冷媒配管１０の作用について説明する。内部に配設される高圧側冷媒配管１１には、凝縮器１４から流出する高圧冷媒が膨張弁１５へ向けて連通し、外側の低圧側冷媒配管１２には、蒸発器１６から流出する低圧冷媒が圧縮機１３に向けて流通される。そして、高圧側冷媒配管１１では、当接部位にて支持されているため流通時の脈動の振動などが増幅されることはない。

以上の第１実施形態による二重構造の冷媒配管１０によれば、低圧側冷媒配管１２を曲げ加工により少なくとも２ケ所以上の曲げ部１２ａを形成することにより、低圧側冷媒配管１２の内部に配設される高圧側冷媒配管１１が低圧側冷媒配管１２の曲げ部１２ａ近傍の内周に少なくとも２ケ所以上当接させて支持されるため、高圧側冷媒配管１１と低圧側冷媒配管１２との間に支持部材を有する従来の二重構造の配管に比べて、支持部材を設けないため低コストおよび軽量化が図れる。

また、高圧側冷媒配管１１が低圧側冷媒配管１２の内周に２ケ所以上当接されることにより、高圧側冷媒配管１１が低圧側冷媒配管１２内を自在に移動することができない。これにより、流通時の振動が増幅されることはない。

また、高圧側冷媒配管１１および低圧側冷媒配管１２は、車両用空調装置を構成する冷凍サイクル用冷媒配管であって、高圧側冷媒配管１１に高圧冷媒を流通させ、低圧側冷媒配管１２に低圧冷媒を流通させることにより、車室内に設置される蒸発器１６、およびエンジンルーム内に設置される圧縮機１３、凝縮器１４などの冷凍サイクル用機能部品を接続する冷凍サイクル用冷媒配管として用いることにより、軽量化を重要視する車両用空調装置において好適である。さらに、高低圧側冷媒配管１１、１２を二重構造で構成することにより、冷媒配管の設置用空間が大幅に縮小されるので車両向けに好適である。

高圧側冷媒配管１１および低圧側冷媒配管１２は、車両のエンジンルーム内に設置されることにより、車両用空調装置では、これらの冷媒配管１１、１２か多少の振動音を発しても車室内に伝播することはない。

（第２実施形態）
上記第１実施形態に代えて、高圧側冷媒配管１１を低圧側冷媒配管１２の内周に接しやすい形状に形成した後に、低圧側冷媒配管１２内に配設して曲げ部１２ａを形成するようにしても良い。

以下、第２実施形態における二重構造の配管を図３および図４に基づいて説明する。図３は本実施形態における冷媒配管１０の曲げ加工前の全体構成を示す縦断面図、図４は冷媒配管１０の曲げ加工後の全体構成を示す縦断面図である。

本実施形態の高圧側冷媒配管１１は、図３に示すように、低圧側冷媒配管１２内に配設する前に、少なくとも低圧側冷媒配管１２の曲げ部１２ａに配設される部位１１ａを高圧側冷媒配管１１の側面から見てみかけ上太くなるように変形させている。本実施形態では、曲げ部１２ａに配設される部位１１ａは、ジグザグ状あるいは蛇行状に形成されている。従って、高圧側冷媒配管１１は、その配管としての通路断面積を変化させることなく曲げ加工されることができる。

この蛇行状に形成された部位１１ａは、その径方向外側面のほうらく線が形成するみかけ上の太さが低圧側冷媒配管１２の内径より小さいが、それに近い寸法になるように形成される。また、部位１１ａにおいては、高圧側冷媒配管１１の軸線からひとつの直径方向だけでなく、複数の径方向に向かって高圧側冷媒配管１１を曲げることが、低圧側冷媒配管１２内における接触を確実に図る上で有利である。本実施形態では、部位１１ａにおいて高圧側冷媒配管１１は３次元的に曲げ加工され螺旋状に形成されている。

なお、この螺旋状に形成される部位１１ａは、低圧側冷媒配管１２の内周に挿入できる外形寸法で形成している。そして、図４に示すように、低圧側冷媒配管１２の内部に高圧側冷媒配管１１を挿入した状態で低圧側冷媒配管１２側を曲げ加工により、曲げ部１２ａを少なくとも２ケ所以上形成させることで、高圧側冷媒配管１１が低圧側冷媒配管１２の内周に当接されるようにしている。

これは、この曲げ加工において、高圧側冷媒配管１１および低圧側冷媒配管１２の両端を固定もしくは仮固定しておいて、例えば、ベンダー加工により曲げ加工を行なうと、低圧側冷媒配管１２の曲げ部１２ａの断面積がやや縮小する楕円状に形成されて曲げ部１２ａ近傍の内周に高圧側冷媒配管１１が当接される箇所が増加する。これにより、第１実施形態よりも確実に高圧側冷媒配管１１が低圧側冷媒配管１２内に支持させることができる。

螺旋状の部位１１ａは高圧側冷媒配管１１を低圧側冷媒配管１２内に挿入することを可能としつつ、高圧側冷媒配管１１の低圧側冷媒配管１２内における位置決めをより確実にすることを可能とする。さらに、螺旋状の部位１１ａが適度な変形を許容することで、曲げ加工時における長さ変化を許容することができる。

なお、本実施形態では、低圧側冷媒配管１２の曲げ部１２ａに配設される部位１１ａに螺旋状に形成したが、これに限らず、螺旋状に形成する箇所を延長すると、高圧側冷媒配管１１側の放熱面積が増加するため、高圧側を冷却するサブクール効果が得られることができる。また、高圧側冷媒配管１１の形状を図６（ａ）および図６（ｂ）に示すような螺旋状に形成しても良い。

具体的に高圧側冷媒配管１１の形状を説明すると、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すＡ、Ｂ、およびａ〜ｄは高圧側冷媒配管１１の中心位置を側面方向から示したものであって、高圧側冷媒配管１１は、図６（ａ）に示すように、配管１１の中心位置が左端からＡ、ａ〜ｄ、及びＢの順に向かうように形成している。なお、本実施形態では、本形状も螺旋状に含んでいる。

以上の第２実施形態による二重構造の冷媒配管１０によれば、曲げ部１２ａにおける高圧側冷媒配管１１の当接される箇所が増加することで、第１実施形態よりも、高圧側冷媒配管１１と低圧側冷媒配管１２との端部における互いの配管１１、１２の寸法差のばらつきを小さくすることができる。これにより、配管１１、１２端部の別部品の固定が容易にできる。さらに、高圧側冷媒配管１１が螺旋状に形成することにより、低圧通路が螺旋状に形成されるためオイル循環が渦状に流れることでオイルの循環特性が向上できる。

（他の実施形態）
以上の実施形態では、二重構造の冷媒配管１０を圧縮機１３、凝縮器１４と、膨張弁１５、蒸発器１６とを接続する高低圧側冷媒配管１１、１２に適用させたが、これに限らず、リヤークーラを搭載する車両用空調装置の冷凍サイクル用冷媒配管に適用させても良い。一例として、図６に示すように、車室内の後方に設けられた図示しないリヤー用空調ユニット内に配設されるリヤー用蒸発器１６ａ、膨張弁１５ａと接続する冷媒配管１０ａに適用できる。

具体的には、冷媒配管１０ａの一端が膨張弁１５、蒸発器１６の上下流に設けられた電磁弁１９ａ、１９ｂに接続され、他端がリヤー用蒸発器１６ａ、膨張弁１５ａに接続している。この電磁弁１９ａ、１９ｂは、リヤー用蒸発器１６ａ、膨張弁１５ａおよびフロント側の膨張弁１５、蒸発器１６の少なくとも一方に冷媒を流す電磁弁である。なお、このときの冷媒配管１０ａは、車両の床下に配設されている。

これによれば、以上の実施形態と同様に、高低圧側冷媒配管１１、１２を二重構造で構成することにより、軽量化が図れるとともに、冷媒配管の設置用空間が大幅に縮小されるので車両向けに好適である。

また、以上の実施形態では、高低圧側冷媒配管１１、１２の材質をアルミニウム材で形成したが、これに限らず、他の金属でも良い。また、上記実施形態では、本発明を車両用空調装置に用いられる冷凍サイクル用冷媒配管に適用したが、これに限定するものではなく、家庭用空調装置の冷凍サイクル用冷媒配管や、冷凍および／または冷蔵保存庫の冷凍サイクル用冷媒配管などに適用できる。

本発明を車両用空調装置に適用した冷凍サイクルＣを示す模式図である。 本発明の第１実施形態における冷媒配管１０の全体構成を示す縦断面図である。 本発明の第２実施形態における冷媒配管１０の曲げ加工前の状態を示す縦断面図である。 本発明の第２実施形態における冷媒配管１０の全体構成を示す縦断面図である。 （ａ）は本発明の第２実施形態の変形例における高圧側冷媒配管１１の形状を示す説明図、（ｂ）は（ａ）の側面を示す説明図である。 本発明をリヤークーラを搭載する車両用空調装置に適用した冷凍サイクルＣを示す模式図である。 従来技術における二重構造の配管の構成を示す縦断面図である。

符号の説明

１１…高圧側冷媒配管
１２…低圧側冷媒配管
１２ａ…曲げ部

Claims (7)

1. 小径からなる第１配管（１１）と前記第１配管（１１）よりも大径からなる第２配管（１２）とを有し、前記第１配管（１１）が前記第２配管（１２）内に配設される二重構造の配管であって、
   前記第２配管（１２）は、前記第１配管（１１）が前記第２配管（１２）の内周に当接されるように曲げ部（１２ａ）を形成することを特徴とする二重構造の配管。
2. 前記曲げ部（１２ａ）は、少なくとも２ヶ所以上形成したことを特徴とする請求項１に記載の二重構造の配管。
3. 前記第１配管（１１）は、前記第２配管（１２）内に配設する前に、少なくとも前記曲げ部（１２ａ）の内周に接しやすい形状に形成していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の二重構造の配管。
4. 前記第１配管（１１）は、少なくとも前記曲げ部（１２ａ）内に配設する部位を螺旋状に形成していることを特徴とする請求項３に記載の二重構造の配管。
5. 前記第２配管（１２）は、前記第１配管（１１）を前記第２配管（１２）内に配設後、前記曲げ部（１２ａ）をベンダー加工で曲げ加工を行なうことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の二重構造の配管。
6. 前記第１配管（１１）および前記第２配管（１２）は、車両用空調装置を構成する冷凍サイクル用冷媒配管であって、前記第１配管（１１）に高圧冷媒を流通させ、前記第２配管（１２）に低圧冷媒を流通させることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の二重構造の配管。
7. 前記第１配管（１１）および前記第２配管（１２）は、車両の車室外に設置されることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の二重構造の配管。

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