JP2006329350A

JP2006329350A - 配管、及びこれを用いた車両用空調装置

Info

Publication number: JP2006329350A
Application number: JP2005154948A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Takahashi; 秀行高橋
Original assignee: Valeo Thermal Systems Japan Corp
Current assignee: Valeo Thermal Systems Japan Corp
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2005-05-27
Publication date: 2006-12-07

Abstract

【課題】製造工程及びコストの増加を招くことなく、優れた防振効果を得る。
【解決手段】可塑性の材料からなるフレキシブルパイプ２０、前記フレキシブルパイプ２０の一端側に接続される第１の硬質パイプ２１、前記フレキシブルパイプ２０の他端側に接続される第２の硬質パイプ２２を有して構成される配管において、前記第１の硬質パイプ２１の長さをａ、前記第２の硬質パイプ２２の長さをｂとする時、ａ＜ｂの場合には、０．３９≦（ａ／ｂ）≦０．６０、ａ＞ｂの場合には、１．６７≦（ａ／ｂ）≦２．５６の関係となるように設計する。
【選択図】図２

Description

本発明は、流体を流通させる配管の構造に関し、例えば車両用空調装置の冷凍サイクルを構成する各機器を接続するものに関する。

空調装置においては、冷凍サイクルを構成する各機器が配管によって互いに接続されていることにより、冷媒の流通が可能となっている。このような配管においては、圧縮機が発生させる振動、また車両用である場合にはエンジンが発生させる振動等が、凝縮器、蒸発器等の機器に伝わらないようにするために、様々な防振対策がとられている。例えば、金属製チューブとゴム製外皮のフレキシブルホースとで構成される配管に対し、金属製チューブの少なくとも一部におもりとしてゴム製又は樹脂製の熱収縮チューブを取り付けるもの（特許文献１参照）や、配管の外表面に対し隙間を有して環状のおもりを取り付け、且つこの配管におもりを覆うカバーを設けるもの（特許文献２参照）等が開示されている。
特開２００３−３４３６４２号公報特開２００２−１７４２９０号公報

しかしながら、上記特許文献１又は２に開示されるものは、おもり等の特別な部材を必要とするため、製造工程及びコストの増加を避けることができない。

そこで、本発明は、製造工程及びコストの増加を招くことなく、優れた防振効果を得ることを課題とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は、可塑性の材料からなるフレキシブルパイプ、前記フレキシブルパイプの一端側に接続される第１の硬質パイプ、前記フレキシブルパイプの他端側に接続される第２の硬質パイプを有して構成される配管において、前記第１の硬質パイプの長さをａ、前記第２の硬質パイプの長さをｂとする時、ａ＜ｂの場合には、０．３９≦（ａ／ｂ）≦０．６０、ａ＞ｂの場合には、１．６７≦（ａ／ｂ）≦２．５６の関係を有することを特徴とするものである（請求項１）。

本発明者は、フレキシブルパイプ、及びその両端部に接続される第１及び第２の硬質パイプからなる配管において、両硬質パイプの長さの比が特定の範囲内となるように設計することにより、配管全体の振動量が大幅に低減されることを見いだした。上記０．３９≦（ａ／ｂ）≦０．６０の範囲は、ａ＜ｂの場合であって、（ａ／ｂ）＝０．３９の時はａ：ｂ≒９：２３となり、（ａ／ｂ）＝０．６０の時はａ：ｂ＝３：５となる。また、上記１．６７≦（ａ／ｂ）≦２．５６の範囲は、ａ＞ｂの場合であって、（ａ／ｂ）＝１．６７の時はａ：ｂ≒５：３となり、（ａ／ｂ）＝２．５６の時はａ：ｂ≒２３：９となる。この構造により、第１及び第２の硬質パイプの共振周波数の組み合わせが最適化され、配管全体としての振動を大幅に低減させることができる。また、本発明によれば、特別な部材を必要としないため、製造工程及びコストの増加を招くことはない。

また、上記請求項１記載の配管においては、特にａ＜ｂの場合には、ａ：ｂ＝５：１１（（ａ／ｂ）≒０．４５）、ａ＞ｂの場合には、ａ：ｂ＝１１：５（（ａ／ｂ）＝２．２０）の関係を有することが好ましい（請求項２）。両硬質パイプの長さがこの関係にある時、配管全体の振動が最も低減される。

また、上記請求項１又は２記載の配管において、前記フレキシブルパイプがゴムを含む材料からなり、前記第１及び第２の硬質パイプが金属からなるものであることが好ましい（請求項３）。

また、上記請求項１〜３のいずれかに記載の配管は、前記第１の硬質パイプに振動を発生させる振源機器が接続され、前記第２の硬質パイプに振動を発生させない非振源機器が接続されて使用されるものであることが好ましい（請求項４）。

本発明に係る配管は、優れた制振効果を有するものであるから、その一端側に振源機器が接続され、他端側に非振源機器が接続される場合に、特にその効果を発揮するものである。振源機器としては、冷凍サイクルの圧縮機、パワーステアリング機構のポンプ等が挙げられ、また非振源機器としては、冷凍サイクルの凝縮器及び蒸発器、パワーステアリング機構の受圧部材等が挙げられる。

また、本発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の配管が用いられ、少なくとも圧縮機、凝縮器、膨張手段、蒸発器を有して構成される車両用空調装置であって、前記第１の硬質パイプに前記圧縮機が接続され、前記第２の硬質パイプに前記凝縮器又は前記蒸発器が接続されることを特徴とするものである（請求項５）。

本発明に係る配管を車両用空調装置に適用することにより、振動低減効果による騒音防止を図ることができる。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１に示す冷凍サイクル１は、車両用空調装置に用いられるものであって、冷媒を圧送する圧縮機２、高温高圧の冷媒を放熱し凝縮させる凝縮器３、凝縮された冷媒を膨張させる膨張弁４、膨張された冷媒を空調吹出空気からの吸熱により蒸発させる蒸発器５が配管接続されて構成されている。尚、本発明は、冷凍サイクルを循環する冷媒の種類を問うものではなく、また気相冷媒と液相冷媒とを分離する気液分離器、高圧側冷媒と低圧側冷媒とを熱交換させる内部熱交換器等の有無にかかわるものでもない。

本発明に係る配管１０，１１は、圧縮機２と凝縮器３、また蒸発器５と圧縮機２の接続において用いられるものである。配管１０，１１は、フレキシブルパイプ２０、第１の硬質パイプ２１、第２の硬質パイプ２２を有して構成され、フレキシブルパイプ２０の両端部に両硬質パイプ２１，２２が所定のコネクタ２３により連結及び固定されている。フレキシブルパイプ２０は、ゴム等の可塑性の材料からなり、一般的には配管レイアウト上の制約が厳しくない箇所に配置される。第１の硬質パイプ２１及び第２の硬質パイプ２２は、金属等の高剛性の材料からなり、一般的には配管レイアウト上の制約が厳しい箇所に配置され、該制約に適合するように金型等により湾曲した形状に加工されたものが用いられる。配管１０の第１の硬質パイプ２１は、圧縮機２の吐出口に接続され、配管１１の第１の硬質パイプ２１は、圧縮機２の吸入口に接続されている。配管１０の第２の硬質パイプ２２は凝縮器３に接続され、配管１１の第２の硬質パイプ２２は蒸発器５に接続されている。

そして、本発明に係る配管１０，１１は、図２に示すように、第１の硬質パイプ２１の長さをａ、第２の硬質パイプ２２の長さをｂとする時、ａ＜ｂの場合は、０．３９≦（ａ／ｂ）≦０．６０、又はａ＞ｂの場合は、１．６７≦（ａ／ｂ）≦２．５６の関係となるように設計される。尚、これらａ及びｂは、第１の硬質パイプ２１又は第２の硬質パイプ２２の湾曲形状を含めた全距離である。

図３に示すグラフは、ａ／ｂ（ａ：ｂ）の変化に伴う騒音発生量（０〜１０００Ｈｚにおける最大加速度）の変化を示すものである。同グラフから、（ａ／ｂ）＜１、即ち第１の硬質パイプ２１が第２の硬質パイプ２２よりも短い場合において、０．３９≦（ａ／ｂ）≦０．６０の範囲内にある場合には、騒音が（ａ／ｂ）＝１（ａ：ｂ＝１：１）の場合に比べて５ｄＢ以上低減されることがわかる。また同様に、（ａ／ｂ）＞１、即ち第１の硬質パイプ２１が第２の硬質パイプ２２よりも長い場合において、１．６７≦（ａ／ｂ）≦２．５６の範囲内にある場合には、騒音が５ｄＢ以上低減されることがわかる。特に、ａ：ｂ＝５：１１（（ａ／ｂ）≒０．４５）、若しくはａ：ｂ＝１１：５（（ａ／ｂ）＝２．２０）の場合に、騒音が最も低減されることがわかる。

また、図４に示すグラフは、図３で示した関係において第１の硬質パイプ２１−フレキシブルパイプ２０−第２の硬質パイプ２２の長さを具体的に示した例であり、このグラフから、各パイプ２１，２０，２２の長さが、１００ｍｍ−３００ｍｍ−２２０ｍｍ（ａ：ｂ＝５：１１）、若しくは２２０ｍｍ−３００ｍｍ−１００ｍｍ（ａ：ｂ＝１１：５）の場合に、騒音低減量が最も大きくなることがわかる。更に、図５に示すグラフは、ａ：ｂ＝１：１である場合に、フレキシブルパイプ２０の長さの変化に伴う騒音発生量（０〜１０００Ｈｚにおける最大加速度）の変化を示すものであり、このグラフから、フレキシブルパイプ２０の長さを２００ｍｍ変化させても、騒音発生量の変化は５ｄＢよりも小さいことが読み取れ、このことからフレキシブルパイプ２０の長さが騒音に与える影響は小さいことがわかる。

また、図６に示すグラフは、ａ：ｂ＝１：１の配管、及びａ：ｂ＝５：１１の配管において、振源が発生させる騒音の周波数と各配管の振動の応答加速度との関係を示すものであり、即ちａ：ｂ＝１：１の場合とａ：ｂ＝５：１１の場合とで、同一の騒音を発生させた場合に外部に漏洩される騒音の大きさを比較したものである。このグラフから、ａ：ｂ＝１：１の配管の応答加速度のピークと、ａ：ｂ＝５：１１の配管の応答加速度のピークとの差が、約８ｄＢあることが読み取れる。このことから、本発明に係る配管を車両用空調装置に適用した場合に、乗員に感じられる振動又は騒音が大幅に低減されることがわかる。

本発明によれば、車両用空調装置等において、圧縮機等の振源機器が発生させる騒音を大幅に低減させることができる。また、本発明に係る配管は、車両用であること、又は空調装置であることに限らず、流体を流通させ振源機器と非振源機器とを接続する配管として広く利用することができる。

図１は、本発明に係る配管が適用された冷凍サイクルを示す図である。図２は、本発明に係る配管の構造を示す図である。図３は、本発明に係る配管の寸法比率と、配管の振動量（０〜１０００Ｈｚにおける最大加速度）との関係を示すグラフである。図４は、本発明に係る配管の実寸法と、配管の振動量（０〜１０００Ｈｚにおける最大加速度）との関係を示すグラフである。図５は、本発明に係る配管の実寸法と、配管の振動量（０〜１０００Ｈｚにおける最大加速度）との関係を示すグラフである。図６は、本発明に係る配管において、ａ：ｂ＝１：１、及びａ：ｂ＝５：１１の場合に振源が発生させる騒音の周波数と各配管の振動の応答加速度との関係を示すグラフである。

符号の説明

１冷凍サイクル
２圧縮機
３凝縮器
４膨張弁
５蒸発器
１０，１１配管
２０フレキシブルパイプ
２１第１の硬質パイプ
２２第２の硬質パイプ

Claims

可塑性の材料からなるフレキシブルパイプ、前記フレキシブルパイプの一端側に接続される第１の硬質パイプ、前記フレキシブルパイプの他端側に接続される第２の硬質パイプを有して構成される配管において、
前記第１の硬質パイプの長さをａ、前記第２の硬質パイプの長さをｂとする時、
ａ＜ｂの場合には、０．３９≦（ａ／ｂ）≦０．６０、
ａ＞ｂの場合には、１．６７≦（ａ／ｂ）≦２．５６、
の関係を有することを特徴とする配管。
ａ＜ｂの場合には、ａ：ｂ＝５：１１、
ａ＞ｂの場合には、ａ：ｂ＝１１：５、
の関係を有することを特徴とする請求項１記載の配管。
前記フレキシブルパイプがゴムを含む材料からなり、前記第１及び第２の硬質パイプが金属からなることを特徴とする請求項１又は２記載の配管。
前記第１の硬質パイプに振動を発生させる振源機器が接続され、前記第２の硬質パイプに振動を発生させない非振源機器が接続されて使用されるものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の配管。
請求項１〜４のいずれかに記載の配管が用いられ、少なくとも圧縮機、凝縮器、膨張手段、蒸発器を有して構成される車両用空調装置であって、
前記第１の硬質パイプに前記圧縮機が接続され、前記第２の硬質パイプに前記凝縮器又は前記蒸発器が接続されることを特徴とする車両用空調装置。