(57)【要約】【課題】安価に製造することが可能であり、かつ小型化することが可能な分岐管およびその製造方法を提供すること。【解決手段】冷媒流れ上流側の開口端１１の接続口１３と下流側の開口端１２の複数の接続口１４とは分岐構造の流体通路１６で連通するように一体的に鋳造されている。したがって、冷媒配管とのろう付け接続部となる接続口１３を有する開口端１１を、従来のように分流器内のろう付け接合部からの距離を考慮して設ける必要がない。このようにすることで、分流器１は、比較的安価に製造することができ、かつ小型化することができる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの開口端（１１、１２）のうち、一方の開口端（１１）は１つの接続口（１３）を有し、他方の開口端（１２）は複数の接続口（１４）に分岐するように一体的に鍛造したものであって、
前記一方の開口端（１１）の近傍には、他の部位より外径が大きい外径拡大部（１５）が形成されていることを特徴とする分岐管。
【請求項２】
前記一方の開口端（１１）から流入した流体を前記他方の開口端（１２）に向かって流通する流体通路（１６）を備え、
前記流体通路（１６）は、経路中の分岐点（１７）より上流側の第１流体通路（１６ａ）と、前記分岐点（１７）より下流側の第２流体通路（１６ｂ）とからなり、
前記第２流体通路（１６ｂ）の延設方向が、前記第１流体通路（１６ａ）の延設方向に対し、略垂直となるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の分岐管。
【請求項３】
前記第１流体通路（１６ａ）は、前記第２流体通路（１６ｂ）よりも径が小さく形成されていることを特徴とする請求項２に記載の分岐管。
【請求項４】
前記流体は、冷凍サイクル内を循環する二酸化炭素冷媒であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の分岐管。
【請求項５】
２つの開口端（１１、１２）のうち、一方の開口端（１１）は１つの接続口（１３）を有し、他方の開口端（１２）は複数の接続口（１４）に分岐するように一体的に鍛造する鍛造工程を備え、
前記一方の開口端（１１）の近傍には、他の部位より外径が大きい外径拡大部（１５）が形成されることを特徴とする分岐管の製造方法。
【請求項６】
前記鍛造工程の後に、前記一方の開口端（１１）を拡径する拡径工程を備え、
前記拡径工程において、前記外径拡大部（１５）が形成されることを特徴とする請求項５に記載の分岐管の製造方法。
【請求項７】
前記鍛造工程では、前記一方の開口端（１１）から流入した流体を前記他方の開口端（１２）に向かって流通する流体通路（１６）が形成され、
前記流体通路（１６）は、経路中の分岐点（１７）より上流側の第１流体通路（１６ａ）と、前記分岐点（１７）より下流側の第２流体通路（１６ｂ）とからなり、
前記第２流体通路（１６ｂ）の延設方向が、前記第１流体通路（１６ａ）の延設方向に対し、略垂直となるように形成されることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の分岐管の製造方法。
【請求項８】
前記第１流体通路（１６ａ）は、前記第２流体通路（１６ｂ）よりも径が小さく形成されることを特徴とする請求項７に記載の分岐管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分岐管およびその製造方法に関し、特に、冷凍サイクル中に用いられて好適な分岐管およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、冷凍サイクル中において冷媒を分流する分流器として用いられる分岐管がある。このような分岐管の一例を図４および図５に示す。図４に示すように、分岐管である分流器１０１は、分流部１０１ａと接続部１０１ｂとで構成されている。分流器１０１は、ヒートポンプ式給湯器の二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクル内において、減圧弁で減圧された冷媒を外気との熱交換によって蒸発させるエバポレータ（熱源用熱交換器）の上流側に設けられている。
【０００３】
図５に示すように、エバポレータ２は、板状の伝熱フィン２１と、伝熱フィン２１を貫通するように設けられた２列の銅合金製の伝熱管２２とからなり、全体がＬ字状に湾曲したフィンチューブ型熱交換器である。エバポレータ２内において、伝熱管２２により形成される冷媒経路は２回路（所謂２パス構造）であり、分流器１０１は、２つの回路に冷媒がほぼ均等に分配され流入するように伝熱管２２に接続される。
【０００４】
分流部１０１ａと接続部１０１ｂとは、ともに銅合金からなり、分流部１０１ａは例えばＴ字管状に鋳造形成され、接続部１０１ｂは例えばパイプ状に押し出し成形により形成された後、相互に組み合わせられ、ろう付け接続される。ろう付け接続は、エバポレータ２を構成する各部材間を相互にろう付けする際に同時に行なわれる。
【０００５】
接続部１０１ｂの上流側の開口端１１１は拡径されており、エバポレータ２の耐圧検査を実施するときに、検査治具を係止する係止部として機能するとともに、冷凍サイクルに組み込まれるときには、冷媒配管が挿入されろう付け接続できるようになっている。
【０００６】
上記構成の分流器１０１は、分流部１０１ａと接続部１０１ｂとを組み合わせることで、切削加工により一体的に形成する場合と比較して安価に製造できることが知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術の分岐管である分流器１０１では、接続部１０１ｂを長尺形状として、開口端１１１を分流部１０１ａとのろう付け部から離設している。これは、分流器１０１の開口端１１１に冷媒配管をろう付け接続するときに、既にろう付け接続されている分流部１０１ａと接続部１０１ｂとの間のろう付け部が２次溶解して信頼性が低下することを防止するためである。
【０００８】
これによると、分岐管である分流器１０１の体格が大きくなり、搭載性が悪化する場合があるという問題がある。
【０００９】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、安価に製造することが可能であり、かつ小型化することが可能な分岐管および分岐管の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明の分岐管では、２つの開口端（１１、１２）のうち、一方の開口端（１１）は１つの接続口（１３）を有し、他方の開口端（１２）は複数の接続口（１４）に分岐するように一体的に鍛造したものであって、一方の開口端（１１）の近傍には、他の部位より外径が大きい外径拡大部（１５）が形成されていることを特徴としている。
【００１１】
これによると、分岐管（１）は一体的に鍛造形成されており、分岐管（１）内にはろう付け部はない。したがって、検査治具の係止部となり得る外径拡大部（１５）が形成され、かつ冷媒配管のろう付け接続部となり得る接続口（１３）を有する一方の開口端（１１）を分流部分等から離設する必要がない。このようにして、比較的安価に製造することが可能であり、かつ小型化することが可能となる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明の分岐管では、一方の開口端（１１）から流入した流体を他方の開口端（１２）に向かって流通する流体通路（１６）を備え、この流体通路（１６）は、経路中の分岐点（１７）より上流側の第１流体通路（１６ａ）と、分岐点（１７）より下流側の第２流体通路（１６ｂ）とからなり、第２流体通路（１６ｂ）の延設方向が、第１流体通路（１６ａ）の延設方向に対し、略垂直となるように形成されていることを特徴としている。
【００１３】
これによると、分岐管（１）の流体通路（１６）内を流通する流体を、分岐点（１７）において精度よく分流しやすい。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明の分岐管では、第１流体通路（１６ａ）は、第２流体通路（１６ｂ）よりも径が小さく形成されていることを特徴としている。
【００１５】
これによると、第１流体通路（１６ａ）内の方が、第２流体通路（１６ｂ）内よりも、流体の流速が速くなる。したがって、分岐点（１７）における流体の分流精度を向上することが可能である。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明の分岐管では、流体通路（１６）を流通する流体は、冷凍サイクル内を循環する二酸化炭素冷媒であることを特徴としている。
【００１７】
二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクル内は高圧であるので、検査治具の係止部となり得る外径拡大部（１５）が形成され、かつ冷媒配管のろう付け接続部となり得る接続口（１３）を有する一方の開口端（１１）を備える分岐管（１）を、比較的安価に製造することが可能であり、かつ小型化することが可能である効果は大きい。
【００１８】
また、請求項５に記載の発明の分岐管の製造方法では、２つの開口端（１１、１２）のうち、一方の開口端（１１）は１つの接続口（１３）を有し、他方の開口端（１２）は複数の接続口（１４）に分岐するように一体的に鍛造する鍛造工程を備え、一方の開口端（１１）の近傍には、他の部位より外径が大きい外径拡大部（１５）が形成されることを特徴としている。
【００１９】
これによると、請求項１に記載の発明の分岐管を製造することができる。分岐管（１）は一体的に鍛造形成され、分岐管（１）内にはろう付け部はない。したがって、検査治具の係止部となり得る外径拡大部（１５）が形成され、かつ冷媒配管のろう付け接続部となり得る接続口（１３）を有する一方の開口端（１１）を分流部分等から離設する必要がない。このようにして、比較的安価に製造することが可能であり、かつ小型化することが可能となる。
【００２０】
また、請求項６に記載の発明の分岐管の製造方法では、鍛造工程の後に、一方の開口端（１１）を拡径する拡径工程を備え、この拡径工程において、外径拡大部（１５）が形成されることを特徴としている。
【００２１】
これによると、外径拡大部（１５）を、一方の開口端（１１）を拡径することで容易に形成することができる。
【００２２】
また、請求項７に記載の発明の分岐管の製造方法では、鍛造工程では、一方の開口端（１１）から流入した流体を他方の開口端（１２）に向かって流通する流体通路（１６）が形成され、この流体通路（１６）は、経路中の分岐点（１７）より上流側の第１流体通路（１６ａ）と、分岐点（１７）より下流側の第２流体通路（１６ｂ）とからなり、第２流体通路（１６ｂ）の延設方向が、前記第１流体通路（１６ａ）の延設方向に対し、略垂直となるように形成されることを特徴としている。
【００２３】
これによると、流体通路（１６）内を流通する流体を、分岐点（１７）において精度よく分流しやすい分岐管（１）を製造することが可能である。
【００２４】
また、請求項８に記載の発明の分岐管の製造方法では、第１流体通路（１６ａ）は、第２流体通路（１６ｂ）よりも径が小さく形成されることを特徴としている。
【００２５】
これによると、第１流体通路（１６ａ）内の方が、第２流体通路（１６ｂ）内よりも、流体の流速が速くなる分岐管（１）を製造することができる。したがって、分岐点（１７）における流体の分流精度を向上することが可能である。
【００２６】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００２８】
図１は、本実施形態の分岐管である分流器１の概略構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。本実施形態の分流器１は、従来技術で説明した分流器１０１と同様に、冷凍サイクル中のエバポレータの上流側に設けられるものであり、エバポレータの複数（本例では２つ）の冷媒回路に冷媒をほぼ均等に分配して流入させるものである。なお、従来技術と同様のエバポレータ部分については、一部説明を省略する。
【００２９】
図１（ａ）に示すように、分流器１は銅合金材からなり、略Ｔ字形状に形成されている。分流器１の図中上方側の端部は、本実施形態の一方の開口端である開口端１１となっており、図中下方側左右両端部は、本実施形態の他方の開口端である開口端１２となっている。
【００３０】
図１（ｂ）に示すように、開口端１１には、分流器１が図示しない冷凍サイクルに組み込まれるときに、冷媒配管をろう付け接続するための接続口１３が１つ形成されている。開口端１２には、従来技術で説明した分流器１０１と同様に、図５に示すエバポレータ２の伝熱管２２がろう付け接続される接続口１４がそれぞれ１つずつ、２つ形成されている。
【００３１】
分流器１内には、冷凍サイクルに組み込まれたときに、流体である冷媒（本例では二酸化炭素冷媒）が流通するための流体通路１６が形成されている。流体通路１６は、１つの接続口１３と２つの接続口１４間をそれぞれ連通するＴ字状の通路であり、分岐点１７より上流側（接続口１３側）は第１流体通路１６ａ、分岐点１７より下流側（接続口１４側）は第２流体通路１６ｂとなっている。
【００３２】
すなわち、第２流体通路１６ｂは、第１流体通離１６ａに対し、略垂直となるように延設されている。また、第１流体通路１６ａは第２流体通路１６ｂよりも径が小さく形成されている。
【００３３】
また、接続口１３が設けられた開口端１１近傍の外径は、分岐点１７寄りの外径より大きく形成された外径拡大部１５となっている。開口端１１近傍に外径拡大部１５が形成されていることにより、接続口１４に図示しないエバポレータが接続された状態での耐圧検査を実施するときに、図示しない検査治具を外径の差を利用して確実に係止することができる。
【００３４】
本例のように冷媒が二酸化炭素である冷凍サイクル内に用いられる各機能部品の耐圧検査は、一般的にフロン等を冷媒とする冷凍サイクルの場合よりも高圧で行なわれるので、エバポレータに接続される分流器１に外径拡大部１５が形成されている効果は大きい。
【００３５】
次に、本実施形態における分流器１の製造方法について説明する。
【００３６】
図２は、本実施形態における分流器１の概略の製造工程を示す工程別断面図である。
【００３７】
図２（ａ）において、３１は分流器１を鍛造加工するためのフォーミング型であり、フォーミング型３１は、円筒状の円筒部３１ａと、この円筒部３１ａから外方に向かって突出した凹部３１ｂとを備えている。そして、フォーミング型３１内には、円筒部３１ａに内接するように分流器１の素材である銅合金管４１が配置される。本例では、銅合金管４１として管壁厚さ約１．５ｍｍの管を用いている。
【００３８】
図２（ａ）に示すように、フォーミング型３１内への銅合金管４１の配置が完了すると、銅合金管４１内が流動体で満たされるように、凹部３１ｂを除くフォーミング型３１内に流動体を充填し、図２（ｂ）に示すようにこの流動体を高圧加圧して、銅合金管４１の一部が凹部３１ｂの内面に倣って凸部４１ａを形成するように鍛造加工する。
【００３９】
この鍛造加工は、流動体を用いてフォーミング加工する所謂ハイドロフォーミング加工である。なお、本例では、流動体として防錆剤を含有する水を用いている。流動体としては、オイル等の他の材料を採用することも可能である。
【００４０】
フォーミング加工が完了したら、流動体を除去しフォーミング型３１を型割して凸部４１ａを有する銅合金管４１を取り出し、凸部４１ａの先端を切除して、図２（ｃ）に示すようなＴ字状の配管４２を得る。
【００４１】
Ｔ字状の配管４２が得られたら、図２（ｄ）に示すように、プレス型３２等により複数回プレスを行ない、配管４２の図中上端部を拡径して接続口３１を形成するとともに、外径拡大部１５を形成する。なお、図２（ｄ）では図示を省略しているが、接続口１４も同様にプレス加工により形成して、分流器１を得る。
【００４２】
ここで、図２（ｂ）に示す工程が、本実施形態における鍛造工程であり、図２（ｄ）に示す工程が、本実施形態における拡径工程である。
【００４３】
上述の構成および製造方法によれば、分流器１は、一体的に鍛造形成されており、複数の部材をろう付け接合するものではない。したがって、検査治具の係止部となる外径拡大部１５が形成されるとともに、冷媒配管とのろう付け接続部となる接続口１３を有する開口端１１を、従来のように分流器内のろう付け接合部からの距離を考慮して設ける必要がない。このように、分流器１は、比較的安価に製造することが可能であり、かつ小型化することが可能である。
【００４４】
また、第２流体通路１６ｂの延設方向が第１流体通路１６ａの延設方向に対し略垂直となるように形成され、第１流体通路１６ａから分岐点１７に冷媒が進入したときには、冷媒が流体通路１６の内部下面に衝突して分流するようになっている。さらに、第１流体通路１６ａは、第２流体通路１６ｂよりも径が小さく形成され、内部を流通する冷媒の流速が速くなるようになっている。これらにより、分岐点１７における冷媒の分流精度を向上することが可能である。
【００４５】
（他の実施形態）
上記一実施形態では、分岐管は分流器１であったが、複数のパスを有するエバポレータ等の出口側合流部に設ける分岐管であってもよい。
【００４６】
また、上記一実施形態では、分流器１は、Ｔ字形状に形成されていたが、この形状に限定されるものではない。例えば、図３に示すように、第２流体通路１６ｂを形成する部分がＵ字形状に形成された分岐管２０１であってもよい。ただし、Ｔ字形状が分流精度向上に適しているのに対し、Ｕ字形状は、並設された伝熱管等に接続するのに適している。したがって、Ｕ字形状を有する分岐管２０１は、例えば、エバポレータの出口側の合流管として用いて好適である。
【００４７】
また、上記一実施形態では、他方の開口端である開口端１２は、２つの接続口１４を備えていたが、複数に分岐するものであれば、これに限定されるものではない。例えば、４パスのエバポレータの上流側に用いられるのであれば、他方の開口端の接続口は４つ形成されるものであってもよい。
【００４８】
また、上記一実施形態では、第１流体通路１６ａの径を第２流体通路１６ｂの径より小さく形成したが、これに限定されるものではない。例えば、第１流体通路１６ａと第２流体通路１６ｂとを同径としてもよい。これによれば、分流精度は低下するものの、圧力損失を低下することが可能である。
【００４９】
また、上記一実施形態では、鍛造工程では所謂ハイドロフォーミング加工を行なったが、他の鍛造加工を採用するものであってもかまわない。
【００５０】
また、上記一実施形態では、拡径工程を鍛造工程とは別に行なったが、両工程を同一工程で行なってもかまわない。例えば、全体の鍛造加工を行なうときに、開口端１１に接続口１３と外径拡大部１５とを同時形成してもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における分岐管である分流器１の概略構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。
【図２】本発明の一実施形態における分流器１の概略の製造工程示す工程別断面図である。
【図３】他の実施形態における分岐管の概略構成図である。
【図４】従来の分岐管である分流器１０１の概略構成図である。
【図５】従来の分流器１０１とエバポレータ２との接続状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１　分流器（分岐管）
１１　開口端（一方の開口端）
１２　開口端（他方の開口端）
１３、１４　接続口
１５　外径拡大部
１６　流体通路
１６ａ　第１流体通路
１６ｂ　第２流体通路
１７　分岐点
３１　フォーミング型
３２　プレス型
４１　銅合金管
【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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