(57)【要約】【課題】騒音の伝達を防止できるとともに搭載スペースを低減できる配管装置を提供する。【解決手段】外管２１０の内側で内管２２０の外側に形成された外側流路２３０を流通する高圧冷媒と、内管２２０の内側に形成された内側流路２４０を流通する低圧冷媒との間で熱交換を行う二重管構造の配管装置であって、内管２２０の管壁に螺旋状に形成された螺旋溝部２２２と、螺旋溝部２２２を区画する螺旋状の峰部２２３と、内管２２０の内側であって内管２２０の軸方向の一部に設けられて螺旋溝部２２２により支持され、内側流路２４０を部分的に分流させる分流領域２５５を形成する分流管２５０と、分流管２５０の内側に形成され、低圧冷媒を流通させる主流路２５１と、分流管２５０の外側であって峰部２２３の内側に形成され、主流路２５１とは異なる経路長で低圧冷媒を流通させる迂回流路２５２とを有するように構成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外管（２１０）と前記外管（２１０）の内側に設けられた内管（２２０）とを備え、前記外管（２１０）の内側であって前記内管（２２０）の外側に形成された外側流路（２３０）を流通する第１の流体と、前記内管（２２０）の内側に形成された内側流路（２４０）を流通する第２の流体との間で熱交換を行う二重管構造の配管装置であって、
前記内管（２２０）の管壁に螺旋状に形成され、前記内管（２２０）の内側に凸となる螺旋溝部（２２２）と、
前記内管（２２０）の外側に凸となり前記螺旋溝部（２２２）を区画する螺旋状の峰部（２２３）と、
前記内管（２２０）の内側であって前記内管（２２０）の軸方向の一部に設けられて前記螺旋溝部（２２２）により支持され、前記内側流路（２４０）を部分的に分流させる分流領域（２５５）を形成する分流管（２５０）と、
前記分流管（２５０）の内側に形成され、前記第２の流体を流通させる主流路（２５１）と、
前記分流管（２５０）の外側であって前記峰部（２２３）の内側に形成され、前記主流路（２５１）の外側を螺旋状に迂回して前記主流路（２５１）から部分的に分流し、前記主流路（２５１）とは異なる経路長で前記第２の流体を流通させる迂回流路（２５２）と
を有することを特徴とする配管装置。
【請求項２】
前記分流領域（２５５）での前記峰部（２２３）の螺旋ピッチ（Ｐ２）は、前記分流領域（２５５）以外での前記峰部（２２３）の螺旋ピッチ（Ｐ１）よりも狭いことを特徴とする請求項１に記載の配管装置。
【請求項３】
前記分流領域（２５５）での前記螺旋溝部（２２２）の管軸に対する傾斜角度（θ２）は、前記分流領域（２５５）以外での前記螺旋溝部（２２２）の管軸に対する傾斜角度（θ１）よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の配管装置。
【請求項４】
前記迂回流路（２５２）の断面積（Ａ２）は、前記主流路（２５１）の断面積（Ａ１）以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の配管装置。
【請求項５】
前記分流管（２７０）の少なくとも一方の端部（２７０ａ、２７０ｂ）は、先端側ほど外径が小さくなるように形成されたテーパ部（２７１、２７２）を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の配管装置。
【請求項６】
前記分流管（２７５）の少なくとも一方の端部（２７５ａ、２７５ｂ）は、外周側が面取りされた面取り部（２７６、２７７）を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の配管装置。
【請求項７】
冷媒を圧縮する圧縮機（１０１）と、前記圧縮機（１０１）で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器（１０２）と、前記凝縮器（１０２）で凝縮した冷媒を減圧膨張させる減圧手段（１０３）と、前記減圧手段（１０３）で減圧された冷媒を蒸発させて前記圧縮機（１０１）に戻す蒸発器（１０４）と、前記圧縮機（１０１）、前記凝縮器（１０２）、前記減圧手段（１０３）及び前記蒸発器（１０４）を順次環状に接続する冷媒配管（１１１、１１２、１１３）とを有する冷凍サイクル装置であって、
前記冷媒配管（１１１、１１２、１１３）の一部として請求項１乃至７のいずれか１項に記載の配管装置が用いられ、
前記外側流路（２３０）は、前記凝縮器（１０２）と前記減圧手段（１０３）との間に設けられて高圧冷媒が流れる流路を構成し、
前記内側流路（２４０）は、前記蒸発器（１０４）と前記圧縮機（１０１）との間に設けられて低圧冷媒が流れる流路を構成することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記分流管（２５０）のうち前記圧縮機（１０１）側の端部（２５０ｂ）近傍での前記螺旋溝部（２２２）の管軸に対する傾斜角度（θ３）は、前記分流領域（２５５）以外での前記螺旋溝部（２２２）の管軸に対する傾斜角度（θ１）よりも小さいことを特徴とする請求項７に記載の配管装置。
【請求項９】
前記分流管（２５０）は、前記内側流路（２４０）の前記圧縮機（１０１）側の端部に配置されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
車両に搭載されることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
外管（２１０）と前記外管（２１０）の内側に設けられた内管（２２０）とを備え、前記外管（２１０）の内側であって前記内管（２２０）の外側に形成された外側流路（２３０）を流通する第１の流体と、前記内管（２２０）の内側に形成された内側流路（２４０）を流通する第２の流体との間で熱交換を行う二重管構造の配管装置の製造方法であって、
前記内管（２２０）の内径よりも外径が小さく前記内管（２２０）よりも長さの短い分流管（２５０）を前記内管（２２０）の内側に挿入し、
前記分流管（２５０）が前記内管（２２０）の内側に挿入された状態で、内側に凸となり前記分流管（２５０）を圧接支持する螺旋状の螺旋溝部（２２２）と外側に凸となり前記螺旋溝部（２２２）を区画する螺旋状の峰部（２２３）とを前記内管（２２０）の管壁に形成して、前記分流管（２５０）の内側に主流路（２５１）を形成するとともに、前記分流管（２５０）の外側であって前記峰部（２２３）の内側に前記主流路（２５１）の外側を螺旋状に迂回する迂回流路（２５２）を形成し、
前記内管（２２０）を前記外管（２１０）の内側に挿入して固定することを特徴とする配管装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管装置及びそれを備えた冷凍サイクル装置並びにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両に搭載される従来の冷凍サイクル装置が開示されている。この冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器が冷媒配管により順次環状に接続された構成を有している。圧縮機からの高温高圧の冷媒が流れる凝縮器及び膨張弁間の高圧配管の一部と、低温低圧の冷媒が流れる蒸発器及び圧縮機間の低圧配管の一部とは、二重管構造を形成している。二重管部分では、高温高圧の冷媒と低温低圧の冷媒との間で熱交換が行われる。これにより、冷凍サイクル装置の冷房性能が向上するようになっている。
【０００３】
また、この冷凍サイクル装置では、圧縮機及び凝縮器がエンジンルーム内に配置され、膨張弁及び蒸発器が車室内に配置されている。一般にこの場合、圧縮機と二重管部分との間の冷媒配管、すなわち圧縮機よりも上流側（車室側）のエンジンルーム内の低圧配管には、タンク状の膨張型消音器が介設される。これにより、圧縮機の脈動が冷媒配管を介して車室内に伝達し、騒音が発生するのを防止できるようになっている。
【特許文献１】特開２００６−１６２２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記の構成では、エンジンルーム内の冷媒配管に消音器が介設されるため、冷媒配管及び冷凍サイクル装置の搭載スペースが大きくなってしまうという問題が生じる。
【０００５】
本発明の目的は、騒音の伝達を防止できるとともに搭載スペースを低減できる配管装置及びそれを備えた冷凍サイクル装置並びにその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、外管（２１０）と外管（２１０）の内側に設けられた内管（２２０）とを備え、外管（２１０）の内側であって内管（２２０）の外側に形成された外側流路（２３０）を流通する第１の流体と、内管（２２０）の内側に形成された内側流路（２４０）を流通する第２の流体との間で熱交換を行う二重管構造の配管装置であって、内管（２２０）の管壁に螺旋状に形成され、内管（２２０）の内側に凸となる螺旋溝部（２２２）と、内管（２２０）の外側に凸となり螺旋溝部（２２２）を区画する螺旋状の峰部（２２３）と、内管（２２０）の内側であって内管（２２０）の軸方向の一部に設けられて螺旋溝部（２２２）により支持され、内側流路（２４０）を部分的に分流させる分流領域（２５５）を形成する分流管（２５０）と、分流管（２５０）の内側に形成され、第２の流体を流通させる主流路（２５１）と、分流管（２５０）の外側であって峰部（２２３）の内側に形成され、主流路（２５１）の外側を螺旋状に迂回して主流路（２５１）から部分的に分流し、主流路（２５１）とは異なる経路長で第２の流体を流通させる迂回流路（２５２）とを有することを特徴としている。
【０００８】
これにより、内側流路（２４０）内を伝播する音波は、分流領域（２５５）において経路長の互いに異なる主流路（２５１）と迂回流路（２５２）とに分かれて伝播する。このため、両流路（２５１、２５２）を伝播する音波の位相を互いにずらすことができ、分流領域（２５５）の伝播方向下流側で合波した音波を干渉効果により減衰させることができる。したがって、内側流路（２４０）を介した騒音の伝達を防止できる。また、流体間の熱交換を行う配管装置内での消音が可能であるため、配管装置外部に消音器を別途設ける必要がなく、搭載スペースを低減できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、分流領域（２５５）での峰部（２２３）の螺旋ピッチ（Ｐ２）は、分流領域（２５５）以外での峰部（２２３）の螺旋ピッチ（Ｐ１）よりも狭いことを特徴としている。
【００１０】
これにより、迂回流路（２５２）の長さを分流管（２５０）の長さに対して長くできるので、迂回流路（２５２）と主流路（２５１）との間に所定の経路長差を設けるのに必要な分流管（２５０）の長さを短くできる。したがって、熱交換効率の低下する分流領域（２５５）を狭くできるため、配管装置の熱交換性能が向上する。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、分流領域（２５５）での螺旋溝部（２２２）の管軸に対する傾斜角度（θ２）は、分流領域（２５５）以外での螺旋溝部（２２２）の管軸に対する傾斜角度（θ１）よりも大きいことを特徴としている。
【００１２】
これにより、分流領域（２５５）での螺旋溝部（２２２）と峰部（２２３）との間隔を狭くできるため、分流領域（２５５）での峰部（２２３）の螺旋ピッチ（Ｐ２）を分流領域（２５５）以外での峰部（２２３）の螺旋ピッチ（Ｐ１）よりも狭くすることが容易になる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、迂回流路（２５２）の断面積（Ａ２）は、主流路（２５１）の断面積（Ａ１）以上であることを特徴としている。
【００１４】
これにより、内側流路（２４０）を伝播する音波に対して迂回流路（２５２）の入口面積を大きくできるため、分流領域（２５５）において迂回流路（２５２）側にも音波が伝播し易くなる。したがって、迂回流路（２５２）を伝播する音波の強度と、主流路（２５１）を伝播する音波の強度とを近づけることができるため、高い干渉効果が得られる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、分流管（２７０）の少なくとも一方の端部（２７０ａ、２７０ｂ）は、先端側ほど外径が小さくなるように形成されたテーパ部（２７１、２７２）を有していることを特徴としている。
【００１６】
これにより、テーパ部（２７２）によって音波が分流管（２７０）の外側に誘導されるため、分流領域（２５５）において迂回流路（２５５）側にも音波が伝播し易くなる。また、テーパ部（２７１、２７２）を設けることによって、分流管（２７０）を内管（２２０）に挿入する際の挿入性が向上する。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、分流管（２７５）の少なくとも一方の端部（２７５ａ、２７５ｂ）は、外周側が面取りされた面取り部（２７６、２７７）を有していることを特徴としている。
【００１８】
これにより、面取り部（２７７）によって音波が分流管（２７０）の外側に誘導されるため、分流領域（２５５）において迂回流路（２５５）側にも音波が伝播し易くなる。また、面取り部（２７６、２７７）を設けることによって、分流管（２７５）を内管（２２０）に挿入する際の挿入性が向上する。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、冷媒を圧縮する圧縮機（１０１）と、圧縮機（１０１）で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器（１０２）と、凝縮器（１０２）で凝縮した冷媒を減圧膨張させる減圧手段（１０３）と、減圧手段（１０３）で減圧された冷媒を蒸発させて圧縮機（１０１）に戻す蒸発器（１０４）と、圧縮機（１０１）、凝縮器（１０２）、減圧手段（１０３）及び蒸発器（１０４）を順次環状に接続する冷媒配管（１１１、１１２、１１３）とを有する冷凍サイクル装置であって、冷媒配管（１１１、１１２、１１３）の一部として上記の配管装置が用いられ、外側流路（２３０）は、凝縮器（１０２）と減圧手段（１０３）との間に設けられて高圧冷媒が流れる流路を構成し、内側流路（２４０）は、蒸発器（１０４）と圧縮機（１０１）との間に設けられて低圧冷媒が流れる流路を構成することを特徴としている。
【００２０】
これにより、圧縮機（１０１）の脈動により生じる音を配管装置の内側流路（２４０）内で消音できる。このため、冷凍サイクル装置の圧縮機（１０１）と蒸発器（１０４）との間に消音器を別途設ける必要が必ずしもないので、冷凍サイクル装置の搭載スペースを低減できる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、分流管（２５０）のうち圧縮機（１０１）側の端部（２５０ｂ）近傍での螺旋溝部（２２２）の管軸に対する傾斜角度（θ３）は、分流領域（２５５）以外での螺旋溝部（２２２）の管軸に対する傾斜角度（θ１）よりも小さいことを特徴としている。
【００２２】
これにより、圧縮機（１０１）側から伝播する音波に対して迂回流路（２５２）の入口面積を大きくできるため、分流領域（２５５）において迂回流路（２５２）側にも音波が伝播し易くなる。したがって、迂回流路（２５２）を伝播する音波の強度と、主流路（２５１）を伝播する音波の強度とを近づけることができるため、高い干渉効果が得られる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、分流管（２５０）は、内側流路（２４０）の圧縮機（１０１）側の端部に配置されていることを特徴としている。
【００２４】
これにより、圧縮機（１０１）と分流領域（２５５）との間の経路長を短くすることができるため、圧縮機（１０１）から分流領域（２５５）に伝播する音波の波長を特定し易くなる。したがって、分流管（２５０）、螺旋溝部（２２２）及び峰部（２２３）を高い消音効果が得られるように設計するのが容易になる。
【００２５】
請求項１０に記載の発明のように、上記の冷凍サイクル装置は、搭載スペースの制約が大きい車両に搭載することにより特に高い効果が得られる。
【００２６】
請求項１１に記載の発明は、外管（２１０）と外管（２１０）の内側に設けられた内管（２２０）とを備え、外管（２１０）の内側であって内管（２２０）の外側に形成された外側流路（２３０）を流通する第１の流体と、内管（２２０）の内側に形成された内側流路（２４０）を流通する第２の流体との間で熱交換を行う二重管構造の配管装置の製造方法であって、内管（２２０）の内径よりも外径が小さく内管（２２０）よりも長さの短い分流管（２５０）を内管（２２０）の内側に挿入し、分流管（２５０）が内管（２２０）の内側に挿入された状態で、内側に凸となり分流管（２５０）を圧接支持する螺旋状の螺旋溝部（２２２）と外側に凸となり螺旋溝部（２２２）を区画する螺旋状の峰部（２２３）とを内管（２２０）の管壁に形成して、分流管（２５０）の内側に主流路（２５１）を形成するとともに、分流管（２５０）の外側であって峰部（２２３）の内側に主流路（２５１）の外側を螺旋状に迂回する迂回流路（２５２）を形成し、内管（２２０）を外管（２１０）の内側に挿入して固定することを特徴としている。
【００２７】
これにより、螺旋溝部（２２２）を形成するのと同時に分流管（２５０）を内管（２２０）に支持固定させることができるため、配管装置の製造工程を簡略化できる。
【００２８】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係の一例を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１乃至図５を用いて説明する。図１は、本実施形態における配管装置を備えた冷凍サイクル装置の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、配管装置２００及び冷凍サイクル装置１００は、水冷式のエンジン１０を走行用の駆動源とする車両に搭載されている。車両は、エンジン１０が搭載されるエンジンルーム１と乗員用の車室２とに、ダッシュパネル３によって区画されている。
【００３０】
冷凍サイクル装置１００は、圧縮機１０１、凝縮器（放熱器）１０２、膨張弁１０３及び蒸発器（吸熱器）１０４が冷媒配管１１１、１１２、１１３を介して順次環状に接続された構成を有している。このうち、圧縮機１０１及び凝縮器１０２はエンジンルーム１内に配置され、膨張弁１０３及び蒸発器１０４は車室２内に配置されている。
【００３１】
車室２内には、空調装置（室内ユニット）１２０が配置されている。空調装置１２０は、空調ケース１２１と、空調ケース１２１内に配設された送風機１２２、蒸発器１０４及びヒータコア１２３とを有している。送風機１２２は、外気又は内気を切替導入して車室２内に空調空気として送風するようになっている。蒸発器１０４は、冷凍サイクル装置１００の作動に伴って冷媒を内部で蒸発させ、蒸発潜熱により空調空気を冷却する冷房用の熱交換器である。ヒータコア１２３は、エンジン１０の冷却水を加熱源として空調空気を加熱する暖房用の熱交換器である。
【００３２】
ヒータコア１２３の空気流れ上流側には、ヒータコア１２３を通過する空調空気の量を調節するエアミックスドア１２４が設けられている。エアミックスドア１２４の開度を調節することによって、蒸発器１０４により冷却された空調空気と、ヒータコア１２３により加熱された空調空気との混合比率が可変される。これにより、車室２内に吹き出される空気の温度が調節されるようになっている。
【００３３】
冷凍サイクル装置１００の圧縮機１０１は、冷凍サイクル装置１００内の冷媒を高温高圧に圧縮する流体機器である。圧縮機１０１は、例えばエンジン１０の駆動力によって駆動されるようになっている。エンジン１０の駆動力は、クランクプーリ１１及び駆動ベルト１２を介して、圧縮機１０１の駆動軸に固定されたプーリ１３に伝達される。プーリ１３には、圧縮機１０１の駆動軸とプーリ１３との間を断続する電磁クラッチ（図示せず）が設けられている。
【００３４】
凝縮器１０２は、圧縮機１０１の吐出側に接続され、圧縮機１０１で圧縮された冷媒をエンジンルーム１内に流入する外気との熱交換により凝縮液化する熱交換器である。凝縮器１０２と圧縮機１０１の間は、高圧冷媒配管１１１を介して接続されている。
【００３５】
膨張弁１０３は、凝縮器１０２で凝縮された冷媒を減圧膨張させて低温低圧にする減圧手段である。膨張弁１０３は例えば空調ケース１２１に近接して設けられ、高圧冷媒配管１１２を介して凝縮器１０２に接続されている。膨張弁１０３としては、例えば、凝縮器１０２から流出する冷媒の温度と圧力に応じて弁開度が調整される機械式膨張弁が用いられる。また膨張弁１０３としては、弁開度を調節するモータ等の電磁アクチュエータと、高圧冷媒の状態を検知して電気信号を出力するセンサと、この信号に応じて電磁アクチュエータを制御する制御装置とを備えた電気式膨張弁を用いることもできる。さらに減圧手段としては、膨張弁１０３以外にも絞りやエジェクタ等を用いることができる。
【００３６】
蒸発器１０４は、膨張弁１０３で減圧された冷媒を蒸発させ、上述のように空調空気を冷却する熱交換器である。蒸発器１０４の冷媒出口側は、低圧冷媒配管１１３を介して圧縮機１０１に接続されている。
【００３７】
本実施形態では、高圧冷媒配管１１２の少なくとも一部を構成する外管２１０と、低圧冷媒配管１１３の少なくとも一部を構成する内管２２０とを備えた二重管構造の配管装置２００が設けられている。配管装置２００の二重管部分では、外管２１０を流れる高温高圧冷媒（第１の流体）と、内管２２０を流れる低温低圧冷媒（第２の流体）との間の熱交換が行われる。これにより、冷凍サイクル装置１００の冷房性能が向上するようになっている。
【００３８】
図２は、配管装置２００の構成を示す模式図である。図３は、管軸を含む面で切断した配管装置２００の圧縮機１０１側端部近傍の構成を示す断面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線で切断した配管装置２００の構成を示す断面図である。図２及び図３では、高圧冷媒の流れ方向を白抜き太矢印で示し、低圧冷媒の流れ方向を黒塗り太矢印で示している。
【００３９】
図２乃至図４に示すように、配管装置２００は、外管２１０と、外管２１０の内径よりも小さい外径を有し外管２１０の内側を貫通するように配設された内管２２０とを備えた二重管構造を有している。外管２１０は、例えばアルミニウム製のφ２２ｍｍ管（外径２２ｍｍ、内径１９．６ｍｍ）により形成されている。外管２１０の長手方向両端部は、内管２２０と組み合わされた後に、その全周が径方向内側へ向けて縮管されて、内管２２０の外壁面に気密あるいは液密となるように溶接されている。これにより、外管２１０と内管２２０との間には、高圧冷媒を流通させる外側流路２３０となる空間が形成されている。内管２２０の内側には、低圧冷媒を流通させる内側流路２４０が形成されている。配管装置２００は、二重管構造を有する熱交換領域２０５において、外側流路２３０を流れる高圧冷媒と内側流路２４０を流れる低圧冷媒との間で熱交換を行うようになっている。
【００４０】
外管２１０の長手方向両端部の外壁面には、外部と外側流路２３０とを連通させるとともに、高圧冷媒配管１１２の一部を構成するアルミニウム製のリキッド配管２３１、２３２のそれぞれ一端が接続されている。リキッド配管２３１の他端は凝縮器１０２に接続され、リキッド配管２３２の他端は膨張弁１０３に接続されている。これにより、リキッド配管２３１、外側流路２３０及びリキッド配管２３２は、凝縮器１０２で凝縮した高圧冷媒を膨張弁１０３まで流通させるようになっている。
【００４１】
内管２２０は、例えばアルミニウム製の３／４インチ管（外径１９．１ｍｍ、内径１６．７ｍｍ）により形成されている。内管２２０の一端側は圧縮機１０１に接続され、他端側は蒸発器１０４に接続されている。内管２２０内の内側流路２４０は、蒸発器１０４で蒸発した低圧冷媒を圧縮機１０１側に流通させるようになっている。外管２１０及び内管２２０の管径は、外側流路２３０の流路断面積が高圧冷媒を流通させ得る程度に確保されるとともに、内管２２０の外径をできるだけ大きくして内管２２０の表面積が大きくなるようにそれぞれ設定される。
【００４２】
外側流路２３０が形成される領域に対応する内管２２０の管壁には、いずれも内側に凸となる周回溝部２２１及び螺旋溝部２２２が設けられている。周回溝部２２１は、各リキッド配管２３１、２３２の接続位置に対応して外管２１０の両端部に設けられ、内管２２０の周方向に延びている。また螺旋溝部２２２は、両周回溝部２２１に接続されて、両周回溝部２２１間で内管２２０の長手方向に１条又は多条（例えば３条）の螺旋状に延びている。周回溝部２２１及び螺旋溝部２２２が形成されていることにより、外側流路２３０が拡大するようになっている。螺旋溝部２２２は、螺旋溝部２２２形成前の内管２２０の外径寸法がほぼ維持されて内管２２０の外側に凸となる螺旋状の峰部２２３によって区画されている。
【００４３】
内管２２０の軸方向の一部には、内側流路２４０を部分的に分流させる分流領域２５５が設けられている。分流領域２５５における内管２２０の内側には、円管状の分流管２５０が設けられている。分流管２５０は、螺旋溝部２２２で規定される内管２２０の内径とほぼ同一の外径を有し、内管２２０に対しほぼ同軸に挿入されて螺旋溝部２２２の管内壁側によって圧接支持されている。例えば分流管２５０は、内管２２０及び外管２１０と同様にアルミニウム製であり、比較的薄い肉厚を有している。分流管２５０は、内側流路２４０のうち圧縮機１０１側の端部に設けられている。
【００４４】
分流管２５０の内側には、図３の実線細矢印で示すように、分流領域２５５において低圧冷媒の一部を流通させる主流路２５１が形成されている。主流路２５１は、内管２２０及び分流管２５０の管軸に概ね沿って延びている。主流路２５１の経路長は、分流管２５０の長さにほぼ等しい。
【００４５】
分流管２５０の外側であって峰部２２３の内側の空間には、主流路２５１の外側を螺旋状に迂回して主流路２５１から部分的に分流する迂回流路２５２が形成されている。迂回流路２５２は、図３の破線細矢印で示すように、分流領域２５５において主流路２５１よりも長い経路長で低圧冷媒の一部を流通させ、分流領域２５５の下流側で主流路２５１を流通した低圧冷媒と合流させるようになっている。例えば３条の螺旋溝部２２２が形成されている場合には３条の峰部２２３が形成されるため、３本の迂回流路２５２が形成される。
【００４６】
次に、本実施形態における配管装置の製造方法について説明する。
【００４７】
まず、円管状の内管２２０に対し、内管２２０の内径よりも外径が小さく内管２２０よりも長さの短い分流管２５０を挿入する。挿入した分流管２５０は、分流領域２５５となる位置に、例えば接着材等を用いて仮固定される。次に、分流管２５０が内管２２０内の所定位置に挿入された状態で、内管２２０の管壁に周回溝部２２１及び螺旋溝部２２２を形成する。
【００４８】
図５は、周回溝部２２１及び螺旋溝部２２２の形成工程の一例を示す図である。図５に示すように、周回溝部２２１及び螺旋溝部２２２を形成する際には溝付け工具２６０が用いられる。溝付け工具２６０は、円盤状のブロック２６１と、ボール２６２と、ボール２６２の位置を規定するボルト２６３とを有している。ブロック２６１は、内管２２０を挿通可能な挿通孔２６４を中心部に有している。ブロック２６１には、挿通孔２６４の内壁面から放射状に延びる複数の径方向孔が設けられている。各径方向孔にはそれぞれ、ボルト２６３と、ボルト２６３の先端に取り付けられたボール２６２とが収容されている。ボルト２６３は径方向孔に螺合している。ボルト２６３を回転させることにより、ボール２６２の挿通孔２６４への突出量を調節できるようになっている。ボール２６２とボルト２６３の組数は、形成される螺旋溝部２２２の条数に等しい。本実施形態では３条の螺旋溝部２２２を形成するため、３組のボール２６２及びボルト２６３が設けられている。
【００４９】
周回溝部２２１及び螺旋溝部２２２を形成する際には、内管２２０を挿通孔２６４に挿通した後に、内管２２０の長手方向両端部側を保持具等（図示せず）で固定する。そして、ボルト２６３によってボール２６２を螺旋溝部２２２の溝深さに相当する位置まで押し付ける。螺旋溝部２２２の溝深さは、内管２２０に挿入されている分流管２５０が圧接される程度に設定される。
【００５０】
この状態で、内管２２０の管軸を中心としてブロック２６１を回転させることにより、内管２２０の管壁には内側に凸となる溝が形成される。ブロック２６１を移動させずに回転させれば周回溝部２２１（図５では図示せず）が形成され、ブロック２６１を内管２２０の長手方向に移動させながら回転させれば螺旋溝部２２２が形成される。このとき、ブロック２６１の移動速度を調節することにより、螺旋溝部２２２の螺旋ピッチの調節が可能となる。
【００５１】
内管２２０の管壁に螺旋溝部２２２を形成することによって、分流管２５０は内管２２０により圧接支持される。またこのとき、螺旋溝部２２２の間には、内管２２０の外径寸法がほぼ維持された峰部２２３が螺旋状に形成される。これにより、分流管２５０の内側に主流路２５１が形成されるとともに、分流管２５０の外側であって峰部２２３の内側の空間には主流路２５１の外側を螺旋状に迂回する迂回流路２５２が形成される。ここで、内管２２０の分流領域２５５に螺旋溝部２２２を形成する直前に分流管２５０を内管２２０内の所定位置に挿入すれば、分流管２５０の仮固定を省略することができる。
【００５２】
その後、内管２２０を外管２１０の内側に挿入して外管２１０に対して固定し、車両のエンジンルーム１内の搭載スペースに応じて外管２１０及び内管２２０を必要部位で曲折させる工程を経て、本実施形態の配管装置２００が作製される。
【００５３】
次に、本実施形態の配管装置及び冷凍サイクル装置の作動について説明する。
【００５４】
乗員からの空調要求、例えば冷房要求があると、圧縮機１０１の電磁クラッチが接続される。これにより、圧縮機１０１はエンジン１０によって駆動され、蒸発器１０４側から冷媒を吸入して圧縮し、高温の高圧冷媒として凝縮器１０２側に吐出する。高圧冷媒は、凝縮器１０２において冷却されて凝縮液化する。ここでの冷媒は、ほぼ液相状態である。凝縮液化された冷媒は、配管装置２００の外側流路２３０を含む高圧冷媒配管１１２内を通って膨張弁１０３に流入する。冷媒は膨張弁１０３で減圧膨張した後、蒸発器１０４で蒸発する。ここでの冷媒は、ほぼ飽和ガス状態である。蒸発器１０４では、冷媒の蒸発に伴って空調空気が冷却される。蒸発器１０４で蒸発した飽和ガス冷媒は、低温の低圧冷媒として、配管装置２００の内側流路２４０（主流路２５１又は迂回流路２５２）を含む低圧冷媒配管１１３内を通って圧縮機１０１に戻る。
【００５５】
配管装置２００の熱交換領域２０５では、外側流路２３０を通る高圧冷媒と内側流路２４０を通る低圧冷媒との間で熱交換が行われる。これにより、凝縮器１０２から流出した液相冷媒は、配管装置２００でさらに過冷却されて低温化が促進される。また蒸発器１０４から流出した飽和ガス冷媒は、配管装置２００でさらに加熱されて過熱度を持ったガス冷媒となる。
【００５６】
本実施形態では、分流領域２５５に分流管２５０が設けられているため、分流領域２５５での熱交換効率は低下する。しかしながら、熱交換領域２０５における低圧冷媒と高圧冷媒の温度差は、一般に低圧冷媒の入口側端部で大きく、低圧冷媒の出口側端部で小さくなる。したがって、低圧冷媒と高圧冷媒との熱交換は主に低圧冷媒の入口側端部で行われるため、低圧冷媒の出口側端部に設けられる分流領域２５５での熱交換効率が低下しても、配管装置２００全体としての熱交換性能の低下はさほど生じない。
【００５７】
また本実施形態では、内側流路２４０が内部に形成される内管２２０は外管２１０で覆われているため、内側流路２４０を通る低圧冷媒の温度がエンジン１０等からの輻射熱により上昇してしまうおそれが少ない。このため、冷房性能の低下が防止されるようになっている。
【００５８】
圧縮機１０１の脈動により生じて車室２内に向かう音波は、内管２２０内を低圧冷媒の流れ方向とは逆向き（図３では右向き）に伝播する。内管２２０の分流領域２５５では、音波の伝播経路が主流路２５１と迂回流路２５２とに部分的に分離される。主流路２５１を伝播した音波と、迂回流路２５２を伝播した音波とは、分流領域２５５よりも伝播方向下流側（低圧冷媒の流れ方向上流側）で合波する。迂回流路２５２と主流路２５１とは経路長が互いに異なるため、迂回流路２５２を伝播した音波と主流路２５１を伝播した音波との間には位相のずれが生じる。したがって、合波した音波は互いに弱め合うため、車室２内側に伝達される音の強度は低くなる。
【００５９】
本実施形態における消音効果の高さは、分流領域２５５を伝播する音波の波長と迂回流路２５２及び主流路２５１の経路長差との関係に大きく依存する。したがって、分流管２５０の長さ及び管径、並びに螺旋溝部２２２及び峰部２２３の螺旋ピッチ等は、圧縮機１０１で生じる音の波長範囲や、要求される消音効果及び熱交換性能等に基づいて決定される。
【００６０】
ここで、迂回流路２５２を伝播する音波の強度と主流路２５１を伝播する音波の強度との差異が大きければ、高い干渉効果は得られない。したがって、主流路２５１の断面積をＡ１としたとき、迂回流路２５２の断面積（複数本の迂回流路２５２が形成されている場合には各迂回流路２５２の断面積の総和）Ａ２が断面積Ａ１以上であるのが望ましい。これにより、迂回流路２５２の音波の入口面積（低圧冷媒の出口面積）が増加して音波が迂回流路２５２にも伝播し易くなるため、迂回流路２５２を伝播する音波の強度と主流路２５１を伝播する音波の強度とを近づけることができる。
【００６１】
本実施形態では、分流管２５０が内管２２０の圧縮機１０１側の端部近傍に設けられているため、圧縮機１０１と分流領域２５５との間の音波の伝播経路を短くすることができる。したがって、分流領域２５５を伝播する音波の波長を特定し易くなるため、高い消音効果が得られるように分流管２５０の長さ及び管径、並びに螺旋溝部２２２及び峰部２２３の螺旋ピッチ等を設計するのが容易になる。また、内管２２０の大部分に伝播する音波は既に減衰しているため、内管２２０に生じる共振等を抑制できる。
【００６２】
また本実施形態では、圧縮機１０１の脈動により生じる音が、低圧冷媒と高圧冷媒との間で熱交換を行う配管装置２００内で消音される。このため、冷凍サイクル装置１００の圧縮機１０１と蒸発器１０４との間に消音器を別途設ける必要がない。したがって、車室２内への騒音の伝達を防止できるとともに、冷凍サイクル装置１００の搭載スペースを低減できる。
【００６３】
さらに本実施形態では、螺旋溝部２２２及び峰部２２３を形成するのと同時に分流管２５０を内管２２０に固定できるため、配管装置２００の製造工程が簡略化する。
【００６４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図６を用いて説明する。図６は、本実施形態における配管装置２０１の要部構成を示す断面図である。図６に示すように、配管装置２０１は、内管２２０に形成された螺旋溝部２２２の管軸に対する傾斜角度が領域によって異なっている点に特徴を有している。
【００６５】
分流管２５０の形成された分流領域２５５での螺旋溝部２２２の傾斜角度（最大傾斜角度）θ２は、分流領域２５５よりも冷媒流れ上流側及び下流側の領域での螺旋溝部２２２の傾斜角度（最大傾斜角度）θ１よりも大きくなっている（θ２＞θ１）。ここで、螺旋溝部２２２で規定される内管２２０の内径や、峰部２２３で規定される内管２２０の外径は、熱交換領域２０５（図２参照）の全体に亘りほぼ一定である。このため、分流領域２５５での螺旋溝部２２２及び峰部２２３の螺旋ピッチＰ２は、他の領域での螺旋ピッチＰ１よりも狭くなっている（Ｐ２＜Ｐ１）。これにより、迂回流路２５２の長さを分流管２５０の長さに対して長くできるため、迂回流路２５２と主流路２５１との間に所定の経路長差を設けるのに必要な分流管２５０の長さを短くできる。したがって、熱交換効率の低い分流領域２５５を狭くできるため、配管装置２０１の熱交換領域２０５での熱交換性能を向上できる。また、分流管２５０を小型軽量化できるため、配管装置２０１を小型軽量化できる。
【００６６】
また本実施形態では、分流管２５０のうち圧縮機１０１側の冷媒出口側端部２５０ｂ近傍での螺旋溝部２２２の傾斜角度（最大傾斜角度）θ３は、分流領域２５５での螺旋溝部２２２の傾斜角度θ２よりも小さくなっており（θ３＜θ２）、また分流領域２５５より冷媒流れ上流側での螺旋溝部２２２の傾斜角度θ１よりも小さくなっている（θ３＜θ１）。このため、冷媒出口側端部２５０ｂ近傍での螺旋溝部２２２及び峰部２２３の螺旋ピッチＰ３は、分流領域２５５での螺旋溝部２２２及び峰部２２３の螺旋ピッチＰ２よりも広くなり（Ｐ３＞Ｐ２）、また分流領域２５５より冷媒流れ上流側での螺旋溝部２２２及び峰部２２３の螺旋ピッチＰ１よりも広くなる（Ｐ３＞Ｐ１）。これにより、迂回流路２５２の音波の入口面積（低圧冷媒の出口面積）を大きくできるため、音波が迂回流路２５２側にも伝播し易くなる。したがって、迂回流路２５２を伝播する音波（図中矢印ｂで示す）の強度と、主流路２５１を伝播する音波（図中矢印ａで示す）の強度とを近づけることができるため、高い干渉効果が得られる。
【００６７】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図７及び図８を用いて説明する。図７は、本実施形態における配管装置の分流管２７０の構成を示す断面図である。図７に示すように、分流管２７０の冷媒入口側端部２７０ａ及び冷媒出口側端部２７０ｂには、先端側ほど外径が小さくなるように形成されたテーパ部２７１、２７２がそれぞれ形成されている。これにより、圧縮機１０１側から分流領域２５５に伝播する音波は、分流管２７０の冷媒出口側端部２７０ｂに形成されたテーパ部２７２によって分流管２７０の外側に誘導される。このため、分流領域２５５において迂回流路２５５側にも音波が伝播し易くなる。
【００６８】
また、分流管２７０の冷媒入口側端部２７０ａ及び冷媒出口側端部２７０ｂにテーパ部２７１、２７２が形成されていることによって、分流管２７０を内管２２０に挿入する際の挿入性が向上する。
【００６９】
さらに、分流管２７０の冷媒入口側端部２７０ａにテーパ部２７１が形成されていることによって、分流領域２５５に流入する低圧冷媒は分流管２７０の外側に誘導され、迂回流路２５２に流入し易くなるという効果も得られる。
【００７０】
図８は、本実施形態の分流管の構成の変形例を示す断面図である。図８に示すように、分流管２７５の冷媒入口側端部２７５ａ及び冷媒出口側端部２７５ｂには、外周側が例えばＲ面取りされた面取り部２７６、２７７がそれぞれ形成されている。本変形例によっても、分流領域２５５に伝播する音波を迂回流路２５２に誘導できるとともに、分流管２７５を内管２２０に挿入する際の挿入性が向上する。また面取り部２７６、２７７は、Ｒ面取りでなくＣ面取りにより形成されても同様の効果が得られる。
【００７１】
（その他の実施形態）
上記実施形態では、分流管２５０が内管２２０に対し圧接により固定されているが、分流管２５０は接着その他の接合方法により内管２２０に固定するようにしてもよい。
【００７２】
また上記実施形態では、分流管２５０をアルミニウム製としたが、ステンレス鋼や樹脂等の他の材料により形成してもよい。
【００７３】
さらに上記実施形態では、分流管２５０を内管２２０に挿入した後に螺旋溝部２２２及び峰部２２３を形成しているが、螺旋溝部２２２及び峰部２２３を形成した後の内管２２０に分流管２５０を挿入するようにしてもよい。例えばこの場合、螺旋溝部２２２で規定される内管２２０の内径を分流管２５０の外径よりも若干小さくしておき、分流管２５０を内管２２０に圧入するようにすれば、分流管２５０の固定が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】第１実施形態における冷凍サイクル装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】第１実施形態における配管装置の構成を示す模式図である。
【図３】管軸を含む面で切断した配管装置の要部構成を示す断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線で切断した配管装置の要部構成を示す断面図である。
【図５】周回溝部及び螺旋溝部の形成工程の一例を示す図である。
【図６】第２実施形態における配管装置の要部構成を示す断面図である。
【図７】第３実施形態における配管装置の分流管の構成を示す断面図である。
【図８】第３実施形態における配管装置の分流管の構成の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１００  冷凍サイクル装置
１０１  圧縮機
１０２  凝縮器
１０３  減圧手段
１０４  蒸発器
１１１、１１２  高圧冷媒配管
１１３  低圧冷媒配管
２００、２０１  配管装置
２１０  外管
２２０  内管
２２２  螺旋溝部
２２３  峰部
２３０  外側流路
２４０  内側流路
２５０、２７０、２７５  分流管
２５１  主流路
２５２  迂回流路
２５５  分流領域
２７１、２７２  テーパ部
２７６、２７７  面取り部
【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】
2009097784.tif 000007
【図６】
2009097784.tif 000008
【図７】
2009097784.tif 000009
【図８】
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