JP2005172195A - 二重管及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】曲げの曲率に拘わらず、外管と内管の当たりを強くすることができて、ビビリ音の発生を防止することのできる製作簡単な二重管を提供する。
【解決手段】第１流体を流す外管１の内部に第２流体を流す内管２を配設した二重管を得るに当たり、予め内管２を、径方向外方への突出部２Ａを有する非円形断面（例えば楕円形断面）に形成すると共に、外管１を内管２と略相似形断面に形成する。次に、その外管１の内部に内管２を挿入し、その状態で外管１を円形断面に変形させることにより、内管の突出部２Ａに対して外管１を圧接させ、それにより、外管１と内管２との間に流通路を確保しつつ外管１と内管２を固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用空調装置の冷媒配管などに使用される二重管及びその製造方法に関するものである。

冷媒を循環させるための配管部材として、外管の内部に内管を設けて二重の流路が得られるようにした二重管を用いる試みがなされている。

このような二重管を用いると、配管部材の引き回しをシンプル且つコンパクトに行うことができるので、特に車両用空調装置のように車体の構造等によって配管レイアウトが大きく制限される場合には非常に有利である。また、二重管を用いることで、空調装置の組み立て作業も簡素化されることになり、製造コストの低減も可能となる。

従来の二重管としては、図１１に示すように、第１流体を流す外管１の内部に第２流体を流す内管２を配設すると共に、外管１と内管２の間に連結リブ３を設けることで、両管１、２を接続した構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このような二重管は、一般的には、外管１と内管２と連結リブ３とを、アルミニウム材からの押し出し加工または引き抜き加工により一体成形することで作製している。
特開平２００１−３４１０２７号公報

しかし、上記従来の連結リブ３を備えた二重管は、押し出し加工または引き抜き加工により製作する必要があるので、コスト高であった。また、管端の加工をする場合に、連結リブ３の切断工程が必要となるため、配管作業時の工数が多くなるという問題もあった。

そこで、大径の外管に後から小径の内管を挿入することで二重管を構成することが考えられる。そうできれば、外管と内管を独立管として製作できてコスト安となるからである。だが、単に外管の内部に内管を挿入しただけでは、如何に外管と内管の端部をしっかりと固定したとしても、途中で内管と外管が接触した場合に車両振動などによりビビリ音が発生する可能性がある。

例えば、図１２に示すように、外管１内に内管２を挿入した状態で、求める配管レイアウトに対応した形状に二重管を曲げ加工すると、内管２と外管１が接触する箇所Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが生じ、その箇所で車両振動によりビビリ音が発生する可能性がある。特に配管の長さが長い場合、外管１の中で内管２がたるむ部分Ｅが生じるため、そのたるみ部分Ｅでの接触箇所Ｃにおいて大きなビビリ音が発生する可能性がある。

これを解消するため、図１３に示すように曲げの曲率を小さくし（つまり、きつく曲げ）、接触箇所Ａ、Ｂにおいて内管２が外管１の内壁に強く当たるようにすれば、ビビリ音の発生を抑えることができる。しかし、必ずしも全部の部分を小さい曲率で曲げられるとは限らず、図１４に示すような緩い曲がり箇所があると、その接触箇所Ａの当たりが弱くなってしまい、ビビリ音の発生が避けられない可能性がある。

本発明は、上記事情を考慮し、曲げの曲率に拘わらず、外管と内管の当たりを強くすることができて、ビビリ音の発生を防止することのできる製作簡単な二重管及びその製造方法を提供することを目的とする。

請求項１の発明の二重管は、第１流体を流す外管の内部に第２流体を流す内管を配設した二重管において、前記内管を、径方向外方への突出部を有する非円形断面に形成した上で、前記外管の内部に挿入し、前記内管の突出部に対して外管を圧接させることにより、外管と内管との間に前記第１流体の流通路を確保しつつ外管と内管を固定したことを特徴とする。

請求項２の発明の二重管は、請求項１に記載の二重管であって、前記外管が円形断面をなしていることを特徴とする。

請求項３の発明の二重管は、請求項１または２に記載の二重管であって、前記非円形断面部分が、内管の略全長にわたって連続的に形成されていることを特徴とする。

請求項４の発明の二重管は、請求項１または２に記載の二重管であって、前記非円形断面部分が、内管の長さ方向に間隔的に形成されていることを特徴とする。

請求項５の発明の二重管は、請求項１〜４のいずれかに記載の二重管であって、前記内管が２つの突出部を有する楕円形断面、または、３つ以上の突出部を有する多角形断面をなしていることを特徴とする。

請求項６の発明に二重管の製造方法は、第１流体を流す外管の内部に第２流体を流す内管を配設した二重管の製造方法において、前記内管を、径方向外方への突出部を有する非円形断面に形成した上で、前記外管の内部に挿入し、その状態で外管の断面を変形させることにより、前記内管の突出部に対して外管を圧接させ、それにより、外管と内管との間に前記第１流体の流通路を確保しつつ外管と内管を固定することを特徴とする。

請求項７の発明の二重管の製造方法は、請求項６に記載の二重管の製造方法であって、予め前記外管を前記内管と略相似形断面に形成した上で、その外管の内部に前記内管を挿入し、その状態で外管を円形断面に変形させることにより、内管の突出部に対して外管を圧接させることを特徴とする。

請求項８の発明の二重管の製造方法は、第１流体を流す外管の内部に第２流体を流す内管を配設した二重管の製造方法において、前記内管を、径方向外方への突出部を有し且つ最大径寸法を前記外管の内径よりも大きくした非円形断面に形成した上で、前記外管の内部に挿入することにより、前記内管の突出部に対して外管を圧接させ、それにより、外管と内管との間に前記第１流体の流通路を確保しつつ外管と内管を固定することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、内管を径方向外方への突出部を有する非円形断面に形成した上で外管内に挿入し、内管の突出部に対して外管を圧接させることにより、外管と内管との間に流通路を確保しつつ外管と内管を固定したので、外管を緩やかに曲げ加工した箇所でも、確実に内管と外管を強く圧接させることができ、車両振動等の際のビビリ音の発生を有効に防止することができる。また、内管と外管は独立管として製作した上で組み合わせることができ、内管と外管の間には余計な連結リブが存在しないので、製作が容易であり、また、管端の加工に手間がかかることもない。

請求項２の発明によれば、外管が円形断面をなしているので、どのような方向へも容易に曲げ加工することができ、曲げ加工時の作業性がよくなる。また、曲げ加工部に皺や潰れが起こりにくくなる。

請求項３の発明によれば、前記非円形断面部分が、内管の略全長にわたって連続的に形成されているので、内管と外管が全長にわたり連続的に圧接することになり、剛性が高まる。

請求項４の発明によれば、前記非円形断面部分が、内管の長さ方向に間隔的に形成されているので、内管と外管の圧接箇所が間隔的に存在することになる。従って、剛性の低い非圧接箇所で曲げ加工することにより、曲げる方向によらず、容易に曲げ加工を行うことができる。

請求項５の発明によれば、内管が２つの突出部を有する楕円形断面、または、３つ以上の突出部を有する多角形断面をなしているので、内管の非円形断面への加工がやりやすい。

請求項６の発明によれば、内管を径方向外方への突出部を有する非円形断面に形成した上で外管内に挿入し、その状態で外管の断面を変形させることにより、内管の突出部に対して外管を圧接させ、それにより、外管と内管との間に流通路を確保しつつ外管と内管を固定するので、外管を緩やかに曲げ加工した箇所でも、確実に内管と外管を強く圧接させることができ、車両振動等の際のビビリ音の発生を有効に防止することができる。しかも内管を挿入した後で外管の断面を変形させることにより外管と内管を圧接させるので、内管を隙間をもって緩めの状態で外管に挿入することができ、挿入する際に余計な力を加える必要がなく製作が容易である。また、内管と外管は独立管として製作した上で組み合わせることができ、内管と外管の間に設けていた連結リブが不要であるから、管端の加工に手間がかかることもない。

請求項７の発明によれば、予め外管を内管と略相似形断面に形成した上で、その外管の内部に内管を挿入し、その状態で外管を円形断面に変形させることにより、内管の突出部に対して外管を圧接させるので、外管に対して内管を容易に挿入することができる上、最終的な外管の断面が円形になるから、どのような方向へも容易に曲げ加工することができ、曲げ加工時の作業性がよくなると共に、曲げ加工部に皺や潰れが起こりにくくなる。

請求項８の発明によれば、内管を、径方向外方への突出部を有し且つ最大径寸法を外管の内径よりも大きくした非円形断面に形成した上で外管内に挿入することで、内管の突出部に対して外管を圧接させ、それにより、外管と内管との間に流通路を確保しつつ外管と内管を固定するので、外管に対し内管を挿入する時に抵抗はあるものの、後から外管の断面を変形させる加工を行う必要がないので、加工工程を簡略化することができる。また、それぞれ独立管として形成した内管と外管を組み合わせるだけで、内管と外管の強い圧接を実現することができるので、車両振動等の際のビビリ音の発生を有効に防止することができる。また、内管と外管の間には余計な連結リブが不要であるから、管端の加工に手間がかかることもない。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の第１実施形態の二重管及びその製造方法の説明図である。この二重管は、図１（ｄ）に示すように、第１流体を流す外管１の内部に第２流体を流す内管２を配設したもので、外管１と内管２の間に両者間の隙間を一定に保つ連結リブを有しない構造のものである。

図１（ｄ）の二重管を得るには、まず（ａ）に示すように、それぞれ円形断面の独立管として、小径の内管２と大径の外管１を用意する。次に（ａ）中に白抜き矢印Ｆで示すような方向の力を円形断面の内管２と外管１に加えることにより、（ｂ）に示すように、内管２と外管１を、それぞれ互いに略相似形の楕円形断面（非円形断面）に変形させる。

断面を楕円に変形させる方法としては、図２に示すように、一対のローラ１０１で押し潰す方法などを採用することができる。この方法によれば、内管２と外管１を、全長にわたって連続的な楕円形断面（非円形断面）に容易に加工することができる。このように楕円形断面に加工することにより、内管２には、径方向外方に突出する２つの稜線状の突出部２Ａができることになる。

次に内管２を外管１の内部に同心状に挿入することで、（ｃ）の状態を作る。そしてその状態で外管１に（ｃ）中に白抜き矢印Ｆで示すような方向の力を加えることで、（ｄ）に示すように、外管１の断面を円形に変形させ、内管２の突出部２Ａに対して外管１の内壁を圧接させる。それにより、外管１と内管２との間に流通路を確保しつつ外管１と内管２が固定された二重管ができあがる。

楕円形断面に形成した外管１を円形断面に加工し直す方法としては、図３に示すように、スウェージング工具１０２を用いた縮径加工によってもよいし、図４に示すように、一対のローラ１０３を用いた押圧加工によってもよい。この場合、完全な円形断面に戻す必要はないが、できるだけ大きな円弧で繋いだ角の無い断面にするのがよい。

このように、内管２と外管１を楕円形断面に形成した上で外管１内に内管２を挿入し、その状態で外管１の断面を円形に加工し直すことで、内管２の突出部２Ａに対して外管１の内壁を圧接させたので、例えば、外管１を緩やかに曲げ加工した箇所でも、確実に内管２と外管１を強く圧接させることができ、車両振動等の際のビビリ音の発生を有効に防止することができる。

また、内管２と外管１は独立管として製作した上で組み合わせるので、内管２と外管１の間に余計な連結リブを設ける必要がなく、製作が容易であり、また、管端の加工に手間がかかることもない。また、外管１を最終的に円形断面に戻すので、完成二重管を曲げ加工する際の方向性を持たず、どの方向へも容易に曲げ加工することができ、曲げ加工の作業性がよくなる上、曲げ加工部に皺や潰れが起こりにくくなる。また、楕円形断面部分が内管２の略全長にわたって連続しているので、内管２と外管１が全長にわたって連続的に圧接することになり、高い剛性を発揮できる。

また、製造方法としては、内管２を挿入した後で外管１の断面を変形させる（円形断面に戻す）ことにより、外管１と内管２を圧接させるので、内管２の挿入時には、内管２を隙間をもって緩めの状態で外管１の中に挿入することができ、挿入する際に余計な力を加える必要がなく製作が容易である。

なお、前記第１実施形態では、内管２と外管１を共に楕円形断面に加工して組み合わせる場合を示したが、内管２と外管１を３つ以上の突出部を有する多角形断面に加工して組み合わせることもできる。３つ以上の突出部を有する多角形断面とは言っても、内管２と外管１の間の流通路確保の点などからは、三角形断面か四角形断面までが好ましい。

図５は第２実施形態として、内管２と外管１を三角形断面に加工して組み合わせる場合を示している。

この場合も、図５（ｄ）の二重管を得るに当たり、まず（ａ）に示すように、それぞれ円形断面の独立管として、小径の内管２と大径の外管１を用意し、次に（ｂ）に示すように、内管２と外管１を、それぞれ互いに略相似形の三角形断面（非円形断面）に変形させる。三角形断面に変形させることにより、内管２には、径方向外方に突出する３つの稜線状の突出部２Ａができる。ここで、突出部２Ａは、できるだけ角をとった円弧状に加工しておく。

次に内管２を外管１の内部に同心状に挿入することで、（ｃ）の状態を作り、その状態で（ｄ）に示すように外管１の断面を略円形に変形させ、内管２の突出部２Ａに対して外管１の内壁を圧接させる。それにより、外管１と内管２との間に流通路を確保しつつ外管１と内管２が固定された二重管ができあがる。この二重管の場合も前記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、前記第１及び第２実施形態では、内管２を全長にわたり連続的に非円形断面（楕円形断面または三角形断面）に加工して外管１と組み合わせる場合を示したが、非円形断面部分を内管の長さ方向に間隔的に形成した上で外管１と組み合わせてもよい。

図６は第３実施形態として、楕円形断面部分（非円形断面部分）２０を、内管２の長さ方向に間隔的に形成した上で外管１と組み合わせる場合を示している。

図６（ｄ）の二重管を得るには、まず（ａ）に示すように、それぞれ円形断面の独立管として、小径の内管２と大径の外管１を用意する。次に（ｂ）に示すように、内管２については間隔を持って部分的に、また、外管１については全長にわたって連続的に、それぞれ互いに略相似形の楕円形断面（非円形断面）に変形させる。

図７は変形後の内管２の斜視図である。この図のように、変形後の内管２は、円形断面部分を残しながら、一定の間隔で楕円形断面部分２０を有している。円形断面部分から楕円形断面部分への移行部については、滑らかに断面を変化させてある。このように間隔的に楕円形断面に加工することにより、内管２には、径方向外方に突出する２つの稜線状の突出部２Ａができることになる。

次にこのように加工した内管２を外管１の内部に同心状に挿入することで、（ｃ）の状態を作る。そしてその状態で（ｄ）に示すように、外管１の断面を円形に変形させ、内管２の突出部２Ａに対して外管１の内壁を圧接させる。それにより、外管１と内管２との間に流通路を確保しつつ外管１と内管２が固定された二重管ができあがる。

この二重管の場合も前記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。ただし、この二重管では、内管２と外管１の圧接箇所が間隔的に存在することになるため、剛性の低い非圧接箇所で曲げ加工することにより、曲げる方向によらず、容易に曲げ加工を行うことができるという利点が得られる。

また、前記実施形態では、内管２を外管１に挿入した後で外管１の断面を変形させることにより、内管２の突出部２Ａに外管１を圧接させる場合について説明したが、次のようにすることもできる。

即ち、図８、図９、図１０の各実施形態（第４〜第６実施形態）に示すように、内管２を非円形断面（全長または部分的）に形成する際に、最大径寸法（楕円の場合は長径寸法、三角形の場合は外接円の直径）Ｄ２を、外管１の内径Ｄ１よりも大きくした非円形断面に内管２を加工する。そして、その内管２を、円形断面のままにしておいた外管１の内部に挿入する。そうすると、内管２の突出部２Ａに対して外管１の内壁を圧接させることができる。

つまり、内管２を外管１の内部に挿入するには、外管１または内管２のバネ性を利用しながら内管２を外管１の内部に押し込まなければならないから、挿入し終わった状態において、バネ反力で内管２と外管１を強く圧接させることができる。つまり、Ｄ１とＤ２の寸法差は嵌め合い代のようなもので、この寸法差に応じた力で内管２と外管１が圧接させることができ、それにより、外管１と内管２との間に流通路を確保しつつ、外管１と内管２が固定された二重管ができあがる。

このような製造方法を採る場合は、外管１に対し内管２を挿入する時に抵抗はあるものの、後から外管１の断面を変形させるような加工を行う必要がないので、加工工程を簡略化することができる。その他の効果は、前記実施形態と同様である。

本発明の第１実施形態の二重管及び製造方法の説明に用いる断面図で、（ａ）〜（ｄ）は各工程図である。 図１の（ｂ）の工程の実施例を示す図である。 図１の（ｄ）の工程の実施例を示す図である。 図１の（ｄ）の工程の別の実施例を示す図である。 本発明の第２実施形態の二重管及び製造方法の説明に用いる断面図で、（ａ）〜（ｄ）は各工程図である。 本発明の第３実施形態の二重管及び製造方法の説明に用いる断面図で、（ａ）〜（ｄ）は各工程図である。 図６の（ｂ）の工程で得られる内管の斜視図である。 本発明の第４実施形態の二重管及び製造方法の説明に用いる断面図で、（ａ）〜（ｃ）は各工程図である。 本発明の第５実施形態の二重管及び製造方法の説明に用いる断面図で、（ａ）〜（ｃ）は各工程図である。 本発明の第６実施形態の二重管及び製造方法の説明に用いる断面図で、（ａ）〜（ｃ）は各工程図である。 従来の二重管の構成を示す斜視図である。 外管の内部に内管を単純に挿入した場合の問題点の説明図である。 外管の内部に内管を挿入して、外管をきつく曲げ加工した場合の問題点の説明図である。 外管の内部に内管を挿入して、外管を緩く曲げ加工した場合の問題点の説明図である。

符号の説明

１ 外管
２ 内管
２Ａ 突出部
２０ 楕円形断面部分（非円形断面部分）
Ｄ１ 外管の内径
Ｄ２ 内管の最大径寸法

Claims (8)

1. 第１流体を流す外管（１）の内部に第２流体を流す内管（２）を配設した二重管において、
   前記内管（２）を、径方向外方への突出部（２Ａ）を有する非円形断面に形成した上で、前記外管（１）の内部に挿入し、前記内管の突出部（２Ａ）に対して外管（１）を圧接させることにより、外管（１）と内管（２）との間に前記第１流体の流通路を確保しつつ外管（１）と内管（２）を固定したことを特徴とする二重管。
2. 請求項１に記載の二重管であって、
   前記外管（１）が円形断面をなしていることを特徴とする二重管。
3. 請求項１または２に記載の二重管であって、
   前記非円形断面部分が、内管（２）の略全長にわたって連続的に形成されていることを特徴とする二重管。
4. 請求項１または２に記載の二重管であって、
   前記非円形断面部分（２０）が、内管（２）の長さ方向に間隔的に形成されていることを特徴とする二重管。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の二重管であって、
   前記内管（２）が２つの突出部（２Ａ）を有する楕円形断面、または、３つ以上の突出部（２Ａ）を有する多角形断面をなしていることを特徴とする二重管。
6. 第１流体を流す外管（１）の内部に第２流体を流す内管（２）を配設した二重管の製造方法において、
   前記内管（２）を、径方向外方への突出部（２Ａ）を有する非円形断面に形成した上で、前記外管（１）の内部に挿入し、その状態で外管（１）の断面を変形させることにより、前記内管の突出部（２Ａ）に対して外管（１）を圧接させ、それにより、外管（１）と内管（２）との間に前記第１流体の流通路を確保しつつ外管（１）と内管（２）を固定することを特徴とする二重管の製造方法。
7. 請求項６に記載の二重管の製造方法であって、
   予め前記外管（１）を前記内管（２）と略相似形断面に形成した上で、その外管（１）の内部に前記内管（２）を挿入し、その状態で外管（１）を円形断面に変形させることにより、内管の突出部（２Ａ）に対して外管（１）を圧接させることを特徴とする二重管の製造方法。
8. 第１流体を流す外管（１）の内部に第２流体を流す内管（２）を配設した二重管の製造方法において、
   前記内管（２）を、径方向外方への突出部（２Ａ）を有し且つ最大径寸法（Ｄ２）を前記外管（１）の内径（Ｄ１）よりも大きくした非円形断面に形成した上で、前記外管（１）の内部に挿入することにより、前記内管の突出部（２Ａ）に対して外管（１）を圧接させ、それにより、外管（１）と内管（２）との間に前記第１流体の流通路を確保しつつ外管（１）と内管（２）を固定することを特徴とする二重管の製造方法。
   

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