JP2017181170A - 駆動機構の製造方法 - Google Patents

駆動機構の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2017181170A
JP2017181170A JP2016065677A JP2016065677A JP2017181170A JP 2017181170 A JP2017181170 A JP 2017181170A JP 2016065677 A JP2016065677 A JP 2016065677A JP 2016065677 A JP2016065677 A JP 2016065677A JP 2017181170 A JP2017181170 A JP 2017181170A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
drive mechanism
medium
barrier film
refrigerant
space
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016065677A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6489053B2 (ja
Inventor
憲樹 松村
Noriki Matsumura
憲樹 松村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2016065677A priority Critical patent/JP6489053B2/ja
Publication of JP2017181170A publication Critical patent/JP2017181170A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6489053B2 publication Critical patent/JP6489053B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)
  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)

Abstract

【課題】ゴムにて形成された部材を有する駆動機構の製造時間の短縮化を図ることを目的とする。【解決手段】合成ゴム(EPDM)にて形成された本体部371aおよび樹脂(EVOH)にて形成されたバリア膜371bを有するダイヤフラム371と、このダイヤフラム371とともに感温媒体を封入する封入空間37aを形成する蓋部材372と、を備える駆動機構を製造する際に、封入空間37a内に試験媒体を封入してバリア膜371bの欠陥の有無を確認する検査工程を設ける。この検査工程では、試験媒体として、分子量が感温媒体よりも小さく、SP値δがバリア膜371bのSP値δbよりも本体部371aのSP値δrに近い物質である二酸化炭素を用いる。【選択図】図3

Description

本発明は、ゴムにて形成された部材を有する駆動機構の製造方法に関する。
従来、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置に適用される減圧装置として、流量調整用の弁体部を変位させる駆動機構を備えるものが知られている。例えば、特許文献1に開示された減圧装置であるエジェクタは、平板状のゴム等にて形成された圧力応動部材であるダイヤフラムを有する駆動機構を備えている。
より具体的には、特許文献1の駆動機構では、ダイヤフラムによって感温媒体を封入する封入空間を区画形成している。そして、サイクル内の低圧冷媒の温度に応じて感温媒体の圧力を変化させ、低圧冷媒の圧力と感温媒体の圧力との圧力差に応じて、ダイヤフラムを変形させる。さらに、ダイヤフラムの変形を作動棒等を介して弁体部に伝達することによって、弁体部を変位させている。
また、特許文献1の駆動機構では、感温媒体として冷媒を主成分とする媒体を採用している。この種の感温媒体は、ゴムを透過してしまう。このため、特許文献1の駆動機構では、ダイヤフラム内に、ゴムよりも感温媒体の透過率の低い樹脂で形成されたバリア膜を配置することによって、封入空間内の感温媒体がダイヤフラムを透過して、封入空間から抜け出てしまうことを抑制している。
特開2015−148208号公報
ところが、特許文献1の駆動機構のように、ダイヤフラムの内部にバリア膜を配置したとしても、バリア膜に欠陥が生じていると、感温媒体がゴムにて形成された本体部およびバリア膜の欠陥部を介してダイヤフラムを透過してしまう。このため、駆動機構を製造する際には、バリア膜に欠陥が生じていないことを確認しておく必要がある。
しかし、バリア膜はダイヤフラムの内部に配置されているので、外観検査ではバリア膜の欠陥を確認することは難しい。さらに、バリア膜の欠陥は極めて小さいものなので、感温媒体を用いた透過試験では、確認に要する時間が長時間化してしまう。その結果、バリア膜に欠陥のない駆動機構を製造する製造時間も長時間化してしまう。
本発明は、上記点に鑑み、駆動機構の製造時間の短縮化を図ることを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、感温媒体が封入される封入空間(37a)を形成する封入空間形成部材(33a、372)と、封入空間内の圧力に応じて変形する圧力応動部材(371)と、を備え、圧力応動部材は、ゴムにて形成された本体部(371a)、および感温媒体が本体部を透過してしまうことを抑制するバリア膜(371b)を有する駆動機構の製造方法であって、
封入空間形成部材に対して圧力応動部材を固定する固定工程と、
固定工程後に、封入空間内に試験媒体を封入してバリア膜の欠陥の有無を確認する検査工程と、を有し、
試験媒体として、その分子量が感温媒体よりも小さく、かつ、そのSP値(δ)がバリア膜のSP値(δb)よりも前記本体部のSP値(δr)に近いものが採用されている。
但し、SP値δは、以下数式1で定義され、ΔHは物質の凝集エネルギ(単位:cal/mol)であり、Vはモル体積(単位:ml/mol)である。
Figure 2017181170
これによれば、試験媒体として、その分子量が感温媒体よりも小さいものが採用されているので、試験媒体が圧力応動部材(371)を透過して漏れ出すまでの時間が、感温媒体が圧力応動部材(371)を透過して漏れ出すまでの時間よりも短時間となる。従って、バリア膜(371b)に欠陥が生じていた際に、検査工程にて感温媒体を使用して検査する場合よりも短時間でバリア膜(371b)の欠陥を確認することができる。
さらに、試験媒体として、そのSP値(δ)がバリア膜(371b)のSP値(δb)よりも本体部(371a)のSP値(δr)に近い物が採用されているので、試験媒体が本体部(371a)を透過する透過量よりもバリア膜(371b)を透過する透過量が少なくなる。従って、透過量Qの変化を確認することで、バリア膜(371b)の欠陥の有無を精度よく確認することができる。なお、透過量Qは、単位時間当たりに圧力応動部材(371)を透過する試験媒体の量(単位:ml/min)である。
その結果、本請求項に記載の発明によれば、短時間でバリア膜(371b)の欠陥の有無を精度良く確認することができ、バリア膜(371b)に欠陥のない駆動機構の製造時間の短縮化を図ることができる。
さらに、請求項1に記載の製造方法によって製造された駆動機構は、冷媒としてHFO系冷媒(例えば、R1234yf)を採用する冷凍サイクル装置の減圧装置に適用されて、サイクルを循環する冷媒流量を調整する弁体部を変位させるための駆動力を出力するために用いることができる。この場合は、感温媒体として冷媒を主成分とする媒体を採用し、試験媒体として二酸化炭素を採用してもよい。
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
一実施形態のエジェクタの断面図である。 一実施形態の駆動機構の拡大断面図である。 一実施形態の検査工程を説明するための説明図である。 各物質におけるSP値の差を説明するための説明図である。 試験媒体(二酸化炭素)の透過量を示すグラフである。 感温媒体の透過量を示すグラフである。
以下、図面を用いて、本発明の一実施形態を説明する。本実施形態の駆動機構37は、冷凍サイクル装置10にて冷媒を減圧させるエジェクタ13に適用されている。
エジェクタ13は、冷凍サイクル装置10において、冷媒を減圧させる機能に加えて、冷媒を吸引して輸送する機能、サイクルを循環する循環冷媒流量を調整する機能等を有している。駆動機構37は、エジェクタ13において、冷媒流量を調整する弁体部である通路形成部材35を変位させるための駆動力を出力する。
冷凍サイクル装置10は、図1に示すように、エジェクタ13の他に、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機11、圧縮機から吐出された高圧気相冷媒を過冷却液相冷媒となるまで放熱させる放熱器12、エジェクタ13にて減圧された冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる蒸発器14等を備えている。さらに、冷凍サイクル装置10では、冷媒としてHFO系冷媒(具体的には、R1234yf)を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。
次に、図1、図2を用いて、エジェクタ13の概略構成を説明する。なお、図1における上下の各矢印は、エジェクタ13を冷凍サイクル装置10に搭載した状態における上下の各方向を示したものである。従って、他の構成機器を冷凍サイクル装置10に搭載した状態における上下の各方向は、これに限定されない。
エジェクタ13は、図1に示すように、複数の構成部材を組み合わせることによって構成されたボデー部30を備えている。ボデー部30は、金属あるいは樹脂にて形成されている。ボデー部30には、複数の冷媒流入出口や複数の内部空間が形成されている。
具体的には、ボデー部30に形成された複数の冷媒流入出口として、冷媒流入口31a、冷媒吸引口31b、液相冷媒流出口31c、気相冷媒流出口31dが形成されている。
冷媒流入口31aは、放熱器12から流出した高圧冷媒を内部へ流入させる流入口である。冷媒吸引口31bは、蒸発器14から流出した低圧冷媒を内部へ吸引する流入口である。液相冷媒流出口31cは、後述する気液分離空間30fにて分離された液相冷媒を蒸発器14の冷媒入口側へ流出させる流出口である。気相冷媒流出口31dは、気液分離空間30fにて分離された気相冷媒を圧縮機11の吸入口側へ流出させる流出口である。
また、ボデー部30に形成された内部空間として、旋回空間30a、減圧用空間30b、昇圧用空間30e、気液分離空間30f等が形成されている。
旋回空間30aは、冷媒流入口31aから流入した冷媒の沸騰を促進するために冷媒に旋回流れを生じさせる空間である。減圧用空間30bは、旋回空間30aから流出した冷媒を減圧させる空間である。昇圧用空間30eは、減圧用空間30bから流出した冷媒と冷媒吸引口31bから吸引された冷媒を流入させる空間である。気液分離空間30fは、昇圧用空間30eから流出した冷媒の気液を分離する空間である。
これらの空間は、いずれも回転体形状に形成されており、その中心軸が互いに同軸上に配置されている。さらに、ボデー部30内には、冷媒吸引口31bから吸引された冷媒を、減圧用空間30bの冷媒流れ下流側であって昇圧用空間30eの冷媒流れ上流側へ導く吸引用通路13bが形成されている。吸引用通路13bの冷媒出口は、減圧用空間30bの外周側に円環状に開口している。
減圧用空間30bおよび昇圧用空間30eの内部には、通路形成部材35が配置されている。通路形成部材35は、減圧用空間30bから離れるに伴って外周側に広がる略円錐形状の樹脂部材で形成されている。通路形成部材35の中心軸は、減圧用空間30b等の中心軸と同軸上に配置されている。
そして、ボデー部30の減圧用空間30bおよび昇圧用空間30eを形成する部位の内周面と通路形成部材35の円錐状側面との間には、軸方向垂直断面の形状が円環状の冷媒通路が形成されている。
この冷媒通路のうち、ボデー部30の減圧用空間30bを形成する部位と通路形成部材35の円錐状側面の頂部側の部位との間に形成される冷媒通路は、ノズル通路13aである。ノズル通路13aは、冷媒流れ下流側に向かって通路断面積を縮小させた後に、再び通路断面積を拡大させる形状に形成されており、冷媒を等エントロピ的に減圧させて噴射するノズル部として機能する。
また、ボデー部30の昇圧用空間30eを形成する部位と通路形成部材35の円錐状側面の下流側の部位との間に形成される冷媒通路は、ディフューザ通路13cである。ディフューザ通路13cは、冷媒流れ下流側に向かって通路断面積を拡大させる形状に形成されており、ノズル通路13aから噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口31bから吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させるディフューザ部(昇圧部)として機能する。
ボデー部30の内部には、通路形成部材35を変位させるための駆動力を出力する駆動機構37が配置されている。より詳細には、駆動機構37は、通路形成部材35を軸方向に変位させて、ノズル通路13aおよびディフューザ通路13cの通路断面積を変化させる。このため、本実施形態の通路形成部材35は、エジェクタ13のノズル通路13aへ流入する冷媒流量を調整する流量調整用の弁体部としての機能を果たす。
駆動機構37は、ボデー部30を構成する構成部材の一つであるディフューザボデー33の上面側に配置されている。ディフューザボデー33は、通路形成部材35の外周側に配置されて、内側に昇圧用空間30eを形成するボデー部30の構成部材である。
ディフューザボデー33の上面には、通路形成部材35の中心軸周りに円環状の溝部33aが形成されている。駆動機構37は、図2の拡大断面図に示すように、この溝部33a、ダイヤフラム371、蓋部材372等によって構成されている。ダイヤフラム371および蓋部材372は、いずれも軸方向から見たときに、溝部33aと略同等の円環状に形成されている。さらに、ダイヤフラム371は平板状に形成されている。
蓋部材372は、溝部33aの内部にダイヤフラム371が収容された状態で、溝部33aに嵌め込まれている。これにより、ダイヤフラム371の内周側縁部と外周側縁部は、ディフューザボデー33と蓋部材372との間に挟持されている。このため、蓋部材372と溝部33aとの間に形成される空間は、ダイヤフラム371によって上下の2つの空間に仕切られている。
ダイヤフラム371によって仕切られた2つの空間のうち上方側(すなわち、通路形成部材35の頂部側)の空間は、感温媒体が封入される封入空間37aである。従って、ディフューザボデー33の溝部33aを形成する部位と蓋部材372は、封入空間37aを形成する封入空間形成部材である。
感温媒体は、吸引用通路13bを流通する冷媒、すなわち蒸発器14から流出して冷媒吸引口31bから吸引された冷媒(以下、蒸発器14出口側冷媒と記載する。)の温度変化に伴って圧力変化する流体である。
より具体的には、本実施形態の感温媒体は、冷凍サイクル装置10を循環する冷媒と同等の組成の流体である。従って、感温媒体は、R1234yfを主成分とする流体である。なお、感温媒体の封入密度は、後述するように、冷凍サイクル装置10の通常作動時に通路形成部材35を適切に変位させることができるように設定されている。
一方、ダイヤフラム371によって仕切られた2つの空間のうち下方側の空間(すなわち、通路形成部材35の底面側)は、ディフューザボデー33に形成された連通路33bを介して、蒸発器14出口側冷媒を導入させる導入空間37bである。
このため、封入空間37aに封入された感温媒体には、吸引用通路13bを流通する蒸発器14出口側冷媒の温度が、蓋部材372を介して伝達される。さらに、封入空間37aに封入された感温媒体には、導入空間37bへ流入した蒸発器14出口側冷媒の温度が、ダイヤフラム371を介して伝達される。
ダイヤフラム371は、平板状であって、かつ、円環状の薄板部材で形成されており、封入空間37aの感温媒体の圧力と導入空間37bへ流入した蒸発器14出口側冷媒の圧力との圧力差に応じて変形する圧力応動部材である。従って、ダイヤフラム371は、弾性に富み、かつ、耐圧性、気密性、シール性に優れ、さらに、冷媒に対する耐性を有する材質で形成されていることが望ましい。
そこで、本実施形態では、ダイヤフラム371として、本体部371aとバリア膜371bとを一体化したものを採用している。
本体部371aは、ダイヤフラム371の主要部および外表面を形成するものである。バリア膜371bは、本体部371aの内部に配置されて、感温媒体が本体部371aを透過してしまうことを抑制するものである。このため、バリア膜371bは、通路形成部材35の中心軸方向から見たときに、本体部371aのうち感温媒体が透過してしまうおそれのある部位の全域と重合するように配置されている。
本体部371aは、合成ゴムで形成されている。具体的には、本実施形態では本体部371aとして、基布(ポリエステル)入りのEPDM(エチレンプロピレンジエンゴム)で形成されたものを採用している。この他にも本体部371aとして、HNBR(水素添加ニトリルゴム)で形成されたものを採用してもよい。
バリア膜371bは、樹脂の薄膜で形成されている。バリア膜371bは、感温媒体の透過度が本体部371aの1/1000以下であるものが採用されていることが望ましい。具体的には、本実施形態ではバリア膜371bとして、EVOH(エチレンビニルアルコール共重合体)で形成されたものを採用している。
この他にもバリア膜371bとして、PI(ポリイミド)、PVDC(ポリ塩化ビニリデン)、PA(ポリアミド)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PVA(ポリビニルアルコール)で形成されたものを採用してもよい。
ダイヤフラム371の下方側(導入空間37b側)には、ダイヤフラム371の変位を通路形成部材35へ伝達するための、プレート部材373および複数の円柱形状の作動棒374(本実施形態では、3本)が配置されている。プレート部材373は平板円環状の金属部材で形成されている。プレート部材373は、作動棒374がダイヤフラム371に直接当接して、ダイヤフラムを損傷させてしまうことを防止している。
また、図1に示すように、通路形成部材35の底面は、ボデー部30の下方側に配置されたコイルバネ40の荷重を受けている。コイルバネ40は、通路形成部材35に対して、上方側(ノズル通路13a等の通路断面積を縮小させる側)に付勢する荷重を加える弾性部材である。従って、通路形成部材35は、作動棒374から受ける荷重とコイルバネ40から受ける荷重が釣り合うように変位する。
より具体的には、蒸発器14出口側冷媒の温度(過熱度)が上昇すると、封入空間37aに封入された感温媒体の飽和圧力が上昇する。これにより、ダイヤフラム371が導入空間37b側へ変位して、通路形成部材35が作動棒374から受ける荷重が増加する。従って、蒸発器14出口側冷媒の温度(過熱度)が上昇すると、通路形成部材35は、ノズル通路13a等の通路断面積を拡大させる側に変位する。
一方、蒸発器14出口側冷媒の温度(過熱度)が低下すると、封入空間37aに封入された感温媒体の飽和圧力が低下する。これにより、ダイヤフラム371が封入空間37a側へ変位して、通路形成部材35が作動棒374から受ける荷重が減少する。従って、蒸発器14出口側冷媒の温度(過熱度)が低下すると、通路形成部材35は、ノズル通路13a等の通路断面積を縮小させる側に変位する。
本実施形態の駆動機構37では、このように蒸発器14出口側冷媒の過熱度に応じて通路形成部材35を変位させることで、蒸発器14出口側冷媒の過熱度が予め定めた基準過熱度KSHに近づくように、ノズル通路13a等の通路断面積を調整している。
次に、本実施形態の駆動機構37の製造方法を説明する。まず、封入空間形成部材であるディフューザボデー33の溝部33aおよび蓋部材372に対して、圧力応動部材であるダイヤフラム371を固定する固定工程を行う。
固定工程では、ディフューザボデー33の溝部33a内にダイヤフラム371を配置した状態で、溝部33a内に蓋部材372を圧入する。この際、溝部33a内に形成された段差部33cと蓋部材372との間に、ダイヤフラム371の内周側縁部と外周側縁部を挟持する。これにより、ディフューザボデー33の溝部33aおよび蓋部材372に対して、ダイヤフラム371が固定される。
もちろん、溝部33a内に蓋部材372を嵌め込んだ後に、かしめによって蓋部材372を溝部33aに固定し、ダイヤフラム371の内周側縁部と外周側縁部とを挟持してもよい。
ここで、ダイヤフラム371の本体部371aを形成する合成ゴムは、一般的に分子間距離が長い。このため、感温媒体(本実施形態では、R1234yfを主成分とする媒体)は、ゴムを透過してしまう。そこで、本実施形態のダイヤフラム371では、感温媒体の透過を抑制するためのバリア膜371bを有している。
ところが、バリア膜371bに欠陥が生じていると、感温媒体がゴムにて形成された本体部371aおよび欠陥部を介してダイヤフラムを透過して、封入空間37aから抜け出てしまうおそれがある。感温媒体が抜け出てしまうと、駆動機構37が上述したような適切な作動をすることができなくなってしまう。
そこで、本実施形態では、固定工程の次に、バリア膜371bの欠陥の有無を確認する検査工程を行っている。この検査工程については、図3を用いて説明する。
まず、検査工程では、ダイヤフラム371が固定された駆動機構37をチャンバ100内に収容し、駆動機構37に封入管103を接続する。チャンバ100は、駆動機構37を収容した後に内部空間を密閉することができる密閉容器である。チャンバ100は、内部空間を予め定めた一定の温度に維持しておくことができる。さらに、チャンバ100には、真空ポンプ101、質量分析計102、封入管103、調圧器104、補助真空ポンプ105等が接続されている。
真空ポンプ101は、チャンバ100内を真空に近づけるためのポンプである。真空ポンプ101として、粗引用ポンプ、本引用ポンプ等の複数の真空ポンプを組み合わせたものを採用してもよい。質量分析計102は、質量分析法によって特定の分子の個数をカウントする計測器である。
封入管103は、駆動機構37の封入空間37aに試験媒体あるいは感温媒体を送り込むための管である。封入管103の先端部には、Oリング等のシール部材が配置されている。封入管103の先端部は、蓋部材372に形成されて封入空間37aに連通する封入穴372aに接続される。
調圧器104は、試験媒体あるいは感温媒体を所望の圧力に調圧して、封入管103へ送り込むものである。より具体的には、感温媒体等が封入空間37aへの封入圧力よりも高圧で保管されている場合には、所望の圧力まで減圧させる調圧弁(レギュレータ)を採用することができる。また、感温媒体等が封入圧力よりも低圧で保管されている場合には、圧送用のポンプ(コンプレッサ)を採用することができる。
補助真空ポンプ105は、封入管103を介して、封入空間37aを真空に近づけるためのポンプである。さらに、チャンバ100に対して、真空ポンプ101および質量分析計102を接続する配管には、排出用開閉弁106が配置されている。また、封入管103に対して、調圧器104および補助真空ポンプ105を接続する配管には、充填用開閉弁107が配置されている。
次に、チャンバ100内に駆動機構37を収容した状態で、排出用開閉弁106および充填用開閉弁107を開く。そして、真空ポンプ101および補助真空ポンプ105を作動させ、チャンバ100内の空間および封入空間37aを予め定めた真空度(例えば、0.1〜0.1-5Pa程度)とする。その後、補助真空ポンプ105を停止する。ここで、真空ポンプ101および補助真空ポンプ105には、逆止弁機能が設けられているので、補助真空ポンプ105を停止しても、封入空間37a内の真空度は維持される。
次に、調圧器104から封入管103を介して、試験媒体を封入空間37a内に封入する。この際、封入空間37a内に封入される試験媒体の圧力は、感温媒体が適切な密度となるように封入された際の圧力と同等となっている。試験媒体の封入後、充填用開閉弁107を閉じる。さらに、質量分析計102を作動させる。質量分析計102は、予め既知の量の試験媒体を漏らす漏れマスタ等を用いて、検量されていることが望ましい。
また、本実施形態では、試験媒体として、二酸化炭素を採用している。二酸化炭素は、感温媒体(本実施形態では、R1234yfを主成分とする媒体)よりも、分子量が小さく、かつ、以下数式1で定義されるSP値δが、バリア膜371b(すなわち、EVOH)のSP値δbよりも、本体部371a(すなわち、合成ゴム)のSP値δrに近いものが採用されている。数式1におけるΔHは物質の凝集エネルギ(単位:cal/mol)であり、Vはモル体積(単位:ml/mol)である。
Figure 2017181170
次に、試験媒体を封入空間37a内に封入してから予め定めた基準時間(本実施形態では、1時間)の経過後に、質量分析計102の検出値に基づいてダイヤフラム371を透過する試験媒体の透過量Q(単位:ml/min)を計測する。そして、基準時間経過後の透過量Qは、予め定めた基準透過量KQ(本実施形態では、0.005ml/min)以上となっている際には、バリア膜に欠陥が有るものと判定する。
基準時間経過後の透過量Qが基準透過量KQ以上とならなかったものは、バリア膜に欠陥がない良品と判定する。良品と判定された駆動機構37については、充填用開閉弁107を開いた後に補助真空ポンプ105を作動させて、封入空間37aを予め定めた高真空とする。これにより、封入空間37aから試験媒体が排出される。
さらに、良品と判定された駆動機構37については、感温媒体を封入する封入工程を行う。封入工程では、調圧器104から封入管103を介して、封入空間37a内の感温媒体が適切な密度となるように封入する。そして、感温媒体の封入完了後に、プラグ止め等によって、蓋部材372の封入穴372aを閉塞する。
このような閉塞作業は、予め封入管103内にプラグおよび小型のロボットアームを配置しておくことで可能となる。さらに、封入工程後に、封入穴372aとプラグを溶接にて固定してもよい。その後、図示しないパージバルブを開いてチャンバ100内の内圧を大気圧に戻し、駆動機構37をチャンバ100から取り出す。これにより、駆動機構37が製造される。
本実施形態の駆動機構37は、上記の如く製造されるので、バリア膜371bに欠陥のない駆動機構37を短時間で製造することができる。つまり、試験媒体として、二酸化炭素を採用しているので、検査工程に要する時間を大幅に短縮することができる。そして、駆動機構37の製造時間の短縮化を図ることができる。
このことをより詳細に説明する。まず、試験媒体がダイヤフラム371を透過する際の透過量Q(単位:ml/min)は、以下数式2に示される透過の式によって定義することができる。数式2におけるKは透過率であり、Aは被透過部材(本実施形態では、ダイヤフラム371)のうち媒体が透過する部位の面積であり、dは被透過部材のうち媒体が透過する部位の厚みであり、ΔPは媒体の圧力である。
Figure 2017181170
上記の面積A、厚みd、および圧力Pは、駆動機構37の製品形状や要求性能によって決定される値なので、検査工程時に変更することができない。このため、検査工程に要する時間の短縮化を目的として透過量Qを増加させるためには、透過率Kを増加させる必要がある。透過率Kは、以下数式3で定義される。数式3におけるDは拡散係数であり、Sは溶解度係数である。
Figure 2017181170
拡散係数Dは、被透過部材内に溶け込んだ媒体(本実施形態では、感温媒体あるいは試験媒体)が、被透過部材内を進行する速度を表す指標である。拡散係数Dは、媒体の分子量が小さくなるに伴って大きくなる。換言すると、媒体の分子量が小さくなるに伴って、媒体が被透過部材を透過し始めてから漏れ出すまでの透過時間が短くなる。
従って、例えば、試験媒体として分子量の小さいヘリウムを採用すれば、透過時間も短くなる。ところが、ヘリウムは、本体部371aのみならずバリア膜371bを透過してしまうので、試験媒体に適していない。つまり、検査工程に要する時間を短縮するためには、試験媒体として分子量の小さい媒体が望ましいものの、バリア膜371bを透過しない媒体を採用する必要がある。
溶解度係数Sは、媒体が被透過部材へ溶け込む際の溶け込み易さを表す指標である。溶解度係数Sは、前述の数式1で定義される媒体のSP値と被透過部材のSP値との差ΔSPに比例する。
SP値は、Fedors法によって個々の物質について求めることができる。SP値は、単一物質に含まれる一つの分子を他の分子から無限に遠く引き離すために必要なエネルギを表す指標である。このため、SP値が近い二種類の物質であれば、エネルギの授受が不要となるため互いに溶け込みやすい。
従って、異なる二種類の物質では、差ΔSPの絶対値が小さくなるに伴って、互いに溶け込みやすい。換言すると、異なる二種類の物質では、差ΔSPの絶対値が小さくなるに伴って、溶解度係数Sが大きくなる。
また、SP値は物質の分子構造によって変化する。合成ゴムにて形成される本体部371aは、炭化水素に似た分子構造を有し、樹脂にて形成されるバリア膜371bは、炭化水素に官能基を付加した分子構造を有している。この官能基の影響により、バリア膜371bを形成する樹脂では凝縮エネルギが高くなる。その結果、図4に示すように、バリア膜371bのSP値δbは、本体部371aのSP値δrよりも大きくなる。
このため、試験媒体として、本体部371aを透過しやすく、さらに、バリア膜371bを透過しにくい媒体を選定するためには、試験媒体のSP値δと本体部371aのSP値δrとの差の絶対値(図4では、ΔSP1で表される距離)が、試験媒体のSP値δとバリア膜371bのSP値δbとの差の絶対値(図4では、ΔSP2で表される距離)よりも小さくなる媒体を選定すればよい。
さらに、バリア膜371bの欠陥は、欠陥の無い部位の1/1000程度の面積に存在していても、駆動機構37全体としての製品機能を保証することができないことも判っている。このため、試験媒体として、本体部371aにおける透過量が、バリア膜371bにおける透過量に対して1000倍となる媒体を選定すればよい。
以上のことから、検査工程に要する時間を短縮し、バリア膜371bの欠陥の有無を精度良く確認するためには、試験媒体として、少なくとも感温媒体よりも分子量が小さく、かつ、SP値δがバリア膜371bのSP値δbよりも本体部371aのSP値δrに近い媒体を採用すればよい。
そこで、本実施形態では、この条件を満たす試験媒体として、二酸化炭素を採用している。二酸化炭素は、図5のグラフに示すように、透過を開始してからの経過時間が1時間経過した際に、バリア膜371bにおける透過量(バリア膜のみの透過量)に対する本体部371aにおける透過量(本体部のみの透過量)が1000倍以上になる。
具体的には、1時間経過後のバリア膜371bにおける透過量は、1×10-6ml/min(但し、カタログ値)であり、1時間経過後の本体部371aにおける透過量は、5×10-3ml/min以上となる。さらに、二酸化炭素の本体部371aにおける透過量は、3時間程度経過すると飽和する。
ここで、本発明者の検討によれば、試験媒体として感温媒体(本実施形態では、R1234yfを主成分とする媒体)を採用して検査工程を実施すると、バリア膜371bに欠陥が存在している場合であっても、図6に示すように、感温媒体の透過が検出可能となる迄に12時間程度の時間が必要となることが判っている。
従って、本実施形態の駆動機構37の製造方法によれば、検査工程に要する時間を大幅に短縮することができ、バリア膜371bの欠陥の有無を精度良く確認することができる。
また、本実施形態のダイヤフラム371は、平板状、かつ、円環状に形成されているので、内周側縁部と外周側縁部との双方が溝部33aと蓋部材372との間に挟持されている。このため、ダイヤフラム371の内周側縁部および外周側縁部には、圧縮荷重が印加される。
ここで、樹脂にて形成されるバリア膜371bは、合成ゴムにて形成される本体部371aよりも破断歪が小さいので、圧縮荷重によって破断しやすい。従って、本実施形態のダイヤフラム371のように、圧縮荷重が印可される部位が多くなる形状では、短時間でバリア膜371bの欠陥の有無を確認できることは、極めて有効である。
(他の実施形態)
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
上述の実施形態では、試験媒体として、二酸化炭素を採用した例を説明したが、試験媒体はこれに限定されない。同等の効果を得られる試験媒体として、エタン、プロパン、R32を採用することができる。
上述の実施形態では、冷凍サイクル装置10の冷媒としてR1234yfを採用して、感温媒体としてR1234yfを主成分とする媒体を採用した例を説明したが、冷媒および感温媒体はこれに限定されない。例えば、冷凍サイクル装置10の冷媒としてR134aを採用してもよい。
上述の実施形態では、バリア膜371bを、本体部371aの内部に配置した例を説明したが、バリア膜371bの配置はこれに限定されない。例えば、平板状の本体部371aの少なくとも一方の面に配置されたものであってもよい。
上述の実施形態では、良品と判定された駆動機構37の封入工程にて、感温媒体を封入した後に、封入穴372aをプラグにて閉塞した例を説明したが、チャンバ100内で、溶接することによって封入穴372aを閉塞してもよい。
上述の実施形態では、本発明に係る製造方法によって製造された駆動機構37をエジェクタ13に適用した例を説明したが、駆動機構37の適用はこれに限定されない。例えば、冷凍サイクル装置用の減圧装置である温度式膨張弁等に適用してもよい。
37 駆動機構
33a 溝部(封入空間形成部材)
37a 封入空間
371 ダイヤフラム(圧力応動部材)
371a 本体部
371b バリア膜

Claims (5)

  1. 感温媒体が封入される封入空間(37a)を形成する封入空間形成部材(33a、372)と、
    前記封入空間内の圧力に応じて変形する圧力応動部材(371)と、を備え、
    前記圧力応動部材は、ゴムにて形成された本体部(371a)、および前記感温媒体が前記本体部を透過してしまうことを抑制するバリア膜(371b)を有する駆動機構の製造方法であって、
    前記封入空間形成部材に対して前記圧力応動部材を固定する固定工程と、
    前記固定工程後に、前記封入空間内に試験媒体を封入して前記バリア膜の欠陥の有無を確認する検査工程と、を有し、
    前記試験媒体として、その分子量が前記感温媒体よりも小さく、かつ、そのSP値(δ)が前記バリア膜のSP値(δb)よりも前記本体部のSP値(δr)に近いものが採用されている駆動機構の製造方法。
    但し、SP値δは、以下数式1で定義され、ΔHは、物質の凝集エネルギ(単位:cal/mol)であり、Vは、モル体積(単位:ml/mol)である。
    Figure 2017181170
  2. 前記検査工程では、前記封入空間内に前記試験媒体を封入してから予め定めた基準時間の経過後に、前記圧力応動部材を透過する前記試験媒体の透過量Q(単位:ml/min)が予め定めた基準透過量KQ以上となっている際に、前記バリア膜に欠陥が有るものとする請求項1に記載の駆動機構の製造方法。
  3. 前記試験媒体は、二酸化炭素である請求項1または2に記載の駆動機構の製造方法。
  4. 前記圧力応動部材は、平板状、かつ、環状に形成されたものである請求項1ないし3のいずれか1つに記載の駆動機構の製造方法。
  5. 前記駆動機構は、冷凍サイクル装置にて冷媒を減圧させる減圧装置に適用されて、冷媒流量を調整する弁体部を変位させるための駆動力を出力するものである請求項1ないし4のいずれか1つに記載の駆動機構の製造方法。
JP2016065677A 2016-03-29 2016-03-29 駆動機構の製造方法 Expired - Fee Related JP6489053B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016065677A JP6489053B2 (ja) 2016-03-29 2016-03-29 駆動機構の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016065677A JP6489053B2 (ja) 2016-03-29 2016-03-29 駆動機構の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017181170A true JP2017181170A (ja) 2017-10-05
JP6489053B2 JP6489053B2 (ja) 2019-03-27

Family

ID=60005942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016065677A Expired - Fee Related JP6489053B2 (ja) 2016-03-29 2016-03-29 駆動機構の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6489053B2 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1073527A (ja) * 1996-08-29 1998-03-17 Tsutomu Nakagawa ハイバリアフイルムの欠陥検出装置及び方法
JPH11304628A (ja) * 1998-04-21 1999-11-05 Pacific Ind Co Ltd 温度式膨張弁の感温制御部の気密検査機
JP2015148208A (ja) * 2014-02-07 2015-08-20 株式会社デンソー エジェクタ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1073527A (ja) * 1996-08-29 1998-03-17 Tsutomu Nakagawa ハイバリアフイルムの欠陥検出装置及び方法
JPH11304628A (ja) * 1998-04-21 1999-11-05 Pacific Ind Co Ltd 温度式膨張弁の感温制御部の気密検査機
JP2015148208A (ja) * 2014-02-07 2015-08-20 株式会社デンソー エジェクタ

Also Published As

Publication number Publication date
JP6489053B2 (ja) 2019-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114096822B (zh) 用于验证柔性袋的完整性的测试系统和测试方法
US8851394B2 (en) Expansion valve and method of producing the same
US10765968B2 (en) Systems and methods for supercritical fluid chromatography
CN103069261A (zh) 漏泄检查装置及漏泄检查方法
US20090064756A1 (en) Vacuum gauge calibration apparatus capable of calibrating and testing without displacement and operating method thereof
CN1908609B (zh) 限压阀开启压力干式试验方法
US9784639B2 (en) Tightness test during the evacuation of a film chamber
CN109211485B (zh) 检测中空零件泄露的方法和实施该方法的装置
JP6011498B2 (ja) 膨張弁
US10690132B2 (en) Liquid chromatography pump having diversion conduit for air evacuation
JP6489053B2 (ja) 駆動機構の製造方法
JP6879049B2 (ja) 漏れ検出方法及び漏れ検出装置
US20180024026A1 (en) System And Method For Integrity Testing Of Flexible Containers
JP2014504735A (ja) 漏れ検出デバイス
JP2006177810A (ja) 検査装置及び検査方法
JP4508778B2 (ja) 試料注入方法、試料注入装置及びそれを有する超臨界流体クロマトグラフィー装置
US11719591B2 (en) Method for detecting leakage of a hollow component and installation for implementing such a method
JP2002372346A (ja) 冷媒回路及びその運転検査方法並びに冷媒充填方法及び冷媒充填用閉鎖弁
US20020152816A1 (en) Apparatus for filling gauge and sensor protectors with pressure transmitting fluid, diaphragm housing used therefor, and method using such apparatus
KR101955717B1 (ko) 발사체 적용 기밀시험 방법
US8021123B2 (en) Compressor unit with a damped pressure gauge
CN105865728A (zh) 小流量泄漏的检测方法及装置
CN107257917B (zh) 用于容器的密封性检验的组件和方法
JP2009133795A (ja) 組み込み膨張弁の漏れ検査方法
JP5733265B2 (ja) ガス充填装置、ガスタンク検査装置及びガスタンク検査方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180615

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190121

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190129

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190211

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6489053

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees