JP6489053B2 - 駆動機構の製造方法 - Google Patents

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。

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。

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。

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。

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。
   

   
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。

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