(57)【要約】【課題】第１ボディと第２ボディとを超音波溶着によって溶着してなるケーシングを備えながらも、第１ボディと弁体とが超音波溶着によって溶着してしまうことを防ぐことができるリリーフバルブを提供する。【解決手段】第１ボディ３２と第２ボディ３３とは同じ材質の熱可塑性樹脂（ポリエーテルイミド樹脂）からなるとともに、弁体４０は、第１ボディ３２及び第２ボディ３３を形成する熱可塑性樹脂とは異なる材質の熱可塑性樹脂（ポリブチレンテレフタレート樹脂）からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体の流入口が形成された樹脂材料製の第１ボディと、気体の放出口が形成された樹脂材料製の第２ボディとが超音波溶着によって溶着されてなるケーシングを備え、前記流入口を開閉する弁体を前記ケーシングの内部に収容したリリーフバルブであって、
前記第１ボディと前記第２ボディとは同じ材質の樹脂材料からなるとともに、前記弁体は、前記第１ボディ及び前記第２ボディを形成する樹脂材料と異なる材質の材料からなることを特徴とするリリーフバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体の流入口が形成された樹脂材料製の第１ボディと、気体の放出口が形成された樹脂材料製の第２ボディとが超音波溶着によって溶着されてなるケーシングを備えたリリーフバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両空調装置の冷媒回路に用いられる冷媒圧縮機の運転時には、冷媒圧縮機内に設けられている吐出室が高圧状態となるが、吐出室の圧力が所定値を越えて異常に高くなった場合には、吐出室の圧力を低減させ、冷媒圧縮機の破壊を防ぐ必要がある。このため、冷媒圧縮機には、吐出室の冷媒ガスを外部に放出するためのリリーフバルブが装備されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１のリリーフバルブは、カップ状のボディ（第１ボディ）を備え、このボディの中央底部には圧力導入口（流入口）が形成され、この圧力導入口の内周縁には弁座が形成されている。ボディ内には弁体が収納され、この弁体の弁体ガイド部の内側には圧縮コイルばねが収納されている。ボディの上部開口には、中央に通口（放出口）を備えたプレート（第２ボディ）が固定されている。
【特許文献１】特開２００１−１２６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示のリリーフバルブは、ボディの内部に、このボディと同じ材質の合成樹脂製の弁体を収納するとともに、圧縮コイルばねを収納した後、ボディの上部に、ボディと同じ材質の合成樹脂製のプレートを超音波溶着によって溶着して製造されている。しかしながら、ボディとプレートとを超音波溶着によって溶着させる際に、超音波振動によってボディとプレートとが振動するとともに、それに伴ってボディ内の弁体が振動し、ボディと弁体とが接触してしまう。特許文献１のようにボディと弁体とが同じ材質の合成樹脂であると、ボディと弁体との接触面において、超音波振動による摩擦熱が発生するとともに、ボディと弁体との接触面が溶融し、互いに溶着してしまい、弁体がボディ内において動かなくなってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、第１ボディと第２ボディとを超音波溶着によって溶着してなるケーシングを備えながらも、第１ボディと弁体とが超音波溶着によって溶着してしまうことを防ぐことができるリリーフバルブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、気体の流入口が形成された樹脂材料製の第１ボディと、気体の放出口が形成された樹脂材料製の第２ボディとが超音波溶着によって溶着されてなるケーシングを備え、前記流入口を開閉する弁体を前記ケーシングの内部に収容したリリーフバルブであって、前記第１ボディと前記第２ボディとは同じ材質の樹脂材料からなるとともに、前記弁体は、前記第１ボディ及び前記第２ボディを形成する樹脂材料と異なる材質の材料からなることを要旨とする。
【０００７】
超音波溶着は、同じ材質の材料同士を溶融し接合させる性質を有しており、各材料に伝達された超音波振動によって、同じ材質の材料同士の接触面に集中的な伸縮運動が起こると、接触面に摩擦熱が発生する。すると、接触面同士が溶融するとともに、接触面同士が接合し、同じ材質の材料同士が超音波溶着によって溶着する。よって、第１ボディ及び第２ボディを形成する樹脂材料と異なる材質から弁体が形成されていると、超音波溶着の際に、第１ボディと弁体との接触面に集中的な伸縮運動が起きて摩擦熱が発生しても、第１ボディと弁体とが溶融することがなく、第１ボディと弁体とが互いに溶着してしまうことがない。よって、ケーシングを超音波溶着によって形成しても、第１ボディと弁体とが超音波溶着によって溶着してしまうことを防ぐことができる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、第１ボディと第２ボディとを超音波溶着によって溶着してなるケーシングを備えながらも、第１ボディと弁体とが超音波溶着によって溶着してしまうことを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を車両空調装置の冷媒回路に用いられるリリーフバルブに具体化した一実施形態について図１にしたがって説明する。
まず、車両空調装置の冷媒回路について説明する。
【００１０】
図１（ａ）に示すように、冷媒回路１０は、気体としての冷媒ガスを圧縮する冷媒圧縮機１１、冷媒圧縮機１１からの高圧の冷媒ガスを冷却する凝縮器Ｃ、凝縮器Ｃからの冷媒を絞る膨張弁Ｖ、及び膨張弁Ｖからの冷媒が蒸発される蒸発器Ｅを備えている。
【００１１】
冷媒圧縮機１１のハウジングは、シリンダブロック１２と、シリンダブロック１２のフロント側に接合されたフロントハウジング１３と、シリンダブロック１２のリヤ側に接合されたリヤハウジング１４とから構成されている。リヤハウジング１４には、吐出室Ｄａと吸入室Ｓａとが形成されている。なお、図１（ａ）において、冷媒圧縮機１１の右側をリヤ側、左側をフロント側と定義している。
【００１２】
リヤハウジング１４には吸入通路１６が形成され、吸入通路１６は一端が吸入室Ｓａに連通し、他端に冷媒回路１０における蒸発器Ｅが接続されている。また、リヤハウジング１４には吐出通路１７が形成され、吐出通路１７は一端が吐出室Ｄａに連通し、他端に冷媒回路１０における凝縮器Ｃが接続されている。そして、冷媒圧縮機１１は、吸入室Ｓａから吸入された冷媒ガスを圧縮室（図示せず）で圧縮し、圧縮した高圧の冷媒ガスを吐出室Ｄａに吐出する。吐出室Ｄａに吐出された冷媒ガスは、吐出通路１７から凝縮器Ｃへ流入するようになっている。さらに、膨張弁Ｖ及び蒸発器Ｅを経由した冷媒は、吸入通路１６から吸入室Ｓａへ流入するようになっている。
【００１３】
リヤハウジング１４には装着孔１５が形成され、装着孔１５は一端が吐出室Ｄａに連通し、他端が冷媒圧縮機１１の外部たる大気に開放されている。図１（ｂ）に示すように、装着孔１５の吐出室Ｄａ側は大径部１５ａとなっており、大径部１５ａより大気側は大径部１５ａより小径の小径部１５ｂとなっている。さらに、小径部１５ｂにおける大気側の端部には、当接部１５ｅが小径部１５ｂの内側に向かって延設されている。また、装着孔１５の周面には、大径部１５ａと小径部１５ｂとの間に係止段差１５ｃが装着孔１５の全周に亘って形成されるとともに、大径部１５ａより吐出室Ｄａ側には係合凹部１５ｄが装着孔１５の全周に亘って凹設されている。そして、この装着孔１５にはリリーフバルブ３０が装着されている。このリリーフバルブ３０は吐出室Ｄａが異常な高圧となった時に、吐出室Ｄａの圧力を低減させる目的で吐出室Ｄａの冷媒ガスを大気へと逃がすものである。
【００１４】
次に、リリーフバルブ３０の構成について説明する。
リリーフバルブ３０の外郭は略円筒状をなすケーシング３１によって形成されている。このケーシング３１は、略円筒状をなす第１ボディ３２と、略円筒状をなす第２ボディ３３とを超音波溶着によって溶着して一体化することにより形成されている。
【００１５】
第１ボディ３２及び第２ボディ３３は、それぞれ同じ材質の樹脂材料たる熱可塑性樹脂（例えば、ポリエーテルイミド樹脂）よりなるとともに射出成形によって製造されている。第１ボディ３２における第２ボディ３３側の端部には、円筒状をなす第１筒部３２１が設けられている。また、第１ボディ３２の中央部には、外径が第１筒部３２１よりも大径をなすとともに内径が第１筒部３２１と同径をなす円筒状の第２筒部３２２が第１筒部３２１に連続して設けられている。さらに、第１ボディ３２において、第１筒部３２１と反対側の端部には、外径が第２筒部３２２より大径をなすとともに内径が第２筒部３２２と同径をなす円筒状の第３筒部３２３が第２筒部３２２に連続して設けられている。
【００１６】
上記構成の第１ボディ３２には、第２筒部３２２における第１筒部３２１側の端面によって第１ボディ側段部３２２ａが形成されている。また、第１ボディ３２における第３筒部３２３の第２筒部３２２側とは反対側の端縁には、係合鍔部３４がケーシング３１の外周面の全周に亘って形成され、係合鍔部３４は装着孔１５の係合凹部１５ｄに係合可能になっている。
【００１７】
一方、第２ボディ３３における第１ボディ３２側の端部には、円筒状をなす第１筒部３３１が設けられるとともに、この第１筒部３３１は、内径が第１ボディ３２の第２筒部３２２の外径よりも大きくなっている。また、第２ボディ３３の中央部には、内径が第１筒部３３１より小径をなす円筒状の第２筒部３３２が第１筒部３３１に連続して設けられている。さらに、第２筒部３３２における第１ボディ３２側の端面には、嵌合凹部３３２ｂが第２筒部３３２の全周に亘って形成されている。第２ボディ３３において、第１筒部３３１と嵌合凹部３３２ｂとの間に位置する第２筒部３３２の端面には、第２ボディ側段部３３２ａが形成されている。さらに、第２ボディ３３の外周面には、係止段部３６が形成されている。
【００１８】
そして、第１ボディ３２の第１ボディ側段部３２２ａと第２ボディ３３の第２ボディ側段部３３２ａとが超音波溶着によって溶着されて溶着部５０が形成されるとともに、第１ボディ３２と第２ボディ３３とが溶着されてケーシング３１が形成されている。ケーシング３１において、第１ボディ３２の第１筒部３２１は第２ボディ３３の嵌合凹部３３２ｂと嵌合されている。また、第１ボディ３２における第２筒部３２２の外周側には第２ボディ３３の第１筒部３３１が位置するようになっている。さらに、第１ボディ３２における第１筒部３２１の内周側には、第２ボディ３３における第２筒部３３２の端面３３２ｃが位置するようになっている。さらに、ケーシング３１において、第１ボディ３２における第１筒部３２１の外周面と、この外周面と対向する嵌合凹部３３２ｂの内周面との間には、ケーシング３１の全周に亘って隙間が形成されている。そして、この隙間は、超音波溶着の際に発生した溶融樹脂が収容される収容部５１となっている。
【００１９】
上記ケーシング３１を備えたリリーフバルブ３０は、第２ボディ３３側が、大径部１５ａ側から装着孔１５内に挿入されている。そして、係止段部３６が係止段差１５ｃに係止するまでリリーフバルブ３０が装着孔１５に挿入されるとともに、係合鍔部３４が係合凹部１５ｄに係合している。係合鍔部３４と係合凹部１５ｄとの係合により、リリーフバルブ３０は装着孔１５の軸方向への移動が阻止された状態で装着されている。よって、リリーフバルブ３０は、第１ボディ３２側が吐出室Ｄａ側に位置し、第２ボディ３３側が大気側に位置するように装着孔１５に装着されている。
【００２０】
リリーフバルブ３０において、ケーシング３１内には弁室３７が形成されている。ケーシング３１の軸方向一端であって、第１ボディ３２の吐出室Ｄａ側の端面（一端面）には冷媒ガスの流入口３８が形成され、流入口３８は吐出室Ｄａと弁室３７とを連通している。また、ケーシング３１において、流入口３８の周囲には円筒状をなす弁座３９が弁室３７の内部に向けて立設されている。なお、第１ボディ３２の射出成形の際に、弁座３９を精度良く成形するためには、第１ボディ３２の内側を成形する金型の第１ボディ３２内からの抜き長さが可能な限り短くなるのが好ましい。この抜き長さを短くするということは、弁座３９と第１ボディ側段部３２２ａとの距離を短くすることであるため、本実施形態では、第１ボディ３２と第２ボディ３３との分割位置である溶着部５０がケーシング３１の軸方向の略中央になっている。
【００２１】
ケーシング３１の軸方向他端であって、第２ボディ３３の大気側の端面（他端面）には冷媒ガスの放出口４５が形成され、放出口４５は弁室３７と大気とを連通している。また、ケーシング３１において、放出口４５の周囲はストッパ部３３ａとなっている。
【００２２】
弁室３７内には弁体４０及びコイルスプリングよりなる圧縮ばね４４が収容されている。弁体４０は略円柱状をなすとともに、第１ボディ３２及び第２ボディ３３を形成する熱可塑性樹脂とは異なる材質の熱可塑性樹脂（例えば、ポリブチレンテレフタレート樹脂）よりなる。弁体４０における弁座３９側の端面にはシールゴム４１が装着されている。また、弁体４０の周面と、この周面に対向する第１ボディ３２の内周面との間にはガス通路３７ａが形成され、弁体４０は弁座３９に対して接離する方向へ移動可能となっている。そして、弁体４０は弁座３９に対して接離することにより、流入口３８を開閉するようになっている。なお、この弁体４０における弁室３７内での移動をスムーズにするためには、弁体４０の可動範囲内において、弁体４０の外周面が摺動する可能性のある弁室３７の内面に、第１ボディ３２と第２ボディ３３との溶着部５０（接合面）が露出していないことが好ましい。よって、本実施形態では、弁体４０を、溶着部５０の露出していない弁室３７内で移動させるために、弁体４０を第１ボディ３２の内側のみで移動させるようにした。このため、弁体４０における不必要な大気側への移動を規制する端面３３２ｃを第１ボディ３２内に配設するとともに、第１ボディ３２と第２ボディ３３との分割位置である溶着部５０をケーシング３１の軸方向の略中央であり、かつ、端面３３２ｃよりも外周側に配置した。
【００２３】
また、弁体４０において、シールゴム４１が装着された端面と背向する端面の中央部には、圧縮ばね４４をガイドするためのガイド溝４０ｃが凹設されている。また、弁体４０のシールゴム４１が装着された端面と背向する端面には、複数の切欠４０ｄが形成されている。弁室３７内において、圧縮ばね４４の一端側は弁体４０のガイド溝４０ｃ内に収容されるとともに、圧縮ばね４４の一端はガイド溝４０ｃの底面に当接し、圧縮ばね４４の他端は、ケーシング３１におけるストッパ部３３ａに当接している。そして、圧縮ばね４４は、弁体４０を弁座３９に向けて流入口３８を閉鎖する方向に付勢する。
【００２４】
装着孔１５の当接部１５ｅには、ケーシング３１の他端が当接されている。また、第１ボディ３２における第３筒部３２３の第２筒部３２２側の端面と、第２ボディ３３における第１筒部３３１の係止段部３６が形成された側とは反対側の端面との間には、シール部材４２が介装されている。なお、シール部材４２は、吐出室Ｄａの冷媒ガスが溶着部５０まで到達しないようにしている。
【００２５】
したがって、本実施形態における第１ボディ３２と第２ボディ３３との分割位置である溶着部５０は、弁座３９を精度良く成形すること、弁体４０の移動をスムーズにすること、及び溶着部５０がシール部材４２よりも大気側に位置していること全てを満足させるために、ケーシング３１の軸方向の略中央になっている。
【００２６】
次に、上記構成のリリーフバルブ３０の機能について説明する。さて、冷媒圧縮機１１の吐出室Ｄａ内が異常な高圧でなければ、吐出室Ｄａ内の圧力に基づき弁体４０に作用する弁開方向への力は小さくなっている。したがって、弁体４０の位置決めには圧縮ばね４４のばね力が支配的となり、弁体４０は弁座３９に当接した状態となっている。よって、流入口３８と弁室３７との連通が弁体４０によって遮断されて、吐出室Ｄａ内の冷媒ガスがリリーフバルブ３０から大気へと放出されることはない。
【００２７】
この状態から、何らかの理由によって吐出室Ｄａ内が異常な高圧に上昇しようとすると、吐出室Ｄａ内の圧力に基づき弁体４０に作用する弁開方向への力が過大となる。したがって、弁体４０は、圧縮ばね４４のばね力に抗して移動して弁座３９から離間する。弁座３９から離間した弁体４０は、第２ボディ３３における第２筒部３３２の端面３３２ｃに当接することによって弁体４０の移動が規制されている。よって、流入口３８と弁室３７との連通が弁体４０によって開放され、吐出室Ｄａ内の冷媒ガスが流入口３８、弁室３７、ガス通路３７ａ、切欠４０ｄ及び放出口４５を経由して大気へと放出されて、吐出室Ｄａ内の異常な圧力上昇が防止される。端面３３２ｃの位置は、弁体４０が弁座３９から離間して、吐出室Ｄａ内の冷媒ガスが弁室３７へ吐出室Ｄａ内の異常な圧力上昇が防止されるだけの流量分流れるために必要な開度を満たす位置となっている。
【００２８】
上記リリーフバルブ３０は以下のように製造される。弁体４０及び圧縮ばね４４を第１ボディ３２に収容した状態で、第１ボディ３２と第２ボディ３３とを組付けるとともに、図示しない超音波振動源（例えば、ホーン）を第２ボディ３３における軸方向側の端面に当てることで、第１ボディ３２及び第２ボディ３３に対して超音波振動を伝達させる。すると、この超音波振動によって、第１ボディ３２と第２ボディ３３との接触面である第１ボディ側段部３２２ａと第２ボディ側段部３３２ａとの接触面に集中的な伸縮運動が起こるとともに、第１ボディ側段部３２２ａと第２ボディ側段部３３２ａとの接触面において、超音波振動による摩擦熱が発生する。そして、第１ボディ側段部３２２ａと第２ボディ側段部３３２ａとの接触面が溶融するとともに、第１ボディ側段部３２２ａと第２ボディ側段部３３２ａとの接触面同士が接合する。よって、第１ボディ３２と第２ボディ３３とが超音波溶着によって溶着されることで溶着部５０が形成され、リリーフバルブ３０が製造される。溶融した溶融樹脂は収容部５１へと流れ出し、収容部５１に貯留される。
【００２９】
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）第１ボディ３２と第２ボディ３３とは同じ材質の熱可塑性樹脂（ポリエーテルイミド樹脂）からなるとともに、弁体４０は、第１ボディ３２及び第２ボディ３３を形成する熱可塑性樹脂とは異なる材質の熱可塑性樹脂（ポリブチレンテレフタレート樹脂）からなる。そして、第１ボディ３２と第２ボディ３３とを超音波溶着によって溶着する際に、超音波振動によって第１ボディ３２と第２ボディ３３とが振動するとともに、ケーシング３１内の弁体４０も振動し、第１ボディ３２と弁体４０とが接触してしまう。ここで、超音波溶着は、同じ材質の材料同士を溶融し接合させる性質を有している。しかしながら、第１ボディ３２と弁体４０とは異なる材質の熱可塑性樹脂（ポリエーテルイミド樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂）からなる。よって、第１ボディ３２と第２ボディ３３とを超音波溶着によって溶着する際に、第１ボディ３２と弁体４０とが超音波振動によって接触したとしても、第１ボディ３２と弁体４０とが溶融することなく、第１ボディ３２と弁体４０とが互いに溶着してしまうことがない。その結果、弁体４０がケーシング３１内において動かなくなってしまうことを防止することができる。
【００３０】
（２）弁体４０は、第１ボディ３２及び第２ボディ３３を形成する熱可塑性樹脂とは異なる材質の熱可塑性樹脂（ポリブチレンテレフタレート樹脂）からなる。よって、弁体４０を、例えば、金属又はセラミック等の材質とした場合と比較して、弁体４０の加工が容易となるとともに、弁体４０を軽量化することができる。
【００３１】
（３）弁座３９から離間した弁体４０は、第２ボディ３３における第２筒部３３２の端面３３２ｃに当接するようになっている。よって、弁体４０における不必要な大気側への移動が規制され、圧縮ばね４４における流入口３８側へ作用する付勢力によって、開弁した弁体４０が弁座３９の位置へ戻るときに、弁体４０が傾きながら弁座３９の位置へ戻ってしまうことを抑制することができる。
【００３２】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  実施形態において、弁体４０の材質を、例えば、金属又はセラミック等の材質としてもよい。
【００３３】
○  実施形態において、弁体４０の材質を、ポリブチレンテレフタレート樹脂とは異なる合成樹脂としてもよい。
〇  実施形態において、第１ボディ３２及び第２ボディ３３の材質を、ポリエーテルイミド樹脂とは異なる樹脂としてもよい。
【００３４】
○  本発明を車両空調装置の冷媒回路１０における冷媒圧縮機１１に装備されるものに具体化したが、これに限らず、例えば、リリーフバルブ３０を、車両空調装置以外の空調装置の冷媒回路に用いられる圧縮機や、空調装置以外の冷媒回路に用いられる圧縮機に装備してもよいし、圧縮機以外の機器（例えば油圧ポンプ）に装備してもよい。
【００３５】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（１）前記弁体は、前記第１ボディ及び前記第２ボディを形成する樹脂材料とは異なる材質の樹脂材料からなる請求項１に記載のリリーフバルブ。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】（ａ）は冷媒回路を示す概略図、（ｂ）は装着孔内のリリーフバルブを示す断面図。
【符号の説明】
【００３７】
３０…リリーフバルブ、３１…ケーシング、３２…第１ボディ、３３…第２ボディ、３８…流入口、４０…弁体、４５…放出口。
【図１】
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