(57)【要約】【課題】可変容量圧縮機用制御弁の漏れ検査で吸入圧力を感知するダイヤフラムをヘリウム透過量の少ないものにする。【解決手段】ポリイミドフィルム２４に銅箔２５を被着して２層構造のダイヤフラム１７とする。これによりダイヤフラム１７は、ポリイミドフィルム２４が持つ柔軟性と、銅箔２５が持つヘリウム難透過性とを併せ持った特性になる。ヘリウムの透過量を非常に少なくできるので、ヘリウムによる漏れ量検査を高精度に行うことを可能にする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用エアコンの可変容量圧縮機に設けられて冷媒の吐出容量を制御する可変容量圧縮機用制御弁において、
前記可変容量圧縮機の吸入室における吸入圧力を感知するダイヤフラムは、ポリイミドフィルムの少なくとも片面に金属薄膜を被着して多層構造にしたことを特徴とする可変容量圧縮機用制御弁。
【請求項２】
前記金属薄膜は、銅箔であることを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機用制御弁。
【請求項３】
前記銅箔は、前記ポリイミドフィルムに熱融着によって接合さていることを特徴とする請求項２記載の可変容量圧縮機用制御弁。
【請求項４】
前記金属薄膜は、前記ポリイミドフィルム上に直接成膜することで形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機用制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可変容量圧縮機用制御弁に関し、特に車両用エアコンの可変容量圧縮機に設けられて冷媒の吐出容量を制御するものであって、感圧部材のヘリウム透過特性を改善した可変容量圧縮機用制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用エアコンでは、動力源であるエンジンの回転数が車両の走行状態に応じて変化するので、エンジンの回転数に関係なく冷凍能力を一定に維持することのできる斜板式の可変容量圧縮機が用いられている。この可変容量圧縮機は、クランク室内に傾斜角度可変に設けられた斜板が回転軸の回転によって揺動運動をし、その揺動運動によって複数のピストンが回転軸と平行な方向に往復運動することにより、冷媒の吸入、圧縮、吐出を行う。このとき、可変容量圧縮機用制御弁がクランク室内の圧力を変化させることにより、斜板の傾斜角度を変え、ピストンのストロークを変えて冷媒の吐出容量を可変するようにしている。
【０００３】
この可変容量圧縮機用制御弁では、一般に、可変容量圧縮機の吸入室の吸入圧力Ｐｓを感知し、その吸入圧力Ｐｓが所定の値を維持するように吐出室の吐出圧力Ｐｄをクランク室に導入して、クランク室内の圧力Ｐｃを制御することが行われている。このような可変容量圧縮機用制御弁では、吸入圧力Ｐｓを感知するための感圧部材を備えている。その感圧部材としては、一般に、ベローズまたはダイヤフラムが用いられている。感圧部材にダイヤフラムを用いた可変容量圧縮機用制御弁としては、たとえば、特許文献１に記載のものが知られている。このようなダイヤフラムの材質には、ポリイミド単体のフィルムが使用されているが、金属単体の薄膜が使用されているものもある（たとえば、特許文献２参照。）。
【０００４】
ところで、感圧部材にダイヤフラムを用いた可変容量圧縮機用制御弁は、ダイヤフラムが圧力を感知してクランク室内の圧力を変化させる弁部を制御する部分であるので、気密性が要求されている。このため、可変容量圧縮機用制御弁は、組み上げられた段階で、組立て品（または、完成品）の漏れ検査を行っている。この漏れ検査は、組立て品における冷媒の年間の漏れ量が幾つであるかを検査する。しかし、漏れ検査のために、生産ライン上で１年間も冷媒の漏れ量を監視することはできないので、一般には、冷媒の代わりにヘリウムを用いた漏れ検査を行っている。これは、ヘリウムの分子が小さく、微小な分子間の隙間にも侵入できることや、ヘリウムが大気中にほとんど存在しないガスであるため誤検出の心配がないことから、組立て品の漏れを高精度で短時間に検査することを可能にしている。このように、組立て品の漏れ検査は、ヘリウムを用いて漏れ量を検出し、それを冷媒の年間の漏れ量相当に換算している。
【０００５】
ダイヤフラムにポリイミド単体のフィルムを用いた場合、ポリイミドフィルムはヘリウムを透過するので、漏れ検査は、所定量にその透過量分かさ上げした値を漏れ許容量としている。この漏れ許容量は、年間で許される仕様上の冷媒の漏れ量に相当する規格値である。したがって、漏れ検査で、その漏れ許容量より多い漏れ量を検出した場合、その可変容量圧縮機用制御弁は、気密性が不良であると判定されることになる。
【０００６】
これに対し、金属ダイヤフラムは、ヘリウムを透過しないので、漏れ検査で検出されたヘリウムの漏れ量がそのまま感圧部材での漏れ量となる。ただし、この金属ダイヤフラムは、ヘリウムを透過することはないが、材質にばね性があり、性能特性を合わせ込むことが非常に難しい素材であるので、受圧面積の小さい部位で感圧部材として使われることはなく、ポリイミドフィルムが用いられる。
【特許文献１】特開２００５−１２０８４９（第１図）
【特許文献２】特開２００５−２９１１９０（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年の地球環境の問題から、冷凍サイクルからの冷媒の漏れ量を少なくしたいという要求がある。このような要求に対して、可変容量圧縮機用制御弁においても、その仕様上の冷媒の漏れ量の規格値を小さく設定することになる。漏れ量の規格値を小さく設定するということは、ポリイミドフィルムを用いたダイヤフラムでは、ヘリウムによる漏れ検査のときに、不良品判定に用いられる漏れ許容量の値を小さくすることを意味する。しかしながら、ポリイミドフィルムの透過量は同じであるので、漏れ許容量の値が小さくなることは漏れ許容量と透過量との差が小さくなってしまい、そのことから、漏れ検査のときには、誤判定が発生され易くなるという問題点があった。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ヘリウムの透過量が少ないダイヤフラムを備えた可変容量圧縮機用制御弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では上記問題を解決するために、車両用エアコンの可変容量圧縮機に設けられて冷媒の吐出容量を制御する可変容量圧縮機用制御弁において、前記可変容量圧縮機の吸入室における吸入圧力を感知するダイヤフラムは、ポリイミドフィルムの少なくとも片面に金属薄膜を被着して多層構造にしたことを特徴とする可変容量圧縮機用制御弁が提供される。
【００１０】
このような可変容量圧縮機用制御弁によれば、ポリイミドフィルムの柔軟性と金属薄膜によるヘリウム難透過性とを併せ持ったダイヤフラムにすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の可変容量圧縮機用制御弁は、ダイヤフラムをポリイミドフィルムに金属薄膜を被着した多層構造にしたので、柔軟性を保ちつつヘリウムを透過しにくい構成にできるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、車両用エアコンの可変容量圧縮機に装着されてその吐出容量を制御する制御弁に適用した場合を例に図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の可変容量圧縮機用制御弁の構成を例示した縦断面図である。
【００１３】
可変容量圧縮機用制御弁は、図の上方の先端に可変容量圧縮機の吐出室から吐出圧力Ｐｄを受けるポート１１を有し、このポート１１には、ストレーナ１２が冠着されている。ポート１１の中には、ばねによって閉弁方向へ付勢されたボール形状の弁体１３が配置されている。この弁体１３の下流側は、可変容量圧縮機のクランク室へ連通するポート１４が設けられている。
【００１４】
弁体１３は、作動棒１５およびダイヤフラム受け盤１６を介して感圧部材であるダイヤフラム１７に当接されており、ダイヤフラム１７の変位により弁体１３のリフトを調節するようになっている。ダイヤフラム１７は、弁体１３側の空間が可変容量圧縮機の吸入室へ連通するポート１８が形成されていて、吸入圧力Ｐｓを受けることができるようになっている。
【００１５】
可変容量圧縮機用制御弁は、また、ダイヤフラム１７を介して弁体１３の動作設定値を変えることができるソレノイドを有している。このソレノイドは、電磁コイル１９と、コア２０と、プランジャ２１と、コア２０に挿通されたシャフト２２と、このシャフト２２およびプランジャ２１を介してダイヤフラム１７を付勢するばね２３とを有している。
【００１６】
ここで、可変容量圧縮機が動作されているとき、圧縮されて吐出室に吐出された高圧の吐出圧力Ｐｄがポート１１に導入され、一方、ポート１８には、吸入室に連通されていて、ダイヤフラム１７が吸入圧力Ｐｓを受けるようになっている。また、ダイヤフラム１７には、ソレノイドによって設定された荷重がかかっている。
【００１７】
以上の構成により、この可変容量圧縮機用制御弁は、ダイヤフラム１７が吸入圧力Ｐｓを感知し、ダイヤフラム受け盤１６および作動棒１５を介して弁体１３のリフトを制御することで吐出圧力Ｐｄのクランク室への導入量を制御する。これにより、クランク室内の圧力Ｐｃは、吸入圧力Ｐｓがソレノイドによって設定された所定の値を維持するよう制御され、可変容量圧縮機は、クランク室内の圧力Ｐｃに対応した所定の吐出容量に制御されることになる。
【００１８】
図２はダイヤフラムの構造を示す部分断面図である。
吸入圧力Ｐｓを感知するダイヤフラム１７は、ポリイミドフィルム２４とこれに被着された銅箔２５とを有している。一例として、ポリイミドフィルム２４は、５０μｍの厚さを有し、銅箔２５は９μｍの厚さを有している。ポリイミドフィルム２４および銅箔２５は、接着剤によって互いに接着するか、好ましくは、熱融着性のポリイミドフィルム２４によってこれに銅箔２５を直接接合するのがよい。
【００１９】
図３はダイヤフラムの材質違いによるヘリウム透過量の比較を示す図である。
この図では、厚さが５０μｍおよび７５μｍのポリイミドフィルムと、厚さ５０μｍのポリイミドフィルム２４に厚さ９μｍの銅箔２５を被着したダイヤフラム１７とのヘリウム透過量を示している。
【００２０】
このヘリウム透過量の試験結果によれば、ダイヤフラムとして従来用いられているポリイミドフィルム単体では、厚さが厚いほどヘリウム透過量が少ないことがわかる。これに対して、ポリイミドフィルム２４に銅箔２５を被着したダイヤフラム１７の場合は、厚さ７５μｍのポリイミドフィルムの場合に比較して、ヘリウム透過量が０．１５％まで低下しており、気密性が向上していることが分かる。
【００２１】
図４はダイヤフラムの材質違いによる圧力特性を示す図である。
この図において、破線は従来の厚さ７５μｍのポリイミドフィルム、実線はポリイミドフィルム２４に銅箔２５を被着したダイヤフラム１７、一点鎖線は金属薄膜の場合を示している。
【００２２】
ダイヤフラムの剛性は、材質や厚さによる違いがあり、金属薄膜単体のダイヤフラムのように合成が大きくなると、圧力−ストローク特性が悪くなっている。これに対し、この圧力特性図から、ポリイミドフィルム２４と銅箔２５とを合成したダイヤフラム１７のように、金属層の厚さを可能な限り薄くすることで、ダイヤフラムの剛性（圧力制御特性）をポリイミドフィルム単体のダイヤフラムとほぼ同等にすることが可能であることが分かる。
【００２３】
以上のように、吸入圧力Ｐｓを感知するダイヤフラム１７を、強度が保てる程度の厚さのポリイミドフィルム２４と銅箔２５のような薄い金属薄膜との２層構造にしたことにより、ポリイミドフィルム２４の柔軟性と、金属薄膜によるヘリウム難透過性とを併せ持った感圧部材が実現される。これにより、可変容量圧縮機用制御弁に関して冷媒の漏れ規制が厳しくなって漏れ量の規格値が小さくなっても、ヘリウムの透過量が非常に少なくてその規格値との差が十分に大きいので、ヘリウムによる漏れ検査で誤判定を発生しにくくしている。
【００２４】
なお、上記の実施の形態では、ポリイミドフィルム２４の片面に銅箔２５を接着剤を用いた貼着により、または、直接、熱融着により被着して多層構造にした場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。たとえば、ポリイミドフィルム２４の片面または両面に、金属薄膜層をめっき、真空蒸着またはスパッタリングによって直接成膜してもよい。
【００２５】
また、上記の実施の形態では、ポリイミドフィルム２４に熱融着などによって被着される金属薄膜に柔軟性のある銅箔２５を使用した場合を例に説明したが、ステンレス、りん青銅などばね性のある材料を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の可変容量圧縮機用制御弁の構成を例示した縦断面図である。
【図２】ダイヤフラムの構造を示す部分断面図である。
【図３】ダイヤフラムの材質違いによるヘリウム透過量の比較を示す図である。
【図４】ダイヤフラムの材質違いによる圧力特性を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１１  ポート
１２  ストレーナ
１３  弁体
１４  ポート
１５  作動棒
１６  ダイヤフラム受け盤
１７  ダイヤフラム
１８  ポート
１９  電磁コイル
２０  コア
２１  プランジャ
２２  シャフト
２３  ばね
２４  ポリイミドフィルム
２５  銅箔
【図１】
2008163920.tif 000003
【図２】
2008163920.tif 000004
【図３】
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【図４】
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