(57)【要約】【課題】シロキサンに起因する電気接点部の接触不良が起こりにくい接点構造及び材料の開発を容易にする。【解決手段】シロキサン耐久試験機１は、シロキサンガス発生装置１０と、テスト室２０と、シロキサン濃度計測部３０と、制御部４０とを有している。シロキサンガス発生装置１０は、２つのマスフローコントローラ１２、１３と、バブラー１１とを含んでいる。シロキサン濃度計測部３０は、テスト室２０のテストエリア内のシロキサン濃度を計測する。制御部４０は、その計測結果を用いて、シロキサンガス発生装置１０のマスフローコントローラ１２、１３を制御する。これにより、テストエリアのシロキサン濃度を所望濃度とすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
濃度可変にシロキサンガスを発生させるシロキサンガス発生装置と、
前記シロキサンガス発生装置で発生したシロキサンガスが供給される、密閉されたテストエリアと、
前記テストエリア内のシロキサン濃度を測定するシロキサン濃度センサと、
前記シロキサン濃度センサが検出したシロキサン濃度に基づいて、前記テストエリア内のシロキサン濃度が所定濃度となるように前記シロキサンガス発生装置を制御する制御手段とを備えていることを特徴とするシロキサン耐久試験機。
【請求項２】
前記シロキサンガス発生装置が、
シロキサンを含まない第１気体でシロキサン貯溜槽に貯溜されたシロキサン液をバブリングすることによって飽和シロキサンガスを発生させるバブラーと、
前記バブラーに供給される前記第１気体の流量を調整する第１流量調整機構と、
シロキサンを含まない第２気体の流量を調整する第２流量調整機構と、
前記バブラーで発生した飽和シロキサンガスと、前記第２流量調整機構で流量が調整された前記第２気体とを混合した混合ガスを前記テストエリアに供給する供給ガス流路とを有していることを特徴とする請求項１に記載のシロキサン耐久試験機。
【請求項３】
シロキサンを含まない第３気体の流量を調整する第３流量調整機構と、
前記テストエリアから抽出されたサンプリングガスと、前記第３流量調整機構で流量が調整された前記第３気体とを混合した混合ガスを前記シロキサン濃度センサに供給する計測ガス流路とをさらに備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のシロキサン耐久試験機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シロキサン耐久試験機に関する。
【背景技術】
【０００２】
シロキサン（低分子環状シロキサン）は常温で簡単にガス化し、電気接点部において電気エネルギーを受けることでシリカと炭化物との化合体となる。シリカは絶縁物質であり、接点に対して強固に付着する性質を持っているため、電気接点部の接触不良の原因となる（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１２４４８９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シロキサンは一般的なプラスチック、合成ゴム、接着剤、化粧品、ヘアスプレーなど身近な製品に大量に含まれているので、身近な電気製品などにも不具合をもたらす原因となっている。
【０００５】
特に自動車の場合、夏場の駐車中の車室内が高温になることと密閉状態であることから、内装材やその接着剤、各種プラスチック材料から大量のシロキサンがガス化するため、車室内の電気・電子機器が非常に高い濃度のシロキサンにさらされ、スイッチＯＮによる通電時に接点部において電気エネルギーによって絶縁物であるシリカが生成され、接触不良を発生させる。また、エンジンルームにおいてもエンジンの発熱によりシロキサンがガス化し、同様の接触不良を発生させる。これらは機器の動作接点においてだけでなく、各種コネクタ類においても接触不良を発生させる。これはシロキサン存在下で自動車の振動によりコネクタの接点が通電されながらミクロ的に動くことが原因である。
【０００６】
こうした電気接点の接触不良を背景として、各メーカーはシロキサンに耐えうる接点構造や材料の開発に迫られている。
【０００７】
本発明の目的は、シロキサンに起因する電気接点部の接触不良が起こりにくい接点構造及び材料の開発を容易にする技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るシロキサン耐久試験機は、濃度可変にシロキサンガスを発生させるシロキサンガス発生装置と、前記シロキサンガス発生装置で発生したシロキサンガスが供給される、密閉されたテストエリアと、前記テストエリア内のシロキサン濃度を測定するシロキサン濃度センサと、前記シロキサン濃度センサが検出したシロキサン濃度に基づいて、前記テストエリア内のシロキサン濃度が所定濃度となるように前記シロキサンガス発生装置を制御する制御手段とを備えている。
【０００９】
本発明によると、テストエリア内のシロキサン濃度を所望濃度とすることができるので、シロキサンに起因する電気接点部の接触不良が起こりにくい接点構造及び材料の開発が容易となる。
【００１０】
前記シロキサンガス発生装置が、シロキサンを含まない第１気体でシロキサン貯溜槽に貯溜されたシロキサン液をバブリングすることによって飽和シロキサンガスを発生させるバブラーと、前記バブラーに供給される前記第１気体の流量を調整する第１流量調整機構と、シロキサンを含まない第２気体の流量を調整する第２流量調整機構と、前記バブラーで発生した飽和シロキサンガスと、前記第２流量調整機構で流量が調整された前記第２気体とを混合した混合ガスを前記テストエリアに供給する供給ガス流路とを有している。これにより、市販されていないシロキサン標準ガスを、市販されているシロキサン液から所望濃度を有するように発生させることができる。
【００１１】
本発明のシロキサン耐久試験機は、シロキサンを含まない第３気体の流量を調整する第３流量調整機構と、前記テストエリアから抽出されたサンプリングガスと、前記第３流量調整機構で流量が調整された前記第３気体とを混合した混合ガスを前記シロキサン濃度センサに供給する計測ガス流路とをさらに備えていることが好ましい。これにより、テストエリアから抽出されたサンプリングガスの濃度がシロキサン濃度センサの計測可能レンジを超えて高い場合であっても、希釈されたガスをシロキサン濃度センサに供給することでサンプリングガスの濃度計測が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施の形態に係るシロキサン耐久試験機の概略構成図である。図１に示すシロキサン耐久試験機１は、シロキサンガス発生装置１０と、密閉されたテストエリアを画定するテスト室２０と、シロキサン濃度計測部３０と、制御部４０との４つの部分に大別される。
【００１４】
シロキサンガス発生装置１０は、バブラー方式によりシロキサンガスを発生させるバブラー１１を含んでいる。バブラー１１には、マスフローコントローラ１２からシロキサンを含まない窒素ガス（Ｎ2）が供給される。マスフローコントローラ１２は、バブラー１１に供給する窒素ガスを、制御部４０からの制御出力にしたがって調整する。
【００１５】
図２に、バブラーの詳細図を示す。バブラー１１は、シロキサン液が貯溜されたシロキサン貯溜槽１０１を含んでいる。シロキサン貯溜槽１０１内には、その中央部付近までシロキサン液が貯溜された温水部となっている。シロキサン貯溜槽１０１の内部のシロキサン液以外の部分は、シロキサンガスで充満した気相部となっている。
【００１６】
シロキサン貯溜槽１０１の下端近傍には、マスフローコントローラ１２で流量が調整された窒素ガスの入口１０１ａが設けられている。入口１０１ａからシロキサン貯溜槽１０１の温水部に供給された窒素ガスが気泡となって温水部を上昇することで発生したシロキサンガスが、気相部に蓄えられる。気相部に蓄えられたシロキサンガス（シロキサン飽和蒸気）は、シロキサン貯溜槽１０１の上端に設けられた出口１０１ｂから排出される。
【００１７】
シロキサン貯溜槽１０１には、温度センサ１０３が取り付けられている。温度センサ１０３は、シロキサン貯溜槽１０１の天井から挿入されて気相部を通過し、先端が温水部にまで達している。温度センサ１０３は、気相部及び温水部に対応する位置にそれぞれ熱電対１０３ａ、１０３ｂを有しており、各熱電対１０３ａ、１０３ｂにおいて温度検出を行う。なお、一般的に、気相部のシロキサンガス温度は、温水部のシロキサン液温度と同じである。
【００１８】
温水部内には、Ｕ字管状のヒーター１０５が配置されている。ヒーター１０５は、制御部４０からの制御出力にしたがって、温水部のシロキサン液温度を上昇させる。
【００１９】
また、バブラー１１は、気相部のシロキサンガス及び温水部のシロキサン液の温度を調整する温調装置１１０を有している。温調装置１１０は、水が循環する循環管路となっており、シロキサン貯溜槽１０１の気相部相当部分を取り囲むウォータージャケット１１１を含んでいる。ウォータージャケット１１１は、気相部内のシロキサンガス温度を調整する。その他に温調装置１１０は、ウォータージャケット１１１から排出された水と外部から供給された冷却水との熱交換を行う熱交換器１１３と、温水部内に設けられてシロキサン液の温度調整を行うＵ字管状の蛇管１１５と、ポンプ１１７と、ウォータージャケット１１１に供給される水を加熱するヒーター１１９とを含んでいる。また、ウォータージャケット１１１内の水温は、水温センサ１２０によって測定される。ウォータージャケット１１１と熱交換器１１３との間には、熱交換器１１３に流れる水量を調整する三方弁１１２が配置されている。
【００２０】
バブラー１１内のヒータ１０５及び温調装置１１０は、制御部４０からの制御出力にしたがって制御される。これにより、シロキサン貯溜槽１０１の出口１０１ｂから排出されるシロキサンガスの温度を調整することができる。
【００２１】
本実施の形態に係るシロキサン耐久試験機１はバブラー１１を有しているので、市販されていないシロキサン標準ガスを、市販されているシロキサン液から所望濃度を有するように発生させることができる。
【００２２】
シロキサンガス発生装置１０は、マスフローコントローラ１３を含んでいる。マスフローコントローラ１３は、マスフローコントローラ１２に供給される窒素ガスと同じ供給源から供給された窒素ガスの流量を調整する。
【００２３】
シロキサンガス発生装置１０には、バブラー１１で発生したシロキサンガスと、マスフローコントローラ１３で流量調整された窒素ガスとが混合点１４ａにおいて混合され、混合ガスがテスト室２０内のテストエリアに供給されるような供給ガス流路１４が設けられている。
【００２４】
マスフローコントローラ１３と混合点１４ａとの間、及び、バブラー１１と混合点１４ａとの間には、それぞれ、ヒーター１５、１６が配置されている。これらヒーター１５、１６は、窒素ガス及びシロキサンガスを加熱することによって、これらのガスが混合時に液化（結露）するのを防止する。また、供給ガス流路１４の混合点１４ａとテスト室２０との間は、保温用のヒーター１７によって覆われている。これによって、混合ガスがテスト室２０に到るまでに液化するのを防止している。
【００２５】
このように、シロキサンガス発生装置１０は、窒素ガスを分流した後に窒素ガスとシロキサンガスとを混合することで、必要な濃度のシロキサンガスをテスト室２０に供給する。
【００２６】
密閉容器であるテスト室２０は、シロキサンを含まない材料（例えば金属）からなる。テスト室２０とこれに接続された管路とのジョイント部に使用されるパッキンなどにも金属（ＳＵＳ）が用いられる。
【００２７】
テスト室２０には、テストエリアの環境を調整するためのファン２１、ヒーター２２、及び、クーラー２３が配置されている。これにより、テストエリア内の温度を所望温度に調整することができる。例えば、夏場の自動車室内の環境を再現できるように、制御部４０は、テスト室２０内を高温とする高温運転機能を有していることが好ましい。本例では、室温から１２０℃までの温度環境を提供できるが。８０℃程度の試験が普通である。テストエリアでのシロキサンガス濃度は、通常試験では１０〜５００ｐｐｍ、加速試験では１０００〜５０００ｐｐｍ程度である。
【００２８】
テスト室２０には、試験開始時にシロキサンゼロ状態を再現できるように、カセット交換式のシロキサン吸着ユニット２５が接続されている。シロキサン吸着ユニット２５は、活性炭繊維布をフィルター状に加工したものであり、有効吸着面積の増加とユニット２５のコンパクト化とを両立させるものである。
【００２９】
シロキサン濃度計測部３０は、シロキサン濃度センサ３１とマスフローコントローラ３２とを有している。マスフローコントローラ３２は、マスフローコントローラ１２、１３に供給される窒素ガスと同じ供給源から供給された窒素ガスの流量を調整する。また、シロキサン濃度計測部３０には、テスト室２０からオーバーフローしてきたシロキサンガスと、マスフローコントローラ３２で流量が調整された窒素ガスとが混合点３３ａにおいて混合され、混合ガスがシロキサン濃度センサ３１に供給されるような計測ガス流路３３が設けられている。シロキサン濃度センサ３１は、供給された混合ガスの濃度を計測する。
【００３０】
計測ガス流路３３の混合点３３ａとマスフローコントローラ３２との間には、ヒーター３５が配置されている。ヒーター３５は、窒素ガスを加熱することによって、窒素ガスが混合時に液化（結露）するのを防止する。計測ガス流路３３の混合点３３ａとテスト室２０との間及び混合点３３ａとヒーター３５との間、さらには、混合点３３ａとシロキサン濃度センサ３１との間は、保温用のヒーター３７によって覆われている。これによって、ガスがシロキサン濃度センサ３１に到るまでに液化するのを防止している。
【００３１】
このように、テストエリアから抽出されたシロキサンガスのサンプリングガスとマスフローコントローラ３２で流量を調整された窒素ガスとの混合ガスをシロキサン濃度センサ３１に供給するようにしているので、テストエリアから抽出されたサンプリングガスの濃度がシロキサン濃度センサ３１の計測可能レンジを超えて高い場合であっても、希釈されたガスをシロキサン濃度センサ３１に供給することでサンプリングガスの濃度計測が可能となる。
【００３２】
制御部４０には、シロキサン濃度センサ３１の検出出力が供給される。制御部４０は、フィードバック制御に基づいて生成された制御出力によって、マスフローコントローラ１２、１３を制御する。これにより、マスフローコントローラ１２、１３から下流へと流れるガスの単位時間あたりの流量が調整されるので、テストエリア内のシロキサン濃度を所望濃度とすることができる。したがって、テストエリアにおいて、シロキサンに起因する電気接点部の接触不良が起こりにくい接点構造及び材料の開発が容易となる。
【００３３】
また、制御部４０は、制御出力によって、バブラー１１内のヒータ１０５及び温調装置１１０を制御する。これにより、バブラー１１から排出されるシロキサンガス温度の制御が可能となっている。そのほか、制御部４０には、温度センサ１０３及び水温センサ１２０の出力などの各種出力が供給される。そして、制御部４０は、これら出力に基づいて、シロキサン耐久試験機１の全体的な動作を制御する。
【００３４】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更を上述の実施の形態に施すことが可能である。例えば、バブラー以外の方式でシロキサンガスを発生させてもよい。また、テストエリア内のシロキサンガス濃度調整は、マスフローコントローラの流量を調整する以外の方法で行ってもよい。３つのマスフローコントローラ１２、１３、３２にそれぞれ別の種類のシロキサンを含まないガスを与えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施の形態に係るシロキサン耐久試験機の概略構成図である。
【図２】図１に示すシロキサン耐久試験機に含まれるバブラーの詳細図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  シロキサン耐久試験機
１０  シロキサンガス発生装置
１１  バブラー
１２、１３、３２  マスフローコントローラ
１４  供給ガス流路
１５、１６  ヒーター
２０  テスト室
２５  シロキサン吸着ユニット
３０  シロキサン濃度計測部
３１  シロキサン濃度センサ
３３  計測ガス流路
４０  制御部
１０１  シロキサン貯溜槽
１０５  ヒーター
１１０  温調装置
１１１  ウォータージャケット
【図１】
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【図２】
2008224485.tif 000004