(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シール部材の気密試験装置であって、
対向する壁面の間にシール部材を装着可能なシール部材装着治具と、
前記シール部材装着治具を収容する恒温槽と、
前記シール部材装着治具のシール部材の一次側にガスを供給するガス供給装置と、
前記シール部材装着治具のシール部材の二次側から漏れたガスが流れるガス流路と、
前記ガス流路を通じてガスが供給され、その供給されたガスの量に応じて内部の液体を送出可能な液体貯留部と、
前記液体貯留部から送出された液体が流れる液体流路と、
前記液体流路を通じて液体が供給され、その供給された液体の重さを連続的に計測可能な量りと、
前記量りにより計測された液体の重さから、前記シール部材における時系列的なガス漏れ量を算出する演算装置と、を有することを特徴とする、シール部材の気密試験装置。
【請求項２】
前記シール部材装着治具は、円柱状部と、当該円柱状部が嵌入される穴を有する筒状部とを有し、前記筒状部の穴に嵌入された円柱状部の外周面と筒状部の内周面との間に前記シール部材を装着することを特徴とする、請求項１に記載のシール部材の気密試験装置。
【請求項３】
前記筒状部には、前記ガス供給装置からのガスを前記シール部材の一次側に流入させるためのガス流入路と、前記シール部材の二次側から漏れたガスを前記ガス流路に流出させるためのガス流出路が形成されていることを特徴とする、請求項２に記載のシール部材の気密試験装置。
【請求項４】
前記ガス流路は、前記液体貯留部の上部に接続され、前記液体流路は、前記液体貯留部の内部に挿入されており、前記ガス流路から前記液体貯留部に流入したガスの圧力によって液体貯留部内の液体が前記液体流路に送出されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のシール部材の気密試験装置。
【請求項５】
シール部材の気密試験方法であって、
シール部材装着治具の対向する壁面の間にシール部材を装着する工程と、
恒温槽に収容された前記シール部材装着治具のシール部材の一次側にガスを供給する工程と、
前記シール部材装着治具のシール部材の二次側から漏れたガスをガス流路を通じて液体貯留部に供給する工程と、
前記液体貯留部に供給されたガスの量に応じて液体貯留部の液体を液体流路を通じて量りに供給する工程と、
前記供給された液体の重さを量りで連続的に計測する工程と、
前記量りにより計測された液体の重さから、前記シール部材における時系列的なガス漏れ量を算出する工程と、を有することを特徴とする、シール部材の気密試験方法。
【請求項６】
前記ガス流路を通じて前記液体貯留部に流入したガスの圧力によって液体貯留容器内の液体が前記液体流路に送出されることを特徴とする、請求項５に記載のシール部材の気密試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール部材の気密試験装置及び気密試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車等の車両に搭載される燃料電池システムには、燃料ガスの供給源として高圧ガスタンクが用いられる。高圧ガスタンクは、タンク本体の長手方向の開口端部に口金部を有し、その口金部にバルブなどが接続されて使用される。高圧ガスタンクの口金部とバルブとの接続部には、Ｏリングが装着され、気密性を確保している。
【０００３】
上述のような高圧ガスタンクなどに用いられるＯリングは、非常に高い気密性が要求されるため、装着前に気密性の試験（気密試験）が行われる。この気密試験は、例えば漏れたガスを液体内で捕集し、メスシリンダに回収して、一定時間毎に目視によりメスシリンダの液面の目盛を読むことにより行われていた（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１８１１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の気密試験では、一定時間当たりの総ガス漏れ量は正確に測ることができるが、時系列的なガス漏れ量は正確に測れない。Ｏリングは、一定時間の総ガス漏れ量が同じであっても、最初に多く漏れて直ぐに漏れが止まる場合や、微量に長時間漏れ続ける場合、途中から漏れ始める場合など、ガス漏れの時系列的な特性が異なる場合がある。ガス漏れの時系列的な特性が異なると、その対策も異なってくる。このため、上述の気密試験は、Ｏリングの気密試験として十分でなく、時系列的なガス漏れ量を正確に測定することが求められている。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、Ｏリングなどのシール部材の時系列的なガス漏れ量を正確に測定し、高精度のシール部材の気密試験を実現することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための本発明は、シール部材の気密試験装置であって、対向する壁面の間にシール部材を装着可能なシール部材装着治具と、前記シール部材装着治具を収容する恒温槽と、前記シール部材装着治具のシール部材の一次側にガスを供給するガス供給装置と、前記シール部材装着治具のシール部材の二次側から漏れたガスが流れるガス流路と、前記ガス流路を通じてガスが供給され、その供給されたガスの量に応じて内部の液体を送出可能な液体貯留部と、前記液体貯留部から送出された液体が流れる液体流路と、前記液体流路を通じて液体が供給され、その供給された液体の重さを連続的に計測可能な量りと、前記量りにより計測された液体の重さから、前記シール部材における時系列的なガス漏れ量を算出する演算装置と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、シール部材の時系列的なガス漏れ量を正確に測定することができ、高精度の気密試験を実現できる。
【０００９】
上記シール部材の気密試験装置において、前記シール部材装着治具は、円柱状部と、当該円柱状部が嵌入される穴を有する筒状部とを有し、前記筒状部の穴に嵌入された円柱状部の外周面と筒状部の内周面との間に前記シール部材を装着するようにしてもよい。
【００１０】
前記筒状部には、前記ガス供給装置からのガスを前記シール部材の一次側に流入させるためのガス流入路と、前記シール部材の二次側から漏れたガスを前記ガス流路に流出させるためのガス流出路が形成されていてもよい。
【００１１】
前記ガス流路は、前記液体貯留部の上部に接続され、前記液体流路は、前記液体貯留部の内部に挿入されており、前記ガス流路から前記液体貯留部に流入したガスの圧力によって液体貯留部内の液体が前記液体流路に送出されるようにしてもよい。
【００１２】
別の観点による本発明は、シール部材の気密試験方法であって、シール部材装着治具の対向する壁面の間にシール部材を装着する工程と、恒温槽に収容された前記シール部材装着治具のシール部材の一次側にガスを供給する工程と、前記シール部材装着治具のシール部材の二次側から漏れたガスをガス流路を通じて液体貯留部に供給する工程と、前記液体貯留部に供給されたガスの量に応じて液体貯留部の液体を液体流路を通じて量りに供給する工程と、前記供給された液体の重さを量りで連続的に計測する工程と、前記量りにより計測された液体の重さから、前記シール部材における時系列的なガス漏れ量を算出する工程と、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、シール部材の時系列的なガス漏れ量を正確に測定することができるので、高精度の気密試験を実現できる。
【００１４】
前記シール部材の気密試験方法において、前記ガス流路を通じて前記液体貯留部に流入したガスの圧力によって液体貯留容器内の液体が前記液体流路に送出されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、シール部材の時系列的なガス漏れ量を正確に測定することができるので、高精度の気密試験を実現できる。これにより、シール部材の信頼性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係る気密試験装置１の構成を示す模式図である。本実施の形態では、シール部材としてのＯリングの気密試験を行う気密試験装置を例にとって説明する。
【００１７】
気密試験装置１は、例えば高圧ガス供給装置１０と、Ｏリング装着治具１１を収容する恒温槽１２と、液体貯留部としての液体貯留容器１３と、電子量り１４及び演算装置１５を有している。
【００１８】
高圧ガス供給装置１０は、高圧ガス供給路２０によって恒温槽１２内のＯリング装着治具１１に連通しており、Ｏリング装着治具１１に対し高圧の例えばヘリウムガスを供給できる。
【００１９】
恒温槽１２は、内部温度を調整する機能を有し、槽内を一定の温度に維持することができる。
【００２０】
恒温槽１２内のＯリング装着治具１１は、例えば図２に示すように円柱状部３０と、その円柱状部３０が嵌入する穴３１を有する筒状部３２を有している。
【００２１】
例えば筒状部３２の穴３１は、底側の小口径部３１ａと、入口側の大口径部３１ｂを有し、その間に段部３１ｃが形成されている。円柱状部３０は、この穴３１の形状に適合するように、先端側の小径部３０ａと、後方側の大径部３０ｂを有している。円柱状部３０が穴３１に挿入された際には、円柱状部３０の大径部３０ｂが穴３１の大口径部３１ｂに隙間なく嵌入され、この部分からのガス漏れが防止されている。また、円柱状部３０の小径部３０ａの外周面と穴３１の小口径部３１ａの内周面との間には、わずかな隙間ができている。
【００２２】
円柱状部３０の小径部３０ａ側の外周面には、例えば周方向に沿った環状の溝３０ｃが形成されており、この溝３０ｃにＯリング４０を嵌めることができる。溝３０ｃにＯリング４０が嵌められた状態で、円柱状部３０を筒状部３２の穴３１に嵌め込むことによって、対向する円柱状部３０の外周面と筒状部３２の内周面との間にＯリング４０を装着できる。
【００２３】
また、例えば円柱状部３０の小径部３０ａの長さは、穴３１の小口径部３１ａより短く形成されており、円柱状部３０が穴３１に嵌め込まれた際に、円柱状部３０の先端面と穴３１の底面との間に空間Ｐができる。筒状部３２には、外部から当該空間Ｐに通じるガス流入路３２ａが形成されている。ガス流入路３２ａには、高圧ガス供給装置１０に通じる高圧ガス供給路２０が接続されている。これにより、高圧ガス供給装置１０から空間Ｐに高圧ガスを供給し、筒状部３２と円柱状部３０との間のＯリング４０の一次側（図２の左側）に高圧のガスを供給できる。
【００２４】
筒状部３２には、穴３１の小口径部３１ａから筒状部３２の外側面に通じるガス流出路３２ｂが形成されている。ガス流出路３２ｂには、恒温槽１２の外部の液体貯留容器１３に通じるガス流路５０が接続されている。これにより、筒状部３２と円柱状部３０との間のＯリング４０の二次側（図２の右側）に漏れたガスをガス流路５０に流出することができる。
【００２５】
図１に示すように液体貯留容器１３は、密閉構造を有し、内部に水Ｈが貯留されている。ガス流路５０は、液体貯留容器１３の上部に接続されている。液体貯留容器１３の内部には、液体流路６０が挿入されている。これにより、ガス流路５０から液体貯留容器１３に漏れたガスが供給されると、そのガスの圧力により水Ｈの液面が押され当該水Ｈが液体流路６０に送出される。したがって、液体貯留容器１３では、ガス流路５０から流入したガスの量に応じた量の水Ｈが液体流路６０に送出される。
【００２６】
液体流路６０は、電子量り１４の上方まで通じており、電子量り１４上の量り容器７０に水Ｈを供給できる。電子量り１４は、量り容器７０内に供給された水Ｈの重さを連続的に自動計測できる。電子量り１４は、水Ｈの重さの連続的な計測結果を演算装置１５に出力できる。
【００２７】
演算装置１５は、例えば水Ｈの重さの連続的な計測結果から、上記Ｏリング４０における時系列的なガス漏れ量を算出し、それをグラフ化できる。なお、演算装置１５は、例えばディスプレイを備えたパーソナルコンピュータである。
【００２８】
次に、以上のように構成された気密試験装置１で行われるＯリング４０の気密試験方法について説明する。
【００２９】
先ず、被試験体であるＯリング４０が、図２に示したようにＯリング装着治具１１の円柱状部３０の外周面と筒状部３２の内周面との間に装着される。このとき、Ｏリング装着治具１１が収容されている恒温槽１２は、例えば−６０℃に維持されている。次に、高圧ガス供給装置１０から例えば７０ＭＰａ程度の高圧のヘリウムガスがＯリング装着治具１１に供給される。このとき、ガスは、Ｏリング装着治具１１内の空間Ｐに流入し、さらにＯリング４０の一次側（空間Ｐ側）に供給される。例えばＯリング４０に対し所定時間高圧ガスが供給され、所定時間Ｏリング４０の気密試験が行われる。
【００３０】
例えばＯリング４０の二次側に漏れたガスは、ガス流路５０を通じて液体貯留容器１３に流れる。液体貯留容器１３では、その漏れたガスの圧力により水Ｈが押され、その押された分の水Ｈが液体流路６０に送出される。液体流路６０に送出された水Ｈは、電子量り１４の量り容器７０に供給される。電子量り１４では、水Ｈの重さが連続的に計測される。この水Ｈの重さの連続的な計測結果は、演算装置１５に出力される。
【００３１】
演算装置１５では、水Ｈの重さの連続的な測定結果から、Ｏリング４０における時系列的なガス漏れ量が算出され、グラフ化される。なお、このガス漏れ量の算出は、液体貯留容器１３における漏れガスの流入量と、それに応じた水Ｈの送出量との関係を予め把握することにより、容易に行うことができる。
【００３２】
以上の実施の形態によれば、Ｏリング４０から漏れたガスの量を水Ｈの量に変換し、その水Ｈの量さを連続的に測定し、その水Ｈの量さから時系列的な漏れガス量を算出している。このため、Ｏリング４０の時系列的なガス漏れ量を正確に測定することができ、この結果、高精度の気密試験を行うことができる。
【００３３】
Ｏリング装着治具１１は、円柱状部３０と、円柱状部３０が嵌入される穴３１を有する筒状部３２とを有し、円柱状部３０の外周面と筒状部３２の内周面との間にＯリング４０を装着するようにしたので、Ｏリング４０の装着を簡単かつ適正に行うことができる。
【００３４】
また、筒状部３２には、高圧ガス供給装置１０からのガスをＯリング４０の一次側に流入させるガス流入路３２ａと、Ｏリング４０の二次側から漏れたガスをガス流路５０に流出させるガス流出路３２ｂが形成されているので、Ｏリング４０に対するガスの供給と漏れガスの排出を適正に行うことができる。
【００３５】
さらに、ガス流路５０が液体貯留容器１３の上部に接続され、液体流路６０が液体貯留容器１３の内部に挿入されており、ガス流路５０から液体貯留容器１３に流入したガスの圧力によって液体貯留容器１３内の水Ｈが液体流路６０に送出されるようにしたので、Ｏリング４０から漏れたガス量の水量への変換を簡単かつ適正に行うことができる。
【００３６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３７】
例えば以上の実施の形態では、シール部材がＯリングであったが、本発明は、他のシール部材の気密試験にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】気密試験装置の構成の概略を示す模式図である。
【図２】Ｏリング装着治具の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  気密試験装置
１０  高圧ガス供給装置
１１  Ｏリング装着治具
１２  恒温槽
１３  液体貯留容器
１４  電子量り
１５  演算装置
５０  ガス流路
６０  液体流路
【図１】
0005217421.tif 000002
【図２】
0005217421.tif 000003