JP2008224485A - Siloxane endurance testing machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シロキサン耐久試験機に関する。 The present invention relates to a siloxane durability tester.
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)。 Siloxane (low molecular cyclic siloxane) is easily gasified at room temperature, and becomes a combination of silica and carbide by receiving electric energy at the electric contact portion. Silica is an insulating material and has a property of firmly adhering to contacts, and thus causes contact failure of electrical contact portions (see Patent Document 1).
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。 Siloxane is contained in a large amount in familiar products such as general plastics, synthetic rubbers, adhesives, cosmetics, and hair sprays, which causes problems in familiar electrical products.
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。 In particular, in the case of automobiles, the interior of a car parked in summer is heated and sealed, so a large amount of siloxane is gasified from interior materials, adhesives, and various plastic materials. When an electronic device is exposed to a very high concentration of siloxane, silica, which is an insulator, is generated by electrical energy at a contact portion when the switch is turned on, and a contact failure occurs. Also, in the engine room, siloxane is gasified due to heat generated by the engine, and the same contact failure occurs. These cause poor contact not only at the operating contacts of the equipment but also at various connectors. This is due to the fact that the contact of the connector moves while being energized by the vibration of the automobile in the presence of siloxane.
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。 Against this backdrop of electrical contact failures, manufacturers are forced to develop contact structures and materials that can withstand siloxane.
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。 An object of the present invention is to provide a technique for facilitating the development of a contact structure and a material in which contact failure of an electrical contact portion due to siloxane is unlikely to occur.
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。 A siloxane durability tester according to the present invention includes a siloxane gas generator that generates a siloxane gas in a variable concentration, a sealed test area to which the siloxane gas generated by the siloxane gas generator is supplied, and an inside of the test area. A siloxane concentration sensor for measuring the siloxane concentration of the siloxane gas, and a control means for controlling the siloxane gas generator based on the siloxane concentration detected by the siloxane concentration sensor so that the siloxane concentration in the test area becomes a predetermined concentration. I have.
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。 According to the present invention, since the siloxane concentration in the test area can be set to a desired concentration, it is easy to develop a contact structure and a material in which a contact failure of an electric contact portion caused by siloxane hardly occurs.
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。 A bubbler for generating a saturated siloxane gas by bubbling a siloxane liquid stored in a siloxane storage tank with a first gas not containing siloxane, and a flow rate of the first gas supplied to the bubbler. The flow rate is adjusted by the first flow rate adjusting mechanism for adjusting the flow rate, the second flow rate adjusting mechanism for adjusting the flow rate of the second gas not containing siloxane, the saturated siloxane gas generated in the bubbler, and the second flow rate adjusting mechanism. And a supply gas flow path for supplying a mixed gas mixed with the second gas to the test area. Thereby, the siloxane standard gas which is not commercially available can be generated from the commercially available siloxane liquid so as to have a desired concentration.
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。 In the siloxane durability tester of the present invention, the flow rate is adjusted by the third flow rate adjustment mechanism that adjusts the flow rate of the third gas not containing siloxane, the sampling gas extracted from the test area, and the third flow rate adjustment mechanism. It is preferable to further include a measurement gas flow path for supplying a mixed gas mixed with the third gas to the siloxane concentration sensor. As a result, even if the concentration of the sampling gas extracted from the test area is higher than the measurable range of the siloxane concentration sensor, the concentration of the sampling gas can be measured by supplying the diluted gas to the siloxane concentration sensor. It becomes possible.
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。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
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。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a siloxane durability tester according to an embodiment of the present invention. The siloxane durability tester 1 shown in FIG. 1 is roughly divided into four parts: a
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。
The
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。
FIG. 2 shows a detailed view of the bubbler. The
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。
In the vicinity of the lower end of the
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。
A
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。
A
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。
The
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。
The
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。
Since the siloxane durability tester 1 according to the present embodiment has the
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。
The
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。
In the
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。
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。
As described above, the
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。
The
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。
In the
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。
A cassette-exchangeable siloxane adsorption unit 25 is connected to the
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。
The siloxane
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。
A
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。
Thus, since the mixed gas of the sampling gas of the siloxane gas extracted from the test area and the nitrogen gas whose flow rate is adjusted by the
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。
The detection output of the
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。
Moreover, the
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。
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made to the above-described embodiments as long as they are described in the claims. It is possible to apply. For example, siloxane gas may be generated by a method other than a bubbler. The siloxane gas concentration in the test area may be adjusted by a method other than adjusting the flow rate of the mass flow controller. The three
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Siloxane
Claims (3)
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。 A siloxane gas generator for generating a siloxane gas with variable concentration;
A sealed test area to which the siloxane gas generated by the siloxane gas generator is supplied;
A siloxane concentration sensor for measuring the siloxane concentration in the test area;
A siloxane durability test comprising a control means for controlling the siloxane gas generator so that the siloxane concentration in the test area becomes a predetermined concentration based on the siloxane concentration detected by the siloxane concentration sensor. Machine.
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。 The siloxane gas generator is
A bubbler for generating saturated siloxane gas by bubbling a siloxane liquid stored in a siloxane storage tank with a first gas not containing siloxane;
A first flow rate adjusting mechanism for adjusting a flow rate of the first gas supplied to the bubbler;
A second flow rate adjusting mechanism for adjusting the flow rate of the second gas not containing siloxane;
A supply gas flow path for supplying a mixed gas obtained by mixing the saturated siloxane gas generated in the bubbler and the second gas whose flow rate is adjusted by the second flow rate adjusting mechanism to the test area; The siloxane durability tester according to claim 1, wherein:
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。 A third flow rate adjusting mechanism for adjusting the flow rate of the third gas not containing siloxane;
And a measurement gas flow path for supplying a mixed gas obtained by mixing the sampling gas extracted from the test area and the third gas whose flow rate is adjusted by the third flow rate adjusting mechanism to the siloxane concentration sensor. The siloxane durability tester according to claim 1 or 2, wherein
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