JP6027707B1 - 密封性検査装置 - Google Patents

Abstract

被検査物である密封容器に影響を与えることなくその密封性を低コストに検査することが可能な密封性検査装置を提供する。密封性検査装置１０は、被検査物であるインフレータ２０を収容するチャンバー１７と、チャンバー１７内部の圧力を計測する圧力計１５と、チャンバー１７内部を密封状態にする各バルブ１２，１３と、チャンバー１７内部に空気を注入する加圧用シリンジ１４とを備える。ここで、インフレータ２０の体積に比べてチャンバー１７の内容積が僅かに大きく設定されている。そして、各バルブ１２，１３を操作することによりチャンバー１７内部を密封状態にし、その状態で加圧用シリンジ１４によりチャンバー１７内部に一定量の空気を注入してチャンバー１７内部を加圧させ、所定時間後に圧力計１５により計測されたチャンバー１７内部の圧力に基づいて、インフレータ２０の密封性を検査する。

Description

本発明は密封性検査装置に係り、詳しくは、被検査物である密封容器の密封性検査を行う密封性検査装置に関するものである。

特許文献１には、被測定物を収容する密封容器と、密封容器の流体圧を測定する圧力スイッチとを備え、密封容器に収容した被測定物の内部に圧力流体を供給して、被測定物からリークする圧力流体の量を圧力スイッチによって測定し、密封容器内に所定量の圧力流体を充填するための流体充填装置を接続し、圧力流体として圧縮空気を用いる微小流量測定装置が開示されている。
特許文献２には、内部が気密に設けられるチャンバー内に密閉容器を収納し、チャンバー内の圧力を密閉容器内と異なる圧力に保持し、時間の経過とともに変化するチャンバー内の圧力を測定して密閉容器の密閉度を決定する密閉容器の漏れ検査方法が開示されている。

特開平８−１３６３０４号公報 特開平１１−２１８４６２号公報

自動車エアバック用インフレータには、火薬の燃焼によりガスを発生するパイロ方式、内部の充填ガスを放出するストアードガス方式、パイロ方式とストアードガス方式とを併用したハイブリッド方式などがある。
従来より、パイロ方式のインフレータのメーカー出荷時には密封性検査（気密性検査、リークチェック）が行われている。その検査方法は、インフレータの内部に予めヘリウムガスを充填しておき、検査用の密閉容器にインフレータを収容した後に、検査用の密閉容器の内部に負圧を印加し、インフレータ内のヘリウムガスの漏洩を検知器によって確認するというものである。
ヘリウムガスは不活性であるため火薬に悪影響を与えないことに加え、ヘリウムガスの分子は微細であるため僅かな隙間でも通過することから、ヘリウムガスは密封性検査用の充填ガスとして好適である。

近年、自動車エアバックの安全性を高めるため、メーカー出荷後にもインフレータの密封性検査を行うことが求められている。
ここで、メーカー出荷時にインフレータに充填されていたヘリウムガスは、出荷後の時間経過に伴ってほぼ全て排出されてしまうため、メーカー出荷時と同一の検査方法をとることができない。
そこで、メーカー出荷後におけるインフレータの密封性検査に特許文献１，２の技術を用いることが考えられる。

しかし、特許文献１の技術では、前記のように、密封容器に収容した被測定物の内部に圧力流体を供給する必要があるが、被測定物であるインフレータの内部に圧力流体を供給するのは困難という問題がある。
また、特許文献１の技術では、前記のように、圧力流体として圧縮空気を用いることから、検査装置が大がかりになるため、検査コストが増大するという問題がある。
また、特許文献２の技術では、前記のように、時間の経過とともに変化するチャンバー内の圧力を測定して密閉容器の密閉度を決定することから、検査方法が複雑であるため、検査コストが増大するという問題がある。
そして、メーカー出荷後におけるインフレータの密封性検査に限らず、密封容器であればどのような被検査物についても、その被検査物に影響を与えることなくその密封性を低コストに検査することが要求されている。

本発明は前記要求を満足させるためになされたものであって、その目的は、被検査物である密封容器に影響を与えることなくその密封性を低コストに検査することが可能な密封性検査装置を提供することにある。

本発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、下記のように本発明の各局面に想到した。

＜第１局面＞
第１局面は、
被検査物である密封容器を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内部の圧力を計測する圧力計と、
前記チャンバー内部を密封状態にする密封手段と、
前記チャンバー内部に流体を注入する注入手段と
を備え、
前記密封容器の体積に比べて前記チャンバーの内容積が僅かに大きく設定されており、
前記密封手段により前記チャンバー内部を密封状態にし、その状態で前記注入手段により前記チャンバー内部に一定量の流体を注入して前記チャンバー内部を加圧させ、所定時間後に前記圧力計により計測された前記チャンバー内部の圧力に基づいて、前記密封容器の密封性を検査する密封性検査装置。

第１局面では、密封容器の体積に比べてチャンバーの内容積が僅かに大きく設定されており、チャンバーの内容積が最小限にしてあるため、チャンバー内部に極少量の流体を注入するだけで、密封容器に流体漏れがあり密封性が低下しているかどうかを正確に検査することができる。

＜第２局面＞
第２局面は、第１局面において、前記圧力計により計測された前記チャンバー内部の圧力の時間変化に基づいて、前記密封容器の密封性を検査する。
第２局面では、チャンバー内部の圧力の時間変化に基づいて密封容器の密封性を検査するため、チャンバー内部を加圧させた時点におけるチャンバー内部の圧力を一定値にすることが困難な場合でも、密封容器の密封性を正確に検査することができる。

＜第３局面＞
第３局面は、第１局面または第２局面において、前記チャンバーと前記密封容器との隙間の内容積に対する、前記チャンバーの内容積の比の範囲は４〜７である。
第３局面では、前記内容積の比を最適化することにより、第１局面の前記作用・効果を確実に得ることができる。

＜第４局面＞
第４局面は、第１〜第３局面において、前記チャンバー内部への流体注入時点からの経過時間が異なる複数の計測時点について、前記圧力計により前記チャンバー内部の圧力を計測し、流体注入時点の圧力値と複数の計測時点の圧力値との差分を算出し、その差分が所定圧力値以上の計測時点が１つでもある場合には、前記密封容器に流体漏れがあり密封性が低下していると判定する。
第４局面では、複数の計測時点についてチャンバー内部の圧力を計測するため、１回の圧力計測だけで密封容器の密封性の低下を判定する場合に比べて、密封性検査の精度を高めることができる。

＜第５局面＞
第５局面は、第１〜第４局面において、前記密封容器と共に前記チャンバーに収容されたスペーサーを備える。
第５局面は、体積が異なる複数種類の密封容器について密封性検査を行う場合に適用する。
すなわち、体積が異なるスペーサーを複数種類作製しておき、密封容器の体積に応じたスペーサーを選択して用いることにより、密封容器の体積とスペーサーの体積とを合わせた合計体積を、密封容器の種類に関係なく同一にする。
これにより、体積が異なる複数種類の密封容器の密封性検査を行う際に、同一のチャンバーを使用することが可能になるため、密封性検査装置に汎用性をもたせて低コスト化を図ることができる。

＜第６局面＞
第６局面は、第１〜第５局面において、前記チャンバーに接続されたリリーフバルブを備え、前記チャンバー内部の圧力が前記圧力計を故障させるおそれのある過大な圧力値になった場合には、前記リリーフバルブを開かせて前記チャンバー内部の圧力を下げる。
第６局面では、加圧用シリンジを誤操作して過大量の流体をチャンバー内部に注入した場合でも、リリーフバルブにより圧力計の故障を確実に防止できる。

＜第７局面＞
第７局面は、第１〜第６局面において、前記注入手段は加圧用シリンジであり、当該加圧用シリンジは一定量以上の流体の吸入を防止するストッパを備える。
第７局面では、加圧用シリンジにストッパを設けることにより、加圧用シリンジを誤操作して過大量の流体をチャンバー内部に注入するのを防止可能になるため、圧力計の故障を確実に防止できる。

＜第８局面＞
第８局面は、第１〜第７局面において、前記密封容器は自動車エアバック用インフレータである。
第８局面では、メーカー出荷後のインフレータの密封性検査に適用することにより、自動車エアバックの安全性向上に寄与できる。

＜第９局面＞
第９局面は、第１〜第８局面において、前記流体は空気である。
第９局面では、密封性検査装置を大気中に置いて密封性検査を行うことが可能であるため、空気以外の流体を用いる場合に比べて、密封性検査装置の低コスト化を図ることができる。

本発明を具体化した第１実施形態の密封性検査装置１０の概略構成を説明するための説明図。 図２（Ａ）はインフレータ２０の上面図。図２（Ｂ）はインフレータ２０の正面図。図２（Ｃ）はインフレータ２０の下面図。 インフレータ２０の要部縦断面図（図２（Ａ）のＸ−Ｘ矢示断面図）。 密封性検査装置１０の使用方法を説明するための説明図。 密封性検査装置１０の使用方法を説明するための説明図。 密封性検査装置１０の使用方法を説明するための説明図。 図７（Ａ）は、第１実施形態の第１変更例におけるインフレータ２０の正面図。図７（Ｂ）は、第１実施形態の第１変更例における密封性検査装置１０の概略構成を説明するための説明図。 第１実施形態の第２変更例において、スペーサー４１を使用した密封性検査装置１０の概略構成を説明するための説明図。 図９（Ａ）はスペーサー４１の上面図。図９（Ｂ）はスペーサー４１の縦断面図（図９（Ａ）のＸ−Ｘ矢示断面図）。 第１実施形態の第２変更例において、密封性検査装置１０からスペーサー４１を取り外す方法を説明するための説明図。 第１実施形態の第３変更例において、スポイト球５１を使用した密封性検査装置１０の概略構成を説明するための説明図。 第１実施形態の第４変更例において、リリーフバルブ６１を使用した密封性検査装置１０の概略構成を説明するための説明図。 第１実施形態の第５変更例において、加圧用シリンジ１４にストッパ１４ｃを設けた密封性検査装置１０の概略構成を説明するための説明図。 本発明を具体化した第２実施形態の密封性検査装置７０の概略構成および使用方法を説明するための説明図。 密封性検査装置１０の変更例を説明するための説明図。 密封性検査装置７０の変更例を説明するための説明図。 密封性検査装置１０の変更例を説明するための説明図。

以下、本発明を具体化した各実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、各実施形態において、同一の構成部材および構成要素については符号を等しくすると共に、同一内容の箇所については重複説明を省略する。
また、各図面では、説明を分かり易くするために、各実施形態の構成部材の寸法形状および配置箇所を誇張して模式的に図示してあり、各構成部材の寸法形状および配置箇所が実物とは必ずしも一致しないことがある。

＜第１実施形態＞
図１に示すように、第１実施形態の密封性検査装置（気密性検査装置）１０は、エアフィルタ１１、大気開放バルブ１２、チャンバー遮断バルブ１３、加圧用シリンジ１４（プランジャ１４ａ）、圧力計１５、ベース部材１６、チャンバー１７（本体部１７ａ、蓋部１７ｂ、操作ノブ１７ｃ、ヒンジ１７ｄ、固定具１７ｅ）などを備え、自動車エアバック用インフレータ２０の密封性検査を行う。

エアフィルタ１１と各バルブ１２，１３とチャンバー（密封容器）１７とは、同一の管路（流路）に対してこの順番で直列接続されており、エアフィルタ１１から吸入されられた外気は各バルブ１２，１３を経由してチャンバー１７へ送られる。
エアフィルタ１１は吸入した空気の塵埃を濾過するため、塵埃を含まない清浄な空気がチャンバー１７へ送られる。
各バルブ１２，１３は、検査員がコックを手動で操作することにより全閉と全開とが切り替えられる。各バルブ１２，１３には、流量調整を行う必要が無く、精密な密封保持（気密保持）が必要であるため、ボールバルブが好適である。
加圧用シリンジ１４は各バルブ１２，１３の中間の管路に接続され、検査員がプランジャ１４ａを手動で操作することにより、吸入吐出口から空気を吸入または吐出する。加圧用シリンジ１４には、１．０ｍｌ単位で空気量を調整可能なものが必要である。
圧力計１５はチャンバー１７内部の圧力を計測する。圧力計１５には、±０．２５％ＦＳにて０．０１ｋｐａ単位で圧力を計測可能なものが必要であり、高精度デジタル圧力計が好適である。
ベース部材１６は、密封性検査装置１０の他の部材（エアフィルタ１１、各バルブ１２，１３、加圧用シリンジ１４、圧力計１５、チャンバー１７）を載置する台座であり、ベース部材１６上にはチャンバー１７が直立した状態で取付固定されている。

チャンバー１７は、本体部１７ａ、蓋部１７ｂ、操作ノブ１７ｃ、ヒンジ１７ｄ、固定具１７ｅなどを備える。
本体部１７ａは有底円筒形状であり、本体部１７ａの上端開口部を平板状の蓋部１７ｂによって覆うと、チャンバー１７内部には本体部１７ａと蓋部１７ｂとで囲まれた円柱状の空間が形成され、その空間は密封状態（気密状態）になる。
蓋部１７ｂの上部には、検査員が蓋部１７ｂの開閉を行う際に摘む操作ノブ１７ｃが取付固定されている。
本体部１７ａに対して蓋部１７ｂは、ヒンジ１７ｄを用いて開閉可能に取り付けられている。
固定具１７ｅはパッチン錠であり、蓋部１７ｂを閉じた状態で本体部１７ａと蓋部１７ｂとを固定する。
尚、ベース部材１６およびチャンバー１７の各部１７ａ，１７ｂの形成材料には、十分な強度と耐久性が要求されるため、ステンレス鋼が好適である。

図２および図３に示すように、インフレータ２０はシリンダタイプのパイロ方式であり、ケース２１、蓋部２２、Ｏリング２３、コネクタ２４、イニシエータ２５、オリフィス２６、シール材２７ａ，２７ｂ、ガス発生剤２８などを備える。
尚、シリンダタイプのインフレータは、ディスクタイプに比べて大容量であるため、展開時の容量が大きな助手席エアバックに用いられる。

ケース２１は有底円筒形状であり、ケース２１の開口部には円板状の蓋部２２が嵌合されてカシメ止めされると共に、ケース２１と蓋部２２との接続部分にはＯリングが嵌合されており、インフレータ２０内部にはケース２１と蓋部２２とで囲まれた円柱状の空間が形成され、その空間は密封状態になっている。
尚、ケース２１を無底円筒形状にし、その開口された底部分を、蓋部２２と同様の蓋によって閉じた構造にしてもよい。
蓋部２２の外側にはコネクタ２４が取付固定されており、コネクタ２４にはエアバックの作動装置（図示略）のワイヤハーネスが接続される。
蓋部２２の内側にはイニシエータ２５が取付固定されており、イニシエータ２５は蓋部２２内部でコネクタ２４に対して電気的に接続されている。
ケース２１の外周壁面には、複数個（図示例では６個）の円形のオリフィス２６が貫通形成されている。
ケース２１の内周壁面には、帯状のシール材２７ａ，２７ｂが貼着固定されている。シール材２７ａは、ケース２１の長手方向における蓋部２２側に配置形成された各オリフィス２６をケース２１の内側から閉鎖する。シール材２７ｂは、ケース２１の長手方向における蓋部２２の反対側に配置形成された各オリフィス２６をケース２１の内側から閉鎖する。
ケース２１内部には、火薬から成るガス発生剤２８が収容されている。

インフレータ２０では、エアバックの作動装置が生成した電気信号がワイヤーハーネスを介してコネクタ２４からイニシエータ２５に印加されると、イニシエータ２５が着火し、ガス発生剤２８が燃焼してガスが発生し、そのガスが各シール材２７ａ，２７ｂを破って各オリフィス２６からケース２１外部へ噴出される。
そのインフレータ２０から噴出されたガスにより、エアバックが膨らんで展開される。
ここで、各シール材２７ａ，２７ｂは、インフレータ２０の密封状態を保持しつつ、ガスによって容易に破られるように、テープ状のアルミニウム箔によって形成されている。

［密封性検査装置１０の使用方法］
インフレータ２０内部に外気が侵入すると、その外気中の湿気によりガス発生剤２８が悪影響を受けるおそれがあるため、インフレータ２０は密封構造（気密構造）になっている。
しかし、ケース２１と蓋部２２との僅かな隙間や、ケース２１と各シール材２７ａ，２７ｂとの僅かな隙間から各オリフィス２６を経由して、インフレータ２０内部に外気が侵入するおそれがある。
そこで、検査員は以下の工程により、密封性検査装置１０を使用してインフレータ２０の密封性検査を行う。

工程１（図４（Ａ）を参照）：両バルブ１２，１３を開いた状態にして、チャンバー１７の蓋部１７ｂを開く。
工程２（図４（Ｂ）を参照）：両バルブ１２，１３を開いた状態のまま、チャンバー１７の本体部１７ａの上端開口部から、被検査物のインフレータ２０を挿入する。
工程３（図５（Ａ）を参照）：両バルブ１２，１３を開いた状態のまま、蓋部１７ｂを閉じて本体部１７ａの上端開口部を蓋部１７ｂによって覆い、固定具１７ｅによって本体部１７ａと蓋部１７ｂとを固定し、チャンバー１７内部にインフレータ２０を収容する。

工程４（図５（Ｂ）を参照）：両バルブ１２，１３を開いた状態のまま、加圧用シリンジ１４のプランジャ１４ａを引くことにより、矢印α１に示すように、エアフィルタ１１および大気開放バルブ１２を経由して加圧用シリンジ１４内部に空気を吸入する。
工程５（図６（Ａ）を参照）：チャンバー遮断バルブ１３を開いた状態のまま、大気開放バルブ１２を閉じた状態にして、加圧用シリンジ１４のプランジャ１４ａを押すことにより、加圧用シリンジ１４から空気を吐出させ、矢印α２に示すように、チャンバー遮断バルブ１３を経由してチャンバー１７内部に一定量の空気を注入する。

工程６（図６（Ｂ）を参照）：チャンバー遮断バルブ１３を閉じた状態にして、チャンバー１７内部の圧力を圧力計１５によって計測し、その計測値を「空気注入時圧力値」として記録する。
次に、所定時間ｔ１経過後に、チャンバー１７内部の圧力を圧力計１５によって計測し、その計測値を「初期圧力値」として記録する。
続いて、所定時間ｔ２経過後に、チャンバー１７内部の圧力を圧力計１５によって計測し、その計測値を「最終圧力値」として記録する。

すなわち、チャンバー遮断バルブ１３を閉じるとチャンバー１７内部が密封状態になり、チャンバー１７内部に空気を注入すると、チャンバー１７内部の圧力は大気圧よりも高い空気注入時圧力値になる。
このとき、インフレータ２０内部に空気が侵入すると、チャンバー１７内部の圧力が低下する。
そこで、初期圧力値または最終圧力値と空気注入時圧力値との差分を算出し、その差分が所定圧力値以上の場合（空気注入時圧力値から初期圧力値または最終圧力値が所定圧力値以上低下している場合）には、被検査物のインフレータ２０に空気漏れがあり、密封性の低下した不良品であると判定する。

工程７（図４（Ｂ）を参照）：工程６の密封性検査が終了したら、両バルブ１２，１３を開いた状態にして、チャンバー１７の蓋部１７ｂを開き、チャンバー１７の本体部１７ａの上端開口部から、被検査物のインフレータ２０を抜去する。

［密封性検査装置１０の測定条件］
チャンバー１７の温度とインフレータ２０の温度とが異なると、その温度差によりチャンバー１７内部の圧力が変化するため、チャンバー１７とインフレータ２０とを同一温度にする必要がある。
そこで、密封性検査装置１０とインフレータ２０とを、同一温度の環境下に十分な時間（例えば、２４時間）だけ放置しておいた後に密封性検査を行う。

また、チャンバー１７内部の圧力が大きくなると、インフレータ２０のオリフィス２６から露出しているシール材２７ａ，２７ｂに印加される圧力も大きくなり、その圧力が過大になると、インフレータ２０のケース２１の内周壁面に貼着固定されているシール材２７ａ，２７ｂが剥離してしまう。
そこで、ケース２１からシール材２７ａ，２７ｂが剥離しないチャンバー１７内部の圧力値（以下「最大圧力値」と呼ぶ）を、インフレータ２０の製造メーカーに問い合わせておき、その最大圧力値（例えば、５０ｋｐａ）に対して十分なセーフティマージン（例えば、２８ｋｐａ）をとった圧力値を、「目標圧力値」（例えば、２２ｋｐａ）として設定する。

そして、工程５では、チャンバー１７内部の圧力が目標圧力値になるように、チャンバー１７内部へ注入する空気の量（以下「注入空気量」と呼ぶ）を設定する。
例えば、インフレータ２０およびチャンバー１７の寸法が下記条件の場合、目標圧力値：２２ｋｐａに対する注入空気量を２０ｍｌに設定する。

インフレータ２０は、外径：５２ｍｍ、全長：１６０ｍｍ、体積：約３３９６２２ｍｌである。
チャンバー１７の本体部１７ａは、内径：５３ｍｍ、内部の全長：１８７ｍｍ、内容積：約４１２３４７ｍｌである。
チャンバー１７とインフレータ２０との隙間の内容積に対するチャンバー１７の内容積の比Ｒは、下記数式により算出される。

Ｒ＝４１２３４７÷（４１２３４７−３３９６２２）≒５．６７

ここで、前記セーフティマージンは、実験やシミュレーション等に基づいて最適値に設定すればよい。
尚、最大圧力値を５０ｋｐａとした場合におけるセーフティマージンの範囲は、１５〜３０ｋｐａが適当であり、望ましくは２０〜２８ｋｐａ、特に望ましくは２８ｋｐａである。
セーフティマージンがこの範囲より小さくなると、ケース２１からシール材２７ａ，２７ｂが剥離し易くなる傾向がある。
また、セーフティマージンがこの範囲より大きくなると、インフレータ２０の密封性検査の精度が低下し易くなる傾向がある。
そのため、シール材２７ａ，２７ｂのケース２１への貼着力と、シール材２７ａ，２７ｂをケース２１へ貼着固定する際の加工のバラツキとを考慮して、マージンを適切に設定する必要がある。

チャンバー１７とインフレータ２０との隙間の内容積に対するチャンバー１７の内容積の比は、実験やシミュレーション等に基づいて最適値に設定すればよく、その比の範囲は、４〜７が適当であり、望ましくは５〜６、特に望ましくは５．６７である。
インフレータ２０の体積に対するチャンバー１７の内容積の比がこの範囲より小さくなると、チャンバー１７へのインフレータ２０の挿入・抜去が困難になることに加えて、チャンバー１７内部の圧力変動が敏感になるため、検査員の手の温度や、密封性検査装置１０の周囲の雰囲気の温度変化により、チャンバー１７内部の圧力が変動する可能性があり、密封性検査の精度が低下する傾向がある。
インフレータ２０の体積に対するチャンバー１７の内容積の比がこの範囲より大きくなると、インフレータ２０の密封性検査の精度が低下することに加えて、チャンバー１７内部の圧力変動が鈍感になるため、密封性検査の精度が低下する傾向がある。

工程６における所定時間ｔ１，ｔ２は、実験やシミュレーション等に基づいて最適値に設定すればよい。
尚、所定時間ｔ１の範囲は、５〜１５ｓｅｃが適当であり、望ましくは８〜１２ｓｅｃ、特に望ましくは１０ｓｅｃである。
所定時間ｔ１がこの範囲より短くなると、インフレータ２０に空気漏れがある場合でもチャンバー１７内部の圧力がほとんど低下しないため、インフレータ２０の密封性検査の精度が低下する傾向がある。
また、所定時間ｔ２の範囲は、１３０〜２５０ｓｅｃが適当であり、望ましくは１８０〜２００ｓｅｃ、特に望ましくは１９０ｓｅｃである。
所定時間ｔ２がこの範囲より長くなると、密封性検査に要する時間が不要に長くなる傾向がある。

工程６では、初期圧力値または最終圧力値と空気注入時圧力値（＝目標圧力値＝例えば、２２ｋｐａ）との差分を算出し、その差分が所定圧力値（例えば、０．５ｋｐａ）以上の場合に、被検査物のインフレータ２０に空気漏れがあり、密封性の低下した不良品であると判定する。
ここで、所定圧力値に対する空気注入時圧力値の比は、実験やシミュレーション等に基づいて最適値に設定すればよい。

以上のように、密封性検査装置１０の測定条件（目標圧力値、注入空気量、所定時間ｔ１，ｔ２、所定圧力値）を標準化することにより、密封性検査の信頼性を向上させることができる。
そして、密封性検査装置１０の測定条件を標準化すれば、密封性検査を行った多数個のインフレータ２０について、その測定結果（初期圧力値および最終圧力値と空気注入時圧力値との差分）の相関関係や傾向を解析することにより、自動車エアバックの安全性向上に寄与できる。

［第１実施形態の作用・効果］
第１実施形態の密封性検査装置１０によれば、以下の作用・効果を得ることができる。

［１］密封性検査装置１０は、被検査物であるインフレータ２０（密封容器）を収容するチャンバー１７と、チャンバー１７内部の圧力を計測する圧力計１５と、チャンバー１７内部を密封状態にする各バルブ１２，１３（密封手段）と、チャンバー１７内部に空気（流体）を注入する加圧用シリンジ１４（注入手段）とを備える。そして、各バルブ１２，１３を操作することによりチャンバー１７内部を密封状態にし、その状態で加圧用シリンジ１４によりチャンバー１７内部に一定量の空気を注入してチャンバー１７内部を加圧させ、圧力計１５により計測されたチャンバー１７内部の圧力の時間変化に基づいて、インフレータ２０の密封性を検査する。

ここで、インフレータ２０の体積に比べてチャンバー１７の内容積が僅かに大きく設定されており、チャンバー１７の内容積が最小限にしてあるため、チャンバー１７内部に極少量の空気を注入するだけで、インフレータ２０に流体漏れがあり密封性が低下しているかどうかを正確に検査することができる。

尚、空気注入時点の圧力値（空気注入時圧力値）を一定値にすることが可能であれば、空気注入時圧力値を計測する必要はなく、チャンバー１７内部を加圧させてから所定時間ｔ１，ｔ２後に圧力計１５により計測されたチャンバー１７内部の圧力に基づいて、インフレータ２０の密封性を検査することができる。
換言すれば、チャンバー１７内部の圧力の時間変化に基づいてインフレータ２０の密封性を検査すれば、空気注入時圧力値（チャンバー１７内部を加圧させた時点におけるチャンバー内部の圧力）を一定値にすることが困難な場合でも、インフレータ２０の密封性を正確に検査することができる。

［２］チャンバー１７内部への流体注入時点からの経過時間が異なる２つ計測時点（所定時間ｔ１，ｔ２）について、圧力計１５によりチャンバー１７内部の圧力を計測し、所定時間ｔ１経過時点の圧力値（初期圧力値）または所定時間ｔ２経過時点の圧力値（最終圧力値）と空気注入時点の圧力値（空気注入時圧力値）との差分を算出し、その差分が所定圧力値以上の場合には、インフレータ２０に流体漏れがあり密封性が低下していると判定する。
そのため、１回の圧力計測だけでインフレータ２０の密封性の低下を判定する場合に比べて、密封性検査の精度を高めることができる。

尚、２つ計測時点（所定時間ｔ１，ｔ２）に限らず、３つ以上の複数の計測時点について、圧力計１５によりチャンバー１７内部の圧力を計測し、空気注入時点の圧力値と複数の計測時点の圧力値との差分を算出し、その差分が所定圧力値以上の計測時点が１つでもある場合には、インフレータ２０に流体漏れがあり密封性が低下していると判定してもよく、計測時点を多数設定するほど密封性検査の精度を高めることができる。

［３］密封性検査装置１０では、チャンバー１７内部に注入する流体として空気を用いるため、大気中で密封性検査を行うことが可能であるため、空気以外の流体を用いる場合に比べて低コスト化を図ることができる。

［４］同一の密封性検査装置１０を複数セット（例えば、５セット）並べて設置しておき、所定時間ｔ２（例えば、１９０ｓｅｃ）の手持時間を利用して、複数セットの密封性検査装置１０を一人の検査員が受け持って密封性検査を行うようにしてもよい。
このようにすれば、密封性検査の効率化を図ることが可能になり、多数個のインフレータ２０の密封性検査を短時間に行うことができる。

［第１実施形態の第１変更例］
図７（Ａ）に示すように、第１実施形態の第１変更例では、インフレータ２０にワイヤハーネス３１が接続されており、ワイヤハーネス３１の先端にはコネクタ３２が接続されている。コネクタ３２はエアバックの作動装置に接続される。
図７（Ｂ）に示すように、チャンバー１７内部にインフレータ２０を収容した状態では、折り曲げられたワイヤハーネス３１とコネクタ３２とをチャンバー１７の上部に収容する必要がある。
そのため、ワイヤハーネス３１およびコネクタ３２の収容に必要な容量分だけ、第１実施形態に比べて、チャンバー１７の本体部１７ａの内部の全長を長くしておく。

［第１実施形態の第２変更例］
図８に示すように、第１実施形態の第２変更例では、チャンバー１７の下部にスペーサー４１を予め収容しておき、チャンバー１７内部にてスペーサー４１上にインフレータ２０を重ねて収容する。
図９に示すように、スペーサー４１は、本体部４２および六角ボルト４３を備える。
本体部４２はインフレータ２０の外径と同一外径の円柱形状であり、本体部４２の上面の略中央には円柱状の凹部４２ａが穿設されている。
凹部４２ａの底面には、六角ボルト４３が螺着されている。六角ボルト４３の頭部は、凹部４２ａ内部に収容されており、本体部４２の上面から突出していない。そのため、図８に示すように、チャンバー１７内部では、六角ボルト４３がインフレータ２０に接触せず、インフレータ２０の平坦な底面が、スペーサー４１の本体部４２の平坦な上面に安定して当接する。

尚、本体部４２は、インフレータ２０の重量により変形不能な十分な強度と耐久性を有すると共に、凹部４２ａの加工性に優れた軽量な材料によって形成されており、その形成材料にはＭＣ（Mono Cast）ナイロン樹脂が好適である。
六角ボルト４３は、磁性材料（例えば、鉄、ステンレス鋼など）によって形成されている。

図１０（Ａ）に示すように、チャンバー１７内部に収容したスペーサー４１を取り外す際には、円柱状の磁石４４が先端に取付固定されている棒状の治具４５を用意し、チャンバー１７の本体部１７ａの上端開口部から治具４５を挿入する。
そして、図１０（Ｂ）に示すように、磁石４４を六角ボルト４３に磁着させることにより、スペーサー４１に治具４５を固定一体化させた状態で、チャンバー１７の本体部１７ａの上端開口部から治具４５およびスペーサー４１を抜去する。

第２変更例は、外径が同一で全長が異なる複数種類のインフレータ２０について密封性検査を行う場合に適用する。
すなわち、図９（Ｂ）に示す高さＨが異なるスペーサー４１を複数種類作製しておき、インフレータ２０の全長に応じたスペーサー４１を選択して用いることにより、インフレータ２０の全長とスペーサー４１の高さＨとを合わせた合計長を、インフレータ２０の種類に関係なく同一にする。

これにより、第２変更例では、外径が同一で全長が異なる複数種類のインフレータ２０の密封性検査を行う際に、同一のチャンバー１７を使用することが可能になるため、密封性検査装置１０に汎用性をもたせて低コスト化を図ることができる。
そして、第２変更例では、外径が同一で全長が異なる複数種類のインフレータ２０の密封性検査を行う際に、チャンバー１７の内容積を同一にすることが可能になるため、前記測定条件の標準化による前記作用・効果を得ることができる。

また、第１変更例と第２変更例とを組み合わせて実施し、図７（Ｂ）に示すワイヤハーネス３１およびコネクタ３２の収容に必要な容量分に対応するスペーサー４１を作製しておけば、本体部１７ａの内部の全長が長いチャンバー１７を用意する必要がある第１変更例に比べて、低コスト化を図ることができる。

尚、第２変更例では、外径が同一で全長が異なる複数種類のインフレータ２０の密封性検査に適用し、スペーサー４１の本体部４２をインフレータ２０の外径と同一外径の円柱形状にして、高さＨが異なるスペーサー４１を複数種類用意している。
しかし、体積が異なる複数種類のインフレータ２０の密封性検査に適用してもよい。
その場合には、体積が異なるスペーサーを複数種類作製しておき、インフレータ２０の体積に応じたスペーサーを選択して用いることにより、インフレータ２０の体積とスペーサーの体積とを合わせた合計体積を、インフレータ２０の種類に関係なく同一にすればよい。
これにより、体積が異なる複数種類のインフレータ２０の密封性検査を行う際に、同一のチャンバー１７を使用することが可能になるため、密封性検査装置に汎用性をもたせて低コスト化を図ることができる。

［第１実施形態の第３変更例］
図１１に示すように、第１実施形態の第３変更例では、加圧用シリンジ１４をスポイト球（ピペット球、手動式エアブロワー）５１に置き換えている。
加圧用シリンジ１４は、注入空気量（例えば、２０ｍｌ）分の空気を吸入・吐出可能であれば、スポイト球５１に限らずどのような器具に置き換えてもよい。

［第１実施形態の第４変更例］
図１２（Ａ）に示すように、第１実施形態の第４変更例では、チャンバー１７の本体部１７ａにリリーフバルブ（安全弁）６１が接続されている。
そして、チャンバー１７内部の圧力が圧力計１５を故障させるおそれのある過大な圧力値になった場合には、リリーフバルブ６１を開かせてチャンバー１７内部の圧力を下げる。
従って、第４変更例では、加圧用シリンジ１４を誤操作して過大量の空気をチャンバー１７内部に注入した場合でも、リリーフバルブ６１により圧力計１５の故障を確実に防止できる。
尚、図１２（Ｂ）に示すように、チャンバー１７の蓋部１７ｂにリリーフバルブ６１を接続してもよい。

［第１実施形態の第５変更例］
図１３に示すように、第１実施形態の第５変更例では、一定量以上の空気の吸入を防止するストッパ（規制部材）１４ｃが加圧用シリンジ１４に設けられている。
ストッパ１４ｃは、加圧用シリンジ１４のプランジャ１４ａのストロークを一定量に制限するようにシリンジ筒１４ｂに形成されている。
従って、第５変更例では、加圧用シリンジ１４にストッパ１４ｃを設けることにより、加圧用シリンジ１４を誤操作して過大量の空気をチャンバー１７内部に注入するのを防止可能になるため、圧力計１５の故障を確実に防止できる。

＜第２実施形態＞
図１４に示すように、第２実施形態の密封性検査装置７０は、エアフィルタ１１、チャンバー遮断バルブ１３、圧力計１５、ベース部材１６、チャンバー７１（蓋部１７ｂ、操作ノブ１７ｃ、ヒンジ１７ｄ、固定具１７ｅ、本体部７１ａ、底部７１ｂ）、駆動装置７２などを備え、自動車エアバック用インフレータ２０の密封性検査を行う。

第２実施形態の密封性検査装置７０において、第１実施形態の密封性検査装置１０と異なるのは、以下の事項である。
［ア］チャンバー１７がチャンバー７１に置き換えられている。
［イ］加圧用シリンジ１４および大気開放バルブ１２が省かれている。
［ウ］駆動装置７２を備える。

第２実施形態のチャンバー７１は、蓋部１７ｂ、操作ノブ１７ｃ、ヒンジ１７ｄ、固定具１７ｅ、本体部７１ａ、底部７１ｂなどを備える。
本体部７１ａは無底円筒形状であり、本体部７１ａの上端開口部を蓋部１７ｂによって覆うと、チャンバー７１内部には本体部７１ａと蓋部１７ｂとで囲まれた円柱状の空間が形成され、その空間は密封状態になる。
本体部７１ａに対して蓋部１７ｂは、ヒンジ１７ｄを用いて開閉可能に取り付けられている。
固定具１７ｅは、蓋部１７ｂを閉じた状態で本体部７１ａと蓋部１７ｂとを固定する。
本体部７１ａの下端開口部には、円板状の底部７１ｂが嵌合されており、本体部７１ａと底部７１ｂとの接続部分は密封状態になっている。
底部７１ｂには駆動装置７２が接続されており、駆動装置７２によって底部７１ｂが上下動される。
駆動装置７２は、底部７１ｂを上下動することが可能であれば、どのような構成（例えば、ラック・ピニオンとピニオンを駆動する電動モーターとを備えた構成、電磁ソレノイドを備えた構成など）によって具体化してもよい。
エアフィルタ１１はチャンバー遮断バルブ１３に直接接続されている。

［密封性検査装置７０の使用方法］
検査員は以下の工程により、密封性検査装置７０を使用してインフレータ２０の密封性検査を行う。

工程１：チャンバー遮断バルブ１３を開いた状態にして、チャンバー７１の蓋部１７ｂを開く。
工程２：チャンバー遮断バルブ１３を開いた状態のまま、チャンバー７１の本体部７１ａの上端開口部から、被検査物のインフレータ２０を挿入する。
工程３：チャンバー遮断バルブ１３を開いた状態のまま、蓋部１７ｂを閉じて本体部７１ａの上端開口部を蓋部１７ｂによって覆い、固定具１７ｅによって本体部７１ａと蓋部１７ｂとを固定し、チャンバー７１内部にインフレータ２０を収容する。

工程４（図１４（Ａ）を参照）：チャンバー遮断バルブ１３を開いた状態のまま、駆動装置７２によって底部７１ｂを下動させることにより、矢印α２に示すように、エアフィルタ１１およびチャンバー遮断バルブ１３を経由してチャンバー７１内部に一定量の空気を注入する。
工程５（図１４（Ｂ）を参照）：チャンバー遮断バルブ１３を閉じた状態にして、駆動装置７２によって底部７１ｂを上動させて工程３と同じ位置に戻すことにより、チャンバー７１内部の空気を圧縮して加圧し、チャンバー７１内部の圧力を圧力計１５によって計測する。
そして、第１実施形態と同様に、空気注入時圧力値、初期圧力値、最終圧力値を順番に計測して記録する。
工程６：工程５の密封性検査が終了したら、チャンバー遮断バルブ１３を開いた状態にして、チャンバー７１の蓋部１７ｂを開き、チャンバー７１の本体部７１ａの上端開口部から、被検査物のインフレータ２０を抜去する。

第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。
そして、第２実施形態では、第１実施形態の加圧用シリンジ１４の機能をチャンバー７１および駆動装置７２に付与することにより、加圧用シリンジ１４および大気開放バルブ１２を省くことができる。
すなわち、第２実施形態において、チャンバー７１内部に空気を注入する注入手段は、チャンバー７１（本体部７１ａ、底部７１ｂ）および駆動装置７２から構成されている。

＜別の実施形態＞
本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、前記各実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。

［Ａ］図１５に示す第１実施形態の変更例のように、各バルブ１２，１３を電磁バルブに置き換えると共に、加圧用シリンジ１４のプランジャ１４ａを押し引きするための駆動装置８１と、各バルブ１２，１３および駆動装置８１を制御する制御装置８２とを備えるようにしてもよい。
このようにすれば、検査員の行う操作を、制御装置８２が各バルブ１２，１３および駆動装置８１を制御することによって自動化できる。

［Ｂ］図１６に示す第２実施形態の変更例のように、チャンバー遮断バルブ１３を電磁バルブに置き換えると共に、チャンバー遮断バルブ１３および駆動装置７２を制御する制御装置８２とを備えるようにしてもよい。
このようにすれば、検査員の行う操作を、制御装置８２がチャンバー遮断バルブ１３および駆動装置７２を制御することによって自動化できる。

［Ｃ］図１７に示す第１実施形態の変更例のように、インフレータ２０を運転席用エアバックに用いられるディスクタイプに置き換えてもよい。この場合には、ディスクタイプのインフレータ２０の扁平形状に合わせて、チャンバー１７の形状も扁平になる。

［Ｄ］前記各実施形態では、密封性検査装置１０，７０を大気中に置いてチャンバー１７，７１内部に空気が充填されている状態で、チャンバー１７，７１内部に更に空気を注入して加圧している。

しかし、密封性検査装置１０，７０を適宜な気体雰囲気中に曝露させておき、チャンバー１７，７１内部に当該気体が充填されている状態で、チャンバー１７，７１内部に更に当該気体を注入して加圧するようにしてもよい。
この場合、前記気体としてヘリウムガスを使用すれば、ヘリウムガスは不活性であるためインフレータ２０内部のガス発生剤２８に悪影響を与えないことに加え、ヘリウムガスの分子は微細であるため僅かな隙間でも通過することから、空気を用いる場合に比べて、密封性検査の精度を向上させることができる。

また、密封性検査装置１０，７０を適宜な液体中に浸漬させておき、チャンバー１７，７１内部に当該液体が充填されている状態で、チャンバー１７，７１内部に更に当該液体を注入して加圧するようにしてもよい。
この場合、液体は気体のような圧縮性が無いため、気体を用いる場合に比べて、密封性検査の精度を向上させることができる。

［Ｅ］前記各実施形態のインフレータ２０はパイロ方式であるが、本発明は、ストアードガス方式またはハイブリッド方式のインフレータの密封性検査装置に適用することもできる。
また、本発明は、メーカー出荷後におけるインフレータの密封性検査に限らず、密封容器であればどのような被検査物の密封性を検査するための密封性検査装置に適用することもできる。

［Ｆ］前記各実施形態および前記［Ａ］〜［Ｅ］を適宜組み合わせて実施してもよく、その場合には組み合わせた実施形態の作用・効果を合わせもたせたり、相乗効果を得ることができる。

本発明は、前記各局面および前記各実施形態の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様も本発明に含まれる。本明細書の中で明示した公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。

１０，７０…密封性検査装置
１２…大気開放バルブ（密封手段）
１３…チャンバー遮断バルブ（密封手段）
１４…加圧用シリンジ（注入手段）
１４ａ…プランジャ
１４ｂ…シリンジ筒
１４ｃ…ストッパ
１５…圧力計
１７…チャンバー
２０…インフレータ（密封容器）
６１…リリーフバルブ
７１…チャンバー（注入手段）
７１ａ…本体部（注入手段）
７１ｂ…底部（注入手段）
７２…駆動装置（注入手段）

Claims (11)

1. インフレータを収容するチャンバーであって、有底筒状の本体部と該本体部を密封す
   る蓋部とを備えるチャンバーと、
   前記チャンバー内部の圧力を計測する圧力計と、
   前記チャンバーに連通する管路と、
   前記管路に前記チャンバー側から順に取り付けられる、チャンバー遮断バルブ、加圧用シリンジ、大気開放バルブ、及びエアフィルタと、
   前記チャンバー、前記チャンバー遮断バルブ、前記加圧用シリンジ、前記大気開放バルブ及び前記エアフィルタを載置するベース部材と、を備える密封性検査装置を用いた密封性検査方法であって、
   前記インフレータの体積に比べて前記チャンバーの内容積が僅かに大きい状態で、前記インフレータを前記チャンバーへ挿入して前記蓋部を閉じ、
   前記チャンバー遮断バルブ及び前記大気開放バルブをともに開放状態として前記加圧用シリンジのプランジャーを引くことにより、前記エアフィルタを介して、該加圧用シリンジ内に空気を吸入し、
   前記大気開放バルブを閉じた後、前記プランジャーを押して前記加圧用シリンジ内の空気を前記チャンバー内へ注入してこれを加圧し、
   その後、前記チャンバー遮断バルブを閉じて所定時間後に前記圧力計により計測された前記チャンバー内部の圧力に基づいて、前記インフレータの密封性を検査する、密封性検査方法。
2. 前記圧力計により計測された前記チャンバー内部の圧力の時間変化に基づいて、前記インフレータの密封性を検査する、
   請求項１に記載の密封性検査方法。
3. 前記チャンバーと前記インフレータとの隙間の内容積に対する、前記チャンバーの内容積の比の範囲は４〜７である。
   請求項１または請求項２に記載の密封性検査方法。
4. 前記チャンバー内部への空気注入時点からの経過時間が異なる複数の計測時点について、前記圧力計により前記チャンバー内部の圧力を計測し、空気注入時点の圧力値と複数の計測時点の圧力値との差分を算出し、その差分が所定圧力値以上の計測時点が１つでもある場合には、前記インフレータに空気漏れがあり密封性が低下していると判定する、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の密封性検査方法。
5. 前記インフレータと共に前記チャンバーに収容されたスペーサーを備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の密封性検査方法。
6. 前記チャンバーに接続されたリリーフバルブを備え、
   前記チャンバー内部の圧力が前記圧力計を故障させるおそれのある過大な圧力値になった場合には、前記リリーフバルブを開かせて前記チャンバー内部の圧力を下げる、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の密封性検査方法。
7. 前記注入手段は加圧用シリンジであり、当該加圧用シリンジは一定量以上の空気の吸入を防止するストッパを備える、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の密封性検査方法。
8. 前記インフレータは自動車エアバック用インフレータである、
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の密封性検査方法。
9. 被検査物であるインフレータを収容するチャンバーであって、有底筒状の本体部と該本体部を密封する蓋部とを備えるチャンバーと、
   前記チャンバー内部の圧力を計測する圧力計と、前記チャンバーに連通する管路と、
   前記管路に前記チャンバー側から順に取り付けられる、チャンバー遮断バルブ、加圧用シリンジ、大気開放バルブ、及びエアフィルタと、
   前記チャンバー、前記チャンバー遮断バルブ、前記加圧用シリンジ、前記大気開放バルブ及び前記エアフィルタを載置するベース部材と、を備え、
   前記チャンバーはステンレス鋼であり、該チャンバー内へ挿入される樹脂製のスペーサーが更に備えられ、該スペーサーは前記インフレータの外径と同一外径であり、その上面に凹部を備え、該凹部の底面には磁性材料からなるボルトが螺着されて該ボルトの頭部は前記凹部内部に収納されて前記本体部の上面から突出していない密封性検査装置。
10. 前記チャンバーに接続されたリリーフバルブを備え、
    前記チャンバー内部の圧力が前記圧力計を故障させるおそれのある過大な圧力値になった場合には、前記リリーフバルブを開かせて前記チャンバー内部の圧力を下げる、
    請求項９に記載の密封性検査装置。
11. 前記加圧用シリンジは一定量以上の空気の吸入を防止するストッパを備える、請求項９又は１０に記載の密封性検査装置。

Images