JP2008215582A - Ｏリング及びそのねじれ検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｏリングを被嵌合部に嵌合する組付対象部材の嵌合部に組み付ける場合であっても、Ｏリングの組付状態を確認可能なＯリング及びそのねじれ検出方法を提供する。
【解決手段】口金部材１２における被嵌合部１９に嵌合する嵌合部２３の外周に形成された溝部２７に組み付けられるＯリング３４であって、Ｏリング３４に、環状の磁石３５を埋め込む。Ｏリング３４の組み付け後に、Ｏリング３４内の磁石３５の磁極の向きを周方向にわたって検出してＯリング３４の組付状態を確認する。
【選択図】図３

Description

本発明は、Ｏリング及びそのねじれ検出方法に関する。

高圧水素タンク等、高圧のガスを貯蔵するためのタンクにおいてシールは気密性を保つうえで重要な部材である。そして、このようなガスの気密性を有する箇所のパッキン（例えばＯリング）における漏れを、パッキンの歪みを検出する歪センサ、ガスの圧力を検出する圧力センサあるいは微小ガス漏れによって生じる高周波を検出するＡＥセンサを用いて検出する技術がある（例えば、特許文献１〜３参照）。
特開平８−２８７１１号公報 特開平９−１２５４６５号公報 特開平９−１１２７０１号公報

一方で、被嵌合部に嵌合する部材にＯリングが組み付けられている場合、嵌合部を被嵌合部に嵌合する際に被嵌合部との摩擦でＯリングに捻れが生じることがある。このような捻れが生じていると、Ｏリングの本来の性能を十分に発揮することができない、つまりシールとしての気密性が保たれ得ない点で問題である。しかしながら、嵌合後にはＯリングが嵌合部と被嵌合部とで覆われているため捻れの確認が困難になってしまう。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、Ｏリングを被嵌合部に嵌合する組付対象部材の嵌合部に組み付ける場合であっても、Ｏリングの組付状態を確認可能なＯリング及びそのねじれ検出方法を提供することを目的とする。

Ｏリングにねじれが発生していると、Ｏリングの本来の性能が十分に発揮されない場合がある。また、例えば高圧水素タンクにおける低温（例えば−５０℃程度）状況下では水素漏れが生じるおそれがある。さらに、リークチェック（ガス漏れ検査）ではこのような低温状態のリークや、Ｏリング劣化時のリークまでは測定できない。これらを回避する最善の方法としてはＯリングのねじれを直接測定する必要があるが、従来このような方法がなかった。

かかる目的を達成するため、本発明に係るＯリングのねじれ検出方法は、嵌合部の外周に溝部が形成された組付対象部材の前記溝部に、磁石が埋め込まれたＯリングを組み付け、前記嵌合部を被嵌合部に嵌合し、前記Ｏリング内の磁石の磁極の向きを周方向にわたって検出して前記Ｏリングのねじれを組付け後に確認するというものである。かかる方法によれば、Ｏリング内の磁石の磁極の向きを検出することにより、当該Ｏリングに生じているねじれを検出することができる。これにより、Ｏリングを被嵌合部に嵌合する組付対象部材の嵌合部に組み付ける場合であっても、Ｏリングの組付状態を確認できる。

また、前記Ｏリングのねじれ検出方法において、組み付けられた前記Ｏリングに対して方位磁石を近接させて周方向に沿って移動させ、前記方位磁石の指針の向きを検出することにより、前記Ｏリング内の磁石の磁極の向きを周方向にわたって検出しても良い。

また、前記Ｏリングのねじれ検出方法において、組み付けられた前記Ｏリングに対して磁石を近接させて周方向に沿って移動させ、前記磁石に作用する反発力あるいは吸引力を検出することにより、前記Ｏリング内の磁石の磁極の向きを周方向にわたって検出しても良い。

また、前記Ｏリングのねじれ検出方法において、組み付けられた前記Ｏリングに対して交差するように電線を近接させて所定値の電流を流しながら周方向に沿って移動させ、前記電線が磁石によって生じた磁場から受ける力及びその方向を検出することにより、前記Ｏリング内の磁石の磁極の向きを周方向にわたって検出しても良い。

また、前記Ｏリングのねじれ検出方法において、前記磁石として環状磁石を用いてもよい。

また、前記Ｏリングのねじれ検出方法において、前記磁石として環状に配置された複数の磁石を用いてもよい。

また、前記Ｏリングのねじれ検出方法において、前記被嵌合部が高圧タンクであり、前記嵌合部が該高圧タンクに嵌め込まれる口金であってもよい。

また、本発明は、被嵌合部に嵌合する組付対象部材の嵌合部の外周に形成された溝部に組み付けられるＯリングであって、当該Ｏリングの捻れ検出用の磁石が埋め込まれているというものである。

本発明によれば、Ｏリングを被嵌合部に嵌合する組付対象部材の嵌合部に組み付ける場合であっても、Ｏリングの組付状態を確認できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るＯリング及びそのねじれ検出方法について説明する。

図１は、内部に高圧ガス（例えば水素ガス）を充填保管するためのガスタンク（例えば燃料電池システムにおける水素供給用タンク）の構成部品であるライナー（被嵌合部材）１１と口金部材（組付対象部材）１２とを示しており、口金部材１２は、ライナー１１の軸線方向一側に形成された口部１３に図２に示すように取り付けられるものである。ここで、図示は略すが、これらライナー１１及び口金部材１２を有するガスタンクは、金属製の口金部材１２が取り付けられた例えば合成樹脂製のライナー１１の外側を繊維強化樹脂層で補強して構成されるものである。

ライナー１１は、円筒状の胴部１５と、胴部１５の軸線方向一端側を閉塞するように形成された底部１６と、胴部１５の軸線方向逆側に胴部１５から軸線方向に離れるほど縮径するように形成された肩部１７と、図３に示すように、肩部１７の内端縁から中心軸線側に小径側ほどライナー１１内側に位置するように傾斜しつつ延出する内側延出部１８と、内側延出部１８の肩部１７とは反対側からライナー１１の軸線方向に沿ってライナー１１内に突出する円筒状の被嵌合部１９とを有しており、この被嵌合部１９の内側が口部１３となっている。また、この口部１３の外周には、Ｏリング３４を締め付けるインサートリング２０が嵌合されている。

口金部材１２は、中央に一定径の貫通穴２１が形成されるとともに、軸線方向一端側に口元フランジ部２２が形成され、軸線方向他端側に略円筒状の嵌合部２３が形成されており、これら口元フランジ部２２及び嵌合部２３の間は、口元フランジ部２２側が口元フランジ部２２から離れるほど大径となる第１テーパ部２４とされ、嵌合部２３側が嵌合部２３から離れるほど大径となる第２テーパ部２５とされている。ここで、口金部材１２は、第２テーパ部２５が内側延出部１８に当接するまで嵌合部２３を被嵌合部１９に圧入で嵌合させることによってライナー１１に取り付けられる。

そして、本実施形態において、円筒状の嵌合部２３には、その外周側に、周方向にわたる溝部２７が形成されている。
この溝部２７には、口部１３への圧入方向後方側に、断面矩形状の二つの合成樹脂製のバックアップリング３２，３３が軸線方向に並んで嵌合され、さらにこれらバックアップリング３２，３３の圧入方向前方側に、断面円形状であってＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエン三元共重合体）等のゴム製のＯリング３４が嵌合されている。

このＯリング３４は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、その断面中心部分に、全周にわたってリング状の磁石３５が埋め込まれている。そして、この磁石３５は、Ｏリング３４の軸方向の一方側がＳ極、他方側がＮ極とされている。

次に、Ｏリング３４を組み付ける場合について説明する。

まず、口金部材１２の溝部２７に、口部１３への圧入方向後方側から順に、バックアップリング３２、バックアップリング３３、Ｏリング３４を嵌合させてサブアッセンブリ化しておく。このとき、Ｏリング３４は、例えば、磁石３５のＮ極が圧入方向後方側、Ｓ極が圧入方向前方側となるように組み込む。

そして、口金部材１２を、第２テーパ部２５が内側延出部１８に当接するまで嵌合部２３を被嵌合部１９に圧入することでライナー１１に取り付け、その後、口部１３の外周に、インサートリング２０を圧入し、Ｏリング３４を締め付ける。

この嵌合部２３の被嵌合部１９への嵌合時に、口金部材１２にサブアッセンブリ化されたＯリング３４は、被嵌合部１９に対し接触しながら軸線方向に相対移動し被嵌合部１９から摩擦力を受けることになる。このため、場合によっては、捻りが生じる可能性がある。

しかしながら、前述のように、Ｏリング３４には、その断面中心部分に、全周にわたってリング状の磁石３５が埋め込まれているので、この磁石３５の磁極の向きを確認することにより、Ｏリング３４が捻れなく組み付けられているが否かを容易に判定することができる。

ここで、このＯリング３４の捻れを判定する方法について説明する。
（方位磁石を用いた捻れ確認方法）
図５に示すように、溝部２７内に配設されたＯリング３４に対して方位磁石４０をＯリング３４の直下（あるいは真上、要はＯリング３４の軸方向に沿った近傍位置）に近接させ、周方向に沿って移動させる。
これにより、例えば、方位磁石４０の指針４０ａが上方へＮ極、下方へＳ極となった状態にて周方向にわたって維持される場合は捻れがないと判定し、指針４０ａが傾いた場合は捻れがあると判定することができる。

（磁石を用いた捻れ確認方法）
図６に示すように、溝部２７内に配設されたＯリング３４に対して同極を対向させるように磁石４１をＯリング３４の直下に近接させ、周方向に沿って移動させ、そのときの磁石４１に作用する反発力の大きさの変化を検出する。
周方向にわたって反発力がほぼ一定であれば捻れがないと判定し、周方向にわたって反発力に変化があれば、捻れがあると判定することができる。
なお、Ｏリング３４に対して異極を対向させて周方向に沿って移動させ、そのときの磁石４１に作用する吸引力の大きさの変化を検出しても良い。

（電線を用いた捻れ確認方法）
図７に示すように、溝部２７内に配設されたＯリング３４に対して、その下方にて直交させた電線４２に所定値の電流ｉを流しながら電線４２を周方向に沿って移動させ、そのときに電線４２が磁石３５によって生じた磁場から受ける力Ｆ及びその方向を検出する。
周方向にわたって磁場から受ける力Ｆ及びその方向がほぼ一定であれば捻れがないと判定し、周方向にわたって変化があれば、捻れがあると判定することができる。

以上に述べた本実施形態によれば、口金部材１２の溝部２７にＯリング３４を組み付け、嵌合部２３をライナー１１の被嵌合部１９に圧入しても、Ｏリング３４に埋め込まれた磁石３５の磁極の向きを周方向にわたって検出することにより、口金部材１２の取付け後であってもＯリング３４の捻れの有無を確認することができる。したがって、Ｏリング３４の組付不良を抑制でき、Ｏリング３４のシール性能を確保できる。

なお、以上の実施形態においては、ガスタンクのライナー１１の被嵌合部１９に嵌合される口金部材１２の嵌合部２３にＯリング３４を組み付ける場合を例にとり説明したが、例えば、バルブの一部を構成するバルブボディ（被嵌合部）の嵌合穴に嵌合されて取り付けられる圧力又は温度モニタ用のセンサ（組付対象部材）へのＯリングの組み付け等、他の種々の部材へのＯリングの組み付けに適用可能であり、いずれにおいても上記と同様の効果が得られる。

また、上記実施形態では、嵌合部２３に形成した一つの溝部２７内にバックアップリング３２，３３とともにＯリング３４を組み付けた構造を例にとって説明したが、これらバックアップリング３２，３３とともにＯリング３４を組み付けた溝部２７とは別に、口部１３への嵌合方向後方側に他の溝部を形成し、その溝部に例えばブチルゴムなどから形成された他のＯリングを組み付けても良い。

上述した実施形態ではＯリング３４の断面中心部分に全周にわたってリング状の磁石３５を埋め込むこととしたがこれは連続的に形成されている磁石３５の好適な一例に過ぎない。他の例を示せば、分割した磁石３５をＯリング３４に等間隔に埋め込むようにして連続的に形成していてもよい。ただしこの場合においても、磁界が同じ向きとなるように各磁石３５を配置するようにする。また、本実施形態のごとくリング状の磁石３５を用いる場合には、当該Ｏリング３４のねじれを検出するという観点からすれば伸縮可能な材質ないしは形状の磁石であることが好ましい。

ライナー及び口金部材の分解斜視図である。 図１に示すライナー及び口金部材の組立図である。 本発明の実施形態に係るＯリングの構造を示す断面図である。 口金部材に取り付けるＯリングを示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 Ｏリング内の磁石の状態を方位磁石によって検出する方法を説明する図である。 Ｏリング内の磁石の状態を磁石によって検出する方法を説明する図である。 Ｏリング内の磁石の状態を電線によって検出する方法を説明する図である。

符号の説明

１１…ライナー（被嵌合部材）、１２…口金部材（組付対象部材）、１９…被嵌合部、２３…嵌合部、２７…溝部、３４…Ｏリング、３５…磁石、４０…方位磁石、４０ａ…指針、４１…磁石、４２…電線。

Claims (8)

1. 嵌合部の外周に溝部が形成された組付対象部材の前記溝部に、磁石が埋め込まれたＯリングを組み付け、前記嵌合部を被嵌合部に嵌合し、前記Ｏリング内の磁石の磁極の向きを周方向にわたって検出して前記Ｏリングのねじれを組付け後に確認するＯリングのねじれ検出方法。
2. 組み付けられた前記Ｏリングに対して方位磁石を近接させて周方向に沿って移動させ、前記方位磁石の指針の向きを検出することにより、前記Ｏリング内の磁石の磁極の向きを周方向にわたって検出する請求項１に記載のＯリングのねじれ検出方法。
3. 組み付けられた前記Ｏリングに対して磁石を近接させて周方向に沿って移動させ、前記磁石に作用する反発力あるいは吸引力を検出することにより、前記Ｏリング内の磁石の磁極の向きを周方向にわたって検出する請求項１に記載のＯリングのねじれ検出方法。
4. 組み付けられた前記Ｏリングに対して交差するように電線を近接させて所定値の電流を流しながら周方向に沿って移動させ、前記電線が磁石によって生じた磁場から受ける力及びその方向を検出することにより、前記Ｏリング内の磁石の磁極の向きを周方向にわたって検出する請求項１に記載のＯリングのねじれ検出方法。
5. 前記磁石として環状磁石を用いている請求項１から４のいずれか一項に記載のＯリングのねじれ検出方法。
6. 前記磁石として環状に配置された複数の磁石を用いている請求項１から４のいずれか一項に記載のＯリングのねじれ検出方法。
7. 前記被嵌合部が高圧タンクであり、前記嵌合部が該高圧タンクに嵌め込まれる口金である請求項１から６のいずれか一項に記載のＯリングのねじれ検出方法。
8. 被嵌合部に嵌合する組付対象部材の嵌合部の外周に形成された溝部に組み付けられるＯリングであって、当該Ｏリングの捻れ検出用の磁石が埋め込まれているＯリング。

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