特許 6868900 ガスセンサ故障検出装置、ガスセンサ故障検出システム、及びガスセンサ故障検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6868900

(24)【登録日】2021年4月15日

(45)【発行日】2021年5月12日

(54)【発明の名称】ガスセンサ故障検出装置、ガスセンサ故障検出システム、及びガスセンサ故障検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01M 3/20 20060101AFI20210426BHJP

【ＦＩ】

   G01M3/20 B

【請求項の数】8

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-147130(P2017-147130)

(22)【出願日】2017年7月28日

(65)【公開番号】特開2019-27900(P2019-27900A)

(43)【公開日】2019年2月21日

【審査請求日】2020年6月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】594123387

【氏名又は名称】ヤマハファインテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100134359

【弁理士】

【氏名又は名称】勝俣 智夫

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100206391

【弁理士】

【氏名又は名称】柏野 由布子

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100145481

【弁理士】

【氏名又は名称】平野 昌邦

(72)【発明者】

【氏名】道喜 裕一

(72)【発明者】

【氏名】加藤 毅

【審査官】 岡村 典子

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０００−５０１８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５８−１０６７４１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭６２−１７５６３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０７４７７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｍ ３／００−３／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検査対象物の内部にガスを充てんし、前記検査対象物の外部の定められた位置にガスセンサを配置して前記検査対象物の漏れ検査を行うガス漏れ検査装置において、前記ガスセンサの故障検出を行うガスセンサ故障検出装置であって、
前記ガス漏れ検査装置における前記ガスセンサの検出範囲に向けてガスを吹き出すガス吹出部と、
前記ガス漏れ検査装置による前記検査対象物の漏れ検査に際して前記検査対象物からガス漏れが発生すると想定される前記検査対象物の想定ガス漏れ位置に、前記ガス吹出部の位置を固定する位置固定部と、
を備えることを特徴とするガスセンサ故障検出装置。

【請求項2】

前記想定ガス漏れ位置は、前記検査対象物が移動する際に、前記ガスセンサに近接して通過する前記検査対象物の位置であることを特徴とする請求項１に記載のガスセンサ故障検出装置。

【請求項3】

前記ガス吹出部から吹き出されるガスのガス吹出し量を調節する吹出量調節部をさらに備える請求項１または２に記載のガスセンサ故障検出装置。

【請求項4】

前記ガス吹出部は、それぞれ前記ガスを噴き出す複数の吹出頭部を有し、
前記吹出量調節部は、複数の前記吹出頭部から吹き出されるガスのガス吹出し量を個別に調節する複数のバルブを有し、
複数の前記吹出頭部を支持する支持体を、さらに備える請求項３に記載のガスセンサ故障検出装置。

【請求項5】

前記位置固定部は、前記検査対象物の想定ガス漏れ位置に取り付けられる取付治具に設けられている請求項１〜３のうちいずれか１項に記載のガスセンサ故障検出装置。

【請求項6】

支持体をさらに備え、
前記位置固定部は、前記支持体から延びるガス吹出管を有し、
前記ガス吹出部は、前記ガス吹出管に設けられた複数のガス吹出口によって構成されている請求項１〜３のうちいずれか１項に記載のガスセンサ故障検出装置。

【請求項7】

前記請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載のガスセンサ故障検出装置と、
前記ガスセンサ故障検出装置における前記ガス吹出部から吹き出されたガスを検出するガスセンサと、
前記ガスセンサによる検出結果に基づいて、前記ガスセンサの故障を判断する判断部と、を備えることを特徴とするガスセンサ故障検出システム。

【請求項8】

検査対象物の内部にガスを充てんし、前記検査対象物の外部の定められた位置にガスセンサを配置して前記検査対象物の漏れ検査を行うガス漏れ検査装置において、前記ガスセンサの故障検出を行うガスセンサ故障検出装置であって、
前記ガス漏れ検査装置による前記検査対象物の漏れ検査に際して前記検査対象物からガス漏れが発生すると想定される前記検査対象物の想定ガス漏れ位置にガス吹出部の位置を固定し、
前記ガス漏れ検査装置における前記ガスセンサの検出範囲に向けて、ガス吹出部からガスを吹き出し、
前記ガス吹出部から吹き出されたガスを前記ガスセンサで検出し、
前記ガスセンサによる検出結果に基づいて、前記ガスセンサの故障を判断することを特徴とするガスセンサ故障検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガスセンサ故障検出装置、ガスセンサ故障検出システム、及びガスセンサ故障検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、中空の物体（検査対象物）に充填されたガスが、検査対象物から外部に漏れ出しているか否かを検査するガス漏れ検査装置がある。非特許文献１には、アルミホイール用リークテスタ、ドラム缶用リークテスタ、自動車用フューエルタンク専用漏れ検査装置などが開示されている。

【0003】

上記非特許文献１に記載のガス漏れ検査装置（リークテスタ）では、漏れ出したガスを検出するガスセンサが設けられている。ガスセンサに故障が生じると、ガス漏れ検査を精度よく行うことができないので、ガスセンサのついての故障の診断が行われる。ガスセンサの故障診断は、例えば、ワークであるアルミホイールに穴をあけてワークからガスを漏れ出させ、漏れ出したガスを検出しているか否かによって行われる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】ヤマハファインテック株式会社ホームページ、Ｈｅｌｉｕｍ Ｌｅａｋ Ｔｅｓｔｅｒ 漏れ検査システム［online］［平成２９年７月２４日検索］、インターネット〈URL：http://www.yamahafinetech.co.jp/products/leaktester/he_leaktester/pdf/leaktester_catalog001.pdf〉

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上記のガスセンサの故障診断では、ワークからガスを漏れ出させるために、ワークに穴をあけているのみである。このため、ワークの大きさやワークから漏れ出すガスの漏れ量が異なる場合など、様々なケースを想定したガス漏れ検査に対応することは難しかった。

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、様々なケースを想定したガス漏れ検査に対応できるガスセンサ故障検出装置、ガスセンサ故障検出システム、及びガスセンサ故障検出方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、検査対象物の内部にガスを充てんし、前記検査対象物の外部の定められた位置にガスセンサを配置して前記検査対象物の漏れ検査を行うガス漏れ検査装置において、前記ガスセンサの故障検出を行うガスセンサ故障検出装置であって、前記ガス漏れ検査装置における前記ガスセンサの検出範囲に向けてガスを吹き出すガス吹出部と、前記ガス漏れ検査装置による前記検査対象物の漏れ検査に際して前記検査対象物からガス漏れが発生すると想定される前記検査対象物の想定ガス漏れ位置に、前記ガス吹出部の位置を固定する位置固定部と、を備えることを特徴とするガスセンサ故障検出装置である。

【0008】

本発明の一態様は、前記ガスセンサ故障検出装置における前記ガス吹出部から吹き出されたガスを検出するガスセンサと、前記ガスセンサによる検出結果に基づいて、前記ガスセンサの故障を判断する判断部と、を備えることを特徴とするガスセンサ故障検出システムである。

【0009】

本発明の一態様は、検査対象物の内部にガスを充てんし、前記検査対象物の外部の定められた位置にガスセンサを配置して前記検査対象物の漏れ検査を行うガス漏れ検査装置において、前記ガスセンサの故障検出を行うガスセンサ故障検出装置であって、前記ガス漏れ検査装置による前記検査対象物の漏れ検査に際して前記検査対象物からガス漏れが発生すると想定される前記検査対象物の想定ガス漏れ位置にガス吹出部の位置を固定し、前記ガス漏れ検査装置における前記ガスセンサの検出範囲に向けて、ガス吹出部からガスを吹き出し、前記ガス吹出部から吹き出されたガスを前記ガスセンサで検出し、前記ガスセンサによる検出結果に基づいて、前記ガスセンサの故障を判断することを特徴とするガスセンサ故障検出方法である。

【発明の効果】

【0010】

本発明のガスセンサ故障検出装置、ガスセンサ故障検出システム、及びガスセンサ故障検出方法によれば、様々なケースを想定したガス漏れ検査に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】故障検出対象となるガス漏れ検査装置の構成を示す図である。

【図2】ガスセンサ故障検出装置の構成を示す図である。

【図3】取付治具の断面図である。

【図4】他のガスセンサ故障検出装置の構成を示す図である。

【図5】他のガスセンサ故障検出装置の構成を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

［第１実施形態］
以下、図１及び図２を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の厚さや寸法の比率を調整している。特に、図３においては、オリフィスを見やすくするために、オリフィス部分を実際の寸法比率よりも相当に大きく描いている。

【0013】

本実施形態のガスセンサ故障検出装置は、タイヤなどの検査対象物からガス漏れが生じているか否かを検査するガス漏れ検査装置におけるガスセンサの故障を検出する装置である。そこで、ガスセンサ故障検出装置を説明する前に、まず、ガス漏れ検査装置の構成について説明する。

【0014】

ガス漏れ検査装置において、ガス漏れの検査対象となる検査対象物は、任意であってよい。図１に示すように、ガス漏れ検査装置におけるガス漏れの検査対象となる検査対象物１００は、軸対称の外面を有する軸対称の物体である。具体的に、本実施形態の検査対象物１００は車両等に用いられるタイヤ１０１である。タイヤ１０１は、軸対称の外面として、タイヤ１０１の軸線に沿って延びる円筒状の接地面１０２、及び、接地面１０２の軸方向の両端に接続されて軸線に交差（例えば直交）する円環状の側面１０３，１０４と、を有する。タイヤ１０１の側面１０３，１０４は、例えば平坦に形成されてもよいし、湾曲してもよい。タイヤ１０１は、その軸方向の両端が開口している。このため、タイヤ１０１のガス漏れを検査する際には、タイヤ１０１の両端の開口を一対の蓋部１０５，１０６によって塞ぐことでタイヤ１０１を中空の検査対象物として構成する。

【0015】

ガス漏れの検査時においてタイヤ１０１に充填されるガス（以下「トレースガス」ともいう）は、水素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス、炭酸ガスなどガスセンサに反応する各種のガス（反応ガス）であってよい。また、トレースガスは、反応ガスを含む混合ガス（例えば水素ガス５％、窒素９５％の混合ガス）であってもよい。トレースガスには、例えば粘性が低いガス（例えば使用時にタイヤ１０１に注入される空気よりも粘性が低いガス）が選択されてよい。

【0016】

図１に示すように、ガス漏れ検査装置２００は、ガスセンサ２０１と、移動手段２０２と、を備える。ガスセンサ２０１は、タイヤ１０１の外面に対向して配される。ガスセンサ２０１は、タイヤ１０１の外面（接地面１０２、側面１０３，１０４）に接触しない範囲で、タイヤ１０１の外面により近づけて配されるとよい。ガスセンサ２０１は、タイヤ１０１に充填されたガスをタイヤ１０１の外側において検出する。ガスセンサ２０１は、前述したトレースガスを検出する。ガスセンサ２０１は、検出したトレースガスの濃度を電気信号（例えば電圧値）として出力する。

【0017】

移動手段２０２は、ガスセンサ２０１がタイヤ１０１の外面に沿って移動するように、タイヤ１０１とガスセンサ２０１とを相対的に移動させる。移動手段２０２は、タイヤ１０１の外面からガスセンサ２０１に至る距離を一定に保つように、タイヤ１０１とガスセンサ２０１とを相対的に移動させるとよい。移動手段２０２によるタイヤ１０１とガスセンサ２０１との相対的な移動方向などは任意であってよい。移動手段２０２は、タイヤ１０１の軸線を中心としてタイヤ１０１とガスセンサ２０１とを相対的に移動させる。

【0018】

移動手段２０２は、例えばガスセンサ２０１をタイヤ１０１の外面に沿って移動させてもよい。この場合、移動手段２０２は、例えばガスセンサ２０１を移動させるロボットアームと、タイヤ１０１の外面の形状に合せてガスセンサ２０１が動くようにロボットアームを制御するコンピュータと、を備えてよい。なお、タイヤ１０１とガスセンサ２０１とを相対的に移動させるにあたり、タイヤ１０１及びガスセンサ２０１の双方を移動させてもよい。移動手段２０２は、ガスセンサ２０１がタイヤ１０１の外面に沿って移動するように、タイヤ１０１を移動させる。より具体的に、移動手段２０２は、タイヤ１０１をその軸線を中心に回転させる回転駆動部２０２Ａによって構成されている。回転駆動部２０２Ａの具体的な構成は任意であってよい。回転駆動部２０２Ａは、タイヤ１０１の回転位置を把握することが可能なステッピングモータによって構成されている。

【0019】

回転駆動部２０２Ａは、例えばタイヤ１０１を置く台に接続されてよい。回転駆動部２０２Ａは、タイヤ１０１の開口を塞ぐ第一の蓋部１０５に接続されている。回転駆動部２０２Ａが蓋部１０５に接続されていることにより、タイヤ１０１の軸線と回転駆動部２０２Ａの軸線とを簡単に一致させることができる。

【0020】

ガスセンサ２０１は、少なくともタイヤ１０１の外面のうち周方向の一部領域に対向するように配されればよい。ガスセンサ２０１は、例えばタイヤ１０１の接地面１０２に対向するように配されてよい。ガスセンサ２０１は、タイヤ１０１の側面１０３，１０４に対向するように配されている。ガスセンサ２０１の数は、例えば複数であるが、一つであってもよい。

【0021】

複数のガスセンサ２０１は、タイヤ１０１の軸線を中心とするタイヤ１０１の周方向に間隔をあけて配列されている。タイヤ１０１の周方向に配列された複数のガスセンサ２０１は、例えば等間隔で配列されているが、不等間隔で配列されてもよい。ガスセンサ２０１はタイヤ１０１の周方向に二つ配列されている。

【0022】

ガスセンサ２０１は、例えばタイヤ１０１の両方の側面１０３，１０４に対向して配されているが、タイヤ１０１の一方の側面１０３にのみ対向して配されてもよい。一方の側面１０３に対向するガスセンサ２０１と、他方の側面１０４に対向するガスセンサ２０１とは、例えば互いに一致するように位置するが、タイヤ１０１の径方向又は周方向において互いにずれて位置してもよい。

【0023】

ガスセンサ２０１は移動しないが、例えばタイヤ１０１の外面に沿って移動してもよい。また、タイヤ１０１も移動しないが、移動してもよく、例えば軸線周りに自転して移動してもよい。このように、ガスセンサ２０１がタイヤ１０１の外面のいずれかに相対するように、ガスセンサ２０１及びタイヤ１０１の少なくとも一方が移動するようにしてもよい。

【0024】

あるいは、ガスセンサ２０１がタイヤ１０１の側面１０３，１０４に対向するように配される場合、ガスセンサ２０１はタイヤ１０１の径方向に移動してもよい。また、例えばガスセンサ２０１がタイヤ１０１の接地面１０２に対向するように配される場合、ガスセンサ２０１はタイヤ１０１の軸方向に移動してもよい。また、ガスセンサ２０１は、例えばタイヤ１０１の外面の移動方向に直交する方向（例えばタイヤ１０１の径方向や軸方向）に複数配列されてもよい。

【0025】

ガス漏れ検査装置２００は、ガス供給排出部２０３を備える。ガス供給排出部２０３は、タイヤ１０１の内部にトレースガスを供給するガス供給部を含む。また、ガス供給排出部２０３は、タイヤ１０１内部からトレースガスを排出するガス排出部を含む。ガス供給排出部２０３によるタイヤ１０１に対するガスの供給や排出は、後述するＰＬＣ２１５によって制御される。ガス供給排出部２０３は、トレースガスの供給源（例えばガスボンベ）、供給源とタイヤ１０１の内部とをつなぐガス供給用の配管、タイヤ１０１の内部と外部とをつなぐガス排出用の配管、配管の途中に設けられて配管におけるガスの流通及び流通の遮断を切り換えるバルブ（いずれも不図示）、などを適宜組み合わせて構成されてよい。図１では、ガス供給排出部２０３の配管２０４が、タイヤ１０１の開口を塞ぐ第二の蓋部１０６に接続されている。ガス供給排出部２０３の配管２０４は、ガス供給用の配管及びガス排出用の配管を兼用している。

【0026】

ガス漏れ検査装置２００は、位置検出手段２０５と、判定手段２０６と、漏れ位置特定手段２０７と、を備える。位置検出手段２０５は、移動手段２０２によるタイヤ１０１とガスセンサ２０１との相対的な移動時間又は移動距離に基づいて、タイヤ１０１の外面におけるガスセンサ２０１の位置を検出する。位置検出手段２０５は、タイヤ１０１の周方向におけるガスセンサ２０１の位置を検出する。また、ガスセンサ２０１がタイヤ１０１の径方向や軸方向に移動する場合、位置検出手段２０５は例えばタイヤ１０１の径方向や軸方向におけるガスセンサ２０１の位置を検出してもよい。位置検出手段２０５は、複数のガスセンサ２０１の各々の位置を検出する。

【0027】

位置検出手段２０５は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）２１５及び回転駆動部２０２Ａによって構成されている。ＰＬＣ２１５は、ガス漏れ検査装置２００の各種動作を制御する制御部や、ガス漏れ検査装置２００に必要な各種データを管理するデータ管理部として構成されている。ＰＬＣ２１５は、回転駆動部２０２Ａから送出されるタイヤ１０１の回転位置のデータに基づいてタイヤ１０１の外面におけるガスセンサ２０１の位置を検出する。また、ＰＬＣ２１５は、回転駆動部２０２Ａの動作（駆動や停止、速度調整等）も制御する。

【0028】

判定手段２０６は、ガスセンサ２０１において検出されたトレースガスの濃度に基づいて、タイヤ１０１にガス漏れが生じているか否かを判定する。判定手段２０６は、ガスセンサ２０１において検出されたトレースガスの濃度が所定のガス漏れ判定閾値以下である場合に、「タイヤ１０１にガス漏れが生じていない（タイヤ１０１に孔等の欠陥が無い）」と判定する。また、判定手段２０６は、ガスセンサ２０１において検出されたトレースガスの濃度が所定のガス漏れ判定閾値以上である場合に、「タイヤ１０１にガス漏れが生じている（タイヤ１０１に孔等の欠陥がある）」と判定する。

【0029】

判定手段２０６は、ＰＬＣ２１５及びガス測定部２１６によって構成されている。ガス測定部２１６は、各ガスセンサ２０１と接続されている。ガス測定部２１６は、各ガスセンサ２０１から出力された電気信号（電圧値）をトレースガスの濃度に変換する。電気信号（電圧値）をトレースガスの濃度に変換するための基準データは、例えばガス測定部２１６に記憶されてもよいが、ＰＬＣ２１５に記憶されている。このため、ガス測定部２１６において電気信号をトレースガスの濃度に変換する際には、上記の基準データがＰＬＣ２１５からガス測定部２１６に送出される。ガス測定部２１６において変換されたトレースガスの濃度（又は電圧値）は、各ガスセンサ２０１と対応付けた状態でＰＬＣ２１５に送出される。

【0030】

ＰＬＣ２１５には、タイヤ１０１にガス漏れが生じているか否かを判定するためのガス漏れ判定閾値のデータが予め記憶されている。ガス漏れ判定閾値は、トレースガスの濃度であってもよいし、電圧値であってもよい。ＰＬＣ２１５は、ガス測定部２１６から送出されたトレースガスの濃度（又は電圧値）と、上記のガス漏れ判定閾値とを比較し、タイヤ１０１にガス漏れが生じているか否かを判定する。ガス測定部２１６は、例えばトレースガスの濃度を表示する表示部を備えてよい。ガス測定部２１６の表示部には、例えばガスセンサ２０１から出力された電圧値が表示されてもよい。

【0031】

漏れ位置特定手段２０７は、判定手段２０６が「タイヤ１０１にガス漏れが生じている」と判定した場合に、位置検出手段２０５によって検出されたガスセンサ２０１の位置（タイヤ１０１の外面に対するガスセンサ２０１の位置）と、ガスセンサ２０１において検出されたトレースガスの濃度と、を対応付けて、タイヤ１０１においてガス漏れが生じている位置を特定する。漏れ位置特定手段２０７は、ＰＬＣ２１５によって構成されている。

【0032】

ＰＬＣ２１５は、ガス漏れの有無に関わらず、ガスセンサ２０１の位置とガスセンサ２０１において検出されたトレースガスの濃度とを対応付ける。対応付けたデータは、図示しないＰＣ（パーソナルコンピュータ）に送出され、ＰＣの記憶部に記憶されたり、ＰＣの表示部に表示されたりする。上記の対応付けたデータには、検査したタイヤ１０１を特定するデータ（例えば識別番号）が対応付けられてもよい。

【0033】

ガス漏れ検査装置２００を用いたガス漏れ検査方法は、次の手順で行われる。まず、ＰＬＣ２１５は、ガスセンサ２０１がタイヤ１０１の外面に沿って相対的に移動するように、タイヤ１０１がその軸線と中心として回転するように、回転駆動部２０２Ａを回転させる。また、ＰＬＣ２１５は、ガス供給排出部２０３からタイヤ１０１にトレースガスを供給する。続いて、ガスセンサ２０１は、トレースガスを検出し、検出したトレースガスの濃度に応じた電気信号（電圧値）をＰＬＣ２１５に出力する。ＰＬＣ２１５は、出力された電気信号に基づいて、タイヤ１０１にガス漏れが生じているか否かを判定する。このとき、ＰＬＣ２１５では、ガス漏れが生じていると判断した場合における回転駆動部２０２Ａの回転位置を把握している。このため、ガス漏れ検査装置２００では、タイヤ１０１からガスが漏れ出している場合に、少なくともタイヤ１０１の周方向におけるガス漏れ位置（ガス漏れ領域）を特定することができる。

【0034】

続いて、本実施形態のガスセンサ故障検出システムについて説明する。図２に示すように、ガスセンサ故障検出システムは、ガスセンサ故障検出装置１と、判断部２（図１参照）と、を備えている。ガスセンサ故障検出システムでは、図１に示すガス漏れ検査装置２００における回転駆動部２０２Ａ、ガス供給排出部２０３、ＰＬＣ２１５、ガス測定部２１６等がそのまま用いられる。

【0035】

ガスセンサ故障検出装置１は、図３に示すように、位置固定部２１と、ガス吹出部２２と、吹出量調節部２３と、を備えている。ガスセンサ故障検出装置１は、取付治具１０によって構成されている。位置固定部２１は、ガス吹出部２２の位置を固定している。ガス吹出部２２は、タイヤ１０１に充填されたトレースガスを吹き出す。吹出量調節部２３は、ガス吹出部２２から吹き出されるトレースガスの吹出し量を調整する。位置固定部２１は、ホルダ部１１、ナット１２、及び押えネジ１３で構成されている。ガス吹出部２２は、トレースガスが吹き出される吹出口１３Ａで構成されており、吹出量調節部２３は、オリフィス部１４で構成されている。

【0036】

取付治具１０は、例えばタイヤ１０１の一方の側面１０３を貫通して取り付けられる。取付治具１０は、タイヤ１０１におけるガス漏れが発生すると想定される想定ガス漏れ位置に配置される。図２に示す例では、取付治具１０は、タイヤ１０１に１つ取り付けられているが、複数のガスセンサ２０１の数に応じて、タイヤ１０１に複数取り付けられてもよい。取付治具１０は、例えば、タイヤ１０１の側面１０３，１０４の一方に取り付けられてもよいし、両方に取り付けられてもよい。取付治具１０からは、トレースガスが、例えば常時吹き出される。タイヤ１０１は、回転駆動部２０２Ａによって回転させられるが、取付治具１０から吹き出されるトレースガスは、取付治具１０が所定の位置、例えばガスセンサ２０１の真下又はその近傍の位置を通過するときに、ガスセンサ２０１の検出範囲に向けて吹き出される。なお、取付治具１０がガスセンサ２０１の真下を通過するタイミングに合わせて、その前後の間にトレースガスを吹き出すようにしてもよい。

【0037】

取付治具１０は、図３に示すように、ホルダ部１１と、ナット１２と、押えネジ１３と、オリフィス部１４と、を備えている。ホルダ部１１は、断面略Ｔ字形状をなしており、天板部１１Ａと、胴部１１Ｂと、を備えている。ホルダ部１１における天板部１１Ａは、円盤状をなしており、タイヤ１０１の外側に配置されている。

【0038】

胴部１１Ｂは、円筒形状をなしており、その軸方向が天板部１１Ａに直交している。胴部１１Ｂは、タイヤ１０１の側面１０３を貫通しており、胴部１１Ｂの内側には、その軸方向に延在する流通路１１Ｃが形成されている。さらに、胴部１１Ｂにおける流通路１１Ｃの天板部１１Ａ側における端部には、ネジ収容部１１Ｄが設けられている。胴部１１Ｂの外側にはネジ山が切られており、ネジ収容部１１Ｄの内側にはネジ溝が切られている。

【0039】

ナット１２は、ホルダ部１１における胴部１１Ｂの外側の周囲に配置されている。ナット１２の内側面には、ホルダ部１１の胴部１１Ｂの外側に切られたネジ山に噛み合うネジ溝が切られている。ホルダ部１１のネジ山がナット１２ネジ溝と噛み合わされて、ホルダ部１１の天板部１１Ａとナット１２によってタイヤ１０１の側面１０３が挟み込まれる。こうして、ホルダ部１１がタイヤ１０１に固定される。

【0040】

押えネジ１３は、ホルダ部１１におけるネジ収容部１１Ｄに収容されて配置されている。押えネジ１３の外側面には、ホルダ部１１のネジ収容部１１Ｄの内側に切られたネジ溝に噛み合うネジ山が切られている。押えネジ１３とホルダ部１１のネジ収容部１１Ｄの底面との間には、オリフィス部１４が設けられている。押えネジ１３のネジ山がネジ収容部１１Ｄのネジ溝と噛み合わされて、押えネジ１３によってオリフィス部１４がネジ収容部１１Ｄの底面に押え付けられて固定される。また、押えネジ１３には、吹出口１３Ａが設けられている。

【0041】

オリフィス部１４は、板状部１４Ａと、板状部１４Ａに設けられた小径のオリフィス孔１４Ｂとを備えている。オリフィス孔１４Ｂは、ホルダ部１１の流通路１１Ｃと、押えネジ１３の吹出口１３Ａとの間を連通している。流通路１１Ｃに流入したトレースガスは、オリフィス孔１４Ｂを通過して、吹出口１３Ａからタイヤ１０１の外部に吹き出される。

【0042】

また、オリフィス部１４としては、板状部１４Ａの外形が共通し、オリフィス孔１４Ｂの径が異なる種々のものを用いてもよい。これらのオリフィス孔１４Ｂの径が異なる複数のオリフィス部１４を交換可能とすることにより、トレースガスが吹き出す際の吹出し量などを調整することができる。

【0043】

図１に示すように、判断部２は、ＰＬＣ２１５及びガス測定部２１６によって構成されている。ガス測定部２１６は、ガス漏れ検査装置２００で用いられる際と同様に機能する。ＰＬＣ２１５には、ガスセンサ２０１に故障が生じているか否かを判定するための故障判定閾値のデータが予め記憶されている。故障判定閾値は、トレースガスの濃度であってもよいし、電圧値であってもよい。ＰＬＣ２１５は、ガス測定部２１６から送出されたトレースガスの濃度（又は電圧値）と、上記の故障判定閾値とを比較し、ガスセンサ２０１に故障が生じているか否かを判定する。

【0044】

また、ＰＬＣ２１５は、ガスセンサ２０１の故障検出を行う際に、タイヤ１０１に対して一定量のトレースガスを供給するように、ガス供給排出部２０３を制御する。ＰＬＣ２１５に記憶される故障判定閾値は、ガス供給排出部２０３からタイヤ１０１に供給されるトレースガスの量に応じて定められている。

【0045】

次に、ガスセンサ故障検出システムによるガスセンサ２０１の故障検出を行う手順について説明する。ガスセンサ故障検出システムによるガスセンサ２０１の故障検出は、例えば、ガス漏れ検査装置２００による検査作業を開始する前の始業前点検時、段替え後の点検時、ガスセンサ２０１の劣化の確認時などに行えばよい。

【0046】

ガスセンサ２０１の故障検出を行う際には、故障検出の前の準備として、取付治具１０が取り付けられたタイヤ１０１を回転駆動部２０２Ａに取り付ける。取付治具１０は、タイヤ１０１の任意の位置に取り付けることができる。ここでは、例えば回転駆動部２０２Ａに取り付けられたタイヤ１０１が回転する際に、ガスセンサ２０１の直下を通過するタイヤ１０１の位置に取付治具１０が取り付けられている。

【0047】

また、タイヤ１０１の開口を塞ぐ蓋部１０６を介してガス供給排出部２０３からトレースガスをタイヤ１０１の内側に供給可能とする。続いて、ガス供給排出部２０３からトレースガスを供給して、タイヤ１０１の内側がトレースガスで充填される。こうして、準備が完了した後に、ガスセンサ２０１の故障検出が行われる。

【0048】

ガスセンサ２０１の故障検出を行う際には、ＰＬＣ２１５は、ガス供給排出部２０３からトレースガスを供給するとともに、回転駆動部２０２Ａを駆動させる。ガス供給排出部２０３からトレースガスを供給すると、タイヤ１０１に充填されたトレースガスは、取付治具１０に設けられた吹出口１３Ａから吹き出す。なお、ガスセンサ２０１の故障検出を行う際に、ガス供給排出部２０３からのトレースガスの供給を行わないようにしてもよい。この場合、タイヤ１０１の内圧によって吹出口１３Ａからトレースガスが吹き出される。ガスセンサ２０１では、吹出口１３Ａから吹き出したトレースガスを検出する。ガスセンサ２０１は、トレースガスを検出したときには、トレースガスの濃度に応じた電気信号（電圧値）を検出結果として出力する。

【0049】

ところが、ガスセンサ２０１に故障が発生していると、例えば取付治具１０の吹出口１３Ａからトレースガスが吹き出したとしても、ガスセンサ２０１がトレースガスを検出できず、ガスセンサ２０１は、トレースガスの濃度に応じた電圧値を出力しなくなる。ガス測定部２１６は、ガスセンサ２０１から出力される電圧値をトレースガスの濃度に変換してＰＬＣ２１５に送出する。ＰＬＣ２１５では、ガス測定部２１６から送出されたトレースガスの濃度を故障判定閾値と比較して、ガスセンサ２０１に故障が生じているか否かを判定する。

【0050】

ガスセンサ２０１に故障が生じていない場合には、ガスセンサ２０１は、取付治具１０の吹出口１３Ａから吹き出されるトレースガスの濃度に応じた電圧値を出力する。したがって、トレースガスの濃度が故障判定閾値以上であるときには、ガスセンサ２０１に故障が生じていないと判定できる。また、ガスセンサ２０１に故障が生じている場合には、ガスセンサ２０１は、取付治具１０の吹出口１３Ａから吹き出されるトレースガスの濃度に応じた電圧値より低い電圧値、例えば０Ｖを出力する。あるいは、ガスセンサ２０１は、電気信号（電圧値）を出力しない。したがって、トレースガスの濃度が故障判定閾値未満であるときには、ガスセンサ２０１に故障が生じていると判定できる。

【0051】

以上説明したように、本実施形態のガスセンサ故障検出装置１を用いたガスセンサ故障検出システムにおいては、タイヤ１０１に取付治具１０を取り付け、タイヤ１０１からトレースガスを吹き出させて、ガスセンサ２０１による検出を行っている。ここで、ガスセンサ２０１の故障検出を行う際、タイヤ１０１から吹き出されるトレースガスの量や濃度は、既知の値となっている。また、トレースガスの吹出位置は、取付治具１０の取付位置であるので、既知の位置となっている。タイヤ１０１は、回転駆動部２０２Ａによって回転可能とされているが、回転駆動部２０２ＡはＰＬＣ２１５によって制御されるので、タイヤ１０１が回転されたとしても、トレースガスの吹出位置はやはり既知の状態となっている。このように、既知の量や濃度で既知の位置からトレースガスを吹き出すことができるので、ガスセンサ２０１が正常であれば、ガスセンサ２０１で検出されるトレースガスの濃度は一定となるはずである。ところが、ガスセンサ２０１に故障が生じていると、検出されるトレースガスの濃度が例えば低くなる。本実施形態のガスセンサ故障検出システムでは、ＰＬＣ２１５において、ガス測定部２１６から送出されたトレースガスの濃度を故障判定閾値と比較して、ガスセンサ２０１に故障が生じているか否かを判定する。したがって、ガスセンサ２０１の故障を精度よく検出することができる。

【0052】

また、本実施形態のガスセンサ故障検出装置１において、トレースガスの吹出位置は、取付治具１０の取付位置であり、取付治具１０は、タイヤ１０１における任意の位置、例えばタイヤ１０１の側面１０３，１０４のいずれかの位置とすることもできるし、接地面１０２のいずれかの位置することもできる。したがって、トレースガスの吹出位置を容易に調整することができる。様々なケースを想定したガス漏れ検査に対応できる。

【0053】

また、本実施形態のガスセンサ故障検出装置１において、トレースガスの吹出位置は、取付治具１０の取付位置によって決定される。取付治具１０は、タイヤ１０１の任意の位置に取付可能であるので、トレースガスの吹出位置を容易に調整することができる。また、取付治具１０のオリフィス部１４には、小径のオリフィス孔１４Ｂが形成されている。このため、タイヤ１０１から吹き出されるトレースガスの吹出量を調節することができ、タイヤ１０１からトレースガスを微小な量で吹き出すことができる。したがって、実際のタイヤのエア漏れに近い状態でタイヤ１０１からトレースガスを吹き出すことができる。

【0054】

また、本実施形態のガスセンサ故障検出装置１において、取付治具１０におけるオリフィス部１４は、オリフィス孔１４Ｂの径が異なる複数のものと交換可能とされている。このため、取付治具１０から吹き出されるトレースガスの量を調整することができる。さらに、取付治具１０は、径や大きさの異なる複数種類のタイヤに対して取り付け可能である。このため、大きさの異なるタイヤ（ワーク）において、トレースガスの吹出を容易に行うことができる。したがって、ガスセンサ故障検出装置１では、ワークの大きさやトレースガスの漏れ量などが異なる場合などを含めて、様々なケースを想定したガス漏れ検査に対応できる。

【0055】

［第２実施形態］
次に、図４を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態のガスセンサ故障検出装置１Ｂは、タイヤ１０１に取付治具１０を取り付ける態様に代えて、図４に示すトレースガス吹出装置３０を備えている。

【0056】

図４に示すように、トレースガス吹出装置３０は、支持体４０を備えている。支持体４０は、台座３１によって構成されている。台座３１は、円盤状をなしており、例えば図１に示すガス漏れ検査装置２００における回転駆動部２０２Ａに載置可能である。支持体４０は、台座３１でなくてもよい。例えば、回転駆動部２０２Ａに載置される部材のほか、回転駆動部２０２Ａやその他の位置に固定される部材等でもよい。

【0057】

ガスセンサ故障検出装置１Ｂは、位置固定部２４、ガス吹出部２５、及び吹出量調節部２６を備えている。位置固定部２４は、第１吹出管３３〜第３吹出管３５によって構成されている。ガス吹出部２５は、第１吹出頭部３６〜第３吹出頭部３８によって構成されている。吹出量調節部２６は、第１バルブ３３Ｐ〜第３バルブ３５Ｐによって構成されている。

【0058】

台座３１の上には、ガス供給管保持部３２が設けられている。ガス供給管保持部３２は、内側をトレースガスが流通可能とされている。ガス供給管保持部３２には、調整部４１が接続されている。調整部４１は、第１吹出管３３、第２吹出管３４、及び第３吹出管３５によって構成されている。第１吹出管３３〜第３吹出管３５には、ガス供給管保持部３２からトレースガスが供給される。第１吹出管３３〜第３吹出管３５は、例えばフレキシブルアームによって構成されている。

【0059】

第１吹出管３３〜第３吹出管３５の先端部には、ガス吹出部材４２が取り付けられている。ガス吹出部材４２は、第１吹出頭部３６〜第３吹出頭部３８によって構成されている。第１吹出頭部３６〜第３吹出頭部３８には、図３に示すオリフィス部１４と同様のオリフィス孔が形成されたオリフィス部が設けられている。第１吹出頭部３６〜第３吹出頭部３８の表面に、トレースガスが吹き出される第１吹出孔３６Ａ〜第３吹出孔３８Ａが設けられている。第１吹出孔３６Ａ〜第３吹出孔３８Ａには、ガス供給管保持部３２からのトレースガスがオリフィス孔を通して供給される。第１吹出頭部３６〜第３吹出頭部３８は、図２に示すタイヤ１０１を仮想した場合に、タイヤ１０１におけるガス漏れが発生すると想定される想定ガス漏れ位置に配置される。また、第１吹出管３３〜第３吹出管３５は、例えばフレキシブルアームによって構成されていることにより、第１吹出頭部３６〜第３吹出頭部３８の配置位置及びガス吹出角度を調整可能とされている。台座３１は、第１吹出管３３〜第３吹出管３５を介して第１吹出頭部３６〜第３吹出頭部３８を支持している。

【0060】

ガス供給管保持部３２には、下部バルブ３２Ｐが設けられている。また、第１吹出管３３〜第３吹出管３５には、第１バルブ３３Ｐ〜第３バルブ３５Ｐが設けられている。下部バルブ３２Ｐを開放することにより、ガス供給管保持部３２をトレースガスが通過可能となり、下部バルブ３２Ｐを閉鎖することにより、ガス供給管保持部３２をトレースガスが通過不能となる。また、第１バルブ３３Ｐ〜第３バルブ３５Ｐを開放することにより、第１吹出管３３〜第３吹出管３５をトレースガスが通過可能となり、第１バルブ３３Ｐ〜第３バルブ３５Ｐを閉鎖することにより、第１吹出管３３〜第３吹出管３５をトレースガスが不通となる。ガス供給管保持部３２には、図１に示すガス供給排出部２０３が接続されており、第１吹出管３３〜第３吹出管３５には、ガス供給管保持部３２を介してトレースガスを供給可能とされている。

【0061】

以上のように構成される本実施形態のガスセンサ故障検出装置１Ｂは、第１実施形態のガスセンサ故障検出装置１と同様に、既知の量や濃度で既知の位置からトレースガスを吹き出すことができる。したがって、ＰＬＣ２１５において、ガス測定部２１６から送出されたトレースガスの濃度を故障判定閾値と比較してガスセンサ２０１に故障が生じているか否かを判定することにより、ガスセンサ２０１の故障を精度よく検出することができる。

【0062】

また、本実施形態のガスセンサ故障検出装置１Ｂでは、トレースガス吹出装置３０のガス吹出部材４２が取り付けられる位置をタイヤ１０１のガス漏れが生じている位置に見立ててトレースガスを吹き出している。このため、タイヤ１０１を実際に用いることなく、タイヤから吹き出されるトレースガスを再現することができるので、容易にガスセンサ２０１の故障を検出することができる。また、タイヤ１０１を用いることなくガスセンサ２０１の故障を検出するので、故障検出中におけるタイヤ１０１のバーストを無くすことができる。

【0063】

また、本実施形態のガスセンサ故障検出装置１Ｂでは、調整部４１を構成する第１吹出管３３〜第３吹出管３５がフレキシブルアームで構成されている。このため、フレキシブルアームの形状を調整することにより、第１吹出孔３６Ａ〜第３吹出孔３８Ａの配置位置及びガス吹出角度を容易に設定することができる。したがって、様々な大きさ及び形状のタイヤからのトレースガスの吹き出しを容易に再現することができる。

【0064】

また、本実施形態のガスセンサ故障検出装置１Ｂでは、ガス供給管保持部３２に下部バルブ３２Ｐが設けられ、第１吹出管３３〜第３吹出管３５に第１バルブ３３Ｐ〜第３バルブ３５Ｐが設けられている。このため、第１吹出頭部３６〜第３吹出頭部３８のトレースガスの吹き出しを一括して調整することもできるし、個々に調整することもできる。

【0065】

なお、本実施形態のガスセンサ故障検出装置１Ｂでは、調整部４１のフレキシブルアームは、作業員が手動で変形させるものであるが、他のものでもよい。例えば、フレキシブルアームに代えて、関節付ロボットアームなどを用いて、ＰＣＬ２１５等によって形状を調整可能なものとしてもよい。

【0066】

［第３実施形態］
次に、図５を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態のガスセンサ故障検出装置１Ｃは、第２実施形態のガスセンサ故障検出装置１Ｂと同様、タイヤ１０１に取付治具１０を取り付ける態様に代えて、図５に示すトレースガス吹出装置５０を備えている。

【0067】

図５（Ａ）に示すように、トレースガス吹出装置５０は、支持体６０を備えている。支持体６０は、台座５１によって構成されている。台座５１は、円盤状をなしており、例えば図１に示すガス漏れ検査装置２００における回転駆動部２０２Ａに載置可能である。支持体６０は、台座５１でなくてもよい。例えば、回転駆動部２０２Ａに載置される部材のほか、回転駆動部２０２Ａやその他の位置に固定される部材等でもよい。

【0068】

ガスセンサ故障検出装置１Ｃは、位置固定部２７、ガス吹出部２８、及び吹出量調節部２９を備えている。位置固定部２７は、ガス吹出管５２によって構成されている。ガス吹出部２８は、トレースガスが吹き出される第１ガス吹出口５３Ａ〜第４ガス吹出口５３Ｄによって構成されている。吹出量調節部２９は、バルブ５４によって構成されている。

【0069】

台座５１の上には、ガス吹出管５２が設けられている。ガス吹出管５２は、図５（Ｂ）にも示すように、平面視して蛇行した形状をなしている。ガス吹出管５２には、複数、ここでは４つの第１ガス吹出口５３Ａ〜第４ガス吹出口５３Ｄが設けられている。第１ガス吹出口５３Ａ〜第４ガス吹出口５３Ｄは、タイヤ１０１を仮想した場合に、互いにタイヤ１０１の径方向にずれた位置に配置されている。

【0070】

ガス吹出管５２は、図５（Ｃ）に示すように、仮想したタイヤ１０１の表面に相当する位置に設けられている。ガス吹出管５２は、剛性の管であるが、他の態様でもよく、例えば第２実施形態における第１吹出管３３〜第３吹出管３５と同様に、フレキシブルアームによって構成されていてもよい。

【0071】

ガス吹出管５２における台座５１側の端部には、バルブ５４が設けられている。バルブ５４を開放することにより、ガス吹出管５２をトレースガスが通過可能となり、バルブ５４を閉鎖することにより、ガス吹出管５２をトレースガスが不通となる。ガス吹出管５２には、図１に示すガス供給排出部２０３が接続されており、ガス吹出管５２に対してトレースガスを供給可能とされている。

【0072】

以上のように構成される本実施形態のガスセンサ故障検出装置１Ｃは、第１実施形態のガスセンサ故障検出装置１と同様に、既知の量や濃度で既知の位置からトレースガスを吹き出すことができる。したがって、ＰＬＣ２１５において、ガス測定部２１６から送出されたトレースガスの濃度を故障判定閾値と比較してガスセンサ２０１に故障が生じているか否かを判定することにより、ガスセンサ２０１の故障を精度よく検出することができる。

【0073】

また、本実施形態のガスセンサ故障検出装置１Ｃでは、トレースガス吹出装置５０のガス吹出管５２における第１ガス吹出口５３Ａ〜第４ガス吹出口５３Ｄの位置をタイヤ１０１のガス漏れが生じている位置に見立ててトレースガスを吹き出している。このため、タイヤ１０１を実際に用いることなく、タイヤから吹き出されるトレースガスを再現することができるので、容易にガスセンサ２０１の故障を検出することができる。また、タイヤ１０１を用いることなくガスセンサ２０１の故障を判断するので、故障判断中におけるタイヤ１０１のバーストを無くすことができる。

【0074】

また、本実施形態のガスセンサ故障検出装置１Ｃでは、第１ガス吹出口５３Ａ〜第４ガス吹出口５３Ｄが仮想したタイヤ１０１の径方向にずれた位置に配置されている。このため、例えばタイヤ１０１を回転させるようにしてガスセンサ２０１の故障検出を想定した場合に、故障しているガスセンサ２０１を短時間で判断することができる。

【0075】

なお、第１実施形態のガスセンサ故障検出装置１及び第２実施形態のガスセンサ故障検出装置１Ｂにおいても、複数のガス吹出部を設ける場合に、タイヤ１０１又はタイヤ１０１を仮想した際の径方向にずれた位置に複数のガス吹出部を配置するようにしてもよい。また、第３実施形態のガスセンサ故障検出装置１Ｃの第１ガス吹出口５３Ａ〜第４ガス吹出口５３Ｄにオリフィス部を設けてもよい。また、第１実施形態のガスセンサ故障検出装置１及び第２実施形態のガスセンサ故障検出装置１Ｂにおいてオリフィス部を設けなくてもよい。

【0076】

以上、本発明の実施形態について、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

【符号の説明】

【0077】

１，１Ｂ，１Ｃ…ガスセンサ故障検出装置、２…判断部、１０…取付治具、１１…ホルダ部、１１Ａ…天板部、１１Ｂ…胴部、１１Ｃ…流通路、１１Ｄ…ネジ収容部、１２…ナット、１３…押えネジ、１３Ａ…吹出口、１４…オリフィス部、１４Ａ…板状部、１４Ｂ…オリフィス孔、２１，２４，２７…位置固定部、２２，２５，２８…ガス吹出部、２３，２６，２９…吹出量調節部、３０，５０…トレースガス吹出装置、３１，５１…台座、３２…ガス供給管保持部、３３〜３５…吹出管、３２Ｐ〜３５Ｐ…バルブ、３６〜３８…吹出頭部、３６Ａ〜３８Ａ…吹出孔、４０…支持体、４１…調整部、４２…ガス吹出部材、５２…ガス吹出管、５３Ａ〜５３Ｄ…ガス吹出口、１０１…タイヤ、１０３，１０４…側面、１０５，１０６…蓋部、２００…検査装置、２０１…ガスセンサ、２０２Ａ…回転駆動部、２０３…ガス供給排出部、２１５…ＰＬＣ、２１６…ガス測定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】