JP2001349799A - リーク検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不活性ガスを使って微細な隙間の有無を容易
な方法で検査できるリーク検査装置を提供する。 【解決手段】 ワーク１５０をその上下から密封するワ
ーク密封手段７０（１０，３０）と、ワーク密封手段７
０内のワーク１５０の一方の側に設けたキャビティー３
３内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段８０
と、ワーク密封手段７０内のワーク１５０の他方の側に
設けたキャビティー１１に接続されてキャビティー１１
内のガスを真空引きするとともに不活性ガスの有無を検
出する不活性ガス検知機１１０とを具備する。不活性ガ
ス供給手段８０からキャビティー３３内に供給された不
活性ガスを、キャビティー１１に接続された不活性ガス
検知機１１０によって検知することでワークのリークを
検査する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヘリウムガス等の
不活性ガスを用いることでワークの微細なリークを検出
するリーク検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、各種ワーク、例えば密封タイプの
水晶振動子や、密閉タイプのリレーや、密封用の電池の
蓋や、ガソリンタンクなどは、微細な穴があるか否かを
リーク検査装置によって検査している。

【０００３】従来のリーク検査装置としては、エアで漏
れを検出するタイプのものと、ヘリウムで漏れを検出す
るタイプのものの２種類があった。

【０００４】エアタイプのリーク検査装置は、漏れのな
いことがわかっている基準ワークと、検査しようとする
ワークをそれぞれ同一形状の密閉室内に収納し、同一の
圧力をかけ、所定時間経過後に両密閉室内の圧力を比較
し、両室が同一圧力であればリークなしと判断し、同一
圧力でなくなっていれば検査しているワーク内にエアが
入り込んでその室の圧力が下がったことを意味するので
リークありと判断する構造となっている。

【０００５】しかしながら上記エアタイプのリーク検査
装置は、密閉室内の圧力の変化がわかる程度のリークが
必要なので、極めて微量の漏れの場合はこれを検知でき
ないという欠点があった。

【０００６】一方ヘリウムタイプのリーク検査装置は、
予め検査しようとするワークを容器内に密封してヘリウ
ムを充填して所定時間所定の圧力をかける。これによっ
てもし密閉されていないワークがあればその内部にヘリ
ウムが入り込む。次にこのワークを容器から取り出して
別途用意したヘリウム検知機の収納部にセットし、収納
部内を真空引きした後にヘリウムガスがあるか否かを検
知し、ヘリウムガスを検知したらそれは前記ワーク内に
入り込んだヘリウムが抜け出たものであるからそのワー
クはリークありと判断する。

【０００７】このヘリウムタイプのリーク検査装置は、
単にヘリウムガスがあるか否かをヘリウム検知機で検知
するだけなので、ヘリウムの微量の漏れも検知できる。
しかしながらこのリーク検査装置の場合、前述のように
予めワークにヘリウムを充填させるための容器と、ヘリ
ウム検知機の２つの装置が必要で、装置が大掛かりにな
るばかりか、予め容器へのヘリウムガス充填作業工程が
必要で、操作が煩雑である。また容器に充填するヘリウ
ムが漏れてヘリウム検知機に流れて誤作動しないよう
に、両装置は別々の場所に離して設置しておかなければ
ならない。さらに容器から取り出したワーク内からヘリ
ウムガスが完全に抜け出す前にこれをヘリウム検知機に
かける必要があるので、その時間管理も煩雑であった。

【０００８】またエア及びヘリウムの何れのタイプのリ
ーク検査装置においても、容器構造のワークの内部が密
封されているか否かを検査することはできるが、容器構
造ではない例えば一枚の板からなるワークに設けた加工
部に微細な隙間があるか否かを検出することはできなか
った。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の点に鑑
みてなされたものでありその目的は、操作が容易で小型
化が図れるリーク検査装置を提供することにある。

【００１０】また本発明の目的は、たとえ容器構造でな
いワークであっても、ヘリウムガス等の不活性ガスを使
って微細な隙間の有無を容易な方法で検査できるリーク
検査装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明にかかるリーク検査装置は、ワークの周囲を密
封するワーク密封手段と、前記ワークの一方の側に設け
たキャビティー内に不活性ガスを供給する不活性ガス供
給手段と、前記ワークの他方の側に設けたキャビティー
に接続されて該キャビティー内のガスを真空引きすると
ともに不活性ガスの有無を検出する不活性ガス検知機と
を具備し、前記不活性ガス供給手段からワークの一方の
側のキャビティー内に供給された不活性ガスを、ワーク
の他方の側のキャビティーに接続された不活性ガス検知
機によって検知することでワークのリークを検査するこ
とを特徴とする。

【００１２】ここで前記ワーク密封手段は、キャビティ
ーを有しその上にワークを載置する第一部材と、第一部
材上に載置したワークの周囲を囲んで覆い被さりワーク
の上部にキャビティーを有する第二部材と、ワークの周
囲を囲むように配設されて前記第二部材が第一部材に覆
い被さることでワークの周囲を密閉する弾性体とを具備
してなることを特徴とする。

【００１３】また前記ワークの外周形状は矩形状であ
り、一方前記弾性体はワークの各辺に対応して分割さ
れ、一方の対向する辺は前記第二部材によってその上面
が押されることでその側面がワークの外周側面に当接し
て密封する位置に設置され、他方の対向する辺は第二部
材が第一部材に覆い被さった際にワークの上面に当接す
る位置に設置されていることを特徴とする。

【００１４】また本発明にかかるリーク検査装置は、ワ
ークをキャビティー内に収納して密封するワーク密封手
段と、前記ワークを収納したキャビティー内に不活性ガ
スを加圧供給する不活性ガス供給手段と、前記キャビテ
ィー内に供給された不活性ガスを他の気体に入れ替える
ガス入れ替え手段と、前記キャビティー内の入れ替えら
れた他の気体を真空引きするとともにこの気体中の不活
性ガスの有無を検出する不活性ガス検知機とを具備して
なることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に
かかるリーク検査装置の概略全体図である。同図に示す
ようにこのリーク検査装置は、第一部材１０と第二部材
３０と弾性体５０とを有するワーク密封手段７０と、不
活性ガス供給手段８０と、フラッシングエアー供給手段
９０及び排気手段１００（ガス入れ替え手段）と、ヘリ
ウムガス検知機（不活性ガス検知機）１１０とを具備し
て構成されている。以下各構成部品について説明する。

【００１６】第一部材１０は、金属製（他の材質であっ
ても良い）であって、その上面のワーク１５０を載置す
る部分に凹状のキャビティー１１を設け、またキャビテ
ィー１１から第一部材１０内を貫通してヘリウムガス検
知機１１０に接続される貫通孔１３を設けている。

【００１７】ここで図２は第一部材１０上面のキャビテ
ィー１１の周囲を示す要部斜視図である。同図に示すよ
うにキャビティー１１の対向する辺の両側には、２枚の
板状の第一弾性体５１，５１が固定されている。両第一
弾性体５１，５１は、固定部材１５，１５によってそれ
ぞれその外側辺が固定されている。第一弾性体５１，５
１の上面には長手方向に向かって溝５２，５２が設けら
れている。この溝５２，５２の横断面は、下記する押圧
部１７，１７の横断面と略同一形状であり、その内側の
面をテーパ面５２ａ，５２ａとしている。この溝５２，
５２間の幅は、下記する押圧部１７，１７間の幅よりも
若干広くしている。

【００１８】次に図３は第二部材３０をその下側から見
た要部斜視図である。同図及び図１に示すように第二部
材３０は金属製（他の材質であっても良い）であって、
箱型の筐体３１内に、下方向に開放されたキャビティー
３３を形成し、このキャビティー３３内に２組の第二弾
性体５３，５３を収納して構成されている。第二弾性体
５３，５３は何れもその上面を取付台５５に取り付け、
取付台５５の上面中央に設けた柱状の支持棒５７をキャ
ビティー３３内上面に設けた穴５９に上下動自在に挿入
し、さらに取付台５５とキャビティー３３上面間をコイ
ルバネからなる弾発手段６０によって弾発して構成され
ている。筐体３１の下端辺からは、前記第一弾性体５
１，５１の溝５２，５２内に挿入されて押圧する押圧部
１７，１７が突設されている。押圧部１７，１７の内側
面はそれぞれテーパ面１７ａ，１７ａとなっている。

【００１９】第二弾性体５３，５３の下面（押圧面）
は、長方形状であってその両端に切り欠き部６１，６１
を設けることでその中央を押圧部６３としている。両切
り欠き部６１，６１は前記図２に示す両第一弾性体５
１，５１の上に載り、押圧部６３は両第一弾性体５１，
５１に載らない寸法に形成されている。

【００２０】また筐体３１には、図１に示す不活性ガス
供給手段８０とフラッシングエアー供給手段９０と排気
手段１００とをそれぞれ接続するパイプ３５，３７，３
９が取り付けられている。この筐体３１は図示しない上
下駆動手段によって上下動自在に構成されている。

【００２１】次に図１に示す不活性ガス供給手段８０は
ヘリウムガスボンベで構成され、パイプ３５中に設けた
バルブ８１を開くことでキャビティー３３内にヘリウム
ガスを供給する装置である。またフラッシングエアー供
給手段９０は、パイプ３７中に設けたバルブ９１を開く
ことでキャビティー３３内にエアーを供給する装置であ
る。また排気手段１００は、パイプ３９中に設けたバル
ブ１０１を開くことでキャビティー３３内の気体を排気
する装置である。なおフラッシングエアー供給手段９０
と排気手段１００によってキャビティー３３内の気体を
エアーに入れ替えるガス入れ替え手段を構成している。

【００２２】一方ヘリウムガス検知機１１０はパイプ４
１によって前記第一部材１０に設けた貫通孔１３に接続
されており、パイプ４１中に設けたバルブ４３を開くこ
とでキャビティー１１からガスを引き込んでそのガス中
にヘリウムガスが存在するか否かを検知する装置であ
る。このヘリウムガス検知機１１０はその内部にヘリウ
ムガスの有無を検知するセンサと、前記キャビティー１
１内のガスを真空引きする真空ポンプＶＰとを具備して
いる。

【００２３】図４はこのリーク検査装置によってリーク
検査されるワーク１５０を示す斜視図である。同図に示
すようにワーク１５０は、矩形状で板状の本体部１５１
の内部に加工部１５３を設けて構成されている。加工部
１５３は、例えば本体部１５１中央に設けた穴をカシメ
部材によってカシメることで密封状態で塞いだ部分であ
って、この加工部１５３を介してその上下に気体の漏れ
があってはならない部分である。もちろん加工部１５３
はカシメることだけでなく、他の加工を施すことで形成
しても良い。

【００２４】次に以上の各部材によって構成されるリー
ク検査装置の操作方法を説明する。まず図５に示すよう
に第一部材１０のキャビティー１１（図２参照）上に、
これを塞ぐようにワーク１５０を載置する。ワーク１５
０の長手方向の対向する辺１５５，１５５は、第一弾性
体５１，５１の内側に、左右それぞれ少しの隙間を残し
て収納される。

【００２５】次にこの第一部材１０の上に第二部材３０
を載せて押し付けるが、その際前記ワーク１５０の加工
部１５３の両側上面には図５に点線で示すように第二弾
性体５３，５３の押圧部６３，６３が弾発手段６０，６
０が圧縮される弾発力によって押し付けられる。

【００２６】また図６に示すように第二部材３０の押圧
部１７は、前記第一弾性体５１，５１の溝５２，５２に
挿入されて押圧し、その際テーパ面１７ａ，１７ａがテ
ーパ面５２ａ，５２ａを押圧して第一弾性体５１，５１
のテーパ面５２ａ，５２ａよりも内側の部分をさらに内
側に押し出し、これによって第一弾性体５１，５１の対
向する内側の辺をワーク１５０の両側辺に弾接する。

【００２７】つまりワーク１５０は長手方向の両辺の側
面が第一弾性体５１，５１によって密閉され、もう一方
の両辺側の上面が第二弾性体５３，５３によって密閉さ
れ、これによってワーク１５０の加工部１５３の周囲は
完全に密閉され、ワークの上面と下面が遮断されること
となる。

【００２８】次に図６の状態でバルブ８１，９１，１０
１を閉じてバルブ４３を開き、ヘリウムガス検知機１１
０の真空ポンプＶＰを駆動してキャビティー１１内を真
空にする。次にバルブ８１を開いて不活性ガス供給手段
８０からキャビティー３３内にヘリウムガスを充填す
る。

【００２９】このときもしワーク１５０の加工部１５３
に微細な隙間があると、キャビティー３３内のヘリウム
ガスがキャビティー１１内に漏れ出し、真空排気してい
るヘリウムガス検知機１１０内のセンサ部によって検出
される。

【００３０】そして前記検出終了後、バルブ８１，４３
を閉じてヘリウムガス検知機１１０の駆動を停止し、次
にバルブ９１，１０１を開いてフラッシングエアー供給
手段９０と排気手段１００とを駆動してキャビティー３
３内部のヘリウムガスを排気してエアーと取り替える。
その後、第二部材３０を上昇して内部のワーク１５０を
次のワーク１５０に取り替え、同様の操作を繰り返して
いく。このようにリーク検査装置を構成したので、密閉
容器型でない板状のワークであっても、そのリークを容
易に検出できる。実験によれば、１０^-10（Ｐａ・ｍ³／
ｓ）オーダーの漏れの検出も可能であった。

【００３１】ところでこの実施形態においては、ワーク
の周囲を密閉する弾性体として、矩形状のワークの各辺
に対応して分割した第一弾性体５１，５１と第二弾性体
５３，５３とを用い、第一弾性体５１，５１はワーク１
５０の長手方向の両辺の側面を密閉し、第二弾性体５
３，５３はもう一方の両辺側の上面を密閉するようにし
たが、これは以下の理由による。

【００３２】図４に示すワーク１５０においては、短い
幅方向において加工部１５３両側の本体部１５１の面
ａ，ａの幅が小さい。このためもし加工部１５３の周囲
の本体部１５１上面全体を１つの四角いリング状の弾性
体を押し付けることでシールしようとすると、弾性体が
加工部１５３の側面ｂ，ｂにも当接してしまってシール
してしまう。そうすると加工部１５３に漏れがあるか否
かを正確に検出することができなくなってしまう。そこ
で本実施形態においては、もし本体部１５１の上面を弾
性体でシールしようとすると加工部１５３に触れてしま
う恐れのある部分は、本体部１５１の側面に弾性体を当
接することで側面をシールし、そのような恐れのない部
分については本体部１５１の上面をシールすることとし
たのである。これによって検査しようとする部品が極め
て小さくても、漏れ検査が行える。

【００３３】一方、ワーク１５０の面ａ，ａの幅がそれ
ほど小さくない場合や、弾性体が加工部１５３の側面
ｂ，ｂに当接しても良い場合は、図７に示すように第二
部材３０側に四角いリング状の弾性体５０を取り付ける
ことによって、加工部１５３の周囲の本体部１５１上面
全体に弾性体５０を押し付けることでシールしてもよい
（前記実施形態に相当する部分には同一符号を付してい
る）。

【００３４】なお本発明はこれらの実施形態に限定され
ず、本体部１５１の側面全周を弾性体によってシールす
る構造としても良い。即ち例えば図８に示すように、弾
性体５０をリング状に形成し、その上面を押圧すること
でその内周側面をワーク１５０の外周側面に弾接させて
シールするようにしても良い（前記実施形態に相当する
部分には同一符号を付している）。要はワークの周囲
（正確にはワークのリーク検査をしようとする部分の周
囲）を囲むように配設されてワークの周囲に押し付けら
れてワークの周囲を密閉する弾性体であれば、どのよう
な形状・構造の弾性体であっても良い。

【００３５】次に図９は本発明の更に他の実施形態にか
かるリーク検査装置の概略全体図である。この実施形態
において前記実施形態に相当する部分には同一符号を付
してその詳細な説明は省略する。このリーク検査装置に
おいて前記実施形態と相違する点は、ワーク１６０が密
閉容器構造のものであり、また第二部材３０として図７
の構造のものを用いている点である。また第一部材１０
に設けるキャビティー１１はワーク１６０を収納するだ
けのものである。そして弾性体５０は単に第一部材１０
のキャビティー１１の周囲上面に当接・押圧されて内部
のキャビティー３３，１１を密封するだけである。

【００３６】上記構造のリーク検査装置において、図９
に示すように第一部材１０のキャビティー１１内にワー
ク１６０を収納し、その上に第二部材３０を押し付けて
弾性体５０を第一部材１０の上面に押し付けキャビティ
ー３３，１１内を密封する。

【００３７】次にバルブ４３，９１，１０１を閉じてバ
ルブ８１を開き、不活性ガス供給手段８０からキャビテ
ィー１１，３１内にヘリウムガスを加圧充填する。この
ときもし内部を密閉したワーク１６０の加工部に微細な
隙間があると、キャビティー１１，３１内の加圧ヘリウ
ムガスがワーク１６０内に漏れて浸入する。

【００３８】次にバルブ８１を閉じ、バルブ９１，１０
１を開いてフラッシングエアー供給手段９０と排気手段
１００とを駆動してキャビティー１１，３１内のヘリウ
ムガスを排気してエアーと取り替える。

【００３９】次にバルブ９１，１０１を閉じてバルブ４
３を開き、ヘリウムガス検知機１１０の真空ポンプＶＰ
を駆動してキャビティー１１，３１内の空気を吸引して
真空にしていく。このときもしワーク１６０内にヘリウ
ムガスが浸入していると、外部が真空になることでワー
ク１６０内部のヘリウムガスが逆に外部に漏れ出し、真
空排気しているヘリウムガス検知機１１０内のセンサ部
によって検出される。その後フラッシングエアー供給手
段９０からエアーを供給する等してキャビティー１１，
３１内を大気圧に戻し、第二部材３０を上昇して内部の
ワーク１６０を次のワーク１６０に取り替え、同様の操
作を繰り返していく。このように構成することで、密閉
容器構造のワーク１６０も容易にそのリークが検査で
き、しかもリーク検査装置の小型化が図れる。なお弾性
体５０の構造は種々の変形が可能であり、図１などに示
すように第一弾性体５１と第二弾性体５３で弾性体５０
を構成しても良いし、それ以外の構造であってもよい。
要はワークをキャビティー内に収納して密封する構造で
あればどのような構造であってもよい。

【００４０】以上本発明の実施形態を説明したが、本発
明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求
の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範
囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書
及び図面に記載がない何れの形状や材質であっても、本
願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思
想の範囲内である。例えば使用するガスはヘリウムガス
以外の不活性ガスであっても良い。

【００４１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明にかか
るリーク検査装置によれば以下のような優れた効果を奏
する。 操作が容易で小型化が図れる。

【００４２】たとえ容器構造でないワークであって
も、ヘリウムガス等の不活性ガスを使って微細な隙間の
有無を容易な方法で検査できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかるリーク検査装置の
概略全体図である。

【図２】第一部材１０上面のキャビティー１１の周囲を
示す斜視図である。

【図３】第二部材３０をその下側から見た要部斜視図で
ある。

【図４】ワーク１５０を示す斜視図である。

【図５】リーク検査装置の動作説明図である。

【図６】リーク検査装置の動作説明図である。

【図７】他の実施形態にかかるリーク検査装置を示す概
略図である。

【図８】他の弾性体５０を示す図である。

【図９】本発明の更に他の実施形態にかかるリーク検査
装置の概略全体図である。

【符号の説明】

１０ 第一部材 １１ キャビティー １７ 押圧部 ３０ 第二部材 ３１ 筐体 ３３ キャビティー ５０ 弾性体 ５１ 第一弾性体 ５３ 第二弾性体 ６０ 弾発手段 ６３ 押圧部 ７０ ワーク密封手段 ８０ 不活性ガス供給手段 ９０ フラッシングエアー供給手段 １００ 排気手段 １１０ ヘリウムガス検知機（不活性ガス検知機） ＶＰ 真空ポンプ １５０ ワーク １５１ 本体部 １５３ 加工部 １６０ ワーク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークの周囲を密封するワーク密封手段
   と、 前記ワークの一方の側に設けたキャビティー内に不活性
   ガスを供給する不活性ガス供給手段と、 前記ワークの他方の側に設けたキャビティーに接続され
   て該キャビティー内のガスを真空引きするとともに不活
   性ガスの有無を検出する不活性ガス検知機とを具備し、 前記不活性ガス供給手段からワークの一方の側のキャビ
   ティー内に供給された不活性ガスを、ワークの他方の側
   のキャビティーに接続された不活性ガス検知機によって
   検知することでワークのリークを検査することを特徴と
   するリーク検査装置。
2. 【請求項２】 前記ワーク密封手段は、キャビティーを
   有しその上にワークを載置する第一部材と、第一部材上
   に載置したワークの周囲を囲んで覆い被さりワークの上
   部にキャビティーを有する第二部材と、ワークの周囲を
   囲むように配設されて前記第二部材が第一部材に覆い被
   さることでワークの周囲を密閉する弾性体とを具備して
   なることを特徴とする請求項１記載のリーク検査装置。
3. 【請求項３】 前記ワークの外周形状は矩形状であり、 一方前記弾性体はワークの各辺に対応して分割され、一
   方の対向する辺は前記第二部材によってその上面が押さ
   れることでその側面がワークの外周側面に当接して密封
   する位置に設置され、他方の対向する辺は第二部材が第
   一部材に覆い被さった際にワークの上面に当接する位置
   に設置されていることを特徴とする請求項２記載のリー
   ク検査装置。
4. 【請求項４】 ワークをキャビティー内に収納して密封
   するワーク密封手段と、 前記ワークを収納したキャビティー内に不活性ガスを加
   圧供給する不活性ガス供給手段と、 前記キャビティー内に供給された不活性ガスを他の気体
   に入れ替えるガス入れ替え手段と、 前記キャビティー内の入れ替えられた他の気体を真空引
   きするとともにこの気体中の不活性ガスの有無を検出す
   る不活性ガス検知機とを具備してなることを特徴とする
   リーク検査装置。