JP2006078458A - 気密性検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被検査物から洩れる気泡を検知するについて、検知する手段のコストをより低減し、かつ工場の作業環境などによる外乱要因に障害されることなく、短時間で的確に検知し得る気密性検査装置を提供しようとするもの
【解決手段】被検査物を浸漬させる液体が収容された液槽と、被検査物から漏れた気泡を所定位置に誘導する手段と、液槽の内部の液中に設けられた光学式センサーと、被検査物を液槽に浸漬する際に付着した空気を除去しかつ光学式センサーをクリーニングする手段を設けて構成した。これにより、液中で至近距離から気泡を測定できるので、検出精度が向上する。
【選択図】図１

Description

本発明は、中空容器の気密性を検査する検査装置に関する。

従来、中空状の被検査物の気密性を検査するために、被検査物を液槽に沈め、被検査物から気泡が出ていないかを検査する方法において、▲１▼気泡の存在を人間が外部から目視する方法、▲２▼気泡の存在をカメラで撮影したり、外部からのレーザービームを照射し、気泡の画像を取得・記録することにより気泡を検知する方法などがあった。

しかし、人間の目視による気泡の検知方法は、気泡の検知それ自体が確実であるという利点はあるものの、検査従事者により判定にバラツキが生じるほか、気泡が小さくなると浸漬時に被検査物に付着した空気との区別が困難となる。また、被検査物の製造工程中、とりわけロボット等による無人化の製造工程の途中に人間による検査工程が挿入されるため生産ラインのシステム化、タイム短縮化などの生産管理に大きな障害となっていた。さらに、大量生産現場における検査従事者の労務費の負担も多額に上るという問題もあった。

また、中空容器中に気体を充填させ、漏れた気体を検知する方法は、被検査物の温度変化や注入するガスの変化により検出結果にバラツキが生じる欠点があるほか、装置が大型化しコストがかかり、また検出に時間がかかるという問題点があった。さらに、カメラ撮影やレーザービーム照射による画像取得により検知する方法は外部のＣＣＤカメラの画像処理に時間がかかり、検知の過程において中空容器中に充填する気体や撮影するカメラ機器等に多額のコストがかかる外、製造工場という環境においては振動、音、電磁波、温度変化など様々な外乱要因が存在し、気泡が小さくなるに従い、検査の所要時間が長くなったり、検査精度が低下するという問題があった。

特開２００２−２５０６７１号公報 特開２０００−３１０５７９号公報 特開平７−９２０５１号公報 特開平６−１７４５７８号公報 特開平１１−２６４７８１号公報

発明が解決しようとする課題

そこで、本発明では、被検査物から洩れる気泡を検知するについて、検知する手段のコストをより低減し、かつ工場の作業環境などによる外乱要因に障害されることなく、短時間で的確に検知し得る気密性検査装置を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段

そして、本発明は上記目的を達成するために、被検査物を浸漬させる液体が収容された液槽と、被検査物から漏れた気泡を所定位置に誘導する手段と、液槽の内部に設けられた光学式センサーと、被検査物を液槽に浸漬する際に付着した空気を除去しかつ光学式センサーをクリーニングする手段を設けたものである。

また、第２の課題解決手段は、被検査物を浸漬させる液体が収容された液槽と、被検査物から漏れた気泡を所定位置に誘導する手段と、液槽の内部に設けられた光学式センサーと、被検査物を液槽に浸漬する際に付着した空気を除去しかつ光学式センサーをクリーニングする手段と、該気泡を集泡し滞留させる手段を設けたものである。

さらに、第３の課題解決手段は、被検査物を浸漬させる液体が収容された液槽と、被検査物から漏れた気泡を所定位置に誘導する手段と、液槽の内部の液中に設けられた光学式センサーと、被検査物を液槽に浸漬する際に付着した空気を除去しかつ光学式センサーをクリーニングする手段と、該気泡を集泡し滞留させる手段と、滞留した気泡を計量するセンザーを設けたものである。

上記第１の課題解決手段による作用は次のとおりである。すなわち、被検査物を液槽中に浸漬する際、被検査物および被検査物を固定させる器具に付着した空気が液槽中で気泡となるため、被検査物の内部から生じた気泡と浸漬過程で付着した空気による気泡とを分別するため、被検査物を浸漬する過程で付着した空気泡を除去する手段を設けたことにより、検査対象となる気泡が分別される。次に液槽中の気泡をより高い精度で検知するため光学式センサーを液槽外部ではなく液槽内部の液中に設けることにより、気泡にできるだけ接近した位置からの気泡判定を可能にし、さらに、気泡を光学式センサーが最も検知しやすい位置に誘導する手段を設けることにより、気泡の密度が高くなり液槽中の光学式センサーでも気泡を検知するのが容易になる。このように気泡を検知する光学式センサーを液槽中に設けた場合には、液槽の液体の不純物の付着又は、気泡それ自体の付着などにより検出精度が劣化するため、これを防止するための手段を設けることにより光学式センサーに不純物や気泡の付着することがなくなる。

また第２、３の課題解決手段による作用は、気泡の検知について光学式センサーだけではなく、気泡を集泡し、これを滞留させることによりその時間当りの滞留量を測定することにより被検査物によっては、一定の気泡の漏れ量は許容されるものがあり、このような許容量以内か否かを自動的に判定することを可能とさせる。

発明の効果

上述したように、本発明の気密性検査装置は、従来の目視、ガス注入、カメラによる撮影などの方法による検知手段の欠点を除去するものである。即ち、気泡の検知を液槽の液中でかつ気泡の至近距離から測定できるので、短時間の連続測定が可能となり、検出精度を下げる要素となる外乱要因の影響が極力少なくなり検出精度向上に益する外、気泡判定のための装置が小規模で足り検知装置の小型化をもたらし、そのためのコストも著しく低減させる効果を生ずる。また、発生した気泡を集泡し滞留させる手段を設け、この集めた気泡の時間当たりの量を測定することにより、許容される漏れ量との限界を機械的に算出し、被検査物の良非を自動的に判別する効果も生じさせる。

発明の実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態を図１に基づいて説明する。

１は、水等の液体２が収容された液槽で、液体の種類などを特に特定するものではないが、光学式センサーによる検出を障害する不純物などが含まれていないのが望ましい。液槽の外壁は、本発明が気泡の検知手段を液槽内部の液中に設けることから、透明性などを特に必要とするものではない。３は、該液槽中に浸漬された被検査物である。４は気泡上昇オリフィス、５は光学式センサーで、気泡上昇オリフィス４は、被検査物３から生じた気泡を光学式センサー５のレンズの前などの気泡を感知しやすい位置に気泡を上昇させ、誘導するしぼりの機能を果たすよう、被検査物の上部に設けられ、かつ気泡の出口が設けられている。６は超音波振動子、７は集泡容器、８は気泡、９は集泡容器に集められた気体、１０は計量センサーであり集泡容器に集泡され集められた気体の量を測定するためのものである

上記の気泡上昇オリフィス４、光学式センサー５、超音波振動子６、集泡容器７、計量センサー１０は、いずれも液槽１内部の液中に設置されている。

気泡上昇オリフィス４は、被検査物３の上部位置に設置され、被検査物３を覆うことが出来るように、一定面積を有する平板を左右から一定の角度をもって交差させ、かつ完全には密着させないで、一定の隙間を設ける。被検査物３からの気泡は一度、平板に衝突し、その後、上記隙間からさらに上昇する適度な隙間を設けて構成されている。なお、この隙間は被検査物の大きさにより可動式のものとすることもできる。さらに、上記隙間は、光学式センサー５のレンズの前に、気泡が上昇するように適度な位置に設けられる。

超音波振動子６は、被検査物３を液中に浸漬させる際に被検査物３に付着した空気を被検査物３から分離させることにより、より安定した気泡の上昇を可能にする機能を有し、さらに気泡上昇オリフィス４に付着した気泡を気泡上昇オリフィス４から分離させかつ上昇させるとともに、光学式センサーのレンズに液中の不純物が付着した場合、これを除去する機能を持つものであり、液槽内部の液中であれば、例えば気泡上昇オリフィス４に取り付けることもできるし、被検査物３に合わせて取り付けることもできるし、どの位置に設置されてもさしつかえない。

光学式センサー５は、発光源にＬＥＤを使用し、発光された光を光保持空間室を経由して液面レンズより投光される構造を持つものである。この光学式センサー５は、気泡上昇オリフィス４に設けられた気泡出口の上部に設けられ、該出口から上昇してくる気泡にレーザーを照射し、その存在を感知して、気泡を検出するためのものである。光学式センサー５には、レンズが装着されているが、このレンズに液中の不純物が付着したりするなどの要因から、感知精度の低下することを防ぐため、これをクリーニングするために超音波振動子６が機能している。この光学式センサー５を液槽１の液中に設置することにより、気泡８から数センチメートルの距離から気泡８を検知でき、かつわずかな受光量変化でさえも捉えることができるので、検出精度にバラツキがなくなり、かつ連続測定が可能となる。

集泡容器７と計量センサー１０は、一体として形成され、気泡上昇オリフィス４に設けられた気泡出口の上部であり、光学式センサー５の取付け位置の上部に設置されている。集泡容器７の形状は、特に限定するものではなく、気泡が入る入口のある容器で、かつ、液槽１内部の液中に設置されていればよい。集泡容器７の下部に設けられた光学式センサー５のエリアで該センサーにより感知された気泡は、さらに上昇して、集泡容器７の容器中に集まるが、この集まった気泡を計測センサー１０により二次的に検出するとともに、その量と一定時間の関係から、被検査物の中には、一定の漏れを許容する生産品もあるので、このような場合に計量センサー１０により許容品とそうでないものとの区別を自動的に判別する機能を生じさせる。

本発明の実施形態を示す気泡検査装置の断面図

符号の説明

１ 液槽
２ 液体
３ 被検査物
４ 気泡上昇オリフィス
５ 光学式センサー
６ 超音波振動子
７ 集泡容器
８ 気泡
９ 気体
１０ 計量センサー

Claims (3)

1. 被検査物を浸漬させる液体が収容された液槽と、被検査物から漏れた気泡を所定位置に誘導する手段と、液槽の内部の液中に設けられた光学式センサーと、被検査物を液槽に浸漬する際に付着した空気を除去しかつ光学式センサーをクリーニングする手段を設けた気密性検査装置
2. 被検査物を浸漬させる液体が収容された液槽と、被検査物から漏れた気泡を所定位置に誘導する手段と、液槽の内部の液中に設けられた光学式センサーと、被検査物を液槽に浸漬する際に付着した空気を除去しかつ光学式センサーをクリーニングする手段と、該気泡を集泡し滞留させる手段を設けた気密性検査装置
3. 被検査物を浸漬させる液体が収容された液槽と、被検査物から漏れた気泡を所定位置に誘導する手段と、液槽の内部の液中に設けられた光学式センサーと、被検査物を液槽に浸漬する際に付着した空気を除去しかつ光学式センサーをクリーニングする手段と、該気泡を集泡し滞留させる手段と、滞留した気泡を計量するセンサーを設けた気密性検査装置

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