JP2008309698A - 気密検査装置および気密検査方法並びに気密性製品の製造方法 - Google Patents

気密検査装置および気密検査方法並びに気密性製品の製造方法 Download PDF

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正夫 林下
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Abstract

【課題】連続的に計測しても計測精度が低下することなく、しかも、次の計測時までの待ち時間をなくすことができる、気密検査装置を提供する。
【解決手段】全く洩れのない製品として知られたマスターワークWmを収容する、気密容器としてのマスターチャンバー11と、検査すべき製品である被検査ワークWtを収容する、気密容器としての検査チャンバー12と、マスターチャンバー11と検査チャンバー12とに高圧気体を供給する高圧気体供給部13と、マスターチャンバー11と検査チャンバー12内との圧力差を計測する圧力差計測部14とを具備する。
マスターチャンバー11には、マスターチャンバー11内のマスターワークWmを冷却する冷却手段15を設ける。
【選択図】図1

Description

本発明は、樹脂製品の気密性有無を検査するための気密検査装置および気密検査方法並びに気密性製品の製造方法に関するものである。
従来より、樹脂製品、例えば燃料噴射ポンプ、燃料噴射ノズルなど、その内部に空洞を有する製品の気密度合いを検査する気密検査装置が知られている。
この気密検査装置は、全く洩れのないことが判明している製品(マスターワークWm)を基準として、気密検査をすべき製品(被検査ワークWt)の気密度合いを検査するというもので、例えば特許文献1に示すように、ダイヤフラム式差圧センサを用いたエアリークテスタが開示されている。
このエアリークテスタでは、第1、第2工程からなる測定モードにおいて、ワークWを大気圧で閉鎖し、マスタ容器Mを大気に開放し、この状態で、ワーク側閉鎖系の容積を変え、差圧を検出する一方、ワークを含む系のみならずマスタ容器を含む系を大気圧で閉鎖した状態で、容積変更を行い、差圧を検出する。
そして漏れ検査モードにおいて、これら検出差圧により得られるワーク側閉鎖系の変形補償容積とテスト圧とで、大気圧換算漏れ量を検出するとしている。
特開平9−311091号公報
同様に、気密検査装置1としては、図2に示すように、マスターワークWmを入れる気密容器のマスターチャンバー2と、被検査ワークWtを入れる気密容器の検査チャンバー3と、マスターチャンバー2と、検査チャンバー3内に高圧気体を供給する高圧気体供給部4と、マスターチャンバー2と検査チャンバー3内との圧力差を計測する圧力差計測部5とから構成されるものがある。
検査を実施する際、一回の検査ごとにマスターチャンバー2の蓋を開放している場合は、問題無く計測することができる。
一方、マスターチャンバー2の蓋を閉ざしたまま、連続的に計測すると、被検査ワークWtは、検査ごとに交換することから、常温状態で検査されるが、マスターワークWmは検査ごとに交換することはないため、断熱圧縮により温度が上昇し、この温度の上昇が蓄積され計測精度が低下するという問題がある。この結果、マスターワークWmが常温に戻るまで待つ必要があった。
本発明は以上のような課題を改善するために提案されたものであって、連続的に計測しても計測精度が低下することなく、しかも、次の計測時までの待ち時間をなくすことができる、気密検査装置および気密検査方法並びに気密性製品の製造方法を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明では、予め知られた洩れのない製品であるマスターワーク(Wm)を収容する、気密容器としてのマスターチャンバー(11)と、検査すべき製品である被検査ワーク(Wt)を収容する、気密容器としての検査チャンバー(12)とを備え、マスターチャンバー(11)と検査チャンバー(12)とを高圧気体で満たして、マスターチャンバー(11)内と検査チャンバー(12)内との圧力差を監視することで、被検査ワーク(Wt)の気密性を検査する気密検査装置(10)において、マスターチャンバー(11)内のマスターワーク(Wm)を冷却する冷却手段(15)を設ける構成としたことを特徴とする。
これにより、検査終了後のマスターワーク(Wm)の温度を速やかに常温まで低下させることができ、いつも同じ温度状態で計測できるようになる。
また請求項2に記載の発明では、冷却手段(15)は、外部に設置した送風機から冷却風を送り込むための送風路(15r)と、マスターチャンバー(11)内で所定範囲に複数の通風口を配した通風板(15p)とを備えたことを特徴とする。
これにより、マスターチャンバー(11)内のマスターワーク(Wm)全体に冷却風を当てることができ、検査終了後のマスターワーク(Wm)の温度を速やかに常温まで低下させることができる。
また請求項3に記載の発明では、マスターワーク(Wm)に冷却フィン(21)を付設したことを特徴とする。
これにより、検査終了後のマスターワーク(Wm)の温度を速やかに常温まで低下させることができる。
また請求項4に記載の発明では、マスターワーク(Wm)および冷却フィン(21)は、被検査ワーク(Wt)と同素材の樹脂で構成したことを特徴とする。
これにより、加圧時の温度上昇パターンを被検査ワーク(Wt)のそれと、同じにできることにより、計測精度を確保することができる。
また請求項5に記載の発明では、予め知られた洩れのない製品であるマスターワーク(Wm)を、気密容器としてのマスターチャンバー(11)に収容し、検査すべき製品である被検査ワーク(Wt)を、気密容器としての検査チャンバー(12)に収容し、マスターチャンバー(11)と検査チャンバー(12)とを高圧気体で満たして、マスターチャンバー(11)内と検査チャンバー(12)内との圧力差を監視することで、被検査ワーク(Wt)の気密性を検査する際、マスターチャンバー(11)内のマスターワーク(Wm)に対し送風して、マスターワーク(Wm)を冷却し、連続的に新たな被検査ワーク(Wt)の気密性の検査を行うことを特徴とする。
この検査方法によれば、連続的に検査を行っても、マスターワーク(Wm)を速やかに常温に戻すことができ、検査精度の低下を避け、次の検査までの時間を短縮化することができる。
さらに請求項6に記載の発明では、製品である被検査ワーク(Wt)を出荷に先立ち、予め知られた洩れのない製品であるマスターワーク(Wm)を収容したマスターチャンバー(11)と、被検査ワーク(Wt)を収容した検査チャンバー(12)とを高圧気体で満たして、マスターチャンバー(11)内と検査チャンバー(12)内との圧力差を監視することで、被検査ワーク(Wt)の気密性を検査する際、マスターチャンバー(11)内のマスターワーク(Wm)に対し送風して、マスターワーク(Wm)を冷却し、連続的に新たな被検査ワーク(Wt)の気密性の検査を行う検査工程を含むことを特徴とする。
これにより、製品である被検査ワーク(Wt)を出荷に先立ち、漏れのない良品を選別して送り出すことができる。
なお、上記各構成要素に記載する各構成要素に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
図1に、本発明にかかる気密検査装置10の構成の一例を、模式的、且つ、系統的に示す。
この気密検査装置10は、実質的には、図2で示す気密検査装置1と同様な構成を有している。また、気密検査装置10にて検査を行う被検査ワークWtとしては、例えば、樹脂製の構造物で、内部に密閉空間等を有していて、使用に当たり、気体漏洩などのない、気密構造のものである(例えば、センサーケース等)。
すなわち、この気密検査装置10では、予め知られた洩れのない製品であるマスターワークWmを収容する、気密容器としてのマスターチャンバー11と、検査すべき製品である被検査ワークWtを収容する、気密容器としての検査チャンバー12と、マスターチャンバー11と検査チャンバー12とに高圧気体を供給する高圧気体供給部13と、マスターチャンバー11と検査チャンバー12内との圧力差を計測する圧力差計測部14とを具備している。
マスターワークWmを収容する気密容器であるマスターチャンバー11は、図示は省略しているが、例えば大気へ開放するためのバルブ、およびマスターワークWmを出し入れするための開閉扉が設けられている。
また、マスターチャンバー11には、後述するが、マスターチャンバー11内のマスターワークWmを冷却する冷却手段15を設けている。
次に被検査ワークWtを収容する気密容器である検査チャンバー12は、複数(ここでは3基)配備される。勿論、検査チャンバー12は3基に限らず、任意数、配備することができる。これら検査チャンバー12には、後述する高圧気体供給部13と、高圧気体供給路Rの分岐路を介して繋がっている。
また、これら検査チャンバー12には、それぞれ、被検査ワークWtを出し入れするための開閉扉が設けられている。
以上のようなマスターチャンバー11並びに複数の検査チャンバー12は、圧力差計測部14を介して高圧気体供給部13からの高圧気体供給路Rと繋がっているが、高圧気体供給部13から圧力差計測部14に至る高圧気体供給路Rには、流路遮断弁16、圧力計17が介在されている。
圧力差計測部14は、高圧気体供給部13からの高圧気体供給路Rが第1、第2分岐供給路R1、R2に分岐され、それぞれ二方弁18a、18bを介してマスターチャンバー11、検査チャンバー12に至っている。
また、第1、第2分岐供給路R1、R2には、二方弁18a、18bの下流側において、差圧センサ19が接続されている。差圧センサ19としては、中央に配置したダイヤフラム19aにより、内部を2室に仕切って構成し、第1、第2分岐供給路R1、R2と連通している。この場合、ダイヤフラム19aは、マスターチャンバー11、検査チャンバー12内の内圧が変動することにより、その変動に対応して変位するようにしている。この変位により静電容量が変化し、この変化から差圧データを電気的に捉えるようにしている。
そして、差圧センサ19が接続された第2分岐供給路R2の下流側から、複数の検査チャンバー12にそれぞれ高圧気体が供給されるべく検査供給路Ra,Rb,Rc,Rdが分岐接続されている。検査供給路Ra,Rc,Rdには、それぞれ二方弁20が介在されている。
ここで、マスターワークWmを収容する気密容器であるマスターチャンバー11について説明する。
マスターチャンバー11に設けられる冷却手段15は、例えば外部に設置した送風機(図示省略)から冷却風を送り込むための送風路15rと、マスターチャンバー11内で所定範囲に複数の通風口を配した通風板15pで構成されている。
これにより、マスターチャンバー11に収容されるマスターワークWmに対し、全体的に冷却風が当たるようにしている。
また、収容されるマスターワークWmには、冷却フィン21を取付けるようにしてもよい。これにより、冷却風に晒される面積を拡大して、冷却作用の促進を図っている。
以上のような気密検査装置1において、圧力差計測部14は、差圧センサ19により、マスターチャンバー11と検査チャンバー12とにおける内部空間の圧力を監視して、図示しない計測システム(パソコン等)に検知データを送って圧力差を求めている。
すなわち、この計測システムでは、マスターチャンバー11内に収容されるマスターワークWmを基準として、検査チャンバー12内に収容される被検査ワークWtに基づく圧力データから、圧力差を求めることで、被検査ワークWtの洩れの有無を判別するようにしている。
なお、上述の例では、マスターチャンバー11と検査チャンバー12とに対し、加圧源である高圧気体供給部13から加圧気体を導入して、差圧センサ19によって差圧を計測するようにしているが、勿論、マスターチャンバー11と検査チャンバー12双方を減圧し、差圧センサ19によって差圧を計測することも可能である。
本発明にかかる気密検査装置10は、以上のように構成されるものであり、次にその検査の手順を説明する。
先ず、マスターチャンバー11内にマスターワークWmを収容し、マスターチャンバー11を密閉する。この際、マスターワークWm表面に冷却フィン21を取付けるようにしてもよい。
次に、洩れの有無が不明な検査すべき被検査ワークWtを、検査チャンバー12内に収容し、検査チャンバー12を密閉する。本装置10では、検査チャンバー12が3基配備されているため、多数の被検査ワークWtをより能率的に行うことができる。
流路遮断弁16を開き、第1、第2分岐供給路R1、R2における二方弁18a、18b、検査供給路Ra,Rc,Rdにおける二方弁20を開いて、マスターチャンバー11および検査チャンバー12内に、高圧気体供給部13から高圧気体供給路Rを通じて、高圧空気を供給する。なお、3基の検査チャンバー12には、順次、検査を行うために、検査供給路Ra,Rc,Rdにおける二方弁20を一つ一つ開いて、高圧空気を供給する。
以上の操作が完了した後、圧力差計測部14の第1、第2分岐供給路R1、R2における二方弁18a、18bを閉じ、この状態でマスターチャンバー11と検査チャンバー12の圧力差を計測する。
ここで、検査すべき被検査ワークWtが、気密不足となっている場合、被検査ワークWt内に気体が浸入することによって、その検査チャンバー12内の圧力低下が起こることになる。このような場合、所定量の圧力差(所定時間内に)となって差圧センサ19のダイヤフラム19aが変位し、この変位により静電容量が変化し、この変化から差圧データを電気的に捉えることができる。
この差圧データを計測システムに送り、マスターチャンバー11内に収容されるマスターワークWmを基準として、検査チャンバー12内に収容される被検査ワークWtに基づく圧力データから、圧力差を求めることで、被検査ワークWtの気密性の良否を判別することができる。これにより、その被検査ワークWtは気密性不足として検出することができる。
以上のように、一つの被検査ワークWの検査が終了すると、マスターチャンバー11内加圧雰囲気を一旦、大気へ開放すると共に、検査チャンバー12を開き、検査済みの被検査ワークWを取り出して、未検査の被検査ワークWtを新たに収容する。
マスターチャンバー11内のマスターワークWmはそのままで、冷却手段15を起動してマスターワークWmの冷却を行う。すなわち、検査の間、高圧の気体が充填されるマスターチャンバー11内は温度が上昇し、この温度上昇が検査の精度に悪影響を与えるためである。
冷却手段15である外部に設置した送風機から、送風路15rを通じて、マスターチャンバー11内の所定範囲に複数の通風口を配した通風板15pに冷却風として送り込まれる。これにより、マスターチャンバー11に収容されるマスターワークWmに対し、全体的に冷却風が当たり、効果的に冷却させることができる。
なお、マスターワークWmに、冷却フィン21を取付けると、冷却風に晒される面積が拡大することによって、一層、冷却作用の促進を図ることができ、マスターワークWmを速やかに常温状態に戻すことができ、新たな被検査ワークWtの検査工程を開始することができ、検査作業にかかる時間の短縮化に大いに寄与することができる。
なお、マスターワークWmおよび冷却フィン21を、被検査ワークWtと同素材の樹脂で構成すると、加圧時の温度上昇パターンを被検査ワークWtのそれと、同じものとすることができ、計測精度を確保することができる。
以上、本発明にかかる気密検査装置10の構成の一例を挙げ、説明したが、この検査装置10による検査手順は、勿論、被検査ワークWtの製造工程において実施することができる。
このようにすることで、製品である被検査ワーク(Wt)を出荷に先立ち、漏れのない良品を選別して送り出すことができ、製品歩留りの向上に寄与することができる。
本発明にかかる気密検査装置の一例を示す、模式的な系統説明図である。 従来の気密検査装置の一例を示す、模式的な系統説明図である。
符号の説明
10 気密検査装置
11 マスターチャンバー
12 検査チャンバー
13 高圧気体供給部
14 圧力差計測部
15 冷却手段
15r 送風路
15p 通風坂
16 流路遮断弁
17 圧力計
18a、18b 二方弁
19 差圧センサ
19a ダイヤフラム
20 二方弁
21 冷却フィン
Wm マスターワーク
Wt 被検査ワーク
R 高圧気体供給路
R1 第1分岐供給路
R2 第2分岐供給路
Ra〜Rd 検査供給路

Claims (6)

  1. 予め知られた洩れのない製品であるマスターワーク(Wm)を収容する、気密容器としてのマスターチャンバー(11)と、検査すべき製品である被検査ワーク(Wt)を収容する、気密容器としての検査チャンバー(12)とを備え、
    前記マスターチャンバー(11)と前記検査チャンバー(12)とを高圧気体で満たして、前記マスターチャンバー(11)内と前記検査チャンバー(12)内との圧力差を監視することで、被検査ワーク(Wt)の気密性を検査する気密検査装置(10)において、
    前記マスターチャンバー(11)内の前記マスターワーク(Wm)を冷却する冷却手段(15)を設ける構成としたことを特徴とする気密検査装置。
  2. 前記冷却手段(15)は、外部に設置した送風機から冷却風を送り込むための送風路(15r)と、前記マスターチャンバー(11)内で所定範囲に複数の通風口を配した通風板(15p)とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の気密検査装置。
  3. 前記マスターワーク(Wm)に冷却フィン(21)を付設したことを特徴とする請求項1または2に記載の気密検査装置。
  4. 前記マスターワーク(Wm)および冷却フィン(21)は、被検査ワーク(Wt)と同素材の樹脂で構成したことを特徴とする請求項2または3に記載の気密検査装置。
  5. 予め知られた洩れのない製品であるマスターワーク(Wm)を、気密容器としてのマスターチャンバー(11)に収容し、
    検査すべき製品である被検査ワーク(Wt)を、気密容器としての検査チャンバー(12)に収容し、
    前記マスターチャンバー(11)と前記検査チャンバー(12)とを高圧気体で満たして、前記マスターチャンバー(11)内と前記検査チャンバー(12)内との圧力差を監視することで、前記被検査ワーク(Wt)の気密性を検査する際、
    前記マスターチャンバー(11)内のマスターワーク(Wm)に対し送風して、前記マスターワーク(Wm)を冷却し、連続的に新たな被検査ワーク(Wt)の気密性の検査を行うことを特徴とする気密検査方法。
  6. 製品である被検査ワーク(Wt)を出荷に先立ち、予め知られた洩れのない製品であるマスターワーク(Wm)を収容したマスターチャンバー(11)と、前記被検査ワーク(Wt)を収容した検査チャンバー(12)とを高圧気体で満たして、前記マスターチャンバー(11)内と前記検査チャンバー(12)内との圧力差を監視することで、前記被検査ワーク(Wt)の気密性を検査する際、
    前記マスターチャンバー(11)内のマスターワーク(Wm)に対し送風して、前記マスターワーク(Wm)を冷却し、連続的に新たな被検査ワーク(Wt)の気密性の検査を行う検査工程を含むことを特徴とする気密性製品の製造方法。
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