JP2012122756A - 洩れ検査装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】洩れ検査装置において、断熱圧縮の影響を緩和し、かつ感度を高める。
【解決手段】内部に検査空間6aを有する検査対象物6を筺体4に収容する。筺体4の内面と検査対象物6との間の囲繞空間4aと検査空間6aとのうち、一方の空間を真空路20を介して真空源2によって真空引きする。囲繞空間4aと検査空間6aとのうち、他方の空間に加圧路30を介して高圧気体源3からの高圧気体を供給する。そして、上記一方の空間の圧力を圧力センサ10にて検出し、検出圧力に基づいて検査空間6aの洩れを検査する。
【選択図】図1

Description

この発明は、検査対象物からの洩れを圧力センサにて検知し、前記検査対象物の良否を検査する装置に関する。
一般的に、この種の洩れ検査装置は、圧縮エア等の高圧気体源から延びる加圧路と、圧力センサとを備えている。加圧路は、基準側枝路と検査側枝路とに分岐している。基準側枝路は、基準容器(又はマスタとも言う)内の基準空間に接続されている。検査側枝路は、検査対象物内の検査空間に接続されている。圧力センサは、基準側枝路と検査側枝路との間に設けられた差圧センサにて構成されている。
基準側枝路と検査側枝路を互いに連通させた状態で、これら枝路に高圧気体を導入する。そして、上記基準側枝路及び検査側枝路の圧力が平衡した後、これら枝路を遮断して各々閉鎖系とする。ここで、検査対象物の密封状態に不良があったときは、検査空間からの洩れが差圧として検出される。これによって、検査対象物の良否を判定できる。
特開2004−061201号公報
上記加圧路ひいては検査空間に高圧気体を導入すると断熱圧縮により昇温し、この昇温分の放熱によっても圧力変化が起きる。そこで、従来は、放熱が収まるまで待って差圧検出を実行していた。このため、検査に時間がかかっていた。また、検査対象物の温度が常温又は周辺温度と異なる場合、例えば検査対象物が常温より高温の場合には、検査対象物の熱が内部の検査空間の気体に伝わり、検査空間の圧力上昇を引き起こす。そのため、洩れがあるときの検査空間の圧力低下を正しく検知するのが困難になる。
本発明は、上記事情に基づいてなされたものであり、高圧気体の導入に伴う断熱圧縮の影響を排除ないしは緩和し、洩れ検査の感度を高めて信頼性を向上させることを目的とする。
上記課題を達成するために、本発明に係る洩れ検査装置は、内部に検査空間を有する検査対象物を収容する筺体と、
前記筺体の内面と前記検査対象物との間の囲繞空間と前記検査空間とのうち一方の空間を真空源に接続する真空路と、
前記囲繞空間と前記検査空間とのうち他方の空間を高圧気体源に接続する加圧路と、
前記一方の空間の圧力を検出する圧力センサと、
を備え、前記圧力センサの検出圧力に基づいて前記検査空間の洩れを検査することを特徴とする。
本装置によれば、前記囲繞空間と前記検査空間とのうち一方の空間の気体を真空源によって真空引きし、かつ前記囲繞空間と前記検査空間とのうち他方の空間に前記高圧気体源から高圧気体を供給して前記他方の空間を加圧する。これによって、前記囲繞空間と検査空間との間の圧力差を、真空引きだけ又は加圧だけで得ることのできる圧力差より大きくできる。したがって、検査対象物に欠損等がある場合には洩れを確実に発生させることができる。この結果、洩れ検査の精度を高めることができ、信頼性を向上できる。しかも、前記囲繞空間と前記検査空間とのうち、真空引きする側の空間の圧力を圧力センサにて検出することで、断熱圧縮による昇温後の放熱の影響を小さくでき、安定した洩れ検査を行なうことができる。
好ましくは、前記検査空間が前記一方の空間である。すなわち、前記検査空間の気体を真空源によって真空引きし、前記囲繞空間を前記高圧気体源によって加圧し、前記検査空間の圧力を前記圧力センサにて検出することが好ましい。筺体をある程度大きくしても真空引きに支障が無く、筺体を大きくすることで、検査対象物を容易に収容できる。
前記他方の空間に第二真空路を接続し、前記高圧気体源からの高圧気体を前記加圧路を介して前記他方の空間に供給する前に、前記他方の空間内の気体を前記第二真空路を介して真空引きすることにしてもよい。
これによって、前記高圧気体源からの高圧気体を前記他方の空間に供給する際に、前記他方の空間内で断熱圧縮が起きるのを回避でき、更には断熱圧縮に伴う温度上昇を回避できる。したがって、安定した洩れ検査を行なうことができる。温度上昇後の放熱期間が経過するのを待つ必要がなく、検査に要する時間を短縮することができる。
本発明によれば、断熱圧縮の影響を排除ないしは緩和でき、更には洩れ検査の感度を高めて信頼性を高めることができる。
本発明の第1実施形態に係る洩れ検査装置の概略構成を示す回路図である。 上記洩れ検査装置の検査対象物の収容構造を示す断面図である。 本発明の第2実施形態に係る洩れ検査装置の概略構成を示す回路図である。 本発明の第3実施形態に係る洩れ検査装置の概略構成を示す回路図である。
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図1は、本発明の第1実施形態の洩れ検査装置1を示したものである。検査対象物6は、特に限定がなく、例えばエンジンのシリンダブロックや燃料タンク等である。検査対象6は、内部空間(以下「検査空間6a」と称す)を有している。検査対象物6は、筺体4の内部に収容されている。筺体4の内面と検査対象物6の外面との間に囲繞空間4aが画成されている。囲繞空間4aが検査対象物6を囲繞している。
具体的には、例えば、図2に示すように、プレート状の冶具7上に検査対象物6が開口部を下にして載置されている。検査対象物6の開口部が冶具7によって塞がれている。これによって、検査空間6aが密封されている。検査対象物6の内部には中子スペーサ8が設けられている。中子スペーサ8の体積分だけ検査空間6aの正味の容積が小さくなっている。筺体4が、開口部を下にして、検査対象物6に被さるとともに、冶具7上に載置されてボルト締めされている。筺体4の開口部が冶具7によって塞がれている。これによって、密封された囲繞空間4aが画成されている。冶具7の上面には、筺体4及び検査対象物6と冶具7との間をシールするパッキンやOリング等のシール部材7b,7cが設けられている。
図1に示すように、洩れ検査装置1は、圧力センサ10と、真空路20と、加圧路30を備えている。真空路20は、囲繞空間4aと検査空間6aとのうち一方の空間を真空源2に接続する。加圧路30は、囲繞空間4aと検査空間6aとのうち他方の空間を高圧気体源3に接続する。ここでは、検査空間6aが、上記一方の空間として真空路20を介して真空源2に接続され、囲繞空間4aが、上記他方の空間として加圧路30を介して高圧気体源3に接続される。真空路20及び加圧路30は、ブロック内に形成されていてもよく、配管によって形成されていてもよい。
詳述すると、真空路20は、幹路21と、二つの枝路22,23を有している。幹路21の基端コネクタ20aに真空ポンプ等の真空源2が接続されている。幹路21には、基端側(真空源2の側)から圧力計25と方向制御弁26が順次設けられている。方向制御弁26は、二位置三方型電磁弁にて構成され、オフ(第1位置)のとき、該方向制御弁26より基端側の幹路21を閉止し、かつ該方向制御弁26より先端側の幹路21を大気に開放する。方向制御弁26がオン(第2位置)のとき、幹路21が開通する。
幹路21の先端から基準側枝路22と検査側枝路23が分岐されている。基準側枝路22には常開の電磁開閉弁27が設けられている。基準側枝路22の先端が冶具(図示省略)を介して基準容器5内の基準空間5aに連なっている。検査側枝路23には常開の電磁開閉弁28が設けられている。検査側枝路23の先端が冶具7(図2参照)を介して検査対象物6の内部の検査空間6aに連なっている。
枝路22,23どうし間に圧力センサ10が設けられている。圧力センサ10は、ダイヤフラム11と、基準側センサ室12と、検査側センサ室13を有するダイヤフラム式差圧センサにて構成されている。ダイヤフラム11によって2つの室12,13が仕切られている。センサ室12のポートは、センサ路14を介して開閉弁27と基準容器5の間の基準側枝路22に接続されている。センサ室13のポートは、センサ路15を介して開閉弁28と検査対象物6との間の検査側枝路23に接続されている。ダイヤフラム11が二つのセンサ室12,13の圧力差に応じて変位する。差圧センサ10は、この変位を電圧に変換し出力する。これによって、実質的に検査空間6aの圧力が検出される。
加圧路30には、基端コネクタ30aと、レギュレータ34(減圧弁)と、圧力計35と、方向制御弁36が上流側から順次設けられている。基端コネクタ30aにエアコンプレッサ等の高圧気体源3が接続されている。方向制御弁36は、二位置三方型電磁弁にて構成され、オフ(第1位置)のとき、該方向制御弁36より上流側の加圧路30を閉止し、かつ該方向制御弁36より下流側の加圧路30を大気に開放する。方向制御弁36がオン(第2位置)のとき、加圧路30が開通する。加圧路30の下流端は、冶具7(図2参照)を介して囲繞空間4a(他方の空間)に連なっている。
洩れ検査装置1によって検査対象物6の洩れ検査を行なう方法を説明する。
[加圧工程]
方向制御弁36をオンにして加圧路30を開通させる。これによって、高圧気体源3からの高圧気体が、レギュレータ34にて所定圧力に調節されたうえで囲繞空間4aに導入される。したがって、囲繞空間4aが上記所定の正圧になる。
[真空引き工程]
次に、方向制御弁26をオンにして真空路20を開通させる。これによって、基準空間5a及び検査空間6a内の気体を真空源2によって真空引きする。中子スペーサ8(図2参照)によって検査空間6aの正味の容積を小さくしておくことで、真空引きすべき気体の量を減らして真空引きの速度を大きくできる。そして、圧力計25によって、真空路20の真空度を計測する。この計測値が所定の負圧に達したとき、開閉弁27,28をオンにして閉じる。これによって、基準空間5aと検査空間6aが互いに独立した閉鎖空間になる。かつ、基準容器5及び検査空間6aが、それぞれ上記所定の負圧になる。したがって、囲繞空間4aと検査空間6aとの間の圧力差は、上記所定の正圧の絶対圧力と上記所定の負圧の絶対圧力との差になる。当然に、この圧力差は、上記所定の正圧と大気圧との差より大きく、かつ上記所定の負圧と大気圧との差より大きい。
[検査工程]
ここで、差圧センサ10の検出差圧を読み取る。検査対象物6が良品であれば、囲繞空間4aから検査空間6aへの洩れが無く、検査空間6aの内圧が上記所定の負圧に維持される。したがって、基準空間5aと検査空間6aとの間の差圧はゼロに維持される。
検査対象物6に欠損等があれば、そこを通して高圧の囲繞空間4a内の気体が真空の検査空間6a内へ洩れる。したがって、検査空間6aの圧力が基準空間5aの圧力と比較して上昇し、基準空間5aと検査空間6aとの間に差圧が発生する。この差圧を差圧センサ10で検知する。これによって、検査空間6aへの洩れの有無を判定でき、ひいては検査対象物6の良否を判定できる。検査対象物6の内部と外部の間の圧力差を、検査空間6aの真空引きだけで得ることのできる圧力差(最大で大気圧の絶対値(約100kPa))より大きくできるから、検査対象物6に欠損等がある場合には洩れを確実に発生させることができる。したがって、洩れ検査の精度を高めることができ、信頼性を向上できる。
囲繞空間4aと検査空間6aのうち、真空引きする側の空間6aに対して差圧検出することで、断熱圧縮による昇温後の放熱の影響を小さくできる。また、検査対象物6の温度が常温と異なっていても、検査空間6a内は真空状態であるため、検出圧力が伝熱の影響を受けにくい。したがって、検査対象物6の温度に拘わらず安定した洩れ検査を行なうことができる。
更に、中子スペーサ8(図2参照)によって検査空間6aの内容積を小さくした分だけ、洩れ流量に対する圧力変化の度合いを大きくでき、洩れの検出感度を向上できる。
筺体4をある程度大きくしても真空引きには支障が無く、筺体4を大きくすることで、検査対象物6を容易に収容できる。
次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の形態と重複する部分に関しては図面に同一符号を付して説明を省略する。
図3は、本発明の第2実施形態を示したものである。この実施形態の洩れ検査装置1Aは、第二真空路40を有している。第二真空路40の一端部が、囲繞空間4a(他方の空間)に接続されている。第二真空路40上に常閉の電磁開閉弁41が設けられている。
真空路20には、二位置三方型電磁弁からなる方向制御弁42が設けられている。方向制御弁42は、検査空間6aと囲繞空間4aのうち何れか一方を選択的に真空源2に接続し、他方を真空源2から遮断する。具体的には、方向制御弁42は、枝路22,23への分岐部と方向制御弁26との間の幹路21上に介在されている。この方向制御弁42に第二真空路40が接続されている。方向制御弁42がオフ(第1位置)のとき、その前後の幹路21が開通し、かつ第二真空路40が閉止される。したがって、検査空間6a及び基準空間5aが真空路20を介して真空源2に接続され、囲繞空間4aが真空源2から遮断される。方向制御弁42をオン(第2位置)にすると、第二真空路40が方向制御弁42より真空源2側の幹路21に連なるとともに、方向制御弁42より枝路22,23側の幹路21が閉止される。したがって、囲繞空間4aが第二真空路40及び幹路21を介して真空源2に接続され、検査空間6a及び基準空間5aが真空源2から遮断される。
方向制御弁36と筺体4との間の加圧路30には、常開の電磁開閉弁43が設けられている。
洩れ検査装置1Aにおいては、囲繞空間4a(他方の空間)に対する加圧工程に先立って、すなわち高圧気体源3からの高圧気体を加圧路30を介して囲繞空間4aに供給する前に、囲繞空間4a内の気体を第二真空路40を介して真空引きする(事前真空引き工程)。詳述すると、開閉弁43をオンして閉じ、かつ方向制御弁42をオンして第二真空路40を真空路20に連ね、更に方向制御弁26をオンにすることで第二真空路40を真空路20を介して真空源2に接続する。そして、開閉弁41をオンして第二真空路40を開通させる。これによって、囲繞空間4aの気体を真空源2によって真空引きして排出する。真空引き後、開閉弁41をオフにして閉止する。
その後、囲繞空間4aへの加圧工程を行なう。すなわち、方向制御弁36をオンにし、次いで開閉弁43をオフにすることで加圧路30を開通させる。これによって、高圧気体源3からの高圧気体が、真空引きされた囲繞空間4aに導入される。このとき、囲繞空間4aには気体が殆ど存在しないところへ高圧気体が導入されるから、囲繞空間4a内で断熱圧縮が起きるのを回避でき、更には断熱圧縮に伴う温度上昇を一層確実に回避できる。したがって、真空引き工程後の検査工程において、より安定した洩れ検査を行なうことができる。温度上昇後の放熱期間が経過するのを待つ必要がなく、検査に要する時間を短縮することができる。
図4は、本発明の第3実施形態に係る洩れ検査装置1Bを示したものである。既述の第1、第2実施形態(図1、図3)では、囲繞空間4aと検査空間6aのうち、検査空間6aが「一方の空間」として真空路20を介して真空源2に接続され、囲繞空間4aが「他方の空間として加圧路30を介して高圧気体源3に接続されていたが、第3実施形態では、囲繞空間4aが「一方の空間」として真空路20を介して真空源2に接続され、検査空間6aが「他方の空間として加圧路30を介して高圧気体源3に接続されている。すなわち、洩れ検査装置1Bは、真空路20の検査側枝路23が検査空間6aにではなくて、囲繞空間4aに接続され、加圧路30が囲繞空間4aにではなくて検査空間6aに接続されている点で、第1実施形態の洩れ検査装置1(図1)と異なっている。
加圧工程では、高圧気体源3の高圧気体が加圧路30を介して検査空間6aに導入されて、検査空間6aが加圧される。次に、真空引き工程では、囲繞空間4a内の気体が基準空間5a内の気体と共に真空路20を介して真空源2にて真空引きされる。したがって、検査対象物6の内側が正圧になり検査対象物6の外側が負圧になる。
検査対象物6に欠損等があれば、そこを通して高圧の検査空間6a内の気体が真空の囲繞空間4a内へ洩れる。したがって、囲繞空間4aの圧力が基準空間5aの圧力と比較して上昇し、基準空間5aと囲繞空間4aとの間に差圧が発生する。この差圧を差圧センサ10で検知する。これによって、検査空間6aからの洩れの有無を判定できる。囲繞空間4aと検査空間6aのうち、真空引きする側の空間4aに対して差圧検出することで、断熱圧縮による昇温後の放熱の影響を小さくできる。また、真空状態にされた囲繞空間4a内は伝熱の影響を受けにくいから、検査対象物6の温度が常温と異なっていても、安定した洩れ検査を行なうことができる。
本発明は、上記実施形態に限定されず、発明の要旨を変更しない限りにおいて種々の改変をなすことができる。
例えば、第3実施形態(図4)において、検査空間6aに第二真空路40(図3)を接続し、第2実施形態と同様に、予め、検査空間6a内の気体を第二真空路40及び幹路21を介して真空源2にて真空引きしたうえで(事前真空引き工程)、検査空間6aに高圧気体源3から高圧気体を導入することにしてもよい(加圧工程)。
第3実施形態において、圧力センサ10を検査空間6aに接続し、検出工程では検査空間6aの圧力を検出することにしてもよい。
本発明は、例えば密封ワークの良否判定を行なう検査装置及び検査方法に適用可能である。
1,1A,1B 洩れ検査装置
2 真空源
3 高圧気体源
4 筺体
4a 囲繞空間
5 基準容器
5a 基準空間
6 検査対象物
6a 検査空間
7 冶具
7b,7c シール部材
8 中子スペーサ
10 差圧センサ(圧力センサ)
11 ダイヤフラム
12 基準側センサ室
13 検査側センサ室
14 基準側センサ路
15 検査側センサ路
20 真空路
20a 基端コネクタ
21 幹路
22 基準側枝路
23 検査側枝路
25 圧力計
26 方向制御弁
27 基準側開閉弁
28 検査側開閉弁
30 加圧路
30a 基端コネクタ
34 レギュレータ(減圧弁)
35 圧力計
36 方向制御弁
40 第二真空路
41 第二真空路開閉弁
42 方向制御弁
43 加圧路遮断用開閉弁

Claims (3)

  1. 内部に検査空間を有する検査対象物を収容する筺体と、
    前記筺体の内面と前記検査対象物との間の囲繞空間と前記検査空間とのうち一方の空間を真空源に接続する真空路と、
    前記囲繞空間と前記検査空間とのうち他方の空間を高圧気体源に接続する加圧路と、
    前記一方の空間の圧力を検出する圧力センサと、
    を備え、前記圧力センサの検出圧力に基づいて前記検査空間の洩れを検査することを特徴とする洩れ検査装置。
  2. 前記検査空間が前記一方の空間であることを特徴とする請求項1に記載の洩れ検査装置。
  3. 前記他方の空間に第二真空路を接続し、前記高圧気体源からの高圧気体を前記加圧路を介して前記他方の空間に供給する前に、前記他方の空間内の気体を前記第二真空路を介して真空引きすることを特徴とする請求項1又は2に記載の洩れ検査装置。
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