JP2013040786A

JP2013040786A - パイプ製品気密検査シール装置及びパイプ製品気密検査シール方法

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Publication number: JP2013040786A
Application number: JP2011176036A
Authority: JP
Inventors: Jun Kitagawa; 隼北川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-08-11
Filing date: 2011-08-11
Publication date: 2013-02-28

Abstract

【課題】構造を簡素化したパイプ製品気密検査シール装置及びこのパイプ製品気密検査シール装置を利用するパイプ製品気密検査シール方法を提供すること。
【解決手段】ヘッダー３、該ヘッダー３に対して相対的に移動可能なヘッダーガイド７及びヘッダー３とヘッダーガイド７との間に配設したシール部材１１からなる組立体２と、該組立体２を移動させるアクチュエータ１４と、を備えたパイプ製品気密検査シール装置１を準備して、組立体２をパイプ製品Ｐの一端部に向けて移動させて、ヘッダー３の係合部６をパイプ製品Ｐの一端部に係合させ、さらに、ヘッダーガイド７をヘッダー３に対してパイプ製品Ｐの一端部に向けてさらに移動させることにより、シール部材１１を圧縮・拡径させて、シール部材１１の外周部をパイプ製品Ｐの一端部の内側に密着させてパイプ製品Ｐを気密状態にシールする。
【選択図】図２

Description

本願の発明は、例えば、パイプ製品の気密性を検査する際に、パイプ製品の一端部の開口を気密状態にシールするために使用するパイプ製品気密検査シール装置及びパイプ製品気密検査シール方法に関するものである。

パイプ製品は、流体の連通、搬送、保管その他の用途に広く用いられている。特に、ハイドロフォーミング法によって成形されるパイプ製品は、パイプ製品の外形形状を適宜形状に成形するキャビティを備える金型にパイプ材を保持した状態で、パイプ材の内側に比較的高圧の圧力媒体（水、油など）を封入すると共に、圧力媒体の加圧力を利用して、パイプ材自体を膨張させて成形するため、肉眼では判定困難な微小なクラック（割れ）が発生するおそれがある。
このハイドロフォーミング法によりパイプ材を成形した際にパイプ製品に発生するクラックは、パイプ製品としての品質を損なうことになり、さらに、クラックが発生したパイプ製品は、クラックを起点としてパイプ製品を損傷させる可能性があり、パイプ製品としての機能を果たすことが困難になってしまうおそれがある。

そこで、従来から一般的に、パイプ製品としての品質を保障するために、パイプ製品気密検査装置を利用して、製造後のパイプ製品の気密性を検査する気密検査が実施されている。また、この気密検査に関連する先行文献として、特許文献１には、被テストパイプのフランジに固定する盲フランジと、この盲フランジと一体の中心パイプの先に固着した円板と、この円板の中心孔より中心パイプを経て、盲フランジの中心孔を貫通して延びる螺杆を有する挟圧円板と、円板と挟圧円板の周辺に挟まれ被テストパイプの内面に密着する弾性密着環とからなり、円板と挟圧円板に、弾性密着環の接触傾斜面を設け、盲フランジにテスト流体の送入口を設けた配管フランジ部の気密テスト装置を利用して、配管フランジ部の気密検査を行うことが開示されている。

実開昭５９−０１２０３４号公報

ところで、上記したパイプ製品気密検査装置に使用される従来のパイプ製品気密検査シール装置には、以下のような解決すべき課題が残されている。以下、図６及び図７を参照して、従来のパイプ製品気密検査シール装置の課題について説明する。
図６（ａ）、（ｂ）は、従来のパイプ製品気密検査シール装置１ａと、このパイプ製品気密検査シール装置１ａによって、パイプ製品Ｐの一端部の開口Ｐｏを気密状態にシールする過程を示す側面図である。なお、パイプ製品Ｐについては便宜上断面図で示している（以下、他の図面も同様）。
また、図７は、従来のパイプ製品気密検査シール装置１ａによりパイプ製品Ｐの一端部の開口Ｐｏを気密状態にシールする前後の状態を示す断面図であり、この図７において、一点鎖線で示す中心線Ｐｃの上半分がパイプ製品Ｐの一端部の開口Ｐｏを気密状態にシールする前の状態を示しており、また、図７の中心線Ｐｃの下半分が、パイプ製品Ｐの一端部の開口Ｐｏを気密状態にシールした後の状態を示している。

まず、図６（ａ）、（ｂ）を参照して、パイプ製品気密検査装置に使用される従来のパイプ製品気密検査シール装置１ａについて説明する。
従来のパイプ製品気密検査シール装置１ａは、ヘッダー３ａ、環状のシール部材１１ａ、ヘッダーガイド７ａ及び支持部材１２ａを含む組立体２ａと、ヘッダー３ａを駆動する第２アクチュエータ１４ｂと、組立体２ａと第２アクチュエータ１４ｂを一体に移動させる第１アクチュエータ１４ａと、を備えており、これらの各部材は基台１８ａ上に配置して構成されている。

そして、図６（ａ）に示すように、従来のパイプ製品気密検査シール装置１ａを利用してパイプ製品Ｐの一端部の開口Ｐｏを気密状態にシールする場合、組立体２ａのヘッダー３ａを、パイプ製品Ｐの一端部の開口Ｐｏに対向させて位置決めする。この際、パイプ製品Ｐの他端部（図示省略）は、該パイプ製品Ｐが軸方向に移動しないように固定されている。
次に、第１アクチュエータ１４ａを駆動させて第１駆動シャフト１５ａを矢印Ａの方向に向けて伸長させて、組立体２ａと第２アクチュエータ１４ｂを一体にパイプ製品Ｐの一端部の開口Ｐｏに向けて矢印Ａ方向に移動させる。すると、図６（ｂ）に示すように、組立体２ａの先端側、すなわち、ヘッダー３ａ、シール部材１１ａ及びヘッダーガイド７ａの先端側が、パイプ製品Ｐの一端部の開口Ｐｏからパイプ製品Ｐの一端部の内側に挿入される。そして、組立体２ａと共に第２アクチュエータ１４ｂを矢印Ａの方向に移動させて、組立体２ａをパイプ製品Ｐの一端部の開口Ｐｏからパイプ製品Ｐの一端部に一定の深さまで挿入させた後、第１アクチュエータ１４ａの第１駆動シャフト１５ａの矢印Ａ方向への伸長動作を停止する（図６（ｂ）参照）。

続いて、図６（ｂ）及び図７に示すように、第１アクチュエータ１４ａの駆動シャフト１５ａの動作を停止させて、組立体２ａと第２アクチュエータ１４ｂを一定位置に保持した状態で、第２アクチュエータ１４ｂを駆動させて第２駆動シャフト１５ｂを矢印Ｂ方向に向けて後退させる。すると、第２駆動シャフト１５ｂに連結されたヘッダー３ａが第２駆動シャフト１５ｂの後退動作に連動して矢印Ｂ方向に移動するため、ヘッダー３ａとヘッダーガイド７ａとの間に挟持された環状のシール部材１１ａが圧縮されると共に拡径される。その結果、図７の中心線Ｐｃの下半分に示すように、圧縮されると共に拡径されたシール部材１１ａの外周部がパイプ製品Ｐの一端部の内側に密着されるため、パイプ製品Ｐの一端部の開口Ｐｏがシール部材１１ａで気密状態にシールされる。

その後、パイプ製品Ｐの一端部の開口Ｐｏをシール部材１１ａで気密状態にシールした状態で、パイプ製品Ｐの気密検査が実施される。この場合、例えば、図示しないパイプ製品気密検査装置をパイプ製品Ｐの他端部の開口に接続して、パイプ製品Ｐの内部を不活性ガスで充填し、その後、パイプ製品気密検査装置を用いてパイプ製品Ｐに充填された不活性ガスのガス漏れの有無を検査することにより、パイプ製品Ｐの気密性、すなわち、パイプ製品Ｐにクラックや貫通孔が存在するかどうかを的確に判定することができる。

ところで、図６及び図７を参照して説明したように、従来のパイプ製品気密検査シール装置１ａは、組立体２ａを移動させる第１アクチュエータ１４ａとヘッダー３ａを移動させる第２アクチュエータ１４ｂの２個のアクチュエータが必要であり、また、これらの２個のアクチュエータ１４ａ，１４ｂが上下方向に配置されているため、パイプ製品気密検査シール装置１ａ自体が大型となり、さらに、２個のアクチュエータ１４ａ，１４ｂを別々に駆動させる必要があるため、関連する部材が多くなり、構造も複雑になってしまうという問題があった。また、従来のパイプ製品気密検査シール装置１ａは、気密検査を行うパイプ製品が多種にわたる場合、各パイプ製品毎に専用の組立体２ａに段替えする必要があった。
一方、特許文献１には、円板と挟圧円板とにより弾性密着環を圧縮すると共に拡径させて、弾性密着環を被テストパイプの内面に密着させた状態で、盲フランジにテスト流体の送入口を設けた配管フランジ部の気密テスト装置を利用して、配管フランジ部の気密検査を行うことが開示されているが、この気密テスト装置は、フランジ付きのパイプ製品を対象としており、一般的なパイプ製品の気密性を検査することは考慮されていない。

本願の発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、パイプ製品気密検査シール装置のアクチュエータの個数を減少させることにより、関連する部材も減少させて、構造を簡素化したパイプ製品気密検査シール装置を提供することを目的とする。
また、本願の発明は、複数種類のパイプ製品に対応させることができるパイプ製品気密検査シール装置を提供することを目的とする。
さらに、本願の発明は、構造を簡素化したパイプ製品気密検査シール装置を利用して、パイプ製品の気密性を的確に検査することができるパイプ製品気密検査シール方法を提供することを目的とする。
また、本願の発明は、複数種類のパイプ製品に対応させることができるパイプ製品気密検査シール方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本願の請求項１のパイプ製品気密検査シール装置に係る発明は、先端側部材、該先端側部材に対して相対的に移動可能に組み付けられた後端側部材、及び、前記先端側部材と前記後端側部材との間に配設した環状のシール部材から構成される組立体と、該組立体を移動させる駆動部と、を備えたパイプ製品気密検査シール装置であって、前記先端側部材は、ヘッド部と、該ヘッド部から後方に所定間隔をあけて設けられ前記パイプ製品の一端部に係合可能な係合部と、を備えており、前記後端側部材は、前記ヘッド部との間で前記シール部材を挟持する先端部と、該先端部の後方に形成され前記係合部が移動自在に配置される溝部と、を備えており、前記駆動部を駆動させて、前記組立体を前記パイプ製品の一端部に向けて移動させることにより、前記先端側部材の係合部を前記パイプ製品の一端部に係合させ、さらに、前記後端側部材を前記先端側部材に対して前記パイプ製品の一端部に向けて移動させて、前記先端側部材のヘッド部と前記後端側部材の先端部との間で前記シール部材を圧縮・拡径させて、前記シール部材の外周部を前記パイプ製品の一端部の内側に密着させてパイプ製品を気密状態にシールすることを特徴とする。
本願の請求項１のパイプ製品気密検査シール装置に係る発明によれば、パイプ製品気密検査シール装置の駆動部（アクチュエータ）の個数を減少させることで、関連する部材も減少させて、構造を簡素化したパイプ製品気密検査シール装置を提供することができる。
また、上述した課題を解決するために、本願の請求項３のパイプ製品気密検査シール方法に係る発明は、パイプ製品の一端部に係合可能な係合部を備えた先端側部材、該先端側部材に対して相対的に移動可能に組み付けられた後端側部材、及び、前記先端側部材と前記後端側部材との間に配設した環状のシール部材から構成される組立体と、該組立体を移動させる駆動部と、を備えたパイプ製品気密検査シール装置を準備して、まず、前記駆動部を駆動させて、前記組立体をパイプ製品の一端部に向けて移動させて、前記先端側部材の係合部を前記パイプ製品の一端部に係合させ、次に、前記後端側部材を前記先端側部材に対して前記パイプ製品の一端部に向けてさらに移動させることにより、前記先端側部材と前記後端側部材との間で前記シール部材を圧縮・拡径させて、前記シール部材の外周部を前記パイプ製品の一端部の内側に密着させてパイプ製品を気密状態にシールする、ことを特徴とする。
本願の請求項３のパイプ製品気密検査シール方法に係る発明によれば、構造を簡素化したパイプ製品気密検査シール装置を利用して、パイプ製品の気密性を的確に検査することができるパイプ製品気密検査シール方法を提供することができる。

（発明の態様）
以下、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、請求可能発明と称する）の態様を例示し、例示された各態様について説明する。ここでは、各態様を、特許請求の範囲と同様に、項に区分すると共に各項に番号を付し、必要に応じて他の項の記載を引用する形式で記載する。これは、請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載、実施形態の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得る。
本願の発明は、以下の（１）〜（７）項の態様で構成される。（１）、（２）項の態様が請求項１，２に相当しており、また、（５）〜（７）項が請求項３〜５に相当している。

（１）先端側部材、該先端側部材に対して相対的に移動可能に組み付けられた後端側部材、及び、前記先端側部材と前記後端側部材との間に配設した環状のシール部材から構成される組立体と、該組立体を移動させる駆動部と、を備えたパイプ製品気密検査シール装置であって、前記先端側部材は、ヘッド部と、該ヘッド部から後方に所定間隔をあけて設けられ前記パイプ製品の一端部に係合可能な係合部と、を備えており、前記後端側部材は、前記ヘッド部との間で前記シール部材を挟持する先端部と、該先端部の後方に形成され前記係合部が移動自在に配置される溝部と、を備えており、前記駆動部を駆動させて、前記組立体を前記パイプ製品の一端部に向けて移動させることにより、前記先端側部材の係合部を前記パイプ製品の一端部に係合させ、さらに、前記後端側部材を前記先端側部材に対して前記パイプ製品の一端部に向けて移動させて、前記先端側部材のヘッド部と前記後端側部材の先端部との間で前記シール部材を圧縮・拡径させて、前記シール部材の外周部を前記パイプ製品の一端部の内側に密着させてパイプ製品を気密状態にシールすることを特徴とするパイプ製品気密検査シール装置。

（１）項に係るパイプ製品気密検査シール装置は、例えば、パイプ製品気密検査装置に外付け又は包含されて使用される。
そして、（１）項のパイプ製品気密検査シール装置によれば、駆動部（アクチュエータ）を駆動して、組立体をパイプ製品の一端部に向けて「一方向」に移動させて、先端側部材（ヘッダー）の係合部をパイプ製品の一端部に係合させ、さらに、後端側部材（ヘッダーガイド）を先端側部材（ヘッダー）に対して、組立体の移動方向と同じ「一方向」に移動させて、先端側部材のヘッド部と後端側部材の先端部との間でシール部材を圧縮・拡径させて、シール部材の外周部をパイプ製品の一端部の内側に密着させてパイプ製品を気密状態にシールすることができる。そのため、１個の駆動部（アクチュエータ）により、組立体と後端側部材（ヘッダーガイド）を同一の方向に移動させることが可能となり、パイプ製品気密検査シール装置の構造を簡素化することができる。
ここで、（１）項の気密検査の対象とするパイプ製品は、上記したハイドロフォーム法によって製造されるパイプ製品を一例とするがこれに限定されない。例えば、種々の実験や試験器具のためのパイプ製品、プラントや機械装置内に用いられるパイプ製品も対象とする。また、合成樹脂製のパイプ製品や金属製のパイプ製品も対象とする。さらに、パイプ製品には、チューブと称されるカテゴリのパイプ製品も含む。
また、（１）項では、パイプ製品の気密検査を代表例とするが、パイプ製品の寿命検査その他の検査も含む。

（２）複数種類の前記パイプ製品に対応させて、複数の前記組立体を備えることを特徴とする（１）項に記載のパイプ製品気密検査シール装置。
（２）項のパイプ製品気密検査シール装置によれば、例えば、内径の異なる複数のパイプ製品の気密検査を同時に実施することができる。

（３）複数の前記組立体は、並列に配置されていることを特徴とする（２）項に記載のパイプ製品気密検査シール装置。
（３）項のパイプ製品気密検査シール装置によれば、例えば、組立体を段替えすることなく、内径の異なる複数のパイプ製品の気密検査を同時に実施することができる。

（４）複数の前記組立体は、直列に配置されていることを特徴とする（２）項に記載のパイプ製品気密検査シール装置。
（４）項のパイプ製品気密検査シール装置によれば、例えば、組立体を段替えすることなく、内径の異なる複数のパイプ製品の気密検査を順次実施することができる。

（５）パイプ製品の一端部に係合可能な係合部を備えた先端側部材、該先端側部材に対して相対的に移動可能に組み付けられた後端側部材、及び、前記先端側部材と前記後端側部材との間に配設した環状のシール部材から構成される組立体と、該組立体を移動させる駆動部と、を備えたパイプ製品気密検査シール装置を準備して、まず、前記駆動部を駆動させて、前記組立体をパイプ製品の一端部に向けて移動させて、前記先端側部材の係合部を前記パイプ製品の一端部に係合させ、次に、前記後端側部材を前記先端側部材に対して前記パイプ製品の一端部に向けてさらに移動させることにより、前記先端側部材と前記後端側部材との間で前記シール部材を圧縮・拡径させて、前記シール部材の外周部を前記パイプ製品の一端部の内側に密着させてパイプ製品を気密状態にシールする、ことを特徴とするパイプ製品気密検査シール方法。
（５）項のパイプ製品気密検査シール方法によれば、駆動部（アクチュエータ）を駆動して、組立体をパイプ製品の一端部に向けて「一方向」に移動させて、先端側部材（ヘッダー）の係合部をパイプ製品の一端部に係合させ、さらに、後端側部材（ヘッダーガイド）を先端側部材（ヘッダー）に対して、組立体の移動方向と同じ「一方向」に移動させて、先端側部材のヘッド部と後端側部材の先端部との間でシール部材を圧縮・拡径させて、シール部材の外周部をパイプ製品の一端部の内側に密着させてパイプ製品を気密状態にシールすることができる。そのため、１個の駆動部（アクチュエータ）により、組立体と後端側部材（ヘッダーガイド）を同一の方向に移動させることが可能となり、パイプ製品の気密検査工程を簡素化することができる。

（６）前記パイプ製品気密検査シール装置は、複数種類の前記パイプ製品に対応させて、複数の前記組立体を備えており、複数の前記組立体を並列に配置することにより、複数の前記パイプ製品を、同時に気密状態にシールする、ことを特徴とする（５）項に記載のパイプ製品気密検査シール方法。
（６）項のパイプ製品気密検査シール方法によれば、組立体を段替えすることなく、内径の異なる複数のパイプ製品の気密検査を同時に実施することができる。

（７）前記パイプ製品気密検査シール装置は、複数種類の前記パイプ製品に対応させて、複数の前記組立体を備えており、複数の前記組立体を直列に配置することにより、複数の前記パイプ製品を、順次気密状態にシールする、ことを特徴とする（５）項に記載のパイプ製品気密検査シール方法。
（７）項のパイプ製品気密検査シール方法によれば、組立体を段替えすることなく、内径の異なる複数のパイプ製品の気密検査を順次実施することができる。

本願の発明によれば、パイプ製品気密検査シール装置の駆動部（アクチュエータ）の個数を減らすことにより、関連する部材も減少させて、構造を簡素化したパイプ製品気密検査シール装置を提供することができる。
また、本願の発明によれば、複数種類のパイプ製品に対応させることが可能なパイプ製品気密検査シール装置を提供することができる。
さらに、本願の発明によれば、構造を簡素化したパイプ製品気密検査シール装置を利用して、パイプ製品の気密性を的確に検査することが可能なパイプ製品気密検査シール方法を提供することができる。
また、本願の発明のよれば、複数種類のパイプ製品に対応させることが可能なパイプ製品気密検査シール方法を提供することができる。

図１は、本願の発明の実施の形態に係るパイプ製品気密検査シール装置の側面図である。図２は、本願の発明の実施の形態に係るパイプ製品気密検査シール装置の組立体をパイプ製品の一端部の開口に挿入した状態を示す一部断面側面図であり、中心線Ｐｃの上半分に、シール部材の圧縮前の状態を示しており、また、中心線Ｐｃの下半分に、シール部材を圧縮・拡径させた状態を示している。図３は、パイプ製品気密検査シール装置の組立体を構成する部材を分解して示す斜視図（ａ）と、組立体を構成する部材を組み立てた状態を示す斜視図（ｂ）である。図４は、本願の発明の他の実施の形態に係るパイプ製品気密検査シール装置を示す側面図であり、並列に配置した２つの組立体を備えたパイプ製品気密検査シール装置を示している。図５は、本願の発明のさらに他の実施の形態に係るパイプ製品気密検査シール装置を示す側面図であり、直列に配置した２つの組立体を備えたパイプ製品気密検査シール装置を示しており、（ａ）は、小径の組立体を小径のパイプ製品の一端部の開口に挿入した状態を示しており、また、（ｂ）は、大径の組立体を大径のパイプ製品の一端部の開口に挿入した状態を示している。図６は、従来のパイプ製品気密検査シール装置の側面図であり、（ａ）は、組立体をパイプ製品の一端部の開口に挿入する前の状態を示しており、また、（ｂ）は、組立体をパイプ製品の一端部の開口に挿入した後の状態を示している。図７は、従来のパイプ製品気密検査シール装置の組立体をパイプ製品の一端部の開口に挿入した状態を示す一部断面側面図であり、中心線Ｐｃの上半分に、シール部材の圧縮前の状態を示しており、また、中心線Ｐｃの下半分に、シール部材を圧縮・拡径させた状態を示している。

以下、本願の発明に係る好適な実施の形態を、添付図面を参照しながら説明するが、以下に記載される装置及びその各構成要素、各部品、各箇所、各材料は、本願の発明の実施の形態の一例であり、これに限られるものではない。また、図中、同一の符号を付した部分は同一物、同一部材を表し、装置や部材の各寸法、各比率は実際のものを反映したものではなく、概略的に示したものである。

図１は、パイプ製品Ｐの一端部の開口Ｐｏを気密状態にシールすることが可能なパイプ製品気密検査シール装置１を示す。
図１を参照して、本願の発明に係る実施の形態について説明するが、パイプ製品気密検査シール装置１は、パイプ製品Ｐの気密検査装置（図示省略）に外付け又は含むようにして使用される。
図１に示すように、パイプ製品気密検査シール装置１は、係合部６を備えたヘッダー（先端側部材）３、ヘッダーガイド（後端側部材）７、シール部材１１及び支持部材１２から構成される組立体２を含んでおり、また、この組立体２を移動自在に支持する支持部材用基台１７と、この支持部材用基台１７を移動させるアクチュエータ（駆動部）１４を取り付けるアクチュエータ用基台１６を含んでおり、パイプ製品Ｐの気密検査をする際に、アクチュエータ１４を駆動させることにより、組立体２をパイプ製品Ｐの一端部の開口Ｐｏに挿入して、パイプ製品Ｐの一端部の開口Ｐｏを気密状態にシールする装置である。

アクチュエータ用基台１６と支持部材用基台１７を支持する基台１８は、平坦な床面に支持されており、基台１８の上面も平坦面に設定されている。この基台１８は、例えば、ステンレス製の基台で構成することができる。
また、基台１８の上面には、アクチュエータ用基台１６が固定状態で載置されている。さらに、基台１８の上面には直線移動可能な案内部（図示省略）が設けられており、組立体２、すなわち、支持部材１２に取り付けられたヘッダー３、ヘッダーガイド７及びシール部材１１が支持部材用基台１７と共に案内部に沿って直線状に移動できるように構成されている。
アクチュエータ１４は、従来の第１、第２アクチュエータ１４ａ、１４ｂと同等のもの或いは必要に応じて異なる大きさ・性能のものでもよく、基台１８上に支持されているアクチュエータ用基台１６に取り付けられている。

次に、図３を参照して、ヘッダー３、ヘッダーガイド７、シール部材１１及び支持部材１２並びにこれらを含む組立体２について以下に説明する。
図３において、（ａ）はパイプ製品気密検査シール装置１の組立体２の構成要素である、ヘッダー３、シール部材１１、ヘッダーガイド７及び支持部材１２を分解して示しており、また、（ｂ）はこれらの各部材を組み立てた組立体２を示している。
図３（ａ）に示すように、組立体２の先端側部材であるヘッダー３は、所定長さの円柱部５と、この円柱部５の先端に一体に形成されたヘッド部４と、円柱部５の周面から互いに外側に突出するように形成された一対の係合部６、６と、から構成されている。ヘッド部４は円柱部５の外径よりも大径の円板状に形成されている。また、一対の係合部６、６は、円柱部５の周面から外側に突出するように略１８０度の間隔で形成されており、組立体２のヘッド部４をパイプ製品Ｐの一端部の開孔Ｐｏ内に挿入した際に、各係合部６、６の先端部がパイプ製品Ｐの一端部（開口Ｐｏの端部）に当接して係合されるように形成されている（図２参照）。

この実施の形態では、円柱部５の周囲に一対の係合部６，６を形成しているが、係合部６の個数は２つに限られず、１つでもよいし３つ以上でもよい。ただし、組立体２のヘッド部４をパイプ製品Ｐの一端部の開口Ｐｏに挿入して、係合部６をパイプ製品Ｐの一端部に当接させて係合させることを考慮すると、係合部６の個数は偶数とすることが望ましく、また円柱部５の中心軸（Ｐｃ）に対して対称に配置することが望ましい。
ヘッド部４は、円柱部５の外径よりも大径に形成され、さらに、パイプ製品Ｐの一端部の開口Ｐｏ内に挿入する際に、パイプ製品Ｐの一端部の開口Ｐｏ内に挿入し易いように先端面に向うにつれて先細り状に形成されている。

組立体２の後端側部材であるヘッダーガイド７は、円筒部９とこの円筒部９の後端部に一体に形成されたフランジ部８とから構成されている。円筒部９は、その内径がヘッダー３の円柱部５の外径よりもわずかに大径に形成されており、また、円筒部９の先端部には、この円筒部９の軸線方向に沿って、所定長さの一対の溝部１０，１０が形成されている。これらの一対の溝部１０、１０は、ヘッダー３の一対の係合部６，６に対応させて形成されており、ヘッダー３の一対の係合部６，６の案内手段として機能して、ヘッダー３とヘッダーガイド７とを相対的に移動可能に組み付けることができる。なお、溝部１０は、係合部６の数に合わせて形成されている。

また、ヘッダーガイド７は、フランジ部８を介して支持部材１２に取り付けられて固定される。このとき、ヘッダーガイド７の円筒部９の開口部が、支持部材１２に形成された開口部１３に対して、軸線方向に芯合わせされた状態で固定される。ここで、支持部材１２の開口部１３の内径は、円筒部９の開口部の内径と略同じ内径に形成されているが、ヘッダー３をヘッダーガイド７及び支持部材１２に組み付けた際に、ヘッダー３の円柱部５の後端部が支持部材１２の開口部１３内で移動できる程度の内径に設定されている。

シール部材１１は、弾性変形自在の環状の弾性部材、好ましくは、シリコン製の環状のシールゴムから形成されている。また、このシール部材１１は、その幅が、ヘッダー３のヘッド部４と係合部６との間の間隔よりも小さい幅に設定されている。そして、シール部材１１は、組立体２に組み付けられた状態で、ヘッダー３のヘッド部４とヘッダーガイド７の円筒部９の先端部との間に配設される（図２参照）。

そして、組立体２は、支持部材１２に固定されたヘッダーガイド７の円筒部９に、ヘッド部４と係合部６との間にシール部材１１を装着したヘッダー３の円柱部５を挿入すると共に、ヘッダー３の一対の係合部６、６をヘッダーガイド７の円筒部９の一対の溝部１０、１０に嵌合することにより、図３（ｂ）に示すように組み付けられる。

そして、この組立体２の支持部材１２は、図１に示されるように、基台１８の上面に移動自在に配置された支持部材用基台１７に取り付けられているので、組立体２は、支持部材１２と共に支持部材用基台１７の上面に対して垂直に保持され、基台１８の上面に形成した案内部に沿って矢印Ａ方向に直線状に移動することができる。

次に、図１及び図２を参照して、上記した組立体２を備えたパイプ製品気密検査シール装置１の動作について、以下に説明する。
（準備段階）
準備段階では、図１に示すように、パイプ製品Ｐの一端部に係合可能な係合部６を備えたヘッダー（先端側部材）３、このヘッダー３に対して相対的に移動可能なヘッダーガイド（後端側部材）７、ヘッダー３とヘッダーガイド７との間に配設したシール部材１１及び支持部材１２を組み付けた組立体２を準備する。

（第１移動段階）
この第１移動段階では、アクチュエータ１４の駆動シャフト１５を矢印Ａの方向に伸長させて、支持部材用基台１７上に配置した組立体２、すなわち、係合部６を備えたヘッダー３、シール部材１１、ヘッダーガイド７及び支持部材１２を含む組立体２をパイプ製品Ｐの一端部の開口Ｐｏに接近させるように移動させる。
そして、図２の中心線Ｐｃの上半分に示すように、組立体２のヘッダー３、シール部材１１及びヘッダーガイド７の先端部を、パイプ製品Ｐの一端部の開口Ｐｏ内に挿入して、一対の係合部６、６をパイプ製品Ｐの一端部に当接させて係合させる。この一対の係合部６、６をパイプ製品Ｐの一端部に係合させる段階では、ヘッダー３とヘッダーガイド７との相対位置は変更されていないので、シール部材１１の形状は変化していない。

（第２移動段階）
次に、ヘッダー３の一対の係合部６、６をパイプ製品Ｐの一端部に係合させた状態で、アクチュエータ１４の駆動シャフト１５をさらに矢印Ａの方向に伸長させて、支持部材１２を介してヘッダーガイド７をヘッダー３に接近させるように移動させる。すると、図２の中心線Ｐｃの下半分に示すように、停止しているヘッダー３のヘッド部４とヘッダーガイド７の円筒部９の先端部との間に配置されているシール部材１１は、軸方向に圧縮されると共に、径方向に膨張するように拡径される。
その結果、シール部材１１は、軸方向に圧縮されると共に径方向に膨張して拡径されるため、シール部材１１の外周部がパイプ製品Ｐの一端部の内側に密着され、パイプ製品Ｐの一端部の開口Ｐｏが良好に気密状態にシールされる。
そして、パイプ製品Ｐの一端部の開口Ｐｏを組立体２により気密状態にシールした状態で、パイプ製品Ｐの他端部の開口（図示省略）に、例えば気密検査装置（図示省略）を気密状態にシールして装着することにより、パイプ製品Ｐの気密性を好適に検査することができる。

以上、本願の発明の実施の形態に係るパイプ製品気密検査シール装置１によれば、単一のアクチュエータ１４をパイプ製品気密検査シール装置１に組み込むだけで、パイプ製品Ｐの一端部の開口Ｐｏを気密状態に適切にシールすることができるので、パイプ製品気密検査シール装置１自体の構造を簡素化することができ、併せてパイプ製品気密検査シール装置１の設置スペースを減少させることができる。

次に、本願の発明の他の実施の形態について、図４及び図５を参照して説明する。
まず、図４は、本願の発明の他の実施の形態に係るパイプ製品気密検査シール装置１Ａを示しており、このパイプ製品気密検査シール装置１Ａでは、内径の異なる２本のパイプ製品ＰＡ、ＰＢを同時に気密状態にシールすることができるように構成されている。

図４に示すように、本願の発明の他の実施の形態に係るパイプ製品気密検査シール装置１Ａは、上述したパイプ製品気密検査シール装置１と比較して、並列に配置した内径の異なる２本のパイプ製品ＰＡ、ＰＢに対応させて、大小径２つの組立体２Ａ、２Ｂを１つの支持部材１２Ａに並列に配置して構成されている。各組立体２Ａ、２Ｂは、パイプ製品ＰＡ，ＰＢの内径に対応させて、大小径２つのヘッダー３Ａ、３Ｂ、大小径２つのヘッダーガイド７Ａ、７Ｂ及び大小径２つのシール部材１１Ａ、１１Ｂを備えている。そして、１つの支持部材１２Ａに並列に配置した大小径２つの組立体２Ａ，２Ｂは、１つの支持部材１２Ａを１個のアクチュエータ１４で駆動することにより、内径の異なる２本のパイプ製品ＰＡ，ＰＢの一端部の開口を同時に気密状態にシールすることができる。

上述したパイプ製品気密検査シール装置１Ａでは、１個のアクチュエータ１４を駆動することにより、大小径２つの組立体２Ａ、２Ｂで内径の異なる２本のパイプ製品ＰＡ，ＰＢの一端部の開口を同時に気密状態にシールする形態について説明したが、気密検査する対象のパイプ製品Ｐの内径に合わせて、複数の組立体２を準備しておくことにより、パイプ製品Ｐの内径に対応させて、適宜の組立体２を選択して、内径の異なる２本のパイプ製品Ｐを気密状態にシールすることができる。また、内径の異なる２本のパイプ製品Ｐだけでなく、同径の２本のパイプ製品Ｐも同様に同時に気密状態にシールすることができる。また、支持部材１２Ａに大小径２つの組立体２Ａ、２Ｂを設置する形態について説明したが、２つ以上の組立体２を支持部材１２Ａに設置することもできる。

また、図示を省略するが、支持部材１２Ａをターレット状に回転できるように構成して、複数の、例えば、３つまたは４つの組立体２Ａ、２Ｂ、…を配置するように構成することもできる。このように構成することにより、内径の異なる、または、同径の２本のパイプ製品ＰＡ，ＰＢの気密検査を実施している間に、次に気密検査するパイプ製品Ｐの内径に対応させて選択した組立体２Ａ、２Ｂ、…を予め配置しておいて気密検査をより迅速に行うことができる。

さらに、図５に示すように、本願の発明のさらに他の実施の形態に係るパイプ製品気密検査シール装置１Ｂは、上述したパイプ製品気密検査シール装置１，１Ａと比較して、２本のパイプ製品ＰＡ、ＰＢに対応させて、大小径２つの組立体２Ａ、２Ｂを１つの支持部材１２Ｂに直列に配置している。各組立体２Ａ、２Ｂは、パイプ製品ＰＡ，ＰＢの内径に対応させて、大小径２つのヘッダー３Ａ、３Ｂ、大小径２つのヘッダーガイド７Ａ、７Ｂ及び大小径２つのシール部材１１Ａ、１１Ｂを備えている。そして、１つの支持部材１２Ｂに直列に設置された大小径２つの組立体２Ａ，２Ｂは、１つの支持部材１２Ｂを１個のアクチュエータ１４で駆動することにより、内径の異なる２本のパイプ製品ＰＡ，ＰＢの一端部の開口を気密状態にシールすることができる。
そして、図５に示すパイプ製品気密検査シール装置１Ｂは、大径の組立体２Ａの先端側に小径の組立体２Ｂを配置して、すなわち、小径のヘッダー３Ｂ、小径のシール部材１１Ｂ及び小径のヘッダーガイド７Ｂから構成した組立体２Ｂを、大径のヘッダー３Ａ、大径のシール部材１１Ａ及び大径のヘッダーガイド７Ａから構成した組立体２Ａの先端側に配置して、組立体２Ｂと組立体２Ａを同軸状に組み付けて構成されている。

図５に示す本願の発明のさらに他の実施の形態に係るパイプ製品気密検査シール装置１Ｂの動作は、パイプ製品気密検査シール装置１，１Ａの動作と基本的に同様であるため説明は省略するが、パイプ製品気密検査シール装置１Ｂを上記のように構成することにより、大小径の２本のパイプ製品ＰＡ、ＰＢを、１つのアクチュエータ１４を駆動させることにより、順次気密状態にシールすることができる。

なお、本願の発明の実施の形態では、パイプ製品Ｐ、ＰＡ，ＰＢ及びパイプ製品シール装置１、１Ａ、１Ｂを水平方向に配置しているが、水平以外の方向、例えば、水平面に対して適宜傾斜させた方向に沿って配置してもよい。その際には、ヘッダー、ヘッダーガイド及びシール部材を含む組立体２、２Ａ、２Ｂの中心軸を傾斜させた方向に沿うように合わせることになる。

１パイプ製品気密検査シール装置
２組立体
３ヘッダー（先端側部材）
４ヘッド部（先端側部材）
５円柱部（先端側部材）
６係合部（先端側部材）
７ヘッダーガイド（後端側部材）
８フランジ部（後端側部材）
９円筒部（後端側部材）
１０溝部（後端側部材）
１１シール部材
１２支持部材
１３開口部
１４アクチュエータ（駆動部）
１５駆動シャフト（駆動部）
１６アクチュエータ用基台
１７支持部材用基台
１８基台
Ｐパイプ製品

Claims

先端側部材、該先端側部材に対して相対的に移動可能に組み付けられた後端側部材、及び、前記先端側部材と前記後端側部材との間に配設した環状のシール部材から構成される組立体と、該組立体を移動させる駆動部と、を備えたパイプ製品気密検査シール装置であって、
前記先端側部材は、ヘッド部と、該ヘッド部から後方に所定間隔をあけて設けられ前記パイプ製品の一端部に係合可能な係合部と、を備えており、
前記後端側部材は、前記ヘッド部との間で前記シール部材を挟持する先端部と、該先端部の後方に形成され前記係合部が移動自在に配置される溝部と、を備えており、
前記駆動部を駆動させて、前記組立体を前記パイプ製品の一端部に向けて移動させることにより、前記先端側部材の係合部を前記パイプ製品の一端部に係合させ、さらに、前記後端側部材を前記先端側部材に対して前記パイプ製品の一端部に向けて移動させて、前記先端側部材のヘッド部と前記後端側部材の先端部との間で前記シール部材を圧縮・拡径させて、前記シール部材の外周部を前記パイプ製品の一端部の内側に密着させてパイプ製品を気密状態にシールすることを特徴とするパイプ製品気密検査シール装置。
複数種類の前記パイプ製品に対応させて、複数の前記組立体を備えることを特徴とする請求項１に記載のパイプ製品気密検査シール装置。
パイプ製品の一端部に係合可能な係合部を備えた先端側部材、該先端側部材に対して相対的に移動可能に組み付けられた後端側部材、及び、前記先端側部材と前記後端側部材との間に配設した環状のシール部材から構成される組立体と、該組立体を移動させる駆動部と、を備えたパイプ製品気密検査シール装置を準備して、
まず、前記駆動部を駆動させて、前記組立体をパイプ製品の一端部に向けて移動させて、前記先端側部材の係合部を前記パイプ製品の一端部に係合させ、
次に、前記後端側部材を前記先端側部材に対して前記パイプ製品の一端部に向けてさらに移動させることにより、前記先端側部材と前記後端側部材との間で前記シール部材を圧縮・拡径させて、前記シール部材の外周部を前記パイプ製品の一端部の内側に密着させてパイプ製品を気密状態にシールする、ことを特徴とするパイプ製品気密検査シール方法。
前記パイプ製品気密検査シール装置は、複数種類の前記パイプ製品に対応させて、複数の前記組立体を備えており、複数の前記組立体を並列に配置することにより、複数の前記パイプ製品を、同時に気密状態にシールする、ことを特徴とする請求項３項に記載のパイプ製品気密検査シール方法。
前記パイプ製品気密検査シール装置は、複数種類の前記パイプ製品に対応させて、複数の前記組立体を備えており、複数の前記組立体を直列に配置することにより、複数の前記パイプ製品を、順次気密状態にシールする、ことを特徴とする請求項３に記載のパイプ製品気密検査シール方法。