JP2014020834A - 漏れ検査装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】シール時に要するシリンダの推力を低減できる漏れ検査装置を提供する。
【解決手段】ワークW10の右側に配置されるプレート10と、左右方向に沿ってプレート10に対して相対的に移動可能に、プレート10の左側に支持される摺動ユニット30と、プレート10を支持し、プレート10および摺動ユニット30をワークW10に対して近接離間させるシリンダ40と、を具備し、シリンダ40を駆動させ、第二開口部W12に摺動ユニット30が当接するまでプレート10をワークW10に接近させ、検査流体P10がワークW10に導入されるときに、摺動ユニット30を介して検査流体P10を圧力室12に導入し、圧力室12からの検査流体P10の圧力で摺動ユニット30を押圧することで、第二開口部W12をシールする。
【選択図】図4

Description

本発明は、ワークの一側面に形成される開口部をシールしてワークの漏れを検査する漏れ検査装置に関する。
従来から、ワークの一側面に形成される開口部をシールしてシリンダブロック等のワークの漏れを検査する漏れ検査装置は、エンジンの製造ライン等で用いられている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に開示される漏れ試験装置は、ワーク(被検測物)の一側面に対向配置される可動基盤に複数のマスキングシール等を設けるとともに、前記可動基盤をシリンダ等の駆動手段に連結し、前記可動基盤をワークに対して進退可能に構成する。
特許文献1に開示される漏れ試験装置は、前記駆動手段によって前記可動基盤をワークに接近させ、各マスキングシールによって複数の開口部を全てシールする。
特許文献1に開示される漏れ検査装置は、一つの前記駆動手段を駆動させて全てのマスキングシールを圧縮する都合上、複数の開口部の中で、所望の開口部だけを選択的にシールすることができない。
すなわち、前記駆動手段は、複数の開口部を順番に検査する場合でも、複数の開口部を同時にシールできる程度に大きな推力を発生させて各マスキングシールを圧縮する必要がある。
ここで、特許文献1に開示されるマスキングシールの構成としては、図14(a)に示すように、例えば、可動基盤610に固定的に取り付けられる固定ゴム620、および可動基盤610にバネ630を介して取り付けられる可動ゴム631等が考えられる。
この場合、シリンダ640は、左方向へ推力を発生させて固定ゴム620およびバネ630(可動ゴム631)を圧縮する。
これにより発生する推力で、シリンダ640は、ワークW10の上側に形成される第一開口部W11、および第一開口部W11の下方にて第一開口部W11よりも左方向に所定の長さだけオフセットされた位置に配置される第二開口部W12をシールする。
なお、以下では、第一開口部W11をシールするために必要な推力をF11、第二開口部W12をシールするために必要な推力F12とする。また、各推力F11・F12は、検査時の反力を含むものとする。
仮に、図14(b)に示すように、第二開口部W12が、正規の寸法(図14(a)に示す第二開口部W12の寸法)よりも公差dだけ第一開口部W11側から離れている場合、各ゴム620・631は、各開口部W11・W12に同時に当接する。
この場合、シリンダ640は、推力F11+F12と同じ大きさの左方向への推力N61を発生させることで、推力F11・F12を発生させて、各開口部W11・W12をシールする(図14(b)に示す右方向への反力H11・H12参照)。
一方、図14(c)に示すように、第二開口部W12が正規の寸法(図14(a)に示す第二開口部W12の寸法)よりも公差dだけ第一開口部W11側に接近している場合には、固定ゴム620が第一開口部W11に当接する前に、可動ゴム631が第二開口部W12に当接する。
従って、第一開口部W11をシールするためには、シリンダ640の左方向への推力でバネ630を押し切る必要がある。
仮に、バネ630のバネ定数をkとした場合、シリンダ640は、推力F11+F12と同じ大きさの左方向への推力に加えて、公差dを吸収するための推力2kdがさらに必要となる(図14(c)に示す推力N62参照)。
また、各開口部W11・W12をシールするための構成としては、例えば、図15(a)および図15(b)に示すように、各開口部W11・W12をともに固定ゴム620・650によってシールする構成が考えられる。
この場合においても、図15(c)に示すように、第二開口部W12が正規の寸法(図15(a)に示す第二開口部W12の寸法)よりも公差dだけ第一開口部W11側に接近しているときに、シリンダ640は、公差dを吸収するための推力Gがさらに必要となる(図15に示す推力N64参照)。
ここで、図16に示すように、固定ゴム650を圧縮することで発生する推力は、圧縮量が0から所定量までの間線形に増加し、前記所定量よりもさらに増加するときに非線形に増加する。
また、各ゴム620・650を圧縮する都合上、シリンダ640のストロークに基づいて、固定ゴム650の圧縮量を判断できない。
つまり、図15に示すような構成では、推力F12を発生させるために必要な固定ゴム650の圧縮量を把握できない。この場合には、固定ゴム650の自然長を長くして圧縮量を増やし、推力F12を確保する必要がある(余裕代を設ける必要がある)。
すなわち、シリンダ640は、余裕代を押し切るための推力ΔFがさらに必要となる(図15に示す推力N63・N64参照)。
以上のように、特許文献1に開示される漏れ試験装置は、開口部をシールするための推力よりも大きな推力を有する駆動手段が必要であった。
特開2002−328066号公報
本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、シール時に要する駆動手段の推力を低減できる漏れ検査装置を提供するものである。
請求項1においては、ワークの一側面に形成される開口部をシールして、前記ワークの漏れを検査する漏れ検査装置であって、前記ワークの一側面に対して対向する側に配置されるプレートと、前記ワークに対する近接離間方向に沿って前記プレートに対して相対的に移動可能に、前記プレートの前記ワークの一側面に対して対向する側に支持されるシール手段と、前記プレートを支持し、前記プレートおよび前記シール手段を前記ワークに対して近接離間させる駆動手段と、を具備し、前記漏れ検査装置には、前記シール手段が摺動可能に嵌入される圧力室が形成され、前記シール手段は、前記開口部と前記圧力室とを連通可能な形状に形成され、前記漏れ検査装置は、前記駆動手段を駆動させ、前記開口部に前記シール手段が当接するまで前記プレートを前記ワークに接近させ、検査流体が前記ワークに導入されるときに、前記シール手段を介して前記検査流体を前記圧力室に導入し、前記圧力室からの前記検査流体の圧力で前記シール手段を押圧することで、前記開口部をシールする、ものである。
請求項2においては、前記ワークの一側面には、前記開口部が複数形成され、前記漏れ検査装置は、前記各開口部のうち、少なくともいずれか一つを前記シール手段によってシールする、ものである。
請求項3においては、前記ワークには、シール部の位置が前記プレートに対する近接離間方向に異なる少なくとも二つの開口部が形成される、ものである。
請求項4においては、前記駆動手段は、一端部が前記プレートに連結されるロッドを備え、前記ロッドを所定の位置でロック可能なロックシリンダであり、前記漏れ検査装置は、全ての前記開口部を前記シール手段によってシールする、ものである。
請求項5においては、前記ワークの一側面には、前記開口部が一つだけ形成され、前記駆動手段は、一端部が前記プレートに連結されるロッドを備え、前記ロッドを所定の位置でロック可能なロックシリンダである、ものである。
本発明は、シール時に要する駆動手段の推力を低減できる、という効果を奏する。
漏れ検査装置を示す断面図。(a)全体的な構成を示す図。(b)摺動ユニットの受圧面積を示す図。 漏れ検査の手順を示すフローチャート図。 漏れ検査装置の動作を示す説明図。(a)移動前の図。(b)移動後の図。 各開口部をシールする状態を示す図。 第一開口部に対する第二開口部の公差を吸収する状態を示す説明図。(a)公差がない第二開口部を示す図。(b)第一開口部から離れている第二開口部を示す図。(c)第一開口部に対して接近している第二開口部を示す図。 第二実施形態の漏れ検査装置の動作を示す図。 第三実施形態の漏れ検査装置で第一開口部をシールする状態を示す図。 第三実施形態の漏れ検査装置で第二開口部をシールする状態を示す図。 第三実施形態の漏れ検査装置で第三開口部をシールする状態を示す図。 第四実施形態の漏れ検査装置の動作を示す図。(a)第一開口部をシールする状態を示す図。(b)第二開口部をシールする状態を示す図。 第五実施形態の漏れ検査装置の動作を示す図。(a)全体的な構成を示す図。(b)各開口部をシールする状態を示す図。 第五実施形態の漏れ検査装置で一つの開口部をシールする状態を示す図。(a)シール前の状態を示す図。(b)シール時の状態を示す図。 漏れ検査装置のユニット化に関する説明図。 従来技術において、バネによって第二開口部をシールする場合の構成を示す断面図。(a)公差がない第二開口部を示す図。(b)第一開口部から離れている第二開口部を示す図。(c)第一開口部に対して接近している第二開口部を示す図。 従来技術において、固定ゴムによって各開口部をシールする場合の構成を示す断面図。(a)公差がない第二開口部を示す図。(b)第一開口部から離れている第二開口部を示す図。(c)第一開口部に対して接近している第二開口部を示す図。 ゴムの圧縮特性を示す図。 個別のシリンダを用いて各開口部をシールする状態を示す図。
以下では、漏れ検査装置について説明する。
本発明の漏れ検査装置は、ワークの一側面に形成される開口部をシールして、ワークの漏れを検査するためのものである。
なお、本実施形態において、ワークはシリンダブロックであるものとするが、これに限定されるものでない。
また、漏れ検査装置は、エンジンの製造ラインに設置されるものとする。
第一実施形態の漏れ検査装置1は、ワークW10の右側面に形成される第一開口部W11および第二開口部W12をシールするためのものである(図4参照)。
まず、各開口部W11・W12について説明する。
図1(a)に示すように、第一開口部W11は、ワークW10の右側面より右方向に突出する部分の先端部にて、ワークW10より外部に開口する。
第二開口部W12は、ワークW10の右側面における第一開口部W11の下方の部分より右方向に突出する部分の先端部にて、ワークW10より外部に開口する。第二開口部W12は、第一開口部W11よりも左方に配置される。
すなわち、第二開口部W12は、第一開口部W11よりも左方向に所定の長さだけオフセットされた位置に配置される。
このように、第一実施形態のワークW10には、シール部(つまり、右端部)の位置が左右方向に異なる少なくとも二つの開口部W11・W12が形成される。
各開口部W11・W12は、シリンダブロックの内部で互いに連通している。従って、各開口部W11・W12は、検査時に同時にシールされる。
次に、第一実施形態の漏れ検査装置1の構成について説明する。
漏れ検査装置1は、プレート10、固定ゴム20、摺動ユニット30、およびシリンダ40を具備する。
プレート10は、ワークW10の右方に配置される。すなわち、プレート10は、ワークW10の右側面に対して対向する側に配置される。プレート10は、略直方体状の部材の左側面を部分的に切り欠いたような形状に形成される。プレート10は、当該切欠部分が凹部11として形成される。
凹部11は、左側面視略円状に形成される窪みである。凹部11は、プレート10の左側面からプレート10の右側まで右方向に沿って延出する。
固定ゴム20は、プレート10の左側面の上側に固定される。固定ゴム20の左方には、第一開口部W11が位置する。固定ゴム20は、圧縮されることで第一開口部W11をシール可能な形状、例えば、第一開口部W11の内径寸法よりも大きな外径寸法を有する略円板状や第一開口部W11と略同一の形状(つまり、略リング状)に形成される。
シール手段としての摺動ユニット30は、プレート10の左側面の下側に配置される。摺動ユニット30の左方には、第二開口部W12が位置する。摺動ユニット30は、摺動部材31およびシール部材32を備える。
摺動部材31は、摺動ユニット30の右側に配置される。図1に示すように、摺動部材31は、左側部と右側部とで外径寸法が異なる略筒状の部材である。摺動部材31の右側部の外径は左側部の外径よりも大径に形成されている。
摺動部材31の右側部の外径寸法には、凹部11の内径寸法と略同一の寸法が設定される。摺動部材31の内径寸法には、第二開口部W12の内径寸法と略同一の寸法が設定される。
摺動部材31は、右側部の外周面にOリングが取り付けられ、凹部11に摺動可能に嵌入されている。摺動部材31と凹部11の底部(右側部)との間には、左右方向に沿った所定の隙間(空間)が形成される。
これにより、漏れ検査装置1は、凹部11および摺動部材31の左右方向に沿った隙間(空間)にエア等の検査流体P10(図4参照)を封入可能に構成される。
第一実施形態において、前記隙間(空間)は、摺動部材31が摺動可能に嵌入される圧力室12として形成される。
また、摺動ユニット30は、左右方向(つまり、ワークW10に対する近接離間方向)に沿ってプレート10に対して相対的に移動可能に、プレート10の左側面(ワークW10の右側面に対して対向する側)に支持される。
なお、圧力室を形成する手段は、第一実施形態に限定されるものでない。
すなわち、漏れ検査装置は、プレートに取り付けられる略筒状の連結部材に、摺動ユニットを摺動可能に嵌入し、プレート、連結部材、および摺動ユニットで囲まれる空間を圧力室として形成しても構わない(図13に示す摺動ユニット30、連結部材51、プレート510参照)。
シール部材32は、摺動ユニット30の左側に配置される。シール部材32は、左側部と右側部とで内径寸法が異なる略筒状の部材である。シール部材32の右側部の内径は左側部の内径よりも大径に形成されている。シール部材32は、右端部が摺動部材31の左側部に挿入され、摺動部材31と連通する。シール部材32は、ゴム等の弾性体によって構成される。
シール部材32の右端部は、圧縮されることで第二開口部W12をシール可能な形状、例えば、第二開口部W12と略同一の形状に形成される。
このように、摺動ユニット30は、第二開口部W12と当接したときに、第二開口部W12と圧力室12とを連通可能な形状に形成される。
なお、摺動ユニットは、摺動部材とシール部材とを一体的に構成しても構わない。
また、摺動ユニットは、圧力室と連通可能な形状であれば、その内側の形状は第一実施形態に限定されるものでない。
駆動手段としてのシリンダ40は、プレート10の右方に配置され、所定の筐体に支持される。シリンダ40は、その左側より突出するロッド41を備える。シリンダ40は、ロッド41の左端部がプレート10の右側面に連結されることにより、プレート10を支持する。
すなわち、プレート10および摺動ユニット30は、シリンダ40のロッド41の伸縮動作によって、ワークW10に対して近接離間可能に構成される。
プレート10をワークW10に接近させたとき、摺動ユニット30は、固定ゴム20が第一開口部W11に当接する前に、シール部材32が第二開口部W12に当接するように、その配置位置が調整されている。
次に、第一実施形態の漏れ検査装置1の動作について説明する。
なお、以下では、第一開口部W11をシールするために必要な推力をF11、第二開口部W12をシールするために必要な推力をF12とする。また、各推力F11・F12は、検査時の反力を含むものとする。
まず、漏れ検査装置1は、図2に示すように、製造ラインより搬送されるワークW10を加圧する(S10)。
すなわち、漏れ検査装置1は、図3(a)に示すように、シリンダ40を駆動させ(左方向への推力を発生させ)、プレート10をワークW10に接近させる。
このとき、固定ゴム20が第一開口部W11に当接する前に、シール部材32は第二開口部W12に当接する。
その後、図3(b)に示すように、漏れ検査装置1は、プレート10をさらにワークW10に接近させ、固定ゴム20を第一開口部W11に当接させる。
このとき、摺動ユニット30は、既に第二開口部W12に当接しているため、凹部11を右方向に所定量だけ摺動する。
これにより、漏れ検査装置1は、第一開口部W11に固定ゴム20を当接させるとともに、第二開口部W12に摺動ユニット30のシール部材32を当接させる。
プレート10を接近させた後で、図4に示すように、ワークW10には、検査流体P10が導入される。
このとき、第二開口部W12と圧力室12とが互いに連通されているため、検査流体P10は、摺動ユニット30を介して圧力室12にも導入される。また、シリンダ40は、左方向への推力を発生させ、プレート10が右方向へ移動しないようにプレート10を支持している。
従って、摺動ユニット30は、左方向に押圧され、シール部材32が第二開口部W12に押し付けられる。
このように、漏れ検査装置1は、圧力室12からの圧力で摺動ユニット30を左方向に押圧することで、シール部材32を圧縮して第二開口部W12をシールする。
ここで、摺動ユニット30を押圧する力は、摺動ユニット30の受圧面積A(摺動部材31の右側面の面積(図1(b)参照))と検査流体P10の圧力との積によって決定する。
また、検査流体P10の圧力は、試験に応じて予め所定の大きさが設定されている。
そこで、漏れ検査装置1は、第二開口部W12をシールするための推力F12を、検査流体P10の圧力で除した結果を、摺動ユニット30の受圧面積Aとして設定している。
このため、漏れ検査装置1は、検査流体P10が導入されたときに、推力F12が発生する程度にシール部材32を圧縮できる。つまり、漏れ検査装置1は、第二開口部W12を最適な力でシールできる。
また、検査流体P10が導入されるとき、シリンダ40は、左方向への推力を発生させて固定ゴム20を圧縮し、その推力で第一開口部W11をシールする。
前述のように、漏れ検査装置1は、推力F12を発生させて第二開口部W12をシールしている。つまり、第二開口部W12をシールするときにプレート10に作用する右方向への反力は、推力F12と同じ大きさである(図4に示す右方向への反力H12参照)。
このため、シリンダ40は、推力F11+F12と同じ大きさの左方向への推力N10を発生させるだけで、推力F11が発生する程度に固定ゴム20を圧縮できる(図4に示す右方向への反力H11参照)。
漏れ検査装置1は、このようにして各開口部W11・W12をシールして、ワークW10を加圧する。
ワークW10を加圧した後で、漏れ検査装置1は、図2に示すように、所定の検出装置によってワークW10の漏れ量を検出する(S20)。
ワークW10の漏れ量を検出した後で、漏れ検査装置1は、ワークW10の漏れ量に基づいてワークW10に漏れがあるかを判定する(S30)。
仮に、ワークW10の漏れ量が所定の閾値以下である場合、漏れ検査装置1は、ワークW10の漏れがないと判定し、シリンダ40を駆動させてプレート10をワークW10から離間させ、ワークW10を次工程へ搬送する(S30:No、S40)。
一方、ワークW10の漏れ量が所定の閾値を超えた場合、漏れ検査装置1は、ワークW10に漏れがあると判定し、シリンダ40を駆動させてプレート10をワークW10から離間させ、ワークW10をNGワークとして製造ラインから払い出す(S30:Yes、S50)。つまり、漏れ検査装置1は、ワークW10を次工程へ搬送しない。
漏れ検査装置1は、このようなステップS10〜S50を行うことで、ワークW10の漏れを製造ラインで連続して検査する。
摺動ユニット30には、両端部が凹部11の底部および摺動部材31の右側面に取り付けられ、摺動ユニット30を左方向に付勢するバネが取り付けられている。
このため、プレート10をワークW10から離間させたとき、摺動ユニット30は、バネによって左方向に付勢され、所定の位置(図1(a)に示す位置)に戻される。
ここで、例えば、第二開口部W12が、正規の寸法(図5(a)に示す第二開口部W12の寸法)よりも公差dだけ第一開口部W11側から離れている場合、図5(a)および図5(b)に示すように、第二開口部W12は、摺動ユニット30に対して最も離間する。
このような場合において、プレート10接近時に、シール部材32が比較的遅い段階で第二開口部W12に当接するため、摺動ユニット30の摺動量は、公差dだけ減少する(図5に示す矢印d参照)。
一方、図5(c)に示すように、第二開口部W12が、正規の寸法(図5(a)に示す第二開口部W12の寸法)よりも公差dだけ第一開口部W11側に接近している場合、シール部材32が比較的早い段階で第二開口部W12に当接するため、摺動ユニット30の摺動量は、公差dだけ増加する(図5に示す矢印2d参照)。
前述のように、摺動ユニット30を押圧する力は、検査流体P10の圧力と受圧面積Aとによって決定する。
従って、図5(b)および図5(c)に示すように、漏れ検査装置1は、第二開口部W12の公差d(摺動ユニット30の摺動量)に関わらず、ワークW10に検査流体P10が導入されたときに、推力F12が発生する程度にシール部材32を圧縮する(図5に示す推力F21参照)。
また、固定ゴム20は、第二開口部W12の公差dに関わらず、同じように第一開口部W11に当接している。従って、漏れ検査装置1は、推力F11が発生させるために、左方向への大きな推力を発生させてシール部材32を押し切る必要はない。
このため、シリンダ40は、第二開口部W12の公差dに関わらず、推力F11+F12と同じ大きさの左方向への推力N10を発生させるだけで、各開口部W11・W12をシールできる(図5に示す右方向への反力H11・H12参照)。
このように、漏れ検査装置1は、シール部の位置が左右方向に異なる各開口部W11・W12をシールする場合において、摺動ユニット30の摺動量によって、第二開口部W12の公差dを吸収できる。
従って、シリンダ40は、従来技術にあるような公差dを吸収するための推力を排除できる(図14(c)に示す推力N62および図15(c)に示す推力N64参照)。
また、漏れ検査装置1は、摺動ユニット30の受圧面積Aおよび検査流体P10の圧力に応じた力で、常にシール部材32を圧縮できる。つまり、漏れ検査装置1は、常に推力F12を発生させて第二開口部W12をシールできる。
従って、漏れ検査装置1は、シール部材32の圧縮特性を考慮する必要がなくなるため、従来技術にあるような余裕代を押し切るための推力ΔF(図15および図16参照)を排除できる。
つまり、漏れ検査装置1は、シール時に要するシリンダ40の推力を低減できる。従って、漏れ検査装置1は、シリンダ40およびシリンダ40を支持する筐体を小型化できるとともに、コストを低減できる。
これによれば、漏れ検査装置1は、固定ゴム20およびシール部材32に対して過大な負荷がかかることを防止できる。
従って、漏れ検査装置1は、固定ゴム20およびシール部材32の劣化を抑制でき、劣化に起因するリークの発生を防止できる。
また、連続使用によって固定ゴム20およびシール部材32に永久ひずみが発生し、その自然長が変化した場合でも、漏れ検査装置1は、摺動ユニット30の摺動量で永久ひずみによる圧縮量の変動に対応できる。
従って、シリンダ40は、固定ゴム20およびシール部材32に永久ひずみが発生した場合でも、推力F11+F12と同じ大きさの左方向への推力N10を発生させるだけで、各開口部W11・W12をシールできる。
このため、漏れ検査装置1は、各開口部W11・W12を安定してシールできるとともに、固定ゴム20およびシール部材32の交換頻度を低減できる。
ここで、第二開口部W12の公差dを吸収するために、図17に示すように、二つのシリンダを用いて各開口部W21・W22を個別にシールするような構成が考えられる。このような構成においては、制御部によって二つのエア供給源を制御して、各シリンダを個々に駆動させて二つの可動ゴムを圧縮し、その推力で各開口部W11・W12をシールする。
この場合には、各シリンダを制御する制御部および、各シリンダにエアを供給する二つのエア供給源が必要となってしまう。
一方、漏れ検査装置1は、図4に示すように、一つのシリンダ40によって各開口部W11・W12をシールできる。
従って、漏れ検査装置1は、個別にシリンダを用いて各開口部W11・W12をシールする場合と比較して、構成を簡素化できるとともに、コストを低減できる。
なお、漏れ検査装置は、第一開口部を摺動ユニットによってシールするとともに、第二開口部を固定ゴムによってシールしても構わない。すなわち、漏れ検査装置は、各開口部のうちいずれか一方を摺動ユニットによってシールすればよい。
次に、第二実施形態の漏れ検査装置101について説明する。
図6に示すように、第二実施形態の漏れ検査装置101は、外側開口部W21と、外側開口部W21の内側に形成される内側開口部W22とをシールする点、および内側開口部W22からワークW20に検査流体P22を導入する点が、第一実施形態の漏れ検査装置1と異なる点である。
各開口部W21・W22は、右側面視略円状に形成される。
内側開口部W22は、外側開口部W21よりも左方向に所定の長さだけオフセットされた位置に配置される。内側開口部W22は、第一実施形態の第二開口部W12と略同一の形状に形成される。
このような各開口部W21・W22は、シリンダブロックの内部で互いに連通していない。すなわち、各開口部W21・W22は、別々の系統である。
また、漏れ検査装置101は、各開口部W21・W22に対応する系統の漏れを同時に検査する。
第二実施形態の漏れ検査装置101は、外側開口部W21を固定ゴム120によってシールするとともに、内側開口部W22を摺動ユニット130によってシールする。
固定ゴム120は、外側開口部W21をシールできるような略リング状に形成される点を除いて、第一実施形態の固定ゴム20と同様に構成される。
摺動ユニット130は、第一実施形態の摺動ユニット30と同様に構成される。
プレート110には、下面から圧力室112までを連通する連通孔113が形成される。
また、漏れ検査装置101は、連通孔113に接続される配管を介して、プレート110に検査流体P22を導入可能に構成される。
次に、第二実施形態の漏れ検査装置101の動作について説明する。
なお、以下では、外側開口部W21をシールするために必要な推力をF21、内側開口部W22をシールするために必要な推力をF22とする。また、各推力F21・F22は、検査時の反力を含むものとする。
漏れ検査装置101は、シリンダ140を駆動させてプレート110をワークW20に接近させ、各開口部W21・W22に固定ゴム120およびシール部材132を当接させる。
その後、漏れ検査装置101は、連通孔113に検査流体P22を導入する。検査流体P22は、連通孔113、圧力室112、摺動ユニット130の内側を順に通って内側開口部W22に導入される。同時に、検査流体P21は、外側開口部W21に対応する系統に導入される。
このとき、シリンダ140は、左方向への推力を発生させ、プレート110が右方向へ移動しないようにプレート110を支持するとともに、固定ゴム120を圧縮して外側開口部W21をシールする(図6に示す右方向への反力H21・H22参照)。
これにより、漏れ検査装置101は、圧力室112を内側開口部W22に導入される検査流体P22の入り口として機能させつつ、圧力室112からの検査流体P22の圧力で摺動ユニット130を左方向に押圧する(図6に示す推力F22参照)。
漏れ検査装置101は、このようにして、シール部材132を圧縮し、その推力F22で内側開口部W22をシールする。
このように、摺動ユニット130は、検査流体P22が導入される内側開口部W22をシール可能である。
また、摺動ユニット130の摺動量で外側開口部W11に対する内側開口部W22の公差を吸収できるため、シリンダ140は、前記公差に関わらず、推力F21+F22と同じ大きさの左方向への推力N20を発生させるだけで、外側開口部W21をシールできる(図6に示す右方向への反力H21参照)。
ここで、従来技術にあるようなバネを用いて内側開口部W22をシールする場合や個別にシリンダを用いた場合、その構造上、内側開口部W22に検査流体P22を導入できない(図14および図17参照)。
従って、従来技術においては、二つの固定ゴムを用いて各開口部W21・W22をシールする必要がある(図15参照)。
この場合には、推力F21+F22と同じ大きさの左方向への推力N20に加えて、前記公差を吸収するための推力、および余裕代を押し切るための推力を有する大きなシリンダを用いる必要がある(図15に示す推力N63・N64参照)。
つまり、漏れ検査装置101は、ワークW20の右側面に複数形成される各開口部W21・W22のうち、少なくともいずれか一つを摺動ユニット130によってシールすることで、バネおよび個別にシリンダを用いてシールできないような開口部をシールできる。
これによれば、漏れ検査装置101は、前記公差を吸収するための推力および余裕代を押し切るための推力を排除できるため、シール時に要するシリンダ140の推力を大きく低減できる。
次に、第三実施形態の漏れ検査装置201について説明する。
図7から図9に示すように、第三実施形態の漏れ検査装置201は、第一開口部W31から第三開口部W33までを順番にシールする点が、第一実施形態の漏れ検査装置1と異なる点である。
図7に示すように、第一開口部W31および第二開口部W32は、第一実施形態の各開口部W11・W12と略同一の形状に形成される。
第三開口部W33は、第二開口部W32の下方に配置されるとともに第二開口部W32と略同一の形状に形成され、左右方向において第二開口部W32と同じ位置に位置する。つまり、第三開口部W33は、第一開口部W31よりも左方向に所定の長さだけオフセットされた位置に配置される。
このような各開口部W31〜W33は、シリンダブロックの内部で互いに連通していない。すなわち、各開口部W31〜W33は、別々の系統である。
第三実施形態の漏れ検査装置201は、第一開口部W31を固定ゴム220によってシールし、第二開口部W32および第三開口部W33を摺動ユニット230・250によってシールする。
プレート210には、凹部211の下方に、凹部213が形成される。凹部213は、第三開口部W33の右方に配置される点を除いて第一実施形態の凹部11と同様に構成される。
固定ゴム220は、第一実施形態の固定ゴム20と同様に構成される。
摺動ユニット230は、第一実施形態の摺動ユニット30と同様に構成される。
摺動ユニット250は、凹部213を摺動する点を除いて、第一実施形態の摺動ユニット30と同様に構成される。
すなわち、漏れ検査装置201には、摺動ユニット230が摺動可能に嵌入される圧力室212、および摺動ユニット250が摺動可能に嵌入される圧力室214が形成される。
このように、左右方向において同じ位置に配置される第二開口部W32および第三開口部W33を摺動ユニット230・250によってシールすることで、漏れ検査装置201は、第一開口部W31に対する第二開口部W32および第三開口部W33の公差を、摺動ユニット230・250の摺動量で吸収する構成としている(図3参照)。
次に、第三実施形態の漏れ検査装置201の動作について説明する。
なお、以下では、第一開口部W31をシールするために必要な推力をF31、第二開口部W12をシールするために必要な推力をF32、第三開口部W33をシールするために必要な推力をF33とする。また、各推力F31〜F33は、検査時の反力を含むものとする。
漏れ検査装置201は、シリンダ240を駆動させてプレート210をワークW30に接近させ、各開口部W31〜W33に固定ゴム220およびシール部材232・252を当接させる。
その後、漏れ検査装置201は、第一開口部W31に対応する系統を加圧して、第一開口部W31に対応する系統の漏れを検査する。
すなわち、シリンダ240は、左方向への推力を発生させて固定ゴム220を圧縮し、第一開口部W31をシールする(図7に示す右方向への反力H31参照)。
このとき、圧力室212・214に検査流体P32・P33(図8および図9参照)が導入されていないため、摺動ユニット230・250は、固定ゴム220の圧縮量だけ凹部211・213を右方向に摺動する。つまり、シール部材232・252は、固定ゴム220とともに圧縮されない。
従って、シリンダ240は、第一開口部W31に対応する系統を検査するときに、推力F31と同じ大きさの左方向への推力N31を発生させるだけで、第一開口部W31をシールできる。
次に、漏れ検査装置201は、図8に示すように、第一開口部W31に対応する系統への加圧を終了して大気開放し、第二開口部W32に対応する系統の漏れを検査する。
すなわち、漏れ検査装置201は、第二開口部W32に対応する系統に検査流体P32を導入することで、圧力室212からの検査流体P32の圧力で摺動ユニット230を左方向に押圧して第二開口部W32をシールする(図8に示す推力F32参照)。
このとき、摺動ユニット230は、シール部材232の圧縮量だけ、プレート210(固定ゴム220)および摺動ユニット250に対して相対的に左方向に移動する。
従って、シリンダ240は、第二開口部W32に対応する系統を検査するときに、推力F32と同じ大きさの左方向への推力N32を発生させるだけで、第二開口部W32をシールできる(図8に示す推力F32および右方向への反力H32参照)。
これは、第三開口部W33をシールする場合においても同様である(図9に示す検査流体P33、推力F33、右方向への反力H33、および推力N33参照)。
このように、漏れ検査装置201は、摺動ユニット230・250によって第二開口部W32および第三開口部W33をシールすることで、各開口部W31〜W33を選択的にシールできる。
これによれば、漏れ検査装置201は、シール時に要するシリンダ240の推力を低減できる。具体的には、漏れ検査装置201は、シリンダ240の推力を、各推力F31〜F33の最大値と同一の大きさの推力まで低減できる。
なお、漏れ検査装置は、三つの摺動ユニットによって各開口部をシールした場合でも、各開口部を選択的にシールできる。
つまり、漏れ検査装置は、全ての開口部、あるいは、一つの系統に対応する開口部を除く開口部を、摺動ユニットでシールすることで、開口部の漏れを系統毎に検出する場合において、各開口部を選択的にシールできる。
次に、第四実施形態の漏れ検査装置301について説明する。
図10に示すように、第四実施形態の漏れ検査装置301は、負圧検査が行われる第一開口部W41と、正圧検査が行われる第二開口部W42と、を順番にシールする点が、第一実施形態の漏れ検査装置1と異なる点である。
第一開口部W41は、内径寸法が第一実施形態の第一開口部W11の内径寸法よりも大きい点を除いて、第一実施形態の第一開口部W11と同様に構成される。
第二開口部W41は、第一実施形態の第二開口部W11と同様に構成される。
このような各開口部W41・W42は、シリンダブロックの内部で互いに連通していない。すなわち、各開口部W41・W42は、別々の系統である。
第四実施形態の漏れ検査装置301は、第一開口部W41を固定ゴム320によってシールし、第二開口部W42を摺動ユニット330によってシールする。
固定ゴム320は、第一開口部W41をシールできるような形状に形成される点を除いて、第一実施形態の固定ゴム20と同様に構成される。
摺動ユニット330は、第一実施形態の摺動ユニット30と同様に構成される。
次に、第四実施形態の漏れ検査装置301の動作について説明する。
なお、以下では、第二開口部W42をシールするために必要な推力をF42とする。また、推力F42は、検査時の反力を含むものとする。
図10(a)に示すように、漏れ検査装置301は、シリンダ340を駆動させてプレート310をワークW40に接近させ、各開口部W41・W42に固定ゴム320およびシール部材332を当接させる。
その後、漏れ検査装置301は、第一開口部W41に対応する系統を減圧して、第一開口部W41に対応する系統の漏れを検査する。
このとき、プレート310が第一開口部W41より吸引され、固定ゴム320は、第一開口部W41に押し付けられて圧縮される。
また、圧力室312に検査流体P42が導入されていないため、摺動ユニット330は、固定ゴム320の圧縮量に応じて凹部311を右方向に摺動する。つまり、シール部材332は、負圧検査時に圧縮されない。
このため、漏れ検査装置301は、第一開口部W41に対応する系統を検査するときに、減圧による吸引力Qだけで第一開口部W41をシールできる。
従って、第一開口部W41に対応する系統を検査するとき、シリンダ340は駆動しない。
次に、漏れ検査装置301は、図10(b)に示すように、第二開口部W42に対応する系統の漏れを検査する。
すなわち、漏れ検査装置301は、第二開口部W42に対応する系統に検査流体P42を導入することで、圧力室312からの検査流体P42の圧力で摺動ユニット330を左方向に押圧して第二開口部W42をシールする(図10(b)に示す推力F42参照)。
漏れ検査装置301は、第一開口部W41に対応する系統を減圧したままで、このような第二開口部W42に対応する系統の漏れを検査する。
これによれば、漏れ検査装置301は、第二開口部W42をシールするときに、プレート310に対して作用する右方向への反力H42を、吸引力Qで打ち消すことができる。
従って、シリンダ340は、推力F42から吸引力Qを減じた大きさの左方向への推力N40を発生させるだけで、第二開口部W42をシールできる。
仮に、吸引力Qの大きさが推力F42以上の大きさである場合、漏れ検査装置301は、第二開口部W42をシールするときに、シリンダ340を駆動させる必要がなくなる。
つまり、この場合、シリンダ340は、プレート310を移動できる程度の推力を発生可能であればよい。
このように、漏れ検査装置301は、負圧検査および正圧検査を行う場合において、負圧検査時の吸引力Qを保持した状態で、正圧検査を行う第二開口部W42を摺動ユニット330によってシールすることで、シリンダ340の推力を効果的に低減できる。
これによれば、漏れ検査装置301は、シリンダヘッドのように正圧検査および負圧検査を行うワークW40を検査する場合において、シール時に要するシリンダ340の推力を効果的に低減できる。
特に、吸引力Qの大きさが推力F42以上の大きさである場合、漏れ検査装置301は、プレート310を移動可能な推力までシリンダ340の推力を低減できる。
次に、第五実施形態の漏れ検査装置401について説明する。
図11に示すように、第五実施形態の漏れ検査装置401は、シリンダ440としてロックシリンダを採用している点、および各開口部W51・W52をともに摺動ユニット430・450によってシールする点が、第一実施形態の漏れ検査装置1と異なる点である。
各開口部W51・W52は、第一実施形態の各開口部W11・W12と略同一の形状に形成される。
プレート410には、凹部411・413が形成される。凹部411は、第一開口部W41の右方に配置される点を除いて第一実施形態の凹部11と同様に構成される。凹部413は、第一実施形態の凹部11と同様に構成される。
摺動ユニット430は、凹部411を摺動する点を除いて、第一実施形態の摺動ユニット30と同様に構成される。
摺動ユニット450は、第一実施形態の摺動ユニット30と同様に構成される。
すなわち、漏れ検査装置401には、摺動ユニット430が摺動可能に嵌入される圧力室412および摺動ユニット450が摺動可能に嵌入される圧力室414が形成される。
次に、第五実施形態の漏れ検査装置401の動作について説明する。
なお、以下では、第一開口部W51をシールするために必要な推力をF51、第二開口部W52をシールするために必要な推力をF52とする。また、各推力F51・F52は、検査時の反力を含むものとする。
図11(a)に示すように、漏れ検査装置401は、シリンダ440を駆動させてプレート410をワークW50に接近させ、各開口部W51・W52にシール部材432・452を当接させる。
その後、図11(b)に示すように、漏れ検査装置401は、シリンダ440のロッド441を右方向へ移動不能にロックする(図11(b)に示すロック442参照)。
シリンダ440のロッド441をロックした後で、漏れ検査装置401は、ワークW50に検査流体P50を導入し、圧力室412・414からの検査流体P50の圧力で摺動ユニット430・450を左方向に押圧して各開口部W51・W52をシールする(図11(b)に示す推力F51・F52参照)。
これによれば、漏れ検査装置401は、各開口部W51・W52をシールするときに、プレート410に対して作用する右方向への反力H51・H52を、ロック442で受けることができる。
従って、漏れ検査装置401は、各開口部W51・W52をシールするときに、シリンダ440を駆動させる必要がなくなる。
つまり、漏れ検査装置401は、プレート410を移動可能な推力までシリンダ440の推力を低減できる。
このように、シリンダ440は、左端部がプレート410に連結されるロッド441を備え、ロッド441を所定の位置でロック可能なロックシリンダである。
また、漏れ検査装置401は、全ての開口部W51・W52を、摺動ユニット430・450によってシールする。
なお、図12に示すように、シリンダ440がロックシリンダである場合、ワークW50の右側面に第一開口部W51だけが形成される(一側面に開口部が一つだけ形成される)場合においても、漏れ検査装置401は、第一開口部W51をシールするときに、シリンダ440を駆動させる必要がなくなる。
つまり、漏れ検査装置401は、プレート410を移動可能な推力までシリンダ440の推力を低減できる。
また、漏れ検査装置は、図13に示すように、受圧面積A毎に摺動ユニット30を標準化し、右端部にフランジ部が形成される略筒状の連結部材51を介してプレート510に取り付ける構成であっても構わない(図13に示すユニット50A・50B参照)。
これによれば、漏れ検査装置は、開口部をシールするために必要な推力からユニット50A・50Bを選定できるため、設計工程を短縮できる。また、漏れ検査装置は、そのコストを低減できるとともに、既存の設備に対して容易に展開できる。
1 漏れ検査装置
10 プレート
12 圧力室
30 摺動ユニット(シール手段)
40 シリンダ(駆動手段)
P10 検査流体
W10 ワーク
W12 第二開口部(開口部)

Claims (5)

  1. ワークの一側面に形成される開口部をシールして、前記ワークの漏れを検査する漏れ検査装置であって、
    前記ワークの一側面に対して対向する側に配置されるプレートと、
    前記ワークに対する近接離間方向に沿って前記プレートに対して相対的に移動可能に、前記プレートの前記ワークの一側面に対して対向する側に支持されるシール手段と、
    前記プレートを支持し、前記プレートおよび前記シール手段を前記ワークに対して近接離間させる駆動手段と、
    を具備し、
    前記漏れ検査装置には、
    前記シール手段が摺動可能に嵌入される圧力室が形成され、
    前記シール手段は、
    前記開口部と前記圧力室とを連通可能な形状に形成され、
    前記漏れ検査装置は、
    前記駆動手段を駆動させ、前記開口部に前記シール手段が当接するまで前記プレートを前記ワークに接近させ、
    検査流体が前記ワークに導入されるときに、前記シール手段を介して前記検査流体を前記圧力室に導入し、前記圧力室からの前記検査流体の圧力で前記シール手段を押圧することで、前記開口部をシールする、
    漏れ検査装置。
  2. 前記ワークの一側面には、
    前記開口部が複数形成され、
    前記漏れ検査装置は、
    前記各開口部のうち、少なくともいずれか一つを前記シール手段によってシールする、
    請求項1に記載の漏れ検査装置。
  3. 前記ワークには、
    シール部の位置が前記プレートに対する近接離間方向に異なる少なくとも二つの開口部が形成される、
    請求項2に記載の漏れ検査装置。
  4. 前記駆動手段は、
    一端部が前記プレートに連結されるロッドを備え、前記ロッドを所定の位置でロック可能なロックシリンダであり、
    前記漏れ検査装置は、
    全ての前記開口部を前記シール手段によってシールする、
    請求項2から請求項3までのいずれか一項に記載の漏れ検査装置。
  5. 前記ワークの一側面には、
    前記開口部が一つだけ形成され、
    前記駆動手段は、
    一端部が前記プレートに連結されるロッドを備え、前記ロッドを所定の位置でロック可能なロックシリンダである、
    請求項1に記載の漏れ検査装置。
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