JP2017067714A - 漏れ検査装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】タンク及び流量計を用いた流量測定法による漏れ検査において、漏れが微小でも確実に測定可能とし、かつ測定時間を短縮する。【解決手段】導入圧導入手段20からタンク3に導入圧を導入する。次に、タンク3を導入圧導入手段20から遮断する。次に、タンク3と検査空間9aとを連通させる。その後、タンク3の内圧と検査空間9aの内圧との大小関係に応じて、タンク3の内圧を逃圧手段40によって逃がす。そして、タンク3と検査空間9aとの間の流量を流量計4によって測定する。【選択図】図1
Description
本発明は、検査対象を漏れ検査する装置及び方法に関し、特に漏れ流量測定法による漏れ検査装置及び方法に関する。
エアリークテスタは、封止した検査対象の密封性を検査するものとして知られている(特許文献1等参照)。検査対象から漏れがあれば圧力降下が生じる。これを差圧センサ等の圧力測定手段によって測定する。圧力測定手段は、検査対象の容積が大きいと、同じ漏れ量でも圧力降下量が小さくなるため、検出感度が低くなる。
これに対して、ガスリークディテクタで検査する方法は有るが、設備費及びランニングコストが高く採用を控えることが多い。また、特許文献2では、流量測定法による漏れ検査を行っている。検査対象には一定の試験圧を付与する。検査対象に漏れがあれば、それによる圧力降下を補うために、圧力源から検査対象へ気体の流れが生じる。これを流量計によって測定する。この流量測定法によれば、検出感度が検査対象の容積に影響されることがない。この点において、前述の圧力測定法より勝る。さらに、特許文献2では、試験圧付与時の断熱圧縮に伴う放熱の影響を事前に補正データとして求めておき、実際の検査対象に対する本検査では、流量の実測データから前記補正データを差し引いている。これによって、放熱が収束するのを待つことなく測定を実行できる。
流量測定法は、設備費及びランニングコストはエアリークテスタと同程度である。しかし、後に示す理由により、現実には検査対象の容積が大きくても、流量測定法が用いられることは少ない。
流量計が正しく流量を測るためには、流量計の入口と出口で圧力差が形成され、定常的な流れができる必要がある。ところが、検査対象へ試験圧を導入した直後は、流量計の入口と出口が同圧のため、漏れがあったとしても流量測定できない。入口と出口に圧力差が出来て流量測定できるようになるまでは時間がかかる。特に、大きな容積の検査対象における小さな漏れを測定する場合は非常に長い時間がかかる。
流量計が正しく流量を測るためには、流量計の入口と出口で圧力差が形成され、定常的な流れができる必要がある。ところが、検査対象へ試験圧を導入した直後は、流量計の入口と出口が同圧のため、漏れがあったとしても流量測定できない。入口と出口に圧力差が出来て流量測定できるようになるまでは時間がかかる。特に、大きな容積の検査対象における小さな漏れを測定する場合は非常に長い時間がかかる。
測定時間を短縮するために、測定レンジが小さく圧損が小さな流量計を用いると、入口圧ひいては試験圧の僅かな変動も流量値として検知してしまうことになる。流量測定法でよく用いられる層流式流量計の場合、計測の所要差圧が200〜300Pa程度(フルスケールは約600Pa程度)であるのに対し、試験圧は、精密レギュレータで調圧しても100Pa程度は変動する。したがって、計測への影響は大きい。
流量計の入口圧の変動要因を取り除く方法として、圧力源と流量計との間にタンクを設けることが考えられる。圧力源からの圧力(圧縮気体)を、レギュレータを介してタンクに導入した後、レギュレータとタンクとの間を遮断する。次に、タンクと検査対象とを連通し、タンクからの流れを測定する。
しかし、タンクから検査対象内(検査空間)への圧力導入時に、検査空間で気体の断熱圧縮が起こる。その後の放熱によって、検査空間の内圧が低下するために、検査対象が漏れの無い良品であっても、タンクから検査空間へ流れが発生する。そのため、放熱が収束するまでは、漏れ流量を安定的に測定できない。特に、微小な漏れを測定するためにレンジの小さな流量計を用いた場合、レンジオーバーになって測定不可能になる。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、タンク及び流量計を用いた流量測定法による漏れ検査において、短時間で、かつ精度良く測定可能とし、特に漏れが微小でも確実に測定可能とすることを目的とする。
前記問題点を解決するために、本発明装置は、検査空間を画成する検査対象を漏れ流量によって検査する漏れ検査装置であって、
タンクと、
前記タンクと前記検査空間との間の流量を測定する流量計と、
導入圧導入手段から前記タンクに導入圧を導入する導入動作と、前記タンクを前記導入圧導入手段から遮断する遮断動作と、前記タンクと前記検査空間とを連通させる連通動作と、を順次実行する流通制御手段と、
前記タンクと接続され、前記測定前に前記タンク内の圧を逃がす逃圧手段と、
を備えたことを特徴とする。
タンクと、
前記タンクと前記検査空間との間の流量を測定する流量計と、
導入圧導入手段から前記タンクに導入圧を導入する導入動作と、前記タンクを前記導入圧導入手段から遮断する遮断動作と、前記タンクと前記検査空間とを連通させる連通動作と、を順次実行する流通制御手段と、
前記タンクと接続され、前記測定前に前記タンク内の圧を逃がす逃圧手段と、
を備えたことを特徴とする。
前記タンクと前記検査空間との連通動作によって、タンクの導入圧が検査空間へ導入(放出)される。このとき、前記タンクの圧力が下がり所定の試験圧力になるように予め調圧されていることが好ましい。この導入時の断熱変化によって、検査空間の温度ひいては内圧が変動する。また、検査対象の材質又は構造により、試験圧の導入により容積が変化し、ひいては内圧変動が起こる。それらの収束を待つ間にタンク内の圧を逃がす。これによって、タンクの内圧を、検査空間の内圧変化に追随させることができる。したがって、検査空間への試験圧導入時の断熱変化及び/又は容積変化に起因する流れを十分に小さくできる。よって、検査空間内の温度変化及び/又は容積変化が収束するのを待たなくても測定工程を開始でき、漏れ検査の所要時間を短縮できる。流量計の測定レンジが小さくても、レンジオーバーになるのを回避でき、微小な漏れを精度良く、かつ確実に検知できる。
本発明によれば、流量測定に必要な圧力の安定を損なうことなく、流量計に流れる漏れ以外の流量を制御し、断熱変化及び/又は容積変化の収束前に測定工程を開始でき、試験時間を短縮できる。
本発明によれば、流量測定に必要な圧力の安定を損なうことなく、流量計に流れる漏れ以外の流量を制御し、断熱変化及び/又は容積変化の収束前に測定工程を開始でき、試験時間を短縮できる。
前記逃圧手段が、前記タンクに接続されたリリーフ弁を含み、
前記測定前に、前記リリーフ弁が、前記タンクの内圧と前記検査空間の内圧との大小関係に応じて開閉(開度調節含む)されることが好ましい。
これによって、タンクの内圧を、検査空間の内圧変化に確実に追随させるようにして逃がすことができる。
前記測定前に、前記リリーフ弁が、前記タンクの内圧と前記検査空間の内圧との大小関係に応じて開閉(開度調節含む)されることが好ましい。
これによって、タンクの内圧を、検査空間の内圧変化に確実に追随させるようにして逃がすことができる。
前記タンクには、等温化部材が収容されていることが好ましい。等温化部材は、空気より熱容量が大きい部材であることが好ましく、熱伝導面積が大きいことが好ましい。
これによって、タンクへの導入圧導入時におけるタンク内の温度変化を短時間で安定させることができる。また、検査空間への導入に際しても、タンク内の断熱変化による温度変化が安定し、導入圧の導入に伴う断熱変化及び/又は容積変化などによる変動の再現性を高め、特許文献2の先行技術等を効果的に使用でき、ひいては測定の再現性を高めることができる。これによって、精度良く漏れ検査でき、漏れ検査の所要時間を確実に短縮できる。
これによって、タンクへの導入圧導入時におけるタンク内の温度変化を短時間で安定させることができる。また、検査空間への導入に際しても、タンク内の断熱変化による温度変化が安定し、導入圧の導入に伴う断熱変化及び/又は容積変化などによる変動の再現性を高め、特許文献2の先行技術等を効果的に使用でき、ひいては測定の再現性を高めることができる。これによって、精度良く漏れ検査でき、漏れ検査の所要時間を確実に短縮できる。
本発明方法は、検査空間を画成する検査対象を漏れ流量によって検査する漏れ検査方法であって、
試験圧導入手段からタンクに試験圧を導入する導入工程と、
前記タンクを前記試験圧導入手段から遮断する遮断工程と、
前記タンクと前記検査空間とを連通させる連通工程と、
前記タンクと前記検査空間との間の流量を測定する測定工程と
を順次実行し、
前記測定工程前に、前記タンクの内圧が前記検査空間の内圧変動に追随するよう、前記タンクの内圧を逃がすことを特徴とする。
試験圧導入手段からタンクに試験圧を導入する導入工程と、
前記タンクを前記試験圧導入手段から遮断する遮断工程と、
前記タンクと前記検査空間とを連通させる連通工程と、
前記タンクと前記検査空間との間の流量を測定する測定工程と
を順次実行し、
前記測定工程前に、前記タンクの内圧が前記検査空間の内圧変動に追随するよう、前記タンクの内圧を逃がすことを特徴とする。
本発明方法によれば、検査空間への試験圧導入時の断熱変化、及び/又は容積変化に起因する流れを、測定工程に入る前の逃圧によって十分に小さくできる。よって、検査空間内の温度変化及び/又は容積変化が収束するのを待たなくても測定でき、漏れ検査の所要時間を短縮できる。流量計の測定レンジが小さくても、レンジオーバーになるのを回避でき、微小な漏れを精度良く、かつ確実に検知できる。
本発明によれば、測定の所要時間を短縮できる。かつ、漏れが微小であっても、漏れ流量を精度良く測定できる。
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態を示したものである。
漏れ検査装置1は、漏れ流量を測定することによって検査対象9の密封性を検査する。検査対象9としては、検査空間9aを画成するものであれば、特に限定がなく、機械製品でもよく、精密電子部品でもよく、包装製品でもよい。検査対象9の内部に密封空間が設けられていてもよく、検査対象9が開口部を有していて、その開口部を治具等で塞ぐことで密封空間が画成されるようになっていてもよい。その密封空間が検査空間9aとなっていてもよく、検査対象9をカプセル内に収容することで、カプセルの内壁と検査対象9との間の空間が検査空間9aとなっていてもよい。検査空間9aの容積は、比較的大きい。漏れ検査装置1は、比較的大きな検査空間9aの微小な漏れを検知するのに適している。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態を示したものである。
漏れ検査装置1は、漏れ流量を測定することによって検査対象9の密封性を検査する。検査対象9としては、検査空間9aを画成するものであれば、特に限定がなく、機械製品でもよく、精密電子部品でもよく、包装製品でもよい。検査対象9の内部に密封空間が設けられていてもよく、検査対象9が開口部を有していて、その開口部を治具等で塞ぐことで密封空間が画成されるようになっていてもよい。その密封空間が検査空間9aとなっていてもよく、検査対象9をカプセル内に収容することで、カプセルの内壁と検査対象9との間の空間が検査空間9aとなっていてもよい。検査空間9aの容積は、比較的大きい。漏れ検査装置1は、比較的大きな検査空間9aの微小な漏れを検知するのに適している。
漏れ検査装置1は、空圧路10と、タンク3と、流量計4を備えている。空圧路10の上流端(図1において左端)にエアコンプレッサー等の圧力源2が接続されている。空圧路10には、上流側(左側)からレギュレータ21(減圧弁)、加圧遮断弁51、タンク3、圧力計6、流量計4、及びワーク遮断弁52の順に配置されている。空圧路10の下流端(図1において右端)は、検査空間9aに接続されている。
圧力源2と、レギュレータ21とによって、導入圧導入手段20が構成されている。
加圧遮断弁51は、電磁開閉弁によって構成されている。
タンク3の容積は、検査空間9aの容積よりも十分に大きいことが好ましい。
流量計4は、微小漏れに対応するものであり、測定レンジが小さい。
加圧遮断弁51は、電磁開閉弁によって構成されている。
タンク3の容積は、検査空間9aの容積よりも十分に大きいことが好ましい。
流量計4は、微小漏れに対応するものであり、測定レンジが小さい。
空圧路10は、バイパス路13を有している。バイパス路13の上流端は、圧力計6と流量計4との間の空圧路10に接続されている。バイパス路13の中間部には、バイパス遮断弁53が設けられている。バイパス遮断弁53は、電磁開閉弁によって構成されている。バイパス路13の下流端は、流量計4とワーク遮断弁52との間の空圧路10上の合流部10bに接続されている。
ワーク遮断弁52は、オフ位置52aとオン位置52bとを有する電磁三方弁によって構成されている。ワーク遮断弁52がオフ位置52aのとき、合流部10bと検査空間9aとの間の空圧路10が遮断されるとともに、検査空間9aが排気消音器8を介して大気解放される。ワーク遮断弁52がオン位置52bのとき、合流部10bと検査空間9aとの間の空圧路10が開通されるとともに、排気消音器8と検査空間9aとが遮断される。
加圧遮断弁51と、ワーク遮断弁52と、バイパス遮断弁53によって、流通制御手段5が構成されている。更に、流通制御手段5は、コントローラ50を含む。詳細な図示は省略するが、コントローラ50には、漏れ検査装置1の動作を司るマイクロコンピュータや、弁駆動回路等が格納されている。コントローラ50によって弁51〜53が開閉操作される。
加圧遮断弁51と、ワーク遮断弁52と、バイパス遮断弁53によって、流通制御手段5が構成されている。更に、流通制御手段5は、コントローラ50を含む。詳細な図示は省略するが、コントローラ50には、漏れ検査装置1の動作を司るマイクロコンピュータや、弁駆動回路等が格納されている。コントローラ50によって弁51〜53が開閉操作される。
タンク3には、逃圧手段40が接続されている。逃圧手段40は、逃圧路41と、逃圧遮断弁42と、可変絞り弁43を含む。タンク3から逃圧路41が延びている。逃圧路41上に、逃圧遮断弁42と、可変絞り弁43が上流側(タンク3の側)から順次配置されている。逃圧路41の下流端は、大気開放されている。逃圧遮断弁42は、電磁開閉弁によって構成されている。前記コントローラ50は、弁51〜53の他、逃圧遮断弁42をも開閉操作する。
<漏れ検査方法>
漏れ検査装置1によって、検査対象9を漏れ検査する方法を、図2のタイムチャートにしたがって説明する。
検査すべき検査対象9を空圧路10に接続する。
初期状態では弁51,52,53,42をすべて閉じておく。
これら弁51,52,53,42を、コントローラ50によって、以下のように開閉操作する。
漏れ検査装置1によって、検査対象9を漏れ検査する方法を、図2のタイムチャートにしたがって説明する。
検査すべき検査対象9を空圧路10に接続する。
初期状態では弁51,52,53,42をすべて閉じておく。
これら弁51,52,53,42を、コントローラ50によって、以下のように開閉操作する。
<導入工程(導入動作)>
まず、加圧遮断弁51を開く。これによって、圧力源2とタンク3とが連通され、導入圧導入手段20からタンク3に導入圧(圧縮気体)が導入される。タンク3の内圧が、所定の導入圧になる。導入圧は、レギュレータ21(導入圧設定手段)によって設定することができる。
まず、加圧遮断弁51を開く。これによって、圧力源2とタンク3とが連通され、導入圧導入手段20からタンク3に導入圧(圧縮気体)が導入される。タンク3の内圧が、所定の導入圧になる。導入圧は、レギュレータ21(導入圧設定手段)によって設定することができる。
<遮断工程(遮断動作)>
次に、加圧遮断弁51を閉じる。これによって、タンク3が、導入圧導入手段20のレギュレータ21から遮断される。したがって、レギュレータ21の二次圧が例えば100Pa程度の範囲で微小変動したとしても、漏れ検査に影響が及ぶのを回避できる。
次に、加圧遮断弁51を閉じる。これによって、タンク3が、導入圧導入手段20のレギュレータ21から遮断される。したがって、レギュレータ21の二次圧が例えば100Pa程度の範囲で微小変動したとしても、漏れ検査に影響が及ぶのを回避できる。
<連通工程(連通動作)>
次に、ワーク遮断弁52及びバイパス遮断弁53を開く。好ましくは同時に開く。これによって、タンク3と検査空間9aとが連通され、タンク3内の圧縮気体が検査空間9aへ導入される。タンク3に蓄えられた導入圧は、検査空間9aに導入されるため圧力が降下するが、降下後の圧力が所定の試験圧力となるよう、前記導入圧は予め設定されている。このため、検査空間9aの内圧が試験圧まで急上昇する。検査空間9a内では、断熱圧縮及び/又は容積変化が起きる。
次に、ワーク遮断弁52及びバイパス遮断弁53を開く。好ましくは同時に開く。これによって、タンク3と検査空間9aとが連通され、タンク3内の圧縮気体が検査空間9aへ導入される。タンク3に蓄えられた導入圧は、検査空間9aに導入されるため圧力が降下するが、降下後の圧力が所定の試験圧力となるよう、前記導入圧は予め設定されている。このため、検査空間9aの内圧が試験圧まで急上昇する。検査空間9a内では、断熱圧縮及び/又は容積変化が起きる。
<平衡工程>
断熱圧縮によって、検査空間9aの気体温度が一時的に高くなる。その後、放熱が起きる。放熱に伴って、検査空間9aの内圧が徐々に低下して、ある収束値に漸近する。また、検査対象9が材質、構造により膨張が起こる場合は、検査空間9aが加圧されることにより膨張が起こり、それに伴い内圧が徐々に低下して、ある収束値に漸近する。この期間が平衡工程となる。
断熱圧縮によって、検査空間9aの気体温度が一時的に高くなる。その後、放熱が起きる。放熱に伴って、検査空間9aの内圧が徐々に低下して、ある収束値に漸近する。また、検査対象9が材質、構造により膨張が起こる場合は、検査空間9aが加圧されることにより膨張が起こり、それに伴い内圧が徐々に低下して、ある収束値に漸近する。この期間が平衡工程となる。
<逃圧工程>
平衡工程の期間中に逃圧工程を実行する。詳しくは、ワーク遮断弁52及びバイパス遮断弁53の開動作(連通動作)から時間t1の経過後、バイパス遮断弁53を閉じてバイパス路13を閉止し、かつ逃圧遮断弁42を開ける。好ましくは、時間t1は、検査空間9aの内圧が所定の試験圧に達し、大きな変動が収まる時間に設定する。逃圧遮断弁42の開放によって、タンク3内の圧縮気体の一部が逃圧路41へ抜ける。これによって、タンク3の内圧を逃がすことができる。好ましくは、可変絞り弁43の開度は、タンク3の内圧の低下度合が、検査空間9aの放熱及び/又は容積変化に伴う内圧低下の度合とほぼ一致するように設定しておく。これによって、タンク3の内圧が、検査空間9aの内圧変化に追随するようにして低下する。したがって、放熱による検査空間9aの内圧低下に起因して、タンク3の圧縮気体が検査対象9へ流れるのを防止又は抑制することができる。つまりは、検査空間9aの密封性の不良に起因する漏れがある場合にだけ、タンク3の圧縮気体が検査対象9へ流れるようにすることができる。
本実施形態では平衡工程に合わせて逃圧を行っているが、測定工程前であれば必ずしも平衡工程と同期している必要はない。
平衡工程の期間中に逃圧工程を実行する。詳しくは、ワーク遮断弁52及びバイパス遮断弁53の開動作(連通動作)から時間t1の経過後、バイパス遮断弁53を閉じてバイパス路13を閉止し、かつ逃圧遮断弁42を開ける。好ましくは、時間t1は、検査空間9aの内圧が所定の試験圧に達し、大きな変動が収まる時間に設定する。逃圧遮断弁42の開放によって、タンク3内の圧縮気体の一部が逃圧路41へ抜ける。これによって、タンク3の内圧を逃がすことができる。好ましくは、可変絞り弁43の開度は、タンク3の内圧の低下度合が、検査空間9aの放熱及び/又は容積変化に伴う内圧低下の度合とほぼ一致するように設定しておく。これによって、タンク3の内圧が、検査空間9aの内圧変化に追随するようにして低下する。したがって、放熱による検査空間9aの内圧低下に起因して、タンク3の圧縮気体が検査対象9へ流れるのを防止又は抑制することができる。つまりは、検査空間9aの密封性の不良に起因する漏れがある場合にだけ、タンク3の圧縮気体が検査対象9へ流れるようにすることができる。
本実施形態では平衡工程に合わせて逃圧を行っているが、測定工程前であれば必ずしも平衡工程と同期している必要はない。
<逃圧工程の終了>
次に、逃圧遮断弁42を閉じる。これによって、タンク3からの逃圧が停止される。
次に、逃圧遮断弁42を閉じる。これによって、タンク3からの逃圧が停止される。
<測定工程>
このとき、既にバイパス路13が閉止されているから、検査空間9aから漏れがあった場合、タンク3と検査対象9との間を流れる気体の全量が流量計4を通過する。その流量を流量計4によって測定する。放熱による検査空間9aの内圧低下に起因する流れが殆ど無いから、流量計4の測定レンジが小さくても、レンジオーバーになるのを回避できる。これによって、検査空間9aからの漏れ流量を確実に測定できる。流量計4の測定レンジを小さくすることによって、微小な漏れを精度良く検知できる。
検査対象9が、漏れの無い良品である場合には、タンク3内の前記逃圧によって、タンク3と検査空間9aとの間の流れが十分に小さくなる。
この時、検査空間9aの放熱及び/又は容積変化に伴う内圧低下が収束してしない場合は、再び前記内圧低下に起因するタンク3から検査空間9aへの流れが開始されるが、測定工程開始時には流量計で計測できる範囲内に制御されているので、特許文献2の先行技術等を使用することで、実際の漏洩以外の流れを補正することができ、正確な漏れ量を測定することが出来る。
したがって、流量計4の流量測定値に基づいて、検査対象9の漏れの有無ひいては良否判定を精度良く行うことができる。
しかも、放熱及び/又は容積変化により検査空間9aの内圧が変化している期間であっても、正確に測定を行うことができる。これによって、漏れ検査の所要時間を短縮できる。
なお、バイパス遮断弁53は、連通工程〜測定工程の直前まで開け続け、測定工程の開始時に遮断してもよいが、流量計4の付近で、測定工程の直前に弁53の開閉による変動が起きることになり、測定の安定性を損なうこととなる。
このとき、既にバイパス路13が閉止されているから、検査空間9aから漏れがあった場合、タンク3と検査対象9との間を流れる気体の全量が流量計4を通過する。その流量を流量計4によって測定する。放熱による検査空間9aの内圧低下に起因する流れが殆ど無いから、流量計4の測定レンジが小さくても、レンジオーバーになるのを回避できる。これによって、検査空間9aからの漏れ流量を確実に測定できる。流量計4の測定レンジを小さくすることによって、微小な漏れを精度良く検知できる。
検査対象9が、漏れの無い良品である場合には、タンク3内の前記逃圧によって、タンク3と検査空間9aとの間の流れが十分に小さくなる。
この時、検査空間9aの放熱及び/又は容積変化に伴う内圧低下が収束してしない場合は、再び前記内圧低下に起因するタンク3から検査空間9aへの流れが開始されるが、測定工程開始時には流量計で計測できる範囲内に制御されているので、特許文献2の先行技術等を使用することで、実際の漏洩以外の流れを補正することができ、正確な漏れ量を測定することが出来る。
したがって、流量計4の流量測定値に基づいて、検査対象9の漏れの有無ひいては良否判定を精度良く行うことができる。
しかも、放熱及び/又は容積変化により検査空間9aの内圧が変化している期間であっても、正確に測定を行うことができる。これによって、漏れ検査の所要時間を短縮できる。
なお、バイパス遮断弁53は、連通工程〜測定工程の直前まで開け続け、測定工程の開始時に遮断してもよいが、流量計4の付近で、測定工程の直前に弁53の開閉による変動が起きることになり、測定の安定性を損なうこととなる。
<終了工程>
測定後、ワーク遮断弁52を閉じる。そして、検査対象9を取り外す。
測定後、ワーク遮断弁52を閉じる。そして、検査対象9を取り外す。
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構成に関しては図面に同一符号を付して説明を省略する。
[第2実施形態]
図3は、本発明の第2実施形態を示したものである。漏れ検査装置1Bにおいては、タンク3が、普通タンク31と等温化タンク32を有している。普通タンク31の内部は空になっている。等温化タンク32内には、等温化部材33が収容されている。等温化部材33は、空気よりも熱容量が大きく、熱伝達面積が大きい材料によって構成されている。好ましくは、等温化部材33は、金属細線33aによって構成されている。金属細線33aの金属材質としては、ステンレス等が挙げられ、好ましくは、充填する気体に影響(腐食など)されない材質である。等温化部材33は、等温化タンク32内において、気体の充填、放出による気体の流れにより移動しない配置状態となっている。
[第2実施形態]
図3は、本発明の第2実施形態を示したものである。漏れ検査装置1Bにおいては、タンク3が、普通タンク31と等温化タンク32を有している。普通タンク31の内部は空になっている。等温化タンク32内には、等温化部材33が収容されている。等温化部材33は、空気よりも熱容量が大きく、熱伝達面積が大きい材料によって構成されている。好ましくは、等温化部材33は、金属細線33aによって構成されている。金属細線33aの金属材質としては、ステンレス等が挙げられ、好ましくは、充填する気体に影響(腐食など)されない材質である。等温化部材33は、等温化タンク32内において、気体の充填、放出による気体の流れにより移動しない配置状態となっている。
レギュレータ21A,21Bは、直列に2つ設けられている。前段のレギュレータ21Aで大きな圧力変動を取り除き、後段の精密レギュレータ21Bの性能を引き出している。
バイパス路13の合流部10bは、ワーク遮断弁52より下流側(検査対象9側)の空圧路10上に配置されている。したがって、ワーク遮断弁52がオフ位置52aのとき、流量計4と検査空間9aとの間の空圧路10が遮断されるとともに、検査空間9aが排気消音器8を介して大気解放される。ワーク遮断弁52がオン位置52bのとき、流量計4と検査空間9aとが連通されるとともに、排気消音器8と検査空間9aとが遮断される。
バイパス路13の合流部10bは、ワーク遮断弁52より下流側(検査対象9側)の空圧路10上に配置されている。したがって、ワーク遮断弁52がオフ位置52aのとき、流量計4と検査空間9aとの間の空圧路10が遮断されるとともに、検査空間9aが排気消音器8を介して大気解放される。ワーク遮断弁52がオン位置52bのとき、流量計4と検査空間9aとが連通されるとともに、排気消音器8と検査空間9aとが遮断される。
逃圧手段40Bは、逃圧路41と、リリーフ弁44と、接続切替弁45を含む。
逃圧路41は、逃圧上流路41aと、逃圧下流路41cを含む。普通タンク31から逃圧上流路41aが延びている。逃圧上流路41aの下流端は、リリーフ弁44の入口ポートに接続されている。
逃圧路41は、逃圧上流路41aと、逃圧下流路41cを含む。普通タンク31から逃圧上流路41aが延びている。逃圧上流路41aの下流端は、リリーフ弁44の入口ポートに接続されている。
リリーフ弁44(リリーフ付き減圧弁)は、第1パイロットポート44aと、第2パイロットポート44bと、リリーフポート44cを有している。
第1パイロットポート44aには、第1パイロット圧路41d及び逃圧上流路41aを介して、普通タンク31の圧が常時かかっている。
第2パイロットポート44bには、第2パイロット圧路41eを介して、接続切替弁45が接続されている。
リリーフポート44cから逃圧下流路41cが延びている。逃圧下流路41cにオリフィス43Bが設けられている。
詳細な図示は省略するが、リリーフ弁44の弁体は、2つのパイロットポート44a,44bへの導入圧の大小関係に応じて位置調節される。かつ、該弁体の位置に応じて、リリーフポート44cが開度調節(開閉)される。
第1パイロットポート44aには、第1パイロット圧路41d及び逃圧上流路41aを介して、普通タンク31の圧が常時かかっている。
第2パイロットポート44bには、第2パイロット圧路41eを介して、接続切替弁45が接続されている。
リリーフポート44cから逃圧下流路41cが延びている。逃圧下流路41cにオリフィス43Bが設けられている。
詳細な図示は省略するが、リリーフ弁44の弁体は、2つのパイロットポート44a,44bへの導入圧の大小関係に応じて位置調節される。かつ、該弁体の位置に応じて、リリーフポート44cが開度調節(開閉)される。
接続切替弁45(接続切替手段)は、オフ位置45aと、オン位置45bとを有する電磁三方弁によって構成されている。接続切替弁45における第2パイロット圧路41eとの接続ポートを除く2つのポートのうち一方は、タンク圧供給路41fを介して逃圧上流路41aに接続されている。前記2つのポートのうち他方は、ワーク圧供給路41gを介してバイパス遮断弁53よりも下流側(検査対象9側)のバイパス路13に接続されている。
接続切替弁45がオフ位置45aのときは、ワーク圧供給路41gが遮断され、かつタンク圧供給路41fと第2パイロット圧路41eとが接続される。ひいては、第2パイロット圧路41eが、タンク圧供給路41f及び逃圧上流路41aを介して、普通タンク31に接続される。
接続切替弁45がオン位置45bのときは、タンク圧供給路41fが遮断され、かつワーク圧供給路41gと第2パイロット圧路41eとが接続される。ひいては、第2パイロット圧路41eが、ワーク圧供給路41g、バイパス路13の下流側部分、及びバイパス路13より下流側の空圧路10を介して、検査空間9aに接続される。
接続切替弁45がオン位置45bのときは、タンク圧供給路41fが遮断され、かつワーク圧供給路41gと第2パイロット圧路41eとが接続される。ひいては、第2パイロット圧路41eが、ワーク圧供給路41g、バイパス路13の下流側部分、及びバイパス路13より下流側の空圧路10を介して、検査空間9aに接続される。
<漏れ検査方法>
図4に示すように、漏れ検査装置1Bによる漏れ検査方法における弁51,52,53,45の動作は、漏れ検査装置1(図2)の弁51,52,53,42の動作と実質的に同じである。これら弁51,52,53,45は、コントローラ50によって制御される。
接続切替弁45のオフ位置45a(図4の「off」)は、逃圧遮断弁42の閉位置(図2)に対応する。接続切替弁45のオン位置45b(図4の「on」)は、逃圧遮断弁42の開位置(図2)に対応する。
図4に示すように、漏れ検査装置1Bによる漏れ検査方法における弁51,52,53,45の動作は、漏れ検査装置1(図2)の弁51,52,53,42の動作と実質的に同じである。これら弁51,52,53,45は、コントローラ50によって制御される。
接続切替弁45のオフ位置45a(図4の「off」)は、逃圧遮断弁42の閉位置(図2)に対応する。接続切替弁45のオン位置45b(図4の「on」)は、逃圧遮断弁42の開位置(図2)に対応する。
<初期状態>
図4に示すように、初期状態では、加圧遮断弁51及びバイパス遮断弁53を閉じ、ワーク遮断弁52をオフ位置52aにし、かつ接続切替弁45をオフ位置45aにする。
<導入工程(導入動作)>
そして、加圧遮断弁51を開くことによって、試験圧導入手段20からタンク3の普通タンク31及び等温化タンク32に導入圧(圧縮気体)を導入する。普通タンク31及び等温化タンク32内では気体の断熱圧縮が起きる。このとき、等温化部材33によって、気体の熱エネルギーを吸収できる。したがって、タンク3内の気体の温度変化を安定させることができ、測定の再現性を高めることができる。
図4に示すように、初期状態では、加圧遮断弁51及びバイパス遮断弁53を閉じ、ワーク遮断弁52をオフ位置52aにし、かつ接続切替弁45をオフ位置45aにする。
<導入工程(導入動作)>
そして、加圧遮断弁51を開くことによって、試験圧導入手段20からタンク3の普通タンク31及び等温化タンク32に導入圧(圧縮気体)を導入する。普通タンク31及び等温化タンク32内では気体の断熱圧縮が起きる。このとき、等温化部材33によって、気体の熱エネルギーを吸収できる。したがって、タンク3内の気体の温度変化を安定させることができ、測定の再現性を高めることができる。
<遮断工程(遮断動作)>
次に、加圧遮断弁51を閉じて、導入圧導入手段20とタンク3とを遮断する。
<連通工程(連通動作)>
続いて、ワーク遮断弁52をオン位置52bにし、かつバイパス遮断弁53を開くことによって、タンク3と検査空間9aとを連通して、タンク3内の導入圧(圧縮気体)を検査空間9aへ導入する。検査空間9a内では、断熱圧縮が起きる。
次に、加圧遮断弁51を閉じて、導入圧導入手段20とタンク3とを遮断する。
<連通工程(連通動作)>
続いて、ワーク遮断弁52をオン位置52bにし、かつバイパス遮断弁53を開くことによって、タンク3と検査空間9aとを連通して、タンク3内の導入圧(圧縮気体)を検査空間9aへ導入する。検査空間9a内では、断熱圧縮が起きる。
<平衡工程>
その後、検査空間9a内で放熱及び/又は容積変化が起き、検査空間9aの内圧が徐々に低下する。
この平衡工程の直前迄、接続切替弁45をオフ位置45aにしておく。これによって、リリーフ弁44のパイロットポート44a,44bには、共に普通タンク31の圧力がかかり、同圧になる。そのため、リリーフポート44cが閉じられ、普通タンク31の圧が逃圧下流路41cへ抜けることはない。
その後、検査空間9a内で放熱及び/又は容積変化が起き、検査空間9aの内圧が徐々に低下する。
この平衡工程の直前迄、接続切替弁45をオフ位置45aにしておく。これによって、リリーフ弁44のパイロットポート44a,44bには、共に普通タンク31の圧力がかかり、同圧になる。そのため、リリーフポート44cが閉じられ、普通タンク31の圧が逃圧下流路41cへ抜けることはない。
<逃圧工程>
前記連通動作から時間t1の経過後、バイパス遮断弁53を閉じ、かつ接続切替弁45をオン位置45bに切り替える。切替によって、リリーフ弁44の第2パイロットポート44bにかかる圧力が、普通タンク31の圧から検査空間9aの圧に変わる。第1パイロットポート44aには、普通タンク31の圧が継続してかかっている。したがって、普通タンク31の圧と検査空間9aの圧との大小関係に応じて、リリーフポート44cを開度調節(開閉)できる。
前記連通動作から時間t1の経過後、バイパス遮断弁53を閉じ、かつ接続切替弁45をオン位置45bに切り替える。切替によって、リリーフ弁44の第2パイロットポート44bにかかる圧力が、普通タンク31の圧から検査空間9aの圧に変わる。第1パイロットポート44aには、普通タンク31の圧が継続してかかっている。したがって、普通タンク31の圧と検査空間9aの圧との大小関係に応じて、リリーフポート44cを開度調節(開閉)できる。
すなわち、検査空間9aの内圧が放熱及び/又は容積変化によって低下したときは、普通タンク31の圧が検査空間9aの圧よりも高くなるために、リリーフポート44cが開く。しかも、普通タンク31と検査空間9aとの圧力差が大きくなるほど、リリーフ弁44の弁体の変位量が大きくなり、リリーフポート44cの開度が大きくなる。これによって、普通タンク31の内圧を、検査空間9aの内圧変化に確実に追随するように低下させることができる。
<逃圧工程の終了>
次に、接続切替弁45をオン位置45bからオフ位置45aに切り替える。これによって、リリーフ弁44の第2パイロットポート44bにかかる圧力が、検査空間9aの圧から普通タンク31の圧に切り替わる。第1パイロットポート44aには、継続して普通タンク31の圧がかかっている。このため、リリーフポート44cが閉じられ、普通タンク31からの逃圧が停止される。しかも、接続切替弁45の切り替え直前における検査空間9aと普通タンク31とは、ほぼ等圧であるか、ないしは圧力差が極めて小さい。したがって、接続切替弁45を切り替えた瞬間における、リリーフ弁44の弁体の変位を十分に小さく抑えることができる。これによって、接続切替弁45の切り替えに伴うタンク3の圧力(圧力計6Bの読み)の乱れを十分に抑制できる。
次に、接続切替弁45をオン位置45bからオフ位置45aに切り替える。これによって、リリーフ弁44の第2パイロットポート44bにかかる圧力が、検査空間9aの圧から普通タンク31の圧に切り替わる。第1パイロットポート44aには、継続して普通タンク31の圧がかかっている。このため、リリーフポート44cが閉じられ、普通タンク31からの逃圧が停止される。しかも、接続切替弁45の切り替え直前における検査空間9aと普通タンク31とは、ほぼ等圧であるか、ないしは圧力差が極めて小さい。したがって、接続切替弁45を切り替えた瞬間における、リリーフ弁44の弁体の変位を十分に小さく抑えることができる。これによって、接続切替弁45の切り替えに伴うタンク3の圧力(圧力計6Bの読み)の乱れを十分に抑制できる。
<測定工程>
次に、流量計4によって測定を行う。接続切替弁45の切り替え後、すぐに測定しても、タンク3の圧力の乱れが殆ど無いために、測定の正確性を確保できる。しかも、前記等温化部材33による再現性向上によって、検査空間9aの内圧が放熱により変動している期間であっても、十分に正確に測定を行うことができる。つまり、検査対象9が漏れの無い良品の場合、前記変動の経時変化が一定しているために、それを基準にすることで変動期間中であっても漏れ判定できる。これによって、漏れ検査の所要時間を確実に短縮できる。
勿論、第1実施形態と同様に、検査対象9の断熱圧縮及び/又は容積変化による影響を取り除くことができ、流量計4の測定レンジが小さくても、レンジオーバーになるのを回避できる。かつ、流量計4の測定レンジを小さくすることによって、微小な漏れを精度良く検知できる。
次に、流量計4によって測定を行う。接続切替弁45の切り替え後、すぐに測定しても、タンク3の圧力の乱れが殆ど無いために、測定の正確性を確保できる。しかも、前記等温化部材33による再現性向上によって、検査空間9aの内圧が放熱により変動している期間であっても、十分に正確に測定を行うことができる。つまり、検査対象9が漏れの無い良品の場合、前記変動の経時変化が一定しているために、それを基準にすることで変動期間中であっても漏れ判定できる。これによって、漏れ検査の所要時間を確実に短縮できる。
勿論、第1実施形態と同様に、検査対象9の断熱圧縮及び/又は容積変化による影響を取り除くことができ、流量計4の測定レンジが小さくても、レンジオーバーになるのを回避できる。かつ、流量計4の測定レンジを小さくすることによって、微小な漏れを精度良く検知できる。
<終了工程>
測定後、ワーク遮断弁52をオフ位置52aにする。これによって、検査空間9aを、排気消音器8を介して大気解放できる。そして、検査対象9を取り外す。
測定後、ワーク遮断弁52をオフ位置52aにする。これによって、検査空間9aを、排気消音器8を介して大気解放できる。そして、検査対象9を取り外す。
本発明は、前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変をなすことができる。
例えば、漏れ検査装置1,1Bの回路は適宜改変できる。
逃圧工程は、測定工程前に行えばよく、平衡工程と同期させるのに限られず、導入工程時から開始してもよく、遮断工程〜連通工程で開始してもよく、連通工程〜時間t1経過前に開始してもよい。導入工程では、導入圧導入手段20からの導入圧充填が続いているため、逃圧工程を行なってもタンク3の圧力降下は起きない。
漏れ検査装置1(図1)において、タンク3内に漏れ検査装置1B(図3)と同様の等温化部材33を収容してもよい。
漏れ検査装置1B(図3)において、圧供給路41fが、逃圧路41にではなく、レギュレータ21と加圧遮断弁51との間の空圧路10に接続されていてもよい。平衡工程の終了時は、リリーフ弁44の第2パイロットポート44bにかかる圧力が、レギュレータ21の設定圧に切り替わるようにしてもよい。
試験圧導入手段は、圧縮ガス源に限られず、真空ポンプ等の真空圧発生源であってもよい。試験圧は負圧であってもよい。
例えば、漏れ検査装置1,1Bの回路は適宜改変できる。
逃圧工程は、測定工程前に行えばよく、平衡工程と同期させるのに限られず、導入工程時から開始してもよく、遮断工程〜連通工程で開始してもよく、連通工程〜時間t1経過前に開始してもよい。導入工程では、導入圧導入手段20からの導入圧充填が続いているため、逃圧工程を行なってもタンク3の圧力降下は起きない。
漏れ検査装置1(図1)において、タンク3内に漏れ検査装置1B(図3)と同様の等温化部材33を収容してもよい。
漏れ検査装置1B(図3)において、圧供給路41fが、逃圧路41にではなく、レギュレータ21と加圧遮断弁51との間の空圧路10に接続されていてもよい。平衡工程の終了時は、リリーフ弁44の第2パイロットポート44bにかかる圧力が、レギュレータ21の設定圧に切り替わるようにしてもよい。
試験圧導入手段は、圧縮ガス源に限られず、真空ポンプ等の真空圧発生源であってもよい。試験圧は負圧であってもよい。
本発明は、密封品の密封性の良否判定試験に適用できる。
1,1B 漏れ検査装置
3 タンク
4 流量計
5 流通制御手段
9 検査対象(ワーク)
9a 検査空間
20 導入圧導入手段
21 レギュレータ(導入圧設定手段)
31 普通タンク
32 等温化タンク
33 等温化部材
33a 金属細線
40,40B 逃圧手段
44 リリーフ弁
44a 第1パイロットポート
44b 第2パイロットポート
44c リリーフポート
45 接続切替弁(接続切替手段)
3 タンク
4 流量計
5 流通制御手段
9 検査対象(ワーク)
9a 検査空間
20 導入圧導入手段
21 レギュレータ(導入圧設定手段)
31 普通タンク
32 等温化タンク
33 等温化部材
33a 金属細線
40,40B 逃圧手段
44 リリーフ弁
44a 第1パイロットポート
44b 第2パイロットポート
44c リリーフポート
45 接続切替弁(接続切替手段)
Claims (4)
- 検査空間を画成する検査対象を漏れ流量によって検査する漏れ検査装置であって、
タンクと、
前記タンクと前記検査空間との間の流量を測定する流量計と、
導入圧導入手段から前記タンクに導入圧を導入する導入動作と、前記タンクを前記導入圧導入手段から遮断する遮断動作と、前記タンクと前記検査空間とを連通させる連通動作と、を順次実行する流通制御手段と、
前記タンクと接続され、前記測定前に前記タンク内の圧を逃がす逃圧手段と、
を備えたことを特徴とする漏れ検査装置。 - 前記逃圧手段が、前記タンクに接続されたリリーフ弁を含み、
前記測定前に、前記リリーフ弁が、前記タンクの内圧と前記検査空間の内圧との大小関係に応じて開閉されることを特徴とする請求項1に記載の漏れ検査装置。 - 前記タンクには、等温化部材が収容されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の漏れ検査装置。
- 検査空間を画成する検査対象を漏れ流量によって検査する漏れ検査方法であって、
試験圧導入手段からタンクに試験圧を導入する導入工程と、
前記タンクを前記試験圧導入手段から遮断する遮断工程と、
前記タンクと前記検査空間とを連通させる連通工程と、
前記タンクと前記検査空間との間の流量を測定する測定工程と
を順次実行し、
前記測定工程前に、前記タンクの内圧が前記検査空間の内圧変動に追随するよう、前記タンクの内圧を逃がすことを特徴とする漏れ検査方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015196468A JP2017067714A (ja) | 2015-10-02 | 2015-10-02 | 漏れ検査装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015196468A JP2017067714A (ja) | 2015-10-02 | 2015-10-02 | 漏れ検査装置及び方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2017067714A true JP2017067714A (ja) | 2017-04-06 |
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ID=58492189
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JP2015196468A Pending JP2017067714A (ja) | 2015-10-02 | 2015-10-02 | 漏れ検査装置及び方法 |
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JP (1) | JP2017067714A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020060427A (ja) * | 2018-10-09 | 2020-04-16 | 株式会社コスモ計器 | 制御装置、流量感度補正方法、プログラム |
-
2015
- 2015-10-02 JP JP2015196468A patent/JP2017067714A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020060427A (ja) * | 2018-10-09 | 2020-04-16 | 株式会社コスモ計器 | 制御装置、流量感度補正方法、プログラム |
JP7037466B2 (ja) | 2018-10-09 | 2022-03-16 | 株式会社コスモ計器 | 制御装置、流量感度補正方法、プログラム |
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