JP3310224B2 - 容器のガス漏れを計測する方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、容器（被測定容
器）のガス漏れを差圧方式によって正確に計測するため
の方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来において、被測定容器のガス漏れを
計測するために、ガス漏れの全くない容器（基準容器）
を製作し、被測定容器及び基準容器に対して圧縮空気を
供給して互いに同一の圧力となるように充填した後、圧
縮空気の供給を停止し、その後のこれらの容器間におけ
る差圧を計測することが行われている。

【０００３】差圧が計測されると、差圧と被測定容器の
容積とから被測定容器のガス漏れ量を推定することがで
きる（特開平７−１７４６６１号）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の方法では、被測定容器及び基準容器に圧縮空気を充填
した直後には、これら容器内の圧縮空気は、圧力の急激
な上昇により温度が上昇して不安定な状態になっている
ため、その時点では正確な差圧の計測はできない。その
ため、これら容器内の圧縮空気の温度が低下して熱平衡
に近い状態になり、これら容器内の圧縮空気の圧力が安
定するまで放置して、その後に差圧の計測を行わなけれ
ばならなかった。

【０００５】したがって、被測定容器及び基準容器に圧
縮空気を充填してから差圧の計測を開始するまでに、こ
れら容器内の圧縮空気の圧力が安定するまで待つという
余分な時間が発生し、１つの被測定容器についてガス漏
れの計測を完了するのに長い時間を要していた。

【０００６】そのため、容器のガス漏れの検査を生産ラ
イン中で行おうとした場合に、検査工程が生産ラインの
タクトタイムに収まらないという問題があった。本発明
は、上述の問題に鑑みてなされたもので、被測定容器の
ガス漏れを短時間で正確に計測する方法及び装置を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る方
法は、上述の課題を解決するために、基準容器内及び被
測定容器内の圧縮ガスの差圧の時間変化を差圧計で計測
することにより、被測定容器のガス漏れを計測する方法
であって、前記差圧計に切換弁を介して複数の被測定容
器を接続し、その切換弁を開閉することによって、被測
定容器に対して圧縮ガスを供給して充填した後に圧縮ガ
スの供給を停止し、当該被測定容器内の圧縮ガスを冷却
する第１の工程と、冷却した被測定容器内の圧縮ガスの
差圧を計測することにより、被測定容器のガス漏れを計
測する第２の工程と、計測の終わった被測定容器の圧縮
ガスを排気する第３の工程とを、前記複数の各被測定容
器に対して、各工程が互いに重ならないようにして順次
実施し、且つ互いに異なる工程を同時に実施する請求項
２の発明に係る方法は、前記第２の工程で計測を行う間
に、次に計測を行う被測定容器に対して前記第１の工程
を実施し、計測が終わった被測定容器に対して前記第３
の工程を実施する請求項３の発明に係る装置は、複数の
被測定容器を接続するための配管接続部と、基準容器
と、前記基準容器及び前記被測定容器に対して圧縮ガス
を供給するための圧縮ガス源と、前記基準容器と前記被
測定容器との間の差圧を計測するための差圧計と、前記
各被測定容器と前記圧縮ガス源との間にそれぞれ設けら
れた第１の切換弁と、前記被測定容器と前記基準容器と
の間に設けられた第２の切換弁と、１つの被測定容器に
圧縮ガスを供給すると共に他の１つの被測定容器を前記
差圧計に接続するように前記第１の切換弁を制御し、且
つ前記他の１つの被測定容器を前記基準容器に接続して
測定前のバランスをとるように前記第２の切換弁を制御
する制御部と、を有して構成される。

【０００８】複数の各被測定容器に対して、各工程が互
いに重ならないようにして順次実施し、且つ互いに異な
る工程を同時に実施するため、例えば、第２の工程で基
準容器内及び被測定容器内の圧縮ガスの差圧の計測を行
う間に、次に計測を行う被測定容器に対して第１の工程
である圧縮ガスを供給して充填した後に圧縮ガスの供給
を停止し、圧縮ガスの冷却を実施すると共に、既に計測
が終わった被測定容器に対して第３の工程である圧縮ガ
スの排気を実施する。このようにすると、３種の異なる
工程を並行して同時に行えるため、差圧の計測を効率的
に短時間で正確に行うことが可能になる。

【０００９】なお、圧縮ガスを冷却する方法としては、
放置による自然冷却、外部からの強制冷却などが考えら
れる。また、外部からの強制冷却の方法としては、空気
による空冷方式、水による水冷方式などが考えられる。
必要とされる冷却の程度及び設備コストなどに応じて適
宜選択することが可能である。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る計測装置１の
構成を示す回路図、図２は計測装置１によってガス漏れ
の計測を行う場合の各機器の動作タイミングを示す図、
図３は各ステーションで行われる工程を示す図、図４は
本発明に係る計測装置１を生産ラインに適用した場合の
概略の構成を示す平面図である。

【００１１】図１において、計測装置１は、圧縮空気源
ＰＳ、ソレノイドバルブＳＶ４，ＳＶ１Ａ，ＳＶ２Ａ，
ＳＶ１Ｂ，ＳＶ２Ｂ，ＳＶ１Ｃ，ＳＶ２Ｃ、絞り弁ＳＥ
１，ＳＥ２、基準容器ＭＶ、差圧計ＤＰＳ、配管接続部
１１，２１，３１、及びコック５などから構成されてい
る。

【００１２】計測装置１は、３つのステーションＡ，
Ｂ，Ｃにおいて、被測定容器ＷＶに対してガス漏れの計
測のためのそれぞれ異なる工程を同時に実施するように
構成されている。各ステーションＡ，Ｂ，Ｃにおいて、
被測定容器ＷＶを接続するために、それぞれ上に述べた
配管接続部１１，２１，３１が各ステーションＡ，Ｂ，
Ｃに配置されている。

【００１３】圧縮空気源ＰＳは、基準容器ＭＶ及び各被
測定容器ＷＶＡ，ＷＶＢ，ＷＶＣに対して圧縮空気を供
給するためのものである。ソレノイドバルブＳＶ４は、
被測定容器ＷＶＡ〜Ｃを基準容器ＭＶに接続して測定前
の圧力バランスをとるためのものである。

【００１４】ソレノイドバルブＳＶ１Ａ〜ＳＶ２Ｃは、
被測定容器ＷＶＡ〜Ｃへの圧縮空気の供給を制御すると
共に、圧縮空気が供給され準備の完了した被測定容器Ｗ
ＶＡ〜Ｃを前記差圧計ＤＰＳに接続するためのものであ
る。例えば、ソレノイドバルブＳＶ１ＡをオフしＳＶ２
Ａをオンすると、ステーションＡに装着された被測定容
器ＷＶＡに圧縮空気源ＰＳから圧縮空気が供給され、同
時にソレノイドバルブＳＶ１Ｂをオンしソレノイドバル
ブＳＶ２Ｂをオフすると、他のステーションＢに装着さ
れた被測定容器ＷＶＢが差圧計ＤＰＳに接続される。

【００１５】絞り弁ＳＥ１〜２は、基準容器ＭＶ及び被
測定容器ＷＶＡ〜Ｃから差圧計ＤＰＳへの圧縮空気の流
量を制限することによって、差圧計ＤＰＳに急激な圧力
変化を与えないようにするためのものである。

【００１６】基準容器ＭＶは、全ての被測定容器ＷＶＡ
〜Ｃに対して共通に用いられるものであり、ガス漏れが
全くないものである。また、基準容器ＭＶは常に差圧計
ＤＰＳに接続されている。

【００１７】差圧計ＤＰＳは、基準容器ＭＶと被測定容
器ＷＶＡ〜Ｃとの間の微少な差圧を計測するためのもの
である。配管接続部１１，２１，３１は、被測定容器Ｗ
ＶＡ〜Ｃを計測装置１に着脱可能に接続するためのもの
である。配管接続部１１，２１，３１として、例えば、
カプラ、フランジ継手、又はフレア継手などが用いられ
る。

【００１８】コック５は、圧縮空気源ＰＳから基準容器
ＭＶへの圧縮空気の供給を制御するためのものである。
通常は計測装置１の起動時に一度だけ圧縮空気を供給す
るが、被測定容器ＷＶＡ〜Ｃのガス漏れが大きいときに
は基準容器ＭＶの圧力が低下するのでコック５を開いて
圧縮空気を補充する。

【００１９】次に、計測装置１によるガス漏れ計測の方
法について説明する。ガス漏れの計測は、各ステーショ
ンＡ，Ｂ，Ｃにおいて各々実施される。そこで、ステー
ションＡを例にとって図２を参照しながら計測の方法を
説明する。

【００２０】なお、初期状態では、計測装置１のソレノ
イドバルブＳＶ１Ａ，ＳＶ２Ａ及びＳＶ４はオフになっ
ている。基準容器ＭＶに対しては、事前にコック５を開
いて圧縮空気源ＰＳから圧縮空気を供給して充填してお
く。充填後はコック５を閉じておく。なお、通常、被測
定容器ＷＶＡには圧縮空気が入っておらず、したがって
被測定容器ＷＶＡ内の圧力は零である。

【００２１】まず、最初にステーションＡで被測定容器
ＷＶＡを配管接続部１１を介して計測装置１に接続し、
第１の工程を実施する。第１の工程では、ソレノイドバ
ルブＳＶ１Ａはオフのままで、ソレノイドバルブＳＶ２
Ａをオンにして、圧縮空気源ＰＳから被測定容器ＷＶＡ
に圧縮空気を供給して充填し、その後、自然冷却させ
る。圧縮空気の充填には例えば１〜３秒程度、冷却には
例えば１０〜１７秒程度を要す。

【００２２】次に、第２の工程では、ソレノイドバルブ
ＳＶ１Ａをオンにして被測定容器ＷＶＡを差圧計ＤＰＳ
に接続した後、ソレノイドバルブＳＶ２Ａをオフにして
圧縮空気の供給を停止する。この際、ソレノイドバルブ
ＳＶ４はオフのままであるため、被測定容器ＷＶＡは基
準容器ＭＶとも接続され、これら容器内の圧力は同一と
なり、圧力バランスがとられる。その後、ソレノイドバ
ルブＳＶ４をオンにして被測定容器ＷＶＡと基準容器Ｍ
Ｖとを分離した後に計測を開始する。

【００２３】計測は、差圧計ＤＰＳの両側に接続された
基準容器ＭＶ内の圧縮空気と被測定容器ＷＶＡ内の圧縮
空気との差圧の時間変化を計測し、その差圧が規定範囲
内であればガス漏れがないものと判断する。この差圧の
時間変化の計測については、特開平６−１９４２５７号
及び特開平７−１７４６６１号にその詳細が記載されて
いる。なお計測には例えば１０〜１７秒程度の時間が使
用できる。

【００２４】測定精度を高めるためには、第１の工程の
冷却時間をできるだけ長くとることであり、これは第２
の工程で漏れがあれば時間とともに大きな差圧が発生す
ることになるため、精度の良い漏れ計測ができることに
なる。

【００２５】計測が終了した時点でソレノイドバルブＳ
Ｖ４をオフにする。ソレノイドバルブＳＶ４は、計測時
以外はオフして差圧計ＤＰＳの両側を短絡しており、こ
れによって差圧計ＤＰＳに過大な差圧がかかることを防
止している。

【００２６】次に、第３の工程では、ソレノイドバルブ
ＳＶ２Ａはオフのままで、ソレノイドバルブＳＶ１Ａを
オフにして被測定容器ＷＶＡを差圧計ＤＰＳから分離す
るとともに、被測定容器ＷＶＡ内の圧縮空気を排出す
る。

【００２７】最後に、配管接続部１１から被測定容器Ｗ
ＶＡを外して、一連のガス漏れ計測のサイクルを終了す
る。なお、被測定容器ＷＶＡにガス漏れがあった場合
は、警報を出して工程を停止させるか、又は漏れがあっ
た被測定容器ＷＶＡを不良品として排出する。

【００２８】計測装置１においては、図３に示すよう
に、ステーションＡで被測定容器ＷＶＡに対して第１の
工程を行なっている間に、ステーションＢでは被測定容
器ＷＶＢに対して第２の工程を行い、ステーションＣで
は被測定容器ＷＶＣに対して第３の工程を行う。

【００２９】次に、ステーションＡでは被測定容器ＷＶ
Ａに対して第２の工程を行なっている間に、ステーショ
ンＢでは被測定容器ＷＶＢに対して第３の工程を行い、
ステーションＣでは被測定容器ＷＶＣに対して第１の工
程を行う。

【００３０】次に、ステーションＡでは被測定容器ＷＶ
Ａに対して第３の工程を行なっている間に、ステーショ
ンＢでは被測定容器ＷＶＢに対して第１の工程を行い、
ステーションＣでは被測定容器ＷＶＣに対して第２の工
程を行う。

【００３１】上述のように、ステーションＡ，Ｂ，Ｃに
おいて各工程が互いに重ならないようにして順次実施
し、且つ互いに異なる工程をステーションＡ，Ｂ，Ｃで
同時に実施するので、被測定容器ＷＶＡ〜Ｃのガス漏れ
を短時間で正確に計測することができる。

【００３２】また、上述のように、ステーションＡ，
Ｂ，Ｃにおいて各工程を同時に開始し且つ同時に終了さ
せるので、各工程のタクトタイムは同一となる。したが
って、各工程のタクトタイムは、最も時間を要する工程
のタクトタイムに合わせることとなる。第１の工程のタ
クトタイムが最も長く、それが例えば２０秒であれば、
全工程のタクトタイムが２０秒となる。したがって他の
工程、例えば第２の工程ではタクトタイムから圧力バラ
ンスをとる時間を除いた残りが計測可能な時間となり、
その範囲内で計測時間を自由に設定できる。

【００３３】なお、第３の工程において、被測定容器Ｗ
ＶＡ内の圧縮空気を排出することなく、圧縮空気を充填
したままで栓を締め、その状態で被測定容器ＷＶＡを保
管し又は出荷してもよい。この場合には、圧縮空気に代
えて、酸化防止効果のあるガス又は被測定容器ＷＶＡを
使用する際に実際に用いられるガスなどを用いてガス漏
れの測定を行うことができる。

【００３４】次に、本発明に係る計測装置１を適用した
生産ライン２について図４を参照して説明する。図４に
おいて、生産ライン２は、コンベアＣ／Ｖ、ステーショ
ンＡ，Ｂ，Ｃ、及び制御部Ｄから構成されている。

【００３５】生産ライン２では、ワークＷＶがコンベア
Ｃ／Ｖ上に載せられ、図の左から右に搬送される。搬送
されてきたワークＷＶは、いずれかのステーションＡ〜
Ｃの前方で停止し、図示しない移載装置によってコンベ
アＣ／Ｖの後方に位置するステーションＡ〜Ｃに移載さ
れる。ステーションＡ〜Ｃでは、ワークＷＶは、図示し
ない着脱可能な配管接続部１１〜３１で各々のステーシ
ョンＡ〜Ｃと接続される。

【００３６】制御部Ｄには、図１に示した計測装置１と
同様の回路が組み込まれており、各ソレノイドバルブＳ
Ｖ１Ａ〜２Ｃの動作が制御される。各ステーションＡ〜
Ｃでは、第１の工程、第２の工程、及び第３の工程を、
各工程が互いに重ならないようにして順次実施し、且つ
互いに異なる工程を同時に実施する。ワークＷＶは、全
工程を終了したものから順に図示しない配管接続部１１
〜３１が外され、図示しない移載装置によってステーシ
ョンＡ〜ＣからコンベアＣ／Ｖに移載され、コンベアＣ
／Ｖ上に載せられて図の右方向に搬送される。これらの
動作を順次繰り返し、ワークＷＶのガス漏れを連続して
計測する。

【００３７】この生産ライン２を使用すると、ワーク
（被測定容器）ＷＶのガス漏れを短時間で正確に計測す
ることができる。上述の実施形態においては、３種類の
工程により容器のガス漏れを計測したが、本発明は、こ
れに限られるものでなく、１つの工程を細分化したり、
また複数の工程を複合化することも可能である。

【００３８】上述の実施形態においては、各工程は２〜
３個のソレノイドバルブで構成されているが、本発明
は、これに限られるものでなく、各工程の制御のために
１個又は３個以上のソレノイドバルブを用いてもよい。
ソレノイドバルブの構造、ポート数などは、種々のもの
を採用することができる。また、ソレノイドバルブ以外
の種々の弁で構成することも可能である。 その他、計
測装置１の各部又は全体の構成は本発明の主旨に沿って
適宜変更することができる。本発明は、自動車業界、バ
ルブ業界、医療器具業界、電機業界、その他の種々の業
界における種々の容器のガス漏れの計測に適用すること
ができる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によると、被測定容器のガス漏れ
を短時間で正確に計測することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る計測装置の構成を示す回路図であ
る。

【図２】計測装置によってガス漏れの計測を行う場合の
各機器の動作タイミングを示す図である。

【図３】各ステーションで行われる工程の流れの例を示
す図である。

【図４】本発明に係る計測装置を適用した生産ラインの
平面図である。

【符号の説明】 １ 計測装置 ２ 生産ライン １１，２１，３１ 配管接続部 ＷＶ ワーク ＷＶＡ，ＷＶＢ，ＷＶＣ 被測定容器 ＭＶ 基準容器 ＰＳ 圧縮空気源（圧縮ガス源） ＳＶ１Ａ，ＳＶ２Ａ，ＳＶ１Ｂ，ＳＶ２Ｂ，ＳＶ１Ｃ，
ＳＶ２Ｃ ソレノイドバルブ（第１の切換弁） ＳＶ４ ソレノイドバルブ（第２の切換弁） ＤＰＳ 差圧計 Ｄ 制御部

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基準容器内及び被測定容器内の圧縮ガスの
   差圧の時間変化を差圧計で計測することにより、被測定
   容器のガス漏れを計測する方法であって、 前記差圧計に切換弁を介して複数の被測定容器を接続
   し、その切換弁を開閉することによって、 被測定容器に対して圧縮ガスを供給して充填した後に圧
   縮ガスの供給を停止し、当該被測定容器内の圧縮ガスを
   冷却する第１の工程と、 冷却した被測定容器内の圧縮ガスの差圧を計測すること
   により、被測定容器のガス漏れを計測する第２の工程
   と、 計測の終わった被測定容器の圧縮ガスを排気する第３の
   工程とを、 前記複数の各被測定容器に対して、各工程が互いに重な
   らないようにして順次実施し、且つ互いに異なる工程を
   同時に実施することを特徴とする容器のガス漏れを計測
   する方法。
2. 【請求項２】前記第２の工程で計測を行う間に、次に計
   測を行う被測定容器に対して前記第１の工程を実施し、
   且つ、計測の終わった被測定容器に対して前記第３の工
   程を実施することを特徴とする請求項１記載の容器のガ
   ス漏れを計測する方法。
3. 【請求項３】複数の被測定容器を接続するための配管接
   続部と、 基準容器と、 前記基準容器及び前記被測定容器に対して圧縮ガスを供
   給するための圧縮ガス源と、 前記基準容器と前記被測定容器との間の差圧を計測する
   ための差圧計と、 前記各被測定容器と前記圧縮ガス源との間にそれぞれ設
   けられた第１の切換弁と、 前記被測定容器と前記基準容器との間に設けられた第２
   の切換弁と、 １つの被測定容器に圧縮ガスを供給すると共に他の１つ
   の被測定容器を前記差圧計に接続するように前記第１の
   切換弁を制御し、且つ前記他の１つの被測定容器を前記
   基準容器に接続して測定前の圧力バランスをとるように
   前記第２の切換弁を制御する制御部と、 を有することを特徴とする容器のガス漏れを計測する装
   置。