JP4175137B2 - 円筒状被検査体の気密検査装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒状被検査体の気密検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
円筒状被検査体の気密検査装置としては、円筒状被検査体と気密検査装置との間に、シール部材によって挟み込まれた気密状態のリーク検査室を形成し、円筒状被検査体の内部に検査用流体を圧入し、リーク検査室に連通するリークテスタを用いて、円筒状被検査体の気密検査を行なうものがある（特許文献１）。特許文献１の開示による気密検査装置は、円筒状被検査体の外周に配設されたシール部材と、このシール部材を軸方向に押さえ込むための気密検査装置の継手構造とからなる。このシール部材を軸方向に押さえ込むことで、円筒状被検査体の外周に密接する。このシール部材３３１の形状は、図３に示すように、略角形である。継手構造は、シール部材を軸方向に押さえる側の第１ブロック３１１と、この第１ブロックに対向して配置され、シール部材を挟み込む第２ブロック３１２とから構成されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１―１１８６５８号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開平７―１１３４８７号公報
【０００５】
【特許文献３】
特開昭５６―３７５３２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１の開示による従来技術では、図３に示すように、円筒状被検査体７側だけでなく、反対側も変形するため、円筒状被検査体７側に圧縮変形する力Ｆ３が小さい。すなわち、円筒状被検査体の外周に密接する押圧力つまりシール力が比較的弱い。
【０００７】
これに対して、シール部材の形状として、挟み込まれて押し込み力を受ける両端面が、押さえ方向に対してそれぞれ傾斜しているものがある（特許文献２、特許文献３）。これらの公報開示の従来技術では、図４に示すように、円筒状被検査体７側へのシール力力Ｆ３のみが大となり、十分にシールすることができない。
【０００８】
気密検査の精度向上を図りたい場合、これらの従来技術では、検査用流体の流体圧の高圧化、あるいはリーク検出のための流体としてＨｅガスまたはＨｅ混合空気を用いることは難しい。
【０００９】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、検査のための流体が高圧でもシール力の向上が図れる円筒状被検査体の気密検査装置を提供することにある。
【００１０】
また、別の目的は、検査のための流体が高圧でもシール力の向上が図れるとともに、気密検査の精度向上が可能な円筒状被検査体の気密検査装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１によると、円筒状被検査体の内部へ流体を圧入するための加圧口を有する第１ブロックと、円筒状被検査体が挿入される第２ブロックと、第１ブロックと第２ブロックの間に挟み込まれて円筒状被検査体が挿入されるシール部材を備え、
シール部材のうち、第１ブロック側の面と第２ブロック側の面の一方を、円筒状被検査体の径方向において円筒状被検査体の外周側に近づくほど円筒状被検査体の軸方向における幅が拡がるテーパとし、他方を押さえ方向に略直交する方向に延びる平坦な面とし、かつ、円筒状被検査体の外周側のシール部材の断面形状は、略半円形に形成さているとともに、
シール部材と円筒状被検査体の外周側との間は、シール部材が第１ブロックと第２ブロックの間に挟み込まれて圧縮変形することにより面接触することで、円筒状被検査体、第１ブロック、および第２ブロックで区画される流体通路が閉塞されている。
【００１２】
これにより、テーパ面へ加わる押さえ力によってシール部材の流体通路側への変形を大きく、つまり押圧力を大きくするとともに、平坦な面にて押さえ力を受けることができ、第１ブロック、第２ブロックへのシール力も良好に得られる。
【００１３】
本発明の請求項２によると、シール部材は、第１ブロックおよび第２ブロックのうちシール部材を押さえる一方の部材側の面をテーパとし、一方の部材とでシール部材を挟み込む他方の部材側の面を平坦とすることが好ましい。
【００１４】
これにより、第１ブロックおよび第２ブロックに挟み込まれて押さえ力を受けるシール部材の両面のうち、押さえ力が加えられる面をテーパとし、その反力を受ける面を平坦とするので、シール部材の据わりが良く、結果として、安定したシール力が得られる。
【００１５】
本発明の請求項３によると、流体通路の下流側には、被検査部を覆うリーク検査室を備えている。
【００１６】
これにより、流体通路の下流側に、円筒状被検査体の被検査部の漏れ状態を検査するリーク検査室を設けることができる。
【００１７】
本発明の請求項４によると、リーク検査室は、流体通路を閉塞するための第２のシール部材を前記第２ブロックとで挟み込む第３のブロックから形成されている。
【００１８】
これにより、第１ブロックを介して円筒状被検査体に圧入される流体は、上記シール部材によって、上記流体通路へ流出することがないか極僅かであるとともに、上記シール部材の下流側に設けられた第２のシール部材によって、リーク検査室へ漏れ出ることを確実に阻止される。したがって、検査の精度向上が図れる。
【００１９】
なお、第２のシール部材の形状としては、上記シール部材の形状に限らず、角形、Ｏリング等のいずれでもよい。
【００２０】
本発明の請求項５によると、流体通路において、シール部材としての第１のシール部材によって閉塞される部位と、第２のシール部材によって閉塞される部位との間に、流体回収通路が設けられている。
【００２１】
これにより、上記シール部材と第２のシール部材とで区画された流体通路の内部に、万が一上記シール部材を経由して流体が僅かに漏れ出たとしても、流体を回収する流体回収通路が設けられているので、その流体が蓄積して流体圧が上昇することを防止することが可能である。
【００２２】
本発明の請求項６によると、流体は気体であって、付着性を有する。
【００２３】
これにより、流体として、付着性を有するＨｅガスまたはＨｅ混合空気等を用いる場合、付着し易いＨｅが、流体通路を通じて流体通路の下流側にあるリーク検査室へ移動することを防止することが可能である。
また、本発明の請求項７によると、流体通路において、圧縮変形前のシール部材と円筒状被検査体の外周側との間は、隙間がないか僅かに隙間が生じている。
また、本発明の請求項８によると、第１ブロックと第２ブロックの間に挟み込まれて圧縮変形するシール部材において、第１ブロックと第２ブロックの間で挟み込む量が設定されている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の円筒体被検査体の気密検査装置を、具体化した実施形態を図面に従って説明する。図１は、本実施形態の円筒状被検査体の気密検査装置の構成を示す断面図である。図２は、図１中のシール部材周りを示す模式的断面図であって、図２（ａ）は気密検査装置に円筒状被検査体を組み込んだセット状態、図２（ａ）はセット状態の気密検査装置の第１ブロックに押さえ荷重を加えた印加状態を示す断面図である。
【００２５】
図１に示すように、円筒状被検査体の気密検査装置１は、片側閉塞形状の円筒状被検査体７の内部７１へ流体を圧入するための加圧口１１０を有する第１ブロック１１と、円筒状被検査体７の被検査部７０を挿入する第２ブロック１２と、円筒状被検査体７、第１ブロック１１、および第２ブロック１２で区画される流体通路δ（図２（ｂ）参照）を、第１ブロック１１と第２ブロック１２の間に挟み込まれて押圧するシール部材としての第１シール材３１と、その流体通路δの下流にあるリーク検査室２とを備えている。
【００２６】
流体は、円筒状被検査体７の被検査部７１の気密状態を検査するための流体であって、液体に限らず、空気あるいはＨｅガス等の気体であってもよい。以下、本実施形態で説明する流体は、Ｈｅガスとして説明する。なお、被検査部７１の気密状態を判断するために、被検査部７１における流体の漏れ状態を検出する手段として、気体を用いる場合は、液体に比べてリーク検出に優れており、とくにＨｅガスは僅かな漏れを検出でき、リーク検出のための媒体として良好である。
【００２７】
円筒状被検査体７は、図１に示すように、パイプ等の略円筒部材７２と、弁部７３を構成する弁ボディ７３ａとをレーザ溶接等により接合されたものである。この弁部７３は、気密検査時には、弁ボディ７３ａ内に移動可能に収容されるニードル７３ｂが、弁ボディ７３ａに着座することで、閉塞状態にある。被検査部７０として、略円筒部材７２と弁ボディ７３ａの接合部が、その部位からの漏れ状態の検査対象となる。なお、円筒状被検査体７は、略円筒部材７２、弁ボディ７３ａの別部材を接合した接合部を被検査部７０として気密検査されるものに限らず、略円筒状体の両端部のうち一方端部側が閉塞状態にあり、他方端部から内部７１へ流体を流入させて内部７１を加圧することで被検査部７０から漏れ状態を検査をするものであれば、一体成形品であってもよい。
【００２８】
第１ブロック１１は、第２ブロック１２の開口部１２０に設けた第１シール材３１を押さえる押さえ部５を有している。第２ブロック１２における開口部１２０は、第１シール材３１を押さえ部５とともに挟み込込むことで、押さえ部５による押さえ力に対する反力を、第１シール材３１に加える。
【００２９】
ここで、第１シール材３１の形状は、図２（ａ）に示すように、環状体であって、押さえ部３１側の面３１ａが、押さえ方向に対して傾斜するテーパとなる。一方、第２ブロック１２側の面３１ｂが、押さえ方向に略直交する方向に延びる平坦な面に形成されている。円筒状被検査体７の外周側の第１シール材の形状は、略半円形である。一方、この略半円形の面３１ｃの反対面３１ｄは、上記平坦な面３１ｂに対して略直角となる平坦な面である。
【００３０】
押さえ部５は、押さえ部３１側の面３１ａに略平行なテーパ面５ａが形成されている。第２ブロック１２の開口部１２０は、第２ブロック１２側の面３１ｂ、反対面３１ｄに、それぞれ沿うように、略直角な段差が形成されている。
【００３１】
図２（ａ）の押さえ力を印加する前の状態において、押さえ部５の押さえ力によって、第１シール材３１を押さえ部５と第２ブロック１２とで挟み込む量（以下、圧縮代）Ｐ分だけ、押さえ部５と第２ブロックに隙間が設けられている。図２（ａ）のセット状態において、略半円形の面３１ｃと円筒状被検査体７の外周の間には、隙間がないか僅かに隙間が生じている。この隙間は、上記流体通路δの一部を構成している。
【００３２】
次に、押さえ部５によって第１シール材３１に押さえ力Ｆ１を印加すると、図２（ｂ）に示すように、第１シール材３１は、略半円形の面３１ｃおよび反対面３１ｄが、それぞれ、円筒状被検査体７の外周、開口部１２０の段差３１ｄ側へ圧縮変形される。このとき、押さえ部３１側の面３１ａのテーパに加わる押さえ力Ｆ１によって、第１シール材３１は円筒状被検査体７の外周側へ大きく圧縮変形される。上記流体通路δ側に変形し、流体通路δを流れる流体を閉塞するように、流体通路δを押圧する。一方、押さえ力Ｆ１による反力Ｆ２を、第２ブロック１２側の面３１ｂの平坦な面で受けられる。その結果、従来の角形のシール部材（図３参照）に比べて、円筒状被検査体７の外周側への押圧力Ｆ３を大きくすることができるとともに、従来の押さえ力によって押さえ込まれるシール部材の両面がそれぞれ傾斜しているもの（図４参照）に比べて、押さえ部５および第２ブロック１２への押圧力Ｆ１、Ｆ２を確保でき、従来のシール力が弱い状態を改善できる。これにより、従来技術のシール部材（図３、図４参照）に比べて、円筒状被検査体７の外周側への押圧力Ｆ３を大きく、つまり検査用流体としてのＨｅに対するシール力の向上が図れる。
【００３３】
さらに、押さえ部５による押さえ力が第１シール材３１に印加されたとき、略半円形の面３１ｃは、圧縮変形によって、円筒状被検査体７の外周と隙間がなくなり、密接する。つまり、流体通路δが閉塞される。これにより、Ｈｅガスが内部７１に圧入されることで流体通路δにもＨｅガスが流入されるが、Ｈｅガスが圧入される前に上記流体通路δが押さえ力によって閉塞されているので、リーク検査室２へＨｅガスが漏れ出ることを阻止することが可能である。
【００３４】
リーク検査室２は、図１に示すように、被検査部７０を覆う第３ブロック１３によって形成されている。第３ブロック１３の上部は、第２ブロック１２との間に、第２のシール部材としての第２シール材３２を挟み込むでいる。第２シール材３２は、第１シール材３１から流体通路δの下流側に配設されており、押さえ力等によって圧縮変形されることで流体通路δを閉塞する。これにより、第１ブロック１１を介して円筒状被検査体７に圧入される流体は、第１シール材３１によって流体通路δへ流出することがないか極僅かであるとともに、第２シール材３２によってリーク検査室２へ漏れ出ることを確実に阻止される。したがって、検査の精度向上が図れる。
【００３５】
なお、第２シール材３２の形状としては、図１に示す第１シール材３１の形状に限らず、角形、Ｏリング等のいずれでもよい。第２シール材３２がＯリングの場合、流体の圧力を利用して圧縮変形することで、円筒状被検査体７の外周と密接する。その流体圧が加わる毎に第２シール材３２が変形するため、その変形状態によっては、第２シール材３２の変形による移動によって気密漏れが発生してしまう場合がある。なお、Ｏリングの場合には、流体圧が加えられる前に、押さえ力等によって第２シール材３２を圧縮変形させておくことが好ましい。以下、本実施形態では、第２シール材３２は、第１シール材３１の形状と同様、一方の面３１ａをテーパ、他方の面を押さえ方向に略直交する方向に延びる平坦な面３２ｂとする。
【００３６】
さらに、本実施形態では、第２ブロック１２は、第１シール材３１と第２シール材３２によって閉塞される流体通路δ内に開口する流体回収通路１２ｆが設けられている。これにより、第１シール材３１と第２シール材３２とで区画された流体通路δの内部に、万が一第１シール材３１を経由して流体が僅かに漏れ出たとしても、流体を回収する流体回収通路１２ｆが設けられているので、その流体が蓄積して流体圧が上昇することを防止することが可能である。第２シール材３２に加わる流体圧を比較的低く押さえることができるので、第２シール材３２は、流体に高耐圧を有する形状等を備えたシール部材を用いることなく、Ｏリング等の安価なシール部材でも使用可能である。
【００３７】
さらになお、円筒状被検査体７の形状として、被検査部７０側に外周に突出するフランジ部７１ｆを有する場合、第３ブロック１３とともにフランジ部７１ｆを収容する第４ブロック１４および第５ブロック１５を備える。第４ブロック１４および第５ブロック１５は、それぞれ第３ブロック１３、フランジ部７１ｆとの間に、第３シール材３３、３４が配設され、リーク検査室２を気密に保持する。なお、本実施形態では、第３ブロック１３、第４ブロック１４、および第５ブロック１５を別部材として構成したが、一体化された部材であってもそれらの部材によってリーク検査室２が形成されているものであればいずれでもよい。
【００３８】
さらになお、本実施形態では、リーク検査室２に漏れ出た流体を検出する検出装置として、従来の空気を検出可能なリークテスタに代えて、ＨｅガスまたはＨｅ混合空気を検出可能なリークディテクタ１７を用いる。これにより、比較的僅かな漏れであってもリーク検出が精度よく行なえる。さらに、従来の漏れ検出に比べて、僅かな検出時間内で漏れ有無の検査を行なうことが可能ある。その結果、円筒状被検査体７を気密検査する時間の短縮化が図れる。
【００３９】
さらになお、本実施形態では、円筒状被検査体７を気密検査する度に、高圧のＨｅガスが注入される加圧口１１０等の加圧室は、Ｈｅガスは付着性を有する気体であるため、掃気される。さらに、気密検査中には、流体回収通路１２ｆから万が一漏れたＨｅガスを掃気するように、負圧が印加されている。これにより、円筒状被検査体７を気密検査する度に、例えば円筒状被検査体７を第１ブロック１１、第２ブロック１２、第３ブロック１３に挿入する場合、挿入動作に伴ってシール部材（詳しくは、第１シール材３１の略半円形の面３１ｃ、第１シール材３２の略半円形の面３２ｃ）に付着することを防止する。したがって、第１シール材３１等に付着したＨｅガスした微量なＨｅガスによってリークディテクタ１７の誤検出を引き起こす現象を防止することが可能である。
【００４０】
さらになお、本実施形態では、Ｈｅガスを、加圧口１１０から約１２ＭＰａ程度の流体圧にて注入する。
【００４１】
以上説明した本実施形態では、第１シール材３１の形状として、第１ブロック１１（詳しくは押さえ部５）側の面３１ａをテーパとし、第２ブロック１２側の面３１ｂを平坦としたが、逆であってもよい。第１ブロック１１側の面と第２ブロック１２側の面の一方をテーパとし、他方を押さえ方向に略直交する方向に延びる平坦な面とする第１シール材３１であれば、テーパ面に加わる押さえ力またはその反力によって第１シール材３１を円筒被検査体７の外周側へ大きく圧縮変形できるとともに、平坦な面にて反力または押さえ力を受けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の円筒状被検査体の気密検査装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１中のシール部材周りを示す模式的断面図であって、図２（ａ）は気密検査装置に円筒状被検査体を組み込んだセット状態、図２（ｂ）はセット状態の気密検査装置の第１ブロックに押さえ荷重を加えた印加状態を示す断面図である。
【図３】従来の円筒状被検査体の気密検査装置に係わるシール部材周りの構造を示す模式的断面図である。
【図４】比較例の円筒状検査体の気密検査装置に係わるシール部材周りの構造を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
１ 円筒状被検査体の気密検査装置
１１ 第１ブロック
１１０ 加圧口
１２ 第２ブロック
１２ｆ 流体回収通路
１２０ 開口部
１３ 第３ブロック
１７ リークディテクタ
２ リーク検査室
３１ 第１シール材（シール部材）
３２ 第２シール材（第２シール部材）
５ 押さえ部
７ 円筒状被検査体
７０ 被検査部
７１ 内部

Claims (8)

1. 円筒状被検査体の内部へ流体を圧入するための加圧口を有する第１ブロックと、前記円筒状被検査体が挿入される第２ブロックと、前記第１ブロックと前記第２ブロックの間に挟み込まれて前記円筒状被検査体が挿入されるシール部材を備え、
   前記シール部材のうち、前記第１ブロック側の面と前記第２ブロック側の面の一方を、前記円筒状被検査体の径方向において前記円筒状被検査体の外周側に近づくほど前記円筒状被検査体の軸方向における幅が拡がるテーパとし、他方を押さえ方向に略直交する方向に延びる平坦な面とし、
   かつ、前記円筒状被検査体の外周側の前記シール部材の断面形状は、略半円形に形成さているとともに、
   前記シール部材と前記円筒状被検査体の外周側との間は、前記シール部材が前記第１ブロックと前記第２ブロックの間に挟み込まれて圧縮変形することにより面接触することで、前記円筒状被検査体、前記第１ブロック、および前記第２ブロックで区画される流体通路が閉塞されていることを特徴とする円筒状被検査体の気密検査装置。
2. 前記シール部材は、前記第１ブロックおよび前記第２ブロックのうち前記シール部材を押さえる一方の部材側の面をテーパとし、前記一方の部材とで前記シール部材を挟み込む他方の部材側の面を平坦としたことを特徴とする請求項１に記載の円筒状被検査体の気密検査装置。
3. 前記流体通路の下流側には、前記被検査部を覆うリーク検査室を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の円筒状被検査体の気密検査装置。
4. 前記リーク検査室は、前記流体通路を閉塞するための第２のシール部材を前記第２ブロックとで挟み込む第３のブロックから形成されていることを特徴とする請求項３に記載の円筒状被検査体の気密検査装置。
5. 前記流体通路において、
   前記シール部材としての第１のシール部材によって閉塞される部位と、前記第２のシール部材によって閉塞される部位との間に、流体回収通路が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の円筒状被検査体の気密検査装置。
6. 前記流体は気体であって、付着性を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の円筒状被検査体の気密検査装置。
7. 前記流体通路において、
   前記圧縮変形前のシール部材と前記円筒状被検査体の外周側との間は、隙間がないか僅かに隙間が生じていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の円筒状被検査体の気密検査装置。
8. 前記第１ブロックと前記第２ブロックの間に挟み込まれて圧縮変形する前記シール部材において、
   前記第１ブロックと前記第２ブロックの間で挟み込む量が設定されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の円筒状被検査体の気密検査装置。

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