JP4630769B2 - リークテスト方法及びそれに用いる感温部材 - Google Patents
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しかし、上記の断熱圧縮等による温度変化は微かな量であり、そのようなシビアな解析度を満たす温度計となると入手困難である。また、ある程度の容積を有する検査対象の内部空間のうち、温度計の位置する一点の温度のみを局所的に測定することになり、内部空間に温度分布がある場合には対応しきれない。
そこで、内部空間を有する検査対象のためのリークテスト方法において、
感温室を有する良熱伝導性の感温部材を用意し、
前記感温部材を検査対象の内部空間の内面との間に被検室を形成するように配置し、前記感温室と被検室にそれぞれ加圧気体を導入し、これら室を互いに遮断された閉鎖系とした後、
前記被検室の圧変化を測定するとともに、前記感温室の圧変化を測定することにより実質的に被検室の温度変化のデータを得、
前記被検室の圧変化と温度変化のデータに基づいて漏れ判定を行なうことが好ましい。
また、 検査対象と実質的に同構成をなす相関関係採取対象と、感温室を有する良熱伝導性の感温部材とを用意しておき、
(a)前記感温部材を前記採取対象の内部空間の内面との間に採取用被検室を形成するように配置し、前記感温室と前記採取用被検室にそれぞれ加圧気体を導入し、これら室を互いに遮断された閉鎖系とした後、前記採取用被検室の圧変化を測定するとともに前記感温室の圧変化を測定することにより実質的に採取用被検室の温度変化のデータを得、これにより、採取用被検室ひいては後記検査用被検室における圧変化と温度変化の相関関係を求める相関関係取得工程と、
(b)前記感温部材を検査対象の内部空間の内面との間に検査用被検室を形成するように配置し、前記感温室と前記検査用被検室にそれぞれ加圧気体を導入し、これら室を互いに遮断された閉鎖系とした後、前記検査用被検室の圧変化を測定するとともに前記感温室の圧変化を測定することにより実質的に検査用被検室の温度変化のデータを得、この温度変化データと前記相関関係とに基づいて、前記検査用被検室の圧変化のうち温度変化による分を除外し、漏れ判定を行なう本検査工程と、
を実行することが好ましい。
或いは、検査対象と実質的に同構成をなす相関関係採取対象と、感温室を有する良熱伝導性の感温部材とを用意しておき、
(c)前記感温部材を前記採取対象の内部空間の内面との間に採取用被検室を形成するように配置し、前記感温室と前記採取用被検室にそれぞれ加圧気体を導入し、これら室を互いに遮断された閉鎖系とした後、前記採取用被検室の圧変化を測定するとともに前記感温室の圧変化を測定し、これにより、前記採取用被検室ひいては後記検査用被検室における圧変化と感温室の圧変化の相関関係を求める相関関係取得工程と、
(d)前記感温部材を検査対象の内部空間の内面との間に検査用被検室を形成するように配置し、前記感温室と前記検査用被検室にそれぞれ加圧気体を導入し、これら室を互いに遮断された閉鎖系とした後、前記検査用被検室の圧変化を測定するとともに前記感温室の圧変化を測定し、この感温室の圧変化データと前記相関関係とに基づいて、前記検査用被検室の圧変化のうち温度変化による分を除外し、漏れ判定を行なう本検査工程と、
を実行することが好ましい。
これによって、微小な温度変化をも確実に感知でき、温度測定の感度を高めることができる。また、被検室の温度を平均的に測定できるため、被検室内に温度分布があっても信頼性を確保できる。
これら内部空間の各々に感温部材を収容するとともに、これら感温部材の感温室どうしを互いに連通して等圧とし、前記圧変化の測定を行なうことが望ましい。これによって、複数の被検室の温度変化を平均化した単一の温度変化データを得ることができる。
前記感温部材の外周面と内周面には、吸放熱のためのフィンがそれぞれ設けられていることが望ましい。これによって、温度変化に対する応答性を向上させることができる。
感温室の容積は、なるべく小さくするのが望ましく、感温室に導入するガス圧は、なるべく大きくするのが望ましい。これによって、僅少な温度変化に対し大きな圧変化を確実に得ることができ、感度を確実に向上させることができる。
図1は、ワーク10を漏れ検査の対象とするリークテスタの回路構成を概略図示したものである。ワーク10は、例えば自動車のシリンダブロック等である。ワーク10の内部には空間10aが形成されている。図3に示すように、この実施形態の内部空間10aは、ワーク10の1の面に開口されている。
圧縮エア源20は、数百kPaオーダーのエア圧を供給できるようになっている。この圧縮エア源20からエア圧回路30の共通路31が延びている。共通路31には、レギュレータ32が設けられており、このレギュレータ32によって共通路31の二次圧が調節されるようになっている。共通路31の下流端からワーク内圧測定回路40とワーク内温測定回路50が分岐されている。
ワーク10が、この感温部材60に被さるように、内部空間10aの開口を下にして、ワークセットテーブル70上に配置されるようになっている。これにより、感温部材60が、内部空間10a内のほぼ中央に位置されるようになっている。また、内部空間10aの開口が、ワークセットテーブル70に閉塞されるようになっている。内部空間10aの内面と感温部材60との間に圧力測定されるべき被検室11が形成される。
なお、図示は省略するが、リークテスタには、開閉弁V41,V42,V43,V51,V53を操作したり、差圧センサ44,54による測定データを記憶・解析したりする等、後記のリークテスト方法を実施するための制御手段が設けられている。
〔相関関係取得工程〕
相関関係取得工程は、ワーク10の被検室11の圧変化と温度変化の相関関係を求めるものである。この工程で用いるワーク10は、「相関関係採取対象」を構成する。この相関関係採取対象としてのワーク10は、後の本検査工程において検査すべきワーク10と同一構成のものを用いる。漏れが無いことが判明しているワーク10を用いてもよく、漏れの有無が不明なワーク10を用いてもよい。ワーク10と実質的に同構成の擬似ワークを作り、これを用いることにしてもよい。
この相関関係取得工程で用いるワーク10には、適宜、符号に「X」を添え、本検査でのワーク10と区別することにする。
続いて、開閉弁V42,V43を閉じる。これによって、ワーク10Xの被検室11及びそれに連なる差圧センサ44の第1室44aと、エアタンク45及びそれに連なる差圧センサ44の第2室44bとが、互いに遮断され、それぞれ独立した閉鎖系となる。したがって、差圧センサ44によって、エアタンク45を基準とする被検室11の差圧を測定可能になる。
また、開閉弁V53を閉じる。これによって、感温室66及びそれに連なる差圧センサ54の第1室54aと、差圧センサ54の第2室54bとが、それぞれ独立した閉鎖系となる。したがって、差圧センサ54によって、第2室54bを基準とする感温室66の差圧を測定可能になる。
図4(a)は、差圧センサ44による時刻t0以降の被検室11の差圧の経時変化を例示したものであり、同図(b)は、差圧センサ54による時刻t0以降の感温室66の差圧の経時変化を例示したものである。被検室11の差圧変化には、ワーク10Xからの漏れに起因する分の他、断熱圧縮後の放熱やワーク10Xと周辺との温度差等による温度変化に起因する分が含まれている。被検室11の温度変化は、良熱伝導性の感温部材60を伝って感温室66に及ぶ。これによって、図4(b)に示すように、感温室66においても差圧変化が生じる。
y=a・x+b …(1)
式(1)において、a、bは、それぞれ定数である。
なお、時間t1における差圧値に代えて、t0での差圧とt1での差圧を結ぶ線の傾きをピックアップデータにしてもよく、この場合、上記式(1)と等価の相関関係式が得られる。また、時間t0における差圧の微分値をピックアップデータにして相関関係式を求めることにしてもよい。或いは、上掲特許文献;特開2004−61201のように、指数関数を用いた近似式を立てて非線形フィッティングを行ない、上記近似式の係数を確定することにしてもよい。
y=a・x …(2)
その後、本検査を行なう。詳述すると、リークテスタから上記相関関係採取用のワーク10Xを外し、これに代えて、実際に検査すべきワーク10を取り付ける。そして、上記相関関係取得工程と略同様の操作を順次実行する。
すなわち、ワーク10の検査用被検室11内に感温部材60を収容し、検査用被検室11と感温室66に圧縮エアを導入する。次に、開閉弁V41,V51を閉じ、続いて、開閉弁V42,V43を閉じるとともに、開閉弁V53を閉じる。これによって、検査用被検室11と感温室66が、それぞれ独立した閉鎖系となる。
DLEAK=D11−a・D66 …(3)
これによって、被検室11の漏れだけに起因する差圧変化量DLEAKを得ることができる。
しかも、ワーク10の被検室11の温度変化を圧力換算で測定するものであるため、温度変化が微小であっても確実に感知できる。例えば、初期圧力を500kPa、初期温度を25℃とし、この温度が、+0.1℃だけ変化したものとすると、圧変化量は、ボイルシャルルの法則により167.8Paとなる。すなわち、感温室66の圧力を被検室11に導入するテスト圧と同程度のオーダーにすれば、微小な温度変化に対して大きな圧変化を得ることができる。これによって、温度測定を極めて高感度に行なうことができる。加えて、圧変化量は差圧センサ54による差圧にて測定しているので、測定感度を一層高めることができる。また、感温部材60は、良熱伝導性であるのに加えて、外周のフィン62にて被検室11から効率良く吸熱し、内周のフィン63にて感温室66に効率良く放熱でき、応答性を確保できる。
例えば、感温部材は、複数の感温部材本体に分割されるのではなく、全体が一体物になっていてもよい。
差圧ではなく圧力そのものを測定することにしてもよい。
10X ワーク(相関関係採取対象)
11 被検室
10a 内部空間
44 被検室用差圧センサ
54 感温室用差圧センサ
60,60A 感温部材
61 感温部材本体
64 ボルト(連結手段)
65,65A シール部材
66 感温室
Claims (9)
- 内部空間を有する検査対象のためのリークテスト方法において、
感温室を有する良熱伝導性の感温部材を用意し、
前記感温部材を検査対象の内部空間の内面との間に被検室を形成するように配置し、前記感温室と被検室にそれぞれ加圧気体を導入し、これら室を互いに遮断された閉鎖系とした後、
前記被検室の圧変化を測定するとともに、前記感温室の圧変化を測定することにより実質的に被検室の温度変化のデータを得、
前記被検室の圧変化と温度変化のデータに基づいて漏れ判定を行なうことを特徴とするリークテスト方法。 - 内部空間を有する検査対象のためのリークテスト方法において、
検査対象と実質的に同構成をなす相関関係採取対象と、感温室を有する良熱伝導性の感温部材とを用意しておき、
(a)前記感温部材を前記採取対象の内部空間の内面との間に採取用被検室を形成するように配置し、前記感温室と前記採取用被検室にそれぞれ加圧気体を導入し、これら室を互いに遮断された閉鎖系とした後、前記採取用被検室の圧変化を測定するとともに前記感温室の圧変化を測定することにより実質的に採取用被検室の温度変化のデータを得、これにより、採取用被検室ひいては後記検査用被検室における圧変化と温度変化の相関関係を求める相関関係取得工程と、
(b)前記感温部材を検査対象の内部空間の内面との間に検査用被検室を形成するように配置し、前記感温室と前記検査用被検室にそれぞれ加圧気体を導入し、これら室を互いに遮断された閉鎖系とした後、前記検査用被検室の圧変化を測定するとともに前記感温室の圧変化を測定することにより実質的に検査用被検室の温度変化のデータを得、この温度変化データと前記相関関係とに基づいて、前記検査用被検室の圧変化のうち温度変化による分を除外し、漏れ判定を行なう本検査工程と、
を実行することを特徴とするリークテスト方法。 - 内部空間を有する検査対象のためのリークテスト方法において、
検査対象と実質的に同構成をなす相関関係採取対象と、感温室を有する良熱伝導性の感温部材とを用意しておき、
(c)前記感温部材を前記採取対象の内部空間の内面との間に採取用被検室を形成するように配置し、前記感温室と前記採取用被検室にそれぞれ加圧気体を導入し、これら室を互いに遮断された閉鎖系とした後、前記採取用被検室の圧変化を測定するとともに前記感温室の圧変化を測定し、これにより、前記採取用被検室ひいては後記検査用被検室における圧変化と感温室の圧変化の相関関係を求める相関関係取得工程と、
(d)前記感温部材を検査対象の内部空間の内面との間に検査用被検室を形成するように配置し、前記感温室と前記検査用被検室にそれぞれ加圧気体を導入し、これら室を互いに遮断された閉鎖系とした後、前記検査用被検室の圧変化を測定するとともに前記感温室の圧変化を測定し、この感温室の圧変化データと前記相関関係とに基づいて、前記検査用被検室の圧変化のうち温度変化による分を除外し、漏れ判定を行なう本検査工程と、
を実行することを特徴とするリークテスト方法。 - 前記相関関係は、前記閉鎖後の所定時点から一定時間経過時までの圧変化量に基づいて求めることを特徴とする請求項2又は3に記載のリークテスト方法。
- 前記圧変化は、測定対象の室と基準となる空間との差圧を測定する差圧センサによる差圧変化とすることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のリークテスト方法。
- 検査対象が互いに連通する複数の内部空間を有しており、
これら内部空間の各々に感温部材を収容するとともに、これら感温部材の感温室どうしを互いに連通して等圧とし、前記圧変化の測定を行なうことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載のリークテスト方法。 - 請求項1〜6の何れか1項に記載のリークテスト方法に用いる感温部材であって、前記感温室と、この感温室に連なるポートとを有し、このポートを介して加圧気体の導入及び圧変化の測定がなされることを特徴とするリークテスト用感温部材。
- 外周面と内周面に吸放熱のためのフィンがそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項7に記載のリークテスト用感温部材。
- 良熱伝導性を有して環状をなし、シール部材を挟んで積層された複数の感温部材本体と、これら感温部材本体を連ねる連結手段とを備え、前記複数の感温部材本体の中心孔どうしが連通されることにより前記感温室が形成されており、前記フィンが、各感温部材本体の外周面と内周面にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項8に記載のリークテスト用感温部材。
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