JP5463789B2 - リーク検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信機等の筐体の防水機能等を検査するリーク検査装置に関するものである。

無線通信機等の筐体の防水機能を検査する場合には、以下の手順で行うことができる。
（１）筐体内部を減圧するために減圧ポンプを作動させて、目標の圧力まで減圧したら、減圧ポンプを停止させる。
（２）減圧ポンプを停止させた後も、しばらく筐体内部からの気体の流出が続くので筐体内の圧力が目標圧力よりも低くなる。
（３）筐体内に空気を流し込み、加圧することで筐体内部の圧力を目標圧力に到達させる。
（４）目標圧力に到達後、筐体内を閉鎖して一定時間の圧力の変化量を測定する。
（５）一定時間、圧力に変化がなければリークはないものと判断され、圧力が上昇すればリークしていると判断される。
このようなリーク検査方法の一例が特許文献１に開示されている。

従来のリーク検査方法では、
ポンプ停止後、目標圧力に到達させる工程での圧力の変化量が、検査しようとする容器の容量により大きく異なる。例えば、容量の小さい筐体は、前記工程（２）では、ポンプを停止しても、圧力が大きく下がるので、筐体内のパーツに影響を与えるという課題がある。（課題１）
前記工程（３）では、筐体内に空気を流し込み加圧する際、短時間で圧力が急激に上昇し、目標圧力を越えてしまうという課題がある。（課題２）

前記課題１を解決するためには、例えば筐体の容量により減圧量を変更するようにポンプを制御することや、目標圧力に到達する前にポンプを停止するということが考えられる。
また、前記課題２を解決するためには、スピコンにより筐体内に流し込む空気量を制御することが考えられる。
上述した何れの方法も、筐体の容量により設定を変更するものであるから、操作が煩雑となる。

特開平０４−１９４３１号公報

本発明は、煩雑な操作を必要とすることなく、上述したような課題１、２を解決することができるリーク検査装置を提供することを目的としてなされたものである。

本発明の請求項１に係るリーク検査装置は、
検査対象の筐体と圧力測定手段とを接続するワーク側減圧配管と、
減圧配管を介して前記ワーク側減圧配管に接続されて前記筐体の内部を減圧可能な減圧手段と、
前記減圧配管に設けられた分岐接続部を介して分岐接続されて前記減圧手段により減圧可能なダミーチャンバーと、
前記分岐接続部と前記ワーク側減圧配管との間に設けられる開閉可能な第１のバルブとを備え、
前記第１のバルブは、前記減圧手段により減圧が行われる際には開放されて前記筐体の内部とともにダミーチャンバーの内部も減圧させ、前記圧力測定手段による測定時には閉止されて前記筐体の内部を孤立させることでリーク検査を可能にすることを特徴としている。
請求項２では、前記ダミーチャンバーは異なる容量のものと交換可能に構成されている。
請求項３では、前記分岐接続部と前記ダミーチャンバーとの間に開閉可能な第２のバルブを設けてある。

本発明の請求項１に係るリーク検査装置によれば、
検査対象の筐体が接続されるワーク側減圧配管に分岐接続部を介してダミーチャンバーが分岐接続されているので、減圧配管を減圧手段で減圧したときに、前記筐体の内部の圧力が急激に減少することを防止することができ、筐体内部の構成部品などを損傷することを防止できる。また、前記ワーク側減圧配管に外気を導入する場合でも筐体内部の圧力が急激に上昇しないので目標圧力の維持が容易である。さらにまた、前記減圧配管と前記ワーク側減圧配管との間に開閉可能な第１のバルブが設けられているので、リーク検査時においては、前記第１のバルブを閉にすることにより、前記ダミーチャンバーによる減圧配管内の圧力変化に対する影響を排除して正確なリーク検査が可能となる。
請求項２によれば、前記ダミーチャンバーは異なる容量のものと交換可能であるので、検査対象の筐体の容量に応じて適切な容量のチャンバーを接続して、より適切な検査が可能となる。
請求項３によれば、前記分岐接続部と前記ダミーチャンバーとの間に開閉可能な第２のバルブが設けられているので、比較的容量の小さい筐体を検査する際には前記第２のバルブを開にして筐体内部の急激な圧力変化を防ぐことができ、比較的容量の大きい筐体を検査する際には前記第２のバルブを閉にして、検査に要する時間の長時間化を防ぐことができる。

本発明に係るリーク検査装置を用いたリーク検査の場合の説明図である。 前記リーク検査装置を用いたリーク検査における圧力変化の例を示す図である。

本発明に係るリーク検査装置は、
検査対象の筐体と圧力測定手段とが接続されるワーク側減圧配管と、
減圧配管を介して前記ワーク側減圧配管に接続された前記筐体の内部を減圧可能な減圧手段と、
前記減圧配管に設けられた分岐接続部を介して分岐接続されて前記減圧手段により減圧可能なチャンバーと
を備えていることを特徴としている。

実施例１に係るリーク検査装置を用いて、検査対象の筐体のリーク検査を行う場合の接続図を、図１を参照して説明する。
図１において、
Ａはリーク検査装置であり、１は検査対象の筐体である。前記筐体１は、例えば携帯用無線通信機の筐体である。前記筐体１は、リーク検査装置Ａに設けられたワーク取付け部１１に取り付けられ、このワーク取付け部11には減圧配管接続部12が設けられている。前記筐体１には、リーク検査用孔が設けられており、このリーク検査用孔に減圧配管接続部12を接続することで、筐体１の内部を加圧、減圧することができる。
２はリーク検査装置Ａに内蔵された減圧ポンプである。この減圧ポンプ２は減圧配管３と前記ワーク取付け部11の減圧配管接続部12を介して筐体１のリーク検査用孔に接続されている。

前記減圧ポンプ２には、減圧制御用スピードコントローラ（以下、ポンプ用スピコンと呼ぶ。）21が設けられているので、減圧ポンプ２の減圧速度を手動で制御することができる。

検査対象の筐体１は、ワーク側減圧配管31を介して減圧、加圧が行われ、ワーク側減圧配管31の一方の端部には前記筐体１に取り付けられるワーク取付け部11が設けられた減圧配管接続部12が接続されている。前記ワーク側減圧配管31の他方の端部は２つに分岐されて、一方の分岐ライン311が電磁弁41を介してポンプ側ライン312に接続され、他方の分岐ライン313が電磁弁42を介して開放ライン314に接続されている。
前記電磁弁41は請求項１に記載された第１のバルブに対応する構成である。

前記電磁弁41、42は、リーク検査装置Ａに内蔵された制御部５によって制御される。
減圧配管３のワーク側減圧配管３１には圧力計43が取り付けられており、電磁弁41、42を閉にすることで、筐体１の内部を閉鎖して筐体１の内部の圧力を測定することができる。
前記圧力計43で測定された圧力は、前記制御部５によって監視されている。

減圧ポンプ２が接続された減圧配管３と筐体１が接続されたワーク側減圧配管31とは、電磁弁41と分岐接続部300を介して接続されている。
前記分岐接続部300と減圧ポンプ２との間には逆流防止用にチェックバルブ44が設けられており、空気等の流体が減圧ポンプ２側からワーク側に流れることを防止するように構成されている。

前記分岐接続部300には、安定時間制御スピードコントローラ（以下、圧力安定用スピコンと呼ぶ。）45が分岐接続されており、リーク検査工程において筐体１の内部の圧力が目標圧力よりも小さくなった際に、圧力安定用スピコン45から外気を電磁弁41を介して筐体１の内部に注入して、筐体１の内部の圧力を目標圧力に戻すように構成されている。

電磁弁42には、開放ライン314を介して排気用マフラー46が接続されている。
リーク検査終了時に、電磁弁42を開とすることで、排気マフラー46から外気をワーク側減圧配管31を介して筐体１内部に注入して、筐体１内部を大気圧に復帰させるように構成されている。
前記分岐接続部300には、例えば容量が300ｃｃのダミーチャンバー６が分岐接続されており、減圧ポンプ２を作動させているときには、筐体１内部とともに、前記ダミーチャンバー６が減圧され、圧力安定用スピコン45から外気を注入する際には、筐体１内部に電磁弁41を介して外気が導入されるとともに、ダミーチャンバー６にも外気が導入される。
なお、ワーク側減圧配管31は分岐ライン311、313を含み、ワーク側減圧配管31には、ワーク取付け部11、圧力計43、電磁弁42、そして電磁弁41が接続されている。
減圧配管３はポンプ側減圧ライン312を含み、減圧配管３には、減圧ポンプ２、チェックバルブ44、安定時間制御用スピコン45、ダミーチャンバー６、そして電磁弁41が接続されている。前記電磁弁41は、前記減圧配管３と前記ワーク側減圧配管31の境界に配設されているといえる。そして、前記分岐接続部300では減圧配管３が４つに分岐され、それぞれ、チェックバルブ44、安定時間制御用スピコン45、ダミーチャンバー６、そして電磁弁41が分岐接続されている。

次に、目標圧力を−10KPaとしてリーク検査を行う場合について説明する。
ワーク取付け部11に設けられた減圧配管接続部12に検査対象の筐体１を取り付けて、制御部５の操作パネルの「スタートスイッチ」を操作してリーク検査を開始させるように指示すると、制御部５は、電磁弁41を開、電磁弁42を閉に制御して、減圧ポンプ２を作動させる。
この際、ワーク取付け部に取り付けた筐体１の内部とともにダミーチャンバー６の内部も減圧される。
したがって、ワーク取付け部11に取り付けた筐体１の内部容量が小さいものであっても、その筐体の内部とダミーチャンバー６の内部とがまとめて減圧されるので、筐体１の内部が急激に減圧されるという不具合は発生せず、筐体１内部の部品等を損傷させることもない。

以上のようなリーク検査工程において、圧力計43で監視している筐体１の内部の圧力が目標の−10KPaに到達すると、電磁弁41を開にしたまま制御部５は減圧ポンプ２を停止させる。（図２の「Ｃ」参照。）
減圧ポンプ２が停止しても、しばらくは筐体１から気体の流出が続き、圧力は下がり続ける。
このようにして、圧力が下がり過ぎた場合には、圧力安定用スピコン45から電磁弁41を介して外気が導入されるので、筐体１内部の圧力は目標圧力に戻される。（図２の「Ｄ」参照。）この際の外気導入は、圧力安定用スピコン45の開放度に依存するものであり、筐体１内部のみならず、ダミーチャンバー６にも外気が導入される。
圧力安定用スピコン45から導入された外気は、筐体１内部のみならず、ダミーチャンバー６にも流入するので、筐体１内部の圧力が急激に上昇して目標圧力を越えることは抑止される。

制御部５は、圧力計43を監視することで、目標圧力以下であった筐体１内部の圧力が目標圧力に到達したことを検出すると、電磁弁41を閉じ、筐体１内部を孤立させる。（図２の「Ｄ」参照。）
そして、圧力計43を監視して、筐体１内部の圧力が一定の監視時間（図２の「Ｄ」〜「Ｅ」参照。）の間でどの程度変化するかを監視して検査する。

以上のようにして、制御部５は、圧力計43を監視して、一定時間の間における筐体１内部の圧力が例えば図２の太線で示したように、所定のしきい値範以下であれば、監視時間における圧力変化は小さく、筐体１にはリークはないものとして、ブザーを鳴らし、制御部５の操作パネルの「ＧＯＯＤ」ランプを点灯させて、リーク検査合格を報知する。
一定時間の間における筐体内部の圧力変化が例えば図２の一点鎖線で示したように、所定のしきい値範囲を越えて上昇すれば、筐体１にはリークが発生しているものとして、ブザーを鳴らし、制御部５の操作パネルの「ＮＧ」ランプを点灯させて、リーク検査不合格を報知する。
そして、リーク検査終了後に、電磁弁42を開とすることで排気用マフラー46から外気を筐体１内部に導入し、筐体１内部の圧力を外気と同じ大気圧に復帰させて、検査が終了した筐体をワーク取付け部11から取り外す。
このようにして、検査対象の筐体１のリーク検査を終了するのである。

なお、ダミーチャンバー６の容量が300ｃｃの場合には、検査対象の筐体の容量としては、１ｃｃから300ｃｃが適している。そこで、前記ダミーチャンバー６を交換可能に構成し、例えば小容量のダミーチャンバーを装着したり、大容量のダミーチャンバーを装着したできるように構成してもよい。検査対象の筐体の内部容量が小さい場合には、大きすぎる容量のダミーチャンバーを用いると余分な減圧時間を要したりして能率よく検査できないので、小容量のダミーチャンバーを装着してリーク検査を行う。一方、検査対象の筐体の内部容量が大きい場合には、小さな容量のダミーチャンバーを用いると十分なチャンバー効果が得られず急激な圧力変動が発生するので、大容量のダミーチャンバーを装着してリーク検査を行う。

前記圧力安定用スピコン45を調整することで、目標圧力より低くなった筐体内部の圧力が目標圧力に到達するまでの時間を調整することができる。
ポンプ側減圧ライン312上の分岐接続部300とダミーチャンバー６との間に、破線で示したようにチャンバー用バルブ47を設けた構成としてもよい。このチャンバー用バルブ47は請求項３に記載された第２のバルブに対応する構成である。
このような構成によれば、比較的容量の小さい筐体を検査する際には前記チャンバー用バルブ47を開にして筐体内部の急激な圧力変化を防ぐことができ、比較的容量の大きい筐体を検査する際には前記チャンバー用バルブ47を閉にして、検査に要する時間の長時間化を防ぐことができる。
なお、検査対象の筐体１を接続する前に、ワーク取付け部11の減圧配管接続部12を完全に塞いだ状態でリーク検査装置Ａ本体の動作テストを行う。
また、前記リーク検査装置Ａにおけるリーク検査の開始／停止をリモート操作するためのリモコンユニットを備えてもよい。

以上の実施形態においては、エアリーク検査を目的として気体を減圧して気体のリークを検査する場合を想定して説明したが、気体に限らず液体などの流体のリーク検査を目的とする場合には減圧ポンプに代えて流体吸引ポンプを用いて、配管上の流体の圧力を監視すればよい。

Ａ リーク検査装置
１ 筐体
２ 減圧ポンプ
３ 減圧配管
31 ワーク側減圧配管
300 分岐接続部
311 分岐ライン
312 ポンプ側減圧ライン
313 分岐ライン
314 開放ライン
42 電磁弁
43 圧力計
44 チェックバルブ
47 チャンバー用バルブ
５ 制御部

Claims (3)

1. 検査対象の筐体と圧力測定手段とを接続するワーク側減圧配管と、
   減圧配管を介して前記ワーク側減圧配管に接続されて前記筐体の内部を減圧可能な減圧手段と、
   前記減圧配管に設けられた分岐接続部を介して分岐接続されて前記減圧手段により減圧可能なダミーチャンバーと、
   前記分岐接続部と前記ワーク側減圧配管との間に設けられる開閉可能な第１のバルブとを備え、
   前記第１のバルブは、前記減圧手段により減圧が行われる際には開放されて前記筐体の内部とともにダミーチャンバーの内部も減圧させ、前記圧力測定手段による測定時には閉止されて前記筐体の内部を孤立させることでリーク検査を可能にすることを特徴とするリーク検査装置。
2. 前記ダミーチャンバーは異なる容量のものと交換可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のリーク検査装置。
3. 前記分岐接続部と前記ダミーチャンバーとの間に開閉可能な第２のバルブを設けてあることを特徴とする請求項１または２に記載のリーク検査装置。

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