JP6636044B2 - 漏れ検査装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、漏れ検査装置及び方法に関し、特に規定の温度及び圧力条件下で一定の漏れ量を示す漏れ素子を用いた漏れ検査装置及び方法に関する。

エアリークテスタ（漏れ検査装置）でワーク（検査対象）の合否を判定する場合、その基準を示す単位としては一般に「漏れ量」を採用する。エアリークテスタの内部では、圧力の降下（負圧又はチャンバ法では圧力上昇であるが、話を簡潔にするため、ここでは加圧法を前提に記載する）を計測している。以前は、合否判定の閾値を降下圧力の大きさで規定することが多かったが、同じ量の漏れがあってもワークの容積が異なると圧力の降下量も変わってしまうため、漏れ量で規定することが定着しつつある。

特許文献１（特開２０１２−１１２７５２）には、エアリークテスタの校正や保守等に用いられる漏れ素子が記載されている。漏れ検出路に漏れ素子が接続される。漏れ素子は、キャピラリ管を有している。漏れ素子によれば、規定の温度及び圧力条件下で、キャピラリ管から一定の漏れを発生させる。

特開２０１２−１１２７５２号公報

しかし、細い通路を流れる漏れ量は、通路の入り口と出口の圧力が変化すれば変わってしまう。また、温度が変わっても変化する。つまり、漏れ試験の条件（主に圧力及び温度）が変われば、実際に流れる漏れ量は変化する。したがって、ある固定の条件下での漏れ量を閾値として定めただけでは、圧力及び温度が変わったときに同一の判定基準で検査をしているとは言えない。

エアリークテスタで検査する気体漏れの範囲は、そのほとんどが粘性流の領域にある。粘性流の代表的な計算式としてハーゲンポアズイユの式がある（式１）。

ここで、
Ｑ： 流量（Ｐａ・ｍ^３／ｓ）
Ｄ： 管の内径（ｍ）
Ｌ： 導管の長さ（ｍ）
η： 気体の粘性係数（Ｐａ・ｓ）
Ｐ_１： 入口の圧力（Ｐａ）
Ｐ_２： 出口の圧力（Ｐａ）
である。

式１から解るように、流量Ｑ（漏れ量）を変化させるパラメータは、“孔”すなわち検査対象の密封欠陥の性状を示すＤ，Ｌ以外にも存在する。つまり、気体の粘性係数ηは、温度（検査対象の温度や周辺温度）により変化する。入口圧力Ｐ_１（試験圧）は、レギュレータの性能等により変動する可能性がある。出口圧力Ｐ_２（大気圧）は、気象条件や地域によって変動する。更に式（１）は体積流量の計算であり、漏れ通路を通る気体は、温度変化に伴う収縮／膨張の影響も加わる。このため、実際の流量で判定していると、試験条件が変わることで検査の基準も変動してしまう。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、同じ大きさの密封欠陥であれば、温度及び圧力等の条件が変わっても同じ結果が得られる漏れ判定方法を提供することを目的とする。

前記問題点を解決するために、発明者は、漏れ判定の基準を“実際の漏れ”から“規定条件下での漏れ”ひいては“検査対象の密封欠陥の大きさ”に移すことを着想した。
すなわち、本発明は、検査対象からの漏れを検査する漏れ検査方法であって、
規定の温度及び圧力下で規定の漏れを発生させる基準漏れ孔からの漏れの実測値に基づいて、前記検査対象からの漏れの実測値を、前記検査対象の仮想欠陥孔（仮想の密封欠陥）の大きさに相当する孔寸法相当値に換算し、前記孔寸法相当値に基づいて漏れ判定することを特徴とする。
前記孔寸法相当値は、温度及び圧力等の試験条件ないしは環境条件が変わっても、密封欠陥の大きさが同じであれば、同じ値になる。これによって、同じ漏れ判定結果を得ることができる。

本発明装置は、検査対象からの漏れを検査する漏れ検査装置であって、
前記検査対象に接続される検査路を有し、前記検査路から前記検査対象に試験圧を供給する漏れ検出路と、
前記漏れ検出路に設けられ、規定の温度及び圧力（以下「規定条件」と称す）下で規定の漏れ（以下「規定漏れ値」と称す）を発生させる漏れ素子と、
前記漏れ検出路に設けられた漏れ測定手段と、
処理手段と、を備え、前記処理手段が、
前記漏れ測定手段によって前記漏れ素子からの漏れ（以下「素子実測漏れ値」と称す）を実測する素子実測動作と、
前記漏れ測定手段によって前記検査対象からの漏れ（以下「対象実測漏れ値」と称す）を実測する対象実測動作と、
前記素子実測漏れ値に基づいて前記対象実測漏れ値を前記規定条件下での規定条件換算漏れ値に換算し、前記規定条件換算漏れ値に基づいて漏れ判定する判定動作を行なうことを特徴とする。
前記規定条件換算漏れ値は、前記検査対象の仮想欠陥孔（仮想の密封欠陥）の大きさに相当する孔寸法相当値の一例であり、温度及び圧力等の条件が変わっても、密封欠陥の大きさが同じであれば、同じ値になる。これによって、同じ漏れ判定結果を得ることができる。

前記漏れ検査装置が、装置筐体と、前記検査対象が配置される検査部を含み、
前記装置筐体には、前記漏れ測定手段及び前記処理手段が設けられ、
前記検査部には、前記検査対象の配置部と前記漏れ素子とが、互いに近接して設けられていることが好ましい。
これによって、検査対象と漏れ素子の周辺温度及び外部圧力（出口圧力）を互いに略一致させることができる。ひいては、前記換算の適確性を高めることができる。

前記漏れ検出路が、基準容器を含む基準路と、前記基準路と前記検査路とを連通、遮断可能な弁手段と、を有し、
前記漏れ測定手段が、前記検査路と前記基準路との間に設けられた差圧計であり、
前記弁手段によって、前記測定後に前記検査路が大気解放される一方、前記基準路ひいては前記基準容器が試験圧に維持されることが好ましい。
これによって、基準容器の断熱圧縮等による影響を除くことが出来る。さらに、副次的に以下の効果が期待される。
（１） 加圧又は排気工程で激しい流れが生じているタイミングでは、センサ部が遮断されており、センサに連通するタイミングではワークと同圧（テスト圧）で流れがほとんどない状態であるため、センサ内へ異物が侵入することが無い。
（２）マスタ（基準容器）はワーク（検査対象）と異なり加圧と排気を繰り返し行う。そのため、多湿な地域で使用すると、内部に結露した水が溜まることがあり、テスタの故障につながる場合があったが、本方式では回避できる。
（３）差圧センサ（漏れ測定手段）の加圧・排気によるストレスが減るため、耐久性の向上が期待される。

前記漏れ検査装置が、前記試験圧を測定する試験圧測定手段と、
前記漏れ素子又は検査対象の外部圧力を測定する外部圧力測定手段と、
前記漏れ素子又は検査対象の周辺温度を測定する温度測定手段と
を更に備え、前記処理手段が、前記対象実測動作時における前記試験圧測定手段、外部圧力測定手段及び温度測定手段の測定値、並びに前記漏れ素子の基準漏れ孔の大きさによって決まる基準漏れ孔寸法係数及び前記規定漏れ値に基づいて、前記対象実測漏れ値を前記規定条件換算漏れ値に換算する換算係数を算出することが好ましい。
これによって、検査対象の実測時の周辺温度や外部圧力等の環境条件に合わせて、対象実測漏れ値を規定条件換算漏れ値に適確に換算することができる。

本発明方法は、検査対象からの漏れを検査する漏れ検査方法であって、
規定の温度及び圧力（以下「規定条件」と称す）下で規定の漏れ（以下「規定漏れ値」と称す）を発生させる漏れ素子を、試験圧を供給する漏れ検出路と連通させて、前記漏れ素子からの素子実測漏れ値を実測する素子実測工程と、
検査対象を前記漏れ検出路と接続して、前記検査対象からの対象実測漏れ値を実測する対象実測工程と、
前記素子実測漏れ値に基づいて前記対象実測漏れ値を前記規定条件下での値に換算し、前記換算した値に基づいて漏れ判定する判定工程と、
を備えたことを特徴とする。
前記規定条件換算漏れ値は、孔寸法相当値であり、温度及び圧力等の条件が変わっても、密封欠陥の大きさが同じであれば、同じ値になる。これによって、同じ漏れ判定結果を得ることができる。

前記規定の漏れ値が、前記検査対象の漏れ判定の閾値の０．８〜１．２倍であることが好ましい。
これによって、漏れ素子と検査対象との間の温度及び圧力に対する変動特性のズレをなるべく小さくできる。
規定状態で漏れ素子の漏れ閾値と近似した漏れになる検査対象を用いることが好ましい。

複数の検査対象を順次漏れ判定し、
先順の良品判定された検査対象の実測漏れ値に対して、後順の良品判定された検査対象の実測漏れ値が、所定割合以上増減したときは、前記素子実測工程をし直すことによって前記素子実測漏れ値を更新することが好ましい。
これによって、温度や圧力が大きく変動した場合、素子実測漏れ値を設定し直すことで、漏れ判定の正確さを確保できる。
前記先順の対象実測漏れ値は、前回の素子実測漏れ値の取得直後の良品検査対象の実測値であってもよい。

前記規定漏れ値と前記素子実測漏れ値とに基づいて換算係数を算出し、
前記換算係数に基づいて前記対象実測漏れ値を規定条件換算漏れ値に換算することが好ましい。前記換算係数は、実測値を規定条件下での値に換算するための係数である。

前記対象実測工程時の試験圧、外部圧力及び周辺温度、並びに前記漏れ素子の基準漏れ孔の大きさによって決まる基準漏れ孔寸法係数及び前記規定漏れ値に基づいて換算係数を算出し、
前記換算係数に基づいて前記対象実測漏れ値を規定条件換算漏れ値に換算することが好ましい。
これによって、検査対象を検査する都度、その検査時の温度や圧力等の環境条件を反映した換算係数を算出して、対象実測漏れ値を規定条件換算漏れ値に換算できる。したがって、同じ大きさの密封欠陥であれば、温度及び圧力等の条件が変わっても、確実に同じ漏れ判定結果が得られるようにすることができ、漏れ判定の信頼性を一層高めることができる。

前記素子実測工程時の素子実測漏れ値、試験圧、外部圧力及び周辺温度に基づいて前記基準漏れ孔寸法係数を算出することが好ましい。
これによって、基準漏れ孔の大きさ（直径及び長さ等）が不確かであったり、直径が一定でなかったりしても、基準漏れ孔寸法係数を適確に設定することができ、ひいては、換算の適確性を高めることができる。

本発明によれば、同じ大きさの密封欠陥であれば、温度及び圧力等の条件が変わっても同じ漏れ判定結果が得られるようにすることができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る漏れ検査装置の回路図である。 図２は、本発明の第２実施形態に係る漏れ検査装置の回路図である。 図３は、本発明の第３実施形態に係る漏れ検査装置の回路図である。 図４は、前記第３実施形態に係る漏れ検査装置の動作のタイムチャートである。 図５は、本発明の第４実施形態に係る漏れ検査装置の回路図である。

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に示すように、漏れ検査装置１は、漏れ検出路１０と、処理手段３（制御手段）と、漏れ素子５を備えている。漏れ検出路１０は、共通路１１と、基準路１８と、検査路１９を含む。圧力源２から共通路１１が延びている。共通路１１には、圧力調整弁２１と、圧力計３１（試験圧測定手段）と、三方弁からなる加圧排気弁２２とが圧力源２側から順次設けられている。

共通路１１から基準路１８と検査路１９が分岐されている。基準路１８には基準遮断弁２８が設けられている。基準路１８の下流端は、基準容器８に接続されている。検査路１９には検査遮断弁２９が設けられている。検査路１９の下流端は検査対象９に接続されている。遮断弁２８，２９よりも下流の基準路１８及び検査路１９どうし間に差圧計３３（漏れ測定手段）が設けられている。
弁２１〜２９によって、弁手段が構成されている。

さらに、検査遮断弁２９よりも下流（検査対象９側）の検査路１９から校正路１５が延びている。校正路１５には校正弁２５が設けられている。校正路１５の下流端に漏れ素子５が設けられている。校正弁２５の開閉によって、漏れ素子５が漏れ検出路１０に接離される。漏れ素子５は、検査対象の“孔”（欠陥）と同様の挙動が期待される素子であり、決められた温度及び圧力条件（規定条件）の下で値付けされたものである。すなわち、漏れ素子５は、基準漏れ孔５ａを有し、規定の温度及び圧力条件下で規定の漏れ量Ｑ_５Ｓ（規定漏れ値）を発生させる。漏れ素子５の外表面等には、規定条件の温度、圧力、及び規定漏れ量Ｑ_５Ｓの値が表記されている。

更に、漏れ検査装置１には、処理手段３が設けられている。
処理手段３は、マイクロコンピュータや、弁手段２１〜２９の駆動回路等を含む。処理手段３によって、漏れ検査装置１の弁手段２１〜２９等の動作が制御され、更には漏れ判定処理が行われる。前記マイクロコンピュータのメモリ３ｍ（記憶手段）には、漏れ検査のシーケンスプログラムの他、検査対象９の漏れ判定の閾値Ｑ_９Ｂ（Ｐａ・ｍ^３／ｓ）、漏れ素子５の規定漏れ量Ｑ_５Ｓ（Ｐａ・ｍ^３／ｓ）、検査対象９の容積Ｖ（ｍ^３）等の、漏れ判定に必要なデータが格納される。

漏れ検査装置１による漏れ検査方法を説明する。
予め、漏れ素子５の規定漏れ量Ｑ_５Ｓを処理手段３に記憶させる。また、検査対象９の漏れ判定の閾値を設定し、処理手段３に記憶させておく。
好ましくは、漏れ素子５としては、規定漏れ量Ｑ_５Ｓが検査対象９の漏れ判定の閾値になるべく近いものを選択する。規定漏れ量Ｑ_５Ｓは、検査対象９の漏れ判定の閾値の好ましくは０．８〜１．２倍である。
また、漏れ素子５の規定条件（規定の温度及び規定の圧力）は、検査対象９の漏れ試験現場の試験条件（温度及び圧力）となるべく近いことが好ましい。

これによって、少なくとも試験条件の近くでは、漏れ素子５と検査対象９との間の温度及び圧力に対する変動特性のズレをなるべく小さくできる。

＜素子実測＞
検査路１９には漏れの無い良品検査対象９を接続しておく。
加圧排気弁２２によって共通路１１と、基準路１８及び検査路１９を連通させる。また、遮断弁２８，２９を開く。これによって、圧力源２からのエア圧が、圧力調整弁２１において試験圧まで減圧される。この試験圧が、基準路１８から基準容器８に導入されるともに、検査路１９から漏れ無し良品検査対象９に導入される。

次に、遮断弁２８，２９を閉じる。これによって、基準遮断弁２８より基準容器８側の基準路１８と、検査遮断弁２９より検査対象９側の検査路１９とが互いに独立した閉鎖空間となる。

次に、校正弁２５を開けることで漏れ素子５を漏れ検出路１０と接続する。これによって、漏れ素子５から漏れが発生し、遮断弁２８，２９より下流の基準路１８と検査路１９との間に圧力差が発生する。この圧力変化ΔＰ_５Ｒを差圧計３３によって検出する。圧力変化の実測データΔＰ_５Ｒは、処理手段３へ入力される。処理手段３は、下式（２）の演算を行なうことで、漏れ素子５からの実測漏れ量Ｑ_５Ｒ（素子実測漏れ値）を算出する。

ここで、Δｔは、実測圧力変化ΔＰ_５Ｒの検出時間（ｓ）である。

＜換算係数算出＞
さらに、処理手段３は、次式（３）にしたがって換算係数ｋを求め、これをメモリ３ｍに記憶しておく。

なお、素子実測漏れ量Ｑ_５Ｒ（又は実測圧力変化ΔＰ_５Ｒ）は、試験圧導入による温度変化や検査対象９の膨張等による変動分を取り除いた値とすることが好ましい。取り除く方法としては、マスタリング法（特開平９−３３３８１号公報等参照）、フィッティング法（特開２００４−０６１２０１号公報参照）、リニアフィッティング法（特開２０１２−２５５６８７号公報参照）等の公知の手法を適用することができる。

＜対象実測＞
そのうえで、実際の検査対象９に対して漏れ検査を行う。
詳しくは、前記実際の検査対象９を検査路１９に接続する。
加圧排気弁２２によって共通路１１と、基準路１８及び検査路１９を連通させる。また、遮断弁２８，２９を開く。これによって、圧力源２からのエア圧が、圧力調整弁２１において試験圧まで減圧される。この試験圧が、基準路１８から基準容器８に導入されるともに、検査路１９から検査対象９に導入される。

次に、遮断弁２８，２９を閉じる。これによって、基準遮断弁２８より基準容器８側の基準路１８と、検査遮断弁２９より検査対象９側の検査路１９とが互いに独立した閉鎖空間となる。

次に、差圧計３３によって、基準路１８と検査路１９との間ひいては基準容器８と検査対象９との間の圧力差の時間変化ΔＰ_９Ｒ（実測圧力変化）を検出する。実測圧力変化ΔＰ_９Ｒは、処理手段３へ入力される。処理手段３は、下式（４）の演算を行なうことで、規定条件換算漏れ値Ｑ_９Ｓを算出する（換算工程）。なお、規定条件換算漏れ値Ｑ_９Ｓ（又は実測圧力変化ΔＰ_９Ｒ）は、上記と同様にして、試験圧導入による温度変化や検査対象９の膨張等による変動分を取り除いた値とすることが好ましい。

つまり、素子実測漏れ量Ｑ_５Ｒ（＝Ｑ_５Ｓ／ｋ）に基づいて、対象実測圧力変化ΔＰ_９Ｒに対応する対象実測漏れ量Ｑ_９Ｒを規定条件下での値に換算する。規定条件換算漏れ値Ｑ_９Ｓは、検査対象９の仮想欠陥孔（仮想の密封欠陥）の大きさに相当する孔寸法相当値であり、温度や圧力等の環境条件が変わっても、密封欠陥の大きさが同じであれば、同じ値になる。

＜漏れ判定＞
次に、規定条件換算漏れ値Ｑ_９Ｓ（孔寸法相当値）に基づいて漏れ判定を行なう。
詳しくは、規定条件換算漏れ値Ｑ_９Ｓが閾値Ｑ_９Ｂ以内であれば、その検査対象９を良品（漏れ無し）と判定する。規定条件換算漏れ値Ｑ_９Ｓが閾値Ｑ_９Ｂを超えていれば、その検査対象９を不良品（漏れ有り）と判定する。
これによって、同じ大きさの密封欠陥であれば、温度及び圧力等の条件が変わっても同じ漏れ判定結果が得られるようにすることができる。

測定終了後は、遮断弁２８，２９を開け、かつ加圧排気弁２２を大気解放位置にすることで、検査路１９及び基準路１８ひいては基準容器８及び検査対象９内の試験圧を排出する。
以後、同様にして、複数の検査対象９の漏れ検査を順次行う。

処理手段３は、これら検査対象９のうち良品判定された検査対象９の実測漏れ量Ｑ_９Ｒを逐次メモリ３ｍに蓄積することによって、前記実測漏れ量Ｑ_９Ｒの推移（経時変化）を監視する。
そして、先順の良品判定された検査対象９の実測漏れ量Ｑ_９Ｒに対して、後順の良品判定された検査対象９の実測漏れ量Ｑ_９Ｒが、所定割合（例えば３％〜１０％）以上増減したときは、素子実測工程をし直す。これによって、温度や圧力が漸次変動することで、前回の素子実測漏れ量Ｑ_５Ｒの取得時からの変動幅が大きくなったときは、素子実測漏れ量Ｑ_５Ｒひいては換算係数ｋを変動後の温度及び圧力に対応する値に更新することができる。以後、更新後の素子実測漏れ量Ｑ_５Ｒ又は換算係数ｋを用いて、規定条件換算漏れ値Ｑ_９Ｓを算出し、漏れ判定する。この結果、漏れ判定の正確さを確保することができる。しかも、温度や圧力が急激に大きく変動しない限り、素子実測漏れ量Ｑ_５Ｒを頻繁に実測して更新する必要がなく、煩雑さを回避できる。
また、第１実施形態によれば、温度センサ及び圧力センサ、並びにこれらセンサの測定値の監視手段を設ける必要が無く、製品コストが上昇するのを防止できる。

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２に示すように、第２実施形態に係る漏れ検査装置１Ｂは、装置筐体１ａと、検査部１ｂを備えている。
装置筐体１ａには、圧力源２と、処理手段３と、漏れ検出路１０における圧力源２との接続部から差圧計３３までの部分と、その部分に配置された空圧素子２１，２２，２８，２９，３１，３３が格納されている。図示は省略するが、更に、装置筐体１ａには、モニターや、タッチパネル等の入力部の他、弁手段２１〜２９の手動操作等が設けられている。

検査部１ｂには、基準容器８と、検査対象配置部９ｘと、漏れ素子５と、校正弁２５が設けられている。検査対象配置部９ｘに検査対象９が配置されている。基準路１８が、装置筐体１ａから延び出て検査部１ｂに導入され、その先端部が、基準容器８に接続されている。検査路１９が、装置筐体１ａから延び出て検査部１ｂに導入され、その先端部（検査対象接続部）が、検査対象９に接続されている。校正路１５が、装置筐体１ａから延び出て検査部１ｂに導入され、その先端の漏れ素子接続部が、漏れ素子５に接続されている。検査部１ｂ内における校正路１５上に校正弁２５が介在されている。校正弁２５は、装置筐体１ａの処理手段３によって遠隔的に操作される。

検査部１ｂには、検査対象配置部９ｘと漏れ素子５とが、互いに近接して設けられている。すなわち、漏れ素子５が検査対象９の近くに配置されている。
これによって、漏れ素子５を検査対象９とほぼ同じ温度及び圧力条件に置き、検査対象９とできるだけ同じような変動を受けるようにできる。ひいては、漏れ素子５の実測漏れ量Ｑ_５Ｒを基準とした漏れ判定の精度を確保することができる。
なお、漏れ検査装置１Ｂにおいて、基準容器８については、装置筐体１ａ内に配置してもよい。

［第３実施形態］
図３は、本発明の第３実施形態に係る漏れ検査装置１Ｃを示したものである。漏れ検査装置１Ｃでは、弁手段として電磁開閉弁４１〜４７が設けられている。これら開閉弁４１〜４７のオンオフ操作のフローチャートを図４に示す。
加圧工程で、弁４４を開き、弁４２を閉じることで、検査対象９に試験圧が導入される。一方、基準容器８には、弁４５，４７を介して試験圧が常時導入されている。
平衡工程で、弁４３を閉じ、弁４４を開き、弁４５を閉じることで、基準容器８と検査対象９とが連通路１７を介して連通される。
続いて、弁４７を閉じることで、基準容器８と検査対象９とが遮断される。
そして、差圧計３３によって差圧検出（実測漏れ量Ｑ_９Ｒの測定）を行なう。

検出工程終了後、弁４１を閉じ、弁４２，４３を開き、弁４４を閉じ、弁４５，４７を開く。これによって、検査対象９が大気解放される。一方、基準容器８は、大気解放されることなく、試験圧に維持される。
これによって、基準容器８の断熱圧縮による影響を除くことができる。
校正弁４６は、常時閉じておく。
弁４４〜４７、差圧計３３、及び基準容器８等を含むエア通路は、図３において二点鎖線にて示す金属製の計測ブロック４に組み込まれている。

［第４実施形態］
図５は、本発明の第４実施形態に係る漏れ検査装置１Ｄを示したものである。漏れ検査装置１Ｄは、第３実施形態（図４）の漏れ検査装置１Ｃにおいて、更に、温度測定手段６と、大気圧測定手段３２（外部圧力測定手段）を備えている。検査対象９と漏れ素子５とが互いに近くに配置されている。これら検査対象９及び漏れ素子５の近くに温度測定手段６及び大気圧測定手段３２が配置されている。

温度測定手段６は、漏れ検査装置１Ｄの、特に検査対象９及び漏れ素子５の周辺部における温度Ｔ_６（℃又はＫ）を測定する。
また、大気圧測定手段３２は、検査対象９及び漏れ素子５の外部圧力すなわち検査対象９及び漏れ素子５の周辺の大気圧の絶対圧力Ｐ_３２（Ｐａ-abs.）を測定する。大気圧の絶対圧力Ｐ_３２は、検査対象９の外部圧力（密封欠陥の出口圧力）または漏れ素子５の外部圧力（漏れ孔５ａの出口圧力）に相当する。
なお、２つの大気圧測定手段３２を検査対象９の近くと漏れ素子５の近くに別々に設けてもよい。２つの温度測定手段６を検査対象９の近くと漏れ素子５の近くに別々に設けてもよい。

漏れ検査装置１Ｄにおいては、次のようにして漏れ検査を行なう。
＜素子実測工程＞
素子実測工程では、差圧計３３（漏れ測定手段）によって素子実測圧力変化ΔＰ_５Ｒを測定し、式２にしたがって素子実測漏れ値Ｑ_５Ｒを導出する。
また、試験圧測定手段３１によって試験圧Ｐ_３１（Ｐａ）を測定し、大気圧測定手段３２によって大気圧の絶対圧力Ｐ_３２（Ｐａ-abs.）を測定し、温度測定手段６によって周辺温度Ｔ_６（Ｋ）を測定する。以下、素子実測工程時の各測定値Ｐ_３１，Ｐ_３２，Ｔ_６は、添え字の末尾にＡを付して、それぞれＰ_３１Ａ，Ｐ_３２Ａ，Ｔ_６Ａと表記する。

ハーゲンポアズイユの法則（式１）によれば、これらの値Ｑ_５Ｒ，Ｐ_３１Ａ、Ｐ_３２Ａ、Ｔ_６Ａの間には以下の関係が成り立つ。

なお、式５における試験圧Ｐ_３１Ａは、絶対圧力（Ｐａ-abs.）である。試験圧測定手段３１がゲージ圧計である場合には、試験圧測定手段３１の測定値に大気圧実測値Ｐ_３２Ａを加算することで絶対圧力Ｐ_３１Ａに換算する。
Ｔ_Ｓは、規定条件の温度（Ｋ）であり、例えばＴ_Ｓ＝２９６．１５Ｋ（＝２３℃）である。
η_６Ａは、実測温度Ｔ_６Ａ（Ｋ）における気体（空気）の粘性係数（Ｐａ・ｓ）である。例えば２０℃（＝２９３．１５Ｋ）における空気の粘性係数は、１８．２×１０^−５（Ｐａ・Ｓ）であるから、サザランドの式によれば、以下の関係が成り立つ。

Ｃは、サザランド定数であり、空気の場合、Ｃ＝１１７である。

式５における右辺第１項のＡは、漏れ素子５の基準漏れ孔５ａの大きさ（Ｄ_４，Ｌ_５）によって決まる基準漏れ孔寸法係数であり、ハーゲンポアズイユの法則（式１）から例えば下式で定義できる。

Ｄ_５は、漏れ素子５の基準漏れ孔５ａの直径である。Ｌ_５は、漏れ素子５の基準漏れ孔５ａの長さである。要するに、基準漏れ孔寸法係数Ａは、基準漏れ孔５ａの大きさを示す係数であり、具体的には、基準漏れ孔５ａの直径Ｄ_５の４乗に比例し、基準漏れ孔５ａの長さＬ_５に反比例する。

更に、基準漏れ孔寸法係数Ａは、式５及び６から下式でも表される。

基準漏れ孔５ａの直径Ｄ_４及び長さＬ_４は、不明であったり製造誤差があったりして、不確かな場合がある。基準漏れ孔５ａの長さ方向の場所によって直径Ｄ_４が一定していなかったり断面が真円ではなかったりする場合もある。そのような場合を考慮して、第４実施形態における素子実測工程では、式８にＱ_５Ｒ、Ｐ_３１Ａ、Ｐ_３２Ａ及びＴ_６Ａの測定値を当てはめることで、基準漏れ孔寸法係数Ａを算出する。これによって、基準漏れ孔５ａの直径Ｄ_４及び長さＬ_４が不確かであったり、直径Ｄ_４が一定でなかったりしても、基準漏れ孔寸法係数Ａを適確に設定することができる。基準漏れ孔寸法係数Ａは、メモリ３ｍに記憶させておく。

素子実測工程すなわち基準漏れ孔寸法係数Ａの算出工程は、例えば午前や午後の始業時等、時間を決めて定期的に行ってもよく、温度や圧力等の環境条件が大きく変化した時などに不定期に行ってもよい。
基準漏れ孔５ａの直径Ｄ_４及び長さＬ_５が正しく判明している場合は、式７を用いて基準漏れ孔寸法係数Ａを演算してもよい。

＜対象実測工程＞
実際の検査対象９を検査する際は、差圧計３３によって差圧変化ΔＰ_９Ｒを測定し、式９にしたがって対象実測漏れ値Ｑ_９Ｒを導出する。

また、試験圧測定手段３１によって試験圧Ｐ_３１（Ｐａ）を測定し、大気圧測定手段３２によって大気圧の絶対圧力Ｐ_３２（Ｐａ-abs.）を測定し、温度測定手段６によって周辺温度Ｔ_６（Ｋ）を測定する。以下、対象実測工程時の各測定値Ｐ_３１，Ｐ_３２，Ｔ_６は、添え字の末尾にＢを付して、それぞれＰ_３１Ｂ，Ｐ_３２Ｂ，Ｔ_６Ｂと表記する。

ハーゲンポアズイユの法則（式１）によれば、式５と同様に、以下の関係が成り立つ。

式１０における試験圧Ｐ_３１Ｂは、絶対圧力（Ｐａ-abs.）である。試験圧測定手段３１がゲージ圧計である場合には、試験圧測定手段３１の測定値に大気圧実測値Ｐ_３２Ｂを加算することで絶対圧力Ｐ_３１Ｂに換算する。
η_６Ｂは、実測温度Ｔ_６Ｂ（Ｋ）における気体（空気）の粘性係数（Ｐａ・ｓ）であり、例えば２０℃（＝２９３．１５Ｋ）における空気の粘性係数１８．２×１０^−５（Ｐａ・Ｓ）と、サザランドの式とから、以下の関係が成り立つ。

式３の左辺及び中辺に、式１０及び１１を当てはめることで、下式が導かれる。

したがって、検査対象９の実測時における測定値Ｐ_３１Ｂ、Ｐ_３２Ｂ及びＴ_６、並びに漏れ素子５に関する基準漏れ孔寸法係数Ａ及び規定漏れ値Ｑ_５Ｓに基づいて、換算係数ｋを適確に求めることができる。この換算係数ｋに基づき、下式の演算を行なうことで、対象実測漏れ値Ｑ_９Ｒを規定条件換算漏れ値Ｑ_９Ｓに換算する（換算工程）。

そして、規定条件換算漏れ値Ｑ_９Ｓに基づいて、検査対象９の密封性を判定する。すなわち、Ｑ_９Ｓが閾値以下であれば検査対象９を良品（漏れ無し）と判定する。Ｑ_９Ｓが閾値を超えていれば検査対象９を不良品（漏れ有り）と判定する。
漏れ検査装置１Ｄによれば、検査対象９を検査する都度、その検査時の環境条件を反映した換算係数ｋを算出して、対象実測漏れ値Ｑ_９Ｒを規定条件換算漏れ値Ｑ_９Ｓに換算できる。したがって、同じ大きさの密封欠陥であれば、温度及び圧力等の条件が変わっても、確実に同じ漏れ判定結果が得られるようにすることができ、漏れ判定の信頼性を一層高めることができる。
更に、換算係数ｋの算出に用いる基準漏れ孔寸法係数Ａについても、定期又は不定期に見直すことで、規定条件換算漏れ値Ｑ_９Ｓへの換算の適確性を高めることができる。

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、流量によって漏れ判定するのに限られず、差圧又は直圧によって漏れ判定してもよい。
圧力源２は、エアコンプレッサー等の正圧源に限られず、真空ポンプ等の負圧源であってもよい。
本発明は、エアリークテストに限られず、ヘリウムリークテスト、水素リークテスト、その他種々のリークテストに適用可能である。

本発明は、密封品の良否判定に適用できる。

１，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 漏れ検査装置
１ａ 装置筐体
１ｂ 検査部
２ 圧力源
３ 処理手段（制御手段）
３ｍ メモリ（記憶手段）
４ 計測ブロック
５ 漏れ素子
５ａ 基準漏れ孔
６ 温度測定手段
８ 基準容器
９ 検査対象
１０ 漏れ検出路
１１ 共通路
１５ 校正路
１８ 基準路
１９ 検査路
２１ 圧力調整弁
２２ 三方弁
２５ 校正弁
２８ 基準遮断弁
２９ 検査遮断弁
３１ 圧力計（試験圧測定手段）
３２ 大気圧測定手段（外部圧力測定手段）
３３ 差圧計（漏れ測定手段）
Ａ 基準漏れ孔寸法係数
ｋ 換算係数
Ｐ_３１Ａ 素子実測工程時の試験圧実測値
Ｐ_３１Ｂ 対象実測工程時の試験圧実測値
Ｐ_３２Ａ 素子実測工程時の大気圧実測値（外部圧力実測値）
Ｐ_３２Ｂ 対象実測工程時の大気圧実測値（外部圧力実測値）
ΔＰ_５Ｒ 素子実測圧力変化（素子実測漏れ値）
ΔＰ_９Ｒ 対象実測圧力変化
Ｑ_５Ｓ 規定漏れ量（規定漏れ値）
Ｑ_５Ｒ 素子実測漏れ量（素子実測漏れ値）
Ｑ_９Ｒ 対象実測漏れ量（対象実測漏れ値）
Ｑ_９Ｓ 規定条件換算漏れ値
Ｑ_９Ｂ 検査対象の漏れ判定の閾値
Ｔ_６Ａ 素子実測工程時の周辺温度実測値
Ｔ_６Ｂ 対象実測工程時の周辺温度実測値
Ｔｓ 規定条件温度

Claims (11)

1. 検査対象からの漏れを検査する漏れ検査装置であって、
   前記検査対象に接続されるための検査路を有し、試験圧を供給する漏れ検出路と、
   前記漏れ検出路に設けられ、規定の温度及び圧力（以下「規定条件」と称す）下で規定の漏れ（以下「規定漏れ値」と称す）を発生させる漏れ素子と、
   前記漏れ検出路に設けられた漏れ測定手段と、
   処理手段と、を備え、前記処理手段が、
   前記漏れ測定手段によって前記漏れ素子からの漏れ（以下「素子実測漏れ値」と称す）を実測する素子実測動作と、
   前記漏れ測定手段によって前記検査対象からの漏れ（以下「対象実測漏れ値」と称す）を実測する対象実測動作と、
   前記素子実測漏れ値に基づいて前記対象実測漏れ値を前記規定条件下での規定条件換算漏れ値に換算し、前記規定条件換算漏れ値に基づいて漏れ判定する判定動作を行ない、
   前記素子実測動作においては、前記漏れ検出路と前記漏れ素子とが連通されて、前記試験圧が前記漏れ検出路から前記漏れ素子に導入され、
   前記対象実測動作においては、前記漏れ検出路と前記漏れ素子とが遮断され、かつ前記検査路に前記検査対象が接続されて前記試験圧が前記検査路から前記検査対象に導入されることを特徴とする漏れ検査装置。
2. 装置筐体と、前記検査対象が配置される検査部を含み、
   前記装置筐体には、前記漏れ測定手段及び前記処理手段が設けられ、
   前記検査部には、前記検査対象の配置部と前記漏れ素子とが、互いに近接して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の漏れ検査装置。
3. 前記漏れ検出路が、基準容器を含む基準路と、前記基準路と前記検査路とを連通、遮断可能な弁手段と、を有し、
   前記漏れ測定手段が、前記検査路と前記基準路との間に設けられた差圧計であり、
   前記弁手段によって、前記測定後に前記検査路が大気解放される一方、前記基準路ひいては前記基準容器が試験圧に維持され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。
4. 前記試験圧を測定する試験圧測定手段と、
   前記漏れ素子又は検査対象の外部圧力を測定する外部圧力測定手段と、
   前記漏れ素子又は検査対象の周辺温度を測定する温度測定手段と
   を更に備え、前記処理手段が、前記対象実測動作時における前記試験圧測定手段、外部圧力測定手段及び温度測定手段の測定値、並びに前記漏れ素子の基準漏れ孔の大きさによって決まる基準漏れ孔寸法係数及び前記規定漏れ値に基づいて、前記対象実測漏れ値を前記規定条件換算漏れ値に換算する換算係数を算出することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の漏れ検査装置。
5. 検査対象からの漏れを検査する漏れ検査方法であって、
   規定の温度及び圧力（以下「規定条件」と称す）下で規定の漏れ（以下「規定漏れ値」と称す）を発生させる漏れ素子を漏れ検出路と連通させて、試験圧を前記漏れ検出路から前記漏れ素子に導入して、前記漏れ素子からの素子実測漏れ値を実測する素子実測工程と、
   前記漏れ検出路と前記漏れ素子とを遮断し、かつ検査対象を前記漏れ検出路と接続し、試験圧を前記漏れ検出路から前記検査対象に導入して、前記検査対象からの対象実測漏れ値を実測する対象実測工程と、
   前記素子実測漏れ値に基づいて前記対象実測漏れ値を前記規定条件下での規定条件換算漏れ値に換算し、前記規定条件換算漏れ値に基づいて漏れ判定する判定工程と、
   を備えたことを特徴とする漏れ検査方法。
6. 前記規定条件換算漏れ値が、前記検査対象の漏れ判定の閾値の０．８〜１．２倍であることを特徴とする請求項５に記載の漏れ検査方法。
7. 複数の検査対象を順次漏れ判定し、
   先順の良品判定された検査対象の実測漏れ値に対して、後順の良品判定された検査対象の実測漏れ値が、所定割合以上増減したときは、前記素子実測工程をし直すことによって前記素子実測漏れ値を更新することを特徴とする請求項５又は６に記載の漏れ検査方法。
8. 前記規定漏れ値と前記素子実測漏れ値とに基づいて換算係数を算出し、
   前記換算係数に基づいて前記対象実測漏れ値を規定条件換算漏れ値に換算することを特徴とする請求項５〜７の何れか１項に記載の漏れ検査方法。
9. 前記対象実測工程時の試験圧、外部圧力及び周辺温度、並びに前記漏れ素子の基準漏れ孔の大きさによって決まる基準漏れ孔寸法係数及び前記規定漏れ値に基づいて換算係数を算出し、
   前記換算係数に基づいて前記対象実測漏れ値を規定条件換算漏れ値に換算することを特徴とする請求項５又は６に記載の漏れ検査方法。
10. 前記素子実測工程時の素子実測漏れ値、試験圧、外部圧力及び周辺温度に基づいて前記基準漏れ孔寸法係数を算出することを特徴とする請求項９に記載の漏れ検査方法。
11. 検査対象からの漏れを検査する漏れ検査方法であって、
    規定の温度及び圧力下で規定の漏れを発生させる基準漏れ孔への試験圧の導入下における前記基準漏れ孔からの漏れの実測値に基づいて、前記検査対象への試験圧の導入下における前記検査対象からの漏れの実測値を、前記検査対象の仮想欠陥孔の大きさに相当する孔寸法相当値に換算し、
    前記孔寸法相当値に基づいて漏れ判定することを特徴とする漏れ検査方法。
    

Images