JP6637298B2 - 漏れ検査装置及び漏れ検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、トレースガスを利用してワークにおける漏れを検出する漏れ検査装置及び漏れ検査方法に関する。

例えば自動車で使用されるタイヤを支持するホイールは、タイヤ内部の空気を密閉した状態で支持するために、気密性が要求される。ホイールは、一般に、アルミダイカストによる鋳造や鍛造、またマルチピースのホイールでは、ホイールリムとディスクとを溶接やシールを挟んでねじ止めする等により接合して形成される。ところが、ホイールには、鋳造時に発生する微小な孔や亀裂、溶接不良に起因するエア漏れが生じることがある。そこで、ホイールのように、気密性を要求されるワーク（ドラム缶、エアコン室外機、コンプレッサ、自動車用燃料タンク等の各種ワーク）においては、気密性を確実に維持するために、トレースガス（検査用ガス）を用いた漏れ検査（リークテスト）が行われている。

このトレースガスを用いた漏れ検査を実施するための漏れ検査装置としては、例えば特許文献１に開示されるものが知られている。
特許文献１に記載される漏れ検査装置（リークテスト装置）は、ワークであるアルミホイールの軸方向端部を閉塞するシール治具と、アルミホイール及びシール治具を覆うコンテナと、真空チャンバーとを備えている。また、特許文献１には、シール治具は樹脂又はゴムからなるシールリングを有しており、シールリングによりアルミホイールの軸方向両端をシールすることが記載されている。そして、この漏れ検査装置では、シール治具でアルミホイールの軸方向両端を閉塞した状態で、アルミホイール内空間にヘリウム、エアー混合ガスを供給して、アルミホイール内から真空チャンバーに漏れ出たガスを検出することにより、ガス漏れの有無を判定している。

特開２０００‐７４７７７号公報

このように、特許文献１に記載される漏れ検査装置では、ワーク（アルミホイール）の開口部（開口）を樹脂やゴムで形成された柔軟性を有するシール部材（シールリング）によって閉塞することで、ワークの内部側の密閉空間部と外部側の密閉空間部とを密閉した状態を維持している。また、このような構成の漏れ検査装置では、図６に示すように、ワーク２０の内部側の密閉空間部１１又は外部側の密閉空間部１２（図６では外部側の密閉空間部１２）にヘリウムガス等のトレースガスが導入されることで、シール部材３１Ａにトレースガスによってシール部材３１Ａを押し返す反力ｆ３が加えられる。このため、シール部材３１Ａ，３１Ｂをワーク２０の開口部２１ａ，２１ｂに密着させた状態を維持するために、ワーク２０及びシール部材３１Ａには、トレースガスによる反力ｆ３を考慮して、トレースガスの導入前におけるワーク２０の開口部２１ａ，２１ｂの閉塞に必要な押圧力、すなわちワーク２０がシール部材３１Ａを押し返す力ｆ２と、トレースガスによる反力ｆ３とを合わせた力よりも、大きな押圧力ｆ１を付加する必要がある。

ところが、この押圧力ｆ１を作用させると、トレースガスの導入初期においては、トレースガスによる反力ｆ３が生じていないことから、ワークに過剰な押圧力が付加され、検査すべき微小な孔や亀裂等が変形して塞がれることで、漏れを適正に検出できなくなることが問題となっている。また、シール部材にも過剰な押圧力が付加されることで、シール部材が短期間で摩耗することも問題となっている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、高精度に漏れを検出でき、シール部材を繰り返し使用可能な漏れ検査装置及び漏れ検査方法を提供することを目的とする。

本発明の漏れ検査装置は、ワークを収容可能な検査チャンバと、該検査チャンバ内の前記ワークの開口部にシール部材を当接させて押圧することにより該開口部を閉塞して前記検査チャンバ内を前記ワークの内部側と外部側とのそれぞれ別の密閉空間部として隔離する押圧手段と、前記ワークの前記内部側又は前記外部側のうちの一方の密閉空間部にトレースガスを導入するガス供給手段と、前記一方の密閉空間部から他方の密閉空間部に漏れ出る前記トレースガスを検出する漏れ検出手段と、前記開口部を閉塞した状態の前記シール部材の前記ワークから離間する方向への移動を停止するロック手段とを備え、前記ロック手段は、前記押圧手段により前記シール部材にかけられる押圧力ｆ１が、前記ワークが前記シール部材を押し返す力ｆ２よりも大きく、かつ、前記トレースガスが前記シール部材を押し返す反力ｆ３と前記ｆ２とを合わせた力よりも小さい状態で、前記トレースガスの導入前に前記シール部材の移動を停止することを特徴とする。

この漏れ検査装置においては、ワークの開口部にシール部材を当接させて押圧することによりワークの内部側と外部側とを別の密閉空間部として隔離する際に、シール部材及びワークにかけられる押圧力は、トレースガスを一方の密閉空間部に導入することで生じる反力（内圧）を考慮することなく、開口部を閉塞した状態に維持するのに必要な大きさとされる。そして、一方の密閉空間部にトレースガスを導入する前に、ロック手段によりシール部材のワークから離間する方向への移動を停止しておくことで、一方の密閉空間部にトレースガスを導入することによりトレースガスによる反力が徐々に上昇しても、シール部材により開口部を閉塞した状態を維持できる。
このように、この漏れ検査装置では、トレースガスの導入前において、ワークの開口部を閉塞した状態に維持するために、トレースガスによる反力を考慮した過剰な押圧力がワークにかけられることがないので、検査すべき微小な孔や亀裂等が変形して塞がれることがなく、高精度に漏れを検出できる。また、シール部材にも過剰な押圧力が付加されることがないので、シール部材の摩耗を防止でき、シール部材を長期的に継続して使用できる。

本発明の漏れ検査装置において、前記押圧手段は油圧シリンダにより構成され、前記ロック手段は前記油圧シリンダの流体の流れを止めるバルブにより構成されているとよい。

油圧シリンダは、非圧縮性のオイルを流体としていることから、油圧シリンダによりシール部材をワークの開口部に当接させて押圧した状態でバルブを閉栓して、油圧シリンダの流体の流れを遮断することで、その状態を保持することができる。このため、トレースガスによる反力が生じても、シール部材が押し戻されることがなく、ワークの開口部を閉塞した状態を維持できる。
なお、押圧手段としてエアシリンダを用いたとすると、エアシリンダは圧縮性を有する気体（エア）を流体としているため、バネを介して押圧していることと同じことになり、トレースガスによる反力がかかるとシール部材が押し戻されるおそれがある。このため、トレースガスの導入前においても、トレースガスによる反力を考慮して、ワークには、ワークの開口部の閉塞に必要な押圧力よりも大きな押圧力をかけることが必要となる。この場合、ワークに過剰な押圧力が付加されることで、検査すべき微小な孔や亀裂等が変形して塞がれるおそれがある。

本発明の漏れ検査装置において、前記押圧手段は、前記シール部材に当接して押圧する押圧板部を備え、前記ロック手段は、前記押圧板部に当接して前記シール部材の前記ワークから離間する方向への移動を停止するストッパ部材を有しているとよい。

例えば押圧手段としてエアシリンダを用いた場合でも、ストッパ部材によりシール部材がワークから離間する方向へ移動すること停止しているので、トレースガスによる反力が生じても、シール部材が押し戻されることなく、ワークの開口部を閉塞した状態を維持できる。

本発明の漏れ検査方法は、ワークを収容可能な検査チャンバ内で、前記ワークの開口部にシール部材を当接させて押圧することにより該開口部を閉塞して前記検査チャンバ内を前記ワークの内部側と外部側とのそれぞれ別の密閉空間部として隔離した状態とし、前記ワークの内部側又は外部側のうちの一方の密閉空間部にトレースガスを導入し、前記一方の密閉空間部から他方の密閉空間部への前記トレースガスの漏れを検出する漏れ検査方法であって、前記開口部を閉塞した前記シール部材にかけられる押圧力ｆ１が、前記ワークが前記シール部材を押し返す力ｆ２よりも大きく、かつ、前記トレースガスが前記シール部材を押し返す反力ｆ３と前記ｆ２とを合わせた力よりも小さい状態で、前記シール部材の前記ワークから離間する方向への移動をロック手段により停止し、前記一方の密閉空間部に前記トレースガスを導入することを特徴とする。

本発明によれば、高精度にワークの漏れを検出でき、シール部材を長期的に繰り返し使用することができる。

本発明に係る漏れ検査装置の第１実施形態を示す模式図である。 第１実施形態の変形例を示す模式図である。 本発明に係る漏れ検査装置の第２実施形態を示す模式図である。 本発明に係る漏れ検査装置の第３実施形態を示す模式図である。 本発明に係る漏れ検査装置の第４実施形態を示す模式図である。 従来の漏れ検査装置を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態の漏れ検査装置１０１を示している。この漏れ検査装置１０１は、図１に示すように、両側（図１では上下）に開口部を有する筒状のワーク２０の開口部２１ａ，２１ｂを、シール部材３１Ａ，３１Ｂにより閉塞した状態で、このワーク２０を検査チャンバ１０内に配置し、トレースガスを利用してワーク２０の内部側の密閉空間部１１と外部側の密閉空間部１２との間の漏れを検出するものである。なお、トレースガスとしては、具体的にはヘリウムガスが用いられる。

漏れ検査装置１０１は、ワーク２０を収容可能な検査チャンバ１０と、この検査チャンバ１０内のワーク２０の上下の開口部２１ａ，２１ｂにシール部材３１Ａ，３１Ｂを当接させて押圧することにより開口部２１ａ，２１ｂを閉塞して、検査チャンバ内１０をワーク２０の内部側と外部側とのそれぞれ別の密閉空間部１１，１２として隔離する押圧手段４０と、ワーク２０の外部側の密閉空間部１２（本発明における一方の密閉空間部）にトレースガスを導入するガス供給手段５１と、外部側の密閉空間部１２から内部側の密閉空間部１１（本発明における他方の密閉空間部）に漏れ出るトレースガスを検出する漏れ検出手段５２と、ワーク２０の開口部２１ａ，２１ｂを閉塞した状態のシール部材３１Ａ，３１Ｂのワーク２０から離間する方向への移動を停止するロック手段６０とを備えている。

そして、本実施形態の漏れ検査装置１０１では、押圧手段４０は、油圧シリンダ４１とその軸部４２に取り付けられた押圧板部４３とにより構成される。また、ロック手段６０は、押圧手段４０を構成する油圧シリンダ４１と油圧源４４Ａ，４４Ｂとの間に設けられたストップバルブ６１Ａ，６１Ｂ（本発明におけるバルブ）により構成される。ストップバルブ６１Ａ，６１Ｂは、開栓と閉栓の２ポジションを切り換えることにより、油圧シリンダ４１と油圧源４４Ａ，４４Ｂとの間でオイル（流体）の流路の開放と遮断とを切り換えるものであり、ストップバルブ６１Ａ，６１Ｂを開栓ポジションｐ１２としたときに、油圧シリンダ４１を駆動でき、押圧板部４３を上下移動させることができる。一方、ストップバルブ６１Ａ，６１Ｂを閉栓ポジションｐ１１としたときは、油圧シリンダ４１と油圧源４４Ａ，４４Ｂとの間のオイルの流通が遮断されることで、押圧板部４３の上下移動が止められ、押圧板部４３は、そのままの状態で保持される。

検査チャンバ１０は、円板状の基部１３と、この基部１３上に載置されるドーム状の本体部１４とから構成される。また、検査チャンバ１０の本体部１４は、円板状の天井部１５と、この天井部１５の周縁から下方に延びる円筒状の円筒部１６とから構成される。なお、図示は省略するが、基部１３と本体部１４との間にはシール部材が取り付けられており、検査チャンバ１０の内部は密閉されて、外部と遮断されている。

そして、検査チャンバ１０の基部１３の上面には、ワーク２０の下側の開口部２１ｂを閉塞するための下側のシール部材３１Ｂが取り付けられている。また、これら基部１３及び下側のシール部材３１Ｂには、通気孔（図示略）が設けられており、この通気孔を介して漏れ検出手段５２が接続されている。

検査チャンバ１０の本体部１４には、油圧シリンダ４１の軸部４２が上下移動可能に挿通する挿通孔１７が設けられており、この挿通孔１７を介して検査チャンバ１０の内部に軸部４２の下端が突出し、押圧板部４３に連結されている。なお、図示は省略するが、挿通孔１７には軸受が設けられており、軸受に軸部４２が摺動可能に嵌合していることで、軸部４２が円滑に上下移動可能となっている。そして、油圧シリンダ４１の駆動によって軸部４２が上下移動することで、押圧板部４３を上下移動させることができる。

押圧板部４３の下面には、上側のシール部材３１Ａが取り付けられており、押圧板部４３の上下移動に伴って、上側のシール部材３１Ａが上下移動可能に設けられている。また、この上側のシール部材３１Ａは、検査チャンバ１０の円筒部１６との間に空気漏れを生じさせることなく、上下移動可能に設けられている。したがって、下側のシール部材３１Ｂの上にワーク２０の下側の開口部２１ｂを向けて載置し、その状態で油圧シリンダ４１を駆動して上側のシール部材３１Ａを下降させることによって、上側のシール部材３１Ａをワーク２０の上側の開口部２１ａに当接させて押圧でき、ワーク２０の上下の開口部２１ａ，２１ｂを下側のシール部材３１Ｂと上側のシール部材３１Ａとの間で挟持してワーク２０の上側の開口部２１ａとシール部材３１Ａ、下側の開口部２１ｂとシール部材３１Ｂを密着させることができる。そして、この密着によってワーク２０の開口部２１ａ，２１ｂがシール部材３１Ａ，３１Ｂにより閉塞されることで、ワーク２０の内部側と外部側とが隔離されて、検査チャンバ１０の内部に密閉空間部１１，１２が形成される。
また、外部側の密閉空間部１２を構成する検査チャンバ１０の円筒部１６には、通気孔（図示略）が設けられており、この通気孔には検査用のトレースガスを供給するガス供給手段５１が接続されている。

次に、このように構成された漏れ検査装置１０１を用いて、円筒状のワーク２０の漏れ検査を行う方法について説明する。
まず、下側のシール部材３１Ｂ上にワーク２０の下側の開口部２１ｂを向けて載置する。そして、油圧シリンダ４１を駆動して押圧板部４３及び上側のシール部材３１Ａを下降移動させ、ワーク２０の上側の開口部２１ａに上側のシール部材３１Ａを当接させて押圧する。これにより、下側のシール部材３１Ｂと上側のシール部材３１Ａとの間にワーク２０が挟持され、ワーク２０の上下の開口部２１ａ，２１ｂが閉塞されることで、ワーク２０の内部側と外部側とが隔離され、密閉空間部１１，１２が形成される。この際、シール部材３１Ａ，３１Ｂ及びワーク２０にかけられる押圧力は、トレースガスを外部側の密閉空間部１２に導入することで生じる反力（内圧）を考慮することなく、ワーク２０の上下の開口部２１ａ，２１ｂを閉塞した状態に維持するのに必要な大きさとされる。

そして、外部側の密閉空間部１２にトレースガスを導入する前に、ストップバルブ６１Ａ，６１Ｂを閉栓して、押圧板部４３の上下移動を停止し、ワーク２０の開口部２１ａ，２１ｂを閉塞した状態のシール部材３１Ａ，３１Ｂの上下移動を停止して、シール部材３１Ａのワーク２０から離間する方向への移動を停止する。なお、油圧シリンダ４１は、非圧縮性のオイルを流体としていることから、押圧板部４３によりシール部材３１Ａ，３１Ｂをワーク２０の開口部２１ａ，２１ｂに当接させて押圧した状態で油圧シリンダ４１のオイル（流体）の流れを遮断することで、ワーク２０の開口部２１ａ，２１ｂを閉塞した状態が保持される。

次に、密閉空間部１１，１２内を排気して減圧し、ワーク２０の開口部２１ａ，２１ｂの閉塞を保持した状態でガス供給手段５１から外部側の密閉空間部１２内にトレースガスを導入するとともに、漏れ検査手段５２により内部側の密閉空間部１１内のトレースガスを検出する。これにより、内部側の密閉空間部１１内でトレースガスが検出されれば、ワーク２０に亀裂や孔等の欠陥があり漏れが発生したと判断され、トレースガスが検出されなければ、ワーク２０には亀裂や孔等の欠陥はなく、漏れはないと判断される。

なお、外部側の密閉空間部１２内へのトレースガスの導入後においては、トレースガスが外部側の密閉空間部１２内に充填されることで内圧が上昇して、トレースガスによる反力が生じるが、トレースガスの導入前にストップバルブ６１Ａ，６１Ｂを閉栓して、油圧シリンダ４１のオイルの流れを遮断しているので、上側のシール部材３１Ａ及び押圧板部４３がトレースガスの反力によって押し戻されることがなく、安定して検査を行うことができる。

漏れ検査終了後は、検査チャンバ１０内を常圧に戻して、トレースガスを排気する。そして、ストップバルブ６１Ａ，６１Ｂを開栓して、油圧シリンダ４１を駆動させて押圧板部４３を上昇移動させ、検査済みのワーク２０を検査チャンバ１０内から取り出し、別の未検査のワーク２０と交換することで、複数のワーク２０について繰り返し漏れ検査を行うことができる。

このように、本実施形態の漏れ検査装置１０１では、ストップバルブ６１Ａ，６１Ｂを閉栓して、シール部材３１Ａのワーク２０から離間する方向への移動を停止しておくことで、外部側の密閉空間部１２にトレースガスを導入することによりトレースガスによる反力が徐々に上昇しても、シール部材３１Ａ，３１Ｂによりワーク２０の開口部２１ａ，２１ｂを閉塞した状態を維持できる。
したがって、この漏れ検査装置１０１では、トレースガスの導入前において、シール部材３１Ａ，３１Ｂによりワーク２０の開口部２１ａ，２１ｂを閉塞した状態に維持するために、トレースガスによる反力を考慮した過剰な押圧力がワーク２０にかけられることがないので、検査すべき微小な孔や亀裂等が変形して塞がれることがなく、高精度に漏れを検出できる。また、シール部材３１Ａ，３１Ｂにも過剰な押圧力が付加されることがないので、シール部材３１Ａ，３１Ｂの摩耗を防止でき、シール部材３１Ａ，３１Ｂを長期的に継続して使用できる。

なお、図１に示す漏れ検査装置１０１では、ワーク２０の両端の開口部２１ａ，２１ｂを、それぞれ別のシール部材３１Ａ，３１Ｂを密着させて閉塞するようにしていたが、図２に示す漏れ検査装置１０１Ｓのように、一方の開口部が閉塞された有底のワーク２３の検査を行う場合には、ワーク２３の１箇所の開口部２４を閉塞するシール部材３１Ａを設けておけばよく、下側のシール部材を省略することができる。

図３は、本発明の第２実施形態の漏れ検査装置１０２を示している。この漏れ検査装置１０２は、第１実施形態の漏れ検査装置１０１と同様に、両側（図３では上下）に開口部を有する筒状のワーク２０の開口部２１ａ，２１ｂを、シール部材３１Ａ，３１Ｂにより閉塞した状態で、このワーク２０を検査チャンバ１０内に配置し、トレースガスを利用してワーク２０の内部側の密閉空間部１１と外部側の密閉空間部１２との間の漏れを検出するものである。なお、第２実施形態の漏れ検査装置１０２において、第１実施形態の漏れ検査装置１０１と共通要素には、同一符号を付して説明を省略し、以降の第３実施形態の漏れ検査装置１０３、第４実施形態の漏れ検査装置１０４においても同様とする。

この漏れ検査装置１０２においては、検査チャンバ１０、押圧手段４０、ガス供給手段５１、漏れ検出手段５２の構成は、第１実施形態の漏れ検査装置１０１と同様であるが、ロック手段７０が、押圧手段４０を構成する油圧シリンダ４１と油圧源４４との間に設けられたクローズドセンターバルブ７１（本発明におけるバルブ）により構成されている点が異なる。クローズドセンターバルブ７１は、１ポジションの閉栓と２ポジションの開栓との計３ポジションの切り換えを行うものであり、図３に示すように、中央の閉栓ポジションｐ２２では、油圧シリンダ４１と油圧源４４との間のオイルの流通が遮断され、押圧板部４３の上下移動が停止されることで、シール部材３１Ａのワーク２０から離間する方向への移動を停止することができる。また、クローズドセンターバルブ７１が、図３の左側の開栓ポジションｐ２１にあるときは、油圧シリンダ４１の上部空間に油圧源４４からオイルが流れ、下部空間から油圧源４４にオイルが戻ることで、軸部４２が下降移動し、押圧板部４３及びシール部材３１Ａをワーク２０に向けて前進させることができる。一方、クローズドセンターバルブ７１が、図３の右側の開栓ポジションｐ２３にあるときは、油圧シリンダ４１の下部空間に油圧源４４からオイルが流れ、上部空間から油圧源４４にオイルが戻ることで、軸部４２が上昇移動し、押圧板部４３及びシール部材３１Ａをワーク２０から退避させることができる。

この第２実施形態の漏れ検査装置１０２において、油圧シリンダ４１を駆動してシール部材３１Ａ，３１Ｂによりワーク２０の開口部２１ａ，２１ｂを閉塞する際には、クローズドセンターバルブ７１を開栓ポジションｐ２１にし、押圧板部３２及び上側のシール部材３１Ａを下降移動させる。そして、シール部材３１Ａ，３１Ｂをワーク２０の開口部２１ａ，２１ｂに当接させて押圧し、開口部２１ａ，２１ｂを閉塞させた後、クローズドセンターバルブ７１を閉栓ポジションｐ２２にして押圧板部４３及び上側のシール部材３１Ａの下降移動を停止し、開口部２１ａ，２１ｂをシール部材３１Ａ，３１Ｂにより閉塞した状態を保持する。この際、シール部材３１Ａ，３１Ｂ及びワーク２０にかけられる押圧力は、トレースガスを外部側の密閉空間部１２に導入することで生じる反力（内圧）を考慮することなく、ワーク２０の上下の開口部２１ａ，２１ｂを閉塞した状態に維持するのに必要な大きさとされる。

第２実施形態の漏れ検査装置１０２においても、外部側の密閉空間部１２にトレースガスを導入することによりトレースガスによる反力が徐々に上昇しても、クローズドセンターバルブ７１を閉栓ポジションｐ２２とすることで、押圧板部４３の上下移動を停止してシール部材３１Ａの移動を止めることができるので、シール部材３１Ａ，３１Ｂによりワーク２０の開口部２１ａ，２１ｂを閉塞した状態を維持できる。
したがって、この漏れ検査装置１０２においても、第１実施形態の漏れ検査装置１０１と同様に、トレースガスの導入前において、シール部材３１Ａ，３１Ｂによりワーク２０の開口部２１ａ，２１ｂを閉塞した状態に維持するために、トレースガスによる反力を考慮した過剰な押圧力がワーク２０にかけられることがないので、検査すべき微小な孔や亀裂等が変形して塞がれることがなく、高精度に漏れを検出できる。また、シール部材３１Ａ，３１Ｂにも過剰な押圧力が付加されることがないので、シール部材３１Ａ，３１Ｂの摩耗を防止でき、シール部材３１Ａ，３１Ｂを長期的に継続して使用できる。

図４は、本発明の第３実施形態の漏れ検査装置１０３を示している。この漏れ検査装置１０３は、第１実施形態の漏れ検査装置１０１及び第２実施形態の漏れ検査装置１０２と同様に、両側（図４では上下）に開口部を有する筒状のワーク２０の開口部２１ａ，２１ｂを、シール部材３１Ａ，３１Ｂにより閉塞した状態で、このワーク２０を検査チャンバ１０内に配置し、トレースガスを利用してワーク２０の内部側の密閉空間部１１と外部側の密閉空間部１２との間の漏れを検出するものである。また、第３実施形態の漏れ検査装置１０３は、検査チャンバ１０、ガス供給手段５１、漏れ検出手段５２の構成は、第１実施形態の漏れ検査装置１０１と同様であるが、押圧手段４５が、エアシリンダ４６とその軸部４７に取り付けられた押圧板部４８とにより構成され、また、シール部材３１Ａのワーク２０から離間する方向への移動を停止するロック手段８０が、押圧板部４８に形成した係合孔４８ａ，４８ｂと、検査チャンバ１０の本体部１４に取り付けたエアシリンダ８１Ａ，８１Ｂの軸部８２Ａ，８２Ｂ（本発明におけるストッパ部材）との係合によるくさび機構８３Ａ，８３Ｂにより構成されている。すなわち、第３実施形態の漏れ検査装置１０３においては、ロック手段８０が、機械的手段により構成されている点が第１実施形態及び第２実施形態と大きく異なる。

押圧手段４５を構成するエアシリンダ４６は、クローズドセンターバルブ７５を介して空気圧源４９に接続されており、図４に示すように、中央の閉栓ポジションｐ３２では、エアシリンダ４６と空気圧源４９との間のエアの流通が遮断され、押圧板部４８の上下移動を停止できる。また、クローズドセンターバルブ７５が、図４の左側の開栓ポジションｐ３１にあるときは、エアシリンダ４６の上部空間に空気圧源４９からエアが流れ、下部空間から空気圧源４９にエアが戻ることで、軸部４７が下降移動し、押圧板部４８をワーク２０に向けて前進させることができる。そして、クローズドセンターバルブ７５が、図４の右側の開栓ポジションｐ３３にあるときは、エアシリンダ４６の下部空間に空気圧源４９からエアが流れ、上部空間から空気圧源４９にエアが戻ることで、軸部４７が上昇移動し、押圧板部４８をワーク２０から退避させることができる。

また、ロック手段８０を構成するくさび機構８３Ａ，８３Ｂは、上述したように、押圧板部４８に形成した係合孔４８ａ，４８ｂと、エアシリンダ８１Ａ，８１Ｂの軸部８２Ａ，８２Ｂとにより構成され、軸部８２Ａ，８２Ｂをそれぞれ係合孔４８ａ，４８ｂに係合させることで押圧板部４８を固定し、その上下移動を停止する。一方、エアシリンダ８１Ａ，８１Ｂの軸部８２Ａ，８２Ｂを係合孔４８ａ，４８ｂから抜き出した状態では、押圧板部４８及びシール部材３１Ａは、押圧手段４５を構成するエアシリンダ４６の駆動に伴って上下移動可能となる。

また、くさび機構８３Ａ，８３Ｂを構成するエアシリンダ８１Ａ，８１Ｂは、ダブルバルブ８５を介して空気圧源８４と接続されており、図４に示すように、左側の開栓ポジションｐ４１にあるときは、エアシリンダ８１Ａ，８１Ｂの外周側空間に空気圧源８４からエアが流れ、内周側空間から空気圧源８４にエアが戻ることで、軸部８２Ａ，８２Ｂが内周側に向かって移動し、押圧板部４８の係合孔４８ａ，４８ｂと係合した状態が維持されることで、押圧板部４８の上下移動が停止され、シール部材３１Ａのワーク２０から離間する方向への移動を停止することができる。一方、ダブルバルブ８５が、図４の右側の開栓ポジションｐ４２にあるときは、エアシリンダ８１Ａ，８１Ｂの内周側空間に空気圧源８４からエアが流れ、外周側空間から空気圧源８４にエアが戻ることで、軸部８２Ａ，８２Ｂが外周側に向かって移動し、押圧板部４８の係合孔４８ａ，４８ｂから軸部８２Ａ，８２Ｂの先端が引き抜かれることで、軸部８２Ａ，８２Ｂによる拘束が解かれ、押圧板部４８をとともにシール部材３１Ａを上下移動させることができる。

この第３実施形態の漏れ検査装置１０３において、シール部材３１Ａ，３１Ｂによりワーク２０の開口部２１ａ，２１ｂを閉塞する際には、ダブルバルブ８５を開栓ポジションｐ４２にしてくさび機構８３Ａ，８３Ｂの軸部８２Ａ，８２Ｂを外周側に退避させた状態としておく。そして、クローズドセンターバルブ７５を開栓ポジションｐ３１にして、押圧板部４８及び上側のシール部材３１Ａを下降移動させる。そして、シール部材３１Ａ，３１Ｂをワーク２０の開口部２１ａ，２１ｂに当接させて押圧し、開口部２１ａ，２１ｂを閉塞させた後、クローズドセンターバルブ７５を閉栓ポジションｐ３２にして押圧板部４８及び上側のシール部材３１Ａの上下移動を停止し、開口部２１ａ，２１ｂをシール部材３１Ａ，３１Ｂにより閉塞した状態を保持する。この際、シール部材３１Ａ，３１Ｂ及びワーク２０にかけられる押圧力は、トレースガスを外部側の密閉空間部１２に導入することで生じる反力（内圧）を考慮することなく、ワーク２０の上下の開口部２１ａ，２１ｂを閉塞した状態に維持するのに必要な大きさとされる。

また、外部側の密閉空間部１２にトレースガスを導入する前に、ダブルバルブ８５を開栓ポジションｐ４１にしてくさび機構８３Ａ，８３Ｂの軸部８２Ａ，８２Ｂを内周側に移動させることで、押圧板部４８の係合孔４８ａ，４８ｂと軸部８２Ａ，８２Ｂとを係合させ、押圧板部４８及びシール部材３１Ａの上下移動を停止する。

この漏れ検査装置１０３では、押圧手段４５としてエアシリンダ４６を用いているが、エアシリンダ４６は、圧縮性を有する気体（エア）を流体としていることから、バネを介してシール部材３１Ａ，３１Ｂを押圧していることと同じことになる。このため、トレースガスによる反力を受けた場合には、エアシリンダ４６の上部空間のエアが圧縮されて、押圧板部４８及び上側のシール部材３１Ａがワーク２０から離間する方向に押し戻されるおそれがある。しかし、第３実施形態の漏れ検査装置１０３では、ロック手段８０としてくさび機構８３Ａ，８３Ｂを設け、機械的手段により押圧板部４８の上下移動を停止することにしている。このように、トレースガスの導入前に、くさび機構８３Ａ，８３Ｂを構成する軸部８２Ａと係合孔４８ａ、軸部８２Ｂと係合孔４８ｂを係合させておくことで、トレースガスが外部側の密閉空間部１２内に充填されることにより内圧が上昇して、トレースガスによる反力が生じた場合にも、軸部８２Ａ，８２Ｂが係合孔４８ａ，４８ｂに当接して押圧板部４８がワーク２０から離間する方向への移動を停止できる。したがって、上側のシール部材３１Ａ及び押圧板部４８がトレースガスの反力によって押し戻されることがないので、安定して検査を行うことができる。

なお、図４では、２個のくさび機構８３Ａ，８３Ｂが図示されているが、３個以上のくさび機構によりロック手段を構成することもできる。この場合、各くさび機構にトレースガスによる反力を分散させて受け持たせるため、各くさび機構は押圧板部４８の周方向に等間隔で配置しておくことが望ましい。

なお、漏れ検査終了後は、ダブルバルブ８５を開栓ポジションｐ４２にして、軸部８２Ａ，８２Ｂを外周側に向かって移動させ、軸部８２Ａ，８２Ｂと係合孔４８ａ，４８ｂとの係合を解除する。そして、クローズドセンターバルブ７５を開栓ポジションｐ３３にし、エアシリンダ４６を駆動させて押圧板部４８を上昇移動させる。

このように、第３実施形態の漏れ検査装置１０３においても、外部側の密閉空間部１２にトレースガスを導入することによりトレースガスによる反力が徐々に上昇しても、くさび機構８３Ａ，８３Ｂにより押圧板部４８の上下移動を停止し、シール部材３１Ａのワーク２０から離間する方向への移動を停止しているので、シール部材３１Ａ，３１Ｂによりワーク２０の開口部２１ａ，２１ｂを閉塞した状態を維持できる。
したがって、この漏れ検査装置１０３においても、第１実施形態の漏れ検査装置１０１及び第２実施形態の漏れ検査装置１０２と同様に、トレースガスの導入前において、シール部材３１Ａ，３１Ｂによりワーク２０の開口部２１ａ，２１ｂを閉塞する際に、トレースガスによる反力を考慮した過剰な押圧力がワーク２０にかけられることがないので、検査すべき微小な孔や亀裂等が変形して塞がれることがなく、高精度に漏れを検出できる。また、シール部材３１Ａ，３１Ｂにも過剰な押圧力が付加されることがないので、シール部材３１Ａ，３１Ｂの摩耗を防止でき、シール部材３１Ａ，３１Ｂを長期的に継続して使用できる。

なお、第３実施形態では、ストッパ部材の軸部８２Ａ，８２Ｂを、押圧板部４８の係合孔４８ａ，４８ｂに係合させて、シール部材３１Ａの上下移動を停止することとしていたが、軸部８２Ａ，８２Ｂを押圧板部４８の背面（シール部材３１Ａの取付面とは反対側の面）に当接させることにより、押圧板部４８及びシール部材３１Ａのワーク２０から離間する方向への移動を停止することとしてもよい。
また、第３実施形態では、ロック手段８０のくさび機構８３Ａ，８３Ｂを駆動する手段として、エアシリンダ８１Ａ，８１Ｂを用いていたが、これに限定されるものではなく、例えば、モータ等の他の動力源によって軸部８２Ａ，８２Ｂを移動する構成とすることも可能である。また、くさび機構の他の機械的手段により、ロック手段を構成することも可能である。

図５は、本実施形態の漏れ検査装置１０４を示している。第１実施形態〜第３実施形態の漏れ検査装置１０１〜１０３においては、両側に開口部２１ａ，２１ｂを有する筒状のワーク２０を検査対象としていたが、ワークはこれに限定されるものではなく、図５に示すように、ガスボンベ等の１箇所の開口部２６を有するワーク２５の漏れ検査を行うこともできる。

第４実施形態の漏れ検査装置１０４では、押圧手段４０は、油圧シリンダ４１とその軸部４２に取り付けられた押圧板部３５とにより構成される。また、ロック手段９０は、押圧手段４０を構成する油圧シリンダ４１と油圧源４４との間に設けられたクローズドセンターバルブ９１（本発明におけるバルブ）により構成される。この場合、クローズドセンターバルブ９１は、図５に示すように、中央の閉栓ポジションｐ５２では、油圧シリンダ４１と油圧源４４との間のオイルの流通が遮断され、押圧板部３５の進退移動が停止される。また、クローズドセンターバルブ９１が、図５の左側の開栓ポジションｐ５１にあるときは、油圧シリンダ４１の左側空間に油圧源４４からオイルが流れ、右側空間から油圧源４４にオイルが戻ることで、軸部４２が右側に移動し、押圧板部３５をワーク２５に向けて前進させることができる。そして、クローズドセンターバルブ９１が、図５の右側の開栓ポジションｐ５３にあるときは、油圧シリンダ４１の右側空間に油圧源４４からオイルが流れ、左側空間から油圧源４４にオイルが戻ることで、軸部４２が左側に移動し、押圧板部３５をワーク２５から退避させることができる。

この第４実施形態の漏れ検査装置１０４において、油圧シリンダ４１を駆動してシール部材３２によりワーク２５の開口部２６を閉塞する際には、クローズドセンターバルブ９１を開栓ポジションｐ５１にし、押圧板部３５及びシール部材３２を進行移動させる。そして、シール部材３２をワーク２５の開口部２６に当接させて押圧し、開口部２６を閉塞させた後、クローズドセンターバルブ９１を閉栓ポジションｐ５２にして押圧板部４３及びシール部材３２の進退移動を停止して、開口部２６をシール部材３２により閉塞した状態を保持する。この際、シール部材３２及びワーク２５にかけられる押圧力は、トレースガスを外部側の密閉空間部１２に導入することで生じる反力（内圧）を考慮することなく、ワーク２５の開口部２６を閉塞した状態に維持するのに必要な大きさとされる。

なお、外部側の密閉空間部１２内へのトレースガスの導入後においては、トレースガスが外部側の密閉空間部１２内に充填されることで内圧が上昇して、トレースガスによる反力が生じるが、トレースガスの導入前にクローズドセンターバルブ９１を閉栓して、油圧シリンダ４１のオイルの流れを遮断しているので、シール部材３２及び押圧板部３５がトレースガスの反力によって押し戻されることがなく、安定して検査を行うことができる。

このように、第４実施形態の漏れ検査装置１０４においても、クローズドセンターバルブ９１を閉栓ポジションｐ５２としておくことで、外部側の密閉空間部１２にトレースガスを導入することによりトレースガスによる反力が徐々に上昇しても、押圧板部３５の進退移動を停止して、シール部材３２のワーク２５から離間する方向への移動を停止することができ、シール部材３２によりワーク２５の開口部２６を閉塞した状態を維持できる。
したがって、この漏れ検査装置１０４においても、第１実施形態〜第３実施形態の漏れ検査装置１０１〜１０３と同様に、トレースガスの導入前において、シール部材３２によりワーク２５の開口部２６を閉塞した状態に維持するために、トレースガスによる反力を考慮した過剰な押圧力がワーク２６にかけられることがないので、検査すべき微小な孔や亀裂等が変形して塞がれることがなく、高精度に漏れを検出できる。また、シール部材３２にも過剰な押圧力が付加されることがないので、シール部材３２の摩耗を防止でき、シール部材３２を長期的に継続して使用できる。

なお、上述した漏れ検査装置１０１〜１０４では、外部側の密閉空間部にトレースガスを導入し、外部側の密閉空間部から内部側の密閉空間部に漏れ出るトレースガスを検出する構成としていたが、内部側の密閉空間部にトレースガスを導入して、内部側の密閉空間部から外部側の密閉空間部に漏れ出るトレースガスを検出する構成とすることもできる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

１０…検査チャンバ、１１…内部側の密閉空間部（他方の密閉空間部）、１２…外部側の密閉空間部（一方の密閉空間部）、１３…基部、１４…本体部、１５…天井部、１６…円筒部、１７…挿通孔、２０，２３，２５…ワーク、２１ａ，２１ｂ，２４，２６…開口部、３１Ａ，３１Ｂ，３２…シール部材、４０，４５…押圧手段、４１…油圧シリンダ、４２，４７…軸部、３５，４３，４８…押圧板部、４６，８１Ａ，８１Ｂ…エアシリンダ、４８ａ，４８ｂ…係合孔、４４，４４Ａ，４４Ｂ…油圧源、４９，８４…空気圧源、５１…ガス供給手段、５２…漏れ検出手段、６０，７０，８０，９０…ロック手段、６１Ａ，６１Ｂ…ストップバルブ、７１，７５，９１…クローズドセンターバルブ、８２Ａ，８２Ｂ…軸部（ストッパ部材）、８３Ａ，８３Ｂ…くさび機構、８５…ダブルバルブ、１０１，１０１Ｓ，１０２，１０３，１０４…漏れ検査装置

Claims (4)

1. ワークを収容可能な検査チャンバと、
   該検査チャンバ内の前記ワークの開口部にシール部材を当接させて押圧することにより該開口部を閉塞して前記検査チャンバ内を前記ワークの内部側と外部側とのそれぞれ別の密閉空間部として隔離する押圧手段と、
   前記ワークの前記内部側又は前記外部側のうちの一方の密閉空間部にトレースガスを導入するガス供給手段と、
   前記一方の密閉空間部から他方の密閉空間部に漏れ出る前記トレースガスを検出する漏れ検出手段と、
   前記開口部を閉塞した状態の前記シール部材の前記ワークから離間する方向への移動を停止するロック手段と
   を備え、
   前記ロック手段は、前記押圧手段により前記シール部材にかけられる押圧力ｆ１が、前記ワークが前記シール部材を押し返す力ｆ２よりも大きく、かつ、前記トレースガスが前記シール部材を押し返す反力ｆ３と前記ｆ２とを合わせた力よりも小さい状態で、前記トレースガスの導入前に前記シール部材の移動を停止する
   ことを特徴とする漏れ検査装置。
2. 前記押圧手段は油圧シリンダにより構成され、前記ロック手段は前記油圧シリンダの流体の流れを止めるバルブにより構成さ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. 前記押圧手段は、前記シール部材に当接して押圧する押圧板部を備え、
   前記ロック手段は、前記押圧板部に当接して前記シール部材の前記ワークから離間する方向への移動を停止するストッパ部材を有することを特徴とする請求項１に記載の漏れ検査装置。
4. ワークを収容可能な検査チャンバ内で、
   前記ワークの開口部にシール部材を当接させて押圧することにより該開口部を閉塞して前記検査チャンバ内を前記ワークの内部側と外部側とのそれぞれ別の密閉空間部として隔離した状態とし、
   前記ワークの内部側又は外部側のうちの一方の密閉空間部にトレースガスを導入し、
   前記一方の密閉空間部から他方の密閉空間部への前記トレースガスの漏れを検出する漏れ検査方法であって、
   前記開口部を閉塞した前記シール部材にかけられる押圧力ｆ１が、前記ワークが前記シール部材を押し返す力ｆ２よりも大きく、かつ、前記トレースガスが前記シール部材を押し返す反力ｆ３と前記ｆ２とを合わせた力よりも小さい状態で、前記シール部材の前記ワークから離間する方向への移動をロック手段により停止し、前記一方の密閉空間部に前記トレースガスを導入することを特徴とする漏れ検査方法。

Images