JP7268398B2 - 高圧検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、高圧検査装置に関する。

ワークの内部に高圧の液体を注入して検査するワークの検査工程があり、この工程では、高圧の液体として例えば３５ＭＰａのフロリナート（即ち、フッ素系不活性液体）を使用している。この場合、ワークの液体注入口に、高圧の液体を出力する装置の液体出力部である例えば金属製の先端部がテーパ形状のノズルを挿入して接合し、ノズルから高圧の液体を液体注入口内に注入するように構成されている。

特開２０１５－８９５９９号公報

上記従来構成において、ワークの液体注入口にノズルを接続する場合、液体注入口の軸心とノズルの軸心を正確に位置合せする必要があった。上記軸心の位置合わせがずれると、即ち、位置合わせのばらつきが発生すると、液体注入口とノズルの接続部分から液体が漏れることがあり、高圧印加した状態で検査できなくなることから、稼働ロスを招くおそれがあった。

本発明の目的は、ワークの液体注入口に高圧の液体を出力する装置のノズルを接続する際に、軸心の位置合わせのずれを吸収することができ、液漏れの発生を極力防止することができる高圧検査装置を提供することにある。

請求項１の発明は、ワーク２の内部に高圧の液体を注入して検査するものであって、高圧の液体を出力する液体出力装置４と、前記ワーク２の液体注入口２ｂに挿入されるものであって、前記液体出力装置４の高圧液体出力部６に設けられたノズル部９とを備え、前記ノズル部９は、液体の流れる方向に直列に設けられた２個のノズル１３、１４を有し、前記液体注入口２ｂに挿入される一方のノズル１４を、他方のノズル１３に対して揺動可能なように構成されたものである。前記液体注入口のテーパ面部（２ｃ）に前記ノズル部の先端部を挿入して接続し、前記液体注入口に前記ノズル部の先端部の円錐周面部（１６ａ）を当接させて密接させた状態で、前記液体出力装置から前記ワークの内部に高圧の液体を注入する。

第１実施形態を示す高圧検査装置の縦断面図 ワークの液体注入口に先端ノズルを挿入した状態を示す高圧検査装置の縦断面図 ノズル部の周辺を拡大して示す縦断面図 先端ノズルの斜視図

（第１実施形態）
以下、第１実施形態の高圧検査装置について、図１ないし図４を参照して説明する。本実施形態の高圧検査装置１は、図１に示すように、ワーク２を固定するワーク固定装置３と、ワーク２の内部に注入する高圧の液体を出力する液体出力装置４とを備えて構成されている。

ワーク固定装置３は、周知の構成で形成されており、ワーク２を把持して固定するクランプ部５と、クランプ部５を上下方向に移動駆動する図示しないクランプ駆動機構とを備える。クランプ駆動機構は、モータ等のアクチュエータによりクランプ部５を上下方向に移動駆動する。

また、ワーク固定装置３には、クランプ部５（即ち、ワーク２）のＸＹ方向の位置を調整する図示しない位置調整機構が設けられている。尚、モータ等のアクチュエータによりクランプ部５のＸＹ方向の位置を調整駆動する位置調整駆動機構を設けるように構成しても良い。

クランプ部５は、把持部材５ａ、５ｂを備え、モータ等のアクチュエータにより把持部材５ａ、５ｂを把持する方向へ駆動してワーク２を把持し、また、アクチュエータにより把持部材５ａ、５ｂを把持解除する方向へ駆動してワーク２の把持を解除するように構成されている。

また、ワーク２の内部には、高圧の液体が注入される空間部２ａが設けられている。ワーク２の図１中の下端部には、空間部２ａに連通する液体注入口２ｂが設けられている。液体注入口２ｂは、例えば円形の開口部で構成されており、図３にも示すように、液体注入口２ｂの内側には、内方（即ち、図３中の上方）へ向けて内径寸法が少しずつ小さくなるテーパ面部２ｃが形成されている。

液体出力装置４は、高圧の液体として例えば３５ＭＰａのフロリナートを出力可能なように構成されている。液体出力装置４は、高圧の液体を出力する高圧液体出力部６と、高圧液体出力部６を上下方向に移動駆動する図示しない出力部駆動機構とを備える。出力部駆動機構は、周知の構成で形成されており、モータ等のアクチュエータにより高圧液体出力部６を上下方向に移動駆動する。

また、液体出力装置４には、高圧液体出力部６のＸＹ方向の位置を調整する図示しない位置調整機構が設けられている。尚、モータ等のアクチュエータにより高圧液体出力部６のＸＹ方向の位置を調整駆動する位置調整駆動機構を設けるように構成しても良い。

高圧液体出力部６は、ほぼ円筒状のケース７と、このケース７内に収容され軸心に液体流路８ａが形成されたコア体８と、コア体８の先端部、即ち、上端部に取り付けられたノズル部９とを備えている。ケース７の先端部、即ち、上端部には、内径寸法が小さい径小筒部１０が形成されている。コア体８の上端部８ｂには、外径寸法が半分程度の段部１１が形成されており、この段部１１の上端部には、外径寸法が更に小さい径小突部１２が形成されている。段部１１及び径小突部１２の軸心には、液体流路８ａが連通するように形成されている。

ノズル部９は、液体の流れる方向に直列に設けられた２個のノズル、即ち、基部ノズル１３と、先端ノズル１４とを有するように構成されている。先端ノズル１４は一方のノズルを構成するものであり、基部ノズル１３は他方のノズルを構成するものである。

基部ノズル１３は、ケース７の内径寸法とほぼ同じ外径寸法を有し、ケース７の上端部内に図１中の上下方向に移動可能に収容されている。基部ノズル１３の内部には、コア体８の径小突部１２が嵌合される凹部１３ａが形成されている。基部ノズル１３の凹部１３ａ内にコア体８の径小突部１２が嵌合された状態で、凹部１３ａ内の上部には、液溜め部１３ｂが形成されるように構成されている（図２、図３も参照）。尚、基部ノズル１３の凹部１３ａと、コア体８の径小突部１２との間には、液漏れを防止するシール１５が配設されている。

また、基部ノズル１３の上壁部１３ｃにおける中心部には、液溜め部１３ｂに連通する貫通孔１３ｄが形成されている。更に、基部ノズル１３の上壁部１３ｃの上面における中央部には、図３にも示すように、ほぼ半球状の凸部１３ｅが形成されている。上記貫通孔１３ｄは、凸部１３ｅも貫通している。

先端ノズル１４は、図４に示すように、ほぼ円柱状のノズル本体１６と、ノズル本体１６の下端部に形成された鍔部１７と、ノズル本体１６の軸心に形成された液体流路１８とを有する。ノズル本体１６の上端部は、例えばほぼ円錐台形状に形成されており、円錐周面部１６ａと上端面部１６ｂを有する。上端面部１６ｂには、液体流路１８の開口部１８ａが形成されている。ノズル本体１６の下端面の中央部には、ほぼ円錐台形状の凹部１６ｃが形成されている。凹部１６ｃの内周面は、円錐の周面形状となっている。凹部１６ｃの内部の最上部に液体流路１８の開口部１８ｂが形成されている。

上記構成の場合、先端ノズル１４をケース７内に収容するに際しては、先端ノズル１４のノズル本体１６をケース７の径小筒部１０内に挿入し、ノズル本体１６の上端部が径小筒部１０の上部開口から外へ突出するようにする。このとき、ノズル本体１６の外周面と径小筒部１０の内周面との間に若干の隙間が設けられるように構成されており、図３にて２点鎖線で示すように、ノズル本体１６、即ち、先端ノズル１４が揺動可能なようになっている。径小筒部１０は、先端ノズル１４の揺動範囲を制限する、例えば揺動範囲を±０．２ｍｍ程度に制限する制限部としての機能を有する。先端ノズル１４は、ノズル本体１６の鍔部１７がケース７内の段部１９に当接することにより、抜け止めされる。

そして、先端ノズル１４のノズル本体１６の下面の凹部１６ｃ内に、基部ノズル１３の上端部の凸部１３ｅを嵌合させて当接させるように構成されている。このとき、先端ノズル１４の液体流路１８と、基部ノズル１３の貫通孔１３ｄと、コア体８の液体流路８ａとが連通する構成となっている。また、基部ノズル１３の下端面と、コア体８の上端部８ｂとの間には、付勢部である例えばばね２０が段部１１及び径小突部１２を囲むように配設されている。このばね２０により、基部ノズル１３は先端ノズル１４に押し付けられる方向に付勢されている。基部ノズル１３の上端面の外周部がケース７内の段部７ａに当接している。これにより、先端ノズル１４の下面の凹部１６ｃ、即ち、内周面が円錐の周面形状の凹部１６ｃと、基部ノズル１３の上端部のほぼ半球状の凸部１３ｅとが密接する、具体的には、両者が線接触で密接することにより、液漏れ等が発生しないように構成されている。そして、基部ノズル１３の凸部１３ｅに対して、先端ノズル１４の凹部１６ｃは、揺動可能に線接触で接触する構成となっている。

次に、上記構成の高圧検査装置１によってワーク２に高圧の液体を注入して検査する動作について、説明する。予め、高圧検査装置１のワーク固定装置３のクランプ部５の軸心と、液体出力装置４の高圧液体出力部５のノズル部９の軸心が一致するように調整しておく。この状態で、図示しないワークセット機構によりワーク２をクランプ部５の直下に配置させ、更に、図１に示すように、クランプ部５を下方へ移動させて、クランプ部５によってワーク２を把持固定する。

続いて、液体出力装置４の高圧液体出力部５のノズル部９を上方へ移動させて、図２に示すように、ワーク２の液体注入口２ｂ内に、ノズル部９の先端ノズル１４のノズル本体１６の先端部を挿入して接続する。このとき、液体注入口２ｂのテーパ面部２ｃに、ノズル本体１６の先端部の円錐周面部１６ａが当接させて密接させるようになる。

ここで、ワーク２の液体注入口２ｂの軸心、即ち、クランプ部５の軸心と、ノズル部９の軸心が一致していないこと、即ち、図３に示すように、例えば０．２ｍｍ程度の芯ずれが発生することがある。このような芯ずれが発生する理由は、部品精度のばらつきや、クランプ部５によってワーク２を把持する際の把持位置のばらつき等が考えられる。このような芯ずれが発生すると、従来構成のノズルの場合、液漏れが発生してしまうという問題があった。

これに対して、本実施形態では、上記した芯ずれが発生したとしても、図３に示すように、先端ノズル１４がケース７の径小筒部１０内で揺動可能であることから、図２に示すように、ワーク２の液体注入口２ｂ内に、ノズル部９のノズル本体１６の先端部を挿入したときに、芯ずれが吸収される。この結果、液体注入口２ｂのテーパ面部２ｃに、ノズル本体１６の先端部の円錐周面部１６ａが密接するようになり、液漏れが発生しなくなる。従って、上記実施形態によれば、液漏れ不良による稼働ロスの発生を防止することができる。

また、上記実施形態においては、ワーク２の空間部２ａの断面積をＳ１とし、ノズル部９の液溜め部１３ｂの断面積をＳ２としたときに、Ｓ１：Ｓ２＝１：２が成立するように構成されている。この構成によれば、ワーク２に高圧の液体を注入する際に、液溜め部１３ｂの十分大きな背圧を利用して、ワーク２の液体注入口２ｂ内に、ノズル部９の先端ノズル１４のノズル本体１６の先端部を挿入接続することができ、接続部分からの液漏れを防止することができる。

尚、本実施形態では、Ｓ１：Ｓ２＝１：２が成立するように構成したが、これに限られるものではなく、Ｓ１：Ｓ２＝１：１．５からＳ１：Ｓ２＝１：２．５までの範囲で、Ｓ１、Ｓ２の大きさを適宜調整するように構成しても良く、そのような構成においても、ほぼ同様な作用効果を得ることができる。

また、本実施形態では、ケース７の径小筒部１０によって、先端ノズル１４の揺動範囲を例えば±０．２ｍｍ程度に制限するように構成したので、先端ノズル１４が揺動しすぎることを防止できる。また、本実施形態では、ばね２０により、基部ノズル１３を先端ノズル１４に押し付ける方向に付勢したので、先端ノズル１４の下面の内周面が円錐の周面形状の凹部１６ｃと、基部ノズル１３の上端部のほぼ半球状の凸部１３ｅとが密接するようになり、液漏れ等の発生を防止することができる。

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

図面中、１は高圧検査装置、２はワーク、３はワーク固定装置、４は液体出力装置、６は高圧液体出力部、８はコア体、９はノズル部、１０は径小筒部、１３は基部ノズル、１４は先端ノズル、１６はノズル本体、１８は液体流路、２０はばねである。

Claims (4)

1. ワーク（２）の内部に高圧の液体を注入して検査する高圧検査装置（１）であって、
   高圧の液体を出力する液体出力装置（４）と、
   前記ワークの液体注入口（２ｂ）に挿入されるものであって、前記液体出力装置の高圧液体出力部（６）に設けられたノズル部（９）とを備え、
   前記ノズル部は、液体の流れる方向に直列に設けられた２個のノズル（１３、１４）を有し、前記液体注入口に挿入される一方のノズル（１４）を、他方のノズル（１３）に対して揺動可能なように構成され、
   前記液体注入口に前記ノズル部の先端部を挿入して接続し、前記液体注入口のテーパ面部（２ｃ）に前記ノズル部の先端部の円錐周面部（１６ａ）を当接させて密接させた状態で、前記液体出力装置から前記ワークの内部に高圧の液体を注入する高圧検査装置。
2. 前記一方のノズルのうちの前記他方のノズル側の端面部に内周面が円錐の周面形状となるように設けられた凹部（１６ｃ）と、
   前記他方のノズルのうちの前記一方のノズル側の端面部に設けられた半球状の凸部（１３ｅ）とを備え、
   前記他方のノズルの凸部に前記一方のノズルの凹部を嵌合するように構成された請求項１記載の高圧検査装置。
3. 前記一方のノズルの揺動範囲を制限する制限部（１０）を備えた請求項２記載の高圧検査装置。
4. 前記一方のノズルに前記他方のノズルを押し付ける方向に付勢する付勢部（２０）を備えた請求項１から３のいずれか一項記載の高圧検査装置。
   

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