JPH04145338A - 中空容器の気密性検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、例えば自動車の燃料タンクに代表されるよう
な中空容器の気密性検査方法に関する。

従来の技術 この種の気密性検査方法の代表的なものとして圧力降下
式と差圧式の二つの方法がある。

圧力降下式（直圧式とも呼ばれる）は第４図に示すよう
に、空気圧力源５１から電磁弁５２，５３．５４等を介
して検査対象となる中空容器５５に圧縮空気を導入し、
中空容器５５内が所定の圧力になった時点で電磁弁５４
を閉じて所定時間だけ静置させる。そして、その間の圧
力降下を圧力センサ５６で検出し、検出された圧力降下
量に応じて判定回路部５７で中空容器５５の洩れ欠陥の
有無の判定を行うものである。５８はレギュレータ、５
９．６０は圧力ゲージである。

一方、差圧式は第５図に示すように検査対象となる中空
容器６１とは別にこれとほぼ同容量のマスタータンク６
２を用意し、高圧用と低圧用の二つのレギュレータ６３
．６４のほか電磁弁６５゜６６および６７．６８等を介
して中空容器６１とマスタータンク６２とを同時に加圧
した上で電磁弁６７．６８を閉じて所定時間静置させる
。そして、中空容器６１とマスタータンク６２の圧力差
を差圧式（ダイヤフラム式）の圧力センサ６９で検出し
、その圧力差に応じて判定回路部７０で中空容器６１の
洩れ欠陥の有無の判定を行うもので、−船釣には圧力降
下式よりも検査精度が高いとされている（類似技術が例
えば特開昭５８−９２９２５号公報に開示されている）
。

ここで、差圧式の検査方法において検査対象となる中空
容器６１と同容量のマスタータンク６２を用いているの
は次のような理由による。

すなわち、検査対象となる中空容器６１を所定の圧力に
なるまで加圧した場合、圧縮熱による内部温度の上昇の
ほか、脈動や容器自体のスプリングバックによる圧力変
化が発生し、これらのいわゆる不安定要因が原因となっ
て検査結果に悪影響を及ぼすことが危惧されることから
、上記のような不安定要因を中空容器６１とマスタータ
ンク６２の双方に同時に発生させることによってその不
安定要因を相殺させるためである。

発明が解決しようとする課題 従来の検査方法においては、いずれも検査対象となる中
空容器を所定圧力まで加圧して密閉したのちの圧力降下
を監視する方式であることから次のような不具合が生ず
る。

すなわち、第６図に示すように中空容器５５または６１
内を圧力Ｐ＋２まで加圧するべく所定の加圧動作を行っ
たのちに電磁弁を閉じて中空容器５５または６１を密閉
すると、弁閉め切り時のタイムラグにより圧力Ｐ１．ま
でオーバーシュートするものの、やがて容器内圧力の安
定化に伴って圧力が△Ｐ２．たけ下がるために中空容器
５５または６１内の圧力はほぼ設定値どおり圧力ｐａｔ
となる。

そして、中空容器５５または６１に洩れ欠陥がなければ
その中空容器５５または６１内の圧力は本来Ｐ　ｌｆｉ
のままで一定となるべきところ、圧力安定化時間ｔ２を
経て圧力測定の段階までにΔＰＩｔだけ圧力降下を生じ
てしまう。

これは中空容器５５または６１を加圧する過程で、その
中空容器５５または６１内の空気が加圧されることによ
って容器内温度が外気温よりも上昇し、中空容器５５ま
たは６１に洩れ欠陥がなくても圧力安定化時間ｔ２の間
に先の温度上昇分だけ温度が下がることに伴って圧力降
下が生じるためで、この圧力降下は差圧式よりも圧力降
下式の方が著しい。

したがって、中空容器５５または６１に洩れ欠陥があっ
て最終的に△ＰＩ３なる圧力降下が認められた場合、そ
の検出された圧力降下量ΔＰＩｆｆのなかには実際の洩
れ圧力降下ΔＰ、４に上乗せされるかたちで自然圧力降
下量ΔＰ２？が含まれており、検査結果の信頼性に限界
がある。

しかも、圧力降下量ＡＰＩ、が小さい場合には、それが
実際の洩れ欠陥による圧力降下なのか自然圧力降下なの
か的確に特定することが困難で、検査精度の向上が望め
ない。

一方、圧力安定化時間ｔ２をできるだけ長く確保し、自
然圧力降下の降下進行が止まるのを待って測定に移行す
るようにすると、検査結果への自然圧力降下の影響をあ
る程度おさえることができる。

しかしながら、圧力安定化時間ｔ２は検査対象となる中
空容器５５または６１の容積に比例して長くなることか
ら、容積が数十リットルにも及ぶ自動車の燃料タンクの
ように大型の容器になるとかなり長い圧力安定化時間が
必要となり、検査時間が極端に長くなって検査能率の低
下をもたらすことになる。

本発明は以上のような問題点に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、差圧式の検査方法を前提とし
ながら圧力安定化時間を長くすることなく中空容器の自
然圧力降下をおさえ、それによって検査精度の向上ひい
ては検査結果の信頼性の向上を図った検査方法を提供す
ることにある。

課題を解決するための手段 本発明は、検査対象となる中空容器とマスタータンクと
を所定の圧力で平衡させた上、差圧式の圧力センサによ
り中空容器とマスタータンクの圧力差を検出し、この圧
力差をもとに中空容器の気密性の適否を検査する方法で
あって、中空容器内が一次圧に、マスタータンク内が二
次圧になるまで中空容器およびマスタータンクをそれぞ
れ同時に加圧または減圧する工程と、マスタータンク内
を二次圧に維持しつつ、中空容器とマスタータンクとを
連通させて二次圧のもとで中空容器とマスタータンクと
を圧力平衡させる工程と、中空容器とマスタータンクと
の連通を断った上で両者の圧力差を差圧式の圧力センサ
により検出する工程とを含んでいる。

作用 この方法によると、中空容器を一旦一次圧になるまで例
えば加圧した上で二次圧まで下降させると、その降圧に
伴う排気により中空容器内の熱が放熱されて容器内温度
が低下する。したがって、その後の中空容器内の自然圧
力降下が著しく小さくなる。

実施例 第１図は本発明の一実施例を示す空気圧回路図で、この
回路は大別して、検査対象となる中空容器ｌと空気圧力
源２とを結ぶ容器加圧通路３と、マスタータンク４と空
気圧力源２とを結ぶタンク加圧通路５と、中空容器Ｉと
マスタータンク４とを結ぶ連通通路６とを備えている。

連通通路６にはエアオペレートタイプの切換弁７．８．
９のほか差圧式（ダイヤフラム式）の圧力センサ１０が
設けられており、後述するように中空容器１内の圧力と
マスタータンク４内の圧力との差が最終的に圧力センサ
１０で検出されて、その検出値をもとに判定回路部１１
で中空容器ｌの気密性の適否が判定される。

検査に際し、先ず中空容器１が空気圧力源２からのエア
の供給を受けて所定の圧力になるまで加圧される。すな
わち、電磁弁１４．１５を開くことにより空気圧力＃２
からのエアは元圧レギュレータＩ２、−改正レギュレー
タ１３および電磁弁１４．１５を経て最終的に一次圧レ
ギュレータ１３で決められる一次圧により中空容器１に
送り込まれる。中空容器１内の圧力が所定の圧力に達し
たことが圧力センサＩ６で検出されると電磁弁Ｉ４が閉
じて中空容器１が密閉される。

なお、１７は排気用電磁弁、１８は安全弁で、これらの
弁１７．１８は通常は閉状態にある。

ここで、上記の中空容器１と空気圧力源２とを結ぶ容器
加圧通路３の口径は他の通路よりも大きく設定しである
ことから、中空容器１の加圧はきわめて短時間のうちに
行われる。

上記の中空容器１の加圧と同時に電磁弁１９が開となり
、エアオペレートタイプの切換弁９を通してマスタータ
ンク４にもエアが導入されて加圧される。つまり、電磁
弁２２が図示の状態にあることからそのエアオペレート
信号を受けて切換弁７が閉、切換弁８．９が開となって
おり、したがって中空容器１の加圧と同時に、二次圧レ
ギュレータ２０で決められる二次圧により電磁弁１９お
よび切換弁９を通してマスタータンク４が加圧される。

ここで、−改正しギニレータ１３で決められる一次圧よ
りも二次圧レギュレータ２０で決められる二次圧の方が
予め小さく設定されている。

その後、マスタータンク４を二次圧で加圧したままの状
態で、電磁弁２１が開となり、結果的には中空容器１と
マスタータンク４とが電磁弁２１を介して連通されるこ
とで中空容器１内が降圧して中空容器１とマスタータン
ク４とが二次圧で平衡することになる。

次いで、電磁弁１５，１９．２１がそれぞれ閉となって
、中空容器１と空気圧力源２同士およびマスタータンク
４と空気圧力源２同士の連通が断たれるとともに、中空
容器１とマスタ−タンク４同士の連通もまた断たれるこ
ととなって、結果的には中空容器１とマスタータンク４
は相互に独立したままで二次圧のもとで密閉される。

さらに、電磁弁２２がノーマル位置Ｐ。１から切換位置
Ｐ。、へと切換動作すると、それまで切換弁７に与えら
れていたエアオペレート信号が断たれて切換弁７が開と
なる一方、代わって切換弁８゜９にエアオペレート信号
が与えられて切換弁８゜９が閑となる。その結果、中空
容器１内の圧力とマスタータンク４内の圧力とが圧力セ
ンサ１０のダイヤフラムを介して相互に拮抗することに
なる。

この状態で圧力センサ１０による差圧測定に移行し、例
えば中空容器１に洩れ欠陥があれば中空容器１側の圧力
が降下してマスタータンク４側の圧力との間に差が生ず
る。この差圧に応じて圧力センサ１０のダイヤフラムが
変位することから、このダイヤフラムの変位を電気的に
取り出し、判定回路部１１において洩れ欠陥の有無すな
わち中空容器１の気密性の適否が判定される。

判定後、再び連通通路６を介して中空容器１とマスター
タンク４とを連通させた上、排気用電磁弁１７を開いて
排気することで検査終了となる。

なお、上記のような加圧、圧力平衡および差圧測定にそ
れぞれ必要な時間は図示外のシーケンサのタイマーによ
り管理されており、また各電磁弁の開閉もシーケンサに
よってシーケンス制御される。

ここで、上記の実施例による圧力変化を第２図および第
３図をもとに説明すると、中空容器１内を一改正Ｐ、ま
で加圧するべく上記のように所定の加圧動作を行ったの
ち、電磁弁１４を閉じて中空容器１を密閉すると、弁閉
め切り時のタイムラグのために容器内圧力は瞬間的にΔ
Ｐ１だけオーバーシュートするものの、やがて−改正Ｐ
、に安定化する。

そして、二次圧のもとでのマスタータンク４の加圧動作
を継続しながら、中空容器１とマスタータンク４とを直
接連通させる平衡過程に移行すると中空容器１とマスタ
ータンク４とは二次圧Ｐ。

のちとで平衡する。

この時、中空容器１を一次圧で加圧する際にその容器内
空気の圧縮により容器内温度が上昇するものの、加圧に
続く圧力平衡の際には一次圧Ｐ１まで加圧した容器内圧
力を二次圧Ｐ、まで減圧させるべく圧力降下量ΔＰ、の
ちとに中空容器１内の空気を一部排出させることになる
ことから、その排気の際に中空容器１内の熱エネルギー
が放出され、同時に容器内の脈動や容器自体のスプリン
グバックによるいわゆる不安定要因の度合が極端に小さ
くなる。したがって、きわめて短時間のうちに容器内圧
力が平衡圧ＰＩ？で安定化する一方、容器内圧力が圧力
平衡してからの容器内温度の低下が緩慢となり、その温
度低下に伴う容器内圧力の自然圧力降下量ΔＰ３も従来
と比べて著しく小さくなる。

その結果、検出しようとする中空容器１の洩れ圧力降下
ΔＰ４への自然圧力降下量ΔＰ３の影響がほとんどなく
なり、微細な洩れ欠陥であっても確実に検出できるほか
、圧力平衡に要する時間Ｔ。

すなわち従来の圧力安定化時間ｔ２に相当する時間なら
びに圧力測定に要する時間Ｔ３を大幅に短くすることが
できる。

なお、上記実施例では連通通路６に設けられた切換弁７
．８．９としてエアオペレートタイプのものを使用して
いることから、電磁弁を使用した場合と比べて検出しよ
うとする圧力への熱的影響が少なく、これによってもま
た検査精度が向上する。

また、本発明は中空容器１とマスタータンク４とを真空
にして検査を行う差圧式検査方法にも同様に適用できる
。

発明の効果 以上のように本発明によれば、−旦一改正まで加圧また
は減圧した中空容器をマスタータンクと連通させ、その
容器内圧力をマスタータンクの圧力と等しい二次圧まで
変化させて圧力平衡させるようにしたことにより、その
容器内圧力の変化により容器内部の熱エネルギーや脈動
等の不安定要因を低減させることができるとともに、容
器内圧力を速やかにマスタータンクとの平衡圧力に安定
化させることができる。したがって、圧力平衡後の容器
内温度の変化およびそれに伴う自然圧力変化を著しく小
さくすることができ、検出しようとする洩れ圧力変化量
への自然圧力変化量の影響を回避できる。

その結果、ごく微細な洩れ欠陥であっても確実に検出す
ることができ、検査精度の向上と併せて検査結果の信頼
性が著しく向上するほか、圧力平衡に要する時間および
圧力測定に要する時間も併せて短縮できる。

また、差圧式の検査方法でありながら従来と異なり上記
のような種々の不安定要因をマスタータンクの容量に頼
らずに除去できることから、マスタータンクは基準とな
る圧力を作り出す機能さえあればよ＜、シたがって、マ
スタータンクの容ｔを従来と比べて著しく小さくするこ
とができ、スペース的に有利になると同時に検査システ
ムの小型化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を応用した気密性検査装置の空気圧回路
図、第２図は同じくそのタイムチャート、第３図は第１
図における中空容器の圧力変化を示す説明図、第４図お
よび第５図はいずれも従来の検査方法を示す空気圧回路
図、第６図は従来の検査方法での中空容器の圧力変化を
示す説明図である。 Ｉ・・・中空容器、２・−・空気圧力源、３・・・容器
加圧通路、４・・・マスタータンク、５・・・タンク加
圧通路、６・・・連通通路、 １０・・・圧力センサ、 Ｐｌ・・・−改正、 Ｐ２−・・二次圧 （平衡圧力） 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）検査対象となる中空容器とマスタータンクとを所
   定の圧力で平衡させた上、差圧式の圧力センサにより中
   空容器とマスタータンクの圧力差を検出し、この圧力差
   をもとに中空容器の気密性の適否を検査する方法であっ
   て、 中空容器内が一次圧に、マスタータンク内が二次圧にな
   るまで中空容器およびマスタータンクをそれぞれ同時に
   加圧または減圧する工程と、マスタータンク内を二次圧
   に維持しつつ、中空容器とマスタータンクとを連通させ
   て二次圧のもとで中空容器とマスタータンクとを圧力平
   衡させる工程と、 中空容器とマスタータンクとの連通を断った上で両者の
   圧力差を差圧式の圧力センサにより検出する工程、 とを含むことを特徴とする中空容器の気密性検査方法。