JPH10185749A - リーク検査方法及びその装置 - Google Patents

リーク検査方法及びその装置

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JPH10185749A
JPH10185749A JP34285196A JP34285196A JPH10185749A JP H10185749 A JPH10185749 A JP H10185749A JP 34285196 A JP34285196 A JP 34285196A JP 34285196 A JP34285196 A JP 34285196A JP H10185749 A JPH10185749 A JP H10185749A
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JP
Japan
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inspection
leak
pressure
test
gas
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Pending
Application number
JP34285196A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Ito
好弘 伊藤
Kimiatsu Mimuro
公厚 三室
Toshihiko Osawa
敏彦 大澤
Original Assignee
Gas Mitsukusu Kogyo Kk
ガスミックス工業株式会社
Ee D:Kk
有限会社エーディ
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Filing date
Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧力値からリーク量への算出を行う煩雑な計
算を行うことなく、直接かつ容易にリーク量を計測する
ことができるリーク検査方法を提供する。 【解決手段】 所定の密閉性を要求される被検査物31
のリークの有無を判断するリークの検査方法であって、
被検査物31から流出又は被検査物31へ流入する気体
の流量を測定し、被検査物31のリークの有無を判断す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、所定の密閉性が要
求される容器等のリーク測定方法に係り、特に、リーク
の有無を、被検査物から流出又は被検査物へ流入する気
体の流量を測定することにより判定しうるリーク測定方
法に関する。
【0002】
【背景技術】一般に、密閉された条件で使用される様々
な容器等、例えば、ライターのガスボンベ、ガス湯沸か
し器のガスパイプ、エアコンの冷媒収納容器等は一定規
格以上の密閉性が要求されるため、これらの製品を工場
にて製造した場合には、その密閉性を検査する必要があ
る。
【0003】この場合、密閉容器のリークの測定方法と
しては、従来より様々な方法がある。例えば、図5に概
念的に示すように、従来のリーク測定器10は、気体流
路11と、この気体流路11に取り付けられた、電磁弁
からなる複数の遮断弁12,13と、被検査物14が所
定圧力に設定されているか否か、を判断する圧力計15
と、圧力変換器16と、圧力指示計17とを備え、被検
査物14を気体流路11の端部に取付けて密閉性を検査
するように構成されている。
【0004】この場合、気体としては通常、空気が使用
され、上記気体流路11の一端部は空気供給源からなる
加圧源としての圧力供給源49に接続されて、上記気体
流路11を介して被検査物14を所定圧力に設定するた
めの圧力調整弁20が設けられている。この圧力調整弁
20の被検査物14側には2方電磁弁からなる遮断弁1
2が設けられ、その被検査物14側には圧力計15が取
り付けられている。
【0005】この圧力計15の更に被検査物14側に
は、第一の分岐流路18が設けられ、この第一の分岐流
路18には大気に開放されるように構成された電磁弁1
3が設けられている。また、この第一の分岐流路18と
被検査物14との間には、第二の分岐流路19が設けら
れ、第二の分岐流路19は圧力変換器16を介して圧力
指示計17に繋がっている。
【0006】このように構成された従来のリーク測定器
10を使用して、被検査物14の密閉性を測定する場合
には、以下の手順にて行う。前提として、上記各遮断弁
12,13は、通電されず非作動状態にあり、閉止され
ている。先ず、上記圧力制御弁20によりリーク検査圧
力に設定された気体流路11の他端部に被検査物14を
取り付ける。次に、上記遮断弁12に通電させて開状態
とし、気体流路11及び被検査物14内をリーク検査圧
力にした後、遮断弁12の通電を停止する。これによ
り、圧力変換器16及び気体流路18の圧力も上記圧力
調整弁20により設定したリーク検査圧力と同一とな
る。
【0007】そして、上記圧力変換器16からの電気信
号を適宜デジタル処理することによって圧力指示計17
において数値により確認し、圧力計測と時間計測とを行
う。即ち、所定時間内に圧力変動があるか否か、により
リークの有無が判断できるため、一定の時間後における
圧力変換器16の圧力の変化を計測する。この場合、リ
ークがあった場合には、圧力変換器16の圧力は初期値
よりも低下することとなる。そして、以下の式により被
検査物14のリーク量を算出するものである。
【0008】即ち、下記の式において、Qはリーク量、
P1は初期圧力、P2は一定時間経過後の圧力、Vは被
検査物14の容積、tは計測時間を表す。 Q=(P1−P2)V/t この場合、P1−P2=△Pとした場合、各被検査物1
4において許容されるリーク量Qは、各被検査物により
決定されているため、上記式を以下のように書き換え、
△P(圧力変化)又はt(時間)を被検査物14のリー
クの判定の基準とすることができる。
【0009】Q×t/V=P1−P2=△P 又は t
=(P1−P2)V/Q 従って、上記圧力変化又は時間を決定して、諸制御機器
により判定を委ねることにより、リークの有無を自動的
に判断することが可能となる。ところで、上述のよう
に、このような密閉容器等の被検査物14にあっては、
厳密な意味で、物理的に全くリークがない、という事態
は現実的にありえず、例えば、構造的に密閉された容器
においても物理的には非常に僅かながらリークしている
ものである。
【0010】従って、夫々の物品により、各用途、構
造、素材等の具体的条件に応じたリークの許容量があ
り、リーク検査においては、リークの有無よりも被検査
物14におけるリーク量が問題となる。しかしながら,
以上のような従来のリークの測定方法にあっては、リー
ク量を算出するためには、上述のように、被検査物14
の初期圧力を検査し、その後所定時間経過後における圧
力を調べ、この間の圧力の変化を計測し、この圧力変化
に基づきリーク量を、その都度、算出する必要があり、
更に、被検査物14の容積(上記数式における変数V)
を確認する必要があり、判定作業が非常に煩雑であっ
た。
【0011】即ち、被検査物の容積及び圧力変化に基づ
きリーク量を算出する場合には、被検査物14の容積の
みならず、当該被検査物14に取り付けられた様々な部
品、例えば、各種の配管等の容量や計測時間もリーク量
算出には必要となり、全体として、非常に複雑な計算が
必要となる、という不具合が存していた。また、通常、
このようなリークに関する検査が行われる環境は、製造
ラインに近接して行われる場合が多く、一般の大気温度
よりも高温な場合や、温度環境が一定せず、時間と共に
変化する場合が多い。
【0012】また、被検査物が製造された直後である場
合には、未だ、加熱された状態のままの場合もあり、更
に、被検査物14を検査機器に取り付ける際に、例え
ば、人手により被検査物を製造ラインから検査機器まで
搬送してきたような場合には、体温が被検査物14に伝
わる場合もある。このように、リーク試験の環境温度が
一定しない場合や、被検査物そのものの温度が大気温度
と異なる場合には、被検査物14の検査条件に影響を及
ぼすこととなる。
【0013】このように被検査物14が大気温度と異な
る場合や、検査の環境温度が変化する場合には、被検査
物14内の空気が膨張又は収縮し、その結果、上記設定
された圧力よりも上昇又は下降する場合がある。従っ
て、このような場合には、環境温度の変化又は被検査物
そのものの温度条件は、結果的に被検査物14中の圧力
変動となって表れ、上記リーク量と判別が難しくなり、
正確なリーク量の算出が困難な場合がある、という欠点
があった。
【0014】このような温度に基づく影響があった場合
には、温度補償値を演算して差圧値変化分から当該温度
補償値を差し引く計算処理を行う必要があり、極めて処
理が煩雑である、という不具合が存していた。従って、
このような観点からも、被検査物の温度条件又は検査環
境温度条件を含めて容易に被検査物のリークの有無を判
定できる手段が従来より望まれていた。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】そこで、請求項1記載
の発明の課題は、圧力値からリーク量への算出を行う煩
雑な計算を行うことなく、直接かつ容易にリーク量を計
測することができるリーク検査方法を提供することにあ
る。また、請求項2記載の発明にあっては、請求項1記
載の発明の技術的課題に加えて、温度環境に基づく被測
定物の温度変化又は被測定物そのものの温度に基づく測
定への影響を除去するために、圧力値からリーク量への
算出の過程において、煩雑な計算を行う必要がなく、容
易に被検査物のリーク量を計測しうるリーク検査方法を
提供することにある。
【0016】また、請求項3記載の発明にあっては、請
求項1又は2記載の発明の技術的課題に加えて、低コス
トで容易に高精度な計測ができるリーク検査方法を提供
することにある。また、請求項4記載の発明にあって
は、請求項3記載の発明の技術的課題に加えて、より安
定した検査環境を提供することができるリーク検査方法
を提供することにある。
【0017】また、請求項5記載の発明にあっては、請
求項4記載の技術的課題に加えて、より微少なリーク量
を容易に計測することにある。また、請求項6記載の発
明にあっては、低コストで容易にリークの有無を計測し
うるリーク検査装置を提供することにある。また、請求
項7記載の発明にあっては、請求項6記載の発明の技術
的課題に加えて、より高精度な計測ができるリーク検査
装置を提供することにある。
【0018】また、請求項8記載の発明にあっては、請
求項6記載の発明の技術的課題に加えて、より高精度な
リーク検査を行うことが可能なリーク検査装置を提供す
ることにある。また、請求項9記載の発明にあっては、
請求項6,7又は8記載の発明の技術的課題に加えて、
リーク量を直接に計測することができるリーク検査装置
を提供することにある。
【0019】また、請求項10記載の発明にあっては、
請求項6,7,8又は9記載の発明の技術的課題に加え
て、より微少なリーク量を計測することができるリーク
検査装置を提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】このような技術的課題解
決のため、請求項1記載の発明にあっては、所定の密閉
性を要求される被検査物31のリークの有無を判断する
リークの検査方法であって、被検査物31から流出又は
被検査物31へ流入する気体の流量を測定し、被検査物
31のリークの有無を判断することを特徴とする。
【0021】従って、請求項1記載の発明にあっては、
従来のように、被検査物31の圧力を計ることにより当
該圧力の時間的変化を計測し、被検査物の体積31及び
配管等の体積との関連を計算することによりリーク量の
算出を行うことなく、被検査物31から流出又は被検査
物31へ流入する気体の流量を直接に測定することによ
り被検査物31のリークの有無又は可否の判断を行うこ
とが可能となる。
【0022】その結果、請求項1記載の発明にあって
は、より直接かつ容易にリーク量を計測することができ
る、という効果を奏する。また、請求項2記載の発明に
あっては、上記被検査物31を大気圧以上に加圧又は大
気圧以下に減圧して、被検査物31からの気体の流出又
は被検査物31への気体の流入によりリークの有無の可
能性を判断する作業行程と、被検査物31を大気圧に設
定し、被検査物31からの気体の流出又は被検査物31
への気体の流入によりリークの有無の可能性を判断する
作業工程とを有し、上記各行程において得られたデータ
を相互に勘案して被検査物31のリークの有無を決定す
ることを特徴とする。
【0023】従って、請求項2記載の発明にあっては、
大気圧以上に加圧又は大気圧以下に減圧して被検査物3
1からの気体の流出又は被検査物31への気体の流入を
計測してリークの可能性を判断すると共に温度による影
響の可能性をピックアップし、一方、大気圧下で被検査
物31からの気体の流出又は被検査物31への気体の流
入を計測して温度の影響がある場合には当該影響を確認
し、上記各作業工程において得られたデータを比較し勘
案することにより、総合的に被検査物31のリークの有
無を判断するように構成されている。
【0024】その結果、請求項2記載の発明にあって
は、請求項1記載の発明の効果に加えて、温度環境に基
づく被検査物31の温度変化による影響を補正が容易に
できるリーク検査方法を提供することができる。また、
請求項3記載の発明にあっては、上記被検査物31との
間に気体が流通しうるように配置された基準容器40を
備え、被検査物31と基準容器40との間の気体の移動
の有無及び移動方向を流量計により計測し、被検査物3
1のリークの有無を検査することを特徴とする。
【0025】その結果、請求項3記載の発明にあって
は、請求項1記載の発明の効果に加えて、低コストで容
易に高精度な計測ができるリーク検査方法を提供するこ
とができる。また、請求項4記載の発明にあっては、上
記被検査物31及び基準容器40を大気圧以上に加圧又
は大気圧以下に減圧して、被検査物31と基準容器40
との間での気体の移動によりリークの可能性を判断する
作業行程と、被検査物31及び上記基準容器40を大気
圧に設定し、被検査物31からの気体の流出又は被検査
物31への気体の流入によりリークの有無の可能性を判
断する作業工程とを有し、上記各行程において得られた
データを相互に勘案して被検査物31のリークの有無を
決定することを特徴とする。
【0026】従って、請求項4記載の発明にあっては、
大気圧以上に加圧した又は大気圧以下に減圧した状態の
下で、被検査物31と基準容器40との間の気体の移動
を計測してリークの可能性を判断すると共に温度による
影響の可能性をピックアップする。そして、大気下で
被検査物31と基準容器40との間の気体の移動により
当該温度の影響を確認し、各作業工程において得られた
データを比較し勘案することにより、総合的に被検査物
31のリークの有無を判断するように構成されている。
【0027】その結果、請求項4記載の発明にあって
は、請求項3記載の発明の効果に加えて、温度環境に基
づく被検査物31の温度変化による影響を補正を容易に
行うことができる。また、請求項5記載の発明にあって
は、上記被検査物31及び基準容器40を大気圧以上に
加圧又は大気圧以下に減圧して、被検査物31と基準容
器40との間での気体の移動によりリークの可能性を判
断する際に、予め、被検査物31と流量計36との間及
び基準容器40と流量計36との間を閉塞した状態で被
検査物31及び基準容器40に所定圧を供給し、所定時
間経過後に流量計と36被検査物31及び基準容器40
との間を連通させて被検査物31のリークの有無を決定
することを特徴とする。
【0028】従って、請求項5記載の発明にあっては、
被検査物31と流量計36との間及び基準容器40と流
量計36との間を閉塞した状態で被検査物31及び基準
容器40に所定圧が供給されているため、例えば、被検
査物31がリーク状態にある場合には、一定量のリーク
が行われた後に基準容器40との間が連通状態となり、
基準容器40から被検査物31へ一気に気体が移動する
ため、流量計36により、極めて微少なリーク量が検出
できる。
【0029】また、請求項6記載の発明にあっては、気
体の流路30の一端部に設けられた圧力供給源50と、
この圧力供給源50の下流側に設けられ被検査物31へ
供給される所定の圧力に調整する圧力調整弁32と、こ
の圧力調整弁32の下流側に設けられ、被検査物31へ
所定の圧力を供給する遮断弁33と、遮断弁33の下流
側に設けられた圧力計34と、この圧力計34の下流側
に設けられた大気開放弁35とを備え、上記気体流路3
0における大気開放弁35の下流側であって上記気体流
路30の他端部には被検査物31を設置するように構成
され、上記大気開放弁35と被検査物31との間には流
量計36が設けられていることを特徴とする。
【0030】この場合、上記圧力調整弁32は、仮に被
検査物31にリークが生じていた場合であっても、自動
的に気体流路30内を所定圧力に維持しうるように、い
わゆるブリード型の自動調整弁であることが好ましい。
従って、請求項6記載の発明により被検査物31のリー
クを計測する場合には、上記圧力調整弁32により被検
査物31としての密閉容器等に適合する所定の圧力を形
成し、上記大気開放弁35を閉状態にして被検査物31
へ所定圧力を供給する。この場合の圧力は、大気圧以上
の圧力であっても、大気圧以下の圧力であってもよい。
【0031】そして、もし、被検査物31に孔部、クラ
ック等が形成されていれば、大気圧圧以上に加圧された
場合には、所定圧力の気体は当該孔部等から被検査物3
1外へ流出し、その結果、気体流路30には圧力調整
弁32から被検査物31方向へ向かう気体の流れが発生
する。一方、大気圧以下に減圧された場合には、当該孔
部等から外部の空気を吸い込み、その結果、気体流路3
0には被検査物31から圧力調整弁32方向へ向かう気
体の流れが発生する。
【0032】従って、何れの場合も、上記流量計36は
気体流路30における気体の流れを検知し、被検査物3
1のリークを検出する。また、上記条件下において当該
被検査物31が室温よりも加温されていた場合又は被検
査物31の環境温度が被検査物31よりも高い場合に
は、被検査物31の内部温度が高まり、その結果、被検
査物31内が高圧となって空気が排出され、上記被検査
物31から圧力調整弁32方向へ向かう空気の流れが生
じ、上記流量計36はこの気体の流れを検知する。
【0033】一方、上記条件下において当該被検査物3
1が室温よりも冷却されていた場合又は被検査物31の
環境温度が被検査物31よりも低い場合には、被検査物
31の内部温度は低下し、その結果、被検査物31内は
気体流路30内よりも低圧となり、被検査物31は空気
を引き込もうとする。従って、空気流路11内には上記
被検査物31方向へ向かう空気の流れが生じ、上記流量
計36はこの気体の流れを検知する。
【0034】また、全く空気の流れが生じなかった場合
には、被検査物31に孔部又はクラック等が形成されて
おらず、リークが全くない場合、又は、リークを生ずる
孔部等の大きさと、温度変化による空気の排出量とが釣
り合っている場合が考えられる。一方、加圧下又は減圧
下における検査とは別個の検査として、大気圧下にて同
様の検査を行う。この場合、上記大気開放弁35は大気
中に開放したままの状態で計測する。
【0035】被検査物31から大気開放弁35方向へ気
体の流れが生じ、流量計36が検知した場合には、被検
査物31が室温よりも高温に加熱されていた場合であ
り、また、大気開放弁35から被検査物31方向へ気体
の流れが生じ、流量計36が検知した場合には、被検査
物31が室温よりも低い場合である。また、空気の流れ
が生じなかった場合には、全く、被検査物31にリーク
がない場合か、又は、リークを生ずる孔部等の大きさ
と、高温による空気の排出量とが釣り合っている場合で
ある。
【0036】従って、このような加圧下におけるデータ
と大気圧下におけるデータとを比較勘案することによ
り、以下のような判断を行うことができる。即ち、上記
加圧下において、(1)流量計36が圧力調整弁32か
ら被検査物31方向への気体の流れを検知した場合に
は、第一次的判断として被検査物31がリーク状態にあ
る可能性がある、と考えられる。
【0037】そして、被検査物31がリーク状態にある
か、否か、を最終的に判定するために、上記大気圧下に
おけるデータを参照する。上記(1)の場合には、大気
圧下におけるデータが以下の場合にリークを最終的に判
定できる。 (a)流量計36が気体の流れを全く検知しなかった場
合 (b)流量計36が被検査物31から圧力調整弁32方
向への気体の流れを検知した場合 即ち、(a)の場合は、被検査物31に大きな孔部等が
空いており、大気圧下においては気体の流れが発見でき
ないが加圧下においてはリーク方向への気体の流れが発
見できた場合である。
【0038】(b)の場合は、被検査物31に比較的小
さな孔部が空いていると共に被検査物31が加温されて
いおり、大気圧下においては圧力調整弁32方向への空
気の流れが生ずるが加圧下においては当該孔部が形成さ
れているため、リーク方向への気体の流れが検出される
ものである。一方、上記減圧下においては、(1)流量
計36が被検査物31から圧力調整弁32方向への気体
の流れを検知した場合には、第一次的判断として被検査
物31がリーク状態にある可能性がある、と考えられ
る。
【0039】そして、被検査物31がリーク状態にある
か、否か、を最終的に判定するために、上記大気圧下に
おけるデータを参照する。上記(1)の場合には、大気
圧下におけるデータが以下の場合にリークを最終的に判
定できる。 (a)流量計36が気体の流れを全く検知しなかった場
合 (b)流量計36が被検査物31から圧力調整弁32方
向への気体の流れを検知した場合 即ち、(a)の場合は、被検査物31に孔部等が空いて
おり、大気圧下においては気体の流れが発見できないが
減圧下においてはリーク方向への気体の流れが発見でき
た場合である。
【0040】(b)の場合は、被検査物31に小さな孔
部が空いていると共に被検査物31が加温されており、
大気圧下においては圧力調整弁32方向への空気の流れ
が生ずるが減圧下においては当該孔部が形成されている
ため、リーク方向への気体の流れが検出されるものであ
る。従って、請求項6記載の発明にあっては、コストを
低減しつつ、かつ、容易にリークの計測ができる。
【0041】また、請求項7記載の発明にあっては、上
記流量計36と大気開放弁35との間には、上記被検査
物31と流通する基準容器40が、被検査物31と直列
に配設されていることを特徴とする。従って、請求項7
記載の発明にあっては、加圧下及び減圧下において検査
を行う場合には、上記被検査物31と連通する基準容器
40内にも所定圧力を供給するように構成されているた
め、被検査物31の圧力環境を安定させて精度の高い検
査を行うことができる。
【0042】従って、請求項7記載の発明にあっては、
請求項6記載の発明の効果に加えて、より高精度な計測
を行うことができる、という効果を奏する。また、請求
項8記載の発明にあっては、上記大気開放弁35の下流
側には、基準容器40と被検査物31とが並列に配設さ
れていることを特徴とする。従って、請求項8記載の発
明にあっては、請求項7記載の発明と同様に、加圧下又
は減圧下において検査を行う場合には、上記被検査物3
1と連通する基準容器40内にも所定圧力を供給するよ
うに構成されているため、被検査物31の圧力環境を安
定させて精度の高い検査を行うことができる。
【0043】従って、請求項8記載の発明にあっては、
請求項6記載の発明の技術的課題に加えて、より正確な
リーク検査を行うことが可能なリーク検査装置を提供す
ることができる。また、請求項9記載の発明にあって
は、上記流量計36は質量流量計であることを特徴とす
る。
【0044】従って、請求項9記載の発明にあっては、
リークした場合に発生する気体の流れを質量流量として
計測できることから、リーク量を直接的に算出すること
ができる。その結果、請求項9記載の発明にあっては、
請求項6,7又は8記載の発明の技術的課題に加えて、
リーク量を直接に算出できるリーク検査装置を提供する
ことができる。
【0045】請求項10記載の発明にあっては、上記流
量計36と被検査物31との間及び上記流量計36と基
準容器40との間に遮断弁44,45を設けたことを特
徴とする。従って、請求項10記載の発明にあっては、
被検査物31と流量計36との間及び基準容器40と流
量計36との間を閉塞した状態で被検査物31及び基準
容器40に所定圧を供給されているため、例えば、被検
査物31にリークがある場合には、一定量のリークが行
われた後に基準容器40との間が連通状態となる。
【0046】その結果、請求項10記載の発明にあって
は、基準容器40から被検査物31へ一気に気体が移動
するため、流量計36により、より微少なリーク量が検
出できる、という効果を奏する。
【0047】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づき、本発明に係るリーク検査方法を詳細に説明す
る。なお、従来と同一部材には同一符号を付して説明を
省略する。第一実施例に係るリーク検査方法にあって
は、被検査物31から流出又は被検査物31へ流入する
気体の流量を測定し、被検査物31のリークの有無を判
断するように構成されている。
【0048】即ち、先ず、第一の作業工程において、加
圧下で被検査物31からの空気の流出又は被検査物31
への空気の流入を計測してリークの可能性を判断すると
共に温度による影響の可能性をピックアップし、次に、
第二の作業工程において、大気圧下で被検査物31から
の空気の流出又は被検査物31への空気の流入を計測し
て温度の影響がある場合には当該影響を確認し、上記第
一の作業工程において得られたデータと、第二の作業工
程において得られたデータとを比較し勘案することによ
り、総合的に被検査物31のリークの有無を判断するよ
うに構成されている。
【0049】本実施の形態に係るリーク検査方法に使用
されるリーク検査装置38は、図1に示すように、気体
流路30の一端部に設けられた空気供給源からなる加圧
源としての圧力供給源50と、この圧力供給源50の下
流側に配置され、被検査物31へ供給される所定の圧力
に調整する圧力調整弁32と、この圧力調整弁32の下
流側に設けられ、被検査物31へ所定の圧力を供給する
遮断弁33と、遮断弁33の下流側に設けられた圧力計
34と、この圧力計34の下流側において、分岐流路1
8に設けられた大気開放弁35とを備え、気体流路30
における上記大気開放弁35の下流側であって上記気体
流路30の他端部には被検査物31を設置しうるように
構成され、上記大気開放弁35と被検査物31との間に
は流量計36が設けられており、この流量計36には、
計測した流量を数値により表示する流量指示計37が設
けられている。
【0050】上記遮断弁33及び大気開放弁35は空気
圧力作動の2方弁により形成されており、何れも空気を
供給した場合には閉状態となっていると共に、空気を供
給しない場合には開状態となるように構成されている。
また、上記圧力調整弁32は、本実施の形態にあって
は、いわゆるブリード型の圧力調整弁により構成され、
気体流路30へ空気を吸入又は排出して所定圧力を維持
しうるように構成されている。また、本実施の形態にあ
っては、上記流量計36は質量流量計により形成されて
いる。
【0051】以下、本実施の形態に係るリーク検査装置
38を用いて被検査物31の検査を行う場合を説明す
る。なお、検査を行う場合には、前提として、被検査物
31をリーク検査装置38へ取り付けるために搬送する
場合には、できるだけ人体からの熱伝達がないように注
意する。また、リーク検査装置38において使用する空
気は室温と可及的に同じ温度に設定する。また、被検査
物31が大気温度と異なる温度である場合には、室内空
気を使用したエアーシャワーを施し、できるだけ、室温
と同一にしておくことが望ましい。
【0052】このように構成された本実施の形態に係る
リーク検査装置38により被検査物31のリークの有無
を検査する場合には、先ず、上記圧力供給源50により
検査物31としての密閉容器等の種類、大きさに適合す
る所定の圧力を形成し、上記遮断弁33を開状態とする
と共に上記大気開放弁35を閉状態にして被検査物31
へ所定圧力を供給する。
【0053】この場合、もし、被検査物31に所定径の
孔部、クラック等が形成されていれば、所定圧力の空気
は当該孔部等から被検査物31の外部へ流出する。この
場合、ブリード型の圧力調整弁32は、気体流路30内
の所定圧力を維持するために、所定量の空気を空気供給
源である加圧源としての圧力供給源50から吸入するた
め、圧力調整弁32から被検査物31方向へ向かう空気
の流れ(図1中矢印a方向)が発生する。従って、上記
流量計36は当該空気の流れを検知する。
【0054】上述のように、本実施の形態にあっては、
流量計36は質量流量計により構成されているため、そ
のまま、被検査物31のリーク量を計測しうるものであ
る。本来、各種密閉容器においては、所定圧を供給した
場合に一切のリークがないことが理想的ではあるが、製
造された製品において、一切のリークがない、という事
態は稀である。従って、あくまでも、物理的に、常に微
量なリークがあることが前提となり、その場合のリーク
量が当該容器の用途等に応じて許容しうるものか否か、
が問題となる。
【0055】従って、基本原理としては、被検査物31
に所定径の孔部、クラック等が形成されていた場合に
は、空気の流量、即ち、リーク量が流量指示計37によ
り表示されるため、表示されたリーク量に基づき、当該
被検査物31の具体的大きさ、用途、材質等に応じて、
計測されたリーク量が許容範囲にあるか、否か、を適宜
検討し、最終的にリークの有無を決定する。
【0056】一方、このような、流量計36が計測する
空気の流動を起こす原因となるものとして、実際に孔部
等が存在して、加圧された空気が当該孔部等から被検査
物31外方へ流出することによりリークとしての空気の
流れが生じる場合以外に、被検査物31の温度条件があ
る。このような温度による影響を、リークの判定の際に
判断対象から除外することが必要となる。
【0057】即ち、例えば、上記条件下において被検査
物31が室温よりも加温されていた場合には、被検査物
31内部圧が高まる。その結果、被検査物31から空
気が排出され、上記被検査物31から圧力調整弁32方
向へ向かう空気の流れ(図1中矢印b方向)が生じ、上
記流量計36はこの空気の流れを検知する。この場合、
空気の流れは、上記リークが生じている場合の空気の流
れ(図1中矢印a方向)とは反対方向となるが、上記流
量計36は双方向の気体の流れを検知しうるように構成
されているため、この場合の空気の流れをも検知する。
【0058】一方、上記条件下において当該被検査物と
しての容器等の温度が室温よりも低い場合には、被検査
物31は収縮するため、被検査物31は被検査物31外
部から空気を引き込もうとする。その結果、気体流路3
0内には圧力調整弁32から上記被検査物31方向へ向
かう空気の流れ(矢印a方向)が生じ、上記流量計36
は同様にこの空気の流れを検知する。
【0059】従って、最終的判定にあたっては、流量計
36により指示された上記のような被検査物31の温度
条件を原因とする空気の流動の場合を上記リークの場合
の空気の流動の場合と区別する必要がある。また、上記
流量計36が何等、空気の流動を検知しなかった場合、
即ち、全く空気の流れが生じなかった場合には、一応、
被検査物31に孔部等が無く、リークが全くないものと
考えられるが、一方で、リークを生ずる孔部の大きさ
と、上記被検査物が高温となっていることを原因とする
空気の排出量とが釣り合っているという場合もありう
る。従って、このような事態をもリークの場合と区別す
る必要がある。
【0060】そのために、次の検査ステップとして、大
気圧下での検査を行う。この場合、上記大気開放弁35
に通電して作動させ、大気へ開放したままとし、気体流
路30の状態を計測する。流量計36が被検査物31か
ら大気開放弁35方向(矢印b方向)への空気の流れを
検知した場合には、被検査物31が室温よりも高温に加
熱されて空気が膨張し、空気が排出された場合であり、
また、流量計36が大気開放弁35から被検査物31方
向(矢印a方向)への空気の流れを検知した場合には、
被検査物31が室温よりも低く、被検査物31内の空気
が収縮した場合である。
【0061】なお、この場合は、リークしている場合と
同じ方向の空気の流れとなるが、大気圧下においては、
被検査物31内と外部との気圧は同一であるため、仮に
被検査物31に大きな孔部等が空いている場合、被検査
物31から孔部等を介して直接に被検査物31外方へ流
れることはなく、上記a方向の空気の流れは生じない。
【0062】また、流量計36が全く空気の流れを検知
しなかった場合には、被検査物31に孔部等が存在せず
リークがない場合か、又は、リークを生ずる孔部等の大
きさと、高温により大気圧よりも高圧となった空気の排
出量とが釣り合っている場合である。従って、このよう
な加圧下におけるデータと大気圧下におけるデータとを
比較勘案することにより、以下のような判断を行うこと
ができる。
【0063】(1)リーク判定第1条件 即ち、加圧下において、流量計36が圧力調整弁32か
ら被検査物31方向(図1中矢印a)への空気の流れを
検知した場合には、第一次的判断として被検査物31が
リーク状態にある可能性がある、と考えられる。即ち、
加圧された被検査物31内の空気が、被検査物31に形
成された孔部等を介して被検査物31外方へ漏れている
場合である。
【0064】次に、被検査物31がリーク状態にある
か、否か、を最終的に判定するためには、温度による影
響を除外することが必要となり、大気圧下におけるデー
タを参照する。従って、上記の条件に加えて、以下の何
れかの条件に該当した場合には、被検査物31がリーク
していることを最終的に判定できる。
【0065】(2)リーク判定第2条件 (a)大気圧下において流量計36が空気の流れを全く
検知しなかった場合 (b)大気圧下において流量計36が被検査物31から
大気開放弁35方向(矢印b方向)への空気の流れを検
知した場合 即ち、上記(1)及び(2)(a)に該当する場合は、
被検査物31に孔部等が空いているが、大気圧下におい
ては被検査物31の内外は同一圧であり空気の流れが生
じず、リークを発見できないが、加圧下においては被検
査物31内から外部へ空気が漏れるため、結果的に空気
の流れが生じ、リークを発見できる場合である。
【0066】また、上記(1)及び(2)(b)に該当
する場合は、被検査物31に孔部等が空いていると共に
被検査物31が大気温度よりも加温されており、大気圧
下においては大気開放弁35方向への空気の流れが生ず
るが加圧下においては当該孔部が形成されているため、
被検査物31方向への空気の流れが検出される場合であ
る。
【0067】(3)非リーク判定第1条件 (a)加圧下において、流量計36が被検査物31から
圧力調整弁32方向への空気の流れ(図1中矢印b)を
検知した場合には、第一次的判断として被検査物31は
リーク状態にない可能性がある、と考えられる。 (b)加圧下において、流量計36が空気の流れを検知
しない場合には、第一次的判断として被検査物31はリ
ーク状態にない可能性がある、と考えられる。
【0068】(4)非リーク判定第2条件 上記(3)(a)の場合には、以下の場合にリーク
はない、と判定される。 (a)大気圧下において流量計36が被検査物31から
圧力調整弁32方向(矢印b方向)への空気の流れを検
知した場合 この場合、被検査物31は大気温度よりも高温に加温さ
れていたものと考えられ、大気圧下においても、圧力調
整弁32方向への空気の流れが生じたということは、被
検査物31には孔部等が空いていなかったか、又は、空
いていたとしても非常に小さく、被検査物の密閉性に影
響を与えない程度の大きさの孔部と考えられるためであ
る。
【0069】 上記(3)(b)の場合には、以下の
場合にリークはない、と判定される。 (a)大気圧下において流量計36が被検査物31から
圧力調整弁32方向(矢印b方向)への空気の流れを検
知した場合 この場合、上記(4)(a)の場合と同様、被検査物3
1は大気温度よりも高温に加温されていたものと考えら
れ、大気圧下においても、圧力調整弁32方向への空気
の流れが生じたということは、被検査物31には孔部等
が空いていなかったか、又は、空いていたとしても非常
に小さく、被検査物の密閉性に影響を与えない程度の大
きさの孔部と考えられるためである。 (5)非リーク判定第3条件 以下の場合にもリークはない、と判定できる。
【0070】即ち、加圧下及び大気圧下において流量計
36が圧力調整弁32から被検査物31方向(矢印a方
向)への空気の流れを検知した場合である。この場合に
は、被検査物31には孔部等が空いてはいないが、被検
査物31が大気温度よりも冷えており、その結果、加圧
下においては、被検査物31内の空気が収縮し空気を被
検査物31内に引き込み、圧力調整弁32を介して外部
の空気が空気流路30内に補給され、その結果、気体流
路30内に被検査物31方向への空気の流れが生じた場
合である。
【0071】この空気の流れは、加圧下においてはリー
クの場合の空気の流れと同一となるが、大気圧下におい
ては、被検査物31に孔部等が空いていなければ、大気
開放弁35からの空気の流入が発生することから、大気
圧下においても同様の空気の流れを検知した場合には、
非リークと判断できる。 (6)非リーク判定第4条件 以下の場合にもリークはない、と判定できる。即ち、加
圧下及び大気圧下の双方において、流量計36が矢印a
方向及び、矢印b方向の何れの方向の空気の動きをも全
く検知しなかった場合である。
【0072】この場合には、被検定物31には、全くリ
ークが発生しない場合である。従って、本実施の形態に
係るリーク検査装置38を用いてリーク検査を行った場
合には、従来のように、被検査物31の圧力を計ること
により当該圧力の時間的変化を計測し、被検査物31の
体積との積を求めることによりリーク量の算出を行うこ
となく、質量流量計である流量計36により被検査物3
1から流出又は被検査物31へ流入する気体の流量を質
量流量として算出し、そのままリーク量として計測する
ことができる。
【0073】従って、各被検査物31の容積に応じてリ
ーク量を考慮することにより、各被検査物31に応じた
適切なリークの有無の判断を行うことが可能となる。ま
た、その際に、従来のような被検査物31の温度条件に
よる煩雑な補正を行う必要がなく如何なる温度条件下に
あっても、そのまま、リークの有無を直接に判断するこ
とができる。
【0074】なお、上記実施の形態にあっては、加圧下
における検査を先ず行い、次に、大気圧下における検査
を行う場合を例に説明したが、上記実施の形態に限定さ
れず、先に、大気圧下の検査を行い、次に、加圧下にお
ける検査を行ってもよい。また、更に、計測の精度を高
めるために、加圧下及び大気圧下の検査の後、更に、加
圧下の検査を繰り返し行ってもよい。
【0075】以下、本発明に係るリーク検査方法及びそ
の装置の第二実施例を説明する。本実施例に係るリーク
検査方法は、上記被検査物31との間に空気が流通しう
るように配置された基準容器40を備え、被検査物31
と基準容器40との間の空気の移動の有無及び移動方向
を流量計36により計測し、被検査物31のリークの有
無を検査するように構成されている。
【0076】即ち、本実施の形態に係る検査方法にあっ
ては、上記被検査物31及び基準容器40を大気圧以上
に加圧して、被検査物31と基準容器40との間での空
気の移動によりリークの可能性を判断する第一の作業行
程と、被検査物31及び上記基準容器40を大気圧下に
設定し、被検査物31からの空気の流出又は被検査物3
1への空気の流入によりリークの有無の可能性を判断す
る第二の作業工程とを有し、上記各行程において得られ
たデータを相互に勘案して被検査物31のリークの有無
を決定するものである。
【0077】このように構成された検査方法を実施する
場合には、図2に示す検査装置41を使用する。即ち、
第二の実施の形態に係るリーク検査装置41にあって
は、上記圧力計34と大気開放弁35との間には、上記
被検査物31と流通する基準容器40が、被検査物31
と直列に配設されている。このリーク検査装置41にあ
っては、分岐流路42が、圧力計34と基準容器40と
の間、及び被検査物31と流量計36との間を結んで設
けられ、この分岐流路42内には遮断弁43が設けられ
ている。
【0078】本実施の形態に係るリーク検査装置41に
あっては、圧力調整弁32により形成された所定圧力の
空気は、遮断弁33を介して、基準容器40に供給され
ると共に、上記分岐流路42により、遮断弁43を介し
て被検査物31に供給されるように構成されている。そ
の結果、加圧下において検査を行う場合には、常に、基
準容器40及び被検査物31内には、同一圧の空気が供
給されている。
【0079】従って、本実施の形態に係るリーク検査装
置41を用いてリーク検査を行った場合には、基準容器
40が設けられているため、加圧下における検査の場合
には、上記被検査物31への空気の流入又は被検査物か
らの空気の流出は、基準容器40との間において行われ
る。その結果、本実施の形態に係るリーク検査装置41
にあっては、基準容器40が設けられていることによ
り、前記第一の実施の形態における場合とは異なり、非
常に精密な弁を有する圧力調整弁32を用いることな
く、低コストでかつ確実に被検査物31の圧力の安定度
を高めることができ、非常に高精度の検査を行うことが
できる。
【0080】また、上記実施の形態にあっては、上記基
準容器40が被検査物31と直列に配置されている場合
を例に説明したが、上記実施の形態に限定されず、図3
に示すリーク検査装置47のように、気体流路30の他
端部に設けられた分岐流路46を用いて互いに並列に配
設することも可能である。更に、図4に示すように、上
記流量計36と被検査物31との間及び流量計36と基
準容器40との間において、気体流路30に夫々、遮断
弁44,45を設け、加圧下の検査を行う場合には、あ
らかじめ上記遮断弁44,45を閉状態とした状態で圧
力調整弁32により形成された圧力を被検査物31及び
基準容器40に供給し、その後、同時に遮断弁44,4
5を開放し、被検査物31の、より微少なリーク量を計
測するように構成してもよい。
【0081】このように構成されたリーク検査装置48
によりリーク検査を行った場合には、被検査物31に孔
部等が空いていた場合には、所定圧力の空気が供給され
た時点でリークが開始し、一定量リークが行われた後
に、遮断弁44,45が開放されるため、基準容器40
内の空気が一気に被検査物31へ流れるため、流量計3
6は非常に微少なリーク量を計測することができる。
【0082】即ち、本来なら、計測不可能な微量なリー
ク量の場合であっても、このように、遮断弁44,45
を閉塞した状態で、所定時間経過した場合には、その間
に積算されたリーク量が、遮断弁44,45の開放によ
り一気に排出されるため、非常に微少なリークが発生し
ている場合であっても、計測することが可能となる。そ
の結果、本実施の形態に係るリーク検査装置48にあっ
ては、前記実施の形態における場合における効果に加え
て、微少なリーク量を計測することができる、という効
果を奏する。
【0083】なお、上記各実施の形態にあっては、流量
計として質量流量計が用いられている場合を例に説明し
たが、上記各実施の形態に限定されず、他の形式の流量
計であってもよい。また、加圧下での検査及び大気圧下
での検査の手順については、上記各実施の形態に限定さ
れず、大気圧下での検査を先に行ってもよい。検査の回
数についても、上記各実施の形態に限定されず、加圧下
及び大気圧下の検査を多数回繰り返し行ってもよい。多
数回繰り返し行った場合には、非常に精度の高い検査を
行うことができる。
【0084】更に、上記各実施の形態にあっては、被検
査物を大気圧以上に加圧した場合を例に説明したが、上
記各実施の形態に限定されず、被検査物を大気圧以下に
減圧して検査を行い、更に、大気圧下にて検査を行い、
それらの検査結果を勘案して、被検査物のリークの有無
を判断してもよい。この場合、大気圧以下に減圧して検
査を行う場合には、上記圧力供給源には真空ポンプ等の
減圧源が使用される。
【0085】
【発明の効果】請求項1記載の発明にあっては、被検査
物の容積に基づき、圧力値からリーク量へ変換する煩雑
な計算を行うことなく、直接かつ容易にリーク量を計測
することができる。請求項2記載の発明にあっては、請
求項1記載の発明の効果に加えて、温度環境に基づく被
測定物の温度変化又は被測定物そのものの温度に基づく
測定への影響を除去するための煩雑な補正作業を行う必
要がなく、容易に被検査物のリーク量を計測しうる。
【0086】請求項3記載の発明にあっては、請求項1
又は2記載の発明の効果に加えて、低コストで容易に高
精度な計測ができる。請求項4記載の発明にあっては、
請求項3記載の発明の効果に加えて、温度環境に基づく
被測定物の温度変化による影響についての煩雑な補正作
業を行う必要がなく、容易に圧力変動を計測しうる。
【0087】請求項5記載の発明にあっては、請求項4
記載の効果に加えて、より微少なリーク量を計測するこ
とができる。請求項6記載の発明にあっては、低コスト
で容易にリークの有無を計測しうる。請求項7記載の発
明にあっては、請求項6記載の発明の効果に加えて、よ
り高精度な計測ができる。
【0088】請求項8記載の発明にあっては、請求項6
記載の発明の効果に加えて、より高精度なリーク検査を
行うことが可能となる。請求項9記載の発明にあって
は、請求項6,7又は8記載の発明の効果に加えて、リ
ーク量を直接に計測することができる。請求項10記載
の発明にあっては、請求項6,7,8又は9記載の発明
の効果に加えて、より短時間でリーク量を計測すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るリーク検査装置の一実施例を示す
概念図である。
【図2】本発明に係るリーク検査装置の他の実施例を示
す概念図であって、基準容器を直列に備えた装置を示す
図である。
【図3】本発明に係るリーク検査装置の他の実施例を示
す概念図であって、基準容器を並列に備えた装置を示す
図である。
【図4】本発明に係るリーク検査装置の他の実施例を概
念図であって、流量計と被検査物及び流量計と基準容器
との間に遮断弁を備えた装置を示す図である。
【図5】従来のリーク検査装置を示す概念図である。
【符号の説明】
10 リーク測定器 11 気体流路 12 遮断弁 13 遮断弁 14 被検査物 15 圧力計 16 圧力変換器 17 圧力指示
計 18 第一の分岐流路 19 第二の分
岐流路 20 圧力調整弁 30 気体流路 31 被検査物 32 圧力調整
弁 33 遮断弁 34 圧力計 35 大気開放弁 36 流量計 37 流量指示計 38 リーク検
査装置 40 基準容器 41 リーク検
査装置 42 分岐流路 43 遮断弁 44 遮断弁 45 遮断弁 46 分岐流路 47 リーク検
査装置 48 リーク検査装置 49 圧力供給
源 50 圧力供給源(加圧源)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三室 公厚 東京都台東区東上野2丁目19番3号 第2 吉沢ビル4階 ガスミックス工業株式会社 内 (72)発明者 大澤 敏彦 東京都台東区東上野2丁目19番3号 第2 吉沢ビル4階 ガスミックス工業株式会社 内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の密閉性を要求される被検査物のリ
    ークの有無を判断するリークの検査方法であって、被検
    査物から流出又は被検査物へ流入する気体の流量を測定
    し、被検査物のリークの有無を判断することを特徴とす
    るリーク検査方法。
  2. 【請求項2】 上記被検査物を大気圧以上に加圧又は大
    気圧以下に減圧して、被検査物からの気体の流出又は被
    検査物への気体の流入によりリークの有無の可能性を判
    断する作業行程と、被検査物を大気圧に設定し、被検査
    物からの気体の流出又は被検査物への気体の流入により
    リークの有無の可能性を判断する作業工程とを有し、 上記各行程において得られたデータを相互に勘案して被
    検査物のリークの有無を決定することを特徴とする請求
    項1記載のリーク検査方法。
  3. 【請求項3】 上記被検査物との間に気体が流通しうる
    ように配置された基準容器を備え、被検査物と基準容器
    との間の気体の移動の有無及び移動方向を流量計により
    計測し、被検査物のリークの有無を検査することを特徴
    とするリーク検査方法。
  4. 【請求項4】 上記被検査物及び基準容器を大気圧以上
    に加圧又は大気圧以下に減圧して、被検査物と基準容器
    との間での気体の移動によりリークの可能性を判断する
    作業行程と、被検査物及び上記基準容器を大気圧に設定
    し、被検査物からの気体の流出又は被検査物への気体の
    流入によりリークの有無の可能性を判断する作業工程と
    を有し、上記各行程において得られたデータを相互に勘
    案して被検査物のリークの有無を決定することを特徴と
    する請求項3記載のリーク検査方法。
  5. 【請求項5】 上記被検査物及び基準容器を大気圧以上
    に加圧又は大気圧以下に減圧して、被検査物と基準容器
    との間での気体の移動によりリークの可能性を判断する
    際に、予め、被検査物と流量計との間及び基準容器と流
    量計との間を閉塞した状態で被検査物及び基準容器に所
    定圧を供給し、流量計と被検査物及び基準容器との間を
    連通させて被検査物のリークの有無を決定する請求項4
    記載のリーク検査方法。
  6. 【請求項6】 気体の流路の一端部に設けられた圧力供
    給源と、この圧力供給源の下流側に設けられ、被検査物
    へ供給される所定の圧力に調整する圧力調整弁と、この
    圧力調整弁の下流側に設けられ、被検査物へ所定の圧力
    を供給又は遮断する遮断弁と、この遮断弁の下流側に設
    けられた圧力計と、この圧力計の下流側に設けられた大
    気開放弁とを備え、上記気体流路における大気開放弁の
    下流側であって上記気体流路の他端部に被検査物を設置
    しうるように構成され、上記大気開放弁と被検査物との
    間には流量計が設けられていることを特徴とするリーク
    検査装置。
  7. 【請求項7】 上記圧力計と大気開放弁との間には、上
    記被検査物と流通する基準容器が、被検査物と直列に配
    設されていることを特徴とする請求項6記載のリーク検
    査装置。
  8. 【請求項8】 上記大気開放弁の下流側には、基準容器
    と被検査用器とが並列に配設されていることを特徴とす
    る請求項6記載のリーク検査装置。
  9. 【請求項9】 上記流量計は質量流量計であることを特
    徴とする請求項6,7又は8記載のリーク検査装置。
  10. 【請求項10】 上記流量計と被検査物との間及び上記
    流量計と基準容器との間に、夫々、遮断弁を設けたこと
    を特徴とする請求項6,7,8又は9記載のリーク検査
    方法。
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