JPS6262241A - 漏れ検査装置 - 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〕 この発明は気密性を必要とする製品の内部気密性を検出
する漏れ検査装置に関する。

〔従来の技術〕

防水時計或いは自動車のヘッドライトなど、その内部を
外部から遮断しておく必要のある製品の気密性を検出す
る装置に漏れ検査装置がある。第３図はその内部気密性
を検出するための容積検出方式の漏れ検査装置の原理を
示すためのブロック図である。

この検査装置により気密性をテス］・する原理を籠学に
説明する。

この容積検出方式の漏れ検査装置では、マスターと呼ぶ
基準品とワークと呼ぶ被測定体との２つの物体をそれぞ
れ同じ条件下に曝して試験を行い、その気密性の差を測
定して被測定体が基準品に対して相対的に劣っているか
否かを判定する。

基準品は気密性の程度が予め判っている物で被測定体と
同質の製品が用いられる。まず、被測定体１及び基準品
２をそれぞれ同じ内容積をもつ各別の測定部３．４に収
納する。各測定部３．４には高圧タンク５から高圧の空
気がチャージされ、各測定部３，４内の圧力が所定の同
じ圧力■に高められた時点でバルブ６．７が閉じられる
。所定の時間が経過してから、各測定部３．４に接続さ
れている差圧計８により、各測定部３，４内の気体圧力
の差を測定する。

被測定体】の気密性が悪い場合は測定部３内の高圧空気
が被測定体１の内部へ侵入する。従って、測定部３内空
間の圧力は降下し、気密性が悪いほど圧力降下の程度は
大きい。２つの測定部３．４内の圧力降下の差Δ■を観
測し、被測定体ｌの方の圧力降下が大きい場合は、被測
定体１の気密性は基準品２より劣ると判定され、被測定
体１の圧力降下が基準品２の圧力降下と同等か或いは小
さければ、被測定体１は基準品２より気密性が優れてい
ると判定できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、容積検出方式の漏れ検査装置は基準品さえ
準備できれば、その基準品に対する相対性能を比較的容
易に、且つ正確に検査測定することが可能である。

しかし、比較的に被測定体群の品質が良好であることが
判っている場合には、検査を早く行うために基準品を用
いることなく、双方の測定部に被測定体を収め、それら
双方の被測定体の相対的な比較検査試験を行うことがあ
る。このような時に、たまたま被測定体の双方に大リー
クがある場合がある。

即ち、著しく気密性を欠くと、漏れ検査試験の所定時間
が経過した時には気密性製品の内部と外部との圧力が等
しくなってしまう。つまり、大リークがあると、測定部
内の気体圧力は最も低下している最終状態になっている
。従って、このような場合には、各測定部内の圧力は最
も低下する。

つまり、双方の被測定体は物理的形状が同質の品物であ
り、各測定部内の圧力低下は等しくなる。

このように双方の被測定体に同時に大リークがあると、
各測定部内の気体圧力の低下の程度の差を検出する差圧
検出器は２つの測定部の圧力の差を検出することはなく
、その結果、被測定体の気密性は良好であると判定して
しまう過ちを犯すことになる。

この発明はこのような同時大リークを、空圧源からのチ
ャージ圧の変動に影響されずに検出する手段を提供する
。

〔問題点を解決するための手段〕

空圧源から正又は負の空気圧を分岐管により、２つの分
流管に取り出し、その分流管の端部にそれぞれ測定部を
設ける。一方、分岐管から第１制御弁を介して空気圧を
蓄えるタンクを各分流管に設け、これらのタンクと測定
部との間に第２制御弁を設け、第１制御弁を閉にしてか
ら、測定部にタンクの空気圧を供給する。

一方、各測定部内の空気圧を取り出し、その差の圧力を
検出する差圧検出器を設け、その圧力差が所定値以上に
成ったことを検出する手段を設ける。

更に、一方のタンクにそのタンク内圧力を検出する圧力
検出器を設け、この圧力検出器からタンク内圧力の初期
圧力信号を得ると共に、この初期圧力信号を保持する記
憶保持手段を設ける。この記憶保持手段から得られるタ
ンク内圧力の初期圧力信号と、タンクから測定部に空気
圧を与えたとき得られる圧力検出信号の圧力信号との差
を演算し、その減算出力が所定値以上に成ったことを検
出して同時大リークが存在したと判断する大リーク検出
手段を設ける。

この発明の構成によれば、タンクから測定部に空気圧を
与える場合、タンク内圧力の初期値と、タンクから測定
部に空気圧を与えた後の状態のタンク内圧力値とを比較
することができる。よって、被測定体に大リークが存在
する場合にはタンク内圧力は大きく減少し、その差の値
は大きく出力される。

この結果、２つの測定部間の差圧値が殆どゼロで、然も
前記差の値が所定値以上の場合には２つの測定部に装着
した２つの被測定体の双方に「大リークが存在する」と
判定することができる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の実施例を示す構成図である。

気密性を試験するためには気密性製品の内部と外部とに
圧力差を与え、その圧力差により空気が品物の内部へ侵
入する程度、或いは外部へ漏れ出した程度を測定する。

そのために、一般の試験環境よりも正圧或いは負圧の空
圧源１１が必要とされる。空圧源１１から正圧又は負圧
の漏れ試験用空気が制御弁１２を介し、分岐管１３によ
り２つに分岐して取り出される。

この２つに分岐した分岐管１３の分岐端１３Ａ。

１３Ｂにはそれぞれ各別の分流管１４．１５が接続され
、その分流管１４．１５内に空圧源１１からの正圧又は
負圧の漏れ試験用空気圧が供給される。

分流管１４．１５のそれぞれの端部１４Ａ。

１５Ａには２つの測定部１６．１７が設けられる。

これら測定部１６．１７は互いに同じ内容積Ｖをもち、
その中に被測定体１８．１９が収納される。

これら被測定体１８．１９が収納されると、測定部１６
．１７は密閉されその内部は外部と完全に遮断可能とさ
れる。

各測定部１６．１７と分岐管１３の分岐端１３＾。

１３Ｂとの間には、それぞれにタンク２１．２２を設け
る。これらタンク２Ｌ２２は測定部１６゜１７の内容積
■とほぼ同じ内容積をもつように構成するのが好ましい
。

これらタンク２１．２２は分流管１４．１５と第１制御
弁２３．２４を通じて、分岐端１３Ａ。

１３Ｂに連通ずる。よって、第１制御弁２３゜２４を操
作することにより、タンク２１．２２には空圧ａ１１か
ら正圧または負圧の空気圧がチャージされる。

また、タンク２１．２２と測定部１６．１７との間には
第２制御弁２５．２６が設けられる。この第２制御弁２
５．２６と第１制御弁２３．２４とは開閉操作が全く逆
の関係に操作される。つまり、第１制御弁２３．２４が
開のとき第２制御弁は閉に制御される。この状態でタン
ク２１．２２が正圧または負圧の試験用の空気圧にチャ
ージされる。次に第１制御弁２３．２４が閉じられ、第
２制御弁２５．２６が開に制御されると、タンク２１．
２２から測定部１６．１７に漏れ試験用空気圧が与えら
れる。

第２制御弁２５．２６と測定部１６．ＩＴとの間の各分
流管１４．１５に分岐管Ｓｌ＋Ｓ！を設け、この分岐管
Ｓｌ＋　　８２によって差圧検出器２７の両方の入力端
子に分岐管１４と１５の双方を結合させる。つまり測定
部１６．１７の圧力の差を差圧検出器２７に与え、その
差圧値を検出するように構成されている。

この差圧検出器２７は供給された各測定部１６゜１７間
の圧力の差を電気信号ｅに変換し、この電気信号ｅは増
幅器２８を介してその差圧出力を例えばメータ２９等で
表示する。

この発明では２つのタンク２１．２２のうちの何れか一
方のタンク、この例では被測定体１８側のタンク２１に
、そのタンク２１内の空気圧力Ｐを検出する圧力検出器
３１を設け、タンク２１内の圧力に応じた電気信号Ｅに
変換して出力する。

この圧力検出信号Ｅは信号処理のための電気回路３２に
与えられる。第２図は電気回路の例を示す図である。こ
の電気回路３２には記１ａ保持手段３３が設けられ、圧
力検出信号ＥはスイッチＳＷ＋を通ってその記憶保持手
段３３に与えられる。記憶保持手段３３にはタンク２１
にチャージした初期圧力Ｐ０を記憶させる。この例では
記憶保持手段３３はコンデンサ３４と演算増幅器３５と
から成り、コンデンサ３４に初期圧力Ｐ０が保持され、
演算増幅器３５から保持値が出力される。

一方、圧力検出信号Ｅは増幅回路３６により増幅され、
その出力Ｅ１は係数回路３７を介して減算手段３８に与
えられる。減算手段３８はこの例では演算増幅器３９か
ら成り、その一方の入力端３９Ａに、係数回路３７から
の出力信号αＥ１と共に、記憶保持手段３３からの記憶
信号Ｅ。とが供給されていて、この記憶信号Ｅ。から圧
力検出信号αＥ１を誠算して出力する。

減算手段３８の出力は信号切換え回路４１を通って大リ
ーク検出手段４２に与えられ、大リーク検出手段４２は
大リークが有ったか否かを判定して出力する。この例で
は、大リーク検出手段としてメータ４２が用いられ、信
号切換え回路４１を構成するスイッチＳＷ３がオン、ス
イッチＳＷ、。

ＳＷ４がオフのときメータ４２に減算手段３８からの出
力信号が表示される。つまり、表示器４２の表示値が所
定値以上の場合には被測定体１９に大リークが存在する
と判定することができる。

信号切換え回路４１の可変抵抗器Ｒ８は出力Ｅ０゜Ｅｌ
の校正用に利用される。この信号切換え回路４１は、例
えば漏れ検査装置が休止中はタンク２１のチャージ圧力
Ｐ、に対応した信号Ｅ。を、大リーク検出時には減算手
段３８からの信号Ｅ２を、小リークの有無を検査してい
る間は測定部１６．１７のチャージ圧Ｐ。の信号Ｅ１を
メータ４２で表示するようにｓＷｚ　ＳＷ３　ＳＷ４が
制御される。

〔作用〕

次に、以上のように構成された漏れ検査装置に関し、こ
の発明の詳細な説明する。

■　被測定体を測定部１６．１７内に収め、測定物挿入
口を密閉する。

■　第２制御弁２５．２６を閉とし第１制御弁２３．２
４を開に制御して、空圧源１１からタンク２１．２２へ
空気圧Ｐｔをチャージする。但し、空気圧は正圧として
説明する。

■　第１制御弁２３．２４を閉とし第２制御弁２５．２
６を開に制御し、タンク２１．２２内にチャージした空
気圧Ｐｔで測定部１６．ｌ’？をチャージする。

■　）ｍ常の測定器、つまり表示器２９により測定体に
大リークが在るか否かを確認する。つまり被測定体１８
．１９のどちらかに、大リークが在る時は、チャージさ
れた空気圧は速やかに被測定体１８又は１９の内部へ漏
れ込み、大リークが無かった方の測定部の圧力との間に
大きな圧力差が生ずるので、その圧力差の値が表示器２
９に表示され観測することができる。

■　表示器２９により、どちらの測定体１８又は１９に
大リークが無いことが確かめられたら、第２制御弁２５
．２６を閉にし、所定の時間、例えば１〜２秒程度放置
しておき、測定部１６及び１７の空気の移動がおさまる
のを待って、増幅器２８の利得を上げ感度を上げた状態
で２つの測定部１６．１７の圧力の差を検出する。これ
により小リークの有無を検出することができる。

被測定体１８及び基準品１９の両方に同時に大リークが
ある場合も、２つの測定部１６．１７の圧力には差が生
じないことを前に説明した。

次に、この発明の要部となる同時大リークを検出するこ
とに関して説明する。

（１）先に説明したステップ■で空圧源１１からタンク
２１．２２に空気圧をチャージしたときのタンク内のチ
ャージ圧力を初期圧力ＰＬとして圧力検出器３１で検出
し、その検出信号Ｅ０をスイッチＳＷＩを介して記憶保
持手段３３に与え、検出信号Ｅ０を初期値として記憶保
持手段３３に記憶する。

（２）　　ステップ■でタンク２１．２２から測定部１
６．１７にタンクの空気圧Ｐ、をチャージしたときのタ
ンク２１内の圧力Ｐ。、この圧力Ｐ８に対応した圧力検
出器３１の出力をＥｌとする。

タンク２１．２２の内容積をｖＬ、測定部１６゜１７の
内容積から被測定体１８．１９の体積を引いた空隙容積
を■８で表すと、被測定体は理想的気密性を有し漏洩が
ゼロであるとして、次の式（１）％式％ が成り立つ。但し、タンク・チャージ圧Ｐ、は検査を始
める前（被測定体を収納している時点）の測定部内に比
べて充分に大きいとした。この式（１）を変形して ＰＬ　＝　（（Ｖｔ　＋　Ｖｗ　）　／　Ｖｔ　ｌ　　
・Ｐｗ・・・・・・（１）′ を得る。ここで、 （Ｖｔ　十ｖｗ　）　／ｖｔ　＝α　　　　　・・・・
・・（２）とおくと、式（１）′は Ｐｔ”α・Ｐ、　　　　　・・・・・・（３）となる。

被測定体１８に大リークが無い場合はＰ、−αＰ８＃０
となる。

以上では、被測定体１８に大リークが無いとしできた。

今、被測定体１８に大リークがあり、従って、測定部１
６にチャージされた空気が被測定体等の内部に侵入する
と、測定部内のチャージ圧つまり弁２５を開いたときの
タンク２１内の圧力Ｐ、は低下し、ｐ、ｌになる。ｐｗ
＞ｐｗ’であるから明かに、 Ｐ、−αｐ、’＞ｏ　　　・・・・・・（４）である。

即ち、この発明では、このタンク内圧力の変化を測定す
ることにより、被測定体１８と１９の双方に同時に大リ
ークが存在した場合、その同時大リークを検出すること
ができる。

ここで、Ｐ、はタンク２１のチャージ圧力であり、その
時、圧力検出器３１からは圧力信号Ｅ０が出力される。

この圧力信号Ｅ０は記憶保持手段３３に記憶される。減
算手段３８は記憶保持手段から出力される信号Ｅ。と、
係数回路３７から与えられるαＰ１の差Ｅｚ　＝Ｅｏ−
αＥ１を演算する。被測定体１８にリークがないときＥ
ｚ＝Ｂ。

−αＥ、＝０となるように係数回路３７において係数値
αの値を規定する。つまり、抵抗器Ｒ８を設定する。

大リークが無い場合には式（２）から、明らかにＥ２＝
０である。大リークが存在する場合にはタンク２１内の
圧力は初期値ＰｔからＰ。′に変化する。この時の減算
はＥｚ＝Ｅｏ−αＰ１となる。

Ｐｔ−αｐ、’＞ｏであるからＥ。〉αＰ１となり、Ｅ
２〉０となる。従って、同時大リークの検出が可能とな
る。

今、ここで、空圧源１１内の圧力変動があり、例えばタ
ンク２１．２２へのチャージ圧が変化し、テスト圧がＰ
ｔ’　”Ｐｔ　＋ΔＰに変動した場合について説明する
。

被測定体１８の気密性が良く、漏れがない場合は、式（
３）と同様に、 Ｐ、、’＝（１／α）ｐｔ’　　　・・・・・・（３）
′即ち、αＰ、、′−Ｐｔ′＝０である。漏れがあって
Ｐ８′が変化して大リークのためにＰｗ＃に変動したと
すれば、 αＰ８′−αｐ、＃＞。

であ巷。従って、テスト圧Ｐ、の変動に影響されること
なく、大リークを検出することができる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、１対の等しい測定部を有する容
積検出方式の漏れ検出装置では２つの被測定体を同時に
試験をして、相対的に漏れの有無を判定するが、この検
査装置の欠点として、２つの被測定体の双方が共に著し
くその気密性が悪く、チャージされた空気がほぼ一気に
侵入して、従って双方の被測定体がその最終状態に落ち
着いてしまう場合は、測定部の相互において差圧が発生
しないため双方を良品と判定してしまったが、この発明
によれば、このような容積検出方式の重大欠点を解決す
ることができる。しかも、テスト圧の変動に影響される
ことがなく、その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の容積検出式漏れ検査装置の例を示す
構成図、第２図はこの発明の大リーク検出回路の構成例
を示す図、第３図は容積検出方式の漏れ検査装置の原理
を説明するための図である。 １：基準品、２：被測定体、３．４：測定部、５：空圧
源、６，７８制御弁、８：差圧検出器、１１：空圧源、
１２：制御弁、１３：符岐管、１４．１５：分流管、１
６．１７：測定部、１８：被測定体、１９：基準品、２
１：タンク、２２：タンク、２３．２４：第１制御弁、
２５，２６：第２制御弁、２７：差圧検出器、２８：増
幅器、２９：メータ、３１：圧力検出器、３２：電気回
路、３３：記（、ｌ保持手段、３４：コンデンサ、３５
：演算増幅器、３６：増幅回路、３７：係数回路、３８
：減算手段、３９：演算増幅器、４１：信号切換え回路
、４２：大リーク検出手段、ｐ、、Ｐ、：各分流管の圧
力検出点、ｅ：差圧検出器の出力、Ｅｏ　：タンク内の
初期圧力、■、：タンクの内容積、Ｖ８　：測定部の内
容積から被測定体の体積を引いた空隙容積、Ｐ、：タン
ク内のテスト圧力、Ｐｏ　：タンクから測定部へチャー
ジ後のタンクと測定部との圧力。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ａ、空圧源により発生する正又は負の空気圧を２
   分岐する分岐管と、 Ｂ、この分岐管の一方と他方の分岐端に接続した二本の
   分流管と、 Ｃ、この分流管のそれぞれの端部に接続した二つの測定
   部と、 Ｄ、この二つの測定部と上記分岐管の各分岐端との間に
   設けられ上記測定部の容積に近い容積を持つ二つのタン
   クと、 Ｅ、このタンクと上記分岐端との間のそれぞれに設けら
   れ上記タンクに上記空圧源からの空気圧を与える第１制
   御弁と、 Ｆ、上記二つのタンクと上記測定部の間のそれぞれに設
   けられ上記二つのタンクに等量の空気圧が蓄えられた状
   態で上記第１制御弁が閉じられた後に開に制御される第
   ２制御弁と、 Ｇ、この第２制御弁と測定部の間の分流管の相互間に接
   続された差圧検出器と、 Ｈ、この差圧検出器から出力される電気信号により上記
   測定部における圧力差が所定値以上になった状態を検出
   し、測定部に装着した被測定体に漏れが存在することを
   検出する漏れ検出手段と、Ｉ、上記タンクの何れか一方
   の圧力を検出する圧力検出器と、 Ｊ、上記第１制御弁が開の状態で上記タンクに空圧源か
   ら与えられた空気圧が蓄積された状態において上記圧力
   検出器から出力される検出信号を記憶保持する記憶保持
   手段と、 Ｋ、上記第２制御弁が開けられ上記タンクから測定部に
   空気圧が与えられた状態において上記圧力検出器から出
   力される検出信号を上記記憶保持手段に保持された値か
   ら減算する減算手段と、Ｌ、この減算手段の減算結果が
   所定値以上か否かを判定し測定部に装着した被測定体に
   大きな漏れが存在することを検出する大リーク検出手段
   と、から成る漏れ検査装置。