JPWO2017208543A1 - リークテスト方法およびリークテスト用疑似漏れ器 - Google Patents

Abstract

リークテスト方法は、リークテスト工程と疑似漏れ工程を備えている。リークテスト工程では、ワークカプセル１１内にテスト対象の中空のワーク２０を密閉し、ワークカプセル１１に接続された通路２ａからテスト圧を供給し、通路２ａを遮断した状態でワークカプセル１１内の圧力変動を検出し、この検出出力に基づいてワークの漏れを判断する。疑似漏れ工程では、上記テスト対象のワーク２０と同じ疑似漏れ用ワーク２０’に、既知のピンホール３１ａを有する疑似漏れ器３０を装着し、この疑似漏れ用ワーク２０’を、ワークカプセル１１に密閉し、ワークカプセル１１に通路２ａからテスト圧を供給し、通路２ａを遮断した状態で、疑似漏れ用ワーク２０’に疑似漏れ器３０を介して疑似漏れを生じさせ、この疑似漏れに伴うワークカプセル１１内の圧力変動を検出する。

Description

本発明は、疑似漏れ工程を備えたリークテスト方法およびリークテストで用いられる疑似漏れ器に関する。

テスト対象となる中空ワークの密封性を評価する方法として、ワークにテスト圧を付与して漏れを検出する方法が知られている。この方法を実行するリークテスト装置は、例えば特許文献１（特開平９−７２８１７号公報）に開示されているように、圧力源に接続された共通通路の下流端に２つの分岐通路が接続されており、これら分岐通路の下流端にそれぞれ中空のワークとマスタ容器が接続される。２つの分岐通路にはそれぞれ弁が配置されており、分岐通路間には上記弁より下流側において、差圧センサが接続されている。
特許文献１では分岐通路にワークを直接接続する実施例が開示されているが、分岐通路にワークカプセルを接続し、このワークカプセルに中空のワークを密閉することも周知である。以下後者を例にとって説明する。

圧力源から例えば正圧のテスト圧を供給した後、弁を閉じることにより２つの分岐通路を遮断した状態で、ワークカプセル内の圧力とマスタ容器の圧力との差を差圧センサで検出する。ワークにピンホール等の欠陥があれば、ワークカプセル内のテスト圧がワーク内に漏れるため、ワークカプセルの圧力が減じられる。差圧センサで検出される差圧が閾値を超えた時には、ワークをピンホールがある不良品と判定する。

特許文献１に開示されているように、リークテスト装置のワーク側の分岐通路には疑似漏れ器が接続されている。この疑似漏れ器は、テスト圧に対して大気圧換算漏れ量が所定量となるように構成されている。リークテスト装置では、ユーザーへの納入時および納入後定期的に疑似漏れ工程を実施する。この疑似漏れ工程では、上記リークテスト工程と同様に、ワークカプセルとマスタ容器にテスト圧を供給して２つの分岐通路を遮断した後、疑似漏れ器から疑似漏れを生じさせる。これによりワークカプセル側の圧力が減じられ、差圧センサで差圧が検出される。

上記疑似漏れ工程での検出差圧は既知の大気圧換算漏れ量に対応するものであり、リークテストのための基準データとして用いることができる。例えば疑似漏れ工程での大気圧換算漏れ量が許容限界値であれば、上記検出差圧をリークテスト工程においてワークの良否判定の閾値として用いることができる。

特許文献１の疑似漏れ工程では、ワークカプセルとは別の専用の疑似漏れ器をリークテスト装置に接続している。疑似漏れ工程では、この疑似漏れ器を介して、ワークカプセル内のテスト圧を大気中に逃がすようになっている。しかし、実際のリークテスト工程においては、ワークカプセル内のテスト圧がワークのピンホールを介してワーク内に逃げるため、疑似漏れ工程での検出圧力の変動とリークテスト工程での検出圧力の変動は、厳密には対応していなかった。また、疑似漏れ器も精密かつ複雑であり、塵埃の侵入を防ぐように保管するのが煩雑であった。

上記問題点を解決するために、本発明は、リークテスト工程を備え、このリークテスト工程において、ワークカプセル内にテスト対象の中空のワークを密閉し、ワークカプセルに接続された通路からテスト圧を供給し、この通路を遮断した状態でワークカプセル内の圧力変動を検出し、この検出出力に基づいてワークの漏れを判断するリークテスト方法において、
さらに疑似漏れ工程を備え、この疑似漏れ工程では、上記テスト対象のワークと同じ疑似漏れ用ワークに、既知のピンホールを有する疑似漏れ器を装着し、この疑似漏れ用ワークを、上記ワークカプセルに密閉し、上記ワークカプセルに上記通路から上記テスト圧を供給し、上記通路を遮断した状態で、上記疑似漏れ用ワークに上記疑似漏れ器を介して疑似漏れを生じさせ、この疑似漏れに伴う上記ワークカプセル内の圧力変動を検出することを特徴とする。
上記方法によれば、ワークカプセル内においてテスト対象のワークがピンホールを有する場合と同様の状況で、疑似漏れを生じさせることができ、疑似漏れ時に検出されるワークカプセルの圧力変動を、リークテストのための信頼性の高い基準データとして用いることができる。

好ましくは、上記疑似漏れ工程に先立って、上記疑似漏れ用ワークに予め開口を形成し、この開口の周縁部に上記疑似漏れ器を貼り付け、上記疑似漏れ工程では、上記疑似漏れ器のピンホールと上記開口を介して疑似漏れを生じさせる。
上記方法は、ワークに既存の開口が無く、ワークがシートや袋等で形成されている場合に、特に有効である。

本発明の他の態様は、リークテスト用疑似漏れ器において、ピンホールが形成された基材と、この基材の周縁部に設けられたワークへの取付構造とを備えたことを特徴とする。
上記構成によれば、疑似漏れ器の構造を簡略化することができる。

好ましくは、上記基材と取付構造が可撓性を有している。
上記構成によれば、ワークへの装着が容易である。

好ましくは、さらに、上記基材の両面に貼り付けられて上記ピンホールを覆うフィルタを備えたことを特徴とする。
上記構成によれば、微細なピンホールが塵埃で塞がるのを防止することができる。

好ましくは、上記基材が薄く可撓性を有しており、上記取付構造が、中央に開口が形成された薄く可撓性を有するシール材を有し、上記シール材のいずれか一方の面における径方向内側の環状領域に、上記基材の周縁部が接着され、上記シール材のいずれか一方の面における径方向外側の環状領域に、ワークへ接着するための接着層が形成されている。
上記構成によれば、ワークへの装着が容易である。

好ましくは、上記シール材における上記接着層の反対側の面には、補助シール材が着脱可能に貼られており、上記シール材の開口を覆っている。
上記構成によれば、補助シールが貼られた状態で疑似漏れ用ワークを、漏れ無しワークとしてリークテストし、その時の検出出力をリークテストのための基準データとして用いることができる。さらに、補助シールを取り外すことにより、疑似漏れ器付きの疑似漏れ用ワークとして用い、その疑似漏れ時の検出出力を他の基準データとして用いることができる。

本発明によれば、リークテストのための基準値を、簡単かつ高精度で得ることができる。

本発明のリークテスト方法を実行するためのリークテスト装置の回路構成図であり、テスト対象のワークをワークカプセルに密封した状態を示す。 上記リークテスト装置の回路構成図であり、本発明の第１実施形態に係る疑似漏れ器を装着したワークを、ワークカプセルに密封した状態を示す。 上記疑似漏れ器の断面図である。 上記疑似漏れ器を分解して示す断面図である。 上記疑似漏れ器の平面図である。 上記疑似漏れ器の拡大断面図であり、各構成要素の厚さを誇張して示すとともにピンホールの径を誇張して示す。 上記疑似漏れ器をワークに装着した状態を、厚さを誇張して示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る疑似漏れ器を示す図５相当図である。 本発明の第３実施形態に係る疑似漏れ器を示す図５相当図である。 本発明のリークテスト方法を実行するための他のリークテスト装置の回路構成図である。

以下、本発明の第１実施形態を図１〜図６を参照しながら説明する。最初に、本発明が適用されるリークテスト装置を、図１Ａ，図１Ｂを参照しながら説明する。このリークテスト装置の基本構成は公知である。
リークテスト装置は、共通通路１と、この共通通路１の下流端にそれぞれ接続された分岐通路２ａおよび分岐通路２ｂとを備えている。共通通路１の上流端には圧力源３が接続されている。本実施形態の圧力源３は加圧空気源である。共通通路１には、レギュレータ４およびその下流側の三方弁５が設けられている。

分岐通路２ａ，２ｂには、弁６ａ，６ｂ（開閉弁または２方弁）がそれぞれ設けられている。上記分岐通路２ａ，２ｂにおいて弁６ａ，６ｂの下流側には補助通路７ａ，７ｂがそれぞれ接続されており、この補助通路７ａ，７ｂには、それぞれ弁８ａ，８ｂと、同容積のタンク９ａ，９ｂが接続されている。

上記分岐通路２ａ，２ｂにおいて開閉弁６ａ，６ｂの下流側には差圧センサ１０（圧力センサ）の２つのポートが接続されており、これにより分岐通路２ａ，２ｂ間の差圧を検出することができる。

分岐通路２ａの下流端にはワークカプセル１１が接続され、分岐通路２ｂにはマスタ容器１２が接続されている。ワークカプセル１１は、開閉可能な２つのカプセル半体からなり、後述するワークを収容した状態で密封できるようになっている。マスタ容器１２は、図では模式的に示すが、例えば、ワークカプセル１１と同一容積を有する密閉容器により構成してもよいし、ワークカプセルと同一構造を有していてもよい。マスタ容器１２には漏れのないことが確認されたテスト対象と同じワークが収容されている。

上記弁５，６ａ，６ｂ，８ａ，８ｂは図示しないコントローラでシーケンス制御される。また、コントローラは、ワークカプセル１１の開閉、差圧センサ１０での検出差圧に基づくワークの良否判定（漏れの有無の判定）も行う。

本実施形態においてテスト対象となる中空のワークは、医薬用の包装容器２０である。図６には、後述する疑似漏れ用ワークとしての包装容器２０’が示されているが、この疑似漏れ用の包装容器２０’は、テスト対象の包装容器２０と基本構造が同じである。以下、図６を参照してテスト対象の包装容器２０について説明する。

テスト対象の包装容器２０は、樹脂製のベースシート２１と、複数の膨出部２２ａを有する透明な樹脂製のカバーシート２２とを溶着することにより構成されている。各膨出部２２ａとベースシート２１により、密閉空間２３が形成されており、この密閉空間２３に錠剤２５が収容されている。
なお、疑似漏れ用包装容器２０には後述する疑似漏れ器３０が装着され、ベースシート２１に穴２９が形成されている。

上記テスト対象となる包装容器２０は、リークテスト工程において、図１Ａに示すようにワークカプセル１１内に収容された状態で、漏れの有無を判定される。リークテスト工程は微小漏れ検出工程と大漏れ検出工程を含んでいるが、本発明と関係するのは微小漏れ検出工程である。以下、簡単に説明する。

最初にワークカプセル１１に包装容器２０が収容されて密閉される。
次に、三方弁５をオンすることにより、圧力源３からのテスト圧が、分岐通路２ａ，２ｂを介してワークカプセル１１とマスタ容器１２に供給される。次に、弁６ａ，６ｂが閉じられ、その下流側の分岐通路２ａ，２ｂが互いに隔離される。

次に、微小漏れ検出工程に移行する。すなわち、弁６ａ，６ｂが閉じてから所定時間経過後の差圧センサ１０の検出差圧を第１閾値と比較する。包装容器２０に微小のピンホール等の欠陥があると、ワークカプセル１１内の加圧空気が包装容器２０の密閉空間２３に入り込み、その結果、ワークカプセル１１内の圧力がテスト圧から徐々に低下する。他方、マスタ容器１２ではテスト圧が維持されている。その結果、ワークカプセル１１内の圧力とマスタ容器１２内の圧力との間には差が生じる。この差圧（ワークカプセル１１の圧力変動）が差圧センサ１０で検出される。検出差圧が第１閾値より大きい場合には、微小漏れ有りと判断され、検出差圧が第１閾値より小さい場合には、包装容器２０の微小漏れ無しと判断される。

次に、大漏れ検出工程が実行される。包装容器２０に大きなピンホールがある場合には、テスト圧供給と同時に、テスト圧がピンホールがある密閉空間２３内に加圧空気が入る（大漏れする）ため、上記微小漏れ検出工程では漏れを検出できないからである。

大漏れ検出工程では、弁８ａ，８ｂが開き、タンク９ａ，９ｂをそれぞれ分岐通路２ａ，分岐通路２ｂと連通させる。タンク９ａ，９ｂは大気圧であるため、ワークカプセル１１、マスタ容器１２内のテスト圧がタンク９ａ，９ｂへと逃げて、分圧される。大漏れがあった密閉空間２３内の加圧空気の分だけワーク側通路２ａの圧力はマスタ側通路２ｂの圧力より高い。この差圧を差圧センサ１０で第２閾値と比較し、第２閾値を超えている場合には包装容器２０に大漏れ有りと判断する。

次に、疑似漏れ工程について説明する。疑似漏れ工程は、リークテスト装置の納入時および定期的検査等の際に行う。上記リークテスト装置の性能を評価したり、微小漏れ検出工程での閾値を設定したり、検出出力の較正を行うための基準データを得るためである。
本発明では、リークテスト装置のワーク側の分岐回路２ａに専用の疑似漏れ器を接続する代わりに、図１Ｂに示すように、ワークカプセル１１内に収容される疑似漏れ用包装容器２０’に疑似漏れ器３０を装着する。以下、疑似漏れ器３０について詳述する。

図２〜図５に示すように、疑似漏れ器３０は、円形の基材３１と、この基材３１の両面に貼り付けられた円形のフィルタ３２と、基材３１の周縁部に貼り付けられた円環形状のシール材３３により構成されており、薄く柔軟性を有している。

本実施形態では、基材３１は、ステンレス等の金属薄膜からなり、例えば径９．５ｍｍ、厚さ１５μｍである。基材３１は、他の金属でもよいし、ガラス、樹脂、セラミック等であってもよい。基材３１の中央には、ピンホール３１ａが形成されている。ピンホール３１ａの径は、例えば１μｍ〜数１０μｍである。

一対のフィルタ３２は、基材３１の微小のピンホール３１ａが塵埃で塞がれるのを防止するためのものであり、延伸によりポーラス状態となった樹脂や、ガラス繊維、樹脂繊維、セラミック繊維等の不織布等によって形成されている。本実施形態ではフィルタ３２は例えば径４．５ｍｍ、厚さ０．１ｍｍである。
フィルタ３２の周縁部は基材３１に接着層３５により接着されている。なお、この接着層３５はピンホール３１ａを含む基材３１の中央部には配されていない。

シール材３３は樹脂からなり、その中央部に開口３３ａを有している。この開口３３ａ内に一方のフィルタ３２が配されている。
シール材３３は例えば外径１４，５ｍｍ、内径５．８ｍｍ、厚さ０．２ｍｍであり、その一方の面の全域にわたって接着層３６が塗布されている。上記基材３１の周縁部は、この接着層３６によりシール材３３の径方向内側の環状領域に接着されている。シール材３３の径方向外側の環状領域では接着層３６が露出している。

本実施形態では、上記シール材３３と接着層３６が、疑似漏れ用包装容器２０’に基材３１を取り付けるための取付構造Ａとして提供されている。シール材３３の径方向外側の環状領域の接着層３６は、基材３１の反対側の面に形成されていてもよい。
なお、上述した疑似漏れ器３０の構成要素の寸法は、テストすべきワークに応じて適宜選択される。

上記疑似漏れ器３０のピンホール３１ａは既知の特性を有している。すなわち、疑似漏れ器３０は、テスト圧付与により大気圧換算漏れ量を予め計測している。種々の漏れ特性を有する疑似漏れ器３０を用意しておき、ワークに応じて選択してもよい。なお、漏れ特性の代わりにピンホール３１ａのサイズそのものを予め計測し、種々のサイズのピンホール３１ａを有する疑似漏れ器３０の中から、ワークに応じて選択してもよい。

上記構成をなす疑似漏れ器３０が、図６に示すように、疑似漏れ用包装容器２０’に貼り付けられる。この包装容器２０’は予めピンホール等の欠陥の無いことが確認されているものを用いる。この包装容器２０’のベースシート２１の選択された部位、すなわち複数の密閉空間２３のうちの１つに対応する部位には、予め穴２９が形成されている。この穴２９は疑似漏れ器３０のピンホール３１ａよりはるかに大きな径を有している。ベースシート２１の上記選択された部位に、疑似漏れ器３０のシール材３３の径方向外側の環状領域を、接着層３６を介して貼り付ける。このシール材３３により、密閉空間２３はベースシート２１の穴２９および疑似漏れ器３０のピンホール３１ａを介してのみ外部に連なっている。

疑似漏れ工程では、疑似漏れ器３０を装着した包装容器２０’が、リークテスト装置のワークカプセル１１に密封され、通常のリークテスト工程における微小漏れ検出工程と同様の工程が実行される。

上記疑似漏れ工程で、差圧センサ１０により検出された差圧は、ピンホール３１ａのサイズまたはピンホール３１ａによる大気圧換算漏れ量に対応している。この疑似漏れ工程での差圧センサ１０の検出出力は、リークテストのための基準データとして用いられる。例えば、リークテスト装置の性能評価を行なったり、微小漏れ工程での検出出力の較正を行なったり、微細漏れ工程での閾値を決定するために用いられる。以下、具体的に説明する。

疑似漏れ器３０のピンホール３１ａが、包装容器２０における許容限界の大気圧換算漏れ量に相当する漏れを生じさせる場合、疑似漏れ工程での検出差圧を微小漏れ検出工程での閾値として用いることができる。
また、異なる漏れ特性を有する疑似漏れ器３０を用いて疑似漏れ工程を実行し、その検出差圧の経時変化をデータとして記憶する。リークテスト工程では検出差圧の経時変化を疑似漏れデータと比較して大気圧換算漏れ量を算出し、この算出値を閾値と比較する。

上記のようにテスト対象の包装容器２０と同じ疑似漏れ用包装容器２０’に直接疑似漏れ器３０を装着することにより、疑似漏れ工程での疑似漏れを、リークテスト工程の微小漏れ検出工程での包装容器２０のピンホールからの漏れと似た状況で実行することができる。

本発明に用いられる疑似漏れ器は、種々の形態を採用可能である。図７には第２実施形態に係る疑似漏れ器３０’が示されている。この疑似漏れ器３０’では、シール材３３の面（基材３１の反対側の面）に、例えば樹脂製の薄い補助シール材３８が貼り付けられている。この疑似漏れ器３０’を包装容器２０に貼った状態では、シール材３３の開口３３ａが補助シール材３８により塞がれており、基材３１のピンホール３１ａは外部と遮断されている。この疑似漏れ器３０’付きの包装容器２０は、漏れの無い包装容器としてワークカプセル１１に密封され、上述した微小漏れ工程で、漏れの無い包装容器の場合の差圧センサ１０の検出差圧のデータを得ることができる。疑似漏れ工程を実行する場合には、疑似漏れ器３０’は、上記補助シール３８を剥がして第１実施形態と同様にして用いられる。

図８に示す第３実施形態に係る疑似漏れ器３０”では、シール材３３が省かれている。この疑似漏れ器３０”では、基材３１の周縁部が接着層３７を介して包装容器２０に直接貼り付けられる。本実施形態では接着層３７が取付構造として提供される。

本発明は図１Ａ，図１Ｂに示すリークテスト装置に限らず、種々のリークテスト装置に適用することができる。図９に示すリークテスト装置は、マスタ容器を備えていない。簡単に説明すると、このリークテスト装置では、主通路１Ａの上流端に圧力源３が接続されており、下流端にワークカプセル１１が接続されている。主通路１Ａには、レギュレータ４、弁１３、１４が下流側に向かって順に設けられ、弁１３，１４間の主通路１Ａにはタンク１５が接続されている。タンク１５の圧力は圧力センサ１６で検出できるようになっている。

上記主通路１Ａにおいて弁１４の下流側には差圧センサ１０の一方のポートが接続され、他方のポートは弁１７を介して主通路１Ａに接続されている。さらに主通路１Ａにおいて弁１４の下流側は、排気弁１８を介して大気に連なっている。

リークテスト工程では、弁１３を開き、弁１４を閉じることにより、タンク１５にテスト圧より高い圧力を供給する。次に、弁１７を開き弁１８を閉じた状態で弁１４を開くことにより、タンク１５の圧力を弁１４の下流側に分圧し、この分圧を圧力センサ１６で検出する。検出した分圧がテスト圧に達しない場合には、包装容器２０に大漏れ有りと判断する。検出圧力がテスト圧であれば、大漏れ無しと判断し、微小漏れ検出工程に移行する。微小漏れ検出工程では開閉弁１７を閉じ、差圧センサ１０で差圧を検出する。この検出差圧に基づく微小漏れの有無の判断は第１実施形態と同様である。疑似漏れ工程も微小漏れ検出工程と同様に実行される。

本発明は、上記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変をなすことができる。
圧力源は、真空に近い負圧を供給してもよい。
テスト対象となるワークは、医薬用の包装容器のみならず、食品の包装容器であってもよい。包装容器が柔軟な袋であっても、本発明の疑似漏れ器を良好に貼り付けることができる。
疑似漏れ器は可撓性を有さなくてもよい。

本発明は、ワークカプセルにテスト対象となるワークを密封した状態で実行されるリークテストに適用できる。

Claims (7)

1. リークテスト工程を備え、このリークテスト工程において、ワークカプセル（１１）内にテスト対象の中空のワーク（２０）を密閉し、ワークカプセルに接続された通路（２ａ）からテスト圧を供給し、この通路を遮断した状態でワークカプセル内の圧力変動を検出し、この検出出力に基づいてワークの漏れを判断するリークテスト方法において、
   さらに疑似漏れ工程を備え、この疑似漏れ工程では、上記テスト対象のワーク（２０）と同じ疑似漏れ用ワーク（２０’）に、既知のピンホール（３１ａ）を有する疑似漏れ器（３０）を装着し、この疑似漏れ用ワークを、上記ワークカプセル（１１）に密閉し、上記ワークカプセルに上記通路（２ａ）から上記テスト圧を供給し、上記通路を遮断した状態で、上記疑似漏れ用ワークに上記疑似漏れ器を介して疑似漏れを生じさせ、この疑似漏れに伴う上記ワークカプセル内の圧力変動を検出することを特徴とするリークテスト方法。
2. 上記疑似漏れ工程に先立って、上記疑似漏れ用ワーク（２０’）に予め開口（２９）を形成し、この開口の周縁部に上記疑似漏れ器（３０）を貼り付け、上記疑似漏れ工程では、上記疑似漏れ器のピンホール（３１ａ）と上記開口を介して疑似漏れを生じさせることを特徴とする請求項１に記載のリークテスト方法。
3. ピンホール（３１ａ）が形成された基材（３１）と、この基材の周縁部に設けられたワーク（２０’）への取付構造（Ａ）とを備えたことを特徴とするリークテスト用疑似漏れ器。
4. 上記基材（３１）と取付構造（Ａ）が可撓性を有していることを特徴とする請求項３に記載のリークテスト用疑似漏れ器。
5. さらに、上記基材（３１）の両面に貼り付けられて上記ピンホール（３１ａ）を覆うフィルタ（３２）を備えたことを特徴とする請求項３に記載のリークテスト用疑似漏れ器。
6. 上記基材（３１）が薄く可撓性を有しており、上記取付構造（Ａ）が、中央に開口（３３ａ）が形成された薄く可撓性を有するシール材（３３）を有し、上記シール材のいずれか一方の面における径方向内側の環状領域に、上記基材の周縁部が接着され、上記シール材のいずれか一方の面における径方向外側の環状領域に、ワーク（２０’）へ接着するための接着層（３６）が形成されていることを特徴とする請求項５に記載のリークテスト用疑似漏れ器。
7. 上記シール材（３３）における上記接着層（３６）の反対側の面には、補助シール材（３８）が着脱可能に貼られており、上記シール材（３３）の開口（３３ａ）を覆っていることを特徴とする請求項５に記載のリークテスト用疑似漏れ器。

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