JP3136945U - リーク試験機の予備加圧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
本考案は、リーク試験機などでワークを加圧するとき、実測定までに要する加圧や安定までの時間を短縮するため、予備加圧用バルブと測定用バルブを装備してワークに接続する予備加圧ステーションを配列することにより、測定時間の短縮を図る。
【解決手段】
リーク試験機に外付けして、ワークに測定用バルブと、圧力確保のための予備加圧用バルブをそれぞれ接続したものを単位装置とする予備加圧ステーションを複数配列したもので、複数の予備加圧ステーションの各予備加圧用バルブ・測定用バルブを、自動制御することができるソフトを組み込み、ワークに連続的に予備加圧して、測定効率を高める。
【選択図】 図１

Description

本考案は、リーク試験機におけるワークの予備加圧装置に関する。

詳しくは、容器・管路等の漏れの有無を判別するために被測定対象に空気、各種ガス等の気体を印加することにより、圧力の変化、流量の変化などを検出することにより漏れの有無を判別する漏れ試験装置に関するもので、エアリーク（漏れ）試験機における漏れの測定に先立ち、被測定対象であるワークに予め圧力を印加しておくことにより、加圧された容器内部の物理状態を安定させておく予備加圧装置に関するものである。

従来、密封した容器・管路に漏れがあるかどうかを判別するために、被測定対象（ワーク）に圧縮空気を移送印加して、容器から気泡が出るか否かで漏れを判定する水没実験が行なわれてきた。
しかし容器によっては水没させることが不可能であるものもあり、たとえ可能であっても試験後に乾燥させる必要があり後処理に時間がかかっていた。

それに代わる方法として、最近は差圧センサーや流量センサーを用いたリーク試験機が一般的に使用されるようになった。

例えば、自動車エンジンや気密ケース等については、実際の車体への装置の前にエンジンオイル漏れ等がないかどうかを検出するためのリーク検査が行われる。そして、この種リーク検査は、差圧センサー等を用いたリーク試験機用いて、ワーク搬送ラインに設けられたリーク試験機で、順次ワークのリークの有無を検査するシステムが採用されている。

そして、差圧式のリーク試験機は、作用流体としてエア（空気）を用いて、マスター（基準タンク）内の圧力とワーク内の圧力とを初期状態において同圧とし、その後における両者間の圧力差を検出することによってワークのリークを検出するように構成されている。

マスター内の圧力とワーク内の圧力とは、夫々加圧して同圧の初期状態にセットし、時間経過に伴って両者間に設定値以上の圧力差が生じた場合（つまり、ワーク内の圧力がマスター内の圧力に比べて低くなり、その傾向が明確になった場合）にはワークに何らかの不具合（リーク）があると検知される。

さて、この差圧式のエアリーク試験機では、次の点の課題がある。
Ａ：ワーク内にマスターと同圧となるまで加圧エアを供給するのに時間を要する。
Ｂ；ワーク内をマスターと同圧とした後、差圧ノイズを除去するために一定時間をかけることが必要である。

それは気体の状態方程式より明白であるように、差圧式センサーで漏れを測定するためには、マスターとワークに同一圧力を供給すると同時に、温度も同一状態に保つ必要がある。
通常マスターと被測定ワークは容積・放熱条件など物理的条件を同一とするため、同じ形状のものを用いるが、試験を連続して行う結果マスターには繰り返し圧力が加えられ、断熱圧縮による温度上昇等のため、被測定ワークと温度が同一にはならない。
その結果、漏れが無いのに圧力差が生じ、正確な漏れ測定を疎外する原因となっている。
このような測定誤差を軽減するためには、マスターと被測定ワークに圧力を印加した後、圧力、温度等の物理的状態が平衡状態に達するまで漏れ測定を遅延する必要がある。

また差圧式漏れ試験機に加えて、漏れを流量センサーで検出する流量計式の漏れ試験機も使用されている。
流量式漏れ試験機の場合には、漏れを直接測定するためマスターは必要ないが、漏れ測定のためにワークに圧縮された空気等の気体を充填する際に断熱圧縮によりワーク内の気体の温度が上昇し、これが徐々に室温にまで冷却される過程で内部圧力が低下するため、漏れが無いのに微量の気体が供給源より流れ続ける。
このため漏れを正確に測定するためには、平衡状態になるまで待つ必要があった。

このようにリークテスタを用いて漏れを測定する場合、空気などの気体をワークに充填する際の断熱圧縮による内部温度の変化が生じるため、ワークの漏れの有無を判定するために一定の時間がかかり、短時間に多数のワークのリーク測定を行うには、高価なリーク試験機を多数設置するしかなく、コストが嵩む難点があった。
一方この課題を残したまま無理に時間を短縮するということは、試験の精度を落とすことになりかねない。

ちなみに従来のリーク試験機の概要は、例えば下記の特許文献等で参照できる。
特開平８−３２７４８５

そこで、本考案は、測定に必要な圧力条件を素早く得て、直ぐに漏れ試験判定ができる状態をつくることで、試験時間の短縮、精度の確保という前述の課題を解決しようとしたものである。

本考案は、別に用意される被測定対象であるワークに、試験に必要な圧力を予め満たしておく予備加圧ステーションと呼ばれる予備加圧装置（単位装置）を一個あるいは複数に準備しておき、予備加圧用のバルブと、リーク試験機とつながる測定用バルブとを接続して開閉操作することによって、予めワークに予備加圧を行って、従来のような規定圧力を得る時間を待たずに即座に同圧として差圧ノイズの除去も速やかにして、短時間で実測ができるように企図したものである。

請求項１に係る考案は、試験又は検査ラインとしてみたとき、気体を印加して漏れの有無を判別するリーク試験機の前工程のライン位置で接続して取り付けられ、漏れの試験機測定に先立ち予めワークに予備圧力を印加するため、印加された気体の温度・圧力等の物理的状態を確保安定化させるため、圧縮空気の圧送装置に接続した予備加圧バルブを設けるとともに、前記リーク試験機に接続した測定用バルブとを設けてワークを装備した予備加圧ステーションを、１以上設けたことを特徴とするリーク試験機の予備加圧装置である。

請求項２の考案は、予備加圧バルブと測定用バルブとに接続したワークをセットした前記予備加圧ステーションである単位装置を、複数以上配列し、測定待ちのワークに次々と予備加圧する機構を持たせたものである。

請求項３は、複数の前記予備加圧ステーションへの予備加圧の圧力状態を自動制御することができるソフトを組込んで、自動化を図るものである。
請求項５は順次次々と、ワークを予備加圧してゆくコンピュータソフトを組み込んで連続的に、順序を制御し、計測する自動化の構成である。

請求項４は、ゴム等弾性体でなるワークを測定する場合等に供するもので、弾性体からなるワークは加えられた圧力のためワークが徐々に膨張し、安定するために時間を要するが、最初に測定圧力より高め圧力を供給することによりワークの膨張を加速させた後、測定圧力に戻すことにより速やかに平衡状態に達するよう企図したものである。
ワークへの予備加圧を、予め印加する圧力を測定圧力より高くし、時間とともに測定圧力へと変化させることや、ワークによっては当初測定圧力より低くし、時間とともに測定圧力へ徐々に高めてゆくことを含む。

以上のような構成の本考案の予備加圧装置を用いれば、次の様な技術的効果が顕著である。
第一に測定に不可欠な規定圧力を予め得ておくので、待たず即座に実測ができるようになる。
工場などで複数のワークを次々に測定していく場合、待ち時間が短縮され、段取りよく連続的に試験ができるようになり、コスト削減の効果に役立つ。

測定効率を高め、かつ予備加圧の条件設定で正確な測定ができることになり、又予備加圧しておくので本測定における加圧負荷を軽減でき、装置全体の性能永続性を高めることになる。

本考案は、エア等の気体を印加して漏れの有無を判別するリーク試験機に接続して取り付けられ、漏れの測定に先立ち予めワークに圧力を印加するためにワークの温度・圧力等の物理的状態を確保安定化させる圧縮空気の圧送装置に接続した予備加圧バルブを設けるとともに、前記リーク試験機に接続した測定用バルブとを設けてワークを装備した予備加圧ステーションを、１以上設けたことを特徴とするリーク試験機の予備加圧装置である。
例えば、装置としてはリーク試験機に外付けして、ワークに測定用バルブと、圧力確保のための予備加圧用バルブをそれぞれ接続したものを単位装置とする予備加圧ステーションを適宜数で複数配列したもので、複数の予備加圧ステーションの各予備加圧用バルブ・測定用バルブを、自動制御することができるソフトを組み込み、ワークに連続的に予備加圧して測定最適状態に準備しておくので、測定効率を高めることができる。

予備加圧装置の基本となる単位装置である予備加圧ステーションを１ 以上好ましくは複数に配列することで、ワークの予備加圧を順次行うことができ、測定がスムーズに行え、１台のワークを測定している間に他のワークの予備加圧を行うことができ、全体のタクトタイムが短縮できる。
しかもこの制御は、ＣＰのソフトで行う自動制御であり、タイムロスのないワーク移行ができる。

次に本考案にかかる予備加圧装置の実施例を、基本構成を示す概略ブロック図である図１に基づいて説明する。
本実施例は、気体を印加して漏れの有無を判別するリーク試験機５に接続して取り付けられるもので、複数の予備加圧ステーション７を配置した予備加圧装置をしめすものである。

図１は、予備加圧バルブＶｐと測定用バルブＶｓとを設けてワーク１・ワーク２・・・・・ワークｎを装備した予備加圧ステーション７を、１以上設けたリーク試験機５の予備加圧装置の実施例を配管図で示している。

予備加圧ステーション７は、ワークごとの単位装置であり、最初、エア等の気体を圧縮空気として空気源１から圧送装置で送り込み、通気管２、３と経て予備加圧バルブＶｐからの通気管に気密に接続されるワーク１・・ワーク２・・ワークｎに送られ、ワーク１・・ワークｎが予備加圧される装置である。

予備加圧バルブＶｐは、リーク試験機５による漏れの測定に先立ち、予めワーク１ ・ワーク２・・・・・・ ワークｎに圧力を印加するために機能する。
圧縮空気の圧送装置に接続した予備加圧バルブＶｐは、圧縮空気を注入され各ワーク１・・・ワークｎの印加された気体の温度・圧力等の物理的状態を確保安定化させる。

予備加圧バルブＶｐは、気体用の逆支弁機構を備えているもので。予備加圧バルブＶｐによって、ワークは、予め所定の圧力に維持されることになる。

さらに予備加圧ステーション７には、前記リーク試験機５に接続した測定用バルブＶｓが設けられている。
ワーク１は、測定用バルブＶｓからの通気管に気密に接続される。
測定用バルブＶｓは、開閉機構を備えたものである。マスターとワークが同圧になった時を条件に作動する機構を付加することもできる。
測定用バルブＶｓは、ワーク内に作用する圧力を保持し得る圧力保持手段でもある。
測定用バルブＶｓは、予備加圧バルブＶｐが開いて加圧されている状態では閉塞される。

また、圧縮空気は、通気管４を通じてリーク試験機５にも送られ、リーク試験機５のマスター等の所定部位が加圧される。
このときは測定用バルブＶｓ１も閉じているが、同圧を検知した状態からリーク試験開始のときは開き、リーク試験機５とつながり測定される。

ワーク１への予備加圧が終了して測定可能状態となると、予備加圧バルブＶｐ１を閉じて測定用バルブＶｓ１を開き、リーク試験機５接続し、測定が行われる。

予備加圧バルブＶｐと測定用バルブＶｓとに接続したワーク１をセットした前記予備加圧ステーション７である単位装置を、複数以上配列し、測定待ちのワークに次々と予備加圧する機構を持つこともできる。

この構成では、リーク試験機５よるワーク１の測定中、予備加圧バルブＶｐ２を開くことでワーク２の予備加圧がされることにより、ワーク１測定終了後、速やかにワーク２の測定を行うことが可能となる。
つまり、一つを測定している間に、次のワークの測定条件を整えておき、同じ時間内で作業を重ねているので、作業時間の大幅な時間短縮ができることになる。
ワークが複数の場合においては次々にこの状態が整い、測定待ち状態となる。
ワークを、夫々の予備加圧ステーション７の、予備加圧バルブＶｐからの通気管と測定用バルブＶｓからの通気管とに、接続し気密に取付けて、順次測定可能状態にしてゆくのである。

これらバルブの開閉は、組込まれたソフトで間断なく次のワークへの加圧が開始されるように自動開閉を制御することも可能である。
複数の前記予備加圧ステーション７への予備加圧の順序を制御し、圧力状態を自動制御することができるソフトを組込むこともできる。
さらには、予備加圧ステーション７のワークへの予備加圧を、予め印加する圧力を時間とともに変化させる加圧の型も選択できる。
圧縮空気の送付の緩急や速度などもＣＰのソフトで、対応し、様々なワークに対応した予備加圧ができる。
このように、予備加圧ステーションの各予備加圧用バルブ・測定用バルブを、自動制御するソフトを組み込んでおけば、自動的に多数個、大量、或いはワークの質に応じた検査を行うことができる。

そして、ワークとマスターとが同圧となり、測定用バルブＶｓを開放して時間経過に伴う両者の差圧を読み取ることによってワークのリークが検査される。
このように本考案は、リーク試験機５全体のシステムでの検査試験の所要時間を極力短くすることが最大の効果である。

本実施例では、エアを使用してのリーク試験機の例を開示したが、気体はヘリウムガスなどでもよく、この実施例に限定されるものではない。
予備加圧装置の配列も、図１ のように並列に配置しても、環状にリボルバー弾倉のように配置しても良い。

本考案の装置は、リーク試験やリーク検査のシステムの中でタクトタイムの短縮ができ、コスト削減の面から大きな効果が得られるもので、漏れ検査のあらゆる面で利用できる。
各種のリーク試験機に応じた外付け対応が可能で、従来機種の性能アップ装置としての利用も可能である。

本考案の予備加圧装置の基本構成を示す概略ブロック図である。

符号の説明

１ 空気源〔圧縮空気〕
２，３，４，６ 通気管
５ リーク試験機
Ｖｓ 測定用バルブ
Ｖｐ 予備加圧用バルブ
７ 予備加圧ステーション

Claims (5)

1. 気体を印加して漏れの有無を判別するリーク試験機に接続して取り付けられ、漏れの測定に先立ち予めワークに圧力を印加するため、また印加された気体の温度・圧力等の物理的状態を確保安定化させるため、圧縮空気の圧送装置に接続した予備加圧バルブを設けるとともに、前記リーク試験機に接続した測定用バルブとを設けてワークを装備した予備加圧ステーションを、１以上設けたことを特徴とするリーク試験機の予備加圧装置。
2. 予備加圧バルブと測定用バルブとに接続したワークをセットした前記予備加圧ステーションである単位装置を、複数以上配列し、測定待ちのワークに次々と予備加圧する機構を持つことを特徴とした請求項１記載の予備加圧装置。
3. 複数の前記予備加圧ステーションへの予備加圧の順序を制御し、圧力状態を自動制御することができるソフトを組込んだことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の予備加圧装置。
4. 前記予備加圧ステーションのワークへの予備加圧を、予め印加する圧力を時間とともに変化させることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３のいずれかに記載の予備加圧装置。
5. 気体を印加して漏れの有無を判別するリーク試験機に接続する装置であって、ワークに測定用バルブと、圧力確保のための予備加圧用バルブをそれぞれ接続したものを単位装置とする予備加圧ステーションを複数に配列したもので、複数の予備加圧ステーションの各予備加圧用バルブ・測定用バルブを、自動制御することができるソフトを組み込んだことを特徴とする予備加圧装置。

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