JP4923957B2

JP4923957B2 - リーク検査装置

Info

Publication number: JP4923957B2
Application number: JP2006294483A
Authority: JP
Inventors: 誠治西
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2006-10-30
Filing date: 2006-10-30
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2026-10-30
Also published as: JP2008111716A

Description

本発明は、被検査物からのリークの有無を検査するリーク検査装置に関する。

公知のリーク検査装置が、後述の特許文献１及び２に記載されている。これらは、被検査物内に気体を加圧下で充填し、被検査物内の圧力変化を測定することによって、被検査物からのリークの有無を検査（以下、リーク検査）するものである。
特開２００４−１７７２７５号公報特開平９−３３３８１号公報

上述の装置では、被検査物の温度などから補正量を決め、この補正量を圧力変化の測定結果に加味することで、リーク検査に要する時間を短縮している。しかし、この手法は、同一環境で測定を行うことを前提に成立しているため、測定の環境が変化する場合、例えば、加圧気体の温度が経時変化する場合などでは、リーク検査の精度が低下してしまう。

よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、リーク検査に要する時間を短縮すると共に、リーク検査の精度をより向上できるリーク検査装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明にて講じた技術的手段は、請求項１に記載の様に、被検査物内に加圧下で気体を充填し、該被検査物内の該気体の圧力変化を測定することによって、該被検査物からの該気体のリークの有無を検査するリーク検査装置であって、前記被検査物内と接続され、該被検査物内の前記気体を排出するための排出路と、前記排出路に設けられ、前記被検査物内に前記気体を充填すべく該排出路における気体の単位時間当たりの流量を増減させる流量調整機構と、前記被検査物内から前記流量調整機構の間の予め定められた位置における前記気体の温度を測定する温度センサと、を備え、前記流量調整機構は、前記排出路内の空気の流量をリニアに調整可能である比例流量調整弁を有し、前記測定結果が通常より高温である場合には前記比例流量調整弁の閉じる速度を低下させ、前記温度センサの測定結果が通常より低温である場合には前記比例流量調整弁の閉じる速度を増加させ、前記測定結果により前記圧力変化の測定開始時期を変化させる構成としたことである。

請求項１に記載の発明によれば、被検査物内に気体が充填される間、被検査物内の気体が排出路を介して外部に排出されるので、気体の圧縮にともなう圧縮熱を外部に逃がすことができる。これにより、被検査物内の気体の温度が早く安定し、リーク検査に要する時間を短縮できる。

また、気体の流れがつくられた部分に温度センサが設けられるので、被検査物内の温度を精度よく直接測定できる。これにより、温度センサの測定結果に基づいて、リーク検査が適正な温度で行われているかどうかを常に監視でき、精度の高いリーク検査を行うことができる。また、温度センサの測定結果が基準値に対してずれた場合でも、流量調整機構による流量の増減速度、及び圧力変化の測定開始時期の少なくとも何れかを変化させることで、リーク検査を適正な温度で精度よく行うことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を基に説明する。

図１は、本発明に係るリーク検査装置１の構成を示す図である。リーク検査装置１は、ワーク１１（被検査物）内に気体を加圧下で充填し、所定の平衡時間が経過した後にワーク１１内の圧力変化を測定することによって、ワーク１１からのリークの有無を検査するものである（以下、リーク検査）。リーク検査装置１は、具体的には、ワーク１１と、基準となるマスタ１２との間の差圧の変化に基づいて、ワーク１１からのリークの有無を検査する。

リーク検査装置１は、ワーク１１とマスタ１２の内部にそれぞれ所定の圧力を加えた状態とするための圧力供給手段１０と、ワーク１１とマスタ１２との間の圧力の差（差圧）を計測する差圧計測器６と、ワーク１１内の空気を排出する排出路２５と、排出路２５における空気の単位時間当たりの流量を調整する比例流量調整弁２２と、ワーク１１内から排出路２５に流れる空気の温度を測定する温度センサ２４と、温度センサ４と接続される演算装置２６と、を備えている。

ワーク１１は、その内部を流体が流れる状態下で使用されるもので、例えば、ワーク１１と板状のプレートで略閉空間を形成し、板状のプレートに形成される２つの開口部以外には外部へと繋がる流路がない場合や、ワーク１１自体が２つ以上の開口部を備え、この開口部以外には外部へと繋がる流路がない場合などが例示できる。マスタ１２は、漏れのない中空容器状のもので、ワーク１１と同時に同じ圧力が加えられた状態とされ、時間の経過に伴って変化する圧力のワーク１１に対する比較基準とされる。

圧力供給手段１０は、圧縮された空気をワーク１１とマスタ１２の内部に所定の圧力で供給して正圧をかけた状態とするもので、空気圧源１３と、この空気圧源１３の出力側に接続され、ワーク１１とマスタ１２とに圧縮空気をそれぞれ供給するための管路１４ａ、１４ｂと、これらの管路１４ａ、１４ｂをそれぞれ開閉するバルブ２、３と、を備えた構成とされている。管路１４ａ、１４ｂの間には、管路１５を介して差圧計測器６が設けられている。管路１５には、バルブ４、バルブ５が設けられている。

排出路２５は、ワーク１１内と接続され、ワーク１１内の空気を外部に排出する管路である。排出路２５には、バルブ２１と、比例流量調整弁２２と、サイレンサ等の排気装置２３が設けられている。ワーク１１内の空気は、排出路２５を通って、排気装置２３から外部に排出される。バルブ２１は、排出路２５を開閉するものである。比例流量調整弁２２（流量調整機構）は、排出路２５内の空気の流量をリニアに調整可能である。なお、比例流量調整弁２２が排出路２５を完全に閉じることができれば、バルブ２１は設けなくてもよい。

流量調整機構は、上述の比例流量調整弁２２に限定されない。例えば、予め流量を決める方式の流量調整弁（スピコン）を比例流量調整弁２２の替わりに適用すると共に、密閉された所定容量のタンクを排気装置２３の替わりに適用することもできる。この場合は、流量調整弁とタンクが、流量調整機構として機能する。

温度センサ２４は、たとえば熱電対などのセンサである。温度センサ２４の位置は、例えば、ワーク１１内でも構わないし、ワーク１１と排出路２５との接続部３０内若しくは排出路２５でも構わなく、ワーク１１内の流体の温度が加圧による圧縮によって大きく変化する位置であれば良い。ここで、温度センサ２４の位置は、ワーク１１の内容積、形状より大きく変化するものであり、実験的に求めるものである。本実施形態では、ワーク１１と排出路２５との接続部３０内に設けられている。

演算装置２６は、温度センサ２４と接続され、温度センサ２４での測定結果（信号）が入力される。演算装置２６は、記憶装置２７と接続されている。記憶装置２７は、温度センサ２４で測定された温度と、この温度に対応する各バルブの開閉タイミング等のデータ（リーク検査のパターン）を記憶している。演算装置２６は、温度センサ２４で測定された温度（測定結果）を記憶装置２７内のデータと比較し、温度センサ２４での測定結果に対応するリーク検査パターンに基づいて、各バルブを動作させる。なお、上述した温度センサ２４に加えて、ワーク１１の入口側に温度センサを設けてもよい。この場合、２つの温度センサの測定結果を用いて、リーク検査をより好適に行うことができる。

次に、リーク検査装置１によるリーク検査について図２を参照して説明する。図２は、リーク検査での時間経過にともなう各バルブの動作を示す図である。リーク検査の開始から時間Ｔ０が経過すると、バルブ２とバルブ３が開くと共に、バルブ２１と比例流量調整弁２２が開く。時間Ｔ１が経過すると、比例流量調整弁２２が閉じ始める。時間Ｔ１の間、圧力供給手段１０によってワーク１１内に供給される空気は、排出路２５、バルブ２１、比例流量調整弁２２、及び排気装置２３を通って外部に排出され、ワーク１１内に存在していた大気圧の空気を外部に排出する。よって、ワーク１１内で空気の断熱圧縮は行われないため、ワーク１１内の空気温度は上昇しない。時間Ｔ２が経過すると、比例流量調整弁２２が完全に閉じると共に、バルブ２１も閉じる。時間Ｔ２の間は、比例流量調整弁２２が徐々に閉まるため、流量調整弁２２での抵抗が増し、ワーク１１内の圧力が上昇する。このとき、ワーク１１内の空気は断熱圧縮されて昇温するが、すぐに比例流量調整弁２２から外部に排出されるため、昇温量は抑えられながら温度のピークを迎え熱量がワーク１１などに放熱されるため、ワーク１１内の空気温度が降下していく。

時間Ｔ３が経過すると、バルブ２、３が閉じ、ワーク１１内に空気が充填され、ワーク１１内の圧力はリーク検査における所定のテスト圧となる。前述したバルブ２１及び比例流量調整弁２２の作用により、ワーク１１内の空気温度は、時間Ｔ３が経過した段階では、定常状態に近づいている。

時間Ｔ４（平衡時間）は、ワーク１１内の空気温度を安定させるための待ち時間である。時間Ｔ４が経過する途中でバルブ４、５が開き、差圧計測器６がワーク１１内、マスタ１２内と連通する。時間Ｔ４が経過すると、差圧計測器６がワーク１１とマスタ１２との間の差圧の計測を開始する。時間Ｔ５が経過する間に、この差圧が計測される。時間Ｔ５が経過して、時間Ｔ６が経過する間、バルブ４、５が閉じる。時間Ｔ５での差圧の計測結果により、ワーク１１からのリークの有無が検査される。

上述のリーク検査において、例えば、時間Ｔ１が経過した後の温度センサ２４の測定結果が通常よりも高温であった場合には、比例流量調整弁２２が閉じる速度、すなわち、排出路２５における流量の減少速度を低下させて、時間Ｔ２を長くすることも可能である。同様に、温度センサ２４の測定結果が通常よりも低温であった場合には、比例流量調整弁２２が閉じる速度を増加させて、時間Ｔ２を短くすることも可能である。また、温度センサ２４での測定結果に応じて時間Ｔ２を変化させるだけでなく、時間Ｔ２が経過した後の温度センサ２４の測定結果に応じて、時間Ｔ４（平衡時間）を変化させること、つまり、差圧計測器６によるワーク１１内の空気の圧力変化の測定開始時期を変化させることも可能である。また、ワーク１１の外部の急激な温度変化等、不測の事態が発生したときでも、時間Ｔ４，Ｔ５が経過する間の温度センサ２４の測定結果に応じて、リーク検査の条件が正常であるかどうかを演算装置２６で判断することができ、仮に異常と判断された場合には、リーク検査やり直し等の処置をとることができる。

図３は、リーク検査におけるワーク１１内の空気温度の変化を示す図である。同図に示す様に、本発明のリーク検査装置１によれば、ワーク１１内に空気が充填される間、ワーク１１内の空気が排出路２５を介して外部に排出されるので、空気の圧縮にともなう圧縮熱を外部に逃がすことができ、圧縮熱の発生が抑えられる。これにより、ワーク１１内の空気の温度が早く安定し、リーク検査に要する時間を短縮できる。また、空気の流れがつくられた部分に温度センサ２４が設けられるので、ワーク１１内の温度を精度よく直接測定できる。これにより、温度センサ２４の測定結果に基づいて、リーク検査が適正な温度で行われているかどうかを常に監視でき、精度の高いリーク検査を行うことができる。

また、温度センサ２４の測定結果が基準となるパターンに対してずれた場合でも、温度センサ２４の測定結果に応じて比例流量調整弁２２による流量の減少速度や時間Ｔ４（平衡時間）を変化させることで、リーク検査を適正な温度で精度よく行うことができる。

本発明に係るリーク検査装置１の構成を示す図。リーク検査での時間経過にともなう各バルブの動作を示す図。リーク検査におけるワーク１１内の空気温度の変化を示す図。

符号の説明

１リーク検査装置
１１ワーク（被検査物）
２２比例流量調整弁（流量調整機構）
２４温度センサ
２５排出路
Ｔ４時間（平衡時間）

Claims

被検査物内に加圧下で気体を充填し、該被検査物内の該気体の圧力変化を測定することによって、該被検査物からの該気体のリークの有無を検査するリーク検査装置であって、
前記被検査物内と接続され、該被検査物内の前記気体を排出するための排出路と、
前記排出路に設けられ、前記被検査物内に前記気体を充填すべく該排出路における気体の単位時間当たりの流量を増減させる流量調整機構と、
前記被検査物内から前記流量調整機構の間の予め定められた位置における前記気体の温度を測定する温度センサと、を備え、
前記流量調整機構は、前記排出路内の空気の流量をリニアに調整可能である比例流量調整弁を有し、
前記温度センサの測定結果が通常より高温である場合には前記比例流量調整弁の閉じる速度を低下させ、前記測定結果が通常より低温である場合には前記比例流量調整弁の閉じる速度を増加させ、前記測定結果により前記圧力変化の測定開始時期を変化させることを特徴とするリーク検査装置。