JPH0442761Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 流体を扱う機器或いは容器等のように使用状態
で流体漏れがあつてはならないか、もしくは流体
の漏れが一定規格以内であることが必要な製品も
しくは部品をその生産工程中において順次検査
し、良否を判定するために漏れ検査装置が用いら
れる。この考案は該装置に使用する基準タンクに
関する。

「従来の技術」 例えばエンジンのシリンダ或いは防水型時計の
容器、ガス器具等の各種機器は気体または液体の
漏れが全くないか、もしくは漏れ量が一定規格以
内であることが要求されている。このためこのよ
うな機器もしくは部品は製造工程において漏れに
関する検査を行つている。この漏れ検査装置は例
えば被検査物（以下試料と言う）と基準タンクに
正の流体圧を与え、これら間の差圧の変化を測定
して試料の良否を判定するものである。即ち、試
料に流体圧を与え、その流体圧が所定値に達した
時点から一定時間経過する間の差圧の変化を監視
し、差圧の変化が規定の範囲内にあるか否かによ
り良否を判定するものである。

この考案の理解を容易にするために第７図及び
第８図を用いて差圧検出式漏れ検査装置について
説明する。

空圧源１１の出力側に接続された流管１０は調
圧弁１２及び三方弁１４を介して三方弁１４の出
口側で二分され、分岐路１５−１，１５−２にそ
れぞれ接続されている。調圧弁１２の出口と三方
弁１４の入口との間には検査圧を設定する圧力計
１３が接続されている。

分岐路１５−１は電磁弁１６を介して導管１８
の一端に接続され、この導管１８の他端部には漏
れを検査すべき試料２０を接続する機構が設けら
れる。この導管１８の他端部の機構により試料２
０が順次接続されて漏れ検査が可能な構成となつ
ている。一方、分岐路１５−２は電磁弁１７を介
して導管１９の一端に接続され、この導管１９の
他端部には基準タンク２１が接続されている。電
磁弁１６及び１７の出口側において導管１８及び
１９の間に差圧検出器２２が取り付けられてい
る。

差圧検出器２２の出力信号は増幅器３１を介し
て比較器３２に与えられ、比較器３２において基
準信号設定器３３の出力基準値と比較可能な構成
とされる。

試料２０を導管１８の端部に取り付け、導管１
９には漏れのない基準タンク２１を取り付けて三
方弁１４のａ端〜ｂ端間を閉状態とし（ａ端、ｂ
端とも閉塞される）、調圧弁１２を開いて圧力計
１３によつて空圧源１１から与えられる空気圧が
所定の値となるように調整する。次に電磁弁１６
及び１７を開状態とし、三方弁１４のａ端〜ｂ端
間を開状態にして設定された一定圧の空気を分岐
路１５−１，１５−２、導管１８，１９を通じて
それぞれ試料２０及び基準タンク２１に供給す
る。この状態を第８図Ａに示すように加圧区間と
し、その時間をT₁で表わす。

電磁弁１６及び１７を開にしてから一定時間
T₁が経過して試料２０及び基準タンク２１内の
圧力が安定した後に、電磁弁１６及び１７を閉状
態にする。この時点より差圧の変化がある程度安
定する所定の時間T₂後に差圧検出器２２に接続
された自動零補正式増幅器３１に零補正信号３４
が制御回路３５より与えられ、増幅器３１の出力
を予め零の状態に設定するとともに、この零設定
時点から一定時間T₃後に増幅器３１の出力信号
の読取りが行われる。零設定時点から読取りを行
うまでの時間T₃を検測時間と称する。増幅器３
１を零点設定したとき、増幅器３１の感度は高感
度の状態に切替えられ試料２０の良否を判定する
状態では差圧検出器２２の検出信号を増幅器３１
によつて大きく拡大して読取るようにしている。

ここで電磁弁１６，１７を開に制御し、圧力を
与える期間T₁と、電磁弁１６，１７を閉じて圧
力を安定させる期間T₂と、増幅器３１を零設定
してから読取りを行うまでの検測時間T₃を通し
て一検測サイクルと称する。この期間T₁，T₂，
T₃の切替えは制御回路３５によつて行われる。

試料２０の気密が完全で漏れが存在しない状態
では、増幅器３１からの出力信号は、一定検測時
間において理想的には零となる。試料２０に漏れ
が存在するとその内部の圧力が漸次減少し一定検
測時間T₃内の出力信号は漏れ量にほぼ比例した
値となる。

基準信号設定器３３から与えられる基準信号と
増幅器３１の出力信号が比較器３２で比較され、
出力信号が基準信号を越えたか否かにより、良品
もしくは不良品を示す良品判定出力３６が得られ
る。

検測時間T₃が終了すると三方弁のａ端を閉塞
するとともにｂ端を大気開放とされているｃ端に
接続して、試料２０、基準タンク２１及び関連す
る導管内を排気して大気圧とし、検査済の試料２
０を取り外して新しいものを接続機構に装着した
後、再び上述の検測サイクルが繰り返される。

ところで試料の内部の空気温度の検測サイクル
中の変化状態は試料の形状、寸法により可成り異
なるものである。いま、検査を行う場所の周囲温
度が20℃で、試料自身（金属部）及び圧搾空気等
の温度もこの温度に等しくされている場合に、形
状、寸法の異なる２つの試料ａ，ｂ内部の空気温
度を測定すると第９図に示すように変化してい
る。即ち、試料内部の空気（加圧前は大気圧に等
しい）は空圧源１１よりの圧搾空気により圧縮さ
れるが、この圧縮は一種の断熱圧縮に相当し、圧
縮された空気の温度が急激に上昇する。しかし、
周囲の金属部の熱伝導により次第に冷却される。
検測時間T₃における空気温度の大きさ及びその
変化率は試料ａ，ｂにより相違している。この空
気温度の変化により空気圧が変化する。このタン
ク内部の空気温度の変化による空気圧の変化は基
準タンク２１についても同様に存在するものであ
り、タンクの寸法、形状の相違により空気温度、
従つてその圧力の変化状態が異なるのである。ま
た、周囲温度の変化により試料２０及び基準タン
ク２１の寸法、従つて内容積が変化し、このため
それぞれの内部圧力が変動する。これら断熱圧縮
による内部空気温度の変動や周囲温度の変動に起
因する内部圧力の変化が試料２０と基準タンク２
１とで同一であれば測定誤差にはならない。この
ため基準タンク２１としては、試料群の中より漏
れが無い（または無視できる）ものを別途選出し
て基準タンクとして用いる。

「考案が解決しようとする課題」 試料を基準タンクとして用いる場合、その試料
が繰り返しの使用に耐える強度を持ち、加圧によ
る変形が無く、また経時的な変形や変質も無く、
寸法的にも手頃であれば問題はない。しかしなが
ら、試料が例えば合成樹脂材で構成され、寸法や
材質の経時変化が大きく、また加圧による変形の
ばらつきが大きく基準タンクとして使用するには
信頼性が低い場合や、試料の寸法が大形のために
スペース上基準タンクに採用できない場合があ
り、このような場合には差圧検出による漏れ検査
装置は使用できず、他の方式（例えば試料内の圧
力変化を直接測定する方式）の検査装置を設備せ
ざるを得なかつた。

この考案の目的は試料が基準タンクとして使用
できない場合にこれに代わるべき基準タンクを提
供し、差圧検出式漏れ検査装置の適用範囲を拡大
しようとするものである。

「課題を解決するための手段」 この考案の漏れ検査装置用基準タンクには、一
端が開口とされた円筒状の金属材料より成るカプ
セルと、そのカプセルの中心軸に沿つてカプセル
の内端面に植立てられた金属材料より成る軸棒
と、その軸棒に挿通された環状の金属材料より成
る複数のカラーと、上記軸棒に挿通された中心孔
をもつ円板状の金属材料より成る複数のフイン
と、上記カプセル内に空気圧を印加するためのポ
ートが形成され、そのカプセルの開口を閉塞する
円板状の金属材料より成る蓋とが設けられ、 上記フイン及びカラーの個数と上記軸棒に挿通
する順序を変更してタンクの内部の容積と表面積
とが調整される。

「実施例」 この考案の基準タンクは第１図に示すように、
一端が開口とされた円筒状のカプセル１の中心軸
に沿つて円柱状の軸棒２がカプセル１の内端面に
植立てられ、その軸棒２の頂端より、軸棒の外径
より僅かに大きな内径をもつ環状のカラー３（第
２図Ａ）及び軸棒２の外径より僅かに大きな中心
孔４ａをもつ円柱状のフイン４（第２図Ｂ）が交
互に挿通される。カラー３及び４を各５個収容し
たカプセル１の上部に円柱状の蓋５がカプセルの
側壁の上部にねじ６により取り付けられる。その
側壁の上部にはカプセルと同軸心の環状の溝が形
成され、その溝に０リング７が装着されていて、
タンクの気密が得られるようにしている。蓋５の
中心には接続機構を介して導管に連結し、空気圧
を印加するためのポート５ａがあけられている。
カプセル１の外周面にはカプセルを固定するため
の取付片８が取り付けられる。カプセル１、軸棒
２、カラー３、フイン４、蓋５等はアルミまたは
鉄などの金属材料で構成される。

この考案の基準タンクとしては、例えば第３図
に示すように複数種類のものが用意される。内容
積は例えば250〜500c.c.，500c.c.〜１及び１〜２
の３種とされる。タンクの容積は収容するフイ
ン及びカラーの個数により調整でき、一般的には
試料に最も近い内容積となるように種類と収容す
るフイン及びカラーの個数が決められる。第３図
の場合にはフイン及びカラーの体積はそれぞれ80
c.c.及び1.7c.c.とされ、また併用されるコマＡ及び
Ｂ（後に説明する）の体積はそれぞれ３c.c.及び２
c.c.とされる。

フイン４及びカラー３の軸棒２へ取り付ける形
態は同じ内容積でも例えば第４図Ａ，Ｂに示すよ
うに、内部表面積をフインとカラーの組立順序を
変えることによつて調整できる。基準タンクを第
４図ＡまたはＢに示すように設定し、実際に漏れ
検査を行つた場合の基準タンク内の空気の温度変
化を測定すると、例えばそれぞれ第５図Ａ及びＢ
の特性が得られる。第４図Ｂの場合の方がタンク
内の表面積がはるかに大きいために、断熱圧縮効
果により上昇した空気の温度はその熱がタンクの
金属部分に伝導して冷却され、Ａの場合より急速
に基準タンクの金属部の温度（室温にほゞ等し
い）に近づく。検測時間における内部空気温度は
室温に近く、変化率も小さい。従つて、その空気
の圧力も安定状態に近いはずである。フインを装
着する形態は準備段階において試料を数個検査し
てみて、検測時間における増幅器３１の出力の変
化が良否の判定に悪影響を与えない程度に小さく
なるようにタンク内の表面積を調整する。もし小
さくならない場合には、フイン、カラーの個数を
増減し、場合によつては他の容積の基準タンクに
変えて同様の調整を行う。このようにして基準タ
ンク内の圧力変化特性は実際の試料に近づくよう
に調整される。

基準タンク内の空気温度の変化状態を微細に調
整するために、第６図に示すように、フイン４の
上面に短かな柱状のコマ８（例えばアルミまたは
鉄より成る）を１個または複数個載置するように
して、容積と表面積とを可変するようにすること
もできる。コマとしては例えば２c.c.のものと３c.c.
のものとが各15個ずつ用意される。

「考案の効果」 以上述べたように、この考案によれば、基準タ
ンクに装着するフイン及びカラーの個数及びそれ
らの実装形態を変えて容積と内部表面積を変化さ
せ、これにより断熱圧縮されたタンク内空気の温
度変化、従つてその圧力変化の状態を試料内空気
のそれに合わせることが可能となり、よつて試料
を基準タンクに採用できない場合に、これに代わ
つて用いることができ、よつて差圧検出式漏れ検
査装置の適用範囲を大幅に拡大することができ
る。

また、この考案の基準タンクは上記の場合に限
らず、専用の基準タンクとしても使用することが
でき、上記漏れ検査装置の使い勝手を向上するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の基準タンクの実施例を示す
断面図、第２図は第１図のカラー３及びフイン４
の斜視図、第３図は第１図の基準タンクの容積と
フイン、カラー、コマの構成例を示す図、第４図
は内容積は同一であるがフインとカラーの積み重
ね順序を変えて内部の表面積を調節した例を示す
ためのこの考案の基準タンクの断面図、第５図Ａ
及びＢはそれぞれ第４図Ａ及びＢの基準タンクを
漏れ検査に使用した場合のタンク内部の空気温度
の変化特性を示す図、第６図はフインの上面に複
数のコマを載置して、内部の容積と表面積とを調
整した例を示すためのこの考案の基準タンクの断
面図、第７図は差圧検出式漏れ検査装置のブロツ
ク図、第８図は第７図の動作を説明するための波
形図、第９図は第７図の試料２０内部の空気温度
の変化特性を示す図である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 一端が開口とされた円筒状の金属材料より成る
   カプセルと、 そのカプセルの中心軸に沿つてカプセルの内端
   面に植立てられた金属材料より成る軸棒と、 その軸棒に挿通された環状の金属材料より成る
   複数のカラーと、 上記軸棒に挿通された中心孔をもつ円板状の金
   属材料より成る複数のフインと、 上記カプセル内に空気圧を印加するためのポー
   トが形成され、そのカプセルの開口を閉塞する円
   板状の金属材料より成る蓋とを具備し、 上記フイン及びカラーの個数と上記軸棒に挿通
   する順序を変更してタンク内部の容積と表面積と
   を調整するようにしたことを特徴とする漏れ検査
   装置用基準タンク。