JPH0230462B2 - Morekensasochi - Google Patents

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ツドライトなど、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ツク
図である。

この検査装置により気密性をテストする原理を
簡単に説明する。

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つ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つている物で被
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ヤージされ、
各測定部３，４内の圧力が所定の同じ圧力Ｖ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１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。従つ
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ΔVを観測し、被測定体
１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
ることが判つている場合には、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つてしまう。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つている。従つて、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
からのチヤ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
が所定値以上に成つ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つたことを検
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。よつ
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１３
Ａ，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１
１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，１
５Ａ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
Ａ，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２１，２２は測定部
１６，１７の内容積Ｖ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に連通する。よつて、第１制御弁２３，２
４を操作することにより、タンク２１，２２には
空圧源１１から正圧または負圧の空気圧がチヤー
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２５，２６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ヤージさ
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１６，１７との
間の各分流管１４，１５に分岐管s₁，s₂を設け、
この分岐管s₁，s₂によつて差圧検出器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１
６，１７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には記憶保持手段
３３が設けられ、圧力検出信号ＥはスイツチSW₁
を通つ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にチヤージした初
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E₀とが供
給されていて、この記憶信号E₀から圧力検出信
号αE₁を減算して出力する。

減算手段３８の出力は信号切換え回路４１を通
つて大リーク検出手段４２に与えられ、大リーク
検出手段４２は大リークが有つたか否かを判定し
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
構成するスイツチSW₃がオン、スイツチSW₂，
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R₀は出力E₀，
E₁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２
１のチヤージ圧力Ptに対応した信号E₀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のチヤージ圧Pwの信号E₁をメータ４２で表
示するようにSW₂，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、この発明の作用を説明する。

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２
３，２４を開に制御して、空圧源１１からタン
ク２１，２２へ空気圧Ptをチヤージする。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２
５，２６を開に制御し、タンク２１，２２内に
チヤージした空気圧Ptで測定部１６，１７を
チヤージする。

通常の測定器、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、チヤ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
クが無かつ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
２９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つて、
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) 先に説明したステツプで空圧源１１からタ
ンク２１，２２に空気圧をチヤージしたときの
タンク内のチヤージ圧力を初期圧力Ptとして
圧力検出器３１で検出し、その検出信号E₀を
スイツチSW₁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) ステツプでタンク２１，２２から測定部１
６，１７にタンクの空気圧Ptをチヤージした
ときのタンク２１内の圧力Pw、この圧力Pwに
対応した圧力検出器３１の出力をE₁とする。

タンク２１，２２の内容積をVt、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Vw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) Pt×Vt＝Pw（Vt＋Vw） ……(1) が成り立つ。但し、タンク・チヤージ圧Pt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 Pt＝｛（Vt＋Vw）／Vt｝・Pw ……(1)′ を得る。ここで、 （Vt＋Vw）／Vt＝α ……(2) とおくと、式(1)′は Pt＝α・Pw ……(3) となる。被測定体１８に大リークが無い場合は Pt−αPw≒０となる。

以上では、被測定体１８に大リークが無いとし
てきた。今、被測定体１８に大リークがあり、従
つて、測定部１６にチヤージされた空気が被測定
体等の内部に侵入すると、測定部内のチヤージ圧
つまり弁２５を開いたときのタンク２１内の圧力
Pwは低下し、Pw′になる。Pw＞Pw′であるから
明かに、 Pt−αPw′＞０ ……(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１
９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、Ptはタンク２１のチヤージ圧力であ
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E₀と、係数回路３７から与
えられるαE₁の差E₂＝E₀−αE₁を演算する。被測
定体１８にリークがないときE₂＝E₀−αE₁＝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R₃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Pw′に変化す
る。この時の減算はE₂＝E₀−αE₁となる。Pt−
αPw′＞０であるからE₀＞αE₁となり、E₂＞０と
なる。従つて、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へのチヤージ圧が変化
し、テスト圧がPt′＝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、 Pw′＝（１／α）Pt′ ……(3)′ 即ち、αPw′−Pt′＝０である。漏れがあつて
Pw′が変化して大リークのためにPw″に変動した
とすれば、 αPw′−αPw″＞０ である。従つて、テスト圧Pt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査装置では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、チヤージされた空気がほぼ一気に侵入して、
従つ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つたが、
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、６，７：制御弁、８：差圧検出器、
１１：空圧源、１２：制御弁、１３：分岐管、１
４，１５：分流管、１６，１７：測定部、１８：
被測定体、１９：基準品、２１：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：記憶保持手段、３４：コンデンサ、３
５：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、P₁，
P₂：各分流管の圧力検出点、ｅ：差圧検出器の
出力、E₀：タンク内の初期圧力、Vt：タンクの
内容積、Vw：測定部の内容積から被測定体の体
積を引いた空隙容積、Pt：タンク内のテスト圧
力、Pw：タンクから測定部へチヤージ後のタン
クと測定部との圧力。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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
   つた状態を検出し、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。