漏れ検査装置及び漏れ検査方法
【課題】ワークの漏れ検査を行うにあたって、漏れ検査に要する時間を短縮することのできる装置及び漏れ検査方法を提供する。
【解決手段】内容積が既知のワーク内に圧力源から気体を供給して前記ワークから漏れる気体の量を測定する装置であって、一端側が圧力源に接続され、他端がワークとの接続口を構成する第１気体供給管と、一端側が圧力源に接続され、他端が第１気体供給管に接続されるとともに、その流路内を流れる気体の量を測定する流量計が介装される第２気体供給管と、第１気体供給管に接続される排気バルブと、前記圧力源から第１気体供給管への気体の供給と、前記圧力源から第２気体供給管への気体の供給とを略同時にそれぞれ遮断する手段とを用いて装置を構成する。
【解決手段】内容積が既知のワーク内に圧力源から気体を供給して前記ワークから漏れる気体の量を測定する装置であって、一端側が圧力源に接続され、他端がワークとの接続口を構成する第１気体供給管と、一端側が圧力源に接続され、他端が第１気体供給管に接続されるとともに、その流路内を流れる気体の量を測定する流量計が介装される第２気体供給管と、第１気体供給管に接続される排気バルブと、前記圧力源から第１気体供給管への気体の供給と、前記圧力源から第２気体供給管への気体の供給とを略同時にそれぞれ遮断する手段とを用いて装置を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの漏れ検査を行う漏れ検査装置と漏れ検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワーク内に圧縮気体を充填し、ワークからの漏れに起因して生じる気体の移動量を測定することにより、ワークの漏れ検査を行う漏れ検査装置（以下、単に「装置」ともいう）が知られている（特許文献１）。
【０００３】
図１０は従来の漏れ検査装置の一例を示す概略構成図である。
図１０中、９００は漏れ検査装置である。図１０中、９１１は圧力源であり、配管９１３によりレギュレータ９１５の入口側と接続されている。レギュレータ９１５の出口側には、配管９１７の一端が接続されている。配管９１７の他端は、圧力計９１９と接続されている。圧力計９１９には、配管９１８の一端が接続されている。配管９１８の他端は、第１開閉バルブ９３１の入口に接続されている。
【０００４】
第１開閉バルブ９３１の出口には、配管９２５の一端が接続されている。配管９２５の他端は、第２開閉バルブ９２３の入口に接続されている。第２開閉バルブ９２３の出口には、配管９２６の一端が接続されている。配管９２６の他端は、ワーク９５０との接続口９２７を構成している。配管９２５の流路には、配管９２１の一端が接続されている。配管９２１の他端は、流量計９３５の入口に接続されている。流量計９３５の出口には、配管９２２の一端が接続されている。配管９２２の他端は、配管９２６の流路に接続されている。配管９２６の流路には、配管９３７の一端が接続されている。配管９３７の他端は、排気バルブ９３９の入口に接続されている。
【０００５】
この装置は次のように用いられる。
先ず、漏れ検査の対象であるワーク９５０が、接続口９２７に気密に取り付けられる。圧力源９１１から供給される圧縮気体の圧力は、レギュレータ９１５によって調圧されている。次に、第１開閉バルブ９３１と第２開閉バルブ９２３とが開かれて、ワーク９５０内に圧縮気体が充填される。ワーク９５０内の圧力が、レギュレータ９１５で設定される圧力に達したら、第２開閉バルブ９２３が閉じられる。
【０００６】
ワーク９５０から気体の漏れがない場合、装置９００内とワーク９５０内との間に圧力差は生じない。そのため、圧力源９１１からワーク９５０内へは気体は供給されない。従って、流量計９３５の出力値はゼロである。
【０００７】
一方、ワーク９５０から気体の漏れがある場合、ワーク９５０から漏れる気体の量に相当する量の気体が、圧力源９１１からワーク９５０へ供給される。この時、第２開閉バルブ９２３は閉じられている。そのため、圧力源９１１から供給される気体は、配管９２１、流量計９３５、配管９２２を経由して、ワーク９５０内に供給される。ワーク９５０内に供給される気体の量は、流量計９３５によって測定される。流量計９３５の測定値により、ワーク９５０から漏れる気体の量が計測される。
【０００８】
この装置９００は、以下の問題点を有している。
この装置の第２開閉バルブ９２３を閉じた後、第２開閉バルブ９２３の上流側（圧力源９１１側）と下流側（ワーク９５０側）とに圧力差が生じている場合、上流側から下流側へ気体が移動し、装置内の圧力は平衡に近づく。ここで、流量計９３５は、微小流量を検出することを目的にその内部流路が細く形成されている。そのため、第２開閉バルブ９２３を閉じた後、装置内が圧力平衡に達するまでには長時間を要する。更に、レギュレータの微小流量に対する圧力調整特性が装置内の圧力平衡に影響を及ぼす。よって、ワーク９５０の漏れ検査には長時間を要している。
【０００９】
図９は、装置９００内が圧力平衡に達するまでの間における流量計９３５の測定値を示すグラフである。このグラフによれば、第２流量開閉バルブ９２３を閉じると、流量計９３５の測定値はその測定レンジを超えて上昇する。流量計９３５の測定値は、約４０秒経過後に測定レンジ内に入り、その後、測定値は徐々に低下している。測定値の低下の割合は徐々に小さくなり、約２５０秒経過後に一定値（ワーク９５０の漏れ量に相当する）を示している。即ち、装置９００内が圧力平衡に達するまでに約２５０秒間を要している。そのため、漏れ検査に要する時間が長く、検査効率が悪い。
【００１０】
また、レギュレータの安定性次第で検査精度は大きく異なる。即ち、圧力源側と装置側との気体温度が異なる場合や圧力源側の圧力が変化する場合にはレギュレータに影響を与え、正確な漏れ検査を行うことができない。
【００１１】
特許文献２には、流量計の測定値が徐々に低下していく割合（傾き）から、ワークから漏れる気体の量を予測する漏れ検査方法が記載されている。この方法によれば、ワークの内容積が一定であり、供給される圧縮空気の圧力及び温度が一定の場合に限ってワークから漏れる気体の量を予測できる。そのため、この方法は検査環境が厳しく制限される。また、ワークの内容積が予め設定したワークの内容積と異なる場合や、ワークの内容積が圧縮気体の圧力により変化する場合には、ワークから漏れる気体の量を予測できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−２９１９２４号公報
【特許文献２】特開２００７−１０８１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、ワークの漏れ検査を行うにあたって、短時間で漏れ検査を行うことのできる装置及び漏れ検査方法を提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、ワークの内容積が未知である場合や、ワークの内容積がその内圧により変化する場合にも用いることのできる装置及び漏れ検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、圧力源から装置を経由してワーク内に圧縮気体を充填した後、圧力源と装置とを遮断することに想到した。そして、圧力源から遮断された装置内において、装置内を移動する気体の量を測定することにより、ワークから漏れる気体の量を測定できることを見出した。そして、この測定方法によれば、測定時間が短く、精度の高い検査を行うことができることを見出した。さらに、この装置に基準リーク発生器を取り付けると、内容積が未知であるワークや内容積が内圧に応じて変化するワークであっても、漏れ検査を行うことができることを見出した。本発明者らは以上の点を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１５】
上記目的を達成する本発明は、以下に記載するものである。
【００１６】
〔１〕
内容積が既知のワーク内に圧力源から気体を供給して前記ワークから漏れる気体の量を測定する装置であって、
一端側が圧力源に接続され、他端がワークとの接続口を構成する第１気体供給管と、
一端側が圧力源に接続され、他端が第１気体供給管に接続されるとともに、その流路内を流れる気体の量を測定する流量計が介装される第２気体供給管と、
前記圧力源から第１気体供給管への気体の供給と、前記圧力源から第２気体供給管への気体の供給とをそれぞれ遮断するとともに、第１気体供給管と第２気体供給管とを前記流量計の上流側で分離する遮断手段と、
を有することを特徴とする漏れ検査装置。
【００１７】
〔２〕
ワーク内に圧力源から気体を供給して前記ワークから漏れる気体の量を測定する装置であって、
一端側が圧力源に接続され、他端がワークとの接続口を構成する第１気体供給管と、
一端側が圧力源に接続され、他端が第１気体供給管に接続されるとともに、その流路内を流れる気体の量を測定する流量計が介装される第２気体供給管と、
前記圧力源から第１気体供給管への気体の供給と、前記圧力源から第２気体供給管への気体の供給とをそれぞれ遮断するとともに、第１気体供給管と第２気体供給管とを前記流量計の上流側で分離する遮断手段と、
第１気体供給管に介装される基準リーク発生器と、
を有することを特徴とする漏れ検査装置。
【００１８】
〔３〕
前記流量計が差圧式流量計である〔１〕又は〔２〕に記載の漏れ検査装置。
【００１９】
〔４〕
圧力源からワーク内に気体を供給する気体供給管と、
前記気体供給管に介装される流量計と、
前記気体供給管に介装され、前記流量計よりも上流側で圧力源からの気体の供給を遮断する遮断手段と、
を備える装置を用いて、
圧力源から前記気体供給管を通じてワーク内に気体を供給して装置内とワーク内とを圧力平衡とした後、
前記遮断手段により圧力源からの気体の供給を遮断し、
前記遮断手段と前記流量計との流路間における気体供給管内の気体が、前記流量計を通じて、前記流量計よりも下流側に移動する量X１を測定し、
下記式（１）
M1 ＝ X1 × （B1＋B2＋A1） ／ A1 ・・・式（１）
（但し、A1：前記遮断手段と前記流量計との流路間における気体供給管の内容積、
B1：流量計よりも下流側の気体供給管の内容積
B2：ワークの内容積）
からワークの漏れ量M1を算出することを特徴とするワークの漏れ検査方法。
【００２０】
〔５〕
圧力源からワーク内に気体を供給する気体供給管と、
前記気体供給管に介装される流量計と、
前記気体供給管に介装され、前記流量計よりも上流側で圧力源からの気体の供給を遮断する遮断手段と、
前記流量計よりも下流側で気体供給管に接続されて基準リークを発生させる基準リーク発生器と、
を備える装置を用いて、
圧力源から前記気体供給管を通じてワーク内に圧縮気体を充填して装置内とワーク内とを圧力平衡とした後、
前記遮断手段により圧力源からの気体の供給を遮断し、
前記基準リーク発生器から基準リークを発生させずに、前記遮断手段と前記流量計との流路間における気体供給管内の気体が、前記流量計を通じて、前記流量計よりも下流側に移動する量X1を測定し、次いで、前記基準リーク発生器から基準リークM2を発生させながら、前記遮断手段と前記流量計との流路間における気体供給管内の気体が、前記流量計を通じて、前記流量計よりも下流側に移動する量X2を測定し、
下記式（２）
M1 ＝ X1 × M2 ／ （X2−X1） ・・・式（２）
からワークの漏れ量M1を算出することを特徴とするワークの漏れ検査方法。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の装置（以下、「本装置」ともいう）及び漏れ検査方法によれば、ワークの漏れ検査を、正確に且つ極めて短時間に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、第１実施形態による本装置の構成図である。
【図２】図２は、第２実施形態による本装置の構成図である。
【図３】図３は、第２実施形態による本装置の他の構成を示す構成図である。
【図４】図４は、図１の装置の流路を示す説明図である。
【図５】図５は、図２の装置の流路を示す説明図である。
【図６】図６は、本装置のＡ部とＢ部とが圧力平衡に達するまでの間における流量計の測定値を示すグラフである。
【図７】図７は、本装置の流量測定値と装置の容積比との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、差圧式流量計の一例を示す説明図である。
【図９】図９は、従来の装置内が圧力平衡に達するまでの間における流量計の測定値を示すグラフである。
【図１０】図１０は従来の装置の一例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、２つの実施形態を挙げて本発明を詳細に説明する。なお、本説明において気体の体積は、全て標準状態（０℃、１気圧）における体積として記載する。
【００２４】
〈第１実施形態〉
本発明の第１の実施形態は、内容積が既知のワーク内に圧縮気体を充填して、ワークから漏れる気体の量を測定する装置である。先ず、第１実施形態の装置構成について図１を参照して説明した上で、この装置の動作について図４を参照して説明する。
【００２５】
（１）第１実施形態の装置構成
図１は、第１実施形態による漏れ検査装置の構成図である。図１中、１００は漏れ検査装置である。図１中、１１は上流側に設けられた圧力源であり、配管１３によりレギュレータ１５の入口側と接続されている。レギュレータ１５の出口側には、配管１７の一端が接続されている。配管１７の他端は、圧力計１９と接続されている。圧力計１９には、配管２１の一端が接続されている。配管２１の他端側は、２本に分岐して、第１開閉バルブ２３の入口側と、第２開閉バルブ３１の入口側と、にそれぞれ並列に接続されている。
【００２６】
第１開閉バルブ２３の出口側には、第１気体供給管２５の一端が接続されている。第１気体供給管２５の他端側は、ワーク５０との接続口２７を構成している。第１気体供給管２５の流路には、配管３７の一端が接続されている。配管３７の他端は、排気バルブ３９の入口側に接続されている。排気バルブ３９の出口側には、配管４１の一端が接続されており、配管４１の他端は開放されている。
【００２７】
第２開閉バルブ３１の出口側には、第２気体供給管３３の一端が接続されている。第２気体供給管３３の他端側３３ａは、第１開閉バルブ２３と接続口２７との間で第１気体供給管２５に接続されている。この第２気体供給管３３の流路には、第２開閉バルブ３１の下流側で流量計３５が介装されている。
【００２８】
第１開閉バルブは、圧力源から第１気体供給管への気体の供給を遮断する手段である。また、第２開閉バルブは、圧力源から第２気体供給管への気体の供給を遮断する手段である。
【００２９】
（２）第１実施形態の装置の動作
先ず、漏れ検査の対象であるワーク５０が、接続口２７に気密に取り付けられる。次いで、第１開閉バルブ２３と第２開閉バルブ３１とが開かれて、圧力源１１からワーク５０内に圧縮気体が充填される。圧力源１１から供給される圧縮気体は、配管１３を介してレギュレータ１５に送られて一定の圧力に調圧されている。レギュレータ１５から送出される圧縮気体は、配管１７、圧力計１９を経由して、配管２１に送られる。上述の通り、第１開閉バルブ２３と第２開閉バルブ３１は開いており、圧縮気体が流通可能となっている。圧縮気体は、第１開閉バルブ２３と第２開閉バルブ３１とを経由して、第１気体供給配管２５、第２気体供給配管３３に送られる。第１気体供給配管２５と第２気体供給配管３３に送られた圧縮気体は、接続口２７を介してワーク５０内に供給される。なお、この時、排気バルブ３９は閉じられている。
【００３０】
ワーク５０内に圧縮気体が充填され、所定圧力（レギュレータ１５により調圧される圧力）に達したら、第１開閉バルブ２３と第２開閉バルブ３１とが略同時に閉じられる。
【００３１】
第１開閉バルブ２３と第２開閉バルブ３１とが閉じられた後、ワーク５０から漏れる気体がない場合、第１開閉バルブ２３と第２開閉バルブ３１の下流側は密閉状態となり圧力差が生じないため、本装置内からワーク５０内へ気体は供給されない。一方、ワーク５０から漏れる気体がある場合、ワーク５０内から漏れ出る気体の量に応じて、第１気体供給管２５内の圧縮気体は、ワーク５０内に移動する。これに伴い、第２気体供給管３３内の圧縮気体は、第１気体供給管２５に移動する。この時の気体の移動容積は、流量計３５によって測定される。この測定値から、ワーク５０の漏れ量が計算される。
【００３２】
図４は、図１の装置の構成図であり、装置の動作を説明するための説明図である。
第２開閉バルブ３１と流量計３５との流路間における第２気体供給管３３部分、即ち図中の矢印Ａ間（以下、「Ａ部分」ともいい、この内容積をＡ１とする。）と、
流量計３５と第１気体供給管２５との流路間の第２気体供給管３３ａ部分及び第１気体供給管２５、配管３７、ワーク５０、即ち図中の矢印Ｂ間（以下、「Ｂ部分」ともいう。このうち、ワーク５０の容積をＢ２とし、その余の容積をＢ１とする。）と、
に分けて本装置内の圧力と気体の移動について説明する。
【００３３】
ワーク５０から漏れる気体がない場合、Ａ部分とＢ部分の内部の圧力は変化が生じない。そのため、Ａ部分内とＢ部分内に充填されている圧縮気体の圧力は等圧である。即ち、流量計３５においては、気体の移動が検出されない。
【００３４】
一方、ワーク５０から漏れる気体がある場合、漏れ量（Ｍ１とする）に応じてＢ部分の内部の圧力は低下する。Ａ部分とＢ部分とは等圧になろうとするため、Ａ部分の圧縮気体の一部は流量計３５を通ってＢ部分に移動する。この時の気体の移動量は、流量計３５によって測定される（この測定値をＸ１とする）。Ａ部分とＢ部分の内容積は既知である。よって、流量計３５の測定値と、Ａ部分とＢ部分の内容積の比とから、下記式（１）によりワーク５０の漏れ量が計算される。
M1 ＝ X1 × （B1＋B2＋A1） ／ A1 ・・・式（１）
【００３５】
第１開閉バルブ２３と第２開閉バルブ３１とは閉じられた状態であるため、圧力源１１からＡ部分に圧縮気体は供給されない。そのため、流量計３５の値はオーバーフローすることなく、直ちに真の値を示す。
【００３６】
漏れ検査が終ったら、排気バルブ３９が開かれて装置内部の圧縮気体が、配管３７、排気バルブ３９、排出管４１を通って、装置外部に速やかに排出される。装置から圧縮気体が排出されて装置内が常圧程度となったら、ワーク５０が接続口２７から取り外される。
【００３７】
図６は、本装置のＡ部とＢ部とが圧力平衡に達するまでの間における流量計３５の測定値を示すグラフである。このグラフによれば、第１開閉バルブと第２開閉バルブとが同時に閉じられた後、数秒で一定値を示している。なお、この値にＡ部の内容積に対する（Ａ部＋Ｂ部）の内容積の倍率を乗じた値が、ワーク５０の漏れ量である。
【００３８】
図７は、流量測定値と装置の容積比との関係を示すグラフである。
各グラフは全体の容積には依存せず、Ａ部の内容積に対する（Ａ部＋Ｂ部）内容積の割合に依存している。即ち、流量測定値と容積値とは比例関係にある。
【００３９】
〈第２実施形態〉
本発明の第２の実施形態は、内容積が未知のワークや、内容積が変化するワークであっても漏れ検査を行うことができる装置である。内容積が未知のワークとは、内部が複雑な形状であってその内容積を測定することが困難であるワークや、加工精度のばらつきが大きく個々に内容積が異なるワークが例示される。また、内容積が変化するワークとは、ゴムタイヤなどのように内部の圧力によってその内容積が変化するワークが例示される。
【００４０】
先ず、第２実施形態の装置構成について図２を参照して説明した上で、この装置の動作について図５を参照して説明する。
【００４１】
（３）第２実施形態の装置構成
図２は、第２実施形態による漏れ検査装置の構成図である。図２中、２００は漏れ検査装置である。図２中、３８は分岐配管であり、その一端は第１気体供給配管２５に接続されている。分岐配管３８の他端側は分岐して、排気バルブ３９の入口側と、第３開閉バルブ４３の入口側と、にそれぞれ接続されている。第３開閉バルブの出口側には、配管４５を介して基準リーク発生器４７が接続されている。その他の構造は第１実施形態の装置と同じであるため、同一の構成には同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００４２】
（４）第２実施形態の装置の動作
先ず、漏れ検査の対象であるワーク６０が、接続口２７に気密に取り付けられる。ワーク６０の内容積は未知である。
【００４３】
第２実施形態の装置は、第１実施形態の装置と比較して、基準リーク発生器４７が取り付けられている点で相違する。基準リーク発生器４７は、装置内から一定量の漏れ（基準リーク）を生じさせる。第３開閉バルブ４３が閉じている場合、基準リーク発生器４７からは漏れは生じない。この時、装置内からの気体の流出はワーク６０の漏れ部（ワーク６０に存在する亀裂や細孔など）のみから生じる。
【００４４】
第３開閉バルブ４３が開いている時、装置内からの気体の流出はワーク６０の漏れ部のほか、基準リーク発生器４７からも生じる。基準リーク発生器４７から装置外部に漏れる基準リークの量は既知である。そのため、第３開閉バルブ４３が開いている時と閉じている時との流量測定値を比較することにより、ワーク６０の漏れ量を求めることができる。
【００４５】
図５は、図２の装置の構成図であり、漏れ装置の動作を説明するための説明図である。
第２開閉バルブ３１と流量計３５との流路間における第２気体供給管３３部分、即ち図中の矢印Ａ間（以下、「Ａ部分」ともいう。）と、
流量計３５と第１気体供給管２５との流路間の第２気体供給管３３ａ部分、及び第１気体供給管２５、配管３８、ワーク６０、即ち図中の矢印Ｂ間（以下、「Ｂ部分」ともいう。）と、
に分けて本装置内の圧力及び気体の移動について説明する。
【００４６】
ワーク６０から漏れる気体がない場合、Ａ部分とＢ部分との圧力差が生じないため、Ａ部分とＢ部分に充填されている圧縮気体は移動しない。即ち、流量計３５においては気体の移動が検出されない。
【００４７】
一方、ワーク６０から漏れる気体がある場合であって、ワーク６０の内容積が内部の圧力に応じて変化しない場合、ワーク６０の漏れ量に応じてＢ部分の内部の圧力は低下する。Ａ部分とＢ部分とは等圧になろうとするため、Ａ部分の圧縮気体の一部はＢ部分に移動する。この時の気体の移動量は、流量計３５によって測定される。
【００４８】
ここで、ワーク６０の内容積は未知であるため、Ｂ部分の内容積も未知である。よって、Ａ部分とＢ部分との内容積の比が未知であり、流量計３５の測定値からはワーク６０から漏れる気体の量を直接求めることができない。
【００４９】
また、ワーク６０から漏れる気体がある場合であって、ワーク６０の内容積が内部の圧力に応じて変化する場合、装置内に導入する圧力によってＢ部分の容積が変化する。よって、流量計３５の測定値からはワーク６０から漏れる気体の量を直接求めることができない。
【００５０】
そこで、第２実施形態の装置では、基準リーク発生器４７を利用する。基準リーク発生器４７は、装置内から基準リークを生じさせる。基準リークの漏れ量（M2とする）は既知である。そのため、基準リークの発生時の流量計３５の測定値（この測定値をX2とする）と、基準リークの非発生時の流量計３５の測定値（この測定値をX1とする）とから下記式（２）により、ワーク６０から漏れる気体の量（M1とする）を求めることができる。
M1 ＝ X1 × M2 ／ （X2−X1） ・・・式（２）
【００５１】
なお、開閉バルブ４３、配管４５及び基準リーク発生器４７の内部容積は、Ｂ部分の容積に対し、充分小さいことが望ましく、基準リーク発生器と開閉バルブとが一体化されたものを用いて容積を縮小させる方法などを用いることができる。Ｂ部分の容積に対し、内部容積が無視できない場合は、予め漏れの無いマスターワークを使用してX2を比較することで漏れ量を測定できる。
【００５２】
〈第１開閉バルブ、第２開閉バルブ、第３開閉バルブ〉
第１開閉バルブ、第２開閉バルブは公知の開閉バルブを用いることができる。例えば、電磁弁や空圧弁が挙げられる。
【００５３】
第１開閉バルブと第２開閉バルブとは、略同時に閉じられるように構成されている。ここで略同時とは、図５におけるＡ部分とＢ部分とに圧力差が生じない程度をいう。
【００５４】
第１開閉バルブと第２開閉バルブとは一体として形成されていても良い。例えば、図３に示すロータリーバルブ２４を用いて構成することも出来る。このロータリーバルブによれば、圧力源から第１気体供給管への気体の供給と、圧力源から第２気体供給管への気体の供給とを略同時にそれぞれ遮断することができる。
【００５５】
〈圧力源、レギュレータ〉
圧力源としては、コンプレッサーやガスボンベが挙げられる。装置内に導入する圧縮気体の圧力は、レギュレータ等によって調節される。装置内に導入する圧縮気体の圧力は、0.05〜0.9MPaGが好ましい。装置内に導入する圧縮気体は、空気や不活性ガスが挙げられる。
【００５６】
〈接続口〉
接続口２７は、ワーク５０と気密に接続される構造であれば、どのような構造であっても良い。また、複数のワーク５０を同時に検査することを目的として、接続口が複数箇所に設けられていてもよい。
【００５７】
〈第１気体供給配管、第２気体供給配管、その他の配管〉
第１気体供給配管、第２気体供給配管、その他の配管は容易に内容積が変化しない材質で構成されることを要する。材質としては、ステンレスやブラスが好ましい。
【００５８】
〈流量計〉
流量計は、Ａ部分からＢ部分へ流れる気体の量を測定できる物であれば、その測定原理や構造を問わない。あるいは、Ａ部分とＢ部分との圧力差を正確に検出できるものであれば、その測定原理や構造を問わない。例えば、層流式流量計や熱式流量計、差圧式流量計が挙げられる。その中でも、差圧式流量計が好ましい。
【００５９】
図８は、差圧式流量計の一構成例を示す説明図である。図８中、８１は上流側圧力計、８３は下流側圧力計であり、８２は上流側温度計、８４は下流側温度計である。これら圧力計及び温度計は、多孔質素子８５の上流側又は下流側に設けられる。多孔質素子８５は気体の流れを乱すことなく、流量に応じた差圧を発生させる。この差圧は、差圧センサ８６、８７で検出される。検出された差圧は、上流側圧力計８１又は下流側圧力計８３と上流側温度計８２又は下流側温度計８４により測定される計測値で補正されて、流量に換算される。差圧センサは、複数種類の測定レンジの物を配置することにより、幅広いレンジでの測定が可能になる。
【００６０】
〈排気バルブ〉
排気バルブは、検査終了後に装置内を常圧に戻して、接続口２７からワーク５０を安全に取り外すために設けられる。排気バルブ３９は漏れ装置内を気密に開閉できるものであれば、どのような構造の物であっても良い。
【００６１】
〈基準リーク発生器〉
基準リーク発生器としては、一定量のリークを生じさせることの出来るものであればよい。例えば、オリフィスやノズルが挙げられる。基準リーク発生器が生じさせる基準リーク量は、１段階であっても良いし、多段階の基準リーク量を生じさせるものであっても良く、流量コントローラを用いても良い。
【符号の説明】
【００６２】
１００、２００・・・装置
１１・・・圧力源
１３、１７、２１、３７、３８、４１、４５・・・配管
１５・・・レギュレータ
１９・・・圧力計
２３・・・第１開閉バルブ
２４・・・ロータリーバルブ
２５・・・第１気体供給管
２７・・・ワーク接続口
３１・・・第２開閉バルブ
３３、３３ａ・・・第２気体供給管
３５・・・流量計
３９・・・排気バルブ
４３・・・第３開閉バルブ
４７・・・基準リーク発生器
５０、６０・・・ワーク
８０・・・差圧式流量計
８１・・・上流側圧力計
８２・・・上流側温度計
８３・・・下流側圧力計
８４・・・下流側温度計
８５・・・多孔質素子
８６、８７・・・差圧センサ
９００・・・従来の装置
９１１・・・圧力源
９１３、９１７、９２１、９２５、９３７、・・・配管
９１５・・・レギュレータ
９１９・・・圧力計
９２３・・・第１開閉バルブ
９２７・・・ワーク接続口
９３１・・・第２開閉バルブ
９３５・・・流量計
９３９・・・排気バルブ
９５０・・・ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの漏れ検査を行う漏れ検査装置と漏れ検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワーク内に圧縮気体を充填し、ワークからの漏れに起因して生じる気体の移動量を測定することにより、ワークの漏れ検査を行う漏れ検査装置（以下、単に「装置」ともいう）が知られている（特許文献１）。
【０００３】
図１０は従来の漏れ検査装置の一例を示す概略構成図である。
図１０中、９００は漏れ検査装置である。図１０中、９１１は圧力源であり、配管９１３によりレギュレータ９１５の入口側と接続されている。レギュレータ９１５の出口側には、配管９１７の一端が接続されている。配管９１７の他端は、圧力計９１９と接続されている。圧力計９１９には、配管９１８の一端が接続されている。配管９１８の他端は、第１開閉バルブ９３１の入口に接続されている。
【０００４】
第１開閉バルブ９３１の出口には、配管９２５の一端が接続されている。配管９２５の他端は、第２開閉バルブ９２３の入口に接続されている。第２開閉バルブ９２３の出口には、配管９２６の一端が接続されている。配管９２６の他端は、ワーク９５０との接続口９２７を構成している。配管９２５の流路には、配管９２１の一端が接続されている。配管９２１の他端は、流量計９３５の入口に接続されている。流量計９３５の出口には、配管９２２の一端が接続されている。配管９２２の他端は、配管９２６の流路に接続されている。配管９２６の流路には、配管９３７の一端が接続されている。配管９３７の他端は、排気バルブ９３９の入口に接続されている。
【０００５】
この装置は次のように用いられる。
先ず、漏れ検査の対象であるワーク９５０が、接続口９２７に気密に取り付けられる。圧力源９１１から供給される圧縮気体の圧力は、レギュレータ９１５によって調圧されている。次に、第１開閉バルブ９３１と第２開閉バルブ９２３とが開かれて、ワーク９５０内に圧縮気体が充填される。ワーク９５０内の圧力が、レギュレータ９１５で設定される圧力に達したら、第２開閉バルブ９２３が閉じられる。
【０００６】
ワーク９５０から気体の漏れがない場合、装置９００内とワーク９５０内との間に圧力差は生じない。そのため、圧力源９１１からワーク９５０内へは気体は供給されない。従って、流量計９３５の出力値はゼロである。
【０００７】
一方、ワーク９５０から気体の漏れがある場合、ワーク９５０から漏れる気体の量に相当する量の気体が、圧力源９１１からワーク９５０へ供給される。この時、第２開閉バルブ９２３は閉じられている。そのため、圧力源９１１から供給される気体は、配管９２１、流量計９３５、配管９２２を経由して、ワーク９５０内に供給される。ワーク９５０内に供給される気体の量は、流量計９３５によって測定される。流量計９３５の測定値により、ワーク９５０から漏れる気体の量が計測される。
【０００８】
この装置９００は、以下の問題点を有している。
この装置の第２開閉バルブ９２３を閉じた後、第２開閉バルブ９２３の上流側（圧力源９１１側）と下流側（ワーク９５０側）とに圧力差が生じている場合、上流側から下流側へ気体が移動し、装置内の圧力は平衡に近づく。ここで、流量計９３５は、微小流量を検出することを目的にその内部流路が細く形成されている。そのため、第２開閉バルブ９２３を閉じた後、装置内が圧力平衡に達するまでには長時間を要する。更に、レギュレータの微小流量に対する圧力調整特性が装置内の圧力平衡に影響を及ぼす。よって、ワーク９５０の漏れ検査には長時間を要している。
【０００９】
図９は、装置９００内が圧力平衡に達するまでの間における流量計９３５の測定値を示すグラフである。このグラフによれば、第２流量開閉バルブ９２３を閉じると、流量計９３５の測定値はその測定レンジを超えて上昇する。流量計９３５の測定値は、約４０秒経過後に測定レンジ内に入り、その後、測定値は徐々に低下している。測定値の低下の割合は徐々に小さくなり、約２５０秒経過後に一定値（ワーク９５０の漏れ量に相当する）を示している。即ち、装置９００内が圧力平衡に達するまでに約２５０秒間を要している。そのため、漏れ検査に要する時間が長く、検査効率が悪い。
【００１０】
また、レギュレータの安定性次第で検査精度は大きく異なる。即ち、圧力源側と装置側との気体温度が異なる場合や圧力源側の圧力が変化する場合にはレギュレータに影響を与え、正確な漏れ検査を行うことができない。
【００１１】
特許文献２には、流量計の測定値が徐々に低下していく割合（傾き）から、ワークから漏れる気体の量を予測する漏れ検査方法が記載されている。この方法によれば、ワークの内容積が一定であり、供給される圧縮空気の圧力及び温度が一定の場合に限ってワークから漏れる気体の量を予測できる。そのため、この方法は検査環境が厳しく制限される。また、ワークの内容積が予め設定したワークの内容積と異なる場合や、ワークの内容積が圧縮気体の圧力により変化する場合には、ワークから漏れる気体の量を予測できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−２９１９２４号公報
【特許文献２】特開２００７−１０８１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、ワークの漏れ検査を行うにあたって、短時間で漏れ検査を行うことのできる装置及び漏れ検査方法を提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、ワークの内容積が未知である場合や、ワークの内容積がその内圧により変化する場合にも用いることのできる装置及び漏れ検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、圧力源から装置を経由してワーク内に圧縮気体を充填した後、圧力源と装置とを遮断することに想到した。そして、圧力源から遮断された装置内において、装置内を移動する気体の量を測定することにより、ワークから漏れる気体の量を測定できることを見出した。そして、この測定方法によれば、測定時間が短く、精度の高い検査を行うことができることを見出した。さらに、この装置に基準リーク発生器を取り付けると、内容積が未知であるワークや内容積が内圧に応じて変化するワークであっても、漏れ検査を行うことができることを見出した。本発明者らは以上の点を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１５】
上記目的を達成する本発明は、以下に記載するものである。
【００１６】
〔１〕
内容積が既知のワーク内に圧力源から気体を供給して前記ワークから漏れる気体の量を測定する装置であって、
一端側が圧力源に接続され、他端がワークとの接続口を構成する第１気体供給管と、
一端側が圧力源に接続され、他端が第１気体供給管に接続されるとともに、その流路内を流れる気体の量を測定する流量計が介装される第２気体供給管と、
前記圧力源から第１気体供給管への気体の供給と、前記圧力源から第２気体供給管への気体の供給とをそれぞれ遮断するとともに、第１気体供給管と第２気体供給管とを前記流量計の上流側で分離する遮断手段と、
を有することを特徴とする漏れ検査装置。
【００１７】
〔２〕
ワーク内に圧力源から気体を供給して前記ワークから漏れる気体の量を測定する装置であって、
一端側が圧力源に接続され、他端がワークとの接続口を構成する第１気体供給管と、
一端側が圧力源に接続され、他端が第１気体供給管に接続されるとともに、その流路内を流れる気体の量を測定する流量計が介装される第２気体供給管と、
前記圧力源から第１気体供給管への気体の供給と、前記圧力源から第２気体供給管への気体の供給とをそれぞれ遮断するとともに、第１気体供給管と第２気体供給管とを前記流量計の上流側で分離する遮断手段と、
第１気体供給管に介装される基準リーク発生器と、
を有することを特徴とする漏れ検査装置。
【００１８】
〔３〕
前記流量計が差圧式流量計である〔１〕又は〔２〕に記載の漏れ検査装置。
【００１９】
〔４〕
圧力源からワーク内に気体を供給する気体供給管と、
前記気体供給管に介装される流量計と、
前記気体供給管に介装され、前記流量計よりも上流側で圧力源からの気体の供給を遮断する遮断手段と、
を備える装置を用いて、
圧力源から前記気体供給管を通じてワーク内に気体を供給して装置内とワーク内とを圧力平衡とした後、
前記遮断手段により圧力源からの気体の供給を遮断し、
前記遮断手段と前記流量計との流路間における気体供給管内の気体が、前記流量計を通じて、前記流量計よりも下流側に移動する量X１を測定し、
下記式（１）
M1 ＝ X1 × （B1＋B2＋A1） ／ A1 ・・・式（１）
（但し、A1：前記遮断手段と前記流量計との流路間における気体供給管の内容積、
B1：流量計よりも下流側の気体供給管の内容積
B2：ワークの内容積）
からワークの漏れ量M1を算出することを特徴とするワークの漏れ検査方法。
【００２０】
〔５〕
圧力源からワーク内に気体を供給する気体供給管と、
前記気体供給管に介装される流量計と、
前記気体供給管に介装され、前記流量計よりも上流側で圧力源からの気体の供給を遮断する遮断手段と、
前記流量計よりも下流側で気体供給管に接続されて基準リークを発生させる基準リーク発生器と、
を備える装置を用いて、
圧力源から前記気体供給管を通じてワーク内に圧縮気体を充填して装置内とワーク内とを圧力平衡とした後、
前記遮断手段により圧力源からの気体の供給を遮断し、
前記基準リーク発生器から基準リークを発生させずに、前記遮断手段と前記流量計との流路間における気体供給管内の気体が、前記流量計を通じて、前記流量計よりも下流側に移動する量X1を測定し、次いで、前記基準リーク発生器から基準リークM2を発生させながら、前記遮断手段と前記流量計との流路間における気体供給管内の気体が、前記流量計を通じて、前記流量計よりも下流側に移動する量X2を測定し、
下記式（２）
M1 ＝ X1 × M2 ／ （X2−X1） ・・・式（２）
からワークの漏れ量M1を算出することを特徴とするワークの漏れ検査方法。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の装置（以下、「本装置」ともいう）及び漏れ検査方法によれば、ワークの漏れ検査を、正確に且つ極めて短時間に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、第１実施形態による本装置の構成図である。
【図２】図２は、第２実施形態による本装置の構成図である。
【図３】図３は、第２実施形態による本装置の他の構成を示す構成図である。
【図４】図４は、図１の装置の流路を示す説明図である。
【図５】図５は、図２の装置の流路を示す説明図である。
【図６】図６は、本装置のＡ部とＢ部とが圧力平衡に達するまでの間における流量計の測定値を示すグラフである。
【図７】図７は、本装置の流量測定値と装置の容積比との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、差圧式流量計の一例を示す説明図である。
【図９】図９は、従来の装置内が圧力平衡に達するまでの間における流量計の測定値を示すグラフである。
【図１０】図１０は従来の装置の一例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、２つの実施形態を挙げて本発明を詳細に説明する。なお、本説明において気体の体積は、全て標準状態（０℃、１気圧）における体積として記載する。
【００２４】
〈第１実施形態〉
本発明の第１の実施形態は、内容積が既知のワーク内に圧縮気体を充填して、ワークから漏れる気体の量を測定する装置である。先ず、第１実施形態の装置構成について図１を参照して説明した上で、この装置の動作について図４を参照して説明する。
【００２５】
（１）第１実施形態の装置構成
図１は、第１実施形態による漏れ検査装置の構成図である。図１中、１００は漏れ検査装置である。図１中、１１は上流側に設けられた圧力源であり、配管１３によりレギュレータ１５の入口側と接続されている。レギュレータ１５の出口側には、配管１７の一端が接続されている。配管１７の他端は、圧力計１９と接続されている。圧力計１９には、配管２１の一端が接続されている。配管２１の他端側は、２本に分岐して、第１開閉バルブ２３の入口側と、第２開閉バルブ３１の入口側と、にそれぞれ並列に接続されている。
【００２６】
第１開閉バルブ２３の出口側には、第１気体供給管２５の一端が接続されている。第１気体供給管２５の他端側は、ワーク５０との接続口２７を構成している。第１気体供給管２５の流路には、配管３７の一端が接続されている。配管３７の他端は、排気バルブ３９の入口側に接続されている。排気バルブ３９の出口側には、配管４１の一端が接続されており、配管４１の他端は開放されている。
【００２７】
第２開閉バルブ３１の出口側には、第２気体供給管３３の一端が接続されている。第２気体供給管３３の他端側３３ａは、第１開閉バルブ２３と接続口２７との間で第１気体供給管２５に接続されている。この第２気体供給管３３の流路には、第２開閉バルブ３１の下流側で流量計３５が介装されている。
【００２８】
第１開閉バルブは、圧力源から第１気体供給管への気体の供給を遮断する手段である。また、第２開閉バルブは、圧力源から第２気体供給管への気体の供給を遮断する手段である。
【００２９】
（２）第１実施形態の装置の動作
先ず、漏れ検査の対象であるワーク５０が、接続口２７に気密に取り付けられる。次いで、第１開閉バルブ２３と第２開閉バルブ３１とが開かれて、圧力源１１からワーク５０内に圧縮気体が充填される。圧力源１１から供給される圧縮気体は、配管１３を介してレギュレータ１５に送られて一定の圧力に調圧されている。レギュレータ１５から送出される圧縮気体は、配管１７、圧力計１９を経由して、配管２１に送られる。上述の通り、第１開閉バルブ２３と第２開閉バルブ３１は開いており、圧縮気体が流通可能となっている。圧縮気体は、第１開閉バルブ２３と第２開閉バルブ３１とを経由して、第１気体供給配管２５、第２気体供給配管３３に送られる。第１気体供給配管２５と第２気体供給配管３３に送られた圧縮気体は、接続口２７を介してワーク５０内に供給される。なお、この時、排気バルブ３９は閉じられている。
【００３０】
ワーク５０内に圧縮気体が充填され、所定圧力（レギュレータ１５により調圧される圧力）に達したら、第１開閉バルブ２３と第２開閉バルブ３１とが略同時に閉じられる。
【００３１】
第１開閉バルブ２３と第２開閉バルブ３１とが閉じられた後、ワーク５０から漏れる気体がない場合、第１開閉バルブ２３と第２開閉バルブ３１の下流側は密閉状態となり圧力差が生じないため、本装置内からワーク５０内へ気体は供給されない。一方、ワーク５０から漏れる気体がある場合、ワーク５０内から漏れ出る気体の量に応じて、第１気体供給管２５内の圧縮気体は、ワーク５０内に移動する。これに伴い、第２気体供給管３３内の圧縮気体は、第１気体供給管２５に移動する。この時の気体の移動容積は、流量計３５によって測定される。この測定値から、ワーク５０の漏れ量が計算される。
【００３２】
図４は、図１の装置の構成図であり、装置の動作を説明するための説明図である。
第２開閉バルブ３１と流量計３５との流路間における第２気体供給管３３部分、即ち図中の矢印Ａ間（以下、「Ａ部分」ともいい、この内容積をＡ１とする。）と、
流量計３５と第１気体供給管２５との流路間の第２気体供給管３３ａ部分及び第１気体供給管２５、配管３７、ワーク５０、即ち図中の矢印Ｂ間（以下、「Ｂ部分」ともいう。このうち、ワーク５０の容積をＢ２とし、その余の容積をＢ１とする。）と、
に分けて本装置内の圧力と気体の移動について説明する。
【００３３】
ワーク５０から漏れる気体がない場合、Ａ部分とＢ部分の内部の圧力は変化が生じない。そのため、Ａ部分内とＢ部分内に充填されている圧縮気体の圧力は等圧である。即ち、流量計３５においては、気体の移動が検出されない。
【００３４】
一方、ワーク５０から漏れる気体がある場合、漏れ量（Ｍ１とする）に応じてＢ部分の内部の圧力は低下する。Ａ部分とＢ部分とは等圧になろうとするため、Ａ部分の圧縮気体の一部は流量計３５を通ってＢ部分に移動する。この時の気体の移動量は、流量計３５によって測定される（この測定値をＸ１とする）。Ａ部分とＢ部分の内容積は既知である。よって、流量計３５の測定値と、Ａ部分とＢ部分の内容積の比とから、下記式（１）によりワーク５０の漏れ量が計算される。
M1 ＝ X1 × （B1＋B2＋A1） ／ A1 ・・・式（１）
【００３５】
第１開閉バルブ２３と第２開閉バルブ３１とは閉じられた状態であるため、圧力源１１からＡ部分に圧縮気体は供給されない。そのため、流量計３５の値はオーバーフローすることなく、直ちに真の値を示す。
【００３６】
漏れ検査が終ったら、排気バルブ３９が開かれて装置内部の圧縮気体が、配管３７、排気バルブ３９、排出管４１を通って、装置外部に速やかに排出される。装置から圧縮気体が排出されて装置内が常圧程度となったら、ワーク５０が接続口２７から取り外される。
【００３７】
図６は、本装置のＡ部とＢ部とが圧力平衡に達するまでの間における流量計３５の測定値を示すグラフである。このグラフによれば、第１開閉バルブと第２開閉バルブとが同時に閉じられた後、数秒で一定値を示している。なお、この値にＡ部の内容積に対する（Ａ部＋Ｂ部）の内容積の倍率を乗じた値が、ワーク５０の漏れ量である。
【００３８】
図７は、流量測定値と装置の容積比との関係を示すグラフである。
各グラフは全体の容積には依存せず、Ａ部の内容積に対する（Ａ部＋Ｂ部）内容積の割合に依存している。即ち、流量測定値と容積値とは比例関係にある。
【００３９】
〈第２実施形態〉
本発明の第２の実施形態は、内容積が未知のワークや、内容積が変化するワークであっても漏れ検査を行うことができる装置である。内容積が未知のワークとは、内部が複雑な形状であってその内容積を測定することが困難であるワークや、加工精度のばらつきが大きく個々に内容積が異なるワークが例示される。また、内容積が変化するワークとは、ゴムタイヤなどのように内部の圧力によってその内容積が変化するワークが例示される。
【００４０】
先ず、第２実施形態の装置構成について図２を参照して説明した上で、この装置の動作について図５を参照して説明する。
【００４１】
（３）第２実施形態の装置構成
図２は、第２実施形態による漏れ検査装置の構成図である。図２中、２００は漏れ検査装置である。図２中、３８は分岐配管であり、その一端は第１気体供給配管２５に接続されている。分岐配管３８の他端側は分岐して、排気バルブ３９の入口側と、第３開閉バルブ４３の入口側と、にそれぞれ接続されている。第３開閉バルブの出口側には、配管４５を介して基準リーク発生器４７が接続されている。その他の構造は第１実施形態の装置と同じであるため、同一の構成には同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００４２】
（４）第２実施形態の装置の動作
先ず、漏れ検査の対象であるワーク６０が、接続口２７に気密に取り付けられる。ワーク６０の内容積は未知である。
【００４３】
第２実施形態の装置は、第１実施形態の装置と比較して、基準リーク発生器４７が取り付けられている点で相違する。基準リーク発生器４７は、装置内から一定量の漏れ（基準リーク）を生じさせる。第３開閉バルブ４３が閉じている場合、基準リーク発生器４７からは漏れは生じない。この時、装置内からの気体の流出はワーク６０の漏れ部（ワーク６０に存在する亀裂や細孔など）のみから生じる。
【００４４】
第３開閉バルブ４３が開いている時、装置内からの気体の流出はワーク６０の漏れ部のほか、基準リーク発生器４７からも生じる。基準リーク発生器４７から装置外部に漏れる基準リークの量は既知である。そのため、第３開閉バルブ４３が開いている時と閉じている時との流量測定値を比較することにより、ワーク６０の漏れ量を求めることができる。
【００４５】
図５は、図２の装置の構成図であり、漏れ装置の動作を説明するための説明図である。
第２開閉バルブ３１と流量計３５との流路間における第２気体供給管３３部分、即ち図中の矢印Ａ間（以下、「Ａ部分」ともいう。）と、
流量計３５と第１気体供給管２５との流路間の第２気体供給管３３ａ部分、及び第１気体供給管２５、配管３８、ワーク６０、即ち図中の矢印Ｂ間（以下、「Ｂ部分」ともいう。）と、
に分けて本装置内の圧力及び気体の移動について説明する。
【００４６】
ワーク６０から漏れる気体がない場合、Ａ部分とＢ部分との圧力差が生じないため、Ａ部分とＢ部分に充填されている圧縮気体は移動しない。即ち、流量計３５においては気体の移動が検出されない。
【００４７】
一方、ワーク６０から漏れる気体がある場合であって、ワーク６０の内容積が内部の圧力に応じて変化しない場合、ワーク６０の漏れ量に応じてＢ部分の内部の圧力は低下する。Ａ部分とＢ部分とは等圧になろうとするため、Ａ部分の圧縮気体の一部はＢ部分に移動する。この時の気体の移動量は、流量計３５によって測定される。
【００４８】
ここで、ワーク６０の内容積は未知であるため、Ｂ部分の内容積も未知である。よって、Ａ部分とＢ部分との内容積の比が未知であり、流量計３５の測定値からはワーク６０から漏れる気体の量を直接求めることができない。
【００４９】
また、ワーク６０から漏れる気体がある場合であって、ワーク６０の内容積が内部の圧力に応じて変化する場合、装置内に導入する圧力によってＢ部分の容積が変化する。よって、流量計３５の測定値からはワーク６０から漏れる気体の量を直接求めることができない。
【００５０】
そこで、第２実施形態の装置では、基準リーク発生器４７を利用する。基準リーク発生器４７は、装置内から基準リークを生じさせる。基準リークの漏れ量（M2とする）は既知である。そのため、基準リークの発生時の流量計３５の測定値（この測定値をX2とする）と、基準リークの非発生時の流量計３５の測定値（この測定値をX1とする）とから下記式（２）により、ワーク６０から漏れる気体の量（M1とする）を求めることができる。
M1 ＝ X1 × M2 ／ （X2−X1） ・・・式（２）
【００５１】
なお、開閉バルブ４３、配管４５及び基準リーク発生器４７の内部容積は、Ｂ部分の容積に対し、充分小さいことが望ましく、基準リーク発生器と開閉バルブとが一体化されたものを用いて容積を縮小させる方法などを用いることができる。Ｂ部分の容積に対し、内部容積が無視できない場合は、予め漏れの無いマスターワークを使用してX2を比較することで漏れ量を測定できる。
【００５２】
〈第１開閉バルブ、第２開閉バルブ、第３開閉バルブ〉
第１開閉バルブ、第２開閉バルブは公知の開閉バルブを用いることができる。例えば、電磁弁や空圧弁が挙げられる。
【００５３】
第１開閉バルブと第２開閉バルブとは、略同時に閉じられるように構成されている。ここで略同時とは、図５におけるＡ部分とＢ部分とに圧力差が生じない程度をいう。
【００５４】
第１開閉バルブと第２開閉バルブとは一体として形成されていても良い。例えば、図３に示すロータリーバルブ２４を用いて構成することも出来る。このロータリーバルブによれば、圧力源から第１気体供給管への気体の供給と、圧力源から第２気体供給管への気体の供給とを略同時にそれぞれ遮断することができる。
【００５５】
〈圧力源、レギュレータ〉
圧力源としては、コンプレッサーやガスボンベが挙げられる。装置内に導入する圧縮気体の圧力は、レギュレータ等によって調節される。装置内に導入する圧縮気体の圧力は、0.05〜0.9MPaGが好ましい。装置内に導入する圧縮気体は、空気や不活性ガスが挙げられる。
【００５６】
〈接続口〉
接続口２７は、ワーク５０と気密に接続される構造であれば、どのような構造であっても良い。また、複数のワーク５０を同時に検査することを目的として、接続口が複数箇所に設けられていてもよい。
【００５７】
〈第１気体供給配管、第２気体供給配管、その他の配管〉
第１気体供給配管、第２気体供給配管、その他の配管は容易に内容積が変化しない材質で構成されることを要する。材質としては、ステンレスやブラスが好ましい。
【００５８】
〈流量計〉
流量計は、Ａ部分からＢ部分へ流れる気体の量を測定できる物であれば、その測定原理や構造を問わない。あるいは、Ａ部分とＢ部分との圧力差を正確に検出できるものであれば、その測定原理や構造を問わない。例えば、層流式流量計や熱式流量計、差圧式流量計が挙げられる。その中でも、差圧式流量計が好ましい。
【００５９】
図８は、差圧式流量計の一構成例を示す説明図である。図８中、８１は上流側圧力計、８３は下流側圧力計であり、８２は上流側温度計、８４は下流側温度計である。これら圧力計及び温度計は、多孔質素子８５の上流側又は下流側に設けられる。多孔質素子８５は気体の流れを乱すことなく、流量に応じた差圧を発生させる。この差圧は、差圧センサ８６、８７で検出される。検出された差圧は、上流側圧力計８１又は下流側圧力計８３と上流側温度計８２又は下流側温度計８４により測定される計測値で補正されて、流量に換算される。差圧センサは、複数種類の測定レンジの物を配置することにより、幅広いレンジでの測定が可能になる。
【００６０】
〈排気バルブ〉
排気バルブは、検査終了後に装置内を常圧に戻して、接続口２７からワーク５０を安全に取り外すために設けられる。排気バルブ３９は漏れ装置内を気密に開閉できるものであれば、どのような構造の物であっても良い。
【００６１】
〈基準リーク発生器〉
基準リーク発生器としては、一定量のリークを生じさせることの出来るものであればよい。例えば、オリフィスやノズルが挙げられる。基準リーク発生器が生じさせる基準リーク量は、１段階であっても良いし、多段階の基準リーク量を生じさせるものであっても良く、流量コントローラを用いても良い。
【符号の説明】
【００６２】
１００、２００・・・装置
１１・・・圧力源
１３、１７、２１、３７、３８、４１、４５・・・配管
１５・・・レギュレータ
１９・・・圧力計
２３・・・第１開閉バルブ
２４・・・ロータリーバルブ
２５・・・第１気体供給管
２７・・・ワーク接続口
３１・・・第２開閉バルブ
３３、３３ａ・・・第２気体供給管
３５・・・流量計
３９・・・排気バルブ
４３・・・第３開閉バルブ
４７・・・基準リーク発生器
５０、６０・・・ワーク
８０・・・差圧式流量計
８１・・・上流側圧力計
８２・・・上流側温度計
８３・・・下流側圧力計
８４・・・下流側温度計
８５・・・多孔質素子
８６、８７・・・差圧センサ
９００・・・従来の装置
９１１・・・圧力源
９１３、９１７、９２１、９２５、９３７、・・・配管
９１５・・・レギュレータ
９１９・・・圧力計
９２３・・・第１開閉バルブ
９２７・・・ワーク接続口
９３１・・・第２開閉バルブ
９３５・・・流量計
９３９・・・排気バルブ
９５０・・・ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内容積が既知のワーク内に圧力源から気体を供給して前記ワークから漏れる気体の量を測定する装置であって、
一端側が圧力源に接続され、他端がワークとの接続口を構成する第１気体供給管と、
一端側が圧力源に接続され、他端が第１気体供給管に接続されるとともに、その流路内を流れる気体の量を測定する流量計が介装される第２気体供給管と、
前記圧力源から第１気体供給管への気体の供給と、前記圧力源から第２気体供給管への気体の供給とをそれぞれ遮断するとともに、第１気体供給管と第２気体供給管とを前記流量計の上流側で分離する遮断手段と、
を有することを特徴とする漏れ検査装置。
【請求項２】
ワーク内に圧力源から気体を供給して前記ワークから漏れる気体の量を測定する装置であって、
一端側が圧力源に接続され、他端がワークとの接続口を構成する第１気体供給管と、
一端側が圧力源に接続され、他端が第１気体供給管に接続されるとともに、その流路内を流れる気体の量を測定する流量計が介装される第２気体供給管と、
前記圧力源から第１気体供給管への気体の供給と、前記圧力源から第２気体供給管への気体の供給とをそれぞれ遮断するとともに、第１気体供給管と第２気体供給管とを前記流量計の上流側で分離する遮断手段と、
第１気体供給管に介装される基準リーク発生器と、
を有することを特徴とする漏れ検査装置。
【請求項３】
前記流量計が差圧式流量計である請求項１又は２に記載の漏れ検査装置。
【請求項４】
圧力源からワーク内に気体を供給する気体供給管と、
前記気体供給管に介装される流量計と、
前記気体供給管に介装され、前記流量計よりも上流側で圧力源からの気体の供給を遮断する遮断手段と、
を備える装置を用いて、
圧力源から前記気体供給管を通じてワーク内に気体を供給して装置内とワーク内とを圧力平衡とした後、
前記遮断手段により圧力源からの気体の供給を遮断し、
前記遮断手段と前記流量計との流路間における気体供給管内の気体が、前記流量計を通じて、前記流量計よりも下流側に移動する量X１を測定し、
下記式（１）
M1 ＝ X1 × （B1＋B2＋A1） ／ A1 ・・・式（１）
（但し、A1：前記遮断手段と前記流量計との流路間における気体供給管の内容積、
B1：流量計よりも下流側の気体供給管の内容積
B2：ワークの内容積）
からワークの漏れ量M1を算出することを特徴とするワークの漏れ検査方法。
【請求項５】
圧力源からワーク内に気体を供給する気体供給管と、
前記気体供給管に介装される流量計と、
前記気体供給管に介装され、前記流量計よりも上流側で圧力源からの気体の供給を遮断する遮断手段と、
前記流量計よりも下流側で気体供給管に接続されて基準リークを発生させる基準リーク発生器と、
を備える装置を用いて、
圧力源から前記気体供給管を通じてワーク内に圧縮気体を充填して装置内とワーク内とを圧力平衡とした後、
前記遮断手段により圧力源からの気体の供給を遮断し、
前記基準リーク発生器から基準リークを発生させずに、前記遮断手段と前記流量計との流路間における気体供給管内の気体が、前記流量計を通じて、前記流量計よりも下流側に移動する量X1を測定し、次いで、前記基準リーク発生器から基準リークM2を発生させながら、前記遮断手段と前記流量計との流路間における気体供給管内の気体が、前記流量計を通じて、前記流量計よりも下流側に移動する量X2を測定し、
下記式（２）
M1 ＝ X1 × M2 ／ （X2−X１） ・・・式（２）
からワークの漏れ量M1を算出することを特徴とするワークの漏れ検査方法。
【請求項１】
内容積が既知のワーク内に圧力源から気体を供給して前記ワークから漏れる気体の量を測定する装置であって、
一端側が圧力源に接続され、他端がワークとの接続口を構成する第１気体供給管と、
一端側が圧力源に接続され、他端が第１気体供給管に接続されるとともに、その流路内を流れる気体の量を測定する流量計が介装される第２気体供給管と、
前記圧力源から第１気体供給管への気体の供給と、前記圧力源から第２気体供給管への気体の供給とをそれぞれ遮断するとともに、第１気体供給管と第２気体供給管とを前記流量計の上流側で分離する遮断手段と、
を有することを特徴とする漏れ検査装置。
【請求項２】
ワーク内に圧力源から気体を供給して前記ワークから漏れる気体の量を測定する装置であって、
一端側が圧力源に接続され、他端がワークとの接続口を構成する第１気体供給管と、
一端側が圧力源に接続され、他端が第１気体供給管に接続されるとともに、その流路内を流れる気体の量を測定する流量計が介装される第２気体供給管と、
前記圧力源から第１気体供給管への気体の供給と、前記圧力源から第２気体供給管への気体の供給とをそれぞれ遮断するとともに、第１気体供給管と第２気体供給管とを前記流量計の上流側で分離する遮断手段と、
第１気体供給管に介装される基準リーク発生器と、
を有することを特徴とする漏れ検査装置。
【請求項３】
前記流量計が差圧式流量計である請求項１又は２に記載の漏れ検査装置。
【請求項４】
圧力源からワーク内に気体を供給する気体供給管と、
前記気体供給管に介装される流量計と、
前記気体供給管に介装され、前記流量計よりも上流側で圧力源からの気体の供給を遮断する遮断手段と、
を備える装置を用いて、
圧力源から前記気体供給管を通じてワーク内に気体を供給して装置内とワーク内とを圧力平衡とした後、
前記遮断手段により圧力源からの気体の供給を遮断し、
前記遮断手段と前記流量計との流路間における気体供給管内の気体が、前記流量計を通じて、前記流量計よりも下流側に移動する量X１を測定し、
下記式（１）
M1 ＝ X1 × （B1＋B2＋A1） ／ A1 ・・・式（１）
（但し、A1：前記遮断手段と前記流量計との流路間における気体供給管の内容積、
B1：流量計よりも下流側の気体供給管の内容積
B2：ワークの内容積）
からワークの漏れ量M1を算出することを特徴とするワークの漏れ検査方法。
【請求項５】
圧力源からワーク内に気体を供給する気体供給管と、
前記気体供給管に介装される流量計と、
前記気体供給管に介装され、前記流量計よりも上流側で圧力源からの気体の供給を遮断する遮断手段と、
前記流量計よりも下流側で気体供給管に接続されて基準リークを発生させる基準リーク発生器と、
を備える装置を用いて、
圧力源から前記気体供給管を通じてワーク内に圧縮気体を充填して装置内とワーク内とを圧力平衡とした後、
前記遮断手段により圧力源からの気体の供給を遮断し、
前記基準リーク発生器から基準リークを発生させずに、前記遮断手段と前記流量計との流路間における気体供給管内の気体が、前記流量計を通じて、前記流量計よりも下流側に移動する量X1を測定し、次いで、前記基準リーク発生器から基準リークM2を発生させながら、前記遮断手段と前記流量計との流路間における気体供給管内の気体が、前記流量計を通じて、前記流量計よりも下流側に移動する量X2を測定し、
下記式（２）
M1 ＝ X1 × M2 ／ （X2−X１） ・・・式（２）
からワークの漏れ量M1を算出することを特徴とするワークの漏れ検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−３２３５１（Ｐ２０１２−３２３５１Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７４１７４（Ｐ２０１０−１７４１７４）
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（３９９０５４７４５）株式会社エー・シー・イー (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（３９９０５４７４５）株式会社エー・シー・イー (6)
【Ｆターム（参考）】
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