図面 (/)

技術 漏れ素子の評価装置及び評価方法

出願人 株式会社フクダ
発明者 北條勧太幡泰典中澤茂夫
出願日 2016年9月29日 (4年7ヶ月経過) 出願番号 2016-190653
公開日 2018年4月5日 (3年1ヶ月経過) 公開番号 2018-054458
状態 特許登録済
技術分野 気密性の調査・試験
主要キーワード 漏れ特性 対象容積 ボイルの法則 リークテスタ 二次ポート 一次ポート 精度保証 圧力変動量
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年4月5日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

漏れ素子品質、性能等を評価する手段を提供する。

解決手段

一定の温度及び一定の圧力下で一定の漏れを発生させる標準漏れ素子8を用意し、前記一定の温度及び一定の圧力下で漏れを発生させる評価対象漏れ素子9を評価する。標準漏れ素子8の二次ポート8bに標準容積室28を接続する。評価対象漏れ素子9の二次ポート9bが対象容積室29を接続する。標準漏れ素子8の一次ポート8aと評価対象漏れ素子9の一次ポート9aとにそれぞれ流体圧を供給する。差圧検出手段2によって、容積室28,29どうし間の差圧を検出する。検出差圧に基づいて、評価対象漏れ素子9の評価を行なう。

概要

背景

密封品等のワークの密封性検査する装置としてリークテスタが知られている(特許文献1等参照)。リークテスタは、ワークにテスト圧を導入するガス圧路と、ガス圧路に設けられた差圧センサ等の圧力センサとを備えている。ワークが不良である場合、不良箇所からガス漏れ、ガス圧路の圧力が変動する。この圧力変動を圧力センサにて検出することで、ワークの密封性判定を行うことができる。

近年、圧力変動を流量(漏れ量)に換算し、漏れ量で密封性を判定することが提案されている。圧力変動量から漏れ量への換算は、漏れ素子を用いて行うことができる。漏れ素子は、漏れ路を有し、所定温度及び所定圧力下において公称で所定の漏れを発生させる(特許文献2等参照)。

概要

漏れ素子の品質、性能等を評価する手段を提供する。一定の温度及び一定の圧力下で一定の漏れを発生させる標準漏れ素子8を用意し、前記一定の温度及び一定の圧力下で漏れを発生させる評価対象漏れ素子9を評価する。標準漏れ素子8の二次ポート8bに標準容積室28を接続する。評価対象漏れ素子9の二次ポート9bが対象容積室29を接続する。標準漏れ素子8の一次ポート8aと評価対象漏れ素子9の一次ポート9aとにそれぞれ流体圧を供給する。差圧検出手段2によって、容積室28,29どうし間の差圧を検出する。検出差圧に基づいて、評価対象漏れ素子9の評価を行なう。

目的

本発明は、前記事情に鑑み、漏れ素子の品質、性能等を評価する手段を提供し、ひいてはワークの漏れ量判定の信頼性を高めることを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

一定の温度及び一定の圧力下で一定の漏れを発生させる標準漏れ素子を用いて評価対象漏れ素子を評価する漏れ素子評価装置であって、前記標準漏れ素子の一次ポート及び前記評価対象漏れ素子の一次ポートにそれぞれ流体圧を供給する流体圧供給手段と、前記標準漏れ素子の二次ポートが接続される標準容積室と、前記評価対象漏れ素子の二次ポートが接続される対象容積室と、前記容積室どうし間の差圧を検出する差圧検出手段と、を備えたことを特徴とする漏れ素子評価装置。

請求項2

前記標準容積室と前記対象容積室とが互いに等容積であり、前記流体圧供給手段が、前記標準容積室及び前記対象容積室に互いに等しい流体圧を供給することを特徴とする請求項1に記載の漏れ素子評価装置。

請求項3

容積器を備え、前記容積器の内部が、隔壁によって前記標準容積室と前記対象容積室とに区画されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の漏れ素子評価装置。

請求項4

一定の温度及び一定の圧力下で一定の漏れを発生させる標準漏れ素子を用いて評価対象漏れ素子を評価する方法であって、前記標準漏れ素子の一次ポートと前記評価対象漏れ素子の一次ポートとにそれぞれ流体圧を供給し、前記標準漏れ素子の二次ポートが接続された標準容積室と、前記評価対象漏れ素子の二次ポートが接続された対象容積室どうし間の差圧を検出し、検出差圧に基づいて前記評価を行なうことを特徴とする漏れ素子評価方法

技術分野

0001

本発明は、漏れ検査等に用いられる漏れ素子を評価する装置及び方法に関し、特に一定の温度及び一定の圧力下で一定の漏れを正確に発生させる標準漏れ素子を用いて評価対象漏れ素子を評価する評価装置及び評価方法に関する。

背景技術

0002

密封品等のワークの密封性検査する装置としてリークテスタが知られている(特許文献1等参照)。リークテスタは、ワークにテスト圧を導入するガス圧路と、ガス圧路に設けられた差圧センサ等の圧力センサとを備えている。ワークが不良である場合、不良箇所からガスが漏れ、ガス圧路の圧力が変動する。この圧力変動を圧力センサにて検出することで、ワークの密封性判定を行うことができる。

0003

近年、圧力変動を流量(漏れ量)に換算し、漏れ量で密封性を判定することが提案されている。圧力変動量から漏れ量への換算は、漏れ素子を用いて行うことができる。漏れ素子は、漏れ路を有し、所定温度及び所定圧力下において公称で所定の漏れを発生させる(特許文献2等参照)。

先行技術

0004

特開平08−338784号公報
特開2012−112752号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかし、漏れ素子にも製造誤差が起き得る。製造時は精度が高くても、その後、内部の漏れ路が塵埃等で詰まったり、構成部材経年変化を来したりすることも考えられる。このため、漏れ素子の実際の漏れ量(以下「実漏れ量」)が公称漏れ量からずれる場合がある。そうすると、ワークの漏れ判定精度に影響を与え、信頼性が損なわれるおそれがある。
本発明は、前記事情に鑑み、漏れ素子の品質、性能等を評価する手段を提供し、ひいてはワークの漏れ量判定の信頼性を高めることを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

前記問題点を解決するために、本発明装置は、一定の温度及び一定の圧力下で一定の漏れを発生させる標準漏れ素子を用いて評価対象漏れ素子を評価する漏れ素子評価装置であって、
前記標準漏れ素子の一次ポート及び前記評価対象漏れ素子の一次ポートにそれぞれ流体圧を供給する流体圧供給手段と、
前記標準漏れ素子の二次ポートが接続される標準容積室と、
前記評価対象漏れ素子の二次ポートが接続される対象容積室と、
前記容積室どうし間の差圧を検出する差圧検出手段と、
を備えたことを特徴とする。

0007

流体圧供給手段から標準漏れ素子及び評価対象漏れ素子に流体圧を供給すると、これら漏れ素子から漏れが発生する。標準漏れ素子からの漏れに応じて標準容積室の圧力が変化する。この圧力変化は、標準漏れ素子の漏れ特性(一定の温度及び一定の圧力下で一定の漏れを発生)の他、標準漏れ素子への供給流体圧、標準容積室の容積等によって決まる。
また、評価対象漏れ素子からの漏れに応じて対象容積室の圧力が変化する。この圧力変化は、評価対象漏れ素子の漏れ特性の他、評価対象漏れ素子への供給流体圧、対象容積室の容積等によって決まる。
したがって、例えば各漏れ素子への供給流体圧及び各容積室の容積が既知等であれば、2つの容積室どうし間の差圧に基づいて、評価対象漏れ素子の漏れ特性又は実漏れ量を知ることができる。これによって、評価対象漏れ素子を評価することができる。
「評価」とは、評価対象漏れ素子を較正したり、評価対象漏れ素子の精度を保証したり、評価対象漏れ素子の誤差を測定したり、評価対象漏れ素子の良否詰まり経年劣化の有無等)を判定したりすることを含む。較正後の評価対象漏れ素子は、標準漏れ素子に準拠する漏れ素子となり、標準漏れ素子と同等の信頼性を付与できる。

0008

前記標準容積室と前記対象容積室とが互いに等容積であり、
前記流体圧供給手段が、前記標準容積室及び前記対象容積室に互いに等しい流体圧を供給することが好ましい。
これによって、検出差圧が2つの漏れ素子の漏れ量差正比例の関係になる。したがって、評価対象漏れ素子の評価を容易に行なうことができる。

0009

前記漏れ素子評価装置が、容積器を備え、前記容積器の内部が、隔壁によって前記標準容積室と前記対象容積室とに区画されていることが好ましい。
これによって、標準容積室と対象容積室とを互いに近接して配置でき、これら容積室の温度条件等を均等にすることができる。この結果、評価精度を高めることができる。

0010

本発明方法は、一定の温度及び一定の圧力下で一定の漏れを発生させる標準漏れ素子を用いて評価対象漏れ素子を評価する方法であって、
前記標準漏れ素子の一次ポートと前記評価対象漏れ素子の一次ポートとにそれぞれ流体圧を供給し、
前記標準漏れ素子の二次ポートが接続された標準容積室と、前記評価対象漏れ素子の二次ポートが接続された対象容積室どうし間の差圧を検出し、
検出差圧に基づいて前記評価を行なうことを特徴とする。

発明の効果

0011

本発明によれば、漏れ素子の品質、性能等を評価することができる。ひいては、ワークの漏れ量測定ないしは漏れ量判定の信頼性を高めることができる。

図面の簡単な説明

0012

図1は、本発明の第1実施形態に係る漏れ素子評価装置の概略構成を示す回路図である。
図2(a)は、前記漏れ素子評価装置の標準漏れ素子の一例を示す断面図である。図2(b)は、前記標準漏れ素子の変形態様を示す断面図である。
図3(a)は、前記漏れ素子評価装置の評価対象漏れ素子の一例を示す断面図である。図3(b)は、前記評価対象漏れ素子の変形態様を示す断面図である。
図4は、前記漏れ素子評価装置による評価動作の一例を示すフローチャートである。
図5は、本発明の第2実施形態に係る漏れ素子評価装置の概略構成を示す回路図である。

実施例

0013

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図1は、評価対象漏れ素子9を評価(較正、精度保証誤差測定良否判定等)する漏れ素子評価装置1を示したものである。漏れ素子評価装置1は、流体圧供給手段10と、容積器20を備えている。流体圧供給手段10は、共通路11と、標準用供給通路18と、対象用供給通路19を含む。流体圧源4から共通路11が延びている。流体圧源4は、エアコンプレッサ等の正圧源であってもよく、真空ポンプ等の負圧源であってもよい。共通路11には、レギュレータ12(供給流体圧設定手段)、圧力計13(供給流体圧検出手段)、及び常閉の共通路開閉弁41が設けられている。共通路11から標準用供給通路18と対象用供給通路19とが分岐されている。好ましくは、標準用供給通路18及び対象用供給通路19の流路断面積及び路長は互いに等しい。

0014

流体圧供給手段10に2つの漏れ素子8,9が接続されている。
標準漏れ素子8は、一定の温度及び一定の圧力下において一定の漏れ(Pa・m3/sec)を発生させる。標準漏れ素子8の漏れ量(実漏れ量)は、厳密に管理されて精度が極めて高い。つまり、標準漏れ素子8の実漏れ量は公称漏れ量と十分に一致している。好ましくは、標準漏れ素子8の漏れ量精度は、公的機関によって認証されている。

0015

図2(a)に示すように、標準漏れ素子8の一端部には一次ポート8aが設けられている。標準漏れ素子8の他端部には二次ポート8bが設けられている。一次ポート8aが標準用供給通路18に接続されている。標準漏れ素子8の内部にはキャピラリ8c(漏れ路)が設けられている。キャピラリ8cの一端部が一次ポート8aに連なり、他端部が二次ポート8bに連なっている。図2(b)に示すように、標準漏れ素子8には、漏れ路として、キャピラリ8cに代えてオリフィス8dが形成されていてもよい。標準漏れ素子8は、流体圧供給手段10に対して着脱可能であってもよく、流体圧供給手段10に一体的に組み込まれていてもよい。

0016

評価対象漏れ素子9は、流体圧供給手段10に着脱可能に設けられている。評価対象漏れ素子9は、所定温度及び所定圧力下において公称で所定の漏れ(Pa・m3/sec)を発生させる。評価対象漏れ素子9の公称漏れ量は、標準漏れ素子8と同じ温度及び圧力条件下において標準漏れ素子8の漏れ量と好ましくは近似し、より好ましくは等しい。言い換えると、標準漏れ素子8として、評価対象漏れ素子9の公称漏れ量に近い漏れ量ないしは前記公称漏れ量と等しい漏れ量を有するものが選択されて漏れ素子評価装置1に装着されている。

0017

図3(a)に示すように、評価対象漏れ素子9の一端部には一次ポート9aが設けられている。評価対象漏れ素子9の他端部には二次ポート9bが設けられている。一次ポート9aが対象用供給通路19に接続されている。評価対象漏れ素子9の内部にはキャピラリ9c(漏れ路)が設けられている。キャピラリ9cの一端部が一次ポート9aに連なり、他端部が二次ポート9bに連なっている。図3(b)に示すように、評価対象漏れ素子9には、漏れ路として、キャピラリ9cに代えてオリフィス9dが形成されていてもよい。

0018

漏れ素子8,9の近くに容積器20が配置されている。容積器20の内部は、隔壁23によって標準容積室28と対象容積室29とに区画されている。容積室28,29どうしが、隔壁23によって隔てられている。例えば、容積器20は、金属等のブロックにて構成されている。該ブロック内に、隔壁23によって隔てられた2つの室が形成され、これら室がそれぞれ標準容積室28及び対象容積室29となっている。標準容積室28には、標準漏れ接続路38を介して標準漏れ素子8の二次ポート8bが接続されている。対象容積室29には、対象漏れ接続路39を介して評価対象漏れ素子9の二次ポート9bが接続されている。

0019

標準容積室28と対象容積室29は互いに等容積になっている。
好ましくは、標準漏れ素子8と標準漏れ接続路38と標準容積室28の合計内容積と、評価対象漏れ素子9と対象漏れ接続路39と対象容積室29の合計内容積とが互いに等しい。
より好ましくは、漏れ素子評価装置1における通路18から室28までの標準漏れ素子8側の構造と、通路19から室29までの対象漏れ素子9側の構造は、互いに対称になっている。

0020

標準容積室28及び対象容積室29どうしが、連通路50によって連ねられている。連通路50には、常開の連通路開閉弁42が設けられている。連通路開閉弁42のパイロットポートパイロット路53が接続されている。パイロット路53に常閉のパイロット路開閉弁43が設けられている。

0021

標準容積室28及び対象容積室29に差圧検出手段2が接続されている。差圧検出手段2は、標準容積室28及び対象容積室29の差圧を検出する。差圧検出手段2に処理手段3が接続されている。処理手段3としては、パーソナルコンピュータ(PC)等を用いることができる。

0022

漏れ素子評価装置1による評価対象漏れ素子9の評価方法を、図4のフローチャートを参照して説明する。
<接続工程>
標準用供給通路18に標準漏れ素子8を取り付ける。対象用供給通路19には評価対象漏れ素子9を取り付ける。
<流体圧供給工程>
標準容積室28と対象容積室29とは、連通路50を介して連通させ、互いに等圧にしておく。
次に、共通路開閉弁41を開く。これによって、レギュレータ12にて設定された流体圧が、標準漏れ素子8の一次ポート8aと評価対象漏れ素子9の一次ポート9aとにそれぞれ供給される。
<連通遮断工程>
続いて、パイロット路開閉弁43をオンすることによって、連通路開閉弁42を閉じる。これによって、連通路50が遮断され、標準容積室28と対象容積室29がそれぞれ独立した閉鎖空間となる。
標準漏れ素子8からは、試験環境の温度及び圧力(ポート8a,8b間の圧力差)に応じて、一定の大きさの漏れが発生する。標準漏れ素子8からの漏れ量に応じて、標準容積室28の内圧が変化する。
評価対象漏れ素子9からは、試験環境の温度及び圧力(ポート9a,9b間の圧力差)に応じて、或る大きさの漏れ(実漏れ)が発生する。評価対象漏れ素子9からの漏れ量(実漏れ量)に応じて、対象容積室29の内圧が変化する。

0023

<差圧検出工程>
標準漏れ素子8と評価対象漏れ素子9の漏れ量が互いに等しい場合には、標準容積室28と対象容積室29との内圧変化は互いに一致し、これら容積室28,29どうし間に差圧ΔPは生じない(ΔP=0)。一方、標準漏れ素子8と評価対象漏れ素子9の漏れ量に差があると、その差に応じて、標準容積室28と対象容積室29との間に差圧ΔPが現れる。この差圧ΔPを差圧検出手段2によって検出する。具体的には、例えば、連通路開閉弁42の閉時(時刻t0)から時間t1経過時点の差圧ΔP1と、時間t2経過時点の差圧ΔP2を検出する。t1とt2との時間間隔Δt(=t2−t1)は、例えばΔt=数十秒〜数百秒程度であるが、本発明がこれに限られるものではない。

0024

<評価工程>
検出差圧ΔP(ΔP1、ΔP2)は、処理手段3に入力される。これによって、処理手段3において、検出差圧ΔPに基づいて評価対象漏れ素子9を評価することができる。
つまり、評価対象漏れ素子9を較正したり、精度保証したり、誤差を測定したり、良否判定したりすることができる。較正後の評価対象漏れ素子9は、標準漏れ素子8に準拠した漏れ素子となる。この評価対象漏れ素子9を、実際のワークの漏れ検査における圧力(Pa)から漏れ量(Pa・m3/sec)への換算指標等として用いることによって、漏れ検査の信頼性を高めることができる。

0025

次に本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の実施形態と重複する構成に関しては図面に同一符号を付して説明を省略する。
図5は、本発明の第2実施形態を示したものである。漏れ素子評価装置1Bは、容積調節手段60を備えている。容積調節手段60が、標準容積室28に接続されている。
容積調節手段60は、シリンダ61と、ピストン62を有している。シリンダ61の内室が標準容積室28に連なっている。ピストン62をスライド調節することによって、シリンダ61と標準容積室28の合計内容積が、対象容積室29の内容積と等しくなるように調節することができる。

0026

なお、各容積室28、29の内容積は、例えば容積既知のタンク(図示省略)を用いて測定できる。
すなわち、容積既知タンクと標準容積室28を開閉弁を介して接続し、前記開閉弁を閉じた状態で、容積既知タンク及び標準容積室28の一方に所定の圧力を供給し、その後、前記開閉弁を開いて容積既知タンクと標準容積室28を連通させて圧力変化を測定する。連通前の所定圧力と、連通後測定圧力と、容積既知タンクの内容積とに基づいて、ボイルの法則から標準容積室28の内容積を算出できる。
対象容積室29についても、同様にして、内容積を算出できる。
これら容積室28、29の算出内容積に基づいて、容積調節手段60のシリンダ61の内室の容積をピストン62によって調節することで、シリンダ61と標準容積室28の合計内容積と、対象容積室29の内容積とを等しくすることができる。

0027

本発明は、前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変をなすことができる。
例えば、標準容積室28と対象容積室29の内容積が互いに異なっていてもよい。前記流体圧供給手段10から前記標準容積室28に供給される流体圧と、前記対象容積室29に供給される流体圧とが互いに異なる大きさであってもよい。標準漏れ素子8の漏れ特性に加えて、標準容積室28及び対象容積室29それぞれの内容積及び供給流体圧、並びに検出差圧ΔPに基づいて、評価対象漏れ素子9の漏れ流量演算してもよい。
第2実施形態(図5)の変形態様として、容積調節手段60が、対象容積室29に接続されていてもよい。或いは、標準容積室28及び対象容積室29の各々に容積調節手段60が接続されていてもよい。

0028

本発明は、例えば密封製品の漏れ検査における較正用の漏れ素子の品質評価等に適用できる。

0029

1,1B漏れ素子評価装置
2差圧検出手段
3 処理手段
4流体圧源
8標準漏れ素子
8a一次ポート
8b二次ポート
8cキャピラリ
8dオリフィス
9評価対象漏れ素子
9a 一次ポート
9b 二次ポート
9c キャピラリ(漏れ路)
9d オリフィス(漏れ路)
10流体圧供給手段
11 共通路
12レギュレータ(供給流体圧設定手段)
13圧力計(供給流体圧検出手段)
18標準用供給通路
19 対象用供給通路
20容積器
23隔壁
28 標準容積室
29対象容積室
38 標準漏れ接続路
39 対象漏れ接続路
41 共通路開閉弁
42連通路開閉弁
43パイロット路開閉弁
50連通路
53 パイロット路
60 容積調節手段
61シリンダ
62 ピストン

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ