JP4061779B2 - 漏れ量計測装置、および漏れ検査装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、基準物側の密閉空間容積を被検物側の密閉空間容積よりも大きくすることで等価内容積を小さくして、差圧方式での被検物の漏れ量の検出能力を向上させることが可能な漏れ量計測装置および漏れ検査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、例えば水晶発振子、リードリレーまたは容器に納められたリレー等の電子部品、腕時計等の密閉容器に漏れが有るか無いかの検査方式としては、差圧方式が広く採用されている。
【0003】
例えば特開平6−11408号公報においては、一定圧力の空気圧を発生する空圧源と、漏れの有無を検査すべき被検物としてのワークを収容したワークカプセルと、漏れの無い基準物としてのマスタ容器を収納したマスタカプセルと、ワークカプセルとマスタカプセルとの間の圧力差を検出する差圧検出器と、ワークカプセルとマスタカプセルに与えられた圧力をそれぞれ一定量ずつ変化させる容積可変手段とを備えた漏れ検査装置(従来の技術)が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の漏れ検査装置においては、ワークカプセルとマスタカプセルとに同じ密閉空間容積を用意し、両者の圧力差を測定して漏れ量を測定する装置であるが、高精度な計測を行うためにはワークの外部を取り囲んでワークより漏れ出て来る空気による圧力上昇を測定する方が良い。このとき、ワークやマスタ容器を取り囲んだ密閉空間容積が小さい方が検出能力が向上するが、どんなに小さくしても検出能力を向上できない限界があった。
【0005】
【発明の目的】
本発明の目的は、差圧方式での被検物の漏れ量の検出能力が等価内容積に反比例することに着目し、基準物側の密閉空間容積を被検物側の密閉空間容積よりも大きくして等価内容積を小さくすることで、差圧方式での被検物の漏れ量の検出能力を向上させることのできる漏れ量計測装置を提供することにある。また、差圧方式での被検物の漏れの有無の検査能力を向上させることのできる漏れ検査装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1ないし請求項3に記載の発明によれば、差圧方式で被検物の漏れ量を検出する時に、通常のように基準物側の密閉空間容積と被検物側の密閉空間容積を等しくするところを、被検物側の密閉空間容積よりも基準物側の密閉空間容積を大きくすることで等価内容積は通常のものよりも小さくなる。これにより、被検物側容器と基準物側容器との間の圧力差に基づいて被検物の漏れ量を検出する検出能力を向上させることができる。また、被検物の漏れの有無を検査する検査能力を向上させることできる。
【0007】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
〔第1実施例の構成〕
図1は本発明の第1実施例を示したもので、図1は漏れ量計測装置・漏れ検査装置の概略構成を示した図である。
【0008】
本実施例の漏れ量計測装置・漏れ検査装置は、差圧方式での被検物1の漏れの有無および被検物1の漏れ量を計測する装置で、例えばガソリンエンジンへ燃料を噴射する燃料噴射弁(インジェクタ)のレーザ溶接部の溶接不良箇所の漏れ量を計測する漏れ量計測装置であり、しかもそのレーザ溶接部に漏れが有るか無いかを検査(テスト)する漏れ検査装置である。
【0009】
漏れ量計測装置・漏れ検査装置は、インジェクタ等の被検物(ワーク)1を密に取り囲む被検物側容器2と、被検物と同一の容積を持つ基準物(マスタ)3を密に取り囲む基準物側容器4と、これらの被検物、基準物1、3内を加圧するテスト圧源5と、これらの被検物側、基準物側容器2、4間の圧力差を検出する差圧センサ6と、これらの被検物側、基準物側容器2、4間の圧力差に基づいて被検物1の漏れ量を計測すると共に、被検物1の漏れの有無を検査する漏れ量計測・漏れ検査手段7とを備えている。
【0010】
被検物1は、例えば燃料噴射弁(インジェクタ)等の容器状部品または箱状部品である。被検物側容器2は、被検物1を収容した際に外部と内部とを確実に密封することが可能な箱体である。
【0011】
被検物側容器2は、被検物側容器2の内容積、すなわち、被検物側の密閉空間容積(Vw)が0.3cm3 以上0.8cm3 以下で、望ましくは、被検物側の密閉空間容積(Vw)が0.5cm3 である。
【0012】
基準物3は、漏れの無い被検物1と同一の部品、被検物1と同じ容積のブロックで、被検物1と同じ外形形状である必要はない。基準物側容器4は、基準物3を収容した際に外部と内部とを確実に密封することが可能な箱体である。
【0013】
基準物側容器4は、被検物側の密閉空間容積(Vw)が0.3cm3 以上0.8cm3 以下の場合に、基準物側容器4の内容積、すなわち、基準物側の密閉空間容積(Vm)がVwよりも大きい5.0cm3 以上15.0cm3 以下で、望ましくは、被検物側の密閉空間容積(Vw)が0.5cm3 の場合に、基準物側の密閉空間容積(Vm)がVwよりも大きい10.0cm3 である。
【0014】
テスト圧源5は、本発明の圧力源に相当するもので、被検物1および基準物3を所定のテスト圧(例えば4気圧)に加圧する空気圧ポンプまたは空気圧コンプレッサで、被検物側容器2内に空気圧を供給する被検物側圧力配管11、および基準物側容器4内に空気圧を供給する基準物側圧力配管12が接続している。このテスト圧源5の駆動方法は、内燃機関により駆動しても、電動モータにより駆動してもどちらでも良い。
【0015】
差圧センサ6は、例えば静電容量形圧力センサ、差動容量形圧力センサ、静電容量形差圧センサ等が使用され、圧力に比例した変位または歪みを発生する1次変換素子としてのダイヤフラム13、ベローズ、ブルドン管等と、変位または歪みを電気量に変換する2次変換素子としての歪みゲージ、静電容量センサ14、差動変圧器等とを備えている。
【0016】
この差圧センサ6は、センサケース15の内部空間をダイヤフラム13により被検物側室(一方側の圧力室)16と基準側室(他方側の圧力室)17とに区画されている。被検物側室16は、被検物側圧力配管18を介して被検物側容器2に連通している。また、基準側室17は、基準物側圧力配管19を介して基準物側容器4に連通している。
【0017】
漏れ量計測・漏れ検査手段7は、静電容量センサ14等の2次変換素子から出力される電気量を増幅する増幅器8、この増幅器8で増幅された電気量に基づいて被検物1の漏れの有無の測定および被検物1の漏れ量を計測する判定器(本発明の漏れ判定手段に相当する)9、およびこの判定器9の判定結果が視覚表示または聴覚表示するモニター、ランプ、ブザー等の表示部10等から構成されている。判定器9は、CPU、ROM、RAMを有するコンピュータ、あるいは比較器を有する電気回路によって必要な処理を行うと共に、例えば1分間当たり5cc以上の漏れ量を計測することができる。
【0018】
〔第1実施例の計測方法〕
次に、本実施例の被検物1の漏れの有無の検査、および被検物1の漏れ量の計測方法を図1に基づいて簡単に説明する。
【0019】
被検物側容器2内に被検物1を収容して被検物側圧力配管11、被検物側容器2、被検物側圧力配管18および差圧センサ6を密封化し、且つ基準物側容器4内に基準物3を収容して基準物側圧力配管12、基準物側容器4、基準物側圧力配管19および差圧センサ6を密封化する。
【0020】
そして、テスト圧源5を作動して、被検物側容器2内の被検物1および基準物側容器4内の基準物3を所定のテスト圧(例えば4気圧)で加圧する。このとき、被検物1に漏れが無ければ、被検物側容器2内の被検物側密閉空間容積(Vw)の圧力と基準物側容器4内の基準物側密閉空間容積(Vm)の圧力とが同一となる。
【0021】
これにより、差圧センサ6内のダイヤフラム13の両側の被検物側室16の圧力と基準側室17の圧力とが同一となり、ダイヤフラム13が変位しないので、静電容量センサ14から漏れ無し信号が出力される。そして、漏れ無し信号を入力した判定器9は、被検物1の漏れは無いと判定して、その旨、表示部10に表示する。
【0022】
また、被検物1に漏れが有れば、被検物側容器2内の被検物側密閉空間容積(Vw)の圧力が基準物側容器4内の基準物側密閉空間容積(Vm)の圧力よりも高くなる。これにより、差圧センサ6内の被検物側室16の圧力が基準側室17の圧力よりも高くなるので、ダイヤフラム13が図示右方向に変位する。
【0023】
そして、静電容量センサ14から漏れ有り信号および漏れ量信号が出力される。そして、漏れ有り信号および漏れ量信号を入力した判定器9は、被検物1の漏れ量を測定し、その測定量を表示部10に表示する。
【0024】
このとき、被検物1の漏れ量VL(cm3 /min)と圧力変化をΔP(Pa)の関係は、下記の数1の式のように示される。
【数1】
VL=(60・ΔP・Ve)/(P0・t)
なお、P0は大気圧(101325Pa)で、t(sec)は検出時間である。
【0025】
ここで、Ve(cm3)は等価内容積で下記の数2の式で定義される。
【数2】
Ve=Vw+K・(1+Vw/Vm)・P0
【0026】
なお、Vwは被検物側の密閉空間容積(cm3 )で、Vmは基準物側の密閉空間容積(cm3 )で、Kは差圧センサ6のセンサ係数(0.00001cm3 /Pa)である。
【0027】
数1の式から被検物1の漏れ量(VL)の検出能力は等価内容積(Ve)を小さくすればする程高くなる。しかし、下記の数3の式のように、基準物側の密閉空間容積(Vm)と被検物側の密閉空間容積(Vw)とを一致させると、被検物側の密閉空間容積(Vw)をどんなに小さくしても、数4の式のようになり、等価内容積(Ve)を2cm3 より小さくすることはできない。
【0028】
【数3】
Vw=Vm
【数4】
Ve=Vw+K・(1+Vw/Vm)・P0=Vw+2cm3
【0029】
しかるに、本実施例(本発明)では、通常の場合に数3の式のように(Vw=Vm)とするところを、下記の数5の式のようにすることで、等価内容積(Ve)が下記の数6の式で示したように小さくして、被検物1の漏れ量の検出能力をアップさせる。そして、本実施例では、被検物側の密閉空間容積(Vw)が微小な場合に特に効果的である。
【0030】
【数5】
Vw<Vm
【数6】
Ve=Vw+K・(1+Vw/Vm)・P0≒Vw+1cm3
【0031】
〔第1実施例の効果〕
以上のように、本実施例の漏れ量計測装置は、被検物側の密閉空間容積(Vw)が0.5cm3 のとき、通常のように、被検物側の密閉空間容積(Vw)と同一となるように基準物側の密閉空間容積(Vm)を0.5cm3 とすると、上記の数2の式から等価内容積(Ve)は2.5cm3 となる。
【0032】
このような通常のものに対して、被検物側の密閉空間容積(Vw)が0.5cm3 のとき、基準物側の密閉空間容積(Vm)を10cm3 と被検物側の密閉空間容積(Vw)よりも大きくしているので、上記の数2の式から等価内容積(Ve)は1.55cm3 と小さくなる。
【0033】
したがって、基準物側の密閉空間容積(Vm)を被検物側の密閉空間容積(Vw)よりも大きくすることで、等価内容積(Ve)を小さくして、差圧方式での被検物1の漏れ量の検出能力および漏れの有無の検査能力を、通常のものと比較して60%程度も向上させることができる。
【0034】
なお、基準物側の密閉空間容積(Vm)が被検物側の密閉空間容積(Vw)よりも大きければ大きい程、等価内容積が小さくなるので、差圧方式での被検物1の漏れ量の検出能力および漏れの有無の検査能力を更に向上することができる。
【0035】
〔第2実施例〕
図2は本発明の第2実施例を示したもので、図2は漏れ量計測装置・漏れ検査装置の概略構成を示した図である。
【0036】
本実施例では、第1実施例のように基準物側容器4内に基準物3を入れず、テスト圧源5によって被検物側容器2内の被検物1のみを所定のテスト圧(例えば4気圧)で加圧している。
【0037】
本実施例では、第1実施例と同様にして、差圧センサ6にて検出した被検物側、基準物側容器2、4間の圧力差に基づいて被検物1の漏れの有無を検査すると共に、被検物1の漏れ量を計測するようにしている。これにより、第1実施例と同様にして、差圧方式での被検物1の漏れ量の検出能力および漏れの有無の検査能力を更に向上することができる。
【0038】
〔第3実施例〕
図3は本発明の第3実施例を示したもので、図3は漏れ量計測装置・漏れ検査装置の概略構成を示した図である。
【0039】
本実施例では、被検物側容器2内に被検物1を完全に入れずに、被検物1の一部を被検物側容器2内に入れて被検物1の検査箇所のみを気密的に囲っている。また、基準物側容器4内に基準物3を完全に入れずに、基準物3の一部を基準物側容器4内に入れて被検物1の検査箇所に対応した箇所のみを気密的に囲っている。そして、テスト圧源5は、被検物1内および基準物3内の両方を所定のテスト圧(例えば4気圧)で加圧している。
【0040】
本実施例では、第1実施例と同様にして、差圧センサ6にて検出した被検物側、基準物側容器2、4間の圧力差に基づいて被検物1の漏れの有無を検査すると共に、被検物1の漏れ量を計測するようにしている。これにより、第1実施例と同様にして、差圧方式での被検物1の漏れ量の検出能力および漏れの有無の検査能力を更に向上することができる。
【0041】
〔変形例〕
本実施例では、圧力源として空気圧を発生するテスト圧源5を用いたが、圧力源として水圧等の流体圧を発生する流体圧ポンプを用いても良い。
【0042】
ここで、被検物側の密閉空間容積(Vw)は、被検物側圧力配管11、被検物側圧力配管18も被検物側容器2の一部として考え、基準物側の密閉空間容積(Vm)は、基準物側圧力配管12、基準物側圧力配管19も基準物側容器4の一部として考えて、配管を含めた基準物側の密閉空間容積(Vm)を配管を含めた被検物側の密閉空間容積(Vw)よりも大きくすることで等価内容積(Ve)を小さくして被検物1の漏れ量の検出能力を向上させるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】漏れ量計測装置・漏れ検査装置の概略構成を示した構成図である(第1実施例)。
【図2】漏れ量計測装置・漏れ検査装置の概略構成を示した構成図である(第2実施例)。
【図3】漏れ量計測装置・漏れ検査装置の概略構成を示した構成図である(第3実施例)。
【符号の説明】
1 被検物
2 被検物側容器
3 基準物
4 基準物側容器
5 テスト圧源(圧力源)
6 差圧センサ
7 漏れ量計測・漏れ検査手段
8 増幅器
9 判定器(漏れ判定手段)
10 表示部
13 ダイヤフラム
14 静電容量センサ
Claims (9)
- (a)内部に被検物が入れられ、被検物側の密閉空間容積を有する被検物側容器と、
(b)内部に基準物が入れられ、前記被検物側の密閉空間容積よりも大きい基準物側の密閉空間容積を有する基準物側容器と、
(c)前記被検物内および前記基準物内に流体圧をそれぞれ与える圧力源と、
(d)前記被検物側容器と前記基準物側容器との間の圧力差を検出する差圧センサと、
(e)この差圧センサにて検出した圧力差に基づいて、前記被検物の漏れ量を検出する漏れ量検出手段とを備え、
前記被検物側容器は、前記被検物側容器の外側と、前記被検物側容器の内側で且つ前記被検物の外側とを密封し、
前記基準物側容器は、前記基準物側容器の外側と、前記基準物側容器の内側で且つ前記基準物の外側とを密封していることを特徴とする漏れ量計測装置。 - (a)内部に被検物が入れられ、被検物側の密閉空間容積を有する被検物側容器と、
(b)内部に基準物が入れられ、前記被検物側の密閉空間容積よりも大きい基準物側の密閉空間容積を有する基準物側容器と、
(c)前記被検物内および前記基準物内に流体圧をそれぞれ与える圧力源と、
(d)前記被検物側容器と前記基準物側容器との間の圧力差を検出する差圧センサと、
(e)この差圧センサにて検出した圧力差に基づいて、前記被検物の漏れが有るか無いかを判定する漏れ判定手段と、
(f)この漏れ判定手段にて前記被検物の漏れが有ると判定した際に、前記差圧センサにて検出した圧力差に基づいて、前記被検物の漏れ量を計測する漏れ量計測手段とを備え、
前記被検物側容器は、前記被検物側容器の外側と、前記被検物側容器の内側で且つ前記被検物の外側とを密封し、
前記基準物側容器は、前記基準物側容器の外側と、前記基準物側容器の内側で且つ前記基準物の外側とを密封していることを特徴とする漏れ量計測装置。 - (a)内部に被検物が入れられ、被検物側の密閉空間容積を有する被検物側容器と、
(b)内部に基準物が入れられ、前記被検物側の密閉空間容積よりも大きい基準物側の密閉空間容積を有する基準物側容器と、
(c)前記被検物内および前記基準物内に流体圧をそれぞれ与える圧力源と、
(d)前記被検物側容器と前記基準物側容器との間の圧力差を検出する差圧センサと、
(e)この差圧センサにて検出した圧力差に基づいて、前記被検物の漏れの有無を検査する漏れ検査手段とを備え、
前記被検物側容器は、前記被検物側容器の外側と、前記被検物側容器の内側で且つ前記被検物の外側とを密封し、
前記基準物側容器は、前記基準物側容器の外側と、前記基準物側容器の内側で且つ前記基準物の外側とを密封していることを特徴とする漏れ検査装置。 - (a)内部に被検物が入れられ、被検物側の密閉空間容積を有する被検物側容器と、
(b)前記被検物側の密閉空間容積よりも大きい基準物側の密閉空間容積を有する基準物側容器と、
(c)前記被検物内に流体圧をそれぞれ与える圧力源と、
(d)前記被検物側容器と前記基準物側容器との間の圧力差を検出する差圧センサと、
(e)この差圧センサにて検出した圧力差に基づいて、前記被検物の漏れ量を検出する漏れ量検出手段とを備え、
前記被検物側容器は、前記被検物側容器の外側と、前記被検物側容器の内側で且つ前記被検物の外側とを密封し、
前記基準物側容器は、前記基準物側容器の外側と、前記基準物側容器の内側とを密封していることを特徴とする漏れ量計測装置。 - (a)内部に被検物が入れられ、被検物側の密閉空間容積を有する被検物側容器と、
(b)前記被検物側の密閉空間容積よりも大きい基準物側の密閉空間容積を有する基準物側容器と、
(c)前記被検物内に流体圧をそれぞれ与える圧力源と、
(d)前記被検物側容器と前記基準物側容器との間の圧力差を検出する差圧センサと、
(e)この差圧センサにて検出した圧力差に基づいて、前記被検物の漏れが有るか無いかを判定する漏れ判定手段と、
(f)この漏れ判定手段にて前記被検物の漏れが有ると判定した際に、前記差圧センサにて検出した圧力差に基づいて、前記被検物の漏れ量を計測する漏れ量計測手段とを備え、
前記被検物側容器は、前記被検物側容器の外側と、前記被検物側容器の内側で且つ前記被検物の外側とを密封し、
前記基準物側容器は、前記基準物側容器の外側と、前記基準物側容器の内側とを密封していることを特徴とする漏れ量計測装置。 - (a)内部に被検物が入れられ、被検物側の密閉空間容積を有する被検物側容器と、
(b)前記被検物側の密閉空間容積よりも大きい基準物側の密閉空間容積を有する基準物側容器と、
(c)前記被検物内に流体圧をそれぞれ与える圧力源と、
(d)前記被検物側容器と前記基準物側容器との間の圧力差を検出する差圧センサと、
(e)この差圧センサにて検出した圧力差に基づいて、前記被検物の漏れの有無を検査する漏れ検査手段とを備え、
前記被検物側容器は、前記被検物側容器の外側と、前記被検物側容器の内側で且つ前記被検物の外側とを密封し、
前記基準物側容器は、前記基準物側容器の外側と、前記基準物側容器の内側とを密封していることを特徴とする漏れ検査装置。 - (a)内部に被検物の一部が入れられ、被検物側の密閉空間容積を有する被検物側容器と、
(b)内部に基準物の一部が入れられ、前記被検物側の密閉空間容積よりも大きい基準物側の密閉空間容積を有する基準物側容器と、
(c)前記被検物内および前記基準物内に流体圧をそれぞれ与える圧力源と、
(d)前記被検物側容器と前記基準物側容器との間の圧力差を検出する差圧センサと、
(e)この差圧センサにて検出した圧力差に基づいて、前記被検物の漏れ量を検出する漏れ量検出手段とを備え、
前記被検物側容器は、前記被検物側容器の外側と、前記被検物側容器の内側で且つ前記被検物の一部の外側とを密封し、
前記基準物側容器は、前記基準物側容器の外側と、前記基準物側容器の内側で且つ前記基準物の一部の外側とを密封することを特徴とする漏れ量計測装置。 - (a)内部に被検物の一部が入れられ、被検物側の密閉空間容積を有する被検物側容器と、
(b)内部に基準物の一部が入れられ、前記被検物側の密閉空間容積よりも大きい基準物側の密閉空間容積を有する基準物側容器と、
(c)前記被検物内および前記基準物内に流体圧をそれぞれ与える圧力源と、
(d)前記被検物側容器と前記基準物側容器との間の圧力差を検出する差圧センサと、
(e)この差圧センサにて検出した圧力差に基づいて、前記被検物の漏れが有るか無いかを判定する漏れ判定手段と、
(f)この漏れ判定手段にて前記被検物の漏れが有ると判定した際に、前記差圧センサにて検出した圧力差に基づいて、前記被検物の漏れ量を計測する漏れ量計測手段とを備え、
前記被検物側容器は、前記被検物側容器の外側と、前記被検物側容器の内側で且つ前記被検物の一部の外側とを密封し、
前記基準物側容器は、前記基準物側容器の外側と、前記基準物側容器の内側で且つ前記基準物の一部の外側とを密封することを特徴とする漏れ量計測装置。 - (a)内部に被検物の一部が入れられ、被検物側の密閉空間容積を有する被検物側容器と、
(b)内部に基準物の一部が入れられ、前記被検物側の密閉空間容積よりも大きい基準物側の密閉空間容積を有する基準物側容器と、
(c)前記被検物内および前記基準物内に流体圧をそれぞれ与える圧力源と、
(d)前記被検物側容器と前記基準物側容器との間の圧力差を検出する差圧センサと、
(e)この差圧センサにて検出した圧力差に基づいて、前記被検物の漏れの有無を検査する漏れ検査手段とを備え、
前記被検物側容器は、前記被検物側容器の外側と、前記被検物側容器の内側で且つ前記被検物の一部の外側とを密封し、
前記基準物側容器は、前記基準物側容器の外側と、前記基準物側容器の内側で且つ前記基準物の一部の外側とを密封することを特徴とする漏れ検査装置。
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