JP5265312B2

JP5265312B2 - 漏洩検査装置

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Publication number: JP5265312B2
Application number: JP2008289409A
Authority: JP
Inventors: 一成久保田; 正彦稲垣
Original assignee: Yamaha Fine Technologies Co Ltd
Current assignee: Yamaha Fine Technologies Co Ltd
Priority date: 2008-11-12
Filing date: 2008-11-12
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2028-11-12
Also published as: KR101126964B1; JP2010117193A; CN101738295B; CN101738295A; KR20100053450A

Description

本発明は、被検査体を密閉されたチャンバ内に装入してチャンバ内を真空排気し、被検査体からチャンバ内に空気等の容器内封入ガスが漏れ出てきたときにこれを検出し、被検査体の漏れ箇所の有無を検査する漏洩検査装置に関し、特に、薄肉の被検査体を検査するのに好適の漏洩検査装置に関する。

特許文献１に開示された漏洩検査装置（リークテスタ）においては、容器状の被検査体を密閉されたチャンバ内に装入し、被検査体内及びチャンバ内を真空排気した後、トレーサガスを被検査体内に導入すると、被検査体に漏れ箇所がある場合に、差圧によりトレーサガスが被検査体からチャンバ内に漏れ出てくるので、チャンバ内にトレーサガスが存在するか否かを検出することにより、被検査体の漏れ箇所の有無を検査することができる。

この場合に、トレーサガスの漏れ量を高精度で測定するためには、その検出器は、一般的に真空に近い圧力下でないと動作させることができない。従って、チャンバと被検査体との間の空間は、上記真空に近い圧力にあり、被検査体内はトレーサガスで高圧となるので、その圧力差で被検査体が膨らみ、変形してしまうという問題点がある。

そこで、特許文献１においては、被検査体及びチャンバ内を排気するときに、被検査体内の圧力と、チャンバ内（チャンバと被検査体との間）の圧力との差圧を所定の範囲内に維持し、被検査体内にトレーサガスを導入するときには、被検査体内の圧力とチャンバ内の圧力との差圧を同様に所定の範囲内に維持し、被試験体及びチャンバ内に空気を導入する場合も、同様に差圧を所定の範囲内に維持するように圧力を制御している。このような差圧の制御により、容器（被試験体）の膨らみ変形を防止している。

一方、特許文献２には、被検体内にトレーサガスを充填し、被検体をチャンバ内に収納し、チャンバ内を真空排気し、被検体内とチャンバ内との差圧によりチャンバ内に漏洩したトレーサガスを検出することにより、漏洩を試験する装置が開示されている。この場合に、被検体を押圧する押圧部材を、被検体の外形寸法に応じて移動させることにより、押圧部材が被検体の上面にて被検体を押圧する。

しかしながら、特許文献２には言及されていないが、通常、容器の天板には、容器内に液体又は気体を封入するための口金が設けられており、また、容器の天板の中央には、取手が設けられている。このため、押圧部材は、容器の天板の全域を受けることはできず、現実には、図５に示すように、これらの口金及び取手を避けて押圧部材が容器の天板を押さえている。

図５（ａ）は従来の漏洩検査装置におけるチャンバ内の容器を示す平面図、図５（ｂ）は同じくその容器中心を通る縦断面図である。チャンバ１は上壁及び円筒状の側板を有し、更に側板の下端縁に外方に広がるフランジ２が形成されたものであり、このフランジ２にチャンバ蓋３を重ねることにより、チャンバ１内が密閉されるようになっている。チャンバ１には、真空ポンプ（図示せず）に接続された排気口及び空気を導入するための吸気口又は排気及び吸気を兼用する接続口（いずれも図示せず）が設けられている。

このチャンバ１内に容器１０が装入される。容器１０は、円板状の底板１１と、円筒状の側板１２と、円板状の天板１３とから構成されている。そして、天板１３には、その中央に容器１０を持ち運びするための取手１４が設けられており、天板１３の中央と縁部との中間に、容器内部に収容物を出し入れするための口金１５が設けられている。この容器１０内の収容物は、気体又は液体である。そして、漏洩検査のために、この容器１０内には空気が大気圧で封入されている。

そして、容器１０の天板１３上には、円板の中心部をくり抜いた形状の円周方向に延びる平板であってその円周方向の一部を欠落させた形状をなす容器変形受け部１６が載置される。この容器変形受け部１６は、取手１４及び口金１５を除く部分の天板１３上に載置される。即ち、容器変形受け部１６は、円板のくり抜かれた中心部は、取手１４を収める部分であり、円周方向の欠落部は口金１５を収める部分である。

容器１０の側板１２は、天板１３及び底板１１から夫々上方及び下方に突出しており、底板１１の下方の空間はチャンバ蓋３の台部４が占めている。この台部４が、容器１０の底板１１が差圧により膨らまないように、この底板１１を受けるようになっている。

一方、天板１３から上方に突出する側板１２の部分は、容器変形受け部１６の厚さよりも高さが低いものであり、容器１０が膨らんだ場合には、容器変形受け部１６はチャンバ１の天板に接触するが、側板１２はチャンバ１の天板に接触しない。

この従来の漏洩検査装置においては、容器１０内に口金１５を介してトレーサガス（空気）を充填し、容器１０内を大気圧にする。そして、この容器１０をチャンバ１のチャンバ蓋３上に載置し、チャンバ蓋３をチャンバ１のフランジ２に重ねて、チャンバ蓋３をチャンバ１に固定する。これにより、容器１０はチャンバ１及びチャンバ蓋３により囲まれた密閉空間内に保持される。その後、チャンバ１内を真空排気し、トレーサガスがチャンバ１内に漏れ出てくるか否かを検査する。このとき、容器１０内は大気圧であり、チャンバ１内は真空状態にあるので、薄肉の容器１０は膨らんでくる。そして、容器１０の天板１３が上昇しようとすると、この容器天板１３とチャンバ天板との間に、容器変形受け部１６が介在しているので、容器天板１３の上昇が容器変形受け部１６により阻止され、容器１０の変形が阻止される。

特許第３３４８４８４号公報特開２００１−２７５７４号公報

しかしながら、上述の従来技術は、以下のような問題点を有する。特許文献１の場合は、差圧を制御することにより被試験体の変形を防止しているが、この差圧の制御のために、複雑な制御装置が必要である。

また、特許文献２に記載の漏洩試験装置は、図５に示す従来の漏洩試験装置のように、その押圧部材（図５では容器変形受け部１６）は、容器１０の天板１３に設けられている口金１５及び取手１４が邪魔になり、天板１３の全面で容器１０を押圧しているわけではない。このため、図５に示す従来の漏洩検査装置は、容器変形受け部１６の形状が、中央部分と共に、円周方向の一部が切りかかれたものとなっており、特にこの円周方向の一部の切欠部で、容器変形受け部１６の形状が容器天板１３に転写されてしまう。即ち、特に、容器変形受け部１６の円周方向の切欠部の角部において、容器変形を防止するために容器変形受け部１６が容器天板１３を押圧した跡が残ってしまう。この容器変形受け部１６は、その材質として、金属製、樹脂製、スポンジ製、又はゴム製等があるが、いずれの材質でも、同様に容器天板１３には押圧痕が残る。

また、容器変形受け部１６は、口金１５の位置を避けて設置する必要があり、このため、口金１５を検出する機構と、口金１５と容器変形受け部１６との位置合わせをする機構とが必要であり、構成が複雑である。更に、容器の機種毎に、容器変形受け部１６の形状を調整する必要があり、容器変形受け部１６の制作コストが高くなる。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、簡素な構造で、格別の制御装置を設ける必要がなく、検査工程において容器に痕跡が残ることがなく、容器の変形を防止することができる漏洩検査装置を提供することを目的とする。

本発明に係る漏洩検査装置は、口金が設けられた天板を有する容器を漏洩検査する漏洩検査装置において、前記容器が装入されるチャンバと、このチャンバに保持された支持部材と、この支持部材に支持され前記チャンバ内の前記容器の天板における前記口金より外側の部分を含む周縁部をその全周で押さえる無端のリング状の天板縁部押さえ部材と、前記チャンバ内を排気する排気装置と、を有することを特徴とする。

この漏洩検査装置において、更に、前記支持部材に支持され前記チャンバ内の前記容器の天板の中央部を押さえる天板中央押さえ部材を有することが好ましい。

また、前記天板中央押さえ部材は、前記支持部材に弾性部材を介して支持されており、前記容器の天板の中央部を弾性的に押さえるように構成することができる。

更に、前記支持部材は、前記チャンバの上壁を垂直に挿通し上下動可能に前記上壁に支持された支持棒と、この支持棒の下端に固定された連結部材と、を有し、この連結部材が、前記天板縁部押さえ部材及び／又は前記天板中央押さえ部材を支持するように構成することができる。

又は、前記支持部材は、前記チャンバの上壁の下面に固定された固定部と、この固定部に対し上下動可能に支持された支持棒と、この支持棒の下端に固定された連結部材と、を有し、この連結部材が、前記天板縁部押さえ部材及び／又は前記天板中央押さえ部材を支持するように構成することができる。

本発明によれば、容器をチャンバ内に装入したときに、容器の周縁部を、天板縁部押さえ部材が押さえるので、チャンバ内を真空排気して、差圧から容器が膨らもうとしても、天板縁部押さえ部材により容器の天板が膨らみ、変形することが抑制される。しかも、天板縁部押さえ部材は、無端のリング状をなし、容器の周縁部の全周を押圧しており、容器天板に取手及び口金等の天板縁部押さえ部材による押圧を邪魔する部材が存在しても、その外側の部分で容器を受けることができ、容器天板の取手及び口金の位置に影響を受けることがない。よって、天板縁部押さえ部材は、容器の種類によらず使用でき、汎用性が高いと共に、容器天板の口金を検出する必要がない。更に、容器内部とチャンバ内部との差圧を検出する必要がなく、この差圧を制御する必要がない。

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して、具体的に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る漏洩検査装置を示す図であり、（ａ）は容器の平面図、（ｂ）は漏洩検査装置の縦断面図である。チャンバ１は上壁及び円筒状の側板を有し、側板の下端には外側に広がるフランジ２が設けられている。チャンバ蓋３は、Ｏリング等のシール材を介してチャンバ１のフランジ２に重ねられ、フランジ２に着脱自在に固定される。チャンバ１には、チャンバ１内を真空排気するための排気口及びチャンバ１内に空気を導入するための導入口が設けられており、又はこの排気口及び導入口を兼ねるパイプの接続口が設けられている（いずれも図示せず）。容器１０は、底板１１、側板１２及び天板１３からなる円筒状のものであり、気体又は液体を封入して、保管又は運搬するためのものである。この側板１２は底板１１及び天板１３から夫々下方及び上方に若干突出しており、底板１１から下方に突出した部分は、この部分とチャンバ蓋３との間に形成される空間に、チャンバ蓋３上に設けられた台部４が位置するように、容器１０がチャンバ蓋３上に載置される。この側板１２が底板１１及び天板１３から夫々下方及び上方に若干突出する部分は、側板１２と底板１１及び天板１３とを接続固定するための部分であり、容器製造上の都合に基づく形状である。容器１０の天板１３には、例えば、その中央部に取手１４が設けられ、中央部と縁部との中間部に口金１５が設けられている。口金１５は容器内に、気体又は液体を封入するために必要であり、全ての容器に設けられているが、取手１４は設けられない場合もある。なお、容器１０は本実施形態のように円筒状に限らず、角筒状の場合もある。

チャンバ１の上壁の中央部には、支持部材を構成する支持棒２２（角棒）がその長手方向を垂直にして挿通しており、支持棒２２は上下動可能にチャンバの上壁に支持されている。この支持棒２２は、適宜の固定部材（図示せず）により、チャンバ１の上壁に固定できるようになっており、支持棒２２を上下動させてその上下位置を調節した後、前記固定部材により調節後の上下位置でチャンバ１の上壁に固定される。

この支持棒２２の下端には、水平の棒状の連結部材２１が固定されており、この連結部材２１の両端部に平面視でリング状をなす天板縁部押さえ部材２０が固定されている。この天板縁部押さえ部材２０は、厚さが薄い円筒状の形状を有し、平面視での幅が小さく、容器１０の天板１３の縁部のみに接触する。なお、この連結部材２１は、棒状のものではなく、円板状に成形し、この円板に多数の孔を形成したものであってもよい。この孔により、チャンバ内の真空排気時に、容器天板１３と連結部材との間の空間も効率的に排気することができる。

次に、上述のごとく構成された漏洩検査装置の動作について説明する。容器１０内に、口金１５を介して、ヘリウムガス等のトレーサガスを封入する。その後、この容器１０の側板１２の下部が台部４を取り囲むようにして、容器１０をチャンバ蓋３の上に載置する。次いで、この容器１０をチャンバ１内に装入し、チャンバ蓋３をチャンバ１のフランジ２に重ねて、フランジ２とチャンバ蓋３とを気密的に固定し、容器１０をチャンバ１内に封入する。その後、支持棒２２を下降させ、リング状の天板縁部押さえ部材２０を容器１０の天板１３の縁部に接触させる。又は、支持棒２２を下降させ、リング状の天板縁部押さえ部材２０を、その下端と容器１０の天板１３の縁部との間に数ｍｍ（例えば、１〜２ｍｍ）の間隔があいた状態に位置させる。このとき、天板縁部押さえ部材２０は平面視でリング状をなしているので、口金１５の外側にて容器１０の天板１３に接触し、口金１５及び取手１４が天板縁部押さえ部材２０を天板１３に接触させる際に、邪魔になることはない。この状態で、支持棒２２をチャンバ１の天板に固定する。なお、容器１０の大きさ（高さ）が予め判明している場合は、その高さを考慮して、天板縁部押さえ部材２０と容器１０とが上記関係になるよう位置に、チャンバ１の上壁に対する支持棒２２の位置を予め調整しておいてもよい。また、検査対象の容器１０が一定の高さを有している場合は、支持棒２２はチャンバ１の上壁に対して、上下動可能に支持されている必要はなく、所定の位置に固定しておくこともできる。

次に、チャンバ１内を真空排気する。そうすると、容器１０に欠陥が存在する場合は、容器内部の大気圧のトレーサガスが真空のチャンバ１内に漏れ出てくるので、このトレーサガスを検出することにより、容器１０の欠陥を検出することができる。

而して、容器１０内はトレーサガスが大気圧の圧力で封入されており、チャンバ１内、即ち、容器１０の外部は真空排気されているので、圧力差により、容器１０は膨張変形しようとする。しかし、容器１０の天板１３はその縁部が天板縁部押さえ部材２０により押圧されているので、この天板１３が膨らむことが抑制される。一方、容器１０の側板１２は、円筒状をなしているので、容器の内外で圧力差が生じても、膨らむことはない。また、底板１１は、その全面が、チャンバ蓋３の台部４に受けられるので、実質的に膨らむような変形はしない。このように、本実施形態においては、容器１０は、実質的に変形しない。

また、天板縁部押さえ部材２０は、容器１０の縁部をその全周にわたって受けているので、容器１０の天板１３の上面に押圧痕がつくことはない。即ち、図５に示す従来の漏洩検査装置の場合は、容器変形受け部１６の角部の形状が容器天板に転写されやすく、この部分に押圧痕が残る。しかし、本実施形態においては、天板縁部押さえ部材２０が無端のリング状をなしており、天板１３の縁部の周方向の全域で天板１３を受けているので、天板縁部押さえ部材２０は均一に天板１３を受けており、このような押圧痕が天板１３に形成されることはない。容器１０をチャンバ１内に設置する際に、上述のごとく、天板縁部押さえ部材２０の下端が天板１３に接触するようにしても良いし、天板縁部押さえ部材２０の下端を天板１３から若干（数ｍｍ）離隔させてもよい。天板縁部押さえ部材２０の下端が天板１３から若干（数ｍｍ）離隔した位置にセットされた場合は、チャンバ１内を真空排気したときに、容器１０の天板が若干膨らみ、やがて天板縁部押さえ部材２０の下端に接触する。

容器１０の機種が変更になって、その高さが異なっても、支持棒２２の上下位置を調節すれば、天板縁部押さえ部材２０は容器１０の天板１３の縁部を受けることができるので、本実施形態の漏洩検査装置は、被検査対象の容器に関し、汎用性がある。更に、天板縁部押さえ部材２０は、リング状をなし、天板１３の周方向の全域で天板１３に接触している。このため、口金１５の位置に無関係に天板縁部押さえ部材２０を天板１３上に配置することができる。このため、天板縁部押さえ部材２０を天板１３上に配置するに際し、口金１５の位置を検出する必要がなく、また、口金１５の位置に応じて、天板縁部押さえ部材の位置又は向きを変更する必要もない。更に、本実施形態は、差圧の制御等は不要であり、単に、チャンバ１の天板に容器１０の天板縁部押さえ部材２０を設けるだけでよいので、装置が簡素で、製造コストが低いという利点がある。

次に、本発明の第２実施形態について、図２を参照して説明する。図２において、図１と同一構成物には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。本実施形態においては、連結部材２１の中央の下面に、天板中央押さえ部材２３を設けた点が、図１に示す実施形態と異なる。図２（ｂ）に示すように、この天板中央押さえ部材２３は、例えば、有底筒状をなす。そして、連結部材２１に設けられた天板縁部押さえ部材２０が、容器１０の天板１３の縁部を受けるために、この天板１３の縁部に接触したときに、同時に、天板中央押さえ部材２３が容器１０の天板１３の中央の取手１４に接触するようにして、天板中央押さえ部材２３が連結部材２１に取り付けられている。即ち、天板中央押さえ部材２３の高さは、天板縁部押さえ部材２０よりも、取手１４の高さ（例えば、４ｍｍ）分だけ、低いものとなっている。

このように構成された本実施形態の漏洩検査装置においては、トレーサガスを封入した容器１０をチャンバ１内に装入し、支持棒２２を下降させて、天板縁部押さえ部材２０を容器１０の天板１３の縁部に接触させ、又は、天板縁部押さえ部材２０の下端が天板１３の縁部から若干上方の位置にくるようにして、支持棒２２をチャンバ１の上壁に固定する。そうすると、同時に、天板中央押さえ部材２３も天板１３の中央の取手１４に接触し、又は若干上方に位置する。これにより、容器１０がチャンバ１内に設置される。そこで、チャンバ１内を真空排気すると、容器内部にトレーサガスが封入されているので、差圧により容器１０が膨張しようとするが、天板縁部押さえ部材２０及び天板中央押さえ部材により、容器１０の天板１３が受けられているので、容器１０の天板１３が膨らんで変形することが防止される。本実施形態は、天板１３の中央も拘束するので、図１の実施形態に比して、天板１３の変形をより確実に防止できる。

次に、本発明の第３実施形態について、図３を参照して説明する。図３において、図１又は図２と同一構成物には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。本実施形態においては、連結部材２１の中央に天板中央押さえ部材２５を弾性部材２４を介して設けた点が、図２に示す実施形態と異なる。この天板中央押さえ部材２５は、有底筒状をなす部材であり、天板縁部押さえ部材２０が容器１０の天板１３の縁部に接触したときに、天板１３の中央の取手１４に接触する位置に配置されている。また、弾性部材２４は、天板縁部押さえ部材２０が天板１３の縁部に接触したときに、連結部材２１と取手１４との間で圧縮バネとなるバネ部材であり、天板縁部押さえ部材２０が天板１３の縁部に接触したときに弾性部材２１は天板中央押さえ部材２５を取手１４に向けて弾性的に付勢する。

このように構成された本実施形態の漏洩検査装置においては、図２の実施形態と同様に天板中央押さえ部材２５が天板１３の中央に配置された取手１４を受けるが、連結部材２１と天板中央押さえ部材２５との間に弾性部材２４が設けられているので、容器毎に取手１４の高さが種々異なっても、その高さの相違を吸収して、確実に天板中央押さえ部材２５が取手１４を受けることができる。その他の点では、本実施形態も図１及び図２に示す実施形態と同様の作用効果を奏する。

図４は本発明の第４実施形態を示す縦断面図である。本実施形態においては、チャンバ１の上壁の下面に固定部３０が固定されており、従って、この固定部３０はチャンバ１内に配置されている。支持棒２２ａがこの固定部３０に上下動可能に支持されており、必要に応じて、適宜の固定手段により、支持棒２２ａが固定部３０に固定されるようになっている。支持棒２２ａが螺棒であり、固定部３０に螺孔が形成されていて、この螺孔に螺棒をねじ込むことにより、支持棒２２ａが固定部３０に対して上下動する場合は、支持棒２２ａが回転しない限りその上下位置は変動しないので、固定手段は不要である。そして、支持棒２２ａの下端に連結部材２１が固定されている。また、この連結部材２１に天板縁部押さえ部材２０が固定されている。

本実施形態においては、チャンバ１の内部に支持部材（固定部３０，支持棒２２ａ、連結部材２１）が配置されている。本実施形態も、図１に示す実施形態と同様の作用効果を奏する。図４に示した実施形態に対し、図２及び図３と同様の天板中央押さえ部材を設置してもよいことは勿論である。

なお、本発明は、上記各実施形態に限定されないことは勿論である。例えば、図１に示す実施形態において、支持棒は、チャンバの上壁に上下動可能に支持されているが、支持棒はチャンバの上壁に固定とし、支持棒の下端に設けられた連結部材を、支持棒に固定とせずに、支持棒に対して上下動可能としてもよい。また、検査対象の容器の大きさが一定であれば、支持棒又は連結部材は、上下動可能でなくてもよい。図４に示す実施形態においても同様である。即ち、支持棒は固定部に対し固定とし、支持棒の下端の連結部材を支持棒に対して上下動可能としてもよい。

本発明の第１実施形態に係る漏洩検査装置を示す図であり、（ａ）は容器の平面図、（ｂ）は装置の縦断面図である。本発明の第２実施形態に係る漏洩検査装置を示す図であり、（ａ）は容器の平面図、（ｂ）は装置の縦断面図である。本発明の第３実施形態に係る漏洩検査装置を示す図であり、（ａ）は容器の平面図、（ｂ）は装置の縦断面図である。本発明の第４実施形態に係る漏洩検査装置を示す縦断面図である。従来の漏洩検査装置を示す図であり、（ａ）は容器の平面図、（ｂ）は装置の縦断面図である。

符号の説明

１：チャンバ、２：フランジ、３：チャンバ蓋、４：台部、１０：容器、１１：底板、１２：側板、１３：天板、１４：取手、１５：口金、１６：容器変形受け部、２０：天板縁部押さえ部材、２１：連結部材、２２：支持棒、２３、２５：天板中央押さえ部材、２４：弾性部材

Claims

口金が設けられた天板を有する容器を漏洩検査する漏洩検査装置において、前記容器が装入されるチャンバと、このチャンバに保持された支持部材と、この支持部材に支持され前記チャンバ内の前記容器の天板における前記口金より外側の部分を含む周縁部をその全周で押さえる無端のリング状の天板縁部押さえ部材と、前記チャンバ内を排気する排気装置と、を有することを特徴とする漏洩検査装置。
前記支持部材に支持され前記チャンバ内の前記容器の天板の中央部を押さえる天板中央押さえ部材を有することを特徴とする請求項１に記載の漏洩検査装置。
前記天板中央押さえ部材は、前記支持部材に弾性部材を介して支持されており、前記容器の天板の中央部を弾性的に押さえることを特徴とする請求項２に記載の漏洩検査装置。
前記支持部材は、前記チャンバの上壁を垂直に挿通し上下動可能に前記上壁に支持された支持棒と、この支持棒の下端に固定された連結部材と、を有し、この連結部材が、前記天板縁部押さえ部材及び／又は前記天板中央押さえ部材を支持することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の漏洩検査装置。
前記支持部材は、前記チャンバの上壁の下面に固定された固定部と、この固定部に対し上下動可能に支持された支持棒と、この支持棒の下端に固定された連結部材と、を有し、この連結部材が、前記天板縁部押さえ部材及び／又は前記天板中央押さえ部材を支持することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の漏洩検査装置。