JP6471703B2 - 気密漏れ検査装置および気密漏れ検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、気密漏れ検査装置および気密漏れ検査方法に関する。

従来、コモンレールやインジェクタポンプ等の自動車部品を検査対象物（以下、「ワーク」）として、これらワークの気密漏れを検査する気密漏れ検査装置が知られている。例えば、特許文献１に記載される検査装置では、気密性が確保された漏れのないマスタワークと検査用のワークとを同時に加圧して差圧を検出し、ワークの気密漏れを良否判定する差圧リーク方式を採用している。

しかし、この検査装置では、差圧センサや複数の電磁弁を有する複雑な構造となり、シンプルで安価な構造とすることが難しかった。また、一般的に差圧リーク方式ではエア漏れ計測に限られ、例えばジメチルエーテル（以下、「ＤＭＥ」）等の媒体では漏れ検査を実施することができない。

特許第４１１２３４０号明細書

一方、貯水槽にワークを浸漬させて、ワーク内部から漏れ出る気体を水上置換法により収集する検査装置も知られている。しかし、水上置換法は、エアのように水への溶解度が低い媒体に対しては高精度な計測が可能であるが、対象となる媒体の溶解度が高い場合には、媒体が水に溶け込んでしまい高精度に媒体を収集することができないという問題があった。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、簡易な構成で、高精度な気密漏れ検査を行うことが可能な気密漏れ検査装置および気密漏れ検査方法を提供することにある。

本発明の気密漏れ検査装置は、流体収容室（５１）を有する検査対象物（Ｗ）の気密性を検査する気密漏れ検査装置である。気密漏れ検査装置は、加圧部（１０）と、液体容器（２３）と、容積可変部材（１８）と、計測容器（２５）と、計測部（２６，２７）と、制御部（４０）と、を備える。

加圧部は、流体収容室へ、または検査対象物を収容するチャンバ（１５）内へ流体を供給し所定のテスト圧力（Ｐｔ）を印加する。液体容器は、液体が充填されており、容積一定である。容積可変部材は、液体容器内に浸漬され、流体収容室またはチャンバ内に連通し、内部の圧力変化に追従して外形形状が変化する。計測容器は、液体が充填された接続配管（２４）を経由して液体容器に連通する。計測部は、液体容器内における容積可変部材の体積変化に対応して変化する計測容器内の液体変化量（ΔＭ）を計測する。制御部は、計測部による測定値（Ｍ１）に基づいて検査対象物の漏れ量（ΔＱ）を算出する。

本発明の構成によれば、液体容器内に浸漬される容積可変部材の容積変化を、計測容器内での液体変化量として計測することで、計測された測定値に基づいて検査対象物の漏れ量を計測することができる。検査対象物の流体収容室から漏れ出た媒体、または気密性の欠如により流体収容室へ進入した媒体が水溶性の物質であっても、媒体自体が液体容器内の液体、例えば水に直接触れることがないため、高精度な気密漏れ検査を行うことができる。
さらに、差圧センサや複数の電磁弁を有する必要もないため、簡易な構成とすることができる。

本発明の第１実施形態による気密漏れ検査装置の概略構成を説明する断面模式図。 制御装置が実行する注水制御の一例を示すフローチャート。 漏れ計測制御の一例を示すフローチャート。 漏れ計測制御の一例を示すタイミングチャート。 本発明の第２実施形態による気密漏れ検査装置の概略構成を説明する断面模式図。 補正量算出制御の一例を示すフローチャート。 補正量算出制御の一例を示すタイミングチャート。 補正制御をグラフに示す図。 本発明の第３実施形態による気密漏れ検査装置の概略構成を説明する断面模式図。 本発明の第５実施形態による気密漏れ検査装置の概略構成を説明する断面模式図。 漏れ計測制御の一例を示すフローチャート。 漏れ計測制御の一例を示すタイミングチャート。 本発明の第６実施形態による気密漏れ検査装置の概略構成を説明する断面模式図。 漏れ計測制御の一例を示すフローチャート。 本発明の第７実施形態による気密漏れ検査装置の概略構成を説明する断面模式図。 漏れ計測制御の一例を示すフローチャート。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
〈第１実施形態〉
［構成］
本発明の第１実施形態の気密漏れ検査装置１０１について、図１〜図４を参照して説明する。まず構成について、図１を参照しつつ説明する。図１に示すように、本実施形態の気密漏れ検査装置１０１は、レギュレータ１１、第１配管１２、第１バルブ１３、第１圧力センサ１４、チャンバ１５、第２配管１６、第２バルブ１７、パック１８、第３配管１９、第３バルブ２１、シリンダ２２、貯水槽２３、接続配管２４、メスシリンダ２５、電子天秤２６、カメラ２７、第４配管２８、第４バルブ２９、第５配管３１、第５バルブ３２、および制御部４０を備えている。

第１配管１２は、流体の供給源である図示しない供給タンクと、ワーク５０とを接続する。本実施形態では、封入する媒体（流体）としてＤＭＥを用いる。なお、媒体は高圧で圧縮されており、封入時は液体である。レギュレータ１１、第１バルブ１３および第１圧力センサ１４は、第１配管１２の流路途中に設けられ、検査対象物としてのワーク５０に所定のテスト圧力Ｐｔを供給する加圧部１０を構成する。第１バルブ１３は、第１配管１２内の流路を開閉可能である。

なお、図１において、ドットで示す部位は、加圧部１０により所定のテスト圧力Ｐｔが印加される部位である。以下の実施形態における、図５、図９、図１０、図１３、図１５においても同様である。

チャンバ１５の内部には、ワーク５０が収容される。ワーク５０は、例えばディーゼルエンジンに用いられるコモンレールや、インジェクタポンプ等の自動車部品である。ワーク５０には、流体収容室５１が形成されている。

チャンバ１５には、図示しない開閉ドアが設けられており、作業者が開閉ドアを開けてワーク５０を内部に取り付けることができるようになっている。チャンバ１５の内壁とワーク５０の外壁とで囲まれた空間が、矢印Ａ１に示すようにワーク５０から漏れ出た媒体の流路５４として形成されている。

第２配管１６は、チャンバ１５とパック１８とを接続する。第２配管１６の下端は貯水槽２３内まで延びて形成されている。第２バルブ１７は、第２配管１６の流路途中に設けられ、第２配管１６内の流路を開閉可能である。本実施形態では、ワーク５０内に所定のテスト圧力Ｐｔで媒体が封入された際に、ワーク５０から漏れ出た媒体は、流路５４、第２配管１６を経由してパック１８内へと流通する。

第３配管１９は、第２バルブ１７より下流側の第２配管途中から分岐して形成され、下流側にシリンダ２２が接続する。第３バルブ２１は、第３配管１９の流路途中に設けられ、第３配管１９内の流路を開閉可能である。シリンダ２２は、検査時に増大したパック１８の容積を吸引するための装置である。シリンダ２２は、特許請求の範囲に記載の「吸引部」の一例に相当する。

貯水槽２３は、土台４１上に設けられている。貯水槽２３は、特許請求の範囲に記載の「液体容器」の一例に相当する。貯水槽２３の内部には、容積一定の水収容部４２が形成されており、この水収容部４２には水Ｗが充填されている。水収容部４２の上底４３は上方に突となるようになだらかなテーパ状に形成されており、下方から注水された際に、水収容部４２内にある気泡を効率良く外部に放出し、エア溜りが除去されるようになっている。

第４配管２８は、図示しない水の供給源と水収容部４２とを接続する。第４配管２８は、水収容部４２における下底寄りの部位に接続しており、その流路途中に第４バルブ２９が設けられている。第４バルブ２９は、第４配管２８内の流路を開閉可能である。なお、注水については後に詳述するが、この第４配管２８から水収容部４２へ水が供給されるようになっている。第５配管３１は、水収容部４２の上底４３から上部に延設され、その流路途中に第５バルブ３２が設けられている。第５バルブ３２は、第５配管３１内の流路を開閉可能である。

接続配管２４は、水収容部４２とメスシリンダ２５とを接続する。接続配管２４は、第１部位３４と、第２部位３５と、第３部位３６とを有する。第１部位３４は、その下端部が水収容部４２の下底寄りまで浸漬されており、水収容部４２の上底４３を突き抜けて上方へ延びて形成されている。第２部位３５は、第１部位３４に連続して水平方向に延びて形成されている。第３部位３６は、第２部位３５に連続して鉛直方向下向きに延びて形成されており、その下端はメスシリンダ２５内に位置している。検査時には、接続配管２４内にも水Ｗが充填されており、メスシリンダ２５内においても第３部位３６の下端が接液する程度まで水Ｗが貯留されている。

検査時、ワーク５０から漏れ出た媒体は圧力が下がって気化し、気体として流路５４に漏れ出る。このワーク５０から漏れ出た媒体によりパック１８の容積が増大すると、増大した体積分の水Ｗが水収容部４２内から溢れ出し、接続配管２４を経由してメスシリンダ２５へ流入する。よって、検査開始前、すなわち媒体が漏れ出る前のメスシリンダ２５内の水の質量または体積と、検査を開始してから一定時間経過した後のメスシリンダ２５内の水の質量または体積を計測することで、ワーク５０から漏れ出た媒体の漏れ量を求めることができる。計測方法の詳細については後述する。

電子天秤２６は、メスシリンダ２５内の水の重量を測定するものであり、土台４１上に設けられている。また、メスシリンダ２５の側方には、体積目盛りを読み取るためのカメラ２７が設けられている。メスシリンダ２５の周囲には、精密な計測を行うため風除け用のケース４５が配されている。なお、電子天秤２６およびカメラ２７は、特許請求の範囲に記載の「計測部」の一例に相当する。メスシリンダ２５は、特許請求の範囲に記載の「計測容器」の一例に相当する。

パック１８は、貯水槽２３の水収容部４２内に浸漬して設けられ、第２配管１６の下端に接続している。パック１８は、例えば気体採取用の薄肉袋状のパックであり、水およびＤＭＥに対して難溶性の材質で形成され、内部の圧力変化により容積が可変するようになっている。パック１８は、特許請求の範囲に記載の「容積可変部材」の一例に相当する。

制御部４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび入出力ポート等からなるマイクロコンピュータを有しており、第１圧力センサ１４、各バルブ１３，１７，２１，２９，３２、シリンダ２２、電子天秤２６およびカメラ２７に電気的に接続されている。制御部４０は、各種プログラムを実行し、第１圧力センサ１４等の検出信号に基づき各バルブ１３，１７，２１，２９，３２の開閉駆動やシリンダ２２の駆動を制御する。さらに、制御部４０は、電子天秤２６やカメラ２７により検出された検出データに基づいて。各種演算処理を実行する。

［注水方法］
次に、上記構成の気密漏れ検査装置１０１による計測方法について、まず、貯水槽２３への注水方法から順に説明する。図２に示すように、まずステップ１（以下、「ステップ」をＳと省略する。）で、第４バルブ２９が開けられる。次に、Ｓ２で、第５バルブ３２が開けられる。すなわち、第４バルブ２９および第４バルブ２９を共に開けた状態で第４バルブ２９より注水される。

次に、Ｓ３で、予め定めた設定時間Δｔ₅が経過したかどうか判定され、設定時間Δｔ₅が経過している場合には、Ｓ４で、第５バルブ３２が閉じられる。なお、時間経過のステップについては簡略化して図示しており、実際には、設定時間Δｔ₅が経過しておらず否定的判定がなされた場合には、設定時間Δｔ₅が経過して肯定的判定がなされるまで、該判定ステップが繰り返し実行されるようになっている。以下の明細書中においても、予め設定された時間制御による経過ステップに関しては同様の記載とする。

設定時間Δｔ₅は、第４バルブ２９が開かれて注水が始まり、第５バルブ３２から水が溢れ出るまでの時間に設定される。すなわち、第５バルブ３２から水が溢れ出たタイミングで第５バルブ３２は閉じられる。次に、Ｓ５で、予め定めた設定時間Δｔ₄が経過したかどうか判定され、設定時間Δｔ₄が経過している場合には、Ｓ６で、第４バルブ２９が閉じられる。設定時間Δｔ₄は、接続配管２４からメスシリンダ２５まで水が充填される時間に設定される。すなわち、接続配管２４内に水が充填されたタイミングで第４バルブ２９は閉じられる。以上の注水制御により、水は水収容部４２の下底から上方に向けて徐々に溜まっていき、水収容部４２、接続配管２４、第５配管３１の第５バルブ３２まで、水が充填される。

［漏れ計測制御］
次に、漏れ計測制御および漏れ計測方法について説明する。この漏れ計測制御は、上記注水制御が終了し、貯水槽２３内に水が充填された後に実行される。図３は、漏れ計測制御の一例を示すフローチャートであり、図４に示すタイミングチャートと対応している。図３に示すように、まずＳ１１で、作業者によりワーク５０がチャンバ１５内に取り付けられる。

次いで、Ｓ１２で、制御部４０により第１バルブが開けられる。なお、以下Ｓ１２〜Ｓ２４までの処理は制御部４０により実行される。Ｓ１３では、第１圧力センサ１４によりワーク５０内の圧力（以下、「ワーク圧力」）Ｐｗが測定され、Ｓ１４では、測定されたワーク圧力Ｐｗが所定のテスト圧力Ｐｔに到達したか否かが判定される。Ｓ１４の判定が肯定された場合、処理はＳ１５に移行する。一方、Ｓ１４の判定が否定された場合、Ｓ１４の判定が繰り返される。なお、このＳ１２〜Ｓ１４の処理が、特許請求の範囲に記載の「加圧段階」の一例に相当する。

ワーク圧力Ｐｗが所定のテスト圧力Ｐｔに到達した後には、Ｓ１５で、第２バルブ１７が開けられ、測定が開始される。次いで、Ｓ１６で、測定開始時の電子天秤２６の質量Ｍ₀が測定される。Ｓ１７では、予め設定された検査時間Δｔが経過したかどうか判定され、検査時間Δｔが経過している場合には、Ｓ１８に進み、電子天秤２６の質量Ｍ₁が測定される。

検査時間Δｔは、求められる検査精度に応じて適宜設定され、例えば１０分〜２０分程度に設定される。また、測定される質量Ｍ₁が、特許請求の範囲に記載の「測定値」の一例に相当する。次いで、Ｓ１９で、開始時と終了時の質量差ΔＭ＝Ｍ₁−Ｍ₀より、漏れ量ΔＱが算出される。ここで、基準温度Ｔ₀の水の密度をρ₀とすると、漏れ量ΔＱは、式（１）により表される。なお、このＳ１９の処理が、特許請求の範囲に記載の「漏れ量算出段階」の一例に相当する。また、質量差ΔＭが、特許請求の範囲に記載の「液体変化量」の一例に相当する。

式（１）により、ΔＱが算出された後は、Ｓ２０で、第２バルブ１７が閉じられ、ワーク漏れによるパック１８への媒体流入が停止される。次いで、Ｓ２１で、第３バルブ２１が開けられ、Ｓ２２でシリンダ２２が所定時間移動される。このステップは、媒体の流入によりパック１８容積が大きくなっているので、パック１８に封入された媒体を吸引し、元のパック１８容積に戻す処理である。パック１８容積を元に戻す時間Δｔ₃は、シリンダ２２の移動速度をｕ、シリンダ２２の断面積をＡとすると、式（２）により表される。

シリンダ２２が時間Δｔ₃移動された後には、Ｓ２３で、第３バルブ２１が閉じられる。次いで、Ｓ２４で、第１バルブが閉じられる。さらに、Ｓ２５で、作業者によりチャンバ１５内からワーク５０が取り外されて、本制御処理は終了となる。

図３に示すフローチャートでは、電子天秤２６による質量値を漏れ量換算に使用したが、カメラによる体積目盛りを読み取ることから漏れ量を算出することもできる。この場合、Ｓ１６において、メスシリンダ２５の体積Ｌ₀がカメラにより読み取られ、Ｓ１８において、メスシリンダ２５の体積Ｌ₁がカメラにより読み取られる。そして、開始時と終了時の体積差ΔＬ＝Ｌ₁−Ｌ₀より、漏れ量ΔＱ＝ΔＬ／Δｔを算出することができる。

［効果］
上記説明したように、第１実施形態では、ワーク５０から漏れ出た媒体を一旦パック１８に捕集し、パック１８の容積変化を貯水槽２３内の水の質量変化または体積変化に変換することで、ワーク５０の漏れ量ΔＱを算出している。媒体が直接水に接することがないため、水へ溶け込む水溶性の媒体であっても、高精度な漏れ計測が可能である。

また、従来の差圧リーク方式によるものと比較して、差圧センサや複数の電磁弁を備える必要もなく、シンプルで安価な装置構成とすることができる。

さらに、メスシリンダ内において、接続配管２４の第３部位３６の下端が接液するように構成しているため、接液しておらず接続配管２４から滴下する形態と比較して、パック１８の容積増大分の水量変化をメスシリンダ２５内で好適に把握することができる。具体的には、滴下する形態の場合、接続配管２４の下端において、表面張力の影響により滴下するまでに時間を要し、また、これにより僅かな増大分を把握しにくい側面があるが、本実施形態のように接液しているとこうした影響を受けにくいためである。

また、本実施形態の検査において、漏れ出た媒体はチャンバ内を流通するため、媒体が装置１０１外部に漏れ出ることがない。

〈第２実施形態〉
［構成］
次に、本発明の第２実施形態の気密漏れ検査装置１０２について、図５〜図８を参照して説明する。まず構成について、図５を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。第２実施形態の気密漏れ検査装置１０２は、第１実施形態の気密漏れ検査装置１０１に対し、第６配管６１、第２圧力センサ６２、第６バルブ６３、計測マスタ６４をさらに備えている点が異なる。

第６配管６１は、第１配管１２の流路途中であって第１バルブ１３の下流位置から分岐し、第３配管１９の流路途中であって第３バルブ２１の上流位置まで形成されている。第６配管６１の流路途中には、第２圧力センサ６２、計測マスタ６４および第６バルブ６３が上流から順に設けられている。計測マスタ６４は、規定圧力で既知の流量を発生させるもので、オリフィスやノズルによって構成される。

［計測マスタ６４による補正量Δｑ算出制御］
次に、計測マスタ６４による補正量Δｑ算出制御について説明する。この制御は、ワーク５０の漏れ計測の前段階として、例えば１日に１回定期的に実行される制御である。この制御により算出された補正量Δｑに基づいて、ワーク５０について算出された漏れ量を補正する。なお、補正量Δｑの算出にあたり、注水制御が終了し、貯水槽２３内に水が充填された後に実行される点は上記第１実施形態と同様である。

図６は、補正量Δｑ算出制御の一例を示すフローチャートであり、図７に示すタイミングチャートと対応している。本制御は、第１実施形態で説明した漏れ計測制御と略同様であるが、ワーク５０を加圧するのではなく、計測マスタ６４を加圧する点が異なる。まず、Ｓ１１−２で、作業者により計測マスタ６４が取り付けられ、Ｓ１２で、制御部４０により第１バルブが開かれる。

Ｓ１３−２では、第２圧力センサ６２により計測マスタ６４内の圧力（以下、「マスタ圧力」）Ｐｍが測定され、Ｓ１４−２では、測定されたマスタ圧力Ｐｍが所定のテスト圧力Ｐｔに到達したか否かが判定される。Ｓ１４−２の判定が肯定された場合、処理はＳ１５−２に移行する。一方、Ｓ１４−２の判定が否定された場合、Ｓ１４の判定が繰り返される。

マスタ圧力Ｐｍが所定のテスト圧力Ｐｔに到達した後には、Ｓ１５−２で、第６バルブが開けられ、測定が開始される。以下、Ｓ１６〜Ｓ１８での質量計測については第１実施形態と同様である。Ｓ１９−２で、補正量Δｑを算出する。計測マスタ６４により、測定値と既知のマスタ値から、測定値の補正が可能となる。マスタ漏れ量ΔＱ_mは既知の値であり、検出されるべき真の質量ΔＭ_mは、測定時間をΔｔ、基準温度の水密度をρ₀として、式（３）により表される。

式（３）で表される質量ΔＭ_mが真の質量であり、特許請求の範囲に記載の「真の量」の一例に相当する。一方、電子天秤２６で実測された質量変化をΔＭとすると、真の質量との差はΔＭ_m−ΔＭとなり、これが補正すべき量となる。したがって、漏れの補正量Δｑは、式（４）により表される。

よって、図８に破線で示す補正後の漏れ量ΔＱ_hoseiは、ワーク５０による測定値をΔＱ_nとして、式（５）により表される。

なお、体積検出の場合、メスシリンダ２５で実測された体積変化をΔＬとすると、真の体積との差はΔＱ_m×Δｔ−ΔＬとなり、これが補正すべき量となる。したがって、漏れの補正量Δｑは、式（６）により表される。

なお、このＳ１９−２の処理が、特許請求の範囲に記載の「補正量算出段階」の一例に相当する。補正量Δｑを算出した後は、Ｓ２０−２で、第６バルブが閉じられる。その後、Ｓ２１〜Ｓ２４で、シリンダ２２駆動により圧力を開放して媒体の封入を停止する。この処理は、第１実施形態と同様である。最後に、Ｓ２５−２で、作業者により計測マスタ６４が取り外されて、本制御処理は終了となる。

第２実施形態において、ワーク５０の漏れ計測制御は図３に示す第１実施形態と同様であり、Ｓ１９における漏れ量ΔＱの算出において、ワーク５０の測定値ΔＱ_nが上記式（５）のように補正量Δｑを加味して、漏れ量ΔＱ_hoseiとして算出されることになる。

第２実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、補正量Δｑにより測定値ΔＱ_nを補正することで、さらに高精度な漏れ計測を行うことが可能である。さらに、定期的に計測マスタ６４による補正量Δｑを計測することで、日々の検査装置１０２の精度管理としても使用できるため、検査装置１０２の信頼性を向上させることができる。

さらに、補正量Δｑの値が大きければ、検査装置の不具合と認定できるため、検査装置１０２の正しさを検定することもできる。また、一定の補正量Δｑであれば、長期的に装置１０２の正しさが保証されることになる。

〈第３実施形態〉
［構成］
次に、本発明の第３実施形態の気密漏れ検査装置１０３について、図９を参照して説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。第３実施形態の気密漏れ検査装置１０３は、第１実施形態の気密漏れ検査装置１０１に対し、貯水槽２３の水温を検出する温度センサ６５をさらに備えている点が異なる。温度センサ６５は、制御部４０に接続されている。温度センサ６５は、特許請求の範囲に記載の「温度検出手段」の一例に相当する。

［温度変化による補正制御］
検出中に水温の変化があると、水の体積膨張や収縮により測定誤差が発生する。第３実施形態では、貯水槽２３内の水温を検出して温度補正を行う。以下、貯水槽２３内の水温変化の補正方法を説明する。電子天秤２６により検出された質量をΔＭ＝Ｍ₁−Ｍ₀、水温変化をΔＴ＝Ｔ₁−Ｔ₀とする。ここで、Ｔ₀は測定開始時の水温であり、Ｔ₁は測定終了時の水温である。さらに、貯水槽２３の容積および貯水槽２３からメスシリンダ２５までの配管容積の合計をＶ、水の体積膨張率をβとすると、温度補正後の漏れ量ΔＱ_tempは、式（７）により表される。なお、Δｔは測定時間、ρ₀は基準温度の水密度である。

同様に、メスシリンダ２５により検出された体積をΔＬ＝Ｌ₁−Ｌ₀とすると、温度補正後の漏れ量ΔＱ_tempは、式（８）により表される。

第３実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、貯水槽２３の水温変化による誤差を補正することで、さらに高精度な漏れ計測を行うことが可能である。

〈第４実施形態〉
次に、本発明の第４実施形態の気密漏れ検査装置について説明する。なお、第４実施形態は、貯水槽２３内の水圧による誤差を補正する点が特徴であり、装置構成自体は上記第１実施形態から第３実施形態までのいずれの装置構成であっても良い。例として、図９に示す第３実施形態を参照して説明する。

本実施形態では、貯水槽２３内にあるパック１８の容積変化により漏れ量を算出するため、貯水槽２３内のパック１８位置により大気圧Ｐ₀中で漏れ出た体積が変化してしまう。大気中で漏れ出た漏れをΔＱ₀、測定時間をΔｔ、体積をΔＬ₀＝ΔＱ₀×Δｔとする。大気中で漏れた体積ΔＬ₀は、水圧により収縮するため、パック１８の容積増分が減少して誤差となる。ここで、貯水槽２３の水収容部４２上面からパック１８までの平均高さをｈ、基準温度の水密度をρ₀、測定される体積差をΔＬとすると、これらは式（９）の関係式で表される。

よって、本来の漏れ量ΔＱ₀は、式（１０）で表される。

また、ΔＬ＝ΔＭ／ρ₀より、質量差ΔＭからの漏れ量ΔＱ₀は、式（１１）で表される。

第４実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、パック１８の位置の水圧による誤差を補正することで、さらに高精度な漏れ計測を行うことが可能である。

〈第５実施形態〉
［構成］
次に、本発明の第５実施形態の気密漏れ検査装置１０５について、図１０〜図１２を参照して説明する。まず構成について、図１０を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。第５実施形態の気密漏れ検査装置１０５は、第１実施形態の気密漏れ検査装置１０１に対し、チャンバ１５、第２バルブ１７、シリンダ２２を有していない点が異なる。

［漏れ計測制御］
次に、漏れ計測制御および漏れ計測方法について説明する。第５実施形態では、図１０においてドットで示すようにワーク５０およびパック１８にテスト圧力Ｐｔを印加する。そして、矢印Ａ５に示すようにワーク５０に漏れがある場合にはテスト圧力Ｐｔがかかっている部分の体積が減少し、パック１８の容積が減少することを利用して漏れ量を計測する。パック１８の容積が減少すると、メスシリンダ２５内の水が貯水槽２３側に吸い込まれ、測定値が減少する。この減少量を検出し、漏れ量を算出する。なお、本実施形態では、メスシリンダ２５内の水が貯水槽２３側に吸い込まれるため、メスシリンダ２５内の配管とメスシリンダ２５内の水が接液していることが必要となる。

図１１は、漏れ計測制御の一例を示すフローチャートであり、図１２に示すタイミングチャートと対応している。図１１に示すように、まずＳ５１で、作業者によりワーク５０が、第１配管１２と第２配管１６との間に取り付けられる。次いで、Ｓ５２で、制御部４０により第１バルブが開けられる。Ｓ５３では、第１圧力センサ１４によりワーク圧力Ｐｗが測定され、Ｓ５４では、測定されたワーク圧力Ｐｗが所定のテスト圧力Ｐｔに到達したか否かが判定される。Ｓ５４の判定が肯定された場合、処理はＳ５５に移行する。一方、Ｓ５４の判定が否定された場合、Ｓ５４の判定が繰り返される。

ワーク圧力Ｐｗが所定のテスト圧力Ｐｔに到達した後には、Ｓ５５で、第１バルブ１３が開けられ、測定が開始される。次いで、Ｓ５６で、測定開始時の電子天秤２６の質量Ｍ₀が測定される。なお、Ｓ５６〜Ｓ５９の処理は、第１実施形態における図３に示すＳ１６〜Ｓ１９と同様であるため、説明は省略する。次いで、Ｓ６０で、第３バルブ２１が開けられる。

次いで、Ｓ６３では、第１圧力センサ１４によりワーク圧力Ｐｗが測定され、Ｓ６２では、測定されたワーク圧力Ｐｗが大気圧Ｐ₀まで低下したか否かが判定される。Ｓ６２の判定が肯定された場合、処理はＳ６３に移行する。一方、Ｓ６２の判定が否定された場合、Ｓ６１に戻りＳ６２の判定が繰り返される。ワーク圧力Ｐｗが大気圧Ｐ₀まで低下した場合には、Ｓ６３で、第３バルブ２１が閉じられる。次いで、Ｓ６４で、作業者によりワーク５０が取り外されて、本制御処理は終了となる。

第５実施形態においても、媒体が直接水に接することがないため、水へ溶け込む水溶性の媒体であっても、高精度な漏れ計測が可能である。また、チャンバ１５や、シリンダ２２を有しておらず、装置構成をさらに簡略化することができる。

〈第６実施形態〉
次に、本発明の第６実施形態の気密漏れ検査装置１０６について、図１３、図１４を参照して説明する。まず構成について、図１３を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。第６実施形態の気密漏れ検査装置１０６は、第１実施形態の気密漏れ検査装置１０１と略同様であるが、ワーク取付時に、第１配管１２と、チャンバ１５の内壁とワーク５０の外壁とで囲まれた流路５４とが連通する点が異なる。

これまでの実施形態では、ワーク５０から漏れ出た量を検出していたが、第６実施形態では、図１３において矢印Ａ６で示すようにワーク５０に侵入する方向の漏れ量を検出する。図１３においてドットで示すように、テスト圧力Ｐｔをチャンバ１５内に印加して、流路からワーク５０内に侵入する漏れ量を検出する。

図１４は、漏れ計測制御の一例を示すフローチャートであり、図４に示すタイミングチャートと対応している。第６実施形態の漏れ計測制御は、第１実施形態の漏れ計測制御に対して、テスト圧力Ｐｔを印加する対象がワーク５０ではなくチャンバ１５である点が異なるが、それ以外の漏れ量算出方法については同様である。

本実施形態では、図１４に示すように、Ｓ１３−６で、チャンバ１５内の圧力（以下、「チャンバ圧力」）Ｐｃが測定される。次いで、Ｓ１４−６では、測定されたチャンバ圧力Ｐｃが所定のテスト圧力Ｐｔに到達したか否かが判定される。Ｓ１４−６の判定が肯定された場合、処理はＳ１５に移行する。一方、Ｓ１４−６の判定が否定された場合、Ｓ１３−６の処理に戻り、チャンバ圧力Ｐｃが所定のテスト圧力Ｐｔに到達するまでＳ１４−６の判定が繰り返される。その他の処理については、第１実施形態と同様であるため、説明は省略する。
第６実施形態においても、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

〈第７実施形態〉
［構成］
次に、本発明の第７実施形態の気密漏れ検査装置１０７について、図１５、図１６を参照して説明する。まず構成について、図１５を参照しつつ説明する。なお、第６実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。第７実施形態の気密漏れ検査装置１０７では、第１配管１２とチャンバ１５、チャンバ１５と第２配管１６とが連通している。

また、本実施形態では、パック１８の容積が減少する形態となるため、パック１８の容積増大分を吸引するシリンダ２２は設けていない。第７実施形態では、図１５にドットで示すように、テスト圧力Ｐｔは、チャンバ１５およびパック１８内に印加される点が上記第６実施形態とは異なる。

本実施形態では、テスト圧力Ｐｔをチャンバ１５内およびパック１８内に印加し、矢印Ａ７に示すようにワーク５０の漏れに起因して媒体がワーク５０内に吸い込まれることによりパック１８の容積が減少することを利用して漏れ量を算出する。

［漏れ計測制御］
図１６は、漏れ計測制御の一例を示すフローチャートであり、図１２に示すタイミングチャートと対応している。漏れ計測制御については、図１１に示す第５実施形態の制御と略同様であり、同処理については同じ符号を付し、異なるステップについてのみ説明する。本実施形態では、Ｓ５２で、第１バルブ１３が開けられると、Ｓ５３−７で、チャンバ圧力Ｐｃが測定される。

次いで、Ｓ５４−７では、測定されたチャンバ圧力Ｐｃが所定のテスト圧力Ｐｔに到達したか否かが判定される。Ｓ５４−７の判定が肯定された場合、処理はＳ５５に移行する。一方、Ｓ５４−７の判定が否定された場合、Ｓ５３−７の処理に戻り、チャンバ圧力Ｐｃが所定のテスト圧力Ｐｔに到達するまでＳ５４−７の判定が繰り返される。

なお、Ｓ５５〜Ｓ６０の処理は、第５実施形態における図１１に示す同ステップの処理と同様であるため、説明は省略する。次いで、Ｓ６１−７では、第１圧力センサ１４によりチャンバ圧力Ｐｃが測定され、Ｓ６２−７では、測定されたチャンバ圧力Ｐｃが大気圧Ｐ₀まで低下したか否かが判定される。Ｓ６２−７の判定が肯定された場合、処理はＳ６３に移行する。一方、Ｓ６２−７の判定が否定された場合、Ｓ６１−７に戻りＳ６２−７の判定が繰り返される。チャンバ圧力Ｐｃが大気圧Ｐ₀まで低下した場合には、Ｓ６３で、第３バルブ２１が閉じられる。次いで、Ｓ６４で、作業者によりチャンバ１５内からワーク５０が取り外されて、本制御処理は終了となる。

なお、本実施形態では、第５実施形態と同様に、メスシリンダ２５内の水が貯水槽２３側に吸い込まれるため、メスシリンダ２５内の配管とメスシリンダ２５内の水が接液していることが必要となる。
第７実施形態においても、媒体が直接水に接することがないため、水へ溶け込む水溶性の媒体であっても、高精度な漏れ計測が可能である。

〈他の実施形態〉
上記各実施形態では、ワーク５０またはチャンバ１５へ封入する流体をＤＭＥとしたが、その他の液体でも良いし、エア等の気体でも良い。また、貯水槽２３に貯留される液体についても水に限られない。

上記各実施形態では、電子天秤２６とカメラ２７を備えるものとしたが、どちらか一方を備えていれば良い。質量から漏れ量を算出する場合には電子天秤２６を備える構成とし、体積から漏れ量を算出する場合にはカメラ２７を備える構成とすることができる。

上記第２実施形態の計測マスタ６４による補正量Δｑの算出制御では、図６におけるＳ１１−２で計測マスタ６４を取り付け、Ｓ２５−２で計測マスタ６４を取り外すようにしたが、計測マスタ６４を取り付けたままにしても良い。この場合、ワーク５０の漏れ量算出の際には、開閉弁により第６配管内の流路を遮断するようにして、ワークの漏れ量制御を実施することができる。

または、ワーク５０と略同一構成をなし気密性が確保されており漏れがない、または漏れ量が既知である校正用マスタを用いて、補正量Δｑを求めても良い。この場合、第１実施形態の検査装置１０１を用いて、検査用のワーク５０の代わりに校正用マスタを用いて、図３に示す漏れ計測制御と同様の制御により、実測による漏れ量と既知の漏れ量との比較から補正量Δｑを求めることができる。

上記各実施形態において、メスシリンダ２５内で接続配管２４の第３部位３６の下端が接液するようにしたが、検査時、パック１８の容積が増大する形態においては、必ずしも接液している必要はない。接続配管２４の下端から体積増大分の水がメスシリンダ２５内に滴下する形態として実施しても良い。

上記各実施形態において、パック１８の容積変化を作業者が目視で確認できるように、貯水槽２３に確認窓を設けても良い。

上記各実施形態において、ワーク５０は、コモンレールやインジェクタポンプ等の自動車部品としたが、内部に流体収容室を有し、内部の気密性が求められるワークであれば、自動車部品に限らず種々のワークを本検査装置に適用することができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１０ ・・・加圧部
１５ ・・・チャンバ
１８ ・・・パック（容積可変部材）
２３ ・・・貯水槽（液体容器）
２４ ・・・接続配管
２５ ・・・メスシリンダ（計測容器）
４０ ・・・制御部
５０ ・・・ワーク（検査対象物）
５１ ・・・流体収容室
１０１ ・・・気密漏れ検査装置

Claims (10)

1. 流体収容室（５１）を有する検査対象物（Ｗ）の気密性を検査する気密漏れ検査装置であって、
   前記流体収容室へ、または前記検査対象物を収容するチャンバ（１５）内へ流体を供給し所定のテスト圧力（Ｐｔ）を印加する加圧部（１０）と、
   液体が充填される容積一定の液体容器（２３）と、
   前記液体容器内に浸漬され、前記流体収容室または前記チャンバ内に連通し、内部の圧力変化に追従して外形形状が変化する容積可変部材（１８）と、
   前記液体が充填された接続配管（２４）を経由して前記液体容器に連通する計測容器（２５）と、
   前記液体容器内における前記容積可変部材の体積変化に対応して変化する前記計測容器内の液体変化量（ΔＭ）を計測する計測部（２６，２７）と、
   前記計測部による測定値（Ｍ１）に基づいて前記検査対象物の漏れ量（ΔＱ）を算出する制御部（４０）と、
   を備える気密漏れ検査装置。
2. 前記制御部は、前記加圧部を制御し、前記テスト圧力と前記測定値とに基づいて前記漏れ量を算出するものである請求項１に記載の気密漏れ検査装置。
3. 前記制御部は、前記テスト圧力を印加したときのマスタ漏れ量（ΔＱ_m）が既知である計測マスタ（６４）を前記加圧部が加圧したときの検査によって予め決定された補正量（Δｑ）を加味して前記漏れ量（ΔＱ_hosei）を算出するものである請求項１または請求項２に記載の気密漏れ検査装置。
4. 検査時において前記加圧部が前記流体を供給し、前記流体収容室に漏れがあるとき、前記容積可変部材の容積は増加するものである請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の気密漏れ検査装置。
5. 前記チャンバは前記容積可変部材に連通し、
   前記加圧部は、前記チャンバに収容された前記検査対象物の前記流体収容室へ前記流体を供給するものである請求項４に記載の気密漏れ検査装置。
6. 前記容積可変部材の内部を吸引する吸引部（２２）をさらに備え、
   前記制御部は、前記流体収容室からの前記流体の漏れによって増加した前記容積可変部材の容積を減らすように前記吸引部を制御する請求項５に記載の気密漏れ検査装置。
7. 前記検査対象物の前記流体収容室は、前記流体の供給方向おける上流側が前記加圧部に連通し、前記供給方向における下流側が前記容積可変部材に連通しており、
   前記加圧部は、前記流体収容室および前記容積可変部材に前記流体を供給するものである請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の気密漏れ検査装置。
8. 前記液体容器内の前記液体の温度を検出する温度検出手段（６５）をさらに備え、
   前記制御部は、前記温度検出手段が検出する温度変化量（ΔＴ）を加味して前記漏れ量を算出するものである請求項１〜請求項７のうちいずれか一項に記載の気密漏れ検査装置。
9. 検査対象物（Ｗ）の内部に形成される流体収容室へ、または前記検査対象物を収容するチャンバ（１５）内へ流体を供給し所定のテスト圧力（Ｐｔ）を印加する加圧部（１０）と、
   液体が充填される容積一定の液体容器（２３）と、
   前記液体容器内に浸漬され、前記流体収容室または前記チャンバ内に連通し、内部の圧力変化に追従して外形形状が変化する容積可変部材（１８）と、
   前記液体が充填された接続配管（２４）を経由して前記液体容器に連通する計測容器（２５）と、
   前記液体容器内における前記容積可変部材の体積変化に対応して変化する前記計測容器内の液体変化量（ΔＭ）を計測する計測部（２６，２７）と、
   前記加圧部を制御する制御部（４０）と、
   を備える気密漏れ検査装置による気密漏れ検査方法であって、
   前記加圧部による加圧段階（Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４）と、
   前記計測部により計測される検査開始時の開始時測定値（Ｍ₀）と、検査終了時の終了時測定値（Ｍ１）との差分に基づいて、前記制御部が前記検査対象物の漏れ量（ΔＱ）を算出する漏れ量算出段階（Ｓ１９）と、
   を含む気密漏れ検査方法。
10. 前記テスト圧力を印加したときの漏れを示すマスタ漏れ量（ΔＱ_m）が既知である計測マスタ（６４）を前記加圧部が加圧したときの検査において、得られた実測値（ΔＭ）と前記マスタ漏れ量から算出される真の量（ΔＭ_m）との差分に基づいて、前記制御部が補正量（Δｑ）を算出する補正量算出段階（Ｓ１９−２）をさらに含み、
    前記漏れ量算出段階において、前記制御部は、前記補正量を加味して前記検査対象物の漏れ量（ΔＱ）を算出するものである請求項９に記載の気密漏れ検査方法。

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