特許ウォッチ

公開番号2025001810
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2023101510
出願日2023-06-21
発明の名称リークテスタ
出願人株式会社コスモ計器
代理人個人,個人,個人
主分類G01M 3/26 20060101AFI20241226BHJP(測定;試験)
要約【課題】従来、大リーク試験は小リーク試験の前に定量注入法で行っていたため、小リーク試験用の空圧回路と大リーク試験用の空圧回路を共用することが難しかった。
【解決手段】上記課題を解決するリークテスタは、マスター容器と、マスター側空気回路と、ワーク容器と、ワーク側空気回路と、第1バルブと、第2バルブと、流量制御バルブと、差圧計を備える。マスター容器に基準品を格納しマスター側空気回路と接続する。ワーク容器に検査品を格納しワーク側空気回路と接続する。第1バルブはマスター側空気回路とワーク側空気回路に供給する圧力空気を制御する。第2バルブはマスター側空気回路とワーク側空気回路を外部と接続する。流量制御バルブはマスター側空気回路とワーク側空気回路から外部に放出する、またはマスター側空気回路とワーク側空気回路に外部から注入する空気量を制御する。差圧計はマスター側空気回路とワーク側空気回路の差圧を測定する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
２つの空気経路を備えた流量制御器であって、
各空気経路の流量を制限する細孔を有したオリフィス板と、
２つの空気経路を同時に開閉するバルブと
を備えた流量制御器。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載の流量制御器であって、
前記オリフィス板の低圧側に、前記オリフィス板に接して配置されたバックアップオリフィス板
を備えた流量制御器。
【請求項３】
基準品を格納するマスター容器と、
前記マスター容器と接続されるマスター側空気回路と、
検査品を格納するワーク容器と、
前記ワーク容器と接続されるワーク側空気回路と、
マスター側空気回路とワーク側空気回路に供給する圧力空気を制御する第１バルブと、
マスター側空気回路とワーク側空気回路を外部と接続する第２バルブと、
マスター側空気回路とワーク側空気回路から外部に放出する、またはマスター側空気回路とワーク側空気回路に外部から注入する空気量を制御する流量制御バルブと、
マスター側空気回路とワーク側空気回路の差圧を測定する差圧計と
を備えたリークテスタ。
【請求項４】
請求項３に記載のリークテスタであって、
前記流量制御バルブは、２つの空気経路と、各空気経路の流量を制限する細孔を有したオリフィス板と、２つの空気経路を同時に開閉するバルブとを備える
ことを特徴とするリークテスタ。
【請求項５】
請求項３に記載のリークテスタであって、
前記第１バルブに接続された正圧空気供給源と、
前記流量制御バルブの外部側に接続された負圧発生器と
を備えたリークテスタ。
【請求項６】
請求項３に記載のリークテスタであって、
前記第１バルブに接続された負圧発生器と、
前記流量制御バルブの外部側に接続された正圧空気供給源と
を備えたリークテスタ。
【請求項７】
検査品を格納するワーク容器と、
前記ワーク容器と接続されるワーク空気回路と、
ワーク空気回路に供給する圧力空気を制御する第１バルブと、
ワーク空気回路を外部と接続する第２バルブと、
ワーク空気回路から外部に放出する、またはワーク空気回路に外部から注入する空気量を制御する流量制御バルブと、
ワーク空気回路のテスト圧を測定する圧力計と
を備えたリークテスタ。
【請求項８】
請求項７に記載のリークテスタであって、
前記第１バルブに接続された正圧供給源と、
前記流量制御バルブの外部側に接続された負圧発生器と
を備えたリークテスタ。
【請求項９】
請求項７に記載のリークテスタであって、
前記第１バルブに接続された負圧発生器と、
前記流量制御バルブの外部側に接続された正圧空気供給源と
を備えたリークテスタ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
開示技術は、外圧方式により、密封品の空気漏れの有無を検査する装置に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
密封品の空気漏れ欠陥を検知するには、例えば、密閉容器内で検査品を周りから加圧してやり、密封品に空気が入り込むかどうかを確認すればよい。
この時、欠陥が小さい場合（小欠陥）、検査品には少しずつ空気が入り込み（小リーク）、密閉容器の内圧は徐々に低下する。一方、欠陥が大きい場合（大欠陥）、密閉容器内を加圧する過程で検査品に一気に空気が入り込み（大リーク）、加圧完了後に密閉容器内の圧力の時間変化を観察しても、変化は検知できないであろう。従って、小リーク試験と大リーク試験は個別に実施する必要がある。
【０００３】
［小リーク試験の原理］
図１を用いて小リーク試験の原理を説明する。
１０１は密閉容器、１０２は検査品である。
大気圧（P
０
）中の検査品を密閉容器１０１に格納し、密閉容器内でP
０
より大きな圧力P
１
をかける。
密閉容器１０１の容積から検査品の外容積を除外した容積をV
Ｃ
、検査品の内容積（空気が入り込み得る容積）をV
Ｓ
とする。すると、初期状態で、密閉容器内には圧力P
０
の空気が体積V
Ｓ
、圧力P
１
の空気が体積V
Ｃ
存在する。
圧力P
１
の空気は次第に検査品内に流入する。すると、密閉容器内の圧力は徐々に低下し、検査品内の圧力は徐々に上昇する。
ｔ秒後の密閉容器内圧力をP
１
－ΔP、検査品に流入する気体の大気圧（P
０
）換算量をQ[ml/s]とすると、
TIFF
2025001810000002.tif
13
169
変形すると
TIFF
2025001810000003.tif
21
169
したがって、検査品に小リークがあった場合、式（２）の右辺で与えられる漏れ流量が検出される。
【０００４】
なお、上記小リーク試験は、検査品を加圧する例で説明したが、検査品の周囲を減圧して試験することもできる。
【０００５】
［大リーク試験の原理］
図２を用いて大リーク試験の原理を説明する。
基準品２０２を格納するマスター容器２０１と、検査品２０４を格納するワーク容器２０３を用意する。マスター容器とワーク容器の容積は等しいものとする。
検査品に大リークがある場合、マスター容器に基準品を入れた後のマスター容器内空気量と、ワーク容器に検査品を入れた後のワーク容器内空気量に差が生じることが期待される。この空気量差を利用して、大リークの存在を検出する。
【０００６】
マスター容器２０１の容積から基準品の外容積を除外した容積をV
Ｃ
、初期圧力をP
１
、マスター容器内気体の物質量をｎ
Ｍ
[mol]、温度をＴ、気体定数をRとすると、
TIFF
2025001810000004.tif
13
169
ワーク容器２０３には検査品を格納し、初期圧力を同じP
１
にする。検査品に大リークがあれば、検査品内部の圧力はワーク容器内の圧力と速やかに等しくなる。検査品の内容積（空気が入り込み得る容積）をV
Ｓ
とすれば、ワーク容器内には圧力P
１
、体積V
Ｃ
＋V
Ｓ
の空気が存在する。ワーク容器内の空気の物質量をｎ
Ｗ
[mol]、温度をマスター側と同じＴとすると、
TIFF
2025001810000005.tif
13
169
【０００７】
マスター容器とワーク容器に同じ物質量（n
ｅ
）の気体を注入する。注入後のマスター容器の圧力をP
Ｍ
、ワーク容器の圧力をP
Ｗ
とすると、
TIFF
2025001810000006.tif
13
169
TIFF
2025001810000007.tif
13
169
式（３）（５）から、
TIFF
2025001810000008.tif
13
169
式（４）（６）から、
TIFF
2025001810000009.tif
13
169
n
ｅ
RT＝Eとおき、式（７）（８）から、
TIFF
2025001810000010.tif
18
169
式（９）より、V
Ｓ
（空気が入り込み得る容積）＞０であれば、マスター側でワーク側より高い圧力が検出される。
【０００８】
なお、上記大リーク試験では所定量の気体を「注入」したが、所定量の気体をマスター容器とワーク容器から「放出」してもよい。式（９）から、Eが正（注入）であれば、P
Ｍ
＞P
Ｗ
だったが、Eが負（放出）であれば、P
Ｍ
＜P
Ｗ
となる。
本明細書では、E＞０の場合を「定量注入法」、E＜０の場合を「定量放出法」と呼ぶことにする。
【０００９】
以上の原理を踏まえ、従来技術について説明する。
図３は、従来技術の密封品用のリークテスタ３の空気回路図である。エアリークテスタ３は、マスター容器３０１、ワーク容器３０３、加圧空気供給源３０５、一次圧調整バルブ３０６、圧力計３０７、第１バルブ３０８、差圧計３０９、第２バルブ３１０、圧力調整バルブ３１２、第３バルブ３１１を備え、各容器、空気供給源、バルブ、計測器は空気を運ぶ管路（空気経路）で接続されている。
なお、第１バルブ、第２バルブ、第３バルブはそれぞれＶ１、Ｖ２、Ｖ３と略記する場合がある。
【００１０】
第１バルブ３０８は一対となった二方制御バルブ（閉止時に分離独立した一対の出力口を持つ二方制御バルブ）であり、一次圧調整バルブ３０６から供給される加圧空気を、マスター容器３０１とワーク容器３０３に分配する。
差圧計３０９は、第１バルブとマスター容器を結ぶ空気経路上の点Ａと、第１バルブとワーク容器３０３を結ぶ空気経路上の点Ｂに接続されている。
第２バルブ３１０は、第１バルブとマスター容器を結ぶ空気経路上の点Ｃと、第１バルブとワーク容器３０３を結ぶ空気経路上の点Ｄに接続されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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