| 【発明の名称】 |
容器のガス漏れを計測する方法及び装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】村尾 良男
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| 【要約】 |
【課題】被測定容器のガス漏れを短時間で正確に計測すること。
【解決手段】差圧計ＤＰＳに切換弁ＳＶを介して複数の被測定容器ＷＶを接続し、その切換弁ＳＶを開閉することによって、被測定容器ＷＶに対して圧縮ガスを供給して充填した後に圧縮ガスの供給を停止し被測定容器ＷＶ内の圧縮ガスを冷却する第１の工程と、冷却した被測定容器ＷＶ内の圧縮ガスの差圧を計測することにより、被測定容器ＷＶのガス漏れを計測する第２の工程と、計測の終わった被測定容器ＷＶの圧縮ガスを排気する第３の工程とを、前記複数の各被測定容器ＷＶに対して、各工程が互いに重ならないようにして順次実施し、且つ互いに異なる工程を同時に実施する |
【特許請求の範囲】
【請求項１】基準容器内及び被測定容器内の圧縮ガスの差圧の時間変化を差圧計で計測することにより、被測定容器のガス漏れを計測する方法であって、前記差圧計に切換弁を介して複数の被測定容器を接続し、その切換弁を開閉することによって、被測定容器に対して圧縮ガスを供給して充填した後に圧縮ガスの供給を停止し、当該被測定容器内の圧縮ガスを冷却する第１の工程と、冷却した被測定容器内の圧縮ガスの差圧を計測することにより、被測定容器のガス漏れを計測する第２の工程と、計測の終わった被測定容器の圧縮ガスを排気する第３の工程とを、前記複数の各被測定容器に対して、各工程が互いに重ならないようにして順次実施し、且つ互いに異なる工程を同時に実施することを特徴とする容器のガス漏れを計測する方法。
【請求項２】前記第２の工程で計測を行う間に、次に計測を行う被測定容器に対して前記第１の工程を実施し、且つ、計測の終わった被測定容器に対して前記第３の工程を実施することを特徴とする請求項１記載の容器のガス漏れを計測する方法。
【請求項３】複数の被測定容器を接続するための配管接続部と、基準容器と、前記基準容器及び前記被測定容器に対して圧縮ガスを供給するための圧縮ガス源と、前記基準容器と前記被測定容器との間の差圧を計測するための差圧計と、前記各被測定容器と前記圧縮ガス源との間にそれぞれ設けられた第１の切換弁と、前記被測定容器と前記基準容器との間に設けられた第２の切換弁と、１つの被測定容器に圧縮ガスを供給すると共に他の１つの被測定容器を前記差圧計に接続するように前記第１の切換弁を制御し、且つ前記他の１つの被測定容器を前記基準容器に接続して測定前の圧力バランスをとるように前記第２の切換弁を制御する制御部と、を有することを特徴とする容器のガス漏れを計測する装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、容器（被測定容器）のガス漏れを差圧方式によって正確に計測するための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来において、被測定容器のガス漏れを計測するために、ガス漏れの全くない容器（基準容器）を製作し、被測定容器及び基準容器に対して圧縮空気を供給して互いに同一の圧力となるように充填した後、圧縮空気の供給を停止し、その後のこれらの容器間における差圧を計測することが行われている。
【０００３】差圧が計測されると、差圧と被測定容器の容積とから被測定容器のガス漏れ量を推定することができる（特開平７−１７４６６１号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来の方法では、被測定容器及び基準容器に圧縮空気を充填した直後には、これら容器内の圧縮空気は、圧力の急激な上昇により温度が上昇して不安定な状態になっているため、その時点では正確な差圧の計測はできない。そのため、これら容器内の圧縮空気の温度が低下して熱平衡に近い状態になり、これら容器内の圧縮空気の圧力が安定するまで放置して、その後に差圧の計測を行わなければならなかった。
【０００５】したがって、被測定容器及び基準容器に圧縮空気を充填してから差圧の計測を開始するまでに、これら容器内の圧縮空気の圧力が安定するまで待つという余分な時間が発生し、１つの被測定容器についてガス漏れの計測を完了するのに長い時間を要していた。
【０００６】そのため、容器のガス漏れの検査を生産ライン中で行おうとした場合に、検査工程が生産ラインのタクトタイムに収まらないという問題があった。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、被測定容器のガス漏れを短時間で正確に計測する方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る方法は、上述の課題を解決するために、基準容器内及び被測定容器内の圧縮ガスの差圧の時間変化を差圧計で計測することにより、被測定容器のガス漏れを計測する方法であって、前記差圧計に切換弁を介して複数の被測定容器を接続し、その切換弁を開閉することによって、被測定容器に対して圧縮ガスを供給して充填した後に圧縮ガスの供給を停止し、当該被測定容器内の圧縮ガスを冷却する第１の工程と、冷却した被測定容器内の圧縮ガスの差圧を計測することにより、被測定容器のガス漏れを計測する第２の工程と、計測の終わった被測定容器の圧縮ガスを排気する第３の工程とを、前記複数の各被測定容器に対して、各工程が互いに重ならないようにして順次実施し、且つ互いに異なる工程を同時に実施する請求項２の発明に係る方法は、前記第２の工程で計測を行う間に、次に計測を行う被測定容器に対して前記第１の工程を実施し、計測が終わった被測定容器に対して前記第３の工程を実施する請求項３の発明に係る装置は、複数の被測定容器を接続するための配管接続部と、基準容器と、前記基準容器及び前記被測定容器に対して圧縮ガスを供給するための圧縮ガス源と、前記基準容器と前記被測定容器との間の差圧を計測するための差圧計と、前記各被測定容器と前記圧縮ガス源との間にそれぞれ設けられた第１の切換弁と、前記被測定容器と前記基準容器との間に設けられた第２の切換弁と、１つの被測定容器に圧縮ガスを供給すると共に他の１つの被測定容器を前記差圧計に接続するように前記第１の切換弁を制御し、且つ前記他の１つの被測定容器を前記基準容器に接続して測定前のバランスをとるように前記第２の切換弁を制御する制御部と、を有して構成される。
【０００８】複数の各被測定容器に対して、各工程が互いに重ならないようにして順次実施し、且つ互いに異なる工程を同時に実施するため、例えば、第２の工程で基準容器内及び被測定容器内の圧縮ガスの差圧の計測を行う間に、次に計測を行う被測定容器に対して第１の工程である圧縮ガスを供給して充填した後に圧縮ガスの供給を停止し、圧縮ガスの冷却を実施すると共に、既に計測が終わった被測定容器に対して第３の工程である圧縮ガスの排気を実施する。このようにすると、３種の異なる工程を並行して同時に行えるため、差圧の計測を効率的に短時間で正確に行うことが可能になる。
【０００９】なお、圧縮ガスを冷却する方法としては、放置による自然冷却、外部からの強制冷却などが考えられる。また、外部からの強制冷却の方法としては、空気による空冷方式、水による水冷方式などが考えられる。必要とされる冷却の程度及び設備コストなどに応じて適宜選択することが可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る計測装置１の構成を示す回路図、図２は計測装置１によってガス漏れの計測を行う場合の各機器の動作タイミングを示す図、図３は各ステーションで行われる工程を示す図、図４は本発明に係る計測装置１を生産ラインに適用した場合の概略の構成を示す平面図である。
【００１１】図１において、計測装置１は、圧縮空気源ＰＳ、ソレノイドバルブＳＶ４，ＳＶ１Ａ，ＳＶ２Ａ，ＳＶ１Ｂ，ＳＶ２Ｂ，ＳＶ１Ｃ，ＳＶ２Ｃ、絞り弁ＳＥ１，ＳＥ２、基準容器ＭＶ、差圧計ＤＰＳ、配管接続部１１，２１，３１、及びコック５などから構成されている。
【００１２】計測装置１は、３つのステーションＡ，Ｂ，Ｃにおいて、被測定容器ＷＶに対してガス漏れの計測のためのそれぞれ異なる工程を同時に実施するように構成されている。各ステーションＡ，Ｂ，Ｃにおいて、被測定容器ＷＶを接続するために、それぞれ上に述べた配管接続部１１，２１，３１が各ステーションＡ，Ｂ，Ｃに配置されている。
【００１３】圧縮空気源ＰＳは、基準容器ＭＶ及び各被測定容器ＷＶＡ，ＷＶＢ，ＷＶＣに対して圧縮空気を供給するためのものである。ソレノイドバルブＳＶ４は、被測定容器ＷＶＡ〜Ｃを基準容器ＭＶに接続して測定前の圧力バランスをとるためのものである。
【００１４】ソレノイドバルブＳＶ１Ａ〜ＳＶ２Ｃは、被測定容器ＷＶＡ〜Ｃへの圧縮空気の供給を制御すると共に、圧縮空気が供給され準備の完了した被測定容器ＷＶＡ〜Ｃを前記差圧計ＤＰＳに接続するためのものである。例えば、ソレノイドバルブＳＶ１ＡをオフしＳＶ２Ａをオンすると、ステーションＡに装着された被測定容器ＷＶＡに圧縮空気源ＰＳから圧縮空気が供給され、同時にソレノイドバルブＳＶ１ＢをオンしソレノイドバルブＳＶ２Ｂをオフすると、他のステーションＢに装着された被測定容器ＷＶＢが差圧計ＤＰＳに接続される。
【００１５】絞り弁ＳＥ１〜２は、基準容器ＭＶ及び被測定容器ＷＶＡ〜Ｃから差圧計ＤＰＳへの圧縮空気の流量を制限することによって、差圧計ＤＰＳに急激な圧力変化を与えないようにするためのものである。
【００１６】基準容器ＭＶは、全ての被測定容器ＷＶＡ〜Ｃに対して共通に用いられるものであり、ガス漏れが全くないものである。また、基準容器ＭＶは常に差圧計ＤＰＳに接続されている。
【００１７】差圧計ＤＰＳは、基準容器ＭＶと被測定容器ＷＶＡ〜Ｃとの間の微少な差圧を計測するためのものである。配管接続部１１，２１，３１は、被測定容器ＷＶＡ〜Ｃを計測装置１に着脱可能に接続するためのものである。配管接続部１１，２１，３１として、例えば、カプラ、フランジ継手、又はフレア継手などが用いられる。
【００１８】コック５は、圧縮空気源ＰＳから基準容器ＭＶへの圧縮空気の供給を制御するためのものである。通常は計測装置１の起動時に一度だけ圧縮空気を供給するが、被測定容器ＷＶＡ〜Ｃのガス漏れが大きいときには基準容器ＭＶの圧力が低下するのでコック５を開いて圧縮空気を補充する。
【００１９】次に、計測装置１によるガス漏れ計測の方法について説明する。ガス漏れの計測は、各ステーションＡ，Ｂ，Ｃにおいて各々実施される。そこで、ステーションＡを例にとって図２を参照しながら計測の方法を説明する。
【００２０】なお、初期状態では、計測装置１のソレノイドバルブＳＶ１Ａ，ＳＶ２Ａ及びＳＶ４はオフになっている。基準容器ＭＶに対しては、事前にコック５を開いて圧縮空気源ＰＳから圧縮空気を供給して充填しておく。充填後はコック５を閉じておく。なお、通常、被測定容器ＷＶＡには圧縮空気が入っておらず、したがって被測定容器ＷＶＡ内の圧力は零である。
【００２１】まず、最初にステーションＡで被測定容器ＷＶＡを配管接続部１１を介して計測装置１に接続し、第１の工程を実施する。第１の工程では、ソレノイドバルブＳＶ１Ａはオフのままで、ソレノイドバルブＳＶ２Ａをオンにして、圧縮空気源ＰＳから被測定容器ＷＶＡに圧縮空気を供給して充填し、その後、自然冷却させる。圧縮空気の充填には例えば１〜３秒程度、冷却には例えば１０〜１７秒程度を要す。
【００２２】次に、第２の工程では、ソレノイドバルブＳＶ１Ａをオンにして被測定容器ＷＶＡを差圧計ＤＰＳに接続した後、ソレノイドバルブＳＶ２Ａをオフにして圧縮空気の供給を停止する。この際、ソレノイドバルブＳＶ４はオフのままであるため、被測定容器ＷＶＡは基準容器ＭＶとも接続され、これら容器内の圧力は同一となり、圧力バランスがとられる。その後、ソレノイドバルブＳＶ４をオンにして被測定容器ＷＶＡと基準容器ＭＶとを分離した後に計測を開始する。
【００２３】計測は、差圧計ＤＰＳの両側に接続された基準容器ＭＶ内の圧縮空気と被測定容器ＷＶＡ内の圧縮空気との差圧の時間変化を計測し、その差圧が規定範囲内であればガス漏れがないものと判断する。この差圧の時間変化の計測については、特開平６−１９４２５７号及び特開平７−１７４６６１号にその詳細が記載されている。なお計測には例えば１０〜１７秒程度の時間が使用できる。
【００２４】測定精度を高めるためには、第１の工程の冷却時間をできるだけ長くとることであり、これは第２の工程で漏れがあれば時間とともに大きな差圧が発生することになるため、精度の良い漏れ計測ができることになる。
【００２５】計測が終了した時点でソレノイドバルブＳＶ４をオフにする。ソレノイドバルブＳＶ４は、計測時以外はオフして差圧計ＤＰＳの両側を短絡しており、これによって差圧計ＤＰＳに過大な差圧がかかることを防止している。
【００２６】次に、第３の工程では、ソレノイドバルブＳＶ２Ａはオフのままで、ソレノイドバルブＳＶ１Ａをオフにして被測定容器ＷＶＡを差圧計ＤＰＳから分離するとともに、被測定容器ＷＶＡ内の圧縮空気を排出する。
【００２７】最後に、配管接続部１１から被測定容器ＷＶＡを外して、一連のガス漏れ計測のサイクルを終了する。なお、被測定容器ＷＶＡにガス漏れがあった場合は、警報を出して工程を停止させるか、又は漏れがあった被測定容器ＷＶＡを不良品として排出する。
【００２８】計測装置１においては、図３に示すように、ステーションＡで被測定容器ＷＶＡに対して第１の工程を行なっている間に、ステーションＢでは被測定容器ＷＶＢに対して第２の工程を行い、ステーションＣでは被測定容器ＷＶＣに対して第３の工程を行う。
【００２９】次に、ステーションＡでは被測定容器ＷＶＡに対して第２の工程を行なっている間に、ステーションＢでは被測定容器ＷＶＢに対して第３の工程を行い、ステーションＣでは被測定容器ＷＶＣに対して第１の工程を行う。
【００３０】次に、ステーションＡでは被測定容器ＷＶＡに対して第３の工程を行なっている間に、ステーションＢでは被測定容器ＷＶＢに対して第１の工程を行い、ステーションＣでは被測定容器ＷＶＣに対して第２の工程を行う。
【００３１】上述のように、ステーションＡ，Ｂ，Ｃにおいて各工程が互いに重ならないようにして順次実施し、且つ互いに異なる工程をステーションＡ，Ｂ，Ｃで同時に実施するので、被測定容器ＷＶＡ〜Ｃのガス漏れを短時間で正確に計測することができる。
【００３２】また、上述のように、ステーションＡ，Ｂ，Ｃにおいて各工程を同時に開始し且つ同時に終了させるので、各工程のタクトタイムは同一となる。したがって、各工程のタクトタイムは、最も時間を要する工程のタクトタイムに合わせることとなる。第１の工程のタクトタイムが最も長く、それが例えば２０秒であれば、全工程のタクトタイムが２０秒となる。したがって他の工程、例えば第２の工程ではタクトタイムから圧力バランスをとる時間を除いた残りが計測可能な時間となり、その範囲内で計測時間を自由に設定できる。
【００３３】なお、第３の工程において、被測定容器ＷＶＡ内の圧縮空気を排出することなく、圧縮空気を充填したままで栓を締め、その状態で被測定容器ＷＶＡを保管し又は出荷してもよい。この場合には、圧縮空気に代えて、酸化防止効果のあるガス又は被測定容器ＷＶＡを使用する際に実際に用いられるガスなどを用いてガス漏れの測定を行うことができる。
【００３４】次に、本発明に係る計測装置１を適用した生産ライン２について図４を参照して説明する。図４において、生産ライン２は、コンベアＣ／Ｖ、ステーションＡ，Ｂ，Ｃ、及び制御部Ｄから構成されている。
【００３５】生産ライン２では、ワークＷＶがコンベアＣ／Ｖ上に載せられ、図の左から右に搬送される。搬送されてきたワークＷＶは、いずれかのステーションＡ〜Ｃの前方で停止し、図示しない移載装置によってコンベアＣ／Ｖの後方に位置するステーションＡ〜Ｃに移載される。ステーションＡ〜Ｃでは、ワークＷＶは、図示しない着脱可能な配管接続部１１〜３１で各々のステーションＡ〜Ｃと接続される。
【００３６】制御部Ｄには、図１に示した計測装置１と同様の回路が組み込まれており、各ソレノイドバルブＳＶ１Ａ〜２Ｃの動作が制御される。各ステーションＡ〜Ｃでは、第１の工程、第２の工程、及び第３の工程を、各工程が互いに重ならないようにして順次実施し、且つ互いに異なる工程を同時に実施する。ワークＷＶは、全工程を終了したものから順に図示しない配管接続部１１〜３１が外され、図示しない移載装置によってステーションＡ〜ＣからコンベアＣ／Ｖに移載され、コンベアＣ／Ｖ上に載せられて図の右方向に搬送される。これらの動作を順次繰り返し、ワークＷＶのガス漏れを連続して計測する。
【００３７】この生産ライン２を使用すると、ワーク（被測定容器）ＷＶのガス漏れを短時間で正確に計測することができる。上述の実施形態においては、３種類の工程により容器のガス漏れを計測したが、本発明は、これに限られるものでなく、１つの工程を細分化したり、また複数の工程を複合化することも可能である。
【００３８】上述の実施形態においては、各工程は２〜３個のソレノイドバルブで構成されているが、本発明は、これに限られるものでなく、各工程の制御のために１個又は３個以上のソレノイドバルブを用いてもよい。ソレノイドバルブの構造、ポート数などは、種々のものを採用することができる。また、ソレノイドバルブ以外の種々の弁で構成することも可能である。 その他、計測装置１の各部又は全体の構成は本発明の主旨に沿って適宜変更することができる。本発明は、自動車業界、バルブ業界、医療器具業界、電機業界、その他の種々の業界における種々の容器のガス漏れの計測に適用することができる。
【００３９】
【発明の効果】本発明によると、被測定容器のガス漏れを短時間で正確に計測することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２０４２４０
【氏名又は名称】太陽鉄工株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年８月７日（１９９８．８．７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８６９３３
【弁理士】
【氏名又は名称】久保 幸雄
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| 【公開番号】 |
特開２０００−５５７７２（Ｐ２０００−５５７７２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年２月２５日（２０００．２．２５） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２２４０８０ |
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