(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、長尺体でありかつ長手方向に断面積変化部を少なくとも１つ有した形状をした多品種の被検査物を対象とし、検出時における熱の影響を低減するエアリークテスト装置を提供することを課題とする。【解決手段】本発明のエアリークテスト装置は、基準容器と一端が封止された封止部を有する長尺体でありかつ長手方向に断面積変化部を少なくとも１つ有する被検査物に加圧気体を導入し、前記基準容器と前記被検査物間の差圧を測定するエアリークテスト装置であって、前記被検査物のエアリークテスト装置との接続部とその他端を含む少なくとも２点で、前記被検査物を固定する固定機構を有し、加圧気体の導入時に、前記被検査物の入口部と気体供給源間の配管内部に規定量以上の流量が流れないようにする流量調整機構を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準容器と一端が封止された封止部を有する長尺体でありかつ長手方向に断面積変化部を少なくとも１つ有する被検査物に加圧気体を導入し、前記基準容器と前記被検査物間の差圧を測定するエアリークテスト装置であって、
前記被検査物において前記封止部が形成されている端部および反対側の端部を含む少なくとも２点で、前記被検査物を固定する固定機構を有し、
加圧気体の導入時に、前記被検査物と気体供給源間に規定量以上の流量が流れないようにする流量調整機構を備えることを特徴とするエアリークテスト装置。
【請求項２】
前記流量調整機構は、流量を検知する流量センサを備える請求項１に記載のエアリークテスト装置。
【請求項３】
前記固定機構は、静置されており、前記被検査物の外周面の一部を覆うことにより前記被検査物の動きを規制することを特徴とする請求項１または２に記載のエアリークテスト装置。
【請求項４】
前記被検査物は、肉厚が０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の樹脂製である請求項１から３のいずれか一項に記載のエアリークテスト装置。
【請求項５】
前記被検査物の断面積変化部は、長手方向に内径が拡大するテーパ構造である請求項１から４のいずれか一項に記載のエアリークテスト装置。
【請求項６】
前記被検査物のテーパ構造は、テーパ角度が３０度以上１８０度以下である請求項５に記載のエアリークテスト装置。
【請求項７】
以下の式（１）を満たす請求項１から６のいずれか一項に記載のエアリークテスト装置。
ＬＤ／ＳＤ≧１．５      （１）
ここで、ＬＤは、前記被検査物の断面積変化部の内径の大径部の長さであり、ＳＤは、前記被検査物の内径の小径部の長さである。
【請求項８】
前記被検査物は、円管状であって、全長が４００ｍｍ以上の長尺体である請求項１から７のいずれか一項に記載のエアリークテスト装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載のエアリークテスト装置を用いた、前記基準容器と前記被検査物に加圧気体を導入し、前記基準容器と前記被検査物間の差圧を測定するエアリークテスト方法であって、
加圧気体の導入時に、前記被検査物と気体供給源の間の少なくとも１点における加圧気体の流量を検知する工程と、
検知した流量を規定流量と比較する工程と、
検知した流量が規定流量以上の値を示すときにエアリークテストを停止する工程を含む、
エアリークテスト方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアリークテスト装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
密閉性や耐圧性が要求される製品では、製造工程の出荷前に、製品の部材同士の接続部や封止部からの漏れの有無を検査する必要がある。上記検査方法として、被検査物の内部に空気等の加圧気体を導入し、密閉した後に気体の圧力低下を測定することで漏れの有無を検査するエアリークテストが用いられる。中でも、差圧式エアリークテストと呼ばれる差圧計を用いたエアリークテスト方法では、漏れがないことを確認できている基準容器にも被検査物と同様に加圧気体を導入し、被検査物と基準容器間の圧力差、すなわち差圧を測定することで、被検査物の漏れを検出する。差圧計を用いる上記方法により、被検査物の微小な漏れの検出を行うことが可能となる。
【０００３】
ところで、加圧気体を導入すると、被検査物および基準容器の内部で気体が断熱圧縮を起こし、温度が上昇する。断熱圧縮によって生じた熱は、この後、放熱により徐々に周囲温度にまで温度が低下する。漏れ検出時においても放熱による温度低下が生じ、これに伴い圧力低下が生じる。そのため、被検査物に漏れがない場合においても、熱に起因する差圧が生じることとなる。精密なエアリークテストを行うためには、被検査物および基準容器の温度が周囲温度と一致するまで放熱時間を十分長く取る必要がある。
【０００４】
上記問題に対して、基準容器を被検査物と同一の材質、容積、形状にすることで、被検査物と基準容器の放熱特性を等しくし、熱に起因する差圧の影響を相殺する手法がとられることがある。これにより、被検査物の漏れに起因する差圧のみを検出することができる。しかしながら、被検査物ひいては基準容器が例えば樹脂製などの壊れやすい材質であるもの、あるいは部材同士の接合部を有するものであった場合、エアリークテスト毎に加圧を繰り返すことによる基準容器の破損が懸念される。加えて、多品種少量の製造現場では、各品種に応じた基準容器が必要となるため、管理コストが高くつく、あるいは作業効率が悪くなるなどの不都合も生じる可能性がある。そのため、多品種少量生産の被検査物を対象としたエアリークテストでは、全品種共通の標準基準容器を用いることが望ましい。
【０００５】
ここで例えば、被検査物が長尺体でありかつ長手方向に断面積が変化する形状であった場合、被検査物の長手方向に加圧気体を導入すると、断熱圧縮に加えて、被検査物の形状によるエネルギー損失から温度上昇が生じると考えられ、熱に起因する差圧が及ぼす影響が大きくなる。上記標準基準容器を用いる場合、基準容器と被検査物の放熱特性の差異から生じる誤差を許容してエアリークテストを行わざるを得ないため、被検査物の形状に起因する熱の影響が大きくなり、その結果検査精度が低下することが問題となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−２３６９３９号公報
【特許文献２】特開平０８−２４７８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、開閉弁の流量特性を測定する自動調圧装置が開示されている。特許文献１に記載の自動調圧装置は、目標値までの間に複数の仮設定値を設け、圧力測定値がこの仮設定値に一致する毎に制御弁の制御を一定時間停止させることによって、短時間で被検査物の流量特性を測定することができる。しかし、この装置は、仮設定値に一致する毎に制御弁の制御を一時停止することを必要とする。
【０００８】
特許文献２には、被検査物に一定量の加圧気体を導入した後に前記被検査物からの圧力洩れを測定する圧力洩れ測定方法であって、前記加圧気体の時間当たり導入量を前記被検査物内部において空気の断熱圧縮が起こらない程度まで小さくしたことを特徴とする圧力洩れ測定方法が開示されている。しかし、この測定方法は、被検査物の形状に起因する熱の影響については特に言及されていない。
【０００９】
上記課題を鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、長尺体でありかつ長手方向に断面積変化部を少なくとも１つ有した形状をした多品種の被検査物を対象とし、検出時における熱の影響を低減するリークテスト装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、前述の課題解決のために検討を行った結果、本発明を完成するに至った。すなわち本発明は、基準容器と一端が封止された封止部を有する長尺体でありかつ長手方向に断面積変化部を少なくとも１つ有する被検査物に加圧気体を導入し、前記基準容器と前記被検査物間の差圧を測定するエアリークテスト装置であって、前記被検査物において前記封止部が形成されている端部および反対側の端部を含む少なくとも２点で、前記被検査物を固定する固定機構を有し、加圧気体の導入時に、前記被検査物と気体供給源間に規定量以上の流量が流れないようにする流量調整機構を備えることを特徴とするエアリークテスト装置に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被検査物へ導入する加圧気体の流速を抑えることで、被検査物の形状に起因する熱の影響を低減し、被検査物の形状が変化したときも標準基準容器を用いた効率的なエアリークテストを行うことができるエアリークテスト装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るエアリークテスト装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係る固定機構の概略構成を示す図である。
【図３】本発明に係る固定機構の断面図である。
【図４】本発明に係る固定機構の断面図である。
【図５】本発明に係る固定機構の概略構成を示す図である。
【図６】本発明に係る固定機構の概略構成を示す図である。
【図７】本発明に係る被検査物の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明のエアリークテスト装置の実施の一形態について説明する。
【００１４】
本発明のエアリークテスト装置は、図１に示すように、レギュレータ２、規定量以上の流量が流れるとエアリークテストを停止する流量調整機構４、差圧式エアリークテスタ５、エアリークテスタに接続した基準容器６及び被検査物７、被検査物７を固定するための固定機構９を備える。レギュレータ２は、被検査物７の各品種の検査圧に応じ、気体供給源１から供給された気体を適当な圧力に調整する。
【００１５】
流量調整機構４は、被検査物７に導入する気体の流量ひいては流速に上限を設けるためのものである。本発明の流量調整機構４は、開閉バルブ４１、絞り弁４２、流量センサ４３、コントローラ４４を備えることができる。絞り弁４２は、気体導入用配管を通過する気体の導入流量を調整する。流量センサ４３は、気体導入用配管を通過する気体の流量を検知する。検知された流量センサ４３の出力値は、コントローラ４４に入力される。コントローラ４４は、検知された流量センサ４３の出力値に基づいて、開閉バルブ４１の動作判断及び動作制御を行う。
【００１６】
以下で、本発明の流量調整機構４の動作を説明する。まずエアリークテスト開始に伴い、気体供給源１から供給された気体は、レギュレータ２により被検査物の各品種の検査圧に応じて適当な圧力に調整される。開状態の開閉バルブ４１を通過した加圧気体は、絞り弁４２により気体導入用配管を通過する気体の流量を調整され、その流量が流量センサ４３により検知される。検知された流量センサ４３の出力値は、コントローラ４４に入力され、流量センサ４３の出力値と規定流量との比較を行う。流量センサ４３の出力値が規定流量よりも大きい場合は、開閉バルブ４１を閉状態になるように制御する。開閉バルブ４１が閉状態にあるとき、被検査物及び基準容器への気体の流通は遮断される。また流量センサ４３の出力値が規定流量よりも小さい場合には、開閉バルブ４１を開状態のまま保持する。これにより、規定流量以上の気体が流れるとエアリークテストの停止を行うことが可能となる。またここで、被検査物７を用いたエアリークテストを行う前に、気体導入用配管を通過する気体の流量を検知し、絞り弁４２を調整することによって気体導入用配管を通過する気体の流量が規定流量以下になることを確認する工程を含んでもよい。
【００１７】
固定機構９は、エアリークテスト時に被検査物７が動かないように固定するためのものである。被検査物７が固定されていない場合、気体導入時の衝撃を受けて被検査物７が動くと、被検査物７が動かない場合に比べて放熱が起こりやすくなる。これではエアリークテスト毎にその検査条件が異なることとなり、測定誤差の一因となる。そのため、被検査物７を動かないように固定することが必要となる。固定機構９は、静置されており、前記被検査物７の外周面の一部を覆う構成とすることが好ましい。固定機構９の具体的な形状としては、例えば図２に示すように、被検査物７の外周面の一部に接触するようにして被検査物７を支持するものが挙げられる。固定機構９の内径形状は被検査物７の外径形状よりもわずかに大きく、図３のような被検査物７を貫通させることのできる穴９１、あるいは図４のような被検査物７の外周面の少なくとも一部分で被検査物７が嵌る溝９２を有してよい。また固定機構９によって固定するのは、被検査物７の直管部であっても、外径変化部であってもよい。検査開始前に、固定機構９の上記穴９１あるいは溝９２に被検査物７を長手方向に通し、被検査物７が固定機構９に嵌るように設置することで、検査時に被検査物７を動かないように固定する。かかる固定機構９を用いて、被検査物７において一端が封止された封止部が形成されている端部および反対側の端部を含む少なくとも２点で、被検査物７を固定する。封止部を形成する端部および反対側の端部としては、被検査物７の各先端から全長の１／８程度とすることが好ましい。また固定機構９の別の形状としては、被検査物７を上部から覆うように設置し、被検査物７が接する水平面に被検査物７を固定する、図５のようなブロック形状や、図６のようなバンド形状が挙げられる。
【００１８】
本発明のエアリークテスト装置でエアリークテストを行う被検査物７は、長尺体でありかつ長手方向に断面積変化部を少なくとも１つ有する。流体が管状体内部を流れるとき、流体と管の摩擦によって、あるいは管の断面積変化、曲がり管や分岐管などの管の形状変化の影響によってエネルギー損失が生じる。このときエネルギー損失は、管を通過する流体の速度の２乗に比例する。そのため、長尺体でありかつ長手方向に断面積変化部を持つ被検査物７に長手方向から高速の気体が流入すると、エネルギー損失により温度上昇が生じる。被検査物７は内容積が小さく、熱などの外部環境の影響を受けやすい。そこで、被検査物７に流入する気体の流速を制限することで、エアリークテスト時におけるエネルギー損失の影響を低減することができる。ここで、管状体内部を流れる流体の流速と管の断面積の積が流量に相当するので、本発明のエアリークテスト装置によって被検査物７に流入する気体の流量に上限を設けることにより、被検査物７に流入する気体の流速もまた制限することができる。これにより、標準基準容器を用いたより効率的なエアリークテストを行うことが可能となる。
【００１９】
また、本発明のエアリークテスト装置でエアリークテストを行う被検査物７は、肉厚が０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の円管状の樹脂製であるときに好適である。樹脂製の被検査物７に対してごく短時間に応力をかけた場合、変形エネルギーによる発熱が生じることで、樹脂の伸度が大きくなる。そのため、エアリークテスト中の被検査物７の体積変化量が増えて圧力低下が生じることにより、検査精度が低下する。また、管状体内部に加圧気体が流入したとき、管状体の径方向にかかる応力は管状体の肉厚に反比例する。そのため、同圧の加圧気体を導入した場合でも肉厚が薄くなるほど被検査物７にかかる応力は大きくなる。そこで、本発明のエアリークテスト装置により被検査物７に流入する気体の流量を制限することで、被検査物７に対して短時間に応力をかける事態を阻止することができる。
【００２０】
また、本発明のエアリークテスト装置でエアリークテストを行う被検査物７は、図７に示すように、断面積変化部のうち、長手方向に内径が拡大するテーパ構造を有することが好ましい。特に、上記テーパ構造のテーパ角度θが、３０度以上１８０度以下であることが好ましい。テーパ角度が大きいほどテーパ部におけるエネルギー損失量が増加するため、被検査物７の形状に起因する熱の影響がより大きくなる。そこで、本発明のエアリークテスト装置により被検査物７に流入する気体の流量を制限することで、被検査物７の形状に起因する熱の影響を低減することができる。
【００２１】
また、本発明のエアリークテスト装置でエアリークテストを行う被検査物７は、式（１）を満たすような構造を有することが好ましい。
【００２２】
ＬＤ／ＳＤ≧１．５      （１）
ここで、図７に示すように、ＬＤは、前記被検査物７の断面積変化部の内径の大径部の長さであり、ＳＤは、前記被検査物７の内径の小径部の長さである。内径変化部におけるエネルギー損失量が増加するため、被検査物７の形状に起因する熱の影響がより大きくなる。そのため、本発明のエアリークテスト装置により被検査物７に流入する気体の流量を制限することで、被検査物７の形状に起因する熱の影響を低減することができる。
【００２３】
また、本発明のエアリークテスト装置でエアリークテストを行う被検査物７は、円管状で、４００ｍｍ以上の長尺体であることが好ましい。被検査物７の長さに比例して流体の摩擦によるエネルギー損失量が増加するため、被検査物７の形状に起因する熱の影響が大きくなる。そこで、本発明のエアリークテスト装置により被検査物７に流入する気体の流量を制限することで、被検査物７の形状に起因する熱の影響を低減することができる。ここで、円管状とは、被検査物７の長手方向に垂直な断面が、円形状、楕円形状であることをいう。
【００２４】
このような被検査物７は、具体的には、バルーンカテーテルなどの医療用長尺体とすることができる。上記のような円管状の長尺体でありかつ長手方向に内径の断面積変化部を少なくとも１つ有する被検査物７は、高速の気体が流入すると、エネルギー損失による温度上昇が生じる。また、樹脂製であるので、ごく短時間に応力をかけた場合変形エネルギーによる発熱が生じ、樹脂の伸度が大きくなる。そこで、本発明のエアリークテスト装置により被検査物７に流入する気体の流量を制限することで、被検査物７の形状に起因する熱の影響を低減し、また被検査物７に対して短時間に応力をかける事態を阻止することができる。そのため、本発明のエアリークテスト装置の被検査物７として好適である。
【実施例】
【００２５】
以下に、本発明のエアリークテスト装置を用いたエアリークテストの実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例として、長手方向に内径が拡大するテーパ構造を有するバルーンカテーテルを被検査物とした。第一の被検査物としては、テーパ角度は４０度であり、ＬＤ／ＳＤ＝１．５、全長５００ｍｍであり、テーパ構造の肉厚は０．０２ｍｍの樹脂製である。第二の被検査物としては、テーパ角度は４０度であり、ＬＤ／ＳＤ＝１．５、全長１０００ｍｍであり、テーパ構造の肉厚は０．０２ｍｍの樹脂製である。第三の被検査物としては、テーパ角度は８０度であり、ＬＤ／ＳＤ＝１．５、全長１０００ｍｍであり、テーパ構造の肉厚は０．０２ｍｍの樹脂製である。第一から第三の被検査物のＬＤはすべて５ｍｍである。
【００２６】
固定機構により被検査物を固定せず、第一から第三の被検査物を対象として順にエアリークテストを行った。すると気体導入時の衝撃を受けて被検査物が動き、同形状の被検査物を対象とした場合においてもエアリークテスト毎でその結果にばらつきが生じた。一方で、固定機構により被検査物を固定し、本発明のエアリークテスト装置を用いて、第一から第三の被検査物を対象として順にエアリークテストを行った。このとき、被検査物の封止部が形成されている端部および反対側の端部、および被検査物の全長の中央部の３点で、固定機構を用いて被検査物の動きを規制することによって、被検査物を固定した。また流量調整機構により、第一から第三の被検査物内部に流入する流速の上限が３００ｍ／ｓとなるように絞り弁を調整した。そしてエアリークテストを行った結果、気体導入時においても被検査物を固定できた状態のまま一回のエアリークテストを１４０秒で終了した。このようにエアリークテスト毎の検査精度を向上させ、品種切り換え時に基準容器の付け替えを行うことなく標準基準容器を用いて形状の異なる複数種のエアリークテストを行うことができた。
【符号の説明】
【００２７】
１    気体供給源
２    レギュレータ
３    圧力センサ
４    流量調整機構
４１    開閉バルブ
４２    絞り弁
４３    流量センサ
４４    コントローラ
５    差圧式エアリークテスタ
６    基準容器
７    被検査物
８    気体導入用配管
９    固定機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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