(57)【要約】【課題】被検体を構成する基材と可撓性部材との部分的な接着不良を簡単かつ正確に検査でき、これに加え、可撓性部材の内部欠陥をも検査することができる被検体の検査方法を提供する。【解決手段】基材の表面にゴム製又は樹脂製の可撓性部材が接着された被検体を検査する方法にであって、該検査方法は、接着部材を密閉空間に配置しＳ２１、該密閉空間に圧縮ガスを導入して、前記密閉空間を加圧する工程Ｓ２２と、前記密閉空間の加圧状態を保持し、前記可撓性部材に前記圧縮ガスを浸透させる工程Ｓ２３と、前記圧縮ガスを前記密閉空間から放出し、前記密閉空間を減圧する工程Ｓ２４と、を少なくとも含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の表面にゴム製又は樹脂製の可撓性部材が接着された被検体を検査する方法にであって、
該検査方法は、接着部材を密閉空間に配置し、該密閉空間に圧縮ガスを導入して、前記密閉空間を加圧する工程と、
前記密閉空間の加圧状態を保持し、前記可撓性部材に前記圧縮ガスを浸透させる工程と、
前記圧縮ガスを前記密閉空間から放出し、前記密閉空間を減圧する工程と、を少なくとも含むことを特徴とする被検体の検査方法。
【請求項２】
前記密閉空間の加圧状態の保持を、前記可撓性部材の表面から前記基材に接着する前記可撓性部材の接着面まで、前記圧縮ガスが前記可撓性部材に浸透するまで行うことを特徴とする請求項１に記載の被検体の検査方法。
【請求項３】
前記可撓性部材への圧縮ガスの浸透を、前記可撓性部材を加熱しながら行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の被検体の検査方法。
【請求項４】
前記圧縮ガスとして、ヘリウムガスを用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の被検体の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材の表面にゴム製又は樹脂製の可撓性部材が接着された被検体の検査方法に係り、特に、基材と可撓性部材との接着不良、可撓性部材内の空孔などの内部欠陥を好適に検査することができる被検体の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、金属部材（基材）同士を密着させる場合には、気密性を高めるため金属部材同士の表面にシール材などの可撓性部材を介在させることがある。このような可撓性部材は、ゴム製及び樹脂製からなり、少なくとも一方の金属部材に接着させて固定されている。特に、金属部材が圧力機器の一部として利用される場合には、可撓性部材と基材との接着不良は、加圧された流体の漏れの原因となり機器の故障に繋がるので、可撓性部材と基材の接着状態を検査することは重要である。
【０００３】
そこで、例えば、管（基材）の表面にゴム製のシール材（可撓性部材）が接合された管継手（被検体）のシール性の検査方法であって、該検査方法は、管継手の所定のハンマリング部を打撃し、打撃により振動した被検体の振動をピックアップし、ピックアップした振動の信号をフーリエ変換し、フーリエ変換したデータに現れたピークに対応する周波数から、基材と可撓性部材との密着性を評価している（例えば、特許文献１参照）。このような方法によれば、非破壊で基材と可撓性部材との密着性を確認することができる。
【０００４】
また、基材の表面に可撓性部材が接着された被検体を検査する別の方法として、密閉空間に被検体を配置して、密閉空間の真空引きを行う。このような方法によれば、基材と可撓性部材の接着不良の箇所は、真空引き時に剥離するので、該剥離を確認することにより接着不良を確認することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１６７７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１による被検体の検査方法の場合には、振動時のノイズや、管の形状及び材質の差異による振動の相違により、振動の周波数が一義的に特定できないこともあり、簡単に基材と可撓性部材との密着性を検査することは難しかった。
【０００７】
また、真空引きにより被検体を検査する方法は、基材と可撓性部材との接着面の一部のみが接着不良である場合には、真空引きにより可撓性部材の基材から剥離を確認できないこともあり、前記接着不良を正確に確認することができなかった。
【０００８】
さらに、前記検査方法では、真空引き時において接着面に作用させることができる圧力（大気圧との差圧）は、０．１ＭＰａ程度である。しかし、被検体が圧力機器である場合には、使用環境における圧力は数十ＭＰａ程度であることが一般的であり、接着面に作用する圧力は、検査時の圧力の数百倍である。このため、低圧環境である検査時に、基材と可撓性部材の接着不良が無い（接着状態が良好である）と判断した場合であっても、高圧環境である使用時に、接着不良が確認される場合があった。
【０００９】
さらに、可撓性部材に空孔などの内部欠陥を有する場合には、可撓性部材による均一な加圧ができないためシール性を確保することは難しく、検査時に可撓性部材の内部欠陥を検出することも重要である。しかし、前記いずれの方法で被検体を検査した場合であっても、可撓性部材の内部欠陥を検査するまでに至らない。
【００１０】
本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被検体を構成する基材と可撓性部材との部分的な接着不良を簡単かつ正確に検査でき、これに加え、可撓性部材の内部欠陥をも検査することができる被検体の検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、（１）基材と可撓性部材の接着不良部分には僅かな空間（隙間）が形成されること、（２）可撓性部材の前記内部欠陥部分にも空間が形成されていることに着眼し、ゴム又は樹脂がガスに浸透する点を利用して、可撓性部材が変形可能な程度に前記空間に内圧を加えることができれば、（１）,（２）に示す部分の可撓性部材が変形し、検査時に接着不良及び内部欠陥を簡単かつ容易に発見（検査）することができるとの新たな知見を得た。
【００１２】
本発明は前記新たな知見に基づくものであり、本発明に係る被検体の検査方法は、基材の表面にゴム製又は樹脂製の可撓性部材が接着された被検体を検査する方法にであって、該検査方法は、接着部材を密閉空間に配置し、該密閉空間に圧縮ガスを導入して、前記密閉空間を加圧する工程と、前記密閉空間の加圧状態を保持し、前記可撓性部材に前記圧縮ガスを浸透させる工程と、前記加圧ガスを前記密閉空間から放出し、前記密閉空間を減圧する工程と、を少なくとも含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、まず、基材の表面にゴム製又は樹脂製の可撓性部材が接着された被検体を密封空間に配置する。次に、密閉空間に圧縮ガスを導入し、密閉空間を大気圧よりも高い圧力状態にまで加圧する。好ましくは、被検体が圧力機器の一部等である場合には、被検体の使用環境における圧力以上の圧力状態まで加圧する。このように、密閉空間を加圧することにより、可撓性部材の表面も圧縮ガスにより加圧される。
【００１４】
本発明でいう「圧縮ガス」とは、少なくとも、大気圧よりも高い圧力に加圧された（圧縮された）ガスをいい、前記圧力状態を考慮すると、圧縮ガスは、被検体の使用環境における圧力よりも高い圧力に加圧されているガスであることがより好ましい。また、本発明でいう「可撓性部材」とは、基材に対して可撓性を有した部材であり、後述する圧縮ガスの圧力により変形し可撓性を有する部材である。また、本発明でいう、「被検体を検査する」とは、被検体の基材と可撓性部材との接着不良、及び、可撓性部材に形成されたボイド、巣等の内部欠陥（内部空孔）を検査することをいう。
【００１５】
次に、密閉空間の加圧状態を保持して、可撓性部材に圧縮ガスを浸透させる。すなわち、本発明では、可撓性部材がゴム製又は樹脂製であるので、圧縮ガスを可撓性部材の内部にまで浸透させることができる。このとき、可撓性部材にボイド又は巣などの内部空孔が内部欠陥として存在する場合には、圧縮ガスが加圧された状態（大気圧よりも加圧された状態）で、前記内部欠陥に充填される。また、可撓性部材と基材との間に接着不良がある場合には、接着不良の空間（隙間）内に、圧縮ガスが加圧された状態で充填される。なお、圧縮ガスを可撓性部材に浸透させるための加圧状態の保持時間は、圧縮ガスの種類、圧縮ガスの圧力、可撓性部材の材質及び形状、可撓性部材の加熱温度により、予め決定することができる。
【００１６】
その後、前記圧縮ガスを前記密閉空間から放出し、前記密閉空間を減圧する。この結果、可撓性部材と基材との接着不良がある場合には、接着不良の空間（隙間）に充填された圧縮ガスのガス圧は、密閉空間の圧力よりも高いので、その差圧により接着不良の空間の圧縮ガスが膨張することになる。一方、可撓性部材に前記内部欠陥がある場合には、内部欠陥に充填された圧縮ガスのガス圧は、密閉空間の圧力よりも高いので、その差圧により内部欠陥に充填された圧縮ガスが膨張する。
【００１７】
このようにして、前記圧縮ガスの膨張により、接着不良及び内部欠陥を有する被検体の可撓性部材が変形し（膨らみ）、場合によっては破損するので、内部欠陥及び接着不良がある場合には、減圧後の被検体を外観観察することにより、被検体の基材と可撓性部材との接着不良及び可撓性部材の内部欠陥を簡単かつ正確に検査することが可能となる。なお、圧縮性ガスの圧力により可撓性部材の変形を確認することから、圧縮ガスは、可撓性部材が変形可能なガス圧力に加圧されたガスであることがより好ましい。
【００１８】
本発明に係る被検体の検査方法は、前記浸透工程において、前記密閉空間の加圧状態の保持を、前記可撓性部材の表面から前記基材に接着する前記可撓性部材の接着面まで、前記圧縮ガスが前記可撓性部材に浸透するまで行うことがより好ましい。
【００１９】
本発明によれば、圧縮性ガスを基材との接着面まで浸透させることにより、基材と可撓性部材との接着不良により形成される隙間に圧縮ガスを確実に送ることができるので、密閉空間の減圧後、接着不良部分を確認することができる。
【００２０】
また、密閉空間を減圧する際には、接着不良の空間（隙間）に充填された圧縮ガス、及び、内部欠陥に充填された圧縮ガスが、再度可撓性部材を浸透して、密閉空間に放出されてしまうと、差圧を利用して可撓性部材を変形させることができない。よって、前記ガス浸透工程後、直ちに密閉空間を減圧することがより好ましく、浸透工程における加圧状態の保持時間（ガスを可撓性部材に浸透させる時間）よりも少なくとも短い時間で、より好ましくは、密閉空間を加圧した時間よりも短い時間で、前記密閉空間を大気圧まで減圧させるとよい。
【００２１】
本発明に係る被検体の検査方法は、前記浸透工程において、前記可撓性部材への圧縮ガスの浸透を、前記可撓性部材を加熱しながら行うことがより好ましい。本発明によれば、可撓性部材を加熱することにより、ゴム製及び樹脂製の可撓性部材は変形し易くなり、さらに、圧縮ガスが可撓性部材に浸透しやすくなり、被検体の基材と可撓性部材との接着不良及び可撓性部材の内部欠陥をより容易に検査することが可能となるばかりでなく、圧縮ガスを浸透させる工程を短縮することができる。また、より効果的に、圧縮ガスを浸透させるためには、前記加熱温度は、少なくとも、可撓性部材が８０℃以上であることが好ましく、さらに好ましくは、前記加熱温度は、可撓性部材の耐熱温度よりも低い温度で、かつ耐熱温度近傍である。このように、可撓性部材の使用限界温度まで加熱することにより、より厳しい環境下における検査を行うことができるので、検査の信頼性をさらに高めることが可能となる。加熱可撓性部材の加熱温度が耐熱温度よりも高い場合には、可撓性部材が熱により劣化し、被検体を使用することができない。
【００２２】
また、可撓性部材を加熱する方法としては、密閉空間を加熱してもよく、加熱した圧縮ガスを密閉空間に導入してもよく、可撓性部材を加熱することができるのであれば、加熱方法は特に限定されるものではない。
【００２３】
さらに、本発明に係る被検体の検査方法は、前記圧縮ガスとして、水素ガス、ヘリウムガス、窒素ガス、窒素ガス、アルゴンガス、大気などが挙げられ、可撓性部材に浸透可能なガスであれば圧縮ガスの種類は特に限定されるものではないが、より好ましくは、本発明に係る被検体の検査方法は、前記圧縮ガスとして、ヘリウムガスを用いることがより好ましい。
【００２４】
本発明によれば、ヘリウムガスは、分子量が他のガスに比べて小さいので、圧縮ガスを可撓性部材に浸透させやすい。また、ヘリウムガスは、不活性ガスであるので、可撓性部材及び基材に反応することもなく、難燃性ガスであるので、安全に検査を行うことができる。
【００２５】
なお、本発明の検査対象となる被検体を構成する可撓性部材は、前記圧縮ガスにより可撓性を有する材料及び形状であることが好ましく、ゴム製の可撓性部材の場合は、天然ゴム、合成ゴムなどを挙げることができ、合成ゴムの場合には、スチレン・ブタジエンゴム、アクリルゴム、クロロプロピレンゴム、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ブチレンゴム、クロロシリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム等を挙げることができる。また、本発明に係る検査対象となる可撓性部材が、樹脂製の可撓性部材である場合には、フッ素樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、布入りフェノール樹脂、四フッ化エチレン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレン、三フッ化エチレン樹脂、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリカーボネート等を挙げることができる。また、本発明の検査対象となる基材は、金属、非金属、いずれであってもよく、少なくとも、前記可撓性部材よりも剛性が高い基材であることがより好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、被検体を構成する基材と可撓性部材と部分的な接着不良を正確に検査でき、かつ、可撓性部材の内部欠陥をも検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、図面を参照して、図１は、本発明の本実施形態に係る被検体の検査方法を行うに好適な装置を示した図であり、図２は、本実施形態に係る被検体の検査方法を説明するためのフロー図である。また、図３（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る被検体の検査方法による検査結果を説明するための図であり、（ａ）は、基材と可撓性部材の接着面１１ｂの縁部に接着不良があった場合の検査結果を説明するための図であり、（ｂ）は、基材と可撓性部材の接着面１１ｂの中央部に接着不良があった場合の検査結果を説明するための図であり、（ｃ）は、可撓性部材の内部に空孔等の内部欠陥が形成されている場合の検査結果を説明するための図である。
【００２８】
図１に示す本実施形態に係る被検体の検査装置７０は、被検体の一例として、弁体１０を検査するための装置である。本実施形態の被検体である弁体１０は、金属製の弁体本体（基材）１２と、弁体本体１２の表面の凹部において接着されたゴム製の弁部（可撓性部材）１１を少なくとも備えた弁体である。検査装置７０は、弁体１０が収容可能な密閉空間３１を有した圧力容器３０を備えている。圧力容器３０の上流には、圧縮されたヘリウムガスが充填されたガスボンベ、又は、ヘリウムガスを圧縮可能なコンプレッサを備えた圧縮ガス発生装置４１が配置されている。圧縮ガス発生装置４１は、バルブ４２と圧力調整弁４３を介して、配管４５により圧力容器３０の密閉空間３１に接続されている。なお、圧縮ガス発生装置４１が発生させるヘリウムガス（圧縮ガス）は、密閉空間３１を加圧することが、可能に圧縮されたガスである。また、圧力容器３０の密閉空間３１には、弁体１０の弁部（可撓性部材）１１を加熱するための加熱装置３２が配設されている。さらに、圧力容器３０の下流には、密閉空間３１内の圧縮ガスを大気中に放出し、密閉空間３１の圧力を減圧するためのバルブ４４が配管４５を介して接続されている。
【００２９】
このような検査装置７０を用いて、被検体としての弁体１０を以下の手順で検査する。まず、ステップＳ２１で、弁体１０を圧力容器３０の密閉空間３１に配置する。次に、ステップＳ２２に進み、バルブ４２を開くと共に、圧縮ガス発生装置４１により、ヘリウムガス（圧縮されたガス）を発生させ、圧力容器３０の密閉空間３１に、ヘリウムガスを導入する。
【００３０】
そして、バルブ４４を閉じた状態で、弁体１０の使用環境における圧力まで、圧力調整弁４３により圧力容器３０の密閉空間３１（圧力容器内）を加圧する。加圧する圧力は、０．１ＭＰａ〜１０５ＭＰａであることがより好ましい。また、同時に、加熱装置３２を用いて、弁体１０の弁部１１を一般的な樹脂及びゴムの耐熱温度近傍である８０℃程度に加熱する。なお、このとき、密閉空間に純度の高いヘリウムガスが充填されるように、密閉空間３１内の空気をヘリウムに入れ替わるまで、バルブ４４を半開状態にして、密閉空間３１内の空気を排出し、その後、密閉空間３１（圧力容器内）をヘリウムガスで加圧してもよい。
【００３１】
さらに、ステップＳ２３に進み、ステップＳ２２で圧力調整した加圧及び加熱状態を保持し、弁部１１の表面１１ａから弁体本体１２に接着する弁部１１の接着面１１ｂまでヘリウムガスを浸透させる。前記加圧及び加圧状態の保持時間（すなわち、弁部１１にヘリウムガスを浸透させる時間）は、前記加圧及び加熱条件と同じ条件でヘリウムガスが弁部１１を構成するゴム材に浸透する浸透速度、及び弁部１１の厚み等によって、予め決定することができる。たとえば、図１に示すように、弁部１１の厚みをＴとしたときに、厚みＴを前記浸透速度で除算した値を、加圧及び加熱状態の保持時間としてもよい。この結果、弁部１１の表面１１ａから、弁体本体１２に接着する弁部１１の接着面１１ｂまで、ヘリウムガスを弁部１１に確実に浸透させることができる。
【００３２】
このとき、図３（ａ）の左図に示すように、弁部１１の接着面１１ｂの縁部と弁体本体１２とに接着不良がある場合には、その接着不良部分である、弁部１１の接着面１１ｂの縁部と弁体本体１２の微小な隙間（空間）Ａに、弁部１１を浸透して圧縮されたヘリウムガスが充填される。また、図３（ｂ）の左図に示すように、弁部１１の接着面１１ｂの中央部と弁体本体１２とに接着不良がある場合には、その接着不良部分である、弁部１１の接着面１１ｂの中央部と弁体本体１２の微小な隙間（空間）Ｂに、弁部１１を浸透して圧縮されたヘリウムガスが充填される。さらに、図３（ｃ）の左図に示すように、弁部１１に内部空孔１１ｂなどの内部欠陥がある場合には、内部空孔１１ｂに、弁部１１を浸透して圧縮されたヘリウムガスが充填される。
【００３３】
次に、ステップＳ２４に進み、ステップＳ２３で、ヘリウムガスを弁部１１に浸透させた時間よりも短い時間内、より好ましくは密閉空間３１を加圧した時間よりも短い時間内に、バルブ４４を開いて密閉空間３１を大気圧まで減圧する。このようにして、弁体本体１２と弁部１１に接着不良がある場合、または、弁部１１に内部欠陥がある場合には、図３（ａ）〜（ｃ）の右図に示すように弁部１１が変形する。
【００３４】
具体的には、図３（ａ）の右図に示すように、弁部１１の接着面１１ｂの縁部と弁体本体１２とに接着不良がある場合には、密閉空間３１のガス圧力（大気圧）よりも、接着不良の部分（微小隙間Ａ）に圧縮されたヘリウムガスの圧力の方が相対的に高いので、その差圧により、弁部１１の縁部１１ｃが持ち上がる。また、図３（ｂ）の右図に示すように、弁体本体１２と弁部１１の接着面１１ｂの中央部に接着不良がある場合には、図３（ａ）に示すと同様に、密閉空間３１のガス圧力（大気圧）よりも、接着不良の部分（微小隙間Ｂ）に圧縮されたヘリウムガスの圧力の方が相対的に高いので、その差圧により、弁部１１の中央部１１ｄが隆起する。また、図３（ｃ）の右図に示すように、弁部１１に内部空孔１１ｂなどの内部欠陥がある場合には、密閉空間３１のガス圧よりも、内部空孔１１ｂに圧縮されたヘリウムガスの圧力の方が相対的に高いので、その差圧により、弁部１１の一部１が隆起するまたは、図示の如く損傷する。
【００３５】
その後、ステップＳ２５に進み、容器内から弁体１０を取り出して、弁体１０の外観を検査することにより、弁部１１と弁体本体１２の接着不良、弁部１１の内部欠陥を確認することができる。このようにして、単に外観観察のみでは発見することができなかった弁部１１と弁本体１２の接着不良、及び弁部１１の内部欠陥を、非破壊検査により確認することができる。また、接着不良部分、内部欠陥部分がより大きくなるに従って、可撓性部材の変形も大きくなるので、さらに容易に接着不良及び内部欠陥を確認することが可能となり、信頼性の高い被検体の検査を行うことができる。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【００３７】
たとえば、本実施形態では、大気圧まで減圧後、弁体（被検体）を密閉空間（圧力容器内）から取り出して、弁体を検査したが、減圧時に弁体の弁部（可撓性部材）の変形が確認できるのであれば、減圧途中に、弁体の検査を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明に係る被検体の検査方法は、特に、例えば、エンジン、燃料電池等の、一般機械に比べて耐圧耐熱の要求が高く、半恒久的なシール性が要求される機器を構成する部材を被検体として検査する場合に特に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の本実施形態に係る被検体の検査方法を行うに好適な装置を示した図。
【図２】本実施形態に係る被検体の検査方法を説明するためのフロー図。
【図３】本実施形態に係る被検体の検査方法による検査結果を説明するための図であり、（ａ）は、基材と可撓性部材の接着面の縁部に接着不良があった場合の検査結果を説明するための図であり、（ｂ）は、基材と可撓性部材の接着面の中央部に接着不良があった場合の検査結果を説明するための図であり、（ｃ）は、可撓性部材の内部に空孔等の内部欠陥が形成されている場合の検査結果を説明するための図。
【符号の説明】
【００４０】
１０：弁体（被検体）、１１：弁部（可撓性部材）、１１ａ：弁体の表面（可撓性部材の表面）、１１ｂ：弁部の弁体本体と接着される接着面（基材に接着する可撓性部材の接着面）、１１ｃ：弁部の縁部、１１ｄ：弁部の中央部、１２：弁体本体（基材）、３０：圧力容器、３１：密閉空間、３２：加熱装置、４１：圧縮ガス発生装置、４２：バルブ、４３：圧力調整弁、４４：バルブ、４５：配管、７０：検査装置、Ｃ：１１ｂ：弁部の内部空孔（内部欠陥）
【図１】
2008241341.tif 000003
【図２】
2008241341.tif 000004
【図３】
2008241341.tif 000005