(57)【要約】【課題】ヘリウムガスを用いた封入・検査・回収装置において、検査に使用したヘリウムガスを回収し、次の検査対象のワークに設定圧力にて封入する低コストの装置を提供する。【解決手段】検査後のワーク２内のヘリウムガスを回収する回収タンク３と、回収タンク３にあるヘリウムガスを吸引・圧縮するための加圧シリンダ４と、圧縮されたヘリウムガスを一定圧で供給し漏れを検出するための圧力計５ａとワーク２及び回収タンク３を真空にするための排気ポンプ６と、ヘリウムガスが逆流しないための逆止弁７ａ、７ｂと、ヘリウムガス供給器１０から追加供給するためのガスバルブ８ａを備える。【選択図】図１
0003188841.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ワークにヘリウムガスを封入し検査する装置又はワークに充填されたヘリウムガスを回収する装置であって、
前記ワークに充填されたヘリウムガスを回収する回収タンクと、
前記回収タンクにあるヘリウムガスを吸引・圧縮するための加圧シリンダと、
前記ワークと前記回収タンクを真空にするための排気ポンプと、
前記ワークにヘリウムガスを供給するヘリウムガス供給器と、
前記ヘリウムガス供給器と前記ワーク間に設置されたバルブＡと、
前記排気ポンプと前記ワーク及び前記回収タンク間に設置されたバルブＢと、
前記ワークと前記加圧シリンダ間に設置されたバルブＣと、
前記ワークと前記回収タンク間に設置されたバルブＤと、
からなることを特徴とするヘリウムガスを用いた封入・検査・回収装置。
【請求項２】
請求項１記載のヘリウムガスを用いた封入・検査・回収装置に前記ワークと前記加圧シリンダの間に設置されている圧力計をさらに有し、前記バルブＡ，Ｂ，Ｄをすべて閉じて、前記バルブＣを開けて、前記加圧シリンダで前記回収タンク内のヘリウムガスを前記ワークに充填した後に、前記圧力計で前記ワーク内の圧力低下を検知することを特徴とするヘリウムガスを用いた封入・検査・回収装置。
【請求項３】
前記加圧シリンダの動作回数と前記ワークの封入圧力及び前記回収タンクにヘリウムを回収する回収時間を設定し、前記ワーク内を真空排気することで、ヘリウムガス封入・回収サイクルを制御することを有することを特徴とする請求項1又は2記載のヘリウムガスを用いた封入・検査・回収装置。
【請求項４】
前記回収タンク，前記加圧シリンダ，前記排気ポンプ，前記バルブＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，及び前記圧力計が可動式架台の上に配管を通じて一体化して配置されていることを特徴とする請求項１〜３記載のヘリウムガスを用いた封入・検査・回収装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ヘリウム漏れ検査装置に係わり、特に、加圧法を用いたヘリウム漏れ検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、漏れの存在を検出する方法としてヘリウム漏れ試験方法が知られているが、このヘリウム漏れ試験では、検出媒体（サーチガス）としてヘリウムガスを用いるとともに、質量分析計形などのヘリウム漏れ検出器（リークディテクタ）を用い、漏れ量や漏れ箇所を検知する。
【０００３】
ヘリウムガス漏れ試験方法は、検査体（ワーク）内をリークディテクタにて真空排気し、ワーク内部に侵入してきたヘリウムガスの漏れを検出する真空法と、ワーク内にヘリウムガスを加圧封入し、外部に漏れてきたヘリウムガスをリークディテクタで検出する加圧法という種類に分かれている。
【０００４】
真空法において、外部からヘリウムガスをプローブ等でワークに吹付ける真空吹付け法が一般的だが、漏れ箇所を見落とす可能性があり、ヘリウムガスを吹付けるため回収は困難である。また、吹付ける代わりにワーク全体をフードし、その中にヘリウムガスを充満させる真空フード法がある。この方法だと漏れ箇所の見落としを防げるが、ヘリウムガスを多量に使用するため、ランニングコストがかかってしまう。特許文献１には真空フード法を用いた漏れ検査装置が開示されているが、装置内に使用している機器類が高額の為、コストが増高になってしまう。
【０００５】
また、加圧法において、ワーク内にヘリウムガスを加圧封入し、真空容器内に入れ検査する真空容器法（ペルジャー法）があるが、真空容器を必須の構成になり、封入回収装置を付加するとさらに設備規模が大きくなってしまう。
【０００６】
よって一般的に使用されるのが、真空容器を使用せずスニファーガンで吸引して検査するスニファー法である。この方法だと設備規模を小さくできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平２００４−３４０８４４号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述したスニファー法だとワーク容量と封入圧力によってはヘリウムガスの消費量が多くなりランニグコストが増高になってしまう。よって、使用したワーク内のヘリウムガスを回収し、次の検査対象のワークに封入できる低コストの装置が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本考案はワークにヘリウムガスを封入し検査する装置又はワークに充填されたヘリウムガスを回収する装置であって、
前記ワークに充填されたヘリウムガスを回収する回収タンクと、
前記回収タンクにあるヘリウムガスを吸引・圧縮するための加圧シリンダと、
前記ワークと前記回収タンクを真空にするための排気ポンプと、
前記ワークにヘリウムガスを供給するヘリウムガス供給器と、
前記ヘリウムガス供給器と前記ワーク間に設置されたバルブＡと、
前記排気ポンプと前記ワーク及び前記回収タンク間に設置されたバルブＢと、
前記ワークと前記加圧シリンダ間に設置されたバルブＣと、
前記ワークと前記回収タンク間に設置されたバルブＤと、
からなる。
【００１０】
前記ワークと前記加圧シリンダの間に設置されている圧力計をさらに有し、前記バルブＡ，Ｂ，Ｄをすべて閉じて、前記バルブＣを開けて、前記加圧シリンダで前記回収タンク内のヘリウムガスを前記ワークに充填した後に、前記圧力計で前記ワーク内の圧力低下を検知することができる。
【００１１】
前記加圧シリンダの動作回数と前記ワークの封入圧力及び前記回収タンクにヘリウムを回収する回収時間を設定し、ワーク内を真空排気することで、ヘリウムガス封入・回収サイクルを制御することを有する。
【００１２】
前記回収タンク，前記加圧シリンダ，前記排気ポンプ，前記バルブＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ及び前記圧力計が可動式架台の上に配管を通じて一体化して配置されている。
【００１３】
本考案のヘリウムガスを用いた封入・検査・回収装置１を図１に示す。検査後のワーク２内のヘリウムガスを回収する回収タンク３と、回収タンク３にあるヘリウムガスを吸引・圧縮するための加圧シリンダ４と、圧縮されたヘリウムガスを一定圧で供給し漏れを検出するための圧力計５ａとワーク２と回収タンク３を真空にするための排気ポンプ６と、ヘリウムガスが逆流しないための逆止弁７ａ、７ｂと、ヘリウムガス供給器１０から追加供給するためのガス用バルブ８ａとワーク２及び回収タンク３を真空排気するためのガス用バルブ８ｂと加圧シリンダとワーク間にあるガス用バルブ８ｃとワーク２と回収タンク３間にあるガス用バルブ８ｄと検査対象であるワーク２で構成している。
【００１４】
回収タンク３は検査で使用したヘリウムガスを一時的に貯留し、回収時はワーク２とガス用バルブ８ｄが介挿された配管１１によりワーク２から回収タンク３にヘリウムガスを回収する。また初期運転時は、回収タンク３が大気圧以上のため、ガス用バルブ８ｂを開けて排気ポンプ６にて介挿された配管１１により回収タンク３を真空排気し負圧にしておく。上記以外の時は、加圧シリンダ４にて吸引することにより、回収タンク３を負圧にする。これは、ヘリウムガス回収時、回収タンクを負圧にすることで、ワーク内のヘリウムガスを負圧まで回収するためである。
【００１５】
回収タンク３の容量は、ワーク２内容積が３リットル未満で検査圧力が０．０５Ｍｐａ〜０．９９Ｍｐａのときは、容量が１０リットル〜５０リットルが好ましい。また、材質は鉄またはステンレスが好ましい。
【００１６】
加圧シリンダ４は回収タンク３に回収されたヘルウムガスをエア用バルブ９ａ，９ｂを開閉制御しながら、ピストンを往復運動させることにより回収タンク３内のヘリウムガスを負圧になるまで吸引し、圧力計５ａで設定した圧力になるか、または設定した動作回数に達するまで、ガス用バルブ８ｃを開けてヘリウムガスをワーク２へ封入する。
【００１７】
加圧シリンダ４はヘリウムガスを圧縮するため、ピストンシール部分からヘリウムガスが漏れない構造が必要である。また、圧縮比は１：２００〜５００が好ましい。
【００１８】
排気ポンプ６は前述したように、初期運転時、回収タンク３を真空排気するためと、ワーク２を取付ける毎にワーク内を真空排気している。これは濃度を一定に保つためである。
【００１９】
排気ポンプ６の到達圧力は１０〜１Ｐａ（絶対圧力）、実行排気速度は５〜１０００L/minが好ましい。
【００２０】
ヘリウムガス供給器１０は一般に市販されているボンベを使用する。
【００２１】  ガス用バルブ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄは弁の漏れ量が内部、外部共にヘリウムガスにて、１０Ｅ−６Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃ以下が好ましい。例えば、（公序良俗違反につき、不掲載）を用いることができる。【００２２】  圧力計５ａは前述したように、ワーク２の設定圧力を監視し、また設定圧力まで達した後、圧力降下を一定時間内制御（大漏れ検査）している。圧力計５ａは正圧・負圧両方検知できるものが必要である。例えば、（公序良俗違反につき、不掲載）を用いることができる。【００２３】
圧力計５ｂは回収タンク３の圧力を監視し、回収タンク３の耐圧力以上にならないように制御している。
【００２４】  加圧シリンダ４の動作時に、ヘリウムガスが逆流しないように吸引側に逆止弁７ａ、圧縮側に逆止弁７ｂを接続している。回収率を上げるためクラッキング圧力はなるべく低い必要がある。例えば、（公序良俗違反につき、不掲載）を用いることができる。【００２５】
加圧シリンダ４にて設定圧力まで達しなかった場合は、ヘリウムガス供給器10からガス用バルブ８ａを開けて、介挿された配管１１によりワーク２にヘリウムガスを封入する。
【００２６】  ヘリウムガスを通る配管は透過性が低い材質、継手類は漏れが低い物を選定する必要がある。例えば配管の材料はＳＵＳ管、銅管、アルミ管、ナイロンチューブ、ウレタンチューブを用いることができ、継手類は（公序良俗違反につき、不掲載）を用いることができる。【００２７】
また、場合によりワークラインに安全弁やフィルターを取付ける方が好ましい。
【考案の効果】
【００２８】
以上説明したように、本考案では、排気ポンプ及び加圧シリンダでヘリウムガス回収前は常に回収タンクが負圧のため、ヘリウムガスの回収率を９０％以上にでき、封入前にワークを排気ポンプにて真空排気することで、封入時にヘリウムガスが大気と混ざらないため、検査ヘリウムガス濃度を一定に保つことができる。
【００２９】
またワークの封入圧力を圧力計にて圧力低下を監視することで、ワークの大漏れを検出することができる。
【００３０】
装置設置及び移設時には可動式架台の上に一体化することで、容易に移動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は本考案のヘリウムガスを用いた封入・検査・回収装置を示す概略構成図である。
【図２】図２は図１に示したヘリウムガスを用いた封入・検査・回収装置における動作のフローチャートである。
【考案を実施するための形態】
【００３２】
本考案を実施例でもって説明する。ヘリウムガスを用いた封入・検査・回収装置のフローを図２に示す。
【００３３】
ステップＳ１では、ワーク２を接続する。実施例では１０００ｃｃを使用した。また接続し易いようにワンタッチカプラで接続した。
【００３４】
ステップＳ２では、ワーク２を真空排気する。動作として、排気ポンプ６作動開始、ガス用バルブ８ａ，８ｃ，８ｄを閉じて、ガス用バルブ８ｂを開けてワーク２を圧力計５ａで設定した値のマイナス０．１Ｍｐａまで排気する。
【００３５】
ステップＳ３では、加圧シリンダ４のシリンダ内に残っている圧力（残圧力）をワーク２に封入する。動作として、ガス用バルブ８ａ，８ｂ，８ｄを閉じて、ガス用バルブ８ｃを２秒開ける。
【００３６】
ステップＳ４では、加圧シリンダ４を作動開始させる。動作として、ガス用バルブ８ａ，８ｂ，８ｄを閉じて、ガス用バルブ８ｃを開ける。エア用バルブ９ａ，９ｂを開閉制御させて、加圧シリンダ４を作動開始させる。
【００３７】
ステップＳ５では、ワ−ク２に圧力計５ａで設定した圧力（封入圧力）を封入する。実施例では加圧シリンダ４の動作回数は２０回（２０往復）で、封入圧力を０．２Ｍｐａとした。封入圧力に達するか、動作回数に達するとガス用バルブ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが閉じる。その時は回収タンク３の圧力計５ｂの表示は負圧（実施例ではマイナス０．０７９Ｍｐａぐらい）になる。
【００３８】
また、動作回数までに封入圧力が達しなかった場合はステップＳ６にてヘリウムガス供給器１０でワーク２にヘリウムガスを補充する。動作として、ガス用バルブ８ｂ，８ｃ，８ｄを閉じて、ガス用バルブ８ａを開ける。封入圧力に達したら、ガス用バルブ８ａも閉じる。また、実施前にヘリウムガス供給器１０に付属しているレギュレータは封入圧力に設定しておく。
【００３９】
ステップＳ７では、ワーク２に大きな漏れがないか検査する。動作として、ステップＳ６での圧力計５ａの表示から５秒監視して０．５Ｍｐａ以上の圧力低下が無ければ漏れ検査準備ＯＫとし、有ればワーク２の大漏れとする。
【００４０】
ステップＳ８では、漏れ検査を行う。
【００４１】
ステップＳ９ではワーク２に封入してあるヘリウムガスを回収タンク３に回収する。動作として、ガス用バルブ８ａ，８ｂ，８ｃを閉じて、ガス用バルブ８ｄを１５秒開ける。そうするとワ−ク２（実施例では０．２Ｍｐａぐらい）と回収タンク３（実施例ではマイナス０．０７９Ｍｐａぐらい）の圧力差により、同圧になるまでヘリウムガスが回収タンク３に回収される。
【００４２】
ステップＳ１に戻り、ワーク２を取り外し、次の検査ワーク２を取付ける。
【００４３】
本実施例では図２のフローチャートの流れで５回繰り返し行った。実施結果を実施表１に示す。
【００４４】
【表１】
0003188841.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本考案は、ヘリウムガスを用いた漏れ検査装置に係わり、特に、加圧法を用いたヘリウムガス漏れ検査装置として用いることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１     ヘリウムガスを用いた封入・検査・回収装置
２     検査体（ワーク）
３     回収タンク
４     加圧シリンダ
５ａ   圧力計
５ｂ   圧力計
６     排気ポンプ
７ａ   逆止弁
７ｂ   逆止弁
８ａ   ガス用バルブ
８ｂ   ガス用バルブ
８ｃ   ガス用バルブ
８ｄ   ガス用バルブ
９ａ   エア用バルブ
９ｂ   エア用バルブ
１０   ヘリウムガス供給器
１１   配管
１２   制御盤
【図１】
0003188841.tif 000004
【図２】
0003188841.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成25年12月6日(2013.12.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
前記回収タンク，前記加圧シリンダ，前記排気ポンプ，前記バルブＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，が可動式架台の上に配管を通じて一体化して配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のヘリウムガスを用いた封入・検査・回収装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
前記回収タンク，前記加圧シリンダ，前記排気ポンプ，前記バルブＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが可動式架台の上に配管を通じて一体化して配置されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
ガス用バルブ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄは弁の漏れ量が内部、外部共にヘリウムガスにて、１０Ｅ−６Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃ以下が好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
圧力計５ａは前述したように、ワーク２の設定圧力を監視し、また設定圧力まで達した後、圧力降下を一定時間内制御（大漏れ検査）している。圧力計５ａは正圧・負圧両方検知できるものが必要である。圧力範囲は−１００．０Ｍｐａ〜＋１００．０Ｍｐａが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
加圧シリンダ４の動作時に、ヘリウムガスが逆流しないように吸引側に逆止弁７ａ、圧縮側に逆止弁７ｂを接続している。回収率を上げるためクラッキング圧力はなるべく低い必要がある。圧力範囲は０．００１Ｍｐａ〜０．０１０Ｍｐａが好ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
ヘリウムガスを通る配管は透過性が低い材質、継手類は漏れが低い物を選定する必要がある。例えば配管の材料はＳＵＳ管、銅管、アルミ管、ナイロンチューブ、ウレタンチューブを用いることができ、継手類はスリーブ、フェルール等を使用したねじ込み式を用いることができる。