(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物（１）を収容する真空チャンバー（２）と、
前記真空チャンバー（２）内の空気を排気する真空ポンプ（３）と、
検査対象物（１）内にトレーサガスを供給し、封入するトレーサガス供給源（４）と、
検査対象物（１）から漏れ出てきたトレーサガスを検出するリークディテクタ（５）と、
を備えていて、前記真空チャンバー（２）内に収容された検査対象物（１）中にトレーサガスを加圧封入し、検査対象物（１）からのトレーサガスの漏れを検査する気密漏れ検査装置において、
前記真空チャンバー（２）内の容積を可変にする容積変更手段（８，８Ａ〜８Ｇ）を設けており、
前記容積変更手段が、前記真空チャンバー（２）の壁面を貫通して移動する容積可変ピストン（８）であって、前記容積可変ピストン（８Ａ〜８Ｇ）が複数設けられていることを特徴とする気密漏れ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘリウムガス（Ｈｅガス）等の漏洩検査媒体（トレーサガス）を用いて、検査対象物の気密漏れ検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
検査対象物の微少な気密漏れに対する検査方法には、従来技術として、検査対象物から漏れ出たトレーサガスの量を検出するヘリウムリークディテクタ（ヘリウム漏洩検出器）を用いた検査法がある。この方法の１つとして、図６に示されるような気密漏れ検査装置を使用した真空式ヘリウムリーク検査方法がある。
【０００３】
この図６に示される真空式の気密漏れ検査装置は、図８に示される検査フローに沿って検査を行っている。即ち、真空チャンバー２内に検査対象物である製品１を収容し、製品１にＨｅガス封入用の配管を接続する。次に、真空ポンプ３を作動して、真空チャンバー２内の空気を排気し、真空チャンバー２内が一定の真空度、例えば１０Pa、に達したら真空ポンプ３の作動を停止して排気を止め、Ｈｅボンベ４から製品１内にＨｅガスを封入する。この場合、Ｈｅガスの製品１内の圧力が略１MPaになるまでＨｅガスを供給する。次いで製品１から漏れ出てきたＨｅガスをリークディテクタ５に導入し、Ｈｅの質量分析を利用して漏れ量を測定し、製品１の良否を判定している。
【０００４】
しかしながら、検査対象物である製品には、大小いろいろなバリエーションがあるため、図７（ｂ）に示すように真空チャンバーの大きさは最大の大きさの製品が入る寸法にする必要があった。そのため、図７（ａ）に示すように小さな製品をテストする場合、製品の大きさに対して、余分な空間が大きいために、余分な空気を排気する必要があり、真空排気用ポンプが大型になったり、排気時間を長くとる必要がある。
また、真空チャンバーの容積が大きいと、製品から漏れ出たＨｅガス濃度も薄まるため測定感度も低下するという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、真空チャンバー内からの余分な排気量を低減し、その結果、真空ポンプの容量を低減可能にし、かつ排気時間を短縮することが可能な気密漏れ検査装置を提供することである。
また、第２の目的は、真空チャンバー内に余分な空間が少なくなることにより、製品から漏れ出てきたＨｅガスが薄まることも防止でき、測定感度の向上も図ることが可能な気密漏れ検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の請求項１に記載の気密漏れ検査装置を提供する。
請求項１に記載の気密漏れ検査装置は、検査対象物１を収容する真空チャンバー２と、真空チャンバー２内の空気を排気する真空ポンプ３と、検査対象物１内にトレーサガスを供給し、封入するトレーサガス供給源４と、検査対象物１から漏れ出てきたトレーサガスを検出するリークディテクタ５とを備えていて、真空チャンバー２内に収容された検査対象物１中にトレーサガスを加圧封入し、検査対象物１からのトレーサガスの漏れを検査する装置において、真空チャンバー２内の容積を可変にする容積変更手段（８，８Ａ〜８Ｇ）を設け、この容積変更手段として、真空チャンバー２の壁面を貫通して移動する複数の容積可変ピストン８Ａ〜８Ｇを採用したものである。これにより、真空チャンバー２内からの余分な排気量を低減できると共に、真空ポンプ３の容量を小さくすることができる。また、真空チャンバー２内に余分な空間が無くなるので、漏れ出たＨｅガスの希薄化が防止でき、測定感度が向上する。
【０００７】
更に本発明では、容積可変ピストン８Ａ〜８Ｇを適宜の位置に停止させることにより、検査対象物１の体格に合わせて、必要とされる容積の真空チャンバー２を得ることができるし、また複雑な形状の検査対象物１においても、形状に合わせるように容積可変ピストン８Ａ〜８Ｇを種々の位置に停止させることで、真空チャンバー２内の余分な空間を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面に従って本発明の実施の形態の気密漏れ検査装置について説明する。図１は、本発明の実施の形態の気密漏れ検査装置の全体構成を示す概略図である。気密漏れ検査装置は、基本的に検査対象物である製品１を収容する真空チャンバー２と、真空チャンバー２内の空気を排気する真空ポンプ３と、製品１内にトレーサガス、例えばヘリウムガス（Ｈｅガス）を供給する、トレーサガス供給源であるヘリウムボンベ（Ｈｅボンベ）４と、製品１から漏れ出たＨｅガスを検出するリークディテクタ５等より構成されている。
【００１０】
真空チャンバー２は、種々の大きさの製品１を収容することが出来るような容積を有していると共に、本発明の特徴であり、後に詳述する真空チャンバー２内の容積を変えることができる容積変更手段を有している。また、真空チャンバー２は、主に３つの配管系１０，２０，３０に接続している。
【００１１】
第１の配管系１０は、製品１内にＨｅガスを供給すると共に、製品１内からＨｅガスを外部に排出する配管系である。即ち、第１の配管系は、Ｈｅボンベ４から第１バルブ１１を通り、マニホールド１４に入って製品１へとＨｅガスが供給されるＨｅ供給配管系と、マニホールド１４から分岐して第２バルブ１２を通ってＨｅガスを大気に開放する第１排出配管系と、更にマニホールド１４から分岐して第３バルブ１３から排気ポンプ６に接続していて製品１内のＨｅガスを強制的に排出する第２排出配管系とを有している。なお、Ｈｅボンベ４の出口には圧力センサ１５が設けられると共に、Ｈｅ供給配管系、マニホールド１４及び真空チャンバー２には、それぞれ内部圧力を監視するための圧力計Ｐが設けられている。
【００１２】
第２の配管系２０は、真空チャンバー２内の空気を外部に排気する配管系であり、真空チャンバー２内の空気は、第４バルブ２１を通って真空ポンプ３から外部に強制的に排気される。また、真空チャンバー２には、漏れ検査終了後に真空チャンバー２内に空気を導入して真空を破壊するための第８バルブ４０が設けられている。
【００１３】
第３の配管系３０は、製品１から真空チャンバー２内に漏れ出たＨｅガスを導入して検査する検査配管系であり、製品１から漏れ出たＨｅガスは、第５バルブ３１及び第６バルブ３２を通ってリークディテクタ５に導入され、ここで漏れによるヘリウム量を計測する。また第３の配管系３０は、第５と第６バルブ３１，３２の間から分岐され、第７バルブを通って掃引ポンプ７を通ってＨｅガスを掃気する掃気配管系を含んでいる。この掃気配管系では、第３の配管系３０内に付着又は滞留したＨｅガスを掃気する。
なお、第４〜８バルブ２１，３１〜３３，４０が、図１においてエアシリンダ作動式のバルブとして描かれているが、電磁式等のバルブも採用可能である。
【００１４】
次に本実施形態の特徴である容積変更手段について説明する。先に説明したように、従来では漏洩検査する最大の製品１に合わせて真空チャンバー２の容積が決められており、そのため、小型製品１を検査する場合は、図７（ａ）に示すように真空チャンバー２内に余分な空間が生じ、その分、真空チャンバー２内の空気の排気に無用の時間、費用を要すと共に、漏洩の測定感度も低下するという問題があった。そこで、本実施形態では、真空チャンバー２内の余分な空間を極力低減するために、真空チャンバー２内の容積を変えることができる容積可変手段を設けている。
【００１５】
図１，２に示される容積可変手段の第１実施例では、容積可変手段として真空チャンバー２の１側面の壁面を貫通する容積可変ピストン８を設けたものである。容積可変ピストン８は、その断面積が真空チャンバー２の１側面の面積と略等しいものとなっている。また、容積可変ピストン８が設けられる真空チャンバー２の１側面は、好ましくは、真空チャンバー２のＨｅガスの供給・排出系である第１の配管系１０が接続される壁面と対向する壁面が選択される。容積改変ピストン８は、ピストン駆動装置８１によって直線往復移動（図１において左右方向）する。ピストン駆動装置８１は、公知の直線往復移動機構、例えば流体圧シリンダ装置、ラック−ピニオン機構、ボールネジ機構等のいずれを採用してもよい。
【００１６】
上記構成よりなる本実施形態の気密漏れ検査装置の作動について説明する。まず、検査対象物である製品１の体格に合わせて予め設定された真空チャンバー２内の位置に、ピストン駆動装置８１により容積可変ピストン８を移動する。その後、真空チャンバー２内に製品１を投入し、第１の配管系１０を製品１に接続する。次に、第２の配管系２０の第４バルブ２１を開けると共に、真空ポンプ３を駆動し、真空チャンバー２内の空気を排気する。なお、第３の配管系３０の第５，６，７バルブ３１，３２，３３及び真空破壊用の第８バルブ４０は閉じられている。真空チャンバー２内の排気とほぼ同時に、第１の配管系１０の第３バルブ１３を開けると共に排気ポンプ６を駆動して、製品１内の空気が排気される。このとき、当然第１、第２バルブ１１，１２は閉じられている。
【００１７】
真空チャンバー２内の空気が排気され、内部の圧力が略１０Paの真空状態になったら、真空ポンプ３の作動を停止すると共に第４バルブ２１を閉じる。同様に製品１内の排気が完了したら、排気ポンプ６の作動を停止し、第３バルブ１３を閉じる。
次いで、第１の配管系１０の第１バルブ１１を開け、Ｈｅボンベ４からＨｅガスを製品１内に供給し、製品１内の圧力が略１MPaまで上昇したら、第１バルブ１１を閉じ、Ｈｅボンベ４からのＨｅガスの供給を停止する。このとき、当然、第２、第３バルブ１２，１３は閉じられている。こうして、略１MPaのＨｅガスが製品１内に封入される。
【００１８】
その後、第３の配管系３０の第５、第６バルブ３１，３２を開き（第７バルブ３３は閉）、製品１から真空チャンバー２内に漏れ出したＨｅガスをリークディテクタ５に導入して、ヘリウムの質量分析を利用してＨｅガスの漏れ量を測定する。所定時間内のこの漏れ量で製品１の良否を判定する。
【００１９】
漏れ検査が終了後、第３の配管系３０の第７バルブ３３を開けると共に、掃引ポンプ７を作動して、真空チャンバー２、第３の配管系３０、リークディテクタ５及び第５，６，７バルブ３１，３２，３３等に付着したり、残留したりして残っているヘリウムを吸引除去し、浄化する。また同時に、第８バルブ４０も開けられ、真空チャンバー２内に空気を導入することによって真空を破壊する。
更に、第１の配管系１０の第２バルブ１２（第１、第３バルブ１１，１３は閉）が開けられ、製品１内のＨｅガスが大気に開放される。最後に、検査終了の製品１が第１の配管系１０との接続を解放され、製品１が真空チャンバー２から取り出される。
【００２０】
図２は、製品のサイズに合わせて真空チャンバーの容積を変えた状態を説明する図である。即ち、小サイズの製品１のときは、図２（ａ）に示すように容積可変ピストン８を移動して、その先端部を真空チャンバー２内の奥深くまで進めることによって、真空チャンバー２内の容積を小さくすることができ、余分な空間を無くすことができる。したがって、その後の真空チャンバー２内の空気の排気（真空引き）も小容量ですみ、真空ポンプ３の容量も低減できる。
また、大サイズの製品１のときは、図２（ｂ）に示すように容積可変ピストン８を移動して、その先端部を壁面近くまで後退させることによって、真空チャンバー２内の容積を大型製品１を収容可能な容積に変えることができる。この場合でも、余分な空間が生じることがなく、真空チャンバー２内の排気が小容量ですみ、真空ポンプ３の容量も低減できる。
【００２１】
図３は、容積可変手段の第２実施例を示している。第１実施例では、容積可変手段は１つの容積可変ピストン８で構成されていたが、第２実施例では、容積可変手段が複数の容積可変ピストン８Ａ〜８Ｇ（ピストン駆動装置は図示せず）で構成されている。各容積可変ピストン８Ａ〜８Ｇは、個々に独立して移動できるように構成されている。これは、複雑な形状の製品１に対しても、真空チャンバー２内に出来るだけ余分な空間を作らないように工夫したものである。即ち、図３では、真空チャンバー２内に配置された製品１の形状に合わせるように、容積可変ピストン８Ｆ，８Ｇは真空チャンバー２内に一番深い位置まで押し込まれており、次いで容積可変ピストン８Ｂ，８Ｃ，８Ｄは、中間位置まで押し込まれていて、容積可変ピストン８Ａ，８Ｅは、浅い位置まで押し込まれている。このようにして、真空チャンバー２内の余分な空間を出来るだけ小さくすることができる。なお、図３では複数の容積可変ピストン８Ａ〜８Ｇが全て真空チャンバー２の同じ側の壁面に設けているが、別の側の壁面に分けて設けるようにしてもよい。
【００２２】
図４は、容積可変手段の第３実施例を示している。この第３実施例では、真空チャンバー２の円筒形状に形成されていて、これが立設されている。したがって、この真空チャンバー２の形状に合わせて、容積可変ピストン８も円筒状に形成されていて、真空チャンバー２の上部壁面を貫通して上下に移動可能に設けられている。これは、製品１の形状が円筒形である場合に、好適である。
【００２３】
図５は、容積可変手段の第４実施例を示している。第１〜第３実施例では、容積可変手段として容積可変ピストン８，８Ａ〜８Ｇを採用しているが、第４実施例では、容積可変手段として伸縮自在の弾性隔壁９を採用したものである。即ち、真空チャンバー２内に伸縮自在の弾性隔壁９を設けて、真空チャンバー２内を製品１を収容する製品室２ａと製品１を収容しない空気室２ｂとに区分けしている。したがって、真空チャンバー２の製品室２ａに製品を収容して、この室２ａを真空ポンプ３によって真空引きする際に、空気室２ｂ側に空気を導入することによって、２つの室間の圧力差によって製品室２ａ内の排気を補佐することができ、真空ポンプ３の容量を低減でき、また排気時間を短縮できる。また、製品室２ａ側の容積を大きくとって、空気室２ｂ側の容積を小さく設定しても、伸縮自在の弾性隔壁９であるので、両室２ａ，２ｂ間の圧力差によって容積比を自在に変えることができる。
【００２４】
以上説明したように、本発明では、真空チャンバーの容積を製品サイズに合わせて変えることができ、真空チャンバー内の余分な排気量を低減することができ、その結果、真空ポンプの容量を低減できたり、排気時間を短縮することが可能である。また、真空チャンバー内の余分な空間が少なくなることにより、製品から漏れ出てきたＨｅガスが薄まることも防止でき、測定感度の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態の気密漏れ検査装置の全体構成を示す図であり、第１実施例の容積可変手段を含んでいる。
【図２】（ａ）小型製品の場合と（ｂ）大型製品の場合との容積可変手段の作動状態を説明する図である。
【図３】容積可変手段の第２実施例を示す図である。
【図４】容積可変手段の第３実施例を示す図である。
【図５】容積可変手段の第４実施例を示す図である。
【図６】従来の気密漏れ検査装置の全体構成図である。
【図７】従来の気密漏れ検査装置を使用して、（ａ）小型製品と（ｂ）大型製品を検査する場合の状態を説明する図である。
【図８】気密漏れ検査装置の検査フローを説明する図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    製品（検査対象物）
２    真空チャンバー
３    真空ポンプ
４    Ｈｅボンベ（トレーサガス供給源）
５    リークディテクタ
６    排気ポンプ
７    掃引ポンプ
８，８Ａ〜８Ｇ    容積可変ピストン（容積可変手段）
８１    ピストン駆動装置
９    弾性隔壁（容積可変手段）
【図１】
0004475224.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004475224.tif 000006
【図６】
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【図７】
0004475224.tif 000008
【図８】
0004475224.tif 000009