(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面形状が略Ｖ字状または略Ｕ字状の可撓性を有する環状のワークについてその気密性を検査する方法であって、
ワークを受容可能なチャンバー部を有する外側検査治具に対して、そのチャンバー部の中央部に立設された棒状の内側検査治具をガイドとしてワークを断面Ｖ字状またはＵ字状の開放部側が上向きとなる姿勢にて投入し、
そのワークの外周をチャンバー部の内壁面に、ワークの内周を内側検査治具にそれぞれ圧接させ、
チャンバー部の内壁面とワークおよび内側検査治具の三者で隔成された空間をワークの反開放部側から加圧して、ワークの外周または内周からの漏れの度合いをもって当該ワークの気密性の適否判定を行うにあたり、
上記内側検査治具は、少なくともワークに圧接する部分がそのワークのいずれの直径方向にも変位可能なように揺動可能に吊り下げ支持させておくことを特徴とする環状ワークの気密性検査方法。
【請求項２】
ワークを受容可能なチャンバー部を有する外側検査治具に対して、そのチャンバー部の中央部に立設された棒状の内側検査治具をガイドとしてワークを断面Ｖ字状またはＵ字状の開放部側が上向きとなる姿勢にて自重落下させて投入するワーク投入工程と、
ワークを圧入治具にてチャンバー部内に圧入して、そのワークの外周をチャンバー部の内壁面に、ワークの内周を内側検査治具にそれぞれ圧接させる位置決め工程と、
チャンバー部の内壁面とワークおよび内側検査治具の三者で隔成された空間を加圧して、ワークの外周または内周からの漏れの度合いをもって当該ワークの気密性の適否判定を行うテスト工程と、
を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の環状ワークの気密性検査方法。
【請求項３】
チャンバー部への圧縮空気の導入によりワークの外周または内周からの漏れが発生した時にその漏れ流量を連続的に計測し、
上記漏れ流量がしきい値を超えている延べ時間に基づいてワークの気密性の適否判定を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の環状ワークの気密性検査方法。
【請求項４】
断面形状が略Ｖ字状または略Ｕ字状の可撓性を有する環状のワークについてその気密性を検査する装置であって、
ワークを受容可能なチャンバー部を有する外側検査治具と、
チャンバー部の中央部に立設された棒状の内側検査治具と、
を備えていて、
外側検査治具に対して、内側検査治具をガイドとしてワークを断面Ｖ字状またはＵ字状の開放部側が上向きとなる姿勢にて投入した上、そのワークの外周をチャンバー部の内壁面に、ワークの内周を内側検査治具にそれぞれ圧接させ、
チャンバー部の内壁面とワークおよび内側検査治具の三者で隔成された空間をワークの反開放部側から加圧して、ワークの外周または内周からの漏れの度合いをもって当該ワークの気密性の適否判定を行うようになっていて、
上記内側検査治具は、少なくともワークに圧接する部分がそのワークのいずれの直径方向にも変位可能なように上端部側を揺動可能に吊り下げ支持させてあることを特徴とする環状ワークの気密性検査装置。
【請求項５】
上記外側検査治具に形成されたチャンバー部は、
ワークの外径よりもわずかに小さなテスト用内筒部と、
テスト用内筒部から上方に向かって漸次直径が大きくなるテーパガイド部と、
を有していることを特徴とする請求項４に記載の環状ワークの気密性検査装置。
【請求項６】
上記内側検査治具は、
ワークの内径よりもわずかに大きなテスト用外筒部と、
テスト用外筒部から上方に向かって漸次直径が小さくなり且つ直径がワークの内径よりも小さな一般部に収束するテーパガイド軸部と、
を有していることを特徴とする請求項５に記載の環状ワークの気密性検査装置。
【請求項７】
上記外側検査治具に対して投入したワークをそのチャンバー部内に圧入する昇降動作可能な圧入治具を備えていることを特徴とする請求項６に記載の環状ワークの気密性検査装置。
【請求項８】
上記外側検査治具よりも上方側に内側検査治具を支持する支え治具が配置されていて、
この支え治具は内側検査治具を挟んでその両側からの接近離間動作をもって開閉可能となっているとともに、
支え治具の閉動作時には、内側検査治具のうち少なくともワークに圧接する部分がそのワークのいずれの直径方向にも変位可能なようにその内側検査治具の上端部側を揺動可能に吊り下げ支持するものであることを特徴とする請求項７に記載の環状ワークの気密性検査装置。
【請求項９】
上記支え治具は、外側検査治具に投入するべく内側検査治具に挿入された状態で仮置きされたワークを閉状態で支えるようになっている一方、
開状態をもってそのワークを自重落下させるようになっていることを特徴とする請求項８に記載の環状ワークの気密性検査装置。
【請求項１０】
上記圧入治具は外側検査治具と支え治具の間に配置されていて、
この圧入治具は内側検査治具を挟んでその両側からの接近離間動作をもって開閉可能となっているとともに、
上記支え治具側より自重落下したワークをその閉状態をもって支えるようになっている一方、
開状態をもってそのワークを外側検査治具側に自重落下させるようになっていることを特徴とする請求項９に記載の環状ワークの気密性検査装置。
【請求項１１】
上記支え治具が開動作した時には、当該支え治具に代わって閉状態にある圧入治具が内側検査治具を支えるようになっていることを特徴とする請求項１０に記載の環状ワークの気密性検査装置。
【請求項１２】
上記外側検査治具にチャンバー部が貫通形成されている一方、
そのチャンバー部に圧縮空気を導入して加圧するための検査ヘッドが、外側検査治具の下面に対して接近離間可能に設けられていることを特徴とする請求項４〜１１のいずれかに記載の環状ワークの気密性検査装置。
【請求項１３】
チャンバー部への圧縮空気の導入によりワークの外周または内周からの漏れが発生した時にその漏れ流量を連続的に計測し、
上記漏れ流量がしきい値を超えている延べ時間に基づいてワークの気密性の適否判定を行うことを特徴とする請求項１２に記載の環状ワークの気密性検査装置。
【請求項１４】
上記内側検査治具は中空状のものであることを特徴とする請求項４〜１３のいずれかに記載の環状ワークの気密性検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断面形状が略Ｖ字状または略Ｕ字状の可撓性を有する環状のワーク、例えば車両用ブレーキシステムのマスタシリンダにおけるゴム製のピストンカップ（ピストンパッキンまたはカップパッキンとも称される）の如き環状のシール部品についてその気密性を検査する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
断面形状が略Ｖ字状または略Ｕ字状の可撓性をなすゴム製のピストンカップにあっては、外周側のリップを相手側部材に圧接させて密封または封止を行うものであるから、そのリップに傷などがないことが重要であり、特にピストンカップの量産工程においては全数について気密性の検査（漏れ検査あるいはリーク検査）が行われる。
【０００３】
この気密性の検査は、例えばピストンカップの内外周を検査治具に圧接させて所定の撓みを与えた状態で圧縮空気圧を作用させて、外周側のリップからの空気の漏れの有無をもってその適否判定を行うか、あるいは漏れの度合いを所定のしきい値をもって適否判定することが行われる。この種の技術は、例えば特許文献１の図５に記載されている。
【特許文献１】特開平１０−９９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような気密性検査において、検査治具のうちピストンカップの内周側が接する部分と外周側が接する部分とが同心状であるのに対して、ピストンカップにはわずかではあっても偏心や歪みが生じている。そして、ピストンカップを検査治具にセットすると、上記のような偏心や歪みの影響で撓み代が大きい部分と撓み代が小さい部分とが発生し、機能上重要な外周側のリップの撓み代が一定したものとならず、検査精度が低下するという不具合がある。
【０００５】
例えば外周側のリップのうち相対的に撓み代が大きい部分では、荷重の増大によりシール性が高くなるため、微細な傷があっても漏れとして検知することができないおそれがある。
【０００６】
また、上記のような検査の段階では、微細な傷までも検知するために外周側のリップの撓み代は実際の使用条件下での撓み代よりも小さくしているため、上記のような偏心や歪みの影響で撓み代が相対的に小さい部分では必然的にシール性が低下し、その結果として傷などがない良品であっても漏れ発生をもって不良品として誤検知してしまうおそれがある。
【０００７】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、ピストンカップに代表されるような環状ワークに不可避的に発生している偏心や歪みに影響されずにその気密性検査を正確に且つ高精度に行うことができ、しかもピストンカップ等の量産工程において全数の気密性検査を行うにあたり、多量のワークの検査を効率良く行えるようにした気密性検査方法とその装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、断面形状が略Ｖ字状または略Ｕ字状の可撓性を有する環状のワークについてその気密性を検査する方法であって、ワークを受容可能なチャンバー部を有する外側検査治具に対して、そのチャンバー部の中央部に立設された棒状の内側検査治具をガイドとしてワークを断面Ｖ字状またはＵ字状の開放部側が上向きとなる姿勢にて投入し、そのワークの外周をチャンバー部の内壁面に、ワークの内周を内側検査治具にそれぞれ圧接させ、チャンバー部の内壁面とワークおよび内側検査治具の三者で隔成された空間をワークの反外報部側から加圧して、ワークの外周または内周からの漏れの度合いをもって当該ワークの気密性の適否判定を行うにあたり、上記内側検査治具は、少なくともワークに圧接する部分がそのワークのいずれの直径方向にも変位可能なように揺動可能に吊り下げ支持させておくことを特徴とする。
【０００９】
より具体的には、請求項２に記載のように、ワークを受容可能なチャンバー部を有する外側検査治具に対して、そのチャンバー部の中央部に立設された棒状の内側検査治具をガイドとしてワークを断面Ｖ字状またはＵ字状の開放部側が上向きとなる姿勢にて自重落下させて投入するワーク投入工程と、ワークを圧入治具にてチャンバー部内に圧入して、そのワークの外周をチャンバー部の内壁面に、ワークの内周を内側検査治具にそれぞれ圧接させる位置決め工程と、チャンバー部の内壁面とワークおよび内側検査治具の三者で隔成された空間を加圧して、ワークの外周または内周からの漏れの度合いをもって当該ワークの気密性の適否判定を行うテスト工程と、を含んでいるものとする。
【００１０】
そして、気密性の適否判定の具体的手法としては、請求項３，１３に記載のように、チャンバー部への圧縮空気の導入によりワークの外周または内周からの漏れが発生した時にその漏れ流量を連続的に計測し、上記漏れ流量がしきい値を超えている延べ時間に基づいてワークの気密性の適否判定を行うものとする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、実質的に請求項１に記載の技術を、断面形状が略Ｖ字状または略Ｕ字状の可撓性を有する環状のワークについてその気密性を検査する装置として捉えたものであって、ワークを受容可能なチャンバー部を有する外側検査治具と、チャンバー部の中央部に立設された棒状の内側検査治具と、を備えていて、外側検査治具に対して、内側検査治具をガイドとしてワークを断面Ｖ字状またはＵ字状の開放部側が上向きとなる姿勢にて投入した上、そのワークの外周をチャンバー部の内壁面に、ワークの内周を内側検査治具にそれぞれ圧接させ、チャンバー部の内壁面とワークおよび内側検査治具の三者で隔成された空間をワークの反開放部側から加圧して、ワークの外周または内周からの漏れの度合いをもって当該ワークの気密性の適否判定を行うようになっていて、上記内側検査治具は、少なくともワークに圧接する部分がそのワークのいずれの直径方向にも変位可能なように上端部側を揺動可能に吊り下げ支持させてあることを特徴とする。
【００１２】
この場合において、チャンバー部へのワークの圧入を容易に行うためには、請求項５に記載のように、外側検査治具に形成されたチャンバー部は、ワークの外径よりもわずかに小さなテスト用内筒部と、テスト用内筒部から上方に向かって漸次直径が大きくなるテーパガイド部と、を有していることが望ましい。
【００１３】
同様の理由から、請求項６に記載のように、内側検査治具は、ワークの内径よりもわずかに大きなテスト用外筒部と、テスト用外筒部から上方に向かって漸次直径が小さくなり且つ直径がワークの内径よりも小さな一般部に収束するテーパガイド軸部と、を有していることが望ましい。
【００１４】
また、外側及び内側の検査治具に対するワークの圧入を効率良く行うためには、請求項７に記載のように、外側検査治具に対して投入したワークをそのチャンバー部内に圧入する昇降動作可能な圧入治具を備えていることが望ましい。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、内側検査治具の支持機能と検査対象となるワークの自重落下容易性との両立を図ったものであり、外側検査治具よりも上方側に内側検査治具を支持する支え治具が配置されていて、この支え治具は内側検査治具を挟んでその両側からの接近離間動作をもって開閉可能となっているとともに、支え治具の閉動作時には、内側検査治具のうち少なくともワークに圧接する部分がそのワークのいずれの直径方向にも変位可能なようにその内側検査治具の上端部側を揺動可能に吊り下げ支持するものであることを特徴としている。
【００１６】
この場合において、請求項９に記載のように、支え治具は、外側検査治具に投入するべく内側検査治具に挿入された状態で仮置きされたワークを閉状態で支えるようになっている一方、開状態をもってそのワークを自重落下させるようになっていることが望ましい。
【００１７】
同様に、請求項１０に記載のように、圧入治具は外側検査治具と支え治具の間に配置されていて、この圧入治具は内側検査治具を挟んでその両側からの接近離間動作をもって開閉可能となっているとともに、上記支え治具側より自重落下したワークをその閉状態をもって支えるようになっている一方、開状態をもってそのワークを外側検査治具側に自重落下させるようになっていることが望ましい。
【００１８】
さらに、請求項１１に記載のように、支え治具が開動作した時には、当該支え治具に代わって閉状態にある圧入治具が内側検査治具を支えるようになっていることが望ましい。
【００１９】
ここで、検査後のワークを回収する上では外側検査治具からその下方にワークを抜き落とすことが望ましく、そのために請求項１２に記載のように、外側検査治具にチャンバー部が貫通形成されている一方、そのチャンバー部に圧縮空気を導入して加圧するための検査ヘッドが、外側検査治具の下面に対して接近離間可能に設けられていることが望ましい。
【００２０】
また、内側検査治具がワークに及ぼす力を低減する上では、請求項１４に記載のように、内側検査治具自体が中空状のものであることが望ましい。
【００２１】
したがって、少なくとも請求項１に記載の発明では、気密性検査の際にはワークの外周は外側検査治具に、すなわちチャンバー部の内壁面に、ワークの内周は内側検査治具の外周にそれぞれ圧接または弾接するかたちとなる。そして、ワーク自体が偏心や歪みを有していた場合には、内側検査治具はいずれの直径方向にも変位可能なように揺動可能に支持されているため、その内側検査治具はワーク外周のどの部分においてもその撓み代が一定となるような位置へと変位し、自律的にワークの偏心や歪みによる影響を吸収することになる。
【００２２】
すなわち、本来であれば外側検査治具側のチャンバー部の内壁面と内側検査治具の外周面とが同心状であるべきところ、ワーク自体の持つ偏心や歪みに追従して内側検査治具が偏心状態となることで、ワークの偏心や歪みによる影響が吸収されることから、チャンバー部の内壁面に圧接または弾接しているワークの外周部分のどの位置においてもその撓み代が一定したものとなる。その結果、ワークの外周からの漏れに度合いに基づく気密性検査を正確に行えるようになる。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１〜４に記載の発明によれば、内側検査治具を揺動可能に吊り下げ支持させておくことで、ワーク自体の偏心や歪みによる検査精度への影響を回避できるので、正確に検査を行えるようになり、検査精度の向上が図れるとともに、検査結果の信頼性も高いものとなる。
【００２４】
請求項５に記載の発明によれば、外側検査治具のチャンバー部がテーパガイド部を備えていて、そのテーパガイド部がワークを縮径させつつ案内する機能を有しているので、チャンバー部に対してワークを同心状に容易に且つ正確にセットすることができ、検査精度の向上に寄与できる。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、内側検査治具がテーパガイド軸部を備えていて、そのテーパガイド部がワークを拡径させつつ案内する機能を有しているので、内側検査治具に対するワークの密着性およびワークの姿勢が安定化し、検査精度の向上に寄与できる。
【００２６】
請求項７に記載の発明によれば、ワークを検査治具に圧入する圧入治具を備えているため、そのワークの圧入を容易に且つ安定して行える。
【００２７】
請求項８に記載の発明によれば、支え治具は、内側検査治具を支える機能に加えて、内側検査治具をガイドとしてワークを自重落下させる際にその通過を許容する機能を併せ持っているので、装置全体の構造の簡素化が図れるとともに、サイクルタイムの無用な冗長化も招かないで済む利点がある。
【００２８】
請求項９に記載の発明によれば、支え治具は、内側検査治具を支える機能とワークの通過を許容する機能に加えて、検査対象となるワークを仮置きした上で内側検査治具をガイドとしてワークを自重落下させる機能を併せ持っているので、装置全体の一層の構造の簡素化が図れるとともに、サイクルタイムの一層の短縮化の上でも有利となる。
【００２９】
請求項１０に記載の発明によれば、圧入治具が、ワークの圧入機能に加えて、検査対象となるワークを仮置きした上で内側検査治具をガイドとしてワークを自重落下させる機能を併せ持っているので、請求項８，９に記載の発明と同様の効果が得られる。
【００３０】
請求項１１に記載の発明によれば、圧入治具は支え治具に代わって内側検査治具を支える機能を併せ持っているので、内側検査治具を起立状態を安定して維持できる利点がある。
【００３１】
請求項１２に記載の発明によれば、チャンバー部は外側検査治具に貫通形成されていて、その下面に対して検査ヘッドが接近離間可能となっているので、検査後のワークを外側検査治具の下方に抜き落とすことが可能であり、それによって検査後のワークの回収をきわめて容易に行えるようになる。
【００３２】
請求項１３に記載の発明によれば、ワークの外周または内周からの漏れ流量を連続的に計測し、この漏れ流量がしきい値を超えている延べ時間に基づいてワークの気密性の適否判定を行うので、その適否判定をより正確に行えるとともに、適否判定結果の信頼性も高いものとなる。
【００３３】
請求項１４に記載の発明によれば、内側検査治具が中空状のものであるためにその自重を軽減でき、それによって吊り下げ支持されている内側検査治具がワークに及ぼす力を低減して、ワークの無用な歪みの発生や傾きの発生を抑制できる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１，２は本発明に係る気密性検査装置の全体の概略構造を示しており、特に図１はその正面図を、図２は図１の右側面図をそれぞれ示している。
【００３５】
なお、ここでの検査対象となるワーク、すなわち断面形状が略Ｖ字状または略Ｕ字状の可撓性を有する環状のシール部品としては、図３に示すように車両用ブレーキシステムのマスタシリンダにおけるゴム製のピストンカップＷの例を示している。このピストンカップＷは、内周側から軸心方向に突出するボス部Ｂをもって図示外のピストンに固定される一方、そのピストンが同じく図示外のシリンダチューブに挿入されることから、ピストンカップ（以下、これをワークと称する。）Ｗ外周側の斜状のリップＲがシリンダチューブの内周面に圧接または弾接して、互いに摺動しながら密封または封止効果（いわゆるシール機能）を発揮することになる。
【００３６】
図１，２において、１は脚部２を有する架台であり、架台１の上にはコラム３と支持プレート４を立設してあるとともに、円環状の外側検査治具５を水平姿勢にて配置してある。さらに、外側検査治具５の上には後述する支え治具８から棒状の内側検査治具６をほぼ直立状態にて吊り下げ支持させてある。
【００３７】
外側検査治具５の上方には水平な圧入治具７を配置してあるとともに、その圧入治具７の上方には同じく水平な支え治具８を配置してある。上記の内側検査治具６は後述するようにこれらの圧入治具７および支え治具８を貫通するような形態で遊嵌的に支持されており、これにより内側検査治具６の上端が支え治具８の上方にわずかに突出したままで倒れることなく直立状態を維持している。
【００３８】
ここで、圧入治具７および支え治具８は後述するように共に図１の左右方向に開閉可能であって（図７参照のこと。）、両者共にワークＷの仮置き台を兼ねているとともに、棒状の内側検査治具６は検査対象となるワークＷを支え治具８側から外側検査治具５に自重落下さる際のガイドを兼ねている。
【００３９】
そして、図１，２に示すように、検査対象となるワークＷはそのＵ字状またはＶ字状断面の開放部側が上側となる姿勢をもって、図示外のワーク投入手段にて内側検査治具６に外挿させるように閉状態にある支え治具８上に仮置きされることから、その支え治具８を一旦開動作させると、その支え治具８上のワークＷは内側検査治具６に案内されながら同じく閉状態にある圧入治具７上に落下し、代わってその圧入治具７上に仮置きされる。さらに、同じようにして圧入治具７を一旦開動作させると、その圧入治具７上のワークＷは内側検査治具６に案内されながら下方の外側検査治具５上に落下して、後述する気密性検査に供されることになる。なお、これらの一連の動作の詳細は後述する。
【００４０】
外側検査治具５の下側には昇降可能な検査ヘッド９を配置してある。検査ヘッド９は架台１に立設されたエアシリンダ１０のピストンロッド１１に連結されており、したがってエアシリンダ１０の伸縮作動に応じて検査ヘッド９が昇降動作して、検査ヘッド９は外側検査治具５の下面に密着したり、あるいにはその外側検査治具５から離間することが可能となっている。なお、後述するように検査ヘッド９が外側検査治具５の下面に密着しているときには、上記内側検査治具６は検査ヘッド９に着座することが可能である。
【００４１】
圧入治具７は治具ホルダ１２および中間部材１３を介してコラム３に昇降可能に案内支持されていて、そのコラム３に内蔵された昇降駆動機構にて昇降駆動される。他方、支え治具８は治具ホルダ１４を介して支持プレート４に支持されている。なお、支持プレート４には窓部１５が開口形成されていることから、圧入治具７の昇降動作時に治具ホルダ１２および中間部材１３が支持プレート４と干渉することはない。
【００４２】
ここで、上記圧入治具７および支え治具８は、図１の正面視において左右半割り構造のものとなっていて、各治具ホルダ１２，１４に内蔵されたエアシリンダ等の図示外の開閉駆動機構の働きにより左右一対の治具素片７ａ，７ａおよび８ａ，８ａ同士が互いに接近離間動作することでグリッパあるには二指把持タイプのフィンガーの如き形態で開閉動作するようになっている（図７参照。）。これらの圧入治具７および支え治具８はその閉状態において内側検査治具６を遊嵌的に抱持するようになっており、図１のように両者が共に閉状態になることはあっても、両者が共に開状態になることはないように設定されている。
【００４３】
したがって、支え治具８が閉状態にある場合のほか、圧入治具７および支え治具８が共に閉状態にある場合には、内側検査治具６は支え治具８からの吊り下げ支持状態にあることから、その直立状態を維持することができる。また、支え治具８が開状態で圧入治具７が閉状態にある場合には、内側検査治具６の下端が検査ヘッド９に着座していることを条件に、内側検査治具６の直立状態を維持することができる。
【００４４】
ここで、圧入治具７または支え治具８上にワークＷが仮置きされている場合、それらの圧入治具７または支え治具８を一時的に開動作させることでそのワークＷを下方に自重落下させるようになっていることは先に述べた通りである。そのため、圧入治具７および支え治具８共にその開状態においては、一対の治具素片７ａ，７ａおよび８ａ，８ａ同士の間にワークＷの通過を許容するだけの空間が確保されるようになっている。
【００４５】
図４は図２の断拡大図を、図５，６は図４の要部の段階的な拡大断面図をそれぞれ示しており、外側検査治具５の中央部には円筒状のチャンバー部１６を貫通形成してある。チャンバー部１６は、ワークＷの外径よりもわずかに小さなテスト用内筒部１６ａと、そのテスト用内筒部１６ａから上方に向かって漸次直径が大きくなるテーパガイド部１６ｂと、テスト用内筒部１６ａの下側で且つ当該テスト用内筒部１６ａよりも大径の逃げ穴部１６ｃとを有している。なお、逃げ穴部１６ｃの直径はワークＷの外径よりも大きく形成されている。したがって、図５，６に示すように圧入治具７にてワークＷを上方からチャンバー部１６内に圧入したときには、ワークＷはその外周側がテーパガイド部１６ｂにて徐々に縮径されながらテスト用内筒部１６ａまで圧入されることになる。
【００４６】
図４に示すように、外側検査治具５の下面には先に述べたようにエアシリンダ１０駆動の昇降可能な検査ヘッド９が密着するようになっていて、検査ヘッド９にはチャンバー部１６に開口するエア導入通路１７を形成してある。エア導入通路１７は流量センサ１８、開閉バルブ１９、レギュレータ２０を介してエア圧力源２１に接続してあり、開閉バルブ１９の切り換えに応じてエア圧力源２１から供給される圧縮空気がエア導入通路１７を介してチャンバー部１６に導入される。そして、図５，６に示すように、気密性検査時には外側検査治具５の下面に検査ヘッド９が密着しているとともに、圧入ヘッド７にてチャンバー部１６に圧入されたワークＷの外周がチャンバー部１６の内壁面であるテスト用内筒部１６ａに、ワークＷの内周が後述する内側検査治具６のテスト用外筒部６ａにそれぞれ圧接または弾接していることから、エア導入通路１７を通してチャンバー部１６内（検査ヘッド９のほかテスト用内筒部１６ａとテスト用外筒部６ａおよびワークＷの内外周で隔成された空間）に圧縮空気を導入することで当該空間が加圧されて、ワークＷにはそのＵ字状断面またはＶ字状断面の反開放部側から所定の圧力が作用することになる。
【００４７】
図５，６に示すように、上記外側検査治具５と対をなす内側検査治具６はその自重を極力軽減するために中空状のものとして形成されているとともに、図１，２および図４に示すように支え治具８を形成している一対の治具素片８ａ，８ａにて揺動可能に且つ遊嵌的に吊り下げ支持されている。なお、その吊り下げ支持状態において内側治具６の上端部は支え治具８の上方に所定量だけ突出している。図１，２および図４に示した支え治具８は一対の治具素片８ａ，８ａがその接近離間動作をもって開閉動作（図７に開閉方向を符号ａで示す。）するものであることは先に述べた。
【００４８】
すなわち、図１，２，４のほか図８に示すように、支え治具８を形成している一つの治具素片８ａ，８ａの内側面には、抜け止めが施されたスチールボール２２ａとそのスチールボール２２ａを押し出し方向に付勢している圧縮コイルばね２２ｂとからなる複数のボールプランジャ２２を設けてあり、他方、内側検査治具６の上端部には断面が円弧状の環状溝としてネック部２３を形成してある。そして、図７に示すような支え治具８の閉状態においては、各治具素片８ａ，８ａの内側面と内側検査治具６の外周面との間に所定の隙間を確保しつつ、各ボールプランジャ２２のスチールボール２２ａが内側検査治具６のネック部２３に圧接または弾接し、これをもって棒状の内側検査治具６を揺動可能に且つ遊嵌的に吊り下げ支持させてある。
【００４９】
このように、棒状の内側検査治具６を揺動可能に且つ遊嵌的に吊り下げ支持させてあることは、その内側検査治具６の下端部のうち少なくともワークＷに圧接または弾接する部分がそのワークＷのいずれの直径方向にも所定量だけ変位可能なように一定の自由度を持たせてあることを意味する。
【００５０】
また、内側検査治具６はその下端部においてワークＷの内径よりもわずかに大きなテスト用外筒部６ａと、そのテスト用外筒部６ａから上方に向かって漸次直径が小さくなり且つワークＷの内径よりも小さな直径の一般部６ｃで収束するテーパガイド軸部６ｂとを備えている。そして、そのテーパガイド軸部６ｂは最下端は外側検査治具５側のテーパガイド部１６ｂの最下端とほぼ同じ高さ位置に設定してある。
【００５１】
先にも述べたように支え治具８はワークＷの仮置き台を兼ねていて、図５に示すように検査対象となるワークＷはそのＵ字状またはＶ字状断面の開放部側が上側となる姿勢をもって、図示外のワーク投入手段にて内側検査治具６の上端部に外挿させるように閉状態にある支え治具８上に仮置きされる。
【００５２】
図４のほか図５，６に示した圧入治具７は、内側検査治具６の中心を通り且つ各図の紙面と直交する断面において、図７に示した支え治具８と同様に、半割構造として一対の治具素片７ａ，７ａ同士の接近離間動作をもって開閉動作するものであることは先に述べた。この圧入治具７は、図５，６に示すように外側検査治具５の上面側に投入されることになるワークＷをチャンバー部１６内に圧入する機能を有しており、外側検査治具５のチャンバー部１６よりも小径で且つ下方に延びる筒状ガイド部３３を有していて、内側検査治具６との間に所定の隙間を確保しつつ遊嵌的にその内側検査治具６を案内支持している。ただし、筒状ガイド部３３の下端部での内径は図６におけるボス部Ｂの上端面から外れることがないような大きさに設定してある。
【００５３】
また、圧入治具７は先の支え治具８と同様にワークＷの仮置き台を兼ねていて、圧入治具７が閉状態にある場合に、その上方側の支え治具８が一時的に開動作したときには、それまで支え治具８側に仮置きされていたワークＷが内側検査治具６に案内されながら当初の姿勢のまま圧入治具７側に自重落下することから（図１０，１１参照。）、圧入治具７はそのワークＷを支え治具８に代わって一時的に仮置きすることになる。
【００５４】
ここで、図４に示した流量センサ１８の出力は判定処理装置２４に取り込まれるようになっており、判定処理装置２４は流量監視部２５と計時部２６および適否判定部２７とを有している。
【００５５】
次に、上記の装置全体の動きの説明に先立って、図４のほか図６に基づいて本実施の形態での気密性の適否判定の詳細を説明する。
【００５６】
図６に示すように、外側検査治具５および内側検査治具６のほか圧入治具７にてワークＷが拘束されている状態で、検査の開始とともにチャンバー部１６内に所定圧力の圧縮空気を導入して加圧する。この場合において、チャンバー部１６の内壁面であるテスト用内筒部１６ａとリップＲとの隙間あるいは内側検査治具６のテスト用外筒部６ａとボス部Ｂとの隙間から漏れが発生することもあれば、漏れが発生しないこともある。
【００５７】
そして、漏れが発生した場合には、その漏れ流量を図４の流量センサ１８の出力をもって判定処理装置２４の流量監視部２５で監視する一方、所定の検査時間が経過するまでの間、予め設定されている流量しきい値を超えている時間の延べ時間を計時部２６で積算計数する。さらに、検査時間が経過するのを待って上記延べ時間と予め設定されている基準時間とを適否判定部２７で比較・判定を行う。例えば、図９に示すように、流量しきい値を超えている時間をｔ1，ｔ2，ｔ3とすれば、その延べ時間ｔをｔ＝ｔ1＋ｔ2＋ｔ3として算出した上で基準時間ｔ0と比較し、ｔ＜ｔ0であれば、漏れ発生がなかった場合とともに「ＯＫ＝良品」と判定し、ｔ（＝ｔ1＋ｔ2＋ｔ3）≧ｔ0であれば「ＮＧ＝不良品」と判定することになる。そして、その適否判定結果を判定出力として出力することになる。
【００５８】
これは、例えばワークＷのうち機能上最も重要なリップＲのほかボス部Ｂに当初から傷や変形がある場合には、圧縮空気の導入による加圧力を受けて当該部分が一段と拡大されて漏れが発生したり、あるいは漏れ流量が増大するという経験則に基づいている。その結果、目視検査等ではとかく見落としがちな微小は傷や変形のあるワークＷを不良品として的確に排除することが可能となる。
【００５９】
次に、上記の装置全体の一連の動きを図１０以下の図面の併用しながら説明する。
【００６０】
図１０の（Ａ）に示すように、外側検査治具５の下面に検査ヘッド９が密着していて且つ支え治具８および圧入治具７が共に閉状態にある状態で、図示外のワーク投入手段からのワークＷの投入受け入れが可能となる。この時、内側検査治具６は支え治具８にて揺動可能に支持されているとともに、圧入治具７によっても遊嵌的に支持されていて、さらにその内側検査治具６の球状の下端は外側検査治具５の下面に密着している検査ヘッド９に着座している。この検査ヘッド９に対する内側検査治具６の着座によって外側検査治具６と内側検査治具５との高さ方向での相対位置決めがなされることになる。
【００６１】
図１０の（Ａ）の状態で図示外のワーク投入手段にて支え治具８の上に検査対象となるワークＷがそのＵ字状断面またはＶ字状断面の開放部側が上側となる姿勢にて投入され、そのワークＷは内側検査治具６に挿入されるようにして支え治具８の上に仮置きされる。
【００６２】
支え治具８上にワークＷが仮置きされた後にその支え治具８が一時的に開動作すると、図１０の（Ｂ）に示すようにワークＷは内側検査治具６に案内されるかたちで自重落下し、次いで図１１の（Ａ）に示すように内側検査治具６に挿入されたままで圧入治具７の上に仮置きされる。一時的に開動作した支え治具８はワークＷが自重落下したならば直ちに当初の閉状態に復帰する。こうして、支え治具８が当初の閉状態に復帰したならば、当該支え治具８は次のサイクルに備えて次なる検査対象となるワークＷの受け入れが可能となる。
【００６３】
なお、上記のように支え治具８が一時的に開動作したときには、図７，８のようなボールプランジャ２２による支持から内側検査治具６が開放されることになるものの、先に述べたように内側検査治具６は検査ヘッド９に着座しているとともに、圧入治具７によっても遊嵌的に支持されているとから、その直立状態を維持することが可能となる。
【００６４】
さらに、図１１の（Ａ）の状態から圧入治具７が一時的に開動作すると、同図（Ｂ）に示すようにワークＷは内側検査治具６に案内されるかたちで自重落下し、次いで図１２の（Ａ）に示すように内側検査治具６に挿入されたままで外側検査治具５のチャンバー部１６上に仮投入される。このチャンバー部１６へのワークＷの投入はあくまで自重落下によるものであり、多くの場合にはワークＷは図６のテーパガイド部１６ｂに引っ掛かった状態となっている。なお、一時的に開動作した圧入治具７はワークＷが当該圧入治具７から自重落下したならば直ちに元の閉状態に復帰する。
【００６５】
チャンバー部１６上にワークＷが投入されると、図１２の（Ｂ）に示すように圧入治具７が所定量だけ下降し、図５，６にも示すように圧入治具７はワークＷのボス部Ｂに当接してワークＷを押し下げ、リップＲがチャンバー部１６のテスト用内筒部１６ａに接し且つボス部Ｂが内側検査治具６のテスト用外筒部６ａに接するまで圧入する。これをもってワークＷの内外周は共に外側検査治具５および内側検査治具６にそれぞれ圧接または弾接し、外側検査治具５および内側検査治具６に対するワークＷの位置決めが完了する。
【００６６】
この圧入の過程において、図６に示すようにワークＷのボス部Ｂは内側検査治具６のテーパガイド軸部６ｂと摺接して徐々に拡径される一方、リップＲもまたチャンバー部１６側のテーパガイド部１６ｂと摺接して縮径されながらテスト用内筒部１６ａまで圧入される。これによって少なくともワークＷの傾きが修正される。
【００６７】
同時に、内側検査治具６は図７，８のようにボールプランジャ２２にて揺動可能に吊り下げ支持されていて、しかも圧入治具７に対しても遊嵌状態にあることから、内側検査治具６と圧入治具７との間の隙間の範囲内で内側検査治具６はワークＷのいずれの直径方向にも揺動可能である。
【００６８】
ここで、リップＲとテスト用内筒部１６ａとの圧接または弾接をもって外周側が拘束されているワークＷが、本来的にわずかながらその内外周で偏心していたり、あるいは歪みを有していると、ワークＷのボス部ｂは自律的に撓みのバランスをとるべく、重量的に軽量化されている内側検査治具６を伴っていずれかの径方向に微小量だけ変位する。つまり、検査対象となるワークＷが本来的にわずかながらその内外周で偏心していたり、あるいは歪みを有していたとしても、内側検査治具６が外側検査治具５に対して偏心するべくワークＷ自体の撓みバランスの挙動に追従するかたちでいずれかの径方向に微少量だけ変位する。
【００６９】
これは、少なくとも図６のような位置決め状態においては、ワークＷが本来的にわずかながらその内外周で偏心していたり、あるいは歪みを有していたとしても、それらの偏心や歪みは内側検査治具６の微小変位をもって吸収されたことにほかならない。その結果、チャンバー部１６のテスト用内筒部１６ａに圧接または弾接しているリップＲの撓み状態はその全周において均一なものとなり、検査精度の向上に大きく寄与することになる。
【００７０】
図６のほか図１２の（Ｂ）に示すようにワークＷが位置決めされると、図４の開閉バルブ１９の開動作によりチャンバー部１６、すなわち検査ヘッド９のほかテスト用内筒部１６ａ、テスト用外筒部６ａおよびワークＷとで密閉された空間に圧縮空気が導入され、当該ワークＷの気密性に検査に移行する。
【００７１】
より具体的には、先にも述べたように、図６の状態でワークＷの下側に所定圧力の圧縮空気を導入して加圧する。この加圧時に、チャンバー部１６の内壁面であるテスト用内筒部１６ａとリップＲとの隙間あるいは内側検査治具６のテスト用外筒部６ａとボス部Ｂとの隙間から漏れが発生することもあれば、漏れが発生しないこともある。
【００７２】
そして、漏れが発生した場合には、その漏れ流量を図４の流量センサ１８の出力をもって判定処理装置２４の流量監視部２５で監視する一方、所定の検査時間が経過するまでの間、予め設定されている流量しきい値を超えている時間の延べ時間を計時部２６で積算計数する。さらに、検査時間が経過するのを待って積算計数された上記延べ時間と予め設定されている基準時間とを適否判定部２７で比較してその適否判定を行うことになる。
【００７３】
上記の検査時間が経過すると、図１３に示すように圧入治具７が所定量だけさらに下降して、ワークＷをチャンバー部１６のうち最も下側の逃げ穴部１６ｃ側まで抜き落とし、そのワークＷを検査ヘッド９上に位置させる。その後、圧入治具７は図１０の（Ａ）に示す当初の高さ位置まで上昇動作する。この場合、図６に示すように内側検査治具６の最下端部も小径となっているため、上記のようにワークＷが検査ヘッド９上に位置した時点でワークＷは外側検査治具５および内側検査時具６の拘束から解除される。
【００７４】
さらに続いて、図１４に示すように検査後のワークＷを載せた検査ヘッド９が下降限位置まで下降し、その検査ヘッド９の下降を待って架台１側で待機している図示外のワイピング手段が作動して、図１５に示すように先の気密性に関する適否判定結果に応じて「良品」と「不良品」とに振り分けるようにしてワークＷを外部を排出した上で回収する。この後、検査ヘッド９が再び上昇動作することで図１０のような初期状態に復帰して、気密性検査の１サイクルが完了することになる。
【００７５】
このように本実施の形態によれば、中空構造をもって軽量化した内側検査治具６を支え治具８から揺動可能に吊り下げ支持させ、検査対象となるワークＷが本来的にわずかながらその内外周で偏心していたり、あるいは歪みを有していたとしても、それらの偏心や歪みは内側検査治具６の径方向での微小変位をもって吸収されることから、チャンバー部１６のテスト用内筒部１６ａに圧接または弾接しているリップＲの撓み状態はその全周において均一なものとなり、検査精度への影響をなくして検査精度の向上が図れるとともに、検査結果の信頼性も高いものとなる。
【００７６】
また、支え治具８および圧入治具７の開閉動作に同期して、内側検査治具６でワークＷを案内しながら段階的に自重落下させて最終的に外側検査治具５にワークＷを投入するようにしているので、最小限度の設備構成で済むことで設備の簡素化が図れるほか、ワークＷの供給安定性に優れ、さらにはワークＷの大きな位置ずれの発生の心配がなく、高速で且つ短時間のうちに信頼性の高い気密性検査を行える。
【００７７】
ここで、図６において、外側検査治具５のチャンバー部１６におけるテーパガイド部１６ｂとそれに着座する前のワークＷ側のリップＲとの関係についてみた場合、図１６の（Ａ）に示すようにリップＲとテーパガイド部１６ｂとが平行になるように設定する場合のほか、同図（Ｂ）および（Ｃ）に示すように両者が非平行となるように設定しても良い。いずれの場合にも、ワークＷが水平状態のままで倒れを生ずることなく、テーパガイド部１６ｂの下方のテスト用内筒部１６ａまで誘導できる機能がれば良い。
【００７８】
また、上記実施の形態では、図９に示すように、ワークＷのリップＲあるいはボス部Ｂからの漏れ量がしきい値を超えている場合に、そのしきい値を超えている延べ時間を計測して適否判定を行うようにしているが、他の判定方式を採用することもできる。
【００７９】
例えば、図１７に示すように流量ＱのピークＱｍａｘがしきい値を超えた時点で「ＮＧ」と判定しても良く、あるいは図１８に示すように流量Ｑがしきい値を超えた部分の面積Ｑ1，Ｑ2，Ｑ3の総和を延べ面積Ｑとして求めて、この求めた延べ面積Ｑと予め設定してある基準値Ｑ0と比較して適否判定を行うようにしても良い。
【００８０】
さらに上記実施の形態では、検査対象となるワークとしてゴム製のピストンカップＷを例にとって説明したが、本発明はピストンカップＷ以外の同種のワーク、例えば各種シール部品やパッキンの検査にも応用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係る気密性検査装置の概略構造を示す正面図。
【図２】図１の右側面図。
【図３】図１，２の気密性検査装置での検査対象となるワーク（ピストンカップ）の説明図。
【図４】図２の拡大断面図。
【図５】図４の要部拡大図。
【図６】図５の要部拡大図。
【図７】図１に示した支え治具による内側検査治具の支持状態を拡大した説明図。
【図８】図７のｂ−ｂ線に沿う断面図。
【図９】図６において圧縮空気を導入した時の漏れによる流量変化の一例を示す説明図。
【図１０】図４に示した気密性検査装置の作動説明図で、（Ａ）は支え治具上にワークが仮置きされた状態を示す説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の支え治具からワークが自重落下したときの説明図。
【図１１】図４に示した気密性検査装置の作動説明図で、（Ａ）は圧入治具上にワークが仮置きされた状態を示す説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の圧入治具からワークが自重落下したときの説明図。
【図１２】図４に示した気密性検査装置の作動説明図で、（Ａ）は外側検査治具のチャンバー部にワークが自重落下したときの状態を示す説明図、（Ｂ）はチャンバー部にワークが圧入されて気密性検査が開始されたときの説明図。
【図１３】図４に示した気密性検査装置の作動説明図で、気密性検査後にワークが抜き落とされた状態を示す説明図。
【図１４】図４に示した気密性検査装置の作動説明図で、気密性検査後のワークが検査ヘッドとともに下降した状態を示す説明図。
【図１５】図４に示した気密性検査装置の作動説明図で、気密性検査後のワークが検査ヘッドから排出されたときの状態を示す説明図。
【図１６】（Ａ）〜（Ｃ）共に、図６の外側検査治具のチャンバー部におけるテーパガイド部とそれに着座する前のワーク側のリップとの関係を示す説明図。
【図１７】気密性検査方式の別の例を示す説明図。
【図１８】気密性検査方式のさらに別の例を示す説明図。
【符号の説明】
【００８２】
５…外側検査治具
６…内側検査治具
６ａ…テスト用外筒部
６ｂ…テーパガイド軸部
７…圧入治具
７ａ…治具素片
８…支え治具
８ａ…治具素片
９…検査治具
１６…チャンバー部
１６ａ…テスト用内筒部
１６ｂ…テーパガイド部
１７…エア導入通路
２２…ボールプランジャ
Ｂ…ボス部
Ｒ…リップ
Ｗ…ワーク（ピストンカップ）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0005016465.tif 000016
【図１６】
0005016465.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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