特許 7554682 リークテスタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-11

(45)【発行日】2024-09-20

(54)【発明の名称】リークテスタ

(51)【国際特許分類】

   G01M 3/26 20060101AFI20240912BHJP

【ＦＩ】

G01M3/26 E

G01M3/26 N

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021013608

(22)【出願日】2021-01-29

(65)【公開番号】P2022117101

(43)【公開日】2022-08-10

【審査請求日】2023-12-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000227467

【氏名又は名称】日東精工株式会社

(72)【発明者】

【氏名】安積 慶一

【審査官】佐々木 崇

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６１－１２６４４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５９－０５８３４３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１５－１４８５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０８２０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５４１９１８４（ＵＳ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０９０５５２９３（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２０１５－０５４３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０４４７８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２２１７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１９４０６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６４－３３６４１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５１－１６１１８８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｍ３／００ －３／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

前後方向へ伸縮可能な可動軸およびこの可動軸を内包可能な本体から成る直動シリンダ
と、この直動シリンダの可動軸に連結されワークの開口面に密着可能に形成された圧接体
とを備えて成るリークテスタにおいて、
前記直動シリンダは、その本体に揺動自在に配され前記圧接体を囲うように配置された
一対の把持爪を備えて成り、
前記把持爪は、これを常時閉じる方向へ付勢する弾性部材を備えて成り、
前記圧接体は、前記直動シリンダの作動を受け当該把持爪の内面を摺動するよう配され
、前記弾性部材の付勢に抗して前記把持爪を開閉する当接部を備えて成ることを特徴とす
るリークテスタ。

【請求項2】

前記直動シリンダは、その本体の両端から何れも前記可動軸を突出させてなる両ロッド
型であり、さらに、ワークの傾きに応じて姿勢を変化させるフローティング機構に係合し
て成り、
前記フローティング機構は、前記直動シリンダを軸方向および径方向へ遊嵌自在に支持
して成ることを特徴とする請求項１に記載のリークテスタ。

【請求項3】

前記直動シリンダは、自重を相殺して径方向の移動を許容する自重相殺ユニットに吊下
されて成ることを特徴とする請求項２に記載のリークテスタ。

【請求項4】

前記フローティング機構は、前記可動軸を復帰状態にして成る時には当該可動軸の一端
に当接して引き込む方向への移動を規制する規制部材を備え、
前記規制部材は、可動軸を伸長する方向へ作動した時には可動軸の一端を徐々に径方向
へ解放するよう形成されたテーパ部を備えて成ることを特徴とする請求項２または請求項
３の何れかに記載のリークテスタ。

【請求項5】

前記圧接体は、前記開口面に当接し当該開口面の凹凸形状に合わせて弾性変形するパッ
ド部材と、このパッド部材を嵌合させて固定して成るケースと、このケースに常時係合し
て当該ケースを前方へ付勢する圧縮ばねと、この圧縮ばねを組み込み前記可動軸に接続さ
れた摺動ベースとを備えて成り、
前記ケースと摺動ベースとは、径方向および軸方向への移動を許容するフローティング
ジョイントを介して連結されて成ることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに
記載のリークテスタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークに設けられた通気経路を塞ぎ当該通気経路内へ供給した圧縮エアのエア圧に基づいて当該ワークのエア漏れを検査するリークテスタに関する。

【背景技術】

【0002】

従来のリークテスタは、特許文献１に示すように、内部に通気経路などが形成されているワークにおいて巣穴等によりエア漏れを生じているか否か検査するものであり、前記通気経路を塞いで密閉する圧接体と、この圧接体を介して通気経路へ圧縮エアを供給するエア源と、この供給する圧縮エアの圧力を測定する圧力計とを備えている。これにより、従来のリークテスタは、通気経路内の圧縮エアの圧力を前記圧力計により測定し、この測定圧力に基づいてワークのエア漏れ検査している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第3643185号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来のリークテスタは、上述のようにワークの通気経路を密閉状態にするために当該通気経路の開口面を圧接体により押圧しなければならないので、例えば、通気経路の開口面が上面と側面の２箇所など複数存在すると、これら上面および側面の２箇所を２つの圧接体により押圧して通気経路を塞ぐ必要がある。このように複数の開口面が存在するワークの場合、上面側の圧接体と側面側の圧接体とが異なる方向から当該ワークを押圧するため、ワークが所定位置に留まり難い。したがって、圧接体をしかるべき位置へ移動できず、エア漏れの正確な検査が行えないという問題があった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、検査するワークを予め所定位置に固定などしなくてもワークの通気経路を確実に塞いでエア漏れの検査ができるリークテスタの提供を目的としており、前後方向へ伸縮可能な可動軸およびこの可動軸を内包可能な本体から成る直動シリンダと、この直動シリンダの可動軸に連結されワークの開口面に密着可能に形成された圧接体とを備えて成るリークテスタにおいて、前記直動シリンダは、その本体に揺動自在に配され前記圧接体を囲うように配置された一対の把持爪を備えて成り、前記把持爪は、これを常時閉じる方向へ付勢する弾性部材を備えて成り、前記圧接体は、前記直動シリンダの作動を受け当該把持爪の内面を摺動するよう配され、前記弾性部材の付勢に抗して前記把持爪を開閉する当接部を備えて成ることを特徴とする。なお、前記直動シリンダは、その本体の両端から何れも前記可動軸を突出させてなる両ロッド型であり、さらに、ワークの傾きに応じて姿勢を変化させるフローティング機構に係合して成り、前記フローティング機構は、前記直動シリンダを軸方向および径方向へ遊嵌自在に支持して成ることが好ましい。また、前記直動シリンダは、自重を相殺して径方向の移動を許容する自重相殺ユニットに吊下されて成ってもい。さらに、前記フローティング機構は、前記可動軸を復帰状態にして成る時には当該可動軸の一端に当接して引き込む方向への移動を規制する規制部材を備え、前記規制部材は、可動軸を伸長する方向へ作動した時には可動軸の一端を徐々に径方向へ解放するよう形成されたテーパ部を備えて成ってもよい。また、前記圧接体は、前記開口面に当接し当該開口面の凹凸形状に合わせて弾性変形するパッド部材と、このパッド部材を嵌合させて固定して成るケースと、このケースに常時係合して当該ケースを前方へ付勢する圧縮ばねと、この圧縮ばねを組み込み前記可動軸に接続された摺動ベースとを備えて成り、前記ケースと摺動ベースとは、径方向および軸方向への移動を許容するフローティングジョイントを介して連結されて成ることが望ましい。

【発明の効果】

【0006】

本発明に係るリークテスタは、把持爪によりワークを把持しつつ、圧接体を当該ワークの開口面へ密着させることができるので、把持爪で確実に把持されているワークに圧接体を強く押圧できる。よって、予め正確な位置にワークを設置しなくてもよく、正確なエア漏れの検査が行えるという利点がある。しかも、本発明に係るリークテスタは、直動シリンダを軸方向および径方向へ遊嵌自在なフローティング機構を備えるので、待機状態で固定され開いた把持爪をワークの姿勢に倣わせることができる。これにより、姿勢の不安定なワークであっても確実に把持できるという利点もある。また、本発明に係るリークテスタは、可動軸の復帰状態を保つ規制部材を配し、この規制部材が可動軸の伸長によって可動軸の一端から離脱して径方向へ徐々に空間を形成するテーパ部を備える前記フローティング機構を採用しているので、１つの直動シリンダの作動により前記把持爪を固定状態からフローティング状態へと状態を変化させることができ、かつ、当該把持爪を開いた状態から閉じワークを把持でき、さらに、当該ワークの開口面に前記圧接体を押し付けることができる。これにより、把持爪のフローティング動作、ワークの把持動作、圧接体の押圧動作の異なる動作を１つの直動シリンダの伸長動作のみにより実現できる。これにより、例えば、把持爪の揺動動作と、圧接体の開口面への押圧動作とを個別に制御しなくてもよいので、部品点数の少ない低コストで煩雑な制御も不要という利点もある。しかも、直動シリンダは、自重相殺ユニットに吊下されて成るので、外力を受けても径方向へ容易に移動できるという利点もある。また、本発明に係るリークテスタは、前記ケースおよび摺動ベースを径方向および軸方向への移動可能なフローティングジョイントによって連結するとともに、ケースを圧縮ばねの付勢を常時受ける構成のため、樹脂材がワークの開口面に押圧されることで当該開口面の向きに倣い易いという利点もある。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明に係るリークテスタの全体概略図であり、（ａ）は待機状態を示し、（ｂ）は作動状態を示す。

【図2】図１（ａ）に示す矢印Ａから見た全体概略図である。

【図3】本発明に係るリークテスタの要部断面図である。

【図4】図３に示すリークテスタによりワークを把持する際の各動作を示す動作説明図であり、（ａ）は待機状態を示し、（ｂ）は直動シリンダの作動によりワークを把持した直後の状態を示し、（ｃ）は直動シリンダの作動を終えワークの開口面に圧接体を密着させている状態を示す。

【図5】図４（ｂ）の時に直動シリンダがフローティングする様子を説明するための説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本発明に係るリークテスタ１は、鋳物で成形されたワークＷのエア漏れを検査するものであって、当該ワークＷの外形である鋳肌を把持して切削加工された開口面Ｗａを封止するよう構成されている。また、前記ワークＷの外形は、鋳肌で寸法精度が悪い一方、当該ワークＷの開口面Ｗａは、切削加工により寸法精度が高く、ワークＷの外形と開口面Ｗａとの寸法精度や平行度などは、ワーク毎に異なる。

【0009】

本発明に係るリークテスタ１は、ワークＷの外形を把持し、前記開口面Ｗａを封止して、外形および開口面Ｗａの寸法精度や平行度の違いを開口面Ｗａの封止時に吸収できるものであり、図１ないし図５に基づいて説明する。このリークテスタ１は、別途供給されるエアにより伸縮可能な可動軸１１を備えた直動シリンダ１０と、この直動シリンダ１０の可動軸１１に連結されワークＷの開口面Ｗａに密着可能に形成された圧接体１５とを備える。

【0010】

前記直動シリンダ１０は、前記可動軸１１を前後方向に摺動自在に内包して成る本体１２を備えており、この本体１２内へ別途供給される前記エアによって、前記可動軸１１を前方へ突出、あるいは後方へ引き込み可能に構成される。また、直動シリンダ１０は、図３に示すように、可動軸１１を挿通可能にして本体１２の一端に配された爪取付部材１３を備える。さらに、可動軸１１の一端には、圧接体１５が取り付けられている。

【0011】

また、直動シリンダ１０は、図３、図４、図５に示すように、可動軸１１を本体１２の両端側からそれぞれ突出させ一体に摺動するよう構成してもよい。この両ロッド型の可動軸１１は、本体１２の他端に取り付けられた中空鍔付き部材１７からも後方へ突出しており、この可動軸１１の後端には、略円柱状のロッドエンド１８がねじ止めされている。

【0012】

前記爪取付部材１３は、図２に示すように、ワークＷの外形を掴めるように揺動自在な把持爪１４を複数備えて成り、この把持爪１４は、可動軸１１および圧接体１５を囲うように配置されている。また、前記把持爪１４は、その揺動角度に応じて先端側を開閉させることができ、常時は弾性部材の一例である爪ばね１９によって閉じる方向へ付勢されて成る。

【0013】

前記圧接体１５は、パッド部材の一例である変形可能な軟質の樹脂材１５ａと、この樹脂材１５ａを嵌合させて固定して成るケース１５ｂと、このケース１５ｂに常時係合して当該ケース１５ｂを前方へ付勢する圧縮ばね１５ｃとを備える。また、圧接体１５は、前記圧縮ばね１５ｃの後端に常時当接させ当該圧縮ばね１５ｃを組み込み可能な摺動ベース１６と、この摺動ベース１６の前方への移動により前記把持爪１４の内面１４ａに常時当接して当該把持爪１４の揺動角度を決定するよう配置された当接部１６ａと備えて成る。なお、把持爪１４は、これを閉じる方向へ押圧する爪ばね１９に常時付勢されて成る。このように、本発明に係るリークテスタ１は、前記摺動ベース１６の移動に応じて開閉する把持爪１４を備えるので、図４（ａ）に示すように、ワークＷに干渉することなく把持爪１４を十分に開いた状態にできる。

【0014】

前記樹脂材１５ａは、前記開口面Ｗａに当接することで当該開口面Ｗａの凹凸形状に合わせて弾性変形可能に構成されているため、開口面Ｗａに押圧されることで、当該開口面Ｗａと確実に密着する。また、前記摺動ベース１６は、可動軸１１の前端に連結されて成り、当該可動軸１１と一体に固定されて成る。

【0015】

前記ケース１５ｂおよび摺動ベース１６は、図３に示すように、径方向および軸方向への移動を許容するフローティングジョイント１５ｘを介して連結されているため、ケース１５ｂと摺動ベース１６とが相対的に移動可能に構成される。しかも、ケース１５ｂは、圧縮ばね１５ｃの付勢を常時受けているため、樹脂材１５ａがワークＷの開口面Ｗａに押圧されると、図４（ｃ）に示すように、圧縮ばね１５ｃの撓み量に応じて軸方向へ後退しつつ開口面Ｗａの向きに倣う。したがって、フローティングジョイント１５ｘを搭載することで、樹脂材１５ａがよりワークＷに密着し易く正確なエアリークテストに最適である。

【0016】

また、本発明に係るリークテスタ１は、ワークＷの開口面Ｗａに密着させる圧接体１５を当該ワークＷの姿勢に応じて倣わせることができるフローティング機構２０を備えている。このフローティング機構２０は、図３に示すように、直動シリンダ１０の他端に配された中空鍔付き部材１７の鍔部１７ａを軸方向および径方向に遊嵌自在に支持して成るガイドブロック２１と、このガイドブロック２１に一部内包され前記ロッドエンド１８の後方への移動を所定位置で規制する規制部材２２とを備えて成り、ガイドブロック２１および規制部材２２は、ねじ止めなどにより一体に構成されている。

【0017】

前記ガイドブロック２１は、鍔部１７ａの前端あるいは後端に適宜密着可能な遊嵌部２１ａを形成されて成る一方、規制部材２２は、ロッドエンド１８を後端側に案内するとともに調心可能なテーパ部２２ａと、このテーパ部２２ａからロッドエンド１８の外周および後端に嵌まり込む嵌合部２２ｂとを備える。これにより、フローティング機構２０は、図４（ａ）に示すように、可動軸１１を引き込んだ状態であれば、ロッドエンド１８の後端および中空鍔付き部材１７の鍔部１７ａの前端が、前記ガイドブロック２１および規制部材２２に当接して軸方向に突っ張られるので、直動シリンダ１０および圧接体１５に外力が加わっても、当該直動シリンダ１０を所定の高さ位置に位置決めできる。

【0018】

一方、このフローティング機構２０は、図５および図４（ｂ），図４（ｃ）に示すように、ロッドエンド１８とテーパ部２２ａとの接触が直動シリンダ１０の作動によって解かれた以降であれば、本来有するフローティング作用を発揮する。

【0019】

また、本発明に係るリークテスタ１は、図１および図２に示すように、直動シリンダ１０を鉛直に吊り下げ、当該直動シリンダ１０の自重を相殺して上下ならびに径方向への移動を許容する自重相殺ユニット３０を備えている。この自重相殺ユニット３０は、前記フローティング機構２０と一体に取り付けられ前記直動シリンダ１０の上方に配された前進シリンダ４０に取り付けられている。つまり、自重相殺ユニット３０は、前記直動シリンダ１０と前記前進シリンダ４０とを接続しているので、直動シリンダ１０をフローティング機構２０に対して前後左右上下への移動をより大きく許容することができる。

【0020】

さらに、本発明に係るリークテスタ１は、ワークＷに予め設けられている通気経路Ｒへ圧縮エアを給送可能なエアユニットＡと、ワークＷ内へ給送する圧縮エアの圧力を測定可能な圧力センサＰと、この圧力センサＰから出力される測定圧力に基づいてワークＷがエア漏れを生じているか否かを判定する判定装置Ｊとを備える。

【0021】

前記エアユニットＡは、圧接体１５により通気経路Ｒの一端を封止された状態のワークＷへ圧縮エアを給送可能に構成されており、通気経路Ｒの他端側を封止して当該通気経路Ｒを密閉状態にすることができる。また、前記圧力センサＰは、エアユニットＡに接続されており、通気経路Ｒ内に給送した圧縮エアの圧力を計測することができる。これにより、判定装置Ｊは、圧力センサＰから出力された測定圧力と、予め設定され記憶している基準圧力とを比較し、当該測定圧力が基準圧力を下回っているとエア漏れを生じているワークＷであることを表示するなど外部出力可能に構成される。

【0022】

このように構成されたリークテスタ１の作用について、図１、図４、図５に基づき説明する。まず、前記ワークＷは、図示しないコンベア上によって順次移送され、所定位置に静止して留まっている。このリークテストを実施するワークＷを把持するために、前進シリンダ４０が作動して、直動シリンダ１０が図１（ａ）に示す位置から図１（ｂ）に示す位置へと前方へ大きく移動する。このとき、直動シリンダ１０は、自重相殺ユニット３０によって吊下されているので、外形の寸法精度が悪いワークＷであっても、開いた状態の把持爪１４が自重相殺ユニット３０のフローティング作用によって柔軟に姿勢を変えることができる。よって、前記把持爪１４は、当該ワークＷの外形を把持可能な位置まで移動できる。

【0023】

次に、ワークＷを把持可能な位置に待機している把持爪１４は、図４（ａ）に示す開いた状態から図４（ｂ）に示す閉じた状態へ変化する。これは、前記直動シリンダ１０の可動軸１１の伸長動作が開始されるためであり、把持爪１４の開状態を保持していた前記摺動ベース１６が前記可動軸１１とともに前進するからである。これにより、把持爪１４は、前記爪ばね１９の付勢力によって徐々に先端を閉じ、ワークＷの外形を把持する。

【0024】

また、このワークＷの外形を把持爪１４によって把持する際、図４（ｂ）に示すように、可動軸１１とともに前進する前記ロッドエンド１８は、前記規制部材２２の嵌合部２２ｂから抜け出てテーパ部２２ａへと解放される。これにより、前記中空鍔付き部材１７の鍔部１７ａが遊嵌部２１ａで自由に姿勢を変化させることができるので、把持爪１４は閉じる方向へ揺動しながらも図５に示すようにワークＷの姿勢に倣って傾くことができる。さらに、このとき、前記把持爪１４は、前記自重相殺ユニット３０のフローティング作用も受けるので、よりワークＷの姿勢に倣い易い。

【0025】

次に、把持爪１４によりワークＷを把持すると、この後も、可動軸１１は伸長し続ける。したがって、図４（ｃ）に示すように、樹脂材１５ａが、前記ワークの開口面Ｗａに当接し、さらに前記圧縮ばね１５ｃが僅かに撓む程度までワークＷの開口面Ｗａへ押し付けられる。これにより、圧縮ばね１５ｃやフローティングジョイント１５ｘを備えるリークテスタ１は、前記開口面Ｗａと外形とに多少の傾きの違いがあっても前記フローティングジョイント１５ｘのフローティング作用によって外形と開口面Ｗａとの寸法精度の違いを吸収できるので、開口面Ｗａにより密着し易い。しかも、前記樹脂材１５ａは、弾性変形可能なため、開口面Ｗａに多少の凹凸があっても、圧縮ばね１５ｃに付勢されて当該開口面Ｗａと当接するので、ワークＷとの密着性もさらに高まる。

【0026】

ところで、前記把持爪１４は、複数配置するとしたが、図２に示すように少なくとも３つ以上設置するのがよい。これは、寸法精度の悪い鋳肌のワークＷ外形を３つの把持爪１４で把持させた場合、一見すると３つの把持爪１４が均等にワークＷの外形に当接しているようだが、寸法精度の悪さによって例えば１つの把持爪１４とワークＷの外形との間に隙間を生じるような不確実な把持状態になることもある。このような不確実な把持状態であっても、この３つの把持爪１４で保持したワークＷの開口面Ｗａは、前述のように圧接体１５によって軸方向へ押圧されるので、この押圧によって把持爪１４とワークＷとの隙間が少なく変化して把持状態が安定することにも繋がる。このように、３つ以上の把持爪１４を配置することは、ワークＷの把持状態を良好に修正可能にできる。

【0027】

このように、本発明に係るリークテスタ１は、可動軸１１の復帰状態を保つ規制部材２２を配し、この規制部材２２が可動軸１１の伸長によって可動軸１１の一端から離脱して径方向へ徐々に空間を形成するテーパ部２２ａを備える前記フローティング機構２０を採用しているので、１つの直動シリンダ１０の作動により前記把持爪１４を固定状態からフローティング状態へと状態を変化させることができ、かつ、当該把持爪１４を開いた状態から閉じワークＷを把持でき、さらに、当該ワークＷの開口面Ｗａに圧接体１５を押し付けることができる。このように、把持爪１４のフローティング動作、ワークＷの把持動作、圧接体１５の押圧動作と３つの異なる動作を１つの直動シリンダ１０の伸長動作のみにより実現できる。これにより、例えば、把持爪１４の揺動動作と、圧接体１５の開口面Ｗａへの押圧動作とを個別に制御しなくてもよいので、部品点数の少ない低コストで煩雑な制御も不要なリークテスタ１が得られる。しかも、ワークＷの外形や開口面Ｗａの寸法精度の違いによる問題まで解消できるので、より正確なリークテストが実現できる。

【符号の説明】

【0028】

１ … リークテスタ
１０ … 直動シリンダ
１１ … 可動軸
１２ … 本体
１４ … 把持爪
１５ … 圧接体
１５ｘ… フローティングジョイント
１６ａ… 当接部
１８ … ロッドエンド
１９ … 爪ばね
２０ … フローティング機構
２１ … ガイドブロック
２２ … 規制部材
３０ … 自重相殺ユニット
４０ … 前進シリンダ
Ｗ … ワーク
Ｗａ… 開口面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】