JP2010276391A

JP2010276391A - 流路閉塞度検査装置

Info

Publication number: JP2010276391A
Application number: JP2009127130A
Authority: JP
Inventors: Hideo Niwa; 英夫丹羽; Tin Aung Moe; アウンモーティン
Original assignee: Ryoei Engineering Co Ltd
Current assignee: Ryoei Engineering Co Ltd
Priority date: 2009-05-27
Filing date: 2009-05-27
Publication date: 2010-12-09

Abstract

【課題】構造が簡単で安価なうえ、応答性がよく、熱影響により検出精度が低下することがない流路閉塞度検査装置を目的とする。
【解決手段】被検査物の連通流路内に吹き込まれたパルスエアが外部開放口Ｈより流出する際の風速に基づいて連通流路の閉塞を検知する孔閉塞検査装置であって、被検査物の外部開放口から噴出されるエアを導入するエア導入孔１１とエアの排出孔１２とを備えた貫通流路１３を形成し、風速により変位する撓み板１４をエアの流れを阻害しない隙間をもたせて前記排出孔１２の出口に配設し、前記撓み板１４の変位に基づいて排出孔１２を通過する風速を検出するもので、応答性が良好なうえ、熱による影響が少なく閉塞度の検出精度の低下を抑えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、シリンダブロックやシリンダヘッド等の鋳造品に形成される冷却水流路の閉塞状態を検出する流路閉塞度査装置に関するものである。

従来、風速により流路の閉塞度を検査する方法は本出願人によって出願され登録されている（例えば、特許文献１、特許文献２）。また、開口部から吹き込まれた空気が他の開口部より流出する空気流量を測定する方法がある（例えば、特許文献３）。

しかし、風速で測定を行う場合、熱線あるいは半導体等よりなる感熱部から熱を奪い温度を下げるのに時間がかかり応答が遅くなるという問題があり、また、風量による測定でも、一定の風量に達するまでに時間がかかり応答が遅くなるという問題がある。しかも、風速による測定の場合、風温が高いと熱線の放熱が悪く温度が下がり難くなるため、温度補償素子サーミスタを組み込んでいるが、温度補償サーミスタと熱線感知部の熱容量が大きく異なるため、急激な風温上昇が２０℃近くになると、熱線の放熱が悪く冷え難くなるうえに温度補償素子は応答が遅いため、風温変化に直ちに反応せず測定値が１／２以下の低風速と表示するという問題がある。

特許第３２６８７６６号特許第３４０６８７２号特開２００７−３８２３９号

本発明は、構造が簡単で安価なうえ、応答性がよく、熱影響により検出精度が低下することがない流路閉塞度検査装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、被検査物の連通流路内に吹き込まれたパルスエアが外部開放口より流出する際の風速に基づいて連通流路の閉塞を検知する孔閉塞検査装置であって、被検査物の外部開放口から噴出されるエアを導入するエア導入孔とエアの排出孔とを備えた貫通流路を形成し、風速により変位する撓み板をエアの流れを阻害しない隙間をもたせて前記排出孔の出口に配設し、前記撓み板の変位に基づいて排出孔を通過する風速を検出することを特徴とする流路閉塞度検査装置である。

なお、撓み板の制振機構を設けたり、撓み板の変位を検出する変位センサを、撓み板の背面側に配置させたりしてもよい。

本発明は、被検査物の連通流路内に吹き込まれたパルスエアが外部開放口より流出する際の風速に基づいて連通流路の閉塞を検知する孔閉塞検査装置であって、被検査物の外部開放口から噴出されるエアを導入するエア導入孔とエアの排出孔とを備えた貫通流路を形成し、風速により変位する撓み板をエアの流れを阻害しない隙間をもたせて前記排出孔の出口に配設し、前記撓み板の変位に基づいて排出孔を通過する風速を検出することにより、応答性が良好なうえ、熱による影響が少なく閉塞度の検出精度の低下を抑えることができ、しかも、簡単な構造で安価に提供できる。

また、請求項２のように、撓み板の制振機構を設けたことにより、撓み板が外部からの振動の影響を受けることを防止できるので、風速の検出精度を高めることができる。

さらに、請求項３のように、撓み板の変位を検出する変位センサを、撓み板の背面側に配置させたことにより、変位センサによりエア流が阻害されることがないので、精確な風速を検出できる。

本発明の好ましい実施の形態を示す断面図である。同じく側面図である。同じく平面図である。撓み板の変位を渦流センサにより検出する実施例を示す要部の断面図である。撓み板の変位を光電センサにより検出する実施例を示す要部の断面図である。光電センサによる検出方法を示す説明図である。

次に、本発明を鋳造品よりなるシリンダヘッドＳ（被検査物）に形成された連通流路の閉塞度を検査する実施形態を図に基づいて詳細に説明する。
１はシリンダヘッドＳに例えば、中央下面に形成された外部開放口Ｈを通じてパルスエアを連通流路に吹き込むノズルであり、該ノズル１は方向制御弁２、流量調整弁３、圧力制御弁４、フィルタ５、コック７を介してエア源８に接続されて、１〜１０Ｈｚ程のパルス周波数でパルスエアを噴出させるものである。

パルスエアのパルス周波数を１〜１０Ｈｚ程とするのは、ノズル１から外部開放口Ｈまでの距離の遠近によりエアが到達する時間が変わるからである。例えば、シリンダヘッドＳの中間部に配置させたノズル１から風速１ｍ／ｓｅｃのエアが噴出されるとした場合、シリンダヘッドＳの長さを３６０ｍｍとすると、検査ヘッド１０を配置させた側面の外部開放口Ｈまでの距離は１８０ｍｍとなり、外部開放口Ｈに達するまで０．１８ｓｅｃ要する。このため、０．１８ｓｅｃ以上エアを噴射しないと、エアは外部開放口Ｈに達しないことになります。さらに、エアを止めてエアの流れが安定するのに約０．１ｓｅｃ必要とするから、０．２８ｓｅｃの周期より早くすることができないので、パルス周波数は３Ｈｚ程度が限界となる。このことはノズル１から検査ヘッド１０までの距離が短いほど高いパルス周波数で測定が行えることとなり、測定時間を短縮することができる。

また、圧力を高めて間歇的にエアを噴出させるパルスエアとすることにより、エアを総量を増さず撓み板１４の変位量を大きくすることができるので、検出精度をたかめることができるうえに電力消費が減りランニングコストを抑えることができる。また、測定タイミングを合わせることができるので、測定時以外の振動等による影響を抑えることができるので検出精度を向上させることができる。

前記外部開放口ＨはシリンダヘッドＳの底面と上面、及び側面に多数形成されており、該各外部開放口Ｈはパルスエアを吹き込むノズル１の挿入孔としたり、風速を検出する検査ヘッド１０の取付部としたりする。検査ヘッド１０は外部開放口Ｈと密接させるほうが風量の漏れが抑えられるが、鋳造品よりなるシリンダヘッドＳには部位によっては凹凸形状があり、密接させると検査ヘッド１０の貫通流路１３と外部開放口Ｈとの中心軸線がずれるため、ずれが生じない範囲まで近接させるか、弾性パッドを介在させて中心軸線のずれを防げば、エアの漏れも抑えられるので好ましい。

また、検査ヘッド１０は被検査物としてのシリンダヘッドＳの外部開放口Ｈ径より大径のエア導入孔１１とシリンダヘッドＳの外部開放口Ｈ径より小径の排出孔径ｄを有する排出孔１２とを備えた漏斗状の貫通流路１３が形成され、外部開放口Ｈからの風が滑らかに流入して、流速を減少させず貫通流路１３に導入できるようになっているが、ワーク形状や測定条件によっては漏斗状としなくてもよい。

１４は検査ヘッド１０の排出孔１２側出口に隙間Ｌを介して配設される金属製の撓み板であり、エア流量、すなわち風速に応じて変位する撓み板であり、該撓み板１４の幅は排出孔径ｄとを略等しいものとして、排出孔径ｄから吹き出されるエア全体を受け止めることができるようになっているが、ワーク形状や測定条件によっては必ずしも等しくしなくてもよい。金属製の撓み板１４は約０℃〜５０℃の温度範囲内で安定した変位をすることが実験により得られた。

また、エア流を阻害しないよう隙間Ｌを介して出口に配設される撓み板１４は、隙間ＬがＬ＞１／４ｄ（ｄ＝排出孔径）との関係となるように設定されているが、ワーク形状や測定条件によっては必ずしも上記の関係に設定する必要はない。

また、撓み板１４は例えば、ステンレスのように非磁性材で、厚みを０.１ｍｍ〜０．０２ｍｍとし、大きな風速を検出する場合は厚手もものを用い、小さな風速を検出する場合は薄手のものを用いることが好ましい。具体的には撓み板１４は０．１ｍｍの厚みとした場合、パルスエアによるエア流による風速から数ミクロンの変位が得られる。しかし、撓み板１４は風速を検出できる厚みとなると外部振動の影響を受け易くなるので、パルスエアを噴射してから外部開放口Ｈから噴出するタイミングと測定タイミングを一致させることにより定常的に発生する振動による変位分を測定値から除去したり、加算したりすることにより、検出精度を向上させたり、制振機構１６を設けて外部振動の影響を除去して検出精度を向上させたりする。

前記制振機構１６としては、撓み板１４が非磁性良導体の場合、積算電力計の原理を利用して制振を行う。これは固定の磁石を近接させた撓み板１４が振動すると渦電流が発生して撓み板１４を動かそうとする力が働く、この撓み板１４を動かそうとする力を制振力として利用するものである。この渦電流による力は風速による力より小さいものとすることは言うまでもない。あるいは、撓み板１４の端縁付近に上下方向からの空気流を形成し、空気の粘性で撓み板１４の振動を抑える空気制振を利用してもよい。

１５は渦電流方式の微小変位計やレーザ式変位計、光量式変位計、歪みゲージ等の変位センサであり、該変位センサ１５は撓み板１４の背面側に配置させることにより、撓み板１４に吹き付けられるエア流を阻害することなく風速を精度よく検出できる。前記した光量式変位計は図６に示されるよう、投光用の光ファイバーと受光用の光ファイバーとからなり、投光用の光ファイバーによる投光面と、受光用の光ファイバーによる受光面との重なり合った領域が反射入光面となり、撓み板１４の変位により変動する反射入光面の光量に基づいて撓み板１４の変位量を検出する。

２０は必要に応じてシリンダヘッドＳの上面を覆う遮蔽板であり、該遮蔽板２０はノズル１をシリンダヘッドＳの中央部下面に上向きに配置させて検査ヘッド１０を側面あるいは両側面に配置させた場合、エアの移動距離が長くなり側面から吹き出されるエアが弱くなるからであり、ノズル１を側面の外部開放口Ｈに向けて横向きに配置させれば遮蔽板２０は不要となる。

このように構成されたものは、シリンダヘッドＳの上面を遮蔽板２０で覆ったうえ、シリンダヘッドＳの中央下面の外部開放口Ｈにノズル１を挿し込む。次いで、シリンダヘッドＳの側面に検査ヘッド１０を配置させる。

次いで、方向制御弁２を切り換えることによりエアをオンオフしてパルスエアを生じさせて例えば、ノズル１から風速１ｍ／ｓｅｃ、周波数３Ｈｚのパルスエアエアを噴出させれば、約０．１８ｓｅｃ後、パルスエアは側面に配置した検査ヘッド１０の外部開放口Ｈ径より漏斗状の貫通流路１３に流入する。

そして、パルスエアは貫通流路１３の出口に隙間Ｌを介して配設されている撓み板１４に吹き付けられる。このとき撓み板１４に吹き付けられるパルスエアの風速は、シリンダヘッドＳの連通流路に狭窄や閉塞があれば小さなものとなり、閉塞がなければ風速は大きくなるので連通路の閉塞度を検出できるものとなる。

１ノズル
２方向制御弁
３流量調整弁
４圧力制御弁
５フィルタ
６コック
７エア源
10 検査ヘッド
11 エア導入孔
12 排出孔
13 貫通流路
14 撓み板
15 変位センサ
16 制振機構
20 遮蔽板
ｄ排出孔径
Ｌ隙間
Ｈ外部開放口
Ｓシリンダヘッド

Claims

被検査物の連通流路内に吹き込まれたパルスエアが外部開放口より流出する際の風速に基づいて連通流路の閉塞を検知する孔閉塞検査装置であって、被検査物の外部開放口から噴出されるエアを導入するエア導入孔とエアの排出孔とを備えた貫通流路を形成し、風速により変位する撓み板をエアの流れを阻害しない隙間をもたせて前記排出孔の出口に配設し、前記撓み板の変位に基づいて排出孔を通過する風速を検出することを特徴とする流路閉塞度検査装置。
撓み板の制振機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載の流路閉塞度検査装置。
撓み板の変位を検出する変位センサを、撓み板の背面側に配置させたことを特徴とする請求項１または２に記載の流路閉塞度検査装置。