JP2011133323A

JP2011133323A - 圧力漏れ検出方法及び圧力漏れ検出装置

Info

Publication number: JP2011133323A
Application number: JP2009292558A
Authority: JP
Inventors: Takumi Hamashima; 拓美濱島; Katsuhiro Hino; 克浩日野
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2011-07-07
Anticipated expiration: 2029-12-24
Also published as: JP5477949B2

Abstract

【課題】鋳造品の圧力漏れの検出にあたり、検出結果の信頼性を低下させることなく、定常状態では検出できない圧力漏れを検出可能とする。
【解決手段】鋳造品Ｗのうち、閉空間Ｐに面する部分（平板部Ｗ２）に所定の変形を付与した状態で圧力漏れを検出することにより、定常状態で閉じたひび割れ等を圧力漏れを検出可能な程度に広げることができるため、かかるひび割れ等による圧力漏れを検出することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、閉空間を形成する鋳造品の圧力漏れを検出するための方法及び装置に関する。

例えば、図４に、トルクコンバーターを収容する鋳造製のケーシング部材Ｗを模式的に示す。このケーシング部材Ｗは、トランスミッションを収容するミッションハウジングＨに固定される筒部Ｗ１と、トランスミッション側の空間Ｐ_Mとトルクコンバーター側の空間Ｐ_Tとを遮断する中空の平板部Ｗ２とを一体に有する。ケーシング部材Ｗの筒部Ｗ１をミッションハウジングＨにボルト等で固定することにより、トランスミッション側に設けられたオイルポンプＯにケーシング部材Ｗの平板部Ｗ２が押し付けられ、これによりトランスミッション側の空間Ｐ_Mがシールされる。トランスミッションはオイルで潤滑されているため、このオイルがトルクコンバーター側の空間Ｐ_Tに漏れ出さないように、トランスミッション側の空間Ｐ_Mは高い気密性が求められる。しかし、鋳造製のケーシング部材Ｗは、成形時に鋳造欠陥やひび割れ等が形成されることがあり、これらを介してトランスミッション側の空間Ｐ_Mとトルクコンバーター側の空間Ｐ_Tとが連通し、トルクコンバーター側の空間Ｐ_Tにオイルが漏れ出す恐れがある。従って、鋳造製のケーシング部材Ｗを成形した後、ケーシング部材Ｗで形成される閉空間に圧力漏れが生じるか否かを検査する必要がある。

例えば特許文献１には、鋳造品で形成される閉空間を加圧又は減圧すると共に、このときの閉空間の圧力を測定することにより、閉空間の圧力漏れの有無を検出する方法が示されている。図５に、上記のような方法で圧力漏れの有無を検出する圧力漏れ検出装置の一例を示す。この圧力漏れ検出装置１００は、鋳造品Ｗ、閉塞部材１０１、及びシール部材１０２で閉空間Ｐ（散点領域）を形成し、この閉空間Ｐを圧力供給口１０３を介して加圧装置１０４で所定の圧力まで加圧する。このときの加圧装置１０４による設定圧力と、圧力センサ１０５で測定された閉空間Ｐの圧力とを比較することにより、圧力の漏れの有無を検出することができる。すなわち、加圧装置１０４による設定圧力が圧力センサ１０５による測定圧力と等しければ圧力漏れ無しと判別され、加圧装置１０４による設定圧力よりも圧力センサ１０５による測定圧力が小さければ、閉空間Ｐに圧力漏れが生じていると判別される。

特開平１０−９６６７７号公報

しかし、圧力漏れの試験時には圧力漏れ無しと判別された鋳造品であっても、実際に製品に組み付けて使用したときに、油漏れが生じる場合がある。これは、以下のような理由によるものと考えられる。例えば、図６に示すように、閉空間Ｐと外部空間とを連通するような鋳造欠陥Ｑ１であれば、上記のような圧力漏れ検出装置１００により閉空間Ｐを加圧することで、圧力漏れを検出することができる。しかし、図７（ａ）に示すように、定常状態（鋳造品Ｗが変形していない状態）でほぼ完全に閉じたひび割れＱ２が形成されている場合、このひび割れＱ２は閉空間Ｐと外部空間とを連通していないため、上記のような圧力漏れ検出装置１００では圧力漏れを検出することができない。しかし、このようなひび割れＱ２を有する鋳造品を製品に組み付けて使用したときには、図７（ｂ）に示すように、組み付け時や使用時の負荷等により鋳造品Ｗが変形してひび割れＱ２が広がり、閉空間Ｐと外部空間とを連通して油漏れが生じることがある。特に、鋳造品が、図４に示すようなトルクコンバーターのケーシング部材の場合、薄肉な平板部Ｗ２がオイルポンプＯに押し付けられるため、変形が生じやすく、上記のような不具合が生じる恐れが高い。

例えば、閉空間Ｐの圧力を測定する圧力センサの感度を高め、僅かな圧力の変化を検出可能とすれば、上記のようなひび割れＱ２による圧力漏れを検出できる可能性がある。しかし、圧力センサの感度を過度に高めると、シール部材からのごく僅かな圧力漏れも検出してしまうため、圧力漏れが鋳造品に起因するものか、シール部材に起因するものかを判別できず、検出結果の信頼性が低下する。

本発明の解決すべき課題は、鋳造品の圧力漏れの検出にあたり、検出結果の信頼性を低下させることなく、定常状態では検出できない圧力漏れを検出可能にすることにある。

前記課題を解決するために、本発明は、少なくとも一部が鋳造品で形成される閉空間の圧力漏れを検出するための方法であって、鋳造品のうちの閉空間に面する部分に所定の変形を付与するステップと、上記閉空間に面する部分に所定の変形を付与した状態で、閉空間の圧力漏れを検出するステップとを有する圧力漏れ検出方法を提供する。

このような圧力漏れ検出方法は、例えば、鋳造品のうちの閉空間に面する部分に所定の変形を付与する変形付与部と、閉空間を所定の圧力まで加圧又は減圧する圧力変動部と、閉空間の圧力を測定する圧力測定部と、圧力変動部による設定圧力と圧力測定部による測定圧力とを比較して閉空間の圧力漏れを検出する検出部とを備えた圧力漏れ検出装置により行うことができる。

本発明では、鋳造品のうち、閉空間に面する部分に所定の変形を付与することにより、定常状態では閉じているひび割れ等を、圧力漏れを検出可能な程度に広げることができる。このように、本発明は、鋳造品の特定部分に直接的あるいは間接的に所定の変形を付与し、実際の鋳造品の組付状態や製品の使用状態に近づけることにより、従来は検出できなかった圧力漏れを検出可能とするものであるため、圧力センサの感度を高める必要はなく、信頼性の高い検出結果を得ることができる。

上記の変形付与部として、例えば図８に示すように、シリンダ１０６により突出可能なピストン１０７を閉塞部材１０１に設け、このピストン１０７を閉塞部材１０１から突出させることにより、シール部材１０２を介して鋳造品Ｗに変形を付与する構成が考えられる。しかし、この場合、ピストン１０７と閉塞部材１０１との摺動部に別途のシール部材１０８を設ける必要がある。密閉状態で圧力漏れ試験を行うにあたり、シール箇所が増加すると、圧力漏れの要因が増えるため好ましくなく、特に、ピストン１０７等の摺動部を完全にシールすることは困難である。そこで、鋳造品の開口部を閉じて閉空間を形成する閉塞部材に内部空間を形成し、この内部空間の圧力を高めて閉塞部材を膨張させることにより変形付与部を構成すれば、シール箇所を増加させることなく鋳造品に変形を付与することができる。

鋳造品のうち、変形付与部により変形が付与される部分の変位を測定する変位測定部を設け、この変位測定部の測定値に基づいて変形付与部を制御すれば、鋳造品に所定量の変形を正確に付与することができる。

以上のように、本発明の圧力漏れ検出方法及び圧力漏れ検出装置によれば、圧力漏れの検出結果の信頼性を低下させることなく、定常状態では検出できない圧力漏れを検出することができる。

圧力漏れ検出装置の断面図である。図１の圧力漏れ検出装置の拡大断面図である。他の実施形態にかかる圧力漏れ検出装置の断面図である。トルクコンバーターのケーシング部材を模式的に示す断面図である。従来の圧力漏れ検出装置の断面図である。鋳造品の鋳造欠陥によりオイル漏れが生じる様子を示す断面図である。鋳造品のひび割れによりオイル漏れが生じる様子を示す断面図であり、（ａ）は定常状態、（ｂ）は変形を付与した状態を示す。ピストンで鋳造品に変形を付与する様子を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る圧力漏れ検出装置１の断面図である。この圧力漏れ検出装置１による圧力漏れ検査の対象となる鋳造品Ｗは、例えばトルクコンバーターのケーシング部材である。図示例では、鋳造品Ｗを簡略化して示し、筒部Ｗ１と、筒部Ｗ１の内周面に突出した中空の平板部Ｗ２とからなる構成としている。圧力漏れ検出装置１は、鋳造品Ｗが載置されるベース１０と、鋳造品Ｗの開口部を閉じて閉空間Ｐを形成する閉塞部材２０と、閉空間Ｐを加圧する圧力変動部としての加圧装置３０と、閉空間Ｐの圧力漏れの有無を検出する検出部４０と、鋳造品Ｗに所定の変形を付与する変形付与部５０と、鋳造品Ｗの変形を測定する変位測定部６０とを備える。尚、以下では、便宜上、図１における上下方向を用いて説明するが、装置の使用方向を限定する趣旨ではない。

ベース１０は、その上面に載置された鋳造品Ｗと共に昇降可能に設けられる。ベース１０に載置された鋳造品Ｗは、図示しない位置決め手段によりベース１０上に固定される。

閉塞部材２０は、鋳造品Ｗの上方開口部を閉じて閉空間Ｐを形成するものであり、本実施形態では、基部２１と、基部２１の下面に固定された押圧部２２とを有する。基部２１は、環状のシール部材２３を介して鋳造品Ｗの筒部Ｗ１の上端部に当接し、押圧部２２は、環状のシール部材２４を介して鋳造品Ｗの平板部Ｗ２の上端面に当接する。閉塞部材２０、鋳造品Ｗ、及び、シール部材２３，２４で、閉空間Ｐが構成される。尚、シール部材２４は環状に限らず、例えば平板状であってもよい。

加圧装置３０は、閉空間Ｐを所定の圧力まで加圧するものであり、例えば加圧エアを供給するものである。加圧装置３０と閉空間Ｐとは配管３１を介して接続され、具体的には、配管３１の先端部が鋳造品Ｗの筒部Ｗ１に設けられた貫通穴Ｗ１０に接続される。配管３１の途中には圧力センサ３２が設けられ、この圧力センサにより閉空間Ｐの圧力を測定することができる。加圧装置３０及び圧力センサ３２は検出部４０に接続される。この検出部４０において、加圧装置３０による設定圧力と、圧力センサ３２による測定圧力とを比較することにより、圧力漏れの有無を検出する。

変形付与部５０は、鋳造品Ｗのうち、閉空間Ｐに面する部分に変形を付与するものであり、本実施形態では、比較的薄肉である平板部Ｗ２に変形が付与される。変形付与部５０は、平板部Ｗ２を下方に押し込んで変形させるものであり、本実施形態では、閉塞部材２０の内部に設けられた袋体５１と、袋体５１から延びた配管５２と、配管５２を介して袋体５１の内部を加圧するシリンダ５３とで構成される。袋体５１及び配管５２の内部には油が満たされ、シリンダ５３により袋体５１内の油圧が高められる。シリンダ５３は、図示しない制御部により制御され、これにより袋体５１の内部の圧力が制御される。

変位測定部６０は、変形付与部５０による鋳造品Ｗの変形を測定するものであり、例えば、レーザ変位計が用いられる。この変位測定部６０により、鋳造品Ｗの平板部Ｗ２の変位量を測定し、この測定値が変形付与部５０にフィードバックされる。

次に、上記構成の圧力漏れ検出装置１による鋳造品Ｗの圧力漏れ検出方法を説明する。

まず、ベース１０を降下させた状態で、ベース１０の上面に鋳造品Ｗを搬入し、図示しない位置決め手段でベース１０上に固定する。この状態でベース１０を上昇させ、閉塞部材２０の所定位置に設けたシール部材２３，２４に鋳造品Ｗの筒部Ｗ１及び平板部Ｗ２をそれぞれ当接させることにより、閉塞部材２０で鋳造品Ｗの上方開口部が閉じられて閉空間Ｐが形成される（図１参照）。

この状態から、変形付与部５０のシリンダ５３を駆動し、袋体５１の内部を加圧する。この加圧力により、図２に示すように、閉塞部材２０が内部から外部へ向けて加圧されて膨張し、押圧部２２の下面が定常状態と比べて下方に変位する（点線参照）。この押圧部２２の下面の変位により、シール部材２４を介して平板部Ｗ２が下方に押し下げられる。このとき、平板部Ｗ２の変位量を変位測定部６０（図１参照）で測定し、その測定値をシリンダ５３の制御部にフィードバックしながらシリンダ５３による加圧力を制御することにより、平板部Ｗ２を所定量だけ正確に変位させることができる。尚、平板部Ｗ２の変形の方向は、鋳造品Ｗを製品に組み付ける際の変形、あるいは、製品の使用時の変形と同じ方向に設定される。また、平板部Ｗ２の変位量は、鋳造品Ｗの製品への組み付け時や製品の使用時に平板部Ｗ２に生じる変位量（シミュレーション値あるいは経験値）に基づいて設定される。本実施形態では、トルクコンバーターのケーシング部材（鋳造品Ｗ）をトランスミッションのハウジングに組み付けた際に、オイルポンプに押し付けられることにより生じる平板部Ｗ２の変形に基づいて、変形付与部５０による平板部Ｗ２の変形の方向及び変位量が設定される。

こうして、平板部Ｗ２に所定の変形を付与した状態で、加圧装置３０により閉空間Ｐに加圧エアを供給すると共に、圧力センサ３２により、閉空間Ｐの圧力を測定する。加圧装置３０による設定圧力、及び、圧力センサ３２による測定圧力の値は、共に検出部４０に伝達され、検出部において両者が比較される。そして、設定圧力と測定圧力とが等しい場合、あるいはその差が所定範囲内である場合は、圧力漏れが生じていないと判別され、設定圧力よりも測定圧力が小さく、その差が所定範囲を越えている場合は、圧力漏れが生じていると判別される。

以上のように、鋳造品Ｗの薄肉な平板部Ｗ２に所定の変形を付与し、鋳造品の製品への組付時や製品の使用時に近い状態で圧力漏れの検出を行うことにより、図６（ａ）に示すようなひび割れＱ２が発生している場合でも、ひび割れＱ２を介した圧力漏れを検出することが可能となる。

本発明は上記の実施形態に限られない。図３に示す実施形態は、変形付与部５０の構成が上記の実施形態と異なる。具体的には、閉塞部材２０の押圧部２２の下面の位置を、鋳造品Ｗの平板部Ｗ２に変形を付与しない位置（図中の点線位置参照）よりもδだけ下方に設けている。これにより、鋳造品Ｗを上昇させ、閉塞部材２０と鋳造品Ｗとで閉空間Ｐを形成すると同時に、鋳造品Ｗの平板部Ｗ２に所定の変形を付与することができる。

また、上記の実施形態では、鋳造品Ｗの平板部Ｗ２を押圧部２２で直接押圧することにより、平板部Ｗ２に所定の変形を付与する場合を示しているが、これに限られない。例えば、鋳造品Ｗのうちの閉空間Ｐに面さない部分（例えば、筒部Ｗ１の下方部分）に負荷を加えることにより、間接的に平板部Ｗ２に所定の変形を付与してもよい。

また、上記の実施形態では、鋳造品Ｗの開口部を閉塞部材２０で閉じることにより形成された閉空間Ｐの圧力漏れを検出する場合を示しているが、これに限らず、鋳造品Ｗを介した圧力漏れが生じる可能性のある閉空間、すなわち、少なくとも一部が鋳造品Ｗで形成される閉空間であれば、本発明を適用することができる。例えば、鋳造品Ｗのみで形成される閉空間の圧力漏れの検出に本発明を適用することができ、この場合、上記の閉塞部材２０は不要となる。

また、以上の実施形態のように鋳造品Ｗに所定の変形を付与した状態で行う圧力漏れの検出に加えて、鋳造品Ｗに変形を付与しない状態や、鋳造品Ｗに上記とは異なる変形を付与した状態で圧力漏れの検出を行えば、様々な状態における圧力漏れの有無を検出することができるため、より信頼性の高い圧力漏れ検査を行うことができる。

また、以上の実施形態では、圧力変動部が閉空間Ｐを加圧する加圧装置３０である場合を示したが、これに限らず、閉空間Ｐを所定の圧力まで減圧する減圧装置（図示省略）により圧力変動部を構成し、減圧装置の設定圧力と圧力センサによる測定圧力とを比較することで、閉空間Ｐの圧力漏れを検出することもできる。

１検出装置
１０ベース
２０閉塞部材
３０加圧装置
４０検出部
５０変形付与部
６０変位測定部
Ｐ閉空間
Ｑ１鋳造欠陥
Ｑ２ひび割れ
Ｗ鋳造品
Ｗ１筒部
Ｗ２平板部

Claims

少なくとも一部が鋳造品で形成される閉空間の圧力漏れを検出するための方法であって、
前記鋳造品のうちの前記閉空間に面する部分に所定の変形を付与するステップと、前記鋳造品に前記変形を付与した状態で前記閉空間の圧力漏れを検出するステップとを有する圧力漏れ検出方法。
少なくとも一部が鋳造品で形成される閉空間の圧力漏れを検出するための装置であって、
前記鋳造品のうちの前記閉空間に面する部分に所定の変形を付与する変形付与部と、前記閉空間を所定の圧力まで加圧又は減圧する圧力変動部と、前記閉空間の圧力を測定する圧力測定部と、前記圧力変動部による設定圧力と前記圧力測定部による測定圧力とを比較して前記閉空間の圧力漏れを検出する検出部とを備えた圧力漏れ検出装置。
前記鋳造品の開口部を閉じて前記閉空間を形成する閉塞部材を設け、前記閉塞部材が内部空間を有し、この内部空間の圧力を高めて前記閉塞部材を膨張させることにより前記変形付与部を構成した請求項２記載の圧力漏れ検出装置。
前記鋳造品のうち、前記変形が付与される部分の変位を測定する変位測定部を設け、この変位測定部の測定値に基づいて前記変形付与部を制御する請求項２又は３記載の圧力漏れ検出装置。