JP2650475B2

JP2650475B2 - 気密試験装置

Info

Publication number: JP2650475B2
Application number: JP2211857A
Authority: JP
Inventors: 茂樹渡辺
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1990-08-10
Filing date: 1990-08-10
Publication date: 1997-09-03
Anticipated expiration: 2012-09-03
Also published as: JPH0493737A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、気密試験装置の改良に関する。

（従来の技術と発明が解決しようとする課題）例えばパワーステアリングの製造に当たっては、その
検査工程において、オイル漏れを未然に防止するための
気密性のチェックとして、気密試験を行う必要がある。

従来の一般的な気密試験方法としては、被験体に圧縮
エアを封入し水槽または油槽に浸漬して漏れを検出する
方法（いわゆる水没式または油没式エアリークテスト）
や、被験体内部を大気圧より低い圧力または高い圧力に
して圧力の上昇または降下を検出する方法（いわゆる負
圧式または加圧式エアリークテスト）、並びに、被験体
にハロゲンガスまたはヘリウムガスを封入して漏れを検
出する方法（いわゆるガスリークテスト）などがある。

しかしながら、このような従来の気密試験方法は、そ
れぞれ以下に述べるような問題点をもつため、パワース
テアリングの気密試験方法として必ずしも適切ではな
い。

まず、水没式または油没式エアリークテストにあって
は、被験体を水没または油没させるため、一般に作業性
が悪く、試験装置の周辺が汚れたり、被験体の外表面が
濡れたりする。また、エアの漏れの検出に比較的長い時
間がかかるほか、エアの漏れ量の定量的な測定も困難で
ある。

これに対し、負圧式ないし加圧式エアリークテスト
は、作業性が良く検出時間も短いという利点がある反
面、検出精度について一定の限界がある。

すなわち、負圧式リークテストにあっては、被験体内
部を真空にするとオイルシールのリップ部が漏れ易い方
向に引かれるため、オイルシールのリップ部の傷（第６
図（ａ）参照）やリップ部あるいはその前後の異物の噛
み込み（第７図（ａ）〜（ｃ）参照）などに起因する漏
れは検出できるが、内外の圧力差は小さいので、鋳物自
体の欠陥、例えば亀裂や巣穴などの検出は困難である。
また、この負圧式では、温度による影響が大きく、内部
の圧力変動に起因して測定値にばらつきが生じやすい。
従って、あまり現実的でない。

他方、加圧式エアリークテストにあっては、被験体内
部が高圧に加圧され内外の圧力差が大きくなるため、鋳
物自体の亀裂や巣穴などの検出は可能となるが、オイル
シールのリップ部が漏れない方向に作用して大きく変形
したり（第６図（ｂ）参照）、また、リップ部に噛み込
んだ異物が移動したりする（第７図（ｄ）（ｅ）参照）
ので、逆に、オイルシールの傷や異物の噛み込みなどの
検出は困難となる。従って、オイルシール単体での傷の
検査や工程（鋳造・鍛造、機械加工、組立などの各工
程）内での内部への異物の侵入防止に細心の注意を払っ
ている。なお、この加圧式では、温度による測定値のば
らつきはあまりない。

また、ガスリークテストにあっては、いわゆるスキャ
ナ方式の場合、漏れ部位の検出はできるが検出時間が長
くなり、いわゆる積分方式の場合には、逆に、漏れ部位
の検出はできないが検出時間は短縮できる。ただ、いず
れの方式にしろ、試験装置は大型になり、混合ガス濃度
の安定化およびガスの排気処理が困難なばかりか、被験
体と結合プラグとの間のシールを十分に行う必要があ
る。また、ラニングコストも高い。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためにな
されたものであり、装置構成の複雑化を避けつつ高精度
で効率的、しかも作業性の良好な気密試験装置を提供す
ることを目的とする。

（課題を解決するための手段）前記目的を達成するための本発明は、シール面と接触
するリップ部を有するシール部材の該リップ部を内部に
封入される作動流体側に突出させ流体圧により前記リッ
プ部がシール面側に押圧されるように配置することによ
り内部の気密性を保持する部品を被験体とし、前記シー
ル部材のリップ部の傷、該リップ部の先端または前後で
の異物の噛み込み、および前記部品を構成する鋳物自体
の欠陥を検出する気密試験装置において、大気圧より低
い圧力を供給して前記被験体の気密性を試験する負圧式
気密試験手段と、大気圧より高い圧力を供給して前記被
験体の気密性を試験する加圧式気密試験手段と、前記被
験体の内部に供給する圧力を、前記負圧式気密試験手段
よりの低圧または前記加圧式気密試験手段よりの高圧の
いずれか一方に選択する選択手段と、当該選択手段を低
圧側に設定して前記負圧式気密試験手段を作動させた後
に、前記選択手段を高圧側に設定して前記加圧式気密試
験手段を作動させる制御手段とを有することを特徴とす
る。

（作用）このように構成された気密試験装置は、以下のように
作用する。

試験開始スイッチがオンされると、制御手段は、ま
ず、選択手段を低圧側に設定して負圧式気密試験手段を
作動させる。この負圧式気密試験手段は、大気圧より低
い圧力を被験体の内部に供給し、圧力上昇を測定して気
密性を試験する。

その後、制御手段は、選択手段を高圧側に設定して加
圧式気密試験手段を作動させる。この加圧式気密試験手
段は、大気圧より高い圧力を被験体の内部に供給し、圧
力降下を測定して気密性を試験する。

このように負圧式気密試験と加圧式気密試験をこの順
番で併用実施することにより、リップ部を有するシール
部材により内部の気密性を保持する部品に対し、そのシ
ール部材のリップ部の傷やリップ部の異物の噛み込みを
確実に検出できるようになり、より信頼性の高い気密試
験が短時間で効率的に行われることになる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は、本発明の一実施例に係る気密試験装置の概
略構成図、第２図は、第１図に示す被験体の要部拡大図
であり、パワーステアリングを被験体とした場合を例示
している。

この気密試験装置は、負圧式気密試験手段として、真
空ポンプ２と接続された負圧式リークテスタ１と、加圧
式気密試験手段として、小形コンプレッサ４と接続され
た加圧式エアリークテスタ３を有している。

負圧式リークテスタ１は、負圧式リークテストを自動
的に行う機器であって、真空ポンプ２を作動させて真空
引きし（吸引時間S₁秒）、被験体内部が大気圧より低い
所定の圧力（AmmHgの真空）に平衡するのを待って（平
衡時間S₂秒）、漏れによる圧力上昇を測定し（測定時間
S₃秒）、その圧力上昇の値を所定の判定基準値と比較し
てOKかNGかの判定を行い（XmmHg以上NG）、その判定結
果をランプまたはブザーで報知するという一連の動作を
自動的に行うようになっている。

また、加圧式エアリークテスタ３は、加圧式エアリー
クテストを自動的に行う機器であって、小形コンプレッ
サ４を作動させて加圧し（加圧時間T₁秒）、被験体内部
が大気圧より高い所定の圧力（Bkg/cm²の加圧）に平衡
するのを待って（平衡時間T₂秒）、漏れによる圧力降下
を測定し（測定時間T₃秒）、その圧力下降の値を所定の
判定基準値と比較してOKかNGかの判定を行い（YmmAq以
上NG）、その判定結果をランプまたはブザーで報知する
という一連の動作を自動的に行うようになっている。

これら負圧式リークテスタ１および加圧式エアリーク
テスタ３は、それぞれその検出ポート1a、3aより配管
５、６を介して選択手段たる電磁式切換弁（以下、単に
電磁弁と呼ぶ）７に接続され、被験体は、その電磁弁７
に配管８を介して接続される。従って、負圧式リークテ
スタ１による負圧式リークテストと加圧式エアリークテ
スタ３による加圧式エアリークテストとは、電磁弁７の
切り換えによって選択されるようになっている。

なお、被験体たるパワーステアリング20の構造は、概
略、第１図および第２図に示す通りであって、パワーシ
リンダ21とピニオンアセンブリ22とから構成されてい
る。パワーシリンダ21は、ピストン23とラック24を有
し、パワーシリンダ21内のオイルは、ラック24表面（シ
ール面）と接触するリップ部30を持ったオイルシール
C₁、C₂によりシールされるようになっている。このと
き、各オイルシールC₁、C₂は、リップ部30が内部21aに
封入される作動オイル（作動流体）側に突出配置され、
該作動オイルのオイル圧（流体圧）によってリップ部30
がラック24表面（シール面）側に押圧され内部流体（作
動オイル）の漏れ防止の方向に変形するように（第６図
（Ｂ）の状態参照）配置されている（第２図参照）。ま
た、第２図中、符号「33」はリップ部30をシール面の方
向に押圧するサポートリングである。一方、ピニオンア
センブリ21は、ロータリバルブ（コントロールバルブ）
25とピニオン26を有し、オイルシールC₃、C₄によりシー
ルされている。これらのオイルシールC₃、C₄もまたリッ
プ部（図示せず）を持っているが、このタイプに限定さ
れるわけではない。なお、ロータリバルブ25には、圧力
ポート27とドレンポート28が設けられ、また、ロータリ
バルブ25とパワーシリンダ21は、配管29a、29bにより接
続されている。

このような構造をもつパワーステアリング20の気密試
験を行うに当たっては、前記配管８を結合プラグ９を介
してロータリバルブ25の圧力ポート27に接続する一方、
ロータリバルブ25のドレンポート28に盲プラグ10を取り
付けるようにする。

また、本機密試験装置は、制御手段たる制御装置11を
有し、この制御装置11には、前記負圧式リークテスタ
１、加圧式エアリークテスタ３および電磁弁７のほか、
本装置による気密試験を開始させるテスト開始スイッチ
12が接続されている。この制御装置11により、電磁弁７
の切り換え制御と、負圧式リークテスタ１および加圧式
エアリークテスタ３の作動制御が総合的に行われる。そ
の際、制御装置11は、負圧式リークテスタ１を作動させ
た後に加圧式エアリークテスタ３を作動させるようにな
っている。つまり、負圧式リークテストが、加圧式エア
リークテストに先行して行われるようになっている。

このように負圧式リークテストを先行させる理由は以
下の通りであり、その説明にあたっては、第６図および
第７図を参照する。

そもそも本発明は、負圧式リークテストと加圧式エア
リークテストを併用することにより、両テスト方法それ
ぞれがもつ前記欠点（前者については、オイルシールＣ
のリップ部30の傷31やリップ部30の先端ないし前後の異
物32の噛み込み等は検出可能だが鋳物自体の亀裂や巣穴
等の欠陥は検出困難であり、後者については前者の場合
と逆の関係にあること）を相互に補完させ、全体として
の検出精度を高める目的をもつ。

この点、両者の併用に際し、負圧式リークテストを先
行させた場合には所期の目的は達成されるのに対し、加
圧式エアリークテストを先行させた場合には、先行の加
圧式エアリークテストにより検出されないオイルシール
Ｃのリップ部30の傷31およびリップ部30の異物32の噛み
込みのうち、リップ部30の異物32の噛み込みについて
は、後で負圧式リークテストを実施しても検出できなく
なる虞がある。

すなわち、負圧式リークテストを実施して被験体内部
を真空にした場合、オイルシールＣ（およびそのリップ
部30）には内外の圧力差により大気圧側から負圧側へ向
かって力が作用するため、オイルシールＣのリップ部30
は内部の作動オイルが漏れ易い方向に引かれるのに対し
（ただし、圧力差が小さいため変形の度合いは大きくな
い）（第６図（ａ）参照）、加圧式リークテストを実施
して被験体内部を高圧に加圧した場合、オイルシールＣ
（およびそのリップ部30）には内外の圧力差により加圧
側から大気圧側へ向かって大きな力が作用するため、オ
イルシールＣのリップ部30は内部の作動オイルが漏れな
い方向に大きく変形する（第６図（ｂ）参照）。従っ
て、リップ部30の傷31の場合、加圧式エアリークテスト
で検出できなくても（第６図（ｂ）参照）、負圧式エア
リークテストを行うときにはリップ部30の変形が解かれ
て第６図（ａ）の状態になるため、それを検出すること
ができる。しかし、リップ部30の先端ないし前後での異
物32の噛み込みの場合（第７図（ａ）〜（ｃ）参照）に
は、加圧式エアリークテストを先行させると、オイルシ
ールＣのリップ部30に噛み込んだ異物32が加圧により小
移動して第７図（ｄ）ないし（ｅ）の状態になる可能性
があり、異物32の位置がこの状態になれば、もはや後の
負圧式エアリークテストによる異物32の検出は困難であ
る。そして、異物32の存在を見逃せば、ラック24との摺
動時その異物32によるオイルシールC₁〜C₄のリップ部の
切損などが発生する虞があり、結果的にオイル漏れにつ
ながることになってしまうからである。

第３図は、以上のように構成された本気密試験装置に
おける制御装置11の動作を示すフローチャート、第４図
および第５図は、それぞれ第３図のサブルーチンの内容
を示すフローチャートである。

まず制御装置11は、テスト開始スイッチ12がオンされ
たか否かを判断する（ステップ１）。

ステップ１の判断としてテスト開始スイッチ12がオン
されていれば、電磁弁７を負圧式リークテスタ１側に設
定して負圧式リークテスタ１を作動させ、負圧式リーク
テストを実施する（ステップ２）。このテストにより、
オイルシールC₁〜C₄のリップ部の傷やリップ部あるいは
その前後の異物の噛み込み等の有無が検出される。

このステップ２のサブルーチンの内容は、第４図に示
す通りであって、例えば、パワーステアリング20内部を
750mmHgの真空状態にして気密試験を行う。その手順の
一例として、まず、10秒間真空ポンプ２によるパワース
テアリング20内部の真空引きを行った後（ステップ
９）、４秒間圧力が平衡するのを待ち（ステップ10）、
それから、６秒間パワーステアリング20内部の圧力上昇
を測定する（ステップ11）。そして、その圧力上昇の値
を判定基準値（3mmHg）と比較し、3mmHg以上のときNGと
判定する。

ステップ２の後、負圧式リークテスタ１によるテスト
結果が、OKかNGかを判断する（ステップ３）。

この判断としてテスト結果がNGの場合、NGランプを点
灯させたりあるいはブザーを鳴らすなどしてNGである旨
を報知し（ステップ８）、この段階で当該パワーステア
リング20に対する気密試験を終了する。なお、このNGと
なったパワーステアリング20は、不良品として処理され
る。

これに対し、ステップ３の判断としてテスト結果がOK
の場合には、電磁弁７を加圧式エアリークテスタ３側に
切り換える（ステップ４）。

ステップ４の後、加圧式エアリークテスタ３を作動さ
せて加圧式エアリークテストを実施する（ステップ
５）。このテストにより、パワーステアリング20の亀裂
や巣穴等の有無が検出される。

このステップ５のサブルーチンの内容は、第５図に示
す通りであって、例えば、パワーステアリング20の内部
を8kg/cm²の高圧に加圧して気密試験を行う。その手順
の一例として、まず、16秒間小形コンプレッサ４を作動
させてパワーステアリング20内部を加圧した後（ステッ
プ12）、６秒間圧力が平衡するのを待ち（ステップ1
3）、それから、12秒間パワーステアリング20内部の圧
力降下を測定する（ステップ14）。そして、その圧力降
下の値を判定基準値（8mmAq）と比較し、8mmAq以上のと
きNGと判定する。

ステップ５の後、加圧式エアリークテスタ３によるテ
スト結果が、OKかNGかを判断する（ステップ６）。

この判断としてテスト結果がNGの場合、NGランプを点
灯させたりあるいはブザーを鳴らすなどしてNGである旨
を報知する（ステップ８）。なお、当該NGのパワーステ
アリング20は、前記と同様に不良品として処理される。

これに対し、ステップ６の判断としてテスト結果がOK
の場合には、OKランプを点灯させるなどしてその旨を報
知する（ステップ７）。こうして以上２つのテストを経
てOKとなったパワーステアリング20については、その気
密性が高い精度でチェックされたことになる。

なお、本気密試験装置によりOKと判定されたパワース
テアリング20は、結合プラグ９、盲プラグ10および配管
８が外された後、次工程に搬送される。

以上、本実施例によれば、負圧式リークテスタ１によ
る負圧式リークテストと加圧式エアリークテスタ３によ
る加圧式エアリークテストを併用してこの順番で実施す
るようにしたので、パワーステアリング20の気密性のチ
ェックに当たり、オイルシールC₁〜C₄のリップ部の傷や
リップ部あるいはその前後の異物の噛み込み等の有無
は、これに適した負圧式リークテストにより、また、パ
ワーステアリング20の亀裂や巣穴等の有無は、これに適
した加圧式エアリークテストによりそれぞれ検出される
ことになり、パワーステアリング20の気密試験の精度が
向上する。また、負圧式リークテストと加圧式エアリー
クテストであるため、作業性も良好で試験時間も短くて
済む。しかも、制御装置11により一連の試験を自動的に
実施させるようにしたので、検査の効率性も確保されて
いる。また、負圧式リークテスタ１と加圧式エアリーク
テスタ３を電磁弁７で切り換える構成としたため、装置
構成が比較的簡単で済む。

なお、本実施例にあっては、負圧式リークテストの結
果がNGであれば、その段階で気密試験を終了するように
しているが、これに限らず、負圧式リークテストの結果
がNGであっても引き続き加圧式エアリークテストを実施
して、漏れ原因の確認を行うようにしても良い。

また、本実施例では、パワーステアリング20の気密試
験を想定して説明してきたが、本発明は、これ以外の精
密油圧部品などにも適用可能なのは当然である。

（発明の効果）以上の説明により明らかなように、本発明によれば、
リップ部を有するシール部材により内部の気密性を保持
する部品に対し、負圧式気密試験と加圧式気密試験をこ
の順番で併用実施するようにしたので、シール部材のリ
ップ部の傷やリップ部の異物の噛み込みを確実に検出で
きるようになり、装置装置構成の複雑化を避けつつ、短
時間でかつ効率的に、より信頼性の高い気密試験を実施
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る気密試験装置の概略
構成図、第２図は、第１図に示す被験体の要部拡大図、第３図は、第１図に示す制御装置の動作フローチャー
ト、第４図および第５図は、それぞれ第３図のサブルーチン
の内容を示すフローチャート、第６図および第７図は、それぞれ本発明の説明に供する
図である。１……負圧式リークテスタ（負圧式気密試験手段）、３……加圧式エアリークテスタ（加圧式気密試験手
段）、７……電磁式切換弁（選択手段）、５、６、８……配管、９……結合プラグ、 10……盲プラグ、 11……制御装置（制御手段）、 20……パワーステアリング（被験体）、 30……リップ部、 C₁〜C₄……オイルシール（シール部材）。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】シール面と接触するリップ部を有するシー
ル部材の該リップ部を内部に封入される作動流体側に突
出させ流体圧により前記リップ部がシール面側に押圧さ
れるように配置することにより内部の気密性を保持する
部品を被験体とし、前記シール部材のリップ部の傷、該
リップ部の先端または前後での異物の噛み込み、および
前記部品を構成する鋳物自体の欠陥を検出する気密試験
装置において、大気圧より低い圧力を供給して前記被験体の気密性を試
験する負圧式気密試験手段と、大気圧より高い圧力を供給して前記被験体の気密性を試
験する加圧式気密試験手段と、前記被験体の内部に供給する圧力を、前記負圧式気密試
験手段よりの低圧または前記加圧式気密試験手段よりの
高圧のいずれか一方に選択する選択手段と、当該選択手段を低圧側に設定して前記負圧式気密試験手
段を作動させた後に、前記選択手段を高圧側に設定して
前記加圧式気密試験手段を作動させる制御手段とを有す
ることを特徴とする気密試験装置。