JP2963177B2

JP2963177B2 - 弁付きキャップの漏れ量測定方法

Info

Publication number: JP2963177B2
Application number: JP25391690A
Authority: JP
Inventors: 健二芳賀
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1990-09-22
Filing date: 1990-09-22
Publication date: 1999-10-12
Anticipated expiration: 2014-10-12
Also published as: JPH04131729A

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野】

本発明は、例えば、調圧弁付き燃料キャップについ
て、所定の設定検査圧下における漏れ量を測定する弁付
きキャップの漏れ量測定方法に関するものである。

【従来の技術】

従来より、例えば、燃料タンクの燃料キャップとし
て、調圧弁を備えたものが知られている。この調圧弁
は、タンク内の圧力が上昇したときに開いてタンク内の
圧力を下げ、一方、タンク内の燃料消費によりタンク内
の圧力が低下したときに、外気を導入してタンク内の圧
力を上げるものである。このような燃料キャップの調圧弁が正常な作動をする
か否かについて以下に説明する検査方法が採用されてい
る。すなわち、シール治具内に燃料キャップを保持し、ピ
ストンシリンダを駆動することによりシール治具内を所
定の空気圧（設定検査圧）まで増圧する。このときの増
圧の方法として、初期圧（大気圧）から所定の設定検査
圧まで一率の割合で増やす。この設定検査圧まで増圧し、さらに、この設定検査圧
を維持するために、燃料キャップに加えられるている圧
力を圧力センサにより検出し、この検出圧力に基づいて
ピストンシリンダをフィードバック制御する。このようなフィードバック制御を所定の検査時間行な
って、検査時間中のピストンの移動量に基づいて燃料キ
ャップからの漏れ量を測定する。

【発明が解決しようとする課題】

ところが、この方法では、初期圧から設定検査圧にま
で、一定の増加割合で増圧している。このため、燃料キ
ャップに加える圧力が設定検査圧を越え、そのオーバー
シュートの量が多くなる。したがって、設定検査圧に安
定せず、漏れ量の測定精度の低下を招いているという問
題があった。また、従来の方法では、設定検査圧に維持するのに、
圧力の変動を検出したときに、直ちにピストンシリンダ
を駆動して増圧している。ところが、このような一定の
空気圧に依拠する方法では、ピストンシリンダを駆動し
ても、直ちに燃料キャップに所望の圧力にならず、応答
遅れや圧力むらが生じる。このような圧力むら等による
圧力変動を検出して制御すると、燃料キャップの漏れ量
の測定値にばらつきが生じて、精度よく漏れ量を測定す
ることができないという問題があった。また、調圧弁付き燃料キャップでは、例えば、−300m
mAqから1350mmAqの範囲にわたる複数の設定検査圧に
て、漏れ量を測定することを必要としている。しかし、
従来の方法によると、このような複数の設定検査圧下
に、１台の漏れ量測定装置で精度よく設定しかつ維持す
ることが困難であるために、異なった設定検査圧毎に別
個の装置を用いて漏れ量の測定を行なっていた。このた
め、設備費が増大するという問題があった。本発明は、上記従来の技術の問題点を解決することを
課題とし、広範囲にわたる設定検査圧下に精度よく維持
する方法を採用することにより、弁付きキャップについ
ての正確な漏れ量を測定することができるとともに、１
台の漏れ量測定装置を用いて複数の設定検査圧にて検査
を行なうことができ、設備費を低減できる弁付きキャッ
プの漏れ量測定方法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】

上記課題を解決するためになされた本発明は、第１図
に示すように、調圧弁A1付きキャップA2に加えられる圧力を所定の設
定検査圧に維持しつつ、キャップA2の調圧弁A1から漏出
する気体の漏れ量を測定する弁付きキャップの漏れ量測
定方法において、加圧手段A4にてキャップA2に加える圧力を初期圧から
設定検査圧まで増圧する際に、設定検査圧に達する前の
所定の期間、増圧の変化速度を下げて加圧する増圧処理
（S1）を行ない、設定検査圧達した後に、圧力センサA3に基づいて求め
られる圧力値を所定時間毎に所定回数連続してサンプリ
ングし、サンプリングされた圧力値の平均値に応じた検
出圧力平均値を算出し、この検出圧力平均値が所定の回
数以上連続して低下したときに、キャップA2に加わる圧
力が設定検査圧になるように加圧手段A4により調圧する
調圧処理S2を行ない、この調圧処理を行なった所定時間内において、加圧手
段による調圧処理の処理量に基づいて、調圧弁からの気
体の漏れ量を算出する算出処理（S3）を行なうことを特
徴とする。ここで、加圧手段A4による増圧処理S1には、例えば、
大気圧より高い圧力をキャップA2に加える場合のほか、
大気圧より低い圧力をキャップA2に加えることも含むも
のである。また、サンプリングされた圧力値の平均値に応じた検
出圧力平均値とは、単純平均のほか、加重平均等の複数
のデータから値を算出するものも含む。

【作用】

本発明において、調圧弁A1付きキャップA2が所定の設
定検査圧下に維持されるように、圧力センサA3からサン
プリングした圧力値に基づいて加圧手段A4にて調圧処理
S2を行なう。このような調圧処理S2の調査時間中に、加
圧手段A4による調圧処理の処理量に基づいてキャップA2
の調圧弁A1から漏出する気体の漏れ量を測定する。また、本発明では、キャップA2に加える検査圧を初期
圧から所定の設定検査圧まで増圧する際に、設定検査圧
に達する前の所定の期間、圧力変化速度を下げている。
このように圧力変化速度を下げると、設定検査圧に対し
てオーバーシュートが少なくなり、設定検査圧に迅速に
安定し、この圧力下にて検査が行える。さらに、制御用の圧力データとして、圧力センサA3か
ら所定時間毎に所定回数連続してサンプリングし、この
サンプリングした圧力値を平均した検出圧力平均値を用
いている。よって、例えば圧力センサA3の検出信号にノ
イズなどが混入しても、他の時点でサンプリングされた
圧力値により、このノイズの影響が除去されるために測
定精度が向上する。そのうえ、圧力センサA3から求められる検出圧力平均
値に１回の変動が検出されても、直ちに加圧手段A4を駆
動しないで、検出圧力平均値が複数回以上連続して低下
したときに、初めて加圧手段A4にて調圧する。よって、
圧力の変動が確実となった時点にて加圧手段A4にて調圧
するので、設定検査圧への維持を精度よく行なうことが
でき、漏れ量の測定精度が向上する。

【実施例】

以下、本発明の一実施例について図面に基づいて説明
する。第２図は本発明の一実施例である弁付きキャップの漏
れ量測定方法を実施するための漏れ量測定装置の構成を
示すブロック図である。漏れ量測定装置１は、漏れ量測定機本体３と、この漏
れ量測定機本体３を制御する制御装置５とを備えてい
る。漏れ量測定機本体３は、シリンダ11内に摺動自在に貫
挿されたピストン13を備えており、このピストン13のロ
ッド14の先端には、リニアヘッド15が設けられている。
このリニアヘッド15により上記ピストン13がステッピン
グモータ17に連結されており、ステッピングモータ17の
回転駆動によりリニアヘッド15のラック19、ピニオン21
を介してピストン13が軸方向へ駆動される。上記シリンダ11の下端部には、燃料キャップ（被測定
物）23をシールするシール治具25が圧力管路27を介して
接続されている。シール治具25は、燃料キャップ23を設
置したときに設置台29との間で気密状態を作りだし、燃
料キャップ23を検査圧下に保持する。また、圧力管路27
の途中には、大気圧より高い圧力を検出する正圧用圧力
センサ31及び大気圧より低い圧力を検出する負圧用圧力
センサ33が設けられており、さらにシール治具25内の圧
力を開放するリリース弁35が設けられている。上記制御装置５は、周知のマイクロコンピュータから
なる制御部41を備えている。この制御部41は、周知のCP
U43、RAM45、ROM47、入力インタフェース49、出力イン
タフェース51等を備え、これらを共通バス53にて接続し
て構成されている。入力インタフェース49には、正圧用
圧力センサ31、負圧用圧力センサ33及びキーボード55が
接続されている。また、出力インタフェース51には、ス
テッピングモータ17及び表示装置57が接続されている。
したがって、制御部41は、入力インタフェース49を介し
てキーボード55で入力されたデータ及び圧力センサ31,3
3からの圧力信号Psを読み込んで、CPU43の演算処理によ
り出力インタフェース51を介してステッピングモータ17
を駆動すると共に、表示装置57に漏れ量の測定結果等を
出力する。ここで、漏れ量が測定される燃料キャップ23は、キャ
ップ本体61の中央に２つの調圧弁63,65を備えており、
すなわち、弁体67及びばね69からなる正圧用調圧弁63
と、弁体71及びばね73からなる負圧用調圧弁65を備えて
いる。この燃料キャップ23では、シール治具25内の圧力
が大気圧より高くなると、弁体67が弁体71と一体となっ
てばね69の付勢力に抗して開き、一方、シール治具25内
の圧力が大気圧より低くなると、弁体71がばね73の付勢
力に抗して開く。したがって、調圧弁63,65は、その両
側に加わる圧力の差に応じて開閉し、気体が漏れ出るこ
とになる。次にこの装置の動作を説明する。漏れ量測定装置１
は、キーボード55等の入力データを制御部41に入力し、
この制御部41の指令により、第４図ないし第６図のフロ
ーチャートで示される処理を実行する。なお、以下の説
明において大気圧より高い設定検査圧を加えた場合にお
ける燃料キャップ23の漏れ量を測定する場合について説
明する。これらの処理の概略を第３図のグラフも併用して説明
すると、まず、正圧用圧力センサ31の圧力信号Psから圧
力値を求めながら、ステッピングモータ17の駆動により
ピストン13を駆動して、シール治具25内の圧力を設定検
査圧Pcの90％呑圧力Ppまで上げ（時点t0〜時点t1）、さ
らに圧力の上昇の割合を1/2に下げて設定検査圧Pcまで
上げる（時点t1〜時点t2）。この処理は第４図のフロー
チャートに示される。次に、この設定検査圧Pcに安定さ
せるために所定時間（３秒）だけ調圧する（時点t2〜時
点t3）。このとき、上記圧力センサ31から求めた所定時
間毎の４個のサンプリング値を平均し、この検出圧力平
均値が連続して３回以上低下したときに、ピストン13を
駆動して設定検査圧Pcとなるようにフィードバック制御
する。この処理は第５図のフローチャートにより示され
る。次に設定検査圧Pcを維持するように、所定の検査時
間（３秒）だけフィードバック制御を行なう。このとき
のピストン13の移動量に基づいて燃料キャップ23の漏れ
量が測定されるのである（時点t3〜時点t4）。この処理
は第６図のフローチャートにより示される。次に上述の第４図ないし第６図の処理を詳細に説明す
る。第４図のフローチャートは、燃料キャップ23をシール
治具25内に設置した後、シール治具25内を設定検査圧Pc
まで増圧する増圧処理を示す。まず、制御部41の起動後にRAM45のクリア等の初期設
定を行った後に、ステップ100へ進む。ステップ100で
は、圧力センサ31からの圧力信号Psを100μsec毎にサン
プリングし、４個の検出圧力値Pdを求める。次のステッ
プ105では、検出圧力値Pdの４個のデータの平均を演算
して検出圧力平均値Pavを算出する。この検出圧力平均
値Pavは、燃料キャップ23に加えられている圧力を示す
ものとして以下の処理に用いる。続くステップ110では、上記ステップ105にて求められ
た検出圧力平均値Pavが設定検査圧Pc以上か否かについ
て判定する。この判定処理にて、設定検査圧Pc以上でな
いと判定した場合には、ステップ115へ進む。ステップ1
15では、検出圧力平均値Pavが設定検査圧Pcの90％の圧
力Ppを越えたか否かについて判定する。この判定ステッ
プにて否定判定がされたときには、ステップ120へ進
む。ステップ120では、ステッピングモータ17の送り角
を１ステップに設定し、この設定された１ステップだけ
ステップ125にてステッピングモータ17を駆動する。こ
のステッピングモータ17の駆動によりピストン13が下降
し、圧力管路27を介してシール治具25内の圧力が上昇す
る。次にステップ100へ戻り、ステップ100からステップ12
5までの処理を繰り返し、ステップ115にて検出圧力平均
値Pavが設定検査圧Pcの90％の圧力Pp以上になったと判
定したとき、ステップ130にて、ステッピングモータ17
の送り角を1/2ステップに設定し、ステップ125にてステ
ッピングモータ17を1/2ステップつづ駆動する。これに
より、１ステップづつ駆動する場合と比べて、ピストン
13の移動量が少なくなり、燃料キャップ23に加えられる
圧力の上昇が緩やかになる。このような増圧処理により、ステップ110にて検出圧
力平均値Pavが設定検査圧Pcを越えたと判定したとき
に、本処理を終了し、第５図の検査圧安定化処理へ移行
する。第５図の検査圧安定化処理では、まず、ステップ200,
205にて、第４図のステップ100,105と同様に、検出圧力
値Pdの４個のサンプリングデータの平均値による検出圧
力平均値Pavを求める。次のステップ210にて、この検出
圧力平均値Pavが設定検査圧Pcにより低下したか否かの
判定を行ない、低下していない場合には、ステップ215
にて安定化のための待ち時間を越えたか否かの判定を行
なう。待ち時間を越えていないと判定した場合には、ス
テップ200に戻る。このようなステップ200からステップ
215の処理を繰り返し、ステップ210にて設定検査圧Pcよ
り所定値以上低下したと判定した場合には、ステップ22
0へ進む。ステップ220では、その検出圧力平均値Pavが
３回連続して低下しているか否かを判定を行ない、３回
連続していない場合には、ステップ215に進み、安定化
の待ち時間を通過を判定する。一方、３回連続したと判
定した場合いは、ステップ225へ進み、ステッピングモ
ータ17を駆動する。このステッピングモータ17の駆動に
よりピストン13が下降し、燃料キャップ23に加えられる
圧力が上昇する。このようなステップ200からステップ225の処理を繰り
返すことにより、所定の安定化の待ち時間内、検出圧力
平均値Pavに調圧されることになる。そして、ステップ215にて待ち時間が所定時間経過し
たと判定した場合には、第６図の漏れ量測定処理に移行
する。第６図の漏れ量測定処理では、まず、ステップ300に
て、ステッピングモータ17の駆動量を示すカウンタをク
リアする。すなわち、カウンタは、ステッピングモータ
17の駆動ステップ数を計測するもので、後述するように
ピストン13の移動量の演算する変数として用いられる。次のステップ302からステップ325では、第５図のステ
ップ200からステップ225までとほぼ同様な処理をする。
すなわち、検出圧力値Pdのサンプリング（ステップ30
2）及び検出圧力平均値Pavの算出（ステップ305）を行
ない、検出圧力平均値Pavが低下していると判定し（ス
テップ310）、かつ圧力低下が３回連続していると判定
した場合には（ステップ320）、ステッピングモータ17
を駆動する（ステップ325）。そして、続くステップ330
では、カウンタをインクリメントする。そして、ステッ
プ315にて、所定の検査時間が経過した場合には、ステ
ップ335へ進む。ステップ335では、カウンタの値により漏れ量を次式
（１）により演算する。漏れ量＝カウンタの値×Ａ×μ …（１）ここで、Ａはピストン13の断面積、μは係数である。すなわち、ピストン13が移動した容量に基づいて漏れ
量を演算する。続くステップ340にて、ステップ335で求めた漏れ量が
所定の範囲内であるか否かの判定を行ない、範囲内にあ
るときには合格である旨を、一方、範囲外にあるときに
は不合格である旨をそれぞれ表示装置57に表示し、本処
理を終了する。この処理には、以下の特徴のある処理が含まれてい
る。まず、第４図に示す処理では、燃料キャップ23に対し
て所定の設定検査圧Pcに加圧するのに、大気圧から設定
検査圧Pcの90％の圧力Ppまでの直線的に上昇させ、この
値から設定検査圧Pcまでの増圧に際しては、圧力の上昇
割合を減らしている。したがって、第４図の波線で示す
設定検査圧Pcまで直線的に増加させる従来の方法と比べ
て、オーバーシュートの量が少なくなる。よって、設定
検査圧Pcに素早く近づくことから、安定した設定検査圧
Pc下にて漏れ量の測定を開始することができる。また、第４図のステップ100,105、第５図のステップ2
00,205、第６図のステップ302,305に示すように、圧力
データとして、検出圧力値Pdを所定時間（100μsec）毎
に４個サンプリングし、これらを平均した検出出力平均
値Pavを用いているので、例えば、第７図（Ａ）に示す
ように、あるサンプリング時点T1,T2,T3等において、圧
力信号Psにノイズ等が加わっても、他のサンプリング時
点の圧力信号Psによりそのノイズの影響を除去するの
で、誤った圧力データに基づいて制御されることもな
い。さらに、検出圧力平均値Pavが所定値以上の低下し、
かつその低下した回数が３回以上連続したと判断したと
きに（第７図（Ｂ）の時点T4）、ステッピングモータ17
を駆動して増圧しているので、例えば、燃料キャップ23
に加えられている圧力の一時的な変動により増圧しな
い。よって、安定した設定検査圧Pc下にて、正確な漏れ
量を測定することができる。次に、本実施例の測定精度を検査するために以下の試
験を行なった。被検査物として、燃料キャップ23の代わりに、逆流防
止用の絞り弁を備えた検査器具を用い、所定の設定検査
圧下における所定量の漏れ量を測定した。まず、350mmAqの設定検査圧Pcにて、30回の検査を行
なった。その結果を第８図（Ａ）ないし（Ｃ）に示す。
ここで、第８図（Ａ）は検出圧力平均値Pavを用い、他
は従来の技術と同様であり、第８図（Ｂ）は検出圧力平
均値Pavの採用と共に検出圧力平均値Pavが連続して３回
低下したときに、ピストン13を駆動する処理を加えたも
のであり、さらに第８図（Ｃ）は上記２つの方法の他に
設定検査圧Pcまでの加圧処理について２段階で圧力上昇
率で行なう処理も加えたものである。なお、比較のために従来の燃料キャップの漏れ量測定
方法による結果を第９図に示す。その結果、第８図（Ａ）から第８図（Ｃ）へと処理を
加えるほど、漏れ量のばらつきを示す標準偏差は、0.05
0cc/min、0.041cc/min、0.022cc/minとなり、第９図の
従来技術の0.072cc/minと比較して、1/3と小さくなり、
正確な漏れ量の測定が行なえることが分かった。また、−300mmAq,−600mmAq,1350mmAqの３つの設定検
査圧Pcにても、試験を行なった結果、１台の漏れ量測定
装置だけで、従来の方法よりも精度よく、しかも広い範
囲の測定ができることが分かった。なお、この場合に、
大気圧より低い設定検査圧Pcで測定するには、ピストン
13を上昇させることにより行なうことができる。さらに、１台の漏れ量測定装置にて、複数の設定検査
圧Pcにて検査を行なえるので、燃料キャップ等の設置時
間などを短縮することができ、よって検査時間を短くす
るという効果もあった。なお、上記実施例において、圧力値のサンプリング回
数は４回、圧力の連続低下回数は３回としたが、検出精
度が向上するのであれば、その数に限定されない。

【発明の効果】

以上説明しないように、本発明の弁付きキャップの漏
れ量測定方法によれば、初期圧から設定検査圧まで増圧
する際に、設定検査圧に達する前の所定時間に、圧力変
化速度を下げている。したがって、設定検査圧に対して
オーバーシュートが少なくなり、設定検査圧に迅速に達
して安定した測定を行なうことができる。また、設定検査圧に達して後に、制御に用いる圧力デ
ータとして、圧力センサから所定時間毎に複数回数連続
してサンプリングし、これを平均した検出圧力平均値を
用いているので、検出信号にノイズなどが混入しても、
他の時点でサンプリングされた検出信号により、このノ
イズの影響が除去されて測定精度が向上する。さらに、検出圧力平均値が複数回以上連続して低下し
たときにだけ加圧手段にて調圧し、圧力むらに伴う圧力
変動の場合に調圧しないので、安定した設定検査圧下に
おける正確な漏れ量の測定を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成を示す構成図、第２図は本
発明の実施例に係る燃料キャップの漏れ量測定方法を実
施する漏れ量測定装置を示す構成図、第３図は同実施例
にかかる圧力状態を示す説明図、第４図ないし第６図は
同実施例の処理を示すフローチャート、第７図は同実施
例にかかる検出圧力及び検出圧力平均値の時間的関係を
示す説明図、第８図は同実施例の試験結果を示す説明
図、第９図は従来の試験結果を示す説明図である。 A1……調圧弁、A2……キャップ A3……圧力センサ、A4……加圧手段１……漏れ量測定装置、３……漏れ量測定機本体５……制御装置、11……シリンダ 13……ピストン 23……燃料キャップ（弁付きキャップ） 31……正圧用圧力センサ 33……負圧用圧力センサ、41……制御部 63,65……調圧弁

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】調圧弁付きキャップに加えられる圧力を所
定の設定検査圧に維持しつつ、キャップの調圧弁から漏
出する気体の漏れ量を測定する弁付きキャップの漏れ量
測定方法において、加圧手段にてキャップに加える圧力を初期圧から設定検
査圧まで増圧する際に、設定検査圧に達する前の所定の
期間、増圧の変化速度を下げて加圧し、設定検査圧に達した後に、圧力センサに基づいて求めら
れる圧力値を所定時間毎に所定回数連続してサンプリン
グし、サンプリングされた圧力値の平均値に応じた検出
圧力平均値を算出し、この算出した検出圧力平均値が所
定の回数以上連続して低下したときに、キャップに加わ
る圧力が設定検査圧になるように加圧手段により調圧す
る調圧処理を行ない、この調圧処理を行なった所定時間内において、加圧手段
による調圧処理の処理量に基づいて、調圧弁からの気体
の漏れ量を算出することを特徴とする弁付きキャップの
漏れ量測定方法。