JP3318263B2 - 空気洩れ試験に用いる倣い形状中子及び倣い形状中子製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気密性が要求され
る被検査ワークの空気洩れ試験において等価内容積を少
なくする目的で被検査ワークに収納する倣い形状中子及
び倣い形状中子製造方法に関する。

【０００２】本発明に言う「等価内容積」とは、中子を除
いて空気を送り込める被検査ワークの残容積で、空気洩
れ試験時に被検査ワークへ接続する空気投入配管の容積
を加えて等価内容積と指称することもある。

【０００３】

【従来の技術】気密性が要求される被検査ワーク、例え
ば自動車エンジンのトランスミッションケースの空気洩
れ試験においては、この被検査ワークの等価内容積を少
なくする目的で空気洩れ試験用中子(以下中子と略する)
を使用する。被検査ワークの等価内容積を少なくする
と、使用する空気の量が減少することはもちろん、空気
洩れに対する母数＝等価内容積が小さくなることから、
空気洩れ量に対する圧力変化が大きくなり、結果検知感
度を高めることができる利点がある。

【０００４】従来の中子は、ナイロン系合成樹脂の所定
形状の小ブロック(立方体、直方体、円柱等)を接合し、
被検査ワーク内に収納できる大きさにしたブロック体が
一般的であった。この中子は、被検査ワーク内面に沿っ
た形状ではなく、上記トランスミッションケースの例で
言えば、図10に見られるように、トランスミッションケ
ース内面に収まる直方体21にトランスミッションケース
の凸部に対応した円筒22を突設しただけの中子23で、図
11に見られるように、各所でトランスミッションケース
内面３と中子表面８との隙間が大きく、等価内容積ＶE
は大きかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】中子の最も重要な目的
は、検査対象となる被検査ワークの等価内容積を少なく
して、迅速かつ確実に空気洩れ試験を実施することにあ
る。この観点から、従来の中子は被検査ワーク内面に対
して隙間が大きく、等価内容積はまだまだ大きいと言わ
ざるを得ない。そこで、等価内容積をより少なくするこ
とを課題として、新たな中子について検討することとし
た。

【０００６】

【課題を解決するための手段】検討の結果開発したもの
が、気密性が要求される被検査ワークの空気洩れ試験に
おいて、この被検査ワークの等価内容積を少なくする目
的でこの被検査ワーク内に収納する中子の表面形状を被
検査ワーク内面から略一定間隔の倣い形状とした空気洩
れ試験に用いる倣い形状中子である。本発明の倣い形状
中子は、表面形状を被検査ワーク内面の倣い形状とする
ことで、中子表面と被検査ワーク内面との隙間を略一定
間隔に保ち、この隙間を小さくすることで、空気洩れ試
験時における被検査ワークの等価内容積を少なくする。
隙間の大きさは、中子表面の微小な起伏を考慮して１〜
10mm、好ましくは２〜５mmの範囲に収めるとよい。

【０００７】この倣い形状中子は、製造に際し、(1)略
一定厚で離隔材を被検査ワーク内面に被覆し、この離隔
材による囲繞空間へ硬化型原料を流し込み、この硬化型
原料を固めて得られる成形物を倣い形状中子とする、
(2)略一定厚で硬化型離隔材を被検査ワーク内面に被覆
し、この硬化型離隔材を固めて得られる成形物を型枠と
してこの型枠内へ硬化型原料を流し込み、この硬化型原
料を固めて得られる成形物を倣い形状中子とする、(3)
固化状態にある中実又は中空塊状物を原料として、この
中実又は中空成形物の表面形状をNC研削加工により被検
査ワーク内面から略一定間隔の倣い形状に研削し、得ら
れる成形物を倣い形状中子とする、等の各倣い形状中子
製造方法により製造することができる。

【０００８】上記(1)又は(2)の製造方法は、被検査ワー
クを鋳型とし((1))、又は被検査ワークから鋳型を起こ
し((2))、硬化型原料による鋳物として中子を製造す
る。中子として、空気洩れ試験時に局所的な変形(空気
圧による凹み等)が生じなければよいので、硬化型原料
の種類には限定がなく、被検査ワーク及び離隔材よりも
融点の低い溶融金属(例えばアルミ)、経時的又は冷却に
より硬化する樹脂(例えばＡＢＳ樹脂)、弱又は非圧縮性
の溶融ゴム(例えばニトリルゴム)等を用いる。また、得
られた成形物において、中子表面に気泡による孔や異物
痕が存在すると、空気洩れ試験時の空気の投入によって
前記孔等に空気が逃げ、これが空気洩れとして検知され
る虞があることから、中子表面を平滑にする後処理を施
すとよい。例えば、金属製倣い形状中子であれば中子表
面を研磨したり、樹脂製倣い形状中子の場合には中子表
面に同種又は異種の樹脂を含浸させる。

【０００９】離隔材は、硬化型原料に反応したり、侵食
されないものであれば限定はなく、複雑な被検査ワーク
内面に被覆しやすいゴムシート、粘度又は石膏等を用い
ることができる。硬化型原料が溶融金属や冷却硬化型樹
脂の場合、耐熱性のある粘度や石膏を離隔材として用い
る。また、硬化型原料が常温硬化型樹脂の場合は、ゴム
シート、粘度又は石膏を使用できる。製造方法(2)の硬
化型離隔材としては、石膏が利用できる。硬化型原料が
硬化して得られる成形物と離隔材とが密着する場合に
は、離隔材表面に適宜離形材(例えばシリコン)を塗布し
ておくとよい。

【００１０】上述の各製造方法において、製造方法(1)
又は(2)では、離隔材による囲繞空間又は硬化型離隔材
を固めて得られる型枠へ変形可能状態にある硬化型原料
の中空塊状物を嵌め込み、この中空塊状物の外部を減圧
又は内部を加圧することで、この中空塊状物を前記囲繞
空間又は型枠内面に密着状態とし、この密着状態にある
中空塊状物を固めて得られる成形物を倣い形状中子とし
てもよい。空気洩れ試験時に中子へ懸かる圧力はあまり
高くないため、中子は中空であってもよい。むしろ、中
子を中空にすることにより硬化型原料が節約でき、中子
の製造単価を抑えることができる。

【００１１】製造方法(3)は、予め所定形状に形成した
ブロックを接合するのではなく、被検査ワークよりも大
きな中実又は中空塊状物から、研削精度の高いNC研削加
工を用いて倣い形状中子を一体物として製造する。製造
方法(1)又は(2)の場合、成形物表面に孔や異物痕等、空
気洩れ試験時に悪影響を与える不要物が形成される虞が
あるが、製造方法(3)では、たとえ塊状物中に孔や異物
痕があっても、その孔や異物痕を避けたり、潰しながら
NC研削加工を実施できるので、中子表面を平滑にする後
処理が不要となる。現在、被検査ワークがNC加工により
製造されるものが多いため、製造方法(3)では前記NC加
工のデータを流用できる利点もある。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の倣い形状中子につ
いて図を参照しながら説明する。図１は本発明のアルミ
製倣い形状中子１を収納したトランスミッションケース
(被検査ワーク)２の破断斜視図、図２〜図５はトランス
ミッションケース２を鋳型として同中子１を製造する過
程を表した側面図(トランスミッションケース２は断面)
で、図２は密閉したトランスミッションケース内面３に
耐熱性粘土４を略一定厚さで張り付けている状態、図３
は耐熱性粘土４による囲繞空間５へ溶融したアルミ６を
流し込んでいる状態、図４は固化したアルミ成形物７を
トランスミッションケース２から取り外す状態、そして
図５はアルミ製倣い形状中子表面８の気泡による孔及び
異物痕９を消すために中子表面８を研磨し、中子底面10
を平滑に切除している後処理の状態をそれぞれ表してい
る。

【００１３】図１に見られるように、倣い形状中子１
は、表面形状を被検査ワークであるトランスミッション
ケース内面３から略一定間隔の倣い形状としており、こ
の倣い形状中子１はトランスミッションケース２をほぼ
満たすように収納される。トランスミッションケース内
面３と中子表面８との隙間は平均５mm程度と略一定であ
り、従来の中子に比べて等価内容積を非常に小さくして
いる(図１と図11とを比較対照)。従来の中子と本例の倣
い形状中子との差異が顕著な点は、トランスミッション
ケース２の小さな凸部11に対応して倣い形状の突出部位
12を有することである。従来の中子が複数の小ブロック
を接合したものであったのに対し、本発明の倣い形状中
子１は、トランスミッションケース２を鋳型として製造
するために複雑なトランスミッションケース２に相似な
外形を形成できるのである。

【００１４】本例の倣い形状中子１は次の手順で製造す
る。まず、図２に見られるように、開口部位13を密閉し
たトランスミッションケース２に対し、耐熱性粘土４を
略一定厚で張り付けていく。近年では予め一定厚に揃え
られた板状耐熱性粘土が市販されているため、この耐熱
性粘土４の張り付け作業は比較的容易に実施できる。ま
た、倣い形状中子１の使用目的は、空気洩れ試験時にお
ける等価内容積の縮小であるため、中子表面８全域にわ
たって厳密な倣い形状である必要はない。このため、耐
熱性粘土４の張り付けは、作業者の手作業によって実施
しうるし、あまりに細かで複雑な形状のトランスミッシ
ョンケース内面３については埋めてしまっても構わな
い。

【００１５】トランスミッションケース内面３全域へ耐
熱性粘土４の張り付けを終えると、図３に見られるよう
に、耐熱性粘土４による囲繞空間５へと溶融したアルミ
６を流し込む。本例におけるトランスミッションケース
２は、通常アルミ合金又はマグネシウム合金等、非常に
耐熱性の高い金属で形成しており、溶融したアルミ６は
前記トランスミッションケース材料よりも低融点であ
る。本例では、硬化して得られる倣い形状中子底面10を
後処理で平滑に切除するため、耐熱性粘土４の張り付け
はトランスミッションケース２から突出し、溶融したア
ルミ６を多めに流し込んでいる。

【００１６】アルミ６が十分に硬化した後、図４に見ら
れるように、アルミ成形物７をトランスミッションケー
ス２から取り外す。このとき、耐熱性粘土４とアルミ成
形物７とが密着して分離しにくい虞がある場合には、耐
熱性粘土４の張り付け後、耐熱性粘土内面に離形材を塗
布しておく。得られるアルミ成形物７は、気泡による孔
や耐熱性粘土を取り込んでできる異物痕９が表面に見ら
れる場合がある。こうした孔や異物根９は、図５に見ら
れるように、表面を研磨したり(図５中ハッチング部
位)、樹脂を被覆するなどして消すとよい。硬化型原料
としてアルミ(金属)に代えて硬化型樹脂を用いた場合、
同種又は異種の樹脂を含浸させると表面が平滑になる。
本例の後処理では、更に中子底面10を平滑に切除して、
倣い形状中子１の載置安定性を高めている。

【００１７】本例に示した倣い形状中子は、このほか、
硬化型離隔材として石膏を用い、トランスミッションケ
ース２から取り外した石膏製型枠14に溶融したアルミ６
を流し込んで製造したり(図６)、トランスミッションケ
ース内面３にゴムシート15を張り付けて、変形可能状態
にある合成樹脂の中空塊状物16を嵌め込み、ゴムシート
内面17と塊状物16との隙間の空気を吸引してゴムシート
15に密着した塊状物16を固化して製造したり(図７)、同
様に中空塊状物16を用いながら、逆に中空部位18に外部
から空気を送り込むことで膨らませ、ゴムシート15に密
着した塊状物16を固化して製造する(図８)ことができ
る。いずれも、石膏製型枠14又はゴムシート15の厚さが
等価内容積を決定するトランスミッションケース内面３
と中子表面８との間隔となる。

【００１８】図９はトランスミッションケース２にアル
ミ製倣い形状中子１を収納して、空気洩れ試験を実施し
ている状態を表した側面図(トランスミッションケース
２は断面)である。トランスミッションケース２の各開
口部位13にはシール栓19により密閉し、空気投入配管20
より加圧空気をトランスミッションケース２内へと送り
込む。図９から明らかなように、中子表面とトランスミ
ッションケース内面との隙間は狭く、しかも略一定でト
ランスミッションケース内面全域にわたって前記隙間が
保たれているから、等価内容積ＶE(図９中ハッチング部
位)は非常に小さなものになっている。このため、必要
な空気の量も少なくてよいので加圧時間は短くてよく、
試験時間の短縮を図ることができる。また、空気洩れは
空気が洩れることで生ずる圧力変化として検知するが、
等価内容積が小さくなれば前記圧力変化の割合が大きく
なり、それだけ検知感度を高めることができるのであ
る。

【００１９】

【実施例】図１に見られるようなトランスミッションケ
ースを被検査ワークとし、本発明の実施例(アルミ製倣
い形状中子)と、従来例(ナイロン系樹脂製中子)との空
気洩れ試験の比較を試みた。被検査ワークの内容積は1
2,000cc、許容リーク量は10Ncc/min.、加圧Ｔ1→平衡Ｔ
2→検出Ｔ3の順に試験を実施した。加圧時間Ｔ1は、実
施例が15sec.、従来例が20sec.であり、平衡時間Ｔ2及
び検出時間Ｔ3は実施例及び従来例ともに５sec.ずつで
ある。試験結果を表１に記す。

【００２０】

【表１】

【００２１】表１から明らかにわかるように、従来例の
中子では等価内容積ＶEが6,000ccもあったのに対し、実
施例の中子の等価内容積ＶEは2,000ccにしか過ぎない。
これにより、実施例における加圧時間Ｔ1を従来例に比
べて５sec.も短縮、すなわち使用する空気量を減らした
にも拘わらず、検査感度を左右する圧力変化/空気洩れ
量ΔＰは、従来例の1.4mmAqから4.2mmAqと大きくなって
いる。これは、短い試験時間(加圧時間Ｔ1の短縮)でよ
り精度の高い空気洩れ試験を実施できる(圧力変化/空気
洩れ量ΔＰの向上)ことを意味し、本発明の効果を証明
するものである。

【００２２】

【発明の効果】本発明により、空気洩れ試験においての
被検査ワークにおける等価内容積を小さくすることがで
き、短い時間でより精度の高い試験結果を得ることがで
きるようになる。空気洩れ試験は、大量生産される製品
に対してもれなく実施されるものであり、その延べ試験
回数は膨大となる。上述の実施例では試験毎に５sec.の
短縮が実現されているが、この試験時間の短縮を１日の
延べ試験回数に換算すると、大幅な作業効率の向上が望
める。また、試験精度の向上により、より確実に良、不
良の選別が実施できるようになり、本発明は品質管理の
面からも好ましい効果を生み出すものといえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アルミ製倣い形状中子を収納したトランスミッ
ションケースの破断斜視図である。

【図２】トランスミッションケースを鋳型として同中子
を製造する過程を表した側面図である。

【図３】トランスミッションケースを鋳型として同中子
を製造する過程を表した側面図である。

【図４】トランスミッションケースを鋳型として同中子
を製造する過程を表した側面図である。

【図５】トランスミッションケースを鋳型として同中子
を製造する過程を表した側面図である。

【図６】トランスミッションケースから取り外した石膏
の型枠に溶融アルミを流し込んで倣い形状中子を製造す
る過程を表した側面図である。

【図７】ゴムシート内面と塊状物との隙間の空気を吸引
してゴムシートに密着した塊状物を固化して製造する過
程を表した側面図である。

【図８】中空部位に外部から空気を送り込むことで膨ら
ませ、ゴムシートに密着した塊状物を固化して製造する
する過程を表した側面図である。

【図９】トランスミッションケースにアルミ製倣い形状
中子を収納して、空気洩れ試験を実施している状態を表
した側面図である。

【図10】従来の中子を表した斜視図である。

【図11】従来の中子を被検査ワークに収納して空気洩れ
試験を実施している状態を表した側面図である。

【符号の説明】

１ 倣い形状中子 ２ トランスミッションケース ３ トランスミッションケース内面 ４ 耐熱性粘土 ５ 囲繞空間 ６ アルミ ７ アルミ成形物 ８ 中子表面 ９ 孔及び異物痕 10 中子底面 11 小さな凸部 12 突出部位 13 開口部位 14 石膏製型枠 15 ゴムシート 16 変形可能状態にある合成樹脂の中空塊状物 17 ゴムシート内面 18 中空部位 19 シール栓 20 空気投入配管 21 直方体 22 円筒 23 中子

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気密性が要求される被検査ワークの空気
   洩れ試験における該被検査ワークの等価内容積を少なく
   する目的で該被検査ワーク内に収納する中子の表面形状
   を被検査ワーク内面から略一定間隔の倣い形状としたこ
   とを特徴とする空気洩れ試験に用いる倣い形状中子。
2. 【請求項２】 気密性が要求される被検査ワークの空気
   洩れ試験において、該被検査ワークの等価内容積を少な
   くする目的で該被検査ワーク内に収納する中子の製造に
   際し、略一定厚で離隔材を被検査ワーク内面に被覆し、
   該離隔材による囲繞空間へ硬化型原料を流し込み、該硬
   化型原料を固めて得られる成形物を倣い形状中子とする
   ことを特徴とする倣い形状中子製造方法。
3. 【請求項３】 気密性が要求される被検査ワークの空気
   洩れ試験において、該被検査ワークの等価内容積を少な
   くする目的で該被検査ワーク内に収納する中子の製造に
   際し、略一定厚で硬化型離隔材を被検査ワーク内面に被
   覆し、該硬化型離隔材を固めて得られる成形物を型枠と
   して該型枠内へ硬化型原料を流し込み、該硬化型原料を
   固めて得られる成形物を倣い形状中子とすることを特徴
   とする倣い形状中子製造方法。
4. 【請求項４】 離隔材による囲繞空間又は硬化型離隔材
   を固めて得られる型枠へ変形可能状態にある硬化型原料
   の中空塊状物を嵌め込み、該中空塊状物の外部を減圧又
   は内部を加圧することで、該中空塊状物を前記囲繞空間
   又は型枠内面に密着状態とし、該密着状態にある中空塊
   状物を固めて得られる成形物を倣い形状中子とすること
   を特徴とする請求項２又は３記載の倣い形状中子製造方
   法。
5. 【請求項５】 気密性が要求される被検査ワークの空気
   洩れ試験において、該被検査ワークの等価内容積を少な
   くする目的で該被検査ワーク内に収納する中子の製造に
   際し、固化状態にある中実又は中空塊状物を原料とし
   て、該中実又は中空成形物の表面形状をNC研削加工によ
   り被検査ワーク内面から略一定間隔の倣い形状に研削
   し、得られる成形物を倣い形状中子とすることを特徴と
   する倣い形状中子製造方法。