JP3542449B2 - リーク測定機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、測定対象である回路などのリーク量を測定するためのリーク測定機に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のものとして、図3に示す測定機が従来から知られている。
この従来の測定機は、シリンダ1内にピストン2を摺動自在に組み込み、シリンダ1内を一方の圧力室3と他方の圧力室4とに区画している。
そして、上記他方の圧力室4に面したピストン2の側面には、ピストンロッド5を設け、このピストンロッド5をシリンダ1の外方に突出させている。
【0003】
上記ピストンロッド5の先端にはラック部材6を設けるとともに、このラック部材6に形成したラック6aに、エンコーダ7のピニオン8をかみ合わせている。したがって、ピストン2が移動すれば、ピニオン8が回転して、その移動量に応じたデジタル信号がエンコーダ7から出力されることになる。
なお、図中符号9はピストン2の周囲に設けたシール部材で、両圧力室3、4間の漏れを防止するためのものである。また、符号10はピストンロッド5の周囲をシールするためのシール部材である。
【0004】
上記のようにした測定機を実際に使うときには、例えば、一方の圧力室3を図示していない加圧機に接続し、他方の圧力室を測定対象である回路などに接続する。
そして、一方の圧力室3に圧力を作用させたとき、測定対象側に漏れがなければ、ピストン2は移動しない。しかし、測定対象側に油漏れがあれば、ピストン2が移動することになる。したがって、このピストン2の移動量は、測定対象側の漏れ量に比例することになる。そこで、ピストン2の移動量をエンコーダ7で検出して、測定対象側の漏れ量を測定するようにしている。
【0005】
なお、測定対象側の漏れ量がゼロで、ピストン2が一定位置で停止しているときには、一方の圧力室3に発生する圧力よりも、他方の圧力室4に発生する圧力の方が高くなる。なぜなら、一方の圧力室3内におけるピストン2の受圧面積よりも、他方の圧力室4側の受圧面積が、ピストンロッド5の断面積分だけ小さくなるからである。
上記のように両圧力室3、4に圧力差が発生するために、この測定機では、ピストン2の周囲にシール部材9を設けなければならない。なぜなら、両圧力室の圧力差が大きければ大きいほど、高圧側から低圧側への漏れ量が多くなるからである。
また、他方の圧力室4の圧力が高くなる分、シール部材10の必要性も高まることになる。
【0006】
上記図3に示した測定機以外にも、図4に示した測定機が従来から知られている。この図4に示した測定機は、大径シリンダ11にピストン12を組み込み、加圧室13を区画するとともに、この加圧室13に図示していない加圧機から空気圧を導くようにしている。
そして、上記加圧室13とは反対側におけるピストン12の側面に、プランジャ14を設けている。また、このプランジャ14の先端側は、大径シリンダ11と連続して設けた小径シリンダ15に摺動自在に組み込んでいる。そして、この小径シリンダ15に設けた測定用圧力室16を、測定対象である回路などに接続するようにしている。
【0007】
また、上記ピストン12には、目盛り指示棒17を設けるとともに、この指示棒17は、小径シリンダ15と平行にしながら、大径シリンダ11から外方に突出させている。そして、この小径シリンダ15の外側には、目盛り18を刻印し、この目盛り18と目盛り指示棒17とを図示のように対向させている。
なお、図中符号19はドレン室、20、21はシール部材である。
【0008】
上記のようにした測定機は、図3に示した測定機と、その作動原理は同様である。すなわち、加圧室13に空気圧を供給すると、ピストン12が測定用圧力室16の圧力作用とバランスする位置で停止する。そして、測定対象である回路側に油漏れがあれば、ピストン12が移動するが、このときの移動量を目盛り指示棒17と目盛り18との対応で目視する。このようにして検出したピストンの移動量から、測定対象側の漏れ量を測定する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記図3に示した測定機では、次のような問題があった。
すなわち、両圧力室3、4間での圧力差が大きくなるので、高圧になる他方の圧力室4から低圧となる一方の圧力室3への漏れ量が発生してしまう。
このように両圧力室3、4間で油漏れが生じると、ピストン2の移動が、測定対象側の漏れに起因しているのか、あるいは測定機自体の内部漏れに起因しているのか判断できなくなる。そのために、測定対象側の漏れ量を正確に測定できなくなる。
【0010】
また、上記の内部漏れを防止する対策として、シール部材9の締め代を大きくすることも考えられる。しかし、シール部材9の締め代を大きくすると、今度は、ピストン2の移動がスムーズにいかなくなり、いわゆるスティックスリップ現象が生じてしまう。そのために、測定機から出力される測定値が激しく振れてしまい、やはり正確な漏れ量の測定ができなくなる。
さらに、上記のように締め代を大きくしなくても、シール部材9及び10のそれぞれに高圧が作用したときにそれが変形するので、シール部材9、10のフリクションが大きくなる。このように測定過程でシール部材のフリクションが大きくなると、一方の圧力室3内の圧力作用と、ピストン2の移動量との相対関係も一定しなくなってしまう。この場合にも、漏れ量を正確に測定できないことになる。
【0011】
一方、図4に示した測定機においても、シール部材20、21の悪影響を避けけられないだけでなく、ピストン12の移動量を目視することもかなり難しいという問題があった。
【0012】
いずれにしても、上記従来の測定機では、いろいろな要因が作用しあって、なかなか正確な漏れ量を測定できないという問題があった。
この発明の目的は、常に正確な漏れ量の測定が可能なリーク測定機を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
この発明は、シリンダに設けたピストンロッドで、シリンダ内を一方の圧力室と他方の圧力室とに区画するとともに、この一方の圧力室を加圧機に接続し、他方の圧力室を測定対象である回路などに接続し、一方の圧力室を加圧したときのシリンダの移動量で、測定対象である回路などのリーク量を測定するリーク測定機を前提にする。
【0014】
そして、第1の発明は、上記の測定機を前提にしつつ、両圧力室内におけるピストンの受圧面積を等しくするとともに、シリンダ側に固定した検出棒を、ピストンの軸線に沿って形成した検出孔に非接触状態を保って挿入し、これら検出棒と検出孔とで、非接触のストロークセンサを構成した点に特徴を有する。
第1の発明は、上記のようにピストンの受圧面積を等しくできるので、両圧力室の圧力も等しく保てる。したがって、シール部材を用いなくても、これら圧力室間での漏れ量をほとんどなくせる。
【0015】
第2の発明は、第1の発明を前提にしながら、ピストンに形成した検出孔側にコイルを設け、検出棒側にコアを設け、これらコイルとコアとで作動トランスを構成してなり、コアの位置に応じて変化する誘起電圧から、ピストンの移動量を測定する点に特徴を有する。
第3の発明は、第1の発明を前提にしつつ、シリンダ側に設けた検出棒の軸線上に中空孔を形成する一方、ピストン側には支持棒を設け、この支持棒を中空孔内に非接触状態を保って挿入するとともに、上記中空孔あるいは支持棒のいずれか一方に、磁気抵抗素子を設け、いずれか他方に対向磁石を設け、これら両者の相対移動に応じて変化する電気抵抗から、ピストンの移動量を測定する点に特徴を有する。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1に示した第1実施例は、シリンダCにピストンPを摺動自在に組み込んで、シリンダC内を一方の圧力室22と他方の圧力室23とに区画している。
また、上記ピストンPは、その軸線上に検出孔24を形成している。この検出孔24は、他方の圧力室23側だけに開口させている。そして、一方の圧力室22側の受圧面積S1と、上記検出孔24の底部を含めた他方の圧力室23側の受圧面積S2とを等しくしている。
上記のようにした検出孔24の開口部分にはコイル25を設けている。
【0017】
さらに、上記他方の圧力室23側には、検出棒26を固定しているが、この検出棒26は上記検出孔24内に挿入している。ただし、この検出棒26の直径を上記検出孔24の内径よりも小さくして、それら両者を非接触の状態に保っている。このように非接触状態を保っているので、他方の圧力室23内の圧力が検出孔24の底部にも作用することになる。したがって、上記したように両圧力室22、23における受圧面積S1及びS2が等しくなる。
なお、検出孔24内に、他方の圧力室23内の圧力を積極的に導くために、ピストンPに特別な連通孔を形成してもよいこと当然である。
【0018】
このようにした検出棒26にはコア27を設け、このコア27と上記コイル25とで、非接触のストロークセンサとしての差動トランスを構成する。また、上記検出棒26は、シリンダCの外側に設けた検出器28と電気的に接続されている。
このようにした差動トランスは、コア27の位置に応じて誘起電圧が変化するもので、この誘起電圧の変化を検出器28で検出することによって、ピストンPの移動量を検出する。
【0019】
次に、この第1実施例の作用を説明する。
いま、例えば、一方の圧力室22を図示していない加圧機に接続し、他方の圧力室23を測定対象側に接続したとすると、その測定対象側に漏れがなければ、両圧力室22、23内の圧力が等しくなって、ピストンPが停止状態を保つ。両圧力室の圧力が等しくなるのは、それら両室の受圧面積が等しいからである。
このように両圧力室22、23内の圧力が等しいということは、それら圧力室間での漏れ量がなくなることを意味する。したがって、この実施例では、ピストンPの周囲に、従来のようなシール部材を設ける必要がない。
【0020】
そして、測定対象側で漏れが発生すると、他方の圧力室23内の圧力が、その漏れ量分だけ低くなる。そのためにピストンPが図面右方向に移動するが、このとき前記差動トランスに、ピストンPの移動量に応じた誘起電圧が発生する。この誘起電圧を検出器28で検出して、ピストンPの移動量すなわち測定対象側の漏れ量を測定する。
【0021】
上記のようにこの第1実施例によれば、ピストンPの受圧面積S1、S2を等しくできたので、ピストンPの停止時における両室の圧力を等しく保てる。このように両室の圧力を等しく保てるので、圧力室22、23間での漏れ量がなくなる。そのために、従来のようにピストンやピストンロッドの周囲にシール部材を設けなくてもよくなる。このようにシール部材が不要なので、シール部材が原因で発生していたいろいろな問題を一気に解消できる。
ただし、両圧力室の受圧面積を等しくできたのは、差動トランスという非接触のストロークセンサを用いたことが大きく寄与している。つまり、差動トランスを用いたので、検出孔24内に圧力室23の圧力を導けるようになったものである。このように検出孔24内に圧力を積極的に導入する構成にしたので、その底部を受圧面とすることができる。検出孔24の底部を受圧面にできるので、上記のように両圧力室22、23内の受圧面積を等しくできる。
【0022】
図2に示した第2実施例は、ピストンPに検出孔29を形成し、この検出孔29にシリンダC側に設けた検出棒30を挿入していること第1実施例とまったく同様である。
ただし、この第2実施例においては、上記検出棒30の軸線上に中空孔30aを形成するとともに、この中空孔30aの内周に、図示していない磁気抵抗素子を設けている。
また、検出孔29の底部には支持棒31を固定するとともに、この支持棒31の先端に対向磁石32を固定している。
【0023】
したがって、ピストンPが移動すれば、磁気抵抗素子と対向磁石32との相対位置がずれるので、そのときの電気抵抗も変化する。この電気抵抗の変化を検出器33で検出して、ピストンPの移動量すなわち測定対象側の漏れ量を測定する。
なお、この第2実施例において、検出棒30の中空孔30aに対して、支持棒31及び対向磁石32が非接触状態を保っていること当然である。このように、検出棒30とピストンP、支持棒31と中空孔30aとのそれぞれを、非接触にしたので、両圧力室22、23内の受圧面積を等しくできる。
したがって、この第2実施例においても、前記第1実施例と同様の効果を発揮しうる。
【0024】
【発明の効果】
この発明によれば、シリンダの両圧力室の受圧面積を等しくできるので、シール部材を用いなくても、両圧力室間での内部漏れがほとんどなくなる。
このように内部漏れがないので、ピストンの移動の原因を、すべて測定対象側の漏れ量として測定できる。したがって、その漏れ量をいつでも正確に測定できる。
また、上記のようにシール部材が不要なので、例えば、従来のようにシール部材が原因で発生していたスティックスリップもなくなり、ピストンがいつでもスムーズに移動できる。したがって、このリーク測定機から出力される値も安定したものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の断面図である。
【図2】第2実施例の断面図である。
【図3】従来のリーク測定機の断面図である。
【図4】図3とは別な従来例の断面図である。
【符号の説明】
C シリンダ
P ピストン
22 圧力室
23 圧力室
24 検出孔
25 コイル
26 検出棒
27 コア
29 検出孔
30 検出棒
30a 中空孔
31 支持棒
32 対向磁石
Claims (3)
- シリンダに設けたピストンで、シリンダ内を一方の圧力室と他方の圧力室とに区画するとともに、この一方の圧力室を加圧機に接続し、他方の圧力室を測定対象である回路などに接続し、一方の圧力室を加圧したときのシリンダの移動量で、測定対象である回路などのリーク量を測定するリーク測定機において、上記両圧力室内におけるピストンの受圧面積を等しくするとともに、シリンダ側に固定した検出棒を、ピストンの軸線に沿って形成した検出孔に非接触状態を保って挿入し、これら検出棒と検出孔とで、非接触のストロークセンサを構成したことを特徴とするリーク測定機。
- ピストンに形成した検出孔側にコイルを設け、検出棒側にコアを設け、これらコイルとコアとで、非接触のストロークセンサである差動トランスを構成してなり、コアの位置に応じて変化する誘起電圧から、ピストンの移動量を測定する請求項1記載のリーク測定機。
- シリンダ側に設けた検出棒の軸線上に中空孔を形成する一方、ピストン側には支持棒を設け、この支持棒を中空孔内に非接触状態を保って挿入するとともに、上記中空孔あるいは支持棒のいずれか一方に、磁気抵抗素子を設け、いずれか他方に対向磁石を設けて非接触のストロークセンサを構成し、磁気抵抗素子と対向磁石との相対移動に応じて変化する電気抵抗から、ピストンの移動量を測定する請求項1記載のリーク測定機。
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JP35617496A JP3542449B2 (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | リーク測定機 |
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JP35617496A JP3542449B2 (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | リーク測定機 |
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JPH10185747A JPH10185747A (ja) | 1998-07-14 |
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JP35617496A Expired - Lifetime JP3542449B2 (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | リーク測定機 |
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1996
- 1996-12-25 JP JP35617496A patent/JP3542449B2/ja not_active Expired - Lifetime
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