JPH04131729A

JPH04131729A - 弁付きキャップの漏れ量測定方法

Info

Publication number: JPH04131729A
Application number: JP25391690A
Authority: JP
Inventors: Kenji Haga; 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: 1992-05-06
Anticipated expiration: 2014-10-12
Also published as: JP2963177B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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貸なっ
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、−３００
ｍｍＡｑ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（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
。二のため、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Ａｌ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ＡＩ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（Ｓｌ）を行ない、設定検査
圧に達した後に、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Ａｌ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の検査時
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、ビニオン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２ｓ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りリース弁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
ＣＰＵ４３、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１
７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３１，３３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（、シたがって、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％の圧力Ｐｐまで上げ（時点℃
０〜時点ｔｌ）、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（時点も１〜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（時点し３〜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１０
０μｓｅｃ毎にサンプリングし、４個の検出圧力値Ｐｄ
を求める０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Ｐ
ｃ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１１５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ステツプに設定し、
この設定された１ステツプだけステップ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２
７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１２５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Ｐ
ｐ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ｌ／２ステツプに設
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、■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
（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Ｐ
ｃ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２２０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の判定を行ない、３回連
続していない場合には、ステップ２１５に進み、安定化
の待ち時間を経過を判定する。一方、３回連続したと判
定した場合（二は、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の移動量を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３０２）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
していると判定しくステップ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３２
５）、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ＸＡＸμ　・・・（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２００，２０５、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（１００μ５ｅｃ）毎に４個サンプリングし、こ
れらを平均した検出圧力平均値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ＴＩ、Ｔ２，７３等において、圧力信号Ｐｓにノ
イズ等が加わっても、弛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定したと
きに（第７図ＣＢ）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）ないしく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Ｐａ
ｖ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、０．０
５０ｃｃ／ｍｉｎ、０．０４１ｃｃ／ｍｉｎ、０．０２
２ｃｃ／ｍｉｎとなり、第９図の従来技術の０．０７２
ｃｃ／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
方法より精度よ（、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］以上説明したように、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、設定検査圧に達した後に、制御に用いる圧力デー
タとして、圧力センサが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
動の場合には調圧しないので、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。Ａｔ・・・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６３．６５・・・調圧弁・・・制御部

Claims

【特許請求の範囲】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。