JPH08285719A - 空気圧機器の空気漏れ判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡素な構造で、しかも容易に空気圧シリンダ
２のシリンダチューブ６の内壁面とゴム製のＯリングと
の間の空気漏れを判定することを可能にし、且つ空気圧
シリンダ２の交換時期または修理時期を判定することが
容易な空気圧シリンダ用空気漏れ判定装置１を提供す
る。 【構成】 リーク圧力測定器３を、空気圧シリンダ２の
一方の空気出入口４を介して一方側圧力室７内に一定の
１次空気圧を加える１次空気供給回路３１と、空気圧シ
リンダ２の他方の空気出入口５を閉鎖し、一方側圧力室
７とピストン９により区画される他方側圧力室８のリー
ク圧力を計測するリーク圧力計４４と、リーク圧力の測
定時間を設定するタイマー回路４６と、リーク圧力と判
定値とを比較して、空気圧シリンダ２の良否を判定する
比較回路４７と、リーク圧力の判定値に温度補正を加え
る温度補正回路４９とから構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、少なくとも２つ以上
の空気出入口を持ち空気圧により作動する空気圧機器の
空気漏れを判定する空気漏れ判定装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、空気圧機器、例えば空気圧シ
リンダ１００は、図１２に示したように、２個の空気出
入口１０１、１０２を持つシリンダチューブ１０３、こ
のシリンダチューブ１０３の内部空間を２個の圧力室１
０４、１０５に区画するピストン１０６、およびこのピ
ストン１０６と結合されたピストンロッド１０７等から
構成されている。

【０００３】なお、ピストン１０６は、シリンダチュー
ブ１０３の内壁面にゴム製のシール材（図示せず）を介
して摺動自在に支持されている。また、ピストンロッド
１０７は、シリンダチューブ１０３の支持部１０８の内
壁面にゴム製のシール材（図示せず）を介して摺動自在
に支持されている。そして、シリンダチューブ１０３の
内壁面とシール材との摺動部、および支持部１０８の内
周面とシール材との摺動部には、その気密性の確保と摺
動時の摩耗防止のために潤滑剤が塗布されている。

【０００４】ここで、空気圧シリンダ１００は、長期間
使用すると、ピストン１０６およびピストンロッド１０
７の動作速度が遅くなったり、ピストン１０６およびピ
ストンロッド１０７が動作しなくなったりする等の動作
異常を起こすため、定期的に空気圧シリンダ１００を交
換したり、修理したりする必要性がある。ところが、空
気圧シリンダ１００は、工作機械や工具の多くに使用さ
れており、使用により徐々に動作速度が遅くなるため交
換時期または修理時期の判定が困難であった。このた
め、使用中に動作しなくなったり、何らかの動作異常が
起こった時点で急遽設備を停止して空気圧シリンダ１０
０の交換または修理を行わなければならなかった。

【０００５】そして、空気圧シリンダ１００の動作異常
はシール材のゴムが劣化、あるいはシリンダチューブ１
０３の内壁面の摩耗のため、空気漏れが生じるためであ
り、その原因の多くは、圧力室１０４、１０５内に供給
される空気中の水分や、動作中のピストンロッド１０７
に付着した水分がシリンダチューブ１０３内に滞留し、
シール材に塗布された潤滑剤を流し去ってしまい上記の
現象を早めることが判っている。

【０００６】そこで、従来より、空気圧シリンダ１００
の空気漏れを判定する空気漏れ判定装置１１０が存在す
る。この従来の空気漏れ判定装置１１０は、図１２に示
したように、空気圧力源１１１に接続される空気供給口
１１２を有している。この空気供給口１１２より下流側
には、供給圧力の変動がある場合に影響を受け難いよう
測定用の空気圧を設定するためのレギュレータ（圧力制
御弁）１１３が接続されている。

【０００７】このレギュレータ１１３よりも下流側には
１次空気圧力計１１４が接続され、その１次空気圧力計
１１４よりも下流側にはセレクター１１５が接続されて
いる。セレクター１１５には、２種類の絞り量を持つ絞
り孔（オリフィスリング）１１６、１１７が接続されて
いる。そして、絞り孔１１６、１１７よりも下流側には
２次空気圧力計１１８が接続され、その２次空気圧力計
１１８よりも下流側には空気圧シリンダ１００の一方の
空気出入口１０１に接続するための配管口１１９が接続
されている。

【０００８】従来の空気漏れ判定装置１１０の原理は、
流体が流れている時その流れている途中に、その流れて
いる配管より細い部分、つまり絞り孔を設けると、絞り
孔の前後の圧力をＰ1 、Ｐ2 、流速をｖ1 、ｖ2 とする
と、Ｐ1 ＞Ｐ2 、流速がｖ1＜ｖ2 なる関係が発生する
といった流体の特性を利用したものである。これは、一
般にベルヌイの式と呼ばれる流体でのエネルギー保存の
法則を述べた理論により証明されており、位置のエネル
ギーと圧力のエネルギーと運動のエネルギーの和は常に
一定であるといったものである。

【０００９】つまり、この場合、位置のエネルギーは無
視でき、絞り孔により圧力が降下し圧力のエネルギーの
減少する分、流速が上昇し運動エネルギーが増加する。
また、圧力の降下量をΔＰ、絞り孔を流れる空気の量
（流量）をＱ、絞り孔の流体が通過することのできる開
口面積をＳとすると、容易に推測できるようにＱが一定
の時、ΔＰはＳが大きくなると小さくなり、逆にＳが小
さくなるとΔＰは大きくなる。

【００１０】以上を従来の空気漏れ判定装置１１０に当
てはめて考えてみる。図１２に示したように、空気供給
口１１２に空気圧力源１１１を、配管口１１９に空気圧
シリンダ１００の空気出入口１０１を接続する。その後
に、セレクター１１５をいずれか一方に作動させると、
絞り孔１１６、１１７のどちらか一方の絞り孔を通って
空気圧シリンダ１００内に空気が供給される。これによ
り、空気圧シリンダ１００は内部ストッパーにあたるま
で作動する。この時、空気圧シリンダ１００内で空気漏
れが生じている場合、空気圧シリンダ１００の開放され
ている空気出入口１０２から空気が流出し、空気回路内
を空気が流れる事になる。つまり、絞り孔１１６、１１
７のどちらか一方の絞り孔にも空気が流れ、上述した原
理により１次空気圧力計１１４で計測される１次空気圧
と２次空気圧力計１１８で計測される２次空気圧に差圧
が生じ、これにより空気漏れが検出できる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うに、１次空気圧と２次空気圧との差圧は空気の漏れ量
が一定の場合、絞り孔の流体が通過することのできる開
口面積により変化し、空気の漏れ量に合わせて最適な絞
り孔を用いないと圧力差が明確に発生しない場合も有り
得る。これは、圧力計の計測精度にもよるが、空気圧の
性格上いくら圧力計の精度を上げても供給圧力は必ず微
妙に変動するため、この影響を避けられるような差圧に
なるような絞り孔を用いる必要がある。

【００１２】つまり、供給圧力の変動よりも大きな差圧
になるように絞り孔の開口面積が最適となるように絞り
孔を選択する必要がある。すなわち、空気圧シリンダ１
００内の空気漏れ量が大きい場合には開口面積の大きい
絞り孔にて供給圧力の変動よりも大きな差圧になるが、
空気圧シリンダ１００内の空気漏れ量が微少の場合には
余程開口面積の小さい絞り孔を用いないと供給圧力の変
動よりも大きな差圧にならない。このため、従来の空気
漏れ判定装置１１０ではセレクター１１５により絞り孔
１１６、１１７を切替える機構が必要となり、また供給
圧力を空気の漏れ量に換算する場合、換算表を実験より
得たデータから作成し、それに当てはめるのであるが絞
り孔１１６、１１７の数量分だけ換算表が必要となり、
機構が複雑で測定が煩雑となっていた。

【００１３】この発明の目的は、簡素な構造で、しかも
容易に空気圧機器の良否を判定することが可能な空気圧
機器の空気漏れ判定装置を提供することにあり、且つ、
空気圧機器の交換時期または修理時期を判定することが
容易な空気圧機器の空気漏れ判定装置を提供することに
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、少なくとも２個の空気出入口を持つシリンダチュー
ブ、およびこのシリンダチューブ内を前記少なくとも２
個の空気出入口のうちの一方の空気出入口に連通する一
方側圧力室と他方の空気出入口に連通する他方側圧力室
とに区画するピストンを有する空気圧機器と、前記一方
の空気出入口を介して前記一方側圧力室内に空気圧を加
える空気供給手段と、前記他方の空気出入口を閉鎖した
状態で、前記他方側圧力室内の空気圧を計測する圧力計
測手段と、この圧力計測手段で計測した前記他方側圧力
室内の空気圧に基づいて前記空気圧機器の空気漏れを判
定する判定手段とを備えた技術手段を採用した。

【００１５】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の空気圧機器の空気漏れ判定装置に加えて、前記判定手
段は、前記圧力計測手段で計測される前記他方側圧力室
内の空気圧の測定時間を制限するタイマー回路を有する
ことを特徴とする。請求項３に記載の発明は、請求項１
または請求項２に記載の空気圧機器の空気漏れ判定装置
に加えて、前記空気圧機器は、前記シリンダチューブと
前記ピストンとの摺動部分にゴム製のシール材を有し、
前記判定手段は、前記圧力計測手段で計測した前記他方
側圧力室内の空気圧と前記空気圧機器の良否を判定する
基準値とを比較する比較回路、および基準値に温度補正
を加える温度補正回路を有することを特徴とする。

【００１６】

【発明の作用および効果】請求項１に記載の発明によれ
ば、空気漏れが発生している空気圧機器のシリンダチュ
ーブの一方の空気出入口から一方側圧力室内に空気圧を
加えると、シリンダチューブとピストンとの間を通り一
方側圧力室から他方側圧力室内に漏れた空気が他方の空
気出入口から排気されることに着目し、排気される空気
出入口を閉鎖し、他方側圧力室内の空気圧の上昇を圧力
計測手段にて計測することにより、空気漏れを判断す
る。このため、空気圧機器内の空気の漏れが多い場合だ
けでなく、空気の漏れが微少な場合でも時間をかければ
他方側圧力室内の空気圧は必ず上昇するため空気圧機器
内の空気の漏れが測定できる。よって、簡素な構造であ
りながらも、他方側圧力室内の空気圧に基づいて空気圧
機器内の空気漏れを容易に判定することができる。

【００１７】請求項２に記載の発明によれば、タイマー
回路により圧力計測手段で計測される他方側圧力室内の
空気圧の測定時間を制限しているので、他方側圧力室内
の空気圧が一方側圧力室内に加える空気圧と同一になる
ことを防止できるので、空気圧機器内の空気漏れを正確
に判定することができる。請求項３に記載の発明によれ
ば、シリンダチューブとピストンとの摺動部分の気密性
を確保するシール材がゴム製のため温度変化によりシー
ル材の収縮量が異なり、一方側圧力室内から他方側圧力
室内への空気の漏れ量が変化するが、比較回路の基準値
に温度補正を加える温度補正回路を設けているので、空
気圧機器の周囲の環境温度によらず、空気圧機器内の空
気漏れを正確に判定することができる。

【００１８】

【実施例】

〔実施例の構成〕次に、この発明の空気圧機器の空気漏
れ判定装置を、空気圧シリンダ用空気漏れ判定装置に適
用した実施例に基づいて説明する。図１は空気圧シリン
ダ用空気漏れ判定装置を示した図である。空気圧シリン
ダ用空気漏れ判定装置１は、空気圧を受けると作動する
空気圧シリンダ２と、この空気圧シリンダ２のリーク圧
力を測定するリーク圧力測定器３とを備えている。

【００１９】ここで、空気圧シリンダ２を図２に基づい
て簡単に説明する。この空気圧シリンダ２は、本発明の
空気圧機器であって、アクチュエータとして工作機械ま
たは工具に組み込まれ、シリンダ力が有効断面積および
差圧に比例するような直線運動を行う空気圧作動機器
（片ロッド型空気圧シリンダ）である。

【００２０】そして、空気圧シリンダ２は、２個の空気
出入口４、５を持つシリンダチューブ６、このシリンダ
チューブ６内を一方側圧力室７と他方側圧力室８とに区
画するピストン９、およびこのピストン９と結合してそ
の運動をシリンダチューブ６の外部に伝達する伝達手段
としての棒状のピストンロッド１０等から構成されてい
る。

【００２１】シリンダチューブ６は、ピストン９を摺動
自在に支持する円筒体である。このシリンダチューブ６
は、シリンダチューブ６の一方の開口端には、空気出入
口４を持ちヘッドカバー１１が装着されている。また、
シリンダチューブ６の他方の開口端には、空気出入口５
およびピストンロッド１０を摺動自在に支持する支持部
としての円筒状部１２を持つロッドカバー１３が装着さ
れている。

【００２２】このロッドカバー１３の円筒状部１２の内
周面には、ピストンロッド１０の外周面に接触するゴム
製のロッドパッキン１４が装着されている。なお、ヘッ
ドカバー１１の内側面は、ピストン９の図示上方向の移
動を規制するストッパー面１５として機能する。また、
ロッドカバー１３の内側面は、ピストン９の図示下方向
の移動を規制するストッパー面１６として機能する。

【００２３】ピストン９は、一方側圧力室７内の空気圧
と他方側圧力室８内の空気圧との差圧に応じて、シリン
ダチューブ６内を往復運動するもので、外周面にシリン
ダチューブ６の内壁面に接触するゴム製のＯリング１７
を装着している。そして、ピストン９の一方側圧力室７
内に突出した一方側軸状部１８の外周面には、ヘッドカ
バー１１の内壁面に接触するゴム製のＯリング１９が装
着されている。また、ピストン９の他方側圧力室８内に
突出した他方側軸状部２１の外周面には、ロッドカバー
１３の内壁面に接触するゴム製のＯリング２２が装着さ
れている。

【００２４】この実施例の空気圧シリンダ２では、シリ
ンダチューブ６とＯリング１７との接触部（空気漏れ
部）、およびロッドパッキン１４とピストンロッド１０
との接触部（空気漏れ部）の気密性確保と摺動時の摩耗
防止のため、シリンダチューブ６、ヘッドカバー１１お
よびロッドカバー１３の内周面に潤滑剤（例えばグリー
ス）が塗布されている。

【００２５】空気圧シリンダ２を作動させる場合には、
どちらか一方の空気出入口４、５に空気圧を加えると、
シリンダチューブ６とピストン９とはＯリング１７によ
ってシールされているため、ピストン９は一方側圧力室
７内の空気圧と他方側圧力室８内の空気圧との差圧を受
け、ヘッドカバー１１側またはロッドカバー１３側へ動
き始め、ヘッドカバー１１のストッパー面１５またはロ
ッドカバー１３のストッパー面１６に当たる所で停止す
る。この時、一般に他方の空気出入口５、４は大気に開
放されている。

【００２６】リーク圧力測定器３は、空気漏れを測定す
る空気圧シリンダ２の一方の空気出入口４に一定の供給
圧力（１次空気圧力と言う：例えば３．５kg／cm² ）を
供給する１次空気供給回路３１、空気圧シリンダ２の良
否を判定する判定制御装置３２、およびこれらを収納す
るハウジング３３等から構成されている。ハウジング３
３には、コンプレッサ等の空気圧力源３４より空気圧が
供給される空気供給口３５、空気圧シリンダ２へ空気圧
を加えるための空気出力口３６、および空気圧シリンダ
２のリーク圧力を入力させる空気入力口３７が形成され
ている。これらの空気供給口３５、空気圧出力口３６お
よび空気入力口３７には、円管形状の接続配管３８〜４
０が接続される。

【００２７】１次空気供給回路３１は、レギュレータ４
１、１次空気圧力計４２および切替スイッチ４３を接続
している。レギュレータ４１は、空気圧力源３４からの
供給圧力に変動がある場合にその影響を受け難いよう測
定用の空気圧（例えば３．５kg／cm² ）を設定するため
の圧力制御弁である。１次空気圧力計４２は、測定用の
空気圧を測定するための圧力測定手段である。切替スイ
ッチ４３は、空気圧シリンダ２への１次空気圧力の供給
および遮断を切り替える切替制御弁である。

【００２８】判定制御装置３２は、本発明の判定手段で
あって、空気圧シリンダ２の他方側圧力室８内の２次側
空気圧力（リーク圧力）を計測するための２次空気圧力
計測手段としてのリーク圧力計４４、および空気圧シリ
ンダ２の周囲の温度（測定環境温度）を検出する温度検
出手段としての温度センサ４５を有している。そして、
判定制御装置３２は、タイマー回路４６、比較回路４
７、表示回路４８および温度補正回路４９とを備えてい
る。リーク圧力計４４は、ハウジング３３の空気入力口
３７に閉塞配管５１を介して接続されている。なお、接
続配管４０および閉塞配管５１を接続した配管は、他方
の空気出入口５からリーク圧力計４４までの配管長さが
例えば７５０mmで、配管内径がφ４mmである。

【００２９】タイマー回路４６は、空気圧シリンダ２の
リーク圧力の測定時間を設定する測定時間設定手段であ
る。比較回路４７は、リーク圧力計４４で計測されたリ
ーク圧力と予め設定されたリーク圧力の判断値との比較
結果に基づいて、空気圧シリンダ２の良否を判定する判
定手段である。

【００３０】本例では、リーク圧力の判断値は、空気圧
シリンダ２の内径がφ４０、１次空気圧力を３．５kg／
cm² とした時に、２．７kg／cm² に設定している。な
お、空気圧シリンダ２の内径がφ４０より大きい場合に
はリーク圧力の判断値を２．７kg／cm² より上げ、内径
がφ４０より小さい場合にはリーク圧力の判断値を２．
７kg／cm² より下げるようにすると、リーク圧力と判断
値との比較がより正確となる。

【００３１】表示回路４８は、リーク圧力計４４で計測
されたリーク圧力を表示すると共に、比較回路４７の比
較結果、つまり空気圧シリンダ２の良否判定を表示する
表示手段である。なお、空気圧シリンダ２内に空気漏れ
が発生し、修理時期または交換時期と判定される場合に
ブザー等の表示手段により知らせるようにしても良い。
温度補正回路４９は、温度センサ４５で検出した温度に
基づいてリーク圧力の判断値に温度補正を加えるための
温度補正手段である。

【００３２】〔実施例の測定方法〕次に、この実施例の
空気の漏れ具合の測定方法を図１ないし図５に基づいて
簡単に説明する。

【００３３】リーク圧力測定器３の空気供給口３５に接
続配管３８を介して空気圧力源３４を接続する。空気圧
力源３４から空気供給口３５を通ってリーク圧力測定器
３の１次空気供給回路３１内に供給された空気は、レギ
ュレータ４１によって供給圧力の変動の影響を受け難く
するため供給圧力より減圧させられ、測定用の１次空気
圧力（例えば３．５kg／cm² ）に設定される。この時、
切替スイッチ４３は閉じておき、１次空気圧力計４２に
示される１次空気圧力を確認する。

【００３４】次に、空気の漏れ具合を測定する空気圧シ
リンダ２とリーク圧力測定器３との接続を行う。すなわ
ち、空気出力口３６に接続配管３９を介して、空気圧シ
リンダ２の一方の空気出入口４を接続する。

【００３５】次に、切替スイッチ４３を空気圧シリンダ
２内へ空気が供給されるように切り替えると、測定用の
１次空気圧力が一方の空気出入口４を通って一方側圧力
室７内に供給され、ピストン９が動作し内部のストッパ
ー面１６に係止される。ここで、空気圧シリンダ２内で
空気漏れが発生している場合、ピストン９とシリンダチ
ューブ６の接触部、つまりＯリング１７とシリンダチュ
ーブ６の内壁面との間を通して空気が漏れる。また、ピ
ストンロッド１０とロッドカバー１３の接触部、つまり
ロッドパッキン１４とピストンロッド１０の外周面との
間を通して空気が漏れる。

【００３６】次に、空気圧シリンダ２の他方の空気出入
口５の閉鎖を行うと同時に、判定制御装置３２のタイマ
ー回路４６を作動させ、予め設定された設定時間（例え
ば１分間）が経過した後のリーク圧力をリーク圧力計４
４で計測する。このリーク圧力計４４で計測されたリー
ク圧力は表示回路４８にて表示される。この時、比較回
路４７にて良否判定基準に従って、リーク圧力計４４に
より計測されたリーク圧力を良否判定し、その判定結果
が表示回路４８にて表示される。

【００３７】この良否判定基準とは、ある所定の１次空
気圧力（例えば３．５kg／cm² ）の時、ある設定時間
（例えば１分間）が経過した後のリーク圧力計４４で計
測されたリーク圧力がある判断値以上になると、空気圧
シリンダ２内の空気漏れ量が多く、空気圧シリンダ２の
修理または交換が必要であるといったリーク圧力の判断
値（例えば２．７kg／cm² ）のことである。このリーク
圧力の判断値は、下述するように、予め実験により１次
空気圧力と漏れ量との関係、温度と漏れ量との関係およ
び配管の容積（配管長さと断面積）と漏れ量を求めてお
き、これに従い、温度補正回路４９により温度補正をか
けたものである。

【００３８】また、上述した空気圧シリンダ２のロッド
パッキン１４から外部へ空気が漏れる場合は非常に稀で
あるが、本装置では切替スイッチ４３を閉じている時
と、開けた時とで１次空気圧力に差がある場合はピスト
ンロッド１０とロッドカバー１３との接触部から空気が
漏れていると判定することができる。

【００３９】〔実験例〕次に、１次空気圧力を変化させ
て、空気圧シリンダ２の漏れ量がどのように変化するか
調査した実験について説明する。第１の実験は、リーク
圧力測定器３のレギュレータ４１により空気圧シリンダ
２の一方側圧力室７内に供給される測定用の空気圧（１
次空気圧力）を２．５kg／cm² 〜４．５kg／cm² まで
０．５kg／cm² ずつ変化させて、空気圧シリンダ２の他
方側圧力室７内のリーク圧力（１分間の累積値）を調査
したもので、その実験結果を図３のグラフに示した。こ
の図３のグラフからも分かるように、１次空気圧力が上
昇するに従ってリーク圧力も上昇し、１次空気圧力が下
降するに従ってリーク圧力も下降する。

【００４０】第２の実験は、気温が１７℃〜２０℃の
時、１次空気圧力を３．５kg／cm² に設定して空気圧シ
リンダ２の他方側圧力室８内のリーク圧力（１分間の累
積値）を変化させて、空気圧シリンダ２内の漏れ量（リ
ーク量）を水没テストにより調査したもので、その実験
結果を図４のグラフに示した。この図４のグラフからも
分かるように、リーク圧力が上昇するに従ってリーク量
が増加し、リーク圧力が下降するに従ってリーク量も減
少する。したがって、空気圧シリンダ２の良否判定基準
であるリーク圧力の判断値は、１次空気圧力を大きくし
た場合には大きい値に設定し、１次空気圧力を小さくし
た場合は小さい値に設定する必要がある。

【００４１】次に、リーク圧力測定器３の判定制御装置
３２に温度補正回路４９を設ける理由を簡単に説明す
る。空気圧シリンダ２の空気漏れ部（シール材）として
のＯリング１７およびロッドパッキン１４は一般にゴム
製のため、空気圧シリンダ２の環境温度が低下すると収
縮し、環境温度が上昇すると膨張する。

【００４２】ここで、空気圧シリンダ２の環境温度を変
化させながらリーク圧力（１分間の累積値）を調査した
実験について説明する。この実験は、温度センサとして
サーミスタ温度計を用い、約０℃まで冷却してから１５
℃まで自然放置して昇温し、以降は電気ヒータで昇温し
て３℃毎のリーク圧力（１分間の累積値）を調査したも
ので、その調査結果を図５のグラフに表した。

【００４３】この図５のグラフからも明らかなように、
空気圧シリンダ２の環境温度が低下するとリーク圧力が
増加し、環境温度が上昇するとリーク圧力が減少する。
したがって、この実施例では、温度変化によってリーク
圧力が変化するため実験により求められた温度補正を加
えるようにしている。

【００４４】次に、リーク圧力測定器３の判定制御装置
３２にタイマー回路４６を設ける理由を簡単に説明す
る。空気圧シリンダ２内に空気漏れが発生している場合
には、リーク圧力が時間を無制限とすると最終的には１
次空気圧力と同一になるため、空気の漏れ具合を判定す
るために、ある所定の時間でのリーク圧力で判定する必
要があり、そのリーク圧力の測定時間を設定するために
タイマー回路４６が必要となる。

【００４５】ここで、接続配管４０および閉塞配管５１
の配管長さを変化させた時の設定リーク圧力への到達時
間がどのように変化するかについて調べた実験について
説明する。実験は、配管の内径をφ４に固定し、配管長
さを１ｍ、１．５ｍ、２ｍ、２．５ｍ、３ｍのように変
化させて、設定リーク圧力への到達時間を調査したもの
で、その実験結果を図６のグラフ〜図１１のグラフに示
す。なお、設定リーク圧力は、図６では０．５kg／c
m² 、図７では１．０kg／cm² 、図８では１．５kg／cm
² 、図９では２．０kg／cm² 、図１０では２．５kg／cm
² 、図１１では３．０kg／cm² である。また、図６のグ
ラフ〜図１１のグラフにおいて、○は配管長さ１ｍ、●
は配管長さ１．５ｍ、△は配管長さ２ｍ、▲は配管長さ
２．５ｍ、■は配管長さ３ｍの時の値である。

【００４６】これらのグラフから分かるように、空気圧
シリンダ２の他方の空気出入口５からリーク圧力計４４
までの配管の容積（＝配管長さ×配管の断面積）によ
り、リーク圧力が設定リーク圧力に到達するまでの到達
時間が変化するので、これを基に必要測定時間を算出す
る。したがって、１次空気圧力を一定の圧力（例えば
３．５kg／cm² ）とした場合でも、接続配管４０および
閉塞配管５１の容積（＝配管長さ×断面積）によってあ
る設定リーク圧力（例えば２．７kg／cm² ）にリーク圧
力が到達するまでの時間が異なる。このため、タイマー
回路４６で設定されるリーク圧力の測定時間は、接続配
管４０および閉塞配管５１の容積（＝配管長さ×断面
積）の違いによっても変化させる必要がある。

【００４７】〔実施例の効果〕以上のように、空気圧シ
リンダ用空気漏れ判定装置１は、空気圧シリンダ２の２
個の空気出入口４、５の一方の空気出入口に一定の１次
空気圧力を加え、他方の空気出入口を閉鎖し、この他方
の空気出入口に連通する圧力室内の空気圧の上昇によ
り、空気圧シリンダ２内部で空気漏れが発生しているか
否かを容易に判断することができる。また、微少な空気
漏れであっても、リーク圧力の測定時間を長くすること
により、空気が漏れている限り、必ず他方側圧力室内の
圧力は上昇するため、微少な空気の漏れの発生も判定す
ることができる。

【００４８】さらに、リーク圧力測定器３の判定制御装
置３２にタイマー回路４６を追加することにより、リー
ク圧力が上昇し始めてから、任意の時間でのリーク圧力
の測定が可能となり、予め実験により、その空気圧シリ
ンダ２に使用する空気に関する使用限界を求めておけ
ば、その空気圧シリンダ２が使用可能か否かの判定が可
能となる。また、空気圧シリンダ２の通常の使用期間中
にある一定期間（例えば１週間）毎のリーク圧力をリー
ク圧力測定器３で測定して、リーク圧力の判断値以上に
空気圧シリンダ２のリーク圧力が到達する時期を予測す
ることができる。

【００４９】これにより、空気圧シリンダ２をアクチュ
エータとして用いる工作機械や工具等を空気圧シリンダ
２の動作異常により突然停止させて、空気圧シリンダ２
を交換または修理するのではなく、事前に空気圧シリン
ダ２の交換時期または修理時期を予測することにより計
画的に工作機械や工具等を停止させることができる。す
なわち、工作機械や工具等の稼働率を向上することがで
きる。

【００５０】〔変形例〕この実施例では、空気圧シリン
ダ（片ロッド型空気圧シリンダ）の空気漏れを判定した
が、空気圧機器として両ロッド型空気圧シリンダ、クッ
ション付空気圧シリンダ、可変行程空気圧シリンダ、デ
ュアル行程空気圧シリンダ、タンデム型空気圧シリン
ダ、真空シリンダ、負圧ブレーキブースタ等の空気圧作
動機器の空気漏れを判定しても良い。また、圧縮機、送
風機等の空気圧発生機器等の空気圧機器の空気漏れを判
定しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】空気圧シリンダ用空気漏れ判定装置を示した構
成図である（実施例）。

【図２】空気圧シリンダを示した断面図である（実施
例）。

【図３】１次空気圧力とリーク圧力との関係を示したグ
ラフである（実験例）。

【図４】リーク圧力とリーク量との関係を示したグラフ
である（実験例）。

【図５】環境温度とリーク圧力との関係を示したグラフ
である（実験例）。

【図６】到達時間とリーク圧力との関係を示したグラフ
である（実験例）。

【図７】到達時間とリーク圧力との関係を示したグラフ
である（実験例）。

【図８】到達時間とリーク圧力との関係を示したグラフ
である（実験例）。

【図９】到達時間とリーク圧力との関係を示したグラフ
である（実験例）。

【図１０】到達時間とリーク圧力との関係を示したグラ
フである（実験例）。

【図１１】到達時間とリーク圧力との関係を示したグラ
フである（実験例）。

【図１２】空気圧シリンダ用空気漏れ判定装置を示した
構成図である（従来例）。

【符号の説明】

１ 空気圧シリンダ用空気漏れ判定装置 ２ 空気圧シリンダ（空気圧機器） ３ リーク圧力測定器 ４ 空気出入口 ５ 空気出入口 ６ シリンダチューブ ７ 一方側圧力室 ８ 他方側圧力室 ９ ピストン １０ ピストンロッド １４ ロッドパッキン １７ Ｏリング（シール材） ３２ 判定制御装置（判定手段） ４４ リーク圧力計（圧力計測手段） ４６ タイマー回路 ４７ 比較回路 ４９ 温度補正回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）少なくとも２個の空気出入口を持つ
   シリンダチューブ、およびこのシリンダチューブ内を前
   記少なくとも２個の空気出入口のうちの一方の空気出入
   口に連通する一方側圧力室と他方の空気出入口に連通す
   る他方側圧力室とに区画するピストンを有する空気圧機
   器と、 （ｂ）前記一方の空気出入口を介して前記一方側圧力室
   内に空気圧を加える空気供給手段と、 （ｃ）前記他方の空気出入口を閉鎖した状態で、前記他
   方側圧力室内の空気圧を計測する圧力計測手段と、 （ｄ）この圧力計測手段で計測した前記他方側圧力室内
   の空気圧に基づいて前記空気圧機器の空気漏れを判定す
   る判定手段とを備えた空気圧機器の空気漏れ判定装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の空気圧機器の空気漏れ判
   定装置において、 前記判定手段は、前記圧力計測手段で計測される前記他
   方側圧力室内の空気圧の測定時間を制限するタイマー回
   路を有することを特徴とする空気圧機器の空気漏れ判定
   装置。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の空気圧機
   器の空気漏れ判定装置において、 前記空気圧機器は、前記シリンダチューブと前記ピスト
   ンとの摺動部分にゴム製のシール材を有し、 前記判定手段は、前記圧力計測手段で計測した前記他方
   側圧力室内の空気圧と前記空気圧機器の良否を判定する
   基準値とを比較する比較回路、および基準値に温度補正
   を加える温度補正回路を有することを特徴とする空気圧
   機器の空気漏れ判定装置。