JPH10185747A - リーク測定機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内部漏れを少なくして測定精度を上げること
を目的にする。 【解決手段】 シリンダＣ内の圧力室２２、２３の受圧
面積を等しくする。そして、シリンダ側に設けた検出棒
２６に設けたコア２７と、ピストンＰの検出孔２４に設
けたコイル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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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２
２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、２
３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３
１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)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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。
2. 【請求項２】 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。
3. 【請求項３】 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。