(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力容器の内部に隔壁を介して隔てられる、非圧縮性の第１流体が供給される第１室と、圧縮性の第２流体が封入される第２室とが設けられ、
前記第１室は、
前記第１流体が供給される前の初期状態においては、前記隔壁に設けられたシール部材によって、前記第１流体の供給孔に繋がる第１領域と、前記第１領域に供給される流体と同一の流体が封じ込まれている第２領域とに隔てられ、この第２領域内の流体には前記隔壁を介して前記第２室内の前記第２流体の圧力がかかっており、
前記第１流体の供給がなされると、前記第１領域内の内部圧力が増大して、前記シール部材が前記第１領域と前記第２領域とを隔てている位置から離れて、前記第１領域と前記第２領域とが繋がって単一の領域となるように構成されると共に、
かつ前記隔壁は、前記単一の領域となった状態にある前記第１室内の圧力と前記第２室内の圧力が等しい場合には、前記第１室内の圧力と前記第２室内の圧力が等しい状態を保つように、前記第１室と前記第２室の各室の容積を変化可能に構成されており、
前記第１室内に前記第１流体を供給し、この第１流体の圧力の変化を測定することによって、前記第２室内に封入された前記第２流体の流体圧力を測定する、圧力容器内の流体圧力の測定方法において、
前記第１室内に前記第１流体を一定流量で供給しつつ、前記第１室内に供給される前記第１流体の圧力を圧力センサによって測定する工程と、
経過時間と、前記圧力センサによって測定された測定値との関係を記憶手段に記憶させる工程と、
前記記憶手段に記憶された前記関係のうち、経過時間に対する前記第１流体の圧力の上昇勾配が急激に変化する変曲点に達する前の一定範囲の複数のデータを用いて、演算手段によって近似直線の第１近似式を導出する工程と、
前記記憶手段に記憶された前記関係のうち、経過時間に対する前記第１流体の圧力の上昇勾配が急激に変化する変曲点に達した後の一定範囲の複数のデータを用いて、前記演算手段によって近似直線の第２近似式を導出する工程と、
前記演算手段によって、前記第１近似式と前記第２近似式との交点を算出し、該交点の圧力を前記第１流体非供給時の前記第２流体の流体圧力として決定する工程と、
を有することを特徴とする圧力容器内の流体圧力の測定方法。
【請求項２】
圧力容器の内部に隔壁を介して隔てられる、非圧縮性の第１流体が供給される第１室と、圧縮性の第２流体が封入される第２室とが設けられ、
前記第１室は、
前記第１流体が供給される前の初期状態においては、前記隔壁に設けられたシール部材によって、前記第１流体の供給孔に繋がる第１領域と、前記第１領域に供給される流体と同一の流体が封じ込まれている第２領域とに隔てられ、この第２領域内の流体には前記隔壁を介して前記第２室内の前記第２流体の圧力がかかっており、
前記第１流体の供給がなされると、前記第１領域内の内部圧力が増大して、前記シール部材が前記第１領域と前記第２領域とを隔てている位置から離れて、前記第１領域と前記第２領域とが繋がって単一の領域となるように構成されると共に、
かつ前記隔壁は、前記単一の領域となった状態にある前記第１室内の圧力と前記第２室内の圧力が等しい場合には、前記第１室内の圧力と前記第２室内の圧力が等しい状態を保つように、前記第１室と前記第２室の各室の容積を変化可能に構成されており、
前記第１室内に前記第１流体を供給し、この第１流体の圧力の変化を測定することによって、前記第２室内に封入された前記第２流体の流体圧力を測定する、圧力容器内の流体圧力の測定装置において、
前記第１室内に前記第１流体を一定流量で供給する供給源と、
前記第１室内に供給される前記第１流体の圧力を測定する圧力センサと、
経過時間と、前記圧力センサによって測定された測定値との関係を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記関係のうち、経過時間に対する前記第１流体の圧力の上昇勾配が急激に変化する変曲点に達する前の一定範囲の複数のデータを用いて、近似直線の第１近似式を導出し、かつ前記記憶手段に記憶された前記関係のうち、経過時間に対する前記第１流体の圧力の上昇勾配が急激に変化する変曲点に達した後の一定範囲の複数のデータを用いて、近似直線の第２近似式を導出すると共に、前記第１近似式と前記第２近似式との交点を算出し、該交点の圧力を前記第１流体非供給時の前記第２流体の流体圧力として決定する演算手段と、
を備えることを特徴とする圧力容器内の流体圧力の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力容器内の流体圧力の測定方法及び測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、アキュムレータなどの圧力容器内に封入されたガスなどの流体の圧力を測定する方法として、この流体が封入されている室に隣接する室内に流体を供給し、封入された流体の圧力を測定する方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
すなわち、かかる方法は、流体が封入されている室と供給する流体用の室とを隔てる隔壁を、両方の室内の圧力が等しい場合には、これらの圧力を等しく保つように、これらの各室の容積を変化可能に構成する。これにより、前記隣接する室内に流体を一定流量で供給した場合、当該流体の圧力の上昇勾配は、封入された流体の圧力を超えると急激に変化する。この現象を利用することによって、封入されている流体の圧力を測定することが可能となる。図４を参照して、更に、具体的に説明する。図４は、経過時間と、供給する流体の圧力との関係を示したグラフである。
【０００４】
供給する流体の圧力が封入された流体の圧力と等しくなるまでは、上記隔壁による各室の容積の変化は生じない。従って、図４中の一番上のグラフに示すように、経過時間に対する、供給する流体の圧力は、封入された流体の圧力と等しくなるまで直線的に変化する。そして、供給する流体の圧力が封入された流体の圧力を超えると、隔壁によって、各室内の圧力を等しく保つように、各室の容積が変化していく。これにより、経過時間に対する、供給する流体の圧力の上昇勾配は、それ以前に比べて小さくなると共に、曲線的に変化するようになる。
【０００５】
以上のことから、経過時間に対する、供給する流体の圧力の上昇勾配の変曲点（図４中の一番上のグラフにおけるＰ２）における圧力が、封入された流体の圧力であることが分かる。
【０００６】
特許文献１には、経過時間に対する上記流体圧力の変化を、変化時間で１階微分した波形と、２階微分した波形（パルス波形）を求めて、パルス波形が収まった時点を変曲点とすることで、当該変曲点の位置をピンポイントで求める技術が開示されている。図４中の真ん中のグラフは１階微分の波形を示し、一番下のグラフは２階微分の波形を示している。かかる技術によれば、変曲点の前後において、安定的に圧力が変化する場合には、封入された流体の圧力を高精度に測定することが可能となる。
【０００７】
しかしながら、圧力容器の構造や機構によっては、供給する流体の圧力と封入された流体の圧力が等しい時点が変曲点とはならない場合がある。また、変曲点の前後において、圧力の変化が不安定となる場合がある。この場合には、上記の技術では、正確に変曲点の位置を求めることができない。例えば、圧力容器の構造や機構によっては、供給する流体の圧力が、封入された流体の圧力よりも、ある程度高くなってから、隔壁により、その両側の室内の圧力を等しくするバランス機能が発揮されるものがある。この場合、図５の一番上のグラフに示すように、供給する流体の圧力は、局所的に高くなった後に低くなるピークが発生し、その後、再び高くなっていくように変化する（なお、図中Ｐ０はピーク点を示し、Ｐ１は再び高くなる開始点を示している。）。そのため、上記の技術のように、経過時間に対する上記流体圧力の変化を、変化時間で１階微分した波形（図５中真ん中のグラフ）と、２階微分した波形（同図中一番下のグラフ）を求めたとしても、これらの波形は、供給する流体の圧力が封入された流体の圧力と等しくなってから所定時間経過した
後に発生したものである。従って、２階微分によって得られたパルス波形が収まった時点を変曲点とする上記技術においては、測定誤差が生じてしまう。
【０００８】
なお、その他、封入した気体の圧力を測定する方法として、封入した気体の状態変化の式を利用する方法も知られている（特許文献２参照）。かかる方法は、実際の圧力変化からポリトロープ指数を算出して、それにより封入した気体の圧力を算出する方法であり、体積変化量を精度良く測定する必要がある。そのため、供給する流体の流量の変動を測定するか、供給する流体の流量を高精度に一定に保つようにしなければならない。従って、その設備構成が複雑となり、コストが高くなる問題がある。
【０００９】
また、油圧回路中に設置されたアキュムレータ内の気体の圧力を測定する方法として、測定に先立ってアキュムレータ内への作動油の供給と放出を繰り返し、配管系を測定に適した温度に上昇させた後に作動油をチャージし、それを吐出させて吐出中の作動油の圧力の変化から気体の圧力を測定する技術も知られている（特許文献３参照）。かかる方法は、測定前の準備に時間がかかるという問題がある。また、準備作業により気体の温度が上昇する一方、測定時には、圧力降下に伴う気体の膨張による温度変化の影響によって、正確な圧力が測定できないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３４４４３０７号公報
【特許文献２】特開２００４−１５６９４３号公報
【特許文献３】特許第３３１７７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、圧力容器に封入されている流体の圧力を、簡易的な構成で高精度に測定可能とする圧力容器内の流体圧力の測定方法及び測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
【００１３】
すなわち、本発明の圧力容器内の流体圧力の測定方法は、
圧力容器の内部に隔壁を介して隔てられる、非圧縮性の第１流体が供給される第１室と、圧縮性の第２流体が封入される第２室とが設けられ、
前記第１室は、
前記第１流体が供給される前の初期状態においては、前記隔壁に設けられたシール部材によって、前記第１流体の供給孔に繋がる第１領域と、前記第１領域に供給される流体と同一の流体が封じ込まれている第２領域とに隔てられ、この第２領域内の流体には前記隔壁を介して前記第２室内の前記第２流体の圧力がかかっており、
前記第１流体の供給がなされると、前記第１領域内の内部圧力が増大して、前記シール部材が前記第１領域と前記第２領域とを隔てている位置から離れて、前記第１領域と前記第２領域とが繋がって単一の領域となるように構成されると共に、
かつ前記隔壁は、前記単一の領域となった状態にある前記第１室内の圧力と前記第２室内の圧力が等しい場合には、前記第１室内の圧力と前記第２室内の圧力が等しい状態を保つように、前記第１室と前記第２室の各室の容積を変化可能に構成されており（隔壁の具体例としては、隔壁自体が圧力容器内を移動可能に構成される場合、隔壁が可撓性を有するなど変形可能に構成される場合、及び、隔壁が移動可能かつ変形可能な場合を挙げるこ
とができる）、
前記第１室内に前記第１流体を供給し、この第１流体の圧力の変化を測定することによって、前記第２室内に封入された前記第２流体の流体圧力を測定する、圧力容器内の流体圧力の測定方法において、
前記第１室内に前記第１流体を一定流量で供給しつつ、前記第１室内に供給される前記第１流体の圧力を圧力センサによって測定する工程と、
経過時間と、前記圧力センサによって測定された測定値との関係を記憶手段に記憶させる工程と、
前記記憶手段に記憶された前記関係のうち、経過時間に対する前記第１流体の圧力の上昇勾配が急激に変化する変曲点に達する前の一定範囲の複数のデータを用いて、演算手段によって近似直線の第１近似式を導出する工程と、
前記記憶手段に記憶された前記関係のうち、経過時間に対する前記第１流体の圧力の上昇勾配が急激に変化する変曲点に達した後の一定範囲の複数のデータを用いて、前記演算手段によって近似直線の第２近似式を導出する工程と、
前記演算手段によって、前記第１近似式と前記第２近似式との交点を算出し、該交点の圧力を前記第１流体非供給時の前記第２流体の流体圧力として決定する工程と、
を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、変曲点に達する前の一定範囲の複数のデータから得られた近似式と、変曲点に達した後の一定範囲の複数のデータから得られた近似式との交点から、圧力容器内に封入された流体（第２流体）の圧力を求める構成を採用している。そのため、変曲点の前後で、供給する流体（第１流体）の圧力の変化が不安定であっても、不安定なデータを除いて変曲点を求めることができる。従って、封入されている流体の圧力を、高精度に測定することが可能となる。また、供給する流体の流量を測定したり、供給する流体を精度良く一定に供給したりする必要もなく、測定前の準備に時間がかかったりしてしまうこともない。
【００１５】
また、本発明の圧力容器内の流体圧力の測定装置は、
圧力容器の内部に隔壁を介して隔てられる、非圧縮性の第１流体が供給される第１室と、圧縮性の第２流体が封入される第２室とが設けられ、
前記第１室は、
前記第１流体が供給される前の初期状態においては、前記隔壁に設けられたシール部材によって、前記第１流体の供給孔に繋がる第１領域と、前記第１領域に供給される流体と同一の流体が封じ込まれている第２領域とに隔てられ、この第２領域内の流体には前記隔壁を介して前記第２室内の前記第２流体の圧力がかかっており、
前記第１流体の供給がなされると、前記第１領域内の内部圧力が増大して、前記シール部材が前記第１領域と前記第２領域とを隔てている位置から離れて、前記第１領域と前記第２領域とが繋がって単一の領域となるように構成されると共に、
かつ前記隔壁は、前記単一の領域となった状態にある前記第１室内の圧力と前記第２室内の圧力が等しい場合には、前記第１室内の圧力と前記第２室内の圧力が等しい状態を保つように、前記第１室と前記第２室の各室の容積を変化可能に構成されており（隔壁の具体例としては、隔壁自体が圧力容器内を移動可能に構成される場合、隔壁が可撓性を有するなど変形可能に構成される場合、及び、隔壁が移動可能かつ変形可能な場合を挙げることができる）、
前記第１室内に前記第１流体を供給し、この第１流体の圧力の変化を測定することによって、前記第２室内に封入された前記第２流体の流体圧力を測定する、圧力容器内の流体圧力の測定装置において、
前記第１室内に前記第１流体を一定流量で供給する供給源と、
前記第１室内に供給される前記第１流体の圧力を測定する圧力センサと、
経過時間と、前記圧力センサによって測定された測定値との関係を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記関係のうち、経過時間に対する前記第１流体の圧力の上昇勾配が急激に変化する変曲点に達する前の一定範囲の複数のデータを用いて、近似直線の第１近似式を導出し、かつ前記記憶手段に記憶された前記関係のうち、経過時間に対す
る前記第１流体の圧力の上昇勾配が急激に変化する変曲点に達した後の一定範囲の複数のデータを用いて、近似直線の第２近似式を導出すると共に、前記第１近似式と前記第２近似式との交点を算出し、該交点の圧力を前記第１流体非供給時の前記第２流体の流体圧力として決定する演算手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、変曲点に達する前の一定範囲の複数のデータから得られた近似式と、変曲点に達した後の一定範囲の複数のデータから得られた近似式との交点から、圧力容器内に封入された流体（第２流体）の圧力を求める構成を採用している。そのため、変曲点の前後で、供給する流体（第１流体）の圧力の変化が不安定であっても、不安定なデータを除いて変曲点を求めることができる。従って、封入されている流体の圧力を、高精度に測定することが可能となる。また、供給する流体の流量を測定したり、供給する流体を精度良く一定に供給したりする必要もなく、測定前の準備に時間がかかったりしてしまうこともない。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、圧力容器に封入されている流体の圧力を、簡易的な構成で高精度に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例に係る圧力容器内の流体圧力の測定装置の構成説明図である。
【図２】本発明の実施例に係る圧力容器の模式的断面図である。
【図３】本発明の実施例に係る圧力容器内に第１流体を供給する過程における、経過時間と第１流体の流体圧力との関係を示すグラフである。
【図４】従来例に係る圧力容器に封入されている流体の圧力の測定方法を説明するグラフである。
【図５】従来例に係る測定方法の問題点を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２０】
（実施例）
図１〜図３を参照して、本発明の実施例に係る圧力容器内の流体圧力の測定方法及び測定装置について説明する。
【００２１】
＜圧力容器内の流体圧力の測定装置＞
図１を参照して、測定装置全体の構成について説明する。図１は圧力容器であるアキュムレータ１００に封入されている第２流体としての気体の圧力を測定するための測定装置の全体構成を示したものである。
【００２２】
アキュムレータ１００における第１流体としての液体（例えば、作動油）が供給される供給ポート１２１には、第１配管Ｄ１が接続されている。また、この第１配管Ｄ１に対しては、第２配管Ｄ２が接続されている。そして、供給源１０によって、この第２配管Ｄ２を通じて、第１流体である液体が第１配管Ｄ１に送られるように構成されている。また、第２配管Ｄ２には、配管内の液体を排出するための第３配管Ｄ３が接続されている。
【００２３】
第２配管Ｄ２において、供給源１０の下流側であって、第３配管Ｄ３との接続部よりも上流側には、流路を開閉する第１開閉弁１２が設けられている。なお、第１開閉弁１２よりも上流側には圧力計１１が設けられている。また、第３配管Ｄ３にも、流路を開閉する第２開閉弁１３が設けられている。
【００２４】
また、第１配管Ｄ１内の内圧を測定する圧力センサ１４と、アキュムレータ１００の外壁面の温度を測定する温度センサ１５も設けられている。圧力センサ１４によって測定された測定値（データ）及び温度センサ１５によって測定された測定値（データ）はコンピュータ１６に送られる。コンピュータ１６には表示装置１７が接続されており、この表示装置１７に測定結果などを表示できるように構成されている。なお、温度センサ１５は、第２流体としての気体の温度を測定するために設けられたものであり、アキュムレータ１００において、後述するシェル１１０の外壁面のうち、ガス室Ｒ２が設けられた位置の外側に取付けられる。これにより、温度センサ１５は、シェル１１０を介してガス室Ｒ２内に封入された気体の温度を測定する。
【００２５】
＜圧力容器（アキュムレータ）＞
図２を参照して、アキュムレータ１００の構成について説明する。アキュムレータ１００は、有底円筒形状の圧力容器本体であるシェル１１０と、シェル１１０の開口部側に固
定された支持部材１２０とを備えている。シェル１１０の底部は、その断面形状が円弧形状となっており、その中心にガス封入孔１１１が設けられている。このガス封入孔１１１はガスプラグ１１２によって閉じられるように構成されている。また、支持部材１２０は、回転対称形状となっており、その端部に上述した供給ポート１２１が設けられている。
【００２６】
シェル１１０の内部には、環状の金属製のベローズ１４０と、このベローズ１４０の一端側を塞ぐベローズキャップ１３１が設けられている。これらベローズ１４０及びベローズキャップ１３１からなる隔壁を介して、シェル１１０の内部は、第１室である液室Ｒ１と、第２室であるガス室Ｒ２とが形成されている。ガス室Ｒ２は、ガス封入孔１１１がガスプラグ１１２によって閉じられることで密閉空間となるように構成されており、このガス室Ｒ２に第２流体である気体が封入されている。
【００２７】
ベローズキャップ１３１における液室Ｒ１側には、シール部材１３２が一体的に設けられている。このシール部材１３２には、支持部材１２０における供給ポート１２１の供給孔１２１ａの開口端縁に沿うように密着する環状のシール突起１３２ａが設けられている。なお、液室Ｒ１は、上記の記載から明らかなように、ベローズ１４０及びベローズキャップ１３１からなる隔壁の内部の空間により構成される。この液室Ｒ１は、シール突起１３２ａが支持部材１２０から離れた状態においては単一の領域により構成される。しかし、シール突起１３２ａが支持部材１２０に密着した状態（図２に示す状態）においては、液室Ｒ１は、環状のシール突起１３２ａの内側における供給孔１２１ａに繋がる領域と、環状のシール突起１３２ａの外周側とベローズ１４０の内周側とで囲まれた密閉領域とに隔てられた状態となる。以下、説明の便宜上、前者の領域を第１領域Ｒ１１と称し、後者の領域を第２領域Ｒ１２と称する。初期状態（液体が供給される前の状態）においては、シール突起１３２ａは支持部材１２０に密着しており、液室Ｒ１のうち第２領域Ｒ１２内には、第１領域Ｒ１１に供給される液体と同一の液体が封じ込まれている。従って、初期状態においては、この第２領域Ｒ１２内の液体に、ベローズ１４０を介してガス室Ｒ２内の圧力（ガス圧）がかかっている。
【００２８】
また、ベローズ１４０は、支持部材１２０における本体部分の周囲を取り囲むように設けられている。このベローズ１４０の伸び縮みによって、ベローズキャップ１３１及びシール部材１３２が、シェル１１０の内部において往復移動可能に構成されている。なお、ベローズ１４０の一端は支持部材１２０に隙間なく溶接により固定され、他端はベローズキャップ１３１に隙間なく溶接により固定されている。ベローズ１４０における一端側にはベローズ１４０を保護するプロテクションリング１４１が設けられており、他端側にはベローズ１４０の振動を抑制する制振リング１４２が設けられている。
【００２９】
以上のように構成されたアキュムレータ１００においては、ガス室Ｒ２内の内部圧力が、液室Ｒ１のうち液体が供給される第１領域Ｒ１１の内部圧力よりも高い状態においては、ベローズキャップ１３１がガス室Ｒ２内の内部圧力の力によって、支持部材１２０側に押された状態となる。これにより、シール部材１３２のシール突起１３２ａの先端が、支持部材１２０に密着した状態となる。この時、第２領域Ｒ１２には、上記の通り、液体（作動油など）が満たされているので、ベローズ１４０がガス室Ｒ２内の圧力によって変形してしまうことはない。
【００３０】
そして、液室Ｒ１内の内部圧力が、第１領域Ｒ１１への液体供給前におけるガス室Ｒ２内の内部圧力を超えると、ベローズ１４０が伸びて、その先端のベローズキャップ１３１がガス室Ｒ２側に移動して、液室Ｒ１内の内部圧力とガス室Ｒ２内の内部圧力とが等しい状態を保つように機能する。なお、このとき、液室Ｒ１内は、上記の通り、単一の領域となっている（第１領域Ｒ１１と第２領域Ｒ１２に分かれていない）。そして、これら液室Ｒ１とガス室Ｒ２内の内部圧力が高くなればなるほど、ベローズキャップ１３１はシェル
１１０の底部側に移動して、ガス室Ｒ２の容積は小さくなる。
【００３１】
＜圧力容器内の流体圧力の測定手順＞
アキュムレータ１００におけるガス室Ｒ２に封入された気体の圧力を測定する場合には、図１に示すように、第１配管Ｄ１を供給ポート１２１に接続する。そして、第２開閉弁１３の弁を閉じた状態とし、第１開閉弁１２の弁を開いた状態として、供給源１０から第１流体である液体を、一定流量で供給する。これにより、アキュムレータ１００における液室Ｒ１に液体が供給される。このとき、圧力センサ１４によって、液室Ｒ１内における液体の圧力が測定され、測定されたデータは電気信号に変換された状態でコンピュータ１６に送られる。コンピュータ１６においては、測定開始からの経過時間と、圧力センサ１４により測定された測定値とを関係付けたデータが、記憶手段（メモリなど）に記憶される。また、コンピュータ１６においては、測定開始時点における温度センサ１５により測定された測定値についても、記憶手段（メモリなど）に記憶される。
【００３２】
そして、コンピュータ１６によって、上述した記憶手段に記憶されたデータに基づいて、ガス室Ｒ２内に封入された気体の圧力が演算され、その結果が表示装置１７に出力される。表示装置１７には、その結果（気体の圧力の測定値）が表示される。その後、第１開閉弁１２の弁を閉じた状態とし、第２開閉弁１３の弁を開いた状態として、液室Ｒ１内の液体を、第３配管Ｄ３を通じて排出させる。
【００３３】
＜圧力容器内に第１流体を供給する際の現象＞
特に、図２及び図３を参照して、アキュムレータ１００における液室Ｒ１に液体（第１流体）を供給している間におけるアキュムレータ１００の動作、及び液室Ｒ１内の液体の圧力の推移について説明する。図３は液室Ｒ１に液体を供給する過程における、経過時間と液体の流体圧力との関係を示すグラフである。図３におけるＬ０で示す線が、液室Ｒ１内における液体の圧力の推移を示している。ただし、ここで言う液室Ｒ１内における液体の圧力は、シール突起１３２ａが支持部材１２０から離れるまでは、液室Ｒ１のうち第１領域Ｒ１１内の液体の圧力である。
【００３４】
上記の通り、ガス室Ｒ２内の内部圧力（封入された第２流体の流体圧力）が、液室Ｒ１の第１領域Ｒ１１内の内部圧力よりも高い状態においては、ベローズキャップ１３１が支持部材１２０側に押された状態（ベローズ１４０が縮んだ状態）のまま静止している。従って、液室Ｒ１の容積は変化しないため、液室Ｒ１の第１領域Ｒ１１内の内部圧力（一定流量で供給される液体の圧力）は、時間の経過と共に直線的に上昇する。
【００３５】
ここで、本実施例に係るアキュムレータ１００においては、シール部材１３２のシール突起１３２ａが支持部材１２０に密着している状態においては、上記の通り、第２領域Ｒ１２内の内部圧力とガス室Ｒ２内の内部圧力は等しくなっている。一方、この第２領域Ｒ１２よりも内側の領域については、次のようになる。すなわち、液室Ｒ１における第１領域Ｒ１１内の内部圧力がベローズキャップ１３１に及ぼす有効面積Ｓ１は、シール突起１３２ａの密着領域の内周よりも内側の面積である。これに対して、ガス室Ｒ２内の内部圧力がベローズキャップ１３１に及ぼす有効面積Ｓ２は、シール突起１３２ａの密着領域の外周よりも内側の面積である。従って、Ｓ１＜Ｓ２となる。つまり、シール突起１３２ａが密着している面積分だけ、ガス室Ｒ２側の方が、有効面積が大きくなっている。そのため、液室Ｒ１の第１領域Ｒ１１内の内部圧力が、ガス室Ｒ２内の内部圧力よりも、上記有効面積の差に対応する差圧分だけ高くなってから、シール突起１３２ａが支持部材１２０から離れ始めると共にベローズ１４０が伸び始めて、液体の流入が始まる。
【００３６】
ベローズキャップ１３１におけるシール部材１３２のシール突起１３２ａが支持部材１２０から離れた状態においては、液室Ｒ１内の内部圧力とガス室Ｒ２内の内部圧力はバラ
ンスして等しくなる。
【００３７】
以上のことから、液室Ｒ１の第１領域Ｒ１１内の内部圧力は、時間の経過と共に、ガス室Ｒ２内の内部圧力よりも、上記差圧分だけ高くなるまでは一定の勾配にて上昇する。その後、シール突起１３２ａが支持部材１２０から離れるため、液室Ｒ１内の内部圧力は、ガス室Ｒ２内の内部圧力と等しくなるまで、一旦、下降する。そして、液室Ｒ１内の内部圧力とガス室Ｒ２内の内部圧力が等しくなった後は、液室Ｒ１内の内部圧力は、ガス室Ｒ２内の内部圧力と共に再び上昇する。図３において、変曲点Ｐ０は、液室Ｒ１の第１領域Ｒ１１内の内部圧力がガス室Ｒ２内の内部圧力よりも、上記差圧分だけ高くなり、シール突起１３２ａが支持部材１２０から離れた時点に相当する。また、図３において、変曲点Ｐ１は、液室Ｒ１内の内部圧力が、ガス室Ｒ２内の内部圧力と等しくなった時点に相当する。
【００３８】
＜圧力容器内の流体圧力の測定方法＞
本実施例に係るアキュムレータ１００のガス室Ｒ２内の内部圧力（第２流体であるガスの流体圧力）の測定方法について説明する。上記の通り、経過時間に対する液室Ｒ１内の内部圧力は、第１領域Ｒ１１内の内部圧力がガス室Ｒ２内の内部圧力よりも上記差圧分だけ高くなってから、上昇勾配が変化する。そのため、従来技術のように、上昇勾配の変曲点に基づいて、ガス室Ｒ２内の内部圧力を決定すると誤差が生じてしまう。
【００３９】
図３において、理論上、変曲点Ｐ０に達するまでの直線と、変曲点Ｐ１以降の曲線との交点Ｘにおける圧力が、ガス室Ｒ２内に封入されたガスの圧力（液室Ｒ１に液体の供給動作を行っていない状態での圧力（液体の非供給時のガスの圧力））である。
【００４０】
そこで、本実施例では、以下に示す方法によって、交点Ｘを求めている。すなわち、図３に示すグラフにおいて、変曲点Ｐ０，Ｐ１の付近では、圧力の変動が不安定となるため、これら不安定な領域から離れた図中Ａに示す範囲と、図中Ｂに示す範囲の測定データを用いて、交点Ｘを求めるようにしている。
【００４１】
なお、図中、範囲Ａ及び範囲Ｂに示す範囲の選定については特に限定されるものではなく、経験則や実験結果に基づいて、圧力容器の特性に応じて適宜設定することができる。例えば、変曲点Ｐ０における圧力値の半分の圧力値における時点を中心として、前後の５０［ｍｓ］分を範囲Ａとすることができる。また、変曲点Ｐ０の時点から５００［ｍｓ］経過後１０００［ｍｓ］に達するまでを範囲Ｂとすることができる。このように、変曲点Ｐ０を基準として、範囲Ａ及び範囲Ｂを選定できる。しかし、これに限らず、変曲点Ｐ１を基準として、これらを選定してもよいし、変曲点Ｐ０を基準に範囲Ａを選定し、変曲点Ｐ１を基準に範囲Ｂを選定してもよい。また、測定開始からの経過時間を基準にして、範囲Ａ及び範囲Ｂを選定してもよい。要は、圧力容器の特性に応じて、圧力の変動が安定な範囲の中から適宜設定すればよい。
【００４２】
そして、コンピュータ１６においては、記憶手段に記憶されたデータに基づき、図３のグラフにおける範囲Ａ内に相当する複数のデータから、コンピュータ１６に備えられた演算手段（ＣＰＵなど）によって、近似直線Ｌ１の近似式（第１近似式）を導出する。すなわち、コンピュータ１６においては、経過時間と圧力センサ１４により測定された測定値（液室Ｒ１の内部圧力に相当する値）とを関係付けた複数のデータ（範囲Ａに含まれる複数のデータ）により、近似直線Ｌ１の近似式（第１近似式）を導出する。なお、第１近似式の求め方としては、最小二乗法などの各種近似式の求め方を採用することができる。
【００４３】
また、コンピュータ１６においては、記憶手段に記憶されたデータに基づき、図３のグラフにおける範囲Ｂ内に相当する複数のデータから、コンピュータ１６に備えられた演算
手段（ＣＰＵなど）によって、近似直線Ｌ２の近似式（第２近似式）を導出する。すなわち、コンピュータ１６においては、経過時間と圧力センサ１４により測定された測定値（液室Ｒ１の内部圧力に相当する値）とを関係付けた複数のデータ（範囲Ｂに含まれる複数のデータ）により、近似直線Ｌ２の近似式（第２近似式）を導出する。なお、第２近似式の求め方としては、最小二乗法などの各種近似式の求め方を採用することができる。ここで、変曲点Ｐ１以降は、圧力勾配は曲線的に上昇するが、本実施例の場合には、変曲点Ｐ１を経過した後のしばらくの間は、ほぼ直線的に上昇するため、近似直線の近似式を導出するようにしている。ただし、例えば、供給する液体の供給速度が速かったり、液室Ｒ１の容量が小さかったりすることにより、変曲点Ｐ１以降の圧力の上昇勾配を直線として近似させるのが適切でない場合には、第２近似式を近似曲線の近似式とするのがよい。
【００４４】
そして、コンピュータ１６において、上記のように導出された第１近似式と第２近似式との交点を、コンピュータ１６に備えられた演算手段（ＣＰＵなど）によって算出する。このようにして求められた交点は、図３中の交点Ｘとほぼ一致する。このようにして、図３中のグラフにおける交点Ｘを求めることができる。
【００４５】
ここで、この交点Ｘにおける圧力は、測定時における環境温度での圧力である。一般的に、圧力容器内に封入されているガスの圧力は、予め定めた所定温度の際の圧力により定義する必要がある。つまり、予め定めた所定温度と、圧力容器内に封入されているガスの圧力がセットとなって管理される。本実施例においては、上記の通り、測定開始時点における温度センサ１５により測定された測定値に基づいて、交点Ｘにおける圧力を、予め定めた所定温度における圧力に換算し、換算された圧力を表示装置１７に表示するようにしている。また、本実施例における温度センサ１５はシェル１１０の外壁面の温度を測定しているが、測定前において室温下で十分長い時間放置しておくことで、封入されているガスの温度はシェル１１０の外壁面の温度と同一と考えることができる。
【００４６】
＜本実施例に係る圧力容器内の流体圧力の測定方法及び測定装置の優れた点＞
以上説明したように、本実施例に係る測定方法及び測定装置によれば、変曲点Ｐ０，Ｐ１に達する前の一定範囲（範囲Ａ）の複数のデータから得られた近似式（第１近似式）と、変曲点Ｐ０，Ｐ１に達した後の一定範囲（範囲Ｂ）の複数のデータから得られた近似式（第２近似式）との交点（交点Ｘにほぼ一致する）から、アキュムレータ１００におけるガス室Ｒ２に封入された気体（第２流体）の圧力を求める構成を採用している。
【００４７】
そのため、変曲点Ｐ０，Ｐ１の前後で、供給する液体（第１流体）の圧力の変化が不安定であっても、不安定なデータを除いて変曲点を求めることができる。従って、封入されている気体の圧力を、高精度に測定することが可能となる。また、従来技術のように、供給する流体の流量を測定したり、供給する流体を精度良く一定に供給したりする必要もなく、測定前の準備に時間がかかったりしてしまうこともない。
【００４８】
従って、ガス室Ｒ２に封入されている気体の圧力を、簡易的な構成で高精度に測定することができる。
【００４９】
また、本実施例においては、コンピュータ１６において、実測データに基づいて、測定値を演算していることから、測定対象ごとの封入ガスの圧力データを記録することもできるので、品質管理にも有効である。なお、アキュムレータが、精密な油圧制御に用いられる場合には、高い精度で気体を封入することが要求されるが、本実施例に係る方法及び装置によれば、例えば、１０ＭＰａの封入ガス圧力に対して±０．０１ＭＰａの範囲で封入された気体の圧力を測定でき、十分に要求に応えることができる。
【００５０】
＜その他＞
本実施例においては、アキュムレータ１００の構造及び機構上、経過時間に対する液体の圧力の上昇勾配は、一度だけピークを持つように変化するように構成された場合を示した。しかしながら、圧力容器の構造や機構によっては、理想的な変曲点（図３に示すＸ，図４に示すＰ２）の付近において、より不安定に圧力が変化する場合もあり得る。しかし、本発明における圧力容器内の流体圧力の測定方法及び測定装置によれば、不安定な領域の前後における安定した領域内のデータを用いて、それぞれ第１近似式と第２近似式を導き出し、これらの交点を求めることで、理論上、第１室内の第１流体の圧力が、第２室内に封入された第２流体圧力に等しくなった時点を求めることができる。従って、理想的な変曲点付近において圧力が極度に不安定な各種圧力容器においても、本発明を適用可能である。
【００５１】
また、本実施例においては、隔壁が、ベローズとベローズキャップにより構成され、ベローズの伸縮、及びこれに伴うベローズキャップの往復移動によって、液室Ｒ１（第１室）とガス室Ｒ２（第２室）の各室の容積を変化可能とするアキュムレータ１００の場合を説明した。しかしながら、本発明は、このような構造や機構の圧力容器に限定されることはない。例えば、ダイアフラムにように可撓性を有する部材により隔壁を構成してもよいし、ピストンのように圧力容器内を移動する部材で隔壁を構成してもよい。
【００５２】
また、本実施例においては、第１室内に供給する第１流体が液体（作動油など）で、第２室内に封入されている第２流体が気体の場合を示したが、第１流体と第２流体は、各種流体の組み合わせが可能である。ただし、第１流体は非圧縮性の流体で、第２流体は圧縮性の流体である必要がある。
【００５３】
また、本実施例においては、範囲Ａに含まれるデータから第１近似式を導出し、範囲Ｂに含まれるデータから第２近似式を導出する場合を示した。この場合において、範囲Ａに含まれる全てのデータ、及び範囲Ｂに含まれる全てのデータから、第１近似式及び第２近似式をそれぞれ導出してもよいし、各範囲の中から適当ないくつかのデータを用いて、第１近似式及び第２近似式をそれぞれ導出してもよい。
【００５４】
すなわち、圧力センサ１４からコンピュータ１６に送られる多数のデータの中には、何らかの影響で、明らかに誤ったデータが送られる場合もあり得る。そこで、コンピュータ１６において、圧力センサ１４から送られるデータが誤ったデータであるか否かを判定する機能を具備させておき、誤ったデータを除くデータで近似式を求めるようにすることもできる。なお、誤ったデータであるか否かを判定する方法としては、例えば、ある経過時間に対する測定値が、その経過時間の近傍の複数の経過時間における各々の測定値に比して大きく異なっている場合には、当該経過時間におけるデータは誤ったデータであると判定できる。
【符号の説明】
【００５５】
１０  供給源
１１  圧力計
１２  第１開閉弁
１３  第２開閉弁
１４  圧力センサ
１５  温度センサ
１６  コンピュータ
１７  表示装置
１００  アキュムレータ
１１０  シェル
１１１  ガス封入孔
１１２  ガスプラグ
１２０  支持部材
１２１  供給ポート
１２１ａ  供給孔
１３１  ベローズキャップ
１３２  シール部材
１３２ａ  シール突起
１４０  ベローズ
１４１  プロテクションリング
１４２  制振リング
Ｄ１  第１配管
Ｄ２  第２配管
Ｄ３  第３配管
Ｌ１  第１近似直線
Ｌ２  第２近似直線
Ｐ０，Ｐ１  変曲点
Ｒ１  液室
Ｒ２  ガス室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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