(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シール部材を挟んで締結された二つの部材のうちの一方の部材を加振手段により加振し、該加振による該一方の部材の振動に応じて該二つの部材のうちの他方の部材に生じる振動を振動検出手段により検出し、該振動検出手段で検出された該他方の部材の振動信号を変換手段によりフーリエ変換して得られる該他方の部材の振動のパワースペクトルを用いて、該シール部材の良否を判定する検査方法であって、
該変換手段から出力された該他方の部材の振動のパワースペクトルのピーク周波数及びそのゲインを基準の振動のパワースペクトルのピーク周波数及びそのゲインと比較することにより該シール部材の良否を判定する
ことを特徴とする、シール部材の検査方法。
【請求項２】
上記のパワースペクトルのピーク周波数及びそのゲインの比較を、予め定められた所定の周波数領域内で行なうことを特徴とする、請求項１記載のシール部材の検査方法。
【請求項３】
上記のパワースペクトルのピーク周波数及びそのゲインの比較に当たって、基準の振動のパワースペクトルのピーク周波数及びそのゲインの点を中心に、この点よりもピーク周波数及びゲインの双方について幅をもたせた領域を設定し、変換手段から出力された該他方の部材の振動のパワースペクトルのピーク周波数及びそのゲインが該領域から外れたら、該シール部材に異常があると判定することを特徴とする、請求項２記載のシール部材の検査方法。
【請求項４】
シール部材を挟んで締結された二つの部材のうちの一方の部材を加振手段により加振し、該加振による該一方の部材の振動に応じて該二つの部材のうちの他方の部材に生じる振動を振動検出手段により検出し、該振動検出手段で検出された該他方の部材の振動信号を変換手段によりフーリエ変換して得られる該他方の部材の振動のパワースペクトルを用いて、該シール部材の良否を判定する検査方法であって、
該変換手段から出力された該他方の部材の振動のパワースペクトルをバンドパスフィルタで処理して得られたピークバンド及びそのゲインを基準の振動のパワースペクトルをバンドパスフィルタで処理して得られたピークバンド及びそのゲインと比較することにより該シール部材の良否を判定する
ことを特徴とする、シール部材の検査方法。
【請求項５】
上記のパワースペクトルのピークバンド及びそのゲインの比較に当たって、基準の振動のパワースペクトルのピークバンド及びそのゲインの点を中心に、この点よりもピークバンド及びゲインの双方について幅をもたせた領域を設定し、変換手段から出力された該他方の部材の振動のパワースペクトルのピークバンド及びそのゲインが該領域から外れたら、該シール部材に異常があると判定することを特徴とする、請求項４記載のシール部材の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二つの部材間に介装されたシール部材の良否を検査するシール部材の検査方法に関し、特に、ガスケットやＯリングの組み付け忘れを検査するのに用いて好適の、シール部材の検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の部材を結合して構成された構造体の場合、結合される二つの部材間において構造体内を気密又は液密にするために、ガスケットやＯリング等のシール部材が介装されている。
例えばエンジン本体は、シリンダブロック上にシリンダヘッドを結合されて構成されるが、このようなシリンダブロックとシリンダヘッドとの間には、エンジン内部のガスが漏出しないように、ガスケットが介装されている。また、このようなエンジン本体の端部には、エンジンオイルを加圧するオイルポンプを収容したオイルポンプケースや、エンジンオイルを濾過するオイルフィルタを取り付けるブラケットのような部品が装着される場合があり、このような部品とエンジン本体との間にもガスケットが介装されている。
【０００３】
ところで、このようなエンジン等の構造体の製造にあたって、構造体の組立完了後にシール部材の組み付け忘れ（欠品）がないか或いはシール部材の組み付け異常がないかを確認することが必要になる。
このシール部材の組み付け忘れや組み付け異常の点検は、組み付けされたシール部材を外部から容易に視認することができれば何ら困難はないが、シール部材を外部から視認することが困難な場合には、構造体に悪影響を与えることなく点検を行なう必要がある。そこで、従来より例えば図６に示すような点検手法が考えられている。
【０００４】
図６に示す点検手法は、エンジン本体（ワーク：検査対象物）１と、これに装着される部品（ここでは、オイルフィルタブラケット又はオイルポンプケース）２との間のガスケット３の有無を検出する手法である。この点検手法では、図６に示すように、エンジン本体１のオイルライン１Ａの１つの開口部にリークテスタ４を装着して、かかるオイルライン１Ａの他の開口などオイルライン１Ａ内のオイルが外部に漏出してしまう部分には全てシール治具５を装着した上でオイルライン１Ａ内にオイルを充填する。そして、リークテスタ４により、オイルライン１Ａからのオイルのリークを検出したら、ガスケット３の欠品若しくは異常があると判定する。
【０００５】
つまり、リークテスタ４によりオイルライン１Ａ内を加圧すると、オイルライン１Ａからのオイルのリークがなければリークテスタ４による加圧操作に応じてオイルライン１Ａ内の実際の油圧が上昇していく。一方、オイルライン１Ａからのオイルのリークがあればリークテスタ４による加圧操作を行なってもオイルライン１Ａ内の実際の油圧は加圧操作に応じるほどは上昇しない。このようにしてリークテスタ４により、オイルライン１Ａからのオイルのリークを検出することができ、こうしたオイルリークがあれば、ガスケット３の組み付け忘れ又はガスケット３の異常があると推定できるのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のように、リークテスタを用いてシール部材の欠品若しくは異常により生じるオイルリークを検出しようとするには、オイルラインを十分に加圧しなくてはならない。つまり、例えシール部材の欠品や異常があったとしても、オイルラインを僅かばかり加圧しただけでは、オイルリークはなかなか検出できるものではないのである。
【０００７】
しかし、オイルラインをあまり加圧すると、オイルラインの周囲に装備されたオイルシール等のシール部材が過剰に変形されるなどしてワーク（即ち、エンジン等の構造物）に損傷を与えてしまうので、オイルリークを検出するに十分な程度までオイルラインを加圧するわけにはいかない。したがって、リークテスタを用いてシール部材の欠品を点検することは極めて困難であるのが実情である。
【０００８】
また、リークテスタを用いる点検では、オイルライン１Ａ内のオイルが外部に漏出してしまう部分には全てシール治具５を装着する作業やオイルライン１Ａ内にオイルを充填する作業が必要であり、また、点検後には、オイルライン１Ａ内のオイルを排出する作業や装着されたシール治具５を取り外す作業も必要になり、点検作業に時間や労力がかかる課題もある。
【０００９】
また、オイルに代えてエアーによりリークテストを行なうことも考えられるが、一般に、構成部品のシール面の面祖度やうねり等の精度は加工状態で高精度に維持されるため、エアーによるリークテストでは、エンジンの他のエリアのボリューム変化に検出用のエアー圧が吸収されてしまい、リーク判定は不可能であり、シール部材の欠品を点検することはより困難である。
【００１０】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、簡素な作業工程でシール部材をそなえた構造物に影響を与えることなく確実にシール部材の良否若しくは欠品の有無を判定することができるようにした、シール部材の検査方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明のシール部材の検査方法は、シール部材を挟んで締結された二つの部材のうちの一方の部材を加振手段により加振し、該加振による該一方の部材の振動に応じて該二つの部材のうちの他方の部材に生じる振動を振動検出手段により検出し、該振動検出手段で検出された該他方の部材の振動信号を変換手段によりフーリエ変換して得られる該他方の部材の振動のパワースペクトルを用いて、該シール部材の良否を判定する検査方法であって、該変換手段から出力された該他方の部材の振動のパワースペクトルのピーク周波数及びそのゲインを基準の振動のパワースペクトルのピーク周波数及びそのゲインと比較することにより該シール部材の良否を判定することを特徴としている。
請求項２記載の本発明のシール部材の検査方法は、請求項１記載の本発明のシール部材の検査方法において、上記のパワースペクトルのピーク周波数及びそのゲインの比較を、予め定められた所定の周波数領域内で行なうことを特徴としている。
請求項３記載の本発明のシール部材の検査方法は、請求項２記載の本発明のシール部材の検査方法において、上記のパワースペクトルのピーク周波数及びそのゲインの比較に当たって、基準の振動のパワースペクトルのピーク周波数及びそのゲインの点を中心に、この点よりもピーク周波数及びゲインの双方について幅をもたせた領域を設定し、変換手段から出力された該他方の部材の振動のパワースペクトルのピーク周波数及びそのゲインが該領域から外れたら、該シール部材に異常があると判定することを特徴としている。
【００１２】
請求項４記載の本発明のシール部材の検査方法は、シール部材を挟んで締結された二つの部材のうちの一方の部材を加振手段により加振し、該加振による該一方の部材の振動に応じて該二つの部材のうちの他方の部材に生じる振動を振動検出手段により検出し、該振動検出手段で検出された該他方の部材の振動信号を変換手段によりフーリエ変換して得られる該他方の部材の振動のパワースペクトルを用いて、該シール部材の良否を判定する検査方法であって、該変換手段から出力された該他方の部材の振動のパワースペクトルをバンドパスフィルタで処理して得られたピークバンド及びそのゲインを基準の振動のパワースペクトルをバンドパスフィルタで処理して得られたピークバンド及びそのゲインと比較することにより該シール部材の良否を判定することを特徴としている。
請求項５記載の本発明のシール部材の検査方法は、請求項４記載の本発明のシール部材の検査方法において、上記のパワースペクトルのピークバンド及びそのゲインの比較に当たって、基準の振動のパワースペクトルのピークバンド及びそのゲインの点を中心に、この点よりもピークバンド及びゲインの双方について幅をもたせた領域を設定し、変換手段から出力された該他方の部材の振動のパワースペクトルのピークバンド及びそのゲインが該領域から外れたら、該シール部材に異常があると判定することを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明すると、図１〜図５は本発明の一実施形態としてのシール部材の検査方法を示すもので、図１はそのシール部材の検査方法にかかる検査装置の模式的な構成図である。
図１に示すように、ワーク（検査対象物）としてのエンジン本体１には、シール部材としてのガスケット３を介して付設部品（ここでは、オイルフィルタブラケット又はオイルポンプケース）２が装着されている。即ち、エンジン本体１と付設部品２との二つの部材は、ガスケット（シール部材）３を挟んで締結されている。
【００１４】
そして、一方の部材である付設部品（オイルフィルタブラケット又はオイルポンプケース）２には加振手段としての加振器１１が装着され、他方の部材であるエンジン本体１には振動検出手段としての振動センサ１２が装着されている。本実施形態では、さらに、付設部品２側にも振動センサ１３が装着されており、付設部品２の振動も計測できるようになっている。また、これらの振動センサ１２，１３の出力は変換手段としてのＦＦＴアナライザ（高速フーリエ変換解析装置）１４に出力されるようになっている。
【００１５】
加振器１１は、付設部品２をインパルス加振するものであり、単なるハンマーでもよいが、入力レベルを一定にするためには、例えば図示しない電源からの電力により図示しないコントローラを通じた指令によって作動する電動式加振器を用いればよい。
振動センサ１２，１３としては、エンジン本体１又は付設部品２に生じた変位加速度を電気信号に変換して出力する加速度センサが適している。
【００１６】
ＦＦＴアナライザ１４は、振動センサ１２，１３からの入力信号、即ち、エンジン本体１又は付設部品２に生じた変位加速度信号（電圧信号又は電流信号等）をフーリエ変換してエンジン本体１や付設部品２の振動の周波数特性を得るとともに、こうして得られたエンジン本体１や付設部品２の振動の周波数特性を例えばディスプレイ表示できるようになっている。さらに、ＦＦＴアナライザ１４では、エンジン本体１，付設部品２に生じた各変位加速度信号に基づいて、これらの変位加速度をフーリエ変換した後、エンジン本体１の加速度の変換値を付設部品２の加速度の変換値で割って伝達関数を求めることができるようになっている。
【００１７】
ここで、ガスケット３の良否判定（ここでは、ガスケット３の組み付け忘れがあるか否かの判定）について説明する。
加振器１１により付設部品２をインパルス加振すると、エンジン本体１の振動振幅の経時変化は例えば図２（Ａ），図３（Ａ）に示すようなものになる。
つまり、インパルス加振に応じて付設部品２が振動すると、この振動はガスケット３や他の締結部材を介してエンジン本体１に伝達されるが、このエンジン本体１に生じる振動は、振動センサ１２で検出され、この検出情報が振動センサ１２からＦＦＴアナライザ１４に送られる。また、加振側の付設部品２に生じる振動は、振動センサ１３で検出され、この検出情報も振動センサ１３からＦＦＴアナライザ１４に送られる。
【００１８】
ＦＦＴアナライザ１４では、入力された振動振幅データを高速フーリエ変換して、例えば図２（Ｂ），図３（Ｂ）に示すように、エンジン本体１側の振動特性（パワースペクトル）、及び、エンジン本体１と付設部品２との間の振動特性（伝達関数）を表示又は出力する。
図２（Ｂ），図３（Ｂ）において所定の周波数領域（一点鎖線で囲んだ符号Ａ１，Ａ２を付す領域）に着目すると、正常時、即ち、ガスケット３がある場合〔図２（Ｂ）〕と、異常時、即ち、ガスケット３がない場合〔図２（Ｂ）〕とでは、その特性が大きく異なることがわかる。
【００１９】
図２（Ｂ），図３（Ｂ）の要部Ａ１，Ａ２を拡大して模式的に示すと、図４に示すようになる。図４において、実線Ｂ１はガスケットがある場合〔図２（Ｂ）の要部の模式的拡大図〕を、破線Ｂ２はガスケットがない場合〔図３（Ｂ）の要部の模式的拡大図〕を示している。要部Ａ１，Ａ２内に、所定の検査ウィンドＷ１を設けて、この中に存在するパワースペクトルＢ１，Ｂ２或いは伝達関数のピーク周波数とそのゲインとを比較してガスケットの有無を判定する。
【００２０】
つまり、正常時（ガスケット３がある場合）と異常時（ガスケット３がない場合）とでは、図示するように、パワースペクトルＢ１，Ｂ２或いは伝達関数に関し、その検査ウィンドＷ１内のピーク周波数及びゲインのいずれもが互いに異なったものになる。
そこで、本実施形態にかかる第１の判定手法は、正常時（ガスケット３がある良品の場合）のパワースペクトルＢ１或いは伝達関数の検査ウィンドＷ１内のピーク周波数及びゲインに基づいて、これよりもピーク周波数及びゲインの双方について幅をもたせた領域（これを良品判定範囲とする）を設定し、検査対象のデータ（パワースペクトル或いは伝達関数の検査ウィンドＷ１内のピーク周波数及びゲイン）がこの良品判定範囲から外れたら、異常がある（ガスケット３がない不良品）と判定するようになっている。
【００２１】
もちろん、パワースペクトル或いは伝達関数の精度が高ければ、良品判定範囲をより狭く設定することができ、ガスケット３の欠品の有無に限らず、例えばガスケット３が取り付けられているが欠陥がある場合等も、パワースペクトル或いは伝達関数の検査ウィンドＷ１内でのピーク周波数及びゲインが良品判定範囲から外れるようになるため、これを検出することもできる。
【００２２】
また、図４に示すようなパワースペクトル或いは伝達関数をバンドパスフィルタで処理すると、例えば図５に示すようなデータが得られる。なお、図５において、曲線はパワースペクトル或いは伝達関数を示し、棒グラフＣ１，Ｃ２はパワースペクトル或いは伝達関数をバンドパスフィルタで処理したものを示しており、実線で示す棒グラフＣ１等は図４の実線Ｂ１に対応した正常時のもであり、破線で示す棒グラフＣ２等は図４の破線Ｂ２に対応した異常時のものである。
【００２３】
正常時の棒グラフＣ１と異常時の棒グラフＣ２とを比較すると、図５に示す例では、両者のピークバンド自体も異なっているが、両者のピークバンドのゲインについても明らかな差異があり、このようなピークバンドとそのゲインを比較して良否を判定することもできる。
つまり、バンドパスフィルタのバンド幅を適切に設定した上で、パワースペクトル或いは伝達関数をバンドパスフィルタで処理すると、正常のピークバンドとそのゲインと異常のピークバンドとそのゲインとの間に明らかな差異ができる。
【００２４】
そこで、本実施形態にかかる第２の判定手法は、図５に示すように、正常時（ガスケット３がある場合）のピークバンドとそのゲインに対して所定の良品判定範囲を設定して、ピークバンドとそのゲインがこの良品判定範囲外になったら異常（ガスケット３がない場合）と判定するようになっている。もちろん、このような判定手法の場合も、バンドパスフィルタのバンド幅の設定によったりパワースペクトル或いは伝達関数の精度にもよるが、ガスケット３の欠品の有無に限らず、例えばガスケット３が取り付けられているが欠陥がある場合等もこれを検出することができる。
【００２５】
本発明の一実施形態としてのシール部材の検査方法は、上述のようにして検査を行なうようになっているので、本シール部材の検査方法によれば、簡素な検査工程で、検査対象物に損傷を与えることなく、エンジン本体とその付設部品（オイルフィルタブラケット又はオイルポンプケース）といった二つの部材間に介装されたシール部材（ガスケット）の良否（欠品か否かを含む）を確実に判定することができる。
【００２６】
もちろん、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、上述の実施形態を種々変形して適用することができる。
例えば上述の実施形態では、振動センサ１２から得られるエンジン本体１の振動情報に基づくパワースペクトル以外に、加振側の付設部品２に生じる振動を検出する振動センサ１３をさらに追加して、エンジン本体１の振動情報とこの加振側の付設部品２の振動情報とから求められる伝達関数をもシール部材（ガスケット）の良否判定に用いるようにしているが、パワースペクトルのみを用いて良否判定を行なったり（この場合、振動センサ１３は不要）、伝達関数のみを用いて良否判定を行なったりしてもよい。
【００２７】
また、上述の実施形態では、パワースペクトル或いは伝達関数の所定の検査ウィンド内におけるピーク周波数及びピークゲインにより判定を行なっているが、ピーク周波数のみやピークゲインのみによる判定も考えられる。
また、本実施形態では、判定自体は人為的に行なっているが、検査データの所定のピーク周波数やピークゲイン等が良品判定範囲内にあるか否かは、コンピュータ等を用いても容易に判定することができるため、このような判定の自動化を行なうようにすることもできる。
【００２８】
また、本実施形態のようなエンジン本体とその付設部品との間に介装されるガスケットに限らず、ガスケットの他Ｏリングなど、二つの部材間に介装されたシール部材の良否判定に広く適用しうることは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のシール部材の検査方法によれば、検査対象物に損傷を与えることなく、しかも、簡素な検査工程により、二つの部材の間に介装されたシール部材の良否（欠品か否かを含む）を確実に判定することができ、例えばエンジンに装備されたガスケット等のシール部材の良否判定を容易に且つ確実に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態としてのシール部材の検査方法にかかる検査装置を示す模式的な構成図である。
【図２】  本発明の一実施形態としてのシール部材の検査方法による正常な検査対象物に関する検査データを示すもので、（Ａ）は検査対象物の一方の部材に対して与える加振による他方の部材の振動状態を示す図、（Ｂ）は検査対象物の他方の部材の振動状態から得られるパワースペクトルを示す図である。
【図３】  本発明の一実施形態としてのシール部材の検査方法による欠品のある検査対象物に関する検査データを示すもので、（Ａ）は検査対象物の一方の部材に対して与える加振による他方の部材の振動状態を示す図、（Ｂ）は検査対象物の他方の部材の振動状態から得られるパワースペクトルを示す図である。
【図４】  本発明の一実施形態としてのシール部材の検査方法による第１の判定手法を説明する模式的なパワースペクトルを振幅ゲインで表した図である。
【図５】  本発明の一実施形態としてのシール部材の検査方法による第２の判定手法を説明する模式的なパワースペクトルをバンドパス分析した結果を示す図である。
【図６】  従来のシール部材の検査方法にかかる検査装置を示す模式的な構成図である。
【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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【図６】
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