(57)【特許請求の範囲】
【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。
【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。
【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。
【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２２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、２３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３１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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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