(57)【要約】【課題】ワークの中空部の気密性の確認を適正に行えて生産性の向上を図ることができる容積計測装置及び容積計測方法を提供する。【解決手段】第１、第２ゲージタンク６，７に圧縮空気を充填して同等圧であることを確認し、計測工程に進める準備ができた段階で、第１ゲージタンク６と圧縮空気供給装置２との連通を遮断する一方、気密確認側バルブ２６を開作動して通路部材１３を介して圧縮空気供給装置２からワーク１６側に圧縮空気を供給して気密検査を行なう。気密が確保されている場合には計測工程に進む一方、漏れが検出された場合には計測条件を整え、その後計測工程に進む。従来技術においては、圧縮空気が漏れていても容積計測を行なってしまい、再計測を行なう必要があり時間上のロスを生じる。これに対し、計測工程に先だって気密検査を行なうので、再計測を回避して生産性の向上を図ることができる。【選択図】　　　　図１
2004117153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮気体が封入される基準側容器部と、中空部に液体が貯留されるワークの空間部に接続される通路部材を含み圧縮気体が封入される計測側容器部と、前記基準側容器部及び計測側容器部の圧力差を検出する差圧検出手段とを有し、前記圧力差を利用して前記空間部の容積を計測する容積計測装置であって、
前記通路部材及びワークの気密状態を確認する気密確認回路を設けたことを特徴とする容積計測装置。
【請求項２】
前記通路部材は、主チューブ及び該主チューブに一端側が接続される計測ノズルからなり、該計測ノズルは前記ワークの開口部に装着され、
前記計測側容器部は、圧縮気体を収納する所定容積の計測側タンクと、計測側主バルブと、前記通路部材とからなり、前記計測側主バルブは、圧縮気体を供給する圧縮気体供給源、前記計測側タンク及び前記主チューブに対し、相互の連通又は遮断を選択的に実施可能とされ、
前記気密確認回路は、前記主チューブの内部圧力を検出するように設けられた圧力センサと、一端側が前記主チューブに分岐して接続され他端側が前記圧縮気体供給源に接続され圧縮気体を案内する気密確認側チューブと、該気密確認側チューブの途中に設けられて前記主チューブに供給される圧縮気体の圧力値を調整する気密確認側レギュレータと、前記主チューブ及び圧縮気体供給源に対する連通及び遮断並びに前記主チューブの大気への連通が可能な気密確認側バルブと、からなることを特徴とする請求項１に記載の容積計測装置。
【請求項３】
圧縮気体が封入される基準側容器部と、中空部に液体が貯留されるワークの空間部に接続される通路部材を含み圧縮気体が封入される計測側容器部と、前記基準側容器部及び計測側容器部の圧力差を検出する差圧検出手段とを有し、前記圧力差を利用して前記空間部の容積を計測する容積計測方法であって、
主チューブと計測ノズルから構成された前記通路部材の計測ノズルを前記ワークの開口部に装着する計測ノズル装着工程と、
前記計測ノズルを前記ワークの開口部に装着した後に、前記主チューブに接続された圧力センサにより内部圧力を計測して前記通路部材及びワークの気密状態を検査する気密検査工程とを備え、該気密検査工程を前記空間部の容積を計測する計測工程に先だって実施することを特徴とする容積計測方法。
【請求項４】
前記気密検査工程の検査結果に基づいて、気密不良を報知するか又は計測工程を開始するかを選択する選択工程を備えたことを特徴とする請求項３に記載の容積計測方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のトランスミッション、デファレンシャルのオイル用ケースの容積等の計測に用いられる容積計測装置及び容積計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の容積計測装置の一例として、図３に示すものがある。図３において、容積計測装置１は、圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置２と、圧縮空気供給装置２から吐出される圧縮空気を案内する圧縮空気供給通路３と、圧縮空気供給通路３から分岐される第１、第２通路４，５と、第１、第２通路４，５にそれぞれ接続されて圧縮空気が収納される同等容積の２つのゲージタンク（それぞれ第１、第２ゲージタンクという。）６，７と、第１、第２通路４，５の途中にそれぞれ設けられる２つの電磁三方弁（以下、それぞれ第１、第２電磁三方弁という。）８，９とを備えている。
【０００３】
第１、第２通路４，５の第１、第２ゲージタンク６，７側部分に差圧センサ１０が接続されている。なお、タンク６とバルブ８と差圧センサ１０を結ぶ通路と、タンク７とバルブ９と差圧センサ１０を結ぶ通路とは同等容積であり、バルブ９とマスタータンク２０とを結ぶ通路容積は既知とされている。また、第２通路５の第２ゲージタンク７側部分に接続して圧力センサ（以下、第２通路側圧力センサという。）１１が設けられている。第１電磁三方弁８の１つのポートには、後述する計測ノズル１２と共に通路部材１３を構成する主チューブ１４の一端側が接続されている。主チューブ１４の他端側には計測ノズル１２が接続されている。計測ノズル１２は、中空部１５を有するワーク１６（容器）の開口部１７に装着されるようになっている。計測ノズル１２には空気シール部材（図示省略）が取付けられており、気密化の向上を図るようにしている。ワーク１６の中空部１５には、オイル１８（液体）が貯留されるようになっている。そして、中空部１５における液体上の空間部（以下、適宜、空間部という。）１９に連通するようにしてワーク１６には前記開口部１７が設けられている。
第２電磁三方弁９の１つのポートには、一定容積のマスタータンク２０が接続され、第２電磁三方弁９の切換え作動により、第２ゲージタンク７と連通するようになっている。
【０００４】
上記容積計測装置１では、まず、第１、第２電磁三方弁８，９を介してワーク１６（主チューブ１４）を第１通路４から遮断しかつマスタータンク２０を第２通路５から遮断した状態で、圧縮空気供給装置２と第１、第２ゲージタンク６，７とを連通して第１、第２ゲージタンク６，７に圧縮空気を充填した（チャージ工程）後、第１、第２電磁三方弁８，９を作動して、圧縮空気供給装置２と第１、第２ゲージタンク６，７とを遮断し、差圧センサ１０で第１、第２ゲージタンク６，７の差圧が「ゼロ」であることを確認する（差圧確認工程）。
次に、ワーク１６の開口部１７に計測ノズル１２を装着した（計測ノズル１２装着工程）後、第１、第２電磁三方弁８，９を作動して、第１ゲージタンク６とワーク１６の中空部１５とを連通させると共に、第２ゲージタンク７とマスタータンク２０を連通させて、ワーク側回路（ワーク１６及び第１ゲージタンク６を含む回路）とマスタータンク側回路（マスタータンク２０び第２ゲージタンク７を含む回路）の差圧に基づいて容積を比較し、ワーク側回路ひいてはワーク１６の空間部１９の容積を計測する（計測工程）。計測を終えると計測ノズル１２をワーク１６から外して計測すべき次のワークの開口部に計測ノズル１２を装着する。
計測工程では、計測毎に計測ノズル１２をワーク１６の開口部１７に装着させる。計測ノズル１２の装着に際しては、ワーク１６の中空部１５が気密化されるようにしている。
【０００５】
上述したのと同様に差圧に基づいて容積を検出する従来例として、アテック株式会社の「ボルテック　容量自動測定」のカタログ、第２頁に示すものがある。
【０００６】
【非特許文献１】
アテック株式会社（　愛知県知立市池端３−４１、アテックビル　ｔｅｌ：０５６６−８４−４６７０　　　ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｔｅｑ．ｃｏｍ）の「ボルテック　容量自動測定」のカタログ（発行日の記載なし）、第２頁
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、ワーク１６の中空部１５を計測ノズル１２により気密化するが、その状態を目視することができず、不安感を招いている。
また、計測ノズル１２に取付けられている空気シール部材が破損していたり、あるいは計測ノズル１２がワーク１６の開口部１７に適正に装着されていない際などには、ワーク１６の中空部１５が気密化されないが、このような場合においても、計測工程が行なわれる。そして、このように気密化されない状態で計測が行なわれると、「気密不良」となり、再計測が必要となる。この場合、再計測に伴う時間（再計測時間）、すなわち、チャージ工程に要するチャージ時間（例えば１５秒）及び計測工程に要する計測時間（例えば３秒）が生産工程においてロス時間となり、生産性の低下を招くことになる。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ワークの中空部の気密性の確認を適正に行えて生産性の向上を図ることができる容積計測装置及び容積計測方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、圧縮気体が封入される基準側容器部と、中空部に液体が貯留されるワークの空間部に接続される通路部材を含み圧縮気体が封入される計測側容器部と、前記基準側容器部及び計測側容器部の圧力差を検出する差圧検出手段とを有し、前記圧力差を利用して前記空間部の容積を計測する容積計測装置であって、前記通路部材及びワークの気密状態を確認する気密確認回路を設けたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の構成において、前記通路部材は、主チューブ及び該主チューブに一端側が接続される計測ノズルからなり、該計測ノズルは前記ワークの開口部に装着され、前記計測側容器部は、圧縮気体を収納する所定容積の計測側タンクと、計測側主バルブと、前記通路部材とからなり、前記計測側主バルブは、圧縮気体を供給する圧縮気体供給源、前記計測側タンク及び前記主チューブに対し、相互の連通又は遮断を選択的に実施可能とされ、前記気密確認回路は、前記主チューブの内部圧力を検出するように設けられた圧力センサと、一端側が前記主チューブに分岐して接続され他端側が前記圧縮気体供給源に接続され圧縮気体を案内する気密確認側チューブと、該気密確認側チューブの途中に設けられて前記主チューブに供給される圧縮気体の圧力値を調整する気密確認側レギュレータと、前記主チューブ及び圧縮気体供給源に対する連通及び遮断並びに前記主チューブの大気への連通が可能な気密確認側バルブと、からなることを特徴とする。
請求項１又は請求項２に記載の発明によれば、気密確認回路により通路部材及びワークの気密状態を確認するので、圧縮気体が漏れて計測条件が整っていない状態でのワークの空間部の容積計測を、当該計測に先だって把握できる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、圧縮気体が封入される基準側容器部と、中空部に液体が貯留されるワークの空間部に接続される通路部材を含み圧縮気体が封入される計測側容器部と、前記基準側容器部及び計測側容器部の圧力差を検出する差圧検出手段とを有し、前記圧力差を利用して前記空間部の容積を計測する容積計測方法であって、主チューブと計測ノズルから構成された前記通路部材の計測ノズルを前記ワークの開口部に装着する計測ノズル装着工程と、前記計測ノズルを前記ワークの開口部に装着した後に、前記主チューブに接続された圧力センサにより内部圧力を計測して前記通路部材及びワークの気密状態を検査する気密検査工程とを備え、該気密検査工程を前記空間部の容積を計測する計測工程に先だって実施することを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項３に記載の構成において、前記気密検査工程の検査結果に基づいて、気密不良を報知するか又は計測工程を開始するかを選択する選択工程を備えたことを特徴とする。
請求項３又は請求項４に記載の発明によれば、通路部材及びワークの気密状態を検査する気密検査工程を計測工程に先だって実施するので、計測条件が整っていない状態でのワークの空間部の容積の計測を回避できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る第１実施の形態の容積計測装置及び容積計測方法を図１に基づいて説明する。なお、図３に示す部材と同等の部材は同一の符号で示し、その説明は、適宜、省略する。図１に示す容積計測装置１Ａは、図３の容積計測装置１に比して、気密確認回路２１を設けたことが主に異なっている。
気密確認回路２１は、図１に示すように、主チューブ１４に分岐チューブ２２を介して接続され主チューブ１４の内部圧力を検出する圧力センサ（以下、主チューブ側圧力センサという。）２３と、一端側が主チューブ１４に分岐して接続され他端側が圧縮空気供給通路３の途中に接続され圧縮空気供給装置２（圧縮気体供給源）からの圧縮空気（圧縮気体）を案内する気密確認側チューブ２４と、該気密確認側チューブ２４の途中に設けられて前記主チューブ１４に供給される圧縮空気の圧力値を調整する気密確認側レギュレータ２５と、前記気密確認側チューブ２４における主チューブ１４と気密確認側レギュレータ２５との間に設けられた電磁式の気密確認側バルブ２６とから大略構成されている。気密確認側バルブ２６は、主チューブ１４及び圧縮空気供給装置２の連通及び遮断を行うと共に、主チューブ１４を大気に連通可能とされている。なお、圧縮空気供給通路３における気密確認側チューブ２４との接続部より上流側の圧縮空気供給装置２側部分には、レギュレータ（吐出側レギュレータという。）２７が設けられている。
【００１２】
この実施の形態では、吐出側レギュレータ２７の空気圧は任意設定可能であり、気密確認側レギュレータ２５で設定する気密検査圧は、後述するように第２電磁三方弁９を介して連通される第２ゲージタンク７とマスタータンク２０を含む回路内の空気圧（テスト圧）と同等圧力に設定されている。気密側レギュレータ２５で設定される気密検査圧力は空気もれを速やかに発見させるために前記空気圧（テスト圧）より高い値にしてもよい。なお、前記空気圧（テスト圧）は第２通路側圧力センサ１１により検出される。また、この実施の形態では、マスタータンク２０の容積はワーク１６の中空部１５の容積と、略同等に設定されている。また、後述するワーク側部分３０（ワーク１６にオイル１８が貯留されていない状態とする。）及びマスタータンク側部分３１（基準側容器部）は略同等容積とされている。
【００１３】
第１、第２電磁三方弁８，９、差圧センサ１０（差圧検出手段）、第２通路側圧力センサ１１、主チューブ側圧力センサ２３及び気密確認側バルブ２６にはコントローラ３２が接続されている。コントローラ３２は、接続部材（差圧センサ１０、第２通路側圧力センサ１１、主チューブ側圧力センサ２３）からの入力信号に対して予め定められたプラグラムに基づく演算を行なって、後述するように接続された弁（第１、第２電磁三方弁８，９、気密確認側バルブ２６）の切換え制御を行ないワーク１６の空間部１９の容積の計測を行なう。
本実施の形態では、第１ゲージタンク６が計測側タンクを構成し、第１電磁三方弁８が計測側主バルブを構成し、第１ゲージタンク６（計測側タンク）、第１電磁三方弁８（計測側主バルブ）、通路部材１３並びに第１ゲージタンク６及び第１電磁三方弁８を接続する通路部（符号省略）が計測側容器部４０を構成している。
【００１４】
次に、上記容積計測装置１Ａの作用を説明する。
まず、中空部１５にオイル１８（液体）が貯留されたワーク１６の開口部１７に、シール部材（図示省略）を備えた計測ノズル１２を装着し、ワーク１６の中空部１５を気密状態とする（計測ノズル装着工程）。そして、ワーク１６（主チューブ１４）の中空部１５を第１通路４から遮断しかつマスタータンク２０を第２通路５から遮断した状態で、圧縮空気供給装置２と第１、第２ゲージタンク６，７とを連通するように第１、第２電磁三方弁８，９を設定し、この設定状態で、図示しない起動釦を押して圧縮空気供給装置２を起動させ、第１、第２ゲージタンク６，７に圧縮空気を一定時間供給し、各タンク（第１、第２ゲージタンク６，７）に充填させる（チャージ工程）。このチャージ工程に必要とされる時間はチャージタイムと呼ばれる。
【００１５】
チャージ工程の終了の後、第１、第２電磁三方弁８，９を作動して、圧縮空気供給装置２と第１、第２ゲージタンク６，７とを遮断し（前記チャージ工程で行なわれていた、ワーク１６の中空部１５が第１通路４から遮断されかつマスタータンク２０が第２通路５から遮断された状態は継続されている。）、差圧センサ１０で第１、第２ゲージタンク６，７の差圧を確認する（差圧確認工程）。この際、第１、第２ゲージタンク６，７には圧縮空気が一定時間供給され、かつ第１、第２ゲージタンク６，７は同等容積であることから、上述した第１、第２ゲージタンク６，７への圧縮空気の充填により、差圧センサ１０は「ゼロ」を示すことになる。
【００１６】
次に、コントローラ３２は、差圧センサ１０から「ゼロ」を示す信号を受けて、気密確認側バルブ２６を切換え作動し、圧縮空気供給装置２と主チューブ１４（ひいてはワーク１６の中空部１５）とを連通させ、気密検査を行なう（気密検査工程）。
この際、計測ノズル１２又はワーク１６の破損、計測ノズル１２の取付け（取付け姿勢）不良などにより、計測ノズル１２又はワーク１６などに隙間があり、圧縮空気が漏れていると、主チューブ側圧力センサ２３が検出する圧力値は、気密確認側レギュレータ２５の設定圧力に達しない。コントローラ３２は、一定時間が経過しても主チューブ側圧力センサ２３の検出圧力値が設定圧力値に達しない場合には、このことを示す内容の異常アラーム（気密不良）を図示しないディスプレイに表示する（すなわち、報知する）。本実施の形態では、上述したように前記気密検査工程を実施することにより、ワーク１６の中空部１５の気密性を確実に確認することができる。
【００１７】
従来技術においては、計測ノズル１２などの破損や計測ノズル１２の取付け（取付け姿勢）不良などにより圧縮空気が漏れていても、容積計測を行なう一方、計測条件が整っていない計測であることから、不良状態を改善した後に、再度、容積計測（再計測）を行なう必要があり、時間上のロスを生じ生産性を低下させることになる。これに対し、本実施の形態では、上述した計測ノズル１２などの破損や計測ノズル１２の取付け不良などに伴い空気が漏れている場合は、ディスプレイに異常アラームを表示するので、計測条件が整っていないことを作業者に知らせることができ、これに伴い、再計測を回避して生産性の向上を図ることができる。
【００１８】
一方、気密検査工程において、計測ノズル１２又はワーク１６などから圧縮空気が漏れていない場合、主チューブ側圧力センサ２３の検出圧力値が気密確認側レギュレータ２５の設定圧力値に達する。すると、コントローラ３２は、気密確認側レギュレータ２５の設定圧力値に達した主チューブ側圧力センサ２３の検出信号を入力して、気密確認側バルブ２６を作動し、気密確認側チューブ２４を大気に連通させ、ワーク１６の中空部１５内の圧縮空気を大気に開放する。
【００１９】
続いて、図示しないタイマーにより計測された時間が所定時間になると、コントローラ３２は、気密確認側バルブ２６を切換え作動し、前記主チューブ１４及び圧縮空気供給装置２を遮断させると共に、第１、第２電磁三方弁８，９を作動して、第１ゲージタンク６とワーク１６の中空部１５とを連通させ、第２ゲージタンク７とマスタータンク２０とを連通させる（計測工程）。そして、差圧センサ１０により、計測側容器部４０にワーク１６の中空部１５を合わせた部分（前記ワーク側部分３０に相当する。なお、厳密には、この段階では前記ワーク側部分３０からオイル１８を引いた部分であり、ワーク側部分３０より容積が小さくなっているが、以下、便宜上、ワーク側部分３０という。）と、第２ゲージタンク７、マスタータンク２０及び両者をつなぐ通路部（第２通路５の一部）を合わせた部分（前記マスタータンク側部分３１）との圧力差を検出させる（計測工程）。なお、計測側容器部４０は、上述したように、第１ゲージタンク６、第１電磁三方弁８、通路部材１３並びに第１ゲージタンク６及び第１電磁三方弁８を接続する通路部からなる。
本実施の形態では、気密検査工程の検査結果（圧縮空気の漏れの有無）に基づいて、異常アラームの表示又は計測工程の開始を選択的に行なう（選択工程を実施する）ようになっている。
【００２０】
上述したように、ワーク１６の中空部１５にオイル１８が貯留された状態では、ワーク側部分３０（オイル１８貯留状態）の容積とマスタータンク側部分３１の容積に差が生じている。一方、オイル１８を貯留しない状態のワーク側部分３０とマスタータンク側部分３１とが略同等容積であり、同等容積の第１、第２ゲージタンク６，７に同等圧で貯留されたそれぞれの圧縮空気が、ワーク側部分３０（オイル１８貯留状態）及びマスタータンク側部分３１に封入されていることから、ワーク側部分３０とマスタータンク側部分３１との容積差が圧力差として発現され、また圧力差と容積差は比例関係を示す。
そして、上述したようにワーク側部分３０（オイル１８貯留状態）の容積とマスタータンク側部分３１の容積に容積差が生じていることにより、差圧センサ１０は容積差に応じた圧力差を検出し、この検出信号をコントローラ３２に出力する。
コントローラ３２は、差圧センサ１０からの圧力差を示す信号からワーク側部分３０とマスタータンク側部分３１との容積差を求める。そして、コントローラ３２が求めた容積差がオイル１８の液面レベルとして図示しないディスプレイに表示される（計測工程）。なお、ワーク１６の中空部１５の容積から容積差（オイル１８の貯留量）を減算することにより空間部１９の容積が計測される。
【００２１】
そして、ディスプレイに表示されるオイル１８の液面レベルが許容範囲に入っていれば、計測ノズル１２をワーク１６の開口部１７から外して、次に検査するワーク１６の開口部１７に装着し、当該ワーク１６を対象にした検査を行なう。
また、オイル１８の液面レベルが許容範囲から逸脱している、すなわち液面レベルに過不足がある場合、計測ノズル１２をワーク１６の開口部１７から外してオイル１８の抜取り又は補給を行ない、オイル１８の液面レベルが許容範囲に入るようにする。
【００２２】
この実施の形態では、マスタータンク２０の容積とワーク１６の中空部１５の容積は、同等に設定されている場合を例にしたが、これに代えて異なる大きさとしてもよい。この場合、オイル１８をワーク１６の中空部１５に貯留していない状態で、上記実施の形態と同様にして、差圧センサ１０が検出する圧力差に基づいて、ワーク側部分３０とマスタータンク側部分３１との容積差からワーク１６の中空部１５の容積を計測することができる。
【００２３】
上記第１実施の形態では、気密確認側バルブとして電磁式の気密確認側バルブ２６を用いた場合を例にしたが、これに代えて、手動操作式の気密確認側バルブを用いるようにしてもよい。
上記第１実施の形態では、気密確認側チューブ２４の他端側を圧縮空気供給通路３に接続した場合を例にしたが、これに代えて、図２に示すように、圧縮空気供給装置２と異なる圧縮空気供給装置２Ａに接続するようにしてもよい（第２実施の形態）。また、第１実施の形態では、主チューブ側圧力センサ２３を主チューブ１４に接続した場合を例にしたが、これに代えて、図２に示す第２実施の形態の気密確認側チューブ２４に接続するようにしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１又は請求項２に記載の発明によれば、気密確認回路により通路部材及びワークの気密状態を確認するので、圧縮空気が漏れて計測条件が整っていない状態でのワークの空間部の容積計測を、当該計測に先だって把握できる。このため、再計測を行なうようなことを回避でき、ひいては生産性の向上を図ることができる。
請求項３又は請求項４に記載の発明によれば、通路部材及びワークの気密状態を検査する気密検査工程をワークの空間部の容積の計測工程に先だって実施するので、計測条件が整っていない状態での容積計測を回避でき、ひいては生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態の容積計測装置を模式的に示す図である。
【図２】本発明の第２実施の形態の容積計測装置を模式的に示す図である。
【図３】従来の容積計測装置の一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１Ａ　容積計測装置
１２　計測ノズル
１３　通路部材
１４　主チューブ
１５　中空部
１６　ワーク
１７　開口部
１９　空間部
２１　気密確認回路
３０　ワーク側部分
３１　マスタータンク側部分（基準側容器部）
４０　計測側容器部
【図１】
2004117153.tif 000003
【図２】
2004117153.tif 000004
【図３】
2004117153.tif 000005