(57)【要約】【課題】シールリングに油圧が掛かり始めた瞬間のような、過渡状態におけるシールリングでのオイル漏れ量を精度良く評価する油密検査装置を提供する。【解決手段】油密検査装置１は、シールリング２ａ、２ｂを取り付ける軸部１１と、軸部１１及びシールリング２ａ、２ｂを覆い、シールリング２ａ、２ｂにより封じられて軸部１１との間に第１の空間３及び第２の空間４ａ、４ｂを形成する透明カバー１２と、第１の空間３に油を供給する油供給部１３と、シールリング２ａ、２ｂを介して第１の空間３から第２の空間４ａ、４ｂに漏洩した油を透明カバー１２上から撮像する撮像部１４と、撮像部１４が撮像した漏洩した油の画像及び透明カバー１２の内径に基づいて漏洩した油の量を算出する演算部１５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールリングを取り付ける軸部と、
前記軸部及び前記シールリングを覆い、前記シールリングにより封じられて前記軸部との間に第１の空間及び第２の空間を形成する透明カバーと、
前記第１の空間に油を供給する油供給部と、
前記シールリングを介して前記第１の空間から前記第２の空間に漏洩した油を前記透明カバー上から撮像する撮像部と、
前記撮像部が撮像した前記漏洩した油の画像及び前記透明カバーの内径に基づいて前記漏洩した油の量を算出する演算部と
を備えた油密検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は油密検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧回路では、メンテナンスの要否及びその緊急度を知るために、オイル漏れの検査を行う。例えば、特許文献１には、油圧シリンダに作動油を供給して、パッキンのシール機能の有効性を判断することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３０２３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自動車においても、トランスミッション（変速機）内部には、油圧で駆動するクラッチ、ブレーキ等の係合要素が存在する。これらの係合要素の応答性の向上及び燃費の向上のためには、油路上にあるシールリングからのオイルの漏れ量を把握する必要がある。
【０００５】
特に、シールリングからのオイル漏れの変速性能への影響を調べるには、シールリングに油圧が掛かり始めてから約１００ミリ秒間程度の過渡状態における漏れ量を把握することが重要である。従来から、シールリングからのオイル漏れを評価する装置は存在するが、シールリングが回転していること、シールリングが部品内部にあって漏れ量を測る流量計との間に距離があることなどから、一定流量のオイルを流した状態での定常評価しかできていなかった。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、シールリングに油圧が掛かり始めた瞬間のような、過渡状態におけるシールリングでのオイル漏れ量を精度良く評価することができる油密検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る油密検査装置は、シールリングを取り付ける軸部と、軸部及びシールリングを覆い、シールリングにより封じられて軸部との間に第１の空間及び第２の空間を形成する透明カバーと、第１の空間に油を供給する油供給部と、シールリングを介して第１の空間から第２の空間に漏洩した油を透明カバー上から撮像する撮像部と、撮像部が撮像した漏洩した油の画像及び透明カバーの内径に基づいて漏洩した油の量を算出する演算部とを備えるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、シールリングに油圧が掛かり始めた瞬間のような、過渡状態におけるシールリングでのオイル漏れ量を精度良く評価する油密検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る油密検査装置１の概略構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係る油密検査方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】実施の形態に係る撮像画像１００を示す図である。
【図４】実施の形態に係る漏れ流量Ｌの時間変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本実施の形態に係る油密検査装置について説明する。
まず、本実施の形態に係る油密検査装置の構成について説明する。
図１は、本実施の形態に係る油密検査装置１の概略構成を示す図である。
油密検査装置１は、軸１１、透明カバー１２、油供給部１３、撮像部１４、演算部１５、駆動部１６、油回収部１７、流量計１８、油圧発生源１９、オイルジャケット２０、制御部（図示せず）などを備える。
【００１１】
軸１１は、略円筒形状のもので、評価対象の２個のシールリング２ａ、２ｂを取り付けることができるように、また、透明カバー１２で覆われたときにも回転できるように設けられている。また、軸１１には、シールリング２ａ、２ｂを取り付ける部分の間に他の部分よりも細くなった部分があり、その細くなった部分の表面には、軸１１内部の油供給部１３を通ってきたオイルを軸１１の外部に供給するための油供給口３１が設けられている。
【００１２】
透明カバー１２は、軸１１にシールリング２ａ、２ｂを取り付けた後に、軸１１及びシールリング２ａ、２ｂを覆うものである。透明カバー１２は、例えば、ガラス製であり、シールリング２ａ、２ｂからのオイル漏れの状態、特にオイル漏れの発生箇所を透明カバー１２の外部から観察できるようになっている。
【００１３】
また、透明カバー１２で覆われたときに、軸１１とシールリング２ａ、２ｂとの間、及び、シールリング２ａ、２ｂと透明カバー１２との間は、それぞれ密着状態となる。このため、軸１１とシールリング２ａ、２ｂと透明カバー１２との間にはそれらの隙間である第１の空間３が形成される。同様に、軸１１とシールリング２ａと透明カバー１２との間にはそれらの隙間である第２の空間４ａが、また、軸１１とシールリング２ｂと透明カバー１２との間にはそれらの隙間である第２の空間４ｂが、それぞれ形成される。つまり、透明カバー１２内部にはシールリング２ａ、２ｂにより封じられて第１の空間３、第２の空間４ａ、４ｂが形成される。
【００１４】
また、透明カバー１２には、漏れたオイルを回収するための油回収口３２ａ、３２ｂが、それぞれ、透明カバー１２下部のオイルジャケット２０側、駆動部１６側に設けられている。
油供給部１３は、オイルを供給するための配管であって、油圧発生源１９から送出されたオイル、例えば、ＡＴＦ（Automatic transmission fluid、自動変速機油）をオイルジャケット２０及び軸１１の内部を経由して、軸１１表面の油供給口３１に供給する。
撮像部１４は、高速度カメラであり、シールリング２ａ、２ｂを介して第１の空間３から第２の空間４ａ、４ｂに漏洩するオイルを、透明カバー１２上から撮像する。撮像部１４により、従来の流量計では計測できなかったオイル漏れの過渡現象を捉えることが可能になる。
【００１５】
演算部１５は、コンピュータであり、解析用のプログラム又はアルゴリズムを実行し、撮像部１４が撮像した漏洩オイルの画像や、軸１１及び透明カバー１２の寸法などを用いて、オイルの漏れ量を算出する。漏れ量の算出方法については後述する。
駆動部１６は、モータであり、軸１１を回転させる。駆動部１６により、実使用時と同等のシールリングの回転状態を再現することが可能となる。
油回収部１７は、オイルを回収するための配管であって、透明カバー１２の油回収口３２ａ、３２ｂをそれぞれ通ってきたオイルを混合して流量計１８に供給する。
流量計１８は、従来型の、例えば、超音波式、コリオリ式等の流量計であり、過渡現象の後の定常時の漏れ流量を評価する。
【００１６】
油圧発生源１９、オイルジャケット２０についても従来型のものである。
制御部（図示せず）は、油密検査装置１の各構成の動作を制御する。
なお、本実施の形態に係る油密検査装置１では、検査時に用いるオイルを着色しておくことが好ましい。オイルの着色には着色剤（蛍光剤、微粒子のトレーサ等）などを用いる。オイルを着色しておくことで、撮像部１４が撮像する画像のコントラストを上げ、演算部１５が行う画像処理の精度を高めることができる。
【００１７】
また、演算部１５及び制御部が実現する各構成要素は、例えば、コンピュータである演算部１５及び制御部が備える演算装置（図示せず）の制御によって、プログラムを実行させることによって実現できる。より具体的には、演算部１５及び制御部は、記憶部（図示せず）に格納されたプログラムを主記憶装置（図示せず）にロードし、演算装置の制御によってプログラムを実行して実現する。また、各構成要素は、プログラムによるソフトウェアで実現することに限ることなく、ハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアのうちのいずれかの組み合わせ等により実現しても良い
【００１８】
上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。
【００１９】
また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されても良い。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００２０】
続いて、本実施の形態に係る油密検査方法について説明する。
図２は、本実施の形態に係る油密検査方法の処理手順を示すフローチャートである。
まず、軸１１に評価対象の２個のシールリング２ａ、２ｂを取り付ける（ステップＳ１０）。
次に、シールリング２ａ、２ｂを取り付けた軸１１に透明カバー１２を被せる。また、駆動部１６が軸１１の回転を開始する（ステップＳ２０）。
次に、撮像部１４が軸１１及びシールリング２ａ、２ｂの撮影を開始する（ステップＳ３０）。
【００２１】
次に、油圧発生源１９が、油供給部１３を介して、軸１１の油供給口３１にオイルを供給する（ステップＳ４０）。
そして、油供給口３１から流出したオイルは、まず、軸１１とシールリング２ａ、２ｂと透明カバー１２とによって形成される第１の空間３を満たし、シールリング２ａ、２ｂに油圧を掛ける。
【００２２】
そして、第１の空間３を満たしたオイルは、シールリング２ａ、２ｂと軸１１との間から、または、シールリング２ａ、２ｂと透明カバー１２との間から、つまり、シールリング２ａ、２ｂを介して、軸１１とシールリング２ａと透明カバー１２とによって形成される第２の空間４ａに、または、軸１１とシールリング２ｂと透明カバー１２とによって形成される第２の空間４ｂに漏れ出す。
そして、第２の空間４ａ、または、第２の空間４ｂに漏れ出したオイルは、透明カバー１２下部の油回収口３２ａ、３２ｂ及び油回収部１７を通って流量計１８に供給される。
【００２３】
次に、流量計１８の計測値（流量）の変化の有無を判断する（ステップＳ５０）。流量計１８の計測値に変化があるとき（ステップＳ５０のＹｅｓ）は、油圧発生源１９からのオイル供給及び撮像部１４による撮影を継続する。また、流量計１８の計測値に変化がなくなったとき、すなわち、定常状態になったとき（ステップＳ５０のＮｏ）は、オイル供給及び撮影を停止する（ステップＳ６０）。
次に、撮像部１４の撮影画像を演算部１５に転送する（ステップＳ７０）。
次に、演算部１５は撮影画像から次に説明する流量解析を行う（ステップＳ８０）。
そして、処理を終了する。
【００２４】
続いて、本実施の形態に係る流量解析について説明する。
流量解析は、上述したように、演算部１５が行う。演算部１５は、まず、各時間における撮影画像に対して、エッジ抽出、２値化などの画像処理を行い、第１の空間３から第２の空間４ａ、４ｂに漏れたオイルの距離ｄ１、ｄ２を算出する。
図３は本実施の形態に係る撮像画像１００を示す図である。
演算部１５は、撮像画像１００を用いて、第１の空間３から第２の空間４ａに漏れたオイル５ａの距離ｄ１と、また、第１の空間３から第２の空間４ｂに漏れたオイル５ｂの距離ｄ２とをそれぞれ算出する。
【００２５】
次に、演算部１５は、時間ｔにおける積算漏れ量Ｌ（ｔ）［ｍ３］を算出する。積算漏れ量Ｌ（ｔ）は、透明カバー１２の内径の１／２をｒ０［ｍ］、軸１１の外径の１／２をｒ１［ｍ］とすると、次式（１）のように算出することができる。
Ｌ（ｔ）  ＝  π（ｒ０２  −  ｒ１２）  ｘ  （ｄ１  ＋  ｄ２）  ・・・（１）
次に、演算部１５は、時間ｔにおける漏れ流量Ｌ［ｍ３／ｓｅｃ］を算出する。時間ｔにおける漏れ流量Ｌは、次式（２）のように算出することができる。
Ｌ  ＝  Ｌ（ｔ）  −  Ｌ（ｔ−１）  ・・・（２）
【００２６】
図４は本実施の形態に係る漏れ流量Ｌの時間変化を示す図である。横軸はシールリング２ａ、２ｂに油圧が掛かってからの時間［ｓｅｃ］、縦軸はそのときの漏れ流量Ｌ［ｍ３／ｓｅｃ］である。
漏れ流量Ｌは、漏れが始まったときに一時的に大きな値をとり、その後減少して定常状態の安定した値をとることがわかる。
【００２７】
以上、説明したように、本実施の形態に係る油密検査装置１は、シールリング２ａ、２ｂを取り付ける軸部１１と、軸部１１及びシールリング２ａ、２ｂを覆い、シールリング２ａ、２ｂにより封じられて軸部１１との間に第１の空間３及び第２の空間４ａ、４ｂを形成する透明カバー１２と、第１の空間３に油を供給する油供給部１３と、シールリング２ａ、２ｂを介して第１の空間３から第２の空間４ａ、４ｂに漏洩した油を透明カバー１２上から撮像する撮像部１４と、撮像部１４が撮像した漏洩した油の画像及び透明カバー１２の内径に基づいて漏洩した油の量を算出する演算部１５とを備えるものである。
【００２８】
このような構成により、シールリング２ａ、２ｂに油圧が掛かり始めた直後（０〜１００ミリ秒または２００ミリ秒程度）の、過渡状態におけるシールリングでのオイル漏れの状態及び漏れ量を精度良く検出、評価することができる。
そして、漏れ現象の解明及びモデル化により、クラッチ、ブレーキの作動応答性の向上、低燃費化に向けたハードの設計及び制御仕様の明確化が可能となる。また、シールリングの挙動も評価可能となる。
【符号の説明】
【００２９】
１    油密検査装置
２    シールリング
３    第１の空間
４ａ、４ｂ    第２の空間
１１    軸
１２    透明カバー
１３    油供給部
１４    撮像部
１５    演算部
１６    駆動部
１７    油回収部
１８    流量計
３１    油供給口
３２ａ、３２ｂ    油回収口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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