気密試験装置及び気密試験方法
【課題】スニファープローブとガス測定装置とを接続する配管が長くても気密試験時間を短縮する。
【解決手段】サクションカップ２１，２２，２３ａ，２３ｂは、試験対象部位の雰囲気を収集する。スニファーチューブ３５〜３８は、採取された雰囲気をガス測定装置４９まで移送する。測定用弁Ｖｉ（ｉ＝１〜５）と、予備吸引用弁Ｖ（ｉ＋５）とは、予備吸引を行うか、測定を行うかを切り換える切り換え手段である。予備吸引用の排気ポンプ４４は、予備吸引用弁Ｖ６〜Ｖ９を介して、測定前に予備吸引を行って、サクションカップ２１，２２，２３ａ，２３ｂが収集した試験対象部位の雰囲気をガス測定装置４９の近傍まで引き込む。予備吸引用弁を閉じ、測定用弁を開くと、スニファーチューブによる移送遅れなく、ガス測定装置４９でトレーサガス濃度の測定を行うことができる。
【解決手段】サクションカップ２１，２２，２３ａ，２３ｂは、試験対象部位の雰囲気を収集する。スニファーチューブ３５〜３８は、採取された雰囲気をガス測定装置４９まで移送する。測定用弁Ｖｉ（ｉ＝１〜５）と、予備吸引用弁Ｖ（ｉ＋５）とは、予備吸引を行うか、測定を行うかを切り換える切り換え手段である。予備吸引用の排気ポンプ４４は、予備吸引用弁Ｖ６〜Ｖ９を介して、測定前に予備吸引を行って、サクションカップ２１，２２，２３ａ，２３ｂが収集した試験対象部位の雰囲気をガス測定装置４９の近傍まで引き込む。予備吸引用弁を閉じ、測定用弁を開くと、スニファーチューブによる移送遅れなく、ガス測定装置４９でトレーサガス濃度の測定を行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トレーサガスを用たスニファー法により気密試験を行う気密試験装置及び気密試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トレーサガスを使用する気密試験方法は、チャンバー法とスニファー法がある。チャンバー法は、検査対象内にトレーサガスを充填してチャンバーに格納し、検査対象からチャンバー内に漏れ出すトレーサガスをガス測定装置で検出する方法である。
【０００３】
スニファー法は、検査対象内にトレーサガスを充填し、検査対象内から空気中へ漏れ出すトレーサガスを検査対象の周囲を移動可能なスニファープローブで吸引し、ガス測定装置まで可撓性配管で搬送して検知する方法である。
【０００４】
ところで、内燃機関の燃料系統を構成する高圧燃料ポンプ、デリバリパイプ、接続フランジ等は、サブアッシー状態であれば、チャンバー法により容易に気密試験することができる。しかし、部品が内燃機関に組み込まれた状態では、検査対象全体の容積及び重量が大きく、チャンバー法には適さない。このため、内燃機関の燃料配管系統の気密試験は、スニファー法により行うことになる。
【０００５】
自動車の燃料系統の気密試験方法にスニファー法を利用した従来技術として、特許文献１に記載の技術が知られている。この技術によれば、加圧したヘリウムを圧縮天然ガス燃料系へ送り込み、燃料系の種々の継ぎ手や接続部のような検査対象部分の周りにスニファープローブを単純に揺り巡らせて空気サンプルを採集する。この空気サンプル中のヘリウムをヘリウム検出器で検出することにより、気密性の良否を判断することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００１−５０４１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、量産エンジンの燃料系配管組付けラインで多点のスニファー法気密試験を実施しようとすれば、搬送コンベア上で位置決めされたエンジンの上方向や横方向からスニファープローブを近接させる設備構成とならざるを得ない。このため、トレーサガス検出装置とエンジン上部のスニファープローブとの間は、５〜１０［ｍ］の長い配管で接続する構成となり、プローブで採取したガスが長い配管通路を通りガス検出装置に届くまでに時間が掛かり、複数箇所の気密試験の時間が長引くという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、それぞれ試験対象部位の雰囲気を収集する複数のサクションカップと、雰囲気中のトレーサガス濃度を測定するガス測定装置と、複数のサクションカップとガス測定装置とを接続する複数の配管とを備えた気密試験装置において、予備吸引装置によりサクションカップで採取された雰囲気をガス測定装置近傍まで引き込み、その後切り換え手段により予備吸引装置からガス測定装置へ雰囲気供給を切り換えることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、予備吸引装置により予めサクションカップが採取した雰囲気をガス測定装置近傍まで引き込むことができるので、２箇所目以降の気密試験は、配管による雰囲気移送時間を省略し、切り換え手段を切り換えるだけで、直ちにトレーサガスの測定を行うことが可能となり、複数の試験箇所に対する気密試験の所要時間を短縮することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る気密試験装置の実施形態の構成を説明する配管図である。
【図２】（ａ）実施形態の気密試験装置の平面図、（ｂ）側面図である。
【図３】（ａ）高圧燃料ポンプ用サクションカップの断面図、（ｂ）分岐配管部用サクションカップの断面図、（ｃ）フランジ用サクションカップの断面図である。
【図４】測定フードの詳細を説明する部分断面図である。
【図５】気密試験の手順を説明するフローチャートである。
【図６】トレーサガス充填処理の詳細を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。尚、以下に説明する実施形態は、自動車用エンジンの燃料系統試験に好適な気密試験装置及び方法であるが、本発明の試験対象はエンジンに限定されることはない。
【００１２】
図１は、本発明に係る気密試験装置１の実施形態を説明する配管図である。以下、トレーサガスの流れる経路に従って、気密試験装置１を説明する。
【００１３】
トレーサガスボンベ２は、トレーサガスとしてのヘリウムガス、あるいは水素と窒素との混合ガス（例えば、水素５％，窒素９５％の混合比）を貯蔵する容器である。トレーサガスボンベ２から供給されるトレーサガスは、元弁３、圧力調整弁５、開閉弁を用いたアキュムレータ上流弁１１を介して、一定圧力でトレーサガスを一時貯留する容器であるアキュムレータ１２へ供給される。圧力計４は、圧力調整弁５の上流のボンベ供給圧力を表示する。圧力調整弁５は、トレーサガスがヘリウムの場合、例えば１［ＭＰａ］に圧力調整する。圧力計６は、圧力調整弁５により圧力調整されたトレーサガスの圧力を表示する。圧力センサ７は、圧力調整弁５により圧力調整されたトレーサガスの圧力を検出し、図外の試験制御装置へトレーサガス圧力検出信号を送信する。
【００１４】
圧力計６とアキュムレータ上流弁１１の間から分岐した管路は、開閉弁８を介してトレーサガスの基準リーク流量を生成するオリフィス９が設けられている。オリフィス９の下流には、基準リーク流量のトレーサガスが空気で希釈されて所定の校正用濃度を有した校正用ガスを生成するフード１０が設けられている。フード１０中の校正用ガスは、切換弁Ｖ１２の校正用ポジション（ＣＡＬ）から塵埃を除去するフィルタ２９を介して、校正／ＢＧ用の可撓性配管であるスニファーチューブ３４に吸引される。
【００１５】
アキュムレータ１２には、試験対象へトレーサガスを供給する開閉弁であるアキュムレータ下流弁１３が接続され、アキュムレータ下流弁１３の下流には、試験対象にトレーサガスを供給する可撓性のトレーサガス供給管１５が接続されている。トレーサガス供給管１５の先端部には、試験対象と断続可能な自閉式のコネクタ（流止弁付コネクタ）１６が設けられている。
【００１６】
コネクタ１６には、高圧ポンプ１７とフレアナット部１８ａとフランジ接続部１９ａと燃圧センサ接続部１９ｂとを気密試験の試験部位として備えるエンジン燃料系が接続可能となっている。
【００１７】
サクションカップ２１，２２，２３ａ，２３ｂは、試験部位の外形と規定の隙間を保持して試験部位を覆うことにより、試験部位から漏れる微量のトレーサガスを確実に収集して、ガス測定装置へ送るためのサクションカップである。規定の隙間は、本実施形態では、１〜５［ｍｍ］としている。
【００１８】
図３（ａ）は、サクションカップ２１の詳細を示す断面図である。図３（ｂ）は、サクションカップ２２の詳細を示す断面図である。図３（ｃ）は、サクションカップ２３ａの詳細を示す断面図である。
【００１９】
図３（ａ）に示すように、サクションカップ２１は、その試験対象部位である高圧ポンプ１７の外形と規定の隙間を保持できるように、高圧ポンプ１７の外形を模った形状としている。高圧ポンプ１７周りで特に気密試験を要する部位は、配管が高圧ポンプ１７に接続されるフレアナット部１７ａの組み付け部位である。
【００２０】
図３（ｂ）に示すように、サクションカップ２２は、その試験対象部位であるフレアナット部１８ａの外形と規定の隙間を保持できるように、フレアナット部１８ａの外形を模った形状としている。フレアナット部１８ａ周りで特に気密試験を要する部位は、フレアナットの組み付け部位である。
【００２１】
図３（ｃ）に示すように、サクションカップ２３ａは、その試験対象部位であるフランジ１９の外形と規定の隙間を保持できるように、フランジ１９の外形を模った形状としている。フランジ１９周りで特に特に気密試験を要する部位は、フランジ接続部１９ａである。尚、図３には図示しないが、サクションカップ２３ｂも同様に、試験対象部位の外形と規定の隙間を保持できるように、燃圧センサ接続部１９ｂの外形を模った形状としている。
【００２２】
このように、サクションカップの形状を試験対象部位の外形を模った形状とすることにより、部品裏側の回り込んだ部位からのトレーサガス漏れをも検出することができる。また気密試験装置の周辺に存在する気流の風上側へ漏れたトレーサガスは拡散が少ないが、サクションカップを上記形状とすることにより、風上側へ漏れたトレーサガスも確実に吸引して検出することができる。
【００２３】
測定フード２０は、サクションカップ２１，２２，２３ａ，２３ｂをエンジンの試験対象部位へ近接離隔可能に保持するとともに、複数の試験部位全体を上から覆う治具である。測定フード２０の詳細は、図２、図４を参照して後述する。
【００２４】
サクションカップ２１は、着脱可能なコネクタ２５と塵埃を除去するフィルタ３０を介して、可撓性の配管であるスニファーチューブ３５の一端部に接続されている。サクションカップ２２は、着脱可能なコネクタ２６と塵埃を除去するフィルタ３１を介して、可撓性の配管であるスニファーチューブ３６の一端部に接続されている。サクションカップ２３ａは、着脱可能なコネクタ２７と塵埃を除去するフィルタ３２を介して、可撓性の配管であるスニファーチューブ３７の一端部に接続されている。サクションカップ２３ｂは、着脱可能なコネクタ２８と、塵埃を除去するフィルタ３３を介して、可撓性の配管であるスニファーチューブ３８の一端部に接続されている。
【００２５】
また測定フード２０周辺の雰囲気は、切換弁Ｖ１２のＢＧ（バックグランド）ポジションを介して校正／ＢＧ用の可撓性配管であるスニファーチューブ３４へ取り込まれる。
【００２６】
スニファーチューブ３４，３５，３６，３７，３８は、測定フード２０と後述するガス測定装置筐体５３との配置にもよるが、例えば、直径２．５〜４［ｍｍ］の長さ５〜１０［ｍ］の可撓性配管である。
【００２７】
スニファーチューブ３８の他端部は分岐して、それぞれ開閉弁を用いた測定用弁Ｖ１と予備吸引用弁Ｖ６とが接続されている。スニファーチューブ３７の他端部は分岐して、それぞれ開閉弁を用いた測定用弁Ｖ２と予備吸引用弁Ｖ７とが接続されている。スニファーチューブ３６の他端部は分岐して、それぞれ開閉弁を用いた測定用弁Ｖ３と予備吸引用弁Ｖ８とが接続されている。スニファーチューブ３５の他端部は分岐して、それぞれ開閉弁を用いた測定用弁Ｖ４と予備吸引用弁Ｖ９とが接続されている。スニファーチューブ３４の他端部は分岐して、それぞれ開閉弁を用いた測定用弁Ｖ５と予備吸引用弁Ｖ１０とが接続されている。
【００２８】
これら測定用弁Ｖ１〜Ｖ５と予備吸引用弁Ｖ６〜Ｖ１０のそれぞれの分岐点以後、且つ予備吸引用弁Ｖ６〜Ｖ１０の手前には、予備吸引の流量を調整するオリフィス３９〜４３が設けられている。
【００２９】
また予備吸引用弁Ｖ６〜Ｖ１０の下流は、一つの予備吸引流に合流して、予備吸引の負圧を検出する圧力センサ４５と、予備吸引用の排気ポンプ４４と、予備吸引の流量を計測する流量計４６とが設けられている。
【００３０】
測定用弁Ｖ１〜Ｖ５は、開閉弁４７を介して、トレーサガス濃度を測定するガス測定装置４９の入口に接続されている。開閉弁４７とガス測定装置４９との間の管路には、ガス測定装置４９の入口の負圧を検出する圧力センサ４８が設けられている。ガス測定装置４９の出口には、流量を調整するオリフィス５０を介して測定用の排気ポンプ５１が接続され、ガス測定装置４９から大気中へ排気できるようになっている。排気ポンプ５１の下流には、排気の流量を検出する流量計５２が設けられている。
【００３１】
圧力センサ４８と、ガス測定装置４９と、オリフィス５０と、排気ポンプ５１と、流量計５２とは、ガス測定装置筐体５３に納められている。
【００３２】
空気供給口５５は、図示しない圧縮空気源に接続され、圧縮空気が供給される。空気供給口５５へ供給された圧縮空気は、電磁弁５６、塵埃を除去するフィルタ５７、圧力調整弁５８、電磁弁５９を介してガス測定装置筐体５３の内部へ供給され、ガス測定装置筐体５３の内部を換気して排出される。また空気供給口５５へ供給された圧縮空気は、電磁弁５６、塵埃を除去するフィルタ５７、圧力調整弁６０、電磁弁６１を介してフード６２の内部へ放出される。フード６２内の空気は、塵埃を除去するフィルタ６３，流量調整用のオリフィス６４，及び洗浄空気弁Ｖ１１を介して、ガス測定装置４９に取り込まれ、ガス測定装置４９の内部に残留したトレーサガスを洗浄するのに用いられる。このガス測定装置４９の洗浄は、異なるサクションカップからの雰囲気サンプルの測定毎に行われる。
【００３３】
ここで、測定用弁Ｖ１と予備吸引用弁Ｖ６の対、測定用弁Ｖ２と予備吸引用弁Ｖ７の対、測定用弁Ｖ３と予備吸引用弁Ｖ８の対、測定用弁Ｖ４と予備吸引用弁Ｖ９の対、測定用弁Ｖ５と予備吸引用弁Ｖ１０の対は、それぞれ、予備吸引を行うかトレーサガス濃度の測定を行うかの切り換え手段を構成している。
【００３４】
尚、本実施形態では、予備吸引とガス測定とを切り換える切り換え手段として、対となる２つの開閉弁を用いたが、２つの開閉弁に代えて、流路を切り換え可能な三方弁を用いるように変更することも可能である。
【００３５】
次に、予備吸引を説明する。例えば、予備吸引用の排気ポンプ４４を作動させて、予備吸引用弁Ｖ６〜Ｖ１０が開いている状態が予備吸引状態である。この状態から、ある予備吸引用弁（これをＶ（ｉ＋５），ｉ＝１〜５）を閉じて、この予備吸引用弁（Ｖ（ｉ＋５））と同じスニファーチューブに接続されている測定用弁（Ｖｉ）を開くと、この測定用弁（Ｖｉ）の直前まで予備吸引された測定用雰囲気がガス測定装置４９に取り込まれて、スニファーチューブによる移送遅れなく、トレーサガスの濃度測定を行うことができる。
【００３６】
図２（ａ）は、本発明に係る気密試験装置の平面図、図２（ｂ）は、同側面図である。図４は、測定フード２０の詳細を説明する部分断面図である。図２（ａ）に示すように、コンベア７１により搬送されてきたワークであるエンジン７２が燃料リーク試験ステーション７５により気密試験が行われる。
【００３７】
燃料リーク試験ステーション７５は、トレーサガスを使用したスニファー法による気密試験を行う試験ステーションである。操作ボックス７６は、燃料リーク試験ステーション７５における操作及び表示のための操作ボックスである。操作ボックス７６は、試験制御装置８１に接続されて、試験制御装置８１を制御可能となっているとともに、試験制御装置８１から作業者への状態表示が可能となっている。燃料リーク試験ステーション７５の作業者は、操作ボックス７６が手元となるように、コンベア７１の図中右側に配置される。
【００３８】
コンベア７１の図中左側には、測定フード２０内の空気を排気する換気装置７７、換気装置７７を制御する換気制御盤７８，換気装置７７から屋外へ排気する排気ダクト７９、ガス測定装置筐体５３，エンジン７２から残留したトレーサガスを吸引する残ガス吸引配管８０，試験制御装置８２，トレーサガスボンベ２が配置されている。尚、残ガス吸引配管８０及び図示しない残ガス回収装置は、高価なヘリウムガスを回収するために設置され、トレーサガスとして水素と窒素の混合ガスを使用する場合には不要である。
【００３９】
燃料リーク試験ステーション７５には、測定フード昇降装置８２がコンベア７１を跨ぐように配置されている。測定フード昇降装置８２は、測定フード２０を昇降させる空気圧シリンダ８２ａを備えている。また、燃料リーク試験ステーション７５には、コネクタ１６を操作することによりトレーサガス供給管１５を自動でエンジン７２に接続するアクチュエータ８５が備えられている。
【００４０】
測定フード２０は、測定フード昇降装置８２により、上方からコンベア７１上のエンジン７２に対して昇降できるように配置されている。測定フード２０には、サクションカップ２１，２２，２３ａ、２３ｂをエンジン７２の測定部位へ近接離隔するための空気圧シリンダを用いたアクチュエータ２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅが設けられている。アクチュエータ２０ｂ，２０ｄ，２０ｅは、アクチュエータの作動方向を定めるブラケット２０ｆ、２０ｇ、２０ｈを介して測定フードベース２０ａに固定されている。アクチュエータ２０ｃは、ブラケットを用いずに測定フードベース２０ａに固定されている。アクチュエータ２０ｄ、２０ｅは、図４では斜め方向に図示されているが、実際にはエンジン２７の横方向から（図面手前から奥へ）サクションカップ２３ａ、２３ｂを近接させるように配置されている。
【００４１】
次に、図５のフローチャートを参照して、図２の燃料リーク試験ステーション７５における気密試験の手順を説明する。最初に、図５のフローチャートが開始される前の気密試験装置の状態を説明する。トレーサガス元弁３は開き、アキュムレータ１２の上流弁１１及び下流弁１３は、閉じている。予備吸引用の排気ポンプ４４は稼動し、予備吸引用弁Ｖ６〜Ｖ１０は開いている。これにより、測定フード２０，スニファーカップ２１，２２，２３ａ，２３ｂの雰囲気が吸入されて、それぞれ各スニファーチューブ３４〜３８、予備吸引用弁Ｖ６〜Ｖ１０、排気ポンプ４４を介して排出されている。
【００４２】
またガス測定用の排気ポンプ５１は稼動し、弁４７は開き、測定用弁Ｖ１〜Ｖ５は閉じている。また、洗浄空気用弁Ｖ１１は閉じている。
【００４３】
また、圧縮空気源５５から供給される圧縮空気を通過させる弁５６，５９，６１は開いている。これにより、ガス測定装置筐体５３の内部は換気され、洗浄空気用フード６２はトレーサガス汚染のない空気で満たされている。
【００４４】
図５において、まずステップ（以下、ステップをＳと略す）１０において、コンベア７１によりエンジン７２が燃料リーク試験ステーション７５に搬入され、エンジン７２が試験位置にクランプされる。次いで、測定フード昇降装置８２が測定フード２０を下降させて、アクチュエータ２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅがサクションカップ２１，２２，２３ａ，２３ｂを上方向または横方向からそれぞれの測定部位に近接させる。次いでＳ１２で、トレーサガスがエンジン７２の燃料系統に充填される。このＳ１２のトレーサガス充填の詳細については、図６を参照して後述される。
【００４５】
次いでＳ１４で、試験制御装置８１は、切換弁Ｖ１２をＢＧ側へ切り換え、測定用弁Ｖ５を開き、予備吸引用弁Ｖ１０を閉じる。これにより、測定フード２０内の雰囲気がバックグランドとして、ガス測定装置４９へ流入する。次いでＳ１６で、ガス測定装置４９がバックグランドのトレーサガス濃度を測定し、測定したバックグランドのトレーサガス濃度値が試験制御装置８１へ送られる。
【００４６】
次いでＳ１８で、試験制御装置８１は、測定用弁Ｖ５を閉じ、予備吸引用弁Ｖ１０を開く。次いでＳ２０で、試験制御装置８１は、バックグランドのトレーサガス濃度値が正常か否かを判定する。正常であれば、ステップＳ２２へ進む。正常でなければ、バックグランドが異常であるか、あるいはエンジン７２からトレーサガスが大漏れしているかの何れかであるので、試験制御装置８１は、警報を発して停止し、図外のＢＧ異常／大漏れ処理が行われる。
【００４７】
Ｓ２２では、試験制御装置８１は、バックグランドのトレーサガス濃度値に基づいて、バックグランド補正値を設定する。このバックグランド補正値は、ガス測定装置４９の基底レベルをリセットするのに用いられる。
【００４８】
次いでＳ２４で、試験制御装置８１は、部位番号ｉに初期値１を設定する。以下、部位１の気密試験が始まる。次いでＳ２６で試験制御装置８１は、測定用弁Ｖｉを開き、予備吸引用弁Ｖ（ｉ＋５）を閉じる。これにより、既に測定用弁Ｖｉ近傍まで予備吸引されていたサクションカップ２４の雰囲気が、スニファーチューブ３８による移送遅延を来すことなく、ガス測定装置４９へ取り込まれる。次いでＳ２８でガス測定装置４９は、サクションカップ２４の雰囲気中のトレーサガス濃度を測定し、測定値を試験制御装置８１へ送信する。試験制御装置８１は、この測定値を部位ｉの測定値として受信する。
【００４９】
次いでＳ３２で試験制御装置８１は、この部位ｉの測定値と、Ｓ２２で設定したバックグランド補正値とを比較して、部位ｉの良否判定を行う。Ｓ３２の判定が否であれば、試験制御装置８１は、操作ボックス７６に部位ｉの不良の表示を行って、作業者に部位ｉの漏れ処理を促す。
【００５０】
Ｓ３２の判定が良であれば、Ｓ３４へ進む。Ｓ３４では、試験制御装置８１は、洗浄空気弁Ｖ１１を洗浄に必要な時間だけ開いて、トレーサガスを含まない空気により、ガス測定装置４９の洗浄を行う。次いでＳ３６で試験制御装置８１は、部位番号ｉが最終値の４であるか否かを判定する。Ｓ３６の判定で、ｉが４でなければ、Ｓ３８へ進んで部位番号ｉを１だけ増加させて、次の部位の気密試験を行うために、Ｓ２６へ戻る。
【００５１】
Ｓ３６の判定で、ｉが４であれば、Ｓ４０へ進む。Ｓ４０では、試験制御装置８１は、現在気密試験中のエンジン７２の良否判定を行う。次いでＳ４２で、試験制御装置８１は、エンジンからトレーサガスを排出させて、回収する（トレーサガスが水素と窒素の混合ガスの場合はＳ４２は不要）。次いでＳ４４で、試験制御装置８１の制御により、アクチュエータ２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅを作動させて、サクションカップ２１，２２，２３ａ，２３ｂを測定部位から離隔する。次いで試験制御装置８１の制御により、測定フード昇降装置８２が測定フード２０を上昇させる。さらに、試験制御装置８１は、エンジンをアンクランプさせ、コンベア７１によりエンジン７２を燃料リーク試験ステーション７５から搬出させる。この後、トレーサガス充填部の換気と、周囲の掃気を行って、次のエンジンの測定に備えてバックグランドのトレーサガス濃度上昇を抑制する。以上で１台のエンジンの気密試験を終了する。
【００５２】
図６は、トレーサガス充填処理の詳細手順を説明するフローチャートである。まずＳ５０で、試験制御装置８１は、アクチュエータ８５を操作してトレーサガス供給管１５をエンジン７２に接続する。次いでＳ５２で、試験制御装置８１は、アキュムレータ１２の上流弁１１を開いて、圧力調整弁５で一定圧力に調整されたトレーサガスをアキュムレータ１２へ供給する。次いでＳ５４で、試験制御装置８１は、圧力センサ７の圧力検出値を読み込み、アキュムレータ１２の供給圧力を測定する。次いでＳ５６で、試験制御装置８１は、Ｓ５２で読み込んだ圧力検出値が正常か否かを判定する。正常でなければ、図外の供給圧力異常処理へ移る。圧力検出値が正常であれば、Ｓ５８へ進む。Ｓ５８では、試験制御装置８１は、アキュムレータ１２の上流弁１１を閉じる。次いでＳ６０で、試験制御装置８１は、アキュムレータ１２の下流弁１３を開く。次いでＳ６２で、試験制御装置８１は、アキュムレータ１２の下流圧力を圧力センサ１４で検出して、圧力検出値を読み込む。次いでＳ６４で、試験制御装置８１は、アキュムレータ１２の下流の圧力が所定値だけ低下したか否かを判定する。圧力低下値が所定の誤差範囲であれば、所定の圧力低下があったとして、Ｓ６６へ進む。
【００５３】
Ｓ６４の判定で、圧力低下値が所定の誤差範囲でなければ、大漏れ、あるいは高圧ポンプ１７内の弁動作不良やコネクタ１６の不良等の流路閉塞があるとしてし、図外の大漏れ／流路閉塞不良処置へ移る。
【００５４】
ここで、アキュムレータ１２の下流弁１３を開いたときの圧力低下に基づいて、大漏れまたは流路閉塞を検出できる理由を説明する。これは、下流弁１３を開くと、アキュムレータ１２に一定圧力（Ｐ）で貯蔵されたトレーサガスがエンジン内へも拡散し、アキュムレータ１２の容積（Ｖａ）とエンジン内の容積（Ｖｗ）との和の容積（Ｖａ＋Ｖｗ）に広がる。このため圧力センサ１４で検出した圧力は、およそＰ×Ｖａ／（Ｖａ＋Ｖｗ）に低下する。もし流路閉塞があれば、トレーサガスがエンジン内に拡散した容積がＶｗより小さくなる。このため圧力センサ１４で検出した圧力は、Ｐ×Ｖａ／（Ｖａ＋Ｖｗ）より高くなり、流路閉塞を検出できることになる。また、エンジンが大漏れを起こしていれば、圧力センサ１４で検出した圧力は、Ｐ×Ｖａ／（Ｖａ＋Ｖｗ）より低くなり、且つ時間とともに低下するため、大漏れを検出することができる。
【００５５】
Ｓ６６では、試験制御装置８１は、アキュムレータ１２の下流弁１３を閉じて、操作ボックス７６に、トレーサガス供給管１５の取り外しが可能であることを表示する。次いでＳ６８で、試験制御装置８１は、アクチュエータ８５によりエンジン７２からトレーサガス供給管１５を取り外して、トレーサガス充填完了となる。
【００５６】
以上説明した本実施形態によれば、予備吸引用の排気ポンプにより予めサクションカップが採取した雰囲気をガス測定装置近傍まで引き込むことができるので、２箇所目以降の気密試験は、スニファーチューブによる雰囲気移送時間を省略し、予備吸引用弁と測定用弁を切り換えるだけで、直ちにトレーサガスの測定を行うことが可能となり、複数の試験箇所に対する気密試験の所要時間を短縮することができる。これにより、製造ラインの１工程に割り当てられた時間（タクトタイム）内に気密試験を完了させることができ、製造ラインに気密試験を組み込むことが可能となるという効果がある。
【００５７】
また、本実施形態によれば、気密試験部位周辺に干渉物があり、従来のスニファープローブを近接できない場合であっても、試験部位の外形を模ったサクションカップの形状により試験部位の外形と規定の隙間を保持して試験部位を覆うことができるので、確実にトレーサガスのリークを検出し、精度の高い気密試験を行うことができるという効果がある。
【００５８】
また本実施形態によれば、一定圧力でトレーサガスを貯留したアキュムレータから試験対象の内部へトレーサガスを供給したときの圧力の変化に基づいて、試験対象の良否を判定することができるので、ワーク内部の閉塞やトレーサガス供給系の閉塞等によりトレーサガスが試験部位に届かず試験結果判定を誤ることを回避できるという効果がある。
【符号の説明】
【００５９】
１ 気密試験装置
２ トレーサガスボンベ
１２ アキュムレータ
２１，２２，２３ａ、２３ｂ サクションカップ
３４〜３８ スニファーチューブ（配管）
Ｖ１〜Ｖ５ 測定用弁（切り換え手段）
Ｖ６〜Ｖ１０ 予備吸引用弁（切り換え手段）
４４ 排気ポンプ（予備吸引装置）
４９ ガス測定装置
５１ 排気ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トレーサガスを用たスニファー法により気密試験を行う気密試験装置及び気密試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トレーサガスを使用する気密試験方法は、チャンバー法とスニファー法がある。チャンバー法は、検査対象内にトレーサガスを充填してチャンバーに格納し、検査対象からチャンバー内に漏れ出すトレーサガスをガス測定装置で検出する方法である。
【０００３】
スニファー法は、検査対象内にトレーサガスを充填し、検査対象内から空気中へ漏れ出すトレーサガスを検査対象の周囲を移動可能なスニファープローブで吸引し、ガス測定装置まで可撓性配管で搬送して検知する方法である。
【０００４】
ところで、内燃機関の燃料系統を構成する高圧燃料ポンプ、デリバリパイプ、接続フランジ等は、サブアッシー状態であれば、チャンバー法により容易に気密試験することができる。しかし、部品が内燃機関に組み込まれた状態では、検査対象全体の容積及び重量が大きく、チャンバー法には適さない。このため、内燃機関の燃料配管系統の気密試験は、スニファー法により行うことになる。
【０００５】
自動車の燃料系統の気密試験方法にスニファー法を利用した従来技術として、特許文献１に記載の技術が知られている。この技術によれば、加圧したヘリウムを圧縮天然ガス燃料系へ送り込み、燃料系の種々の継ぎ手や接続部のような検査対象部分の周りにスニファープローブを単純に揺り巡らせて空気サンプルを採集する。この空気サンプル中のヘリウムをヘリウム検出器で検出することにより、気密性の良否を判断することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００１−５０４１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、量産エンジンの燃料系配管組付けラインで多点のスニファー法気密試験を実施しようとすれば、搬送コンベア上で位置決めされたエンジンの上方向や横方向からスニファープローブを近接させる設備構成とならざるを得ない。このため、トレーサガス検出装置とエンジン上部のスニファープローブとの間は、５〜１０［ｍ］の長い配管で接続する構成となり、プローブで採取したガスが長い配管通路を通りガス検出装置に届くまでに時間が掛かり、複数箇所の気密試験の時間が長引くという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、それぞれ試験対象部位の雰囲気を収集する複数のサクションカップと、雰囲気中のトレーサガス濃度を測定するガス測定装置と、複数のサクションカップとガス測定装置とを接続する複数の配管とを備えた気密試験装置において、予備吸引装置によりサクションカップで採取された雰囲気をガス測定装置近傍まで引き込み、その後切り換え手段により予備吸引装置からガス測定装置へ雰囲気供給を切り換えることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、予備吸引装置により予めサクションカップが採取した雰囲気をガス測定装置近傍まで引き込むことができるので、２箇所目以降の気密試験は、配管による雰囲気移送時間を省略し、切り換え手段を切り換えるだけで、直ちにトレーサガスの測定を行うことが可能となり、複数の試験箇所に対する気密試験の所要時間を短縮することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る気密試験装置の実施形態の構成を説明する配管図である。
【図２】（ａ）実施形態の気密試験装置の平面図、（ｂ）側面図である。
【図３】（ａ）高圧燃料ポンプ用サクションカップの断面図、（ｂ）分岐配管部用サクションカップの断面図、（ｃ）フランジ用サクションカップの断面図である。
【図４】測定フードの詳細を説明する部分断面図である。
【図５】気密試験の手順を説明するフローチャートである。
【図６】トレーサガス充填処理の詳細を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。尚、以下に説明する実施形態は、自動車用エンジンの燃料系統試験に好適な気密試験装置及び方法であるが、本発明の試験対象はエンジンに限定されることはない。
【００１２】
図１は、本発明に係る気密試験装置１の実施形態を説明する配管図である。以下、トレーサガスの流れる経路に従って、気密試験装置１を説明する。
【００１３】
トレーサガスボンベ２は、トレーサガスとしてのヘリウムガス、あるいは水素と窒素との混合ガス（例えば、水素５％，窒素９５％の混合比）を貯蔵する容器である。トレーサガスボンベ２から供給されるトレーサガスは、元弁３、圧力調整弁５、開閉弁を用いたアキュムレータ上流弁１１を介して、一定圧力でトレーサガスを一時貯留する容器であるアキュムレータ１２へ供給される。圧力計４は、圧力調整弁５の上流のボンベ供給圧力を表示する。圧力調整弁５は、トレーサガスがヘリウムの場合、例えば１［ＭＰａ］に圧力調整する。圧力計６は、圧力調整弁５により圧力調整されたトレーサガスの圧力を表示する。圧力センサ７は、圧力調整弁５により圧力調整されたトレーサガスの圧力を検出し、図外の試験制御装置へトレーサガス圧力検出信号を送信する。
【００１４】
圧力計６とアキュムレータ上流弁１１の間から分岐した管路は、開閉弁８を介してトレーサガスの基準リーク流量を生成するオリフィス９が設けられている。オリフィス９の下流には、基準リーク流量のトレーサガスが空気で希釈されて所定の校正用濃度を有した校正用ガスを生成するフード１０が設けられている。フード１０中の校正用ガスは、切換弁Ｖ１２の校正用ポジション（ＣＡＬ）から塵埃を除去するフィルタ２９を介して、校正／ＢＧ用の可撓性配管であるスニファーチューブ３４に吸引される。
【００１５】
アキュムレータ１２には、試験対象へトレーサガスを供給する開閉弁であるアキュムレータ下流弁１３が接続され、アキュムレータ下流弁１３の下流には、試験対象にトレーサガスを供給する可撓性のトレーサガス供給管１５が接続されている。トレーサガス供給管１５の先端部には、試験対象と断続可能な自閉式のコネクタ（流止弁付コネクタ）１６が設けられている。
【００１６】
コネクタ１６には、高圧ポンプ１７とフレアナット部１８ａとフランジ接続部１９ａと燃圧センサ接続部１９ｂとを気密試験の試験部位として備えるエンジン燃料系が接続可能となっている。
【００１７】
サクションカップ２１，２２，２３ａ，２３ｂは、試験部位の外形と規定の隙間を保持して試験部位を覆うことにより、試験部位から漏れる微量のトレーサガスを確実に収集して、ガス測定装置へ送るためのサクションカップである。規定の隙間は、本実施形態では、１〜５［ｍｍ］としている。
【００１８】
図３（ａ）は、サクションカップ２１の詳細を示す断面図である。図３（ｂ）は、サクションカップ２２の詳細を示す断面図である。図３（ｃ）は、サクションカップ２３ａの詳細を示す断面図である。
【００１９】
図３（ａ）に示すように、サクションカップ２１は、その試験対象部位である高圧ポンプ１７の外形と規定の隙間を保持できるように、高圧ポンプ１７の外形を模った形状としている。高圧ポンプ１７周りで特に気密試験を要する部位は、配管が高圧ポンプ１７に接続されるフレアナット部１７ａの組み付け部位である。
【００２０】
図３（ｂ）に示すように、サクションカップ２２は、その試験対象部位であるフレアナット部１８ａの外形と規定の隙間を保持できるように、フレアナット部１８ａの外形を模った形状としている。フレアナット部１８ａ周りで特に気密試験を要する部位は、フレアナットの組み付け部位である。
【００２１】
図３（ｃ）に示すように、サクションカップ２３ａは、その試験対象部位であるフランジ１９の外形と規定の隙間を保持できるように、フランジ１９の外形を模った形状としている。フランジ１９周りで特に特に気密試験を要する部位は、フランジ接続部１９ａである。尚、図３には図示しないが、サクションカップ２３ｂも同様に、試験対象部位の外形と規定の隙間を保持できるように、燃圧センサ接続部１９ｂの外形を模った形状としている。
【００２２】
このように、サクションカップの形状を試験対象部位の外形を模った形状とすることにより、部品裏側の回り込んだ部位からのトレーサガス漏れをも検出することができる。また気密試験装置の周辺に存在する気流の風上側へ漏れたトレーサガスは拡散が少ないが、サクションカップを上記形状とすることにより、風上側へ漏れたトレーサガスも確実に吸引して検出することができる。
【００２３】
測定フード２０は、サクションカップ２１，２２，２３ａ，２３ｂをエンジンの試験対象部位へ近接離隔可能に保持するとともに、複数の試験部位全体を上から覆う治具である。測定フード２０の詳細は、図２、図４を参照して後述する。
【００２４】
サクションカップ２１は、着脱可能なコネクタ２５と塵埃を除去するフィルタ３０を介して、可撓性の配管であるスニファーチューブ３５の一端部に接続されている。サクションカップ２２は、着脱可能なコネクタ２６と塵埃を除去するフィルタ３１を介して、可撓性の配管であるスニファーチューブ３６の一端部に接続されている。サクションカップ２３ａは、着脱可能なコネクタ２７と塵埃を除去するフィルタ３２を介して、可撓性の配管であるスニファーチューブ３７の一端部に接続されている。サクションカップ２３ｂは、着脱可能なコネクタ２８と、塵埃を除去するフィルタ３３を介して、可撓性の配管であるスニファーチューブ３８の一端部に接続されている。
【００２５】
また測定フード２０周辺の雰囲気は、切換弁Ｖ１２のＢＧ（バックグランド）ポジションを介して校正／ＢＧ用の可撓性配管であるスニファーチューブ３４へ取り込まれる。
【００２６】
スニファーチューブ３４，３５，３６，３７，３８は、測定フード２０と後述するガス測定装置筐体５３との配置にもよるが、例えば、直径２．５〜４［ｍｍ］の長さ５〜１０［ｍ］の可撓性配管である。
【００２７】
スニファーチューブ３８の他端部は分岐して、それぞれ開閉弁を用いた測定用弁Ｖ１と予備吸引用弁Ｖ６とが接続されている。スニファーチューブ３７の他端部は分岐して、それぞれ開閉弁を用いた測定用弁Ｖ２と予備吸引用弁Ｖ７とが接続されている。スニファーチューブ３６の他端部は分岐して、それぞれ開閉弁を用いた測定用弁Ｖ３と予備吸引用弁Ｖ８とが接続されている。スニファーチューブ３５の他端部は分岐して、それぞれ開閉弁を用いた測定用弁Ｖ４と予備吸引用弁Ｖ９とが接続されている。スニファーチューブ３４の他端部は分岐して、それぞれ開閉弁を用いた測定用弁Ｖ５と予備吸引用弁Ｖ１０とが接続されている。
【００２８】
これら測定用弁Ｖ１〜Ｖ５と予備吸引用弁Ｖ６〜Ｖ１０のそれぞれの分岐点以後、且つ予備吸引用弁Ｖ６〜Ｖ１０の手前には、予備吸引の流量を調整するオリフィス３９〜４３が設けられている。
【００２９】
また予備吸引用弁Ｖ６〜Ｖ１０の下流は、一つの予備吸引流に合流して、予備吸引の負圧を検出する圧力センサ４５と、予備吸引用の排気ポンプ４４と、予備吸引の流量を計測する流量計４６とが設けられている。
【００３０】
測定用弁Ｖ１〜Ｖ５は、開閉弁４７を介して、トレーサガス濃度を測定するガス測定装置４９の入口に接続されている。開閉弁４７とガス測定装置４９との間の管路には、ガス測定装置４９の入口の負圧を検出する圧力センサ４８が設けられている。ガス測定装置４９の出口には、流量を調整するオリフィス５０を介して測定用の排気ポンプ５１が接続され、ガス測定装置４９から大気中へ排気できるようになっている。排気ポンプ５１の下流には、排気の流量を検出する流量計５２が設けられている。
【００３１】
圧力センサ４８と、ガス測定装置４９と、オリフィス５０と、排気ポンプ５１と、流量計５２とは、ガス測定装置筐体５３に納められている。
【００３２】
空気供給口５５は、図示しない圧縮空気源に接続され、圧縮空気が供給される。空気供給口５５へ供給された圧縮空気は、電磁弁５６、塵埃を除去するフィルタ５７、圧力調整弁５８、電磁弁５９を介してガス測定装置筐体５３の内部へ供給され、ガス測定装置筐体５３の内部を換気して排出される。また空気供給口５５へ供給された圧縮空気は、電磁弁５６、塵埃を除去するフィルタ５７、圧力調整弁６０、電磁弁６１を介してフード６２の内部へ放出される。フード６２内の空気は、塵埃を除去するフィルタ６３，流量調整用のオリフィス６４，及び洗浄空気弁Ｖ１１を介して、ガス測定装置４９に取り込まれ、ガス測定装置４９の内部に残留したトレーサガスを洗浄するのに用いられる。このガス測定装置４９の洗浄は、異なるサクションカップからの雰囲気サンプルの測定毎に行われる。
【００３３】
ここで、測定用弁Ｖ１と予備吸引用弁Ｖ６の対、測定用弁Ｖ２と予備吸引用弁Ｖ７の対、測定用弁Ｖ３と予備吸引用弁Ｖ８の対、測定用弁Ｖ４と予備吸引用弁Ｖ９の対、測定用弁Ｖ５と予備吸引用弁Ｖ１０の対は、それぞれ、予備吸引を行うかトレーサガス濃度の測定を行うかの切り換え手段を構成している。
【００３４】
尚、本実施形態では、予備吸引とガス測定とを切り換える切り換え手段として、対となる２つの開閉弁を用いたが、２つの開閉弁に代えて、流路を切り換え可能な三方弁を用いるように変更することも可能である。
【００３５】
次に、予備吸引を説明する。例えば、予備吸引用の排気ポンプ４４を作動させて、予備吸引用弁Ｖ６〜Ｖ１０が開いている状態が予備吸引状態である。この状態から、ある予備吸引用弁（これをＶ（ｉ＋５），ｉ＝１〜５）を閉じて、この予備吸引用弁（Ｖ（ｉ＋５））と同じスニファーチューブに接続されている測定用弁（Ｖｉ）を開くと、この測定用弁（Ｖｉ）の直前まで予備吸引された測定用雰囲気がガス測定装置４９に取り込まれて、スニファーチューブによる移送遅れなく、トレーサガスの濃度測定を行うことができる。
【００３６】
図２（ａ）は、本発明に係る気密試験装置の平面図、図２（ｂ）は、同側面図である。図４は、測定フード２０の詳細を説明する部分断面図である。図２（ａ）に示すように、コンベア７１により搬送されてきたワークであるエンジン７２が燃料リーク試験ステーション７５により気密試験が行われる。
【００３７】
燃料リーク試験ステーション７５は、トレーサガスを使用したスニファー法による気密試験を行う試験ステーションである。操作ボックス７６は、燃料リーク試験ステーション７５における操作及び表示のための操作ボックスである。操作ボックス７６は、試験制御装置８１に接続されて、試験制御装置８１を制御可能となっているとともに、試験制御装置８１から作業者への状態表示が可能となっている。燃料リーク試験ステーション７５の作業者は、操作ボックス７６が手元となるように、コンベア７１の図中右側に配置される。
【００３８】
コンベア７１の図中左側には、測定フード２０内の空気を排気する換気装置７７、換気装置７７を制御する換気制御盤７８，換気装置７７から屋外へ排気する排気ダクト７９、ガス測定装置筐体５３，エンジン７２から残留したトレーサガスを吸引する残ガス吸引配管８０，試験制御装置８２，トレーサガスボンベ２が配置されている。尚、残ガス吸引配管８０及び図示しない残ガス回収装置は、高価なヘリウムガスを回収するために設置され、トレーサガスとして水素と窒素の混合ガスを使用する場合には不要である。
【００３９】
燃料リーク試験ステーション７５には、測定フード昇降装置８２がコンベア７１を跨ぐように配置されている。測定フード昇降装置８２は、測定フード２０を昇降させる空気圧シリンダ８２ａを備えている。また、燃料リーク試験ステーション７５には、コネクタ１６を操作することによりトレーサガス供給管１５を自動でエンジン７２に接続するアクチュエータ８５が備えられている。
【００４０】
測定フード２０は、測定フード昇降装置８２により、上方からコンベア７１上のエンジン７２に対して昇降できるように配置されている。測定フード２０には、サクションカップ２１，２２，２３ａ、２３ｂをエンジン７２の測定部位へ近接離隔するための空気圧シリンダを用いたアクチュエータ２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅが設けられている。アクチュエータ２０ｂ，２０ｄ，２０ｅは、アクチュエータの作動方向を定めるブラケット２０ｆ、２０ｇ、２０ｈを介して測定フードベース２０ａに固定されている。アクチュエータ２０ｃは、ブラケットを用いずに測定フードベース２０ａに固定されている。アクチュエータ２０ｄ、２０ｅは、図４では斜め方向に図示されているが、実際にはエンジン２７の横方向から（図面手前から奥へ）サクションカップ２３ａ、２３ｂを近接させるように配置されている。
【００４１】
次に、図５のフローチャートを参照して、図２の燃料リーク試験ステーション７５における気密試験の手順を説明する。最初に、図５のフローチャートが開始される前の気密試験装置の状態を説明する。トレーサガス元弁３は開き、アキュムレータ１２の上流弁１１及び下流弁１３は、閉じている。予備吸引用の排気ポンプ４４は稼動し、予備吸引用弁Ｖ６〜Ｖ１０は開いている。これにより、測定フード２０，スニファーカップ２１，２２，２３ａ，２３ｂの雰囲気が吸入されて、それぞれ各スニファーチューブ３４〜３８、予備吸引用弁Ｖ６〜Ｖ１０、排気ポンプ４４を介して排出されている。
【００４２】
またガス測定用の排気ポンプ５１は稼動し、弁４７は開き、測定用弁Ｖ１〜Ｖ５は閉じている。また、洗浄空気用弁Ｖ１１は閉じている。
【００４３】
また、圧縮空気源５５から供給される圧縮空気を通過させる弁５６，５９，６１は開いている。これにより、ガス測定装置筐体５３の内部は換気され、洗浄空気用フード６２はトレーサガス汚染のない空気で満たされている。
【００４４】
図５において、まずステップ（以下、ステップをＳと略す）１０において、コンベア７１によりエンジン７２が燃料リーク試験ステーション７５に搬入され、エンジン７２が試験位置にクランプされる。次いで、測定フード昇降装置８２が測定フード２０を下降させて、アクチュエータ２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅがサクションカップ２１，２２，２３ａ，２３ｂを上方向または横方向からそれぞれの測定部位に近接させる。次いでＳ１２で、トレーサガスがエンジン７２の燃料系統に充填される。このＳ１２のトレーサガス充填の詳細については、図６を参照して後述される。
【００４５】
次いでＳ１４で、試験制御装置８１は、切換弁Ｖ１２をＢＧ側へ切り換え、測定用弁Ｖ５を開き、予備吸引用弁Ｖ１０を閉じる。これにより、測定フード２０内の雰囲気がバックグランドとして、ガス測定装置４９へ流入する。次いでＳ１６で、ガス測定装置４９がバックグランドのトレーサガス濃度を測定し、測定したバックグランドのトレーサガス濃度値が試験制御装置８１へ送られる。
【００４６】
次いでＳ１８で、試験制御装置８１は、測定用弁Ｖ５を閉じ、予備吸引用弁Ｖ１０を開く。次いでＳ２０で、試験制御装置８１は、バックグランドのトレーサガス濃度値が正常か否かを判定する。正常であれば、ステップＳ２２へ進む。正常でなければ、バックグランドが異常であるか、あるいはエンジン７２からトレーサガスが大漏れしているかの何れかであるので、試験制御装置８１は、警報を発して停止し、図外のＢＧ異常／大漏れ処理が行われる。
【００４７】
Ｓ２２では、試験制御装置８１は、バックグランドのトレーサガス濃度値に基づいて、バックグランド補正値を設定する。このバックグランド補正値は、ガス測定装置４９の基底レベルをリセットするのに用いられる。
【００４８】
次いでＳ２４で、試験制御装置８１は、部位番号ｉに初期値１を設定する。以下、部位１の気密試験が始まる。次いでＳ２６で試験制御装置８１は、測定用弁Ｖｉを開き、予備吸引用弁Ｖ（ｉ＋５）を閉じる。これにより、既に測定用弁Ｖｉ近傍まで予備吸引されていたサクションカップ２４の雰囲気が、スニファーチューブ３８による移送遅延を来すことなく、ガス測定装置４９へ取り込まれる。次いでＳ２８でガス測定装置４９は、サクションカップ２４の雰囲気中のトレーサガス濃度を測定し、測定値を試験制御装置８１へ送信する。試験制御装置８１は、この測定値を部位ｉの測定値として受信する。
【００４９】
次いでＳ３２で試験制御装置８１は、この部位ｉの測定値と、Ｓ２２で設定したバックグランド補正値とを比較して、部位ｉの良否判定を行う。Ｓ３２の判定が否であれば、試験制御装置８１は、操作ボックス７６に部位ｉの不良の表示を行って、作業者に部位ｉの漏れ処理を促す。
【００５０】
Ｓ３２の判定が良であれば、Ｓ３４へ進む。Ｓ３４では、試験制御装置８１は、洗浄空気弁Ｖ１１を洗浄に必要な時間だけ開いて、トレーサガスを含まない空気により、ガス測定装置４９の洗浄を行う。次いでＳ３６で試験制御装置８１は、部位番号ｉが最終値の４であるか否かを判定する。Ｓ３６の判定で、ｉが４でなければ、Ｓ３８へ進んで部位番号ｉを１だけ増加させて、次の部位の気密試験を行うために、Ｓ２６へ戻る。
【００５１】
Ｓ３６の判定で、ｉが４であれば、Ｓ４０へ進む。Ｓ４０では、試験制御装置８１は、現在気密試験中のエンジン７２の良否判定を行う。次いでＳ４２で、試験制御装置８１は、エンジンからトレーサガスを排出させて、回収する（トレーサガスが水素と窒素の混合ガスの場合はＳ４２は不要）。次いでＳ４４で、試験制御装置８１の制御により、アクチュエータ２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅを作動させて、サクションカップ２１，２２，２３ａ，２３ｂを測定部位から離隔する。次いで試験制御装置８１の制御により、測定フード昇降装置８２が測定フード２０を上昇させる。さらに、試験制御装置８１は、エンジンをアンクランプさせ、コンベア７１によりエンジン７２を燃料リーク試験ステーション７５から搬出させる。この後、トレーサガス充填部の換気と、周囲の掃気を行って、次のエンジンの測定に備えてバックグランドのトレーサガス濃度上昇を抑制する。以上で１台のエンジンの気密試験を終了する。
【００５２】
図６は、トレーサガス充填処理の詳細手順を説明するフローチャートである。まずＳ５０で、試験制御装置８１は、アクチュエータ８５を操作してトレーサガス供給管１５をエンジン７２に接続する。次いでＳ５２で、試験制御装置８１は、アキュムレータ１２の上流弁１１を開いて、圧力調整弁５で一定圧力に調整されたトレーサガスをアキュムレータ１２へ供給する。次いでＳ５４で、試験制御装置８１は、圧力センサ７の圧力検出値を読み込み、アキュムレータ１２の供給圧力を測定する。次いでＳ５６で、試験制御装置８１は、Ｓ５２で読み込んだ圧力検出値が正常か否かを判定する。正常でなければ、図外の供給圧力異常処理へ移る。圧力検出値が正常であれば、Ｓ５８へ進む。Ｓ５８では、試験制御装置８１は、アキュムレータ１２の上流弁１１を閉じる。次いでＳ６０で、試験制御装置８１は、アキュムレータ１２の下流弁１３を開く。次いでＳ６２で、試験制御装置８１は、アキュムレータ１２の下流圧力を圧力センサ１４で検出して、圧力検出値を読み込む。次いでＳ６４で、試験制御装置８１は、アキュムレータ１２の下流の圧力が所定値だけ低下したか否かを判定する。圧力低下値が所定の誤差範囲であれば、所定の圧力低下があったとして、Ｓ６６へ進む。
【００５３】
Ｓ６４の判定で、圧力低下値が所定の誤差範囲でなければ、大漏れ、あるいは高圧ポンプ１７内の弁動作不良やコネクタ１６の不良等の流路閉塞があるとしてし、図外の大漏れ／流路閉塞不良処置へ移る。
【００５４】
ここで、アキュムレータ１２の下流弁１３を開いたときの圧力低下に基づいて、大漏れまたは流路閉塞を検出できる理由を説明する。これは、下流弁１３を開くと、アキュムレータ１２に一定圧力（Ｐ）で貯蔵されたトレーサガスがエンジン内へも拡散し、アキュムレータ１２の容積（Ｖａ）とエンジン内の容積（Ｖｗ）との和の容積（Ｖａ＋Ｖｗ）に広がる。このため圧力センサ１４で検出した圧力は、およそＰ×Ｖａ／（Ｖａ＋Ｖｗ）に低下する。もし流路閉塞があれば、トレーサガスがエンジン内に拡散した容積がＶｗより小さくなる。このため圧力センサ１４で検出した圧力は、Ｐ×Ｖａ／（Ｖａ＋Ｖｗ）より高くなり、流路閉塞を検出できることになる。また、エンジンが大漏れを起こしていれば、圧力センサ１４で検出した圧力は、Ｐ×Ｖａ／（Ｖａ＋Ｖｗ）より低くなり、且つ時間とともに低下するため、大漏れを検出することができる。
【００５５】
Ｓ６６では、試験制御装置８１は、アキュムレータ１２の下流弁１３を閉じて、操作ボックス７６に、トレーサガス供給管１５の取り外しが可能であることを表示する。次いでＳ６８で、試験制御装置８１は、アクチュエータ８５によりエンジン７２からトレーサガス供給管１５を取り外して、トレーサガス充填完了となる。
【００５６】
以上説明した本実施形態によれば、予備吸引用の排気ポンプにより予めサクションカップが採取した雰囲気をガス測定装置近傍まで引き込むことができるので、２箇所目以降の気密試験は、スニファーチューブによる雰囲気移送時間を省略し、予備吸引用弁と測定用弁を切り換えるだけで、直ちにトレーサガスの測定を行うことが可能となり、複数の試験箇所に対する気密試験の所要時間を短縮することができる。これにより、製造ラインの１工程に割り当てられた時間（タクトタイム）内に気密試験を完了させることができ、製造ラインに気密試験を組み込むことが可能となるという効果がある。
【００５７】
また、本実施形態によれば、気密試験部位周辺に干渉物があり、従来のスニファープローブを近接できない場合であっても、試験部位の外形を模ったサクションカップの形状により試験部位の外形と規定の隙間を保持して試験部位を覆うことができるので、確実にトレーサガスのリークを検出し、精度の高い気密試験を行うことができるという効果がある。
【００５８】
また本実施形態によれば、一定圧力でトレーサガスを貯留したアキュムレータから試験対象の内部へトレーサガスを供給したときの圧力の変化に基づいて、試験対象の良否を判定することができるので、ワーク内部の閉塞やトレーサガス供給系の閉塞等によりトレーサガスが試験部位に届かず試験結果判定を誤ることを回避できるという効果がある。
【符号の説明】
【００５９】
１ 気密試験装置
２ トレーサガスボンベ
１２ アキュムレータ
２１，２２，２３ａ、２３ｂ サクションカップ
３４〜３８ スニファーチューブ（配管）
Ｖ１〜Ｖ５ 測定用弁（切り換え手段）
Ｖ６〜Ｖ１０ 予備吸引用弁（切り換え手段）
４４ 排気ポンプ（予備吸引装置）
４９ ガス測定装置
５１ 排気ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ試験対象部位の雰囲気を収集する複数のサクションカップと、前記複数のサクションカップで採取された雰囲気中のトレーサガス濃度を測定するガス測定装置と、一端部が前記サクションカップに接続され、他端部が前記ガス測定装置に接続された複数の配管と、を備えた気密試験装置であって、
前記ガス測定装置によるトレーサガス濃度測定前に、前記サクションカップで採取された雰囲気を前記複数の配管の他端部まで引き込む予備吸引装置と、
前記複数の配管の他端部それぞれに、前記ガス測定装置に連通するか、前記予備吸引装置に連通するかを切り換える切り換え手段と、
を備えたことを特徴とする気密試験装置。
【請求項２】
予め一定圧力でトレーサガスを貯留するタンクと、
前記タンクから試験対象の内部へトレーサガスを供給する開閉弁と、
前記開閉弁の上流部の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記開閉弁を閉状態から開状態へ変化させた時の前記圧力検出手段が検出する圧力の変化に基づいて、試験対象の良否を判定する判定手段と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の気密試験装置。
【請求項３】
試験部位の外形と規定の隙間を保持して試験部位を覆うことができるように、試験部位の外形を模ったサクションカップの形状としたことを特徴とする請求項１に記載の気密試験装置。
【請求項４】
第１の試験部位の雰囲気を採取する第１のサクションカップと、第２の試験部位の雰囲気を採取する第２のサクションカップと、第１、第２のサクションカップで採取された雰囲気中のトレーサガスの検出または濃度測定するガス測定装置と、を備えた気密試験装置による気密試験方法であって、
第１のサクションカップをガス測定装置に連通させて第１の試験部位のスニファー試験を行っている間に、第２のサクションカップが採取する雰囲気を前記ガス測定装置の近傍へ引き込む予備吸引を行うことを特徴とする気密試験方法。
【請求項１】
それぞれ試験対象部位の雰囲気を収集する複数のサクションカップと、前記複数のサクションカップで採取された雰囲気中のトレーサガス濃度を測定するガス測定装置と、一端部が前記サクションカップに接続され、他端部が前記ガス測定装置に接続された複数の配管と、を備えた気密試験装置であって、
前記ガス測定装置によるトレーサガス濃度測定前に、前記サクションカップで採取された雰囲気を前記複数の配管の他端部まで引き込む予備吸引装置と、
前記複数の配管の他端部それぞれに、前記ガス測定装置に連通するか、前記予備吸引装置に連通するかを切り換える切り換え手段と、
を備えたことを特徴とする気密試験装置。
【請求項２】
予め一定圧力でトレーサガスを貯留するタンクと、
前記タンクから試験対象の内部へトレーサガスを供給する開閉弁と、
前記開閉弁の上流部の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記開閉弁を閉状態から開状態へ変化させた時の前記圧力検出手段が検出する圧力の変化に基づいて、試験対象の良否を判定する判定手段と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の気密試験装置。
【請求項３】
試験部位の外形と規定の隙間を保持して試験部位を覆うことができるように、試験部位の外形を模ったサクションカップの形状としたことを特徴とする請求項１に記載の気密試験装置。
【請求項４】
第１の試験部位の雰囲気を採取する第１のサクションカップと、第２の試験部位の雰囲気を採取する第２のサクションカップと、第１、第２のサクションカップで採取された雰囲気中のトレーサガスの検出または濃度測定するガス測定装置と、を備えた気密試験装置による気密試験方法であって、
第１のサクションカップをガス測定装置に連通させて第１の試験部位のスニファー試験を行っている間に、第２のサクションカップが採取する雰囲気を前記ガス測定装置の近傍へ引き込む予備吸引を行うことを特徴とする気密試験方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２５６０１８（Ｐ２０１０−２５６０１８Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０２７７５（Ｐ２００９−１０２７７５）
【出願日】平成２１年４月２１日（２００９．４．２１）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【出願人】（３９００１９０３５）株式会社フクダ (23)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２１日（２００９．４．２１）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【出願人】（３９００１９０３５）株式会社フクダ (23)
【Ｆターム（参考）】
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