JP2004011452A - 流量検査方法および流量検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エア抜き工程が不要で検査に要する期間が短く、かつ流量の計測精度の高い流量検査方法および流量検査装置を提供する。
【解決手段】検査対象である燃料ポンプ２から吐出される試験流体の流量の計測に先立って燃料ポンプ２の内部は減圧される。そのため、燃料ポンプ２の内部に形成されている複雑な形状の流体流路が減圧され、減圧された流体流路にタンク４１に大気圧で蓄えられている試験流体が充填される。その結果、流体流路の内部に空気が気泡として残留することがなく、エア抜き工程が不要となり、燃料ポンプ２への通電開始とともに吐出流量の計測を開始することができる。また、流体流路に空気が残留することがないので、気泡の発生による流量計測精度の低下が防止される。さらに、タンク４１から燃料ポンプ２には圧力差により試験流体が供給されるため、動力が不要となる。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に流体流路が形成されている検査対象から吐出される流体の流量を検査する流量検査方法および流量検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば内燃機関（以下、内燃機関を「エンジン」という。）の燃料ポンプあるいはインジェクタなどは、組み付け後に所定の性能を満たしているか検査が実施されている。上記のような燃料ポンプやインジェクタの場合、吐出される燃料の流量あるいは噴射される燃料の流量が検査される。
従来、例えば燃料ポンプからの燃料の吐出量を計測する場合、燃料ポンプは試験槽に蓄えられている試験流体に浸漬される。そして、燃料ポンプを作動させることにより、燃料ポンプから吐出された試験流体の流量が計測されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、検査対象である例えば燃料ポンプやインジェクタの場合、内部に形成されている流体流路は複雑な迷路形状をなしている。特に、燃料ポンプの場合、内部の流体流路の形状は非常に複雑である。そのため、燃料ポンプを試験流体に浸漬させただけでは、複雑な流体流路の隅々まで試験流体を充填するのは困難である。そこで、従来は燃料ポンプから吐出される試験流体の流量の計測に先立って、燃料ポンプを作動させることにより試験流体を吸入および吐出し、流体流路に気泡として残留する空気の除去を図るエア抜き工程が実施されている。
【０００４】
一方、近年、製造コストの低減の要求が高まり、製造工程の削減ならびに製造工程の短縮化を図ることが必要となっている。しかしながら、上記のような燃料ポンプの場合、内部の流体流路の形状が複雑な構造であるため、図４に示すように燃料ポンプへの通電開始からある程度の期間は燃料ポンプの作動が安定しない。すなわち、図４は、燃料ポンプへの通電初期は燃料ポンプ内に残留する空気により燃料ポンプの負荷が経時的に変化するため、燃料ポンプへ供給される電流値が変化し、作動が不安定になることを示している。したがって、燃料ポンプの作動を安定させるためには、燃料ポンプ内の残留空気を低減する必要があり、エア抜き工程に長時間を要するという問題がある。
【０００５】
また、エア抜き工程を実施した場合でも、燃料ポンプ内の残留空気を完全に除去することは困難である。そのため、例えば燃料ポンプからの吐出流量の計測中に燃料ポンプに振動が与えられると、燃料ポンプ内の残留空気が気泡として燃料ポンプから吐出される試験流体に混入し、流量計測精度の低下を招くという問題がある。さらに、エア抜き工程を実施する場合、吐出流量を計測するための計測流路とは別にエア抜き工程時に吐出される試験流体を排出するためのバイパス流路を必要とする。そのため、計測流路に付加するバイパス流路、ならびに流路の切換制御が必要となり、設備の複雑化を招くという問題がある。
【０００６】
また、例えば燃料ポンプに印加する電圧を高め、燃料ポンプからの試験流体の吐出量を増大し、エア抜き工程の短縮を図ることも考えられる。しかし、この場合でも、工程の短縮効果はわずかであり、残留空気を完全に除去することはできず、上記と同様の問題をもたらす。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、エア抜き工程が不要で検査に要する期間が短く、かつ流量の計測精度の高い流量検査方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、簡単な設備で検査に要する期間の短縮化が図られ、かつ計測精度の高い流量検査装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の流量検査方法によると、検査対象の内部に形成されている流体流路を大気圧よりも低圧に減圧している。これにより、流体流路には空気がほとんど存在しない状態となり、検査対象から吐出された試験流体に気泡が混入することがない。したがって、エア抜き工程が不要となり、検査対象から吐出される流体の流量の計測精度を向上することができる。また、流体タンクに大気圧で蓄えられている試験流体を減圧されている流体流路へ供給することにより、試験流体は流体タンクと流体流路との圧力差により迅速に流体流路の隅々まで流入する。そのため、検査対象への試験流体の供給後、検査対象の駆動開始とともに検査対象から吐出される流体の流量を計測することができる。したがって、検査対象から吐出される流体の流量の計測に要する期間を短縮することができる。
【０００９】
本発明の請求項２記載の流量検査方法によると、試験流体は開閉手段を開放することにより流体タンクから流体流路へ供給される。試験流体は、流体流路と流体タンクとの間の圧力差により供給されるため、例えば流体ポンプなどの駆動源を必要としない。そのため、駆動源によるエネルギーの消費、ならびに駆動源の発熱にともなう試験流体の劣化を低減することができる。
【００１０】
本発明の請求項３記載の流量検査方法によると、検査対象に形成されている流体流路は複雑な迷路形状である場合でも、流体流路を減圧することにより、試験流体を迅速かつ確実に流体流路へ流入させることができる。
本発明の請求項４記載の流量検査方法によると、検査対象はエンジンの燃料ポンプである。燃料ポンプは、内部に袋小路状態の流路を含む複雑な形状の流体流路を有している。そのため、流体流路を減圧することにより、複雑な形状の流体流路の隅々まで確実に試験流体を流入させることができ、吐出される流体の流量の計測精度を高めることができる。
【００１１】
本発明の請求項５または６記載の流量検査装置によると、検査対象の流体流路は一方の端部に接続された減圧手段により大気圧よりも低圧に減圧される。流体流路を減圧することにより、流体流路には空気がほとんど存在しない状態となる。減少する。そのため、エア抜きのための例えばバイパス流路、ならびに流路を切り換える手段が不要となる。また、大気圧で蓄えられている試験流体は、圧力差により流体流路内へ流入する。そのため、ポンプなどの動力源が不要となる。したがって、設備を簡単にすることができるとともに、動力源による試験流体の温度上昇にともなう劣化を防止することができる。また、減圧後に試験流体が流入することにより、流体流路には短期間で空気の残留なく試験流体を満たすことができる。そのため、エア抜き工程が不要となり、試験流体への空気の混入による計測精度の低下が防止される。したがって、検査に要する期間が短縮され、計測精度を高めることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による流量検査装置の実施の形態を示す一実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明の一実施例による流量検査装置１は、主に保持部１０、減圧部３０、流体供給部４０および計測部５０から構成されている。保持部１０は、検査対象となる燃料ポンプ２を保持する。燃料ポンプ２は、図２に示すようにモータ部６０により回転駆動されるインペラ６１を有している。インペラ６１が回転することにより、流体入口６２から燃料が吸入され、流体出口６３から燃料が吐出される。流体入口６２から流体出口６３まで燃料ポンプ２の内部に形成される流路が流体流路６４となる。流体流路６４は、ハウジング６５、モータ部６０、ポンプケース６６およびポンプカバー６７から複雑な迷路形状に形成されている。
【００１３】
保持部１０は、図３に示すように流体槽１１と槽カバー２０とから構成されている。流体槽１１は内部に試験流体を貯蔵可能である。試験流体は、燃料ポンプ２に実際に適用される燃料（例えば、ガソリンあるいは軽油）に粘度や密度などの物性が近似する試験用の流体である。流体槽１１は、筒部１２を有しており、筒部１２に燃料ポンプ２が取り付けられる。燃料ポンプ２は軸に垂直な断面が円形状であるため、筒部１２は円筒状に形成されている。燃料ポンプ２は筒部１２に挿入され、シール部材１３により燃料ポンプ２のハウジング６５と流体槽１１の筒部１２との間は液密かつ気密にシールされる。これにより、燃料ポンプ２の流体入口６２側は流体槽１１に液密かつ気密に接続される。
【００１４】
槽カバー２０は、流体槽１１と同様に筒部２１を有しており、筒部２１に燃料ポンプ２が取り付けられる。筒部２１には、燃料ポンプ２の流体出口６３側が挿入される。例えば、流体槽１１の筒部１２に燃料ポンプ２を挿入して保持した後、流体槽１１に保持された燃料ポンプ２に流体槽１１とは反対側から槽カバー２０が取り付けられる。燃料ポンプ２と筒部２１との間は、シール部材２２により液密かつ気密にシールされる。これにより、燃料ポンプ２の流体出口６３側は槽カバー２０に液密かつ気密に接続される。槽カバー２０には、管部２３が設けられている。槽カバー２０が燃料ポンプ２に装着されると同時に燃料ポンプ２の流体出口６３は管部２３に挿入される。流体出口６３と管部２３との間はシール部材２４により液密かつ気密にシールされている。
【００１５】
図１に示す減圧部３０は、大気圧よりも低圧の圧力を生成する。減圧部３０は、吸引ポンプ３１、サージタンク３２および逆止弁３３を有している。吸引ポンプ３１には例えば真空ポンプなどが用いられる。吸引ポンプ３１で低圧を生成することにより、サージタンク３２の内部は大気圧よりも低圧に保持される。サージタンク３２と吸引ポンプ３１との間は、逆止弁３３により圧力差による空気の逆流が防止されている。減圧部３０のサージタンク３２と保持部１０の管部２３との間は、通路部７０により接続されている。通路部７０は、途中で計測部５０に分岐する分岐部７１を有している。通路部７０の分岐部７１とサージタンク３２との間には、制御弁７２が設置されており、通路部７０を開閉する。
【００１６】
流体供給部４０は、保持部１０の流体槽１１に試験流体を供給する。流体供給部４０は、試験流体を貯蔵するタンク４１、タンク４１と流体槽１１とを連通する供給管部４２、ならびに供給管部４２を開閉する開閉手段としての開閉弁４３を有している。タンク４１には必要十分量の試験流体が貯蔵されている。試験流体は、タンク４１に大気圧で貯蔵されている。
【００１７】
計測部５０は、燃料ポンプ２から吐出された試験流体の圧力および流量を計測する。計測部５０は通路部７０の分岐部７１から分岐する計測通路部５１を有している。計測部５０は、制御弁５２、圧力センサ５３および流量センサ５４を有している。制御弁５２は、通路部７０から計測通路部５１への試験流体の流れを開閉する。圧力センサ５３は燃料ポンプ２から吐出された試験流体の圧力を計測し、流量センサ５４は燃料ポンプ２から吐出された試験流体の流量を計測する。
【００１８】
次に、上記構成の流量検査装置１を適用した流量検査方法について説明する。
燃料ポンプ２は保持部１０の所定の位置にセットされる。燃料ポンプ２のハウジング６５を流体槽１１の筒部１２に挿入し、槽カバー２０の筒部２１を燃料ポンプ２に被せることにより、燃料ポンプ２は保持部１０にセットされる。槽カバー２０が燃料ポンプ２に被せられると同時に、燃料ポンプ２の流体出口６３は管部２３に挿入される。また、このとき流体槽１１には試験流体は供給されておらず、開閉弁４３も閉弁している。さらに、サージタンク３２に連通する通路部７０の制御弁７２も閉弁している。
【００１９】
燃料ポンプ２を保持部１０にセットすることにより、燃料ポンプ２と流体槽１１および槽カバー２０との間はシール部材１３およびシール部材２２により液密かつ気密にシールされるとともに、流体出口６３と管部２３との間もシール部材２４により液密かつ気密にシールされる。これにより、流体槽１１の内部、燃料ポンプ２内部の流体流路６４および槽カバー２０の内部への外気の侵入は遮断される。燃料ポンプ２の流体入口６２には、試験流体に含まれる異物が流体流路６４へ侵入するのを防止するフィルタ部材３が装着されている。
【００２０】
燃料ポンプ２の保持部１０へのセットが完了すると、制御弁７２が開弁される。制御弁７２が開弁されることにより、流体槽１１、流体流路６４および通路部７０に存在している空気は減圧されているサージタンク３２へ吸引される。サージタンク３２の内部は吸引ポンプ３１により０．０１気圧から０．１気圧程度の略真空状態に減圧されている。サージタンク３２は十分な容量を有しているため、流体槽１１および流体流路６４の内部はサージタンク３２内の圧力と概ね同一の圧力まで減圧される。また、流体槽１１、流体流路６４および通路部７０の容量と比較してサージタンク３２の容量は十分に確保されているため、流体槽１１、流体流路６４および通路部７０内の減圧は短期間で実行される。これにより、燃料ポンプ２の内部に形成されている流体流路６４の隅々まで十分に空気が吸引され、燃料ポンプ２の内部は減圧される。
【００２１】
燃料ポンプ２内の減圧が完了すると、制御弁７２が閉弁される。燃料ポンプ２と流体槽１１および槽カバー２０との間はシール部材１３およびシール部材２２により液密かつ気密にシールされているため、制御弁７２が閉弁されても、流体槽１１および流体流路６４の減圧状態は維持され大気が侵入することはない。そして、制御弁７２が閉弁された状態で開閉弁４３が開弁される。開閉弁４３が開弁されることにより、タンク４１と流体槽１１との間が供給管部４２を経由して連通する。タンク４１には試験流体が大気圧で蓄えられているため、開閉弁４３の開弁により、試験流体は減圧されている流体槽１１、流体流路６４および通路部７０へ迅速に充填される。また、燃料ポンプ２内に形成されている流体流路６４は図２に示すように複雑な形状をしているものの、燃料ポンプ２の内部は減圧されているため、試験流体は燃料ポンプ２の内部の隅々まで迅速に充填される。そのため、燃料ポンプ２の内部に空気が気泡として残留することがない。さらに、タンク４１からの試験流体の供給は、タンク４１と流体槽１１、流体流路６４および通路部７０との間の圧力差を利用して実施される。そのため、タンク４１から流体槽１１、流体流路６４および通路部７０への試験流体の供給のための動力が不要である。
【００２２】
流体槽１１、流体流路６４および通路部７０への試験流体の充填が完了すると、燃料ポンプ２に通電が開始され、燃料ポンプ２が駆動される。減圧による試験流体の供給により、制御弁５２の入口側すなわち分岐部７１側まで試験流体が充填されている。そのため、制御弁５２を開弁し燃料ポンプ２を駆動することにより、エア抜きを実施することなく、燃料ポンプ２から吐出される試験流体の流量の計測を開始することができる。燃料ポンプ２が駆動されることにより、流体入口６２から流入した燃料は加圧され流体流路６４を経由して流体出口６３から吐出される。また、制御弁５２が開弁することにより、燃料ポンプ２から管部２３、通路部７０、分岐部７１および計測部５０を経由してタンク４１へ至る計測回路が形成される。このとき、開閉弁４３は開弁されているため、タンク４１から流体槽１１へは試験流体が供給されている。そのため、試験流体は、タンク４１、燃料ポンプ２および計測部５０を循環する。
【００２３】
以上説明したように、本発明の一実施例による流量検査装置１を用いた流量検査方法によると、燃料ポンプ２から吐出される試験流体の流量の計測に先立って燃料ポンプ２の内部を減圧している。そのため、燃料ポンプ２の内部に形成されている複雑な形状の流体流路６４が減圧される。そして、減圧された流体流路６４に試験流体が充填されるため、流体流路６４の内部に空気が気泡として残留することがない。その結果、流量計測に先立つエア抜き工程が不要となり、燃料ポンプ２への通電開始とともに吐出流量の計測を開始することができる。したがって、流量の計測に必要とされる期間を短縮することができる。また、流体流路６４に空気が残留することがないので、気泡の発生による流量計測精度の低下が防止される。したがって、燃料ポンプ２から吐出される試験流体の流量の計測精度を高めることができる。
【００２４】
また、エア抜き工程を実施する場合にエア抜き用の試験流体が流れるバイパス回路が不要となる。したがって、検査設備を簡素化することができる。
さらに、本実施例では、タンク４１に試験流体を大気圧で蓄えることにより、タンク４１から燃料ポンプ２へ動力を使用することなく試験流体を供給することができる。そのため、検査設備が簡素化され、試験流体の温度上昇ならびに試験流体の温度上昇にともなう試験流体の劣化および蒸散を低減することができる。
【００２５】
以上説明した本発明の一実施例では、検査対象として燃料ポンプを適用する例について説明した。しかし、本発明としては、例えばエンジンに適用されるインジェクタなどのように、内部に複雑な形状の流体流路が形成されている検査対象であれば燃料ポンプに限らず適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による流量検査装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施例による流量検査装置に適用される燃料ポンプを示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の一実施例による流量検査装置の保持部に保持されている燃料ポンプを示す模式図である。
【図４】従来の流量検査装置を用いて燃料ポンプの検査を実施する場合において、燃料ポンプへの通電開始からの経過時間と燃料ポンプに供給される電流値との関係を示す模式図である。
【符号の説明】
１　　流量検査装置
２　　燃料ポンプ（検査対象）
１０　　保持部
３０　　減圧部
３１　　吸引ポンプ
４０　　流体供給部
４１　　タンク（流体タンク）
４２　　供給管部
４３　　開閉弁（開閉手段）
５０　　計測部
６２　　流体入口
６３　　流体出口
６４　　流体流路

Claims (6)

1. 内部に流体流路が形成されている検査対象から吐出される流体の流量を計測する流量検査方法であって、
   前記検査対象の少なくとも流体入口および流体出口を密閉し、前記流体流路の圧力を大気圧よりも低圧に減圧する減圧段階と、
   流体タンクに大気圧で蓄えられている試験流体を、減圧されている前記流体流路と前記流体タンクとの圧力差により前記流体流路へ供給する流体供給段階と、
   前記流体流路への前記試験流体の供給が完了すると、前記検査対象を駆動し、前記検査対象から吐出される試験流体の流量を計測する計測段階と、
   を備えることを特徴とする流量検査方法。
2. 前記流体タンクと前記流体流路との間に開閉手段が設けられ、この開閉手段を開放することにより、試験流体を前記流体タンクから前記流体流路へ供給することを特徴とする請求項１記載の流量検査方法。
3. 前記検査対象の内部に形成されている前記流体流路は、複雑な迷路形状であることを特徴とする請求項１または２記載の流量検査方法。
4. 前記検査対象は、内燃機関の燃料ポンプであることを特徴とする請求項３記載の流量検査方法。
5. 内部に流体流路が形成されている検査対象から吐出される流体の流量を計測する流量検査装置であって、
   前記検査対象が保持される保持部と、
   前記保持部に保持されている前記検査対象の前記流体流路の一方の端部側に接続され、前記流体流路の空気を吸引する吸引ポンプを有し、前記流体流路の圧力を大気圧よりも低圧に減圧する減圧手段と、
   前記検査対象に供給される試験流体が大気圧で蓄えられている流体タンク、ならびに前記流体タンクに蓄えられている前記試験流体を前記検査対象の前記流体流路の他方の端部側へ供給する供給管部を有し、大気圧の前記流体タンクと減圧されている前記流体通路との間の圧力差により前記試験流体を前記流体流路へ供給する流体供給手段と、
   前記流体流路に前記試験流体が満たされている状態で駆動された前記検査対象から吐出される流体の流量を計測する計測手段と、
   を備えることを特徴とする流量検査装置。
6. 前記流体供給手段は、前記供給管部を開閉し前記流体タンクから前記流体流路への前記試験流体の供給を開放または遮断する弁手段を有することを特徴とする請求項５記載の流量検査装置。

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