JP2004270562A - 液密検査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】検査用燃料噴射弁に供給される液は、管理された内径を有する計量管41に試験液供給流路53から供給され、検査対象物1で実際に使用される圧力と同圧のガス(ガス注入口21pから注入)で加圧されている。検査対象物1の噴射弁からの液漏れは、計量管41の管内水頭の変化をもたらし、その変化を計量管41に接続された差圧計42で正確に測定して漏れ量を得る。差圧計42には、加圧されたガス室に供給するガスと同圧のガスが供給されている。また、計量管41の周囲の殆どを管内の液と同温度の液で覆い、計測誤差要因の大部分を占める液温変化による影響を最小限に抑える。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液密検査装置に関し、より詳細には、燃料噴射弁や流量制御弁等の検査対象物を出荷時などに液密検査するために用いる液密検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、電子制御式の燃料噴射装置に用いられる噴射弁等は、弁体の開弁時にエンジンの燃焼室側に向けて噴射口から微小流量の燃料を噴射供給し、弁体の閉弁時には噴射口からの燃料噴射を遮断(停止)させることが要求される。このため、従来技術にあっては、噴射弁等の出荷前に行う検査工程において、例えば噴射弁の流入口側から噴射弁内に擬似燃料等の検査液を供給し、その弁体を開,閉弁させて噴射口から噴射される燃料流量(検査液の流量)を測定し、必要に応じて適宜に噴射量の微調整(動的流量調整や静的流量調整等)を行うと共に、その弁体を弁座側に着座させた状態で液密性の検査等を実施するようにしている。
【0003】
液密性の検査に関しては、従来から、被試験の噴射ノズルに一定圧力の試験液体を導入したとき洩れ量を目視できる噴射ノズルの洩れ試験機など、様々な液密検査装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
図22は、従来技術による液密検査装置の一構成例を説明するための図、図23は、噴射ノズルの一例を説明するための図、図中、101は基板、102は台座、103はピペット流路、104はバイパス流路、105はピペット取付金具、106はピペット、107はニードル、107aは送りねじ、108は案内金具、109は発信リング、110は接合フランジ、111はパルスモータ、112は取付金具、113,114は位置センサ、115はスライド弁室、116はスライド弁体、117はアクチュエータ、118は取付金具、119はリターンチューブ、120は接合金具、120aは流路、121はばね、122は案内筒、124はワーク取付駆動装置、125は接合金具、125aは流路、126はシール材、130はワーク(噴射ノズル)、130aは流入口、131は本体、132は弁体、132aは弁座、132bはノズル部、133はニードル、133aは弁シート、133bはフランジ、134は鉄心、135はスペーサ、136はコイル、136aはボビン、137はばね、138は調整コマ、139は接続継ぎ手、140はフィルタ、141は電気信号端子である。
【0005】
まず、図23を参照して、検査対象物の一例として噴射ノズルの代表例を説明する。ニードル133は、弁体132内に嵌挿され、ニードル133の一端に結合された鉄心134の端面でばね137によって押圧される。従って、弁シート133aと弁座132aとで構成される弁部は常時閉弁されている。閉弁圧は中空筒状の調整コマ138の挿入長さでばね137の張力を変化させることで、ばね力が一定となるように調整される。電気信号端子141にパルス電圧が印加されるとコイル136を励磁し鉄心134をばね137のばね力に抗して吸引する。しかし、ニードル133はフランジ133bを有し、フランジ133bがスペーサ135に当接するので、鉄心134を吸引することにより移動量も前記スペーサ135の位置、厚さ等により定められる。即ち、鉄心134と調整コマ138との間の間隔をδ1とし、フランジ133bとスペーサ135との間の間隔をδ2とすると、δ1>δ2となるように各々の間隔が選ばれている。この結果、弁部の弁座132aと弁シート133aとの開口は一定となる。燃料は接続継ぎ手139を介して供給され、フィルタ140→調整コマ138→鉄心134→弁体132とニードル133とで形成される流路→ノズル部132bを経て噴射される。
【0006】
特許文献1に記載の噴射ノズルの洩れ試験装置においては、以下に示すように、上述のごとき噴射ノズルのコイル136に通電しない状態(閉弁状態)で一定圧力の試験液を接続継ぎ手部139を介して印加し、これをピペット導入し一定時間後におけるピペットの液位上昇量から洩れ量を読み取るものである。
【0007】
図22において、基板101には台座102と取付金具112,118が固着される。台座102には、鉛直方向に開口するピペット流路103と、ピペット流路103に連通するバイパス流路104,104が設けられる。ピペット流路103の上部には、両端を開口するピペット106がピペット取付金具105により固着され、下部には軸上に流路120aを有する接合金具120が配設される。接合金具120はピペット流路103と流路120aとが常に連通して上下に移動できるように配設されている。すなわち、接合金具120は案内筒122内にばね121により張設され、内壁をばね121のばね力に抗して上下に移動できるようになっている。
【0008】
ピペット流路103にはニードル107が垂直に貫通するようにシール材126で液シールされて配設され、ニードル107は、案内金具108内で送りねじ107aにより軸方向に回転移動する。パルスモータ111はニードル107を回転駆動する駆動源で、動力は接合フランジ110,110を介して伝達される。またニードル107の初期位置は発信リング109を位置センサ113で検知し、検知位置に停止するようにパルスモータ111で駆動される。また、ピペット流路103のニードル107と接合金具120との中間位置にはバイパス流路104,104が設けられ、バイパス流路104はアクチュエータ117により駆動されるスライド弁116より軸方向に移動し開閉される。図示の位置では開路し、右方に駆動されたときは閉路する。流路調整部116aはバイパス流路104内を流通する試験液の流量を調整するためのもので、開弁したとき、試験液はリターンチューブ119より試験液の貯蔵タンク(図示せず)にリターンする。
【0009】
ワーク取付駆動装置124はワーク130をノズル部132bが上方向になるように着脱可能に装着し、ワーク130を上下方向に往復移動するアクチュエータである。ワーク130のノズル部132bには接続金具125が装着され、ワーク取付駆動装置124の駆動により図示の位置からワーク130と共に移動する。接続金具125はばね121のばね力に抗して上方に移動し、流路120aと125aとがシール材126により液シールされ連通する。
【0010】
次に、上述の構造の洩れ試験装置の動作を説明する。
(1)まず、ワーク取付駆動装置124を駆動して流路120aと流路125aを連通する。この場合ニードル107は、位置センサ113で定められる量で僅かに開路しており、一方スライド弁116は図示のごとく開路している。
(2)ワーク130は信号印加により開弁して流入口130aに試験液を一定圧力、例えば300kPaで圧送する。試験液は、殆んどバイパス流路104を経てリターンチューブ119より試験液タンク(図示せず)に戻される。このとき、ワーク130及び流路125aと、流路120aと、バイパス流路104内とに含まれる空気を排出する。一方ピペット106に僅かに流通した試験液は、端部Aに向けた液位を上昇し端部まで達する。
(3)試験液の圧力を一定のままワーク130を閉弁し、同時にアクチュエータ117を駆動してスライド弁116を閉弁する。次にニードル107を所定位置まで開弁するためパルスモータ111を所定パルス数で駆動する。このパルス数に相当するニードル107の体積は一定量となり、ピペット106の液位Lに相当する液位が低下する。なお、位置センサ114はリミッタとして作動する。
(4)パルスモータ111が停止すると、液位Lの状態となるが、もしワーク130の弁部に液洩れが生じなければ液位はLに保たれ変動しないが、液洩れがあると液位は時間と共に△Hだけ上昇する。洩れ量が、例えば3mm3/分以内であれば、合格と判定する。なお、液位は容易に目視計測可能であるが、光学的手段等により自動的に計測することも可能である。
【0011】
上述のごとく、従来は、検査対象物の下流側に計量管を設置し、漏洩液を導入し、計量管の液面変位を測定していた。その測定については、目視の他に、光センサやレーザ変位センサ(例えば、特許文献2,3参照)、或いはカメラによる判別方法(例えば、特許文献4参照)等を利用して行っていた。
【0012】
【特許文献1】
特許第2945186号公報
【特許文献2】
特開平9−88769号公報
【特許文献3】
特開2000−81361号公報
【特許文献4】
特開平4−255568号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、計量管の液面変位の測定は、目視や、光センサやレーザ変位センサ或いはカメラによる判別方法等を利用したものとなるため、計量管をガラス製など透明若しくは半透明にせざるを得なくなる。
【0014】
計量管の肉厚は、計量管の内径(標準的には断面積0.1〜0.4mm2程度)に対し、強度の点からもある程度の厚さが必要となるが、そのガラスの持つ熱容量や計量管への導入配管部が持つ熱容量が内部の液の膨張,収縮に与える影響は計り知れないものがあった。
【0015】
そのため、極力計量管周囲を同一温度の液で満たすことが最重要課題となっているが、現状の判別方法では監視する個所だけはどうしても同一温度の液で満たすことが不可能であった。また、満たす液にしても、検査対象物を通過する液は検査対象物への通電による発熱のため使用できず、検査対象物上流側の液を使用することとなるため、計量管内の液温との差がどうしても存在することとなる。
【0016】
また、下流側に計量管を設置する方法では、吐出されたエアは大気圧に減圧され、容積が倍増するため、大きな測定誤差要因となる。そのため、エア抜きのための検査対象物への通電が、ある程度長い時間必要となり、その発熱による液温上昇や、試験液が揮発性の高い液の場合、蒸発量が無視できない誤差要因となってしまっていた。また、実用の場合、検査対象物の液噴射は気中噴射になっているため、下流側計測では実際に則していず、さらに計量管内の液水頭が背圧となるため、正確な計測を妨げていた。
【0017】
さらに下流側計測では、検査対象物の先端が、必ず吐出された液(通常揮発性を有する液体を使用する)と接している必要があるため、特に大量に検査する工場などでは付着した液が環境に与える影響も考慮しなくてはならなかった。
【0018】
一方、従来技術においても上流側計測方式として、圧力降下方式や流量計方式等広く知られているものがあるが、超微量計測(0.05〜0.5mm3/分程度)の場合、前述のように温度影響による液の膨張量を無視することはできず、特に短時間測定(1分以内)の場合には不向きといえる。
【0019】
下流側計測方式を採用した場合、検査対象物や計量管,配管を含めた治具温度と漏洩液との温度差を極力少なくする必要があり、また、上流側計測方式を採用した場合でも、計量管の温度を液温と同一にし計量管内での液の膨張,収縮を防ぐ必要がある。
【0020】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、計量管内での液の膨張,収縮を防ぎ、高精度な液密測定が短時間で可能な、液密検査装置を提供することをその目的とする。
【0021】
また、本発明は、上述の液密検査装置において、計量管内での膨張,収縮を防止するために計量管を殆ど液没させた場合でも、加圧された計量管内の液面の微少変位を感度不足となることなく検出することが可能な、液密検査装置を提供することを他の目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の各技術手段により構成される。
第1の技術手段は、検査対象物を着脱可能に装着し、該検査対象物に加圧された試験液を供給して該試験液の漏れ量を測定することで、前記検査対象物の液密性を検査する液密検査装置において、検査対象物の装着位置の上流側に設けられた液タンクと、該液タンクの内部に設置され該内部で液没可能で、且つ液体の漏洩量に応じて液面が変位する計量管と、前記液タンクに恒温の試験液を循環させる液体循環手段と、前記試験液をガスで圧送することで前記計量管を介して前記検査対象物に供給する液体供給手段と、前記漏れ量を前記計量管の液面の水頭に基づいて測定する測定手段と、を有することを特徴としたものである。
【0023】
第2の技術手段は、第1の技術手段において、前記測定手段は、前記ガスと同圧のガスを供給することで、前記計量管の液面を測定する差圧センサを有することを特徴としたものである。
【0024】
第3の技術手段は、第1又は第2の技術手段において、前記液タンクに液没された計量管の先端部を、前記漏れ量の測定時に露出させる露出手段を有することを特徴としたものである。
【0025】
第4の技術手段は、第3の技術手段において、前記計量管内の液面を下げる液面降下手段を有することを特徴としたものである。
【0026】
第5の技術手段は、第4の技術手段において、前記液面降下手段は、検査対象物を短時間開弁することにより、前記計量管内の液面を下げる手段であることを特徴としたものである。
【0027】
第6の技術手段は、第4の技術手段において、前記液面降下手段として、前記計量管から検査対象物への試験液の供給路を、圧力によって流路が膨張する弾性体によって構成することを特徴としたものである。
【0028】
第7の技術手段は、第4の技術手段において、前記液面降下手段は、前記計量管内部から液タンク内の該計量管以外の部分までバルブを介して連通する連通管を有することを特徴としたものである。
【0029】
第8の技術手段は、第4の技術手段において、前記液面降下手段は、検査対象物と前記計量管とを結ぶ流路の流路容積を増加させることにより、前記計量管内の液面を下げる手段であることを特徴としたものである。
【0030】
第9の技術手段は、第4の技術手段において、前記液面降下手段は、検査対象物を微少に下方移動させることにより、前記計量管内の液面を下げる手段であることを特徴としたものである。
【0031】
第10の技術手段は、第1乃至第9のいずれか1の技術手段において、前記液体循環手段は、前記液体供給手段における前記計量管から検査対象物への試験液供給路の周りにも恒温の試験液を循環させる手段を有することを特徴としたものである。
【0032】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の一実施形態に係る液密検査装置の一構成例を示す図、図2乃至図7は、図1の液密検査装置における液密検査手順を説明するための一連の概略的構成図、図8は、図1の液密検査装置の計量管内の液面状態を説明するための概略図である。図中、1は検査対象物、2は試験液供給部、3は加圧部、4は計測部、5は試験液タンク部、6は保持装置、21は液タンク(供給タンク)、21aは上側試験液流出口、21bは下側試験液流出口、21cは試験液注入口、21pはガス注入口、22は液タンクベース、23は上限センサ、24は下限センサ、31は減圧弁、32は三方弁、33は圧力計、34a,34bは加圧流路、41は計量管、41aは計量管上面、42は差圧計(若しくは差圧伝送器)、43は流路、44は流路(試験液残留部分)、51は試験液タンク、52はポンプ、53は試験液供給流路、55a,55b,55cは試験液リターン流路、56,57はバルブ、58は温度調整ユニット、61は保持具、62はクランプ装置である。
【0033】
以下、本明細書中では、図1乃至図8を参照して検査対象物1を燃料噴射ノズル等のガソリンエンジン用燃料噴射弁とした構成例のみを説明するが、他の構成例として、流量制御弁等の他の弁に対し閉弁したときの洩れを試験する液密検査装置を採用しても良いことは言及するまでもない。
【0034】
本実施形態をはじめとする本発明に係る液密検査装置においては、液密検査装置は、検査対象物1を着脱可能に装着し、その検査対象物1に加圧された試験液を供給してその試験液の漏れ量を測定することで、検査対象物1の液密性を検査する装置である。またこの液密検査装置は、検査対象物1や計量管41,配管を含めた治具温度と漏洩液との温度差を極力少なくすることを目的として、上流側計測方式を採用し、検査対象物1に試験液を供給する液タンク21の中に計量管41を液没させ、計量管41の温度を液温と同一にし、計量管41内の液の膨張,収縮を防いでいる。ここで液タンク21内には、随時、検査温度に温調された試験液を循環させている。また、液タンク21の液(試験液)は、検査対象物1の初期エア抜き時にはそのままガス圧送して使用され、漏洩測定時には計量管41内の液のみをガス圧送するよう、液面調整されている。
【0035】
上述のごとき殆ど液没している計量管内の液面変位の測定には、従来技術のように光センサやレーザ変位センサ、或いはカメラによる判別方法では無理があるため、本発明に係る液密検査装置では、位置水頭を検出する方法を採用している。加圧された計量管41内の液面の変位は圧力センサで検出するとよい。
【0036】
しかしながら、加圧された計量管41内の液面の微少変位(実際想定される変位量は0〜数Pa)の測定には、圧力センサでは感度不足となることがあるため、本実施形態のように、一方を加圧された液タンク21のガス室(ガス注入口21pより)、もう一方を計量管41の下部(試験液残留部44として図示した流路に通ずる位置で例示している)に接続された差圧計42を使用することが好ましい。この差圧計42における差圧センサにより、管内位置水頭のみの高精度測定が可能となる。
【0037】
本構成例に係る液密検査装置は、検査対象物1へ試験液を供給する試験液供給部2と、試験液を検査圧力に調圧供給する加圧部3と、計測部4と、試験液タンク部5と、検査対象物1を保持する保持装置6とから構成されている。
【0038】
試験液供給部2は、検査対象物1の装着位置の上流側に設けられた液タンク(供給タンク)21と、その基台兼流路43を配設するための液タンクベース22と、液タンク21内の試験液が所定の高さ(上限)まで来たことを検出する上限センサ23と、液タンク21内の試験液が所定の高さ(下限)まで来たことを検出する下限センサ24とを備える。また、液タンク21には、その壁面に、内部の計量管41の高さに基づいて決定された上側試験液流出口21a(計量管41の高さ)と、それより低い位置に有る下側試験液流出口21bと、試験液タンク51から試験液を注入する試験液注入口21cと、液タンク21の上部(少なくとも上側試験駅流出口21aより上側)からガスを注入するガス注入口21pと、が設けられている。なお、上限センサ23及び下限センサ24の高さは、前者が計量管41の保温のために計量管上面41aがすっぽり覆われる高さ、後者が計量管上面41aの高さである。また、下側試験液流出口21bの位置は、そこから試験液を流出させても、計量管上面41aが余り浮き出ない位置にする必要がある。これは計量管上面41aをなるべく試験液の温度に保温するためである。このように、本発明では、試験液をガスで圧送することで計量管41を介して検査対象物1に供給する液体供給手段を備える。
【0039】
加圧部3は、減圧弁31,三方弁32,圧力計33が配管上に設けられている。加圧部3では、減圧弁31,三方弁32を介した加圧流路34aにより空気等のガスを導出し、ガス注入口21pから液タンク21に注入する。また、一方で減圧弁31,三方弁32を介した加圧流路34bにより同じガスを差圧計42の計量管41下部に導入する。減圧弁31,三方弁32,圧力計33は、導出するガス圧を計測し、コントロールするために設けられている。
【0040】
計測部4は、計量管上面41aを上面とする計量管41と、その下側に試験対象物1まで連通する配管(流路43)と、計量管41の管内の流路に鉛直下側に続き差圧計42へと試験液を導く配管(試験液残留部分の流路44)と、その流路44に通ずる液面(計量管上面41aが出ている場合には計量管41内部の液面)と加圧流路34bからのガス圧との差圧を計測し外部機器に伝送する差圧計(若しくは差圧伝送器)42と、を備えている。計量管41は、液タンク21の内部に設置され該内部で液没可能で、且つ液体の漏洩量に応じて液面が変位する流管である。このように本発明では、漏れ量を計量管41の液面の水頭に基づいて測定する差圧計42などの測定手段を備える。
【0041】
試験液タンク部5は、温度調整ユニット58と、温度調整ユニット58で内部の試験液が温度調整される試験液タンク51と、試験液を試験液タンク51から試験液供給流路53を介して試験液注入口21cへ送り出すポンプ52と、バルブ54をもつ試験液供給流路53と、バルブ56,57を夫々もつ試験液リターン流路55a,55bと、検査対象物1の吐出口から漏れる或いは吐出させる試験液を試験液タンク51へ戻す試験液リターン流路55cと、を備えている。バルブ56,57には、夫々上側試験液流出口21a,下側試験液流出口21bからの試験液流出量をコントロールする自動弁が制御可能に設けられている。バルブ54にも試験液供給量をコントロールする自動弁が制御可能に設けられている。このように、本発明では、液タンク21に恒温の試験液を循環させる液体循環手段を備える。
【0042】
また、保持装置6は、検査対象物1を保持する保持具61と、保持具61と共に検査対象物1を下方に降下させるクランプ装置62とを備えている。クランプ装置62では、検査対象物1の取り替えや、実施形態によっては後述の液面降下手段として液面を降下させるために検査対象物1を僅かに降下させるようなことに使用する。
【0043】
上述のごとき構成からなる液密検査装置においては、検査用燃料噴射弁に供給される液は、管理された内径を有する管である計量管41に供給され、実際に使用される圧力と同圧のガスで加圧されている。噴射弁からの液漏れは計量管41の管内水頭の変化をもたらし、その変化を正確に測定することにより、漏れ量の測定が可能となる。本実施形態では一方を加圧されたガス室、もう一方を計量管に接続された差圧センサを使用することにより、計量管41内位置水頭の微少変位を、高精度に且つ短時間で測定することを可能としている。また、本発明では、液面変化を管内水頭により検出するため、計量管41を外部から監視可能な透明な材質にする必要がなく、また計量管41の周囲の殆どを管内の液と同温度の液で覆うことが可能となり、本計測の誤差要因の大部分を占める液温変化による影響を最小限に抑えている。本実施形態では、超微量計測(0.05〜0.5mm3/分程度)を特に短時間測定(1分以内)で可能としている。
【0044】
以下、図2乃至図7において概略的に示した本構成例に係る液密検査装置における一連の液密検査手順を、待機状態(図2)、試験液注入後の状態(図3)、ガス注入時の状態(図4)、残留エア除去中の状態(図5)、残留エア除去後の液面下降中の状態(図6)、液面位置水頭の変化測定時の状態(図7)、の夫々で示したその液面変位と共に説明する。
【0045】
待機状態では、図2のように液タンク21上部は大気に開放されているため(ここでは圧力を大気圧P0に調整した例を示す)、ポンプ52により試験液は流路53を通り、液タンク21に供給される。液タンク21に供給された試験液は流路55a,55bを経由して試験液タンク51に戻る。これにより計量管41は液没状態となり、試験液温度とほぼ同一になっている。ここで計量管41は管内の液通路寸法が予め判別していれば、円筒状でも多角形断面をもつ柱状でも形状は問わない。これらにより本計測の誤差要因の大部分を占める液温変化による影響を最小限に抑えている。ここで試験液タンク51には温度調整ユニット58が付属し、試験液を一定に保っている。
【0046】
検査対象物1が保持具61にセットされるとスタート信号により、クランプ装置62が起動し、バルブ56,57が閉じることにより、図3のように液タンク21の液面が上昇する。液面の上昇は液タンク21に設置された上限センサ23によりバルブ54が閉じることにより、停止する。
【0047】
次に三方弁32を作動させると、減圧弁31で検査圧力に調圧(テスト圧力Pt、例えば250kPa)されたガス(本構成例では圧縮空気)が液タンク21及び差圧伝送器42に流入する(図4を参照)。通常検査対象物1内には残留エアがあるため、本構成例に係る液密検査装置においては、検査対象物1への通電により、液タンク21の加圧された液を流入させ、流路43及び55cを通じて、残留エアを除去するようにしている(図5を参照)。なお、検査対象物1への通電は、長時間行うと液温が上がり液が膨張するので、タイマなどで制御しておき、温度が上がらない程度の一定期間(単にエア抜きが出来る程度の期間)だけ行うようにするとよい。実際、従来では10数秒行っていたが本発明では数秒程度となる。
【0048】
残留エアの除去後、バルブ57を開くことにより、液タンク21内の液面が下降し(図6を参照)、計量管41の先端が露出する(図7を参照)。この状態で差圧計42で差圧を計測してもよいが、図8(A)で示したように計量管41内の液面は表面張力により盛り上がっているため、より正確な値を得たい場合には強制的に液面を下げる必要がある。
【0049】
すなわち、計量管41は、露出直後は先端部に液が盛り上がった状態になっている。この部分は管理された計量管内径部分とは言いがたく、この状態から測定を開始すると正確な測定ができない。そのため本実施形態では計量管内液面を強制的に下げる機構を有する。計量管41内の液面を下げる方法には数通りの方法があるが、本実施形態では、検査対象物1に短時間通電させることにより短時間開弁させ、計量管内液面を下げる液面降下手段を採用した例を説明する。なお、ここでの検査対象物1への通電も、長時間行うと液温が上がり液が膨張するので、タイマなどで制御しておき、温度が上がらない程度の一定期間(単に図8(B)のように計量管41内の液面が下がる程度の期間;数ミリ秒程度)だけ行うようにするとよい。
【0050】
本実施形態で説明する液面降下手段では、図7及び図8(A)で示した状態で、上述のように検査対象物1に短時間通電させることにより短時間開弁させ、計量管内液面を図8(B)に示したように強制的に下げる。液面を下げた後、差圧伝送器42の出力を監視することにより計量管41内液面の位置水頭の変化が測定でき、予め計量管41の内断面積が判明しているため単位時間当りの漏洩量が測定できる。
【0051】
上述のごとく、本実施形態では、燃料噴射弁等の弁部から漏洩する液量測定を、加圧供給液の減少量を高精度測定(上流側計測)することにより行い、良否判定の信頼性を向上させている。さらに、本実施形態では、差圧センサにより、計量管内での膨張,収縮を防止するために計量管を殆ど液没させた場合でも、加圧された計量管内の液面の微少変位を感度不足となることなく検出することが可能となる。
【0052】
図9は、本発明の他の実施形態に係る液密検査装置の一構成例を示す図である。
本発明の他の実施形態として、液体循環手段に、液体供給手段における計量管41から検査対象物1への試験液供給路の周りにも恒温の試験液を循環させる手段を備えてもよい。図9で示す例では、この手段として、検査対象物1と計量管41とを結ぶ流路43(液タンクベース22内)、検査対象物1への接続治具(液タンクベース22内の検査対象物1と接する部分)、並びに検査対象物1のセット治具(保持具61)、の夫々の周りを、試験液タンク51からの試験液が循環するように試験液供給流路53を配設してある。そのため、試験液供給流路53は、図1でいう試験液注入口21cではなく液タンク21の底部にある試験液注入口21dへ通じるよう構成されている。なお、その他の構造及び液密検査手順は、図1乃至図8で説明した実施形態と同様であり、説明を省略する。
【0053】
このように、本実施形態では、液タンクベース22内などに流路を設け、同様に試験液を流しておけばこちらも試験液温度とほぼ同一にしている。すなわち、常時、液タンク21の液温と同温度の液が循環し、漏洩測定に使用される計量管部以外の液温の変化を最小限に押えている。これにより本計測の誤差要因の大部分を占める液温変化による影響を、図1乃至図8で説明した実施形態に比べさらに小さく抑えている。
【0054】
また、本発明の他の実施形態として、液タンク内部のガス圧を増加させることにより流路容積を膨張させ、結果として計量管内液面を強制的に下げる液面降下手段を備えることが挙げられる。なお、この実施形態においても、その他の構造及びその他の液密検査手順やそれに伴う効果は、図1乃至図8で説明した実施形態と同様であり、説明を省略する。
【0055】
本実施形態では、液面降下手段として、計量管41から検査対象物1への試験液の供給路(流路43のうち、差圧計42における差圧計測位置間以外に相当する流路)を、圧力によって流路が膨張する弾性体によって構成しておき、計量管41内の液面を降下させる時に(図8(A)の状態で)、ガス圧を例えば300kPaなどに増圧することで、弾性体を膨張させ且つ試験液を圧縮させ、結果として液面を下げるようにするとよい。なお、ここでいう弾性体は、増圧により流路が膨張する程度の弾性を持っていればよい。
【0056】
図10乃至図19は、本発明の他の実施形態に係る液密検査装置の一構成例を示す図で、液密検査装置における一連の液密検査手順を説明するための図である。
本発明の他の実施形態として、液面を測定開始時の液面高さに制御された圧力平衡タンク7と計量管41を結ぶ流路(流路45→流路43→流路75)を開くことにより、計量管41内液面を強制的に下げる液面降下手段が挙げられる。なお、その他の構造及びその他の液密検査手順やそれに伴う効果は、図1乃至図8で説明した実施形態と同様であり、説明を簡略化する。また、本実施形態においても、図9で説明した実施形態の構造を採用してもよい。
【0057】
本実施形態では、液面降下手段として、計量管41内部から液タンク21内の計量管41以外の部分までバルブ(シリンダバルブ機構7における可動部(ニードル部)73及び可動部73と嵌合する固定部74)を介して連通する連通管(流路45→流路43→流路75)を有するようにし、このバルブを開くことにより、計量管41内の液面を下げるようにしている。ここで例示するシリンダバルブ機構7は、駆動部71,シリンダ部72,可動部73,可動部73と嵌合する固定部74からなり、固定部74は流路75により流路43に連通している。なお、他の例として、単純に液タンク21の底から計量管41の底側に連通する連通管及びバルブを設けてもよい。
【0058】
以下、図10乃至図19において概略的に示した本構成例に係る液密検査装置における一連の液密検査手順を、アンクランプ時の状態(図10)、待機状態(常時;図11)、試験液供給時の状態(液面が上昇している状態;図12)、試験液注入後、ガスを注入した時の状態(エア除去運転開始時の状態;図13)、エア除去運転中の状態(図14)、液排出処理開始時の状態(図15)、液面を下降させた状態(液排出処理終了時の状態;図16)、液面平衡処理時の状態(図17)、液面位置水頭の変化測定時の状態(図18)、減圧処理時の状態(図19)、の夫々で示したその液面変位と共に説明する。
【0059】
アンクランプ時の状態(図10)、その状態から検査対象物1をクランプアップした待機状態(図11)では、液タンク21上部は大気に開放されているため(ここでは圧力を大気圧P0に調整した例を示す)、ポンプ52により試験液は流路53を通り、液タンク21に供給される。液タンク21に供給された試験液は流路55a,55bを経由して試験液タンク51に戻る。これにより計量管41は液没状態となり、試験液温度とほぼ同一になり本計測の誤差要因の大部分を占める液温変化による影響を最小限に抑えている。
【0060】
検査対象物1が保持具61にセットされるとスタート信号により、クランプ装置62が起動し、バルブ56,57が閉じることにより、図12に示すように液タンク21の液面が上昇する。液面の上昇は、図13に示すように、液タンク21に設置された上限センサ23によりバルブ54が閉じることにより、停止する。
【0061】
次に図13に示すように、三方弁32を作動させると、減圧弁31で検査圧力に調圧(テスト圧力Pt、例えば250kPa)されたガス(本構成例では圧縮空気)が液タンク21及び差圧伝送器42に流入する。この状態がエア除去運転開始の状態である。エア除去運転の途中では、図14に示すようにシリンダバルブ機構(シリンダ機構)7により可動部73を上方向に上げ、液タンク21内と計量管41内とを連通させ、計量管41内、及び流路75を含めた流路43,44,45に試験液を導入する。
【0062】
ここで流路75内にも試験液が導入されたので、エア除去運転を終了(可動部73を下げ固定部74と嵌合させる)し、試験液の排出を開始する(図15を参照)。試験液排出は、バルブ57を開けることで行う。そして下限センサ24により液面が検知されることで、バルブ57を閉じ液排出を終了する(図16を参照)。
【0063】
次に、計量管41内の液面を降下させるために、その液面と液タンク21の液面とを平衡にする(図17を参照)。この液面平衡処理では、まず、エア除去運転時と同様に、図14に示すようにシリンダ機構7により可動部73を上方向に上げ、液タンク21内と計量管41内とを連通させ、計量管41内、及び流路75を含めた流路43,44,45に試験液を導入する。この連通により、計量管41内の液面と液タンク21の液面とが圧力平衡になり、計量管41内の液面は図8(B)に示すように降下した状態となる。
【0064】
この状態で、可動部73を下げ固定部74と嵌合させた後に、差圧計42による差圧測定を行い(図18を参照)、三方弁32を作動させ、大気圧P0まで減圧処理を行う(図19を参照)。
【0065】
図20及び図21は、本発明の他の実施形態に係る液密検査装置の一構成例を示す図で、液密検査装置における液面降下手順を説明するための図である。
本発明の他の実施形態として、検査対象物1と計量管41とを結ぶ流路に設けたニードル弁を微少開弁させるなどして、流路容積を増加させることにより、計量管内液面を強制的に下げる液面降下手段が挙げられる。なお、その他の構造及びその他の液密検査手順やそれに伴う効果は、図1乃至図8で説明した実施形態と同様であり、説明を簡略化する。また、本実施形態においても、図9で説明した実施形態の構造を採用してもよい。
【0066】
本実施形態では、流路43を平行方向(図では右方向)に延伸させた液面格納用の流路78を設け、流路78内に十分(降下させる液面に対応した分)空間を設けた状態でバルブ77を設けている。図20に示すように、計量管41の液面を降下させる前の状態(図1乃至図7の処理が終わった状態に相当する状態など)では、バルブ77を閉めておく。そして、図21に示すように、液面を降下させる時に、バルブ77を開けて流路78に試験液を導入する。バルブ77より後段(図21では右方向)の流路78の空間分だけ、計量管41内の液面が下がることとなる。
【0067】
さらに、本発明の他の実施形態として、液面を下げる方法として採用可能な液面降下手段は、検査対象物1を微少に下方移動させることにより、計量管41内の液面を強制的に下げる機構などが挙げられる。例えば、検査対象物1との接続部分にパッキンなどを入れておき、クランプ装置62のクランプ圧を下げるようにすればよい。液面を降下させた後はクランプ圧を上げ、パッキンの膨らみを戻せばよい。なお、この実施形態においても、その他の構造及びその他の液密検査手順やそれに伴う効果は、図1乃至図9で説明した実施形態と同様であり、説明を省略する。
【0068】
【発明の効果】
本発明によれば、計量管内での液の膨張,収縮を防ぎ、高精度な液密測定が短時間で可能となる。
【0069】
また、本発明によれば、上述の液密検査装置において、計量管内での膨張,収縮を防止するために計量管を殆ど液没させた場合でも、加圧された計量管内の液面の微少変位を感度不足となることなく検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る液密検査装置の一構成例を示す図である。
【図2】図1の液密検査装置における液密検査手順を説明するための第1の概略的構成図である。
【図3】図1の液密検査装置における液密検査手順を説明するための第2の概略的構成図である。
【図4】図1の液密検査装置における液密検査手順を説明するための第3の概略的構成図である。
【図5】図1の液密検査装置における液密検査手順を説明するための第4の概略的構成図である。
【図6】図1の液密検査装置における液密検査手順を説明するための第5の概略的構成図である。
【図7】図1の液密検査装置における液密検査手順を説明するための第6の概略的構成図である。
【図8】図1の液密検査装置の計量管内の液面状態を説明するための概略図である。
【図9】本発明の他の実施形態に係る液密検査装置の一構成例を示す図である。
【図10】本発明の他の実施形態に係る液密検査装置の一構成例を示す図で、液面降下手順を含む液密検査手順を説明するための第1の概略的構成図である。
【図11】図10の液密検査装置における液面降下手順を含む液密検査手順を説明するための第2の概略的構成図である。
【図12】図10の液密検査装置における液面降下手順を含む液密検査手順を説明するための第3の概略的構成図である。
【図13】図10の液密検査装置における液面降下手順を含む液密検査手順を説明するための第4の概略的構成図である。
【図14】図10の液密検査装置における液面降下手順を含む液密検査手順を説明するための第5の概略的構成図である。
【図15】図10の液密検査装置における液面降下手順を含む液密検査手順を説明するための第6の概略的構成図である。
【図16】図10の液密検査装置における液面降下手順を含む液密検査手順を説明するための第7の概略的構成図である。
【図17】図10の液密検査装置における液面降下手順を含む液密検査手順を説明するための第8の概略的構成図である。
【図18】図10の液密検査装置における液面降下手順を含む液密検査手順を説明するための第9の概略的構成図である。
【図19】図10の液密検査装置における液面降下手順を含む液密検査手順を説明するための第10の概略的構成図である。
【図20】本発明の他の実施形態に係る液密検査装置の一構成例を示す図で、液密検査装置における液面降下手順を説明するための第1の概略的構成図である。
【図21】図20の液密検査装置における液面降下手順を説明するための第2の概略的構成図である。
【図22】従来技術による液密検査装置の一実施例を説明するための図である。
【図23】噴射ノズルの一例を説明するための図である。
【符号の説明】
1…検査対象物、2…試験液供給部、3…加圧部、4…計測部、5…試験液タンク部、6…保持装置、7…シリンダバルブ機構、21…液タンク(供給タンク)、21a…上側試験液流出口、21b…下側試験液流出口、21c,21d…試験液注入口、21p…ガス注入口、22…液タンクベース、23…上限センサ、24…下限センサ、31…減圧弁、32…三方弁、33…圧力計、34a,34b…加圧流路、41…計量管、41a…計量管上面、42…差圧計(差圧伝送器)、43,45,75,78…流路、44…流路(試験液残留部分)、51…試験液タンク、52…ポンプ、53…試験液供給流路、54…バルブ、55a,55b,55c…試験液リターン流路、56,57…バルブ、58…温度調整ユニット、61…保持具、62…クランプ装置、71…駆動部、72…シリンダ部、73…可動部(ニードル部)、74…固定部、77…バルブ。
Claims (10)
- 検査対象物を着脱可能に装着し、該検査対象物に加圧された試験液を供給して該試験液の漏れ量を測定することで、前記検査対象物の液密性を検査する液密検査装置において、検査対象物の装着位置の上流側に設けられた液タンクと、該液タンクの内部に設置され該内部で液没可能で、且つ液体の漏洩量に応じて液面が変位する計量管と、前記液タンクに恒温の試験液を循環させる液体循環手段と、前記試験液をガスで圧送することで前記計量管を介して前記検査対象物に供給する液体供給手段と、前記漏れ量を前記計量管の液面の水頭に基づいて測定する測定手段と、を有することを特徴とする液密検査装置。
- 前記測定手段は、前記ガスと同圧のガスを供給することで、前記計量管の液面を測定する差圧センサを有することを特徴とする請求項1記載の液密検査装置。
- 前記液タンクに液没された計量管の先端部を、前記漏れ量の測定時に露出させる露出手段を有することを特徴とする請求項1又は2記載の液密検査装置。
- 前記計量管内の液面を下げる液面降下手段を有することを特徴とする請求項3記載の液密検査装置。
- 前記液面降下手段は、検査対象物を短時間開弁することにより、前記計量管内の液面を下げる手段であることを特徴とする請求項4記載の液密検査装置。
- 前記液面降下手段として、前記計量管から検査対象物への試験液の供給路を、圧力によって流路が膨張する弾性体によって構成することを特徴とする請求項4記載の液密検査装置。
- 前記液面降下手段は、前記計量管内部から液タンク内の該計量管以外の部分までバルブを介して連通する連通管を有することを特徴とする請求項4記載の液密検査装置。
- 前記液面降下手段は、検査対象物と前記計量管とを結ぶ流路の流路容積を増加させることにより、前記計量管内の液面を下げる手段であることを特徴とする請求項4記載の液密検査装置。
- 前記液面降下手段は、検査対象物を微少に下方移動させることにより、前記計量管内の液面を下げる手段であることを特徴とする請求項4記載の液密検査装置。
- 前記液体循環手段は、前記液体供給手段における前記計量管から検査対象物への試験液供給路の周りにも恒温の試験液を循環させる手段を有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1記載の液密検査装置。
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