(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験対象物に充填された試験液を加圧する充填試験液加圧手段と、試験対象物の液密部から漏洩する試験液を一端に形成した採取口から採取する採取通路と、採取通路の他端と接続され、採取された試験液が導入される透明な細管と、細管を横切るように光を照射する発光部および細管を挟んで発光部とは反対側に配置され上記光を検出する受光部とを有し、検出光に基づいて細管内の試験液の液面を検出する液面検出手段とを具備し、上記液面の変化から上記液密部から漏洩した試験液の量を計測する液密計測装置において、上記試験対象物に供給する試験液との熱交換および上記細管に導入される試験液との熱交換を行うこれらの試験液に共通の熱交換手段を具備し試験液の温度を制御する温度調整手段を設けるとともに、上記熱交換手段を、上記細管の管壁内部に縦孔を形成し、縦孔に細管壁と熱交換する熱媒体を流通せしめる構成としたことを特徴とする液密計測装置。
【請求項２】
試験対象物に充填された試験液を加圧する充填試験液加圧手段と、試験対象物の液密部から漏洩する試験液を一端に形成した採取口から採取する採取通路と、採取通路の他端と接続され、採取された試験液が導入される透明な細管と、細管を横切るように光を照射する発光部および細管を挟んで発光部とは反対側に配置され上記光を検出する受光部とを有し、検出光に基づいて細管内の試験液の液面を検出する液面検出手段とを具備し、上記液面の変化から上記液密部から漏洩した試験液の量を計測する液密計測装置において、上記試験対象物に供給する試験液との熱交換および上記細管に導入される試験液との熱交換を行うこれらの試験液に共通の熱交換手段を具備し試験液の温度を制御する温度調整手段を設けるとともに、上記採取通路を、最低位置となる屈曲部から上方へと延び上記一端および上記他端に到る形状としたことを特徴とする液密計測装置。
【請求項３】
試験対象物に充填された試験液を加圧する充填試験液加圧手段と、試験対象物の液密部から漏洩する試験液を一端に形成した採取口から採取する採取通路と、採取通路の他端と接続され、採取された試験液が導入される透明な細管と、細管を横切るように光を照射する発光部および細管を挟んで発光部とは反対側に配置され上記光を検出する受光部とを有し、検出光に基づいて細管内の試験液の液面を検出する液面検出手段とを具備し、上記液面の変化から上記液密部から漏洩した試験液の量を計測する液密計測装置において、上記試験対象物に供給する試験液との熱交換および上記細管に導入される試験液との熱交換を行うこれらの試験液に共通の熱交換手段を具備し試験液の温度を制御する温度調整手段を設けるとともに、非計測時に上記採取通路および細管内の試験液を加圧する気泡検出用加圧手段を具備せしめ、加圧時の試験液液面の変位量に基づいて試験液中の気泡の混入量を検出するようになしたことを特徴とする液密計測装置。
【請求項４】
試験対象物に充填された試験液を加圧する充填試験液加圧手段と、試験対象物の液密部から漏洩する試験液を一端に形成した採取口から採取する採取通路と、採取通路の他端と接続され、採取された試験液が導入される透明な細管と、細管を横切るように光を照射する発光部および細管を挟んで発光部とは反対側に配置され上記光を検出する受光部とを有し、検出光に基づいて細管内の試験液の液面を検出する液面検出手段とを具備し、上記液面の変化から上記液密部から漏洩した試験液の量を計測する液密計測装置において、上記試験対象物に供給する試験液との熱交換および上記細管に導入される試験液との熱交換を行うこれらの試験液に共通の熱交換手段を具備し試験液の温度を制御する温度調整手段を設けるとともに、上記細管を上記採取通路の上記他端から立設せしめ、かつ、細管の下端部に通じ、漏洩試験液の計測後に細管内の試験液を細管外へ排出する排出通路を設け、排出通路の排出口を漏洩試験液の計測の基準となる所定の初期液面の高さに開口せしめたことを特徴とする液密計測装置。
【請求項５】
請求項４記載の液密計測装置において、上記採取通路の採取口を上記細管の初期液面よりも下方に設け、上記試験対象物の液密部が上記採取口から取り外されたときに細管から逆流する試験液が流入し試験液が貯留する液溜まりを設け、液溜まりを、上記初期液面の高さにおいてオーバフローする構成とし、上記排出通路を採取通路と液溜まりとで構成した液密計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば燃料噴射弁や流量制御弁等の閉弁時に漏洩する液の量を計測する液密計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関の燃料噴射弁や、流量制御弁等の検査等において、閉弁時に弁部から漏洩する液量が計測される。例えば燃料噴射弁の場合、漏洩する液量が多いと、空燃比制御の正確さが損なわれて排気ガス量の増加等を招くため、液密の計測は重要である。液密計測装置は、試験対象物である燃料噴射弁や流量制御弁等の出口を採取口と密着せしめるとともに、試験対象物に試験液を充填し、充填された試験液を加圧し、加圧状態で弁部から漏洩した試験液を採取しその液量を計測するもので、採取した試験液は、採取通路を介して透明なガラス製の細い丸管に導入し、その液面変位から液量が計測される。漏洩した液量は、液面の変位量と細管の断面積とに基づいて求めることができる（特開平４−１０５０１９号公報、特開平４−２５５５６８号公報、特開平５−６６１７３号公報、特開平９−８８７６９号公報等）。
【０００３】
上記特開平４−１０５０１９号公報、特開平４−２５５５６８号公報、特開平９−８８７６９号公報には、細管を横切るように光を透過せしめ透過光に基づいて液面を検出する光方式の液面検出手段を設けることで、漏洩量の計測の自動化を図るとともに、作業者による計測ばらつきを防止している。また、上記特開平９−８８７６９号公報記載の装置では、ポンプにより試験液を試験対象物に送出し、充填および加圧することで自動化を促進している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記各公報記載の発明は液密計測の自動化を主眼とするものであって、漏洩の少ない高性能な燃料噴射弁や流量制御弁について、漏洩した液量を高精度に知ることができない。また、漏洩した液量の計測精度が十分でないと、燃料噴射弁の場合、排気ガス規制の強化に対して十分に対応できないおそれがある。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みなされたもので、漏洩した液量の計測精度の高い液密計測装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願の発明は、充填試験液加圧手段により試験対象物に充填された試験液を加圧した状態で、試験対象物の液密部から漏洩する試験液を採取通路の一端に形成した採取口から採取し、採取通路の他端と接続された透明な細管に導入し、液面検出手段が、発光部から細管を横切るように光を照射してその光を受光部で検出し、検出光に基づいて細管内の試験液の液面を検出し、液面の変化から上記液密部から漏洩した試験液の量を計測する液密計測装置に関するもので、請求項１記載の発明では、試験液の温度を制御する温度調整手段を設ける。温度調整手段には、試験対象物に供給する試験液との熱交換および上記細管に導入される試験液との熱交換を行う熱交換手段を具備せしめる。熱交換手段はこれらの試験液に共通の熱交換手段とする。
本発明では、上記構成をとることにより、試験対象物に供給される試験液と、細管に導入される試験液とで、共通の熱交換手段により熱交換が行われて温度が調整されるから、試験液間の温度差が低減し、計測精度を高めることができる。
【００１９】
また請求項１記載の発明では、上記熱交換手段は、上記細管の管壁内部に縦孔を形成し、縦孔に細管壁と熱交換する熱媒体を流通せしめる構成とする。
【００２０】
細管の管壁を温調することで装置設置雰囲気が温度変動しても細管の熱膨張および熱収縮を防止するようにしたので、計測精度をさらに高めることができる。
【００２３】
請求項２記載の発明では、試験液の温度を制御する温度調整手段を設けて、試験対象物に供給する試験液との熱交換および上記細管に導入される試験液との熱交換を行う熱交換手段を具備せしめるとともに、上記採取通路を、最低位置となる屈曲部から上方へと延び上記一端および上記他端に到る形状とする。
【００２４】
採取通路に水平方向に形成された部分や山形に曲がる部分を設けないことで、採取通路内に気泡が滞留しない。したがって、気泡の存在による計測誤差を防止することができる。
【００２５】
請求項３記載の発明では、試験液の温度を制御する温度調整手段を設けて、試験対象物に供給する試験液との熱交換および上記細管に導入される試験液との熱交換を行う熱交換手段を具備せしめるとともに、非計測時に採取通路および細管内の試験液を加圧する気泡検出用加圧手段を具備せしめ、加圧時の試験液液面の変位量に基づいて試験液中の気泡の混入量を検出する。
【００２６】
採取通路および細管内の気泡は、試験液の加圧により圧縮し、その細管内の試験液液面が下降する。この下降量は気泡の量に比例するから、気泡量を定量的に知ることができ、高い計測精度を得ることができる。
【００２７】
請求項４記載の発明では、試験液の温度を制御する温度調整手段を設けて、試験対象物に供給する試験液との熱交換および上記細管に導入される試験液との熱交換を行う熱交換手段を具備せしめるとともに、細管を上記採取通路の上記他端から立設せしめ、かつ、細管の下端部に通じ、漏洩試験液の計測後に細管内の試験液を細管外へ排出する排出通路を設け、排出通路の排出口を漏洩試験液の計測の基準となる所定の初期液面の高さに開口せしめる。
【００２８】
漏洩試験液の計測後には、次の計測に備え、試験液を排出して細管内の液面を所定の初期液面に戻す必要がある。しかし、初期液面になるように試験液の量を調整するのは手動であれ、液面検出による調量制御であれ容易ではなく、初期液面のばらつきにより計測誤差が生じる。本発明では、計測後、細管内の試験液は、その自重により排出口から排出され、細管内の液面が排出口の高さで釣り合おうとする。排出口を初期液面の高さに開口せしめることで、細管内の液面が初期液面に高精度で設定される。しかも、そのための制御系が不要なので装置の構成は簡単である。
【００２９】
請求項５記載の発明では、請求項４記載の発明の構成において、上記採取通路の採取口を上記細管の初期液面よりも下方に設け、上記試験対象物の液密部が上記採取口から取り外されたときに細管から逆流する試験液が流入し試験液が貯留する液溜まりを設け、液溜まりを、上記初期液面の高さにおいてオーバフローする構成とし、上記排出通路を採取通路と液溜まりとで構成する。
【００３０】
計測後には採取通路が排出通路となるので、さらに装置の構成を簡単にすることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態になる液密計測装置の構成を示す。液密計測装置は、基台９上に、試験対象物１を保持する保持装置８、試験対象物１から漏洩した試験液を導入する細管３および細管３の液面変位に基づいて試験対象物１から漏洩した液量を計測する液面検出手段たるレーザ式変位センサ４を有している。試験対象物１は、本実施形態では内燃機関の燃料噴射弁である。
【００３２】
試験対象物１は、保持装置８の、断面コ字形の固定治具８２に、先端部１１を下方に向けて固定され、先端部１１は固定治具８２の底板から下方に突出している。試験対象物１には、燃料タンク７１から充填用配管７２を介して試験液たる燃料が供給され、試験対象物１内に燃料が供給される。試験対象物１は、これを駆動する図略の制御装置と結線され、開弁と閉弁とを切り替えられるようになっている。
【００３３】
保持装置８は、基台９と一体の軌道部８１が、試験対象物１が固定される固定治具８２を上下動自在に保持している。軌道部８１と固定治具８２とでシリンダ８３が形成され、固定治具８２の側面から突出するスプール８２１がシリンダ８３内を変位するようになっている。シリンダ８３にはスプール８２１の上側の空間および下側の空間にレギュレータ６８および三方弁６９を介してガスボンベ６０から空気や窒素等の圧縮性ガスが導入されるようになっている。三方弁６９の切り替えによりスプール８２１を上側からもしくは下側からガス圧力により押圧することで、スプール８２１を上端位置まで押し上げもしくは下端位置まで押し下げる。これにより、試験対象物１を後述する台部９２上へのランドと、台部９２からのリフトとを切り替え可能としてある。
【００３４】
一方、基台９の上部には液溜まりたる廃液皿９１が設けてあり、その底部には、試験対象物１の先端部１１に対向して台部９２が設けてある。
【００３５】
また、基台９内部にはコ字状の採取通路２が形成してあり、その一端は台部９２の頂面に開口して採取口２０１としてあり、他端２０２は細管３を取り付けるための凹部９５の底面に開口している。
【００３６】
採取口２０１は、試験対象物１のランド時には、試験対象物１の先端面が台部９２の頂面に密着して閉鎖されるようになっており、試験対象物１の液密部である弁部から漏洩する燃料を、噴射口１１１から採取するようになっている。なお、採取口２０１の周縁部にはシール用のＯリングが設けられて試験対象物１と台部９２間の液密を保持する。
【００３７】
また、廃液皿９１内にはシャッタ９４が設けてあり、試験対象物１のリフト時に、試験対象物１と台部９２間に挿入される。シャッタ９４は採取口２０１よりも大径の平板であり、水平方向に進退自在にスライドするように構成され、左方に進出すると採取口２０１をカバーし、右方に退避すると試験対象物１のランドが可能になる。
【００３８】
細管３は、基台９上に正立して配設される。細管３の下端部が基台９の凹部９５に嵌入し、下端において細管３と採取通路２とが連通している。細管３および採取通路２には、後述するように計測前に所定量の燃料が供給され、細管３内の燃料の液面が初期液面に設定される。そして液面は、計測時に試験対象物１の噴射口１１１からの燃料の液量に応じて初期液面から上昇する。この上昇量から漏洩した燃料の液量が知られる。
【００３９】
図２は、細管３の製造各工程における細管の断面で、細管３は従来のように引き出し丸形管ではなく、四角形管であり、複数の縦割りしたガラス製の管壁部材から製作される。（１），（２），（３）に管壁部材の形状の異なる３つの例を示している。（１）では平板状の管壁部材３１と断面コ字状の管壁部材３２とから製作され、（２）では断面Ｌ字状の管壁部材３３，３４とから製作され、（３）では広幅で平板状の管壁部材３５，３６と狭幅で平板状の管壁部材３７，３８とから製作され、いずれも、図示のように、管壁３０１，３０２，３０３，３０４は、曲面のない平板状で、対向する管壁３０１と管壁３０２、管壁３０３と管壁３０４が平行に配置するように組み合わされる。
【００４０】
また、各管壁部材３１〜３８は、図のように所定の形状に成形された後、外側表面のうち、レーザ光が入射する面３ａおよび出射する面３ｂ、および内側表面３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆを研磨による平坦化処理で高精度な平面出しを行う。
【００４１】
研磨の後、管壁部材３１〜３８は高温下で融着される。
【００４２】
細管３は、さらに内側の表面３ｃ〜３ｆに撥水コーティングが形成され、完成する。
【００４３】
採取通路２は、採取口２０１から真っ直ぐに下降し、斜め下方に向きを変えて細管３の直下の屈曲部２０３まで延び、屈曲部２０３から他端２０２まで真っ直ぐ上昇している。
【００４４】
採取通路２の屈曲部２０３から斜め下方に分岐する別の接続通路７５が形成してある。接続通路７５は燃料配管７４と接続され、燃料タンク７１から燃料を燃料配管７４を介して採取通路２および細管３内に供給するようになっている。
【００４５】
接続通路７５の最も採取通路２側には遮断弁７６が設けてあり、採取通路２と通路７５間の連通と遮断とを切り替えるようになっている。遮断弁７６は装置の立ち上げ時に開き、採取通路２および細管３内に初期液量が供給され、計測時には閉じられる。
【００４６】
レーザ式変位センサ４は発光部４１と受光部４２とを有している。発光部４１は、上下方向の所定範囲からレーザ光線を帯状に照射する構成のもので、細管３の各高さにおいて、レーザ光線が水平方向に細管３を横切るように照射される。受光部４２は上下方向に配置されたラインＣＣＤ等で構成され、細管３の各高さにおいて細管３を横切り透過する光線を検出するようになっている。受光部４２における検出光強度の不連続部から、細管３内の燃料の液面を検出する。また、上記レーザ光線が細管３の入射側管壁３０１に対して垂直方向に照射するように発光部４１および細管３を配置し、レーザ光線の進行経路を入射側管壁３０１および出射側管壁３０２に対して直交するようにとる。これにより、レーザ光線の偏光、乱反射を防止し、燃料液面の検出精度を高めている。
【００４７】
燃料タンク７１には、ガスボンベ６０から上記圧縮ガスがガス配管６１から、さらにレギュレータ６２および三方弁６４を介して供給されるようになっている。また燃料タンク７１内のガスは、三方弁６４の切り替えにより大気開放されたガス配管６３を介して排出され大気圧に減圧されるようになっている。ガスボンベ６０とガス配管６１とレギュレータ６２と三方弁６４とで充填試験液加圧手段６ａを構成する。
【００４８】
また、ガスボンベ６０の圧縮性ガスはガス配管６１から、さらにレギュレータ６５および三方弁６７を介し、細管３の上端部を受ける保持部材９６に形成した直線通路９６１から細管３の上端より細管３内に供給されるようになっている。また細管３内は、三方弁６７の切り替えによりガス配管６６を介して大気開放されるようになっている。ガスボンベ６０とガス配管６１とレギュレータ６５と三方弁６７とで気泡検出用加圧手段６ｂを構成する。
【００４９】
また、本液密計測装置には、燃料タンク７１、供給配管７２、および採取通路２内の燃料を温度調整する温度調整手段たる温度制御部５を備えている。温度制御部５は、熱媒体が循環する熱媒体流路たる温調配管５１およびタンク５２と、熱媒体を加熱冷却する加熱冷却手段たる加熱冷却部５４とを有している。
【００５０】
タンク５２内の熱媒体はポンプ５３により温調配管５１の上流部５１１へと送出され、下流部５１３より再びタンク５２に戻る循環路を形成している。温調配管５１は、上流部５１１が燃料タンク７１に貯留した燃料中に浸漬し、中流部５１２が燃料配管７２の外周に配設され、下流部５１３が、採取通路２の形成された基台９内部に形成されており、温調配管５１を循環する熱媒体が、燃料タンク２、燃料配管７２、採取通路２内の各燃料と共通に熱交換する。
【００５１】
加熱冷却部５４は、電気ヒータ５４１およびウォータクーラ５４２がタンク５２内の熱媒体を加熱または冷却し熱媒体を温度調整する。
【００５２】
本液密計測装置の作動について説明する。図３は計測手順を示すフローチャートであり、図４、図５、図６、図７、図８、図９は各計測手順における液密計測装置の作動状態を示している。ステップＳ１にて作動を開始する。図４は作動開始時における状態を示している。三方弁６４，６７は細管３および燃料タンク７１が排出配管６３，６６と連通する大気開放側に設定されている。また、三方弁６９はスプール８２１を上方に押し上げ試験対象物１がリフトするリフト側に設定されている。シャッタ９４は右方に退避している。また遮断弁７３，７６は「閉」である。
【００５３】
図５は続くステップＳ２の燃料充填時の状態を示すもので、図４の状態から三方弁６４を、ガスボンベ６０からのガス圧力が燃料タンク７１内に供給される加圧側に切り替え、燃料タンク７１内の燃料を加圧する。シャッター９４を左方へスライドさせ試験対象物１と採取口２０１間に挿入する。次いで遮断弁７６を開く。燃料タンク７１内の燃料が、燃料タンク７１内に供給されたガス圧力により、図中、点線矢印に示すように採取通路２内へ供給される。燃料は採取口２０１から噴出してシャッタ９４の下面に沿って流れて廃液皿９１に溜まり、その液面は上昇する。そして、液面が廃液皿９１の排出口９３の高さに達すると、余剰燃料はオーバーフローして排出口９３から排出され、液面上昇が停止する。このとき、細管３内の燃料の液面Ｌ１も排出口９３の高さで停止する。このように、燃料の計量手段を用いることなく、採取通路２および細管３内に所定量の初期燃料を充填することができる。
【００５４】
さて、このように、採取通路２には初期燃料が充填されるが、採取通路２を、上記のごとく屈曲部２０３から上方へと延び一端２０１および他端２０２に到る形状としたことで、採取通路２内に気泡が滞留しないようにしている。気泡が滞留すると、その分、実際に漏洩した燃料よりも細管３における液面の上昇量が多くなり、計測誤差の原因となるが、上記のように気泡の滞留を防止することで、漏洩した燃料の計測精度を高めることができる。
【００５５】
次いでステップＳ３に進む。図６は、ステップＳ３の試験対象物駆動時の状態を示すもので、図５の状態から、先ず、遮断弁７６を閉じ採取通路２および細管３側と通路７５側とを遮断する。次いで、遮断弁７３を開いて燃料タンク７１と試験対象物１間を連通せしめるとともに、試験対象物１を駆動して試験対象物１内に燃料を充填する。試験対象物１の開弁で、燃料がシャッタ９４の上面に落下して廃液皿９１へ溜まるが、排出口９３を越える液位となる余剰燃料は排出口９３から排出される。
【００５６】
また、燃料タンク２、燃料配管７２、採取通路２内の燃料は、温度調整部５の作動により温度調整され、一定に保たれる。ここで、燃料と熱交換する熱媒体が試験対象物１に供給される燃料および細管３に導入される燃料に共通とすることで、両燃料間の温度差が低減し、燃料体積の膨張、収縮が抑えられて漏洩燃料の計測精度を高めることができる。しかも、上記各燃料は実質的に大きな熱容量の熱媒体と熱交換することになるので、定常状態における温度の安定性を高めることができる。しかして、燃料タンク７１、燃料配管７２、および採取通路２内の燃料は、雰囲気温度が設定温度に対して±５°Ｃ内のときでも、例えば０．１°Ｃの温度変化幅で等温にできる。
【００５７】
図１０は、温度調整部５による燃料の温度変化幅が０．１°Ｃのときの採取通路２および細管３内の燃料体積と体積膨張率（計測誤差）の関係を求めた図である。供試液は燃料の主成分であるペンタンである。上記燃料体積に比例して計測誤差が大きくなることが分かる。
【００５８】
試験対象物が燃料噴射弁の場合では、計測すべき漏洩する液量はおよそ０．５ｍｍ3 であることから、本実施形態では、温度による計測誤差は計測液量の１／１０以下とすることを目標とした。このとき、採取通路２および細管３内の燃料体積は図より２６０ｍｍ3 以下であれば、この条件を満たす。このように、温度調整部５を設けることで、採取通路２をさ程、短くすることなく、高い計測精度を得ることができる。したがって、基台９上の保持装置８、細管３、レーザ式変位センサ４のレイアウトが楽になり、試験対象物１が大型化しても対応することができる。
【００５９】
なお、上記保持装置８等のレイアウトをそのままに、さらに計測精度を高めるには、本実施形態のごとく、計測時に採取通路２と通路７５とを遮断する遮断弁７６を基台９内部に埋め込み上記燃料体積を小さくするのが効果的である。
【００６０】
次いでステップＳ４に進み気泡の混入を判定する。図７は、気泡混入判定時における状態を示すものである。図６の状態から先ず、シャッター９４を右方へスライドして退避せしめ、遮断弁７３を閉じて試験対象物１を燃料タンク７１から分離する。三方弁６８をランド側に切り替えて試験対象物１を台部９２上にランドせしめ、試験対象物１の先端部１１により採取口２０１を液密裡に覆う。
【００６１】
その後、三方弁６７を、ガスボンベ６０からのガス圧力を細管３内に供給する加圧側に切り替え、ガス圧力を図中、破線で示すように細管３内の燃料に印加する。この時、レギュレータ６５の設定圧力と大気圧の差により、細管３および採取通路２内における気泡の混入量に応じて細管３内の液面は下方へ変位する。
【００６２】
図１１は、採取通路２および細管３内の燃料体積が２６０ｍｍ3 の場合で、レギュレータ６５の設定圧力が１００ｋＰa の時の気泡混入率と燃料の体積変化の関係を示すもので、気泡混入率と燃料体積の変化とが線形に対応している。なお供試液は上記ベンタンである。
【００６３】
気泡混入率が増加するにしたがい加圧時の体積の変化は大きくなる。
【００６４】
気泡の混入の判定は、例えば、計測において影響のない０．１％の気泡混入率を閾値とし、それに相当する体積変化よりも大きいか小さいかによって判定する。上記燃料体積の例では図示のように０．１％の気泡混入率は０．１７ｍｍ3 に相当する。
【００６５】
なお、燃料の体積が小さくなると、気泡混入率に対する体積変化率の傾きも、図中、破線で示すように小さくなり、燃料の体積が大きくなると、気泡混入率に対する体積変化率の傾きも大きくなるが、その時においても、判定の閾値は、気泡混入率で０．１％とする。
【００６６】
ステップＳ４において気泡の混入なしと判定された場合は、ステップＳ５に進み、気泡の混入ありと判定された場合は、ステップＳ２に戻り採取通路２および細管３への燃料の充填からやり直す。
【００６７】
図８は、ステップＳ５の計測における状態を示すものである。
【００６８】
三方弁６７を再び大気開放側に切り替え、細管３内を大気圧に減圧する。その後、遮断弁７３を開き、試験対象物１にガス圧力を供給すると、試験対象物１の噴射口１１１から、試験対象物１の弁部における液密性に応じて燃料が漏洩し、採取通路２へ侵入する。従来の装置のように充填燃料の加圧にポンプを用いないから、ポンプの発熱で燃料温度が上昇することが防止され、燃料の熱膨張による計測誤差を低減することができる。
【００６９】
細管３は、液面が試験対象物１から漏洩した燃料の分、上昇する。一定時間当たりの液面上昇量をレーザ変位センサ４により計測し、これに細管３の通路断面積を乗じて漏洩した液量を算出し、単位時間当たりの漏洩量とする。
【００７０】
細管３の、レーザ光線の入射側および出射側の管壁３０１，３０２を含む管壁３０１〜３０４を平板状に成形するとともにこれを平行に配置したので、細管に丸管を用いた従来の装置のような、細管の曲面部における屈折の影響による散逸等がなく、レーザ式変位センサ４の発光部４１からのレーザ光線は、そのまま水平に細管３を横切り受光部４２に達する。これにより、細管３内の燃料の液面検出が高精度に行える。
【００７１】
また、細管３の内側表面は、研磨により、レーザ光線の入射側および出射側の管壁３０１，３０２における屈折をより好適に防止するとともに、細管３内の通路断面積を、均一に、例えば１％の幅内に入れている。このように、細管３内の通路断面積の精度を上げることで、漏洩燃料の量が液面の変位量に通路断面積を乗じて簡単に得られる。すなわち、計測精度を上げるために、製作された細管ごとにメスシリンジ等を用いて液面位置と漏洩燃料について換算マップを作る必要がなく、低コストにできる。
【００７２】
計測（ステップＳ５）が終了した後、ステップＳ６で再計測を行うか否かを選択する。再計測を行う場合はステップＳ７で初期液面調整を行った後、再びステップＳ３に進む。
【００７３】
図９はステップＳ７の初期液面調整における状態を示すものである。先ず、三方弁６４を大気開放側に切り替えて、燃料タンク７１内およびこれと連通している試験対象物１内を減圧し大気圧とする。その後、遮断弁７３を閉じ試験対象物１を燃料タンク７１から分離する。
【００７４】
この作動が終了した後、三方弁６９をリフト側に切り替え、試験対象物１を台部９２からリフトする。この試験対象物１のリフトにより採取口２０１が開き、採取通路２は廃液皿９１と通じる。細管３上部と廃液皿９１とはともに大気開放であるため、２つの液面は釣り合おうとする。廃液皿９１の液面は排出口９３で規定されているから、液面が釣り合うまで燃料が排出口９３から排出され、計測時に上昇した細管３内の液面を初期の液面位置へ迅速に戻すことができる。
【００７５】
このように、レーザ式変位センサ４の計測値をモニターしながら採取通路２および細管３内の燃料の調整をしなくとも、計測時に液面が上昇した分の燃料が、採取通路２および細管３内から排出されるので、細管３の液面の初期化が簡便に行える。
【００７６】
なお、細管３の内側表面の撥水コーティングにより、細管３内の液面初期化時において、細管３の内側の表面３ｃ〜３ｆ（図２）は液切れがよくなる。したがって、従来の装置のような、前の計測時に細管の内側表面に付着した付着量の一定しない試験液による光の屈折の影響は生じず、次の計測に即座に移ることができる。したがって高い計測精度と、計測の迅速性とを両立させることができる。
【００７７】
なお、細管３は、ガラス製ではなく、やや透過率や屈折率の点でガラスに劣るものの樹脂製とすることもできる。この場合、複数の縦割りした管壁部材で構成するのではなく、簡単に型成形により一体に成形してもよい。
【００７８】
また、光線が入射または出射しない管壁３０３，３０４（図２）は、必ずしも平行に配置する必要はなく、また、細管の通路断面積の均一性が十分であれば、平板状でなくともよい。
【００７９】
ステップＳ６において再計測を行わない方が選択された場合は、ステップＳ８で試験対象物１を変更するか否かを選択する。変更する場合は、ステップＳ９にて固定治具８２に固定される試験対象物１を新しいものに取り替えた後、再びステップＳ３に進む。試験対象物１を変更しない場合は、これにて一連の計測作動を終了する（ステップＳ１０）。
【００８０】
なお、漏洩量の検出感度を高めるには、細管の通路断面積を小さくして漏洩量に対して細管内の液面変化が大きく現れるようにする。その場合、後述するように、入射側管壁および出射側管壁の幅を入射側管壁および出射側管壁の対向間隔よりも広くして、細管の通路断面の形状がレーザ光線の進行方向から見て幅広となるようにするのがよい。
【００８１】
図１２はかかる細管の製造各工程における細管の断面を示すもので、細管３Ａは複数の縦割りしたガラス製の管壁部材から細管３と実質的に同じ製造各工程を経て完成する。図１２の（１），（２），（３）に管壁部材の断面形状の異なる３つの例を示している。（１）では平板状の管壁部材３１Ａと断面コ字状の管壁部材３２Ａとから製作され、管壁部材３２Ａの凹部の断面形状を長方形とすることで、完成時に形成される通路が断面長方形となる。（２）では断面Ｌ字状の管壁部材３３Ａ，３４Ａとから製作され、凸部の幅を小さめに凸部の高さを低めにすることで、完成時に形成される通路が断面長方形となる。（３）では広幅で平板状の管壁部材３５Ａ，３６Ａと狭幅で平板状の管壁部材３７Ａ，３８Ａとから製作され、管壁部材３７Ａ，３８Ａの幅を小さめに厚さを薄めにすることで、完成時に形成される通路が断面長方形となる。そして発光部４１からのレーザ光線が、細管３Ａの上記通路を形成する四方の管壁３０５，３０６，３０７，３０８のうち、長辺側の例えば管壁３０５から入射しその反対側の管壁３０６から出射するように、かつレーザ光線の進行方向と長辺側管壁３０５，３０６の各面とが直交するように、細管３Ａを配置する。
【００８２】
細管３Ａをかかる構成とすることで、次の効果を奏する。図１３、図１４は帯状のレーザ光線が通路断面が正方形の細管３を透過する様子を示すもので、図中、Ｘ１は細管３の通路部分の中心線である。本来、レーザ光線Ｌは、図１３に示すように入射側管壁３０１に垂直に入射し反対側の出射側管壁３０２を抜けていく。しかし、図１４に示すようにレーザ光線Ｌのなす面が上記中心線Ｘ１に対して傾斜していると、レーザ光線Ｌの一部（図例ではレーザ光線Ｌの上側半部）が細管３内を通過しないで管壁３０３，３０４（図例では３０３）を通過し、この位置での液面検出が不可能となる。
【００８３】
したがって、細管３と発光部４１との間の位置合わせが重要になるが、漏洩量の検出感度を上げるべく細管３の通路断面を狭くすると、レーザ光線Ｌの許容される細管３の幅方向のずれが小さくなり、帯状に照射されるレーザ光線Ｌが、その一方の端から他方の端まで、対向する入射側管壁３０１および出射側管壁３０２を通るように、レーザ光線Ｌのなす面の上記中心線Ｘ１に対する傾斜角をより小さくしなければならない。細管３の通路断面を狭くすると相対的に漏洩量に対する液面上昇量が大きくなり、発光部４１のレーザ光線Ｌの液面変位方向の長さも相対的に広げる必要が生じるので、余計、発光部４１と細管３の位置合わせが困難となる。
【００８４】
一方、細管３Ａでは、通路断面の形状を幅方向が広い長方形としたから、図１５に示すように、発光部４１が細管３Ａの通路部分の中心線Ｘ２に対して傾斜しレーザ光線Ｌの一方の端と他方の端とが通路断面の幅方向にずれていても、その許容可能なずれを大きくとることができ、発光部４１と細管３Ａの位置合わせが容易となる。
【００８５】
なお、同じ通路断面積で入射側管壁および出射側管壁の幅をなるべく広くするには通路断面の形状は図１２のように長方形とするのがよいが、図１６の（１）、（２）、（３）、（４）にそれぞれ示すように、細管３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆの通路の非レーザ光線透過面である短辺側の面（図中、上下面）が膨出する形状としてもよい。図中、Ｌ１はレーザ光線の進行経路である。また、細管の外形も必ずしも断面矩形とする必要はなく、図例の細管３Ｄ，３Ｆのように角を落とした形状としてもよい。少なくともレーザ光線が通る入射側管壁および出射側管壁の各面が平行になっておればよい。
【００８６】
（第２実施形態）
図１７、図１８に本発明の第２実施形態になる液密計測装置を示す。第１実施形態の構成において、細管と、基台に形成された温調配管の下流部を別の構成としたもので、図中、第１実施形態と実質的に同じ作動をする部分には同じ番号を付し、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００８７】
細管３Ｇは図１８に示すように、通路の断面形状が長方形のもので、図１２（１）のごとく断面コ字状の管壁部材と断面長方形の管壁部材とからなり、発光部４１からのレーザ光線が通路の長辺側の管壁から入射し、通路を抜けて反対側の管壁から抜けるようになっている。
【００８８】
細管３Ｇには、レーザ光線の進行経路とはなっていない管壁部分に、通路と平行に２箇所に縦孔５１５ａ，５１５ｂが形成してある。
【００８９】
細管３Ｇの上端部を受ける保持部材９６は、その直線通路９６１により三方弁６７と細管３Ｇとを連通するともに、Ｕ字通路５１４により細管３Ｇの両縦孔５１５ａ，５１５ｂを連通せしめている。なお、図は細管３Ｇの両縦孔５１５ａ，５１５ｂおよび保持部材９６のＵ字通路５１４を９０°展開して示している。
【００９０】
基台９内部に形成された温調配管５１Ａの下流部５１３Ａは、途中が細管３Ｇの下端部を受ける凹部９５の底面で分断されており、分断端の一方は細管３Ｇの一方の縦孔５１５ａと通じ、分断端の他方は細管３Ｇの他方の縦孔５１５ｂと通じている。しかして、熱媒体ポンプ５３から送出された熱媒体は基台９内部および細管３Ｇの管壁内部を通り熱媒体タンク５２内に戻される。この循環する熱媒体により、基台９全体の温調を行うとともに、細管３Ｇの管壁の温調を行う。
【００９１】
本実施形態では、試験液である燃料や基台９だけではなく、細管３Ｇの管壁を一定温度に保つことができるので、細管３Ｇの熱膨張を防止することができ、さらに漏洩量の計測精度を向上させることができる。
【００９２】
以上のごとく、本発明の液密計測装置によれば、高い計測精度が得られ、高性能な燃料噴射弁等の検査に適用し得る。しかも上記のごとく、高い計測精度を維持したまま計測の迅速性をも高めているから、スループットを上げることができる。
【００９３】
なお、上記各実施形態では、燃料タンク７１、燃料配管７２、採取通路２の燃料と熱交換する熱交換手段を、熱媒体が循環する単一の温調配管５１により構成しているが、上記燃料タンク７１等の燃料と共通に熱交換する構成であればよい。
【００９４】
また、燃料タンク７１内を加圧する充填試験液加圧手段、細管３内を加圧する気泡検出用加圧手段は、ガスボンベ６０で構成するものに限定されるものではなく、例えば、ガス配管６１内の空気をポンピングにより高圧にしてもよい。
【００９５】
また、採取通路２は、採取口から真っ直ぐに下降して屈曲部まで延び、斜め上方に向きを変えて細管３の直下まで延び、この直下位置から他端まで真っ直ぐ上昇する形状でもよい。あるいは採取通路は、その途中の屈曲部から採取口および細管の直下位置に向けて斜め上方に延びるＶ字形でもよい。
【００９６】
また、細管３の液面初期化時に、細管３から燃料を採取通路２を逆流せしめて廃液皿９１を介して排出口９３からオーバーフローする構成としているが、細管３の下端に通じる別の排出通路を設け、その排出口を初期液面の高さに開口するように構成し、採取口を閉鎖した状態で燃料を排出通路により排出するようにしてもよい。なお、液面初期化時以外は排出口を閉鎖するか、排出通路を採取通路と遮断する。
【００９７】
なお、要求される計測精度によっては本実施形態において開示した本発明のうち、いくつかの構成については省略して装置の構成を簡単にすることも可能である。すなわち、液面検出の高精度化の優先順位が低ければ、細管は引き出し丸形管により構成することもできる。
【００９８】
また、温度変動による燃料体積の膨張、収縮防止の優先順位が低ければ、試験対象物内の燃料への加圧は、燃料を送出するポンプにより行ってもよい。また、燃料の温度調整は、試験対象物に供給する燃料、細管に導入される燃料をそれぞれ別々の温調配管により行う構成でもよい。あるいは温度調整を行う手段そのものを省略してもよい。
【００９９】
また、気泡の混入のおそれがあまりなく、計測精度の高精度化のために気泡混入防止の優先順位が低ければ、採取通路の途中部分が水平方向に形成されているのでもよい。また、混入しても混入量が小さい場合は、気泡混入の判定を行う必要はなく、細管へガスボンベからのガス圧力を印加するためのレギュレータ、三方弁は省略し、細管の上部を常に大気開放とし、装置構成を簡単にしてもよい。
【０１００】
また、細管内の初期液面位置の高精度化の優先順位が低く、細管内燃料の初期設定を手動や細管内燃料のフィードバック制御により行うことが可能であれば、これらの手段でもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す液密計測装置の全体構成図である。
【図２】（１），（２），（３）はそれぞれ上記液密計測装置の第１の細管の製作工程を説明する横断面図である。
【図３】上記液密計測装置の作動を説明するフローチャートである。
【図４】上記液密計測装置の作動を説明する第１の作動状態における全体構成図である。
【図５】上記液密計測装置の作動を説明する第２の作動状態における全体構成図である。
【図６】上記液密計測装置の作動を説明する第３の作動状態における全体構成図である。
【図７】上記液密計測装置の作動を説明する第４の作動状態における全体構成図である。
【図８】上記液密計測装置の作動を説明する第５の作動状態における全体構成図である。
【図９】上記液密計測装置の作動を説明する第５の作動状態における全体構成図である。
【図１０】上記液密計測装置の作動を説明する第１のグラフである。
【図１１】上記液密計測装置の作動を説明する第２のグラフである。
【図１２】（１），（２），（３）はそれぞれ上記液密計測装置の第２の細管の製作工程を説明する横断面図である。
【図１３】（１）は上記第２の細管を用いた上記液密計測装置と比較する第１の細管を用いた液密計測装置の作動を説明する細管部の断面図であり、（２）は（１）におけるＡ１−Ａ１線に沿う断面図であり、（３）は（２）におけるＢ１−Ｂ１線に沿う断面図である。
【図１４】（１）は上記第２の細管を用いた上記液密計測装置と比較する第１の細管を用いた液密計測装置の作動を説明する作動状態の異なる細管部の断面図であり、（２）は（１）におけるＡ１−Ａ１線に沿う断面図であり、（３）は（２）におけるＢ１−Ｂ１線に沿う断面図である。
【図１５】（１）は上記第２の細管を用いた上記液密計測装置の作動を説明する細管部の断面図であり、（２）は（１）におけるＡ２−Ａ２線に沿う断面図であり、（３）は（２）におけるＢ２−Ｂ２線に沿う断面図である。
【図１６】（１），（２），（３），（４）はそれぞれ上記液密計測装置に用い得る細管の変形例を示す図である。
【図１７】本発明の別の実施形態を示す液密計測装置の全体構成図である。
【図１８】（１）は上記液密計測装置の細管の横断面図であり、（２）は（１）におけるＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１  試験対象物
２  採取通路
２０１  採取口（一端）
２０２  他端
２０３  屈曲部
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｇ  細管
３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａ，３５Ａ，３６Ａ，３７Ａ，３８Ａ  管壁部材
３０１，３０５  入射側管壁（管壁）
３０２，３０６  出射側管壁（管壁）
３０３，３０４，３０７，３０８  管壁
３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ  内側の表面
４  レーザ式変位センサ（液面検出手段）
４１  発光部
４２  受光部
５  温度調整部（温度調整手段）
５１  温調配管（熱媒体流路）
５１５ａ，５１５ｂ  縦孔
５４  加熱冷却手段
６ａ  充填試験液加圧手段
６ｂ  気泡検出用加圧手段
６０  ガスボンベ
６２，６５  レギュレータ
９１  廃液皿（液溜まり）
９３  排出口
【図１】
0003659394.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003659394.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003659394.tif 000017
【図１７】
0003659394.tif 000018
【図１８】
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