(57)【要約】【課題】試験流体の液面を調整するための動力が不要であり、試験流体の加熱による揮発、揮発にともなう環境の悪化、ならびに酸素との接触による試験流体の酸化が防止される液面位置の調整装置を提供する。【解決手段】ポート４３は、収容部２０における試験流体の液面として設置されている所定位置に開口している。試験流体の液面位置がポート４３よりも高くなると、ポート４３が閉塞され、収容部２０から流体タンク３０への窒素の供給が停止するため、収容部２０の圧力が上昇し、試験流体は流体タンク３０へ還流される。一方、試験流体の液面位置がポート４３よりも低くなると、ポート４３が開放され、収容部２０から流体タンク３０へ窒素が供給されるため、流体タンク３０の圧力が上昇し、試験流体は収容部２０へ補給される。これにより、窒素の圧力バランスにより無動力で試験流体の液面位置を一定に調整することができる。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象が浸漬される試験流体の液面を所定位置に調整する調整装置であって、
試験流体が蓄えられ、蓄えられている試験流体の液面が前記所定位置よりも高い流体タンクと、
前記流体タンクから試験流体が供給され、供給された試験流体に一部が浸漬される前記検査対象を密閉して収容可能な収容部と、
前記収容部と前記流体タンクとを連通し、前記収容部側の端部にポートを有し、前記ポートは前記所定位置に開口している第一接続部と、
前記所定位置よりも下方において前記収容部と前記流体タンクとを連通する第二接続部と、
前記収容部、ならびに前記第一接続部を経由して前記流体タンクに不活性ガスを供給可能なガス供給手段と、
を備えることを特徴とする液面位置の調整装置。
【請求項２】
前記不活性ガスは、窒素であることを特徴とする請求項１記載の液面位置の調整装置。
【請求項３】
前記第二接続部は、前記収容部と前記流体タンクとの間の試験流体の流れを開閉する開閉手段を有することを特徴とする請求項１または２記載の液面位置の調整装置。
【請求項４】
前記検査対象に装着され、前記検査対象の振動を検出する振動センサを備えることを特徴とする請求項１、２または３記載の液面位置の調整装置。
【請求項５】
前記所定位置は、前記振動センサよりも下方に設定されていることを特徴とする請求項４記載の液面位置の調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液面位置の調整装置に関する。
【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。）に適用される燃料ポンプは、組み付け後に吐出される燃料の流量などが所定の性能を満たしているかについて検査が実施される。従来、燃料ポンプからの燃料の吐出量を計測する場合、燃料ポンプは試験タンクに蓄わえられている試験流体に浸漬される。そして、試験流体に浸漬した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燃料の流量が計測される。
【０００３】
ところで、燃料ポンプの検査時においては、作動条件を一定に維持するため、試験流体の液面位置を一定に保持する必要がある。そこで、例えば図３に示すように、循環ポンプ１００によりタンク１０１に蓄えられている試験流体を試験タンク１０２に供給し、試験流体を試験タンク１０２からオーバーフローさせることにより試験流体の液面位置を一定に制御している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、オーバーフローにより試験流体の液面位置を制御する場合、循環ポンプ１００の発熱にともなって試験流体が加熱される。また、試験タンク１０２は大気に開放されている。試験流体としては、燃料ポンプ１０３に適用される燃料（例えば、ガソリンや軽油）に物性が近似する流体が使用される。そのため、加熱された試験流体は揮発しやすく、揮発した試験流体は試験タンク１０２の周囲に拡散するため、周囲の環境を悪化させるという問題がある。
【０００５】
また、試験流体の揮発にともなって試験流体は減少し、大気中の酸素との接触により試験流体の酸化は促進される。その結果、試験流体の補給および更新を頻繁に実施する必要があるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、試験流体の液面を調整するための動力が不要であり、試験流体の加熱による揮発、揮発にともなう環境の悪化、ならびに酸素との接触による試験流体の酸化が防止される液面位置の調整装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１または４記載の液面位置の調整装置によると、検査流体が蓄えられている流体タンクと検査対象が収容される収容部とを備えている。流体タンクと収容部とは第一接続部により接続され、流体タンクおよび収容部にはガス供給手段から不活性ガスが供給される。流体タンクと収容部とを接続する第一接続部の収容部側の端部にあるポートは、液面位置として設定されている所定位置に開口している。そのため、収容部の液面が所定位置よりも低くなると、ポートが開放され収容部から流体タンクへ不活性ガスが流入する。これにより、流体タンクに蓄えられている試験流体は第二接続部を経由して収容部へ流れる。一方、収容部の液面が所定位置よりも高くなると、ポートが閉塞され収容部から流体タンクへ不活性ガスは流れない。そのため、収容部の圧力が上昇し、収容部の試験流体は第二接続部を経由して流体タンクへ流れる。これらの結果、収容部に蓄えられる試験流体の液面の位置は、第一接続部により連通している収容部と流体タンクとにおける不活性ガスの圧力の均衡により制御される。したがって、試験流体の液面を制御するための動力が不要となり、試験流体の温度上昇、温度上昇にともなう試験流体の揮発、さらには試験流体の揮発にともなう周辺環境の悪化を防止することができる。
【０００８】
また、収容部と流体タンクとの圧力により液面を調整することにより、収容部の試験流体の液面を迅速に制御することができる。さらに、収容部は密閉され、収容部および流体タンクには不活性ガスが供給される。したがって、大気との接触を防止でき、試験流体の酸化を防止することができる。さらに、収容部の検査対象は不活性ガスによりある程度加圧された状態で検査が実施される。そのため、検査対象が実際に適用される状態に近い所定圧力下の環境を容易に形成することができる。したがって、検査対象の検査精度を高めることができる。
【０００９】
本発明の請求項２記載の液面位置の調整装置によると、不活性ガスは窒素である。窒素は、不活性ガスの中でも安価である。また、窒素は、例えば液化することにより貯蔵が容易である。さらに、収容部に窒素を充填することにより、収容部の内部に脱酸素雰囲気を形成することができる。したがって、検査時における安全性が高まり、周辺設備を簡素化することができる。
【００１０】
本発明の請求項３記載の液面位置の調整装置によると、第二接続部は試験流体の流れを開閉する開閉手段を有している。例えば、検査対象の検査終了後、収容部の試験流体を流体タンクへ戻した場合、流体タンクから収容部への試験流体の流入を防止する必要がある。したがって、開閉手段により不要な試験流体の流入を防止することができる。
本発明の請求項５記載の液面位置の調整装置によると、試験流体の液面の位置は振動センサよりも下方に設定される。これにより、振動センサと試験流体とが接触することが防止される。したがって、検査対象の検査精度を高めることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による液面位置の調整装置の実施の形態を示す複数の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１に示すように、本発明の第１実施例による液面位置の調整装置は、検査対象である燃料ポンプ１０から吐出される試験流体の流量を検査する流量検査システム１に適用される。
【００１２】
流量検査システム１は、主に収容部２０、流体タンク３０、第一接続部４０、第二接続部５０、ガス供給手段としての窒素供給部６０および計測部７０から構成されている。液面位置の調整装置は、収容部２０、流体タンク３０、第一接続部４０、第二接続部５０および窒素供給部６０から構成されている。収容部２０は、検査対象となる燃料ポンプ１０を収容する。燃料ポンプ１０は、図示しないモータにより回転駆動される図示しないインペラを有している。ターミナル１１へ電力が供給されるとモータはインペラを回転駆動する。これにより、燃料入口１２から燃料が吸入され、燃料出口１３から燃料が吐出される。
【００１３】
収容部２０は、タンク２１とカバー２２とから構成されている。タンク２１は、内部に試験流体を蓄えることができる。試験流体は、上述のように燃料ポンプ１０に適用される実際の燃料（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。カバー２２は、タンク２１の天地方向の上方に設置される。タンク２１とカバー２２との間にはシール部材２３が設置されており、シール部材２３によりタンク２１とカバー２２とから形成される空間は密閉される。
【００１４】
燃料ポンプ１０は、収容部２０に収容されている。収容部２０に収容されている燃料ポンプ１０には、計測部７０に連通する吐出管２４が接続されている。燃料ポンプ１０から吐出された試験流体は、吐出管２４を経由して計測部７０へ流出する。また、燃料ポンプ１０は電源部２に接続されており、電源部２から燃料ポンプ１０へ作動に必要な電力が供給される。さらに、燃料ポンプ１０には振動センサ３が取り付けられており、振動センサ３は作動時における燃料ポンプ１０の振動を検出する。
【００１５】
流体タンク３０には、試験流体が蓄えられている。流体タンク３０と収容部２０とは、第一接続部４０および第二接続部５０を経由して連通している。第一接続部４０は、第一連通管４１および第一開閉弁４２を有している。第一接続部４０は、第一連通管４１の一方の端部が収容部２０に開口するポート４３を有している。第一連通管４１の他方の端部は、流体タンク３０に連通している。第一開閉弁４２は、第一接続部４１を開閉する。第二接続部５０は、第二連通管５１および開閉手段としての第二開閉弁５２を有している。第二連通管５１は、ポート４３よりも下方において収容部２０と流体タンク３０とを連通している。第二開閉弁５２は、第二連通管５１を開閉する。
【００１６】
ポート４３は、タンク２１に形成されている。ポート４３が開口している位置は、収容部２０に供給される試験流体の液面の所定位置に対応している。すなわち、収容部２０に供給される試験流体の液面位置はあからじめ設定されており、設定されている液面位置にポート４３が開口している。流体タンク３０に蓄えられている試験流体の液面位置は、ポート４３すなわち収容部２０に供給される試験流体の所定の液面位置よりも上方に位置している。また、第一連通管４１の流体タンク３０側の端部は、ポート４３よりも上方に位置している。
【００１７】
窒素供給部６０は、貯蔵タンク６１、供給管部６２および制御弁６３を有している。供給管部６２は、貯蔵タンク６１と収容部２０とを連通している。制御弁６３は、供給管部６２の窒素の流れを制御する。貯蔵タンク６１には、例えば液体窒素が貯蔵されており、制御弁６３を制御することにより圧力が調整された窒素が収容部２０へ供給される。供給管部６２の反貯蔵タンク側の端部は、ポート４３よりも上方に連通している。
【００１８】
計測部７０は、燃料ポンプ１０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７０は計測通路部７１を有しており、計測通路部７１に制御弁７２、圧力センサ７３および流量センサ７４が設置されている。計測通路部７１は、一方の端部が吐出管２４に連通し、他方の端部が流体タンク３０に連通している。制御弁７２は、計測通路部７１の試験流体の流れを制御する。燃料ポンプ１０から吐出された試験流体は、吐出管２４を経由して計測通路部７１へ流入し、圧力センサ７３、流量センサ７４および制御弁７２を通り流体タンク３０へ流出する。これにより、流体タンク３０に蓄えられた試験流体は、収容部２０、燃料ポンプ１０、吐出管２４および計測部７０を循環する。
【００１９】
次に、上記構成の流量検査システム１を用いた燃料ポンプ１０の検査について説明する。
燃料ポンプ１０は、収容部２０に収容される。収容部２０は、タンク２１とカバー２２とに分離可能である。収容部２０には図示しない保持部が設けられており、燃料ポンプ１０は保持部に支持される。タンク２１とカバー２２とを結合することにより、燃料ポンプ１０は収容部２０の内部に保持される。収容部２０の内部に燃料ポンプ１０が保持されると、カバー２２から内側へ設けられている吐出管２４、電源コネクタ２５および振動センサ３が燃料ポンプ１０に接続される。吐出管２４は、燃料ポンプ１０の燃料出口１３に接続される。電源コネクタ２５は、燃料ポンプ１０のターミナル１１に接続される。振動センサ３は、燃料ポンプ１０の所定の位置に取り付けられる。このとき、第一開閉弁４２、第二開閉弁５２および制御弁６３は閉弁されている。そのため、収容部２０には試験流体が供給されない。また、タンク２１とカバー２２とはシール部材２３によりシールされているため、収容部２０の内部は密閉状態となる。
【００２０】
燃料ポンプ１０の収容部２０への収容が完了すると、制御弁６３が開弁され、貯蔵タンク６１に蓄えられている窒素が密閉されている収容部２０の内部へ一定の圧力で供給される。例えば、貯蔵タンク６１から収容部２０へ供給される窒素の圧力を収容部２０の内部よりも高圧に設定することにより、窒素は制御弁６３の開弁によって無動力で収容部２０へ流入する。また、このとき第一開閉弁４２は開弁されており、収容部２０に流入した窒素の一部は、第一連通管４１を経由して流体タンク３０にも供給される。窒素の一部が流体タンク３０へ供給されることにより、流体タンク３０内の試験流体は窒素により加圧される。
【００２１】
窒素の供給が開始されると、第二開閉弁５２が開弁される。これにより、流体タンク３０に蓄えられている試験流体は第二連通管５１を経由して収容部２０へ流入する。流体タンク３０に蓄えられている試験流体の液面位置は、収容部２０に開口するポート４３よりも高い位置にある。そのため、収容部２０に供給される試験流体の液面位置は、収容部２０および流体タンク３０において同一の位置になるように収容部２０内で上昇する。一方、ポート４３は収容部２０に供給される試験流体の液面位置としてあらかじめ設定されている所定位置に開口している。そのため、収容部２０における試験流体の液面位置が上昇すると、収容部２０と流体タンク３０とにおいて試験流体の液面位置が同一になる前に、ポート４３は試験流体により閉塞される。その結果、収容部２０と流体タンク３０との間の連通は遮断され、流体タンク３０への窒素の流入が遮断される。これにより、流体タンク３０から収容部２０への試験流体の供給は停止される。
【００２２】
このとき、制御弁６３は開弁されたままであるので、貯蔵タンク６１から収容部２０へは窒素の供給が継続される。そのため、収容部２０の内部の圧力は流体タンク３０の内部の圧力よりも高くなる。その結果、収容部２０の試験流体は流体タンク３０へと流出し、収容部２０における試験流体の液面位置は低下する。一方、収容部２０における試験流体の液面位置がポート４３の下方まで低下すると、再びポート４３が開放されるため、ポート４３および第一連通管４１を経由して収容部２０から流体タンク３０へ再び窒素が供給される。これにより、流体タンク３０の試験流体は第二連通管５１を経由して収容部２０へ供給される。
【００２３】
上記の手順により、収容部２０における試験流体の液面位置がポート４３よりも高くなると試験流体は収容部２０から流体タンク３０へ流出し、液面位置がポート４３よりも低くなると試験流体は流体タンク３０から収容部２０へ補給される。これにより、収容部２０における試験流体の液面位置は、一定に調整される。ポート４３の位置は振動センサ３が設置される位置よりも下方にあり、燃料ポンプ１０は燃料入口１２の近傍のみが試験流体に浸漬される。
【００２４】
収容部２０における試験流体の液面位置が所定位置になると、電源部２から燃料ポンプ１０へ電力が供給される。これにより、燃料ポンプ１０は作動を開始し、燃料入口１２から吸入した試験流体を加圧して燃料出口１３から吐出する。このとき、計測部７０の制御弁７２は開弁され、燃料ポンプ１０から吐出された試験流体は吐出管２４を経由して計測部７０へ流入する。そして、吐出された試験流体は圧力センサ７３および流量センサ７４において圧力および流量が計測される。圧力および流量が検出された試験流体は、計測通路部７１を経由して流体タンク３０へと還流される。また、作動時の燃料ポンプ１０の振動は振動センサ３により検出される。これにより、燃料ポンプ１０の検査が実行される。
【００２５】
燃料ポンプ１０の作動にともなって収容部２０の試験流体は計測部７０へ吐出されるため、収容部２０における試験流体は減少する。しかし、上記のように収容部２０における試験流体の液面位置が低下すると、流体タンク３０から試験流体が補給されるため、燃料ポンプ１０が作動している場合でも、収容部２０における試験流体の液面位置は一定に保持される。
【００２６】
燃料ポンプ１０の検査が完了すると、燃料ポンプ１０への電力の供給が停止される。そして、第一接続部４０の第一開閉弁４２が閉弁される。これにより、収容部２０から流体タンク３０への窒素の流れは遮断される。制御弁６３は開弁されているため、収容部２０への窒素の供給は継続される。そのため、収容部２０の圧力は上昇し、収容部２０の試験流体の液面位置は低下する。すなわち、収容部２０に供給されていた試験流体は流体タンク３０へ還流される。収容部２０の試験流体の大部分が流体タンク３０へ還流されると、制御弁６３の開度を変更し、より高圧の窒素を収容部２０へ供給する。これにより、収容部２０および第二連通管５１に残留していた試験流体は、窒素の圧力によりほぼ完全に流体タンク３０へ還流される。収容部２０から流体タンク３０への試験流体の還流が完了すると、第二開閉弁５２が遮断され、流体タンク３０から収容部２０への試験流体の流入が遮断される。また、試験流体の還流が完了すると、制御弁６３は閉塞され、貯蔵タンク６１から収容部２０への窒素の供給も停止される。
【００２７】
以上の手順が完了すると、タンク２１からカバー２２を分離し、収容部２０に収容されている燃料ポンプ１０が取り出される。そして、次に検査が実施される燃料ポンプ１０が再び収容部２０へ収容される。以上の手順では、第一開閉弁４２を閉弁した状態で収容部２０から流体タンク３０へ試験流体を還流させているため、流体タンク３０の窒素は加圧されている。そのため、流体タンク３０の試験流体は窒素により付勢された状態で蓄えられている。したがって、次回の検査時において第二開閉弁５２が開弁されると、流体タンク３０の試験流体は迅速に収容部２０へ供給される。
【００２８】
以上、説明したように、第１実施例では、収容部２０と流体タンク３０との間の窒素の圧力バランスによって収容部２０における試験流体の液面位置を制御している。そのため、試験流体の液面位置を調整するために例えばポンプなどの動力が不要となり、設備の複雑化を招くことがなく、かつ試験流体の加熱が防止される。したがって、揮発による試験流体の減少ならびに周辺環境の悪化を防止することができる。また、窒素の圧力バランスにより液面位置を制御することにより、液面位置の変化に対する試験流体の補給および還流の応答性が高まり、常に一定の液面位置を維持することができる。
【００２９】
また、本実施例では、試験流体は密閉された収容部２０、計測部７０および流体タンク３０を循環する。また、収容部２０および流体タンク３０には窒素が供給されている。そのため、試験流体は大気中の酸素と接触する機会が低減し、酸化が防止される。したがって、試験流体の劣化が防止され、試験流体の寿命を延長することができる。
【００３０】
さらに、本実施例では、収容部２０の内部に窒素を供給することにより、燃料ポンプ１０のターミナル１１の近傍には酸欠雰囲気が容易に形成される。したがって、燃料ポンプ１０の通電時などにおける安全性を高めることができる。また、収容部２０の内部に窒素を供給することにより、収容部２０の内部は一定の圧力に加圧される。そのため、燃料ポンプ１０が使用される実際の環境に近似した環境が容易に再現される。したがって、燃料ポンプ１０の検査精度を高めることができる。さらに、収容部２０の内部に窒素を供給することにより、外部からの大気あるいは粉塵などの異物の侵入を防止することができる。
【００３１】
（第２実施例）
本発明の第２実施例による液面位置の調整装置を適用した流量検査システムを図２に示す。第１実施例と実質的に同一の構成部位には、同一の符号を付し、説明を省略する。
第２実施例では、収容部２０の構成が第１実施例と異なる。第２実施例では、タンク２１が燃料ポンプ１０の燃料入口１２側を収容し、カバー２２が燃料ポンプ１０の燃料出口１３側を収容する。すなわち、第１実施例では、タンク２１とカバー２２とから形成される空間に燃料ポンプ１０が収容されていたのに対し、第２実施例では、タンク２１およびカバー２２がそれぞれ燃料ポンプ１０を収容するための空間を形成している。
【００３２】
タンク２１と燃料ポンプ１０との間にはシール部材２６が設置され、タンク２１と燃料ポンプ１０との間は密閉されている。また、空気供給部６０の供給管部６２もタンク２１の内部に連通している。タンク２１には、第一接続部４０の第一連通管４１ならびに第二接続部５０の第二連通管５１が連通している。そのため、燃料ポンプ１０の燃料入口１２側においては、試験流体の液面位置が一定に保持される。
一方、カバー２２と燃料ポンプ１０との間にはシール部材２７が設置され、カバー２２と燃料ポンプ１０との間は密閉されている。カバー２２には、計測部７０の計測通路部７１に連通する吐出管２４が設置されている。
【００３３】
タンク２１とカバー２２との間には、所定の間隔が形成されている。すなわち、燃料ポンプ２０にはタンク２１およびカバー２２に収容されず、外部に露出している部分が形成される。この燃料タンク１０のうち、外部に露出している部分に振動センサ３が取り付けられている。これにより、燃料ポンプ１０への振動センサ３の取り付けが容易である。
【００３４】
第２実施例では、タンク２１とカバー２２とがそれぞれ燃料ポンプ１０を収容しているため、燃料ポンプ１０の一部が外部に露出する。そのため、振動センサ３の取り付けが容易である。また、振動センサ３が試験流体に接することがないため、振動センサ３による振動の検出精度を高めることができる。
【００３５】
以上説明した本発明の複数の実施例では、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、例えば燃料噴射ポンプあるいはインジェクタなど検査時に試験流体を使用し、試験流体の液面位置を調整する必要があるものであれば、燃料ポンプに限らず適用することができる。また、不活性ガスとして窒素を使用する例について説明したが、例えばアルゴンなどの希ガスまたは二酸化炭素などを使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による液面位置の調整装置を適用した燃料ポンプの流量検査システムを示す模式図である。
【図２】本発明の第２実施例による液面位置の調整装置を適用した燃料ポンプの流量検査システムを示す模式図である。
【図３】従来の燃料ポンプの流量検査システムを示す模式図である。
【符号の説明】
３　　振動センサ
１０　　燃料ポンプ
１２　　燃料入口
１３　　燃料出口
２０　　収容部
３０　　流体タンク
４０　　第一接続部
４３　　ポート
５０　　第二接続部
５２　　第二開閉弁（開閉手段）
６０　　窒素供給部（ガス供給手段）
【図１】
2004030367.tif 000003
【図２】
2004030367.tif 000004
【図３】
2004030367.tif 000005