(57)【要約】 【課題】  インジェクタノズルの噴孔の内壁面に施された親液性処理の評価を容易かつ確実に実行可能にする。【解決手段】  少なくとも噴孔２の内壁面に親液性層３が形成されているインジェクタノズル１を検査するための検査装置１０は、所定の表面張力を有する検査液Ｌを貯留する検査液貯留タンク１１と、検査液貯留タンク１１に貯留されている検査液Ｌを送り出す検査液送出ポンプ１２と、検査液送出ポンプ１２により送り出される検査液Ｌを発泡させる検査液発泡装置１４と、検査液発泡装置１４とインジェクタノズル１の噴孔２とを接続する検査液供給管１５と、インジェクタノズル１の噴孔２から流出した検査液の状態を評価するためのＣＣＤカメラ１７とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも噴孔の内壁面に親液性処理が施されているインジェクタノズルの検査方法であって、
前記インジェクタノズルの前記噴孔に、所定の表面張力を有する検査液を発泡させた上で供給し、前記噴孔から流出した検査液の状態に基づいて前記噴孔の内壁面における親液性処理の状態を評価することを特徴とするインジェクタノズルの検査方法。
【請求項２】
前記噴孔から流出した液滴のサイズまたは色の濃淡に基づいて前記噴孔の内壁面における親液性処理の状態を評価することを特徴とする請求項１に記載のインジェクタノズルの検査方法。
【請求項３】
少なくとも噴孔の内壁面に親液性処理が施されているインジェクタノズルの検査方法であって、
前記インジェクタノズルの前記噴孔に、所定の表面張力を有する検査液を気化させた上で供給し、前記噴孔から流出した流体の状態に基づいて前記噴孔の内壁面における親液性処理の状態を評価することを特徴とするインジェクタノズルの検査方法。
【請求項４】
少なくとも噴孔の内壁面に親液性処理が施されているインジェクタノズルの検査装置であって、
所定の表面張力を有する検査液を貯留する検査液貯留部と、
前記検査液貯留部に貯留されている検査液を送り出す検査液送出手段と、
前記検査液送出手段により送り出される検査液を発泡させる検査液発泡手段と、
前記検査液発泡手段と前記インジェクタノズルの噴孔とを接続する管材と、
前記インジェクタノズルの前記噴孔から流出した検査液の状態を評価するための評価手段とを備えることを特徴とするインジェクタノズルの検査装置。
【請求項５】
少なくとも噴孔の内壁面に親液性処理が施されているインジェクタノズルの検査装置であって、
所定の表面張力を有する検査液を貯留する検査液貯留部と、
前記検査液貯留部に貯留されている検査液を送り出す検査液送出手段と、
前記検査液送出手段により送り出される検査液を気化させる検査液気化手段と、
前記検査液発泡手段と前記インジェクタノズルの噴孔とを接続する管材と、
前記インジェクタノズルの前記噴孔から流出した流体の状態を評価するための評価手段とを備えることを特徴とするインジェクタノズルの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも噴孔の内壁面に親液性処理が施されているインジェクタノズルの検査方法および検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関に適用されるインジェクタ（燃料噴射弁）のノズルとして、液体を噴出する噴孔の目詰まりを防止するために、噴孔の内壁面に撥液処理が施されたものが知られている。このようなインジェクタノズルでは、噴孔の内壁面に撥液性層が適正に形成されていなければ所望の効果を得ることができないため、撥液処理後に撥液性層の形成状態を評価することが重要となる。
【０００３】
この場合、一般的な撥液性処理の評価に用いられる水滴の接触角測定法を採用するためには、インジェクタノズルを破壊しなければならない。このため、従来から、撥液性層の形成状態を評価するためのインジェクタノズルの非破壊検査方法として、毛管現象による重量変化を測定する方法（例えば、特許文献１参照。）や、噴孔から液体を押し出す際の圧力の変動特性を利用した方法（例えば、特許文献２参照。）等が知られている。
【０００４】
これに対して、近年では、インジェクタノズルに対するデポジットの付着等を防止するために、インジェクタノズルの噴孔の内壁面に親液性処理を施すことが提案されている。この場合も、噴孔の内壁面に親液性層が適正に形成されていなければ所望の効果を得ることができないため、親液性処理後に親液性層の形成状態を評価することが重要となる。なお、孔部の内壁に親液性処理を施した要素の例としては、その噴孔に親水性のコーティングが施されたインクジェット記録ヘッドが知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１４５５８８号公報
【特許文献２】特開２０００−１４６８００号公報
【特許文献３】特開平１０−２３５８７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、撥液性処理の評価に用いられる上述の接触角測定法や各種非破壊検査方法を親液性処理の評価にそのまま適用するのは困難であり、親液性処理の評価を容易かつ確実に実行可能とする検査方法の出現が望まれている。
【０００７】
そこで、本発明は、インジェクタノズルの噴孔の内壁面に施された親液性処理の評価を容易かつ確実に実行可能とするインジェクタノズルの検査方法および検査装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるインジェクタノズルの検査方法は、少なくとも噴孔の内壁面に親液性処理が施されているインジェクタノズルの検査方法であって、インジェクタノズルの噴孔に、所定の表面張力を有する検査液を発泡させた上で供給し、噴孔から流出した検査液の状態に基づいて噴孔の内壁面における親液性処理の状態を評価することを特徴とする。
【０００９】
このインジェクタノズルの検査方法では、インジェクタノズルの少なくとも噴孔の内壁面に施された親液性処理の評価のために、インジェクタノズルの噴孔に、所定の表面張力を有する検査液を発泡させた上で供給する。この場合、噴孔の内壁面に親液性層が適正に形成されていれば（濡れ性が高ければ）、噴孔を通過する検査液中の気泡がつぶれることになる。これに対して、噴孔の内壁面に親液性層が良好に形成されていなければ（濡れ性が低ければ）、噴孔を通過する検査液中の気泡がつぶれ難くなる。従って、噴孔の内壁面における親液性層の形成状態に応じて、噴孔から流出した検査液の状態が変化することになるので、噴孔から流出した検査液の状態をモニタすることにより、噴孔の内壁面における親液性処理の状態を容易かつ確実に評価することが可能となる。
【００１０】
この場合、噴孔から流出した液滴のサイズまたは色の濃淡に基づいて噴孔の内壁面における親液性処理の状態を評価すると好ましい。
【００１１】
すなわち、噴孔の内壁面に親液性層が適正に形成されていれば、噴孔を通過する検査液中の気泡がつぶれ、噴孔から流出した液滴のサイズは小さくなる一方、噴孔の内壁面に親液性層が良好に形成されていなければ、噴孔を通過する検査液中の気泡がつぶれ難くなり、噴孔から流出した液滴のサイズは大きくなる。また、噴孔の内壁面に親液性層が良好に形成されていない場合、噴孔から流出した液滴には気泡が多く含まれることになるため、液滴の色の濃度は、噴孔の内壁面に親液性層が適正に形成されている場合に比較して低下する。従って、噴孔から流出した液滴のサイズまたは色の濃淡をモニタすることにより、噴孔の内壁面における親液性処理の状態を容易かつ精度よく評価することが可能となる。
【００１２】
本発明による他のインジェクタノズルの検査方法は、少なくとも噴孔の内壁面に親液性処理が施されているインジェクタノズルの検査方法であって、インジェクタノズルの噴孔に、所定の表面張力を有する検査液を気化させた上で供給し、噴孔から流出した流体の状態に基づいて噴孔の内壁面における親液性処理の状態を評価することを特徴とする。
【００１３】
このインジェクタノズルの検査方法では、インジェクタノズルの少なくとも噴孔の内壁面に施された親液性処理の評価のために、インジェクタノズルの噴孔に、所定の表面張力を有する検査液を気化させた上で供給する。この場合、噴孔の内壁面に親液性層が適正に形成されていれば（濡れ性が高ければ）、噴孔を通過する間に蒸気が液化し、噴孔からは検査液の液滴が流出することになる。これに対して、噴孔の内壁面に親液性層が良好に形成されていなければ（濡れ性が低ければ）、蒸気はそのまま噴孔を通過し、噴孔からは蒸気が流出する。従って、この場合も、噴孔の内壁面における親液性層の形成状態に応じて、噴孔から流出した流体の状態が変化することになるので、噴孔から流出した流体の状態をモニタすることにより、噴孔の内壁面における親液性処理の状態を容易かつ確実に評価することが可能となる。
【００１４】
本発明によるインジェクタノズルの検査装置は、少なくとも噴孔の内壁面に親液性処理が施されているインジェクタノズルの検査装置であって、所定の表面張力を有する検査液を貯留する検査液貯留部と、検査液貯留部に貯留されている検査液を送り出す検査液送出手段と、検査液送出手段により送り出される検査液を発泡させる検査液発泡手段と、検査液発泡手段とインジェクタノズルの噴孔とを接続する管材と、インジェクタノズルの噴孔から流出した検査液の状態を評価するための評価手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明による他のインジェクタノズルの検査装置は、少なくとも噴孔の内壁面に親液性処理が施されているインジェクタノズルの検査装置であって、所定の表面張力を有する検査液を貯留する検査液貯留部と、検査液貯留部に貯留されている検査液を送り出す検査液送出手段と、検査液送出手段により送り出される検査液を気化させる検査液気化手段と、検査液発泡手段とインジェクタノズルの噴孔とを接続する管材と、インジェクタノズルの噴孔から流出した流体の状態を評価するための評価手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、インジェクタノズルの噴孔の内壁面に施された親液性処理の評価を容易かつ確実に実行可能とするインジェクタノズルの検査方法および検査装置の実現が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明によるインジェクタノズルの検査装置の第１実施形態を示す概略構成図である。同図に示される検査装置１０は、インジェクタノズル１の噴孔２の内壁面に施された例えばＴｉＯ２，ＺｎＯ等からなる親液性層３の評価に用いられるものである。検査装置１０は、図１からわかるように、検査液貯留タンク（検査液貯留部）１１を備える。この検査液貯留タンク１１には、水、アルコール、ヘキサン、ジメチルエーテル、軽油、ガソリン等から選択される何れかの検査液Ｌが貯留される。そして、検査液Ｌには、その表面張力が所定範囲内に保たれるように界面活性剤（例えばアルキルスルホン酸塩）が加えられる。
【００１９】
また、検査装置１０は、検査液送出ポンプ（検査液送出手段）１２と、検査液発泡装置（検査液発泡手段）１４とを備える。検査液送出ポンプ１２は、検査液貯留タンク１１に貯留されている検査液Ｌを吸い込んで吐出するものである。一方、検査液発泡装置１４は、超音波励起装置等であって、検査液送出ポンプ１２により送り出される検査液Ｌを発泡させるものである。そして、検査液発泡装置１４の液体出口には、検査液供給管（管材）１５の一端が接続され、この検査液供給管１５は、その他端が噴孔２と連通するように、取付治具１６を介してインジェクタノズル１に固定される。これにより、検査液発泡装置１４とインジェクタノズル１の噴孔２とが接続される。
【００２０】
更に、検査装置１０は、インジェクタノズル１の噴孔２から流出した検査液の状態を評価するための評価手段として、ＣＣＤカメラ（撮像手段）１７と、照明ユニット１８とを備える。ＣＣＤカメラ１７は、図１に示されるように、インジェクタノズル１の噴孔２から流出して降下する液体（液滴Ｌｄ）を撮像できるように配置されており、照明ユニット１８は、インジェクタノズル１の噴孔２から流出した液体（液滴Ｌｄ）を照らすことができるように配置される。ＣＣＤカメラ１７は、図示されないコンピュータに接続されており、ＣＣＤカメラ１７により撮像された液体の像は、このコンピュータにより解析・処理される。
【００２１】
このように構成された検査装置１０を用いてインジェクタノズル１の噴孔２の内壁面に施された親液性層３を評価するに際しては、検査液貯留タンク１１内が所定の検査液Ｌにて満たされると共に、検査液貯留タンク１１には、検査液送出ポンプ１２と検査液発泡装置１４とが接続される。また、検査対象となるインジェクタノズル１には、取付治具１６を介して、検査液発泡装置１４に接続された検査液供給管１５が噴孔２と連通するように固定される。そして、この状態から、検査液送出ポンプ１２と検査液発泡装置１４とを作動させれば、所定の表面張力を有する検査液Ｌが発泡させられた上でインジェクタノズル１の噴孔２に供給されることになる。なお、検査液供給管１５の内面の親液度は、検査液Ｌ中の気泡がつぶれないように、例えば全く親液性処理が施されていないインジェクタノズル１の噴孔２の内面と同程度に設定される。
【００２２】
上述のようにして、親液性層３が形成されているインジェクタノズル１の噴孔２に、発泡させられて気泡を含む検査液Ｌが供給された場合、噴孔２の内壁面に親液性層３が適正に形成され、濡れ性が高まっていれば、検査液Ｌ中の気泡は噴孔２を通過する際につぶれことになるので、噴孔２から流出した検査液Ｌの液滴Ｌｄのサイズ（外径）は小さくなる。これに対して、噴孔２の内壁面に親液性層３が良好に形成されておらず、濡れ性が低いままであれば、噴孔２を通過する検査液Ｌ中の気泡がつぶれ難くなるので、噴孔２から流出した検査液Ｌの液滴Ｌｄのサイズ（外径）は大きいままとなる。
【００２３】
このように、本発明による検査装置１０を用いた場合、噴孔２の内壁面における親液性層３の形成状態に応じて、噴孔２から流出した検査液Ｌの液滴Ｌｄのサイズが変化することになる。従って、インジェクタノズル１の噴孔２から流出して降下する液滴ＬｄをＣＣＤカメラ１７によって撮像し、コンピュータを用いて、撮像された液滴Ｌｄの外径（サイズ）を求めると共に、得られた液滴Ｌｄの外径（サイズ）を所定の基準値（閾値、例えば基準外径＝２ｍｍ）と比較することにより、噴孔２の内壁面における親液性処理の状態（親液性層３）を容易かつ精度よく、そして自動的に評価することが可能となる。そして、本発明による検査装置１０を用いた場合、インジェクタノズル１の先端部の形状の影響を受けることはなく、しかも、インジェクタノズル１を破壊する必要がないことはいうまでもない。
【００２４】
なお、上述のように、インジェクタノズル１の噴孔２から流出した液滴Ｌｄのサイズ（外径）に基づいて噴孔２の内壁面における親液性処理の状態を評価する代わりに、噴孔２から流出した液滴Ｌｄの色の濃淡に基づいて噴孔２の内壁面における親液性処理の状態を評価してもよい。すなわち、噴孔２の内壁面に親液性層３が良好に形成されていない場合、噴孔２から流出した液滴Ｌｄには気泡が多く含まれることになるため、液滴Ｌｄの色の濃度は、噴孔２の内壁面に親液性層３が適正に形成されている場合に比較して低下する。従って、インジェクタノズル１の噴孔２から流出して降下する液滴ＬｄをＣＣＤカメラ１７によって撮像し、コンピュータを用いて、撮像された液滴Ｌｄの濃度を求めると共に、得られた液滴Ｌｄの濃度を所定の基準値（閾値）と比較することにより、噴孔２の内壁面における親液性処理の状態（親液性層３）を容易かつ精度よく、そして自動的に評価することが可能となる。
【００２５】
また、図１に示されるようにＣＣＤカメラ１７をインジェクタノズル１の近傍に配置して噴孔２から流出した検査液Ｌの液滴Ｌｄを直接撮像する代わりに、図２に示されるように、濾紙ＦＰ等の上に噴孔２からの液滴Ｌｄを滴下させ、濾紙ＦＰ上の液滴ＬｄをＣＣＤカメラ１７によって撮像してもよい。このような手法を採用しても、噴孔２から流出した液滴Ｌｄのサイズ（外径）または色の濃淡に基づいて噴孔２の内壁面における親液性処理の状態（親液性層３）を評価することが可能となる。
【００２６】
更に、上述の検査装置１０において検査液Ｌとして選択される水、アルコール、ヘキサン、ジメチルエーテル、軽油、ガソリン等の液体は、およそ１０×１０−３〜８０×１０−３Ｎ／ｍの表面張力を有するが、実際の検査に際しては、これらの液体に界面活性剤を加えて、検査液Ｌの表面張力をおよそ５×１０−３〜７５×１０−３Ｎ／ｍの範囲内に設定すると好ましい。検査液Ｌの表面張力をこのような範囲に設定することにより、例えば内径１．０ｍｍの噴孔を有するインジェクタノズルの場合、噴孔に親液性層が形成されていれば、噴孔から流出した液滴の外径がおよそ１ｍｍ程度となるのに対して、噴孔に親液性層が全く形成されていなければ、噴孔から流出した液滴の外径はおよそ３ｍｍ程度となる。従って、本発明によれば、噴孔に親液性層が形成されているか否かについては、目視によっても判別可能となる。
【００２７】
また、検査装置１０を用いてインジェクタノズルを検査するに際しては、検査液Ｌの温度をおよそ２０℃（室温）〜６５℃の範囲に保つと好ましい。すなわち、図３に示されるように、検査液Ｌの温度を変化させても、親液性処理が施された噴孔から流出した検査液Ｌの液滴のサイズ（色の濃度）は殆ど変化しない。これに対して、検査液Ｌの温度をおよそ２０℃（室温）〜６５℃の範囲内に保った場合、親液性処理が施されていない噴孔から流出した検査液Ｌの液滴のサイズ（色の濃度）は、図３からわかるように、親液性処理が施された噴孔から流出した検査液Ｌの液滴に比較して顕著に大きく（薄く）なる。従って、検査液Ｌの温度をおよそ２０℃（室温）〜６０℃の範囲に保つことにより、親液性処理が施されている噴孔と、親液性処理が施されていない噴孔との間で、検査液Ｌの液滴の状態の違いを大きくして検査精度を向上させることが可能となる。
【００２８】
次に、図４を参照しながら、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係るインジェクタノズルの検査装置は、上述の検査装置１０に設けられていた検査液発泡装置の代わりに、検査液送出ポンプにより送り出される検査液を気化させる検査液気化装置（超音波励起装置や加熱装置等）を含む。そして、第２実施形態に係る検査装置では、インジェクタノズルの噴孔の内壁面に施された親液性処理を評価するに際し、検査液送出ポンプにより送り出された検査液が検査液気化装置によって気化させられ、検査液の蒸気がインジェクタノズルの噴孔に供給される。
【００２９】
この場合、噴孔の内壁面に親液性層が適正に形成されていれば（濡れ性が高ければ）、検査液の蒸気は、インジェクタノズル１の噴孔を通過する間に液化し、図４（ａ）に示されるように、インジェクタノズル１の噴孔からは検査液の液滴Ｌｄが流出する。これに対して、噴孔の内壁面に親液性層が良好に形成されていなければ（濡れ性が低ければ）、検査液の蒸気はそのままインジェクタノズル１の噴孔を通過し、図４（ｂ）に示されるように、インジェクタノズル１の噴孔からは検査液の蒸気Ｌｇが流出することになる。
【００３０】
従って、第２実施形態の検査装置を用いてインジェクタノズル１の噴孔に所定の表面張力を有する検査液を気化させた上で供給する場合も、インジェクタノズル１の噴孔の内壁面における親液性層の形成状態に応じて、噴孔から流出した流体の状態が変化することになる。この結果、第２実施形態においても、インジェクタノズル１の噴孔から流出した流体の状態をモニタすることにより、噴孔の内壁面における親液性処理の状態を容易かつ精度よく評価することが可能となる。
【００３１】
なお、第２実施形態においても、検査液Ｌの表面張力は、第１実施形態の場合と同様に、およそ５×１０−３〜７５×１０−３Ｎ／ｍ程度に設定されると好ましい。第２実施形態において検査液Ｌの表面張力をこのような範囲に設定することにより、例えば内径１．０ｍｍの噴孔を有するインジェクタノズルの場合、噴孔に親液性層が形成されていなければ、噴孔から検査液の蒸気がそのまま流出するのに対して、噴孔に親液性層が良好に形成されていれば、噴孔から流出した液滴の外径はおよそ３ｍｍ程度となる。従って、この場合も、噴孔に親液性層が形成されているか否かについては、目視によっても判別可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明によるインジェクタノズルの検査装置の第１実施形態を示す概略構成図である。
【図２】インジェクタノズルの噴孔から流出した検査液の状態を評価する手法の一例を示す斜視図である。
【図３】検査液の温度と、インジェクタノズルの噴孔から流出した検査液の状態との関係を示すグラフである。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、本発明の第２実施形態を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  インジェクタノズル
２  噴孔
３  親液性層
１０  検査装置
１１  検査液貯留タンク
１２  検査液送出ポンプ
１４  検査液発泡装置
１５  検査液供給管
１６  取付治具
１７  ＣＣＤカメラ
１８  照明ユニット
Ｌ  検査液
Ｌｄ  液滴
Ｌｇ  蒸気
【図１】
2005140014.tif 000003
【図２】
2005140014.tif 000004
【図３】
2005140014.tif 000005
【図４】
2005140014.tif 000006