(57)【要約】【課題】液体噴射装置の良否判定を短時間で行うことができる良否判定装置を提供する。【解決手段】第１の噴射口（２１）と第２の噴射口（２２）を備えた液体噴射装置（２）の良否判定装置は、各噴射口（２１、２２）から噴射された液体がそれぞれ第１及び第２の容器（５ａ、５ｂ）に蓄積される途中において複数回の測定を行い、各測定時において第１の容器（５ａ）に蓄積済みの液量を表す第１の値と、第２の容器（５ｂ）に蓄積済みの液量を表す第２の値を算出する液量算出部（１１）と、第１の容器（５ａ）に蓄積済みの液量が各容器（５ａ、５ｂ）に蓄積済みの液量に占める比率を表す分配率を算出する分配率算出部（１２）と、分配率の経時変化の有無を判定する分配率経時変化判定部（１３）と、分配率の経時変化がないと判定された場合、各測定時について算出された分配率の何れかに基づいて、液体噴射装置の良否を判定する良否判定部（１４）とを有する。【選択図】図３
2007315306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１の噴射口（２１）と第２の噴射口（２２）を備えた液体噴射装置（２）の良否判定装置であって、
前記第１の噴射口（２１）から噴射された液体を蓄積する第１の容器（５ａ）と、
前記第２の噴射口（２２）から噴射された液体を蓄積する第２の容器（５ｂ）と、
前記第１の噴射口（２１）及び第２の噴射口（２２）から噴射された液体が蓄積される途中において、複数回の測定を行い、各測定時において前記第１の容器（５ａ）に蓄積済みの液量及び前記第２の容器（５ｂ）に蓄積済みの液量に関する情報を取得する情報取得部（６）と、
前記情報に基づいて、前記何れかの測定時における前記第１の容器（５ａ）に蓄積済みの液量を表す第１の値及び該測定時における前記第２の容器（５ｂ）に蓄積済みの液量を表す第２の値を算出する液量算出部（１１）と、
前記第１及び第２の値に基づいて、前記測定時における前記第１の容器（５ａ）に蓄積済みの液量が前記測定時における前記各容器（５ａ、５ｂ）に蓄積済みの液量に占める比率を表す分配率を算出する分配率算出部（１２）と、
前記各測定時について算出された前記分配率に基づいて、前記分配率の経時変化の有無を判定する分配率経時変化判定部（１３）と、
前記分配率経時変化判定部（１３）において、前記分配率の経時変化がないと判定された場合、前記各測定時について算出された分配率の何れかに基づいて、前記液体噴射装置の良否を判定する良否判定部（１４）と、
を有することを特徴とする良否判定装置。
【請求項２】
第１の噴射口を備えた第１の液体噴射装置の良否判定装置であって、
前記第１の噴射口から噴射された液体を蓄積する第１の容器（５ａ）と、
第２の噴射口を備えた第２の液体噴射装置から噴射された液体を蓄積する第２の容器（５ｂ）と、
前記第１及び第２の噴射口から噴射された液体が蓄積される途中において、複数回の測定を行い、各測定時において前記第１の容器（５ａ）に蓄積済みの液量及び前記第２の容器（５ｂ）に蓄積済みの液量に関する情報を取得する情報取得部（６）と、
前記情報に基づいて、前記何れかの測定時における前記第１の容器（５ａ）に蓄積済みの液量を表す第１の値及び該測定時における前記第２の容器（５ｂ）に蓄積済みの液量を表す第２の値を算出する液量算出部（１１）と、
前記第１及び第２の値に基づいて、前記測定時における前記第１の容器（５ａ）に蓄積済みの液量が前記測定時における前記各容器（５ａ、５ｂ）に蓄積済みの液量に占める比率を表す分配率を算出する分配率算出部（１２）と、
前記各測定時について算出された前記分配率に基づいて、前記分配率の経時変化の有無を判定する分配率経時変化判定部（１３）と、
前記分配率経時変化判定部（１３）において、前記分配率の経時変化がないと判定された場合、前記各測定時について算出された前記分配率の何れかに基づいて、前記第１の液体噴射装置の良否を判定する良否判定部（１４）と、
を有することを特徴とする良否判定装置。
【請求項３】
前記分配率経時変化判定部（１３）は、前記各測定時について算出された前記分配率の最大値と最小値に基づいて、前記分配率の経時変化の有無を判定する、請求項１又は２に記載の良否判定装置。
【請求項４】
前記良否判定部（１４）は、最後の測定時について算出された前記分配率が、所定の許容範囲内である場合、前記液体噴射装置（２）は良品と判定し、該最後の測定回について算出された前記分配率が、該所定の許容範囲から外れた場合、前記液体噴射装置（２）は不良品と判定する、請求項１〜３の何れか一項に記載の良否判定装置。
【請求項５】
前記情報は、前記第１の容器（５ａ）内の第１の液面及び前記第２の容器（５ｂ）内の第２の液面を撮影した画像であり、前記液量算出部（１１）は、該画像に基づいて該第１の液面の高さ及び該第２の液面の高さを認識し、認識された該第１の液面の高さに基づいて前記第１の値を算出し、且つ該第２の液面の高さに基づいて前記第２の値を算出する、請求項１〜４の何れか一項に記載の良否判定装置。
【請求項６】
少なくとも第１の噴射口（２１）と第２の噴射口（２２）を備えた液体噴射装置（２）の良否判定方法であって、
前記第１の噴射口（２１）から噴射された液体が第１の容器（５ａ）に蓄積され、且つ前記第２の噴射口（２２）から噴射された液体が第２の容器（５ｂ）に蓄積される途中において、前記第１の容器（５ａ）に蓄積済みの液量及び前記第２の容器（５ｂ）に蓄積済みの液量に関する情報を取得する情報取得ステップ（Ｓ１０２）と、
前記情報に基づいて、前記第１の容器（５ａ）に蓄積済みの液量を表す第１の値及び前記第２の容器（５ｂ）に蓄積済みの液量を表す第２の値を算出する液量算出ステップ（Ｓ１０３）と、
前記第１及び第２の値に基づいて、前記第１の容器（５ａ）に蓄積済みの液量が前記各容器（５ａ、５ｂ）に蓄積済みの液量に占める比率を表す分配率を算出する分配率算出ステップ（Ｓ１０４）と、
前記情報取得ステップ、前記液量算出ステップ及び前記分配率算出ステップの実行回数が所定回数以上か否かを判定し、前記実行回数が所定数未満の場合、前記情報取得ステップ、前記液量算出ステップ及び前記分配率算出ステップを再度実行させるステップ（Ｓ１０５）と、
前記各実行回について算出された前記分配率に基づいて、前記分配率の経時変化の有無を判定するステップ（Ｓ１０６）と、
前記経時変化の有無を判定するステップ（Ｓ１０６）において、前記分配率の経時変化がないと判定された場合、前記各実行回について算出された前記分配率の何れかに基づいて、前記液体噴射装置の良否を判定するステップ（Ｓ１０７）と、
を有することを特徴とする良否判定方法。
【請求項７】
第１の噴射口を備えた第１の液体噴射装置の良否判定方法であって、
前記第１の噴射口（２１）から噴射された液体が第１の容器（５ａ）に蓄積され、且つ第２の噴射口を備えた第２の液体噴射装置から噴射された液体が第２の容器（５ｂ）に蓄積される途中において、前記第１の容器（５ａ）に蓄積済みの液量及び前記第２の容器（５ｂ）に蓄積済みの液量に関する情報を取得する情報取得ステップ（Ｓ１０２）と、
前記情報に基づいて、前記第１の容器（５ａ）に蓄積済みの液量を表す第１の値及び前記第２の容器（５ｂ）に蓄積済みの液量を表す第２の値を算出する液量算出ステップ（Ｓ１０３）と、
前記第１及び第２の値に基づいて、前記第１の容器（５ａ）に蓄積済みの液量が前記各容器（５ａ、５ｂ）に蓄積済みの液量に占める比率を表す分配率を算出する分配率算出ステップ（Ｓ１０４）と、
前記情報取得ステップ、前記液量算出ステップ及び前記分配率算出ステップの実行回数が所定回数以上か否かを判定し、前記実行回数が所定数未満の場合、前記情報取得ステップ、前記液量算出ステップ及び前記分配率算出ステップを再度実行させるステップ（Ｓ１０５）と、
前記各実行回について算出された前記分配率に基づいて、前記分配率の経時変化の有無を判定するステップ（Ｓ１０６）と、
前記経時変化の有無を判定するステップ（Ｓ１０６）において、前記分配率の経時変化がないと判定された場合、前記各実行回について算出された前記分配率の何れかに基づいて、前記液体噴射装置の良否を判定するステップ（Ｓ１０７）と、
を有することを特徴とする良否判定方法。
【請求項８】
少なくとも第１の噴射口（２１）と第２の噴射口（２２）を備えた液体噴射装置（２）の噴射量計測方法であって、
前記第１の噴射口（２１）から噴射された液体が第１の容器（５ａ）に蓄積され、且つ前記第２の噴射口（２２）から噴射された液体が第２の容器（５ｂ）に蓄積される途中において、前記第１の容器（５ａ）に蓄積済みの液量及び前記第２の容器（５ｂ）に蓄積済みの液量に関する情報を取得する情報取得ステップ（Ｓ１０２）と、
前記情報に基づいて、前記第１の容器（５ａ）に蓄積済みの第１の液量を表す第１の値及び前記第２の容器（５ｂ）に蓄積済みの第２の液量を表す第２の値を算出する液量算出ステップ（Ｓ１０３）と、
前記第１及び第２の値に基づいて、前記第１の容器（５ａ）に蓄積済みの液量が前記各容器（５ａ、５ｂ）に蓄積済みの液量に占める比率を表す分配率を算出する分配率算出ステップ（Ｓ１０４）と、
前記情報取得ステップ、前記液量算出ステップ及び前記分配率算出ステップの実行回数が所定回数以上か否かを判定し、前記実行回数が所定数未満の場合、前記情報取得ステップ、前記液量算出ステップ及び前記分配率算出ステップを再度実行させるステップ（Ｓ１０５）と、
前記各実行回について算出された前記分配率に基づいて、前記分配率の経時変化の有無を判定するステップ（Ｓ１０６）と、
前記経時変化の有無を判定するステップ（Ｓ１０６）において、前記分配率の経時変化がないと判定された場合、前記各実行回について算出された前記分配率の何れかに基づいて、前記第１の噴射口（２１）から噴射された液体の量と、前記第２の噴射口（２２）から噴射された液体の量の比を推定するステップ（Ｓ１０７）と、
を有することを特徴とする噴射量計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射装置の良否判定装置、良否判定方法及び噴射量計測方法に関するものであり、より詳しくは、液体噴射装置の複数の噴射口から噴射される液体の量を比較して、液体噴射装置の良否判定を行う良否判定装置及び良否判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射ノズルなど、液体噴射装置を検査する場合、１回当たりの液体噴射量が所定量か否かが確認される。また、液体噴射装置が複数の噴射口を有する場合、各噴射口から噴射される液体の量が等しいか否かを確認することも重要である。
【０００３】
そこで、従来、液体噴射装置の検査で使用される良否判定方法では、検査対象の液体噴射装置の各噴射口から、それぞれの噴射口に対応する容器の壁面に向けて液体を噴射し、その噴射された液体の全部が容器の壁面を伝って蓄積された後、その容器を撮影して液面の高さを検出する。そして、液面の高さを比較することにより、各噴射口から噴射される液体の量が等しいか否か確認する。そして、各噴射口から噴射される液体の量が等しい場合、検査対象の液体噴射装置を良品と判定し、それら液体の量が等しくないと考えられる場合、検査対象の液体噴射装置を不良品と判定する。
【０００４】
上記の方法では、容器内の液面の高さが安定しなければ、各噴射口から噴射された液量を正確に比較することができない。しかし、噴射された液体が全て蓄積されて液面の高さが安定するまでに時間が掛かるため、検査に長時間を要するという問題があった。特に、液体噴射装置の生産工程の検査において、掛かる良否判定方法を用いる場合、良否判定に要する時間がボトルネックとなって、生産効率を低下させるおそれがあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の問題点に鑑み、本発明の目的は、複数の噴射口を備える液体噴射装置において、各噴射口から噴射される液量の比を短時間で計測できる噴射量計測方法を提供することにある。
【０００６】
また本発明の別の目的は、液体噴射装置の良否判定を短時間で行うことができる良否判定装置及び良否判定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に記載の形態によれば、本発明に係る少なくとも第１の噴射口（２１）と第２の噴射口（２２）を備えた液体噴射装置（２）の良否判定装置は、第１の噴射口（２１）及び第２の噴射口（２２）から噴射された液体が蓄積される途中において、複数回の測定を行い、何れかの測定時における第１の噴射口（２１）から噴射され、第１の容器（５ａ）に蓄積済みの液量を表す第１の値及びその測定時における第２の噴射口（２２）から噴射され、第２の容器（５ｂ）に蓄積済みの液量を表す第２の値を算出する液量算出部（１１）と、第１及び第２の値に基づいて、測定時における第１の容器（５ａ）に蓄積済みの液量が測定時における各容器（５ａ、５ｂ）に蓄積済みの液量に占める比率を表す分配率を算出する分配率算出部（１２）と、各測定時について算出された分配率に基づいて、分配率の経時変化の有無を判定する分配率経時変化判定部（１３）と、分配率経時変化判定部（１３）において、分配率の経時変化がないと判定された場合、各測定時について算出された分配率の何れかに基づいて、液体噴射装置の良否を判定する良否判定部（１４）と、を有することを特徴とする。係る構成により、各噴射口から噴射された液体が完全に蓄積されるまで待たなくてもよく、短時間で液体噴射装置の良否を判定することができる。
【０００８】
また、本発明の請求項２に記載の形態によれば、本発明に係る第１の噴射口を備えた第１の液体噴射装置の良否判定装置は、請求項１に記載の形態の良否判定装置における第２の容器（５ｂ）に、第２の噴射口を備えた第２の液体噴射装置から噴射された液体を蓄積することにより、第１の液体噴射装置から噴射される液量と第２の液体噴射装置から噴射される液量の比較に基づいて、一つの噴射口のみを有する液体噴射装置の良否を判定することができる。
【０００９】
また、請求項３の記載によれば、分配率経時変化判定部（１３）は、各測定時について算出された分配率の最大値と最小値に基づいて、分配率の経時変化の有無を判定することが好ましい。係る構成により、簡単且つ正確に分配率の経時変化の有無を判定することができる。
【００１０】
また、請求項４の記載によれば、良否判定部（１４）は、最後の測定時について算出された分配率が、所定の許容範囲内である場合、液体噴射装置は良品と判定し、最後の測定回について算出された分配率が、所定の許容範囲から外れた場合、液体噴射装置は不良品と判定することが好ましい。
【００１１】
また、請求項５の記載によれば、第１の容器（５ａ）内の第１の液面及び第２の容器（５ｂ）内の第２の液面を撮影した画像であり、液量算出部（１１）は、画像に基づいて第１の液面の高さ及び第２の液面の高さを認識し、認識された第１の液面の高さに基づいて第１の値を算出し、且つ第２の液面の高さに基づいて第２の値を算出することが好ましい。係る構成により、短時間の間に複数回の測定を行うことができ、また各容器中に蓄積された液量の変化を正確に検出することができる。そのため、液体噴射装置の良否判定を正確に行うことができる。
【００１２】
また、本発明の請求項６に記載の形態によれば、本発明に係る少なくとも第１の噴射口（２１）と第２の噴射口（２２）を備えた液体噴射装置（２）の良否判定方法は、第１の噴射口（２１）から噴射された液体が第１の容器（５ａ）に蓄積され、且つ第２の噴射口（２２）から噴射された液体が第２の容器（５ｂ）に蓄積される途中において、第１の容器（５ａ）に蓄積済みの液量及び第２の容器（５ｂ）に蓄積済みの液量に関する情報を取得する情報取得ステップ（Ｓ１０２）と、情報に基づいて、第１の容器（５ａ）に蓄積済みの液量を表す第１の値及び第２の容器（５ｂ）に蓄積済みの液量を表す第２の値を算出する液量算出ステップ（Ｓ１０３）と、第１及び第２の値に基づいて、第１の容器（５ａ）に蓄積済みの液量が各容器（５ａ、５ｂ）に蓄積済みの液量に占める比率を表す分配率を算出する分配率算出ステップ（Ｓ１０４）と、情報取得ステップ、液量算出ステップ及び分配率算出ステップを所定の実行回数に到達するまで繰り返すステップ（Ｓ１０５）と、各実行回について算出された分配率に基づいて、分配率の経時変化の有無を判定するステップ（Ｓ１０６）と、分配率の経時変化がないと判定された場合、各実行回について算出された分配率の何れかに基づいて、液体噴射装置の良否を判定するステップ（Ｓ１０７）と、を有することを特徴とする。係る構成により、各噴射口から噴射された液体が完全に蓄積されるまで待たなくてもよく、短時間で液体噴射装置の良否を判定することができる。
【００１３】
また、本発明の請求項７に記載の形態によれば、本発明に係る第１の噴射口を備えた第１の液体噴射装置の良否判定方法は、請求項６に記載の形態の良否判定方法における第２の容器（５ｂ）に、第２の噴射口を備えた第２の液体噴射装置から噴射された液体を蓄積することにより、第１の液体噴射装置から噴射される液量と第２の液体噴射装置から噴射される液量の比較に基づいて、一つの噴射口のみを有する液体噴射装置の良否を判定することができる。
【００１４】
また、本発明の請求項８に記載の形態によれば、本発明に係る少なくとも第１の噴射口（２１）と第２の噴射口（２２）を備えた液体噴射装置（２）の噴射量計測方法は、第１の噴射口（２１）から噴射された液体が第１の容器（５ａ）に蓄積され、且つ第２の噴射口（２２）から噴射された液体が第２の容器（５ｂ）に蓄積される途中において、第１の容器（５ａ）に蓄積済みの液量及び第２の容器（５ｂ）に蓄積済みの液量に関する情報を取得する情報取得ステップ（Ｓ１０２）と、情報に基づいて、第１の容器（５ａ）に蓄積済みの第１の液量を表す第１の値及び第２の容器（５ｂ）に蓄積済みの第２の液量を表す第２の値を算出する液量算出ステップ（Ｓ１０３）と、第１及び第２の値に基づいて、第１の容器（５ａ）に蓄積済みの液量が各容器（５ａ、５ｂ）に蓄積済みの液量に占める比率を表す分配率を算出する分配率算出ステップ（Ｓ１０４）と、情報取得ステップ、液量算出ステップ及び分配率算出ステップを所定の実行回数に到達するまで繰り返すステップ（Ｓ１０５）と、各実行回について算出された分配率に基づいて、分配率の経時変化の有無を判定するステップ（Ｓ１０６）と、分配率の経時変化がないと判定された場合、各実行回について算出された分配率の何れかに基づいて、第１の噴射口（２１）から噴射された液体の量と、第２の噴射口（２２）から噴射された液体の量の比を推定するステップ（Ｓ１０７）と、を有することを特徴とする。係る構成により、各噴射口から噴射された液体が完全に蓄積されるまで待たなくてもよく、各噴射口から噴射される液量の比を短時間で計測できる。
【００１５】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ、本発明を適用した燃料噴射ノズルの良否判定装置について詳細に説明する。
本発明を適用した燃料噴射ノズルの良否判定装置１は、二つの噴射口を有する燃料噴射ノズルについて、各噴射口から１回当たりに噴射される液量を比較し、その液量の比が所定の仕様通りか否かを調べることにより、燃料噴射ノズルの良否を判定する装置である。すなわち、良否判定装置１は、噴射口ごとに対応する容器を備え、各容器は、それぞれ対応する一つの噴射口から噴射された液体を集める。そして、良否判定装置１は、燃料噴射ノズルが１回の液体噴射を行い、その噴射された液体が各容器の内壁を伝って落下し、蓄積されていく間に、液面の高さを複数回測定する。良否判定装置１は、各測定時において、特定の噴射口から噴射され、対応する特定の容器中に蓄積された液量が、その測定時において全ての容器に蓄積された液量全体に占める比率（以下、分配率という）を求める。良否判定装置１は、その分配率の経時変化がほとんどなく、各測定時について求めた分配率が一定であると判定した場合、何れかの測定時における分配率が所定の許容範囲内となるか否かに基づいて、燃料噴射ノズルの良否を判定する。
【００１７】
この様子を図１（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。図１（ａ）は、燃料噴射ノズルからの液体噴射の開始からの経過時間と、容器中に蓄積された液量との関係を表すグラフである。図１（ａ）において、グラフの横軸は測定開始からの経過時間を表し、縦軸は蓄積された液体の量を表す。また、グラフ３１及び３２は、それぞれ異なる容器に蓄積される液量を示すグラフである。図１（ａ）に示すように、各容器に蓄積される液量は、時間の経過とともに増え続け、数十秒経過後にやっと一定となる。したがって、噴射された液体が完全に蓄積するまで待ってから、各容器に蓄積された液量を比較しようとすると、図中の期間Ｔ２に到達するまで液量を正確に求められないため、良否判定に非常に時間が掛かることが分かる。
【００１８】
一方、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す期間Ｔ１において、一方の容器に蓄積される液量の分配率の変化を示す。なお、図１（ｂ）において、グラフの横軸は測定開始からの経過時間を表し、縦軸は分配率を表す。また、グラフ３３は、分配率の経時変化を示す。
図１（ｂ）に示すように、液体が噴射された後、ある程度時間が経過すれば、容器の内壁を伝って落ちる液体の量がほぼ一定となる。そのため、分配率も経過時間によらず、ほぼ一定となる。したがって、全ての液体が蓄積されるまで待たなくても、分配率の変化がなくなった時点で、最終的な分配率を推定することができる。そこで、図１（ｂ）の期間Ｔ３のように、液体の落下が落ち着いたと考えられる期間において分配率を複数回測定する。そして、その期間中分配率が一定であれば、その期間に測定した分配率を最終的な分配率と推定し、それが所定の許容範囲内に収まるか否かで、燃料噴射ノズルの良否を判定することができる。したがって、液体が完全に蓄積されるまで待ってから良否判定を行うよりも、非常に短時間で良否判定を行うことができる。
【００１９】
図２に、本発明を適用した燃料噴射ノズルの良否判定装置１の概略構成図を示す。
良否判定装置１は、保持部３に固定された検査対象物である燃料噴射ノズル２に、高圧液体供給部４から検査用に高圧（例えば、８ＭＰａ）の液体を供給する。そして、燃料噴射ノズル２の二つの噴射口２１及び２２から噴射された液体を、それぞれ容器５ａ及び５ｂに蓄積する。また、良否判定装置１は、その容器５ａ及び５ｂを、側面から撮像する撮像部６と、撮像部６で撮影された画像を取得し、解析する計測部７を有する。計測部７は、取得した画像に基づいて、その撮影時（すなわち、測定時）に容器５ａ及び５ｂに蓄積されている液面の高さを認識して蓄積された液量を算出し、その結果に基づいて燃料噴射ノズル２の良否を判定する。
【００２０】
容器５ａ及び容器５ｂは、同一の形状を有するように構成される。また、容器５ａ及び５ｂは、その側面から、容器内に蓄積されている液面の高さを観察可能であるように、透明な部材で形成される。さらに、容器５ａは、燃料噴射ノズル２の噴射口２１から噴射される液体が、容器５ａの内壁を伝って落下し、容器５ａ内に蓄積されるように配置される。同様に、容器５ｂは、燃料噴射ノズル２の噴射口２２から噴射される液体が、容器５ｂの内壁を伝って落下し、容器５ｂ内に蓄積されるように配置される。
【００２１】
本実施形態では、一例として、容器５ａ及び容器５ｂを透明プラスチック製の内径１０ｍｍの円筒状容器として構成した。また容器５ａを、燃料噴射ノズル２の噴射口２１から噴射された液体が、容器５ａの内壁に対し、上方から約４５°の角度で突き当たるように配置した。同様に、容器５ｂを、燃料噴射ノズル２の噴射口２２から噴射された液体が、容器５ｂの内壁に対し、上方から約４５°の角度で突き当たるように配置した。
【００２２】
撮像部６は、ＣＣＤ、Ｃ−ＭＯＳセンサなどの光電変換器で構成された２次元検出器と、その２次元検出器上に容器５ａ及び容器５ｂを結像する結像光学系を有する。また、撮像部６は、容器５ａ及び容器５ｂ内に蓄積された液体の液面の高さを観察するために、容器５ａ及び容器５ｂを側面から撮影する。また、撮像部６は、燃料噴射ノズル２から噴射された液体が容器中に蓄積されていく間に、複数回の撮影を行い、撮影した各画像を計測部６へ送信する。
【００２３】
本実施形態では、一例として、撮像部６の２次元検出器を、画素数５１２×４８０の１／３インチＣＣＤで構成した。また、撮像部６の結像光学系として、焦点距離８ｍｍの撮影レンズを使用した。そして、撮像部６を、容器５ａ及び容器５ｂ内に蓄積された液体の液面と結像光学系の光軸が略平行になるようにして、容器５ａ及び容器５ｂからそれぞれ４０ｃｍ離れた位置に配置した。そして、撮像部６で撮影された画像において、各容器内に蓄積された液体の液面は、画像の水平方向と略平行となるように配置した。
また、撮像部６は、撮影実施中、０．４秒毎に１枚の画像を撮影し、計測部７に送信するものとした。
【００２４】
計測部７は、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）及びその周辺機器で構成される。
図２に、計測部７の機能ブロック図を示す。計測部７は、制御部１０、液量算出部１１、分配率算出部１２、分配率経時変化判定部１３、良否判定部１４、記憶部１５及び通信部１６を有し、撮像部６から取得した画像に基づいて、燃料噴射ノズル２の良否を判定する。なお、液量算出部１１、分配率算出部１２、分配率経時変化判定部１３、良否判定部１４は、例えばＣＰＵ上で実行されるプログラムモジュールとして実装される。
【００２５】
以下に、計測部７の各部について詳細に説明する。
制御部１０は、ＰＣの中央演算装置（ＣＰＵ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの半導体メモリなどで構成され、ＣＰＵに読み込まれたプログラムにしたがって動作し、計測部７の各部及び撮像部を制御する。
【００２６】
記憶部１５は、ＲＡＭ、ハードディスク、フラッシュメモリ、又はＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ／Ｗのような読み書き可能な光記録媒体からなる。記憶部１５は、計測部７で使用されるプログラム、各種のパラメータ、閾値、また燃料噴射ノズル２の良否判定結果などを記憶する。
【００２７】
通信部１６は、計測部７と、撮像部６など計測部７以外の機器との間で各種信号及び画像データなどを送受信する入出力インタフェースであり、ＵＳＢ、ＳＣＳＩ、ＲＳ２３２Ｃ、イーサネット（登録商標）などの各種のＩ／Ｏポート及びそれらのドライバで構成される。また、通信部１６は、燃料噴射ノズル２の良否判定結果を表示装置（図示せず）やサーバ（図示せず）へ出力する。
【００２８】
液量算出部１１は、撮像部６から取得した画像に基づいて、容器５ａ及び容器５ｂ内に蓄積されている液体の液面の高さを認識する。そして、その液面の高さに基づいて、画像撮影時において容器５ａ及び容器５ｂ内に蓄積されている液量を求める。
【００２９】
撮像部６から取得した画像上において、液体が蓄積されている部分に対応する画素と液体が蓄積されていない部分に対応する画素とでは、画素値に比較的大きな差が生じる。そこで液量算出部１１は、以下のように液面の高さを認識する。
まず、液量算出部１１は、容器５ａ内の液面の高さを認識するために、取得画像のうち、容器５ａに対応する領域に含まれる任意の画素について、液面に対して略直交する方向（本実施形態では、画像の垂直方向）の近傍画素との差分演算を行う。そして求めた差分信号値の絶対値を、その画素に対するエッジ信号とする。そして液量算出部１１は、エッジ信号が所定値以上となる画素をエッジ画素として検出する。なお、所定値は、例えばエッジ信号の平均値とすることができる。液量算出部１１は、エッジ画素を検出すると、液面に対して略平行方向（本実施形態では、画像の水平方向）にエッジ画素の数を集計したプロジェクションを求める。そして、液量算出部１１は、そのプロジェクションにおいて、エッジ画素数が最大値となるところを液面の位置として検出する。そして、液量算出部１１は、容器５ａの底面の位置、撮像部６の結像光学系の横倍率及び撮像部６の２次元検出器の画素サイズ（明らかに、これらの値は全て既知である）に基づいて、容器５ａ内に蓄積されている液体の液面の高さを算出する。
【００３０】
同様に、液量算出部１１は、容器５ｂに蓄積される液体についても、取得画像のうち容器５ｂに対応する領域に含まれる画素についてエッジ画素を検出し、そのエッジ画素数のプロジェクションを調べることにより、液面の高さを認識することができる。
【００３１】
最後に、液量算出部１１は、容器５ａ及び５ｂの内径と、それぞれの容器について算出した液面の高さに基づいて、各容器５ａ及び５ｂ内に蓄積されている液量を算出する。算出された液量は、分配率算出部１２で使用できるように、計測部７の記憶部１５又は制御部１０を構成するメモリに一時的に保存される。
【００３２】
分配率算出部１２は、各測定時において、容器５ａに蓄積された液体の分配率を算出する。燃料噴射ノズル２の各噴射口２１及び２２から、各測定時において噴射される液量の分配率が一定か否かを調べる。
【００３３】
そこで、分配率算出部１２は、燃料噴射ノズル２が液体の噴射を開始してから、噴射が安定すると考えられる期間を経過した後、所定の測定期間中の各測定時における分配率を、液体算出部１１で算出された液量に基づいて算出する。分配率は、以下の式で算出する。
【数１】
2007315306.tif 000003
ここでＤＦi（ｉ＝１，２，．．．，Ｌ）は分配率であり、Ｌ1iは、ｉ番目の測定時において、容器５ａに蓄積された液量であり、Ｌ2iは、ｉ番目の測定時において、容器５ｂに蓄積された液量である。なお、分配率を容器５ｂに蓄積された液量について求めてもよい。この場合、上記式の分子をＬ2iに置き換えればよい。
【００３４】
分配率経時変化判定部１３は、各測定時における分配率が経時変化せず、一定か否かを調べる。分配率が一定であれば、各噴射口２１及び２２から噴射された液体の蓄積途中であっても、燃料噴射ノズル２が１回に噴射する液量のうち、噴射口２１から噴射された液量又は噴射口２２から噴射された液量の分配率を正確に推定することができる。
そこで、分配率経時変化判定部１３は、測定期間内で求めた分配率の最大値と最小値との差が所定の閾値Ｔｈｄ1以下であれば、分配率は一定と判定する。一方、分配率の最大値と最小値の差が上記の閾値Ｔｈｄ1を超えている場合、分配率経時変化判定部１３は、検査不良と判定し、燃料噴射ノズル２の良否判定を中止する。
【００３５】
本実施形態では、一例として、噴射開始から８秒経過後より、分配率の計測を開始することとした。また、測定期間を２秒間とした。また、各測定時の間隔を０．４秒とした（すなわち、画像取得間隔と等しい）。さらに、分配率の閾値Ｔｈｄ1を０．１％とした。
【００３６】
また、別の判定方法として、分配率経時変化判定部１３は、各測定時の分配率の平均値を算出し、その平均値と各測定時の分配率との差の絶対値を算出する。そして、分配率経時変化判定部１３は、差の絶対値の最大値が所定の閾値以下の場合、液体の分配率は一定と判断することができる。
【００３７】
良否判定部１４は、分配率経時変化判定部１３で、分配率が一定と判断された場合、何れかの測定時における分配率を、燃料噴射ノズル２が１回に噴射する液量のうち、噴射口２１から噴射された液量又は噴射口２２から噴射された液量の分配率と推定し、その分配率が所定の許容範囲内に収まるか否かを調べる。良否判定部１４は、分配率が所定の許容範囲以内であれば、燃料噴射ノズル２は良品と判定する。逆に、良否判定部１４は、分配率が所定の許容範囲から外れていれば、燃料噴射ノズル２は不良品と判定する。なお、許容範囲は、所定の基準値からのずれ量として定義される。
【００３８】
本実施形態では、一例として、良否判定部１４は、分配率算出部１２で最後の測定時について算出した分配率を用いることとした。また、許容範囲は、噴射口２１から噴射される液量と噴射口２２から噴射される液量が等しいことが理想であるため、基準値を５０％とし、その基準値から±２％の範囲（すなわち、４８％から５２％）とした。
【００３９】
以下、本発明を適用した燃料噴射ノズルの良否判定装置１の動作について説明する。
図４に、良否判定装置１の動作フローチャートを示す。
まず、計測が開始されると、高圧液体供給部４から所定量の液体が燃料噴射ノズル２に供給され、燃料噴射ノズル２から液体の噴射が開始される（ステップＳ１０１）。そして、容器５ａ及び５ｂに、各噴射口２１及び２２から噴射された液体の蓄積が開始される。その後、撮像部６は、容器中に蓄積された液量に関する情報を取得するために、一定間隔で容器５ａ及び５ｂの撮影を行う。そして、各画像を計測部７へ送信する（ステップＳ１０２）。
【００４０】
噴射開始後、液体の蓄積速度がほぼ一定となったと推定される所定時間経過後、計測部７の液量算出部１１は、撮像部６から取得した画像に基づいて、容器５ａ及び５ｂ内に蓄積されている液量Ｌ1i、Ｌ2iを算出する（ステップＳ１０３）。さらに、計測部７の分配率算出部１２は、算出された液体の量に基づいて、その測定時における分配率ＤＦiを算出する（ステップＳ１０４）。その後、計測部７の制御部は、測定回数が所定数以上となったか否かを判定する（ステップＳ１０５）。そして、測定回数が所定数未満の場合、計測部７の制御部は、測定回数を１インクリメントし、制御をステップＳ１０３の前に戻す。
【００４１】
一方、ステップＳ１０５において、測定回数が所定数以上であれば、計測部７の分配率経時変化判定部１３は、各測定時について求められた分配率ＤＦiが一定か否かを判定する（ステップＳ１０６）。そして、一定の分配率で蓄積されていると判定された場合、すなわち、分配率の最大値ＤＦmaxと分配率の最小値ＤＦminとの差が所定の閾値Ｔｈｄ1以下の場合、計測部７の良否判定部１４は、最後の測定時の分配率ＤＦLが所定の許容範囲内か否かを判定する（ステップＳ１０７）。そして、良否判定部１４は、その分配率が所定の許容範囲内である場合、すなわち、分配率ＤＦLと基準値ＲＶとの差の絶対値が所定の閾値Ｔｈｄ2以下の場合、良否判定部１４は、燃料噴射ノズル２を良品と判定する（ステップＳ１０８）。一方、ステップＳ１０７において、その分配率が所定の許容範囲から外れている場合、良否判定部１４は、燃料噴射ノズル２を不良品と判定する（ステップＳ１０９）。そして、ステップＳ１０８又はＳ１０９の後、良否判定装置１は処理を終了する。
【００４２】
また、ステップＳ１０６において、各測定時で分配率が一定でないと判定された場合、分配率経時変化判定部１３は、検査不良と判断する（ステップＳ１１０）。そして、良否判定装置１は、燃料噴射ノズル２の良否を判定せずに処理を終了する。
【００４３】
以上説明してきたように、本発明を適用した燃料噴射ノズルの良否判定装置１は、燃料噴射ノズルから噴射された液体の蓄積が終了するまで待つ必要がないため、短時間で燃料噴射ノズルの良否判定を行うことができる。
【００４４】
なお、本発明に係る液体噴射量計測装置は、上述した実施形態に限られるものではない。
【００４５】
例えば、上記の実施形態における液量算出部１１は、液量そのものの代わりに、液面の高さを表す画像上の位置を使用してもよい。上述した説明から明らかなように、その画像上の位置は、液量と一意に対応しているためである。この場合、以降の処理では、その画像上の位置に基づいて分配率を算出する。液量算出部１１をこのように構成することで、液量の算出に要する計算時間を省くことができる。
【００４６】
また、液量算出部１１は、液面を撮影した画像に基づいて液量を算出するものに限られない。容器中に蓄積途中の液量の変化を計測できるものであれば、利用することができる。
【００４７】
さらに、分配率算出部１２は、分配率として、上記以外の指標を用いることもできる。例えば、分配率算出部１２は、容器５ａに蓄積された液量Ｌ1と容器５ｂに蓄積された液量Ｌ2の比（Ｌ1／Ｌ2又はＬ2／Ｌ1）を分配率として用いてもよい。
【００４８】
また、分配率経時変化判定部１３は、分配率の最大値と最小値との差が閾値Ｔｈｄ1を超えている場合、所定期間経過後（例えば、５秒後）に、再度同様の処理を試行するようにしてもよい。そして、再試行の結果、分配率の最大値と最小値の差が、閾値Ｔｈｄ1以下であれば、良否判定部１４による処理を行って、燃料噴射ノズル２の良否を判定するようにしてもよい。
【００４９】
また、上記の実施形態では、本発明を適用した良否判定装置は、二つの噴射口を有する燃料噴射ノズルの良否を判定するものとして記述されたが、本発明に係る液体噴射装置の良否判定装置は、さらに多くの噴射口を有する液体噴射装置にも適用することができる。この場合、良否判定装置は、噴射口の数と等しい容器を備え、一つの噴射口から噴射される液体を、一つの容器で蓄積するように、噴射口と容器を一意に対応させる。そして、特定の噴射口から噴射され、対応する容器中に蓄積された液量について、上記と同様に分配率を算出してその経時変化及び許容範囲との比較を行うことにより、液体噴射装置の良否判定を行うことができる。
【００５０】
さらに、本発明に係る液体噴射装置の良否判定装置は、ただ一つの噴射口を有する液体噴射装置にも適用することができる。この場合、二つの液体噴射装置が同時に液体を噴射できるように良否判定装置を構成する。そして、一方の液体噴射装置を予め噴射性能が判明している良品とし、他方を検査対象品とする。そして、良品の液体噴射装置から噴射される液体を一方の容器に蓄積し、検査対象品の液体噴射装置から噴射される液体を他方の容器に蓄積する。そのように構成することで、検査対象品から噴射される液量と良品から噴射される液量の分配率を求めることができるので、上記の実施形態と同様に、その分配率に基づいて検査対象品の良否を判定することができる。
【００５１】
上記のように、本発明に係る液体噴射装置の良否判定装置は、本発明の範囲内で適宜最適化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】（ａ）は燃料噴射ノズルから噴射された液体の蓄積量の計時変化を表すグラフであり、（ｂ）は分配率の計時変化を表すグラフである。
【図２】本発明を適用した良否判定装置の概略構成図である。
【図３】良否判定装置の計測部の機能ブロック図である。
【図４】本発明を適用した良否判定装置の動作フローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１    良否判定装置
２    燃料噴射ノズル
２１、２２    噴射口
３    保持部
４    高圧液体供給部
５ａ、５ｂ    円筒容器
６    撮像部
７    計測部
１０    制御部
１１    液量算出部
１２    分配率算出部
１３    分配率経時変化判定部
１４    良否判定部
１５    記憶部
１６    通信部
【図１】
2007315306.tif 000004
【図２】
2007315306.tif 000005
【図３】
2007315306.tif 000006
【図４】
2007315306.tif 000007