(57)【要約】【課題】液中に混入されている気泡の量を高精度に測定することを可能とする液中気泡量測定装置を提供する。【解決手段】密封された配管系内の液体に加える圧力を変化させる圧力変化手段１０、１１、１２と、配管系を構成する透光性の配管３８に水平方向からレーザー光を照射するレーザー光照射手段１９と、配管を透過するレーザー光の輝度が相対的に減少した位置を液体の液面の位置として検出し、圧力の変化に伴う液面の変位を検出する液面検出手段２０、２１、２２、２３と、圧力変化手段により変化させた液体に加える圧力の変化量および液面検出手段により検出した液面の変位に対応する液体の体積の変化量に基づいて、配管系内の液体中に混入されている気泡の量を算出する算出手段３５と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密封された配管系内の液体に加える圧力を変化させる圧力変化手段と、
前記配管系を構成する透光性の配管に水平方向からレーザー光を照射するレーザー光照射手段と、
前記配管を透過するレーザー光の輝度が相対的に減少した位置を前記液体の液面の位置として検出し、前記圧力の変化に伴う前記液面の変位を検出する液面検出手段と、
前記圧力変化手段により変化させた前記液体に加える圧力の変化量および前記液面検出手段により検出した前記液面の変位に対応する前記液体の体積の変化量に基づいて、前記配管系内の液体中に混入されている気泡の量を算出する算出手段と、
を有することを特徴とする液中気泡量測定装置。
【請求項２】
前記配管の前記液面を現出させる部分を含む部位は、矩形形状を有することを特徴とする請求項１に記載の液中気泡量測定装置。
【請求項３】
前記配管系は、
車輌に設けられた配管系と、
前記車輌の外部に設けられ前記液体が充填されることにより前記液体の液面が現出する配管と、
を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液中気泡量測定装置。
【請求項４】
前記算出手段は、前記配管系内の前記液体に生じる体積の変化量および圧力の変化量と、前記配管系内の前記液体中に混入した気泡の量と、の関係のデータである気泡混入量データをあらかじめ有し、前記圧力変化手段により変化させた前記液体の圧力の変化量と、前記液面検出手段により検出した前記液面の変位に対応する前記液体の体積の変化量と、の関係を前記気泡混入量データと照合することにより、前記液体中に混入した気泡の量を算出することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の液中気泡量測定装置。
【請求項５】
前記配管系に前記液体を注入する注入手段をさらに有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の液中気泡量測定装置。
【請求項６】
前記配管系から前記液体を排出する排出手段をさらに有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液中気泡量測定装置。
【請求項７】
前記車輌に設けられた配管系は、前記車輌のブレーキ装置の配管系であり、前記液体はブレーキ液であることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の液中気泡量測定装置。
【請求項８】
前記注入手段は、前記ブレーキ装置のマスタシリンダに連通可能なリザーバータンクから前記車輌に設けられた配管系にブレーキ液を注入することを特徴とする請求項７に記載の液中気泡量測定装置。
【請求項９】
前記液面検出手段は、前記車輌のブレーキを踏むことで前記リザーバータンクと前記車輌に設けられた配管系を分離させた分離状態における前記液面の変位と、前記車輌のブレーキを解放することで前記リザーバータンクと前記車輌に設けられた配管系を連通させた連通状態における前記液面の変位と、を検出し、
前記算出手段における前記液体の体積の変化量は、前記連通状態における前記液体の体積の変化量から前記分離状態における前記液体の体積の変化量を差し引くことにより補正された体積の変化量であることを特徴とする請求項８に記載の液中気泡量測定装置。
【請求項１０】
前記液面検出手段を前記液面変化に対応して昇降させる昇降手段と、
前記昇降手段の昇降量を測定し、前記昇降量のデータを前記算出手段に送る昇降量測定手段と、をさらに有し、
前記算出手段における前記液体の体積の変化量は、前記昇降量のデータを用いて算出されることを特徴とする請求項１〜９に記載の液中気泡量測定装置。
【請求項１１】
密封された配管系内の液体に加える圧力を変化させる圧力変化段階と、
前記配管系を構成する透光性の配管に水平方向からレーザー光を照射するレーザー光照射段階と、
表面張力に基づく前記液体の液面の形状に起因して前記液面において前記レーザー光が散乱されることにより、前記配管を透過するレーザー光の輝度が相対的に減少した位置を前記液面の位置として検出し、前記圧力の変化に伴う前記液面の変位を検出する液面検出段階と、
前記圧力変化段階で変化させた前記液体に加える圧力の変化量および前記液面検出段階で検出した前記液面の変位に対応する前記液体の体積の変化量に基づいて、前記配管系内の液体中に混入されている気泡の量を算出する算出段階と、
を有することを特徴とする液中気泡量測定方法。
【請求項１２】
前記配管の前記液面を現出させる部分を含む部位は、矩形形状を有することを特徴とする請求項１１に記載の液中気泡量測定方法。
【請求項１３】
前記配管系は、
車輌に設けられた配管系と、
前記車輌の外部に設けられ前記液体が充填されることにより前記液体の液面が現出する配管と、
を含むことを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の液中気泡量測定方法。
【請求項１４】
前記算出段階は、前記配管系内の前記液体に生じる体積の変化量および圧力の変化量と、前記配管系内の前記液体中に混入した気泡の量と、の関係のデータである気泡混入量データをあらかじめ有し、前記圧力変化段階において変化させた前記液体の圧力の変化量と、前記液面検出段階において検出した前記液面の変位に対応する前記液体の体積の変化量と、の関係を前記気泡混入量データと照合することにより、前記液体中に混入した気泡の量を算出することを特徴とする請求項１１〜請求項１３のいずれかに記載の液中気泡量測定方法。
【請求項１５】
前記配管系に前記液体を注入する注入段階をさらに有することを特徴とする請求項１１〜請求項１４のいずれかに記載の液中気泡量測定方法。
【請求項１６】
前記配管系から前記液体を排出する排出段階をさらに有することを特徴とする請求項１１〜１５のいずれかに記載の液中気泡量測定方法。
【請求項１７】
前記車輌に設けられた配管系は、前記車輌のブレーキ装置の配管系であり、前記液体はブレーキ液であることを特徴とする請求項１３〜１６のいずれかに記載の液中気泡量測定方法。
【請求項１８】
前記注入段階は、前記ブレーキ装置のマスタシリンダに連通可能なリザーバータンクから前記車輌に設けられた配管系にブレーキ液を注入することを特徴とする請求項１７に記載の液中気泡量測定方法。
【請求項１９】
前記液面検出段階は、前記車輌のブレーキを踏むことで前記リザーバータンクと前記車輌に設けられた配管系を分離させた分離状態における前記液面の変位と、前記車輌のブレーキを解放することで前記リザーバータンクと前記車輌に設けられた配管系を連通させた連通状態における前記液面の変位と、を検出することを含み、
前記算出段階における前記液体の体積の変化量は、前記連通状態における前記液体の体積の変化量から前記分離状態における前記液体の体積の変化量を差し引くことにより補正された体積の変化量であることを特徴とする請求項１８に記載の液中気泡量測定方法。
【請求項２０】
前記液面の変位を検出する液面検出手段を、前記液面変化に対応して昇降させる昇降段階と、
前記昇降段階における液面検出手段の昇降量を測定し、前記昇降量のデータを、前記液体中の気泡の量を算出する算出手段に送る昇降量測定段階と、をさらに有し、
前記算出段階における前記液体の体積の変化量は、前記昇降量のデータを用いて算出されることを特徴とする請求項１１〜１９に記載の液中気泡量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液中気泡量測定装置および液中気泡量測定方法に関し、具体的には、液体中に混入している気泡量を測定する装置および前記気泡量を測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のブレーキ装置において、ブレーキ液に気泡が混入していると、ブレーキ踏力に応じた液圧が発生せず、ブレーキの制御性に障害を及ぼす場合がありうる。そのため、自動車の生産ラインにおいては、ブレーキ装置の配管系内に充填されたブレーキ液中の気泡混入量を高精度に測定する検査を実施する必要がある。
【０００３】
ブレーキ液中の気泡混入量を測定する装置としては、ブレーキ装置の配管系に充填されたブレーキ液の圧力を変化させ、ブレーキ液の圧力の変化に伴う体積の変化を検出し、これらの変化量に基づきブレーキ液中の気泡混入量を測定するものがある。ブレーキ液の体積の変化の検出は、ブレーキ液の液面の変位（液面の位置の変動量）を検出することにより行う。
【０００４】
従来の装置は、配管系に密封されたブレーキ液の液面にフロートを浮かせ、配管系に照明光を照射する照明と配管系を介して照明光を検知するフォトマイクロセンサを上下に移動させ、フロートにより照明光が遮断された位置をエンコーダーにより検出し、演算により液面の位置を求めている。
【０００５】
しかし、従来の装置は、フロートを用いて液面の位置を測定するため、液圧を変化させたときにフロートの自重による慣性力により振動が生じ、気泡混入量の測定結果に誤差を生じさせる可能性がある。
【０００６】
また、フロートを浮かべるために、測定部位における配管系の断面積を確保する必要があることから、測定部位における配管系の径を小さくして液面の変化の測定感度を上げ、気泡混入量の測定精度の向上を図ることができない。
【特許文献１】特開２００６−３１３１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、フロートを用いずに、配管系を構成する配管内のブレーキ液の液面を検出することにより、ブレーキ液中に混入されている気泡の量を高精度に測定することを可能とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る本発明に係る液中気泡量測定装置は、密封された配管系内の液体に加える圧力を変化させる圧力変化手段と、配管系を構成する透光性の配管に水平方向からレーザー光を照射するレーザー光照射手段と、配管を透過するレーザー光の輝度が相対的に減少した位置を液体の液面の位置として検出し、圧力の変化に伴う液面の変位を検出する液面検出手段と、圧力変化手段により変化させた液体に加える圧力の変化量および液面検出手段により検出した液面の変位に対応する液体の体積の変化量に基づいて、配管系内の液体中に混入されている気泡の量を算出する算出手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る液中気泡量測定方法は、密封された配管系内の液体に加える圧力を変化させる圧力変化段階と、配管系を構成する透光性の配管に水平方向からレーザー光を照射するレーザー光照射段階と、表面張力に基づく液体の液面の形状に起因して液面においてレーザー光が散乱されることにより、配管を透過するレーザー光の輝度が相対的に減少した位置を液面の位置として検出し、圧力の変化に伴う液面の変位を検出する液面検出段階と、圧力変化段階で変化させた液体に加える圧力の変化量および液面検出段階で検出した液面の変位に対応する液体の体積の変化量に基づいて、配管系内の液体中に混入されている気泡の量を算出する算出段階と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る液中気泡測定装置によれば、振動などの液面の変位要因が生じても液体中に混入した気泡量を高精度に測定することができる。
【００１１】
また、表面張力に基づく曲面形状を有する液面におけるレーザー光の散乱を利用することから、液体の液面とそれ以外の液体部分ではレーザー光の透過量の違いがより明確となり、液面の読み取りエラーがなくなる。
【００１２】
さらに、フロートを用いる必要がないことから、測定部位における配管系の径を小さくすることができるため、液面の検出感度が向上し、液体中に混入した気泡量をさらに高精度に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置は、ボイル−シャルルの法則に基づいて配管系内の液体の圧力を変化させ、その圧力の変化に伴って生じる液体の体積の変化を検出する。すなわち、一定の温度において、一定の分子量の気体の体積と圧力の積は一定であることから、圧力を減少させれば体積は増大する。そして、気体の圧力を変化させたときの体積の変化量は気体の分子量に依存する。したがって、あらかじめ異なる分子量の気体の圧力変化量と体積変化量との関係を測定しておくことによって、実測と比較することにより気体の分子量（本発明の気泡量に対応する）を求めることができる。
【００１４】
一般的に、気泡（気体）は液体と比べて格段に圧縮・膨張性に富んでいるので、液体の圧力を変化させた際に、液体中に混入した気泡の量が少ないと体積の変化が小さいのに対し、気泡の量が多いと体積の変化は大きい。したがって、液体中に混入している気泡の量が異なる液体について、あらかじめ圧力変化量と体積変化量との関係を測定しておき、実測した圧力変化量と体積変化量との関係と比較することにより液体への気泡混入量を求めることができる。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置の概略を示した図である。
【００１６】
本実施形態に係る液中気泡量測定装置は、測定本体１８、パイプ部３８（配管）、レーザー照射部１９（光照射手段）、液面センサー２０（液面検出手段）、ボールネジ２２（液面検出手段）、モーター２１（液面検出手段）、エンコーダー２３（液面検出手段）、真空ポンプ１０（圧力変化手段）、圧力計１１（圧力変化手段）、圧力調節弁１６（圧力変化手段）、コンピュータ３５（算出手段）を含んで構成しうる。
【００１７】
測定本体１８には、開口１８Ａ、１８Ｂ，１８Ｃ、１８Ｅを形成しうる。これらの開口は、ブレーキ液排出、車輌のブレーキ配管系との連通、ブレーキ液注入、真空ポンプ１０との連通のために形成しうる。図１に示すように、点模様で示すブレーキ液を、測定本体１８に設けた流路１８ａ〜１８ｄ（配管系）に密封し、流路１８ｄの一部をなすパイプ部３８において、ブレーキ液の液面が現出するように液面を調整する。
【００１８】
レーザー照射部１９と液面センサー２０は、レーザー照射部１９から照射されるレーザーを効率的に検出できるようにするために対向させ、対向した状態に固定することにより一体化させうる。一体化させたレーザー照射部１９と液面センサー２０は、ボールネジ２２と螺合することにより支持され、ボールネジ２２をモーター２１により回転させることにより、レーザー照射部１９と液面センサー２０の相対的位置を変化させることなく昇降させうる。レーザー照射部１９と液面センサー２０を昇降させることにより、ブレーキ液の液面が、レーザー照射部１９と液面センサー２０が対向する領域に位置するようにレーザー照射部１９および液面センサー２０の位置を調整する。
【００１９】
レーザー照射部１９は、レーザー発振器からなり、液面センサー２０はフォトセンサーからなりうる。
【００２０】
液面センサー２０の位置は、ボールネジ２２、モーター２１、エンコーダー２３により測定しうる。ブレーキ液の圧力を変化させることによりブレーキ液の液面が、レーザー照射部１９と液面センサー２０が対向する領域から外れるときには、ボールネジ２２とモーター２１によりレーザー照射部１９と液面センサー２０を一定の昇降量だけ移動させる。そして、当該昇降量は、ボールネジ２２の仕様とモーター２１の回転数からエンコーダー２３にて測定しうる。エンコーダー２３によって測定された液面センサー２０の位置の変化量は、液面センサー２０によって測定されるブレーキ液面の変化量に加算する。すなわち、ブレーキ液の圧力を変化させることによりブレーキ液の液面が、レーザー照射部１９と液面センサー２０が対向する領域から外れる場合でもブレーキ液の液面位置の変化量を測定することができる。
【００２１】
真空ポンプ１０、圧力計１１、および圧力調節弁１６は、ブレーキ液の圧力を変化させる手段として用いる。真空ポンプ１０は、真空引きをすることによりブレーキ液の圧力を真空に近づける。圧力調節弁１６は、ブレーキ液の圧力を一定にする。真空ポンプ１０と圧力調節弁１６によりブレーキ液の圧力を変化させるとともに、圧力計１１により圧力変化量を測定する。
【００２２】
液面センサー２０により検出されたブレーキ液の液面の位置と、エンコーダー２３により検出された液面センサー２０の位置の情報はデータ化されてコンピュータ３５に送信され、記憶装置に記憶される。コンピュータ３５は、当該情報のデータと、パイプ部３８の内径の面積の設計データに基づいてブレーキ液の体積の変化量を演算する。
【００２３】
また、圧力計１１により測定したブレーキ液の圧力の変化量は、データ化されてコンピュータ３５に送信される。コンピュータ３５は、ブレーキ液の体積の変化量と圧力の変化量に基づきブレーキ液中の気泡混入量を演算する。このとき、ブレーキ液中の気泡混入量が異なるブレーキ液について、あらかじめ圧力変化量と体積変化量との関係のデータをコンピュータ３５の記憶装置に記憶しておき、当該データと、測定した圧力変化量と体積変化量との関係とを比較することにより液体への気泡混入量を求める。
【００２４】
図２は、測定本体１８を示す斜視図である。
【００２５】
測定本体は、パイプ部３８を除き、アクリル樹脂により作製しうる。パイプ部３８は、透明またはそれに近い透明度を有する透光性の材料により形成する。パイプ部３８は、液面の変位の検出感度を上げるため、可能な範囲で細く形成することが望ましい。本実施形態においては、フロートを用いずにブレーキ液の液面の位置を検出する。また、前述したように、液面センサー２０を液面変化に対応して昇降させる。したがって、パイプ部３８を細く形成して、液体の体積の変化量の感度を上げることに対し制限となる事項が少ない。したがって、パイプ部３８の内径を小さくすることにより、液面の変化の検出感度を向上させ、液体中に混入した気泡量を高精度に測定することができる。また、フロートを用いないため、外部の振動によりフロートの自重による慣性力により振動が生じ、気泡混入量の測定結果に誤差が生じることがなく、振動などの液面の変位要因が生じても液体中に混入した気泡量を高精度に測定することができる。
【００２６】
図３は、レーザー光３００を照射した状態のパイプ部３８の一部を示す図である。
【００２７】
図３に示すように、パイプ部３８はその断面が矩形形状を有することが望ましい。これは、レーザー光３００を、平面に照射することにより、曲面に照射した場合と比較してパイプ部において散乱されるレーザー光の割合を小さくできるからである。面状（進行方向は線状）のレーザー光３００を、水平方向から、矩形形状を有するパイプ部の矩形形状の一辺に相当する面２００Ａに対し垂直に照射しうる。レーザー光３００は、パイプ部３８およびブレーキ液３３０を透過して、透過光３１０となる。透過光３１０は、図示しない液面センサーによって検出する。
【００２８】
レーザー光は、液面を検出する液体の光学的な性質を考慮して選択する。ここで、光学的性質とは、液体の光吸収波長帯域でありうる。ブレーキ液の液面を検出する場合は、緑色レーザーを選択してもよい。
【００２９】
図４は、本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置の、ブレーキ液の液面４００と、レーザー照射部１９および液面センサー２０との位置関係を簡略的に示す図である。
【００３０】
ブレーキ液の液面４００は、表面張力により中央が凹んだ形状を有する。液面センサー２０はレーザー照射部１９と常に対向し、液面センサー２０とレーザー照射部１９の相対的な位置関係は変化させない。液面センサー２０は、透過光を可能な限り漏れなく検出できる位置に設けることが望ましい。
【００３１】
図５は、本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置のブレーキ液の液面の位置を検出する原理を説明するための図である。
【００３２】
入射したレーザー光は、パイプ部３８、ブレーキ液５１０を透過する。しかし、ブレーキ液の液面５００においては、その中央が凹んだ形状によってレーザー光が散乱し、入射したレーザー光のうち透過するレーザー光の割合が減少する。したがって、ブレーキ液の液面５００と、それ以外の部分の透過したレーザー光（透過光）の輝度を比較し、輝度の小さい位置を検出することにより、ブレーキ液５１０の液面５００の位置を検出することができる。本実施形態においては、表面張力に基づく曲面形状を有するブレーキ液の液面におけるレーザー光の散乱を利用することから、液体の液面とそれ以外の液体部分ではレーザー光の透過量の違いがより明確となり、液面の読み取りエラーがなくなるという効果を奏する。
【００３３】
図６は、本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置による、ブレーキ液の液面とそれ以外の液体部分の透過光の輝度の測定結果を示した図である。
【００３４】
図６に示す測定結果により、ブレーキ液の液面に対応する位置における透過光の輝度が、それ以外の液体部分における透過光の輝度よりも小さいことが明確に判る。したがって、ブレーキ液の圧力を変化させる前後におけるブレーキ液の液面の位置の変化量を高精度に測定することができる。
【００３５】
図７は、本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置による液中気泡量測定のフローを示す図である。また、図８は、図１に示した本発明の実施形態に係る液中気泡測定装置をより詳細に示す図である。
【００３６】
まず、図８を参照して、周辺機器も含め、本発明の実施形態に係る液中気泡測定装置についてより具体的に説明する。図１を参照して説明した内容と重複する説明は省略する。
【００３７】
本実施形態に係る液中気泡測定装置は、測定本体１８、パイプ部３８、レーザー照射部１９、液面センサー２０、ボールネジ２２、モーター２１、エンコーダー２３、真空ポンプ１０、圧力計１１、圧力調節弁１６、コンピュータ３５を含む。また、さらに、周辺機器を含みうる。ここで、周辺機器とは、バルブ１２〜１５、１７、２５、２６、２８、３４、ブレーキ液タンク２４（注入手段、排出手段）、注入用ポンプ２９（注入手段、排出手段）、流量センサー２７（注入手段）、測定用キャップ３０、モニタ３７を含む。
【００３８】
測定本体１８には、第１開口１８Ａと第２開口１８Ｂを形成し、これら第１開口１８Ａと第２開口１８Ｂは、測定本体１８内に形成された主流路１８ａにより連通させる。また、測定本体１８には、主流路１８ａに連通する流路１８ｂ、１８ｃを形成し、それぞれの一端には第３開口１８Ｃ、第４開口１８Ｄを形成する。第３開口１８Ｃには配管３９Ａを連通し、第４開口１８Ｄには配管４１を連通させる。さらに、測定本体１８には、主流路１８ａの第１開口１８Ａに連通するバイパス流路１８ｄを形成し、少なくとも液面を現出させるパイプ部３８は透明またはそれに近い透明度を確保する。バイパス流路１８ｄの一端には第５開口１８Ｅを形成し、ここにバイパス配管４２、４０を連通する。
【００３９】
ブレーキ液タンク２４には、マスタシリンダ３２ａ、ブレーキ配管３２ｂを含むブレーキ装置の配管系（以下、ブレーキ配管系と称する）３２に注入するブレーキ液を蓄えておく。ブレーキ液タンク２４とブレーキ配管系３２との間には、配管３９Ｂ・測定本体１８・配管３９Ｅのラインと、配管３９Ｃ・３９Ｄのラインを設けている。配管３９Ｂの一端は測定本体１８の第２開口１８Ｂに連通され、配管３９Ｅの一端は測定本体１８の第１開口１８Ａに連通され、バルブ２５を設けている。配管３９Ｃ・３９Ｄにはバルブ２６と流量センサー２７を設け、流量センサー２７は配管３９Ｃ・３９Ｄを流れるブレーキ液の流量を測定してコンピュータ３５に送信する。すべてのバルブはコンピュータ３５による開閉制御可能に接続する。
【００４０】
注入用ポンプ２９は、ブレーキ配管系３２にブレーキ液を注入するためのポンプであり、また、気泡混入量の測定に用いた余分なブレーキ液を排出するためのポンプでもある。すなわち、注入用ポンプ２９は、正逆回転が可能なポンプである。注入用ポンプ２９の一方の排出口（吸引口でもある）は、配管３９Ａを介して測定本体１８の第３開口１８Ｃに連通され、他方の排出口（吸引口でもある）は、ブレーキ液タンク２４に連通する。配管３９Ａには、ブレーキ液タンク２４と注入用ポンプ２９との間にバルブ２８を設け、注入用ポンプ２９と測定本体１８との間にバルブ３４を設ける。注入用ポンプ２９にはコンピュータ３５を制御可能に接続する。
【００４１】
測定用キャップ３０には通空孔を形成し、配管３９Ｂと配管３９Ｄを挿入する。測定用キャップ３０には当該通空孔が形成されている以外はスリット等を形成していないので、リザーバータンク３１の内部を大気圧から遮断して密封することが可能である。測定用キャップ３０に挿入した配管３９Ｂの下端部は、リザーバータンク３１の適正油量範囲内に位置させうる。また、配管３９Ｄの下端部は、配管３９Ｂの下端部より上方に位置させうる。
【００４２】
モニタ３７はコンピュータ３５に接続し、コンピュータにより算出された気泡混入量を表示させうる。コンピュータ３５は算出した気泡混入量が所定の仕様より大きいと算出したときは、図示しないスピーカーを介して作業者に対して警告音を発するようにさせうる。
【００４３】
次に、図７を参照して、ステップ番号ごとに液中気泡量測定のフローについて説明する。
【００４４】
[Ｓ７００]
測定系内の真空引きを行う。図９は、周辺機器を真空引きの状態に設定した本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置を示す図である。
【００４５】
図９に示すように、各バルブの開閉状態を真空引きの状態に設定し、真空ポンプ１０を作動させて、真空度を圧力計１１で確認しながら測定本体１８、ブレーキ配管系３２、リザーバータンク３１、ブレーキ液タンク２４の真空引きを行う。この際、測定本体１８、ブレーキ配管系３２、リザーバータンク３１内はブレーキ液が存在しない空の状態となっている。各バルブの設定は、バルブ１３、１４、２６を開き、それ以外のバルブは閉じている。図において、黒色で塗った図記号のバルブは、閉じた状態のバルブを示し、黒色で塗っていない図記号のバルブは、開いた状態のバルブを示す。
【００４６】
これにより、配管４１、４２を介して測定本体１８の主流路１８ａ、流路１８ｂ、１８ｃ、およびバイパス流路１８ｄの真空度を高め、配管３９Ｂを介してブレーキ配管系３２の真空度を高くすることができる。そして、圧力計１１により一定時間間隔で真空度を測定し、所定値以下になったら真空ポンプ１０を停止する。
【００４７】
[Ｓ７１０]
測定系内へブレーキ液を充填する。図１０は、周辺機器をブレーキ液充填の状態に設定した本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置を示す図である。
【００４８】
図１０に示すように、各バルブの開閉状態をブレーキ液充填の設定に変更する。すなわち、図９に示す真空引きの状態の設定に対して、バルブ１３を閉じて真空ポンプ１０にブレーキ液が流入しないようにするとともに、バルブ２８、３４を開いてブレーキ液タンク２４のブレーキ液が配管３９Ａを介してブレーキ配管系３２に供給できるようにする。
【００４９】
この状態で注入用ポンプ２９を作動させると、ブレーキ液タンク２４から配管３９Ａに吸引されたブレーキ液は、配管３９Ａから測定本体１８の第３開口１８Ｃ、流路１８ｃ、主流路１８ａ、第２開口１８Ｂ、配管３９Ｂ、ブレーキ配管系３２と流れる。また、ブレーキ液は、流路１８ｃから主流路１８ａ、流路１８ｂ、配管４１と流れ、さらに、流路１８ｃから主流路１８ａ、バイパス流路１８ｄ、配管４２と流れる。
【００５０】
ブレーキ装置のリザーブタンク３１がブレーキ液で満たされると、余剰なブレーキ液は測定用キャップ３０から配管３９Ｄを介してブレーキ液タンク２４へ戻されることとなる。このとき、一定時間間隔で流量センサー２７からの検出信号をチェックし、配管３９Ｄにブレーキ液が流れたことを確認したら注入用ポンプ２９を停止する。
【００５１】
これにより、図１０に示すように、ブレーキ配管系３２、リザーバータンク３１、測定本体の全ての流路１８ａ〜１８ｄ、配管３９Ａ〜３９Ｅ、４１、４２にブレーキ液を充填することとなる。
【００５２】
[Ｓ７２０]
液面の調整を行う。図１１は、周辺機器を液面調整の状態に設定した本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置を示す図である。
【００５３】
ブレーキ液の液面の調整は、気泡混入量測定にあたり、ブレーキ液の体積変化を検出するためにパイプ部３８の適切な位置にブレーキ液の液面を調整する。当該適切な位置は、ブレーキ液に混入した気泡量の選別仕様に基づき、気泡量が選別仕様を満たすブレーキ液の圧力を低下させることによる液面の上昇後の位置を考慮して決定しうる。また、当該適切な位置は、測定本体１８の第２開口１８Ｂに連通する主流路１８ａよりも鉛直方向に高い位置である。
【００５４】
図１１に示すように、ブレーキ液の液面の調整を行うために、バルブの開閉状態を液面調整の設定に変更する。すなわち、図１０に示すブレーキ液充填の状態の設定に対して、バルブ２８、３４、２６を閉じるとともに、バルブ２５を開く。そして、系内にエアーを導入すべく、バルブ１７を開く。
【００５５】
これにより、それまでブレーキ液で充満していた系内にエアーが導入され、大気圧によって測定本体内のブレーキ液は、第１開口１８Ａから配管３９Ｅを介してブレーキ液タンク２４へ戻され、測定本体１８内のブレーキ液の液面が下降する。
【００５６】
ブレーキ液の液面の位置が当該適切な位置にまで下降したら、バルブ１７を閉じることによりブレーキ液の液面の下降を止める。
【００５７】
[Ｓ７３０]
ブレーキ液に混入している気泡量を測定する。
【００５８】
図１２は、混入気泡量測定（Ｓ７３０）のサブルーチンのフローを示す図である。また、図１３は、周辺機器を気泡混入量測定の状態に設定した本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置を示す図である。以下、ステップ番号ごとに混入気泡量測定のサブルーチンのフローについて説明する。
【００５９】
[Ｓ１２００]
ブレーキペダル３３を踏み込む。
【００６０】
ブレーキペダル３３を踏み込むことでリザーバータンクとブレーキ配管系を切り分けることができる。リザーバータンクに使用される材料は一般的には樹脂であり、樹脂はその機械的性質から圧力の変化によって膨張、収縮する。そうすると、リザーバータンクに存在するブレーキ液を含めて圧力変化による体積変化を測定するとき、測定結果に無視できない誤差を生じさせる。そこで、本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置においては、リザーバータンクとブレーキ配管系が連通した状態におけるブレーキ液の体積の変化量から分離状態におけるブレーキ液の体積の変化量を差し引く。このような補正をすることにより、リザーバータンクの膨張、収縮に起因するブレーキ液の体積の変化量の測定誤差をなくし、ブレーキ液の気泡混入量を高精度に測定することができる。
【００６１】
[Ｓ１２１０]
減圧前の液面位置を測定する。
【００６２】
図１３に示すように、バルブの開閉状態を気泡混入量測定の設定に変更する。すなわち、図１１に示す液面調整の設定に対して、図１３に示すようにバルブ２５、１７を閉じ、バルブ１２、１５を開く。これにより、測定本体１８のパイプ部３８の適切な位置にブレーキ液の液面が静止し、液面と真空ポンプ１０との間にエアーが密封された閉回路が構成される。
【００６３】
図１４は、本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置におけるブレーキ液の液面変化量の算出について説明するための図である。
【００６４】
まず、減圧前の液面センサーの位置Ａを測定し、その情報をコンピュータの記憶装置に記憶させる。そして、減圧前のブレーキ液の液面の位置ａを測定し、その情報を記憶させる。ここで、液面位置ａは、位置Ａを基準にした液面ａの相対位置である。液面センサーの位置は、ボールネジ、モーター、およびエンコーダーにより測定しうる。すなわち、ボールネジ２２の仕様とモーター２１の回転数からエンコーダー２３にて測定しうる。（以下、図１４における液面の位置は同様に検出しうる）。
【００６５】
[Ｓ１２２０]
測定系を減圧する。
【００６６】
真空ポンプ１０を作動させ、配管４０、４２および測定本体１８のパイプ部３８のブレーキ液の液面までの間に密封されたエアーを減圧する。このとき、ブレーキ液には負の圧力が作用することとなるが、ブレーキ液に気泡が混入していると、混入している気泡はボイル−シャルルの法則にしたがうのでブレーキ液は全体として膨張し、測定本体１８のパイプ部３８の液面が上昇する。本実施形態においては、ブレーキ液を減圧することにより液面を上昇させているが、逆に、圧力ポンプを用いて加圧することによりブレーキ液全体を収縮させて液面を下降させて、ブレーキ液の体積の変化量を求めてもよい。
【００６７】
本ステップにおいて減圧するブレーキ液は、測定本体およびリザーバータンク３１に存在するブレーキ液である。なぜなら、リザーバータンク３１とブレーキ配管系３２がステップ番号Ｓ１２００において切り分けられているからである。
【００６８】
[Ｓ１２３０]
リザーバータンク３１について液面の変位を測定する。
【００６９】
本ステップにおいて測定するのは、リザーバータンク３１および測定本体１８に密封されたブレーキ液が減圧されることによるブレーキ液の液面の変位量である。測定系を減圧することにより、測定本体のパイプ部３８におけるブレーキ液の液面の位置は、図１４の液面位置ｂとして検出し、コンピュータの記憶装置に記憶させる。ここで、液面位置ｂは、液面ａから液面ｂへの液面の変位である。
【００７０】
[Ｓ１２４０]
ブレーキペダルを解除する。
【００７１】
ブレーキペダルを解除することにより、リザーバータンクとブレーキ配管系を連通させる。
【００７２】
[Ｓ１２５０]
測定系を減圧する。
【００７３】
真空ポンプ１０を作動させ、配管４０、４２および測定本体１８のパイプ部３８のブレーキ液の液面までの間に密封されたエアーを減圧する。このとき、測定本体１８のパイプ部３８の液面が上昇する。本実施形態においては、ブレーキ液を減圧することにより液面を上昇させているが、逆に、圧力ポンプを用いて加圧することによりブレーキ液全体を収縮させて液面を下降させて、ブレーキ液の体積の変化量を求めてもよい。
【００７４】
本ステップにおいて減圧されるブレーキ液は、測定本体、リザーバータンク、およびブレーキ配管系に存在するブレーキ液である。リザーバータンクとブレーキ配管系は、ステップ番号Ｓ１２４０において連通させているからである。
【００７５】
[Ｓ１２６０]
液面センサー２０を上昇させる。
【００７６】
ステップＳ１２５０における測定系の減圧により、ブレーキ液の圧力が低下するため測定本体のパイプ部のブレーキ液の液面が上昇する。このとき、上昇した液面の位置が液面センサーにより液面を検出できる位置から外れる場合は、液面センサーを上昇させ、上昇後の液面の位置を検出する。
【００７７】
液面センサーは、ボールネジ２２をモーター２１で回転させることにより上昇させる。この際、液面センサーの上昇量は、ボールネジ２２の仕様とモーター２１の回転数からエンコーダー２３にて測定しうる。液面センサーを上昇させる量は、ブレーキ液に混入した気泡量の選別仕様に基づき、選別仕様を満たす気泡量が混入しているブレーキ液の圧力を低下させることによる液面の上昇後の位置を考慮して決定しうる。
【００７８】
[Ｓ１２７０]
液面の変位を測定する。
【００７９】
ステップＳ１２６０において液面センサーを上昇させることにより、液面センサーの位置は図１４における位置Ｃまで上昇する。液面センサー２０は、位置Ｃにおいて液面ｃの位置である液面位置ｃを検出する。ここで、液面位置ｃは液面センサーの位置Ｃを基準とした液面ｃの相対位置である。液面センサーの位置Ｃおよび液面位置ｃの情報は、コンピュータの記憶装置に記憶させる。
【００８０】
次に、コンピュータの記憶装置に記憶された、位置Ａ、位置Ｃ、液面位置ａ、液面位置ｂ、および液面位置ｃのデータから、液面の変位Ｄを算出する。液面の変位Ｄは式（１）により与えられる。
【００８１】
【数１】
2009122051.tif 000003
【００８２】
ここで、液面の変位Ｄは、ブレーキ配管系に密封されたブレーキ液の減圧による液面の変位を示している。
【００８３】
[Ｓ１２８０]
混入気泡量を算出する。
【００８４】
ブレーキ液を減圧することによるブレーキ液の体積の変化量は、式（１）から算出される液面の変位Ｄにパイプ部３８の内径の面積（例えば、設計データ）を乗ずることにより算出できる。また、ブレーキ液を減圧することによる圧力の変化量は圧力計１１により測定している。したがって、ブレーキ配管系内のブレーキ液について、圧力の変化量と体積の変化量との関係を算出することができる。
【００８５】
圧力の変化量と体積の変化量との関係の算出はコンピュータ３５によって行う。コンピュータ３５は、記憶装置にあらかじめ記憶させておいた、混入気泡量ごとの圧力の変化量と体積の変化量との関係と、算出した圧力の変化量と体積の変化量との関係とを比較することにより、ブレーキ液中に混入している気泡量を算出する。圧力の変化量と液面の変位との関係によりブレーキ液中に混入している気泡量を算出してもよい。
【００８６】
以上で、ブレーキ液中の気泡混入量の測定は終了となるが、測定された気泡混入量が選別仕様を満たすとき、すなわち、測定された気泡混入量が許容範囲内であるときは、ブレーキ液は車輌に残したままとする。しかし、測定用に余分なブレーキ液を注入しているので、余分なブレーキ液を以下のステップＳ７４０において回収する。
【００８７】
[Ｓ７４０]
測定系内のブレーキ液を回収する。図１５は、ブレーキ液回収の状態に設定した本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置を示す図である。
【００８８】
図１５に示すように、各バルブの開閉状態をブレーキ液回収の設定に変更する。すなわち、図１３に示す混入気泡量測定の設定に対して、バルブ１２、１５を閉じるとともに、バルブ２８、３４を開く。そして、注入用ポンプ２９を逆回転させることにより、配管３９Ａ、３９Ｄ、３９Ｅおよび測定本体１８内の余分なブレーキ液をブレーキ液タンク２４へ戻す。
【００８９】
以下に、本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置の効果を示す。
・振動などの液面の変位要因が生じても液体中に混入した気泡量を高精度に測定することができる。
・表面張力に基づく曲面形状を有する液面におけるレーザー光の散乱を利用することから、液体の液面とそれ以外の液体部分ではレーザー光の透過量の違いがより明確となり、液面の読み取りエラーがなくなる。
・フロートを用いる必要がないことから、測定部位における配管系の径を小さくすることができるため、液面の検出感度が向上し、液体中に混入した気泡量をさらに高精度に測定することができる。
・液面センサーを液面変化に対応して昇降させることにより、測定部位における配管系の径を小さくすることができるため、液面の検出感度が向上し、液体中に混入した気泡量をさらに高精度に測定することができる。
・リザーバータンクの膨張、収縮に起因するブレーキ液の体積の変化量の測定誤差を除去できるので、ブレーキ液の気泡混入量を高精度に測定することができる。
【００９０】
以上、本願発明を実施形態に基づき説明してきたが、本発明の範囲は実施形態に限定されるものではない。
【００９１】
例えば、上述の実施形態では、ブレーキ液中に混入した気泡の量を測定するとして説明したが、本発明はこれに限定されず、ラジエータ液や塗装液といった液体中に混入した気泡の量を測定する場合にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置の概略を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置の測定本体を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置の、レーザー光を照射した状態のパイプ部の一部を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置の、ブレーキ液の液面と、レーザー照射部および液面センサーとの位置関係を簡略的に示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置のブレーキ液の液面の位置を検出する原理の説明するための図である。
【図６】本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置による、ブレーキ液の液面とそれ以外の液体部分の透過光の輝度の測定結果を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置による液中気泡量測定のフローを示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る液中気泡測定装置を示す図である。
【図９】周辺機器を真空引きの状態に設定した本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置を示す図である。
【図１０】周辺機器をブレーキ液充填の状態に設定した本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置を示す図である。
【図１１】周辺機器を液面調整の状態に設定した本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置を示す図である。
【図１２】混入気泡量測定のサブルーチンのフローを示す図である。
【図１３】周辺機器を気泡混入量測定の状態に設定した本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置におけるブレーキ液の液面変化量の算出について説明するための図である。
【図１５】周辺機器をブレーキ液回収の状態に設定した本発明の実施形態に係る液中気泡量測定装置を示す図である。
【符号の説明】
【００９３】
１０    真空ポンプ（圧力変化手段）、
１１    圧力計（圧力変化手段）、
１６    圧力調節弁（圧力変化手段）、
１８    測定本体、
１８ａ    流路（配管系）、
１８ｂ    流路（配管系）、
１８ｃ    流路（配管系）、
１８ｄ    流路（配管系）、
１９    レーザー照射部（光照射手段）、
２０    液面センサー（液面検出手段）、
２１    モーター（液面検出手段、昇降手段、昇降量測定手段）、
２２    ボールネジ（液面検出手段、昇降手段、昇降量測定手段）、
２３    エンコーダー（液面検出手段、昇降手段、昇降量測定手段）、
２４    ブレーキ液タンク（注入手段、排出手段）、
２７    流量センサー（注入手段）、
２９    注入用ポンプ（注入手段、排出手段）、
３０    測定用キャップ、
３１    リザーバータンク、
３２    ブレーキ配管系（配管系）、
３２ａ    マスタシリンダ（配管系）、
３２ｂ    ブレーキ配管（配管系）、
３５    コンピュータ（算出手段）、
３７    モニタ、
３８    パイプ部（配管）。
【図１】
2009122051.tif 000004
【図２】
2009122051.tif 000005
【図３】
2009122051.tif 000006
【図４】
2009122051.tif 000007
【図５】
2009122051.tif 000008
【図７】
2009122051.tif 000009
【図８】
2009122051.tif 000010
【図９】
2009122051.tif 000011
【図１０】
2009122051.tif 000012
【図１１】
2009122051.tif 000013
【図１２】
2009122051.tif 000014
【図１３】
2009122051.tif 000015
【図１４】
2009122051.tif 000016
【図１５】
2009122051.tif 000017
【図６】
2009122051.tif 000018