(57)【要約】【課題】より信頼性の高い検査結果を得ることが可能な漏れ検査用シール装置を提供する。【解決手段】漏れ検査用シール装置１０は、筒状のシリンダ４０と、ピストン３０と、ばね６０と、パッキン部材２０とを備える。ピストンは、シリンダ内に摺動可能に設けられ、被検査体としての燃料噴射弁１の内部に連通する第１通路３２を有する。ばねは、ピストンを燃料噴射弁側に付勢する。パッキン部材２０は、ピストンの燃料噴射弁側に設けられ、筒状先端部が押し付けられた際に弾性変形可能であり、ピストンの軸方向の燃料噴射弁側に位置する小径部２１、小径部の燃料噴射弁側とは反対側に位置する大径部２２、及び、大径部と小径部とを貫通するとともに第１通路に連通する第２通路２３を有し、小径部と大径部とが同軸上に配された段付き形状をなす。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
漏れ検査対象となる被検査体（１）の筒状先端部（４４）をシールする漏れ検査用シール装置であって、
筒状のシリンダ（４０）と、
前記シリンダ内に摺動可能に設けられ、前記被検査体の内部に連通する第１通路（３２）を有するピストン（３０）と、
前記ピストンを前記被検査体側に付勢する付勢部材（６０）と、
前記ピストンの前記被検査体側に設けられ、前記筒状先端部が押し付けられた際に弾性変形可能であり、前記ピストンの軸方向の前記被検査体側に位置する小径部（２１）、前記小径部の前記被検査体側とは反対側に位置する大径部（２２）、及び、前記大径部と前記小径部とを貫通するとともに前記第１通路に連通する第２通路（２３）を有し、前記小径部と前記大径部とが同軸上に配された段付き形状をなすパッキン部材（２０）と、
を備える漏れ検査用シール装置。
【請求項２】
前記小径部の外周には、前記大径部に向けて径が大きくなるように前記軸側に凹となるＲ形状部（２４）が形成されている請求項１に記載の漏れ検査用シール装置。
【請求項３】
前記大径部は、前記被検査体側から前記反対側へ向けて径が大きくなる円錐台形状に形成されている請求項１または請求項２に記載の漏れ検査用シール装置。
【請求項４】
前記ピストンの前記第１通路内には、フィルタ部材（５０）が設けられている請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の漏れ検査用シール装置。
【請求項５】
前記小径部の前記被検査体側の面は、前記被検査体としての燃料噴射弁の底部（４５）に当接するものである請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の漏れ検査用シール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、漏れ検査用シール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、筒状先端部をもつ被検査体に漏れ検査を施す場合、漏れ検査に先立つ準備として、被検査体の内部を気密に保持する必要がある。例えば、特許文献１には、被検査体の内部を気密に保持するための漏れ検査用シール装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３９２９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、内燃機関において燃料を気筒内に噴射供給する燃料噴射弁は、筒状のインジェクタボディ、噴射孔を開閉するニードル、ニードルを閉弁方向に付勢するばね、噴射ノズルボディ、などを有する。インジェクタボディと噴射ノズルボディとの嵌合箇所は溶接により固定されており、ボディ内部のシールが保たれるようにしている。
【０００５】
製造過程においては、こうした溶接部において漏れが生じていないかどうかの漏れ検査が実施される。漏れ検査では、燃料噴射弁のノズル先端部を、漏れ検査用シール装置のパッキン部材に押し付けてシールし、燃料供給側から検査用ガスを供給する。従来のパッキン部材は、中心に通路が形成され、全体の形状が例えば単純な円錐台形状をなす部材であった。そして、漏れ検査用シール装置はチャンバ内に配置され、チャンバ内に漏れ出たガスをチャンバ外部に配置された検知器により検知して漏れを検査するようにしていた。
【０００６】
ところが、製造工程の仕様変更などにより、ニードルを閉弁方向に付勢する上記ばねがまだ設置されていない状態で、上記漏れ検査を行うことがある。このとき、弁は通常開弁状態となり、検査ガスをボディ内に封入した際、噴射孔から検査ガスが流れ出てしまう。この場合、従来の漏れ検査用シール装置のパッキン部材では、高圧に耐えることができなく、パッキン部材でのシール漏れを誤検知してしまい、良品を不良品とする過剰判定を招き、漏れ検査を的確に行うことができないという問題があった。
【０００７】
また、インジェクタボディと噴射ノズルボディとの溶接形態も様々であり、噴射ノズルボディの外周全体を溶接する外周溶接であったり、より強度面で強い隅肉溶接であったりと種々である。例えば、外周溶接では、円錐台形状をなすパッキン部材の面積の比較的広い面でシールした場合でも、溶接部位まで覆ってしまうことはなかった。しかし、隅肉溶接の場合、溶接部位がよりノズル先端の方に位置しているため、パッキン部材によって溶接部位まで覆ってしまうことが考えられる。この場合、たとえパッキン部材が高圧に耐えうるとしても、溶接部位からの漏れを的確に検知することができず、不良品を良品と誤検知してしまう虞もあった。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、より信頼性の高い検査結果を得ることが可能な漏れ検査用シール装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の漏れ検査用シール装置は、漏れ検査対象となる被検査体（１）の筒状先端部（４４）をシールする装置である。漏れ検査用シール装置は、筒状のシリンダ（４０）と、ピストン（３０）と、付勢部材（６０）と、パッキン部材（２０）とを備える。ピストンは、シリンダ内に摺動可能に設けられ、被検査体の内部に連通する第１通路（３２）を有する。付勢部材は、ピストンを被検査体側に付勢する。パッキン部材（２０）は、ピストンの被検査体側に設けられ、筒状先端部が押し付けられた際に弾性変形可能であり、ピストンの軸方向の被検査体側に位置する小径部（２１）、小径部の被検査体側とは反対側に位置する大径部（２２）、及び、大径部と小径部とを貫通するとともに第１通路に連通する第２通路（２３）を有し、小径部と大径部とが同軸上に配された段付き形状をなす。
【００１０】
本発明の構成によれば、被検査体が漏れ検査用シール装置に取り付けられた際、ピストンの先端に設けられるパッキン部材の小径部は、付勢部材の被検査体側への付勢力を受けて、被検査体の筒状先端部に強固に圧接する。筒状先端部が押し付けられたパッキン部材は、弾性変形して筒状先端部の外周を気密状態にシールする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】漏れ検査の対象となる燃料噴射弁の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示す燃料噴射弁の拡大図であって、隅肉溶接部を拡大して示す図である。
【図３】第１実施形態による漏れ検査用シール装置を示す斜視図であり、中心軸に沿って切断した状態を切断端面側から見た図である。
【図４】第１実施形態による漏れ検査用シール装置の断面図である。
【図５】パッキン部材を示す斜視図である。
【図６】パッキン部材を示す断面図である。
【図７】漏れ検査手順を示すワークフローチャートである。
【図８】パッキン部材が変形した状態を示す図である。
【図９】比較形態によるパッキン部材が変形した状態を示す図である。
【図１０】その他の実施形態によるパッキン部材を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。
〈第１実施形態〉
［構成］
第１実施形態の構成について、図１〜図６を参照しつつ説明する。本実施形態では、筒状先端部をもつ被検査体として燃料噴射弁１を採用する。また、本実施形態の漏れ検査用シール装置１０は、図示しない漏れ検査装置が有するチャンバ内に備えられる。まず、漏れ検査対象としての燃料噴射弁１の構成について簡単に説明する。
【００１３】
燃料噴射弁１は、燃料としてのガソリンを高圧でエンジンに噴射供給する。図１に示すように、燃料噴射弁１は、固定コア２、可動コア３、ハウジング４、第１スプリング５、ニードル６、などを備える。
【００１４】
ハウジング４は、第１筒部材４１、第２筒部材４２、第３筒部材４３、及び噴射ノズル４４から構成されている。第１筒部材４１、第２筒部材４２、及び第３筒部材４３は、いずれも円筒状に形成されている。噴射ノズル４４は、有底筒状に形成されている。そして、第１筒部材４１、第２筒部材４２、第３筒部材４３、噴射ノズル４４の順に同軸となるように配置され、互いに接続している。噴射ノズル４４の底部４５の中央には、噴孔４６が形成されている。噴射ノズル４４は、「筒状先端部」に相当する。
【００１５】
図２に示すように、ハウジング４において、第３筒部材４３と噴射ノズル４４との嵌合箇所は、隅肉溶接により結合され、これにより隅肉溶接部４７が形成されている。漏れ検査装置は、例えばこの隅肉溶接部４７のようにハウジング４のボディ溶接部において、漏れがないかどうかを検査するものである。
【００１６】
固定コア２は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により略円筒状に形成されている。固定コア２は、磁気安定化処理が施されている。固定コア２は、ハウジング４の第１筒部材４１の内側に固定されるようにして設けられている。固定コア２とハウジング４の第１筒部材４１とは溶接されている。
【００１７】
第１スプリング５は、一端が可動コア３の噴射ノズル４４側の面に当接するように設けられている。第１スプリング５の他端は、第３筒部材４３の内壁に当接している。第１スプリング５は、可動コア３を噴孔４６とは反対の方向、すなわち、開弁方向に付勢している。図１に示す上側が開弁方向であり、下側が閉弁方向である。以下、開弁方向である図面上側を「一方側」、閉弁方向である図面下側を「他方側」とも言う。
【００１８】
なお、図１に示す燃料噴射弁１は、漏れ検査が実施される際の製造途中のものであり、完成品ではない。燃料噴射弁としての完成時には、図１に示す部材の他、固定コア２内部に形成される通路１１内に、図示しないアジャスティングパイプや第２スプリングなどが配置される。この第２スプリングは、ニードル６を閉弁方向に付勢するものである。しかし、この第２スプリングが、漏れ検査段階では配置されていないため、弁は常に開弁状態となっている。
【００１９】
次に、上記燃料噴射弁１の漏れ検査の際に、燃料噴射弁１の内部を気密に保持するための漏れ検査用シール装置１０について説明する。図３、図４に示すように、漏れ検査用シール装置１０は、パッキン部材２０、ピストン３０、ピストンガイド４０、フィルタ部材５０、ばね６０、固定用フランジ７０、ワークガイド８０（図４にのみ図示）などを備える。
【００２０】
固定用フランジ７０は、図示しないチャンバ内にボルト７１（図４参照）により固定されている。これにより漏れ検査用シール装置１０全体がチャンバ内に固定される。ピストンガイド４０は、筒状の部材であり、固定用フランジ７０のパッキン部材２０側に設けられている。
【００２１】
ピストン３０は、ピストンガイド４０内に配される筒状の部材である。そして、ピストン３０の他方側に接続されるばね６０により、ピストンガイド４０内を摺動可能となっている。ばね６０は、ピストン３０を燃料噴射弁１側へ付勢する。ピストン３０とピストンガイド４０との間には、Ｏリング３１が配されている。また、ピストン３０内の第１通路３２の途中には、フィルタ部材５０が設けられている。フィルタ部材５０は、漏れ検査時に、燃料噴射弁１側にゴミなどの異物が混入しないようにするためのもので、固定用ビス５１によりピストン３０内に固定されている。
【００２２】
ワークガイド８０（図４参照）は、外形が四角形状をなす筒部材であり、ピストンガイド４０のパッキン部材２０側外周に配されている。ワークガイド８０は、燃料噴射弁１の先端がパッキン部材２０に押し込まれた際に、燃料噴射弁１がずれないように燃料噴射弁１をガイドするためのものである。
【００２３】
パッキン部材２０は、例えばウレタンなどの弾性変形可能な材質からなり、ピストン３０の燃料噴射弁１側の端部に圧入固定されている。図５、図６に示すように、パッキン部材２０は、小径部２１と、大径部２２と、第２通路２３と、を有している。大径部２２は、小径部２１の固定用フランジ７０側に位置し、小径部２１と一体にかつ同軸上に形成されている。また、大径部２２は、燃料噴射弁１側から軸方向の反対側へ向けて徐々に径が大きくなる円錐台形状をなしている。第２通路２３は、小径部２１と大径部２２の中心を貫通している。
【００２４】
小径部２１の外周には、Ｒ形状部２４が形成されている。Ｒ形状部２４は、大径部２２に向けて徐々に径が大きくなるように軸側に凹となっている。小径部２１の高さＨと、Ｒ形状部２４のＲの大きさとの比は、概ね１：１である。また、噴射ノズル４４の底部４５の径に対して、小径部２１の径は概ね小さく、大径部２２の径は概ね大きい。
【００２５】
図示しない漏れ検査装置は、上記詳述した漏れ検査用シール装置１０、チャンバ、ガス供給部、真空ポンプ、検出器などを備える。上記漏れ検査用シール装置１０は、チャンバ内に固定される。真空ポンプは、閉空間であるチャンバ内の空気を抜く。チャンバ外に設けられる検出器は、漏れ検査中にチャンバ内に漏れ出たトレーサガスを検出する。
【００２６】
次に、本実施形態の漏れ検査用シール装置１０を用いて行う、燃料噴射弁１の漏れ検査について説明する。図７に示すように、まず、ステップ１００（以下、ステップを「Ｓ」と略す。）で、被検査体としての燃料噴射弁１が、チャンバ内の漏れ検査用シール装置１０にセットされる。このとき、燃料噴射弁１の第３筒部材４３の段差部４８（図１参照）が予め定められた着座基準にセットされ、噴射ノズル４４側はパッキン部材２０に押し当てられ、ガス封入側となる他方側も併せてシールされる。
【００２７】
次に、Ｓ２００で、真空ポンプによりチャンバ内の空気が抜かれる。次に、Ｓ３００で、燃料噴射弁１の一方側に形成される燃料導入用の開口１２からトレーサガスが封入される。この状態で、Ｓ４００で、チャンバから漏れ出たトレーサガスが検出器により漏れ検出される。この検出値が閾値を超えていれば、漏れがあると判断される。次に、Ｓ５００で、チャンバ内の真空が破壊され、大気解放されて、検査終了となる。
【００２８】
上記漏れ検査において、燃料噴射弁１の噴射ノズル４４が強力に押し当てられたパッキン部材２０は、図８に示すように弾性変形する。なお、図８では、漏れ検査用シール装置１０においてパッキン部材２０のみを図示している。図８に示すように、パッキン部材２０は上下に圧縮されて変形し、特に小径部２１が圧縮されて、その高さは元の高さＨより小さくなる。ただし、パッキン部材２０により隅肉溶接部４７までは覆われていない。
【００２９】
また、燃料噴射弁１の噴射ノズル４４が漏れ検査用シール装置１０に設置される際、ピストン３０の真下に装着されたばね６０によってパッキン部材２０が軸方向に可動する。これにより、燃料噴射弁１の首下長さと呼ばれる、第３筒部材４３の段差部４８から噴射ノズル４４の底部４５までの長さＬ（図１参照）のばらつきが吸収される。
【００３０】
［効果］
（１）例えば、図９に示す比較形態のように、大径部２２のみの形状、すなわち段付きではなく単純な台径形状をなすパッキン部材２５の場合には、パッキン部材２５の燃料噴射弁側の広い面が噴射ノズル４４の底部４５と当接し、パッキン部材２５が変形して隅肉溶接部４７まで覆い被さってしまうことがあった。このように、隅肉溶接部４７まで覆ってしまうと、隅肉溶接部４７にシール漏れがある場合にも、検査において漏れを検出することができない。すなわち、正しく検査を行うことができず、信頼性に欠けることとなる。
【００３１】
その点、本実施形態では、大径部２２より相対的に小さい小径部２１の燃料噴射弁側の面でシールしており、小径部２１が押し付けられて変形しても隅肉溶接部４７まで覆ってしまうことはなく、漏れ検査対象となる溶接部位を確実に検査することができる。
【００３２】
（２）また、例えばニードル６が常時閉弁状態の場合には、噴孔４６からのガス漏れはないため、ニードル６と座面とのごく少量の漏れを止める程度のシールで良い。しかし、上記のように、本実施形態では検査時においてニードル６は常時開弁状態であり、噴孔４６からトレーサガスが漏れ出るため、パッキン部材には４ＭＰａ以上の高圧力が加わる。上記比較形態のパッキン部材では、こうした高圧に耐えることができなかった。
【００３３】
その点、本実施形態によれば、隅肉溶接部４７を覆わずに、ばね６０により燃料噴射弁１側への付勢力を受けて、パッキン部材２０は噴射ノズル４４の底部４５に密着する。すなわち、パッキン部材２０により強力にシールすることが可能となり、高圧力にも耐えうる仕様とすることができる。
【００３４】
（３）本実施形態の漏れ検査用シール装置１０では、常時開弁状態の燃料噴射弁１を検査対象としたが、常時閉弁状態の燃料噴射弁であっても使用可能である。また、ハウジング４と噴射ノズル４４とが隅肉溶接ではなく、外周溶接による従来のタイプであってももちろん使用可能である。すなわち、本実施形態の漏れ検査用シール装置１０は、検査対象となる燃料噴射弁の溶接形態やニードル６の開閉状態に限定されることなく、種々の燃料噴射弁を検査対象とすることができ、汎用性に優れている。
【００３５】
（４）本実施形態では、ピストン３０とばね６０を設けており、ピストン３０に固定されるパッキン部材２０が軸方向に可動するようになっている。これにより、燃料噴射弁１の首下長さＬのばらつきを吸収することができる。
【００３６】
（５）本実施形態では、パッキン部材２０の大径部２２は、燃料噴射弁１側から軸方向反対側へ向けて徐々に径が大きくなる円錐台形状をなしている。燃料噴射弁１の取り外しの際に、パッキン部材２０には取り外し方向である燃料噴射弁１側への力が作用する。すなわち、パッキン部材２０には、被検査体の交換ごとにピストン３０から抜ける方向への力が作用するが、円錐台形状をなしていることにより、検査の繰り返しにおいて抜けにくい構成となっている。
【００３７】
（６）本実施形態では、パッキン部材２０にＲ形状部２４を設けることで、より耐久性に優れた構成となっている。Ｒ形状部２４を有する本実施形態と、Ｒ形状部２４を設けない実施形態との本出願人による変位試験の結果によると、Ｒ形状部２４を有する本実施形態の方がより高耐久性を有することが分かった。耐久試験は、パッキン部材２０をメッシュで区切り応力解析をかけてその変位量により測定した。
【００３８】
（７）本実施形態では、フィルタ部材５０が設けられているため、燃料噴射弁１内に漏れ検査用シール装置１０側から異物が混入することを抑制することができる。
【００３９】
〈他の実施形態〉
上記実施形態では、被検査体として燃料噴射弁１を用いたが、筒状先端部を有しており、内部を気密に保持した状態で漏れ検査を実施するものであれば、ポンプ関係の部材などその他の部材であっても良い。
【００４０】
また、燃料噴射弁１として、上記実施形態では、単一のニードル６を有し噴孔４６が略中心軸上にあるタイプのものとしたが、種々の構成の燃料噴射弁を被検査体とすることが可能である。例えば、インナニードルとアウタニードルとを備えるダブルニードル式でも良いし、噴孔が中心軸の外周に複数あるものでも良い。その他、ハウジング４の溶接形態についても、隅肉溶接でなく外周溶接のタイプであっても本実施形態の漏れ検査用シール装置１０を適用することが可能である。
【００４１】
上記実施形態において、フィルタ部材５０はなくても良い。
【００４２】
上記実施形態において、パッキン部材２０の大径部２２は、円錐台形状としたが、その他の形状であっても良い。
【００４３】
上記実施形態において、パッキン部材２０の小径部２１にはＲ形状部２４が形成されるものとしたが、図１０に示すパッキン部材２６のように、Ｒ形状部がなく、大径部２２と小径部２１１とを有する単純な段付き形状であっても良い。
【００４４】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１    ・・・燃料噴射弁（被検査体）
１０    ・・・漏れ検査用シール装置
２０    ・・・パッキン部材
２１    ・・・小径部
２２    ・・・大径部
２３    ・・・第２通路
２４    ・・・Ｒ形状部
３０    ・・・ピストン
３２    ・・・第１通路
４０    ・・・シリンダ
５０    ・・・フィルタ部材
６０    ・・・ばね（付勢部材）
【図１】
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【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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