(57)【要約】【課題】良好なシール性が得られるリーク試験用シール装置を提供する。【解決手段】開口端面２０ａに向かって縮径するテーパ面２０ｂを外周面に有する筒状部２０に取り付けられるリーク試験用シール装置１であって、テーパ面２０ｂに対して押し当てられて周方向に渡って環状に接触するシール部材９を備える。シール部材９を筒状部２０のテーパ面２０ｂに対して接触させることで、筒状部２０（テーパ面２０ｂ）に対するシール部材９の密着性を良好に確保することができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口端面に向かって縮径するテーパ面を外周面に有する筒状部に取り付けられるリーク試験用シール装置であって、
前記テーパ面に対して押し当てられて周方向に渡って環状に接触するシール部材を備えることを特徴とするリーク試験用シール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リーク試験用シール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
気密性が要求されるエンジン等のワークにおいては、ワークの内部空間にエア等の流体を供給し、その流体圧力を計測することでリーク箇所がないか否かを検査するリーク試験が行われている（下記特許文献１参照）。
【０００３】
このようなリーク試験を行うにあたっては、試験対象となる内部空間に通じる全ての開口部を封止する必要がある。例えば、エンジンにおける冷却水流路のリーク試験では、エンジンに設けられた冷却水入口用及び冷却水出口用の筒状部（ポート）の開口部を全て封止するために、筒状部の開口端面（先端面）にシール部材を接触させ、その開口端面からのエア漏れを防止するようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１５９５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のシール構造では、筒状部を完全に封止することができず、エア漏れが発生することがあった。そして、このようなエア漏れは、リーク試験における誤判定の要因になるため、改善が求められていた。
【０００６】
そこで、斯かる問題点の原因の究明を行ったところ、筒状部とシール部材との間でのシール性には、筒状部の開口端面の面粗さが起因していることが分かった。すなわち、筒状部の開口端面は比較的粗い面で形成されているため、開口端面に生じている微小な凹凸によってシール部材との密着性が十分に得られにくく、僅かな隙間からエアが漏れる虞があることが分かった。また、筒状部の加工時に開口端面に生じるバリやカエリなどによってシール部材が損傷したり劣化したりすることがあり、これもシール性低下の原因と考えられる。
【０００７】
本発明は、斯かる事情に鑑み、良好なシール性が得られるリーク試験用シール装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、開口端面に向かって縮径するテーパ面を外周面に有する筒状部に取り付けられるリーク試験用シール装置であって、テーパ面に対して押し当てられて周方向に渡って環状に接触するシール部材を備えることを特徴とするリーク試験用シール装置を提供する。
【０００９】
このように、本発明に係るリーク試験用シール装置においては、シール部材を筒状部のテーパ面に対して接触させることで、筒状部（テーパ面）に対するシール部材の密着性を良好に確保することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、筒状部に対するシール部材の密着性を良好に確保することができるので、シール性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るシール装置の断面図である。
【図２】本実施形態に係るシール装置が装着される筒状部の断面図である。
【図３】外筒をスライド移動させた状態を示す断面図である。
【図４】シール装置を筒状部に対して装着する途中の状態を示す断面図である。
【図５】シール装置が筒状部に対して装着された状態を示す断面図である。
【図６】シール部材が筒状部に対して接触した状態を拡大して示す断面図である。
【図７】シール部材を拡大して示す断面図である。
【図８】弁体に貫通孔が設けられていない例の断面図である。
【図９】本実施形態に係るシール装置の作用を説明するための断面図である。
【図１０】シール部材の変形例を示す断面図である。
【図１１】シール部材のさらに別の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係るリーク試験用シール装置の実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係るリーク試験用シール装置の断面図である。
【００１４】
図1に示すように、本実施形態に係るリーク試験用のシール装置１は、円筒状の外筒２と、外筒２内に挿入されている円筒状の内筒３と、内筒３内に収容されている弁体４と、弁体４を受ける弁座５と、外筒２を内筒３の先端部側（図の矢印Ａ方向）に付勢する付勢部材としての第１バネ６と、弁体４を内筒３の先端部側（図の矢印Ｃ方向）に付勢する付勢部材としての第２バネ７と、ロック部材としての複数のロックボール８とを主な構成としている。
【００１５】
外筒２と内筒３は、相対的に軸方向に移動可能に組み付けられており、通常は、第１バネ６の付勢力によって外筒２が内筒３の先端部側へ移動した状態で保持されている。第１バネ６は、外筒２の内周面と内筒３の外周面とのそれぞれに設けられた段差部２ａ，３ａの間に圧縮された状態で装着されている。また、外筒２の内周面には、ロックボール８が進入できる複数の凹部２ｂが設けられている。ロックボール８は、内筒３に対してその径方向の外側及び内側へ移動可能に設けられている。図１の二点鎖線で示すように、外筒２が第１バネ６の付勢力に抗して内筒３の後端部側（図の矢印Ｂ方向）へ移動させられ、外筒２の凹部２ｂがロックボール８に対応した位置に配置されると、ロックボール８は凹部２ｂ内に進入して径方向の外側へ移動可能な状態となる。
【００１６】
弁体４は、内筒３内で軸方向に移動可能に収容されている。弁体４の後端面と弁座５の先端面には、それぞれ第２バネ７の端部を受ける凹状の座面４ａ，５ａが形成されており、これらの座面４ａ，５ａ間に第２バネ７が圧縮された状態で配置されている。弁体４は、第２バネ７によって内筒３の先端部側へ常時付勢されているが、弁体４の外周面と内筒３の内周面のそれぞれに設けられた段差部４ｂ，３ｂが互いに係合してストッパ部として機能することで、内筒３内からの弁体４の脱落を防止している。また、弁体４には、その先端面から後端面へ貫通するように形成された貫通孔４ｃが設けられている。
【００１７】
図１に示すように、弁体４の先端部には、ゴム等の弾性体で構成された筒状のシール部材９が設けられている。シール部材９は、内周面が段差状に形成されており、内径の大きい第１シール部１０と、第１シール部１０よりも弁体４の後端部側に位置し、第１シール部１０よりも内径の小さい第２シール部１１とを有する。また、弁体４の外周面には、別のシール部材のＯリング（ゴムリング）１２が装着されており、このＯリング１２によって弁体４と内筒３との間が密閉されている。
【００１８】
弁座５は、内筒３の後端部に嵌め込まれて固定されている。弁座５の外周面には、シール部材としてのＯリング（ゴムリング）１３が装着されており、このＯリング１３によって弁座５と内筒３との間が密閉されている。
【００１９】
次に、本実施形態に係るシール装置の使用方法について、シール装置を自動車エンジンの冷却水流路のリーク試験に用いた場合を例に説明する。ただし、本発明に係るリーク試験用シール装置は、エンジンの冷却水流路のリーク試験に限らず、エンジンのオイル流路や、給気及び排気用のエア流路のリーク試験、さらにはエンジン以外のワークに対して行うリーク試験にも適用可能である。
【００２０】
図２は、本実施形態に係るシール装置が装着される筒状部の断面図である。
【００２１】
この筒状部２０は、冷却水をエンジンとラジエータとの間で循環させるホース等の配管部材が取り付けられる部分であり、図２に示すように、エンジン３０内の冷却水の流体経路３１と連通するようにエンジン３０から外側へ突出するように設けられている。また、筒状部２０は、冷却水入口用と冷却水出口用のために複数設けられており、各筒状部２０の外周面には、配管部材を取り付けやすいように開口端面２０ａ（先端面）に向かって縮径するテーパ面２０ｂが形成されている。
【００２２】
リーク試験を行うにあたっては、筒状部に対して本実施形態に係るシール装置を装着して筒状部の開口部を封止する必要がある。なお、シール装置が装着されるのは、複数の筒状部のうち、１つを除く他の全ての筒状部に対してである。残る１つの筒状部に対しては、試験用流体供給装置である図示しないエア供給装置が接続される。
【００２３】
筒状部に対してシール装置を装着するには、まず、図３に示すように、シール装置１の外筒２を第１バネ６の付勢力に抗して内筒３の後端部側へスライド移動させる。次に、図４に示すように、外筒２をスライド移動させた状態で保持したまま、内筒３内に筒状部２０が挿入されるようにシール装置１を筒状部２０に対して差し込む。このとき、ロックボール８は外筒２の凹部２ｂ内へ進入可能な状態となっていることで、ロックボール８は筒状部２０のテーパ面２０ｂに沿って径方向の外側へ押し動かされながらテーパ面２０ｂを乗り越えることができる。
【００２４】
そして、図５に示すように、筒状部２０の開口端面２０ａとテーパ面２０ｂとが弁体４のシール部材９に押し当てられた状態で、外筒２の保持を解除する。これにより、外筒２は第１バネ６の付勢力によって内筒３の先端部側へ押し動かされ、ロックボール８は外筒２の内周面（凹部２ｂの無い部分）と筒状部２０の外周面との間で挟まれた状態となる。その結果、ロックボール８が筒状部２０の外周面に押し当てられ、シール装置１が筒状部２０に対して固定された状態となる。これにより、筒状部２０に対するシール装置１の装着が完了する。
【００２５】
また、同様の手順で他の筒状部に対してもシール装置を装着する。そして、エア供給装置からエンジンの流体経路内にエアを供給し、エア漏れがないかどうかリーク試験を行う。なお、リーク試験終了後、シール装置を筒状部から取り外すには、上記装着手順と逆の手順で取り外し作業を行えばよい。具体的には、外筒２を第１バネ６の付勢力に抗して内筒３の後端部側へスライド移動させ、ロックボール８による固定を解除する。すなわち、外筒２を内筒３の後端部側へスライド移動させることで、ロックボール８が外筒２の凹部２ｂ内に進入可能な状態となるので、ロックボール８が筒状部２０の外周面に対して押し当てられた固定状態が解除される。そして、外筒２をスライド移動させた状態で保持したまま、シール装置１を筒状部２０から引き抜いて取り外す。
【００２６】
筒状部２０に対してシール装置１が装着された状態では、図６に示すように、弁体４のシール部材９が筒状部２０の開口端面２０ａ及びテーパ面２０ｂに対して押し当てられることで、開口端面２０ａとテーパ面２０ｂとの２箇所で密閉される。詳しくは、シール部材９の第１シール部１０が筒状部２０のテーパ面２０ｂに対して押し当てられ、シール部材９の第２シール部１１が筒状部２０の開口端面２０ａに対して押し当てられる。
【００２７】
このように、本実施形態に係るシール装置１においては、筒状部２０に対する装着状態で、第１シール部１０が筒状部２０のテーパ面２０ｂに対して接触すると共に、第２シール部１１が筒状部２０の開口端面２０ａに対して接触することで、テーパ面２０ｂと開口端面２０ａとの２箇所で密閉することができる。特に、テーパ面２０ｂを含む筒状部２０の外周面は、ホース等の配管部材が取り付けられる箇所であるため、一般的に開口端面２０ａよりも加工品質が良く面粗さが小さく形成されており、このような面粗さの小さいテーパ面２０ｂと第１シール部１０との間では密着性が良好に得られる。従来の構成では、筒状部の比較的面粗さの大きい開口端面にのみシール部材を接触させているため、シール箇所からエアが漏れる虞があったが、本実施形態に係るシール装置１においては、面粗さの小さいテーパ面２０ｂにシール部材９（第１シール部１０）を接触させることで、良好な密着性が得られ、シール箇所からのエア漏れを確実に防止できる。また、テーパ面２０ｂにはバリやカエリもないので、シール部材９（第１シール部１０）の劣化も抑制でき、良好なシール性を長期に亘って維持することが可能である。
【００２８】
また、本実施形態に係る第１シール部１０は、略直角の角部Ｅを有する断面矩形状に形成されており（図７参照）、第１シール部１０がテーパ面２０ｂに押し当てられた際、その角部Ｅが圧縮される（図６参照）。このとき、第１シール部１０の角部Ｅが適度に弾性変形することで、第１シール部１０がテーパ面２０ｂに対して周方向（全周）に渡って環状に接触し、良好なシール性を発揮することができる。
【００２９】
また、第１シール部１０は、テーパ面２０ｂに押し当てられた際に径方向外側へ開き過ぎないように、その外周面が弁体４の内周面によって支持されている（図６参照）。弁体４は、金属等の剛性の高い部材で構成されており、第１シール部１０をその外周側から支持することで、テーパ面２０ｂに対する第１シール部１０の密着力が得られるように補助している。
【００３０】
また、本実施形態に係るシール装置１において、第２シール部１１は、筒状部２０の開口端面２０ａに接触して密閉することに加え、第１シール部１０が弾性変形し過ぎないように筒状部２０の挿入位置を規制する役割も果たしている。これにより、筒状部２０の押し込みによる第１シール部１０の過度な弾性変形を抑制でき、第１シール部１０の適度な弾性変形を可能にして良好なシール性が得られるようになる。
【００３１】
また、本実施形態に係るシール装置１においては、弁体４に貫通孔４ｃ（図１参照）が設けられていることで、シール性の向上が図られている。この点に関して反対に、貫通孔４ｃが無い場合は、図８に示すように、弁体４がその先端面側からエア圧Ｐを受けることにより、弁体４がエア圧Ｐに押されて姿勢が不安定になるため、筒状部２０の開口端面２０ａとシール部材９との密着性が低下し、エアが漏れる虞がある。これに対して、本実施形態に係るシール装置１のように、弁体４に貫通孔４ｃを設けた場合は、図９に示すように、エアの一部が貫通孔４ｃを通過して弁体４の後端面側へ移動するので、弁体４がその後端面側からエア圧Ｐを受けるようになり、筒状部２０の開口端面２０ａ及びテーパ面２０ｂに対するシール部材９の密着性が向上すると共に、弁体４の姿勢が安定する。また、このように、弁体４がその後端面側からエア圧Ｐを受けることができるようにすることで、弁体４の姿勢を安定させるために第２バネ７の付勢力を大きくする対策を講じる必要がなくなるので、バネ力を強化することに伴うメンテナンス性の低下も回避できる。なお、貫通孔４ｃを設けた場合、弁体４の後端面側へ移動するエアが、弁体４と内筒３との隙間、及び弁座５と内筒３との隙間にも侵入するが、これらの間はＯリング１２，１３によって密閉されているため、エア漏れは阻止される。
【００３２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００３３】
例えば、図１０に示す例のように、第１シール部１０と第２シール部１１とを別体のシール部材で構成し、さらに、第１シール部１０は、角部を有する断面矩形のシール部材ではなく、断面円形等に形成された角部の無いシール部材であってもよい。この場合、第１シール部１０と第２シール部１１とを互いに異なる材料で構成することができ、それぞれの機能に適した材料を選択することができる。例えば、各シール部の機能を考慮し、第１シール部１０の材料として硬度５０°のゴム、第２シール部１１の材料として硬度３０°〜４０°のゴムを選択することができる。
【００３４】
また、上述の実施形態では、第１シール部１０の過度な弾性変形を抑制するために、第２シール部１１を設けて筒状部２０の挿入位置を規制するようにしているが、シール部材の材質や形状の変更などにより第１シール部１０の過度な弾性変形を抑制できれば、図１１に示す例のように、第２シール部１１を省略し、第１シール部１０のみによって筒状部２０のテーパ面２０ｂとの間を密閉するようにしてもよい。このように、テーパ面２０ｂさえ確実に密閉されていれば、第２シール部１１を設けなくてもエア漏れを防止することが可能である。
【００３５】
また、本発明に係るリーク試験用シール装置は、上記のような筒状部の開口部を封止するシール装置に限らず、リーク試験用の流体を供給する流体供給装置が備えるシール装置にも適用可能である。すなわち、ワークの筒状部に接続される流体供給装置の接続部においても、筒状部のテーパ面に接触するシール部材（第１シール部）を設けることで、上記実施形態と同様にテーパ面とシール部材との間で良好な密着性が得られ、シール箇所からのエア漏れを確実に防止することができるようになる。
【符号の説明】
【００３６】
１      シール装置
２      外筒
３      内筒
４      弁体
５      弁座
６      第１バネ
７      第２バネ
８      ロックボール
９      シール部材
１０    第１シール部
１１    第２シール部
２０    筒状部
２０ａ  開口端面
２０ｂ  テーパ面
【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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【図１１】
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