(57)【要約】【課題】シールゴムを交換し易く、かつ、シールゴムの抜け止めを防止できるリーク試験装置を提供する。【解決手段】ワークＳの開口部Ｓ１に圧接されるプレート１０と、プレート１０に装着され、プレート１０が開口部Ｓ１に圧接した際に、開口部Ｓ１の縁部に圧接してワーク１０を密閉するシールゴム３０とを備えるリーク試験装置１００であって、プレート１０のワークＳと圧接する側の面にはストレート部２１と穴部２２とを有する溝２０が形成され、ストレート部２１は断面形状が矩形に形成され、穴部２２は圧接方向からみてストレート部２１の途上にて該ストレート部２１の幅よりも大きい径にて形成され、プレート１０の表面と穴部２２の側壁とから形成される角部には面取り加工が施され、シールゴム３０は溝２０に嵌合され、シールゴム３０は、断面形状が矩形に形成され、ストレート部２１に嵌合される紐部３１と穴部２２に嵌合される円柱部３２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】
ワークの開口部に圧接され、前記開口部を閉塞するプレートと、前記プレートに装着され、前記プレートが前記開口部に圧接した際に、前記開口部の縁部に圧接して前記ワークの内部を密閉するシールゴムとを備え、
前記プレートを前記ワークの開口部に圧接して前記ワークの内部を密閉し、該密閉されたワークの内部に流体を供給し、該ワークの内部からの流体の漏れを検知することによって該ワークのシール性を検査するリーク試験装置であって、
前記プレートの前記ワークと圧接する側の面には、ストレート部と穴部とを有する溝が形成され、
前記ストレート部は、断面形状が矩形に形成され、
前記穴部は、圧接方向からみて前記ストレート部の途上にて該ストレート部の幅よりも大きい径にて形成され、
前記プレートの表面と前記穴部の側壁とから形成される角部には面取り加工が施され、
前記シールゴムは前記溝に嵌合され、
前記シールゴムは、断面形状が矩形に形成され、前記溝のストレート部に嵌合される紐部と、前記溝の穴部に嵌合される円柱部とを、備え、
前記溝部における前記穴部の径Ｄ、前記ストレート部の幅Ｗ、並びに前記穴部及びストレート部の高さＨ、前記シールゴムにおける前記円柱部の径ｄ、前記紐部の幅ｗ、並びに前記円柱部及び紐部の高さｈ、前記プレートの表面と前記穴部の側壁とから形成される角部の面取り寸法Ｒは、次の数１、数２、数４〜数６に示す関係が成立するように設定される、
リーク試験装置。
【数１】
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【数２】
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【数４】
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【数５】
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【数６】
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但し、数１、数２、数４〜数６において、ΔＤは前記穴部の径の寸法公差であり、ΔＷは前記ストレート部の幅の寸法公差であり、ΔＨは前記穴部及び前記ストレート部の高さの寸法公差であり、Δｄは前記円柱部の寸法公差であり、Δｗは前記紐部の寸法公差であり、Δｈは前記円柱部及び紐部の高さの寸法公差であり、Ａｚは前記円柱部と前記穴部との接触面積であり、Ｌは一の前記円柱部が前記穴部と接触する円弧の長さであり、ｎは前記シールゴムに形成される円柱部の個数であり、Ｆは前記シールゴムの前記ワークに対する粘着力であり、σｚは前記シールゴムの圧縮特性から求められる前記円柱部に生じる応力であり、μは前記シールゴムと前記プレートとの摩擦係数であり、Ａｒは前記溝部の面取り部の断面積である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リーク試験装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
リーク試験装置は、ワークの開口部をプレートで圧接して密閉し（クランプし）、密閉されたワークの内部に流体を供給し、ワークの内部からの流体の漏れを検知することによってワークのシール性を検査する装置として公知である。リーク試験装置は、例えば自動車工場のエンジンの製造ラインにて、シリンダブロックのシール性を検査する場合にも用いられている。
【０００３】
このようなリーク試験装置では、前記プレートのワークと圧接する面にシールゴムが取り付けられ、シールゴムをワークの開口部の周縁部に密着させ、ワークの内部を密閉する構成が公知である。
【０００４】
ところで、製造ラインで使用されるリーク試験装置では、シールゴムの交換費用が管理費の多くを占めている。また、製造ラインで使用されるリーク試験装置では、設備停止の主原因がシールゴムのシール不良個所の特定、或いは、シールゴムの交換である。
【０００５】
つまり、リーク試験装置が使用される製造ラインでは、管理費及び設備停止の低減に向けて、シールゴムの耐久性を向上することが課題となっている。そこで、リーク試験装置では、例えばプレートにアリ溝を形成し、アリ溝に断面視が台形形状のシールゴムを嵌合する構成が公知である（例えば、特許文献１）。
【０００６】
しかし、アリ溝に断面視が台形形状のシールゴムを嵌合させるリーク試験装置（以下、従来のリーク試験装置）では、溝の入口幅に対してシールゴムの下面幅が大きいため、シールゴムを無理に変形させてアリ溝に嵌合することになり、作業効率が悪い。
【０００７】
また、従来のリーク試験装置において、アリ溝の一側が開放されている場合には、アリ溝の一側からシールゴムを挿入することが可能であるが、シールゴムの長手方向の伸びによりシールゴムの一部がアリ溝からはみ出すことがあり、シールゴムをアリ溝からはみ出させることなく挿入するには作業効率が悪い。
【０００８】
さらに、従来のリーク試験装置では、溝の上端面において断面視にて鋭角が形成されることになる。一方、リーク試験装置では、ワークとプレートとの接触を避けるため、シールゴムの充填率（溝の断面積に対するシールゴムの断面積）を１００％以上にして、シールゴムを溝から飛び出した部分を有するように形成する必要がある。
【０００９】
そのため、ワークにシールゴムを圧接した際には、シールゴムのアリ溝から飛び出した部分とアリ溝に挿入されている部分との境界部がアリ溝の鋭角部に押圧されることとなる。シールゴムの鋭角部に押圧された部分には、応力が集中して亀裂が生じるおそれがある。このとき、アリ溝から飛び出している部分が大変形し、シールゴムの亀裂が促進されるおそれもある。
【００１０】
また、従来のリーク試験装置では、アリ溝の両側が開放されている場合には、シールゴムが長手方向に伸び、ワークとプレートとが接触するおそれがある。そのため、シリンダの押圧力がシールゴムに伝わらずシール不良となる、或いは、ワークの損傷のおそれがある。
【００１１】
さらに、従来のリーク試験装置では、アリ溝をプレートに形成するために、まずプレートに断面視が長方形の溝を形成した後、アリ溝カッター（断面視が台形形状の切削工具）を長方形の溝に挿入し、溝の両側面を片側ずつ加工している。そのため、製作工数及び製作費用が嵩むことになる。
【００１２】
そのため、リーク試験装置では、シールゴムを交換し易く、かつ、シールゴムの抜け止めを防止できることが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００９−０３１０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の解決しようとする課題は、シールゴムを交換し易く、かつ、シールゴムの抜け止めを防止できるリーク試験装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１６】
即ち、請求項１においては、ワークの開口部に圧接され、前記開口部を閉塞するプレートと、前記プレートに装着され、前記プレートが前記開口部に圧接した際に、前記開口部の縁部に圧接して前記ワークの内部を密閉するシールゴムとを備え、前記プレートを前記ワークの開口部に圧接して前記ワークの内部を密閉し、該密閉されたワークの内部に流体を供給し、該ワークの内部からの流体の漏れを検知することによって該ワークのシール性を検査するリーク試験装置であって、前記プレートの前記ワークと圧接する側の面には、ストレート部と穴部とを有する溝が形成され、前記ストレート部は、断面形状が矩形に形成され、前記穴部は、圧接方向からみて前記ストレート部の途上にて該ストレート部の幅よりも大きい径にて形成され、前記プレートの表面と前記穴部の側壁とから形成される角部には面取り加工が施され、前記シールゴムは前記溝に嵌合され、前記シールゴムは、断面形状が矩形に形成され、前記溝のストレート部に嵌合される紐部と、前記溝の穴部に嵌合される円柱部とを、備え、前記溝部における前記穴部の径Ｄ、前記ストレート部の幅Ｗ、並びに前記穴部及びストレート部の高さＨ、前記シールゴムにおける前記円柱部の径ｄ、前記紐部の幅ｗ、並びに前記円柱部及び紐部の高さｈ、前記プレートの表面と前記穴部の側壁とから形成される角部の面取り寸法Ｒは、次の数１、数２、数４〜数６に示す関係が成立するように設定される、
リーク試験装置。
【数１】
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【数２】
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【数４】
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【数５】
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【数６】
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但し、数１、数２、数４〜数６において、ΔＤは前記穴部の幅の寸法公差であり、ΔＷは前記ストレート部の幅の寸法公差であり、ΔＨは前記穴部及び前記ストレート部の高さの寸法公差であり、Δｄは前記円柱部の寸法公差であり、Δｗは前記紐部の寸法公差であり、Δｈは前記円柱部及び紐部の高さの寸法公差であり、Ａｚは前記円柱部と前記穴部との接触面積であり、Ｌは一の前記円柱部が前記穴部と接触する円弧の長さであり、ｎは前記シールゴムに形成される円柱部の個数であり、Ｆは前記シールゴムの前記ワークに対する粘着力であり、σｚは前記シールゴムの圧縮特性から求められる前記円柱部に生じる応力であり、μは前記シールゴムと前記プレートとの摩擦係数であり、Ａｒは前記溝部の面取り部の断面積である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のリーク試験装置によれば、シールゴムを交換し易く、かつ、シールゴムの抜け止めを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】リーク試験装置の構成を示す模式図。
【図２】穴部及び円柱部の各寸法を示す模式図。
【図３】円柱部の特性を示す模式図。
【図４】ストレート部及び紐部の各寸法を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１を用いて、リーク試験装置１００の構成について説明する。
なお、図１では、リーク試験装置１００の構成を斜視にて模式的に表している。また、図１の左下では、シールゴム３０の構成を圧接方向からみて模式的に表している。
【００２０】
なお、図１の右下では、穴部２２に嵌合されたシールゴム３０の円柱部３２及びストレート部２１に嵌合されたシールゴム３０の紐部３１の構成をそれぞれ断面視にて模式的に表している。また、以下では、図１に示す圧接方向に従って説明するものとする。
【００２１】
リーク試験装置１００は、本発明のリーク試験装置に係る実施形態である。リーク試験装置１００は、ワークＳの開口部Ｓ１をプレート１０で圧接して密閉し（クランプし）、密閉されたワークＳの内部に流体を供給し、ワークＳの内部からの流体の漏れを検知することによってワークＳのシール性を検査する装置である。
【００２２】
本実施形態では、ワークＳは、エンジンのシリンダブロックとされている。また、本実施形態では、ワークＳの開口部Ｓ１は、シリンダブロックの前面とされている。以下では、説明を分かり易くするために、ワークＳの開口部Ｓ１を矩形形状としている。
【００２３】
リーク試験装置１００は、プレート１０と、シールゴム３０と、シリンダ４０と、を具備している。
【００２４】
プレート１０は、ワークＳの開口部Ｓ１に圧接され、開口部Ｓ１を閉塞するものである。プレート１０のワークＳに圧接する側の面には、溝２０が形成されている。溝２０は、プレート１０を開口部Ｓ１に圧接した際に、圧接方向からみてワークＳの開口部Ｓ１の縁に沿う形状に形成されている。つまり、溝２０は、開口部Ｓ１の形状に対応した略矩形形状に形成されている。
【００２５】
溝２０は、ストレート部２１と、穴部２２と、から構成されている。ストレート部２１の断面視は、矩形形状に形成されている。また、ストレート部２１では、プレート１０の表面とストレート部２１の側壁とから形成される角部に面取り加工が施されている（図１のＢＢ断面視参照）。
【００２６】
ストレート部２１は、その幅寸法（長手方向と直交する方向の寸法）が長手方向に沿って一定に形成されている。なお、ストレート部２１は、直線状に形成されていても、曲線状に形成されていてもよい。
【００２７】
穴部２２は、圧接方向からみて溝２０の途上に形成されている。穴部２２は、圧接方向からみて溝２０の幅よりも大きい径の穴として形成されている。穴部２２は、溝２０の複数箇所に形成されている。また、穴部２２では、プレート１０の表面と穴部２２の側壁とから形成される角部に面取り加工が施されている（図１のＡＡ断面視参照）。
【００２８】
シールゴム３０は、溝２０に嵌合されることによりプレート１０に装着されるものである。シールゴム３０は、弾性ゴムによって構成されている。シールゴム３０は、溝２０の形状に対応した形状に形成されている。
【００２９】
つまり、シールゴム３０は、プレート１０を開口部Ｓ１に圧接した際に、圧接方向からみてワークＳの開口部Ｓ１の縁に沿う、略矩形形状に構成されている。これにより、プレート１０をワークＳの開口部Ｓ１に圧接した際に、シールゴム３０が開口部Ｓ１の縁部に圧接して、ワークＳの内部が密閉される。
【００３０】
シールゴム３０は、紐部３１と、円柱部３２と、から構成されている。紐部３１は、溝２０のストレート部２１に嵌合されている。
【００３１】
紐部３１の断面視は、矩形形状に形成されている（図１のＢＢ断面視参照）。紐部３１は、その幅寸法（長手方向と直交する方向の寸法）が長手方向に沿って一定に形成されている。また、紐部３１は、直線状に形成されていても、曲線状に形成されていてもよい。
【００３２】
円柱部３２は、溝２０の穴部２２に嵌合されている。円柱部３２は、圧接方向からみてシールゴム３０の途上に形成されている。円柱部３２は、圧接方向からみて紐部３１の幅よりも大きい径の円形状に形成されている（図１のＡＡ断面視参照）。円柱部３２は、溝２０の穴部２２に対応する箇所に形成されている。
【００３３】
シリンダ４０は、プレート１０をワークＳの開口部Ｓ１に対し圧接するものである。
【００３４】
なお、本実施形態では、ワークＳの内部に流体を供給する装置、並びに、ワークＳの内部からの流体の漏れを検知する装置について、詳細な説明は省略するものとする。
【００３５】
このような構成とすることで、リーク試験装置１００は、ワークＳの開口部Ｓ１の縁部にプレート１０の溝２０に嵌合されたシールゴム３０を圧接して開口部Ｓ１を密閉し、密閉されたワークＳの内部に流体を供給し、ワークＳの内部からの流体の漏れを検知することによってワークＳのシール性を検査する。
【００３６】
図２を用いて、穴部２２及び円柱部３２の各寸法について説明する。
なお、図２は、穴部２２に円柱部３２が嵌合された状態を断面視にて模式的に表している。
【００３７】
穴部２２は、その断面形状の寸法が、高さＨ、径Ｄとして形成されている。また、高さＨの寸法公差はΔＨとされ、径Ｄの寸法公差はΔＤとされている。つまり、実際の穴部２２の高さ寸法はＨ±ΔＨとなり、径寸法はＤ±ΔＤとなる。また、穴部２２は、上述した角部に半径Ｒの面取り加工が施されている。
【００３８】
円柱部３２は、その断面形状の寸法が、高さｈ、径ｄとして形成されている。また、高さｈの寸法公差はΔｈとされ、径ｄの寸法公差はΔｄとされている。つまり、実際の円柱部３２の高さ寸法はｈ±Δｈとなり、径寸法はｄ±Δｄとなる。
【００３９】
ここで、穴部２２及び円柱部３２の各寸法については、円柱部３２を穴部２２に嵌合した際に、必ず円柱部３２が穴部２２に圧縮状態で嵌合され、円柱部３２の外周面が穴部２２の内周面に圧接するように設定される。具体的には、寸法公差内で最大となる穴部２２の径寸法Ｄ＋ΔＤよりも、寸法公差内で最小となる円柱部３２の径寸法ｄ−Δｄが大きくなるように設定される。
【００４０】
また、穴部２２及び円柱部３２の各寸法については、穴部２２と円柱部３２との寸法誤差が最悪条件であっても（穴部２２の径Ｄが寸法公差内で最小であるとともに、円柱部３２の径ｄが寸法公差内で最大であったとしても）、面取り加工部に沿って、円柱部３２を穴部２２に挿入できる寸法となるように、以下の数１に示す関係が成立するものとする。
【数１】
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【００４１】
図３を用いて、円柱部３２の特性について説明する。
なお、図３（Ａ）は、穴部２２に円柱部３２が嵌合された状態を斜視にて模式的に表している。また、図３（Ｂ）では、シールゴム３０の応力σとひずみεとの関係をグラフ図にて表している。
【００４２】
図３（Ａ）に示すように、プレート１０がワークＳの開口部Ｓ１に圧接された際には、シールゴム３０がワークＳの開口部Ｓ１の縁に密着し、プレート１０がワークＳの開口部Ｓ１から離間された際には、シールゴム３０がワークＳの開口部Ｓ１の縁から離間する。
【００４３】
プレート１０がワークＳに圧接されているときには、シールゴム３０はワークＳに対して所定の粘着力Ｆ（密着し続けようとする力）にて密着しているが、シールゴム３０をワークＳから離間する際には、前記粘着力Ｆに抗してシールゴム３０がワークＳから離間される。
【００４４】
図３（Ａ）に示すように、圧接方向からみて、一の円柱部３２が穴部２２と接触する円弧の長さをＬとする。さらに、シールゴム３０に形成される円柱部３２の個数をｎ個とする。すると、シールゴム３０の円柱部３２が穴部２２に接触する面積Ａｚは、シールゴム３０の全体では、少なくとも以下の数２に示す関係が成立する面積となる。
【数２】
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【００４５】
図３（Ａ）に示すように、円柱部３２が穴部２２に嵌合されている場合には、円柱部３２は圧縮されて変形した状態である。ここで、円柱部３２が穴部２２に嵌合されている状態の、円柱部３２のひずみεｚは以下の数３により表される。
【数３】
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【００４６】
図３（Ｂ）に示す、シールゴム３０のひずみεとシールゴム３０に生じる応力σとの関係（シールゴム３０の圧縮特性）より、円柱部３２のひずみεｚに対応する応力σを応力σｚとする。
【００４７】
ここで、穴部２２と円柱部３２との接触面積とシールゴム３０の圧縮特性について、穴部２２と円柱部３２との寸法誤差が最悪条件であっても（穴部２２の径Ｄが寸法公差内で最大、かつ高さＨが寸法公差内で最小であるとともに、円柱部３２の径ｄが寸法公差内で最小であっても）、穴部２２から円柱部３２が抜けないように、以下の数４にて示す関係が成立するように設定する。なお、数４において「μ」は、円柱部３２の外周面と穴部２２の内周面との摩擦係数である。
【数４】
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【００４８】
図４を用いて、ストレート部２１及び紐部３１の各寸法について説明する。
なお、図４は、ストレート部２１に紐部３１が嵌合された状態を断面視にて模式的に表している。
【００４９】
ストレート部２１は、その断面形状の寸法が、高さＨ、幅Ｗとして形成されている。また、高さＨの寸法公差はΔＨとされ、幅Ｗの寸法公差はΔＷとされている。つまり、実際のストレート部２１の高さ寸法はＨ±ΔＨとなり、幅寸法はＷ±ΔＷとなる。また、ストレート部２１は、上述した角部に半径Ｒの面取り加工が施され、面取り部が形成する断面積をＡｒとする。
【００５０】
紐部３１は、その断面形状の寸法が、高さｈ、幅ｗとして形成されている。なお、高さｈの寸法公差はΔｈとされ、幅ｗの寸法公差はΔｗとされている。
【００５１】
ここで、ストレート部２１及び紐部３１の各寸法については、ストレート部２１と紐部３１との寸法誤差が最悪条件となった場合に（ストレート部２１の幅Ｗ及び高さＨが寸法公差内で最大であるとともに、紐部３１の幅ｗ及び高さｈが寸法公差内で最小となった場合に）、シールゴム３０の充填率が１００％となるように、以下の数５で示す関係が成立するように設定する。これにより、プレート１０をワークＳに圧接した際に、プレート１０とワークＳとが接触することを防止しつつ、シールゴム３０の充填率を最小限に抑えることができる。
【数５】
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【００５２】
また、ストレート部２１の幅Ｗと、紐部３１の幅ｗとの間には、以下の数６に示す関係が成立するものとする。これにより、ストレート部２１に紐部３１を嵌合した際に、紐部３１がストレート部２１により圧縮されることがなく、シールゴム３０の溝２０に対する取り付けおよび取り外しを容易にすることが可能となっている。
【数６】
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【００５３】
リーク試験装置１００の効果について説明する。
リーク試験装置１００によれば、シールゴム３０を交換し易く、かつ、シールゴム３０の溝２０からの抜けを防止できる。
【００５４】
すなわち、リーク試験装置１００によれば、シールゴム３０の紐部３１の幅ｗがプレート１０の溝２０のストレート部２１の幅Ｗよりも小さいため、容易に溝２０にシールゴム３０を取り付けることができ、シールゴム３０が交換し易い。
【００５５】
また、リーク試験装置１００によれば、シールゴム３０の抜け止めとなる円柱部３２の数が限られているため、シールゴム３０が交換し易い。
【００５６】
さらに、リーク試験装置１００によれば、シールゴム３０の円柱部３２がシールゴム３０を溝２０に嵌合させる際の位置決めとなり、シールゴム３０が長手方向に不均一な状態でプレート１０に取り付けられることが防止される。
【００５７】
また、リーク試験装置１００によれば、溝２０が断面視にて矩形形状であるため、シールゴム３０にかかる応力が側面に分散されることとなり、応力が集中して亀裂が生じるということが少なく、シールゴム３０の耐久性が向上できる。
【００５８】
さらに、リーク試験装置１００によれば、プレート１０の上面からのシールゴム３０の突出量を最小限に抑えることによって、シールゴム３０に亀裂が発生した場合であっても亀裂の促進が抑制され、シールゴム３０の耐久性が向上できる。
【００５９】
また、リーク試験装置１００によれば、ワークＳの開口部Ｓ１をプレート１０でクランプした際には、円柱部３２によって紐部３１の長手方向の伸びが防止され、常に溝２０に対するシールゴム３０の充填率を１００％以上とすることができ、ワークＳとプレート１０との接触を防止できる。ひいては、シールゴム３０のシール不良、並びに、ワークＳの損傷を防止できる。
【００６０】
さらに、リーク試験装置１００によれば、従来のリーク試験装置１００のようにアリ溝を形成する必要がないため、製作工数及び製作費用を低減できる。
【符号の説明】
【００６１】
１０      プレート
２０      溝
２１      ストレート部
２２      穴部
３０      シールゴム
３１      紐部
３２      円柱部
１００    リーク試験装置
【図２】
2015175740.tif 000019
【図３】
2015175740.tif 000020
【図４】
2015175740.tif 000021
【図１】
2015175740.tif 000022