JP2018132447A - Sealing device for leakage detection - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、漏れ検査用シール装置に関する。 The present invention relates to a sealing device for leak inspection.
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。
Conventionally, when a leakage inspection is performed on an inspection object having a cylindrical tip, it is necessary to keep the inside of the inspection object airtight as preparation prior to the leakage inspection. For example,
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。 Incidentally, a fuel injection valve that injects fuel into a cylinder in an internal combustion engine includes a cylindrical injector body, a needle that opens and closes an injection hole, a spring that urges the needle in a valve closing direction, an injection nozzle body, and the like. The fitting portion between the injector body and the injection nozzle body is fixed by welding so that the seal inside the body is maintained.
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。 In the manufacturing process, a leak inspection is performed to determine whether or not a leak has occurred in such a weld. In the leak inspection, the tip of the nozzle of the fuel injection valve is pressed against the packing member of the seal device for leak inspection, and the inspection gas is supplied from the fuel supply side. The conventional packing member is a member in which a passage is formed at the center and the entire shape is, for example, a simple truncated cone shape. The leak inspection sealing device is arranged in the chamber, and the gas leaking into the chamber is detected by a detector arranged outside the chamber to inspect the leakage.
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。 However, the leak inspection may be performed in a state where the spring for urging the needle in the valve closing direction is not yet installed due to a specification change in the manufacturing process. At this time, the valve is normally opened, and when the inspection gas is sealed in the body, the inspection gas flows out from the injection hole. In this case, the packing member of the conventional seal device for leak inspection cannot withstand high pressure, and the seal leak in the packing member is erroneously detected, leading to over-determination of a non-defective product as a defective product. There was a problem that it could not be done accurately.
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。 Also, there are various types of welding between the injector body and the injection nozzle body, such as outer periphery welding for welding the entire outer periphery of the injection nozzle body, and fillet welding that is stronger and stronger. For example, in the outer periphery welding, even when sealing is performed on a relatively wide surface of the packing member having a truncated cone shape, the welded portion is not covered. However, in the case of fillet welding, since the welded part is located closer to the tip of the nozzle, it is conceivable that the packing part covers the welded part. In this case, even if the packing member can withstand high pressure, leakage from the welded part cannot be accurately detected, and a defective product may be erroneously detected as a non-defective product.
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。 The present invention has been created in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a sealing device for leak inspection that can obtain a more reliable inspection result.
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。 The sealing device for leak inspection of the present invention is a device that seals the cylindrical tip (44) of the inspection object (1) to be inspected for leakage. The seal device for leak inspection includes a cylindrical cylinder (40), a piston (30), a biasing member (60), and a packing member (20). The piston is slidably provided in the cylinder and has a first passage (32) communicating with the inside of the object to be inspected. The biasing member biases the piston toward the object to be inspected. The packing member (20) is provided on the inspection object side of the piston, and is elastically deformable when the cylindrical tip is pressed. The small diameter part (21) and the small diameter located on the inspection object side in the axial direction of the piston. A large-diameter portion (22) located on the opposite side of the inspection object side of the portion, and a second passage (23) that penetrates the large-diameter portion and the small-diameter portion and communicates with the first passage. And a large-diameter portion have a stepped shape arranged on the same axis.
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。 According to the configuration of the present invention, when the inspection object is attached to the leakage inspection seal device, the small diameter portion of the packing member provided at the tip of the piston receives the urging force of the urging member toward the inspection object side. Then, it is firmly pressed against the cylindrical tip of the object to be inspected. The packing member against which the cylindrical tip is pressed elastically deforms and seals the outer periphery of the cylindrical tip in an airtight state.
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。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
[Constitution]
The configuration of the first embodiment will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the
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。
The
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。
The housing 4 includes a
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。
As shown in FIG. 2, in the housing 4, the fitting portion between the third
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。
The
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。
The
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。
In addition, the
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。
Next, the leak
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。
The fixing
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。
The
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。
The work guide 80 (see FIG. 4) is a cylindrical member whose outer shape is a square shape, and is disposed on the outer periphery of the
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。
The packing
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。
An R-shaped
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。
A leak inspection apparatus (not shown) includes the leak
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。
Next, the leakage inspection of the
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。
Next, in S200, the air in the chamber is evacuated by the vacuum pump. Next, in S300, the tracer gas is sealed from the fuel introduction opening 12 formed on one side of the
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。
In the leak inspection, the packing
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。
Further, when the
[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。
[effect]
(1) For example, in the case of the packing
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。
In this respect, in the present embodiment, the
(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。
(2) Further, for example, when the
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。
In this regard, according to the present embodiment, the packing
(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。
(3) In the leakage
(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。
(4) In this embodiment, the
(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。
(5) In the present embodiment, the
(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。
(6) In the present embodiment, the R-shaped
(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。
(7) In this embodiment, since the
〈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。
<Other embodiments>
In the above-described embodiment, the
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。
Further, in the above embodiment, the
上記実施形態において、フィルタ部材50はなくても良い。
In the above embodiment, the
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。
In the above embodiment, the large-
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。
In the above embodiment, the R-shaped
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。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the invention.
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)
1 ... Fuel injection valve (inspected object)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
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。 A seal device for leak inspection that seals the cylindrical tip (44) of a test object (1) to be inspected for leak,
A cylindrical cylinder (40);
A piston (30) provided in a slidable manner in the cylinder and having a first passage (32) communicating with the inside of the object to be inspected;
A biasing member (60) for biasing the piston toward the object to be inspected;
A small diameter portion (21) provided on the inspection object side of the piston and elastically deformable when the cylindrical tip is pressed, and located on the inspection object side in the axial direction of the piston, the small diameter portion A large-diameter portion (22) located on the opposite side of the object to be inspected, and a second passage (23) that penetrates the large-diameter portion and the small-diameter portion and communicates with the first passage. A packing member (20) having a stepped shape in which the small diameter portion and the large diameter portion are arranged coaxially;
A leak inspection seal device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200623 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20201222 |