JP2019128279A - Seal device for leak test - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リーク試験用シール装置に関する。 The present invention relates to a seal device for leak test.
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)。
In a work such as an engine that requires air tightness, a fluid such as air is supplied to the internal space of the work, and a leak test is performed to check whether there is a leak by measuring the fluid pressure. (See
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。 In order to conduct such a leak test, it is necessary to seal all the openings leading to the internal space to be tested. For example, in the leak test of the cooling water flow path in the engine, the opening end face of the cylindrical portion for sealing all the openings of the cylindrical portion (port) for the cooling water inlet and the cooling water outlet provided in the engine A seal member is brought into contact with the (front end surface) to prevent air leakage from the open end surface.
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。 However, in the conventional seal structure, the cylindrical portion cannot be completely sealed, and air leakage may occur. And since such an air leak becomes a factor of the misjudgment in a leak test, the improvement was calculated | required.
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。 Then, when the cause of such a problem was investigated, it turned out that the surface roughness of the opening end face of a cylindrical part originates in the sealability between a cylindrical part and a seal member. . That is, since the opening end surface of the cylindrical portion is formed with a relatively rough surface, it is difficult to obtain sufficient adhesion with the seal member due to minute irregularities generated on the opening end surface, and air leaks from a slight gap. It turned out that there was a risk. In addition, the seal member may be damaged or deteriorated due to burrs or burrs generated on the open end face when the cylindrical portion is processed, which is also considered to be a cause of the decrease in the sealing property.
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。 An object of this invention is to provide the seal | sticker apparatus for leak tests in which favorable sealability is obtained in view of such a situation.
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。 In order to solve the above-mentioned subject, the present invention is a seal device for leak tests attached to a cylindrical part which has a taper surface which diameter reduces toward an opening end face in a peripheral face, and is pressed against a taper surface Provided is a seal device for leak testing, comprising a seal member that makes an annular contact in the circumferential direction.
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。 Thus, in the leak test seal device according to the present invention, the seal member is brought into contact with the tapered surface of the cylindrical portion, thereby ensuring good adhesion of the seal member to the cylindrical portion (tapered surface). can do.
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。 According to the present invention, it is possible to satisfactorily ensure the adhesion of the sealing member to the tubular portion, and thus the sealing performance is improved.
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。 Hereinafter, an embodiment of a leak test seal device according to the present invention will be described.
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。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a leak test sealing apparatus according to the present embodiment.
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
The
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。
The
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。
As shown in FIG. 1, a
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。
The
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。 Next, a method of using the sealing device according to the present embodiment will be described by taking a case where the sealing device is used for a leak test of a cooling water flow path of an automobile engine as an example. However, the leak test seal device according to the present invention is not limited to the leak test of the engine cooling water flow path, but the leak test of the oil flow path of the engine, the air flow path for supply and exhaust, and other than the engine It is applicable also to the leak test done to a work.
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。 FIG. 2 is a cross-sectional view of a cylindrical portion to which the sealing device according to the present embodiment is attached.
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。
The
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。 In order to conduct the leak test, it is necessary to mount the sealing device according to the present embodiment to the cylindrical portion to seal the opening of the cylindrical portion. Note that the sealing device is attached to all other cylindrical portions except for one of the plurality of cylindrical portions. An air supply device (not shown), which is a test fluid supply device, is connected to the remaining one cylindrical portion.
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。
In order to mount the seal device on the cylindrical portion, first, as shown in FIG. 3, the rear end side of the
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。
Then, as shown in FIG. 5, the holding of the
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。
In addition, the sealing device is attached to the other cylindrical portion in the same procedure. Then, air is supplied from the air supply device into the fluid path of the engine, and a leak test is performed to check for air leakage. In order to remove the seal device from the cylindrical portion after the leak test is completed, the removal operation may be performed in the reverse procedure of the above installation procedure. Specifically, the
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。
In a state where the
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。
As described above, in the
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。
Further, the
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。
Further, the outer peripheral surface of the
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。
Further, in the
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。
Further, in the
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。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
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。
For example, as in the example shown in FIG. 10, the
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。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, in order to suppress the excessive elastic deformation of the 1st seal |
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。 Further, the seal device for leak test according to the present invention is not limited to the seal device that seals the opening of the cylindrical portion as described above, but also to the seal device included in the fluid supply device that supplies the fluid for leak test. It is applicable. That is, also in the connection part of the fluid supply device connected to the cylindrical part of the workpiece, by providing a seal member (first seal part) in contact with the tapered surface of the cylindrical part, the tapered surface is the same as in the above embodiment. Good adhesion can be obtained between the seal member and the seal member, and air leakage from the seal portion can be reliably prevented.
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
DESCRIPTION OF
Claims (1)
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。 A seal device for a leak test attached to a cylindrical portion having a tapered surface on the outer peripheral surface, the diameter of which decreases toward the opening end surface,
A leak test seal device comprising a seal member pressed against the taper surface and in an annular contact in the circumferential direction.
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