JP6194181B2

JP6194181B2 - 検出方法及び検出装置

Info

Publication number: JP6194181B2
Application number: JP2013064879A
Authority: JP
Inventors: 武志原; 悠介三穂; 靖夫渡辺
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2017-09-06
Anticipated expiration: 2033-03-26
Also published as: JP2014190201A

Description

本発明は、内燃機関のシリンダヘッドに内燃機関用インジェクタを挿入する際のシール部材の状態を検出する検出方法及び検出装置に関する。

自動車などの車両に搭載される直噴式エンジンでは、シリンダヘッドに形成された複数のインジェクタ取付孔に直噴インジェクタユニットのインジェクタが挿入（圧入）されて組み付けられ、インジェクタから燃焼室へ燃料が直接噴射される。直噴インジェクタユニットは、少なくとも気筒数と同数のインジェクタと、該複数のインジェクタが固定されるフューエルパイプと、から構成されており、各インジェクタは、その燃料入口側端部が、フューエルパイプの周囲に形成された接続部に嵌め合わされて、フューエルパイプに接続される。

このとき、インジェクタ取付孔に挿入されるインジェクタの先端部には、燃焼室からの燃料の漏れや外部からの埃や水分等の浸入を防止するために、テフロン（登録商標）等の樹脂製のシール部材が嵌め込まれている。しかし、インジェクタをシリンダヘッドのインジェクタ取付孔に挿入する際、インジェクタの先端部に取り付けられたシール部材が、インジェクタ取付孔との間に生じる摩擦等によって、伸びや切れが発生して正しく挿入されない場合がある。

図１０に、内燃機関用インジェクタをシリンダヘッドのインジェクタ取付孔に挿入する際のシールリングの状態を示す。図１０（ａ）に示すように、インジェクタ１０２をインジェクタ取付孔１０７に挿入していくと、先端部に取り付けられたシールリング１０９がインジェクタ取付孔１０７に接触して、インジェクタ１０２とインジェクタ取付孔１０７との間の隙間を封止する。このとき、図１０（ｂ）に示すように、シールリング１０９が伸びたり、図１０（ｃ）に示すように、シールリング１０９が切れたりすると封止が完全に行われず、燃料漏れあるいは性能が正しく発揮されない虞がある。

これに対して、例えば特許文献１には、治具を用いて環状のシール部材を所定の方向に押し込んで固定する際、治具の押込み方向の位置と、治具にかかる挿入荷重とを連続して測定し、挿入荷重が所定の開始値から終了値まで増加する間の治具の押込み方向の変位量を基準変位量とを比較することにより、シール部材の挿入状態の良否を判定する環状シール部材の挿入状態判定方法が記載されている。

特開２００６‐３００１１４号公報

しかしながら、シリンダヘッド等のような鋳造部品にシール部材を有するインジェクタを組み付けようとすると、インジェクタ取付孔の径や面粗度、インジェクタ取付孔とシール部材との締代、潤滑材の有無などによって、上記特許文献１に記載の挿入状態判定方法では、例えば、挿入荷重が所定の値を超えたとしても、実際にはシール切れが発生していなかったり、また逆に挿入荷重が所定の値を超えていなくとも、実際にはシール切れが発生していたりすることがある。従って、製品バラツキに依らずに内燃機関用インジェクタを挿入する際のシール部材の状態を精度良く検出できることが望まれる。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、インジェクタをシリンダヘッドのインジェクタ取付孔に挿入する際のシール部材の状態を精度良く検出可能な検出方法及び検出装置を提供することにある。

本発明者らは、内燃機関用インジェクタをシリンダヘッドのインジェクタ取付孔に挿入する際、内燃機関用インジェクタの挿入距離が所定範囲にあるとき、インジェクタの先端部に取り付けられたシール部材に作用する挿入荷重の分布がシール部材の切れ等のシール部材の状態と関連し、特に、シール切れ等の異常が発生していないときには、上記所定範囲における挿入荷重の最大値と最小値の差の絶対値が略０に近くなるということを見出した。

図１に、インジェクタをシリンダヘッドのインジェクタ取付孔に挿入する際、シール部材に伸びや切れが発生しない場合における、インジェクタの先端部に取り付けられたシール部材の肉厚や締代の条件を様々に変化させた場合の、シール部材の挿入距離と、シール部材に作用する挿入荷重との関係を示す。図１のグラフにおいて、横軸は挿入距離、縦軸は挿入荷重である。

図１に示すように、インジェクタをインジェクタ取付孔に挿入して行くと、シール部材に伸びや切れが発生しない場合には、シール部材に作用する挿入荷重は、シール部材の変形に伴い次第に上昇し、ピークに達してシール部材を所定位置まで挿入し変形が完了した後、減少する。このとき図１から明らかなように、各グラフで荷重ピーク値は大きくばらついている。これは、シール外径とインジェクタ取付孔径の締代、孔側、インジェクタ側のシール面素性、面粗度等、あるいはインジェクタ本体とインジェクタ取付孔の位置関係、潤滑剤の有無などの様々な影響因子が挿入荷重の分布に影響しているためである。従って、インジェクタ挿入時にシール部材に作用する挿入荷重を計測し、ある範囲内の荷重ピーク値でシール異常を検出しようとすると、安定した検出をすることは困難である。

しかし、図１に示すいずれの場合も、挿入荷重はピークに達して減少した後の所定範囲で、それぞれある値に漸近している。この漸近値は、シール部材の条件の違いによる挿入荷重の立ち上がり方やピーク値等に依存して様々な値となっているが、各場合について所定範囲での挿入荷重の最大値と最小値の差の絶対値をとると、いずれの場合にも略０となっている。

また図２に、様々な場合を含む、シール部材の挿入距離と、シール部材に作用する挿入荷重との関係を示す。図２のグラフにおいて、Ａ及びＢのグラフは荷重ピークを過ぎた後の所定範囲ｄにおいて変動が少なく、最大値と最小値との差の絶対値は非常に小さい値となっており、実際インジェクタを取り外してみたところシール切れは発生していなかった。また、Ａ及びＢ以外のグラフは、上記所定範囲ｄにおいて大きく変動しており、所定範囲ｄにおける最大値と最小値との差の絶対値は０と比べて大きな値となっていることがわかる。これらの場合にインジェクタを取り外したところシール切れやシール伸びが発生していた。

従って、挿入荷重のピークを過ぎた後の、挿入距離の所定範囲における挿入荷重の最大値と最小値の差の絶対値を、予め設定された許容値と比較することによって、シール切れ等の異常が発生しているか否かを判定するようにすれば、シール締代、加工孔面素性、インジェクタ軸側の面粗度などの製品バラツキの影響があっても確実にシール切れ等の異常を精度良く検出することができる。

このように本発明者らは、インジェクタをシリンダヘッドのインジェクタ取付孔に挿入する際、挿入荷重のピークを過ぎた後の、挿入距離の所定範囲における挿入荷重の最大値と最小値の差の絶対値が所定の許容値以内か否かによってシール切れ等の異常発生を精度良く検出することができるという知見を得た。そこで本発明者らは、この知見に基づいて、インジェクタをシリンダヘッドのインジェクタ取付孔に挿入する際のシール部材の状態を検出する検出方法及び検出装置の発明に至った。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、
シリンダヘッド（例えば、後述の実施形態におけるシリンダヘッド８）に、内燃機関用インジェクタ（例えば、後述の実施形態におけるインジェクタ２Ａ〜２Ｄ）を挿入する際のシール部材（例えば、後述の実施形態におけるシールリング９）の状態を検出する検出方法であって、
前記シリンダヘッドのインジェクタ取付孔（例えば、後述の実施形態におけるインジェクタ取付孔７）に前記内燃機関用インジェクタを挿入する際の前記シール部材に作用する挿入荷重を測定する測定工程と、
前記測定工程において測定された前記挿入荷重に基づいて、前記シール部材の異常発生を判定する判定工程と、を有し、
前記判定工程は、前記内燃機関用インジェクタの挿入距離が、前記内燃機関用インジェクタが挿入進行端に達するまでの挿入距離全域の中で最大値となる前記挿入荷重のピークを過ぎた後の所定範囲にあるとき、前記所定範囲における前記挿入荷重の最大値と最小値との差の絶対値が許容値以内か否かによって前記シール部材の異常発生を判定することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加えて、
前記内燃機関用インジェクタは、複数の内燃機関用インジェクタが所定方向に並んでフューエルパイプ（例えば、後述の実施形態におけるフューエルパイプ４）に固定されており、
前記測定工程は、前記複数の内燃機関用インジェクタに対し一つの荷重センサ（例えば、後述の実施形態におけるロードセル３４）で前記シール部材に作用する挿入荷重を測定することを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項３に係る発明は、
シリンダヘッド（例えば、後述の実施形態におけるシリンダヘッド８）に、内燃機関用インジェクタ（例えば、後述の実施形態におけるインジェクタ２Ａ〜２Ｄ）を挿入する際のシール部材（例えば、後述の実施形態におけるシールリング９）の状態を検出する検出装置（例えば、後述の実施形態における検出装置５０）であって、
前記シリンダヘッドのインジェクタ取付孔（例えば、後述の実施形態におけるインジェクタ取付孔７）に前記内燃機関用インジェクタを挿入する際の前記シール部材に作用する挿入荷重を測定する荷重センサ（例えば、後述の実施形態におけるロードセル３４）と、
前記荷重センサにより測定された前記挿入荷重に基づいて、前記シール部材の異常発生を判定する判定装置（例えば、後述の実施形態における制御部４２）と、を備え、
前記判定装置は、前記内燃機関用インジェクタの挿入距離が、前記内燃機関用インジェクタが挿入進行端に達するまでの挿入距離全域の中で最大値となる前記挿入荷重のピークを過ぎた後の所定範囲にあるとき、前記荷重センサにより得られた前記所定範囲における前記挿入荷重の最大値と最小値との差の絶対値が許容値以内か否かによって、前記シール部材の異常発生を判定することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項３の構成に加えて、
前記内燃機関用インジェクタは、複数の内燃機関用インジェクタが所定方向に並んでフューエルパイプ（例えば、後述の実施形態におけるフューエルパイプ４）に固定されており、
前記荷重センサは、前記複数の内燃機関用インジェクタに対し一つだけ設けられていることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項３または４の構成に加えて、
前記判定装置の判定結果を表示する表示装置（例えば、後述の実施形態における表示部４４）をさらに備えたことを特徴とする。

請求項１及び３の発明によれば、内燃機関用インジェクタの挿入距離が、当該内燃機関用インジェクタが挿入進行端に達するまでの挿入距離全域の中で最大値となる挿入荷重のピークを過ぎた後の所定範囲にあるとき、シール部材に作用する前記所定範囲における挿入荷重の最大値と最小値との差の絶対値が許容値以内か否かによってシール部材の異常発生を判定するようにしたため、内燃機関用インジェクタのシール部材の状態を製品バラツキによらずに精度良く検出することができる。

請求項２及び４の発明によれば、一つの荷重センサであっても、複数の荷重センサで各内燃機関用インジェクタ毎に挿入荷重を測定する場合と同等の検出精度を得ることができ、挿入荷重を検出するためのコストを低減することができる。

請求項５の発明によれば、さらに判定結果を表示する表示装置を備えたため、検出結果の確認が容易となり、作業効率を向上させることができる。

シール切れ等の異常がない場合の、シール部材の挿入距離と、シール部材に作用する挿入荷重との関係を示すグラフである。シール切れがある場合とシール切れがない場合及びシール部材が伸びた場合を比較した、シール部材の挿入距離と、シール部材に作用する挿入荷重との関係を示すグラフである。内燃機関用インジェクタの組付装置の側面図である。図４に示す組付装置の正面図である。シリンダヘッドを載置した図３に示す組付装置の部分斜視図である。インジェクタユニットの位置決め時の部分斜視図である。インジェクタユニットのナット締め付け時の部分断面図である。本発明に係る検出装置の概略を示す構成図である。本発明に係る検出方法を示すフローチャートである。内燃機関用インジェクタをインジェクタ取付孔に挿入する際のシールの状態を示す説明図である。

以下、本発明の検出方法及び検出装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。まず、内燃機関用インジェクタをシリンダヘッドに組み付ける組付装置の概要について説明する。

図３は、内燃機関用インジェクタの組付装置の側面図であり、図４は、図３に示す組付装置の正面図であり、図５は、シリンダヘッドを載置した図３に示す組付装置の部分斜視図である。

これらの図３〜５に示すように、内燃機関用インジェクタ（以下、単にインジェクタとも呼ぶ。）を含むインジェクタユニット１は、複数（ここに示す例では４個）のインジェクタ２Ａ〜２Ｄと、複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄがその軸線方向に直交する平面内で所定方向に並んで固定されたフューエルパイプ４と、を備える。複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄの燃料入口側端部３は、直線状に延びるフューエルパイプ４の周囲に所定の間隔で形成されたカップ部５に嵌合している。各カップ部５には、その上部にフランジ部６が設けられている。フランジ部６には、各インジェクタ２Ａ〜２Ｄの軸線から略等距離の位置に２つの穴部１７，１７（図５参照）が形成されている。また、各インジェクタ２Ａ〜２Ｄには、カップ部５の下部に、各インジェクタ２Ａ〜２Ｄをシリンダヘッド８に押し付けるための板状スプリングであるクリップ部６０（図４参照）が設けられている。クリップ部６０により各インジェクタ２Ａ〜２Ｄはカップ部５に緩く嵌合することで、シリンダヘッド８への組付け時に製造誤差等を吸収できるように構成されている。

さらに、各インジェクタ２Ａ〜２Ｄには、先端部にシールリング９が取り付けられており、シリンダヘッド８への組み付けによりインジェクタ取付孔７に接触して、シリンダヘッド８と各インジェクタ２Ａ〜２Ｄとの隙間を封止する。

このようなインジェクタユニット１は、各インジェクタ２Ａ〜２Ｄがシリンダヘッド８のインジェクタ取付孔７にそれぞれ挿入（圧入）されてシリンダヘッド８に組み付けられる。ここで複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄは、該インジェクタ２Ａ〜２Ｄの軸線方向を上下方向に向けた状態で、フューエルパイプ４に取り付けられている。また、複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄは、図４の左から順に第１〜第４インジェクタ２Ａ〜２Ｄとも称する。なお、以下の説明では、上下方向をＺ方向、複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄの配列方向をＺ方向、Ｚ方向及びＸ方向に直交する方向をＹ方向と呼ぶ。

インジェクタ２Ａ〜２Ｄを含むインジェクタユニット１の組付装置１０は、シリンダヘッド８を所定の姿勢で載置するヘッド載置台１１と、インジェクタユニット１を保持するユニット保持台１２と、ユニット保持台１２をＺ方向に相対移動可能に保持する保持台支持部１４と、不図示の駆動装置により保持台支持部１４を移動させる移動ユニット１３と、ナット１９を締め付けるナットランナー（不図示）と、を有する。

ヘッド載置台１１は、複数のインジェクタ取付孔７が水平面内での基準方向（図３のＸ方向）に並ぶと共に、各インジェクタ取付孔７をＺ方向に向けた姿勢で、シリンダヘッド８を載置するように構成されている。シリンダヘッド８には、複数のインジェクタ取付孔７のうちの第１インジェクタ２Ａと第３インジェクタ２Ｃを挿入するインジェクタ取付孔７近傍に、スタッドボルト８５（図５参照、合わせて２本）が予め取り付けられている。

移動ユニット１３は、基台２１に対して保持台支持部１４をＺ方向及びＺ方向とＸ方向に直交するＹ方向（図３参照、シリンダヘッド８に近づく方向をＹ方向前方、シリンダヘッド８から離れる方向をＹ方向後方とする。）に移動させる、不図示のリニアガイドと駆動装置とを備える。

ユニット保持台１２は、インジェクタユニット１を保持したまま保持台支持部１４の移動に伴って移動するが、その一方で、保持台支持部１４に対してＺ方向に相対的に移動可能に構成されている。ユニット保持台１２の後側の左右２箇所に、ユニット保持台１２のＺ方向への移動をガイドするための直動ガイド３０が設けられている。これにより、ユニット保持台１２のみにＺ方向の力が作用すると、ユニット保持台１２は、水平を保ちながら保持台支持部１４に対して相対的にＺ方向に移動することができる。

従って、保持台支持部１４をＺ方向下方に移動させることで、ユニット保持台１２に保持された複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄをシリンダヘッド８のインジェクタ取付孔７に配置することができる。また、複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄがシリンダヘッド８のインジェクタ取付孔７に挿入された後、保持台支持部１４をＹ方向後方に移動させ、さらにＺ方向上方に移動させることで、保持台支持部１４をインジェクタユニット１から離して初期位置に戻すことができる。

ユニット保持台１２の中央には、垂直に荷重受けポール３２が設けられている。そして、荷重受けポール３２の先端に対応する位置に、荷重センサとしてのロードセル３４が配置される。ロードセル３４は、保持台支持部１４に設けられたロードセル支持部３６に固定されている。従って、ロードセル３４は、保持台支持部１４とともに移動する。

ユニット保持台１２には、シリンダヘッド８とＹ方向に対向する先端面からさらにシリンダヘッド８側（Ｙ方向前方）に突出する２本の保持爪２６、２６が４組、複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄに対応する位置に形成されている。ユニット保持台１２及び保持爪２６によりインジェクタユニット１を保持する保持部材を構成している。

インジェクタユニット１を保持部材に位置決めすると、第１インジェクタ２Ａの上方に位置するフランジ部６に形成された２つの穴部１７，１７のうち一方（図５中、左側）の穴部１７の真下にシリンダヘッド８に予め取り付けられた一方のスタッドボルト８５が位置し、第３インジェクタ２Ｃの上方に位置するフランジ部６に形成された２つの穴部１７，１７のうち他方（図５中、右側）の穴部１７の真下にシリンダヘッド８に予め取り付けられた他方のスタッドボルト８５が位置する。なお、図５中、符号１８は、スタッドボルト８５が挿入される穴部１７を示している。また、符号２７は、この穴部１８に対応する保持爪２６を示している。

複数の保持爪２６のうち、この２つの穴部１８，１８に対応する保持爪２７、２７は、他の保持爪２６よりもＸ方向幅が広く形成されている。また、穴部１８，１８に対応する位置に切り欠き２８が形成されている。この２つの保持爪２７，２７は、インジェクタ２Ａ、２Ｃを保持する機能と、ナット締め付け時の座面としての機能とを有する。

移動ユニット１３によりユニット保持台１２を下降させることで、２本のスタッドボルト８５，８５の上方に位置していた穴部１８，１８にスタッドボルト８５，８５が挿入される。これにより、複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄがシリンダヘッド８に対して位置決めされる。

図６に、インジェクタユニット１を位置決めした時の様子を、拡大した部分斜視図で示す。穴部１８に挿入されたスタッドボルト８５が、幅広に形成された保持爪２７の切り欠き２８を通して上方に延びている。

位置決め後、さらに複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄがそれぞれ各インジェクタ取付孔７に挿入されてシールリング９がインジェクタ取付孔７の側壁に接触すると、インジェクタ２Ａ〜２Ｄはインジェクタ取付孔７（シリンダヘッド８）から摩擦力を受ける。

複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄを保持するユニット保持台１２は保持台支持部１４に対して相対的にＺ方向に移動可能に構成されているため、この摩擦力によりユニット保持台１２は直動ガイド３０に沿ってＺ方向上方に移動する。ユニット保持台１２の相対的な上方への移動に伴い荷重受けポール３２も上方に移動し、その先端部がロードセル３４に当接する。荷重受けポール３２がロードセル３４に当接した後は、保持台支持部１４と共にユニット保持台１２に保持されたインジェクタ２Ａ〜２Ｄも下降する。これにより、ロードセル３４は、複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄがそれぞれ各インジェクタ取付孔７に挿入されることによりシールリング９に作用する挿入荷重を検出できる。

ユニット保持台１２を下方に移動させ、ユニット保持台１２に保持された複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄをシリンダヘッド８のインジェクタ取付孔７に配置することで、各インジェクタ２Ａ〜２Ｄの先端部に取り付けられたシールリング９は、シール切れや伸びがなければインジェクタ取付孔７と密着し、インジェクタ２Ａ〜２Ｄとインジェクタ取付孔７との間の隙間を封止する。

その後、図７に示すように、スタッドボルト８５に対して不図示のナットランナーを用いてナット１９を締め付けることにより、保持爪２７を介してフランジ部６に対し締付軸力が発生させる。この締付軸力はクリップ部６０に押付力を発生させ、シリンダヘッド８のインジェクタ取付孔７に対するインジェクタ２Ａ〜２Ｄの最終的な微調整が行われる。

次に、本発明に係る検出装置の一実施形態について説明する。
検出装置５０は、シリンダヘッド８のインジェクタ取付孔７に内燃機関用インジェクタ２Ａ〜２Ｄを挿入する際のシールリング９に作用する挿入荷重を測定し、インジェクタ２Ａ〜２Ｄの挿入距離が所定範囲にあるとき、挿入荷重の最大値と最小値との差の絶対値を、予め与えられた許容値と比較することによってシール切れ等の異常を検出するものである。また、挿入荷重の最大値と最小値との差を求める所定範囲は、インジェクタ２Ａ〜２Ｄをインジェクタ取付孔７内に挿入する所定の挿入距離の範囲（図２の所定範囲ｄ参照）であり、異常がなければインジェクタ取付孔７内にシールリング９が装着される領域である。

検出装置５０は、図８に示すように、シリンダヘッド８のインジェクタ取付孔７にインジェクタ２Ａ〜２Ｄを挿入する際の、シールリング９に作用する挿入荷重を検出するロードセル３４と、ロードセル３４からの信号を受け取り、シールリング９に作用する挿入荷重の値を計測する荷重計測部４０と、計測されたシールリング９に作用する挿入荷重に基づいて、シールリング９の異常発生を判定する制御部４２と、判定結果を表示する表示部４４とを備えている。

上述したように、インジェクタ２Ａ〜２Ｄがインジェクタ取付孔７に挿入され、シールリング９がインジェクタ取付孔７に接触すると、摩擦によりインジェクタ２Ａ〜２Ｄに対して上向きの力が働く。これにより、保持台支持部１４に対して上下方向に相対移動可能に構成されたユニット保持台１２が、直動ガイド３０に沿って保持台支持部１４に対して相対的に上方に移動する。ユニット保持台１２が保持台支持部１４に対して相対的に上方に移動すると、ユニット保持台１２に設けられた荷重受けポール３２も上方に移動してその先端部がロードセル３４に当接する。荷重受けポール３２がロードセル３４に当接した後は、移動ユニット１３共にインジェクタ２Ａ〜２Ｄも下降する。ロードセル３４は移動ユニット１３に固定されているので、シールリング９に作用する挿入荷重を全て一つのロードセル３４で受けることとなる。

ロードセル３４の検出信号は、荷重計測部４０に送られ、荷重計測部４０において挿入荷重の値が計測される。計測された挿入荷重の値は制御部４２に送られる。制御部４２は、一方で直動ガイド３０によりインジェクタ２Ａ〜２Ｄの挿入距離を算出し、測定された挿入荷重と挿入距離とを対応付ける。計測は、インジェクタ２Ａ〜２Ｄがインジェクタ取り付孔７に挿入されてから、所定の挿入位置に達するまで連続して行われる。計測された挿入荷重は挿入距離と共に制御部４２に保存され、制御部４２において、この値を用いてシール異常の判定が行われる。

制御部４２は、インジェクタ２Ａ〜２Ｄの挿入距離の所定範囲（図２の所定範囲ｄ参照）において、荷重計測部４０で計測された挿入荷重の最大値と最小値との差の絶対値を算出し、これを予め与えられた、許容値と比較する。そして、挿入距離の所定範囲において計測された挿入荷重の最大値と最小値との差の絶対値がこの許容値以内か否かによって、シールリング９の異常発生を判定する。

すなわち、前述したように、シール切れ等の異常が発生していない場合には、シールリング９が所定位置まで挿入されて挿入荷重がピークを過ぎた後のインジェクタ２Ａ〜２Ｄの挿入距離の所定範囲においては、シールリング９に作用する挿入荷重はほとんど変化せず、この所定範囲における最大値と最小値の差の絶対値は非常に小さく略０に近い値となるので、この差の絶対値が、許容値以内である場合には、正常と判定する。逆に、この差の絶対値がこの許容値より大きい場合には、シール切れあるいはシール伸びが発生していると判定する。この判定結果は、表示部４４に送られて、表示される。判定結果を表示部４４に表示することで、作業者は容易にシールに異常が発生しかた否かを知ることができ、作業効率の向上を図ることが可能となる。

次に、本発明の一実施形態に係る検出方法を、図９を参照しながら説明する。
まず、ステップＳ１００において、インジェクタユニット１をユニット保持台１２に取り付ける。また、ステップＳ１１０において、荷重計測部４０及び制御部４２の挿入荷重計測値の保存エリアをリセットする。

次に、ステップＳ１２０において、移動ユニット１３により保持台支持部１４及びインジェクタ２Ａ〜２Ｄを保持したユニット保持台１２を移動して、インジェクタ２Ａ〜２Ｄをシリンダヘッド８のインジェクタ取付孔７に対して位置決めする。移動ユニット１３をさらに下降して、ユニット保持台１２を含めた全体を下降させて、インジェクタ２Ａ〜２Ｄをインジェクタ取付孔７に挿入して行く。インジェクタ２Ａ〜２Ｄの挿入と共に、ロードセル３４及び荷重計測部４０においてシールリング９に作用する挿入荷重の測定を開始する。

移動ユニット１３により全体を下降させて、インジェクタ２Ａ〜２Ｄのインジェクタ取付孔７への挿入を続け、ステップＳ１３０において、インジェクタ２Ａ〜２Ｄを所定位置まで挿入し、挿入下降端に達したら降下をやめ、それと共に挿入荷重の測定も終了する。

次に、ステップＳ１４０において、制御部４２は、荷重計測部４０から計測データを受け取り、インジェクタ２Ａ〜２Ｄの挿入距離の所定範囲における挿入荷重の最大値と最小値の差の絶対値を計算し、これを予め与えられている所定の許容値と比較する。

挿入荷重の最大値と最小値の差の絶対値がこの許容値以内の場合には、正常と判定し、差の絶対値が許容値よりも大きい場合には、シール切れあるいはシール伸び等の異常が発生したと判定する。

そして、ステップＳ１５０において、制御部４２は判定結果を表示部４４に送り、表示部４４は、この判定結果を表示する。

一方、上記ステップＳ１４０〜Ｓ１５０の判定と並行して、ステップＳ１６０において、不図示のナットランナーを下降させ、ステップＳ１７０においてスタッドボルト８５にナット１９を締め付け（図７参照）、複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄのインジェクタ取り付孔７への挿入位置の微調整を行う。

最後に、ステップＳ１８０において、ナットランナーによりナット１９をスタッドボルト８５から外し、移動ユニット１３により、ユニット保持台１２をＹ方向後方及びＺ方向上方に移動させて、インジェクタ２Ａ〜２Ｄから取り外し、初期位置に移動させて作業を終了する。

このように本実施形態によれば、インジェクタ２Ａ〜２Ｄの挿入距離が所定範囲にあるとき、シールリング９に作用する挿入荷重の最大値と最小値との差の絶対値を、予め与えられた許容値と比較することによってシール切れ等の異常を検出するようにしたため、製品バラツキ等の影響があっても確実にシールリング９の異常の検出をすることができる。また、弾性体を挿入するときの微妙な荷重変化を検出することで、組付品質を大きく向上させることができる。さらに、設備的に簡易でコストの低減を図ることも可能である。また、機種共通の仕様部を利用した押し付け方法であるため、新機種追加時の負荷低減にも貢献することができる。

尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、上述した実施形態では、４つのインジェクタに対して挿入荷重を測定するロードセルは一つであったが、各インジェクタに対してそれぞれ一つずつロードセルを備えるようにしてもよい。ただし、一つのロードセルであっても、各インジェクタに対してそれぞれロードセルを設けた場合と同等の検出精度が得られることを確認しており、一つのロードセルを用いることで、挿入荷重を検出するためのコストを低減することができる。

１インジェクタユニット
２Ａ〜２Ｄインジェクタ
７インジェクタ取付孔
８シリンダヘッド
９シールリング（シール）
１０組付装置
３２ロードセル（荷重センサ）
４０荷重計測部
４２制御部（判定装置）
４４表示部
５０検出装置

Claims

シリンダヘッドに、内燃機関用インジェクタを挿入する際のシール部材の状態を検出する検出方法であって、
前記シリンダヘッドのインジェクタ取付孔に前記内燃機関用インジェクタを挿入する際の前記シール部材に作用する挿入荷重を測定する測定工程と、
前記測定工程において測定された前記挿入荷重に基づいて、前記シール部材の異常発生を判定する判定工程と、を有し、
前記判定工程は、前記内燃機関用インジェクタの挿入距離が、前記内燃機関用インジェクタが挿入進行端に達するまでの挿入距離全域の中で最大値となる前記挿入荷重のピークを過ぎた後の所定範囲にあるとき、前記所定範囲における前記挿入荷重の最大値と最小値との差の絶対値が許容値以内か否かによって前記シール部材の異常発生を判定することを特徴とする検出方法。
前記内燃機関用インジェクタは、複数の内燃機関用インジェクタが所定方向に並んでフューエルパイプに固定されており、
前記測定工程は、前記複数の内燃機関用インジェクタに対し一つの荷重センサで前記シール部材に作用する挿入荷重を測定することを特徴とする請求項１に記載の検出方法。
シリンダヘッドに、内燃機関用インジェクタを挿入する際のシール部材の状態を検出する検出装置であって、
前記シリンダヘッドのインジェクタ取付孔に前記内燃機関用インジェクタを挿入する際の前記シール部材に作用する挿入荷重を測定する荷重センサと、
前記荷重センサにより測定された前記挿入荷重に基づいて、前記シール部材の異常発生を判定する判定装置と、を備え、
前記判定装置は、前記内燃機関用インジェクタの挿入距離が、前記内燃機関用インジェクタが挿入進行端に達するまでの挿入距離全域の中で最大値となる前記挿入荷重のピークを過ぎた後の所定範囲にあるとき、前記荷重センサにより得られた前記所定範囲における前記挿入荷重の最大値と最小値との差の絶対値が許容値以内か否かによって、前記シール部材の異常発生を判定することを特徴とする検出装置。
前記内燃機関用インジェクタは、複数の内燃機関用インジェクタが所定方向に並んでフューエルパイプに固定されており、
前記荷重センサは、前記複数の内燃機関用インジェクタに対し一つだけ設けられていることを特徴とする請求項３に記載の検出装置。
前記判定装置の判定結果を表示する表示装置をさらに備えたことを特徴とする請求項３または４に記載の検出装置。