特許 6796022 気密栓及び気密検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6796022

(24)【登録日】2020年11月17日

(45)【発行日】2020年12月2日

(54)【発明の名称】気密栓及び気密検査装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 55/02 20060101AFI20201119BHJP

【ＦＩ】

   F02M55/02 360Z

   F02M55/02 330B

   F02M55/02 330D

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-87708(P2017-87708)

(22)【出願日】2017年4月26日

(65)【公開番号】特開2018-184912(P2018-184912A)

(43)【公開日】2018年11月22日

【審査請求日】2020年3月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】390039929

【氏名又は名称】三桜工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】592091596

【氏名又は名称】帝人エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094547

【弁理士】

【氏名又は名称】岩根 正敏

(72)【発明者】

【氏名】椎名 光治

(72)【発明者】

【氏名】高橋 美幸

(72)【発明者】

【氏名】原賀 和幸

(72)【発明者】

【氏名】志村 英治

(72)【発明者】

【氏名】椚座 泰行

(72)【発明者】

【氏名】滝沢 頼親

【審査官】 坂口 達紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６２−２７６４３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−２５６０２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２２０２４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０１９５４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ３９／００−７１／０４，

Ｇ０１Ｍ ３／００−３／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

押圧機構により中空部品の開口部に押し込まれることにより先端部が上記開口部に気密に装着され、引っ張られることにより上記開口部から離間させられる気密栓において、上記気密栓の基部端が上記押圧機構の基盤に位置規制部材により移動可能に支持されていると共に、上記気密栓の基部端の上記押圧機構の基盤に接触する接触部分が上記先端部と同軸の円形平面又は球面であり、接触部分が円形平面である場合はその円形平面の直径Ｗが気密栓の全長Ｌの０．１２倍より大きく０．２倍より小さく、接触部分が球面である場合はその球面の曲率半径Ｒが気密栓の全長Ｌより大きいことを特徴とする、気密栓。

【請求項2】

上記気密栓の先端肩部にテーパにより面取り部が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の気密栓。

【請求項3】

上記気密栓がハウジングと、該ハウジングによって保持されているシリンダと、該シリンダ内で軸方向に移動可能なピストンと、該ピストンの先端とシリンダの先端の間に嵌め込まれたＯリングとを備え、ピストンが作動流体の作用により移動可能で、該ピストンが移動してピストンの先端がシリンダ側にＯリングを押圧すると、Ｏリングは軸方向に潰され半径方向に膨大することを特徴とする、請求項１に記載の気密栓。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれかに記載の気密栓を複数個備えたことを特徴とする、気密検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、中空部品の開口部を着脱自在にかつ気密に閉塞する気密栓に関するもので、特に、配管から分岐する開口部を閉塞し配管の気密検査を行う気密検査装置に使用される気密栓に関する。さらに詳しく述べると、開口部としてインジェクタカップを有するフューエルデリバリパイプの出荷前に行われる気密検査のための検査装置において使用される気密栓に関するものである。

【背景技術】

【0002】

フューエルデリバリパイプは内燃機関のシリンダヘッドに取り付けるインジェクタに燃料を送る金属配管であって、一つの燃料注入口と通常は複数のインジェクタカップを備えている。使用時には、インジェクタカップにインジェクタが差し込まれる。複数のインジェクタカップは、フューエルデリバリパイプのパイプ本体にブレージング等によって取り付けられて製造される。また、フューエルデリバリパイプは、製造後出荷前に全数が気密検査を経て出荷される。

【0003】

複数のインジェクタカップを備えるフューエルデリバリパイプの出荷前の気密検査を行う際に、例えば、フューエルデリバリパイプの燃料供給口を気密に閉塞し、複数のインジェクタカップの中の一つを除くすべてのインジェクタカップを気密栓で閉塞し、残りの一つのインジェクタカップは、検査流体をフューエルデリバリパイプ内部に流すため、流体通路を内部に有する検査流体導入用気密栓にて閉塞し、その状態で検査流体をフューエルデリバリパイプに圧送した後、内部圧力の経時変化等を測定して気密性を検査することが行われている。

【0004】

特許文献１に、シリンダヘッドにおけるインジェクタの取付孔のリークをテストする装置であって、上記取付孔の開口部周縁を閉塞する環状のパッドと、該パッドの中心に配置されインジェクタの噴射孔を閉塞するロッドと、該パッドとロッドとの間から圧縮エアをインジェクタ側に供給するエア供給通路とを具え、この供給された圧縮エアのリークをエアリークテスタで所定の設定圧と比較して検出するインジェクタ取付部のリークテスト装置が開示されている。

【0005】

また、特許文献２に、開口端から適宜距離内部に縮径部を有する管体の前記開口と、該開口に挿嵌する装着部材との間を、該装着部材の軸部に嵌合させた環状シール部材によってシールする管体のシール構造において、前記軸部の先端部に、その軸芯方向に移動可能にブッシュを嵌合するとともに、前記環状シール部材を、その基部から前記ブッシュまでの間に移動可能に嵌合させ、前記環状シール部材の移動域の、前記軸部の前記ブッシュ側の端部に小径部を形成し、前記軸部の基部側の端部に大径部を形成し、前記装着部材の軸部を前記管体の開口端から管体内に挿入させ、前記ブッシュを前記管体の縮径部に当接させて、該ブッシュを前記軸部の基部方向に移動させ、前記ブッシュで前記環状シール部材を前記軸部の小径部から大径部に移動させることによって、前記環状シール部材を前記開口の内周面方向に膨出変形させ、該環状シール部材を前記管体の内周面に圧接させることによって気密を図る管体のシール構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平１１−３７８８４号公報

【特許文献2】特開２００６−２２０２４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記特許文献１には、近年では、ガソリンエンジンにおいても、ディーゼルエンジンと同様に、燃料を直接シリンダ内に噴射する筒内噴射ガソリンエンジンの生産化が実現されていること、またこれにより、機関の運転状態に応じて燃料噴射タイミングを大きく変更することが可能となり、機関の性能を向上させながら排出流体を低減することができるようになること、当該エンジンのインジェクタは、吸気マニホールドに取り付けられるＭＰＩ（マルチ ポイント インジェクション）エンジンのインジェクタと異なり、燃焼圧を直接受けることから、前記シート面におけるシール性を保証することが重要、即ち、シート面の鋳巣や傷等の欠陥を予知する必要があることを指摘している。さらに、上述したインジェクタ取付部のリークテストを行うため、上記取付部に高圧エアを供給すると、該エアが噴射孔からインジェクタ内に漏れて測定ミスを生じることがあると指摘している。
特許文献１は、この問題を解決する手段として、環状のパッドと、噴射孔を閉塞するロッドと、エア供給通路との構造に焦点を当てた、インジェクタ取付部のリークテスト装置を開示している。

【0008】

上記特許文献２は、フューエルデリバリパイプのパイプ本体に複数のインジェクタカップがブレージングによって固着されている場合があること、ブレージングされた管体等ではインジェクタカップの取り付けにバラつきがあること、管体の全ての開口を気密栓によって塞いだ状態でその管体内に所定圧の空気を注入し、所定時間後の内部圧力を圧力計によって測定することによって管体の気密性を確認する気密検査が行われることを開示している。
また、特許文献２は、ナットによる螺合を使用しないで、気密栓にインジェクタカップを押し込むだけでインジェクタカップを閉塞できる管体のシール構造を提案している。さらに、特許文献２に開示されている気密栓では、気密栓にインジェクタカップを相対的に押し込むことにより閉塞し、また相対的に引っ張るだけで引き抜くことができるようになっている。インジェクタカップと気密栓が互いに密着して装着されている時、インジェクタカップの軸線と気密栓の軸線が一致している必要がある。軸線が一致していなければ気密が保たれないからである。これは、インジェクタカップと気密栓を装着させる時、両軸線が一致する状態で押し込まなければならないことを意味する。

【0009】

従来技術による、インジェクタカップを有するフューエルデリバリパイプの気密検査装置においては、上記特許文献１，２に示されているように、気密栓の位置と軸方向は気密検査装置の本体によって固定されている。例えば特許文献２では、気密栓の基部端の鍔部は広い平面状に形成され、その平面が気密検査装置本体の広い平面基盤に密着しては配置されている。そして位置及び向きが固定された気密栓にインジェクタカップを相対的に押し付けて気密栓をインジェクタカップに装着している。

【0010】

普通、複数のインジェクタカップは共通の配管であるフューエルデリバリパイプに例えばブレージングにより固定される。従って、それら複数のインジェクタカップの位置には許容公差（例えば、位置度Φ０．４）の範囲内でバラつきがある。
複数のインジェクタカップの位置に許容公差の範囲内であってもバラつきがあるとき、気密検査装置の本体に軸線方向が固定された従来型の気密栓にインジェクタカップを押し込むとき、全てのインジェクタカップの軸線の方向に気密栓の軸線を同時に一致させることはできない。

【0011】

本発明の課題は、中空部品の開口部に押し付けるだけで装着できる気密栓を、その押し付け時の力を利用して開口部に自動的に調芯して挿入し、複数の開口部の位置に許容公差がある場合でも、全ての開口部において開口部の軸線の方向と各気密栓の軸線の方向を自動的に一致させることができる気密栓を提案することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記した課題を解決するため、本発明は、次の〔１〕〜〔４〕に記載した気密栓及び気密検査装置とした。
〔１〕押圧機構により中空部品の開口部に押し込まれることにより先端部が上記開口部に気密に装着され、引っ張られることにより上記開口部から離間させられる気密栓において、上記気密栓の基部端が上記押圧機構の基盤に位置規制部材により移動可能に支持されていると共に、上記気密栓の基部端の上記押圧機構の基盤に接触する接触部分が上記先端部と同軸の円形平面又は球面であり、接触部分が円形平面である場合はその円形平面の直径Ｗが気密栓の全長Ｌの０．１２倍より大きく０．２倍より小さく、接触部分が球面である場合はその球面の曲率半径Ｒが気密栓の全長Ｌより大きいことを特徴とする、気密栓。
〔２〕上記気密栓の先端肩部にテーパにより面取り部が形成されていることを特徴とする、上記〔１〕に記載の気密栓。
〔３〕上記気密栓がハウジングと、該ハウジングによって保持されているシリンダと、該シリンダ内で軸方向に移動可能なピストンと、該ピストンの先端とシリンダの先端の間に嵌め込まれたＯリングとを備え、ピストンが作動流体の作用により移動可能で、該ピストンが移動してピストンの先端がシリンダ側にＯリングを押圧すると、Ｏリングは軸方向に潰され半径方向に膨大することを特徴とする、上記〔１〕に記載の気密栓。
〔４〕上記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の気密栓を複数個備えたことを特徴とする、気密検査装置。

【発明の効果】

【0013】

上記した本発明に係る気密栓によれば、開口部の位置と気密栓の位置にズレがあるとき、気密栓は傾きその基部端が基盤と線接触又は点接触となり、開口部を気密栓に相対的に押し付けるとその線接触部又は点接触部が基盤の表面上で移動することにより、開口部の軸線の方向と気密栓の軸線の方向が一致することになる。この結果、基盤を開口部の方に相対的に押し付けることにより、開口部の軸線と気密栓の軸線が一致した状態で押し込まれ、そして、気密栓は着脱自在にその開口部に装着される。このように、気密栓を開口部に挿入する際の力を利用して調芯することで、装置全体のコスト増や複雑な検査工程を含むことなく、検査精度を向上させることができる。また、調芯に必要な力が小さくて済むため、検査工程が原因の変形・傷・位置ズレといった不具合を被検査体である中空部品に付けることもない。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の好ましい実施形態である気密栓の概念的な側面図である。

【図2】本発明の他の好ましい実施形態である気密栓の概念的な側面図である。

【図3】気密検査の対象であるフューエルデリバリパイプを気密検査装置で気密検査を行う場合の、フューエルデリバリパイプと気密栓の関係を示す概念的な側面図である。

【図4】フューエルデリバリパイプの気密検査装置の概念的な側面図である。

【図5】気密栓の位置規制部材の構成の一例を示した平面図及び要部拡大図である。

【図6】フューエルデリバリパイプのインジェクタカップの軸線と気密栓の軸線の調芯機能を説明する側面図である。

【図7】フューエルデリバリパイプのインジェクタカップの軸線と気密栓の軸線の調芯機能を説明する側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明に係る気密栓及びその気密栓を用いた中空部品の気密検査装置の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

【0016】

図１は、本発明の好ましい実施形態である気密栓の概念図であり、該気密栓１０は、閉塞される中空部品５０の開口部５１に押し付けられることにより気密に開口部５１に装着され、引き抜くことにより開口部５１から離間されるものである。

【0017】

この図示した気密栓１０の構造は次の通りである。
気密栓１０の先端部にはピストン１１があり、該ピストン１１はシリンダ１２の中でその軸芯方向に移動可能である。シリンダ１２はハウジング１３によって保持されており、ピストン１１は、作動流体をシリンダ１２に作動流体口１４，１５を介して導入・排出することによりシリンダ１２内で移動する。ピストン１１の先端部１１ａとシリンダ１２の先端部１２ａの間にはＯリング１６が装着されており、ピストン１１が移動してピストンの先端部１１ａがシリンダ１２側にＯリング１６を押圧すると、Ｏリング１６は軸方向に潰され半径方向に膨出し、開口部５１の内壁面に強く圧接される。気密栓１０の先端肩部、即ちピストン１１の先端周縁はテーパにより面取り部１７が形成されている。この面取り部１７を形成する理由は後述する。

【0018】

本発明に係る気密栓１０は、気密栓の基部端２０の構造に特徴を有する。
図１の実施形態においては、気密栓１０の基部端２０はテーパにより縮径されて直径Ｗの円形の平面部２１が形成されている。気密栓１０を支える基盤３０は基部端２０の円形の平面部２１に接触した状態で気密栓１０を支持する。円形の平面部２１の直径Ｗの大きさ及び機能については後述する。

【0019】

図２は、本発明の他の好ましい実施形態である気密栓を示した概念図である。
この図２に図示された気密栓１０においても、ピストン１１、シリンダ１２等を有し、装着されたＯリング１６をピストン１１により潰し、開口部５１の内壁面に強く圧接させるように構成されている。また、気密栓１０の先端肩部にテーパにより面取り部１７が形成されている。

【0020】

図２の実施形態に係る気密栓１０においては、図１の実施形態とは異なり、気密栓１０の基部端２０は曲率半径Ｒの球面部２２に形成され、その球面部２２と基盤３０は点接触をしている。なお、球面部２２は微小（Ｗ≦０．０１６Ｌ）な平面部を最下端部に有するものであっても良い。球面部２２の曲率半径Ｒの大きさと機能については後述する。なお、図２においてそのほか図１と同一部材・部分については同一符号を付してその説明は省略する。

【0021】

図３は、気密検査の対象である中空部品５０としてフューエルデリバリパイプを気密検査装置で気密検査を行う場合の、フューエルデリバリパイプ１と気密栓１０の関係を示した概念図である。

【0022】

フューエルデリバリパイプ１は、内燃機関のシリンダヘッドに取り付けられるインジェクタに燃料を送る金属配管であって、パイプ本体２と、複数のインジェクタカップ３（図示の例では４個のインジェクタカップ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ）から成る。インジェクタカップ３の開口端３ａには、本来インジェクタが差し込まれて使用される。複数のインジェクタカップ３は、フューエルデリバリパイプ１にブレージング等によって取り付けられる。フューエルデリバリパイプは燃料を送る配管であり、かつ複数のブレージング箇所があるので、気密性が確保されていることを確認するために製造後に気密検査が行われる。

【0023】

図３の実施形態では、４つの気密栓１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの内３つの気密栓１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄは、先端に配置されインジェクタカップ３内に嵌入するピストン１１と、該ピストン１１がその中で摺動するシリンダ１２と、シリンダ１２を保持するハウジング１３とを備え、装着されたＯリング１６をピストン１１により潰し、インジェクタカップ３の内壁面に強く圧接させるように構成された図１或いは図２に図示した本発明に係る気密栓１０である。気密栓１０の基部端２０に位置するハウジング１３の下方部周壁には切り欠き１８が形成され、該切り欠き１８に緩く係合する位置規制部材３１によって基盤３０の面上での気密栓１０の移動が規制されている。この位置規制部材３１については後に説明する。

【0024】

図４は、フューエルデリバリパイプの気密検査装置の概念図である。
この図示した気密検査装置にあっては、フューエルデリバリパイプ１の４つのインジェクタカップ３の内の３つインジェクタカップ３Ａ，３Ｂ，３Ｄは上記したように本発明に係る気密栓１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄを用いて気密に閉塞され、残りの一つのインジェクタカップ３Ｃは流体通路１９を備える検査流体導入用気密栓１０Ｃを用いて気密に閉塞されている。このように４つのインジェクタカップを気密に閉塞した後、検査流体導入用気密栓１０Ｃの流体通路１９を介して高圧の検査流体（例えば２５ＭＰａのヘリウムガス）をフューエルデリバリパイプ１内に送り内部を加圧状態にし、周囲をかこむチャンバー４に接続されたリークディテクター５により検査流体の漏れ量を検出することにより、フューエルデリバリパイプ１の気密性を確認する。

【0025】

図３は、気密検査をする直前のフューエルデリバリパイプ１と気密栓１０の関係を概念的に示している。本発明に係る気密栓１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄは、気密検査装置の基盤３０の上に位置規制部材３１によって僅かに移動可能に規制された状態で載置され、流体通路１９を備える検査流体導入用気密栓１０Ｃは、基盤３０を貫通して基盤に固定されている。

【0026】

図５は、上記位置規制部材３１の構成例を示した概念図である。この位置規制部材３１は、鉤状断面を有する３つの部材３１ａ，３１ｂ，３１ｃによって２つの気密栓１０Ａ，１０Ｂの周縁を支持した構成のものである。各部材の鉤部３２は気密栓１０に設けられた切り欠き１８に間隙を設けて緩く係合しており、基盤３０の上に支持されている気密栓１０Ａ、１０Ｂの基部端２０が基盤３０上面に沿って僅かに移動できるように、余裕をもって基盤３０の面上での位置が規制されている。気密栓１０Ｄも同様に余裕をもって同様の図示しない位置規制部材３１によって面上での位置が規制されている。

【0027】

４つの気密栓１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄはフューエルデリバリパイプ１の４つのインジェクタカップ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄに対応する位置に、かつそれぞれの軸線が各インジェクタカップの軸線と一致するように配置されている。そのため、フューエルデリバリパイプ１の４つのインジェクタカップ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄが公差なしに正確に取り付けられている場合、図３の矢印に示すようにフューエルデリバリパイプ１を気密検査装置の基盤３０の方向に図示しない押圧機構を用いて相対的に移動させると、４つのインジェクタカップ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄと４つの気密栓１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの位置は一致しているので、スムーズに気密栓はインジェクタカップの開口端に挿入されて該開口端を閉塞することとなる。

【0028】

しかし、フューエルデリバリパイプ１に４つのインジェクタカップ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄがブレージング等で取り付けられているので許容公差の範囲内で取り付け位置に関してバラつきが避けられない。この結果、４つのインジェクタカップ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄと４つの気密栓１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの位置が同時には一致しないという事態が生じ得る。

【0029】

図３は、図２に示した基部端が球面である気密栓１０を利用している場合を示す。ただし、図１に示したものにも代替可能である。流体通路１９を有する検査流体導入用気密栓１０Ｃは気密検査装置の基盤３０を貫通して基盤に固定されている。他方、残りの３つの気密栓１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄの基部端２０は曲率半径Ｒが大きい球面部２２に形成されているので、気密栓１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄのそれぞれの軸線方向は固定されておらず、また基盤３０と点接触し、かつ気密栓１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄの基部端２０は外力が働くと基盤３０の上で移動できる自由度を有して位置規制部材３１によって支持されている。

【0030】

気密栓１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄの基部端２０は上記したように曲率半径Ｒが大きい球面部２２に形成されていて、かつ軸対称に形成されているので、初期状態では基盤上でほぼ直立している。従って気密検査装置の基盤３０の方向に相対的にフューエルデリバリパイプの４つのインジェクタカップ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄが近づくと、それらの位置に少しバラつきがあっても、インジェクタカップ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの開口端３ａと、気密栓の先端が突き合わされる。この際、気密栓の先端肩部にテーパによる面取り部１７があると、気密栓とインジェクタカップは容易に係合することとなる。インジェクタカップ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの位置にバラつきがある場合には、気密栓の中の幾つかは僅かに傾き、軸線方向が対応するインジェクタカップの軸線とは異なることが生じる。

【0031】

気密栓１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄは上記したように傾斜することも僅かに基盤３０の上で移動することもできるので、そのように軸線が一致しない場合、フューエルデリバリパイプの４つのインジェクタカップ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄがさらに基盤３０側に近づくと、気密栓１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄの軸線がインジェクタカップ３Ａ，３Ｂ，３Ｄの軸線と一致するように移動する。この結果、インジェクタカップ３Ａ，３Ｂ，３Ｄの軸線と気密栓１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄの軸線が一致し、その状態でフューエルデリバリパイプのインジェクタカップ３の軸線に沿って気密栓１０が押し込まれる。

【0032】

検査流体導入用気密栓１０Ｃは底面が球面ではなく基盤３０に固定されていて位置及び軸線方向は固定されているので、軸線を合わせることができない場合があるように思われるが、フューエルデリバリパイプ１の装置への取り付け位置に遊びがあるので、それを利用してインジェクタカップ３Ｃの軸線方向を気密栓１０Ｃの軸線方向に合わせることができる。そしてその状態で残りのインジェクタカップの軸線方向と気密栓の軸線を合わせればよい。実際は、これらは同時に起こり、フューエルデリバリパイプの４つのインジェクタカップ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの軸線に沿って４つの気密栓１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄを押し付けるだけで調芯させることができる。即ち、フューエルデリバリパイプのインジェクタカップに気密栓を押し付けるだけで調芯させることができる。なお、本明細書における「調芯」とは両軸線を一致させることをいう。

【0033】

上記した本発明に係る気密栓の自動調芯機能を、図６に基づいて更に詳細に説明する。図６は、図２の気密栓の位置とフューエルデリバリパイプのインジェクタカップの位置とが一致していないときの、インジェクタカップと気密栓の調芯機能を説明する側面図である。図２の気密栓１０の場合、基部端２０が球面部２２に形成されている。

【0034】

気密栓１０は当初直立しているが、フューエルデリバリパイプ１のインジェクタカップ３と気密栓１０が最初に係合すると、インジェクタカップ３の位置がズレていることから気密栓１０の軸線はインジェクタカップ３の方向に傾く。図６は、インジェクタカップ３の開口端３ａの右端と気密栓１０のピストン１１の先端肩部のテーパによる面取り部１７とが係合した状態で、角度θだけ傾いている状態を示している。気密栓１０の基部端２０は球面部２２に形成されているので傾斜角度に自由度があり、気密栓１０は容易に傾く。

【0035】

フューエルデリバリパイプ１が相対的に気密栓１０側に更に接近すると、図６の配置では、気密栓１０のピストン１１の左上隅の面取り部１７の点で時計周りの力等が働き、気密栓１０の基部端の球面部２２と基盤３０の接触点２２ａを図６で左方向、即ち気密栓１０を直立させる方向に移動させようとする。この際、気密栓１０の基部端は球面部２２に形成されているので傾斜角度に自由度があり、また基盤３０に点接触しているだけなので基盤３０の面上で移動できる自由度もある。そのため、上記した気密栓１０を時計方向に回転させようとする力を受けて気密栓１０の軸線の方向がインジェクタカップの軸線と一致するように、気密栓１０の基部端の球面部２２の接触点２２ａが移動する。フューエルデリバリパイプ１が基盤３０側に相対的に接近するに従ってこの過程が繰り返され、インジェクタカップ３の軸線と気密栓１０の軸線が一致するように気密栓１０が動くことにより調芯される。

【0036】

ここで、図２に示したように気密栓１０の軸方向の全長をＬとし、基部端の球面部２２の曲率半径をＲとするとき、曲率半径Ｒが気密栓の全長Ｌより大きい（Ｌ＜Ｒ）ものであれば、気密栓は傾いても自動的に直立し、調芯機能が生じる。ただし、曲率半径が大き過ぎ、平面と見做し得るものとなる場合には、気密栓は傾斜することができず調芯機能を発揮することができない場合が生じ得る。そのため、曲率半径Ｒの実用的上限は気密検査装置の他の部材の寸法諸元にも依存するが存在し、概ねＬの２倍より小さい（Ｒ＜２Ｌ）ものとすることが好ましい。

【0037】

次に、図１の気密栓の位置とフューエルデリバリパイプのインジェクタカップの位置とが一致していないときの、インジェクタカップと気密栓の調芯機能を図７を参照しながら説明する。図１の気密栓１０の場合、基部端２０が円形の平面部２１に形成されている。

【0038】

気密栓１０は基部端に円形の平面部２１が形成されているので、気密栓１０は当初は直立している。しかし、フューエルデリバリパイプ１のインジェクタカップ３と気密栓１０が最初に係合すると、気密栓１０はインジェクタカップ３の方向に傾く。図７は、インジェクタカップ３の開口端３ａの右端と気密栓１０のピストン１１の先端肩部のテーパによる面取り部１７とが係合した状態で、角度θだけ傾いている状態を示している。ここで、中心軸からの円形の平面部２１の周縁までの距離が大きくなればなるほど基盤３０との接触点２１ａが外側に行くため、気密栓１０が受ける力のうち回転方向成分が減ってしまうことで、気密栓１０は傾かなくなる。そのため、円形の平面部２１の直径Ｗは気密栓の全長Ｌに対して ０．２倍より小さい（Ｗ＜０．２Ｌ）ものであることが必要である。

【0039】

気密栓１０が傾いた状態でフューエルデリバリパイプ１が相対的に気密栓１０側に更に接近すると、図７の配置では、気密栓１０のピストン１１の左上隅の面取り部１７の点で時計周りの力等が働き、気密栓の基部端の円形平面部２１の周縁の基盤３０との接触点２１ａを図７で左方向、即ち気密栓１０を直立させる方向に移動させようとする。この際、気密栓１０の基部端の円形平面部２１は周縁で点接触しているので傾斜角度に自由度があり、また基盤３０に点接触しているだけなので基盤３０の面上で少し移動できる自由度もある。従って、気密栓１０の軸線の方向はインジェクタカップの軸線と一致するように、気密栓１０の基部端の円形平面部２１の接触点２１ａが移動し、調芯が図られる。この傾いた状態から垂直に戻るためには、気密栓１０に働く力、即ち基盤３０からの垂直抗力、気密栓１０の重心における自重、そして上記した気密栓の先端１７において開口部から受ける力の合力が傾きを戻すように働く必要があり、その条件は、気密栓の軸方向の全長をＬとし基部端の円形平面部２１の直径をＷ（図１参照）とするとき、円形平面部の直径Ｗは気密栓の全長Ｌに対して ０．１２倍より大きい（０．１２Ｌ＜Ｗ）ものである。即ち、気密栓１０の基部端の円形平面部２１の直径Ｗが全長Ｌに対して小さ過ぎると傾いた時に戻ることができず、大きすぎると傾かないことが生じ、０．１２Ｌ＜Ｗ＜０．２Ｌであれば気密栓は傾いても自動的に直立して調芯機能を発揮する。

【0040】

以上、本発明に係る気密栓の実施形態を説明したが、本発明は、何ら既述の実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した技術的思想としての本発明の範囲内において、種々の変形及び変更が可能であることは当然である。
例えば、上記実施形態では、本発明に係る気密栓をフューエルデリバリパイプ１のインジェクタカップ３の閉塞に適用した例を示しているが、他の中空部品に形成された開口部の閉塞に適用できることは言うまでもない。
また、本発明に係る気密栓の構成、例えばピストン１１、シリンダ１２等を有し、装着されたＯリング１６をピストン１１により潰し、開口部５１の内壁面に強く圧接させるようにした構成等は一例を示したに過ぎず、何ら上記した実施形態の構成に限定されるものではない。

【産業上の利用可能性】

【0041】

本発明によれば、中空部品の開口部に押し付けるだけで装着できる気密栓を、その押し付け時の力を利用して開口部に自動的に調芯して挿入し、複数の開口部の位置に許容公差がある場合でも、全ての開口部において開口部の軸線の方向と各気密栓の軸線の方向を自動的に一致させることができる気密栓となるので、ブレージング等により製作された中空部品、例えば車両用エンジンのインジェクタが取り付けられるフューエルデリバリパイプ等の被検査体の気密性検査において、該被検査体の開口部を閉塞する装置として広く利用可能である。

【符号の説明】

【0042】

１ フューエルデリバリパイプ
２ パイプ本体
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ インジェクタカップ
３ａ 開口端
４ チャンバー
５ リークディテクター
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄ 気密栓
１０Ｃ 検査流体導入用気密栓
１１ ピストン
１１ａ ピストンの先端
１２ シリンダ
１２ａ シリンダの先端
１３ ハウジング
１４，１５ 作動流体口
１６ Ｏリング
１７ 面取り部
１８ 切り欠き
１９ 流体通路
２０ 基部端
２１ 円形の平面部
２１ａ 接触点
２２ 球面部
２２ａ 接触点
３０ 基盤
３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ 位置規制部材
３２ 鉤部
Ｌ 気密栓の全長
Ｗ 円形の平面部の直径
Ｒ 球面部の曲率半径

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】