气密栓的制作方法

本发明涉及装卸自如且气密地闭塞中空部件的开口部的气密栓，特别涉及气密检查装置所使用的气密栓，所述气密检查装置闭塞从配管分支的开口部并进行配管的气密检查。更详细而言，涉及在用于燃料输送管的出货前进行的气密检查的检查装置中使用的气密栓，所述燃料输送管具有喷射器杯作为开口部。

背景技术：

燃料输送管是向安装在内燃机的气缸盖上的喷射器输送燃料的金属配管，具备一个燃料注入口和通常为多个的喷射器杯。在使用时，喷射器插入到喷射器杯。多个喷射器杯通过硬钎焊等安装于燃料输送管的管主体而被制造。另外，燃料输送管在制造后、出货前全部经过气密检查而出货。

在进行具备多个喷射器杯的燃料输送管的出货前的气密检查时，例如，进行如下步骤：气密地闭塞燃料输送管的燃料供给口，用气密栓闭塞多个喷射器杯中的除一个喷射器杯之外的全部喷射器杯，为了使检查流体在燃料输送管内部流动，剩下的一个喷射器杯用在内部具有流体通路的检查流体导入用气密栓闭塞，在该状态下向燃料输送管压送检查流体后，测定内部压力随时间的变化等来检查气密性。

在专利文献1中公开了一种喷射器安装部的泄漏测试装置，测试气缸盖上的喷射器的安装孔的泄漏，该泄漏测试装置具备：环状的垫，其闭塞所述安装孔的开口部周缘；杆，其配置在该垫的中心并闭塞喷射器的喷射孔；以及空气供给通路，其从该垫与杆之间向喷射器侧供给压缩空气，用空气泄漏测试器与规定的设定压力进行比较来检测被供给的该压缩空气的泄漏。

另外，在专利文献2中公开了一种管体的密封构造，对在距开口端适当距离的内部具有缩径部的管体的所述开口与嵌插到该开口中的安装构件之间，利用嵌合于该安装构件的轴部的环状密封构件进行密封，在所述管体的密封构造中，在所述轴部的前端部，沿其轴心方向可移动地嵌合衬套，并且使所述环状密封构件可以在从其基部到所述衬套之间移动地进行嵌合，在所述环状密封构件的移动区域的、所述轴部的所述衬套侧的端部形成小径部，在所述轴部的基部侧的端部形成大径部，将所述安装构件的轴部从所述管体的开口端插入到管体内，使所述衬套与所述管体的缩径部抵接，使该衬套向所述轴部的基部方向移动，利用所述衬套使所述环状密封构件从所述轴部的小径部向大径部移动，由此，使所述环状密封构件向所述开口的内周面方向凸出变形，通过使该环状密封构件压接于所述管体的内周面，从而实现气密性密封。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-37884号公报

专利文献2：日本特开2006-220242号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

在上述专利文献1中指出：近年来，由于汽油发动机也与柴油机同样地实现了直接将燃料喷射到气缸内的缸内喷射汽油发动机的生产化；另外，由此，能够根据内燃机的运转状态较大地变更燃料喷射正时，且能够一边使内燃机的性能提高一边减少排出流体；该发动机的喷射器与安装于进气歧管的mpi(多点喷射)发动机的喷射器不同，直接受到燃烧压力，所以，保证所述支座面处的密封性较重要，即需要预先知晓支座面的气孔、损伤等缺陷。并且指出：当为了进行上述喷射器安装部的泄漏测试而向所述安装部供给高压空气时，有时该空气会从喷射孔向喷射器内泄漏而产生测定错误。

作为解决该问题的手段，专利文献1公开了一种把焦点放在环状的垫、闭塞喷射孔的杆以及空气供给通路的构造上的喷射器安装部的泄漏测试装置。

上述专利文献2公开了如下内容：有时通过硬钎焊将多个喷射器杯固定安装于燃料输送管的管主体；在进行了硬钎焊加工的管体等中喷射器杯的安装存在偏差；进行如下气密检查：通过在利用气密栓堵塞管体的全部开口的状态下向该管体内注入规定压力的空气并利用压力计测定规定时间后的内部压力，从而确认管体的气密性。

另外，专利文献2提出了不使用利用螺母进行的拧合而仅通过将喷射器杯推入气密栓就能够闭塞喷射器杯的管体的密封构造。并且，在专利文献2公开的气密栓中，通过将喷射器杯相对地推入气密栓来进行闭塞，另外，仅通过相对地拉拽就能够拔出。在喷射器杯与气密栓相互紧贴并安装时，喷射器杯的轴线与气密栓的轴线需要一致。这是因此，如果轴线不一致，则不能保持气密。这意味着在使喷射器杯与气密栓安装时，必须在两轴线一致的状态下推入。

在现有技术的具有喷射器杯的燃料输送管的气密检查装置中，如上述专利文献1、2所示，气密栓的位置和轴向利用气密检查装置的主体固定。例如，在专利文献2中，气密栓的基部端的凸缘部形成为较大的平面状，该平面与气密检查装置主体的较大的平面基盘紧贴而配置。然后，将喷射器杯相对地推压于位置及方向已被固定的气密栓而将气密栓安装于喷射器杯。

一般来说，多个喷射器杯例如通过硬钎焊固定于作为共用的配管的燃料输送管。因此，上述多个喷射器杯的位置在容许公差(例如位置度φ0.4)的范围内存在偏差。

在多个喷射器杯的位置即使在容许公差的范围内也存在偏差时，在将喷射器杯推入到气密检查装置的主体上的固定了轴线方向的以往类型的气密栓时，不能使气密栓的轴线同时与全部喷射器杯的轴线的方向一致。

本发明的课题在于提出一种仅通过向中空部件的开口部推压就能够安装的气密栓，利用该推压时的力使气密栓自动调芯并插入到开口部，即使在多个开口部的位置存在容许公差的情况下，也能够在全部开口部中使开口部的轴线的方向与各气密栓的轴线的方向自动一致。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明构成以下〔1〕～〔4〕记载的气密栓。

〔1〕一种气密栓，通过利用推压机构向中空部件的开口部推入而使前端部气密地安装于所述开口部，通过被拉拽而从所述开口部分离，其特征在于，气密栓的基部端的与所述推压机构的基盘接触的接触部分是与所述前端部同轴的圆形平面或球面，在接触部分为圆形平面的情况下，该圆形平面的直径w大于气密栓的全长l的0.12倍且小于0.2倍，在接触部分为球面的情况下，该球面的曲率半径r大于气密栓的全长l。

〔2〕在上述〔1〕记载的气密栓中，其特征在于，在所述气密栓的前端肩部利用锥形形成有倒角部。

〔3〕在上述〔1〕记载的气密栓中，其特征在于，所述气密栓具备壳体、由该壳体保持的缸体、能够在该缸体内在轴向上移动的活塞、以及嵌入在该活塞的前端与缸体的前端之间的o型环，活塞通过工作流体的作用而能够移动，当该活塞移动而使得活塞的前端向缸体侧推压o型环时，o型环在轴向上被压扁并在半径方向上膨胀。

〔4〕在上述〔1〕记载的气密栓中，其特征在于，所述中空部件是燃料输送管，所述开口部是通过硬钎焊安装于燃料输送管的喷射器杯。

发明的效果

根据上述本发明的气密栓，在开口部的位置和气密栓的位置存在偏移时，气密栓倾斜，其基部端与基盘进行线接触或点接触，当将开口部相对地推压到气密栓时，其线接触部或点接触部在基盘的表面上移动，从而开口部的轴线的方向与气密栓的轴线的方向一致。其结果是，通过向开口部相对地推压基盘，从而在开口部的轴线与气密栓的轴线一致的状态下被推入，而且，气密栓装卸自如地安装于该开口部。这样，通过利用将气密栓插入到开口部时的力进行调芯，从而能够提高检查精度而不包含装置整体的成本增加、复杂的检查工序。另外，由于可以减小调芯所需的力，所以也不会给作为被检查体的中空部件带来由检查工序导致的变形、损伤、位置偏移这样的不良情况。

附图说明

图1是本发明的优选实施方式的气密栓的示意性侧视图。

图2是本发明的另一优选实施方式的气密栓的示意性侧视图。

图3是示出用气密检查装置对作为气密检查的对象的燃料输送管进行气密检查的情况下的燃料输送管与气密栓的关系的示意性侧视图。

图4是燃料输送管的气密检查装置的示意性侧视图。

图5是示出气密栓的位置限制构件的结构的一例的俯视图及主要部分放大图。

图6是说明燃料输送管的喷射器杯的轴线与气密栓的轴线的调芯功能的侧视图。

图7是说明燃料输送管的喷射器杯的轴线与气密栓的轴线的调芯功能的侧视图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的气密栓及使用该气密栓的中空部件的气密检查装置的实施方式。

图1是本发明的优选实施方式的气密栓的示意图，该气密栓10通过推压到闭塞的中空部件50的开口部51而气密地安装于开口部51，并通过拔出而从开口部51分离。

该图示的气密栓10的构造如下。

在气密栓10的前端部具有活塞11，该活塞11能够在缸体12中在其轴心方向上移动。缸体12由壳体13保持，通过经由工作流体口14、15相对于缸体12导入/排出工作流体，从而活塞11在缸体12内移动。在活塞11的前端部11a与缸体12的前端部12a之间安装有o型环16，在活塞11移动而使得活塞的前端部11a向缸体12侧推压o型环16时，o型环16在轴向上被压扁而在半径方向上凸出，并牢固地与开口部51的内壁面压接。气密栓10的前端肩部即活塞11的前端周缘利用锥形形成有倒角部17。后面将说明形成该倒角部17的理由。

本发明的气密栓10的特征在于气密栓的基部端20的构造。

在图1的实施方式中，气密栓10的基部端20利用锥形进行缩径而形成有直径w的圆形的平面部21。支承气密栓10的基盘30在与基部端20的圆形的平面部21接触的状态下支承气密栓10。将在后面说明圆形的平面部21的直径w的大小及功能。

图2是示出本发明的另一优选实施方式的气密栓的示意图。

在该图2所图示的气密栓10中，也构成为：具有活塞11、缸体12等，利用活塞11将安装的o型环16压扁，使其与开口部51的内壁面牢固地压接。另外，在气密栓10的前端肩部，利用锥形形成有倒角部17。

在图2的实施方式的气密栓10中，与图1的实施方式不同，气密栓10的基部端20形成为曲率半径r的球面部22，该球面部22与基盘30点接触。此外，球面部22也可以在最下端部具有微小(w≤0.016l)的平面部。将在后面说明球面部22的曲率半径r的大小和功能。此外，对于在图2中其他与图1相同的构件、部分，标注相同的附图标记并省略其说明。

图3是示出用气密检查装置对作为中空部件50的燃料输送管进行气密检查的情况下的燃料输送管1与气密栓10的关系的示意图，所述中空部件50是气密检查的对象。

燃料输送管1是向安装在内燃机的气缸盖上的喷射器输送燃料的金属配管，由管主体2和多个喷射器杯3(在图示的例子中为四个喷射器杯3a、3b、3c、3d)构成。在喷射器杯3的开口端3a上，本来插入喷射器而使用。多个喷射器杯3通过硬钎焊等安装于燃料输送管1。由于燃料输送管是输送燃料的配管，且具有多个硬钎焊位置，所以为了确认已确保气密性而在制造后进行气密检查。

在图3的实施方式中，四个气密栓10a、10b、10c、10d中的三个气密栓10a、10b、10d是按如下方式构成的图1或图2中图示的本发明的气密栓10：具备配置在前端并嵌入喷射器杯3内的活塞11、供该活塞11在其中滑动的缸体12以及保持缸体12的壳体13，利用活塞11将安装的o型环16压扁并使之牢固地与喷射器杯3的内壁面压接。在位于气密栓10的基部端20处的壳体13的下方部周壁上形成有切口18，利用与该切口18较松地卡合的位置限制构件31限制基盘30的面上的气密栓10的移动。后面将说明该位置限制构件31。

图4是燃料输送管的气密检查装置的示意图。

在该图示的气密检查装置中，如上所述，使用本发明的气密栓10a、10b、10d气密地闭塞燃料输送管1的四个喷射器杯3中的三个喷射器杯3a、3b、3d，使用具备流体通路19的检查流体导入用气密栓10c气密地闭塞剩下的一个喷射器杯3c。通过按这种方式气密地闭塞四个喷射器杯后，经由检查流体导入用气密栓10c的流体通路19向燃料输送管1内输送高压的检查流体(例如25mpa的氦气)并使内部成为加压状态，利用与将周围包围的腔室4连接的泄漏检测器5对检查流体的泄漏量进行检测，从而确认燃料输送管1的气密性。

图3示意性地示出即将进行气密检查之前的燃料输送管1与气密栓10的关系。本发明的气密栓10a、10b、10d在由位置限制构件31能够稍微移动地限制的状态下载置在气密检查装置的基盘30上，具备流体通路19的检查流体导入用气密栓10c贯通基盘30并固定于基盘。

图5是示出上述位置限制构件31的结构例的示意图。该位置限制构件31为如下结构：利用具有钩状截面的三个构件31a、31b、31c支承两个气密栓10a、10b的周缘。各构件的钩部32与设置于气密栓10的切口18设置间隙而较松地卡合，并以支承在基盘30上的气密栓10a、10b的基部端20能够沿着基盘30上表面稍微移动的方式具有余量地限制基盘30的面上的位置。气密栓10d也同样具有余量地由相同的未图示的位置限制构件31限制面上的位置。

四个气密栓10a、10b、10c、10d以各自的轴线与各喷射器杯的轴线一致的方式配置在与燃料输送管1的四个喷射器杯3a、3b、3c、3d对应的位置。因此，在燃料输送管1的四个喷射器杯3a、3b、3c、3d无公差且正确地安装的情况下，如图3的箭头所示，在使用未图示的推压机构使燃料输送管1向气密检查装置的基盘30的方向相对移动时，由于四个喷射器杯3a、3b、3c、3d与四个气密栓10a、10b、10c、10d的位置一致，所以气密栓顺畅地插入到喷射器杯的开口端而闭塞该开口端。

但是，由于四个喷射器杯3a、3b、3c、3d通过硬钎焊等安装于燃料输送管1，所以在容许公差的范围内安装位置无法避免偏差。其结果是，可能产生四个喷射器杯3a、3b、3c、3d与四个气密栓10a、10b、10c、10d的位置不会同时一致这样的事态。

图3示出利用图2所示的基部端为球面的气密栓10的情况。但是，也能够替代为图1所示的气密栓。具有流体通路19的检查流体导入用气密栓10c贯通气密检查装置的基盘30并固定于基盘。另一方面，由于剩下的三个气密栓10a、10b、10d的基部端20形成为曲率半径r较大的球面部22，所以气密栓10a、10b、10d各自的轴线方向不固定，另外，与基盘30点接触，并且气密栓10a、10b、10d的基部端20具有当外力作用时能够在基盘30上移动的自由度并由位置限制构件31支承。

由于气密栓10a、10b、10d的基部端20如上所述形成为曲率半径r较大的球面部22，且形成为轴对称，所以在初始状态下在基盘上大致直立。因此，当燃料输送管的四个喷射器杯3a、3b、3c、3d向气密检查装置的基盘30的方向相对接近时，即使它们的位置稍微存在偏差，喷射器杯3a、3b、3c、3d的开口端3a与气密栓的前端也对接。此时，当在气密栓的前端肩部具有由锥形得到的倒角部17时，气密栓与喷射器杯容易地卡合。在喷射器杯3a、3b、3c、3d的位置存在偏差的情况下，气密栓中的几个气密栓稍微倾斜，产生轴线方向与对应的喷射器杯的轴线不同的情况。

由于气密栓10a、10b、10d既能够如上所述倾斜也能够在基盘30上稍微移动，所以在轴线如上所述不一致的情况下，在燃料输送管的四个喷射器杯3a、3b、3c、3d进一步接近基盘30侧时，以气密栓10a、10b、10d的轴线与喷射器杯3a、3b、3d的轴线一致的方式移动。其结果是，喷射器杯3a、3b、3d的轴线与气密栓10a、10b、10d的轴线一致，在该状态下，沿着燃料输送管的喷射器杯3的轴线推入气密栓10。

由于检查流体导入用气密栓10c的底面不是球面并固定于基盘30，位置及轴线方向被固定，所以可认为有时不能使轴线对准，但由于燃料输送管1向装置安装的安装位置具有间隙，所以能够利用该间隙使喷射器杯3c的轴线方向与气密栓10c的轴线方向对准。然后，在该状态下使剩下的喷射器杯的轴线方向与气密栓的轴线对准即可。实际上，它们同时发生，能够仅通过沿着燃料输送管的四个喷射器杯3a、3b、3c、3d的轴线推压四个气密栓10a、10b、10c、10d而调芯。即，能够仅通过向燃料输送管的喷射器杯推压气密栓而调芯。此外，本说明书中的“调芯”是指使两轴线一致。

基于图6更详细地说明上述本发明的气密栓的自动调芯功能。图6是说明图2的气密栓的位置与燃料输送管的喷射器杯的位置不一致时的、喷射器杯与气密栓的调芯功能的侧视图。在图2的气密栓10的情况下，基部端20形成为球面部22。

气密栓10初始为直立，但在燃料输送管1的喷射器杯3与气密栓10最初卡合时，由于喷射器杯3的位置偏移，所以气密栓10的轴线向喷射器杯3的方向倾斜。图6示出在喷射器杯3的开口端3a的右端与气密栓10的活塞11的前端肩部的由锥形得到的倒角部17卡合的状态下倾斜了角度θ的状态。由于气密栓10的基部端20形成为球面部22，所以倾斜角度具有自由度，气密栓10容易地倾斜。

在燃料输送管1相对地向气密栓10侧进一步接近时，在图6的配置中，在气密栓10的活塞11的左上角的倒角部17的点处，顺时针方向的力等起作用，使气密栓10的基部端的球面部22与基盘30的接触点22a向图6中的左方，即，使气密栓10直立的方向移动。此时，由于气密栓10的基部端形成为球面部22，所以倾斜角度具有自由度，另外，由于仅与基盘30点接触，所以也具有能够在基盘30的面上移动的自由度。因此，气密栓10的基部端的球面部22的接触点22a受到使上述气密栓10沿顺时针方向旋转的力而以气密栓10的轴线的方向与喷射器杯的轴线一致的方式移动。随着燃料输送管1向基盘30侧相对地接近，重复该过程，气密栓10以喷射器杯3的轴线与气密栓10的轴线一致的方式移动，从而被调芯。

在此，如图2所示，在将气密栓10的轴向的全长设为l，并将基部端的球面部22的曲率半径设为r时，只要曲率半径r大于气密栓的全长l(l<r)，则即使气密栓倾斜也自动直立，产生调芯功能。但是，在曲率半径过大而能够视为平面的情况下，可能会产生气密栓无法倾斜而不能发挥调芯功能的情况。因此，虽然曲率半径r的实用上限也依赖于气密检查装置的其他构件的尺寸等因素，但存在上限，优选大致小于l的两倍(r<2l)。

接着，参照图7说明图1的气密栓的位置与燃料输送管的喷射器杯的位置不一致时的、喷射器杯与气密栓的调芯功能。在图1的气密栓10的情况下，基部端20形成为圆形的平面部21。

由于气密栓10在基部端形成有圆形的平面部21，所以气密栓10初始为直立。但是，在燃料输送管1的喷射器杯3与气密栓10最初卡合时，气密栓10向喷射器杯3的方向倾斜。图7示出在喷射器杯3的开口端3a的右端与气密栓10的活塞11的前端肩部的由锥形得到的倒角部17卡合的状态下倾斜了角度θ的状态。在此，从中心轴到圆形的平面部21的周缘的距离越大，则与基盘30接触的接触点21a越趋向外侧，所以气密栓10受到的力中的旋转方向分量减少，从而气密栓10不再倾斜。因此，需要使圆形的平面部21的直径w相对于气密栓的全长l小于0.2倍(w<0.2l)。

当在气密栓10倾斜的状态下燃料输送管1相对地向气密栓10侧进一步接近时，在图7的配置中，在气密栓10的活塞11的左上角的倒角部17的点处，顺时针方向的力等起作用，使气密栓的基部端的圆形平面部21的周缘与基盘30接触的接触点21a向图7中的左方，即，使气密栓10直立的方向移动。此时，由于气密栓10的基部端的圆形平面部21在周缘处点接触，所以倾斜角度具有自由度，另外，由于仅与基盘30点接触，所以也具有能够在基盘30的面上稍微移动的自由度。因此，气密栓10的基部端的圆形平面部21的接触点21a以气密栓10的轴线的方向与喷射器杯的轴线一致的方式移动，能够实现调芯。为了从该倾斜的状态返回到垂直状态，作用于气密栓10的力、即来自基盘30的垂直抵抗力、气密栓10的重心处的自重以及在上述气密栓的前端17从开口部受到的力的合力需要以使倾斜返回的方式起作用，其条件为：在将气密栓的轴向的全长设为l，并将基部端的圆形平面部21的直径设为w(参照图1)时，圆形平面部的直径w相对于气密栓的全长l大于0.12倍(0.12l<w)。即，在气密栓10的基部端的圆形平面部21的直径w相对于全长l过小时，在倾斜时不能返回，在过大时会产生不倾斜的情况，如果0.12l<w<0.2l，则气密栓即使倾斜也自动直立而发挥调芯功能。

以上，说明了本发明的气密栓的实施方式，但本发明不限定于上述任何实施方式，在作为记载于权利要求保护的范围的技术思想的本发明的范围内，当然能够进行各种变形及变更。

例如，在上述实施方式中，示出将本发明的气密栓应用于燃料输送管1的喷射器杯3的闭塞的例子，但当然能够应用于形成于其他中空部件的开口部的闭塞。

另外，本发明的气密栓的结构，例如具有活塞11、缸体12等，利用活塞11将安装的o型环16压扁并使其与开口部51的内壁面牢固地压接的结构等不过是示出一例，不限定于上述任何实施方式的结构。

产业上的可利用性

根据本发明，由于成为如下气密栓，该气密栓仅通过向中空部件的开口部推压就能够安装，利用该推压时的力使气密栓自动调芯并插入到开口部，即使在多个开口部的位置存在容许公差的情况下，也能够在全部开口部中使开口部的轴线的方向与各气密栓的轴线的方向自动一致，所以在通过硬钎焊等制作的中空部件、例如安装车辆用发动机的喷射器的燃料输送管等被检查体的气密性检查中，能够作为闭塞该被检查体的开口部的装置广泛地使用。

附图标记的说明

1燃料输送管

2管主体

3、3a、3b、3c、3d喷射器杯

3a开口端

4腔室

5泄漏检测器

10、10a、10b、10d气密栓

10c检查流体导入用气密栓

11活塞

11a活塞的前端

12缸体

12a缸体的前端

13壳体

14、15工作流体口

16o型环

17倒角部

18切口

19流体通路

20基部端

21圆形的平面部

21a接触点

22球面部

22a接触点

30基盘

31、31a、31b、31c位置限制构件

32钩部

l气密栓的全长

w圆形的平面部的直径

r球面部的曲率半径