JP2015190360A - 燃料噴射ポンプの試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁弁内部の部品を破損させることなく、シールチューブのシール性が維持されているか否かを確認できる手段を提供すること。
【解決手段】試験装置（１００）は、前記電磁弁（３）が配置されており、リーク通路（７）が形成されているバルブブロック（２０、４０）と、前記プランジャポンプ（２）と前記バルブブロック（２０、４０）との対向面（Ｆ１０、Ｆ２０）間を横断するように前記吐出通路（６ｄ）上に配置されているシールチューブ（１４）と、前記リーク通路（７）に注入された液体に高圧を印加する圧力印加装置（６０）と、を備えており、前記リーク通路（７）は、前記シールチューブ（１４）の外面に連通しており、前記対向面（Ｆ１０、Ｆ２０）間から前記バルブブロック（２０、４０）の外部に至っている。
【選択図】図４

Description

本発明は、燃料噴射ポンプにおいてシール性を確認するための試験装置に関する。

従来、プランジャポンプと、前記プランジャポンプの吐出通路と吸入通路との連通を開閉する電磁弁とを有する燃料噴射ポンプが知られている。この燃料噴射ポンプは、電磁弁が配置されているバルブブロックを備えており、プランジャポンプにバルブブロックが固定されている。特許文献１は、このような燃料噴射ポンプの一例を開示している。

吐出通路は、プランジャポンプおよびバルブブロック内に形成されている。プランジャポンプとバルブブロックの接触部において、吐出通路のシール性を確保するために、シールチューブが設けられている。また、吐出通路からの燃料油漏れが万一発生した場合のために、漏油を回収しかつ検知するためのリーク通路がバルブブロック内に設けられている。

特開２０１２−１９７６９８号公報

製造工程において、シールチューブからの漏油がないことを保障する必要があるため、シールチューブのシール性を確認する試験が行われる。このような試験として、吐出通路内に燃料油を満たして静的な高圧を加えることによってシール性を確認することが考えられる。しかしながら、吐出通路上に配置された電磁弁は、燃料噴射時の瞬間的な高圧の発生には耐えられるように製造されているが、静的な高圧に耐えられるように製造されていない。このため、静的な高圧が吐出通路内に加えられた場合、電磁弁内部の部品が破損する虞がある。したがって、静的な高圧を加えることによって漏油を確認することはできない。

別の検出方法として、エアリーク法および定格運転の実行が検証された。エアリーク法は、シール性確認のために一般に用いられる方法である。しかし、この方法では、シールチューブのシール性が破れていても、シール性の破れを確認できなかった。一方、定格運転の場合、定格運転を１時間以上行うことにより、シール性が破れている場合にリーク通路における漏油を確認することができた。しかし、試験用に定格運転を実行する設備を新規に設けると、数千万円レベルの高額なコストが発生する。また、１時間以上の運転は、生産ラインにおいて工数的に許容できる時間を越えている。

本発明の目的は、電磁弁内部の部品を破損させることなく、シールチューブのシール性が維持されているか否かを確認できる手段を提供することである。

本発明に係る燃料噴射ポンプの試験装置は、プランジャポンプと、前記プランジャポンプの吐出通路と導入通路との連通を開閉する電磁弁とを有する燃料噴射ポンプにおいて、シール性を確認するための試験装置であって、前記電磁弁が配置されており、リーク通路が形成されているバルブブロックと、前記プランジャポンプと前記バルブブロックとの対向面間を横断するように前記吐出通路上に配置されているシールチューブと、前記リーク通路に注入された液体に高圧を印加する圧力印加装置と、を備えており、前記リーク通路は、前記シールチューブの外面に連通しており、前記対向面間から前記バルブブロックの外部に至っている。

前記試験装置は、前記プランジャポンプに形成されているバレル内面の画像を撮影することによって、前記バレル内面に漏れている液体を検出する画像認識装置を備えている。

前記試験装置は、前記リーク通路における圧力を検出する圧力検出装置と、前記圧力印加装置による前記高圧の印加を停止した後に、前記リーク通路における圧力が所定の基準圧に低下するまでの時間を計測する計測装置と、を備えている。

本発明の燃料噴射ポンプの試験装置によれば、電磁弁内部の部品を破損させることなく、吐出通路内に漏れている液体の有無を確認することによって、シールチューブのシール性が維持されているか否かを確認できる。

第１実施形態に係る試験装置によってシール性を確認される燃料噴射ポンプの縦断面図である。 第１実施形態に係る試験装置によって試験される試験ポンプの断面図である。 第１実施形態に係る試験装置によって試験されるプランジャポンプの部分切断斜視図である。 第１実施形態に係る試験装置の構成図である。 第２実施形態に係る試験装置の構成図である。 第３実施形態に係る試験装置の構成図である。

図１は、第１実施形態に係る試験装置によってシール性を確認される燃料噴射ポンプ１の縦断面図である。燃料噴射ポンプ１は、プランジャポンプ２、電磁弁（電磁スピル弁）３、等圧弁４、および吐出弁５を有している。また、燃料噴射ポンプ１は、電磁弁ブロック２０、および等圧弁ホルダ３０を備えている。電磁弁３は、インサートピース３１を介して電磁弁ブロック２０内に配置されている。等圧弁４および吐出弁５は、電磁弁ブロック２０と等圧弁ホルダ３０との間に配置されている。電磁弁ブロック２０および等圧弁ホルダ３０は、電磁弁３、等圧弁４、および吐出弁５を収納するバルブブロックを構成している。

燃料噴射ポンプ１は、入口ポート６ａ、導入通路６ｂ、ポンプ室６ｃ、および吐出通路６ｄを備えている。入口ポート６ａは、プランジャポンプ２の外部に開口している。導入通路６ｂは、入口ポート６ａから電磁弁３に至っている。ポンプ室６ｃは、燃料を蓄える空間であって、プランジャポンプ２内に形成されている。吐出通路６ｄは、ポンプ室６ｃから電磁弁３、等圧弁４、および吐出弁５を経由して、等圧弁ホルダ３０の外部に至っている。

燃料噴射ポンプ１は、吐出通路６ｄのシール性を確保するためのシールチューブ１４を備えている。シールチューブ１４は、筒状部材であって、プランジャポンプ２と電磁弁ブロック２０との対向面（バレル１２のシール面Ｆ１０、電磁弁ブロック２０のシール面Ｆ２０）間を横断するように吐出通路６ｄ上に配置されている。

プランジャポンプ２は、プランジャ１１、バレル１２、およびポンプ本体１３を備えている。プランジャ１１は、バレル１２内に配置されている。ポンプ本体１３は、バレル１２に固定されている。プランジャポンプ２の上面（シール面Ｆ１０）は、バレル１２の上面である。

電磁弁（電磁スピル弁）３は、プランジャポンプ２の吐出通路６ｄと導入通路６ｂとの連通を開閉する弁である。電磁弁３は吐出通路６ｄ上に配置されており、吐出通路６ｄは電磁弁３の切換に関係なく遮断されない。電磁弁３は導入通路６ｂの終端に位置しており、電磁弁３の切換に応じて、導入通路６ｂと導入通路６ｂとの連通および遮断が切り替えられる。

吐出弁５は、吐出通路６ｄを開閉する弁であって、吐出弁５の下流側の圧力が吐出弁５の上流側の圧力よりも所定の第１差圧以上大きくなると、吐出通路６ｄを開く。それ以外の場合、吐出弁５は、吐出通路６ｄを閉じる。

等圧弁４は、吐出弁５の弁体を開閉する弁であって、吐出弁５の上流側の圧力が吐出弁５の下流側の圧力よりも所定の第２差圧以上大きくなると、吐出弁５の弁体を開くことによって吐出通路６ｄを開く。それ以外の場合、等圧弁４は、吐出弁５の弁体を閉じている。等圧弁４は、例えば吐出弁５の上流側の圧力が高圧になったときに、その高圧を逃すように開く。

燃料噴射ポンプ１の動作を説明する。燃料噴射ポンプ１の動作は、プランジャ１１を駆動する図示せぬカムと、電磁弁３とによって、制御されている。

電磁弁３が吐出通路６ｄと導入通路６ｂとの連通を開いているとき、上述のカムによるプランジャ１１の上下移動に伴って、燃料がポンプ室６ｃ内に吸引されまたはポンプ室６ｃから吐出される。ここで、吐出弁５の上流側の圧力は、吐出弁５の下流側の圧力を第１差圧以上大きくなることはないので、吐出弁５は閉じられたままである。

電磁弁３は、図示せぬＥＣＵから開信号を受けると、吐出通路６ｄと導入通路６ｂとの連通を閉じる。導入通路６ｂが閉じられているとき、プランジャ１１の上昇に伴って、燃料がポンプ室６ｃ内で圧縮される。この結果、吐出弁５の上流側の圧力が、吐出弁５の下流側の圧力よりも第１差圧以上大きくなって、吐出弁５が開かれる。吐出弁５が開かれると、燃料が吐出通路６に沿って燃料噴射ポンプ１から外部に吐出される。その後、電磁弁３が、図示せぬＥＣＵから閉信号を受けると、吐出通路６ｄと導入通路６ｂとの連通を開く。この結果、吐出通路６ｄの圧力は低下するので、吐出弁５は再び閉じられる。

図２は、第１実施形態に係る試験装置１００によって試験される試験ポンプ５０の断面図である。試験ポンプ５０は、次の点で燃料噴射ポンプ１と相違しており、他の点では燃料噴射ポンプ１と同一の構成を有している。試験ポンプ５０は、等圧弁４および吐出弁５を備えていない。試験ポンプ５０において、燃料噴射ポンプ１の等圧弁ホルダ３０はブロック治具４０に置換されている。

試験ポンプ５０において、電磁弁ブロック２０およびブロック治具４０は、バルブブロックを構成している。試験ポンプ５０におけるバルブブロック内には、リーク通路７が形成されている。リーク通路７は、プランジャポンプ２と電磁弁ブロック２０とのシール面Ｆ１０、Ｆ２０間からブロック治具４０の外部に至っている。リーク通路７は、電磁弁ブロック２０内に形成されている主リーク通路７ａと、ブロック治具４０内に形成されている副リーク通路７ｂとからなっている。主リーク通路７ａは、電磁弁ブロック２０の下面（シール面Ｆ２０）から電磁弁ブロック２０の上面まで形成されている。副リーク通路７ｂは、ブロック治具４０の下面からブロック治具４０の上面まで形成されており、主リーク通路７ａと連通している。なお、等圧弁ホルダ３０には、リーク通路は形成されていない。このため、燃料噴射ポンプ１では、主リーク通路７ａは副バルブブロック３０によって閉じられている。

図３は、第１実施形態に係る試験装置１００によって試験されるプランジャポンプ２の部分切断斜視図である。プランジャポンプ２の上面（シール面Ｆ１０）には、吐出通路６ｄの半径方向に沿って、内Ｏリング８および外Ｏリング９が配置されている。内Ｏリング８内で、プランジャポンプ２の上面は窪んでいる。このため、シールチューブ１４の外側かつプランジャポンプ２の上面（シール面Ｆ１０）と電磁弁ブロック２０の下面（シール面Ｆ２０）との間に、環状スペースＳが形成されている。電磁弁ブロック２０に形成されている主リーク通路７ａは、環状スペースＳに開口しており、シールチューブ１４の外面に連通している。

図４は、第１実施形態に係る試験装置１００の構成図である。試験装置１００は、試験ポンプ５０と、圧力印加装置６０とを備えている。圧力印加装置６０は、リーク通路７に注入された液体に高圧を印加する装置である。圧力印加装置６０は、例えば、圧送ポンプであり、この圧送ポンプが配管６１を用いてリーク通路７の入口ポート７ｃに接続される。リーク通路７内に注入される液体は、燃料噴射ポンプ１の運転時に使用される燃料油であるが、他の液体が用いられてもよい。

圧力印加装置６０が作動すると、リーク通路７内の液体の圧力が高圧になる。シールチューブ１４が破損してシール性が破られているとき、リーク通路７が吐出通路６ｄに連通している。このため、シール性が破られているときにリーク通路７内の液体の圧力が高圧になると、リーク通路７内の液体が吐出通路６ｄ内に漏れる。漏れた液体は、ポンプ室６ｃにも流れてくる。このため、吐出通路６ｄ内に漏れた液体は、ポンプ室６ｃを視認することによって、確認できる。ここで、プランジャポンプ２内のプランジャ１１を取り除くことによって、ポンプ室６ｃを外部に露出させることができる。したがって、ポンプ室６ｃ内で液体が視認されるか否かに基づいて、シール性が破れているか否かを確認することができる。

図５は、第２実施形態に係る試験装置２００の構成図である。試験装置２００は、第１実施形態に係る試験装置１００の構成要素に加えて、さらに画像認識装置７０を備えている。画像認識装置７０は、プランジャポンプ２に形成されているバレル内面（ポンプ室６ｃ）の画像を撮影することによって、バレル内面に漏れている液体を検出する装置である。

シール性が破られていないとき、ポンプ室６ｃ内の画像は、ポンプ室６ｃの製造時点における画像と同じである。一方、シール性が破られているとき、ポンプ室６ｃ内には液体が漏れているので、ポンプ室６ｃの画像はポンプ室６ｃの製造時点における画像と異なっている。このため、画像認識装置７０は、ポンプ室６ｃの製造時点における画像と、圧力印加装置６０による試験後のポンプ室６ｃの画像とを比較することによって、シール性が破れているか否かを確認することができる。

図６は、第３実施形態に係る試験装置３００の構成図である。試験装置１００は、試験ポンプ５０と、圧力印加装置６０と、圧力検出装置８０と、計測装置９０とを備えている。圧力検出装置８０は、リーク通路７における圧力を検出する装置である。計測装置９０は、圧力印加装置６０による高圧の印加を停止した後に、リーク通路７における圧力が所定の基準圧に低下するまでの時間を計測する装置である。

シール性が破られていないとき、高圧の印加を停止された後にもリーク通路７における圧力は大きく低下しない。一方、シール性が破られているとき、リーク通路７から吐出通路６ｄに液体が漏れるので、時間の経過に伴ってリーク通路７内の圧力は低下する。この場合、比較的短時間で、リーク通路７内の圧力が基準圧まで低下する。このため、計測装置９０によって計測された圧力降下に要する時間に基づいて、シール性が破れているか否かを確認することができる。

第１−３実施形態は、上述の構成により、以下の効果を有している。

第１−３実施形態のそれぞれに係る試験装置１００、２００、３００は、プランジャポンプ２と、前記プランジャポンプ２の吐出通路６ｄと導入通路６ｂとの連通を開閉する電磁弁３とを有する燃料噴射ポンプ１において、シール性を確認するための試験装置である。前記試験装置１００、２００、３００のそれぞれは、前記電磁弁３が配置されており、リーク通路７が形成されているバルブブロック（２０、４０）と、前記プランジャポンプ２と前記バルブブロック（２０、４０）とのシール面Ｆ１０、Ｆ２０間を横断するように前記吐出通路６ｄ上に配置されているシールチューブ１４と、前記リーク通路７に注入された液体に高圧を印加する圧力印加装置６０と、を備えている。前記リーク通路７は、前記シールチューブ１４の外面に連通しており、前記シール面Ｆ１０、Ｆ２０間から前記バルブブロック（２０、４０）の外部に至っている。

電磁弁３内部に高圧を加えることなく、プランジャポンプ２とバルブブロック（２０、４０）とのシール面Ｆ１０、Ｆ２０を横断するように吐出通路６ｄ上に配置されたシールチューブ１４に高圧が加えられる。シールチューブ１４が破損している場合、吐出通路６ｄ内に液体が漏れる。

第１−３実施形態のそれぞれに係る試験装置１００、２００、３００によれば、電磁弁３内部の部品を破損させることなく、吐出通路６ｄ内に漏れている液体の有無を確認することによって、シールチューブ１４のシール性が維持されているか否かを確認できる。

第２実施形態に係る試験装置２００は、前記プランジャポンプ２に形成されているバレル内面（ポンプ室６ｃ）の画像を撮影することによって、前記バレル内面に漏れている液体を検出する画像認識装置７０を備えている。

吐出通路６ｄ内に漏れている液体の有無が機械によって行われるので、シール性が維持されているか否かを確認するための判定基準を統一できる。

第３実施形態に係る試験装置３００は、前記リーク通路７における圧力を検出する圧力検出装置８０と、前記圧力印加装置６０による前記高圧の印加を停止した後に、前記リーク通路７における圧力が所定の基準圧に低下するまでの時間を計測する計測装置９０と、を備えている。

吐出通路６ｄ内に漏れている液体を直接検出する必要がないので、シール性の確認作業を単純化することができる。

本実施形態は、次の変形構成を採用できる。

第１−３実施形態では、シール性を確認するために、等圧弁ホルダ３０の代わりに、副リーク通路７ｂを有するブロック治具４０が用いられている。この代わりに、副バルブブロック３０に主リーク通路７ａに連通し外部に開口するリーク通路を形成してもよい。このリーク通路は、吐出通路６ｄとは別に形成される。この場合、シール性を確認するために、ブロック治具４０の代わりに等圧弁ホルダ３０をそのまま使用できる。

１ 燃料噴射ポンプ
２ プランジャポンプ
３ 電磁弁
６ｂ 導入通路
６ｄ 吐出通路
７ リーク通路
１４ シールチューブ
２０ 電磁弁ブロック
３０ 等圧弁ホルダ
４０ ブロック治具
Ｆ１０ （プランジャポンプの電磁弁ブロックに対する対向面）シール面
Ｆ２０ （電磁弁ブロックのプランジャポンプに対する対向面）シール面
６０ 圧力印加装置
７０ 画像認識装置
８０ 圧力検出装置
９０ 計測装置
１００、２００、３００ 試験装置

Claims (3)

1. プランジャポンプと、前記プランジャポンプの吐出通路と導入通路との連通を開閉する電磁弁とを有する燃料噴射ポンプにおいて、シール性を確認するための試験装置であって、
   前記電磁弁が配置されており、リーク通路が形成されているバルブブロックと、
   前記プランジャポンプと前記バルブブロックとの対向面間を横断するように前記吐出通路上に配置されているシールチューブと、
   前記リーク通路に注入された液体に高圧を印加する圧力印加装置と、を備えており、
   前記リーク通路は、前記シールチューブの外面に連通しており、前記対向面間から前記バルブブロックの外部に至っている、燃料噴射ポンプの試験装置。
2. 前記プランジャポンプに形成されているバレル内面の画像を撮影することによって、前記バレル内面に漏れている液体を検出する画像認識装置を備えている、請求項１に記載の燃料噴射ポンプの試験装置。
3. 前記リーク通路における圧力を検出する圧力検出装置と、
   前記圧力印加装置による前記高圧の印加を停止した後に、前記リーク通路における圧力が所定の基準圧に低下するまでの時間を計測する計測装置と、を備えている、請求項１に記載の燃料噴射ポンプの試験装置。

Images