JP3903944B2

JP3903944B2 - Safety device and manufacturing method thereof

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Publication number: JP3903944B2
Application number: JP2003104399A
Authority: JP
Inventors: 誠宮島; 久志遠藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-06-24
Filing date: 2003-04-08
Publication date: 2007-04-11
Anticipated expiration: 2023-04-08
Also published as: DE10328119A1; JP2004084658A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料通路の途中に取り付けられて、燃料通路を遮断または連通する安全装置およびその製造方法に関するものであり、内燃機関に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、内燃機関用の燃料装置として、従来、高圧供給ポンプによって一種のサージタンクである蓄圧室（以下、「コモンレール」という）に高圧燃料を加圧圧送して蓄圧するとともに、このコモンレールの高圧燃料を電気制御式の燃料噴射弁によって内燃機関（以下、「エンジン」という）に噴射するようにした蓄圧式燃料噴射装置が公知である。この蓄圧式燃料噴射装置においては、燃料噴射弁に過剰燃料流出などの異常が生じたとき、コモンレールから燃料噴射弁への燃料の供給を停止する安全装置を設ける必要がある。このような安全装置として、例えば特開２００１−５０１４１号公報に開示される安全装置が知られている。
【０００３】
この安全装置は、燃料通路が形成された筒状のボディと、燃料通路の出口側内壁に形成された弁座部と、燃料通路内に軸方向移動可能に案内され且つ燃料通路の入り口側と出口側とを連通する絞り通路を有するピストンと、ピストンと協働して移動し、ボディに設けられた弁座部に着座することで燃料通路を遮断する突出し部と、突出し部を弁座部から離間する方向に付勢する付勢手段とを備えている。
【０００４】
以下、この安全装置の作動について簡単に説明する。
【０００５】
エンジン運転中においては安全装置のボディに形成された燃料通路内を燃料が流れている。このとき、ピストンの絞り通路の前後で燃料の差圧が発生する。この差圧により、ピストンを弁座側へ移動させる方向に作用する流体力が発生する。このためピストンは、この流体力と付勢手段による付勢力とが釣合う位置、すなわちバランス位置に移動して停止する。燃料噴射弁が正常の場合は、ピストンの移動量は小さく、ピストンと協働する突出し部と弁座部とは離間している。一方、燃料噴射弁に過剰燃料流出などの異常が生じると、上述の流体力が増大しピストンの移動量は大きくなり、ピストンと協働する突出し部が弁座部に着座して突出し部と弁座部間にシール部が形成されて燃料通路が遮断されるので、コモンレールから燃料噴射弁への燃料の供給が停止される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の安全装置においては、ボディおよび弁座部、ピストンおよび突出し部は、それぞれ鉄系金属で一体に形成されている。エンジン運転中においては、ピストンはボディ内を摺動している。両者の摺動部の耐摩耗性を向上させるため、ボディ、ピストン共に熱処理を施して硬度を高めている。したがって、ボディの弁座部およびピストンの突出し部の硬度も高くなっている。このため、安全装置が作動しコモンレールから燃料噴射弁への燃料の供給が停止する場合において、突出し部が弁座部に当接して際の両者の変形量は極わずかである。したがって突出し部と弁座部間に円環状に形成されるシール部の幅は非常に狭くなっている。一方、ボディ、ピストン間には、両者の摺動を円滑に維持するために必要最小限度の隙間が形成されている。このため、ピストンが、燃料通路と同軸上ではなくこの隙間分だけ傾斜して摺動する可能性がある。この場合、上述したように突出し部と弁座部間に円環状に形成されるシール部の幅は非常に狭いので、突出し部が傾斜した状態で弁座部に当接すると、シール部が部分的に途切れて微小な隙間が生じ、コモンレールから燃料噴射弁への燃料の供給が完全には停止されなくなる可能性がある。
【０００７】
さらに、エンジン運転中、正常な運転状態においては、安全装置が作動すること、つまり突出し部が弁座部に当接して燃料通路を遮断することは発生しない。
【０００８】
このため、安全装置においては、たとえばエンジンの吸排気弁のように、エンジン運転中において弁体と弁座の当接が頻繁に発生して運転時間の経過とともにシール部の「なじみ性」が向上する、といったことが期待できない。
【０００９】
以上から、発生頻度の極めて低い異常事態である、燃料通路内を通過する燃料流量が正常時の最大流量を越える状態が発生した場合、移動側当接面と固定側当接面とが当接して燃料通路内を通過する燃料流れを確実に遮断させるシール部が形成される安全装置の実現が望まれている。
【００１０】
本発明は、上述の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、安全装置の構成に工夫を凝らし、移動側当接面と固定側当接面との当接時に良好なシール性が得られる安全装置およびその製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の安全装置は、内部に燃料を通過させる燃料通路が形成される筒状のボディと、燃料通路内に配置され、燃料通路内を通過する燃料流れ流量に応じ、燃料通路内での流れ方向へのバランス位置を規定させるピストンと、燃料流れ流量が所定値に達すると、バランス位置にてピストンの突出し部の移動側当接面と当接させて燃料通路内を通過する燃料流れを遮断するシール部を形成させる固定側当接面と、ピストンの移動側当接面を固定側当接面から離間させる方向にピストンを付勢するコイルスプリングとを備え、ディーゼルエンジン用燃料噴射装置の蓄圧室およびインジェクタ間の配管途中に設けられる安全装置であって、ボディの燃料通路は入り口側に設けられた大径部と大径部の下流側に接続し且つ直径が大径部よりも小さい小径部を有し、ピストンは大径部内に配置され、固定側当接面は、大径部と小径部との接続部にピストンの突き出し部の移動側当接面と対向するように配置された弁座に円環状に形成され、弁座は移動側当接面よりも軟質に形成され、弁座は、軸方向において固定側当接面と反対側の面に形成された段差部をボディの接続部に形成された肩部に当接させ且つ一部がボディの小径部内に嵌合した状態で支持され、コイルスプリングは、一方の端部が大径部の下流側端部に形成された肩部に当接し、肩部と弁座の外周面との間に支持され、他方の端部がピストンの突き出し部の周囲に形成された肩部に当接し、安全装置の組付け時において、移動側当接面および固定側当接面は燃料通路内を通過する燃料流量が正常時の最大流量を越える時における遮断の状態に押し付け当接されてシール部が形成される構成とした。
【００１２】
通常、エンジン運転中において、安全装置が作動すること、すなわち燃料通路内を通過する燃料流量が正常時の最大流量を越えることは、極めて発生頻度が低い。したがって、エンジン運転中において移動側当接面および固定側当接面が頻繁に当接し運転時間の経過とともにシール部の「なじみ性」が向上することは期待できない。
【００１３】
本発明の請求項１に記載の安全装置では、移動側当接面および固定側当接面は、一方が軟質材料、他方が硬質材料にて形成するとともに、安全装置の組付け時において、移動側当接面および固定側当接面を燃料通路内を通過する燃料流量が正常時の最大流量を越える時における遮断の状態に押し付け当接してシール部を形成している。
【００１４】
これにより、硬質材料により軟質材料を塑性変形させ、円環状のシール部全周において移動側当接面および固定側当接面を密着させることができる。したがって、エンジンに搭載された当初から移動側当接面と固定側当接面との当接時に良好なシール性が得られる安全装置が実現できる。
【００１５】
本発明の請求項２記載の安全装置は、固定側当接面はボディを形成する材質と異なる材質で形成される構成としている。
【００１６】
これにより、たとえば固定側当接面を軟質材料で形成する場合、固定側当接面を含むボディ全体を軟質材料で形成せずに、固定側当接面のみを軟質材料で形成し、それ以外のボディは強度に優れる硬質材料で形成することで、ボディの強度を維持しつつ、固定側当接面を軟質材料化することができる。
【００２１】
これにより、移動側当接面と、それ以外の突出し部とを異なる材料から形成する場合において、例えば、移動側当接面側の部材であるシート部材を必要最小限度の大きさとする、すなわち環状の円錐面状をなす形状に形成し、それをピストンの先端部に嵌め付け固定させる場合に比べて、シート部材が形成し易いことに加えて、シート部材の嵌め付け側およびピストンの嵌め付けられる側の形状が簡素化できることから、シール部周辺の加工コストが軽減できる効果がある。
【００２２】
本発明の請求項３に記載の安全装置は、硬質材料は鉄系金属であり且つ軟質材料は非鉄系金属である構成としている。たとえば、硬質材料である鉄系金属として合金鋼を熱処理したものを用い、軟質材料として非鉄系金属として真鍮、銅またはアルミニウム等を用いた場合を考える。安全装置が作動して両者が当接すると、非鉄系金属側が変形してシール部が形成されるので燃料通路遮断時におけるシール性を向上することができると共に、両者共金属材料であるため、信頼性を向上する、つまり確実にシール部を形成する再現性を高めることができる。
【００２３】
本発明の請求項５に記載の安全装置の製造方法は、ボディにピストンおよび突出し部を組付ける工程と、ボディに組付けられたピストンを押圧することにより移動側当接面を固定側当接面に押圧し、固定側当接面および移動側当接面の少なくとも一方を変形させてシール部を形成する工程とを有する構成としている。一般的に、機械加工が施された面には微細な凹凸が残留しているが、上述の工程を
実施することにより、固定側当接面および移動側当接面の少なくとも一方の微細な凹凸を変形させて滑らかな面を形成してシール部を形成できるので、燃料通路遮断時におけるシール性を向上した安全装置の製造方法を提供することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明による安全装置をディーゼル機関用燃料噴射装置の安全装置に適用した場合を例に図面に基づいて説明する。各図において同一構成部品には同一符号を付してある。
【００２５】
（第１実施形態）
図１には、本発明の第１実施形態による安全装置１の断面図を示す。
【００２６】
図２には、本発明の第１実施形態による安全装置を適用した、ディーゼル機関（以下「エンジン」という）用燃料噴射装置を示す概略構成図である。
【００２７】
図２において、エンジン１００には複数の気筒に対応して個々にインジェクタ２０が配設され、インジェクタ２０から各気筒への燃料の噴射は、噴射制御用電磁弁３０のオンオフにより制御される。インジェクタ２０は各気筒共通の蓄圧容器５０の蓄圧室４０に接続されており、噴射制御用電磁弁３０が開弁している期間、蓄圧室４０の燃料がインジェクタ２０からエンジン１００の各気筒に噴射される。蓄圧室４０には、燃料噴射圧に相当する高い所定圧力の燃料が連続的に蓄圧される必要がある。そのために高圧供給ポンプ７０が、吐出弁１１、供給配管６０を経て蓄圧室４０に接続され、高圧供給ポンプ７０は、燃料タンク８０から低圧供給ポンプ９０を経て吸入された燃料を高圧に加圧し、蓄圧室４０内の燃料を高圧に制御維持する。
【００２８】
このディーゼル機関用燃料噴射装置を制御する電子制御ユニットＥＣＵ２００には、例えばエンジン回転数センサ１２および負荷センサ１３が接続されて、回転数と負荷の信号が入力されている。ＥＣＵ２００は、これらの信号に基づいてエンジン運転状態を判断し、それに応じて決定される最適の噴射時期、噴射量（噴射期間）となるように、各噴射制御用電磁弁３０に制御信号を出力する。同時に、ＥＣＵ２００は、エンジンの運転状態に応じて噴射圧力が最適値となるように蓄圧室４０内の燃料圧力を調整している。すなわち、蓄圧室４０に設置されて蓄圧室４０内の燃料圧力を検出する圧力センサ１４からの信号が、予め回転数や負荷に応じて設定した最適値となるように高圧供給ポンプ７０に制御信号を出力してその吐出量を制御する。また、蓄圧容器５０には、安全装置１が取り付けられている。
【００２９】
安全装置１は、図２に示すように、蓄圧室４０と噴射制御用電磁弁３０間の燃料通路途中に設けられている。安全装置１は、図１において、左側が蓄圧室４０に、右側が噴射制御用電磁弁３０に接続され、エンジン１００運転中において、燃料は、図１の左から右に向かって流れる。安全装置１は、大きくは、図１に示すように、燃料通路２ａが形成される筒状のボディ２と、燃料通路２ａ内に配置されるピストン３と、同じく燃料通路２ａ内に配置されるコイルスプリング５とから構成されている。また、ボディ２の燃料入り口側端部、すなわち図１の左端には、燃料流入口６ａを備える封止手段としてのガスケット６が設けられている。
【００３０】
ボディ２は、たとえば合金鋼で形成され熱処理が施されている。ボディ２の内部に燃料通路２ａが形成され、その下流側（図１中の右側）端部には、弁座４が固定されている。弁座４は、軟質材料であり且つ非鉄系金属である真鍮で形成されている。弁座４には、固定側当接面であるシート面４ａがテーパ状に形成されている。また、弁座４には、燃料通路２ａと噴射制御用電磁弁３０とを連通する燃料通路４ｂが形成されている。
【００３１】
ピストン３は、ボディ２の燃料通路２ａ内壁に摺接し軸方向に移動するピストン本体３ａと、ピストン本体３ａと協働して燃料通路２ａ内を軸方向に移動する突出し部３ｂから構成されている。本発明の第１実施形態による安全装置１において、ピストン３は、ピストン本体３ａおよび突出し部３ｂが一体に形成されるとともに、硬質材料であり且つ鉄系金属である炭素鋼で形成され熱処理が施されている。
【００３２】
ピストン本体３ａは、略円柱状に形成され、図１に示すように、その内側に燃料通路３ｄを備えている。また、ピストン本体３ａの外周には、燃料通路２ａに連通するピストン本体３ａの軸方向の溝３ｅが形成されている。さらに、ピストン本体３ａには、燃料通路３ｄと溝３ｅを連通する絞り通路３ｆが形成されている。すなわち、燃料通路３ｄは、絞り通路３ｆおよび溝３ｅを介して燃料通路２ａと連通している。
【００３３】
突出し部３ｂは、ピストン本体３ａよりも径が小さい円柱状をなし、ピストン本体３ａの下流側（図１の右側）にピストン本体３ａと同軸上に設けられている。また、突出し部３ｂの先端部には、移動側当接面であるシート面３ｃがピストン３と同軸上のテーパ状に形成されている。
【００３４】
ピストン３は、ボディ２内において、突出し部３ｂのシート面３ｃが燃料通路２ａの下流側（図１中の右側）端部に固定された弁座４のシート面４ａに対向するように配置され、シート面３ｃがシート面４ａに当接すると、シート面３ｃとシート面４ａ間に円環状のシール部が形成されて燃料通路２ａが完全に遮断される。すなわち、蓄圧室４０と噴射制御用電磁弁３０間の連通が安全装置１により遮断され、蓄圧室４０から燃料噴射弁２への燃料の供給が停止される。
【００３５】
本発明の第１実施形態による安全装置１においては、シート面４ａを軟質材料であり非鉄系材料である真鍮で、一方、シート面３ｃを硬質材料であり鉄系材料である炭素鋼で形成している。シート面３ｃがシート面４ａに当接し円環状のシール部が形成された場合、軟質材料である真鍮で形成されたシート面４ａの変形量が大きくなるのでシール部の幅が広くなる。
【００３６】
これにより、燃料通路２ａとピストン３のピストン本体３ａ間の隙間分だけ突出し部３ｂが傾斜し、その結果シート面３ｃが傾斜してシート面４ａに当接した場合に、両シート面３ｃ、４ａ間に形成される円環状のシール部の幅は、部分的に狭くなるものの途切れることは無く閉じた円環状に維持される。したがって、従来の安全装置において、すなわち両シート面共に硬質材料である鉄系金属で形成し熱処理を施した構成において、円環状のシール部の幅が狭いために、両シート面が傾斜して当接した場合シール部が途切れて燃料の遮断が不完全になる、という不具合を防止し、燃料通路２ａ遮断時における確実なシール性を得ることができる。
【００３７】
また、安全装置１がエンジンに搭載された当初から、ピストン３のシート面３ｃと弁座４のシート面４ａとの当接時において直ちに良好なシール性を得ることができる。
【００３８】
コイルスプリング５は、図１に示すように、一方の端部がボディ２の燃料通路２ａの下流側端部に形成された肩部２ｂに当接し、他方の端部がピストン３の突出し部３ｂの周囲に形成された肩部３ｇに当接する。コイルスプリング５は、圧縮された状態、つまり付勢力（セット力）が発生している状態で安全装置１に組付けられている。この、コイルスプリング５の付勢力は、ピストン３をシート部７から離間させる方向（図１の左方）に作用する。このため、エンジン停止中、つまり燃料が流れない時には、ピストン３はコイルスプリング５の付勢力によりガスケット６に当接している。
【００３９】
次に、本発明の第１実施形態による安全装置１の作動について説明する
図１および図２に示すように、蓄圧容器５０の蓄圧室４０から高圧燃料が安全装置１の燃料流入口６ａに導入されると、この燃料は、燃料通路３ｄ、絞り通路３ｆ、溝３ｅ、燃料通路２ａ、燃料通路４ｂを経由してインジェクタ２０に供給される。
【００４０】
（１）エンジン停止時。
【００４１】
エンジン停止時においては、安全装置１を通過する燃料流量は０である。このとき、ピストン３は、図１に示すような初期位置、すなわちコイルスプリング５の付勢力によりガスケット６に当接した位置にある。
【００４２】
（２）エンジン運転中（正常時）。
【００４３】
通常のエンジン運転中においては、安全装置１内を所定流量の燃料が通過している。この燃料流により、ピストン３の絞り通路３ｆの前後において燃料圧力に差が生じる。つまり絞り通路３ｆの下流側の圧力が上流側の圧力よりも低くなる。この差圧による流体力は、ピストン３を下流側（図１の右側）に移動させる力として作用する。上述の流体力がコイルスプリング５の付勢力より小さい場合、すなわち安全装置１を通過する燃料流量が少ない場合、たとえばアイドリング時等には、図１に示すように、ピストン３は初期位置に保持されている。
【００４４】
次に、エンジン回転速度の増大、あるいはエンジン負荷の増大等により安全装置１を通過する燃料流量が増加するにしたがって、絞り通路３ｆの前後における燃料圧力の差圧が増大する。この燃料圧力の差圧により、ピストン３には図１の右向きの流体力が作用する。つまり、この流体力は、ピストン３を図１の右側に向かって動かすように作用する。そして、流体力が増大してコイルスプリング５の付勢力に打ち勝つと、ピストン３は、図１に示す初期位置から軸方向下流側（図１の右側）に移動し始め、バランス位置、すなわちピストン３に作用する流体力とコイルスプリング５の付勢力とが釣合う位置で停止する。安全装置１を通過する燃料流量が多いほど、流体力の大きさは大きく、したがって、バランス位置であるピストン３が停止する位置は、図１の右側に寄った位置、言い換えると、弁座４により近づいた位置となる。
【００４５】
そして、安全装置１を通過する燃料流量が、当該エンジン１００の正常な運転範囲における最大流量であるときに、ピストン３の位置は、最も図１の右寄りの位置となり、弁座４との距離が最小となる。この場合においても、突出し部３ｂのシート面３ｃは弁座４のシート面４ａに当接せず、所定の距離を保っている。
【００４６】
（３）エンジン運転中（異常時）。
【００４７】
何らかの原因により、安全装置１を通過する燃料流量が当該エンジン１００の正常な運転状態における最大流量を超えると、ピストン３に作用する流体力がさらに増大するので、ピストン３はさらに図１の右側に移動して、突出し部３ｂのシート面３ｃが弁座４のシート面４ａに当接する。これにより、シート面３ｃとシート面４ａ間に円環状のシール部が形成されて燃料通路２ａが完全に遮断される。すなわち、安全装置１によって蓄圧室４０から燃料噴射弁２への燃料の供給が停止される。したがって、エンジン１００に過大な燃料が供給されてエンジン１００各部に損傷が生じることを確実に防止することができる。
【００４８】
なお、本発明の実施例による安全装置１が装着されるエンジンにおける最大噴射量、つまり安全装置１を通過する燃料の最大流量は、エンジンの機種により異なる。したがって、安全装置１が作動する燃料流量の大きさを、搭載されるエンジンに応じて設定する必要がある。その場合、ピストン３の初期位置（図１に示す位置）におけるシート面３ｃとシート面４ａとの距離およびコイルスプリング５のばね特性（ばね定数、セット力等）の少なくとも一方を変更することにより、容易に設定することができる。
【００４９】
次に、本発明の第１実施形態による安全装置１の製造方法について説明する。
【００５０】
先ず、ボディ２に、シート面４ａが加工された弁座４を圧入固定する。このとき、弁座４の段部４ｃをボディ２の肩部２ｂに当接させる。
【００５１】
次に、ボディ２にコイルスプリング５を挿入し、続いて、ピストン３をその突出し部３ｂを燃料通路２ａの下流側にして挿入する。
【００５２】
次に、ピストン３の突出し部３ｂと反対側の端部を押してピストン３を図１の右側へ押込み、突出し部３ｂのシート面３ｃを弁座４のシート面４ａに当接させ押圧し、シート面３ｃおよびシート面４ａの少なくとも軟質材料である真鍮で形成されたシート面４ａを変形させて、円環状のシール部を形成する。つまり、この工程により、主には軟質材料である真鍮で形成されたシート面４ａに残留している機械加工により生じた微細な凹凸を平滑化し、シート面３ｃがシート面４ａに当接した場合に両シート面３ｃ、４ａ間に形成されるシール部の気密性を向上することができる。
【００５３】
これにより、安全装置１がエンジンに搭載された当初から、ピストン３のシート面３ｃと弁座４のシート面４ａとの当接時において両シート面３ｃ、４ａ間に円環状のシール部を確実に形成させ、それにより、蓄圧室４０から燃料噴射弁２への燃料の供給を確実に停止させることができる。
【００５４】
以上説明した、本発明の第１実施形態による安全装置１においては、シート面４ａを軟質材料であり非鉄系材料である真鍮で、一方、シート面３ｃを硬質材料であり鉄系材料である炭素鋼で形成している。その結果、シート面３ｃがシート面４ａに当接し円環状のシール部が形成された場合、軟質材料である真鍮で形成されたシート面４ａの変形量が大きくなるのでシール部の幅が広くなる。
【００５５】
これにより、両シート面を共に硬質材料である熱処理を施された鉄系金属により形成され、したがって円環状のシール部の幅が狭い従来の安全装置構成に対して、シート面３ｃがシート面４ａに当接した場合のシール性を格段に向上させることができる。
【００５６】
また、安全装置１がエンジンに搭載された当初から、ピストン３のシート面３ｃと弁座４のシート面４ａとの当接時において直ちに良好なシール性を得ることができる。
【００５７】
また、以上説明した、本発明の第１実施形態による安全装置１の製造方法においては、ボディ２にコイルスプリング５およびピストン３を組付ける工程と、ピストン３を押圧して突出し部３ｂのシート面３ｃを弁座４のシート面４ａに当接させ押圧し、シート面３ｃおよびシート面４ａの少なくとも軟質材料である真鍮で形成されたシート面４ａを変形させて、円環状のシール部を形成する工程を備える構成とした。これにより、主には軟質材料である真鍮で形成されたシート面４ａに残留している機械加工により生じた微細な凹凸を平滑化し、シート面３ｃがシート面４ａに当接した場合に両シート面３ｃ、４ａ間に形成されるシール部の気密性を向上できるので、燃料通路２ａ遮断時において良好なシール性が得られる安全装置１の製造方法を提供することができる。
【００５８】
（第２実施形態）
図３に、本発明の第２実施形態による安全装置１の断面図を示す。第２実施形態では、弁座４を廃止し、ボディ２に固定側当接面であるシート面２ｃを直接形成すると共に、ピストン３の先端部である突出し部３ｂにシート部材７を固定し、シート部材７の先端部に移動側当接面であるシート面７ａを形成している。
【００５９】
第２実施形態において、ボディ２、ピストン３の材質は、第１実施形態の場合と同様である。すなわち、ボディ２は合金鋼（熱処理）、ピストン３は炭素鋼（熱処理）である。また、シート部材７は、突出し部３ｂを形成する材質と異なる材質且つ軟質材料且つ非鉄系金属である真鍮で形成されている。
【００６０】
また、第2実施形態による安全装置１の製造工程において、先ず、ピストン３の突出し部３ｂにシート部材７を圧入固定し、次に、シート部材７が固定されたピストン３およびコイルスプリング５をボディ２に組付け、次に、ピストン３を押圧して突出し部３ｂのシート面７ａをボディ２のシート面２ｃに当接させ押圧し、シート面７ａおよびシート面２ｃの少なくとも軟質材料である真鍮で形成されたシート面７ａを変形させて、円環状のシール部を形成している。
【００６１】
第２実施形態による安全装置１においても、第１実施形態の場合と同様に、安全装置１の燃料通路２ａ遮断時において良好なシール性を得ることができる。
【００６２】
また、第２実施形態による安全装置１におけるピストン３の構成によれば、シート部材７の形成加工が容易であり、さらに、シート部材７と突き出し部３ｂとの圧入固定部の形状が簡素化できることから、ピストン３の製作コストを軽減することができる。
【００６３】
また、燃料通路２ａ遮断時におけるシール性を向上した安全装置１の製造方法を提供することができる。
【００６４】
なお、以上説明した、本発明の第１、第２実施形態による安全装置１においては、弁座４、あるいはシート部材７を軟質材料且つ非鉄系金属である真鍮で形成しているが、他の軟質材料、たとえばアルミニウム、あるいは銅等を用いてもよい。
【００６５】
また、以上説明した、本発明の第１、第２実施形態による安全装置１にける弁座４、シート部材７の替わりに、ボディ２および突出し部３ｂのどちらかの表面に、軟質材料である非鉄系金属のメッキ層あるいはコーティング層を形成してシート面を形成してもよい。この場合も、固定側当接面の材質および移動側当接面の材質の一方を軟質材料、他方を硬質材料として、上述の第１実施形態の場合と同様の効果が得られる。
【００６６】
さらに、軟質材料として非鉄系金属に替わって、非金属材料、たとえば樹脂あるいはゴムを用いてもよい。この場合、ボディ２および突出し部３ｂのどちらかの表面に、樹脂あるいはゴムを、コーティング、溶着等により膜状に固定してシート面を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による安全装置１を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例による安全装置１を適用したディーゼル機関用燃料噴射装置を示す概略構成図である。
【図３】本発明の第２実施形態による安全装置１を示す断面図である。
【符号の説明】
１安全装置（安全装置）
２ボディ
２ａ燃料通路
２ｂ肩部
２ｃシート面（固定側当接面）
３ピストン
３ａピストン本体
３ｂ突出し部
３ｃシート面（移動側当接面）
３ｄ燃料通路
３ｅ溝
３ｆ絞り通路
３ｇ肩部
４弁座
４ａシート面（固定側当接面）
４ｂ燃料通路
４ｃ段部
５コイルスプリング
６ガスケット
６ａ燃料流入口
７シート部材
７ａシート面（移動側当接面）
１１吐出弁
１２回転数センサ
１３負荷センサ
１４圧力センサ
２０インジェクタ
３０噴射制御用電磁弁
４０蓄圧室
５０蓄圧容器
６０供給配管
７０高圧供給ポンプ
８０燃料タンク
９０低圧燃料ポンプ
１００エンジン
２００ＥＣＵ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a safety device that is attached in the middle of a fuel passage and blocks or communicates the fuel passage, and a method for manufacturing the safety device, and is suitable for use in an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
For example, as a fuel device for an internal combustion engine, conventionally, a high pressure fuel is pressurized and pumped to a pressure accumulating chamber (hereinafter referred to as a “common rail”), which is a kind of surge tank, by a high pressure supply pump. An accumulator fuel injection apparatus is known in which an electric control type fuel injection valve is injected into an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”). In this pressure accumulation type fuel injection device, it is necessary to provide a safety device that stops the supply of fuel from the common rail to the fuel injection valve when an abnormality such as excessive fuel outflow occurs in the fuel injection valve. As such a safety device, for example, a safety device disclosed in JP-A-2001-50141 is known.
[0003]
The safety device includes a cylindrical body in which a fuel passage is formed, a valve seat portion formed on an inner wall on the outlet side of the fuel passage, an axially movable guide in the fuel passage, and an inlet side of the fuel passage. A piston having a throttle passage communicating with the outlet side, a projecting portion that moves in cooperation with the piston, and shuts off the fuel passage by being seated on a valve seat portion provided in the body, and the projecting portion is a valve seat portion Biasing means for biasing in a direction away from the head.
[0004]
The operation of this safety device will be briefly described below.
[0005]
During engine operation, fuel flows in a fuel passage formed in the body of the safety device. At this time, a differential pressure of fuel is generated before and after the throttle passage of the piston. This differential pressure generates a fluid force that acts in the direction of moving the piston toward the valve seat. For this reason, the piston moves to a position where the fluid force and the urging force by the urging means are balanced, that is, the balance position, and stops. When the fuel injection valve is normal, the movement amount of the piston is small, and the protruding portion that cooperates with the piston and the valve seat portion are separated from each other. On the other hand, when an abnormality such as excessive fuel outflow occurs in the fuel injection valve, the above-described fluid force increases and the movement amount of the piston increases, and the protruding portion that cooperates with the piston is seated on the valve seat portion and the protruding portion and the valve Since the seal portion is formed between the seat portions and the fuel passage is blocked, the supply of fuel from the common rail to the fuel injection valve is stopped.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional safety device, the body, the valve seat portion, the piston, and the protruding portion are each integrally formed of iron-based metal. During engine operation, the piston slides in the body. In order to improve the wear resistance of both sliding parts, both the body and the piston are heat treated to increase the hardness. Therefore, the hardness of the valve seat portion of the body and the protruding portion of the piston is also high. For this reason, when the safety device is activated and the supply of fuel from the common rail to the fuel injection valve is stopped, the amount of deformation of both when the protruding portion comes into contact with the valve seat portion is extremely small. Accordingly, the width of the seal portion formed in an annular shape between the protruding portion and the valve seat portion is very narrow. On the other hand, a minimum necessary gap is formed between the body and the piston in order to keep the sliding of both smoothly. For this reason, there is a possibility that the piston slides while being inclined by this gap instead of being coaxial with the fuel passage. In this case, as described above, the width of the seal portion formed in an annular shape between the protruding portion and the valve seat portion is very narrow. Therefore, when the protruding portion contacts the valve seat portion in an inclined state, the seal portion is partially Therefore, there is a possibility that the fuel supply from the common rail to the fuel injection valve is not completely stopped due to the interruption.
[0007]
Further, during engine operation, in a normal operation state, the safety device does not operate, that is, the protruding portion does not contact the valve seat portion to block the fuel passage.
[0008]
For this reason, in a safety device, for example, an intake / exhaust valve of an engine, the contact between the valve body and the valve seat frequently occurs during engine operation, so that the “familiarity” of the seal portion improves as the operation time elapses. I can't expect to do it.
[0009]
From the above, when the flow rate of fuel passing through the fuel passage exceeds the maximum normal flow rate, which is an abnormal situation with a very low occurrence frequency, the moving-side contact surface and the fixed-side contact surface come into contact with each other. Therefore, it is desired to realize a safety device in which a seal portion that reliably blocks a fuel flow passing through the fuel passage is formed.
[0010]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and its purpose is to devise the structure of the safety device and to obtain a good sealing property when the moving contact surface and the fixed contact surface are in contact. And a method of manufacturing the same.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, the safety device according to the present invention has a cylindrical body in which a fuel passage that allows fuel to pass therethrough is formed, and a fuel flow rate that is disposed in the fuel passage and passes through the fuel passage. The piston for defining the balance position in the flow direction in the fuel passage, and when the fuel flow rate reaches a predetermined value, the fuel passage is brought into contact with the moving contact surface of the protruding portion of the piston at the balance position. A fixed-side contact surface that forms a seal portion that blocks the flow of fuel passing therethrough; A coil spring for urging the piston in a direction to separate the moving contact surface of the piston from the fixed contact surface; A safety device provided in the middle of the piping between the pressure accumulator chamber and the injector of a fuel injection device for a diesel engine, wherein the fuel passage of the body is connected to the large diameter portion provided on the inlet side and the downstream side of the large diameter portion And the piston has a small diameter portion smaller than the large diameter portion, the piston is disposed in the large diameter portion, and the fixed contact surface is connected to the connecting portion between the large diameter portion and the small diameter portion on the moving side of the protruding portion of the piston. The valve seat arranged so as to face the contact surface is formed in an annular shape, and the valve seat is formed softer than the moving-side contact surface. Is a state where the stepped portion formed on the surface opposite to the fixed-side contact surface in the axial direction is in contact with the shoulder portion formed in the connecting portion of the body and a part is fitted in the small diameter portion of the body. The coil spring is supported at one end against a shoulder formed at the downstream end of the large diameter portion, and is supported between the shoulder and the outer peripheral surface of the valve seat, and the other end is Abuts on the shoulder formed around the protruding part of the piston, When assembling the safety device, the moving-side contact surface and the fixed-side contact surface are pressed against and brought into contact with the shut-off state when the flow rate of fuel passing through the fuel passage exceeds the normal maximum flow rate. It was set as the structure formed.
[0012]
Normally, when the safety device is activated during engine operation, that is, when the flow rate of fuel passing through the fuel passage exceeds the maximum flow rate during normal operation, the occurrence frequency is extremely low. Accordingly, it cannot be expected that the moving-side contact surface and the fixed-side contact surface frequently come into contact with each other during the engine operation, and the “familiarity” of the seal portion is improved as the operation time elapses.
[0013]
In the safety device according to the first aspect of the present invention, one of the moving-side contact surface and the fixed-side contact surface is formed of a soft material and the other is formed of a hard material, and is moved when the safety device is assembled. The seal portion is formed by pressing and abutting the side contact surface and the fixed side contact surface against the shut-off state when the fuel flow rate passing through the fuel passage exceeds the normal maximum flow rate.
[0014]
Accordingly, the soft material can be plastically deformed by the hard material, and the moving-side contact surface and the fixed-side contact surface can be brought into close contact with each other around the annular seal portion. Therefore, it is possible to realize a safety device that can obtain a good sealing performance when the moving side contact surface and the fixed side contact surface come into contact with each other from the beginning of mounting on the engine.
[0015]
In the safety device according to the second aspect of the present invention, the fixed-side contact surface is formed of a material different from the material forming the body.
[0016]
Thus, for example, when the fixed-side contact surface is formed of a soft material, the entire body including the fixed-side contact surface is not formed of a soft material, but only the fixed-side contact surface is formed of a soft material, and the rest By forming the body from a hard material having excellent strength, the fixed-side contact surface can be made of a soft material while maintaining the strength of the body.
[0021]
As a result, when the moving contact surface and the other protruding portions are formed of different materials, for example, the sheet member that is a member on the moving contact surface side is set to the minimum necessary size, that is, an annular shape. In addition to the fact that the seat member is easier to form than the case where the seat member is formed and fixed to the tip of the piston, it is possible to fit the seat member and the piston. Since the shape on the side can be simplified, there is an effect that the processing cost around the seal portion can be reduced.
[0022]
Claims of the invention 3 In the safety device described in (1), the hard material is a ferrous metal and the soft material is a non-ferrous metal. For example, consider a case in which a heat-treated alloy steel is used as an iron-based metal that is a hard material, and brass, copper, aluminum, or the like is used as a non-ferrous metal as a soft material. When the safety device is activated and the two come into contact with each other, the non-ferrous metal side is deformed to form a seal portion, so that the sealing performance when the fuel passage is cut off can be improved and both are made of metal material. Reproducibility, that is, reproducibility for reliably forming the seal portion can be improved.
[0023]
Claims of the invention 5 The manufacturing method of the safety device described in the step of assembling the piston and the projecting portion to the body and pressing the piston assembled to the body presses the moving-side contact surface to the fixed-side contact surface to fix And a step of deforming at least one of the side contact surface and the moving side contact surface to form a seal portion. Generally, fine irregularities remain on the machined surface, but the above process
As a result, a smooth surface can be formed by deforming at least one of the fixed contact surface and the moving contact surface to form a smooth surface, thus improving the sealing performance when the fuel passage is shut off. A method for manufacturing a safety device can be provided.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An example in which the safety device according to the present invention is applied to a safety device for a fuel injection device for a diesel engine will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals.
[0025]
(First embodiment)
FIG. 1 shows a sectional view of a safety device 1 according to a first embodiment of the present invention.
[0026]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a fuel injection device for a diesel engine (hereinafter referred to as “engine”) to which the safety device according to the first embodiment of the present invention is applied.
[0027]
In FIG. 2, the engine 100 is provided with injectors 20 corresponding to a plurality of cylinders, and fuel injection from the injectors 20 to the respective cylinders is controlled by turning on / off an electromagnetic valve 30 for injection control. The injector 20 is connected to a pressure accumulating chamber 40 of a pressure accumulating vessel 50 common to each cylinder, and fuel in the pressure accumulating chamber 40 is injected from the injector 20 into each cylinder of the engine 100 during a period when the injection control electromagnetic valve 30 is open. Is done. In the pressure accumulating chamber 40, a fuel having a high predetermined pressure corresponding to the fuel injection pressure needs to be continuously accumulated. For this purpose, the high-pressure supply pump 70 is connected to the pressure accumulating chamber 40 via the discharge valve 11 and the supply pipe 60. The high-pressure supply pump 70 pressurizes the fuel sucked from the fuel tank 80 via the low-pressure supply pump 90 to a high pressure, The fuel in the pressure accumulating chamber 40 is controlled and maintained at a high pressure.
[0028]
For example, an engine speed sensor 12 and a load sensor 13 are connected to the electronic control unit ECU 200 that controls the diesel engine fuel injection device, and signals of the speed and the load are input. The ECU 200 determines the engine operating state based on these signals, and outputs a control signal to each injection control electromagnetic valve 30 so that the optimal injection timing and injection amount (injection period) are determined accordingly. To do. At the same time, the ECU 200 adjusts the fuel pressure in the pressure accumulating chamber 40 so that the injection pressure becomes an optimum value according to the operating state of the engine. That is, the control signal is sent to the high-pressure supply pump 70 so that the signal from the pressure sensor 14 installed in the pressure accumulating chamber 40 and detecting the fuel pressure in the pressure accumulating chamber 40 becomes an optimum value set in advance according to the rotational speed and load. Is output to control the discharge amount. Further, the safety device 1 is attached to the pressure accumulating container 50.
[0029]
As shown in FIG. 2, the safety device 1 is provided in the middle of the fuel passage between the pressure accumulating chamber 40 and the injection control electromagnetic valve 30. 1, the safety device 1 is connected to the pressure accumulating chamber 40 on the left side and to the electromagnetic valve 30 for injection control on the right side, and the fuel flows from the left to the right in FIG. As shown in FIG. 1, the safety device 1 is roughly arranged in a cylindrical body 2 in which a fuel passage 2a is formed, a piston 3 disposed in the fuel passage 2a, and the fuel passage 2a. The coil spring 5 is constituted. Further, a gasket 6 as a sealing means having a fuel inlet 6a is provided at the end of the body 2 on the fuel inlet side, that is, the left end in FIG.
[0030]
The body 2 is formed of alloy steel, for example, and is subjected to heat treatment. A fuel passage 2a is formed inside the body 2, and a valve seat 4 is fixed to an end portion on the downstream side (right side in FIG. 1). The valve seat 4 is made of brass which is a soft material and is a non-ferrous metal. The valve seat 4 is formed with a seat surface 4a, which is a fixed-side contact surface, in a tapered shape. Further, the valve seat 4 is formed with a fuel passage 4b that allows the fuel passage 2a and the injection control electromagnetic valve 30 to communicate with each other.
[0031]
The piston 3 includes a piston body 3a that slides in contact with the inner wall of the fuel passage 2a of the body 2 and moves in the axial direction, and a projecting portion 3b that moves in the fuel passage 2a in the axial direction in cooperation with the piston body 3a. . In the safety device 1 according to the first embodiment of the present invention, the piston 3 includes a piston body 3a and a protruding portion 3b that are integrally formed, and is formed of carbon steel that is a hard material and is an iron-based metal, and is subjected to heat treatment. Has been.
[0032]
The piston main body 3a is formed in a substantially cylindrical shape, and has a fuel passage 3d inside thereof as shown in FIG. Further, an axial groove 3e of the piston body 3a communicating with the fuel passage 2a is formed on the outer periphery of the piston body 3a. Furthermore, a throttle passage 3f that communicates the fuel passage 3d and the groove 3e is formed in the piston body 3a. That is, the fuel passage 3d communicates with the fuel passage 2a through the throttle passage 3f and the groove 3e.
[0033]
The protruding portion 3b has a cylindrical shape with a diameter smaller than that of the piston body 3a, and is provided coaxially with the piston body 3a on the downstream side (right side in FIG. 1) of the piston body 3a. In addition, a seat surface 3c, which is a moving side contact surface, is formed in a tapered shape on the same axis as the piston 3 at the tip of the protruding portion 3b.
[0034]
The piston 3 is disposed in the body 2 so that the seat surface 3c of the protruding portion 3b faces the seat surface 4a of the valve seat 4 fixed to the downstream side (right side in FIG. 1) end of the fuel passage 2a. When the seat surface 3c comes into contact with the seat surface 4a, an annular seal portion is formed between the seat surface 3c and the seat surface 4a, and the fuel passage 2a is completely blocked. That is, the communication between the pressure accumulation chamber 40 and the injection control electromagnetic valve 30 is blocked by the safety device 1, and the supply of fuel from the pressure accumulation chamber 40 to the fuel injection valve 2 is stopped.
[0035]
In the safety device 1 according to the first embodiment of the present invention, the seat surface 4a is made of brass, which is a soft material and a non-ferrous material, and the seat surface 3c is made of carbon steel, which is a hard material and an iron material. ing. When the seat surface 3c comes into contact with the seat surface 4a to form an annular seal portion, the amount of deformation of the seat surface 4a formed of brass, which is a soft material, increases, so that the width of the seal portion increases.
[0036]
As a result, the protruding portion 3b is inclined by the gap between the fuel passage 2a and the piston body 3a of the piston 3, and as a result, when the seat surface 3c is inclined and abuts against the seat surface 4a, both seat surfaces 3c, 4a The width of the annular seal portion formed therebetween is partially narrowed but is not interrupted and is maintained in a closed annular shape. Therefore, in a conventional safety device, that is, in a configuration in which both seat surfaces are made of a ferrous metal that is a hard material and heat-treated, the width of the annular seal portion is narrow, so that both seat surfaces are inclined. In the case of contact, it is possible to prevent a problem that the sealing portion is interrupted and the fuel is not completely cut off, and a reliable sealing performance when the fuel passage 2a is cut off can be obtained.
[0037]
Further, from the beginning when the safety device 1 is mounted on the engine, a good sealing property can be obtained immediately when the seat surface 3c of the piston 3 and the seat surface 4a of the valve seat 4 come into contact.
[0038]
As shown in FIG. 1, the coil spring 5 has one end abutting against a shoulder 2 b formed at the downstream end of the fuel passage 2 a of the body 2, and the other end being a protruding portion 3 b of the piston 3. It abuts on the shoulder 3g formed around. The coil spring 5 is assembled to the safety device 1 in a compressed state, that is, in a state where an urging force (setting force) is generated. This urging force of the coil spring 5 acts in a direction (leftward in FIG. 1) in which the piston 3 is separated from the seat portion 7. For this reason, when the engine is stopped, that is, when fuel does not flow, the piston 3 is in contact with the gasket 6 by the urging force of the coil spring 5.
[0039]
Next, the operation of the safety device 1 according to the first embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, when high pressure fuel is introduced from the pressure accumulating chamber 40 of the pressure accumulating vessel 50 into the fuel inlet 6a of the safety device 1, the fuel is supplied to the fuel passage 3d, the throttle passage 3f, the groove 3e, The fuel is supplied to the injector 20 via the fuel passage 2a and the fuel passage 4b.
[0040]
(1) When the engine is stopped.
[0041]
When the engine is stopped, the flow rate of fuel passing through the safety device 1 is zero. At this time, the piston 3 is in an initial position as shown in FIG. 1, that is, a position where the piston 3 is in contact with the gasket 6 by the urging force of the coil spring 5.
[0042]
(2) The engine is running (when normal).
[0043]
During normal engine operation, a predetermined flow rate of fuel passes through the safety device 1. This fuel flow causes a difference in fuel pressure before and after the throttle passage 3 f of the piston 3. That is, the pressure on the downstream side of the throttle passage 3f is lower than the pressure on the upstream side. The fluid force due to the differential pressure acts as a force that moves the piston 3 to the downstream side (right side in FIG. 1). When the above-described fluid force is smaller than the biasing force of the coil spring 5, that is, when the fuel flow rate passing through the safety device 1 is small, for example, when idling, the piston 3 is held at the initial position as shown in FIG. ing.
[0044]
Next, as the fuel flow rate passing through the safety device 1 increases due to an increase in engine speed or an increase in engine load, the differential pressure between the fuel pressures before and after the throttle passage 3f increases. Due to the differential pressure of the fuel pressure, the rightward fluid force in FIG. 1 acts on the piston 3. That is, this fluid force acts to move the piston 3 toward the right side in FIG. When the fluid force increases and overcomes the urging force of the coil spring 5, the piston 3 starts to move from the initial position shown in FIG. 1 to the downstream side in the axial direction (right side in FIG. 1). Is stopped at a position where the fluid force acting on the coil spring 5 and the biasing force of the coil spring 5 are balanced. The greater the fuel flow rate through the safety device 1, the greater the magnitude of the fluid force. Therefore, the position at which the piston 3, which is the balance position, stops is shifted to the right side in FIG. The position will be closer.
[0045]
When the fuel flow rate that passes through the safety device 1 is the maximum flow rate in the normal operating range of the engine 100, the position of the piston 3 is the position closest to the right in FIG. Minimal. Even in this case, the seat surface 3c of the protruding portion 3b does not abut against the seat surface 4a of the valve seat 4 and maintains a predetermined distance.
[0046]
(3) The engine is running (when abnormal).
[0047]
If for some reason the flow rate of fuel passing through the safety device 1 exceeds the maximum flow rate in the normal operating state of the engine 100, the fluid force acting on the piston 3 further increases. By moving, the seat surface 3 c of the protruding portion 3 b comes into contact with the seat surface 4 a of the valve seat 4. Thus, an annular seal portion is formed between the seat surface 3c and the seat surface 4a, and the fuel passage 2a is completely blocked. That is, the supply of fuel from the pressure accumulation chamber 40 to the fuel injection valve 2 is stopped by the safety device 1. Therefore, it is possible to reliably prevent damage to each part of engine 100 due to excessive fuel being supplied to engine 100.
[0048]
Note that the maximum injection amount in the engine to which the safety device 1 according to the embodiment of the present invention is attached, that is, the maximum flow rate of the fuel passing through the safety device 1 varies depending on the engine model. Therefore, it is necessary to set the magnitude of the fuel flow rate at which the safety device 1 operates according to the mounted engine. In that case, by changing at least one of the distance between the seat surface 3c and the seat surface 4a at the initial position of the piston 3 (position shown in FIG. 1) and the spring characteristics (spring constant, set force, etc.) of the coil spring 5, It can be set easily.
[0049]
Next, a method for manufacturing the safety device 1 according to the first embodiment of the present invention will be described.
[0050]
First, the valve seat 4 in which the seat surface 4 a is processed is press-fitted and fixed to the body 2. At this time, the step portion 4 c of the valve seat 4 is brought into contact with the shoulder portion 2 b of the body 2.
[0051]
Next, the coil spring 5 is inserted into the body 2, and then the piston 3 is inserted with the protruding portion 3b on the downstream side of the fuel passage 2a.
[0052]
Next, the piston 3 is pushed to the right in FIG. 1 by pushing the end opposite to the protruding portion 3b of the piston 3, and the seat surface 3c of the protruding portion 3b is brought into contact with and pressed against the seat surface 4a of the valve seat 4. The seat surface 4a made of brass, which is at least a soft material, of the surface 3c and the seat surface 4a is deformed to form an annular seal portion. That is, by this process, the fine unevenness caused by machining remaining on the sheet surface 4a formed mainly of the soft material brass is smoothed, and the sheet surface 3c comes into contact with the sheet surface 4a. In addition, the airtightness of the seal portion formed between the two sheet surfaces 3c and 4a can be improved.
[0053]
Thereby, from the beginning when the safety device 1 is mounted on the engine, an annular seal portion is reliably secured between the seat surfaces 3c and 4a when the seat surface 3c of the piston 3 and the seat surface 4a of the valve seat 4 come into contact with each other. Accordingly, the supply of fuel from the pressure accumulating chamber 40 to the fuel injection valve 2 can be reliably stopped.
[0054]
In the safety device 1 according to the first embodiment of the present invention described above, the seat surface 4a is made of brass, which is a soft material and non-ferrous material, while the seat surface 3c is made of carbon, which is a hard material and iron-based material. It is made of steel. As a result, when the seat surface 3c abuts on the seat surface 4a and an annular seal portion is formed, the deformation amount of the seat surface 4a formed of brass, which is a soft material, is increased, so the width of the seal portion is widened. .
[0055]
As a result, both the seat surfaces are formed of a heat-treated iron-based metal that is a hard material, and therefore the seat surface 3c is the seat surface 4a as compared to the conventional safety device configuration in which the width of the annular seal portion is narrow. It is possible to remarkably improve the sealing performance when it comes into contact with.
[0056]
Further, from the beginning when the safety device 1 is mounted on the engine, a good sealing property can be obtained immediately when the seat surface 3c of the piston 3 and the seat surface 4a of the valve seat 4 come into contact.
[0057]
Moreover, in the manufacturing method of the safety device 1 according to the first embodiment of the present invention described above, the process of assembling the coil spring 5 and the piston 3 to the body 2, and the seat surface of the protruding portion 3b by pressing the piston 3 3c is brought into contact with and pressed against the seat surface 4a of the valve seat 4, and at least the seat surface 3c and the seat surface 4a made of brass, which is a soft material, are deformed to form an annular seal portion. It was set as the structure provided with a process. As a result, the fine unevenness caused by machining remaining on the sheet surface 4a mainly formed of brass, which is a soft material, is smoothed, and both sheets when the sheet surface 3c contacts the sheet surface 4a. Since the airtightness of the seal portion formed between the surfaces 3c and 4a can be improved, it is possible to provide a method of manufacturing the safety device 1 that can obtain a good sealability when the fuel passage 2a is cut off.
[0058]
(Second Embodiment)
FIG. 3 shows a sectional view of the safety device 1 according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the valve seat 4 is eliminated, and the seat surface 2c that is the fixed-side contact surface is directly formed on the body 2, and the seat member 7 is fixed to the protruding portion 3b that is the tip portion of the piston 3, A sheet surface 7 a that is a moving-side contact surface is formed at the tip of the sheet member 7.
[0059]
In the second embodiment, the materials of the body 2 and the piston 3 are the same as those in the first embodiment. That is, the body 2 is alloy steel (heat treatment), and the piston 3 is carbon steel (heat treatment). Further, the sheet member 7 is formed of brass which is a material different from the material forming the protruding portion 3b, a soft material, and a non-ferrous metal.
[0060]
In the manufacturing process of the safety device 1 according to the second embodiment, first, the seat member 7 is press-fitted and fixed to the protruding portion 3b of the piston 3, and then the piston 3 and the coil spring 5 to which the seat member 7 is fixed are attached to the body. Next, the piston 3 is pressed and the sheet surface 7a of the protruding portion 3b is pressed against the sheet surface 2c of the body 2 and pressed, and at least the soft material of the sheet surface 7a and the sheet surface 2c is brass. The formed sheet surface 7a is deformed to form an annular seal portion.
[0061]
Also in the safety device 1 according to the second embodiment, as in the case of the first embodiment, good sealing performance can be obtained when the fuel passage 2a of the safety device 1 is shut off.
[0062]
Further, according to the configuration of the piston 3 in the safety device 1 according to the second embodiment, the forming process of the seat member 7 is easy, and the shape of the press-fit fixing portion between the seat member 7 and the protruding portion 3b can be simplified. Therefore, the manufacturing cost of the piston 3 can be reduced.
[0063]
Moreover, the manufacturing method of the safety device 1 with improved sealing performance when the fuel passage 2a is shut off can be provided.
[0064]
In the safety device 1 according to the first and second embodiments of the present invention described above, the valve seat 4 or the seat member 7 is formed of a soft material and a non-ferrous metal brass. A soft material such as aluminum or copper may be used.
[0065]
Further, instead of the valve seat 4 and the seat member 7 in the safety device 1 according to the first and second embodiments of the present invention described above, the surface of either the body 2 or the protruding portion 3b is made of a soft material. A sheet surface may be formed by forming a non-ferrous metal plating layer or coating layer. Also in this case, the same effect as in the case of the first embodiment described above can be obtained by using one of the material of the fixed contact surface and the material of the moving contact surface as a soft material and the other as a hard material.
[0066]
Further, a non-metallic material such as a resin or rubber may be used instead of the non-ferrous metal as the soft material. In this case, a sheet surface may be formed by fixing resin or rubber in a film shape by coating, welding, or the like on the surface of either the body 2 or the protruding portion 3b.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a safety device 1 according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a fuel injection device for a diesel engine to which a safety device 1 according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 3 is a sectional view showing a safety device 1 according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Safety device (safety device)
2 Body
2a Fuel passage
2b shoulder
2c Seat surface (fixed side contact surface)
3 Piston
3a Piston body
3b Protruding part
3c Seat surface (moving side contact surface)
3d fuel passage
3e groove
3f throttle passage
3g shoulder
4 Valve seat
4a Seat surface (fixed side contact surface)
4b Fuel passage
4c Step
5 Coil spring
6 Gasket
6a Fuel inlet
7 Sheet material
7a Sheet surface (moving side contact surface)
11 Discharge valve
12 Speed sensor
13 Load sensor
14 Pressure sensor
20 Injector
30 Solenoid valve for injection control
40 pressure storage chamber
50 pressure accumulator
60 Supply piping
70 High pressure supply pump
80 Fuel tank
90 Low pressure fuel pump
100 engine
200 ECU

Claims

A cylindrical body in which a fuel passage for allowing fuel to pass is formed;
A piston disposed in the fuel passage and defining a balance position in a flow direction in the fuel passage according to a flow rate of fuel flowing through the fuel passage;
When the fuel flow rate reaches a predetermined value, a fixed portion is formed that abuts against the moving contact surface of the protruding portion of the piston at the balance position to block the fuel flow passing through the fuel passage. A pressure accumulating chamber and an injector of a fuel injection device for a diesel engine , comprising: a side abutting surface; and a coil spring that urges the piston in a direction in which the moving side abutting surface of the piston is separated from the fixed abutting surface. A safety device provided in the middle of the piping,
The fuel passage of the body has a large diameter portion provided on the entrance side and a small diameter portion connected to the downstream side of the large diameter portion and having a diameter smaller than the large diameter portion,
The piston is disposed in the large diameter portion;
The fixed-side contact surface is formed in an annular shape on a valve seat disposed at a connection portion between the large-diameter portion and the small-diameter portion so as to face the moving-side contact surface of the protruding portion of the piston. ,
The valve seat is formed softer than the moving contact surface,
The valve seat abuts a step formed on a surface opposite to the fixed contact surface in the axial direction against a shoulder formed on the connection portion of the body, and a part of the step is formed on the body. Supported in a state of fitting in the small diameter part,
The coil spring has one end abutting against the shoulder formed at the downstream end of the large diameter portion, and is supported between the shoulder and the outer peripheral surface of the valve seat, and the other end. A portion that abuts against a shoulder formed around the protruding portion of the piston , and the moving-side contact surface and the fixed-side contact surface pass through the fuel passage when the safety device is assembled. A safety device, wherein the seal portion is formed by being pressed against and brought into contact with the shut-off state when the flow rate exceeds a normal maximum flow rate.

The safety device according to claim 1, wherein the fixed-side contact surface is formed of a material different from a material forming the body.

The safety device according to claim 1 or 2 , wherein the hard material is an iron-based metal and the soft material is a non-ferrous metal .

The safety device according to any one of claims 1 to 3, wherein a seat surface of the valve seat, which is the fixed-side contact surface, is formed in a tapered shape .

A method for manufacturing a safety device according to any one of claims 1 to 4,
Assembling the piston and the protrusion to the body;
By pressing the piston assembled to the body, the moving contact surface is pressed against the fixed contact surface, and at least one of the fixed contact surface and the moving contact surface is deformed. And a step of forming the seal portion.