(57)【要約】【課題】調心機能とシール部分の耐久性確保との両立が図れる燃料噴射装置を提供する。【解決手段】燃料噴射弁１は、ハウジング本体２の内部に設けられてアクチュエータ５を支持し、径方向外方に突出する鍔部を有するスタックハウジング１０と、ハウジング本体２の内部を外側から閉塞し、スタックハウジング１０に締結されてスタックハウジングの鍔部１０２との間でハウジング本体２の内方突出部２２を挟み込む鍔部４２を有する蓋部材４と、を備える。蓋部材の鍔部４２とハウジング本体２の内方突出部２２とが接触する面の部分は、ハウジングの軸心方向に平行な断面が球状面部と傾斜面部をなす組み合わせによって構成されている。さらに、ハウジング本体２の内方突出部２２とスタックハウジングの鍔部１０２とが接触する面部分は、ハウジングの軸心方向に平行な断面が平面部同士の面接触によって構成されている。【選択図】図１
2010138771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料が噴出される噴孔が形成されているハウジングと、
前記ハウジングの内部に設けられ、往復変位して前記噴孔を開閉し、前記噴孔からの前記燃料の噴出を許容および停止する弁部材と、
前記ハウジングの内部に設けられ、軸心方向に伸縮してピストンを往復変位させることにより、圧力制御室の内圧を制御し、前記弁部材を前記往復変位させるアクチュエータと、
前記ハウジングの内部に設けられて前記アクチュエータを支持し、径方向外方に突出する鍔部を有する支持部材と、
前記ハウジングの内部を外側から閉塞する部材であって、前記支持部材に締結されて、前記支持部材の前記鍔部との間で前記ハウジングの軸心方向の端部を挟み込む鍔部を有する蓋部材と、
を備え、
前記蓋部材の前記鍔部と前記ハウジングの軸心方向の端部とが接触する面の部分は、前記ハウジングの軸心方向に平行な断面が湾曲面部と傾斜面部をなす組み合わせによって構成され、
前記ハウジングの軸心方向の端部と前記支持部材の前記鍔部とが接触する面の部分は、前記ハウジングの軸心方向に平行な断面が平面部同士の面接触になるように構成されていることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
前記蓋部材の前記鍔部と前記ハウジングの軸心方向の端部とが接触する面の部分、および前記ハウジングの軸心方向の端部と前記支持部材の前記鍔部とが接触する面の部分は、前記ハウジングの軸心方向に並ぶように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記蓋部材に設けられた雌ねじ部と前記支持部材に設けられた雄ねじ部とが螺合して、前記蓋部材が前記支持部材に締結されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料を燃焼室側に供給する燃料噴射装置に関し、例えば内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射弁に適用して好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来の燃料噴射装置として、アクチュエータ等の調心機能とシール機能とを必要とする燃料噴射弁が知られている（例えば、特許文献１参照）。この従来の燃料噴射弁は、アクチュエータとしてのピエゾスタックを支持するために、燃焼室側でアクチュエータベースの球状面部をメインボディの漏斗状面部に接触させて調心可能に支持する構造を有する。そして、燃焼室の反対側からナットでねじ締めすることにより、ナットとアクチュエータベースとでメインボディを挟み込み、アクチュエータベースはメインボディに対して調心され固定される。このように、上記球状面部と上記漏斗状面部との接触部分は、調心に寄与するとともに、ナットの締め付け等による応力がかかるシール部分でもある。
【特許文献１】国際公開第２００７／０３３８５９Ａ１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来技術の上記接触部分は、球状面部と漏斗状面部との接触によって構成されることにより、その接触面積が小さいため、さらに応力集中が大きくなる傾向にあり、シール部分としての耐久性能に問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、調心機能とシール部分の耐久性確保との両立が図れる燃料噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の燃料噴射装置の発明では、燃料が噴出される噴孔が形成されているハウジングと、ハウジングの内部に設けられ、往復変位して噴孔を開閉し、噴孔からの燃料の噴出を許容および停止する弁部材と、ハウジングの内部に設けられ、軸心方向に伸縮してピストンを往復変位させることにより、圧力制御室の内圧を制御し、弁部材を往復変位させるアクチュエータと、ハウジングの内部に設けられてアクチュエータを支持し、径方向外方に突出する鍔部を有する支持部材と、ハウジングの内部を外側から閉塞する部材であって、支持部材に締結されて、支持部材の鍔部との間でハウジングの軸心方向の端部を挟み込む鍔部を有する蓋部材と、を備え、
蓋部材の鍔部とハウジングの軸心方向の端部とが接触する面の部分は、ハウジングの軸心方向に平行な断面が湾曲面部と傾斜面部をなす組み合わせによって構成され、
ハウジングの軸心方向の端部と支持部材の鍔部とが接触する面部分は、ハウジングの軸心方向に平行な断面が平面部同士の面接触になるように構成されていることを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、湾曲面部と傾斜面部をなす接触面部の組み合わせによってアクチュエータをハウジングに対して調心するとともに、平面部同士の面接触によって広い面積で荷重を受け、ハウジングの内部と外部とをシールする機能を発揮させる。これにより、調心機能とシール機能とを別々の接触部分によって実現するため、前述の従来技術に対してシール部分の耐久性に優れ、両方の機能を十分に確保できる燃料噴射装置が得られる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、蓋部材の鍔部とハウジングの軸心方向の端部とが接触する面の部分、およびハウジングの軸心方向の端部と支持部材の鍔部とが接触する面の部分は、ハウジングの軸心方向に並ぶように配置されていることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、接触する各面の部分が、平面部同士の面接触部分に作用する力がハウジングの軸心方向に沿うように働くようになるため、この作用する力を面接触部分で確実に受けることができる。したがって、アクチュエータの振れの低減が図れる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、蓋部材に設けられた雌ねじ部と支持部材に設けられた雄ねじ部とが螺合して、蓋部材が支持部材に締結されることを特徴とする。この発明によれば、蓋部材のねじ部が支持部材のねじ部よりも径方向外側に配されるため、径方向において蓋部材のねじ部と鍔部との距離が小さくなるように蓋部材を構成することができる。したがって、蓋部材の形状の簡単化や小型化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００１１】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る燃料噴射装置の一例である第１実施形態について、図１および図２を用いて説明する。燃料噴射装置は、例えば、ディーゼルエンジンまたは筒内噴射式火花点火内燃機関（以下、直噴ガソリンエンジン）の気筒内へ直接的に噴射する直噴型エンジンに使用する装置である。燃料噴射装置の一例としての燃料噴射弁１は、燃料を噴出するために先端に形成される噴孔８が図示しない気筒内の燃焼室に接続されるように、シリンダヘッドに取り付けられている。図１は燃料噴射弁１の構成を示す縦断面図である。以下、本実施形態では、燃料噴射弁１は、図示しない各気筒共通の蓄圧容器としてのコモンレールから分配供給される高圧燃料を噴射する弁として説明する。また、本実施形態による燃料噴射弁１は、上記気筒内以下の例えば吸気ポートへ燃料を噴射するものにも使用可能である。
【００１２】
図１に示すように、燃料噴射弁１は、ハウジング本体２と、ハウジング本体２とともにハウジングを構成するノズルボディ３と、弁部材としてのニードル７と、ニードル案内シリンダ７１と、ピストン６と、ピストン案内シリンダ６１と、アクチュエータ５と、アクチュエータを支持する支持部材としてのスタックハウジング１０と、ハウジングを閉塞する閉塞部材としての蓋部材４と、を備えている。
【００１３】
燃料噴射弁１のハウジングは、ハウジング本体２とノズルボディ３とによって構成されている。ハウジング本体２は、主にスタックハウジング１０、アクチュエータ５、ピストン６、およびピストン案内シリンダ６１を内部に収納する両端が開口した筒状体である。ハウジング本体２は、軸心方向一端部（図１に示す下方側の端部）がノズルボディ３に接続され、軸心方向他端部（図１に示す上方側の端部）が蓋部材４とスタックハウジング１０とによって挟まれるようになっている。ノズルボディ３は、燃料噴射弁１のノズル部を構成する部品であり、主にニードル７およびニードル案内シリンダ７１を内部に収納する筒状体である。ノズルボディ３は、軸心方向一端部（図１に示す下方側の端部）に噴孔８が形成され、軸心方向他端部（図１に示す上方側の端部）がノズルボディ３に接続されるようになっている。
【００１４】
噴孔８は、ノズルボディ３の内壁面と外壁面とを連通する細孔であり、噴孔８に臨む内壁面（噴孔８の入口部周縁に位置する内壁面）には、ニードル７が着座する弁座８１が設けられている。ノズルボディ３の内部であって噴孔８の入口部の周囲には、ニードル７とノズルボディ３の内壁面との間に燃料溜り室７５が形成されている。弁座８１は、燃料溜り室７５と噴孔８の入口部との間の内壁面に位置する座面である。
【００１５】
ハウジング本体２には、側面に、図示しないコモンレールに接続される流入口２１が形成され、内部には燃料が流通する燃料通路９が形成されている。燃料通路９には、コモンレールの内部と概ね同じ圧力の燃料が供給される。燃料溜り室７５はこの燃料通路９の一部を構成する。
【００１６】
ニードル７は、ハウジング本体２の内部に往復移動可能に収容されており、往復変位して噴孔８を開閉し、噴孔８からの燃料の噴出を許容および停止する。ニードル７には、燃料通路９に通じる背圧室７３と燃料溜り室７５とを連通させる連通孔７４が形成されている。ニードルの先端側面部７８は、弁座８１に接触して着座される部位である。ニードルの先端側面部７８が、弁座８１に着座している状態から離れると、燃料溜り室７５と噴孔８が連通するようになり、つまり、噴孔８と燃料通路９とが背圧室７３等を介して連通するようになるため、噴孔８からの燃料噴射が許容される。一方、ニードルの先端側面部７８が弁座８１に着座すると、燃料通路９と噴孔８とは遮断されて、噴孔８からの燃料噴射が停止される。
【００１７】
ニードル案内シリンダ７１は、円筒状体であり、軸心方向一端部（図１に示す下方側の端部）がノズルボディ３の噴孔８側の内壁に接し、軸心方向他端部（図１に示す上方側の端部）がピストン案内シリンダ６１に固定されている。背圧室７３は、ニードル案内シリンダ７１の軸心方向他端部とピストン案内シリンダ６１の軸心方向他端部（図１に示す下方側の端部）とが当接することにより、両者とニードル７の反噴孔８側の端部（軸心方向他端部（図１に示す上方側の端部））との間に形成される空間である。背圧室７３は、ピストン案内シリンダ６１を貫通する通路６７によって、燃料通路９と通じている。
【００１８】
ニードル案内シリンダ７１の内周壁には、ニードル７の外周壁が摺動可能（ニードル案内シリンダ７１に対してニードル７が軸心方向にすべることが可能であること）に接している。ニードル７は、ニードル案内シリンダ７１によって軸心方向に往復移動可能に案内される。ニードル７が弁座８１に着座するとき、ニードル７とピストン案内シリンダ６１の軸心方向他端部との間には、所定の隙間が形成されるようになっている。この隙間により、ニードル７は、弁座８１に接する位置からピストン案内シリンダ６１の軸心方向他端部に接する位置まで移動可能になる。すなわち、ニードル７の最大リフト量は、上記隙間によって規定される。噴孔８側のニードル７の外壁と、ニードル案内シリンダ７１の内周壁と、ノズルボディ３の内壁面との間には、円環状の圧力制御室７７が形成されている。
【００１９】
背圧室７３には、第１付勢部材としての第１スプリング７２が収容されている。第１スプリング７２は、軸心方向一端部（図１に示す下方側の端部）がニードル７に接し、軸心方向他端部（図１に示す上方側の端部）がピストン案内シリンダ６１の軸心方向一端部に接しており、ニードル７を弁座８１に向かう方向、すなわち閉弁方向へ付勢する。燃料溜り室７５には、連通孔７４を通じて背圧室１６から燃料が流入する。
【００２０】
ピストン案内シリンダ６１は、その内周壁にピストン６が摺動可能に案内されている。ピストン６は、円柱状体であり、ピストン６の軸心方向一端部に径方向外側に延びる鍔部６８を備えている。ピストン６は、ピストン案内シリンダ６１の軸心方向他端部側から軸心方向一方（図１の下方向）に向けてピストン案内シリンダ６１の内周壁に挿入されることにより、ピストン案内シリンダ６１の内周壁との間に油圧室６５が形成される。そして、ピストン６の外周壁は、ピストン案内シリンダ６１の内周壁に対して軸心方向に摺動可能に接している。ピストン６は、ピストン案内シリンダ６１の内周壁によって軸心方向に往復移動可能に案内される。
【００２１】
ピストン案内シリンダ６１の外周側には、第２付勢部材としての第２スプリング６２が設けられている。第２スプリング６２は、軸心方向一端部がピストン案内シリンダ６１と接し、軸心方向他端部がピストン６の鍔部６８と接しており、ピストン６を軸心方向他方（図１の上方向）へ、すなわち油圧室６５の容積が増大する方向へ付勢する。第２スプリング６２の付勢力によって、油圧室６５の容積が増大する方向へピストン６が移動すると、油圧室６５の圧力は低下する。
【００２２】
ピストン６には、燃料通路９と油圧室６５とを連通する通路６３が形成されている。通路６３には、軸心方向他方へ付勢されるスプリングによって通路６３を閉塞するチェックバルブ６４が設けられている。チェックバルブ６４は、油圧室６５の容積が大きくなって負圧になると、燃料通路９に満たされた燃料に押されて軸心方向一方（噴孔８に向かう方向）へ移動し、通路６３の閉塞を解除する。これにより、燃料通路９の燃料が通路６３を通って油圧室６５に流入するようになる。
【００２３】
また、油圧室６５は、ピストン案内シリンダ６１に形成される通路６６と、ニードル案内シリンダ７１に形成される通路７６とによって圧力制御室７７に連通している。これにより、ピストン６が軸心方向一方（噴孔８に向かう方向）へ移動して油圧室６５の容積が小さくなって圧力が高まると、この圧力が通路６６および通路７６を通じて圧力制御室７７に伝えられて圧力制御室７７の圧力が高くなり、ニードル７を第１スプリング７２の弾性力に抗して軸心方向他方（噴孔８から遠ざかる方向）へ移動させる。このニードル７の軸心方向他方への移動により、ニードルの先端側面部７８が弁座８１に着座している状態から離れると、噴孔８と燃料通路９とが背圧室７３等を介して連通するようになり、噴孔８からの燃料噴射が許容される。
【００２４】
アクチュエータ５は、ピストン６よりも軸心方向他方側（噴孔８と反対側）に設けられている。アクチュエータ５は、電気駆動部である圧電素子からなるピエゾスタック５１を有し、ピエゾスタック５１の伸縮によってピストン６を駆動する。ピエゾスタック５１は、例えばＰＺＴ等の圧電セラミック層と電極層とを交互に積層したものであり、電気的なエネルギが充電されることにより積層方向、すなわちハウジング本体２の軸心方向に伸長する。一方、ピエゾスタック５１から電気的なエネルギが放電されることにより軸心方向に収縮する。
【００２５】
ピエゾスタック５１は、ケーシング５２によって側部を支持された状態で伸縮動作する。ピエゾスタック５１の軸心方向一方（噴孔８に向かう方向）の端部には、ピストン６の軸心方向他端部に接触するプッシュロッド５４が設けられている。プッシュロッド５４は、ピエゾスタック５１の伸縮に応じた作用力をピストン６に与える。
【００２６】
ピエゾスタック５１の軸心方向一方（噴孔８と反対側）の端部には、ケーシング５２とともにピエゾスタック５１を支持するスタックハウジング１０が設けられている。スタックハウジング１０は、軸心方向他端部に形成されたねじ部１０１と、ねじ部１０１よりも軸心方向一方（噴孔８に向かう方向）寄りに径方向外方に鍔状に突出するスタックハウジングの鍔部１０２と、ピエゾスタック５１の電極部に接続されるリード線を通すために中央部で軸心方向に貫通する電極用通路１０３と、を備える。また、スタックハウジング１０に締結される蓋部材４には、電極用通路１０３に連通する貫通孔４３が形成され、リード線は電極用通路１０３および貫通孔４３を通って、ハウジング本体２の外部に取り出され、ピエゾスタック５１の駆動回路に接続されている。
【００２７】
ハウジング本体２の軸心方向他端部には、径方向内方に突出する内方突出部２２が形成されている。蓋部材４のねじ部４１がスタックハウジング１０のねじ部１０１にねじ締め（螺合）されると、この内方突出部２２は、蓋部材４の径方向外方に突出する鍔部４２とスタックハウジングの鍔部１０２とによって両側から挟まれるため、蓋部材４とスタックハウジング１０はハウジング本体２に固定されることになる。
【００２８】
燃料噴射弁１の各部品を組み立てる場合には、ニードル７、ニードル案内シリンダ７１、ピストン６およびピストン案内シリンダ６１を一体にしたものをノズルボディ３の所定の位置に設置し、これに対してアクチュエータ５等を所定の位置に配したハウジング本体２を組み合わせて両者を固定する。そして、蓋部材４を締結することによってハウジング本体２の軸心方向他端部をスタックハウジング１０と蓋部材４とで挟み込み、各部品が一体になり組み立てられる。
【００２９】
図２は、スタックハウジング１０における調心部分とシール部分を示す部分断面図である。蓋部材の鍔部４２における軸心方向一方側（図１および図２の下側）の側面には球状面部４２ａが形成されている。球状面部４２ａは、軸心方向に沿う面である縦断面の形状が、径方向外側部分よりも径方向内側部分が噴孔８側に位置する湾曲面となる面部である。ハウジング本体２の内方突出部２２における軸心方向他方側（図１および図２の上側）の側面には、噴孔８に近づくほど開口が小さくなる漏斗状面部２２ａが形成されている。漏斗状面部２２ａは、軸心方向に沿う面である縦断面の形状が、径方向外側部分よりも径方向内側部分が噴孔８側に位置する傾斜面となる面部である。このような構成により、蓋部材の鍔部４２とハウジング本体２の軸心方向の端部（内方突出部２２）とが接触する面の部分は、ハウジング本体２の軸心方向に平行な断面が球状面部と傾斜面部をなす組み合わせによって構成されている。
【００３０】
さらに、ハウジング本体２の内方突出部２２における軸心方向一方側（図１および図２の下側）の内壁面部には全周に亘って平面部２２ｂが形成され、スタックハウジングの鍔部１０２における軸心方向他方側（図１および図２の上側）の側面には全周に亘って平面部１０２ａが形成されている。平面部２２ｂと平面部１０２ａは、蓋部材４がスタックハウジング１０に締結されるに伴って、接触して当接しあう関係にあり、互いに平行となる平面で構成されている。このような構成により、ハウジング本体２の軸心方向の端部（内方突出部２２）とスタックハウジングの鍔部１０２とが接触する面部分は、ハウジング本体２の軸心方向に平行な断面が平面部同士の面接触によって構成されている。また、本実施形態における平面部２２ｂと平面部１０２ａは、ハウジング本体２やニードル７の軸心方向に対して直交する平面であるが、当該軸心方向に対して所定の傾斜角度を呈する平面であってもよい。
【００３１】
このような構成において、蓋部材４をスタックハウジング１０に締結すると、両者のねじ部のかみ合い長さが大きくなるにしたがって、蓋部材４の球状面部４２ａがハウジング本体２の漏斗状面部２２ａに近づいていき、やがて接触する。さらに締結が進むと、球状面部４２ａと漏斗状面部２２ａが接触しながら、両者の接触部分が徐々に移動していくことにより、ハウジング本体２に対する蓋部材４の相対的位置が変化していく。したがって、蓋部材４と一体になっているスタックハウジング１０の相対的位置が変化していくため、ハウジング本体２に対するアクチュエータ５の相対的位置が所定の位置に変位し、アクチュエータ５はハウジング本体２に対して調心される。
【００３２】
この調心過程の進行とともに、ハウジング本体２の平面部２２ｂとスタックハウジング１０の平面部１０２ａとが密着し、両者間で力が作用するようになる。両者間に作用する力は、蓋部材４の締結による力と、燃料通路９に存在する燃料の内圧とによるものである。蓋部材４の締結によって、球状面部４２ａから漏斗状面部２２ａを押す力が働き、スタックハウジング１０の平面部１０２ａがハウジング本体２の平面部２２ｂを押す力が働く。さらに、燃料の内圧によって、スタックハウジングの鍔部１０２を上方に押す力が働く。これらの力が、平面部２２ｂと平面部１０２ａで構成される平面部同士の面接触部分であるシール部分に働くため、シール部分に大きな応力がかかり、これに長期間耐え得ることが要求される。
【００３３】
本実施形態では、当該シール部分が平面同士の密着によってなされるため、その接触面積が大きく、この接触面積で応力を受けるため、応力集中を小さくすることができ、シール部分における応力のピークを低減することができる。
【００３４】
さらに、球状面部４２ａと漏斗状面部２２ａとの接触部分、および平面部２２ｂと平面部１０２ａとの接触部分は、これらの縦断面において軸心方向に沿うように並んで配置されることが好ましい。つまり、好ましくは、図２に示すように、両接触部分が図２の仮想線Ｘ上（軸心方向）に位置するように、蓋部材の鍔部４２、スタックハウジングの鍔部１０２およびハウジング本体の内方突出部２２の相対的位置関係と、球状面部４２ａの曲率半径（湾曲の程度）と、漏斗状面部２２ａの傾斜角度と、両平面部２２ｂ，１０２ａの半径方向長さと、を設定することである。このような構成にすることにより、前述した平面部２２ｂと平面部１０２ａとの間に作用する力が仮想線Ｘ付近に集まるため、この作用する力をシール部分で確実に受けることができるので、アクチュエータ５の振れを低減することにも貢献できる。
【００３５】
次に、上記構成における燃料噴射弁１の作動について説明する。ピエゾスタック５１が充電されていないときピエゾスタック５１は収縮している。このとき、ピストン６は第２スプリング６２によって図１の上方に付勢されるため、油圧室６５の圧力は高くなく、油圧室６５と連通する圧力制御室７７の圧力も同等である。また、背圧室７３には、燃料通路９の燃料の圧力も作用しており、この圧力によってニードル７は図１の下方に押されている。よって、ニードル７は、圧力制御室７７の圧力によって図１の上方に押される力よりも、第１スプリング７２によって図１の下方に付勢される力および背圧室７３での燃料による圧力の方が大きいため、図１の下方へ移動しており、ニードルの先端側面部７８が弁座８１に接触して着座している。したがって、ピエゾスタック５１が充電されていないとき、噴孔８からの燃料の噴射は停止されている。
【００３６】
ピエゾスタック５１の充電が開始されると、ピエゾスタック５１は伸長し、プッシュロッド５４によってピストン６は第２スプリング６２の付勢力に抗して図１の下方へ移動する。ピストン６の移動に伴って油圧室６５の燃料は加圧され、油圧室６５と連通する圧力制御室７７の圧力が増大する。そして、圧力制御室７７の圧力によって、ニードル７を図１の上方へ押す力が大きくなる。そして、ニードル７を図１の上方へ押す力が第１スプリング７２の付勢力等よりも大きくなると、ニードル７は図１の上方へ移動し、ニードルの先端側面部７８は弁座８１から離れる。これにより、噴孔８は開放され、背圧室７３の燃料は連通孔７４を通って燃料溜り室７５から噴孔８へ流出する。したがって、ピエゾスタック５１に充電されると、噴孔８は開放され噴孔８から燃料が噴射される。
【００３７】
ピエゾスタック５１の充電後、放電が開始されると、ピエゾスタック５１は収縮する。ピエゾスタック５１の収縮にともなって、第２スプリング６２の付勢力によりピストン６はピエゾスタック５１とともに図１の上方へ移動する。ピストン６が図１の上方へ移動することにより、油圧室６５の油圧が低下して、圧力制御室７７の圧力も低下する。そして、圧力制御室７７の圧力によってニードル７を図１の上方へ押す力が第１スプリング７２の付勢力等よりも小さくなると、ニードル７は図１の下方へ移動し、ニードルの先端側面部７８は再び弁座８１に着座する。したがって、燃料溜り室７５と噴孔８との連通が閉じられ、噴孔８からの燃料の噴射は終了する。
【００３８】
本実施形態の燃料噴射弁がもたらす作用効果について述べる。燃料噴射弁１は、ハウジング本体２の内部に設けられてアクチュエータ５を支持し、径方向外方に突出する鍔部を有するスタックハウジング１０と、ハウジング本体２の内部を外側から閉塞し、スタックハウジング１０に締結されてスタックハウジングの鍔部１０２との間でハウジング本体２の内方突出部２２を挟み込む鍔部４２を有する蓋部材４と、を備える。そして、蓋部材の鍔部４２とハウジング本体２の内方突出部２２とが接触する面の部分は、ハウジングの軸心方向に平行な断面が湾曲面部と傾斜面部をなす組み合わせによって構成されている。さらに、ハウジング本体２の内方突出部２２とスタックハウジングの鍔部１０２とが接触する面部分は、ハウジングの軸心方向に平行な断面が平面部同士の面接触によって構成されている。
【００３９】
前述の従来技術のように、調心機能とシール機能の両方を兼ねる接触部分を有する構成では、くさび効果により、傾斜面部にかかる荷重が大きく、湾曲面部と傾斜面部とが接触する面の部分における応力のピークが大きくなってしまい、当該面の部分が劣化しやすく耐久性の問題がある。ここでくさび効果とは、湾曲面部と傾斜面部とが線接触し、ハウジング本体２の軸方向に平行な断面において湾曲面部上の点にかかる荷重を傾斜面部で支えることによって、蓋部材から受ける荷重の力線が分散されることなく、傾斜面部との線接触部でしっかり固定されるとともに、湾曲面部が傾斜面部に食い込むという効果である。
【００４０】
そして、本実施形態によれば、従来技術のこのような問題点と比べ、湾曲面部と傾斜面部をなす接触面部の組み合わせによってアクチュエータ５をハウジング本体２に対して調心し、さらに、平面部同士の面接触によって広い面積で荷重を受けることができる。このため、高い面圧荷重を受けることができるとともに、接触部分における応力のピークが高くないシール部分を提供することができる。よって、高圧側のハウジング本体２の内部と外部とをシールする機能を充分に発揮させることができる。このようにして、本実施形態では、調心機能とシール機能とを別々の接触部分によって実現する。したがって、前述の従来技術に対してシール部分の耐久性または信頼性が優れ、両方の機能を十分に確保できる燃料噴射弁１が得られる。
【００４１】
また、調心機能と別体である平面部同士のシール部分によって、高い面圧荷重を受けられ、ピエゾスタック５１とピストン６等の動力伝達部材の直角度を規定しやすいため、振れが小さく、安定した挙動を実現できる。
【００４２】
また、燃料噴射弁１は、蓋部材４に設けられた雌ねじ部とスタックハウジング１０に設けられた雄ねじ部とが螺合して、蓋部材４がスタックハウジング１０に締結されるようになっている。この構成によれば、蓋部材４のねじ部４１がスタックハウジング１０のねじ部１０１よりも径方向外側に配されるため、径方向において蓋部材４のねじ部４１と鍔部４２を可能な限り接近させて配置することができる。したがって、蓋部材４の径方向における長さを短くすることができ、蓋部材４の形状の簡単化や小型化が図れ、生産性を高めることができる。また、蓋部材４のねじ部４１をスタックハウジング１０のねじ部１０１よりも径方向内側に配する必要がないため、リード線を通す貫通孔４３を大きく形成することができる。
【００４３】
（第２実施形態）
第２実施形態では、燃料噴射弁における調心部分とシール部分についての他の形態を図３にしたがって説明する。図３は、本実施形態の燃料噴射弁における調心部分とシール部分を示す部分断面図である。図３において前述の第１実施形態で説明した図面中と同一符号を付した構成部品は、同様の構成部品であり、同様の作用効果を奏するものである。
【００４４】
図３に示すように、本実施形態は、蓋部材４Ａとスタックハウジング１０Ａとの締結に係る関係が第１実施形態と異なっている。具体的には、蓋部材４Ａはねじ部４１が雄ねじであり、スタックハウジング１０Ａはねじ部１０１が雌ねじであるため、螺合の関係が、蓋部材４Ａが雄側でスタックハウジング１０Ａが雌側となっている。このような構成であっても、第１実施形態と同様の調心部分（球状面部４２ａと漏斗状面部２２ａの接触関係）とシール部分（平面部２２ｂと平面部１０２ａとの当接関係）とを備えることで、同様の作用効果を奏するものである。
【００４５】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【００４６】
上記実施形態において、蓋部材の鍔部４２に球状面部を設け、ハウジング本体２の内方突出部２２に断面形状が傾斜面である漏斗状面部を設けているが、このような形態に限定されるものではない。要は、蓋部材の鍔部４２とハウジング本体２の内方突出部２２とが接触する面の部分は、ハウジングの軸心方向に平行な断面が湾曲面部と傾斜面部をなす組み合わせによって構成されていればよい。例えば、球状面部をハウジング本体２に設け、断面形状が傾斜面である円錐状面部を蓋部材４０に設けるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１実施形態に係る燃料噴射弁の構成を示す縦断面図である。
【図２】ピエゾスタックのスタックハウジングにおける調心部分とシール部分を示す部分断面図である。
【図３】第２実施形態の燃料噴射弁における調心部分とシール部分を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…燃料噴射弁
２…ハウジング本体（ハウジング）
３…ノズルボディ（ハウジング）
４…蓋部材
５…アクチュエータ
６…ピストン
７…ニードル（弁部材）
８…噴孔
１０…スタックハウジング（支持部材）
２２…内方突出部（ハウジングの軸方向の端部）
２２ａ…漏斗状面部（傾斜面部）
２２ｂ…平面部
４１…ねじ部（雄ねじ部）
４２…蓋部材の鍔部（鍔部）
４２ａ…球状面部（湾曲面部）
７７…圧力制御室
１０１…ねじ部（雌ねじ部）
１０２…スタックハウジングの鍔部（支持部材の鍔部）
１０２ａ…平面部
【図１】
2010138771.tif 000003
【図２】
2010138771.tif 000004
【図３】
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