(57)【要約】【課題】筒内圧センサ付き燃料噴射弁において、燃焼室の筒内圧を検出可能なセンサと信号端子とを接続する信号伝達部を保護することで断線等を防止して確実且つ安定的な接続を実現できると共に、その接続作業を容易に行う。【解決手段】燃料噴射弁１０を構成するバルブハウジング４０には、センサ２０の接続端子４８と信号端子２２とを接続する信号導線５４が設けられ、前記信号導線５４の先端と前記接続端子４８の基端とが接続される接続部５２が形成される。そして、バルブハウジング４０の外周側に装着されるカバー部材５６には、接続部５２に臨むように開口した作業用窓部６４が形成され、該作業用窓部６４を介して信号導線５４と接続端子４８との接続作業を行うと共に、作業完了後には閉塞部材６６によって前記作業用窓部６４を閉塞する。【選択図】図２
2014118820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室に対して燃料を直接噴射する燃料噴射弁の端部に燃焼室内の筒内圧を検出するセンサを有した筒内圧センサ付き燃料噴射弁において、
前記燃焼室内に配置され、前記燃料の噴射状態を切り換える弁体を有したバルブハウジングと、
前記バルブハウジングの先端に装着されるセンサと、
前記バルブハウジングの外周側に設けられ、前記筒内圧に基づいた信号を外部へ出力する信号端子と前記センサとを接続する信号伝達部と、
前記信号伝達部の外周側に設けられ、該信号伝達部を覆うカバー部材と、
前記カバー部材に形成され、前記信号伝達部と前記センサとの接続部位に臨むように開口した開口部と、
を備え、
前記開口部には、該開口部を閉塞する閉塞部材が装着されることを特徴とする筒内圧センサ付き燃料噴射弁。
【請求項２】
請求項１記載の燃料噴射弁において、
前記信号伝達部は、前記バルブハウジングの軸方向に沿って配置される導線であることを特徴とする筒内圧センサ付き燃料噴射弁。
【請求項３】
請求項１又は２記載の燃料噴射弁において、
前記閉塞部材は、円筒体を軸方向に沿って分割した分割体からなり、前記分割体を合わせるように前記カバー部材に対して装着され連結されることを特徴とする筒内圧センサ付き燃料噴射弁。
【請求項４】
請求項３記載の燃料噴射弁において、
前記分割体は、互いの接合面が前記カバー部材の周方向において前記開口部に対して離間した位置に配置されることを特徴とする筒内圧センサ付き燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼室に直接噴射する直噴式の内燃機関に用いられ、前記燃焼室内の筒内圧を検出可能なセンサを有した筒内圧センサ付き燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関における燃焼室の筒内圧を検出する目的で、燃料噴射弁の先端に内圧センサを装着したものが知られている。この内圧センサは、燃料噴射弁の先端と内燃機関を構成するシリンダヘッドの取付孔との間に配置され、該内圧センサには、検出した筒内圧を出力信号として外部へ伝達するためにリード線が接続されている。そして、このリード線が、例えば、電子制御ユニットに接続され、筒内圧が出力信号として前記電子制御ユニットに出力されることにより前記筒内圧に基づいた制御等が行われる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−５３４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した燃料噴射弁に装着される内圧センサでは、該内圧センサと電子制御ユニットとを接続しているリード線が燃料噴射弁の外部に露出しているため、例えば、前記内圧センサを燃料噴射弁と共にシリンダヘッドへ組み付ける際や組み付け状態において、前記リード線に負荷がかかることで断線してしまう恐れがあり、該断線によって筒内圧を検出できないことが懸念される。
【０００５】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、燃焼室の筒内圧を検出可能なセンサと信号端子とを接続する信号伝達部を保護することで断線等を防止して確実且つ安定的な接続を実現できると共に、その接続作業を容易に行うことが可能な筒内圧センサ付き燃料噴射弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するために、本発明は、内燃機関の燃焼室に対して燃料を直接噴射する燃料噴射弁の端部に燃焼室内の筒内圧を検出するセンサを有した筒内圧センサ付き燃料噴射弁において、
前記燃焼室内に配置され、前記燃料の噴射状態を切り換える弁体を有したバルブハウジングと、
前記バルブハウジングの先端に装着されるセンサと、
前記バルブハウジングの外周側に設けられ、前記筒内圧に基づいた信号を外部へ出力する信号端子と前記センサとを接続する信号伝達部と、
前記信号伝達部の外周側に設けられ、該信号伝達部を覆うカバー部材と、
前記カバー部材に形成され、前記信号伝達部と前記センサとの接続部位に臨むように開口した開口部と、
を備え、
前記開口部には、該開口部を閉塞する閉塞部材が装着されることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、信号伝達部の外周側にカバー部材を設けることで該信号伝達部を保護し、断線等を防止して確実且つ安定的な接続を実現できると共に、センサと信号伝達部との接続部位の接続作業をカバー部材の開口部を介して外部から容易且つ確実に行うことができる。また、接続作業が完了した後に、閉塞部材で開口部を閉塞することで燃料噴射弁の外部から開口部を通じて内部へ水分等が浸入してしまうことを確実に阻止することが可能となる。
【０００８】
さらに、信号伝達部は、バルブハウジングの軸方向に沿って配置される導線とするとよい。
【０００９】
さらにまた、閉塞部材は、円筒体を軸方向に沿って分割した分割体からなり、前記分割体を合わせるように前記カバー部材に対して装着して連結することにより、容易且つ確実に開口部を閉塞し、外部からの水分等の浸入を防止することが可能となる。
【００１０】
またさらに、分割体は、互いの接合面がカバー部材の周方向において開口部に対して離間した位置に配置することにより、例えば、接合面同士を溶接等によって互いに連結する際、その熱が開口部を介して接続部位に影響を及ぼすことを回避できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１２】
すなわち、先端にセンサを有した燃料噴射弁において、バルブハウジングの外周側に信号端子とセンサとを接続する信号伝達部を設け、且つ、該信号伝達部の外周側をカバー部材によって覆うと共に、該カバー部材において信号伝達部とセンサとの接続部位に臨む位置に開口部を形成している。これにより、開口部を介してカバー部材の外部から接続部位の接続作業を容易且つ確実に行うことができると共に、外周側に設けられた前記カバー部材によって前記信号伝達部を保護し、断線等を防止して確実且つ安定的な接続を実現できる。また、接続作業が完了した後に、閉塞部材で開口部を閉塞することで燃料噴射弁の外部から開口部を通じて水分等が内部へ浸入してしまうことを確実に阻止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る筒内圧センサ付き燃料噴射弁の一部断面全体正面図である。
【図２】図１のカバー部材における作業用窓部近傍を示す拡大断面図である。
【図３】図２の作業用窓部近傍を示す拡大側面図である。
【図４】図１のカバー部材の第２筒部から閉塞部材を取り外した状態を示す一部分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る筒内圧センサ付き燃料噴射弁について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る筒内圧センサ付き燃料噴射弁を示す。
【００１５】
この筒内圧センサ付き燃料噴射弁１０（以下、単に燃料噴射弁１０という）は、図１に示されるように、ハウジング１２と、該ハウジング１２の先端に設けられるソレノイド部１４と、前記ソレノイド部１４の先端に設けられる燃料噴射部１６と、前記ハウジング１２の基端に設けられ燃料の供給される燃料供給部１８と、前記燃料噴射部１６の先端に装着されるセンサ２０と、図示しない電子制御ユニット（ＥＣＵ）に接続された信号端子２２と前記センサ２０とを電気的に接続して出力信号を伝達する信号伝達部２４とを含む。
【００１６】
なお、以下、燃料噴射弁１０における燃料供給部１８側を基端側（矢印Ａ方向）、燃料噴射部１６側を先端側（矢印Ｂ方向）として説明する。
【００１７】
ハウジング１２は、本体部２６と、該本体部２６の基端から側方に突出したカプラ２８とを有し、前記本体部２６の基端に燃料供給部１８が設けられる。燃料供給部１８は、例えば、内部に燃料の供給される供給通路（図示せず）を有し、図示しない燃料配管を通じて供給された燃料を前記供給通路から燃料噴射部１６側へと供給する。また、カプラ２８には、図示しない電子制御ユニットに接続されたコネクタ（図示せず）が着脱自在に装着される。
【００１８】
ソレノイド部１４は、円筒状のコイルハウジング３０と、前記コイルハウジング３０の内部に収納されるボビン３２と、前記ボビン３２に巻回されるコイル３４と、前記コイル３４の励磁作用下に変位する可動コア（図示せず）とを有し、前記コイルハウジング３０の基端がハウジング１２の先端に対して連結される。
【００１９】
ボビン３２の基端側（矢印Ａ方向）には端子支持部３６が形成され、一対の給電端子３８と信号端子２２の先端がそれぞれ保持される。これにより、給電端子３８は、端子支持部３６を介してコイル３４と電気的に接続される。一方、給電端子３８及び信号端子２２の基端側は、カプラ２８の内部において内壁面から突出し、その一部が外部に露出している。
【００２０】
そして、図示しないコネクタがカプラ２８に接続されることで、各給電端子３８及び信号端子２２と電子制御ユニットとが接続され、該電子制御ユニットから前記給電端子３８に通電されることによりコイル３４が励磁して磁力が生じる。これにより、コイル３４の励磁作用下に可動コアがボビン３２の内部で変位し、燃料噴射部１６に設けられた弁体（図示せず）を吸引して開弁させる。
【００２１】
燃料噴射部１６は、ソレノイド部１４の先端に連結されるバルブハウジング４０と、該バルブハウジング４０の先端に内蔵された弁体（図示せず）とを備え、前記バルブハウジング４０の内部には燃料供給部１８から燃料が供給され、弁体がソレノイド部１４の励磁作用下に基端側（矢印Ａ方向）へと移動することにより、先端から燃料が所定圧力で燃焼室内へと噴射される。
【００２２】
このバルブハウジング４０は、例えば、金属製材料から形成され、ソレノイド部１４の先端を閉塞する第１フランジ部４２と、該第１フランジ部４２から先端側（矢印Ｂ方向）に向かって一直線上に延在する第１筒部４４とを有し、前記第１筒部４４の先端には、その外周側に円筒状のセンサ２０が圧入され嵌合される。
【００２３】
また、第１フランジ部４２及び第１筒部４４の外周面には、該第１フランジ部４２の基端側から前記第１筒部４４の先端側（矢印Ｂ方向）に向かって延在する配線溝４６が形成され、信号伝達部２４を構成する信号導線５４（後述する）が内部に収納される。
【００２４】
センサ２０は、例えば、その内部に圧電素子（図示せず）を備え、該圧電素子に接続された接続端子４８が基端側（矢印Ａ方向）へと延在している。接続端子４８は、例えば、耐熱性の樹脂製材料からなる絶縁体５０によって被覆され、バルブハウジング４０における第１筒部４４の軸方向に沿った略中央近傍まで延在し、図３に示されるように、その基端側に形成された接続部５２が外部に露出して前記信号導線５４の先端と接続される。
【００２５】
また、センサ２０の外周面には、後述するカバー部材５６の保持部６２が当接する。
【００２６】
そして、センサ２０は、例えば、その先端内周側が前記バルブハウジング４０に対して全周溶接によって結合される。
【００２７】
信号伝達部２４は、信号端子２２とセンサ２０とを電気的に接続する信号導線５４からなり、その先端が、図２及び図３に示されるように、バルブハウジング４０の第１筒部４４とカバー部材５６の第２筒部５８との間に形成された空間内において前記センサ２０における接続端子４８の接続部５２に接続され、一方、図１に示されるように、前記信号導線５４の他端部は、コイルハウジング３０の内部において信号端子２２の先端に接続される。これにより、信号導線５４を介してセンサ２０と信号端子２２とが電気的に接続されることとなる。なお、信号導線５４の先端は、第１筒部４４の軸方向に沿った中央近傍まで延在している。  そして、信号伝達部２４を覆うように、バルブハウジング４０の外周側にカバー部材５６が装着される。なお、信号導線５４は、外部が被覆されているため、絶縁体５０などで絶縁する必要がなく、単にバルブハウジング４０の配線溝４６に収納するだけでよい。
【００２８】
カバー部材５６は、例えば、金属製材料から円筒状に形成され、バルブハウジング４０の形状に対応し、第１筒部４４の外周側を覆うように円筒状に形成された第２筒部５８と、前記第２筒部５８に対して拡径して基端側（矢印Ａ方向）に形成され、第１フランジ部４２の外周側を覆う第２フランジ部６０とを備える。
【００２９】
このカバー部材５６の先端には、図１及び図２に示されるように、センサ２０の基端側の外周面を保持する保持部６２が形成され、一方、第２筒部５８の外周面には、該第２筒部５８の内部まで貫通した作業用窓部（開口部）６４が形成される。
【００３０】
この作業用窓部６４は、図２及び図３に示されるように、第２筒部５８の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って所定長さで、且つ、周方向に沿って所定幅となるように略長方形状に開口し、第２筒部５８の先端と基端との中間となる位置で、且つ、信号導線５４とセンサ２０の接続部５２との接続部位に臨む位置に形成される。すなわち、図２に示されるように、バルブハウジング４０に対してカバー部材５６が装着された状態で、作業用窓部６４を通じて信号導線５４とセンサ２０の接続部５２との接続部位が外部に露呈した状態となる。
【００３１】
また、カバー部材５６の第２筒部５８には、作業用窓部６４を閉塞するように閉塞部材６６が装着される。この閉塞部材６６は、図４に示されるように、例えば、金属製材料から円筒体を２分割した分割体６６ａ、６６ｂからなり、その内周径が前記第２筒部５８の外周径と略同一で形成される。そして、２分割された分割体６６ａ、６６ｂを第２筒部５８の外周面に対して当接させて覆うことで閉塞部材６６によって作業用窓部６４が閉塞される。
【００３２】
本発明の実施の形態に係る燃料噴射弁１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、信号伝達部２４の信号導線５４とセンサ２０の接続端子４８とを接続する場合について説明する。なお、信号導線５４が前記バルブハウジング４０における第１筒部４４の外周側に配置された状態を初期状態として説明する。
【００３３】
先ず、この初期状態において、バルブハウジング４０の外周側にカバー部材５６を挿入し、その後、カバー部材５６とバルブハウジング４０との間となるように、その先端側から該バルブハウジング４０の第１筒部４４に対してセンサ２０を圧入することにより、前記センサ２０が前記第１筒部４４の先端に対して外周側、且つ、保持部６２の内周側となる位置に嵌合される。その際、接続端子４８と信号導線５４との接続部位は作業用窓部６４に臨むように配置される。すなわち、作業用窓部６４を通じて接続端子４８と信号導線５４との接続部位が外部から視認できるようにセンサ２０を装着する（図３参照）。
【００３４】
次に、図示しない作業者が、作業用窓部６４を通じてカバー部材５６の外部から信号導線５４の先端を接続端子４８の接続部５２に接触させた状態で半田等によって電気的に接続する。これにより、センサ２０の接続端子４８と信号導線５４とが接続部５２を介して互いに接続され、それに伴って、前記センサ２０と信号端子２２とが接続される。
【００３５】
最後に、センサ２０の接続端子４８と信号導線５４との接続をカバー部材５６の外部から作業用窓部６４を介して確認した後、図４に示されるように、閉塞部材６６を構成する分割体６６ａ、６６ｂによって前記作業用窓部６４を閉塞するように第２筒部５８の外周面に装着する（図２参照）。そして、一方の分割体６６ａの接合面６８ａ（図４参照）と他方の分割体６６ｂの接合面６８ｂ（図４参照）とを当接させた状態で、例えば、図示しない溶接装置によって接合面６８ａ、６８ｂ同士を溶接する。これにより、分割された分割体６６ａ、６６ｂが閉塞部材６６として一体的に連結され、しかも、作業用窓部６４を閉塞した状態でカバー部材５６に対して固定される。その結果、作業用窓部６４が閉塞部材６６によって完全に覆われて閉塞し、外部からカバー部材５６の内部を視認することができず、しかも、該カバー部材５６の外部から内部への水分等の浸入が確実に阻止される。
【００３６】
この場合、閉塞部材６６の接合面６８ａ、６８ｂが、作業用窓部６４に臨むことなく、該作業用窓部６４に対して周方向にオフセットした位置でカバー部材５６に対して固定される。これにより、接合面６８ａ、６８ｂと作業用窓部６４とを所定距離だけ離間させた状態で閉塞部材６６の溶接が行われることとなるため、前記接合面６８ａ、６８ｂを溶接する際に生じる熱が、その内部の接続部位に影響を及ぼすことが回避される。
【００３７】
このように、カバー部材５６の外周面に作業用窓部６４を形成し、該カバー部材５６をバルブハウジング４０の外周側に装着した際に、センサ２０の接続端子４８と信号導線５４との接続部位に臨む位置に開口させることにより、前記バルブハウジング４０の外周側をカバー部材５６によって覆った後でも、該カバー部材５６の外部から接続端子４８の接続部５２と信号導線５４との接続作業を容易且つ確実に行うことが可能となる。その結果、信号導線５４の外周側にカバー部材５６を設けて保護することで断線等を防止して確実且つ安定的な接続を実現できると共に、前記作業用窓部６４を通じた接続作業が完了した後、閉塞部材６６によって該作業用窓部６４を閉塞することでカバー部材５６の内部への水分等の浸入を確実に阻止することができ、防水性も確保することが可能となる。
【００３８】
次に、上述したように組み付けられた燃料噴射弁１０の動作について簡単に説明する。
【００３９】
内燃機関の運転中において、図示しない電子制御ユニットからの制御信号によって燃料噴射弁１０の給電端子３８からコイル３４に通電がなされ、前記コイル３４が励磁することで燃料噴射部１６の弁体が開弁し、燃料供給部１８の供給通路に供給された高圧の燃料が燃料噴射部１６を介して前記内燃機関の燃焼室内へと直接噴射される。この際、センサ２０は、燃焼室内の圧力（筒内圧）が付与されることで、該圧力に応じて圧電素子が電圧を発生して出力信号として出力する。この出力信号は、センサ２０の接続端子４８、信号導線５４及び信号端子２２を介して電子制御ユニットへと出力され、例えば、燃焼室の圧力に基づいた燃焼制御等に利用される。
【００４０】
また、閉塞部材６６は、上述した円筒体を２分割した分割体６６ａ、６６ｂに限定されるものではなく、例えば、作業用窓部６４より大きめに形成されたシート状のものでもよいし、該作業用窓部６４に充填されるものでもよい。すなわち、接続作業の終了後に作業用窓部６４を確実に閉塞し、外部からの水分等の浸入を防止可能な構成であれば、特にその形状等は限定されるものではない。
【００４１】
なお、本発明に係る筒内圧センサ付き燃料噴射弁は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００４２】
１０…筒内圧センサ付き燃料噴射弁    １２…ハウジング
１４…ソレノイド部                  １６…燃料噴射部
１８…燃料供給部                    ２０…センサ
２２…信号端子                      ２４…信号伝達部
３８…給電端子                      ４０…バルブハウジング
４８…接続端子                      ５０…絶縁体
５２…接続部                        ５４…信号導線
５６…カバー部材                    ６４…作業用窓部
６６…閉塞部材
【図１】
2014118820.tif 000003
【図２】
2014118820.tif 000004
【図３】
2014118820.tif 000005
【図４】
2014118820.tif 000006