(57)【要約】【課題】燃圧センサの検出値に重畳する脈動の低減と、ボデーの強度確保との両立を実現させた燃料噴射弁を提供する。【解決手段】内燃機関に搭載されて噴孔から燃料を噴射する燃料噴射弁において、噴孔へ高圧燃料を流通させる高圧通路６０１，６０２を内部に形成するボデー４と、ボデー４に取り付けられて高圧燃料の圧力を検出する燃圧センサと、を備え、ボデー４には、高圧通路６０２から分岐して燃圧センサへ高圧燃料を導く分岐通路８１，８２が形成され、分岐通路８１，８２のうち高圧通路６０２と連通する分岐部位６ａの通路径Ｄ１を、分岐通路８のうち分岐部位６ａよりも燃圧センサの側に位置する下流部位６ｂの通路径Ｄ２よりも小さくしたことを特徴とする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に搭載されて噴孔から燃料を噴射する燃料噴射弁において、
前記噴孔へ高圧燃料を流通させる高圧通路を内部に形成するボデーと、
前記ボデーに取り付けられて前記高圧燃料の圧力を検出する燃圧センサと、
を備え、
前記ボデーには、前記高圧通路から分岐して前記燃圧センサへ前記高圧燃料を導く分岐通路が形成され、
前記分岐通路のうち前記高圧通路と連通する分岐部位の通路径を、前記分岐通路のうち前記分岐部位よりも前記燃圧センサの側に位置する下流部位の通路径よりも小さくしたことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記分岐通路は、前記分岐部位を含む所定通路長を一定の通路径で形成した上流側通路と、前記下流部位を含む所定通路長を一定の通路径で形成した下流側通路と、を有して構成され、
前記下流側通路の通路径を前記上流側通路の通路径よりも小さくしたことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
前記分岐通路は、前記下流側通路及び前記上流側通路と連通するテーパ通路を有し、
前記テーパ通路は、前記下流側通路との連通箇所から前記上流側通路との連通箇所にかけて通路径が徐々に小さくなるようテーパ形状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
前記分岐通路は、前記下流部位を含む所定通路長を一定の通路径で形成した下流側通路と、前記下流側通路及び前記分岐部位と連通するテーパ通路と、を備えて構成され、
前記テーパ通路は、前記下流側通路との連通箇所から前記分岐部位との連通箇所にかけて通路径が徐々に小さくなるようテーパ形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
前記分岐通路は、前記燃圧センサとの連通箇所から前記高圧通路との連通箇所にかけて通路径が徐々に小さくなるようテーパ形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
前記分岐部位の通路径を前記高圧通路の通路径以下としたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
前記分岐通路は、前記高圧通路のうち直線状に延びる部位から分岐しており、
前記分岐部位の通路径を前記高圧通路の通路径よりも小さくしたことを特徴とする請求項６に記載の燃料噴射弁。
【請求項８】
前記分岐通路のうち前記分岐部位を含む部分の通路長方向と、前記高圧通路のうち前記分岐部位と連通する部分の通路長方向との交差角度を、略９０度にしたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に搭載され、燃焼に供する燃料を噴孔から噴射する燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の燃料噴射弁は、噴孔へ高圧燃料を流通させる高圧通路が内部に形成されたボデーに、噴孔を開閉させるニードル弁、及びニードル弁を開閉作動させる電動アクチュエータ等を収容して構成されるのが一般的である。
【０００３】
そして近年では、高圧燃料の圧力をできるだけ噴孔に近い位置で検出させるべく、燃圧センサをボデーに取り付ける構造が提案されている（特許文献１〜３参照）。これによれば、例えばコモンレールに取り付けられた燃圧センサに比べ、噴孔での燃圧変化を精度良く検出できるので、噴射開始に伴い燃圧が下降を開始した時期を検出することで実際の噴射開始時期を検出したり、前記下降の大きさを検出することで実際の最大噴射率を検出したりすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１１４９７２号公報
【特許文献２】特開２００９−１１４９７１号公報
【特許文献３】特開２００９−１１４９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１〜３には、噴孔へ高圧燃料を流通させる高圧通路と、その高圧通路から分岐して燃圧センサへ高圧燃料を導く分岐通路とをボデー内部に形成した構成が記載されている。このような構成の燃料噴射弁について、図３（ａ）に示す２種類の燃料噴射弁ａ１，ａ２を本発明者が試作検討したところ、次の知見が得られた。
【０００６】
すなわち、ボデー４のうち高圧通路６と分岐通路８とが交差する部分４ａは、高圧燃料の圧力を受けて破損しないよう十分な強度が要求されるが、分岐通路８の通路径を小さくするほど、燃圧に対する交差部分４ａの強度を高めることができる。そして、燃料噴射弁ａ１は、分岐通路８を小径にすることで発生応力を許容応力の範囲内にすることを図っている（図３（ｂ）中のｂ１参照）。
【０００７】
ここで、ニードル弁を開閉作動させて噴孔から燃料を噴射させると、燃圧センサ５０の検出値は次のように変動する。すなわち、燃料噴射開始に伴い前記検出値は下降を開始し、その後、噴射率が低下するに伴い前記検出値は上昇する。しかし、実際の検出値は、高周波数で脈動しながら上述の如く変動する。図３（ｃ）は、変動する検出値から前記脈動の成分だけを抽出した理論値を示すグラフであり、分岐通路を小径にするほど前記脈動の振幅が大きくなることが分かった。そして、このように脈動が大きくなると、噴射に伴い生じた検出値の変動を高精度で取得することの妨げとなる。
【０００８】
つまり、交差部分４ａの強度確保と脈動低減とはトレードオフの関係にあり、分岐通路８を小径にした燃料噴射弁ａ１によれば発生応力を許容応力の範囲内にできるものの、脈動が大きくなる（図３（ｃ）中のｃ１参照）。一方、分岐通路８を大径にした燃料噴射弁ａ２によれば、脈動を小さくできる（図３（ｃ）中のｃ２参照）ものの、発生応力が許容応力を超えてしまい（図３（ｂ）中のｂ２参照）、図３（ａ）中の符号Ｐに示すような亀裂の発生が懸念される。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、燃圧センサの検出値に重畳する脈動の低減と、ボデーの強度確保との両立を実現させた燃料噴射弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【００１１】
請求項１記載の発明は、内燃機関に搭載されて噴孔から燃料を噴射する燃料噴射弁において、前記噴孔へ高圧燃料を流通させる高圧通路を内部に形成するボデーと、前記ボデーに取り付けられて前記高圧燃料の圧力を検出する燃圧センサと、を備え、前記ボデーには、前記高圧通路から分岐して前記燃圧センサへ前記高圧燃料を導く分岐通路が形成され、前記分岐通路のうち前記高圧通路と連通する分岐部位の通路径を、前記分岐通路のうち前記分岐部位よりも前記燃圧センサの側に位置する下流部位の通路径よりも小さくしたことを特徴とする。
【００１２】
要するに上記発明では、分岐通路のうち高圧通路と連通する分岐部位の通路径と、分岐通路のうち分岐部位よりも燃圧センサの側に位置する下流部位の通路径とを異なる大きさに形成している。そして、分岐部位の通路径を下流部位の通路径よりも小さくするので、ボデーのうち高圧通路と分岐通路とが交差する部分の強度を十分に確保できる。また、下流部位の通路径を分岐部位の通路径よりも大きくするので、燃圧センサに重畳する脈動の振幅を小さくすることができる。以上により、上記発明によれば、燃圧センサの検出値に重畳する脈動の低減と、ボデーの強度確保との両立を実現できる。
【００１３】
請求項２記載の発明では、前記分岐通路は、前記分岐部位を含む所定通路長を一定の通路径で形成した上流側通路と、前記下流部位を含む所定通路長を一定の通路径で形成した下流側通路と、を有して構成され、前記下流側通路の通路径を前記上流側通路の通路径よりも小さくしたことを特徴とする。
【００１４】
これによれば、ボデーにドリル加工を施して分岐通路を形成するにあたり、径の異なる２種類のドリルを用いて上流側通路及び下流側通路を別々にドリル加工できる。そのため、異なる通路径の部位（分岐部位、下流部位）を有するよう分岐通路を形成することを、汎用性の高いドリルを用いて容易に実現できる。
【００１５】
請求項３記載の発明では、前記分岐通路は、前記下流側通路及び前記上流側通路と連通するテーパ通路を有し、前記テーパ通路は、前記下流側通路との連通箇所から前記上流側通路との連通箇所にかけて通路径が徐々に小さくなるようテーパ形状に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
これによれば、テーパ通路を廃止して下流側通路と上流側通路とを直接連通させた場合に比べて、分岐通路で生じる圧力損失を低減できる。よって、噴射に伴い生じた燃圧センサの検出値の変動を高精度で取得することができる。
【００１７】
請求項４記載の発明では、前記分岐通路は、前記下流部位を含む所定通路長を一定の通路径で形成した下流側通路と、前記下流側通路及び前記分岐部位と連通するテーパ通路と、を備えて構成され、前記テーパ通路は、前記下流側通路との連通箇所から前記分岐部位との連通箇所にかけて通路径が徐々に小さくなるようテーパ形状に形成されていることを特徴とする。
【００１８】
これによれば、下流側通路をドリル加工すると同時に、その時用いているドリルの刃先でテーパ通路を形成することができるので、１回のドリル加工で下流側通路及びテーパ通路の両方を同時に形成できる。よって、分岐通路をドリル加工するにあたりその作業性を向上できる。
【００１９】
請求項５記載の発明では、前記分岐通路は、前記燃圧センサとの連通箇所から前記高圧通路との連通箇所にかけて通路径が徐々に小さくなるようテーパ形状に形成されていることを特徴とする。
【００２０】
これによれば、分岐通路の全体がテーパ形状に形成されるので、所定通路長を一定の通路径で形成した通路を有する場合に比べて、分岐通路で生じる圧力損失を低減できる。よって、噴射に伴い生じた燃圧センサの検出値の変動を高精度で取得することができる。
【００２１】
請求項６記載の発明では、前記分岐部位の通路径を前記高圧通路の通路径以下としたことを特徴とする。
【００２２】
ここで、ボデーのうち高圧通路と分岐通路とが交差する部分の強度を一定に保とうとすると、分岐部位の通路径を小さくするほど高圧通路の通路径を大きくし、高圧通路の通路径を小さくするほど分岐部位の通路径を大きくすればよいことが、本発明者の検討により明らかとなった。そして、高圧通路は噴孔へ燃料を流通させるものであるため、分岐部位の通路径を大きくして分岐通路で生じる圧力損失の低減を図ることよりも優先して、高圧通路の通路径を大きくして高圧通路で生じる圧力損失の低減を図ることが望ましい。
【００２３】
この点を鑑みた上記発明によれば、分岐部位の通路径を高圧通路の通路径以下とするので、高圧通路の通路径を十分に大きくして高圧通路で生じる圧力損失の低減を図ることができる。
【００２４】
請求項７記載の発明では、前記分岐通路は、前記高圧通路のうち直線状に延びる部位から分岐しており、前記分岐部位の通路径を前記高圧通路の通路径よりも小さくしたことを特徴とする。
【００２５】
これによれば、高圧通路をドリル加工した後、高圧通路のうち直線状に延びる部位に向けてドリル加工することで分岐通路を形成するにあたり、分岐通路のドリル加工位置が径方向に多少ずれたとしても、分岐通路の分岐部位の通路径が高圧通路の通路径よりも小さく設定されているので、分岐部位が高圧通路からはみ出てしまうおそれを低減できる。つまり、分岐通路をドリル加工する時の加工位置ばらつきを吸収でき、分岐通路及び高圧通路の加工性を良好にできる。
【００２６】
請求項８記載の発明では、前記分岐通路のうち前記分岐部位を含む部分の通路長方向と、前記高圧通路のうち前記分岐部位と連通する部分の通路長方向との交差角度を、略９０度にしたことを特徴とする。
【００２７】
上記発明に反し、前記交差角度を斜めにすると、ボデーのうち分岐部位の周囲の部分の一部が鋭角に突出した形状となる。すると、その鋭角形状部分は燃圧に対して破損しやすくなるので、燃圧に対するボデーの強度確保の上で不利となる。これに対し上記発明によれば、前記交差角度を略９０度にするので、上述した鋭角形状部分を無くすことができ、燃圧に対するボデーの強度確保を有利にできる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃料噴射弁の、概略内部構成を示す模式的な断面図。
【図２】図１に示すボデーの単体構造を示す断面図。
【図３】本発明の効果を説明する図であって、図中の左側欄及び中欄は、本発明と比較するために試作した燃料噴射弁を示し、図中の右側欄は第１実施形態に係る燃料噴射弁を示す。
【図４】本発明の第２実施形態に係る燃料噴射弁を示す断面図。
【図５】第２実施形態に係る分岐通路をドリル加工するのに用いるドリル刃の側面図。
【図６】本発明の第３実施形態に係る燃料噴射弁を示す断面図。
【図７】本発明の第４実施形態に係る燃料噴射弁を示す断面図。
【図８】本発明の第５実施形態に係る燃料噴射弁を示す断面図。
【図９】本発明の第６実施形態に係る燃料噴射弁を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。また、本発明は以下に説明する各実施形態の記載内容に限定されず、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
【００３０】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１〜図３を用いて説明する。図１は本実施形態に係る燃料噴射弁ａ３（インジェクタ）の概略内部構成を示す模式的な断面図であり、先ずこの図１に基づいて、燃料噴射弁ａ３の基本的な構成、作動について説明する。
【００３１】
燃料噴射弁ａ３は、図示しないコモンレール（蓄圧容器）内に蓄えられた高圧燃料を、ディーゼル内燃機関の気筒内に形成された燃焼室Ｅ１に噴射するものであり、開弁時に燃料を噴射するノズル１、電力供給されて駆動する電動アクチュエータ２、電動アクチュエータ２により駆動されてノズル１の背圧を制御する背圧制御機構３を備えている。
【００３２】
ノズル１は、噴孔１１が形成されたノズルボデー１２、ノズルボデー１２の弁座に接離して噴孔１１を開閉するニードル弁１３、ニードル弁１３を閉弁向きに付勢するスプリング１４を備えている。
【００３３】
電動アクチュエータ２には、ピエゾ素子を多数積層してなる積層体（ピエゾスタック）により構成されたピエゾアクチュエータが採用されており、ピエゾ素子への充電と放電とを切り替えることで伸長状態と縮小状態とが切り替えられる。これにより、ピエゾスタックはニードル弁１３を作動させるアクチュエータとして機能する。なお、ピエゾアクチュエータに替えて、ステータ及びアーマチャにより構成された電磁アクチュエータを採用してもよい。
【００３４】
背圧制御機構３のバルブボデー３１内には、ピエゾアクチュエータ２の伸縮に追従して移動するピストン３２、ピストン３２をピエゾアクチュエータ２側に向かって付勢する皿ばね３３、ピストン３２に駆動される球状の弁体３４が収納されている。
【００３５】
略円筒状の燃料噴射弁ボデー４は、その径方向中心部に、燃料噴射弁軸線方向（図１の上下方向）に延びる段付き円柱状の収納孔４１が形成されており、この収納孔４１にピエゾアクチュエータ２及び背圧制御機構３が収納されている。また、略円筒状のリテーナ５を燃料噴射弁ボデー４に螺合させることにより、燃料噴射弁ボデー４の端部にノズル１が保持されている。
【００３６】
ノズルボデー１２、燃料噴射弁ボデー４、及びバルブボデー３１には、コモンレールから常に高圧燃料が供給される高圧通路６、及び図示しない燃料タンクに接続される低圧通路７が形成されている。また、これらのボデー１２，４，３１は金属製であり、焼入れ処理を施すことで高強度化されており、かつ、浸炭処理を施すことで表面が高硬度化されている。
【００３７】
これらのボデー１２，４，３１は、内燃機関のシリンダヘッドＥ２に形成されたボデー挿入孔Ｅ３に挿入配置されている。燃料噴射弁ボデー４にはクランプＫの一端と係合する係合部４２（押付面）が形成されており、クランプＫの他端をシリンダヘッドＥ２にボルトで締め付けることにより、クランプＫの一端が係合部４２をボデー挿入孔Ｅ３に向けて押し付けることとなる。これにより、燃料噴射弁ａ３はボデー挿入孔Ｅ３内に押し付けられた状態で固定される。
【００３８】
ニードル弁１３における噴孔１１側の外周面とノズルボデー１２の内周面との間には、高圧通路６の一部となる高圧室１５が形成されている。この高圧室１５は、ニードル弁１３が開弁方向に変位した際に噴孔１１と連通する。ニードル弁１３における反噴孔側（以下、「上側」と記載）には背圧室１６が形成されている。この背圧室１６には前述したスプリング１４が配置されている。
【００３９】
バルブボデー３１には、バルブボデー３１内の高圧通路６とノズル１の背圧室１６とを連通させる経路中に高圧シート面３５が形成され、バルブボデー３１内の低圧通路７とノズル１の背圧室１６とを連通させる経路中に低圧シート面３６が形成されている。そして、高圧シート面３５と低圧シート面３６との間に前述した弁体３４が配置されている。
【００４０】
略円柱形状である燃料噴射弁ボデー４の外周面には、図示しない高圧配管と接続される高圧ポート４３、及び図示しない低圧配管と接続される低圧ポート４４が形成されている。そして、コモンレールから高圧配管を通じて高圧ポート４３に供給される燃料は、円筒状燃料噴射弁ボデー４の外周面側から供給される。燃料噴射弁ａ３に供給された燃料は、高圧通路６を通じて高圧室１５及び背圧室１６へ流入する。高圧通路６には、燃料噴射弁ボデー４の上側に分岐する分岐通路８が形成されている。この分岐通路８により、高圧通路６内の燃料は後述する燃圧センサ５０に導入される。
【００４１】
燃料噴射弁ボデー４の上部にはコネクタ６０が取り付けられている。コネクタ６０の端子のうち駆動用コネクタ端子６２に外部から供給された電力は、リード線２１を介してピエゾアクチュエータ２に供給され、これによりピエゾアクチュエータ２は伸長し、電力供給を停止すると縮小する。なお、リード線２１は、保持部材２１ａに保持された状態で、ボデー４に形成されたリード線挿入孔４７ａに挿入配置されている。
【００４２】
上記構成において、ピエゾアクチュエータ２が縮小した状態では、図１に示すように弁体３４が低圧シート面３６に接して背圧室１６は高圧通路６と接続され、背圧室１６には高圧の燃料圧が導入される。そして、この背圧室１６内の燃料圧とスプリング１４とによってニードル弁１３が閉弁向きに付勢されて噴孔１１が閉じられている。
【００４３】
一方、ピエゾアクチュエータ２に電圧が印加されてピエゾアクチュエータ２が伸長した状態では、弁体３４が高圧シート面３５に接して背圧室１６は低圧通路７と接続され、背圧室１６内は低圧になる。そして、高圧室１５内の燃料圧によってニードル弁１３が開弁向きに付勢されて噴孔１１が開かれ、この噴孔１１から燃焼室Ｅ１へ燃料が噴射される。
【００４４】
ここで、噴孔１１からの燃料噴射に伴い高圧通路６内の高圧燃料の圧力は変動する。この圧力変動を検出する燃圧センサ５０が、燃料噴射弁ボデー４に取り付けられている。燃圧センサ５０により検出された圧力変動波形中において、噴孔１１からの噴射開始に伴い燃圧が下降を開始した時期を検出することで、実際の噴射開始時期を検出することができる。また、噴射終了に伴い燃圧が上昇を開始した時期を検出することで、実際の噴射終了時期を検出することができる。また、これらの噴射開始時期及び噴射終了時期に加え、噴射に伴い生じた燃圧下降量の最大値を検出することで、実際の最大噴射率を検出することができる。
【００４５】
燃圧センサ５０は、分岐通路８内の高圧燃料の圧力を受けて弾性変形する金属製のステム５１（起歪体）と、ステム５１にて生じた歪の大きさを電気信号に変換して圧力検出値として出力する歪ゲージ（センサ素子）５２と、を備えて構成されている。
【００４６】
ステム５１は、高圧燃料を内部に導入する流入口５１ａが一端に形成された円筒形状の円筒部５１ｂと、円筒部５１ｂの他端を閉塞する円板形状のダイヤフラム部５１ｃとを備えて構成されている。流入口５１ａから円筒部５１ｂ内に流入した高圧燃料の圧力を、円筒部５１ｂの内面及びダイヤフラム部５１ｃで受け、これによりステム５１全体が弾性変形することとなる。
【００４７】
略円柱状に形成された燃料噴射弁ボデー４の上端面には、ステム５１の円筒部５１ｂが挿入される凹部４５が形成されている。凹部４５の内周面には雌螺子部４５ａが形成され、円筒部５１ｂの外周面には雄螺子部５１ｄが形成されている。そして、燃料噴射弁ボデー４の雌螺子部４５ａにステム５１の雄螺子部５１ｄを螺子締結することで、燃圧センサ５０は燃料噴射弁ボデー４に取り付けられる。なお、ステム５１の円筒軸中心がボデー４の軸中心と一致するよう凹部４５は形成されている。
【００４８】
ところで、クランプＫでボデー４をボデー挿入孔Ｅ３内に押し付けた状態では、ボデー４のうち係合部４２から噴孔１１にかけての部分は、その押し付け力により歪が生じている。この点を鑑みた本実施形態では、ステム５１を、係合部４２に対して噴孔１１の反対側に配置している。これにより、前記押し付け力によりステム５１が歪むことを回避でき、燃圧の検出精度を向上できる。
【００４９】
円筒部５１ｂのうち流入口５１ａ周りに位置する円筒端面にはセンサ側シール面５１ｅが形成され、凹部４５の底面にはボデー側シール面４５ｂが形成されている。両シール面５１ｅ，４５ｂは、ステム５１の軸方向（図１の上下方向）に対して垂直に拡がる向きの面であり、流入口５１ａ周りに円環状に延びる形状である。
【００５０】
そして、センサ側シール面５１ｅをボデー側シール面４５ｂに押し付けて密着させることで、燃料噴射弁ボデー４とステム５１との間をメタルタッチシールするよう構成されている。両シール面５１ｅ，４５ｂを押し付ける力（軸力）は、燃料噴射弁ボデー４へのステム５１の螺子締結により生じている。つまり、燃料噴射弁ボデー４へのステム５１の取り付けと軸力発生とを同時に行う。
【００５１】
歪ゲージ５２は、ダイヤフラム部５１ｃに取り付けられている。より詳細には、歪ゲージ５２は、ダイヤフラム部５１ｃ上に配置された状態でガラス部材５２ｂにより封止（焼付け）して固定されている。したがって、円筒部５１ｂ内に流入した高圧燃料の圧力によりステム５１が拡大するよう弾性変形した時、ダイヤフラム部５１ｃに生じた歪の大きさ（弾性変形量）を歪ゲージ５２が検出することとなる。
【００５２】
ステム５１に保持されているモールドＩＣ５４は、ワイヤボンドにより歪ゲージ５２と電気接続されており、電子部品５４ａ及びセンサ端子５４ｂをモールド樹脂で封止して構成されている。電子部品５４ａは、歪ゲージ５２から出力される検出信号を増幅する増幅回路や、検出信号に重畳するノイズを除去するフィルタリング回路、歪ゲージ５２に電圧印加する回路等を構成する。
【００５３】
なお、電圧印加回路から電圧印加された歪ゲージ５２は、ダイヤフラム部５１ｃにて生じた歪の大きさに応じて抵抗値が変化するブリッジ回路を構成している。これにより、ダイヤフラム部５１ｃの歪に応じてブリッジ回路の出力電圧が変化し、当該出力電圧が高圧燃料の圧力検出値としてモールドＩＣ５４の増幅回路に出力される。増幅回路は、歪ゲージ５２（ブリッジ回路）から出力される圧力検出値を増幅し、増幅した信号をセンサ端子５４ｂから出力する。
【００５４】
センサ端子５４ｂは、モールドＩＣ５４内部にて電子部品５４ａと電気接続されており、燃圧センサの検出信号を出力する端子、電源を供給する端子、接地用端子等として機能するものである。先述したコネクタ６０のハウジング６１には、駆動用コネクタ端子６２とともにセンサ用コネクタ端子６３が保持されている。そして、センサ用コネクタ端子６３とセンサ端子５４ｂとは、電極７１を介してレーザ溶接等により電気接続される。コネクタ６０には、図示しないエンジンＥＣＵ等の外部機器と接続する外部ハーネスのコネクタが接続される。これにより、外部ハーネスを介して、モールドＩＣ５４から出力される圧力検出信号がエンジンＥＣＵに入力される。
【００５５】
次に、本実施形態の要部である分岐通路８について、図２を用いて詳細に説明する。なお、図２は、ボデー４単体及び燃圧センサ５０を示す断面図であり、断面を示すハッチングは省略している。
【００５６】
高圧通路６は、燃料噴射弁軸線方向（図１の上下方向）に直線状に延びる通路部６０１と、通路部６０１の上端から高圧ポート４３の流入口まで直線状に延びる通路部６０２と、を備えて構成されている。そして、分岐通路８は、通路部６０２のうち高圧ポート４３の流入口から通路部６０１上端までの間の途中の箇所から分岐している。
【００５７】
分岐通路８は、所定通路長Ｌ１を一定の通路径Ｄ１で形成した上流側通路８１と、所定通路長Ｌ２を一定の通路径Ｄ２で形成した下流側通路８２と、を有して構成されている。上流側通路８１の上流側端部であって、上流側通路８１のうち高圧通路６（通路部６０２）と連通する箇所が分岐部位６ａに相当する。また、下流側通路８２の上流側端部から下流側端部にかけての部位であって、下流側通路８２のうち上流側通路８１と連通する箇所から凹部４５と連通する箇所までの部位が下流部位６ｂに相当する。なお、下流側通路８２の下流側端部は凹部４５の底面中央に位置し、前記底面のうち下流側通路８２の周囲にボデー側シール面４５ｂが形成されることとなる。
【００５８】
通路部６０１，６０２、上流側通路８１及び下流側通路８２はドリル加工により形成されているため、その通路断面形状は円形である。そして、上流側通路８１の通路径Ｄ１は、下流側通路８２の通路径Ｄ２よりも小さく、かつ、通路部６０２の通路径Ｄ３よりも小さい。なお、通路部６０２のうち分岐部位６ａよりも上流側部分には、図示しないフィルタを挿入配置させるためのフィルタ挿入部６０２ａが形成されている。フィルタ挿入部６０２ａの通路径Ｄ４は、通路部６０２のうち分岐部位６ａの通路径Ｄ３よりも大きい。
【００５９】
上流側通路８１及び下流側通路８２は、分岐部位６ａから下流部位６ｂまで直線状に延びる形状であり、上流側通路８１の中心軸線θ１と下流側通路８２の中心軸線θ１とは一致する。また、上流側通路８１の中心軸線θ１と通路部６０２の中心軸線θ２との交差角度αは９０度である。中心軸線θ１の方向は分岐部位６ａを含む部分の通路長方向に相当し、中心軸線θ２は、高圧通路６のうち分岐部位６ａと連通する部分の通路長方向に相当する。このように交差角度αが９０度であるため、ボデー４のうち分岐部位６ａの周囲の部分の一部（符号４ａに示す突出部）が鋭角に突出した形状となることを回避でき、前記突出部４ａの突出先端角度βは９０度となる。
【００６０】
なお、下流側通路８２の通路長Ｌ２は上流側通路８１の通路長Ｌ１よりも長い。下流側通路８２の通路長Ｌ２は下流側通路８２の通路径Ｄ２よりも長い。分岐部位６ａは、ボデー４のうち係合部４２よりも噴孔１１の側に位置する。
【００６１】
次に、ボデー４にドリル加工を施すことによる、通路部６０１，６０２、上流側通路８１及び下流側通路８２を形成する手順を説明する。
【００６２】
先ず、高圧ポート４３からドリル加工して通路部６０２を形成する。その後、ボデー４の噴孔側端面から通路部６０２へ向けてドリル加工することにより、通路部６０２へ連通させるように通路部６０１を形成する。なお、通路部６０１を形成するドリルには、通路部６０２を形成するドリルよりも小径のドリルが用いられる。つまり、通路部６０１の通路径Ｄ５は通路部６０２の通路径Ｄ３よりも小さく形成されている。また、通路部６０２を形成した後、通路部６０２を形成するドリルよりも大径のドリルを用いて、フィルタ挿入部６０２ａを形成する。
【００６３】
ちなみに、通路部６０１を形成してから通路部６０２を形成するようにしてもよい。この場合、通路部６０２を形成するドリルには、通路部６０１を形成するドリルよりも小径のドリルが用いられ、通路部６０２の通路径Ｄ３は通路部６０１の通路径Ｄ５よりも小さく形成することが望ましい。
【００６４】
次に、ボデー４の反噴孔側端面からドリル加工して凹部４５を形成する。その後、凹部４５内にドリルを挿入し、凹部４５の底面から通路部６０２へ向けてドリル加工することにより、通路部６０２へ連通させるように上流側通路８１を形成する。したがって、下流側通路８２を加工すべく凹部４５内にドリル刃を挿入できるようにするために、下流側通路８２の仮想延長線Ｍ（図２参照）が凹部４５の開口部４５ｃの内側に位置するよう、下流側通路８２及び凹部４５の位置関係が設定されている。
【００６５】
上流側通路８１を形成するドリルには、通路部６０２を形成するドリルよりも小径のドリルが用いられる。次に、上流側通路８１を形成するドリルよりも大径のドリルを凹部４５内に挿入し、その大径ドリルで凹部４５の底面からドリル加工することにより、上流側通路８１の下流側部分の通路径を拡大させることで、下流側通路８２を形成する。
【００６６】
ここで、上流側通路８１と下流側通路８２との接続箇所である段差部６ｂは、通路径が急拡大する段差形状となっており、ボデー４のうち段差部６ｂの周囲に位置する部分（符号４ｂに示す突出部）は突出した形状となっている。また、先述したように、ボデー４のうち分岐部位６ａの周囲に位置する部分（符号４ａに示す突出部）も突出した形状となっている。そのため、上流側通路８１、下流側通路８２及び通路部６０２をドリル加工すると、これらの突出部４ａ，４ｂにバリが生じることが懸念される。
【００６７】
この懸念に対し本実施形態では、図示しない電解バリ取り器を用いて、突出部４ａ，４ｂの先端を電解加工によりバリ取りを行っている。具体的には、分岐通路８の凹部４５側から、或いは高圧通路６のフィルタ挿入部６０２ａ側から電解バリ取り器の電極を挿入し、突出部４ａ，４ｂ及び電極間に電流を流すことで電気溶解してバリを削除する。
【００６８】
以上により、本実施形態によれば、分岐通路８を、高圧通路６と連通する分岐部位６ａを含む上流側通路８１、及び上流側通路８１の下流側に位置する下流側通路８２から構成する。そして、上流側通路８１の通路径Ｄ１を下流側通路８２の通路径Ｄ２よりも小さくする。
【００６９】
そのため、図３中の符号ａ２に示す燃料噴射弁のように分岐通路８の通路径全体を下流側通路８２の通路径Ｄ２とした場合に比べて、ボデー４のうち高圧通路６（通路部６０２）と分岐通路８（上流側通路８１）とが交差する部分（突出部４ａ）の強度を向上できる。図３（ｂ）は突出部４ａに発生する応力と許容応力との関係を示す数値解析結果であり、高圧燃料の圧力が同じであっても、燃料噴射弁ａ２のボデー４に発生する応力に比べて本実施形態にかかる燃料噴射弁ａ３のボデー４に発生する応力の方が小さくなることを示す結果となっている。
【００７０】
また、図３中の符号ａ１に示す燃料噴射弁のように分岐通路８の通路径全体を上流側通路８１の通路径Ｄ１とした場合に比べて、モールドＩＣ５４から出力される検出信号に重畳する脈動の振幅を小さくすることができる。先述した通り、燃料噴射に伴い生じる圧力変動波形を燃圧センサ５０により取得できる。但し、取得した変動波形にはその変動よりも高周波のノイズが重畳する。その高周波ノイズを抽出した波形を数値解析により演算した結果が図３（ｃ）である。高圧燃料の圧力が同じであっても、燃料噴射弁ａ１の場合に生じる高周波ノイズの振幅に比べて本実施形態にかかる燃料噴射弁ａ３の場合に生じる高周波ノイズの振幅の方が小さくなることを示す結果となっている。
【００７１】
以上により、本実施形態によれば、燃圧センサ５０の検出信号に重畳する高周波ノイズの低減と、ボデー４の突出部４ａにおける強度確保との両立を実現できる。
【００７２】
さらに本実施形態によれば、以下に列挙する効果も発揮される。
【００７３】
・上流側通路８１の通路径Ｄ１を通路部６０２の通路径Ｄ３よりも小さくしている。そのため、通路部６０２の通路径Ｄ３を十分に大きくして通路部６０２で生じる圧力損失の低減を図ることができる。また、通路部６０２をドリル加工した後、通路部６０２に向けてドリル加工することで上流側通路８１を形成するにあたり、上流側通路８１のドリル加工位置が径方向に多少ずれたとしても、上流側通路８１が通路部６０２からはみ出てしまうおそれを低減できる。つまり、上流側通路８１をドリル加工する時の加工位置ばらつきを吸収でき、上流側通路８１及び通路部６０２の加工性を良好にできる。
【００７４】
・上流側通路８１の中心軸線θ１と通路部６０２の中心軸線θ２との交差角度αを９０度にして突出部４ａの突出先端角度βを９０度にしているため、ボデー４の突出部４ａが鋭角に突出した形状となることを回避できる。よって、ボデー４の突出部４ａにおける強度向上を図ることができる。
【００７５】
・下流側通路８２の通路長Ｌ２は上流側通路８１の通路長Ｌ１よりも長い。また、下流側通路８２の通路長Ｌ２は下流側通路８２の通路径Ｄ２よりも長い。そのため、下流側通路８２内の容積を十分に大きくすることができ、検出信号に重畳する高周波ノイズの低減を十分に図ることができる。
【００７６】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、上流側通路８１と下流側通路８２との接続箇所である段差部６ｂを、通路径が急拡大する段差形状に形成している。これに対し図４に示す本実施形態では、上流側通路８１と下流側通路８２とをテーパ通路８３で連結させている。このテーパ通路８３は、下流側通路８２との連通箇所８３ａから上流側通路８１との連通箇所８３ｂにかけて通路径が徐々に小さくなるようテーパ形状に形成されている。なお、上流側通路８１及び下流側通路８２は、所定通路長を一定の通路径で形成した形状である。
【００７７】
そして、分岐部位６ａの通路径Ｄ１は通路部６０２の通路径Ｄ３よりも小さい。また、下流側通路８２の通路長は上流側通路８１の通路長よりも長い。下流側通路８２の通路長Ｌ２は下流側通路８２の通路径Ｄ２よりも長い。テーパ通路８３の中心軸線と、上流側通路８１及び下流側通路８２の中心軸線とは一致する。上流側通路８１の中心軸線と通路部６０２の中心軸線との交差角度は９０度である。
【００７８】
図５は、分岐通路８をドリル加工する際に用いるドリル刃ＤＬの側面を示す図である。上流側通路８１及び下流側通路８２をテーパ通路８３で連通させる本実施形態の場合には、上流側通路８１をドリル加工した後に下流側通路８２をドリル加工する際に、例えば、先端角（図５中の符号γ参照）が１８０°より小さい（好ましくは９０°より小さい）、図５に示すドリル刃ＤＬを用いればよい。つまり、ドリル刃ＤＬの先端部ＤＬ１でテーパ通路８３を加工し、ドリル刃の側面部ＤＬ２により下流側通路８２を加工すればよい。
【００７９】
なお、上記第１実施形態の如く段差形状に形成するには、上流側通路８１をドリル加工した後に下流側通路８２をドリル加工する際に、例えば、先端角（図５中の符号γ参照）が約１８０°のドリル刃を用いればよい。
【００８０】
以上により、本実施形態によれば、上記第１実施形態の如くテーパ通路８３を廃止して段差形状に形成した場合に比べて、分岐通路８で生じる圧力損失を低減できる。よって、燃圧センサ５０で燃圧変動を検出するにあたり、噴射に伴い生じた燃圧の変動を敏感に検出できるようになり、圧力変動波形を高精度で取得できる。
【００８１】
（第３実施形態）
上記第２実施形態では、通路部６０２から分岐する分岐通路８を、上流側通路８１、下流側通路８２及びテーパ通路８３から構成している。これに対し図６に示す本実施形態では、上流側通路８１を廃止して下流側通路８２及びテーパ通路８３から分岐通路８を構成している。
【００８２】
つまり、テーパ通路８３の上流側端部であって、テーパ通路８３のうち高圧通路６（通路部６０２）と連通する箇所が分岐部位６ａに相当する。また、下流側通路８２の上流側端部から下流側端部にかけての部位であって、下流側通路８２のうち上流側通路８１と連通する箇所から凹部４５と連通する箇所までの部位が下流部位６ｂに相当する。なお、下流側通路８２は所定通路長を一定の通路径で形成した形状である。
【００８３】
そして、分岐部位６ａの通路径Ｄ１は通路部６０２の通路径Ｄ３よりも小さい。また、下流側通路８２の通路長Ｌ２はテーパ通路８３の通路長Ｌ３よりも長い。テーパ通路８３の中心軸線と下流側通路８２の中心軸線とは一致する。テーパ通路８３の中心軸線と通路部６０２の中心軸線との交差角度は９０度である。
【００８４】
本実施形態では、通路部６０２をドリル加工した後に下流側通路８２をドリル加工するが、この下流側通路８２をドリル加工する際に、図５に示すドリル刃ＤＬを用いて、そのドリル刃ＤＬの先端部ＤＬ１でテーパ通路８３を加工すればよく、この時、ドリル刃の側面部ＤＬ２により下流側通路８２は加工されることとなる。
【００８５】
以上により、本実施形態によれば、上記第１実施形態の如くテーパ通路８３を廃止して段差形状に形成した場合に比べて、分岐通路８で生じる圧力損失を低減できる。よって、燃圧センサ５０で燃圧変動を検出するにあたり、噴射に伴い生じた燃圧の変動を敏感に検出できるようになり、圧力変動波形を高精度で取得できる。
【００８６】
さらに、本実施形態によれば、ドリル刃の側面部ＤＬ２により下流側通路８２を加工すると同時に、ドリル刃の先端部ＤＬ１によりテーパ通路８３を加工することができる。そのため、１回のドリル加工で下流側通路８２及びテーパ通路８３を同時に形成することができる。これに対し上記第２実施形態では、上流側通路８１及び下流側通路８２を別々のドリル刃を用いて加工しなければならないので、本実施形態によれば分岐通路８の加工性を向上できる。
【００８７】
（第４実施形態）
図７に示す本実施形態では、所定通路長を一定の通路径で形成した上流側通路８１及び下流側通路８２を廃止して、分岐通路８の全体をテーパ通路８３０で形成している。つまり、このテーパ通路８３０は、凹部４５から通路部６０２にかけて通路径が徐々に小さくなるテーパ形状に形成されている。
【００８８】
なお、テーパ通路８３０の上流側端部であって、テーパ通路８３０のうち高圧通路６（通路部６０２）と連通する箇所が分岐部位６ａに相当する。また、テーパ通路８３０の下流側端部であって、テーパ通路８３０のうち凹部４５と連通する箇所が下流部位６ｂに相当する。
【００８９】
本実施形態では、通路部６０２をドリル加工した後に下流側通路８２をドリル加工するが、上記第３実施形態において下流側通路８２をドリル加工する際に用いたドリル刃に比べて大きい刃先角度のドリル刃を用いて、テーパ通路８３０をドリル加工する。
【００９０】
以上により、本実施形態によれば、所定通路長を一定の通路径で形成した上流側通路８１及び下流側通路８２を廃止して、分岐通路８の全体をテーパ通路８３０で形成しているので、分岐通路８で生じる圧力損失を低減できる。よって、燃圧センサ５０で燃圧変動を検出するにあたり、噴射に伴い生じた燃圧の変動を敏感に検出できるようになり、圧力変動波形を高精度で取得できる。
【００９１】
なお、本実施形態によれば、１種類のドリル刃を用いてテーパ通路８３０を一度にドリル加工することもできるし、２種類以上のドリル刃を用いて複数回に分けてドリル加工するようにしてもよい。
【００９２】
（第５実施形態）
上記第１実施形態では、上流側通路８１の中心軸線θ１と下流側通路８２の中心軸線θ１とは一致するのに対し、図８に示す本実施形態では、上流側通路８１の中心軸線θ１と下流側通路８２の中心軸線θ３とが交差するよう分岐通路８を形成している。つまり、上流側通路８１と下流側通路８２との連通箇所が折れ曲がる形状に分岐通路８を形成している。なお、通路部６０１の中心軸線は上流側通路８１の中心軸線θ１と一致する。よって、上流側通路８１は通路部６０１と同時にドリル加工して形成される。
【００９３】
以上により、本実施形態によっても、上流側通路８１の通路径Ｄ１を下流側通路８２の通路径Ｄ２よりも小さくするので、燃圧センサ５０の検出信号に重畳する高周波ノイズの低減と、ボデー４の突出部４ａにおける強度確保との両立を実現できる。
【００９４】
（第６実施形態）
上記第１〜第５実施形態では、高圧ポート４３をボデー４の外周面に形成し、ボデー４の側面から高圧通路６へ燃料を供給しているのに対し、図９に示す本実施形態では、高圧ポート４３をボデー４の上端面（反噴孔側端面）に形成し、ボデー４の上端面から高圧通路６へ燃料を供給している。そして、ステム５１挿入される凹部４５をボデー４の側面に形成している。
【００９５】
高圧通路６は、燃料噴射弁軸線方向（図９の上下方向）に直線状に延びる形状であり、分岐通路８は、燃料噴射弁径方向（図９の左右方向）に直線状に延びる形状である。分岐通路８は、所定通路長を一定の通路径で形成した上流側通路８１と、所定通路長を一定の通路径で形成した下流側通路８２と、を有して構成されている。上流側通路８１の上流側端部であって、上流側通路８１のうち高圧通路６と連通する箇所が分岐部位６ａに相当する。また、下流側通路８２の上流側端部から下流側端部にかけての部位であって、下流側通路８２のうち上流側通路８１と連通する箇所から凹部４５と連通する箇所までの部位が下流部位６ｂに相当する。
【００９６】
そして、上流側通路８１の通路径を下流側通路８２の通路径よりも小さく形成している。また、上流側通路８１の中心軸線と高圧通路６の中心軸線との交差角度は９０度である。
【００９７】
以上により、本実施形態によっても、上流側通路８１の通路径を下流側通路８２の通路径よりも小さくするので、燃圧センサ５０の検出信号に重畳する高周波ノイズの低減と、ボデー４の突出部４ａにおける強度確保との両立を実現できる。
【符号の説明】
【００９８】
ａ３…燃料噴射弁、４…ボデー、４ａ…突出部（交差部分）、６（６０１，６０２）…高圧通路、６ａ…分岐部位、６ｂ…下流部位、８…分岐通路、５０…燃圧センサ、８１（８）…上流側通路、８２（８）…下流側通路、８３（８）…テーパ通路、Ｄ１…上流側通路の通路径、Ｄ２…下流側通路の通路径、α…交差角度。
【図１】
2011047280.tif 000003
【図２】
2011047280.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2011047280.tif 000007
【図６】
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【図７】
2011047280.tif 000009
【図８】
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【図９】
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