(57)【要約】【課題】温度補償抵抗の破断・変形を防止し、温度補償抵抗の抵抗値不良をなくす。【解決手段】ピエゾスタック４１の温度補償を行う温度補償抵抗５を、ピエゾスタック４１とともにスタックケース４８内に収納する。このようにすれば、温度補償抵抗５はコネクタ成形時に高温・高圧の環境に晒されないため、破断・変形が防止されて抵抗値不良が防止される。また、ピエゾスタック４１の伸縮方向Ｃの荷重を受けるダミー積層体６を設け、温度補償抵抗５を、ピエゾスタック４１の伸縮方向Ｃの荷重を受けない状態でダミー積層体６内に収納して、温度補償抵抗５を外力から保護している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のスタックケース（４８）内に収納され、電荷の充放電により伸縮するピエゾスタック（４１）と、
このピエゾスタック（４１）の温度補償を行う温度補償抵抗（５）と、
前記ピエゾスタック（４１）の伸縮に応じて開弁または閉弁して開弁時に燃料を噴射するノズル（２）とを備え、
前記温度補償抵抗（５）が前記スタックケース（４８）内に収納されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記ピエゾスタック（４１）とともに前記スタックケース（４８）内に積層して収納されて、前記ピエゾスタック（４１）の伸縮方向（Ｃ）の荷重を受けるダミー積層体（６）を備え、
前記温度補償抵抗（５）は、前記ピエゾスタック（４１）の伸縮方向（Ｃ）の荷重を受けない状態で前記ダミー積層体（６）内に収納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３】
前記温度補償抵抗（５）の電極（５２）は配線部材（７）を介してコネクタのターミナルに接続され、前記温度補償抵抗（５）の電極（５２）と前記配線部材（７）は摺動可能な状態で接触していることを特徴とする請求項１または２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、燃料を内燃機関に噴射するための燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の燃料噴射装置は、電荷の充放電により伸縮するピエゾスタックを用いてノズルの開閉弁作動を制御するようにしている。温度変化等によるピエゾスタックの伸縮でピエゾスタックの端子間に発生する電位差を補償するため、ピエゾスタックの端子間には温度補償抵抗が取り付けられている。
【０００３】
そして、温度補償抵抗は、コネクタ内部に設置されてコネクタ成形と同時に樹脂モールド成形される。これにより、外力や温度から温度補償抵抗を保護するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】独国特許出願公開第１９９４０３４６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、コネクタ成形時の高温・高圧の樹脂の流入により、温度補償抵抗が破断・変形し、抵抗値不良を引き起こすという問題があった。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、温度補償抵抗の破断・変形を防止し、温度補償抵抗の抵抗値不良をなくすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ピエゾスタック（４１）の温度補償を行う温度補償抵抗（５）を、ピエゾスタック（４１）とともにスタックケース（４８）内に収納することを特徴とする。
【０００７】
このようにすれば、温度補償抵抗（５）は、コネクタ成形時に高温・高圧の環境に晒されないため、破断・変形が防止されて抵抗値不良が防止される。
【０００８】
この場合、ピエゾスタック（４１）の伸縮方向（Ｃ）の荷重を受けるダミー積層体（６）を設け、温度補償抵抗（５）を、ピエゾスタック（４１）の伸縮方向（Ｃ）の荷重を受けない状態でダミー積層体（６）内に収納するようにすれば、温度補償抵抗（５）を外力から保護することができる。
【０００９】
また、温度補償抵抗（５）の電極（５２）と、この電極（５２）をコネクタのターミナルに接続する配線部材（７）とを、摺動可能な状態で接触させることができる。
【００１０】
このようにすれば、温度補償抵抗（５）の電極（５２）と配線部材（７）との接触部はピエゾスタック（４１）の伸縮等に応じて摺動するため、接触部がろー付け等にて接合されている態様と比較して、ピエゾスタック（４１）の伸縮等により接触部に発生する応力を小さくすることができる。
【００１１】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の一実施形態について説明する。図１は本発明の一実施形態に係る燃料噴射弁を備える燃料噴射装置の全体構成を模式的に示す断面図である。
【００１３】
燃料噴射弁は、内燃機関（より詳細にはディーゼルエンジン。図示せず）のシリンダヘッドに装着され、蓄圧器（図示せず）内に蓄えられた高圧燃料を内燃機関の気筒内に噴射するものである。
【００１４】
図１に示すように、燃料噴射弁のノズルボデー１は、蓄圧器からの高圧燃料が導入される燃料入口部１１と、燃料噴射弁内部の燃料を燃料タンク１００に向けて流出させる燃料出口部１２とを備えている。
【００１５】
ノズルボデー１の軸方向一端側に、開弁時に燃料を噴射するノズル２が配置されている。このノズル２は、ノズルボデー１に摺動自在に保持されたノズルニードル２１と、ノズルニードル２１を閉弁向きに付勢するノズルスプリング２２と、ノズルニードル２１のピストン部２１ａが挿入された円筒状のノズルスリーブ２３とを有している。
【００１６】
ノズルボデー１の軸方向一端には、高圧燃料通路１３を介して燃料入口部１１と連通する噴孔２４が形成され、この噴孔２４から高圧燃料を内燃機関の気筒内に噴出させるようになっている。ノズルボデー１には噴孔２４の上流側にテーパ状の弁座２５が形成され、また、ノズルニードル２１には反ピストン部側にシート部２１ｂが形成され、このシート部２１ｂが弁座２５に接離することにより噴孔２４が開閉される。
【００１７】
円柱状のピストン部２１ａは、ノズルスリーブ２３に摺動自在に且つ液密的に挿入されており、ピストン部２１ａとノズルスリーブ２３とにより、内部の燃料圧力が高圧と低圧に切り替えられる制御室２６が形成されている。そして、ノズルニードル２１は、制御室２６内の燃料圧力により閉弁向きに付勢されるとともに、燃料入口部１１から高圧燃料通路１３を介して噴孔２４側に導かれる高圧燃料により開弁向きに付勢される。
【００１８】
ノズルボデー１の軸方向中間部には、制御室２６の圧力を制御する制御弁３が収納されるバルブ室１４が形成されている。制御室２６は、連絡通路１５を介してこのバルブ室１４と常時連通されている。
【００１９】
バルブ室１４は、高圧燃料通路１３を介して燃料入口部１１と接続されている。また、バルブ室１４は、低圧燃料通路１６を介して燃料出口部１２に接続されている。
【００２０】
ノズルボデー１には、バルブ室１４に臨む高圧側弁座１８と低圧側弁座１９が形成されている。高圧側弁座１８は、高圧燃料通路１３がバルブ室１４に開口する部位を囲む部分であり、低圧側弁座１９は、低圧燃料通路１６がバルブ室１４に開口する部位を囲む部分である。
【００２１】
制御弁３は、弁体３１とバルブスプリング３２とを有している。弁体３１は、低圧側弁座１９に接離してバルブ室１４と低圧燃料通路１６との間を開閉するとともに、高圧側弁座１８に接離してバルブ室１４と高圧燃料通路１３との間を開閉する。バルブスプリング３２は、バルブ室１４と高圧燃料通路１３との間が開かれるとともにバルブ室１４と低圧燃料通路１６との間が閉じられる向きに弁体３１を付勢している。
【００２２】
ノズルボデー１の軸方向他端側には、制御弁３を駆動するアクチュエータ４が収納されるアクチュエータ室１７が形成されている。このアクチュエータ室１７は、低圧連絡通路１６ａを介して低圧燃料通路１６に接続されている。
【００２３】
アクチュエータ４は、ピエゾ素子が多数積層されて電荷の充放電により伸縮するピエゾスタック４１と、ピエゾスタック４１の伸縮変位を制御弁３の弁体３１に伝達する伝達部を備えている。
【００２４】
伝達部は以下のように構成されている。ともに円柱状に形成された第１ピストン４３および第２ピストン４４がアクチュエータスリーブ４２に摺動自在に且つ液密的に挿入されており、第１ピストン４３と第２ピストン４４との間には、燃料が充填された液室４５が形成されている。
【００２５】
第１ピストン４３は、第１スプリング４６によりピエゾスタック４１側に向かって付勢されており、ピエゾスタック４１により直接駆動されるようになっている。そして、ピエゾスタック４１の伸長時には、第１ピストン４３により液室４５の圧力が高められるようになっている。
【００２６】
第２ピストン４４は、第２スプリング４７により制御弁３の弁体３１側に付勢されており、液室４５の圧力を受けて作動して弁体３１を駆動するようになっている。そして、第２ピストン４４は、ピエゾスタック４１の伸長時には、高圧化された液室４５の圧力を受けて作動して、バルブ室１４と高圧燃料通路１３との間が閉じられるとともにバルブ室１４と低圧燃料通路１６との間が開かれる位置に弁体３１を駆動する。一方、ピエゾスタック４１の収縮時、すなわち液室４５の圧力が低いときには、第２ピストン４４は、第２スプリング４７に抗して制御弁３のバルブスプリング３２により第１ピストン４３側に押し戻される。
【００２７】
燃料タンク１００と燃料出口部１２とを接続するリターン経路１１０には、低圧燃料通路１６側の圧力を制御する背圧弁１２０が配置されている。因みに、蓄圧器内に蓄えられた高圧燃料の圧力が１００ＭＰａ以上であるのに対し、背圧弁１２０は低圧燃料通路１６側の圧力を１ＭＰａ程度に制御する。
【００２８】
ピエゾスタック４１には、ピエゾ駆動回路１３０を介して電力が供給されるようになっている。このピエゾ駆動回路１３０は、ピエゾスタック４１への通電タイミングが、電子制御回路（以下、ＥＣＵという）１４０により制御される。
【００２９】
ＥＣＵ１４０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータを備え、マイクロコンピュータに記憶したプログラムに従って演算処理を行うものである。そして、ＥＣＵ１４０には、吸入空気量、アクセルペダルの踏み込み量、内燃機関回転数、蓄圧器内の燃料圧等を検出する各種センサ（図示せず）から信号が入力される。
【００３０】
アクチュエータ４の詳細な構成について、図２〜図５に基づいて説明する。図２は図１のアクチュエータ４の断面図、図３は図２のアクチュエータ４における要部の斜視図、図４は図２のＡ矢視図、図５は図２のＢ部の拡大断面図である。
【００３１】
金属製の筒状のスタックケース４８には、一端側から順に、第１ピストン４３、ピエゾスタック４１、ピエゾスタック４１の温度補償を行う温度補償抵抗５を含むダミー積層体６、およびノズルボデー１（図１参照）と当接する金属製のスペーサ４９が収納されている。
【００３２】
ダミー積層体６は、絶縁性の樹脂よりなり、温度補償抵抗５が挿入される凹部６１と、温度補償抵抗５の電極リード線５１が挿入されるスリット状の溝部６２とが形成されている。なお、ダミー積層体６の樹脂は、ピエゾ素子と線膨張係数が近いものが望ましい。
【００３３】
ダミー積層体６に作用するピエゾスタック４１の伸縮方向Ｃの荷重は、ダミー積層体６のうち凹部６１および溝部６２を除いた部分で受けるようになっている。したがって、温度補償抵抗５および電極リード線５１には、ピエゾスタック４１の伸縮方向Ｃの荷重は作用しない。
【００３４】
ダミー積層体６の外周面のうち溝部６２が形成された部位には、電極箔５２が接着されており、この電極箔５２と電極リード線５１はろー付けにて接合されている。そして、電極箔５２は、薄板金属製の配線部材７を介して図示しないコネクタのターミナルに接続されている。配線部材７は電極箔５２に押し付けられた状態で接触しており、したがって、電極箔５２と配線部材７は摺動可能である。  なお、ピエゾスタック４１の電極箔４１ａと配線部材７は、ろー付け等にて接合されている。また、スタックケース４８と配線部材７との間、およびスペーサ４９と配線部材７との間には、図示しない絶縁シートが介在されている。
【００３５】
次に、上記燃料噴射弁の作動を説明する。ピエゾスタック４１に通電されて電荷が充電されると、ピエゾスタック４１が伸長して第１ピストン４３が駆動され、第１ピストン４３により液室４５の圧力が高められる。高圧化された液室４５の圧力により第２ピストン４４が制御弁３の弁体３１側に向かって駆動される。
【００３６】
そして、第２ピストン４４にて弁体３１が駆動されることにより、弁体３１が高圧側弁座１８に当接してバルブ室１４と高圧燃料通路１３との間が閉じられるとともに、弁体３１が低圧側弁座１９から離れてバルブ室１４と低圧燃料通路１６との間が開かれる。したがって、制御室２６の燃料は、連絡通路１５、バルブ室１４、および低圧燃料通路１６を介して燃料タンク１００へ戻される。
【００３７】
これにより、制御室２６の圧力が低下してノズルニードル２１を閉弁向きに付勢する力が小さくなるため、ノズルニードル２１が開弁向きに移動し、シート部２１ｂが弁座２５から離れて噴孔２４が開かれ、噴孔２４から内燃機関の気筒内に燃料が噴射される。
【００３８】
その後、ピエゾスタック４１から電荷が放電されると、ピエゾスタック４１が縮むため第１ピストン４３は第１スプリング４６によりピエゾスタック４１側に戻される。また、バルブスプリング３２により、弁体３１および第２ピストン４４が第１ピストン４３側に戻される。
【００３９】
これにより、弁体３１が高圧側弁座１８から離れてバルブ室１４と高圧燃料通路１３との間が開かれるとともに、弁体３１が低圧側弁座１９に当接してバルブ室１４と低圧燃料通路１６との間が閉じられる。したがって、蓄圧器からの高圧燃料が、高圧燃料通路１３、バルブ室１４、および連絡通路１５を介して制御室２６に導入される。
【００４０】
これにより、制御室２６の圧力が上昇してノズルニードル２１を閉弁向きに付勢する力が大きくなるため、ノズルニードル２１が閉弁向きに移動し、シート部２１ｂが弁座２５に着座して噴孔２４が閉じられ、燃料噴射が終了する。
【００４１】
本実施形態では、温度補償抵抗５をスタックケース４８内に収納しているため、温度補償抵抗５はコネクタ成形時に高温・高圧の環境に晒されず、温度補償抵抗５の破断・変形が防止されて抵抗値不良が防止される。
【００４２】
また、ピエゾスタック４１の伸縮方向Ｃの荷重を受けるダミー積層体６を設け、温度補償抵抗５を、ピエゾスタック４１の伸縮方向Ｃの荷重を受けない状態でダミー積層体６内に収納しているため、温度補償抵抗５を外力から保護することができる。
【００４３】
また、温度補償抵抗５の電極５２と、この電極５２をコネクタのターミナルに接続する配線部材７とを、摺動可能な状態で接触させているため、接触部がろー付け等にて接合されている態様と比較して、ピエゾスタック４１の伸縮等により接触部に発生する応力を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料噴射弁を備える燃料噴射装置の全体構成を模式的に示す断面図である。
【図２】図１のアクチュエータ４の断面図である。
【図３】図２のアクチュエータ４における要部の斜視図である。
【図４】図２のＡ矢視図である。
【図５】図２のＢ部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
２…ノズル、５…温度補償抵抗、４１…ピエゾスタック、４８…スタックケース。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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