(57)【要約】【課題】筒内圧センサ付き燃料噴射弁において、径方向に大型化させることなく、内部に信号伝達部材を収納可能とする。【解決手段】燃料噴射弁１０を構成するハウジング１２のホルダ３２には、その内部にコイル２８の装着されたボビン３０が収納されると共に、前記ホルダ３２の内周面に対して半径外方向に拡幅した収納部４８が形成される。この収納部４８には、センサ２０から出力された検出信号を伝達するための第２信号伝達部材７０が収納されるため、該第２信号伝達部材７０を含む信号伝達部２４を内部に設けた場合でも、燃料噴射弁１０の外径が大型化してしまうことが回避される。【選択図】図２
2016133067.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、コイルを含むコイル組立体への通電作用下に弁体を駆動させる筒内圧センサ付き燃料噴射弁において、
前記コイル組立体は、磁路を構成する円筒状のハウジングに覆われ、該ハウジングには、内周面から径方向外側に拡幅され、前記センサで検出された前記筒内圧を検出信号として伝達する信号伝達部材の収納される収納部が設けら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記載の筒内圧センサ付き燃料噴射弁において、
前記収納部は、前記ハウジングの内周面を部分的に拡径させることで形成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３】
請求項１又は２記載の筒内圧センサ付き燃料噴射弁において、
前記収納部は、前記ハウジングにおいて前記信号伝達部材からの前記検出信号が出力される信号端子側となる位置に形成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、内燃機関における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。そのため、例えば、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、前記リード線に対して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】
そこで、例えば、内圧センサと電子制御ユニットとを接続するためのリード線を燃料噴射弁の内部に収納することが考えられるが、該リード線を収納した分だけ燃料噴射弁の外径が大型化してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、径方向に大型化させることなく、信号伝達部材を内部に収納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】
【０００７】
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、コイルを含むコイル組立体への通電作用下に弁体を駆動させる筒内圧センサ付き燃料噴射弁において、
コイル組立体は、磁路を構成する円筒状のハウジングに覆われ、ハウジングには、内周面から径方向外側に拡幅され、センサで検出された筒内圧を検出信号として伝達する信号伝達部材の収納される収納部が設けられることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、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、ハウジングの内部には、その内周面に対して径方向外側へ拡幅した収納部が設けられ、収納部にはセンサで検出された筒内圧を検出信号として伝達する信号伝達部材が収納される。
【０００９】
従って、信号伝達部材をハウジングの内部において、径方向外側に拡幅させた収納部内に好適に収めることができるため、ハウジングが径方向に大型化してしまうことがない。
【００１０】
その結果、ハウジングを径方向に大型化させることなく、信号伝達部材をハウジングの内部へ好適に収納することができ、センサからの検出信号を内部に収納された信号伝達部材を通じて外部へと出力することが可能となる。また、ハウジングは磁路回路として機能するが、ハウジングの一部のみが収納部として構成されるため、磁路回路の機能が確実に確保され吸引力の低下が防止される。
【００１１】
また、収納部は、ハウジングの内周面を部分的に拡径させることで形成するとよい。
【００１２】
さらに、収納部を、ハウジングにおいて信号伝達部材からの検出信号が出力される信号端子側となる位置に形成するとよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１４】
すなわち、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、ハウジングの内部には、その内周面に対して径方向外側へ拡幅した収納部が設けられ、収納部にセンサで検出された筒内圧を検出信号として伝達する信号伝達部材が収納されるため、ハウジングの径方向への大型化を防止しつつ、信号伝達部材を内部へ好適に収納することが可能となる。また、ハウジングは磁路回路として機能するが、ハウジングの一部のみが収納部として構成されるため、磁路回路の機能が確実に確保され吸引力の低下が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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の筒内圧センサ付き燃料噴射弁におけるハウジングのボビン及びホルダ近傍を示す拡大断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
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の外周側に設けられる樹脂モールド部１４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１６と、前記ハウジング１２の先端に設けられる燃料噴射部１８と、前記燃料噴射部１８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検出信号を伝達する信号伝達部（信号伝達部材）２４とを含む。
【００１８】
なお、以下、図１に示されるように燃料噴射弁１０における燃料供給部１６側を基端側（矢印Ａ方向）、燃料噴射部１８側を先端側（矢印Ｂ方向）として説明する。
【００１９】
ハウジング１２は、燃料噴射弁１０を駆動させるソレノイド部として構成され、その中心に設けられる固定コア２６と、該固定コア２６の外周側に設けられコイル２８を保持するボビン３０と、前記ボビン３０のさらに先端外周側に設けられる円筒状のホルダ（ハウジング）３２と、前記コイル２８の励磁作用下に変位する可動コア（図示せず）とを有している。
【００２０】
固定コア２６は、ホルダ３２の基端に対してさらにハウジング１２の基端側（矢印Ａ方向）へと延在し、後述する樹脂モールド部１４の中心に配置されると共に、その外周面には後述する樹脂モールド部１４の係合される環状の第１溝部３４が形成される。また、固定コア２６の基端側（矢印Ａ方向）には燃料供給部１６が設けられている。
【００２１】
ボビン３０は、図１〜図３に示されるように、例えば、円筒状に形成され、固定コア２６とホルダ３２の間に設けられ、その基端側（矢印Ａ方向）には増幅部材３６の他端部に係合される係合ピン３８が形成される。また、ボビン３０の外周側には、半径内方向に窪んだ凹部にコイル２８が巻回され、図３に示されるように、径方向外側へと膨出した膨出部３０ａには、コイル２８の外周側となるように後述する信号伝達部２４を構成する第２信号伝達部材７０が設けられる。
【００２２】
一方、ボビン３０の内周側には固定コア２６との間に円筒状の非磁性部材４０が設けられている（図３参照）。
【００２３】
コイル２８は、その端部がボビン３０の基端側（矢印Ａ方向）へと延在し、一対の駆動端子４２の端部へとそれぞれ接続され、図示しないコネクタから駆動端子４２を通じてコイル２８へと通電されることで励磁して磁力が生じる。これにより、ハウジング１２においてコイル２８の励磁作用下に可動コアがボビン３０の内部で変位し、該可動コアに連結されたニードル４４を基端側（矢印Ａ方向）へと変位させることで燃料噴射部１８に設けられた弁体（図示せず）が開弁して燃料が噴射される。
【００２４】
ホルダ３２は、例えば、中空状に形成され、その外周面が略一定の直径で形成されると共に、基端側となる外周面には半径内方向に窪んだ環状の第２溝部４６が形成される。そして、この第２溝部４６に対して後述する樹脂モールド部１４が係合されることで、ホルダ３２が樹脂モールド部１４に対して固定される。
【００２５】
また、図２及び図３に示されるように、ホルダ３２の内部にはボビン３０が収納され、その断面略円形状に形成された内周面から半径外方向に拡幅した収納部４８が形成される。この収納部４８は、例えば、所定幅を有し半径外方向へ延在すると共に、後述する樹脂モールド部１４のカプラ部５２側となる位置に形成される。そして、収納部４８の内部には、該収納部４８に対応したボビン３０の膨出部３０ａを介して信号伝達部２４を構成する第２信号伝達部材７０が収納される。換言すれば、ホルダ３２は、収納部４８を有した部位のみが径方向厚さＤ（図３参照）が薄く形成されている。
【００２６】
また、収納部４８の径方向外側への拡幅量は、少なくとも内部に収納される第２信号伝達部材７０がコイル２８と接触することがないように設定される。
【００２７】
樹脂モールド部１４は、図１に示されるように、例えば、樹脂製材料から成形によってハウジング１２の外周側に形成され、円筒状に形成された本体部５０と、該本体部５０の基端から側方に突出したカプラ部５２と、前記本体部５０とカプラ部５２とを接続する接続部５４とを有している。そして、樹脂製材料によって樹脂モールド部１４を成形することで、本体部５０の中心に設けられた固定コア２６の第１溝部３４と、該本体部５０の先端側に設けられたホルダ３２の第２溝部４６へそれぞれ溶融した樹脂製材料が入り込み、前記樹脂モールド部１４の中央及び先端に対してハウジング１２が固定される。
【００２８】
カプラ部５２は、例えば、断面長方形状に形成され本体部５０の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に対して所定角度だけ傾斜するように斜め上方に向かって突出している。また、カプラ部５２は、その端部が開口して内部に空間を有し、後述する増幅部材３６の電源端子５８及び信号端子２２と、コイル２８へ通電を行うための一対の駆動端子４２とがそれぞれ露出するように設けられる。
【００２９】
増幅部材３６は、例えば、樹脂モールド部１４の内部に設けられ、基板５６と、該基板５６に対して電気的に接続された電源端子５８及び信号端子２２と、前記基板５６の全体を覆うように形成された封止部６０とを含み、センサ２０で検出された検出値（検出信号）を増幅させ前記信号端子２２から外部へと出力する目的で設けられる。
【００３０】
電源端子５８及び信号端子２２は、例えば、基板５６の幅方向に沿った略中央に信号端子２２が配置され、該信号端子２２の両側に一対の電源端子５８が配置された状態で、その一端部が半田等によって前記基板５６に対して電気的に接続される。
【００３１】
封止部６０は、例えば、樹脂製材料から形成され、基板５６に対して電源端子５８及び信号端子２２の先端が接続された状態で、前記基板５６、電源端子５８及び信号端子２２の先端を覆うように形成される。これにより、電源端子５８及び信号端子２２の基板５６に対する接続が封止部６０によって強固に保持される。
【００３２】
そして、増幅部材３６は、樹脂モールド部１４を成形する際、封止部６０にボビン３０の係合ピン３８が挿入されることで、基板５６及び封止部６０がそれぞれ接続部５４に対応した位置となり、且つ、電源端子５８及び信号端子２２がカプラ部５２に対応する位置となった状態で一体的にモールドされると同時に、基板５６に対して信号伝達部２４の第２信号伝達部材７０が電気的に接続される。
【００３３】
このカプラ部５２に対してコネクタ（図示せず）を接続することで、駆動端子４２を通じてハウジング１２のコイル２８へと電源が供給され、電源端子５８を通じて増幅部材３６及びセンサ２０に通電がなされると共に、センサ２０で検出された検出値が信号伝達部２４を通じて前記信号端子２２から電気信号として外部へ出力される。
【００３４】
燃料供給部１６は、図１に示されるように、例えば、固定コア２６の内部に燃料の供給される供給通路（図示せず）を有し、燃料噴射弁１０の基端側（矢印Ａ方向）に開口した供給通路の端部に図示しない燃料配管が接続される。そして、燃料配管を通じて供給された燃料が供給通路を通じて先端側に設けられた燃料噴射部１８側（矢印Ｂ方向）へと供給される。
【００３５】
燃料噴射部１８は、ハウジング１２の先端に連結されるバルブハウジング６２と、該バルブハウジング６２の先端に内蔵された弁体（図示せず）とを備える。そして、バルブハウジング６２の内部には燃料供給部１６から燃料が供給され、弁体がコイル２８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。
【００３６】
このバルブハウジング６２は、図１及び図２に示されるように、例えば、金属製材料から形成され、ハウジング１２の先端を閉塞するフランジ部６４と、該フランジ部６４から先端側（矢印Ｂ方向）に向かって一直線上に延在する筒部６６とを有し、前記筒部６６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。
【００３７】
センサ２０は、図１に示されるように、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が基端側（矢印Ａ方向）で露出している。また、センサ２０の外周面には、後述するカバー部材７６の保持部７８が当接する。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６２に対して全周溶接によって結合される。
【００３８】
信号伝達部２４は、バルブハウジング６２の外周側に設けられ、センサ２０に接続された第１信号伝達部材６８と、前記ハウジング１２のホルダ３２に収納され、前記第１信号伝達部材６８と信号端子２２とを接続する第２信号伝達部材７０とを含む。
【００３９】
第１信号伝達部材６８は、例えば、樹脂製材料から円筒状に形成され、バルブハウジング６２における筒部６６の外周側に設けられる絶縁体７２と、前記絶縁体７２の内部に設けられる第１導電層７４とを有する。そして、第１導電層７４は、例えば、半田等によってセンサ２０の接続端子に対して電気的に接続される。
【００４０】
この絶縁体７２は、例えば、耐熱性樹脂等の樹脂製材料から形成され、バルブハウジング６２の形状に対応して筒部６６及びフランジ部６４を覆うように基端側（矢印Ａ方向）が拡径して形成される。この絶縁体７２の径方向に沿った厚さ中央には、例えば、メッキ層からなる第１導電層７４が形成され、該第１導電層７４は、略一定の厚さで前記絶縁体７２に沿って円筒状に形成される。なお、絶縁体７２の先端は、バルブハウジング６２の筒部６６と共にセンサ２０の内部に圧入される。
【００４１】
一方、絶縁体７２の外周側には、例えば、金属製材料から円筒状に形成されたカバー部材７６が前記絶縁体７２を覆うように装着され、前記カバー部材７６は、バルブハウジング６２の形状に対応して筒部６６及びフランジ部６４を覆うように基端側（矢印Ａ方向）が拡径して形成される。このカバー部材７６の先端には、センサ２０の基端側の外周面を保持する保持部７８が形成される。
【００４２】
第２信号伝達部材７０は、例えば、樹脂製材料から形成され、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って所定長さを有した板形状からなり、ホルダ３２における収納部４８へと収納され軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って延在すると共に、その内部には通電可能な材料から形成された第２導電層８０が形成される。
【００４３】
第２導電層８０は、例えば、メッキ層から形成され、略一定の厚さで第２信号伝達部材７０の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って先端から基端まで延在している。
【００４４】
この第２信号伝達部材７０の先端には、図１及び図２に示されるように、軸線と直交する方向に突出した第１接続部８２が形成され、該第１接続部８２が第１信号伝達部材６８の基端に対して半田等によって電気的に接続される。
【００４５】
一方、第２信号伝達部材７０の基端には、図１に示されるように、先端側に対して縮径した小径な第２接続部８４を有し、前記第２接続部８４には、その外周面に沿って第２導電層８０の一部が環状に露出している。そして、増幅部材３６の基板５６に形成された接続孔（図示せず）に第２接続部８４が挿入され半田等によって電気的に接続されることにより、第２信号伝達部材７０が増幅部材３６と電気的に接続される。
【００４６】
これにより、第１及び第２信号伝達部材６８、７０を介してセンサ２０と増幅部材３６（信号端子２２）とが互いに電気的に接続された状態となる。
【００４７】
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、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００４８】
図示しない内燃機関の運転中において、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の駆動端子４２からコイル２８へ通電がなされ、前記コイル２８が励磁することでニードル４４が基端側へと移動し、それに伴って、燃料噴射部１８の弁体が開弁する。これにより、燃料供給部１６の供給通路に供給された高圧の燃料が燃料噴射部１８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、圧電素子が前記圧力に応じた電圧を発生して検出信号として出力する。
【００４９】
この検出信号は、センサ２０、第１信号伝達部材６８、第２信号伝達部材７０を経て増幅部材３６へと出力され、該増幅部材３６において前記検出信号が増幅された後、信号端子２２を介して電子制御ユニットへと出力される。そして、例えば、電子制御ユニットにおいて、増幅された検出信号から燃焼室の圧力が算出され、該圧力に基づいた燃焼制御等に利用される。
【００５０】
以上のように、本実施の形態では、燃料噴射弁１０を構成するハウジング１２において、ボビン３０を内部に収納するホルダ３２には、その内周面に対して径方向外側へ拡幅し、樹脂モールド部１４におけるカプラ部５２側となる収納部４８が設けられ、該収納部４８に信号伝達部２４の第２信号伝達部材７０が収納されている。そのため、ホルダ３２の外径を拡大させることなく、信号伝達部２４を該ホルダ３２の内部へ好適に収納することができるため大型化を防止しつつ、内部に収納された信号伝達部２４を通じてセンサ２０からの検出信号を外部へと出力することができる。
【００５１】
また、ホルダ３２は磁路回路として機能するが、前記ホルダ３２の一部のみが収納部４８として構成されるため、磁路回路による磁力が確実に確保され可動コアの吸引力低下が防止される。
【００５２】
さらに、ボビン３０の内周径を部分的に大きくすることで容易に収納部４８を設けることが可能となる。
【００５３】
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】
【００５４】
１０…筒内圧センサ付き燃料噴射弁    １２…ハウジング
１４…樹脂モールド部                １６…燃料供給部
１８…燃料噴射部                    ２０…センサ
２４…信号伝達部                    ３０…ボビン
３２…ホルダ                        ３６…増幅部材
４８…収納部                        ５２…カプラ部
６８…第１信号伝達部材              ７０…第２信号伝達部材
８２…第１接続部                    ８４…第２接続部
【図１】
2016133067.tif 000003
【図２】
2016133067.tif 000004
【図３】
2016133067.tif 000005