(57)【要約】【課題】筒内圧センサ付き燃料噴射弁において、信号伝達部材のがたつきを防止することで断線等の発生を確実に防止する。【解決手段】燃料噴射弁１０を構成する信号伝達部２４には、センサ２０に接続される第１信号伝達部材５８の外周側に複数の第１突起部７０が設けられると共に、該第１信号伝達部材５８の第２フランジ部６８には先端側に向かって突出した第２突起部７２が設けられる。そして、第１信号伝達部材５８の外周側にカバー部材７４が装着される際、その第１カバー部７６の内周面に第１突起部７０が当接し、第２カバー部７８の内面に第２突起部７２が当接することで、前記カバー部材７４に対する第１信号伝達部材５８の径方向及び軸方向への相対移動が規制される。そのため、第１信号伝達部材５８を含む信号伝達部２４の断線等が確実に防止される。【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、
前記センサに接続され前記筒内圧に基づいた検出信号を伝達する信号伝達部材と、
前記信号伝達部材の外側を覆うカバー部材と、
を備え、
前記信号伝達部材には、前記カバー部材に当接する突起部を備え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、
前記信号伝達部材は、前記検出信号を出力する導電層を樹脂製材料によって封止した封止体からなり、前記突起部が前記封止体と一体的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。
【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、
前記突起部は、前記信号伝達部材の径方向外側に突出するよう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。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の筒内圧センサ付き燃料噴射弁において、
前記突起部は、前記信号伝達部材の軸方向に突出するよう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。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項に記載の筒内圧センサ付き燃料噴射弁において、
前記カバー部材は金属製材料から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】
また、内燃機関の振動等によって内圧センサとリード線との間で断線が起こりやすいという問題がある。
【０００６】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、信号伝達部材のがたつきを防止することで断線等の発生を確実に防止する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】
【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た筒内圧センサ付き燃料噴射弁において、
センサに接続され筒内圧に基づいた検出信号を伝達する信号伝達部材と、
信号伝達部材の外側を覆うカバー部材と、
を備え、
信号伝達部材には、カバー部材に当接する突起部を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、センサを端部に有した筒内圧センサ付き燃料噴射弁において、筒内圧に基づいたセンサからの検出信号を伝達する信号伝達部材を有し、この信号伝達部材には、その外側を覆うカバー部材の当接する突起部が設けられている。
【０００９】
従って、信号伝達部材の外側を覆うようにカバー部材を装着する際、突起部がカバー部材に当接することで、カバー部材が保持され信号伝達部材との相対的な移動が規制される。その結果、内燃機関の振動等によってカバー部材に対して信号伝達部材が所定の位置からずれてしまうことが防止され、該信号伝達部材の位置ずれに起因した断線等を確実に防止することができる。
【００１０】
また、信号伝達部材は、検出信号を出力する導電層を樹脂製材料によって封止した封止体からなり、突起部を封止体と一体的に形成することにより、封止体を樹脂製材料から成形する際に突起部を同時に形成することができるため、製造工数並びに製造コストの増加を招くことがなく好適である。
【００１１】
さらに、突起部を、信号伝達部材の径方向外側に突出するように形成することで、カバー部材に対する信号伝達部材の径方向外側への相対変位を突起部によって防止することができる。
【００１２】
さらにまた、突起部を、信号伝達部材の軸方向に突出するように形成することで、カバー部材に対する信号伝達部材の軸方向への相対変位を突起部によって防止することができる。
【００１３】
またさらに、カバー部材を金属製材料から形成することにより、信号伝達部材の外周側にカバー部材を装着する際、樹脂製材料からなる突起部を好適に押し潰しながら装着できるため、カバー部材と突起部とをより密着させ信号伝達部材の位置ずれをより確実に防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１５】
すなわち、センサを端部に有した筒内圧センサ付き燃料噴射弁において、筒内圧に基づいたセンサからの検出信号を伝達する信号伝達部材を有し、この信号伝達部材に、その外側を覆うカバー部材の当接する突起部を設けることにより、信号伝達部材の外側にカバー部材を装着する際、突起部がカバー部材に当接することで、カバー部材に対する信号伝達部材の相対的な移動が規制される。その結果、内燃機関の振動等によって信号伝達部材がカバー部材に対して所定の位置からずれてしまうことが防止され、該信号伝達部材の位置ずれに起因した断線等を確実に阻止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【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第１信号伝達部材の第２フランジ部近傍を示す拡大断面図である。
【図３】図１の筒内圧センサ付き燃料噴射弁を構成する第１信号伝達部材の外観斜視図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
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、該ハウジング１２の基端に設けられ燃料の供給される燃料供給部１６と、該ハウジング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２４とを含む。
【００１９】
なお、以下、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。
【００２０】
ハウジング１２は、例えば、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。
【００２１】
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の基端側には燃料供給部１６が設けられている。
【００２２】
ボビン３０は、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が巻回される。
【００２３】
そして、図示しないコネクタが後述するカプラ部４０へと接続されることで、駆動端子３６を通じて通電されコイル２８が励磁して磁力が生じる。これにより、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、燃料噴射部１８に設けられた弁体（図示せず）を吸引して開弁させる。
【００２４】
樹脂モールド部１４は、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３８と、該本体部３８の基端から側方に突出したカプラ部４０と、前記本体部３８とカプラ部４０とを接続する接続部４２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３８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３８の先端側に設けられたホルダ３２の第２溝部４３へそれぞれ溶融した樹脂製材料が入り込み、第１及び第２溝部３４、４３との係合作用下にハウジング１２が前記樹脂モールド部１４の中央及び先端に対して固定される。
【００２５】
カプラ部４０は、例えば、本体部３８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、その端部が開口して内部に後述する増幅部材４４の信号端子２２及び電源端子４６と、コイル２８へ通電を行うための一対の駆動端子３６とがそれぞれ露出するように設けられる。
【００２６】
増幅部材４４は、例えば、樹脂モールド部１４の内部に設けられ、断面矩形状の基板４８と、該基板４８に対して電気的に接続された信号端子２２及び電源端子４６と、前記基板４８の全体を覆うように形成された封止部５０とを含み、センサ２０で検出された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。
【００２７】
そして、増幅部材４４は、樹脂モールド部１４を成形する際、基板４８及び封止部５０が接続部４２に対応する位置に配置され、信号端子２２及び電源端子４６がカプラ部４０に対応する位置に配置された状態で一体的にモールドされる。
【００２８】
このカプラ部４０には、図示しないコネクタが接続されることで、電源端子４６を通じてセンサ２０及び増幅部材４４へ電源が供給され、信号端子２２を通じてセンサ２０で検出された検出値が電気信号として外部へ出力されると共に、駆動端子３６からハウジング１２のコイル２８へと通電がなされる。
【００２９】
燃料供給部１６は、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。
【００３０】
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５２と、該バルブハウジング５２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５２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。
【００３１】
このバルブハウジング５２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の先端を閉塞する第１フランジ部５４と、該第１フランジ部５４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５６とを有し、前記第１筒部５６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。
【００３２】
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７４の保持部８０が当接し、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５２に対して全周溶接によって結合される。
【００３３】
信号伝達部２４は、図１及び図２に示されるように、バルブハウジング５２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５８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５８と信号端子２２とを接続する第２信号伝達部材６０とを含む。
【００３４】
第１信号伝達部材５８は、図１〜図３に示されるように、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５２の外周側に設けられる絶縁体６２と、前記絶縁体６２の内部に設けられる第１導電層６４とを有する。そして、第１導電層６４は、例えば、半田等によってセンサ２０の接続端子（図示せず）に対して電気的に接続される。
【００３５】
絶縁体６２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５２の形状に対応して第１筒部５６を覆う第２筒部６６と、第１フランジ部５４を覆う第２フランジ部６８とを有し、前記第２フランジ部６８が前記第２筒部６６の基端側（矢印Ａ方向）に形成される。
【００３６】
この第２筒部６６の外周面には、図１〜図４に示されるように、半径外方向に向かって突出した複数（例えば、８個）の第１突起部７０が形成され、該第１突起部７０は、例えば、断面半円状に突出し、前記外周面の周方向に沿って互いに等間隔離間するように設けられると共に、前記第２筒部６６の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って所定間隔離間するように設けられている。
【００３７】
また、第２フランジ部６８には、先端側（第２筒部６６側、矢印Ｂ方向）となる端面に、該先端側に向かって突出した複数（例えば、４個）の第２突起部７２が形成され、該第２突起部７２は前記第１突起部７０と同様に断面半円状に形成され、且つ、前記第２フランジ部６８の周方向に沿って互いに等間隔離間するように設けられる。なお、第１及び第２突起部７０、７２の数量及びその配置は、例えば、第１信号伝達部材５８の形状に応じて適宜設定される。
【００３８】
一方、絶縁体６２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６４が形成され、該第１導電層６４は、略一定の厚さで前記絶縁体６２に沿って円筒状に形成される。この第１導電層６４は、絶縁体６２が樹脂製材料から成形によって形成されることで内部に設けられると共に、第１及び第２突起部７０、７２が前記絶縁体６２の成形時に同時に形成される。
【００３９】
この絶縁体６２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７４が設けられる。このカバー部材７４は、先端側に設けられ前記絶縁体６２の第２筒部６６を覆う第１カバー部７６と、前記第１カバー部７６の基端側に設けられ該絶縁体６２の第２フランジ部６８を覆う第２カバー部７８とからなり、前記第２カバー部７８が前記第１カバー部７６に対して拡径して形成される。
【００４０】
また、カバー部材７４は、絶縁体６２の先端から基端側（矢印Ａ方向）に向かって挿通されることで装着され、第１カバー部７６の内周面が第１突起部７０へ接触しながら挿入され、第２カバー部７８が第２突起部７２に当接することで軸方向（矢印Ａ方向）に係止される。
【００４１】
すなわち、カバー部材７４は、第１信号伝達部材５８との間において径方向及び軸方向に若干のクリアランスを有しており、該クリアランスに複数の第１及び第２突起部７０、７２が設けられ、該第１及び第２突起部７０、７２によってカバー部材７４における第１カバー部７６の内周面及び第２カバー部７８の内面がそれぞれ保持された状態で装着される。
【００４２】
さらに、カバー部材７４の先端には、図１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８０が形成される。
【００４３】
第２信号伝達部材６０は、図１に示されるように、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、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８２（図２参照）が形成される。第２導電層８２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６０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６０の先端は、軸線と直交する方向に突出した第１接続部８４が形成される。この第１接続部８４は、第１信号伝達部材５８の基端に臨むように形成され、その凹部に第１信号伝達部材５８が挿入され、該凹部内に露呈した第２導電層８２と前記第１信号伝達部材５８の第１導電層６４とが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６０の基端には、先端側に対して縮径した軸状の第２接続部８６を有し、前記第２接続部８６には、その外周面に沿って第２導電層８２の一部が環状に露出している。そして、第２接続部８６が、増幅部材４４の基板４８に対して接続されることで、第２信号伝達部材６０が増幅部材４４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５８、６０を介してセンサ２０と信号端子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３６からコイル２８へ通電がなされ、前記コイル２８が励磁することで燃料噴射部１８の弁体が開弁し、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５８、第２信号伝達部材６０を経て増幅部材４４へと出力され、該増幅部材４４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、先端にセンサ２０を有した燃料噴射弁１０において、信号伝達部２４を構成する第１信号伝達部材５８の外周面に複数の第１突起部７０を設けると共に、カバー部材７４に臨む第２フランジ部６８の端面に複数の第２突起部７２を設けることで、前記第１信号伝達部材５８の外周側にカバー部材７４を装着した際、その第１カバー部７６の内周面が第１突起部７０に当接し、第２カバー部７８の内面が第２突起部７２へと当接することで、前記カバー部材７４と前記第１信号伝達部材５８との相対的な移動（がたつき）が防止される。具体的には、第１突起部７０によって軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）と直交した第１信号伝達部材５８の径方向への相対変位が規制され、第２突起部７２によって前記第１信号伝達部材５８の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）への相対変位が規制される。
【００５１】
その結果、内燃機関の振動等によって第１信号伝達部材５８がカバー部材７４に対して所定位置からずれてしまうことが防止され確実に保持されるため、該第１信号伝達部材５８の位置ずれに起因した信号伝達部２４の断線等を確実に防止することができる。
【００５２】
また、第１及び第２突起部７０、７２は、樹脂製材料からなる第１信号伝達部材５８の絶縁体６２と一体的に形成されているため、金属製材料からなるカバー部材７４を外周側から挿通させる際、前記第１及び第２突起部７０、７２をクリアランスより予め大きく形成しておくことで、前記カバー部材７４によって前記第１及び第２突起部７０、７２を押し潰しながら装着することができる。そのため、第１信号伝達部材５８をカバー部材７４に対してより一層確実且つ強固に保持することができ、それに伴って、前記第１信号伝達部材５８のがたつきが好適に防止される。
【００５３】
さらに、第１及び第２突起部７０、７２は、例えば、第１導電層６４を内蔵する絶縁体６２の成形時に同時に形成することができるため、製造工程及び製造コストの増加を招くことがなく好適である。
【００５４】
さらにまた、第１及び第２突起部７０、７２は、絶縁体６２から離間する方向に向かって断面半円状に突出し、且つ、その数量が制限されているため、カバー部材７４を第１信号伝達部材５８の外周面に摺接させながら挿通させる場合と比較し、前記第１及び第２突起部７０、７２のみに摺接させながら挿通させることで挿入抵抗が好適に低減され、組付性を向上させることができる。
【００５５】
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】
【００５６】
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
２２…信号端子                      ２４…信号伝達部
４４…増幅部材                      ５２…バルブハウジング
５８…第１信号伝達部材              ６０…第２信号伝達部材
６２…絶縁体                        ６４…第１導電層
６６…第２筒部                      ７０…第１突起部
７２…第２突起部                    ７８…第２カバー部
８２…第２導電層
【図１】
2016133071.tif 000003
【図２】
2016133071.tif 000004
【図３】
2016133071.tif 000005
【図４】
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