(57)【要約】【課題】筒内圧センサ付き燃料噴射弁において、センサからの出力を伝達する信号伝達部材を保護しつつ検出精度を高める。【解決手段】燃料噴射弁１０を構成する樹脂モールド部１４の内部には、電源端子５４及び信号端子２２の接続された増幅部材５６が設けられており、センサ２０からの検出信号を出力する信号伝達部２４が該増幅部材５６の基板５８へ電気的に接続されている。また、増幅部材５６は、樹脂モールド部１４を成形する際に一体的にモールドされる。そして、センサ２０によって検出された内燃機関の燃焼室内の内圧が信号伝達部２４を通じて増幅部材５６へと出力され、該増幅部材５６によって増幅され、信号端子２２から外部へと出力される。【選択図】図１
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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、
前記燃料噴射弁の内部に設けら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を有し、
前記信号伝達部材は、前記センサに接続される第１伝達部と、
前記第１伝達部に接続され前記検出信号を外部へと出力する第２伝達部と、
前記第１伝達部に設けられ前記検出信号を増幅する増幅手段と、
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、
前記増幅手段は、電流を供給する電源端子の接続された基板を樹脂製材料でモールドした回路体として構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２記載の筒内圧センサ付き燃料噴射弁において、
前記第２伝達部は、前記回路体と接続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２又は３記載の筒内圧センサ付き燃料噴射弁において、
前記回路体は、前記燃料噴射弁の一部をモールドする樹脂封止部に内蔵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４記載の筒内圧センサ付き燃料噴射弁において、
固定コアと、該固定コアの外周側に設けられ磁路を構成するホルダとを有するハウジングを備え、
前記固定コア及び前記ホルダには、前記樹脂封止部に係合される溝部がそれぞれ形成され、一方の溝部と他方の溝部との間となる位置に前記回路体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。
【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、内圧センサは、シリンダヘッドに接触して配置されているため、例えば、内燃機関の振動等に起因したノイズが発生しやすく、前記内圧センサで検出された検出値を高精度に読み取ることが難し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、センサからの出力を伝達する信号伝達部材を保護しつつ、検出精度を高め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、
燃料噴射弁の内部に設けられ筒内圧に基づいた検出信号を伝達する信号伝達部材を有し、
信号伝達部材は、センサに接続される第１伝達部と、
第１伝達部に接続され検出信号を外部へと出力する第２伝達部と、
第１伝達部に設けられ検出信号を増幅する増幅手段と、
を備え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、センサで検出された検出信号を伝達する信号伝達部材を備え、センサに接続された信号伝達部材の第１伝達部には検出信号を増幅する増幅手段が設けられている。
【０００９】
従って、内燃機関の振動等に起因したノイズが発生した場合でも、センサに近く比較的ノイズの少ない検出信号を増幅手段によって増幅することが可能となり、高精度な検出信号を得ることができる。また、増幅手段を含む信号伝達部材をハウジング内に設けることで、センサに接続される配線を燃料噴射弁の外部に配置している従来の燃料噴射弁と比較し、信号伝達部材を保護することが可能となる。
【００１０】
さらに、増幅手段を、電流を供給する電源端子の接続された基板を樹脂製材料でモールドした回路体として構成することにより、回路体を好適に保護することができる。
【００１１】
さらにまた、第２伝達部を、回路体と接続することにより、回路体を含む第１伝達部と第２伝達部とを容易に接続できるため、第１及び第２伝達部を有した信号伝達部材の組付性を向上させることができる。
【００１２】
またさらに、回路体を、燃料噴射弁の一部をモールドする樹脂封止部に内蔵することにより、回路体（増幅手段）の防水性並びに耐久性を高めることが可能となる。
【００１３】
またさらに、固定コアと、固定コアの外周側に設けられ磁路を構成するホルダとを有するハウジングを備え、
固定コア及びホルダに、樹脂封止部に係合される溝部をそれぞれ形成し、一方の溝部と他方の溝部との間となる位置に回路体を設けるとよい。これにより、樹脂封止部の内部に水分が浸入した場合でも、一方及び他方の溝部に樹脂封止部が係合されることでシール機能を果たし、２つの溝部の間に配置された回路体（増幅手段）側への水分の浸入が確実に防止され防水性を高め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、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、センサで検出された検出信号を伝達する信号伝達部材を備え、センサに接続された信号伝達部材の第１伝達部に検出信号を増幅する増幅手段を設けることにより、内燃機関の振動等に起因したノイズが発生した場合でも、センサに近く比較的ノイズの少ない検出信号を増幅手段によって増幅することが可能となり、高精度な検出信号を得ることができる。また、増幅手段を含む信号伝達部材をハウジング内に設けることで、センサに接続される配線を燃料噴射弁の外部に配置している従来の燃料噴射弁と比較し、信号伝達部材を保護することができる。
【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カプラ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に内蔵される増幅部材の外観斜視図である。
【図４】図２のカプラ部近傍を電源端子及び信号端子側から見た正面図である。
【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（樹脂封止部）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、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（第２伝達部）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（第１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、その基端側（矢印Ａ方向）には増幅部材５６の他端部に係合される係合ピン３６（図２参照）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、該コイル２８の外周側には後述する信号伝達部２４を構成する第２信号伝達部材７２が設けられる。なお、係合ピン３６は、円筒状のボビン３０の周方向において後述する樹脂モールド部１４のカプラ部４４側となる位置に設けられる。
【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、後述する樹脂モールド部１４に内蔵された一対の駆動端子３８の端部へとそれぞれ接続される。そして、図示しないコネクタから駆動端子３８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、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】
また、ホルダ３２の基端外周面には、半径内方向に窪んだ環状の第２溝部４０が形成され、後述する樹脂モールド部１４が係合される。
【００２５】
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４２と、該本体部４２の基端から側方に突出したカプラ部４４と、前記本体部４２とカプラ部４４とを接続する接続部４６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４２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４２の先端側に設けられたホルダ３２の第２溝部４０へそれぞれ溶融した樹脂製材料が入り込み、半径内方向へ突出した第１及び第２凸部５０、５２と第１及び第２溝部３４、４０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（図２参照）。
【００２６】
カプラ部４４は、図１、図２及び図４に示されるように、例えば、断面長方形状に形成され本体部４２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４４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（増幅手段）５６の電源端子５４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３８とがそれぞれ露出するように設けられる。
【００２７】
増幅部材５６は、図１〜図３に示されるように、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５８と、該基板５８に対して電気的に接続された電源端子５４及び信号端子２２と、前記基板５８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。
【００２８】
電源端子５４及び信号端子２２は、図３及び図４に示されるように、例えば、基板５８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５４が配置された状態で、その端部が半田等によって前記基板５８に対して電気的に接続されると共に、前記基板５８の端部に対して所定角度傾斜するように延在している。すなわち、一対の電源端子５４は、信号端子２２を挟むように基板５８に対して配置されている。
【００２９】
封止部６０は、例えば、樹脂製材料から形成され、基板５８に対して電源端子５４及び信号端子２２の先端が接続された状態で、前記基板５８の全体を所定厚さで覆うと共に該基板５８へ接続された電源端子５４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５４及び信号端子２２の基板５８に対する接続が封止部６０によって強固に維持される。
【００３０】
また、封止部６０には、電源端子５４側となる端部とは反対側の端部に、厚さ方向に貫通した断面長方形状の係合孔６２が形成され、ハウジング１２を構成するボビン３０の係合ピン３６が挿入可能に形成される。
【００３１】
そして、増幅部材５６は、樹脂モールド部１４を成形する際、封止部６０の係合孔６２にボビン３０の係合ピン３６を挿入することで、基板５８及び封止部６０が接続部４６に対応する位置となり、電源端子５４及び信号端子２２がカプラ部４４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、前記電源端子５４の接続された端部とは反対側の端部が信号伝達部２４と接続される。
【００３２】
この際、電源端子５４、信号端子２２及び駆動端子３８の基端側は、カプラ部４４の内部において内壁面から一部が突出し、図１及び図２に示されるように、増幅部材５６が、燃料噴射弁１０の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って樹脂モールド部１４の第１凸部５０と第２凸部５２との間となる位置に配置される。
【００３３】
このカプラ部４４には、図示しないコネクタが接続されることで、電源端子５４を通じて増幅部材５６及びセンサ２０へと電源が供給され、前記信号端子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３８からハウジング１２のコイル２８へと通電がなされる。
【００３４】
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。
【００３５】
燃料噴射部１８は、図１に示されるように、ハウジング１２の先端に連結されるバルブハウジング６４と、該バルブハウジング６４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６４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６４は、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６６と、該フランジ部６６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６８とを有し、前記筒部６８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、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７８の保持部８０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６４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６４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（第１伝達部）７０と、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７０と信号端子２２とを接続する第２信号伝達部材（第１伝達部）７２とを含む。
【００３９】
第１信号伝達部材７０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６４における筒部６８の外周側に設けられる絶縁体７４と、前記絶縁体７４の内部に設けられる第１導電層７６とを有する。そして、第１導電層７６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】
絶縁体７４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６４の形状に対応して筒部６８及びフランジ部６６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７４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７６が形成され、該第１導電層７６は、略一定の厚さで前記絶縁体７４に沿って円筒状に形成される。なお、絶縁体７４の先端は、バルブハウジング６４の筒部６８と共にセンサ２０の内部に圧入される。
【００４１】
一方、絶縁体７４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７８が前記絶縁体７４を覆うように装着され、前記カバー部材７８は、バルブハウジング６４の形状に対応して筒部６８及びフランジ部６６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７８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８０が形成される。
【００４２】
第２信号伝達部材７２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、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７２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。
【００４３】
この第２信号伝達部材７２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、該第１接続部８４が第１信号伝達部材７０の基端に臨むように形成される。そして、第１信号伝達部材７０の凹部に第１接続部８４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７０の第１導電層７６とが半田等によって電気的に接続される。
【００４４】
一方、第２信号伝達部材７２の基端には、先端側に対して縮径した小径な第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、増幅部材５６の基板５８に形成された接続孔に第２接続部８６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７２が増幅部材５６と電気的に接続される。
【００４５】
これにより、第１及び第２信号伝達部材７０、７２を介してセンサ２０と信号端子２２及び電源端子５４とが互いに電気的に接続された状態となる。
【００４６】
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。
【００４７】
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３８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。
【００４８】
この検出信号は、センサ２０、第１信号伝達部材７０、第２信号伝達部材７２を経て増幅部材５６へと出力され、該増幅部材５６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。
【００４９】
そして、例えば、電子制御ユニットにおいて、増幅された出力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における樹脂モールド部１４の内部において、コネクタの接続される信号端子２２と前記センサ２０に接続された信号伝達部２４との間に増幅部材５６を設けることで、前記センサ２０で検出された検出信号を前記増幅部材５６で増幅させ、前記信号端子２２から電子制御ユニットへと出力させることができる。
【００５１】
そのため、内燃機関の振動等に起因したノイズが発生した場合でも、前記検出信号を前記センサ２０に近くノイズの比較的少ない燃料噴射弁１０の内部で増幅させることができるため、高精度な検出信号を得ることが可能となる。
【００５２】
また、信号端子２２が増幅部材５６の基板５８に接続された状態で一体的にモールドされ、封止部６０によって前記信号端子２２の接続部位が覆われているため、前記接続部位を保護することができる。
【００５３】
さらに、第２信号伝達部材７２の第２接続部８６を増幅部材５６の基板５８に形成された接続孔へと挿入することで、前記第２信号伝達部材７２を容易且つ確実に前記増幅部材５６へと電気的に接続することができる。そのため、第２信号伝達部材７２を含む信号伝達部２４と増幅部材５６との組付性を向上させることができる。
【００５４】
さらにまた、増幅部材５６は、樹脂モールド部１４を成形する際、その内部に一体的にモールドされるため、前記増幅部材５６が保護され、その防水性並びに耐久性を高めることができる。
【００５５】
またさらに、樹脂モールド部１４の内部には、固定コア２６の第１溝部３４に係合される第１凸部５０と、ホルダ３２の第２溝部４０に係合される第２凸部５２とを有し、前記第１凸部５０と前記第２凸部５２との間となるように増幅部材５６が配置されているため、前記樹脂モールド部１４の内部に水分が浸入した場合でも、前記第１及び第２凸部５０、５２がシール手段として機能し、前記増幅部材５６側への水分の浸入を確実に阻止することができる。
【００５６】
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】
【００５７】
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
３８…駆動端子                      ４４…カプラ部
５４…電源端子                      ５６…増幅部材
５８…基板                          ６４…バルブハウジング
７０…第１信号伝達部材              ７２…第２信号伝達部材
７８…カバー部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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