JP2012167631A - インジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】保持部材によりリード線を保持するインジェクタにおいて、リード線とターミナルを溶接する際に発生するスパッタによるターミナル間の短絡を防止する。
【解決手段】２つのターミナル２４は、絶縁部材２３から突出した突出端部２４１でリード線２２と溶接され、絶縁部材２３は、２つの突出端部２４１間に位置し且つ保持部材８側に向かって突出する仕切り部２３３ａを備え、仕切り部２３３ａが保持部材８の挿入空間８１に挿入される。これによると、保持部材８の挿入空間８１にリード線２２を挿入した際に、溶接部に付着していたスパッタＳが脱落しても、そのスパッタＳとターミナル２４との接触が仕切り部２３３ａにより阻止される。
【選択図】図３

Description

本発明は、背圧室の圧力を制御してノズルの開閉作動を制御するインジェクタに関するものである。

従来の燃料噴射装置は、コモンレール内に蓄えられた高圧燃料をインジェクタを介して内燃機関の各気筒の燃焼室内に噴射供給するように構成されている。インジェクタは、噴孔をニードルにて開閉して開弁時に燃料を噴射するノズルや、ニードルにおける反噴孔側に作用する圧力を制御してノズルの開閉作動を制御する圧力制御手段を備えている。

そして、ピエゾアクチュエータと背圧制御機構により圧力制御手段を構成したインジェクタにおいて、インジェクタボデーにおけるノズル側からピエゾアクチュエータを組み付けるようにしたものがある。具体的には、給電用の２本のリード線を予めピエゾアクチュエータのターミナルに溶接しておき、まずリード線をインジェクタボデーの収納孔に挿入し、続いてピエゾアクチュエータを収納孔に挿入することによって、リード線はピエゾアクチュエータに押されてインジェクタボデー内を進み、リード線の先端が収納孔の他端開口部に導かれるようになっている。

しかし、リード線は細長くて剛性が低いため、リード線およびアクチュエータをインジェクタボデーへ組み付ける際にリード線が収納孔内で折れ曲がりやすく、したがってリード線を収納孔の他端まで導くことは容易ではなく、リード線およびピエゾアクチュエータのインジェクタボデーへの組み付け作業性が悪いという問題があった。

そこで、図８に示すように、リード線２２よりも剛性が高い保持部材８によりリード線２２を保持することにより、リード線２２およびアクチュエータ２をインジェクタボデーへ組み付ける際のリード線２２の折れ曲がりを防止し、組み付け作業性を向上させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４５６９５５８号明細書

しかしながら、従来のインジェクタは、リード線２２とターミナル２４を溶接する際にスパッタＳ（金属が溶けた物）が発生し、そのスパッタＳの一部は周囲に飛散し、一部は溶接部に不安定に付着することがある（図８（ａ）参照）。そして、図８（ｂ）に示すように、保持部材８に形成された挿入空間８１にリード線２２を挿入した際に、溶接部に付着していたスパッタＳが脱落し、そのスパッタＳが２つのターミナル２４に接触して短絡する虞があった。

本発明は上記点に鑑みて、保持部材によりリード線を保持するインジェクタにおいて、リード線とターミナルを溶接する際に発生するスパッタによるターミナル間の短絡を防止することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、背圧室の圧力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（１）と、一端側から他端側まで貫通した収納穴（４１）を有する筒状のインジェクタボデー（４）と、収納穴（４１）に収納され且つ電気信号に応じて背圧室の圧力を制御する圧力制御手段（２、３）と、圧力制御手段（２、３）の２つのターミナル（２４）に一端が溶接された給電用の２本のリード線（２２）と、リード線（２２）よりも剛性が高く且つリード線（２２）が挿入される挿入空間（８１）が形成された保持部材（８）とを備え、リード線（２２）が挿入空間（８１）に挿入された状態でリード線（２２）および保持部材（８）を収納穴（４１）にその一端側から挿入し、リード線（２２）の他端を収納穴（４１）の他端側から取り出すように構成されたインジェクタにおいて、２つのターミナル（２４）は、絶縁材からなる絶縁部材（２３）にて保持されると共に、絶縁部材（２３）から突出した部位である突出端部（２４１）でリード線（２２）と溶接され、絶縁部材（２３）は、２つの突出端部（２４１）間に位置し且つ保持部材（８）側に向かって突出する仕切り部（２３３ａ）を備え、仕切り部（２３３ａ）は、挿入空間（８１）に挿入されていることを特徴とする。

これによると、保持部材（８）の挿入空間（８１）にリード線（２２）を挿入した際に、溶接部に付着していたスパッタが脱落しても、そのスパッタは一方のターミナルに接触したとしても、他方のターミナルとの接触が仕切り部（２３３ａ）により阻止されるため、脱落したスパッタによるターミナル（２４）間の短絡を防止することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲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。

本発明の第１実施形態に係る燃料噴射装置用インジェクタの部分断面図である。 図１の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る。 図１のＡ部の拡大断面図である。 図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 第１実施形態の変形例を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係るインジェクタの要部を示す断面図である。 図６のＣ−Ｃ線に沿う絶縁部材およびターミナルの断面図である。 従来のインジェクタの要部の断面図である。

以下、本発明の実施形態について図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、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る燃料噴射装置用インジェクタの部分断面図、図２は図１の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る。

まず、図１および図２に基づいて、インジェクタの基本的な構成、作動について説明する。インジェクタは、コモンレール（図示せず）内に蓄えられた高圧燃料をディーゼル内燃機関（図示せず）の気筒内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、電荷の充放電により伸縮するピエゾアクチュエータ２、ピエゾアクチュエータ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。

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１３、ニードル１３を閉弁向きに付勢するスプリング１４を備えている。

ピエゾアクチュエータ２は、多数の圧電素子が積層されたピエゾスタック２１を備え、このピエゾスタック２１は、２本のリード線２２を介して図示しない電源に接続されている。このリード線２２は、リード線２２よりも剛性が高い保持部材８により保持されている。この保持部材８の詳細については後述する。

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。因みに、図２ではバルブボデー３１を１つの部品として図示しているが、実際には複数に分割されている。なお、ピエゾアクチュエータ２および背圧制御機構３は、本発明の圧力制御手段を構成している。

金属製の略円筒状のインジェクタボデー４は、インジェクタ軸線方向の一端側から他端側まで貫通した収納穴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および背圧制御機構３が収納されている。また、略円筒状のリテーナ５をインジェクタボデー４に螺合させることにより、インジェクタボデー４の端部にノズル１が保持されている。

ノズルボデー１２、インジェクタボデー４、およびバルブボデー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が形成され、インジェクタボデー４およびバルブボデー３１には、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。

ニードル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、高圧室１５が形成されている。この高圧室１５は、ニードル１３が開弁方向に変位した際に噴孔１１と連通する。また、高圧室１５には、高圧通路６を介して常に高圧燃料が供給されている。ニードル１３における反噴孔側には背圧室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。

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。

上記構成において、ピエゾアクチュエータ２が縮んだ状態では、図２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１３が閉弁向きに付勢されて噴孔１１が閉じられている。

一方、ピエゾアクチュエータ２の電荷が放電されてピエゾアクチュエータ２が伸びた状態では、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から内燃機関の気筒内へ燃料が噴射される。

次に、本実施形態のインジェクタの具体的な構成について説明する。図３は図１のＡ部の拡大断面図、図４は図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

図１、図３、図４に示すように、インジェクタボデー４の収納穴４１は、円柱形状の３つの収納穴４１ａ〜４１ｃからなる。第１収納穴４１ａは、一端がインジェクタボデー４におけるノズル側の端面に開口し、インジェクタボデー４のノズル側端面からインジェクタボデー４における反ノズル側に向かって延びている。

第２収納穴４１ｂは、第１収納穴４１ａよりも小径であり、第１収納穴４１ａにおける反ノズル側端部から、インジェクタボデー４における反ノズル側に向かって延びている。

第３収納穴４１ｃは、第２収納穴４１ｂよりも小径であり、一端がインジェクタボデー４における反ノズル側の端面に開口し、他端が第２収納穴４１ｂに接続されている。なお、第１収納穴４１ａと第２収納穴４１ｂと第３収納穴４１ｃは、同軸に配置されている。

そして、第１収納穴４１ａおよび第２収納穴４１ｂにピエゾアクチュエータ２が収納され、第３収納穴４１ｃにリード線２２および保持部材８が収納されている。

ピエゾアクチュエータ２における反ノズル側端部には、樹脂等の絶縁材からなる絶縁部材２３が配置されている。ピエゾスタック２１に接続された２つのターミナル２４は、絶縁部材２３の絶縁部材貫通孔２３１を貫通し、その絶縁部材貫通孔２３１から突出した部位である突出端部２４１でリード線２２と溶接されている。

絶縁部材２３における反ノズル側端部（すなわち保持部材側端部）には、絶縁部材２３の本体部２３２から保持部材８側に向かって突出する筒状の絶縁筒部２３３が２つ形成されている。

この絶縁筒部２３３のうち、２つのターミナル２４の突出端部２４１間に位置する部位が仕切り部２３３ａに相当する。因みに、図４に便宜的に綾目模様を施した部位が仕切り部２３３ａである。

保持部材８は、リード線２２の被覆が摩耗するのを抑制するために、金属よりも硬度が低い材料、例えばナイロン等の樹脂よりなる。また、保持部材８は、リード線２２よりも剛性が高くなるように、形状や厚さ等が設定されている。

保持部材８は、円筒状であり、リード線２２が挿入される２つの保持部材貫通孔８１が、保持部材８の一端から他端まで連続して形成されている。換言すると、２つの保持部材貫通孔８１は、隔壁部８２によって隔てられている。なお、保持部材貫通孔８１は、本発明の挿入空間に相当する。

次に、ピエゾアクチュエータ２の、インジェクタボデー４への組み付けについて説明する。

まず、ピエゾアクチュエータ２のターミナル２４とリード線２２を溶接する。続いて、保持部材８の端部がピエゾアクチュエータ２の端部に当接する位置まで、リード線２２を保持部材８の保持部材貫通孔８１に挿入する。この状態では、絶縁筒部２３３も保持部材貫通孔８１に入り込んでいる。

ここで、ターミナル２４とリード線２２を溶接する際に発生して溶接部に不安定に付着していたスパッタが、リード線２２と保持部材８との組み付け時に脱落した場合、そのスパッタＳ（図３参照）は絶縁筒部２３３の周囲に落下する。そして、脱落したスパッタＳとターミナル２４との接触が絶縁筒部２３３により阻止されるため、脱落したスパッタＳによる２つのターミナル２４間の短絡が防止される。

続いて、一体化されたピエゾアクチュエータ２とリード線２２と保持部材８を、以下のようにしてインジェクタボデー４に組み付ける。

まず、リード線２２および保持部材８の先端部を、収納穴４１におけるノズル側開口部から挿入する。続いてピエゾアクチュエータ２を収納孔４１に押し込むようにして挿入する。ここで、リード線２２はその先端部を除いて剛性が高い保持部材８により保持されているため、このピエゾアクチュエータ２を収納孔４１に押し込む過程において、リード線２２の折れ曲がりが防止される。したがって、ピエゾアクチュエータ２が収納孔４１に押し込まれるのに伴って、リード線２２および保持部材８は収納穴４１内をスムーズに進むことができる。

そして、ピエゾアクチュエータ２が第２収納穴４１ｂの奥まで押し込まれると、リード線２２の先端が収納穴４１における反ノズル側開口部から突出する。

続いて、このリード線２２の突出側先端は、インジェクタボデー４における反ノズル側端部にて図示しないターミナルに接合される。その後、図１に示すように、コネクタハウジング９がモールド成形される。

本実施形態によると、脱落したスパッタＳとターミナル２４との接触が絶縁筒部２３３の仕切り部２３３ａにより阻止されるため、脱落したスパッタＳによる２つのターミナル２４間の短絡が防止される。

なお、上記実施形態においては、絶縁筒部２３３の一部が仕切り部２３３ａを構成するようにしたが、図５に示す変形例のように、筒状の絶縁筒部２３３を廃止し、板状の仕切り部２３３ａにしてもよい。因みに、図５は図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図に相当する。

また、上記実施形態および変形例においては、絶縁筒部２３３または仕切り部２３３ａを２つ設けたが、それらは１つでもよい。この場合、スパッタは一方のターミナルに接触したとしても、他方のターミナルとの接触が絶縁筒部２３３または仕切り部２３３ａにより阻止されるため、脱落したスパッタによるターミナル間の短絡を防止することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。図６は第２実施形態に係るインジェクタの要部を示す断面図、図７は図６のＣ−Ｃ線に沿う絶縁部材およびターミナルの断面図である。

本実施形態は、絶縁筒部２３３の具体的構成が変更されており、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。

図６、図７に示すように、絶縁部材２３と２つのターミナル２４は、インサート成型によって一体化されている。また、２つの絶縁筒部２３３間には、絶縁部材２３の軸線に対して直交する方向に延びる溝部２３４が形成されている。

そして、この溝部２３４に保持部材８の隔壁部８２が入り込むようになっており、隔壁部８２の端部が溝部２３４の底部に当接する位置まで、絶縁部材２３が保持部材８の保持部材貫通孔８１に挿入されている。

なお、絶縁筒部２３３のうち、２つのターミナル２４の突出端部２４１間に位置する部位、換言すると溝部２３４の両側部位が、仕切り部２３３ａに相当する。因みに、図７に便宜的に綾目模様を施した部位が仕切り部２３３ａである。

本実施形態によると、リード線２２を保持部材８の保持部材貫通孔８１に挿入する際に脱落して溝部２３４に落下したスパッタは、ターミナル２４との接触が絶縁筒部２３３の仕切り部２３３ａにより阻止されるため、脱落したスパッタＳによる２つのターミナル２４間の短絡が防止される。

（他の実施形態）
上記各実施形態では、ピエゾアクチュエータ２と背圧制御機構３により、背圧室の圧力を制御する圧力制御手段を構成したが、圧力制御手段は電磁弁でもよい。

上記各実施形態は、実施可能な範囲で任意に組み合わせが可能である。

１ ノズル
２ ピエゾアクチュエータ
３ 背圧制御機構（圧力制御手段）
４ インジェクタボデー
８ 保持部材
２２ リード線
２３ 絶縁部材
２４ ターミナル
４１ 収納穴
８１ 挿入空間
２４１ 突出端部
２３３ａ 仕切り部

Claims (3)

1. 背圧室の圧力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（１）と、
   一端側から他端側まで貫通した収納穴（４１）を有する筒状のインジェクタボデー（４）と、
   前記収納穴（４１）に収納され且つ電気信号に応じて前記背圧室の圧力を制御する圧力制御手段（２、３）と、
   前記圧力制御手段（２、３）の２つのターミナル（２４）に一端が溶接された給電用の２本のリード線（２２）と、
   前記リード線（２２）よりも剛性が高く且つ前記リード線（２２）が挿入される挿入空間（８１）が形成された保持部材（８）とを備え、
   前記リード線（２２）が前記挿入空間（８１）に挿入された状態で前記リード線（２２）および前記保持部材（８）を前記収納穴（４１）にその一端側から挿入し、前記リード線（２２）の他端を前記収納穴（４１）の他端側から取り出すように構成されたインジェクタにおいて、
   前記２つのターミナル（２４）は、絶縁材からなる絶縁部材（２３）にて保持されると共に、前記絶縁部材（２３）から突出した部位である突出端部（２４１）で前記リード線（２２）と溶接され、
   前記絶縁部材（２３）は、２つの前記突出端部（２４１）間に位置し且つ前記保持部材（８）側に向かって突出する仕切り部（２３３ａ）を備え、
   前記仕切り部（２３３ａ）は、前記挿入空間（８１）に挿入されていることを特徴とするインジェクタ。
2. 前記仕切り部（２３３ａ）は、板状であることを特徴とする請求項１に記載のインジェクタ。
3. 前記仕切り部（２３３ａ）は、前記突出端部（２４１）が貫通する筒状部材の一部であることを特徴とする請求項１に記載のインジェクタ。

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