JP6216028B2 - 燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置 - Google Patents

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Description

本発明は、燃焼室に燃料を噴射するインジェクタを備えた燃料直噴式内燃機関の筒内圧を圧力検出素子を用いて検出する燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置に関する。
内燃機関の燃焼室に臨む筒内圧センサの先端に設けた金属ダイヤフラムの裏面に突起を設け、この突起を介して金属ダイヤフラムの変形による荷重を圧力検出素子に伝達する筒内圧検出装置が、下記特許文献1により公知である。
また内燃機関の燃焼室に臨むシリンダヘッドの内壁面、前記燃焼室に臨むグロープラグや点火プラグの先端部、あるいは前記燃焼室に臨むインジェクタの先端部に圧電素子を設け、この圧電素子の変形により発生する電圧に基づいて筒内圧を検出する筒内圧検出装置が、下記特許文献2により公知である。
日本特開2000−180286号公報 国際公開公報WO2004/015385号
ところで上記特許文献1に記載されたものは、筒内圧センサが燃焼室の高温に直接さらされるため、その熱によって圧力検出素子が温度上昇して圧力検出精度が低下したり耐久性が低下したりする可能性がある。
また上記特許文献2に記載されたもののうち、燃焼室に臨むインジェクタの先端部に圧電素子を設けたものは、インジェクタを通過する燃料で圧電素子を冷却して温度上昇を防止することが可能であるが、インジェクタの細い先端部の外面に圧電素子を設けた場合には、その圧電素子の寸法が小さくなって圧力検出精度が低下する問題があり、またインジェクタの先端部の燃料通路の内面や該燃料通路に嵌合するニードルの外面に圧電素子を設けた場合には、やはり圧電素子の寸法が小さくなって圧力検出精度が低下するだけでなく、圧電素子によって燃料通路内の燃料の流れに悪影響が及ぶ問題がある。
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、筒内圧を簡単な構造で精度良く検出することができ、しかも耐久性に優れた燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、燃料直噴式内燃機関の燃焼室に燃料噴射孔から燃料を噴射するインジェクタの先端部に、前記燃料噴射孔を囲むとともに先端部が前記インジェクタの軸線方向に圧縮変形可能な圧力検出素子を設け、前記圧力検出素子の先端面および外周面を前記燃焼室に臨ませたことを第1の特徴とする燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置が提案される。
また本発明によれば、前記第1の特徴に加えて、前記インジェクタの外周と、シリンダヘッドのインジェクタ取付孔の内周との間にて燃焼ガスをシールするシール部材を、前記圧力検出素子よりも基端側で前記インジェクタに設け、前記圧力検出素子から延びる出力信号伝達部材を前記インジェクタの外面と前記シール部材の内面との間に配置することを第2の特徴とする燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置が提案される。
また本発明によれば、前記第2の特徴に加えて、前記圧力検出素子よりも基端側で、前記インジェクタに前記シール部材を支持するカラー構造体を設け、前記カラー構造体は前記シール部材と前記出力信号伝達部材との間に位置することを第3の特徴とする燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置が提案される。
また本発明によれば、前記第3の特徴に加えて、前記カラー構造体の外径は、前記圧力検出素子の外径よりも大きいことを第4の特徴とする燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置が提案される。
また本発明によれば、前記第3または第4の特徴に加えて、前記インジェクタの外面に、前記出力信号伝達部材を配置する出力信号伝達部材収納溝を形成することを第5の特徴とする燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置が提案される。
また本発明によれば、前記第1の特徴に加えて、前記インジェクタの外周と、シリンダヘッドのインジェクタ取付孔の内周との間にて燃焼ガスをシールするシール部材を、前記圧力検出素子よりも基端側で前記インジェクタに形成した環状溝に設け、前記圧力検出素子から延びる前記出力信号伝達部材を前記インジェクタの内部に配置することを第6の特徴とする燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置が提案される。
また本発明によれば、前記第6の特徴に加えて、前記インジェクタの内部に、前記出力信号伝達部材を配置する出力信号伝達部材収納孔を形成することを第7の特徴とする燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置が提案される。
また本発明によれば、前記第1〜第7の何れか1つの特徴に加えて、前記インジェクタの先端部に、前記圧力検出素子を一体に溶接する溶接代を設けることを第8の特徴とする燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置が提案される。
また本発明によれば、前記第8の特徴に加えて、前記溶接代は、前記インジェクタの先端部の内周に配置されて前記燃料噴射孔が形成された弁座部材と前記圧力検出素子との間に挟まれており、かつ前記弁座部材よりも溶接性の高い材料で構成されることを第9の特徴とする燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置が提案される。
また本発明によれば、前記第1〜第9の何れか1つの特徴に加えて、前記インジェクタの先端部に、前記圧力検出素子の基端部を締まり嵌めするとともに、前記圧力検出素子の先端部を隙間嵌めすることを第10の特徴とする燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置が提案される。
また本発明によれば、前記第1〜第7の何れか1つの特徴に加えて、前記圧力検出素子は、前記インジェクタの先端部の内周に配置されて前記燃料噴射孔が形成された弁座部材と一体に形成されることを第11の特徴とする燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置が提案される。
また本発明によれば、前記第1の特徴に加えて、前記インジェクタの外周と、シリンダヘッドのインジェクタ取付孔の内周との間にて燃焼ガスをシールするガスケットを、前記インジェクタの軸線方向中央部に設けることを第12の特徴とする燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置が提案される。
また本発明によれば、前記第12の特徴に加えて、前記圧力検出素子から延びる出力信号伝達部材を、前記インジェクタの内部に配置することを第13の特徴とする燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置が提案される。
また本発明によれば、前記第12の特徴に加えて、前記圧力検出素子から延びる出力信号伝達部材を、前記ガスケットの内面と前記インジェクタの外面との間に配置することを第14の特徴とする燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置が提案される。
また本発明によれば、前記第1の特徴に加えて、前記インジェクタの最先端に前記圧力検出素子を配置することを第15の特徴とする燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置が提案される。
本発明の第1の特徴によれば、燃料直噴式内燃機関の燃焼室に燃料噴射孔から燃料を噴射するインジェクタの先端部に、該燃料噴射孔の周囲を囲むとともに先端部がインジェクタの軸線方向に圧縮変形可能な圧力検出素子を設けたので、その圧力検出素子を燃焼室に臨ませることで筒内圧を検出することができる。圧力検出素子がインジェクタに設けられているため、圧力検出素子を設けるためにシリンダヘッドや燃焼室の形状・構造を変更する必要がないだけでなく、シリンダヘッドを通して伝達される他気筒の振動、動弁機構の振動、ヘッドカバーの振動等を遮断して圧力検出素子に伝わり難くすることができる。また燃料の通過により冷却されるインジェクタに圧力検出素子を設けることで、圧力検出素子の過熱を抑制して圧力検出精度および耐久性を高めることができる。また、先端部がインジェクタの軸線方向に圧縮変形可能な圧力検出素子の先端面および外周面を燃焼室に臨ませることで、先端面に作用する筒内圧で圧力検出素子を自由に変形させて圧力検出精度を高めることができる。
また本発明の第2の特徴によれば、圧力検出素子よりも基端側でインジェクタの外周にシール部材を設けたので、シリンダヘッドのインジェクタ取付孔の内周との間をシールして圧力漏れを防止することができる。また圧力検出素子から延びる出力信号伝達部材をインジェクタの外面とシール部材の内面との間に配置したので、出力信号伝達部材によってシール部材のシール性が損なわれるのを防止できる。
また本発明の第3の特徴によれば、シール部材と出力信号伝達部材との間に配置されるカラー構造体を設けたので、シール部材を確実に固定でき、シール性がより一層向上するとともに、カラー構造体の内周面に出力信号伝達部材を配置することが可能になり、出力信号伝達部材を配置する空間を容易に加工することができる。
また本発明の第4の特徴によれば、カラー構造体の外径は圧力検出素子の外径よりも大きいので、インジェクタの先端部に対する圧力検出素子の取付位置に若干の誤差が存在しても、圧力検出素子がシリンダヘッドのインジェクタ取付孔の内周と干渉して取り付けが困難になったり、圧力検出素子の自由な変形が阻害されて圧力検出精度が低下したりするのを防止することができる。
また本発明の第5の特徴によれば、インジェクタの外面に出力信号伝達部材を配置する出力信号伝達部材収納溝を形成したので、出力信号伝達部材を容易に配置するとともに出力信号伝達部材の保護を図ることができる。
また本発明の第6の特徴によれば、インジェクタの外周とシリンダヘッドのインジェクタ取付孔の内周との間にて燃焼ガスをシールするシール部材を、圧力検出素子よりも基端側でインジェクタに形成した環状溝に設け、圧力検出素子から延びる出力信号伝達部材をインジェクタの内部に配置したので、シール部材で燃焼ガスをシールして圧力漏れを防止できるだけでなく、出力信号伝達部材によってシール部材のシール性が損なわれるのを防止でき、しかもインジェクタに直接シール部材を支持するので構造が簡素化される。
また本発明の第7の特徴によれば、インジェクタの内部に出力信号伝達部材を配置する出力信号伝達部材収納孔を形成したので、出力信号伝達部材を容易に配置するとともに出力信号伝達部材の保護を図ることができる。
また本発明の第8の特徴によれば、インジェクタの先端部に圧力検出素子を一体に溶接する溶接代を設けたので、溶接の熱が圧力検出素子に悪影響を及ぼすのを最小限に抑えることができる。
また本発明の第9の特徴によれば、インジェクタの先端部の内周に燃料噴射孔が形成された弁座部材を配置すると、弁座部材の材質によっては圧力検出素子の溶接が困難になる場合があるが、弁座部材および圧力検出素子の間に挟まれた溶接代を該弁座部材よりも溶接性の高い材料で構成したので、溶接代を介してインジェクタの先端部に圧力検出素子を強固に溶接することができる。
また本発明の第10の特徴によれば、インジェクタの先端部に圧力検出素子の基端部を締まり嵌めするとともに圧力検出素子の先端部を隙間嵌めしたので、締まり嵌めによってインジェクタの先端部に対する圧力検出素子の位置決め精度を高めるとともに、隙間嵌めによって筒内圧による圧力検出素子の自由な変形を可能にして圧力検出精度を高めることができる。
また本発明の第11の特徴によれば、圧力検出素子をインジェクタの先端部の内周に配置されて前記燃料噴射孔が形成された弁座部材と一体に形成したので、部品点数の削減および構造の簡素化が可能になる。
また本発明の第12の特徴によれば、インジェクタの外周とシリンダヘッドのインジェクタ取付孔の内周との間にて燃焼ガスをシールするガスケットを、インジェクタの軸線方向中間部に設けたので、インジェクタをディーゼルエンジンに適用したときにも燃焼ガスのシール性を確保することができる。
また本発明の第13の特徴によれば、圧力検出素子から延びる出力信号伝達部材をインジェクタの内部に配置したので、出力信号伝達部材によってシール部材のシール性が損なわれるのを防止でき、しかも出力信号伝達部材の保護を図ることができる。
また本発明の第14の特徴によれば、圧力検出素子から延びる出力信号伝達部材をガスケットの内面とインジェクタの外面との間に配置したので、出力信号伝達部材によってシール部材のシール性が損なわれるのを防止できる。
図1は燃料直噴式内燃機関のシリンダヘッドの縦断面図である。(第1の実施の形態) 図2は図1の2−2線矢視図である。(第1の実施の形態) 図3は図1の3部拡大図である。(第1の実施の形態) 図4は図3の4部拡大図である。(第1の実施の形態) 図5は図3の5方向矢視図である。(第1の実施の形態) 図6は前記図4に対応する図である。(第2の実施の形態) 図7は前記図4に対応する図である。(第3の実施の形態) 図8は前記図4に対応する図である。(第4の実施の形態) 図9は前記図4に対応する図である。(第5の実施の形態) 図10は前記図4に対応する図である。(第6の実施の形態) 図11は前記図4に対応する図である。(第7の実施の形態)
12 シリンダヘッド
12d インジェクタ取付孔
14 燃焼室
20 インジェクタ
31e 溶接代
31f 出力信号伝達部材収納溝
31g 出力信号伝達部材収納孔
33 弁座部材
33b 燃料噴射孔
34 圧力検出素子
35 カラー構造体
35a 環状溝
36 シール部材
48 出力信号伝達部材
53 ガスケット
A 締まり嵌め
B 隙間嵌め
以下、図1〜図5に基づいて本発明の第1の実施の形態を説明する。
第1の実施の形態
図1および図2に示すように、燃料直噴式内燃機関のシリンダブロック11の上面にシリンダヘッド12が結合されており、シリンダボア11aに摺動自在に嵌合するピストン13の上面とシリンダヘッド12の下面との間に燃焼室14が形成される。吸気ポート15に連なる2個の吸気弁孔12a,12aと、排気ポート16に連なる2個の排気弁孔12b,12bとが燃焼室14に開口しており、2個の吸気弁孔12a,12aがそれぞれ吸気弁17,17で開閉され、2個の排気弁孔12b,12bがそれぞれ排気弁18,18で開閉される。
燃焼室14の中央部に形成された点火プラグ取付孔12cに点火プラグ19が取り付けられる。また燃焼室14の2個の吸気弁孔12a,12aに挟まれた位置に凹部14aが形成されており、この凹部14aに開口するインジェクタ取付孔12dにインジェクタ20が取り付けられる。シリンダヘッド12の吸気側の側面に沿って配置されたデリバリパイプ21にインジェクタ20が接続されており、インジェクタ20はデリバリパイプ21から供給された燃料を燃焼室14の内部に噴射する。
次に、図3に基づいてインジェクタ20の先端部の構造を説明する。尚、本明細書において、インジェクタ20の基端側とはデリバリパイプ21側を指し、インジェクタ20の先端側とは燃焼室14側を指すものと定義する。
バルブハウジング31の先端部内周にカップ状の弁座部材33が溶接される。更に、バルブハウジング31の外周に、圧電素子よりなるリング状の圧力検出素子34が溶接される。またバルブハウジング31の外周であって圧力検出素子34よりも基端側に筒状のカラー構造体35が溶接されており、このカラー構造体35の外周に形成した環状溝35aにシリンダヘッド12のインジェクタ取付孔12dとの間をシールするシール部材36が装着される。弁座部材33の内面に着座可能な弁体37に溶接されたステム38は、図示せぬアクチュエータに接続されて電磁的に往復駆動される。デリバリパイプ21からの燃料は、バルブハウジング31およびステム38間の隙間46を通過して弁座部材33の内部に供給される。
弁座部材33の先端部内面に形成された弁座33aの近傍には燃料噴射孔33bが開口する。弁座33aに着座して燃料噴射孔33bを閉塞する弁体37は球状の部材であって、弁座部材33の内周面に摺動自在に案内される外周面に、燃料の通過を許容する複数の切欠き37a…が形成される。
図4に示すように、バルブハウジング31の先端部外周面には大径部31bおよび小径部31cが形成されており、圧力検出素子34の内周面の大径部34aがバルブハウジング31の大径部31bに締まり嵌めAされ、圧力検出素子34の内周面の小径部34bがバルブハウジング31の小径部31cに隙間嵌めBされる。前記締まり嵌めAによってバルブハウジング31に対して圧力検出素子34を精度良く位置決めしながら、前記隙間嵌めBによって筒内圧による圧力検出素子34の先端部の自由な圧縮変形を許容して圧力検出精度を高めることができる。
バルブハウジング31の大径部31bの外周に嵌合するカラー構造体35は、前記大径部31bの基端側に連設された段部31dと、圧力検出素子34の基端側の端面との間に挟持される。そしてカラー構造体35に対する圧力検出素子34およびバルブハウジング31の段部31dの当接部が溶接されるとともに、バルブハウジング31の小径部34bの先端部に対する圧力検出素子34の先端部内周の当接部が溶接され、これによりバルブハウジング31に圧力検出素子34およびカラー構造体35が一体に固定される。
図4に示すように、カラー構造体35の外径に対して圧力検出素子34の外径は僅かに小さく形成されているため、バルブハウジング31に対する圧力検出素子34の取付位置が径方向にずれた場合でも、圧力検出素子34の外周面がカラー構造体35の外周面から突出しないようにすることができる。これにより、圧力検出素子34がインジェクタ取付孔12dの内周面に強く接触しないようにし、インジェクタ取付孔12dに対するインジェクタ20の挿入が困難になったり、筒内圧による圧力検出素子34の自由な変形が阻害されて圧力検出精度が低下したりするのを防止することができる。
図4に示すように、バルブハウジング31の小径部31cの先端部に圧力検出素子34の先端部内周を溶接するとき、バルブハウジング31の小径部31cの先端を溶接代31eとして突出させ、この溶接代31eにレーザービーム47を照射して溶接することで、レーザー溶接の熱の影響が圧力検出素子34に及ぶのを最小限に抑えて圧力検出精度の低下を防止することができる。このとき、弁座部材33の先端部外周に面取り33cを施すことにより、溶接代31eに照射されるレーザービーム47が弁座部材33と干渉するのを防止するので、弁座部材33の破損の虞がなくなるとともに作業効率を高めることができる。
ところで、圧力検出素子34およびカラー構造体35の材質は溶接性が良いSUS304であり、バルブハウジング31の材質は溶接性が良いSUS430であるが、弁座部材33の材質は溶接性が悪いSUS440Cである。従って、仮に弁座部材33の外周に圧力検出素子34の内周を直接溶接しようとすると、溶接性が高い圧力検出素子34の溶け込みを多くする必要があるため、圧力検出素子34の圧力検出精度に悪影響が及ぶことが懸念される。
しかしながら本実施の形態によれば、弁座部材33および圧力検出素子34の間に溶接性が良いバルブハウジング31の溶接代31eを介在させ、この溶接代31eの溶け込みにより圧力検出素子34およびバルブハウジング31を溶接するので、圧力検出素子34の圧力検出精度に悪影響が及ぼすことなく強固な溶接が可能となる。
図3および図5に示すように、バルブハウジング31の外周面には、大径部31bから筒状部31aにかけて軸線方向に延びる1本の出力信号伝達部材収納溝31fが形成されており、この出力信号伝達部材収納溝31fに圧力検出素子34から延びる出力信号伝達部材48が収納される。従って、バルブハウジング31の大径部31bの外周にカラー構造体35が嵌合する部分において、出力信号伝達部材収納溝31fに収納された出力信号伝達部材48はカラー構造体35の内周側を通過してインジェクタ20の外部に引き出される。
このように、圧力検出素子34の出力信号伝達部材48がカラー構造体35の内周側において出力信号伝達部材収納溝31fにより構成されるトンネル状の通路を通過することで、カラー構造体35の外周に設けたシール部材36が出力信号伝達部材48と干渉することが防止され、シール部材36のシール性が損なわれることがなく、さらに、カラー構造体35をバルブハウジング31と別部材で構成したことにより、バルブハウジング31の外周面に出力信号伝達部材収納溝31fを形成するだけの簡単な加工でトンネル状の通路を構成することが可能になる。
燃焼室14の圧力は、シリンダヘッド12のインジェクタ取付孔12dの内周面と圧力検出素子34およびカラー構造体35の外周面との間の隙間を通って逃げようとするが、カラー構造体35の外周に装着したシール部材36によって前記圧力漏れが阻止される。また燃焼室14の圧力は、バルブハウジング31の小径部31cの外周面と圧力検出素子34の内周面との間の隙間から出力信号伝達部材収納溝31fを通って逃げようとするが、バルブハウジング31の溶接代31eの溶接により前記圧力漏れが阻止される。
次に、上記構成を備えたインジェクタ20の燃料噴射の作用を説明する。
図3において、ステム38に溶接した弁体37が弁座部材33の弁座33aから離反すると、図示せぬ燃料ポンプから供給された高圧の燃料が、バルブハウジング31およびステム38間の隙間46と、弁体37の外周の切欠き37a…とを通過し、弁座部材33の燃料噴射孔33bから燃焼室14内に噴射される。
次に、圧力検出素子34による筒内圧の検出の作用を説明する。
図1に示すように、インジェクタ20の先端に設けられた圧力検出素子34は燃焼室14の凹部14aに臨んでいるため、筒内圧が圧力検出素子34の先端面に作用することで該圧力検出素子34がインジェクタ20の軸線方向に圧縮され、その歪み量に応じた電圧を出力する。圧力検出素子34の出力電圧は出力信号伝達部材48を介して図示せぬECUに伝達され、そこで前記電圧から筒内圧が算出される。
このように、インジェクタ20の先端に弁座部材33の燃料噴射孔33bの周囲を囲むリング状の圧力検出素子34を設けたので、圧力検出素子34を設けるためにシリンダヘッド12や燃焼室14の形状・構造を変更することなく、既存の内燃機関に対してインジェクタ20を交換するだけで筒内圧を検出することが可能になるため、コストの上昇を極めて低く抑えることができる。またインジェクタ20に圧力検出素子34を設けたので、シリンダヘッド12を通して伝達される他気筒の振動、動弁機構の振動、ヘッドカバーの振動等を遮断して圧力検出素子34に伝わり難くすることができる。
また内部を燃料が通過するインジェクタ20の先端の温度は燃焼室14の温度に比べて低温に保たれるため、そこに設けられた圧力検出素子34の過熱を抑制して圧力検出精度および耐久性を高めることができる。このとき、圧力検出素子34は燃焼室14の一部を構成する凹部14aに臨んでいるので、燃焼室14の火炎が圧力検出素子34に直接作用するのを防止して耐久性を更に高めることができる。
またリング状に形成された圧力検出素子34は燃料噴射孔33bの周囲を囲むため、燃料噴射孔33bから噴射された燃料との干渉を回避することができるだけでなく、圧力検出素子34をできるだけ大型化して筒内圧を受ける受圧面積を最大限に確保することで圧力検出精度を高めることができる。しかもインジェクタ20を新気が導入される一対の吸気弁17,17の間に設けたので、吸気弁17,17の近傍の筒内圧を検出してノッキングの発生を高い精度で予知することが可能となる。
次に、図6に基づいて本発明の第2の実施の形態を説明する。
第2の実施の形態
第1の実施の形態では、圧力検出素子34およびカラー構造体35が別部材で構成されているが、第2の実施の形態では、圧力検出素子34およびカラー構造体35が一部材で構成されている。この第2の実施の形態により、部品点数の削減および構造の簡素化が可能になる。
次に、図7に基づいて本発明の第3の実施の形態を説明する。
第3の実施の形態
第1の実施の形態では、バルブハウジング31およびカラー構造体35が別部材で構成されているが、第3の実施の形態では、バルブハウジング31に対してカラー構造体35が一体に構成されている。従って、第1の実施の形態では、バルブハウジング31の外面に形成されていた圧力検出素子収納溝31fが、第3の実施の形態では、一体に構成されたバルブハウジング31およびカラー構造体35の内部を貫通するトンネル状の出力信号伝達部材収納孔31gで構成される。この第3の実施の形態により、部品点数の削減および構造の簡素化が可能になる。
次に、図8に基づいて本発明の第4の実施の形態を説明する。
第4の実施の形態
第1の実施の形態では、圧力検出素子34および弁座部材33が別部材で構成されているが、第4の実施の形態では、圧力検出素子34および弁座部材33が一部材で構成されている。この第4の実施の形態により、部品点数の削減および構造の簡素化が可能になる。
次に、図9に基づいて本発明の第5の実施の形態を説明する。
第5の実施の形態
第5の実施の形態は、図7で説明した第3の実施の形態の変形であって、バルブハウジング31に対してカラー構造体35が一体に構成されるとともに、圧力検出素子34および弁座部材33が一部材で構成されている。この第5の実施の形態により、部品点数の更なる削減および構造の更なる簡素化が可能になる。
次に、図10に基づいて本発明の第6の実施の形態を説明する。
第6の実施の形態
第6の実施の形態はディーゼルエンジン用のインジェクタ20を示すものである。インジェクタ20は、筒状のアウタケース51および筒状のボディ52の内部に嵌合するバルブハウジング31を備えており、バルブハウジング31の下部には、弁座33aおよび燃料噴射孔33b…を有する弁座部材33が一体に形成される。バルブハウジング31の内部には、下端に前記弁座33aに着座可能な弁体37を一体に有するステム38が上下動自在に配置される。
バルブハウジング31の先端部の外周にリング状の圧力検出素子34が配置されており、圧力検出素子34から延びる出力信号伝達部材48は、バルブハウジング31の外面に形成した出力信号伝達部材収納溝31fとボディ52の内面との間に収納される。アウタケース51の先端にはボディ52の周囲を囲むガスケット53が配置されており、このガスケット53でシリンダヘッドのインジェクタ取付孔との間がシールされる。ガスケット53からインジェクタ20の先端までの距離は、第1〜第5の実施の形態で説明したガソリンエンジン用のインジェクタ20よりも大きくなっており、燃料噴射孔33b…をディーセルエンジンのピストンの頂面に形成したキャビティ内に配置可能である。
この第6の実施の形態によれば、上述した第1の実施の形態と同様の作用効果を達成することができる。
次に、図11に基づいて本発明の第7の実施の形態を説明する。
第7の実施の形態
第6の実施の形態では、バルブハウジング31およびボディ52が別部材で構成されているが、第7の実施の形態では、バルブハウジング31およびボディ52が一部材で構成されており、そのために圧力検出素子34から延びる出力信号伝達部材48は、一体に構成されたバルブハウジング31およびボディ52の内部を貫通するトンネル状の出力信号伝達部材収納孔31gに収納される。この第7の実施の形態により、部品点数の削減および構造の簡素化が可能になる。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
例えば、実施の形態では圧力検出素子34を圧電素子で構成しているが、歪みによって電気抵抗値が変化する歪みゲージで圧力検出素子34を構成することも可能である。

Claims (15)

  1. 燃料直噴式内燃機関の燃焼室(14)に燃料噴射孔(33b)から燃料を噴射するインジェクタ(20)の先端部に、前記燃料噴射孔(33b)を囲むとともに先端部が前記インジェクタ(20)の軸線方向に圧縮変形可能な圧力検出素子(34)を設け、前記圧力検出素子(34)の先端面および外周面を前記燃焼室(14)に臨ませたことを特徴とする燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置。
  2. 前記インジェクタ(20)の外周と、シリンダヘッド(12)のインジェクタ取付孔(12d)の内周との間にて燃焼ガスをシールするシール部材(36)を、前記圧力検出素子(34)よりも基端側で前記インジェクタ(20)に設け、前記圧力検出素子(34)から延びる出力信号伝達部材(48)を前記インジェクタ(20)の外面と前記シール部材(36)の内面との間に配置することを特徴とする、請求項1に記載の燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置。
  3. 前記圧力検出素子(34)よりも基端側で、前記インジェクタ(20)に前記シール部材(36)を支持するカラー構造体(35)を設け、前記カラー構造体(35)は前記シール部材(36)と前記出力信号伝達部材(48)との間に位置することを特徴とする、請求項2に記載の燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置。
  4. 前記カラー構造体(35)の外径は、前記圧力検出素子(34)の外径よりも大きいことを特徴とする、請求項3に記載の燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置。
  5. 前記インジェクタ(20)の外面に、前記出力信号伝達部材(48)を配置する出力信号伝達部材収納溝(31f)を形成することを特徴とする、請求項3または請求項4に記載の燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置。
  6. 前記インジェクタ(20)の外周と、シリンダヘッド(12)のインジェクタ取付孔(12d)の内周との間にて燃焼ガスをシールするシール部材(36)を、前記圧力検出素子(34)よりも基端側で前記インジェクタ(20)に形成した環状溝(35a)に設け、前記圧力検出素子(34)から延びる前記出力信号伝達部材(48)を前記インジェクタ(20)の内部に配置することを特徴とする、請求項1に記載の燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置。
  7. 前記インジェクタ(20)の内部に、前記出力信号伝達部材(48)を配置する出力信号伝達部材収納孔(31g)を形成することを特徴とする、請求項6に記載の燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置。
  8. 前記インジェクタ(20)の先端部に、前記圧力検出素子(34)を一体に溶接する溶接代(31e)を設けることを特徴とする、請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置。
  9. 前記溶接代(31e)は、前記インジェクタ(20)の先端部の内周に配置されて前記燃料噴射孔(33b)が形成された弁座部材(33)と前記圧力検出素子(34)との間に挟まれており、かつ前記弁座部材(33)よりも溶接性の高い材料で構成されることを特徴とする、請求項8に記載の燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置。
  10. 前記インジェクタ(20)の先端部に、前記圧力検出素子(34)の基端部を締まり嵌め(A)するとともに、前記圧力検出素子(34)の先端部を隙間嵌め(B)することを特徴とする、請求項1〜請求項9の何れか1項に記載の燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置。
  11. 前記圧力検出素子(34)は、前記インジェクタ(20)の先端部の内周に配置されて前記燃料噴射孔(33b)が形成された弁座部材(33)と一体に形成されることを特徴とする、請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置。
  12. 前記インジェクタ(20)の外周と、シリンダヘッド(12)のインジェクタ取付孔(12d)の内周との間にて燃焼ガスをシールするガスケット(53)を、前記インジェクタ(20)の軸線方向中間部に設けることを特徴とする、請求項1に記載の燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置。
  13. 前記圧力検出素子(34)から延びる出力信号伝達部材(48)を、前記インジェクタ(20)の内部に配置することを特徴とする、請求項12に記載の燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置。
  14. 前記圧力検出素子(34)から延びる出力信号伝達部材(48)を、前記ガスケット(53)の内面と前記インジェクタ(20)の外面との間に配置することを特徴とする、請求項12に記載の燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置。
  15. 前記インジェクタ(20)の最先端に前記圧力検出素子(34)を配置することを特徴とする、請求項1に記載の燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置。
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