JP6270598B2 - Fuel injection device - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の燃料噴射装置に係り、詳細には燃焼室の状態を検出するセンサを燃焼室に臨む先端部に備えた燃料噴射装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine, and more particularly, to a fuel injection device provided with a sensor for detecting a state of a combustion chamber at a tip portion facing the combustion chamber.
直噴式内燃機関では、燃料噴射装置はその外殻をなすバルブボディの先端部が燃焼室に臨むようにシリンダヘッドに配置される。バルブボディの先端部には噴射孔が形成され、バルブボディ内に設けられた弁体の駆動に応じて噴射孔から燃焼室内に燃料が噴射される。このような燃料噴射装置において、バルブボディの先端部に筒内圧を検出するための圧力センサを支持させたものがある(例えば、特許文献1)。特許文献1に係る燃料噴射装置では、圧力センサは環状に形成され、その内側にバルブボディの先端部が挿入され、燃焼室に臨むようにバルブボディに固定される。 In a direct injection internal combustion engine, the fuel injection device is disposed in the cylinder head so that the tip of the valve body that forms the outer shell faces the combustion chamber. An injection hole is formed at the tip of the valve body, and fuel is injected from the injection hole into the combustion chamber in accordance with the driving of the valve body provided in the valve body. In such a fuel injection device, there is one in which a pressure sensor for detecting an in-cylinder pressure is supported at the tip of a valve body (for example, Patent Document 1). In the fuel injection device according to Patent Document 1, the pressure sensor is formed in an annular shape, and the tip of the valve body is inserted inside the pressure sensor, and is fixed to the valve body so as to face the combustion chamber.
このような燃料噴射装置では、圧力センサがバルブボディに支持されているため、圧力センサを設けるために燃焼室やシリンダヘッドの形状を変更する必要がない。また、シリンダヘッドと接触しないように圧力センサを配置することができるため、シリンダヘッドを通して伝達される他の気筒の振動や動弁機構の振動、ヘッドカバーの振動が圧力センサに影響し難くなる。また、圧力センサは、バルブボディの内部を通過する燃料によって冷却されるため、熱による損傷が抑制される。 In such a fuel injection device, since the pressure sensor is supported by the valve body, it is not necessary to change the shape of the combustion chamber or the cylinder head in order to provide the pressure sensor. Further, since the pressure sensor can be disposed so as not to contact the cylinder head, vibrations of other cylinders, valve mechanism, and head cover transmitted through the cylinder head are less likely to affect the pressure sensor. Further, since the pressure sensor is cooled by the fuel passing through the inside of the valve body, damage due to heat is suppressed.
上記特許文献1の燃料噴射装置では、バルブボディの外周部に環状の圧力センサを締まり嵌めした後、バルブボディ及び圧力センサの燃焼室側の端部を互いに溶接している。そのため、溶接熱によってセンサが変形し、応力が圧力センサに残存して圧力センサの検出特性が変化する虞がある。また、バルブボディの外周部と圧力センサの内周部との隙間を気密にシールするためには、圧力センサの内周部の全周にわたって溶接を行わなければならない。バルブボディ及び圧力センサは、微小な部品であるため、溶接には高い技術及び高精度な装置が必要とされ、生産性が悪いという問題がある。 In the fuel injection device disclosed in Patent Document 1, after an annular pressure sensor is tightly fitted to the outer periphery of the valve body, the valve body and the end of the pressure sensor on the combustion chamber side are welded together. Therefore, the sensor may be deformed by welding heat, and stress may remain in the pressure sensor to change the detection characteristics of the pressure sensor. Further, in order to hermetically seal the gap between the outer periphery of the valve body and the inner periphery of the pressure sensor, welding must be performed over the entire inner periphery of the pressure sensor. Since the valve body and the pressure sensor are minute parts, there is a problem that high technology and a highly accurate apparatus are required for welding, and productivity is poor.
本発明は、以上の背景を鑑み、燃焼室の状態を検出するセンサを燃焼室に臨む先端部に備えた燃料噴射装置において、簡単な構成で燃料噴射装置とセンサとの間を気密にシールすることを課題とする。 In view of the above background, the present invention provides a fuel injection device provided with a sensor for detecting the state of a combustion chamber at a front end facing the combustion chamber, and hermetically seals between the fuel injection device and the sensor with a simple configuration. This is the issue.
上記課題を解決するために、本発明は、内燃機関本体(3)に形成されたインジェクタ孔(19)に挿入され、燃焼室(7)に臨む先端部(41、45)を有するバルブボディ(33)と、筒形に形成され、内側に前記バルブボディの先端部が挿入され、前記バルブボディの外周部に支持されるセンサ(38)と、前記バルブボディの外面と前記センサの内面との隙間をシールする環状のシール部材(108)とを有し、前記センサの前記燃焼室側に配置される先端部は、前記バルブボディの先端部よりも前記燃焼室側に延出し、その内面に前記バルブボディの軸線側に突出する係止部(103)を有し、前記シール部材は、前記センサの内面と前記バルブボディの先端面の外周部とによって形成される隅部(101)に配置され、前記係止部と前記バルブボディとの間に挟持されることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a valve body (41, 45) having a tip (41, 45) inserted into an injector hole (19) formed in an internal combustion engine body (3) and facing a combustion chamber (7). 33), a sensor (38) that is formed in a cylindrical shape, has a distal end portion of the valve body inserted therein, and is supported by an outer peripheral portion of the valve body, and an outer surface of the valve body and an inner surface of the sensor. An annular seal member (108) for sealing the gap, and a tip portion of the sensor disposed on the combustion chamber side extends to the combustion chamber side from the tip portion of the valve body, and is disposed on the inner surface thereof. The valve body has a locking portion (103) protruding toward the axial line side, and the seal member is disposed at a corner portion (101) formed by the inner surface of the sensor and the outer peripheral portion of the distal end surface of the valve body. And said locking Characterized in that it is sandwiched between said valve body.
この構成によれば、シール部材によってセンサの内面とバルブボディの外面との隙間をシールするため、溶接によって隙間を密閉する必要がなくなり、溶接熱に伴うセンサの変形に起因するセンサの検出特性の変化が生じなくなる。 According to this configuration, since the gap between the inner surface of the sensor and the outer surface of the valve body is sealed by the sealing member, there is no need to seal the gap by welding, and the detection characteristics of the sensor due to the deformation of the sensor due to welding heat can be reduced. No change occurs.
また、上記の発明において、前記シール部材は、可撓性を有し、前記係止部と前記バルブボディとによって前記バルブボディの軸線方向から圧縮力を受け、前記センサ及び前記バルブボディに密着しているとよい。 In the above invention, the seal member is flexible, receives a compressive force from the axial direction of the valve body by the locking portion and the valve body, and is in close contact with the sensor and the valve body. It is good to have.
この構成によれば、シール部材とセンサの内面及びバルブボディの先端面とが密着するため、センサの内面とバルブボディの外面との隙間が確実にシールされる。 According to this configuration, the seal member, the inner surface of the sensor, and the tip surface of the valve body are in close contact with each other, so that the gap between the inner surface of the sensor and the outer surface of the valve body is reliably sealed.
また、上記の発明において、前記係止部は、前記バルブボディの軸線を中心とした周方向に延在し、環状に形成されているとよい。 In the invention described above, the locking portion may extend in a circumferential direction around the axis of the valve body and be formed in an annular shape.
この構成によれば、シール部材が全周において係止部とバルブボディとの間に挟持されるため、シールが一層確実になる。 According to this configuration, since the seal member is sandwiched between the locking portion and the valve body on the entire circumference, the seal is further ensured.
また、上記の発明において、前記係止部は、その突出端に前記バルブボディの先端面(45A)側に延びる壁部(106)を有するとよい。 In the above invention, the locking portion may have a wall portion (106) extending toward the tip end surface (45A) of the valve body at the protruding end.
この構成によれば、壁部は、係止部とバルブボディとの間で挟持されることによって変形したシール部材を係止し、シール部材の係止部とバルブボディとの間からの離脱を抑制する。これにより、シール部材とバルブボディ及びセンサとの接触圧が高くなり、高いシール性能が得られる。また、壁部がシール部材を覆うことによって、シール部材の燃焼室への露出面積が低減され、シール部材と燃焼室の高温ガスとの接触が抑制される。これにより、シール部材の劣化が抑制される。 According to this configuration, the wall portion locks the seal member deformed by being sandwiched between the locking portion and the valve body, and the separation of the sealing member from the locking portion and the valve body is prevented. Suppress. Thereby, the contact pressure between the seal member, the valve body, and the sensor is increased, and high sealing performance is obtained. Moreover, when the wall portion covers the seal member, the exposed area of the seal member to the combustion chamber is reduced, and contact between the seal member and the high-temperature gas in the combustion chamber is suppressed. Thereby, deterioration of a sealing member is suppressed.
また、上記の発明において、前記壁部は、可撓性を有し、前記バルブボディの先端面に弾性変形しつつ当接しているとよい。 In the above invention, it is preferable that the wall portion has flexibility and is in contact with the distal end surface of the valve body while being elastically deformed.
この構成によれば、壁部の先端がバルブボディの先端面に接触するまで延びることによって、シール部材の燃焼室への露出面積が一層低減され、シール部材と燃焼室の高温ガスとの接触が一層抑制される。 According to this structure, the exposed area of the seal member to the combustion chamber is further reduced by extending the tip of the wall portion until it contacts the tip surface of the valve body, and the contact between the seal member and the hot gas in the combustion chamber is reduced. It is further suppressed.
また、上記の発明において、前記係止部及び前記壁部は、前記バルブボディの軸線を中心とした周方向に延在し、環状に形成され、前記壁部と前記バルブボディの先端面との接触部が前記バルブボディの軸線を中心とした環状に形成されているとよい。 Further, in the above invention, the locking portion and the wall portion extend in a circumferential direction around the axis of the valve body, are formed in an annular shape, and the wall portion and the distal end surface of the valve body The contact portion may be formed in an annular shape around the axis of the valve body.
この構成によれば、シール部材は係止部及び壁部によって覆われ、燃焼室に露出しなくなる。そのため、シール部材は燃焼室の高温ガスとの接触が避けられ、劣化が抑制される。 According to this configuration, the seal member is covered with the locking portion and the wall portion and is not exposed to the combustion chamber. Therefore, the seal member is prevented from coming into contact with the high temperature gas in the combustion chamber, and deterioration is suppressed.
また、上記の発明において、前記係止部は、その基部の前記バルブボディの前記先端面側を向く部分に、前記バルブボディの前記先端面側と相反する方向に凹設された溝部(201)を有するとよい。 Further, in the above invention, the locking portion is a groove portion (201) recessed in a direction opposite to the distal end surface side of the valve body at a portion of the base portion facing the distal end surface side of the valve body. It is good to have.
この構成によれば、係止部とバルブボディの先端面との間で圧縮力を受けて変形するシール部材は、溝部側に導かれ、センサの内面との接触圧を高い状態に維持することができる。 According to this configuration, the seal member that is deformed by receiving a compressive force between the locking portion and the front end surface of the valve body is guided to the groove portion side, and maintains a high contact pressure with the inner surface of the sensor. Can do.
また、上記の発明において、前記シール部材は、外周側部分が内周側部分に対して前記バルブボディの軸線方向において幅が小さいとよい。 In the above invention, it is preferable that the seal member has a smaller width in the axial direction of the valve body in the outer peripheral side portion than in the inner peripheral side portion.
この構成によれば、係止部とバルブボディの先端面との間で圧縮力を受けて変形するシール部材は、内周側よりも外周側の圧力が小さくなることによって外周側に導かれ、センサの内面との接触を維持することができる。 According to this configuration, the seal member that is deformed by receiving a compressive force between the locking portion and the distal end surface of the valve body is guided to the outer peripheral side when the pressure on the outer peripheral side becomes smaller than the inner peripheral side, Contact with the inner surface of the sensor can be maintained.
また、上記の発明において、前記バルブボディの先端面は、中央側が外周側に対して突出した傾斜面に形成されているとよい。 In the above invention, the tip end surface of the valve body may be formed as an inclined surface whose central side protrudes from the outer peripheral side.
この構成によれば、係止部とバルブボディの先端面との間で圧縮力を受けて変形するシール部材は、バルブボディの先端部の外周側に導かれ、センサの内面との接触を維持することができる。 According to this configuration, the seal member that is deformed by receiving a compressive force between the locking portion and the distal end surface of the valve body is guided to the outer peripheral side of the distal end portion of the valve body and maintains contact with the inner surface of the sensor. can do.
以上の構成によれば、燃焼室の状態を検出するセンサを燃焼室に臨む先端部に備えた燃料噴射装置において、簡単な構成で燃料噴射装置とセンサとの間を気密にシールすることができる。 According to the above configuration, in the fuel injection device provided with the sensor for detecting the state of the combustion chamber at the front end facing the combustion chamber, the space between the fuel injection device and the sensor can be hermetically sealed with a simple configuration. .
以下、図面を参照して、本発明を自動車の直噴式内燃機関の燃料噴射装置に適用した実施形態について詳細に説明する。 Embodiments in which the present invention is applied to a fuel injection device for a direct injection internal combustion engine of an automobile will be described below in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1に示すように、自動車の内燃機関1は、シリンダブロック2と、シリンダブロック2の上部に接合されたシリンダヘッド3とを有する。シリンダブロック2には複数のシリンダ4が形成されており、各シリンダ4にはピストン5がシリンダ4の軸線に沿って摺動可能に受容されている。シリンダヘッド3の各シリンダ4に対向する部分には、略半球状に凹設された燃焼室凹部6が形成されている。燃焼室凹部6は、ピストン5の上面との間に燃焼室7を形成する。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, an automobile internal combustion engine 1 includes a
燃焼室凹部6の一側には一対の吸気ポート11が開口している。各吸気ポート11は、燃焼室凹部6からシリンダヘッド3の一側の側壁へと延び、開口している。燃焼室凹部6の他側には一対の排気ポート12が開口している。各排気ポート12は、燃焼室凹部6からシリンダヘッド3の他側の側壁へと延び、開口している。各吸気ポート11及び各排気ポート12と燃焼室凹部6との境界部には、各ポートを開閉するポペット弁である吸気弁13及び排気弁14が設けられている。燃焼室凹部6の中央部であって、各吸気ポート11及び各排気ポート12に囲まれた部分には、シリンダヘッド3を上下に貫通する点火プラグ取付孔16が形成されている。点火プラグ取付孔16には、点火プラグ17が挿入され、固定されている。
A pair of
燃焼室凹部6の一側の縁部であって、一対の吸気ポート11間には、インジェクタ孔19の一端(内端)が開口している。インジェクタ孔19は、直線状の軸線に沿って延び、他端(外端)がシリンダヘッド3の一側の側壁に開口している。インジェクタ孔19の外端は、一側の側壁において、吸気ポート11よりもシリンダブロック2側に配置されている。インジェクタ孔19の外端の周囲は、インジェクタ孔19の軸線と直交する平面をなす取付座21が形成されている。インジェクタ孔19は、断面が円形に形成された孔であり、内端側が外端側に比べて径が小さく形成され、中間部において径が連続的に変化している。このように、インジェクタ孔19は、シリンダヘッド3を貫通し、燃焼室7とシリンダヘッド3の外部とを連通するように構成されている。
One edge (inner end) of the
インジェクタ孔19には、燃料噴射装置(インジェクタ)30が挿入される。燃料噴射装置30は、所定の軸線Aに沿って延在した装置である。燃料噴射装置30の軸線Aに沿った一端側を先端、相反する他端側を基端とすると、燃料噴射装置30は、先端が燃焼室7に臨み、基端側がインジェクタ孔19からシリンダヘッド3の外方に突出するようにインジェクタ孔19に挿入される。
A fuel injection device (injector) 30 is inserted into the
図2に示すように、燃料噴射装置30は、内部に燃料通路32が形成されたバルブボディ33と、バルブボディ33の先端部に設けられたノズル部材34と、燃料通路32内に進退可能に受容された弁体35と、弁体35を駆動するソレノイド37と、バルブボディ33の先端外周部に設けられたセンサ38とを有する。バルブボディ33の外面には、第1樹脂部39と第2樹脂部(被覆材)40とがインサートモールドされている。
As shown in FIG. 2, the
バルブボディ33は、第1ボディ41と、第2ボディ42と、第3ボディ43とを有する。第1〜第3ボディ41〜43は、導電性を有する磁性体から形成されている。第1ボディ41は、燃料噴射装置30の軸線Aと同軸に延び、一端である先端側から他端である基端側にかけて、小径部45、テーパ部46、及び大径部47を順に有している。小径部45、テーパ部46、及び大径部47は、それぞれ横断面が円形を呈し、互いに同軸に配置されている。大径部47は小径部45に対して外径が大きく形成され、テーパ部46は先端側から基端側に進むにつれて外径が漸増している。第1ボディ41は、先端から基端にかけて軸線Aと同軸に貫通する第1孔48を有している。第1孔48は、大径部47側において小径部45側よりも内径が大きく形成されている。
The
第2ボディ42は、燃料噴射装置30の軸線Aと同軸に延在する円柱状の軸部51と、軸部51の外周面であって軸部51の先端から所定の距離をおいた部分から径方向外方へと突出した円板状のフランジ部52とを有する。第2ボディ42は、軸部51の先端が第1ボディ41の大径部47内に挿入され、第1ボディ41と同軸に結合される。第2ボディ42のフランジ部52と第1ボディ41の大径部47の基端側端面とが当接することによって、第2ボディ42の第1ボディ41に対する挿入深さが定められる。軸部51には、基端から先端にかけて軸線Aと同軸に貫通する第2孔53が形成されている。第1及び第2ボディ41、42が互いに結合されることによって、第1及び第2孔48、53が互いに連通して燃料通路32を構成する。
The
第3ボディ43は、円筒状の筒部56と、筒部56の一端を閉じるように設けられた端壁部57とを有している。端壁部57の中央部には、筒部56と同軸となる断面円形の貫通孔である挿通孔58が形成されている。筒部56の内周面の開口端側は、第2ボディ42のフランジ部52を受容可能なように段違いに拡径されている。第3ボディ43は、筒部56に対して端壁部57が先端側になるように配置され、挿通孔58に第1ボディ41の大径部47が挿通され、筒部56の内部に第2ボディ42のフランジ部52が挿入されることによって、第1及び第2ボディ41、42に対して同軸に組み付けられる。フランジ部52が筒部56の内面に形成された段部(不図示)に当接することによって、第3ボディ43の第1及び第2ボディ41、42に対する位置が定められる。これにより、第1ボディ41の大径部47の外周側には、筒部56、端壁部57、及びフランジ部52によって囲まれた環状のソレノイド室が形成される。第1〜第3ボディ41〜43は、適所で溶接によって互いに接合される。
The
図3及び図4(A)に示すように、ノズル部材34は、筒状の周壁部61と、周壁部61の一端を閉塞する底壁部62とを有し、カップ状に形成されている。ノズル部材34は、底壁部62が周壁部61に対して先端側に配置されるように、周壁部61が第1孔48の先端側の開口端内に嵌め付けられる。周壁部61の先端部が小径部45の先端部に溶接され、ノズル部材34は第1ボディ41に接合されている。底壁部62の中央部は、先端側へと半球状に膨出し、その内面側(基端側)が窪み、弁座64を形成している。底壁部62の中央部には、底壁部62を貫通するように複数の噴射孔65が形成されている。
3 and 4A, the
図2に示すように、弁体35は、軸線Aに沿って第1孔48内を延びるロッド76と、ロッド76に形成された拡径部77とを有する。拡径部77は、外径が第2孔53の先端側の端部における内径よりも大きく軸部51の先端面に当接可能になっている。ロッド76の先端部は、ノズル部材34に形成された弁座64に着座可能な形状となっている。拡径部77には、軸線Aと平行に延びて拡径部77を貫通する複数の燃料孔71が形成されている。これにより、複数の燃料孔71を介して第1孔48と第2孔53とは互いに連通されている。弁体35は、磁性体から形成されている。
As shown in FIG. 2, the
第2孔53内には、筒状のばね座78が圧入され、固定されている。ばね座78と弁体35の拡径部77との間には、圧縮コイルばねである第1ばね79が介装されている。第1ばね79によって、弁体35は先端側に付勢されている。これにより、ロッド76の先端部は、ノズル部材34の弁座64に着座し、第1孔48と噴射孔65とを遮断する。
A
ソレノイド室には、軸線Aを中心とした環状のソレノイド37(コイル)が配置されている。ソレノイド37を構成する巻線の両端部には、それぞれソレノイド配線83が接続されている。ソレノイド配線83は、フランジ部52に形成された貫通孔を通過してバルブボディ33の外部の基端側に引き出されている。ソレノイド配線83は、長手方向における大部分が互いに束ねられ、一体となって延在している。
An annular solenoid 37 (coil) centered on the axis A is disposed in the solenoid chamber.
軸部51の外周基端側には、周方向に沿って環状に凹設されたOリング溝85が形成されている。Oリング溝85には、可撓性を有するOリング86が装着されている。第2孔53の基端側の開口端内には、燃料から異物を取り除くためのフィルタ87が装着されている。
An O-
センサ38は、燃焼室7の状態を検出するセンサであって、例えば燃焼室7の圧力を検出する圧力センサ、燃焼室7内の温度を検出する温度センサ、燃焼室7内の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ等の公知のセンサである。本実施形態では、センサ38を圧力センサとして構成した例について説明する。
The
センサ38は、詳細な図示は省略するが、外殻をなすケース及びケースに収容された圧電素子を有する。センサ38の外形は両端が開口した円筒形に形成されている。センサ38の外殻は、例えば金属材料によって形成されている。図3及び図4(A)に示すように、センサ38は、断面が円形の内周面38Aによって形成される内孔38Bを有する。内孔38Bは、貫通孔であり、基端側の端部から小径部45の先端が挿入される。小径部45は内孔38Bに締まり嵌めされ、センサ38は小径部45の外周先端部に装着される。
Although detailed illustration is omitted, the
センサ38が小径部45に装着された状態で、センサ38の先端部は小径部45の先端面45Aよりも先端側(燃焼室側)に延出する。換言すると、小径部45の先端面45Aはセンサ38の内孔38Bの内部に配置される。これにより、図4(A)及び図4(B)に示すように、センサ38の内周面38Aと小径部45の先端面45Aとによって環状に延在する隅部101が形成される。
In a state where the
センサ38の先端部の内周面38Aには、径方向内方に突出する係止部103が設けられている。本実施形態では、係止部103は、内周面38Aに沿って周方向に延在している。係止部103はセンサ38と一体に形成されてもよく、或いは係止部103を形成する環状部材104をセンサ38に結合することによって形成されてもよい。
A locking
本実施形態では、係止部103は、センサ38とは別部材の環状部材104から形成されている。環状部材104は、横断面が四角形に形成された環状の本体部105と、本体部105の内周縁から本体部105の軸線と平行な方向に突出し、本体部105の内周縁に沿って環状に形成された壁部106とを有する。壁部106は、本体部105の軸線を中心とした円周面に形成された内面と、突出端に向うほど径方向内方に傾斜したテーパ面からなる外面とを有する。
In the present embodiment, the locking
環状部材104は、センサ38の内孔38Bに同軸に挿入され、外周面においてセンサ38の内周面38Aに接触する。このとき、本体部105の先端側の端面は、センサ38の先端面と略面一になるように配置される。また、壁部106は内孔38Bの奥側を向くように配置される。
The
環状部材104は、センサ38に溶接等によって結合される。環状部材104とセンサ38との溶接は、環状部材104の外周の全域にわたって連続的、或いは断続的に行ってよい。環状部材104とセンサ38との溶接は、センサ38の圧力検出特性が決定される前に行われる。すなわち、センサ38の較正作業は、溶接の後に行われる。そのため、環状部材104とセンサ38との溶接に伴う熱変形に起因する応力が仮にセンサ38に残存したとしても、その応力はセンサ38の検出制度に影響を与えない。本実施形態では、本体部105の外周面の先端部とセンサ38の内周面38Aの先端部とが全周にわたって溶接され、溶接部107を形成している。
The
センサ38が小径部45に装着された状態で、軸線A方向から見て、係止部103の本体部105及び壁部106は小径部45の先端面45Aと重なる位置に延出している。軸線A方向において、小径部45の先端面45Aと係止部103との間には、シール部材108が挟持されている。シール部材108は、可撓性及び耐熱性を有する部材、例えばポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂から形成されている。図4(B)に示すように、シール部材108は、負荷が加わっていない状態において、横断面が四角形の環状に形成されている。シール部材108は、センサ38の内周面38Aと小径部45の先端面45Aとによって環状に延在する隅部101に沿って配置されている。
When the
図4(A)に示すように、シール部材108は、軸線A方向から係止部103と小径部45の先端面45Aとによって圧縮されて変形し、係止部103、小径部45の先端面45A、及びセンサ38の内周面38Aに密着して隅部101を覆い、センサ38の内周面38Aと小径部45の外周面との間の隙間を気密にシールする。係止部103の壁部106は、圧縮力を受けて変形するシール部材108の径方向内方への膨出を抑制し、シール部材108を隅部101に維持する。また、壁部106は、シール部材108の径方向内方部分を覆うことによって、シール部材108の燃焼室7への露出面積を低減し、シール部材108と燃焼室7内の高温ガスとの接触面積を低減する。これにより、シール部材108は、熱による劣化が抑制される。壁部106の突出端は、小径部45の先端面45Aに近接していることが好ましく、小径部45の先端面45Aに当接してもよい。
As shown in FIG. 4A, the
本実施形態では、ノズル部材34が小径部45の先端面45Aよりも先端側に突出し、ノズル部材34と小径部45との境界に、ノズル部材34の周壁部61の外面による側壁が形成されている。ノズル部材34の周壁部61は、シール部材108と当接し、シール部材108の径方向内方への膨出を抑制する。
In the present embodiment, the
図3に示すように、センサ38の外周基端部は、外径が段違いに縮径された接続部88となっている。接続部88から、センサ38の電気信号を伝達するためのセンサ配線91が延出している。センサ配線91は、公知のフレキシブルプリント基板(FPC)等の配線である。
As shown in FIG. 3, the outer peripheral proximal end portion of the
センサ38の基端部には、シール装置92が結合されている。シール装置92は、円筒状をなし、小径部45が挿通されるカラー部材93を有する。カラー部材93の内周先端部には、段違いに拡径された受容部96が形成されている。受容部96にはセンサ38の接続部88が突入し、受容部96は接続部88の外面を覆う。カラー部材93の先端部にはセンサ38と気密に溶接された溶接部109が設けられている。カラー部材93とセンサ38との溶接は、センサ38の圧力検出特性が決定される前に行われる。
A
カラー部材93の外周部には、周方向に延在して環状をなす2つのシール溝94が形成されている。各シール溝94には、環状のシール部材(チップシール)95がそれぞれ装着されている。シール装置92は、センサ38が小径部45の先端部に装着された状態において、同じく小径部45の外周先端部に装着される。
On the outer peripheral portion of the
センサ38、シール部材108、及びシール装置92の燃料噴射装置30への組み付け手順について説明する。最初に、センサ38には、係止部103を形成する環状部材104及びシール装置92が溶接され、ユニット化される。センサ配線91は、カラー部材93の内側を通過してカラー部材93の基端部から引き出される。この状態で、センサ38は検出特性が決定される。ユニット化されたセンサ38には、シール装置92を通過するように小径部45の先端部が挿入され、締まり嵌めされる。このとき、図4(B)に示すように、小径部45の先端面45Aと係止部103との間にシール部材108を配置し、先端面45Aと係止部103とにシール部材108を挟持させる。シール装置92は、締まり嵌めにより小径部45に結合されたセンサ38を介して小径部45に結合される。
A procedure for assembling the
図2に示すように、第1ボディ41の外面には、小径部45、テーパ部46及び大径部47にわたって軸線A方向に延在する第1収容溝98が凹設されている。第1収容溝98は、小径部45のカラー部材93に対向する部分において、他の部分よりも溝が深く形成されている。第1収容溝98の深い部分は、先端側の端部が受容部96に対応する位置まで延び、基端側の端部がカラー部材93よりも基端側へと延びている。
As shown in FIG. 2, a first receiving
センサ配線91は、センサ38の接続部88から第1収容溝98を通過してシール装置92の基端側へと延び、小径部45の基端部へと到る。センサ配線91は、例えばエポキシ系等の接着剤によって、表面が被覆され、かつバルブボディ33の表面に接着される。
The
図2に示すように、軸部51の外面には、第1樹脂部39がモールドされ、第1ボディ41、第2ボディ42、及び第1樹脂部39の外面には、第2樹脂部40がモールドされている。第1樹脂部39は、軸部51のフランジ部52から基端側にわたる部分を覆うと共に、側方に突出してコネクタ部110を形成する。コネクタ部110の内側には、端子が設けられている。端子には、第1及び第2樹脂部39、40を通過して延びるセンサ配線91及びソレノイド配線83が接続される。
As shown in FIG. 2, the
以上のように構成された燃料噴射装置30は、図1に示すように、第1ボディ41がインジェクタ孔19に位置し、第3ボディ43がインジェクタ孔19の外方に位置するように配置される。インジェクタ孔19の外端周縁に配置された取付座21には、環状のトレーランスリング111がインジェクタ孔19と同軸に配置されている。トレーランスリング111は、導電性を有し、内側部分が第3ボディ43の傾斜面99に当接可能なようにテーパ面となっている。これにより、バルブボディ33は、トレーランスリング111を介してシリンダヘッド3に電気的に接続され、接地される。
As shown in FIG. 1, the
燃料噴射装置30は、ノズル部材34が装着された第1ボディ41の先端部及びセンサ38が燃焼室7に臨むように配置される。シール装置92は、各シール部材95がインジェクタ孔19の内面に当接し、インジェクタ孔19とカラー部材93との間をシールする。カラー部材93はセンサ38と気密に結合され、センサ38とバルブボディ33の小径部45とはシール部材108によって気密にシールされる。図1に示すように、バルブボディ33の基端部を構成する軸部51の基端部は、燃料を各燃料噴射装置30に供給するデリバリパイプ112に設けられた接続管113に挿入され、接続される。Oリング86は、軸部51と接続管113との間をシールする。これにより、デリバリパイプ112から接続管113を介して第1孔48及び第2孔53からなる燃料通路32に燃料が供給される。
The
コネクタ部110には、燃料噴射装置30を駆動制御するECUから延びるハーネスのコネクタ(不図示)が接続され、センサ38からのセンサ信号がECUに伝達されると共に、ECUからソレノイド配線83に駆動信号が伝達される。
A connector (not shown) of a harness extending from the ECU that drives and controls the
以上のように構成された燃料噴射装置30の効果について説明する。本実施形態では、シール部材108によってセンサ38の内周面38Aとバルブボディ33の小径部45の外面との隙間をシールするため、溶接によって隙間を密閉する必要がなくなり、溶接の熱に起因するセンサ38の検出特性の変化が生じなくなる。シール部材108を小径部45の先端面45Aとの間で挟持する係止部103は、内周縁に壁部106を有し、圧縮力を受けて変形するシール部材108の移動を規制するため、シール部材108はセンサ38と小径部45との隙間が開口する隅部101に維持され、確実にシールを行うことができる。
The effect of the
また、壁部106がシール部材108の内周部を覆うことによって、シール部材108の燃焼室7への露出面積が低減され、シール部材108と燃焼室7の高温ガスとの接触が抑制される。これにより、シール部材108の劣化が抑制される。
Further, since the
以下、上記実施形態の一部を変形した第2〜第5実施形態について説明する。第2〜第5実施形態に係る燃料噴射装置200、300、400、500は、第1実施形態に係る燃料噴射装置30と一部の構成が異なり、他の大部分の構成は同様である。そのため、以下の第2〜第5実施形態に係る燃料噴射装置200、300、400、500の説明では、第1実施形態に係る燃料噴射装置30と同様の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。
Hereinafter, second to fifth embodiments in which a part of the above embodiment is modified will be described. The
(第2実施形態)
図5に示すように、第2実施形態に係る燃料噴射装置200では、係止部103の本体部105の先端面45A側を向く部分の外周部(基部)に溝部201(切り欠き)が形成されている。溝部201は、先端面45Aと対向する本体部105の端面から外周面にかけて形成され、本体部105の角部を切り欠いている。換言すると、溝部201は、本体部105の外径を大きくした拡径部ともいえる。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 5, in the
本体部105の外周側に溝部201を設けたことによって、シール部材108は係止部103と先端面45Aとの間で挟持されるときに溝部201側に導かれ、隅部101に維持され、センサ38の内周面38A及び先端面45Aとの接触圧を高い状態に維持することができる。これにより、シール部材108によるシールが一層確実になる。
By providing the
(第3実施形態)
図6(A)に示すように、第3実施形態に係る燃料噴射装置300では、シール部材108の先端面45A側を向く部分の外周部に切欠部301が形成されている。切欠部301が形成されることによってシール部材108は、内周側部分よりも外周側部分が軸線A方向において幅が小さくなっている。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 6A, in the fuel injection device 300 according to the third embodiment, a
シール部材108の外周側に切欠部301を設けたことによって、シール部材108は係止部103と先端面45Aとの間で挟持されるときに、内周側部分よりも外周側部分の圧縮圧が小さくなる。そのため、シール部材108は外周側に逃げ、隅部101に維持され、センサ38の内周面38A及び先端面45Aの接触圧を高い状態に維持することができる。これにより、シール部材108によるシールが一層確実になる。
By providing the
なお、第3実施形態の変形例として、図6(B)に示すように、シール部材108の本体部105側を向く部分の外周部に切欠部302を形成してもよい。
As a modification of the third embodiment, as shown in FIG. 6B, a
(第4実施形態)
図7に示すように、第4実施形態に係る小径部45の先端面45Aは、径方向内方に進むにつれて先端側に進むように傾斜した傾斜面に形成されている。この構成によれば、係止部103と先端面45Aとの間で挟持されたシール部材108を傾斜した先端面45Aが規制し、シール部材108の径方向内方への膨出を抑制することができる。
(Fourth embodiment)
As shown in FIG. 7, the
(第5実施形態)
図8(A)に示すように、第5実施形態に係る燃料噴射装置500では、係止部103の壁部506は、薄肉に形成され、可撓性を有する。壁部506は、環状に形成された本体部105の内周縁から本体部105の軸線と平行に小径部45の先端面45A側に突出すると共に、本体部105の内周縁に沿って周方向に延在し、環状に形成されている。壁部506の先端部506Aは、センサ38を第1ボディ41の小径部45に装着する前の状態において、屈曲して径方向内方(軸線A側)かつ小径部45の先端面45A側に延びている。
(Fifth embodiment)
As shown in FIG. 8A, in the
図8(B)に示すように、センサ38を第1ボディ41の小径部45に装着した状態では、壁部506は、シール部材95の内周部を覆うように配置され、その先端部506Aが弾性変形しつつノズル部材34の先端面に当接する。壁部506の復元力は先端部506Aをノズル部材34側に押すように作用し、先端部506Aはノズル部材34に密着する。壁部506の先端部506Aとノズル部材34との接触部は、軸線Aを中心とした周方向に延在し、環状に形成される。これにより、シール部材95は係止部103の本体部105及び壁部506によって覆われ、燃焼室に対して隔離される。これにより、シール部材が燃焼室7の高温ガスに曝されることが避けられ、シール部材108の劣化が抑制される。
As shown in FIG. 8B, in a state where the
第5実施形態では、壁部506の先端部506Aがノズル部材34の先端面に当接する構成としたが、他の実施形態ではシール部材の径方向における幅を小さくし、壁部506の先端部506Aが小径部45の先端面45Aに当接する構成としてもよい。壁部506は、バルブボディ33の先端部を構成する部材に当接してシール部材108を覆うことができればよい。
In the fifth embodiment, the
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、他の実施形態では、係止部103は壁部106を省略してもよい。また、本体部105の先端面45Aと相反する側の端面の内周部に切除部を形成してもよい。切除部を設けることによって、係止部103と噴射孔65から噴射される燃料との干渉が避けられ、燃料の噴霧角をより広く設定することが可能になる。
Although the description of the specific embodiment is finished as described above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be widely modified. For example, in other embodiments, the locking
1...内燃機関3...シリンダヘッド(内燃機関本体)、7...燃焼室、19...インジェクタ孔、30...燃料噴射装置、33...バルブボディ、34...ノズル部材、35...弁体、38...センサ、38A...内周面、38B...内孔、41...第1ボディ、42...第2ボディ、43...第3ボディ、45...小径部、45A...先端面、61...周壁部、62...底壁部、65...噴射孔、92...シール装置、93...カラー部材、95...シール部材、101...隅部、103...係止部、104...環状部材、105...本体部、106...壁部、108...シール部材、A...軸線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (7)
筒形に形成され、内側に前記バルブボディの先端部が挿入され、前記バルブボディの外周部に支持されるセンサと、
前記バルブボディの外面と前記センサの内面との隙間をシールする環状のシール部材とを有し、
前記センサの前記燃焼室側に配置される先端部は、前記バルブボディの先端部よりも前記燃焼室側に延出し、その内面に前記バルブボディの軸線側に突出する係止部を有し、
前記シール部材は、前記センサの内面と前記バルブボディの先端面の外周部とによって形成される隅部に配置され、前記係止部と前記バルブボディとの間に挟持され、
前記係止部は、その突出端に前記バルブボディの先端面側に延びる壁部を有し、
前記壁部は、可撓性を有し、前記バルブボディの先端面に弾性変形しつつ当接していることを特徴とする燃料噴射装置。 A valve body inserted into an injector hole formed in the internal combustion engine body and having a tip facing the combustion chamber;
A sensor that is formed in a cylindrical shape, the tip of the valve body is inserted inside, and supported on the outer periphery of the valve body;
An annular seal member that seals a gap between the outer surface of the valve body and the inner surface of the sensor;
A tip portion disposed on the combustion chamber side of the sensor has a locking portion that extends toward the combustion chamber side than the tip portion of the valve body and protrudes on the inner side of the valve body on the inner surface thereof.
The seal member is disposed at a corner formed by the inner surface of the sensor and the outer peripheral portion of the distal end surface of the valve body, and is sandwiched between the locking portion and the valve body ,
The locking portion has a wall portion extending to a tip end side of the valve body at a protruding end thereof,
The fuel injection device according to claim 1, wherein the wall portion is flexible and abuts against a distal end surface of the valve body while being elastically deformed .
前記壁部と前記バルブボディの先端面との接触部が前記バルブボディの軸線を中心とした環状に形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つの項に記載の燃料噴射装置。 The locking portion and the wall portion extend in a circumferential direction around the axis of the valve body, and are formed in an annular shape.
The contact part of the said wall part and the front end surface of the said valve body is formed in the cyclic | annular form centering on the axis line of the said valve body, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Fuel injectors.
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