JPH0953544A - 燃料噴射装置の噴射時期検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 噴射時期検出装置をばね収納孔に容易に組込
めるようにし、検出精度を落とさないようにする。ま
た、検出装置の無用の回転を抑え、摩耗の低減を図る。 【解決手段】 圧電素子１１、電極板１２および接地板
１３を備えた噴射時期検出装置１において、電極板をノ
ズルばね２３側に配置し、接地板１３をばね収納孔２２
の底面に接触させて配置する。接地板１３とばね収納孔
２２の底面との各接触面を互いに嵌合するテーパ面１３
ｂ、２２ａに形成し、これらテーパ面１３ｂ、２２ａの
実質接触面の平均径ＤＴを、ノズルばね２３のコイル平
均径ＤＳよりも大きく設定し、検出装置１がノズルばね
２３の伸縮に伴って回らないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、圧電素子を用い
て燃料噴射装置の噴射時期を検出する噴射時期検出装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの検出装置としては、特公昭６
３―１４１８８号公報に記載のものがある。この検出装
置Ａは、図４に示すように、燃料噴射装置の装置本体ａ
のばね収納孔ｂ内に配置されており、圧電素子ｃと、こ
の圧電素子ｃの両側に配置された電極板ｄおよび接地板
ｅとを備えている。接地板ｅは、シムｆを介してコイル
スプリングからなるノズルばねｇの一端部に接してお
り、ノズルばねｇの押圧力が、シムｆおよび接地板ｅを
介して圧電素子ｃに作用するようになっている。一方、
電極板ｄは、ばね収納孔ｂの底面に絶縁部材ｈを介して
接している。なお、ノズルばねｇの他端部には、針弁
（図示せず）が接している。

【０００３】上記構成の噴射時期検出装置において、針
弁が弁座からリフトすると、ノズルばねｇによる圧電素
子ｃに対する押圧力が変化し、これに伴って圧電素子ｃ
の出力電圧が変化する。この出力電圧の変化によって針
弁のリフト時期を検出し、ひいては燃料の噴射時期を検
出することができる。

【０００４】ところで、接地板ｅについては、本体ａに
確実に接地するために、ばね収納孔ｂの内周面に密に接
触させる必要がある。そこで、上記の検出装置において
は、図５に示すように、接地板ｅの外周面に複数の突起
ｅ₁を形成し、この突起ｅ_lがばね収納孔ｂの内周面に変
形した状態で接触するようにして接地板ｅをばね収納孔
ｂに圧入するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、接地板ｅを
ばね収納孔ｂに圧入するには多大の力を要する。このた
め、検出装置Ａのばね収納孔ｂへの組み込みが困難にな
るという問題があった。また、ノズルばねｆから圧電素
子ｃに作用する押圧力が接地板ｅとばね収納孔ｂの内周
面との間の摩擦力によって減少させられ、検出精度が悪
化するという問題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
問題を解決するためになされたもので、針弁を弁座側に
付勢するコイル形のノズルばねとこのノズルばねを収納
するばね収納孔の底面との間に配置された圧電素子と、
この圧電素子の両側に配置された電極板および接地板と
を備えた燃料噴射装置の噴射時期検出装置において、上
記電極板をノズルばね側に配置し、上記接地板を上記ば
ね収納孔の底面に接触させて配置し、上記ばね収納孔の
底面と上記接地板との各接触面を互いに嵌合するテーパ
面に形成し、かつこれらテーパ面の実質接触面の平均径
を、前記ノズルばねのコイル平均径よりも大きく設定し
たことを特徴としている。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の―実施形態につ
いて図１〜図３を参照して説明する。図１はこの発明に
係る噴射時期検出装置１を備えた燃料噴射装置２の縦断
面図であり、燃料噴射装置２自体は従来のものと同様に
構成されている。そこで、燃料噴射装置２について簡単
に説明すると、符号２１は装置本体たるノズルホルダで
ある。このノズルホルダ２１の下端面にはばね収納孔２
２が形成されており、ばね収納孔２２には、圧縮コイル
スプリングからなるノズルばね２３か配置されている。
また、ノズルホルダ２１の下端面には、スペーサ２４お
よびノズル２５が順次配置され、ノズルナット２６によ
って固定されている。そして、ノズルホルダ２１、スペ
ーサ２４にわたって形成された高圧通路２７を介してノ
ズル２５に燃料が圧送されると、針弁２８がノズルばね
２３の付勢力に抗してリフトし、噴射孔（図示せず）か
ら燃料が噴射されるようになっている。勿論、燃料の圧
送が中断すると、針弁２８がノズルばね２３によって弁
座（図示せず）に着座させられる。

【０００８】また、ノズルホルダ２１には、ばね収納孔
２２の底面の中央部から上方へ延びる縦孔２９が形成さ
れるとともに、縦孔２９の上端部から横方向に延びてノ
ズルホルダ２１の―側部外周面に開口する横孔３０が形
成されている。この横孔３０の開口部には、コネクタ３
１が固定されている。コネクタ３１のプラグ３２は横孔
３０を貫通して縦孔２９まで延びており、図２に示すよ
うに、プラグ３２の先端部はフォーク状に形成されてい
る。

【０００９】上記噴射時期検出装置１は、ばね収納孔２
２の底面とノズルばね２３との間に配置されており、ノ
ズルばね２３によリシム３３を介して押圧され、ばね収
納孔２２の底面に押圧接触させられている。

【００１０】また、検出装置１は、圧電素子１１、電極
板１２、接地板１３および絶縁部材１４を備えている。
圧電素子１１は、正極側の端面をノズルばね２３側に向
け、負極側の端面をばね収納孔２２の底面側に向けて配
置されている。

【００１１】圧電素子１１の正極側の端面には、電極板
１２が、導電性を有する接着剤（図示せず）によって接
着固定されている。接着剤としては、例えば銀粉配合の
エポキシ樹脂系接着剤が用いられる。電極板１２の中央
部には、電極棒１２ａが形成されている。この電極棒１
２ａは、圧電素子１１の孔１１ａおよび接地板１３の孔
１３ａを貫通して縦孔２９内に延びており、その先端部
は、図２に示すようにプラグ３２に扶持され、これによ
りコネクタ３１に電気的に接続されている。勿論、コネ
クタ３１は、マイクロコンピュータ（図示せず）に接続
されており、圧電素子１１の出力電圧がマイクロコンピ
ュータに入力されるようになっている。なお、電極棒１
２ａと孔１１ａおよび１３ａの内周面との間には隙間が
形成されており、これによってそれらの間が絶縁されて
いる。勿論、隙間に絶縁材１６を挿入あるいは充填して
もよい。

【００１２】上記圧電素子１１の負極側の端面には、接
地板１３が上記と同様の導電性接着剤によって接着固定
されている。この接地板１３の上面の外周側部分には、
先細りのテーパ面１３ｂが形成されている。一方、ばね
収納孔２２の底面には、テーパ面１３ｂに対応したテー
パ面２２ａが形成されている。そして、接地板１３がノ
ズルばね２３によって押圧されることにより、テーパ面
１３ｂ、２２ａが互いに嵌合させられている。これによ
って、接地板１３ｂがノズルホルダ２１に電気的に確実
に接続されている。

【００１３】ここで重要なことは、少なくともテーパ面
１３ｂとテーパ面２２ａの実質的な接触面の平均径、つ
まりこの例では接地板１３側のテーパ面１３ａが全当り
するので、図３に示すように接地板１３側のテーパ面１
３ｂの平均径ＤＴ〔＝（最大径ＤＴ１＋最小径ＤＴ２）
／２〕が、ノズルばね２３のコイル平均径ＤＳよりも大
きく設定されていることである。特にこの例では、接地
板１３側のテーパ面１３ｂの最小径ＤＴ２が、ノズルば
ね２３のコイル平均径ＤＳよりも大きく設定されてい
る。

【００１４】なお、接地板１３側のテーパ面１３ｂとば
ね収納孔２２側のテーパ面２２ａを逆にし、ばね収納孔
２２側のテーパ面２２ａが、接地板１３側のテーパ面１
３ｂに全当たりするように構成してもよい。その場合
は、実質的な接触面の大きさがばね収納孔２２側のテー
パ面２２ａで決まるので、同テーパ面２２ａの平均径を
ノズルばね２３のコイル平均径ＤＳよりも大きく設定す
ることになる。

【００１５】上記絶縁部材１４は、ＰＡ（ポリアミド）
６６のガラス繊維強化品、またはＰＰＳ（ポリフェニリ
ンサルファイド）のガラス繊維強化品等の強度および耐
熱性に富んだ絶縁性の樹脂を有底円筒状に成形してなる
ものであり、内部に順次収納された電極板１２、圧電素
子１１および接地板１３を一体的に保持するとともに、
電極板１２の下端面および外周面、並びに圧電素子１１
の外周面を被覆してノズルホルダ２１およびシム３３に
対して絶縁している。

【００１６】なお、絶縁部材１４を成形するに際して
は、金型に電極板１２、圧電素子１１および接地板１４
をセットした状態でモールド成形することができる。こ
の場合、電極板１２、圧電素子１１および接地板１４を
予め導電性接着剤で接着固定しておくと、それらの取り
扱いが容易である。

【００１７】また、絶縁部材１４がばね収納孔２２に接
触すると、摩耗および破損の原因となりうるため、絶縁
部材１４の外径はばね収納孔２２の内径より小さくする
必要がある。この場合、絶縁部材１４とばね収納孔２２
の内周面との間に隙間ができるが、テーパ面１３ｂ、２
２ａの嵌合によって検出装置１全体が位置固定されるの
で、振動等によって検出装置１かガタつくことはない。

【００１８】上記構成の噴射時期検出装置１において
は、接地板１３がノズルばね２３によってばね収納孔２
２の底面に押圧接触させられているから、接地板１３を
ノズルホルダ２１に電気的に確実に接続することができ
る。特に、この実施例では接地板１３とばね収納孔２２
の底面とをテーパ嵌合させているから、両者をよリー層
強力に接触させることができる。

【００１９】また、接地板１３をばね収納孔２２の底面
に接触させているから、ばね収納孔２２に圧入する必要
がない。したがって、検出装置１をばね収納孔２２に容
易に組み込むことができる。特に、この実施例において
は、圧電素子１１、電極板１２および接地板１３を一体
化しているので、よリー層容易に組み込むことができ
る。また、接地板１３を圧入していないので、ノズルば
ね２３の押圧力がそのまま圧電素子１１に作用する。し
たがって、検出精度が低下するのを防止することができ
る。

【００２０】また、コイルスプリングからなるノズルば
ね２３は、伸縮した際に、ばねと接触する検出装置１側
に回転トルクを与える。従って、この回転トルクにより
検出装置１は回ろうとする。回った場合、ノズルばね２
３の伸縮のたびに、接地板１３とばね収納孔２２の底面
とが摺動を繰り返すことになるので、その摺動部分が摩
耗し、その結果、摩耗の進行による開弁圧の低下を生じ
る可能性がある。さらに、検出装置１の電極棒１２ａと
プラグ３２の摩耗による接触不良を起こす可能性もあ
る。

【００２１】この点、上記構成の検出装置１において
は、接地板１３とばね収納孔２２の底面は、ノズルばね
２３のコイル平均径ＤＳよりも大きな平均径ＤＴのテー
パ面（実質接触面）１３ｂ、２２ａで当るので、この接
触面に発生する摩擦トルク（摩擦抵抗力）の方が，ノズ
ルばね２３による回転トルクよりも大きくなり、検出装
置１の回転が抑えられる。特に本実施例の装置では、テ
ーパ面１３ｂの最小径ＤＴ２がノズルばね２３のコイル
平均径ＤＳよりも大きいから、検出装置１は確実に回転
を阻止される。その結果、ばね収納孔２２の底面と接地
板１３との摺動を抑制して、その部分の摩耗を減らすこ
とができ、摩耗の進行による開弁圧の低下を防止するこ
とができる。また、検出装置１の電極棒１２ａとプラグ
３２の摩耗も低減することができ、プラグ３２と電極棒
１２ａとの接触不良を防止することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明によれば、接地板をばね収納孔の底面に接触させてい
るから、接地板をばね収納孔に圧入する必要がない。し
かも、接地板がノズルばねによってばね収納孔の底面に
強力に押し付けられるので、接地板と底面とは電気的に
確実に接続される。従って、噴射時期検出装置をばね収
納孔に容易に組み込むことができ、しかも検出精度が低
下するのを防止することができる。また、テーパ面の楔
作用により接地板と装置本体とをよリー層確実に接触さ
せることができるとともに、検出装置全体の位置固定が
確実になり、電極棒とフォーク状先端を有するプラグと
の接触状態もより安定したものとなる。

【００２３】また、実質的なテーパ当たり面の平均径
（ＤＴ）を、ノズルばねのコイル平均径（ＤＳ）よりも
大きく設定したので、コイル形のノズルばねの伸縮動作
に伴って検出装置に作用する回転トルクよりも、テーパ
当たり面に発生する摩擦トルクを大きくすることがで
き、検出装置の回転を阻止することができる。従って、
テーパ面に生じる摩耗を抑制することができ、それが原
因で起こる可能性のある開弁圧の減少を防止することが
できる。また、検出装置の無用の回転を防止できるの
で、コネクタのプラグと検出装置の電極棒間の摩耗も抑
制することができ、接触不良を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態を示す縦断面図である。

【図２】同実施形態の電極板の電極棒とコネクタのプラ
グとの接続状態を示す図１のＡ矢視拡大図である。

【図３】同実施形態の要部の拡大図である。

【図４】従来の噴射時期検出装置の一例を示す断面図で
ある。

【図５】同装置に用いられている接地板の拡大平面図で
ある。

【符号の説明】

１ 噴射時期検出装置 ２ 燃料噴射装置 １１ 圧電素子 １２ 電極板 １３ 接地板 １３ｂ テーパ面 ２２ ばね収納孔 ２２ａ テーパ面 ２３ ノズルばね ＤＴ テーパ面の実質接触面の平均径 ＤＳ ノズルばねのコイル平均径

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片岡 秀樹 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 針弁を弁座側に付勢するコイル形のノズ
   ルばねとこのノズルばねを収納するばね収納孔の底面と
   の間に配置された圧電素子と、この圧電素子の両側に配
   置された電極板および接地板とを備えた燃料噴射装置の
   噴射時期検出装置において、上記電極板をノズルばね側
   に配置し、上記接地板を上記ばね収納孔の底面に接触さ
   せて配置し、上記ばね収納孔の底面と上記接地板との各
   接触面を互いに嵌合するテーパ面に形成し、かつこれら
   テーパ面の実質接触面の平均径を、前記ノズルばねのコ
   イル平均径よりも大きく設定したことを特徴とする燃料
   噴射装置の噴射時期検出装置。