JP5120318B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に搭載され、燃焼に供する燃料を噴孔から噴射する燃料噴射弁に関する。

従来の燃料噴射弁は、噴孔へ高圧燃料を流通させる高圧通路が内部に形成されたボデーに、噴孔を開閉させるニードル、及びニードルを開閉作動させる電動アクチュエータ等を収容して構成されるのが一般的である。また、電動アクチュエータに電力供給するリード線を、ボデーに形成されたリード線挿入孔に配置し、リード線が挿入孔からボデーの外に取り出される取出口を、ボデーのうち反噴孔側の端面に形成するのが一般的である（特許文献１参照）。

ところで、内燃機関の出力トルク及びエミッション状態を精度良く制御するには、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴射開始時期及び噴射量等、その噴射状態を精度良く制御することが重要である。そこで特許文献２では、ボデーに燃圧センサを搭載し、噴射に伴い変動する燃料の圧力を検出することで、実際の噴射状態を検出している。例えば、噴射開始に伴い燃圧が下降を開始した時期を検出することで実際の噴射開始時期を検出したり、前記下降の大きさを検出することで実際の噴射量を検出したりしている。

特開２００７−２７８１３９号公報 特開２００８−１４４７４９号公報

しかしながら、特許文献２には燃圧センサの搭載構造については詳細な開示がない。そこで本発明者らは、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示す如く、特許文献１記載のボデー４ｘに燃圧センサ５０ｘを搭載する構造について検討した。

しかしこの場合には、ボデー４ｘのうち反噴孔側の端面に取出口４７ｃｘが形成されているため、その取出口４７ｃｘへ向けて延びるリード線挿入孔４７ａｘが燃圧センサ５０ｘと干渉しないよう、燃圧センサ５０ｘの搭載スペースが制約される。或いは、ボデー４ｘの体格を拡大して燃圧センサ５０ｘの搭載スペースを新たに設けて、前記干渉を回避することが要求される。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、燃圧センサがボデーに取り付けられた燃料噴射弁において、ボデーの大型化を抑制しつつ、燃圧センサの搭載自由度を向上させた燃料噴射弁を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

請求項１記載の発明は、噴孔へ高圧燃料を流通させる高圧通路を内部に形成するボデーと、前記ボデー内部に収容されて前記噴孔を開閉するニードルと、前記ニードルを開閉作動させるための電動アクチュエータと、前記ボデーに形成されたリード線挿入孔に配置され、前記電動アクチュエータに電力供給するリード線と、前記ボデーに取り付けられて前記高圧燃料の圧力を検出する燃圧センサと、を備える。そして、前記リード線が前記リード線挿入孔から前記ボデーの外に取り出される取出口を、前記燃圧センサよりも前記噴孔に近い側（以下、「下側」と記載）に位置させたことを特徴とする。

これによれば、リード線が取り出される取出口を燃圧センサの下側に位置させるので、取出口へ向けて延びるリード線挿入孔は、燃圧センサの搭載スペースより下側に位置することとなる。よって、リード線挿入孔と燃圧センサとがボデーの径方向において隣り合うことを回避できるので、ボデーの大型化を抑制しつつ燃圧センサの搭載自由度を向上できる。

請求項２記載の発明は、噴孔へ高圧燃料を流通させる高圧通路を内部に形成するボデーと、前記ボデー内部に収容されて前記噴孔を開閉するニードルと、前記ニードルを開閉作動させるための電動アクチュエータと、前記ボデーに形成されたリード線挿入孔に配置され、前記電動アクチュエータに電力供給するリード線と、前記ボデーに取り付けられて前記高圧燃料の圧力を検出する燃圧センサと、を備える。そして、前記ボデーは、前記噴孔が先端に位置する略円柱の形状であり、前記リード線が前記リード線挿入孔から前記ボデーの外に取り出される取出口は、前記ボデーの外周面に形成され、前記リード線挿入孔は、前記ボデーの円柱中心軸方向に延びる第１挿入孔、及び前記第１挿入孔の端部から前記取出口に向けて延びる第２挿入孔を有し、前記第１挿入孔の端部を、前記燃圧センサよりも前記噴孔に近い側（下側）に位置させたことを特徴とする。

これによれば、第１挿入孔の端部を燃圧センサの下側に位置させるので、円柱中心軸方向に延びる第１挿入孔と燃圧センサとが、ボデーの径方向において隣り合うことを回避できる。よって、ボデーの大型化を抑制しつつ燃圧センサの搭載自由度を向上できる。

請求項３記載の発明では、略円柱の形状である前記ボデーの外周面には、前記高圧燃料が供給される高圧ポート及び余剰燃料を排出する低圧ポートが設けられ、前記ボデーの円柱端部には、前記高圧ポート及び前記低圧ポートよりも反噴孔側（以下、「上側」と記載）に突出する形状のセンサ取付部が設けられ、前記センサ取付部には、前記燃圧センサが取り付けられるとともに前記取出口が形成され、前記リード線のうち前記取出口の外に取り出されている部分及び前記燃圧センサは、前記センサ取付部とともに樹脂モールドされて封止されていることを特徴とする。

これによれば、リード線のうち取出口の外に取り出されている部分及び燃圧センサを、センサ取付部とともに樹脂モールドするので、リード線取り出し部分及び燃圧センサを絶縁状態でボデー（センサ取付部）に固定することを容易に実現でき、好適である。

しかも、ボデーのうち樹脂モールドされる部分（センサ取付部）を、高圧ポート及び低圧ポートよりも上側に突出する形状にするので、両ポートの一部とともに樹脂モールドする場合に比べて樹脂モールド体を小さくでき、ひいては燃料噴射弁の小型化に寄与できる。

そして、このようにセンサ取付部を上側に突出した形状にしたことで、燃圧センサ及び取出口を配置するスペースは限られた小さいスペースとなる。よって、「ボデーの大型化を抑制しつつ燃圧センサの搭載自由度を向上できる」といった上記効果が好適に発揮されることとなる。

請求項４記載の発明では、前記ボデーは、前記内燃機関のシリンダヘッドに形成されたボデー挿入孔に挿入配置されるとともに、クランプにより前記ボデー挿入孔に押し付けられるよう構成され、前記ボデーには、前記クランプが当接して押し付けられる押付面が形成されており、前記センサ取付部は、前記押付面よりも反噴孔側（上側）に位置することを特徴とする。

これによれば、ボデーのうちクランプからの力が作用する押付面よりも上側に燃圧センサが配置される。そのため、ボデーのうち歪が大きくなる部分（つまり、シリンダヘッドに支持される部分と押付面との間の部分）から外れた箇所に燃圧センサが位置することとなる。よって、ボデーに生じる歪の影響を燃圧センサが受けることを抑制でき、燃圧の検出精度を向上できる。

請求項５記載の発明では、前記ボデーは、前記内燃機関のシリンダヘッドに形成されたボデー挿入孔に挿入配置されるとともに、クランプにより前記ボデー挿入孔に押し付けられるよう構成され、前記ボデーには、前記クランプが当接して押し付けられる押付面が形成されており、前記ボデーの反噴孔側端部には、前記押付面よりも反噴孔側（上側）に突出する形状のセンサ取付部が設けられ、前記センサ取付部には、前記燃圧センサが取り付けられることを特徴とする。

これによれば、押付面よりも上側に燃圧センサを配置するので、上記請求項４と同様にしてボデーに生じる歪の影響を燃圧センサが受けることを抑制でき、燃圧の検出精度を向上できる。

そして、このようにセンサ取付部を押付面の上側に突出した形状にしたことで、押付面よりも上側に燃圧センサを配置することを簡素な構成で実現できる反面、燃圧センサを配置するスペースは限られた小さいスペースとなる。よって、「ボデーの大型化を抑制しつつ燃圧センサの搭載自由度を向上できる」といった上記効果が好適に発揮されることとなる。

請求項６記載の発明では、前記燃圧センサは、前記ボデーに取り付けられ前記高圧燃料の圧力を受けて弾性変形する起歪体と、前記起歪体に取り付けられ前記起歪体にて生じた歪の大きさを電気信号に変換するセンサ素子と、を有して構成され、略円柱状に形成された前記センサ取付部には、前記センサ取付部の外周面又は円柱端面から凹む凹部が形成されており、前記凹部に前記起歪体を挿入配置させることを特徴とする。

これによれば、起歪体を挿入配置させる凹部を、センサ取付部の外周面又は円柱端面から凹むように形成するので、センサ取付部の大型化を抑制できる。そして、このようにセンサ取付部から凹む凹部に燃圧センサを取り付ける構成にしたことで、燃圧センサを配置するスペースは限られた小さいスペースとなる。よって、「ボデーの大型化を抑制しつつ燃圧センサの搭載自由度を向上できる」といった上記効果が好適に発揮されることとなる。

請求項７記載の発明では、前記ボデーに取り付けられて外部ハーネスとコネクタ接続されるコネクタハウジングと、前記燃圧センサと電気接続されるセンサ用コネクタ端子と、前記リード線と電気接続される駆動用コネクタ端子と、を備え、前記センサ用コネクタ端子及び前記駆動用コネクタ端子を前記コネクタハウジングに保持させることで、前記センサ用コネクタ端子及び前記駆動用コネクタ端子を共通のコネクタに構成したことを特徴とする。

要するに、センサ用コネクタ端子及び駆動用コネクタ端子を共通のコネクタハウジングに保持させ、コネクタハウジング及び両端子により１つのコネクタを構成する。そのため、コネクタの数を増やすことなく燃料噴射弁に燃圧センサを搭載することができ、エンジンＥＣＵ等の外部機器とコネクタとを接続するハーネスが、燃料噴射弁に備えられた１つのコネクタからまとめて延出することとなる。よって、ハーネスの取り回しを簡素にできる。また、コネクタ接続作業の手間が増えることを回避できる。

本発明の第１実施形態に係るインジェクタの、概略内部構成を示す模式的な断面図。 燃圧センサのインジェクタへの組み付け構造を示す、図１の拡大図。 （ａ）は、図１のインジェクタボデー単体を示す断面図、（ｂ）は、第１実施形態の効果を説明するための第１比較例を示す断面図。 （ａ）は、本発明の第２実施形態において、インジェクタボデー単体を示す断面図、（ｂ）は、第２実施形態の効果を説明するための第２比較例を示す断面図。 本発明の第３実施形態において、インジェクタボデー単体を示す断面図。 本発明の第４実施形態において、インジェクタボデー単体を示す断面図。 本発明の第５実施形態において、インジェクタボデー単体を示す断面図。

以下、本発明を具体化した各実施形態を図面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、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１〜図３を用いて説明する。図１は本実施形態に係るインジェクタ（燃料噴射弁）の概略内部構成を示す模式的な断面図であり、先ずこの図１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、図示しないコモンレール（蓄圧容器）内に蓄えられた高圧燃料を、ディーゼル内燃機関の気筒内に形成された燃焼室Ｅ１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、電力供給されて駆動する電動アクチュエータ２、電動アクチュエータ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。

電動アクチュエータ２には、ピエゾ素子を多数積層してなる積層体（ピエゾスタック）により構成されたピエゾアクチュエータが採用されており、ピエゾ素子への充電と放電とを切り替えることで伸長状態と縮小状態とが切り替えられる。これにより、ピエゾスタックはニードル１３を作動させるアクチュエータとして機能する。なお、ピエゾアクチュエータに替えて、ステータ及びアーマチャにより構成された電磁アクチュエータを採用してもよい。

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。

略円筒状のインジェクタボデー４は、その径方向中心部に、インジェクタ軸線方向（図１の上下方向）に延びる段付き円柱状の収納孔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及び背圧制御機構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、及びバルブボデー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、及び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。また、これらのボデー１２，４，３１は金属製であり、焼入れ処理を施すことで高強度化されており、かつ、浸炭処理を施すことで表面が高硬度化されている。

これらのボデー１２，４，３１は、内燃機関のシリンダヘッドＥ２に形成されたボデー挿入孔Ｅ３に挿入配置されている。インジェクタボデー４にはクランプＫの一端と係合する係合部４２（押付面）が形成されており、クランプＫの他端をシリンダヘッドＥ２にボルトで締め付けることにより、クランプＫの一端が係合部４２をボデー挿入孔Ｅ３に向けて押し付けることとなる。これにより、インジェクタはボデー挿入孔Ｅ３内に押し付けられた状態で固定される。

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、高圧通路６の一部となる高圧室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。ニードル１３における反噴孔側（以下、「上側」と記載）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。

略円柱形状であるインジェクタボデー４の外周面には、図示しない高圧配管と接続される高圧ポート４３（高圧配管接続部）、及び図示しない低圧配管と接続される低圧ポート４４（低圧配管接続部）が形成されている。そして、コモンレールから高圧配管を通じて高圧ポート４３に供給される燃料は、円筒状インジェクタボデー４の外周面側から供給される。インジェクタに供給された燃料は、高圧通路６を通じて高圧室１５及び背圧室１６へ流入する。

高圧通路６には、インジェクタボデー４の上側に分岐する分岐通路６ａが形成されている。この分岐通路６ａにより、高圧通路６内の燃料は後述する燃圧センサ５０に導入される。

インジェクタボデー４の上部にはコネクタ６０が取り付けられている。コネクタ６０の端子（駆動用コネクタ端子６２）に外部から供給された電力は、リード線２１を介してピエゾアクチュエータ２に供給され、これによりピエゾアクチュエータ２は伸長し、電力供給を停止すると縮小する。

上記構成において、ピエゾアクチュエータ２が縮小した状態では、図１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に電圧が印加されてピエゾアクチュエータ２が伸長した状態では、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から燃焼室Ｅ１へ燃料が噴射される。

ここで、噴孔１１からの燃料噴射に伴い高圧通路６内の高圧燃料の圧力は変動する。この圧力変動を検出する燃圧センサ５０が、インジェクタボデー４に取り付けられている。燃圧センサ５０により検出された圧力変動波形中において、噴孔１１からの噴射開始に伴い燃圧が下降を開始した時期を検出することで、実際の噴射開始時期を検出することができる。また、噴射終了に伴い燃圧が上昇を開始した時期を検出することで、実際の噴射終了時期を検出することができる。また、これらの噴射開始時期及び噴射終了時期に加え、噴射に伴い生じた燃圧下降量の最大値を検出することで、噴射量を検出することができる。

次に、燃圧センサ５０の単体構造、及び燃圧センサ５０のインジェクタボデー４への取付構造について、図２を用いて説明する。

燃圧センサ５０は、分岐通路６ａ内の高圧燃料の圧力を受けて弾性変形するステム５１（起歪体）と、ステム５１にて生じた歪の大きさを電気信号に変換して圧力検出値として出力する歪ゲージ（センサ素子）５２と、を備えて構成されている。

ステム５１は、高圧燃料を内部に導入する流入口５１ａが一端に形成された円筒形状の円筒部５１ｂと、円筒部５１ｂの他端を閉塞する円板形状のダイヤフラム部５１ｃとを備えて構成されている。流入口５１ａから円筒部５１ｂ内に流入した高圧燃料の圧力を、円筒部５１ｂの内面及びダイヤフラム部５１ｃで受け、これによりステム５１全体が弾性変形することとなる。

ステム５１は金属製であり、その金属材料には、超高圧を受けることから高強度、高硬度であること、及び、熱膨張による変形が少なく歪ゲージ５２への影響が少ない（つまり低熱膨張係数である）こと、が求められ、具体的には、Ｆｅ，Ｎｉ，ＣｏまたはＦｅ，Ｎｉを主体とし、析出強化材料としてＴｉ，Ｎｂ，Ａｌ又はＴｉ，Ｎｂが加えられた材料を選定し、プレス、切削や冷間鍛造等により形成できる。また、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ等が加えられた材料を選定してもよい。

略円柱状に形成されたインジェクタボデー４の円柱端部には、高圧ポート４３及び低圧ポート４４の取付位置から上側に突出する円柱形状のセンサ取付部４５が設けられている（図１参照）。センサ取付部４５の上端面４５ａには、ステム５１の円筒部５１ｂが挿入される凹部４６が形成されている。凹部４６の内周面には雌螺子部４６ａ（ボデー側螺子部）が形成され、円筒部５１ｂの外周面には雄螺子部５１ｄ（センサ側螺子部）が形成されている。そして、インジェクタボデー４の雌螺子部４６ａにステム５１の雄螺子部５１ｄを螺子締結することで、燃圧センサ５０はインジェクタボデー４に取り付けられる。

円筒部５１ｂのうち流入口５１ａ周りに位置する円筒端面にはセンサ側シール面５１ｅが形成され、凹部４６の底面にはボデー側シール面４６ｂが形成されている。両シール面５１ｅ，４６ｂは、ステム５１の軸方向（図２の上下方向）に対して垂直に拡がる向きの面であり、流入口５１ａ周りに円環状に延びる形状である。

そして、センサ側シール面５１ｅをボデー側シール面４６ｂに押し付けて密着させることで、インジェクタボデー４とステム５１との間をメタルタッチシールするよう構成されている。両シール面５１ｅ，４６ｂを押し付ける力（軸力）は、インジェクタボデー４へのステム５１の螺子締結により生じている。つまり、インジェクタボデー４へのステム５１の取り付けと軸力発生とを同時に行う。

歪ゲージ５２は、ダイヤフラム部５１ｃに取り付けられている。より詳細には、歪ゲージ５２は、ダイヤフラム部５１ｃ上に配置された状態でガラス部材５２ｂにより封止（焼付け）して固定されている。したがって、円筒部５１ｂ内に流入した高圧燃料の圧力によりステム５１が拡大するよう弾性変形した時、ダイヤフラム部５１ｃに生じた歪の大きさ（弾性変形量）を歪ゲージ５２が検出することとなる。

ステム５１には、円板形状の金属製プレート５３が取り付けられており、このプレート５３上には、後に詳述するモールドＩＣ５４が固定支持されている。

モールドＩＣ５４は、ワイヤボンドＷにより歪ゲージ５２と電気接続されており、電子部品５４ａ及びセンサ端子５４ｂを、モールド樹脂５４ｍで封止して構成されている。電子部品５４ａは、歪ゲージ５２から出力される検出信号を増幅する増幅回路や、検出信号に重畳するノイズを除去するフィルタリング回路、歪ゲージ５２に電圧印加する回路等を構成する。

なお、電圧印加回路から電圧印加された歪ゲージ５２は、ダイヤフラム部５１ｃにて生じた歪の大きさに応じて抵抗値が変化するブリッジ回路を構成している。これにより、ダイヤフラム部５１ｃの歪に応じてブリッジ回路の出力電圧が変化し、当該出力電圧が高圧燃料の圧力検出値としてモールドＩＣ５４の増幅回路に出力される。増幅回路は、歪ゲージ５２（ブリッジ回路）から出力される圧力検出値を増幅し、増幅した信号をセンサ端子５４ｂから出力する。

モールド樹脂５４ｍは、ステム５１の円筒部５１ｂの外周面に沿って環状に延びる円筒形状に形成されている。モールド樹脂５４ｍの外周面からは複数のセンサ端子５４ｂが延出している。これらのセンサ端子５４ｂは、モールドＩＣ５４内部にて電子部品５４ａと電気接続されており、燃圧センサの検出信号を出力する端子、電源を供給する端子、接地用端子等として機能するものである。

プレート５３の外周端部にはケース５６が取り付けられている。そして、ケース５６及びプレート５３の内部に、ステム５１の円筒部５１ｂのうち雄螺子部５１ｄを除く部分、歪ゲージ５２、及びモールドＩＣ５４が収容されている。これにより、金属製のケース５６及びプレート５３が外部ノイズを遮断して、歪ゲージ５２及びモールドＩＣ５４を保護する。なお、ケース５６の外周面には開口部５６ａが形成されており、センサ端子５４ｂは開口部５６ａを通じてケース５６の内部から外部へと延出している。

先述したコネクタ６０のハウジング６１には、駆動用コネクタ端子６２とともにセンサ用コネクタ端子６３が保持されている。センサ用コネクタ端子６３とセンサ端子５４ｂとは、後述する電極７１，７２，７３を介してレーザ溶接等により電気接続される。コネクタ６０には、図示しないエンジンＥＣＵ等の外部機器と接続する外部ハーネスのコネクタが接続される。これにより、外部ハーネスを介して、モールドＩＣ５４から出力される圧力検出信号がエンジンＥＣＵに入力される。

ここで、ステム５１を回転させてステム５１をインジェクタボデー４へ螺子締結するにあたり、この螺子締結が完了した時点において、ステム５１の回転位置は特定の位置に定まらない。このことは、モールドＩＣのセンサ端子５４ｂ〜５４ｅも、ステム５１の螺子締結完了時点においてその回転位置が不特定となることを意味する。

そこで、センサ端子５４ｂの各々に接続されてステム５１とともに回転する電極７２，７３の各々には、ステム５１の回転中心周りに円環状に延びる形状の、円環状接続部７２ａ，７３ａが形成されている。円環状接続部７２ａ，７３ａは、ステム５１の螺子締結が完了した後に、複数のコネクタ端子６３の各々と電気接続される。これにより、回転位置が不特定となるセンサ端子５４ｂと、インジェクタボデー４の所定位置に配置されたコネクタ端子６３とを、容易に電気接続できる。

なお、電極７１のうちコネクタ端子６３と電気接続される接続部７１ａは、ステム５１の回転中心に位置するため、ステム５１の回転位置に拘わらず接続部７１ａの回転位置は特定される。また、複数の電極７１〜７３はモールド樹脂７０ｍによりモールドされて一体化されており、このようにモールドされた状態でケース５６の上面に載せられている。また、コネクタ端子６３には接続部７１ａ，７２ａ，７３ａに向けて突出する溶接部６３ａが形成されており、レーザ溶接する際のレーザエネルギを溶接部６３ａに集中させる。

図１の説明に戻り、電動アクチュエータ２にはリード線２１が接続されている。このリード線２１は、保持部材２１ａ，２１ｂに保持された状態で、ボデー４に形成されたリード線挿入孔４７ａ，４７ｂに挿入配置されている。保持部材２１ａ，２１ｂは、リード線２１の被覆が磨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２１ａ，２１ｂは、リード線２１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。

センサ取付部４５の外周面４５ｂには、リード線２１がリード線挿入孔４７ａ，４７ｂからボデー４の外に取り出される取出口４７ｃが形成されている。リード線２１のうち取出口４７ｃの外に取り出されている部分は、駆動用コネクタ端子６２に電気接続されている。

リード線挿入孔４７ａ，４７ｂは、ボデー４の中心軸方向（図１の上下方向）に直線的に延びる第１挿入孔４７ａと、第１挿入孔４７ａの上端部からセンサ取付部４５の外周面４５ｂに位置する取出口４７ｃに向けて直線的に延びる第２挿入孔４７ｂと、を有する。第１挿入孔４７ａ及び第２挿入孔４７ｂは断面円形の孔であり、第１挿入孔４７ａの軸中心は、ボデー４の軸中心と一致する。なお、ステム５１の軸中心もボデー４の軸中心と一致する。

また、先述した保持部材２１ａ，２１ｂは、第１挿入孔４７ａに配置される保持部材２１ａと、第２挿入孔４７ｂに配置される保持部材２１ｂとに分割して形成されている。

次に、燃圧センサ５０等のインジェクタボデー４への取り付け手順について説明する。

先ず、ステム５１及び歪ゲージ５２からなる燃圧センサ５０に、プレート５３、モールドＩＣ５４、ケース５６、及びモールドされた状態の電極７１〜７３を組み付けて一体化し、センサアッシーＡｓを構成する。そして、センサアッシーＡｓをインジェクタボデー４に取り付ける。具体的には、ステム５１の雄螺子部５１ｄを、インジェクタボデー４の凹部４６に形成された雌螺子部４６ａに締結させる。その後、電極７１〜７３とセンサ用コネクタ端子６３とをレーザ溶接等により電気接続する。

また、ボデー４の収納孔４１に電動アクチュエータ２を挿入させるとともに、電動アクチュエータ２のリード線２１を、保持部材２１ａに保持させた状態で、収納孔４１の側からリード線挿入孔４７ａ，４７ｂに挿入する。そして、リード線２１のうち取出口４７ｃから取り出されている部分と、駆動用コネクタ端子６２とを、レーザ溶接等により電気接続する。

その後、コネクタ端子６２，６３及びセンサアッシーＡｓを、インジェクタボデー４に取り付けた状態のままモールド樹脂でモールド成形する。このモールド樹脂は、先述したコネクタハウジング６１となる。また、リード線２１のうち取出口４７ｃの外に取り出されている部分であってコネクタ端子６２と溶接される箇所、及び燃圧センサ５０は、前記モールド樹脂により、センサ取付部４５とともに封止される。以上により、燃圧センサ５０等のインジェクタボデー４への取り付け、及び内部電気接続が完了する。

次に、インジェクタボデー４に形成された高圧通路６、低圧通路７、第１挿入孔４７ａ及び第２挿入孔４７ｂ（リード線挿入孔）の位置関係について、図３を用いて説明する。なお、これらの高圧通路６、低圧通路７、第１挿入孔４７ａ及び第２挿入孔４７ｂ（リード線挿入孔）は、インジェクタボデー４にドリル加工することで形成されている。

図３（ａ）は本実施形態にインジェクタボデー４単体を示す。図３（ｂ）は、特許文献１記載のボデーに燃圧センサ５０ｘを搭載した場合について本発明者らが検討した、第１比較例としてのボデー４ｘ単体を示す。また、図３では断面を示すハッチングを省略しており、図３の最上段に記載の断面図は図１と同様の断面図であり、その断面図の下に、Ａ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図及びＣ矢視図を順に記載している。なお、図３（ｂ）中の部材のうち図３（ａ）中の部材と対応するものについては、符号の末尾にｘを付加してその説明を援用する。

図３（ａ）に示すように、本実施形態のボデー４では、取出口４７ｃをセンサ取付部４５の外周面４５ｂに形成するとともに、取出口４７ｃを凹部４６の下方に位置させている。詳細には、取出口４７ｃのうち最も上方に位置する部分Ｐ１を、凹部４６のうち最も下方に位置する部分Ｐ２（図３（ａ）の例ではボデー側シール面４６ｂの部分）よりも下側に位置させている。また、本実施形態のボデー４では、第１挿入孔４７ａを凹部４６の下方に位置させている。詳細には、第１挿入孔４７ａの端部であって、第２挿入孔４７ｂと接続する部分Ｐ３を、凹部４６のうち最も下方に位置する部分Ｐ２よりも下側に位置させている。

以上により、本実施形態によれば、取出口４７ｃをステム５１（凹部４６）の下側に位置させることで、取出口４７ｃへ向けて延びる第２挿入孔４７ｂ及び第１挿入孔４７ａを、ステム５１の搭載スペースより下側に位置させている。よって、リード線挿入孔４７ａ，４７ｂと凹部４６（ステム５１）とがボデー４の径方向において隣り合うことを回避できるので（Ｂ−Ｂ断面図及びＣ矢視図参照）、ボデー４の径方向への大型化を抑制しつつステム５１の搭載自由度を向上できる。

これに対し、図３（ｂ）に示す第１比較例のボデー４ｘでは、リード線挿入孔４７ａｘをボデー４ｘの中心軸方向（図３の上下方向）に延びる形状に形成して、取出口４７ｃｘをセンサ取付部４５ｘの上端面に形成している。そのため、リード線挿入孔４７ａｘと凹部４６ｘとがボデー４ｘの径方向に並ぶので（Ｂ−Ｂ断面図及びＣ矢視図参照）、ボデー４ｘの断面積のうち網点を付した部分には凹部４６ｘを形成することができず、その分、ステムの搭載自由度が制約される。その結果、網点部分を除く面積で凹部４６ｘの搭載面積を確保できるようにするために、センサ取付部４５ｘの外径寸法を大きくすることを要する。なお、図３（ｂ）中の一点鎖線４５ｂは、本実施形態のセンサ取付部４５の外周面を示す。

さらに本実施形態によれば、以下に列挙する効果も発揮される。

・リード線２１のうち取出口４７ｃの外に取り出されている部分及びセンサアッシーＡｓを、センサ取付部４５とともに樹脂モールドするので、リード線２１の取り出し部分及びセンサアッシーＡｓを絶縁状態でセンサ取付部４５に固定することを容易に実現でき、好適である。

・樹脂モールドされるセンサ取付部４５を、高圧ポート４３及び低圧ポート４４よりも上側に突出する形状にするので、両ポート４３，４４の一部とともに樹脂モールドする場合に比べてコネクタハウジング６１の体格を小さくでき、ひいてはインジェクタの小型化に寄与できる。そして、このようにセンサ取付部４５を上側に突出した形状にしたことで、ステム５１及び取出口４７ｃを配置するスペースは限られた小さいスペースとなる。よって、「ボデー４の大型化を抑制しつつステム５１の搭載自由度を向上できる」といった上記効果が好適に発揮されることとなる。

・ボデー４のうち係合部４２よりも上側にステム５１を配置するので、ボデーのうち歪が大きくなる部分（つまり、シリンダヘッドＥ２に支持される部分と係合部４２との間の部分）から外れた箇所にステム５１が位置することとなる。よって、ボデー４に生じる歪の影響を燃圧センサが受けることを抑制でき、燃圧の検出精度を向上できる。

・ステム５１を挿入配置させる凹部４６を、センサ取付部４５の上端面４５ａから凹むように形成するので、上端面４５ａから筒状に延びる形状にセンサ取付部を形成する場合に比べて、センサ取付部４５の大型化を抑制できる。そして、このようにセンサ取付部４５から凹む凹部４６にステム５１を取り付ける構成にしたことで、ステム５１を配置するスペースは限られた小さいスペースとなる。よって、「ボデー４の大型化を抑制しつつステム５１の搭載自由度を向上できる」といった上記効果が好適に発揮されることとなる。

・センサ用コネクタ端子６３及び駆動用コネクタ端子６２を共通のコネクタハウジング６１に保持させ、コネクタハウジング６１及び両端子６２，６３により１つのコネクタを構成する。そのため、コネクタの数を増やすことなくインジェクタに燃圧センサ５０を搭載できる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、センサ取付部４５の上端面４５ａに凹部４６を形成し、センサ取付部４５の上方からステム５１を取り付けている。これに対し図４（ａ）に示す本実施形態では、センサ取付部４５の外周面４５ｂに凹部４６０を形成し、センサ取付部４５の径方向からステム５１を取り付けている。

本実施形態においても上記第１実施形態と同様にして、取出口４７ｃを凹部４６０の下方に位置させている。詳細には、取出口４７ｃのうち最も上方に位置する部分Ｐ１を、凹部４６のうち最も下方に位置する部分Ｐ２よりも下側に位置させている。また、第１挿入孔４７ａを凹部４６０の下方に位置させている。詳細には、第１挿入孔４７ａの端部であって、第２挿入孔４７ｂと接続する部分Ｐ３を、凹部４６０のうち最も下方に位置する部分Ｐ２よりも下側に位置させている。

以上により、本実施形態によっても、リード線挿入孔４７ａ，４７ｂとステム５１とがボデー４の径方向において隣り合うことを回避できるので（Ｂ−Ｂ断面図及びＣ−Ｃ断面図参照）、ボデー４の径方向への大型化を抑制しつつステム５１の搭載自由度を向上できる。

これに対し、図４（ｂ）に示す第２比較例のボデー４ｘでは、リード線挿入孔４７ａｘを上下方向に延びる形状に形成して、取出口４７ｃｘをセンサ取付部４５ｘの上端面に形成している。そのため、リード線挿入孔４７ａｘと凹部４６ｘとがボデー４ｘの径方向に並ぶので（Ｂ−Ｂ断面図及びＣ−Ｃ断面図参照）、ボデー４ｘの断面積のうち網点を付した部分には凹部４６０ｘを形成することができず、その分、ステムの搭載自由度が制約される。その結果、網点部分を除く面積で凹部４６０ｘの搭載面積を確保できるようにするために、センサ取付部４５ｘの外周面から筒状に突出する突出部４５ｃｘを形成し、その突出部４５ｃｘに凹部４６０ｘを形成することを要する。よって、センサ取付部４５ｘが径方向に大型化する。

（第３実施形態）
上記第１実施形態では、取出口４７ｃのうち最も上方に位置する部分Ｐ１を、凹部４６のうち最も下方に位置する部分Ｐ２（ボデー側シール面４６ｂ）よりも下側に位置させている。これに対し、図５に示す本実施形態では、取出口４７ｃの最上方部分Ｐ１が凹部４６の最下方部分Ｐ２よりも上側に位置するものの、取出口４７ｃのうち最も下方に位置する部分Ｐ４を、凹部４６の最下方部分Ｐ２よりも下側に位置させている。

また、第１挿入孔４７ａの端部であって、第２挿入孔４７ｂと接続する部分Ｐ３については、上記第１実施形態と同様にして、凹部４６の最下方部分Ｐ２よりも下側に位置させている。

本実施形態によれば、ボデー４の径方向において第２挿入孔４７ｂの一部が凹部４６と隣り合うものの、軸方向において凹部４６の全体が第２挿入孔４７ｂと隣り合うことは回避されるので、図３（ｂ）に示す第１比較例に比べれば、ボデー４の径方向への大型化を抑制しつつステム５１の搭載自由度を向上できる。

（第４実施形態）
上記第１実施形態では、ボデー４の外周面に高圧ポート４３を設け、ボデー４の側方から高圧燃料を供給するインジェクタに本発明を適用している。そして、ステム５１を挿入配置する凹部４６を、高圧ポート４３との干渉を避けるためボデー４（センサ取付部４５）の上端面４５ａに形成している。

これに対し、図６に示す本実施形態では、ボデー４の上端面に高圧ポート４３を設け、ボデー４の上方から高圧燃料を供給するインジェクタに本発明を適用している。そして、ステム５１を挿入配置する凹部４６を、高圧ポート４３との干渉を避けるためボデー４の外周面に形成している。

なお、高圧ポート４３には、その外周面に図示しない高圧配管が取り付けられるのに対し、低圧ポート４４には、図示しない低圧配管が挿入される低圧配管挿入穴４４ａ（低圧配管接続部）が形成されている。そして、低圧配管挿入穴４４ａは、ボデー４の外周面のうち取出口４７ｃの下方に設けられている。

本実施形態においても上記第１実施形態と同様にして、取出口４７ｃを凹部４６の下方に位置させている。つまり、第１挿入孔４７ａを凹部４６の下方に位置させている。そのため、リード線挿入孔４７ａ，４７ｂと凹部４６とがボデー４の径方向において隣り合うことを回避できるので、ボデー４の径方向への大型化を抑制しつつステム５１の搭載自由度を向上できる。

（第５実施形態）
上記第４実施形態では、ボデー４の外周面に低圧配管挿入穴４４ａ、取出口４７ｃ及び凹部４６を配置するにあたり、取出口４７ｃを、凹部４６の下方に位置させるとともに、低圧配管挿入穴４４ａの上方に位置させている。これに対し、図７に示す本実施形態では、取出口４７ｃを、凹部４６の下方かつ低圧配管挿入穴４４ａの下方に位置させている。

これによれば、上記第４実施形態と同様にして取出口４７ｃを凹部４６の下方に位置させるため、リード線挿入孔４７ａ，４７ｂと凹部４６とがボデー４の径方向において隣り合うことを回避でき、ボデー４の径方向への大型化を抑制しつつステム５１の搭載自由度を向上できる。

さらに、本実施形態では、取出口４７ｃを低圧配管挿入穴４４ａの下方に位置させるため、リード線挿入孔４７ａ，４７ｂと低圧配管挿入穴４４ａとがボデー４の径方向において隣り合うことを回避できる。よって、ボデー４の径方向への大型化を抑制しつつステム５１の搭載自由度を向上できる。

例えば、図６及び図７の比較にて明らかなように、取出口４７ｃを低圧配管挿入穴４４ａの上方に位置させる図６のボデー４に比べて、取出口４７ｃを低圧配管挿入穴４４ａの下方に位置させる図７のボデー４は径方向に小型化できる。但し、図６のボデー４によれば取出口４７ｃを凹部４６の近くに配置できるので、センサ用コネクタ端子６３及び駆動用コネクタ端子６２を共通のコネクタハウジング６１に保持させて１つのコネクタを構成することを、図７のボデー４に比べて容易に実現できる。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。

・上記第１実施形態において、ステム５１を螺子締結することで、センサアッシーＡｓのインジェクタボデー４への組み付けと、両シール面５１ｅ，４６ｂの軸力発生とを同時に行うよう構成しているが、センサアッシーＡｓをインジェクタボデー４へ組み付けるための螺子部と、軸力発生のための螺子部とを別々に備えるよう構成してもよい。

・上記各実施形態では、ステム５１に螺子部５１ｄを形成してステム５１をボデー４に螺子締結させている。これに対し、例えばプレート５３やケース５６に螺子部を形成してボデー４に螺子締結させるよう構成してもよい。

・上記各実施形態では、ステム５１の歪量を検出するセンサ素子として歪ゲージ５２を採用しているが、圧電素子等、他のセンサ素子を採用してもよい。

・上記各実施形態では、ディーゼルエンジンのインジェクタに本発明を適用しているが、ガソリンエンジン、特に、燃焼室Ｅ１に燃料を直接噴射する直噴式のガソリンエンジンに本発明を適用してもよい。

２…電動アクチュエータ、４…インジェクタボデー（ボデー）、１３…ニードル、２１…リード線、４２…係合部（押付面）、４３…高圧ポート、４４…低圧ポート、４５…センサ取付部、４６，４６０…凹部、４７ａ…第１挿入孔（リード線挿入孔）、４７ｂ…第２挿入孔（リード線挿入孔）、４７ｃ…取出口、５０…燃圧センサ、５１…ステム（起歪体）、５２…歪ゲージ（センサ素子）、６１…コネクタハウジング、６２…駆動用コネクタ端子、６３…センサ用コネクタ端子、Ｅ３…ボデー挿入孔。

Claims (7)

1. 内燃機関に搭載されて噴孔から燃料を噴射する燃料噴射弁において、
   前記噴孔へ高圧燃料を流通させる高圧通路を内部に形成するボデーと、
   前記ボデー内部に収容されて前記噴孔を開閉するニードルと、
   前記ニードルを開閉作動させるための電動アクチュエータと、
   前記ボデーに形成されたリード線挿入孔に配置され、前記電動アクチュエータに電力供給するリード線と、
   前記ボデーに取り付けられて前記高圧燃料の圧力を検出する燃圧センサと、
   を備え、
   前記リード線が前記リード線挿入孔から前記ボデーの外に取り出される取出口を、前記燃圧センサよりも前記噴孔に近い側に位置させたことを特徴とする燃料噴射弁。
2. 内燃機関に搭載されて噴孔から燃料を噴射する燃料噴射弁において、
   前記噴孔へ高圧燃料を流通させる高圧通路を内部に形成するボデーと、
   前記ボデー内部に収容されて前記噴孔を開閉するニードルと、
   前記ニードルを開閉作動させるための電動アクチュエータと、
   前記ボデーに形成されたリード線挿入孔に配置され、前記電動アクチュエータに電力供給するリード線と、
   前記ボデーに取り付けられて前記高圧燃料の圧力を検出する燃圧センサと、
   を備え、
   前記ボデーは、前記噴孔が先端に位置する略円柱の形状であり、
   前記リード線が前記リード線挿入孔から前記ボデーの外に取り出される取出口は、前記ボデーの外周面に形成され、
   前記リード線挿入孔は、前記ボデーの円柱中心軸方向に延びる第１挿入孔、及び前記第１挿入孔の端部から前記取出口に向けて延びる第２挿入孔を有し、
   前記第１挿入孔の端部を、前記燃圧センサよりも前記噴孔に近い側に位置させたことを特徴とする燃料噴射弁。
3. 略円柱形状である前記ボデーの外周面には、前記高圧燃料が供給される高圧ポート及び余剰燃料を排出する低圧ポートが設けられ、
   前記ボデーの円柱端部には、前記高圧ポート及び前記低圧ポートよりも反噴孔側に突出する形状のセンサ取付部が設けられ、
   前記センサ取付部には、前記燃圧センサが取り付けられるとともに前記取出口が形成され、
   前記リード線のうち前記取出口の外に取り出されている部分及び前記燃圧センサは、前記センサ取付部とともに樹脂モールドされて封止されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料噴射弁。
4. 前記ボデーは、前記内燃機関のシリンダヘッドに形成されたボデー挿入孔に挿入配置されるとともに、クランプにより前記ボデー挿入孔に押し付けられるよう構成され、
   前記ボデーには、前記クランプが当接して押し付けられる押付面が形成されており、
   前記センサ取付部は、前記押付面よりも反噴孔側に位置することを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射弁。
5. 前記ボデーは、前記内燃機関のシリンダヘッドに形成されたボデー挿入孔に挿入配置されるとともに、クランプにより前記ボデー挿入孔に押し付けられるよう構成され、
   前記ボデーには、前記クランプが当接して押し付けられる押付面が形成されており、
   前記ボデーの反噴孔側端部には、前記押付面よりも反噴孔側に突出する形状のセンサ取付部が設けられ、
   前記センサ取付部には、前記燃圧センサが取り付けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料噴射弁。
6. 前記燃圧センサは、前記ボデーに取り付けられ前記高圧燃料の圧力を受けて弾性変形する起歪体と、前記起歪体に取り付けられ前記起歪体にて生じた歪の大きさを電気信号に変換するセンサ素子と、を有して構成され、
   略円柱状に形成された前記センサ取付部には、前記センサ取付部の外周面又は円柱端面から凹む凹部が形成されており、
   前記凹部に前記起歪体を挿入配置させることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。
7. 前記ボデーに取り付けられて外部ハーネスとコネクタ接続されるコネクタハウジングと、
   前記燃圧センサと電気接続されるセンサ用コネクタ端子と、
   前記リード線と電気接続される駆動用コネクタ端子と、
   を備え、
   前記センサ用コネクタ端子及び前記駆動用コネクタ端子を前記コネクタハウジングに保持させることで、前記センサ用コネクタ端子及び前記駆動用コネクタ端子を共通のコネクタに構成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。

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