JP5262948B2 - 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。

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。そこで従来より、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する技術が提案されている。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、噴射終了に伴い燃圧の上昇が停止した時期を検出することで実際の噴射終了時期を検出したりしている（特許文献１〜３参照）。

このような燃圧の変動を検出するにあたり、コモンレール（蓄圧容器）に直接設置された燃圧センサ（レール圧センサ）では、噴射に伴い生じた燃圧変動がコモンレール内で緩衝されてしまうため、正確な燃圧変動を検出することができない。そこで特許文献１〜３記載の発明では、燃圧センサを燃料噴射弁に搭載することで、噴射に伴い生じた燃圧変動がコモンレール内で緩衝する前に、その燃圧変動を検出することを図っている。

特開２００８−１４４７４９号公報 特開２００９−５７９２６号公報 特開２００９−５７９２７号公報

しかしながら、上記特許文献１〜３には、燃圧センサを燃料噴射弁に搭載することは開示されているものの、その搭載位置の詳細についてまでは開示されていない。そこで本発明者らは、図６に示すように燃圧センサ８０を搭載する構造について検討した。

すなわち、円柱側面に高圧燃料の供給口４２１ａｘが形成された本体ボデー４０ｘと、本体ボデー４０ｘに取り付けられた燃圧センサ８０と、を備えて燃料噴射弁を構成する。そして、供給口４２１ａｘから図示しない噴孔へ向けて高圧燃料を流通させる高圧通路（第１通路４２１ｘ及び第２通路４２２ｘ）と、第１通路４２１ｘから分岐して燃圧センサ８０へ高圧燃料を導くセンサ通路４６ｘとを、本体ボデー４０ｘの内部にドリル加工して形成する。

第１通路４２１ｘは、供給口４２１ａｘから本体ボデー４０ｘの中心に向けて延び、第２通路４２２ｘは、第１通路４２１ｘの下流端部から噴孔へ向けて延びる形状である。そして、第１通路４２１ｘの途中からセンサ通路４６ｘを分岐させる。

しかしながら、第１通路４２１ｘの途中からセンサ通路４６ｘを分岐させる上記構成では、第１通路４２１ｘ及び第２通路４２２ｘにセンサ通路４６ｘを追加する分、通路の加工工数が増える。また、第１通路４２１ｘの途中からセンサ通路４６ｘを分岐させるので、高圧燃料による応力が集中する分岐箇所（図６中の符号ｙ１，ｙ２に示す箇所）が増えてしまい、高圧燃料に対する本体ボデー４０ｘ内部の耐圧性が低下する。

この問題を鑑み本発明者らは、センサ通路４６０ｘ（図中の一点鎖線参照）を、第１通路４２１ｘの下流端部から第２通路４２２ｘの反対側に分岐させることを検討した。これによれば、第２通路４２２ｘとともにセンサ通路４６０ｘを一度にドリル加工できるので、加工工数の増加を回避できる。また、応力集中箇所ｙ２を廃止できるので、本体ボデー４０ｘ内部の耐圧性を向上できる。

しかしその背反として、第２通路４２２ｘ及びセンサ通路４６０ｘを一度に加工するにあたり、その加工長さ（図６中のＬ１参照）が長くなるので、燃圧センサ８０の所定部位とセンサ通路４６０ｘとを連通させる連通路４６１ｘに、センサ通路４６０ｘの上端部を精度良く合わせることが困難となり、第２通路４２２ｘ及びセンサ通路４６ｘの加工に高い精度が要求されることとなる。

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、燃圧センサを備えた燃料噴射弁において、高い加工精度が要求されることを回避しつつ、加工工数増大の回避と、高圧燃料に対する本体ボデー内部の耐圧性低下の抑制とを図っ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、噴孔が形成されたノズルボデーと、円柱側面に高圧燃料の供給口が形成された本体ボデーと、前記本体ボデーの円柱側面に取り付けられ高圧燃料の圧力を検出する燃圧センサと、を備え、前記本体ボデーの内部には、前記供給口から前記噴孔へ向けて高圧燃料を流通させる高圧通路、及び前記高圧通路から分岐して前記燃圧センサへ高圧燃料を導くセンサ通路が形成され、前記高圧通路は、前記供給口から前記本体ボデーの円柱径方向に延びる第１通路、及び前記第１通路の下流端部から前記噴孔へ向けて前記挿入の方向に延びる第２通路を備えて構成される。そして、前記本体ボデーの円柱側面のうち、前記本体ボデーの円柱軸に対して前記供給口の反対側に前記燃圧センサを配置するとともに、前記第１通路の下流端部から前記第１通路の延長線上に延びるよう前記センサ通路を形成したことを特徴とする。

本発明によれば、第１通路の下流端部から第１通路の延長線上に延びるようセンサ通路を形成するので、第１通路とともにセンサ通路を一度に加工（例えばドリル加工）でき、加工工数の増加を回避できる。また、第１通路の下流端部から第１通路の延長線上に延びるようセンサ通路を形成するので、応力集中箇所の増加を回避でき、本体ボデー内部の耐圧性を向上できる。

さらに本発明によれば、第１通路の下流端部から延びるようセンサ通路を形成するので、第２通路４２２ｘとともにセンサ通路４６０ｘを一度に加工する場合における加工長さ（図６中のＬ１参照）に比べ、第２通路の加工長さ（図１中のＬ２参照）を短くできる。よって、第１通路に第２通路の端部を精度良く合わせることを容易にでき、第２通路に高い加工精度が要求されることを回避できる。

以上により、本発明によれば、第１通路の下流端部から第１通路の延長線上に延びるようセンサ通路を形成するので、高い加工精度が要求されることを回避しつつ、加工工数増大の回避と、高圧燃料に対する本体ボデー内部の耐圧性低下の抑制とを図ることができる。

ここで、シリンダヘッドへの挿入方向に延びる第２通路は、第１通路及びセンサ通路よりも通路長が長くなる。よって、第１通路及びセンサ通路から第２通路の端部がずれてしまうことが懸念される。この懸念に対し、請求項２記載の発明では、第１通路のうち前記第２通路が接続される部分の直径を、前記第２通路の直径より大きくしたことを特徴とする。

そのため、第２通路に対して垂直な方向において、第１通路の直径を第２通路の直径よりも大きくした分、第２通路の端部の位置がずれることを許容できる。よって、第２通路に要求される加工精度を低減できる。

請求項３記載の発明では、前記本体ボデーのうち反噴孔側の円柱端面に、高圧燃料の余剰分を排出する排出口が形成されていることを特徴とする。

上記発明に反し、排出口を本体ボデーの円柱側面に形成すると、余剰分の燃料（低圧燃料）を排出口まで導く排出通路（低圧通路）を本体ボデー内部にドリル加工するにあたり、本体ボデーの円柱端面から軸方向に延びるよう第１低圧通路を形成し、その後、第１低圧通路の端部と排出口とを連通する第２低圧通路を、径方向に延びるよう形成することを要する。そのため、第１及び第２低圧通路を別々にドリル加工して低圧通路を形成しなければならない。これに対し上記発明によれば、本体ボデーのうち反噴孔側の円柱端面に排出口を形成するので、径方向に延びる第２低圧通路を廃止でき、低圧通路の加工を容易にできる。

また、排出口を本体ボデーの円柱側面に形成した場合には、本体ボデーの軸方向回りの回転位置に応じて排出口の位置が大きく変化するので、排出口に低圧配管を取り付ける作業の作業性が悪化する。これに対し上記発明によれば、本体ボデーのうち反噴孔側の円柱端面に排出口を形成するので、排出口の位置が大きく変化することを回避でき、低圧配管の取付作業性を向上できる。

本発明の第１実施形態にかかる燃料噴射弁の全体断面図。 図１の拡大図。 図２のIII−III断面図。 図２に示す低圧コネクタの、本体ボデーへの取り付け構造を示す図。 本発明の第２実施形態にかかる燃料噴射弁の拡大図。 本発明者らが検討した燃料噴射弁であって、本発明とは別の本体ボデーの構成を示す断面図。

以下、本発明にかかる燃料噴射弁を、車両に搭載されたディーゼルエンジン（内燃機関）のコモンレール式燃料噴射システムに適用した各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。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）
図１は燃料噴射弁１０の全体断面図、図２は図１の拡大図である。燃料噴射弁１０は、エンジンのシリンダヘッドＥ２に挿入搭載され、コモンレールから供給される燃料をエンジンの各気筒の燃焼室Ｅ１へ直接噴射するものである。

先ず、図１を用いて燃料噴射弁１０の全体構造を説明する。燃料噴射弁１０は、ノズルボデー２０、ニードル３０、本体ボデー４０、オリフィスプレート５０、及び電磁ユニット６０等より構成される。

これらのノズルボデー２０及び本体ボデー４０の一部は、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。本体ボデー４０にはクランプＫの一端と係合する係合部４０ａ（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４０ａ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、燃料噴射弁１０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。

ノズルボデー２０は、オリフィスプレート５０を介して本体ボデー４０の図示下側（噴孔側）に、リテーニングナット１１により固定されている。ノズルボデー２０には、ニードル３０を摺動自在に収容するガイド孔２１（ニードル収容室）と、ニードル３０のリフトアップ時に燃料を噴射する噴孔２２等が形成されている。本明細書では、ノズルボデー２０に対して噴孔２２の側（図１の下側）を「下側」、噴孔２２の反対側（図１の上側）を「上側」と呼ぶ。

ガイド孔２１は、ノズルボデー２０の上端面からノズルボデー２０の先端部に向かって穿設され、ガイド孔２１内周面とニードル３０外周面との隙間により、噴孔２２へ高圧燃料を導く高圧通路２３が形成されている。また、ガイド孔２１の途中には、ノズルボデー２０の内径が拡大する燃料溜室２４が形成されている。高圧通路２３（ガイド孔２１）は、上流端がノズルボデー２０の上端面に開口して、オリフィスプレート５０に形成される高圧通路５１に接続されている。

ノズルボデー２０内周面のうち高圧通路２３の先端部分には円錐状の着座面２２１が形成され、ニードル３０の先端部には前記着座面２２１に着座するシート面３３１が形成されている。このシート面３３１が着座面２２１に着座することにより、噴孔２２へ通じる高圧通路２３をニードル３０が閉塞遮断することとなる。

ガイド孔２１には円筒形状のシリンダ２５が配置されており、シリンダ２５の下端面とニードル３０の上端面との間には、ニードル３０を閉弁方向（図１の下方向）に押圧するスプリング２６が配置されている。シリンダ２５の内周面には、ニードル３０の上端面に高圧燃料圧力を背圧として付与させる背圧室２７が形成されている。この背圧によりニードル３０は閉弁方向（図１の下方向）に付勢される。また、燃料溜室２４の高圧燃料の圧力は、ニードル３０を開弁方向（図１の上方向）に付勢する。

略円柱形状である本体ボデー４０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４４（高圧配管接続部）が形成され、本体ボデー４０の上端面には、図示しない低圧配管と接続される低圧コネクタ９０（低圧配管接続部）が取り付けられている。そして、コモンレールから高圧配管を通じて高圧ポート４４に供給される燃料は、円筒状の本体ボデー４０の外周面側から供給され、供給された高圧燃料の余剰分は、円筒状の本体ボデー４０の上端面側から低圧コネクタ９０を通じて排出される。

本体ボデー４０の内部には、高圧ポート４４に導入された高圧燃料を、オリフィスプレート５０の高圧通路５１を介してノズルボデー２０の高圧通路２３へ導く高圧通路４２１，４２２、電磁ユニット６０を挿入配置するための収容孔４３、余剰燃料を背圧室２７から低圧コネクタ９０へ導く低圧通路４５、後述するセンサ通路４６及びリード線挿入孔４７等が形成されている。

これら収容孔４３、低圧通路４５、センサ通路４６、リード線挿入孔４７及び高圧通路４２１，４２２を構成する後述の第２通路４２２は、燃料噴射弁１０の軸方向（図１の上下方向）に延びる形状である。本明細書で言う「軸方向」とは、燃料噴射弁１０の長手方向のことであり、シリンダヘッドＥ２に挿入搭載される燃料噴射弁１０の挿入方向のことでもある。

本実施形態では、本体ボデー４０の軸方向に対して垂直な方向（図１の左右方向）に電磁ユニット６０と高圧通路（第２通路４２２）とが並ぶようレイアウトされている。

オリフィスプレート５０には、高圧通路５１から背圧室２７へ高圧燃料を流入させる流入通路５２と、背圧室２７から低圧側へ流出させる流出通路５３とが形成されている。また、流入通路５２には流入側オリフィスが形成され、流出通路５３には流出側オリフィスが形成されている。

電磁ユニット６０は、電磁コイル６２を有するステータ６３と、このステータ６３に対向して可動するアーマチャ６４と、アーマチャ６４と一体に可動して流出通路５３を開閉するボール弁６５（制御弁）等を備えて構成されている。

本体ボデー４０の上部にはコネクタ７０が取り付けられ、コネクタ７０は、樹脂製のコネクタハウジング７１と、コネクタハウジング７１に保持された駆動用コネクタ端子７２及びセンサ用コネクタ端子７３とを備えて構成されている。そして、電磁ユニット６０の電磁コイル６２と駆動用コネクタ端子７２とが、リード線７４により電気的に接続されている。

ちなみに、リード線７４は、保持部材７４ａに保持された状態で、本体ボデー４０に形成されたリード線挿入孔４７に挿入配置されている。保持部材７４ａは、リード線７４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７４ａは、リード線７４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。

電磁コイル６２へ通電すると、アーマチャ６４はステータ６３へ吸引されて可動する。また、ステータ６３の中心部分に収容されたスプリング６６は、ボール弁６５を閉弁する方向（図１の下方向）へアーマチャ６４に弾性力を付勢する。

ここで、噴孔２２からの燃料噴射に伴い、ノズルボデー２０及び本体ボデー４０内部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８０が、本体ボデー４０の外周面に取り付けられている。

燃圧センサ８０により検出された圧力変動波形中において、噴孔２２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、図２を用いて燃圧センサ８０の構造について説明する。

燃圧センサ８０は、後に詳述するセンサ通路４６内の高圧燃料の圧力を受けて弾性変形するステム８１（起歪体）と、ステム８１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８２（センサ素子）と、を備えて構成されている。

ステム８１は、高圧燃料を内部に導入する流入口８１ａが一端に形成された円筒形状の円筒部８１ｂと、円筒部８１ｂの他端を閉塞する円板形状のダイヤフラム部８１ｃとを備えて構成されている。流入口８１ａから円筒部８１ｂ内に流入した高圧燃料の圧力を、円筒部８１ｂの内面及びダイヤフラム部８１ｃで受け、これによりステム８１全体が弾性変形することとなる。

ステム８１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８２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。

本体ボデー４０の側面には、ステム８１の円筒部８１ｂが挿入される取付穴４０ｂが形成されている。そして、取付穴４０ｂの内周面に形成された雌螺子部に、ステム８１の円筒部８１ｂの外周面に形成された雄螺子部８１ｄを螺子締結することで、燃圧センサ８０は本体ボデー４０に取り付けられる。

円筒部８１ｂのうち流入口８１ａ周りに位置する円筒端面にはセンサ側シール面８１ｅが形成され、取付穴４０ｂの底面にはボデー側シール面４０ｃが形成されている。両シール面８１ｅ，４０ｃは、ステム８１の軸方向（図２の左右方向）に対して垂直に拡がる向きの面であり、流入口８１ａ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８１ｅをボデー側シール面４０ｃに押し付けて密着させることで、本体ボデー４０とステム８１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８１ｅ，４０ｃを押し付ける力（軸力）は、本体ボデー４０へのステム８１の螺子締結により生じている。つまり、本体ボデー４０へのステム８１の取り付けと軸力発生とを同時に行う。

歪ゲージ８２は、ダイヤフラム部８１ｃに取り付けられている。したがって、円筒部８１ｂ内に流入した高圧燃料の圧力によりステム８１が拡大するよう弾性変形した時、ダイヤフラム部８１ｃに生じた歪の大きさ（弾性変形量）を歪ゲージ８２が検出することとなる。

本体ボデー４０の上部には、以下に説明するモールドＩＣ８４が取り付けられている。モールドＩＣ８４は、電子部品８４ａ及び電極８４ｂ，８４ｃを樹脂モールドして構成されている。電極８４ｂを歪ゲージ８２とワイヤボンドにより電気接続することで、電子部品８４ａは歪ゲージ８２と接続される。また、複数の電極８４ｃは複数のセンサ用コネクタ端子７３の各々と電気接続される。

電子部品８４ａは、歪ゲージ８２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８２に電圧印加する回路等を構成する。

電圧印加回路から電圧印加された歪ゲージ８２は、ダイヤフラム部８１ｃ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８１ｃ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電子部品８４ａの増幅回路に出力される。増幅回路は、歪ゲージ８２（ブリッジ回路）から出力される圧力検出値を増幅し、増幅した信号は電極８４ｃを通じてセンサ用コネクタ端子７３から出力される。

複数のセンサ用コネクタ端子７３には、燃圧センサ８０の検出信号を出力する端子、電源を供給する端子、接地用端子等が含まれている。コネクタ７０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、電子部品８４ａ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。

電子部品８４ａ及び歪ゲージ８２は、金属製のシールドカバー８５，８６により覆われている。これにより、シールドカバー８５，８６が外部ノイズを遮断して、電子部品８４ａ及び歪ゲージ８２を保護する。

燃圧センサ８０、モールドＩＣ８４及びシールドカバー８５，８６は、コネクタ端子７２，７３とともに樹脂材７１ｍによりモールドされることで、本体ボデー４０に保持された状態となっている。前記樹脂材７１ｍの一部はコネクタハウジング７１を構成する。

次に、本体ボデー４０の内部に形成されたセンサ通路４６、高圧通路４２１，４２２及びステム８１（取付穴４０ｂ）等の配置レイアウトについて、図２〜図３を用いて詳細に説明する。図３は、本体ボデー４０単体を示す図２のIII−III断面図である。

高圧通路４２１，４２２は、それぞれ別々にドリル加工して形成された第１通路４２１及び第２通路４２２を有して構成されている。第１通路４２１は、本体ボデー４０の外周面（高圧ポート４４）に開口する供給口４２１ａから本体ボデー４０の円柱径方向に延びる形状である。第２通路４２２は、第１通路４２１の下流端部から、本体ボデー４０の下端面４０Ｒ（図１参照）まで、本体ボデー４０の軸方向に延びる形状である。

第１通路４２１は、フィルタ４８が挿入配置される大径部４２１ｂと、大径部４２１ｂの下流側に連通して大径部４２１ｂよりも小径に形成された小径部４２１ｃとを有している。第２通路４２２は小径部４２１ｃに接続される。以上により、第１通路４２１及び第２通路４２２は直角に接続される。

ステム８１が挿入配置される取付穴４０ｂは、本体ボデー４０の円柱側面のうち供給口４２１ａの反対側に配置されている。そして、センサ通路４６は、第１通路４２１の下流端部から第１通路４２１の延長線上に延びる形状であって、小径部４２１ｃの下流端から本体ボデー４０の径方向に延びる形状である。

小径部４２１ｃ及びセンサ通路４６は同軸上に配置されるとともに、直径も同一である。よって、小径部４２１ｃをドリル加工するにあたり、そのドリル加工長を小径部４２１ｃの長さから延長して本体ボデー４０を貫通させることで、小径部４２１ｃ及びセンサ通路４６を一度に加工している。

なお、ステム８１を取付穴４０ｂに取り付けた状態において、ステム８１の円筒部８１ｂの内部通路８１ｆ（図１参照）は、センサ通路４６と同軸上に配置される。

また、図３に示すように、第１通路４２１のうち第２通路４２２が接続される部分（小径部４２１ｃ）の直径ｄ１を、第２通路４２２のうち第１通路４２１と接続される部分（上端部分）の直径ｄ２より大きくしている。

リード線挿入孔４７及び収容孔４３は同軸上に形成されており、本体ボデー４０の下端面４０Ｒから上方に向けて本体ボデー４０の軸方向にドリル加工することにより形成されている。リード線挿入孔４７の上端開口部４７ａ（図２参照）は、センサ通路４６の下方に位置する。

低圧通路４５は、本体ボデー４０の下端面４０Ｒから本体ボデー４０の軸方向にドリル加工することにより、本体ボデー４０を軸方向に貫通して形成されている。本体ボデー４０の上端面４０Ｓ（図２参照）のうち低圧通路４５の上端に位置する部分には、取付口４５ａ（排出口）が形成されている。

図４に示すように、本体ボデー４０の取付口４５ａには、Ｏリング９１（シール材）を介して低圧コネクタ９０が挿入配置されている。低圧コネクタ９０の上端に形成された開口９２が低圧配管と連通するよう、図示しない低圧配管が低圧コネクタ９０に接続されている。

高圧ポート４４は、本体ボデー４０の外周面から径方向に延出しているのに対し、低圧コネクタ９０は、本体ボデー４０の上端面４０Ｓから軸方向に延出している。ステム８１は、本体ボデー４０の外周面から径方向に、高圧ポート４４と同軸上に延出している。

次に、燃料噴射弁１０の作動を説明する。

電磁コイル６２への通電が停止されている場合には、ボール弁６５が流出通路５３を閉弁しているので、ニードル３０を閉弁方向へ付勢する力（背圧室２７の燃圧による力＋スプリング２６の付勢力）がニードル３０を開弁方向へ押し上げる力（燃料溜室２４の燃圧によるリフト力）より大きくなる。その結果、ニードル３０のシート面３３１が着座面２２１に着座して、高圧通路２３と噴孔２２との間を遮断することにより、燃料は噴射されない。

電磁コイル６２に通電されている場合には、磁化されたステータ６３にアーマチャ６４が吸引され、スプリング６６の付勢力に抗してステータ６３側へアーマチャ６４が移動することにより、ボール弁６５が背圧室２７の燃圧を受けて流出通路５３を開弁する。そのため、背圧室２７の高圧燃料が流出通路５３を通じて低圧側に開放され、背圧室２７の燃圧が低下する。その結果、ニードル３０を閉弁方向に付勢する力より、ニードル３０を開弁方向へ押し上げる力（燃料溜室２４の燃圧によるリフト力）の方が上回った時点でニードル３０がリフト作動する。すると、コモンレールより燃料噴射弁１０に供給された高圧燃料は、本体ボデー４０の高圧通路４２、オリフィスプレート５０の高圧通路５１、ノズルボデー２０の高圧通路２３を通じて噴孔２２より噴射される。

以上により、本実施形態によれば以下の効果が得られるようになる。

（１）本体ボデー４０内部に形成された第１通路４２１（高圧通路）と同軸上にセンサ通路４６を形成するので、第１通路４２１とともにセンサ通路４６を一度に加工（例えばドリル加工）でき、加工工数の増加を回避できる。

（２）第１通路４２１と同軸上にセンサ通路４６を形成するので、応力集中箇所（図６中の符号ｙ１，ｙ２参照）の増加を回避でき、本体ボデー４０内部の耐圧性を向上できる。

（３）第１通路４２１と同軸上にセンサ通路４６を形成するので、図６の構成における加工長さＬ１に比べ、第２通路４２２の加工長さ（図１中のＬ２参照）を短くできる。よって、第１通路４２１に第２通路４２２の上端部を精度良く合わせることを容易にでき、第２通路４２２に高い加工精度が要求されることを回避できる。

（４）第１通路４２１のうち第２通路４２２が接続される小径部４２１ｃの直径ｄ１を、第２通路４２２の直径ｄ２より大きくしているので、本体ボデー４０の径方向において、第２通路４２２の上端部がずれることを許容できる。よって、第２通路４２２に要求されるドリル加工の精度を低減できる。

（５）本体ボデー４０の上端面４０Ｓに、低圧コネクタ９０を取り付ける取付口４５ａ（排出口）を形成する。そのため、低圧通路４５を本体ボデー４０の軸方向に一直線に延びる形状にすることを実現できる。よって、低圧通路４５をドリル加工するにあたり、本体ボデー４０の外周面に取付口４５ａと形成した場合に比べて、その加工工数を低減できる。

（６）本実施形態に反し、排出口を本体ボデー４０の外周面に形成した場合には、本体ボデー４０の軸方向回りの回転位置に応じて取付口４５ａの回転位置が大きく変化するので、取付口４５ａに取り付けられた低圧コネクタ９０に、低圧配管を取り付ける作業の作業性が悪化する。これに対し、本体ボデー４０の上端面４０Ｓに取付口４５ａを形成した本実施形態によれば、取付口４５ａの回転位置が大きく変化することを回避でき、低圧配管の取付作業性を向上できる。

（７）本実施形態に反し、本体ボデー４０の上端面４０Ｓに高圧ポート４４を設けると、燃料噴射弁１０の体格が軸方向に大きくなる。また、高圧ポート４４に接続される高圧配管に、燃料流通方向を９０度曲げるエルボを採用したとしても、流通対象となる燃料が高圧であるため、エルボの曲率半径を十分に小さくすることができない。そのため、内燃機関のエンジンカバー内における燃料噴射弁１０及び高圧配管の搭載スペースが、エルボの高さ分だけ前記軸方向に大きくなる。

これに対し本実施形態では、本体ボデー４０の外周面に高圧ポート４４を設け、本体ボデー４０の外周面側から高圧燃料を供給させるので、燃料噴射弁１０及び高圧配管に要する搭載スペースが軸方向に大きくなることを回避できる。

（８）本実施形態では、ステム８１を本体ボデー４０と別体に形成するので、以下の効果が発揮される。

すなわち、熱膨張収縮により生じる本体ボデー４０の内部応力がステム８１に伝播される際に、その伝搬ロスを大きくできる。つまり、ステム８１を本体ボデー４０とは別体に構成することで、本体ボデー４０の歪によるステム８１への影響が小さくなる。よって、本体ボデー４０とは別体に構成されたステム８１に歪ゲージ８２を取り付けた本実施形態によれば、歪ゲージ８２を本体ボデー４０に直接取り付けた場合に比べて、本体ボデー４０に生じる歪の影響を歪ゲージ８２が受けることを抑制できる。したがって、燃圧センサ８０による燃圧検出の精度を向上できる。

（９）ステム８１を本体ボデー４０と別体に形成するとともに、ステム８１の材質を、本体ボデー４０に比べて熱膨張係数が小さい材質にするので、ステム８１自体が熱膨張収縮して歪みが生じてしまうことを抑制できる。また、本体ボデー４０全体を熱膨張係数が小さい材質にする場合に比べて、ステム８１のみを熱膨張係数が小さい材質にすればよいので、材料コストの低減を図ることができる。

（１０）ステム８１を本体ボデー４０と別体に形成するので、歪ゲージ８２が取り付けられた状態のステム８１を本体ボデー４０に取り付ける前の時点で、歪ゲージ８２の出力値に異常がないかを検査できるので、その検査の作業性を向上できる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、ステム８１を本体ボデー４０と別体に形成するのに対し、図５に示す本実施形態では、ステム８１を廃止して、歪ゲージ８２を本体ボデー４０に直接取り付けている。

より詳細に説明すると、本実施形態では、第１通路４２１とともにセンサ通路４６をドリル加工する際に、本体ボデー４０を貫通させず、ステム８１のダイヤフラム部８１ｃに相当する薄肉部８１０ｃを残すように、供給口４２１ａからドリル加工する。そして、薄肉部８１０ｃの外面に歪ゲージ８２（センサ素子）を貼り付ける。したがって、歪ゲージ８２は、センサ通路４６内の高圧燃料を受けて生じた薄肉部８１０ｃの歪量を検出することで、高圧燃料の圧力を検出できる。

本実施形態によっても、上記第１実施形態の効果（１）〜（７）と同様の効果が発揮される。また、ステム８１を廃止した構造であるため、第１実施形態で要するシール面８１ｅ，４０ｃの加工を不要にできる。

（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実施形態では、ニードル３０を開閉作動させる電動アクチュエータとして、ステータ及びアーマチャ６４により構成された電磁ユニット６０を採用しているが、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を採用してもよい。

・上記各実施形態では、同軸上に形成された第１通路４２１及びセンサ通路４６を、本体ボデー４０の軸方向に対して垂直に延びるよう形成しているが、前記軸方向に対して傾斜するよう形成してもよい。

・上記各実施形態では、本体ボデー４０の軸方向に対して平行に延びるよう第２通路４２２を形成しているが、前記軸方向に対して傾斜するよう形成してもよい。

・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。

２０…ノズルボデー、２２…噴孔、４０…本体ボデー、４０Ｓ…本体ボデーのうち反噴孔側の円柱端面、４５ａ…取付口（排出口）、４６…センサ通路、８０…燃圧センサ、４２１…第１通路（高圧通路）、４２１ａ…供給口、４２１ｃ…小径部（第１通路のうち第２通路が接続される部分）、４２２…第２通路（高圧通路）、ｄ１…小径部の直径、ｄ２…第２通路の直径、Ｅ２…シリンダヘッド。

Claims (3)

1. 内燃機関のシリンダヘッドに挿入配置され、高圧燃料を噴射する噴孔が形成されたノズルボデーと、
   前記挿入の方向に延びる円柱形状であり、円柱側面に高圧燃料の供給口が形成された本体ボデーと、
   前記本体ボデーの円柱側面に取り付けられ、高圧燃料の圧力を検出する燃圧センサと、を備え、
   前記本体ボデーの内部には、前記供給口から前記噴孔へ向けて高圧燃料を流通させる高圧通路、及び前記高圧通路から分岐して前記燃圧センサへ高圧燃料を導くセンサ通路が形成され、
   前記高圧通路は、前記供給口から前記本体ボデーの円柱径方向に延びる第１通路、及び前記第１通路の下流端部から前記噴孔へ向けて前記挿入の方向に延びる第２通路を備えて構成され、
   前記本体ボデーの円柱側面のうち、前記本体ボデーの円柱軸に対して前記供給口の反対側に前記燃圧センサを配置するとともに、前記第１通路の下流端部から前記第１通路の延長線上に延びるよう前記センサ通路を形成したことを特徴とする燃料噴射弁。
2. 前記第１通路のうち前記第２通路が接続される部分の直径を、前記第２通路の直径より大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
3. 前記本体ボデーのうち反噴孔側の円柱端面に、高圧燃料の余剰分を排出する排出口が形成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。

Images