JP6647119B2 - 燃料噴射弁、及び燃料噴射弁の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁（インジェクタ）、およびその製造方法に関する。

従来の燃料噴射弁においては、噴孔を開閉させるためのピエゾアクチュエータ等を収容するボディーと、このボディーと回路部品との間に介在するよう配置されたモールド樹脂とを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この燃料噴射弁においては、ボディーの外周面とモールド樹脂の内周面との間がＯリングによって環状にシールされ、水の侵入を防止している。

特開２００９−１１４９７０号公報

一般に、ピエゾアクチュエータ等のアクチュエータに接続された配線が通る本体の開口は、例えば樹脂により形成されたモールド材などにより覆われ、本体内部への水分の浸入が抑制されている。また、本体内の開口からアクチュエータへ至る経路にはシリコンシーリングなどが施されて、アクチュエータへの水分の侵入が抑制されている。このような構成によれば、耐水性に関する規格（例えば、日本工業規格：水に対する保護等級）を満たし、通常想定される使用環境において耐水性を十分に確保することができる。
しかしながら、例えばエンジンルームが水で頻繁に洗浄される場合など、燃料噴射弁が想定以上の水分に曝される場合がある。このため、更なる耐水性の向上が望まれている。

上記特許文献１に記載の燃料噴射弁は、ボディーの外周面とモールド樹脂の内周面との間にＯリングを設けている。即ち、ボディーとモールド樹脂との界面にＯリングを配置するので構成が複雑となる課題がある。また、モールド樹脂を覆うコネクタハウジングとボディーとの間にはＯリングが配置されていないため、モールド樹脂とコネクタハウジングとの界面から水分が侵入する課題がある。

本発明は、上記のような課題を背景になされたもので、簡易な構成により耐水性を向上することができる燃料噴射弁及び燃料噴射弁の製造方法を得るものである。

本発明に係る燃料噴射弁は、アクチュエータへの通電によって燃料噴射孔が開閉される燃料噴射弁であって、前記アクチュエータに接続された配線が通る配線通路が形成された本体と、前記配線通路へ挿入され前記配線通路を塞ぐ閉塞部材と、を備え、前記配線通路は、一端が前記本体の側面に開口し、他端が前記開口よりも前記燃料噴射孔側に配置された前記アクチュエータと連通し、前記配線通路の内壁の前記閉塞部材との界面に、周方向に延びる溝が形成され、前記溝の端部が前記開口と繋がるものである。

本発明に係る燃料噴射弁の製造方法は、アクチュエータへの通電によって燃料噴射孔が開閉される燃料噴射弁の製造方法であって、一端が本体の側面に開口し、他端が前記開口よりも前記燃料噴射孔側に配置された前記アクチュエータと連通し、前記アクチュエータに接続された配線が通る配線通路を形成する工程と、前記配線通路の内壁に、周方向に延び、端部が前記開口と繋がる溝を形成する工程と、前記配線通路を塞ぐ閉塞部材を、少なくとも前記配線通路の前記溝まで挿入する工程と、を有するものである。

本発明は、配線通路の内壁の閉塞部材との界面に、周方向に延びる溝が形成され、溝の端部が本体の側面の開口と繋がる。このため、配線通路の内壁の閉塞部材との界面に侵入した水分が溝に溜まり、溝の端部から本体の外へ排出される。よって、簡易な構成により耐水性を向上することができる。

実施の形態１に係る燃料噴射弁の概略構成を示す斜視図である。 実施の形態１に係る燃料噴射弁の概略構成を示す要部断面図である。 図２のＡ部拡大図である。 実施の形態１に係る燃料噴射弁の本体の要部外形図である。 図４のＢ部拡大図である。 アクチュエータへの水分の侵入経路を説明する図である。 配線通路への水分の侵入経路と排水経路とを説明する燃料噴射弁の要部断面図である。 図７のＡ部拡大図において、配線通路と接合部材との界面に隙間が発生した状態を示す図である。 配線通路への水分の侵入経路と排水経路とを説明する本体の要部外形図である。 図９のＢ部拡大図である。 実施の形態２に係る燃料噴射弁の概略構成を示す要部断面図である。 実施の形態２に係る燃料噴射弁の本体の要部外形図である。

以下、本発明の燃料噴射弁に関する実施の形態について具体的に説明する。ただし、この実施の形態は本発明の一態様を示すものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。
なお、以下の各実施の形態においては、燃料噴射孔が形成された側の端部を燃料噴射弁の下端とし、燃料噴射孔側の端部とは反対側の端部を燃料噴射弁の上端として、燃料噴射弁を説明していく。

実施の形態１．
（構成）
図１は、実施の形態１に係る燃料噴射弁の概略構成を示す斜視図である。図２は、実施の形態１に係る燃料噴射弁の概略構成を示す要部断面図である。
図１及び図２に示すように、本実施の形態１に係る燃料噴射弁１は、下端に燃料噴射孔１２０が形成された本体１００を備えている。本体１００は、例えば外周が円形状に形成されている。また本体１００は、例えば金属で形成されている。本体１００の上端側には、燃料噴射孔１２０に燃料を供給する燃料供給用接続口１５０と、燃料噴射孔１２０から噴射されなかった余剰燃料を外部に排出するための燃料排出用接続口１４０が設けられている。

本体１００の内部には、通電によって燃料噴射孔１２０を開閉するアクチュエータが収納されている。アクチュエータとしては、ピエゾスタックの伸縮に伴う変位を利用してニードルを駆動するピエゾアクチュエータを用いることができる。本体１００には、アクチュエータに接続された配線２１０が通る配線通路１０が形成されている。

配線通路１０は、一端が本体１００の側面に開口し、他端が開口よりも下端側に配置されたアクチュエータと連通する。また、配線通路１０は、本体１００の側面側に形成された大径部１０２と、アクチュエータ側に形成され、大径部１０２よりも開口面積が小さい小径部１０１と、大径部１０２と小径部１０１と境目である段差面１０３とを有している。配線通路１０は、本体１００の側面から中央へ向かって下端側へ傾斜し、アクチュエータへ至る。

配線２１０は、一端がアクチュエータと電気的に接続され、他端がコネクタ１３０の端子と電気的に接続されている。また、配線２１０は、本体１００の配線通路１０に挿入された接合部材２００に保持されている。この接合部材２００は、配線通路１０における本体１００の側面からアクチュエータへ至る経路の一部に設けられ、配線２１０を配線通路１０の中央部に保持する。また、接合部材２００は、配線通路１０における段差面１０３と接するように設けられている。

配線通路１０における大径部１０２を含む本体１００の側面の開口は、モールド材１１０によって覆われている。例えば、モールド材１１０は、本体１００の開口を含む本体１００の側面を囲むように形成されている。モールド材１１０は、例えば樹脂で形成されている。なお、モールド材１１０と、コネクタ１３０とを例えば一体形成しても良い。なお、モールド材１１０及び接合部材２００は、本発明における「閉塞部材」に相当する。

配線通路１０の内壁とモールド材１１０との界面には、配線通路１０の周方向に延びる溝２０が形成されている。詳細を図３〜図５を用いて説明する。

図３は、図２のＡ部拡大図である。図４は、実施の形態１に係る燃料噴射弁の本体の要部外形図である。図５は、図４のＢ部拡大図である。なお、図４においては、本体１００の配線通路１０が開口する側面の外形を示す。
図３〜図５に示すように、段差面１０３は、本体１００の中央側から側面へ向かって下端側に傾斜し、下端側の縁部が本体１００の側面の開口と繋がる。溝２０は、段差面１０３と大径部１０２との接続部に沿って形成され、溝２０の端部が本体１００の側面の開口と繋がる。即ち、溝２０は、本体１００の側面の開口と繋がる端部が、最も下端に近い位置に形成されている。

なお、本実施の形態１においては、溝２０は、段差面１０３と大径部１０２との接続部に沿って形成されているが、本発明はこれに限定されない。例えば、小径部１０１と大径部１０２との間の段差面１０３に溝２０を形成しても良い。また、溝２０の端部の少なくとも一方が、本体１００の側面の開口と繋がる構成でも良い。また、溝２０の断面形状は、例えば図３〜図５に示すように、段差面１０３に対して断面半円状に凹んだ形状に限らず任意の形状で良い。即ち、溝２０は、配線通路１０の内壁において、本体１００の下端側から上端側へ向かう方向の壁面経路が形成される構成であれば良い。
また、本実施の形態１においては、接合部材２００は、配線通路１０の大径部１０２と接していないが、本発明はこれに限定されない。例えば、接合部材２００を、配線通路１０の大径部１０２及び段差面１０３と接するように設けても良い。この場合、溝２０を、配線通路１０の内壁と接合部材２００との界面に設けても良い。

（製造方法）
次に、本実施の形態１における燃料噴射弁１の製造方法を説明する。
まず、本体１００に、小径部１０１と大径部１０２と段差面１０３とを有する配線通路１０を形成する。次に、配線通路１０の段差面１０３と大径部１０２との接続部に沿って、端部が本体１００の側面の開口と繋がる溝２０を形成する。次に、配線２１０を保持する接合部材２００を、配線通路１０における段差面１０３と接するよう挿入する。その後、配線通路１０における大径部１０２を含む本体１００の側面の開口を、モールド材１１０によって覆う。これにより、配線通路１０の内壁とモールド材１１０との界面に溝２０が位置する。

なお、本体１００に配線通路１０を形成する工程と、接合部材２００を配線通路１０に挿入する工程と、本体１００の側面の開口をモールド材１１０によって覆う工程とは、溝２０を形成していない燃料噴射弁１と同様の製造方法を適用することができる。即ち、既設の製造工程に対して溝２０を形成する工程を追加するのみで、本実施の形態１に係る燃料噴射弁１を製造することが可能である。

なお、溝２０を形成していない燃料噴射弁１においても、モールド材１１０によって本体１００内部への水分の浸入が抑制されている。例えば、耐水性に関する規格（例えば、日本工業規格：水に対する保護等級）などを満たす耐水性が確保されている。

（作用）
ここで、本体１００の配線通路１０に溝２０を形成していない構成における水の侵入経路について説明する。

図６は、アクチュエータへの水分の侵入経路を説明する図である。
燃料噴射弁１を構成する各部の材料は、エンジンの駆動に伴う熱により膨張し、エンジンの停止に伴い冷却され収縮する。燃料噴射弁１の本体１００は例えば金属で形成され、モールド材１１０及び接合部材２００は例えば樹脂で形成された場合、線膨張係数の違いにより、本体１００とモールド材１１０及び接合部材２００との界面に隙間が発生する場合がある。図６に示すように、本体１００とモールド材１１０との界面の端部（位置Ｘ）に水分が残留していると、本体１００の配線通路１０とモールド材１１０との界面に発生した隙間および配線通路１０と接合部材２００との界面に発生した隙間を伝って、本体１００の側面の開口からアクチュエータへ至る経路に水分（水及び水蒸気）が侵入する場合がある。

一方、本実施の形態１の燃料噴射弁１は、配線通路１０の内壁に溝２０を形成しているため、アクチュエータへの水分の侵入を抑制することができる。詳細を図７〜図１０を用いて説明する。

図７は、配線通路への水分の侵入経路と排水経路とを説明する燃料噴射弁の要部断面図である。図８は、図７のＡ部拡大図において、配線通路と接合部材との界面に隙間が発生した状態を示す図である。図９は、配線通路への水分の侵入経路と排水経路とを説明する本体の要部外形図である。図１０は、図９のＢ部拡大図である。なお、図８においては、本体１００の配線通路１０が開口する側面の外形を示す。
図７〜図１０において、本体１００とモールド材１１０との界面の端部（位置Ｘ）から侵入した水分は、配線通路１０の大径部１０２とモールド材１１０との界面に発生した隙間を伝って、大径部１０２と段差面１０３との接続部に到達する。配線通路１０の大径部１０２と段差面１０３との接続部に到達した水分は、大径部１０２と段差面１０３との接続に沿って形成された溝２０に溜まる。これにより、配線通路１０に侵入した水分の小径部１０１への侵入が抑制される。

溝２０に溜まった水分は、溝２０を本体１００の側面側へ向かって進み、溝２０の端部から本体１００の側面とモールド材１１０との界面の隙間に伝わる。そして、本体１００の側面とモールド材１１０との界面の隙間に伝わった水分は、本体１００とモールド材１１０との界面の端部（位置Ｙ）から外部へと排出される。これにより、配線通路１０に侵入した水分が、小径部１０１への侵入することなく外部へ排出される。なお、大径部１０２に侵入した水分及び溝２０に溜まった水分の少なくとも一部は、エンジンの駆動に伴う熱により蒸発し、配線通路１０の上端側へ向かって進み、本体１００とモールド材１１０との界面の端部（位置Ｘ）から排出される場合もある。

以上のように本実施の形態１の燃料噴射弁１においては、配線通路１０の内壁のモールド材１１０との界面に、周方向に延びる溝２０が形成され、溝２０の端部が本体１００の開口と繋がる。このため、本体１００とモールド材１１０及び接合部材２００との界面に隙間が発生した場合であっても、アクチュエータへの水分の侵入を抑制することができ、耐水性を向上することができる。また、配線通路１０の内壁に形成した溝２０によって水分の侵入を抑制するため、簡易な構成により耐水性を向上することができる。また、既設の製造工程に対して溝２０を形成する工程を追加するのみで、本実施の形態１に係る燃料噴射弁１を製造することができるため、簡易な構成により耐水性を向上することができる。

実施の形態２．
以下、実施の形態２に係る燃料噴射弁１を上記実施の形態１との相違点を中心に説明する。なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。

図１１は、実施の形態２に係る燃料噴射弁の概略構成を示す要部断面図である。図１２は、実施の形態２に係る燃料噴射弁の本体の要部外形図である。なお、図１２においては、本体１００の配線通路１０が開口する側面の外形を示す。
図１１及び図１２に示すように、本実施の形態２における溝２１は、配線通路１０の大径部１０２に形成されている。即ち、溝２１は、配線通路１０の大径部１０２の内壁とモールド材１１０との界面に、大径部１０２の周方向に延びるように形成され、端部が本体１００の側面の開口と繋がる。また、溝２１の端部は、段差面１０３の下端側の縁部と本体１００の側面の開口との接続部に位置する。即ち、溝２１は、本体１００の側面の開口と繋がる端部が、最も下端に近い位置に形成されている。

このような構成により、本体１００とモールド材１１０との界面に隙間が発生した場合であっても、アクチュエータへの水分の侵入を抑制することができ、耐水性を向上することができる。また、配線通路１０の内壁に形成した溝２１によって水分の侵入を抑制するため、簡易な構成により耐水性を向上することができる。

１ 燃料噴射弁、１０ 配線通路、２０ 溝、２１ 溝、１００ 本体、１０１ 小径部、１０２ 大径部、１０３ 段差面、１１０ モールド材、１２０ 燃料噴射孔、１３０ コネクタ、１４０ 燃料排出用接続口、１５０ 燃料供給用接続口、２００ 接合部材、２１０ 配線。

Claims (7)

1. アクチュエータへの通電によって燃料噴射孔が開閉される燃料噴射弁であって、
   前記アクチュエータに接続された配線が通る配線通路が形成された本体と、
   前記配線通路へ挿入され前記配線通路を塞ぐ閉塞部材と、
   を備え、
   前記配線通路は、
   一端が前記本体の側面に開口し、他端が前記開口よりも前記燃料噴射孔側に配置された前記アクチュエータと連通し、
   前記配線通路の内壁の前記閉塞部材との界面に、周方向に延びる溝が形成され、
   前記溝の端部が前記開口と繋がり、
   前記配線通路は、
   前記本体の側面側に形成された大径部と、
   前記アクチュエータ側に形成され、前記大径部よりも開口面積が小さい小径部と、
   前記大径部と前記小径部と境目である段差面と、を有し、
   前記溝は、
   前記段差面と前記大径部との接続部に沿って形成された
   ことを特徴とする燃料噴射弁。
2. 前記段差面は、
   前記本体の中央側から側面へ向かって前記燃料噴射孔側に傾斜し、
   前記燃料噴射孔側の縁部が前記開口と繋がる
   ことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
3. アクチュエータへの通電によって燃料噴射孔が開閉される燃料噴射弁であって、
   前記アクチュエータに接続された配線が通る配線通路が形成された本体と、
   前記配線通路へ挿入され前記配線通路を塞ぐ閉塞部材と、
   を備え、
   前記配線通路は、
   一端が前記本体の側面に開口し、他端が前記開口よりも前記燃料噴射孔側に配置された前記アクチュエータと連通し、
   前記配線通路の内壁の前記閉塞部材との界面に、周方向に延びる溝が形成され、
   前記溝の端部が前記開口と繋がり、
   前記溝は、
   前記開口と繋がる端部が、最も前記燃料噴射孔に近い位置に形成された
   ことを特徴とする燃料噴射弁。
4. 前記閉塞部材は、
   前記配線を保持する接合部材と、
   前記配線通路の前記開口を覆うモールド材とにより構成された
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の燃料噴射弁。
5. 前記閉塞部材は、樹脂で形成され、
   前記本体は、金属で形成されている
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の燃料噴射弁。
6. アクチュエータへの通電によって燃料噴射孔が開閉される燃料噴射弁の製造方法であって、
   一端が本体の側面に開口し、他端が前記開口よりも前記燃料噴射孔側に配置された前記アクチュエータと連通し、前記アクチュエータに接続された配線が通る配線通路であって、前記本体の側面側に設けられる大径部と、前記アクチュエータ側に設けられ前記大径部よりも開口面積が小さい小径部と、前記大径部と前記小径部と境目である段差面と、を有する配線通路を形成する工程と、
   前記配線通路の内壁に、周方向に延び、端部が前記開口と繋がる溝であって、前記段差面と前記大径部との接続部に沿うように設けられる溝を形成する工程と、
   前記配線通路を塞ぐ閉塞部材を、少なくとも前記配線通路の前記溝まで挿入する工程と、
   を有することを特徴とする燃料噴射弁の製造方法。
7. アクチュエータへの通電によって燃料噴射孔が開閉される燃料噴射弁の製造方法であって、
   一端が本体の側面に開口し、他端が前記開口よりも前記燃料噴射孔側に配置された前記アクチュエータと連通し、前記アクチュエータに接続された配線が通る配線通路を形成する工程と、
   前記配線通路の内壁に、周方向に延び、端部が前記開口と繋がる溝であって、前記開口と繋がる端部が最も噴射孔に近い位置となるように設けられる溝を形成する工程と、
   前記配線通路を塞ぐ閉塞部材を、少なくとも前記配線通路の前記溝まで挿入する工程と、
   を有することを特徴とする燃料噴射弁の製造方法。

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