特許 6647035 燃料噴射弁、及び燃料噴射弁の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6647035

(24)【登録日】2020年1月16日

(45)【発行日】2020年2月14日

(54)【発明の名称】燃料噴射弁、及び燃料噴射弁の製造方法

(51)【国際特許分類】

   F02M 61/16 20060101AFI20200203BHJP

   F02M 51/06 20060101ALI20200203BHJP

【ＦＩ】

   F02M61/16 W

   F02M61/16 J

   F02M61/16 K

   F02M51/06 M

   F02M51/06 U

   F02M61/16 P

【請求項の数】10

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-250748(P2015-250748)

(22)【出願日】2015年12月23日

(65)【公開番号】特開2017-115645(P2017-115645A)

(43)【公開日】2017年6月29日

【審査請求日】2018年9月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003333

【氏名又は名称】ボッシュ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】魚住 保文

(72)【発明者】

【氏名】小川原 浩史

(72)【発明者】

【氏名】奥原 伸二

(72)【発明者】

【氏名】藤井 将太

【審査官】 小笠原 恵理

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０９４３５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２４５１６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ６１／１６

Ｆ０２Ｍ ５１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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開口が形成された本体と、
前記開口を覆うモールド材と、
前記モールド材の外表面と前記本体の外表面とが接触する位置に配置されたシール部材と、
前記シール部材を、前記モールド材と前記本体との界面へ向かって圧力を加えて保持する保持部材と、
を備え、
前記保持部材は、
互いに対向する一対のアーム部と、
前記一対のアーム部の基端部同士を連結する連結部とを有し、
前記一対のアームの間に、前記モールド材と前記シール部材とを挟むクリップによって構成された
ことを特徴とする燃料噴射弁。

【請求項2】

前記保持部材は、弾性変形による弾性力で前記モールド材と前記シール部材とを挟んで保持する
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。

【請求項3】

前記保持部材は、
前記一対のアーム部を複数備え、
複数の前記一対のアーム部の前記連結部が一体形成された
ことを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射弁。

【請求項4】

前記本体は、前記開口が側面に形成され、
前記モールド材は、前記開口を含む前記本体の側面を囲むように形成され、
前記シール部材は、前記モールド材の上面側と下面側とのそれぞれに設けられた
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。

【請求項5】

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開口が形成された本体と、
前記開口を覆うモールド材と、
前記モールド材の外表面と前記本体の外表面とが接触する位置に配置されたシール部材と、
前記シール部材を、前記モールド材と前記本体との界面へ向かって圧力を加えて保持する保持部材と、
を備え、
前記本体は、前記開口が側面に形成され、
前記モールド材は、前記開口を含む前記本体の側面を囲むように形成され、
前記シール部材は、前記モールド材の上面側と下面側とのそれぞれに設けられた
ことを特徴とする燃料噴射弁。

【請求項6】

前記本体は、外周が円形状に形成され、
前記シール部材は、Ｏリングである
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の燃料噴射弁。

【請求項7】

前記シール部材と前記保持部材との間に座金を備えた
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の燃料噴射弁。

【請求項8】

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開口が形成された本体と、
前記開口を覆うモールド材と、
前記モールド材の外表面と前記本体の外表面とが接触する位置に配置されたシール部材と、
前記シール部材を、前記モールド材と前記本体との界面へ向かって圧力を加えて保持する保持部材と、
を備え、
前記シール部材と前記保持部材との間に座金を備えた
ことを特徴とする燃料噴射弁。

【請求項9】

前記モールド材は、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１〜８の何れか一項に記載の燃料噴射弁。

【請求項10】

アクチュエータに接続された配線が通る開口が形成された本体と、前記開口を覆うモールド材とを備え、前記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、
前記モールド材の外表面と前記本体の外表面とが接触する位置にシール部材を配置する工程と、
前記シール部材を、前記モールド材と前記本体との界面へ向かって圧力を加えて保持する保持部材を取り付ける工程と、
を有し、
前記保持部材は、
互いに対向する一対のアーム部と、
前記一対のアーム部の基端部同士を連結する連結部とを有し、
前記一対のアームの間に、前記モールド材と前記シール部材とを挟むクリップによって構成された
ことを特徴とする燃料噴射弁の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−１１４９７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

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。

【0005】

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。

【0006】

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。

【課題を解決するための手段】

【0007】

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開口が形成された本体と、前記開口を覆うモールド材と、前記モールド材の外表面と前記本体の外表面とが接触する位置に配置されたシール部材と、前記シール部材を、前記モールド材と前記本体との界面へ向かって圧力を加えて保持する保持部材と、を備えたものである。

【0008】

本発明に係る燃料噴射弁の製造方法は、アクチュエータに接続された配線が通る開口が形成された本体と、前記開口を覆うモールド材とを備え、前記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、前記モールド材の外表面と前記本体の外表面とが接触する位置にシール部材を配置する工程と、前記シール部材を、前記モールド材と前記本体との界面へ向かって圧力を加えて保持する保持部材を取り付ける工程と、を有するものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明は、モールド材の外表面と本体の外表面とが接触する位置にシール部材を配置し、保持部材によって、シール部材をモールド材と本体との界面へ向かって圧力を加えて保持するので、簡易な構成により耐水性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】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】実施の形態１に係る燃料噴射弁の概略構成を示す分解斜視図である。

【図3】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4】実施の形態１に係る燃料噴射弁の概略構成を示す要部上面図である。

【図5】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。

【図6】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。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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。

【0012】

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分解斜視図である。図３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４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上面図である。
図１〜図４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。

【0013】

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の側面には、開口１０１が形成され、アクチュエータへ給電する配線２１０が配設されている。開口１０１は、本体１００の下端側へ向かって傾斜し、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の開口１０１に設けられた接合部材２００に保持されている。この接合部材２００は、本体１００の開口１０１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を開口の中央部に保持する。

【0014】

本体１００の開口１０１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１０１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、開口１０１を覆うモールド材１１０と、コネクタ１３０とを例えば一体形成しても良い。

【0015】

モールド材１１０の外表面と本体１００の外表面とが接触する位置には、シール部材３０が配置されている。シール部材３０としては、例えばゴム材料のＯリングを用いる。本実施の形態１の燃料噴射弁１は、図３に示すように、モールド材１１０が、本体１００の側面を囲むように形成されている。即ち、モールド材１１０の上面側の外表面と本体１００の外表面とが接触する位置Ａ、及びモールド材１１０の下面側の外表面と本体１００の外表面とが接触する位置Ｂのそれぞれにシール部材３０が配置されている。

【0016】

シール部材３０は、保持部材１０によって、モールド材１１０と本体１００との界面へ向かって圧力を加えて保持されている。本実施の形態１においては、保持部材１０は、例えば、弾性変形による弾性力でモールド材１１０とシール部材３０とを挟んで保持するクリップによって構成されている。具体的には、保持部材１０は、互いに対向する一対のアーム部１１ａ、１１ｂと、一対のアーム部１１ａ、１１ｂの基端部同士を連結する連結部１２とを有している。また、保持部材１０は、一対のアーム部１１ａ、１１ｂを二つ備え、これらの連結部１２が一体形成されている。このような構成により、保持部材１０は、一対のアーム部１１ａ、１１ｂと互いに離れる方向に弾性変形した際の弾性力により、モールド材１１０と本体１００との界面へ向かって圧力を加えてシール部材３０を保持する。

【0017】

シール部材３０と保持部材１０との間には、座金２０が配設されている。座金２０は、シール部材３０の形状に対応した形状を有している。例えば、本体１００の外周が円形状であり、シール部材３０が円形形状（Ｏリング）である場合には、平面視においてシール部材３０を覆う大きさの円形形状を有している。
保持部材１０の一対のアーム部１１ａ、１１ｂは、それぞれ座金２０に当接して、座金２０を介してシール部材３０を保持する。このような構成により、保持部材１０からの圧力が一箇所に集中することがなく、シール部材３０の全体に保持部材１０からの圧力を与えることができる。

【0018】

なお、本実施の形態１においては、保持部材１０は、一対のアーム部１１ａ、１１ｂを二つ備え、これらの連結部１２が一体形成されているが、本発明はこれに限定されず、任意の数のアーム部を備え、一部または全てが独立して形成されても良い。即ち、保持部材１０は、弾性変形による弾性力でモールド材１１０とシール部材３０とを挟んで保持する構成で有ればよい。

【0019】

（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、モールド材１１０によって開口１０１が覆われた本体１００を製造する。なお、本体１００の構成のみにおいても、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。

【0020】

次に、本体１００の上端からシール部材３０を通し、モールド材１１０の外表面と本体１００の外表面とが接触する位置Ａにシール部材３０を配置する。更に、本体１００の上端から座金２０を通し、シール部材３０に接触させる。また、本体１００の下端からシール部材３０を通し、モールド材１１０の外表面と本体１００の外表面とが接触する位置Ｂにシール部材３０を配置する。更に、本体１００の下端から座金２０を通し、シール部材３０に接触させる。

【0021】

次に、保持部材１０の一対のアーム部１１ａ、１１ｂを互いに離れる方向に弾性変形させ、一対のアーム部１１ａ、１１ｂを、本体１００の上端側に配置された座金２０と下端側に配置された座金２０とに当接させる。これにより、シール部材３０は、モールド材１１０と本体１００との界面へ向かって圧力が加えられる。

【0022】

このように、シール部材３０及び保持部材１０を本体１００に取り付ける工程においては、本体１００に対して加工等を行うことなく本体１００に取り付けることが可能である。即ち、既設の製造工程に加えて、シール部材３０及び保持部材１０を本体１００に取り付ける工程を追加することが可能である。

【0023】

（作用）
ここで、本体１００にシール部材３０を取り付けていない構成における水の侵入経路について説明する。

【0024】

図５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との界面に隙間が発生する場合がある。図５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Ａ及び位置Ｂ）に水分が残留していると、本体１００とモールド材１１０との界面に発生した隙間を伝って、開口１０１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。

【0025】

一方、本実施の形態１の燃料噴射弁１は、モールド材１１０の外表面と本体１００の外表面とが接触する位置に配置されたシール部材３０と、シール部材３０を、モールド材１１０と本体１００との界面へ向かって圧力を加えて保持する保持部材１０とを備えている。このため、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、本体１００とモールド材１１０との界面の端部（位置Ａ及び位置Ｂ）をシール部材３０によって密閉することができ、耐水性を向上することができる。

【0026】

また、本実施の形態１の燃料噴射弁１においては、保持部材１０は、弾性変形による弾性力でモールド材１１０とシール部材３０とを挟んで保持する。
このため、シール部材３０及び保持部材１０を本体１００に取り付けるための加工を本体１００に施す必要が無く、簡易な構成により耐水性を向上することができる。

【0027】

なお、本実施の形態１では、モールド材１１０は、本体１００の開口１０１を含む本体１００の側面を囲むように形成され、モールド材１１０と本体１００との界面の端部が、上面側と下面側とに形成された構成であるが、本発明はこれに限定されない。例えば、燃料供給用接続口１５０が本体１００の側面に設けられた燃料噴射弁１において、燃料供給用接続口１５０よりも上方の本体１００の側面と上端部とをモールド材１１０で覆う構成においても、本発明を適用することが可能である。即ち、保持部材１０のアーム部１１ａを、モールド材１１０で覆われた本体１００の上端部に当接させ、アーム部１１ｂを、モールド材１１０の下面側に配置された座金２０に当接させ、シール部材３０を保持する構成としても良い。

【0028】

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。

【0029】

図６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６に示すように、本実施の形態２における保持部材２１は、環状に形成され、内周部から外周部へ向かって傾斜した皿ばね状に構成されている。本体１００の外周には、保持部材２１が係合する環状の溝１０２が形成されている。このような構成により、保持部材２１が溝１０２に係合されることで、弾性変形による弾性力によって保持部材２１はシール部材３０を押圧する。

【0030】

このような構成により、本体１００とモールド材１１０との界面の端部（位置Ａ及び位置Ｂ）をシール部材３０によって密閉することができ、耐水性を向上することができる。

【符号の説明】

【0031】

１ 燃料噴射弁、１０ 保持部材、１１ａ、１１ｂ アーム部、１２ 連結部、２０ 座金、２１ 保持部材、３０ シール部材、１００ 本体、１０１ 開口、１０２ 溝、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。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】