JP2003262169A - Fuel injection device - Google Patents
Fuel injection deviceInfo
- Publication number
- JP2003262169A JP2003262169A JP2002061794A JP2002061794A JP2003262169A JP 2003262169 A JP2003262169 A JP 2003262169A JP 2002061794 A JP2002061794 A JP 2002061794A JP 2002061794 A JP2002061794 A JP 2002061794A JP 2003262169 A JP2003262169 A JP 2003262169A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- passage
- pressure
- cylinder
- valve member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
- F02M63/0012—Valves
- F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
- F02M63/0015—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
- F02M63/0026—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using piezoelectric or magnetostrictive actuators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
- F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
- F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
- F02M63/0012—Valves
- F02M63/007—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of the groups F02M63/0014 - F02M63/0059
- F02M63/0073—Pressure balanced valves
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関（以下、
内燃機関を「エンジン」という。）の燃料噴射装置に関
する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an internal combustion engine (hereinafter,
An internal combustion engine is called an "engine." ) Fuel injection device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、噴孔を開閉するノズルニードルを
油圧により駆動する燃料噴射装置が公知である。例え
ば、ノズルニードルを付勢するための燃料が導入される
制御室の圧力を制御することにより、ノズルニードルを
付勢する力を変化させ、ノズルニードルを駆動してい
る。近年、例えばピエゾ素子などの電歪素子の伸縮を利
用して制御室の油圧を制御する燃料噴射装置が公知とな
っている。電歪素子は駆動指令に対する応答性が高いた
め、ノズルニードルの高速な駆動が可能である。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a fuel injection device in which a nozzle needle for opening and closing an injection hole is hydraulically driven. For example, by controlling the pressure of the control chamber into which fuel for urging the nozzle needle is introduced, the force for urging the nozzle needle is changed to drive the nozzle needle. 2. Description of the Related Art In recent years, there has been known a fuel injection device that controls hydraulic pressure in a control chamber by utilizing expansion and contraction of an electrostrictive element such as a piezo element. Since the electrostrictive element has high responsiveness to the drive command, the nozzle needle can be driven at high speed.
【０００３】例えば、特開２００１−１４０７２７号公
報に開示されている燃料噴射装置の場合、アクチュエー
タにより駆動されるピストン部材および弁体にコモンレ
ールの内部と同一の高圧が作用している。そして、ピス
トン部材および弁体に高圧が作用する部分の面積をほぼ
等しくすることにより、ピストン部材および弁体に作用
する力を均衡させる構成としている。これにより、燃料
噴射装置の駆動のために必要なエネルギーの低減を図っ
ている。For example, in the case of the fuel injection device disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-140727, the same high pressure as that inside the common rail acts on the piston member and the valve element driven by the actuator. Then, by making the areas of high pressure acting on the piston member and the valve body substantially equal, the forces acting on the piston member and the valve body are balanced. Thereby, the energy required for driving the fuel injection device is reduced.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開２
００１−１４０７２７号公報に開示されているようにア
クチュエータの駆動力をピストン部材に伝達する変位拡
大室に、コモンレールから高圧を導入すると、コモンレ
ールの圧力が急激に高まった場合、変位拡大室の油圧も
高まるおそれがある。変位拡大室の油圧が高まると、ピ
ストン部材および弁体が駆動されるため、制御室から低
圧側へ燃料が排出される。その結果、ノズルニードルを
付勢する制御室の油圧が低下し、噴孔が誤って開放され
るおそれがある。また、高圧を導入する場合、ハウジン
グの強度を高める必要があり、体格の大型化を招くとい
う問題がある。[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
When high pressure is introduced from the common rail to the displacement magnifying chamber that transmits the driving force of the actuator to the piston member as disclosed in Japanese Patent Publication No. 001-140727, the hydraulic pressure in the displacement magnifying chamber also increases when the pressure on the common rail sharply increases. May increase. When the hydraulic pressure in the displacement magnifying chamber increases, the piston member and the valve element are driven, so that fuel is discharged from the control chamber to the low pressure side. As a result, the hydraulic pressure in the control chamber that urges the nozzle needle is reduced, and the injection hole may be accidentally opened. Further, when high pressure is introduced, it is necessary to increase the strength of the housing, which causes a problem of increasing the size of the body.
【０００５】コモンレールから変位拡大室へ導入される
燃料の圧力変化の影響を低減するため、変位拡大室と高
圧の通路とを微細孔により連通することが考えられる。
しかし、微細孔は直径を約１５μｍ程度に管理する必要
があり、加工工数の増大を招くという問題がある。In order to reduce the influence of the pressure change of the fuel introduced from the common rail into the displacement magnifying chamber, it is conceivable to connect the displacement magnifying chamber and the high-pressure passage with fine holes.
However, it is necessary to control the diameter of the fine holes to about 15 μm, which causes a problem of increasing the number of processing steps.
【０００６】また、変位拡大室に高圧の燃料を供給する
場合、変位拡大室の圧力が周囲と比較して高くなる。そ
のため、供給された燃料は高圧の変位拡大室から変位拡
大室を構成するピストン部材とハウジングとの間のクリ
アランスを経由して低圧側へ漏出する。その結果、燃料
噴射装置で必要となる燃料が増大し、燃料噴射装置へ燃
料を供給する高圧ポンプの大型化を招くという問題があ
る。Further, when high-pressure fuel is supplied to the displacement magnifying chamber, the pressure in the displacement magnifying chamber becomes higher than that in the surroundings. Therefore, the supplied fuel leaks from the high-pressure displacement magnifying chamber to the low-pressure side via the clearance between the piston member and the housing that form the displacement magnifying chamber. As a result, there is a problem that the amount of fuel required in the fuel injection device increases and the high-pressure pump that supplies the fuel to the fuel injection device becomes larger.
【０００７】さらに、高温になると、ピストン部材とハ
ウジングとの間に形成されるクリアランスは拡大するた
め、変位拡大室からの燃料の漏出は増大する。そのた
め、温度の上昇にともなってアクチュエータには大きな
駆動力が要求される。その結果、アクチュエータ大型化
を招くという問題がある。Further, when the temperature rises, the clearance formed between the piston member and the housing expands, so that the leakage of fuel from the displacement expanding chamber increases. Therefore, a large driving force is required for the actuator as the temperature rises. As a result, there is a problem that the actuator becomes large.
【０００８】そこで、本発明の目的は、体格の大型化を
招くことなく、燃料の漏出および加工工数が低減され、
信頼性の高い燃料噴射装置を提供することにある。ま
た、本発明の目的は、燃料の漏出および加工工数が低減
され、信頼性が高く作動が迅速な燃料噴射装置を提供す
ることにある。Therefore, an object of the present invention is to reduce fuel leakage and processing man-hours without increasing the size of the body,
It is to provide a highly reliable fuel injection device. Another object of the present invention is to provide a highly reliable fuel injection device that is highly reliable and has a reduced number of fuel leaks and processing steps.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
燃料噴射装置によると、制御通路と連通ポートとの連通
を断続する弁部材は、連通ポートの油圧が作用するシー
ル部側の端部の面積とシリンダの油圧が作用する反シー
ル部側の端部の面積とが概ね同一である。また、連通ポ
ートおよびシリンダには低圧通路から低圧の油圧が導入
されている。そのため、弁部材の両端部には同一の面積
に同一の油圧が作用しており、弁部材に作用する力は均
衡する。その結果、アクチュエータから発生する小さな
力で弁部材を駆動することができる。したがって、アク
チュエータの大型化を抑制することができる。また、連
通ポート、シリンダおよび油圧室には低圧通路から油圧
が導入されている。そのため、油圧室からの燃料の漏出
が低減されるともに、強度を高めるためにハウジングを
大型化する必要はない。したがって、油圧室からの燃料
の漏出を防止することができ、体格の大型化を招くこと
もない。さらに、油圧室に低圧通路から油圧を導入して
いるため、コモンレールの圧力変動の影響を受けること
がない。したがって、所定外の時期に燃料が噴射される
ことがなく、信頼性を高めることができる。また、コモ
ンレールの圧力変動の影響を防止するための微細孔の加
工が不要となり、加工工数を低減することができる。According to the fuel injection device of the first aspect of the present invention, the valve member for connecting and disconnecting the communication between the control passage and the communication port is the end on the seal portion side where the hydraulic pressure of the communication port acts. The area of the portion and the area of the end portion on the side opposite to the seal portion where the hydraulic pressure of the cylinder acts are substantially the same. Further, low pressure hydraulic pressure is introduced from the low pressure passage to the communication port and the cylinder. Therefore, the same hydraulic pressure acts on both ends of the valve member in the same area, and the forces acting on the valve member are balanced. As a result, the valve member can be driven with a small force generated by the actuator. Therefore, it is possible to suppress the size increase of the actuator. Further, hydraulic pressure is introduced from the low pressure passage into the communication port, the cylinder and the hydraulic chamber. Therefore, leakage of fuel from the hydraulic chamber is reduced, and it is not necessary to increase the size of the housing to increase the strength. Therefore, it is possible to prevent the fuel from leaking from the hydraulic chamber, and the physical size is not increased. Further, since the hydraulic pressure is introduced into the hydraulic chamber from the low pressure passage, it is not affected by the pressure fluctuation of the common rail. Therefore, the fuel is not injected at a time other than the predetermined time, and the reliability can be improved. Further, it is not necessary to process the fine holes for preventing the influence of the pressure fluctuation of the common rail, and the number of processing steps can be reduced.
【００１０】本発明の請求項２または３記載の燃料噴射
装置によると、弁部材は制御通路と連通ポートとの連通
を断続するとともに高圧ポートと制御通路との連通を断
続する三方弁である。弁部材は、連通ポートの油圧が作
用する第一シール部側の端部の面積とシリンダの油圧が
作用する反第一シール部側の端部の面積とが概ね同一で
ある。また、連通ポートおよびシリンダには低圧通路か
ら低圧の油圧が導入されている。そのため、弁部材の両
端部には同一の面積に同一の油圧が作用しており、弁部
材に作用する力は均衡する。その結果、アクチュエータ
から発生する小さな力で弁部材を駆動することができ
る。したがって、アクチュエータの大型化を抑制するこ
とができる。また、連通ポート、シリンダおよび油圧室
には低圧通路から油圧が導入されている。そのため、油
圧室からの燃料の漏出が低減されるともに、強度を高め
るためにハウジングを大型化する必要はない。したがっ
て、油圧室からの燃料の漏出を防止することができ、体
格の大型化を招くこともない。さらに、油圧室に低圧通
路から油圧を導入しているため、コモンレールの圧力変
動の影響を受けることがない。したがって、所定外の時
期に燃料が噴射されることがなく、信頼性を高めること
ができる。また、コモンレールの圧力変動の影響を防止
するための微細孔の加工が不要となり、加工工数を低減
することができる。さらに、弁部材が第一位置となり制
御通路と連通ポートとの連通を遮断したとき、高圧通路
に連通する高圧ポートと制御通路とは連通する。そのた
め、高圧通路から高圧ポートへ導入された高圧の油圧
は、高圧ポートおよび制御通路を経由して制御室へ導入
される。その結果、制御室の油圧は迅速に上昇する。し
たがって、ノズルニードルの作動を迅速にすることがで
きる。According to the fuel injection device of the second or third aspect of the present invention, the valve member is a three-way valve which connects and disconnects the control passage and the communication port and also connects and disconnects the high pressure port and the control passage. In the valve member, the area of the end portion on the side of the first seal portion where the hydraulic pressure of the communication port acts and the area of the end portion on the side of the anti-first seal portion where the hydraulic pressure of the cylinder act are substantially the same. Further, low pressure hydraulic pressure is introduced from the low pressure passage to the communication port and the cylinder. Therefore, the same hydraulic pressure acts on both ends of the valve member in the same area, and the forces acting on the valve member are balanced. As a result, the valve member can be driven with a small force generated by the actuator. Therefore, it is possible to suppress the size increase of the actuator. Further, hydraulic pressure is introduced from the low pressure passage into the communication port, the cylinder and the hydraulic chamber. Therefore, leakage of fuel from the hydraulic chamber is reduced, and it is not necessary to increase the size of the housing to increase the strength. Therefore, it is possible to prevent the fuel from leaking from the hydraulic chamber, and the physical size is not increased. Further, since the hydraulic pressure is introduced into the hydraulic chamber from the low pressure passage, it is not affected by the pressure fluctuation of the common rail. Therefore, the fuel is not injected at a time other than the predetermined time, and the reliability can be improved. Further, it is not necessary to process the fine holes for preventing the influence of the pressure fluctuation of the common rail, and the number of processing steps can be reduced. Further, when the valve member is at the first position and the communication between the control passage and the communication port is cut off, the high pressure port communicating with the high pressure passage and the control passage communicate with each other. Therefore, the high-pressure hydraulic pressure introduced from the high-pressure passage into the high-pressure port is introduced into the control chamber via the high-pressure port and the control passage. As a result, the hydraulic pressure in the control room rises quickly. Therefore, the operation of the nozzle needle can be speeded up.
【００１１】本発明の請求項４記載の燃料噴射装置によ
ると、シリンダには弁部材を可動部材方向へ付勢する付
勢部材が収容されている。そのため、アクチュエータか
ら可動部材へ駆動力が伝達されないとき、弁部材は付勢
部材の付勢力により制御通路と連通ポートとの連通を遮
断する位置へ移動する。According to the fourth aspect of the fuel injection device of the present invention, the cylinder houses the biasing member for biasing the valve member toward the movable member. Therefore, when the driving force is not transmitted from the actuator to the movable member, the valve member moves to the position where the communication between the control passage and the communication port is blocked by the urging force of the urging member.
【００１２】本発明の請求項５記載の燃料噴射装置によ
ると、低圧通路には低圧通路の圧力が所定値になると開
弁する逆止弁が設置されている。そのため、低圧通路は
所定の圧力に維持されている。弁部材には低圧通路から
シリンダに導入された所定の圧力の油圧が作用している
ため、電気駆動部の反可動部材側への移動にともなって
油圧室の油圧が低下すると、弁部材および可動部材には
油圧室方向の付勢力が加わる。その結果、弁部材は迅速
に制御通路と連通ポートとの連通を遮断する位置へ移動
する。したがって、電気駆動部の移動に対する弁部材の
応答性を高めることができる。According to the fuel injection device of the fifth aspect of the present invention, the low-pressure passage is provided with a check valve that opens when the pressure in the low-pressure passage reaches a predetermined value. Therefore, the low pressure passage is maintained at a predetermined pressure. Since the hydraulic pressure of a predetermined pressure introduced into the cylinder from the low pressure passage acts on the valve member, if the hydraulic pressure of the hydraulic chamber decreases as the electric drive unit moves to the opposite movable member side, the valve member and the movable member move. A biasing force in the hydraulic chamber direction is applied to the member. As a result, the valve member quickly moves to a position that blocks the communication between the control passage and the communication port. Therefore, the responsiveness of the valve member to the movement of the electric drive unit can be enhanced.
【００１３】本発明の請求項６記載の燃料噴射装置によ
ると、電気駆動部の可動部材側には所定の圧力に維持さ
れている低圧通路の油圧が導入される。そのため、電気
駆動部が反可動部材側へ移動し油圧室の油圧が低下する
と、連通ポートと油圧室との間に圧力差が生じ、可動部
材とハウジングとの摺動部には連通ポート側から燃料が
流入する。これにより、可動部材とハウジングとの間は
燃料により潤滑され、可動部材およびハウジングの摩耗
を低減することができる。また、例えば電気駆動部とし
てピエゾ素子などの電歪素子を用いる場合、あらかじめ
収縮方向に荷重を加える必要がある。電気駆動部の可動
部材側に所定の圧力に維持されている低圧通路の油圧を
導入することにより、電気駆動部を反可動部材方向へ付
勢することができる。その結果、例えば電歪素子などを
反可動部材方向へ付勢する部材を廃止することができ、
部品点数を低減することができる。本発明の請求項７記
載の燃料噴射装置によると、電気駆動部は電歪素子を有
している。そのため、アクチュエータの作動を迅速にす
ることができ、駆動指令に対するノズルニードルの応答
性を高めることができる。According to the fuel injection device of the sixth aspect of the present invention, the hydraulic pressure of the low pressure passage maintained at a predetermined pressure is introduced to the movable member side of the electric drive portion. Therefore, when the electric drive unit moves to the side opposite to the movable member and the oil pressure in the hydraulic chamber decreases, a pressure difference is generated between the communication port and the hydraulic chamber, and the sliding portion between the movable member and the housing moves from the communication port side. Fuel flows in. As a result, the space between the movable member and the housing is lubricated by the fuel, and the wear of the movable member and the housing can be reduced. Further, for example, when an electrostrictive element such as a piezo element is used as the electric drive unit, it is necessary to apply a load in the contracting direction in advance. By introducing the hydraulic pressure of the low pressure passage maintained at a predetermined pressure to the movable member side of the electric drive unit, the electric drive unit can be biased in the direction opposite to the movable member. As a result, for example, a member for urging the electrostrictive element or the like in the anti-movable member direction can be eliminated,
The number of parts can be reduced. According to the fuel injection device of the seventh aspect of the present invention, the electric drive section has an electrostrictive element. Therefore, the operation of the actuator can be speeded up, and the responsiveness of the nozzle needle to the drive command can be improved.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
複数の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
（第１実施例）本発明の第１実施例による燃料噴射装置
としてのインジェクタを図１に示す。インジェクタ１
は、例えばコモンレールに蓄圧状態で蓄えられた高圧の
燃料をディーゼルエンジンの各気筒に噴射する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A plurality of embodiments showing an embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 shows an injector as a fuel injection device according to a first embodiment of the present invention. Injector 1
For example, injects high-pressure fuel stored in a common rail in a pressure-accumulated state into each cylinder of a diesel engine.
【００１５】インジェクタ１は、ハウジング１０、ノズ
ルニードル３０、弁部材４０およびアクチュエータ５０
を備えている。ハウジング１０は、ハウジング本体１１
とノズルボディ２０とから構成されている。ノズルボデ
ィ２０は筒状に形成され、反ハウジング側の端部に噴孔
２１が形成されている。噴孔２１はノズルボディ２０の
内壁と外壁とを連通している。噴孔２１の入口側には燃
料溜まり２２が形成されている。燃料溜まり２２は、燃
料通路２３、およびハウジング本体１１に形成されてい
る高圧通路１２を経由してコモンレールに連通してい
る。そのため、高圧通路１２および燃料溜まり２２に
は、コモンレールの内部と圧力が概ね同一の高圧の燃料
が供給されている。ノズルボディ２０の噴孔２１入口側
には、シート部２４が形成されている。The injector 1 includes a housing 10, a nozzle needle 30, a valve member 40 and an actuator 50.
Is equipped with. The housing 10 is a housing body 11
And a nozzle body 20. The nozzle body 20 is formed in a tubular shape, and an injection hole 21 is formed in the end portion on the side opposite to the housing. The injection hole 21 connects the inner wall and the outer wall of the nozzle body 20. A fuel reservoir 22 is formed on the inlet side of the injection hole 21. The fuel reservoir 22 communicates with the common rail via the fuel passage 23 and the high-pressure passage 12 formed in the housing body 11. Therefore, the high-pressure passage 12 and the fuel sump 22 are supplied with high-pressure fuel whose pressure is almost the same as that of the inside of the common rail. A seat portion 24 is formed at the nozzle hole 20 inlet side of the nozzle body 20.
【００１６】ノズルニードル３０は、ハウジング１０の
内部に往復移動可能に収容されている。ノズルニードル
３０はシート部２４に着座可能なシール部３１を有して
おり、シール部３１がシート部２４から離座すると、噴
孔２１から燃料が噴射される。The nozzle needle 30 is housed inside the housing 10 so as to be capable of reciprocating. The nozzle needle 30 has a seal portion 31 that can be seated on the seat portion 24, and when the seal portion 31 separates from the seat portion 24, fuel is injected from the injection hole 21.
【００１７】ハウジング本体１１には、制御室１３、シ
リンダ１４、連通ポート１５および制御シリンダ１６な
どが形成されている。制御室１３は、ノズルニードル３
０の反噴孔側に形成されている。制御室１３には燃料通
路１３１が連通しており、オリフィス１３２を経由して
高圧通路１２から高圧の燃料が供給される。制御室１３
にはスプリング１３３が収容されており、制御室１３に
収容されたスプリング１３３ならびに制御室１３の燃料
はノズルニードル３０をシート部２４方向すなわち噴孔
閉塞方向へ付勢する。A control chamber 13, a cylinder 14, a communication port 15 and a control cylinder 16 are formed in the housing body 11. The control chamber 13 has a nozzle needle 3
0 is formed on the side opposite to the injection hole. A fuel passage 131 communicates with the control chamber 13, and high-pressure fuel is supplied from the high-pressure passage 12 via the orifice 132. Control room 13
A spring 133 is accommodated in the control chamber 13, and the spring 133 accommodated in the control chamber 13 and the fuel in the control chamber 13 urge the nozzle needle 30 toward the seat portion 24, that is, toward the injection hole closing direction.
【００１８】シリンダ１４は弁部材４０を往復移動可能
に収容している。シリンダ１４には制御通路１７が連通
しており、制御通路１７の反シリンダ側の端部は制御室
１３に連通している。制御通路１７にはオリフィス１７
１が形成されている。シリンダ１４には、制御シリンダ
１６側の端部に連通ポート１５が連通している。また、
シリンダ１４の反連通ポート側の端部は燃料通路１４１
を経由して低圧通路１８に連通している。The cylinder 14 accommodates the valve member 40 so as to be capable of reciprocating. A control passage 17 communicates with the cylinder 14, and an end of the control passage 17 on the side opposite to the cylinder communicates with the control chamber 13. The control passage 17 has an orifice 17
1 is formed. A communication port 15 communicates with the cylinder 14 at the end on the control cylinder 16 side. Also,
The fuel passage 141 is provided at the end of the cylinder 14 on the side opposite to the communication port.
Through the low pressure passage 18.
【００１９】連通ポート１５は、ハウジング本体１１に
形成され、シリンダ１４と低圧通路１８とを連通してい
る。制御シリンダ１６は低圧通路１８に連通している。
低圧通路１８は、ハウジング本体１１を貫いて形成され
ており、インジェクタ１の外部の例えば燃料タンクなど
に連通している。インジェクタ１で不要となった燃料は
低圧通路１８を経由して燃料タンクに還流される。ま
た、低圧通路１８の反インジェクタ側の端部は燃料タン
クに接続されているため、低圧通路１８の圧力は概ね大
気圧と同一である。The communication port 15 is formed in the housing body 11 and connects the cylinder 14 and the low pressure passage 18 to each other. The control cylinder 16 communicates with the low pressure passage 18.
The low-pressure passage 18 is formed through the housing body 11 and communicates with, for example, a fuel tank outside the injector 1. The fuel that has become unnecessary in the injector 1 is returned to the fuel tank via the low pressure passage 18. Further, since the end of the low pressure passage 18 on the side opposite to the injector is connected to the fuel tank, the pressure in the low pressure passage 18 is substantially the same as the atmospheric pressure.
【００２０】図２に示すように連通ポート１５のシリン
ダ１４側の開口の周囲には、弁部材４０のシール部４１
が着座可能なシート部１４２が形成されている。弁部材
４０は、円柱状に形成されており、シリンダ１４の内部
を往復摺動可能である。弁部材４０は、シリンダ１４に
設置されているスプリング１４３によりシール部４１が
シート部１４２へ着座する方向へ付勢されている。弁部
材４０のシール部４１がシート部１４２に着座すること
により、連通ポート１５が閉塞され、高圧側の制御通路
１７と低圧側の低圧通路１８との連通が遮断される。As shown in FIG. 2, the seal portion 41 of the valve member 40 is provided around the opening of the communication port 15 on the cylinder 14 side.
A seat portion 142 on which the seat can be seated is formed. The valve member 40 is formed in a columnar shape and can slide back and forth inside the cylinder 14. The valve member 40 is biased by a spring 143 installed in the cylinder 14 in a direction in which the seal portion 41 is seated on the seat portion 142. When the seal portion 41 of the valve member 40 is seated on the seat portion 142, the communication port 15 is closed, and the communication between the high pressure side control passage 17 and the low pressure side low pressure passage 18 is cut off.
【００２１】図１に示すようにシリンダ１４の反ノズル
ボディ側には、アクチュエータ５０が収容されている。
アクチュエータ５０は、電気駆動部としてのピエゾスタ
ック５１、油圧室５２および可動部材としての制御ピス
トン５３を有している。ピエゾスタック５１は、充電ま
たは放電されることにより伸縮する容量性のピエゾ素子
が複数積層されている。ピエゾスタック５１は、図示し
ないＥＣＵの指令により電気的なエネルギーが充電され
ることにより、図１の下方へ伸長する。一方、ピエゾス
タック５１から電気的なエネルギーが放電されることに
より、ピエゾスタック５１は図１の上方へ収縮する。As shown in FIG. 1, an actuator 50 is accommodated on the side opposite to the nozzle body of the cylinder 14.
The actuator 50 has a piezo stack 51 as an electric drive unit, a hydraulic chamber 52, and a control piston 53 as a movable member. The piezo stack 51 is formed by stacking a plurality of capacitive piezo elements that expand and contract when charged or discharged. The piezo stack 51 expands downward in FIG. 1 by being charged with electrical energy according to a command from an ECU (not shown). On the other hand, by discharging electrical energy from the piezo stack 51, the piezo stack 51 contracts upward in FIG.
【００２２】ピエゾスタック５１の端部にはピエゾスタ
ック５１とともに電気駆動部を構成するピエゾピストン
５４が設置されている。ピエゾピストン５４は、ハウジ
ング本体１１に形成されているピエゾシリンダ５５の内
部を往復摺動可能である。ピエゾピストン５４は、ピエ
ゾスタック５１の伸長にともなって図１の下方へ移動す
る。ピエゾシリンダ５５のピエゾスタック５１側にはス
プリング収容室５６が形成されている。スプリング収容
室５６にはスプリング５７が設置され、ピエゾピストン
５４はスプリング５７によりピエゾスタック５１方向へ
付勢されている。スプリング５７は、ピエゾピストン５
４を介してピエゾスタック５１を収縮方向へ付勢し、ピ
エゾスタック５１にプリセット荷重を加えている。スプ
リング収容室５６には、低圧通路１８に連通する燃料通
路５６１が連通している。ピエゾピストン５４には燃料
通路５４１が形成されている。燃料通路５４１はスプリ
ング収容室５６と油圧室５２とを連通している。低圧通
路１８から燃料通路５６１、スプリング収容室５６を経
由して燃料通路５４１に流入した燃料は、ピエゾピスト
ン５４の油圧室５２側の端部に設置されているチェック
バルブ５８の外周側を経由して油圧室５２へ供給され
る。At the end of the piezo stack 51, a piezo piston 54 that constitutes an electric drive unit together with the piezo stack 51 is installed. The piezo piston 54 can slide back and forth inside a piezo cylinder 55 formed in the housing body 11. The piezo piston 54 moves downward in FIG. 1 as the piezo stack 51 extends. A spring accommodating chamber 56 is formed on the piezo stack 55 side of the piezo cylinder 55. A spring 57 is installed in the spring accommodating chamber 56, and the piezo piston 54 is urged by the spring 57 toward the piezo stack 51. The spring 57 is the piezo piston 5.
The piezo stack 51 is urged in the contracting direction via 4 to apply a preset load to the piezo stack 51. A fuel passage 561 that communicates with the low pressure passage 18 communicates with the spring accommodating chamber 56. A fuel passage 541 is formed in the piezo piston 54. The fuel passage 541 communicates the spring accommodating chamber 56 with the hydraulic chamber 52. The fuel flowing from the low pressure passage 18 into the fuel passage 541 through the fuel passage 561 and the spring accommodating chamber 56 passes through the outer peripheral side of the check valve 58 installed at the end of the piezo piston 54 on the hydraulic chamber 52 side. Is supplied to the hydraulic chamber 52.
【００２３】ピエゾシリンダ５５のノズルボディ２０側
には、制御シリンダ１６が形成されている。制御シリン
ダ１６には制御ピストン５３が収容されている。制御ピ
ストン５３は、制御シリンダ１６の内部を往復摺動可能
である。制御シリンダ１６の弁部材４０側の端部は弁部
材４０と当接可能である。制御ピストン５３が図１の下
方へ移動することにより、弁部材４０は制御ピストン５
３により押圧され図１の下方へ移動する。A control cylinder 16 is formed on the side of the nozzle body 20 of the piezo cylinder 55. A control piston 53 is housed in the control cylinder 16. The control piston 53 can slide back and forth inside the control cylinder 16. The end of the control cylinder 16 on the valve member 40 side can contact the valve member 40. As the control piston 53 moves downward in FIG. 1, the valve member 40 moves to the control piston 5
It is pressed by 3 and moves downward in FIG.
【００２４】油圧室５２は、ピエゾシリンダ５５、ピエ
ゾピストン５４、チェックバルブ５８、制御シリンダ１
６および制御ピストン５３から形成されている。油圧室
５２には、上述のようにピエゾピストン５４の燃料通路
５４１を経由して低圧通路１８から燃料が供給されてい
る。ピエゾスタック５１の伸長にともなってピエゾピス
トン５４が図１の下方へ駆動されると、油圧室５２の燃
料は加圧される。油圧室５２の燃料が加圧されると、油
圧室５２の燃料の圧力により制御ピストン５３には図１
の下方へ付勢力が加わる。これにより、制御ピストン５
３は図１の下方へ駆動され、制御ピストン５３と当接す
る弁部材４０も図１の下方へ駆動される。すなわち、ピ
エゾピストン５４に伝達されたピエゾスタック５１の変
位は、油圧室５２の燃料により油圧に変換されて制御ピ
ストン５３へ伝達される。油圧室５２には、スプリング
５９が設置されている。スプリング５９は、チェックバ
ルブ５８とともにピエゾピストン５４をピエゾスタック
５１方向へ付勢している。The hydraulic chamber 52 includes a piezo cylinder 55, a piezo piston 54, a check valve 58 and a control cylinder 1.
6 and the control piston 53. Fuel is supplied to the hydraulic chamber 52 from the low pressure passage 18 via the fuel passage 541 of the piezo piston 54 as described above. When the piezo piston 54 is driven downward in FIG. 1 with the extension of the piezo stack 51, the fuel in the hydraulic chamber 52 is pressurized. When the fuel in the hydraulic chamber 52 is pressurized, the pressure of the fuel in the hydraulic chamber 52 causes the control piston 53 to move to the position shown in FIG.
A biasing force is applied to the lower part of. As a result, the control piston 5
3 is driven downward in FIG. 1, and the valve member 40 that contacts the control piston 53 is also driven downward in FIG. That is, the displacement of the piezo stack 51 transmitted to the piezo piston 54 is converted into hydraulic pressure by the fuel in the hydraulic chamber 52 and transmitted to the control piston 53. A spring 59 is installed in the hydraulic chamber 52. The spring 59, together with the check valve 58, urges the piezo piston 54 toward the piezo stack 51.
【００２５】次に、弁部材４０について詳細に説明す
る。弁部材４０は、図２に示すように円柱状に形成され
ている。弁部材４０のシール部４１がシート部１４２か
ら離座またはシール部４１がシート部１４２へ着座する
ことにより、制御通路１７と低圧通路１８との間の連通
が断続される。弁部材４０の反シール部側の端部にはス
プリング１４３が収容される筒部４２が形成されてい
る。弁部材４０は、シール部４１側の端部の外径Ｄ１と
反シール部側すなわち筒部４２側の端部の外径Ｄ２とが
概ね同一である。弁部材４０は、円柱状であるため、シ
ール部４１側の端面４０ａの面積と筒部４２の端面４０
ｂの面積の総和とが概ね同一である。弁部材４０のシー
ル部４１側には連通ポート１５の燃料の油圧が作用し、
弁部材４０の筒部４２側にはシリンダ１４内の燃料の油
圧が作用する。連通ポート１５およびシリンダ１４はい
ずれも低圧通路１８に連通しているため、連通ポート１
５の燃料の圧力とシリンダ１４の燃料の圧力とは同一で
ある。Next, the valve member 40 will be described in detail. The valve member 40 is formed in a columnar shape as shown in FIG. When the seal portion 41 of the valve member 40 is separated from the seat portion 142 or the seal portion 41 is seated on the seat portion 142, the communication between the control passage 17 and the low pressure passage 18 is interrupted. A cylindrical portion 42 for accommodating the spring 143 is formed at the end portion of the valve member 40 on the side opposite to the seal portion. In the valve member 40, the outer diameter D1 of the end portion on the seal portion 41 side and the outer diameter D2 of the end portion on the side opposite to the seal portion, that is, the cylinder portion 42 side are substantially the same. Since the valve member 40 has a columnar shape, the area of the end surface 40 a on the seal portion 41 side and the end surface 40 of the tubular portion 42.
The sum of the areas of b is almost the same. The hydraulic pressure of the fuel in the communication port 15 acts on the seal portion 41 side of the valve member 40,
The hydraulic pressure of the fuel in the cylinder 14 acts on the cylinder portion 42 side of the valve member 40. Since the communication port 15 and the cylinder 14 both communicate with the low pressure passage 18, the communication port 1
The fuel pressure of No. 5 and the fuel pressure of the cylinder 14 are the same.
【００２６】以上により、低圧側の燃料から弁部材４０
に作用する力は、軸方向の両端部で同一となる。すなわ
ち、弁部材４０に作用する力は弁部材４０の軸方向の両
端部で均衡し相互に打ち消し合う。そのため、弁部材４
０に加わる力は、見かけ上スプリング１４３の付勢力だ
けとなる。したがって、弁部材４０は小さな力で駆動可
能である。From the above, the valve member 40 is operated from the fuel on the low pressure side.
The force acting on is the same at both ends in the axial direction. That is, the forces acting on the valve member 40 are balanced at both axial ends of the valve member 40 and cancel each other out. Therefore, the valve member 4
The force applied to 0 is apparently only the biasing force of the spring 143. Therefore, the valve member 40 can be driven with a small force.
【００２７】次に、第１実施例によるインジェクタ１の
作動について説明する。ピエゾスタック５１が充電され
ていないとき、ピエゾスタック５１は収縮している。そ
のため、油圧室５２の油圧は低圧通路１８の油圧と同一
である。一方、上述のように弁部材４０はシール部４１
側の端面４０ａの面積と筒部４２側の端面４０ｂの面積
の総和とが同一であり、連通ポート１５およびシリンダ
１４には低圧通路１８の油圧が供給されているため、油
圧により弁部材４０に作用する力は均衡し相互に打ち消
し合っている。また、シリンダ１４には制御通路１７を
経由して制御室１３の高圧の油圧が供給されているもの
の、高圧の油圧は弁部材４０の外周部に周方向へ導入さ
れている。そのため、高圧の油圧により弁部材４０に作
用する力は、弁部材４０の移動には影響しない。その結
果、弁部材４０に作用する見かけ上の力はスプリング１
４３の付勢力のみとなる。これにより、弁部材４０はス
プリング１４３の付勢力により図１の上方へ移動し、シ
ール部４１がシート部１４２に着座している。Next, the operation of the injector 1 according to the first embodiment will be described. When the piezo stack 51 is not charged, the piezo stack 51 is contracted. Therefore, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 52 is the same as the hydraulic pressure in the low pressure passage 18. On the other hand, as described above, the valve member 40 has the seal portion 41.
Since the total area of the end face 40a on the side of the cylinder and the total area of the end face 40b on the side of the cylinder portion 42 are the same and the hydraulic pressure of the low pressure passage 18 is supplied to the communication port 15 and the cylinder 14, the hydraulic pressure is applied to the valve member 40 by the hydraulic pressure. The forces acting are in balance and cancel each other out. Further, although the high pressure oil pressure of the control chamber 13 is supplied to the cylinder 14 via the control passage 17, the high pressure oil pressure is introduced into the outer peripheral portion of the valve member 40 in the circumferential direction. Therefore, the force acting on the valve member 40 by the high-pressure hydraulic pressure does not affect the movement of the valve member 40. As a result, the apparent force acting on the valve member 40 is the spring 1
Only the urging force of 43. As a result, the valve member 40 moves upward in FIG. 1 by the biasing force of the spring 143, and the seal portion 41 is seated on the seat portion 142.
【００２８】弁部材４０のシール部４１がシート部１４
２に着座しているとき、制御通路１７と低圧通路１８と
の間は弁部材４０により遮断されている。そのため、燃
料は制御室１３から排出されず、制御通路１７および制
御室１３の圧力は高圧通路１２すなわちコモンレールの
内部の圧力と同一となる。同様に、燃料溜まり２２にも
高圧通路１２からコモンレールの内部と同一の圧力の燃
料が供給されている。その結果、ノズルニードル３０に
作用する力は、燃料溜まり２２の燃料からシール部３１
がシート部２４から離座する方向すなわち噴孔開放方向
よりも、制御室１３の燃料およびスプリング１３３によ
りシール部３１がシート部２４へ着座する方向すなわち
噴孔閉塞方向が大きい。したがって、ピエゾスタック５
１が充電されていないとき、シール部３１はシート部２
４に着座し、噴孔２１からの燃料の噴射は停止されてい
る。The seal portion 41 of the valve member 40 is replaced by the seat portion 14
When seated at 2, the control passage 17 and the low pressure passage 18 are closed by the valve member 40. Therefore, fuel is not discharged from the control chamber 13, and the pressure in the control passage 17 and the control chamber 13 becomes the same as the pressure inside the high-pressure passage 12, that is, the common rail. Similarly, fuel having the same pressure as the inside of the common rail is supplied to the fuel pool 22 from the high-pressure passage 12. As a result, the force acting on the nozzle needle 30 is changed from the fuel in the fuel pool 22 to the seal portion 31.
The direction in which the seal portion 31 is seated on the seat portion 24 by the fuel in the control chamber 13 and the spring 133, that is, the injection hole closing direction is larger than the direction in which the seat portion 24 is separated from the seat portion 24, that is, the injection hole opening direction. Therefore, the piezo stack 5
1 is not charged, the seal 31 is the seat 2
4, the fuel injection from the injection hole 21 is stopped.
【００２９】ピエゾスタック５１の充電が開始される
と、図３に示すようにピエゾスタック５１は伸長し、ピ
エゾピストン５４はスプリング５７およびスプリング５
９の付勢力に抗して油圧室５２方向へ移動する。ピエゾ
ピストン５４の移動にともなって油圧室５２の燃料は加
圧され、制御ピストン５３を介して弁部材４０を図１の
下方へ押す力は増大する。そして、弁部材４０を図１の
下方へ押す力がスプリング１４３の付勢力よりも大きく
なると、弁部材４０は図１の下方へ移動し、シール部４
１はシート部１４２から離座する。これにより、連通ポ
ート１５は開放され、制御通路１７の燃料は連通ポート
１５を経由して低圧通路１８へ流出する。制御通路１７
の燃料の流出にともない、制御室１３の圧力は低下す
る。その結果、ノズルニードル３０を噴孔閉塞方向へ付
勢する力は低減する。そして、ノズルニードル３０を噴
孔閉塞方向に付勢する力が、噴孔開放方向へノズルニー
ドル３０を付勢する力よりも小さくなると、ノズルニー
ドル３０は図１の上方へリフトし図３に示すようにシー
ル部３１はシート部２４から離座する。したがって、ピ
エゾスタック５１に充電されると、噴孔２１は開放され
噴孔２１から燃料が噴射される。When charging of the piezo stack 51 is started, the piezo stack 51 extends as shown in FIG. 3, and the piezo piston 54 has a spring 57 and a spring 5.
It moves in the direction of the hydraulic chamber 52 against the biasing force of 9. With the movement of the piezo piston 54, the fuel in the hydraulic chamber 52 is pressurized, and the force pushing the valve member 40 downward in FIG. 1 via the control piston 53 increases. When the force pushing the valve member 40 downward in FIG. 1 becomes larger than the biasing force of the spring 143, the valve member 40 moves downward in FIG.
1 is separated from the seat portion 142. As a result, the communication port 15 is opened, and the fuel in the control passage 17 flows out to the low pressure passage 18 via the communication port 15. Control passage 17
With the outflow of fuel, the pressure in the control chamber 13 decreases. As a result, the force that urges the nozzle needle 30 in the injection hole closing direction is reduced. When the force that urges the nozzle needle 30 in the injection hole closing direction becomes smaller than the force that urges the nozzle needle 30 in the injection hole opening direction, the nozzle needle 30 lifts upward in FIG. 1 and is shown in FIG. Thus, the seal portion 31 is separated from the seat portion 24. Therefore, when the piezo stack 51 is charged, the injection hole 21 is opened and fuel is injected from the injection hole 21.
【００３０】ピエゾスタック５１の充電後、放電が開始
されると、ピエゾスタック５１は収縮する。ピエゾスタ
ック５１の収縮にともなって、スプリング５７およびス
プリング５９の付勢力によりピエゾピストン５４はピエ
ゾスタック５１とともに図１の上方へ移動する。ピエゾ
ピストン５４が図１の上方へ移動することにより、油圧
室５２の油圧は低下し、制御ピストン５３を介して弁部
材４０を図１の下方へ押す力は減少する。そして、弁部
材４０を図１の下方へ押す力がスプリング１４３の付勢
力よりも小さくなると、弁部材４０は図１の上方へ移動
し、シール部４１は再びシート部１４２へ着座する。こ
れにより、連通ポート１５は閉塞され、制御通路１７か
ら低圧通路１８への燃料の流出は停止される。そのた
め、制御室１３の燃料の圧力は再び上昇し、ノズルニー
ドル３０を噴孔閉塞方向へ付勢する力が増大する。した
がって、ノズルニードル３０のシール部３１はシート部
２４に着座し、噴孔２１からの燃料の噴射は終了する。When discharging is started after charging the piezo stack 51, the piezo stack 51 contracts. With the contraction of the piezo stack 51, the piezo piston 54 moves upward in FIG. 1 together with the piezo stack 51 due to the urging force of the spring 57 and the spring 59. When the piezo piston 54 moves upward in FIG. 1, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 52 decreases, and the force pushing the valve member 40 downward in FIG. 1 via the control piston 53 decreases. When the force pushing the valve member 40 downward in FIG. 1 becomes smaller than the biasing force of the spring 143, the valve member 40 moves upward in FIG. 1 and the seal portion 41 is seated on the seat portion 142 again. As a result, the communication port 15 is closed, and the outflow of fuel from the control passage 17 to the low pressure passage 18 is stopped. Therefore, the fuel pressure in the control chamber 13 rises again, and the force for urging the nozzle needle 30 in the injection hole closing direction increases. Therefore, the seal portion 31 of the nozzle needle 30 is seated on the seat portion 24, and the fuel injection from the injection hole 21 ends.
【００３１】以上、説明したように、本発明の第１実施
例によるインジェクタ１によると、弁部材４０のシール
部４１側の端面４０ａの面積と筒部４２側の端面４０ｂ
の面積の総和とが同一である。これにより、連通ポート
１５およびシリンダ１４の油圧によって弁部材４０に作
用する力は均衡し相互に打ち消し合う。そのため、弁部
材４０は小さな駆動力により駆動可能である。したがっ
て、弁部材４０を駆動するための駆動力を発生するアク
チュエータ５０を小型化することができる。また、連通
ポート１５、シリンダ１４および油圧室５２には低圧通
路１８から油圧が導入される。そのため、油圧室５２、
制御シリンダ１６、連通ポート１５およびシリンダ１４
の油圧は均一となり、油圧室５２の燃料が周囲に漏れ出
すことがない。したがって、温度が上昇した場合でも、
油圧室５２の燃料の漏れによる駆動力の伝達ロスが低減
され、アクチュエータ５０から発生する駆動力を小さく
することができるとともに、インジェクタ１へ燃料を供
給する図示しない燃料ポンプを小型化することができ
る。As described above, according to the injector 1 of the first embodiment of the present invention, the area of the end surface 40a of the valve member 40 on the seal portion 41 side and the end surface 40b of the cylinder portion 42 side.
Is the same as the sum of the areas. As a result, the forces acting on the valve member 40 by the hydraulic pressures of the communication port 15 and the cylinder 14 are balanced and cancel each other out. Therefore, the valve member 40 can be driven by a small driving force. Therefore, the actuator 50 that generates the driving force for driving the valve member 40 can be downsized. Hydraulic pressure is introduced from the low pressure passage 18 into the communication port 15, the cylinder 14 and the hydraulic chamber 52. Therefore, the hydraulic chamber 52,
Control cylinder 16, communication port 15 and cylinder 14
The oil pressure is uniform and the fuel in the hydraulic chamber 52 does not leak to the surroundings. Therefore, even if the temperature rises,
The transmission loss of the driving force due to the fuel leakage in the hydraulic chamber 52 is reduced, the driving force generated from the actuator 50 can be reduced, and the fuel pump (not shown) for supplying the fuel to the injector 1 can be downsized. .
【００３２】また、第１実施例では、油圧室５２には低
圧通路１８から燃料が供給される。そのため、コモンレ
ール内の圧力変動の影響を受けることがなく、弁部材４
０の誤作動を防止することができる。したがって、イン
ジェクタ１の信頼性が向上する。また、コモンレールに
おける圧力変動の影響を低減する微細孔などの加工は不
要である。そのため、インジェクタ１の加工工数を低減
することができる。Further, in the first embodiment, fuel is supplied to the hydraulic chamber 52 from the low pressure passage 18. Therefore, the valve member 4 is not affected by the pressure fluctuation in the common rail.
A malfunction of 0 can be prevented. Therefore, the reliability of the injector 1 is improved. Further, it is not necessary to process fine holes or the like to reduce the influence of pressure fluctuations on the common rail. Therefore, the number of processing steps of the injector 1 can be reduced.
【００３３】（第２実施例）本発明の第２実施例による
インジェクタを図４に示す。第１実施例と実質的に同一
の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。第
２実施例では、弁部材６０の形状および燃料通路の構成
が第１実施例と異なる。ハウジング本体１１には、高圧
ポート１９が形成されている。高圧ポート１９は、高圧
通路１２とシリンダ１４とを連通している。すなわち、
高圧通路１２の燃料は高圧ポート１９を経由してシリン
ダ１４に供給される。図５に示すように、連通ポート１
５のシリンダ１４側の開口の周囲には第一シート部７１
が形成されている。高圧ポート１９の燃料出口側には第
二シート部７２が形成されている。第二シート部７２
は、高圧ポート１９の燃料出口側に位置するシリンダ１
４の内壁に環状に形成されている。(Second Embodiment) FIG. 4 shows an injector according to a second embodiment of the present invention. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The second embodiment differs from the first embodiment in the shape of the valve member 60 and the structure of the fuel passage. A high pressure port 19 is formed in the housing body 11. The high pressure port 19 connects the high pressure passage 12 and the cylinder 14. That is,
The fuel in the high pressure passage 12 is supplied to the cylinder 14 via the high pressure port 19. As shown in FIG. 5, the communication port 1
Around the opening on the cylinder 14 side of No. 5, the first sheet portion 71
Are formed. A second seat portion 72 is formed on the fuel outlet side of the high pressure port 19. Second seat portion 72
Is the cylinder 1 located on the fuel outlet side of the high pressure port 19.
The inner wall of 4 is formed in an annular shape.
【００３４】弁部材６０は、頭部６１、首部６２、胴部
６３および筒部６４から構成されている。頭部６１に
は、第一シート部７１に着座可能な第一シール部６５が
形成されている。また、頭部６１の首部６２側には第二
シート部７２に着座可能な第二シール部６６が形成され
ている。胴部６３の反首部側の端部には筒部６４が形成
されており、筒部６４にはスプリング１４３が収容され
ている。The valve member 60 is composed of a head portion 61, a neck portion 62, a body portion 63 and a tubular portion 64. A first seal portion 65 that can be seated on the first seat portion 71 is formed on the head portion 61. A second seal portion 66 that can be seated on the second seat portion 72 is formed on the neck portion 62 side of the head portion 61. A tubular portion 64 is formed at an end portion of the body portion 63 on the side opposite to the neck portion, and a spring 143 is housed in the tubular portion 64.
【００３５】弁部材６０はシリンダ１４の内部を往復移
動可能であり、胴部６３の外壁とシリンダ１４の内壁と
が摺動部を形成する。弁部材６０は、図５に示すように
第一シート部７１に第一シール部６５が着座し第二シー
ト部７２から第二シール部６６が離座する第一位置、ま
たは図６に示すように第一シート部７１から第一シール
部６５が離座し第二シート部７２に第二シール部６６が
着座する第二位置に駆動される。The valve member 60 can reciprocate inside the cylinder 14, and the outer wall of the body 63 and the inner wall of the cylinder 14 form a sliding portion. The valve member 60 has a first position in which the first seal portion 65 is seated on the first seat portion 71 and the second seal portion 66 is separated from the second seat portion 72 as shown in FIG. 5, or as shown in FIG. First, the first seal portion 65 is separated from the first seat portion 71, and the second seal portion 66 is seated on the second seat portion 72.
【００３６】弁部材６０が第一位置のとき、第一シール
部６５は第一シート部７１に着座しているため、連通ポ
ート１５は閉塞され、制御通路１７と低圧通路とは連通
していない。一方、このとき、第二シール部６６は第二
シート部７２から離座しているため、高圧ポート１９は
開放され、高圧ポート１９と制御通路１７とは連通して
いる。When the valve member 60 is in the first position, since the first seal portion 65 is seated on the first seat portion 71, the communication port 15 is closed and the control passage 17 and the low pressure passage are not communicated. . On the other hand, at this time, since the second seal portion 66 is separated from the second seat portion 72, the high pressure port 19 is opened and the high pressure port 19 and the control passage 17 are in communication with each other.
【００３７】弁部材６０が第二位置のとき、第一シール
部６５は第一シート部７１から離座しているため、連通
ポート１５は開放され、制御通路１７と低圧通路１８と
は連通している。一方、このとき、第二シール部６６は
第二シート部７２に着座しているため、高圧ポート１９
と制御通路１７とは連通していない。When the valve member 60 is in the second position, the first seal portion 65 is separated from the first seat portion 71, so that the communication port 15 is opened and the control passage 17 and the low pressure passage 18 are communicated with each other. ing. On the other hand, at this time, since the second seal portion 66 is seated on the second seat portion 72, the high pressure port 19
Is not in communication with the control passage 17.
【００３８】以上のように、弁部材６０は、シリンダ１
４の内部を移動することにより、制御通路１７と低圧通
路１８、ならびに高圧ポート１９と制御通路１７との間
の連通を開閉可能な三方弁である。すなわち、弁部材６
０が第一位置のとき、高圧通路１２の燃料は高圧ポート
１９および制御通路１７を経由して制御室１３へ供給さ
れる。一方、弁部材６０が第二位置のとき、制御室１３
の燃料は、制御通路１７および連通ポート１５を経由し
て低圧通路１８へ排出される。As described above, the valve member 60 is the cylinder 1
It is a three-way valve capable of opening and closing the communication between the control passage 17 and the low pressure passage 18 and between the high pressure port 19 and the control passage 17 by moving inside the control passage 4. That is, the valve member 6
When 0 is the first position, the fuel in the high pressure passage 12 is supplied to the control chamber 13 via the high pressure port 19 and the control passage 17. On the other hand, when the valve member 60 is in the second position, the control chamber 13
Fuel is discharged to the low pressure passage 18 via the control passage 17 and the communication port 15.
【００３９】弁部材６０は、図５に示すように第一シー
ル部６５側の端部の外径Ｄ３と筒部６４側の端部の外径
Ｄ４とが同一である。すなわち、弁部材６０は、第一シ
ール部６５側の端面６０ａの面積と筒部６４側の端面６
０ｂの面積の総和とは概ね同一である。As shown in FIG. 5, the valve member 60 has the same outer diameter D3 at the end on the first seal portion 65 side and the outer diameter D4 at the end on the tubular portion 64 side. That is, in the valve member 60, the area of the end surface 60 a on the first seal portion 65 side and the end surface 6 on the tubular portion 64 side.
It is almost the same as the total area of 0b.
【００４０】その結果、低圧通路１８の燃料の圧力によ
って弁部材６０の第一シール部６５側の端面６０ａと筒
部６４側の端面６０ｂとに作用する力は同一となる。ま
た、高圧通路１２からは高圧ポート１９を経由してシリ
ンダ１４へ高圧の燃料が供給されている。しかし、高圧
ポート１９からシリンダ１４へ供給された燃料は弁部材
６０の外周部に周方向へ導入され、かつ第二シート部７
２の外径と胴部６３の外径とは概ね同一である。そのた
め、高圧の油圧が作用する頭部６１の首部６２側の面積
と胴部６３の首部６２側の面積は概ね同一となる。その
結果、高圧の油圧により弁部材６０に作用する力は、弁
部材６０の軸方向において均衡して相互に打ち消され、
弁部材６０の軸方向への移動には影響しない。As a result, the forces acting on the end surface 60a of the valve member 60 on the side of the first seal portion 65 and the end surface 60b on the side of the tubular portion 64 by the pressure of the fuel in the low pressure passage 18 become the same. Further, high-pressure fuel is supplied from the high-pressure passage 12 to the cylinder 14 via the high-pressure port 19. However, the fuel supplied from the high pressure port 19 to the cylinder 14 is circumferentially introduced to the outer peripheral portion of the valve member 60, and the second seat portion 7
The outer diameter of 2 and the outer diameter of the body 63 are substantially the same. Therefore, the area of the head portion 61 on the side of the neck portion 62 and the area of the body portion 63 on the side of the neck portion 62 on which high pressure oil pressure acts are substantially the same. As a result, the forces acting on the valve member 60 due to the high hydraulic pressure are balanced and canceled out in the axial direction of the valve member 60.
It does not affect the axial movement of the valve member 60.
【００４１】次に、第２実施例によるインジェクタ２の
作動について説明する。ピエゾスタック５１が充電され
ていないとき、ピエゾスタック５１は収縮している。そ
のため、油圧室５２の油圧は低圧通路１８の油圧と同一
である。一方、上述のように弁部材６０は第一シート部
７１側の端面６０ａと筒部６４側の端面６０ｂの面積の
総和とが同一であり、連通ポート１５およびシリンダ１
４には低圧通路１８の油圧が供給されているため、油圧
により弁部材６０に作用する力は均衡し相互に打ち消し
合っている。そのため、弁部材６０には、見かけ上、ス
プリング１４３の付勢力のみが作用している。その結
果、弁部材６０はスプリング１４３の付勢力により図４
の上方へ移動し、図５に示すように第一シール部６５は
第一シート部７１に着座している。すなわち、弁部材６
０は第一位置に位置している。Next, the operation of the injector 2 according to the second embodiment will be described. When the piezo stack 51 is not charged, the piezo stack 51 is contracted. Therefore, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 52 is the same as the hydraulic pressure in the low pressure passage 18. On the other hand, as described above, the valve member 60 has the same total area of the end surface 60a on the side of the first seat portion 71 and the end surface 60b on the side of the tubular portion 64, and the communication port 15 and the cylinder 1 are the same.
Since the hydraulic pressure of the low-pressure passage 18 is supplied to 4, the forces acting on the valve member 60 by the hydraulic pressure are balanced and cancel each other out. Therefore, apparently only the biasing force of the spring 143 acts on the valve member 60. As a result, the valve member 60 is moved by the biasing force of the spring 143 in FIG.
The first seal portion 65 is seated on the first seat portion 71 as shown in FIG. That is, the valve member 6
0 is located in the first position.
【００４２】弁部材６０の第一シール部６５が第一シー
ト部７１に着座することにより、制御通路１７と低圧通
路１８との連通は遮断されている。そのため、制御通路
１７および制御室１３の圧力は高圧通路１２すなわちコ
モンレールの内部の圧力と同一となる。したがって、ピ
エゾスタック５１が充電されていないとき、ノズルニー
ドル３０のシール部３１はノズルボディ２０のシート部
２４に着座し、噴孔２１からの燃料の噴射は停止されて
いる。Since the first seal portion 65 of the valve member 60 is seated on the first seat portion 71, the communication between the control passage 17 and the low pressure passage 18 is cut off. Therefore, the pressure in the control passage 17 and the control chamber 13 becomes the same as the pressure inside the high-pressure passage 12, that is, the common rail. Therefore, when the piezo stack 51 is not charged, the seal portion 31 of the nozzle needle 30 is seated on the seat portion 24 of the nozzle body 20, and the fuel injection from the injection hole 21 is stopped.
【００４３】ピエゾスタック５１の充電が開始される
と、ピエゾスタック５１は伸長し、ピエゾピストン５４
はスプリング５７およびスプリング５９の付勢力に抗し
て油圧室５２方向へ移動する。ピエゾピストン５４の移
動にともなって油圧室５２の燃料は加圧され、制御ピス
トン５３を介して弁部材６０を図４の下方へ押す力は増
大する。そして、弁部材６０を図４の下方へ押す力がス
プリング１４３の付勢力よりも大きくなると、弁部材６
０は図４の下方へ移動し、第一シール部６５は第一シー
ト部７１から離座する。これにより、連通ポート１５は
開放され、制御通路１７の燃料は連通ポート１５を経由
して低圧通路１８へ流出する。制御通路１７の燃料の流
出にともない、制御室１３の圧力は低下する。When the charging of the piezo stack 51 is started, the piezo stack 51 extends and the piezo piston 54
Moves toward the hydraulic chamber 52 against the biasing force of the spring 57 and the spring 59. The fuel in the hydraulic chamber 52 is pressurized with the movement of the piezo piston 54, and the force pushing the valve member 60 downward through the control piston 53 in FIG. 4 increases. When the force pushing the valve member 60 downward in FIG. 4 becomes larger than the biasing force of the spring 143, the valve member 6
0 moves downward in FIG. 4, and the first seal portion 65 separates from the first seat portion 71. As a result, the communication port 15 is opened, and the fuel in the control passage 17 flows out to the low pressure passage 18 via the communication port 15. The pressure in the control chamber 13 decreases with the outflow of fuel from the control passage 17.
【００４４】また、ピエゾスタック５１の変位量が大き
くなると、制御ピストン５３により駆動される弁部材６
０の第二シール部６６は図６に示すように第二シート部
７２に着座し、高圧ポート１９と制御通路１７との間を
閉塞する。すなわち、弁部材６０は第二位置となる。そ
の結果、制御通路１７を経由した制御室１３への燃料の
供給は停止され、制御室１３の圧力は低下し、ノズルニ
ードル３０を噴孔閉塞方向へ付勢する力は低減する。し
たがって、ピエゾスタック５１が充電されると、ノズル
ニードル３０のシール部３１はノズルボディ２０のシー
ト部２４から離座し、噴孔２１が開放されるため、噴孔
２１から燃料が噴射される。When the displacement amount of the piezo stack 51 becomes large, the valve member 6 driven by the control piston 53.
The second seal portion 66 of No. 0 is seated on the second seat portion 72 as shown in FIG. 6, and closes between the high pressure port 19 and the control passage 17. That is, the valve member 60 is in the second position. As a result, the supply of fuel to the control chamber 13 via the control passage 17 is stopped, the pressure in the control chamber 13 drops, and the force that urges the nozzle needle 30 in the nozzle hole closing direction decreases. Therefore, when the piezo stack 51 is charged, the seal portion 31 of the nozzle needle 30 is separated from the seat portion 24 of the nozzle body 20 and the injection hole 21 is opened, so that fuel is injected from the injection hole 21.
【００４５】ピエゾスタック５１の充電後、放電が開始
されると、ピエゾスタック５１は再び収縮する。ピエゾ
スタック５１の収縮にともなって、スプリング５７およ
びスプリング５９の付勢力によりピエゾピストン５４は
ピエゾスタック５１とともに図４の上方へ移動する。ピ
エゾピストン５４が図４の上方へ移動することにより、
油圧室５２の油圧は低下し、制御ピストン５３を介して
弁部材６０を図４の下方へ押す力は減少する。そして、
弁部材６０を図４の下方へ押す力がスプリング１４３の
付勢力よりも小さくなると、弁部材６０は図４の上方へ
移動し、第一シール部６５は再び第一シート部７１へ着
座する。すなわち、弁部材６０は再び図５に示す第一位
置に移動する。これにより、連通ポート１５は閉塞さ
れ、制御通路１７から低圧通路１８への燃料の流出は停
止される。また、このとき、弁部材６０の第二シール部
６６は第二シート部７２から離座するため、高圧ポート
１９からシリンダ１４へ流入した燃料は制御通路１７を
経由して制御室１３へ供給される。そのため、制御室１
３の燃料の圧力は再び上昇する。したがって、ノズルニ
ードル３０のシール部３１はノズルボディ２０のシート
部２４に着座し、噴孔２１からの燃料の噴射は終了す
る。When discharging is started after charging the piezo stack 51, the piezo stack 51 contracts again. With the contraction of the piezo stack 51, the piezo piston 54 moves upward in FIG. 4 together with the piezo stack 51 by the urging force of the spring 57 and the spring 59. By moving the piezo piston 54 upward in FIG. 4,
The hydraulic pressure in the hydraulic chamber 52 decreases, and the force pushing the valve member 60 downward in FIG. 4 via the control piston 53 decreases. And
When the force pushing the valve member 60 downward in FIG. 4 becomes smaller than the biasing force of the spring 143, the valve member 60 moves upward in FIG. 4, and the first seal portion 65 is seated on the first seat portion 71 again. That is, the valve member 60 again moves to the first position shown in FIG. As a result, the communication port 15 is closed, and the outflow of fuel from the control passage 17 to the low pressure passage 18 is stopped. Further, at this time, since the second seal portion 66 of the valve member 60 is separated from the second seat portion 72, the fuel flowing from the high pressure port 19 into the cylinder 14 is supplied to the control chamber 13 via the control passage 17. It Therefore, control room 1
The fuel pressure of 3 rises again. Therefore, the seal portion 31 of the nozzle needle 30 is seated on the seat portion 24 of the nozzle body 20, and the injection of fuel from the injection hole 21 ends.
【００４６】以上、説明したように、本発明の第２実施
例によると、弁部材６０は連通ポート１５の開閉だけで
なく高圧ポート１９と制御通路１７との間を開閉してい
る。そのため、弁部材６０が第二位置から第一位置に移
動したとき、高圧通路１２から制御室１３には燃料通路
１３１からだけでなく高圧ポート１９および制御通路１
７を経由しても燃料が供給される。そのため、弁部材６
０が第二位置から第一位置へ移動するとき、すなわちイ
ンジェクタ２の噴射が停止されるとき、制御室１３の油
圧は迅速に上昇する。したがって、ノズルニードル３０
の作動速度を高めることができ、インジェクタ２の応答
性を高めることができる。As described above, according to the second embodiment of the present invention, the valve member 60 not only opens and closes the communication port 15, but also opens and closes between the high pressure port 19 and the control passage 17. Therefore, when the valve member 60 moves from the second position to the first position, not only the fuel passage 131 from the high pressure passage 12 to the control chamber 13 but also the high pressure port 19 and the control passage 1 are provided.
Fuel is also supplied via 7. Therefore, the valve member 6
When 0 moves from the second position to the first position, that is, when the injection of the injector 2 is stopped, the hydraulic pressure in the control chamber 13 rapidly increases. Therefore, the nozzle needle 30
The operating speed of the injector 2 can be increased, and the responsiveness of the injector 2 can be increased.
【００４７】（第３実施例）本発明の第３実施例による
インジェクタを図７に示す。第２実施例と実質的に同一
の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。第
３実施例では、低圧通路１８に逆止弁８０が設置されて
いる。逆止弁８０は、低圧通路１８の燃料の圧力が所定
値になると開弁し、低圧通路１８とインジェクタ３の外
部とを連通する。(Third Embodiment) FIG. 7 shows an injector according to the third embodiment of the present invention. The same components as those in the second embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In the third embodiment, the check valve 80 is installed in the low pressure passage 18. The check valve 80 opens when the fuel pressure in the low pressure passage 18 reaches a predetermined value, and connects the low pressure passage 18 and the outside of the injector 3 to each other.
【００４８】ピエゾスタック５１が収縮するとき、油圧
室５２の圧力はほぼ大気圧まで低下する。逆止弁８０を
設置して低圧通路１８の内部の圧力を所定の圧力に維持
すると、低圧通路１８の燃料の圧力は大気圧よりも高く
なるため、ピエゾスタック５１の収縮時、油圧室５２と
低圧通路１８との間には圧力差が生じる。このとき、弁
部材６０および制御ピストン５３には、油圧室５２の圧
力よりも高圧の低圧通路１８の燃料の圧力が作用してい
る。そのため、ピエゾスタック５１の収縮時、弁部材６
０および制御ピストン５３には油圧室５２方向へ付勢す
る力が作用する。その結果、ピエゾスタック５１の収縮
時における弁部材６０の図７上方への移動速度が向上さ
れる。したがって、ピエゾスタック５１の収縮時におけ
る弁部材６０の応答性を高めることができる。When the piezo stack 51 contracts, the pressure in the hydraulic chamber 52 drops to almost atmospheric pressure. When the check valve 80 is installed and the pressure inside the low-pressure passage 18 is maintained at a predetermined pressure, the fuel pressure in the low-pressure passage 18 becomes higher than atmospheric pressure. A pressure difference occurs between the low pressure passage 18 and the low pressure passage 18. At this time, the pressure of the fuel in the low pressure passage 18, which is higher than the pressure in the hydraulic chamber 52, acts on the valve member 60 and the control piston 53. Therefore, when the piezo stack 51 contracts, the valve member 6
0 and the control piston 53 are acted on by a force urging them toward the hydraulic chamber 52. As a result, the moving speed of the valve member 60 upward in FIG. 7 when the piezo stack 51 is contracted is improved. Therefore, the responsiveness of the valve member 60 at the time of contraction of the piezo stack 51 can be improved.
【００４９】また、油圧室５２の油圧よりも低圧通路１
８に連通するスプリング収容室５６および連通ポート１
５の油圧が高くなるため、スプリング収容室５６および
連通ポート１５から油圧室５２へ燃料の流れが形成され
る。この燃料の流れは、ピエゾピストン５４の外壁とピ
エゾシリンダ５５の内壁、ならびに制御ピストン５３の
外壁と制御シリンダ１６の内壁との間に形成される。こ
れにより、ピエゾピストン５４とピエゾシリンダ５５な
らびに制御ピストン５３と制御シリンダ１６との間に形
成される摺動部の潤滑が図られる。したがって、ピエゾ
ピストン５４、制御ピストン５３、ピエゾシリンダ５４
および制御シリンダ１６の摩耗を低減することができ、
耐久性を高めることができる。Also, the low pressure passage 1 is lower than the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 52.
8, the spring accommodating chamber 56 and the communication port 1
Since the hydraulic pressure of 5 increases, a flow of fuel is formed from the spring accommodating chamber 56 and the communication port 15 to the hydraulic chamber 52. This fuel flow is formed between the outer wall of the piezo piston 54 and the inner wall of the piezo cylinder 55, and between the outer wall of the control piston 53 and the inner wall of the control cylinder 16. As a result, the sliding portions formed between the piezo piston 54 and the piezo cylinder 55 and between the control piston 53 and the control cylinder 16 are lubricated. Therefore, the piezo piston 54, the control piston 53, the piezo cylinder 54
And wear of the control cylinder 16 can be reduced,
The durability can be increased.
【００５０】さらに、逆止弁８０が開弁する圧力すなわ
ち低圧通路１８の圧力を所定の圧力に維持することによ
り、低圧通路１８からスプリング収容室５６へ導入され
る燃料の圧力を所定の圧力に設定することができる。ピ
エゾスタック５１はピエゾ素子が積層されているため、
収縮方向へプリセット荷重を加える必要がある。そこ
で、低圧通路１８から所定の圧力の燃料を導入すること
により、スプリング収容室５６に導入された燃料により
ピエゾスタック５１に所定の荷重を加えることができ
る。その結果、ピエゾスタック５１にプリセット荷重を
加えるためのスプリングを廃止することができる。した
がって、インジェクタ３の構成を簡単にすることができ
る。Further, by maintaining the pressure at which the check valve 80 opens, that is, the pressure in the low pressure passage 18 at a predetermined pressure, the pressure of the fuel introduced from the low pressure passage 18 into the spring accommodating chamber 56 becomes a predetermined pressure. Can be set. Since the piezo stack 51 is formed by stacking piezo elements,
It is necessary to apply a preset load in the contracting direction. Therefore, by introducing fuel of a predetermined pressure from the low pressure passage 18, it is possible to apply a predetermined load to the piezo stack 51 by the fuel introduced into the spring accommodating chamber 56. As a result, the spring for applying the preset load to the piezo stack 51 can be eliminated. Therefore, the structure of the injector 3 can be simplified.
【００５１】以上、本発明の複数の実施例では、本発明
のインジェクタをコモンレール式のディーゼルエンジン
に適用した例について説明した。しかし、本発明は、コ
モンレール式に限らず他の形式のディーゼルエンジンま
たはガソリンエンジンにも適用することができる。ま
た、上記の実施例では、電気駆動部としてピエゾスタッ
クを用いた例について説明したが、供給される電力に応
じて変位量が変化するその他の電歪素子、磁歪素子ある
いはリニアソレノイドなどを適用してもよい。In the above-mentioned embodiments of the present invention, the injector of the present invention is applied to a common rail type diesel engine. However, the present invention can be applied not only to the common rail type but also to other types of diesel engines or gasoline engines. Further, in the above embodiment, the example using the piezo stack as the electric drive section has been described, but other electrostrictive elements whose displacement amount changes according to the supplied electric power, a magnetostrictive element, a linear solenoid, or the like is applied. May be.
【図１】本発明の第１実施例によるインジェクタを示す
模式的な断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing an injector according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１実施例によるインジェクタの要部
を示す模式的な断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the main parts of the injector according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第１実施例によるインジェクタを示す
模式的な断面図であって、燃料が噴射される状態を示す
図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an injector according to the first embodiment of the present invention, showing a state in which fuel is injected.
【図４】本発明の第２実施例によるインジェクタを示す
模式的な断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an injector according to a second embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第２実施例によるインジェクタの要部
を示す模式的な断面図であって、ピエゾスタック収縮時
の状態を示す図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the main parts of the injector according to the second embodiment of the present invention, showing the state when the piezo stack is contracted.
【図６】本発明の第２実施例によるインジェクタの要部
を示す模式的な断面図であって、ピエゾスタック伸長時
の状態を示す図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the main parts of the injector according to the second embodiment of the present invention, showing the state when the piezo stack is extended.
【図７】本発明の第３実施例によるインジェクタを示す
模式的な断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an injector according to a third embodiment of the present invention.
１、２、３ インジェクタ（燃料噴射装置） １０ ハウジング １１ ハウジング本体 １２ 高圧通路 １３ 制御室 １４ シリンダ １５ 連通ポート １７ 制御通路 １８ 低圧通路 １９ 高圧ポート ２０ ノズルボディ ２１ 噴孔 ３０ ノズルニードル ４０ 弁部材 ４１ シール部 ５０ アクチュエータ ５１ ピエゾスタック（電気駆動部） ５２ 油圧室 ５３ 制御ピストン（可動部材） ５４ ピエゾピストン（電気駆動部） ６０ 弁部材 ６５ 第一シール部 ６６ 第二シール部 ７１ 第一シート部 ７２ 第二シート部 ８０ 逆止弁 １４２ シート部 1, 2, 3 injectors (fuel injection device) 10 housing 11 Housing body 12 High pressure passage 13 Control room 14 cylinders 15 communication ports 17 Control passage 18 low pressure passage 19 High pressure port 20 nozzle body 21 injection holes 30 nozzle needle 40 valve member 41 Seal part 50 actuators 51 Piezo stack (electric drive) 52 Hydraulic chamber 53 Control piston (movable member) 54 Piezo piston (electric drive) 60 valve member 65 First seal part 66 Second seal part 71 1st seat part 72 Second seat section 80 Check valve 142 seat
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 61/10 Ｆ０２Ｍ 61/10 Ｋ (72)発明者 有川 文明 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 松本 修一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AC09 AD12 BA19 BA31 BA35 BA46 BA55 BA67 CC01 CC06T CC08T CC08U CC14 CC64T CC64U CC69 CD30 CE13 CE27 CE35 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme code (reference) F02M 61/10 F02M 61/10 K (72) Inventor Fumiaki Arikawa 14 Iwatani, Shimohakakucho, Nishio City, Aichi Prefecture Stock Association (2) Inventor, Shuichi Matsumoto, 1-1, Showa-cho, Kariya City, Aichi Prefecture, DENSO F-term (reference) 3G066 AA07 AC09 AD12 BA19 BA31 BA35 BA46 BA55 BA67 CC01 CC06T CC08T CC08U CC14 CC64T CC64U CC69 CD30 CE13 CE27 CE35
Claims (7)
料が導入される制御室、前記制御室から制御通路を経由
して燃料が排出される低圧通路、前記低圧通路から燃料
が導入されるシリンダ、前記シリンダと前記低圧通路と
を連通する連通ポート、前記連通ポートの前記シリンダ
側の開口の周囲に形成されているシート部、ならびに端
部に接続されている前記ノズルボディを有するハウジン
グと、 前記シート部に当接可能なシール部を有し、前記シリン
ダ内に往復摺動可能に収容されている弁部材と、 供給される電力により変位量が変化する電気駆動部、前
記低圧通路から燃料が導入され前記電気駆動部の変位に
ともなって油圧が加減される油圧室、ならびに加減され
た前記油圧室の油圧により前記弁部材を駆動する可動部
材を有し、前記ハウジングに収容されているアクチュエ
ータとを備え、 前記弁部材は、前記シリンダ内を往復移動することによ
り、前記シール部が前記シート部から離座し前記制御通
路と前記連通ポートとを連通、または前記シール部が前
記シート部へ着座し前記制御通路と前記連通ポートの連
通を遮断可能であって、前記連通ポートの油圧が作用す
る前記シール部側の端部の面積と前記シリンダの油圧が
作用する反シール部側の端部の面積とが概ね同一である
ことを特徴とする燃料噴射装置。1. A nozzle body having a nozzle hole formed therein, a nozzle needle capable of opening and closing the nozzle hole, a control chamber into which fuel for urging the nozzle needle in the nozzle hole closing direction is introduced, and A low-pressure passage through which fuel is discharged from the control chamber through the control passage, a cylinder into which fuel is introduced from the low-pressure passage, a communication port that connects the cylinder and the low-pressure passage, and an opening of the communication port on the cylinder side. A housing having a nozzle body connected to an end portion and a seat portion formed around the seat portion, and a seal portion capable of contacting the seat portion, and reciprocally slidably accommodated in the cylinder. Valve member, an electric drive unit whose displacement varies depending on the supplied electric power, fuel is introduced from the low pressure passage, and the hydraulic pressure is adjusted according to the displacement of the electric drive unit. An actuator housed in the housing, the movable member having a movable member for driving the valve member by the hydraulic pressure of the pressure chamber and the adjusted hydraulic pressure chamber; and the valve member reciprocating in the cylinder. The seal portion can be separated from the seat portion to communicate the control passage with the communication port, or the seal portion can be seated on the seat portion to cut off communication between the control passage and the communication port. The area of the end on the seal portion side where the hydraulic pressure of the communication port acts and the area of the end on the opposite seal portion side where the hydraulic pressure of the cylinder acts are substantially the same.
料が導入される制御室、前記制御室から制御通路を経由
して燃料が排出される低圧通路、前記低圧通路から燃料
が導入されるシリンダ、前記シリンダと前記低圧通路と
を連通する連通ポート、前記連通ポートの前記シリンダ
側の開口の周囲に形成されている第一シート部、前記ノ
ズル部および前記制御室へコモンレールからの高圧の燃
料を供給する高圧通路、前記高圧通路と前記シリンダと
を連通する高圧ポート、前記高圧ポートの前記シリンダ
側の出口近傍に形成されている第二シート部、ならびに
端部に接続されている前記ノズルボディを有するハウジ
ングと、 前記シリンダ内に往復摺動可能に収容され、前記第一シ
ート部に当接可能な第一シール部ならびに前記第二シー
ト部に当接可能な第二シート部を有する弁部材と、 供給される電力により変位量が変化する電気駆動部、前
記低圧通路から燃料が導入され前記電気駆動部の変位に
ともなって油圧が加減される油圧室、ならびに加減され
た前記油圧室の油圧により前記弁部材を駆動する可動部
材を有し、前記ハウジングに収容されているアクチュエ
ータとを備え、 前記弁部材は、前記シリンダ内を往復摺動することによ
り、前記第一シート部に前記第一シール部が着座し前記
第二シート部から前記第二シール部が離座して前記制御
通路と前記連通ポートとの連通を遮断し前記高圧ポート
と前記制御通路とを連通する第一位置、または前記第一
シート部から前記第一シール部が離座し前記第二シート
部に前記第二シール部が着座して前記制御通路と前記連
通ポートとを連通し前記高圧ポートと前記制御通路との
連通を遮断する第二位置に駆動され、前記連通ポートの
油圧が作用する前記第一シール部側の端部の面積と前記
シリンダの油圧が作用する反第一シール部側の端部の面
積とが概ね同一であることを特徴とする燃料噴射装置。2. A nozzle body having a nozzle hole formed therein, a nozzle needle capable of opening and closing the nozzle hole, a control chamber into which fuel for urging the nozzle needle in the nozzle hole closing direction is introduced, and A low-pressure passage through which fuel is discharged from the control chamber via the control passage, a cylinder into which fuel is introduced from the low-pressure passage, a communication port that connects the cylinder and the low-pressure passage, and an opening of the communication port on the cylinder side. A high pressure passage for supplying high-pressure fuel from a common rail to the nozzle portion and the control chamber, a high pressure port for communicating the high pressure passage with the cylinder, the high pressure port A second seat portion formed in the vicinity of the outlet on the cylinder side, and a housing having the nozzle body connected to the end portion, and reciprocating in the cylinder A valve member that is slidably accommodated and has a first seal portion that can contact the first seat portion and a second seat portion that can contact the second seat portion; A variable electric drive unit, a hydraulic chamber in which fuel is introduced from the low pressure passage and the hydraulic pressure is adjusted according to the displacement of the electric drive unit, and a movable member which drives the valve member by the adjusted hydraulic pressure in the hydraulic chamber. An actuator housed in the housing, wherein the valve member reciprocally slides in the cylinder, so that the first seal portion is seated on the first seat portion and the second seat portion. From the first seat portion to the first position where the second seal portion is separated from the first passage portion to cut off the communication between the control passage and the communication port to communicate the high pressure port with the control passage. And the second seal portion is seated on the second seat portion and is driven to a second position that connects the control passage and the communication port to each other and blocks the communication between the high pressure port and the control passage. The area of the end of the communication port on the side of the first seal portion where the hydraulic pressure acts and the area of the end of the cylinder on the side opposite to the first seal portion where the hydraulic pressure acts are substantially the same. Fuel injection device.
と前記第二シール部の直径ならびに前記シリンダの油圧
が作用する反第一シール部側の端部の直径とが概ね同一
であることを特徴とする請求項２記載の燃料噴射装置。3. In the valve member, the diameter of the first seal portion, the diameter of the second seal portion, and the diameter of the end portion on the side opposite to the first seal portion on which the hydraulic pressure of the cylinder acts are substantially the same. The fuel injection device according to claim 2, wherein
前記可動部材側に付勢する付勢部材を備えることを特徴
とする請求項１、２または３記載の燃料噴射装置。4. The fuel injection device according to claim 1, further comprising a biasing member that is housed in the cylinder and biases the valve member toward the movable member.
の燃料の圧力が所定値になると開弁する逆止弁を備える
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の
燃料噴射装置。5. The fuel according to claim 1, further comprising a check valve which is installed in the low pressure passage and opens when the pressure of the fuel in the low pressure passage reaches a predetermined value. Injection device.
前記電気駆動部を反可動部材方向へ付勢する燃料が前記
低圧通路から導入されることを特徴とする請求項５記載
の燃料噴射装置。6. The movable member side of the electric drive unit,
The fuel injection device according to claim 5, wherein fuel for urging the electric drive portion in the direction opposite to the movable member is introduced from the low pressure passage.
とを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の燃
料噴射装置。7. The fuel injection device according to claim 1, wherein the electric drive unit has an electrostrictive element.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002061794A JP3897158B2 (en) | 2002-03-07 | 2002-03-07 | Fuel injection device |
| DE2003109885 DE10309885A1 (en) | 2002-03-07 | 2003-03-06 | Fuel injection equipment for internal combustion engine, has valve accommodated inside cylinder, where area of valve at seal portions and cylinder contact portion are set to same range |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002061794A JP3897158B2 (en) | 2002-03-07 | 2002-03-07 | Fuel injection device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003262169A true JP2003262169A (en) | 2003-09-19 |
| JP3897158B2 JP3897158B2 (en) | 2007-03-22 |
Family
ID=28449046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002061794A Expired - Fee Related JP3897158B2 (en) | 2002-03-07 | 2002-03-07 | Fuel injection device |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3897158B2 (en) |
| DE (1) | DE10309885A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1612398B1 (en) | 2004-06-30 | 2006-10-04 | C.R.F. Società Consortile per Azioni | Fuel injector comprising a force-balanced control valve |
| DE102007047426A1 (en) * | 2007-05-15 | 2008-11-20 | Robert Bosch Gmbh | Injector with piezo actuator |
-
2002
- 2002-03-07 JP JP2002061794A patent/JP3897158B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-03-06 DE DE2003109885 patent/DE10309885A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3897158B2 (en) | 2007-03-22 |
| DE10309885A1 (en) | 2003-10-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6137342B2 (en) | engine | |
| JP6137341B2 (en) | Crosshead engine | |
| EP1707799B1 (en) | Fuel pump having plunger and fuel supply system using the same | |
| KR20000015898A (en) | Fuel injection valve with a piezo-electric or magnetostrictive actuator | |
| JP2006207451A (en) | Fuel pump and delivery valve equipped in fuel pump | |
| JP6296948B2 (en) | Fuel injection valve | |
| JP2004204813A (en) | Control valve and fuel injection valve | |
| JP4333757B2 (en) | Fuel injection valve | |
| JP6365350B2 (en) | Fuel injection valve | |
| JP2001041125A (en) | Piezoinjector | |
| US6719264B2 (en) | Valve for controlling fluids | |
| JP2006233853A (en) | Injector | |
| WO2007100471A1 (en) | Fuel injector having nozzle member with annular groove | |
| JP2003120461A (en) | Valve for controlling liquid | |
| JP2008151049A (en) | Fuel injection valve | |
| JP2003510510A (en) | Valve to control liquid | |
| CN107690509B (en) | Pneumatic actuator for engine valve | |
| JP6376988B2 (en) | Fuel injection valve | |
| JP2003262169A (en) | Fuel injection device | |
| JP6172113B2 (en) | Fuel injection valve | |
| CN111417775B (en) | Gas pressure regulator for regulating the pressure of a gaseous fuel, system for supplying an internal combustion engine with a gaseous fuel using such a gas pressure regulator, and method for operating such a system | |
| JP6145652B2 (en) | Fuel injection valve | |
| JP4618257B2 (en) | Fuel injection valve | |
| JP2003214280A (en) | Hydraulic piston and fuel injection device using it | |
| JP7014637B2 (en) | Fuel injection device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040601 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060926 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061213 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061213 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 3897158 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110105 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120105 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130105 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140105 Year of fee payment: 7 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |