JP2016050562A - Fuel injection valve - Google Patents

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JP2016050562A JP2014178090A JP2014178090A JP2016050562A JP 2016050562 A JP2016050562 A JP 2016050562A JP 2014178090 A JP2014178090 A JP 2014178090A JP 2014178090 A JP2014178090 A JP 2014178090A JP 2016050562 A JP2016050562 A JP 2016050562A
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本也 鎌原
Motoya Kamahara
本也 鎌原
文明 有川
Fumiaki Arikawa
文明 有川
祐樹 田名田
Yuki Tanada
祐樹 田名田
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Soken Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem in a conventional injector that displacement expansion efficiency is low, and valve opening response of a needle and a valve closing response of the needle are poor.SOLUTION: An injector includes a displacement expansion mechanism for indirectly driving a control valve 11 and a valve holder 12 of a control valve through a plurality of displacement transmission pins 65 by a valve piston 15 in a direction substantially same as a displacement direction of an actuator. A pressure receiving area of a piezo piston 14 and a pressure receiving area of the valve piston 15 can be increased by arranging the control valve 11, the valve holder 12 and a valve spring 13 in a control valve chamber 47 of an upper plate 18. Thus degradation of the displacement expansion efficiency can be prevented. Further as the control valve chamber 47 and intermediate flow channel holes 43-45 can be separated from each other, a volume of an intermediate chamber can be reduced. Thus valve opening response of a needle 1 and valve closing response of the needle 1 can be improved.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、内燃機関の気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁に関するものである。   The present invention relates to a fuel injection valve that injects fuel into a cylinder of an internal combustion engine.

［従来の技術］
従来より、内燃機関（エンジン）の気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁の一例として、アクチュエータの変位を利用して制御弁の弁体（以下制御バルブ）を開閉駆動することで、圧力制御室内の燃料圧力（制御室圧）を調整し、ニードルの開閉動作を制御する燃料噴射弁（以下従来例１のインジェクタ）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
ところで、従来例１のインジェクタにおいては、アクチュエータとしてピエゾ素子積層体を主体とするピエゾアクチュエータを用いて制御バルブを開閉作動させる構成を採用している。 [Conventional technology]
Conventionally, as an example of a fuel injection valve that injects fuel into a cylinder of an internal combustion engine (engine), a valve body of a control valve (hereinafter referred to as a control valve) is driven to open and close by using a displacement of an actuator. There has been proposed a fuel injection valve (hereinafter referred to as an injector of Conventional Example 1) for adjusting the fuel pressure (control chamber pressure) and controlling the opening and closing operation of the needle (see, for example, Patent Document 1).
By the way, in the injector of the conventional example 1, the structure which opens and closes a control valve using the piezoelectric actuator which has a piezoelectric element laminated body as a main body as an actuator is employ | adopted.

このような構成のインジェクタは、アクチュエータの変位に伴って往復変位する大径ピストン、この大径ピストンよりも受圧面積が小さい小径ピストン、大径ピストンと小径ピストンを摺動可能に支持するシリンダ、および大径ピストンと小径ピストンとシリンダとで囲まれて、内部に燃料が充填される油密室を有し、アクチュエータの変位を拡大して小径ピストンを駆動する変位拡大機構を備えている。
また、制御弁は、低圧ポートを貫通する軸部を有する小径ピストンと一体移動可能に連結されて、中間室に臨む弁座に接離して低圧ポートを開閉する制御バルブ、およびこの制御バルブを閉弁方向に付勢するバルブスプリングを有している。この制御バルブには、中間室内に導入される高圧力の燃料中に配置されている。 The injector having such a configuration includes a large-diameter piston that reciprocates as the actuator is displaced, a small-diameter piston having a smaller pressure receiving area than the large-diameter piston, a cylinder that slidably supports the large-diameter piston and the small-diameter piston, and It is surrounded by a large-diameter piston, a small-diameter piston, and a cylinder, has an oil-tight chamber filled with fuel, and has a displacement enlarging mechanism that enlarges the displacement of the actuator and drives the small-diameter piston.
The control valve is connected to a small-diameter piston having a shaft portion that passes through the low-pressure port so as to be movable together. The control valve opens and closes the valve seat that faces the intermediate chamber, and closes the control valve. A valve spring that biases in the valve direction is provided. This control valve is arranged in high pressure fuel introduced into the intermediate chamber.

そして、ピエゾ素子積層体に電荷が充電されると、ピエゾ素子積層体が伸張変位する。これに伴って大径ピストンが変位して油密室内の容積が縮小されて油密室内の油圧力が上昇する。
油密室内の油圧力の上昇により小径ピストンが、アクチュエータの変位を拡大して直接制御バルブを押し下げて低圧ポートを開弁する。これにより、圧力制御室内の燃料が、オリフィス、中間室、低圧ポートを介して燃料系の低圧側へ流出するため、ニードルに対して閉弁方向に付勢する圧力制御室内の燃料圧力が低下する。
そして、圧力制御室内の燃料圧力がニードル開弁圧以下に低下すると、ニードルが開弁し、インジェクタの噴孔からエンジンの気筒内への燃料噴射が開始される。 When the piezoelectric element stack is charged, the piezoelectric element stack is stretched and displaced. Along with this, the large-diameter piston is displaced, the volume in the oil-tight chamber is reduced, and the oil pressure in the oil-tight chamber increases.
As the oil pressure in the oil tight chamber rises, the small diameter piston expands the displacement of the actuator and directly pushes down the control valve to open the low pressure port. As a result, the fuel in the pressure control chamber flows out to the low pressure side of the fuel system via the orifice, the intermediate chamber, and the low pressure port, so that the fuel pressure in the pressure control chamber that urges the needle in the valve closing direction decreases. .
When the fuel pressure in the pressure control chamber drops below the needle opening pressure, the needle opens and fuel injection from the injector nozzle hole into the engine cylinder is started.

［従来の技術の不具合］
ところが、従来例１のインジェクタにおいては、制御弁の弁体として外開き弁方式の制御バルブを採用しているので、圧力制御室とオリフィスを介して連通する中間室内に制御バルブとバルブスプリングを設置する必要がある。
その結果、バルブ収容室とスプリング収容室を含む中間室容積が増加するため、制御バルブの開弁時に、圧力制御室内の燃料圧力の低下速度が遅くなるので、ニードルの開弁応答性が悪化する。また、制御バルブの閉弁時に、圧力制御室内の燃料圧力の上昇速度が遅くなるので、ニードルの閉弁応答性が悪いという問題がある（図３参照）。 [Conventional technical problems]
However, since the injector of the first conventional example employs an outside opening valve type control valve as the valve body of the control valve, the control valve and the valve spring are installed in the intermediate chamber communicating with the pressure control chamber via the orifice. There is a need to.
As a result, since the volume of the intermediate chamber including the valve storage chamber and the spring storage chamber increases, the rate of decrease in the fuel pressure in the pressure control chamber becomes slow when the control valve is opened, and the valve opening response of the needle is deteriorated. . In addition, when the control valve is closed, the rate of increase of the fuel pressure in the pressure control chamber is slow, which causes a problem that the valve closing response of the needle is poor (see FIG. 3).

上記の問題を解決する技術として、変位拡大機構において、大径ピストンの変位方向に対して小径ピストンの変位方向を反転させ、制御弁の弁体として内開き弁方式の制御バルブを採用することで、中間室容積を低減するように構成した燃料噴射弁（以下従来例２のインジェクタ）が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、従来例２のインジェクタでは、小径ピストンの軸部が必然的に油密室内に含まれるため、大径ピストンの受圧面積および小径ピストンの受圧面積を大きくとることができない（図４参照）。 As a technology to solve the above problem, in the displacement enlargement mechanism, the displacement direction of the small-diameter piston is reversed with respect to the displacement direction of the large-diameter piston, and an internal opening valve type control valve is adopted as the valve body of the control valve A fuel injection valve configured to reduce the volume of the intermediate chamber (hereinafter referred to as an injector of Conventional Example 2) has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
However, in the injector of Conventional Example 2, since the shaft portion of the small diameter piston is necessarily included in the oil tight chamber, the pressure receiving area of the large diameter piston and the pressure receiving area of the small diameter piston cannot be increased (see FIG. 4).

これによって、従来例２のインジェクタにおいては、従来例１のインジェクタに使用される外開き弁方式の制御バルブと比べて、同一サイズで同一のバルブ開弁要求力（制御弁のバルブを開弁駆動するのに必要な駆動力）を得るために必要な油密室内の油圧力が上昇（≒変位拡大効率の低下）するという問題がある。
そして、油密室内の油圧力が上昇すると、小径ピストンとシリンダとの間に形成される摺動クリアランス（摺動部）を通り抜けて油密室の外部へリークする燃料リーク量が増加（効率低下）し、それに伴って、油密室内の油圧力の低下を招く。ここで、最悪の場合、小径ピストンと一体的に構成された内開き弁方式の制御バルブが、長時間開弁状態を維持することができず、閉弁してしまう（図５参照）。 As a result, in the injector of the conventional example 2, the same valve opening required force (the valve of the control valve is driven to open the valve) as compared with the control valve of the open valve type used in the injector of the conventional example 1. There is a problem that the oil pressure in the oil-tight chamber required for obtaining the driving force required to increase the pressure (≈decreasing displacement expansion efficiency).
When the oil pressure in the oil-tight chamber rises, the amount of fuel leakage that leaks outside the oil-tight chamber through the sliding clearance (sliding portion) formed between the small-diameter piston and the cylinder increases (decrease in efficiency). As a result, the oil pressure in the oil-tight chamber is reduced. Here, in the worst case, the control valve of the internal opening valve system configured integrally with the small-diameter piston cannot maintain the valve open state for a long time and closes (see FIG. 5).

特許第３８２７００３号公報Japanese Patent No. 3827003 特開２０１０−２３６３７５号公報JP 2010-236375 A

本発明の目的は、変位拡大効率の向上と、ニードルの開弁応答性およびニードルの閉弁応答性の向上との両立を図ることのできる燃料噴射弁を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a fuel injection valve capable of achieving both improvement in displacement expansion efficiency and improvement in needle valve opening response and needle valve closing response.

請求項１に記載の発明（燃料噴射弁）によれば、アクチュエータの変位方向と略同一方向に小径ピストンが弁体を間接的に駆動する変位拡大機構を備えた燃料噴射弁において、制御弁の弁体および弾性部材を制御弁室内に収容することにより、大径ピストンの受圧面積および小径ピストンの受圧面積を大きくとることができる。これにより、制御弁の弁体の開弁要求力（≒油密室内の油圧力）を低減（低下）できるので、変位拡大機構における変位拡大効率の低下を防止できる。
また、制御弁の弁体および弾性部材を制御弁室内に収容することにより、制御弁室と中間室とを分離することが可能なため、中間室容積を低減できる。これにより、制御弁の開弁時に、圧力制御室内の燃料圧力の低下（降下）速度が速くなるので、ニードルの開弁応答性が向上する。また、制御弁の閉弁時に、圧力制御室内の燃料圧力の上昇速度が速くなるので、ニードルの閉弁応答性が向上する。
以上のように、請求項１に記載の発明においては、アクチュエータの変位を拡大する変位拡大効率の向上と、ニードルの開弁応答性およびニードルの閉弁応答性の向上との両立を図ることができる。 According to the first aspect of the present invention (fuel injection valve), in the fuel injection valve including the displacement expansion mechanism in which the small-diameter piston indirectly drives the valve body in substantially the same direction as the displacement direction of the actuator, By accommodating the valve body and the elastic member in the control valve chamber, the pressure receiving area of the large diameter piston and the pressure receiving area of the small diameter piston can be increased. As a result, the valve opening required force (≈the oil pressure in the oil tight chamber) of the valve body of the control valve can be reduced (decreased), so that a reduction in displacement expansion efficiency in the displacement expansion mechanism can be prevented.
Further, since the control valve chamber and the intermediate chamber can be separated by accommodating the valve body and the elastic member of the control valve in the control valve chamber, the volume of the intermediate chamber can be reduced. As a result, when the control valve is opened, the speed of lowering (lowering) the fuel pressure in the pressure control chamber is increased, so that the valve opening response of the needle is improved. Further, when the control valve is closed, the rate of increase of the fuel pressure in the pressure control chamber is increased, so that the valve closing response of the needle is improved.
As described above, in the invention described in claim 1, it is possible to achieve both improvement in displacement expansion efficiency for expanding the displacement of the actuator and improvement in needle valve opening response and needle valve closing response. it can.

ピエゾインジェクタを示した断面図である（実施例１）。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a piezo injector (Example 1). （ａ）はピエゾインジェクタの主要構造を示した断面図で、（ｂ）は（ａ）のＩＩ−ＩＩ断面図である（実施例１）。(A) is sectional drawing which showed the main structures of the piezo injector, (b) is II-II sectional drawing of (a) (Example 1). 噴射量指令値（通電時間）に対する噴射率の変化を示したタイミングチャートである（実施例１及び従来例１）。It is the timing chart which showed the change of the injection rate with respect to the injection quantity command value (energization time) (Example 1 and Conventional Example 1). ピエゾピストン、バルブピストンの受圧面積を示したグラフである（実施例１及び従来例１）。It is the graph which showed the pressure receiving area of the piezo piston and the valve piston (Example 1 and Conventional Example 1). 油密室圧力と作動時間との関係を示したグラフである（実施例１及び従来例１）。It is the graph which showed the relationship between an oil-tight chamber pressure and an operation time (Example 1 and Conventional Example 1).

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

［実施例１の構成］
図１ないし図５は、本発明を適用したピエゾインジェクタ（実施例１）を示したものである。 [Configuration of Example 1]
1 to 5 show a piezo injector (Embodiment 1) to which the present invention is applied.

本実施例の内燃機関の燃料噴射弁は、例えば自動車等の車両走行用のディーゼルエンジン等の内燃機関（以下エンジン）の気筒に形成された燃焼室内に霧状に燃料噴霧を噴射する直接噴射タイプのピエゾインジェクタ（以下インジェクタと略す）である。このインジェクタは、内燃機関（エンジン）用の燃料噴射システムとして知られるコモンレール式燃料噴射システム（蓄圧式燃料噴射装置）の燃料噴射弁として使用される。   The fuel injection valve of the internal combustion engine of the present embodiment is a direct injection type that injects fuel spray in the form of a mist into a combustion chamber formed in a cylinder of an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) such as a diesel engine for driving a vehicle such as an automobile. Piezo injector (hereinafter abbreviated as injector). This injector is used as a fuel injection valve of a common rail type fuel injection system (accumulation type fuel injection device) known as a fuel injection system for an internal combustion engine (engine).

インジェクタは、エンジンの気筒の燃焼室に連通する複数の噴孔（後述する）を有し、これらの噴孔を開閉するニードル１等を内蔵する有底筒状のノズルボディ２と、外部から導入された高圧力の燃料が流通する高圧燃料通路（後述する）を有し、ニードル１の背圧を制御する制御弁、この制御弁を開閉駆動するアクチュエータ３等を内蔵する円筒状のインジェクタボディ４とを備えている。   The injector has a plurality of nozzle holes (described later) communicating with the combustion chambers of the cylinders of the engine, a bottomed cylindrical nozzle body 2 containing a needle 1 and the like for opening and closing these nozzle holes, and an externally introduced nozzle body 2 A cylindrical injector body 4 having a high-pressure fuel passage (to be described later) through which the high-pressure fuel flows, and having a control valve for controlling the back pressure of the needle 1 and an actuator 3 for opening and closing the control valve. And.

インジェクタのノズルボディ２の中心軸線上には、ノズルボディ２の密着面で開口し、この開口側から奥側までノズル軸方向に真っ直ぐに延びる袋孔状のニードル収容孔５が形成されている。このニードル収容孔５の内部には、軸線方向に往復移動可能なニードル１と、このニードル１をその閉弁方向に付勢するニードルスプリング６と、フローティングバルブである制御プレート７と、この制御プレート７をその閉弁方向に付勢する制御プレートスプリング８と、ニードル１の摺動部および制御プレート７の摺動部を往復摺動可能に支持する筒状のノズルシリンダ９とが収容されている。   On the central axis of the nozzle body 2 of the injector, there is formed a bag-like needle accommodation hole 5 that opens at the contact surface of the nozzle body 2 and extends straight from the opening side to the back side in the nozzle axis direction. Inside the needle housing hole 5 are a needle 1 that can reciprocate in the axial direction, a needle spring 6 that urges the needle 1 in the valve closing direction, a control plate 7 that is a floating valve, and this control plate. A control plate spring 8 that urges the valve 7 in the valve closing direction and a cylindrical nozzle cylinder 9 that supports the sliding portion of the needle 1 and the sliding portion of the control plate 7 so as to be capable of reciprocating sliding are accommodated. .

インジェクタのインジェクタボディ４の中心軸線から所定の径方向距離分だけ偏芯（オフセット）した位置には、軸線方向に真っ直ぐに延びるピエゾ収容孔１０が形成されている。このピエゾ収容孔１０の内部には、制御弁（制御バルブ１１、バルブホルダー１２、バルブスプリング１３）と、この制御弁の弁体（制御バルブ１１、バルブホルダー１２）を開閉駆動するアクチュエータ３と、ピエゾピストン１４とバルブピストン１５との間に油密室１６を有し、アクチュエータ３の伸張変位を拡大してバルブピストン１５に伝える変位拡大機構とが収容されている。また、ピエゾ収容孔１０の内部には、バルブピストンスプリング１７も収容されている。
制御弁は、制御バルブ１１が開弁することで、圧力制御室から燃料排出流路（後述する）を介して燃料系の低圧側へ燃料を流出させる圧力制御弁である。
なお、本実施例の制御弁の詳細は、後述する。 A piezo accommodation hole 10 extending straight in the axial direction is formed at a position eccentric (offset) by a predetermined radial distance from the central axis of the injector body 4 of the injector. Inside the piezo-accommodating hole 10, there are a control valve (control valve 11, valve holder 12, valve spring 13), an actuator 3 for opening and closing the valve body (control valve 11, valve holder 12) of the control valve, An oil tight chamber 16 is provided between the piezo piston 14 and the valve piston 15, and a displacement enlarging mechanism for enlarging the extension displacement of the actuator 3 and transmitting it to the valve piston 15 is accommodated. A valve piston spring 17 is also accommodated inside the piezo accommodation hole 10.
The control valve is a pressure control valve that causes fuel to flow out from the pressure control chamber to the low pressure side of the fuel system via a fuel discharge passage (described later) when the control valve 11 is opened.
Details of the control valve of this embodiment will be described later.

インジェクタのインジェクタボディ４の軸線方向の基端側端部（反噴孔側端部）には、燃料系の高圧側に設けられるサプライポンプまたはコモンレール等の高圧発生部と高圧配管を介して接続されるインレットポートと、燃料系の低圧側に設けられる燃料タンクまたは燃料供給経路の低圧部等と低圧配管を介して接続されるアウトレットポートとが設けられている。また、インジェクタボディ４の反噴孔側には、アクチュエータ３のピエゾリード端子と外部回路（外部電源や外部制御回路：ＥＣＵ）との接続を行うための外部接続用コネクタが設けられている。
そして、インジェクタは、アクチュエータ３の伸縮変位を利用して制御バルブ１１、バルブホルダー１２を開閉駆動することで、圧力制御室内の燃料圧力を調整（増減）し、ニードル１の開閉動作を制御する。これにより、エンジンの気筒の燃焼室内に噴射される燃料噴射量、噴射時期および噴射パターン（噴射率）が制御される。 A base end side end (anti-injection hole side end) of the injector body 4 of the injector is connected to a high pressure generating part such as a supply pump or a common rail provided on the high pressure side of the fuel system via a high pressure pipe. And an outlet port connected to a fuel tank provided on the low pressure side of the fuel system or a low pressure portion of the fuel supply path through a low pressure pipe. Further, an external connection connector for connecting the piezoelectric lead terminal of the actuator 3 and an external circuit (external power supply or external control circuit: ECU) is provided on the side opposite to the injection hole of the injector body 4.
The injector uses the expansion / contraction displacement of the actuator 3 to open / close the control valve 11 and the valve holder 12 to adjust (increase / decrease) the fuel pressure in the pressure control chamber and control the opening / closing operation of the needle 1. Thus, the fuel injection amount, the injection timing, and the injection pattern (injection rate) injected into the combustion chamber of the engine cylinder are controlled.

ノズルボディ２とインジェクタボディ４との間には、アッパープレート１８およびロアプレート１９が設置されている。そして、インジェクタは、ノズルボディ２の密着面とインジェクタボディ４の密着面との間にアッパープレート１８およびロアプレート１９を挟み込んだ状態で、インジェクタボディ４の軸線方向の先端側にノズルボディ２を螺子締結により固定するリテーニングナット２０を備えている。
また、ノズルボディ２のニードル収容孔５は、ニードルスプリング６を収容するスプリング収容室よりも燃料流の下流側に、ニードル１のガイド径よりも孔径が拡げられた燃料溜まり室２１を有している。また、ノズルボディ２の先端部には、燃料溜まり室２１よりも燃料流の下流側に設けられる凹状のサック室と連通する複数の噴孔２２が設けられている。 An upper plate 18 and a lower plate 19 are installed between the nozzle body 2 and the injector body 4. Then, the injector screwes the nozzle body 2 to the tip end side in the axial direction of the injector body 4 with the upper plate 18 and the lower plate 19 sandwiched between the contact surface of the nozzle body 2 and the contact surface of the injector body 4. A retaining nut 20 is provided that is fixed by fastening.
The needle housing hole 5 of the nozzle body 2 has a fuel reservoir chamber 21 whose hole diameter is larger than the guide diameter of the needle 1 on the downstream side of the fuel flow from the spring housing chamber that houses the needle spring 6. Yes. The nozzle body 2 is provided with a plurality of nozzle holes 22 communicating with a concave sac chamber provided downstream of the fuel reservoir chamber 21 in the fuel flow chamber 21.

ここで、燃料溜まり室２１は、ニードル収容孔５の中間部に設けられている。この燃料溜まり室２１内に導入される燃料圧力は、ニードル１に対して、ニードル１の開弁方向に付勢する付勢力として作用する開弁方向油圧力（ＦＯ）である。
複数の噴孔２２は、ニードル１の弁部が着座可能なシート部（弁座）よりも燃料流方向の下流側に設けられて、ニードル収容孔５の内外を連通している。つまり、複数の噴孔２２は、エンジンの気筒の燃焼室内とノズルボディ２の内部とを連通している。 Here, the fuel reservoir chamber 21 is provided in an intermediate portion of the needle accommodation hole 5. The fuel pressure introduced into the fuel reservoir chamber 21 is a valve opening direction oil pressure (FO) that acts as a biasing force that biases the needle 1 in the valve opening direction of the needle 1.
The plurality of injection holes 22 are provided on the downstream side in the fuel flow direction with respect to the seat portion (valve seat) on which the valve portion of the needle 1 can be seated, and communicate with the inside and outside of the needle accommodation hole 5. That is, the plurality of nozzle holes 22 communicate the combustion chamber of the engine cylinder with the inside of the nozzle body 2.

ニードル１は、燃料噴射弁の弁部材であって、ニードル収容孔５内に往復移動可能に収容されている。このニードル１の軸線方向の先端側には、ノズルボディ２のニードルシート面に接離して複数の噴孔２２を閉鎖、開放する弁部が設けられている。また、ニードル１の軸線方向の基端側には、ノズルシリンダ９のガイド孔（シリンダ孔）の孔壁面に対して往復摺動可能な摺動部（小径部：以下ピストン部）２３が設けられている。このピストン部２３の端面には、制御プレートスプリング８の一部を収容し、且つ圧力制御室２４の一部を形成する収容凹部が設けられている。   The needle 1 is a valve member of a fuel injection valve, and is accommodated in the needle accommodation hole 5 so as to be reciprocally movable. On the tip end side in the axial direction of the needle 1, a valve portion is provided that closes and opens the plurality of nozzle holes 22 in contact with and away from the needle seat surface of the nozzle body 2. Further, on the proximal end side in the axial direction of the needle 1, there is provided a sliding portion (small diameter portion: hereinafter referred to as piston portion) 23 that can reciprocate with respect to the hole wall surface of the guide hole (cylinder hole) of the nozzle cylinder 9. ing. On the end surface of the piston portion 23, a housing recess that houses a part of the control plate spring 8 and forms a part of the pressure control chamber 24 is provided.

ニードル１のピストン部２３とニードル軸方向部（中径部）との間には、環状段差が設けられている。
ニードルスプリング６は、ニードル１に対して、ニードル１の閉弁方向に付勢する付勢力（弾性力、スプリングセット荷重：Ｆｓｐ）を発生するニードル付勢手段（弾性部材）である。このニードルスプリング６は、ニードル１の中径部外周に固定された環状のスプリングシート２５とノズルシリンダ９の環状端面（スプリング座部）との間でノズル軸方向に圧縮された状態で配置された圧縮コイルスプリングである。 An annular step is provided between the piston portion 23 of the needle 1 and the needle axial direction portion (medium diameter portion).
The needle spring 6 is a needle biasing means (elastic member) that generates a biasing force (elastic force, spring set load: Fsp) that biases the needle 1 in the valve closing direction. The needle spring 6 is disposed in a compressed state in the nozzle axial direction between an annular spring seat 25 fixed to the outer periphery of the middle diameter portion of the needle 1 and an annular end surface (spring seat portion) of the nozzle cylinder 9. It is a compression coil spring.

次に、インジェクタの高圧燃料通路および燃料排出流路を図１および図２に基づいて簡単に説明する。
高圧燃料通路は、インジェクタボディ４のインレットポートから導入された高圧力の燃料を燃料溜まり室２１を介して複数の噴孔２２へ供給する第１高圧導入流路（高圧燃料流路）と、この第１高圧導入流路から分岐して弁室２６を介して圧力制御室２４内へ高圧力の燃料を導入する第２高圧導入流路とを備えている。
なお、弁室２６は、制御プレート７の開弁側受圧面とロアプレート１９のバルブシート面との間に形成される容積可変空間である。この弁室２６内に導入される燃料圧力は、制御プレート７に対して、制御プレート７の開弁方向に付勢する付勢力として作用する開弁方向油圧力（ＦＯ）である。 Next, the high-pressure fuel passage and the fuel discharge passage of the injector will be briefly described with reference to FIGS.
The high-pressure fuel passage includes a first high-pressure introduction passage (high-pressure fuel passage) for supplying high-pressure fuel introduced from the inlet port of the injector body 4 to the plurality of injection holes 22 via the fuel reservoir chamber 21. A second high-pressure introduction channel that branches from the first high-pressure introduction channel and introduces high-pressure fuel into the pressure control chamber 24 through the valve chamber 26.
The valve chamber 26 is a variable volume space formed between the valve-opening pressure receiving surface of the control plate 7 and the valve seat surface of the lower plate 19. The fuel pressure introduced into the valve chamber 26 is a valve opening direction oil pressure (FO) that acts on the control plate 7 as a biasing force that biases the control plate 7 in the valve opening direction.

圧力制御室２４は、ニードル１の軸方向の上端面（基端側端面）およびニードル１の基端側凹部の底面とノズルシリンダ９の内周面と制御プレート７とで囲まれた空間である。この圧力制御室２４内に導入される燃料圧力は、ニードル１に対して、ニードル１の閉弁方向に付勢する付勢力として作用する閉弁方向油圧力（ＦＣ）である。
また、圧力制御室２４は、制御プレート７の閉弁側受圧面とニードル１のピストン部２３の受圧面との間に形成される容積可変空間である。この圧力制御室２４内に導入される燃料圧力は、制御プレート７に対して、制御プレート７の閉弁方向に付勢する付勢力として作用する閉弁方向油圧力（ＦＣ）である。 The pressure control chamber 24 is a space surrounded by the upper end surface (base end side end surface) in the axial direction of the needle 1, the bottom surface of the recess on the base end side of the needle 1, the inner peripheral surface of the nozzle cylinder 9, and the control plate 7. . The fuel pressure introduced into the pressure control chamber 24 is a valve closing direction hydraulic pressure (FC) that acts on the needle 1 as a biasing force that biases the needle 1 in the valve closing direction.
The pressure control chamber 24 is a variable volume space formed between the valve-closing pressure receiving surface of the control plate 7 and the pressure receiving surface of the piston portion 23 of the needle 1. The fuel pressure introduced into the pressure control chamber 24 is a valve closing direction hydraulic pressure (FC) that acts on the control plate 7 as a biasing force that biases the control plate 7 in the valve closing direction.

第１高圧導入流路は、インレットポートとニードル収容孔５とを連通する高圧流路孔３１〜３３、ノズルシリンダ９の外周面とニードル収容孔５の孔壁面との間に形成される燃料流路３４、ニードル１の外周面とニードル収容孔５の孔壁面との間に形成される燃料流路（クリアランス）３５、および燃料溜まり室２１を介して燃料流路３５と複数の噴孔２２とを連通する燃料流路３６等を有している。
燃料流路３６は、ニードル収容孔５内に形成されて、インジェクタの開弁時にノズルボディ２のニードルシート面とニードル１の弁部との間に形成される環状の燃料流路、およびこの燃料流路と複数の噴孔２２とを連通するサック室を含んでいる。 The first high pressure introduction flow path is a fuel flow formed between the high pressure flow path holes 31 to 33 communicating with the inlet port and the needle accommodation hole 5, and the outer peripheral surface of the nozzle cylinder 9 and the hole wall surface of the needle accommodation hole 5. The fuel flow path 35 and the plurality of injection holes 22 through the passage 34, the fuel flow path (clearance) 35 formed between the outer peripheral surface of the needle 1 and the hole wall surface of the needle accommodation hole 5, and the fuel reservoir chamber 21 The fuel flow path 36 etc. which connect these.
The fuel flow path 36 is formed in the needle housing hole 5, and an annular fuel flow path formed between the needle seat surface of the nozzle body 2 and the valve portion of the needle 1 when the injector is opened, and the fuel A sac chamber communicating the flow path and the plurality of nozzle holes 22 is included.

第２高圧導入流路は、高圧流路孔３２、３３間の分岐部より分岐し、弁室２６へ高圧力の燃料を導入する高圧流路孔３７、およびこの高圧流路孔３７と弁室２６とを連通するインオリフィス孔３８を有している。
インオリフィス孔３８は、弁室２６を介して、圧力制御室２４へ導入される高圧力の燃料の流量を規制する第１入口側絞り孔である。 The second high-pressure introduction channel branches from a branch portion between the high-pressure channel holes 32 and 33, and introduces a high-pressure fuel into the valve chamber 26, and the high-pressure channel hole 37 and the valve chamber. 26 has an in-orifice hole 38 communicating with the H.26.
The in-orifice hole 38 is a first inlet-side throttle hole that regulates the flow rate of high-pressure fuel introduced into the pressure control chamber 24 via the valve chamber 26.

燃料排出流路は、圧力制御室２４内に導入された高圧力の燃料を第１流路（４１、４２）、中間室（４３〜４５）、第２流路（４６）、制御弁室４７、第３流路（５１〜５４）およびアウトレットポートを介して、燃料系の低圧側へ流出させる燃料戻し経路である。 燃料排出流路の第１流路は、圧力制御室２４と連通する流路孔４１、およびこの流路孔４１と連通する第１アウトオリフィス孔４２等を有している。
なお、第１アウトオリフィス孔４２は、圧力制御室２４から中間室（４３〜４５）へ流出する燃料の流量を規制する第１出口側絞り孔である。この第１アウトオリフィス孔４２は、制御プレート７の中心軸線上に形成されている。 The fuel discharge flow path is a high pressure fuel introduced into the pressure control chamber 24 for the first flow path (41, 42), the intermediate chamber (43 to 45), the second flow path (46), and the control valve chamber 47. And a fuel return path for flowing out to the low pressure side of the fuel system via the third flow path (51 to 54) and the outlet port. The first flow path of the fuel discharge flow path has a flow path hole 41 communicating with the pressure control chamber 24, a first out orifice hole 42 communicating with the flow path hole 41, and the like.
The first out orifice hole 42 is a first outlet side throttle hole that regulates the flow rate of fuel flowing out from the pressure control chamber 24 to the intermediate chamber (43 to 45). The first out orifice hole 42 is formed on the central axis of the control plate 7.

中間室は、第１アウトオリフィス孔４２を介して圧力制御室２４と連通し、且つ第２アウトオリフィス孔４６を介して制御弁室４７と連通している。この中間室は、中間流路孔４３〜４５等を有している。
燃料排出流路の第２流路は、中間流路孔４５と制御弁室４７とを連通する第２アウトオリフィス孔４６等を有している。
なお、第２アウトオリフィス孔４６は、中間室（４３〜４５）から制御弁室４７へ流出する燃料の流量を規制する第２出口側絞り孔（制御弁の弁孔）である。 The intermediate chamber communicates with the pressure control chamber 24 through the first out orifice hole 42 and communicates with the control valve chamber 47 through the second out orifice hole 46. The intermediate chamber has intermediate flow path holes 43 to 45 and the like.
The second flow path of the fuel discharge flow path has a second out orifice hole 46 that communicates the intermediate flow path hole 45 and the control valve chamber 47.
The second out-orifice hole 46 is a second outlet-side throttle hole (control valve valve hole) that regulates the flow rate of fuel flowing out from the intermediate chamber (43 to 45) to the control valve chamber 47.

制御弁室４７は、第２アウトオリフィス孔４６と連通している。
燃料排出流路の第３流路は、制御弁室４７と連通する複数の低圧ポート５１、これらの低圧ポート５１と連通するスプリング収容室５２、このスプリング収容室５２と連通する複数の径方向連通孔５３、およびこれらの径方向連通孔５３とアウトレットポートとを連通する低圧流路５４等を有している。なお、スプリング収容室５２、径方向連通孔５３および低圧流路５４は、低圧燃料通路を構成する。 The control valve chamber 47 communicates with the second out orifice hole 46.
The third flow path of the fuel discharge flow path includes a plurality of low pressure ports 51 communicating with the control valve chamber 47, a spring accommodating chamber 52 communicating with these low pressure ports 51, and a plurality of radial communication communicating with the spring accommodating chamber 52. The hole 53 and the low-pressure flow path 54 etc. which connect these radial direction communication holes 53 and an outlet port are provided. The spring accommodating chamber 52, the radial direction communication hole 53, and the low pressure flow path 54 constitute a low pressure fuel passage.

制御プレート７の図示上端面には、弁室２６に臨み、弁室２６内の燃料圧力を受圧する開弁側受圧面が設けられている。この制御プレート７の図示下端面には、圧力制御室２４に臨み、圧力制御室２４内の燃料圧力を受圧する閉弁側受圧面が設けられている。また、制御プレート７の中心軸線上には、流路孔４１および第１アウトオリフィス孔４２が貫通形成されている。
なお、流路孔４１は、制御プレート７の図示下端面で開口している。また、第１アウトオリフィス孔４２は、制御プレート７の図示上端面で開口している。 A valve-opening pressure receiving surface that faces the valve chamber 26 and receives the fuel pressure in the valve chamber 26 is provided on the upper end surface of the control plate 7 in the figure. A valve-side pressure receiving surface that faces the pressure control chamber 24 and receives the fuel pressure in the pressure control chamber 24 is provided on the lower end surface of the control plate 7 in the figure. Further, a flow path hole 41 and a first out orifice hole 42 are formed through the central axis of the control plate 7.
The channel hole 41 opens at the lower end surface of the control plate 7 shown in the figure. Further, the first out-orifice hole 42 opens at the upper end surface of the control plate 7 in the figure.

制御プレート７の開弁側受圧面で受圧する開弁方向油圧力（ＦＵ）が、制御プレート７の閉弁側受圧面で受圧する閉弁方向油圧力（ＦＬ）と制御プレートスプリング８の閉弁方向の付勢力（Ｆｓｐ）との合力よりも大きい場合、ロアプレート１９のバルブシート面より制御プレート７が離脱してインオリフィス孔３８を開放する。
制御プレート７の開弁側受圧面で受圧する開弁方向油圧力（ＦＵ）が、制御プレート７の閉弁側受圧面で受圧する閉弁方向油圧力（ＦＬ）と制御プレートスプリング８の閉弁方向の付勢力（Ｆｓｐ）との合力よりも小さい場合、ロアプレート１９のバルブシート面に制御プレート７が着座（密着）してインオリフィス孔３８を閉鎖する。 The valve opening direction oil pressure (FU) received by the valve opening side pressure receiving surface of the control plate 7 is the valve closing direction oil pressure (FL) received by the valve closing side pressure receiving surface of the control plate 7 and the control plate spring 8 is closed. When the resultant force is greater than the resultant force with the direction biasing force (Fsp), the control plate 7 is detached from the valve seat surface of the lower plate 19 to open the in-orifice hole 38.
The valve opening direction oil pressure (FU) received by the valve opening side pressure receiving surface of the control plate 7 is the valve closing direction oil pressure (FL) received by the valve closing side pressure receiving surface of the control plate 7 and the control plate spring 8 is closed. When the resultant force is smaller than the resultant force with the urging force (Fsp) in the direction, the control plate 7 is seated (contacted) on the valve seat surface of the lower plate 19 to close the in-orifice hole 38.

制御プレートスプリング８は、制御プレート７に対して、制御プレート７の閉弁方向に付勢する付勢力（弾性力、スプリングセット荷重）を発生する弾性部材である。この制御プレートスプリング８は、制御プレート７の閉弁側受圧面（スプリング座部）とニードル１の収容凹部の奥側の底面（スプリング座部）との間で軸線方向に圧縮された状態で配置された圧縮コイルスプリングである。   The control plate spring 8 is an elastic member that generates a biasing force (elastic force, spring set load) that biases the control plate 7 in the valve closing direction of the control plate 7. The control plate spring 8 is disposed in a state where it is compressed in the axial direction between the valve-closing pressure receiving surface (spring seat portion) of the control plate 7 and the bottom surface (spring seat portion) on the back side of the accommodation recess of the needle 1. The compressed coil spring.

ノズルシリンダ９は、制御プレート７の外周との間に、弁室２６と圧力制御室２４とを連通する連通路（ノズル軸方向に延びる連通溝等）を形成する内周壁面を有している。このノズルシリンダ９の内周壁面には、ニードル１のピストン部２３および制御プレート７の摺動部を往復移動可能に支持するガイド孔が設けられている。
ノズルシリンダ９は、ロアプレート１９の結合部に溶接固定により接続されている。このノズルシリンダ９は、ロアプレート１９の結合部からニードル収容孔５の内部へ突出するように配置されている。 The nozzle cylinder 9 has an inner peripheral wall surface that forms a communication path (such as a communication groove extending in the nozzle axis direction) that connects the valve chamber 26 and the pressure control chamber 24 between the outer periphery of the control plate 7. . The inner peripheral wall surface of the nozzle cylinder 9 is provided with a guide hole that supports the piston portion 23 of the needle 1 and the sliding portion of the control plate 7 so as to reciprocate.
The nozzle cylinder 9 is connected to the connecting portion of the lower plate 19 by welding. The nozzle cylinder 9 is disposed so as to protrude from the coupling portion of the lower plate 19 into the needle accommodation hole 5.

ノズルシリンダ９には、ニードル１の外周の環状段差との間に所定の軸方向距離（ニードル最大リフト量）を隔てて対向する環状段差が一体的に設けられている。この環状段差は、ニードル１がフルリフトした際に、これ以上の移動を規制するためのニードルストッパを構成している。また、ノズルシリンダ９には、ロアプレート１９のバルブシート面との間に所定の軸方向距離（プレート収容室）を隔てて対向する環状段差が一体的に設けられている。この環状段差は、制御プレート７がフルリフトした際に、これ以上の移動を規制するためのバルブストッパを構成している。   The nozzle cylinder 9 is integrally provided with an annular step which is opposed to the annular step on the outer periphery of the needle 1 with a predetermined axial distance (needle maximum lift amount). This annular step constitutes a needle stopper for restricting further movement when the needle 1 is fully lifted. Further, the nozzle cylinder 9 is integrally provided with an annular step which is opposed to the valve seat surface of the lower plate 19 with a predetermined axial distance (plate accommodation chamber) therebetween. This annular step constitutes a valve stopper for restricting further movement when the control plate 7 is fully lifted.

アッパープレート１８は、ノズルボディ２の密着面とインジェクタボディ４の密着面との間に、ロアプレート１９と一緒に挟み込まれている。このアッパープレート１８の図示下端面には、制御弁の制御バルブ１１が着座可能なバルブシート面（弁座）５５が形成されている。
また、アッパープレート１８には、インジェクタボディ４の高圧流路孔３１とロアプレート１９の高圧流路孔３３とを連通する高圧流路孔３２が形成されている。また、アッパープレート１８には、ロアプレート１９の中間流路孔４２とロアプレート１９の制御弁室４７とを連通する中間流路孔４３および第２アウトオリフィス孔４６が形成されている。また、アッパープレート１８には、そのアッパープレート１８の軸線方向（板厚方向）に貫通する複数の低圧ポート５１が形成されている。
なお、中間流路孔４３の上流端は、アッパープレート１８の図示下端面で開口している。また、第２アウトオリフィス孔４６の下流端は、アッパープレート１８の図示下端面（バルブシート面５５）で開口している。 The upper plate 18 is sandwiched together with the lower plate 19 between the contact surface of the nozzle body 2 and the contact surface of the injector body 4. A valve seat surface (valve seat) 55 on which the control valve 11 of the control valve can be seated is formed on the illustrated lower end surface of the upper plate 18.
The upper plate 18 is formed with a high-pressure channel hole 32 that communicates the high-pressure channel hole 31 of the injector body 4 with the high-pressure channel hole 33 of the lower plate 19. In addition, the upper plate 18 is formed with an intermediate flow path hole 43 and a second out orifice hole 46 that communicate the intermediate flow path hole 42 of the lower plate 19 and the control valve chamber 47 of the lower plate 19. The upper plate 18 is formed with a plurality of low-pressure ports 51 penetrating in the axial direction (plate thickness direction) of the upper plate 18.
The upstream end of the intermediate flow path hole 43 opens at the lower end surface of the upper plate 18 shown in the figure. Further, the downstream end of the second out-orifice hole 46 opens at the lower end surface (valve seat surface 55) of the upper plate 18 in the figure.

ロアプレート１９には、弁室２６に臨み、且つ制御プレート７が着座可能なバルブシート面が形成されている。
また、ロアプレート１９には、アッパープレート１８の高圧流路孔３２とノズルボディ２の燃料流路３４とを連通する高圧流路孔３３、高圧流路孔３２と弁室２６とを連通する高圧流路孔３７およびインオリフィス孔３８が形成されている。また、ロアプレート１９には、制御プレート７の第１アウトオリフィス孔４２とアッパープレート１８の中間流路孔４５とを連通する中間流路孔４３、４４が形成されている。また、ロアプレート１９には、制御弁を移動可能に収容する制御弁室４７が形成されている。
なお、インオリフィス孔３８の下流端および中間流路孔４１の上流端は、ロアプレート１９のバルブシート面で開口している。また、中間流路孔４２の下流端は、ロアプレート１９の図示上端面で開口している。また、制御弁室４７は、ロアプレート１９の図示上端面で開口し、この開口側から奥側（底面）まで延びる凹溝である。 The lower plate 19 is formed with a valve seat surface that faces the valve chamber 26 and on which the control plate 7 can be seated.
Further, the lower plate 19 has a high pressure passage hole 33 that communicates the high pressure passage hole 32 of the upper plate 18 and the fuel passage 34 of the nozzle body 2, and a high pressure that communicates the high pressure passage hole 32 and the valve chamber 26. A channel hole 37 and an in-orifice hole 38 are formed. Further, the lower plate 19 is formed with intermediate flow path holes 43, 44 that connect the first out orifice hole 42 of the control plate 7 and the intermediate flow path hole 45 of the upper plate 18. The lower plate 19 is formed with a control valve chamber 47 that movably accommodates the control valve.
The downstream end of the in-orifice hole 38 and the upstream end of the intermediate flow path hole 41 are opened at the valve seat surface of the lower plate 19. Further, the downstream end of the intermediate flow path hole 42 is opened at the upper end surface of the lower plate 19 shown in the figure. The control valve chamber 47 is a concave groove that opens from the upper end surface of the lower plate 19 in the figure and extends from the opening side to the back side (bottom surface).

次に、アクチュエータ３の詳細を図１および図２に基づいて簡単に説明する。
アクチュエータ３は、電荷の充放電により軸線方向に伸縮するピエゾ素子をその軸線方向に多数積層してなるピエゾ素子積層体と、このピエゾ素子積層体を保護する筒状の絶縁スリーブ（ケース）と、ピエゾ素子積層体の軸線方向の両端に設けられる絶縁基板とを備えている。このアクチュエータ３は、一対のピエゾリード端子間に、ピエゾ駆動回路（ＥＤＵ：図示せず）からピエゾ駆動信号（ピエゾ印加電圧またはピエゾ駆動電流）が印加されるように構成されている。
そして、アクチュエータ３は、ＥＣＵからＥＤＵに与えられるインジェクタ開弁駆動指令（噴射開始指令）に対応してＥＤＵからピエゾ素子積層体に電圧が印加（通電ＯＮ）されると、ピエゾ素子積層体に電荷が充電される。また、アクチュエータ３は、ＥＣＵからＥＤＵに与えられるインジェクタ閉弁駆動指令（噴射終了指令）に対応してＥＤＵからピエゾ素子積層体への電圧印加が停止（通電停止ＯＦＦ）されると、ピエゾ素子積層体から電荷が放電される。 Next, details of the actuator 3 will be briefly described with reference to FIGS. 1 and 2.
The actuator 3 includes a piezoelectric element laminate formed by laminating a large number of piezoelectric elements extending and contracting in the axial direction by charge and discharge of electric charges, a cylindrical insulating sleeve (case) for protecting the piezoelectric element laminated body, And insulating substrates provided at both ends in the axial direction of the piezoelectric element laminate. The actuator 3 is configured such that a piezo drive signal (piezo applied voltage or piezo drive current) is applied between a pair of piezo lead terminals from a piezo drive circuit (EDU: not shown).
When a voltage is applied from the EDU to the piezoelectric element stack in response to an injector valve opening drive command (injection start command) given from the ECU to the EDU, the actuator 3 charges the piezoelectric element stack. Is charged. In response to an injector valve closing drive command (injection end command) given from the ECU to the EDU, the actuator 3 stops the piezo element stack when the voltage application from the EDU to the piezo element stack is stopped (energization stop OFF). Charges are discharged from the body.

ここで、ピエゾ素子積層体を備えたインジェクタでは、ピエゾ素子積層体の特徴である駆動力の大きさに対する変位量（伸張量）の不足分を補うという目的で、アクチュエータ３と制御バルブ１１、バルブホルダー１２との間に、ピエゾピストン１４とバルブピストン１５との受圧面積比に応じてアクチュエータ３の伸張変位を拡大してバルブピストン１５に伝える変位拡大機構を備えている。
変位拡大機構は、アクチュエータ３の伸縮変位（伸張、収縮）を受けてアクチュエータ３と一体移動するピエゾピストン（大径ピストン）１４と、制御バルブ１１およびバルブホルダー１２と一体往復移動可能に連結したバルブピストン（小径ピストン）１５と、作動油（燃料）が充填された油密室１６とを備えている。この変位拡大機構は、バルブピストン１５が、アクチュエータ３の変位方向と略同一方向に制御バルブ１１およびバルブホルダー１２を間接的に駆動するように構成されている。 Here, in the injector provided with the piezo element laminate, the actuator 3, the control valve 11, and the valve are used for the purpose of compensating for the shortage of the displacement (extension amount) with respect to the magnitude of the driving force, which is a feature of the piezo element laminate. A displacement enlarging mechanism is provided between the holder 12 and the expansion displacement of the actuator 3 to be transmitted to the valve piston 15 in accordance with the pressure receiving area ratio between the piezo piston 14 and the valve piston 15.
The displacement enlarging mechanism is a piezo piston (large-diameter piston) 14 that moves integrally with the actuator 3 in response to expansion / contraction displacement (extension / contraction) of the actuator 3, and a valve that is connected to the control valve 11 and the valve holder 12 so as to be able to reciprocate integrally. A piston (small diameter piston) 15 and an oil tight chamber 16 filled with hydraulic oil (fuel) are provided. This displacement enlarging mechanism is configured such that the valve piston 15 indirectly drives the control valve 11 and the valve holder 12 in substantially the same direction as the displacement direction of the actuator 3.

さらに、変位拡大機構は、アクチュエータ３の伸張変位をピエゾピストン１４に伝える駆動伝達部材６１、６２と、多数のスリット孔を有する金属薄板を筒状に成形したピエゾスプリング６３と、ピエゾピストン１４およびバルブピストン１５を往復摺動可能に支持するピストンシリンダ６４と、バルブピストン１５の変位を制御バルブ１１およびバルブホルダー１２に伝えて、制御バルブ１１およびバルブホルダー１２を内開き方向に動作させる複数の変位伝達部材（以下変位伝達ピン）６５とを備えている。   Further, the displacement enlarging mechanism includes drive transmission members 61 and 62 that transmit the extension displacement of the actuator 3 to the piezo piston 14, a piezo spring 63 in which a thin metal plate having a large number of slit holes is formed into a cylindrical shape, the piezo piston 14 and the valve. A piston cylinder 64 that supports the piston 15 so as to be reciprocally slidable, and a plurality of displacement transmissions that transmit the displacement of the valve piston 15 to the control valve 11 and the valve holder 12 to operate the control valve 11 and the valve holder 12 in the inward opening direction. And a member (hereinafter referred to as a displacement transmission pin) 65.

変位拡大機構は、アクチュエータ３の伸張変位により油密室１６内の燃料圧力（油圧力）が上昇することで、アクチュエータ３およびピエゾピストン１４の変位を拡大（駆動力を低減）してバルブピストン１５に伝え、このバルブピストン１５の変位により制御バルブ１１、バルブホルダー１２を開閉駆動するように構成されている。
ピエゾピストン１４は、駆動伝達部材６１、６２と一緒に、アクチュエータ３への通電（ＯＮ）時に、ピエゾ収容孔１０の軸線方向の一方側（先端側）へ向けて駆動される。このピエゾピストン１４は、ピストンシリンダ６４のガイド孔（大径シリンダ孔）の孔壁面に対して往復摺動可能なピストン摺動部を有している。このピストン摺動部の図示下端面は、油密室１６内の油圧力を受ける環状のピエゾ側受圧面となっている。 The displacement enlarging mechanism increases the displacement of the actuator 3 and the piezo piston 14 (reducing the driving force) by increasing the fuel pressure (oil pressure) in the oil-tight chamber 16 due to the extension displacement of the actuator 3, thereby reducing the displacement to the valve piston 15. The control valve 11 and the valve holder 12 are configured to open and close by the displacement of the valve piston 15.
The piezo piston 14 is driven together with the drive transmission members 61 and 62 toward one side (tip side) in the axial direction of the piezo accommodation hole 10 when the actuator 3 is energized (ON). The piezo piston 14 has a piston sliding portion that can slide back and forth with respect to the hole wall surface of the guide hole (large diameter cylinder hole) of the piston cylinder 64. The illustrated lower end surface of the piston sliding portion is an annular piezo-side pressure receiving surface that receives the oil pressure in the oil tight chamber 16.

バルブピストン１５は、アクチュエータ３への通電（ＯＮ）時に、ピエゾ収容孔１０の軸線方向の先端側へ向けて駆動される。このバルブピストン１５は、ピストンシリンダ６４のガイド孔（小径シリンダ孔）の孔壁面に対して往復摺動可能なピストン摺動部、このピストン摺動部より一端側に延長されたピストン軸部、およびこのピストン軸部の先端外周に設けられた環状の鍔部６６を有している。ピストン摺動部の図示上端面は、油密室１６内の油圧力を受ける環状のバルブ側受圧面となっている。
バルブピストン１５の受圧面積は、ピエゾピストン１４の受圧面積よりも小さい。 The valve piston 15 is driven toward the distal end side in the axial direction of the piezoelectric housing hole 10 when the actuator 3 is energized (ON). The valve piston 15 includes a piston sliding portion that can reciprocate with respect to a hole wall surface of a guide hole (small diameter cylinder hole) of the piston cylinder 64, a piston shaft portion that extends from the piston sliding portion to one end side, and An annular flange 66 is provided on the outer periphery of the tip of the piston shaft. The illustrated upper end surface of the piston sliding portion is an annular valve side pressure receiving surface that receives the oil pressure in the oil tight chamber 16.
The pressure receiving area of the valve piston 15 is smaller than the pressure receiving area of the piezo piston 14.

油密室１６は、ピエゾピストン１４のピエゾ側受圧面とバルブピストン１５のバルブ側受圧面とピストンシリンダ６４の内周面とによって囲まれた環状空間である。
バルブピストンスプリング１７は、バルブピストン１５に対して、制御バルブ１１の開弁方向に付勢する付勢力（Ｆｓｐ）を発生するコイルスプリングである。このバルブピストンスプリング１７は、スプリング収容室５２の奥側のスプリング座部とバルブピストン１５の鍔部６６（スプリング座部）との間で軸線方向に圧縮された状態で配置された圧縮コイルスプリングである。 The oil tight chamber 16 is an annular space surrounded by the piezo side pressure receiving surface of the piezo piston 14, the valve side pressure receiving surface of the valve piston 15, and the inner peripheral surface of the piston cylinder 64.
The valve piston spring 17 is a coil spring that generates a biasing force (Fsp) that biases the valve piston 15 in the valve opening direction of the control valve 11. The valve piston spring 17 is a compression coil spring disposed in a state of being compressed in the axial direction between a spring seat portion on the back side of the spring accommodating chamber 52 and a flange portion 66 (spring seat portion) of the valve piston 15. is there.

ピエゾスプリング６３は、ピエゾピストン１４の外周突出部６７とピストンシリンダ６４に固定された環状のリング部材６８との間に設置されて、ピエゾ素子積層体にプリセット荷重を与えるスリットスプリングである。このピエゾスプリング６３は、インジェクタボディ４の低圧流路５４内に設置されている。
ピストンシリンダ６４には、アクチュエータ３の伸縮変位時において、バルブピストン１５の図示下端側およびバルブピストンスプリング１７を収容するスプリング収容室５２の容積変化（呼吸作用）によるへばり付きを防止するために、ピエゾピストン１４の円筒周壁の外部からスプリング収容室５２内に作動油供給経路を確保するという目的で、円筒周壁の内外を連通する複数の径方向連通孔５３が形成されている。すなわち、複数の径方向連通孔５３は、低圧流路５４と連通している。なお、低圧流路５４は、インジェクタボディ４のアウトレットポートと連通している。 The piezo spring 63 is a slit spring that is installed between the outer peripheral protrusion 67 of the piezo piston 14 and an annular ring member 68 fixed to the piston cylinder 64 and applies a preset load to the piezo element stack. The piezo spring 63 is installed in the low-pressure channel 54 of the injector body 4.
In order to prevent the piston cylinder 64 from sticking due to the volume change (breathing action) of the spring accommodating chamber 52 that accommodates the lower end side of the valve piston 15 and the valve piston spring 17 when the actuator 3 is expanded and contracted, For the purpose of securing a hydraulic oil supply path in the spring accommodating chamber 52 from the outside of the cylindrical peripheral wall of the piezo piston 14, a plurality of radial communication holes 53 are formed to communicate between the inside and the outside of the cylindrical peripheral wall. In other words, the plurality of radial communication holes 53 communicate with the low-pressure channel 54. Note that the low-pressure channel 54 communicates with the outlet port of the injector body 4.

複数の変位伝達ピン６５は、略円柱形状を呈し、アッパープレート１８の各貫通孔（低圧ポート５１）をそれぞれ貫通するように、しかも同一円周上に所定の間隔（例えば１２０°等間隔）で設置されている。これらの変位伝達ピン６５の図示上端側は、アッパープレート１８の図示上端面よりスプリング収容室５２内に突出しており、その図示上端面は、バルブピストン１５の鍔部６６の先端面に直接当接または接触している。また、複数の変位伝達ピン６５の図示下端側は、ロアプレート１９の制御弁室４７内に突出しており、その図示下端面は、制御弁のバルブホルダー１２の凹溝６９の底面に直接当接または接触している。   The plurality of displacement transmission pins 65 have a substantially cylindrical shape and pass through each through hole (low pressure port 51) of the upper plate 18 at a predetermined interval (for example, 120 ° equal intervals) on the same circumference. is set up. The upper end sides of the displacement transmission pins 65 shown in the figure protrude into the spring accommodating chamber 52 from the upper end face of the upper plate 18 shown in the drawing, and the upper end faces shown in the drawing are in direct contact with the tip surface of the flange 66 of the valve piston 15. Or touch. The lower end side of the plurality of displacement transmission pins 65 protrudes into the control valve chamber 47 of the lower plate 19, and the lower end surface thereof is in direct contact with the bottom surface of the concave groove 69 of the valve holder 12 of the control valve. Or touch.

また、複数の変位伝達ピン６５は、バルブピストン１５の開弁方向の変位、つまり変位拡大機構による軸線方向の一方側への駆動力を制御弁の制御バルブ１１およびバルブホルダー１２に伝えると共に、バルブピストン１５の鍔部６６に与えられたバルブピストンスプリング１７の付勢力をバルブホルダー１２に伝える。すなわち、バルブピストン１５は、複数の変位伝達ピン６５を介して、制御弁の制御バルブ１１およびバルブホルダー１２を強制開弁している。
なお、アッパープレート１８の各貫通孔の孔壁面と各変位伝達ピン６５の外周との間には、アッパープレート１８の板厚方向に延びるクリアランス（流路隙間）が形成されている。この流路隙間は、制御弁室４７と低圧室（スプリング収容室５２等）とを連通しているので、制御弁室４７から低圧室（スプリング収容室５２等）へ燃料を排出する低圧ポート５１としても使用される。 The plurality of displacement transmission pins 65 transmit the displacement of the valve piston 15 in the valve opening direction, that is, the driving force to the one side in the axial direction by the displacement expanding mechanism to the control valve 11 and the valve holder 12 of the control valve. The urging force of the valve piston spring 17 applied to the flange 66 of the piston 15 is transmitted to the valve holder 12. That is, the valve piston 15 forcibly opens the control valve 11 and the valve holder 12 of the control valve via the plurality of displacement transmission pins 65.
A clearance (flow path gap) extending in the plate thickness direction of the upper plate 18 is formed between the hole wall surface of each through hole of the upper plate 18 and the outer periphery of each displacement transmission pin 65. Since this flow path gap communicates the control valve chamber 47 and the low pressure chamber (spring accommodating chamber 52, etc.), the low pressure port 51 that discharges fuel from the control valve chamber 47 to the low pressure chamber (spring accommodating chamber 52, etc.). Also used as

次に、制御弁の詳細を図１ないし図５に基づいて簡単に説明する。
制御弁は、ロアプレート１９の制御弁室４７に臨むバルブシート面５５に接離して第２アウトオリフィス孔４６を閉鎖、開放する制御バルブ１１、この制御バルブ１１を保持するバルブホルダー１２、および制御バルブ１１をその閉弁方向に付勢するバルブスプリング１３等を有している。 Next, the details of the control valve will be briefly described with reference to FIGS.
The control valve contacts and separates from the valve seat surface 55 facing the control valve chamber 47 of the lower plate 19 to close and open the second out orifice hole 46, the valve holder 12 holding the control valve 11, and the control A valve spring 13 or the like for urging the valve 11 in the valve closing direction is provided.

制御バルブ１１は、制御弁室４７内に往復移動可能に収容されて、アッパープレート１８のバルブシート面５５に着座可能なボールバルブ（制御弁の弁体）である。この制御バルブ１１は、着座時にバルブホルダー１２の収容凹部７１の底面（円錐面）に当接する当接部、および着座時にアッパープレート１８のバルブシート面５５に液密的に当接（密着）するシール部等を備えている。
また、制御バルブ１１は、仮にバルブホルダー１２が傾いても、バルブシート面５５に対して垂直な力（バルブスプリング１３の付勢力）で自身のシール部がバルブシート面５５に押し付けられるように、つまりバルブシート面５５で開口する第２アウトオリフィス孔４６を確実に密閉（閉鎖）できるように、制御バルブ１１の当接部側が球面形状となっており、シール部側が平面形状となっている。 The control valve 11 is a ball valve (a valve body of the control valve) that is accommodated in the control valve chamber 47 so as to be reciprocally movable and can be seated on the valve seat surface 55 of the upper plate 18. The control valve 11 is in liquid-tight contact (contact) with the contact portion that contacts the bottom surface (conical surface) of the receiving recess 71 of the valve holder 12 when seated and the valve seat surface 55 of the upper plate 18 when seated. A seal part and the like are provided.
In addition, even if the valve holder 12 is tilted, the control valve 11 has its own seal portion pressed against the valve seat surface 55 by a force perpendicular to the valve seat surface 55 (the urging force of the valve spring 13). That is, the contact portion side of the control valve 11 has a spherical shape and the seal portion side has a flat shape so that the second out orifice hole 46 opened on the valve seat surface 55 can be reliably sealed (closed).

バルブホルダー１２は、制御弁室４７内に往復移動可能に収容されている。このバルブホルダー１２の軸線方向の先端部には、制御バルブ１１、バルブホルダー１２を移動可能に収容する収容凹部７１が形成されている。この収容凹部７１は、ピストン小径部の先端面で開口し、この開口側から奥側まで真っ直ぐに延びる袋孔状の弁体収容孔である。また、バルブホルダー１２は、アッパープレート１８のガイド孔（シリンダ孔）７２の孔壁面に対して往復摺動可能な摺動部（大径部）７３、およびこの摺動部７３の背面側から突出し、摺動部７３よりも外径の小さい軸部（小径部）７４等を有している。   The valve holder 12 is accommodated in the control valve chamber 47 so as to be able to reciprocate. The valve holder 12 is formed with an accommodating recess 71 for accommodating the control valve 11 and the valve holder 12 movably at the tip end in the axial direction. This accommodation recess 71 is a bag hole-like valve body accommodation hole that opens at the distal end surface of the small-diameter portion of the piston and extends straight from the opening side to the back side. Further, the valve holder 12 protrudes from a sliding portion (large diameter portion) 73 that can reciprocate with respect to the hole wall surface of the guide hole (cylinder hole) 72 of the upper plate 18 and the back side of the sliding portion 73. The shaft portion (small diameter portion) 74 having an outer diameter smaller than that of the sliding portion 73 is provided.

バルブスプリング１３は、制御弁室４７内に往復移動可能に収容されている。このバルブスプリング１３は、バルブホルダー１２に対して、制御バルブ１１の閉弁方向に付勢する付勢力（Ｆｓｐ）を発生するバルブ付勢手段（弾性部材）である。
また、バルブスプリング１３は、ロアプレート１９の制御弁室４７の奥側のスプリング座部とバルブホルダー１２の摺動部７３（スプリング座部）との間で軸線方向に圧縮された状態で配置された圧縮コイルスプリングである。 The valve spring 13 is accommodated in the control valve chamber 47 so as to be able to reciprocate. The valve spring 13 is a valve biasing means (elastic member) that generates a biasing force (Fsp) that biases the valve holder 12 in the valve closing direction of the control valve 11.
Further, the valve spring 13 is disposed in a state where the valve spring 13 is compressed in the axial direction between the spring seat portion on the back side of the control valve chamber 47 of the lower plate 19 and the sliding portion 73 (spring seat portion) of the valve holder 12. Compression coil spring.

ここで、制御弁は、自身が開弁する、つまりアッパープレート１８のバルブシート面５５より制御バルブ１１が離脱することで、圧力制御室２４内に導入される高圧力の燃料を中間室（４３〜４５）、制御弁室４７、複数の低圧ポート５１、スプリング収容室５２、複数の径方向連通孔５３、低圧流路５４およびアウトレットポート等を介して燃料系の低圧側へ流出させて圧力制御室２４内の燃料圧力を低下させる。これにより、ニードル１が開弁してエンジンの気筒の燃焼室内に高圧力の燃料が噴射される。
また、制御弁は、自身が閉弁する、つまりアッパープレート１８のバルブシート面５５に制御バルブ１１が着座することで、圧力制御室２４内への高圧力の燃料の導入によって、圧力制御室２４内の燃料圧力を上昇させる。これにより、ニードル１が閉弁してエンジンの気筒の燃焼室内への燃料噴射が終了する。 Here, the control valve opens itself, that is, when the control valve 11 is detached from the valve seat surface 55 of the upper plate 18, the high pressure fuel introduced into the pressure control chamber 24 is transferred to the intermediate chamber (43 To 45), the control valve chamber 47, the plurality of low pressure ports 51, the spring accommodating chamber 52, the plurality of radial communication holes 53, the low pressure flow path 54, the outlet port, etc., and flow out to the low pressure side of the fuel system to control the pressure. The fuel pressure in the chamber 24 is reduced. As a result, the needle 1 opens and high pressure fuel is injected into the combustion chamber of the engine cylinder.
Further, the control valve closes itself, that is, the control valve 11 is seated on the valve seat surface 55 of the upper plate 18, so that the high pressure fuel is introduced into the pressure control chamber 24, whereby the pressure control chamber 24. Increase the fuel pressure inside. As a result, the needle 1 is closed and the fuel injection into the combustion chamber of the cylinder of the engine is completed.

［実施例１の作用］
次に、本実施例のインジェクタの作用を図１ないし図５に基づいて簡単に説明する。 [Operation of Example 1]
Next, the operation of the injector of this embodiment will be briefly described with reference to FIGS.

エンジンの運転が開始されると、サプライポンプやコモンレール等の燃料系の高圧部から高圧配管（高圧燃料供給管）、インジェクタボディ４のインレットポートを介してインジェクタの内部（高圧燃料通路）に高圧力の燃料が導入される。
そして、インジェクタの内部に導入された高圧力の燃料の一部は、インジェクタボディ４のインレットポートから高圧流路孔３１〜３３、燃料流路３４、ニードル収容孔５および燃料流路３５を通って燃料溜まり室２１および燃料流路３５に到達する。
一方、インジェクタの内部に導入される高圧力の燃料の残部は、高圧流路孔３２、３３間の分岐部より分岐して高圧流路孔３７、インオリフィス孔３８、弁室２６および連通路を通って圧力制御室２４に到達する。 When the engine is started, high pressure is applied from the high pressure part of the fuel system such as a supply pump or common rail to the inside of the injector (high pressure fuel passage) via the high pressure pipe (high pressure fuel supply pipe) and the inlet port of the injector body 4. The fuel is introduced.
A part of the high-pressure fuel introduced into the injector passes from the inlet port of the injector body 4 through the high-pressure channel holes 31 to 33, the fuel channel 34, the needle accommodation hole 5 and the fuel channel 35. The fuel reservoir 21 and the fuel flow path 35 are reached.
On the other hand, the remaining portion of the high-pressure fuel introduced into the injector is branched from the branch portion between the high-pressure flow passage holes 32 and 33, and passes through the high-pressure flow passage hole 37, the in-orifice hole 38, the valve chamber 26, and the communication passage. The pressure control chamber 24 is reached through.

エンジンの当該気筒のインジェクタの噴射タイミング（図３に示したｔ１時刻）になり、ＥＣＵからのインジェクタ開弁駆動指令によってアクチュエータ３のピエゾ素子積層体へ電圧が印加されると、ピエゾ素子積層体に電荷が充電される。これに伴って、ピエゾ素子積層体がその軸線方向の一方側へ伸張変位し、駆動伝達部材６１、６２を介して、ピエゾピストン１４をその軸線方向の一方側に駆動する。   When the injection timing of the injector of the cylinder of the engine (time t1 shown in FIG. 3) is applied and a voltage is applied to the piezoelectric element stack of the actuator 3 by an injector valve opening drive command from the ECU, the piezoelectric element stack is applied to the piezoelectric element stack. Charge is charged. Along with this, the piezoelectric element laminate is extended and displaced to one side in the axial direction, and the piezo piston 14 is driven to one side in the axial direction via the drive transmission members 61 and 62.

このように、アクチュエータ３のピエゾ素子積層体が伸張変位すると、ピエゾピストン１４の移動（変位）に伴って、油密室１６の容積が縮小されて油密室１６内の燃料圧力（油圧力）が上昇する。そして、油密室１６内の油圧力が上昇した場合には、バルブピストン１５が、バルブピストンスプリング１７の付勢力によるアシストを受けながら、アクチュエータ３の変位方向と略同一方向、つまり制御弁の制御バルブ１１の開弁方向に駆動される。
そして、バルブピストン１５の先端には、複数の変位伝達ピン６５が当接しているため、バルブピストン１５の移動（変位）に応じて、複数の変位伝達ピン６５が制御弁のバルブホルダー１２を押し下げる。
このため、制御弁の制御バルブ１１、バルブホルダー１２がバルブピストン１５によって強制的に開弁駆動されるため、制御バルブ１１がアッパープレート１８のバルブシート面５５より離脱（リフト）する。これにより、第２アウトオリフィス孔４６が開放される。 As described above, when the piezoelectric element stack of the actuator 3 is extended and displaced, the volume of the oil-tight chamber 16 is reduced and the fuel pressure (oil pressure) in the oil-tight chamber 16 is increased with the movement (displacement) of the piezoelectric piston 14. To do. When the oil pressure in the oil tight chamber 16 rises, the valve piston 15 is assisted by the urging force of the valve piston spring 17 and substantially in the same direction as the displacement direction of the actuator 3, that is, the control valve of the control valve. 11 is driven in the valve opening direction.
Since the plurality of displacement transmission pins 65 are in contact with the tip of the valve piston 15, the plurality of displacement transmission pins 65 push down the valve holder 12 of the control valve in accordance with the movement (displacement) of the valve piston 15. .
For this reason, since the control valve 11 and the valve holder 12 of the control valve are forcibly opened by the valve piston 15, the control valve 11 is separated (lifted) from the valve seat surface 55 of the upper plate 18. As a result, the second out-orifice hole 46 is opened.

一方、制御プレート７が閉弁状態を維持しているため、圧力制御室２４内に導入される高圧力の燃料は、制御プレート７の中心軸線上に設けられた流路孔４１、第１アウトオリフィス孔４２を通って、ロアプレート１９の中間流路孔４３、４４内に流入する。
そして、中間流路孔４３、４４内に流入した燃料は、アッパープレート１８の中間流路孔４５および第２アウトオリフィス孔４６を通って制御弁室４７内に流入する。そして、制御弁室４７内に流入した燃料は、複数の低圧ポート５１、スプリング収容室５２、複数の径方向連通孔５３および低圧流路５４を通ってアウトレットポートからインジェクタの外部へ流出し、燃料系の低圧側へ排出される。 On the other hand, since the control plate 7 maintains the valve closed state, the high-pressure fuel introduced into the pressure control chamber 24 passes through the passage hole 41 provided on the central axis of the control plate 7 and the first out. It flows into the intermediate flow path holes 43 and 44 of the lower plate 19 through the orifice hole 42.
The fuel that has flowed into the intermediate flow path holes 43 and 44 flows into the control valve chamber 47 through the intermediate flow path hole 45 and the second out orifice hole 46 of the upper plate 18. Then, the fuel that has flowed into the control valve chamber 47 flows out of the injector from the outlet port through the plurality of low pressure ports 51, the spring accommodating chamber 52, the plurality of radial communication holes 53, and the low pressure flow passage 54. It is discharged to the low pressure side of the system.

ここで、インオリフィス流量よりも第１アウトオリフィス流量の方が多くなるように構成されているので、圧力制御室２４内の燃料圧力は徐々に低下し、ニードル１の上下圧力差が増加していく。
そして、図３に示したｔ２時刻になり、ＦＯ＞ＦＣ＋Ｆｓｐが成立すると、燃料溜まり室２１内の燃料圧力（開弁方向油圧力：ＦＯ）が、圧力制御室２４内の燃料圧力（閉弁方向油圧力：ＦＣ）とニードルスプリング６のスプリングセット荷重（閉弁方向付勢力：Ｆｓｐ）との合力を上回る。すなわち、圧力制御室２４内の燃料圧力がニードル開弁圧（Ｐｏ）まで低下すると、燃料溜まり室２１内の燃料圧力によってニードル１が上昇（リフト）を開始する。 Here, since the first out-orifice flow rate is configured to be larger than the in-orifice flow rate, the fuel pressure in the pressure control chamber 24 gradually decreases and the vertical pressure difference of the needle 1 increases. Go.
When the time t2 shown in FIG. 3 is reached and FO> FC + Fsp is established, the fuel pressure in the fuel reservoir chamber 21 (the valve opening direction oil pressure: FO) is changed to the fuel pressure in the pressure control chamber 24 (the valve closing direction). It exceeds the resultant force of the oil pressure (FC) and the spring set load (valve closing direction urging force: Fsp) of the needle spring 6. That is, when the fuel pressure in the pressure control chamber 24 decreases to the needle valve opening pressure (Po), the needle 1 starts to rise (lift) by the fuel pressure in the fuel reservoir chamber 21.

この結果、ニードル１がニードルシート面より離脱（リフト）するため、ニードル１が開弁状態となり、複数の噴孔２２からエンジンの気筒の燃焼室内への燃料噴射が開始される。
したがって、燃料溜まり室２１から燃料流路３６を通ってサック室に導入された高圧力の燃料は、インジェクタの各噴孔２２を通ってエンジンの気筒の燃焼室内へ噴射される。 なお、ニードル１が開弁動作を開始した直後（開弁初期）には、図３に示したように、圧力制御室２４内の燃料圧力の低下速度が速いので、噴射率矩形度が良く、噴射率の上昇速度は速い（噴射率波形の傾きが急である）。その後、ニードル１の開弁中期から開弁末期にかけては、図３に示したように、圧力制御室２４内の燃料圧力の低下速度が徐々に遅くなるので、噴射率の上昇速度は徐々に遅くなる（噴射率波形の傾きが緩やかである）。 As a result, since the needle 1 is separated (lifted) from the needle seat surface, the needle 1 is opened, and fuel injection from the plurality of nozzle holes 22 into the combustion chamber of the engine cylinder is started.
Therefore, the high-pressure fuel introduced from the fuel reservoir chamber 21 through the fuel flow path 36 into the sac chamber is injected into the combustion chamber of the engine cylinder through each injector hole 22. Immediately after the needle 1 starts the valve opening operation (the initial stage of valve opening), as shown in FIG. 3, the fuel pressure in the pressure control chamber 24 is rapidly reduced, so the injection rate rectangularity is good. The rate of increase of the injection rate is fast (the gradient of the injection rate waveform is steep). Thereafter, as shown in FIG. 3, the rate of decrease in the fuel pressure in the pressure control chamber 24 gradually slows from the middle to the end of the valve opening, so that the rate of increase in the injection rate gradually slows. (The slope of the injection rate waveform is gentle).

その後、噴射タイミングからインジェクタの開弁期間（ＥＣＵにおいて燃料噴射量と指令噴射圧力とから算出される指令噴射期間、アクチュエータ３への通電期間に相当する）が経過して噴射終了タイミング（図３に示したｔ３時刻）になると、ＥＣＵからインジェクタ閉弁駆動指令が出力される。
そして、このインジェクタ閉弁駆動指令に対応してＥＤＵからピエゾ素子積層体への電圧印加が停止（通電停止ＯＦＦ）されると、ピエゾ素子積層体から電荷が放電される。これに伴って、ピエゾ素子積層体が収縮変位し、ピエゾピストン１４および駆動伝達部材６１、６２がピエゾスプリング６３の付勢力により押し戻される。 Thereafter, an injector valve opening period (a command injection period calculated from the fuel injection amount and the command injection pressure in the ECU, which corresponds to an energization period to the actuator 3) elapses from the injection timing, and the injection end timing (in FIG. 3) At the indicated time t3), an ECU valve closing drive command is output from the ECU.
When the voltage application from the EDU to the piezo element stack is stopped (energization stop OFF) in response to the injector valve closing drive command, the electric charge is discharged from the piezo element stack. Along with this, the piezoelectric element stack is contracted and displaced, and the piezoelectric piston 14 and the drive transmission members 61 and 62 are pushed back by the urging force of the piezoelectric spring 63.

また、インジェクタは、アクチュエータ３が収縮変位すると、ピエゾピストン１４が初期位置に戻されるため、油密室１６の容積が拡大されて油密室１６内の油圧力が低下（降下）する。そして、油密室１６内の油圧力が低下した場合には、バルブピストン１５が、バルブピストンスプリング１７の付勢力に抗して、アクチュエータ３の変位方向と略同一方向、つまり制御バルブ１１の閉弁方向に駆動される。つまり油密室１６の油圧力の低下に伴って、制御バルブ１１、バルブホルダー１２、バルブピストン１５および複数の変位伝達ピン６５がバルブスプリング１３の付勢力によって押し戻される（押し上げられる）。
したがって、バルブピストン１５の移動に伴って、制御バルブ１１が閉弁動作するため、アッパープレート１８のバルブシート面５５に着座する。これにより、第２アウトオリフィス孔４６が閉鎖される。 Further, in the injector, when the actuator 3 is contracted and displaced, the piezo piston 14 is returned to the initial position, so that the volume of the oil-tight chamber 16 is expanded and the oil pressure in the oil-tight chamber 16 is reduced (dropped). When the oil pressure in the oil tight chamber 16 decreases, the valve piston 15 resists the urging force of the valve piston spring 17 and is substantially in the same direction as the displacement direction of the actuator 3, that is, the control valve 11 is closed. Driven in the direction. That is, as the oil pressure in the oil tight chamber 16 decreases, the control valve 11, the valve holder 12, the valve piston 15, and the plurality of displacement transmission pins 65 are pushed back (pushed up) by the urging force of the valve spring 13.
Therefore, as the valve piston 15 moves, the control valve 11 is closed, so that it sits on the valve seat surface 55 of the upper plate 18. Thereby, the 2nd out orifice hole 46 is closed.

以上のように、制御弁の制御バルブ１１が第２アウトオリフィス孔４６を閉鎖している場合には、圧力制御室２４から中間流路孔４３〜４５、制御弁室４７を介して、燃料系の低圧側への燃料の流出が停止する。これにより、弁室２６内の燃料圧力（開弁方向油圧力：ＦＯ）が、圧力制御室２４内の燃料圧力（閉弁方向油圧力：ＦＣ）と制御プレートスプリング８の付勢力（閉弁方向付勢力：Ｆｓｐ）との合力よりも大きくなる。
これによって、制御プレート７が、ロアプレート１９のバルブシート面よりリフト（離脱）して、インオリフィス孔３８を開放する。つまり制御プレート７が開弁する。
このとき、高圧流路孔３１、３２、３７を通ってインオリフィス孔３８に到達していた高圧力の燃料は、インオリフィス孔３８から弁室２６内に導入される。そして、弁室２６内に導入された高圧力の燃料は、連通路を通って圧力制御室２４内に導入されるため、圧力制御室２４内の燃料圧力（閉弁方向油圧力：ＦＣ）が急速に回復していく。 As described above, when the control valve 11 of the control valve closes the second out orifice hole 46, the fuel system is connected from the pressure control chamber 24 through the intermediate flow path holes 43 to 45 and the control valve chamber 47. Flow of fuel to the low pressure side of As a result, the fuel pressure (valve opening direction oil pressure: FO) in the valve chamber 26 is changed between the fuel pressure (valve closing direction oil pressure: FC) in the pressure control chamber 24 and the urging force (valve closing direction) of the control plate spring 8. Energizing force: larger than the resultant force with Fsp).
As a result, the control plate 7 is lifted (detached) from the valve seat surface of the lower plate 19 to open the in-orifice hole 38. That is, the control plate 7 is opened.
At this time, the high-pressure fuel that has reached the in-orifice hole 38 through the high-pressure channel holes 31, 32, and 37 is introduced into the valve chamber 26 from the in-orifice hole 38. Since the high-pressure fuel introduced into the valve chamber 26 is introduced into the pressure control chamber 24 through the communication path, the fuel pressure (valve closing direction oil pressure: FC) in the pressure control chamber 24 is increased. It recovers rapidly.

そして、ニードル１の上下圧力差が減少し、ＦＯ＜ＦＣ＋Ｆｓｐが成立する。すなわち、圧力制御室２４内の燃料圧力がニードル閉弁圧（Ｐｃ）まで回復すると、ニードル１が閉弁方向に移動してニードル１の弁部がノズルボディ２のニードルシート面に着座（シート）する。これにより、燃料溜まり室２１と複数の噴孔２２とを連通する筒状の燃料流路３６が遮断されるため、インジェクタの各噴孔２２からエンジンの気筒の燃焼室内への燃料噴射が終了する（図３に示したｔ４時刻）。
なお、ニードル１が閉弁動作を開始した直後（閉弁初期）には、図３に示したように、圧力制御室２４内の燃料圧力の上昇速度が遅いので、噴射率の低下速度は遅い（噴射率波形の傾きが緩やかである）。その後、ニードル１の閉弁中期から閉弁末期には、図３に示したように、圧力制御室２４内の燃料圧力の上昇速度が徐々に速くなるので、噴射率矩形度が良く、噴射率の低下速度は徐々に速くなる（噴射率波形の傾きが急である）。 Then, the vertical pressure difference of the needle 1 decreases, and FO <FC + Fsp is established. That is, when the fuel pressure in the pressure control chamber 24 recovers to the needle valve closing pressure (Pc), the needle 1 moves in the valve closing direction and the valve portion of the needle 1 is seated on the needle seat surface of the nozzle body 2 (seat). To do. As a result, the cylindrical fuel flow path 36 that connects the fuel reservoir chamber 21 and the plurality of injection holes 22 is shut off, so that the fuel injection from the injection holes 22 of the injector into the combustion chamber of the engine cylinder ends. (Time t4 shown in FIG. 3).
Immediately after the needle 1 starts the valve closing operation (initial stage of valve closing), as shown in FIG. 3, the fuel pressure in the pressure control chamber 24 is slowly increasing, so the injection rate decreasing rate is slow. (The slope of the injection rate waveform is gentle). Thereafter, as shown in FIG. 3, the rate of increase of the fuel pressure in the pressure control chamber 24 gradually increases from the middle valve closing stage to the end valve closing stage, so that the injection rate rectangularity is good and the injection rate is high. The rate of decrease in the pressure gradually increases (the slope of the injection rate waveform is steep).

［実施例１の効果］
ここで、従来より、大径ピストンと小径ピストンとの間に油密室を設け、大径ピストンと小径ピストンとの受圧面積比に応じてアクチュエータの変位を拡大して、小径ピストンが中間室内に収容される制御バルブを押し下げて低圧ポートを開弁し、圧力制御室内の燃料を中間室および低圧ポートを介して燃料系の低圧側へ排出して圧力制御室内の燃料圧力を低下させることで、ニードルを開弁動作させるようにしたインジェクタ（従来例１）が知られている。 [Effect of Example 1]
Here, conventionally, an oil-tight chamber is provided between the large-diameter piston and the small-diameter piston, and the displacement of the actuator is expanded according to the pressure receiving area ratio between the large-diameter piston and the small-diameter piston, so that the small-diameter piston is accommodated in the intermediate chamber. The pressure control chamber is pushed down to open the low pressure port, the fuel in the pressure control chamber is discharged to the low pressure side of the fuel system via the intermediate chamber and the low pressure port, and the fuel pressure in the pressure control chamber is lowered, thereby the needle There is known an injector (conventional example 1) in which the valve is opened.

この従来例１のインジェクタは、制御バルブを高圧燃料中に配置しているので、燃料圧力が制御バルブに対して閉弁方向に作用し、特に外部（コモンレール等）からインジェクタの内部に導入される燃料圧力の高圧時における制御バルブの開弁負荷が増加する。これにより、噴射量指令値に対応した燃料の噴射量が得られなくなるという課題が発生する。 また、従来例１のインジェクタは、制御バルブとバルブスプリングを中間室内に設置しているので、バルブ収容室とスプリング収容室を含む中間室容積が増加する。この結果、制御バルブの開弁時に、圧力制御室内の燃料圧力の低下速度が遅くなるので、ニードルの開弁応答性が悪化するという課題が発生する（図３参照）。また、制御バルブの閉弁時に、圧力制御室内の燃料圧力の上昇速度が遅くなるので、ニードルの閉弁応答性が悪いという課題が発生する（図３参照）。   In the injector of Conventional Example 1, the control valve is disposed in the high-pressure fuel, so that the fuel pressure acts in the valve closing direction with respect to the control valve, and is introduced into the injector from the outside (common rail or the like). The valve opening load of the control valve increases when the fuel pressure is high. Thereby, the subject that the injection amount of the fuel corresponding to the injection amount command value cannot be obtained occurs. Further, since the injector of Conventional Example 1 has the control valve and the valve spring installed in the intermediate chamber, the volume of the intermediate chamber including the valve storage chamber and the spring storage chamber increases. As a result, when the control valve is opened, the rate of decrease of the fuel pressure in the pressure control chamber becomes slow, which causes a problem that the valve opening response of the needle is deteriorated (see FIG. 3). Further, when the control valve is closed, the rate of increase of the fuel pressure in the pressure control chamber becomes slow, which causes a problem that the needle valve closing response is poor (see FIG. 3).

以上のような課題に対して、変位拡大機構において、大径ピストンの変位方向に対して小径ピストンの変位方向を反転させ、制御弁の弁体を内開弁とすることで、中間室容積を低減するようにしたインジェクタ（従来例２）も知られている。
しかしながら、従来例２のインジェクタでは、小径ピストンの軸部が必然的に油密室内に含まれるため、インジェクタの外径寸法を、実施例１のインジェクタと同一寸法とした場合、大径ピストンの受圧面積および小径ピストンの受圧面積を実施例１のインジェクタと比べて大きくとることができなかった（図４参照）。 In response to the above problems, in the displacement enlarging mechanism, the displacement direction of the small-diameter piston is reversed with respect to the displacement direction of the large-diameter piston, and the valve body of the control valve is opened internally, thereby reducing the volume of the intermediate chamber. There is also known an injector (conventional example 2) which is reduced.
However, in the injector of the conventional example 2, the shaft portion of the small diameter piston is necessarily included in the oil-tight chamber. Therefore, when the outer diameter of the injector is the same as that of the injector of the first embodiment, The area and the pressure receiving area of the small diameter piston could not be made larger than those of the injector of Example 1 (see FIG. 4).

これによって、従来例２のインジェクタにおいては、従来例１のインジェクタに使用される外開き弁方式の制御バルブと比較して、同一サイズで同一のバルブ開弁要求力（制御弁のバルブを開弁駆動するのに必要な駆動力）を得るために必要な油密室内の油圧力が上昇（≒変位拡大効率の低下）するという課題が発生する。
そして、油密室内の油圧力が上昇すると、小径ピストンとシリンダとの間に形成される摺動クリアランス（摺動部）を通り抜けて油密室の外部へリークする燃料リーク量が増加（効率低下）し、それに伴って、油密室内の油圧力の低下を招く。ここで、最悪の場合、制御バルブが、長時間開弁状態を維持することができず、閉弁するという課題が発生する（図５参照）。 As a result, the injector of the second conventional example has the same size and the same valve opening request force (the valve of the control valve is opened) as compared with the control valve of the open valve type used in the injector of the first conventional example. There arises a problem that the oil pressure in the oil-tight chamber required for obtaining the driving force required for driving increases (≈decreasing displacement expansion efficiency).
When the oil pressure in the oil-tight chamber rises, the amount of fuel leakage that leaks outside the oil-tight chamber through the sliding clearance (sliding portion) formed between the small-diameter piston and the cylinder increases (decrease in efficiency). As a result, the oil pressure in the oil-tight chamber is reduced. Here, in the worst case, there is a problem that the control valve cannot be kept open for a long time and is closed (see FIG. 5).

そこで、変位拡大効率の向上（制御バルブ開弁要求力の低減）とニードル１の応答性の向上との両立を図るという目的で、アクチュエータ３の変位方向と略同一方向にバルブピストン１５が、複数の変位伝達ピン６５を介して制御弁の制御バルブ１１およびバルブホルダー１２を間接的に駆動する変位拡大機構を備えたインジェクタにおいて、制御バルブ１１、バルブホルダー１２およびバルブスプリング１３をアッパープレート１８のバルブシート面５５とロアプレート１８の凹溝の底面との間に形成される制御弁室４７内に配置している。
これによって、図４に示したように、従来例２のインジェクタ（変位反転機構）と比較してピエゾピストン１４の受圧面積およびバルブピストン１５の受圧面積をそれぞれ＋１７％も大きくとることができる。この結果、制御弁の制御バルブ１１の開弁要求力（≒油密室１６内の油圧力）を従来例１のインジェクタと比較して低減（低下）できるので、変位拡大機構における変位拡大効率を向上することができる。 Therefore, a plurality of valve pistons 15 are provided in substantially the same direction as the displacement direction of the actuator 3 for the purpose of achieving both improvement in displacement expansion efficiency (reduction in control valve opening required force) and improvement in responsiveness of the needle 1. In an injector having a displacement enlarging mechanism that indirectly drives the control valve 11 and the valve holder 12 of the control valve via the displacement transmission pin 65 of the control valve 11, the control valve 11, the valve holder 12 and the valve spring 13 are connected to the valve of the upper plate 18. It is disposed in a control valve chamber 47 formed between the seat surface 55 and the bottom surface of the concave groove of the lower plate 18.
As a result, as shown in FIG. 4, the pressure receiving area of the piezo piston 14 and the pressure receiving area of the valve piston 15 can be increased by + 17%, respectively, as compared with the injector (displacement reversing mechanism) of the second conventional example. As a result, the required opening force of the control valve 11 of the control valve (≈hydraulic pressure in the oil tight chamber 16) can be reduced (decreased) compared to the injector of the conventional example 1, so that the displacement expansion efficiency in the displacement expansion mechanism is improved. can do.

そして、本実施例のインジェクタは、従来例１のインジェクタに使用される押下げ式の制御バルブと同等のピエゾピストン１４の受圧面積およびバルブピストン１５の受圧面積を維持できるので、従来例１のインジェクタと同一サイズで同一のバルブ開弁要求力を得ようとした場合でも、油密室１６内の油圧力を上昇（≒変位拡大効率の低下）させる必要はない。
これによって、油密室１６内の油圧力（開弁保持可能限界圧力）が上昇しないので、バルブピストン１４とピエゾシリンダ６４との間に形成される摺動クリアランス（摺動部）を通り抜けて油密室１６の外部へリークする燃料リーク量が増加（効率低下）することはなく、油密室１６内の油圧力の低下を防止することができる。 The injector of the first embodiment can maintain the pressure receiving area of the piezo piston 14 and the pressure receiving area of the valve piston 15 equivalent to those of the push-down control valve used in the injector of the first conventional example. Even when an attempt is made to obtain the same valve opening required force with the same size as the above, it is not necessary to increase the oil pressure in the oil tight chamber 16 (≈decrease in displacement expansion efficiency).
As a result, the oil pressure in the oil-tight chamber 16 (the limit pressure at which the valve can be held open) does not increase, so that the oil-tight chamber passes through the sliding clearance (sliding portion) formed between the valve piston 14 and the piezo cylinder 64. The amount of fuel leakage that leaks to the outside of 16 does not increase (decrease in efficiency), and a decrease in the oil pressure in the oil tight chamber 16 can be prevented.

また、本実施例のインジェクタは、図５に示したように、従来例２のインジェクタ（変位反転機構）と比較して、油密室１６内の油圧力（開弁保持可能限界圧力）を下げることができるので、制御弁の制御バルブ１１における開弁可能期間（上限値）を従来例２のインジェクタ（変位反転機構）よりも長くとることができる。また、バルブピストン１５は、間接的に、すなわち、複数の変位伝達ピン６５を介して、制御弁の制御バルブ１１およびバルブホルダー１２を強制的に開弁駆動しているので、制御バルブ１１は強制的に開弁状態を維持することができ、制御弁の開弁期間中に閉弁してしまう不具合の発生を防止することができる。   Further, as shown in FIG. 5, the injector of the present embodiment lowers the oil pressure in the oil tight chamber 16 (valve opening holdable limit pressure) as compared with the injector (displacement reversal mechanism) of the conventional example 2. Therefore, the openable period (upper limit value) of the control valve 11 of the control valve can be made longer than that of the injector (displacement reversing mechanism) of the second conventional example. Further, since the valve piston 15 forcibly opens the control valve 11 and the valve holder 12 of the control valve indirectly, that is, via the plurality of displacement transmission pins 65, the control valve 11 is forced. Therefore, it is possible to maintain the valve open state and prevent the occurrence of a problem that the valve is closed during the valve opening period of the control valve.

また、制御バルブ１１、バルブホルダー１２およびバルブスプリング１３を制御弁室４７内に収容することにより、従来例１のインジェクタに使用される押下げ式の制御バルブと同等のピエゾピストン１４の受圧面積およびバルブピストン１５の受圧面積を維持しつつ、且つ変位反転式（内開弁）と同様に、制御弁室４７と中間室（中間流路孔４３〜４５）とを分離できるので、従来例２のインジェクタと比較して中間室容積を低減することができる。
これによって、制御弁の開弁時に、圧力制御室２４内の燃料圧力の低下（降下）速度が速くなるので、従来例１のインジェクタ（高圧燃料中に制御バルブ）よりも時間（ΔＴＯ：時刻ｔ２’−時刻ｔ２）分だけ、ニードル１の開弁応答性が向上する。また、制御弁の閉弁時に、圧力制御室２４内の燃料圧力の上昇速度が速くなるので、従来例１のインジェクタ（高圧燃料中に制御バルブ）よりも時間（ΔＴＣ：時刻ｔ４’−時刻ｔ４）分だけ、ニードル１の閉弁応答性が向上する。 Further, by accommodating the control valve 11, the valve holder 12 and the valve spring 13 in the control valve chamber 47, the pressure receiving area of the piezo piston 14 equivalent to the push-down control valve used in the injector of the conventional example 1 and Since the control valve chamber 47 and the intermediate chambers (intermediate flow path holes 43 to 45) can be separated in the same manner as the displacement reversal type (inner valve opening) while maintaining the pressure receiving area of the valve piston 15, the conventional example 2 Compared to the injector, the volume of the intermediate chamber can be reduced.
As a result, when the control valve is opened, the rate of decrease (decrease) of the fuel pressure in the pressure control chamber 24 is increased, so that the time (ΔTO: time t2) is longer than that of the injector of the conventional example 1 (control valve in high-pressure fuel). '-The valve opening response of the needle 1 is improved by the time t2). Further, since the rate of increase of the fuel pressure in the pressure control chamber 24 becomes faster when the control valve is closed, time (ΔTC: time t4′−time t4) than the injector of the conventional example 1 (control valve in high-pressure fuel). ), The valve closing response of the needle 1 is improved.

以上のように、本実施例のインジェクタにおいては、アクチュエータ３の変位を拡大する変位拡大効率の向上と、ニードル１の開弁応答性および閉弁応答性の向上との両立を図ることができる。
また、高い変位拡大効率を維持しつつ、第２アウトオリフィス孔４６から制御弁室４７内に導入される燃料圧力が、制御弁の制御バルブ１１を開弁する方向（開弁方向）に作用するため、特に高圧時における制御バルブ１１の開弁負荷を低減することができる。これにより、噴射量指令値に対応した燃料の噴射量を得ることができるので、噴射量の精度および制御性の悪化を防止することができる。 As described above, in the injector of the present embodiment, it is possible to achieve both improvement in displacement expansion efficiency for expanding the displacement of the actuator 3 and improvement in valve opening response and valve closing response of the needle 1.
In addition, the fuel pressure introduced from the second out orifice hole 46 into the control valve chamber 47 acts in the direction in which the control valve 11 of the control valve is opened (the valve opening direction) while maintaining high displacement expansion efficiency. Therefore, it is possible to reduce the valve opening load of the control valve 11 particularly when the pressure is high. Thereby, since the fuel injection amount corresponding to the injection amount command value can be obtained, it is possible to prevent deterioration of the accuracy and controllability of the injection amount.

［変形例］
本実施例では、圧力制御室内の燃料圧力を増減制御する制御弁の弁体である制御バルブ１１、バルブホルダー１２を開弁駆動するアクチュエータ３として電荷の充放電により軸線方向に伸縮するピエゾ積層体を想定しているが、制御弁の弁体を開弁駆動または閉弁駆動するアクチュエータとして、ソレノイドアクチュエータ、電動アクチュエータ、磁歪素子等を駆動源とするアクチュエータを使用しても良い。
本実施例では、制御弁を、制御バルブ１１、バルブホルダー１２およびバルブスプリング１３等によって構成しているが、制御弁を、バルブホルダー１２およびバルブスプリング１３のみによって構成しても良い。 [Modification]
In this embodiment, a piezo-stacked body that expands and contracts in the axial direction by charge and discharge as a control valve 11 that is a valve body of a control valve that controls increase and decrease of fuel pressure in the pressure control chamber and an actuator 3 that drives the valve holder 12 to open. However, an actuator that uses a solenoid actuator, an electric actuator, a magnetostrictive element, or the like as a drive source may be used as an actuator for opening or closing the valve body of the control valve.
In this embodiment, the control valve is configured by the control valve 11, the valve holder 12, and the valve spring 13, but the control valve may be configured by only the valve holder 12 and the valve spring 13.

本実施例では、本発明の燃料噴射弁として、ノズルボディ２に往復移動可能に収容されるニードル１によって複数の噴孔２２を開閉するタイプの燃料噴射弁（インジェクタ）を採用しているが、本発明の燃料噴射弁として、ノズルボディ２に往復移動可能に収容される２つの第１、第２ニードルによって複数の第１、第２噴孔を段階的に開閉する可変噴孔タイプの燃料噴射弁（インジェクタ）を採用しても良い。
また、フローティングバルブである制御プレート７を廃止して、オリフィスプレート１８にアウトオリフィス孔４４を形成しても良い。
また、圧力制御室２４と制御弁室４７との間に中間室（中間流路孔）を設けず、アウトオリフィス孔４４の機能を弁孔４５に持たせても良い。 In this embodiment, as the fuel injection valve of the present invention, a fuel injection valve (injector) of a type in which a plurality of injection holes 22 are opened and closed by the needle 1 accommodated in the nozzle body 2 so as to be reciprocally movable is adopted. As a fuel injection valve of the present invention, a variable injection hole type fuel injection in which a plurality of first and second injection holes are opened and closed in stages by two first and second needles accommodated in a nozzle body 2 so as to be reciprocally movable. A valve (injector) may be employed.
Further, the control plate 7 which is a floating valve may be eliminated, and the out-orifice hole 44 may be formed in the orifice plate 18.
Further, the intermediate hole (intermediate flow path hole) may not be provided between the pressure control chamber 24 and the control valve chamber 47, and the valve hole 45 may have the function of the out orifice hole 44.

本実施例では、バルブピストン１５の変位を制御バルブ１１およびバルブホルダー１２に伝えて、制御バルブ１１を内開き方向（開弁方向）に動作させる変位伝達部材として、略円柱形状の変位伝達ピン６５を採用しているが、中間室（中間流路孔４３〜４５）および弁孔（第２アウトオリフィス孔４６）を妨げない形状であれば、例えばＣ字形状またはコの字形状の断面を有する変位伝達部材を採用しても良い。
また、内燃機関（エンジン）として、ディーゼルエンジンの代わりに、ガソリンエンジンを用いても良い。 In this embodiment, the displacement of the valve piston 15 is transmitted to the control valve 11 and the valve holder 12, and the displacement transmission member 65 having a substantially cylindrical shape is used as a displacement transmission member for operating the control valve 11 in the inward opening direction (valve opening direction). However, if it has a shape that does not interfere with the intermediate chamber (intermediate flow path holes 43 to 45) and the valve hole (second out orifice hole 46), for example, it has a C-shaped or U-shaped cross section. A displacement transmission member may be employed.
Further, as the internal combustion engine (engine), a gasoline engine may be used instead of the diesel engine.

また、燃料タンク内に貯留された燃料をサプライポンプを介して内燃機関の燃料噴射弁（インジェクタ）へ供給する燃料供給経路の低圧部とは、サプライポンプの加圧室よりも上流側の燃料供給経路のことを指す。
また、本発明の燃料噴射弁を、例えばガソリンエンジン等の内燃機関（エンジン）の気筒内または気筒に連通する吸気ポート内に燃料を噴射するフューエルインジェクタに適用しても良い。 Further, the fuel supply path for supplying the fuel stored in the fuel tank to the fuel injection valve (injector) of the internal combustion engine via the supply pump is the fuel supply upstream of the pressurizing chamber of the supply pump. Refers to the route.
The fuel injection valve of the present invention may be applied to a fuel injector that injects fuel into a cylinder of an internal combustion engine (engine) such as a gasoline engine or an intake port communicating with the cylinder.

１ ニードル
３ アクチュエータ
１１ 制御バルブ（制御弁の弁体）
１２ バルブホルダー（制御弁の弁体）
１３ バルブスプリング（弾性部材）
１４ ピエゾピストン（変位拡大機構、大径ピストン）
１５ バルブピストン（変位拡大機構、小径ピストン）
１６ 油密室（変位拡大機構）
２４ 圧力制御弁
４７ 制御弁室 1 Needle 3 Actuator 11 Control valve (valve of control valve)
12 Valve holder (valve of control valve)
13 Valve spring (elastic member)
14 Piezo piston (displacement expansion mechanism, large diameter piston)
15 Valve piston (displacement expansion mechanism, small diameter piston)
16 Oiltight chamber (displacement expansion mechanism)
24 Pressure control valve 47 Control valve chamber

Claims (6)

（ａ）内燃機関の気筒に燃料噴射を行う噴孔（２２）を開閉するニードル（１）と、
（ｂ）このニードル（１）に対して閉弁方向に作用する燃料圧力を蓄える制御室（２４）と、
（ｃ）自身が開弁することで、前記制御室（２４）から燃料系の低圧側へ燃料を流出させて前記制御室（２４）内の燃料圧力を低下させる制御弁（１１〜１３）と、
（ｄ）通電されると変位を発生するアクチュエータ（３）と、
（ｅ）このアクチュエータ（３）の変位を受けて一体移動する大径ピストン（１４）、およびこの大径ピストン（１４）との間に油密室（１６）を介して対向する小径ピストン（１５）を有し、前記大径ピストン（１４）と前記小径ピストン（１５）との受圧面積比に応じて前記アクチュエータ（３）の変位を拡大して前記小径ピストン（１５）に伝える変位拡大機構（１４〜１７、６４、６５）と
を備え、
前記制御弁（１１〜１３）を開閉動作させることで、前記制御室（２４）内の燃料圧力を調整して、前記ニードル（１）の開閉動作を制御する燃料噴射弁において、
前記燃料噴射弁は、前記制御室（２４）から流出した燃料が流通する２つの第１、第２流路（４１、４２、４６）と、前記制御室（２４）と前記第１流路（４１、４２）を介して連通し、前記制御室（２４）よりも前記燃料系の低圧側に配置される中間室（４３〜４５）と、この中間室（４３〜４５）と前記第２流路（４６）を介して連通し、前記中間室（４３〜４５）よりも前記燃料系の低圧側に配置される制御弁室（４７）とを備え、
前記制御弁（１１〜１３）は、前記制御弁室（４７）内に収容されて、前記第２流路（４６）を開閉する弁体（１１、１２）、および前記制御弁室（４７）内に収容されて、前記弁体（１１、１２）を閉弁する方向に付勢する弾性部材を有し、
前記変位拡大機構（１４〜１７、６４、６５）は、前記小径ピストン（１５）が、前記アクチュエータ（３）の変位方向と略同一方向に前記弁体（１１、１２）を間接的に駆動するように構成されていることを特徴とする燃料噴射弁。 (A) a needle (1) for opening and closing a nozzle hole (22) for injecting fuel into a cylinder of the internal combustion engine;
(B) a control chamber (24) for storing fuel pressure acting in the valve closing direction on the needle (1);
(C) a control valve (11-13) that causes the fuel to flow out from the control chamber (24) to the low pressure side of the fuel system and reduce the fuel pressure in the control chamber (24) by opening itself; ,
(D) an actuator (3) that generates displacement when energized;
(E) A large-diameter piston (14) that moves integrally in response to the displacement of the actuator (3), and a small-diameter piston (15) that opposes the large-diameter piston (14) via an oil-tight chamber (16). A displacement enlarging mechanism (14) that expands the displacement of the actuator (3) according to the pressure receiving area ratio between the large-diameter piston (14) and the small-diameter piston (15) and transmits the displacement to the small-diameter piston (15). To 17, 64, 65),
In the fuel injection valve for controlling the opening / closing operation of the needle (1) by adjusting the fuel pressure in the control chamber (24) by opening / closing the control valve (11-13),
The fuel injection valve includes two first and second flow paths (41, 42, 46) through which fuel flowing out from the control chamber (24) flows, and the control chamber (24) and the first flow path ( 41, 42) and an intermediate chamber (43-45) disposed on the low pressure side of the fuel system from the control chamber (24), the intermediate chamber (43-45) and the second flow A control valve chamber (47) that communicates with the passage (46) and is disposed on the low pressure side of the fuel system with respect to the intermediate chamber (43 to 45),
The control valve (11-13) is accommodated in the control valve chamber (47), and opens and closes the second flow path (46), and the control valve chamber (47). An elastic member that is housed in and energizes in a direction to close the valve body (11, 12);
In the displacement enlarging mechanism (14-17, 64, 65), the small-diameter piston (15) indirectly drives the valve body (11, 12) in the same direction as the displacement direction of the actuator (3). A fuel injection valve configured as described above. 請求項１に記載の燃料噴射弁において、
前記制御弁（１１〜１３）は、閉弁時に前記制御弁室（４７）の内面に形成される弁座（５５）に前記弁体（１１、１２）が前記制御弁室（４７）の内側から接して前記第２流路（４６）を閉じ、且つ開弁時に前記弁座（５５）から内開き方向に動作して前記第２流路（４６）を開く内開弁であることを特徴とする燃料噴射弁。 The fuel injection valve according to claim 1, wherein
When the valve is closed, the valve body (11, 12) is placed inside the control valve chamber (47) on the valve seat (55) formed on the inner surface of the control valve chamber (47). It is an internal valve that closes the second flow path (46) in contact with the valve and opens the second flow path (46) by operating in an inward opening direction from the valve seat (55) when the valve is opened. Fuel injection valve. 請求項１または請求項２に記載の燃料噴射弁において、
前記変位拡大機構（１４〜１７、６４、６５）は、前記小径ピストン（１５）の変位を前記弁体（１１、１２）に伝えて、前記弁体（１１、１２）を内開き方向に動作させる変位伝達部材（６５）を有していることを特徴とする燃料噴射弁。 The fuel injection valve according to claim 1 or 2,
The displacement enlarging mechanism (14-17, 64, 65) transmits the displacement of the small-diameter piston (15) to the valve body (11, 12) and operates the valve body (11, 12) in the inward opening direction. A fuel injection valve having a displacement transmission member (65) to be moved. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の燃料噴射弁において、
前記制御弁（１１〜１３）の開弁時に前記制御弁室（４７）を流通する燃料の圧力は、前記弁体（１１、１２）を開弁する方向に作用することを特徴とする燃料噴射弁。 In the fuel injection valve according to any one of claims 1 to 3,
Fuel injection, wherein the pressure of the fuel flowing through the control valve chamber (47) when the control valve (11-13) is opened acts in a direction to open the valve body (11, 12). valve. 請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の燃料噴射弁において、
前記小径ピストン（１５）は、前記大径ピストン（１４）よりも受圧面積が小さいことを特徴とする燃料噴射弁。 In the fuel injection valve according to any one of claims 1 to 4,
The fuel injection valve according to claim 1, wherein the small-diameter piston (15) has a smaller pressure receiving area than the large-diameter piston (14). 請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の燃料噴射弁において、
前記アクチュエータ（３）は、電荷の充放電により伸縮するピエゾ素子積層体を有していることを特徴とする燃料噴射弁。 In the fuel injection valve according to any one of claims 1 to 5,
The actuator (3) has a piezo element laminate that expands and contracts due to charge and discharge of electric charge.
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