JP2018155198A - Fuel injection device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection device having a control member which enables generation of high pressure while inhibiting change of injection performance.SOLUTION: In a fuel injection device 100, a path connecting a circumference groove 81 and a communication groove 82 with an upstream side communication passage 55 is provided at a lower seat part 47b. The structure causes a fuel flowing from the lower seat part 47b to flow into the upstream side communication passage 55 through the circumference groove 81 and the communication groove 82 formed at the lower seat part 47b. The circumference groove 81 and the communication groove 82 are a path which bypasses a valve spring 60. The fuel flowing from an intermediate passage 59 into an intermediate chamber 47 flows into the upstream side communication passage 55 through the path that is the circumference groove 81 and the communication groove 82.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、燃料を噴射する燃料噴射装置に関する。   The present invention relates to a fuel injection device that injects fuel.

ピエゾ素子をアクチュエータとして、ノズルニードル弁を油圧制御する方式の燃料噴射装置において、高圧化、噴射量のばらつき低減、および静リークレスの要求がある。このような要求に応えるため、たとえば特許文献1に記載の燃料噴射装置は、摺動隙間を常時流れる漏れがない静リークレス構造を有している。   In a fuel injection device that uses a piezo element as an actuator and hydraulically controls a nozzle needle valve, there are demands for high pressure, reduced variation in injection amount, and no static leakage. In order to meet such a demand, for example, the fuel injection device described in Patent Document 1 has a static leakless structure in which there is no leakage that always flows through the sliding gap.

特開2016−53354号公報JP, 2006-53354, A

特許文献1に記載の燃料噴射装置では、バルブニードルの加工精度の問題および組付け時の位置ずれ等により、組付け状態においてバルブニードルに傾きが生じることがある。さらに中間室に燃料が流入する際の流体力等により、バルブニードルが傾いて回転すると、下シート部の燃料通路面積が変動する。この場合、中間室への燃料流入量が変化することになるので、安定した噴射量を供給することが困難である。   In the fuel injection device described in Patent Document 1, the valve needle may be tilted in the assembled state due to a problem in processing accuracy of the valve needle and a positional deviation during the assembly. Further, when the valve needle is tilted and rotated by fluid force or the like when fuel flows into the intermediate chamber, the fuel passage area of the lower seat portion varies. In this case, since the amount of fuel flowing into the intermediate chamber changes, it is difficult to supply a stable injection amount.

また特許文献1のようにバルブニードルの周りにはバルブスプリングが設けられる。そして下シート部を通過する高圧燃料は、バルブスプリングの線間隙間を通過して圧力制御室に流れ込む。したがってバルブスプリングの仕様によっては、バルブスプリングの線間隙間が絞り部となり、バルブスプリングの個体差、バルブスプリングの回転方向の組付け向き、およびバルブスプリング作動時の動的な線間隙間の変動により噴射性能が変わるおそれがある。   Further, as in Patent Document 1, a valve spring is provided around the valve needle. The high-pressure fuel that passes through the lower seat portion passes through the gap between the valve springs and flows into the pressure control chamber. Therefore, depending on the specifications of the valve spring, the clearance between the line of the valve spring becomes the constricted part, and due to individual differences of the valve spring, the assembly direction of the rotation direction of the valve spring, and the fluctuation between the dynamic line gap when the valve spring is activated There is a possibility that the injection performance will change.

そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、噴射性能の変化を抑制しつつ、高圧化が可能である制御部材を有する燃料噴射装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a fuel injection device having a control member capable of increasing the pressure while suppressing a change in injection performance.

本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。   The present invention employs the following technical means in order to achieve the aforementioned object.

本発明は、燃料流路(15)を通じて供給される燃料を噴孔(44)から噴射し、供給された燃料の一部を戻り流路(16)に排出する燃料噴射装置(100)であって、
噴孔、燃料流路に連通する高圧流路(42)、高圧流路を通じて供給される燃料が流入する圧力制御室(46)、高圧流路を通じて供給される燃料が流入する収容室(58)、圧力制御室の燃料が流出する中間室(47)、圧力制御室と中間室とを連通する流出通路(55)、収容室と中間室とを連通する中間通路(59)、および中間室から戻り流路へと燃料を排出する排出通路(56)を形成している弁ボデー(51)と、
収容室に収容され、圧力制御室の圧力変動によって往復変位することにより、噴孔を開閉する弁体(50)と、
中間室に収容され、排出通路が連通し、かつ中間通路を遮断した第1状態と、排出通路を遮断し、かつ中間通路を連通した第2状態とを切替えて、圧力制御室の圧力を変動させる制御部材(54)と、
中間室に収容され、一端が中間室の噴孔側の下シート部に接触し、他端が制御部材に接触して、制御部材を反噴孔側に付勢する制御部材用スプリング(60)と、
制御部材を噴孔側又は反噴孔側に変位させる駆動部(52)と、を含み、
駆動部によって制御部材を第1状態にすると、少なくとも流出通路、中間室および排出通路を介して圧力制御室の燃料が流出して圧力制御室の圧力が下降して、弁体が変位して噴孔を開状態とし、駆動部によって制御部材を第2状態にすると、少なくとも高圧流路を介して圧力制御室に燃料が流入して、圧力制御室の圧力が上昇して、弁体が変位して噴孔を閉状態にするものであり、
制御部材(54)は、第1状態では、中間室の下シート部(47b)に接触して、中間通路を遮断し、第2状態では、中間室の反噴孔側の上シート部(47a)に接触して、排出通路を遮断し、下シート部には、中間通路(59)の開口(59b)と流出通路(55)の開口(55a)との間であって、中間通路の開口を囲む周囲溝(81)と、周囲溝と流出通路の開口とを連通する連通溝(82)と、が形成されている燃料噴射装置である。
The present invention is a fuel injection device (100) that injects fuel supplied through a fuel flow path (15) from a nozzle hole (44) and discharges part of the supplied fuel to a return flow path (16). And
A nozzle hole, a high-pressure channel (42) communicating with the fuel channel, a pressure control chamber (46) into which fuel supplied through the high-pressure channel flows, and a storage chamber (58) into which fuel supplied through the high-pressure channel flows An intermediate chamber (47) through which the fuel in the pressure control chamber flows out, an outflow passage (55) communicating the pressure control chamber and the intermediate chamber, an intermediate passage (59) communicating the storage chamber and the intermediate chamber, and the intermediate chamber A valve body (51) forming a discharge passage (56) for discharging fuel to the return flow path;
A valve body (50) that opens and closes the nozzle hole by being reciprocally displaced by pressure fluctuation in the pressure control chamber;
The pressure in the pressure control chamber is changed by switching between the first state in which the discharge passage is connected and the intermediate passage is blocked, and the second state in which the discharge passage is blocked and the intermediate passage is connected. A control member (54) for causing;
A control member spring (60) housed in the intermediate chamber, one end contacting the lower sheet portion of the intermediate chamber on the injection hole side, the other end contacting the control member, and urging the control member toward the counter injection hole side When,
A drive unit (52) for displacing the control member to the injection hole side or the counter injection hole side,
When the control member is brought into the first state by the drive unit, the fuel in the pressure control chamber flows out through at least the outflow passage, the intermediate chamber, and the discharge passage, the pressure in the pressure control chamber decreases, and the valve body is displaced and injected. When the hole is opened and the control member is set to the second state by the drive unit, fuel flows into the pressure control chamber via at least the high-pressure flow path, the pressure in the pressure control chamber rises, and the valve body is displaced. To close the nozzle hole,
The control member (54) contacts the lower sheet portion (47b) of the intermediate chamber in the first state to block the intermediate passage, and in the second state, the upper sheet portion (47a) of the intermediate chamber on the side opposite to the injection hole. ), The discharge passage is blocked, and the lower seat portion is located between the opening (59b) of the intermediate passage (59) and the opening (55a) of the outflow passage (55), and the opening of the intermediate passage. Is a fuel injection device in which a peripheral groove (81) surrounding the outer periphery and a communication groove (82) communicating the peripheral groove and the opening of the outflow passage are formed.

このような本発明に従えば、駆動部が駆動して、制御部材を噴孔側に押圧すると、制御部材用スプリングの反噴孔側の付勢力に抗して、制御部材が噴孔側に移動する。また駆動部が停止すると、制御部材は制御部材用スプリングによって反噴孔側に移動する。これによって制御部材は、中間室の下シート部から離間し、中間通路を介して収容室からの燃料が中間室に流入する。下シート部から流入した燃料は、下シート部に形成された周囲溝と連通溝を通過して、流出通路に流れ込む。周囲溝と連通溝は、制御部材用スプリングを迂回する経路である。また周囲溝と連通溝は、制御部材の姿勢によっては通路断面積の影響を受けない。したがって中間通路から中間室に流入した燃料は、周囲溝および連通溝という経路によって流出通路に流れる。このように制御部材の姿勢、および制御部材用スプリングの形状に影響を受けない経路があるので、噴射性能の変化を抑制することができる。また高圧化によって制御部材の姿勢に影響を与えても、周囲溝および連通溝によって流量の変動を抑制することができる。したがって本発明の構成によると、高圧化による制御部材の変位に対しても耐性を有する。   According to the present invention, when the drive unit is driven and the control member is pressed toward the injection hole side, the control member is moved toward the injection hole side against the urging force on the counter injection hole side of the control member spring. Moving. When the drive unit stops, the control member is moved to the counter injection hole side by the control member spring. Accordingly, the control member is separated from the lower seat portion of the intermediate chamber, and the fuel from the storage chamber flows into the intermediate chamber via the intermediate passage. The fuel flowing in from the lower seat portion passes through the peripheral groove and the communication groove formed in the lower seat portion and flows into the outflow passage. The peripheral groove and the communication groove are paths that bypass the control member spring. Further, the peripheral groove and the communication groove are not affected by the cross-sectional area of the passage depending on the attitude of the control member. Accordingly, the fuel that has flowed into the intermediate chamber from the intermediate passage flows into the outflow passage through a path called a peripheral groove and a communication groove. As described above, since there is a path that is not affected by the posture of the control member and the shape of the spring for the control member, a change in the injection performance can be suppressed. Even if the pressure of the control member is affected by the increase in pressure, fluctuations in the flow rate can be suppressed by the peripheral grooves and the communication grooves. Therefore, according to the structure of this invention, it has tolerance also to the displacement of the control member by high pressure.

なお、前述の各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each above-mentioned means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

燃料供給システムを示すシステム図。The system diagram which shows a fuel supply system. 燃料噴射装置を簡略化して示す断面図。Sectional drawing which simplifies and shows a fuel-injection apparatus. 燃料噴射装置の動作を説明するための図。The figure for demonstrating operation | movement of a fuel-injection apparatus. バルブニードルを示す正面図。The front view which shows a valve needle. 下シート部47bを拡大して示す斜視図。The perspective view which expands and shows the lower sheet | seat part 47b. 第2実施形態の第1実施例の下シート部47bを拡大して示す平面図。The top view which expands and shows the lower sheet | seat part 47b of 1st Example of 2nd Embodiment. 第2実施形態の第2実施例の下シート部47bを拡大して示す平面図。The top view which expands and shows the lower sheet | seat part 47b of 2nd Example of 2nd Embodiment. 第3実施形態の下シート部47bを拡大して示す平面図。The top view which expands and shows the lower sheet | seat part 47b of 3rd Embodiment.

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態を用いて説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付すか、または先行の参照符号に一文字追加し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described using a plurality of embodiments with reference to the drawings. In some embodiments, portions corresponding to the matters described in the preceding embodiments may be given the same reference numerals, or one letter may be added to the preceding reference numerals, and overlapping descriptions may be omitted. In addition, when a part of the configuration is described in each embodiment, the other parts of the configuration are the same as those of the embodiment described in advance. In addition to the combination of parts specifically described in each embodiment, the embodiments may be partially combined as long as the combination does not hinder the combination.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に関して、図1〜図5を用いて説明する。図1に示す燃料供給システム10には、第1実施形態による燃料噴射装置100が用いられている。燃料供給システム10は、内燃機関であるディーゼル機関20の燃焼室22に、燃料噴射装置100によって燃料を供給する。燃料供給システム10は、フィードポンプ12、高圧燃料ポンプ13、コモンレール14、機関制御装置17、および複数の燃料噴射装置100を含んで構成されている。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The fuel supply system 10 shown in FIG. 1 uses the fuel injection device 100 according to the first embodiment. The fuel supply system 10 supplies fuel to a combustion chamber 22 of a diesel engine 20 that is an internal combustion engine by a fuel injection device 100. The fuel supply system 10 includes a feed pump 12, a high-pressure fuel pump 13, a common rail 14, an engine control device 17, and a plurality of fuel injection devices 100.

フィードポンプ12は、燃料タンク11内に貯留された燃料を高圧燃料ポンプ13に圧送するポンプである。フィードポンプ12は、燃料配管12aによって高圧燃料ポンプ13と接続されている。燃料タンク11には、軽油などの燃料が貯留されている。   The feed pump 12 is a pump that pumps the fuel stored in the fuel tank 11 to the high-pressure fuel pump 13. The feed pump 12 is connected to the high-pressure fuel pump 13 by a fuel pipe 12a. The fuel tank 11 stores fuel such as light oil.

高圧燃料ポンプ13は、ディーゼル機関20の出力軸によって駆動される。高圧燃料ポンプ13は、燃料配管13aによってコモンレール14と接続されている。高圧燃料ポンプ13は、フィードポンプ12によって供給された燃料をさらに昇圧し、コモンレール14に供給する。   The high pressure fuel pump 13 is driven by the output shaft of the diesel engine 20. The high-pressure fuel pump 13 is connected to the common rail 14 by a fuel pipe 13a. The high-pressure fuel pump 13 further boosts the fuel supplied by the feed pump 12 and supplies it to the common rail 14.

コモンレール14は、燃料配管14aを介して複数の燃料噴射装置100と接続されている。図1では、1つの燃料噴射装置100を示し、他の燃料噴射装置100の図示は省略している。燃料配管14aは、燃料を各燃料噴射装置100に供給する燃料流路15を形成している。コモンレール14は、高圧燃料ポンプ13から供給される高圧の燃料を一時的に蓄え、圧力を保持したまま各燃料噴射装置100に分配する。コモンレール14において余剰となった燃料は、減圧されつつ、余剰燃料配管14bに排出される。余剰燃料配管14bは、燃料タンク11に余剰燃料を還流させる戻り流路16を形成している。   The common rail 14 is connected to a plurality of fuel injection devices 100 via a fuel pipe 14a. In FIG. 1, one fuel injection device 100 is shown, and the illustration of the other fuel injection devices 100 is omitted. The fuel pipe 14 a forms a fuel flow path 15 that supplies fuel to each fuel injection device 100. The common rail 14 temporarily stores high-pressure fuel supplied from the high-pressure fuel pump 13 and distributes the fuel to each fuel injection device 100 while maintaining the pressure. The surplus fuel in the common rail 14 is discharged to the surplus fuel pipe 14b while being depressurized. The surplus fuel pipe 14 b forms a return flow path 16 that recirculates surplus fuel to the fuel tank 11.

機関制御装置17は、燃料噴射制御装置であって、演算回路としてのプロセッサ、RAM、および書き換え可能な不揮発性の記憶媒体を含むマイクロコンピュータ又はマイクロコントローラと、各燃料噴射装置100を駆動する駆動回路とを含む構成である。機関制御装置17は、ディーゼル機関20の稼動状態に応じて各燃料噴射装置100の作動を制御する。   The engine control device 17 is a fuel injection control device, which is a microcomputer or a microcontroller including a processor as an arithmetic circuit, a RAM, and a rewritable nonvolatile storage medium, and a drive circuit that drives each fuel injection device 100. It is the structure containing these. The engine control device 17 controls the operation of each fuel injection device 100 according to the operating state of the diesel engine 20.

機関制御装置17は、各種センサからの情報を取得し、各部を制御する。機関制御装置17は、たとえばコモンレール14の圧力を検出する圧力センサから取得した燃料圧力を用いて、コモンレール14の圧力を制御する。   The engine control device 17 acquires information from various sensors and controls each part. The engine control device 17 controls the pressure of the common rail 14 using, for example, a fuel pressure acquired from a pressure sensor that detects the pressure of the common rail 14.

燃料噴射装置100には、燃料配管14aおよび戻り配管14cが接続されている。燃料噴射装置100は、燃焼室22を形成するヘッド部材21の挿入孔に挿入された状態で、ヘッド部材21に取り付けられている。燃料噴射装置100は、燃料流路15を通じて供給される燃料を、複数の噴孔44から燃焼室22内に直接的に噴射する。燃料噴射装置100は、噴孔44からの燃料の噴射を制御する弁機構を備えている。弁機構は、機関制御装置17からの駆動信号に基づいて作動するバルブニードル54(図2参照)と、噴孔44を開閉するノズルニードル50と、を含んでいる。燃料噴射装置100は、噴孔44を開閉するために、燃料流路15を通じて供給される燃料の一部を使用する。噴孔44の開閉に用いられた燃料は、減圧されつつ、戻り配管14cに排出される。戻り配管14cは、余剰燃料配管14bと共に、燃焼に用いられなかった燃料を燃料タンク11に還流させる戻り流路16を形成している。   A fuel pipe 14 a and a return pipe 14 c are connected to the fuel injection device 100. The fuel injection device 100 is attached to the head member 21 in a state of being inserted into the insertion hole of the head member 21 that forms the combustion chamber 22. The fuel injection device 100 directly injects fuel supplied through the fuel flow path 15 into the combustion chamber 22 from the plurality of injection holes 44. The fuel injection device 100 includes a valve mechanism that controls fuel injection from the injection hole 44. The valve mechanism includes a valve needle 54 (see FIG. 2) that operates based on a drive signal from the engine control device 17 and a nozzle needle 50 that opens and closes the injection hole 44. The fuel injection device 100 uses a part of the fuel supplied through the fuel flow path 15 in order to open and close the injection hole 44. The fuel used to open and close the nozzle hole 44 is discharged to the return pipe 14c while being decompressed. The return pipe 14c and the surplus fuel pipe 14b form a return flow path 16 for returning the fuel that has not been used for combustion to the fuel tank 11.

次に、燃料噴射装置100に関して、図2を用いて説明する。燃料噴射装置100は、図2に示すように、ノズルニードル50、弁ボデー51、駆動部52、制御プレート53およびバルブニードル54を含んで構成される。   Next, the fuel injection device 100 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the fuel injection device 100 includes a nozzle needle 50, a valve body 51, a drive unit 52, a control plate 53, and a valve needle 54.

弁ボデー51は、金属材料よって形成されたシリンダ等の複数の部材を組み合わせることによって構成されている。弁ボデー51には、シート部41、高圧流路42、流入流路43、噴孔44、低圧流路45、圧力制御室46、中間室47および駆動部収容室48が形成されている。   The valve body 51 is configured by combining a plurality of members such as a cylinder formed of a metal material. The valve body 51 includes a seat portion 41, a high pressure channel 42, an inflow channel 43, an injection hole 44, a low pressure channel 45, a pressure control chamber 46, an intermediate chamber 47, and a drive unit accommodation chamber 48.

噴孔44は、燃焼室22へ挿入される弁ボデー51において、挿入方向の先端部に形成されている。先端部は、円錐状または半球状に形成されている。噴孔44は、弁ボデー51の内側から外側に向けて少なくとも1つ、本実施形態では放射状に複数設けられている。高圧の燃料は、各噴孔44から燃焼室22へ向けて噴射される。高圧の燃料は、噴孔44を通過することによって霧化され、空気と混合し易い状態となる。シート部41は、弁ボデー51の先端部の内側に、円錐状に形成されている。シート部41は、噴孔44の上流側において高圧流路42に臨んでいる。   The injection hole 44 is formed at the distal end in the insertion direction of the valve body 51 inserted into the combustion chamber 22. The tip is formed in a conical or hemispherical shape. At least one nozzle hole 44 is provided radially from the inside to the outside of the valve body 51, in the present embodiment. High-pressure fuel is injected from each injection hole 44 toward the combustion chamber 22. The high-pressure fuel is atomized by passing through the nozzle hole 44, and is easily mixed with air. The seat portion 41 is formed in a conical shape inside the distal end portion of the valve body 51. The seat portion 41 faces the high-pressure channel 42 on the upstream side of the nozzle hole 44.

高圧流路42は、図1に示すコモンレール14を通じてコモンレール14から供給される高圧の燃料を、噴孔44に供給する。流入流路43は、高圧流路42と圧力制御室46とを連通させている。流入流路43は、高圧流路42を流通する燃料の一部を圧力制御室46に流入させる。流入流路43には、流入オリフィスとしてメインインオリフィス43aが設けられている。メインインオリフィス43aは、高圧流路42から圧力制御室46に流れる燃料の流量を制限する。   The high-pressure channel 42 supplies high-pressure fuel supplied from the common rail 14 through the common rail 14 shown in FIG. The inflow channel 43 allows the high-pressure channel 42 and the pressure control chamber 46 to communicate with each other. The inflow channel 43 causes a part of the fuel flowing through the high-pressure channel 42 to flow into the pressure control chamber 46. The inflow channel 43 is provided with a main-in orifice 43a as an inflow orifice. The main-in orifice 43a limits the flow rate of fuel flowing from the high-pressure channel 42 to the pressure control chamber 46.

低圧流路45は、弁ボデー51内を高圧流路42に沿って延伸している。低圧流路45は、圧力制御室46の燃料(リーク燃料)を、燃料噴射装置100の外部の低圧側である余剰燃料配管14bに流出させる排出通路の一部である。排出通路は、低圧流路45、中間室47と、後述する上流側連通路55、および下流側連通路56等とによって構成されている。低圧流路45を流通する燃料の圧力は、圧力制御室46の燃料の圧力よりも低くなっている。   The low pressure channel 45 extends along the high pressure channel 42 in the valve body 51. The low-pressure channel 45 is a part of a discharge passage through which the fuel (leak fuel) in the pressure control chamber 46 flows out to the surplus fuel pipe 14 b on the low-pressure side outside the fuel injection device 100. The discharge passage is constituted by a low-pressure passage 45, an intermediate chamber 47, an upstream communication passage 55, a downstream communication passage 56, and the like, which will be described later. The pressure of the fuel flowing through the low pressure channel 45 is lower than the pressure of the fuel in the pressure control chamber 46.

圧力制御室46は、弁ボデー51の内部において、ノズルニードル50を挟んで噴孔44の反対側に設けられている。圧力制御室46は、内部に制御プレート53を収容し、シリンダ57およびノズルニードル50によって区画された円柱状の空間である。圧力制御室46には、流入流路43を通じて高圧の燃料が流入する。圧力制御室46の燃料圧力は、流入流路43からの高圧の燃料の流入と、中間室47への燃料の流出と、中間室47からの流入とにより変動する。圧力制御室46における圧力変動によってノズルニードル50が往復変位する。   The pressure control chamber 46 is provided inside the valve body 51 on the opposite side of the nozzle hole 44 with the nozzle needle 50 interposed therebetween. The pressure control chamber 46 is a cylindrical space that accommodates the control plate 53 therein and is partitioned by the cylinder 57 and the nozzle needle 50. High pressure fuel flows into the pressure control chamber 46 through the inflow passage 43. The fuel pressure in the pressure control chamber 46 varies depending on the inflow of high-pressure fuel from the inflow passage 43, the outflow of fuel to the intermediate chamber 47, and the inflow from the intermediate chamber 47. The nozzle needle 50 is reciprocated by the pressure fluctuation in the pressure control chamber 46.

中間室47は、バルブニードル54を収容する空間である。中間室47は、圧力制御室46と駆動部収容室48との間に位置している。中間室47の軸方向は、圧力制御室46およびシリンダ57の軸方向に沿っている。中間室47と圧力制御室46との間には、上流側連通路55が形成されている。中間室47には、上流側連通路55を通じて、圧力制御室46から排出された燃料が流入する。上流側連通路55の燃料圧力は、中間室47の燃料圧力と実質的に同一となる。   The intermediate chamber 47 is a space that accommodates the valve needle 54. The intermediate chamber 47 is located between the pressure control chamber 46 and the drive unit accommodation chamber 48. The axial direction of the intermediate chamber 47 is along the axial direction of the pressure control chamber 46 and the cylinder 57. An upstream communication path 55 is formed between the intermediate chamber 47 and the pressure control chamber 46. The fuel discharged from the pressure control chamber 46 flows into the intermediate chamber 47 through the upstream communication passage 55. The fuel pressure in the upstream communication passage 55 is substantially the same as the fuel pressure in the intermediate chamber 47.

また中間室47と駆動部収容室48との間には、下流側連通路56が形成されている。下流側連通路56は、中間室47から排出された燃料を主に低圧流路45に流通させる。また中間室47とノズルニードル50が収容されているニードル収容室58との間には、中間通路59が形成されている。中間室47には、中間通路59を通じて、高圧流路42から供給された燃料がニードル収容室58を経て流入する。また中間通路59には、サブインオリフィス59aが形成されている。サブインオリフィス59aは、中間通路59の流路面積を部分的に絞る絞り部である。サブインオリフィス59aは、バルブニードル54が閉弁状態である場合に、ニードル収容室58から中間室47へ流出する燃料の流量を制限する。   Further, a downstream communication path 56 is formed between the intermediate chamber 47 and the drive unit accommodation chamber 48. The downstream side communication passage 56 mainly causes the fuel discharged from the intermediate chamber 47 to flow through the low pressure passage 45. An intermediate passage 59 is formed between the intermediate chamber 47 and the needle storage chamber 58 in which the nozzle needle 50 is stored. The fuel supplied from the high-pressure channel 42 flows into the intermediate chamber 47 through the intermediate passage 59 through the needle housing chamber 58. Further, a sub-in orifice 59a is formed in the intermediate passage 59. The sub-in orifice 59a is a throttle portion that partially restricts the flow path area of the intermediate passage 59. The sub-in orifice 59a limits the flow rate of the fuel flowing out from the needle housing chamber 58 to the intermediate chamber 47 when the valve needle 54 is in a closed state.

中間室47を区画する区画壁には、上シート部47a、下シート部47bおよび載置部47cが形成されている。下シート部47bは、中間室47の区画壁のうちで、中間通路59の開口59bの周囲を囲む円環状の領域である。下シート部47bは、バルブニードル54の下端側を着座させる領域となる。   An upper sheet portion 47a, a lower sheet portion 47b, and a placement portion 47c are formed on a partition wall that partitions the intermediate chamber 47. The lower sheet portion 47 b is an annular region surrounding the periphery of the opening 59 b of the intermediate passage 59 in the partition wall of the intermediate chamber 47. The lower seat portion 47b is a region where the lower end side of the valve needle 54 is seated.

上シート部47aは、中間室47の区画壁のうちで、下流側連通路56の開口周囲を囲む円環状の領域である。上シート部47aは、バルブニードル54の上端側を着座させる領域となる。載置部47cは、中間室47の区画壁のうちで、下シート部47bの周囲を囲む領域である。載置部47cには、後述するバルブスプリング60の一端が載置されている。   The upper sheet portion 47 a is an annular region surrounding the periphery of the opening of the downstream communication passage 56 in the partition wall of the intermediate chamber 47. The upper seat portion 47a is a region where the upper end side of the valve needle 54 is seated. The placement portion 47 c is an area surrounding the lower sheet portion 47 b in the partition wall of the intermediate chamber 47. One end of a later-described valve spring 60 is placed on the placement portion 47c.

ノズルニードル50は、金属材料によって全体として円柱状に形成されている。ノズルニードル50は、弁ボデー51に収容されている。ノズルニードル50は、金属製の線材を螺旋状に巻設したコイル状のノズルスプリング61により、噴孔44側へ向けて付勢されている。ノズルニードル50は、弁受圧面62およびフェース部63を有している。ノズルニードル50は、圧力制御室46の燃料圧力を弁受圧面62に受けることで、円筒状に形成されたシリンダ57の内周壁面に沿って、軸方向に往復変位する。ノズルニードル50は、弁ボデー51に対して相対変位することにより、フェース部63をシート部41に離着座させる。フェース部63は、噴孔44を開閉する主弁部を、シート部41と共に形成している。   The nozzle needle 50 is formed in a cylindrical shape as a whole by a metal material. The nozzle needle 50 is accommodated in the valve body 51. The nozzle needle 50 is urged toward the nozzle hole 44 by a coiled nozzle spring 61 in which a metal wire is wound spirally. The nozzle needle 50 has a valve pressure receiving surface 62 and a face portion 63. The nozzle needle 50 is reciprocally displaced in the axial direction along the inner peripheral wall surface of the cylinder 57 formed in a cylindrical shape by receiving the fuel pressure in the pressure control chamber 46 on the valve pressure receiving surface 62. The nozzle needle 50 is displaced relative to the valve body 51, so that the face portion 63 is separated from and seated on the seat portion 41. The face portion 63 forms a main valve portion that opens and closes the nozzle hole 44 together with the seat portion 41.

駆動部収容室48は、駆動部52を収容する円柱状の空間である。駆動部収容室48は、中間室47から排出された燃料の一部によって満たされている。駆動部収容室48の軸方向は、中間室47の軸方向に沿っている。駆動部収容室48と中間室47とは、互いに同軸となるように設けられている。   The drive unit storage chamber 48 is a cylindrical space that stores the drive unit 52. The drive unit accommodation chamber 48 is filled with a part of the fuel discharged from the intermediate chamber 47. The axial direction of the drive unit accommodating chamber 48 is along the axial direction of the intermediate chamber 47. The drive unit accommodating chamber 48 and the intermediate chamber 47 are provided so as to be coaxial with each other.

駆動部52は、駆動部収容室48に収容されている。駆動部52は、バルブニードル54を噴孔側又は反噴孔側に変位させて、圧力制御室46と低圧流路45との間を遮断状態から連通状態へと切り替える。駆動部52は、機関制御装置17から出力された駆動信号に基づき、発生させる駆動力の大きさを変更可能であり、たとえば二段階の駆動力を発生させることができる。   The drive unit 52 is accommodated in the drive unit accommodation chamber 48. The drive unit 52 displaces the valve needle 54 to the injection hole side or the counter injection hole side, and switches between the pressure control chamber 46 and the low pressure flow path 45 from the cutoff state to the communication state. The drive unit 52 can change the magnitude of the drive force to be generated based on the drive signal output from the engine control device 17, and can generate, for example, a two-stage drive force.

駆動部52は、圧電素子積層体64および伝達機構65等によって構成されている。圧電素子積層体64は、例えばPZT(PbZrTiO3)と呼ばれる層と薄い電極層が交互に積まれた積層体である。圧電素子積層体64には、機関制御装置17から出力された入力駆動信号が入力される。圧電素子積層体64は、駆動信号に応じた電圧(以下、「駆動電圧」)に従って、ピエゾ素子の特性である逆圧電効果により、駆動部収容室48の軸方向に沿って伸縮する。   The drive unit 52 includes a piezoelectric element laminate 64, a transmission mechanism 65, and the like. The piezoelectric element laminate 64 is a laminate in which, for example, layers called PZT (PbZrTiO3) and thin electrode layers are alternately stacked. An input driving signal output from the engine control device 17 is input to the piezoelectric element laminate 64. The piezoelectric element stacked body 64 expands and contracts along the axial direction of the drive unit accommodating chamber 48 due to a reverse piezoelectric effect that is a characteristic of the piezoelectric element, according to a voltage corresponding to a drive signal (hereinafter, “drive voltage”).

伝達機構65は、圧電素子積層体64の伸縮を伝達する機構である。伝達機構65は、ピエゾピストン66、バルブシリンダ67、バルブピストン68およびピストンスプリング69を有している。ピエゾピストン66は、円柱状に形成されている。ピエゾピストン66は、圧電素子積層体64と接している。ピエゾピストン66には、伸縮する圧電素子積層体64の動きが入力される。ピエゾピストン66とバルブピストン68とは間隔をあけて、バルブシリンダ67内に収容されている。ピエゾピストン66とバルブピストン68との間は、燃料で満たされており、油密室70として機能する。   The transmission mechanism 65 is a mechanism that transmits expansion / contraction of the piezoelectric element laminate 64. The transmission mechanism 65 includes a piezo piston 66, a valve cylinder 67, a valve piston 68, and a piston spring 69. The piezo piston 66 is formed in a cylindrical shape. The piezo piston 66 is in contact with the piezoelectric element laminate 64. The movement of the piezoelectric element laminate 64 that expands and contracts is input to the piezo piston 66. The piezo piston 66 and the valve piston 68 are accommodated in the valve cylinder 67 with a space therebetween. The space between the piezo piston 66 and the valve piston 68 is filled with fuel and functions as the oil tight chamber 70.

バルブシリンダ67は、円筒状に形成されており、ピエゾピストン66およびバルブピストン68に外嵌されている。ピストンスプリング69は、軸方向に弾性力を発生させる金属ばねである。ピストンスプリング69は、バルブシリンダ67に対してバルブピストン68をバルブニードル54へ向けて付勢している。   The valve cylinder 67 is formed in a cylindrical shape and is fitted on the piezo piston 66 and the valve piston 68. The piston spring 69 is a metal spring that generates an elastic force in the axial direction. The piston spring 69 biases the valve piston 68 toward the valve needle 54 with respect to the valve cylinder 67.

これによってピエゾピストン66の変位は、油密室70を介してバルブピストン68に伝達される。バルブピストン68には、中間室47へ向かって円柱状に突出する駆動ピン71が形成されている。駆動ピン71は、下流側連通路56に挿通されている。駆動ピン71の先端面は、バルブニードル54に接触している。   As a result, the displacement of the piezo piston 66 is transmitted to the valve piston 68 through the oil-tight chamber 70. The valve piston 68 is formed with a drive pin 71 that protrudes in a cylindrical shape toward the intermediate chamber 47. The drive pin 71 is inserted through the downstream communication path 56. The front end surface of the drive pin 71 is in contact with the valve needle 54.

このように駆動部52は、圧電素子積層体64の伸縮を伝達機構65によって軸方向に沿って伝達することで、駆動ピン71を軸方向に往復変位させる。駆動部52に入力される駆動電圧が高くなるほど、駆動ピン71からバルブニードル54に入力される駆動力、ひいては駆動ピン71およびバルブニードル54のリフト量が大きくなる。   In this way, the drive unit 52 reciprocally displaces the drive pin 71 in the axial direction by transmitting the expansion and contraction of the piezoelectric element stack 64 along the axial direction by the transmission mechanism 65. As the drive voltage input to the drive unit 52 increases, the drive force input from the drive pin 71 to the valve needle 54, and hence the lift amount of the drive pin 71 and the valve needle 54, increases.

制御プレート53は、金属材料によって円盤状に形成されている。制御プレート53は、弁ボデー51の軸方向に沿って往復変位可能な状態で、シリンダ57の内周側に配置されている。制御プレート53と弁受圧面62との間の空間が、実質的に圧力制御室46となる。制御プレート53は、制御プレート用スプリング72により、シリンダ57に対して上流側連通路55へ向けて付勢されている。制御プレート53には、第1アウトオリフィス53aが形成されている。第1アウトオリフィス53aは、制御プレート53を板厚方向に貫通する貫通孔に形成されている。制御プレート53の貫通孔および第1アウトオリフィス53aは、上流側連通路55と圧力制御室46とを連通している連通路として機能する。第1アウトオリフィス53aは、制御プレート53が流入流路43のメインインオリフィス43aを塞いでいる状態において、圧力制御室46から上流側連通路55および中間室47へと流通する燃料の流量を制限する。   The control plate 53 is formed in a disk shape from a metal material. The control plate 53 is disposed on the inner peripheral side of the cylinder 57 so as to be capable of reciprocating displacement along the axial direction of the valve body 51. A space between the control plate 53 and the valve pressure receiving surface 62 is substantially the pressure control chamber 46. The control plate 53 is urged toward the upstream communication path 55 with respect to the cylinder 57 by a control plate spring 72. The control plate 53 has a first out orifice 53a. The first out orifice 53a is formed in a through hole that penetrates the control plate 53 in the thickness direction. The through hole of the control plate 53 and the first out orifice 53 a function as a communication path that connects the upstream communication path 55 and the pressure control chamber 46. The first out orifice 53a limits the flow rate of fuel flowing from the pressure control chamber 46 to the upstream communication passage 55 and the intermediate chamber 47 in a state where the control plate 53 blocks the main in orifice 43a of the inflow passage 43. To do.

次に、バルブニードル54に関して説明する。バルブニードル54は、下流側連通路56が連通し、かつ中間通路59を遮断した第1状態と、下流側連通路56を遮断し、かつ中間通路59を連通した第2状態とを切替えて、圧力制御室46の圧力を変動させる制御部材である。バルブニードル54は、本実施形態ではきのこ状であって、円盤部54aと円柱部54bとを有する。円盤部54aは、円柱部54bよりも直径が大きい。円柱部54bは、円盤部54aよりも軸方向の寸法が大きい。円盤部54aの上面は、球面状である。また円柱部54bの先端は、平坦状である。駆動部52が駆動力を発生させていない場合には、下流側連通路56を閉鎖させる。一方、駆動部52が駆動力を発生させている場合には、バルブニードル54は、下流側連通路56を開状態にする。   Next, the valve needle 54 will be described. The valve needle 54 switches between a first state in which the downstream communication path 56 communicates and the intermediate passage 59 is blocked, and a second state in which the downstream communication path 56 is blocked and the intermediate path 59 communicates. It is a control member that varies the pressure in the pressure control chamber 46. The valve needle 54 is mushroom-shaped in this embodiment, and has a disk part 54a and a cylindrical part 54b. The disk part 54a has a larger diameter than the cylindrical part 54b. The cylindrical portion 54b has a larger dimension in the axial direction than the disk portion 54a. The upper surface of the disk part 54a is spherical. The tip of the cylindrical portion 54b is flat. When the driving unit 52 does not generate a driving force, the downstream communication path 56 is closed. On the other hand, when the driving unit 52 generates a driving force, the valve needle 54 opens the downstream side communication path 56.

バルブニードル54は、中間室47に収容されている。バルブニードル54は、中間室47内を軸方向に沿って変位可能である。バルブニードル54の円柱部54bは、コイルばね状に形成されたバルブスプリング60が挿入される。バルブスプリング60の一端は、載置部47cに接触し、他端がバルブニードル54の円盤部54aに接触する。これによってバルブスプリング60は、バルブニードル54を載置部47cに対して反噴孔側である駆動部収容室48へ向けて付勢する。   The valve needle 54 is accommodated in the intermediate chamber 47. The valve needle 54 can be displaced in the intermediate chamber 47 along the axial direction. A valve spring 60 formed in a coil spring shape is inserted into the cylindrical portion 54b of the valve needle 54. One end of the valve spring 60 is in contact with the mounting portion 47 c and the other end is in contact with the disc portion 54 a of the valve needle 54. As a result, the valve spring 60 urges the valve needle 54 toward the driving portion accommodating chamber 48 on the side opposite to the injection hole with respect to the placement portion 47c.

バルブニードル54には、上フェース部54cが形成されている。上フェース部54cは、下流側連通路56と対向するバルブニードル54の上端面に形成されている。上フェース部54cは、球面状の傾斜した斜面によって円環状に形成されている。上フェース部54cは、バルブスプリング60の弾性力により、上シート部47aと接触する。バルブスプリング60の付勢力と、中間室47および低圧流路45間における燃料圧力差とにより、上フェース部54cは、上シート部47aに押し付けられる。上フェース部54cの上シート部47aへの着座により、バルブニードル54は、閉弁状態となる。このとき、中間通路59は、中間室47と連通状態にある。   An upper face portion 54 c is formed on the valve needle 54. The upper face portion 54 c is formed on the upper end surface of the valve needle 54 that faces the downstream communication passage 56. The upper face portion 54c is formed in an annular shape by a spherical inclined surface. The upper face portion 54 c comes into contact with the upper seat portion 47 a by the elastic force of the valve spring 60. Due to the urging force of the valve spring 60 and the fuel pressure difference between the intermediate chamber 47 and the low pressure passage 45, the upper face portion 54c is pressed against the upper seat portion 47a. As the upper face portion 54c is seated on the upper seat portion 47a, the valve needle 54 is closed. At this time, the intermediate passage 59 is in communication with the intermediate chamber 47.

バルブニードル54には、下フェース部54dが形成されている。下フェース部54dは、中間通路59と対向するバルブニードル54の円柱部54bの先端に形成されている。下フェース部54dは、平坦状に形成されている。下フェース部54dは、駆動ピン71の押圧により、下シート部47bに押し付けられる。下フェース部54dの下シート部47bへの着座により、バルブニードル54は、閉弁状態となり、中間通路59を遮断する。   The valve needle 54 is formed with a lower face portion 54d. The lower face portion 54 d is formed at the tip of the cylindrical portion 54 b of the valve needle 54 that faces the intermediate passage 59. The lower face portion 54d is formed in a flat shape. The lower face portion 54d is pressed against the lower sheet portion 47b by the pressing of the drive pin 71. When the lower face portion 54d is seated on the lower seat portion 47b, the valve needle 54 is closed to block the intermediate passage 59.

バルブニードル54では、軸方向に沿って圧力制御室46から駆動部収容室48へ向かう方向が閉弁方向となり、軸方向に沿って駆動部収容室48から圧力制御室46へ向かう方向が開弁方向となる。駆動部52が駆動力を発生させていない場合には、バルブニードル54の上シート部47aへの着座により、下流側連通路56は閉鎖された状態となる。また、閉弁位置にあるバルブニードル54と下シート部47bとの間には、開弁ギャップが形成されている。開弁ギャップは、バルブニードル54の変位を許容する空間として機能する。   In the valve needle 54, the direction from the pressure control chamber 46 to the drive unit accommodation chamber 48 along the axial direction is the valve closing direction, and the direction from the drive unit accommodation chamber 48 to the pressure control chamber 46 along the axial direction is opened. Direction. When the driving unit 52 does not generate a driving force, the downstream communication passage 56 is closed by the seating of the valve needle 54 on the upper seat 47a. Further, a valve opening gap is formed between the valve needle 54 in the valve closing position and the lower seat portion 47b. The valve opening gap functions as a space that allows displacement of the valve needle 54.

次に、燃料噴射装置100の噴射作動の詳細を、図3を用いて説明する。図3(1)に示すように、噴射開始前では、機関制御装置17から駆動部52への駆動電圧の印加は中断されている。故に、駆動部52は、駆動力を実質的に発生させていない。そのため、バルブニードル54は、上フェース部54cを上シート部47aに当接させた閉弁位置にて静止している。またバルブニードル54と下シート部47bとの間には、開弁ギャップが形成されている。バルブニードル54が閉弁状態にあることで、中間室47の燃料圧力は、実質的に圧力制御室46の燃料圧力と同程度まで上昇している。以上の状態では、制御プレート53は、制御プレート用スプリング72の弾性力により、流入流路43の開口周囲の壁面に押し当てられている。また、ノズルニードル50は、フェース部63をシート部41に当接させた閉弁位置にて静止している。   Next, details of the injection operation of the fuel injection device 100 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3 (1), application of the drive voltage from the engine control device 17 to the drive unit 52 is interrupted before the start of injection. Therefore, the driving unit 52 does not substantially generate a driving force. Therefore, the valve needle 54 is stationary at the valve closing position where the upper face portion 54c is brought into contact with the upper seat portion 47a. A valve opening gap is formed between the valve needle 54 and the lower seat portion 47b. Since the valve needle 54 is in the closed state, the fuel pressure in the intermediate chamber 47 has risen to substantially the same level as the fuel pressure in the pressure control chamber 46. In the above state, the control plate 53 is pressed against the wall surface around the opening of the inflow channel 43 by the elastic force of the control plate spring 72. The nozzle needle 50 is stationary at the valve closing position where the face portion 63 is in contact with the seat portion 41.

次に、図3(2)に示すように、機関制御装置17から駆動部52への駆動電圧の印加が開始され、ピエゾ駆動がONとなる。これにより駆動部52は、駆動力を発生させる。機関制御装置17は、バルブニードル54の開弁力よりも大きい駆動力がバルブニードル54に作用するよう、駆動部52に印加する駆動電圧を制御する。   Next, as shown in FIG. 3 (2), application of the drive voltage from the engine control device 17 to the drive unit 52 is started, and the piezo drive is turned on. As a result, the driving unit 52 generates a driving force. The engine control device 17 controls the drive voltage applied to the drive unit 52 so that a drive force larger than the valve opening force of the valve needle 54 acts on the valve needle 54.

駆動部52が駆動力を発生させている場合、駆動ピン71が変位する。駆動ピン71によって押し下げられたバルブニードル54は、開弁方向への変位により、上フェース部54cを上シート部47aから離座させる。そうしたうえで、バルブニードル54は、下シート部47bに円柱部54bの先端の下フェース部54dを当接させる。こうしたバルブニードル54の開弁方向への変位により、開弁ギャップは消失する。また中間通路59が閉弁され、中間通路59から中間室47への燃料の流入が遮断される。   When the driving unit 52 generates a driving force, the driving pin 71 is displaced. The valve needle 54 pushed down by the drive pin 71 separates the upper face portion 54c from the upper seat portion 47a by displacement in the valve opening direction. In addition, the valve needle 54 brings the lower face portion 54d of the tip of the cylindrical portion 54b into contact with the lower seat portion 47b. Due to the displacement of the valve needle 54 in the valve opening direction, the valve opening gap disappears. Further, the intermediate passage 59 is closed, and the inflow of fuel from the intermediate passage 59 to the intermediate chamber 47 is blocked.

以上のバルブニードル54の開弁により、圧力制御室46と低圧流路45との間は、遮断状態から連通状態へと切り替わる。その結果、圧力制御室46の高圧燃料は、制御プレート53の第1アウトオリフィス53a、上流側連通路55、中間室47を順に流通し、下流側連通路56を経て低圧流路45へ排出される。   By opening the valve needle 54 as described above, the pressure control chamber 46 and the low pressure channel 45 are switched from the shut-off state to the communication state. As a result, the high-pressure fuel in the pressure control chamber 46 flows through the first out orifice 53 a of the control plate 53, the upstream communication passage 55, and the intermediate chamber 47 in order, and is discharged to the low pressure passage 45 through the downstream communication passage 56. The

このとき、第1アウトオリフィス53aの絞り面積により、下流側連通路56の流路面積が規定される。故に、下流側連通路56は、圧力制御室46から低圧流路45への燃料の流出流量が第1アウトオリフィス53aによって制限された絞り状態となる。   At this time, the flow area of the downstream communication path 56 is defined by the throttle area of the first out orifice 53a. Therefore, the downstream communication passage 56 is in a throttle state in which the flow rate of fuel flowing from the pressure control chamber 46 to the low pressure passage 45 is limited by the first out orifice 53a.

開口面積は、上シート部47aおよび上フェース部54cの間の流路面積である。第1アウトオリフィス53aによる流量制御を可能にするため、開弁ギャップは、開口面積が第1アウトオリフィス53aの絞り面積よりも大きくなるように予め規定されている。   The opening area is a flow path area between the upper sheet portion 47a and the upper face portion 54c. In order to enable flow control by the first out orifice 53a, the valve opening gap is defined in advance such that the opening area is larger than the throttle area of the first out orifice 53a.

このような下流側連通路56を通じた燃料の流出により、圧力制御室46の燃料圧力は、徐々に低下する。その結果、ノズルニードル50は、フェース部63に作用する高圧燃料の圧力により、圧力制御室46へ向けて徐々に加速しつつ開弁方向に変位する。以上によるノズルニードル50の開弁により、噴孔44からの燃料噴射が開始される。   Due to the outflow of the fuel through the downstream side communication path 56, the fuel pressure in the pressure control chamber 46 gradually decreases. As a result, the nozzle needle 50 is displaced in the valve opening direction while gradually accelerating toward the pressure control chamber 46 due to the pressure of the high-pressure fuel acting on the face portion 63. The fuel injection from the nozzle hole 44 is started by opening the nozzle needle 50 as described above.

このように駆動部52によってバルブニードル54を第1状態にすると、制御プレート53は流入流路43を遮断した状態で、第1アウトオリフィス53a、上流側連通路55、中間室47および低圧流路45を介して圧力制御室46の燃料が流出する。これによって圧力制御室46の圧力が下降し、ノズルニードル50が変位して噴孔44を開状態とする。   When the valve needle 54 is brought into the first state by the drive unit 52 in this way, the control plate 53 is in a state where the inflow passage 43 is blocked, and the first out orifice 53a, the upstream communication passage 55, the intermediate chamber 47, and the low pressure passage. The fuel in the pressure control chamber 46 flows out through 45. As a result, the pressure in the pressure control chamber 46 decreases, the nozzle needle 50 is displaced, and the nozzle hole 44 is opened.

次に、図3(3)に示すように、閉弁動作時に関して説明する。閉弁動作時では、機関制御装置17から駆動部52への駆動電圧の印加が中断され、ピエゾ駆動がOFFとなる。すると、駆動部52の駆動力は、バルブニードル54の開弁力を下回り、やがて消失する。以上により、バルブニードル54は、バルブスプリング60の付勢力と燃料圧力とによって閉弁方向へ向けて変位する。これによって上フェース部54cを上シート部47aに当接させた閉弁状態に戻る。その結果、圧力制御室46と低圧流路45との間が連通状態から遮断状態へと切り替えられ、下流側連通路56は、閉鎖された状態に戻る。   Next, as shown in FIG. 3 (3), the valve closing operation will be described. During the valve closing operation, the application of the drive voltage from the engine control device 17 to the drive unit 52 is interrupted, and the piezo drive is turned off. Then, the driving force of the driving unit 52 falls below the valve opening force of the valve needle 54 and eventually disappears. As described above, the valve needle 54 is displaced toward the valve closing direction by the urging force of the valve spring 60 and the fuel pressure. As a result, the valve is returned to the closed state in which the upper face portion 54c is brought into contact with the upper seat portion 47a. As a result, the pressure control chamber 46 and the low pressure channel 45 are switched from the communication state to the cutoff state, and the downstream side communication passage 56 returns to the closed state.

一方、制御プレート53は、流入流路43から流入する高圧燃料の燃料圧力によって押し下げられる。これによってメインインオリフィス43aを介して、流入流路43から圧力制御室46に燃料が流入する。またバルブニードル54が閉弁方向に変位して、下シート部47bと離間すると、中間通路59のサブインオリフィス59aが開放される。その結果、ニードル収容室58の高圧燃料は、中間通路59、中間室47、上流側連通路55、圧力制御室46を順に流通する。これにより、中間室47および圧力制御室46の各燃料圧力は、一体的に回復する。   On the other hand, the control plate 53 is pushed down by the fuel pressure of the high-pressure fuel flowing from the inflow passage 43. As a result, fuel flows from the inflow passage 43 into the pressure control chamber 46 via the main-in orifice 43a. When the valve needle 54 is displaced in the valve closing direction and is separated from the lower seat portion 47b, the sub-in orifice 59a of the intermediate passage 59 is opened. As a result, the high pressure fuel in the needle storage chamber 58 flows through the intermediate passage 59, the intermediate chamber 47, the upstream communication passage 55, and the pressure control chamber 46 in this order. As a result, the fuel pressures in the intermediate chamber 47 and the pressure control chamber 46 are recovered integrally.

この結果、図3(4)に示すように、ノズルニードル50は、圧力制御室46の燃料圧力によって押し下げられて、閉弁位置にてフェース部63をシート部41に当接させた状態に戻る。以上のノズルニードル50の閉弁により、噴孔44からの燃料噴射は中断される。そして、圧力制御室46の燃料圧力が回復すると、制御プレート53が流入流路43のメインインオリフィス43aを塞いでいる状態となる。これによって図3(1)に示す状態となる。   As a result, as shown in FIG. 3 (4), the nozzle needle 50 is pushed down by the fuel pressure in the pressure control chamber 46 and returns to the state in which the face portion 63 is brought into contact with the seat portion 41 in the valve closing position. . The fuel injection from the nozzle hole 44 is interrupted by the valve closing of the nozzle needle 50 described above. When the fuel pressure in the pressure control chamber 46 is restored, the control plate 53 is in a state of closing the main-in orifice 43a of the inflow channel 43. As a result, the state shown in FIG.

このように駆動部52によってバルブニードル54を第2状態にすると、制御プレート53は流入流路43の圧力で流入流路43を連通した状態となる。したがって流入流路43およびニードル収容室58、中間通路59、中間室47および上流側連通路55を介して圧力制御室46に燃料が流入して、圧力制御室46の圧力が上昇して、ノズルニードル50が変位して噴孔44を閉状態にする。   When the valve needle 54 is brought into the second state by the drive unit 52 in this way, the control plate 53 is in a state where the inflow passage 43 is communicated with the pressure of the inflow passage 43. Accordingly, the fuel flows into the pressure control chamber 46 through the inflow passage 43, the needle accommodating chamber 58, the intermediate passage 59, the intermediate chamber 47, and the upstream communication passage 55, and the pressure in the pressure control chamber 46 rises, and the nozzle The needle 50 is displaced to close the nozzle hole 44.

次に、中間室47の構成に関して、図4および図5を用いてさらに詳細に説明する。中間室47の下シート部47bには、周囲溝81と連通溝82が形成されている。周囲溝81は、中間通路59の開口59bと上流側連通路55の開口55aとの間であって、中間通路59の開口59bを囲むように形成されている。周囲溝81は、下シート部47bから凹となる溝である。周囲溝81は、円環状に形成されている。また周囲溝81は、載置部47cよりも内側に形成されている。   Next, the configuration of the intermediate chamber 47 will be described in more detail with reference to FIGS. 4 and 5. A peripheral groove 81 and a communication groove 82 are formed in the lower sheet portion 47 b of the intermediate chamber 47. The peripheral groove 81 is formed between the opening 59 b of the intermediate passage 59 and the opening 55 a of the upstream communication passage 55 so as to surround the opening 59 b of the intermediate passage 59. The peripheral groove 81 is a groove that is recessed from the lower sheet portion 47b. The peripheral groove 81 is formed in an annular shape. The peripheral groove 81 is formed on the inner side than the placement portion 47c.

連通溝82は、周囲溝81と上流側連通路55の開口55aとを連通し、下シート部47bから凹となる溝である。連通溝82は、上流側連通路55の開口55aと周囲溝81とを結ぶ最短経路に形成されている。したがって連通溝82は、噴孔44側に見て直線状に延びる。周囲溝81は、中間通路59の開口59bを囲んでいるので、連通溝82は中間通路59の開口59bと上流側連通路55の開口55aとを結ぶ経路状に配置されている。   The communication groove 82 communicates the peripheral groove 81 and the opening 55a of the upstream communication path 55, and is a groove that is recessed from the lower sheet portion 47b. The communication groove 82 is formed on the shortest path connecting the opening 55 a of the upstream communication path 55 and the peripheral groove 81. Accordingly, the communication groove 82 extends linearly when viewed from the nozzle hole 44 side. Since the peripheral groove 81 surrounds the opening 59 b of the intermediate passage 59, the communication groove 82 is arranged in a path shape connecting the opening 59 b of the intermediate passage 59 and the opening 55 a of the upstream communication passage 55.

周囲溝81および連通溝82の流路面積、すなわち通路断面積は、サブインオリフィス59aの流路面積よりも大きい。換言すると、サブインオリフィス59aの流路面積は、周囲溝81および連通溝82の流路面積よりも小さい。これによって中間通路59、中間室47および上流側連通路55に順に流れる経路においては、サブインオリフィス59aを通過するときの流路面積が最も小さくなる。   The flow passage areas of the peripheral groove 81 and the communication groove 82, that is, the passage cross-sectional area is larger than the flow passage area of the sub-in orifice 59a. In other words, the flow area of the sub-in orifice 59a is smaller than the flow areas of the peripheral groove 81 and the communication groove 82. As a result, the flow path area when passing through the sub-in orifice 59a is the smallest in the path that flows in sequence to the intermediate passage 59, the intermediate chamber 47, and the upstream communication path 55.

バルブニードル54の円柱部54bの直径D1は、周囲溝81の外径D2よりも小さい。また円柱部54bの直径D1は、周囲溝81の内径D3よりも大きい。したがって円柱部54bの外縁は、周囲溝81の反噴孔側に位置する。これによって中間通路59の開口59bと周囲溝81との間の領域にて、円柱部54bの下フェース部54dが接触する。   The diameter D1 of the cylindrical portion 54b of the valve needle 54 is smaller than the outer diameter D2 of the peripheral groove 81. The diameter D1 of the cylindrical portion 54b is larger than the inner diameter D3 of the peripheral groove 81. Accordingly, the outer edge of the cylindrical portion 54 b is located on the side opposite to the injection hole of the peripheral groove 81. As a result, the lower face portion 54d of the cylindrical portion 54b comes into contact with the region between the opening 59b of the intermediate passage 59 and the peripheral groove 81.

載置部47cは、周囲溝81の外周に位置する。また本実施形態では、下シート部47bと載置部47cとは、面一である。バルブスプリング60の内径は、周囲溝81の外径D2よりも大きい。またバルブスプリング60を構成する線材の線径は、好ましくは周囲溝81の幅よりも大きい。これによってバルブスプリング60が周囲溝81に嵌まることを抑制している。   The placement portion 47 c is located on the outer periphery of the peripheral groove 81. In the present embodiment, the lower sheet portion 47b and the placement portion 47c are flush with each other. The inner diameter of the valve spring 60 is larger than the outer diameter D2 of the peripheral groove 81. The wire diameter of the wire constituting the valve spring 60 is preferably larger than the width of the peripheral groove 81. This prevents the valve spring 60 from fitting into the peripheral groove 81.

次に、周囲溝81および連通溝82による燃料流れに関して説明する。前述のように、駆動部52への噴射指令がOFFとなった場合、バルブニードル54が上昇し、下シート部47bを開弁、引き続いて上シート部47aを閉弁する。これによって下シート部47bからの高圧燃料は、上流側連通路55を通じて圧力制御室46に流れ込み、圧力制御室46の圧力が上昇し、ノズルニードル50を閉弁し、燃料噴射を停止する。   Next, the fuel flow through the peripheral groove 81 and the communication groove 82 will be described. As described above, when the injection command to the drive unit 52 is turned off, the valve needle 54 is raised, the lower seat portion 47b is opened, and the upper seat portion 47a is subsequently closed. As a result, the high-pressure fuel from the lower seat portion 47b flows into the pressure control chamber 46 through the upstream communication passage 55, the pressure in the pressure control chamber 46 increases, the nozzle needle 50 is closed, and fuel injection is stopped.

この下シート部47bから圧力制御室46に燃料が流れ込む際、周囲溝81および連通溝82を有しない比較例では、下シート部47bから流れ出た燃料がバルブスプリング60の線間隙間を通過して上流側連通路55に流れ込む。これに対して本実施形態では、下シート部47bから流れ出た燃料は、周囲溝81および連通溝82を通過して上流側連通路55に流れ込む。これにより、安定して高圧燃料を圧力制御室46に流すことができ、噴射量変動を抑制できる。   In the comparative example that does not have the peripheral groove 81 and the communication groove 82 when the fuel flows from the lower seat portion 47b into the pressure control chamber 46, the fuel that has flowed out from the lower seat portion 47b passes through the gap between the lines of the valve spring 60. It flows into the upstream communication path 55. On the other hand, in the present embodiment, the fuel that has flowed out from the lower seat portion 47 b passes through the peripheral groove 81 and the communication groove 82 and flows into the upstream communication path 55. Thereby, high-pressure fuel can be stably flowed into the pressure control chamber 46, and fluctuations in the injection amount can be suppressed.

以上説明したように本実施形態の燃料噴射装置100は、下シート部47b、中間室47、上流側連通路55の順に、圧力制御室46に流れ込む燃料のばらつき低減に着目し、周囲溝81および連通溝82を下シート部47bに設けている。これによって下シート部47bから流入した燃料は、下シート部47bに形成された周囲溝81と連通溝82を通過して、上流側連通路55に流れ込む。周囲溝81と連通溝82は、バルブニードル54を迂回する経路である。また周囲溝81と連通溝82は、バルブニードル54の姿勢によっては通路断面積の影響を受けない。したがって中間通路59から中間室47に流入した燃料は、周囲溝81および連通溝82という経路によって上流側連通路55に流れる。このようにバルブニードル54の姿勢、およびバルブスプリング60の形状に影響を受けない経路があるので、噴射性能の変化を抑制することができる。また高圧化によってバルブニードル54の姿勢に影響を与えても、周囲溝81および連通溝82によって流量の変動を抑制することができる。したがって本実施形態では、高圧化によるバルブニードル54の変位に対しても耐性を有する。   As described above, the fuel injection device 100 according to the present embodiment pays attention to the reduction in variation in the fuel flowing into the pressure control chamber 46 in the order of the lower seat portion 47b, the intermediate chamber 47, and the upstream communication passage 55, and the peripheral groove 81 and The communication groove 82 is provided in the lower sheet portion 47b. As a result, the fuel flowing in from the lower seat portion 47 b passes through the peripheral groove 81 and the communication groove 82 formed in the lower seat portion 47 b and flows into the upstream communication passage 55. The peripheral groove 81 and the communication groove 82 are paths that bypass the valve needle 54. The peripheral groove 81 and the communication groove 82 are not affected by the cross-sectional area of the passage depending on the posture of the valve needle 54. Therefore, the fuel that has flowed into the intermediate chamber 47 from the intermediate passage 59 flows into the upstream communication passage 55 through the passage of the peripheral groove 81 and the communication groove 82. Thus, since there is a path that is not affected by the posture of the valve needle 54 and the shape of the valve spring 60, a change in the injection performance can be suppressed. Even if the pressure of the valve needle 54 is affected by the increase in pressure, the peripheral groove 81 and the communication groove 82 can suppress fluctuations in the flow rate. Therefore, in this embodiment, it has tolerance also to the displacement of the valve needle 54 by high pressure.

さらに高圧燃料の流れをバルブスプリング60の線間隙間から、周囲溝81および連通溝82に変えることで、安定して高圧燃料を圧力制御室46に流すことができる。したがって高圧化においても噴射量変動を抑制できる。   Further, by changing the flow of the high-pressure fuel from the gap between the lines of the valve spring 60 to the peripheral groove 81 and the communication groove 82, the high-pressure fuel can be stably flowed into the pressure control chamber 46. Therefore, the injection amount fluctuation can be suppressed even when the pressure is increased.

また本実施形態では、連通溝82は上流側連通路55の開口55aと周囲溝81とを結ぶ最短経路を有する。これによって連通溝82から上流側連通路55の開口55aまでの流路抵抗を小さくすることができる。したがって周囲溝81を通過した燃料を円滑に上流側連通路55に流して、流量の変動をさらに抑制することができる。   In the present embodiment, the communication groove 82 has the shortest path connecting the opening 55 a of the upstream communication path 55 and the peripheral groove 81. Accordingly, the flow resistance from the communication groove 82 to the opening 55a of the upstream communication path 55 can be reduced. Therefore, the fuel that has passed through the peripheral groove 81 can be smoothly flowed to the upstream communication passage 55, and the fluctuation of the flow rate can be further suppressed.

さらに本実施形態では、中間通路59は、部分的に流路面積が小さい絞り部として、サブインオリフィス59aを有する。サブインオリフィス59aの通路断面積は、連通溝82および周囲溝81の流路面積よりも小さい。サブインオリフィス59aによって、流量を制限して、中間室47に流入する燃料流量を制御している。したがって連通溝82および周囲溝81がサブインオリフィス59aとの関係において、流路抵抗とはならないので、円滑に上流側連通路55に燃料を排出することができる。   Further, in the present embodiment, the intermediate passage 59 has a sub-in orifice 59a as a throttle portion having a partially small flow area. The passage cross-sectional area of the sub-in orifice 59a is smaller than the flow passage areas of the communication groove 82 and the peripheral groove 81. The sub-in orifice 59a controls the flow rate of fuel flowing into the intermediate chamber 47 by limiting the flow rate. Accordingly, since the communication groove 82 and the peripheral groove 81 do not serve as flow path resistance in the relationship with the sub-in orifice 59a, the fuel can be smoothly discharged to the upstream communication path 55.

第1実施形態において、下流側連通路56が「排出通路」に相当し、ノズルニードル50が「弁体」に相当する。また、バルブニードル54が「制御部材」に相当し、バルブスプリング60が「制御部材用スプリング」に相当し、上流側連通路55が「流出通路」に相当する。   In the first embodiment, the downstream communication path 56 corresponds to a “discharge path”, and the nozzle needle 50 corresponds to a “valve element”. Further, the valve needle 54 corresponds to a “control member”, the valve spring 60 corresponds to a “control member spring”, and the upstream communication passage 55 corresponds to an “outflow passage”.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に関して、図6および図7を用いて説明する。本実施形態では、連通溝82の構成が異なる点に特徴を有する。連通溝82は、外周溝82aと接続溝82bとを含む。外周溝82aは、周囲溝81の外側に環状に設けられる。また外周溝82aは、上流側連通路55の開口55aと連通する。外周溝82aと周囲溝81との間は、載置部47cとして機能する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is characterized in that the configuration of the communication groove 82 is different. The communication groove 82 includes an outer peripheral groove 82a and a connection groove 82b. The outer peripheral groove 82 a is provided in an annular shape outside the peripheral groove 81. The outer circumferential groove 82 a communicates with the opening 55 a of the upstream communication path 55. A space between the outer peripheral groove 82a and the peripheral groove 81 functions as a mounting portion 47c.

接続溝82bは、周囲溝81と外周溝82aとを連通する複数の溝である。接続溝82bは、複数、図6に示す第1実施例では3つ形成され、図7に示す第2実施例では9つ形成される各接続溝82bは、それぞれ中間通路59の開口59bから外周溝82aの径方向に延びる。各接続溝82bは、外周溝82aの周方向に等間隔に配置されている。   The connection groove 82b is a plurality of grooves that connect the peripheral groove 81 and the outer peripheral groove 82a. A plurality of connection grooves 82b are formed in the first embodiment shown in FIG. 6, and nine connection grooves 82b are formed in the second embodiment shown in FIG. It extends in the radial direction of the groove 82a. The connection grooves 82b are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the outer peripheral groove 82a.

また複数の接続溝82bは、図6および図7に示すように、下シート部47bを噴孔44側に見て、中間通路59の開口59bと上流側連通路55の開口55aとを結ぶ仮想直線に対して線対称に配置されている。複数の接続溝82bのうち1つの接続溝82bは、周囲溝81と上流側連通路55の開口55aとの最短経路を結んでいる。   Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the plurality of connection grooves 82 b are imaginary connecting the opening 59 b of the intermediate passage 59 and the opening 55 a of the upstream communication passage 55 when the lower sheet portion 47 b is viewed on the injection hole 44 side. They are arranged symmetrically with respect to a straight line. One connection groove 82b among the plurality of connection grooves 82b connects the shortest path between the peripheral groove 81 and the opening 55a of the upstream communication path 55.

このように本実施形態では、連通溝82は、外周溝82aと複数の接続溝82bとを含むので、周囲溝81に流入した燃料が複数の経路を経て上流側連通路55の開口55aに至る。1つの連通溝82よりもより、円滑に上流側連通路55の開口55aに導くことができる。   As described above, in the present embodiment, the communication groove 82 includes the outer peripheral groove 82a and the plurality of connection grooves 82b. Therefore, the fuel that has flowed into the peripheral groove 81 reaches the opening 55a of the upstream communication path 55 via a plurality of paths. . It can be more smoothly guided to the opening 55 a of the upstream communication path 55 than the one communication groove 82.

また本実施形態では、複数の接続溝82bは所定の仮想直線に対して線対称に配置されている。中間通路59の開口59bから中間室47に流入した燃料は、様々な方向に拡散する。そこで接続溝82bを線対称に配置することによって、より円滑に外周溝82aに燃料を導くことができる。   In the present embodiment, the plurality of connection grooves 82b are arranged symmetrically with respect to a predetermined virtual straight line. The fuel that has flowed into the intermediate chamber 47 from the opening 59b of the intermediate passage 59 diffuses in various directions. Therefore, the fuel can be guided more smoothly to the outer peripheral groove 82a by arranging the connection grooves 82b in line symmetry.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に関して、図8を用いて説明する。本実施形態では、上流側連通路55の開口55aが複数ある点に特徴を有する。上流側連通路55の開口55aは、複数、本実施形態では2つ形成される。上流側連通路55の開口55aは、中間通路59の開口59bを挟むように配置されている。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is characterized in that there are a plurality of openings 55 a of the upstream communication passage 55. In the present embodiment, a plurality of openings 55a of the upstream communication passage 55 are formed. The opening 55a of the upstream communication passage 55 is disposed so as to sandwich the opening 59b of the intermediate passage 59.

連通溝82も2つ形成され、上流側連通路55の各開口55aと最短経路で結ばれている。また周囲溝81の外側に外周溝82aが形成されている。外周溝82aは、上流側連通路55の2つの開口55aに連通している。   Two communication grooves 82 are also formed, and are connected to each opening 55a of the upstream communication path 55 through the shortest path. An outer peripheral groove 82 a is formed outside the peripheral groove 81. The outer circumferential groove 82 a communicates with the two openings 55 a of the upstream communication path 55.

このように上流側連通路55は複数の開口55aを有するので、中間室47から圧力制御室46に至る経路が複数あり、より円滑に圧力制御室46に燃料が流れる。また上流側連通路55の2つの開口55aは、中間通路59の開口59bを挟むように位置しているので、経路が偏ることなくより円滑に上流側連通路55の開口55aに流すことができる。   Thus, the upstream communication passage 55 has a plurality of openings 55 a, so that there are a plurality of paths from the intermediate chamber 47 to the pressure control chamber 46, and the fuel flows more smoothly into the pressure control chamber 46. Further, since the two openings 55a of the upstream communication path 55 are positioned so as to sandwich the opening 59b of the intermediate path 59, the flow can flow more smoothly to the opening 55a of the upstream communication path 55 without the path being biased. .

(その他の実施形態)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

前述の実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。   The structure of the above-described embodiment is merely an example, and the scope of the present invention is not limited to the scope of these descriptions. The scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the description of the scope of claims and all modifications within the scope.

前述の第1実施形態では、静リークレス構造であったが静リークレス構造に限るものではない。また前述の第1実施形態では、バルブニードル54は、1つの部材から構成されるが、このような構成に限るものではない。バルブニードル54を2つの部材を連結するように構成してもよい。これによって駆動部52のリフト量が可変の場合に、開弁速度を可変にする構造にすることができる。   In the first embodiment described above, the static leakless structure is used, but the present invention is not limited to the static leakless structure. Further, in the first embodiment described above, the valve needle 54 is configured by one member, but is not limited to such a configuration. The valve needle 54 may be configured to connect two members. As a result, when the lift amount of the drive unit 52 is variable, the valve opening speed can be made variable.

前述の第1実施形態では、燃料として軽油を噴射する燃料噴射装置100に適用しているが、軽油以外の燃料、例えばジメチルエーテル等の液化ガス燃料を噴射する燃料噴射装置100にも適用可能である。   In the first embodiment described above, the present invention is applied to the fuel injection device 100 that injects light oil as fuel. However, the present invention is also applicable to a fuel injection device 100 that injects fuel other than light oil, for example, liquefied gas fuel such as dimethyl ether. .

15…燃料流路 16…戻り流路 42…高圧流路 43…流入流路 43a…メインインオリフィス 44…噴孔 45…低圧流路 46…圧力制御室 47…中間室 47a…上シート部 47b…下シート部 47c…載置部 50…ノズルニードル(弁体) 51…弁ボデー 52…駆動部 53…制御プレート 53a…第1アウトオリフィス 54…バルブニードル(制御部材) 55…上流側連通路(流出通路) 55a…上流側連通路の開口 56…下流側連通路(排出通路) 58…ニードル収容室(収容室) 59…中間通路 59a…サブインオリフィス(絞り部) 59b…中間通路の開口 60…バルブスプリング(制御部材用スプリング) 81…周囲溝 82…連通溝 82a…外周溝 82b…接続溝 100…燃料噴射装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Fuel flow path 16 ... Return flow path 42 ... High pressure flow path 43 ... Inflow flow path 43a ... Main in orifice 44 ... Injection hole 45 ... Low pressure flow path 46 ... Pressure control chamber 47 ... Intermediate | middle chamber 47a ... Upper seat part 47b ... Lower seat part 47c ... Placement part 50 ... Nozzle needle (valve element) 51 ... Valve body 52 ... Drive part 53 ... Control plate 53a ... First out orifice 54 ... Valve needle (control member) 55 ... Upstream communication path (outflow) 55a ... Opening of upstream communication passage 56 ... Downstream communication passage (discharge passage) 58 ... Needle housing chamber (housing chamber) 59 ... Intermediate passage 59a ... Sub-in orifice (throttle portion) 59b ... Opening of intermediate passage 60 ... Valve spring (spring for control member) 81 ... peripheral groove 82 ... communication groove 82a ... outer peripheral groove 82b ... connection groove 100 ... fuel injection device

Claims (6)

燃料流路(15)を通じて供給される燃料を噴孔(44)から噴射し、供給された燃料の一部を戻り流路(16)に排出する燃料噴射装置(100)であって、
前記噴孔、前記燃料流路に連通する高圧流路(42)、前記高圧流路を通じて供給される燃料が流入する圧力制御室(46)、前記高圧流路を通じて供給される燃料が流入する収容室(58)、前記圧力制御室の燃料が流出する中間室(47)、前記圧力制御室と前記中間室とを連通する流出通路(55)、前記収容室と前記中間室とを連通する中間通路(59)、および前記中間室から前記戻り流路へと燃料を排出する排出通路(56)を形成している弁ボデー(51)と、
前記収容室に収容され、前記圧力制御室の圧力変動によって往復変位することにより、前記噴孔を開閉する弁体(50)と、
前記中間室に収容され、前記排出通路が連通し、かつ前記中間通路を遮断した第1状態と、前記排出通路を遮断し、かつ前記中間通路を連通した第2状態とを切替えて、前記圧力制御室の圧力を変動させる制御部材(54)と、
前記中間室に収容され、一端が前記中間室の噴孔側の下シート部に接触し、他端が前記制御部材に接触して、前記制御部材を反噴孔側に付勢する制御部材用スプリング(60)と、
前記制御部材を前記噴孔側又は反噴孔側に変位させる駆動部(52)と、を含み、
前記駆動部によって前記制御部材を前記第1状態にすると、少なくとも前記流出通路、前記中間室および前記排出通路を介して前記圧力制御室の燃料が流出して前記圧力制御室の圧力が下降して、前記弁体が変位して前記噴孔を開状態とし、
前記駆動部によって前記制御部材を前記第2状態にすると、少なくとも前記高圧流路を介して前記圧力制御室に燃料が流入して、前記圧力制御室の圧力が上昇して、前記弁体が変位して前記噴孔を閉状態にするものであり、
前記制御部材は、
前記第1状態では、前記中間室の前記下シート部(47b)に接触して、前記中間通路を遮断し、
前記第2状態では、前記中間室の前記反噴孔側の上シート部(47a)に接触して、前記排出通路を遮断し、
前記下シート部には、
前記中間通路の開口(59b)と前記流出通路の開口(55a)との間であって、前記中間通路の開口を囲む周囲溝(81)と、
前記周囲溝と前記流出通路の開口とを連通する連通溝(82)と、が形成されている燃料噴射装置。
A fuel injection device (100) for injecting fuel supplied through a fuel flow path (15) from an injection hole (44) and discharging a part of the supplied fuel to a return flow path (16),
The nozzle hole, a high-pressure channel (42) communicating with the fuel channel, a pressure control chamber (46) into which fuel supplied through the high-pressure channel flows, and a storage into which fuel supplied through the high-pressure channel flows in A chamber (58), an intermediate chamber (47) through which fuel in the pressure control chamber flows out, an outflow passage (55) communicating the pressure control chamber and the intermediate chamber, and an intermediate communicating the storage chamber and the intermediate chamber A valve body (51) forming a passage (59) and a discharge passage (56) for discharging fuel from the intermediate chamber to the return flow path;
A valve body (50) that opens and closes the nozzle hole by being reciprocally displaced by pressure fluctuation in the pressure control chamber,
The pressure is changed between a first state in which the discharge passage is communicated and the intermediate passage is shut off, and a second state in which the discharge passage is shut off and the intermediate passage is communicated. A control member (54) for varying the pressure in the control chamber;
For the control member that is accommodated in the intermediate chamber, one end contacts the lower sheet portion of the intermediate chamber on the injection hole side, the other end contacts the control member, and biases the control member toward the counter injection hole side A spring (60);
A drive unit (52) for displacing the control member to the nozzle hole side or the counter nozzle hole side,
When the control member is brought into the first state by the drive unit, the fuel in the pressure control chamber flows out through at least the outflow passage, the intermediate chamber, and the discharge passage, and the pressure in the pressure control chamber decreases. , The valve body is displaced to open the nozzle hole,
When the control member is brought into the second state by the drive unit, fuel flows into the pressure control chamber via at least the high-pressure flow path, the pressure in the pressure control chamber increases, and the valve body is displaced. And closing the nozzle hole,
The control member is
In the first state, the intermediate passage is blocked by contacting the lower sheet portion (47b) of the intermediate chamber,
In the second state, contacting the upper sheet portion (47a) of the intermediate chamber on the side opposite to the injection hole, blocking the discharge passage,
In the lower sheet part,
A peripheral groove (81) between the opening (59b) of the intermediate passage and the opening (55a) of the outflow passage, and surrounding the opening of the intermediate passage;
A fuel injection device in which a communication groove (82) communicating the peripheral groove and the opening of the outflow passage is formed.
前記連通溝は、前記流出通路の開口と前記周囲溝とを結ぶ最短経路を有する請求項1に記載の燃料噴射装置。   The fuel injection device according to claim 1, wherein the communication groove has a shortest path connecting the opening of the outflow passage and the peripheral groove. 前記連通溝は、
前記周囲溝の外側に環状に設けられ、前記流出通路の開口と連通する外周溝(82a)と、
前記周囲溝と前記外周溝とを連通する複数の接続溝(82b)と、を含む請求項1または2に記載の燃料噴射装置。
The communication groove is
An outer circumferential groove (82a) provided annularly on the outside of the peripheral groove and communicating with the opening of the outflow passage;
The fuel injection device according to claim 1, further comprising a plurality of connection grooves (82 b) communicating the peripheral groove and the outer peripheral groove.
複数の前記接続溝は、前記下シート部を前記噴孔側に見て、前記中間通路の開口と前記流出通路の開口とを結ぶ仮想直線に対して線対称に配置されている請求項3に記載の燃料噴射装置。   The plurality of connection grooves are arranged in line symmetry with respect to a virtual straight line connecting the opening of the intermediate passage and the opening of the outflow passage when the lower sheet portion is viewed on the nozzle hole side. The fuel injection device described. 前記中間室における前記流出通路の開口は、複数形成されており、
前記連通溝は、前記周囲溝と前記流出通路の各開口とを連通する経路を含む請求項1〜4のいずれか1つに記載の燃料噴射装置。
A plurality of openings of the outflow passage in the intermediate chamber are formed,
The fuel injection device according to any one of claims 1 to 4, wherein the communication groove includes a path that connects the peripheral groove and each opening of the outflow passage.
前記中間通路は、部分的に流路面積が小さい絞り部(59a)を有し、
前記絞り部の通路断面積は、前記連通溝および前記周囲溝の流路面積よりも小さい請求項1〜4のいずれか1つに記載の燃料噴射装置。
The intermediate passage has a narrowed portion (59a) with a partially small channel area,
The fuel injection device according to any one of claims 1 to 4, wherein a passage cross-sectional area of the throttle portion is smaller than flow passage areas of the communication groove and the peripheral groove.
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