JP2809023B2 - Fuel injection valve - Google Patents

Fuel injection valve

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JP2809023B2
JP2809023B2 JP33187692A JP33187692A JP2809023B2 JP 2809023 B2 JP2809023 B2 JP 2809023B2 JP 33187692 A JP33187692 A JP 33187692A JP 33187692 A JP33187692 A JP 33187692A JP 2809023 B2 JP2809023 B2 JP 2809023B2
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JP
Japan
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needle
fuel
pressure
chamber
annular
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JP33187692A
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康博 山本
浩一 横山
友二 石川
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は燃料噴射弁に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection valve.

【0002】[0002]

【従来の技術】ニードル挿入孔頂面の中央部に圧力制御
室に通ずる燃料孔を開口させ、圧力制御室内の圧力をニ
ードル頂面に伝達する圧力伝達部材を燃料孔内に摺動可
能に配置して該圧力伝達部材周りのニードル頂面とニー
ドル挿入孔頂面間に環状の背圧室を形成し、燃料で満た
された圧力制御室の容積をアクチュエータにより制御し
て圧力制御室の容積が増大せしめられたときにはニード
ルが上昇してノズル口を開口すると共にこのときニード
ル頂面がニードル挿入孔頂面の周縁部に当接してニード
ルの最大リフト量が規制され、圧力制御室の容積が減少
せしめられたときには上記圧力伝達部材を介しニードル
が閉弁方向に付勢されてノズル口を閉鎖する燃料噴射弁
燃料噴射弁が本出願人により既に提案されている(特願
平4−222904号参照)。
2. Description of the Related Art A fuel hole communicating with a pressure control chamber is opened at the center of the top surface of a needle insertion hole, and a pressure transmitting member for transmitting pressure in the pressure control chamber to the needle top surface is slidably disposed in the fuel hole. An annular back pressure chamber is formed between the top surface of the needle around the pressure transmitting member and the top surface of the needle insertion hole, and the volume of the pressure control chamber filled with fuel is controlled by an actuator to reduce the volume of the pressure control chamber. When it is increased, the needle rises to open the nozzle port, and at this time, the needle top surface contacts the peripheral portion of the needle insertion hole top surface, restricting the maximum lift amount of the needle, and reducing the volume of the pressure control chamber. A fuel injection valve in which the needle is urged in the valve closing direction via the pressure transmitting member when closed to close the nozzle port has already been proposed by the present applicant (Japanese Patent Application No. Hei 4-22290). No. reference).

【0003】ところで、燃料で満たされた圧力制御室の
容積をアクチュエータにより制御することによりニード
ルの開閉弁動作を制御するようにした燃料噴射弁におい
ては、例えば燃料噴射を開始すべく圧力制御室の容積が
増大せしめられてもニードルがただちに上昇しないため
に圧力制御室内の燃料圧が急激に低下し、その結果ニー
ドルが高速度で開弁方向に付勢されるようになる。ニー
ドルが高速度で開弁方向に付勢されるとこのときニード
ルは高速度でニードル挿入孔頂面の周縁部に衝突するた
めに衝突作用の反力によりニードルはニードル挿入孔頂
面においてはね返りを生じるようになる。ところがこの
ようにニードルがはね返りを生じると、特に噴射期間が
短い場合にはニードルがはね返りを生じている間にニー
ドルの閉弁動作が開始されるためにニードルの閉弁時期
が予定している時期に対してずれることとなり、したが
って燃料噴射量が正規の燃料噴射量に対してずれるとい
う問題がある。この問題点を解決するために上記の燃料
噴射弁では、圧力伝達部材を燃料孔内に摺動可能に配置
して圧力伝達部材周りのニードル頂面とニードル挿入孔
頂面間に環状の背圧室を形成すると共に背圧室と圧力制
御室とを絞り通路により連結し、ニードルが上昇すると
きには背圧室内の燃料を流路抵抗が比較的大きい絞り通
路を介して徐々に圧力制御室内に流出せしめることによ
りニードルの上昇速度を低下せしめている。したがって
このときのニードルの上昇速度は背圧室から絞り通路を
通って圧力制御室内へ流出する燃料の流量に比例するよ
うになる。
[0003] In a fuel injection valve in which the opening / closing operation of a needle is controlled by controlling the volume of a pressure control chamber filled with fuel by an actuator, for example, the pressure control chamber is started to start fuel injection. Even if the volume is increased, the fuel pressure in the pressure control chamber drops rapidly because the needle does not immediately rise, so that the needle is urged at a high speed in the valve opening direction. When the needle is urged in the valve opening direction at a high speed, the needle collides with the peripheral edge of the needle insertion hole at a high speed. Will occur. However, when the needle bounces in this way, especially when the injection period is short, the needle closing operation is started while the needle bounces, so the needle closing time is scheduled. Therefore, there is a problem that the fuel injection amount is shifted from the normal fuel injection amount. In order to solve this problem, in the above-described fuel injection valve, the pressure transmitting member is slidably disposed in the fuel hole, and an annular back pressure is formed between the top surface of the needle around the pressure transmitting member and the top surface of the needle insertion hole. A chamber is formed and the back pressure chamber and the pressure control chamber are connected by a throttle passage. When the needle rises, fuel in the back pressure chamber gradually flows into the pressure control chamber via a throttle passage having a relatively large flow path resistance. By doing so, the rising speed of the needle is reduced. Accordingly, the rising speed of the needle at this time becomes proportional to the flow rate of the fuel flowing from the back pressure chamber through the throttle passage into the pressure control chamber.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の燃料
噴射弁におけるようにニードルの上昇時あるいは下降時
に背圧室内の燃料が絞り通路を介して徐々に圧力制御室
内に流出し、その結果ニードルの上昇あるいは下降速度
が絞り通路を通って流れる燃料の流量に比例するように
するとこの絞り通路は圧力伝達部材と燃料孔間の微小な
隙間により形成されているためにニードルの各上昇ある
いは下降動作に対してこの燃料流量を一定に維持するこ
とが困難であり、その結果ニードルの上昇あるいは下降
速度をニードルの各上昇あるいは下降動作に対して一定
に維持できないこととなる。このようにニードルの上昇
あるいは下降速度がニードルの上昇あるいは下降動作毎
に異なるとニードルがノズル口を開口している時間が正
規の開口時間からずれるようになるためにこのときの燃
料噴射量が正規の燃料噴射量に対してずれるという問題
がある。
However, when the needle rises or descends as in the above-described fuel injection valve, the fuel in the back pressure chamber gradually flows out through the throttle passage into the pressure control chamber, and as a result, the needle If the ascending or descending speed is made to be proportional to the flow rate of the fuel flowing through the throttle passage, the throttle passage is formed by a minute gap between the pressure transmitting member and the fuel hole. On the other hand, it is difficult to keep this fuel flow constant, and as a result, the rising or lowering speed of the needle cannot be kept constant for each raising or lowering operation of the needle. As described above, if the rising or lowering speed of the needle is different for each raising or lowering operation of the needle, the time during which the needle is opening the nozzle opening will deviate from the normal opening time, so that the fuel injection amount at this time becomes normal. There is a problem that the fuel injection amount is shifted.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めに本発明によれば、ニードルの頂面上に背圧室を形成
すると共に該背圧室を圧力制御室に連結し、燃料で満た
された圧力制御室の容積をアクチュエータにより制御し
て圧力制御室の容積が増大せしめられたときにはニード
ルが上昇してノズル口を開口すると共にこのときニード
ルの頂面が背圧室頂面の周縁部に当接してニードルの最
大リフト量が規制され、圧力制御室の容積が減少せしめ
られたときにはニードルが閉弁方向に付勢されてノズル
口を閉鎖する燃料噴射弁において、ニードル外周面に形
成した下向きの環状面とニードル挿入孔内周面に形成し
た上向きの環状面間に環状室を形成すると共に該環状室
と燃料溜まりとを互いに並列配置された絞り通路と環状
室から燃料溜まりに向けて流通可能な逆止弁とを介して
連結している。
According to the present invention, a back pressure chamber is formed on the top surface of a needle, and the back pressure chamber is connected to a pressure control chamber. When the volume of the filled pressure control chamber is controlled by an actuator to increase the volume of the pressure control chamber, the needle rises to open the nozzle port, and at this time, the top surface of the needle is the periphery of the top surface of the back pressure chamber. The maximum lift amount of the needle is regulated by contacting the part, and when the volume of the pressure control chamber is reduced, the needle is urged in the valve closing direction to close the nozzle port. The annular chamber is formed between the downwardly directed annular surface and the upwardly directed annular surface formed on the inner peripheral surface of the needle insertion hole, and the annular chamber and the fuel reservoir are arranged in parallel with each other. Linked via the circulation can check valve towards.

【0006】また本発明によれば前記問題点を解決する
ために、ニードル挿入孔頂面の中央部に圧力制御室に通
ずる燃料孔を開口させ、圧力制御室内の圧力をニードル
頂面に伝達する圧力伝達部材を燃料孔内に摺動可能に配
置して該圧力伝達部材周りのニードル頂面とニードル挿
入孔頂面間に環状の背圧室を形成し、燃料で満たされた
圧力制御室の容積をアクチュエータにより制御して圧力
制御室の容積が増大せしめられたときにはニードルが上
昇してノズル口を開口すると共にこのときニードル頂面
がニードル挿入孔頂面の周縁部に当接してニードルの最
大リフト量が規制され、圧力制御室の容積が減少せしめ
られたときには上記圧力伝達部材を介しニードルが閉弁
方向に付勢されてノズル口を閉鎖する燃料噴射弁におい
て、ニードル外周面に形成した下向きの環状面とニード
ル挿入孔内周面に形成した上向きの環状面間に環状室を
形成すると共に該環状室と燃料溜まりとを互いに並列配
置された第1の絞り通路と環状室から燃料溜まりに向け
て流通可能な第1の逆止弁とを介して連結し、上記背圧
室と圧力制御室とを互いに並列配置された第2の絞り通
路と背圧室から圧力制御室に向けて流通可能な第2の逆
止弁とを介して連結している。
According to the present invention, in order to solve the above problem, a fuel hole communicating with the pressure control chamber is opened at the center of the top surface of the needle insertion hole to transmit the pressure in the pressure control chamber to the needle top surface. A pressure transmitting member is slidably disposed in the fuel hole to form an annular back pressure chamber between a needle top surface around the pressure transmitting member and a needle insertion hole top surface. When the volume of the pressure control chamber is increased by controlling the volume by the actuator, the needle rises to open the nozzle port, and at this time, the top surface of the needle comes into contact with the peripheral portion of the top surface of the needle insertion hole, so that the maximum of the needle is reached. When the lift amount is regulated and the volume of the pressure control chamber is reduced, the needle is urged in the valve closing direction via the pressure transmitting member to close the nozzle port. A first throttle passage and an annular chamber in which an annular chamber is formed between a downward annular surface formed on the inner surface and an upward annular surface formed on the inner peripheral surface of the needle insertion hole, and the annular chamber and the fuel reservoir are arranged in parallel with each other. And a first check valve that can flow toward the fuel reservoir, and connects the back pressure chamber and the pressure control chamber to the pressure control chamber from the second throttle passage and the back pressure chamber which are arranged in parallel with each other. Through a second check valve that can be circulated.

【0007】[0007]

【作用】請求項1に記載の発明では、ニードルの上昇お
よび下降速度は燃料溜まり内の燃料圧と圧力制御室内の
燃料圧との圧力差に比例している。また請求項1に記載
の発明では、ニードルの上昇時に環状室内に一時的に大
きな負圧が発生するためにニードルの下向きの環状面に
下向きの力が作用し、したがってニードルの上昇速度が
低下せしめられる。
According to the first aspect of the invention, the rising and lowering speeds of the needle are proportional to the pressure difference between the fuel pressure in the fuel reservoir and the fuel pressure in the pressure control chamber. According to the first aspect of the invention, a large negative pressure is temporarily generated in the annular chamber when the needle is raised, so that a downward force acts on the downward annular surface of the needle, so that the rising speed of the needle is reduced. Can be

【0008】請求項2に記載の発明でも、ニードルの上
昇および下降速度は燃料溜まり内の燃料圧と圧力制御室
内の燃料圧との圧力差に比例している。また、請求項2
に記載の発明ではニードルの上昇時に環状室内に発生す
る負圧のためにニードルの上昇速度が低下せしめられる
のに加えて、ニードルの下降時に背圧室内に一時的に大
きな負圧が発生するためにニードル頂面に上向きの力が
作用し、したがってニードルの下降速度が低下せしめら
れる。
In the second aspect of the present invention, the rising and lowering speeds of the needle are proportional to the pressure difference between the fuel pressure in the fuel reservoir and the fuel pressure in the pressure control chamber. Claim 2
According to the invention described in (1), in addition to the fact that the rising speed of the needle is decreased due to the negative pressure generated in the annular chamber when the needle is raised, a large negative pressure is temporarily generated in the back pressure chamber when the needle is lowered. An upward force acts on the top surface of the needle, and the lowering speed of the needle is reduced.

【0009】[0009]

【実施例】図1を参照すると、1は燃料噴射弁ハウジン
グ、2はその先端部にノズル口3を備えたノズルホル
ダ、4はノズルホルダ2内に配置されたニードル、5は
ハウジング1内に嵌着されたピストンホルダ、6はピス
トンホルダ5のピストン挿入孔7内に摺動可能に挿入さ
れたピストン、8はディスク状圧電素子板の積層体から
なる圧電素子、9は圧電素子8を案内するためのスリー
ブ、10は圧電素子ホルダをそれぞれ示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG. 1, reference numeral 1 denotes a fuel injection valve housing, 2 denotes a nozzle holder having a nozzle orifice 3 at its tip, 4 denotes a needle arranged in the nozzle holder 2, and 5 denotes a housing. A fitted piston holder, 6 is a piston slidably inserted into a piston insertion hole 7 of the piston holder 5, 8 is a piezoelectric element formed of a laminate of disk-shaped piezoelectric element plates, and 9 is a guide for the piezoelectric element 8. And 10 indicate a piezoelectric element holder.

【0010】ピストンホルダ5および圧電素子ホルダ1
0はハウジング1に螺着されたリテーナ11によってハ
ウジング1内の正規の位置に固定され、ノズルホルダ2
はハウジング1に螺着されたリテーナ12によってハウ
ジング1内の正規の位置に固定される。ピストンホルダ
5内に形成されたピストン挿入孔7内にはピストン6の
下端面により画定された圧力制御室13が形成される。
また、ニードル4の円錐状受圧面15周りには燃料溜ま
り16が形成される。この燃料溜まり16は一方ではノ
ズル口3に連結され、他方では燃料供給管18aを介し
て燃料供給口18に連結される。
[0010] Piston holder 5 and piezoelectric element holder 1
No. 0 is fixed to a proper position in the housing 1 by a retainer 11 screwed to the housing 1, and the nozzle holder 2
Is fixed at a proper position in the housing 1 by a retainer 12 screwed to the housing 1. A pressure control chamber 13 defined by a lower end surface of the piston 6 is formed in a piston insertion hole 7 formed in the piston holder 5.
A fuel reservoir 16 is formed around the conical pressure receiving surface 15 of the needle 4. The fuel reservoir 16 is connected to the nozzle port 3 on the one hand, and to the fuel supply port 18 via a fuel supply pipe 18a on the other hand.

【0011】図2に示されるように、ニードル4の頂面
19上には背圧室20が形成される。背圧室20の頂面
21の中央部から上方に延びる燃料孔22が形成され、
背圧室20は燃料孔22を介して圧力制御室13に連結
される。ニードル4の頂部には円柱状の拡大頭部23が
一体形成されており、この拡大頭部23はノズルホルダ
2内に形成されたニードル挿入孔2a内に摺動可能に挿
入される。また、背圧室20の頂面21の周辺部は環状
をなす平坦面から形成されており、この頂面21周辺部
はニードルリフト規制面を形成している。このため、ニ
ードル4が上昇したときにはニードル4の頂面19がこ
のニードルリフト規制面21に当接してニードル4の最
大のリフト量が規制される。
As shown in FIG. 2, a back pressure chamber 20 is formed on the top surface 19 of the needle 4. A fuel hole 22 extending upward from the center of the top surface 21 of the back pressure chamber 20 is formed,
The back pressure chamber 20 is connected to the pressure control chamber 13 via the fuel hole 22. A cylindrical enlarged head 23 is integrally formed on the top of the needle 4, and the enlarged head 23 is slidably inserted into a needle insertion hole 2 a formed in the nozzle holder 2. Further, the periphery of the top surface 21 of the back pressure chamber 20 is formed of an annular flat surface, and the periphery of the top surface 21 forms a needle lift restriction surface. Therefore, when the needle 4 moves up, the top surface 19 of the needle 4 comes into contact with the needle lift regulating surface 21 to regulate the maximum lift amount of the needle 4.

【0012】ニードル4の拡大頭部23外周面には下向
きの環状面24が形成され、またニードル挿入孔2a内
周面にはニードル4の環状面24と対向する上向きの環
状面25が形成される。したがってニードル4の環状面
24とニードル挿入孔2aの環状面25間に、ニードル
が上昇した際に容積が増大する環状室26が形成され
る。
A downward annular surface 24 is formed on the outer peripheral surface of the enlarged head 23 of the needle 4, and an upward annular surface 25 facing the annular surface 24 of the needle 4 is formed on the inner peripheral surface of the needle insertion hole 2 a. You. Therefore, between the annular surface 24 of the needle 4 and the annular surface 25 of the needle insertion hole 2a, an annular chamber 26 whose volume increases when the needle is raised is formed.

【0013】燃料溜まり16と環状室26間に位置する
ニードル4とニードル挿入孔2a間には中空円筒状の弁
部材27が摺動可能に挿入される。この弁部材27の頂
面周辺部には環状室26に面する受圧面28が形成さ
れ、また弁部材27の底面と燃料溜まり16間には弁部
材27を上方に向けて付勢する圧縮ばね29が配置され
る。弁部材27に包囲されたニードル4の断面は図4に
示されるように2本の平行な弦に沿って軸線方向に切断
された形状をなしており、このためニードル4外周面と
弁部材27内周面間に燃料通路30が画定される。この
燃料通路30の流路面積は後述する絞り通路31の流路
面積に比べて大きく、このため燃料通路30の流路抵抗
は絞り通路31の流路抵抗よりも小さくなっている。燃
料通路30は一方では環状室26に連通され、他方では
燃料溜まり16に連通される。
A hollow cylindrical valve member 27 is slidably inserted between the needle 4 and the needle insertion hole 2a located between the fuel reservoir 16 and the annular chamber 26. A pressure receiving surface 28 facing the annular chamber 26 is formed around the top surface of the valve member 27, and a compression spring for urging the valve member 27 upward between the bottom surface of the valve member 27 and the fuel reservoir 16. 29 are arranged. The cross section of the needle 4 surrounded by the valve member 27 has a shape cut in the axial direction along two parallel chords as shown in FIG. A fuel passage 30 is defined between the inner peripheral surfaces. The flow passage area of the fuel passage 30 is larger than the flow passage area of the throttle passage 31 described later, and therefore, the flow passage resistance of the fuel passage 30 is smaller than the flow passage resistance of the throttle passage 31. The fuel passage 30 is communicated on the one hand with the annular chamber 26 and on the other hand with the fuel reservoir 16.

【0014】環状室26内の燃料圧によって弁部材27
の受圧面28に作用する圧力が燃料溜まり16内の燃料
圧と圧縮ばね29とによって弁部材27の底面に作用す
る圧力よりも小さいときには、図3(A)に示されるよ
うに弁部材27の頂面がニードル4の環状面24に当接
することによって環状室26側に位置する燃料通路30
の開口30aを閉鎖している。一方、環状室26内の燃
料圧によって弁部材27の受圧面28に作用する圧力が
燃料溜まり16内の燃料圧と圧縮ばね29とによって弁
部材27の底面に作用する圧力よりも大きくなったとき
には、図3(B)に示されるように弁部材27がニード
ル4に対して相対的に下方に変位することによって環状
室26側に位置する燃料通路30の開口30aを開口さ
せ、このため環状室26内の燃料が燃料通路30を介し
て燃料溜まり16内に流入できるようになる。このよう
に弁部材27は逆止弁として作用する。
The fuel pressure in the annular chamber 26 causes the valve member 27
When the pressure acting on the pressure receiving surface 28 is smaller than the pressure acting on the bottom surface of the valve member 27 due to the fuel pressure in the fuel reservoir 16 and the compression spring 29, as shown in FIG. When the top surface contacts the annular surface 24 of the needle 4, the fuel passage 30 located on the annular chamber 26 side is formed.
Opening 30a is closed. On the other hand, when the pressure acting on the pressure receiving surface 28 of the valve member 27 by the fuel pressure in the annular chamber 26 becomes larger than the pressure acting on the bottom surface of the valve member 27 by the fuel pressure in the fuel reservoir 16 and the compression spring 29. As shown in FIG. 3B, the valve member 27 is displaced downward relative to the needle 4, thereby opening the opening 30a of the fuel passage 30 located on the annular chamber 26 side. The fuel in the fuel tank 26 can flow into the fuel reservoir 16 through the fuel passage 30. Thus, the valve member 27 functions as a check valve.

【0015】一方、図2から図4に示されるように弁部
材27外周面とノズルホルダ2内周面間には環状の間隙
31が形成されており、この間隙31は燃料溜まり16
と環状室26間を連通する絞り通路を形成している。し
たがって、燃料溜まり16と環状室26とは互いに並列
配置された燃料通路30と絞り通路31とを介して連結
される。
On the other hand, an annular gap 31 is formed between the outer peripheral surface of the valve member 27 and the inner peripheral surface of the nozzle holder 2 as shown in FIGS.
And an orifice passage communicating with the annular chamber 26 is formed. Therefore, the fuel reservoir 16 and the annular chamber 26 are connected via the fuel passage 30 and the throttle passage 31 arranged in parallel with each other.

【0016】また、背圧室20と環状室26間に位置す
る拡大頭部23とニードル挿入孔2a間には、環状の隙
間32が形成され、この隙間32は背圧室20と環状室
26とを連通する絞り通路を形成している。したがって
燃料供給管18aを介して燃料溜まり16内に供給され
た高圧燃料の一部が絞り通路31を介して環状室26内
に供給され、また環状室26内に供給された燃料の一部
が絞り通路32を介して背圧室20内および圧力制御室
13内に供給される。
Further, an annular gap 32 is formed between the enlarged head 23 located between the back pressure chamber 20 and the annular chamber 26 and the needle insertion hole 2a, and the gap 32 is formed between the back pressure chamber 20 and the annular chamber 26. Are formed to communicate with the throttle passage. Therefore, a part of the high-pressure fuel supplied into the fuel reservoir 16 via the fuel supply pipe 18a is supplied into the annular chamber 26 via the throttle passage 31, and a part of the fuel supplied into the annular chamber 26 is supplied. The air is supplied into the back pressure chamber 20 and the pressure control chamber 13 through the throttle passage 32.

【0017】図1に示されるようにピストン6底面とニ
ードル4の頂面19間には圧縮ばね33が配置される。
この圧縮ばね33はそのばね力によってニードル4を下
方に向けて付勢し、特に閉弁時に偶然にニードル4が上
昇してノズル口3を開口するのを阻止している。
As shown in FIG. 1, a compression spring 33 is disposed between the bottom surface of the piston 6 and the top surface 19 of the needle 4.
The compression spring 33 urges the needle 4 downward by the spring force, and prevents the needle 4 from accidentally rising and opening the nozzle port 3 particularly when the valve is closed.

【0018】圧電素子8に充電された電荷が放電されて
圧電素子8が軸線方向に収縮するとピストン6が上昇せ
しめられる。ピストン6が上昇せしめられてもニードル
4はただちには上昇せず、したがってこのとき圧力制御
室13および背圧室20内の燃料圧が急激に低下する。
このためニードル4は受圧面15に加わる燃料圧によっ
て上昇せしめられる。その結果ニードル4がノズル口3
を開口することにより燃料噴射が開始される。
When the electric charge charged in the piezoelectric element 8 is discharged and the piezoelectric element 8 contracts in the axial direction, the piston 6 is raised. Even when the piston 6 is raised, the needle 4 does not immediately rise, and at this time, the fuel pressure in the pressure control chamber 13 and the back pressure chamber 20 sharply decreases.
Therefore, the needle 4 is raised by the fuel pressure applied to the pressure receiving surface 15. As a result, the needle 4 becomes the nozzle port 3
Is opened to start fuel injection.

【0019】ニードル4が上昇を開始すると環状室26
の容積が増大する。ニードル4が上昇している間、図3
(A)に示されるように弁部材27頂面がニードル4の
環状面24に当接して環状室26側に位置する燃料通路
30の開口30aを閉鎖しているために環状室26には
ほとんど燃料が流入せず、しかも上述のように環状室2
6の容積が増大するために環状室26内には負圧が発生
する。その結果この負圧によってニードル4の環状面2
4に下向きの力が作用し、したがってニードル4に下向
きの力が作用する。また、この負圧によって弁部材27
の受圧面28に上向きの力が作用するために弁部材27
頂面がニードル4の環状面24にさらに強固に当接せし
められる。ニードル4が上昇するのに伴い圧力制御室1
3および背圧室20内の燃料圧は若干増加し、しかもニ
ードル4の上昇時には弁部材27によって開口30aが
常に閉鎖されているためにニードル4が上昇するほど環
状室26内の負圧が大きくなり、このためニードル4の
開弁速度が低下せしめられる。次いで、ニードル4は図
2(B)に示すようにニードルリフト規制面21に当接
してニードル4のリフトが規制されるがこのときのニー
ドル4の上昇速度は遅く、したがってニードルリフト規
制面21に衝突してはね返りが生じるのを阻止できる。
その結果噴射量の精度の悪化が阻止できる。
When the needle 4 starts rising, the annular chamber 26
Increases in volume. While the needle 4 is rising, FIG.
As shown in (A), since the top surface of the valve member 27 is in contact with the annular surface 24 of the needle 4 and closes the opening 30a of the fuel passage 30 located on the annular chamber 26 side, almost no annular chamber 26 is provided. No fuel flows in and the annular chamber 2
Since the volume of 6 increases, a negative pressure is generated in the annular chamber 26. As a result, this negative pressure causes the annular surface 2 of the needle 4 to move.
4, a downward force acts on the needle 4. In addition, the valve member 27
The upward force acts on the pressure receiving surface 28 of the
The top surface is more firmly in contact with the annular surface 24 of the needle 4. As the needle 4 rises, the pressure control chamber 1
3 and the fuel pressure in the back pressure chamber 20 slightly increases, and when the needle 4 rises, the opening 30a is always closed by the valve member 27, so that as the needle 4 rises, the negative pressure in the annular chamber 26 increases. As a result, the valve opening speed of the needle 4 is reduced. Next, as shown in FIG. 2B, the needle 4 comes into contact with the needle lift regulating surface 21 to regulate the lift of the needle 4. However, the rising speed of the needle 4 at this time is slow, and thus the needle lift regulating surface 21 It is possible to prevent rebound from colliding.
As a result, deterioration of the accuracy of the injection amount can be prevented.

【0020】ニードル4がニードルリフト規制面21に
当接すると燃料溜まり16内の燃料は絞り通路31を通
って環状室26内に徐々に流出し、したがって環状室2
6内の燃料圧は燃料溜まり16内の燃料圧とほぼ等しく
なる。またこのとき、環状室26内の燃料は拡大頭部2
3周りの絞り通路32を通って燃料孔22内に徐々に流
出し、したがって圧力制御室13および燃料孔22内の
燃料圧は環状室26内の燃料圧とほぼ等しくなる。
When the needle 4 comes into contact with the needle lift restricting surface 21, the fuel in the fuel reservoir 16 gradually flows out into the annular chamber 26 through the throttle passage 31, so that the annular chamber 2
The fuel pressure in 6 becomes substantially equal to the fuel pressure in fuel reservoir 16. At this time, the fuel in the annular chamber 26 is supplied to the enlarged head 2.
The fuel gradually flows into the fuel holes 22 through the three orifices 32 around the three, so that the fuel pressure in the pressure control chamber 13 and the fuel holes 22 becomes substantially equal to the fuel pressure in the annular chamber 26.

【0021】一方、圧電素子8に電荷が充電されて圧電
素子8が軸線方向に伸長するとピストン6が下降せしめ
られ、その結果圧力制御室13の容積が減少せしめられ
る。圧力制御室13の容積が減少せしめられてもニード
ル4はただちに下降せず、したがって圧力制御室13お
よび燃料孔22内の燃料圧が上昇する。その結果ニード
ル4は閉弁方向に付勢され、したがってニードル4が下
降を開始する。
On the other hand, when the piezoelectric element 8 is charged with electric charge and the piezoelectric element 8 extends in the axial direction, the piston 6 is lowered, and as a result, the volume of the pressure control chamber 13 is reduced. Even if the volume of the pressure control chamber 13 is reduced, the needle 4 does not immediately descend, so that the fuel pressure in the pressure control chamber 13 and the fuel in the fuel hole 22 increases. As a result, the needle 4 is urged in the valve closing direction, so that the needle 4 starts descending.

【0022】ニードル4が下降を開始すると環状室26
内の燃料が圧縮され環状室26内が高圧となる。その結
果、環状室26内の燃料圧によって弁部材27の受圧面
28に作用する下向きの力が燃料溜まり16内の燃料圧
と圧縮ばね29のばね力とによって弁部材27の底面に
作用する上向きの力よりも大きくなったときには、図3
(B)に示されるように弁部材27がニードル4に対し
て相対的に下方に変位して燃料通路30の開口30aを
開口するようになる。このため環状室26内の燃料は流
路抵抗が小さい燃料通路30を通って燃料溜まり16内
に流出する。このためニードル4の下降速度は、上述し
た従来の燃料噴射弁におけるように流路抵抗が大きい絞
り通路31を通って燃料溜まり16内に流出する燃料の
流量に比例せず、燃料溜まり16内の燃料圧と圧力制御
室13内の燃料圧との圧力差に比例するようになるため
にニードル4の下降速度を一定に維持することができ
る。
When the needle 4 starts descending, the annular chamber 26
The internal fuel is compressed, and the pressure in the annular chamber 26 becomes high. As a result, the downward force acting on the pressure receiving surface 28 of the valve member 27 by the fuel pressure in the annular chamber 26 is directed upward on the bottom surface of the valve member 27 by the fuel pressure in the fuel reservoir 16 and the spring force of the compression spring 29. Fig. 3
As shown in (B), the valve member 27 is displaced downward relative to the needle 4 to open the opening 30a of the fuel passage 30. Therefore, the fuel in the annular chamber 26 flows out into the fuel reservoir 16 through the fuel passage 30 having a small flow path resistance. For this reason, the descending speed of the needle 4 is not proportional to the flow rate of the fuel flowing into the fuel reservoir 16 through the throttle passage 31 having a large flow path resistance as in the above-described conventional fuel injection valve, and Since the pressure becomes proportional to the pressure difference between the fuel pressure and the fuel pressure in the pressure control chamber 13, the descent speed of the needle 4 can be kept constant.

【0023】環状室26内の燃料が燃料溜まり16内に
流出し、環状室26内の燃料圧によって弁部材27の受
圧面28に作用する下向きの力が燃料溜まり16内の燃
料圧と圧縮ばね29のばね力とによって弁部材27の底
面に作用する上向きの力よりも小さくなったときには再
び弁部材27頂面がニードル4の環状面24に当接して
燃料通路30の開口30aを閉鎖する。
The fuel in the annular chamber 26 flows out into the fuel reservoir 16, and a downward force acting on the pressure receiving surface 28 of the valve member 27 by the fuel pressure in the annular chamber 26 reduces the fuel pressure in the fuel reservoir 16 and the compression spring. When the upward force acting on the bottom surface of the valve member 27 becomes smaller due to the spring force of 29, the top surface of the valve member 27 again contacts the annular surface 24 of the needle 4 to close the opening 30a of the fuel passage 30.

【0024】ニードル4が弁座に当接して燃料噴射が停
止せしめられると背圧室20内の燃料は拡大頭部23周
りの絞り通路32を通って環状室26内に流入し、その
結果背圧室20内の燃料圧は環状室26内の燃料圧とほ
ぼ等しくなる。
When the needle 4 comes into contact with the valve seat and the fuel injection is stopped, the fuel in the back pressure chamber 20 flows into the annular chamber 26 through the throttle passage 32 around the enlarged head 23, and as a result, The fuel pressure in the pressure chamber 20 is substantially equal to the fuel pressure in the annular chamber 26.

【0025】図5および図6に別の実施例を示す。な
お、この実施例では図1から図4に示した実施例と同様
の構成要素については同一の符号で示している。
FIGS. 5 and 6 show another embodiment. In this embodiment, the same components as those in the embodiment shown in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals.

【0026】図5および図6を参照するとこの実施例で
は、ニードル4の拡大頭部23外周面には下向きの環状
面24が形成され、またニードル挿入孔2a内周面には
ニードル4の環状面24と対向する上向きの環状面25
が形成される。したがってニードル4の環状面24とニ
ードル挿入孔2aの環状面25間に、ニードルが上昇し
た際に容積が増大する環状室26が形成される。
Referring to FIGS. 5 and 6, in this embodiment, a downward annular surface 24 is formed on the outer peripheral surface of the enlarged head 23 of the needle 4, and the annular surface of the needle 4 is formed on the inner peripheral surface of the needle insertion hole 2a. Upward annular surface 25 facing surface 24
Is formed. Therefore, between the annular surface 24 of the needle 4 and the annular surface 25 of the needle insertion hole 2a, an annular chamber 26 whose volume increases when the needle is raised is formed.

【0027】燃料溜まり16と環状室26間に位置する
ニードル4とニードル挿入孔2a間には中空円筒形状の
第1弁部材27が摺動可能に挿入される。この第1弁部
材27の頂面周辺部には環状室26に面する受圧面28
が形成され、また第1弁部材27の底面と燃料溜まり1
6間には第1弁部材27を上方に向けて付勢する圧縮ば
ね29が配置される。第1弁部材27に包囲されたニー
ドル4の断面は図4に示されるように2本の平行な弦に
沿って軸線方向に切断された形状をなしており、このた
めニードル4外周面と第1弁部材27内周面間に第1燃
料通路30が画定される。この第1燃料通路30の流路
面積は後述する第1絞り通路31の流路面積に比べて大
きく、このため第1燃料通路30の流路抵抗は第1絞り
通路31の流路抵抗よりも小さくなっている。第1燃料
通路30は一方では環状室26に連通され、他方では燃
料溜まり16に連通される。
A hollow cylindrical first valve member 27 is slidably inserted between the needle 4 and the needle insertion hole 2a located between the fuel reservoir 16 and the annular chamber 26. A pressure receiving surface 28 facing the annular chamber 26 is provided around the top surface of the first valve member 27.
Are formed, and the bottom of the first valve member 27 and the fuel reservoir 1 are formed.
A compression spring 29 for urging the first valve member 27 upward is disposed between the six. The cross section of the needle 4 surrounded by the first valve member 27 has a shape cut in the axial direction along two parallel chords as shown in FIG. A first fuel passage 30 is defined between the inner peripheral surfaces of the one valve member 27. The flow passage area of the first fuel passage 30 is larger than the flow passage area of a first throttle passage 31 which will be described later. Therefore, the flow passage resistance of the first fuel passage 30 is larger than the flow passage resistance of the first throttle passage 31. It is getting smaller. The first fuel passage 30 is communicated on the one hand with the annular chamber 26 and on the other hand with the fuel reservoir 16.

【0028】環状室26内の燃料圧によって第1弁部材
27の受圧面28に作用する圧力が燃料溜まり16内の
燃料圧と圧縮ばね29とによって第1弁部材27の底面
に作用する圧力よりも小さいときには、図6(A)に示
されるように第1弁部材27の頂面がニードル4の環状
面24に当接することによって環状室26側に位置する
第1燃料通路30の開口30aを閉鎖している。一方、
環状室26内の燃料圧によって第1弁部材27の受圧面
28に作用する圧力が燃料溜まり16内の燃料圧と圧縮
ばね29とによって第1弁部材27の底面に作用する圧
力よりも大きくなったときには、図6(B)に示される
ように第1弁部材27がニードル4に対して相対的に下
方に変位することによって環状室26側に位置する第1
燃料通路30の開口30aを開口させ、このため環状室
26内の燃料が第1燃料通路30を介して燃料溜まり1
6内に流入できるようになる。このように第1弁部材2
7は逆止弁として作用する。
The pressure acting on the pressure receiving surface 28 of the first valve member 27 by the fuel pressure in the annular chamber 26 is higher than the pressure acting on the bottom surface of the first valve member 27 by the fuel pressure in the fuel reservoir 16 and the compression spring 29. 6A, the top surface of the first valve member 27 abuts against the annular surface 24 of the needle 4 to close the opening 30a of the first fuel passage 30 located on the annular chamber 26 side, as shown in FIG. It is closed. on the other hand,
The pressure acting on the pressure receiving surface 28 of the first valve member 27 by the fuel pressure in the annular chamber 26 becomes larger than the pressure acting on the bottom surface of the first valve member 27 by the fuel pressure in the fuel reservoir 16 and the compression spring 29. 6B, the first valve member 27 is displaced downward relative to the needle 4 as shown in FIG.
The opening 30a of the fuel passage 30 is opened, so that the fuel in the annular chamber 26 is supplied to the fuel pool 1 through the first fuel passage 30.
6 can flow. Thus, the first valve member 2
7 acts as a check valve.

【0029】図4から図6に示されるように第1弁部材
27外周面とノズルホルダ2内周面間には環状の間隙3
1が形成されており、この間隙31は燃料溜まり16と
環状室26間を連通する第1絞り通路を形成している。
したがって、燃料溜まり16と環状室26とは互いに並
列配置された第1燃料通路30と第1絞り通路31とを
介して連結される。
As shown in FIGS. 4 to 6, an annular gap 3 is provided between the outer peripheral surface of the first valve member 27 and the inner peripheral surface of the nozzle holder 2.
The gap 31 forms a first throttle passage communicating between the fuel reservoir 16 and the annular chamber 26.
Therefore, the fuel reservoir 16 and the annular chamber 26 are connected via the first fuel passage 30 and the first throttle passage 31 arranged in parallel with each other.

【0030】一方、図5および図6を参照すると燃料孔
22内には第2弁部材37が摺動可能に挿入される。こ
の第2弁部材37は圧力制御室13および燃料孔22内
の燃料圧が上昇せしめられたときにはその底面がニード
ル4の頂面19に当接することによってニードル4を下
方に向けて付勢し、圧力制御室13および燃料孔22内
の燃料圧をニードル4に伝達する圧力伝達部材として作
用する。このとき、第2弁部材37周りのニードル4の
頂面19とニードル挿入孔2a間には環状の背圧室20
が形成される。
On the other hand, referring to FIGS. 5 and 6, a second valve member 37 is slidably inserted into the fuel hole 22. When the fuel pressure in the pressure control chamber 13 and the fuel hole 22 is increased, the second valve member 37 urges the needle 4 downward by bringing its bottom surface into contact with the top surface 19 of the needle 4, It functions as a pressure transmitting member for transmitting the fuel pressure in the pressure control chamber 13 and the fuel hole 22 to the needle 4. At this time, an annular back pressure chamber 20 is provided between the top surface 19 of the needle 4 around the second valve member 37 and the needle insertion hole 2a.
Is formed.

【0031】第2弁部材34の底面周辺部には背圧室2
0に面する受圧面38が形成され、また第2弁部材37
の頂面とピストン6底面間には第2弁部材37を下方に
向けて付勢する圧縮ばね39が配置される。また、第2
弁部材37内部には上端面から下端面まで延びる第2燃
料通路40が形成されている。このこの第2燃料通路4
0の流路面積は後述する第2絞り通路41の流路面積に
比べて大きく、このため第2燃料通路40の流路抵抗は
第2絞り通路41の流路抵抗よりも小さくなっている。
第2燃料通路40は一方では背圧室20に連通され、他
方では燃料孔22に連通される。
The back pressure chamber 2 is provided around the bottom surface of the second valve member 34.
0 is formed, and the second valve member 37
A compression spring 39 for urging the second valve member 37 downward is arranged between the top surface of the piston 6 and the bottom surface of the piston 6. Also, the second
A second fuel passage 40 extending from the upper end surface to the lower end surface is formed inside the valve member 37. This second fuel passage 4
The flow passage area of 0 is larger than the flow passage area of the second throttle passage 41 described later, and therefore the flow passage resistance of the second fuel passage 40 is smaller than the flow passage resistance of the second throttle passage 41.
The second fuel passage 40 is communicated on the one hand with the back pressure chamber 20 and on the other hand with the fuel hole 22.

【0032】背圧室20内の燃料圧によって第2弁部材
37の受圧面38に作用する圧力が燃料孔22内の燃料
圧と圧縮ばね39とによって第2弁部材37の頂面に作
用する圧力よりも小さいときには、図6(B)に示され
るように第2弁部材37の底面がニードル4の頂面19
に当接することによって背圧室20側に位置する第2燃
料通路40の開口40aを閉鎖している。一方、背圧室
20内の燃料圧によって第2弁部材37の受圧面38に
作用する圧力が燃料孔22内の燃料圧と圧縮ばね39と
によって第2弁部材37の頂面に作用する圧力よりも大
きくなったときには、図6(A)に示されるように第2
弁部材37がニードル4に対して相対的に上方に変位す
ることによって背圧室20側に位置する第2燃料通路4
0の開口40aを開口させ、このため背圧室20内の燃
料が第2燃料通路40を介して燃料孔22内に流入でき
るようになる。このように本実施例において、第2弁部
材37は圧力制御室13および燃料孔22内の燃料圧を
ニードル4に伝達する圧力伝達部材として作用すると共
に逆止弁としても作用する。
The pressure acting on the pressure receiving surface 38 of the second valve member 37 by the fuel pressure in the back pressure chamber 20 acts on the top surface of the second valve member 37 by the fuel pressure in the fuel hole 22 and the compression spring 39. When the pressure is smaller than the pressure, as shown in FIG.
, The opening 40 a of the second fuel passage 40 located on the back pressure chamber 20 side is closed. On the other hand, the pressure acting on the pressure receiving surface 38 of the second valve member 37 by the fuel pressure in the back pressure chamber 20 is the pressure acting on the top surface of the second valve member 37 by the fuel pressure in the fuel hole 22 and the compression spring 39. When it becomes larger than the second, as shown in FIG.
When the valve member 37 is displaced upward relative to the needle 4, the second fuel passage 4 located on the back pressure chamber 20 side
The opening 40a is opened, so that the fuel in the back pressure chamber 20 can flow into the fuel hole 22 through the second fuel passage 40. As described above, in the present embodiment, the second valve member 37 functions as a pressure transmitting member that transmits the fuel pressure in the pressure control chamber 13 and the fuel hole 22 to the needle 4 and also functions as a check valve.

【0033】図5および図6に示されるように第2弁部
材37外周面とピストンホルダ5内周面間には環状の間
隙41が形成されており、この間隙41は燃料孔22と
背圧室20間を連通する第2絞り通路を形成している。
したがって、燃料孔22と背圧室20とは互いに並列配
置された第2燃料通路40と第2絞り通路41とを介し
て連結される。
As shown in FIGS. 5 and 6, an annular gap 41 is formed between the outer peripheral surface of the second valve member 37 and the inner peripheral surface of the piston holder 5, and this gap 41 is formed between the fuel hole 22 and the back pressure. A second throttle passage communicating between the chambers 20 is formed.
Therefore, the fuel hole 22 and the back pressure chamber 20 are connected via the second fuel passage 40 and the second throttle passage 41 arranged in parallel with each other.

【0034】背圧室20と環状室26間に位置する拡大
頭部23とニードル挿入孔2a間には、環状の隙間32
が形成され、この隙間32は背圧室20と環状室26と
を連通する絞り通路を形成している。したがって燃料供
給管18aを介して燃料溜まり16内に供給された高圧
燃料の一部が第1絞り通路31を介して環状室26内に
供給され、環状室26内に供給された燃料の一部が絞り
通路32を介して背圧室20内に供給され、また背圧室
20内に供給された燃料の一部が第2絞り通路41を介
して燃料孔22および圧力制御室13内に供給される。
An annular gap 32 is provided between the enlarged head 23 located between the back pressure chamber 20 and the annular chamber 26 and the needle insertion hole 2a.
This gap 32 forms a throttle passage that connects the back pressure chamber 20 and the annular chamber 26. Therefore, a part of the high-pressure fuel supplied into the fuel reservoir 16 via the fuel supply pipe 18a is supplied into the annular chamber 26 via the first throttle passage 31, and a part of the fuel supplied into the annular chamber 26 is provided. Is supplied into the back pressure chamber 20 through the throttle passage 32, and a part of the fuel supplied into the back pressure chamber 20 is supplied into the fuel hole 22 and the pressure control chamber 13 through the second throttle passage 41. Is done.

【0035】圧電素子8に充電された電荷が放電されて
圧電素子8が軸線方向に収縮するとピストン6が上昇せ
しめられる。ピストン6が上昇せしめられてもニードル
4はただちには上昇せず、したがってこのとき圧力制御
室13および燃料孔22内の燃料圧が急激に低下する。
このためニードル4は受圧面15に加わる燃料圧によっ
て上昇せしめられる。その結果ニードル4がノズル口3
を開口することにより燃料噴射が開始される。
When the electric charge charged in the piezoelectric element 8 is discharged and the piezoelectric element 8 contracts in the axial direction, the piston 6 is raised. Even if the piston 6 is raised, the needle 4 does not immediately rise, and at this time, the fuel pressure in the pressure control chamber 13 and the fuel hole 22 rapidly decreases.
Therefore, the needle 4 is raised by the fuel pressure applied to the pressure receiving surface 15. As a result, the needle 4 becomes the nozzle port 3
Is opened to start fuel injection.

【0036】ニードル4が上昇を開始すると環状室26
の容積が増大する。ニードル4が上昇している間、図6
(A)に示されるように第1弁部材27頂面がニードル
4の環状面24に当接して環状室26側に位置する第1
燃料通路30の開口30aを閉鎖しているために環状室
26にはほとんど燃料が流入せず、しかも上述のように
環状室26の容積が増大するために環状室26内には負
圧が発生する。その結果この負圧によってニードル4の
環状面24に下向きの力が作用し、したがってニードル
4に下向きの力が作用する。また、この負圧によって第
1弁部材27の受圧面28に上向きの力が作用するため
に第1弁部材27頂面がニードル4の環状面24にさら
に強固に当接せしめられる。その結果、ニードル4の上
昇時には第1弁部材27によって開口30aが常に閉鎖
されているためにニードル4が上昇するほど環状室26
内の負圧が大きくなり、このためニードル4の開弁速度
が低下せしめられる。
When the needle 4 starts to rise, the annular chamber 26
Increases in volume. While the needle 4 is rising, FIG.
As shown in (A), the top surface of the first valve member 27 contacts the annular surface 24 of the needle 4 and the first valve member 27 is located on the annular chamber 26 side.
Since the opening 30a of the fuel passage 30 is closed, almost no fuel flows into the annular chamber 26, and a negative pressure is generated in the annular chamber 26 because the volume of the annular chamber 26 increases as described above. I do. As a result, a downward force acts on the annular surface 24 of the needle 4 due to the negative pressure, and thus a downward force acts on the needle 4. Further, an upward force acts on the pressure receiving surface 28 of the first valve member 27 due to the negative pressure, so that the top surface of the first valve member 27 is more firmly abutted against the annular surface 24 of the needle 4. As a result, when the needle 4 rises, the opening 30a is always closed by the first valve member 27.
The negative pressure in the inside becomes large, so that the valve opening speed of the needle 4 is reduced.

【0037】また、このとき背圧室20内の燃料が圧縮
され背圧室20内が高圧となる。その結果、背圧室20
内の燃料圧によって第2弁部材37の受圧面38に作用
する上向きの力が燃料孔22内の燃料圧と圧縮ばね39
のばね力とによって第2弁部材37の頂面に作用する下
向きの力よりも大きくなったときには、図6(A)に示
されるように第2弁部材37がニードル4に対して相対
的に上方に変位して第2燃料通路40の開口40aを開
口するようになる。このため背圧室20内の燃料は流路
抵抗が小さい第2燃料通路40を通って燃料孔22内に
流出する。このためニードル4の上昇速度は、上述した
従来の燃料噴射弁におけるように流路抵抗の大きい第2
絞り通路41を通って燃料孔22内に流出する燃料の流
量に比例せず、燃料溜まり16内の燃料圧と圧力制御室
13内の燃料圧との圧力差に比例するようになるために
ニードル4の上昇速度を一定に維持することができる。
なお、背圧室20内の燃料が燃料孔22内に流出し、背
圧室20内の燃料圧によって第2弁部材37の受圧面3
8に作用する上向きの力が燃料孔22内の燃料圧と圧縮
ばね39のばね力とによって第2弁部材37の頂面に作
用する下向きの力よりも小さくなったときには再び第2
弁部材37底面がニードル4の頂面19に当接して第2
燃料通路40の開口40aを閉鎖する。
At this time, the fuel in the back pressure chamber 20 is compressed, and the pressure in the back pressure chamber 20 becomes high. As a result, the back pressure chamber 20
The upward force acting on the pressure receiving surface 38 of the second valve member 37 due to the fuel pressure in the inside of the fuel valve 22 increases the fuel pressure in the fuel hole 22 and the compression spring 39.
When the downward force acting on the top surface of the second valve member 37 becomes larger due to the spring force of the second valve member 37, the second valve member 37 moves relative to the needle 4 as shown in FIG. It is displaced upward to open the opening 40a of the second fuel passage 40. Therefore, the fuel in the back pressure chamber 20 flows into the fuel hole 22 through the second fuel passage 40 having a small flow path resistance. For this reason, the rising speed of the needle 4 is limited to the second flow rate having a large flow path resistance as in the above-described conventional fuel injection valve.
The needle is not proportional to the flow rate of the fuel flowing into the fuel hole 22 through the throttle passage 41, but proportional to the pressure difference between the fuel pressure in the fuel reservoir 16 and the fuel pressure in the pressure control chamber 13. 4 can be kept constant.
Note that the fuel in the back pressure chamber 20 flows out into the fuel hole 22, and the fuel pressure in the back pressure chamber 20 causes the pressure receiving surface 3 of the second valve member 37.
When the upward force acting on the second valve member 37 becomes smaller than the downward force acting on the top surface of the second valve member 37 due to the fuel pressure in the fuel hole 22 and the spring force of the compression spring 39, the second force is again applied.
The bottom surface of the valve member 37 contacts the top surface 19 of the needle 4 and the second
The opening 40a of the fuel passage 40 is closed.

【0038】次いで、ニードル4は図5(B)に示すよ
うにニードルリフト規制面21に当接してニードル4の
リフトが規制されるがこのときのニードル4の上昇速度
は遅く、したがってニードルリフト規制面21に衝突し
てはね返りが生じるのを阻止できる。その結果噴射量の
精度の悪化が阻止できる。
Next, as shown in FIG. 5B, the needle 4 comes into contact with the needle lift regulating surface 21 to regulate the lift of the needle 4. However, the rising speed of the needle 4 at this time is slow, and thus the needle lift regulation is performed. Rebound can be prevented from colliding with the surface 21. As a result, deterioration of the accuracy of the injection amount can be prevented.

【0039】ニードル4がニードルリフト規制面21に
当接すると燃料溜まり16内の燃料は第1絞り通路31
を通って環状室26内に徐々に流出し、したがって環状
室26内の燃料圧は燃料溜まり16内の燃料圧とほぼ等
しくなる。またこのとき、環状室26内の燃料は拡大頭
部23周りの絞り通路32および第2絞り通路41を通
って燃料孔22内に徐々に流出し、したがって圧力制御
室13および燃料孔22内の燃料圧は環状室26内の燃
料圧とほぼ等しくなる。
When the needle 4 comes into contact with the needle lift regulating surface 21, the fuel in the fuel reservoir 16 is removed from the first throttle passage 31.
Through the annular chamber 26 so that the fuel pressure in the annular chamber 26 is substantially equal to the fuel pressure in the fuel reservoir 16. Further, at this time, the fuel in the annular chamber 26 gradually flows out into the fuel hole 22 through the throttle passage 32 and the second throttle passage 41 around the enlarged head 23, and accordingly, the fuel in the pressure control chamber 13 and the fuel hole 22 in the fuel hole 22. The fuel pressure is substantially equal to the fuel pressure in the annular chamber 26.

【0040】一方、圧電素子8に電荷が充電されて圧電
素子8が軸線方向に伸長するとピストン6が下降せしめ
られ、その結果圧力制御室13の容積が減少せしめられ
る。圧力制御室13の容積が減少せしめられてもニード
ル4はただちに下降せず、したがって圧力制御室13お
よび燃料孔22内の燃料圧が上昇する。その結果ニード
ル4は閉弁方向に付勢され、したがってニードル4が下
降を開始する。
On the other hand, when the piezoelectric element 8 is charged with electric charge and the piezoelectric element 8 extends in the axial direction, the piston 6 is lowered, and as a result, the volume of the pressure control chamber 13 is reduced. Even if the volume of the pressure control chamber 13 is reduced, the needle 4 does not immediately descend, so that the fuel pressure in the pressure control chamber 13 and the fuel in the fuel hole 22 increases. As a result, the needle 4 is urged in the valve closing direction, so that the needle 4 starts descending.

【0041】ニードル4が下降を開始すると背圧室20
の容積が増大する。ニードル4が下降している間、図6
(B)に示されるように第2弁部材37底面がニードル
4の頂面19に当接して背圧室20側に位置する第2燃
料通路40の開口40aを閉鎖しているために背圧室2
0にはほとんど燃料が流入せず、しかも上述のように背
圧室20の容積が増大するために背圧室20内には負圧
が発生する。その結果この負圧によってニードル4の頂
面19に上向きの力が作用し、したがってニードル4に
上向きの力が作用する。また、この負圧によって第2弁
部材37の受圧面38に下向きの力が作用するために第
2弁部材37底面がニードル4の頂面19にさらに強固
に当接せしめられる。その結果、ニードル4の下降時に
は第2弁部材37によって開口40aが常に閉鎖されて
いるためにニードル4が下降するほど背圧室20内の負
圧が大きくなり、このためニードル4の閉弁速度が低下
せしめられる。
When the needle 4 starts descending, the back pressure chamber 20
Increases in volume. While the needle 4 is moving down, FIG.
As shown in (B), since the bottom surface of the second valve member 37 contacts the top surface 19 of the needle 4 and closes the opening 40a of the second fuel passage 40 located on the back pressure chamber 20 side, the back pressure is reduced. Room 2
At 0, almost no fuel flows, and a negative pressure is generated in the back pressure chamber 20 because the volume of the back pressure chamber 20 increases as described above. As a result, an upward force acts on the top surface 19 of the needle 4 due to the negative pressure, and thus an upward force acts on the needle 4. In addition, a downward force acts on the pressure receiving surface 38 of the second valve member 37 due to the negative pressure, so that the bottom surface of the second valve member 37 is more firmly contacted with the top surface 19 of the needle 4. As a result, when the needle 4 descends, the opening 40a is always closed by the second valve member 37, so that as the needle 4 descends, the negative pressure in the back pressure chamber 20 increases. Is reduced.

【0042】また、このとき環状室26内の燃料が圧縮
され環状室26内が高圧となる。その結果、環状室26
内の燃料圧によって第1弁部材27の受圧面28に作用
する下向きの力が燃料溜まり16内の燃料圧と圧縮ばね
29のばね力とによって第1弁部材27の底面に作用す
る上向きの力よりも大きくなったときには、図6(B)
に示されるように第1弁部材27がニードル4に対して
相対的に下方に変位して第1燃料通路30の開口30a
を開口するようになる。このため環状室26内の燃料は
流路抵抗が小さい第1燃料通路30を通って燃料溜まり
16内に流入する。このためニードル4の下降速度は、
上述した従来の燃料噴射弁におけるように流路抵抗が大
きい第1絞り通路31を通って燃料溜まり16内に流出
する燃料の流量に比例せず、燃料溜まり16内の燃料圧
と圧力制御室13内の燃料圧との圧力差に比例するよう
になるためにニードル4の下降速度を一定に維持するこ
とができる。なお、環状室26内の燃料が燃料溜まり1
6内に流出し、環状室26内の燃料圧によって第1弁部
材27の受圧面28に作用する下向きの力が燃料溜まり
16内の燃料圧と圧縮ばね29のばね力とによって第1
弁部材27の頂面に作用する上向きの力よりも小さくな
ったときには再び第1弁部材27頂面がニードル4の環
状面24に当接して第1燃料通路30の開口30aを閉
鎖する。
At this time, the fuel in the annular chamber 26 is compressed, and the pressure in the annular chamber 26 becomes high. As a result, the annular chamber 26
The downward force acting on the pressure receiving surface 28 of the first valve member 27 due to the fuel pressure in the internal space, the upward force acting on the bottom surface of the first valve member 27 due to the fuel pressure in the fuel reservoir 16 and the spring force of the compression spring 29. When it becomes larger than FIG.
The first valve member 27 is displaced downward relative to the needle 4 as shown in FIG.
Will be opened. Therefore, the fuel in the annular chamber 26 flows into the fuel reservoir 16 through the first fuel passage 30 having a small flow path resistance. Therefore, the descending speed of the needle 4 is
The fuel pressure in the fuel reservoir 16 and the pressure control chamber 13 are not proportional to the flow rate of the fuel flowing into the fuel reservoir 16 through the first throttle passage 31 having a large flow path resistance as in the conventional fuel injection valve described above. The lowering speed of the needle 4 can be maintained constant because the pressure becomes proportional to the pressure difference between the fuel pressure in the needle 4 and the inner fuel pressure. The fuel in the annular chamber 26 is stored in the fuel pool 1
6, and the downward force acting on the pressure receiving surface 28 of the first valve member 27 by the fuel pressure in the annular chamber 26 is reduced by the fuel pressure in the fuel reservoir 16 and the spring force of the compression spring 29.
When the force acting on the top surface of the valve member 27 becomes smaller than the upward force, the top surface of the first valve member 27 again contacts the annular surface 24 of the needle 4 to close the opening 30a of the first fuel passage 30.

【0043】次いで、ニードル4は弁座に当接して燃料
噴射が停止されるがこのときのニードル4の下降速度は
遅いためにニードル4が弁座ではね返ることがなくな
り、したがって、いわゆる2次噴射現象が生じるのを阻
止できる。
Next, the needle 4 comes into contact with the valve seat and the fuel injection is stopped. However, the needle 4 does not rebound at the valve seat because the descending speed of the needle 4 is low at this time. The phenomenon can be prevented from occurring.

【0044】ニードル4が弁座に当接すると燃料孔22
内の燃料は第2絞り通路41を通って背圧室20内に徐
々に流出し、したがって背圧室20内の燃料圧は圧力制
御室13および燃料孔22内の燃料圧とほぼ等しくな
る。
When the needle 4 comes into contact with the valve seat, the fuel holes 22
The fuel in the inside gradually flows into the back pressure chamber 20 through the second throttle passage 41, so that the fuel pressure in the back pressure chamber 20 becomes substantially equal to the fuel pressure in the pressure control chamber 13 and the fuel hole 22.

【0045】[0045]

【発明の効果】燃料溜まり内の燃料圧と圧力制御室内の
燃料圧との圧力差に比例してニードルが上昇および下降
するためにニードルの上昇および下降速度を一定に維持
することができる。また燃料噴射時にはニードルの開弁
速度を遅くして噴射量精度の悪化を阻止すると共に、燃
料噴射停止時にニードルの閉弁速度を遅くして2次噴射
現象の発生を阻止することができる。
As described above, since the needle moves up and down in proportion to the pressure difference between the fuel pressure in the fuel reservoir and the fuel pressure in the pressure control chamber, the rising and lowering speed of the needle can be kept constant. In addition, during fuel injection, the valve opening speed of the needle is slowed to prevent deterioration of the injection amount accuracy, and when the fuel injection is stopped, the valve closing speed of the needle is slowed to prevent the occurrence of the secondary injection phenomenon.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】燃料噴射弁の側面断面図である。FIG. 1 is a side sectional view of a fuel injection valve.

【図2】図1に示す燃料噴射弁のA部の拡大側面断面図
である。
FIG. 2 is an enlarged side sectional view of a portion A of the fuel injection valve shown in FIG.

【図3】図2と同様な燃料噴射弁のA部の拡大側面断面
図である。
FIG. 3 is an enlarged side sectional view of a portion A of the fuel injection valve similar to FIG. 2;

【図4】図2の線IV−IVに沿ってみた燃料噴射弁の
部分断面図である。
FIG. 4 is a partial sectional view of the fuel injector taken along line IV-IV in FIG. 2;

【図5】別の実施例を示す燃料噴射弁の一部の拡大側面
断面図である。
FIG. 5 is an enlarged side sectional view of a part of a fuel injection valve showing another embodiment.

【図6】図5と同様な燃料噴射弁の一部の拡大側面断面
図である。
FIG. 6 is an enlarged side sectional view of a part of the fuel injection valve similar to FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4…ニードル 20…背圧室 24…ニードル挿入孔の環状面 25…ニードルの環状面 26…環状室 27…弁部材 30…燃料通路 31…絞り通路 4 Needle 20 Back pressure chamber 24 Annular surface of needle insertion hole 25 Annular surface of needle 26 Annular chamber 27 Valve member 30 Fuel passage 31 Throttle passage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−1369(JP,A) 特開 昭60−53660(JP,A) 特開 平2−125960(JP,A) 特開 平5−231264(JP,A) 実開 昭57−139666(JP,U) 実開 昭61−122372(JP,U) 実開 昭62−20165(JP,U) 実開 平3−68559(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02M 47/00 - 47/02 F02M 51/00 F02M 51/06 F02M 61/10 F02M 61/20──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-60-1369 (JP, A) JP-A-60-53660 (JP, A) JP-A-2-125960 (JP, A) JP-A-5-205 231264 (JP, A) Fully open 1982-139666 (JP, U) Fully open 1986-122372 (JP, U) Fully open 1987-20165 (JP, U) Fully open, 3-68559 (JP, U) (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) F02M 47/00-47/02 F02M 51/00 F02M 51/06 F02M 61/10 F02M 61/20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ニードルの頂面上に背圧室を形成すると
共に該背圧室を圧力制御室に連結し、燃料で満たされた
圧力制御室の容積をアクチュエータにより制御して圧力
制御室の容積が増大せしめられたときにはニードルが上
昇してノズル口を開口すると共にこのときニードルの頂
面が背圧室頂面の周縁部に当接してニードルの最大リフ
ト量が規制され、圧力制御室の容積が減少せしめられた
ときにはニードルが閉弁方向に付勢されてノズル口を閉
鎖する燃料噴射弁において、ニードル外周面に形成した
下向きの環状面とニードル挿入孔内周面に形成した上向
きの環状面間に環状室を形成すると共に該環状室と燃料
溜まりとを互いに並列配置された絞り通路と環状室から
燃料溜まりに向けて流通可能な逆止弁とを介して連結し
た燃料噴射弁。
1. A back pressure chamber is formed on a top surface of a needle, the back pressure chamber is connected to a pressure control chamber, and a volume of the pressure control chamber filled with fuel is controlled by an actuator to form the pressure control chamber. When the volume is increased, the needle rises to open the nozzle port, and at this time the top surface of the needle comes into contact with the peripheral portion of the top surface of the back pressure chamber to regulate the maximum lift amount of the needle. When the volume is reduced, the needle is urged in the valve closing direction to close the nozzle port. In the fuel injection valve, a downward annular surface formed on the outer peripheral surface of the needle and an upward annular surface formed on the inner peripheral surface of the needle insertion hole. A fuel injection valve in which an annular chamber is formed between the surfaces and the annular chamber and the fuel reservoir are connected via a throttle passage arranged in parallel with each other and a check valve which can flow from the annular chamber toward the fuel reservoir.
【請求項2】 ニードル挿入孔頂面の中央部に圧力制御
室に通ずる燃料孔を開口させ、圧力制御室内の圧力をニ
ードル頂面に伝達する圧力伝達部材を燃料孔内に摺動可
能に配置して該圧力伝達部材周りのニードル頂面とニー
ドル挿入孔頂面間に環状の背圧室を形成し、燃料で満た
された圧力制御室の容積をアクチュエータにより制御し
て圧力制御室の容積が増大せしめられたときにはニード
ルが上昇してノズル口を開口すると共にこのときニード
ル頂面がニードル挿入孔頂面の周縁部に当接してニード
ルの最大リフト量が規制され、圧力制御室の容積が減少
せしめられたときには上記圧力伝達部材を介しニードル
が閉弁方向に付勢されてノズル口を閉鎖する燃料噴射弁
において、ニードル外周面に形成した下向きの環状面と
ニードル挿入孔内周面に形成した上向きの環状面間に環
状室を形成すると共に該環状室と燃料溜まりとを互いに
並列配置された第1の絞り通路と環状室から燃料溜まり
に向けて流通可能な第1の逆止弁とを介して連結し、上
記背圧室と圧力制御室とを互いに並列配置された第2の
絞り通路と背圧室から圧力制御室に向けて流通可能な第
2の逆止弁とを介して連結した燃料噴射弁。
2. A fuel hole communicating with the pressure control chamber is opened at the center of the top surface of the needle insertion hole, and a pressure transmitting member for transmitting the pressure in the pressure control chamber to the needle top surface is slidably disposed in the fuel hole. An annular back pressure chamber is formed between the top surface of the needle around the pressure transmitting member and the top surface of the needle insertion hole, and the volume of the pressure control chamber filled with fuel is controlled by an actuator to reduce the volume of the pressure control chamber. When it is increased, the needle rises to open the nozzle port, and at this time, the needle top surface contacts the peripheral portion of the needle insertion hole top surface, restricting the maximum lift amount of the needle, and reducing the volume of the pressure control chamber. When pressed, the needle is urged in the valve closing direction via the pressure transmitting member to close the nozzle port. In the fuel injection valve, a downward annular surface formed on the outer peripheral surface of the needle and the inner periphery of the needle insertion hole are formed. An annular chamber is formed between the upwardly-facing annular surfaces formed on the surface, and the annular chamber and the fuel reservoir are arranged in parallel with a first throttle passage and a first reverse flowable from the annular chamber to the fuel reservoir. A second check passage, which is connected via a stop valve, and connects the back pressure chamber and the pressure control chamber to each other in parallel with each other, and a second check valve that can flow from the back pressure chamber to the pressure control chamber; The fuel injection valve connected via.
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