JP4025476B2 - インジェクタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料噴射装置に係り、特にコモンレール式燃料噴射装置等に適用され、エンジンに高圧燃料を噴射するためのインジェクタの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばディーゼルエンジンに適用されるコモンレール式燃料噴射装置では、１００ＭＰａ以上の高圧燃料がコモンレールからインジェクタに供給され、その高圧燃料がインジェクタよりエンジンに噴射供給される。本インジェクタの場合、先端部に設けられたノズルニードルの開閉をコマンドピストンで制御し、それにより燃料噴射を実施するよう構成される。すなわち、コマンドピストンの背後に制御室を設け、その制御室に高圧燃料を導入する。そして、制御室の圧力を一時的に減圧することにより、インジェクタ先端部に対してコマンドピストン及びノズルニードルを後退させ、燃料噴射を行わせる。
【０００３】
制御室を高圧状態から低圧に切り替える構成として、インジェクタの閉弁時には制御室に高圧燃料を導入すると共に低圧側への連通路を閉鎖しておき、インジェクタの開弁時（燃料噴射時）になると、制御室と低圧側への連通路とを連通して制御室内の高圧燃料をリークさせ、同制御室の圧力を減圧する。
【０００４】
また、この種のインジェクタとして、制御室と低圧側の通路との間を連通又は遮断するための弁体（ボール）と、その弁体を移動させるための電歪アクチュエータ（ピエゾアクチュエータ）とを備えるものがある。このインジェクタでは、電圧の印加に伴い電歪アクチュエータを伸長させ、それにより弁体を移動させて制御室内の高圧燃料を低圧側にリークさせる。例えば、米国特許５，７７９，１４９号公報に開示されたインジェクタは同様の構成を持つ。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、既存のインジェクタでは、前記弁体に常に１００ＭＰａ以上の高圧燃料が作用している状態で、その高圧燃料による付勢に抗して電歪アクチュエータを伸長させ、高圧燃料の流れを切り替えなければいけないため、電歪アクチュエータが大型化されるといった問題を招く。近年、各種の構成部品を小型化したいという要望があり、その要望に応えるにもアクチュエータ部分の小型化対策を講じる必要がある。
【０００６】
本発明は、上記問題に着目してなされたものであって、電歪アクチュエータの小型化を実現することができるインジェクタを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のインジェクタによれば、電歪アクチュエータが伸長されない状態では、少なくとも高圧燃料により弁体が第１のシート面に押圧されると共に、同じく高圧燃料によりインジェクタボディに摺動可能に配設されたピストン部材が、弁体を第１のシート面から離間させる方向に押圧される。この状態で弁体が第１のシート面に当接することにより、コマンドピストン背後の制御室と低圧リーク側との間が遮断される。このとき、制御室に高圧燃料が導入され、該制御室が高圧状態で保持されることから、ノズルニードルが閉位置のまま保たれ、燃料噴射は行われない。また、電歪アクチュエータが伸長されるとピストン部材が移動し、それに伴い弁体が第１のシート面から離れ、高圧燃料がリークするので制御室の圧力が一時的に減圧され、ノズルニードルが開位置に移動して燃料噴射が行われる。
【０００８】
また、本インジェクタでは、第１のシート面で弁体がシートされる部位の径とピストン部材の径とがほぼ一致するので、第１のシート面から弁体を離間させる方向に高圧燃料がピストン部材を押圧する力と、第１のシート面に弁体を当接させる方向に同じく高圧燃料が当該弁体を押圧する力とがほぼ一致する。従って、弁体に作用する力の均衡が保たれる。その結果、弁体の移動に際し、電歪アクチュエータに要求される駆動力が小さくなり、当該アクチュエータが小型化できる。電歪アクチュエータが小型化できれば、インジェクタの小型化も実現できる。
加えて、本インジェクタでは、電歪アクチュエータの伸長に伴い大径ピストンを変位させてその変位量を燃料導入室を介してピストン部材に伝えるので、電歪アクチュエータの伸長量が比較的小さくてもそれが拡大されて弁体の移動量となる。従って、電歪アクチュエータがより一層小型化できる。
【０００９】
請求項２に記載のインジェクタによれば、電歪アクチュエータの伸長に伴い弁体が移動する時、弁体が第２のシート面に当接し、制御室への高圧燃料の導入が停止される。またこのとき、弁体が第１のシート面から離れるので、制御室と低圧リーク側とが連通される。本発明では特に、第２のシート面で弁体がシートされる部位の径とピストン部材の径とをほぼ一致させているので、電歪アクチュエータの伸長により弁体が第２のシート面に当接する際、弁体に作用する力は、アクチュエータ伸長以前の力のバランス状態に対し当該アクチュエータ伸長分の力が加わったものとなる。この場合、電歪アクチュエータに要求される駆動力は当該アクチュエータの伸長分だけで良く、その駆動力が自ずと小さくなる。それ故、インジェクタがより一層小型化できることとなる。
【００１０】
また、請求項２のインジェクタでは、制御室への高圧燃料の導入を許容する第１のシート面と、制御室への高圧燃料の導入を停止させる第２のシート面とを設け、弁体が第１又は第２のシート面の何れかに当接するよう変位するので、弁体を第２のシート面側に移動させて制御室を減圧する際（高圧燃料を低圧側にリークする際）にスイッチングリークが生じることはなく、インジェクタの応答性が確保される。
【００１１】
請求項３に記載のインジェクタでは、電歪アクチュエータの伸長方向とは逆向きに弁体又はピストン部材を付勢する付勢手段を備えるので、電歪アクチュエータが伸長されない場合においてインジェクタの閉弁状態が確実に保持される。
【００１２】
上記の如く、ピストン部材と弁体とを挟んでその両端を高圧燃料で押圧する場合、弁体とは逆側のピストン部材の端面に設けた燃料導入室を、所望の高圧状態に保持する必要がある。そこで、以下の請求項４〜６の発明を提案する。
【００１３】
請求項４に記載のインジェクタでは、電歪アクチュエータとピストン部材との間に設けた別のピストン、又はピストン部材の何れか一方の外周面に高圧燃料の導入溝を設け、燃料導入室から導入溝までの間におけるピストン部材又は別のピストンの外周摺動面のクリアランスを、他側の外周摺動面のクリアランスよりも大きくした。この場合、前記ピストン部材又は別のピストンの外周摺動面のクリアランスを通って高圧燃料が燃料導入室に導入され、当該燃料導入室は常に所望の高圧状態で保持される。
【００１４】
請求項５に記載のインジェクタでは、電歪アクチュエータとピストン部材との間に設けた別のピストン、及びピストン部材の各々の外周面に高圧燃料の導入溝を設け、ピストン部材又は別のピストンの何れかの導入溝の燃料圧を、前記高圧燃料の圧力よりも僅かに低くした。この場合、燃料導入室は、２つの導入溝に挟まれ、両方の導入溝の中間の圧力で保持される。この中間の圧力は高圧燃料の圧力にほぼ等しいので、燃料導入室は常に所望の高圧状態で保持される。
【００１５】
請求項６に記載のインジェクタでは、燃料導入室への高圧燃料の導入通路の途中に、当該燃料導入室の内外の圧力差に応じて開閉するチェック弁を設けた。この場合、燃料導入室の圧力が高圧燃料の圧力よりも低下すると、チェック弁が開いて高圧燃料が導入されるので、当該燃料導入室は常に所望の高圧状態で保持される。
【００１６】
また、請求項７に記載のインジェクタでは、燃料導入室を囲むようにして、高圧燃料を導入する高圧導入路を複数箇所に設けた。この場合、燃料導入室に導入される燃料が高圧であり、それが原因で燃料導入室の径が拡大しようとしても、その周囲の高圧導入路に高圧燃料が導入されるので、燃料導入室の径が拡大されることはない。従って、ピストン部材等の外周クリアランスが拡張されることはなく、燃料導入室からの高圧燃料のリークが防止される。
【００１８】
請求項８に記載のインジェクタでは、制御室に通じる通路の途中に第１の流量制御オリフィスを設けると共に、弁体が第１のシート面から離れて制御室から高圧燃料がリークする通路の途中に第２の流量制御オリフィスを設けた。この場合、オリフィス径を調節することにより、制御室に流入又は流出する時間当たりの燃料量が制御できる。その結果、流量制御範囲の広いインジェクタが実現できる。また、インジェクタの応答速度が容易に調整できるようになる。
【００１９】
本発明では、請求項９に記載したように、コモンレールから前記制御室に高圧燃料を導入し、コモンレール圧相当の高圧燃料によりノズルニードルの開閉を行い、先端部に設けた噴孔から高圧燃料を噴射すると良い。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態の燃料噴射装置は、車両用ディーゼルエンジンに採用されるコモンレール式燃料噴射装置として具現化されるものであり、コモンレール（蓄圧配管）に蓄えられた高圧の燃料（軽油）はインジェクタの駆動に伴いエンジンに噴射供給される。本実施の形態では特に、インジェクタの構成及びその動作について詳しく説明する。
【００２１】
図１は、本実施の形態におけるインジェクタの構成を示す断面図である。なお以下の説明では便宜上、図１に示す状態を基準に上下及び左右の方向を指示することとする。
【００２２】
インジェクタ１００には、コモンレール１０から例えば１５０ＭＰａ程度の高圧燃料が供給される。インジェクタ１００は、ＥＣＵ３０からの制御信号に応じて開閉し、その開動作に伴い図示しないエンジンに燃料を噴射供給する。ＥＣＵ３０は、周知のマイクロコンピュータ、インジェクタ駆動回路等を備えて構成され、エンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度ＡＣＣ、エンジン水温ＴＨＷ等のエンジン運転情報を取り込み、インジェクタ１００による燃料噴射時期及び燃料噴射量を最適に制御する。
【００２３】
インジェクタ１００はその概要として、インジェクタ駆動部として機能する第１ボディ１０１と、三方弁を構成する第２ボディ１０２と、高圧燃料を導入又は排出する制御室１５２が設けられる第３ボディ１０３とを有し、第２，第３ボディ１０２及び１０３の間にはオリフィスプレート１０４が配設され、第３ボディ１０３の下側には、燃料噴射用のノズルニードル１６１を収容するニードルボディ１０５が配設されている。これら各部材を接合した状態で第１ボディ１０１にリテーナ１０６を螺着することにより、当該各部材が油密の状態で一体化されている。
【００２４】
第１〜第３ボディ１０１〜１０３及びオリフィスプレート１０４には、コモンレール１０に通じてコモンレール圧相当の高圧燃料を導入する高圧燃料通路１１１とドレインタンク（燃料タンク）２０に通じる低圧燃料通路１１２とが設けられている。
【００２５】
以下、各部の構成を詳細に説明する。なお、インジェクタ１００の各部の構成を明瞭にすべく、第１ボディ１０１付近の構成を図２に拡大して示し、第２ボディ１０２より下部の構成を図３に拡大して示す。但し、図２，３ではボディ外周のリテーナ１０６を外した状態の断面構造を示す。
【００２６】
図２に示されるように、第１ボディ１０１に形成された孔部１０１ａには電歪アクチュエータ１２１が収容されている。電歪アクチュエータ１２１は、圧電素子を積層して成る圧電素子部１２１ａと、その下面に設けられるピストン部１２１ｂとを有する。電歪アクチュエータ１２１の上面には信号入力端子１２２が配設され、この信号入力端子１２２はリテーナ１２３により第１ボディ１０１に固着されている。電歪アクチュエータ１２１の圧電素子部１２１ａは、信号入力端子１２２を介してＥＣＵ３０から取り込まれる制御信号（駆動電圧）に応じて伸縮し、制御信号に従い圧電素子部１２１ａが伸長すると、ピストン部１２１ｂが皿バネ１２４の付勢力に抗して図の下方に移動する。
【００２７】
電歪アクチュエータ１２１の下方にはピストンホルダ１２５が配設され、そのピストンホルダ１２５には駆動ピストン１２６が摺動可能に収容されている。駆動ピストン１２６の下方には、当該ピストン１２６よりも小径の貫通孔１２７が形成され、その貫通孔１２７内に小径ニードル１２８が配設されている。小径ニードル１２８の外周部には環状溝１２８ａが形成されており、その環状溝１２８ａは連通路１２９を介して高圧燃料通路１１１に連通している。駆動ピストン１２６及び小径ニードル１２８は何れも円柱状を成し、また何れも一方の端面が球面、他方の端面が平坦面で構成されて双方の平坦面が相対向している。
【００２８】
変位拡大室１３０は、ピストンホルダ１２５、駆動ピストン１２６及び小径ニードル１２８で区画される空間にて形成されている。この場合、駆動ピストン外周のクリアランス（ピストンホルダ１２５と駆動ピストン１２６との間のクリアランス）に比べて、環状溝１２８ａと変位拡大室１３０との間における小径ニードル外周のクリアランス（貫通孔１２７の壁面と小径ニードル１２８との間のクリアランス）を十分に大きくすることで、連通路１２９、環状溝１２８ａ、小径ニードル１２８の外周クリアランスを介して変位拡大室１３０に高圧燃料が導入され、同変位拡大室１３０内が概ね高圧燃料の圧力（コモンレール圧）に等しい圧力となる。
【００２９】
実際には、駆動ピストン１２６の外周クリアランス（直径）を約１μｍ程度、環状溝１２８ａと変位拡大室１３０との間における小径ニードル１２８の外周クリアランス（直径）を約４μｍ程度、それ以外の部位の小径ニードル１２８の外周クリアランス（直径）を約２〜３μｍ程度とする。
【００３０】
また、変位拡大室１３０は、駆動ピストン１２６が下方に変位する時、その下向きの力を内部の燃料圧を介して小径ニードル１２８に伝達する。この場合、駆動ピストン１２６と小径ニードル１２８との断面積の比率に応じて、小径ニードル１２８の変位量が拡大される。詳細には、既述の通り駆動ピストン１２６の径は小径ニードル１２８の径よりも大きくそれら各部は断面積が相違するため、その断面積の比率を変位拡大率として駆動ピストン１２６の変位量を拡大しつつ、小径ニードル１２８を変位せしめる。すなわち、変位拡大室１３０は、電歪アクチュエータ１２１の微小な変位を上述した変位拡大率に応じて拡大し、小径ニードル１２８に伝える役割を果たす。
【００３１】
一方、図３に示されるように、第２ボディ１０２には三方弁ホルダ１３１が螺着され、同ホルダ１３１の先端部は第２ボディ１０２に油密に接合している。三方弁ホルダ１３１と第２ボディ１０２との間にはボール室１３２が設けられ、そのボール室１３２内にボール（球体）１３３が収容されている。ボール１３３の上側に位置する三方弁ホルダ１３１には、円錐状をなす上側シート面１３４が形成され、ボール１３３の下側に位置する第２ボディ１０２には、同じく円錐状をなす下側シート面１３５が形成されている。ボール１３３は、上側シート面１３４に当接する位置と下側シート面１３５に当接する位置との間で移動する。
【００３２】
三方弁ホルダ１３１には、小径ピン１３６が摺動可能に配設され、その上端面は第１ボディ１０１側の小径ニードル１２８に接すると共に、下端面はボール１３３に接している。小径ピン１３６は摺動部１３６ａとそれよりも小径の縮径部１３６ｂとからなり、摺動部１３６ａの直径は小径ニードル１２８の直径と一致する。また、縮径部１３６ｂは、三方弁ホルダ１３１に設けられた燃料リーク室１３７よりボール室１３２側へ突出している。
【００３３】
燃料リーク室１３７は、ボール室１３２からリークした高圧燃料を導入する空間であり、燃料リーク室１３７に設けられたオリフィス１３８は、三方弁ホルダ１３１及び第２ボディ１０２のそれぞれに形成された燃料排出通路１３９，１４０を介して低圧燃料通路１１２に連通している。
【００３４】
ボール１３３の下方において、第２ボディ１０２にはバネ室１４１が設けられ、同バネ室１４１内には押圧ピン１４２が配設されると共に、その押圧ピン１４２を付勢する圧縮コイルバネ１４３が配設されている。押圧ピン１４２の上端面はボール１３３に接しており、圧縮コイルバネ１４３のバネ力によりボール１３３を常に図の上方に押し上げている。バネ室１４１は連通路１４４を介して高圧燃料通路１１１に連通しており、ボール１３３には下方から高圧燃料の圧力（コモンレール圧）が作用する。また、ボール室１３２には燃料通路１４５の一端が開口している。
【００３５】
かかる構成において、圧縮コイルバネ１４３によりボール１３３が押し上げられることで、上側シート面１３４にボール１３３が着座する（図示の状態）。このとき、ボール室１３２と燃料リーク室１３７との連通が遮断される一方、ボール室１３２とバネ室１４１とが連通され、バネ室１４１内のコモンレール圧相当の高圧燃料がボール室１３２を介して燃料通路１４５側に導入される。なお、上側シート面１３４に着座したボール１３３には、ボール１３３のシート面積に相当する高圧燃料による力と圧縮コイルバネ１４３の力とが上向きに付勢される。
【００３６】
また、小径ピン１３６が下方に移動すると、圧縮コイルバネ１４３のバネ力に抗してボール１３３が上側シート面１３４から離れると共に下側シート面１３５に着座する。このとき、ボール室１３２とバネ室１４１との連通が遮断される一方、ボール室１３２と燃料リーク室１３７とが連通され、燃料リーク室１３７が燃料通路１４５に導通される。
【００３７】
こうして、ボール１３３の位置が切り替えられることにより、ボール室１３２及び燃料通路１４５と、燃料リーク室１３７と、バネ室１４１との間の連通状態が切り替えられ、三方弁としての機能を呈することとなる。
【００３８】
ここで、小径ニードル１２８の直径と小径ピン１３６の摺動部１３６ａの直径とが一致することは既述したが、更にそれに加え、上側シート面１３４におけるボール１３３のシート部分の直径と下側シート面１３５におけるボール１３３のシート部分の直径も一致する。すなわち、小径ニードル１２８の直径、小径ピン１３６の摺動部１３６ａの直径、上側シート面１３４のシート径、及び下側シート面１３５のシート径は何れも概ね等しい。これは、ボール１３３の上下方向に加わる力のバランスを取るべく設定されるものであり、その詳細は後述する。
【００３９】
オリフィスプレート１０４には、前記第２ボディ１０２の燃料通路１４５に連通する燃料通路１４６が設けられ、その途中にはオリフィス１４７が設けられている。
【００４０】
第３ボディ１０３には、コマンドピストン１５１が摺動可能に且つ油密に収容され、コマンドピストン１５１の上端面と第３ボディ１０３とオリフィスプレート１０４とで囲まれた空間に制御室１５２が形成されている。制御室１５２には、オリフィス１４７及び燃料通路１４６を通じてボール室１３２から高圧燃料が導入される。かかる場合、制御室１５２の燃料圧はボール１３３のシート位置に応じて制御され、制御室１５２の燃料圧の大きさに応じてコマンドピストン１５１が上下何れかの方向に移動する。
【００４１】
第３ボディ１０３の下部には低圧室１５３が設けられ、その低圧室１５３内には上下一対のバネ受け１５４，１５５に挟まれるようにして圧縮コイルバネ１５６が配設されている。低圧室１５３は、燃料排出通路１５７を通じて低圧燃料通路１１２に連通している。
【００４２】
ニードルボディ１０５にはノズルニードル１６１が摺動可能に且つ油密に収容されており、そのノズルニードル１６１は圧縮コイルバネ１５６により図の下方に付勢されている。ノズルニードル１６１の上端はコマンドピストン１５１の下端面に接し、同下端はニードルボディ１０５に設けられたシート面１６２と相対している。ニードルボディ１０５の先端部には複数の噴孔１６３が設けられている。また、ニードルボディ１０５には、高圧燃料通路１１１に連通する連通路１６４が設けられ、この連通路１６４を介して高圧室１６５にコモンレール圧相当の高圧燃料が導入される。そして、この高圧室１６５からニードルボディ１０５の先端部に高圧燃料が供給される。
【００４３】
従って、図示する通常の状態では、ノズルニードル１６１がシート面１６２に当接して噴孔１６３が閉じることから、高圧燃料が噴射されることはない。これに対し、圧縮コイルバネ１５６のバネ力に抗してコマンドピストン１５１と共にノズルニードル１６１が後退（上昇）すると、ノズルニードル１６１がシート面１６２から離れて噴孔１６３が開き、高圧燃料が噴射される。
【００４４】
なお本実施の形態において、第１〜第３ボディ１０１〜１０３が「インジェクタボディ」に、小径ニードル１２８及び小径ピン１３６が「ピストン部材」に、ボール１３３が「弁体」に、押圧ピン１４２及び圧縮コイルバネ１４３が「付勢手段」に、変位拡大室１３０が「燃料導入室」に、それぞれ該当する。また、上側シート面１３４が「第１のシート面」に、下側シート面１３５が「第２のシート面」に該当する。更に、オリフィス１４７が「第１の流量制御オリフィス」に、オリフィス１３８が「第２の流量制御オリフィス」に該当する。
【００４５】
次に、インジェクタ１００の閉弁時並びに開弁時における三方弁部分の動作と、各部に作用する力のバランス状態について図４を用いて説明する。図４は、（ａ）がインジェクタ１００の閉弁状態を示し、（ｂ）がインジェクタ１００の開弁状態を示す。
【００４６】
インジェクタ閉弁状態を示す図４（ａ）において、ボール１３３は押圧ピン１４２を介して圧縮コイルバネ１４３により付勢され、上側シート面１３４に押し付けられている。この状態では、ボール１３３が圧縮コイルバネ１４３により上向きに付勢されると共に、上側シート面１３４のシート部分に燃料圧（コモンレール圧ＰＨ）が作用する。すなわち、ボール１３３には、圧縮コイルバネ１４３のバネ力Ｆｋと、コモンレール圧ＰＨ及び上側シート面１３４のシート面積Ａｏｕｔの積からなる油圧力との合力が上向きに作用する。
【００４７】
一方、変位拡大室１３０内にはコモンレール圧相当の高圧燃料が導入され、その高圧燃料により駆動ピストン１２６が上方向へ、小径ニードル１２８が下方向へ付勢される。小径ニードル１２８及び小径ピン１３６には変位拡大室１３０の燃料圧力が作用し、ボール１３３を下方に押し付けている。そのため、ボール１３３には、変位拡大室１３０のコモンレール圧ＰＨ及び小径ニードル１２８の断面積Ａｄの積からなる油圧力が下向きに作用する。
【００４８】
また、燃料リーク室１３７では、比較的小さな燃料圧（リターン圧ＰＬ）により小径ピン１３６が上向きに付勢されると共に、ボール１３３が下向きに付勢されている。従って、リターン圧ＰＬ及び小径ピン１３６の摺動部１３６ａの断面積Ａｐの積からなる力が小径ピン１３６に上向きに作用すると共に、リターン圧ＰＬ及び上側シート面１３４のシート面積Ａｏｕｔの積からなる油圧力がボール１３３に下向きに作用する。
【００４９】
このことから、ボール１３３に働く上向きの力Ｆを数式で表すと、
【００５０】
【数１】

となる。上記（１）式によれば、ボール１３３には、圧縮コイルバネ１４３のバネ力に相当する上向きの力が作用することが分かる。
【００５１】
また、インジェクタ開弁状態を示す図４（ｂ）において、ボール１３３は小径ニードル１２８及び小径ピン１３６を介して下方に押され、下側シート面１３５に押し付けられシールする。このとき、電歪アクチュエータ１２１の伸長に伴う変位拡大室１３０の圧力上昇分をΔＰｄとすると、ボール１３３には、圧力（ＰＨ＋ΔＰｄ）及び小径ニードル１２８の断面積Ａｄの積からなる油圧力と、リターン圧ＰＬ及び下側シート面１３５のシート面積Ａｉｎの積からなる油圧力とが下向きに作用する。
【００５２】
また、ボール１３３には、コモンレール圧ＰＨ及び下側シート面１３５のシート面積Ａｉｎの積からなる油圧力と、リターン圧ＰＬ及び小径ピン１３６の摺動部１３６ａの断面積Ａｐの積からなる油圧力と、圧縮コイルバネ１４３のバネ力Ｆｋとが上向きに作用する。
【００５３】
ボール１３３に働く下向きの力Ｆを数式で表わすと、
【００５４】
【数２】

となる。上記（２）式によれば、変位拡大室１３０の圧力上昇分ΔＰｄによりボール１３３を下側シート面１３５に押し付ける力（シート力）が発生することが分かる。
【００５５】
次に、上記の如く構成されるインジェクタ１００の動作を、図５のタイムチャートを参照しながら説明する。
先ずは、時刻ｔ１以前のインジェクタ１００の閉弁時において電歪アクチュエータ１２１に印加される駆動電圧が０〔Ｖ〕となる場合を考える。この場合、変位拡大室１３０の燃料圧は概ねコモンレール圧ＰＨに保たれている。また、ボール１３３は上側シート面１３４に押し付けられシールする。このとき、燃料リーク室１３７に高圧燃料がリークすることはなく、燃料リーク室１３７はリターン圧ＰＬに保たれている。この状態では、既述した通り圧縮コイルバネ１４３のバネ力Ｆｋがボール１３３に図１の上向きに作用している。
【００５６】
またこのとき、ボール１３３が下側シート面１３５から離れているためにバネ室１４１内の高圧燃料がボール室１３２に導入され、更にその高圧燃料が燃料通路１４５及び１４６を介して制御室１５２に導入されるため、ボール室１３２及び制御室１５２がコモンレール圧ＰＨに保たれる。そして、コマンドピストン１５１の断面積がノズルニードル１６１の断面積よりも大きいことから、大きな燃料圧力がノズルニードル１６１に下向きに働き、下向きの圧縮コイルバネ１５６のバネ力と合いまって、ノズルニードル１６１がシート面１６２に押し付けられてシールされる。これにより、インジェクタ１００の閉弁状態が保持される。
【００５７】
一方、時刻ｔ１において、インジェクタ１００の開弁信号に応じて電歪アクチュエータ１２１に所定値電圧が印加されると、圧電効果により電歪アクチュエータ１２１が伸びて駆動ピストン１２６が下方に変位し、変位拡大室１３０内の圧力が上昇する。するとそれに伴い、小径ニードル１２８が下方に変位する。このとき、駆動ピストン１２６の断面積と小径ニードル１２８の断面積との比からなる変位拡大率に応じて駆動ピストン１２６の変位量が拡大され、それが小径ニードル１２８の変位量となる。
【００５８】
ボール１３３は、小径ニードル１２８及び小径ピン１３６を介して下方に押され、下側シート面１３５に押し付けられシールする。また、ボール１３３が上側シート面１３４から離れるため、燃料リーク室１３７がボール室１３２と導通し、燃料リーク室１３７の圧力が一旦上昇する。ボール室１３２と制御室１５２の圧力は、燃料リーク室１３７側への高圧燃料のリークに伴い低下する。その後、オリフィス１３８及び１４７の流量抵抗に応じて制御室１５２、ボール室１３２及び燃料リーク室１３７の圧力が低下していく。なおこの状態では、前記（２）式から分かるように、変位拡大室１３０の圧力上昇分ΔＰｄにより「ΔＰｄ×Ａｄ−Ｆｋ」の力がボール１３３に図１の下向きに作用し、当該ボール１３３のシート力が発生する。
【００５９】
ノズルニードル１６１には、コマンドピストン１５１の断面積及び制御室１５２の圧力の積からなる油圧力と圧縮コイルバネ１５６のバネ力とを合わせた力が下向きに作用すると共に、高圧室１６５内の高圧燃料により発生する力が上向きに作用しており、下向きの力が上向きの力を下回れば、ノズルニードル１６１が開弁位置に移動する。すなわち、制御室１５２の圧力が充分低下する時刻ｔ２では、ノズルニードル１６１に働く下向きの力が上向きの力よりも小さくなり、ノズルニードル１６１が上昇し始める。これにより、インジェクタ１００が開弁し、噴孔１６３より燃料が噴射される。
【００６０】
時刻ｔ２以後、ノズルニードル１６１が上昇速度を増し、ある一定の速度で上昇すると、制御室１５２、ボール室１３２及び燃料リーク室１３７の圧力が釣り合い、それら各圧力がほぼ一定のまま保持される。
【００６１】
その後、時刻ｔ３では、閉弁信号に従い電歪アクチュエータ１２１の印加電圧が０〔Ｖ〕に戻り、電歪アクチュエータ１２１が元の長さに縮むと、変位拡大室１３０の圧力が元のコモンレール圧ＰＨに戻る。そのため、小径ニードル１２８に働く下向きの油圧力が減少し、小径ニードル１２８及び小径ピン１３６と共にボール１３３が上昇し、上側シート面１３４に当接するまで移動する。このとき、ボール室１３２と燃料リーク室１３７との間が遮断されるため、燃料リーク室１３７内の圧力はオリフィス１３８の流量抵抗に応じて徐々に低下し、やがてリターン圧ＰＬまで低下する。
【００６２】
また、ボール室１３２はバネ室１４１と連通するため、コモンレール圧ＰＨまで上昇する。制御室１５２にはオリフィスプレート１０４のオリフィス１４７を通じて高圧燃料が流入し、その圧力はコモンレール圧ＰＨまで上昇するが、制御室１５２の圧力により生じる下向きの力によりノズルニードル１６１が下方に加速され、ある一定の速度に達すると、制御室１５２の圧力も釣り合う圧力に保たれる。
【００６３】
ノズルニードル１６１は、制御室１５２の圧力上昇に伴い下降に転じる。その後、時刻ｔ４では、ノズルニードル１６１の先端部がシート面１６２に当接する。これにより、インジェクタ１００が閉弁し、噴孔１６３からの燃料噴射が停止される。時刻ｔ４以後、制御室１５２の圧力はコモンレール圧ＰＨまで上昇する。
【００６４】
以上の通り本実施の形態のインジェクタ１００は三方弁構造を成すので、既存の二方弁構造のインジェクタと比べて、インジェクタの開弁速度が任意に設定できると共に、その設計自由度が広がるという利点を持つ。二方弁との違いを、図６を用いて簡単に説明する。
【００６５】
すなわち、図６（ａ）に示す二方弁構造のインジェクタでは、二方弁Ａ１が図のｖ１の状態（閉じ位置）にある時、流入側オリフィスＡ２を介して制御室Ａ３に高圧燃料が導入される（図示の状態）。また、二方弁Ａ１が図のｖ２の状態（開き位置）に変化すると、制御室Ａ３内の高圧燃料が流出側オリフィスＡ４を介して低圧側にリークされる。これにより、コマンドピストンＡ５が上方に移動する。この図６（ａ）の構成では、周知の通り二方弁開弁時にも流入側オリフィスＡ２から高圧燃料が流入し、所謂スイッチングリークが多くなる。それ故、流入側及び流出側オリフィスＡ２，Ａ４を大きくするには制限ができ、インジェクタの応答性が十分に上げられないといった問題がある。
【００６６】
一方、図６（ｂ）に示す三方弁構造のインジェクタでは、三方弁Ｂ１が図のｖ３の状態にある時、流入側オリフィスＢ２（但し、流出時にも使う）を介して制御室Ｂ３に高圧燃料が導入される。また、三方弁Ｂ１が図のｖ４の状態に変化すると、制御室Ｂ３内の高圧燃料が流入側オリフィスＢ２及び流出側オリフィスＢ４を介して低圧側にリークされる。これにより、コマンドピストンＢ５が上方に移動する。この図６（ｂ）の構成では、燃料リーク時において、高圧側と制御室Ｂ３との間が遮断されると共に低圧側と制御室Ｂ３とが連通されるので、図６（ａ）とは異なり、高圧側と低圧側とが導通されることはなく、スイッチングリークが小さく抑えられる。
【００６７】
以上詳述した本実施の形態のインジェクタ１００によれば、以下に示す効果が得られる。
（イ）上側シート面１３４におけるボール１３３のシート面積（直径）と、下側シート面１３５におけるボール１３３のシート面積（直径）と、小径ニードル１２８及び小径ピン１３６の断面積（直径）とがほぼ一致するので、高圧燃料によりボール１３３に働く上向き及び下向きの力がバランスし、力の均衡が保たれる。また、電歪アクチュエータ１２１の伸長によりボール１３３が下側シート面１３５に当接する際、アクチュエータ伸長以前の力のバランス状態に対し当該アクチュエータ伸長分の力を加えた力でボール１３３が移動するので、電歪アクチュエータ１２１に要求される駆動力は当該アクチュエータの伸長分だけで良く、その駆動力が自ずと小さくなる。その結果、コモンレール圧相当の高圧燃料が作用するボール１３３の移動に際し、電歪アクチュエータ１２１に要求される駆動力が小さくなり、電歪アクチュエータ１２１が小型化できる。電歪アクチュエータ１２１が小型化できれば、インジェクタ１００の小型化も実現できる。これにより、省電力化やコスト低減の効果も得られる。
【００６８】
（ロ）上側及び下側シート面１３４，１３５を設けて三方弁構造としたので、制御室１５２を減圧する際（高圧燃料を低圧側にリークする際）にスイッチングリークが生じることはなく、インジェクタ１００の応答性が確保される。
【００６９】
（ハ）小径ニードル１２８の外周摺動面のクリアランスを駆動ピストン１２６の外周摺動面のクリアランスよりも大きくしたので、小径ニードル１２８の外周クリアランスを通って高圧燃料が変位拡大室１３０に導入され、当該変位拡大室１３０は常に所望の高圧状態（コモンレール圧）で保持される。この場合、特別な調圧機構を必要とせず、構成が簡素になる。
【００７０】
（ニ）電歪アクチュエータ１２１の伸長に伴い駆動ピストン１２６を変位させ、その変位量を変位拡大室１３０を介して小径ニードル１２８及び小径ピン１３６に伝えるので、電歪アクチュエータ１２１の伸長量が比較的小さくてもそれが拡大され、結果として電歪アクチュエータ１２１がより一層小型化できる。
【００７１】
（ホ）オリフィス１３８，１４７を各々独立して設定することができ、そのオリフィス径を調節することにより、制御室１５２に流入又は流出する時間当たりの燃料量が制御できる。その結果、インジェクタ１００の設計自由度が広がり、流量制御範囲や応答速度が容易に且つ任意に調整できるようになる。
【００７２】
（第２の実施の形態）
次に、本発明における第２の実施の形態を説明する。以下には第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００７３】
図７は、本実施の形態におけるインジェクタ２００の構成を示す断面図である。また、図８には、インジェクタ２００の要部構成を拡大して示す。但し、前記図１のインジェクタ１００と同等である部材については図面に同一の記号を付すと共にその説明を簡略化する。
【００７４】
始めに前記図１のインジェクタ１００との違いについて略述すれば、その違いとして、
・第１〜第３ボディ１０１〜１０３及びオリフィスプレート１０４に代えて、インジェクタボディとしての上側ボディ２０１及び下側ボディ２０２を設ける、
・変位拡大室１３０の調圧機構としてリリーフ弁２０４を設ける、
・ボール下方の「付勢手段」を省略し、ボールに働く上向きの力は油圧力のみとする、
といった構成を有する。
【００７５】
図７において、駆動ピストン１２６及び小径ニードル１２８は相対向して上側ボディ２０１に配設され、その間に変位拡大室１３０が設けられている。駆動ピストン１２６及び小径ニードル１２８にはそれぞれ環状溝１２６ａ，１２８ａが形成されている。小径ニードル１２８の環状溝１２８ａには連通路１２９を介してコモンレール圧相当の高圧燃料が導入されるのに対し、駆動ピストン１２６の環状溝１２６ａには連通路２０３及びリリーフ弁２０４を介してコモンレール圧よりも僅かに低圧の燃料が導入される。この場合、各環状溝１２６ａ，１２８ａに導入された燃料は、駆動ピストン１２６及び小径ニードル１２８のそれぞれの外周クリアランスを通って変位拡大室１３０に導入される。
【００７６】
リリーフ弁２０４について図８を用いて詳しく説明する。上側ボディ２０１にはその下端面に開口する凹部２０５が形成され、該凹部２０５には、シート付ブロック２０６、ボール２０７、ボール押え２０８及び圧縮コイルバネ２０９が配設されている。シート付ブロック２０６の通路２０６ａ内の高圧燃料は、ボール２０７及びボール押え２０８の外周クリアランスを通ってその上部にも導入される。ボール２０７には、ボール押え２０８を介して上方より圧縮コイルバネ２０９のバネ力が作用すると共に、上下双方から燃料圧が作用する。
【００７７】
従って、変位拡大室１３０は、コモンレール圧相当の環状溝１２８ａと、コモンレール圧に対して圧縮コイルバネ２０９のバネ力相当の圧力だけ低い圧力の環状溝１２６ａとに挟まれることとなり、双方の圧力の中間の圧力で保持される。この場合、圧縮コイルバネ２０９のバネ力の調整により、変位拡大室１３０の圧力はコモンレール圧とほぼ等しい圧力に設定される。
【００７８】
また、同じく図８において、下側ボディ２０２には、上側ホルダ２１１及び下側ホルダ２１２からなる三方弁ホルダ２１３が螺着され、上側及び下側ホルダ２１１，２１２の間に設けられるボール室２１４にはボール２１５が収容されている。上側ホルダ２１１には円錐状をなす上側シート面２１６が形成され、下側ホルダ２１２には同じく円錐状をなす下側シート面２１７が形成されている。ボール２１５は、上側シート面２１６に当接する位置と下側シート面２１７に当接する位置との間で移動する。
【００７９】
上側ホルダ２１１には小径ピン２１８が摺動可能に配設されている。小径ピン２１８は圧縮コイルバネ２１９により常に上方に付勢され、その上端面は小径ニードル１２８に接している。小径ピン２１８の摺動径は小径ニードル１２８の径と一致している。
【００８０】
ボール室２１４には燃料通路２２１，２２２を介してコモンレール圧相当の高圧燃料が導入され、この高圧燃料によりボール２１５が上側シート面２１６に当接するよう付勢されている。また、ボール室２１４は、オリフィス２２３、燃料通路２２４，２２５を介して制御室１５２に連通している。
【００８１】
上記構成において、高圧燃料によりボール２１５が押し上げられることで、上側シート面２１６にボール２１５が着座する（図示の状態）。このとき、ボール室２１４と燃料リーク室１３７との連通が遮断され、高圧燃料がボール室２１４、オリフィス２２３、燃料通路２２４，２２５を介して制御室１５２に導入される。
【００８２】
また、電歪アクチュエータ１２１の伸長に伴い、小径ピン２１８が圧縮コイルバネ２１９のバネ力に抗して下方に移動すると、ボール２１５が上側シート面２１６から離れると共に下側シート面２１７に着座する。このとき、ボール室２１４への高圧燃料の導入が停止されると共に、ボール室２１４内の高圧燃料が燃料リーク室１３７へリークし、結果として制御室１５２の圧力が低下する。
【００８３】
前記図１の構成と同様に本インジェクタ２００においても、小径ニードル１２８及び小径ピン２１８の断面積（直径）と、上側シート面２１６におけるボール２１５のシート面積（直径）と、下側シート面２１７におけるボール２１５のシート面積（直径）とがほぼ一致しており、高圧燃料によりボール２１５に働く上向き及び下向きの力がバランスするよう構成されている。
【００８４】
なお第２の実施の形態において、小径ニードル１２８及び小径ピン２１８が「ピストン部材」に、ボール２１５が「弁体」に、それぞれ該当する。また、上側シート面２１６が「第１のシート面」に、下側シート面２１７が「第２のシート面」に該当する。更に、オリフィス２２３が「第１の流量制御オリフィス」に該当する。
【００８５】
以上第２の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と同様に、高圧燃料によりボール２１５に働く上向き及び下向きの力がバランスし、力の均衡が保たれる。その結果、電歪アクチュエータ１２１の小型化、インジェクタ１００の小型化が実現できる。
【００８６】
また、高圧燃料を導入する２つの環状溝１２６ａ，１２８ａで変位拡大室１３０を挟み、一方をリリーフ弁２０４により僅かに低圧としたので、変位拡大室１３０の圧力を所望のコモンレール圧にほぼ等しく保つことができる。この場合、前記図１の構成（第１の実施の形態）とは異なり、小径ニードル１２８のクリアランスを大きくする必要がないので、燃料リーク量が低減できるといった利点を併せ持つ。
【００８７】
（第３の実施の形態）
本実施の形態におけるインジェクタは基本的に前記図７の構成を用い、変位拡大室１３０内をコモンレール圧とするための構成及びその周辺構造のみが相違する。本インジェクタについて、前記図７との相違点を拡大して示す図９を参照して説明する。
【００８８】
図９において、上側ボディ２０１には、駆動ピストン１２６を摺動可能に収容するピストンホルダ３０１と、小径ニードル１２８を摺動可能に収容するニードルホルダ３０２とが配設されている。これら各ホルダ３０１，３０２は油密な状態で固定されている。なお、前記図７とは異なり、駆動ピストン１２６及び小径ニードル１２８は環状溝を持たない。
【００８９】
ニードルホルダ３０２には、高圧燃料通路３０３，１１１に連通する通路３０４が形成され、他方、ピストンホルダ３０１には、ニードルホルダ３０２の前記通路３０４に連通する通路３０５が形成されている。ニードルホルダ３０２の通路３０４の途中には、逆止弁として機能するチェック弁３０６が配設されている。
【００９０】
チェック弁３０６について詳しくは、図１０に示されるように、ニードルホルダ３０２に円錐シート面３０７が形成され、その円錐シート面３０７に対向して半球状の弁体３０８が配設されている。弁体３０８は、円錐シート面３０７とピストンホルダ３０１の下面との間で概ね１０μｍ上下動可能となっている。
【００９１】
従って、弁体３０８はその上側の平坦面が受圧面となって変位拡大室１３０の圧力を受け、変位拡大室１３０の圧力が通路３０４側の燃料圧（コモンレール圧）よりも低下すると、その燃料圧により弁体３０８が上方へ付勢される。よって、高圧燃料が円錐シート面３０７と弁体３０８との隙間を通って変位拡大室１３０内に導入される。また、駆動ピストン１２６の下方への移動に伴い、変位拡大室１３０の圧力が上昇した場合には、その上昇した燃料圧により弁体３０８が下方へ付勢され、弁体３０８の球面が円錐シート面３０７に着座しシール状態で保持される。これにより、変位拡大室１３０の圧力低下が防止される。
【００９２】
但し、チェック弁３０６としては、勿論、円錐シート面３０７及び半球状の弁体３０８からなる構成以外のものでも良い。例えば、通路３０４を閉じる位置と同通路３０４を開く位置との間で移動するプレート材を用いたチェック弁（逆止弁）であっても良い。
【００９３】
図９の説明に戻り、ピストンホルダ３０１及びニードルホルダ３０２には各々、駆動ピストン１２６及び小径ニードル１２８に平行に且つそれらを囲む位置に、複数個の高圧孔３１１，３１２が設けられている。各高圧孔３１１，３１２には図示しない高圧燃料通路を通じてコモンレール圧相当の高圧燃料が導入される。
【００９４】
要するに、変位拡大室１３０に導入される燃料は高圧であるので、それが原因で変位拡大室１３０の径が拡大し、駆動ピストン１２６及び小径ニードル１２８の外周クリアランスが拡張されるおそれがある。かかる場合、変位拡大室１３０と同じ高圧燃料を高圧孔３１１，３１２に導入することにより、駆動ピストン１２６及び小径ニードル１２８の外周クリアランス拡張が防止される。従って、変位拡大室１３０からの高圧燃料のリーク量が低減される。
【００９５】
なお、高圧燃料の導入路として、上記高圧孔３１１，３１２以外に、高圧燃料通路に連通する溝を設けても良く、こうした構成であっても同様の効果を発揮する。また、既述の図１や図７の構成においても高圧孔３１１，３１２のような構成を付加しても良い。
【００９６】
本第３の実施の形態では既述の効果以外に、次の効果を奏する。つまり、高圧燃料を導入する通路の途中に、変位拡大室１３０の内外の圧力差に応じて開閉するチェック弁３０６を設けたので、変位拡大室１３０の圧力を所望のコモンレール圧にほぼ等しく保つことができる。
【００９７】
また、変位拡大室１３０を囲むようにして、高圧孔３１１，３１２を複数箇所に設けたので、変位拡大室１３０からの高圧燃料のリークが防止される。それ故、変位拡大室１３０の圧力が不意に低下し、結果として小径ニードル１２８のリフト量が変化してしまうといった不都合が回避される。
【００９８】
なお本発明は、上記以外に次の形態にて具体化できる。
例えば図１の構成において、変位拡大室１３０を挟む駆動ピストン１２６と小径ニードル１２８のうち、小径ニードル１２８に環状溝１２８ａを形成すると共に同ニードル１２８の外周クリアランスを通じて高圧燃料を変位拡大室１３０に導入したが、それとは逆に、駆動ピストン１２６に環状溝を形成すると共に同ピストン１２６の外周クリアランスを通じて高圧燃料を変位拡大室１３０に導入する構成としても良い。
【００９９】
また、図７の構成において、駆動ピストン１２６の環状溝１２６ａにコモンレール圧相当の高圧燃料を導入すると共に、小径ニードル１２８の環状溝１２８ａにそれよりも僅かに低い高圧燃料を導入する、という構成にしても良い。
【０１００】
但し、仮に変位拡大室１３０内に気体（エア等）が混入した場合を想定すると、該混入したエアが高圧燃料と共に変位拡大室１３０から排出される構成であるのが望ましく、図１や図７の構成では、駆動ピストン１２６の外周クリアランスを通って高圧燃料が上方へ流出するので、エアが抜け易いと言える。
【０１０１】
上記実施の形態では、前記図１において、上側シート面１３４におけるボール１３３のシート面積（直径）と、下側シート面１３５におけるボール１３３のシート面積（直径）と、小径ニードル１２８の断面積（直径）とをほぼ一致させたが、このうち少なくとも、上側シート面１３４におけるボール１３３のシート面積（直径）と、小径ニードル１２８の断面積（直径）とだけをほぼ一致させる構成としても良い。かかる構成においても、既存の構成と比べて電歪アクチュエータの小型化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インジェクタの断面構造とコモンレール式燃料噴射装置の概要を示す構成図。
【図２】インジェクタの構成を拡大して示す断面図。
【図３】インジェクタの構成を拡大して示す断面図。
【図４】インジェクタの閉弁時及び開弁時における力のバランス状態を説明するための図。
【図５】インジェクタの動作を示すタイムチャート。
【図６】二方弁インジェクタと三方弁インジェクタとの違いを示す説明図。
【図７】第２の実施の形態においてインジェクタの構成を示す断面図。
【図８】第２の実施の形態においてインジェクタの要部を拡大して示す断面図。
【図９】第３の実施の形態においてインジェクタの要部を拡大して示す断面図。
【図１０】チェック弁の構成を詳しく示す断面図。
【符号の説明】
１０…コモンレール、１００…インジェクタ、１０１〜１０３…第１〜第３ボディ、１２１…電歪アクチュエータ、１２６…駆動ピストン、１２８…小径ニードル、１２８ａ…環状溝、１３２…ボール室、１３３…ボール、１３４…上側シート面、１３５…下側シート面、１３６…小径ピン、１３８…オリフィス、１４２…押圧ピン、１４３…圧縮コイルバネ、１４７…オリフィス、１５１…コマンドピストン、１５２…制御室、１６１…ノズルニードル、２００…インジェクタ、２０１…上側ボディ、２０２…下側ボディ、２０４…リリーフ弁、２１８…小径ピン、２１５…ボール、２１６…上側シート面、２１７…下側シート面、２２３…オリフィス、３０６…チェック弁、３１１，３１２…高圧孔。

Claims (9)

1. 電歪アクチュエータの伸長動作に伴い、インジェクタボディに摺動可能に配設されたピストン部材を介して弁体を移動させ、その弁体の移動により、コマンドピストンの背後に設けられた制御室の圧力を一時的に減圧してノズルニードルを開位置に移動させ、高圧燃料をエンジンに噴射供給するインジェクタであって、
   制御室に高圧燃料を導入すべく、制御室と低圧リーク側との間を遮断する第１のシート面に少なくとも高圧燃料により弁体を押圧する一方、制御室の圧力を減圧すべく、弁体を第１のシート面から離間させる方向に同じく高圧燃料によりピストン部材を押圧する構成とし、第１のシート面で弁体がシートされる部位の径とピストン部材の径とをほぼ一致させ、且つ、ピストン部材よりも径の大きな大径ピストンを当該ピストン部材に対向して設けると共に、その両部材の間に高圧燃料を導入するための燃料導入室を設け、電歪アクチュエータの伸長に伴い大径ピストンを変位させてその変位量を燃料導入室を介してピストン部材に伝える構成としたことを特徴とするインジェクタ。
2. 電歪アクチュエータの伸長に伴い弁体が移動した時に当該弁体を第２のシート面に当接させ、制御室への高圧燃料の導入を停止させるインジェクタであり、第２のシート面で弁体がシートされる部位の径とピストン部材の径とをほぼ一致させた請求項１に記載のインジェクタ。
3. 電歪アクチュエータの伸長方向とは逆向きに弁体又はピストン部材を付勢する付勢手段を備える請求項１又は２に記載のインジェクタ。
4. 電歪アクチュエータとピストン部材との間においてインジェクタボディに摺動可能に別のピストンを配設し、該別のピストンとピストン部材との間に、高圧燃料を導入する燃料導入室を設けると共にピストン部材又は別のピストンの何れか一方の外周面に高圧燃料の導入溝を設け、燃料導入室から導入溝までの間におけるピストン部材又は別のピストンの外周摺動面のクリアランスを、他側の外周摺動面のクリアランスよりも大きくした請求項１〜３の何れかに記載のインジェクタ。
5. 電歪アクチュエータとピストン部材との間においてインジェクタボディに摺動可能に別のピストンを配設し、該別のピストンとピストン部材との間に、高圧燃料を導入する燃料導入室を設けると共にピストン部材及び別のピストンの各々の外周面に高圧燃料の導入溝を設け、ピストン部材又は別のピストンの何れかの導入溝の燃料圧を、前記高圧燃料の圧力よりも僅かに低くした請求項１〜３の何れかに記載のインジェクタ。
6. 弁体とは逆側のピストン部材の端面に、高圧燃料を導入する燃料導入室を設けると共に、該燃料導入室への高圧燃料の導入通路の途中に、当該燃料導入室の内外の圧力差に応じて開閉するチェック弁を設けた請求項１〜３の何れかに記載のインジェクタ。
7. 請求項４〜６の何れかに記載のインジェクタにおいて、
   燃料導入室を囲むようにして、高圧燃料を導入する高圧導入路を複数箇所に設けたインジェクタ。
8. 制御室に通じる通路の途中に第１の流量制御オリフィスを設けると共に、弁体が第１のシート面から離れて制御室から高圧燃料がリークする通路の途中に第２の流量制御オリフィスを設けた請求項１〜７の何れかに記載のインジェクタ。
9. 高圧燃料を蓄えるためのコモンレールを備えるコモンレール式燃料噴射装置に適用され、コモンレールから前記制御室に高圧燃料を導入し、コモンレール圧相当の高圧燃料によりノズルニードルの開閉を行い、先端部に設けた噴孔から高圧燃料を噴射する請求項１〜８の何れかに記載のインジェクタ。

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