JP4842293B2 - Fuel injection valve - Google Patents

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JP4842293B2 JP2008096467A JP2008096467A JP4842293B2 JP 4842293 B2 JP4842293 B2 JP 4842293B2 JP 2008096467 A JP2008096467 A JP 2008096467A JP 2008096467 A JP2008096467 A JP 2008096467A JP 4842293 B2 JP4842293 B2 JP 4842293B2
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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

本発明は、燃料噴射弁に関する。   The present invention relates to a fuel injection valve.

従来、燃料噴射弁としては、例えば気筒内に燃料が直接噴射される内燃機関において、噴孔を開閉する「弁部材」としてのニードルと、ニードルを駆動する油圧力を調整する圧力制御室と、アクチュエータの変位を、油圧を介して伝達し、圧力制御室の圧力を増減する「油圧伝達部材」としてのピストンを備え、圧力制御室の圧力変化によりニードルをリフトさせて噴孔から高圧燃料を気筒内へ噴射するものがある(特許文献1等参照)。この種の燃料噴射弁は、上記ピストンの両軸端部には、それぞれ、圧力制御室に連通する第1燃料室と、第2燃料室とが形成されており、第2燃料室は、リーク燃料等の余剰燃料を燃料タンクに還流する低圧燃料通路に接続されている。   Conventionally, as a fuel injection valve, for example, in an internal combustion engine in which fuel is directly injected into a cylinder, a needle as a “valve member” that opens and closes an injection hole, a pressure control chamber that adjusts an oil pressure for driving the needle, A piston as a "hydraulic pressure transmission member" that transmits the displacement of the actuator via hydraulic pressure and increases or decreases the pressure in the pressure control chamber is provided. The needle is lifted by the pressure change in the pressure control chamber, and high pressure fuel is cylindered from the nozzle hole. Some of them are injected into the inside (see Patent Document 1). In this type of fuel injection valve, a first fuel chamber and a second fuel chamber communicating with the pressure control chamber are formed at both shaft end portions of the piston, respectively. It is connected to a low-pressure fuel passage for returning excess fuel such as fuel to the fuel tank.

このような燃料噴射弁の一種として特許文献1に開示の装置では、第2燃料室を、燃料噴射弁の上記噴孔に燃料噴射圧力相当の燃料を供給する高圧燃料通路に接続するようにしている。この技術は、アクチュエータの変位により圧力制御室を燃料噴射圧力より増圧させ、ニードルを開弁方向にリフトさせるという作動原理に基づいて噴射及び噴射停止が行なわれるのであるが、圧力制御室及び第1燃料室と、第2燃料室との差圧を小さくする。こうした差圧を小さくする作用により、圧力制御室及び第1燃料室から、第2燃料室への燃料漏れを抑制することが可能となるのである。   In the apparatus disclosed in Patent Document 1 as a kind of such fuel injection valve, the second fuel chamber is connected to a high-pressure fuel passage that supplies fuel corresponding to the fuel injection pressure to the nozzle hole of the fuel injection valve. Yes. In this technique, the pressure control chamber is increased from the fuel injection pressure by the displacement of the actuator, and the injection and injection stop are performed based on the operating principle of lifting the needle in the valve opening direction. The differential pressure between the first fuel chamber and the second fuel chamber is reduced. This action of reducing the differential pressure makes it possible to suppress fuel leakage from the pressure control chamber and the first fuel chamber to the second fuel chamber.

また、燃料噴射弁の別の一種として特許文献2に開示の装置では、上記ピストンの両軸端部、即ち第1燃料室側及び第2燃料室側の軸端部において外周の摺動部分において、環状の溝を設けている。この技術は、ピストンと、ピストンを摺動自在に保持する摺動孔との間のクリアランス(以下、摺動クリアランスという)の内部に入り込む燃料を、上記環状溝に保持するようにし、当該環状溝内の燃料により、ピストンの外周の摺動部と摺動孔との間に油膜を形成するようにしている。こうした油膜形成作用により、摩耗要因となる摺動抵抗が抑制され、摺動特性の保証が可能となる。
特開2006−214317 特開2004−225626
In addition, in the device disclosed in Patent Document 2 as another kind of fuel injection valve, both the shaft end portions of the piston, that is, the shaft end portions on the first fuel chamber side and the second fuel chamber side, in the outer sliding portion. An annular groove is provided. In this technique, fuel that enters the clearance between the piston and the sliding hole that holds the piston slidably (hereinafter referred to as sliding clearance) is held in the annular groove, and the annular groove An oil film is formed between the sliding portion on the outer periphery of the piston and the sliding hole by the fuel inside. By such an oil film forming action, the sliding resistance that becomes a cause of wear is suppressed, and the sliding characteristics can be guaranteed.
JP 2006-214317 A JP 2004-225626 A

さて、特許文献1、2に開示の装置を組み合わせることによれば、第1燃料室から第2燃料室への燃料漏れ抑制と摺動特性の保証とを両立させることができるはずである。しかしながら、本発明者らが鋭意研究を行なった結果、上記燃料漏れを抑制しようとすると、摺動抵抗の増大を招き、摺動特性を保証できなくなることが懸念されるとの知見が、得られたのである。以下、その理由を説明する。   By combining the devices disclosed in Patent Documents 1 and 2, it should be possible to achieve both fuel leakage suppression from the first fuel chamber to the second fuel chamber and guarantee of sliding characteristics. However, as a result of diligent research conducted by the present inventors, it has been found that there is a concern that, if an attempt is made to suppress the fuel leakage, there is a concern that the sliding resistance is increased and the sliding characteristics cannot be guaranteed. It was. The reason will be described below.

特許文献1に開示の装置では、燃料噴射弁の噴射時には、第1燃料室側の軸端部とは反対の軸端部において、第1燃料室を燃料噴射圧力より増圧する作用力、即ちアクチュエータの伸長力及び第2燃料室の燃料噴射圧力によって、ピストンを軸方向に押圧駆動する大きな力が作用する。このとき、ピストンは摺動孔に対して摺動クリアランスが形成されているが、第2燃料室への燃料噴射圧力相当の高圧燃料の導入によって、第1燃料室と第2燃料室の間の差圧を小さく形成するので、その間での燃料漏れが抑制されることになる。   In the device disclosed in Patent Document 1, when the fuel injection valve is injected, an acting force that increases the first fuel chamber from the fuel injection pressure at the shaft end opposite to the shaft end on the first fuel chamber side, that is, an actuator. A large force that presses and drives the piston in the axial direction is applied by the extension force and the fuel injection pressure in the second fuel chamber. At this time, the piston has a sliding clearance with respect to the sliding hole. By introducing high pressure fuel corresponding to the fuel injection pressure into the second fuel chamber, the piston is placed between the first fuel chamber and the second fuel chamber. Since the differential pressure is made small, fuel leakage during that period is suppressed.

しかしながら、上記大きな力がピストンに作用すると、摺動クリアランスの範囲で摺動孔に対して傾斜し、その結果、傾斜したピストンの軸方向端部のうち、摺動孔に押し当てられる部分で摺動摩擦力が大きくなるおそれがある。そのようなピストンの軸端部の外周の摺動部分に、特許文献2に開示の装置に準じて複数の環状溝を設けたとしても、上記軸端部の摺動部分のうち、先端側と環状溝との間の摺動区分、あるは環状溝間の摺動区分は、油膜切れを惹起するおそれがあるのである。この場合、ピストンの摺動部と摺動孔が相対移動すると、上記摺動区分には常に燃料が導かれるわけではないため、油膜形成が困難となり、摺動特性が損なわれてしまうのである。   However, when the above large force acts on the piston, it tilts with respect to the sliding hole in the range of the sliding clearance, and as a result, it slides at the portion of the tilted axial end of the piston that is pressed against the sliding hole. The dynamic friction force may increase. Even if a plurality of annular grooves are provided in the sliding portion on the outer periphery of the shaft end portion of such a piston according to the device disclosed in Patent Document 2, the tip end side of the sliding portion of the shaft end portion The sliding section between the annular grooves or the sliding section between the annular grooves may cause oil film breakage. In this case, if the sliding portion of the piston and the sliding hole move relative to each other, the fuel is not always guided to the sliding section, so that it is difficult to form an oil film and the sliding characteristics are impaired.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、第1燃料室から第2燃料室への燃料漏れ抑制と摺動特性の保証とを両立させる燃料噴射弁を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a fuel injection valve that achieves both fuel leakage suppression from the first fuel chamber to the second fuel chamber and guarantee of sliding characteristics. It is to provide.

本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を備える。   In order to achieve the above object, the present invention comprises the following technical means.

即ち、請求項1乃至に記載の発明では、噴孔を開閉する弁部材と、弁部材の反噴孔側の軸端部に、開弁方向の圧力を作用させる圧力制御室と、噴孔から噴射する燃料を、噴孔に供給する高圧燃料通路と、を有し、圧力制御室の圧力を、高圧燃料通路の燃料圧力より増圧することで燃料を噴射する燃料噴射弁であって、
通電により変位を発生するアクチュエータと、アクチュエータの変位を、油圧を介して伝達し、圧力制御室の圧力を増減するピストンと、アクチュエータ、ピストン、及び少なくとも弁部材の反噴孔側の軸端部を収容するハウジングと、を有しており、
ピストンは、ハウジングの内周に摺動可能に支持され、ピストンの両軸方向端部のうちの一方の軸方向端部は、一方の軸方向端部とハウジングの内周とで形成され、圧力制御室に連通する第1燃料室が設けられると共に、他方の軸方向端部はアクチュエータと協働し、他方の軸方向端部とハウジングの内周とで形成される第2燃料室が設けられ、
両軸方向端部のうちの少なくとも特定軸方向端部は、内周に摺動する摺動部において、摺動部の周方向の複数箇所に形成される溝部であって、軸方向に傾斜して当該傾斜方向に延び、かつ第1燃料室及び第2燃料室のうち特定軸方向端部に接する特定燃料室に連通する溝部を備え、隣接する傾斜方向の延びる溝部同士は、方向に間隔を置いて配置されると共に、方向に互いに重なっており、ハウジングの内周は、ピストンの摺動部を摺動可能に支持し、かつ第1燃料室、及び第2燃料室を区画する摺動孔を有し、アクチュエータに協働するピストンは、摺動孔に支持される大径軸部と、大径軸部より小径の小径軸部であって、アクチュエータに一体的に連動する小径軸部を備えており、小径軸部は大径軸部に当接可能に構成されると共に、大径軸部は、両軸方向端部において摺動部に溝部が形成されていることを特徴とする。
That is, according to the first to fifth aspects of the present invention, the valve member that opens and closes the nozzle hole, the pressure control chamber that applies the pressure in the valve opening direction to the shaft end of the valve member on the side opposite to the nozzle hole, and the nozzle hole A fuel injection valve for injecting fuel by increasing the pressure of the pressure control chamber from the fuel pressure of the high pressure fuel passage,
An actuator that generates displacement by energization, a piston that transmits the displacement of the actuator via hydraulic pressure, and increases or decreases the pressure in the pressure control chamber, and the shaft end of the actuator, the piston, and at least the valve member on the side opposite to the injection hole A housing for housing,
The piston is slidably supported on the inner periphery of the housing, and one axial end of both axial ends of the piston is formed by one axial end and the inner periphery of the housing. A first fuel chamber communicating with the control chamber is provided, and the other axial end portion cooperates with the actuator, and a second fuel chamber formed by the other axial end portion and the inner periphery of the housing is provided. ,
At least a specific axial end portion of both axial end portions is a groove portion formed at a plurality of locations in the circumferential direction of the sliding portion and is inclined in the axial direction in the sliding portion sliding on the inner periphery. A groove portion that extends in the inclined direction and communicates with a specific fuel chamber that is in contact with the end portion in the specific axial direction of the first fuel chamber and the second fuel chamber, and adjacent groove portions extending in the inclined direction are spaced apart in the circumferential direction. while being spaced overlaps each other in the axial direction, the inner periphery of the housing, the sliding portion of the piston slidably supports, and defining the first fuel chamber, and a second fuel chamber slides The piston that has a moving hole and cooperates with the actuator is a large-diameter shaft portion that is supported by the sliding hole, and a small-diameter shaft portion that is smaller in diameter than the large-diameter shaft portion and that is integrally linked to the actuator. The small diameter shaft portion is configured to be able to contact the large diameter shaft portion and Large-diameter shaft portion, characterized in that the groove in the sliding portion at both axial ends are formed.

かかる発明では、アクチュエータの変位を受けてピストンは、圧力制御室の圧力を増減するためにハウジングの内周を摺動移動することになるが、
ピストンの軸方向端部において内周に摺動可能に支持される摺動部には、軸方向に傾斜してその傾斜方向に延びると共に、当該軸方向端部に接する特定燃料室に連通する溝部が、周方向の複数箇所に設けられる構成(以下、第1構成)としている。そのように構成することにより、周方向の複数箇所に設けられる溝部には、常に油膜を形成するための燃料が軸方向端部に接している燃料室から供給される。したがって、ピストンが如何なる摺動状態にあろうとも、ピストンの軸方向端部の摺動部に形成される溝部には、油膜を形成するための燃料が、途切れることなく供給されて、常に保持される。
In this invention, the piston slides on the inner periphery of the housing in order to increase or decrease the pressure in the pressure control chamber in response to the displacement of the actuator.
The sliding portion supported so as to be slidable on the inner periphery at the axial end portion of the piston has a groove portion that inclines in the axial direction and extends in the inclined direction, and communicates with a specific fuel chamber in contact with the axial end portion. However, it is set as the structure (henceforth 1st structure) provided in the multiple places of the circumferential direction. With such a configuration, the fuel for forming the oil film is always supplied from the fuel chamber in contact with the end portion in the axial direction to the grooves provided at a plurality of locations in the circumferential direction. Therefore, regardless of the sliding state of the piston, the groove for forming the oil film is supplied to the groove formed in the sliding portion at the axial end of the piston without interruption, and is always held. The

しかも、上記第1構成に加えて、そのような隣接する溝部同士は、上記摺動部において方向に間隔を置いて配置されると共に、方向に互いに重なるという構成(以下、第2構成)とするので、隣接する両溝部において上述の如く常に保持される燃料を、ピストンの摺動移動に際して、溝部間に挟まれる摺動区分へ軸方向及び周方向の双方から導くようにすることができる。
さらに、小径軸部を大径軸部に当接可能にすると共に、そのような大径軸部は、両軸方向端部において摺動部に溝部を設ける構成とすることで、小径軸部が大径軸部のいずれの箇所で当接し、その結果、大径軸部の両軸方向端部の摺動部が摺動孔との間の摺動クリアランスの範囲で傾きを生じて、両軸方向端部の摺動部が摺動孔に押し当てる場合があったとしても、溝部によって摺動摩擦力が抑制され、ひいては摺動特性の保証が容易にできるようになるのである。
Moreover, in addition to the first configuration, the adjacent groove portions are arranged at intervals in the circumferential direction in the sliding portion and overlap each other in the axial direction (hereinafter, second configuration). Therefore, the fuel that is always held in the adjacent groove portions as described above can be guided from both the axial direction and the circumferential direction to the sliding section sandwiched between the groove portions during the sliding movement of the piston. .
Further, the small-diameter shaft portion can be brought into contact with the large-diameter shaft portion, and such a large-diameter shaft portion has a configuration in which a groove portion is provided in the sliding portion at both axial end portions so that the small-diameter shaft portion is As a result, the sliding part at both ends in the axial direction of the large-diameter shaft part is inclined in the range of the sliding clearance with the sliding hole. Even if the sliding portion at the end of the direction is pressed against the sliding hole, the sliding frictional force is suppressed by the groove, and as a result, the sliding characteristics can be easily guaranteed.

以上の構成の請求項1に記載の発明によれば、ピストンにおいて第1燃料室から第2燃料室への燃料漏れ抑制と摺動特性の保証とを両立させる燃料噴射弁を得ることができる。   According to the first aspect of the present invention configured as described above, it is possible to obtain a fuel injection valve that achieves both the suppression of fuel leakage from the first fuel chamber to the second fuel chamber and the guarantee of sliding characteristics in the piston.

また、請求項2に記載の発明では、複数の溝部のうち、特定の群の溝部は、一体的に接続され、かつ螺旋状を呈する螺旋状溝を構成していることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is characterized in that, among the plurality of groove portions, a specific group of groove portions are integrally connected and constitute a spiral groove.

このような構成によると、特定の群の溝部が一体となって螺旋状の螺旋状溝に形成されることになる。故に、溝部の傾斜方向に延びる延在範囲、言い換えると溝部が形成される周方向範囲が限定され、そのような溝部を複数個形成する場合に比べて、優れた生産性を有する燃料噴射弁を得ることができる。   According to such a configuration, a specific group of groove portions are integrally formed into a spiral groove. Therefore, the extension range extending in the inclination direction of the groove portion, in other words, the circumferential range in which the groove portion is formed is limited, and the fuel injection valve having excellent productivity compared with the case where a plurality of such groove portions are formed. Obtainable.

また、請求項3に記載の発明では、複数の溝部の全てが、一体的に接続されていることを特徴とする。   Further, the invention according to claim 3 is characterized in that all of the plurality of grooves are integrally connected.

このような構成によると、複数の溝部の全てが一体となった螺旋状の螺旋状溝に形成されることになる。それ故に、優れた生産性を有する燃料噴射弁を確実に供することができる。   According to such a configuration, all of the plurality of groove portions are formed in a spiral spiral groove. Therefore, it is possible to reliably provide a fuel injection valve having excellent productivity.

また、請求項4に記載の発明の如く、摺動部は、溝部において特定燃料室とは反対端に、環状を呈し、かつ溝部に連通する環状溝が設けられていることが好ましい。   According to a fourth aspect of the present invention, it is preferable that the sliding portion is provided with an annular groove that is annular and communicates with the groove portion at the opposite end of the groove portion from the specific fuel chamber.

かかる発明では、周方向の複数箇所に溝部が設けつつ、当該隣接する溝部同士を、方向に間隔を置いて配置すると共に、方向に互いに重なる構成としているので、溝部に保持される燃料の燃料圧によって、ピストンの軸方向端部の全周方向にわたって実質的に均圧し、ひいてはこの均圧作用により、ピストンの上記内周に対する調心機能を果たすことが可能となる。 In this invention, while the groove portions are provided at a plurality of locations in the circumferential direction, the adjacent groove portions are arranged at intervals in the circumferential direction and overlap each other in the axial direction. By the fuel pressure, the pressure is substantially equalized over the entire circumferential direction of the axial end portion of the piston, and by this pressure equalizing action, it is possible to perform the aligning function with respect to the inner circumference of the piston.

しかも、上記構成に加えて、溝部において上記燃料室とは反対端に、溝部に連通する環状溝を設けるという構成とする。それ故に、溝部を介して常に上記燃料室の燃料が導入される環状溝により、溝部及び環状溝は、ピストンの上記内周に対する調心機能を効果的に果たすことができる。   Moreover, in addition to the above configuration, an annular groove communicating with the groove portion is provided at the opposite end of the groove portion from the fuel chamber. Therefore, the groove portion and the annular groove can effectively perform the alignment function with respect to the inner circumference of the piston by the annular groove into which the fuel in the fuel chamber is always introduced through the groove portion.

また、請求項に記載の発明では、アクチュエータがピエゾアクチュエータであることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is characterized in that the actuator is a piezoelectric actuator.

変位を発生する部材としては、ピエゾ素子を用いたピエゾアクチュエータのように、駆動のための発生力が大きく、かつ応答性が比較的優れるアクチュエータを用いる請求項に記載の装置に適用する場合であっても、ピストンにおいて第1燃料室から第2燃料室への燃料漏れ抑制と摺動特性の保証とを効果的に両立させる装置(燃料噴射弁)を得ることができる。 The case of applying to the apparatus according to claim 5 , wherein the member that generates the displacement is an actuator that generates a large force for driving and has a relatively excellent response, such as a piezo actuator using a piezo element. Even if it exists, the apparatus (fuel injection valve) which balances effectively the fuel leakage suppression from a 1st fuel chamber to a 2nd fuel chamber and the guarantee of a sliding characteristic in a piston can be obtained.

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符合を付すことにより、重複する説明を省略する。   Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the overlapping description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol to the component corresponding in each embodiment.

(第1実施形態)
図1、図2は、本実施形態による燃料噴射弁を示している。本発明の燃料噴射弁1は、例えばディーゼルエンジンまたは筒内噴射式火花点火内燃機関の気筒内へ直接的に燃料を噴射するものであり、図示しない各気筒共通の蓄圧容器としてのコモンレールから分配供給される高圧燃料を噴射する。なお、本実施形態による燃料噴射弁は、上記気筒内以外の例えば吸気ポートへ燃料を噴射するものにも使用可能である。
(First embodiment)
1 and 2 show a fuel injection valve according to the present embodiment. The fuel injection valve 1 of the present invention directly injects fuel into a cylinder of, for example, a diesel engine or an in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine, and is distributed and supplied from a common rail as a pressure accumulating container common to each cylinder (not shown). High pressure fuel is injected. Note that the fuel injection valve according to the present embodiment can also be used for fuel injection other than in the cylinder, for example, into the intake port.

図1に示すように、燃料噴射弁1は、ハウジング2と、ハウジング2内に収容される燃料噴射弁の構成要素としてのアクチュエータ3、ピストン10、ピストン10の両軸方向端部11に設けられる「第1燃料室」としてのピストン室32、「第2燃料室」としての中間室31、噴孔25を開閉する「弁部材」としてのニードル50、及び圧力制御室35とを備えている。   As shown in FIG. 1, the fuel injection valve 1 is provided at a housing 2, an actuator 3 as a component of the fuel injection valve housed in the housing 2, a piston 10, and both axial ends 11 of the piston 10. A piston chamber 32 as a “first fuel chamber”, an intermediate chamber 31 as a “second fuel chamber”, a needle 50 as a “valve member” for opening and closing the injection hole 25, and a pressure control chamber 35 are provided.

ハウジング1の先端部には略円筒状のサック部24が形成され、サック部24に連通しハウジング1の外壁を貫通する複数の噴孔25が形成されている。詳しくは上記先端部には、第2内周22の先端側のサック部24とハウジングの外壁とが貫通する噴孔25が複数個形成されている。   A substantially cylindrical sack portion 24 is formed at the distal end portion of the housing 1, and a plurality of injection holes 25 communicating with the sack portion 24 and penetrating the outer wall of the housing 1 are formed. Specifically, a plurality of injection holes 25 through which the sac portion 24 on the distal end side of the second inner periphery 22 and the outer wall of the housing pass are formed in the distal end portion.

第2内周22はニードル50を軸方向に移動可能に収容するものであり、燃料上流側に向かって、サック部24、弁座部23、収容孔22a、ガイド孔22b、及び摺動面22cが形成されている。弁座部23は、収容孔22aの下端から内側に向かって環状を呈する例えば円錐状の内壁面に形成されており、ニードル50のシート部51が着座及び離座する。収容孔22aは、その内周面がニードル50の外周面との間に高圧燃料が流通る燃料隙間(以下、高圧燃料隙間通路)42が形成されており、コモンレールから燃料噴射圧力相当(以下、単にコモンレール圧という)の高圧燃料が供給される高圧燃料通路41が接続されている。ガイド孔22bは、ニードル50を摺動可能にするものであり、ニードル50のガイド部50cを外側から摺動可能に支持する。摺動面22cはニードル50の大径基部50dを摺動可能に支持しており、ニードル50の両軸端部にそれぞれ背圧室34、及び圧力制御室35を形成するものである。   The second inner periphery 22 accommodates the needle 50 so as to be movable in the axial direction, and toward the upstream side of the fuel, the sac portion 24, the valve seat portion 23, the accommodation hole 22a, the guide hole 22b, and the sliding surface 22c. Is formed. The valve seat portion 23 is formed on, for example, a conical inner wall surface having an annular shape from the lower end of the accommodation hole 22a toward the inside, and the seat portion 51 of the needle 50 is seated and separated. The accommodation hole 22a is formed with a fuel gap (hereinafter referred to as a high pressure fuel gap passage) 42 through which high pressure fuel flows between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the needle 50, and is equivalent to the fuel injection pressure (hereinafter referred to as the fuel injection pressure). A high pressure fuel passage 41 to which high pressure fuel (simply referred to as common rail pressure) is supplied is connected. The guide hole 22b enables the needle 50 to slide, and supports the guide portion 50c of the needle 50 so as to be slidable from the outside. The sliding surface 22c slidably supports the large-diameter base portion 50d of the needle 50, and forms a back pressure chamber 34 and a pressure control chamber 35 at both shaft end portions of the needle 50, respectively.

ニードル50は、先端部50a、軸部50b、ガイド部50c、及び大径基部50dを備えている。先端部50aは略円錐状に形成され、弁座部23に着座及び離座するシート部51を有しており、シート部51が弁座部23に着座及び離座することにより、噴孔25への燃料の流通及び遮断をする。軸部50bは略棒状を呈し、収容孔22aとの間で高圧燃料隙間42が形成されており、先端部50a及び弁座部23の離座により形成される隙間通路と共に、高圧燃料通路を構成する。ガイド部50cは軸部50bにおいて先端部50aの反対端に接続されており、ガイド孔22bに摺動可能に外側から支持されている。   The needle 50 includes a distal end portion 50a, a shaft portion 50b, a guide portion 50c, and a large diameter base portion 50d. The distal end portion 50a is formed in a substantially conical shape, and has a seat portion 51 that is seated on and separated from the valve seat portion 23. The seat portion 51 is seated on and separated from the valve seat portion 23, whereby the nozzle hole 25 is formed. Distribute and shut off the fuel to and from. The shaft portion 50b is substantially rod-shaped, and a high-pressure fuel gap 42 is formed between the shaft hole 50a and the high-pressure fuel passage together with the gap passage formed by separating the tip portion 50a and the valve seat portion 23. To do. The guide portion 50c is connected to the opposite end of the tip portion 50a in the shaft portion 50b, and is supported from the outside so as to be slidable in the guide hole 22b.

大径基部50dは、摺動孔22cに摺動可能に配置され、ニードル50の両軸端部にそれぞれ背圧室34、及び圧力制御室35を配置している。大径基部50dの直径は、大径基部50dより先端側の先端部50a及びガイド部50cに比べて大きな直径に形成され、ガイド部50bの直径は先端部50aより大きな直径に形成されている。なお、これに限らず、ガイド部50bの直径を先端部50aと同径としてもよい。   The large-diameter base 50d is slidably disposed in the sliding hole 22c, and a back pressure chamber 34 and a pressure control chamber 35 are disposed at both shaft ends of the needle 50, respectively. The diameter of the large-diameter base portion 50d is formed to be larger than the tip portion 50a and the guide portion 50c on the tip side from the large-diameter base portion 50d, and the diameter of the guide portion 50b is formed to be larger than that of the tip portion 50a. However, the diameter of the guide portion 50b may be the same as that of the tip portion 50a.

ニードル50の背圧室34側の軸端部には、背圧室34内に、ニードルスプリング69が設けられており、ニードルスプリング69はニードル50を閉弁方向に付勢する。   A needle spring 69 is provided in the back pressure chamber 34 at the shaft end of the needle 50 on the back pressure chamber 34 side, and the needle spring 69 biases the needle 50 in the valve closing direction.

ハウジング2の第1内周21には、アクチュエータ3、スプリング4、ピストン10、中間室31、及びピストン室32が収容されており、燃料下流側に向かって、収納孔21a、ガイド孔21b、及び摺動孔21cが形成されている。   The first inner periphery 21 of the housing 2 accommodates the actuator 3, the spring 4, the piston 10, the intermediate chamber 31, and the piston chamber 32. The housing hole 21a, the guide hole 21b, and the piston chamber 32 are arranged toward the fuel downstream side. A sliding hole 21c is formed.

収納孔21aには、アクチュエータ3及びスプリング4を気密に収容し、アクチュエータ室5を形成している。ガイド孔21bは、収納孔21a及び摺動孔21cの両者の間に、両者に接続して形成され、ピストン10の小径軸部10bを、移動可能に外側から支持する。   In the housing hole 21a, the actuator 3 and the spring 4 are housed in an airtight manner, and an actuator chamber 5 is formed. The guide hole 21b is formed between both the accommodation hole 21a and the sliding hole 21c so as to be connected to both, and supports the small-diameter shaft portion 10b of the piston 10 from the outside in a movable manner.

摺動孔21cは、ピストン50の大径軸部50aを摺動可能に支持しており、ピストン50の大径軸部50aの両軸端部にそれぞれ中間室31、及びピストン室32を形成するものである。   The sliding hole 21c slidably supports the large-diameter shaft portion 50a of the piston 50, and forms an intermediate chamber 31 and a piston chamber 32 at both shaft ends of the large-diameter shaft portion 50a of the piston 50, respectively. Is.

アクチュエータ3は、例えばピエゾアクチュエータであり、PZT等の圧電セラミック層と電極層とを交互に積層したものである。電極層にはリード線が接続され、図示しない駆動回路にて充放電することにより、アクチュエータ3は積層方向(図中の軸方向)に伸縮する。アクチュエータ室5内には、ピストン10の小径軸部10bをアクチュエータ3側に付勢するスプリング4が配置されている。   The actuator 3 is, for example, a piezo actuator, and is formed by alternately stacking piezoelectric ceramic layers such as PZT and electrode layers. Lead wires are connected to the electrode layers, and the actuator 3 expands and contracts in the stacking direction (the axial direction in the figure) by charging and discharging with a drive circuit (not shown). In the actuator chamber 5, a spring 4 that urges the small-diameter shaft portion 10b of the piston 10 toward the actuator 3 is disposed.

背圧室34と圧力制御室35はニードル50の大径基部50dによって分離されており、背圧室34は高圧燃料通路41に接続され、高圧燃料通路41に常時連通すると共に、圧力制御室35は増圧燃料通路43に接続され、増圧燃料通路43を介してピストン室32に常時連通する。   The back pressure chamber 34 and the pressure control chamber 35 are separated by a large-diameter base 50d of the needle 50. The back pressure chamber 34 is connected to the high pressure fuel passage 41 and is always in communication with the high pressure fuel passage 41, and the pressure control chamber 35. Is connected to the pressure-increasing fuel passage 43 and always communicates with the piston chamber 32 through the pressure-increasing fuel passage 43.

また、中間室31とピストン室32はピストン10の大径軸部10aによって分離されており、中間室31は高圧燃料通路41に接続され、高圧燃料通路41に常時連通する。また、ピストン室32は増圧燃料通路43に接続されていると共に、逆止弁60を介して高圧燃料通路41に接続されている。逆止弁60は、ピストン室32から高圧燃料通路41への燃料流通を制限するものであり、ピストン室32に常時連通する逆止弁室33に球状の弁体を有して、ピストン室32内の圧力が高圧燃料通路41内の圧力より高く、即ち増圧される状態においてはピストン室32と高圧燃料通路41との連通を停止する。   The intermediate chamber 31 and the piston chamber 32 are separated by the large-diameter shaft portion 10 a of the piston 10, and the intermediate chamber 31 is connected to the high pressure fuel passage 41 and is always in communication with the high pressure fuel passage 41. The piston chamber 32 is connected to the pressure-increasing fuel passage 43 and is connected to the high-pressure fuel passage 41 through a check valve 60. The check valve 60 restricts fuel flow from the piston chamber 32 to the high-pressure fuel passage 41. The check valve 60 has a spherical valve body in the check valve chamber 33 that is always in communication with the piston chamber 32. When the internal pressure is higher than the pressure in the high-pressure fuel passage 41, that is, in a state where the pressure is increased, the communication between the piston chamber 32 and the high-pressure fuel passage 41 is stopped.

圧力制御室35内の圧力はニードル50を開弁方向へ作用する押圧力として作用する。アクチュエータ3の通電時に、電圧の印加によりアクチュエータ3を伸長させると、ピストン10の図中の軸方向下方へ移動する。ピストン室32はピストン10の図中の軸方向下方への移動により、ピストン室32内の燃料容積が縮小(減少)する。そして、そのようなピストン50はピストン室32の逆止弁60を閉弁しつつ、ピストン室32、増圧燃料通路43、及び圧力制御室35内の燃料圧力を増圧する。   The pressure in the pressure control chamber 35 acts as a pressing force that acts on the needle 50 in the valve opening direction. When the actuator 3 is extended by applying a voltage when the actuator 3 is energized, the piston 10 moves downward in the axial direction in the figure. In the piston chamber 32, the fuel volume in the piston chamber 32 is reduced (decreased) by the downward movement of the piston 10 in the axial direction in the drawing. Such a piston 50 increases the fuel pressure in the piston chamber 32, the pressure-increasing fuel passage 43, and the pressure control chamber 35 while closing the check valve 60 in the piston chamber 32.

ニードル50には、上記圧力制御室35内の燃料圧力による作用力(以下、第1開弁方向力)、及び高圧燃料隙間通路42内の燃料圧力がニードル50の開弁方向に作用し、当該作用力(以下、第2開弁方向力)の総和による開弁方向作用力と、背圧室34内の燃料圧力による作用力(以下、第1閉弁方向力)、及びニードルスプリング69による作用力(以下、第2閉弁方向力)の総和による閉弁方向作用力とが作用する。   An acting force (hereinafter referred to as a first valve opening direction force) due to the fuel pressure in the pressure control chamber 35 and a fuel pressure in the high pressure fuel gap passage 42 act on the needle 50 in the valve opening direction of the needle 50. The valve opening direction acting force based on the sum of the acting forces (hereinafter referred to as the second valve opening direction force), the action force due to the fuel pressure in the back pressure chamber 34 (hereinafter referred to as the first valve closing direction force), and the action by the needle spring 69. A valve closing direction acting force based on the sum of forces (hereinafter referred to as second valve closing direction force) acts.

上記アクチュエータ3の通電時に、そのような増圧作用により圧力制御室35内の燃料圧力がコモンレール圧より高められ、第1開弁方向力が増して上記開弁方向作用力が閉弁方向作用力より大きくなると、ニードル50が図中の軸方向上方へ押し上げられ(以下、「リフトする」という)、ニードル50のシート部51が弁座部23から離座する。シート部51が弁座部23から離座すると、高圧燃料通路41が噴孔25に連通し、噴孔25から燃料噴射が開始される。   When the actuator 3 is energized, the fuel pressure in the pressure control chamber 35 is increased from the common rail pressure by such a pressure increasing action, the first valve opening direction force is increased, and the valve opening direction acting force becomes the valve closing direction acting force. When it becomes larger, the needle 50 is pushed upward in the axial direction in the drawing (hereinafter referred to as “lifting”), and the seat portion 51 of the needle 50 is separated from the valve seat portion 23. When the seat portion 51 is separated from the valve seat portion 23, the high-pressure fuel passage 41 communicates with the injection hole 25 and fuel injection is started from the injection hole 25.

一方、アクチュエータ3の通電を停止すると、アクチュエータ3は収縮し、スプリング4の作用によりピストン10が図中の軸方向上方へ戻される。そのようなピストン10の移動によりピストン室32の燃料容積が増加する。その結果、ピストン室32及び圧力制御室35の燃料圧力が低下することになるが、ピストン室32に設置の逆止弁60の作用により、ピストン室32及び圧力制御室35の燃料圧力は、高圧燃料通路41のコモンレール圧より低下することはない。   On the other hand, when the energization of the actuator 3 is stopped, the actuator 3 contracts and the piston 10 is returned upward in the axial direction in the drawing by the action of the spring 4. Such movement of the piston 10 increases the fuel volume of the piston chamber 32. As a result, the fuel pressure in the piston chamber 32 and the pressure control chamber 35 decreases, but due to the action of the check valve 60 installed in the piston chamber 32, the fuel pressure in the piston chamber 32 and the pressure control chamber 35 is high. It does not drop below the common rail pressure in the fuel passage 41.

上記アクチュエータ3の通電停止時に、第1開弁方向力が減少して上記開弁方向作用力が閉弁方向作用力より小さくなると、シート部51が弁座部23から着座し、噴孔25から燃料噴射が停止される。   When the first valve opening direction force decreases and the valve opening direction acting force becomes smaller than the valve closing direction acting force when the actuator 3 is deenergized, the seat portion 51 is seated from the valve seat portion 23, and from the injection hole 25. Fuel injection is stopped.

以上、燃料噴射弁1の基本構成について説明した。以下、燃料噴射弁1の特徴的構成について説明する。   The basic configuration of the fuel injection valve 1 has been described above. Hereinafter, a characteristic configuration of the fuel injection valve 1 will be described.

(特徴的構成)
図1及び図2に示すように、ピストン10において大径軸部10aは、軸方向端部11と、軸方向端部11間を一体的に接続する本体部14とを備えており、軸方向端部11及び本体部14は、それぞれ、摺動孔21cに対して摺動する摺動端部12、摺動本体部15を有している。摺動端部12及び摺動本体部15は請求範囲に記載の摺動部に相当する。
(Characteristic configuration)
As shown in FIGS. 1 and 2, the large-diameter shaft portion 10 a of the piston 10 includes an axial end portion 11 and a body portion 14 that integrally connects the axial end portions 11. The end 11 and the main body 14 each have a sliding end 12 and a sliding main body 15 that slide with respect to the sliding hole 21c. The sliding end portion 12 and the sliding main body portion 15 correspond to the sliding portion described in the claims.

摺動端部12及び摺動本体部15は、図2に示すように、摺動孔21cに対して所定の隙間(以下、摺動クリアランスという)δを置いて配置されている。ピストン室32の燃料圧力は中間室31内のコモンレール圧以上の燃料圧力に保持されているので、摺動クリアランスδに入り込む燃料は、ピストン室32側の軸方向端部11から流入し、中間室31側へ流出する。   As shown in FIG. 2, the sliding end portion 12 and the sliding main body portion 15 are arranged with a predetermined gap (hereinafter referred to as sliding clearance) δ with respect to the sliding hole 21c. Since the fuel pressure in the piston chamber 32 is maintained at a fuel pressure equal to or higher than the common rail pressure in the intermediate chamber 31, the fuel entering the sliding clearance δ flows from the axial end 11 on the piston chamber 32 side, and the intermediate chamber It flows out to the 31 side.

図2に示すように、上記軸方向端部11の摺動端部12には、軸方向に傾斜した溝部13aが設けられ、その溝部13aは、摺動端部12の周方向に沿って複数箇所に配置されている。溝部13aは、傾斜した溝部13aの傾斜方向(以下、単に「延在方向」という)に延び、かつ溝部13aの延在方向の開口部が、軸方向端部11に接する燃料室31、32に連通している。   As shown in FIG. 2, the sliding end portion 12 of the axial end portion 11 is provided with a groove portion 13 a inclined in the axial direction, and a plurality of groove portions 13 a are provided along the circumferential direction of the sliding end portion 12. It is arranged at the place. The groove portion 13 a extends in the inclined direction of the inclined groove portion 13 a (hereinafter simply referred to as “extending direction”), and the opening portion in the extending direction of the groove portion 13 a is in the fuel chambers 31 and 32 in contact with the axial end portion 11. Communicate.

なお、ここで、第1内周21と第2内周22は請求範囲に記載の内周に相当する。   Here, the first inner periphery 21 and the second inner periphery 22 correspond to the inner periphery described in the claims.

かかる本発明の実施形態では、アクチュエータ3の変位を受けてピストン10は、圧力制御室35の圧力を増減するためにハウジング2の第1内周21を摺動移動することになるのだが、ピストン10の軸方向端部11において第1内周21即ち摺動孔21cに摺動可能に支持される摺動端部12には、軸方向に傾斜してその傾斜方向に延びると共に、当該軸方向端部11に接する燃料室31、32に連通する溝部13aが設けられ、かつ周方向の複数箇所に設けられるという構成(以下、第1構成)としている。   In the embodiment of the present invention, the piston 10 slides on the first inner periphery 21 of the housing 2 in order to increase or decrease the pressure in the pressure control chamber 35 in response to the displacement of the actuator 3. The sliding end portion 12 slidably supported by the first inner periphery 21, that is, the sliding hole 21 c at the axial end portion 10, is inclined in the axial direction and extends in the inclined direction. A groove portion 13a communicating with the fuel chambers 31 and 32 in contact with the end portion 11 is provided and provided at a plurality of locations in the circumferential direction (hereinafter referred to as a first configuration).

そのように構成することにより、周方向の複数箇所に設けられる溝部13aには、油膜を形成するための燃料が燃料室31、32から、常に供給されることになる。したがって、ピストン10が如何なる摺動状態(例えば素早いピストン移動による摺動状態)にあろうとも、ピストン10の摺動端部12に形成される溝部13aには、油膜を形成するための燃料が、途切れることなく供給されて、常に保持されるのである。   With such a configuration, fuel for forming an oil film is always supplied from the fuel chambers 31 and 32 to the grooves 13a provided at a plurality of locations in the circumferential direction. Therefore, no matter what the sliding state of the piston 10 (for example, the sliding state by quick piston movement), the fuel for forming the oil film is formed in the groove portion 13a formed in the sliding end portion 12 of the piston 10. It is supplied without interruption and is always maintained.

さらに、周方向において隣接する溝部13a同士は、方向に間隔を置いて配置されると共に、方向に互いに重なる部分(以下、ラップ部分という)Lが存在する。言い換えると、本実施形態では、上記第1構成に加えて、上記隣接する溝部13a同士は、上記摺動端部12において方向に間隔を置いて配置されると共に、方向に互いに上記ラップ部分Lで重なるという構成(以下、第2構成)とするので、隣接する両溝部13aにおいて上述の如く常に保持される燃料を、ピストン10の摺動移動に際して、溝部13a間に挟まれる摺動区分へ軸方向及び周方向の双方から導くようにすることができる。 Further, the adjacent groove portions 13a in the circumferential direction are arranged at intervals in the circumferential direction, and there are portions L (hereinafter referred to as wrap portions) L that overlap each other in the axial direction. In other words, in the present embodiment, in addition to the first configuration, the adjacent groove portions 13a are arranged at intervals in the circumferential direction at the sliding end portion 12 and are also mutually overlapped in the axial direction. Since it is configured to overlap with L (hereinafter referred to as the second configuration), the fuel that is always held in the adjacent groove portions 13a as described above is divided into sliding sections that are sandwiched between the groove portions 13a during the sliding movement of the piston 10. It can be derived from both the axial direction and the circumferential direction.

以上の第1及び第2構成にすることにより、ピストン10において摺動孔21cに対するピストン室32から中間室31への燃料漏れ抑制と、ピストン10の摺動部12、15及び摺動孔21c間での摺動特性の保証とを両立させる燃料噴射弁を得ることができる。   With the first and second configurations described above, in the piston 10, fuel leakage from the piston chamber 32 to the intermediate chamber 31 with respect to the sliding hole 21c is suppressed, and between the sliding portions 12 and 15 of the piston 10 and the sliding hole 21c. It is possible to obtain a fuel injection valve that achieves both the sliding characteristic guarantee at the same time.

なお、発明者は、図3による実験により摺動特性が損なわれず、摺動特性の保証が確保できることを検証した。図3(b)は摺動特性を評価する試験装置を示しており、ピストン10及びハウジング2を模擬した擬似ピストン110及び擬似ハウジング102を用い、図3(a)の特性図に示す摺動摩擦力(以下、単に「摺動力」という)Pと負荷荷重(以下、荷重)Fとを計測した。燃料に相当する潤滑油を、擬似ピストン110の摺動部、及び擬似ハウジング102の内周に塗布し、擬似ピストン110を擬似ハウジング102内に挿入した。ピストン10において小径端部10bに対し軸方向に直交する方向に荷重Fを加え、当該荷重Fをパラメータとして変更したときの荷重値Fにて、図中の摺動力Pを計測する計測器を用い、当該荷重値Fに対応する摺動力Pを計測したものである。これによると、図3(a)の実線の特性に示すように、本発明の実施形態による装置では、従来技術による装置に比べて、いずれの摺動条件(荷重Fをパラメータ)であっても、ピストン10の摺動力Pを低減でき、目標(所望とする摺動特性を保証することが可能となる。   In addition, the inventor verified that the sliding characteristics were not impaired by the experiment shown in FIG. FIG. 3B shows a test apparatus for evaluating the sliding characteristics. The sliding frictional force shown in the characteristic diagram of FIG. 3A is obtained by using the pseudo piston 110 and the pseudo housing 102 simulating the piston 10 and the housing 2. P (hereinafter simply referred to as “sliding force”) P and load load (hereinafter referred to as load) F were measured. Lubricating oil corresponding to fuel was applied to the sliding portion of the pseudo piston 110 and the inner periphery of the pseudo housing 102, and the pseudo piston 110 was inserted into the pseudo housing 102. In the piston 10, a load F is applied in a direction perpendicular to the axial direction with respect to the small diameter end portion 10b, and a measuring instrument that measures the sliding force P in the figure with the load value F when the load F is changed as a parameter is used. The sliding force P corresponding to the load value F is measured. According to this, as shown by the characteristic of the solid line in FIG. 3A, the apparatus according to the embodiment of the present invention has any sliding condition (the load F is a parameter) as compared with the apparatus according to the prior art. The sliding force P of the piston 10 can be reduced, and the target (desired sliding characteristics can be guaranteed).

上記第1及び第2構成によると、更に以下の作用効果も得ることが可能となる。即ち、周方向の複数箇所に溝部13aが設けつつ、当該隣接する溝部13a同士を、方向に間隔を置いて配置すると共に、方向に互いに重なる構成とする。言い換えると、周方向において溝部13aのいずれかが全周にわたって配置されていることになる。故に、溝部13aに保持される燃料の燃料圧によって、ピストン10の大径軸部10aの軸方向端部11の全周方向にわたって実質的に均圧し、ひいてはこの均圧作用により、ピストン10の摺動孔21cに対する調心機能を果たすことが可能となる。 According to the first and second configurations, the following effects can be obtained. In other words, while the groove portions 13a are provided at a plurality of locations in the circumferential direction, the adjacent groove portions 13a are arranged at intervals in the circumferential direction and overlap each other in the axial direction. In other words, any of the groove portions 13a is arranged over the entire circumference in the circumferential direction. Therefore, the fuel pressure of the fuel held in the groove portion 13a substantially equalizes the pressure around the entire circumferential direction of the axial end portion 11 of the large-diameter shaft portion 10a of the piston 10, and as a result, the pressure-sliding action of the piston 10 occurs. It is possible to fulfill the alignment function for the moving hole 21c.

上記第1及び第2構成によりピストン10の摺動孔21cに対する調心機能を果たすことは可能となるが、更に以下の構成を有することが好ましい。即ち、摺動端部12には、上記溝部13aの軸方向に隣接して環状を呈する環状溝(以下、均圧溝という)13bが設けられている。具体的には、図2に示すように、溝部13aは、上記開口部とは反対側の開口部が均圧溝13bに接続され、溝部13aは均圧溝13bに常時連通している。これによると、溝部13aを介して常に燃料室31、32の燃料が導入される均圧溝13bにより、溝部13a及び均圧溝13bは、ピストン10の摺動孔21cに対する調心機能を効果的に果たすことができる。   Although the first and second configurations can perform the alignment function for the sliding hole 21c of the piston 10, it is preferable to further have the following configuration. That is, the sliding end portion 12 is provided with an annular groove (hereinafter referred to as a pressure equalizing groove) 13b that is annularly adjacent to the groove portion 13a in the axial direction. Specifically, as shown in FIG. 2, the groove 13a has an opening opposite to the opening connected to the pressure equalizing groove 13b, and the groove 13a is always in communication with the pressure equalizing groove 13b. According to this, the groove 13a and the pressure equalizing groove 13b are effective in aligning the sliding hole 21c of the piston 10 with the pressure equalizing groove 13b in which the fuel in the fuel chambers 31 and 32 is always introduced through the groove 13a. Can be fulfilled.

以上説明した本実施形態では、ピストン10の大径軸部10aの両軸方向端部11の双方に、上記溝部13aを設ける構成としたが、大径軸部10aの両軸方向端部11のうちの特定軸方向端部11に限定して溝部13aを設けるという構成にしてもよい。   In the present embodiment described above, the groove portion 13a is provided in both the axial end portions 11 of the large diameter shaft portion 10a of the piston 10, but the both axial end portions 11 of the large diameter shaft portion 10a are provided. A configuration may be adopted in which the groove portion 13a is provided limited to the end portion 11 in the specific axial direction.

例えばピストン室32側の軸方向端部11のみに溝部13aを設ける構成でも、同様な効果を得ることができる。この場合、上述したピストン10において小径軸部10bと大径軸部10aが一体に形成されているとの構成に加えて、小径軸部10bが支持孔21bに摺動自在に支持されている構成とする。そのような大径軸部10aは、上記摺動クリアランスδの範囲でピストン10の傾きを生じたとしても、摺動孔21cに押し当てるおそれのあるピストン室32側の軸方向端部11に、溝部13aが確実に設けられていることになる。それ故に、両軸方向端部11のうちの特定軸方向端部のみに溝部13aを設けることで生産性の向上を図りつつ、上記燃料漏れ抑制と摺動特性の保証とを両立させる燃料噴射弁を供することができる。   For example, the same effect can be obtained even when the groove 13a is provided only in the axial end 11 on the piston chamber 32 side. In this case, in addition to the configuration in which the small-diameter shaft portion 10b and the large-diameter shaft portion 10a are integrally formed in the piston 10 described above, the small-diameter shaft portion 10b is slidably supported by the support hole 21b. And Such a large-diameter shaft portion 10a has an axial end portion 11 on the piston chamber 32 side that may be pressed against the sliding hole 21c even if the piston 10 is inclined within the range of the sliding clearance δ. The groove portion 13a is surely provided. Therefore, by providing the groove 13a only at the specific axial end of the both axial ends 11, the fuel injection valve that achieves both the above-described fuel leakage suppression and sliding characteristic guarantee while improving productivity. Can be provided.

以上説明した本実施形態では、アクチュエータ3をピエゾアクチュエータとした。これによると、変位を発生する部材としては、ピエゾ素子を用いたピエゾアクチュエータのように、駆動のための発生力が大きく、かつ応答性が比較的優れるアクチュエータを燃料噴射弁1を主体とする燃料噴射装置(以下、単に「装置」という)に用いるようにしている。そのような装置に適用する場合であっても、ピストン10において燃料室31、32間の燃料漏れ抑制と摺動特性の保証とを効果的に両立させる装置が得られるのである。   In the present embodiment described above, the actuator 3 is a piezo actuator. According to this, as a member for generating displacement, a fuel mainly composed of the fuel injection valve 1 is an actuator having a large driving force and relatively excellent response, such as a piezo actuator using a piezo element. It is used for an injection device (hereinafter simply referred to as “device”). Even when applied to such a device, a device that effectively achieves both fuel leakage suppression between the fuel chambers 31 and 32 and guarantee of sliding characteristics in the piston 10 can be obtained.

(第2実施形態)
第2実施形態を図4に示す。第2実施形態では、第1実施形態の変形例である。第2実施形態では、複数の溝部を全て一体的に接続する螺旋状溝113aに形成した一例を示すものである。
(Second Embodiment)
A second embodiment is shown in FIG. The second embodiment is a modification of the first embodiment. In the second embodiment, an example is shown in which a plurality of groove portions are formed in a spiral groove 113a that integrally connects them.

図4に示すように、摺動端部12において螺旋状溝113aは、第1実施形態で説明した複数の溝部を、全て一体的に接続し、かつ螺旋状を呈する構成としている。   As shown in FIG. 4, the spiral groove 113 a in the sliding end portion 12 is configured to integrally connect all of the plurality of groove portions described in the first embodiment and to have a spiral shape.

こうした構成にしても、第1実施形態と同様な効果を得ることができる。   Even if it is such a structure, the effect similar to 1st Embodiment can be acquired.

しかも、このような構成によると、複数の溝部の全てが一体となった螺旋状の螺旋状溝113aに形成されることになるので、複数の溝部を周方向のいずれかの箇所に個別に形成する必要がない。それ故に、優れた生産性を有する燃料噴射弁を確実に供することができる。   In addition, according to such a configuration, since all of the plurality of groove portions are formed in the spiral spiral groove 113a, the plurality of groove portions are individually formed at any location in the circumferential direction. There is no need to do. Therefore, it is possible to reliably provide a fuel injection valve having excellent productivity.

(第3実施形態)
第3実施形態を図5に示す。第3実施形態では、第3実施形態の変形例である。第3実施形態では、複数の溝部のうち、特定の群の溝部を、一体的に接続する螺旋状溝213a、313aとする一例を示すものである。
(Third embodiment)
A third embodiment is shown in FIG. The third embodiment is a modification of the third embodiment. In 3rd Embodiment, an example which makes the groove part of a specific group the spiral groove | channels 213a and 313a which connect integrally among several groove parts is shown.

図5に示すように、螺旋状溝213a、313aは、上記複数の溝部を、特定の第1群の溝部と、特定の第2群の溝部に区分けし、第1群の溝部に対応し、当該溝部を一体化したのが螺旋状溝213aであり、第2群の溝部に対応し、当該溝部を一体化したのが螺旋状溝313aである。   As shown in FIG. 5, the spiral grooves 213a and 313a divide the plurality of groove portions into a specific first group groove portion and a specific second group groove portion, and correspond to the first group groove portions, The spiral groove 213a is integrated with the groove portion, and the spiral groove 313a is integrated with the groove portion corresponding to the groove portion of the second group.

こうした構成にしても、第1実施形態と同様な効果を得ることができる。   Even if it is such a structure, the effect similar to 1st Embodiment can be acquired.

さらに、特定の群の溝部において、その溝部の傾斜方向に延びる延在範囲、言い換えると溝部が形成される周方向範囲が限定され、そのような溝部を複数個形成する形成方法に比べて、優れた生産性を有する燃料噴射弁を得ることができる。   Furthermore, in a specific group of groove portions, the extending range extending in the inclination direction of the groove portions, in other words, the circumferential range in which the groove portions are formed is limited, which is superior to a forming method in which a plurality of such groove portions are formed. A fuel injection valve having high productivity can be obtained.

さらに、複数の溝部を、全て一体的に接続するという構成にはしないので、燃料室31、32に連通する螺旋状溝213a、313aの開口部の全開口面積を、拡大することが容易となる。例えば螺旋状溝213a、313aの開口部の各断面積を小さく抑える場合であっても、螺旋状溝213a、313aの開口部の全開口面積によって必要な開口面積を確保することができる。   Further, since the plurality of groove portions are not all connected integrally, it is easy to enlarge the total opening area of the opening portions of the spiral grooves 213a and 313a communicating with the fuel chambers 31 and 32. . For example, even when the cross-sectional areas of the openings of the spiral grooves 213a and 313a are kept small, the necessary opening area can be ensured by the total opening area of the openings of the spiral grooves 213a and 313a.

なお、図5においては、螺旋状溝213a、313aの開口部形状を、説明の便宜上、それぞれ、半円状、三角状(V字状)としているが、半円状、三角状、あるいは矩形状であってよくいずれでもよい。また、螺旋状溝213a、313aの各開口部形状を同じ形状としてもよい。   In FIG. 5, the openings of the spiral grooves 213a and 313a are semicircular and triangular (V-shaped) for convenience of explanation, but they are semicircular, triangular or rectangular. It may be either. Moreover, it is good also considering the shape of each opening part of the spiral grooves 213a and 313a as the same shape.

以上説明した本実施形態において、複数の溝部を、いずれかの特定の群に区分けし、各特定群に付き、螺旋状溝に形成する構成としたが、特定の群のいずれかを螺旋状溝に形成する構成としてもよい。   In the present embodiment described above, a plurality of groove portions are divided into any specific group and attached to each specific group to form a spiral groove. However, any one of the specific groups is formed as a spiral groove. It is good also as a structure formed in.

(他の実施形態)
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用可能である。
(Other embodiments)
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is limited to this embodiment and is not interpreted and can be applied to various embodiment in the range which does not deviate from the summary.

(1)以上説明した本実施形態では、ピストン10において小径軸部10bと大径軸部10aが一体に形成されているとの構成とした。これに限らず、小径軸部と大径軸部とを別体とし、小径軸部を大径軸部に当接可能な構成としてもよい。この場合、ピストンの大径軸部の両軸方向端部の双方に、上記溝部13aを設ける構成とする。   (1) In the present embodiment described above, the piston 10 is configured such that the small diameter shaft portion 10b and the large diameter shaft portion 10a are integrally formed. However, the present invention is not limited to this, and the small-diameter shaft portion and the large-diameter shaft portion may be separated, and the small-diameter shaft portion may be configured to contact the large-diameter shaft portion. In this case, it is set as the structure which provides the said groove part 13a in both the axial direction both ends of the large diameter shaft part of a piston.

このような構成によると、小径軸部が大径軸部のいずれの箇所で当接し、その結果、大径軸部の両軸方向端部の摺動端部が摺動孔との間の摺動クリアランスδの範囲で傾きを生じて、両摺動端部が摺動孔に押し当てる場合があったとしても、溝部13aによって摺動力Fが抑制され、ひいては摺動特性の保証が容易にできるようになるのである。   According to such a configuration, the small-diameter shaft portion abuts at any position of the large-diameter shaft portion, and as a result, the sliding end portions of both ends in the axial direction of the large-diameter shaft portion slide between the sliding holes. Even if there is an inclination in the range of the dynamic clearance δ and both sliding end portions are pressed against the sliding hole, the sliding force F is suppressed by the groove portion 13a, so that the sliding characteristics can be easily guaranteed. It becomes like this.

(2)以上説明した本実施形態では、溝部13aの開口部形状を、半円状あるいは三角状(V字状)等としたが、半円状、三角状、矩形状などいずれの開口形状であってもよい。   (2) In the present embodiment described above, the shape of the opening of the groove 13a is semicircular or triangular (V-shaped), but any opening shape such as semicircular, triangular, or rectangular may be used. There may be.

(3)以上説明した本実施形態では、摺動端部12に溝部13a及び均圧溝13bを設ける構成としたが、摺動端部12に溝部13aを設ける構成としてもよい。   (3) In the present embodiment described above, the groove portion 13 a and the pressure equalizing groove 13 b are provided in the sliding end portion 12, but the groove portion 13 a may be provided in the sliding end portion 12.

本発明の第1実施形態による燃料噴射弁を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the fuel injection valve by 1st Embodiment of this invention. 図1中のピストンの特徴的構成を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the characteristic structure of the piston in FIG. 図1中のピストンとハウジングの内周の摺動摩擦力を擬似的に評価した図であって、図3(a)は負荷荷重に対する摺動摩擦力を示す特性図、図3(b)は図3(a)中の負荷荷重及び摺動摩擦力を計測した計測条件を説明する模式図である。FIG. 3 is a diagram in which the sliding frictional force on the inner periphery of the piston and the housing in FIG. 1 is simulated, FIG. 3A is a characteristic diagram showing the sliding frictional force with respect to a load load, and FIG. It is a schematic diagram explaining the measurement conditions which measured the load load and sliding frictional force in (a). 第2実施形態による燃料噴射弁に係わるピストンを示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the piston concerning the fuel injection valve by 2nd Embodiment. 第3実施形態による燃料噴射弁に係わるピストンを示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the piston concerning the fuel injection valve by 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 燃料噴射弁
2 ハウジング
21 第1内周(内周)
21a 収納孔
21b 支持孔
21c 摺動孔
22 第2内周(内周)
22a 収容孔
22b ガイド孔
22c 摺動面
23 弁座部
24 サック部
25 噴孔
3 ピエゾアクチュエータ(アクチュエータ)
4 スプリング
5 アクチュエータ室
10 ピストン
10a 大径軸部
10b 小径軸部
11 軸方向端部
12 摺動端部
13a 傾斜溝部(溝部)
13b 均圧溝(環状溝)
14 本体部
15 摺動本体部
31 中間室(第2燃料室)
32 ピストン室(第1燃料室)
33 逆止弁室
34 背圧室
35 圧力制御室
41 高圧燃料通路
42 高圧燃料隙間通路
43 増圧燃料通路
50 ニードル(弁部材)
50a 先端部
51 シート部
50b 軸部
50c ガイド部
50d 大径基部
60 逆止弁
69 ニードルスプリング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel injection valve 2 Housing 21 1st inner periphery (inner periphery)
21a accommodation hole 21b support hole 21c sliding hole 22 2nd inner periphery (inner periphery)
22a Housing hole 22b Guide hole 22c Sliding surface 23 Valve seat part 24 Suck part 25 Injection hole 3 Piezo actuator (actuator)
4 Spring 5 Actuator chamber 10 Piston 10a Large diameter shaft portion 10b Small diameter shaft portion 11 Axial end portion 12 Sliding end portion 13a Inclined groove portion (groove portion)
13b Pressure equalizing groove (annular groove)
14 Body 15 Sliding Body 31 Intermediate Chamber (Second Fuel Chamber)
32 Piston chamber (first fuel chamber)
33 Check valve chamber 34 Back pressure chamber 35 Pressure control chamber 41 High pressure fuel passage 42 High pressure fuel gap passage 43 Pressure increase fuel passage 50 Needle (valve member)
50a Tip 51 Seat 50b Shaft 50c Guide 50d Large diameter base 60 Check valve 69 Needle spring

Claims (5)

噴孔を開閉する弁部材と、
前記弁部材の反噴孔側の軸端部に、開弁方向の圧力を作用させる圧力制御室と、
前記噴孔から噴射する燃料を、前記噴孔に供給する高圧燃料通路と、を有し、
前記圧力制御室の圧力を、前記高圧燃料通路の燃料圧力より増圧することで燃料を噴射する燃料噴射弁であって、
通電により変位を発生するアクチュエータと、
前記アクチュエータの変位を、油圧を介して伝達し、前記圧力制御室の圧力を増減するピストンと、
前記アクチュエータ、前記ピストン、及び少なくとも前記弁部材の前記反噴孔側の軸端部を収容するハウジングと、
を有しており、
前記ピストンは、前記ハウジングの内周に摺動可能に支持され、
前記ピストンの両軸方向端部のうちの一方の軸方向端部は、前記一方の軸方向端部と前記ハウジングの前記内周とで形成され、前記圧力制御室に連通する第1燃料室が設けられると共に、他方の軸方向端部は前記アクチュエータと協働し、前記他方の軸方向端部と前記ハウジングの前記内周とで形成される第2燃料室が設けられ、
前記両軸方向端部のうちの少なくとも特定軸方向端部は、前記内周に摺動する摺動部において、
前記摺動部の周方向の複数箇所に形成される溝部であって、軸方向に傾斜して当該傾斜方向に延び、かつ前記第1燃料室及び前記第2燃料室のうち前記特定軸方向端部に接する特定燃料室に連通する溝部を備え、
隣接する前記傾斜方向の延びる溝部同士は、方向に間隔を置いて配置されると共に、方向に互いに重なっており、
前記ハウジングの内周は、前記ピストンの前記摺動部を摺動可能に支持し、かつ前記第1燃料室、及び前記第2燃料室を区画する摺動孔を有し、前記アクチュエータに協働する前記ピストンは、前記摺動孔に支持される大径軸部と、前記大径軸部より小径の小径軸部であって、前記アクチュエータに一体的に連動する小径軸部を備えており、
前記小径軸部は前記大径軸部に当接可能に構成されると共に、
前記大径軸部は、前記両軸方向端部において前記摺動部に前記溝部が形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
A valve member for opening and closing the nozzle hole;
A pressure control chamber that applies a pressure in the valve opening direction to the shaft end of the valve member on the side opposite to the injection hole;
A high-pressure fuel passage for supplying fuel injected from the nozzle hole to the nozzle hole,
A fuel injection valve for injecting fuel by increasing the pressure in the pressure control chamber above the fuel pressure in the high-pressure fuel passage;
An actuator that generates displacement when energized;
A piston that transmits the displacement of the actuator via hydraulic pressure and increases or decreases the pressure in the pressure control chamber;
A housing that accommodates the actuator, the piston, and at least the shaft end portion of the valve member on the side opposite to the injection hole;
Have
The piston is slidably supported on the inner periphery of the housing,
One axial end of the two axial ends of the piston is formed by the one axial end and the inner periphery of the housing, and a first fuel chamber communicating with the pressure control chamber is provided. A second fuel chamber formed by the other axial end portion and the inner periphery of the housing is provided, wherein the other axial end portion cooperates with the actuator.
At least the specific axial direction end of the both axial ends is a sliding portion that slides on the inner periphery,
Grooves formed at a plurality of locations in the circumferential direction of the sliding portion, and are inclined in the axial direction and extend in the inclined direction, and the specific axial end of the first fuel chamber and the second fuel chamber A groove communicating with the specific fuel chamber in contact with the section,
Adjacent grooves extending in the inclined direction are arranged at intervals in the circumferential direction and overlap each other in the axial direction ,
An inner periphery of the housing has a sliding hole that slidably supports the sliding portion of the piston and divides the first fuel chamber and the second fuel chamber, and cooperates with the actuator. The piston includes a large-diameter shaft portion supported by the sliding hole, and a small-diameter shaft portion having a smaller diameter than the large-diameter shaft portion, and a small-diameter shaft portion that is integrally linked to the actuator,
The small-diameter shaft portion is configured to be able to contact the large-diameter shaft portion,
The fuel injection valve according to claim 1, wherein the large-diameter shaft portion is formed with the groove portion in the sliding portion at both axial end portions .
前記複数の溝部のうち、特定の群の溝部は、一体的に接続され、かつ螺旋状を呈する螺旋状溝を構成していることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁。   2. The fuel injection valve according to claim 1, wherein among the plurality of groove portions, a specific group of groove portions are integrally connected to each other to form a spiral groove. 前記複数の溝部の全てが、一体的に接続されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料噴射弁。   The fuel injection valve according to claim 1 or 2, wherein all of the plurality of grooves are integrally connected. 前記摺動部は、
前記溝部において前記特定燃料室とは反対端に、環状を呈し、かつ前記溝部に連通する環状溝が設けられていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
The sliding portion is
4. The annular groove having an annular shape and communicating with the groove portion is provided at an end opposite to the specific fuel chamber in the groove portion. 5. Fuel injection valve.
前記アクチュエータがピエゾアクチュエータであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。 The fuel injection valve according to any one of claims 1 to 4, wherein the actuator is a piezo actuator .
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