JP6149766B2 - Fuel injection valve - Google Patents

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Description

本発明は、燃料を内燃機関に噴射するための燃料噴射弁に関する。   The present invention relates to a fuel injection valve for injecting fuel into an internal combustion engine.

従来、この種の燃料噴射弁として、例えば特許文献1に記載されたものがある。この特許文献1に記載された燃料噴射弁は、噴孔を開閉する弁部材や、圧力制御室と低圧部との間を開閉する制御弁部材を備え、圧力制御室の燃料圧力により弁部材が閉弁向きに付勢されている。そして、制御弁部材が開弁して(すなわち、圧力制御室と低圧部とが連通して)圧力制御室の圧力が低下すると、弁部材が開弁向きに移動して噴孔が開かれ、燃料が噴射されるようになっている。   Conventionally, as this type of fuel injection valve, for example, there is one described in Patent Document 1. The fuel injection valve described in Patent Document 1 includes a valve member that opens and closes a nozzle hole, and a control valve member that opens and closes between a pressure control chamber and a low-pressure portion, and the valve member is driven by fuel pressure in the pressure control chamber. It is energized in the valve closing direction. When the control valve member opens (that is, the pressure control chamber communicates with the low pressure portion) and the pressure in the pressure control chamber decreases, the valve member moves in the valve opening direction to open the nozzle hole, Fuel is injected.

また、アクチュエータにより変位取り出し部を駆動して液圧発生部に圧力を発生させ、液圧発生部の圧力にて制御弁部材を開弁させるようにしている。   Further, the actuator is driven by the actuator to generate a pressure at the hydraulic pressure generating unit, and the control valve member is opened by the pressure of the hydraulic pressure generating unit.

具体的には、変位取り出し部は、液圧発生部内に充填された燃料を加圧するピストン部を備えている。また、変位取り出し部の移動向きと制御弁部材の移動向きが反対になるようにするために、制御弁部材は、液圧発生部の圧力を受ける大径部と、液圧発生部内に配置された小径部とを備えている。なお、制御弁部材の受圧面積は、大径部の断面積から小径部の断面積を減算した面積である。   Specifically, the displacement take-out part includes a piston part that pressurizes the fuel filled in the hydraulic pressure generating part. Further, in order to make the movement direction of the displacement take-out part and the movement direction of the control valve member opposite, the control valve member is arranged in the large-diameter part that receives the pressure of the hydraulic pressure generating part and the hydraulic pressure generating part. And a small diameter portion. The pressure receiving area of the control valve member is an area obtained by subtracting the cross-sectional area of the small diameter portion from the cross-sectional area of the large diameter portion.

そして、制御弁部材の受圧面積を変位取り出し部の受圧面積よりも小さくして、アクチュエータの伸縮量(すなわち、変位量)を拡大して制御弁部材に伝達するようにしている。   Then, the pressure receiving area of the control valve member is made smaller than the pressure receiving area of the displacement extracting portion, and the expansion / contraction amount (that is, the displacement amount) of the actuator is enlarged and transmitted to the control valve member.

特開2010−236375号公報JP 2010-236375 A

しかしながら、従来の燃料噴射弁は、制御弁部材の小径部が液圧発生部内に配置されているため、制御弁部材の受圧面積および変位取り出し部の受圧面積を大きくとることができない。また、制御弁部材および変位取り出し部が並列に配置されているため、制御弁部材および変位取り出し部の外径を小さくせざるを得ず、この点からも制御弁部材の受圧面積および変位取り出し部の受圧面積を大きくとることができない。   However, in the conventional fuel injection valve, since the small diameter portion of the control valve member is disposed in the hydraulic pressure generating portion, the pressure receiving area of the control valve member and the pressure receiving area of the displacement extracting portion cannot be increased. Further, since the control valve member and the displacement take-out portion are arranged in parallel, the outer diameters of the control valve member and the displacement take-out portion have to be reduced, and also from this point, the pressure receiving area of the control valve member and the displacement take-out portion The pressure receiving area cannot be increased.

したがって、制御弁部材を開弁させるために必要な液圧発生部の圧力が上昇する。この液圧発生部の圧力上昇は、摺動部からの燃料リークの増加とそれに伴う液圧発生部の圧力低下を招き、最悪の場合、制御弁部材は開弁状態を保持することが出来ず、制御弁部材が早期に閉弁してしまう。その結果、燃料噴射が本来のタイミングよりも早期に終了し、燃料噴射期間が不安定になってしまうという問題が発生する。   Therefore, the pressure of the hydraulic pressure generation unit necessary for opening the control valve member increases. This increase in the pressure of the hydraulic pressure generation part causes an increase in fuel leakage from the sliding part and a concomitant decrease in the pressure of the hydraulic pressure generation part. In the worst case, the control valve member cannot keep the valve open state. The control valve member closes early. As a result, there is a problem that the fuel injection ends earlier than the original timing and the fuel injection period becomes unstable.

本発明は上記点に鑑みて、燃料噴射期間を安定させることを目的とする。   In view of the above points, the present invention aims to stabilize the fuel injection period.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、高圧燃料を内燃機関の燃焼室に噴射するための噴孔(211)を有するノズルボデー(21)と、第1シリンダ孔(511)および第1シリンダ孔よりも大径の第2シリンダ孔(512)を有する可動シリンダ(51)と、第1シリンダ孔に摺動自在に挿入される可動ピストン(52)と、第2シリンダ孔に摺動自在に挿入されるとともに、位置が固定された固定ピストン(53)と、可動シリンダと可動ピストンと固定ピストンとによって区画形成されて燃料が充填される油密室(57)と、伸縮して可動ピストンを移動させるとともに、伸長に伴う可動ピストンの移動により油密室の圧力を上昇させるアクチュエータ(4)と、可動シリンダの移動に応じて作動して噴孔を開閉するノズルニードル(22)とを備え、可動シリンダは、第1シリンダ孔と第2シリンダ孔との境界部に形成されて油密室の圧力を受けるシリンダ受圧面(513)を備え、可動ピストンは、油密室の圧力を受けるとともにシリンダ受圧面よりも受圧面積が大きいピストン受圧面(521)を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a nozzle body (21) having an injection hole (211) for injecting high-pressure fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, a first cylinder hole (511), and A movable cylinder (51) having a second cylinder hole (512) having a diameter larger than that of the first cylinder hole, a movable piston (52) slidably inserted into the first cylinder hole, and a slide in the second cylinder hole. A fixed piston (53) that is movably inserted and fixed in position, and an oil-tight chamber (57) that is defined by a movable cylinder, a movable piston, and a fixed piston and that is filled with fuel, and expands and contracts to move. The actuator (4) that moves the piston and raises the pressure of the oil-tight chamber by the movement of the movable piston accompanying extension, and opens and closes the nozzle hole by operating according to the movement of the movable cylinder The movable cylinder is provided with a cylinder pressure receiving surface (513) that is formed at a boundary portion between the first cylinder hole and the second cylinder hole and receives the pressure of the oil-tight chamber, and the movable piston has an oil-tight chamber. And a piston pressure receiving surface (521) having a pressure receiving area larger than that of the cylinder pressure receiving surface.

これによると、従来の燃料噴射弁における液圧発生部内に配置される小径部を備えておらず、また、可動シリンダと可動ピストンが同軸に配置されるため、シリンダ受圧面およびピストン受圧面の各受圧面積を大きくすることができる。   According to this, since there is no small diameter part arranged in the hydraulic pressure generating part in the conventional fuel injection valve, and the movable cylinder and the movable piston are arranged coaxially, each of the cylinder pressure receiving surface and the piston pressure receiving surface The pressure receiving area can be increased.

したがって、可動シリンダを駆動するために必要な油密室の圧力を低くすることが可能になり、摺動部からの燃料リークを減少させ、油密室の圧力低下を小さくすることができる。その結果、可動シリンダの所定の状態を長い時間保持することができ、燃料噴射期間を安定させることができる。   Therefore, the pressure in the oil tight chamber necessary for driving the movable cylinder can be reduced, fuel leakage from the sliding portion can be reduced, and the pressure drop in the oil tight chamber can be reduced. As a result, the predetermined state of the movable cylinder can be maintained for a long time, and the fuel injection period can be stabilized.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の第1実施形態に係る燃料噴射弁の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the fuel injection valve which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1の燃料噴射弁における要部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the principal part in the fuel injection valve of FIG. 図1のA部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the A section of FIG. 図1のB−B断面図である。It is BB sectional drawing of FIG. 図1の燃料噴射弁における固定ピストンの斜視図である。It is a perspective view of the fixed piston in the fuel injection valve of FIG. 図1の燃料噴射弁における排出弁の斜視図である。It is a perspective view of the discharge valve in the fuel injection valve of FIG. 本発明の第1実施形態に係る燃料噴射弁と従来の燃料噴射弁の圧力変化特性を示す図である。It is a figure which shows the pressure change characteristic of the fuel injection valve which concerns on 1st Embodiment of this invention, and the conventional fuel injection valve. 本発明の第2実施形態に係る燃料噴射弁の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the fuel injection valve which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図8のC部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the C section of FIG.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described.

本実施形態の燃料噴射弁は、コモンレール(図示せず)から供給される高圧燃料を、圧縮着火式内燃機関(以下、内燃機関という。図示せず)の燃焼室に噴射するものである。   The fuel injection valve of this embodiment injects high-pressure fuel supplied from a common rail (not shown) into a combustion chamber of a compression ignition type internal combustion engine (hereinafter referred to as an internal combustion engine, not shown).

図1〜図3に示すように、燃料噴射弁は、インジェクタボデー1、ノズル2、制御弁機構3、アクチュエータ4、変位伝達機構5、リテーニングナット6を、主要構成要素として備えている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the fuel injection valve includes an injector body 1, a nozzle 2, a control valve mechanism 3, an actuator 4, a displacement transmission mechanism 5, and a retaining nut 6 as main components.

略有底円筒状のインジェクタボデー1には、コモンレールから供給される高圧燃料が流通する高圧燃料通路11と、アクチュエータ4および変位伝達機構5が収容される低圧部としての収容室12が形成されている。この収容室12は、図示しない燃料タンクに接続されており、常に低圧になっている。   The substantially bottomed cylindrical injector body 1 is formed with a high-pressure fuel passage 11 through which high-pressure fuel supplied from a common rail flows, and a storage chamber 12 as a low-pressure portion in which the actuator 4 and the displacement transmission mechanism 5 are stored. Yes. The storage chamber 12 is connected to a fuel tank (not shown) and is always at a low pressure.

ノズル2は、略有底円筒状のノズルボデー21、ノズルボデー21に摺動自在に挿入される略円柱状のノズルニードル22、ノズルニードル22を閉弁向きに付勢するノズルスプリング23、およびノズルシリンダ24を備えている。   The nozzle 2 includes a substantially bottomed cylindrical nozzle body 21, a substantially cylindrical nozzle needle 22 that is slidably inserted into the nozzle body 21, a nozzle spring 23 that biases the nozzle needle 22 in a valve-closing direction, and a nozzle cylinder 24. It has.

ノズルボデー21には、高圧燃料を内燃機関の燃焼室に噴出させる噴孔211が形成され、ノズルニードル22の先端部(すなわち、噴孔側端部)がノズルボデー21に接離することにより噴孔211が開閉されるようになっている。   The nozzle body 21 is formed with a nozzle hole 211 through which high-pressure fuel is injected into the combustion chamber of the internal combustion engine, and the nozzle hole 21 is brought into contact with and separated from the nozzle body 21 by the tip (ie, the nozzle hole side end) of the nozzle needle 21. Can be opened and closed.

ノズルボデー21内には、コモンレールから高圧燃料が常時供給される燃料溜まり室25が形成され、コモンレールからの高圧燃料は燃料溜まり室25を介して噴孔211に向かって流れるようになっている。   A fuel reservoir chamber 25 in which high pressure fuel is always supplied from the common rail is formed in the nozzle body 21, and the high pressure fuel from the common rail flows toward the injection hole 211 through the fuel reservoir chamber 25.

円筒状のノズルシリンダ24は、ノズルスプリング23によって後述する中間ボデー31に押し付けられ、ノズルニードル22の後端部(すなわち、反噴孔側端部)がノズルシリンダ24に摺動自在に挿入されている。   The cylindrical nozzle cylinder 24 is pressed against an intermediate body 31 (to be described later) by a nozzle spring 23, and the rear end portion (that is, the end portion on the side of the injection hole) of the nozzle needle 22 is slidably inserted into the nozzle cylinder 24. Yes.

このノズルシリンダ24内には、内部の燃料圧力が高圧と低圧に切り替えられる制御室26が形成されている。そして、ノズルニードル22は、制御室26内の燃料圧力により閉弁向きに付勢されるとともに、燃料溜まり室25の燃料圧力により開弁向きに付勢される。   A control chamber 26 in which the internal fuel pressure is switched between a high pressure and a low pressure is formed in the nozzle cylinder 24. The nozzle needle 22 is urged in the valve closing direction by the fuel pressure in the control chamber 26 and is urged in the valve opening direction by the fuel pressure in the fuel reservoir chamber 25.

制御室26の圧力を制御する制御弁機構3は、中間ボデー31、排出弁32、制御プレート33、およびプレートスプリング34を備えている。   The control valve mechanism 3 that controls the pressure in the control chamber 26 includes an intermediate body 31, a discharge valve 32, a control plate 33, and a plate spring 34.

円板状の中間ボデー31は、インジェクタボデー1とノズルボデー21に挟持されている。なお、インジェクタボデー1とノズルボデー21との間に中間ボデー31を挟持して、インジェクタボデー1とリテーニングナット6とを螺合させることにより、燃料噴射弁の構成要素が一体化されている。   The disc-shaped intermediate body 31 is sandwiched between the injector body 1 and the nozzle body 21. In addition, the intermediate body 31 is pinched | interposed between the injector body 1 and the nozzle body 21, and the injector body 1 and the retaining nut 6 are screwed together, and the components of the fuel injection valve are integrated.

中間ボデー31におけるインジェクタボデー1側の収容室側シート面311は、収容室12に露出している。中間ボデー31におけるノズルボデー21側の制御室側シート面312は、燃料溜まり室25および制御室26に露出している。   The storage chamber side seat surface 311 on the injector body 1 side in the intermediate body 31 is exposed in the storage chamber 12. The control chamber side seat surface 312 on the nozzle body 21 side of the intermediate body 31 is exposed to the fuel reservoir chamber 25 and the control chamber 26.

また、中間ボデー31には、インジェクタボデー1の高圧燃料通路11とノズルボデー21内の燃料溜まり室25とを連通させる高圧燃料通路313、高圧燃料通路313と制御室26とを連通させる高圧供給通路314、および収容室12と制御室26とを連通させる排出通路315が形成されている。   Further, the intermediate body 31 has a high pressure fuel passage 313 for communicating the high pressure fuel passage 11 of the injector body 1 and the fuel reservoir chamber 25 in the nozzle body 21, and a high pressure supply passage 314 for communicating the high pressure fuel passage 313 and the control chamber 26. , And a discharge passage 315 that allows the storage chamber 12 and the control chamber 26 to communicate with each other.

そして、制御室側シート面312に、ノズルスプリング23によってノズルシリンダ24が押し付けられている。   The nozzle cylinder 24 is pressed against the control chamber side sheet surface 312 by the nozzle spring 23.

制御室26内には、円板状の制御プレート33、および制御プレート33を中間ボデー31側に向かって付勢するプレートスプリング34が配置されている。   In the control chamber 26, a disc-shaped control plate 33 and a plate spring 34 that urges the control plate 33 toward the intermediate body 31 are disposed.

ノズルシリンダ24には、制御室26を区画する内壁面にストッパ面241が形成されている。そして、制御プレート33は、このストッパ面241と制御室側シート面312との間で往復変位するようになっている。   In the nozzle cylinder 24, a stopper surface 241 is formed on the inner wall surface that defines the control chamber 26. The control plate 33 is configured to reciprocate between the stopper surface 241 and the control chamber side sheet surface 312.

なお、制御プレート33がストッパ面241に当接した状態では、制御プレート33により制御室26は2つの空間に分離される。具体的には、中間ボデー31側の空間である中間ボデー側制御室26aと、ノズルニードル2側の空間であるニードル側制御室26bとに分離される。以下、必要に応じて、制御室26と、中間ボデー側制御室26aと、ニードル側制御室26bを、使い分ける。   When the control plate 33 is in contact with the stopper surface 241, the control chamber 26 is separated into two spaces by the control plate 33. Specifically, it is separated into an intermediate body side control chamber 26a which is a space on the intermediate body 31 side, and a needle side control chamber 26b which is a space on the nozzle needle 2 side. Hereinafter, the control chamber 26, the intermediate body side control chamber 26a, and the needle side control chamber 26b are properly used as necessary.

制御プレート33の径方向中心部には、制御プレート33の軸方向に貫通する連通孔331が形成されている。   A communication hole 331 penetrating in the axial direction of the control plate 33 is formed in the central portion of the control plate 33 in the radial direction.

そして、制御プレート33が制御室側シート面312に当接することにより、高圧供給通路314が閉塞されて、高圧燃料通路313と制御室26との連通が遮断されるようになっている。また、制御プレート33が制御室側シート面312に当接した状態のとき、連通孔331と排出通路315は連通している。   When the control plate 33 abuts against the control chamber side seat surface 312, the high pressure supply passage 314 is closed, and the communication between the high pressure fuel passage 313 and the control chamber 26 is blocked. Further, when the control plate 33 is in contact with the control chamber side sheet surface 312, the communication hole 331 and the discharge passage 315 are in communication.

排出弁32は、バルブボデー321(詳細後述)と弁体322とからなる。そして、排出弁32は、収容室12内に配置され、弁体322が収容室側シート面311と接離して収容室12と排出通路315との間を開閉するようになっている。   The discharge valve 32 includes a valve body 321 (details will be described later) and a valve body 322. The discharge valve 32 is disposed in the storage chamber 12, and the valve body 322 contacts and separates from the storage chamber side seat surface 311 to open and close between the storage chamber 12 and the discharge passage 315.

アクチュエータ4は、ピエゾ素子が多数積層されて電荷の充放電により伸縮する円柱状のピエゾ素子積層体にて構成されている。   The actuator 4 is composed of a cylindrical piezo element laminate in which a large number of piezo elements are stacked and expanded and contracted by charge and discharge.

伝達手段としての変位伝達機構5は、ピエゾスプリング50、可動シリンダ51、可動ピストン52、固定ピストン53、スペーサ54、第1バルブスプリング55、および第2バルブスプリング56を備えている。   The displacement transmission mechanism 5 as a transmission means includes a piezo spring 50, a movable cylinder 51, a movable piston 52, a fixed piston 53, a spacer 54, a first valve spring 55, and a second valve spring 56.

円筒状の可動シリンダ51内には、円柱状空間である第1シリンダ孔511、第1シリンダ孔511よりも大径の円柱状空間である第2シリンダ孔512、および第1シリンダ孔511と第2シリンダ孔512との境界部に位置して後述する油密室57の圧力を受けるシリンダ受圧面513が形成されている。また、可動シリンダ51は、第2シリンダ孔512側の端部が排出弁32のバルブボデー321に当接している。   In the cylindrical movable cylinder 51, a first cylinder hole 511 which is a columnar space, a second cylinder hole 512 which is a columnar space having a diameter larger than the first cylinder hole 511, and the first cylinder hole 511 and the first cylinder hole 511 are provided. A cylinder pressure receiving surface 513 is formed at the boundary with the two cylinder holes 512 and receives the pressure of an oil tight chamber 57 described later. The movable cylinder 51 is in contact with the valve body 321 of the discharge valve 32 at the end on the second cylinder hole 512 side.

第1シリンダ孔511に、円柱状の可動ピストン52が摺動自在に挿入されている。この可動ピストン52における油密室57の端部には、油密室57の圧力を受けるピストン受圧面521が形成されている。このピストン受圧面521の受圧面積は、シリンダ受圧面513の受圧面積よりも大きく設定されている。また、可動ピストン52は、油密室57とは反対側の端部がアクチュエータ4に当接している。   A cylindrical movable piston 52 is slidably inserted into the first cylinder hole 511. A piston pressure receiving surface 521 that receives the pressure of the oil-tight chamber 57 is formed at the end of the oil-tight chamber 57 in the movable piston 52. The pressure receiving area of the piston pressure receiving surface 521 is set larger than the pressure receiving area of the cylinder pressure receiving surface 513. The movable piston 52 is in contact with the actuator 4 at the end opposite to the oil-tight chamber 57.

第2シリンダ孔512に、円柱状の固定ピストン53(詳細後述)が摺動自在に挿入されている。そして、可動シリンダ51と可動ピストン52と固定ピストン53とによって、燃料が充填される油密室57が区画形成されている。   A cylindrical fixed piston 53 (detailed later) is slidably inserted into the second cylinder hole 512. The movable cylinder 51, the movable piston 52, and the fixed piston 53 define an oil-tight chamber 57 that is filled with fuel.

スペーサ54は、円筒状であり、スペーサ54の内部に排出弁32および第2バルブスプリング56が配置されている。また、スペーサ54は、一端側が中間ボデー31に当接し、他端側が固定ピストン53に当接している。そして、可動ピストン52と固定ピストン53とに挟持されたピエゾスプリング50により、固定ピストン53がスペーサ54に押し付けられ、スペーサ54が中間ボデー31に押し付けられている。換言すると、固定ピストン53は中間ボデー31に対して位置決め固定されている。   The spacer 54 has a cylindrical shape, and the discharge valve 32 and the second valve spring 56 are disposed inside the spacer 54. The spacer 54 has one end abutting on the intermediate body 31 and the other end abutting on the fixed piston 53. The fixed piston 53 is pressed against the spacer 54 by the piezo spring 50 sandwiched between the movable piston 52 and the fixed piston 53, and the spacer 54 is pressed against the intermediate body 31. In other words, the fixed piston 53 is positioned and fixed with respect to the intermediate body 31.

第1バルブスプリング55は、可動シリンダ51と可動ピストン52とに挟持されている。そして、第1バルブスプリング55は、可動ピストン52をアクチュエータ4に向かって付勢し、これにより、アクチュエータ4の伸縮に伴って可動ピストン52がアクチュエータ4と一体的に作動するようになっている。また、第1バルブスプリング55は、可動シリンダ51を介して排出弁32を閉弁向きに付勢している。   The first valve spring 55 is sandwiched between the movable cylinder 51 and the movable piston 52. The first valve spring 55 urges the movable piston 52 toward the actuator 4, whereby the movable piston 52 operates integrally with the actuator 4 as the actuator 4 expands and contracts. Further, the first valve spring 55 urges the discharge valve 32 through the movable cylinder 51 in the valve closing direction.

第2バルブスプリング56は、中間ボデー31と排出弁32とに挟持されている。そして、第2バルブスプリング56は、排出弁32を開弁向きに付勢している。   The second valve spring 56 is sandwiched between the intermediate body 31 and the discharge valve 32. The second valve spring 56 biases the discharge valve 32 in the valve opening direction.

排出弁32が閉弁状態のとき、排出弁32と固定ピストン53との間には、排出弁32の最大リフト量に相当する隙間Lがある。   When the discharge valve 32 is closed, there is a gap L between the discharge valve 32 and the fixed piston 53 corresponding to the maximum lift amount of the discharge valve 32.

図2、図5に示すように、固定ピストン53には、第2シリンダ孔512に挿入される円柱状の固定ピストン部531が形成されるとともに、固定ピストン部531における油密室57とは反対側の端部に、径方向外側に突出する3つの固定ピストン腕部532が形成されている。この固定ピストン腕部532間には、周方向に沿って3つの固定ピストン切り欠き部533が形成されている。   As shown in FIGS. 2 and 5, the fixed piston 53 is formed with a columnar fixed piston portion 531 inserted into the second cylinder hole 512, and on the opposite side of the fixed piston portion 531 from the oil-tight chamber 57. Are formed with three fixed piston arm portions 532 protruding radially outward. Between the fixed piston arm portions 532, three fixed piston notch portions 533 are formed along the circumferential direction.

図2、図6に示すように、排出弁32のバルブボデー321には、弁体322とは反対側の端部に、軸方向に突出する3つの排出弁脚部321aが形成されている。この排出弁脚部321a間には、周方向に沿って3つの排出弁切り欠き部321bが形成されている。   As shown in FIGS. 2 and 6, the valve body 321 of the discharge valve 32 is formed with three discharge valve leg portions 321 a protruding in the axial direction at the end opposite to the valve body 322. Three discharge valve notches 321b are formed between the discharge valve legs 321a along the circumferential direction.

そして、図2、図4に示すように、固定ピストン腕部532が排出弁切り欠き部321bに挿入され、排出弁脚部321aが固定ピストン切り欠き部533に挿入されている。   As shown in FIGS. 2 and 4, the fixed piston arm 532 is inserted into the discharge valve notch 321 b and the discharge valve leg 321 a is inserted into the fixed piston notch 533.

次に、上記燃料噴射弁の作動を説明する。まず、図1、図2に示すニードル閉弁状態のとき、すなわち排出弁32が収容室側シート面311に当接しているときに、アクチュエータ4に電荷が充電されると、アクチュエータ4が伸長する。それに伴い、可動ピストン52がアクチュエータ4から遠ざかる向きに駆動され、可動ピストン52により油密室57の圧力が高められる。   Next, the operation of the fuel injection valve will be described. First, when the actuator 4 is charged when the needle valve is closed as shown in FIGS. 1 and 2, that is, when the discharge valve 32 is in contact with the storage chamber side seat surface 311, the actuator 4 expands. . Accordingly, the movable piston 52 is driven away from the actuator 4, and the pressure in the oil tight chamber 57 is increased by the movable piston 52.

また、高圧化された油密室57の圧力が、シリンダ受圧面513に作用し、可動シリンダ51がアクチュエータ4側に向かって駆動される。さらに、排出弁32は、第2バルブスプリング56に付勢されて、可動シリンダ51に追従してアクチュエータ4側に向かって移動する。   Further, the pressure in the oil tight chamber 57 that has been increased in pressure acts on the cylinder pressure receiving surface 513, and the movable cylinder 51 is driven toward the actuator 4 side. Further, the discharge valve 32 is urged by the second valve spring 56 and moves toward the actuator 4 following the movable cylinder 51.

このように、本実施形態の燃料噴射弁は、アクチュエータ4の伸長に伴う可動ピストン52の移動向きと可動シリンダ51の移動向きが逆向きとなり、且つアクチュエータ4の伸長に伴い排出弁32が収容室側シート面311から離れる向きに駆動されるようになっている。   As described above, in the fuel injection valve of the present embodiment, the moving direction of the movable piston 52 and the moving direction of the movable cylinder 51 are reversed in accordance with the extension of the actuator 4, and the discharge valve 32 is accommodated in the storage chamber as the actuator 4 is extended. It is driven in a direction away from the side sheet surface 311.

そして、排出弁32の移動により、弁体322が収容室側シート面311から離れて排出通路315が開かれると、排出通路315の燃料が収容室12に流出して排出通路315および中間ボデー側制御室26aの圧力が下がる。これにより、中間ボデー側制御室26aの圧力にて制御プレート33がノズルニードル2側に向かって付勢される力よりも、ニードル側制御室26bの圧力にて制御プレート33が中間ボデー31側に向かって付勢される力の方が大きくなるため、制御プレート33が中間ボデー31側に向かって移動する。   When the discharge valve 32 moves and the valve body 322 moves away from the storage chamber side seat surface 311 and the discharge passage 315 is opened, the fuel in the discharge passage 315 flows out into the storage chamber 12 and the discharge passage 315 and the intermediate body side. The pressure in the control chamber 26a decreases. Thereby, the control plate 33 is moved to the intermediate body 31 side by the pressure of the needle side control chamber 26b, rather than the force that the control plate 33 is urged toward the nozzle needle 2 side by the pressure of the intermediate body side control chamber 26a. Since the force urged toward becomes larger, the control plate 33 moves toward the intermediate body 31 side.

これにより、制御プレート33が制御室側シート面312に当接し、制御プレート33により高圧供給通路314が閉塞されて、高圧燃料通路11と制御室26との連通が遮断される。また、制御室26の燃料が、連通孔331および排出通路315を介して収容室12に流出し、制御室26の圧力が下がる。その結果、ノズルニードル22を閉弁向きに付勢する力が小さくなるため、ノズルニードル22が開弁向きに移動し、噴孔211から燃料が噴射される。   As a result, the control plate 33 contacts the control chamber side seat surface 312, the high pressure supply passage 314 is closed by the control plate 33, and the communication between the high pressure fuel passage 11 and the control chamber 26 is blocked. Further, the fuel in the control chamber 26 flows out into the storage chamber 12 through the communication hole 331 and the discharge passage 315, and the pressure in the control chamber 26 is reduced. As a result, the force for urging the nozzle needle 22 in the valve closing direction is reduced, so that the nozzle needle 22 moves in the valve opening direction and fuel is injected from the injection hole 211.

なお、アクチュエータ4の長さの変化量(≒可動ピストン52の変位量)と可動シリンダ51の変位量との比である変位拡大率は、ピストン受圧面521の受圧面積Slarge(図3参照)とシリンダ受圧面513の受圧面積Ssmall(図3参照)との比(Slarge/Ssmall)により決まる。   The displacement enlargement ratio, which is the ratio of the amount of change in the length of the actuator 4 (≈the amount of displacement of the movable piston 52) and the amount of displacement of the movable cylinder 51, is the pressure receiving area Slarge (see FIG. 3) of the piston pressure receiving surface 521. It is determined by the ratio (Slurge / Ssmall) to the pressure receiving area Ssmall (see FIG. 3) of the cylinder pressure receiving surface 513.

また、アクチュエータ4が伸長する際に油密室57の圧力によって可動シリンダ51が押される力は、油密室57の圧力とシリンダ受圧面513の受圧面積Ssmallの積で表される。そのため、シリンダ受圧面513の受圧面積Ssmallを大きくとることが出来れば、排出弁32の開弁に必要な油密室57の圧力を低くすることが可能である。その結果、可動シリンダ51と可動ピストン52との摺動部や、可動シリンダ51と固定ピストン53との摺動部からの、開弁保持中の燃料リーク量が低減される。   The force with which the movable cylinder 51 is pushed by the pressure in the oil tight chamber 57 when the actuator 4 extends is expressed by the product of the pressure in the oil tight chamber 57 and the pressure receiving area Ssmall of the cylinder pressure receiving surface 513. Therefore, if the pressure receiving area Ssmall of the cylinder pressure receiving surface 513 can be increased, the pressure in the oil tight chamber 57 necessary for opening the discharge valve 32 can be reduced. As a result, the amount of fuel leakage during valve opening retention from the sliding portion between the movable cylinder 51 and the movable piston 52 and the sliding portion between the movable cylinder 51 and the fixed piston 53 is reduced.

ここで、本実施形態に係る燃料噴射弁と従来の燃料噴射弁について、性能比較を行った。比較対象品は、燃料噴射弁の体格を等しくし、変位拡大率を1.67に統一し、その条件の下で、本実施形態に係る燃料噴射弁(以下、実施形態品という)におけるシリンダ受圧面513の受圧面積Ssmallを最大にするとともに、従来の燃料噴射弁(以下、従来品という)における制御弁部材の受圧面積を最大にした。この比較対象品においては、実施形態品におけるシリンダ受圧面513の受圧面積Ssmallが、従来品における制御弁部材の受圧面積の1.17倍になった。   Here, the performance comparison was performed about the fuel injection valve which concerns on this embodiment, and the conventional fuel injection valve. The comparison target product has the same physique of the fuel injection valve and the displacement expansion rate is unified to 1.67, and under the conditions, the cylinder pressure in the fuel injection valve according to the present embodiment (hereinafter referred to as the embodiment product). The pressure receiving area Ssmall of the surface 513 was maximized, and the pressure receiving area of the control valve member in the conventional fuel injection valve (hereinafter referred to as a conventional product) was maximized. In this comparison target product, the pressure receiving area Ssmall of the cylinder pressure receiving surface 513 in the embodiment product is 1.17 times the pressure receiving area of the control valve member in the conventional product.

因みに、本実施形態は、従来の燃料噴射弁における液圧発生部内に配置される小径部を備えておらず、また、可動シリンダ51と可動ピストン52が同軸に配置されるため、シリンダ受圧面513およびピストン受圧面521の各受圧面積を大きくし易い。   Incidentally, the present embodiment does not include a small-diameter portion disposed in the hydraulic pressure generating portion in the conventional fuel injection valve, and the movable cylinder 51 and the movable piston 52 are disposed coaxially. And it is easy to enlarge each pressure receiving area of the piston pressure receiving surface 521.

図7は、上記の比較対象品における、燃料噴射開始後の油密室の圧力変化特性を示してる。なお、図7において、実線は実施形態品の圧力変化特性を示し、一点鎖線は従来品の圧力変化特性を示している。   FIG. 7 shows the pressure change characteristics of the oil-tight chamber after the start of fuel injection in the above-mentioned comparison target product. In FIG. 7, the solid line indicates the pressure change characteristic of the embodiment product, and the alternate long and short dash line indicates the pressure change characteristic of the conventional product.

図7に示すように、実施形態品における燃料噴射開始後の油密室の圧力は、従来品よりも緩やかに低下する、また、実施形態品における開弁保持可能限界圧力は、従来品よりも低くなる。したがって、それらが相俟って、実施形態品における開弁可能期間は、従来品よりも大幅に(約50%)長くなる。   As shown in FIG. 7, the pressure in the oil tight chamber after the start of fuel injection in the embodiment product decreases more slowly than in the conventional product, and the valve opening holdable limit pressure in the embodiment product is lower than that in the conventional product. Become. Therefore, in combination, the valve-openable period in the embodiment product is significantly (about 50%) longer than that in the conventional product.

一方、ニードル開弁状態のとき、すなわち排出弁32が収容室側シート面311から離れているときに、アクチュエータ4の電荷を放電させると、アクチュエータ4が収縮する。それに伴い、第1バルブスプリング55に付勢される可動ピストン52は、アクチュエータ4に追従してアクチュエータ4側に向かって移動し、油密室57の圧力が低下する。   On the other hand, when the charge of the actuator 4 is discharged in the needle open state, that is, when the discharge valve 32 is away from the storage chamber side seat surface 311, the actuator 4 contracts. Accordingly, the movable piston 52 urged by the first valve spring 55 follows the actuator 4 and moves toward the actuator 4 side, and the pressure in the oil-tight chamber 57 decreases.

したがって、可動シリンダ51および排出弁32は、第1バルブスプリング55の付勢力により、中間ボデー31側に向かって移動する。このように、本実施形態の燃料噴射弁は、アクチュエータ4の収縮に伴う可動ピストン52の移動向きと可動シリンダ51の移動向きが逆向きとなる。   Therefore, the movable cylinder 51 and the discharge valve 32 move toward the intermediate body 31 by the urging force of the first valve spring 55. As described above, in the fuel injection valve of the present embodiment, the moving direction of the movable piston 52 and the moving direction of the movable cylinder 51 are opposite to each other when the actuator 4 contracts.

この排出弁32の移動により、排出弁32が収容室側シート面311に当接して排出通路315が閉じられると、排出通路315の燃料の流出が止まり、排出通路315と制御室26が同圧になる。これにより、制御室26の圧力にて制御プレート33が中間ボデー31側に向かって付勢される力よりも、排出通路315および高圧供給通路314の圧力にて制御プレート33がノズルニードル2側に向かって付勢される力の方が大きくなるため、制御プレート33がノズルニードル2側に向かって移動する。   When the discharge valve 32 comes into contact with the storage chamber side seat surface 311 and the discharge passage 315 is closed by the movement of the discharge valve 32, the outflow of fuel in the discharge passage 315 stops, and the discharge passage 315 and the control chamber 26 have the same pressure. become. Thereby, the control plate 33 is moved to the nozzle needle 2 side by the pressure of the discharge passage 315 and the high pressure supply passage 314 rather than the force that the control plate 33 is urged toward the intermediate body 31 side by the pressure of the control chamber 26. Since the force urged toward the head increases, the control plate 33 moves toward the nozzle needle 2 side.

そして、制御プレート33がストッパ面241に当接し、高圧供給通路314から中間ボデー側制御室26aに流入した高圧燃料は、連通孔331を介してニードル側制御室26bに流入する。   Then, the control plate 33 contacts the stopper surface 241, and the high-pressure fuel that has flowed into the intermediate body-side control chamber 26 a from the high-pressure supply passage 314 flows into the needle-side control chamber 26 b through the communication hole 331.

このように、ニードル側制御室26bに高圧燃料が流入することにより、ノズルニードル2が閉弁向きに移動し、噴孔211が閉じられて燃料噴射が終了する。   Thus, when high pressure fuel flows into the needle side control chamber 26b, the nozzle needle 2 moves in the valve closing direction, the injection hole 211 is closed, and fuel injection is completed.

ここで、第1バルブスプリング55のセット荷重をF1、第2バルブスプリング56のセット荷重をF2、制御室26の燃料圧力にて排出弁32が開弁向きに付勢される最大付勢力をF3としたとき、F1>F2とし、F1−F2>F3としている。これにより、アクチュエータ4が収縮する際に、可動シリンダ51および排出弁32を中間ボデー31側に向かって一体的に移動させることができる。   Here, the set load of the first valve spring 55 is F1, the set load of the second valve spring 56 is F2, and the maximum biasing force that biases the discharge valve 32 in the valve opening direction by the fuel pressure in the control chamber 26 is F3. F1> F2 and F1-F2> F3. Thereby, when the actuator 4 contracts, the movable cylinder 51 and the discharge valve 32 can be integrally moved toward the intermediate body 31 side.

以上述べたように、本実施形態は、シリンダ受圧面513およびピストン受圧面521の各受圧面積を大きくすることができる。したがって、排出弁32の開弁に必要な油密室57の圧力(すなわち、可動シリンダ51を駆動するために必要な油密室57の圧力)を低くすることが可能になり、摺動部からの燃料リークを減少させ、油密室57の圧力低下を小さくすることができる。その結果、排出弁32の開弁状態を長い時間保持することができる。よって、燃料噴射が本来のタイミングよりも早期に終了し、燃料噴射期間が不安定になってしまうという問題を回避することができる。   As described above, in the present embodiment, the pressure receiving areas of the cylinder pressure receiving surface 513 and the piston pressure receiving surface 521 can be increased. Therefore, the pressure in the oil tight chamber 57 necessary for opening the discharge valve 32 (that is, the pressure in the oil tight chamber 57 necessary for driving the movable cylinder 51) can be reduced, and the fuel from the sliding portion can be reduced. Leakage can be reduced and the pressure drop in the oil tight chamber 57 can be reduced. As a result, the open state of the discharge valve 32 can be maintained for a long time. Therefore, it is possible to avoid the problem that the fuel injection ends earlier than the original timing and the fuel injection period becomes unstable.

(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、ノズルニードルと可動シリンダが一体的に作動するようにしたものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the nozzle needle and the movable cylinder are integrally operated, and the other parts are the same as those in the first embodiment. Therefore, only the parts different from the first embodiment will be described.

図8、図9に示すように、本実施形態では、第1実施形態における制御弁機構3、ノズルシリンダ24、第2バルブスプリング56を廃止している。   As shown in FIGS. 8 and 9, in this embodiment, the control valve mechanism 3, the nozzle cylinder 24, and the second valve spring 56 in the first embodiment are omitted.

収容室12は、燃料タンクには接続されず、燃料溜まり室25と連通して常に高圧になっている。そして、ノズルニードル22は、高圧燃料の圧力にて閉弁向きに付勢されるようになっている。   The storage chamber 12 is not connected to the fuel tank but communicates with the fuel reservoir chamber 25 and is always at a high pressure. The nozzle needle 22 is urged toward the valve closing direction by the pressure of the high-pressure fuel.

ノズルニードル22の後端部(すなわち、反噴孔側端部)には、軸方向に突出する3つのノズル脚部221が形成されている。このノズル脚部221間には、周方向に沿って3つのノズル切り欠き部222が形成されている。なお、ノズル脚部221およびノズル切り欠き部222は、第1実施形態における排出弁脚部321aおよび排出弁切り欠き部321bと同様の構成になっている。   Three nozzle legs 221 projecting in the axial direction are formed at the rear end of the nozzle needle 22 (that is, the end opposite to the injection hole). Three nozzle notches 222 are formed between the nozzle legs 221 along the circumferential direction. In addition, the nozzle leg part 221 and the nozzle notch part 222 are the structures similar to the discharge valve leg part 321a and the discharge valve notch part 321b in 1st Embodiment.

そして、固定ピストン腕部532がノズル切り欠き部222に挿入され、ノズル脚部221が固定ピストン切り欠き部533に挿入されている。また、ノズル脚部221の先端が、可動シリンダ51における第2シリンダ孔512側の端部に当接している。   The fixed piston arm 532 is inserted into the nozzle notch 222 and the nozzle leg 221 is inserted into the fixed piston notch 533. Further, the tip of the nozzle leg 221 is in contact with the end of the movable cylinder 51 on the second cylinder hole 512 side.

ノズル2は、略有底円筒状のノズルボデー21、ノズルボデー21に摺動自在に挿入される略円柱状のノズルニードル22、およびノズルニードル22を閉弁向きに付勢するノズルスプリング23を備えている。   The nozzle 2 includes a substantially bottomed cylindrical nozzle body 21, a substantially cylindrical nozzle needle 22 that is slidably inserted into the nozzle body 21, and a nozzle spring 23 that urges the nozzle needle 22 toward the valve closing direction. .

ノズルスプリング23は、ノズルボデー21とノズルニードル22とに挟持されている。そして、ノズルスプリング23は、ノズルニードル22を開弁向きに付勢している。また、ノズルスプリング23は、ノズルニードル22を可動シリンダ51に向かって付勢し、これにより、ノズルニードル22と可動シリンダ51が一体的に作動するようになっている。   The nozzle spring 23 is sandwiched between the nozzle body 21 and the nozzle needle 22. The nozzle spring 23 biases the nozzle needle 22 in the valve opening direction. Further, the nozzle spring 23 biases the nozzle needle 22 toward the movable cylinder 51, whereby the nozzle needle 22 and the movable cylinder 51 operate integrally.

なお、ノズルニードル22が閉弁状態のとき、ノズルニードル22と固定ピストン53との間には隙間がある。   When the nozzle needle 22 is in a closed state, there is a gap between the nozzle needle 22 and the fixed piston 53.

次に、上記燃料噴射弁の作動を説明する。まず、ニードル閉弁状態のときに、アクチュエータ4に電荷が充電されると、アクチュエータ4が伸長する。それに伴い、可動ピストン52がアクチュエータ4から遠ざかる向きに駆動され、可動ピストン52により油密室57の圧力が高められる。   Next, the operation of the fuel injection valve will be described. First, when the actuator 4 is charged when the needle is closed, the actuator 4 extends. Accordingly, the movable piston 52 is driven away from the actuator 4, and the pressure in the oil tight chamber 57 is increased by the movable piston 52.

また、高圧化された油密室57の圧力が、シリンダ受圧面513に作用し、可動シリンダ51がアクチュエータ4側に向かって駆動される。   Further, the pressure in the oil tight chamber 57 that has been increased in pressure acts on the cylinder pressure receiving surface 513, and the movable cylinder 51 is driven toward the actuator 4 side.

それに伴い、ノズルスプリング23に付勢されるノズルニードル22は、可動シリンダ51に追従して、アクチュエータ4側に向かって移動する。すなわち、ノズルニードル22が開弁向きに移動し、噴孔211から燃料が噴射される。   Accordingly, the nozzle needle 22 biased by the nozzle spring 23 follows the movable cylinder 51 and moves toward the actuator 4 side. That is, the nozzle needle 22 moves in the valve opening direction, and fuel is injected from the nozzle hole 211.

一方、ニードル開弁状態のときに、アクチュエータ4の電荷を放電させると、アクチュエータ4が収縮する。それに伴い、第1バルブスプリング55に付勢される可動ピストン52は、アクチュエータ4に追従してアクチュエータ4側に向かって移動し、油密室57の圧力が低下する。   On the other hand, when the charge of the actuator 4 is discharged in the needle open state, the actuator 4 contracts. Accordingly, the movable piston 52 urged by the first valve spring 55 follows the actuator 4 and moves toward the actuator 4 side, and the pressure in the oil-tight chamber 57 decreases.

したがって、高圧燃料の圧力にてノズルニードル22を閉弁向きに付勢する力と第1バルブスプリング55の付勢力により、可動シリンダ51およびノズルニードル22は閉弁向きに移動し、噴孔211が閉じられて燃料噴射が終了する。   Therefore, the movable cylinder 51 and the nozzle needle 22 are moved in the valve closing direction by the force for biasing the nozzle needle 22 in the valve closing direction by the pressure of the high pressure fuel and the biasing force of the first valve spring 55, and the nozzle hole 211 is moved. It is closed and fuel injection ends.

ここで、第1バルブスプリング55のセット荷重をF1、ノズルスプリング23のセット荷重をF4、高圧燃料の圧力にてノズルニードル22が閉弁向きに付勢される最大付勢力をF5としたとき、F4>F5とし、F1>F4−F5としている。これにより、アクチュエータ4が収縮する際に、可動シリンダ51およびノズルニードル22を閉弁向きに一体的に移動させることができる。   Here, when the set load of the first valve spring 55 is F1, the set load of the nozzle spring 23 is F4, and the maximum biasing force by which the nozzle needle 22 is biased in the valve closing direction by the pressure of the high-pressure fuel is F5, F4> F5 and F1> F4-F5. Thereby, when the actuator 4 contracts, the movable cylinder 51 and the nozzle needle 22 can be moved integrally in the valve closing direction.

以上述べたように、本実施形態は、第1実施形態と同様にシリンダ受圧面513およびピストン受圧面521の各受圧面積を大きくすることができる。したがって、ノズルニードル22の開弁に必要な油密室57の圧力(すなわち、可動シリンダ51を駆動するために必要な油密室57の圧力)を低くすることが可能になり、摺動部からの燃料リークを減少させ、油密室57の圧力低下を小さくすることができる。その結果、ノズルニードル22の開弁状態を長い時間保持することができる。よって、燃料噴射が本来のタイミングよりも早期に終了し、燃料噴射期間が不安定になってしまうという問題を回避することができる。   As described above, in the present embodiment, the pressure receiving areas of the cylinder pressure receiving surface 513 and the piston pressure receiving surface 521 can be increased as in the first embodiment. Therefore, the pressure in the oil tight chamber 57 necessary for opening the nozzle needle 22 (that is, the pressure in the oil tight chamber 57 necessary for driving the movable cylinder 51) can be reduced, and the fuel from the sliding portion can be reduced. Leakage can be reduced and the pressure drop in the oil tight chamber 57 can be reduced. As a result, the open state of the nozzle needle 22 can be maintained for a long time. Therefore, it is possible to avoid the problem that the fuel injection ends earlier than the original timing and the fuel injection period becomes unstable.

(他の実施形態)
上記各実施形態では、アクチュエータ4としてピエゾ素子を用いたが、アクチュエータ4として磁歪素子を用いてもよい。
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, a piezo element is used as the actuator 4.

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。   In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, In the range described in the claim, it can change suitably.

また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。   Further, the above embodiments are not irrelevant to each other, and can be combined as appropriate unless the combination is clearly impossible.

また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。   In each of the above-described embodiments, it is needless to say that elements constituting the embodiment are not necessarily essential unless explicitly stated as essential and clearly considered essential in principle. Yes.

また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。   Further, in each of the above embodiments, when numerical values such as the number, numerical value, quantity, range, etc. of the constituent elements of the embodiment are mentioned, it is clearly limited to a specific number when clearly indicated as essential and in principle. The number is not limited to the specific number except for the case.

また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。   Further, in each of the above embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc. of the component, etc., the shape, unless otherwise specified and in principle limited to a specific shape, positional relationship, etc. It is not limited to the positional relationship or the like.

4 アクチュエータ
21 ノズルボデー
22 ノズルニードル
51 可動シリンダ
52 可動ピストン
53 固定ピストン
57 油密室
211 噴孔
511 第1シリンダ孔
512 第2シリンダ孔
513 シリンダ受圧面
521 ピストン受圧面
4 Actuator 21 Nozzle body 22 Nozzle needle 51 Movable cylinder 52 Movable piston 53 Fixed piston 57 Oil tight chamber 211 Injection hole 511 First cylinder hole 512 Second cylinder hole 513 Cylinder pressure receiving surface 521 Piston pressure receiving surface

Claims (6)

高圧燃料を内燃機関の燃焼室に噴射するための噴孔(211)を有するノズルボデー(21)と、
第1シリンダ孔(511)および前記第1シリンダ孔よりも大径の第2シリンダ孔(512)を有する可動シリンダ(51)と、
前記第1シリンダ孔に摺動自在に挿入される可動ピストン(52)と、
前記第2シリンダ孔に摺動自在に挿入されるとともに、位置が固定された固定ピストン(53)と、
前記可動シリンダと前記可動ピストンと前記固定ピストンとによって区画形成されて燃料が充填される油密室(57)と、
伸縮して前記可動ピストンを移動させるとともに、伸長に伴う前記可動ピストンの移動により前記油密室の圧力を上昇させるアクチュエータ(4)と、
前記可動シリンダの移動に応じて作動して前記噴孔を開閉するノズルニードル(22)とを備え、
前記可動シリンダは、前記第1シリンダ孔と前記第2シリンダ孔との境界部に形成されて前記油密室の圧力を受けるシリンダ受圧面(513)を備え、
前記可動ピストンは、前記油密室の圧力を受けるとともに前記シリンダ受圧面よりも受圧面積が大きいピストン受圧面(521)を備えることを特徴とする燃料噴射弁。
A nozzle body (21) having an injection hole (211) for injecting high pressure fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine;
A movable cylinder (51) having a first cylinder hole (511) and a second cylinder hole (512) having a larger diameter than the first cylinder hole;
A movable piston (52) slidably inserted into the first cylinder hole;
A fixed piston (53) that is slidably inserted into the second cylinder hole and fixed in position;
An oil tight chamber (57) defined by the movable cylinder, the movable piston and the fixed piston and filled with fuel;
An actuator (4) that expands and contracts to move the movable piston and raises the pressure of the oil-tight chamber by the movement of the movable piston accompanying expansion;
A nozzle needle (22) that operates according to the movement of the movable cylinder to open and close the nozzle hole;
The movable cylinder includes a cylinder pressure receiving surface (513) that is formed at a boundary portion between the first cylinder hole and the second cylinder hole and receives the pressure of the oil tight chamber,
The fuel injection valve, wherein the movable piston is provided with a piston pressure receiving surface (521) that receives the pressure of the oil tight chamber and has a pressure receiving area larger than that of the cylinder pressure receiving surface.
前記ノズルニードルの一端側が摺動自在に挿入され、前記ノズルニードルに閉弁向きの燃料圧力を作用させる制御室(26)を形成するノズルシリンダ(24)と、
前記制御室の燃料を低圧部(12)に排出させる排出通路(315)を有する中間ボデー(31)と、
前記可動シリンダに追従作動して前記中間ボデーに接離することにより、前記排出通路を開閉する排出弁(32)と、
前記可動シリンダを介して前記排出弁を閉弁向きに付勢する第1バルブスプリング(55)と、
前記排出弁を開弁向きに付勢する第2バルブスプリング(56)とを備えることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁。
A nozzle cylinder (24) forming a control chamber (26) in which one end side of the nozzle needle is slidably inserted, and a fuel pressure is applied to the nozzle needle in a valve closing direction;
An intermediate body (31) having a discharge passage (315) for discharging the fuel in the control chamber to the low pressure section (12);
A discharge valve (32) that opens and closes the discharge passage by following the movable cylinder and moving toward and away from the intermediate body;
A first valve spring (55) for biasing the discharge valve toward the valve closing direction via the movable cylinder;
The fuel injection valve according to claim 1, further comprising a second valve spring (56) for urging the discharge valve in the valve opening direction.
前記第1バルブスプリングのセット荷重をF1、前記第2バルブスプリングのセット荷重をF2、前記制御室の燃料圧力にて前記排出弁が開弁向きに付勢される最大付勢力をF3としたとき、F1>F2であり、F1−F2>F3であることを特徴とする請求項2に記載の燃料噴射弁。   When the set load of the first valve spring is F1, the set load of the second valve spring is F2, and the maximum biasing force that biases the discharge valve in the opening direction by the fuel pressure in the control chamber is F3. F1> F2 and F1-F2> F3. 3. The fuel injection valve according to claim 2, wherein F1-F2> F3. 前記可動シリンダを介して前記ノズルニードルを閉弁向きに付勢する第1バルブスプリング(55)と、
前記ノズルニードルを開弁向きに付勢するノズルスプリング(23)とを備え、
前記ノズルニードルは、高圧燃料の圧力にて閉弁向きに付勢され、前記アクチュエータが伸長する際には前記可動シリンダに追従作動して前記噴孔を開く向きに移動するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁。
A first valve spring (55) for urging the nozzle needle through the movable cylinder in a valve closing direction;
A nozzle spring (23) for urging the nozzle needle in the valve opening direction;
The nozzle needle is urged toward the valve closing direction by the pressure of the high-pressure fuel, and is configured to move in a direction to open the nozzle hole by following the movable cylinder when the actuator extends. The fuel injection valve according to claim 1.
前記第1バルブスプリングのセット荷重をF1、前記ノズルスプリングのセット荷重をF4、高圧燃料の圧力にて前記ノズルニードルが閉弁向きに付勢される最大付勢力をF5としたとき、F4>F5であり、F1>F4−F5であることを特徴とする請求項4に記載の燃料噴射弁。   Assuming that the set load of the first valve spring is F1, the set load of the nozzle spring is F4, and the maximum biasing force that biases the nozzle needle in the valve closing direction by the pressure of the high-pressure fuel is F5, F4> F5 The fuel injection valve according to claim 4, wherein F1> F4-F5. 前記アクチュエータは、電荷の充放電により伸縮するピエゾ素子積層体であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の燃料噴射弁。   6. The fuel injection valve according to claim 1, wherein the actuator is a piezoelectric element laminated body that expands and contracts due to charge and discharge of electric charges.
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