JP6443109B2 - Fuel injection valve - Google Patents

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Description

本発明は、燃料を内燃機関の燃焼室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 a combustion chamber of an internal combustion engine.

従来、この種の燃料噴射弁として、ピエゾアクチュエータを高圧燃料中に配置した燃料噴射弁が知られている。この場合、ピエゾアクチュエータの保護、信頼性確保のため高圧燃料の圧力に耐えうる強固な構造とする必要があり、ピエゾアクチュエータの駆動ロスの増加（効率低下）等の問題を招く。   Conventionally, a fuel injection valve in which a piezo actuator is disposed in high-pressure fuel is known as this type of fuel injection valve. In this case, it is necessary to have a strong structure that can withstand the pressure of the high-pressure fuel in order to protect and ensure reliability of the piezo actuator, leading to problems such as an increase in drive loss (decrease in efficiency) of the piezo actuator.

一方、特許文献１に記載された燃料噴射弁は、ピエゾアクチュエータの駆動効率向上のため、ピエゾアクチュエータを低圧燃料で満たされた低圧部に配置している。この低圧部は、ケーシングに摺動自在に挿入されたピストンにより高圧部と分離されている。   On the other hand, in the fuel injection valve described in Patent Document 1, the piezo actuator is arranged in a low pressure portion filled with low pressure fuel in order to improve the driving efficiency of the piezo actuator. This low-pressure part is separated from the high-pressure part by a piston slidably inserted into the casing.

特開平１１−２００９８１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-200981

しかしながら、後者の燃料噴射弁は、ケーシングとピストンとの摺動部を介して高圧部から低圧部へ燃料リーク（より詳細には、静リークおよび動リーク）が発生する。静リークの発生による弊害としては、ポンプ仕事の増加による燃費の悪化等が挙げられる。   However, in the latter fuel injection valve, fuel leakage (more specifically, static leakage and dynamic leakage) occurs from the high pressure portion to the low pressure portion via the sliding portion between the casing and the piston. Examples of adverse effects caused by the occurrence of static leak include deterioration of fuel consumption due to an increase in pump work.

本発明は上記点に鑑みて、アクチュエータを低圧部に配置した場合のリークを抑制することを目的とする。   In view of the above points, an object of the present invention is to suppress leakage when an actuator is disposed in a low pressure portion.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、高圧部（１１、２５、３１１、３２１、３２２、３３１、３４１、３５１、３６１、３７１）に供給された高圧燃料を内燃機関の燃焼室に噴射するための噴孔（２１１）を有するボデー（１、３、２１）と、ボデー内で往復動して噴孔を開閉するノズルニードル（２２）と、低圧燃料で満たされた低圧部（１３）に配置されて伸縮する駆動手段（４）と、 駆動手段の伸縮をノズルニードルに伝達してノズルニードルを往復動させる伝達手段（５）とを備え、伝達手段は、高圧部および低圧部に連通するバルブ室（３１２、３４２）に配置されて、噴孔が閉じられた状態のときに低圧部とバルブ室との間を遮断する制御弁（５７）を有し、駆動手段の伸長によりノズルニードルが噴孔を開く向きに駆動され、駆動手段は、当該駆動手段の伸縮に伴って自由端（４２）が往復動するように構成され、伝達手段は、駆動手段が伸長する際の駆動手段の自由端の移動向きとは逆向きにノズルニードルを移動させるように構成され、伝達手段は、駆動手段が伸長する際の駆動手段の自由端の変位の向きを反転させてノズルニードルに伝達するレバー（６１）を有す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, the high pressure fuel supplied to the high pressure section (11, 25, 311, 321, 322, 331, 341, 351, 361, 371) is burned in the internal combustion engine. A body (1, 3, 21) having an injection hole (211) for injecting into the chamber, a nozzle needle (22) that reciprocates in the body to open and close the injection hole, and a low pressure portion filled with low pressure fuel (13) The drive means (4) arranged to expand and contract, and the transmission means (5) for transmitting the expansion and contraction of the drive means to the nozzle needle to reciprocate the nozzle needle are provided. parts are arranged in the valve chamber communicating (312,342), the injection hole is closed control valve for blocking (57) between a low pressure portion and the valve chamber when the closed state, the extension of the drive means The nozzle needle opens the nozzle hole The drive means is configured such that the free end (42) reciprocates as the drive means expands and contracts, and the transmission means moves the free end of the drive means when the drive means extends. The transmission means is configured to move the nozzle needle in a direction opposite to the direction, and the transmission means reverses the direction of displacement of the free end of the drive means when the drive means is extended, and transmits a lever (61) that transmits to the nozzle needle. It is characterized by having .

これによると、噴孔が閉じられた状態のときの燃料リーク（すなわち静リーク）を抑制することができる。   According to this, fuel leak (that is, static leak) when the nozzle hole is closed can be suppressed.

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. 第１実施形態に係る燃料噴射弁におけるニードル閉弁時の状態を示す要部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the important section showing the state at the time of needle valve closing in the fuel injection valve concerning a 1st embodiment. 図２のレバーの斜視図である。It is a perspective view of the lever of FIG. 第１実施形態に係る燃料噴射弁におけるニードル開弁時の状態を示す要部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the important section showing the state at the time of needle opening in the fuel injection valve concerning a 1st embodiment. 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. 第２実施形態に係る燃料噴射弁におけるニードル閉弁時の状態を示す要部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the principal part which shows the state at the time of needle valve closing in the fuel injection valve concerning a 2nd embodiment. 本発明の第３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 3rd Embodiment of this invention. 第３実施形態に係る燃料噴射弁におけるニードル閉弁時の状態を示す要部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the important section showing the state at the time of needle valve closing in the fuel injection valve concerning a 3rd embodiment. 本発明の第４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 4th Embodiment of this invention. 第４実施形態に係る燃料噴射弁におけるニードル開弁時の状態を示す要部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the important section showing the state at the time of needle valve opening in the fuel injection valve concerning a 4th embodiment.

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。本実施形態の燃料噴射弁は、コモンレール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。）の燃焼室に噴射するものである。 (First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. The fuel injection valve of this embodiment injects high-pressure fuel supplied from a common rail into a combustion chamber of a compression ignition type internal combustion engine (hereinafter referred to as an internal combustion engine).

図１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、中間ボデー３、アクチュエータ４、変位伝達機構５、および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 FIG. 1, the fuel injection valve includes an injector body 1, a nozzle 2, an intermediate body 3, an actuator 4, a displacement transmission mechanism 5, and a retaining nut 6 as main components.

略円筒状のインジェクタボデー１には、図示しない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、図示しない燃料タンクに接続されてリーク燃料等を燃料タンクに戻す低圧燃料通路１２と、アクチュエータ４および変位伝達機構５の一部が収納される収納室１３とを備えている。この収納室１３は、連通孔１４を介して低圧燃料通路１２に接続されており、常に低圧燃料で満たされている。なお、収納室１３は、本発明の低圧部に相当する。   The substantially cylindrical injector body 1 includes a high-pressure fuel passage 11 through which high-pressure fuel supplied from a common rail (not shown) flows, a low-pressure fuel passage 12 connected to a fuel tank (not shown) and returning leaked fuel or the like to the fuel tank, A storage chamber 13 in which a part of the actuator 4 and the displacement transmission mechanism 5 is stored is provided. The storage chamber 13 is connected to the low pressure fuel passage 12 through the communication hole 14 and is always filled with the low pressure fuel. The storage chamber 13 corresponds to the low pressure part of the present invention.

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に往復動自在に挿入された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、およびノズルスプリング２３の一端側を支持するスプリングシート２４を備えている。   The nozzle 2 includes a substantially bottomed cylindrical nozzle body 21, a substantially columnar nozzle needle 22 inserted into the nozzle body 21 so as to freely reciprocate, a nozzle spring 23 that urges the nozzle needle 22 in a valve closing direction, and a nozzle spring 23. The spring seat 24 which supports the one end side is provided.

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。また、ノズルニードル２２の反噴孔側端部には、径方向外側に向かって突出するニードルフランジ部２２１が形成されている。   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. In addition, a needle flange portion 221 that protrudes radially outward is formed at the end of the nozzle needle 22 opposite to the injection hole.

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.

中間ボデー３は、第１中間ボデー３１、第２中間ボデー３２、および第３中間ボデー３３を備えている。第１中間ボデー３１、第２中間ボデー３２、および第３中間ボデー３３は、インジェクタボデー１とノズル２との間に挟持されている。より詳細には、インジェクタボデー１側からノズル２側に向かって、第１中間ボデー３１、第２中間ボデー３２、第３中間ボデー３３の順に積層されている。   The intermediate body 3 includes a first intermediate body 31, a second intermediate body 32, and a third intermediate body 33. The first intermediate body 31, the second intermediate body 32, and the third intermediate body 33 are sandwiched between the injector body 1 and the nozzle 2. More specifically, the first intermediate body 31, the second intermediate body 32, and the third intermediate body 33 are laminated in this order from the injector body 1 side toward the nozzle 2 side.

そして、ノズルボデー２１と中間ボデー３は、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一体的に保持されている。   The nozzle body 21 and the intermediate body 3 are integrally held by screwing the injector body 1 and the retaining nut 6 together.

図１〜図３に示すように、第１〜第３中間ボデー３１、３２、３３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３１１、３２１、３３１が形成されている。なお、インジェクタボデー１の高圧燃料通路１１、ノズルボデー２１内の燃料溜まり室２５、および中間ボデー３の各高圧燃料通路３１１、３２１、３３１は、本発明の高圧部を構成している。また、インジェクタボデー１、ノズルボデー２１、および中間ボデー３は、本発明のボデーを構成している。   As shown in FIGS. 1 to 3, the first to third intermediate bodies 31, 32, and 33 communicate with the high pressure fuel passage 11 of the injector body 1 and the fuel reservoir chamber 25 in the nozzle body 21. , 321 and 331 are formed. The high pressure fuel passage 11 of the injector body 1, the fuel reservoir 25 in the nozzle body 21, and the high pressure fuel passages 311, 321, 331 of the intermediate body 3 constitute a high pressure portion of the present invention. The injector body 1, the nozzle body 21, and the intermediate body 3 constitute the body of the present invention.

第１中間ボデー３１には、後述する制御弁５７および制御弁スプリング５８が配置されるバルブ室３１２、バルブ室３１２と収納室１３とを連通させる第１中間ボデー連通孔３１３、および、制御弁５７が接離する第１弁座３１４が形成されている。   The first intermediate body 31 includes a valve chamber 312 in which a later-described control valve 57 and a control valve spring 58 are disposed, a first intermediate body communication hole 313 for communicating the valve chamber 312 and the storage chamber 13, and the control valve 57. A first valve seat 314 is formed that contacts and separates.

第２中間ボデー３２には、後述する伝達カップ６０、レバー６１、およびノズルニードル２２の一部が配置されるカップ室３２２が形成されている。このカップ室３２２は、高圧燃料通路３２１と燃料溜まり室２５とに連通しており、本発明の高圧部を構成している。また、第２中間ボデー３２には、後述する伝達ピン５９が摺動自在に挿入される伝達ピン摺動孔３２３、および、制御弁５７が接離する第２弁座３２４が形成されている。   The second intermediate body 32 is formed with a cup chamber 322 in which a transmission cup 60, a lever 61, and a part of the nozzle needle 22 to be described later are disposed. The cup chamber 322 communicates with the high-pressure fuel passage 321 and the fuel reservoir chamber 25, and constitutes a high-pressure portion of the present invention. Further, the second intermediate body 32 is formed with a transmission pin sliding hole 323 into which a transmission pin 59 described later is slidably inserted, and a second valve seat 324 with which the control valve 57 is contacted and separated.

駆動手段としてのアクチュエータ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。アクチュエータ４の一端側端部である固定端４１は、インジェクタボデー１に位置決めされている。アクチュエータ４の他端側端部である自由端４２は、アクチュエータ４の伸縮に伴ってアクチュエータ軸方向に変位するようになっている。   The actuator 4 as a driving means is configured by a cylindrical piezo element stack that is stacked with a large number of piezo elements and expands and contracts by charge and discharge. A fixed end 41, which is one end side end of the actuator 4, is positioned on the injector body 1. The free end 42, which is the other end of the actuator 4, is displaced in the actuator axial direction as the actuator 4 expands and contracts.

変位伝達機構５は、アクチュエータ４の伸縮をノズルニードル２２に伝達してノズルニードル２２を往復動させるものであり、本発明の伝達手段に相当する。   The displacement transmission mechanism 5 transmits the expansion and contraction of the actuator 4 to the nozzle needle 22 to reciprocate the nozzle needle 22, and corresponds to the transmission means of the present invention.

そして、変位伝達機構５は、伝達リング５１、ピエゾピストン５２、シリンダ５３、バルブピストン５４、ピエゾスプリング５５、バルブピストンスプリング５６、制御弁５７、制御弁スプリング５８、伝達ピン５９、伝達カップ６０、およびレバー６１を備えている。   The displacement transmission mechanism 5 includes a transmission ring 51, a piezo piston 52, a cylinder 53, a valve piston 54, a piezo spring 55, a valve piston spring 56, a control valve 57, a control valve spring 58, a transmission pin 59, a transmission cup 60, and A lever 61 is provided.

伝達リング５１、ピエゾピストン５２、シリンダ５３、バルブピストン５４、ピエゾスプリング５５、およびバルブピストンスプリング５６は、収納室１３内に配置されている。   The transmission ring 51, the piezo piston 52, the cylinder 53, the valve piston 54, the piezo spring 55, and the valve piston spring 56 are disposed in the storage chamber 13.

リング状の伝達リング５１および円板状のピエゾピストン５２は、円筒状のシリンダ５３とアクチュエータ４との間に積層配置され、伝達リング５１とアクチュエータ４の自由端４２が当接し、ピエゾピストン５２とシリンダ５３が当接している。   The ring-shaped transmission ring 51 and the disk-shaped piezo piston 52 are stacked between the cylindrical cylinder 53 and the actuator 4, and the transmission ring 51 and the free end 42 of the actuator 4 come into contact with each other. The cylinder 53 is in contact.

伝達リング５１、ピエゾピストン５２、およびシリンダ５３は、シリンダ５３と第１中間ボデー３１との間に配置されたピエゾスプリング５５によって、アクチュエータ４側に向かって付勢されている。   The transmission ring 51, the piezo piston 52, and the cylinder 53 are biased toward the actuator 4 by a piezo spring 55 disposed between the cylinder 53 and the first intermediate body 31.

そして、伝達リング５１、ピエゾピストン５２、およびシリンダ５３は、アクチュエータ４の伸長時にはアクチュエータ４によって固定端４１から遠ざかる向き（すなわち、図１の紙面下向き）に駆動され、アクチュエータ４の収縮時にはピエゾスプリング５５によって固定端４１に近づく向きに移動されるようになっている。   The transmission ring 51, the piezo piston 52, and the cylinder 53 are driven in a direction away from the fixed end 41 by the actuator 4 when the actuator 4 is extended (that is, downward in the drawing of FIG. 1). Therefore, it is moved in a direction approaching the fixed end 41.

円柱状のバルブピストン５４は、シリンダ５３内に摺動自在に挿入されている。そして、ピエゾピストン５２、シリンダ５３、およびバルブピストン５４によって、燃料が充填された油密室６２が形成されている。また、バルブピストン５４は、バルブピストンスプリング５６によって制御弁５７側に向かって付勢され、その先端部が制御弁５７に当接している。   A cylindrical valve piston 54 is slidably inserted into the cylinder 53. The piezo piston 52, the cylinder 53, and the valve piston 54 form an oil tight chamber 62 filled with fuel. Further, the valve piston 54 is urged toward the control valve 57 side by the valve piston spring 56, and a tip portion thereof is in contact with the control valve 57.

そして、アクチュエータ４の伸長時には、ピエゾピストン５２やシリンダ５３が駆動されて油密室６２の圧力が上昇し、油密室６２の圧力によりバルブピストン５４が駆動されるようになっている。   When the actuator 4 is extended, the piezo piston 52 and the cylinder 53 are driven to increase the pressure in the oil-tight chamber 62, and the valve piston 54 is driven by the pressure in the oil-tight chamber 62.

制御弁５７および制御弁スプリング５８は、バルブ室３１２内に配置されている。このバルブ室３１２は、第１中間ボデー連通孔３１３を介して低圧の収納室１３に連通するとともに、伝達ピン５９と伝達ピン摺動孔３２３との隙間を介して高圧のカップ室３２２に連通している。   The control valve 57 and the control valve spring 58 are disposed in the valve chamber 312. The valve chamber 312 communicates with the low-pressure storage chamber 13 through the first intermediate body communication hole 313 and communicates with the high-pressure cup chamber 322 through a gap between the transmission pin 59 and the transmission pin sliding hole 323. ing.

そして、制御弁５７は、第１弁座３１４に接離することにより、バルブ室３１２と収納室１３との間を開閉し、第２弁座３２４に接離することにより、バルブ室３１２とカップ室３２２との間を開閉するようになっている。   The control valve 57 opens and closes between the valve chamber 312 and the storage chamber 13 by making contact with and separating from the first valve seat 314, and contacts and separates from the second valve seat 324 by making contact with and separating from the second valve seat 324. It opens and closes between the chamber 322.

また、制御弁５７は、制御弁スプリング５８にて第１弁座３１４側に向かって、換言すると、バルブ室３１２と収納室１３との間を遮断する向きに、付勢されている。   Further, the control valve 57 is biased by the control valve spring 58 toward the first valve seat 314, in other words, in a direction that blocks between the valve chamber 312 and the storage chamber 13.

伝達ピン５９は伝達ピン摺動孔３２３内に配置され、伝達カップ６０およびレバー６１は、カップ室３２２内に配置されている。   The transmission pin 59 is disposed in the transmission pin sliding hole 323, and the transmission cup 60 and the lever 61 are disposed in the cup chamber 322.

伝達カップ６０は、カップ状ないしは有底円筒状に形成されている。そして、伝達カップ６０の内部空間に、ニードルフランジ部２２１が挿入されている。   The transmission cup 60 is formed in a cup shape or a bottomed cylindrical shape. A needle flange portion 221 is inserted into the internal space of the transmission cup 60.

板状のレバー６１は、第３中間ボデー３３に当接する部位が支点６１１、伝達カップ６０に当接する部位が力点６１２、ニードルフランジ部２２１に当接する部位が作用点６１３になっている。   The plate-like lever 61 has a fulcrum 611 at a portion that contacts the third intermediate body 33, a force point 612 at a portion that contacts the transmission cup 60, and an action point 613 at a portion that contacts the needle flange portion 221.

そして、アクチュエータ４の伸長時には、伝達カップ６０の移動に伴ってレバー６１が回動され、レバー６１の回動に伴ってノズルニードル２２が噴孔２１１を開く向きに駆動されるようになっている。   When the actuator 4 is extended, the lever 61 is rotated with the movement of the transmission cup 60, and the nozzle needle 22 is driven to open the nozzle hole 211 with the rotation of the lever 61. .

ここで、レバー６１における支点６１１側の面は円弧状に形成され、これにより、レバー６１の回動に伴って支点６１１の位置が移動してレバー比が変化するようになっている。   Here, the surface of the lever 61 on the side of the fulcrum 611 is formed in an arc shape, whereby the position of the fulcrum 611 is moved with the rotation of the lever 61 so that the lever ratio is changed.

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（すなわち、噴孔２１１が閉状態）のときには、アクチュエータ４の電荷が放電されてアクチュエータ４は収縮している。   Next, the operation of the fuel injection valve will be described. First, in the needle valve closed state shown in FIGS. 1 and 2 (that is, the nozzle hole 211 is closed), the electric charge of the actuator 4 is discharged and the actuator 4 contracts.

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が伸長して自由端４２が図１、図２の紙面下向きに変位する。このアクチュエータ４の伸長によりピエゾピストン５２やシリンダ５３が駆動されて油密室６２の圧力が上昇し、油密室６２の圧力によりバルブピストン５４が駆動される。   When the actuator 4 is charged when the needle is closed, the actuator 4 extends and the free end 42 is displaced downward in FIG. 1 and FIG. The extension of the actuator 4 drives the piezo piston 52 and the cylinder 53 to increase the pressure in the oil-tight chamber 62, and the valve piston 54 is driven by the pressure in the oil-tight chamber 62.

そして、図４に示すように、制御弁５７は、バルブピストン５４に押されて図４の紙面下向きに移動し、第１弁座３１４から離れ、第２弁座３２４に当接する位置まで移動する。換言すると、制御弁５７は、バルブ室３１２と収納室１３との間を遮断する位置から、バルブ室３１２とカップ室３２２との間を遮断する位置に移動する。   As shown in FIG. 4, the control valve 57 is pushed by the valve piston 54 and moves downward in FIG. 4, moves away from the first valve seat 314, and moves to a position where it abuts on the second valve seat 324. . In other words, the control valve 57 moves from a position where the valve chamber 312 and the storage chamber 13 are blocked to a position where the valve chamber 312 and the cup chamber 322 are blocked.

ここで、アクチュエータ４の伸縮を制御弁５７に直接伝達するのではなく、油密室６２を介して伝達する構造とすることで、温度変化時におけるアクチュエータ４とインジェクタボデー１の線膨張係数の違いに起因した自由端４２の初期位置の変化を補償することが可能である。   Here, the expansion / contraction of the actuator 4 is not directly transmitted to the control valve 57, but is transmitted via the oil-tight chamber 62, so that the difference in linear expansion coefficient between the actuator 4 and the injector body 1 at the time of temperature change. It is possible to compensate for the resulting change in the initial position of the free end 42.

制御弁５７の変位は伝達ピン５９を介して伝達カップ６０に伝達され、伝達カップ６０の変位はレバー６１を介してノズルニードル２２に伝達される。このとき、レバー６１は、アクチュエータ４が伸長する際の自由端４２の変位を、向きを反転させてノズルニードル２２に伝達する。これにより、ノズルニードル２２が噴孔２１１を開く向き（すなわち、図４の紙面上向き）に駆動されてニードル開弁状態になり、噴孔２１１から内燃機関の燃焼室内に燃料が噴射される。   The displacement of the control valve 57 is transmitted to the transmission cup 60 via the transmission pin 59, and the displacement of the transmission cup 60 is transmitted to the nozzle needle 22 via the lever 61. At this time, the lever 61 transmits the displacement of the free end 42 when the actuator 4 extends to the nozzle needle 22 with its direction reversed. As a result, the nozzle needle 22 is driven in a direction to open the nozzle hole 211 (that is, upward in the drawing of FIG. 4) to enter the valve opening state, and fuel is injected from the nozzle hole 211 into the combustion chamber of the internal combustion engine.

ここで、レバー６１の回動に伴って支点６１１の位置が移動してレバー比が変化するようになっている。具体的には、ノズルニードル２２の変位量をＳ１、自由端４２の変位量をＳ２とし、Ｓ１／Ｓ２を変位拡大率としたとき、ノズルニードル２２が噴孔２１１を閉じた位置での変位拡大率よりも、ノズルニードル２２が噴孔２１１を開いた位置での変位拡大率が大きくなるように、レバー６１のレバー比が変化する。   Here, as the lever 61 rotates, the position of the fulcrum 611 moves to change the lever ratio. Specifically, when the displacement amount of the nozzle needle 22 is S1, the displacement amount of the free end 42 is S2, and S1 / S2 is the displacement magnification rate, the displacement expansion at the position where the nozzle needle 22 closes the nozzle hole 211 is performed. The lever ratio of the lever 61 changes so that the displacement enlargement ratio at the position where the nozzle needle 22 opens the nozzle hole 211 is larger than the ratio.

これによると、特に力が必要なニードル開弁初期時には、変位拡大率が小さいため駆動力を大きくすることができる。一方、ニードル開弁後期には、変位拡大率が大きいため、自由端４２の変位量の小ささを補って、ノズルニードル２２のリフト量を十分に確保することができる。   According to this, the driving force can be increased because the displacement enlargement rate is small at the initial stage of opening the needle, which requires force. On the other hand, since the displacement enlargement ratio is large in the latter stage of needle opening, the lift amount of the nozzle needle 22 can be sufficiently secured by compensating for the small displacement amount of the free end 42.

また、ニードル開弁状態のときには、バルブ室３１２とカップ室３２２との間が制御弁５７によって遮断されるため、カップ室３２２の高圧燃料がバルブ室３１２を介して収納室１３へリークすること（すなわち動リーク）を、抑制することができる。   When the needle is in the valve open state, the valve chamber 312 and the cup chamber 322 are blocked by the control valve 57, so that high-pressure fuel in the cup chamber 322 leaks into the storage chamber 13 via the valve chamber 312 ( That is, dynamic leakage) can be suppressed.

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が収縮して自由端４２が図２の紙面上向きに変位する。アクチュエータ４が収縮すると、ピエゾピストン５２やシリンダ５３はピエゾスプリング５５に付勢されて自由端４２の変位に追従作動し、油密室６２の圧力が低下する。油密室６２の圧力低下により、ノズルニードル２２を開弁向きに駆動する力が減少し、ノズルニードル２２はノズルスプリング２３に付勢されて閉弁向きに移動（すなわち、図２の紙面下向きに移動）し、噴孔２１１が閉じられて燃料噴射が終了する。   On the other hand, when the electric charge of the actuator 4 is discharged in the needle open state, the actuator 4 contracts and the free end 42 is displaced upward in FIG. When the actuator 4 contracts, the piezo piston 52 and the cylinder 53 are urged by the piezo spring 55 to operate following the displacement of the free end 42, and the pressure in the oil tight chamber 62 decreases. Due to the pressure drop in the oil tight chamber 62, the force for driving the nozzle needle 22 in the valve opening direction decreases, and the nozzle needle 22 is urged by the nozzle spring 23 to move in the valve closing direction (that is, in the downward direction in FIG. 2). ) And the injection hole 211 is closed, and fuel injection is completed.

このノズルニードル２２の閉弁向きへの移動に伴い、レバー６１を介して伝達カップ６０が図２の紙面上向きに押され、さらに、伝達ピン５９、制御弁５７、およびバルブピストン５４も図２の紙面上向きに押される。   As the nozzle needle 22 moves in the valve closing direction, the transmission cup 60 is pushed upward through the lever 61, and the transmission pin 59, the control valve 57, and the valve piston 54 are also moved in FIG. Pushed upwards on the page.

これにより、制御弁５７は、第２弁座３２４から離れ、第１弁座３１４に当接する位置まで移動する。換言すると、制御弁５７は、バルブ室３１２とカップ室３２２との間を遮断する位置から、バルブ室３１２と収納室１３との間を遮断する位置に移動する。   As a result, the control valve 57 moves away from the second valve seat 324 to a position where it abuts on the first valve seat 314. In other words, the control valve 57 moves from a position where the valve chamber 312 and the cup chamber 322 are blocked to a position where the valve chamber 312 and the storage chamber 13 are blocked.

したがって、ニードル閉弁状態のときには、バルブ室３１２と収納室１３との間が制御弁５７によって遮断されるため、バルブ室３１２の高圧燃料が収納室１３へリークすること（すなわち静リーク）を、抑制することができる。   Therefore, when the needle is closed, the valve chamber 312 and the storage chamber 13 are blocked by the control valve 57, so that the high-pressure fuel in the valve chamber 312 leaks to the storage chamber 13 (that is, static leak). Can be suppressed.

（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、第１実施形態における中間ボデー３および変位伝達機構５の構成を変更したものであり、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 the present embodiment, the configurations of the intermediate body 3 and the displacement transmission mechanism 5 in the first embodiment are changed, 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. To do.

図５、図６に示すように、中間ボデー３は、第１中間ボデー３４、第２中間ボデー３５、第３中間ボデー３６、および第４中間ボデー３７を備えている。そして、インジェクタボデー１側からノズル２側に向かって、第１中間ボデー３４、第２中間ボデー３５、第３中間ボデー３６、および第４中間ボデー３７の順に積層されている。   As shown in FIGS. 5 and 6, the intermediate body 3 includes a first intermediate body 34, a second intermediate body 35, a third intermediate body 36, and a fourth intermediate body 37. The first intermediate body 34, the second intermediate body 35, the third intermediate body 36, and the fourth intermediate body 37 are laminated in this order from the injector body 1 side toward the nozzle 2 side.

第１〜第４中間ボデー３４〜３７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３４１、３５１、３６１、３７１が形成されている。なお、インジェクタボデー１の高圧燃料通路１１、ノズルボデー２１内の燃料溜まり室２５、および中間ボデー３の各高圧燃料通路３４１、３５１、３６１、３７１は、本発明の高圧部を構成している。また、インジェクタボデー１、ノズルボデー２１、および中間ボデー３は、本発明のボデーを構成している。   High-pressure fuel passages 341, 351, 361, and 371 that connect the high-pressure fuel passage 11 of the injector body 1 and the fuel reservoir chamber 25 in the nozzle body 21 are formed in the first to fourth intermediate bodies 34 to 37. The high pressure fuel passage 11 of the injector body 1, the fuel reservoir 25 in the nozzle body 21, and the high pressure fuel passages 341, 351, 361, 371 of the intermediate body 3 constitute the high pressure portion of the present invention. The injector body 1, the nozzle body 21, and the intermediate body 3 constitute the body of the present invention.

第１中間ボデー３４には、制御弁５７および制御弁スプリング５８が配置されるバルブ室３４２、バルブ室３４２と収納室１３とを連通させるとともに後述する第１伝達ピン６３が摺動自在に挿入される第１中間ボデー連通孔３４３、および、制御弁５７が接離する第１弁座３４４が形成されている。   In the first intermediate body 34, a valve chamber 342 in which a control valve 57 and a control valve spring 58 are disposed, a valve chamber 342 and the storage chamber 13 are communicated with each other, and a first transmission pin 63 described later is slidably inserted. The first intermediate body communication hole 343 and the first valve seat 344 with which the control valve 57 contacts and separates are formed.

第２中間ボデー３５には、後述する第２伝達ピン６４が摺動自在に挿入される伝達ピン摺動孔３５２、および、制御弁５７が接離する第２弁座３５３が形成されている。   The second intermediate body 35 is formed with a transmission pin sliding hole 352 into which a later-described second transmission pin 64 is slidably inserted, and a second valve seat 353 with which the control valve 57 is contacted and separated.

第４中間ボデー３７には、後述するニードルピストン６７が摺動自在に挿入されるニードルピストン摺動孔３７２が形成されている。   The fourth intermediate body 37 is formed with a needle piston sliding hole 372 into which a later-described needle piston 67 is slidably inserted.

変位伝達機構５は、伝達リング５１、ピエゾスプリング５５、制御弁５７、制御弁スプリング５８、第１伝達ピン６３、第２伝達ピン６４、ピエゾピストン６５、シリンダ６６、ニードルピストン６７、および連結部材６８を備えている。   The displacement transmission mechanism 5 includes a transmission ring 51, a piezo spring 55, a control valve 57, a control valve spring 58, a first transmission pin 63, a second transmission pin 64, a piezo piston 65, a cylinder 66, a needle piston 67, and a connecting member 68. It has.

制御弁５７および制御弁スプリング５８は、バルブ室３４２内に配置されている。このバルブ室３４２は、第１中間ボデー連通孔３４３を介して低圧の収納室１３に連通するとともに、第２伝達ピン６４と伝達ピン摺動孔３５２との隙間を介して第３中間ボデー３６の高圧燃料通路３６１に連通している。   The control valve 57 and the control valve spring 58 are disposed in the valve chamber 342. The valve chamber 342 communicates with the low-pressure storage chamber 13 through the first intermediate body communication hole 343, and the third intermediate body 36 has a gap between the second transmission pin 64 and the transmission pin sliding hole 352. The high-pressure fuel passage 361 communicates.

そして、制御弁５７は、第１弁座３４４に接離することにより、バルブ室３４２と収納室１３との間を開閉し、第２弁座３５３に接離することにより、バルブ室３４２と第３中間ボデー３６の高圧燃料通路３６１との間を開閉するようになっている。   Then, the control valve 57 opens and closes between the valve chamber 342 and the storage chamber 13 by making contact with and separating from the first valve seat 344, and contacts and separates from the valve chamber 342 to the second valve seat 353. The space between the high pressure fuel passage 361 of the three intermediate body 36 is opened and closed.

また、制御弁５７は、制御弁スプリング５８にて第１弁座３４４側に向かって、換言すると、バルブ室３４２と収納室１３との間を遮断する向きに、付勢されている。   Further, the control valve 57 is urged by the control valve spring 58 toward the first valve seat 344, in other words, in a direction to shut off the valve chamber 342 and the storage chamber 13.

第２伝達ピン６４は伝達ピン摺動孔３５２に挿入され、第２伝達ピン６４の一端と制御弁５７が当接し、第２伝達ピン６４の他端とピエゾピストン６５が当接している。   The second transmission pin 64 is inserted into the transmission pin sliding hole 352, one end of the second transmission pin 64 and the control valve 57 abut, and the other end of the second transmission pin 64 and the piezo piston 65 abut.

ピエゾスプリング５５、ピエゾピストン６５、シリンダ６６、ニードルピストン６７、および連結部材６８は、第３中間ボデー３６の高圧燃料通路３６１内に配置されている。   The piezo spring 55, the piezo piston 65, the cylinder 66, the needle piston 67, and the connecting member 68 are disposed in the high pressure fuel passage 361 of the third intermediate body 36.

ピエゾピストン６５は、有底円筒状で、内部にバルブピストン孔６５１が形成されている。また、ピエゾピストン６５は、円筒状のシリンダ６６内に摺動自在に挿入されている。   The piezo piston 65 has a bottomed cylindrical shape and has a valve piston hole 651 formed therein. The piezo piston 65 is slidably inserted into a cylindrical cylinder 66.

そして、第２伝達ピン６４、およびピエゾピストン６５は、ピエゾピストン６５とシリンダ６６との間に配置されたピエゾスプリング５５によって、アクチュエータ４側に向かって付勢されている。   The second transmission pin 64 and the piezo piston 65 are urged toward the actuator 4 by a piezo spring 55 disposed between the piezo piston 65 and the cylinder 66.

ニードルピストン６７は、円柱状の大径ピストン部６７１と、円柱状で且つ大径ピストン部６７１よりも小径の小径ピストン部６７２とを備えている。そして、大径ピストン部６７１は、バルブピストン孔６５１に摺動自在に挿入され、小径ピストン部６７２は、ニードルピストン摺動孔３７２に摺動自在に挿入されている。   The needle piston 67 includes a cylindrical large-diameter piston portion 671 and a small-diameter piston portion 672 that is cylindrical and has a smaller diameter than the large-diameter piston portion 671. The large-diameter piston portion 671 is slidably inserted into the valve piston hole 651, and the small-diameter piston portion 672 is slidably inserted into the needle piston sliding hole 372.

また、ニードルピストン６７は、燃料溜まり室２５内に位置するピストンフランジ部６７３を備えている。そして、このピストンフランジ部６７３およびニードルフランジ部２２１が連結部材６８と係合することにより、ニードルピストン６７とノズルニードル２２が連結されている。   The needle piston 67 includes a piston flange portion 673 located in the fuel reservoir chamber 25. The needle piston 67 and the nozzle needle 22 are connected by the piston flange portion 673 and the needle flange portion 221 engaging with the connecting member 68.

バルブピストン孔６５１内において、大径ピストン部６７１とピエゾピストン６５の底部との間に、ノズルスプリング２３が配置されている。そして、このノズルスプリング２３により、ニードルピストン６７を介してノズルニードル２２が閉弁向きに付勢されている。   In the valve piston hole 651, the nozzle spring 23 is disposed between the large-diameter piston portion 671 and the bottom portion of the piezo piston 65. The nozzle spring 22 biases the nozzle needle 22 through the needle piston 67 in the valve closing direction.

ピエゾピストン６５、シリンダ６６、ニードルピストン６７、および第４中間ボデー３７によって、燃料が充填された油密室６９が形成されている。そして、アクチュエータ４の伸長時には、アクチュエータ４により制御弁５７等を介してピエゾピストン６５が駆動されて油密室６９の圧力が上昇し、油密室６９の圧力によりニードルピストン６７が駆動されるようになっている。   The piezo piston 65, the cylinder 66, the needle piston 67, and the fourth intermediate body 37 form an oil tight chamber 69 filled with fuel. When the actuator 4 is extended, the piezo piston 65 is driven by the actuator 4 via the control valve 57 or the like, so that the pressure in the oil-tight chamber 69 increases, and the needle piston 67 is driven by the pressure in the oil-tight chamber 69. ing.

ここで、ピエゾピストン６５における第４中間ボデー３７に対向する面がピエゾピストン６５の受圧面積であり、大径ピストン部６７１における第４中間ボデー３７に対向する面がニードルピストン６７の受圧面積である。そして、本実施形態では、ピエゾピストン６５の受圧面積は、ニードルピストン６７の受圧面積よりも大きく設定されている。   Here, the surface of the piezo piston 65 that faces the fourth intermediate body 37 is the pressure receiving area of the piezo piston 65, and the surface of the large-diameter piston portion 671 that faces the fourth intermediate body 37 is the pressure receiving area of the needle piston 67. . In this embodiment, the pressure receiving area of the piezo piston 65 is set larger than the pressure receiving area of the needle piston 67.

次に、上記燃料噴射弁の作動を説明する。まず、図５、図６に示すニードル閉弁状態（すなわち、噴孔２１１が閉状態）のときには、アクチュエータ４の電荷が放電されてアクチュエータ４は収縮している。   Next, the operation of the fuel injection valve will be described. First, in the needle valve closed state shown in FIGS. 5 and 6 (that is, the nozzle hole 211 is closed), the charge of the actuator 4 is discharged and the actuator 4 contracts.

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が伸長して自由端４２が図５、図６の紙面下向きに変位する。このアクチュエータ４の伸長により、伝達リング５１および第１伝達ピン６３を介して制御弁５７が図５、図６の紙面下向きに駆動される。そして、制御弁５７は、第１弁座３４４から離れ、第２弁座３５３に当接する。   When the electric charge is charged in the actuator 4 in the needle closed state, the actuator 4 extends and the free end 42 is displaced downward in FIG. 5 and FIG. By the extension of the actuator 4, the control valve 57 is driven downward through the transmission ring 51 and the first transmission pin 63 in FIGS. 5 and 6. Then, the control valve 57 is separated from the first valve seat 344 and contacts the second valve seat 353.

また、この制御弁５７の移動に伴い、第２伝達ピン６４を介してピエゾピストン６５が図５、図６の紙面下向きに駆動され、油密室６９の圧力が上昇し、油密室６９の圧力によりニードルピストン６７が駆動される。   As the control valve 57 moves, the piezo piston 65 is driven downward through the second transmission pin 64 in FIGS. 5 and 6 to increase the pressure in the oil-tight chamber 69. The needle piston 67 is driven.

油密室６９の圧力は、大径ピストン部６７１における第４中間ボデー３７に対向する面に作用する。したがって、ニードルピストン６７は、油密室６９の増圧に伴ってピエゾピストン６５とは逆向き（すなわち、図５、図６の紙面上向き）に移動する。これにより、ノズルニードル２２が噴孔２１１を開く向きに駆動されてニードル開弁状態になり、噴孔２１１から内燃機関の燃焼室内に燃料が噴射される。   The pressure in the oil tight chamber 69 acts on the surface of the large diameter piston portion 671 facing the fourth intermediate body 37. Accordingly, the needle piston 67 moves in the opposite direction to the piezo piston 65 (that is, upward in FIG. 5 and FIG. 6) as the oil tight chamber 69 is increased in pressure. As a result, the nozzle needle 22 is driven in a direction to open the injection hole 211 to be in a needle open state, and fuel is injected from the injection hole 211 into the combustion chamber of the internal combustion engine.

ここで、ピエゾピストン６５の受圧面積を、ニードルピストン６７の受圧面積よりも大きく設定しているため、自由端４２の変位が拡大されてノズルニードル２２に伝達される。したがって、ノズルニードル２２のリフト量を十分に確保することができる。   Here, since the pressure receiving area of the piezo piston 65 is set larger than the pressure receiving area of the needle piston 67, the displacement of the free end 42 is enlarged and transmitted to the nozzle needle 22. Therefore, a sufficient lift amount of the nozzle needle 22 can be ensured.

また、ニードル開弁状態のときには、バルブ室３４２と第３中間ボデー３６の高圧燃料通路３６１との間が制御弁５７によって遮断されるため、高圧燃料通路３６１の高圧燃料がバルブ室３４２を介して収納室１３へリークすること（すなわち動リーク）を、抑制することができる。   Further, when the needle is in the valve open state, the control valve 57 shuts off the valve chamber 342 and the high pressure fuel passage 361 of the third intermediate body 36, so that the high pressure fuel in the high pressure fuel passage 361 passes through the valve chamber 342. Leakage into the storage chamber 13 (that is, dynamic leak) can be suppressed.

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が収縮して自由端４２が図５、図６の紙面上向きに変位する。アクチュエータ４が収縮すると、伝達リング５１、制御弁５７、第１伝達ピン６３、第２伝達ピン６４、およびピエゾピストン６５は、ピエゾスプリング５５に付勢されて自由端４２の変位に追従作動する。これにより。油密室６９の圧力が低下する。また、制御弁５７は、第２弁座３５３から離れ、第１弁座３４４に当接する。   On the other hand, when the electric charge of the actuator 4 is discharged in the needle open state, the actuator 4 contracts and the free end 42 is displaced upward in FIG. 5 and FIG. When the actuator 4 contracts, the transmission ring 51, the control valve 57, the first transmission pin 63, the second transmission pin 64, and the piezo piston 65 are urged by the piezo spring 55 and follow the displacement of the free end 42. By this. The pressure in the oil tight chamber 69 decreases. Further, the control valve 57 is separated from the second valve seat 353 and abuts on the first valve seat 344.

油密室６９の圧力低下により、ニードルピストン６７を駆動する力が減少し、ニードルピストン６７およびノズルニードル２２はノズルスプリング２３に付勢されて閉弁向きに移動（すなわち、図５、図６の紙面下向きに移動）し、噴孔２１１が閉じられて燃料噴射が終了する。   Due to the pressure drop in the oil tight chamber 69, the force for driving the needle piston 67 is reduced, and the needle piston 67 and the nozzle needle 22 are urged by the nozzle spring 23 to move in the valve closing direction (that is, the paper surface of FIGS. 5 and 6). The nozzle hole 211 is closed and fuel injection is completed.

そして、ニードル閉弁状態のときには、バルブ室３４２と収納室１３との間が制御弁５７によって遮断されるため、バルブ室３４２の高圧燃料が収納室１３へリークすること（すなわち静リーク）を、抑制することができる。   When the needle is closed, the valve chamber 342 and the storage chamber 13 are blocked by the control valve 57, so that the high-pressure fuel in the valve chamber 342 leaks into the storage chamber 13 (ie, static leak). Can be suppressed.

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態におけるノズル２、中間ボデー３、および変位伝達機構５の構成を変更したものであり、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。 (Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the configuration of the nozzle 2, the intermediate body 3, and the displacement transmission mechanism 5 in the first embodiment is changed. The other aspects are the same as those in the first embodiment, and are different from the first embodiment. Only the part will be described.

図７に示すように、ノズル２のノズルニードル２２は、ノズルニードル本体部２２１とノズルニードル弁体部２２２とからなり、ノズルニードル本体部２２１とノズルニードル弁体部２２２は圧入にて連結されている。   As shown in FIG. 7, the nozzle needle 22 of the nozzle 2 includes a nozzle needle body 221 and a nozzle needle valve body 222, and the nozzle needle body 221 and the nozzle needle valve body 222 are connected by press-fitting. Yes.

ノズルニードル弁体部２２２は、ノズルボデー２１の外部に突出しており、ノズルボデー２１の外表面に接離することにより噴孔２１１を開閉するようになっている。すなわち、本実施形態のノズル２は外開式ノズルである。   The nozzle needle valve body 222 protrudes to the outside of the nozzle body 21, and opens and closes the nozzle hole 211 by making contact with and separating from the outer surface of the nozzle body 21. That is, the nozzle 2 of the present embodiment is an outward opening type nozzle.

図７、図８に示すように、中間ボデー３は、第１中間ボデー３４および第２中間ボデー３５を備えている。そして、インジェクタボデー１側からノズル２側に向かって、第１中間ボデー３４、第２中間ボデー３５の順に積層されている。   As shown in FIGS. 7 and 8, the intermediate body 3 includes a first intermediate body 34 and a second intermediate body 35. The first intermediate body 34 and the second intermediate body 35 are laminated in this order from the injector body 1 side toward the nozzle 2 side.

第１、第２中間ボデー３４、３５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３４１、３５１が形成されている。なお、インジェクタボデー１の高圧燃料通路１１、ノズルボデー２１内の燃料溜まり室２５、および中間ボデー３の各高圧燃料通路３４１、３５１は、本発明の高圧部を構成している。また、インジェクタボデー１、ノズルボデー２１、および中間ボデー３は、本発明のボデーを構成している。   High-pressure fuel passages 341 and 351 are formed in the first and second intermediate bodies 34 and 35 to connect the high-pressure fuel passage 11 of the injector body 1 and the fuel reservoir chamber 25 in the nozzle body 21. The high pressure fuel passage 11 of the injector body 1, the fuel reservoir 25 in the nozzle body 21, and the high pressure fuel passages 341 and 351 of the intermediate body 3 constitute a high pressure portion of the present invention. The injector body 1, the nozzle body 21, and the intermediate body 3 constitute the body of the present invention.

第１中間ボデー３４には、制御弁５７および制御弁スプリング５８が配置されるバルブ室３４２、バルブ室３４２と収納室１３とを連通させるとともに後述する第１伝達ピン６３が摺動自在に挿入される第１中間ボデー連通孔３４３、および、制御弁５７が接離する第１弁座３４４が形成されている。   In the first intermediate body 34, a valve chamber 342 in which a control valve 57 and a control valve spring 58 are disposed, a valve chamber 342 and the storage chamber 13 are communicated with each other, and a first transmission pin 63 described later is slidably inserted. The first intermediate body communication hole 343 and the first valve seat 344 with which the control valve 57 contacts and separates are formed.

第２中間ボデー３５には、後述する第２伝達ピン６４が摺動自在に挿入される伝達ピン摺動孔３５２、および、制御弁５７が接離する第２弁座３５３が形成されている。   The second intermediate body 35 is formed with a transmission pin sliding hole 352 into which a later-described second transmission pin 64 is slidably inserted, and a second valve seat 353 with which the control valve 57 is contacted and separated.

変位伝達機構５は、伝達リング５１、ピエゾピストン７０、シリンダ７１、バルブピストン５４、ピエゾスプリング５５、バルブピストンスプリング５６、制御弁５７、制御弁スプリング５８、第１伝達ピン６３、および第２伝達ピン６４を備えている。   The displacement transmission mechanism 5 includes a transmission ring 51, a piezo piston 70, a cylinder 71, a valve piston 54, a piezo spring 55, a valve piston spring 56, a control valve 57, a control valve spring 58, a first transmission pin 63, and a second transmission pin. 64.

伝達リング５１、ピエゾピストン７０、シリンダ７１、バルブピストン５４、ピエゾスプリング５５、およびバルブピストンスプリング５６は、収納室１３内に配置されている。   The transmission ring 51, the piezo piston 70, the cylinder 71, the valve piston 54, the piezo spring 55, and the valve piston spring 56 are disposed in the storage chamber 13.

円柱状のピエゾピストン７０は、シリンダ７１内に摺動自在に挿入されている。また、ピエゾピストン７０は、伝達リング５１を介してアクチュエータ４にて駆動されるようになっている。   The columnar piezo piston 70 is slidably inserted into the cylinder 71. The piezo piston 70 is driven by the actuator 4 via the transmission ring 51.

そして、伝達リング５１およびピエゾピストン７０は、アクチュエータ４の伸長時にはアクチュエータ４によって固定端４１から遠ざかる向き（すなわち、図７、図８の紙面下向き）に駆動され、アクチュエータ４の収縮時にはピエゾスプリング５５によって固定端４１に近づく向きに移動されるようになっている。   The transmission ring 51 and the piezo piston 70 are driven in a direction away from the fixed end 41 by the actuator 4 when the actuator 4 is extended (that is, downward in the drawing in FIGS. 7 and 8), and when the actuator 4 is contracted, by the piezo spring 55. It is moved so as to approach the fixed end 41.

伝達リング５１およびピエゾピストン７０は、シリンダ７１とピエゾピストン７０との間に配置されたピエゾスプリング５５によって、アクチュエータ４側に向かって付勢されている。   The transmission ring 51 and the piezo piston 70 are urged toward the actuator 4 by a piezo spring 55 disposed between the cylinder 71 and the piezo piston 70.

バルブピストン５４は、ピエゾピストン７０よりも小径で、シリンダ７１内に摺動自在に挿入されている。   The valve piston 54 has a smaller diameter than the piezo piston 70 and is slidably inserted into the cylinder 71.

シリンダ７１、ピエゾピストン７０、およびバルブピストン５４によって、燃料が充填された油密室７２が形成されている。   The cylinder 71, the piezo piston 70, and the valve piston 54 form an oil tight chamber 72 filled with fuel.

そして、アクチュエータ４の伸長時には、ピエゾピストン７０が駆動されて油密室７２の圧力が上昇し、油密室７２の圧力によりバルブピストン５４が駆動されるようになっている。   When the actuator 4 is extended, the piezo piston 70 is driven to increase the pressure in the oil-tight chamber 72, and the valve piston 54 is driven by the pressure in the oil-tight chamber 72.

第１伝達ピン６３は第１中間ボデー連通孔３４３に挿入され、第１伝達ピン６３の一端とバルブピストン５４が当接し、第１伝達ピン６３の他端と制御弁５７が当接している。   The first transmission pin 63 is inserted into the first intermediate body communication hole 343, one end of the first transmission pin 63 and the valve piston 54 abut, and the other end of the first transmission pin 63 and the control valve 57 abut.

制御弁５７および制御弁スプリング５８は、バルブ室３４２内に配置されている。このバルブ室３４２は、第１中間ボデー連通孔３４３を介して低圧の収納室１３に連通するとともに、第２伝達ピン６４と伝達ピン摺動孔３５２との隙間を介して燃料溜まり室２５に連通している。   The control valve 57 and the control valve spring 58 are disposed in the valve chamber 342. The valve chamber 342 communicates with the low-pressure storage chamber 13 through the first intermediate body communication hole 343 and communicates with the fuel reservoir chamber 25 through a gap between the second transmission pin 64 and the transmission pin sliding hole 352. doing.

そして、制御弁５７は、第１弁座３４４に接離することにより、バルブ室３４２と収納室１３との間を開閉し、第２弁座３５３に接離することにより、バルブ室３４２と燃料溜まり室２５との間を開閉するようになっている。   The control valve 57 opens and closes between the valve chamber 342 and the storage chamber 13 by making contact with and separating from the first valve seat 344, and makes contact with and separates from the second valve seat 353 by making contact with and separating from the valve chamber 342. The space between the reservoir chamber 25 is opened and closed.

また、制御弁５７は、制御弁スプリング５８にて第１弁座３４４側に向かって、換言すると、バルブ室３４２と収納室１３との間を遮断する向きに、付勢されている。
次に、上記燃料噴射弁の作動を説明する。まず、図７、図８に示すニードル閉弁状態のときには、アクチュエータ４の電荷が放電されてアクチュエータ４は収縮している。 Further, the control valve 57 is urged by the control valve spring 58 toward the first valve seat 344, in other words, in a direction to shut off the valve chamber 342 and the storage chamber 13.
Next, the operation of the fuel injection valve will be described. First, in the needle valve closing state shown in FIGS. 7 and 8, the electric charge of the actuator 4 is discharged and the actuator 4 contracts.

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が伸長して自由端４２が図７、図８の紙面下向きに変位する。このアクチュエータ４の伸長により、ピエゾピストン７０が図７、図８の紙面下向きに駆動され、油密室７２の圧力が上昇し、油密室７２の圧力によりバルブピストン５４が駆動される。   When the electric charge is charged in the actuator 4 in the needle closed state, the actuator 4 extends and the free end 42 is displaced downward in FIG. 7 and FIG. Due to the extension of the actuator 4, the piezo piston 70 is driven downward in FIG. 7 and FIG. 8, the pressure in the oil-tight chamber 72 rises, and the valve piston 54 is driven by the pressure in the oil-tight chamber 72.

そして、制御弁５７は、バルブピストン５４に押されて図７、図８の紙面下向きに移動し、第１弁座３４４から離れ、第２弁座３５３に当接する。   Then, the control valve 57 is pushed by the valve piston 54 and moves downward in FIG. 7 and FIG. 8, leaves the first valve seat 344, and contacts the second valve seat 353.

また、この制御弁５７の移動に伴い、第２伝達ピン６４を介してノズルニードル２２が図７、図８の紙面下向きに駆動される。すなわち、自由端４２の移動向きと同じ向きにノズルニードル２２が移動する。これにより、ノズルニードル２２が噴孔２１１を開く向きに駆動されてニードル開弁状態になり、噴孔２１１から内燃機関の燃焼室内に燃料が噴射される。   As the control valve 57 moves, the nozzle needle 22 is driven downward through the second transmission pin 64 in FIGS. That is, the nozzle needle 22 moves in the same direction as the moving direction of the free end 42. As a result, the nozzle needle 22 is driven in a direction to open the injection hole 211 to be in a needle open state, and fuel is injected from the injection hole 211 into the combustion chamber of the internal combustion engine.

ここで、ピエゾピストン７０の受圧面積は、バルブピストン５４の受圧面積よりも大きいため、自由端４２の変位が拡大されてバルブピストン５４に伝達される。したがって、ノズルニードル２２のリフト量を十分に確保することができる。   Here, since the pressure receiving area of the piezo piston 70 is larger than the pressure receiving area of the valve piston 54, the displacement of the free end 42 is enlarged and transmitted to the valve piston 54. Therefore, a sufficient lift amount of the nozzle needle 22 can be ensured.

また、ニードル開弁状態のときには、バルブ室３４２と燃料溜まり室２５との間が制御弁５７によって遮断されるため、燃料溜まり室２５の高圧燃料がバルブ室３４２を介して収納室１３へリークすること（すなわち動リーク）を、抑制することができる。   Further, when the needle is open, the valve chamber 342 and the fuel reservoir 25 are blocked by the control valve 57, so that the high-pressure fuel in the fuel reservoir 25 leaks to the storage chamber 13 via the valve chamber 342. (That is, dynamic leakage) can be suppressed.

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が収縮して自由端４２が図７、図８の紙面上向きに変位する。アクチュエータ４が収縮すると、伝達リング５１およびピエゾピストン７０は、ピエゾスプリング５５に付勢されて自由端４２の変位に追従作動する。これにより。油密室７２の圧力が低下する。   On the other hand, when the electric charge of the actuator 4 is discharged in the needle open state, the actuator 4 contracts and the free end 42 is displaced upward in FIG. 7 and FIG. When the actuator 4 contracts, the transmission ring 51 and the piezo piston 70 are urged by the piezo spring 55 and follow the displacement of the free end 42. By this. The pressure in the oil tight chamber 72 decreases.

油密室７２の圧力低下により、バルブピストン５４を駆動する力が減少し、バルブピストン５４、制御弁５７、およびノズルニードル２２は、ノズルスプリング２３に付勢されて閉弁向きに移動（すなわち、図７、図８の紙面上向きに移動）し、噴孔２１１が閉じられて燃料噴射が終了する。   Due to the pressure drop in the oil tight chamber 72, the force for driving the valve piston 54 is reduced, and the valve piston 54, the control valve 57, and the nozzle needle 22 are urged by the nozzle spring 23 to move toward the valve closing state (ie, FIG. 7 and moves upward in FIG. 8), the nozzle hole 211 is closed, and fuel injection is completed.

また、ニードル閉弁状態のときには、制御弁５７が第１弁座３４４に当接して、バルブ室３４２と収納室１３との間が遮断されるため、バルブ室３４２の高圧燃料が収納室１３へリークすること（すなわち静リーク）を、抑制することができる。   When the needle is closed, the control valve 57 comes into contact with the first valve seat 344 and the space between the valve chamber 342 and the storage chamber 13 is shut off, so that the high-pressure fuel in the valve chamber 342 enters the storage chamber 13. Leakage (that is, static leakage) can be suppressed.

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。第１〜３実施形態は、いずれもアクチュエータ４の伸長によりノズルニードル２２が噴孔２１１を開く向きに駆動されるノーマリクローズ弁であるが、本実施形態は、アクチュエータ４の伸長によりノズルニードル２２が噴孔２１１を閉じる向きに駆動されるノーマリオープン弁である。 (Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention will be described. Each of the first to third embodiments is a normally closed valve in which the nozzle needle 22 is driven in the direction to open the nozzle hole 211 by extension of the actuator 4, but in this embodiment, the nozzle needle 22 is driven by extension of the actuator 4. Is a normally open valve that is driven in a direction to close the nozzle hole 211.

本実施形態は、第１実施形態における中間ボデー３、および変位伝達機構５の構成を変更したものであり、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。   In the present embodiment, the configurations of the intermediate body 3 and the displacement transmission mechanism 5 in the first embodiment are changed, and the other parts are the same as those in the first embodiment. Therefore, only the parts different from the first embodiment are described. explain.

図９、図１０に示すように、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。   As shown in FIGS. 9 and 10, the nozzle spring 23 biases the nozzle needle 22 in the valve opening direction.

中間ボデー３は、第１中間ボデー３１および第２中間ボデー３５を備えている。そして、インジェクタボデー１側からノズル２側に向かって、第１中間ボデー３１、第２中間ボデー３５の順に積層されている。   The intermediate body 3 includes a first intermediate body 31 and a second intermediate body 35. Then, the first intermediate body 31 and the second intermediate body 35 are laminated in this order from the injector body 1 side toward the nozzle 2 side.

第１、第２中間ボデー３１、３５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３１１、３５１が形成されている。なお、インジェクタボデー１の高圧燃料通路１１、ノズルボデー２１内の燃料溜まり室２５、および中間ボデー３の各高圧燃料通路３１１、３５１は、本発明の高圧部を構成している。また、インジェクタボデー１、ノズルボデー２１、および中間ボデー３は、本発明のボデーを構成している。   The first and second intermediate bodies 31 and 35 are formed with high-pressure fuel passages 311 and 351 that connect the high-pressure fuel passage 11 of the injector body 1 and the fuel reservoir chamber 25 in the nozzle body 21. The high pressure fuel passage 11 of the injector body 1, the fuel reservoir 25 in the nozzle body 21, and the high pressure fuel passages 311 and 351 of the intermediate body 3 constitute a high pressure portion of the present invention. The injector body 1, the nozzle body 21, and the intermediate body 3 constitute the body of the present invention.

第２中間ボデー３５には、後述する第２伝達ピン６４が摺動自在に挿入される伝達ピン摺動孔３５２、および、制御弁５７が接離する第２弁座３５３が形成されている。   The second intermediate body 35 is formed with a transmission pin sliding hole 352 into which a later-described second transmission pin 64 is slidably inserted, and a second valve seat 353 with which the control valve 57 is contacted and separated.

変位伝達機構５は、伝達リング５１、ピエゾピストン７０、シリンダ７１、バルブピストン５４、ピエゾスプリング５５、バルブピストンスプリング５６、制御弁５７、制御弁スプリング５８、および伝達ピン６４を備えている。   The displacement transmission mechanism 5 includes a transmission ring 51, a piezo piston 70, a cylinder 71, a valve piston 54, a piezo spring 55, a valve piston spring 56, a control valve 57, a control valve spring 58, and a transmission pin 64.

伝達リング５１、ピエゾピストン７０、シリンダ７１、バルブピストン５４、ピエゾスプリング５５、およびバルブピストンスプリング５６は、収納室１３内に配置されている。   The transmission ring 51, the piezo piston 70, the cylinder 71, the valve piston 54, the piezo spring 55, and the valve piston spring 56 are disposed in the storage chamber 13.

円柱状のピエゾピストン７０は、シリンダ７１内に摺動自在に挿入されている。また、ピエゾピストン７０は、伝達リング５１を介してアクチュエータ４にて駆動されるようになっている。   The columnar piezo piston 70 is slidably inserted into the cylinder 71. The piezo piston 70 is driven by the actuator 4 via the transmission ring 51.

そして、伝達リング５１およびピエゾピストン７０は、アクチュエータ４の伸長時にはアクチュエータ４によって固定端４１から遠ざかる向き（すなわち、図９、図１０の紙面下向き）に駆動され、アクチュエータ４の収縮時にはピエゾスプリング５５によって固定端４１に近づく向きに移動されるようになっている。   The transmission ring 51 and the piezo piston 70 are driven in a direction away from the fixed end 41 by the actuator 4 when the actuator 4 is extended (that is, downward in FIG. 9 and FIG. 10), and when the actuator 4 is contracted by the piezo spring 55. It is moved so as to approach the fixed end 41.

伝達リング５１およびピエゾピストン７０は、シリンダ７１とピエゾピストン７０との間に配置されたピエゾスプリング５５によって、アクチュエータ４側に向かって付勢されている。   The transmission ring 51 and the piezo piston 70 are urged toward the actuator 4 by a piezo spring 55 disposed between the cylinder 71 and the piezo piston 70.

バルブピストン５４は、ピエゾピストン７０よりも小径で、シリンダ７１内に摺動自在に挿入されている。また、バルブピストン５４は、バルブピストンスプリング５６によって制御弁５７側に向かって付勢され、その先端部が制御弁５７に当接している。   The valve piston 54 has a smaller diameter than the piezo piston 70 and is slidably inserted into the cylinder 71. Further, the valve piston 54 is urged toward the control valve 57 side by the valve piston spring 56, and a tip portion thereof is in contact with the control valve 57.

シリンダ７１、ピエゾピストン７０、およびバルブピストン５４によって、燃料が充填された油密室７２が形成されている。   The cylinder 71, the piezo piston 70, and the valve piston 54 form an oil tight chamber 72 filled with fuel.

そして、アクチュエータ４の伸長時には、ピエゾピストン７０が駆動されて油密室７２の圧力が上昇し、油密室７２の圧力によりバルブピストン５４が駆動されるようになっている。   When the actuator 4 is extended, the piezo piston 70 is driven to increase the pressure in the oil-tight chamber 72, and the valve piston 54 is driven by the pressure in the oil-tight chamber 72.

バルブ室３１２は、第１中間ボデー連通孔３１３を介して低圧の収納室１３に連通するとともに、伝達ピン６４と伝達ピン摺動孔３５２との隙間を介して燃料溜まり室２５に連通している。   The valve chamber 312 communicates with the low-pressure storage chamber 13 through the first intermediate body communication hole 313 and also communicates with the fuel reservoir chamber 25 through a gap between the transmission pin 64 and the transmission pin sliding hole 352. .

そして、制御弁５７は、第１弁座３１４に接離することにより、バルブ室３１２と収納室１３との間を開閉し、第２弁座３５３に接離することにより、バルブ室３１２と燃料溜まり室２５との間を開閉するようになっている。   The control valve 57 opens and closes the valve chamber 312 and the storage chamber 13 by making contact with and separating from the first valve seat 314, and contacts and separates from the second valve seat 353 by making contact with and separating from the valve chamber 312. The space between the reservoir chamber 25 is opened and closed.

また、制御弁５７は、制御弁スプリング５８にて第１弁座３１４側に向かって、換言すると、バルブ室３１２と収納室１３との間を遮断する向きに、付勢されている。   Further, the control valve 57 is biased by the control valve spring 58 toward the first valve seat 314, in other words, in a direction that blocks between the valve chamber 312 and the storage chamber 13.

伝達ピン６４は伝達ピン摺動孔３５２に挿入され、伝達ピン６４の一端と制御弁５７が当接し、伝達ピン６４の他端とノズルニードル２２が当接している。   The transmission pin 64 is inserted into the transmission pin sliding hole 352, one end of the transmission pin 64 and the control valve 57 are in contact with each other, and the other end of the transmission pin 64 and the nozzle needle 22 are in contact with each other.

次に、上記燃料噴射弁の作動を説明する。まず、図９、図１０に示すニードル開弁状態のときには、アクチュエータ４の電荷が放電されてアクチュエータ４は収縮している。   Next, the operation of the fuel injection valve will be described. First, in the needle open state shown in FIGS. 9 and 10, the electric charge of the actuator 4 is discharged and the actuator 4 contracts.

ニードル開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が伸長して自由端４２が図９、図１０の紙面下向きに変位する。このアクチュエータ４の伸長により、ピエゾピストン７０が図９、図１０の紙面下向きに駆動され、油密室７２の圧力が上昇し、油密室７２の圧力によりバルブピストン５４が駆動される。   When the electric charge is charged in the actuator 4 in the needle open state, the actuator 4 expands and the free end 42 is displaced downward in FIG. 9 and FIG. Due to the extension of the actuator 4, the piezo piston 70 is driven downward in the plane of FIG. 9 and FIG. 10, the pressure in the oil-tight chamber 72 rises, and the valve piston 54 is driven by the pressure in the oil-tight chamber 72.

そして、制御弁５７は、バルブピストン５４に押されて図９、図１０の紙面下向きに移動し、第１弁座３１４から離れ、第２弁座３５３に当接する。   Then, the control valve 57 is pushed by the valve piston 54 and moves downward in the drawing of FIGS. 9 and 10, leaves the first valve seat 314, and comes into contact with the second valve seat 353.

また、この制御弁５７の移動に伴い、伝達ピン６４を介してノズルニードル２２が図９、図１０の紙面下向きに駆動される。すなわち、自由端４２の移動向きと同じ向きにノズルニードル２２が移動する。これにより、ノズルニードル２２が噴孔２１１を閉じる向きに駆動されてニードル閉弁状態になり、噴孔２１１が閉じられて燃料噴射が終了する。   As the control valve 57 moves, the nozzle needle 22 is driven downward through the transmission pin 64 in FIGS. 9 and 10. That is, the nozzle needle 22 moves in the same direction as the moving direction of the free end 42. As a result, the nozzle needle 22 is driven in a direction to close the nozzle hole 211 to be in a needle valve closing state, the nozzle hole 211 is closed, and fuel injection is completed.

ここで、ピエゾピストン７０の受圧面積は、バルブピストン５４の受圧面積よりも大きいため、自由端４２の変位が拡大されてバルブピストン５４に伝達される。したがって、ノズルニードル２２のリフト量が大きい場合でも、確実に閉弁させることができる。   Here, since the pressure receiving area of the piezo piston 70 is larger than the pressure receiving area of the valve piston 54, the displacement of the free end 42 is enlarged and transmitted to the valve piston 54. Therefore, even when the lift amount of the nozzle needle 22 is large, the valve can be reliably closed.

また、ニードル閉弁状態のときには、バルブ室３１２と燃料溜まり室２５との間が制御弁５７によって遮断されるため、燃料溜まり室２５の高圧燃料がバルブ室３１２を介して収納室１３へリークすること（すなわち静リーク）を、抑制することができる。   When the needle is closed, the valve chamber 312 and the fuel reservoir 25 are blocked by the control valve 57, so that high-pressure fuel in the fuel reservoir 25 leaks to the storage chamber 13 via the valve chamber 312. (That is, static leakage) can be suppressed.

一方、ニードル閉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が収縮して自由端４２が図９、図１０の紙面上向きに変位する。アクチュエータ４が収縮すると、伝達リング５１およびピエゾピストン７０は、ピエゾスプリング５５に付勢されて自由端４２の変位に追従作動する。これにより。油密室７２の圧力が低下する。   On the other hand, when the electric charge of the actuator 4 is discharged while the needle is closed, the actuator 4 contracts and the free end 42 is displaced upward in the drawing of FIGS. When the actuator 4 contracts, the transmission ring 51 and the piezo piston 70 are urged by the piezo spring 55 and follow the displacement of the free end 42. By this. The pressure in the oil tight chamber 72 decreases.

油密室７２の圧力低下により、バルブピストン５４を駆動する力が減少し、バルブピストン５４、制御弁５７、およびノズルニードル２２は、ノズルスプリング２３に付勢されて開弁向きに移動（すなわち、図９、図１０の紙面上向きに移動）する。これにより、ノズルニードル２２が噴孔２１１を開く向きに駆動されてニードル開弁状態になり、噴孔２１１から内燃機関の燃焼室内に燃料が噴射される。   Due to the pressure drop in the oil tight chamber 72, the force for driving the valve piston 54 is reduced, and the valve piston 54, the control valve 57, and the nozzle needle 22 are urged by the nozzle spring 23 to move in the valve opening direction (ie, FIG. 9 and move upward in FIG. 10). As a result, the nozzle needle 22 is driven in a direction to open the injection hole 211 to be in a needle open state, and fuel is injected from the injection hole 211 into the combustion chamber of the internal combustion engine.

そして、ニードル開弁状態のときには、バルブ室３１２と収納室１３との間が制御弁５７によって遮断されるため、バルブ室３１２の高圧燃料が収納室１３へリークすること（すなわち動リーク）を、抑制することができる。   When the needle is in the valve open state, the valve valve 312 and the storage chamber 13 are blocked by the control valve 57, so that the high-pressure fuel in the valve chamber 312 leaks to the storage chamber 13 (that is, dynamic leak) Can be suppressed.

（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 piezoelectric element is used as the actuator 4, but a magnetostrictive element may be 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.

１ インジェクタボデー（ボデー）
３ 中間ボデー（ボデー）
４ アクチュエータ（駆動手段）
５ 変位伝達機構（伝達手段）
１１ 高圧燃料通路（高圧部）
１３ 収納室（低圧部）
２１ ノズルボデー（ボデー）
２２ ノズルニードル
２５ 燃料溜まり室（高圧部）
５７ 制御弁
２１１ 噴孔
３１１ 高圧燃料通路（高圧部）
３１２ バルブ室
３２２ カップ室（高圧部）
３２１ 高圧燃料通路（高圧部）
３３１ 高圧燃料通路（高圧部）
３４１ 高圧燃料通路（高圧部）
３４２ バルブ室
３５１ 高圧燃料通路（高圧部）
３６１ 高圧燃料通路（高圧部）
３７１ 高圧燃料通路（高圧部） 1 Injector body (body)
3 Intermediate body
4 Actuator (drive means)
5 Displacement transmission mechanism (transmission means)
11 High pressure fuel passage (high pressure section)
13 Storage room (low pressure part)
21 Nozzle body
22 Nozzle needle 25 Fuel reservoir (high pressure part)
57 Control valve 211 Injection hole 311 High-pressure fuel passage (high-pressure part)
312 Valve chamber 322 Cup chamber (high pressure section)
321 High pressure fuel passage (high pressure section)
331 High pressure fuel passage (high pressure part)
341 High pressure fuel passage (high pressure section)
342 Valve chamber 351 High pressure fuel passage (high pressure section)
361 High pressure fuel passage (high pressure section)
371 High pressure fuel passage (high pressure section)

Claims (11)

高圧部（１１、２５、３１１、３２１、３２２、３３１、３４１、３５１、３６１、３７１）に供給された高圧燃料を内燃機関の燃焼室に噴射するための噴孔（２１１）を有するボデー（１、３、２１）と、
前記ボデー内で往復動して前記噴孔を開閉するノズルニードル（２２）と、
低圧燃料で満たされた低圧部（１３）に配置されて伸縮する駆動手段（４）と、 前記駆動手段の伸縮を前記ノズルニードルに伝達して前記ノズルニードルを往復動させる伝達手段（５）とを備え、
前記伝達手段は、前記高圧部および前記低圧部に連通するバルブ室（３１２、３４２）に配置されて、前記噴孔が閉じられた状態のときに前記低圧部と前記バルブ室との間を遮断する制御弁（５７）を有し、
前記駆動手段の伸長により前記ノズルニードルが前記噴孔を開く向きに駆動され、
前記駆動手段は、当該駆動手段の伸縮に伴って自由端（４２）が往復動するように構成され、
前記伝達手段は、前記駆動手段が伸長する際の前記駆動手段の自由端の移動向きとは逆向きに前記ノズルニードルを移動させるように構成され、
前記伝達手段は、前記駆動手段が伸長する際の前記駆動手段の自由端の変位の向きを反転させて前記ノズルニードルに伝達するレバー（６１）を有することを特徴とする燃料噴射弁。 A body (1) having an injection hole (211) for injecting high-pressure fuel supplied to the high-pressure part (11, 25, 311, 321, 322, 331, 341, 351, 361, 371) into the combustion chamber of the internal combustion engine. 3, 21),
A nozzle needle (22) that reciprocates in the body to open and close the nozzle hole;
A drive means (4) disposed in a low pressure portion (13) filled with low pressure fuel and extending and contracting; and a transmission means (5) for transmitting expansion and contraction of the drive means to the nozzle needle and reciprocating the nozzle needle. With
The transmission means is disposed in a valve chamber (312 and 342) communicating with the high-pressure portion and the low-pressure portion, and shuts off the low-pressure portion and the valve chamber when the nozzle hole is closed. control valve for the (57) possess,
The nozzle needle is driven to open the nozzle hole by extension of the driving means,
The drive means is configured such that the free end (42) reciprocates as the drive means expands and contracts,
The transmission means is configured to move the nozzle needle in a direction opposite to the moving direction of the free end of the driving means when the driving means extends,
The fuel injection valve according to claim 1, wherein the transmission means has a lever (61) for reversing the direction of displacement of the free end of the drive means when the drive means is extended and transmitting it to the nozzle needle . 前記ノズルニードルの変位量をＳ１、前記駆動手段の自由端の変位量をＳ２とし、Ｓ１／Ｓ２を変位拡大率としたとき、
前記ノズルニードルが前記噴孔を閉じた位置での前記変位拡大率よりも、前記ノズルニードルが前記噴孔を開いた位置での前記変位拡大率が大きくなるように、前記レバーのレバー比が変化することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。 When the displacement amount of the nozzle needle is S1, the displacement amount of the free end of the driving means is S2, and S1 / S2 is the displacement magnification rate,
The lever ratio of the lever is changed so that the displacement enlargement ratio at the position where the nozzle needle opens the nozzle hole is larger than the displacement enlargement ratio at the position where the nozzle needle closes the nozzle hole. The fuel injection valve according to claim 1 , wherein: 前記制御弁は、前記噴孔が開かれた状態のときに前記高圧部と前記バルブ室との間を遮断するように構成され、
前記駆動手段は、電荷の充放電により伸縮するピエゾ素子積層体であり、
前記伝達手段は、前記駆動手段により駆動されるピエゾピストン（５２）と、前記ピエゾピストンとともに移動するシリンダ（５３）と、前記シリンダに摺動自在に挿入されたバルブピストン（５４）とを有し、前記ピエゾピストンと前記シリンダと前記バルブピストンとによって形成された油密室（６２）の圧力が前記駆動手段の伸長に伴って上昇するように構成され、前記油密室の増圧に伴う前記バルブピストンの移動により、前記制御弁が前記低圧部と前記バルブ室との間を遮断する位置から前記高圧部と前記バルブ室との間を遮断する位置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２に記載の燃料噴射弁。 The control valve is configured to shut off between the high pressure portion and the valve chamber when the nozzle hole is in an open state.
The driving means is a piezo element laminate that expands and contracts by charge and discharge of electric charges,
The transmission means includes a piezo piston (52) driven by the drive means, a cylinder (53) that moves together with the piezo piston, and a valve piston (54) that is slidably inserted into the cylinder. The valve piston is configured such that the pressure in the oil tight chamber (62) formed by the piezo piston, the cylinder, and the valve piston rises as the driving means extends, and the pressure in the oil tight chamber increases. The control valve is configured to move from a position at which the low pressure portion and the valve chamber are blocked to a position at which the high pressure portion and the valve chamber are blocked by the movement of The fuel injection valve according to claim 2 . 高圧部（１１、２５、３１１、３２１、３２２、３３１、３４１、３５１、３６１、３７１）に供給された高圧燃料を内燃機関の燃焼室に噴射するための噴孔（２１１）を有するボデー（１、３、２１）と、A body (1) having an injection hole (211) for injecting high-pressure fuel supplied to the high-pressure part (11, 25, 311, 321, 322, 331, 341, 351, 361, 371) into the combustion chamber of the internal combustion engine. 3, 21),
前記ボデー内で往復動して前記噴孔を開閉するノズルニードル（２２）と、A nozzle needle (22) that reciprocates in the body to open and close the nozzle hole;
低圧燃料で満たされた低圧部（１３）に配置されて伸縮する駆動手段（４）と、 前記駆動手段の伸縮を前記ノズルニードルに伝達して前記ノズルニードルを往復動させる伝達手段（５）とを備え、A drive means (4) disposed in a low pressure portion (13) filled with low pressure fuel and extending and contracting; and a transmission means (5) for transmitting expansion and contraction of the drive means to the nozzle needle and reciprocating the nozzle needle. With
前記伝達手段は、前記高圧部および前記低圧部に連通するバルブ室（３１２、３４２）に配置されて、前記噴孔が閉じられた状態のときに前記低圧部と前記バルブ室との間を遮断する制御弁（５７）を有し、The transmission means is disposed in a valve chamber (312 and 342) communicating with the high-pressure portion and the low-pressure portion, and shuts off the low-pressure portion and the valve chamber when the nozzle hole is closed. A control valve (57)
前記駆動手段の伸長により前記ノズルニードルが前記噴孔を開く向きに駆動され、The nozzle needle is driven to open the nozzle hole by extension of the driving means,
前記駆動手段は、当該駆動手段の伸縮に伴って自由端（４２）が往復動するように構成され、The drive means is configured such that the free end (42) reciprocates as the drive means expands and contracts,
前記伝達手段は、前記駆動手段が伸長する際の前記駆動手段の自由端の移動向きとは逆向きに前記ノズルニードルを移動させるように構成され、The transmission means is configured to move the nozzle needle in a direction opposite to the moving direction of the free end of the driving means when the driving means extends,
前記駆動手段は、電荷の充放電により伸縮するピエゾ素子積層体であり、The driving means is a piezo element laminate that expands and contracts by charge and discharge of electric charges,
前記伝達手段は、前記駆動手段により前記制御弁を介して駆動されるピエゾピストン（６５）と、前記ピエゾピストンが摺動自在に挿入されるシリンダ（６６）と、前記ピエゾピストンに形成されたピエゾピストン孔（６５１）に摺動自在に挿入されるとともに前記ノズルニードルと連結されたニードルピストン（６７）とを有し、前記ピエゾピストンおよび前記ニードルピストンの一端側に形成された油密室（６９）の圧力が前記駆動手段の伸長に伴う前記ピエゾピストンの移動によって上昇するように構成され、前記油密室の増圧に伴って前記ニードルピストンが前記ピエゾピストンとは逆向きに移動して前記ノズルニードルが前記噴孔を開く向きに駆動されるように構成されていることを特徴とする燃料噴射弁。The transmission means includes a piezo piston (65) driven by the drive means via the control valve, a cylinder (66) into which the piezo piston is slidably inserted, and a piezo formed on the piezo piston. An oil-tight chamber (69) having a needle piston (67) slidably inserted into a piston hole (651) and connected to the nozzle needle, and formed on one end side of the piezo piston and the needle piston The pressure of the nozzle is increased by the movement of the piezo piston accompanying the extension of the drive means, and the needle piston moves in the opposite direction to the piezo piston as the oil tight chamber increases, and the nozzle needle Is configured to be driven to open the nozzle hole. 前記ピエゾピストンにおける前記油密室側の受圧面積は、前記ニードルピストンにおける前記油密室側の受圧面積よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の燃料噴射弁。 5. The fuel injection valve according to claim 4 , wherein a pressure receiving area on the oil tight chamber side of the piezo piston is larger than a pressure receiving area on the oil tight chamber side of the needle piston. 高圧部（１１、２５、３１１、３２１、３２２、３３１、３４１、３５１、３６１、３７１）に供給された高圧燃料を内燃機関の燃焼室に噴射するための噴孔（２１１）を有するボデー（１、３、２１）と、A body (1) having an injection hole (211) for injecting high-pressure fuel supplied to the high-pressure part (11, 25, 311, 321, 322, 331, 341, 351, 361, 371) into the combustion chamber of the internal combustion engine. 3, 21),
前記ボデー内で往復動して前記噴孔を開閉するノズルニードル（２２）と、A nozzle needle (22) that reciprocates in the body to open and close the nozzle hole;
低圧燃料で満たされた低圧部（１３）に配置されて伸縮する駆動手段（４）と、 前記駆動手段の伸縮を前記ノズルニードルに伝達して前記ノズルニードルを往復動させる伝達手段（５）とを備え、A drive means (4) disposed in a low pressure portion (13) filled with low pressure fuel and extending and contracting; and a transmission means (5) for transmitting expansion and contraction of the drive means to the nozzle needle and reciprocating the nozzle needle. With
前記伝達手段は、前記高圧部および前記低圧部に連通するバルブ室（３１２、３４２）に配置されて、前記噴孔が閉じられた状態のときに前記低圧部と前記バルブ室との間を遮断する制御弁（５７）を有し、The transmission means is disposed in a valve chamber (312 and 342) communicating with the high-pressure portion and the low-pressure portion, and shuts off the low-pressure portion and the valve chamber when the nozzle hole is closed. A control valve (57)
前記駆動手段の伸長により前記ノズルニードルが前記噴孔を開く向きに駆動され、The nozzle needle is driven to open the nozzle hole by extension of the driving means,
前記駆動手段は、当該駆動手段の伸縮に伴って自由端（４２）が往復動するように構成され、The drive means is configured such that the free end (42) reciprocates as the drive means expands and contracts,
前記伝達手段は、前記駆動手段が伸長する際の前記駆動手段の自由端の移動向きと同じ向きに前記ノズルニードルを移動させるように構成されていることを特徴とする燃料噴射弁。The fuel injection valve, wherein the transmission means is configured to move the nozzle needle in the same direction as the movement direction of the free end of the drive means when the drive means extends. 前記制御弁は、前記噴孔が開かれた状態のときに前記高圧部と前記バルブ室との間を遮断するように構成され、
前記駆動手段は、電荷の充放電により伸縮するピエゾ素子積層体であり、
前記伝達手段は、シリンダ（７１）と、前記駆動手段により駆動されるとともに前記シリンダに摺動自在に挿入されたピエゾピストン（７０）と、前記シリンダに摺動自在に挿入されたバルブピストン（５４）とを有し、前記シリンダと前記ピエゾピストンと前記バルブピストンとによって形成された油密室（７２）の圧力が前記駆動手段の伸長に伴って上昇するように構成され、前記油密室の増圧に伴う前記バルブピストンの移動により、前記制御弁が前記低圧部と前記バルブ室との間を遮断する位置から前記高圧部と前記バルブ室との間を遮断する位置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６に記載の燃料噴射弁。 The control valve is configured to shut off between the high pressure portion and the valve chamber when the nozzle hole is in an open state.
The driving means is a piezo element laminate that expands and contracts by charge and discharge of electric charges,
The transmission means includes a cylinder (71), a piezo piston (70) driven by the drive means and slidably inserted into the cylinder, and a valve piston (54) slidably inserted into the cylinder. The pressure of the oil tight chamber (72) formed by the cylinder, the piezo piston, and the valve piston is increased as the drive means extends, and the pressure of the oil tight chamber is increased. The control valve is configured to move from a position at which the low pressure portion and the valve chamber are blocked to a position at which the high pressure portion and the valve chamber are blocked by the movement of the valve piston accompanying The fuel injection valve according to claim 6 . 前記ピエゾピストンにおける前記油密室側の受圧面積は、前記バルブピストンにおける前記油密室側の受圧面積よりも大きいことを特徴とする請求項７に記載の燃料噴射弁。 The fuel injection valve according to claim 7 , wherein a pressure receiving area on the oil tight chamber side of the piezo piston is larger than a pressure receiving area on the oil tight chamber side of the valve piston. 高圧部（１１、２５、３１１、３２１、３２２、３３１、３４１、３５１、３６１、３７１）に供給された高圧燃料を内燃機関の燃焼室に噴射するための噴孔（２１１）を有するボデー（１、３、２１）と、A body (1) having an injection hole (211) for injecting high-pressure fuel supplied to the high-pressure part (11, 25, 311, 321, 322, 331, 341, 351, 361, 371) into the combustion chamber of the internal combustion engine. 3, 21),
前記ボデー内で往復動して前記噴孔を開閉するノズルニードル（２２）と、A nozzle needle (22) that reciprocates in the body to open and close the nozzle hole;
低圧燃料で満たされた低圧部（１３）に配置されて伸縮する駆動手段（４）と、 前記駆動手段の伸縮を前記ノズルニードルに伝達して前記ノズルニードルを往復動させる伝達手段（５）とを備え、A drive means (4) disposed in a low pressure portion (13) filled with low pressure fuel and extending and contracting; and a transmission means (5) for transmitting expansion and contraction of the drive means to the nozzle needle and reciprocating the nozzle needle. With
前記伝達手段は、前記高圧部および前記低圧部に連通するバルブ室（３１２、３４２）に配置されて、前記噴孔が閉じられた状態のときに前記低圧部と前記バルブ室との間を遮断する制御弁（５７）を有し、The transmission means is disposed in a valve chamber (312 and 342) communicating with the high-pressure portion and the low-pressure portion, and shuts off the low-pressure portion and the valve chamber when the nozzle hole is closed. A control valve (57)
前記駆動手段の伸長により前記ノズルニードルが前記噴孔を閉じる向きに駆動されることを特徴とする燃料噴射弁。The fuel injection valve according to claim 1, wherein the nozzle needle is driven to close the nozzle hole by the extension of the driving means. 前記制御弁は、前記噴孔が開かれた状態のときに前記高圧部と前記バルブ室との間を遮断することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。The fuel injection valve according to any one of claims 1 to 9, wherein the control valve shuts off the high-pressure portion and the valve chamber when the nozzle hole is opened. . 前記低圧部と前記バルブ室との間が遮断される向きに前記制御弁を付勢する制御弁スプリング（５８）を備えることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。The fuel according to any one of claims 1 to 10, further comprising a control valve spring (58) for urging the control valve in a direction in which the low pressure portion and the valve chamber are blocked. Injection valve.
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