JP6926718B2 - Fuel injection device - Google Patents

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Description

この明細書による開示は、噴孔から燃料を噴射する燃料噴射装置に関する。 The disclosure by this specification relates to a fuel injection device that injects fuel from a injection hole.

従来、ハウジングの内部に設けられたチャンバの燃料圧力によって変位するニードルと、チャンバの燃料圧力を制御する弁体とを備えた燃料噴射装置が知られている。こうした燃料噴射装置の一種として、例えば特許文献1に開示の構成は、チャンバへの燃料の供給を制御するソレノイド弁と、チャンバからの燃料の流出を制御するソレノイド弁とを備えている。 Conventionally, a fuel injection device including a needle displaced by the fuel pressure of a chamber provided inside a housing and a valve body for controlling the fuel pressure of the chamber is known. As a kind of such a fuel injection device, for example, the configuration disclosed in Patent Document 1 includes a solenoid valve for controlling the supply of fuel to the chamber and a solenoid valve for controlling the outflow of fuel from the chamber.

米国特許出願公開第2013/0233941号明細書U.S. Patent Application Publication No. 2013/0233941

特許文献1の燃料噴射装置は、二つのソレノイド弁の個別の開閉によってチャンバの燃料圧力を制御することにより、ニードルの変位速度を切り替えることができる。しかし、特許文献1の燃料噴射装置は、二つのソレノイド弁を備えることにより、大型化し易い構成であった。 The fuel injection device of Patent Document 1 can switch the displacement speed of the needle by controlling the fuel pressure in the chamber by opening and closing the two solenoid valves individually. However, the fuel injection device of Patent Document 1 is provided with two solenoid valves, so that the size of the fuel injection device can be easily increased.

本開示は、大型化を回避しつつ、ニードルの変位速度を切り替え可能な燃料噴射装置の提供を目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a fuel injection device capable of switching the displacement speed of a needle while avoiding an increase in size.

上記目的を達成するため、開示された一つの態様は、燃料を噴射する噴孔(38)が形成され、燃料が充填される制御室(35)、制御室に燃料を供給する高圧室(31a)、制御室の燃料が流出する低圧室(36)、並びに制御室及び低圧室を連通する第一連通路(33)及び第二連通路(34)、が内部に設けられたボデー(20,320)と、第一伸長作動及び第一伸長作動よりも大きな第二伸長作動を行なう駆動部(40)と、制御室の燃料圧力によって噴孔を閉じる方向に押圧され、制御室の減圧によって噴孔を開ける方向に変位するニードル(50)と、駆動部が縮んだ状態で第一連通路による制御室及び低圧室の連通を遮断し、駆動部の第一伸長作動によって第一連通路による制御室及び低圧室の連通を許容する第一弁体(70)と、駆動部が縮んだ状態で第二連通路による制御室及び低圧室の連通を遮断し、第二伸長作動を行なう駆動部の駆動力が第一弁体を介して伝達されることにより、第二連通路による制御室及び低圧室の連通を許容する第二弁体(80,40)と、を備え、ボデーの内部には、高圧室及び制御室を連通する供給連通路(32)がさらに設けられており、第二弁体は、駆動部が縮んだ状態で供給連通路による高圧室及び制御室の連通を許容し、駆動部の第二伸長作動により、供給連通路による高圧室及び制御室の連通を遮断する燃料噴射装置とされる。
また開示された一つの態様は、燃料を噴射する噴孔(38)が形成され、燃料が充填される制御室(35)、制御室に燃料を供給する高圧室(31a)、制御室の燃料が流出する低圧室(36)、並びに制御室及び低圧室を連通する第一連通路(33)及び第二連通路(34)、が内部に設けられたボデー(220)と、第一伸長作動及び第一伸長作動よりも大きな第二伸長作動を行なう駆動部(40)と、制御室の燃料圧力によって噴孔を閉じる方向に押圧され、制御室の減圧によって噴孔を開ける方向に変位するニードル(50)と、駆動部が縮んだ状態で第一連通路による制御室及び低圧室の連通を遮断し、駆動部の第一伸長作動によって第一連通路による制御室及び低圧室の連通を許容する第一弁体(270)と、駆動部が縮んだ状態で第二連通路による制御室及び低圧室の連通を遮断し、第二伸長作動を行なう駆動部の駆動力が第一弁体を介して伝達されることにより、第二連通路による制御室及び低圧室の連通を許容する第二弁体(280,580)と、を備え、第二弁体には、高圧室及び制御室を連通する供給連通路(284,584)が設けられており、第一弁体は、駆動部が縮んだ状態で供給連通路による高圧室及び制御室の連通を許容し、駆動部の第一伸長作動により、供給連通路による高圧室及び制御室の連通を遮断する燃料噴射装置とされる。
また開示された一つの態様は、燃料を噴射する噴孔(38)が形成され、燃料が充填される制御室(35)、制御室に燃料を供給する高圧室(31a)、制御室の燃料が流出する低圧室(36)、並びに制御室及び低圧室を連通する第一連通路(33)及び第二連通路(34)、が内部に設けられたボデー(20,220,320)と、第一伸長作動及び第一伸長作動よりも大きな第二伸長作動を行なう駆動部(40)と、制御室の燃料圧力によって噴孔を閉じる方向に押圧され、制御室の減圧によって噴孔を開ける方向に変位するニードル(50)と、駆動部が縮んだ状態で第一連通路による制御室及び低圧室の連通を遮断し、駆動部の第一伸長作動によって第一連通路による制御室及び低圧室の連通を許容する第一弁体(70,270)と、駆動部が縮んだ状態で第二連通路による制御室及び低圧室の連通を遮断し、第二伸長作動を行なう駆動部の駆動力が第一弁体を介して伝達されることにより、第二連通路による制御室及び低圧室の連通を許容する第二弁体(80,280,480,580)と、を備え、ボデーには、駆動部が縮んだ状態で第二弁体を着座させる流出シート面部(28)、が形成されており、流出シート面部には、第二連通路と接続された流出溝部(28a)が形成されている燃料噴射装置とされる。
また開示された一つの態様は、燃料を噴射する噴孔(38)が形成され、燃料が充填される制御室(35)、制御室に燃料を供給する高圧室(31a)、制御室の燃料が流出する低圧室(36)、並びに制御室及び低圧室を連通する第一連通路(33)及び第二連通路(34)、が内部に設けられたボデー(20,220,320)と、第一伸長作動及び第一伸長作動よりも大きな第二伸長作動を行なう駆動部(40)と、制御室の燃料圧力によって噴孔を閉じる方向に押圧され、制御室の減圧によって噴孔を開ける方向に変位するニードル(50)と、駆動部が縮んだ状態で第一連通路による制御室及び低圧室の連通を遮断し、駆動部の第一伸長作動によって第一連通路による制御室及び低圧室の連通を許容する第一弁体(70,270)と、駆動部が縮んだ状態で第二連通路による制御室及び低圧室の連通を遮断し、第二伸長作動を行なう駆動部の駆動力が第一弁体を介して伝達されることにより、第二連通路による制御室及び低圧室の連通を許容する第二弁体(80,280,480,580)と、を備え、第一連通路には、制御室から低圧室へ向けて流れる燃料の流量を制限する第一オリフィス(33a)が設けられており、第二連通路には、制御室から低圧室へ向けて流れる燃料の流量を制限する第二オリフィス(34a)が設けられており、第二オリフィスの絞り面積(So2)は、第一オリフィスの絞り面積(So1)よりも大きい燃料噴射装置とされる。
In order to achieve the above object, one disclosed aspect is a control chamber (35) in which a fuel injection hole (38) is formed and filled with fuel, and a high pressure chamber (31a) for supplying fuel to the control chamber. ), A low-pressure chamber (36) through which fuel in the control chamber flows out, and a body (20, 20) internally provided with a first series passage (33) and a second series passage (34) communicating the control chamber and the low pressure chamber. 3 and 20), the driving unit for performing a large second extending action than the first extension operation and the first extension operation (40), is pressed in the direction of closing the injection hole by the fuel pressure in the control chamber, by vacuum in the control chamber The needle (50), which is displaced in the direction of opening the injection hole, and the drive unit are contracted to block the communication between the control chamber and the low pressure chamber by the first series passage, and the first extension operation of the drive unit causes the first series passage. A drive that cuts off the communication between the first valve body (70) that allows communication between the control chamber and the low pressure chamber and the control chamber and the low pressure chamber through the second communication passage while the drive unit is contracted, and performs the second extension operation. by the driving force of the parts it is transmitted through the first valve body, a second valve body (80, 4 8 0) to permit communication between the control chamber and the low pressure chamber by the second communication path comprises, body A supply communication passage (32) that communicates with the high pressure chamber and the control room is further provided inside, and the second valve body communicates with the high pressure chamber and the control room by the supply communication passage with the drive unit contracted. permitting, by the second extension operation of the drive unit, is a fuel injection device you block the communication of the high pressure chamber and the control chamber by the supply communication passage.
Further, one aspect disclosed is a control chamber (35) in which a injection hole (38) for injecting fuel is formed and filled with fuel, a high-pressure chamber (31a) for supplying fuel to the control chamber, and fuel in the control chamber. A body (220) provided inside with a low-pressure chamber (36) through which fuel flows out, and a series of passages (33) and a second passage (34) communicating the control chamber and the low-pressure chamber, and a first extension operation. And the drive unit (40) that performs the second extension operation larger than the first extension operation, and the needle that is pressed in the direction of closing the injection hole by the fuel pressure in the control chamber and displaced in the direction of opening the injection hole by the decompression of the control chamber. (50), the communication between the control chamber and the low pressure chamber by the first series passage is cut off in a state where the drive unit is contracted, and the communication between the control chamber and the low pressure chamber by the first series passage is allowed by the first extension operation of the drive unit. The driving force of the driving unit that performs the second extension operation by blocking the communication between the first valve body (270) and the control chamber and the low pressure chamber by the second connecting passage in a contracted state causes the first valve body. The second valve body is provided with a second valve body (280,580) that allows communication between the control chamber and the low pressure chamber through the second communication passage, and the second valve body is provided with the high pressure chamber and the control chamber. A supply communication passage (284,584) for communication is provided, and the first valve body allows communication between the high pressure chamber and the control room by the supply communication passage in a state where the drive unit is contracted, and the first extension of the drive unit. By operation, it is a fuel injection device that cuts off the communication between the high pressure chamber and the control chamber through the supply communication passage.
Further, one aspect disclosed is a control chamber (35) in which a injection hole (38) for injecting fuel is formed and filled with fuel, a high-pressure chamber (31a) for supplying fuel to the control chamber, and fuel in the control chamber. A body (20, 220, 320) provided inside with a low-pressure chamber (36) through which fuel flows out, and a first series passage (33) and a second series passage (34) communicating the control room and the low pressure chamber. The drive unit (40) that performs the first extension operation and the second extension operation that is larger than the first extension operation, and the direction in which the injection hole is opened by the decompression of the control room, which is pressed in the direction of closing the injection hole by the fuel pressure in the control chamber. With the needle (50) displaced to, and the drive unit contracted, the communication between the control chamber and the low pressure chamber by the first series passage is cut off, and the first extension operation of the drive unit cuts off the communication between the control chamber and the low pressure chamber by the first series passage. The driving force of the first valve body (70, 270) that allows the communication of the fuel and the driving unit that performs the second extension operation by blocking the communication between the control chamber and the low pressure chamber by the second connecting passage while the driving unit is contracted. The body is provided with a second valve body (80, 280, 480, 580) that allows communication between the control chamber and the low pressure chamber by the second communication passage by transmitting the fuel through the first valve body. , An outflow seat surface portion (28) for seating the second valve body in a state where the drive portion is contracted is formed, and an outflow groove portion (28a) connected to the second aisle is formed on the outflow seat surface portion. It is said to be a fuel injection device.
Further, one aspect disclosed is a control chamber (35) in which a injection hole (38) for injecting fuel is formed and filled with fuel, a high-pressure chamber (31a) for supplying fuel to the control chamber, and fuel in the control chamber. A body (20, 220, 320) provided inside with a low-pressure chamber (36) through which fuel flows out, and a first series passage (33) and a second series passage (34) communicating the control room and the low pressure chamber. The drive unit (40) that performs the first extension operation and the second extension operation that is larger than the first extension operation, and the direction in which the injection hole is opened by the decompression of the control room, which is pressed in the direction of closing the injection hole by the fuel pressure in the control chamber. With the needle (50) displaced to, and the drive unit contracted, the communication between the control chamber and low pressure chamber by the first series passage is cut off, and the first extension operation of the drive unit cuts off the communication between the control chamber and low pressure chamber by the first series passage. The driving force of the first valve body (70, 270) that allows the communication of the fuel and the driving unit that performs the second extension operation by blocking the communication between the control chamber and the low pressure chamber by the second connecting passage while the driving unit is contracted. The second valve body (80, 280, 480, 580), which allows communication between the control chamber and the low pressure chamber by the second communication passage, is provided by transmitting the fuel through the first valve body, and the first series is provided. The passage is provided with a first orifice (33a) that limits the flow of fuel flowing from the control chamber to the low pressure chamber, and the second connecting passage is provided with the flow of fuel flowing from the control chamber to the low pressure chamber. A second orifice (34a) is provided to limit the fuel injection device, and the throttle area (So2) of the second orifice is larger than the throttle area (So1) of the first orifice.

れらの態様では、駆動部の第一伸長作動により、第一弁体が、第一連通路による制御室及び低圧室の連通を許容する。さらに、第一伸長作動よりも大きな第二伸長作動によれば、第一弁体を介して伝達される駆動部の駆動力により、第二弁体が、第二連通路による制御室及び低圧室の連通を許容する。 In these embodiments, the first extension operation of the drive unit, the first valve body to permit communication between the control chamber and the low pressure chamber by the first communication passage. Further, according to the second extension operation, which is larger than the first extension operation, the second valve body is moved into the control chamber and the low pressure chamber by the second communication passage due to the driving force of the drive unit transmitted through the first valve body. Allow communication.

以上のように、駆動部における伸長作動の大きさの制御によれば、第二連通路を通じた燃料流出の実施及び不実施が切り替えられる。これにより、制御室から低圧室へ流出する燃料流量が増減するため、制御室の圧力降下の態様が変更され得る。その結果、燃料噴射装置の大型化を回避するために、第一弁体及び第二弁体の開閉を一つの駆動部で行う構成であっても、ニードルの変位速度の切り替えが可能となる。 As described above, according to the control of the magnitude of the extension operation in the drive unit, the implementation and non-execution of the fuel outflow through the second continuous passage can be switched. As a result, the flow rate of fuel flowing out from the control chamber to the low pressure chamber increases or decreases, so that the mode of pressure drop in the control chamber can be changed. As a result, in order to avoid an increase in the size of the fuel injection device, the displacement speed of the needle can be switched even in a configuration in which the first valve body and the second valve body are opened and closed by one drive unit.

尚、上記括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。 The reference numbers in parentheses are merely examples of the correspondence with the specific configuration in the embodiment described later, and do not limit the technical scope at all.

第一実施形態による燃料噴射装置及び制御装置を含む燃料供給システムの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the fuel supply system including the fuel injection device and the control device by 1st Embodiment. 燃料噴射装置の縦断面図である。It is a vertical sectional view of a fuel injection device. 圧力制御機構の詳細な構成を示す縦断面図である。It is a vertical cross-sectional view which shows the detailed structure of a pressure control mechanism. 低速開弁モードにおける圧力制御機構の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the pressure control mechanism in a low speed valve opening mode. 高速開弁モードにおける圧力制御機構の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the pressure control mechanism in a high-speed valve opening mode. 閉弁期間における圧力制御機構の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the pressure control mechanism in a valve closing period. 第二実施形態による燃料噴射装置の縦断面図である。It is a vertical sectional view of the fuel injection apparatus according to the 2nd Embodiment. 圧力制御機構の詳細な構成を示す縦断面図である。It is a vertical cross-sectional view which shows the detailed structure of a pressure control mechanism. 低速開弁モードにおける圧力制御機構の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the pressure control mechanism in a low speed valve opening mode. 高速開弁モードにおける圧力制御機構の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the pressure control mechanism in a high-speed valve opening mode. 無噴射期間における圧力制御機構の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the pressure control mechanism in the non-injection period. 無噴射期間を含む燃料噴射での燃料噴射装置の作動の詳細を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the detail of the operation of the fuel-injection apparatus in fuel-injection including a non-injection period. 閉弁期間における圧力制御機構の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the pressure control mechanism in a valve closing period. 第三実施形態による圧力制御機構の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the pressure control mechanism by 3rd Embodiment. 第四実施形態による圧力制御機構の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the pressure control mechanism by 4th Embodiment. 第五実施形態による圧力制御機構の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the pressure control mechanism by 5th Embodiment. 第六実施形態による圧力制御機構の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the pressure control mechanism by 6th Embodiment.

以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. By assigning the same reference numerals to the corresponding components in each embodiment, duplicate description may be omitted. When only a part of the configuration is described in each embodiment, the configurations of the other embodiments described above can be applied to the other parts of the configuration. Further, not only the combination of the configurations specified in the description of each embodiment, but also the configurations of a plurality of embodiments can be partially combined even if the combination is not specified. Further, an unspecified combination of the configurations described in the plurality of embodiments and modifications is also disclosed by the following description.

(第一実施形態)
本開示の第一実施形態による燃料噴射装置10は、図1に示す燃料供給システム1に用いられている。燃料噴射装置10は、内燃機関であるディーゼルエンジン(以下、「エンジン2」)の各燃焼室2bに、燃料タンク4に貯留された燃料を供給する。燃料供給システム1は、フィードポンプ5、高圧燃料ポンプ6、コモンレール3、及び制御装置9等を、燃料噴射装置10と共に備えている。
(First Embodiment)
The fuel injection device 10 according to the first embodiment of the present disclosure is used in the fuel supply system 1 shown in FIG. The fuel injection device 10 supplies the fuel stored in the fuel tank 4 to each combustion chamber 2b of a diesel engine (hereinafter, “engine 2”) which is an internal combustion engine. The fuel supply system 1 includes a feed pump 5, a high-pressure fuel pump 6, a common rail 3, a control device 9, and the like together with a fuel injection device 10.

フィードポンプ5は、例えばトロコイド式の電動ポンプである。フィードポンプ5は、高圧燃料ポンプ6に内蔵されている。フィードポンプ5は、燃料タンク4に貯留された燃料としての軽油を、高圧燃料ポンプ6に圧送する。フィードポンプ5は、高圧燃料ポンプ6と別体で、例えば燃料タンク4の内部に配置される構成であってもよい。 The feed pump 5 is, for example, a trochoidal electric pump. The feed pump 5 is built in the high pressure fuel pump 6. The feed pump 5 pumps light oil as fuel stored in the fuel tank 4 to the high-pressure fuel pump 6. The feed pump 5 may be separate from the high-pressure fuel pump 6 and may be arranged inside, for example, the fuel tank 4.

高圧燃料ポンプ6は、例えばプランジャ式のポンプである。高圧燃料ポンプ6は、エンジン2の出力軸によって駆動される。高圧燃料ポンプ6は、燃料配管6aによってコモンレール3と接続されている。高圧燃料ポンプ6は、フィードポンプ5により供給された燃料をさらに昇圧し、高圧燃料としてコモンレール3に供給する。 The high-pressure fuel pump 6 is, for example, a plunger type pump. The high-pressure fuel pump 6 is driven by the output shaft of the engine 2. The high-pressure fuel pump 6 is connected to the common rail 3 by a fuel pipe 6a. The high-pressure fuel pump 6 further boosts the fuel supplied by the feed pump 5 and supplies it to the common rail 3 as high-pressure fuel.

コモンレール3は、高圧燃料配管3bを介して複数の燃料噴射装置10と接続されている。コモンレール3は、余剰燃料配管8aを介して燃料タンク4と接続されている。コモンレール3は、高圧燃料ポンプ6から供給される高圧燃料を一時的に蓄え、圧力を保持したまま各燃料噴射装置10に分配する。コモンレール3には、圧力センサ3a及び減圧弁8が備えられている。圧力センサ3aはコモンレール3に蓄えられた燃料圧力を検出する。減圧弁8は、圧力センサ3aによる検出値が目標圧力よりも高い場合に、余剰になった燃料を余剰燃料配管8aへ排出する。 The common rail 3 is connected to a plurality of fuel injection devices 10 via a high-pressure fuel pipe 3b. The common rail 3 is connected to the fuel tank 4 via a surplus fuel pipe 8a. The common rail 3 temporarily stores the high-pressure fuel supplied from the high-pressure fuel pump 6 and distributes the high-pressure fuel to each fuel injection device 10 while maintaining the pressure. The common rail 3 is provided with a pressure sensor 3a and a pressure reducing valve 8. The pressure sensor 3a detects the fuel pressure stored in the common rail 3. When the value detected by the pressure sensor 3a is higher than the target pressure, the pressure reducing valve 8 discharges the surplus fuel to the surplus fuel pipe 8a.

制御装置9は、ECU(Electronic Control Unit)9a及びEDU(Electronic Driver Unit)9bを含む電子制御ユニットである。制御装置9は、各燃料噴射装置10と電気的に接続されている。制御装置9は、エンジン2の稼動状態に応じて、各燃料噴射装置10による燃料の噴射を制御する。 The control device 9 is an electronic control unit including an ECU (Electronic Control Unit) 9a and an EDU (Electronic Driver Unit) 9b. The control device 9 is electrically connected to each fuel injection device 10. The control device 9 controls the injection of fuel by each fuel injection device 10 according to the operating state of the engine 2.

ECU9aは、マイクロコンピュータ又はマイクロコントローラを主体に構成された演算回路を備えている。演算回路には、プロセッサ、RAM、及び書き換え可能な不揮発性のメモリ装置が含まれている。EDU9bは、ECU9aから入力される指令信号に基づき、燃料噴射装置10の駆動部40(図2参照)に駆動電圧を印加する。 The ECU 9a includes an arithmetic circuit mainly composed of a microcomputer or a microcontroller. The arithmetic circuit includes a processor, RAM, and a rewritable non-volatile memory device. The EDU 9b applies a drive voltage to the drive unit 40 (see FIG. 2) of the fuel injection device 10 based on the command signal input from the ECU 9a.

燃料噴射装置10は、燃焼室2bを形成するヘッド部材2aの挿入孔に挿入された状態で、ヘッド部材2aに取り付けられている。燃料噴射装置10は、高圧燃料配管3bを介して供給される高圧燃料を、噴孔38から燃焼室2bへ向けて直接的に噴射する。燃料噴射装置10は、噴孔38からの燃料の噴射を制御する弁構造を備えている。燃料噴射装置10は、高圧燃料の一部を、噴孔38の開閉に使用する。燃料噴射装置10に供給された燃料の一部は、戻り配管8b及び余剰燃料配管8aを通じて燃料タンク4へ戻される。 The fuel injection device 10 is attached to the head member 2a in a state of being inserted into the insertion hole of the head member 2a forming the combustion chamber 2b. The fuel injection device 10 injects the high-pressure fuel supplied through the high-pressure fuel pipe 3b directly from the injection hole 38 toward the combustion chamber 2b. The fuel injection device 10 has a valve structure for controlling the injection of fuel from the injection hole 38. The fuel injection device 10 uses a part of the high-pressure fuel to open and close the injection hole 38. A part of the fuel supplied to the fuel injection device 10 is returned to the fuel tank 4 through the return pipe 8b and the surplus fuel pipe 8a.

燃料噴射装置10は、図2及び図3に示すように、弁ボデー20、ノズルニードル50、駆動部40、並びに制御バルブ70及び制御プレート80を有する圧力制御機構60を備えている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the fuel injection device 10 includes a valve body 20, a nozzle needle 50, a drive unit 40, and a pressure control mechanism 60 having a control valve 70 and a control plate 80.

弁ボデー20は、インジェクターボデー部材21、上バルブボデー部材22、下バルブボデー部材23、ノズルボデー部材24、リテーニングナット25、及びニードルシリンダ26等の複数の金属部材を組み合わせることによって構成されている。弁ボデー20の内部には、高圧燃料通路31、高圧室31a、供給連通路32、低圧室36、制御室35、第一流出路33、及び第二流出路34が設けられている。加えて弁ボデー20には、第一シート面部27、第二シート面部28、第三シート面部29、及び噴孔38が形成されている。 The valve body 20 is formed by combining a plurality of metal members such as an injector body member 21, an upper valve body member 22, a lower valve body member 23, a nozzle body member 24, a retaining nut 25, and a needle cylinder 26. Inside the valve body 20, a high-pressure fuel passage 31, a high-pressure chamber 31a, a supply communication passage 32, a low-pressure chamber 36, a control chamber 35, a first outflow passage 33, and a second outflow passage 34 are provided. In addition, the valve body 20 is formed with a first seat surface portion 27, a second seat surface portion 28, a third seat surface portion 29, and a jet hole 38.

高圧燃料通路31は、インジェクターボデー部材21、上バルブボデー部材22、及び下バルブボデー部材23に亘って形成されている。高圧燃料通路31は、高圧燃料配管3b(図1参照)と接続されている。高圧燃料通路31は、高圧燃料配管3bを通じてコモンレール3(図1参照)から供給される高圧燃料を、高圧室31aに供給する。 The high-pressure fuel passage 31 is formed over the injector turbo day member 21, the upper valve body member 22, and the lower valve body member 23. The high-pressure fuel passage 31 is connected to the high-pressure fuel pipe 3b (see FIG. 1). The high-pressure fuel passage 31 supplies the high-pressure fuel supplied from the common rail 3 (see FIG. 1) to the high-pressure chamber 31a through the high-pressure fuel pipe 3b.

高圧室31aは、ノズルボデー部材24に円柱状に形成された空間である。高圧室31aには、ノズルニードル50及びニードルシリンダ26が収容されている。高圧室31aは、高圧燃料通路31と接続されている。高圧室31aは、高圧燃料通路31を通じて供給される高圧燃料で満たされている。高圧室31aは、高圧燃料を噴孔38まで流通させる。 The high-pressure chamber 31a is a space formed in a columnar shape on the nozzle body member 24. The nozzle needle 50 and the needle cylinder 26 are housed in the high pressure chamber 31a. The high pressure chamber 31a is connected to the high pressure fuel passage 31. The high pressure chamber 31a is filled with high pressure fuel supplied through the high pressure fuel passage 31. The high-pressure chamber 31a distributes high-pressure fuel to the injection hole 38.

供給連通路32は、高圧室31a及び制御室35を連通する燃料通路である。供給連通路32には、インオリフィス32aが形成されている。インオリフィス32aにおける流路面積(以下「絞り面積Si1」)は、供給連通路32のうちでインオリフィス32aを除く部分の流路面積よりも狭くされている。インオリフィス32aは、供給連通路32によって高圧室31a及び制御室35が接続された状態で、高圧室31aから制御室35に流入する燃料の流量を制限する。 The supply communication passage 32 is a fuel passage that communicates the high pressure chamber 31a and the control chamber 35. An in orifice 32a is formed in the supply passage 32. The flow path area in the in orifice 32a (hereinafter referred to as “throttle area Si1”) is narrower than the flow path area of the portion of the supply communication passage 32 excluding the in orifice 32a. The in orifice 32a limits the flow rate of fuel flowing from the high pressure chamber 31a into the control chamber 35 in a state where the high pressure chamber 31a and the control chamber 35 are connected by the supply communication passage 32.

低圧室36は、インジェクターボデー部材21に形成されている。低圧室36は、戻り配管8b(図1参照)と接続されており、余剰燃料を戻り配管8bに流通させる。低圧室36は、高圧室31aよりも低圧な燃料によって満たされている。低圧室36には、制御室35の燃料が流出する。 The low pressure chamber 36 is formed in the injector turbo day member 21. The low pressure chamber 36 is connected to the return pipe 8b (see FIG. 1), and the surplus fuel is circulated to the return pipe 8b. The low pressure chamber 36 is filled with fuel having a lower pressure than the high pressure chamber 31a. The fuel of the control chamber 35 flows out to the low pressure chamber 36.

制御室35は、上バルブボデー部材22、下バルブボデー部材23、ニードルシリンダ26、及びノズルニードル50等によって区画された円柱状の空間である。制御室35には、供給連通路32を通じて供給された燃料が充填されている。制御室35は、高圧室31a及び低圧室36に接続可能である。制御室35は、駆動部40とノズルニードル50の間であって、ノズルニードル50を挟んで噴孔38の反対側に位置している。制御室35は、後述する制御プレート80によって上下に区分けされている。制御室35のうちで、制御プレート80及び駆動部40の間に形成される空間が、バルブ室部35bである。制御室35のうちで、制御プレート80及びノズルニードル50の間に形成される空間が、主制御室部35aである。 The control chamber 35 is a columnar space partitioned by an upper valve body member 22, a lower valve body member 23, a needle cylinder 26, a nozzle needle 50, and the like. The control chamber 35 is filled with fuel supplied through the supply passage 32. The control chamber 35 can be connected to the high pressure chamber 31a and the low pressure chamber 36. The control chamber 35 is located between the drive unit 40 and the nozzle needle 50, on the opposite side of the injection hole 38 with the nozzle needle 50 in between. The control chamber 35 is divided into upper and lower parts by a control plate 80 described later. In the control chamber 35, the space formed between the control plate 80 and the drive unit 40 is the valve chamber portion 35b. In the control chamber 35, the space formed between the control plate 80 and the nozzle needle 50 is the main control chamber portion 35a.

第一流出路33及び第二流出路34は、共に上バルブボデー部材22に形成されている。第一流出路33及び第二流出路34は、制御室35及び低圧室36を連通する燃料通路である。第一流出路33及び第二流出路34は、制御室35の燃料を低圧室36に流出させる。 Both the first outflow passage 33 and the second outflow passage 34 are formed in the upper valve body member 22. The first outflow passage 33 and the second outflow passage 34 are fuel passages that communicate the control chamber 35 and the low pressure chamber 36. The first outflow passage 33 and the second outflow passage 34 allow the fuel in the control chamber 35 to flow out into the low pressure chamber 36.

第一流出路33は、上バルブボデー部材22の中央を軸方向に貫通するピン収容孔22aと接続されており、ピン収容孔22aに対して傾斜した姿勢で延伸している。ピン収容孔22aに臨む第一流出路33の入口部分には、第一アウトオリフィス33aが形成されている。第一アウトオリフィス33aにおける流路面積(以下「絞り面積So1」)は、第一流出路33のうちで第一アウトオリフィス33aを除く部分の流路面積よりも狭くされている。第一アウトオリフィス33aは、ピン収容孔22a及び第一流出路33によって制御室35及び低圧室36が接続された状態で、第一流出路33を通じて制御室35から低圧室36に流出する燃料の流量を制限する。 The first outflow passage 33 is connected to a pin accommodating hole 22a penetrating the center of the upper valve body member 22 in the axial direction, and extends in an inclined posture with respect to the pin accommodating hole 22a. A first out orifice 33a is formed at the entrance portion of the first outflow path 33 facing the pin accommodating hole 22a. The flow path area in the first out orifice 33a (hereinafter referred to as “squeezing area So1”) is narrower than the flow path area of the portion of the first outflow path 33 excluding the first out orifice 33a. The first out orifice 33a transfers the flow rate of fuel flowing out from the control chamber 35 to the low pressure chamber 36 through the first outflow passage 33 in a state where the control chamber 35 and the low pressure chamber 36 are connected by the pin accommodating hole 22a and the first outflow passage 33. Restrict.

第二流出路34は、バルブ室部35bの外周側に設けられており、上バルブボデー部材22を軸方向に貫通している。第二流出路34は、上バルブボデー部材22の軸方向に対して傾斜した姿勢で延伸している。制御室35に臨む第二流出路34の入口部分には、第二アウトオリフィス34aが形成されている。第二アウトオリフィス34aにおける流路面積(以下「絞り面積So2」)は、第二流路のうちで第二アウトオリフィス34aを除く部分の流路面積よりも狭くされている。第二アウトオリフィス34aは、第二流出路34によって制御室35及び低圧室36が接続された状態で、第二流出路34を通じて制御室35から低圧室36に流出する燃料の流量を制限する。第二アウトオリフィス34aの絞り面積So2は、第一アウトオリフィス33aの絞り面積So1よりも大きく規定されている。 The second outflow passage 34 is provided on the outer peripheral side of the valve chamber portion 35b, and penetrates the upper valve body member 22 in the axial direction. The second outflow passage 34 extends in an inclined posture with respect to the axial direction of the upper valve body member 22. A second out orifice 34a is formed at the entrance portion of the second outflow passage 34 facing the control chamber 35. The flow path area in the second out orifice 34a (hereinafter referred to as “throttle area So2”) is narrower than the flow path area of the portion of the second flow path excluding the second out orifice 34a. The second out orifice 34a limits the flow rate of fuel flowing out from the control chamber 35 to the low pressure chamber 36 through the second outflow passage 34 in a state where the control chamber 35 and the low pressure chamber 36 are connected by the second outflow passage 34. The throttle area So2 of the second out orifice 34a is defined to be larger than the throttle area So1 of the first out orifice 33a.

第一シート面部27及び第二シート面部28は、上バルブボデー部材22に設けられている。第一シート面部27は、バルブ室部35bに臨むピン収容孔22aの開口の周囲に円環状に設けられている。第一シート面部27の周囲は、第一シート面部27に対して凹んでいる。第一シート面部27には、制御バルブ70が離着座する。 The first seat surface portion 27 and the second seat surface portion 28 are provided on the upper valve body member 22. The first seat surface portion 27 is provided in an annular shape around the opening of the pin accommodating hole 22a facing the valve chamber portion 35b. The periphery of the first sheet surface portion 27 is recessed with respect to the first sheet surface portion 27. The control valve 70 is taken off and seated on the first seat surface portion 27.

第二シート面部28は、下バルブボデー部材23と対向する上バルブボデー部材22の下端面に形成されている。第二シート面部28には、制御プレート80の頂面が離着座する。第二シート面部28は、制御プレート80の頂面の外縁形状に沿った円環状に形成されている。第二シート面部28には、上環状溝28aが形成されている。上環状溝28aは、第二シート面部28に対して窪んでおり、第二シート面部28の形状に沿って円環状に延伸している。上環状溝28aは、第二流出路34と接続されている。 The second seat surface portion 28 is formed on the lower end surface of the upper valve body member 22 facing the lower valve body member 23. The top surface of the control plate 80 is detached and seated on the second seat surface portion 28. The second seat surface portion 28 is formed in an annular shape along the outer edge shape of the top surface of the control plate 80. An upper annular groove 28a is formed on the second seat surface portion 28. The upper annular groove 28a is recessed with respect to the second seat surface portion 28, and extends in an annular shape along the shape of the second seat surface portion 28. The upper annular groove 28a is connected to the second outflow passage 34.

第三シート面部29は、下バルブボデー部材23に設けられている。第三シート面部29は、下バルブボデー部材23の内周壁に設けられた径方向の段差面によって形成されている。第三シート面部29は、下バルブボデー部材23の軸方向にて、第二シート面部28と対向している。第三シート面部29には、制御プレート80の底面が離着座する。第三シート面部29は、制御プレート80の底面の外縁形状に沿った円環状に形成されている。第三シート面部29には、下環状溝29aが形成されている。下環状溝29aは、第三シート面部29に対して窪んでおり、第三シート面部29の形状に沿って円環状に延伸している。下環状溝29aは、供給連通路32と接続されている。 The third seat surface portion 29 is provided on the lower valve body member 23. The third seat surface portion 29 is formed by a stepped surface in the radial direction provided on the inner peripheral wall of the lower valve body member 23. The third seat surface portion 29 faces the second seat surface portion 28 in the axial direction of the lower valve body member 23. The bottom surface of the control plate 80 is detached and seated on the third seat surface portion 29. The third seat surface portion 29 is formed in an annular shape along the outer edge shape of the bottom surface of the control plate 80. A lower annular groove 29a is formed on the third seat surface portion 29. The lower annular groove 29a is recessed with respect to the third seat surface portion 29, and extends in an annular shape along the shape of the third seat surface portion 29. The lower annular groove 29a is connected to the supply passage 32.

噴孔38は、ヘッド部材2a(図1参照)へ挿入される弁ボデー20において、挿入方向の先端部に形成されている。噴孔38は、燃焼室2b(図1参照)に露出している。弁ボデー20の先端部は、円錐状又は半球状に形成されている。噴孔38は、弁ボデー20の内側から外側に向けて放射状に複数設けられている。各噴孔38は、燃焼室2bへ向けて高圧燃料を噴射する。高圧燃料は、噴孔38を通過することによって霧化され、空気と混合し易い状態となる。 The injection hole 38 is formed at the tip end portion in the insertion direction in the valve body 20 inserted into the head member 2a (see FIG. 1). The injection hole 38 is exposed in the combustion chamber 2b (see FIG. 1). The tip of the valve body 20 is formed in a conical or hemispherical shape. A plurality of injection holes 38 are provided radially from the inside to the outside of the valve body 20. Each injection hole 38 injects high-pressure fuel toward the combustion chamber 2b. The high-pressure fuel is atomized by passing through the injection hole 38, and is in a state where it can be easily mixed with air.

ノズルニードル50は、金属材料により円柱形に形成されている。ノズルニードル50の噴孔38側の先端は円錐形に形成されている。ノズルニードル50は、高圧室31aに収容されており、高圧室31aの高圧燃料から噴孔38を開く方向(以下、「開弁方向」)の力を受ける。ノズルニードル50には、ニードル受圧部51、スプリングシート部54、及びニードル摺動面55が形成されている。 The nozzle needle 50 is formed in a cylindrical shape by a metal material. The tip of the nozzle needle 50 on the injection hole 38 side is formed in a conical shape. The nozzle needle 50 is housed in the high-pressure chamber 31a, and receives a force from the high-pressure fuel in the high-pressure chamber 31a in the direction of opening the injection hole 38 (hereinafter, “valve opening direction”). The nozzle needle 50 is formed with a needle pressure receiving portion 51, a spring seat portion 54, and a needle sliding surface 55.

ニードル受圧部51は、制御室35に臨むノズルニードル50の軸方向の端部である。ニードル受圧部51の径方向の中央には、円柱状の突起部52が設けられている。ニードル受圧部51は、制御室35に充填された高圧燃料から、噴孔38を閉じる方向(以下、「閉弁方向」)の力を受ける。ノズルニードル50は、制御室35の燃料圧力によって閉弁方向に押圧されている。ノズルニードル50は、制御室35の燃料圧力の変動により、軸方向に沿って弁ボデー20に対し相対変位し、噴孔38の開閉を行う。 The needle pressure receiving portion 51 is an axial end portion of the nozzle needle 50 facing the control chamber 35. A columnar protrusion 52 is provided at the center of the needle pressure receiving portion 51 in the radial direction. The needle pressure receiving unit 51 receives a force in the direction of closing the injection hole 38 (hereinafter, “valve closing direction”) from the high-pressure fuel filled in the control chamber 35. The nozzle needle 50 is pressed in the valve closing direction by the fuel pressure of the control chamber 35. The nozzle needle 50 is displaced relative to the valve body 20 along the axial direction due to the fluctuation of the fuel pressure in the control chamber 35, and opens and closes the injection hole 38.

スプリングシート部54は、ノズルニードル50に鍔状に設けられている。スプリングシート部54及びニードルシリンダ26の間には、ニードルスプリング53が軸方向に押し縮められた状態で設置されている。ニードルスプリング53は、円筒螺旋状に形成されたコイルスプリングである。ニードルスプリング53は、閉弁方向への付勢力をスプリングシート部54に印加している。 The spring seat portion 54 is provided on the nozzle needle 50 in a collar shape. A needle spring 53 is installed between the spring seat portion 54 and the needle cylinder 26 in a state of being compressed in the axial direction. The needle spring 53 is a coil spring formed in a cylindrical spiral shape. The needle spring 53 applies an urging force in the valve closing direction to the spring seat portion 54.

ニードル摺動面55は、ノズルニードル50の外周壁面のうちで、ニードルシリンダ26に内嵌される部分である。ニードル摺動面55は、ニードルシリンダ26に対し摺動可能に支持されている。ニードル摺動面55は、ニードルシリンダ26の内周壁面との間で、制御室35及び高圧室31aの間の油密を形成している。 The needle sliding surface 55 is a portion of the outer peripheral wall surface of the nozzle needle 50 that is internally fitted into the needle cylinder 26. The needle sliding surface 55 is slidably supported with respect to the needle cylinder 26. The needle sliding surface 55 forms an oil tightness between the control chamber 35 and the high pressure chamber 31a with the inner peripheral wall surface of the needle cylinder 26.

以上のノズルニードル50は、制御室35の減圧により、高圧室31aの燃料に押し上げられ、開弁方向へ向けて変位する。その結果、高圧室31aに充填された高圧燃料は、噴孔38から燃焼室2b(図1参照)へ向けて噴射される。一方、制御室35の圧力回復によれば、ノズルニードル50は閉弁方向に押し下げられる。その結果、噴孔38からの燃料噴射は、停止される。 The nozzle needle 50 described above is pushed up by the fuel in the high pressure chamber 31a due to the decompression of the control chamber 35, and is displaced in the valve opening direction. As a result, the high-pressure fuel filled in the high-pressure chamber 31a is injected from the injection hole 38 toward the combustion chamber 2b (see FIG. 1). On the other hand, according to the pressure recovery of the control chamber 35, the nozzle needle 50 is pushed down in the valve closing direction. As a result, fuel injection from the injection hole 38 is stopped.

駆動部40は、圧力制御機構60を駆動する。駆動部40は、圧電素子積層体、応力緩衝部41、及び駆動伝達ピン42等によって構成されている。圧電素子積層体は、例えばPZT(PbZrTiO3)と呼ばれる層と薄い電極層が交互に積まれた積層体である。圧電素子積層体には、制御装置9(図1参照)から出力された駆動電圧が入力される。圧電素子積層体は、駆動電圧の入力に基づき、ピエゾ素子の特性である逆圧電効果によって伸縮する。 The drive unit 40 drives the pressure control mechanism 60. The drive unit 40 is composed of a piezoelectric element laminate, a stress buffer unit 41, a drive transmission pin 42, and the like. The piezoelectric element laminate is, for example, a laminate in which layers called PZT (PbZrTiO3) and thin electrode layers are alternately stacked. The drive voltage output from the control device 9 (see FIG. 1) is input to the piezoelectric element laminate. The piezoelectric element laminate expands and contracts due to the inverse piezoelectric effect, which is a characteristic of the piezo element, based on the input of the drive voltage.

応力緩衝部41は、圧電素子積層体の伸縮を駆動伝達ピン42に伝達すると共に、圧電素子積層体に入力される応力を緩衝させる。駆動伝達ピン42は、圧電素子積層体の伸長作動を圧力制御機構60に伝達する押圧軸部である。駆動伝達ピン42は、上バルブボデー部材22のピン収容孔22aに収容されている。駆動伝達ピン42の先端部は、制御バルブ70の上端面に突き当てられている。 The stress buffer section 41 transmits the expansion and contraction of the piezoelectric element laminate to the drive transmission pin 42, and buffers the stress input to the piezoelectric element laminate. The drive transmission pin 42 is a pressing shaft portion that transmits the extension operation of the piezoelectric element laminate to the pressure control mechanism 60. The drive transmission pin 42 is housed in the pin accommodating hole 22a of the upper valve body member 22. The tip of the drive transmission pin 42 is abutted against the upper end surface of the control valve 70.

駆動部40は、電荷の蓄積によって伸長した圧電素子積層体により、駆動伝達ピン42をバルブ室部35bに突き出す方向へ変位させ、電荷の放出による圧電素子積層体の収縮により、駆動伝達ピン42をピン収容孔22aへと引き戻す。駆動伝達ピン42の伸長作動の大きさは、圧電素子積層体に投入される駆動エネルギの大きさ、換言すれば、圧電素子積層体に投入される電荷量に対応している。駆動部40における駆動伝達ピン42の伸長作動の大きさは、制御装置9(図1参照)によって多段階に制御可能である。 The drive unit 40 displaces the drive transmission pin 42 in the direction of protruding into the valve chamber 35b by the piezoelectric element laminate extended by the accumulation of electric charges, and causes the drive transmission pin 42 to shrink due to the contraction of the piezoelectric element laminate due to the discharge of electric charges. It is pulled back to the pin accommodating hole 22a. The magnitude of the extension operation of the drive transmission pin 42 corresponds to the magnitude of the drive energy input to the piezoelectric element laminate, in other words, the amount of electric charge charged to the piezoelectric element laminate. The magnitude of the extension operation of the drive transmission pin 42 in the drive unit 40 can be controlled in multiple stages by the control device 9 (see FIG. 1).

圧力制御機構60は、制御室35に収容されている。圧力制御機構60は、駆動部40によって閉弁方向に押圧されることにより、制御室35に燃料を流入させる流入状態と制御室35からの燃料を流出させる流出状態とを切り替える三方弁の機能を有している。圧力制御機構60は、上述の制御バルブ70及び制御プレート80に加えて、第一スプリング61及び第二スプリング62等によって構成されている。これらの構成は、互いに同軸となるように配置されている。 The pressure control mechanism 60 is housed in the control chamber 35. The pressure control mechanism 60 functions as a three-way valve that switches between an inflow state in which fuel flows into the control chamber 35 and an outflow state in which fuel flows out from the control chamber 35 by being pressed by the drive unit 40 in the valve closing direction. Have. The pressure control mechanism 60 includes a first spring 61, a second spring 62, and the like in addition to the control valve 70 and the control plate 80 described above. These configurations are arranged so that they are coaxial with each other.

制御バルブ70は、金属材料により、全体として小径部70a及び大径部70bを有する二段円柱状に形成されている。制御バルブ70は、大径部70bを駆動伝達ピン42側へ向けた姿勢で、バルブ室部35bに収容されている。大径部70bの外径は、バルブ室部35bを区画する上バルブボデー部材22の内周面の内径よりも小さく規定されている。制御バルブ70は、上バルブボデー部材22の内周面に実質的に非接触な状態で、軸方向に変位可能である。制御バルブ70には、閉塞部71、押圧部72、及び連通溝73が形成されている。 The control valve 70 is made of a metal material and is formed in a two-stage columnar shape having a small diameter portion 70a and a large diameter portion 70b as a whole. The control valve 70 is housed in the valve chamber portion 35b in a posture in which the large diameter portion 70b is directed toward the drive transmission pin 42. The outer diameter of the large diameter portion 70b is defined to be smaller than the inner diameter of the inner peripheral surface of the upper valve body member 22 that partitions the valve chamber portion 35b. The control valve 70 can be displaced in the axial direction in a state of being substantially non-contact with the inner peripheral surface of the upper valve body member 22. The control valve 70 is formed with a closing portion 71, a pressing portion 72, and a communication groove 73.

閉塞部71は、制御バルブ70の軸方向の両端面のうちで、駆動部40側を向く上端面に形成されている。閉塞部71は、ピン収容孔22aの開口よりも大きい平坦な円形の平面状に形成されている。閉塞部71は、第一シート面部27と対向しており、制御バルブ70の軸方向の変位によって第一シート面部27と離着座する。閉塞部71の中央には、駆動伝達ピン42が当接している。制御バルブ70には、駆動部40の伸長作動が駆動伝達ピン42によって直接的に入力される。 The closing portion 71 is formed on the upper end surface of the control valve 70 in the axial direction, which faces the driving portion 40 side. The closing portion 71 is formed in a flat circular flat shape larger than the opening of the pin accommodating hole 22a. The closing portion 71 faces the first seat surface portion 27, and is detached and seated from the first seat surface portion 27 due to the axial displacement of the control valve 70. A drive transmission pin 42 is in contact with the center of the closing portion 71. The extension operation of the drive unit 40 is directly input to the control valve 70 by the drive transmission pin 42.

押圧部72は、制御バルブ70の軸方向の両端面のうちで、制御プレート80と対向する下端面に形成されている。駆動部40が縮んだ状態にて、押圧部72及び制御プレート80の間には、僅かな隙間GPが形成されている。隙間GPの大きさは、例えば10〜30μm程度である。押圧部72は、駆動部40の伸長作動によって制御プレート80の頂面に当接し、伸長作動する駆動部40の駆動力を制御プレート80に伝達する。 The pressing portion 72 is formed on the lower end surface of the control valve 70 in the axial direction, which faces the control plate 80. With the drive unit 40 contracted, a slight gap GP is formed between the pressing unit 72 and the control plate 80. The size of the gap GP is, for example, about 10 to 30 μm. The pressing unit 72 abuts on the top surface of the control plate 80 by the extension operation of the drive unit 40, and transmits the driving force of the drive unit 40 to be extended to the control plate 80.

連通溝73は、制御バルブ70の下端面に、例えば十字状に形成されている。連通溝73は、下端面に設けられた窪みであって、下端面の中央を通るように径方向に沿って延伸している。連通溝73は、制御バルブ70が制御プレート80に押し当てられた状態で、主制御室部35a及びバルブ室部35bの間の燃料の流通を可能にする。 The communication groove 73 is formed on the lower end surface of the control valve 70, for example, in a cross shape. The communication groove 73 is a recess provided on the lower end surface, and extends along the radial direction so as to pass through the center of the lower end surface. The communication groove 73 enables the flow of fuel between the main control chamber portion 35a and the valve chamber portion 35b in a state where the control valve 70 is pressed against the control plate 80.

以上の制御バルブ70は、駆動部40が縮んだ状態で、閉塞部71を第一シート面部27に着座させている。これにより制御バルブ70は、第一流出路33による制御室35及び低圧室36の連通を遮断する。一方で、制御バルブ70は、駆動部40の伸長作動により、閉塞部71を第一シート面部27から離座させ、押圧部72を制御プレート80に当接させる。これにより制御バルブ70は、第一流出路33による制御室35及び低圧室36の連通を許容する。 In the above control valve 70, the closing portion 71 is seated on the first seat surface portion 27 in a state where the driving portion 40 is contracted. As a result, the control valve 70 cuts off the communication between the control chamber 35 and the low pressure chamber 36 by the first outflow passage 33. On the other hand, in the control valve 70, the closing portion 71 is separated from the first seat surface portion 27 by the extension operation of the driving portion 40, and the pressing portion 72 is brought into contact with the control plate 80. As a result, the control valve 70 allows communication between the control chamber 35 and the low pressure chamber 36 by the first outflow passage 33.

尚、制御バルブ70及び制御プレート80のうちで制御バルブ70のみを開弁させ、第一流出路33及び第二流出路34のうちで第一流出路33のみに燃料を流通させる駆動部40の伸長作動を、以下、「第一伸長作動」という。第一伸長作動の大きさは、制御バルブ70及び制御プレート80の間の隙間GPと実質的に同一となる。 The extension operation of the drive unit 40 that opens only the control valve 70 among the control valve 70 and the control plate 80 and allows fuel to flow only to the first outflow passage 33 among the first outflow passage 33 and the second outflow passage 34. Is hereinafter referred to as "first extension operation". The magnitude of the first extension operation is substantially the same as the gap GP between the control valve 70 and the control plate 80.

制御プレート80は、金属材料により、全体として扁平な円盤状に形成されている。制御プレート80は、ピン収容孔22a及び制御バルブ70と実質的に同軸の配置にて、制御室35に収容されている。制御プレート80には、上着座面81、下着座面82、及び連通孔83が形成されている。 The control plate 80 is made of a metal material and is formed in a flat disk shape as a whole. The control plate 80 is housed in the control chamber 35 in a substantially coaxial arrangement with the pin housing hole 22a and the control valve 70. The control plate 80 is formed with an upper seating surface 81, an underwearing seating surface 82, and a communication hole 83.

上着座面81は、制御プレート80の頂面の外縁部分に形成されている。上着座面81は、平坦な平面状とされている。上着座面81は、第二シート面部28と対向しており、制御プレート80の変位によって第二シート面部28に対し離着座する。上着座面81は、第二シート面部28への着座により、上環状溝28aを閉じる。 The upper seating surface 81 is formed on the outer edge portion of the top surface of the control plate 80. The upper seating surface 81 has a flat flat surface. The upper seating surface 81 faces the second seat surface portion 28, and is detached and seated with respect to the second seat surface portion 28 due to the displacement of the control plate 80. The upper ring seat surface 81 closes the upper annular groove 28a by seating on the second seat surface portion 28.

下着座面82は、制御プレート80の底面の外縁部分に形成されている。下着座面82は、平坦な平面状とされている。下着座面82は、第三シート面部29と対向しており、制御プレート80の変位によって第三シート面部29に対し離着座する。下着座面82は、第三シート面部29への着座により、下環状溝29aを閉じる。 The underwear seating surface 82 is formed on the outer edge portion of the bottom surface of the control plate 80. The underwear seating surface 82 has a flat flat surface. The underwear seating surface 82 faces the third seat surface portion 29, and takes off and seats on the third seat surface portion 29 due to the displacement of the control plate 80. The underwear seating surface 82 closes the lower annular groove 29a by seating on the third seat surface portion 29.

連通孔83は、制御プレート80の径方向の中央に設けられており、制御プレート80を軸方向に貫通する円筒状の貫通孔によって形成されている。連通孔83は、主制御室部35a及びバルブ室部35bを互いに連通させている。連通孔83の流路面積は、各絞り面積So1,So2の合計よりも大きく規定されている。 The communication hole 83 is provided in the center of the control plate 80 in the radial direction, and is formed by a cylindrical through hole that penetrates the control plate 80 in the axial direction. The communication hole 83 communicates the main control chamber portion 35a and the valve chamber portion 35b with each other. The flow path area of the communication hole 83 is defined to be larger than the total of the drawing areas So1 and So2.

以上の制御プレート80は、駆動部40が縮んだ状態で、上着座面81を第二シート面部28に着座させ、且つ、下着座面82を第三シート面部29から離座させている。これにより制御プレート80は、第二流出路34による制御室35及び低圧室36の連通を遮断しつつ、供給連通路32による高圧室31a及び制御室35の連通を許容する。 In the above control plate 80, the upper seating surface 81 is seated on the second seat surface portion 28 and the underwear seating surface 82 is separated from the third seat surface portion 29 in a state where the drive unit 40 is contracted. As a result, the control plate 80 allows communication between the high pressure chamber 31a and the control chamber 35 through the supply communication passage 32 while blocking communication between the control chamber 35 and the low pressure chamber 36 through the second outflow passage 34.

また制御プレート80は、伸長作動に伴う駆動部40の駆動力が制御バルブ70を介して伝達されることにより、上着座面81を第二シート面部28から離座させ、且つ、下着座面82を第三シート面部29に着座させる。これにより制御プレート80は、第二流出路34による制御室35及び低圧室36の連通を許容しつつ、供給連通路32による高圧室31a及び制御室35の連通を遮断する。 Further, in the control plate 80, the driving force of the driving unit 40 accompanying the extension operation is transmitted via the control valve 70, so that the upper seating surface 81 is separated from the second seating surface 28 and the underwearing surface 82. Is seated on the third seat surface portion 29. As a result, the control plate 80 blocks communication between the high pressure chamber 31a and the control chamber 35 through the supply communication passage 32 while allowing communication between the control chamber 35 and the low pressure chamber 36 through the second outflow passage 34.

尚、制御バルブ70及び制御プレート80の両方を開弁させ、且つ、制御プレート80を第三シート面部29に当接させる駆動部40の伸長作動を、以下、「第二伸長作動」という。第二伸長作動の大きさは、第一伸長作動よりも大きくされている。加えて、第一伸長作動と第二伸長作動との作動量の差分は、制御プレート80のストローク量DPに相当する。制御プレート80のストローク量DPは、インオリフィス32a及び第二アウトオリフィス34aの各絞り面積Si1,So2よりも、各着座面81,82及び各シート面部28,29の間の流路面積が大きくなるように設定されている。 The extension operation of the drive unit 40 that opens both the control valve 70 and the control plate 80 and brings the control plate 80 into contact with the third seat surface portion 29 is hereinafter referred to as a "second extension operation". The magnitude of the second extension operation is larger than that of the first extension operation. In addition, the difference in the amount of operation between the first extension operation and the second extension operation corresponds to the stroke amount DP of the control plate 80. The stroke amount DP of the control plate 80 has a larger flow path area between the seating surfaces 81 and 82 and the seat surface portions 28 and 29 than the throttle areas Si1 and So2 of the in orifice 32a and the second out orifice 34a. Is set to.

詳記すると、制御プレート80のストローク量DPとし、バルブ室部35bの内径をd1とした場合、制御プレート80が第三シート面部29に着座した状態で、第二シート面部28及び上着座面81の間の最小流路面積は、「2π×d1×DP」となる。同様に、主制御室部35aの内径をd2とした場合、制御プレート80が第二シート面部28に着座した状態で、第三シート面部29及び下着座面82の間の最小流路面積は、「2π×d2×DP」となる。ストローク量DPは、インオリフィス32a及び第二アウトオリフィス34aにて流量が規定可能なように、それぞれSo2<2π×d1×DP、及びSi1<2π×d2×DPとなるように設定されている。 More specifically, when the stroke amount DP of the control plate 80 is set and the inner diameter of the valve chamber portion 35b is d1, the second seat surface portion 28 and the upper seating surface 81 are seated on the third seat surface portion 29. The minimum flow path area between them is "2π x d1 x DP". Similarly, when the inner diameter of the main control chamber portion 35a is d2, the minimum flow path area between the third seat surface portion 29 and the underwear seating surface 82 is set when the control plate 80 is seated on the second seat surface portion 28. It becomes "2π x d2 x DP". The stroke amount DP is set to So2 <2π × d1 × DP and Si1 <2π × d2 × DP, respectively, so that the flow rates can be defined by the in orifice 32a and the second out orifice 34a, respectively.

第一スプリング61及び第二スプリング62は、共に円筒螺旋状に形成されたコイルスプリングである。第一スプリング61及び第二スプリング62は、制御室35に収容されている。第一スプリング61は、小径部70aの外周側に位置しており、軸方向に押し縮められた状態で大径部70b及び制御プレート80の間に配置されている。第一スプリング61は、制御バルブ70を第一シート面部27へ向けて付勢している。第二スプリング62は、突起部52の外周側に位置しており、軸方向に押し縮められた状態で、制御プレート80及びノズルニードル50の間に配置されている。第二スプリング62は、制御プレート80を第二シート面部28へ向けて付勢している。加えて第二スプリング62は、制御プレート80及び第一スプリング61を介して、制御バルブ70を第二シート面部28へ向けて付勢している。 The first spring 61 and the second spring 62 are both coil springs formed in a cylindrical spiral shape. The first spring 61 and the second spring 62 are housed in the control chamber 35. The first spring 61 is located on the outer peripheral side of the small diameter portion 70a, and is arranged between the large diameter portion 70b and the control plate 80 in a state of being compressed in the axial direction. The first spring 61 urges the control valve 70 toward the first seat surface portion 27. The second spring 62 is located on the outer peripheral side of the protrusion 52, and is arranged between the control plate 80 and the nozzle needle 50 in a state of being compressed in the axial direction. The second spring 62 urges the control plate 80 toward the second seat surface portion 28. In addition, the second spring 62 urges the control valve 70 toward the second seat surface portion 28 via the control plate 80 and the first spring 61.

ここまで説明した燃料噴射装置10は、燃料噴射における噴射率の推移の態様を変更可能である。具体的に、燃料噴射装置10は、噴射率を標準的に立ち上げる低速開弁モードでの燃料噴射と、低速開弁モードよりも噴射率を急峻に立ち上げる高速開弁モードでの燃料噴射とを行うことができる。以下、低速開弁モード及び高速開弁モードを比較しつつ、燃料噴射装置10における燃料噴射の作動の詳細を、図3〜図6に基づき、図2を参照しつつ説明する。 The fuel injection device 10 described so far can change the mode of transition of the injection rate in fuel injection. Specifically, the fuel injection device 10 includes fuel injection in a low-speed valve opening mode in which the injection rate is raised as standard, and fuel injection in a high-speed valve opening mode in which the injection rate is raised steeper than in the low-speed valve opening mode. It can be performed. Hereinafter, the details of the operation of fuel injection in the fuel injection device 10 will be described with reference to FIGS. 3 to 6 with reference to FIGS. 2 while comparing the low-speed valve opening mode and the high-speed valve opening mode.

図3には、圧電素子積層体への通電が行われておらず、駆動部40の縮んだ状態が示されている。この状態における制御バルブ70は、第一スプリング61の付勢力等により、初期位置として、閉塞部71を第一シート面部27に着座させている。初期位置の制御バルブ70は、第一流出路33による制御室35及び低圧室36の接続を遮断している。同様に、制御プレート80は、主制御室部35a及び上環状溝28aの圧力差や第二スプリング62の付勢力等により、初期位置として、上着座面81を第二シート面部28に着座させている。初期位置の制御プレート80は、第二流出路34による制御室35及び低圧室36の接続を遮断している。以上により、制御室35から低圧室36への燃料の流出は、中断されている。 FIG. 3 shows a contracted state of the drive unit 40 without energizing the piezoelectric element laminate. In this state, the control valve 70 seats the closing portion 71 on the first seat surface portion 27 as an initial position by the urging force of the first spring 61 or the like. The control valve 70 at the initial position cuts off the connection between the control chamber 35 and the low pressure chamber 36 by the first outflow passage 33. Similarly, the control plate 80 has the upper seating surface 81 seated on the second seating surface 28 as an initial position due to the pressure difference between the main control chamber portion 35a and the upper annular groove 28a, the urging force of the second spring 62, and the like. There is. The control plate 80 at the initial position cuts off the connection between the control chamber 35 and the low pressure chamber 36 by the second outflow passage 34. As a result, the outflow of fuel from the control chamber 35 to the low pressure chamber 36 is interrupted.

一方、制御プレート80の下着座面82は、第三シート面部29から離座している。故に、供給連通路32による高圧室31aと制御室35との連通が許容され、制御室35の燃料圧力は、高圧室31aの燃料圧力と実質同一となる。ノズルニードル50は、制御室35の燃料から受ける油圧力により、噴孔38の閉弁状態を維持する。 On the other hand, the underwear seating surface 82 of the control plate 80 is separated from the third seat surface portion 29. Therefore, communication between the high pressure chamber 31a and the control chamber 35 through the supply communication passage 32 is allowed, and the fuel pressure in the control chamber 35 is substantially the same as the fuel pressure in the high pressure chamber 31a. The nozzle needle 50 maintains the valve closed state of the injection hole 38 by the oil pressure received from the fuel in the control chamber 35.

図4に示す低速開弁モードでは、駆動部40に第一伸長作動を生じさせる駆動エネルギ(以下、「第一駆動エネルギ」)が、圧電素子積層体に投入される。低速開弁モードにおける駆動部40は、駆動伝達ピン42によって制御バルブ70を押し下げ、押し下げた制御バルブ70の押圧部72を制御プレート80の頂面に当接させる。制御バルブ70の開弁によって閉塞部71が第一シート面部27から離座することで、バルブ室部35bは、ピン収容孔22a及び第一流出路33を介して、低圧室36と接続される。これにより主制御室部35aの燃料は、連通孔83及び連通溝73を通じてバルブ室部35bに移動し、第一流出路33を経由して、低圧室36に流出可能となる。 In the low-speed valve opening mode shown in FIG. 4, the drive energy (hereinafter, “first drive energy”) that causes the drive unit 40 to perform the first extension operation is input to the piezoelectric element laminate. The drive unit 40 in the low-speed valve opening mode pushes down the control valve 70 by the drive transmission pin 42, and brings the pressed portion 72 of the pushed down control valve 70 into contact with the top surface of the control plate 80. When the closing portion 71 is separated from the first seat surface portion 27 by opening the control valve 70, the valve chamber portion 35b is connected to the low pressure chamber 36 via the pin accommodating hole 22a and the first outflow passage 33. As a result, the fuel in the main control chamber portion 35a moves to the valve chamber portion 35b through the communication hole 83 and the communication groove 73, and can flow out to the low pressure chamber 36 via the first outflow passage 33.

低速開弁モードにおける制御プレート80は、上環状溝28aの低圧により、制御バルブ70の当接によっても、第二シート面部28に上着座面81を着座させた状態を維持する。故に、第二流出路34による制御室35及び低圧室36の連通は、遮断された状態となる。また、供給連通路32による高圧室31a及び制御室35の連通状態は、維持される。 The control plate 80 in the low-speed valve opening mode maintains a state in which the upper seating surface 81 is seated on the second seat surface 28 even when the control valve 70 abuts due to the low pressure of the upper annular groove 28a. Therefore, the communication between the control chamber 35 and the low pressure chamber 36 by the second outflow passage 34 is cut off. Further, the communication state of the high pressure chamber 31a and the control chamber 35 by the supply communication passage 32 is maintained.

以上の低速開弁モードでは、第一流出路33及び第二流出路34のうちで第一流出路33のみが、制御室35から低圧室36へと燃料を流通させる。第一アウトオリフィス33aによって律速された燃料流出に伴う制御室35の減圧により、ニードル受圧部51に作用する閉弁方向の油圧力が減少する。その結果、制御室35の燃料圧力が開弁圧を下回り、ノズルニードル50は、高圧燃料の油圧力によって開弁方向への変位を開始する。以上により、噴孔38が開弁状態となる。 In the above low-speed valve opening mode, only the first outflow passage 33 of the first outflow passage 33 and the second outflow passage 34 allows fuel to flow from the control chamber 35 to the low pressure chamber 36. Due to the depressurization of the control chamber 35 due to the fuel outflow controlled by the first out orifice 33a, the oil pressure in the valve closing direction acting on the needle pressure receiving portion 51 is reduced. As a result, the fuel pressure in the control chamber 35 falls below the valve opening pressure, and the nozzle needle 50 starts displacement in the valve opening direction due to the hydraulic pressure of the high-pressure fuel. As a result, the injection hole 38 is opened.

図5に示す高速開弁モードでは、駆動部40に第二伸長作動を生じさせる駆動エネルギ(以下、「第二駆動エネルギ」)が、圧電素子積層体に投入される。第二駆動エネルギは、第一駆動エネルギよりも大きい。高速開弁モードにおける駆動部40は、制御バルブ70と共に制御プレート80を押し下げる。制御プレート80の変位によれば、上着座面81が第二シート面部28から離座すると共に、下着座面82が第三シート面部29に着座する。以上により、バルブ室部35bは、第二流出路34を介して低圧室36と接続される。加えて、下着座面82による下環状溝29aの閉塞により、供給連通路32による高圧室31a及び制御室35の連通が遮断される。これにより、高圧室31aから制御室35への燃料の供給が中断される。 In the high-speed valve opening mode shown in FIG. 5, the drive energy (hereinafter, “second drive energy”) that causes the drive unit 40 to perform the second extension operation is input to the piezoelectric element laminate. The second drive energy is larger than the first drive energy. The drive unit 40 in the high-speed valve opening mode pushes down the control plate 80 together with the control valve 70. According to the displacement of the control plate 80, the upper seating surface 81 is separated from the second seat surface portion 28, and the underwear seating surface 82 is seated on the third seat surface portion 29. As described above, the valve chamber portion 35b is connected to the low pressure chamber 36 via the second outflow passage 34. In addition, the lower annular groove 29a is blocked by the underwear seating surface 82, so that the high pressure chamber 31a and the control chamber 35 are blocked from communicating with each other by the supply communication passage 32. As a result, the supply of fuel from the high pressure chamber 31a to the control chamber 35 is interrupted.

以上の高速開弁モードでは、第一流出路33及び第二流出路34の両方が、制御室35から低圧室36へと燃料を流通させる。このように、各アウトオリフィス33a,34aによって律速された燃料流出に伴う制御室35の減圧によれば、ニードル受圧部51に作用する閉弁方向の油圧力は、急速に減少する。その結果、ノズルニードル50は、低速開弁モードよりも高速で開弁方向に変位可能となる。 In the above high-speed valve opening mode, both the first outflow passage 33 and the second outflow passage 34 allow fuel to flow from the control chamber 35 to the low pressure chamber 36. As described above, according to the depressurization of the control chamber 35 accompanying the fuel outflow regulated by the out orifices 33a and 34a, the oil pressure in the valve closing direction acting on the needle pressure receiving portion 51 rapidly decreases. As a result, the nozzle needle 50 can be displaced in the valve opening direction at a higher speed than in the low speed valve opening mode.

図6に示す閉弁期間では、圧電素子積層体への通電が停止される。通電停止に伴い、圧電素子積層体に蓄えられていた電荷が放出されると、駆動部40の駆動力が消失する。これにより、高速開弁モードでの閉弁期間では、下環状溝29aの油圧力及び第二スプリング62の付勢力により、制御プレート80は、第二シート面部28へ向けて変位する。その結果、供給連通路32によって高圧室31aと制御室35とが接続され、制御室35への燃料の流入が開始される。さらに、第二流出路34による制御室35と低圧室36との連通が、制御プレート80によって遮断される。その結果、第二流出路34を通じた制御室35から低圧室36への燃料の流出が停止される。 During the valve closing period shown in FIG. 6, the energization of the piezoelectric element laminate is stopped. When the electric charge stored in the piezoelectric element laminate is released as the energization is stopped, the driving force of the driving unit 40 disappears. As a result, during the valve closing period in the high-speed valve opening mode, the control plate 80 is displaced toward the second seat surface portion 28 due to the hydraulic pressure of the lower annular groove 29a and the urging force of the second spring 62. As a result, the high pressure chamber 31a and the control chamber 35 are connected by the supply passage 32, and the inflow of fuel into the control chamber 35 is started. Further, the communication between the control chamber 35 and the low pressure chamber 36 by the second outflow passage 34 is blocked by the control plate 80. As a result, the outflow of fuel from the control chamber 35 to the low pressure chamber 36 through the second outflow passage 34 is stopped.

加えて、各開弁モードの閉弁期間では、制御バルブ70が、第一スプリング61の付勢力及び油圧力等により、第一シート面部27へ向けて変位する。制御バルブ70は、閉塞部71を第一シート面部27に着座させて、制御室35と低圧室36との連通を遮断する。その結果、第一流出路33を通じた制御室35から低圧室36への燃料の流出が停止される。 In addition, during the valve closing period of each valve opening mode, the control valve 70 is displaced toward the first seat surface portion 27 due to the urging force of the first spring 61, the hydraulic pressure, and the like. The control valve 70 seats the closing portion 71 on the first seat surface portion 27 to block the communication between the control chamber 35 and the low pressure chamber 36. As a result, the outflow of fuel from the control chamber 35 to the low pressure chamber 36 through the first outflow passage 33 is stopped.

以上により、制御室35の燃料圧力は、供給連通路32を通じて供給される燃料により、高圧室31aと同程度の初期圧力まで回復する。その結果、ノズルニードル50は、ニードルスプリング53の復元力及び油圧力等によって閉弁方向に押し下げられ、噴孔38を閉弁状態とする。 As described above, the fuel pressure in the control chamber 35 is restored to the same initial pressure as the high pressure chamber 31a by the fuel supplied through the supply passage 32. As a result, the nozzle needle 50 is pushed down in the valve closing direction by the restoring force of the needle spring 53, the hydraulic pressure, and the like, and the injection hole 38 is closed.

ここまで説明した第一実施形態では、駆動部40の第一伸長作動により、制御バルブ70が、第一流出路33による制御室35及び低圧室36の連通を許容する。さらに、第一伸長作動よりも大きな第二伸長作動によれば、制御バルブ70を介して伝達される駆動部40の駆動力により、制御プレート80が、第二流出路34による制御室35及び低圧室36の連通を許容する。 In the first embodiment described so far, the control valve 70 allows the control chamber 35 and the low pressure chamber 36 to communicate with each other by the first extension operation of the drive unit 40. Further, according to the second extension operation, which is larger than the first extension operation, the control plate 80 is moved to the control chamber 35 by the second outflow passage 34 and the low pressure due to the driving force of the drive unit 40 transmitted via the control valve 70. Allows communication of chamber 36.

以上のように、駆動部40における伸長作動の大きさの制御によれば、第二流出路34を通じた燃料流出の実施及び不実施が切り替えられる。これにより、制御室35から低圧室36へ流出する燃料流量が増減するため、制御室35の圧力降下の態様が変更され得る。その結果、燃料噴射装置10の大型化を回避するために、制御バルブ70及び制御プレート80の開閉を一つの駆動部40で行う構成であっても、ノズルニードル50の変位速度の切り替えが可能となる。 As described above, according to the control of the magnitude of the extension operation in the drive unit 40, the implementation and non-execution of the fuel outflow through the second outflow passage 34 can be switched. As a result, the flow rate of fuel flowing out from the control chamber 35 to the low pressure chamber 36 increases or decreases, so that the mode of pressure drop in the control chamber 35 can be changed. As a result, in order to avoid an increase in the size of the fuel injection device 10, the displacement speed of the nozzle needle 50 can be switched even if the control valve 70 and the control plate 80 are opened and closed by one drive unit 40. Become.

加えて第一実施形態では、駆動部40の第二伸長作動により、供給連通路32を通じた高圧室31aと制御室35との連通が遮断され、高圧室31aから制御室35への燃料の流入が中断される。以上によれば、第二伸長作動に伴う制御室35の圧力降下は、第一伸長作動に伴う制御室の圧力降下よりもさらに急速に生じるようになる。したがって、駆動部40の作動量の変更に伴い、ノズルニードル50の変位速度を切り替えレンジがいっそう拡大可能になる。 In addition, in the first embodiment, the second extension operation of the drive unit 40 cuts off the communication between the high pressure chamber 31a and the control chamber 35 through the supply communication passage 32, and the inflow of fuel from the high pressure chamber 31a into the control chamber 35. Is interrupted. Based on the above, the pressure drop in the control chamber 35 due to the second extension operation occurs more rapidly than the pressure drop in the control chamber due to the first extension operation. Therefore, as the operating amount of the drive unit 40 is changed, the displacement speed of the nozzle needle 50 can be switched and the range can be further expanded.

また第一実施形態の第三シート面部29には、供給連通路32と接続された下環状溝29aが設けられている。第三シート面部29に制御プレート80が着座した状態では、下環状溝29aを満たしている燃料は、高圧室31aと実質的に同一の圧力となる。故に、制御プレート80は、下環状溝29a及び制御室35の燃料圧力差により、第三シート面部29から離れる方向に押し上げられる。以上によれば、閉弁期間にて第三シート面部29から離座する制御プレート80の作動が下環状溝29aの燃料によって支援されるため、制御室35の圧力回復、ひいてはノズルニードル50の閉弁方向への変位が速やかに行われる。 Further, the third seat surface portion 29 of the first embodiment is provided with a lower annular groove 29a connected to the supply communication passage 32. When the control plate 80 is seated on the third seat surface portion 29, the fuel filling the lower annular groove 29a has substantially the same pressure as the high pressure chamber 31a. Therefore, the control plate 80 is pushed up in the direction away from the third seat surface portion 29 due to the fuel pressure difference between the lower annular groove 29a and the control chamber 35. According to the above, since the operation of the control plate 80 that separates from the third seat surface portion 29 during the valve closing period is supported by the fuel in the lower annular groove 29a, the pressure in the control chamber 35 is recovered, and the nozzle needle 50 is closed. Displacement in the valve direction is performed promptly.

加えて第一実施形態のように、下環状溝29aが第三シート面部29に沿って延伸した形状であれば、供給連通路32を流通した燃料は、下環状溝29aの全体から制御室35に流入できる。そのため、制御プレート80に確保されたストローク量DP、即ち、第三シート面部29と下着座面82との隙間が小さくても、供給連通路32の燃料は、第三シート面部29と下着座面82との間で実質的に絞られることなく、制御室35に流入できる。このように、制御プレート80のストローク量DPを短くしつつ、制御室35に流入する燃料流量を確保できれば、高速開弁モードにて圧電素子積層体に投入される駆動エネルギの低減と、高速な閉弁作動との両立が可能となる。 In addition, as in the first embodiment, if the lower annular groove 29a has a shape extending along the third seat surface portion 29, the fuel flowing through the supply passage 32 can be supplied from the entire lower annular groove 29a to the control chamber 35. Can flow into. Therefore, even if the stroke amount DP secured on the control plate 80, that is, the gap between the third seat surface portion 29 and the underwear seat surface 82 is small, the fuel in the supply passage 32 is the fuel between the third seat surface portion 29 and the underwear seat surface. It can flow into the control chamber 35 without being substantially narrowed down to the 82. In this way, if the stroke amount DP of the control plate 80 can be shortened and the fuel flow rate flowing into the control chamber 35 can be secured, the drive energy input to the piezoelectric element laminate in the high-speed valve opening mode can be reduced and the speed can be increased. It is possible to achieve both valve closing operation.

さらに第一実施形態のように、下環状溝29aが下着座面82の外縁形状に沿った円環状に形成されていれば、下環状溝29aの燃料は、制御プレート80に周方向にて偏りを抑制された均等な油圧力を下着座面82に作用させ得る。以上によれば、制御プレート80は、駆動部40の縮む作動に追従し、軸方向を傾斜させることなく、安定した姿勢を維持して第三シート面部29から離座可能となる。 Further, if the lower annular groove 29a is formed in an annular shape along the outer edge shape of the underwear seating surface 82 as in the first embodiment, the fuel in the lower annular groove 29a is biased to the control plate 80 in the circumferential direction. A uniform oil pressure that suppresses the pressure can be applied to the underwear seating surface 82. According to the above, the control plate 80 can follow the contracting operation of the drive unit 40, maintain a stable posture without tilting in the axial direction, and can be separated from the third seat surface portion 29.

また第一実施形態の第二シート面部28には、第二流出路34と接続された上環状溝28aが設けられている。第二シート面部28に制御プレート80が着座した状態では、上環状溝28aを満たしている燃料は、低圧室36と実質的に同一の圧力となる。故に、制御プレート80は、上環状溝28a及び制御室35の燃料圧力の差により、第二シート面部28に押し付けられる。 Further, the second seat surface portion 28 of the first embodiment is provided with an upper annular groove 28a connected to the second outflow passage 34. When the control plate 80 is seated on the second seat surface portion 28, the fuel filling the upper annular groove 28a has substantially the same pressure as the low pressure chamber 36. Therefore, the control plate 80 is pressed against the second seat surface portion 28 due to the difference in fuel pressure between the upper annular groove 28a and the control chamber 35.

以上によれば、低速開弁モードにて制御バルブ70が制御プレート80に当接しても、制御プレート80は、上環状溝28aの低圧を利用して第二シート面部28に上着座面81を着座させた状態を維持できる。故に、第一伸長作動から第二伸長作動への切り替えにより、ノズルニードル50の変位速度、ひいては噴射率の変化の態様が、明確に切り替わるようになる。 According to the above, even if the control valve 70 comes into contact with the control plate 80 in the low-speed valve opening mode, the control plate 80 uses the low pressure of the upper annular groove 28a to provide the upper seating surface 81 to the second seat surface portion 28. It can be kept seated. Therefore, by switching from the first extension operation to the second extension operation, the mode of change in the displacement speed of the nozzle needle 50 and, by extension, the injection rate can be clearly switched.

加えて第一実施形態のように、上環状溝28aが第二シート面部28に沿って延伸した形状であれば、制御室35の燃料は、上環状溝28aの全体に流入し、第二流出路34を通じて低圧室36に流出される。こうした構成であれば、第二シート面部28と上着座面81との隙間が小さくても、制御室35の燃料は、第二シート面部28と上着座面81との間で実質的に絞られることなく、第二流出路34に流通できる。このように、制御プレート80のストローク量DPを短くしつつ、制御室35から流出する燃料流量を確保できれば、高速開弁モードにて圧電素子積層体に投入される駆動エネルギの低減と、高速な開弁作動との両立が可能となる。 In addition, if the upper annular groove 28a has a shape extending along the second seat surface portion 28 as in the first embodiment, the fuel in the control chamber 35 flows into the entire upper annular groove 28a and flows out second. It is discharged to the low pressure chamber 36 through the road 34. With such a configuration, even if the gap between the second seat surface portion 28 and the upper seating surface 81 is small, the fuel in the control chamber 35 is substantially throttled between the second seat surface portion 28 and the upper seating surface 81. It can be distributed to the second outflow channel 34 without any problem. In this way, if the fuel flow rate flowing out from the control chamber 35 can be secured while shortening the stroke amount DP of the control plate 80, the drive energy input to the piezoelectric element laminate in the high-speed valve opening mode can be reduced and the speed can be increased. It is possible to achieve both valve opening operation.

さらに第一実施形態では、上環状溝28aが上着座面81の外縁形状に沿った円環状に形成されている。故に、上環状溝28aの燃料は、制御プレート80に周方向にて均等な吸引力を作用させ、制御プレート80を第二シート面部28に着座させておくことができる。加えて、上環状溝28aは、油圧力の偏りを低減して制御プレート80に生じる傾きを抑制し、制御プレート80の変位を安定化させることができる。 Further, in the first embodiment, the upper annular groove 28a is formed in an annular shape along the outer edge shape of the upper seating surface 81. Therefore, the fuel in the upper annular groove 28a can apply an even suction force to the control plate 80 in the circumferential direction, so that the control plate 80 can be seated on the second seat surface portion 28. In addition, the upper annular groove 28a can reduce the bias of the hydraulic pressure, suppress the inclination generated in the control plate 80, and stabilize the displacement of the control plate 80.

また第一実施形態では、第一アウトオリフィス33aの絞り面積So1よりも第二アウトオリフィス34aの絞り面積So2が大きく規定されている。故に、低速開弁モード及び高速開弁モードの切り替えに伴って、制御室35から流出する燃料流量が顕著に変化する。以上によれば、開弁モード、即ち、駆動部40の伸長作動の切り替えに伴う噴射率の可変レンジの拡大が可能になる。 Further, in the first embodiment, the throttle area So2 of the second out orifice 34a is defined to be larger than the throttle area So1 of the first out orifice 33a. Therefore, the fuel flow rate flowing out of the control chamber 35 changes remarkably with the switching between the low-speed valve opening mode and the high-speed valve opening mode. According to the above, the valve opening mode, that is, the variable range of the injection rate accompanying the switching of the extension operation of the drive unit 40 can be expanded.

加えて第一実施形態では、制御バルブ70及び制御プレート80は、それぞれ第一スプリング61及び第二スプリング62の付勢力によって駆動伝達ピン42へ向けて付勢されている。こうした構成であれば、制御バルブ70及び制御プレート80は、駆動部40の伸縮作動に正確に追従し得る。したがって、燃料噴射装置10の作動が安定化する。 In addition, in the first embodiment, the control valve 70 and the control plate 80 are urged toward the drive transmission pin 42 by the urging forces of the first spring 61 and the second spring 62, respectively. With such a configuration, the control valve 70 and the control plate 80 can accurately follow the expansion / contraction operation of the drive unit 40. Therefore, the operation of the fuel injection device 10 is stabilized.

尚、第一実施形態において、弁ボデー20が「べデー」に相当し、第二シート面部28が「流出シート面部」に相当し、上環状溝28aが「流出溝部」に相当し、第三シート面部29が「流入シート面部」に相当し、下環状溝29aが「流入溝部」に相当する。また、第一流出路33が「第一連通路」に相当し、第一アウトオリフィス33aが「第一オリフィス」に相当し、第二流出路34が「第二連通路」に相当し、第二アウトオリフィス34aが「第二オリフィス」に相当する。さらに、ノズルニードル50が「ニードル」に相当し、第二スプリング62が「弁体弾性部材」に相当し、制御バルブ70が「第一弁体」に相当し、制御プレート80が「第二弁体」に相当する。 In the first embodiment, the valve body 20 corresponds to the "bed", the second seat surface portion 28 corresponds to the "outflow seat surface portion", the upper annular groove 28a corresponds to the "outflow groove portion", and the third The seat surface portion 29 corresponds to the “inflow seat surface portion”, and the lower annular groove 29a corresponds to the “inflow groove portion”. Further, the first outflow passage 33 corresponds to the "first series passage", the first out orifice 33a corresponds to the "first orifice", the second outflow passage 34 corresponds to the "second continuous passage", and the second The out orifice 34a corresponds to the "second orifice". Further, the nozzle needle 50 corresponds to the "needle", the second spring 62 corresponds to the "valve elastic member", the control valve 70 corresponds to the "first valve body", and the control plate 80 corresponds to the "second valve". Corresponds to "body".

(第二実施形態)
図7〜図12に示す第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態では、図7及び図8に示すように、弁ボデー220及び圧力制御機構260の構成が第一実施形態とは異なっている。以下、弁ボデー220及び圧力制御機構260の詳細を説明する。
(Second Embodiment)
The second embodiment shown in FIGS. 7 to 12 is a modification of the first embodiment. In the second embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, the configurations of the valve body 220 and the pressure control mechanism 260 are different from those in the first embodiment. The details of the valve body 220 and the pressure control mechanism 260 will be described below.

弁ボデー220は、上バルブボデー部材22及び下バルブボデー部材23(図3参照)に相当する構成として、バルブボデー部材222を備えている。バルブボデー部材222には、ピン収容孔22a、第一シート面部27及び第二シート面部28に加えて、機構収容穴260aが設けられている。機構収容穴260aは、二段円柱状の空間を区画しており、圧力制御機構260を収容している。機構収容穴260aは、高圧室31aの一部を形成している。 The valve body 220 includes a valve body member 222 as a configuration corresponding to the upper valve body member 22 and the lower valve body member 23 (see FIG. 3). The valve body member 222 is provided with a mechanism accommodating hole 260a in addition to the pin accommodating hole 22a, the first seat surface portion 27, and the second seat surface portion 28. The mechanism accommodating hole 260a partitions a two-stage columnar space and accommodates the pressure control mechanism 260. The mechanism accommodating hole 260a forms a part of the high pressure chamber 31a.

圧力制御機構260は、制御バルブ270、制御内シリンダ280、制御外シリンダ290、第一スプリング61及び第二スプリング62等によって構成されている。 The pressure control mechanism 260 includes a control valve 270, an in-control cylinder 280, an out-of-control cylinder 290, a first spring 61, a second spring 62, and the like.

制御バルブ270は、扁平な円柱状に形成されている。制御バルブ270は、軸方向に変位可能な状態で機構収容穴260aに収容されている。制御バルブ270の外周壁面と、弁ボデー220の内周壁面との間には、燃料を流通させるクリアランスが確保されている。制御バルブ270には、閉塞部71及び押圧部72に加えて、連通路274が形成されている。連通路274は、制御バルブ270を軸方向に貫通する貫通孔によって形成されている。連通路274の一端は、主制御室部35aに接続されている。連通路274の他端は、制御室35のうちで第一シート面部27の周囲に確保された空間部と接続されている。連通路274は、主制御室部35aの燃料をピン収容孔22aへ向けて流通させる。 The control valve 270 is formed in a flat columnar shape. The control valve 270 is housed in the mechanism housing hole 260a in a state where it can be displaced in the axial direction. A clearance for flowing fuel is secured between the outer peripheral wall surface of the control valve 270 and the inner peripheral wall surface of the valve body 220. The control valve 270 is formed with a communication passage 274 in addition to the closing portion 71 and the pressing portion 72. The communication passage 274 is formed by a through hole that penetrates the control valve 270 in the axial direction. One end of the communication passage 274 is connected to the main control chamber unit 35a. The other end of the communication passage 274 is connected to a space portion secured around the first seat surface portion 27 in the control chamber 35. The communication passage 274 distributes the fuel of the main control chamber portion 35a toward the pin accommodating hole 22a.

制御内シリンダ280は、全体として円筒状に形成されている。制御内シリンダ280は、制御外シリンダ290の内側に収容されている。制御内シリンダ280と制御外シリンダ290との間には、中間室部263が区画されている。中間室部263は、円筒状の空間であって、高圧室31aの一部である。中間室部263は、高圧燃料によって満たされており、主制御室部35aと接続可能である。 The inner control cylinder 280 is formed in a cylindrical shape as a whole. The inner control cylinder 280 is housed inside the out-of-control cylinder 290. An intermediate chamber portion 263 is partitioned between the cylinder inside the control 280 and the cylinder outside the control 290. The intermediate chamber portion 263 is a cylindrical space and is a part of the high pressure chamber 31a. The intermediate chamber portion 263 is filled with high-pressure fuel and can be connected to the main control chamber portion 35a.

制御内シリンダ280には、径方向の外側に突き出した鍔部280aが設けられている。鍔部280aは、制御内シリンダ280の軸方向の両端部のうちで、制御バルブ270と対向する一方の端部に円環状に形成されている。鍔部280aの外径は、制御外シリンダ290の内径よりも小さく規定されている。こうした構成により、制御内シリンダ280は、鍔部280aを制御外シリンダ290に摺動させることなく、軸方向に変位可能である。 The inner control cylinder 280 is provided with a flange portion 280a protruding outward in the radial direction. The flange portion 280a is formed in an annular shape at one end of the control inner cylinder 280 in the axial direction facing the control valve 270. The outer diameter of the flange portion 280a is defined to be smaller than the inner diameter of the out-of-control cylinder 290. With such a configuration, the inner cylinder 280 can be displaced in the axial direction without sliding the flange 280a to the out-of-control cylinder 290.

制御内シリンダ280には、上着座面81及び下着座面82に加えて、流入シート面部285及び供給連通路284が設けられている。上着座面81は、制御内シリンダ280の軸方向の両端面のうちで、制御バルブ270と対向する上端面に形成されている。上着座面81は、上端面のうちで鍔部280aによって形成された外縁部分に設けられている。上着座面81は、第二シート面部28への当接により、第二シート面部28に設けられた上環状溝28aを閉塞する。下着座面82は、制御内シリンダ280の軸方向の両端面のうちで、噴孔38側を向く下端面に形成されている。下着座面82は、制御内シリンダ280の軸方向への変位により、制御外シリンダ290に離着座する。 In addition to the upper seating surface 81 and the lower seating surface 82, the inner control cylinder 280 is provided with an inflow seat surface portion 285 and a supply communication passage 284. The upper seating surface 81 is formed on the upper end surface of the control inner cylinder 280 in the axial direction, which faces the control valve 270. The upper seating surface 81 is provided on the outer edge portion of the upper end surface formed by the collar portion 280a. The upper seating surface 81 closes the upper annular groove 28a provided in the second seat surface portion 28 by abutting on the second seat surface portion 28. The underwear seating surface 82 is formed on the lower end surface of the control inner cylinder 280 in the axial direction, which faces the injection hole 38 side. The underwear seating surface 82 takes off and seats on the out-of-control cylinder 290 due to the axial displacement of the control inner cylinder 280.

流入シート面部285は、第一実施形態の第三シート面部29(図3参照)に相当する構成である。流入シート面部285は、制御内シリンダ280の上端面のうちで上着座面81の内周側に円環状に形成されている。流入シート面部285は、制御バルブ270の押圧部72と対向している。流入シート面部285には、押圧部72が離着座する。流入シート面部285には、流入環状溝285aが形成されている。流入環状溝285aは、上端面に対して窪んでおり、流入シート面部285の形状に沿って円環状に延伸している。流入環状溝285aは、供給連通路284と接続されている。流入環状溝285aは、流入シート面部285に着座した押圧部72によって閉塞される。 The inflow sheet surface portion 285 has a configuration corresponding to the third sheet surface portion 29 (see FIG. 3) of the first embodiment. The inflow seat surface portion 285 is formed in an annular shape on the inner peripheral side of the upper seating surface 81 among the upper end surfaces of the control inner cylinder 280. The inflow seat surface portion 285 faces the pressing portion 72 of the control valve 270. The pressing portion 72 is detached and seated on the inflow seat surface portion 285. An inflow annular groove 285a is formed in the inflow sheet surface portion 285. The inflow annular groove 285a is recessed with respect to the upper end surface and extends in an annular shape along the shape of the inflow sheet surface portion 285. The inflow annular groove 285a is connected to the supply passage 284. The inflow annular groove 285a is closed by the pressing portion 72 seated on the inflow seat surface portion 285.

供給連通路284は、中間室部263及び主制御室部35aを連通する燃料通路である。供給連通路284は、制御内シリンダ280の壁部を貫通する貫通孔によって形成されている。供給連通路284には、インオリフィス284aが設けられている。第二実施形態では、供給連通路284の全体がインオリフィス284aとされている。インオリフィス284aは、中間室部263及び主制御室部35aが接続された状態で、中間室部263から主制御室部35aに流入する燃料の流量を制限する。インオリフィス284aの流路面積が、第一実施形態の絞り面積Si1に相当する。 The supply communication passage 284 is a fuel passage that communicates the intermediate chamber portion 263 and the main control chamber portion 35a. The supply passage 284 is formed by a through hole penetrating the wall portion of the control inner cylinder 280. The supply passage 284 is provided with an in orifice 284a. In the second embodiment, the entire supply passage 284 is an in orifice 284a. The in orifice 284a limits the flow rate of fuel flowing from the intermediate chamber portion 263 into the main control chamber portion 35a in a state where the intermediate chamber portion 263 and the main control chamber portion 35a are connected. The flow path area of the in orifice 284a corresponds to the throttle area Si1 of the first embodiment.

制御外シリンダ290は、金属材料により、有底の円筒状に形成されている。制御外シリンダ290は、ニードルスプリング53によって駆動部40へ向けて付勢されている。制御外シリンダ290には、伸長作動を行なう駆動部40の駆動力が、制御バルブ270及び制御内シリンダ280を介して伝達される。制御外シリンダ290は、駆動部40の伸長作動によって変位可能である。以下、制御外シリンダ290を第二シート面部28から離座させる伸長作動を、「第三伸長作動」という。第三伸長作動は、第二伸長作動よりもさらに大きい伸長作動である。 The out-of-control cylinder 290 is made of a metal material and is formed in a bottomed cylindrical shape. The out-of-control cylinder 290 is urged toward the drive unit 40 by the needle spring 53. The driving force of the driving unit 40 that performs the extension operation is transmitted to the out-of-control cylinder 290 via the control valve 270 and the in-control cylinder 280. The out-of-control cylinder 290 can be displaced by the extension operation of the drive unit 40. Hereinafter, the extension operation for separating the out-of-control cylinder 290 from the second seat surface portion 28 is referred to as a "third extension operation". The third extension operation is a larger extension operation than the second extension operation.

制御外シリンダ290には、上当接面部291、ニードル挿通開口292、及び中間シート面部293が設けられている。上当接面部291は、第二シート面部28と対向する制御外シリンダ290の上端面によって形成されている。上当接面部291は、上着座面81の外周側に位置し、第二シート面部28に離着座可能である。上当接面部291は、制御外シリンダ290に作用するニードルスプリング53の付勢力により、第二シート面部28に押圧されている。 The out-of-control cylinder 290 is provided with an upper contact surface portion 291, a needle insertion opening 292, and an intermediate seat surface portion 293. The upper contact surface portion 291 is formed by the upper end surface of the out-of-control cylinder 290 facing the second seat surface portion 28. The upper contact surface portion 291 is located on the outer peripheral side of the upper seat surface portion 81, and can be taken off and seated on the second seat surface portion 28. The upper contact surface portion 291 is pressed against the second seat surface portion 28 by the urging force of the needle spring 53 acting on the out-of-control cylinder 290.

ニードル挿通開口292は、制御外シリンダ290の底壁の中央に形成された貫通開口である。ニードル挿通開口292は、ノズルニードル50を挿通させている。ニードル挿通開口292とノズルニードル50との間には、流通隙間IS2が設けられている。流通隙間IS2は、中間室部263に流入する高圧燃料の通路となる径方向の隙間である。流通隙間IS2の流路面積Si2は、横断面における円環状の部分の面積であり、インオリフィス284aの絞り面積Si1よりも大きくされている。 The needle insertion opening 292 is a through opening formed in the center of the bottom wall of the out-of-control cylinder 290. The needle insertion opening 292 allows the nozzle needle 50 to be inserted. A flow gap IS2 is provided between the needle insertion opening 292 and the nozzle needle 50. The circulation gap IS2 is a radial gap that serves as a passage for the high-pressure fuel that flows into the intermediate chamber portion 263. The flow path area Si2 of the flow gap IS2 is the area of the annular portion in the cross section, and is larger than the throttle area Si1 of the in orifice 284a.

中間シート面部293は、制御外シリンダ290の底壁のうちで、ニードル挿通開口292の周囲を囲む部分に形成されている。中間シート面部293は、下着座面82と軸方向に対向している。中間シート面部293への下着座面82の着座により、中間室部263は、高圧室31aの主要な部分から遮断される。これにより、中間室部263への高圧燃料の供給が停止される。駆動部40が縮んだ状態であって、制御内シリンダ280及び制御外シリンダ290が共に第二シート面部28に着座した状態にて、中間シート面部293と下着座面82との間には、流通隙間IS3が生じている。流通隙間IS3は、中間室部263に流入する高圧燃料の通路となる軸方向の隙間である。流通隙間の流路面積Si3は、ニードル挿通開口292と同一内径となる円筒の外周面の面積であり、インオリフィス284aの絞り面積Si1よりも大きくされている。 The intermediate seat surface portion 293 is formed in a portion of the bottom wall of the out-of-control cylinder 290 that surrounds the periphery of the needle insertion opening 292. The intermediate seat surface portion 293 faces the underwear seat surface 82 in the axial direction. By seating the underwear seating surface 82 on the intermediate seat surface portion 293, the intermediate chamber portion 263 is shielded from the main portion of the high pressure chamber 31a. As a result, the supply of high-pressure fuel to the intermediate chamber 263 is stopped. With the drive unit 40 contracted and both the inner control cylinder 280 and the out-of-control cylinder 290 seated on the second seat surface 28, distribution between the intermediate seat surface 293 and the underwear seat 82. There is a gap IS3. The circulation gap IS3 is an axial gap that serves as a passage for the high-pressure fuel that flows into the intermediate chamber portion 263. The flow path area Si3 of the flow gap is the area of the outer peripheral surface of the cylinder having the same inner diameter as the needle insertion opening 292, and is larger than the throttle area Si1 of the in orifice 284a.

第一スプリング61は、主制御室部35aに収容されている。第一スプリング61は、軸方向に押し縮められた状態で制御バルブ270及びノズルニードル50の間に配置されている。第二スプリング62は、中間室部263に収容されている。第二スプリング62は、軸方向に押し縮められた状態で、制御内シリンダ280の鍔部280aと制御外シリンダ290の底壁の間に配置されている。 The first spring 61 is housed in the main control chamber portion 35a. The first spring 61 is arranged between the control valve 270 and the nozzle needle 50 in a state of being compressed in the axial direction. The second spring 62 is housed in the intermediate chamber portion 263. The second spring 62 is arranged between the flange portion 280a of the inner control cylinder 280 and the bottom wall of the out-of-control cylinder 290 in a state of being compressed in the axial direction.

以上の構成の燃料噴射装置210は、第一実施形態と同様に、低速開弁モードによる燃料噴射と、高速開弁モードによる燃料噴射とを切り替えることができる。加えて燃料噴射装置210は、一回の噴射期間のうちで、燃料噴射を一時的に中断する中断期間を設けることができる。以下、燃料噴射装置210による燃料噴射の作動の詳細を、図8〜図12に基づき、図7を参照しつつ説明する。 The fuel injection device 210 having the above configuration can switch between fuel injection in the low-speed valve opening mode and fuel injection in the high-speed valve opening mode, as in the first embodiment. In addition, the fuel injection device 210 can provide an interruption period during which the fuel injection is temporarily interrupted within one injection period. Hereinafter, the details of the operation of fuel injection by the fuel injection device 210 will be described with reference to FIGS. 7 and 7 based on FIGS. 8 to 12.

図8には、駆動部40が縮んだ状態での圧力制御機構260が示されている。この状態における制御バルブ270は、第一スプリング61の付勢力等により、初期位置として、閉塞部71を第一シート面部27に着座させている。制御内シリンダ280は、第二スプリング62の付勢力等により、初期位置として、上着座面81を第二シート面部28に着座させている。制御外シリンダ290は、ニードルスプリング53の付勢力等により、初期位置として、上当接面部291を第二シート面部28に着座させている。 FIG. 8 shows a pressure control mechanism 260 in a state where the drive unit 40 is contracted. In this state, the control valve 270 has the closing portion 71 seated on the first seat surface portion 27 as an initial position by the urging force of the first spring 61 or the like. The inner control cylinder 280 has the upper seating surface 81 seated on the second seating surface 28 as an initial position by the urging force of the second spring 62 or the like. The out-of-control cylinder 290 has the upper contact surface portion 291 seated on the second seat surface portion 28 as an initial position by the urging force of the needle spring 53 or the like.

一方、制御バルブ270の押圧部72は、第二シート面部28から離座している。加えて、制御内シリンダ280の下着座面82は、中間シート面部293から離座している。故に、高圧燃料は、中間室部263及び供給連通路284を通じて、制御室35に供給可能となる。これにより制御室35の燃料圧力が高圧室31aの燃料圧力と実質同一となるため、ノズルニードル50は、制御室35の燃料から受ける油圧力により、噴孔38の閉弁状態を維持する。 On the other hand, the pressing portion 72 of the control valve 270 is separated from the second seat surface portion 28. In addition, the underwear seating surface 82 of the inner control cylinder 280 is separated from the intermediate seating surface portion 293. Therefore, the high-pressure fuel can be supplied to the control chamber 35 through the intermediate chamber portion 263 and the supply passage 284. As a result, the fuel pressure in the control chamber 35 becomes substantially the same as the fuel pressure in the high pressure chamber 31a, so that the nozzle needle 50 maintains the valve closed state of the injection hole 38 by the oil pressure received from the fuel in the control chamber 35.

図9に示す低速開弁モードでは、第一伸長作動を行なう駆動伝達ピン42により、制御バルブ270は、上環状溝28aの低圧で第二シート面部28に固定された制御内シリンダ280に当接する位置まで押し下げられる。制御バルブ270は、押圧部72によって上環状溝28aを閉塞する。その結果、供給連通路284による中間室部263と主制御室部35aとの連通が遮断され、主制御室部35aへの燃料の供給が中断される。さらに、制御バルブ270の開弁による閉塞部71の第一シート面部27からの離座により、主制御室部35aの燃料は、連通路274、ピン収容孔22a及び第一流出路33を流通し、低圧室36に流出される。第二実施形態の低速開弁モードでも、制御室35から低圧室36に流出する燃料流量は、第一アウトオリフィス33aによって規定される。燃料流出に伴う制御室35の減圧によれば、ニードル受圧部51に作用する閉弁方向の油圧力が減少する。その結果、ノズルニードル50は、高圧燃料の油圧力によって開弁方向への変位を開始し、噴孔38を開弁状態とする。 In the low-speed valve opening mode shown in FIG. 9, the control valve 270 comes into contact with the in-control cylinder 280 fixed to the second seat surface portion 28 at a low pressure of the upper annular groove 28a by the drive transmission pin 42 that performs the first extension operation. It is pushed down to the position. The control valve 270 closes the upper annular groove 28a by the pressing portion 72. As a result, the communication between the intermediate chamber portion 263 and the main control chamber portion 35a by the supply communication passage 284 is cut off, and the supply of fuel to the main control chamber portion 35a is interrupted. Further, the fuel of the main control chamber portion 35a circulates through the communication passage 274, the pin accommodating hole 22a, and the first outflow passage 33 due to the separation of the closing portion 71 from the first seat surface portion 27 by opening the control valve 270. It is discharged to the low pressure chamber 36. Even in the low-speed valve opening mode of the second embodiment, the fuel flow rate flowing out from the control chamber 35 to the low-pressure chamber 36 is defined by the first out orifice 33a. According to the depressurization of the control chamber 35 due to the fuel outflow, the oil pressure in the valve closing direction acting on the needle pressure receiving portion 51 is reduced. As a result, the nozzle needle 50 starts to be displaced in the valve opening direction by the hydraulic pressure of the high-pressure fuel, and the injection hole 38 is opened.

図10に示す高速開弁モードにおける駆動部40は、第二伸長作動により、制御バルブ270と共に制御内シリンダ280を押し下げる。制御内シリンダ280の変位によれば、上着座面81が第二シート面部28から離座し、下着座面82が中間シート面部293に着座する。これにより、主制御室部35aは、第二流出路34を介して低圧室36と接続される。加えて、下着座面82の中間シート面部293への着座により、高圧室31aから中間室部263への燃料流通が遮られるため、低速開弁モードと同様に、高圧室31aから制御室35への燃料の供給は、実質的に行われない。 The drive unit 40 in the high-speed valve opening mode shown in FIG. 10 pushes down the control cylinder 280 together with the control valve 270 by the second extension operation. According to the displacement of the in-control cylinder 280, the upper seating surface 81 is separated from the second seat surface portion 28, and the lower seating surface 82 is seated on the intermediate seat surface portion 293. As a result, the main control chamber unit 35a is connected to the low pressure chamber 36 via the second outflow passage 34. In addition, the seating of the underwear seating surface 82 on the intermediate seat surface portion 293 obstructs the fuel flow from the high pressure chamber 31a to the intermediate chamber portion 263, so that the high pressure chamber 31a moves to the control chamber 35 as in the low speed valve opening mode. Fuel supply is virtually non-existent.

以上の高速開弁モードでは、第一流出路33及び第二流出路34の両方を通じて、制御室35の燃料は、低圧室36へと流通する。その結果、制御室35の燃料圧力が低速開弁モードよりも急速に降下し、ノズルニードル50は、低速開弁モードよりも高速で開弁方向に変位する。 In the above high-speed valve opening mode, the fuel in the control chamber 35 flows to the low pressure chamber 36 through both the first outflow passage 33 and the second outflow passage 34. As a result, the fuel pressure in the control chamber 35 drops more rapidly than in the low-speed valve opening mode, and the nozzle needle 50 is displaced in the valve opening direction at a higher speed than in the low-speed valve opening mode.

図11及び図12のように、燃料噴射装置210は、例えば高速開弁モードでの燃料噴射の途中に無噴射期間を設けることができる(時刻t3〜t4)。無噴射期間を実現するために、圧電素子積層体には、駆動伝達ピン42に第三伸長作動を生じさせる駆動エネルギ(以下、「第三駆動エネルギ」)が投入される。第三駆動エネルギは、第二駆動エネルギよりも大きい。駆動部40の第三伸長作動によれば、制御外シリンダ290は、上当接面部291を第二シート面部28から離座させる。 As shown in FIGS. 11 and 12, the fuel injection device 210 can provide a non-injection period in the middle of fuel injection in, for example, a high-speed valve opening mode (time t3 to t4). In order to realize the non-injection period, the drive energy (hereinafter, “third drive energy”) that causes the drive transmission pin 42 to perform the third extension operation is input to the piezoelectric element laminate. The third drive energy is larger than the second drive energy. According to the third extension operation of the drive unit 40, the out-of-control cylinder 290 separates the upper contact surface portion 291 from the second seat surface portion 28.

具体的に、駆動部40には、一旦、第二駆動エネルギが投入される。これにより、制御バルブ270の開弁(時刻t1)と、制御内シリンダ280の開弁とが順に行われ、制御内シリンダ280は、制御外シリンダ290に当接して停止する(時刻t2)。その後、駆動部40への第三駆動エネルギの投入が行われると、制御バルブ270及び制御内シリンダ280と共に、制御外シリンダ290が押し下げられる。 Specifically, the second drive energy is once input to the drive unit 40. As a result, the control valve 270 is opened (time t1) and the control cylinder 280 is opened in order, and the control cylinder 280 comes into contact with the out-of-control cylinder 290 and stops (time t2). After that, when the third drive energy is input to the drive unit 40, the out-of-control cylinder 290 is pushed down together with the control valve 270 and the control inner cylinder 280.

以上によれば、上当接面部291及び上着座面81が共に第二シート面部28から離座した状態となるため、高圧室31aの燃料は、中間室部263を経由することなく、第二シート面部28と上当接面部291及び上着座面81との間を流通できる。故に、高圧室31aの燃料は、制御バルブ270の外周壁と機構収容穴260aの内周壁との間、さらに連通路274を通じて、主制御室部35aに流入する。こうして、高圧室31aから制御室35への燃料の流入が可能になり、主制御室部35aの燃料圧力が回復することによれば、ノズルニードル50は、閉弁方向に押し下げられて、噴孔38を閉弁状態とする(時刻t3)。 According to the above, since both the upper contact surface portion 291 and the upper seating surface 81 are separated from the second seat surface portion 28, the fuel in the high pressure chamber 31a does not pass through the intermediate chamber portion 263 and is in the second seat. It can flow between the surface portion 28, the upper contact surface portion 291 and the upper seating surface 81. Therefore, the fuel in the high pressure chamber 31a flows into the main control chamber portion 35a between the outer peripheral wall of the control valve 270 and the inner peripheral wall of the mechanism accommodating hole 260a, and further through the communication passage 274. In this way, the fuel can flow into the control chamber 35 from the high pressure chamber 31a, and the fuel pressure in the main control chamber 35a is restored. Therefore, the nozzle needle 50 is pushed down in the valve closing direction, and the injection hole is formed. 38 is closed (time t3).

そして、圧電素子積層体に蓄積された電荷の一部が放電され、駆動伝達ピン42の作動量は、第二伸長作動相当まで減少する。これにより、主制御室部35aへの燃料の供給が停止されると共に、第一流出路33及び第二流出路34を経由した主制御室部35aからの燃料の流出が再開される。その結果、ノズルニードル50は、再び開弁方向への変位を開始し、噴孔38からの燃料噴射を再開させる(時刻t3)。尚、時刻t3までが第一噴射の期間であり、時刻t4以降が第二噴射の期間となる。 Then, a part of the electric charge accumulated in the piezoelectric element laminate is discharged, and the operating amount of the drive transmission pin 42 is reduced to the equivalent of the second extension operation. As a result, the supply of fuel to the main control chamber unit 35a is stopped, and the outflow of fuel from the main control chamber unit 35a via the first outflow passage 33 and the second outflow passage 34 is restarted. As a result, the nozzle needle 50 starts displacement in the valve opening direction again and restarts fuel injection from the injection hole 38 (time t3). The period up to time t3 is the period of the first injection, and the period after time t4 is the period of the second injection.

図13に示す閉弁期間では、圧電素子積層体への通電停止により、駆動部40の駆動力が消失する。制御内シリンダ280は、駆動力の消失に伴い、第二シート面部28へ向けた変位を開始し(図12 時刻t5)する。その結果、制御内シリンダ280は、中間シート面部293から下着座面82を離座させ、第二シート面部28に上着座面81を着座させた初期位置に戻る。また制御バルブ270は、流入シート面部285から押圧部72を離座させ(図12 時刻t6)、閉塞部71を第一シート面部27に着座させた初期位置に戻る。以上により、制御室35から燃料流出が停止され、且つ、制御室35への燃料供給が開始されることのより、ノズルニードル50は、閉弁方向に変位して、噴孔38を閉弁状態とする(図12 時刻t7)。 During the valve closing period shown in FIG. 13, the driving force of the driving unit 40 disappears due to the stoppage of energization of the piezoelectric element laminated body. The in-control cylinder 280 starts to be displaced toward the second seat surface portion 28 as the driving force disappears (time t5 in FIG. 12). As a result, the in-control cylinder 280 returns to the initial position in which the underwear seating surface 82 is separated from the intermediate seating surface portion 293 and the upper seating surface 81 is seated on the second seating surface portion 28. Further, the control valve 270 returns the pressing portion 72 from the inflow seat surface portion 285 (time t6 in FIG. 12) and returns to the initial position where the closing portion 71 is seated on the first seat surface portion 27. As a result, the outflow of fuel from the control chamber 35 is stopped and the fuel supply to the control chamber 35 is started, so that the nozzle needle 50 is displaced in the valve closing direction and the injection hole 38 is closed. (Fig. 12, time t7).

ここまで説明した第二実施形態でも、第一実施形態と同様の効果を奏し、一つの駆動部40で制御バルブ270及び制御内シリンダ280の開閉を制御して、ノズルニードル50の変位速度の切り替えが可能となっている。 The second embodiment described so far also has the same effect as that of the first embodiment, and one drive unit 40 controls the opening and closing of the control valve 270 and the control cylinder 280 to switch the displacement speed of the nozzle needle 50. Is possible.

加えて第二実施形態では、低速開弁モードでも、供給連通路284を通じた高圧室31aと制御室35との連通が遮断される。こうして、制御室35への燃料の流入が中断されることによれば、ノズルニードル50の駆動に用いられないリーク燃料の消費量は、低減可能となる。これにより、高圧燃料ポンプ6(図1)の負荷増大の抑制、燃料温度の上昇抑制、デポジットの発生抑制等が可能になる。 In addition, in the second embodiment, even in the low speed valve opening mode, the communication between the high pressure chamber 31a and the control chamber 35 through the supply communication passage 284 is cut off. By interrupting the inflow of fuel into the control chamber 35 in this way, the consumption of leaked fuel that is not used for driving the nozzle needle 50 can be reduced. This makes it possible to suppress an increase in the load of the high-pressure fuel pump 6 (FIG. 1), suppress an increase in the fuel temperature, suppress the generation of deposits, and the like.

また第二実施形態の制御内シリンダ280は、駆動部40の第二伸長作動によって制御外シリンダ290に下着座面82を当接させ、高圧室31aから制御室35への燃料の流入を遮ることができる。このように、制御内シリンダ280と制御外シリンダ290との当接で高圧室31aから制御室35への燃料流通を遮断できる構成であれば、制御外シリンダ290と制御内シリンダ280との間を摺動構造にする必要がなくなる。以上によれば、制御外シリンダ290、制御内シリンダ280、及びノズルニードル50が径方向に重ねられる構成であっても、個々に必要とされる寸法精度の緩和が可能になる。 Further, in the control inner cylinder 280 of the second embodiment, the underwear seating surface 82 is brought into contact with the out-of-control cylinder 290 by the second extension operation of the drive unit 40 to block the inflow of fuel from the high pressure chamber 31a into the control chamber 35. Can be done. In this way, if the configuration is such that the fuel flow from the high pressure chamber 31a to the control chamber 35 can be blocked by the contact between the control inner cylinder 280 and the control outer cylinder 290, the space between the out-of-control cylinder 290 and the control inner cylinder 280 can be blocked. There is no need to use a sliding structure. According to the above, even if the out-of-control cylinder 290, the in-control cylinder 280, and the nozzle needle 50 are stacked in the radial direction, the dimensional accuracy required for each can be relaxed.

さらに第二実施形態では、ノズルニードル50の開弁速度を切り替える少なくとも二つの充電制御パターンが設定されたうえで、さらに、燃料噴射の期間中に追加充電が実施される。こうした制御によれば、ノズルニードル50は、一旦閉じられる。そして、追加充電された電荷の放電により、ノズルニードル50が再度開弁する。 Further, in the second embodiment, at least two charge control patterns for switching the valve opening speed of the nozzle needle 50 are set, and further charging is performed during the fuel injection period. According to such control, the nozzle needle 50 is temporarily closed. Then, the nozzle needle 50 opens again due to the discharge of the additionally charged electric charge.

以上のように、駆動部40の第三伸長作動によって制御室35への燃料の流入が可能となれば、一時的に噴孔38を閉じることができる。そして、電荷の放電によって駆動部40が第二伸長作動の状態に戻れば、ノズルニードル50は、再び噴孔38を開く方向へ変位するようになる。以上のように、無噴射期間を設けることができれば、多段噴射のパターンを増やすことが可能になる。 As described above, if the fuel can flow into the control chamber 35 by the third extension operation of the drive unit 40, the injection hole 38 can be temporarily closed. Then, when the drive unit 40 returns to the state of the second extension operation due to the discharge of the electric charge, the nozzle needle 50 is displaced in the direction of opening the injection hole 38 again. As described above, if the non-injection period can be provided, it is possible to increase the pattern of multi-stage injection.

加えて第二実施形態の構成では、制御外シリンダ290及びノズルニードル50の間の流通隙間IS2の大きさは、個々の部品の寸法公差及び組み付けの公差等に起因して、ばらつき易い。同様に、制御外シリンダ290及び制御内シリンダ280の間の流通隙間IS3の大きさにも、ばらつきが生じ易い。そのため、各流通隙間IS2,IS3の流路面積Si2,Si3は、インオリフィス284aの絞り面積Si1よりも大きくされている。こうした設計によれば、中間室部263を経由して主制御室部35aに流入する燃料流量は、インオリフィス284aによって制御されるため、安定的となる。その結果、ノズルニードル50の閉弁時の挙動も、安定化する。 In addition, in the configuration of the second embodiment, the size of the flow gap IS2 between the out-of-control cylinder 290 and the nozzle needle 50 tends to vary due to dimensional tolerances of individual parts, assembly tolerances, and the like. Similarly, the size of the flow gap IS3 between the out-of-control cylinder 290 and the in-control cylinder 280 is likely to vary. Therefore, the flow path areas Si2 and Si3 of the flow gaps IS2 and IS3 are made larger than the throttle area Si1 of the in orifice 284a. According to such a design, the fuel flow rate flowing into the main control chamber 35a via the intermediate chamber 263 is controlled by the in orifice 284a, so that the fuel flow rate is stable. As a result, the behavior of the nozzle needle 50 when the valve is closed is also stabilized.

尚、第二実施形態において、弁ボデー220が「ボデー」に相当し、制御バルブ270が「第一弁体」に相当し、制御内シリンダ280が「第二弁体」に相当し、制御外シリンダ290が「シリンダ」に相当する。また、流入環状溝285aが「流入溝部」に相当し、流通隙間IS2,IS3がそれぞれ「隙間」に相当する。 In the second embodiment, the valve body 220 corresponds to the "body", the control valve 270 corresponds to the "first valve body", the controlled cylinder 280 corresponds to the "second valve body", and is out of control. Cylinder 290 corresponds to a "cylinder". Further, the inflow annular groove 285a corresponds to the "inflow groove portion", and the distribution gaps IS2 and IS3 correspond to the "gap", respectively.

(第三実施形態)
図14に示す第三実施形態は、第一実施形態の別の変形例である。第三実施形態の弁ボデー320からは、ニードルシリンダ26(図3参照)が省略されている。弁ボデー320において、下バルブボデー部材23及びノズルボデー部材24の間には、ニードル支持部材323が設けられている。ノズルニードル50のニードル摺動面55は、ニードル支持部材323の内周壁323aによって摺動可能に支持されている。こうした第三実施形態でも、第一実施形態と同様の効果を奏し、一つの駆動部40で制御バルブ70及び制御プレート80の開閉を制御して、ノズルニードル50の変位速度の切り替えが可能となる。尚、第三実施形態では、弁ボデー320が「ボデー」に相当する。
(Third Embodiment)
The third embodiment shown in FIG. 14 is another modification of the first embodiment. The needle cylinder 26 (see FIG. 3) is omitted from the valve body 320 of the third embodiment. In the valve body 320, a needle support member 323 is provided between the lower valve body member 23 and the nozzle body member 24. The needle sliding surface 55 of the nozzle needle 50 is slidably supported by the inner peripheral wall 323a of the needle support member 323. In such a third embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the opening and closing of the control valve 70 and the control plate 80 can be controlled by one drive unit 40 to switch the displacement speed of the nozzle needle 50. .. In the third embodiment, the valve body 320 corresponds to the "body".

(第四実施形態)
図15に示す第四実施形態は、第一実施形態のさらに別の変形例である。第四実施形態のノズルニードル50からは、突起部52(図3参照)に相当する部位が省略されている。一方で、制御プレート480には、円筒部485が設けられている。円筒部485は、制御プレート480にて円盤状を呈する本体部分480aから、軸方向に沿ってノズルニードル50のニードル受圧部51へ向かって円筒状に突出している。円筒部485は、第二スプリング62の内周側に配置されている。円筒部485及び本体部分480aの内部には、連通孔83が形成されている。円筒部485は、主制御室部35aの容積を低減させている。
(Fourth Embodiment)
The fourth embodiment shown in FIG. 15 is still another modification of the first embodiment. From the nozzle needle 50 of the fourth embodiment, the portion corresponding to the protrusion 52 (see FIG. 3) is omitted. On the other hand, the control plate 480 is provided with a cylindrical portion 485. The cylindrical portion 485 projects cylindrically from the main body portion 480a, which has a disk shape on the control plate 480, toward the needle pressure receiving portion 51 of the nozzle needle 50 along the axial direction. The cylindrical portion 485 is arranged on the inner peripheral side of the second spring 62. A communication hole 83 is formed inside the cylindrical portion 485 and the main body portion 480a. The cylindrical portion 485 reduces the volume of the main control chamber portion 35a.

以上の第四実施形態でも、第一実施形態と同様の効果を奏し、一つの駆動部40で制御バルブ70及び制御プレート480の開閉を制御して、ノズルニードル50の変位速度の切り替えが可能となる。尚、第四実施形態では、制御プレート480が「第二弁体」に相当する。 In the fourth embodiment as described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the opening and closing of the control valve 70 and the control plate 480 can be controlled by one drive unit 40 to switch the displacement speed of the nozzle needle 50. Become. In the fourth embodiment, the control plate 480 corresponds to the "second valve body".

(第五実施形態)
図16に示す第五実施形態は、第二実施形態の変形例である。第五実施形態の圧力制御機構560において、制御内シリンダ580及び制御外シリンダ590の間は、摺動構造とされている。
(Fifth Embodiment)
The fifth embodiment shown in FIG. 16 is a modification of the second embodiment. In the pressure control mechanism 560 of the fifth embodiment, the control inner cylinder 580 and the out-of-control cylinder 590 have a sliding structure.

制御内シリンダ580には、第二実施形態と同様に鍔部580aが設けられている。鍔部580aには、供給連通路584及びシリンダ摺動面585が形成されている。供給連通路584は、高圧室31aと制御室35とを連通している。供給連通路584には、インオリフィス584aが設けられている。シリンダ摺動面585は、鍔部580aの外周壁面によって形成されている。シリンダ摺動面585は、制御外シリンダ590の内周壁面594に内嵌されている。シリンダ摺動面585は、内周壁面594との間で油密を形成しつつ、内周壁面594に対して摺動可能に制御内シリンダ580を支持している。制御外シリンダ590は、円筒状に形成されている。制御外シリンダ590からは、ニードル挿通開口292及び中間シート面部293(図9参照)に相当する構成が省略されている。 The inner cylinder 580 is provided with a collar portion 580a as in the second embodiment. The flange portion 580a is formed with a supply passage 584 and a cylinder sliding surface 585. The supply communication passage 584 communicates the high pressure chamber 31a with the control chamber 35. The supply passage 584 is provided with an in orifice 584a. The cylinder sliding surface 585 is formed by the outer peripheral wall surface of the flange portion 580a. The cylinder sliding surface 585 is fitted inside the inner peripheral wall surface 594 of the out-of-control cylinder 590. The cylinder sliding surface 585 slidably supports the control inner cylinder 580 with respect to the inner peripheral wall surface 594 while forming oiltightness with the inner peripheral wall surface 594. The out-of-control cylinder 590 is formed in a cylindrical shape. From the out-of-control cylinder 590, the configuration corresponding to the needle insertion opening 292 and the intermediate seat surface portion 293 (see FIG. 9) is omitted.

以上の第五実施形態でも、第二実施形態と同様の効果を奏し、一つの駆動部40で制御バルブ270、制御内シリンダ580及び制御外シリンダ590の開閉を制御して、ノズルニードル50の変位速度の切り替えが可能となる。尚、第五実施形態では、制御内シリンダ580が「第二弁体」に相当し、制御外シリンダ590が「シリンダ」に相当する。 The fifth embodiment also has the same effect as that of the second embodiment, and one drive unit 40 controls the opening and closing of the control valve 270, the in-control cylinder 580, and the out-of-control cylinder 590 to displace the nozzle needle 50. The speed can be switched. In the fifth embodiment, the in-control cylinder 580 corresponds to the "second valve body", and the out-of-control cylinder 590 corresponds to the "cylinder".

(第六実施形態)
図17に示す第六実施形態は、第二実施形態の別の変形例である。第六実施形態の圧力制御機構660では、第一スプリング61及び第二スプリング62に加えて、第三スプリング63が設けられている。
(Sixth Embodiment)
The sixth embodiment shown in FIG. 17 is another modification of the second embodiment. In the pressure control mechanism 660 of the sixth embodiment, a third spring 63 is provided in addition to the first spring 61 and the second spring 62.

第三スプリング63は、円筒螺旋状に形成されたコイルスプリングである。第三スプリング63のばね定数は、ニードルスプリング53のばね定数よりも高く設定されている。第三スプリング63は、高圧室31aに収容されている。第三スプリング63は、軸方向に押し縮められた状態でノズルボデー部材24と制御外シリンダ290との間に配置されている。第三スプリング63は、ニードルスプリング53と共に、制御外シリンダ290を第二シート面部28へ向けて付勢している。 The third spring 63 is a coil spring formed in a cylindrical spiral shape. The spring constant of the third spring 63 is set higher than the spring constant of the needle spring 53. The third spring 63 is housed in the high pressure chamber 31a. The third spring 63 is arranged between the nozzle body member 24 and the out-of-control cylinder 290 in a state of being compressed in the axial direction. The third spring 63, together with the needle spring 53, urges the out-of-control cylinder 290 toward the second seat surface portion 28.

以上の第六実施形態でも、第二実施形態と同様の効果を奏し、一つの駆動部40で制御バルブ270、制御内シリンダ280及び制御外シリンダ290の開閉を制御して、ノズルニードル50の変位速度の切り替えが可能となる。加えて第六実施形態では、制御外シリンダ290を第二シート面部28に押し付ける機能の大部分が、第三スプリング63によって果たされている。故に、ニードルスプリング53のみで制御外シリンダ290を付勢する形態と比較して、ニードルスプリング53のばね定数は、低く設定され得る。以上によれば、ノズルニードル50のリフト開始のタイミングを早めることができる。 The sixth embodiment also has the same effect as that of the second embodiment, and one drive unit 40 controls the opening and closing of the control valve 270, the in-control cylinder 280, and the out-of-control cylinder 290 to displace the nozzle needle 50. The speed can be switched. In addition, in the sixth embodiment, most of the function of pressing the out-of-control cylinder 290 against the second seat surface portion 28 is performed by the third spring 63. Therefore, the spring constant of the needle spring 53 can be set lower than that in which the out-of-control cylinder 290 is urged only by the needle spring 53. According to the above, the timing of starting the lift of the nozzle needle 50 can be advanced.

(他の実施形態)
以上、本開示の複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
(Other embodiments)
Although the plurality of embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not construed as being limited to the above embodiments, and is applied to various embodiments and combinations without departing from the gist of the present disclosure. can do.

上記実施形態では、高速開弁モードでの燃料噴射と低速開弁モードでの燃料噴射とを個別に説明した。しかし、一回の燃料噴射期間において、圧電素子積層体に投入する駆動エネルギを増減させる制御により、高速開弁モード及び低速開弁モードの各作動が少なくとも一回以上、切り替えられてもよい。例えば、低速開弁モードでの噴射開始後に、高速開弁モードへの切り替えが実施されてもよい。或いは、その逆の切り替えが実施されてもよい。さらに、第二実施形態による燃料噴射装置であっても、無噴射期間が設けられなくてもよい。 In the above embodiment, the fuel injection in the high-speed valve opening mode and the fuel injection in the low-speed valve opening mode have been described individually. However, each operation of the high-speed valve opening mode and the low-speed valve opening mode may be switched at least once or more by controlling to increase or decrease the driving energy applied to the piezoelectric element laminate during one fuel injection period. For example, switching to the high-speed valve opening mode may be performed after the injection is started in the low-speed valve opening mode. Alternatively, the reverse switching may be performed. Further, even in the fuel injection device according to the second embodiment, the non-injection period may not be provided.

上記第一実施形態では、高速開弁モードにて、供給連通路が閉じられていた。また上記第二実施形態では、低速開弁モードにて、供給連通路が閉じられていた。しかし、リーク燃料量が許容され得るのであれば、制御室へ燃料を供給する供給連通路は、閉じられなくてもよい。また、「第一弁体」、「第二弁体」、及び「シリンダ」に相当する構成の形状は、適宜変更可能である。加えて、「第一弁体」、「第二弁体」、及び「シリンダ」は、それぞれ複数の部品を組み立ててなる構成であってもよい。さらに、「第一弁体」、「第二弁体」、及び「シリンダ」の間に、駆動力を伝達するための部材が介在していてもよい。 In the first embodiment, the supply passage is closed in the high-speed valve opening mode. Further, in the second embodiment, the supply passage is closed in the low-speed valve opening mode. However, if the amount of leaked fuel is acceptable, the supply passages that supply fuel to the control chamber need not be closed. Further, the shapes of the configurations corresponding to the "first valve body", the "second valve body", and the "cylinder" can be changed as appropriate. In addition, the "first valve body", the "second valve body", and the "cylinder" may each have a configuration in which a plurality of parts are assembled. Further, a member for transmitting a driving force may be interposed between the "first valve body", the "second valve body", and the "cylinder".

上記実施形態における第一流出路及び第二流出路は、低圧室側の端部の少なくとも一部を合流させる形態であった。このように第一流出路及び第二流出路は、最も流路面積が狭くなる各オリフィス区間が別々でれば、各オリフィス区間の下流(低圧室)側にて、互いに合流していてもよい。また、制御室と低圧室との間に流路を形成するスペースが確保可能であれば、第一流出路及び第二流出路は、各全体を分離させた形態であってもよい。 The first outflow passage and the second outflow passage in the above embodiment were in the form of merging at least a part of the end portion on the low pressure chamber side. As described above, the first outflow path and the second outflow path may merge with each other on the downstream side (low voltage chamber) side of each orifice section as long as each orifice section having the narrowest flow path area is separate. Further, the first outflow passage and the second outflow passage may be in the form of being separated as a whole as long as a space for forming a flow path between the control chamber and the low pressure chamber can be secured.

上記実施形態では、各シート面部に円環状の溝が設けられていた。しかし、こうした円環状の溝は、設けられなくてもよい。さらに、円環状とは異なる形態の溝が、各シート面部に形成されていてもよい。また、上記実施形態の第一スプリング及び第二スプリングに相当する構成は、制御バルブ及び制御プレートの初期位置への移動が確実に行われるようであれば、適宜省略されてよい。 In the above embodiment, an annular groove is provided on each seat surface portion. However, such an annular groove may not be provided. Further, a groove having a shape different from that of the annular shape may be formed on each seat surface portion. Further, the configuration corresponding to the first spring and the second spring of the above embodiment may be omitted as appropriate as long as the control valve and the control plate can be reliably moved to the initial positions.

上記実施形態では、第一アウトオリフィスの絞り面積よりも第二アウトオリフィスの絞り面積の方が大きくされていた。しかし、燃料噴射装置に要求される噴射率の特性に応じて、個々のアウトオリフィスの絞り面積は、適宜調整されてよい。具体的には、第一アウトオリフィスの絞り面積が第二アウトオリフィスの絞り面積よりも大きくされていてもよい。 In the above embodiment, the throttle area of the second out orifice is larger than the throttle area of the first out orifice. However, the throttle area of each out orifice may be appropriately adjusted according to the characteristics of the injection rate required for the fuel injection device. Specifically, the throttle area of the first out orifice may be larger than the throttle area of the second out orifice.

上記実施形態の駆動部における第一伸長作動、第二伸長作動、及び第三伸長作動の各作動量は、それぞれの大小関係が維持されていれは、適宜変更されてよい。また上記実施形態では、圧電素子積層体が駆動部のアクチュエータとして採用されていた。しかし、駆動部は、例えば磁電アクチュエータ等を有する構成であってもよい。 The respective operating amounts of the first extension operation, the second extension operation, and the third extension operation in the drive unit of the above embodiment may be appropriately changed as long as the magnitude relationship between them is maintained. Further, in the above embodiment, the piezoelectric element laminate is adopted as the actuator of the drive unit. However, the drive unit may have a configuration having, for example, a magnetic actuator or the like.

上記実施形態では、燃料として軽油を噴射する燃料噴射装置に本開示の圧力制御機構等を適用した例を説明した。しかし、上記の圧力制御機構は、軽油以外の燃料、例えばジメチルエーテル等の液化ガス燃料を噴射する燃料噴射装置にも適用可能である。 In the above embodiment, an example in which the pressure control mechanism and the like of the present disclosure are applied to a fuel injection device that injects light oil as fuel has been described. However, the above pressure control mechanism can also be applied to a fuel injection device that injects a fuel other than light oil, for example, a liquefied gas fuel such as dimethyl ether.

10,210 燃料噴射装置、20,220,320 弁ボデー(ボデー)、28 第二シート面部(流出シート面部)、28a 上環状溝(流出溝部)、29 第三シート面部(流入シート面部)、29a 下環状溝(流入溝部)、31a 高圧室、32 供給連通路、33 第一流出路(第一連通路)、33a 第一アウトオリフィス(第一オリフィス)、34 第二流出路(第二連通路)、34a 第二アウトオリフィス(第二オリフィス)、35 制御室、36 低圧室、38 噴孔、40 駆動部、50 ノズルニードル、62 第二スプリング(弁体弾性部材)、70,270 制御バルブ(第一弁体)、80,480 制御プレート(第二弁体)、280,580 制御内シリンダ(第二弁体)、284,584 供給連通路、284a,584a インオリフィス、285 流入シート面部、285a 流入環状溝(流入溝部)、290,590 制御外シリンダ(シリンダ)、IS2,IS3 流通隙間、Si1,So1,So2 絞り面積、Si2,Si3 流路面積 10,210 Fuel injection device, 20,220,320 Valve body (body), 28 Second seat surface (outflow seat surface), 28a Upper annular groove (outflow groove), 29 Third seat surface (inflow seat surface), 29a Lower annular groove (inflow groove), 31a high pressure chamber, 32 supply passage, 33 first outflow passage (first series passage), 33a first out orifice (first orifice), 34 second outflow passage (second passage) , 34a 2nd out orifice (2nd orifice), 35 control chamber, 36 low pressure chamber, 38 injection hole, 40 drive unit, 50 nozzle needle, 62 2nd spring (valve elastic member), 70,270 control valve (1st (One valve body), 80,480 Control plate (second valve body), 280,580 Control inner cylinder (second valve body), 284,584 Supply passage, 284a, 584a in orifice, 285 Inflow seat surface, 285a Inflow Circular groove (inflow groove), 290,590 Out-of-control cylinder (cylinder), IS2, IS3 flow gap, Si1, So1, So2 throttle area, Si2, Si3 flow path area

Claims (17)

燃料を噴射する噴孔(38)が形成され、燃料が充填される制御室(35)、前記制御室に燃料を供給する高圧室(31a)、前記制御室の燃料が流出する低圧室(36)、並びに前記制御室及び前記低圧室を連通する第一連通路(33)及び第二連通路(34)、が内部に設けられたボデー(20,320)と、
第一伸長作動及び前記第一伸長作動よりも大きな第二伸長作動を行なう駆動部(40)と、
前記制御室の燃料圧力によって前記噴孔を閉じる方向に押圧され、前記制御室の減圧によって前記噴孔を開ける方向に変位するニードル(50)と、
前記駆動部が縮んだ状態で前記第一連通路による前記制御室及び前記低圧室の連通を遮断し、前記駆動部の前記第一伸長作動によって前記第一連通路による前記制御室及び前記低圧室の連通を許容する第一弁体(70)と、
前記駆動部が縮んだ状態で前記第二連通路による前記制御室及び前記低圧室の連通を遮断し、前記第二伸長作動を行なう前記駆動部の駆動力が前記第一弁体を介して伝達されることにより、前記第二連通路による前記制御室及び前記低圧室の連通を許容する第二弁体(80,40)と、を備え
前記ボデーの内部には、前記高圧室及び前記制御室を連通する供給連通路(32)がさらに設けられており、
前記第二弁体は、前記駆動部が縮んだ状態で前記供給連通路による前記高圧室及び前記制御室の連通を許容し、前記駆動部の前記第二伸長作動により、前記供給連通路による前記高圧室及び前記制御室の連通を遮断する燃料噴射装置。
A control chamber (35) in which a fuel injection hole (38) is formed and filled with fuel, a high-pressure chamber (31a) for supplying fuel to the control chamber, and a low-pressure chamber (36) from which fuel in the control chamber flows out. ), And a body (20, 320) having a first communication passage (33) and a second communication passage (34) communicating the control chamber and the low pressure chamber inside.
A drive unit (40) that performs a first extension operation and a second extension operation larger than the first extension operation,
A needle (50) that is pressed in the direction of closing the injection hole by the fuel pressure of the control chamber and displaced in the direction of opening the injection hole by the decompression of the control chamber.
In a state where the drive unit is contracted, the communication between the control chamber and the low pressure chamber by the first series passage is cut off, and the first extension operation of the drive unit causes the control chamber and the low pressure chamber by the first series passage. The first valve body (70 ) that allows communication between
In a state where the drive unit is contracted, the communication between the control chamber and the low pressure chamber by the second communication passage is cut off, and the driving force of the drive unit that performs the second extension operation is transmitted via the first valve body. A second valve body (80, 480) that allows communication between the control chamber and the low pressure chamber through the second communication passage is provided .
Inside the body, a supply communication passage (32) that communicates the high pressure chamber and the control chamber is further provided.
The second valve body allows communication between the high pressure chamber and the control chamber through the supply communication passage in a state where the drive unit is contracted, and the second extension operation of the drive unit allows the supply communication passage to communicate with the second valve body. fuel injection device block the communication of the high pressure chamber and the control chamber.
前記ボデーには、前記駆動部が前記第二伸長作動を行った状態で前記第二弁体を着座させる流入シート面部(29)、が形成されており、
前記流入シート面部には、前記供給連通路と接続された流入溝部(29a)が形成されている請求項に記載の燃料噴射装置。
The body is formed with an inflow seat surface portion (29) for seating the second valve body in a state where the drive portion performs the second extension operation.
The inflow to the seat surface, the fuel injection device according to claim 1, wherein the supply communication passage and connected inlet groove (29a) is formed.
前記流入シート面部は、前記第二弁体の外縁形状に沿った環状に形成されており、
前記流入溝部は、前記流入シート面部の形状に沿って環状に延伸している請求項に記載の燃料噴射装置。
The inflow seat surface portion is formed in an annular shape along the outer edge shape of the second valve body.
The fuel injection device according to claim 2 , wherein the inflow groove portion extends in an annular shape along the shape of the inflow sheet surface portion.
燃料を噴射する噴孔(38)が形成され、燃料が充填される制御室(35)、前記制御室に燃料を供給する高圧室(31a)、前記制御室の燃料が流出する低圧室(36)、並びに前記制御室及び前記低圧室を連通する第一連通路(33)及び第二連通路(34)、が内部に設けられたボデー(20)と、
第一伸長作動及び前記第一伸長作動よりも大きな第二伸長作動を行なう駆動部(40)と、
前記制御室の燃料圧力によって前記噴孔を閉じる方向に押圧され、前記制御室の減圧によって前記噴孔を開ける方向に変位するニードル(50)と、
前記駆動部が縮んだ状態で前記第一連通路による前記制御室及び前記低圧室の連通を遮断し、前記駆動部の前記第一伸長作動によって前記第一連通路による前記制御室及び前記低圧室の連通を許容する第一弁体(270)と、
前記駆動部が縮んだ状態で前記第二連通路による前記制御室及び前記低圧室の連通を遮断し、前記第二伸長作動を行なう前記駆動部の駆動力が前記第一弁体を介して伝達されることにより、前記第二連通路による前記制御室及び前記低圧室の連通を許容する第二弁体(20,580)と、を備え
前記第二弁体には、前記高圧室及び前記制御室を連通する供給連通路(284,584)が設けられており、
前記第一弁体は、前記駆動部が縮んだ状態で前記供給連通路による前記高圧室及び前記制御室の連通を許容し、前記駆動部の前記第一伸長作動により、前記供給連通路による前記高圧室及び前記制御室の連通を遮断する燃料噴射装置。
A control chamber (35) in which a fuel injection hole (38) is formed and filled with fuel, a high-pressure chamber (31a) for supplying fuel to the control chamber, and a low-pressure chamber (36) from which fuel in the control chamber flows out. ), And a body ( 220) provided inside with a first communication passage (33) and a second communication passage (34) communicating the control chamber and the low pressure chamber.
A drive unit (40) that performs a first extension operation and a second extension operation larger than the first extension operation,
A needle (50) that is pressed in the direction of closing the injection hole by the fuel pressure of the control chamber and displaced in the direction of opening the injection hole by the decompression of the control chamber.
In a state where the drive unit is contracted, the communication between the control chamber and the low pressure chamber by the first series passage is cut off, and the first extension operation of the drive unit causes the control chamber and the low pressure chamber by the first series passage. The first valve body ( 270), which allows communication between the two, and
In a state where the drive unit is contracted, the communication between the control chamber and the low pressure chamber by the second communication passage is cut off, and the driving force of the drive unit that performs the second extension operation is transmitted via the first valve body. A second valve body ( 280,580 ) that allows communication between the control chamber and the low pressure chamber through the second communication passage is provided .
The second valve body is provided with a supply communication passage (284,584) that communicates the high pressure chamber and the control chamber.
The first valve body allows communication between the high pressure chamber and the control chamber through the supply communication passage in a state where the drive unit is contracted, and the first extension operation of the drive unit allows the supply communication passage to communicate with the first valve body. fuel injection device block the communication of the high pressure chamber and the control chamber.
前記第二弁体を収容するシリンダ(290,590)、をさらに備え、
前記第二弁体は、前記駆動部の前記第二伸長作動によって前記シリンダに当接し、前記高圧室から前記制御室への燃料の流入を遮る請求項に記載の燃料噴射装置。
A cylinder (290,590) for accommodating the second valve body is further provided.
The fuel injection device according to claim 4 , wherein the second valve body abuts on the cylinder by the second extension operation of the drive unit to block the inflow of fuel from the high pressure chamber to the control chamber.
前記シリンダは、前記第二伸長作動よりも大きな第三伸長作動を行なう前記駆動部の駆動力が前記第一弁体及び前記第二弁体を介して伝達されることにより、前記高圧室から前記制御室への燃料の流入を可能にする請求項に記載の燃料噴射装置。 In the cylinder, the driving force of the driving unit that performs the third extension operation larger than the second extension operation is transmitted through the first valve body and the second valve body, so that the high pressure chamber causes the cylinder. The fuel injection device according to claim 5 , which enables the inflow of fuel into the control chamber. 前記供給連通路には、前記高圧室から前記制御室へ向けて流れる燃料の流量を制限するインオリフィス(284a,584a)が設けられている請求項又はに記載の燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 5 or 6 , wherein the supply passage is provided with an in orifice (284a, 584a) that limits the flow rate of fuel flowing from the high pressure chamber to the control chamber. 前記インオリフィスの絞り面積(Si1)は、前記シリンダ及び前記ニードルの間に設けられた流通隙間(IS2)の流路面積(Si2)よりも小さい請求項に記載の燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 7 , wherein the throttle area (Si1) of the in orifice is smaller than the flow path area (Si2) of the flow gap (IS2) provided between the cylinder and the needle. 前記供給連通路の絞り面積(Si1)は、前記駆動部が縮んだ状態で前記第二弁体及び前記シリンダの間に生じる流通隙間(IS3)の流路面積(Si3)よりも小さい請求項又はに記載の燃料噴射装置。 The restriction area of the supply communication passage (Si1) is claim 7 flow passage area (Si3) is smaller than the distribution gap generated between the state where contracting the driver second valve body and the cylinder (IS3) Or the fuel injection device according to 8. 前記第二弁体には、前記駆動部が前記第二伸長作動を行った状態で前記第一弁体を着座させる流入シート面部(285)、が形成されており、
前記流入シート面部には、前記供給連通路と接続された流入溝部(285a)が形成されている請求項のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
The second valve body is formed with an inflow seat surface portion (285) on which the first valve body is seated in a state where the drive unit performs the second extension operation.
The fuel injection device according to any one of claims 4 to 9 , wherein an inflow groove portion (285a) connected to the supply communication passage is formed on the inflow seat surface portion.
前記流入シート面部は、前記第一弁体の外縁形状に沿った環状に形成されており、
前記流入溝部は、前記流入シート面部の形状に沿って環状に延伸している請求項10に記載の燃料噴射装置。
The inflow seat surface portion is formed in an annular shape along the outer edge shape of the first valve body.
The fuel injection device according to claim 10 , wherein the inflow groove portion extends in an annular shape along the shape of the inflow sheet surface portion.
前記ボデーには、前記駆動部が縮んだ状態で前記第二弁体を着座させる流出シート面部(28)、が形成されており、
前記流出シート面部には、前記第二連通路と接続された流出溝部(28a)が形成されている請求項1〜11のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
The body is formed with an outflow seat surface portion (28) on which the second valve body is seated in a state where the drive portion is contracted.
The fuel injection device according to any one of claims 1 to 11 , wherein an outflow groove portion (28a) connected to the second continuous passage is formed on the outflow sheet surface portion.
燃料を噴射する噴孔(38)が形成され、燃料が充填される制御室(35)、前記制御室に燃料を供給する高圧室(31a)、前記制御室の燃料が流出する低圧室(36)、並びに前記制御室及び前記低圧室を連通する第一連通路(33)及び第二連通路(34)、が内部に設けられたボデー(20,220,320)と、
第一伸長作動及び前記第一伸長作動よりも大きな第二伸長作動を行なう駆動部(40)と、
前記制御室の燃料圧力によって前記噴孔を閉じる方向に押圧され、前記制御室の減圧によって前記噴孔を開ける方向に変位するニードル(50)と、
前記駆動部が縮んだ状態で前記第一連通路による前記制御室及び前記低圧室の連通を遮断し、前記駆動部の前記第一伸長作動によって前記第一連通路による前記制御室及び前記低圧室の連通を許容する第一弁体(70,270)と、
前記駆動部が縮んだ状態で前記第二連通路による前記制御室及び前記低圧室の連通を遮断し、前記第二伸長作動を行なう前記駆動部の駆動力が前記第一弁体を介して伝達されることにより、前記第二連通路による前記制御室及び前記低圧室の連通を許容する第二弁体(80,280,480,580)と、を備え
前記ボデーには、前記駆動部が縮んだ状態で前記第二弁体を着座させる流出シート面部(28)、が形成されており、
前記流出シート面部には、前記第二連通路と接続された流出溝部(28a)が形成されている燃料噴射装置。
A control chamber (35) in which a fuel injection hole (38) is formed and filled with fuel, a high-pressure chamber (31a) for supplying fuel to the control chamber, and a low-pressure chamber (36) from which fuel in the control chamber flows out. ), And a body (20, 220, 320) having a first communication passage (33) and a second communication passage (34) communicating the control chamber and the low pressure chamber inside.
A drive unit (40) that performs a first extension operation and a second extension operation larger than the first extension operation,
A needle (50) that is pressed in the direction of closing the injection hole by the fuel pressure of the control chamber and displaced in the direction of opening the injection hole by the decompression of the control chamber.
In a state where the drive unit is contracted, the communication between the control chamber and the low pressure chamber by the first series passage is cut off, and the first extension operation of the drive unit causes the control chamber and the low pressure chamber by the first series passage. The first valve body (70,270) that allows communication between
In a state where the drive unit is contracted, the communication between the control chamber and the low pressure chamber by the second communication passage is cut off, and the driving force of the drive unit that performs the second extension operation is transmitted via the first valve body. A second valve body (80, 280, 480, 580) that allows communication between the control chamber and the low pressure chamber by the second communication passage is provided .
The body is formed with an outflow seat surface portion (28) on which the second valve body is seated in a state where the drive portion is contracted.
The outlet to the sheet surface, the outflow groove (28a) is a fuel injection system that has been formed that is connected to the second communication passage.
前記流出シート面部は、前記第二弁体の外縁形状に沿った環状に形成されており、
前記流出溝部は、前記流出シート面部の形状に沿って環状に延伸している請求項12又は13に記載の燃料噴射装置。
The outflow sheet surface portion is formed in an annular shape along the outer edge shape of the second valve body.
The fuel injection device according to claim 12 or 13, wherein the outflow groove portion extends in an annular shape along the shape of the outflow sheet surface portion.
前記第一連通路には、前記制御室から前記低圧室へ向けて流れる燃料の流量を制限する第一オリフィス(33a)が設けられており、
前記第二連通路には、前記制御室から前記低圧室へ向けて流れる燃料の流量を制限する第二オリフィス(34a)が設けられており、
前記第二オリフィスの絞り面積(So2)は、前記第一オリフィスの絞り面積(So1)よりも大きい請求項1〜14のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
The first series passage is provided with a first orifice (33a) that limits the flow rate of fuel flowing from the control chamber to the low pressure chamber.
The second passage is provided with a second orifice (34a) that limits the flow rate of fuel flowing from the control chamber to the low pressure chamber.
The fuel injection device according to any one of claims 1 to 14, wherein the throttle area (So2) of the second orifice is larger than the throttle area (So1) of the first orifice.
燃料を噴射する噴孔(38)が形成され、燃料が充填される制御室(35)、前記制御室に燃料を供給する高圧室(31a)、前記制御室の燃料が流出する低圧室(36)、並びに前記制御室及び前記低圧室を連通する第一連通路(33)及び第二連通路(34)、が内部に設けられたボデー(20,220,320)と、
第一伸長作動及び前記第一伸長作動よりも大きな第二伸長作動を行なう駆動部(40)と、
前記制御室の燃料圧力によって前記噴孔を閉じる方向に押圧され、前記制御室の減圧によって前記噴孔を開ける方向に変位するニードル(50)と、
前記駆動部が縮んだ状態で前記第一連通路による前記制御室及び前記低圧室の連通を遮断し、前記駆動部の前記第一伸長作動によって前記第一連通路による前記制御室及び前記低圧室の連通を許容する第一弁体(70,270)と、
前記駆動部が縮んだ状態で前記第二連通路による前記制御室及び前記低圧室の連通を遮断し、前記第二伸長作動を行なう前記駆動部の駆動力が前記第一弁体を介して伝達されることにより、前記第二連通路による前記制御室及び前記低圧室の連通を許容する第二弁体(80,280,480,580)と、を備え
前記第一連通路には、前記制御室から前記低圧室へ向けて流れる燃料の流量を制限する第一オリフィス(33a)が設けられており、
前記第二連通路には、前記制御室から前記低圧室へ向けて流れる燃料の流量を制限する第二オリフィス(34a)が設けられており、
前記第二オリフィスの絞り面積(So2)は、前記第一オリフィスの絞り面積(So1)よりも大きい燃料噴射装置。
A control chamber (35) in which a fuel injection hole (38) is formed and filled with fuel, a high-pressure chamber (31a) for supplying fuel to the control chamber, and a low-pressure chamber (36) from which fuel in the control chamber flows out. ), And a body (20, 220, 320) having a first communication passage (33) and a second communication passage (34) communicating the control chamber and the low pressure chamber inside.
A drive unit (40) that performs a first extension operation and a second extension operation larger than the first extension operation,
A needle (50) that is pressed in the direction of closing the injection hole by the fuel pressure of the control chamber and displaced in the direction of opening the injection hole by the decompression of the control chamber.
In a state where the drive unit is contracted, the communication between the control chamber and the low pressure chamber by the first series passage is cut off, and the first extension operation of the drive unit causes the control chamber and the low pressure chamber by the first series passage. The first valve body (70,270) that allows communication between
In a state where the drive unit is contracted, the communication between the control chamber and the low pressure chamber by the second communication passage is cut off, and the driving force of the drive unit that performs the second extension operation is transmitted via the first valve body. A second valve body (80, 280, 480, 580) that allows communication between the control chamber and the low pressure chamber by the second communication passage is provided .
The first series passage is provided with a first orifice (33a) that limits the flow rate of fuel flowing from the control chamber to the low pressure chamber.
The second passage is provided with a second orifice (34a) that limits the flow rate of fuel flowing from the control chamber to the low pressure chamber.
A fuel injection device in which the throttle area (So2) of the second orifice is larger than the throttle area (So1) of the first orifice.
前記第一弁体及び前記第二弁体を前記駆動部へ向けて付勢する弁体弾性部材(62)、をさらに備える請求項1〜16のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。 The fuel injection device according to any one of claims 1 to 16 , further comprising a valve body elastic member (62) that urges the first valve body and the second valve body toward the drive unit.
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