JP7014637B2 - Fuel injection device - Google Patents

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本開示は、燃料噴射装置に関する。 The present disclosure relates to a fuel injection device.

従来、燃料噴射装置には、ニードル直動式の燃料噴射装置と、油圧サーボ式の燃料噴射装置とがある。ニードル直動式の燃料噴射装置は、ピエゾ素子の積層体からなるアクチュエータを用いてノズルニードルを直接開閉動作させる構造からなる。油圧サーボ式の燃料噴射装置は、ノズルニードルの直上に設けられる制御室と、制御室と低圧室とを連通する連通路を開閉させる制御弁と、制御弁を開閉動作させるアクチュエータとを備えている。油圧サーボ式の燃料噴射装置は、制御弁の開閉動作に基づいて制御室内の燃料圧力を変化させることによりノズルニードルを開閉動作させる構造からなる。このような構造の違いにより、油圧サーボ式の燃料噴射装置よりも、ニードル直動式の燃料噴射装置の方が燃料噴射圧に依存せずにノズルニードルの挙動、すなわち噴射率をコントロールし易いという特徴を有している。しかしながら、ニードル直動式の燃料噴射装置は、油圧サーボ式の燃料噴射装置と比較すると、ノズルニードルの駆動に必要な負荷が大きくなるため、アクチュエータの負荷が増加するという課題を有している。 Conventionally, the fuel injection device includes a needle direct-acting fuel injection device and a hydraulic servo type fuel injection device. The needle direct-acting fuel injection device has a structure in which the nozzle needle is directly opened and closed by using an actuator composed of a laminated body of piezo elements. The hydraulic servo type fuel injection device includes a control chamber provided directly above the nozzle needle, a control valve for opening and closing a communication passage connecting the control chamber and the low pressure chamber, and an actuator for opening and closing the control valve. .. The hydraulic servo type fuel injection device has a structure in which the nozzle needle is opened and closed by changing the fuel pressure in the control chamber based on the opening and closing operation of the control valve. Due to such a difference in structure, it is easier to control the behavior of the nozzle needle, that is, the injection rate, in the needle direct-acting fuel injection device than in the hydraulic servo type fuel injection device, without depending on the fuel injection pressure. It has characteristics. However, the needle direct-acting fuel injection device has a problem that the load of the actuator increases because the load required for driving the nozzle needle is larger than that of the hydraulic servo type fuel injection device.

そこで、特許文献１に記載の燃料噴射装置は、制御弁の開弁動作により制御室を減圧させる油圧サーボ機構と、アクチュエータの駆動力を制御弁及び油圧力を介してノズルニードルに伝達する直動機構とを有することにより、ノズルニードルの負荷を低減しつつ、噴射率の自由度を向上させている。 Therefore, the fuel injection device described in Patent Document 1 has a hydraulic servo mechanism that depressurizes the control chamber by opening the control valve, and a linear motion that transmits the driving force of the actuator to the nozzle needle via the control valve and the hydraulic pressure. By having a mechanism, the load of the nozzle needle is reduced and the degree of freedom of the injection rate is improved.

また、特許文献１に記載の燃料噴射装置では、制御弁の中心軸とアクチュエータの中心軸とが偏芯して配置されている。そのため、特許文献１に記載の燃料噴射装置は、アクチュエータの動力を制御弁に伝達するための動力伝達機構が必要である。この動力伝達機構は、アクチュエータと同軸上に配置されてアクチュエータと一体となって変位する大径ピストン、制御弁と同軸上に配置されて大径ピストンと一体となって変位する小径ピストンと、小径ピストンの変位を制御弁に伝達する伝達部材等により構成されている。アクチュエータが変位した際に、大径ピストンと小径ピストンとの間で動力の伝達が行われることにより、アクチュエータの軸方向の動力が制御軸の軸方向の動力に変換される。 Further, in the fuel injection device described in Patent Document 1, the central axis of the control valve and the central axis of the actuator are arranged eccentrically. Therefore, the fuel injection device described in Patent Document 1 requires a power transmission mechanism for transmitting the power of the actuator to the control valve. This power transmission mechanism includes a large-diameter piston that is arranged coaxially with the actuator and displaces integrally with the actuator, a small-diameter piston that is arranged coaxially with the control valve and displaces integrally with the large-diameter piston, and a small-diameter piston. It is composed of a transmission member or the like that transmits the displacement of the piston to the control valve. When the actuator is displaced, power is transmitted between the large-diameter piston and the small-diameter piston, so that the axial power of the actuator is converted into the axial power of the control shaft.

特願２０１７－１１１９５９号公報Japanese Patent Application No. 2017-111959

ところで、特許文献１に記載の燃料噴射装置では、大径ピストン及び小径ピストンが偏芯して配置されているため、大径ピストンを往復動可能に支持するシリンダと、小径ピストンを往復動可能に支持するシリンダとが必要となる。これが、燃料噴射装置の部品点数の増加を招く要因となっている。 By the way, in the fuel injection device described in Patent Document 1, since the large-diameter piston and the small-diameter piston are arranged eccentrically, the cylinder that supports the large-diameter piston so as to be reciprocating and the small-diameter piston can be reciprocated. A supporting cylinder is required. This is a factor that causes an increase in the number of parts of the fuel injection device.

本開示は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数を削減することの可能な燃料噴射装置を提供することにある。 The present disclosure has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a fuel injection device capable of reducing the number of parts.

上記課題を解決する燃料噴射装置（ＦＩ）は、本体（１，１２，１３，２０，３２）と、ノズルニードル（１８）と、制御室（２３）と、ノズルシリンダ（１７）と、大径ピストン（５）と、小径ピストン（８）と、制御弁（９）と、直動ピストン（１５）と、直動サブピストン（３０）と、を備える。本体は、高圧の燃料が流通する高圧燃料通路（３）、高圧燃料通路を流れる燃料よりも低圧の燃料が流通する低圧室（１０１）、及び高圧燃料通路を流通する燃料を噴射する噴射孔（２１）を有する。ノズルニードルは、本体の内部において第１軸方向に往復動可能に収容され、噴射孔を開閉する。制御室には、ノズルニードルに閉弁方向の圧力を付与する高圧の燃料が充填される。ノズルシリンダは、ノズルニードルを第１軸方向に往復動可能に支持するとともに、ノズルニードルと共に制御室を形成する。大径ピストンは、ノズルニードルに対して偏芯して配置され、アクチュエータ（２）の伸縮駆動に基づいて第１軸方向とは異なる第２軸方向に往復動する。小径ピストンは、大径ピストンと同軸上に配置されるとともに、大径ピストンの外径よりも小さい外径を有し、大径ピストンが変位した際に、大径ピストンとの間に設けられる油密室（２４）の内圧に基づいて第２軸方向に変位する。制御弁は、アクチュエータが収縮状態である場合には制御室及び低圧室を遮断する閉弁状態になるとともに、アクチュエータの伸張に基づき小径ピストンが変位した際に開弁状態になることにより制御室及び低圧室を連通させる。直動ピストンは、アクチュエータの伸張に基づき小径ピストンが変位した際にノズルニードルと独立して変位することにより、アクチュエータの駆動力を制御室の油圧力を介してノズルニードルに伝達してノズルニードルを開弁方向に変位させる。直動サブピストンは、直動ピストンに追従して軸方向に変位する。直動サブピストンの一部が制御室を構成している。
上記課題を解決する他の燃料噴射装置は、本体（１，１２，１３，２０，３２）と、ノズルニードル（１８）と、第１制御室（２３）と、ノズルシリンダ（１７）と、大径ピストン（５）と、小径ピストン（８）と、第１制御弁（９）と、直動ピストン（１５）と、プレート部材（１３）と、第２制御弁（３１）と、直動サブピストン（３０）と、を備える。本体は、高圧の燃料が流通する高圧燃料通路（３）、高圧燃料通路を流れる燃料よりも低圧の燃料が流通する低圧室（１０１）、及び高圧燃料通路を流通する燃料を噴射する噴射孔（２１）を有する。ノズルニードルは、本体の内部において第１軸方向に往復動可能に収容され、噴射孔を開閉する。第１制御室は、ノズルニードルに閉弁方向の圧力を付与する高圧の燃料が充填される。ノズルシリンダは、ノズルニードルを第１軸方向に往復動可能に支持するとともに、ノズルニードルと共に第１制御室を形成する。大径ピストンは、ノズルニードルに対して偏芯して配置され、アクチュエータ（２）の伸縮駆動に基づいて第１軸方向とは異なる第２軸方向に往復動する。小径ピストンは、大径ピストンと同軸上に配置されるとともに、大径ピストンの外径よりも小さい外径を有し、大径ピストンが変位した際に、大径ピストンとの間に設けられる油密室（２４）の内圧に基づいて第２軸方向に変位する。第１制御弁は、アクチュエータが収縮状態である場合には第１制御室及び低圧室を遮断する閉弁状態になるとともに、アクチュエータの伸張に基づき小径ピストンが変位した際に開弁状態になることにより第１制御室及び低圧室を連通させる。直動ピストンは、アクチュエータの伸張に基づき小径ピストンが変位した際にノズルニードルと独立して変位することにより、アクチュエータの駆動力を第１制御室の油圧力を介してノズルニードルに伝達してノズルニードルを開弁方向に変位させる。プレート部材は、直動ピストンを内部に収容するとともに、高圧の燃料が充填される第２制御室（３４）を直動ピストンと共に構成する。第２制御弁は、アクチュエータが収縮状態である場合には第２制御室及び低圧室を遮断する閉弁状態になるとともに、アクチュエータの伸張に基づき小径ピストンが変位した際に開弁状態になることにより第２制御室及び低圧室を連通させる。直動サブピストンは、直動ピストン及び第２制御弁に当接する。
上記課題を解決する他の燃料噴射装置は、本体（１，１２，１３，２０，３２）と、ノズルニードル（１８）と、第１制御室（２３）と、ノズルシリンダ（１７）と、大径ピストン（５）と、小径ピストン（８）と、第１制御弁（９）と、直動ピストン（１５）と、プレート部材（１３）と、第２制御弁（３１）と、を備える。本体は、高圧の燃料が流通する高圧燃料通路（３）、高圧燃料通路を流れる燃料よりも低圧の燃料が流通する低圧室（１０１）、及び高圧燃料通路を流通する燃料を噴射する噴射孔（２１）を有する。ノズルニードルは、本体の内部において第１軸方向に往復動可能に収容され、噴射孔を開閉する。第１制御室は、ノズルニードルに閉弁方向の圧力を付与する高圧の燃料が充填される。ノズルシリンダは、ノズルニードルを第１軸方向に往復動可能に支持するとともに、ノズルニードルと共に第１制御室を形成する。大径ピストンは、ノズルニードルに対して偏芯して配置され、アクチュエータ（２）の伸縮駆動に基づいて第１軸方向とは異なる第２軸方向に往復動する。小径ピストンは、大径ピストンと同軸上に配置されるとともに、大径ピストンの外径よりも小さい外径を有し、大径ピストンが変位した際に、大径ピストンとの間に設けられる油密室（２４）の内圧に基づいて第２軸方向に変位する。第１制御弁は、アクチュエータが収縮状態である場合には第１制御室及び低圧室を遮断する閉弁状態になるとともに、アクチュエータの伸張に基づき小径ピストンが変位した際に開弁状態になることにより第１制御室及び低圧室を連通させる。直動ピストンは、アクチュエータの伸張に基づき小径ピストンが変位した際にノズルニードルと独立して変位することにより、アクチュエータの駆動力を第１制御室の油圧力を介してノズルニードルに伝達してノズルニードルを開弁方向に変位させる。プレート部材は、直動ピストンを内部に収容するとともに、高圧の燃料が充填される第２制御室（３４）を直動ピストンと共に構成する。第２制御弁は、アクチュエータが収縮状態である場合には第２制御室及び低圧室を遮断する閉弁状態になるとともに、アクチュエータの伸張に基づき小径ピストンが変位した際に開弁状態になることにより第２制御室及び低圧室を連通させる。第２制御弁及び直動ピストンは、第１制御室に連通される第３制御室（３６）を構成している。 The fuel injection device (FI) that solves the above problems has a main body (1,12,13,20,32), a nozzle needle (18), a control chamber (23), a nozzle cylinder (17), and a large diameter. It includes a piston (5), a small diameter piston (8), a control valve (9), a linear motion piston (15), and a linear motion sub-piston (30) . The main body has a high-pressure fuel passage (3) through which high-pressure fuel flows, a low-pressure chamber (101) through which fuel with a lower pressure than the fuel flowing through the high-pressure fuel passage flows, and an injection hole (injection hole) for injecting fuel flowing through the high-pressure fuel passage. 21). The nozzle needle is housed inside the main body so as to be reciprocating in the first axial direction, and opens and closes the injection hole. The control chamber is filled with high-pressure fuel that applies pressure in the valve closing direction to the nozzle needle. The nozzle cylinder supports the nozzle needle so as to be able to reciprocate in the first axial direction, and forms a control chamber together with the nozzle needle. The large-diameter piston is arranged eccentrically with respect to the nozzle needle, and reciprocates in a second axial direction different from the first axial direction based on the expansion / contraction drive of the actuator (2). The small-diameter piston is arranged coaxially with the large-diameter piston, has an outer diameter smaller than the outer diameter of the large-diameter piston, and is provided between the small-diameter piston and the large-diameter piston when the large-diameter piston is displaced. It is displaced in the second axial direction based on the internal pressure of the closed chamber (24). The control valve is in a closed state that shuts off the control chamber and the low pressure chamber when the actuator is in the contracted state, and is in the valve open state when the small diameter piston is displaced due to the extension of the actuator. Communicate the low pressure chamber. The linear motion piston displaces independently of the nozzle needle when the small diameter piston is displaced due to the extension of the actuator, so that the driving force of the actuator is transmitted to the nozzle needle via the hydraulic pressure in the control chamber to transfer the nozzle needle. Displace in the valve opening direction. The linear motion subpiston follows the linear motion piston and is displaced in the axial direction. A part of the linear motion sub-piston constitutes the control chamber.
Other fuel injection devices that solve the above problems include a main body (1,12,13,20,32), a nozzle needle (18), a first control chamber (23), and a nozzle cylinder (17). Diameter piston (5), small diameter piston (8), first control valve (9), linear motion piston (15), plate member (13), second control valve (31), linear motion sub It comprises a piston (30). The main body has a high-pressure fuel passage (3) through which high-pressure fuel flows, a low-pressure chamber (101) through which fuel with a lower pressure than the fuel flowing through the high-pressure fuel passage flows, and an injection hole (injection hole) for injecting fuel flowing through the high-pressure fuel passage. 21). The nozzle needle is housed inside the main body so as to be reciprocating in the first axial direction, and opens and closes the injection hole. The first control chamber is filled with high-pressure fuel that applies pressure in the valve closing direction to the nozzle needle. The nozzle cylinder supports the nozzle needle so as to be able to reciprocate in the first axial direction, and forms a first control chamber together with the nozzle needle. The large-diameter piston is arranged eccentrically with respect to the nozzle needle, and reciprocates in a second axial direction different from the first axial direction based on the expansion / contraction drive of the actuator (2). The small-diameter piston is arranged coaxially with the large-diameter piston, has an outer diameter smaller than the outer diameter of the large-diameter piston, and is provided between the small-diameter piston and the large-diameter piston when the large-diameter piston is displaced. It is displaced in the second axial direction based on the internal pressure of the closed chamber (24). The first control valve is in a closed state that shuts off the first control chamber and the low pressure chamber when the actuator is in the contracted state, and is in the valve open state when the small diameter piston is displaced due to the extension of the actuator. The first control chamber and the low pressure chamber are communicated with each other. The linear motion piston displaces independently of the nozzle needle when the small diameter piston is displaced due to the extension of the actuator, so that the driving force of the actuator is transmitted to the nozzle needle via the hydraulic pressure in the first control chamber and the nozzle is used. Displace the needle in the valve opening direction. The plate member houses the linear motion piston inside, and constitutes a second control chamber (34) filled with high-pressure fuel together with the linear motion piston. The second control valve is closed when the actuator is in the contracted state and shuts off the second control chamber and the low pressure chamber, and is opened when the small-diameter piston is displaced due to the extension of the actuator. The second control chamber and the low pressure chamber are communicated with each other. The linear motion sub-piston abuts on the linear motion piston and the second control valve.
Other fuel injection devices that solve the above problems include a main body (1,12,13,20,32), a nozzle needle (18), a first control chamber (23), and a nozzle cylinder (17). A diameter piston (5), a small diameter piston (8), a first control valve (9), a linear motion piston (15), a plate member (13), and a second control valve (31) are provided. The main body has a high-pressure fuel passage (3) through which high-pressure fuel flows, a low-pressure chamber (101) through which fuel with a lower pressure than the fuel flowing through the high-pressure fuel passage flows, and an injection hole (injection hole) for injecting fuel flowing through the high-pressure fuel passage. 21). The nozzle needle is housed inside the main body so as to be reciprocating in the first axial direction, and opens and closes the injection hole. The first control chamber is filled with high-pressure fuel that applies pressure in the valve closing direction to the nozzle needle. The nozzle cylinder supports the nozzle needle so as to be able to reciprocate in the first axial direction, and forms a first control chamber together with the nozzle needle. The large-diameter piston is arranged eccentrically with respect to the nozzle needle, and reciprocates in a second axial direction different from the first axial direction based on the expansion / contraction drive of the actuator (2). The small-diameter piston is arranged coaxially with the large-diameter piston, has an outer diameter smaller than the outer diameter of the large-diameter piston, and is provided between the small-diameter piston and the large-diameter piston when the large-diameter piston is displaced. It is displaced in the second axial direction based on the internal pressure of the closed chamber (24). The first control valve is in a closed state that shuts off the first control chamber and the low pressure chamber when the actuator is in the contracted state, and is in the valve open state when the small diameter piston is displaced due to the extension of the actuator. The first control chamber and the low pressure chamber are communicated with each other. The linear motion piston displaces independently of the nozzle needle when the small diameter piston is displaced due to the extension of the actuator, so that the driving force of the actuator is transmitted to the nozzle needle via the hydraulic pressure in the first control chamber and the nozzle is used. Displace the needle in the valve opening direction. The plate member houses the linear motion piston inside, and constitutes a second control chamber (34) filled with high-pressure fuel together with the linear motion piston. The second control valve is closed when the actuator is in the contracted state and shuts off the second control chamber and the low pressure chamber, and is opened when the small-diameter piston is displaced due to the extension of the actuator. The second control chamber and the low pressure chamber are communicated with each other. The second control valve and the linear motion piston form a third control chamber (36) that communicates with the first control chamber.

この構成によれば、ノズルニードルに対して直動ピストンを偏芯して配置させることができるため、結果的に大径ピストン及び小径ピストンを同軸上に配置することが可能となり、且つアクチュエータ及びノズルニードルを偏芯して配置させることが可能となる。これにより、大径ピストン及び小径ピストンに対して共通のシリンダを用いることができるため、部品点数を削減することができる。 According to this configuration, the linear motion piston can be arranged eccentrically with respect to the nozzle needle, and as a result, the large-diameter piston and the small-diameter piston can be arranged coaxially, and the actuator and the nozzle can be arranged. It is possible to arrange the needles in an eccentric manner. As a result, a common cylinder can be used for the large-diameter piston and the small-diameter piston, so that the number of parts can be reduced.

なお、上記手段、特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 The reference numerals in parentheses described in the above means and claims are examples showing the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.

本開示によれば、部品点数を削減することの可能な燃料噴射装置を提供できる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a fuel injection device capable of reducing the number of parts.

図１は、第１実施形態の燃料噴射装置の断面構造を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of the fuel injection device of the first embodiment. 図２は、第１実施形態の燃料噴射装置の拡大断面構造を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an enlarged cross-sectional structure of the fuel injection device of the first embodiment. 図３は、第１実施形態の燃料噴射装置の拡大断面構造を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an enlarged cross-sectional structure of the fuel injection device of the first embodiment. 図４は、第１実施形態の燃料噴射装置の動作例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing an operation example of the fuel injection device of the first embodiment. 図５は、第１実施形態の燃料噴射装置の動作例を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing an operation example of the fuel injection device of the first embodiment. 図６は、第２実施形態の燃料噴射装置の断面構造を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of the fuel injection device of the second embodiment. 図７は、第３実施形態の燃料噴射装置の断面構造を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of the fuel injection device of the third embodiment. 図８は、第３実施形態の燃料噴射装置の動作例を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing an operation example of the fuel injection device of the third embodiment. 図９は、第３実施形態の燃料噴射装置の動作例を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing an operation example of the fuel injection device of the third embodiment. 図１０は、第４実施形態の燃料噴射装置の動作例を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an operation example of the fuel injection device of the fourth embodiment. 図１１は、第５実施形態の燃料噴射装置の動作例を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing an operation example of the fuel injection device of the fifth embodiment.

以下、燃料噴射装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
＜第１実施形態＞
はじめに、燃料噴射装置の第１実施形態について説明する。図１に示されるように、本実施形態の燃料噴射装置ＦＩは、インジェクタボディ１と、バルブボディ１２と、オリフィスプレート１３と、ノズルボディ２０と、ノズルニードル１８と、アクチュエータ２と、駆動部４０等を備えている。バルブボディ１２、オリフィスプレート１３、及びノズルボディ２０は、ノズルリテーリングナット２２により、インジェクタボディ１の下方に固定されている。以下では、インジェクタボディ１からノズルボディ２０に向かう方向を「下方」と称し、その逆の方向を「上方」と称する。また、本実施形態では、インジェクタボディ１、バルブボディ１２、オリフィスプレート１３、及びノズルボディ２０により本体が構成されている。 Hereinafter, an embodiment of the fuel injection device will be described with reference to the drawings. In order to facilitate understanding of the description, the same components are designated by the same reference numerals as possible in the drawings, and duplicate description is omitted.
<First Embodiment>
First, a first embodiment of the fuel injection device will be described. As shown in FIG. 1, the fuel injection device FI of the present embodiment includes an injector body 1, a valve body 12, an orifice plate 13, a nozzle body 20, a nozzle needle 18, an actuator 2, and a drive unit 40. Etc. are provided. The valve body 12, the orifice plate 13, and the nozzle body 20 are fixed below the injector body 1 by the nozzle retailing nut 22. Hereinafter, the direction from the injector body 1 toward the nozzle body 20 is referred to as “downward”, and the opposite direction is referred to as “upward”. Further, in the present embodiment, the main body is composed of the injector body 1, the valve body 12, the orifice plate 13, and the nozzle body 20.

ノズルボディ２０は、軸線ｍ１を中心に略筒状に形成されている。ノズルボディ２０の内部には、軸線ｍ１を中心に略円柱状に形成されたノズルニードル１８が収容されている。ノズルボディ２０の内部空間は、ノズルニードル１８を収容するニードル収容孔２００を構成している。ノズルニードル１８は、ニードル収容孔２００の内壁面に対して摺動可能に接することにより、軸線ｍ１に沿った方向に往復動可能に支持されている。本実施形態では、軸線ｍ１に沿った方向が第１軸方向Ｄ１に相当する。ニードル収容孔２００は、ノズルボディ２０の上面において開口している。ニードル収容孔２００には、インジェクタボディ１、バルブボディ１２、及びオリフィスプレート１３に形成された高圧燃料通路３を通じて高圧の燃料が供給されている。 The nozzle body 20 is formed in a substantially cylindrical shape about the axis m1. Inside the nozzle body 20, a nozzle needle 18 formed in a substantially columnar shape centered on the axis m1 is housed. The internal space of the nozzle body 20 constitutes a needle accommodating hole 200 for accommodating the nozzle needle 18. The nozzle needle 18 is slidably contacted with the inner wall surface of the needle accommodating hole 200 so as to be reciprocally supported in the direction along the axis m1. In the present embodiment, the direction along the axis m1 corresponds to the first axial direction D1. The needle accommodating hole 200 is open on the upper surface of the nozzle body 20. High-pressure fuel is supplied to the needle accommodating hole 200 through the injector body 1, the valve body 12, and the high-pressure fuel passage 3 formed in the orifice plate 13.

ノズルボディ２０の先端部の内壁面には、円錐状の着座面２０３が形成されている。ノズルニードル１８の先端部には、着座面２０３に着座するシート面１８０が形成されている。シート面１８０が着座面２０３に着座している場合、ノズルニードル１８により噴射孔２１が閉塞されているため、噴射孔２１からの燃料の噴射が遮断された状態となる。シート面１８０が着座面２０３から離座すると、噴射孔２１が開口して、ニードル収容孔２００内の高圧の燃料が噴射孔２１から噴射される。 A conical seating surface 203 is formed on the inner wall surface of the tip of the nozzle body 20. A seat surface 180 seated on the seating surface 203 is formed at the tip of the nozzle needle 18. When the seat surface 180 is seated on the seating surface 203, the injection hole 21 is blocked by the nozzle needle 18, so that the injection of fuel from the injection hole 21 is blocked. When the seat surface 180 is separated from the seating surface 203, the injection hole 21 opens and the high-pressure fuel in the needle accommodating hole 200 is injected from the injection hole 21.

図２に示されるように、ノズルニードル１８における先端部とは反対側の基端部は、略円筒状のノズルシリンダ１７の内部に収容されている。ノズルシリンダ１７は、第１軸方向Ｄ１に摺動可能にノズルニードル１８の基端部を支持している。ノズルシリンダ１７は、ノズルボディ２０の内部に収容されたスプリング１９によりオリフィスプレート１３に向かって付勢されている。 As shown in FIG. 2, the base end portion of the nozzle needle 18 opposite to the tip end portion is housed inside a substantially cylindrical nozzle cylinder 17. The nozzle cylinder 17 slidably supports the base end portion of the nozzle needle 18 in the first axial direction D1. The nozzle cylinder 17 is urged toward the orifice plate 13 by a spring 19 housed inside the nozzle body 20.

オリフィスプレート１３は、シリンダ収容孔１３０と、ピストン収容孔１３１とを有している。本実施形態では、オリフィスプレート１３がプレート部材に相当する。
シリンダ収容孔１３０は、その中心軸が軸線ｍ１に沿って延びるように形成されている。シリンダ収容孔１３０は、オリフィスプレート１３の底面において開口することによりノズルボディ２０のニードル収容孔２００に繋がっている。シリンダ収容孔１３０の内部空間は、ノズルボディ２０のニードル収容孔２００の内部空間と共に高圧室２６を形成している。シリンダ収容孔１３０には、オリフィスプレート１３に形成された燃料通路１３２、及びバルブボディ１２に形成された燃料通路１２０を通じてインジェクタボディ１の燃料通路１００が接続されている。インジェクタボディ１の燃料通路１００には、高圧の燃料が流入している。すなわち、高圧室２６には、インジェクタボディ１の燃料通路１００、バルブボディ１２の燃料通路１２０、及びオリフィスプレート１３の燃料通路１３２を通じて高圧の燃料が供給されている。以下では、これらの燃料通路１００，１２０，１３２をまとめて「高圧燃料通路３」とも称する。 The orifice plate 13 has a cylinder accommodating hole 130 and a piston accommodating hole 131. In this embodiment, the orifice plate 13 corresponds to a plate member.
The cylinder accommodating hole 130 is formed so that its central axis extends along the axis m1. The cylinder accommodating hole 130 is connected to the needle accommodating hole 200 of the nozzle body 20 by opening at the bottom surface of the orifice plate 13. The internal space of the cylinder accommodating hole 130 forms a high pressure chamber 26 together with the internal space of the needle accommodating hole 200 of the nozzle body 20. The fuel passage 100 of the injector body 1 is connected to the cylinder accommodating hole 130 through the fuel passage 132 formed in the orifice plate 13 and the fuel passage 120 formed in the valve body 12. High-pressure fuel is flowing into the fuel passage 100 of the injector body 1. That is, high-pressure fuel is supplied to the high-pressure chamber 26 through the fuel passage 100 of the injector body 1, the fuel passage 120 of the valve body 12, and the fuel passage 132 of the orifice plate 13. Hereinafter, these fuel passages 100, 120, and 132 are collectively referred to as “high pressure fuel passage 3”.

シリンダ収容孔１３０には、ノズルシリンダ１７の上部が収容されている。ノズルシリンダ１７がスプリング１９により上方に付勢されることにより、ノズルシリンダ１７の上面が、シリンダ収容孔１３０の上方の内壁面に当接した状態で保持されている。ノズルシリンダ１７の内壁面、ノズルニードル１８の上端面、及びオリフィスプレート１３のシリンダ収容孔１３０の内壁面により囲まれる空間により制御室２３が形成されている。制御室２３には、ノズルニードル１８に閉弁方向の圧力を付与する高圧の燃料が充填されている。 The upper portion of the nozzle cylinder 17 is accommodated in the cylinder accommodating hole 130. By urging the nozzle cylinder 17 upward by the spring 19, the upper surface of the nozzle cylinder 17 is held in contact with the inner wall surface above the cylinder accommodating hole 130. The control chamber 23 is formed by a space surrounded by the inner wall surface of the nozzle cylinder 17, the upper end surface of the nozzle needle 18, and the inner wall surface of the cylinder accommodating hole 130 of the orifice plate 13. The control chamber 23 is filled with high-pressure fuel that applies pressure in the valve closing direction to the nozzle needle 18.

ピストン収容孔１３１は、その中心軸が軸線ｍ２に沿って延びるように形成されており、オリフィスプレート１３の上面において開口している。軸線ｍ２は、軸線ｍ１に対して所定距離だけ偏芯して位置している。ピストン収容孔１３１は、オリフィスプレート１３に形成された連通路１３３を通じて高圧室２６に連通されている。すなわち、ピストン収容孔１３１には、高圧燃料通路３から高圧室２６を介して高圧の燃料が供給されている。以下では、ピストン収容孔１３１の内部空間を「ピストン収容室１３６」とも称する。 The piston accommodating hole 131 is formed so that its central axis extends along the axis m2, and is open on the upper surface of the orifice plate 13. The axis m2 is eccentric to the axis m1 by a predetermined distance. The piston accommodating hole 131 communicates with the high pressure chamber 26 through a communication passage 133 formed in the orifice plate 13. That is, high-pressure fuel is supplied to the piston accommodating hole 131 from the high-pressure fuel passage 3 via the high-pressure chamber 26. Hereinafter, the internal space of the piston accommodating hole 131 is also referred to as “piston accommodating chamber 136”.

ピストン収容孔１３１には、直動ピストン１５が収容されている。直動ピストン１５は、ピストン収容孔１３１の内壁に摺動可能に接することにより、軸線ｍ２に沿った方向に往復動可能に支持されている。本実施形態では、軸線ｍ２に沿った方向が、第１軸方向Ｄ１とは異なる第２軸方向Ｄ２に相当する。直動ピストン１５は、軸線ｍ２を中心に有底円筒状に形成されている。直動ピストン１５は、その上壁部１５０がピストン収容孔１３１の開口部を閉塞するかたちでピストン収容孔１３１の内部に収容されている。直動ピストン１５は、ピストン収容孔１３１の内部に収容されたスプリング２９によりバルブボディ１２に向かって付勢されている。これにより、直動ピストン１５の上壁部１５０がバルブボディ１２の底面に当接した状態で保持されている。直動ピストン１５の上壁部１５０には、その内面から外面に貫通する連通路１５１が形成されている。図３に示されるように、連通路１５１には、インオリフィス１４が形成されている。 A linear motion piston 15 is accommodated in the piston accommodating hole 131. The linear motion piston 15 is slidably contacted with the inner wall of the piston accommodating hole 131 so as to be reciprocally supported in the direction along the axis m2. In the present embodiment, the direction along the axis m2 corresponds to the second axial direction D2 different from the first axial direction D1. The linear motion piston 15 is formed in a bottomed cylindrical shape centered on the axis m2. The linear motion piston 15 is accommodated inside the piston accommodating hole 131 so that the upper wall portion 150 closes the opening of the piston accommodating hole 131. The linear motion piston 15 is urged toward the valve body 12 by a spring 29 accommodated inside the piston accommodating hole 131. As a result, the upper wall portion 150 of the linear motion piston 15 is held in contact with the bottom surface of the valve body 12. The upper wall portion 150 of the linear motion piston 15 is formed with a communication passage 151 penetrating from the inner surface to the outer surface thereof. As shown in FIG. 3, an in-orifice 14 is formed in the communication passage 151.

バルブボディ１２は、ピン挿入孔１２１と、制御弁収容孔１２５と、低圧ポート１０とを有している。
制御弁収容孔１２５は、その中心軸が軸線ｍ２に沿って延びるように形成されている。制御弁収容孔１２５は、バルブボディ１２の底面において開口することによりオリフィスプレート１３のピストン収容孔１３１に繋がっている。制御弁収容孔１２５の内部は、制御弁９を収容する制御弁収容室１２３を構成している。制御弁９は、軸線ｍ２を中心軸として略円柱状に形成されている。制御弁９の上端部には、他の部分よりも外径の大きい大径部９０が形成されている。 The valve body 12 has a pin insertion hole 121, a control valve accommodating hole 125, and a low pressure port 10.
The control valve accommodating hole 125 is formed so that its central axis extends along the axis m2. The control valve accommodating hole 125 is connected to the piston accommodating hole 131 of the orifice plate 13 by opening at the bottom surface of the valve body 12. The inside of the control valve accommodating hole 125 constitutes a control valve accommodating chamber 123 accommodating the control valve 9. The control valve 9 is formed in a substantially columnar shape with the axis m2 as the central axis. A large diameter portion 90 having a larger outer diameter than the other portions is formed at the upper end portion of the control valve 9.

制御弁９の大径部９０と直動ピストン１５の上面との間には、スプリング２８が圧縮された状態で収容されている。スプリング２８の付勢力により、制御弁９は、その上面が制御弁収容孔１２５の上方の内壁面に当接した状態であって、且つ直動ピストン１５の上面から離間した状態で保持されている。すなわち、制御弁９と直動ピストン１５との間には微少な隙間が形成されている。この隙間により、ピストン収容室１３６の内部の高圧の燃料がインオリフィス１４を通じて減圧されて制御弁収容室１２３に流入可能となっている。 A spring 28 is housed in a compressed state between the large diameter portion 90 of the control valve 9 and the upper surface of the linear motion piston 15. Due to the urging force of the spring 28, the control valve 9 is held in a state where the upper surface thereof is in contact with the inner wall surface above the control valve accommodating hole 125 and is separated from the upper surface of the linear motion piston 15. .. That is, a minute gap is formed between the control valve 9 and the linear motion piston 15. Due to this gap, the high-pressure fuel inside the piston accommodating chamber 136 is depressurized through the in orifice 14 and can flow into the control valve accommodating chamber 123.

制御弁収容孔１２５は、バルブボディ１２に形成された連通路１２２、及びオリフィスプレート１３に形成された連通路１３４を通じて制御室２３に連通されている。したがって、連通路１２２，１３４を通じて制御弁収容孔１２５と制御室２３との間で燃料の流通が可能となっている。 The control valve accommodating hole 125 communicates with the control chamber 23 through a communication passage 122 formed in the valve body 12 and a communication passage 134 formed in the orifice plate 13. Therefore, fuel can flow between the control valve accommodating hole 125 and the control chamber 23 through the communication passages 122 and 134.

ピン挿入孔１２１は、その中心軸が軸線ｍ２に沿って延びるように形成されている。ピン挿入孔１２１には、動力伝達ピン１６が挿入されている。動力伝達ピン１６は、軸線ｍ２を中心軸として略円柱状に形成されている。動力伝達ピン１６は、ピン挿入孔１２１の内壁面に摺動可能に接することにより、第２軸方向Ｄ２に往復動可能に支持されている。動力伝達ピン１６の下端面は、制御弁９の大径部９０の上端面に当接している。動力伝達ピン１６の下部は、その他の部分よりも外径が小さくなっている。これにより、動力伝達ピン１６の下部の外壁面とピン挿入孔１２１の内壁面との間には隙間が形成されている。 The pin insertion hole 121 is formed so that its central axis extends along the axis m2. A power transmission pin 16 is inserted into the pin insertion hole 121. The power transmission pin 16 is formed in a substantially columnar shape with the axis m2 as the central axis. The power transmission pin 16 is slidably contacted with the inner wall surface of the pin insertion hole 121 so as to be reciprocally supported in the second axial direction D2. The lower end surface of the power transmission pin 16 is in contact with the upper end surface of the large diameter portion 90 of the control valve 9. The lower part of the power transmission pin 16 has a smaller outer diameter than the other parts. As a result, a gap is formed between the outer wall surface below the power transmission pin 16 and the inner wall surface of the pin insertion hole 121.

低圧ポート１０は、動力伝達ピン１６の下部の外壁面及びピン挿入孔１２１の内壁面の間に形成された隙間と、インジェクタボディ１の内部に形成されたスプリング収容室７０とを連通させている。低圧ポート１０には、アウトオリフィス１１が形成されている。アウトオリフィス１１は、動力伝達ピン１６の下部の外壁面とピン挿入孔１２１の内壁面との間に形成された隙間に流入した燃料を減圧させてインジェクタボディ１のスプリング収容室７０に導く。 The low pressure port 10 communicates a gap formed between the outer wall surface below the power transmission pin 16 and the inner wall surface of the pin insertion hole 121 with the spring accommodating chamber 70 formed inside the injector body 1. .. An out orifice 11 is formed in the low pressure port 10. The out orifice 11 decompresses the fuel that has flowed into the gap formed between the outer wall surface below the power transmission pin 16 and the inner wall surface of the pin insertion hole 121, and guides the fuel to the spring accommodating chamber 70 of the injector body 1.

インジェクタボディ１には、収容孔１０２が形成されている。収容孔１０２は、その中心軸が軸線ｍ２に沿って延びるように形成されている。図１及び図２に示されるように、収容孔１０２には、アクチュエータ２と、大径ピストン５と、バルブスプリング６と、シリンダ７と、小径ピストン８とが収容されている。 An accommodating hole 102 is formed in the injector body 1. The accommodation hole 102 is formed so that its central axis extends along the axis m2. As shown in FIGS. 1 and 2, the accommodating hole 102 accommodates an actuator 2, a large-diameter piston 5, a valve spring 6, a cylinder 7, and a small-diameter piston 8.

アクチュエータ２は、電荷の充放電により第２軸方向Ｄ２に伸縮するピエゾ素子を多数積層してなるピエゾ素子積層体と、ピエゾ素子積層体を保護する筒状の絶縁スリーブと、ピエゾ素子積層体の軸方向の両端に設けられる絶縁基板とを備えている。ピエゾ素子積層体への電圧の印加に基づきピエゾ積層体に電荷が充電されることにより、アクチュエータ２が軸線ｍ２に沿って下方に伸張する。ピエゾ素子積層体への電圧の印加の停止に基づきピエゾ素子から電荷が放電されると、アクチュエータ２が軸線ｍ２に沿って上方に収縮する。アクチュエータ２の伸張変位及び収縮変位が駆動伝達部材４を介して大径ピストン５に伝達されることにより、大径ピストン５が第２軸方向Ｄ２に変位する。 The actuator 2 is composed of a piezo element laminate formed by stacking a large number of piezo elements that expand and contract in the second axial direction D2 due to charge and discharge of electric charges, a tubular insulating sleeve that protects the piezo element laminate, and a piezo element laminate. It is provided with insulating substrates provided at both ends in the axial direction. The actuator 2 extends downward along the axis m2 by charging the piezo laminate with an electric charge based on the application of a voltage to the piezo element laminate. When the electric charge is discharged from the piezo element based on the stop of the application of the voltage to the piezo element laminate, the actuator 2 contracts upward along the axis m2. The extension displacement and the contraction displacement of the actuator 2 are transmitted to the large-diameter piston 5 via the drive transmission member 4, so that the large-diameter piston 5 is displaced in the second axial direction D2.

図２に示されるように、シリンダ７は、軸線ｍ２を中心に円筒状に形成されている。シリンダ７の内部には、大径ピストン５及び小径ピストン８が収容されている。大径ピストン５及び小径ピストン８は、同一の軸線ｍ２上に配置されている。大径ピストン５及び小径ピストン８は、シリンダ７の内壁面に対して摺動可能に接することにより、第２軸方向Ｄ２に往復動可能に支持されている。シリンダ７の下部の内壁面と小径ピストン８との間には、スプリング収容室７０が形成されている。スプリング収容室７０には、小径ピストン８を下方に向けて付勢するスプリング２７が収容されている。 As shown in FIG. 2, the cylinder 7 is formed in a cylindrical shape about the axis m2. A large-diameter piston 5 and a small-diameter piston 8 are housed inside the cylinder 7. The large-diameter piston 5 and the small-diameter piston 8 are arranged on the same axis m2. The large-diameter piston 5 and the small-diameter piston 8 are slidably contacted with the inner wall surface of the cylinder 7 so as to be reciprocally supported in the second axial direction D2. A spring accommodating chamber 70 is formed between the inner wall surface of the lower part of the cylinder 7 and the small diameter piston 8. The spring accommodating chamber 70 accommodates a spring 27 that urges the small-diameter piston 8 downward.

スプリング収容室７０は、バルブボディ１２のピン挿入孔１２１及び低圧ポート１０に繋がっている。ピン挿入孔１２１に挿入された動力伝達ピン１６の上端部は、スプリング収容室７０の内部に突出して小径ピストン８の下端面に当接している。したがって、スプリング２７の付勢力は、小径ピストン８及び動力伝達ピン１６に伝達されている。 The spring accommodating chamber 70 is connected to the pin insertion hole 121 of the valve body 12 and the low pressure port 10. The upper end of the power transmission pin 16 inserted into the pin insertion hole 121 projects into the inside of the spring accommodating chamber 70 and abuts on the lower end surface of the small diameter piston 8. Therefore, the urging force of the spring 27 is transmitted to the small diameter piston 8 and the power transmission pin 16.

シリンダ７の外壁面と収容孔１０２の内壁面との間には、低圧室１０３を構成する隙間が形成されている。低圧室１０３は、高圧燃料通路３を流通する燃料の圧力よりも低い圧力の燃料が流通している。低圧室１０３は、シリンダ７に形成された連通路７１を通じてスプリング収容室７０に連通されている。すなわち、スプリング収容室７０にも低圧の燃料が流通している。以下では、低圧室１０３及びスプリング収容室７０をまとめて「低圧室１０１」とも称する。 A gap constituting the low pressure chamber 103 is formed between the outer wall surface of the cylinder 7 and the inner wall surface of the accommodating hole 102. In the low pressure chamber 103, fuel having a pressure lower than the pressure of the fuel flowing through the high pressure fuel passage 3 is circulated. The low pressure chamber 103 communicates with the spring accommodating chamber 70 through a communication passage 71 formed in the cylinder 7. That is, low-pressure fuel is also distributed in the spring accommodating chamber 70. Hereinafter, the low pressure chamber 103 and the spring accommodating chamber 70 are collectively referred to as a “low pressure chamber 101”.

シリンダ７の内部において大径ピストン５の下端面と小径ピストン８の上端面との間には、隙間が形成されている。大径ピストン５の下端面、小径ピストン８の上端面、及びシリンダ７の内壁面により囲まれる空間により、油密室２４が形成されている。油密室２４には、作動油としての燃料が充填されている。大径ピストン５に対する油密室２４の受圧面積よりも、小径ピストン８に対する油密室２４の受圧面積の方が小さい。そのため、アクチュエータ２が伸張して大径ピストン５が下方に変位することにより油密室２４の内圧が上昇したとき、アクチュエータ２及び大径ピストン５の変位を拡大させて小径ピストン８、動力伝達ピン１６、及び制御弁９に伝達することが可能となっている。このように、大径ピストン５、油密室２４、及び小径ピストン８は、アクチュエータ２の変位を拡大させて制御弁９に伝達する変位拡大機構を構成している。 Inside the cylinder 7, a gap is formed between the lower end surface of the large-diameter piston 5 and the upper end surface of the small-diameter piston 8. The oil-tight chamber 24 is formed by a space surrounded by the lower end surface of the large-diameter piston 5, the upper end surface of the small-diameter piston 8, and the inner wall surface of the cylinder 7. The oil-tight chamber 24 is filled with fuel as hydraulic oil. The pressure-receiving area of the oil-tight chamber 24 with respect to the small-diameter piston 8 is smaller than the pressure-receiving area of the oil-tight chamber 24 with respect to the large-diameter piston 5. Therefore, when the internal pressure of the oil-tight chamber 24 rises due to the actuator 2 extending and the large-diameter piston 5 being displaced downward, the displacement of the actuator 2 and the large-diameter piston 5 is expanded to increase the displacement of the small-diameter piston 8 and the power transmission pin 16. , And can be transmitted to the control valve 9. As described above, the large-diameter piston 5, the oil-tight chamber 24, and the small-diameter piston 8 constitute a displacement expansion mechanism that expands the displacement of the actuator 2 and transmits it to the control valve 9.

低圧室１０３には、バルブスプリング６が収容されている。バルブスプリング６は、シリンダ７の下端部外周に形成された外周突出部７２と、大径ピストン５の上端部外周に固定された環状のリング部材５０との間に配置されている。バルブスプリング６は、アクチュエータ２のピエゾ素子積層体にプリセット荷重を付与している。 A valve spring 6 is housed in the low pressure chamber 103. The valve spring 6 is arranged between the outer peripheral protrusion 72 formed on the outer periphery of the lower end portion of the cylinder 7 and the annular ring member 50 fixed to the outer periphery of the upper end portion of the large-diameter piston 5. The valve spring 6 applies a preset load to the piezo element laminate of the actuator 2.

図１に示されるように、駆動部４０は、アクチュエータ２を駆動させる部分である。駆動部４０は、電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）４００と、電子駆動装置（ＥＤＵ：Electronic Driving Unit）４０１等から構成されている。 As shown in FIG. 1, the drive unit 40 is a portion that drives the actuator 2. The drive unit 40 is composed of an electronic control unit (ECU: Electronic Control Unit) 400, an electronic drive unit (EDU: Electronic Driving Unit) 401, and the like.

ＥＣＵ４００は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイクロコンピュータを中心に構成されている。ＥＣＵ４００は、より上位のＥＣＵから受信した信号に基づいてＲＯＭに記憶されている制御プログラムを実行する。これにより、ＥＣＵ４００は、燃料噴射装置ＦＩを駆動するための各種制御を実行する。例えば、ＥＣＵ４００は、アクチュエータ２の伸縮駆動を制御する制御信号をＥＤＵ４０１に送信する。 The ECU 400 is mainly composed of a microcomputer having a CPU, ROM, RAM, and the like. The ECU 400 executes a control program stored in the ROM based on a signal received from a higher-level ECU. As a result, the ECU 400 executes various controls for driving the fuel injection device FI. For example, the ECU 400 transmits a control signal for controlling the expansion / contraction drive of the actuator 2 to the EDU 401.

ＥＤＵ４０１は、アクチュエータ２に印加させる高電圧を発生する高電圧発生回路と、複数のスイッチング素子とを有している。ＥＤＵ４０１は、ＥＣＵ４００からの制御信号である噴射信号に基づいて複数のスイッチング素子のオン及びオフを切り替えることによりアクチュエータ２への電力供給を制御する。すなわち、ＥＣＵ４００からＥＤＵ４０１に送信される制御信号に基づいてアクチュエータ２の伸張が制御される。具体的には、ＥＣＵ４００が制御信号として開弁指令をＥＤＵ４０１に送信すると、ＥＤＵ４０１からアクチュエータ２のピエゾ素子積層体に電圧が印加され、アクチュエータ２が伸張する。また、ＥＣＵ４００が制御信号として閉弁指令をＥＤＵ４０１に送信すると、ＥＤＵ４０１からアクチュエータ２のピエゾ素子積層体への電圧の印加が停止され、アクチュエータ２が収縮する。 The EDU 401 has a high voltage generation circuit that generates a high voltage applied to the actuator 2 and a plurality of switching elements. The EDU 401 controls the power supply to the actuator 2 by switching on and off of a plurality of switching elements based on an injection signal which is a control signal from the ECU 400. That is, the expansion of the actuator 2 is controlled based on the control signal transmitted from the ECU 400 to the EDU 401. Specifically, when the ECU 400 transmits a valve opening command as a control signal to the EDU 401, a voltage is applied from the EDU 401 to the piezo element laminate of the actuator 2, and the actuator 2 expands. Further, when the ECU 400 transmits a valve closing command as a control signal to the EDU 401, the application of the voltage from the EDU 401 to the piezo element laminated body of the actuator 2 is stopped, and the actuator 2 contracts.

次に、本実施形態の燃料噴射装置ＦＩの動作例について説明する。
ＥＣＵ４００からＥＤＵ４０１に対して閉弁指令が送信されている場合、図２に示されるように、アクチュエータ２が収縮状態になっている。この場合、大径ピストン５、小径ピストン８、及び動力伝達ピン１６が図中の位置に配置されているため、図３に示されるように、制御弁９は、その上面が制御弁収容孔１２５の内壁面に当接した閉弁状態となっている。制御弁９が閉弁状態である場合、低圧ポート１０を介した制御弁収容室１２３と低圧室１０１とが遮断されている。すなわち、制御室２３及び低圧室１０１が遮断されている。 Next, an operation example of the fuel injection device FI of the present embodiment will be described.
When the valve closing command is transmitted from the ECU 400 to the EDU 401, the actuator 2 is in the contracted state as shown in FIG. In this case, since the large-diameter piston 5, the small-diameter piston 8, and the power transmission pin 16 are arranged at the positions in the drawing, as shown in FIG. 3, the upper surface of the control valve 9 is the control valve accommodating hole 125. The valve is closed in contact with the inner wall surface of the piston. When the control valve 9 is in the closed state, the control valve accommodating chamber 123 and the low pressure chamber 101 are shut off via the low pressure port 10. That is, the control chamber 23 and the low pressure chamber 101 are shut off.

また、制御弁９が直動ピストン１５の上面から離間しているため、制御弁収容室１２３は連通路１５１を通じてピストン収容室１３６に連通されている。そのため、高圧燃料通路３を流れる高圧の燃料は、高圧室２６、連通路１３３、ピストン収容室１３６、連通路１５１、制御弁収容室１２３、連通路１２２、及び連通路１３４を流通して制御室２３に流れ込んでいる。この制御室２３内の燃料圧力によりノズルニードル１８がスプリング１９の付勢力に抗して下方に押圧されることにより、ノズルニードル１８が噴射孔２１を閉塞している。すなわち、燃料噴射装置ＦＩは閉弁状態になっている。 Further, since the control valve 9 is separated from the upper surface of the linear motion piston 15, the control valve accommodating chamber 123 is communicated with the piston accommodating chamber 136 through the communication passage 151. Therefore, the high-pressure fuel flowing through the high-pressure fuel passage 3 flows through the high-pressure chamber 26, the communication passage 133, the piston storage chamber 136, the communication passage 151, the control valve storage chamber 123, the communication passage 122, and the communication passage 134 to the control room. It is flowing into 23. The nozzle needle 18 is pressed downward against the urging force of the spring 19 by the fuel pressure in the control chamber 23, so that the nozzle needle 18 closes the injection hole 21. That is, the fuel injection device FI is in a closed valve state.

この状態からＥＣＵ４００からＥＤＵ４０１に対して開弁指令が送信されると、アクチュエータ２が伸張する。このアクチュエータ２の伸張により、大径ピストン５、小径ピストン８、及び動力伝達ピン１６が下方に変位する。これらの変位に追従して、図４に示されるように、制御弁９が、スプリング２８から受ける付勢力に抗して下方に変位する。これにより、制御弁９は、その上面が制御弁収容孔１２５の内壁面から離間した開弁状態になる。また、この際、制御弁９の底面が直動ピストン１５の上面に当接するため、直動ピストン１５の連通路１５１が閉塞される。すなわち、ピストン収容室１３６から制御弁収容室１２３への燃料の流入が遮断される。 When a valve opening command is transmitted from the ECU 400 to the EDU 401 from this state, the actuator 2 expands. The extension of the actuator 2 causes the large-diameter piston 5, the small-diameter piston 8, and the power transmission pin 16 to be displaced downward. Following these displacements, as shown in FIG. 4, the control valve 9 is displaced downward against the urging force received from the spring 28. As a result, the upper surface of the control valve 9 is in a valve-opened state in which the upper surface thereof is separated from the inner wall surface of the control valve accommodating hole 125. Further, at this time, since the bottom surface of the control valve 9 comes into contact with the upper surface of the linear motion piston 15, the communication passage 151 of the linear motion piston 15 is blocked. That is, the inflow of fuel from the piston accommodating chamber 136 to the control valve accommodating chamber 123 is blocked.

制御弁９が開弁状態になることにより、制御弁収容室１２３内の高圧の燃料がアウトオリフィス１１によって減圧されて低圧室１０１に流入するため、制御弁収容室１２３内の燃料圧力が低下する。これに伴い、制御室２３内の高圧の燃料が連通路１３４及び制御弁収容室１２３を通じて低圧室１０１に流入する状態になる。すなわち、制御室２３及び低圧室１０１が連通された状態になる。よって、制御室２３内の燃料圧力が低下するため、制御室２３からノズルニードル１８に付与されている圧力が低下する。そのため、ノズルニードル１８が上方に変位して噴射孔２１が開放されるため、高圧室２６内の高圧の燃料が噴射孔２１から噴射される。すなわち、燃料噴射装置ＦＩは開弁状態になる。 When the control valve 9 is opened, the high-pressure fuel in the control valve accommodating chamber 123 is depressurized by the out orifice 11 and flows into the low-pressure chamber 101, so that the fuel pressure in the control valve accommodating chamber 123 drops. .. Along with this, the high-pressure fuel in the control chamber 23 flows into the low-pressure chamber 101 through the communication passage 134 and the control valve accommodating chamber 123. That is, the control chamber 23 and the low pressure chamber 101 are communicated with each other. Therefore, since the fuel pressure in the control chamber 23 decreases, the pressure applied to the nozzle needle 18 from the control chamber 23 decreases. Therefore, the nozzle needle 18 is displaced upward and the injection hole 21 is opened, so that the high-pressure fuel in the high-pressure chamber 26 is injected from the injection hole 21. That is, the fuel injection device FI is in the valve open state.

図４に示される状態から更にアクチュエータ２に電圧が印加され続けることによりアクチュエータ２が伸張して大径ピストン５が下方に変位すると、図５に示されるように、小径ピストン８、動力伝達ピン１６、及び制御弁９が更に下方に変位する。この際、制御弁９により直動ピストン１５が下方に押圧されることにより、直動ピストン１５が、ピストン収容室１３６内の燃料圧力と制御弁収容室１２３内の燃料圧力との差圧、及びスプリング２９の付勢力に抗して下方に変位する。これにより、直動ピストン１５、バルブボディ１２，及びオリフィスプレート１３により囲まれる空間からなる減圧室６０が形成される。この減圧室６０に制御弁収容室１２３及び制御室２３内の燃料が流入することにより、制御室２３内の燃料圧力が更に減少するため、ノズルニードル１８が開弁方向に更に変位する。このように、直動ピストン１５は、アクチュエータ２の伸張に基づき小径ピストン８が変位した際にノズルニードル１８と独立して変位することにより、アクチュエータ２の駆動力を制御室２３の油圧力を介してノズルニードルに伝達してノズルニードルを開弁方向に変位させる。このノズルニードル１８の開弁方向への変位により、噴射孔２１から噴射される燃料量が増加する。 When the actuator 2 expands and the large-diameter piston 5 is displaced downward due to the continuous application of voltage to the actuator 2 from the state shown in FIG. 4, the small-diameter piston 8 and the power transmission pin 16 are shown in FIG. , And the control valve 9 is further displaced downward. At this time, the linear motion piston 15 is pressed downward by the control valve 9, so that the linear motion piston 15 has a differential pressure between the fuel pressure in the piston accommodating chamber 136 and the fuel pressure in the control valve accommodating chamber 123, and It is displaced downward against the urging force of the spring 29. As a result, a decompression chamber 60 including a space surrounded by the linear motion piston 15, the valve body 12, and the orifice plate 13 is formed. As the fuel in the control valve accommodating chamber 123 and the control chamber 23 flows into the pressure reducing chamber 60, the fuel pressure in the control chamber 23 is further reduced, so that the nozzle needle 18 is further displaced in the valve opening direction. In this way, the linear motion piston 15 is displaced independently of the nozzle needle 18 when the small diameter piston 8 is displaced based on the extension of the actuator 2, so that the driving force of the actuator 2 is transmitted through the hydraulic pressure of the control chamber 23. It is transmitted to the nozzle needle and the nozzle needle is displaced in the valve opening direction. The displacement of the nozzle needle 18 in the valve opening direction increases the amount of fuel injected from the injection hole 21.

その後、ＥＣＵ４００からＥＤＵ４０１に対して閉弁指令が送信されると、アクチュエータ２が収縮する。このアクチュエータ２の収縮により大径ピストン５、小径ピストン８、動力伝達ピン１６が上方に変位することにより、制御弁９は図３に示される状態に戻る。すなわち、制御弁９は、直動ピストン１５から離間した状態になることにより連通路１５１を開放するとともに、制御弁収容孔１２５の内壁面に当接した状態になることにより制御弁収容室１２３と低圧室１０１とを遮断する。結果的に、制御室２３と低圧室１０１とが遮断される。これにより、ピストン収容室１３６内の高圧の燃料がインオリフィス１４により減圧されつつ連通路１５１を通じて制御弁収容室１２３に流入する。また、制御弁収容室１２３に流入した高圧の燃料が連通路１３４を通じて制御室２３に流入することにより、制御室２３内に高圧の燃料が充填される。これにより、ノズルニードル１８が下方に変位して噴射孔２１を閉塞する。すなわち、燃料噴射装置ＦＩは閉弁状態になる。 After that, when the valve closing command is transmitted from the ECU 400 to the EDU 401, the actuator 2 contracts. The contraction of the actuator 2 causes the large-diameter piston 5, the small-diameter piston 8, and the power transmission pin 16 to be displaced upward, so that the control valve 9 returns to the state shown in FIG. That is, the control valve 9 opens the communication passage 151 by being separated from the linear motion piston 15, and is in contact with the inner wall surface of the control valve accommodating hole 125 to be in contact with the control valve accommodating chamber 123. It shuts off the low pressure chamber 101. As a result, the control chamber 23 and the low pressure chamber 101 are cut off. As a result, the high-pressure fuel in the piston accommodating chamber 136 flows into the control valve accommodating chamber 123 through the communication passage 151 while being depressurized by the in orifice 14. Further, the high-pressure fuel that has flowed into the control valve accommodating chamber 123 flows into the control chamber 23 through the communication passage 134, so that the high-pressure fuel is filled in the control chamber 23. As a result, the nozzle needle 18 is displaced downward and closes the injection hole 21. That is, the fuel injection device FI is closed.

次に、本実施形態の燃料噴射装置ＦＩの作用及び効果について説明する。
本実施形態の燃料噴射装置ＦＩによれば、図５に示されるように、直動ピストン１５が、制御弁９により押圧されることによりノズルニードル１８と独立して変位することにより制御室２３を減圧させる。このような構成によれば、ノズルニードル１８に対して直動ピストン１５を偏芯して配置させることができるため、大径ピストン５及び小径ピストン８を同軸上に配置しつつ、アクチュエータ２及びノズルニードル１８を偏芯して配置させることができる。これにより、大径ピストン５及び小径ピストン８に対して共通のシリンダ７を用いることができるため、部品点数を削減することができる。 Next, the operation and effect of the fuel injection device FI of the present embodiment will be described.
According to the fuel injection device FI of the present embodiment, as shown in FIG. 5, the linear motion piston 15 is displaced independently of the nozzle needle 18 by being pressed by the control valve 9, so that the control chamber 23 is displaced. Reduce the pressure. According to such a configuration, since the linear motion piston 15 can be arranged eccentrically with respect to the nozzle needle 18, the actuator 2 and the nozzle are arranged while the large diameter piston 5 and the small diameter piston 8 are arranged coaxially. The needle 18 can be arranged eccentrically. As a result, the cylinder 7 common to the large-diameter piston 5 and the small-diameter piston 8 can be used, so that the number of parts can be reduced.

また、従来の燃料噴射装置のように、大径ピストン及び小径ピストンに対して個別のシリンダを用いる場合、シリンダの軸方向の長さに大径ピストンの軸方向の長さを適合させる必要があるため、大径ピストンが大型化し易い。この点、本実施形態の燃料噴射装置ＦＩのように、一つのシリンダ７の内部に大径ピストン５及び小径ピストン８を収容することが可能であれば、大径ピストン５の軸方向の長さをシリンダ７の軸方向の長さに適合させる必要がなくなるため、大径ピストン５の軸方向の長さを短くすることができる。すなわち、大径ピストン５の体格を小さくすることができるため、大径ピストン５の軸方向の変形を抑制することができる。これにより、アクチュエータ２が伸張した際の大径ピストン５の変形に起因する制御弁９の変位量の減少を抑制することができる。 Further, when using individual cylinders for a large-diameter piston and a small-diameter piston as in a conventional fuel injection device, it is necessary to match the axial length of the large-diameter piston with the axial length of the cylinder. Therefore, the large-diameter piston tends to be large. In this regard, if it is possible to accommodate the large-diameter piston 5 and the small-diameter piston 8 inside one cylinder 7 as in the fuel injection device FI of the present embodiment, the axial length of the large-diameter piston 5 Since it is not necessary to match the axial length of the cylinder 7, the axial length of the large-diameter piston 5 can be shortened. That is, since the physique of the large-diameter piston 5 can be reduced, deformation in the axial direction of the large-diameter piston 5 can be suppressed. As a result, it is possible to suppress a decrease in the displacement amount of the control valve 9 due to the deformation of the large-diameter piston 5 when the actuator 2 is extended.

＜第２実施形態＞
次に、燃料噴射装置ＦＩの第２実施形態について説明する。以下、第１実施形態の燃料噴射装置ＦＩとの相違点を中心に説明する。
第１実施形態の燃料噴射装置ＦＩでは、図４に示される状態であるとき、直動ピストン１５の上壁部１５０の下面にはピストン収容室１３６内の燃料の圧力が付与される一方、直動ピストン１５の上壁部１５０の上面には制御弁収容室１２３内の燃料の圧力が付与されている。以下では、それらの燃料の差圧に基づき直動ピストン１５に付与される力を「燃料差圧力」と略記する。制御弁９により直動ピストン１５を下方に変位させるためには、燃料差圧力よりも大きな力を制御弁９から直動ピストン１５に付与させる必要がある。これが、アクチュエータ２の駆動負荷を増加させる要因となっている。本実施形態の燃料噴射装置ＦＩは、こうしたアクチュエータ２の駆動負荷を減少させるためのものである。 <Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the fuel injection device FI will be described. Hereinafter, the differences from the fuel injection device FI of the first embodiment will be mainly described.
In the fuel injection device FI of the first embodiment, in the state shown in FIG. 4, the pressure of the fuel in the piston accommodating chamber 136 is applied to the lower surface of the upper wall portion 150 of the linear motion piston 15, while the direct motion piston 15. The pressure of the fuel in the control valve accommodating chamber 123 is applied to the upper surface of the upper wall portion 150 of the moving piston 15. Hereinafter, the force applied to the linear motion piston 15 based on the differential pressure of these fuels is abbreviated as “fuel differential pressure”. In order to displace the linear motion piston 15 downward by the control valve 9, it is necessary to apply a force larger than the fuel differential pressure from the control valve 9 to the linear motion piston 15. This is a factor that increases the drive load of the actuator 2. The fuel injection device FI of the present embodiment is for reducing the drive load of the actuator 2.

具体的には、図６に示されるように、本実施形態の燃料噴射装置ＦＩは、直動ピストン１５の内部に収容される直動サブピストン３０を更に備えている。直動サブピストン３０は、軸線ｍ２を中心軸として略円柱状に形成されている。直動サブピストン３０の下部は、オリフィスプレート１３に形成された貫通孔１３５を通じてシリンダ収容孔１３０の内部に貫通している。これにより、直動サブピストン３０の底面は制御室２３に露出している。すなわち、直動サブピストン３０の一部が制御室２３を構成している。制御室２３内の燃料圧力が直動サブピストン３０を介して直動ピストン１５に伝達されることにより、直動ピストン１５が上方に付勢されている。 Specifically, as shown in FIG. 6, the fuel injection device FI of the present embodiment further includes a linear motion sub-piston 30 housed inside the linear motion piston 15. The linear motion sub-piston 30 is formed in a substantially columnar shape with the axis m2 as the central axis. The lower portion of the linear motion sub-piston 30 penetrates into the cylinder accommodating hole 130 through the through hole 135 formed in the orifice plate 13. As a result, the bottom surface of the linear motion subpiston 30 is exposed to the control chamber 23. That is, a part of the linear motion sub-piston 30 constitutes the control chamber 23. The fuel pressure in the control chamber 23 is transmitted to the linear motion piston 15 via the linear motion sub-piston 30, so that the linear motion piston 15 is urged upward.

直動サブピストン３０の上端部には、他の部分よりも外径の大きい大径部３００が形成されている。大径部３００とシリンダ収容孔１３０の底面との間にはスプリング２９が圧縮された状態で収容されている。スプリング２９の付勢力により、直動サブピストン３０は、その大径部３００の上面が直動ピストン１５の上壁部１５０の内面に当接した状態で保持されている。また、スプリング２９の付勢力が直動サブピストン３０を介して直動ピストン１５に伝達されることにより、直動ピストン１５が上方に付勢されている。 A large diameter portion 300 having a larger outer diameter than the other portions is formed at the upper end portion of the linear motion subpiston 30. A spring 29 is accommodated in a compressed state between the large diameter portion 300 and the bottom surface of the cylinder accommodating hole 130. Due to the urging force of the spring 29, the linear motion sub-piston 30 is held in a state where the upper surface of the large diameter portion 300 is in contact with the inner surface of the upper wall portion 150 of the linear motion piston 15. Further, the urging force of the spring 29 is transmitted to the linear motion piston 15 via the linear motion sub-piston 30, so that the linear motion piston 15 is urged upward.

大径部３００には、直動ピストン１５の内部と連通路１５１とを連通させる連通路３０１が形成されている。ピストン収容室１３６及び制御弁収容室１２３は、大径部３００に形成された連通路３０１、及び直動ピストン１５に形成された連通路１５１を通じて互いに連通されている。 The large diameter portion 300 is formed with a communication passage 301 that communicates the inside of the linear motion piston 15 with the communication passage 151. The piston accommodating chamber 136 and the control valve accommodating chamber 123 are communicated with each other through a communication passage 301 formed in the large diameter portion 300 and a communication passage 151 formed in the linear motion piston 15.

次に、本実施形態の燃料噴射装置ＦＩの作用及び効果について説明する。
本実施形態の燃料噴射装置ＦＩでは、ＥＣＵ４００からＥＤＵ４０１に対して開弁指令が送信されることによりアクチュエータ２が伸張すると、第１実施形態の燃料噴射装置ＦＩと同様に、制御弁９が開弁状態になるとともに、制御弁９の底面が直動ピストン１５の上面に当接する。これにより、制御室２３内の燃料圧力が低下すると、制御室２３内の燃料圧力により直動サブピストン３０が受けている力も減少するため、結果的に直動ピストン１５に対して付与されている上方の付勢力が減少する。これにより、第１実施形態の燃料噴射装置ＦＩと比較すると、直動サブピストン３０の底面に付与される燃料圧力の減少の分だけ、直動ピストン１５に加わる上方の付勢力を減少させることができる。よって、制御弁９により直動ピストン１５を下方に変位させる際に直動ピストン１５に付与する必要のある力を減少させることができるため、アクチュエータ２の駆動負荷を減少させることができる。 Next, the operation and effect of the fuel injection device FI of the present embodiment will be described.
In the fuel injection device FI of the present embodiment, when the actuator 2 is extended by transmitting a valve opening command from the ECU 400 to the EDU 401, the control valve 9 opens the valve as in the fuel injection device FI of the first embodiment. At the same time, the bottom surface of the control valve 9 comes into contact with the upper surface of the linear motion piston 15. As a result, when the fuel pressure in the control chamber 23 decreases, the force received by the linear motion sub-piston 30 due to the fuel pressure in the control chamber 23 also decreases, and as a result, the force is applied to the linear motion piston 15. The upward urging force decreases. As a result, as compared with the fuel injection device FI of the first embodiment, the upward urging force applied to the linear motion piston 15 can be reduced by the amount of the decrease in the fuel pressure applied to the bottom surface of the linear motion subpiston 30. can. Therefore, the force required to be applied to the linear motion piston 15 when the linear motion piston 15 is displaced downward by the control valve 9 can be reduced, so that the drive load of the actuator 2 can be reduced.

＜第３実施形態＞
次に、燃料噴射装置ＦＩの第３実施形態について説明する。以下、第２実施形態の燃料噴射装置ＦＩとの相違点を中心に説明する。なお、本実施形態では、制御弁９を「第１制御弁９」と称し、バルブボディ１２を「第１バルブボディ１２」と称する。また、インオリフィス１４を「第１インオリフィス１４」と称し、制御室２３を「第１制御室２３」とも称する。本実施形態では、直動ピストン１５に形成されている連通路１５１が第１連通路に相当する。 <Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the fuel injection device FI will be described. Hereinafter, the differences from the fuel injection device FI of the second embodiment will be mainly described. In the present embodiment, the control valve 9 is referred to as a "first control valve 9", and the valve body 12 is referred to as a "first valve body 12". Further, the in-orifice 14 is referred to as a "first in-orifice 14", and the control chamber 23 is also referred to as a "first control chamber 23". In the present embodiment, the communication passage 151 formed in the linear motion piston 15 corresponds to the first communication passage.

図７に示されるように、本実施形態の燃料噴射装置ＦＩは、ノズルボディ２０とオリフィスプレート１３との間に配置される第２バルブボディ３２を備えている。本実施形態では、インジェクタボディ１、第１バルブボディ１２、オリフィスプレート１３、ノズルボディ２０、及び第２バルブボディ３２により本体が構成されている。第２バルブボディ３２は、制御弁収容孔３２０を有している。 As shown in FIG. 7, the fuel injection device FI of the present embodiment includes a second valve body 32 arranged between the nozzle body 20 and the orifice plate 13. In the present embodiment, the main body is composed of an injector body 1, a first valve body 12, an orifice plate 13, a nozzle body 20, and a second valve body 32. The second valve body 32 has a control valve accommodating hole 320.

制御弁収容孔３２０は、その中心軸が軸線ｍ２に沿って伸びるように形成されている。制御弁収容孔３２０は、第２バルブボディ３２の上面において開口している。制御弁収容孔３２０は、オリフィスプレート１３に形成された連通路１４２を通じて、ピストン収容孔１３１の内部空間に連通されている。ピストン収容孔１３１の内部空間は、高圧の燃料が充填される第２制御室３４を構成している。制御弁収容孔３２０には、第２制御弁３１が収容されている。第２制御弁３１は、制御弁収容孔３２０の内部に収容されたスプリング３５により上方に付勢されることにより、オリフィスプレート１３の底面に当接して連通路１４２を閉塞した状態、すなわち閉弁状態に保持されている。このとき、第２制御弁３１の上面には、直動サブピストン３０の底面が当接している。 The control valve accommodating hole 320 is formed so that its central axis extends along the axis m2. The control valve accommodating hole 320 is open on the upper surface of the second valve body 32. The control valve accommodating hole 320 is communicated with the internal space of the piston accommodating hole 131 through the communication passage 142 formed in the orifice plate 13. The internal space of the piston accommodating hole 131 constitutes a second control chamber 34 filled with high-pressure fuel. The second control valve 31 is housed in the control valve accommodating hole 320. The second control valve 31 is urged upward by the spring 35 housed inside the control valve accommodating hole 320, so that it abuts on the bottom surface of the orifice plate 13 and closes the communication passage 142, that is, the valve is closed. It is held in a state. At this time, the bottom surface of the linear motion subpiston 30 is in contact with the upper surface of the second control valve 31.

制御弁収容孔３２０は、第２バルブボディ３２に形成された連通路３２１、オリフィスプレート１３に形成された連通路１３７、第１バルブボディ１２に形成された連通路１２４、及びシリンダ７に形成された連通路７３を通じて、シリンダ７のスプリング収容室７０の内部空間、すなわち低圧室１０１に連通されている。よって、第２制御弁３１が図中の閉弁状態であるとき、第２制御室３４及び低圧室１０１は遮断されている。第２制御弁３１がオリフィスプレート１３の底面から離間すると、すなわち第２制御弁３１が開弁状態になると、第２制御室３４が低圧室１０１に連通される。このように、第２制御弁３１は、その開閉動作により、第２制御室３４と低圧室１０１とを連通及び遮断する。 The control valve accommodating hole 320 is formed in the communication passage 321 formed in the second valve body 32, the communication passage 137 formed in the orifice plate 13, the communication passage 124 formed in the first valve body 12, and the cylinder 7. It is communicated to the internal space of the spring accommodating chamber 70 of the cylinder 7, that is, the low pressure chamber 101 through the communication passage 73. Therefore, when the second control valve 31 is in the closed state in the figure, the second control chamber 34 and the low pressure chamber 101 are shut off. When the second control valve 31 is separated from the bottom surface of the orifice plate 13, that is, when the second control valve 31 is in the valve open state, the second control chamber 34 is communicated with the low pressure chamber 101. In this way, the second control valve 31 communicates with and shuts off the second control chamber 34 and the low pressure chamber 101 by its opening / closing operation.

オリフィスプレート１３の第２制御室３４は、オリフィスプレート１３に形成された連通路１３８、及び第２バルブボディ３２に形成された連通路３２２を通じて燃料通路３２４に連通されている。燃料通路３２４は、オリフィスプレート１３の燃料通路１３２とノズルボディ２０の高圧室２６とを連通させる通路であり、高圧燃料通路３の一部を構成している。すなわち、第２制御室３４は高圧燃料通路３に連通されている。したがって、高圧燃料通路３内を流れる高圧の燃料が第２制御室３４に流入することにより、第２制御室３４内には高圧の燃料が充填されている。このように、本実施形態では、オリフィスプレート１３に形成された連通路１３８が、第２制御室３４と高圧燃料通路３とを連通させる第２連通路に相当する。 The second control chamber 34 of the orifice plate 13 communicates with the fuel passage 324 through the communication passage 138 formed in the orifice plate 13 and the communication passage 322 formed in the second valve body 32. The fuel passage 324 is a passage that connects the fuel passage 132 of the orifice plate 13 and the high pressure chamber 26 of the nozzle body 20, and constitutes a part of the high pressure fuel passage 3. That is, the second control chamber 34 communicates with the high pressure fuel passage 3. Therefore, the high-pressure fuel flowing in the high-pressure fuel passage 3 flows into the second control chamber 34, so that the second control chamber 34 is filled with the high-pressure fuel. As described above, in the present embodiment, the communication passage 138 formed in the orifice plate 13 corresponds to the second communication passage that communicates the second control chamber 34 and the high pressure fuel passage 3.

オリフィスプレート１３の連通路１３８には、第２インオリフィス１３９が形成されている。第２インオリフィス１３９は、高圧燃料通路３内を流れる高圧の燃料を減圧させて第２制御室３４に流入させる。
なお、第１制御室２３は、第２バルブボディ３２に形成された連通路３２３、オリフィスプレート１３に形成された連通路１３４、及び第１バルブボディ１２に形成された連通路１２２を通じて制御弁収容室１２３に連通されている。 A second in orifice 139 is formed in the communication passage 138 of the orifice plate 13. The second in-orifice 139 decompresses the high-pressure fuel flowing in the high-pressure fuel passage 3 and causes it to flow into the second control chamber 34.
The first control chamber 23 accommodates the control valve through the communication passage 323 formed in the second valve body 32, the communication passage 134 formed in the orifice plate 13, and the communication passage 122 formed in the first valve body 12. It communicates with room 123.

次に、本実施形態の燃料噴射装置ＦＩの動作例について説明する。
ＥＣＵ４００からＥＤＵ４０１に対して閉弁指令が送信されている場合、図７に示されるように、第１制御弁９が直動ピストン１５の上面から離間しているため、第２制御室３４内の高圧の燃料が連通路１５１を通じて制御弁収容室１２３、連通路１３４を通じて第１制御室２３に流入している。この第１制御室２３内の燃料圧力によりノズルニードル１８がスプリング１９の付勢力に抗して下方に押圧されることにより、ノズルニードル１８が噴射孔２１を閉塞している。すなわち、燃料噴射装置ＦＩは閉弁状態になっている。 Next, an operation example of the fuel injection device FI of the present embodiment will be described.
When a valve closing command is transmitted from the ECU 400 to the EDU 401, as shown in FIG. 7, since the first control valve 9 is separated from the upper surface of the linear motion piston 15, the inside of the second control chamber 34 High-pressure fuel flows into the first control chamber 23 through the control valve accommodating chamber 123 and the communication passage 134 through the communication passage 151. The nozzle needle 18 is pressed downward against the urging force of the spring 19 by the fuel pressure in the first control chamber 23, so that the nozzle needle 18 closes the injection hole 21. That is, the fuel injection device FI is in a closed valve state.

この状態からＥＣＵ４００からＥＤＵ４０１に対して開弁指令が送信されると、アクチュエータ２が伸張して、図８に示されるように、第１制御弁９が下方に変位する。これにより、第１制御弁９が開弁状態になるため、第１制御室２３及び低圧室１０１が連通された状態になる。また、第１制御弁９の底面が直動ピストン１５の上面に当接するため、直動ピストン１５の連通路１５１が閉塞される。すなわち、第２制御室３４から制御弁収容室１２３への燃料の流入が停止する。第１制御室２３及び低圧室１０１が連通されることにより、第１制御室２３内の燃料圧力が低下するため、ノズルニードル１８が上方に変位して噴射孔２１が開放される。よって、高圧室２６内の高圧の燃料が噴射孔２１から噴射される。すなわち、燃料噴射装置ＦＩが開弁状態になる。 When a valve opening command is transmitted from the ECU 400 to the EDU 401 from this state, the actuator 2 expands and the first control valve 9 is displaced downward as shown in FIG. As a result, the first control valve 9 is opened, so that the first control chamber 23 and the low pressure chamber 101 are in communication with each other. Further, since the bottom surface of the first control valve 9 comes into contact with the upper surface of the linear motion piston 15, the communication passage 151 of the linear motion piston 15 is blocked. That is, the inflow of fuel from the second control chamber 34 to the control valve accommodating chamber 123 is stopped. By communicating the first control chamber 23 and the low pressure chamber 101, the fuel pressure in the first control chamber 23 decreases, so that the nozzle needle 18 is displaced upward and the injection hole 21 is opened. Therefore, the high-pressure fuel in the high-pressure chamber 26 is injected from the injection hole 21. That is, the fuel injection device FI is opened.

図８に示される状態から更にアクチュエータ２が伸張すると、図９に示されるように、第１制御弁９が更に下方に変位する。この際、第１制御弁９により直動ピストン１５が下方に押圧されることにより、直動ピストン１５、直動サブピストン３０、及び第２制御弁３１が、第２制御室３４内の燃料圧力と制御弁収容室１２３内の燃料圧力との差圧、及びスプリング２９の付勢力に抗して下方に変位する。第２制御弁３１が下方に変位することによりオリフィスプレート１３の底面から離間すると、すなわち第２制御弁３１が開弁状態になると、第２制御室３４内の燃料がオリフィスプレート１３の連通路１４２、第２バルブボディ３２の制御弁収容孔３２０及び連通路３２１、オリフィスプレート１３の連通路１３７、第１バルブボディ１２の連通路１２４、及びシリンダ７の連通路７３を通じて低圧室１０１に流入する。すなわち、第２制御室３４及び低圧室１０１が連通された状態となる。これにより、第２制御室３４内の燃料の圧力が低下するため、第２制御室３４内の燃料の圧力と制御弁収容室１２３内の燃料の圧力との差圧が小さくなる。したがって、直動ピストン１５に作用する燃料差圧を減少させることができる。 When the actuator 2 is further extended from the state shown in FIG. 8, the first control valve 9 is further displaced downward as shown in FIG. At this time, the linear motion piston 15 is pressed downward by the first control valve 9, so that the linear motion piston 15, the linear motion sub-piston 30, and the second control valve 31 are subjected to the fuel pressure in the second control chamber 34. And the differential pressure between the fuel pressure in the control valve accommodating chamber 123 and the urging force of the spring 29, the piston 29 is displaced downward. When the second control valve 31 is displaced downward from the bottom surface of the orifice plate 13, that is, when the second control valve 31 is opened, the fuel in the second control chamber 34 is connected to the orifice plate 13. , The control valve accommodating hole 320 and the communication passage 321 of the second valve body 32, the communication passage 137 of the orifice plate 13, the communication passage 124 of the first valve body 12, and the communication passage 73 of the cylinder 7 flow into the low pressure chamber 101. That is, the second control chamber 34 and the low pressure chamber 101 are in communication with each other. As a result, the pressure of the fuel in the second control chamber 34 decreases, so that the differential pressure between the pressure of the fuel in the second control chamber 34 and the pressure of the fuel in the control valve accommodating chamber 123 becomes small. Therefore, the fuel differential pressure acting on the linear motion piston 15 can be reduced.

また、第２制御室３４内の燃料の圧力が低下すると、高圧燃料通路３内の高圧の燃料が連通路１３８を通じて第２制御室３４に流入する。この高圧の燃料は連通路１３８の第２インオリフィス１３９により減圧されて第２制御室３４に流入するため、第２制御室３４の燃料圧力が上昇し難くなっている。よって、直動ピストン１５に作用する燃料差圧の上昇を抑制することができる。 Further, when the pressure of the fuel in the second control chamber 34 decreases, the high-pressure fuel in the high-pressure fuel passage 3 flows into the second control chamber 34 through the communication passage 138. Since this high-pressure fuel is decompressed by the second in-orifice 139 of the communication passage 138 and flows into the second control chamber 34, it is difficult for the fuel pressure in the second control chamber 34 to rise. Therefore, it is possible to suppress an increase in the fuel differential pressure acting on the linear motion piston 15.

直動ピストン１５が下方に変位することにより、直動ピストン１５、第１バルブボディ１２，及びオリフィスプレート１３により囲まれる空間からなる減圧室６０が形成される。この減圧室６０に制御弁収容室１２３及び第１制御室２３内の燃料が流入することにより、第１制御室２３内の燃料圧力が更に減少する。結果的に、ノズルニードル１８が更に開弁方向に変位するため、噴射孔２１から噴射される燃料量が増加する。 The downward displacement of the linear motion piston 15 forms a decompression chamber 60 composed of a space surrounded by the linear motion piston 15, the first valve body 12, and the orifice plate 13. As the fuel in the control valve accommodating chamber 123 and the first control chamber 23 flows into the pressure reducing chamber 60, the fuel pressure in the first control chamber 23 is further reduced. As a result, the nozzle needle 18 is further displaced in the valve opening direction, so that the amount of fuel injected from the injection hole 21 increases.

その後、ＥＣＵ４００からＥＤＵ４０１に対して閉弁指令が送信されると、アクチュエータ２が収縮する。このアクチュエータ２の収縮により第１制御弁９が図７に示される状態に戻る。すなわち、第１制御弁９は、直動ピストン１５から離間した状態になることにより連通路１５１を開放するとともに、制御弁収容孔１２５の内壁面に当接した状態になることにより第１制御室２３及び低圧室１０１を遮断する。これにより、高圧燃料通路３内の高圧の燃料が第２制御室３４、制御弁収容室１２３、及び第１制御室２３に充填される。第１制御室２３に高圧の燃料が充填されることによりノズルニードル１８が下方に変位して噴射孔２１を閉塞する。すなわち、燃料噴射装置ＦＩは閉弁状態になる。 After that, when the valve closing command is transmitted from the ECU 400 to the EDU 401, the actuator 2 contracts. The contraction of the actuator 2 causes the first control valve 9 to return to the state shown in FIG. 7. That is, the first control valve 9 opens the communication passage 151 by being separated from the linear motion piston 15, and is in contact with the inner wall surface of the control valve accommodating hole 125, so that the first control chamber is in contact with the first control chamber. 23 and the low pressure chamber 101 are shut off. As a result, the high-pressure fuel in the high-pressure fuel passage 3 is filled in the second control chamber 34, the control valve accommodating chamber 123, and the first control chamber 23. When the first control chamber 23 is filled with high-pressure fuel, the nozzle needle 18 is displaced downward and closes the injection hole 21. That is, the fuel injection device FI is closed.

次に、本実施形態の燃料噴射装置ＦＩの作用及び効果について説明する。
本実施形態の燃料噴射装置ＦＩでは、第２制御弁３１が開弁状態になることにより、直動ピストン１５に作用する燃料差圧を減少させることができるため、第１制御弁９により直動ピストン１５を下方に変位させる際に直動ピストン１５に付与する必要のある力を減少させることができる。結果的に、アクチュエータ２の駆動負荷を減少させることができる。 Next, the operation and effect of the fuel injection device FI of the present embodiment will be described.
In the fuel injection device FI of the present embodiment, since the fuel differential pressure acting on the linear motion piston 15 can be reduced by opening the second control valve 31, the linear motion is performed by the first control valve 9. The force required to be applied to the linear motion piston 15 when the piston 15 is displaced downward can be reduced. As a result, the drive load of the actuator 2 can be reduced.

＜第４実施形態＞
次に、燃料噴射装置ＦＩの第４実施形態について説明する。以下、第３実施形態の燃料噴射装置ＦＩとの相違点を中心に説明する。
図１０に示されるように、本実施形態の制御弁収容室１２３は、直動ピストン１５に形成された連通路１５２，１５３、及びオリフィスプレート１３に形成された連通路１４０を通じて高圧燃料通路３に連通されている。連通路１５２は、直動ピストン１５の外面に形成され、且つ軸線ｍ２に平行な方向に延びるように形成された溝からなる。オリフィスプレート１３の連通路１４０は、直動ピストン１５の連通路１５２の下端部に接続されている。連通路１５３は、連通路１５２の上端部から直動ピストン１５の上面に延びるように形成されている。連通路１５３には、第１インオリフィス１４が形成されている。 <Fourth Embodiment>
Next, a fourth embodiment of the fuel injection device FI will be described. Hereinafter, the differences from the fuel injection device FI of the third embodiment will be mainly described.
As shown in FIG. 10, the control valve accommodating chamber 123 of the present embodiment enters the high-pressure fuel passage 3 through the communication passages 152 and 153 formed in the linear motion piston 15 and the communication passage 140 formed in the orifice plate 13. It is communicated. The communication passage 152 is formed of a groove formed on the outer surface of the linear motion piston 15 and extending in a direction parallel to the axis m2. The communication passage 140 of the orifice plate 13 is connected to the lower end portion of the communication passage 152 of the linear motion piston 15. The communication passage 153 is formed so as to extend from the upper end portion of the communication passage 152 to the upper surface of the linear motion piston 15. A first in orifice 14 is formed in the communication passage 153.

なお、本実施形態では、直動ピストン１５に形成される連通路１５２，１５３が、高圧の燃料が流通する第１連通路に相当する。また、直動ピストン１５に形成される連通路１５１が、第２制御室３４と高圧燃料通路３とを連通させる第２連通路に相当する。
次に、本実施形態の燃料噴射装置ＦＩの作用及び効果について説明する。 In the present embodiment, the communication passages 152 and 153 formed in the linear motion piston 15 correspond to the first communication passage through which high-pressure fuel flows. Further, the communication passage 151 formed in the linear motion piston 15 corresponds to the second communication passage that communicates the second control chamber 34 and the high pressure fuel passage 3.
Next, the operation and effect of the fuel injection device FI of the present embodiment will be described.

第３実施形態の燃料噴射装置ＦＩでは、図８に示されるように、第１制御弁９により直動ピストン１５の連通路１５１が閉塞された場合でも、高圧燃料通路３内の高圧の燃料がオリフィスプレート１３の連通路１３８及び第２バルブボディ３２の連通路３２２を通じて第２制御室３４に流入可能である。そのため、第２制御室３４内の燃料圧力が低下し難く、結果として直動ピストン１５の燃料差圧が低下し難くなっている。これは、アクチュエータ２の駆動負荷を増加させる要因となる。 In the fuel injection device FI of the third embodiment, as shown in FIG. 8, even when the communication passage 151 of the linear motion piston 15 is blocked by the first control valve 9, the high-pressure fuel in the high-pressure fuel passage 3 is discharged. It can flow into the second control chamber 34 through the communication passage 138 of the orifice plate 13 and the communication passage 322 of the second valve body 32. Therefore, the fuel pressure in the second control chamber 34 is unlikely to decrease, and as a result, the fuel differential pressure of the linear motion piston 15 is difficult to decrease. This is a factor that increases the drive load of the actuator 2.

この点、本実施形態の燃料噴射装置ＦＩでは、ＥＣＵ４００からＥＤＵ４０１に対して開弁指令が送信されることによりアクチュエータ２が伸張して第１制御弁９の底面が直動ピストン１５の上面に当接した際に、直動ピストン１５の連通路１５１，１５３が同時に第１制御弁９により閉塞される。すなわち、高圧燃料通路３内の高圧燃料が第２制御室３４に流入しなくなる。この状態は、その後に第１制御弁９により直動ピストン１５、直動サブピストン３０、及び第２制御弁３１が下方に押圧されることにより第２制御弁３１がオリフィスプレート１３の底面から離間した際にも、すなわち第２制御弁３１が開弁状態になった際にも維持されている。そのため、第２制御室３４内の高圧の燃料が第２バルブボディ３２の制御弁収容孔３２０を通じて低圧室１０１に流入する際に、すなわち第２制御室３４を減圧させる際に、高圧燃料通路３内の高圧燃料が第２制御室３４に流入することがないため、第３実施形態の燃料噴射装置ＦＩと比較すると、第２制御室３４内の燃料圧力をより減圧させ易くなる。結果的に、直動ピストン１５の燃料差圧を小さくすることができるため、アクチュエータ２の駆動負荷を低減させることが可能となる。また、高圧燃料通路３内の高圧燃料が低圧室１０１に流入することにより、燃料圧送用のポンプ仕事が増加することを抑制可能である。 In this regard, in the fuel injection device FI of the present embodiment, when the valve opening command is transmitted from the ECU 400 to the EDU 401, the actuator 2 expands and the bottom surface of the first control valve 9 hits the upper surface of the linear motion piston 15. At the time of contact, the communication passages 151 and 153 of the linear motion piston 15 are simultaneously blocked by the first control valve 9. That is, the high-pressure fuel in the high-pressure fuel passage 3 does not flow into the second control chamber 34. In this state, the linear motion piston 15, the linear motion sub-piston 30, and the second control valve 31 are subsequently pressed downward by the first control valve 9, so that the second control valve 31 is separated from the bottom surface of the orifice plate 13. That is, it is maintained even when the second control valve 31 is opened. Therefore, when the high-pressure fuel in the second control chamber 34 flows into the low-pressure chamber 101 through the control valve accommodating hole 320 of the second valve body 32, that is, when the pressure in the second control chamber 34 is reduced, the high-pressure fuel passage 3 Since the high-pressure fuel inside does not flow into the second control chamber 34, it becomes easier to reduce the fuel pressure in the second control chamber 34 as compared with the fuel injection device FI of the third embodiment. As a result, the fuel differential pressure of the linear motion piston 15 can be reduced, so that the drive load of the actuator 2 can be reduced. Further, it is possible to suppress an increase in pump work for fuel pumping due to the high pressure fuel in the high pressure fuel passage 3 flowing into the low pressure chamber 101.

＜第５実施形態＞
次に、燃料噴射装置ＦＩの第５実施形態について説明する。以下、第３実施形態の燃料噴射装置ＦＩとの相違点を中心に説明する。
図１１に示されるように、本実施形態の直動ピストン１５の内部には、直動サブピストン３０に代えて、第２制御弁３１が収容されている。第２制御弁３１の下端部には、他の部分よりも外径の大きい大径部３１０が形成されている。大径部３１０の先端面には、ピストン収容孔１３１の底面に当接する当接部３１１と、ピストン収容孔１３１の底面から離間して位置する受圧面３１２とが形成されている。 <Fifth Embodiment>
Next, a fifth embodiment of the fuel injection device FI will be described. Hereinafter, the differences from the fuel injection device FI of the third embodiment will be mainly described.
As shown in FIG. 11, a second control valve 31 is housed inside the linear motion piston 15 of the present embodiment in place of the linear motion subpiston 30. A large diameter portion 310 having a larger outer diameter than the other portions is formed at the lower end portion of the second control valve 31. The tip surface of the large diameter portion 310 is formed with an abutting portion 311 that abuts on the bottom surface of the piston accommodating hole 131 and a pressure receiving surface 312 that is located away from the bottom surface of the piston accommodating hole 131.

大径部３１０と直動ピストン１５の内壁面との間には、スプリング２９が圧縮された状態で収容されている。スプリング２９により第２制御弁３１が下方に付勢されることにより、第２制御弁３１は、その大径部３１０の当接部３１１がピストン収容孔１３１の底面に当接した状態で保持されている。このとき、第２制御弁３１は、オリフィスプレート１３の連通路１３７を閉塞する閉弁状態となっている。すなわち、第２制御弁３１が閉弁状態であるとき、第２制御室３４と低圧室１０１とは遮断されている。 A spring 29 is housed in a compressed state between the large diameter portion 310 and the inner wall surface of the linear motion piston 15. By urging the second control valve 31 downward by the spring 29, the second control valve 31 is held in a state where the contact portion 311 of the large diameter portion 310 is in contact with the bottom surface of the piston accommodating hole 131. ing. At this time, the second control valve 31 is in a closed state in which the communication passage 137 of the orifice plate 13 is closed. That is, when the second control valve 31 is in the closed state, the second control chamber 34 and the low pressure chamber 101 are shut off.

直動ピストン１５の上壁部１５０には、その内面から軸線ｍ２に沿って上方に延びるように凹部の溝１４１が形成されている。溝１４１には、第２制御弁３１の上部が摺動可能に挿入されている。溝１４１の上部には、溝１４１の内壁面と第２制御弁３１とにより囲まれる空間により第３制御室３６が形成されている。すなわち、第３制御室３６は、直動ピストン１５及び第２制御弁３１により構成されている。 The upper wall portion 150 of the linear motion piston 15 is formed with a groove 141 having a recess so as to extend upward along the axis m2 from the inner surface thereof. The upper portion of the second control valve 31 is slidably inserted into the groove 141. A third control chamber 36 is formed in the upper part of the groove 141 by a space surrounded by the inner wall surface of the groove 141 and the second control valve 31. That is, the third control chamber 36 is composed of the linear motion piston 15 and the second control valve 31.

直動ピストン１５には、第３制御室３６と制御弁収容室１２３とを連通させる連通路１５４が形成されている。連通路１５４には、オリフィス１５５が形成されている。制御弁収容室１２３内の高圧燃料が連通路１５４を通じて第３制御室３６に流入することにより、第３制御室３６には高圧の燃料が充填されている。第３制御室３６内に充填された燃料の圧力により第２制御弁３１は下方に付勢されている。 The linear motion piston 15 is formed with a communication passage 154 that communicates the third control chamber 36 and the control valve accommodating chamber 123. An orifice 155 is formed in the communication passage 154. The high-pressure fuel in the control valve accommodating chamber 123 flows into the third control chamber 36 through the communication passage 154, so that the third control chamber 36 is filled with the high-pressure fuel. The second control valve 31 is urged downward by the pressure of the fuel filled in the third control chamber 36.

次に、本実施形態の燃料噴射装置ＦＩの作用及び効果について説明する。
本実施形態の燃料噴射装置ＦＩでは、ＥＣＵ４００からＥＤＵ４０１に対して開弁指令が送信されることによりアクチュエータ２が伸張すると、第１制御弁９が開弁状態になるとともに、第１制御弁９の底面が直動ピストン１５の上面に当接する。これにより、直動ピストン１５の連通路１５３が第１制御弁９により閉塞されて、第１制御室２３内の燃料及び制御弁収容室１２３内の燃料が低圧室１０１に流入する。そのため、第１制御室２３内の燃料圧力及び制御弁収容室１２３内の燃料圧力が低下する。制御弁収容室１２３内の燃料圧力の低下により、第３制御室３６内の燃料圧力が低下するため、第２制御弁３１に付与されている下方の付勢力が低下する。そのため、第２制御弁３１は、第２制御室３４内の高圧燃料により大径部３１０の受圧面３１２に作用する力により上方に変位して開弁状態になる。 Next, the operation and effect of the fuel injection device FI of the present embodiment will be described.
In the fuel injection device FI of the present embodiment, when the actuator 2 is extended by transmitting a valve opening command from the ECU 400 to the EDU 401, the first control valve 9 is opened and the first control valve 9 is opened. The bottom surface abuts on the upper surface of the linear motion piston 15. As a result, the communication passage 153 of the linear motion piston 15 is blocked by the first control valve 9, and the fuel in the first control chamber 23 and the fuel in the control valve accommodating chamber 123 flow into the low pressure chamber 101. Therefore, the fuel pressure in the first control chamber 23 and the fuel pressure in the control valve accommodating chamber 123 decrease. Due to the decrease in the fuel pressure in the control valve accommodating chamber 123, the fuel pressure in the third control chamber 36 decreases, so that the downward urging force applied to the second control valve 31 decreases. Therefore, the second control valve 31 is displaced upward by the force acting on the pressure receiving surface 312 of the large diameter portion 310 by the high-pressure fuel in the second control chamber 34, and the valve is opened.

第２制御弁３１が開弁状態になると、第２制御室３４内の燃料が低圧室１０１に流入するため、第２制御室３４内の燃料圧力が低下する。これにより、直動ピストン１５に作用する燃料差圧が減少するため、第１制御弁９により直動ピストン１５を下方に変位させる際に直動ピストン１５に付与する必要のある力を減少させることができる。すなわち、アクチュエータ２の駆動負荷を減少させることができる。 When the second control valve 31 is opened, the fuel in the second control chamber 34 flows into the low pressure chamber 101, so that the fuel pressure in the second control chamber 34 drops. As a result, the fuel differential pressure acting on the linear motion piston 15 is reduced, so that the force required to be applied to the linear motion piston 15 when the linear motion piston 15 is displaced downward by the first control valve 9 is reduced. Can be done. That is, the drive load of the actuator 2 can be reduced.

＜他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・第２実施形態の燃料噴射装置ＦＩでは、直動サブピストン３０が直動ピストン１５に一体的に形成されていてもよい。この場合、直動ピストン１５の一部により制御室２３が構成されることになる。 <Other embodiments>
In addition, each of the above-mentioned embodiments can also be carried out in the following embodiments.
In the fuel injection device FI of the second embodiment, the linear motion sub-piston 30 may be integrally formed with the linear motion piston 15. In this case, the control chamber 23 is configured by a part of the linear motion piston 15.

・本開示は上記の具体例に限定されるものではない。上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素、及びその配置、条件、形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。 -The present disclosure is not limited to the above specific examples. Specific examples described above with appropriate design changes by those skilled in the art are also included in the scope of the present disclosure as long as they have the characteristics of the present disclosure. Each element included in each of the above-mentioned specific examples, and their arrangement, conditions, shape, and the like are not limited to those exemplified, and can be appropriately changed. The combinations of the elements included in each of the above-mentioned specific examples can be appropriately changed as long as there is no technical contradiction.

ＦＩ：燃料噴射装置
１：インジェクタボディ（本体）
２：アクチュエータ
３：高圧燃料通路
５：大径ピストン
８：小径ピストン
９：制御弁（第１制御弁）
１２：バルブボディ（本体）
１３：オリフィスプレート（本体，プレート部材）
１５：直動ピストン
１７：ノズルシリンダ
１８：ノズルニードル
２０：ノズルボディ（本体）
２１：噴射孔
２３：制御室（第１制御室）
２４：油密室
３０：直動サブピストン
３１：第２制御弁
３４：第２制御室
３６：第３制御室
１０１：低圧室
１３９：インオリフィス
１３８：連通路
１５１：連通路
１５３：連通路 FI: Fuel injection device 1: Injector body (main body)
2: Actuator 3: High-pressure fuel passage 5: Large-diameter piston 8: Small-diameter piston 9: Control valve (first control valve)
12: Valve body (main body)
13: Orifice plate (main body, plate member)
15: Linear piston 17: Nozzle cylinder 18: Nozzle needle 20: Nozzle body (main body)
21: Injection hole 23: Control room (first control room)
24: Oil-tight chamber 30: Direct acting sub-piston 31: Second control valve 34: Second control chamber 36: Third control chamber 101: Low pressure chamber 139: In orifice 138: Communication passage 151: Communication passage 153: Communication passage

Claims (4)

高圧の燃料が流通する高圧燃料通路（３）、前記高圧燃料通路を流れる燃料よりも低圧の燃料が流通する低圧室（１０１）、及び前記高圧燃料通路を流通する燃料を噴射する噴射孔（２１）を有する本体（１，１２，１３，２０，３２）と、
前記本体の内部において第１軸方向に往復動可能に収容され、前記噴射孔を開閉するノズルニードル（１８）と、
前記ノズルニードルに閉弁方向の圧力を付与する高圧の燃料が充填される制御室（２３）と、
前記ノズルニードルを前記第１軸方向に往復動可能に支持するとともに、前記ノズルニードルと共に前記制御室を形成するノズルシリンダ（１７）と、
前記ノズルニードルに対して偏芯して配置され、アクチュエータ（２）の伸縮駆動に基づいて前記第１軸方向とは異なる第２軸方向に往復動する大径ピストン（５）と、
前記大径ピストンと同軸上に配置されるとともに、前記大径ピストンの外径よりも小さい外径を有し、前記大径ピストンが変位した際に、前記大径ピストンとの間に設けられる油密室（２４）の内圧に基づいて前記第２軸方向に変位する小径ピストン（８）と、
前記アクチュエータが収縮状態である場合には前記制御室及び前記低圧室を遮断する閉弁状態になるとともに、前記アクチュエータの伸張に基づき前記小径ピストンが変位した際に開弁状態になることにより前記制御室及び前記低圧室を連通させる制御弁（９）と、
前記アクチュエータの伸張に基づき前記小径ピストンが変位した際に前記ノズルニードルと独立して変位することにより、前記アクチュエータの駆動力を前記制御室の油圧力を介して前記ノズルニードルに伝達して前記ノズルニードルを開弁方向に変位させる直動ピストン（１５）と、
前記直動ピストンに追従して軸方向に変位する直動サブピストン（３０）と、を備え、
前記直動サブピストンの一部が前記制御室を構成している
燃料噴射装置。 A high-pressure fuel passage (3) through which high-pressure fuel flows, a low-pressure chamber (101) through which fuel lower than the fuel flowing through the high-pressure fuel passage flows, and an injection hole (21) for injecting fuel flowing through the high-pressure fuel passage. ) With the main body (1,12,13,20,32),
A nozzle needle (18) that is housed inside the main body so as to be able to reciprocate in the first axial direction and opens and closes the injection hole.
A control chamber (23) filled with high-pressure fuel that applies pressure in the valve closing direction to the nozzle needle, and
A nozzle cylinder (17) that supports the nozzle needle so as to be reciprocating in the first axial direction and forms the control chamber together with the nozzle needle.
A large-diameter piston (5) that is eccentrically arranged with respect to the nozzle needle and reciprocates in a second axial direction different from the first axial direction based on the expansion / contraction drive of the actuator (2).
An oil that is arranged coaxially with the large-diameter piston, has an outer diameter smaller than the outer diameter of the large-diameter piston, and is provided between the large-diameter piston and the large-diameter piston when the large-diameter piston is displaced. A small-diameter piston (8) that is displaced in the second axial direction based on the internal pressure of the closed chamber (24),
When the actuator is in the contracted state, the valve is closed to shut off the control chamber and the low pressure chamber, and the valve is opened when the small-diameter piston is displaced based on the extension of the actuator. A control valve (9) that communicates the chamber and the low pressure chamber,
When the small diameter piston is displaced based on the extension of the actuator, the small diameter piston is displaced independently of the nozzle needle, so that the driving force of the actuator is transmitted to the nozzle needle via the hydraulic pressure of the control chamber and the nozzle is used. A linear acting piston (15) that displaces the needle in the valve opening direction,
A linear motion sub-piston (30) that follows the linear motion piston and is displaced in the axial direction is provided.
A part of the linear motion sub-piston constitutes the control chamber.
Fuel injection device. 高圧の燃料が流通する高圧燃料通路（３）、前記高圧燃料通路を流れる燃料よりも低圧の燃料が流通する低圧室（１０１）、及び前記高圧燃料通路を流通する燃料を噴射する噴射孔（２１）を有する本体（１，１２，１３，２０，３２）と、
前記本体の内部において第１軸方向に往復動可能に収容され、前記噴射孔を開閉するノズルニードル（１８）と、
前記ノズルニードルに閉弁方向の圧力を付与する高圧の燃料が充填される第１制御室（２３）と、
前記ノズルニードルを前記第１軸方向に往復動可能に支持するとともに、前記ノズルニードルと共に前記第１制御室を形成するノズルシリンダ（１７）と、
前記ノズルニードルに対して偏芯して配置され、アクチュエータ（２）の伸縮駆動に基づいて前記第１軸方向とは異なる第２軸方向に往復動する大径ピストン（５）と、
前記大径ピストンと同軸上に配置されるとともに、前記大径ピストンの外径よりも小さい外径を有し、前記大径ピストンが変位した際に、前記大径ピストンとの間に設けられる油密室（２４）の内圧に基づいて前記第２軸方向に変位する小径ピストン（８）と、
前記アクチュエータが収縮状態である場合には前記第１制御室及び前記低圧室を遮断する閉弁状態になるとともに、前記アクチュエータの伸張に基づき前記小径ピストンが変位した際に開弁状態になることにより前記第１制御室及び前記低圧室を連通させる第１制御弁（９）と、
前記アクチュエータの伸張に基づき前記小径ピストンが変位した際に前記ノズルニードルと独立して変位することにより、前記アクチュエータの駆動力を前記第１制御室の油圧力を介して前記ノズルニードルに伝達して前記ノズルニードルを開弁方向に変位させる直動ピストン（１５）と、
前記直動ピストンを内部に収容するとともに、高圧の燃料が充填される第２制御室（３４）を前記直動ピストンと共に構成するプレート部材（１３）と、
前記アクチュエータが収縮状態である場合には前記第２制御室及び前記低圧室を遮断する閉弁状態になるとともに、前記アクチュエータの伸張に基づき前記小径ピストンが変位した際に開弁状態になることにより前記第２制御室及び前記低圧室を連通させる第２制御弁（３１）と、
前記直動ピストン及び前記第２制御弁に当接する直動サブピストン（３０）と、を備える
燃料噴射装置。 A high-pressure fuel passage (3) through which high-pressure fuel flows, a low-pressure chamber (101) through which fuel lower than the fuel flowing through the high-pressure fuel passage flows, and an injection hole (21) for injecting fuel flowing through the high-pressure fuel passage. ) With the main body (1,12,13,20,32),
A nozzle needle (18) that is housed inside the main body so as to be able to reciprocate in the first axial direction and opens and closes the injection hole.
A first control chamber (23) filled with high-pressure fuel that applies pressure in the valve closing direction to the nozzle needle, and
A nozzle cylinder (17) that supports the nozzle needle so as to be reciprocating in the first axial direction and forms the first control chamber together with the nozzle needle.
A large-diameter piston (5) that is eccentrically arranged with respect to the nozzle needle and reciprocates in a second axial direction different from the first axial direction based on the expansion / contraction drive of the actuator (2).
An oil that is arranged coaxially with the large-diameter piston, has an outer diameter smaller than the outer diameter of the large-diameter piston, and is provided between the large-diameter piston and the large-diameter piston when the large-diameter piston is displaced. A small-diameter piston (8) that is displaced in the second axial direction based on the internal pressure of the closed chamber (24),
When the actuator is in the contracted state, the valve is closed to shut off the first control chamber and the low pressure chamber, and the valve is opened when the small-diameter piston is displaced based on the extension of the actuator. The first control valve (9) that communicates the first control chamber and the low pressure chamber,
When the small diameter piston is displaced based on the extension of the actuator, the small diameter piston is displaced independently of the nozzle needle, so that the driving force of the actuator is transmitted to the nozzle needle via the hydraulic pressure of the first control chamber. A linear motion piston (15) that displaces the nozzle needle in the valve opening direction, and
A plate member (13) that houses the linear motion piston inside and constitutes a second control chamber (34) filled with high-pressure fuel together with the linear motion piston.
When the actuator is in the contracted state, the valve is closed to shut off the second control chamber and the low pressure chamber, and the valve is opened when the small-diameter piston is displaced based on the extension of the actuator. A second control valve (31) that communicates the second control chamber and the low pressure chamber,
A linear motion subpiston (30) that abuts on the linear motion piston and the second control valve is provided.
Fuel injection device. 高圧の燃料が流通する高圧燃料通路（３）、前記高圧燃料通路を流れる燃料よりも低圧の燃料が流通する低圧室（１０１）、及び前記高圧燃料通路を流通する燃料を噴射する噴射孔（２１）を有する本体（１，１２，１３，２０，３２）と、
前記本体の内部において第１軸方向に往復動可能に収容され、前記噴射孔を開閉するノズルニードル（１８）と、
前記ノズルニードルに閉弁方向の圧力を付与する高圧の燃料が充填される第１制御室（２３）と、
前記ノズルニードルを前記第１軸方向に往復動可能に支持するとともに、前記ノズルニードルと共に前記第１制御室を形成するノズルシリンダ（１７）と、
前記ノズルニードルに対して偏芯して配置され、アクチュエータ（２）の伸縮駆動に基づいて前記第１軸方向とは異なる第２軸方向に往復動する大径ピストン（５）と、
前記大径ピストンと同軸上に配置されるとともに、前記大径ピストンの外径よりも小さい外径を有し、前記大径ピストンが変位した際に、前記大径ピストンとの間に設けられる油密室（２４）の内圧に基づいて前記第２軸方向に変位する小径ピストン（８）と、
前記アクチュエータが収縮状態である場合には前記第１制御室及び前記低圧室を遮断する閉弁状態になるとともに、前記アクチュエータの伸張に基づき前記小径ピストンが変位した際に開弁状態になることにより前記第１制御室及び前記低圧室を連通させる第１制御弁（９）と、
前記アクチュエータの伸張に基づき前記小径ピストンが変位した際に前記ノズルニードルと独立して変位することにより、前記アクチュエータの駆動力を前記第１制御室の油圧力を介して前記ノズルニードルに伝達して前記ノズルニードルを開弁方向に変位させる直動ピストン（１５）と、
前記直動ピストンを内部に収容するとともに、高圧の燃料が充填される第２制御室（３４）を前記直動ピストンと共に構成するプレート部材（１３）と、
前記アクチュエータが収縮状態である場合には前記第２制御室及び前記低圧室を遮断する閉弁状態になるとともに、前記アクチュエータの伸張に基づき前記小径ピストンが変位した際に開弁状態になることにより前記第２制御室及び前記低圧室を連通させる第２制御弁（３１）と、を備え、
前記第２制御弁及び前記直動ピストンは、前記第１制御室に連通される第３制御室（３６）を構成している
燃料噴射装置。 A high-pressure fuel passage (3) through which high-pressure fuel flows, a low-pressure chamber (101) through which fuel lower than the fuel flowing through the high-pressure fuel passage flows, and an injection hole (21) for injecting fuel flowing through the high-pressure fuel passage. ) With the main body (1,12,13,20,32),
A nozzle needle (18) that is housed inside the main body so as to be able to reciprocate in the first axial direction and opens and closes the injection hole.
A first control chamber (23) filled with high-pressure fuel that applies pressure in the valve closing direction to the nozzle needle, and
A nozzle cylinder (17) that supports the nozzle needle so as to be reciprocating in the first axial direction and forms the first control chamber together with the nozzle needle.
A large-diameter piston (5) that is eccentrically arranged with respect to the nozzle needle and reciprocates in a second axial direction different from the first axial direction based on the expansion / contraction drive of the actuator (2).
An oil that is arranged coaxially with the large-diameter piston, has an outer diameter smaller than the outer diameter of the large-diameter piston, and is provided between the large-diameter piston and the large-diameter piston when the large-diameter piston is displaced. A small-diameter piston (8) that is displaced in the second axial direction based on the internal pressure of the closed chamber (24),
When the actuator is in the contracted state, the valve is closed to shut off the first control chamber and the low pressure chamber, and the valve is opened when the small-diameter piston is displaced based on the extension of the actuator. The first control valve (9) that communicates the first control chamber and the low pressure chamber,
When the small diameter piston is displaced based on the extension of the actuator, the small diameter piston is displaced independently of the nozzle needle, so that the driving force of the actuator is transmitted to the nozzle needle via the hydraulic pressure of the first control chamber. A linear motion piston (15) that displaces the nozzle needle in the valve opening direction, and
A plate member (13) that houses the linear motion piston inside and constitutes a second control chamber (34) filled with high-pressure fuel together with the linear motion piston.
When the actuator is in the contracted state, the valve is closed to shut off the second control chamber and the low pressure chamber, and the valve is opened when the small-diameter piston is displaced based on the extension of the actuator. A second control valve (31) for communicating the second control chamber and the low pressure chamber is provided.
The second control valve and the linear motion piston form a third control chamber (36) communicating with the first control chamber.
Fuel injection device. 前記第２制御室及び前記高圧燃料通路を連通させるとともにインオリフィス（１３９）が形成される連通路（１３８）を更に備える
請求項２又は３に記載の燃料噴射装置。
The fuel injection device according to claim 2 or 3 , further comprising a communication passage (138) in which the second control chamber and the high-pressure fuel passage are communicated with each other and an in orifice (139) is formed.
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