JPH10288113A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料噴射弁において燃料の圧力を高く設定す
ることなく噴射期間が短くしかも応答性よく燃料を噴射
することである。 【解決手段】 圧送された燃料を一時的に保持する蓄圧
室２０１ａを有し、これより燃料が送出される燃料流路
１０１ａと噴口１０２間の連通と遮断とを弁ニードル１
４により切り換える燃料噴射弁において、蓄圧室２０１
ａにその容積を拡縮せしめるアクチュータ２７を設け、
これを開弁時に蓄圧室２０１ａ容積が縮小するように設
定する。開弁時に蓄圧室２０１ａ容積が縮小すると圧力
波が蓄圧室２０１ａから燃料流路１０１ａ先端に瞬時に
達し、燃料流路１０１ａに速やかに燃料の流れが形成さ
れ、燃料の圧力の設定を高くすることなく高圧化した燃
料が応答性よく噴射される。高圧燃料の噴射により噴射
期間の短縮が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は燃料噴射弁に関し、
特に蓄圧式の燃料噴射弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関に用いられる燃料噴射弁では、
燃料供給源から圧送された燃料が燃料流路を介して噴口
へと送出され、噴口より外部に噴射される。蓄圧式のも
のでは燃料流路の上流側に蓄圧室が設けられ、燃料供給
源から圧送される燃料が一時保持されるようになってい
る。燃料の噴射は所定の時期に弁ニードルを開弁駆動せ
しめることで行われる。弁ニードルを駆動するための手
段として弁ニードルの背圧室の圧力を制御する制御油圧
室を備えた燃料噴射弁があり、例えば特開平４−６７０
２６号公報、特開平７−２５３０６９号公報等に開示さ
れている。この種の燃料噴射弁では、制御油圧室の燃料
圧力を増減することで、開閉弁を切り換え、一定の期
間、燃料が噴射される。

【０００３】この噴射期間は長いと燃料の拡散が不均一
になりやすく、特にディーゼルエンジンでは噴射から着
火までの時間が短いためスモークの排出等の排気特性が
悪化するおそれがある。このため噴射燃料が均一に拡散
するように噴射期間を短縮することが要請されている。
そこで噴射率を上げるべく弁ニードルのリフト量を大き
くしたり、燃料を高圧化することが検討されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらリフト量
が増えると弁ニードルの行程容積も大きくなるから、制
御油圧室は燃料圧力の制御幅が大きくなり応答性よく開
弁できず、噴射期間を十分短縮するのは困難である。ま
た蓄圧室の燃料圧力の設定を高くすると開弁が瞬時に行
われ噴射期間を短縮する効果はあるが、装置の大型化、
コスト増が避けられない。また燃料圧力の設定を高くし
ても開弁してから燃料流路に燃料の流れが形成されるま
での応答遅れがある。

【０００５】そこで本発明は、燃料圧力の設定を高くし
ないで噴射期間を短縮することができ、しかも応答性よ
く燃料を噴射することのできる燃料噴射弁を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、燃料供給源より圧送される燃料が蓄圧室において一
時的に保持され、この燃料を燃料流路から噴口に送出す
るようになし、燃料流路と噴口間の遮断と連通とを切り
換える弁ニードルの開閉弁作動を、弁ニードルに対して
開弁方向に作用する燃料流路の燃料の圧力とは逆方向に
作用する弁ニードルの背圧室の圧力を制御する制御油圧
室の圧力を増減することにより行う燃料噴射弁におい
て、上記蓄圧室にその容積を拡縮せしめるアクチュエー
タを設け、アクチュエータを、開弁時に蓄圧室容積が縮
小するように設定する。

【０００７】開弁時に、アクチュエータの作動により蓄
圧室容積が縮小すると、蓄圧室に高い圧力の圧力波が発
生し、燃料流路を進行して瞬時に燃料流路先端に達す
る。これにより応答遅れを生じることなく燃料流路に噴
口へ向かう燃料の流れが形成されて噴口より高圧の燃料
が噴射され高い噴射率が得られる。しかして噴射期間の
短縮が図れる。しかも圧力波を発生させることにより高
圧の燃料を噴射させられるから、燃料供給手段が圧送す
る燃料の圧力を高く設定する必要はない。

【０００８】請求項２記載の発明では、上記蓄圧室を燃
料の送出側に向けて縮径するテーパ状に形成すること
で、上記圧力波は送出側に向けて進行するに伴い増幅さ
れ、一層高圧の燃料を噴射させられる。

【０００９】請求項３記載の発明では、上記アクチュエ
ータを、弁ニードルの閉弁時に蓄圧室容積が拡大するよ
うに設定することで、閉弁時に、弁ニードルに対し開弁
方向に作用する力が減少し瞬時に閉弁する。すなわち噴
射のシャープカットが実現できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）本発明の燃料噴射弁を図１に示す。燃
料噴射弁は直噴型ディーゼルエンジンの燃焼室内に燃料
を噴射するために各気筒ごとに装着される。例えば４気
筒の場合、４個装着される。燃料噴射弁は、ノズル部
１、蓄圧制御部２、ニードル背圧制御部３を備え、ノズ
ル部１と蓄圧制御部２間はノズル部１への噴射用燃料の
供給用の鋼管４１で接続され、ノズル部１とニードル背
圧制御部３は、開閉弁作動の制御用燃料が充填される鋼
管４２で接続されている。

【００１１】ノズル部１はノズルホルダ１１およびノズ
ルチップ１２が対向端面で密着しリテーナ１３にて締結
されて一体化している。ノズルチップ１２は、段付きの
棒状部材に上記対向端面に開口する縦穴１０１が形成さ
れたもので、先端部には外部と縦穴１０１とを連通せし
める複数の小径の噴口１０２が形成してある。

【００１２】ノズルホルダ１１およびノズルチップ１２
には、一端が縦穴１０１の側面に開口し、他端が鋼管４
１と接続される流路１０３が形成してある。

【００１３】ノズルホルダ１１には、ノズルチップ１２
の縦穴１０１と対向してこれよりもやや小径の穴１０４
が形成してある。ノズルホルダ１１にはこの穴１０４と
制御用の鋼管４２とを連通せしめる流路１０５が形成し
てある。

【００１４】縦穴１０１には弁ニードル１４が挿置して
ある。弁ニードル１４は先端側の弁体部１４１と基部側
の軸部１４２とからなる。弁体部１４１は下方が縮径す
る円錐面に形成され、これと対向する縦穴１０１の底部
１０１ｂは、下方が縮径するテーパ状に形成され、弁体
部１４１が着座するシート面１０１ｂとしてある。

【００１５】弁ニードル１４の軸部１４２は、大径部分
１４２ａが縦穴１０１側面と褶接し上下動可能としてあ
る。この褶接部のクリアランスは数μｍであり、縦穴１
０１が弁ニードル１４の大径部分１４２ａよりも上側と
下側とに遮断される。しかして鋼管４１から燃料が流路
１０３を介して縦穴１０１の上記下側の部分である燃料
流路１０１ａに到り、燃料流路１０１ａより噴口１０２
へ送出されるようになっている。

【００１６】燃料流路１０１ａの燃料は、その圧力が弁
ニードル１４の大径部分１４２ａの段部１４２ｂ等にお
いて弁ニードル１４に対し図の上方に作用すなわち開弁
方向に作用するようになっている。

【００１７】弁ニードル１４の上方に、ノズルチップ１
２の縦穴１０１とノズルホルダ１１の穴１０４とで形成
される空間１０６が背圧室たるニードル背圧室１０６と
してある。ニードル背圧室１０６にはコイルばね１５が
設けてあり、ニードル背圧室１０６の燃料圧力とともに
弁ニードル１４を閉弁方向に付勢している。弁ニードル
１４の開閉作動は、上記の閉弁方向の力を制御すること
で行われる。

【００１８】弁ニードル１４は、リフトしたときの基端
面位置がノズルホルダ１１の対向端面で規定され、最大
リフト量が決定される。

【００１９】蓄圧制御部２はブロック状のチェック弁ホ
ルダ２１と、有底筒状のピエゾホルダ２２とを備えてい
る。チェック弁ホルダ２１にはその上端面に開口する大
きな深穴２０１が形成され、これをピエゾホルダ２２が
塞いでいる。

【００２０】チェック弁ホルダ２１にはまた、横穴２０
２が形成してあり、一端が深穴２０１の側面に開口し、
他端が図略の燃料供給源たる間欠型圧送ポンプ（以下、
単に圧送ポンプという）から燃料が供給されるインレッ
ト２０２ａに通じている。

【００２１】横穴２０２の中程にはチェック弁２３が設
けてある。チェック弁２３は横穴２０２の拡径部２０２
ｂにこれよりもやや小径の鋼球でなる弁体２３１が挿入
されたもので、拡径部２０２ｂはインレット２０２ａ側
の側面がインレット２０２ａ側が縮径するテーパ面に形
成され、弁体２３１が着座するシート面としてある。拡
径部２０２ｂにはこれと略同径のコイルばね２３２が挿
入され、弁体２３１を閉弁方向に付勢し、インレット２
０２ａよりばね力以上の圧力での燃料の圧送のみが許容
される。

【００２２】チェック弁ホルダ２１には深穴２０１の下
方に上下方向に流路２０３が形成してあり、その一端は
深穴２０１に通じ、他端は燃料供給用の鋼管４１が接続
されるアウトレット２０３ａと通じている。

【００２３】ピエゾホルダ２２には、チェック弁ホルダ
２１側に短寸の筒状部材２４が嵌入してある。筒状部材
２４には、その内径と略同径のピストンポンプ２５が挿
置され、褶動するようになっている。ピストンポンプ２
５の下方に深穴２０１で形成される空間２０１ａが蓄圧
室２０１ａとしてある。蓄圧室２０１ａは下半部２０１
ｂが下方すなわち流路２０３の開口部に向けて縮径する
テーパ部２０１ｂとしてある。

【００２４】ピストンポンプ２５の側面には上端位置に
凸部２５１が形成してある。凸部２５１と筒状部材２４
とで形成された空間には略環状の皿ばね２６が介設して
あり、ピストンポンプ２５を上方に付勢している。

【００２５】ピエゾホルダ２２には、ピストンポンプ２
５の上方に、これを変位せしめるための電歪式アクチュ
エータ２７が配設してある。電歪式アクチュエータ２７
は直径２０mm、厚さ０．５mmの円板状のピエゾ素子（Ｐ
ＺＴ素子）と、直径２０mm、厚さ０．０２mmのＳＵＳ板
とを交互に積層して円柱状に構成したもので、積層する
ピエゾ素子は例えば２００枚である。電歪式アクチュエ
ータ２７の上端からは、ＳＵＳ板に電圧を印加するため
のリード線２７１が引き出してある。リード線２７１と
上記ＳＵＳ板とは、各々のＰＺＴ素子の厚み方向に並列
に電圧が印加されるように接続されている。電歪式アク
チュエータ２７は図略の蓄圧室用の駆動回路によりリー
ド線２７１を介して給電されるようになっている。

【００２６】電歪式アクチュエータ２７に用いられるＰ
ＺＴ素子にはチタン酸ジルコン酸鉛を主成分として焼成
により製作した強誘電体セラミックスが好適に用いられ
る。これはピエゾ効果を有する代表的なもので、その物
性が、厚み方向に電圧（ピエゾ電圧）が５００Ｖとなる
まで充電をすると０．５μｍ厚みが増し、逆に５００Ｖ
のピエゾ電圧が生じている状態において放電させると
０．５μｍ厚みが減るというものである。本実施形態の
電歪式アクチュエータ２７では、ＰＺＴ素子が２００
枚、機械的には直列にかつ電気的には並列に結合してい
るので、充放電によりピエゾ素子の積層方向（上下方
向）に１００μｍの伸縮を可能としてある。

【００２７】電歪式アクチュエータ２７には、皿ばね２
６によりピストンポンプ２５を介して常時、約５０ｋｇ
ｆのプリセット荷重がかかっている。しかして電歪式ア
クチュエータ２７の充放電による伸縮でピストンポンプ
２５が上下動し蓄圧室２０１ａの容積が拡縮するように
なっている。

【００２８】ニードル背圧制御部３は、蓄圧制御部２と
類似の構成を有し、一体化したブロック状のチェック弁
ホルダ３１および有底筒状のピエゾホルダ３２とを備え
ている。チェック弁ホルダ３１にはその上端面に開口す
る深穴３０１が形成され、これをピエゾホルダ３２が塞
いでいる。

【００２９】チェック弁ホルダ３１には深穴３０１に通
じる２つの流路３０２，３０３が形成され、流路３０２
は、一端がインレット３０２ａに通じ上記圧送ポンプよ
り燃料が導入される。流路３０２の途中には蓄圧制御部
２のチェック弁２３と実質的に同じ構成のチェック弁３
３が設けてあり、インレット３０２ａ側から燃料が圧送
された時にのみ開弁するようになっている。流路３０３
は一端が制御用の鋼管４２と接続されるアウトレット３
０３ａと通じている。

【００３０】ピエゾホルダ３２に嵌入された筒状部材３
４には、ピストンポンプ３５が褶動自在に挿入され、こ
れをその上方に設けられた電歪式アクチュエータ３７と
皿ばね３６により上下動せしめるようになっている。ピ
ストンポンプ３５の下方に、深穴３０１により形成され
た空間３０１ａが制御油圧室たるポンプ室３０１ａとし
てあり、その容積が電歪式アクチュエータ３７の充放電
により拡縮するようになっている。

【００３１】ニードル背圧制御部３は上記圧送ポンプか
ら燃料が圧送されると、その燃料がニードル背圧制御部
３のポンプ室３０１ａ、流路３０３、鋼管４２、ノズル
部１の流路１０５、ニードル背圧室１０６に、開閉制御
用の燃料として充填される。これによりポンプ室２０１
ａの容積が電歪式アクチュエータ２７の充放電により拡
縮するとニードル背圧室１０６の燃料の圧力が変化し、
弁ニードル１４に対する閉弁方向の作用力が制御される
ようになっている。

【００３２】鋼管４１，４２は、噴射用燃料供給用４１
が内径φ１．６〜φ４のものを用い圧損が小さく速やか
に燃料が供給されるようにしている。制御用４２は内径
φ１〜φ２のものを用いて上記開閉制御用の燃料をでき
るだけ少なくし電歪式アクチュエータ２７の変位に対し
て大きなニードル背圧室１０６圧力変化が得られるよう
にしている。

【００３３】上記燃料噴射弁の作動を説明する。図２は
上記燃料噴射弁の作動状態を示すタイムチャートであ
る。時刻ｔ1 においては、ニードル背圧制御部３の電歪
式アクチュエータ３７は充電して（図２の（ハ））伸び
た状態としてあり、ピストンポンプ３５が最下位置にあ
ってポンプ室３０１ａ容積が最小である。また蓄圧制御
部２の電歪式アクチュエータ２７は放電して（図２の
（ヘ））縮んだ状態としてあり、ピストンポンプ２５が
最上位置にあって蓄圧室１０１ａ容積が最大である。こ
の状態において弁ニードル１４が閉となるように、燃料
の圧力が弁ニードル１４に作用する面の上下方向面積、
コイルばね１５のばね力を設定しておく。

【００３４】さて時刻ｔ1 の時、上記圧送ポンプから燃
料が蓄圧制御部２のインレット２０２ａおよびニードル
背圧制御部３のインレット３０２ａへ間欠圧送される
（図２の（イ））。蓄圧制御部２のチェック弁２３は、
インレット２０２ａ圧力が高まりコイルばね２３２のば
ね力よりも優勢となる時刻ｔ2 の時、開き、燃料が蓄圧
室２０１ａへ供給される。蓄圧室２０１ａに流入した燃
料は、流路２０３から鋼管４１を通ってノズル部１に供
給され、ノズル部１では流路１０３から燃料流路１０１
ａに到り、蓄圧室２０１ａ圧力は上昇する（図２の
（ヘ））。

【００３５】ニードル背圧制御部３のポンプ室３０１
ａ、ノズル部１のニードル背圧室１０６等に充填されて
いる上記開閉制御用の燃料は、エンジンの最初の起動時
に充填された以後、チェック弁３３により、僅かな漏れ
以外に減じることがない。したがって圧送ポンプからは
上記漏れに相当する分だけがチェック弁３３を通ってポ
ンプ室３０１ａに流入し、ニードル背圧室１０６の圧力
は殆ど変化しない。

【００３６】蓄圧制御部２のインレット２０２ａ圧力が
最大となるｔ3 の時、圧送ポンプの圧送作動は終了しそ
の後インレット２０２ａ圧力は低下し（図２の
（イ））。チェック弁２３は閉じ燃料の供給が終了す
る。その後はチェック弁２３により蓄圧室２０１ａの燃
料圧力が保持される。

【００３７】その後、所定のタイミング（時刻ｔ4 ）で
図略の制御装置より噴射信号が入力すると（図２の
（ロ））、ニードル背圧制御部３の伸びた状態の電歪式
アクチュエータ３７が放電せしめられ縮む（図２の
（ハ））。これによりポンプ室３０１ａの容積が拡大
し、これと連通するニードル背圧室１０６の圧力が減圧
される（図２の（ニ））。しかして弁ニードル１４に作
用するニードル背圧室１０６の圧力とコイルばね１５の
バネ力とよりなる閉弁方向の力が減少し、燃料流路１０
１ａの圧力よりなる開弁方向の力よりも小さくなる時刻
ｔ5 の時、弁ニードル１４は開弁する。これと同時に縮
んだ状態の蓄圧制御部２の電歪式アクチュエータ２７が
充電せしめられ（図２の（ホ））伸びる。これによりピ
ストンポンプ２５が下方に変位し蓄圧室２０１ａ容積が
縮小して蓄圧室２０１ａの圧力が加圧される（図２の
（ヘ））。

【００３８】このときピストンポンプ２５の下方への変
位により、蓄圧室２０１ａは、ピストンポンプ２５の下
端面位置において大きな圧力波が発生し、下方に向けて
進行する。蓄圧室２０１ａのテーパ部２０１ｂが下方に
向けて縮小しているから、圧力波は進行するにつれて増
圧し音速で燃料流路１０１ａ先端に達する。これにより
蓄圧室２０１ａから燃料流路１０１ａ先端へ向けて燃料
の流れが瞬時に形成され、応答遅れを生じることなく噴
口１０２より高圧の燃料が噴射される。

【００３９】燃料の噴射が行われることにより蓄圧室２
０１ａの燃料圧力は減圧され（図２の（ヘ））、噴射率
はピーク値をとった後、漸次低下し噴射が終了する（図
２の（ト））。

【００４０】この噴射では高圧燃料が噴射されることに
なるから、噴射期間は短くて済む。しかも燃料の高圧化
が能力の高い圧送ポンプの使用等によることなく実現で
き、装置の大型化や大幅なコスト増といった弊害がな
い。

【００４１】噴射信号の終点である時刻ｔ6 になると、
ニードル背圧制御部３の電歪式アクチュエータ３７を充
電して（図２の（ハ））再び伸ばすと、ピストンポンプ
３５が下方に変位してポンプ室３０１ａ容積が減少し、
ニードル背圧室１０６圧力が上昇する（図２の
（ニ））。しかして再び閉弁方向の力が開弁方向の力よ
りも優勢となり閉弁する。

【００４２】蓄圧制御部２の電歪式アクチュエータ２７
は、噴射信号終点後に放電し（図２の（ホ））縮めてお
き、次回のサイクルの噴射に備える。なお電歪式アクチ
ュエータ２７の放電開始時期は、図例のようにニードル
背圧制御部３の電歪式アクチュエータ３７が充電を開始
する時刻ｔ6 とするのがよい。蓄圧制御部２の電歪式ア
クチュエータ２７が縮むことにより蓄圧室２０１ａ容積
が拡大して蓄圧室２０１ａの圧力が低下し開弁方向の作
用力が低下するから瞬時に弁ニードル１４が閉弁し良好
な燃料切れが実現できるからである。

【００４３】その後、時刻ｔ7 において、上記圧送ポン
プから燃料が蓄圧制御部２のインレット２０２ａに流入
する。時刻ｔ7 は実質的にｔ1 と同じであり、上記ｔ1
〜ｔ7 を１サイクルとして作動が繰り返される。

【００４４】（第２実施形態）本発明の別の燃料噴射弁
を図３に示す。これは、ニードル背圧室圧力をポンプ室
の容積の拡縮により制御するように構成した図１のニー
ドル背圧制御部３に代えて別のニードル背圧制御部５と
したもので、図中、図１と同一番号を付したものは実質
的に同じ作動をするので説明を省略し第１実施形態との
相違点を中心に説明する。

【００４５】ニードル背圧制御部５はハウジング５１に
形成した深穴５０１にブロック部材５２が嵌設してあ
る。ブロック部材５２は図中左下に肉欠き部５２ａが形
成してあり、肉欠き部５２ａによりブロック部材５２、
ハウジング５１を壁とする空間５０２，５０３が形成さ
れる。空間５０２，５０３は、隔壁５３によりアキュム
レータ室５０２と制御油圧室たるポンプ室５０３とに分
割してある。隔壁５３にはオリフィス５３ａが形成して
あり、アキュムレータ室５０２とポンプ室５０３間で制
限された燃料の流通が可能である。アキュムレータ室５
０２はチェック弁３３が設けられた流路３０２を介して
インレット３０２ａに通じている。ポンプ室５０３はそ
の下方に形成された流路３０３を介し、制御用の鋼管４
２と接続されるアウトレット３０３ａに通じている。

【００４６】ハウジング５１の深穴５０１にはまた、ブ
ロック部材５２の上方にソレノイド部５４が嵌設してあ
る。ブロック部材５２とソレノイド部５４とではさまれ
た空間５０５は流路５０６を介して別のアウトレット５
０６ａに通じている。このアウトレット５０６ａには図
略の燃料タンクへ通じる配管が接続される。

【００４７】ポンプ室５０３の上壁には貫通穴５０４が
形成され、ポンプ室５０３と空間５０５とを連通する連
通路５０４としてある。

【００４８】連通路５０４の上方にはこれを開閉するバ
ルブニードル５５が設けてある。バルブニードル５５
は、上半部が、ソレノイド部５４に鉛直方向に形成した
縦穴５０７に挿置され上下動可能としてあり、縦穴５０
７に挿入されたコイルばね５７により常時下方に付勢さ
れている。バルブニードル５５には同軸に円板状のアー
マチャ５６が結合している。

【００４９】ソレノイド部５４はアーマチャ５６を電磁
駆動するもので、鉄心５４１にソレノイドコイル５４２
を巻装してあり、ソレノイドコイル５４２に通電する
と、アーマチャ５６を吸引してバルブニードル５５が連
通路５０４を開くようになっている。

【００５０】ニードル背圧制御部５は上記圧送ポンプか
ら燃料が圧送されると、その燃料がニードル背圧制御部
５のアキュムレータ室５０２に充填されるとともに、ポ
ンプ室５０３、流路３０３、鋼管４２、ノズル部１の流
路１０５、ニードル背圧室１０６に、開閉制御用の燃料
として充填される。開閉制御用の燃料は、連通路５０４
が開くと減少してニードル背圧室１０６の燃料の圧力が
低下し、その後連通路５０４が閉じるとアキュムレータ
室５０２から補充されてニードル背圧室１０６の燃料の
圧力が上昇するようになっており、弁ニードル１４に対
する閉弁方向の作用力が制御されるようになっている。

【００５１】上記燃料噴射弁の作動を説明する。図４は
上記燃料噴射弁の作動状態を示すタイムチャートで、噴
射作動の１サイクルの最初の時刻ｔ1 には、第１実施形
態と同様に蓄圧制御部２の電歪式アクチュエータ２７は
放電し（図４の（ホ））、ピストンポンプ２５は最上位
置にある。ニードル背圧制御部５のソレノイド部５４は
オフし（図４の（ハ））バルブニードル５５が連通路５
０４を閉じている。この状態で、圧送ポンプから燃料が
ニードル背圧制御部５のインレット３０２ａおよび蓄圧
制御部２のインレット２０２ａへ間欠圧送される（図４
の（イ））。蓄圧制御部２は、第１実施形態と同様に時
刻ｔ2 の時にチェック弁２３が開いて蓄圧室２０１ａへ
の燃料の供給が開始され時刻ｔ3 の時閉じて燃料の供給
が終了し、蓄圧室２０１ａ圧力は所定の圧力に達する
（図４の（ヘ））。

【００５２】ニードル背圧制御部５のポンプ室５０３等
に充填された開閉制御用の燃料は後述するように上記１
サイクル中に減少した分がアキュムレータ室５０２に圧
送され、ニードル背圧室１０６圧力は所定値に達する
（図４の（ニ））。

【００５３】所定のタイミング（時刻ｔ4 ）で図略の制
御装置より噴射信号が入力すると、ソレノイド部５４が
通電し（図４の（ハ））アーマチャ５６を吸引し、バル
ブニードル５５が連通路５０４を開く。ポンプ室５０３
の燃料が一部連通路５０４から空間５０５、流路５０
６、アウトレット５０６ａを介して上記燃料タンクに排
出されニードル背圧室１０６の圧力は減圧される（図４
の（ニ））。アキュムレータ室５０２はポンプ室５０３
と連通しているが、燃料の流通はオリフィス５３ａによ
り制限されているので殆ど変化しない。

【００５４】ニードル背圧室１０６の圧力とコイルばね
１５のバネ力とよりなる閉弁方向の力が減少し、蓄圧室
２０１ａの圧力よりなる開弁方向の力よりも小さくなる
時刻ｔ5 の時、弁ニードル１４は開弁する。これと同時
に蓄圧制御部２の縮んだ状態の電歪式アクチュエータ２
が充電せしめられ（図４の（ホ））伸びる。これにより
ピストンポンプ２５が下方に変位しピストンポンプ２５
の下端面位置において発生する圧力波の作用により噴口
１０２より燃料が瞬時に噴射され、第１実施形態と同様
の効果が得られる。

【００５５】燃料の噴射が行われることにより蓄圧室２
０１ａの燃料圧力は減圧され（図４の（ヘ））、噴射率
はピーク値をとった後、漸次低下する（図４の
（ト））。

【００５６】噴射信号の終点である時刻ｔ6 になると、
ニードル背圧制御部５のソレノイド部５４をオフして
（図４の（ハ））バルブニードル５５が再び連通路５０
４を閉じるとポンプ室５０３にアキュムレータ室５０２
から高圧燃料が流入しノズル部１のニードル背圧室１０
６の圧力が増圧される（図４の（ニ））。このときの圧
力は連通路５０４が開いているときにアウトレット５０
６ａより排出される燃料の分、噴射信号が入力する前の
時点における圧力よりも多少小さなものになる。

【００５７】蓄圧制御部２の電歪式アクチュエータ２７
は、噴射信号終了後、好ましくは第１実施形態のように
噴射信号終了時ｔ6 に放電し縮めておき、次回の噴射に
備える。

【００５８】なお上記各実施形態では蓄圧室をテーパ状
としたが、必ずしもこれに限定されるものではない。

【００５９】またノズル部、蓄圧制御部、ニードル背圧
制御部を別体に構成したが、一体に構成してもよい。

【００６０】燃料の噴射は、弁ニードルの開弁中に蓄圧
室の増減圧をすることにより分割噴射としてもよい。こ
の場合、弁ニードルの開閉弁を伴わないので、応答性の
よい分割噴射が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃料噴射弁の全体断面図である。

【図２】本発明の燃料噴射弁の作動を説明するタイムチ
ャートである。

【図３】本発明の別の燃料噴射弁の全体断面図である。

【図４】本発明の別の燃料噴射弁の作動を説明するタイ
ムチャートである。

【符号の説明】

１ ノズル部 １０１ａ 燃料流路 １０２ 噴口 １４ 弁ニードル １０６ ニードル背圧室（背圧室） ２ 蓄圧制御部 ２０１ａ 蓄圧室 ２７ 電歪式アクチュエータ（アクチュエータ） ３，５ ニードル背圧制御部 ３０１ａ，５０３ ポンプ室（制御油圧室）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料供給源より圧送される燃料を一時的
   に保持する蓄圧室と、蓄圧室からの燃料を噴口に送出す
   る燃料流路と、燃料流路と噴口間の遮断と連通とを切り
   換える弁ニードルと、弁ニードルに対して開弁方向に作
   用する燃料流路の燃料の圧力とは逆方向に作用する弁ニ
   ードルの背圧室の燃料圧力を制御する制御油圧室とを有
   し、制御油圧室の圧力を増減して弁ニードルを開閉弁す
   るようになした燃料噴射弁において、上記蓄圧室にその
   容積を拡縮せしめるアクチュエータを設け、アクチュエ
   ータを、開弁時に蓄圧室容積が縮小するように設定した
   ことを特徴とする燃料噴射弁。
2. 【請求項２】 請求項１記載の燃料噴射弁において、上
   記蓄圧室は燃料の送出側に向けて縮径するテーパ状に形
   成した燃料噴射弁。
3. 【請求項３】 請求項１または２いずれかに記載の燃料
   噴射弁において、上記アクチュエータを、閉弁時に蓄圧
   室容積が拡大するように設定した燃料噴射弁。