JPH10288118A - Fuel injection valve of engine - Google Patents

Fuel injection valve of engine

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JPH10288118A
JPH10288118A JP9102231A JP10223197A JPH10288118A JP H10288118 A JPH10288118 A JP H10288118A JP 9102231 A JP9102231 A JP 9102231A JP 10223197 A JP10223197 A JP 10223197A JP H10288118 A JPH10288118 A JP H10288118A
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pressure chamber
piston
fuel
valve
actuator
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雅彦 勝
Masahiko Iiizumi
雅彦 飯泉
Takayuki Arai
孝之 荒井
Takashi Fukuda
隆 福田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent temporary fuel injection at the time of breaking of wire by contracting an actuator by interrupting voltage impression on the actuator, reducing volume of a pressure chamber in company with energizing force, causing rapid pressure increase into pressure chamber and rapid pressure increase in a differential pressure chamber via a communicating path, resulting in closing of a valve against the fuel pressure. SOLUTION: When opening a valve, a piezoactuator 10 is driven to elongate against a return spring 22 according to voltage impressed by synchronizing with an engine revolution. When closing the valve, the piezoactuator is contracted by interrupting voltage impression on the piezoactuator 10. According to this contraction, volume of a pressure chamber 7 is reduced by energizing force of the return spring 22 and the pressure in the pressure chamber 7 rapidly increases. The pressure in a differential pressure chamber 8 which is communicated with the pressure chamber 7 via a communicating path 17 rapidly increased, energizing force of the return spring 4 is added and a needle valve 2 is closed against fuel pressure of a fuel pressure chamber 3. Thus, fuel injection can be prevented because valve closing operation is performed when voltage impression is interrupted due to breaking of wire.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、圧電素子または
磁歪素子等のアクチュエータを介して針弁前後の燃料圧
力を変化させることにより針弁を開閉駆動するエンジン
の燃料噴射弁に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection valve for an engine in which the needle valve is opened and closed by changing the fuel pressure before and after the needle valve via an actuator such as a piezoelectric element or a magnetostrictive element.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から自動車用エンジンに備えられる
燃料噴射弁においては、印加電圧に応じて体積変化する
圧電素子や磁界の変化に応じて体積変化する磁歪素子を
備えたアクチュエータによって針弁(弁体)を開閉させ
るものが知られており、針弁をこれらアクチュエータに
より駆動することにより、燃料噴射弁の応答性を向上で
き、噴射可能範囲が拡大してエンジンの高出力化に対応
できるとともに、少量の燃料を安定して噴射することが
可能となってエンジンの燃費低減を図ることができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a fuel injection valve provided in an automobile engine, a needle valve (valve) is provided by an actuator having a piezoelectric element whose volume changes according to an applied voltage and a magnetostrictive element whose volume changes according to a change in a magnetic field. The opening and closing of the body is known. By driving the needle valve with these actuators, the responsiveness of the fuel injection valve can be improved, the injection range can be expanded and the engine output can be increased, It is possible to stably inject a small amount of fuel, thereby reducing the fuel consumption of the engine.

【0003】このような燃料噴射弁としては、例えば特
開平6−88559号公報に開示されるものが知られて
おり、アクチュエータとして圧電素子からなるピエゾア
クチュエータを用いるとともに、針弁の開閉をその前後
差圧に基づいて行うようにしたものである。
[0003] As such a fuel injection valve, for example, a fuel injection valve disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-88559 is known. A piezo actuator composed of a piezoelectric element is used as an actuator, and a needle valve is opened and closed before and after that. This is performed based on the differential pressure.

【0004】これについて説明すると、針弁の前後には
燃圧室と背圧室が画成されており、燃圧室には所定の圧
力で燃料が導入され、背圧室はピエゾアクチュエータの
伸縮に応じて容積を増減させ、この容積変化に伴う針弁
の前後差圧によって針弁の開閉作動が制御される。すな
わち、ピエゾアクチュエータに電圧を印加して伸長させ
た状態では、背圧室の圧力の方が大きくなって、針弁は
閉弁して燃料の噴射を停止する一方、ピエゾアクチュエ
ータの収縮時には背圧室の容積が拡大するため内圧が低
下して針弁を開弁駆動する。
[0004] To explain this, a fuel pressure chamber and a back pressure chamber are defined before and after the needle valve, fuel is introduced into the fuel pressure chamber at a predetermined pressure, and the back pressure chamber responds to expansion and contraction of a piezo actuator. The opening / closing operation of the needle valve is controlled by the pressure difference between the front and rear of the needle valve accompanying the change in the volume. That is, when the piezoelectric actuator is extended by applying a voltage, the pressure in the back pressure chamber becomes larger, the needle valve closes and fuel injection is stopped, while the back pressure is reduced when the piezoelectric actuator contracts. Since the volume of the chamber increases, the internal pressure decreases and the needle valve is driven to open.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の燃料噴射弁では、ピエゾアクチュエータに
印加される電圧を遮断して針弁を開弁させる構造となっ
ているため、ピエゾアクチュエータに電圧を供給する配
線が断線するなどで供給電圧が低下した場合、ピエゾア
クチュエータが収縮するのに伴って針弁が開弁し、所定
の噴射時期以外でも燃料が一時的に噴射されてしまう可
能性があった。
However, in the conventional fuel injection valve as described above, the needle valve is opened by cutting off the voltage applied to the piezo actuator. If the supply voltage drops due to disconnection of the supply line, the needle valve opens as the piezo actuator contracts, and fuel may be injected temporarily even at times other than the predetermined injection timing. there were.

【0006】そこで、本発明は上記の問題点に鑑みてな
されたものであり、エンジンの燃料噴射弁において、断
線時等の一時的な燃料噴射を防止することを目的とす
る。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to prevent a fuel injection valve of an engine from temporarily injecting fuel at the time of disconnection or the like.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、加圧燃料
が導かれる燃圧室と、燃圧室と差圧室の差圧に応じて変
位する針弁と、針弁によって開閉されて燃圧室の燃料を
噴射する噴口と、針弁を閉弁方向に付勢する弾性部材
と、圧電素子または磁歪素子から構成されたアクチュエ
ータと、アクチュエータの伸縮に応じて差圧室の圧力を
加減圧するピストンとを備えたエンジンの燃料噴射弁に
おいて、前記差圧室は針弁の基端側に形成されたピスト
ン部の背面側に画成され、前記噴口とはほぼ反対側に開
口端を備えたケーシングには、開口端側に形成した空間
内にアクチュエータを収装するとともに、開口端側のア
クチュエータ端部にピストンを取り付ける一方、前記ケ
ーシングとピストンとの間に画成されて、アクチュエー
タの伸長時に容積を拡大する一方、収縮時に容積を縮小
する圧力室を形成して、前記ピストンをアクチュエータ
の収縮方向へ付勢する付勢手段と、前記圧力室と差圧室
を連通する連通路を設ける。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel pressure chamber into which pressurized fuel is introduced, a needle valve which is displaced in accordance with a differential pressure between the fuel pressure chamber and a differential pressure chamber, and a fuel pressure chamber which is opened and closed by the needle valve. An injection port for injecting fuel in the chamber, an elastic member for urging the needle valve in the valve closing direction, an actuator composed of a piezoelectric element or a magnetostrictive element, and increasing and decreasing the pressure in the differential pressure chamber in accordance with expansion and contraction of the actuator In a fuel injection valve of an engine having a piston, the differential pressure chamber is defined on the back side of a piston portion formed on the base end side of the needle valve, and has an open end substantially opposite to the injection port. In the casing, the actuator is housed in a space formed on the open end side, and a piston is attached to the actuator end on the open end side, while being defined between the casing and the piston, when the actuator is extended. Volume While large, to form a pressure chamber to reduce the volume during contraction, and urging means for urging said piston to contraction direction of the actuator, provided with a communicating path communicating the pressure chamber and the differential room.

【0008】また、第2の発明は、前記第1の発明にお
いて、前記ピストンの受圧面積A1を針弁のピストン部
背面の受圧面積A2より大きく設定する。
In a second aspect based on the first aspect, the pressure receiving area A1 of the piston is set larger than the pressure receiving area A2 on the back surface of the piston portion of the needle valve.

【0009】また、第3の発明は、前記第1の発明にお
いて、前記ピストンはアクチュエータを取り囲むような
筒状部を備える一方、前記ケーシングには開口端側から
この筒状部を収装する環状溝を形成して、前記圧力室を
ピストンの筒状部端面と環状溝との間に画成する。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the piston includes a tubular portion surrounding the actuator, and the casing accommodates the tubular portion from the opening end side. A groove is formed to define the pressure chamber between the end surface of the cylindrical portion of the piston and the annular groove.

【0010】また、第4の発明は、前記第3の発明にお
いて、前記環状溝と筒状部の内周及び外周の間にはシー
ル部材を介装し、圧力室を挟んでピストン内部と開口端
側の外部とを画成する。
In a fourth aspect based on the third aspect, a seal member is interposed between the annular groove and the inner and outer peripheries of the cylindrical portion, and an opening is formed between the inside of the piston and the pressure chamber. The outside of the end is defined.

【0011】また、第5の発明は、前記第1の発明にお
いて、前記付勢手段は、前記ピストンの開口端側に画成
されて加圧燃料が導かれる第2の燃圧室で構成される。
In a fifth aspect based on the first aspect, the biasing means comprises a second fuel pressure chamber defined on an open end side of the piston and through which pressurized fuel is guided. .

【0012】[0012]

【発明の効果】第1の発明は、燃料噴射弁の開弁動作
は、アクチュエータが印加される電圧に応じて、付勢手
段に抗して伸長駆動することで行われ、アクチュエータ
の伸長に伴って、ピストンは開口端側へ変位するため圧
力室の容積は急激に増大して圧力が急減し、連通路を介
して圧力室と連通した差圧室の圧力も急減するため、針
弁のピストン部には前後差圧が生じ、差圧室の容積が減
少する方向へ針弁は弾性部材に抗して変位し、針弁は開
弁して燃圧室内の加圧燃料は、噴口から燃焼室へ噴射さ
れる。一方、燃料噴射弁の閉弁動作は、アクチュエータ
への電圧の印加を遮断して収縮駆動させることにより行
われ、アクチュエータは収縮するとともに、付勢手段の
付勢力によって最収縮位置まで変位し、圧力室の容積は
急激に減少して、圧力が急増する。このため、連通路を
介して圧力室と連通した差圧室の圧力も急増するため、
差圧室の容積が増大する方向へ針弁は変位すると同時
に、弾性部材の付勢力が加わるため、針弁は燃圧室に加
わる燃圧に抗して閉弁することができ、この閉弁動作
は、アクチュエータへの通電経路の断線等で、電圧の印
加が遮断された場合にも同様に作動するため、電気系統
の故障時のフェイルセーフを確保することができ、前記
従来例のように配線の断線等によって燃料が一時的に噴
射されてしまうことを確実に防止することが可能となっ
て、圧電素子や磁歪素子からなるアクチュエータを用い
た燃料噴射弁の信頼性を向上させることができるのであ
る。
According to the first aspect of the present invention, the valve opening operation of the fuel injector is performed by extending the actuator in response to the voltage applied to the actuator against the urging means. Since the piston is displaced to the open end side, the volume of the pressure chamber rapidly increases and the pressure suddenly decreases, and the pressure of the differential pressure chamber communicating with the pressure chamber through the communication passage also rapidly decreases. The needle valve is displaced against the elastic member in the direction where the volume of the differential pressure chamber decreases, the needle valve is opened, and the pressurized fuel in the fuel pressure chamber flows from the injection port to the combustion chamber. Injected to On the other hand, the valve closing operation of the fuel injection valve is performed by interrupting the application of the voltage to the actuator and causing the actuator to contract, and the actuator contracts and is displaced to the most contracted position by the urging force of the urging means, and the pressure is reduced. The volume of the chamber decreases sharply and the pressure increases sharply. For this reason, the pressure in the differential pressure chamber communicating with the pressure chamber via the communication passage also rapidly increases,
The needle valve is displaced in the direction in which the volume of the differential pressure chamber increases, and at the same time, the urging force of the elastic member is applied. Therefore, the needle valve can be closed against the fuel pressure applied to the fuel pressure chamber. The same operation is performed even when the application of the voltage is cut off due to a disconnection of the current supply path to the actuator, so that fail-safe at the time of failure of the electric system can be ensured. It is possible to reliably prevent the fuel from being temporarily injected due to disconnection or the like, and to improve the reliability of a fuel injection valve using an actuator including a piezoelectric element or a magnetostrictive element. .

【0013】また、第2の発明は、ピストンの受圧面積
A1を針弁のピストン部背面の受圧面積A2よりも大き
く設定したため、アクチュエータの変位量が微少であっ
ても、燃料噴射に必要な針弁の開弁量を確保することが
でき、燃料噴射弁の設計の自由度を向上させることがで
きるのである。
In the second invention, the pressure receiving area A1 of the piston is set to be larger than the pressure receiving area A2 on the back surface of the piston portion of the needle valve. Therefore, even if the displacement of the actuator is very small, the needle required for fuel injection is required. The valve opening amount can be ensured, and the degree of freedom in designing the fuel injection valve can be improved.

【0014】また、第3の発明は、ケーシングの開口端
側に形成した環状溝にピストンに設けた筒状部を収装し
て、筒状部と環状溝でアクチュエータを取り囲むような
構造とし、ピストンの筒状部端面と環状溝との間に圧力
室を画成することで、アクチュエータ、ピストン及び付
勢手段の組付けは、ケーシングの開口端側から行うこと
ができるため、容易に作業を行うことが可能となって、
生産性を向上させることができ、さらに、エンジンへ装
着した後でも、開口端側からアクチュエータ、ピストン
及び付勢手段の整備を容易に行うことが可能となって、
燃料噴射弁の整備性及び生産性を大幅に向上させること
ができるのである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a structure in which a cylindrical portion provided on a piston is accommodated in an annular groove formed on an opening end side of a casing, and the actuator is surrounded by the cylindrical portion and the annular groove. By defining a pressure chamber between the end surface of the cylindrical portion of the piston and the annular groove, the assembly of the actuator, the piston and the biasing means can be performed from the open end side of the casing, so that the work can be easily performed. It is possible to do,
It is possible to improve productivity, and even after mounting on the engine, it becomes possible to easily perform maintenance of the actuator, the piston and the biasing means from the open end side,
The maintenance and productivity of the fuel injection valve can be greatly improved.

【0015】また、第4の発明は、環状溝と筒状部の内
周及び外周との間にシール部材を介装したため、アクチ
ュエータを収装する空間を密封して外気の出入りを遮断
でき、圧電素子や磁歪素子からなるアクチュエータの外
気との接触を防いで、結露などによる短絡を確実に回避
でき、燃料噴射弁の信頼性をさらに向上させることがで
きるのである。
According to the fourth aspect of the present invention, since the seal member is interposed between the annular groove and the inner and outer circumferences of the tubular portion, the space for accommodating the actuator can be sealed to block the inflow and outflow of outside air. By preventing the actuator composed of the piezoelectric element and the magnetostrictive element from coming into contact with the outside air, a short circuit due to dew condensation or the like can be reliably avoided, and the reliability of the fuel injection valve can be further improved.

【0016】また、第5の発明は、ピストンをアクチュ
エータの収縮方向へ付勢する手段を第2燃圧室で構成し
たため、アクチュエータはピストンに加わる燃圧に抗し
て伸長、収縮する駆動力を備えればよく、燃圧による荷
重は常時一定であり、バネを用いた場合のように荷重変
動が生じないため、より小さな力で針弁の開閉を確実に
行うことが可能となって、アクチュエータの小型化を可
能にすることで、製造コストの低減を図るとともに、燃
料噴射弁の設計の自由度をさらに向上させることが可能
となる。
In the fifth invention, the means for urging the piston in the contracting direction of the actuator is constituted by the second fuel pressure chamber. Therefore, the actuator is provided with a driving force for extending and contracting against the fuel pressure applied to the piston. Since the load due to fuel pressure is always constant and does not fluctuate as in the case of using a spring, it is possible to reliably open and close the needle valve with a smaller force, thus miniaturizing the actuator. By reducing the manufacturing cost, the manufacturing cost can be reduced, and the degree of freedom in designing the fuel injection valve can be further improved.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明を筒内噴射式火花点
火エンジンに配設される燃料噴射弁に適用した一実施形
態を添付図面に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a fuel injection valve provided in a direct injection type spark ignition engine will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0018】図1において、燃料噴射弁はケーシング9
の先端部(隔壁9a側)に、図示しないエンジンの燃焼
室に臨ませるノズルボディ1を設けており、このノズル
ボディ1は先端に開口した噴口1aから、燃料噴霧を燃
焼室内へ向けて噴射するように形成される。
In FIG. 1, a fuel injection valve has a casing 9.
A nozzle body 1 facing the combustion chamber of an engine (not shown) is provided at the tip (partition wall 9a side) of the nozzle body. This nozzle body 1 injects fuel spray from an injection port 1a opened at the tip toward the combustion chamber. It is formed as follows.

【0019】ノズルボディ1の内部には、噴口1a側に
弁体2aを形成する一方、他端にはノズルボディ1内周
と摺接するピストン部2cを形成した針弁2が摺動可能
に収装され、弁体2aとピストン部2cの間には外径の
小さいロッド部2bが形成される。
Inside the nozzle body 1, a valve body 2a is formed on the side of the injection port 1a, while a needle valve 2 having a piston portion 2c slidably in contact with the inner periphery of the nozzle body 1 is slidably housed at the other end. A rod portion 2b having a small outer diameter is formed between the valve body 2a and the piston portion 2c.

【0020】ノズルボディ1の内部には、針弁2のロッ
ド部2bを取り囲むように燃料入口6と連通した燃圧室
3が画成され、噴口1aは口述するように、針弁2によ
って開閉される。なお、燃料入口6はノズルボディ1の
側面に開口して図示しない燃料供給手段に接続される。
Inside the nozzle body 1, a fuel pressure chamber 3 communicating with the fuel inlet 6 is defined so as to surround the rod portion 2b of the needle valve 2, and the injection port 1a is opened and closed by the needle valve 2 as described. You. The fuel inlet 6 opens to the side of the nozzle body 1 and is connected to fuel supply means (not shown).

【0021】針弁2はピストン部2c側をケーシング9
の先端部を構成する隔壁9a側へ向けて配設され、ピス
トン部2aの背面(隔壁9aとの対向面)と隔壁9aと
の間には差圧室8が画成される。
The needle valve 2 has a piston 9 on the side of the casing 9.
A differential pressure chamber 8 is defined between the rear surface of the piston portion 2a (the surface facing the partition wall 9a) and the partition wall 9a.

【0022】そして、この差圧室8には、ピストン部2
cの背面と隔壁9aの間に針弁2を閉弁方向へ付勢する
リターンスプリング4が弾性部材として介装される。
The differential pressure chamber 8 has a piston 2
A return spring 4 for urging the needle valve 2 in the valve closing direction is interposed between the rear surface of the valve c and the partition 9a as an elastic member.

【0023】なお、ピストン部2cとノズルボディ1内
周との間には間隙などで形成された絞り通路21が設け
られ、燃圧室3に供給された加圧燃料は、この絞り通路
21を介して差圧室8へ徐々に供給される。
A throttle passage 21 formed by a gap or the like is provided between the piston portion 2c and the inner periphery of the nozzle body 1. Pressurized fuel supplied to the fuel pressure chamber 3 passes through the throttle passage 21. The pressure is gradually supplied to the differential pressure chamber 8.

【0024】ケーシング9は隔壁9aを底部として筒状
に形成されており、開口端9bをノズルボディ1とは反
対側の図中右側へ向けて、内周の空間90には圧電素子
からなるピエゾアクチュエータ10が軸方向(図中左右
方向)へ伸縮自在に収装される。そして、ケーシング9
の開口端9b(図中右側)には封止部材16が配設され
て、ケーシング9の内部は密封される。
The casing 9 is formed in a cylindrical shape with the partition 9a as the bottom, and the opening end 9b is directed to the right side in FIG. The actuator 10 is housed so as to be able to expand and contract in the axial direction (left and right directions in the figure). And the casing 9
A sealing member 16 is provided at the open end 9b (right side in the figure) of the casing 9 to seal the inside of the casing 9.

【0025】なお、ピエゾアクチュエータ10は、PZ
T(チタン酸ジルコン酸鉛)系セラミック、PMN(ニ
オブ酸マグネシウム酸鉛)系セラミックなどからなる圧
電素子を円盤状に形成した部材を多数積層し、これら、
各圧電素子間及び両端には図示しない電極が介装され
て、図示しないコントローラからの印加電圧に応じてピ
エゾアクチュエータ10は、軸方向へ伸縮する。
The piezo actuator 10 has a PZ
A large number of disc-shaped piezoelectric elements made of T (lead zirconate titanate) ceramic, PMN (lead magnesium niobate) ceramic, etc. are laminated,
Electrodes (not shown) are interposed between the piezoelectric elements and both ends, and the piezo actuator 10 expands and contracts in the axial direction according to a voltage applied from a controller (not shown).

【0026】ケーシング9内に収装されたピエゾアクチ
ュエータ10の一端は、隔壁9aに当接する一方、他端
には板状のスペーサ14を介してピストン11が取り付
けられ、ピストン11と封止部材16との間には空間1
8が画成されるとともに、この空間18には、ピストン
11を介してピエゾアクチュエータ10を収縮方向へ付
勢する付勢手段として皿バネ状のリターンスプリング2
2が介装される。
One end of the piezo actuator 10 housed in the casing 9 abuts against the partition wall 9a, and the other end is provided with a piston 11 via a plate-like spacer 14. Space 1 between
8 is defined, and a disc spring-shaped return spring 2 is provided in this space 18 as urging means for urging the piezo actuator 10 in the contracting direction via the piston 11.
2 are interposed.

【0027】ここで、ピストン11は「コ」の字状の径
方向断面を備え、空間18に面した側を封止した円筒状
部材で形成され、空間18側に頂面11aを向ける一
方、円筒部11b(筒状部)をノズルボディ1側に向け
てケーシング9内に収装される。
Here, the piston 11 has a U-shaped radial cross section, is formed of a cylindrical member whose side facing the space 18 is sealed, and has the top surface 11a facing the space 18 side. The cylindrical part 11 b (cylindrical part) is housed in the casing 9 with the nozzle body 1 facing the nozzle body 1.

【0028】ピストン11の頂面11aは、上記したよ
うにリターンスプリング22と当接する一方、円筒部1
1bは開口端9bの内側に形成された内周端面9dから
所定の深さに形成された環状溝9cに収装される。内周
端面9dは、開口端9bから隔壁9aへ向けて所定の深
さに形成され、環状溝9cはこの内周端面9dよりも外
周側で所定の深さの円環状溝部として形成される。そし
て、内周端面9dは、摺動するピストン11の頂面11
aの内側と当接しないよう、開口端9bから所定の深さ
に配設される。
The top surface 11a of the piston 11 contacts the return spring 22 as described above, while the cylindrical portion 1
1b is housed in an annular groove 9c formed at a predetermined depth from an inner peripheral end face 9d formed inside the open end 9b. The inner peripheral end surface 9d is formed at a predetermined depth from the opening end 9b toward the partition wall 9a, and the annular groove 9c is formed as an annular groove portion having a predetermined depth on the outer peripheral side of the inner peripheral end surface 9d. The inner peripheral end face 9 d is the top face 11 of the sliding piston 11.
It is arranged at a predetermined depth from the opening end 9b so as not to come into contact with the inside of a.

【0029】そして、環状溝9cに収装されたピストン
11の円筒部11bの端面は、環状溝9cの底部との間
に圧力室7を画成し、円筒部11bの内周及び外周と対
向する環状溝9cの内周にはそれぞれOリング12、1
2がシール部材として介装され、圧力室7と空間18及
びピエゾアクチュエータ10を収装したケーシング9の
内部空間90とを画成する。なお、Oリング12は、ピ
エゾアクチュエータ10の最伸長時にも円筒部11bの
内周及び外周と摺接可能な位置に配置され、圧力室7か
ら空間18及びピエゾアクチュエータ10を収装する空
間90へ燃料が漏出するのを防ぐとともに、封止部材1
6側の空間18から空間90への大気の出入りを防い
で、ピエゾアクチュエータ10を密封する。
The end face of the cylindrical portion 11b of the piston 11 accommodated in the annular groove 9c defines a pressure chamber 7 between the cylindrical portion 11b and the bottom of the annular groove 9c, and faces the inner and outer circumferences of the cylindrical portion 11b. O-rings 12, 1 are provided on the inner periphery of the annular groove 9c.
2 is interposed as a seal member to define the pressure chamber 7 and the space 18 and the internal space 90 of the casing 9 in which the piezo actuator 10 is accommodated. The O-ring 12 is disposed at a position where the O-ring 12 can be in sliding contact with the inner and outer circumferences of the cylindrical portion 11b even when the piezo actuator 10 is fully extended. The sealing member 1 prevents fuel from leaking.
The piezo actuator 10 is hermetically sealed while preventing air from entering and leaving the space 90 from the space 18 on the sixth side.

【0030】次に、ピストン11の円筒部11bの端面
と環状溝9cとの間に画成された圧力室7は、ケーシン
グ9内に形成された連通路17を介して針弁2のピスト
ン部2cの背面に画成された差圧室8と連通する。
Next, the pressure chamber 7 defined between the end face of the cylindrical portion 11b of the piston 11 and the annular groove 9c communicates with the piston portion of the needle valve 2 through a communication passage 17 formed in the casing 9. It communicates with a differential pressure chamber 8 defined on the back of 2c.

【0031】ここで、圧力室7に面したピストン11の
受圧面積をA1、ピエゾアクチュエータ10のストロー
ク(軸方向変位量)をS1とすると、圧力室7の容積V
1は、 V1=A1×S1 ………(1) で表される。
Here, assuming that the pressure receiving area of the piston 11 facing the pressure chamber 7 is A1, and the stroke (axial displacement) of the piezo actuator 10 is S1, the volume V of the pressure chamber 7 is
1 is represented by V1 = A1 × S1 (1)

【0032】一方、差圧室8に面したピストン部2cの
受圧面積をA2とし、針弁2のストロークをS2とする
と、差圧室8の容積V2は、 V2=A2×S2 ………(2) で表され、V1=V2と仮定した場合、上記(1)、
(2)式より、 S2=A1/A2×S1 ………(3) となるから、ピストン11の受圧面積A1と針弁2のピ
ストン部2cの受圧面積A2の関係を、 A1>A2 ………(4) と設定することにより、ピエゾアクチュエータ10の微
少なストロークS1に比して、針弁2のストロークS2
を増大することができる。
On the other hand, assuming that the pressure receiving area of the piston portion 2c facing the differential pressure chamber 8 is A2 and the stroke of the needle valve 2 is S2, the volume V2 of the differential pressure chamber 8 is as follows: V2 = A2 × S2. 2) and V1 = V2, assuming (1),
From the formula (2), S2 = A1 / A2 × S1 (3). Therefore, the relationship between the pressure receiving area A1 of the piston 11 and the pressure receiving area A2 of the piston portion 2c of the needle valve 2 is represented by A1> A2. By setting (4), the stroke S2 of the needle valve 2 is smaller than the minute stroke S1 of the piezo actuator 10.
Can be increased.

【0033】以上のように構成されて、次に作用につい
て説明する。
The operation is described below, with the above configuration.

【0034】図1は、エンジン停止時における燃料噴射
弁の状態を示しており、図示しないコントローラから電
圧が印加されていないため、ピエゾアクチュエータ10
は収縮するとともに、リターンスプリング22に付勢さ
れて最収縮位置となるため、ストロークS1は最小値と
なり、上記(1)式より圧力室7の容積V1は最小とな
る。
FIG. 1 shows the state of the fuel injection valve when the engine is stopped. Since no voltage is applied from a controller (not shown), the piezo actuator 10
Is contracted and urged by the return spring 22 to be in the most contracted position, so that the stroke S1 becomes the minimum value, and the volume V1 of the pressure chamber 7 becomes the minimum according to the above equation (1).

【0035】このとき、燃圧室3と差圧室8及び圧力室
7の圧力は、針弁2のピストン部2cとシリンダボディ
1内周との間に設けた絞り通路21によって均一化され
るため、針弁2のピストン部2cには前後差圧が生じな
い。したがって、針弁2はリターンスプリング4の付勢
力によって閉弁し、針弁2のストロークS2は最大値と
なって、上記(2)式より差圧室8の容積V2は最大と
なる。
At this time, the pressures in the fuel pressure chamber 3, the differential pressure chamber 8 and the pressure chamber 7 are made uniform by the throttle passage 21 provided between the piston portion 2c of the needle valve 2 and the inner periphery of the cylinder body 1. In addition, there is no front-back differential pressure in the piston portion 2c of the needle valve 2. Therefore, the needle valve 2 is closed by the urging force of the return spring 4, the stroke S2 of the needle valve 2 becomes the maximum value, and the volume V2 of the differential pressure chamber 8 becomes the maximum according to the above equation (2).

【0036】すなわち、リターンスプリング4の付勢力
が針弁2の弁体2aをノズルボディ1のシート部に押圧
させて確実に閉弁し、エンジン停止中に噴口1aから燃
料が洩れることが防止される。
That is, the urging force of the return spring 4 presses the valve body 2a of the needle valve 2 against the seat portion of the nozzle body 1 to reliably close the valve, thereby preventing fuel from leaking from the injection port 1a while the engine is stopped. You.

【0037】エンジンを始動するため、図示しない燃料
供給手段から燃料入口6へ所定の燃圧Pfで燃料が圧送
されると、まず、燃圧室3へ燃圧Pfが導かれて圧力が
上昇する。加圧燃料がピストン部2cの絞り通路21を
通って差圧室8及び圧力室7へ流入し終わるまでの間
は、針弁2とのピストン部2cには前後差圧が生じる
が、圧力室7はピエゾアクチュエータ10が収縮すると
ともに、ピストン11がリターンスプリング22で同じ
く収縮方向へ付勢されるため、容積V1は最小のままで
あり、さらに、針弁2はリターンスプリング4の付勢力
によって、弁体2aをノズルボディ1のシート部へ押し
付けることにより、所定の噴射時期以外で針弁2が開弁
するのを確実に防止できる。
In order to start the engine, when fuel is fed from the fuel supply means (not shown) to the fuel inlet 6 at a predetermined fuel pressure Pf, first, the fuel pressure Pf is guided to the fuel pressure chamber 3 to increase the pressure. Until the pressurized fuel passes through the throttle passage 21 of the piston portion 2c into the differential pressure chamber 8 and the pressure chamber 7, a differential pressure is generated in the piston portion 2c with the needle valve 2. 7, the piezo actuator 10 is contracted, and the piston 11 is also urged in the contracting direction by the return spring 22. Therefore, the volume V1 remains minimum, and the needle valve 2 is actuated by the urging force of the return spring 4. By pressing the valve body 2a against the seat portion of the nozzle body 1, it is possible to reliably prevent the needle valve 2 from opening other than at a predetermined injection timing.

【0038】エンジン始動時および始動後における燃料
噴射弁の開弁動作は、ピエゾアクチュエータ10がエン
ジン回転に同期して印加される電圧に応じて、リターン
スプリング22に抗して伸長駆動することで行われる。
The valve opening operation of the fuel injection valve at the start of the engine and after the start is performed by the piezo actuator 10 being extended and driven against the return spring 22 in accordance with the voltage applied in synchronization with the engine rotation. Will be

【0039】ピエゾアクチュエータ10の伸長に伴っ
て、ピストン11は封止部材16側へ変位するためスト
ロークS1は増大し、圧力室7の容積V1は急激に増大
して、圧力が急減する。
With the extension of the piezo actuator 10, the piston 11 is displaced toward the sealing member 16 so that the stroke S1 increases, the volume V1 of the pressure chamber 7 increases rapidly, and the pressure decreases rapidly.

【0040】したがって、連通路17を介して圧力室7
と連通した差圧室8の圧力も急減するため、針弁2のピ
ストン部2cには前後差圧が生じ、差圧室8の容積V2
が減少する方向へピストン部2cはリターンスプリング
4の付勢力に抗して変位し、針弁2が開弁する。針弁2
の開弁によって燃圧室3内の加圧燃料は、噴口1aから
図示しない燃焼室へ噴射される。
Therefore, the pressure chamber 7 is connected via the communication passage 17.
The pressure in the differential pressure chamber 8 communicating with the needle valve 2 also sharply decreases, so that a front-back differential pressure is generated in the piston portion 2c of the needle valve 2, and the volume V2 of the differential pressure chamber 8
The piston portion 2c is displaced against the urging force of the return spring 4 in the direction in which the needle valve 2 decreases, and the needle valve 2 opens. Needle valve 2
, The pressurized fuel in the fuel pressure chamber 3 is injected from the injection port 1a into a combustion chamber (not shown).

【0041】この針弁2の開弁時のストロークS2は、
上記(4)式のように、ピストン11の受圧面積A1を
弁2のピストン部2cの受圧面積A2よりも大きく設定
したため、上記(3)式より、ピエゾアクチュエータ1
0のストロークS1が微少であっても上記受圧面積の比
に応じて針弁2のストロークS2を増大させることがで
きるため、針弁2の開弁に必要なストロークを容易に確
保することができるのである。
The stroke S2 when the needle valve 2 is opened is
Since the pressure receiving area A1 of the piston 11 is set larger than the pressure receiving area A2 of the piston portion 2c of the valve 2 as in the above equation (4), the piezo actuator 1
Since the stroke S2 of the needle valve 2 can be increased in accordance with the pressure receiving area ratio even if the stroke S1 of 0 is minute, the stroke required for opening the needle valve 2 can be easily secured. It is.

【0042】次に、燃料噴射弁の閉弁動作は、ピエゾア
クチュエータ10への電圧の印加を遮断して収縮駆動さ
せることにより行われる。
Next, the closing operation of the fuel injection valve is performed by interrupting the application of the voltage to the piezo actuator 10 and driving the piezo actuator 10 to contract.

【0043】ピエゾアクチュエータ10は電圧の遮断に
よって収縮するとともに、リターンスプリング22の付
勢力によって最収縮位置まで変位し、圧力室7の容積V
1は再び最小値となる。
The piezo actuator 10 contracts due to the interruption of the voltage, and is displaced to the most contracted position by the urging force of the return spring 22, and the volume V of the pressure chamber 7 is reduced.
1 becomes the minimum value again.

【0044】ピエゾアクチュエータ10の収縮に伴っ
て、ピストン11は針弁2側へ変位するためストローク
S1は縮小し、圧力室7の容積V1は急激に減少して、
圧力が急増する。
With the contraction of the piezo actuator 10, the piston 11 is displaced toward the needle valve 2, so that the stroke S1 is reduced, and the volume V1 of the pressure chamber 7 is rapidly reduced.
Pressure surges.

【0045】したがって、連通路17を介して圧力室7
と連通した差圧室8の圧力も急増するため、針弁2のピ
ストン部2cには前後差圧が生じ、差圧室8の容積V2
が増大する方向へピストン部2cは変位するとともに、
リターンスプリング4の付勢力が加わるため、針弁2は
燃圧室3に加わる燃圧Pfに抗して閉弁することがで
き、弁体2aがノズルボディ1のシート部に当接して噴
口1aを封止することで、燃圧室3から燃焼室への燃料
噴射が停止する。
Therefore, the pressure chamber 7 is
The pressure in the differential pressure chamber 8 communicating with the needle valve 2 also increases rapidly, so that a front-rear differential pressure is generated in the piston portion 2c of the needle valve 2, and the volume V2 of the differential pressure chamber 8
The piston portion 2c is displaced in a direction in which
Since the urging force of the return spring 4 is applied, the needle valve 2 can be closed against the fuel pressure Pf applied to the fuel pressure chamber 3, and the valve body 2a contacts the seat portion of the nozzle body 1 to seal the injection port 1a. By stopping, the fuel injection from the fuel pressure chamber 3 to the combustion chamber is stopped.

【0046】上記閉弁動作は、ピエゾアクチュエータ1
0への通電経路の断線等で、電圧の印加が遮断された場
合にも同様に作動するため、電気系統の故障時のフェイ
ルセーフを確保することができるのである。
The valve closing operation is performed by the piezo actuator 1
The same operation is performed even when the application of the voltage is interrupted due to disconnection of the current supply path to 0, etc., so that fail-safe at the time of failure of the electric system can be ensured.

【0047】こうして、針弁2の基端側にピストン部2
cを形成して、このピストン部2cの背面とケーシング
9の隔壁9aの間に差圧室8を画成するとともに、この
ピストン部2cを介して閉弁方向へ付勢するリターンス
プリング4を設ける一方、隔壁9aと反対側の端部を開
口したケーシング9には、隔壁9a側でピエゾアクチュ
エータ10の基端を支持する空間90を内周に画成し、
さらに、この空間90の端部を取り囲むように環状溝9
cを形成して、ピエゾアクチュエータ10の他端に取り
付けたピストン11の円筒部11bと環状溝9cの間に
圧力室7を画成するとともに、連通路17を介して差圧
室8と圧力室7を連通させたため、通電時にピエゾアク
チュエータ10を伸長駆動させることで、ピストン部2
cに前後差圧を発生させて針弁2の開弁を行う一方、通
電遮断時にはアクチュエータ10が収縮してピストン部
2cに加わる圧力が増大するとともにリターンスプリン
グ4によって確実に閉弁させることができ、前記従来例
のように配線の断線等によってピエゾアクチュエータが
収縮した場合、燃料が一時的に噴射されてしまうことを
確実に防止することが可能となって、ピエゾアクチュエ
ータ10を用いた燃料噴射弁の信頼性を向上させること
ができるのである。
In this manner, the piston 2
c to form a differential pressure chamber 8 between the back surface of the piston 2c and the partition 9a of the casing 9, and a return spring 4 for urging in the valve closing direction via the piston 2c. On the other hand, a space 90 that supports the base end of the piezo actuator 10 on the partition 9a side is defined on the inner periphery of the casing 9 having an open end opposite to the partition 9a.
Further, the annular groove 9 is formed so as to surround the end of the space 90.
c to form a pressure chamber 7 between the cylindrical portion 11b of the piston 11 attached to the other end of the piezo actuator 10 and the annular groove 9c, and the differential pressure chamber 8 and the pressure chamber 7, the piezo actuator 10 is driven to extend when energized, so that the piston 2
While the needle valve 2 is opened by generating a pressure difference between the front and rear, the actuator 10 contracts when the power is cut off, the pressure applied to the piston part 2c increases, and the valve can be reliably closed by the return spring 4. In the case where the piezo actuator contracts due to disconnection of the wiring or the like as in the conventional example, it is possible to reliably prevent the fuel from being temporarily injected, and the fuel injection valve using the piezo actuator 10 Reliability can be improved.

【0048】そして、ピエゾアクチュエータ10、ピス
トン11及びリターンスプリング22の組付けは、ケー
シング9の開口端9b側から行うことができるため、容
易に作業を行うことが可能となって、生産性を向上させ
ることができ、さらに、エンジンへ装着した後でも、封
止部材16を取り外すだけでピエゾアクチュエータ1
0、ピストン11及びリターンスプリング22の整備を
容易に行うことが可能となって、燃料噴射弁の整備性を
大幅に向上させることができるのである。
Since the piezo actuator 10, the piston 11, and the return spring 22 can be assembled from the opening end 9b side of the casing 9, the work can be easily performed, and the productivity is improved. Further, even after mounting on the engine, the piezo actuator 1
Thus, maintenance of the piston 11, the return spring 22 and the piston 11 can be easily performed, and the maintainability of the fuel injection valve can be greatly improved.

【0049】また、ピストン11の受圧面積A1をピス
トン部2cの受圧面積A2よりも大きく設定したため、
ピエゾアクチュエータ10の変位量が微少であっても、
燃料噴射に必要な針弁2の開弁量を確保することがで
き、燃料噴射弁の設計の自由度を向上させることができ
るのである。
Since the pressure receiving area A1 of the piston 11 is set larger than the pressure receiving area A2 of the piston portion 2c,
Even if the displacement of the piezo actuator 10 is very small,
The amount of opening of the needle valve 2 necessary for fuel injection can be secured, and the degree of freedom in designing the fuel injection valve can be improved.

【0050】さらに、環状溝9c内に設けたOリング1
2、12によって、ピエゾアクチュエータ10を収装す
る空間90を密封するとともに、封止部材16側の空間
18と環状の圧力室7とを確実に分離することができる
ため、ピエゾアクチュエータ10の外気との接触を防い
で結露などによる短絡を確実に回避でき、ピエゾアクチ
ュエータ10を用いた燃料噴射弁の信頼性をさらに向上
させることができるのである。
Further, the O-ring 1 provided in the annular groove 9c
The space 90 for accommodating the piezo actuator 10 is sealed by the parts 2 and 12, and the space 18 on the sealing member 16 side and the annular pressure chamber 7 can be reliably separated from each other. Therefore, a short circuit due to dew condensation or the like can be prevented, and the reliability of the fuel injection valve using the piezo actuator 10 can be further improved.

【0051】図2は第2の実施形態を示し、前記第1実
施形態においてピストン11の頂面11aと封止部材1
6との間に画成した空間18を燃料入口6と連通させて
第2燃圧室20とするとともに、皿バネ状のリターンス
プリング22を廃止したもので、その他の構成は前記第
1実施形態と同様である。
FIG. 2 shows a second embodiment. In the first embodiment, the top surface 11a of the piston 11 and the sealing member 1
A space 18 defined between the first embodiment and the second embodiment is communicated with the fuel inlet 6 to form the second fuel pressure chamber 20, and a disc spring-shaped return spring 22 is omitted. The same is true.

【0052】ピストン11の頂面11aと封止部材16
との間に画成された第2燃圧室20は、ケーシング9に
形成された燃圧供給通路19を介して燃料入口6と連通
する。
The top surface 11a of the piston 11 and the sealing member 16
Is communicated with the fuel inlet 6 via a fuel pressure supply passage 19 formed in the casing 9.

【0053】エンジンの停止状態では、前記第1実施形
態と同様に、リターンスプリング4の付勢力によって針
弁2の弁体2aがノズルボディ1のシート部に押圧させ
て確実に閉弁し、エンジン停止中に噴口1aから燃料が
洩れることを防止する。
In the stopped state of the engine, the valve body 2a of the needle valve 2 is pressed against the seat portion of the nozzle body 1 by the urging force of the return spring 4 to close the valve reliably, as in the first embodiment. This prevents fuel from leaking from the injection port 1a during stoppage.

【0054】エンジンを始動するため、図示しない燃料
供給手段から燃料入口6へ所定の燃圧Pfで燃料が圧送
されると、まず、燃圧室3と第2燃圧室20へ燃圧Pf
がそれぞれ導かれて圧力が上昇し、第2燃圧室20に加
わる燃圧Pfは、前記第1実施形態のリターンスプリン
グ22に代わって、ピストン11をピエゾアクチュエー
タ10の収縮方向へ付勢し、ピストン11に加わる燃圧
Pfとリターンスプリング4の付勢力によって針弁2が
閉弁状態を保持することができる。
When the fuel is fed at a predetermined fuel pressure Pf from a fuel supply means (not shown) to the fuel inlet 6 to start the engine, first, the fuel pressure Pf is supplied to the fuel pressure chamber 3 and the second fuel pressure chamber 20.
Are respectively introduced to increase the pressure, and the fuel pressure Pf applied to the second fuel pressure chamber 20 urges the piston 11 in the contracting direction of the piezo actuator 10 instead of the return spring 22 of the first embodiment, and the piston 11 The needle valve 2 can be kept in the closed state by the fuel pressure Pf applied to the needle and the urging force of the return spring 4.

【0055】燃料噴射弁の開弁を行うために、ピエゾア
クチュエータ10へエンジン回転に同期して電圧を印加
すると、ピエゾアクチュエータ10は第2燃圧室20の
燃圧Pfに抗して伸長し、前記と同様にピストン部2c
に前後差圧を発生させて針弁2を開弁駆動する。
When a voltage is applied to the piezo actuator 10 in synchronization with the rotation of the engine in order to open the fuel injection valve, the piezo actuator 10 extends against the fuel pressure Pf of the second fuel pressure chamber 20, and Similarly, the piston portion 2c
, The needle valve 2 is driven to open.

【0056】同様に、燃料噴射弁の閉弁動作は、ピエゾ
アクチュエータ10への電圧の印加を遮断して収縮駆動
させることにより行われる。
Similarly, the valve closing operation of the fuel injection valve is performed by interrupting the application of the voltage to the piezo actuator 10 and driving the piezo actuator 10 to contract.

【0057】ピエゾアクチュエータ10は電圧の遮断に
よって収縮するとともに、ピストン11を介して第2燃
圧室20に加わる燃圧Pfによって最収縮位置まで変位
し、圧力室7の容積V1を最小とし、前記第1実施形態
と同様に、リターンスプリング4の付勢力によって、弁
体2aをノズルボディ1のシート部へ当接させて噴口1
aを封止することで閉弁し、燃圧室3から燃焼室への燃
料噴射が停止する。
The piezo actuator 10 contracts due to the interruption of the voltage, and is displaced to the most contracted position by the fuel pressure Pf applied to the second fuel pressure chamber 20 via the piston 11, thereby minimizing the volume V1 of the pressure chamber 7, and As in the embodiment, the valve body 2a is brought into contact with the seat portion of the nozzle body 1 by the urging force of the return spring 4, and
By closing a, the valve is closed, and fuel injection from the fuel pressure chamber 3 to the combustion chamber is stopped.

【0058】この場合では、ピエゾアクチュエータ10
は、ピストン11に加わる燃圧Pfに抗して伸長、収縮
する駆動力を備えればよく、燃圧Pfによる荷重は常時
一定であり、前記第1実施形態のリターンスプリング2
2のように荷重変動が生じないため、より小さな力で針
弁2の開閉を確実に行うことが可能となって、ピエゾア
クチュエータ10の小型化を可能にすることで、製造コ
ストの低減を図るとともに、燃料噴射弁の設計の自由度
をさらに向上させることが可能となる。
In this case, the piezo actuator 10
Need only be provided with a driving force that expands and contracts against the fuel pressure Pf applied to the piston 11, the load due to the fuel pressure Pf is always constant, and the return spring 2 of the first embodiment is used.
2, the needle valve 2 can be reliably opened and closed with a smaller force, and the size of the piezo actuator 10 can be reduced, thereby reducing the manufacturing cost. At the same time, the degree of freedom in designing the fuel injection valve can be further improved.

【0059】なお、上記実施形態において、ピストン1
1を駆動するアクチュエータとして圧電素子からなるピ
エゾアクチュエータ10を採用した場合を示したが、図
示はしないが、磁界の強さに応じて伸縮する磁歪素子を
用いた磁歪アクチュエータまたは超磁歪アクチュエータ
を採用しても同様である。
In the above embodiment, the piston 1
Although a case where a piezoelectric actuator 10 composed of a piezoelectric element is employed as an actuator for driving the actuator 1 is shown, although not shown, a magnetostrictive actuator or a giant magnetostrictive actuator using a magnetostrictive element that expands and contracts according to the strength of a magnetic field is employed. It is the same as above.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態を示す燃料噴射弁の断面
図。
FIG. 1 is a sectional view of a fuel injection valve showing one embodiment of the present invention.

【図2】第2の実施形態を示す燃料噴射弁の断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of a fuel injection valve according to a second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ノズルボディ 1a 噴口 2 針弁 2a 弁体 2c ピストン部 3 燃圧室 4 リターンスプリング(弾性部材) 6 燃料入口 7 圧力室 8 差圧室 9 ケーシング 9a 隔壁 9b 開口端 9c 環状溝 10 ピエゾアクチュエータ 11 ピストン 11a 頂面 11b 円筒部(筒状部) 12 Oリング 17 連通路 18 空間 19 燃圧供給通路 20 第2燃圧室(付勢手段) 21 絞り通路 22 リターンスプリング(付勢手段) 90 空間 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nozzle body 1a Injection port 2 Needle valve 2a Valve element 2c Piston part 3 Fuel pressure chamber 4 Return spring (elastic member) 6 Fuel inlet 7 Pressure chamber 8 Differential pressure chamber 9 Casing 9a Partition wall 9b Open end 9c Annular groove 10 Piezo actuator 11 Piston 11a Top surface 11b Cylindrical part (cylindrical part) 12 O-ring 17 Communication path 18 Space 19 Fuel pressure supply path 20 Second fuel pressure chamber (biasing means) 21 Throttle path 22 Return spring (biasing means) 90 Space

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 41/12 H01L 41/08 C (72)発明者 福田 隆 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI H01L 41/12 H01L 41/08 C (72) Inventor Takashi Fukuda 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】加圧燃料が導かれる燃圧室と、 燃圧室と差圧室の差圧に応じて変位する針弁と、 針弁によって開閉されて燃圧室の燃料を噴射する噴口
と、 針弁を閉弁方向に付勢する弾性部材と、 圧電素子または磁歪素子から構成されたアクチュエータ
と、 アクチュエータの伸縮に応じて差圧室の圧力を加減圧す
るピストンとを備えたエンジンの燃料噴射弁において、 前記差圧室は針弁の基端側に形成されたピストン部の背
面側に画成され、前記噴口のほぼ反対側に開口端を備え
たケーシングには、開口端側に形成した空間内にアクチ
ュエータを収装するとともに、開口端側のアクチュエー
タ端部にピストンを取り付ける一方、前記ケーシングと
ピストンとの間に画成されて、アクチュエータの伸長時
に容積を拡大する一方、収縮時に容積を縮小する圧力室
を形成して、前記ピストンをアクチュエータの収縮方向
へ付勢する付勢手段と、前記圧力室と差圧室を連通する
連通路を設けたことを特徴とするエンジンの燃料噴射
弁。
1. A fuel pressure chamber into which pressurized fuel is introduced, a needle valve displaced in accordance with a differential pressure between the fuel pressure chamber and the differential pressure chamber, an injection port opened and closed by the needle valve to inject fuel in the fuel pressure chamber, and a needle. A fuel injection valve for an engine, comprising: an elastic member for urging a valve in a valve closing direction; an actuator constituted by a piezoelectric element or a magnetostrictive element; and a piston for increasing or decreasing the pressure in a differential pressure chamber according to expansion and contraction of the actuator. In the above, the differential pressure chamber is defined on the back side of a piston portion formed on the base end side of the needle valve, and a casing having an open end substantially opposite to the injection port has a space formed on the open end side. While the actuator is housed in the housing and a piston is attached to the actuator end on the open end side, a volume is defined between the casing and the piston to expand the volume when the actuator is extended and increase the volume when the actuator is contracted. A fuel injection valve for an engine, comprising: a biasing means for forming a pressure chamber that reduces pressure and biasing the piston in a contraction direction of an actuator; and a communication passage communicating the pressure chamber and the differential pressure chamber. .
【請求項2】前記ピストンの受圧面積A1を針弁のピス
トン部背面の受圧面積A2より大きく設定したことを特
徴とする請求項1に記載のエンジンの燃料噴射弁。
2. The fuel injection valve for an engine according to claim 1, wherein the pressure receiving area A1 of the piston is set larger than the pressure receiving area A2 on the back surface of the piston portion of the needle valve.
【請求項3】前記ピストンはアクチュエータを取り囲む
ような筒状部を備える一方、前記ケーシングには開口端
側からこの筒状部を収装する環状溝を形成して、前記圧
力室をピストンの筒状部端面と環状溝との間に画成した
ことを特徴とする請求項1に記載のエンジンの燃料噴射
弁。
3. The piston is provided with a cylindrical portion surrounding the actuator, and the casing is formed with an annular groove for accommodating the cylindrical portion from an open end side, and the pressure chamber is formed as a cylinder of the piston. 2. The fuel injection valve for an engine according to claim 1, wherein the fuel injection valve is defined between the end face of the shape and the annular groove.
【請求項4】前記環状溝と筒状部の内周及び外周の間に
はシール部材を介装し、圧力室を挟んでピストン内部と
開口端側の外部とを画成したことを特徴とする請求項3
に記載のエンジンの燃料噴射弁。
4. A seal member is interposed between the annular groove and the inner and outer peripheries of the cylindrical portion to define the inside of the piston and the outside on the open end side with a pressure chamber interposed therebetween. Claim 3
The fuel injection valve for an engine according to claim 1.
【請求項5】前記付勢手段は、前記ピストンの開口端側
に画成されて加圧燃料が導かれる第2の燃圧室で構成さ
れたことを特徴とする請求項1に記載のエンジンの燃料
噴射弁。
5. The engine according to claim 1, wherein said biasing means comprises a second fuel pressure chamber defined on an open end side of said piston and through which pressurized fuel is guided. Fuel injection valve.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101314991B1 (en) * 2012-01-25 2013-10-04 홍종한 Piezo injector for vehicle

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