JPH11193763A - 内燃機関の燃料噴射弁とその駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関の燃料噴射弁において、ニードルの
リフトを自在に制御することで、１噴射期間内において
噴射率を変化させることを可能とする。 【解決手段】 電歪アクチュエータ６０の伸縮に同調す
るピストン５０の動きによって発生するピストン上下の
二つの蓄圧室８０，８１の容積変化に対して、この二つ
の蓄圧室の各々に連通する差圧室３１を上下に分割する
差圧室境界板３０を有するニードル１０が、この容積変
化を打ち消す様に上下方向に移動する構造とし、電歪ア
クチュエータへの印加電圧を刻々と制御することでニー
ドル１０のリフトを自在に変化させることを可能とす
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、高圧の燃料噴射を
必要とする筒内直接噴射式エンジンに使用するのに適し
た燃料噴射弁とその駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高圧の燃料噴射が必要な筒内直接噴射式
エンジンにおいて、厳しくなる排気規制に適合するため
にはクリーンな燃焼が可能な噴霧形式が必要であり、噴
射率（燃料噴射期間中の時間的な噴射量）を制御可能な
噴射弁が要求されている。このような要求に対して、従
来、弁体の閉弁時期を任意に制御することのできる圧電
作動式燃料噴射弁（特公平４−５４０６５号公報）が提
案されている。その概略構造を図７に示す。図７に示す
圧電作動式燃料噴射弁は、圧電式アクチュエータＡの伸
縮に応じてポンプ室Ｂの内部容積が変化し、ポンプ室に
内部容積の変化に応じた流体圧を発生させ、この流体圧
をニードルＣに作用させて流体通路を遮断状態或いは連
通状態とするものである。

【０００３】この様な従来の圧電作動式燃料噴射弁にお
いては、ニードルＣのシート部が着座している間は、サ
ック部Ｄの圧力は噴射燃料圧に比べて低い筒内圧と実質
的に等しくなっており、圧電式アクチュエータＡの縮小
によりポンプ室Ｂの圧力が減少して、油溜り室Ｆの燃料
圧によってニードルＣにかかる上方向の荷重が、ポンプ
室Ｂの圧力等による下方向の荷重より大きくなった瞬間
にニードルＣは上昇を開始する。シート部が離座するこ
とによって高圧の噴射燃料が瞬時にサック部Ｄへ流入す
るため、サック部Ｄの圧力は噴射燃料圧にきわめて近い
高圧となり、ニードルＣの上向き荷重が急増する。その
結果、ニードルＣはその頂面がストッパ面Ｅに接触する
位置まで一気に上昇する。また、ニードルＣの頂面がス
トッパ面Ｅに接触している状態において、圧電式アクチ
ュエータＡの伸長によりポンプ室Ｂの圧力が増加してニ
ードルＣにかかる下方向の荷重が上方向の荷重より大き
くなった瞬間にニードルＣは下降を開始し、シート部が
ノズルのシート面に着座する。この様に従来の圧電作動
式燃料噴射弁は、ニードルの背圧を変化させることでニ
ードルにかかる上下方向の荷重バランスを変化させ、ニ
ードルを上下動させることで弁の開閉を行っている。こ
れらの圧電作動式燃料噴射弁においてニードルは、着座
状態から、噴孔断面積によって燃料流量が制限されるリ
フト領域に設定されるフルリフト状態まで、ＯＮ−ＯＦ
Ｆ的に上下することで開閉動作を行っており、噴射量は
開閉維持時間により決定される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記のような従来の噴
射弁では、ニードルはアクチュエータの作動による減圧
でポンプ室Ｂの圧力が開弁圧まで低下するとフルリフト
位置まで直ちに上昇するので、フルリフト量の中途で静
止させることは極めて困難である。今後更に強化される
内燃機関の排気規制に対し、１噴射において噴射率を制
御できる燃料噴射弁が望まれているが、従来の噴射弁に
おけるニードル動作では、このような制御は不可能であ
る。本発明は、従来技術における前述の問題に対処し
て、アクチュエータの変位量に対応してニードルリフト
が決定されるニードルの作動構成により、１噴射におけ
る噴射率を制御できる改良された燃料噴射弁とその駆動
方法を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、電歪アクチュ
エータの伸縮に同調するピストンの動きによって発生す
るピストン上下の二つの蓄圧室の容積変化に対して、こ
の二つの蓄圧室の各々に連通する差圧室を上下に分割す
る差圧室境界板を有するニードルがこの容積変化を打ち
消す様に上下方向に移動する構造とし、電歪アクチュエ
ータへの印加電圧を刻々と制御することでニードルのリ
フトを自在に変化させることを可能としたもので、前述
の課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の
各請求項に記載された燃料噴射弁とその駆動方法を提供
する。

【０００６】請求項１に記載された燃料噴射弁におい
て、電歪アクチュエータが伸長すると、第２の差圧室と
第２の連通路と第２の蓄圧室で形成される第２の制御室
は、その容積が減少して内圧が上昇し、同時に、第１の
差圧室と第１の連通路と第１の蓄圧室で形成される第１
の制御室は、その容積が増加して内圧が低下し、それに
よって生じる荷重差によってニードルは上昇する。ニー
ドルが上下方向の荷重バランスの変化により上昇する
と、第２の制御室は容積が増加して減圧されると共に、
第１の制御室は容積が減少して加圧され、上下の荷重差
がなくなった位置でニードルは静止する。ニードルが一
旦静止した状態から、アクチュエータをある量だけ伸縮
変位させると、ピストンの移動により第１、および第２
の制御室は一方が容積増加により減圧、他方が容積減少
により加圧されるが、ニードルはその境界板の上下に荷
重差が生じた時点で荷重差を打ち消す方向に移動するの
で、実際には、第１、第２の制御室は容積変化せず、ニ
ードルだけが移動して再び静止する。従って、ニードル
のリフト量はアクチュエータの変位にほぼ比例する。こ
のように、請求項１の燃料噴射弁においては、アクチュ
エータの変位量に対応してニードルリフト量が決定で
き、１噴射における噴射率を制御できるものである。

【０００７】請求項２に記載された燃料噴射弁において
は、ピストンの作動に追従するニードルの動作は実質的
に請求項１の燃料噴射弁と同じであるが、請求項１の燃
料噴射弁が１つの電歪アクチュエータによりピストンを
移動させているのに対し、請求項２の燃料噴射弁は対向
した２個の電歪アクチュエータによりピストンと一体に
移動する可動板を変位させることに特徴がある。１つの
電歪アクチュエータを使用した場合は、開弁時と閉弁時
のピストン速度が異なる場合があるが、２つの電歪アク
チュエータを使用した場合は、両方向ともアクチュエー
タにより移動させることができるので、開弁時と閉弁時
のピストン速度が同じになる。

【０００８】請求項３，４に記載された燃料噴射弁は、
ニードルの摺動部の径を第１の摺動部と第２の摺動部と
で、請求項３の場合はそれらを同一にし、請求項４の場
合はそれらを異ならせたものである。このようにニード
ルの第１と第２の摺動部の径を異ならせることによっ
て、ニードル上昇後のニードルの静止位置を変化させる
ことができる。

【０００９】請求項５に記載された燃料噴射弁において
は、ピストン底面にかかる荷重が減少し、電歪アクチュ
エータに負荷される荷重が低減されるので、最適な荷重
に設定することが可能となる。

【００１０】請求項６に記載された燃料噴射弁の駆動方
法においては、請求項２の燃料噴射弁のように２つの電
歪アクチュエータを使用した燃料噴射弁の駆動方法であ
り、実質的に請求項２の燃料噴射弁において記載したの
と同様の効果を奏することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態の構成につ
いて図１を用いて説明する。噴射弁ケーシング１は、ノ
ズルケーシング２、下ケーシング３、上ケーシング４に
分割されており、ピン５によって位置決めされ、リテー
ナ６によって密着締結されている。

【００１２】ニードル１０は、噴射弁ケーシング１の第
１のガイド面１１と第２のガイド面１２に対して僅かな
クリアランスを有し油密に摺動可能な第１の摺動部１３
と第２の摺動部１４を有し、スプリング室１５に収納さ
れるスプリング１６により下方に押され、シート部１７
にてノズルケーシング２のシート面１８に着座すること
で油だまり１９とサック部２０の連通を遮断する。ニー
ドル１０に設けられた境界板３０は、第１のガイド面１
１と第２のガイド面１２の間に設けた差圧室３１に対し
て、その外周が僅かなクリアランスを有し油密に摺動可
能である。

【００１３】差圧室３１は、前記境界板３０によって、
ニードル１０の上昇方向に位置する第１の差圧室３２
と、ニードル１０の下降方向に位置する第２の差圧室３
３とに分割されている。ニードル１０がシート部１７に
て着座した状態において境界板下面と第２の差圧室壁面
とが僅かな隙間を有し、また、ニードルの頂面３４が噴
射弁ケーシングのストッパ面３５に接したフルリフト状
態において境界板上面と第１の差圧室壁面とが僅かな隙
間を有する。

【００１４】ピストン５０は噴射弁ケーシングの第３の
ガイド面５１と第４のガイド面５２に対し僅かなクリア
ランスを有し油密に摺動可能な第３の摺動部５３と第４
の摺動部５４と、底面にスプリング５６を位置決めする
突起５７とを有して、上ケーシング４のピストン収納部
に収められ、スプリング５６により上方に押されてい
る。

【００１５】電歪アクチュエータ６０は、リテーナ６１
により噴射弁ケーシング１に密着締結されている天板６
２にその頂面を、前記ピストン５０の頂面５８にその底
面を接し、前記スプリング５６により上方に押されてい
るピストンと密着している。リード線６３は、天板の穴
６４を経て外部の駆動回路に連結されている。

【００１６】ピストン５０は、電歪アクチュエータ６０
が最も伸びた状態にある時でも、その底面７０と噴射弁
ケーシングの下ケーシング３の上面７１との間に僅かな
隙間を維持し、また、電歪アクチュエータ６０が最も縮
んだ状態にある時でも、ピストン５０の第３の摺動部５
４と第４の摺動部５４の段差面７２と、噴射弁ケーシン
グの第３のガイド面５１と第４のガイド面５２の段差面
７３との間に僅かな隙間を維持する。第２の蓄圧室８０
はピストン５０の下面（作用面）と噴射弁ケーシングの
下ケーシングの上面とで形成され、また、第１の蓄圧室
８１はピストンの前記段差面（作用面）７２と噴射弁ケ
ーシングの前記段差面７３とで形成される。前記第１の
差圧室３２の上面と、前記第１の蓄圧室８１の上面は第
１の連通路８２により連通し、また、前記第２の差圧室
３３の下面と、前記第２の蓄圧室８０の下面は第２の連
通路８３により連通する。

【００１７】第１の差圧室３２と第１の連通路８２と第
１の蓄圧室８１を合わせて第１の制御室を形成し、第２
の差圧室３３と第２の連通路８３と第２の蓄圧室８０を
合わせて第２の制御室を形成する。油だまり１９は噴射
弁ケーシング内に設けた燃料供給路９０により外部の高
圧ポンプに連通している。また、第１の制御室と第２の
制御室は小径のオリフィス９１，９２を介して燃料供給
路に連通している。

【００１８】次に、本発明の第１実施形態の作動を、図
１，２を参照しながら説明する。なお、図２は、ニード
ル１０の動きを示したものである。第１の制御室と第２
の制御室は共に、中間に小径のオリフィス９１，９２を
設けた圧力制御油供給路を経て高圧燃料が供給されてお
り、第１の制御室と第２の制御室との間の圧力リーク、
及び制御室から圧力制御油供給路へ、またその逆のリー
クは、噴射期間に相当する１０ms以下においてはアクチ
ュエータ作動で発生される圧力変化の数％以下である。

【００１９】ニードル１０に作用している荷重は、下向
きには、 （スプリング力）、（境界板面積）×（第１制御室圧） であり、上向きには、 （シート面積）×（サック部圧）、（油だまり受圧面
積）×（噴射燃料圧）、（境界板面積）×（第２制御室
圧） である。ニードルの着座時のスプリング力は、エンジン
始動時のクランキングにおいて誤って開弁しないよう
に、 （スプリング力）＞（油だまり受圧面積）×（噴射燃料
圧）＋（シート面積）×（クランキング時最大筒内圧） に設定されている。 但し、（油だまり受圧面積）＝（第１摺動部断面積−シ
ート面積） であり、シート面積とはシート部１７より内側の断面積
である。

【００２０】無噴射状態では、アクチュエータ６０は収
縮し、第１の制御室、第２の制御室とも燃料供給圧に等
しく、ニードル１０には下方の燃料圧による上向きの荷
重と、スプリング５６による下向きの荷重がかかってい
るが、後者の方が大きいことで、ニードルは着座し、閉
弁している。

【００２１】駆動回路により電歪アクチュエータ６０の
印加電圧を上昇させると、電圧に応じて電歪アクチュエ
ータ６０は伸長し、ピストン５０がスプリング５６の付
勢に抗して下方へ移動する。ピストン５０が下降するこ
とで、第２の差圧室３３と第２の連通路８３と第２の蓄
圧室８０で形成される第２の制御室は容積が減少して内
圧が上昇する。また同時に、第１の差圧室３２と第１の
連通路８２と第１の蓄圧室８１で形成される第１の制御
室は容積が拡大して内圧が低下する。これにより、第２
の制御室の圧力増加量と境界板３０の面積の積に相当す
る上向きの荷重が増加し、一方、第１の制御室の圧力減
少量と境界板３０の面積の積に相当する下向き荷重が減
少する。そこで、 （スプリング力）＋（境界板面積）×（第１制御室圧）
−（シート面積）×（サック部の内圧）−（油だまり受
圧面積）×（噴射燃料圧）−（境界板面積）×（第２制
御室圧）＞０ となると、ニードル１０は上昇する。

【００２２】ニードル１０が上昇すると、第２の制御室
は（ニードルリフト量）×（境界板面積）に相当する容
積が増加して減圧される。また、第１の制御室は（ニー
ドルリフト量）×（境界板面積）に相当する容積が減少
して加圧される。ここで、（開弁時のアクチュエータ変
位）×（ピストン断面積）に相当する容積を（ニードル
リフト）×（境界板面積）に相当する容積が越えると、
ニードル境界板３０には下向きの荷重が作用するので、
ニードルは上昇を止め、上下の荷重差が無くなった位置
で静止する。

【００２３】開弁後のニードル１０に作用する荷重のう
ち、シート面積に作用する（シート面積）×（噴射燃料
圧）の荷重と、（油だまり受圧面積）×（噴射燃料圧）
の荷重は変化しないため、ニードル１０は、境界板３０
にかかる第１の制御室圧による下向きの荷重と、第２の
制御室圧による上向きの荷重と、両者と比較して微小な
スプリングによる下向きの荷重の変化により上下に移動
する。

【００２４】ニードル１０が一旦静止した状態から、電
歪アクチュエータ６０をある量だけ変位させると、ピス
トンの移動により第１、および第２の制御室は一方が容
積増加により減圧、他方が容積減少により加圧される
が、ニードル１０はその境界板３０の上下に荷重差が生
じた時点で荷重差を打ち消す方向に移動するので、実際
には、第１、第２の制御室は容積変化せず、ニードル１
０だけが、 （移動量）＝（アクチュエータ変位量）×（ピストン断
面積）／（境界板面積） だけ移動し、再び静止する。従って、ニードルのリフト
量はアクチュエータの変位にほぼ比例する。

【００２５】その後、所望の閉弁時期において、電歪ア
クチュエータ６０の印加電圧を減少すると、ピストン５
０は上昇し、境界板３０に下向きの荷重が作用すること
でニードル１０は下降し、シート部１７にて着座する。
図２は、第１実施形態において、電歪アクチュエータ６
０の変位に対するニードル１０の変位を示した図であ
る。

【００２６】ここで、電歪アクチュエータ６０はその印
加電圧の変化に応じて瞬時に伸縮可能であり、１噴射期
間内においてその印加電圧を刻々と変化させる駆動回路
を用いることにより、ニードルは１噴射内にリフト量を
変化させることができる。

【００２７】本発明の第１実施形態では、ピストン５０
が下降することで第１の制御室を加圧しているが、図３
に示す第１実施形態の変形例の様に、第１の連通路１８
３を第１の差圧室１３２と第２の蓄圧室１８０を連通す
る形状として第１の制御室を形成し、第２の連通路１８
２を第２の差圧室１３３と第１の蓄圧室１８１を連通す
る形状として第２の制御室を形成してもよい。但し、こ
の場合は、電歪アクチュエータ６０が伸長することで第
１の制御室を加圧すると共に第２の制御室を減圧し、電
歪アクチュエータ６０が縮むことで第１の制御室を減圧
すると共に第２の制御室を加圧している。

【００２８】また、図１に示す本発明の第１実施形態で
は、ニードル１０の第１の摺動部１３の径と第２の摺動
部１４の径とは同一であるが、図３に示すように、これ
らの径を異なった径に設定することで、ニードル上昇後
のニードルの静止位置を変化させることができる。

【００２９】本発明の第２実施形態を図４に示す。基本
的な構成は、第１実施形態と同じであるが、異なる点
は、噴射弁ケーシング１に第５のガイド面１２１を設
け、ピストン１５０の第５の摺動部１２２が第５のガイ
ド面に対し僅かなクリアランスを維持して油密に摺動可
能であり、前記第５のガイド面の下方にピストンの第５
の摺動部１２２の下面と噴射弁ケーシングの下ケーシン
グ２の上面とで形成されるドレン室１２３を設けたこと
である。前記ドレン室１２３は、図示されていないドレ
ン穴により大気圧に維持される。

【００３０】本発明の第２実施形態は、上記のような構
成とすることにより、ピストン１５０の底面にかかる荷
重は減少し、電歪アクチュエータ６０に負荷される荷重
が低減される。一般に、電歪アクチュエータには同じ電
圧変化であっても負荷される荷重によって変位量が変化
する。従って、第２実施形態のように、ピストン底面に
かかる荷重を低減することで、最適な荷重に設定するこ
とが可能である。なお、ニードル１０の作動に関して
は、第１実施形態と同様である。

【００３１】次に本発明の第３実施形態について、図５
を用いて説明する。第３実施形態は、図１に示す第１実
施形態に対してピストンの配置、可動板と２つの電歪ア
クチュエータの使用の仕方で異なるもので、その他の基
本的構成については変らないため、重複部分についての
詳しい説明は省略する。噴射弁ケーシング２０１は、ノ
ズルケーシング２０２、下ケーシング２０３、中ケーシ
ング２０４、上ケーシング２０５に分割されており、ピ
ン（図示されていない）により位置決めされ、リテーナ
２０６，２０７，２０８によって密着締結されている。

【００３２】ピストン２５０は噴射弁ケーシングである
上ケーシング２０５のガイド２５１に対し僅かなクリア
ランスを有し油密に摺動可能な摺動部２５２を有し、ピ
ストン収納部にニードル２１０の動きの方向に対し横方
向に摺動するように収められる。（なお、ピストン２５
０をニードル２１０の動きの方向と同方向に配置するこ
とも可能である。）２個の第１アクチュエータ２６１と
第２アクチュエータ２６２は、アクチュエータ室２６０
に可動板２６３を挟んで設置され、それぞれのリード線
は穴を経て駆動回路に連結されている。可動板２６３は
アクチュエータ室２６０内を摺動し、その側面には側面
中央を貫通するロッド２７０が下方に突き出ており、こ
のロッド２７０の他端はピストン２５０の側面に結合し
ている。

【００３３】ピストン２５０は、可動板２６３が最も図
中の左に寄った状態にあるときでも、その左側面と噴射
弁ケーシングの内壁面との間に僅かな隙間を維持し、ピ
ストン左側面（作用面）とケーシング内壁面とで第２の
蓄圧室２８０を形成する。また、可動板２６３が最も右
に寄った状態にあるときでも、その右側面と噴射弁ケー
シングの内壁面との間に僅かな隙間を維持し、ピストン
の右側面（作用面）とケーシング内壁面とで第１の蓄圧
室２８１を形成する。ニードル２１０の境界板２３０に
よって分割形成された差圧室２３１のニードルの上昇方
向に位置する第１の差圧室２３２は、その上面で前記第
１の蓄圧室２８１の側面と第１の連通路２８２により連
通し、またニードルの下降方向に位置する第２の差圧室
２３３は、その下面で前記第２の蓄圧室２８０の側面と
第２の連通路２８３により連通する。第１の差圧室２３
２と第１の連通路２８２と第１の蓄圧室２９１を合わせ
て第１の制御室を形成し、第２の差圧室２３３と第２の
連通路２８３と第２の蓄圧室２８０を合わせて第２の制
御室を形成する。第１の制御室と第２の制御室は、それ
ぞれ小径のオリフィス２９１，２９２を介して燃料供給
路２９０に連通している。

【００３４】第３実施形態の作動は、基本的には第１実
施形態の作動と同じであるが、その作動の相違点は、対
向した２個の電歪アクチュエータ２６１，２６２により
ピストン２５０と一体に移動する可動板２６３を変位さ
せることにあり、第１の制御室、および第２の制御室の
圧力変化によりニードル２１０が作動することは同一で
ある。

【００３５】図６は第３実施形態における作動を示すグ
ラフである。ここでは、対向する第１アクチュエータ２
６１と第２アクチュエータ２６２は、一方のアクチュエ
ータの電圧が上昇する場合は他方の電圧が低下するよう
に、印加電圧が制御されている。

【００３６】第１実施形態では、電歪アクチュエータが
伸長するときにはピストンはアクチュエータに押されて
移動するため急峻な圧力変化ができるが、電歪アクチュ
エータが収縮するときにはピストンに作用する圧力差と
スプリング力での移動となるので圧力差が小さい場合に
は伸長の場合に比べてニードル動作が遅い場合がある。
第３実施形態では、両方向ともアクチュエータにより移
動させられることで、前記第１実施形態におけるような
不都合はなく、開弁時と閉弁時のピストン速度が同じに
なる。

【００３７】本発明の実施形態は以上に示したように構
成されるので、いずれの場合も燃料噴射弁のニードルの
リフトを自在に制御でき、１噴射期間内において噴射率
を変化させることが可能になり、内燃機関に用いること
で排気浄化、燃費改善が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態としての燃料噴射弁を示
す縦断正面図である。

【図２】第１実施形態の燃料噴射弁におけるアクチュエ
ータ変位、ニードルに作用する荷重、ニードル変位の時
間的な変化を示す線図である。

【図３】第１実施形態の変形例を示す燃料噴射弁の縦断
正面図である。

【図４】第２実施形態としての燃料噴射弁を示す縦断正
面図である。

【図５】第３実施形態としての燃料噴射弁を示す縦断正
面図である。

【図６】第３実施形態の燃料噴射弁におけるアクチュエ
ータの印加電圧、ピストン変位、ニードルに作用する荷
重、ニードル変位の時間的な変化を示す線図である。

【図７】従来の燃料噴射弁を例示する縦断正面図であ
る。

【符号の説明】

１，２０１…噴射弁ケーシング ２…ノズルケーシング ３…下ケーシング ４…上ケーシング ５…ピン ６…リテーナ １０，２１０…ニードル １１…噴射弁ケーシングの第１のガイド面 １２…噴射弁ケーシングの第２のガイド面 １３，１１３…ニードルの第１の摺動部 １４，１１４…ニードルの第２の摺動部 １６…スプリング １７…シート部 １８…シート面 １９…油だまり ２０…サック部 ３０，２３０…境界板 ３１，２３１…差圧室 ３２，１３２，２３２…第１の差圧室 ３３，１３３，２３３…第２の差圧室 ３４…ニードルの頂面 ５０，１５０，２５０…ピストン ５１…噴射弁ケーシングの第３のガイド面 ５２…噴射弁ケーシングの第４のガイド面 ５３…ピストンの第３の摺動部 ５４…ピストンの第４の摺動部 ５６…スプリング ５７…突起 ６０…電歪アクチュエータ ６１…リテーナ ６２…天板 ７２，７３…段差面 ８０，１８０，２８０…第２の蓄圧室 ８１，１８１，２８１…第１の蓄圧室 ８２，１８２，２８２…第１の連通路 ８３，１８３，２８３…第２の連通路 ９０，２９０…燃料供給路 ９１，９２，２９１，２９２…小径オリフィス １２１…噴射弁ケーシングの第５のガイド面 １２２…ピストンの第５の摺動部 １２３…ドレン室 ２６０…アクチュエータ室 ２６１…第１電歪アクチュエータ ２６２…第２電歪アクチュエータ ２６３…可動板 ２７０…ロッド ３００…噴孔

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクチュエータによる容積変化でニード
   ルの受圧面にかかる制御圧を変化させることでニードル
   を上下動させ、燃料の噴射を行う燃料噴射弁において、 噴射弁ケーシングに対し油密に摺動可能な第１の摺動部
   と第２の摺動部を有し、かつ頂面においてスプリングに
   接し、かつ下方のシート部においてノズルケーシングの
   シート面に接する時に油だまりとサック部の連通を遮断
   するニードルと、 前記ニードルの前記第１の摺動部と前記第２の摺動部の
   間に設けられた境界板と、 前記境界板の外周に対し油密に摺動可能な僅かなクリア
   ランスを有し、前記境界板により上下に分割される差圧
   室における前記境界板の上方に位置する第１の差圧室
   と、 前記境界板の下方に位置する第２の差圧室と、 下方のスプリングにより付勢され、電歪アクチュエータ
   に上面を接し、前記電歪アクチュエータの伸縮に伴って
   往復動するピストンと、 前記ピストンの一方の作用面とピストンのガイド面によ
   り形成される第１の蓄圧室と、 前記ピストンの他方の作用面とピストンのガイド面によ
   り形成される第２の蓄圧室と、 前記第１の蓄圧室と前記第１の差圧室とを連通する第１
   の連通路と、 前記第２の蓄圧室と前記第２の差圧室とを連通する第２
   の連通路と、を設けたことを特徴とする燃料噴射弁。
2. 【請求項２】 前記電歪アクチュエータの伸縮に伴って
   往復動する前記ピストンに代えて、 直列に設置される２個の電歪アクチュエータに挟まれ、
   前記電歪アクチュエータの伸縮により往復動する可動板
   と、 前記可動板側面とピストン摺動面とを連結するロッド
   と、 前記ロッドの移動に伴って往復動するピストンと、を設
   けたことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
3. 【請求項３】 前記ニードルの前記第１の摺動部の外径
   と前記第２の摺動部の外径とが同等である、ことを特徴
   とする請求項１又は２に記載の燃料噴射弁。
4. 【請求項４】 前記ニードルの前記第１の摺動部の外径
   と前記第２の摺動部の外径とを異ならせたことを特徴と
   する請求項１又は２に記載の燃料噴射弁。
5. 【請求項５】 前記噴射弁ケーシングに第５のガイド面
   を設けると共に、前記ピストンの下向き端面に、前記第
   ５のガイド面に油密に摺動し、ピストン下端面積を減少
   する第５の摺動部を設け、前記第５の摺動部の下面と前
   記噴射弁ケーシングとの空間をドレン室とする、ことを
   特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
6. 【請求項６】 アクチュエータによる容積変化でニード
   ルの受圧面にかかる制御圧を変化させることでニードル
   を上下動させ、燃料の噴射を行う燃料噴射弁の駆動方法
   において、 直列に設置される２個の電歪アクチュエータに挟まれ、
   電歪アクチュエータの伸縮により往復動する可動板を、
   一方の電歪アクチュエータの印加電圧を上昇すると同時
   に他方の電歪アクチュエータの印加電圧を低下させるこ
   とにより往復動させる、ことを特徴とする燃料噴射弁の
   駆動方法。