JPH11200981A - Fuel injection valve and driving method therefor - Google Patents

Fuel injection valve and driving method therefor

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JPH11200981A
JPH11200981A JP10002559A JP255998A JPH11200981A JP H11200981 A JPH11200981 A JP H11200981A JP 10002559 A JP10002559 A JP 10002559A JP 255998 A JP255998 A JP 255998A JP H11200981 A JPH11200981 A JP H11200981A
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fuel
guide shaft
pressure chamber
injection valve
control pressure
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毅彦 加藤
Hiroshige Matsuoka
弘芝 松岡
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清則 関口
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection valve which can control a fuel injection rate during one injection period and enables highly accurate control to make fuel injection at the optimum injection rate corresponding to engine conditions by constituting the injection valve which is opened by pressurizing a control pressure chamber. SOLUTION: A first downward pressure receiving face 130 formed with a difference in steps between a first guide shaft 30 and a second guide shaft 32 of a needle 20 is communicated or exposed to a control pressure chamber 14 of which pressure is changed in accordance with the displacement of an electrostrictive actuator, and a voltage applied on the electrostrictive actuator 1 is changed arbitrarily or at several stages during one injection period. Consequently, a fuel injection rate determined by a lift amount of the needle 20 can be controlled arbitrarily or at several stages during one injection period.

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】本発明は、高圧燃料を噴射
し、かつ、高い噴射量調量精度が要求される直接噴射式
のディーゼルエンジン、ガソリンエンジンに用いられる
燃料噴射装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection device used for a direct injection type diesel engine or a gasoline engine which injects high-pressure fuel and requires high injection quantity adjustment accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】高圧燃料を噴射する燃料噴射弁として
は、電歪アクチュエータ、及び、ソレノイドをアクチュ
エータとして用いる公知の燃料噴射弁がある。図13
は、その例として、電歪アクチュエータをアクチュエー
タとして用いる公知の燃料噴射弁である特公平4−54
065に示される燃料噴射弁の横断面図である。
2. Description of the Related Art As a fuel injection valve for injecting high-pressure fuel, there are an electrostrictive actuator and a known fuel injection valve using a solenoid as an actuator. FIG.
Is a well-known fuel injection valve using an electrostrictive actuator as an actuator.
It is a cross-sectional view of the fuel injection valve shown by 065.

【0003】ニードル101のガイド部102により背
圧室103と油だまり104とが隔離されており、ニー
ドル101には、頂面に接するスプリング105による
下向き荷重と、ガイド部102の直径相当にかかる下向
き背圧荷重と、環状のシート部より内側に相当するサッ
ク部107の圧力による上向き荷重と、ガイド部102
の直径とシート部106の直径の直径差空成る面積に油
だまりの燃料圧がかかることによる上向き荷重が作用し
ている。背圧が規定圧の時には荷重の総和が下向きにな
ることで閉弁しており、電歪アクチュエータ109の伸
縮などアクチュエータの作動による背圧室103の油圧
低下でニードル101を下方に押し下げている背圧荷重
が減少し、荷重が上向きになるとニードル101は上昇
する。
A back pressure chamber 103 and an oil sump 104 are separated by a guide portion 102 of the needle 101, and a downward load is applied to the needle 101 by a spring 105 in contact with the top surface and a downward load corresponding to the diameter of the guide portion 102. A back pressure load, an upward load due to the pressure of the sack portion 107 corresponding to the inside of the annular seat portion, and a guide portion 102
The difference between the diameter of the seat portion 106 and the diameter of the seat portion 106 causes an upward load due to the application of the fuel pressure of the oil pool to the area formed by the gap. When the back pressure is the specified pressure, the valve is closed because the total of the loads is downward, and the needle 101 is pushed down due to a decrease in the hydraulic pressure of the back pressure chamber 103 due to the operation of the actuator such as expansion and contraction of the electrostrictive actuator 109. When the pressure load decreases and the load becomes upward, the needle 101 rises.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】内燃機関の排気浄化や
燃費改善には、1噴射期間中の噴射率を制御するなどの
高精度な制御が可能となる噴射弁が求められており、そ
のためには、ニードルの変位量、作動応答などの高精度
な制御が求められる。前記公知の燃料噴射弁では、背圧
を低下させることでニードルの上向き荷重を増加させて
開弁を行っているが、本発明の制御圧力室に相当する背
圧室内の燃料は圧力が低下するとともにその圧縮率が下
がり(容積変化量に対する圧力変化量の割合が小さくな
る)、ニードルの微小変位に対して背圧が変化しにくく
なるので、開弁中のニードルのふらつきが大きい。
In order to purify exhaust gas and improve fuel efficiency of an internal combustion engine, an injection valve capable of performing high-precision control such as controlling an injection rate during one injection period is required. In such a case, high-precision control such as the amount of displacement of the needle and the operation response is required. In the known fuel injection valve, the valve is opened by increasing the upward load of the needle by reducing the back pressure, but the fuel in the back pressure chamber corresponding to the control pressure chamber of the present invention has a reduced pressure. At the same time, the compression ratio decreases (the ratio of the pressure change amount to the volume change amount decreases), and the back pressure hardly changes due to the minute displacement of the needle, so that the needle fluctuates greatly during valve opening.

【0005】また、電歪アクチュエータを急激に大きく
変位させることで、背圧室内には振幅の大きい圧力脈動
が発生するため、ニードルの荷重も変動し変位量が影響
されてしまう。これらの理由から、背圧室の減圧による
開弁を行う従来公知の噴射弁では、高精度な噴射量制御
は達成できない。
[0005] Further, when the electrostrictive actuator is suddenly largely displaced, a pressure pulsation having a large amplitude is generated in the back pressure chamber, so that the load of the needle also fluctuates and the displacement is affected. For these reasons, a conventionally known injection valve that opens by reducing the pressure in the back pressure chamber cannot achieve high-accuracy injection amount control.

【0006】本発明は、前記の課題を解決するため、制
御圧力室を加圧することで開弁する噴射弁の構成とし、
1噴射期間中の燃料噴射率を制御するなどの高精度な制
御が可能な燃料噴射弁及び、エンジン条件に応じた最適
な噴射率で燃料噴射することが可能となり、燃料消費の
向上、排気ガスの浄化などが実現できる燃料噴射弁の駆
動方法を提供することを目的とする。
[0006] In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an injection valve configured to open by pressurizing a control pressure chamber,
A fuel injection valve that can perform high-precision control such as controlling the fuel injection rate during one injection period, and enables fuel injection at an optimum injection rate according to engine conditions, thereby improving fuel consumption and exhaust gas. It is an object of the present invention to provide a method of driving a fuel injection valve that can realize purification of fuel.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、請求項1ないし請求項8に記載の技術的手段
を採用する。請求項1に記載の燃料噴射弁では、第1ガ
イド軸と第2ガイド軸の段差により形成される第1の下
向きの受圧面を制御圧力室に連通または露呈させてあ
り、また電歪アクチュエータの変位量を印加電圧値によ
り制御することにより制御圧力室の圧力を高精度に制御
できる。ニードルは制御圧力室が加圧されることにより
上昇し、ニードルスプリングのスプリング力と制御圧力
室の圧力による荷重により、そのリフト量が決定される
ので、ニードルのリフト量を電歪アクチュエータに印加
する電圧値によって高精度に制御することができる。
The present invention employs the technical means described in claims 1 to 8 to solve the above-mentioned problems. In the fuel injection valve according to the first aspect, a first downward pressure receiving surface formed by a step between the first guide shaft and the second guide shaft is communicated with or exposed to the control pressure chamber. The pressure in the control pressure chamber can be controlled with high precision by controlling the amount of displacement by the applied voltage value. The needle rises when the control pressure chamber is pressurized, and the lift amount is determined by the spring force of the needle spring and the load due to the pressure of the control pressure chamber. Therefore, the lift amount of the needle is applied to the electrostrictive actuator. It can be controlled with high accuracy by the voltage value.

【0008】請求項2に記載の燃料噴射弁では、ニード
ルの第3ガイド軸の頂面周りの燃料室まで燃料噴射弁に
供給される高圧の噴射燃料を導入する燃料圧伝達路を設
けているので、ニードル上部に燃料圧による下向きの荷
重を加えることができ、従って、ニードルの上昇に対抗
するニードルスプリング荷重を前記の荷重相当分小さく
することができ、ニードルスプリングを小型化、低バネ
定数化し易く、低バネ定数ではニードル上昇時の下向き
荷重増加が小さくてすむため、電歪アクチュエータの変
位量が小さくてすみ、電歪アクチュエータも小型にでき
る。
In the fuel injection valve according to a second aspect of the present invention, a fuel pressure transmission path for introducing high-pressure injection fuel supplied to the fuel injection valve to the fuel chamber around the top surface of the third guide shaft of the needle is provided. Therefore, a downward load due to fuel pressure can be applied to the upper part of the needle, and therefore, the load of the needle spring against the rise of the needle can be reduced by the amount corresponding to the above load, and the needle spring is downsized and the spring constant is reduced. Since the downward load increase when the needle is raised can be small with a low spring constant, the displacement of the electrostrictive actuator can be small, and the size of the electrostrictive actuator can be reduced.

【0009】請求項3に記載の燃料噴射弁では、更に、
油だまりとドレン穴とを隔離すると共に第1ガイド軸と
第4ガイド軸の段差により形成される第2の下向きの受
圧面をドレン穴に露呈させ、かつ第1ガイド軸より細径
の第4ガイド軸を設けている。従って、第4ガイド軸と
第1ガイド軸の段差に相当する面積に荷重が作用しない
ので、上向き荷重が更に低下する。上向き荷重が減少し
ているので、対抗する下向き荷重は小さくでき、ニード
ルスプリング力は更に小さくできる。
[0009] In the fuel injection valve according to the third aspect, further,
The oil reservoir is isolated from the drain hole, and a second downward pressure receiving surface formed by a step between the first guide shaft and the fourth guide shaft is exposed to the drain hole. A guide shaft is provided. Therefore, no load acts on the area corresponding to the step between the fourth guide shaft and the first guide shaft, and the upward load is further reduced. Since the upward load is reduced, the downward load to be opposed can be reduced, and the needle spring force can be further reduced.

【0010】スプリング力は設定荷重が小さいほどスプ
リングを小型化、低バネ定数化し易く、低バネ定数では
ニードル上昇時の下向き荷重増加が小さくてすむため、
電歪アクチュエータの変位量が更に小さくてすみ、電歪
アクチュエータも更に小型にできる。請求項4に記載の
燃料噴射弁では、更にロッドがニードルと分割されてい
るが、ニードルとロッドは密着するので、作用・効果は
請求項3の場合と同じになる。
As the spring force is smaller, the smaller the set load, the smaller the spring, the easier it is to lower the spring constant.
The amount of displacement of the electrostrictive actuator can be further reduced, and the size of the electrostrictive actuator can be further reduced. In the fuel injection valve according to the fourth aspect, the rod is further divided from the needle, but since the needle and the rod are in close contact with each other, the operation and effect are the same as those of the third aspect.

【0011】請求項5に記載の燃料噴射弁では、逆止弁
より上流側に噴射燃料圧よりも低い一定の圧力にて下流
の逆止弁側に燃料を供給するレギュレータを設けている
ので、噴射燃料圧が高く、制御圧力室と噴射燃料圧を同
等にすると電歪アクチュエータにかかる荷重が許容荷重
を越えてしまう場合には、レギュレータを設けることで
制御圧力室の内圧を電歪アクチュエータの許容荷重を越
えない範囲に制御され、電歪アクチュエータの荷重は許
容範囲内に保たれるので、噴射燃料圧によらず電歪アク
チュエータの適正な作動を得ることができる。
In the fuel injection valve according to the fifth aspect, a regulator is provided upstream of the check valve to supply fuel to the downstream check valve at a constant pressure lower than the injection fuel pressure. If the injected fuel pressure is high and the load applied to the electrostrictive actuator exceeds the allowable load when the injection pressure is equal to the control pressure chamber, a regulator is installed to reduce the internal pressure of the control pressure chamber to the allowable level of the electrostrictive actuator. Since the load is controlled so as not to exceed the load, and the load of the electrostrictive actuator is kept within an allowable range, proper operation of the electrostrictive actuator can be obtained regardless of the injected fuel pressure.

【0012】請求項6または請求項7に記載の燃料噴射
弁の駆動方法では、電歪アクチュエータに印加する電圧
を1噴射期間内で任意に、あるいは数段階に変化し、電
歪アクチュエータの変位量を1噴射期間内で任意に、あ
るいは数段階に変化させるので、ニードルのソフト量を
その1噴射期間内に任意に、あるいは数段階に変化さ
せ、ニードルのソフト量に応じて決定される燃料噴射率
をその1噴射期間内に任意に、あるいは数段階に変化さ
せることが可能となる。これによりエンジン回転数や負
荷状況などエンジン条件に応じた最適な噴射率で燃料噴
射することが可能となり、燃料消費の向上、排気ガスの
浄化などが実現できる。
In the method for driving a fuel injection valve according to the sixth or seventh aspect, the voltage applied to the electrostrictive actuator is changed arbitrarily or in several steps within one injection period, and the displacement amount of the electrostrictive actuator is changed. Is changed arbitrarily or in several stages within one injection period, so that the soft amount of the needle is changed arbitrarily or in several stages within the one injection period, and the fuel injection determined according to the soft amount of the needle The rate can be changed arbitrarily or in several steps within one injection period. This makes it possible to inject fuel at an optimal injection rate according to the engine conditions such as the engine speed and the load condition, thereby improving fuel consumption and purifying exhaust gas.

【0013】請求項8に記載の燃料噴射弁の駆動方法で
は、電歪アクチュエータの伸長による制御圧力室の圧力
上昇量が開弁に要求される圧力上昇量よりもわずかに低
くなるような開弁前昇圧をおこなうように電歪アクチュ
エータに印加する電圧を徐々に上昇するので、燃料噴射
遅れがなくなり、燃料消費の向上、排気ガスの浄化など
が実現できる。
[0013] In the driving method of the fuel injection valve according to the present invention, the amount of pressure rise in the control pressure chamber due to the extension of the electrostrictive actuator is slightly lower than the amount of pressure rise required for valve opening. Since the voltage applied to the electrostrictive actuator is gradually increased so as to perform the pre-step-up, the fuel injection delay is eliminated, and the improvement of fuel consumption and purification of exhaust gas can be realized.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図1は請求項1ないし請求項4に
記載された第1の発明のうち、請求項1に対応する第1
実施形態のシステム図である。図1において、電歪アク
チュエータ1は噴射弁ケーシング2内において、上端面
3をケーシング壁面4に接し、下端面5をピストン上端
面6に接する。アクチュエータ1の側面上部からリード
線7が出ており、噴射弁ケーシング2の穴8を通って噴
射弁外部の駆動回路9に連結されている。ピストン10
は、スプリング11により上方へ押され、電歪アクチュ
エータ1と密着することで電歪アクチュエータ1の伸縮
により上下動する。ピストン側面12は、噴射弁ケーシ
ング2のガイド面13に対してわずかなクリアランスを
有し、制御圧力室14とアクチュエータ室15とを隔離
したまま摺動可能である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a first embodiment according to the first aspect of the present invention, which corresponds to the first aspect.
It is a system diagram of an embodiment. In FIG. 1, an electrostrictive actuator 1 has an upper end surface 3 in contact with a casing wall surface 4 and a lower end surface 5 in contact with a piston upper end surface 6 in an injection valve casing 2. A lead wire 7 protrudes from the upper side surface of the actuator 1 and is connected to a drive circuit 9 outside the injection valve through a hole 8 in the injection valve casing 2. Piston 10
Is pushed upward by a spring 11 and moves up and down due to expansion and contraction of the electrostrictive actuator 1 when it comes into close contact with the electrostrictive actuator 1. The piston side surface 12 has a slight clearance with respect to the guide surface 13 of the injection valve casing 2 and is slidable while isolating the control pressure chamber 14 and the actuator chamber 15 from each other.

【0015】ニードル20は、下方のシート部21にて
ノズルケーシング22と着座することで、噴孔23を経
て外部へ開口するサック部24とノズルケーシング22
内の油だまり25との連通を遮断している。ニードル2
0の第1ガイド軸30はノズルケーシング22の第1の
第1ガイド穴31に対しわずかなクリアランスを有し上
下方向に摺動可能に支持されており、第2ガイド軸32
は噴射弁ケーシング2の第2のガイド穴33に対しわず
かなクリアランスを有し上下方向に摺動可能に支持され
ている。第2ガイド軸32上方のスプリング座面34
は、一端を噴射弁ケーシング2内に形成されたニードル
スプリング収納室100に収納されているニードルスプ
リング35に接している。
The needle 20 is seated on the nozzle casing 22 at the lower seat portion 21, so that a sack portion 24 that opens to the outside through a nozzle hole 23 and a nozzle casing 22 are formed.
The communication with the oil sump 25 inside is shut off. Needle 2
The first guide shaft 30 has a slight clearance with respect to the first first guide hole 31 of the nozzle casing 22 and is slidably supported in the vertical direction.
Has a slight clearance with respect to the second guide hole 33 of the injection valve casing 2 and is slidably supported in the vertical direction. Spring seat surface 34 above second guide shaft 32
Has one end in contact with a needle spring 35 housed in a needle spring housing chamber 100 formed in the injection valve casing 2.

【0016】また、第1ガイド穴31と第2ガイド穴3
3の差に相当する環状の制御圧力室ニードル部40は、
制御圧力連通路41によってピストン10の底面と噴射
弁ケーシング2の内壁面との微小な隙間で形成される制
御圧力室14に連通している。すなわち、第1ガイド軸
30と第2ガイド軸32の段差により形成される第1の
下向きの受圧面130は制御圧力室14に露呈している
のと同等の構成となっている。制御圧力室14は制御燃
料導入路42で噴射燃料流路45に連通しており、制御
燃料導入路42の制御圧力室14近傍にオリフィス43
と逆止弁44を設けている。
The first guide hole 31 and the second guide hole 3
The annular control pressure chamber needle portion 40 corresponding to the difference of 3
The control pressure communication passage 41 communicates with the control pressure chamber 14 formed by a minute gap between the bottom surface of the piston 10 and the inner wall surface of the injection valve casing 2. That is, the first downward pressure receiving surface 130 formed by the step between the first guide shaft 30 and the second guide shaft 32 has the same configuration as that exposed to the control pressure chamber 14. The control pressure chamber 14 communicates with the injection fuel passage 45 through a control fuel introduction passage 42, and an orifice 43 is provided near the control pressure chamber 14 in the control fuel introduction passage 42.
And a check valve 44.

【0017】噴射燃料流路45は高圧ポンプからコモン
レール、ノズルケーシング22のインレット47を経て
油だまり25までを連通する。図2は第1の発明の第1
実施形態に示す燃料噴射弁の作動を説明する作動説明図
である。無噴射時には、電歪アクチュエータ1の印加電
圧は低く、電歪アクチュエータ1は基準長さにある。制
御圧力室14はレギュレータを経た調整された供給圧に
あり、油だまり25の噴射燃料圧はコモンレールからの
直接の供給圧にある。この状態では、シート部21の断
面積にかかるサック部24の圧力と、((第1ガイド軸
30の直径の断面積)−(シート部21の直径の断面
積))にかかる噴射燃料圧と、第1の下向き受圧面13
0にかかる制御燃料圧とによる上向きの荷重に対し、ニ
ードルスプリング35による下向き荷重が勝っているこ
とで、ニードル20はシート部21にて着座している。
The injection fuel passage 45 communicates from the high-pressure pump to the oil sump 25 through the common rail and the inlet 47 of the nozzle casing 22. FIG. 2 shows a first embodiment of the first invention.
FIG. 4 is an operation explanatory diagram illustrating the operation of the fuel injection valve shown in the embodiment. At the time of no injection, the voltage applied to the electrostrictive actuator 1 is low, and the electrostrictive actuator 1 is at the reference length. The control pressure chamber 14 is at a regulated supply pressure via a regulator, and the fuel pressure of the sump 25 is at a direct supply pressure from the common rail. In this state, the pressure of the sack portion 24 applied to the cross-sectional area of the seat portion 21 and the injected fuel pressure applied to ((cross-sectional area of the diameter of the first guide shaft 30) − (cross-sectional area of the diameter of the seat portion 21)) , First downward pressure receiving surface 13
The needle 20 is seated on the seat 21 because the downward load by the needle spring 35 is superior to the upward load by the control fuel pressure applied to zero.

【0018】所望する開弁時期に、電歪アクチュエータ
1の印加電圧を上昇させると、制御圧力室14が容積減
少により圧力上昇し、制御圧力室14の圧力がニードル
開弁圧を越えるため、ニードル20は直ちに上昇する。
開弁後、所望する閉弁時期までは開弁後の印加電圧を維
持することで、制御圧力室14の圧力は高く維持される
ことでニードルのリフト量は維持される。
When the voltage applied to the electrostrictive actuator 1 is increased at a desired valve opening timing, the pressure in the control pressure chamber 14 increases due to a decrease in volume, and the pressure in the control pressure chamber 14 exceeds the needle opening pressure. 20 rises immediately.
After the valve is opened, by maintaining the applied voltage after the valve is opened until a desired valve closing timing, the pressure of the control pressure chamber 14 is maintained at a high level, and the lift amount of the needle is maintained.

【0019】所望する閉弁時期には、印加電圧を基準電
圧まで低下し、電歪アクチュエータ1を収縮させること
で制御圧力室14の圧力を低下させ、ニードル20の下
向き荷重が勝ることでニードル20は下降し、着座した
時点で噴射は終了する。図3は、第1の発明の第1実施
形態における、第1ガイド軸30、第2ガイド軸32に
各々油密を保持するOリング201、202を設けた場
合の第1の発明のうち、請求項1に対応する第2の実施
形態のシステム図である。
At the desired valve closing timing, the applied voltage is reduced to the reference voltage, the pressure in the control pressure chamber 14 is reduced by contracting the electrostrictive actuator 1, and the needle 20 Lowers, and the injection ends when seated. FIG. 3 shows a first embodiment of the first embodiment in which the first guide shaft 30 and the second guide shaft 32 are provided with O-rings 201 and 202 for maintaining oil tightness, respectively, in the first embodiment of the first invention. It is a system diagram of a second embodiment corresponding to claim 1.

【0020】その作動は前記の第1の実施形態と同様で
ある。図4は、請求項1ないし請求項4に記載された第
1の発明のうち、請求項1に対応する第3実施形態のシ
ステム図である。電歪アクチュエータ1は、噴射弁ケー
シング2内において、上端面3をケーシング壁面4に接
し、下端面5をピストン上端面6に接している。電歪ア
クチュエータ1の側面上部からリード線7が出ており、
噴射弁ケーシング2の穴8を通って噴射弁外部の駆動回
路9に連結されている。ピストン10は、スプリング1
1により上方へ押され、電歪アクチュエータ1と密着す
ることで電歪アクチュエータ1の伸縮により上下動す
る。ピストン側面12は、噴射弁ケーシング2のガイド
面13に対してわずかなクリアランスを有し、制御圧力
室14とアクチュエータ室15とを隔離したまま摺動可
能である。
The operation is the same as in the first embodiment. FIG. 4 is a system diagram of a third embodiment corresponding to the first aspect of the first invention described in the first to fourth aspects. The electrostrictive actuator 1 has an upper end surface 3 in contact with the casing wall surface 4 and a lower end surface 5 in contact with the piston upper end surface 6 in the injection valve casing 2. A lead wire 7 protrudes from the upper side of the electrostrictive actuator 1,
It is connected to a drive circuit 9 outside the injection valve through a hole 8 in the injection valve casing 2. The piston 10 is a spring 1
1 and moves up and down due to the expansion and contraction of the electrostrictive actuator 1 when it comes into close contact with the electrostrictive actuator 1. The piston side surface 12 has a slight clearance with respect to the guide surface 13 of the injection valve casing 2 and is slidable while isolating the control pressure chamber 14 and the actuator chamber 15 from each other.

【0021】第3実施形態においてはノズルケーシング
22は上側ノズルケーシング220と下側ノズルケーシ
ング221とから構成されている。ニードル20は、下
方のシート部21にて下側ノズルケーシング221と着
座することで、噴孔23を経て外部へ開口するサック部
24と下側ノズルケーシング221内の油だまり25と
の連通を遮断している。第1ガイド軸30は上側ノズル
ケーシング220のガイド穴31内径に対してわずかな
クリアランスを有し上下方向に摺動可能に支持されてお
り、第2ガイド軸32はピストン10のガイド穴33に
対しわずかなクリアランスを有し上下方向に摺動可能に
支持されており、第2ガイド軸32上方のスプリング座
面34は、一端を電歪アクチュエータ1の底面端面5に
接しているニードルスプリング35に接している。
In the third embodiment, the nozzle casing 22 comprises an upper nozzle casing 220 and a lower nozzle casing 221. The needle 20 is seated on the lower nozzle casing 221 at the lower seat portion 21 to cut off communication between the sack portion 24 that opens to the outside through the injection hole 23 and the oil sump 25 in the lower nozzle casing 221. doing. The first guide shaft 30 has a slight clearance with respect to the inner diameter of the guide hole 31 of the upper nozzle casing 220 and is slidably supported in the vertical direction. The spring seating surface 34 above the second guide shaft 32 has a slight clearance, and one end thereof is in contact with a needle spring 35 which is in contact with the bottom end surface 5 of the electrostrictive actuator 1. ing.

【0022】第1ガイド軸30と第2ガイド軸32の差
に相当する環状の隙間部分と、ピストン10の底面と噴
射弁ケーシング2の内壁面との微小な隙間により制御圧
力室14が形成される。制御圧力室14は制御燃料導入
路42で噴射燃料流路45に連通しており、制御燃料導
入路42の制御圧力室14近傍にオリフィス43と逆止
弁44をもうけてある。
The control pressure chamber 14 is formed by an annular gap corresponding to the difference between the first guide shaft 30 and the second guide shaft 32 and a minute gap between the bottom surface of the piston 10 and the inner wall surface of the injection valve casing 2. You. The control pressure chamber 14 communicates with an injection fuel flow path 45 through a control fuel introduction path 42, and has an orifice 43 and a check valve 44 near the control pressure chamber 14 in the control fuel introduction path 42.

【0023】噴射燃料流路45は高圧ポンプからコモン
レール、噴射弁ケーシング2のインレット47を経て油
だまり25までを連通する。本第3実施形態の作動は、
第1実施形態と同様であるため説明は省略する。図5は
請求項1ないし請求項4に記載された第1の発明のう
ち、請求項2に対応する第4実施形態のシステム図であ
る。
The injection fuel flow path 45 communicates from the high pressure pump to the oil sump 25 via the common rail and the inlet 47 of the injection valve casing 2. The operation of the third embodiment is as follows.
The description is omitted because it is similar to the first embodiment. FIG. 5 is a system diagram of a fourth embodiment corresponding to claim 2 of the first invention described in claims 1 to 4.

【0024】電歪アクチュエータ1は、噴射弁ケーシン
グ2内において、上端面3をケーシング壁面4に接し、
下端面5をピストン上端面6に接する。電歪アクチュエ
ータ1の側面上部からリード線7が出ており、噴射弁ケ
ーシング2の穴8を通って噴射弁外部の駆動回路9に連
結されている。電歪アクチュエータ1は、中央に円孔の
ある断面形状のピエゾ素子を複数重ね、円筒状に形成さ
れている。
The electrostrictive actuator 1 has an upper end surface 3 in contact with a casing wall surface 4 in the injection valve casing 2.
The lower end surface 5 contacts the piston upper end surface 6. A lead wire 7 protrudes from the upper side surface of the electrostrictive actuator 1 and is connected to a drive circuit 9 outside the injection valve through a hole 8 in the injection valve casing 2. The electrostrictive actuator 1 is formed in a cylindrical shape by stacking a plurality of piezo elements having a cross section having a circular hole at the center.

【0025】ピストン10は、その中心軸に第2ガイド
穴33を有し、スプリング11により上方へ押され、電
歪アクチュエータ1と密着することで電歪アクチュエー
タ1の伸縮により上下動する。ピストン摺動面12は、
噴射弁ケーシング2のガイド面13に対してわずかなク
リアランスを有し、制御圧力室14とアクチュエータ室
15とを隔離したまま摺動可能である。
The piston 10 has a second guide hole 33 at its center axis, is pushed upward by a spring 11, and moves up and down due to expansion and contraction of the electrostrictive actuator 1 when it comes into close contact with the electrostrictive actuator 1. The piston sliding surface 12
It has a slight clearance with respect to the guide surface 13 of the injection valve casing 2 and can slide with the control pressure chamber 14 and the actuator chamber 15 separated.

【0026】第4実施形態においても、ノズルケーシン
グ22は上側ノズルケーシング220と下側ノズルケー
シング221とから構成されている。ニードル20は、
下方のシート部21にて下側ノズルケーシング221と
着座することで、噴孔23を経て外部へ開口するサック
部24と下側ノズルケーシング221内の油だまり25
との連通を遮断している。第1ガイド穴30は上側ノズ
ルケーシング220の第1ガイド穴31に対しわずかな
クリアランスを有し上下方向に摺動可能に支持されてお
り、第2ガイド軸32はピストン10の第2ガイド穴3
3に対しわずかなクリアランスを有し上下方向に摺動可
能に支持されている。第2ガイド軸32上方のスプリン
グ座面36は、ニードルスプリング収納室100におい
てニードルスプリング35に接している。第3ガイド軸
50は、噴射弁ケーシング2の一部をなす噴射弁ボディ
240の第3ガイド穴51に対しわずかなクリアランス
を有し上下方向に摺動可能に支持されている。
Also in the fourth embodiment, the nozzle casing 22 comprises an upper nozzle casing 220 and a lower nozzle casing 221. Needle 20
By sitting on the lower nozzle casing 221 at the lower seat portion 21, the sack portion 24 that opens to the outside through the injection hole 23 and the oil sump 25 inside the lower nozzle casing 221 are provided.
The communication with is interrupted. The first guide hole 30 has a slight clearance with respect to the first guide hole 31 of the upper nozzle casing 220 and is supported so as to be slidable in the vertical direction, and the second guide shaft 32 is connected to the second guide hole 3 of the piston 10.
3 has a slight clearance and is slidably supported in the vertical direction. The spring seat surface 36 above the second guide shaft 32 is in contact with the needle spring 35 in the needle spring storage chamber 100. The third guide shaft 50 has a slight clearance with respect to the third guide hole 51 of the injection valve body 240 forming a part of the injection valve casing 2 and is slidably supported in the vertical direction.

【0027】第1ガイド軸30と第2ガイド軸32の差
に相当する環状の隙間部分と、ピストン10の底面と噴
射弁ケーシング2との隙間により制御圧力室14が形成
され、制御圧力室14は制御燃料導入路42で噴射燃料
流路45に連通しており、制御燃料導入路42の制御圧
力室14近傍にオリフィス43と逆止弁44を設けてあ
る。
A control pressure chamber 14 is formed by an annular gap corresponding to the difference between the first guide shaft 30 and the second guide shaft 32 and a gap between the bottom surface of the piston 10 and the injection valve casing 2. An orifice 43 and a check valve 44 are provided in the control fuel introduction passage 42 in communication with the injection fuel flow passage 45 near the control pressure chamber 14 in the control fuel introduction passage 42.

【0028】噴射燃料流路45は高圧ポンプからコモン
レール、噴射弁ケーシング2のインレット47を経て油
だまり25までを連通し、その中途から分岐した燃料圧
伝達路48はニードル20の頂面周辺の燃料室49まで
連通する。前記の第2実施形態と同じく、第4実施形態
における、第1ガイド軸30、第2ガイド軸32、第3
ガイド軸50に油密を保持するOリングを設けた場合
も、その作動は後述する前記の第4実施形態の作動と同
様である。
An injection fuel flow path 45 communicates from the high pressure pump to the oil sump 25 through a common rail and an inlet 47 of the injection valve casing 2, and a fuel pressure transmission path 48 branching from the middle thereof provides a fuel pressure around the top surface of the needle 20. It communicates with the room 49. As in the second embodiment, the first guide shaft 30, the second guide shaft 32, the third
When an O-ring for maintaining oil tightness is provided on the guide shaft 50, the operation thereof is the same as the operation of the above-described fourth embodiment described later.

【0029】第1の発明の第4実施形態の燃料噴射弁の
作動を、第1実施形態と比較しながら説明する。図1、
図2及び図5において、無噴射時には、電歪アクチュエ
ータ1の印加電圧は低く、電歪アクチュエータ1は基準
長さにある。また、制御圧力室14、油だまり25の噴
射燃料圧とも供給圧にある。この状態では、シート部2
1の断面積にかかるサック部24の圧力と、((第1ガ
イド軸30の直径の断面積)−(シート部21の直径断
面積))にかかる噴射燃料圧と、制御圧力室14の受圧
部にかかる制御燃料圧とによる上向きの荷重に対し、ニ
ードル20頂面にかかる燃料圧と、ニードルスプリング
35による下向き荷重が勝っていることで、ニードル2
0はシート部21にて着座している。第1実施形態に対
して、噴射燃料圧による下向きの荷重が増加されるた
め、ニードルスプリング35の荷重を低く設定する。
The operation of the fuel injection valve according to the fourth embodiment of the first invention will be described in comparison with the first embodiment. Figure 1,
2 and 5, when no injection is performed, the voltage applied to the electrostrictive actuator 1 is low, and the electrostrictive actuator 1 is at the reference length. Further, the fuel pressure injected into the control pressure chamber 14 and the oil sump 25 is also at the supply pressure. In this state, the seat portion 2
1, the injection fuel pressure applied to ((cross-sectional area of the diameter of the first guide shaft 30)-(the cross-sectional area of the diameter of the seat 21)), and the received pressure of the control pressure chamber 14. Since the fuel pressure applied to the top surface of the needle 20 and the downward load applied by the needle spring 35 are superior to the upward load applied by the control fuel pressure applied to the
0 is seated on the seat 21. Since the downward load due to the injected fuel pressure is increased compared to the first embodiment, the load on the needle spring 35 is set lower.

【0030】所望する開弁時期に、電歪アクチュエータ
1の印加電圧を上昇させると、制御圧力室14が容積減
少により圧力上昇し、制御圧力室14の圧力がニードル
開弁圧を越えるため、ニードル20は直ちに上昇する。
開弁後、所望する閉弁時期までは開弁後の印加電圧を維
持することで、制御圧力室14の圧力は高く維持される
ことでニードル20のリフト量は維持される。
When the voltage applied to the electrostrictive actuator 1 is increased at a desired valve opening timing, the pressure in the control pressure chamber 14 increases due to the decrease in volume, and the pressure in the control pressure chamber 14 exceeds the needle valve opening pressure. 20 rises immediately.
After the valve is opened, by maintaining the applied voltage after the valve is opened until a desired valve closing timing, the pressure in the control pressure chamber 14 is maintained at a high level, so that the lift amount of the needle 20 is maintained.

【0031】所望する閉弁時期には、印加電圧を基準電
圧まで低下し、電歪アクチュエータ1を収縮させること
で制御圧力室14の圧力を低下させ、ニードル20の下
向き荷重が勝ることでニードル20は下降し、着座した
時点で噴射は終了する。図6は請求項1ないし請求項4
に記載された第1の発明のうち、請求項3に対応する第
5実施形態のシステム図である。
At a desired valve closing timing, the applied voltage is reduced to the reference voltage, the pressure in the control pressure chamber 14 is reduced by contracting the electrostrictive actuator 1, and the needle 20 Lowers, and the injection ends when seated. FIG. 6 shows claims 1 to 4.
FIG. 13 is a system diagram of a fifth embodiment corresponding to claim 3 of the first invention described in FIG.

【0032】電歪アクチュエータ1は、噴射弁ケーシン
グ2内において、上端面3をケーシング壁面4に接し、
下端面5をピストン上端面6に接する。電歪アクチュエ
ータ1の側面上部からリード線7が出ており、噴射弁ケ
ーシング2の穴8を通って噴射弁外部の駆動回路9に連
結されている。電歪アクチュエータ1は、中央に円孔の
ある断面形状のピエゾ素子を複数重ね、円筒状に形成さ
れている。
The electrostrictive actuator 1 has the upper end surface 3 in contact with the casing wall surface 4 in the injection valve casing 2.
The lower end surface 5 contacts the piston upper end surface 6. A lead wire 7 protrudes from the upper side surface of the electrostrictive actuator 1 and is connected to a drive circuit 9 outside the injection valve through a hole 8 in the injection valve casing 2. The electrostrictive actuator 1 is formed in a cylindrical shape by stacking a plurality of piezo elements having a cross section having a circular hole at the center.

【0033】ピストン10は、その中心軸に第2のガイ
ド穴33を有し、スプリング11により上方へ押され、
電歪アクチュエータ1と密着することで電歪アクチュエ
ータ1の伸縮により上下動する。ピストン摺動面12
は、噴射弁ケーシング2のガイド面13に対してわずか
なクリアランスを有し、制御圧力室14とアクチュエー
タ室15とを隔離したまま油密に摺動可能である。
The piston 10 has a second guide hole 33 at its center axis, and is pushed upward by the spring 11.
When the electrostrictive actuator 1 comes into close contact with the electrostrictive actuator 1, the electrostrictive actuator 1 moves up and down. Piston sliding surface 12
Has a slight clearance with respect to the guide surface 13 of the injection valve casing 2 and can slide in an oil-tight manner while isolating the control pressure chamber 14 and the actuator chamber 15 from each other.

【0034】ニードル20は、下方のシート部21にて
下側ノズルケーシング221と着座することで、噴孔2
3を経て外部へ開口するサック部24と下側ノズルケー
シング221内の油だまり25との連通を遮断してい
る。第1ガイド軸30は上方ノズルケーシング220の
第1ガイド穴31に対しわずかなクリアランスを有し、
上下方向に摺動可能に油密に支持されており、第2ガイ
ド軸32は上側ノズルケーシング220の第2ガイド穴
33に対しわずかなクリアランスを有し、上下方向に摺
動可能に油密に支持されており、第2ガイド軸32は第
1ガイド軸30より広径であり、第2ガイド軸32はピ
ストン10の第2のガイド穴33に対しわずかなクリア
ランスを有し、上下方向に摺動可能に油密に支持されて
いる。第2ガイド軸32上方のスプリング座面36は、
ニードルスプリング35に接している。第3ガイド軸5
0は、噴射弁ボディ240の第3のガイド穴51に対し
わずかなクリアランスを有し、上下方向に摺動可能に油
密に支持されている。
The needle 20 is seated on the lower nozzle casing 221 at the lower seat portion 21 so that the injection hole 2
The communication between the sack portion 24 that opens to the outside via 3 and the oil sump 25 in the lower nozzle casing 221 is blocked. The first guide shaft 30 has a slight clearance with respect to the first guide hole 31 of the upper nozzle casing 220,
The second guide shaft 32 has a slight clearance with respect to the second guide hole 33 of the upper nozzle casing 220 and is oil-tightly slidable in the vertical direction. Supported, the second guide shaft 32 has a larger diameter than the first guide shaft 30, the second guide shaft 32 has a slight clearance with respect to the second guide hole 33 of the piston 10, and slides vertically. It is movably supported oil-tight. The spring seat surface 36 above the second guide shaft 32 is
It is in contact with the needle spring 35. Third guide shaft 5
Numeral 0 has a slight clearance with respect to the third guide hole 51 of the injection valve body 240 and is supported in an oil-tight manner so as to be slidable in the vertical direction.

【0035】また、第4のガイド軸91は上側ノズルケ
ーシング220の第4ガイド穴90に対しわずかなクリ
アランスを有し、摺動可能に油密に支持されている。第
1ガイド軸30と第2ガイド軸32の差に相当する環状
の隙間部分と、ピストン10底面と噴射弁ケーシング2
との隙間により制御圧力室が形成される。制御圧力室1
4は制御燃料導入路42で噴射燃料流路45に連通して
おり、制御燃料導入路42の制御圧力室14近傍にオリ
フィス43と逆止弁44を設けている。
The fourth guide shaft 91 has a slight clearance with respect to the fourth guide hole 90 of the upper nozzle casing 220, and is slidably supported in an oil-tight manner. An annular gap corresponding to the difference between the first guide shaft 30 and the second guide shaft 32, the bottom surface of the piston 10 and the injection valve casing 2
A control pressure chamber is formed by the gap between the control pressure chamber. Control pressure chamber 1
Reference numeral 4 denotes a control fuel introduction passage 42 which communicates with the injection fuel flow passage 45. An orifice 43 and a check valve 44 are provided near the control pressure chamber 14 in the control fuel introduction passage 42.

【0036】噴射燃料流路45は高圧ポンプからコモン
レール、噴射弁ケーシング2のインレット47を経て油
だまり25までを連通し、その中途から分岐した燃料圧
伝達路48はニードル20頂面周辺の燃料室49まで連
通する。第1ガイド軸30と第4ガイド軸91の段差に
より形成される第2の下向きの受圧面111はドレン穴
110に露呈されている。ドレン穴110は、図示しな
い噴射弁ケーシング2内部のドレン流路を経て噴射弁外
部のドレン路に連通している。
The fuel injection passage 45 communicates from the high-pressure pump to the oil sump 25 through the common rail and the inlet 47 of the injection valve casing 2, and a fuel pressure transmission passage 48 branched from the middle thereof forms a fuel chamber around the top surface of the needle 20. Communicates up to 49. A second downward pressure receiving surface 111 formed by a step between the first guide shaft 30 and the fourth guide shaft 91 is exposed to the drain hole 110. The drain hole 110 communicates with a drain passage outside the injection valve via a drain passage inside the injection valve casing 2 (not shown).

【0037】また、前記の実施形態と同じく、第5実施
形態における、第1ガイド軸30、第2ガイド軸32、
第3ガイド軸50、第4ガイド軸91に油密を保持する
Oリングを設けた場合も、その作動は前記の第5実施形
態の作動と同様である。第5実施形態では、作動に関し
ては前記の第4の実施形態と同様であるので省略する。
As in the above-described embodiment, the first guide shaft 30, the second guide shaft 32,
When the third guide shaft 50 and the fourth guide shaft 91 are provided with O-rings for maintaining oil tightness, the operation thereof is the same as that of the fifth embodiment. In the fifth embodiment, the operation is the same as that of the above-described fourth embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0038】図7は請求項1ないし請求項4に記載され
た第1の発明のうち、請求項4に対応する第6の実施形
態を示すシステム図である。この第6実施形態は、第5
実施形態におけるニードル20のスプリングガイド部3
00より上方を削除し、第3ガイド穴51に対してわず
かなクリアランスを有して上下に摺動可能で、かつ、下
端面がニードル20頂面に接するロッド52を設けたも
のである。
FIG. 7 is a system diagram showing a sixth embodiment corresponding to the fourth aspect of the first invention described in the first to fourth aspects. This sixth embodiment is similar to the fifth embodiment.
Spring guide part 3 of needle 20 in the embodiment
The upper part of the needle 20 is provided with a rod 52 which can be slid up and down with a slight clearance with respect to the third guide hole 51 and whose lower end surface is in contact with the top surface of the needle 20.

【0039】その作動は、第5実施形態と同様である。
請求項5に記載された第2の発明における第1の実施形
態について説明する。第1実施形態の構成は、前記の図
1に示す第1の発明の第1実施形態にて記載した燃料噴
射弁にて、規定の噴射燃料圧にて高圧燃料が圧送される
噴射燃料導入路から分岐し制御圧力室14に至る制御燃
料導入路において、その中途に設けられている逆止弁4
4より上流側に、噴射燃料圧よりも低い一定の圧力にて
下流の逆止弁44側に燃料を供給するレギュレータを設
けている。
The operation is the same as in the fifth embodiment.
A first embodiment of the second invention described in claim 5 will be described. The configuration of the first embodiment is an injection fuel introduction path in which high-pressure fuel is pumped at a specified injection fuel pressure by the fuel injection valve described in the first embodiment of the first invention shown in FIG. In the control fuel introduction passage branching from the control pressure chamber 14 to the control pressure chamber 14, a check valve 4
A regulator that supplies fuel to the check valve 44 downstream at a constant pressure lower than the injection fuel pressure is provided upstream of the fuel injection valve 4.

【0040】図8は第2の発明における第1実施形態で
用いるレギュレータの作動説明図である。作動は、図8
に示す様に、レギュレータは、規定の噴射燃料圧に制御
されている噴射燃料導入路の圧力に対して、前記逆止弁
44側への制御圧力室14への供給圧力を減圧し、制御
圧力室14の圧力を一定値以下に維持する。
FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the regulator used in the first embodiment of the second invention. The operation is shown in FIG.
As shown in the figure, the regulator reduces the supply pressure to the control pressure chamber 14 to the check valve 44 side with respect to the pressure of the injection fuel introduction passage controlled to the specified injection fuel pressure, and The pressure in the chamber 14 is maintained below a certain value.

【0041】この効果としては以下の通りである。一般
的に、電歪アクチュエータ1には強度上許容される荷重
に限界があり、また、その状態では変位性能も著しく悪
化するので、それを越えて使用することは避けなければ
ならない。噴射燃料圧と制御燃料室14の圧力が同等で
あっても、電歪アクチュエータに負荷される荷重が許容
荷重を越えないような噴射燃料圧である場合には、レギ
ュレータの効果はない。しかし、噴射燃料圧が高く、制
御圧力室14と噴射燃料圧を同等にすると電歪アクチュ
エータ1にかかる荷重が許容荷重を越えてしまう場合に
は、レギュレータを設けることで、制御圧力室14の内
圧を電歪アクチュエータの許容荷重を越えない範囲に制
御され、電歪アクチュエータ1の荷重は許容範囲内に保
たれる。これにより、噴射燃料圧によらず、電歪アクチ
ュエータ1の適正な作動を得ることができる。
The effects are as follows. Generally, the electrostrictive actuator 1 has a limit in the load allowed in terms of strength, and in that state, the displacement performance is significantly deteriorated. Therefore, it is necessary to avoid using the load beyond that. Even if the injection fuel pressure is equal to the pressure of the control fuel chamber 14, if the load applied to the electrostrictive actuator does not exceed the allowable load, the effect of the regulator is not obtained. However, if the load applied to the electrostrictive actuator 1 exceeds the allowable load when the injected fuel pressure is high and the control pressure chamber 14 and the injected fuel pressure are equalized, the internal pressure of the control pressure chamber 14 is increased by providing a regulator. Is controlled so as not to exceed the allowable load of the electrostrictive actuator, and the load of the electrostrictive actuator 1 is kept within the allowable range. Thus, an appropriate operation of the electrostrictive actuator 1 can be obtained regardless of the injection fuel pressure.

【0042】図9は請求項6及び請求項7に記載された
第3の発明のうち、請求項6に対応する第1実施形態と
して、電歪アクチュエータの駆動方法を説明する作動説
明図である。第1の発明の第1実施形態に記載の燃料噴
射弁を作動させる際に、本発明を適用する場合について
の作動を図9を参照して説明する。
FIG. 9 is an operation explanatory diagram illustrating a method of driving an electrostrictive actuator as a first embodiment corresponding to claim 6 of the third invention described in claims 6 and 7. . The operation when the present invention is applied when the fuel injection valve according to the first embodiment of the first invention is operated will be described with reference to FIG.

【0043】第1の発明の第1実施形態の駆動方法であ
る図2では、印加電圧の変化時間を短くし、ニードルリ
フトの急峻な変化を実現しているのに対して、本第3の
発明の第1実施形態では、開弁後の印加電圧を時間経過
に対して任意に変化させることで、エンジンの負荷状況
や回転数に応じて、1噴射期間内のニードルリフトを変
化させる。
In FIG. 2, which is a driving method according to the first embodiment of the first invention, the time for changing the applied voltage is shortened to realize a sharp change in the needle lift. In the first embodiment of the invention, the needle lift within one injection period is changed according to the load condition and the number of revolutions of the engine by arbitrarily changing the applied voltage after the valve is opened.

【0044】無噴射時には、電歪アクチュエータ1の印
加電圧は低くアクチュエータは基準長さにある。制御圧
力室14、油だまり25の噴射燃料圧とも規定圧にあ
る。この状態では、シート部21内面積にかかるサック
部24の圧力と、((第1ガイド軸30の断面積)−
(シート部21の断面積))にかかる噴射燃料圧と、制
御圧力室14の受圧面130にかかる制御燃料圧とによ
る上向きの荷重に対し、ニードル20頂面にかかる燃料
圧と、スプリング35による下向き荷重が勝っているこ
とで、ニードル20はシート部21にて着座している。
When no injection is performed, the voltage applied to the electrostrictive actuator 1 is low and the actuator is at the reference length. The injection fuel pressure of the control pressure chamber 14 and the oil sump 25 is also at the specified pressure. In this state, the pressure of the sack portion 24 applied to the area inside the seat portion 21 and ((cross-sectional area of the first guide shaft 30) −
The fuel pressure applied to the top surface of the needle 20 and the spring 35 respond to an upward load caused by the injected fuel pressure applied to the (cross-sectional area of the seat portion 21) and the control fuel pressure applied to the pressure receiving surface 130 of the control pressure chamber 14. The needle 20 is seated on the seat portion 21 because the downward load is superior.

【0045】所望する開弁時期に、電歪アクチュエータ
1の印加電圧を上昇させると、制御圧がニードル開弁圧
を越え、ニードル20は直ちに上昇する。開弁後、電歪
アクチュエータ1は印加電圧を徐々に上昇させると、電
歪アクチュエータ1電圧変化に応じて伸長する。この
時、ニードル20は、上下方向の荷重が等しくなる位置
まで制御圧力室14の圧力増加に対応してニードルスプ
リング35の荷重を増加しながら上昇する。
When the voltage applied to the electrostrictive actuator 1 is increased at a desired valve opening timing, the control pressure exceeds the needle valve opening pressure, and the needle 20 immediately increases. After the valve is opened, when the applied voltage is gradually increased, the electrostrictive actuator 1 expands in accordance with the voltage change of the electrostrictive actuator 1. At this time, the needle 20 rises to a position where the load in the vertical direction becomes equal, while increasing the load on the needle spring 35 in response to the increase in the pressure in the control pressure chamber 14.

【0046】所望する閉弁時期には、印加電圧を基準電
圧まで低下し、電歪アクチュエータ1を収縮させること
で制御圧力室14の圧力を低下させ、ニードル20の下
向き荷重が勝ることでニードル20は下降し、着座した
時点で噴射は終了する。この作動により、ニードルリフ
ト量は電歪アクチュエータ1の印加電圧の変化に対応し
て制御できる。
At the desired valve closing timing, the applied voltage is reduced to the reference voltage, and the pressure in the control pressure chamber 14 is reduced by contracting the electrostrictive actuator 1, and the downward load of the needle 20 overcomes the needle 20. Lowers, and the injection ends when seated. By this operation, the amount of needle lift can be controlled in accordance with a change in the voltage applied to the electrostrictive actuator 1.

【0047】図10は請求項6および請求項7に記載さ
れた第3の発明のうち、請求項7に対応する第2の実施
形態として、電歪アクチュエータの駆動方法を説明する
作動説明図である。第1の発明の第1実施形態に記載の
燃料噴射弁を作動させる際に、本発明を適用する場合の
作動を図10を参照して説明する。
FIG. 10 is an operation explanatory view illustrating a method of driving an electrostrictive actuator as a second embodiment corresponding to claim 7 of the third invention described in claims 6 and 7. is there. The operation when applying the present invention when operating the fuel injection valve according to the first embodiment of the first invention will be described with reference to FIG.

【0048】無噴射時には、電歪アクチュエータ1の印
加電圧は低く電歪アクチュエータ1は基準長さにある。
制御圧力室14、油だまり25の噴射燃料圧とも規定圧
にある。この状態ではシート部21内面積にかかるサッ
ク部24の圧力と、((第1ガイド軸30の断面積)−
(シート部21の断面積))にかかる噴射燃料圧と、制
御圧力室14の受圧面130にかかる制御燃料圧とによ
る上向きの荷重に対し、ニードル20の頂面にかかる燃
料圧と、ニードルスプリング35による下向き荷重が勝
っていることで、ニードル20はシート部21にて着座
している。
When no injection is performed, the voltage applied to the electrostrictive actuator 1 is low and the electrostrictive actuator 1 is at the reference length.
The injection fuel pressure of the control pressure chamber 14 and the oil sump 25 is also at the specified pressure. In this state, the pressure of the sack portion 24 applied to the inner area of the seat portion 21 and ((cross-sectional area of the first guide shaft 30) −
The fuel pressure applied to the top surface of the needle 20 and the needle spring in response to the upward load caused by the injected fuel pressure applied to (the cross-sectional area of the seat portion 21) and the control fuel pressure applied to the pressure receiving surface 130 of the control pressure chamber 14. The needle 20 is seated on the seat portion 21 because the downward load by 35 is superior.

【0049】所望する開弁時期に、電歪アクチュエータ
1の印加電圧を上昇させると、制御圧がニードル開弁圧
を越え、ニードルは直ちに上昇する。開弁後、所望する
噴射率変化時期までの期間(初期噴射率期間)は開弁後
の印加電圧を維持し、ニードル20のリフト量は維持さ
れる。次に、所望する噴射率変化時期に、電歪アクチュ
エータ1の印加電圧を再び上昇させると、電歪アクチュ
エータ1はさらに伸長する。この時、制御圧力室14の
圧力が上昇するが、それまで上下方向の荷重が等しくな
って静止していたニードル20は、制御圧力室14の圧
力増加に対応してニードルスプリング35の荷重を増加
しながら上昇し、上下方向の荷重が等しくなった時点で
再び静止する。
When the voltage applied to the electrostrictive actuator 1 is increased at a desired valve opening timing, the control pressure exceeds the needle valve opening pressure, and the needle immediately rises. After the valve is opened, the applied voltage after the valve is opened is maintained for a period up to a desired injection rate change timing (initial injection rate period), and the lift amount of the needle 20 is maintained. Next, when the voltage applied to the electrostrictive actuator 1 is increased again at a desired injection rate change timing, the electrostrictive actuator 1 further extends. At this time, the pressure in the control pressure chamber 14 increases, but the needle 20 which has been stationary until the load in the vertical direction has become equal until then increases the load on the needle spring 35 in response to the increase in the pressure in the control pressure chamber 14. Then, when the vertical load becomes equal, it stops again.

【0050】所望する閉弁時期には、印加電圧を基準電
圧まで低下し、電歪アクチュエータ1を収縮させること
で制御圧力室14の圧力を低下させ、ニードル20の下
向き荷重が勝ることでニードル20は下降し、着座した
時点で噴射は終了する。図11は請求項6及び請求項7
に記載された第3の発明のうち、請求項7に対応する第
3実施形態として、電歪アクチュエータの駆動方法を説
明する作動説明図である。第1の発明の第1実施形態に
記載の燃料噴射弁を作動させる際に、本発明を適用する
場合についての作動を図11を参照して説明する。
At the desired valve closing timing, the applied voltage is reduced to the reference voltage, and the pressure in the control pressure chamber 14 is reduced by contracting the electrostrictive actuator 1, and the downward load of the needle 20 overcomes the needle 20. Lowers, and the injection ends when seated. FIG. 11 shows claims 6 and 7.
FIG. 9 is an operation explanatory diagram illustrating a driving method of an electrostrictive actuator as a third embodiment corresponding to claim 7 of the third invention described in the above. The operation when the present invention is applied when operating the fuel injection valve according to the first embodiment of the first invention will be described with reference to FIG.

【0051】無噴射時には、電歪アクチュエータ1の印
加電圧は低く電歪アクチュエータ1は基準長さにある。
また、制御圧力室14、油だまり25の噴射燃料圧とも
規定圧にある。この状態では、シート部21内面積にか
かるサック部24の圧力と、((第1ガイド軸30の断
面積)−(シート部21の断面積))にかかる噴射燃料
圧と、制御圧力室14の受圧面130にかかる制御燃料
圧とによる上向きの荷重に対し、ニードル20頂面にか
かる燃料圧と、ニードルスプリング35による下向き荷
重が勝っていることで、ニードル20はシート部21に
て着座している。
When no injection is performed, the voltage applied to the electrostrictive actuator 1 is low and the electrostrictive actuator 1 is at the reference length.
Further, the injection fuel pressure of the control pressure chamber 14 and the oil sump 25 is also at the specified pressure. In this state, the pressure of the sack portion 24 applied to the area inside the seat portion 21, the injected fuel pressure applied to ((cross-sectional area of the first guide shaft 30)-(cross-sectional area of the seat portion 21)), and the control pressure chamber 14 The needle 20 is seated on the seat portion 21 because the fuel pressure applied to the top surface of the needle 20 and the downward load applied by the needle spring 35 are superior to the upward load caused by the control fuel pressure applied to the pressure receiving surface 130. ing.

【0052】所望する開弁時期に、電歪アクチュエータ
1の印加電圧を上昇させると、制御圧がニードル開弁圧
を越え、ニードル20は直ちに上昇する。開弁後、所望
する時期までは開弁後の印加電圧を維持し、ニードル2
0のリフト量は維持される。次に、所望する噴射率変化
時期に、電歪アクチュエータ1の印加電圧を減少させる
と、電歪アクチュエータ1は収縮する。この時、制御圧
力室14の圧力が低下するが、それまで上下方向の荷重
が等しくなって静止していたニードル20は、制御圧力
室14の圧力低下に対応してニードルスプリング35の
荷重を減少しながら下降し、上下方向の荷重が等しくな
った時点で再び静止する。
When the voltage applied to the electrostrictive actuator 1 is increased at a desired valve opening timing, the control pressure exceeds the needle opening pressure, and the needle 20 immediately increases. After the valve is opened, the voltage applied after the valve is opened is maintained until a desired time.
The lift amount of 0 is maintained. Next, when the voltage applied to the electrostrictive actuator 1 is reduced at a desired injection rate change timing, the electrostrictive actuator 1 contracts. At this time, the pressure in the control pressure chamber 14 is reduced, but the needle 20 which has been stationary until the load in the vertical direction becomes equal until then decreases the load on the needle spring 35 in response to the pressure decrease in the control pressure chamber 14. Then, when the vertical load becomes equal, it stops again.

【0053】所望する閉弁時期には、印加電圧を基準電
圧まで低下し、電歪アクチュエータ1を収縮させること
で制御圧力室14の圧力を低下させ、ニードル20の下
向き荷重が勝ることでニードル20は下降し、着座した
時点で噴射は終了する。図12は請求項8に記載された
第4の発明の第1実施形態として、電歪アクチュエータ
の駆動方法を説明する作動説明図である。
At the desired valve closing timing, the applied voltage is reduced to the reference voltage, the pressure in the control pressure chamber 14 is reduced by contracting the electrostrictive actuator 1, and the downward load of the needle 20 overcomes the Lowers, and the injection ends when seated. FIG. 12 is an operation explanatory diagram illustrating a method of driving an electrostrictive actuator according to a first embodiment of the fourth aspect of the present invention.

【0054】第1の発明の第1実施形態に記載の燃料噴
射弁を作動させる際に、本発明を適用する場合について
の作動を図12を参照して説明する。無噴射時には、電
歪アクチュエータ1の印加電圧は低く電歪アクチュエー
タ1は基準長さにあり、制御圧力室14、油だまり25
の噴射燃料圧とも規定圧にある。
The operation when the present invention is applied when operating the fuel injection valve according to the first embodiment of the first invention will be described with reference to FIG. At the time of no injection, the voltage applied to the electrostrictive actuator 1 is low and the electrostrictive actuator 1 is at the reference length.
Are at the specified pressure.

【0055】この状態では、シート部21内面積にかか
るサック部24の圧力と、((第1ガイド軸30の断面
積)−(シート部21の断面積))にかかる噴射燃料圧
と、制御圧力室14の受圧面130にかかる制御燃料圧
とによる上向きの荷重に対し、ニードル20の頂面にか
かる燃料圧と、ニードルスプリング35による下向き荷
重が勝っていることで、ニードル20はシート部21に
て着座している。
In this state, the pressure of the sack portion 24 applied to the inner area of the seat portion 21, the injected fuel pressure applied to ((cross-sectional area of the first guide shaft 30)-(cross-sectional area of the seat portion 21)), and control The needle pressure of the needle 20 and the downward load of the needle spring 35 are superior to the upward load caused by the control fuel pressure applied to the pressure receiving surface 130 of the pressure chamber 14. Sitting.

【0056】所望する噴射開始時期の数十μs〜数十m
s以前の時点から噴射開始直前までの期間において、電
歪アクチュエータ1の印加電圧を徐々に増加し、電歪ア
クチュエータ1を伸長させることで制御圧力室14の圧
力を上昇させる。この時の印加電圧増加量は、制御圧力
室14がニードル20の開弁の必要昇圧量より少なく、
かつ圧力脈動による開弁の発生しない緩やかな電圧増加
のため、ニードル20は開弁しない。この動作を開弁前
昇圧と言う。
A desired injection start timing of several tens μs to several tens m
During the period from the time before s to the time immediately before the start of injection, the voltage applied to the electrostrictive actuator 1 is gradually increased, and the pressure in the control pressure chamber 14 is increased by extending the electrostrictive actuator 1. The amount of increase in the applied voltage at this time is smaller than the required pressure increase amount of the control pressure chamber 14 for opening the needle 20.
In addition, the needle 20 does not open due to a gradual voltage increase that does not cause valve opening due to pressure pulsation. This operation is called pre-valve pressure increase.

【0057】開弁前昇圧の後、所望する開弁時期までは
電圧を維持する。所望する開弁時期に、電圧を更に上昇
させると、制御圧力室圧がニードル20の開弁圧を越え
るため、ニードル20は直ちに上昇する。開弁後、所望
する閉弁時期までは開弁後の印加電圧を維持し、ニード
ル20のリフト量は維持される。
After the pressure increase before valve opening, the voltage is maintained until a desired valve opening timing. When the voltage is further increased at the desired valve opening timing, the needle 20 immediately rises because the control pressure chamber pressure exceeds the valve opening pressure of the needle 20. After the valve is opened, the applied voltage after the valve is opened is maintained until a desired valve closing timing, and the lift amount of the needle 20 is maintained.

【0058】所望する閉弁時期には、印加電圧を基準電
圧まで低下し、電歪アクチュエータ1を収縮させること
で制御圧力室14の圧力を低下させ、ニードル20の下
向き荷重が勝ることでニードル20は下降し、着座した
時点で噴射は終了する。以上、前述の発明の各種実施形
態を用いて説明した燃料噴射弁及びその駆動方法を用い
ることにより、噴射率をその一噴射の期間内に変化させ
ることが可能となる。これにより、エンジン回転数や負
荷状況などのエンジン条件に応じた最適な噴射率で燃料
噴射することが可能となり、燃料消費の向上、排気ガス
の浄化などが実現できる。
At the desired valve closing timing, the applied voltage is reduced to the reference voltage, the pressure in the control pressure chamber 14 is reduced by contracting the electrostrictive actuator 1, and the needle 20 Lowers, and the injection ends when seated. As described above, by using the fuel injection valve and the driving method thereof described using the various embodiments of the above-described invention, it becomes possible to change the injection rate within the period of one injection. This makes it possible to inject fuel at an optimal injection rate according to engine conditions such as the engine speed and the load condition, thereby improving fuel consumption and purifying exhaust gas.

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

【図1】請求項1ないし請求項4に記載された第1の発
明のうち、請求項1に対応する第1実施形態のシステム
図である。
FIG. 1 is a system diagram of a first embodiment corresponding to claim 1 of the first invention described in claims 1 to 4;

【図2】第1の発明の第1実施形態に示す燃料噴射弁の
作動を説明する作動説明図である。
FIG. 2 is an operation explanatory diagram illustrating an operation of the fuel injection valve shown in the first embodiment of the first invention.

【図3】第1の発明の第1実施形態における、第1ガイ
ド軸30、第2ガイド軸32に各々油密を保持するOリ
ング201、202を設けた場合の第1の発明のうち、
請求項1に対応する第2の実施形態のシステム図であ
る。
FIG. 3 shows a first embodiment in which O-rings 201 and 202 for holding oil tightness are provided on a first guide shaft 30 and a second guide shaft 32, respectively, in the first embodiment of the first invention.
It is a system diagram of a second embodiment corresponding to claim 1.

【図4】請求項1ないし請求項4に記載された第1の発
明のうち、請求項1に対応する第3実施形態のシステム
図である。
FIG. 4 is a system diagram of a third embodiment corresponding to claim 1 of the first invention described in claims 1 to 4;

【図5】請求項1ないし請求項4に記載された第1の発
明のうち、請求項2に対応する第4実施形態のシステム
図である。
FIG. 5 is a system diagram of a fourth embodiment corresponding to claim 2 of the first invention described in claims 1 to 4;

【図6】請求項1ないし請求項4に記載された第1の発
明のうち、請求項3に対応する第5実施形態のシステム
図である。
FIG. 6 is a system diagram of a fifth embodiment corresponding to claim 3 of the first invention described in claims 1 to 4;

【図7】請求項1ないし請求項4に記載された第1の発
明のうち、請求項4に対応する第6の実施形態を示すシ
ステム図である。
FIG. 7 is a system diagram showing a sixth embodiment corresponding to claim 4 of the first invention described in claims 1 to 4;

【図8】第2の発明における第1実施形態で用いるレギ
ュレータの作動説明図である。
FIG. 8 is an operation explanatory diagram of a regulator used in the first embodiment in the second invention.

【図9】請求項6及び請求項7に記載された第3の発明
のうち、請求項6に対応する第1実施形態として、電歪
アクチュエータの駆動方法を説明する作動説明図であ
る。
FIG. 9 is an operation explanatory diagram illustrating a driving method of an electrostrictive actuator as a first embodiment corresponding to claim 6 of the third invention described in claim 6 and claim 7;

【図10】請求項6および請求項7に記載された第3の
発明のうち、請求項7に対応する第2の実施形態とし
て、電歪アクチュエータの駆動方法を説明する作動説明
図である。
FIG. 10 is an operation explanatory diagram illustrating a driving method of an electrostrictive actuator as a second embodiment corresponding to claim 7 of the third invention described in claim 6 and claim 7;

【図11】請求項6及び請求項7に記載された第3の発
明のうち、請求項7に対応する第3実施形態として、電
歪アクチュエータの駆動方法を説明する作動説明図であ
る。
FIG. 11 is an operation explanatory diagram illustrating a method for driving an electrostrictive actuator as a third embodiment corresponding to claim 7 of the third invention described in claim 6 and claim 7;

【図12】請求項8に記載された第4の発明の第1実施
形態として、電歪アクチュエータの駆動方法を説明する
作動説明図である。
FIG. 12 is an operation explanatory diagram illustrating a method for driving an electrostrictive actuator as a first embodiment of the fourth invention described in claim 8;

【図13】電歪アクチュエータをアクチュエータとして
用いる公知の燃料噴射弁である特公平4−54065に
示される燃料噴射弁の横断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view of a fuel injection valve disclosed in Japanese Patent Publication No. 4-54065, which is a known fuel injection valve using an electrostrictive actuator as an actuator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電歪アクチュエータ 2 噴射弁ケーシング 10 ピストン 14 制御圧力室 20 ニードル 22 ノズルケーシング 25 油だまり 30 第1ガイド軸 31 第1ガイド穴 32 第2ガイド軸 33 第2ガイド穴 42 制御燃料導入路 43 オリフィス 44 逆止弁 45 噴射燃料流路 48 燃料圧伝達路 49 燃料室 50 第3ガイド軸 51 第3ガイド穴 52 ロッド 90 第4ガイド穴 91 第4ガイド軸 100 ニードルスプリング収納室 110 ドレン穴 111 第2の下向きの受圧面 130 第1の下向きの受圧面 REFERENCE SIGNS LIST 1 electrostrictive actuator 2 injection valve casing 10 piston 14 control pressure chamber 20 needle 22 nozzle casing 25 oil sump 30 first guide shaft 31 first guide hole 32 second guide shaft 33 second guide hole 42 control fuel introduction path 43 orifice 44 Check valve 45 Injected fuel flow path 48 Fuel pressure transmission path 49 Fuel chamber 50 Third guide shaft 51 Third guide hole 52 Rod 90 Fourth guide hole 91 Fourth guide shaft 100 Needle spring storage chamber 110 Drain hole 111 Second Downward pressure receiving surface 130 First downward pressure receiving surface

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電歪アクチュエータの伸縮に伴う制御圧
力室の容積変化に応じた圧力変化を受けて開閉弁する燃
料噴射弁において、ノズルケーシングの第1ガイド穴に
対して微小なクリアランスを保って油密に摺動可能であ
る第1ガイド軸と、噴射弁ケーシングもしくは中心軸に
貫通穴を有するピストンの第2ガイド穴に対して微小な
クリアランスを保って油密に摺動可能で、前記第1ガイ
ド軸の上方に形成され、かつ前記第1ガイド軸より広径
の第2ガイド軸と、前記第1ガイド軸と前記第2ガイド
軸の段差により形成される第1の下向きの受圧面を前記
制御圧力室に連通または露呈するニードルと、前記制御
圧力室と噴射燃料流路をつなぐ制御燃料導入路の中途
に、前記制御圧力室から前記噴射燃料流路への燃料流れ
を抑制する逆止弁と、急激な燃料流れを抑制するオリフ
ィスとを直列に設け、前記制御圧力室を前記電歪アクチ
ュエータにより加圧することで開弁して燃料を噴射する
ことを特徴とする燃料噴射弁。
In a fuel injection valve which opens and closes by receiving a pressure change corresponding to a volume change of a control pressure chamber accompanying expansion and contraction of an electrostrictive actuator, a minute clearance is maintained with respect to a first guide hole of a nozzle casing. The first guide shaft slidable in an oil-tight manner and the second guide hole of the injection valve casing or the piston having a through-hole in the center shaft can be slid in an oil-tight manner while maintaining a small clearance. A second guide shaft formed above one guide shaft and having a larger diameter than the first guide shaft; and a first downward pressure-receiving surface formed by a step between the first guide shaft and the second guide shaft. A needle communicating with or exposing to the control pressure chamber, and a non-return valve for suppressing fuel flow from the control pressure chamber to the injection fuel flow path in the middle of a control fuel introduction path connecting the control pressure chamber and the injection fuel flow path. A valve, An orifice for suppressing rapid fuel flow is provided in series, and the control pressure chamber is pressurized by the electrostrictive actuator to open the valve and inject fuel.
【請求項2】 電歪アクチュエータの伸縮に伴う制御圧
力室の容積変化に応じた圧力変化を受けて開閉弁する燃
料噴射弁において、ノズルケーシングの第1ガイド穴に
対して微小なクリアランスを保って油密に摺動し、油だ
まりと前記制御圧力室とを隔離する第1ガイド軸と、噴
射弁ケーシングに対して摺動するピストンの第2ガイド
穴に対して微小なクリアランスを保って油密に摺動可能
であり、前記制御圧力室とニードルスプリング収納室と
を隔離し、前記第1ガイド軸の上方に形成され、かつ前
記第1ガイド軸より広径の第2ガイド軸と、該第2ガイ
ド軸より上方に前記噴射弁ケーシングの第3ガイド穴に
対してわずかなクリアランスを保ち、油密に摺動する第
3ガイド軸とを有し、前記第1ガイド軸と前記第2ガイ
ド軸の段差により形成される第1の下向きの受圧面を前
記制御圧力室に露呈するニードルと、該ニードルの前記
第3ガイド軸の頂面周りの燃料室まで、燃料噴射弁に供
給される高圧の噴射燃料を導入する燃料圧伝達路と、前
記制御圧力室と噴射燃料流路をつなぐ制御燃料導入路の
途中に、前記制御圧力室から前記噴射燃料流路への燃料
流れを抑制する逆止弁と、急激な燃料流れを抑制するオ
リフィスとを直列に設け、前記制御圧力室を前記電歪ア
クチュエータにより加圧することで開弁して燃料を噴射
することを特徴とする燃料噴射弁。
2. A fuel injection valve which opens and closes in response to a pressure change corresponding to a change in volume of a control pressure chamber accompanying expansion and contraction of an electrostrictive actuator while maintaining a minute clearance with respect to a first guide hole of a nozzle casing. A first guide shaft that slides oil-tightly and separates the oil reservoir from the control pressure chamber, and a second guide hole of a piston that slides with respect to the injection valve casing, while maintaining a small clearance for oil-tightness. A second guide shaft formed above the first guide shaft and having a diameter larger than that of the first guide shaft, the second guide shaft being separated from the control pressure chamber and the needle spring storage chamber; A third guide shaft which keeps a slight clearance above a second guide shaft with respect to a third guide hole of the injection valve casing and slides in an oil-tight manner; the first guide shaft and the second guide shaft Shaped by the step A needle for exposing a first downward pressure receiving surface formed to the control pressure chamber and a high-pressure injected fuel supplied to a fuel injection valve to a fuel chamber around a top surface of the third guide shaft of the needle. A non-return valve for suppressing fuel flow from the control pressure chamber to the injection fuel flow path in the middle of a control fuel introduction path connecting the control pressure chamber and the injection fuel flow path; A fuel injection valve which is provided in series with an orifice for suppressing a fuel flow, and which opens the valve by pressurizing the control pressure chamber by the electrostrictive actuator to inject fuel.
【請求項3】 電歪アクチュエータの伸縮に伴う制御圧
力室の容積変化に応じた圧力変化を受けて開閉弁する燃
料噴射弁において、ノズルケーシングの第1ガイド穴に
対して微小なクリアランスを保って油密に摺動しドレン
穴と前記制御圧力室とを隔離する第1のガイド軸と、ピ
ストンの第2ガイド穴に対して微小なクリアランスを保
って油密に摺動し、前記制御圧力室とニードルスプリン
グ収納室とを隔離し、前記第1ガイド軸の上方に形成さ
れ、かつ前記第1ガイド軸より広径の第2ガイド軸と、
該第2ガイド軸より上方に噴射弁ケーシングの第3のガ
イド穴に対してわずかなクリアランスを保ち上下方向に
油密に摺動する第3ガイド軸と、ノズルケーシングの第
4ガイド穴に対して微小なクリアランスを保って油密に
摺動し油だまりと前記ドレン穴とを隔離し、かつ前記第
1ガイド軸より細径の前記第4ガイド軸とを有し、前記
第1ガイド軸と前記第2ガイド軸の段差により形成され
る第1の下向きの受圧面を前記制御圧力室に露呈し、前
記第1ガイド軸と前記第4ガイド軸の段差により形成さ
れる第2の下向きの受圧面をドレン穴に露呈するニード
ルと、前記第3ガイド軸の頂面付近の燃料室に燃料噴射
弁に供給される噴射燃料を導入する燃料圧伝達路と、前
記制御圧力室と噴射燃料流路をつなぐ制御燃料導入路の
中途に、前記制御圧力室から前記噴射燃料流路への燃料
流れを抑制する逆止弁と、急激な燃料流れを抑制するオ
リフィスとを直列に設け、前記制御圧力室を前記電歪ア
クチュエータにより加圧することで開弁し燃料を噴射す
ることを特徴とする燃料噴射弁。
3. A fuel injection valve which opens and closes in response to a pressure change corresponding to a change in volume of a control pressure chamber accompanying expansion and contraction of an electrostrictive actuator while maintaining a minute clearance with respect to a first guide hole of a nozzle casing. A first guide shaft which slides in an oil-tight manner to isolate a drain hole from the control pressure chamber; and a second guide hole of a piston slides in an oil-tight manner while maintaining a small clearance between the control pressure chamber and the control pressure chamber. A second guide shaft formed above the first guide shaft and having a diameter larger than that of the first guide shaft;
A third guide shaft that slides up and down oil-tightly while maintaining a slight clearance with respect to the third guide hole of the injection valve casing above the second guide shaft, and a fourth guide hole of the nozzle casing. The fourth guide shaft has a small clearance and slides oil-tightly to isolate an oil reservoir from the drain hole, and has a fourth guide shaft smaller in diameter than the first guide shaft. A first downward pressure receiving surface formed by a step of the second guide shaft is exposed to the control pressure chamber, and a second downward pressure receiving surface formed by a step of the first guide shaft and the fourth guide shaft. A needle for exposing the fuel to a drain hole, a fuel pressure transmission passage for introducing injection fuel supplied to a fuel injection valve into a fuel chamber near a top surface of the third guide shaft, and a control pressure chamber and an injection fuel flow path. In the middle of the fuel introduction path, the control A check valve for suppressing fuel flow from the power chamber to the injection fuel flow path and an orifice for suppressing rapid fuel flow are provided in series, and the control pressure chamber is opened by pressurizing the electrostrictive actuator. A fuel injection valve for injecting fuel.
【請求項4】 電歪アクチュエータの伸縮に伴う制御圧
力室の容積変化に応じた圧力変化を受けて開閉弁する燃
料噴射弁において、ノズルケーシングの第1ガイド穴に
対して微小なクリアランスを保って油密に摺動しドレン
穴と前記制御圧力室とを隔離する第1ガイド軸と、ピス
トンの第2ガイド穴に対して微小なクリアランスを保っ
て摺動し前記制御圧力室とニードルスプリング収納室と
を隔離し、前記第1ガイド軸の上方に形成され、かつ前
記第1ガイド軸より広径の第2ガイド軸と、ノズルケー
シングの第4ガイド穴に対して微小なクリアランスを保
って油密に摺動し油だまりと前記ドレン穴とを隔離し、
かつ前記第1ガイド軸より細径の前記第4ガイド軸とを
設け、前記第1ガイド軸と前記第2ガイド軸の段差によ
り形成される第1の下向きの受圧面を制御圧力室に露呈
し、前記第1ガイド軸と前記第4ガイド軸の段差により
形成される第2の下向きの受圧面をドレン穴に露呈する
ニードルと、噴射弁ケーシングの第3ガイド穴上方の燃
料室に燃料噴射弁に供給される噴射燃料を導入する燃料
圧伝達路と、前記噴射弁ケーシングの前記第3ガイド穴
に対してわずかなクリアランスを有して上下方向に油密
に摺動し、上端面に燃料室の圧力を受けることで押し下
げられ、下端を前記ニードル上面に接しているロッド
と、前記制御圧力室と噴射燃料流路をつなぐ制御燃料導
入路の中途に、前記制御圧力室から前記噴射燃料流路へ
の燃料流れを抑制する逆止弁と、急激な燃料流れを抑制
するオリフィスとを直列に設け、前記制御圧力室を前記
電歪アクチュエータにより加圧することで開弁し燃料を
噴射することを特徴とする燃料噴射弁。
4. A fuel injection valve which opens and closes in response to a pressure change corresponding to a volume change of a control pressure chamber accompanying expansion and contraction of an electrostrictive actuator, while maintaining a minute clearance with respect to a first guide hole of a nozzle casing. A first guide shaft that slides oil-tightly to isolate the drain hole from the control pressure chamber; and a control pressure chamber and a needle spring storage chamber that slide while maintaining a small clearance with respect to the second guide hole of the piston. And a second guide shaft formed above the first guide shaft and having a diameter larger than that of the first guide shaft, and a fourth guide hole of the nozzle casing, which is kept oil-tight with a small clearance. To separate the oil reservoir from the drain hole,
And a fourth guide shaft having a diameter smaller than that of the first guide shaft is provided, and a first downward pressure receiving surface formed by a step between the first guide shaft and the second guide shaft is exposed to the control pressure chamber. A needle for exposing a second downward pressure receiving surface formed by a step between the first guide shaft and the fourth guide shaft to a drain hole, and a fuel injection valve in a fuel chamber above the third guide hole of the injection valve casing. A fuel pressure transmission path for introducing the injected fuel supplied to the fuel injection valve, and a small clearance with respect to the third guide hole of the injection valve casing. The rod is pushed down by receiving the pressure, and the lower end is in contact with the needle upper surface, and the control fuel chamber is connected to the injection fuel flow path. Restrict fuel flow to A check valve, provided a rapid flow of fuel and an orifice in series to suppress, the control pressure chamber is opened by pressurizing by the electrostrictive actuator fuel injection valve, characterized in that to inject fuel.
【請求項5】 前記制御圧力室と前記噴射燃料流路をつ
なぐ前記制御燃料導入路において、前記噴射燃料流路と
前記逆止弁との間にレギュレータを設け、前記制御圧力
室を噴射燃料圧に比べて低圧にしたことを特徴とする請
求項1ないし請求項4のいずれかに記載の燃料噴射弁。
5. A regulator is provided between the injection fuel flow path and the check valve in the control fuel introduction path connecting the control pressure chamber and the injection fuel flow path, and the control pressure chamber is connected to the injection fuel pressure. The fuel injection valve according to any one of claims 1 to 4, wherein the pressure is lower than that of (1).
【請求項6】 電歪アクチュエータへの印加電圧を制御
することにより燃料噴射弁を開閉弁させる燃料噴射弁の
駆動方法において、前記電歪アクチュエータの伸長によ
る制御圧力室の圧力上昇により開弁する燃料噴射弁に対
して、前記電歪アクチュエータの印加電圧の時間的変化
を1噴射期間内で任意に変化させ、前記電歪アクチュエ
ータの変位量を1噴射期間内で任意に変化させることを
特徴とする電歪アクチュエータを用いた燃料噴射弁の駆
動方法。
6. A method of driving a fuel injection valve for opening and closing a fuel injection valve by controlling a voltage applied to an electrostriction actuator, wherein the fuel valve is opened by an increase in pressure of a control pressure chamber due to extension of the electrostriction actuator. For an injection valve, a temporal change of a voltage applied to the electrostrictive actuator is arbitrarily changed within one injection period, and a displacement amount of the electrostrictive actuator is arbitrarily changed within one injection period. A method for driving a fuel injection valve using an electrostrictive actuator.
【請求項7】 電歪アクチュエータへの印加電圧を制御
することにより燃料噴射弁を開閉弁させる燃料噴射弁の
駆動方法において、前記電歪アクチュエータの伸長によ
る制御圧力室の圧力上昇により開弁する燃料噴射弁に対
して、前記電歪アクチュエータに印加する電圧を1噴射
期間内で数段階に変化して電歪アクチュエータの変位量
を1噴射期間内で段階的に変化させることを特徴とする
電歪アクチュエータを用いた燃料噴射弁の駆動方法。
7. A method for driving a fuel injection valve for opening and closing a fuel injection valve by controlling a voltage applied to an electrostriction actuator, wherein the fuel valve is opened by an increase in pressure of a control pressure chamber due to extension of the electrostriction actuator. The electrostriction is characterized in that the voltage applied to the electrostrictive actuator is changed in several steps within one injection period for the injection valve, and the displacement of the electrostrictive actuator is changed stepwise within one injection period. A method for driving a fuel injection valve using an actuator.
【請求項8】 電歪アクチュエータへの印加電圧を制御
することにより燃料噴射弁を開閉弁させる燃料噴射弁の
駆動方法において、前記電歪アクチュエータの伸長によ
る制御圧力室の圧力上昇により開弁する燃料噴射弁に対
して、前回の噴射終了から今回所望する噴射開始時期直
前までの噴射しない期間中に、前記電歪アクチュエータ
の伸長による前記制御圧力室の圧力上昇量が開弁に要求
される圧力上昇量よりもわずかに低くなるように前記電
歪アクチュエータに印加する電圧を徐々に上昇すること
により、要求開弁時期までは着座を維持する一方で、ニ
ードルに作用する上下方向の荷重差が少ない高圧状態に
まで加圧することを特徴とする電歪アクチュエータを用
いた燃料噴射弁の駆動方法。
8. A method of driving a fuel injection valve for opening and closing a fuel injection valve by controlling a voltage applied to an electrostriction actuator, wherein the fuel valve is opened by an increase in pressure of a control pressure chamber due to extension of the electrostriction actuator. During the non-injection period from the end of the previous injection to immediately before the injection start time desired this time, the amount of pressure increase in the control pressure chamber due to the extension of the electrostrictive actuator causes the pressure increase required to open the valve to the injection valve. By gradually increasing the voltage applied to the electrostrictive actuator so as to be slightly lower than the amount, the seating is maintained until the required valve opening timing, while the vertical load difference acting on the needle is small. A method for driving a fuel injection valve using an electrostrictive actuator, characterized by applying pressure to a state.
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001284668A (en) * 2000-03-29 2001-10-12 Kyocera Corp Laminated piezoelectric element, piezoelectric actuator, and injection equipment
EP1167746A2 (en) 2000-06-22 2002-01-02 Nippon Soken, Inc. Fuel injection device
WO2004111434A1 (en) * 2003-06-11 2004-12-23 Robert Bosch Gmbh Injector for fuel injection systems of internal combustion engines, especially direct injection diesel engines
JP2007107417A (en) * 2005-10-12 2007-04-26 Denso Corp Fuel injection valve
JP2008303820A (en) * 2007-06-08 2008-12-18 Nippon Soken Inc Fuel injection valve
CN100458136C (en) * 2004-02-04 2009-02-04 罗伯特·博世有限公司 Fuel injector with a direct controlled injection valve member
DE102009000133A1 (en) 2008-01-10 2009-07-16 DENSO CORPORARTION, Kariya-shi Fuel injection device
JP2009197600A (en) * 2008-02-19 2009-09-03 Denso Corp Fuel injection valve control device and fuel injection valve control system
DE102009000818A1 (en) 2008-02-27 2009-09-03 DENSO CORPORATION, Kariya-shi Membrane device, particularly fuel injection valve, has actuator which is arranged in high pressure flow channel and high pressure flow channel guides stagnant fluid through it under high pressure
DE102009000492A1 (en) 2008-03-12 2009-09-17 DENSO CORPORATION, Kariya-shi Fuel injection valve for internal combustion engine
US7644874B2 (en) 2007-04-04 2010-01-12 Denso Corporation Injector
JP2010236399A (en) * 2009-03-30 2010-10-21 Toyota Motor Corp Fuel injection control device and fuel injection system
DE102016101880A1 (en) 2015-02-17 2016-08-18 Denso Corporation Fuel injection valve
US9856839B2 (en) 2015-06-05 2018-01-02 Denso Corporation Fuel injection valve and fuel injection valve controller

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001284668A (en) * 2000-03-29 2001-10-12 Kyocera Corp Laminated piezoelectric element, piezoelectric actuator, and injection equipment
EP1167746A2 (en) 2000-06-22 2002-01-02 Nippon Soken, Inc. Fuel injection device
EP1167746A3 (en) * 2000-06-22 2003-12-10 Nippon Soken, Inc. Fuel injection device
WO2004111434A1 (en) * 2003-06-11 2004-12-23 Robert Bosch Gmbh Injector for fuel injection systems of internal combustion engines, especially direct injection diesel engines
US7431220B2 (en) 2003-06-11 2008-10-07 Robert Bosch Gmbh Injector for fuel injection systems of internal combustion engines, especially direct-injection diesel engines
CN100432420C (en) * 2003-06-11 2008-11-12 罗伯特·博世有限公司 Injector for fuel injection systems of internal combustion engines, especially direct injection diesel engines
CN100458136C (en) * 2004-02-04 2009-02-04 罗伯特·博世有限公司 Fuel injector with a direct controlled injection valve member
JP4609271B2 (en) * 2005-10-12 2011-01-12 株式会社デンソー Fuel injection valve
JP2007107417A (en) * 2005-10-12 2007-04-26 Denso Corp Fuel injection valve
US7644874B2 (en) 2007-04-04 2010-01-12 Denso Corporation Injector
JP2008303820A (en) * 2007-06-08 2008-12-18 Nippon Soken Inc Fuel injection valve
JP4633766B2 (en) * 2007-06-08 2011-02-16 株式会社日本自動車部品総合研究所 Fuel injection valve
DE102009000133B4 (en) 2008-01-10 2019-01-31 Denso Corporation Fuel injection device
DE102009000133A1 (en) 2008-01-10 2009-07-16 DENSO CORPORARTION, Kariya-shi Fuel injection device
US7828228B2 (en) 2008-01-10 2010-11-09 Denso Corporation Fuel injection apparatus
JP2009197600A (en) * 2008-02-19 2009-09-03 Denso Corp Fuel injection valve control device and fuel injection valve control system
DE102009000818A1 (en) 2008-02-27 2009-09-03 DENSO CORPORATION, Kariya-shi Membrane device, particularly fuel injection valve, has actuator which is arranged in high pressure flow channel and high pressure flow channel guides stagnant fluid through it under high pressure
JP2009203848A (en) * 2008-02-27 2009-09-10 Denso Corp Diaphragm device and fuel injection device equipped with the same
DE102009000492A1 (en) 2008-03-12 2009-09-17 DENSO CORPORATION, Kariya-shi Fuel injection valve for internal combustion engine
JP2009216022A (en) * 2008-03-12 2009-09-24 Denso Corp Fuel injection device
JP2010236399A (en) * 2009-03-30 2010-10-21 Toyota Motor Corp Fuel injection control device and fuel injection system
DE102016101880A1 (en) 2015-02-17 2016-08-18 Denso Corporation Fuel injection valve
DE102016101880B4 (en) 2015-02-17 2021-07-15 Denso Corporation Fuel injector
US9856839B2 (en) 2015-06-05 2018-01-02 Denso Corporation Fuel injection valve and fuel injection valve controller

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