JP2003314397A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料噴射弁の噴射時期に誤差が生じることを
防止する。 【解決手段】 ピエゾアクチュエータ３０３により１次
ピストン３０３ａを変位させ、この１次ピストンの変位
を油圧室３０１内の油を介して２次ピストン３００ａに
伝達することにより、１次ピストンの変位を増幅して２
次ピストンに伝達し、２次ピストンにより制御弁３００
を作動させて燃料噴射を行う。噴射終了後油圧室からリ
ークした油量を低圧燃料通路２１３から油圧室に向う燃
料の流れのみを許容する逆止弁を介して油圧室に充填す
る際に、逆止弁の開弁差圧が２次ピストンの変位が大き
いほど大きくなるように設定することにより、油圧室に
油が過度に充填されることを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料噴射弁に関
し、詳細にはニードル弁体に作用する燃料油圧力を制御
することにより、燃料噴射制御を行う高圧燃料噴射弁に
関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の燃料噴射弁の例としては、例え
ば特開平１１−１６６６５３号公報に記載されたものが
ある。

【０００３】同公報の燃料噴射弁は、ピエゾアクチュエ
ータにより駆動される第１のピストンと、この第１のピ
ストンと油圧室を介して対向する第２のピストンとを備
えており、ピエゾアクチュエータにより第１のピストン
を押動し、第１のピストンにより油圧室内の燃料油を介
して第２のピストンを押動し、第２のピストンを変位さ
せることにより燃料噴射を行う構造とされている。

【０００４】このように、油圧室内の燃料油を介して第
１のピストンの変位を第２のピストンに伝達することに
より、第１と第２のピストンの断面積の比に応じて第１
のピストンの変位を増幅して第２のピストンに伝達する
ことが可能となり、比較的変位量の少ないピエゾアクチ
ュエータを用いた場合でも充分に大きな第２のピストン
の変位を得ることが可能となる。

【０００５】このように、油圧室内の燃料油を介してピ
ストンの変位を伝達する場合には、変位伝達時に油圧室
内の燃料油は第１のピストンにより圧縮され一時的に高
圧になり、ピストンの外周の摺動部などから油圧室外に
リークする問題がある。このため、燃料噴射を繰返すと
次第に油圧室内の燃料油量が減少し、第１のピストンの
作動初期の圧力が低下してしまうようになり、第２のピ
ストンが変位を開始する時期、すなわち燃料噴射開始時
期が遅延する問題が生じる。

【０００６】上記特開平１１−１６６６５３号公報の燃
料噴射弁では、油圧室を低圧燃料の流れる低圧燃料通路
に連通する連通路を設け、この連通路に低圧燃料通路か
ら油圧室に向う燃料の流れのみを許容する逆止弁を設け
ることにより上記問題を解決している。

【０００７】すなわち、第２のピストンを押動し燃料噴
射を行った後、ピエゾアクチュエータへの電圧の印加を
停止すると第１のピストンは復帰スプリングに押動され
逆方向に（第２のピストンから遠ざかる方向に）移動す
る。この、第１のピストンの逆方向の変位も油圧室内の
燃料油を介して第２のピストンに伝達され、第２のピス
トンも逆方向（第１のピストンに近づく方向）に変位す
る。このとき、油圧室内の圧力はわずかに低下するため
逆止弁が開弁し、低圧燃料通路から油圧室内に燃料が流
入するようになる。このため、燃料噴射時にリークによ
り油圧室外に流出した分の燃料油が燃料噴射後のピスト
ン復帰動作中に補充され、油圧室内の油量が一定に維持
されるようになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、特開
平１１−１６６６５３号公報の燃料噴射弁では油圧室内
の燃料油が燃料噴射動作毎に油圧室外に流出して油圧室
の容積が次第に減少することは防止できるものの、逆に
逆止弁を介して必要以上に油圧室内に燃料油が流入して
しまい、油圧室内の油量が増大してしまう場合が生じ
る。例えば、第２のピストンはハウジング内に設けたボ
ア内を摺動するが、ピストンとボアとのクリアランスは
リークを少なくするために比較的小さく設定されてお
り、ピストンとボアとの摺動抵抗が比較的大きくなって
いる場合がある。

【０００９】燃料噴射動作時には逆止弁は閉弁している
ため第１のピストンの変位により油圧室内には大きな圧
力が発生する。このため、第２のピストンの摺動抵抗が
多少大きくても燃料噴射時の第２のピストンの動作には
影響は生じない。しかし、燃料噴射終了後の復帰時に
は、第２のピストンの摺動抵抗が大きいと第１のピスト
ンが逆方向に変位しても油圧室内の圧力がある程度低下
しないと第２のピストンの復帰動作が開始されなくな
る。このため、摺動抵抗が大きい場合は第２のピストン
が第１のピストンの動作に追従して復帰動作を開始する
前に油圧室内の圧力が大きく低下して逆止弁が開弁して
しまう場合が生じる。このように、第２のピストンが完
全に元の位置まで復帰する前に燃料油が流入すると、次
第に油圧室内の油量が増大してしまい、第１のピストン
の変位開始時の油圧室内初期圧が次第に上昇し、第２の
ピストンの変位開始時期が早くなってしまい、燃料噴射
時期に誤差が生じる問題がある。

【００１０】本発明は上記従来技術の問題に鑑み、油圧
室内の燃料油を介して第１のピストンの変位を第２のピ
ストンに伝達することにより燃料噴射を行う燃料噴射弁
において、燃料噴射動作を繰返しても燃料噴射時期に誤
差を生じない燃料噴射弁を提供することを目的としてい
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、ハウジングと、該ハウジング内に形成された高
圧燃料通路と、前記ハウジングに開口するとともに前記
高圧燃料通路に接続される燃料噴射孔と、前記ハウジン
グ内に形成され前記高圧燃料通路に連通する制御室内の
燃料油圧を受けて前記燃料噴射孔を閉鎖するニードル弁
体と、前記制御室をハウジング内の低圧燃料通路に接続
し制御室内の油圧を低下させることにより前記ニードル
弁体を前記燃料噴射孔を開放する方向に移動させて前記
燃料噴射孔から高圧燃料通路内の燃料を噴射させる制御
弁と、該制御弁を押動し前記制御室を前記低圧燃料通路
に接続させる２次ピストンと、前記ハウジング内の前記
２次ピストンの一端に面して形成された油圧室と、該油
圧室に一端が面して配置された１次ピストンと、該１次
ピストンを油圧室側に押動する駆動部とを備え、前記駆
動部により前記１次ピストンを押動、変位させ、該変位
を油圧室内の燃料油を介して前記２次ピストンに伝達
し、前記２次ピストンを前記制御弁を押動する方向に変
位させることにより燃料噴射を行う燃料噴射弁であっ
て、前記油圧室と前記低圧燃料通路とを連通する連通路
と、該連通路に設けられ前記油圧室内圧力が前記低圧燃
料通路圧力に対して所定の開弁差圧以上低くなったとき
に開弁して前記低圧燃料通路内の燃料を前記油圧室内に
補充する逆止弁を備え、前記逆止弁の前記開弁差圧を前
記２次ピストンの前記変位に応じて増大させるようにし
たことを特徴とする燃料噴射弁が提供される。

【００１２】すなわち、請求項１の発明では油圧室に燃
料を補充する逆止弁の開弁差圧は２次ピストンの変位が
大きいほど大きくなるように設定されている。このた
め、燃料噴射後の復帰動作中２次ピストンの変位が大き
い状態では逆止弁の開弁差圧が大きくなり、油圧室内の
圧力が比較的大きく低下しても逆止弁は開弁しない。

【００１３】このため、２次ピストンの摺動抵抗が大き
く１次ピストンの復帰動作に対する追従が遅れ、一時的
に油圧室内の圧力が低下した場合でも油圧室内に燃料油
が流入しない。一方、逆止弁の開弁差圧は２次ピストン
の変位が小さくなるにつれて減少するため、２次ピスト
ンが元の位置に復帰後も燃料油のリークにより油圧室内
の圧力が低下している場合には逆止弁はわずかな圧力差
で開弁して適量の燃料油が油圧室内に補充される。この
ため、本発明では、燃料噴射動作を繰返した場合でも油
圧室内の燃料油量は適切に維持され、燃料噴射開始時期
が変動することが防止される。

【００１４】請求項２に記載の発明によれば、ハウジン
グと、該ハウジング内に形成された高圧燃料通路と、前
記ハウジングに開口するとともに前記高圧燃料通路に接
続される燃料噴射孔と、前記ハウジング内に形成され前
記高圧燃料通路に連通する制御室内の燃料油圧を受けて
前記燃料噴射孔を閉鎖するニードル弁体と、前記制御室
をハウジング内の低圧燃料通路に接続し制御室内の油圧
を低下させることにより前記ニードル弁体を前記燃料噴
射孔を開放する方向に移動させて前記燃料噴射孔から高
圧燃料通路内の燃料を噴射させる制御弁と、該制御弁を
押動し前記制御室を前記低圧燃料通路に接続させる２次
ピストンと、前記ハウジング内の前記２次ピストンの一
端に面して形成された油圧室と、該油圧室に一端が面し
て配置された１次ピストンと、該１次ピストンを油圧室
側に押動する駆動部とを備え、前記駆動部により前記１
次ピストンを押動、変位させ、該変位を油圧室内の燃料
油を介して前記２次ピストンに伝達し、前記２次ピスト
ンを前記制御弁を押動する方向に変位させることにより
燃料噴射を行う燃料噴射弁であって、前記油圧室と前記
低圧燃料通路とを連通する連通路と、該連通路に設けら
れ前記油圧室内圧力が前記低圧燃料通路圧力より低くな
ったときに開弁して前記低圧燃料通路内の燃料を前記油
圧室内に補充する逆止弁と、前記１次ピストンが前記油
圧室から遠ざかる方向に変位するときに前記油圧室容積
が所定の最大値に到達したときに前記１次ピストンと前
記２次ピストンとを機械的に連結し、前記油圧室容積が
前記最大値を越えることを防止するストッパ手段と、を
備えたことを特徴とする、燃料噴射弁が提供される。

【００１５】すなわち、請求項２の発明では１次ピスト
ンと２次ピストンとを機械的に連結して油圧室の容積が
最大値を超えることを防止するストッパ手段が設けられ
ている。このため、摺動抵抗により２次ピストンの復帰
動作が遅れた場合でも油圧室容積が所定の最大値に到達
すると２次ピストンが１次ピストンに機械的に連結さ
れ、１次ピストンにより２次ピストンが強制的に復帰さ
せられるようになり、油圧室容積は最大値を越えること
がない。これにより、油圧室内の圧力が大きく低下して
逆止弁が開弁することが防止されるため、油圧室内の油
量が増減することが防止され燃料噴射を繰返した場合で
も燃料噴射開始時期が変動することが防止される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施形態について説明する。図１、図２は、本発明が適
用されるディーゼル機関用燃料噴射弁１０の一般的な構
造と作動原理とを説明する断面図であり、図１は燃料噴
射停止中の状態を、図２は燃料噴射時の状態を示してい
る。

【００１７】図１において、１０１はほぼ円筒形状の燃
料噴射弁ハウジング、１０３はハウジング１先端に設け
られた燃料噴射孔、１０５はニードル弁体を示す。ハウ
ジング１０１内には、図示しない高圧燃料系から高圧の
燃料が供給される高圧燃料通路１２３が形成されてい
る。またハウジング１０１内のニードルガイド部１０５
ａの下部周囲には噴射室１０７が、またニードルガイド
部１０５ａの上部には制御室１０９が、それぞれ形成さ
れている。

【００１８】高圧燃料通路１２３は、噴射室１０７と制
御室１０９との両方に接続されており、燃料噴射弁の閉
弁時（燃料噴射停止時）には、噴射室１０７と制御室１
０９内の圧力は共に高圧燃料通路１２３内の圧力と等し
くなる。この状態では、制御室１０９に面するニードル
ガイド部１０５ａの上部面積と、噴射室１０７に面する
ニードルガイド部１０５ａの下部面積との差によりニー
ドルガイド部１０５ａは燃料圧力により図１の下方向に
押圧されている。

【００１９】また、制御室１０９内にはニードルガイド
部１０５ａ上部を燃料噴射孔１０３方向に押圧するスプ
リング１１１が設けられており、上述した燃料圧力によ
り生じる押圧力とスプリング１１１の付勢力とにより、
ニードル弁体１０５の先端部は燃料噴射孔１０３周囲の
ノズルシート部に押圧されて燃料噴射孔１０３を閉塞し
ている。

【００２０】従って、制御室１０９内と油圧室１０７内
の圧力とが等しい場合にはニードル弁体１０５は閉弁位
置に移動、保持されるとともに、燃料噴射孔１０３を通
じてニードル弁体１０５に作用する気筒内燃焼圧力によ
りニードル弁体１０５が開弁方向に移動してしまい誤噴
射が生じることが防止される。

【００２１】また、ハウジング１０１内には、制御室１
０９と油圧制御通路２０１を介して接続されるリーク室
１３０が設けられている。リーク室１３０は、リーク通
路１１７を介して低圧燃料通路２１３に接続されている
他、燃料供給通路２０３を介して高圧燃料通路１２３に
接続されている。

【００２２】図１に３００で示すのは、リーク室１３０
とリーク通路１１７、及びリーク室１３０と燃料供給通
路２０３とを互いに排他的に接続する制御弁である。制
御弁３００は円筒状の２次ピストン３００ａを備えてお
り、２次ピストン３００ａ上部には油圧室３０１が形成
されている。また、油圧室３０１には２次ピストン部分
３００ａに対向してピエゾアクチュエータ３０３に接続
された１次ピストン３０３ａが配置されている。また、
油圧室３０１内には１次ピストンをピエゾアクチュエー
タ３０３に向けて押圧するスプリング３０５が設けられ
ている。

【００２３】図２は、図１のピエゾアクチュエータ３０
３に電圧を印加した状態（燃料噴射中の状態）を示して
いる。ピエゾアクチュエータ３０３に電圧を印加する
と、ピエゾアクチュエータ３０３は伸張し１次ピストン
３０３ａは図２に示すように下方に変位する。このピス
トン３０３ａの変位は油圧室３０１内の燃料油を介して
制御弁３００上部の２次ピストン３００ａに伝えられ
る。すなわち、１次ピストン３０３ａがピエゾアクチュ
エータ３０３により下方に変位すると、制御弁３００は
１次ピストン３０３ａの変位にピストン３０５と制御弁
３００上部の２次ピストン部３００ａとの断面積の比を
を乗じた変位量だけ下方に変位する。

【００２４】従って、ピエゾアクチュエータ３０３に電
圧を印加すると、ピエゾアクチュエータ３０３の変位は
増幅されて２次ピストン３００ａに伝達され、制御弁３
００は図１下方に比較的大きく変位し、リーク室１３０
とリーク通路１１７とを連通させるとともに、リーク室
１３０を燃料供給通路２０３から遮断する。

【００２５】これにより、ニードルガイド部１０５ａ上
部の制御室１０９内の燃料油が油圧制御通路２０１を通
り、リーク室１３０からリーク通路１１７を通って低圧
燃料通路２１３に流出するため制御室１０９内の圧力が
噴射室１０７内の圧力より低下し、ニードル１０５は噴
射室１０７内の燃料圧力に押動され図２に示すように上
方に移動する。このため、燃料噴射孔１０３が開放され
噴射室１０７内の高圧の燃料が噴射孔１０３から噴射さ
れる。すなわち、ピエゾアクチュエータ３０３に電圧が
印加されると燃料噴射弁１０からは燃料が噴射される。

【００２６】一方、ピエゾアクチュエータ３０３への電
圧の印加が停止されると、ピエゾアクチュエータ３０３
は収縮し、ピエゾアクチュエータに接続された１次ピス
トン３０３ａはスプリング３０５に押動され上方に変位
する。この１次ピストン３０３ａの変位は油圧室３０１
内の燃料を介して２次ピストン３００ａに伝達され、制
御弁３００は上方に変位し、リーク室１３０と燃料供給
通路２０３とを連通させるとともに、リーク室１３０を
リーク通路１１７から遮断する。これにより、リーク室
１３０は燃料供給通路２０３を介して高圧燃料通路１２
３に連通し、圧力が上昇する。一旦リーク通路１１７が
制御弁３００により遮断されると、リーク室１３０内の
圧力により制御弁３００は上方に向けて押圧され、リー
ク通路１１７の遮断がより確実になる。

【００２７】リーク通路１１７が遮断されると、制御室
１０９内の圧力は高圧燃料通路１２３から流入する燃料
により上昇し、ニードル１０５は制御室１０９内圧によ
り下方に押動され、図１に示す閉弁位置に移動し、その
位置に保持される。すなわち、ピエゾアクチュエータ３
０３への電圧の印加が停止すると、燃料噴射弁１０から
の燃料噴射は停止する。

【００２８】上述のように、燃料噴射弁１０からの燃料
噴射の開始及び停止は、ピエゾアクチュエータ３０３に
接続された１次ピストンと制御弁３００に接続された２
次ピストンとが油圧室３０１内の燃料油を介して協働す
ることにより行われる。なお、ピエゾアクチュエータ３
０３を直接に制御弁３００に接続しないで、１次ピスト
ン３０３ａ、油圧室３０１、２次ピストン３００ａを介
してピエゾアクチュエータ３０３から制御弁３００を駆
動しているのは、次の二つの理由による。

【００２９】まず、第１にピエゾアクチュエータ３０３
の電圧印加による伸張量は比較的小さいため、直接ピエ
ゾアクチュエータ３０３で制御弁３００を駆動すると制
御弁３００の充分な変位を得ることができない。このた
め、本実施形態では、断面積の異なる１次ピストン３０
３ａ（断面積大）と２次ピストン３００ａ（断面積小）
とを油圧室３０１内の燃料油を介して協働させることに
より、ピエゾアクチュエータ３０３の変位を増幅して制
御弁３００の充分に大きな変位を得るようにしているの
である。

【００３０】第２に、制御弁３００はリーク室１３０を
燃料供給通路２０３に接続し、かつリーク通路１１７か
ら遮断する噴射停止位置（図１）とリーク室１３０を燃
料供給通路２０３から遮断し、かつリーク通路１１７に
接続する噴射位置（図２）との２つの位置をとる必要が
ある。このため、直接ピエゾアクチュエータ３０３を接
続した場合には、接続部材の長さは制御弁３００が上記
２つの位置をとることができるように極めて高精度に設
定する必要がある。また、燃料噴射弁１０は使用時に高
温に曝されるため、仮に上記接続部材長さを高精度に設
定したとしても、使用時の接続部材の熱膨張のために制
御弁３００の作動に誤差が生じる可能性がある。このた
め、本実施形態ではピエゾアクチュエータ３０３と制御
弁３００とは直接に接続することなく、油圧室３０１内
の燃料油を介して接続するようにしているのである。

【００３１】ところで、油圧室３０１は、油圧室からの
燃料油の出入りが全くない完全な密閉状態に維持されて
いれば油圧室内の油量（１次ピストンと２次ピストンと
の間の油量）は一定に維持されるが、実際にはピエゾア
クチュエータ３０３通電時には油圧室内の燃料油は１次
ピストン３０３ａにより一時的に加圧され高圧になる。
このため、燃料噴射毎に少量の燃料油が１次ピストンや
２次ピストン３００ａとハウジングとの摺動部からリー
ク室１３０にリークし、燃料噴射を繰返すと油圧室内の
油量は徐々に減少する。油圧室内の油量が減少すると、
ピエゾアクチュエータ３０３の通電停止時の油圧室内圧
もそれに応じて低下するため、ピエゾアクチュエータ通
電開始時の油圧室内初期圧力も低下するようになり、ア
クチュエータに通電開始後制御弁１３０が燃料噴射位置
（図２）に移動を開始するタイミングが徐々に遅れるよ
うになり、通電開始から実際の燃料噴射開始までの遅れ
時間が増大するようになる。

【００３２】これを防止するために、例えば前述の特開
平１１−２１０５８２号公報１６６６５３号公報の燃料
噴射弁では、油圧室を低圧燃料の流れる低圧燃料通路に
連通する連通路を設け、この連通路に低圧燃料通路から
油圧室に向う燃料の流れのみを許容する逆止弁を設け、
燃料噴射動作時に油圧室から流出する油量を逆止弁を介
して補充するようにしている。

【００３３】ところが、前述したようにこのような逆止
弁を設けて油圧室への油の補充を行うと、２次ピストン
の摺動抵抗が大きい場合には逆に油圧室に補充される油
量が油圧室からリークする油量より大きくなり、油圧室
に油が過充填されてしまう場合が生じる。

【００３４】油圧室に油が過充填されると、ピエゾアク
チュエータの通電停止時の油圧室内圧がそれに応じて増
大し、アクチュエータ通電開始時の油圧室初期内圧が上
昇するようになる。このため、油圧室に油が過充填され
るとアクチュエータに通電開始後制御弁が燃料噴射位置
に移動を開始するタイミングが徐々に早くなり、通電開
始から実際の燃料噴射開始までの時間が短くなり、燃料
噴射タイミングに誤差を生じるようになる問題がある。

【００３５】本実施形態では、上記従来技術と同様に逆
止弁を用いて油圧室に油を補充するものの、逆止弁の開
弁差圧を２次ピストンの変位に応じて変化させることに
より上記問題を解決している。

【００３６】図３は、本実施形態の燃料噴射弁の油圧室
３０１近傍の詳細構造を示す拡大図である。図３におい
て、図１と同じ参照符号は同様な要素を示している。図
３に示すように、本実施形態では２次ピストン３００ａ
の周囲のハウジング１０１部分には環状の連通路３１４
が形成されており、この環状連通路３１４は連通路３１
３を介して低圧燃料通路２１３（図１参照）に接続され
ている。また、環状連通路３１４の上縁部は油圧室３０
１に開口しており、油圧室３０１は環状連通路３１４及
び連通路３１３を介して低圧燃料通路２１３に接続され
ている。図３に符号３１５でその全体を示すのは環状連
通路３１４の油圧室３０１への開口部分に配置された逆
止弁である。

【００３７】逆止弁３１５は、環状連通路３１４の油圧
室への開口部分を閉鎖し、油圧室３０１と低圧燃料通路
２１３との連通を遮断する環状の弁体３１５ｂを備えて
いる。また、本実施形態では２次ピストン３００ａの油
圧室側端部は油圧室３０１内に突出したフランジ部３１
０ａが形成されており、逆止弁３１５の弁体３１５ａは
２次ピストン３００ａの周囲に嵌装されている。また、
フランジ部３１０ａと弁体３１５ａとの間には圧縮スプ
リング３１５ｂが設けられており、フランジ部３１０ａ
に対して弁体３１５ａを下方、すなわち弁体３１５ａが
環状連通路３１４の開口を閉鎖する方向に押圧してい
る。

【００３８】本実施形態においても、燃料噴射動作時に
は油圧室３０１内の油は１次ピストン３０３ａにより加
圧され一時的に高圧になる。この状態では、逆止弁３１
５の弁体３１５ａは油圧室内の油圧とスプリング３１５
ｂとにより環状連通路３１４の開口に押圧されているた
め、油圧室３０１から環状連通路３１４には油のリーク
は生じないが、１次ピストンとハウジングとの間の摺動
部などから油圧室外にリークする油が存在するため油圧
室内の油量は燃料噴射毎に減少する。

【００３９】燃料噴射が停止すると１次ピストンの復帰
動作に伴い油圧室内の油圧が低下するが、この油圧低下
により環状連通路３１４内の油圧（低圧燃料通路２１３
内の油圧）と油圧室内の油圧との差が押圧スプリング３
１５ｂの押圧力に相当する差圧より大きくなると弁体３
１５ａはスプリング３１５ｂの押圧力に抗して環状連通
路３１４の開口を開放し、環状連通路３１４（低圧燃料
通路２１３）から油圧室内に燃料油が補充される。すな
わち、本実施形態においても逆止弁３１５により油圧室
３０１にリーク分の油量が補充される。

【００４０】しかし、本実施形態では逆止弁３１５の開
弁差圧を決定するスプリング３１５ｂは弁体３１５ａと
２次ピストン３００ａのフランジ３１０ａとの間で圧縮
されているため、２次ピストン３００ａの下方への変位
量が大きいほどスプリング３１５ｂの圧縮量は大きくな
り、逆止弁３１５の開弁差圧が大きくなる。

【００４１】このため、燃料噴射終了後に摺動抵抗のた
めに２次ピストン３００ａの噴射停止位置への復帰が遅
れた場合、すなわち燃料噴射後に２次ピストン３００ａ
の変位の低下が遅れた場合には、逆止弁３１５の開弁差
圧は大きい値に保持される。従って本実施形態では、２
次ピストン３００ａの噴射停止位置への復帰が遅れた場
合には逆止弁３１５は開弁せず、２次ピストン３００ａ
が噴射停止位置に復帰して逆止弁の開弁差圧が低下した
ときに初めて逆止弁が開弁するようになる。すなわち、
本実施形態によれば、燃料噴射終了時に油圧室に燃料油
が過充填されることが防止され、燃料噴射を繰返した場
合でも、燃料噴射開始時期の変動が生じない。

【００４２】次に、図４を用いて本発明の第２の実施形
態について説明する。本実施形態では、逆止弁の開弁差
圧を２次ピストンの変位に応じて変化させる代りに、油
圧室３０１の容積が所定の最大値を越えることがないよ
うに１次ピストンと２次ピストンとを連動させる点が図
３の実施形態と相違している。

【００４３】なお、図４においても図１、図３と同じ参
照符号は同様な要素を示している。図４の実施形態で
は、油圧室３０１は１次ピストン３０３ａ内に形成され
た連通路３１９を介して低圧燃料通路２１３に接続され
ている。また、逆止弁３１５の弁体３１５ａを連通路３
１９の油圧室への開口に押圧するスプリング３１５ｂは
弁体と油圧室３０１の底面との間に配置されているた
め、逆止弁３１５の開弁差圧は２次ピストン３００ａの
変位によっては変化しない。

【００４４】本実施形態では、２次ピストン３００ａ上
面には棒状のストッパ部材３２１が設けられている。ス
トッパ部材３２１は１次ピストン３０３ａの中央に設け
られた連通路３１９に挿通されており、その端部には１
次ピストン３０３ａ内の連通路３１９に形成された係止
部３０３ｂに係合するフランジ３２１ａが設けられてい
る。

【００４５】図４に示すように、１次ピストン３０３ａ
と２次ピストン３００ａとが完全に噴射停止位置に復帰
した状態では、１次ピストン３０３ａの係止部３０３ｂ
とストッパ部材３２１のフランジ３２１ａとの間には軸
線方向に寸法ｄの隙間が生じている。例えば、燃料噴射
終了後に摺動抵抗により２次ピストン３００ａの噴射停
止位置への復帰が遅れた場合には、１次ピストン３０３
ａと２次ピストン３００ａとの距離が大きくなり油圧室
の容積が増大する。そして、その結果油圧室内の圧力が
低下して逆止弁３１５が開弁するようになり、連通路３
１９から油圧室内に油が流入し油圧室に油が充填される
ようになる。この場合、１次ピストン３０３ａと２次ピ
ストン３００ａとの距離が大きくなるほど油圧室内の圧
力の低下も大きくなり逆止弁３１５が開弁しやすくな
る。

【００４６】しかし、本実施形態では１次ピストンと２
次ピストンとの距離が図４の状態からｄだけ増大すると
ストッパ部材３２１のフランジ３２１ａと１次ピストン
３０３ａの係止部３０３ｂとが係合するため、それ以上
１次ピストンと２次ピストンとの間隔が大きくなること
がない。すなわち、本実施形態では摺動抵抗により２次
ピストンの復帰が遅れた場合でも、ストッパ部材３２１
により２次ピストン３００ａは強制的に復帰させられる
ようになり油圧室の容積は所定の最大容積を越えること
がない。このため、２次ピストンの復帰が遅れた場合で
も油圧室の圧力が大きく低下することがないため、逆止
弁３１５が開弁して必要以上に油圧室に油が充填される
ことが防止される。

【００４７】

【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、１次ピ
ストンの変位を油圧を介して２次ピストンに伝達するこ
とにより燃料噴射を行う燃料噴射弁において、燃料噴射
動作を繰返すことにより燃料噴射時期に誤差が生じるこ
とを防止可能とする共通の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃料噴射弁の一般的な構成と作動原理
とを説明する図である。

【図２】本発明の燃料噴射弁の一般的な構成と作動原理
とを説明する図である。

【図３】本発明の燃料噴射弁の構成の一実施形態を説明
する断面図である。

【図４】本発明の燃料噴射弁の構成の別の実施形態を説
明する断面図である。

【符号の説明】

１０…燃料噴射弁 １０１…ハウジング １０３…燃料噴射孔 １０５…ニードル １２３…高圧燃料通路 １３０…リーク室 ２１３…低圧燃料通路 ３００…制御弁 ３００ａ…２次ピストン ３０３…ピエゾアクチュエータ ３０３ａ…１次ピストン ３１０…油圧室

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、該ハウジング内に形成さ
   れた高圧燃料通路と、前記ハウジングに開口するととも
   に前記高圧燃料通路に接続される燃料噴射孔と、前記ハ
   ウジング内に形成され前記高圧燃料通路に連通する制御
   室内の燃料油圧を受けて前記燃料噴射孔を閉鎖するニー
   ドル弁体と、前記制御室をハウジング内の低圧燃料通路
   に接続し制御室内の油圧を低下させることにより前記ニ
   ードル弁体を前記燃料噴射孔を開放する方向に移動させ
   て前記燃料噴射孔から高圧燃料通路内の燃料を噴射させ
   る制御弁と、該制御弁を押動し前記制御室を前記低圧燃
   料通路に接続させる２次ピストンと、 前記ハウジング内の前記２次ピストンの一端に面して形
   成された油圧室と、該油圧室に一端が面して配置された
   １次ピストンと、該１次ピストンを油圧室側に押動する
   駆動部とを備え、 前記駆動部により前記１次ピストンを押動、変位させ、
   該変位を油圧室内の燃料油を介して前記２次ピストンに
   伝達し、前記２次ピストンを前記制御弁を押動する方向
   に変位させることにより燃料噴射を行う燃料噴射弁であ
   って、 前記油圧室と前記低圧燃料通路とを連通する連通路と、
   該連通路に設けられ前記油圧室内圧力が前記低圧燃料通
   路圧力に対して所定の開弁差圧以上低くなったときに開
   弁して前記低圧燃料通路内の燃料を前記油圧室内に補充
   する逆止弁を備え、前記逆止弁の前記開弁差圧を前記２
   次ピストンの前記変位に応じて増大させるようにしたこ
   とを特徴とする燃料噴射弁。
2. 【請求項２】 ハウジングと、該ハウジング内に形成さ
   れた高圧燃料通路と、前記ハウジングに開口するととも
   に前記高圧燃料通路に接続される燃料噴射孔と、前記ハ
   ウジング内に形成され前記高圧燃料通路に連通する制御
   室内の燃料油圧を受けて前記燃料噴射孔を閉鎖するニー
   ドル弁体と、前記制御室をハウジング内の低圧燃料通路
   に接続し制御室内の油圧を低下させることにより前記ニ
   ードル弁体を前記燃料噴射孔を開放する方向に移動させ
   て前記燃料噴射孔から高圧燃料通路内の燃料を噴射させ
   る制御弁と、該制御弁を押動し前記制御室を前記低圧燃
   料通路に接続させる２次ピストンと、 前記ハウジング内の前記２次ピストンの一端に面して形
   成された油圧室と、該油圧室に一端が面して配置された
   １次ピストンと、該１次ピストンを油圧室側に押動する
   駆動部とを備え、 前記駆動部により前記１次ピストンを押動、変位させ、
   該変位を油圧室内の燃料油を介して前記２次ピストンに
   伝達し、前記２次ピストンを前記制御弁を押動する方向
   に変位させることにより燃料噴射を行う燃料噴射弁であ
   って、 前記油圧室と前記低圧燃料通路とを連通する連通路と、
   該連通路に設けられ前記油圧室内圧力が前記低圧燃料通
   路圧力より低くなったときに開弁して前記低圧燃料通路
   内の燃料を前記油圧室内に補充する逆止弁と、前記１次
   ピストンが前記油圧室から遠ざかる方向に変位するとき
   に前記油圧室容積が所定の最大値に到達したときに前記
   １次ピストンと前記２次ピストンとを機械的に連結し、
   前記油圧室容積が前記最大値を越えることを防止するス
   トッパ手段と、を備えたことを特徴とする、燃料噴射
   弁。