JP2009287408A

JP2009287408A - Injector

Info

Publication number: JP2009287408A
Application number: JP2008137925A
Authority: JP
Inventors: Makoto Iwamuro; 誠岩室; Koichi Mochizuki; 孝一望月
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-05-27
Filing date: 2008-05-27
Publication date: 2009-12-10
Anticipated expiration: 2028-05-27
Also published as: JP4968180B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain a variation in an injection characteristic, and to enhance control responsiveness, in an injector 1 having a damper chamber 40. <P>SOLUTION: This injector 1 has a cylinder 34 relatively sliding in the axial direction to a needle valve 3, and an upper side space of the needle valve 3 on the outer peripheral side of a cylinder 34 forms the damper chamber 40. The cylinder 34 has a stopper 43, and the damper chamber 40 is communicated with a working flow passage 23 via an orifice 44 arranged in a lower body 27. Thus, the inflow-outflow of fuel to the damper chamber 40 is performed by the orifice 44. Thus, since an inflow-outflow flow rate of the fuel to the damper chamber 40 is hardly fluctuated, the variation in the injection characteristic is restrained as a result. The needle valve 3 is regulated in lifting by the stopper 43, and the lifting can be stopped before the volume of the damper chamber 40 becomes zero. Therefore, the control responsiveness of the injector 1 is enhanced. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、エンジンに燃料を噴射供給するインジェクタに関する。 The present invention relates to an injector for injecting and supplying fuel to an engine.

従来から、インジェクタには、軸方向に上下動して噴孔を開閉するニードル弁と、ニードル弁を上下動させる駆動力を発生するアクチュエータとを備え、燃料圧を介して、アクチュエータの駆動力をニードル弁に作用させるものが公知となっている。このようなインジェクタによれば、ニードル弁に対し軸方向に燃料圧が作用する作動室が形成され、作動室は、アクチュエータの動作状態に応じて燃料圧が増減するように設けられている。そして、作動室の燃料圧がアクチュエータの動作状態に応じて増減することで、ニードル弁が軸方向に上下動して噴孔が開閉され、燃料の噴射が開始または停止する。 Conventionally, an injector has been provided with a needle valve that moves up and down in the axial direction to open and close the nozzle hole, and an actuator that generates a driving force that moves the needle valve up and down, and the driving force of the actuator is supplied via fuel pressure. What acts on a needle valve is known. According to such an injector, a working chamber in which fuel pressure acts in the axial direction with respect to the needle valve is formed, and the working chamber is provided so that the fuel pressure increases or decreases according to the operating state of the actuator. Then, when the fuel pressure in the working chamber increases or decreases according to the operating state of the actuator, the needle valve moves up and down in the axial direction to open and close the injection hole, and fuel injection starts or stops.

近年、インジェクタの燃料噴射に対する制御応答性を高めるため、より高速でニードル弁を移動させる要請が高まっている。しかし、ニードル弁の移動速度が高速になるほど、ニードル弁が停止位置に達したときの早期安定化が損なわれるようになる。すなわち、ニードル弁の移動速度が高速になるほど、ニードル弁が閉弁位置（噴孔を閉鎖する位置）から必要噴射量に応じた開弁位置に達したとき、および、ニードル弁が開弁位置から閉弁位置に達したときにバウンスの発生が顕著になる（図１２（ａ）参照）。 In recent years, there has been an increasing demand for moving the needle valve at a higher speed in order to improve the control response of the injector to fuel injection. However, as the moving speed of the needle valve increases, early stabilization when the needle valve reaches the stop position is impaired. That is, as the moving speed of the needle valve increases, the needle valve reaches the valve opening position corresponding to the required injection amount from the valve closing position (position where the nozzle hole is closed), and the needle valve moves from the valve opening position. When the valve closing position is reached, the occurrence of bounce becomes significant (see FIG. 12A).

この結果、開弁位置到達時のバウンスにより、開弁時間と実噴射量との相関特性は、図１２（ｂ）に示すように、必要噴射量が少なく開弁時間が短い領域において、理想的な一次相関からばらついてしまう。また、閉弁位置到達時のバウンスにより、２次噴射が発生してしまう。 As a result, due to the bounce when the valve opening position is reached, the correlation characteristic between the valve opening time and the actual injection amount is ideal in a region where the required injection amount is small and the valve opening time is short, as shown in FIG. The first order correlation will vary. Further, secondary injection occurs due to bounce when the valve closing position is reached.

そこで、バウンスの発生を抑制するために、作動室とは別にダンパ室を有するインジェクタが考えられている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のインジェクタによれば、アクチュエータは、圧電素子への電圧印加により発生する伸長力を駆動力として利用するものであり、ニードル弁の移動速度が極めて大きいものである。また、作動室は、例えば、圧電素子が伸長すると燃料圧が増大し、圧電素子が縮小すると燃料圧が減少するように形成され、作動室の燃料圧は、ニードル弁に対し閉弁方向に作用している（軸方向下方に作用している）。 Thus, in order to suppress the occurrence of bounce, an injector having a damper chamber in addition to the working chamber has been considered (see, for example, Patent Document 1). According to the injector of Patent Document 1, the actuator uses an extension force generated by applying a voltage to the piezoelectric element as a driving force, and the moving speed of the needle valve is extremely high. The working chamber is formed so that, for example, the fuel pressure increases when the piezoelectric element expands and the fuel pressure decreases when the piezoelectric element contracts. The fuel pressure in the working chamber acts in the valve closing direction with respect to the needle valve. (Acting downward in the axial direction)

このため、圧電素子に電圧が印加されると、ニードル弁に対し下方に作用する付勢力が強くなり、ニードル弁は下降して噴孔を閉鎖する。また、圧電素子に電圧が印加されなくなると、ニードル弁に対し下方に作用する付勢力が弱くなり、ニードル弁は上昇して噴孔を開放する。 For this reason, when a voltage is applied to the piezoelectric element, the urging force acting downward on the needle valve becomes strong, and the needle valve descends to close the nozzle hole. Further, when the voltage is no longer applied to the piezoelectric element, the urging force acting downward on the needle valve becomes weak, and the needle valve rises to open the nozzle hole.

そして、特許文献１のインジェクタによれば、ニードル弁が高速で上下動して開弁位置または閉弁位置でバウンスするのを防止するため、作動室とは別にダンパ室が設けられている。ダンパ室は、ニードル弁の上下動に応じて容積が拡縮するように、例えば、ニードル弁の上面を利用して形成されており、ダンパ室の燃料圧は、ニードル弁に対し閉弁方向に作用している（軸方向下方に作用している）。 According to the injector of Patent Document 1, the damper chamber is provided separately from the working chamber in order to prevent the needle valve from moving up and down at high speed and bouncing at the valve opening position or the valve closing position. The damper chamber is formed using, for example, the upper surface of the needle valve so that the volume thereof expands and contracts according to the vertical movement of the needle valve, and the fuel pressure in the damper chamber acts in the valve closing direction with respect to the needle valve. (Acting downward in the axial direction)

このため、ニードル弁が上昇を開始してダンパ室の容積が縮小を始めると、ダンパ室の燃料圧が増大してニードル弁の上昇速度が抑えられる。逆に、ニードル弁が下降を開始してダンパ室の容積が拡大を始めると、ダンパ室の燃料圧が減少してニードル弁の下降速度が抑えられる。 For this reason, when the needle valve starts to rise and the volume of the damper chamber starts to shrink, the fuel pressure in the damper chamber increases and the raising speed of the needle valve is suppressed. On the contrary, when the needle valve starts to descend and the volume of the damper chamber starts to expand, the fuel pressure in the damper chamber decreases and the descending speed of the needle valve is suppressed.

しかし、特許文献１のインジェクタは、ダンパ室への燃料の流出入を、ダンパ室を形成するニードル弁とボディとの径方向のクリアランスに依存している。このため、ニードル弁の軸ズレ状況に応じてクリアランスの有効断面積がばらつくので、ダンパ室への燃料の流出入流量が個体間、噴射間でばらつき、噴射特性のばらつきが大きくなってしまう。 However, the injector of Patent Document 1 relies on the radial clearance between the needle valve forming the damper chamber and the body for the flow of fuel into and out of the damper chamber. For this reason, since the effective sectional area of the clearance varies according to the axial deviation state of the needle valve, the flow rate of the fuel flowing into and out of the damper chamber varies between individuals and between injections, resulting in large variations in injection characteristics.

また、特許文献１のインジェクタによれば、ニードル弁は、自身の上端がダンパ室の上壁に密着してダンパ室の容積がゼロになるまで上昇するが、ダンパ室の容積が小さくなるほど容積減少に対する燃料圧増加率が大きくなるため、上昇の末期にはニードル弁の上昇速度が過剰に抑えられてしまう。さらに、ニードル弁は、自身の上端がダンパ室の上壁から引き離されて下降を開始するので、リンキング力の影響を大きく受けて下降の開始が遅れてしまう。 Further, according to the injector of Patent Document 1, the needle valve rises until its upper end is in close contact with the upper wall of the damper chamber and the volume of the damper chamber becomes zero, but the volume decreases as the volume of the damper chamber decreases. Therefore, the rate of increase of the needle valve is excessively suppressed at the end of the increase. Further, since the needle valve starts to descend with its upper end being pulled away from the upper wall of the damper chamber, the start of the descending is delayed due to the large influence of the linking force.

このように、特許文献１のインジェクタは、ダンパ室への燃料の流出入をニードル弁とボディとの径方向のクリアランスに依存することから噴射特性がばらつく虞が大きく、また、ダンパ室の容積がゼロになるまでニードル弁が上昇することから制御応答性が不充分である。
特開平６−６６２１８号公報 As described above, the injector of Patent Document 1 has a large possibility that the injection characteristic varies because the flow of fuel into and out of the damper chamber depends on the radial clearance between the needle valve and the body, and the volume of the damper chamber is large. Since the needle valve moves up to zero, the control response is insufficient.
JP-A-6-66218

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ダンパ室を有するインジェクタにおいて、噴射特性のばらつきを抑制するとともに制御応答性を高めることにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to suppress variation in injection characteristics and improve control responsiveness in an injector having a damper chamber.

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のインジェクタは、軸方向に上下動して噴孔を開閉するニードル弁と、ニードル弁を上下動させる駆動力を発生するアクチュエータとを備える。また、このインジェクタには、ニードル弁に対し軸方向に燃料圧が作用し、アクチュエータの動作状態に応じて燃料圧が増減する作動室と、ニードル弁の上下動に応じて容積が拡縮することで燃料圧が増減するダンパ室とが形成され、作動室の燃料圧が増減することでニードル弁が上下動するとともに、ダンパ室の燃料圧が増減することでニードル弁の上下動の速度が低減される。 [Means of Claim 1]
The injector according to claim 1 includes a needle valve that moves up and down in the axial direction to open and close the nozzle hole, and an actuator that generates a driving force that moves the needle valve up and down. Further, the fuel pressure is applied to the injector in the axial direction with respect to the needle valve, the working chamber in which the fuel pressure increases / decreases according to the operating state of the actuator, and the volume increases / decreases according to the vertical movement of the needle valve. A damper chamber in which the fuel pressure increases and decreases is formed, and the needle valve moves up and down as the fuel pressure in the working chamber increases and decreases, and the speed of the needle valve moves up and down as the fuel pressure in the damper chamber increases and decreases. The

そして、このインジェクタは、ニードル弁の上端部に設けられて上方に開口する凹部に嵌合し、ニードル弁に対し軸方向に相対的に摺動するシリンダと、シリンダを上方に付勢し、シリンダの上端をニードル弁の上端よりも上側の壁面に圧接させるスプリングとを備え、作動室に燃料を流出入させる作動流路、および噴孔に燃料を導く噴射流路が形成されている。また、シリンダの外周側かつニードル弁の上側の空間がダンパ室をなす。 The injector is fitted into a recess provided at the upper end of the needle valve and opened upward, and a cylinder that slides relative to the needle valve in the axial direction, and urges the cylinder upward. And a spring that presses the upper end of the nozzle to the wall surface above the upper end of the needle valve, and an operating flow path for flowing fuel into and out of the working chamber and an injection flow path for guiding the fuel to the injection hole are formed. The space on the outer periphery side of the cylinder and on the upper side of the needle valve forms a damper chamber.

さらに、シリンダは、ニードル弁と係合してニードル弁の上昇を規制するストッパを有し、ダンパ室は、作動室、作動流路または噴射流路にオリフィスを介して連通しており、オリフィスは、作動室を形成する部材群に含まれる単一部材、または、作動流路もしくは噴射流路を有する単一部材に設けられている。 Furthermore, the cylinder has a stopper that engages with the needle valve to restrict the needle valve from rising, and the damper chamber communicates with the working chamber, the working flow path, or the injection flow path via the orifice. The single member included in the member group forming the working chamber, or the single member having the working flow path or the injection flow path is provided.

これにより、ダンパ室への燃料の流出入は、ニードル弁とボディとの径方向のクリアランスに依存することなく、作動室を形成する部材群に含まれる単一部材、または、作動流路もしくは噴射流路を有する単一部材に設けられたオリフィスにより行われる。そして、このような単一部材に設けられるオリフィスの有効断面積は、ニードル弁の軸ズレ状況と無関係であってばらつく虞が低い。このため、ダンパ室への燃料の流出入流量がばらつきにくくなるので、結果的に噴射特性のばらつきが抑制される。 Thus, the flow of fuel into and out of the damper chamber does not depend on the radial clearance between the needle valve and the body, and the single member included in the member group forming the working chamber, or the working flow path or the injection This is done by an orifice provided in a single member having a flow path. And the effective cross-sectional area of the orifice provided in such a single member is irrelevant to the axial deviation | shift state of a needle valve, and there is little possibility of variation. For this reason, the flow rate of the fuel flowing into and out of the damper chamber is less likely to vary, and as a result, variations in the injection characteristics are suppressed.

また、シリンダは、ニードル弁の上昇を規制するストッパを有しているので、ニードル弁は、ダンパ室の容積がゼロになる前に上昇を停止することができる。このため、ダンパ室の容積減少に対する燃料圧増加率が過大になる前に、ニードル弁の上昇が停止されるので、上昇末期における上昇速度の過剰低下が生じなくなる。また、ダンパ室の容積がゼロにならないことから、ニードル弁は、リンキング力の影響をほとんど受けることなく下降を開始することができる。この結果、インジェクタの制御応答性が高まる。 Moreover, since the cylinder has a stopper that restricts the rise of the needle valve, the needle valve can stop the rise before the volume of the damper chamber becomes zero. For this reason, since the increase of the needle valve is stopped before the rate of increase in the fuel pressure with respect to the decrease in the volume of the damper chamber is excessive, the increase in the increase rate at the end of the increase is not caused. Further, since the volume of the damper chamber does not become zero, the needle valve can start to descend with little influence from the linking force. As a result, the control response of the injector is increased.

以上により、ダンパ室を有するインジェクタにおいて、噴射特性のばらつきを抑制するとともに制御応答性を高めることができる。 As described above, in the injector having the damper chamber, it is possible to suppress the variation in the injection characteristics and improve the control responsiveness.

〔請求項２の手段〕
請求項２に記載のインジェクタによれば、ストッパは、シリンダの下端部であり、凹部には、下方に向かって段状に縮径するように段面が設けられている。そして、ニードル弁は、シリンダの下端面に段面が当接することで上昇が規制される。
これにより、凹部における段面の位置を可変することで、ダンパ室の容積やニードル弁のリフト量を可変できる。 [Means of claim 2]
According to the injector of the second aspect, the stopper is the lower end portion of the cylinder, and the concave portion is provided with a stepped surface so as to be reduced in a stepped shape downward. And as for a needle valve, a raise is controlled because a step surface contacts the lower end surface of a cylinder.
Thereby, the volume of the damper chamber and the lift amount of the needle valve can be varied by varying the position of the step surface in the recess.

〔請求項３の手段〕
請求項３に記載のインジェクタによれば、ストッパは、シリンダの下端部であり、凹部には、下方に向かって段状に縮径するように段面が設けられている。また、シリンダの下端部の外周には、下方に向かって段状に縮径するように段面が設けられている。そして、ニードル弁は、シリンダの段面に自身の段面が当接することで上昇が規制される。
これにより、凹部における段面の位置、およびシリンダ下端部における段面の位置の両方を可変することで、ダンパ室の容積やニードル弁のリフト量を可変できる。このため、ダンパ室の容積やニードル弁のリフト量に関して設定の自由度を高めることができる。 [Means of claim 3]
According to the injector of the third aspect, the stopper is the lower end portion of the cylinder, and the concave portion is provided with a stepped surface so as to be reduced in a stepped shape downward. In addition, a step surface is provided on the outer periphery of the lower end portion of the cylinder so as to reduce the diameter in a step shape downward. And as for a needle valve, a raise is controlled because an own step surface contacts the step surface of a cylinder.
Thereby, the volume of the damper chamber and the lift amount of the needle valve can be varied by varying both the position of the step surface in the recess and the position of the step surface at the cylinder lower end. For this reason, the freedom degree of a setting regarding the volume of a damper chamber and the lift amount of a needle valve can be raised.

〔請求項４の手段〕
請求項４に記載のインジェクタによれば、ストッパは、シリンダの外周からダンパ室に向けて径方向に膨出する膨出部であり、ニードル弁は、膨出部に係合することで上昇が規制される。
これにより、膨出部の形状、容積等を可変することで、ダンパ室の容積やニードル弁のリフト量を可変できる。また、膨出部とニードル弁との係合面積等を可変することで、ニードル弁と膨出部との間に作用するリンキング力を操作してニードル弁の下降開始遅れを可変できる。 [Means of claim 4]
According to the injector of the fourth aspect, the stopper is a bulging portion that bulges radially from the outer periphery of the cylinder toward the damper chamber, and the needle valve is raised by engaging with the bulging portion. Be regulated.
Thereby, the volume of the damper chamber and the lift amount of the needle valve can be varied by varying the shape and volume of the bulging portion. Further, by changing the engagement area between the bulging portion and the needle valve, the linking force acting between the needle valve and the bulging portion can be operated to vary the descent start delay of the needle valve.

〔請求項５の手段〕
請求項５に記載のインジェクタによれば、シリンダの上面は、下方に向かってテーパ状に縮径するテーパ面であり、テーパ面の上端が、壁面に圧接している。
これにより、シリンダの圧接面を低減して壁面に対する面圧を高めることができる。このため、ダンパ室のシール性を高めることができる。 [Means of claim 5]
According to the injector of the fifth aspect, the upper surface of the cylinder is a tapered surface that tapers downward in a tapered shape, and the upper end of the tapered surface is in pressure contact with the wall surface.
Thereby, the press-contact surface of a cylinder can be reduced and the surface pressure with respect to a wall surface can be raised. For this reason, the sealing performance of a damper chamber can be improved.

〔請求項６の手段〕
請求項６に記載のインジェクタによれば、シリンダは、凹部に嵌合して摺動する摺動軸部を有し、摺動軸部よりも上側の部分は、摺動軸部よりも径小である。
これにより、径小部分の径を可変することで、ダンパ室の容積を可変できる。 [Means of claim 6]
According to the injector of the sixth aspect, the cylinder has the sliding shaft portion that slides while being fitted in the recess, and the portion above the sliding shaft portion is smaller in diameter than the sliding shaft portion. It is.
Thereby, the volume of the damper chamber can be varied by varying the diameter of the small-diameter portion.

〔請求項７の手段〕
請求項７に記載のインジェクタによれば、オリフィスは、ダンパ室への開口部よりも作動室、作動流路または噴射流路への開口部の方が径大である。
これにより、ダンパ室からの燃料の流出流に剥離が発生するように、オリフィスを設けることができる。このため、ダンパ室からの燃料の流出流量を下げることができるので、ニードル弁の上昇速度を下げることができる。 [Means of Claim 7]
According to the injector of the seventh aspect, the orifice has a larger diameter at the opening to the working chamber, the working flow path, or the injection flow path than the opening to the damper chamber.
Thereby, an orifice can be provided so that separation occurs in the outflow of fuel from the damper chamber. For this reason, since the outflow flow rate of the fuel from the damper chamber can be lowered, the ascent rate of the needle valve can be lowered.

〔請求項８の手段〕
請求項８に記載のインジェクタによれば、オリフィスは、ダンパ室への開口部よりも作動室、作動流路または噴射流路への開口部の方が径小である。
これにより、ダンパ室からの燃料の流出流に剥離が発生しないように、オリフィスを設けることができる。このため、ダンパ室からの燃料の流出流量を上げることができるので、ニードル弁の上昇速度を上げることができる。 [Means of Claim 8]
According to the injector of the eighth aspect, the orifice has a smaller diameter at the opening to the working chamber, the working flow path, or the injection flow path than the opening to the damper chamber.
Thereby, an orifice can be provided so that separation does not occur in the outflow of fuel from the damper chamber. For this reason, since the outflow rate of the fuel from the damper chamber can be increased, the rising speed of the needle valve can be increased.

〔請求項９の手段〕
請求項９に記載のインジェクタによれば、アクチュエータは、圧電素子への電圧印加により発生する伸長力をニードル弁の駆動力として利用する。
圧電素子は、電圧印加に対する応答性に優れるので、圧電素子をアクチュエータとして利用することでインジェクタの制御応答性を高めることができる。 [Means of Claim 9]
According to the injector of the ninth aspect, the actuator uses the extension force generated by the voltage application to the piezoelectric element as the driving force of the needle valve.
Since the piezoelectric element is excellent in response to voltage application, the control response of the injector can be improved by using the piezoelectric element as an actuator.

最良の形態１のインジェクタは、軸方向に上下動して噴孔を開閉するニードル弁と、ニードル弁を上下動させる駆動力を発生するアクチュエータとを備える。また、このインジェクタには、ニードル弁に対し軸方向に燃料圧が作用し、アクチュエータの動作状態に応じて燃料圧が増減する作動室と、ニードル弁の上下動に応じて容積が拡縮することで燃料圧が増減するダンパ室とが形成され、作動室の燃料圧が増減することでニードル弁が上下動するとともに、ダンパ室の燃料圧が増減することでニードル弁の上下動の速度が低減される。 The injector of the best mode 1 includes a needle valve that moves up and down in the axial direction to open and close the nozzle hole, and an actuator that generates a driving force that moves the needle valve up and down. Further, the fuel pressure is applied to the injector in the axial direction with respect to the needle valve, the working chamber in which the fuel pressure increases / decreases according to the operating state of the actuator, and the volume expands / contracts according to the vertical movement of the needle valve. A damper chamber in which the fuel pressure increases and decreases is formed, and the needle valve moves up and down as the fuel pressure in the working chamber increases and decreases, and the speed of the needle valve moves up and down as the fuel pressure in the damper chamber increases and decreases. The

また、ストッパは、シリンダの下端部であり、凹部には、下方に向かって段状に縮径するように段面が設けられている。そして、ニードル弁は、シリンダの下端面に段面が当接することで上昇が規制される。
また、シリンダの上面は、下方に向かってテーパ状に縮径するテーパ面であり、テーパ面の上端が、壁面に圧接している。
また、アクチュエータは、圧電素子への電圧印加により発生する伸長力をニードル弁の駆動力として利用する。 Further, the stopper is a lower end portion of the cylinder, and a step surface is provided in the recess so as to reduce the diameter in a step shape downward. And as for a needle valve, a raise is controlled because a step surface contacts the lower end surface of a cylinder.
In addition, the upper surface of the cylinder is a tapered surface that decreases in a tapered shape downward, and the upper end of the tapered surface is in pressure contact with the wall surface.
The actuator uses an extension force generated by applying a voltage to the piezoelectric element as a driving force for the needle valve.

最良の形態２のインジェクタによれば、ストッパは、シリンダの下端部であり、凹部には、下方に向かって段状に縮径するように段面が設けられている。また、シリンダの下端部の外周には、下方に向かって段状に縮径するように段面が設けられている。そして、ニードル弁は、シリンダの段面に自身の段面が当接することで上昇が規制される。 According to the injector of the best mode 2, the stopper is the lower end portion of the cylinder, and the concave portion is provided with a stepped surface so as to be reduced in a stepped shape downward. In addition, a step surface is provided on the outer periphery of the lower end portion of the cylinder so as to reduce the diameter in a step shape downward. And as for a needle valve, a raise is controlled because an own step surface contacts the step surface of a cylinder.

最良の形態３のインジェクタによれば、ストッパは、シリンダの外周からダンパ室に向けて径方向に膨出する膨出部であり、ニードル弁は、自身の上端面が膨出部に当接することで上昇が規制される。
最良の形態４のインジェクタによれば、シリンダは、凹部に嵌合して摺動する摺動軸部を有し、摺動軸部よりも上側の部分は、摺動軸部よりも径小である。 According to the injector of the best mode 3, the stopper is a bulging portion that bulges radially from the outer periphery of the cylinder toward the damper chamber, and the needle valve has its upper end surface in contact with the bulging portion. The rise is regulated.
According to the injector of the best mode 4, the cylinder has a sliding shaft portion that fits into the recess and slides, and a portion above the sliding shaft portion is smaller in diameter than the sliding shaft portion. is there.

最良の形態５のインジェクタによれば、オリフィスは、ダンパ室への開口部よりも作動室、作動流路または噴射流路への開口部の方が径大である。
最良の形態６のインジェクタによれば、オリフィスは、ダンパ室への開口部よりも作動室、作動流路または噴射流路への開口部の方が径小である。 According to the injector of the best mode 5, the orifice has a larger diameter at the opening to the working chamber, the working channel or the injection channel than the opening to the damper chamber.
According to the injector of the best mode 6, the orifice has a smaller diameter at the opening to the working chamber, the working channel or the injection channel than the opening to the damper chamber.

〔実施例１の構成〕
実施例１のインジェクタ１の構成を、図１および図２に基づいて説明する。
インジェクタ１は、例えば、ガソリン直噴エンジン（図示せず）の気筒毎に配され、燃料を高圧状態で蓄圧するコモンレールから燃料の分配を受けるとともに、コモンレールから受け入れた高圧の燃料を気筒内に直接噴射するものである。 [Configuration of Example 1]
The structure of the injector 1 of Example 1 is demonstrated based on FIG. 1 and FIG.
For example, the injector 1 is arranged for each cylinder of a gasoline direct injection engine (not shown), receives fuel distribution from a common rail that accumulates fuel in a high pressure state, and directly receives high-pressure fuel received from the common rail into the cylinder. It is to be injected.

インジェクタ１は、図１に示すように、軸方向に上下動して噴孔２を開閉するニードル弁３と、ニードル弁３を上下動させる駆動力を発生するアクチュエータ４と、アクチュエータ４から直接的に駆動力を受けて上下動するピストン５と、ニードル弁３、アクチュエータ４およびピストン５等を内部に収容するとともに下端に噴孔２を有する外郭ボディ６と、外郭ボディ６内に収容されてニードル弁３およびピストン５を上下動自在に支持する本体ボディ７とを備える。 As shown in FIG. 1, the injector 1 includes a needle valve 3 that moves up and down in the axial direction to open and close the nozzle hole 2, an actuator 4 that generates a driving force that moves the needle valve 3 up and down, and a direct drive from the actuator 4. The piston 5 that moves up and down in response to the driving force, the needle valve 3, the actuator 4, the piston 5, and the like are housed inside, and the outer body 6 that has the injection hole 2 at the lower end, and the needle that is housed in the outer body 6. And a main body 7 that supports the valve 3 and the piston 5 so as to be movable up and down.

ニードル弁３は、外郭ボディ６に対して離着することで噴孔２を開閉する下端部１０と、本体ボディ７に摺接して上下動自在に支持される上端部１１と、外郭ボディ６に摺接して上下動自在に支持される中間部１２とを有する。
ここで、中間部１２は上端部１１よりも径小に設けられ、中間部１２と本体ボディ７との間に形成される環状空間は、ニードル弁３を直接的に上下動させる燃料圧を発生する作動室１３をなす。 The needle valve 3 is attached to the outer body 6 with a lower end 10 that opens and closes the nozzle hole 2 by being attached to and detached from the outer body 6, an upper end 11 that is slidably in contact with the main body 7 and is supported in a vertically movable manner And an intermediate portion 12 that is slidably contacted and supported to be movable up and down.
Here, the intermediate portion 12 is provided with a smaller diameter than the upper end portion 11, and the annular space formed between the intermediate portion 12 and the main body 7 generates fuel pressure that directly moves the needle valve 3 up and down. A working chamber 13 is formed.

作動室１３は、上端部１１の下面が燃料圧の作用面となるように形成され、ニードル弁３に対し軸方向上方（開弁方向）に燃料圧が作用する。また、作動室１３は、後記するように、アクチュエータ４の動作状態に応じて燃料圧が増減するように設けられている。このため、アクチュエータ４の動作状態が可変して作動室１３の燃料圧が増大すると、ニードル弁３が上昇して噴孔２が開放され、燃料の噴射が開始する。また、作動室１３の燃料圧が減少すると、ニードル弁３が下降して噴孔２が閉鎖され、燃料の噴射が停止する。 The working chamber 13 is formed such that the lower surface of the upper end portion 11 serves as a fuel pressure acting surface, and the fuel pressure acts on the needle valve 3 in the axial direction upward (valve opening direction). Further, as will be described later, the working chamber 13 is provided so that the fuel pressure increases or decreases in accordance with the operating state of the actuator 4. For this reason, when the operating state of the actuator 4 is varied and the fuel pressure in the working chamber 13 is increased, the needle valve 3 is raised, the nozzle hole 2 is opened, and fuel injection is started. Further, when the fuel pressure in the working chamber 13 decreases, the needle valve 3 is lowered, the nozzle hole 2 is closed, and fuel injection is stopped.

また、下端部１０は中間部１２よりも径小に設けられ、下端部１０と外郭ボディ６との間に形成される環状空間は燃料溜まり１５をなし、噴孔２に燃料を導く噴射流路１６の最下流部をなす。 The lower end portion 10 is provided with a diameter smaller than that of the intermediate portion 12, and an annular space formed between the lower end portion 10 and the outer body 6 forms a fuel reservoir 15, and an injection flow path that guides fuel to the injection hole 2. 16 most downstream parts.

さらに、上端部１１には、上方に開口する凹部１７が設けられ、さらに、凹部１７の下底面には、中間部１２に設けられた中空部１８が開口している。そして、中間部１２の下部には、燃料溜まり１５と中空部１８との連通路１９が設けられており、凹部１７、中空部１８および連通路１９は、燃料溜まり１５とともに噴射流路１６をなす。 Further, the upper end portion 11 is provided with a concave portion 17 that opens upward, and further, a hollow portion 18 that is provided in the intermediate portion 12 is opened at the lower bottom surface of the concave portion 17. A communication passage 19 between the fuel reservoir 15 and the hollow portion 18 is provided at the lower portion of the intermediate portion 12, and the concave portion 17, the hollow portion 18, and the communication passage 19 form an injection passage 16 together with the fuel reservoir 15. .

アクチュエータ４は、例えば、圧電素子と電極板とが軸方向に積層されたピエゾスタックを主体とし、圧電素子への電圧印加により発生する伸長力を駆動力として利用するものである。また、アクチュエータ４の上端は外郭ボディ６に当接して固定されており、下端はピストン５の上端面に当接している。このため、アクチュエータ４は、圧電素子に電圧印加を受けると、直接的に駆動力をピストン５に及ぼしてピストン５を下方に付勢する。 The actuator 4 mainly uses, for example, a piezo stack in which a piezoelectric element and an electrode plate are laminated in the axial direction, and uses an extension force generated by applying a voltage to the piezoelectric element as a driving force. The upper end of the actuator 4 is fixed in contact with the outer body 6, and the lower end is in contact with the upper end surface of the piston 5. For this reason, when a voltage is applied to the piezoelectric element, the actuator 4 directly applies a driving force to the piston 5 to urge the piston 5 downward.

ピストン５は、本体ボディ７に摺接して上下動自在に支持されるとともに、本体ボディ７との間に拡縮自在の圧力室２２を形成する。圧力室２２の燃料圧は、アクチュエータ４の駆動力によりピストン５が下降することで増大する。また、圧力室２２と作動室１３とは、本体ボディ７に設けられた流路２２ａにより連通しており、この流路２２ａは、圧力室２２とともに、作動室１３に燃料を流出入させる作動流路２３をなす。このため、圧力室２２の燃料圧が増大すると作動室１３の燃料圧も増大し、圧力室２２の燃料圧が減少すると作動室１３の燃料圧も減少する。 The piston 5 is slidably in contact with the main body body 7 and is supported so as to be movable up and down, and forms a pressure chamber 22 that can expand and contract with the main body body 7. The fuel pressure in the pressure chamber 22 increases as the piston 5 descends due to the driving force of the actuator 4. The pressure chamber 22 and the working chamber 13 communicate with each other through a flow path 22 a provided in the main body 7, and this flow path 22 a together with the pressure chamber 22 is a working flow that causes fuel to flow into and out of the working chamber 13. Make road 23. For this reason, when the fuel pressure in the pressure chamber 22 increases, the fuel pressure in the working chamber 13 also increases, and when the fuel pressure in the pressure chamber 22 decreases, the fuel pressure in the working chamber 13 also decreases.

外郭ボディ６は、燃料の受入口としてのインレット２４を有し、インレット２４を介してコモンレールから高圧の燃料を受け入れる。また、外郭ボディ６と本体ボディ７等との隙間は、コモンレールから受け入れた高圧の燃料で満たされる燃料溜まり２５をなし、燃料溜まり２５は噴射流路１６の一部をなす。 The outer body 6 has an inlet 24 as a fuel receiving port, and receives high-pressure fuel from the common rail via the inlet 24. A gap between the outer body 6 and the main body 7 forms a fuel reservoir 25 filled with high-pressure fuel received from the common rail, and the fuel reservoir 25 forms part of the injection flow path 16.

本体ボディ７は、ニードル弁３の上端部１１を摺動自在に支持する下部ボディ２７と、ピストン５を摺動自在に支持する上部ボディ２８と、下部ボディ２７と上部ボディ２８とに軸方向に挟まれる中間ボディ２９とからなり、ピストン５と上部ボディ２８との間にはスプリング３０が軸方向に支持されている。そして、下部、上部、中間ボディ２７〜２９は、スプリング３０により下方に付勢されて一体化されるとともに外郭ボディ６に強固に圧接している。 The main body 7 is axially attached to the lower body 27 that slidably supports the upper end portion 11 of the needle valve 3, the upper body 28 that slidably supports the piston 5, and the lower body 27 and the upper body 28. The spring 30 is supported between the piston 5 and the upper body 28 in the axial direction. The lower, upper, and intermediate bodies 27 to 29 are urged downward by the spring 30 and integrated, and are firmly in pressure contact with the outer body 6.

下部ボディ２７は、円筒状に設けられ、内周側にニードル弁３の上端部１１を支持している。また、下部ボディ２７の下端部は、下方に向かって縮径するテーパ状に設けられており、最下端が外郭ボディ６に圧接することで、燃料溜まり２５と作動室１３とが液密的に区画されている。また、下部ボディ２７には、流路２２ａの作動室１３側の部分が設けられ、流路２２ａの作動室１３への開口部が形成されている。 The lower body 27 is provided in a cylindrical shape, and supports the upper end portion 11 of the needle valve 3 on the inner peripheral side. In addition, the lower end portion of the lower body 27 is provided in a tapered shape with a diameter decreasing downward, and the lowermost end presses against the outer body 6 so that the fuel reservoir 25 and the working chamber 13 are liquid-tight. It is partitioned. The lower body 27 is provided with a portion of the flow path 22a on the working chamber 13 side, and an opening to the working chamber 13 of the flow path 22a is formed.

上部ボディ２８は、円筒状に設けられ、内周側にピストン５を支持し、外周側にスプリング３０を支持する。そして、上部ボディ２８の内周面は、中間ボディ２９の上端面、およびピストン５の下端面とともに圧力室２２を形成している。 The upper body 28 is provided in a cylindrical shape, supports the piston 5 on the inner peripheral side, and supports the spring 30 on the outer peripheral side. The inner peripheral surface of the upper body 28 forms a pressure chamber 22 together with the upper end surface of the intermediate body 29 and the lower end surface of the piston 5.

中間ボディ２９は、円板状に設けられて下部ボディ２７と上部ボディ２８とに軸方向に挟まれている。また、中間ボディ２９は、燃料溜まり２５と下部ボディ２７の内周側空間とを連通する連通路３１を有する。これにより、連通路３１は、燃料溜まり２５からニードル弁３内の凹部１７、中空部１８に燃料を導くように機能して噴射流路１６の一部をなす。また、中間ボディ２９には、流路２２ａの圧力室２２側の部分が設けられ、流路２２ａの圧力室２２への開口部が形成されている。 The intermediate body 29 is provided in a disc shape and is sandwiched between the lower body 27 and the upper body 28 in the axial direction. Further, the intermediate body 29 has a communication passage 31 that communicates the fuel reservoir 25 and the inner circumferential space of the lower body 27. As a result, the communication passage 31 functions to guide the fuel from the fuel reservoir 25 to the recess 17 and the hollow portion 18 in the needle valve 3 to form a part of the injection flow path 16. The intermediate body 29 is provided with a portion of the flow path 22a on the pressure chamber 22 side, and an opening to the pressure chamber 22 of the flow path 22a is formed.

また、インジェクタ１は、下部ボディ２７の内周側に収容されて凹部１７に嵌合するシリンダ３４と、凹部１７に収容され、シリンダ３４を上方に付勢して中間ボディ２９に圧接させるとともにニードル弁３を下方に付勢するスプリング３５とを備える。 The injector 1 is accommodated in the inner peripheral side of the lower body 27 and is fitted into the recess 17, and is accommodated in the recess 17, and the cylinder 34 is urged upward to press-contact the intermediate body 29 and the needle And a spring 35 for urging the valve 3 downward.

シリンダ３４は、円筒状に設けられ、凹部１７に嵌合してニードル弁３に対し軸方向に相対的に摺動する。すなわち、シリンダ３４の下端部は、凹部１７に嵌合して軸方向に相対的に摺動する摺動軸部３７をなす。また、シリンダ３４の上面は、下方に向かってテーパ状に縮径するテーパ面３８であり、テーパ面３８の上端が中間ボディ２９の下端面に圧接している。そして、テーパ面３８の上端が中間ボディ２９に圧接することで、シリンダ３４の内周側の空間とシリンダ３４の外周側の空間とが液密的に区画されている。 The cylinder 34 is provided in a cylindrical shape, is fitted in the recess 17, and slides relative to the needle valve 3 in the axial direction. That is, the lower end portion of the cylinder 34 forms a sliding shaft portion 37 that fits into the recess portion 17 and slides relatively in the axial direction. Further, the upper surface of the cylinder 34 is a tapered surface 38 whose diameter decreases in a tapered manner downward, and the upper end of the tapered surface 38 is in pressure contact with the lower end surface of the intermediate body 29. The upper end of the tapered surface 38 is in pressure contact with the intermediate body 29, so that the space on the inner peripheral side of the cylinder 34 and the space on the outer peripheral side of the cylinder 34 are partitioned in a liquid-tight manner.

ここで、シリンダ３４の内周側の空間には連通路３１が開口しており、この空間（以下、シリンダ内流路３９と呼ぶ）は、凹部１７、中空部１８等とともに噴射流路１６の一部をなす。
また、シリンダ３４の外周側の空間は、円環状をなしており、下方をニードル弁３の上端部１１により封鎖されている。そして、この空間は、ニードル弁３の上下動に応じて容積が拡縮することで燃料圧が増減するダンパ室４０をなしている。 Here, a communication passage 31 is opened in the space on the inner peripheral side of the cylinder 34, and this space (hereinafter referred to as the in-cylinder flow path 39), together with the recess 17, the hollow portion 18, and the like, Part of it.
The space on the outer peripheral side of the cylinder 34 has an annular shape, and the lower part is sealed by the upper end portion 11 of the needle valve 3. This space forms a damper chamber 40 in which the fuel pressure increases or decreases as the volume expands or contracts according to the vertical movement of the needle valve 3.

すなわち、ダンパ室４０は、ニードル弁３の上下動に応じて容積が拡縮するように、ニードル弁３の上面を利用して形成されており、ダンパ室４０の燃料圧は、ニードル弁３に対し閉弁方向に作用している（軸方向下方に作用している）。 That is, the damper chamber 40 is formed by utilizing the upper surface of the needle valve 3 so that the volume expands and contracts according to the vertical movement of the needle valve 3, and the fuel pressure in the damper chamber 40 is Acts in the valve closing direction (acts downward in the axial direction).

このため、ニードル弁３が上昇を開始してダンパ室４０の容積が縮小を始めると、ダンパ室４０の燃料圧が増大してニードル弁３の上昇速度が抑えられる。逆に、ニードル弁３が下降を開始してダンパ室４０の容積が拡大を始めると、ダンパ室４０の燃料圧が減少してニードル弁３の下降速度が抑えられる。 For this reason, when the needle valve 3 starts to rise and the volume of the damper chamber 40 starts to shrink, the fuel pressure in the damper chamber 40 increases and the raising speed of the needle valve 3 is suppressed. Conversely, when the needle valve 3 starts to descend and the volume of the damper chamber 40 begins to expand, the fuel pressure in the damper chamber 40 decreases and the descending speed of the needle valve 3 is suppressed.

また、凹部１７には、下方に向かって段状に縮径するように段面４２が設けられている。そして、ニードル弁３は、シリンダ３４の下端面に段面４２が当接することで上昇が規制される。すなわち、シリンダ３４の下端部は、摺動軸部３７をなすとともに、ニードル弁３と係合してニードル弁３の上昇を規制するストッパ４３をなす。 Further, a step surface 42 is provided in the recess 17 so as to reduce the diameter in a step shape downward. The needle valve 3 is restricted from rising when the step surface 42 contacts the lower end surface of the cylinder 34. That is, the lower end portion of the cylinder 34 forms a sliding shaft portion 37 and a stopper 43 that engages with the needle valve 3 to restrict the ascent of the needle valve 3.

さらに、ダンパ室４０は、下部ボディ２７に設けられたオリフィス４４により流路２２ａと連通している。そして、ニードル弁３の上下動に伴い、オリフィス４４を介してダンパ室４０と流路２２ａとの間で燃料が流出入する。
なお、スプリング３５は、段面４２よりも内周側で凹部１７に収容されている。 Further, the damper chamber 40 communicates with the flow path 22 a through an orifice 44 provided in the lower body 27. As the needle valve 3 moves up and down, fuel flows in and out between the damper chamber 40 and the flow path 22a through the orifice 44.
The spring 35 is accommodated in the recess 17 on the inner peripheral side of the step surface 42.

以上により、アクチュエータ４の圧電素子に電圧が印加されると、アクチュエータ４が軸方向下方に伸長して圧力室２２および作動室１３の燃料圧が増大する。このため、ニードル弁３が上昇して噴孔２が開放され、燃料の噴射が開始する。この間、ダンパ室４０の容積は、燃料自身の弾性圧縮とオリフィス４４を通じての燃料流出とにより減少するので、ダンパ室４０の燃料圧は容積に略反比例して増大する。このため、ニードル弁３の上昇速度が抑制される。そして、ニードル弁３は、段面４２がシリンダ３４のストッパ４３に当接することで上昇を停止する（図２（ｂ）参照）。 As described above, when a voltage is applied to the piezoelectric element of the actuator 4, the actuator 4 extends downward in the axial direction, and the fuel pressure in the pressure chamber 22 and the working chamber 13 increases. For this reason, the needle valve 3 is raised, the nozzle hole 2 is opened, and fuel injection is started. During this time, the volume of the damper chamber 40 decreases due to the elastic compression of the fuel itself and the fuel outflow through the orifice 44, so that the fuel pressure in the damper chamber 40 increases approximately in inverse proportion to the volume. For this reason, the rising speed of the needle valve 3 is suppressed. The needle valve 3 stops rising when the step surface 42 abuts against the stopper 43 of the cylinder 34 (see FIG. 2B).

やがて、圧電素子への電圧印加が停止すると、アクチュエータ４が軸方向上方に縮小して圧力室２２および作動室１３の燃料圧が減少する。このため、主に、スプリング３５の付勢力によりニードル弁３が下降して噴孔２が閉鎖され、燃料の噴射が停止する。この間、ダンパ室４０の容積は、燃料自身の弾性膨張とオリフィス４４を通じての燃料流入とにより増大するので、ダンパ室４０の燃料圧は容積に略反比例して減少する。このため、ニードル弁３の下降速度が抑制される。 Eventually, when voltage application to the piezoelectric element stops, the actuator 4 contracts upward in the axial direction, and the fuel pressure in the pressure chamber 22 and the working chamber 13 decreases. For this reason, mainly, the needle valve 3 is lowered by the biasing force of the spring 35, the nozzle hole 2 is closed, and the fuel injection is stopped. During this time, the volume of the damper chamber 40 increases due to the elastic expansion of the fuel itself and the inflow of fuel through the orifice 44, so that the fuel pressure in the damper chamber 40 decreases approximately in inverse proportion to the volume. For this reason, the descending speed of the needle valve 3 is suppressed.

〔実施例１の効果〕
実施例１のインジェクタ１は、ニードル弁３の上端部１１に設けられて上方に開口する凹部１７に嵌合し、ニードル弁３に対し軸方向に相対的に摺動するシリンダ３４と、シリンダ３４を上方に付勢し、シリンダ３４の上端を中間ボディ２９に圧接させるスプリング３５とを備え、シリンダ３４の外周側かつニードル弁３の上側の空間がダンパ室４０をなす。また、シリンダ３４は、ニードル弁３と係合してニードル弁３の上昇を規制するストッパ４３を有し、ダンパ室４０は、作動流路２３の一部である流路２２ａにオリフィス４４を介して連通している。そして、オリフィス４４は、流路２２ａを有する下部ボディ２７に設けられている。 [Effect of Example 1]
The injector 1 according to the first embodiment is fitted to a recess 17 provided at the upper end portion 11 of the needle valve 3 and opening upward, and a cylinder 34 that slides relative to the needle valve 3 in the axial direction, and a cylinder 34. And a spring 35 that presses the upper end of the cylinder 34 against the intermediate body 29. A space on the outer peripheral side of the cylinder 34 and above the needle valve 3 forms a damper chamber 40. Further, the cylinder 34 has a stopper 43 that engages with the needle valve 3 to restrict the ascent of the needle valve 3, and the damper chamber 40 is connected to the flow path 22 a that is a part of the working flow path 23 via the orifice 44. Communicate. The orifice 44 is provided in the lower body 27 having the flow path 22a.

これにより、ダンパ室４０への燃料の流出入は、ニードル弁３と本体ボディ７との径方向のクリアランスに依存することなく、下部ボディ２７に設けられたオリフィス４４によって行われる。また、オリフィス４４の有効断面積は、ニードル弁３の軸ズレ状況と無関係であってばらつく虞が低い。このため、ダンパ室４０への燃料の流出入流量がばらつきにくくなるので、結果的に噴射特性のばらつきが抑制される。 As a result, the fuel flows into and out of the damper chamber 40 by the orifice 44 provided in the lower body 27 without depending on the radial clearance between the needle valve 3 and the main body 7. Further, the effective sectional area of the orifice 44 is not related to the axial displacement state of the needle valve 3 and is unlikely to vary. For this reason, the flow rate of the fuel flowing into and out of the damper chamber 40 is less likely to vary, and as a result, variations in the injection characteristics are suppressed.

また、シリンダ３４は、ニードル弁３の上昇を規制するストッパ４３を有しているので、ニードル弁３は、ダンパ室４０の容積がゼロになる前に上昇を停止することができる。このため、ダンパ室４０の容積減少に対する燃料圧増加率が過大になる前に、ニードル弁３の上昇が停止されるので、上昇末期における上昇速度の過剰低下が生じなくなる。また、ダンパ室４０の容積がゼロにならないことから、ニードル弁３は、リンキング力の影響をほとんど受けることなく下降を開始することができる。この結果、インジェクタ１の制御応答性が高まる。 Moreover, since the cylinder 34 has the stopper 43 which restricts the raising of the needle valve 3, the needle valve 3 can stop the raising before the volume of the damper chamber 40 becomes zero. For this reason, since the increase of the needle valve 3 is stopped before the increase rate of the fuel pressure with respect to the decrease in the volume of the damper chamber 40 becomes excessive, an excessive decrease in the increase speed at the end of the increase does not occur. Further, since the volume of the damper chamber 40 does not become zero, the needle valve 3 can start descending with almost no influence of the linking force. As a result, the control responsiveness of the injector 1 is increased.

以上により、ダンパ室４０を有するインジェクタ１において、噴射特性のばらつきを抑制するとともに制御応答性を高めることができる。 As described above, in the injector 1 having the damper chamber 40, it is possible to suppress the variation in the injection characteristics and improve the control responsiveness.

また、ストッパ４３は、シリンダ３４の下端部であり、凹部１７には、下方に向かって段状に縮径するように段面４２が設けられている。そして、ニードル弁３は、シリンダ３４の下端面に段面４２が当接することで上昇が規制される。
これにより、凹部１７における段面４２の位置を可変することで、ダンパ室４０の容積やニードル弁３のリフト量を可変できる。 Further, the stopper 43 is a lower end portion of the cylinder 34, and a stepped surface 42 is provided in the concave portion 17 so as to reduce the diameter in a stepped manner downward. The needle valve 3 is restricted from rising when the step surface 42 contacts the lower end surface of the cylinder 34.
Thereby, the volume of the damper chamber 40 and the lift amount of the needle valve 3 can be varied by varying the position of the step surface 42 in the recess 17.

また、シリンダ３４の上面は、下方に向かってテーパ状に縮径するテーパ面３８であり、テーパ面３８の上端が中間ボディ２９の下端面に圧接している。
これにより、シリンダ３４の圧接面を低減して中間ボディ２９の下端面に対する面圧を高めることができる。このため、ダンパ室４０のシール性を高めることができる。 Further, the upper surface of the cylinder 34 is a tapered surface 38 whose diameter decreases in a tapered manner downward, and the upper end of the tapered surface 38 is in pressure contact with the lower end surface of the intermediate body 29.
Thereby, the pressure contact surface of the cylinder 34 can be reduced and the surface pressure with respect to the lower end surface of the intermediate body 29 can be increased. For this reason, the sealing performance of the damper chamber 40 can be improved.

また、アクチュエータ４は、圧電素子を有するピエゾスタックを主体として設けられている。
圧電素子は、電圧印加に対する応答性に優れるので、圧電素子をアクチュエータ４として利用することでインジェクタ１の制御応答性を高めることができる。 The actuator 4 is mainly provided with a piezo stack having a piezoelectric element.
Since the piezoelectric element is excellent in response to voltage application, the control response of the injector 1 can be improved by using the piezoelectric element as the actuator 4.

〔実施例２〕
実施例２のインジェクタ１によれば、図３に示すように、ストッパ４３としてのシリンダ３４の下端部の外周に、下方に向かって段状に縮径するように段面４６が設けられている。そして、ニードル弁３は、シリンダ３４の段面４６に自身の段面４２が当接することで上昇が規制される。また、摺動軸部３７としてのシリンダ３４の下端部は、段面４６の上下に分かれてニードル弁３の上端部１１に支持されている。 [Example 2]
According to the injector 1 of the second embodiment, as shown in FIG. 3, the step surface 46 is provided on the outer periphery of the lower end portion of the cylinder 34 as the stopper 43 so as to reduce the diameter stepwise downward. . The needle valve 3 is restricted from rising when its step surface 42 comes into contact with the step surface 46 of the cylinder 34. Further, the lower end portion of the cylinder 34 serving as the sliding shaft portion 37 is supported by the upper end portion 11 of the needle valve 3 while being divided above and below the step surface 46.

これにより、凹部１７における段面４２の位置、およびシリンダ３４の下端部における段面４６の位置の両方を可変することで、ダンパ室４０の容積やニードル弁３のリフト量を可変できる。このため、ダンパ室４０の容積やニードル弁３のリフト量に関して設定の自由度を高めることができる。 Thus, by changing both the position of the step surface 42 in the recess 17 and the position of the step surface 46 at the lower end of the cylinder 34, the volume of the damper chamber 40 and the lift amount of the needle valve 3 can be changed. For this reason, the freedom degree of setting regarding the volume of the damper chamber 40 and the lift amount of the needle valve 3 can be increased.

〔実施例３〕
実施例３のインジェクタ１によれば、図４に示すように、ストッパ４３は、シリンダ３４の外周からダンパ室４０に向けて径方向に膨出する膨出部４８である。また、膨出部４８はシリンダ３４の上端部をなしており、膨出部４８の上面がテーパ面３８をなすとともに、テーパ面３８の上端が中間ボディ２９の下端面に圧接している。そして、ニードル弁３は、上端部１１の上面が膨出部４８に当接することで上昇が規制される。 Example 3
According to the injector 1 of the third embodiment, as shown in FIG. 4, the stopper 43 is a bulging portion 48 that bulges radially from the outer periphery of the cylinder 34 toward the damper chamber 40. The bulging portion 48 forms an upper end portion of the cylinder 34, and the upper surface of the bulging portion 48 forms a tapered surface 38, and the upper end of the tapered surface 38 is in pressure contact with the lower end surface of the intermediate body 29. The needle valve 3 is restricted from rising when the upper surface of the upper end portion 11 comes into contact with the bulging portion 48.

これにより、膨出部４８の形状、容積等を可変することで、ダンパ室４０の容積やニードル弁３のリフト量を可変できる。また、膨出部４８と上端部１１との係合面積等を可変することで、ニードル弁３と膨出部４８との間に作用するリンキング力を操作してニードル弁３の下降開始遅れを可変できる。 Thereby, the volume of the damper chamber 40 and the lift amount of the needle valve 3 can be varied by varying the shape and volume of the bulging portion 48. In addition, by changing the engagement area between the bulging portion 48 and the upper end portion 11, the linking force acting between the needle valve 3 and the bulging portion 48 is operated to delay the lowering start of the needle valve 3. Variable.

〔実施例４〕
実施例４のインジェクタ１によれば、図５に示すように、シリンダ３４は、摺動軸部３７よりも上側の部分が摺動軸部３７よりも径小である。そして、テーパ面３８は、径小部分の上面に設けられている。
これにより、径小部分の径を可変することで、ダンパ室４０の容積を可変できる。 Example 4
According to the injector 1 of the fourth embodiment, as shown in FIG. 5, the cylinder 34 is smaller in diameter than the sliding shaft portion 37 in the portion above the sliding shaft portion 37. The tapered surface 38 is provided on the upper surface of the small diameter portion.
Thereby, the volume of the damper chamber 40 can be varied by varying the diameter of the small-diameter portion.

〔実施例５〕
実施例５のインジェクタ１によれば、図６に示すように、オリフィス４４は、ダンパ室４０への開口部よりも流路２２ａへの開口部の方が径大であり、流路２２ａからダンパ室４０に向かってテーパ状に縮径している。
これにより、ダンパ室４０からの燃料の流出流に剥離が発生しやすくなる。このため、ダンパ室４０からの燃料の流出流量を下げることができるので、ニードル弁３の上昇速度を下げることができる。 Example 5
According to the injector 1 of the fifth embodiment, as shown in FIG. 6, the orifice 44 has a larger diameter at the opening to the flow path 22a than the opening to the damper chamber 40, and the damper from the flow path 22a. The diameter is reduced in a tapered shape toward the chamber 40.
As a result, separation is likely to occur in the outflow of fuel from the damper chamber 40. For this reason, since the outflow flow rate of the fuel from the damper chamber 40 can be lowered, the rising speed of the needle valve 3 can be lowered.

〔実施例６〕
実施例６のインジェクタ１によれば、図７に示すように、オリフィス４４は、ダンパ室４０への開口部よりも流路２２ａへの開口部の方が径小であり、流路２２ａからダンパ室４０に向かってテーパ状に拡径している。
これにより、ダンパ室４０からの燃料の流出流に剥離が発生しにくくなる。このため、ダンパ室４０からの燃料の流出流量を上げることができるので、ニードル弁３の上昇速度を上げることができる。 Example 6
According to the injector 1 of the sixth embodiment, as shown in FIG. 7, the orifice 44 has a smaller diameter at the opening to the flow path 22a than the opening to the damper chamber 40, and the damper from the flow path 22a. The diameter is increased in a tapered shape toward the chamber 40.
This makes it difficult for separation to occur in the outflow of fuel from the damper chamber 40. For this reason, since the outflow rate of the fuel from the damper chamber 40 can be increased, the rising speed of the needle valve 3 can be increased.

〔実施例７〕
実施例７のインジェクタ１によれば、図８に示すように、オリフィス４４は、中間ボディ２９に設けられ、噴射流路１６の一部である連通路３１とダンパ室４０とを連通している。 Example 7
According to the injector 1 of the seventh embodiment, as shown in FIG. 8, the orifice 44 is provided in the intermediate body 29, and communicates the communication passage 31 that is a part of the injection flow path 16 and the damper chamber 40. .

作動室１３および作動流路２３の燃料圧はアクチュエータ４の動作によって噴射流路１６よりも高圧になる。このため、オリフィス４４によりダンパ室４０と噴射流路１６とを連通させる方が、ダンパ室４０と作動室１３または作動流路２３とを連通させる場合よりも、ニードル弁３の上昇時にダンパ室４０から燃料が流出しやすくなるとともに、ニードル弁３の下降時にダンパ室４０に燃料が流入しにくくなる。この結果、ニードル弁３の上昇速度を上げることができるとともに、ニードル弁３の下降速度を下げることができる。 The fuel pressure in the working chamber 13 and the working channel 23 becomes higher than that of the injection channel 16 by the operation of the actuator 4. For this reason, the damper chamber 40 and the injection flow path 16 communicated with each other by the orifice 44 than when the damper chamber 40 and the working chamber 13 or the working flow path 23 communicate with each other when the needle valve 3 is raised. As a result, the fuel is liable to flow out of the fuel, and the fuel is less likely to flow into the damper chamber 40 when the needle valve 3 is lowered. As a result, the rising speed of the needle valve 3 can be increased, and the lowering speed of the needle valve 3 can be decreased.

〔実施例８〕
実施例８のインジェクタ１によれば、図９に示すように、オリフィス４４は、下部ボディ２７に設けられ、噴射流路１６の一部である燃料溜まり２５とダンパ室４０とを連通している。
これにより、実施例７と同様の効果を得ることができる。 Example 8
According to the injector 1 of the eighth embodiment, as shown in FIG. 9, the orifice 44 is provided in the lower body 27 and communicates the fuel reservoir 25 that is a part of the injection flow path 16 and the damper chamber 40. .
Thereby, the same effect as Example 7 can be acquired.

〔実施例９〕
実施例９のインジェクタ１によれば、図１０に示すように、オリフィス４４は、シリンダ３４に設けられ、噴射流路１６の一部であるシリンダ内流路３９とダンパ室４０とを連通している。
これにより、実施例７と同様の効果を得ることができる。 Example 9
According to the injector 1 of the ninth embodiment, as shown in FIG. 10, the orifice 44 is provided in the cylinder 34, and communicates the in-cylinder flow path 39 that is a part of the injection flow path 16 and the damper chamber 40. Yes.
Thereby, the same effect as Example 7 can be acquired.

〔実施例１０〕
実施例１０のインジェクタ１によれば、図１１に示すように、オリフィス４４は、ニードル弁３の上端部１１に設けられ、作動室１３とダンパ室４０とを連通している。 Example 10
According to the injector 1 of the tenth embodiment, as shown in FIG. 11, the orifice 44 is provided in the upper end portion 11 of the needle valve 3 and communicates the working chamber 13 and the damper chamber 40.

〔変形例〕
実施例１〜８のインジェクタ１によれば、オリフィス４４は、下部、上部、中間ボディ２７〜２９のいずれか１つに設けられていたが、オリフィス４４を上部、中間ボディ２８、２９の２つに跨って設けてもよく、下部、中間ボディ２７、２９の２つに跨って設けてもよく、下部、上部、中間ボディ２７〜２９の３つに跨って設けてもよい。 [Modification]
According to the injectors 1 of the first to eighth embodiments, the orifice 44 is provided in any one of the lower part, the upper part, and the intermediate bodies 27 to 29, but the orifice 44 is provided in the upper part and the intermediate bodies 28 and 29. May be provided across the lower part and the intermediate bodies 27 and 29, or may be provided across the lower part, the upper part and the intermediate bodies 27 to 29.

つまり、本体ボディ７は、下部、上部、中間ボディ２７〜２９に分割されているものの、ダンパ室４０への燃料の流出入がニードル弁３と本体ボディ７との径方向のクリアランスに依存することなく行われる、という点に鑑みれば、下部、上部、中間ボディ２７〜２９を本体ボディ７として単一部材とみなすことができる。 That is, although the main body 7 is divided into a lower part, an upper part, and intermediate bodies 27 to 29, the flow of fuel into and out of the damper chamber 40 depends on the radial clearance between the needle valve 3 and the main body 7. In view of the fact that the lower body, the upper part, and the intermediate bodies 27 to 29 are regarded as a single member, the main body 7 can be regarded as a single member.

実施例１〜６のインジェクタ１によれば、オリフィス４４は、流路２２ａに開口することで作動流路２３とダンパ室４０とを連通させていたが、オリフィス４４を圧力室２２に開口させることで作動流路２３とダンパ室４０とを連通させてもよい。 According to the injectors 1 of the first to sixth embodiments, the orifice 44 is opened to the flow path 22a to connect the working flow path 23 and the damper chamber 40. However, the orifice 44 is opened to the pressure chamber 22. Thus, the working channel 23 and the damper chamber 40 may be communicated with each other.

実施例１〜１０のインジェクタ１によれば、アクチュエータ４は、ピエゾスタックを主体とし、圧電素子への電圧印加により発生する伸長力を駆動力として利用するものであったが、電磁ソレノイドを主体としてアクチュエータ４を構成し、ソレノイドコイルへの通電により発生する磁気吸引力を駆動力として利用してもよい。 According to the injectors 1 of the first to tenth embodiments, the actuator 4 is mainly composed of a piezo stack and uses an extension force generated by applying a voltage to the piezoelectric element as a driving force. The actuator 4 may be configured, and a magnetic attractive force generated by energizing the solenoid coil may be used as a driving force.

実施例１〜１０のインジェクタ１は、ガソリン直噴エンジンの気筒毎に配され、コモンレールから受け入れた高圧の燃料を気筒内に噴射するものであったが、インジェクタ１をディーゼルエンジンの気筒毎に配し、ディーゼルエンジンの気筒内に燃料を直接噴射するようにしてもよく、インジェクタ１をガソリンエンジンの吸気ポートに配し、吸気ポート内に燃料を噴射して可燃混合気を形成するようにしてもよい。 The injectors 1 of the first to tenth embodiments are arranged for each cylinder of a gasoline direct injection engine, and inject high pressure fuel received from a common rail into the cylinder. However, the injector 1 is arranged for each cylinder of a diesel engine. Alternatively, the fuel may be directly injected into the cylinder of the diesel engine, or the injector 1 may be disposed in the intake port of the gasoline engine, and the fuel may be injected into the intake port to form a combustible mixture. Good.

また、実施例１〜１０のインジェクタ１は、コモンレールから燃料を受け入れていたが、コモンレールを経由せずに燃料噴射ポンプ等から直接的に燃料を受け入れるように、インジェクタ１を配してもよい。 Moreover, although the injector 1 of Examples 1-10 received the fuel from the common rail, you may arrange | position the injector 1 so that a fuel may be received directly from a fuel injection pump etc., without passing through a common rail.

インジェクタの全体構成図である（実施例１）。It is a whole block diagram of an injector (Example 1). （ａ）は閉弁時のインジェクタの要部構成図であり、（ｂ）は開弁時のインジェクタの要部構成図である（実施例１）。(A) is a principal part block diagram of the injector at the time of valve closing, (b) is a principal part block diagram of the injector at the time of valve opening (Example 1). インジェクタの要部構成図である（実施例２）。(Example 2) which is a principal part block diagram of an injector. インジェクタの要部構成図である（実施例３）。It is a principal part block diagram of an injector (Example 3). インジェクタの要部構成図である（実施例４）。(Example 4) which is a principal part block diagram of an injector. インジェクタの要部拡大構成図である（実施例５）。(Example 5) which is a principal part expanded block diagram of an injector. インジェクタの要部拡大構成図である（実施例６）。(Example 6) which is a principal part expanded block diagram of an injector. インジェクタの要部構成図である（実施例７）。(Example 7) which is a principal part block diagram of an injector. インジェクタの要部構成図である（実施例８）。(Example 8) which is a principal part block diagram of an injector. インジェクタの要部構成図である（実施例９）。(Example 9) which is a principal part block diagram of an injector. インジェクタの要部構成図である（実施例１０）。(Example 10) which is a principal part block diagram of an injector. （ａ）はニードル弁のバウンスを示す経時トレンド図であり、（ｂ）は開弁時間と実噴射量との相関図である（従来例）。(A) is a time-dependent trend figure which shows the bounce of a needle valve, (b) is a correlation diagram of valve opening time and an actual injection quantity (conventional example).

符号の説明Explanation of symbols

１インジェクタ
２噴孔
３ニードル弁（単一部材）
４アクチュエータ
７本体ボディ（単一部材）
１１上端部（ニードル弁の上端部）
１３作動室
１６噴射流路
１７凹部
２３作動流路
３４シリンダ（単一部材）
３５スプリング
３７摺動軸部
３８テーパ面
４０ダンパ室
４２段面
４３ストッパ
４４オリフィス
４６段面
４８膨出部 1 Injector 2 Injection hole 3 Needle valve (single member)
4 Actuator 7 Body body (Single member)
11 Upper end (upper end of needle valve)
13 Working chamber 16 Injection channel 17 Recess 23 Operating channel 34 Cylinder (single member)
35 Spring 37 Sliding shaft portion 38 Tapered surface 40 Damper chamber 42 Step surface 43 Stopper 44 Orifice 46 Step surface 48 Swelling portion

Claims

軸方向に上下動して噴孔を開閉するニードル弁と、ニードル弁を上下動させる駆動力を発生するアクチュエータとを備え、
前記ニードル弁に対し軸方向に燃料圧が作用し、前記アクチュエータの動作状態に応じて燃料圧が増減する作動室と、
前記ニードル弁の上下動に応じて容積が拡縮することで燃料圧が増減するダンパ室とが形成され、
前記作動室の燃料圧が増減することで前記ニードル弁が上下動するとともに、前記ダンパ室の燃料圧が増減することで前記ニードル弁の上下動の速度が低減されるインジェクタにおいて、
前記ニードル弁の上端部に設けられて上方に開口する凹部に嵌合し、前記ニードル弁に対し軸方向に相対的に摺動するシリンダと、
このシリンダを上方に付勢し、前記シリンダの上端を前記ニードル弁の上端よりも上側の壁面に圧接させるスプリングとを備え、
前記作動室に燃料を流出入させる作動流路、および前記噴孔に燃料を導く噴射流路が形成され、
前記シリンダの外周側かつ前記ニードル弁の上側の空間が前記ダンパ室をなし、
前記シリンダは、前記ニードル弁と係合して前記ニードル弁の上昇を規制するストッパを有し、
前記ダンパ室は、前記作動室、前記作動流路または前記噴射流路にオリフィスを介して連通しており、
このオリフィスは、前記作動室を形成する部材群に含まれる単一部材、または、前記作動流路もしくは前記噴射流路を有する単一部材に設けられていることを特徴とするインジェクタ。 A needle valve that moves up and down in the axial direction to open and close the nozzle hole, and an actuator that generates a driving force to move the needle valve up and down,
An operating chamber in which fuel pressure acts in an axial direction on the needle valve, and the fuel pressure increases or decreases according to the operating state of the actuator;
A damper chamber is formed in which the fuel pressure is increased or decreased by increasing or decreasing the volume according to the vertical movement of the needle valve,
In the injector in which the needle valve moves up and down as the fuel pressure in the working chamber increases and decreases, and the speed of up and down movement of the needle valve decreases as the fuel pressure in the damper chamber increases and decreases,
A cylinder that is provided at the upper end of the needle valve and fits into a recess that opens upward, and that slides relative to the needle valve in the axial direction;
A spring that urges the cylinder upward and presses the upper end of the cylinder against the wall surface above the upper end of the needle valve;
An operation channel for flowing fuel into and out of the working chamber, and an injection channel for guiding the fuel to the nozzle hole are formed;
The space on the outer peripheral side of the cylinder and the upper side of the needle valve forms the damper chamber,
The cylinder has a stopper that engages with the needle valve and regulates the rise of the needle valve,
The damper chamber communicates with the working chamber, the working flow path, or the injection flow path through an orifice,
The orifice is provided in a single member included in a group of members forming the working chamber, or a single member having the working flow path or the injection flow path.

請求項１に記載のインジェクタにおいて、
前記ストッパは、前記シリンダの下端部であり、
前記凹部には、下方に向かって段状に縮径するように段面が設けられ、
前記ニードル弁は、前記シリンダの下端面に前記段面が当接することで上昇が規制されることを特徴とするインジェクタ。 The injector according to claim 1, wherein
The stopper is a lower end of the cylinder;
The concave portion is provided with a step surface so as to reduce the diameter stepwise downward.
The needle valve is controlled to be lifted when the step surface abuts against a lower end surface of the cylinder.

請求項１に記載のインジェクタにおいて、
前記ストッパは、前記シリンダの下端部であり、
前記凹部には、下方に向かって段状に縮径するように段面が設けられ、
前記シリンダの下端部の外周には、下方に向かって段状に縮径するように段面が設けられ、
前記ニードル弁は、前記シリンダの段面に自身の段面が当接することで上昇が規制されることを特徴とするインジェクタ。 The injector according to claim 1, wherein
The stopper is a lower end of the cylinder;
The concave portion is provided with a step surface so as to reduce the diameter stepwise downward.
On the outer periphery of the lower end portion of the cylinder, a step surface is provided so as to reduce the diameter stepwise toward the bottom,
The needle valve is controlled to be lifted when its step surface comes into contact with the step surface of the cylinder.

請求項１に記載のインジェクタにおいて、
前記ストッパは、前記シリンダの外周から前記ダンパ室に向けて径方向に膨出する膨出部であり、
前記ニードル弁は、前記膨出部に係合することで上昇が規制されることを特徴とするインジェクタ。 The injector according to claim 1, wherein
The stopper is a bulging portion that bulges radially from the outer periphery of the cylinder toward the damper chamber,
The needle valve is controlled to be lifted by engaging with the bulging portion.

請求項１ないし請求項４の内のいずれか１つに記載のインジェクタにおいて、
前記シリンダの上面は、下方に向かってテーパ状に縮径するテーパ面であり、
このテーパ面の上端が、前記壁面に圧接していることを特徴とするインジェクタ。 In the injector according to any one of claims 1 to 4,
The upper surface of the cylinder is a tapered surface that decreases in a tapered shape downward.
An injector, wherein an upper end of the tapered surface is in pressure contact with the wall surface.

請求項１ないし請求項５の内のいずれか１つに記載のインジェクタにおいて、
前記シリンダは、前記凹部に嵌合して摺動する摺動軸部を有し、
この摺動軸部よりも上側の部分は、前記摺動軸部よりも径小であることを特徴とするインジェクタ。 In the injector according to any one of claims 1 to 5,
The cylinder has a sliding shaft portion that fits and slides into the recess,
An injector characterized in that a portion above the sliding shaft portion is smaller in diameter than the sliding shaft portion.

請求項１ないし請求項６の内のいずれか１つに記載のインジェクタにおいて、
前記オリフィスは、前記ダンパ室への開口部よりも前記作動室、前記作動流路または前記噴射流路への開口部の方が径大であることを特徴とするインジェクタ。 In the injector according to any one of claims 1 to 6,
The orifice is characterized in that the opening of the working chamber, the working flow path, or the injection flow path has a larger diameter than the opening to the damper chamber.

請求項１ないし請求項６の内のいずれか１つに記載のインジェクタにおいて、
前記オリフィスは、前記ダンパ室への開口部よりも前記作動室、前記作動流路または前記噴射流路への開口部の方が径小であることを特徴とするインジェクタ。 In the injector according to any one of claims 1 to 6,
The injector is characterized in that the opening of the working chamber, the working flow path, or the injection flow path has a smaller diameter than the opening of the damper chamber.

請求項１ないし請求項８の内のいずれか１つに記載のインジェクタにおいて、
前記アクチュエータは、圧電素子への電圧印加により発生する伸長力を前記ニードル弁の駆動力として利用することを特徴とするインジェクタ。 In the injector according to any one of claims 1 to 8,
The actuator uses an extension force generated by applying a voltage to a piezoelectric element as a driving force of the needle valve.