JP2016050562A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来のインジェクタは、変位拡大効率が低く、ニードルの開弁応答性およびニードルの閉弁応答性が悪いという課題があった。【解決手段】 インジェクタは、アクチュエータの変位方向と略同一方向にバルブピストン１５が、複数の変位伝達ピン６５を介して制御弁の制御バルブ１１およびバルブホルダー１２を間接的に駆動する変位拡大機構を備え、制御バルブ１１、バルブホルダー１２およびバルブスプリング１３をアッパープレート１８の制御弁室４７内に配置することで、ピエゾピストン１４の受圧面積およびバルブピストン１５の受圧面積を大きくとることができる。これにより、変位拡大効率の低下を防止できる。また、制御弁室４７と中間流路孔４３〜４５とを分離できるので、中間室容積を低減することができる。これにより、ニードル１の開弁応答性およびニードル１の閉弁応答性を向上できる。【選択図】 図２

Description

本発明は、内燃機関の気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁に関するものである。

［従来の技術］
従来より、内燃機関（エンジン）の気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁の一例として、アクチュエータの変位を利用して制御弁の弁体（以下制御バルブ）を開閉駆動することで、圧力制御室内の燃料圧力（制御室圧）を調整し、ニードルの開閉動作を制御する燃料噴射弁（以下従来例１のインジェクタ）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
ところで、従来例１のインジェクタにおいては、アクチュエータとしてピエゾ素子積層体を主体とするピエゾアクチュエータを用いて制御バルブを開閉作動させる構成を採用している。

このような構成のインジェクタは、アクチュエータの変位に伴って往復変位する大径ピストン、この大径ピストンよりも受圧面積が小さい小径ピストン、大径ピストンと小径ピストンを摺動可能に支持するシリンダ、および大径ピストンと小径ピストンとシリンダとで囲まれて、内部に燃料が充填される油密室を有し、アクチュエータの変位を拡大して小径ピストンを駆動する変位拡大機構を備えている。
また、制御弁は、低圧ポートを貫通する軸部を有する小径ピストンと一体移動可能に連結されて、中間室に臨む弁座に接離して低圧ポートを開閉する制御バルブ、およびこの制御バルブを閉弁方向に付勢するバルブスプリングを有している。この制御バルブには、中間室内に導入される高圧力の燃料中に配置されている。

そして、ピエゾ素子積層体に電荷が充電されると、ピエゾ素子積層体が伸張変位する。これに伴って大径ピストンが変位して油密室内の容積が縮小されて油密室内の油圧力が上昇する。
油密室内の油圧力の上昇により小径ピストンが、アクチュエータの変位を拡大して直接制御バルブを押し下げて低圧ポートを開弁する。これにより、圧力制御室内の燃料が、オリフィス、中間室、低圧ポートを介して燃料系の低圧側へ流出するため、ニードルに対して閉弁方向に付勢する圧力制御室内の燃料圧力が低下する。
そして、圧力制御室内の燃料圧力がニードル開弁圧以下に低下すると、ニードルが開弁し、インジェクタの噴孔からエンジンの気筒内への燃料噴射が開始される。

［従来の技術の不具合］
ところが、従来例１のインジェクタにおいては、制御弁の弁体として外開き弁方式の制御バルブを採用しているので、圧力制御室とオリフィスを介して連通する中間室内に制御バルブとバルブスプリングを設置する必要がある。
その結果、バルブ収容室とスプリング収容室を含む中間室容積が増加するため、制御バルブの開弁時に、圧力制御室内の燃料圧力の低下速度が遅くなるので、ニードルの開弁応答性が悪化する。また、制御バルブの閉弁時に、圧力制御室内の燃料圧力の上昇速度が遅くなるので、ニードルの閉弁応答性が悪いという問題がある（図３参照）。

上記の問題を解決する技術として、変位拡大機構において、大径ピストンの変位方向に対して小径ピストンの変位方向を反転させ、制御弁の弁体として内開き弁方式の制御バルブを採用することで、中間室容積を低減するように構成した燃料噴射弁（以下従来例２のインジェクタ）が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、従来例２のインジェクタでは、小径ピストンの軸部が必然的に油密室内に含まれるため、大径ピストンの受圧面積および小径ピストンの受圧面積を大きくとることができない（図４参照）。

これによって、従来例２のインジェクタにおいては、従来例１のインジェクタに使用される外開き弁方式の制御バルブと比べて、同一サイズで同一のバルブ開弁要求力（制御弁のバルブを開弁駆動するのに必要な駆動力）を得るために必要な油密室内の油圧力が上昇（≒変位拡大効率の低下）するという問題がある。
そして、油密室内の油圧力が上昇すると、小径ピストンとシリンダとの間に形成される摺動クリアランス（摺動部）を通り抜けて油密室の外部へリークする燃料リーク量が増加（効率低下）し、それに伴って、油密室内の油圧力の低下を招く。ここで、最悪の場合、小径ピストンと一体的に構成された内開き弁方式の制御バルブが、長時間開弁状態を維持することができず、閉弁してしまう（図５参照）。

特許第３８２７００３号公報 特開２０１０−２３６３７５号公報

本発明の目的は、変位拡大効率の向上と、ニードルの開弁応答性およびニードルの閉弁応答性の向上との両立を図ることのできる燃料噴射弁を提供することにある。

請求項１に記載の発明（燃料噴射弁）によれば、アクチュエータの変位方向と略同一方向に小径ピストンが弁体を間接的に駆動する変位拡大機構を備えた燃料噴射弁において、制御弁の弁体および弾性部材を制御弁室内に収容することにより、大径ピストンの受圧面積および小径ピストンの受圧面積を大きくとることができる。これにより、制御弁の弁体の開弁要求力（≒油密室内の油圧力）を低減（低下）できるので、変位拡大機構における変位拡大効率の低下を防止できる。
また、制御弁の弁体および弾性部材を制御弁室内に収容することにより、制御弁室と中間室とを分離することが可能なため、中間室容積を低減できる。これにより、制御弁の開弁時に、圧力制御室内の燃料圧力の低下（降下）速度が速くなるので、ニードルの開弁応答性が向上する。また、制御弁の閉弁時に、圧力制御室内の燃料圧力の上昇速度が速くなるので、ニードルの閉弁応答性が向上する。
以上のように、請求項１に記載の発明においては、アクチュエータの変位を拡大する変位拡大効率の向上と、ニードルの開弁応答性およびニードルの閉弁応答性の向上との両立を図ることができる。

ピエゾインジェクタを示した断面図である（実施例１）。 （ａ）はピエゾインジェクタの主要構造を示した断面図で、（ｂ）は（ａ）のＩＩ−ＩＩ断面図である（実施例１）。 噴射量指令値（通電時間）に対する噴射率の変化を示したタイミングチャートである（実施例１及び従来例１）。 ピエゾピストン、バルブピストンの受圧面積を示したグラフである（実施例１及び従来例１）。 油密室圧力と作動時間との関係を示したグラフである（実施例１及び従来例１）。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。

［実施例１の構成］
図１ないし図５は、本発明を適用したピエゾインジェクタ（実施例１）を示したものである。

本実施例の内燃機関の燃料噴射弁は、例えば自動車等の車両走行用のディーゼルエンジン等の内燃機関（以下エンジン）の気筒に形成された燃焼室内に霧状に燃料噴霧を噴射する直接噴射タイプのピエゾインジェクタ（以下インジェクタと略す）である。このインジェクタは、内燃機関（エンジン）用の燃料噴射システムとして知られるコモンレール式燃料噴射システム（蓄圧式燃料噴射装置）の燃料噴射弁として使用される。

インジェクタは、エンジンの気筒の燃焼室に連通する複数の噴孔（後述する）を有し、これらの噴孔を開閉するニードル１等を内蔵する有底筒状のノズルボディ２と、外部から導入された高圧力の燃料が流通する高圧燃料通路（後述する）を有し、ニードル１の背圧を制御する制御弁、この制御弁を開閉駆動するアクチュエータ３等を内蔵する円筒状のインジェクタボディ４とを備えている。

インジェクタのノズルボディ２の中心軸線上には、ノズルボディ２の密着面で開口し、この開口側から奥側までノズル軸方向に真っ直ぐに延びる袋孔状のニードル収容孔５が形成されている。このニードル収容孔５の内部には、軸線方向に往復移動可能なニードル１と、このニードル１をその閉弁方向に付勢するニードルスプリング６と、フローティングバルブである制御プレート７と、この制御プレート７をその閉弁方向に付勢する制御プレートスプリング８と、ニードル１の摺動部および制御プレート７の摺動部を往復摺動可能に支持する筒状のノズルシリンダ９とが収容されている。

インジェクタのインジェクタボディ４の中心軸線から所定の径方向距離分だけ偏芯（オフセット）した位置には、軸線方向に真っ直ぐに延びるピエゾ収容孔１０が形成されている。このピエゾ収容孔１０の内部には、制御弁（制御バルブ１１、バルブホルダー１２、バルブスプリング１３）と、この制御弁の弁体（制御バルブ１１、バルブホルダー１２）を開閉駆動するアクチュエータ３と、ピエゾピストン１４とバルブピストン１５との間に油密室１６を有し、アクチュエータ３の伸張変位を拡大してバルブピストン１５に伝える変位拡大機構とが収容されている。また、ピエゾ収容孔１０の内部には、バルブピストンスプリング１７も収容されている。
制御弁は、制御バルブ１１が開弁することで、圧力制御室から燃料排出流路（後述する）を介して燃料系の低圧側へ燃料を流出させる圧力制御弁である。
なお、本実施例の制御弁の詳細は、後述する。

インジェクタのインジェクタボディ４の軸線方向の基端側端部（反噴孔側端部）には、燃料系の高圧側に設けられるサプライポンプまたはコモンレール等の高圧発生部と高圧配管を介して接続されるインレットポートと、燃料系の低圧側に設けられる燃料タンクまたは燃料供給経路の低圧部等と低圧配管を介して接続されるアウトレットポートとが設けられている。また、インジェクタボディ４の反噴孔側には、アクチュエータ３のピエゾリード端子と外部回路（外部電源や外部制御回路：ＥＣＵ）との接続を行うための外部接続用コネクタが設けられている。
そして、インジェクタは、アクチュエータ３の伸縮変位を利用して制御バルブ１１、バルブホルダー１２を開閉駆動することで、圧力制御室内の燃料圧力を調整（増減）し、ニードル１の開閉動作を制御する。これにより、エンジンの気筒の燃焼室内に噴射される燃料噴射量、噴射時期および噴射パターン（噴射率）が制御される。

ノズルボディ２とインジェクタボディ４との間には、アッパープレート１８およびロアプレート１９が設置されている。そして、インジェクタは、ノズルボディ２の密着面とインジェクタボディ４の密着面との間にアッパープレート１８およびロアプレート１９を挟み込んだ状態で、インジェクタボディ４の軸線方向の先端側にノズルボディ２を螺子締結により固定するリテーニングナット２０を備えている。
また、ノズルボディ２のニードル収容孔５は、ニードルスプリング６を収容するスプリング収容室よりも燃料流の下流側に、ニードル１のガイド径よりも孔径が拡げられた燃料溜まり室２１を有している。また、ノズルボディ２の先端部には、燃料溜まり室２１よりも燃料流の下流側に設けられる凹状のサック室と連通する複数の噴孔２２が設けられている。

ここで、燃料溜まり室２１は、ニードル収容孔５の中間部に設けられている。この燃料溜まり室２１内に導入される燃料圧力は、ニードル１に対して、ニードル１の開弁方向に付勢する付勢力として作用する開弁方向油圧力（ＦＯ）である。
複数の噴孔２２は、ニードル１の弁部が着座可能なシート部（弁座）よりも燃料流方向の下流側に設けられて、ニードル収容孔５の内外を連通している。つまり、複数の噴孔２２は、エンジンの気筒の燃焼室内とノズルボディ２の内部とを連通している。

ニードル１は、燃料噴射弁の弁部材であって、ニードル収容孔５内に往復移動可能に収容されている。このニードル１の軸線方向の先端側には、ノズルボディ２のニードルシート面に接離して複数の噴孔２２を閉鎖、開放する弁部が設けられている。また、ニードル１の軸線方向の基端側には、ノズルシリンダ９のガイド孔（シリンダ孔）の孔壁面に対して往復摺動可能な摺動部（小径部：以下ピストン部）２３が設けられている。このピストン部２３の端面には、制御プレートスプリング８の一部を収容し、且つ圧力制御室２４の一部を形成する収容凹部が設けられている。

ニードル１のピストン部２３とニードル軸方向部（中径部）との間には、環状段差が設けられている。
ニードルスプリング６は、ニードル１に対して、ニードル１の閉弁方向に付勢する付勢力（弾性力、スプリングセット荷重：Ｆｓｐ）を発生するニードル付勢手段（弾性部材）である。このニードルスプリング６は、ニードル１の中径部外周に固定された環状のスプリングシート２５とノズルシリンダ９の環状端面（スプリング座部）との間でノズル軸方向に圧縮された状態で配置された圧縮コイルスプリングである。

次に、インジェクタの高圧燃料通路および燃料排出流路を図１および図２に基づいて簡単に説明する。
高圧燃料通路は、インジェクタボディ４のインレットポートから導入された高圧力の燃料を燃料溜まり室２１を介して複数の噴孔２２へ供給する第１高圧導入流路（高圧燃料流路）と、この第１高圧導入流路から分岐して弁室２６を介して圧力制御室２４内へ高圧力の燃料を導入する第２高圧導入流路とを備えている。
なお、弁室２６は、制御プレート７の開弁側受圧面とロアプレート１９のバルブシート面との間に形成される容積可変空間である。この弁室２６内に導入される燃料圧力は、制御プレート７に対して、制御プレート７の開弁方向に付勢する付勢力として作用する開弁方向油圧力（ＦＯ）である。

圧力制御室２４は、ニードル１の軸方向の上端面（基端側端面）およびニードル１の基端側凹部の底面とノズルシリンダ９の内周面と制御プレート７とで囲まれた空間である。この圧力制御室２４内に導入される燃料圧力は、ニードル１に対して、ニードル１の閉弁方向に付勢する付勢力として作用する閉弁方向油圧力（ＦＣ）である。
また、圧力制御室２４は、制御プレート７の閉弁側受圧面とニードル１のピストン部２３の受圧面との間に形成される容積可変空間である。この圧力制御室２４内に導入される燃料圧力は、制御プレート７に対して、制御プレート７の閉弁方向に付勢する付勢力として作用する閉弁方向油圧力（ＦＣ）である。

第１高圧導入流路は、インレットポートとニードル収容孔５とを連通する高圧流路孔３１〜３３、ノズルシリンダ９の外周面とニードル収容孔５の孔壁面との間に形成される燃料流路３４、ニードル１の外周面とニードル収容孔５の孔壁面との間に形成される燃料流路（クリアランス）３５、および燃料溜まり室２１を介して燃料流路３５と複数の噴孔２２とを連通する燃料流路３６等を有している。
燃料流路３６は、ニードル収容孔５内に形成されて、インジェクタの開弁時にノズルボディ２のニードルシート面とニードル１の弁部との間に形成される環状の燃料流路、およびこの燃料流路と複数の噴孔２２とを連通するサック室を含んでいる。

第２高圧導入流路は、高圧流路孔３２、３３間の分岐部より分岐し、弁室２６へ高圧力の燃料を導入する高圧流路孔３７、およびこの高圧流路孔３７と弁室２６とを連通するインオリフィス孔３８を有している。
インオリフィス孔３８は、弁室２６を介して、圧力制御室２４へ導入される高圧力の燃料の流量を規制する第１入口側絞り孔である。

燃料排出流路は、圧力制御室２４内に導入された高圧力の燃料を第１流路（４１、４２）、中間室（４３〜４５）、第２流路（４６）、制御弁室４７、第３流路（５１〜５４）およびアウトレットポートを介して、燃料系の低圧側へ流出させる燃料戻し経路である。 燃料排出流路の第１流路は、圧力制御室２４と連通する流路孔４１、およびこの流路孔４１と連通する第１アウトオリフィス孔４２等を有している。
なお、第１アウトオリフィス孔４２は、圧力制御室２４から中間室（４３〜４５）へ流出する燃料の流量を規制する第１出口側絞り孔である。この第１アウトオリフィス孔４２は、制御プレート７の中心軸線上に形成されている。

中間室は、第１アウトオリフィス孔４２を介して圧力制御室２４と連通し、且つ第２アウトオリフィス孔４６を介して制御弁室４７と連通している。この中間室は、中間流路孔４３〜４５等を有している。
燃料排出流路の第２流路は、中間流路孔４５と制御弁室４７とを連通する第２アウトオリフィス孔４６等を有している。
なお、第２アウトオリフィス孔４６は、中間室（４３〜４５）から制御弁室４７へ流出する燃料の流量を規制する第２出口側絞り孔（制御弁の弁孔）である。

制御弁室４７は、第２アウトオリフィス孔４６と連通している。
燃料排出流路の第３流路は、制御弁室４７と連通する複数の低圧ポート５１、これらの低圧ポート５１と連通するスプリング収容室５２、このスプリング収容室５２と連通する複数の径方向連通孔５３、およびこれらの径方向連通孔５３とアウトレットポートとを連通する低圧流路５４等を有している。なお、スプリング収容室５２、径方向連通孔５３および低圧流路５４は、低圧燃料通路を構成する。

制御プレート７の図示上端面には、弁室２６に臨み、弁室２６内の燃料圧力を受圧する開弁側受圧面が設けられている。この制御プレート７の図示下端面には、圧力制御室２４に臨み、圧力制御室２４内の燃料圧力を受圧する閉弁側受圧面が設けられている。また、制御プレート７の中心軸線上には、流路孔４１および第１アウトオリフィス孔４２が貫通形成されている。
なお、流路孔４１は、制御プレート７の図示下端面で開口している。また、第１アウトオリフィス孔４２は、制御プレート７の図示上端面で開口している。

制御プレート７の開弁側受圧面で受圧する開弁方向油圧力（ＦＵ）が、制御プレート７の閉弁側受圧面で受圧する閉弁方向油圧力（ＦＬ）と制御プレートスプリング８の閉弁方向の付勢力（Ｆｓｐ）との合力よりも大きい場合、ロアプレート１９のバルブシート面より制御プレート７が離脱してインオリフィス孔３８を開放する。
制御プレート７の開弁側受圧面で受圧する開弁方向油圧力（ＦＵ）が、制御プレート７の閉弁側受圧面で受圧する閉弁方向油圧力（ＦＬ）と制御プレートスプリング８の閉弁方向の付勢力（Ｆｓｐ）との合力よりも小さい場合、ロアプレート１９のバルブシート面に制御プレート７が着座（密着）してインオリフィス孔３８を閉鎖する。

制御プレートスプリング８は、制御プレート７に対して、制御プレート７の閉弁方向に付勢する付勢力（弾性力、スプリングセット荷重）を発生する弾性部材である。この制御プレートスプリング８は、制御プレート７の閉弁側受圧面（スプリング座部）とニードル１の収容凹部の奥側の底面（スプリング座部）との間で軸線方向に圧縮された状態で配置された圧縮コイルスプリングである。

ノズルシリンダ９は、制御プレート７の外周との間に、弁室２６と圧力制御室２４とを連通する連通路（ノズル軸方向に延びる連通溝等）を形成する内周壁面を有している。このノズルシリンダ９の内周壁面には、ニードル１のピストン部２３および制御プレート７の摺動部を往復移動可能に支持するガイド孔が設けられている。
ノズルシリンダ９は、ロアプレート１９の結合部に溶接固定により接続されている。このノズルシリンダ９は、ロアプレート１９の結合部からニードル収容孔５の内部へ突出するように配置されている。

ノズルシリンダ９には、ニードル１の外周の環状段差との間に所定の軸方向距離（ニードル最大リフト量）を隔てて対向する環状段差が一体的に設けられている。この環状段差は、ニードル１がフルリフトした際に、これ以上の移動を規制するためのニードルストッパを構成している。また、ノズルシリンダ９には、ロアプレート１９のバルブシート面との間に所定の軸方向距離（プレート収容室）を隔てて対向する環状段差が一体的に設けられている。この環状段差は、制御プレート７がフルリフトした際に、これ以上の移動を規制するためのバルブストッパを構成している。

アッパープレート１８は、ノズルボディ２の密着面とインジェクタボディ４の密着面との間に、ロアプレート１９と一緒に挟み込まれている。このアッパープレート１８の図示下端面には、制御弁の制御バルブ１１が着座可能なバルブシート面（弁座）５５が形成されている。
また、アッパープレート１８には、インジェクタボディ４の高圧流路孔３１とロアプレート１９の高圧流路孔３３とを連通する高圧流路孔３２が形成されている。また、アッパープレート１８には、ロアプレート１９の中間流路孔４２とロアプレート１９の制御弁室４７とを連通する中間流路孔４３および第２アウトオリフィス孔４６が形成されている。また、アッパープレート１８には、そのアッパープレート１８の軸線方向（板厚方向）に貫通する複数の低圧ポート５１が形成されている。
なお、中間流路孔４３の上流端は、アッパープレート１８の図示下端面で開口している。また、第２アウトオリフィス孔４６の下流端は、アッパープレート１８の図示下端面（バルブシート面５５）で開口している。

ロアプレート１９には、弁室２６に臨み、且つ制御プレート７が着座可能なバルブシート面が形成されている。
また、ロアプレート１９には、アッパープレート１８の高圧流路孔３２とノズルボディ２の燃料流路３４とを連通する高圧流路孔３３、高圧流路孔３２と弁室２６とを連通する高圧流路孔３７およびインオリフィス孔３８が形成されている。また、ロアプレート１９には、制御プレート７の第１アウトオリフィス孔４２とアッパープレート１８の中間流路孔４５とを連通する中間流路孔４３、４４が形成されている。また、ロアプレート１９には、制御弁を移動可能に収容する制御弁室４７が形成されている。
なお、インオリフィス孔３８の下流端および中間流路孔４１の上流端は、ロアプレート１９のバルブシート面で開口している。また、中間流路孔４２の下流端は、ロアプレート１９の図示上端面で開口している。また、制御弁室４７は、ロアプレート１９の図示上端面で開口し、この開口側から奥側（底面）まで延びる凹溝である。

次に、アクチュエータ３の詳細を図１および図２に基づいて簡単に説明する。
アクチュエータ３は、電荷の充放電により軸線方向に伸縮するピエゾ素子をその軸線方向に多数積層してなるピエゾ素子積層体と、このピエゾ素子積層体を保護する筒状の絶縁スリーブ（ケース）と、ピエゾ素子積層体の軸線方向の両端に設けられる絶縁基板とを備えている。このアクチュエータ３は、一対のピエゾリード端子間に、ピエゾ駆動回路（ＥＤＵ：図示せず）からピエゾ駆動信号（ピエゾ印加電圧またはピエゾ駆動電流）が印加されるように構成されている。
そして、アクチュエータ３は、ＥＣＵからＥＤＵに与えられるインジェクタ開弁駆動指令（噴射開始指令）に対応してＥＤＵからピエゾ素子積層体に電圧が印加（通電ＯＮ）されると、ピエゾ素子積層体に電荷が充電される。また、アクチュエータ３は、ＥＣＵからＥＤＵに与えられるインジェクタ閉弁駆動指令（噴射終了指令）に対応してＥＤＵからピエゾ素子積層体への電圧印加が停止（通電停止ＯＦＦ）されると、ピエゾ素子積層体から電荷が放電される。

ここで、ピエゾ素子積層体を備えたインジェクタでは、ピエゾ素子積層体の特徴である駆動力の大きさに対する変位量（伸張量）の不足分を補うという目的で、アクチュエータ３と制御バルブ１１、バルブホルダー１２との間に、ピエゾピストン１４とバルブピストン１５との受圧面積比に応じてアクチュエータ３の伸張変位を拡大してバルブピストン１５に伝える変位拡大機構を備えている。
変位拡大機構は、アクチュエータ３の伸縮変位（伸張、収縮）を受けてアクチュエータ３と一体移動するピエゾピストン（大径ピストン）１４と、制御バルブ１１およびバルブホルダー１２と一体往復移動可能に連結したバルブピストン（小径ピストン）１５と、作動油（燃料）が充填された油密室１６とを備えている。この変位拡大機構は、バルブピストン１５が、アクチュエータ３の変位方向と略同一方向に制御バルブ１１およびバルブホルダー１２を間接的に駆動するように構成されている。

さらに、変位拡大機構は、アクチュエータ３の伸張変位をピエゾピストン１４に伝える駆動伝達部材６１、６２と、多数のスリット孔を有する金属薄板を筒状に成形したピエゾスプリング６３と、ピエゾピストン１４およびバルブピストン１５を往復摺動可能に支持するピストンシリンダ６４と、バルブピストン１５の変位を制御バルブ１１およびバルブホルダー１２に伝えて、制御バルブ１１およびバルブホルダー１２を内開き方向に動作させる複数の変位伝達部材（以下変位伝達ピン）６５とを備えている。

変位拡大機構は、アクチュエータ３の伸張変位により油密室１６内の燃料圧力（油圧力）が上昇することで、アクチュエータ３およびピエゾピストン１４の変位を拡大（駆動力を低減）してバルブピストン１５に伝え、このバルブピストン１５の変位により制御バルブ１１、バルブホルダー１２を開閉駆動するように構成されている。
ピエゾピストン１４は、駆動伝達部材６１、６２と一緒に、アクチュエータ３への通電（ＯＮ）時に、ピエゾ収容孔１０の軸線方向の一方側（先端側）へ向けて駆動される。このピエゾピストン１４は、ピストンシリンダ６４のガイド孔（大径シリンダ孔）の孔壁面に対して往復摺動可能なピストン摺動部を有している。このピストン摺動部の図示下端面は、油密室１６内の油圧力を受ける環状のピエゾ側受圧面となっている。

バルブピストン１５は、アクチュエータ３への通電（ＯＮ）時に、ピエゾ収容孔１０の軸線方向の先端側へ向けて駆動される。このバルブピストン１５は、ピストンシリンダ６４のガイド孔（小径シリンダ孔）の孔壁面に対して往復摺動可能なピストン摺動部、このピストン摺動部より一端側に延長されたピストン軸部、およびこのピストン軸部の先端外周に設けられた環状の鍔部６６を有している。ピストン摺動部の図示上端面は、油密室１６内の油圧力を受ける環状のバルブ側受圧面となっている。
バルブピストン１５の受圧面積は、ピエゾピストン１４の受圧面積よりも小さい。

油密室１６は、ピエゾピストン１４のピエゾ側受圧面とバルブピストン１５のバルブ側受圧面とピストンシリンダ６４の内周面とによって囲まれた環状空間である。
バルブピストンスプリング１７は、バルブピストン１５に対して、制御バルブ１１の開弁方向に付勢する付勢力（Ｆｓｐ）を発生するコイルスプリングである。このバルブピストンスプリング１７は、スプリング収容室５２の奥側のスプリング座部とバルブピストン１５の鍔部６６（スプリング座部）との間で軸線方向に圧縮された状態で配置された圧縮コイルスプリングである。

ピエゾスプリング６３は、ピエゾピストン１４の外周突出部６７とピストンシリンダ６４に固定された環状のリング部材６８との間に設置されて、ピエゾ素子積層体にプリセット荷重を与えるスリットスプリングである。このピエゾスプリング６３は、インジェクタボディ４の低圧流路５４内に設置されている。
ピストンシリンダ６４には、アクチュエータ３の伸縮変位時において、バルブピストン１５の図示下端側およびバルブピストンスプリング１７を収容するスプリング収容室５２の容積変化（呼吸作用）によるへばり付きを防止するために、ピエゾピストン１４の円筒周壁の外部からスプリング収容室５２内に作動油供給経路を確保するという目的で、円筒周壁の内外を連通する複数の径方向連通孔５３が形成されている。すなわち、複数の径方向連通孔５３は、低圧流路５４と連通している。なお、低圧流路５４は、インジェクタボディ４のアウトレットポートと連通している。

複数の変位伝達ピン６５は、略円柱形状を呈し、アッパープレート１８の各貫通孔（低圧ポート５１）をそれぞれ貫通するように、しかも同一円周上に所定の間隔（例えば１２０°等間隔）で設置されている。これらの変位伝達ピン６５の図示上端側は、アッパープレート１８の図示上端面よりスプリング収容室５２内に突出しており、その図示上端面は、バルブピストン１５の鍔部６６の先端面に直接当接または接触している。また、複数の変位伝達ピン６５の図示下端側は、ロアプレート１９の制御弁室４７内に突出しており、その図示下端面は、制御弁のバルブホルダー１２の凹溝６９の底面に直接当接または接触している。

また、複数の変位伝達ピン６５は、バルブピストン１５の開弁方向の変位、つまり変位拡大機構による軸線方向の一方側への駆動力を制御弁の制御バルブ１１およびバルブホルダー１２に伝えると共に、バルブピストン１５の鍔部６６に与えられたバルブピストンスプリング１７の付勢力をバルブホルダー１２に伝える。すなわち、バルブピストン１５は、複数の変位伝達ピン６５を介して、制御弁の制御バルブ１１およびバルブホルダー１２を強制開弁している。
なお、アッパープレート１８の各貫通孔の孔壁面と各変位伝達ピン６５の外周との間には、アッパープレート１８の板厚方向に延びるクリアランス（流路隙間）が形成されている。この流路隙間は、制御弁室４７と低圧室（スプリング収容室５２等）とを連通しているので、制御弁室４７から低圧室（スプリング収容室５２等）へ燃料を排出する低圧ポート５１としても使用される。

次に、制御弁の詳細を図１ないし図５に基づいて簡単に説明する。
制御弁は、ロアプレート１９の制御弁室４７に臨むバルブシート面５５に接離して第２アウトオリフィス孔４６を閉鎖、開放する制御バルブ１１、この制御バルブ１１を保持するバルブホルダー１２、および制御バルブ１１をその閉弁方向に付勢するバルブスプリング１３等を有している。

制御バルブ１１は、制御弁室４７内に往復移動可能に収容されて、アッパープレート１８のバルブシート面５５に着座可能なボールバルブ（制御弁の弁体）である。この制御バルブ１１は、着座時にバルブホルダー１２の収容凹部７１の底面（円錐面）に当接する当接部、および着座時にアッパープレート１８のバルブシート面５５に液密的に当接（密着）するシール部等を備えている。
また、制御バルブ１１は、仮にバルブホルダー１２が傾いても、バルブシート面５５に対して垂直な力（バルブスプリング１３の付勢力）で自身のシール部がバルブシート面５５に押し付けられるように、つまりバルブシート面５５で開口する第２アウトオリフィス孔４６を確実に密閉（閉鎖）できるように、制御バルブ１１の当接部側が球面形状となっており、シール部側が平面形状となっている。

バルブホルダー１２は、制御弁室４７内に往復移動可能に収容されている。このバルブホルダー１２の軸線方向の先端部には、制御バルブ１１、バルブホルダー１２を移動可能に収容する収容凹部７１が形成されている。この収容凹部７１は、ピストン小径部の先端面で開口し、この開口側から奥側まで真っ直ぐに延びる袋孔状の弁体収容孔である。また、バルブホルダー１２は、アッパープレート１８のガイド孔（シリンダ孔）７２の孔壁面に対して往復摺動可能な摺動部（大径部）７３、およびこの摺動部７３の背面側から突出し、摺動部７３よりも外径の小さい軸部（小径部）７４等を有している。

バルブスプリング１３は、制御弁室４７内に往復移動可能に収容されている。このバルブスプリング１３は、バルブホルダー１２に対して、制御バルブ１１の閉弁方向に付勢する付勢力（Ｆｓｐ）を発生するバルブ付勢手段（弾性部材）である。
また、バルブスプリング１３は、ロアプレート１９の制御弁室４７の奥側のスプリング座部とバルブホルダー１２の摺動部７３（スプリング座部）との間で軸線方向に圧縮された状態で配置された圧縮コイルスプリングである。

ここで、制御弁は、自身が開弁する、つまりアッパープレート１８のバルブシート面５５より制御バルブ１１が離脱することで、圧力制御室２４内に導入される高圧力の燃料を中間室（４３〜４５）、制御弁室４７、複数の低圧ポート５１、スプリング収容室５２、複数の径方向連通孔５３、低圧流路５４およびアウトレットポート等を介して燃料系の低圧側へ流出させて圧力制御室２４内の燃料圧力を低下させる。これにより、ニードル１が開弁してエンジンの気筒の燃焼室内に高圧力の燃料が噴射される。
また、制御弁は、自身が閉弁する、つまりアッパープレート１８のバルブシート面５５に制御バルブ１１が着座することで、圧力制御室２４内への高圧力の燃料の導入によって、圧力制御室２４内の燃料圧力を上昇させる。これにより、ニードル１が閉弁してエンジンの気筒の燃焼室内への燃料噴射が終了する。

［実施例１の作用］
次に、本実施例のインジェクタの作用を図１ないし図５に基づいて簡単に説明する。

エンジンの運転が開始されると、サプライポンプやコモンレール等の燃料系の高圧部から高圧配管（高圧燃料供給管）、インジェクタボディ４のインレットポートを介してインジェクタの内部（高圧燃料通路）に高圧力の燃料が導入される。
そして、インジェクタの内部に導入された高圧力の燃料の一部は、インジェクタボディ４のインレットポートから高圧流路孔３１〜３３、燃料流路３４、ニードル収容孔５および燃料流路３５を通って燃料溜まり室２１および燃料流路３５に到達する。
一方、インジェクタの内部に導入される高圧力の燃料の残部は、高圧流路孔３２、３３間の分岐部より分岐して高圧流路孔３７、インオリフィス孔３８、弁室２６および連通路を通って圧力制御室２４に到達する。

エンジンの当該気筒のインジェクタの噴射タイミング（図３に示したｔ１時刻）になり、ＥＣＵからのインジェクタ開弁駆動指令によってアクチュエータ３のピエゾ素子積層体へ電圧が印加されると、ピエゾ素子積層体に電荷が充電される。これに伴って、ピエゾ素子積層体がその軸線方向の一方側へ伸張変位し、駆動伝達部材６１、６２を介して、ピエゾピストン１４をその軸線方向の一方側に駆動する。

このように、アクチュエータ３のピエゾ素子積層体が伸張変位すると、ピエゾピストン１４の移動（変位）に伴って、油密室１６の容積が縮小されて油密室１６内の燃料圧力（油圧力）が上昇する。そして、油密室１６内の油圧力が上昇した場合には、バルブピストン１５が、バルブピストンスプリング１７の付勢力によるアシストを受けながら、アクチュエータ３の変位方向と略同一方向、つまり制御弁の制御バルブ１１の開弁方向に駆動される。
そして、バルブピストン１５の先端には、複数の変位伝達ピン６５が当接しているため、バルブピストン１５の移動（変位）に応じて、複数の変位伝達ピン６５が制御弁のバルブホルダー１２を押し下げる。
このため、制御弁の制御バルブ１１、バルブホルダー１２がバルブピストン１５によって強制的に開弁駆動されるため、制御バルブ１１がアッパープレート１８のバルブシート面５５より離脱（リフト）する。これにより、第２アウトオリフィス孔４６が開放される。

一方、制御プレート７が閉弁状態を維持しているため、圧力制御室２４内に導入される高圧力の燃料は、制御プレート７の中心軸線上に設けられた流路孔４１、第１アウトオリフィス孔４２を通って、ロアプレート１９の中間流路孔４３、４４内に流入する。
そして、中間流路孔４３、４４内に流入した燃料は、アッパープレート１８の中間流路孔４５および第２アウトオリフィス孔４６を通って制御弁室４７内に流入する。そして、制御弁室４７内に流入した燃料は、複数の低圧ポート５１、スプリング収容室５２、複数の径方向連通孔５３および低圧流路５４を通ってアウトレットポートからインジェクタの外部へ流出し、燃料系の低圧側へ排出される。

ここで、インオリフィス流量よりも第１アウトオリフィス流量の方が多くなるように構成されているので、圧力制御室２４内の燃料圧力は徐々に低下し、ニードル１の上下圧力差が増加していく。
そして、図３に示したｔ２時刻になり、ＦＯ＞ＦＣ＋Ｆｓｐが成立すると、燃料溜まり室２１内の燃料圧力（開弁方向油圧力：ＦＯ）が、圧力制御室２４内の燃料圧力（閉弁方向油圧力：ＦＣ）とニードルスプリング６のスプリングセット荷重（閉弁方向付勢力：Ｆｓｐ）との合力を上回る。すなわち、圧力制御室２４内の燃料圧力がニードル開弁圧（Ｐｏ）まで低下すると、燃料溜まり室２１内の燃料圧力によってニードル１が上昇（リフト）を開始する。

この結果、ニードル１がニードルシート面より離脱（リフト）するため、ニードル１が開弁状態となり、複数の噴孔２２からエンジンの気筒の燃焼室内への燃料噴射が開始される。
したがって、燃料溜まり室２１から燃料流路３６を通ってサック室に導入された高圧力の燃料は、インジェクタの各噴孔２２を通ってエンジンの気筒の燃焼室内へ噴射される。 なお、ニードル１が開弁動作を開始した直後（開弁初期）には、図３に示したように、圧力制御室２４内の燃料圧力の低下速度が速いので、噴射率矩形度が良く、噴射率の上昇速度は速い（噴射率波形の傾きが急である）。その後、ニードル１の開弁中期から開弁末期にかけては、図３に示したように、圧力制御室２４内の燃料圧力の低下速度が徐々に遅くなるので、噴射率の上昇速度は徐々に遅くなる（噴射率波形の傾きが緩やかである）。

その後、噴射タイミングからインジェクタの開弁期間（ＥＣＵにおいて燃料噴射量と指令噴射圧力とから算出される指令噴射期間、アクチュエータ３への通電期間に相当する）が経過して噴射終了タイミング（図３に示したｔ３時刻）になると、ＥＣＵからインジェクタ閉弁駆動指令が出力される。
そして、このインジェクタ閉弁駆動指令に対応してＥＤＵからピエゾ素子積層体への電圧印加が停止（通電停止ＯＦＦ）されると、ピエゾ素子積層体から電荷が放電される。これに伴って、ピエゾ素子積層体が収縮変位し、ピエゾピストン１４および駆動伝達部材６１、６２がピエゾスプリング６３の付勢力により押し戻される。

また、インジェクタは、アクチュエータ３が収縮変位すると、ピエゾピストン１４が初期位置に戻されるため、油密室１６の容積が拡大されて油密室１６内の油圧力が低下（降下）する。そして、油密室１６内の油圧力が低下した場合には、バルブピストン１５が、バルブピストンスプリング１７の付勢力に抗して、アクチュエータ３の変位方向と略同一方向、つまり制御バルブ１１の閉弁方向に駆動される。つまり油密室１６の油圧力の低下に伴って、制御バルブ１１、バルブホルダー１２、バルブピストン１５および複数の変位伝達ピン６５がバルブスプリング１３の付勢力によって押し戻される（押し上げられる）。
したがって、バルブピストン１５の移動に伴って、制御バルブ１１が閉弁動作するため、アッパープレート１８のバルブシート面５５に着座する。これにより、第２アウトオリフィス孔４６が閉鎖される。

以上のように、制御弁の制御バルブ１１が第２アウトオリフィス孔４６を閉鎖している場合には、圧力制御室２４から中間流路孔４３〜４５、制御弁室４７を介して、燃料系の低圧側への燃料の流出が停止する。これにより、弁室２６内の燃料圧力（開弁方向油圧力：ＦＯ）が、圧力制御室２４内の燃料圧力（閉弁方向油圧力：ＦＣ）と制御プレートスプリング８の付勢力（閉弁方向付勢力：Ｆｓｐ）との合力よりも大きくなる。
これによって、制御プレート７が、ロアプレート１９のバルブシート面よりリフト（離脱）して、インオリフィス孔３８を開放する。つまり制御プレート７が開弁する。
このとき、高圧流路孔３１、３２、３７を通ってインオリフィス孔３８に到達していた高圧力の燃料は、インオリフィス孔３８から弁室２６内に導入される。そして、弁室２６内に導入された高圧力の燃料は、連通路を通って圧力制御室２４内に導入されるため、圧力制御室２４内の燃料圧力（閉弁方向油圧力：ＦＣ）が急速に回復していく。

そして、ニードル１の上下圧力差が減少し、ＦＯ＜ＦＣ＋Ｆｓｐが成立する。すなわち、圧力制御室２４内の燃料圧力がニードル閉弁圧（Ｐｃ）まで回復すると、ニードル１が閉弁方向に移動してニードル１の弁部がノズルボディ２のニードルシート面に着座（シート）する。これにより、燃料溜まり室２１と複数の噴孔２２とを連通する筒状の燃料流路３６が遮断されるため、インジェクタの各噴孔２２からエンジンの気筒の燃焼室内への燃料噴射が終了する（図３に示したｔ４時刻）。
なお、ニードル１が閉弁動作を開始した直後（閉弁初期）には、図３に示したように、圧力制御室２４内の燃料圧力の上昇速度が遅いので、噴射率の低下速度は遅い（噴射率波形の傾きが緩やかである）。その後、ニードル１の閉弁中期から閉弁末期には、図３に示したように、圧力制御室２４内の燃料圧力の上昇速度が徐々に速くなるので、噴射率矩形度が良く、噴射率の低下速度は徐々に速くなる（噴射率波形の傾きが急である）。

［実施例１の効果］
ここで、従来より、大径ピストンと小径ピストンとの間に油密室を設け、大径ピストンと小径ピストンとの受圧面積比に応じてアクチュエータの変位を拡大して、小径ピストンが中間室内に収容される制御バルブを押し下げて低圧ポートを開弁し、圧力制御室内の燃料を中間室および低圧ポートを介して燃料系の低圧側へ排出して圧力制御室内の燃料圧力を低下させることで、ニードルを開弁動作させるようにしたインジェクタ（従来例１）が知られている。

この従来例１のインジェクタは、制御バルブを高圧燃料中に配置しているので、燃料圧力が制御バルブに対して閉弁方向に作用し、特に外部（コモンレール等）からインジェクタの内部に導入される燃料圧力の高圧時における制御バルブの開弁負荷が増加する。これにより、噴射量指令値に対応した燃料の噴射量が得られなくなるという課題が発生する。 また、従来例１のインジェクタは、制御バルブとバルブスプリングを中間室内に設置しているので、バルブ収容室とスプリング収容室を含む中間室容積が増加する。この結果、制御バルブの開弁時に、圧力制御室内の燃料圧力の低下速度が遅くなるので、ニードルの開弁応答性が悪化するという課題が発生する（図３参照）。また、制御バルブの閉弁時に、圧力制御室内の燃料圧力の上昇速度が遅くなるので、ニードルの閉弁応答性が悪いという課題が発生する（図３参照）。

以上のような課題に対して、変位拡大機構において、大径ピストンの変位方向に対して小径ピストンの変位方向を反転させ、制御弁の弁体を内開弁とすることで、中間室容積を低減するようにしたインジェクタ（従来例２）も知られている。
しかしながら、従来例２のインジェクタでは、小径ピストンの軸部が必然的に油密室内に含まれるため、インジェクタの外径寸法を、実施例１のインジェクタと同一寸法とした場合、大径ピストンの受圧面積および小径ピストンの受圧面積を実施例１のインジェクタと比べて大きくとることができなかった（図４参照）。

これによって、従来例２のインジェクタにおいては、従来例１のインジェクタに使用される外開き弁方式の制御バルブと比較して、同一サイズで同一のバルブ開弁要求力（制御弁のバルブを開弁駆動するのに必要な駆動力）を得るために必要な油密室内の油圧力が上昇（≒変位拡大効率の低下）するという課題が発生する。
そして、油密室内の油圧力が上昇すると、小径ピストンとシリンダとの間に形成される摺動クリアランス（摺動部）を通り抜けて油密室の外部へリークする燃料リーク量が増加（効率低下）し、それに伴って、油密室内の油圧力の低下を招く。ここで、最悪の場合、制御バルブが、長時間開弁状態を維持することができず、閉弁するという課題が発生する（図５参照）。

そこで、変位拡大効率の向上（制御バルブ開弁要求力の低減）とニードル１の応答性の向上との両立を図るという目的で、アクチュエータ３の変位方向と略同一方向にバルブピストン１５が、複数の変位伝達ピン６５を介して制御弁の制御バルブ１１およびバルブホルダー１２を間接的に駆動する変位拡大機構を備えたインジェクタにおいて、制御バルブ１１、バルブホルダー１２およびバルブスプリング１３をアッパープレート１８のバルブシート面５５とロアプレート１８の凹溝の底面との間に形成される制御弁室４７内に配置している。
これによって、図４に示したように、従来例２のインジェクタ（変位反転機構）と比較してピエゾピストン１４の受圧面積およびバルブピストン１５の受圧面積をそれぞれ＋１７％も大きくとることができる。この結果、制御弁の制御バルブ１１の開弁要求力（≒油密室１６内の油圧力）を従来例１のインジェクタと比較して低減（低下）できるので、変位拡大機構における変位拡大効率を向上することができる。

そして、本実施例のインジェクタは、従来例１のインジェクタに使用される押下げ式の制御バルブと同等のピエゾピストン１４の受圧面積およびバルブピストン１５の受圧面積を維持できるので、従来例１のインジェクタと同一サイズで同一のバルブ開弁要求力を得ようとした場合でも、油密室１６内の油圧力を上昇（≒変位拡大効率の低下）させる必要はない。
これによって、油密室１６内の油圧力（開弁保持可能限界圧力）が上昇しないので、バルブピストン１４とピエゾシリンダ６４との間に形成される摺動クリアランス（摺動部）を通り抜けて油密室１６の外部へリークする燃料リーク量が増加（効率低下）することはなく、油密室１６内の油圧力の低下を防止することができる。

また、本実施例のインジェクタは、図５に示したように、従来例２のインジェクタ（変位反転機構）と比較して、油密室１６内の油圧力（開弁保持可能限界圧力）を下げることができるので、制御弁の制御バルブ１１における開弁可能期間（上限値）を従来例２のインジェクタ（変位反転機構）よりも長くとることができる。また、バルブピストン１５は、間接的に、すなわち、複数の変位伝達ピン６５を介して、制御弁の制御バルブ１１およびバルブホルダー１２を強制的に開弁駆動しているので、制御バルブ１１は強制的に開弁状態を維持することができ、制御弁の開弁期間中に閉弁してしまう不具合の発生を防止することができる。

また、制御バルブ１１、バルブホルダー１２およびバルブスプリング１３を制御弁室４７内に収容することにより、従来例１のインジェクタに使用される押下げ式の制御バルブと同等のピエゾピストン１４の受圧面積およびバルブピストン１５の受圧面積を維持しつつ、且つ変位反転式（内開弁）と同様に、制御弁室４７と中間室（中間流路孔４３〜４５）とを分離できるので、従来例２のインジェクタと比較して中間室容積を低減することができる。
これによって、制御弁の開弁時に、圧力制御室２４内の燃料圧力の低下（降下）速度が速くなるので、従来例１のインジェクタ（高圧燃料中に制御バルブ）よりも時間（ΔＴＯ：時刻ｔ２’−時刻ｔ２）分だけ、ニードル１の開弁応答性が向上する。また、制御弁の閉弁時に、圧力制御室２４内の燃料圧力の上昇速度が速くなるので、従来例１のインジェクタ（高圧燃料中に制御バルブ）よりも時間（ΔＴＣ：時刻ｔ４’−時刻ｔ４）分だけ、ニードル１の閉弁応答性が向上する。

以上のように、本実施例のインジェクタにおいては、アクチュエータ３の変位を拡大する変位拡大効率の向上と、ニードル１の開弁応答性および閉弁応答性の向上との両立を図ることができる。
また、高い変位拡大効率を維持しつつ、第２アウトオリフィス孔４６から制御弁室４７内に導入される燃料圧力が、制御弁の制御バルブ１１を開弁する方向（開弁方向）に作用するため、特に高圧時における制御バルブ１１の開弁負荷を低減することができる。これにより、噴射量指令値に対応した燃料の噴射量を得ることができるので、噴射量の精度および制御性の悪化を防止することができる。

［変形例］
本実施例では、圧力制御室内の燃料圧力を増減制御する制御弁の弁体である制御バルブ１１、バルブホルダー１２を開弁駆動するアクチュエータ３として電荷の充放電により軸線方向に伸縮するピエゾ積層体を想定しているが、制御弁の弁体を開弁駆動または閉弁駆動するアクチュエータとして、ソレノイドアクチュエータ、電動アクチュエータ、磁歪素子等を駆動源とするアクチュエータを使用しても良い。
本実施例では、制御弁を、制御バルブ１１、バルブホルダー１２およびバルブスプリング１３等によって構成しているが、制御弁を、バルブホルダー１２およびバルブスプリング１３のみによって構成しても良い。

本実施例では、本発明の燃料噴射弁として、ノズルボディ２に往復移動可能に収容されるニードル１によって複数の噴孔２２を開閉するタイプの燃料噴射弁（インジェクタ）を採用しているが、本発明の燃料噴射弁として、ノズルボディ２に往復移動可能に収容される２つの第１、第２ニードルによって複数の第１、第２噴孔を段階的に開閉する可変噴孔タイプの燃料噴射弁（インジェクタ）を採用しても良い。
また、フローティングバルブである制御プレート７を廃止して、オリフィスプレート１８にアウトオリフィス孔４４を形成しても良い。
また、圧力制御室２４と制御弁室４７との間に中間室（中間流路孔）を設けず、アウトオリフィス孔４４の機能を弁孔４５に持たせても良い。

本実施例では、バルブピストン１５の変位を制御バルブ１１およびバルブホルダー１２に伝えて、制御バルブ１１を内開き方向（開弁方向）に動作させる変位伝達部材として、略円柱形状の変位伝達ピン６５を採用しているが、中間室（中間流路孔４３〜４５）および弁孔（第２アウトオリフィス孔４６）を妨げない形状であれば、例えばＣ字形状またはコの字形状の断面を有する変位伝達部材を採用しても良い。
また、内燃機関（エンジン）として、ディーゼルエンジンの代わりに、ガソリンエンジンを用いても良い。

また、燃料タンク内に貯留された燃料をサプライポンプを介して内燃機関の燃料噴射弁（インジェクタ）へ供給する燃料供給経路の低圧部とは、サプライポンプの加圧室よりも上流側の燃料供給経路のことを指す。
また、本発明の燃料噴射弁を、例えばガソリンエンジン等の内燃機関（エンジン）の気筒内または気筒に連通する吸気ポート内に燃料を噴射するフューエルインジェクタに適用しても良い。

１ ニードル
３ アクチュエータ
１１ 制御バルブ（制御弁の弁体）
１２ バルブホルダー（制御弁の弁体）
１３ バルブスプリング（弾性部材）
１４ ピエゾピストン（変位拡大機構、大径ピストン）
１５ バルブピストン（変位拡大機構、小径ピストン）
１６ 油密室（変位拡大機構）
２４ 圧力制御弁
４７ 制御弁室

Claims (6)

1. （ａ）内燃機関の気筒に燃料噴射を行う噴孔（２２）を開閉するニードル（１）と、
   （ｂ）このニードル（１）に対して閉弁方向に作用する燃料圧力を蓄える制御室（２４）と、
   （ｃ）自身が開弁することで、前記制御室（２４）から燃料系の低圧側へ燃料を流出させて前記制御室（２４）内の燃料圧力を低下させる制御弁（１１〜１３）と、
   （ｄ）通電されると変位を発生するアクチュエータ（３）と、
   （ｅ）このアクチュエータ（３）の変位を受けて一体移動する大径ピストン（１４）、およびこの大径ピストン（１４）との間に油密室（１６）を介して対向する小径ピストン（１５）を有し、前記大径ピストン（１４）と前記小径ピストン（１５）との受圧面積比に応じて前記アクチュエータ（３）の変位を拡大して前記小径ピストン（１５）に伝える変位拡大機構（１４〜１７、６４、６５）と
   を備え、
   前記制御弁（１１〜１３）を開閉動作させることで、前記制御室（２４）内の燃料圧力を調整して、前記ニードル（１）の開閉動作を制御する燃料噴射弁において、
   前記燃料噴射弁は、前記制御室（２４）から流出した燃料が流通する２つの第１、第２流路（４１、４２、４６）と、前記制御室（２４）と前記第１流路（４１、４２）を介して連通し、前記制御室（２４）よりも前記燃料系の低圧側に配置される中間室（４３〜４５）と、この中間室（４３〜４５）と前記第２流路（４６）を介して連通し、前記中間室（４３〜４５）よりも前記燃料系の低圧側に配置される制御弁室（４７）とを備え、
   前記制御弁（１１〜１３）は、前記制御弁室（４７）内に収容されて、前記第２流路（４６）を開閉する弁体（１１、１２）、および前記制御弁室（４７）内に収容されて、前記弁体（１１、１２）を閉弁する方向に付勢する弾性部材を有し、
   前記変位拡大機構（１４〜１７、６４、６５）は、前記小径ピストン（１５）が、前記アクチュエータ（３）の変位方向と略同一方向に前記弁体（１１、１２）を間接的に駆動するように構成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 請求項１に記載の燃料噴射弁において、
   前記制御弁（１１〜１３）は、閉弁時に前記制御弁室（４７）の内面に形成される弁座（５５）に前記弁体（１１、１２）が前記制御弁室（４７）の内側から接して前記第２流路（４６）を閉じ、且つ開弁時に前記弁座（５５）から内開き方向に動作して前記第２流路（４６）を開く内開弁であることを特徴とする燃料噴射弁。
3. 請求項１または請求項２に記載の燃料噴射弁において、
   前記変位拡大機構（１４〜１７、６４、６５）は、前記小径ピストン（１５）の変位を前記弁体（１１、１２）に伝えて、前記弁体（１１、１２）を内開き方向に動作させる変位伝達部材（６５）を有していることを特徴とする燃料噴射弁。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の燃料噴射弁において、
   前記制御弁（１１〜１３）の開弁時に前記制御弁室（４７）を流通する燃料の圧力は、前記弁体（１１、１２）を開弁する方向に作用することを特徴とする燃料噴射弁。
5. 請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の燃料噴射弁において、
   前記小径ピストン（１５）は、前記大径ピストン（１４）よりも受圧面積が小さいことを特徴とする燃料噴射弁。
6. 請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の燃料噴射弁において、
   前記アクチュエータ（３）は、電荷の充放電により伸縮するピエゾ素子積層体を有していることを特徴とする燃料噴射弁。

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