JP3527214B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼル機関の
コモンレールシステムに用いられる燃料噴射弁に関す
る。
コモンレールシステムに用いられる燃料噴射弁に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ディーゼル機関の燃料噴射シ
ステムとして、各気筒に共通のコモンレールに高圧燃料
を蓄圧するコモンレールシステムが知られている。コモ
ンレールシステムで用いられる燃料噴射弁は、例えば、
噴孔を開閉するニードルと、ニードルに背圧を与える制
御室と、制御室の圧力を増減するための制御弁を有して
いる。制御室は、低圧部に連通する制御弁およびコモン
レールに連通する高圧燃料通路とそれぞれオリフィスを
介して連通し、制御弁を開弁駆動すると制御室の圧力が
低下して、ニードルがリフトする。
ステムとして、各気筒に共通のコモンレールに高圧燃料
を蓄圧するコモンレールシステムが知られている。コモ
ンレールシステムで用いられる燃料噴射弁は、例えば、
噴孔を開閉するニードルと、ニードルに背圧を与える制
御室と、制御室の圧力を増減するための制御弁を有して
いる。制御室は、低圧部に連通する制御弁およびコモン
レールに連通する高圧燃料通路とそれぞれオリフィスを
介して連通し、制御弁を開弁駆動すると制御室の圧力が
低下して、ニードルがリフトする。
【０００３】制御弁を駆動するアクチュエータとして
は、近年、応答性に優れる電歪アクチュエータが着目さ
れている。また、電歪アクチュエータで発生する変位
を、効率よく制御弁に伝達するために、電歪アクチュエ
ータで直接駆動される大径ピストンの変位を油圧を介し
て拡大し、制御弁の弁体に当接する小径ピストンに伝え
る構成の燃料噴射弁が提案されている（例えば、米国特
許第５７７９１４９号等）。
は、近年、応答性に優れる電歪アクチュエータが着目さ
れている。また、電歪アクチュエータで発生する変位
を、効率よく制御弁に伝達するために、電歪アクチュエ
ータで直接駆動される大径ピストンの変位を油圧を介し
て拡大し、制御弁の弁体に当接する小径ピストンに伝え
る構成の燃料噴射弁が提案されている（例えば、米国特
許第５７７９１４９号等）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、小さ
な駆動力で小面積の制御弁を開閉することにより、大面
積のニードルの駆動を可能とすることができる利点があ
る。ところが、この構成では、ニードルの駆動速度が、
オリフィスによる制御室への燃料の流入・流出速度によ
って規定されるために、次のような問題が生じる。すな
わち、大噴射量時には、ニードルの駆動速度を速くする
のがよいが、これに合わせてオリフィス径を設定する
と、微小噴射時にもニードルの駆動速度が速くなり、微
小噴射の制御性が悪化する。一方、微小噴射時に合わせ
たオリフィス径とすると、ニードルの駆動速度が遅くな
り、噴射率を十分大きくすることができない不具合があ
った。
な駆動力で小面積の制御弁を開閉することにより、大面
積のニードルの駆動を可能とすることができる利点があ
る。ところが、この構成では、ニードルの駆動速度が、
オリフィスによる制御室への燃料の流入・流出速度によ
って規定されるために、次のような問題が生じる。すな
わち、大噴射量時には、ニードルの駆動速度を速くする
のがよいが、これに合わせてオリフィス径を設定する
と、微小噴射時にもニードルの駆動速度が速くなり、微
小噴射の制御性が悪化する。一方、微小噴射時に合わせ
たオリフィス径とすると、ニードルの駆動速度が遅くな
り、噴射率を十分大きくすることができない不具合があ
った。
【０００５】そこで、本発明は、大噴射量時のニードル
の高速駆動と、微小噴射時のニードルの低速駆動とを両
立させることができ、噴射量制御性に優れる燃焼噴射弁
を実現することを目的とする。
の高速駆動と、微小噴射時のニードルの低速駆動とを両
立させることができ、噴射量制御性に優れる燃焼噴射弁
を実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の燃料
噴射弁は、噴孔を開閉するニードルに閉弁方向の圧力を
作用させる制御室と、上記制御室と低圧燃料通路の間を
開閉して上記制御室の圧力を増減させる制御弁と、上記
制御弁を開弁駆動して上記制御室の圧力を低下させるこ
とにより上記ニードルをリフトさせるアクチュエータと
を備えている。そして、上記ニードルの上半部周りに高
圧燃料通路に連通するニードル室を設け、該ニードル室
の上端部に配設した筒状のニードルガイド部材に上記ニ
ードルの上端部を油密かつ摺動可能に挿通して、上記ニ
ードルガイド部材と上記ニードルの上端部とで囲まれる
空間を上記制御室とし、上記ニードルを、ニードル本体
とその上端部外周に摺動可能に設けられ外周面が上記ニ
ードルガイド部材の内周面に当接する制御面積変換リン
グとで構成し、かつ、上記制御面積変換リングの上方に
所定の間隔をおいて対向するストッパ部材を設ける。
噴射弁は、噴孔を開閉するニードルに閉弁方向の圧力を
作用させる制御室と、上記制御室と低圧燃料通路の間を
開閉して上記制御室の圧力を増減させる制御弁と、上記
制御弁を開弁駆動して上記制御室の圧力を低下させるこ
とにより上記ニードルをリフトさせるアクチュエータと
を備えている。そして、上記ニードルの上半部周りに高
圧燃料通路に連通するニードル室を設け、該ニードル室
の上端部に配設した筒状のニードルガイド部材に上記ニ
ードルの上端部を油密かつ摺動可能に挿通して、上記ニ
ードルガイド部材と上記ニードルの上端部とで囲まれる
空間を上記制御室とし、上記ニードルを、ニードル本体
とその上端部外周に摺動可能に設けられ外周面が上記ニ
ードルガイド部材の内周面に当接する制御面積変換リン
グとで構成し、かつ、上記制御面積変換リングの上方に
所定の間隔をおいて対向するストッパ部材を設ける。
【０００７】上記構成によれば、上記ニードルのリフト
時に、上記所定の間隔に対応する中間リフト量までは上
記ニードル本体と上記制御面積変換リングが一体でリフ
トし、それ以降は上記ニードル本体のみがリフトする。
リフト速度は制御面積が小さいほど大きくなるので、中
間リフト量以降は、それ以前より高速でリフトすること
になる。従って、制御面積を２段に変化させることで、
リフト量が大きい大噴射量時のニードルの高速駆動と、
リフト量が小さい微小噴射時のニードルの低速駆動とを
両立させて、制御性を大きく向上させることができる。
時に、上記所定の間隔に対応する中間リフト量までは上
記ニードル本体と上記制御面積変換リングが一体でリフ
トし、それ以降は上記ニードル本体のみがリフトする。
リフト速度は制御面積が小さいほど大きくなるので、中
間リフト量以降は、それ以前より高速でリフトすること
になる。従って、制御面積を２段に変化させることで、
リフト量が大きい大噴射量時のニードルの高速駆動と、
リフト量が小さい微小噴射時のニードルの低速駆動とを
両立させて、制御性を大きく向上させることができる。
【０００８】請求項２のように、上記アクチュエータの
変位に応じて圧力を増減させる変位拡大室と、上記変位
拡大室の圧力増加に伴い下降して上記制御弁の弁体を開
弁するピストン部材を設けると、上記アクチュエータの
変位を効果的に拡大して上記制御弁のリフト量を大きく
することができるので、好ましい。
変位に応じて圧力を増減させる変位拡大室と、上記変位
拡大室の圧力増加に伴い下降して上記制御弁の弁体を開
弁するピストン部材を設けると、上記アクチュエータの
変位を効果的に拡大して上記制御弁のリフト量を大きく
することができるので、好ましい。
【０００９】請求項３のように、上記ニードル本体の上
端に設けた拡径部を、制御面積変換リング１２の上方に
突出し、制御面積変換リング１２の上面に当接させる。
これにより、上記ニードル本体と上記制御面積変換リン
グの接触を保持して、相対位置のずれを小さくすること
ができる。
端に設けた拡径部を、制御面積変換リング１２の上方に
突出し、制御面積変換リング１２の上面に当接させる。
これにより、上記ニードル本体と上記制御面積変換リン
グの接触を保持して、相対位置のずれを小さくすること
ができる。
【００１０】請求項４の燃料噴射弁は、噴孔を開閉する
ニードルと、アクチュエータの変位に応じて圧力を増減
させる変位拡大室と、上記変位拡大室の圧力増加に伴い
変位して上記ニードルをリフトさせるピストン部材とを
備える。また、上記ピストン部材を、ピストン本体とそ
の上端部外周に摺動可能に設けた変位拡大率変換リング
とで構成し、かつ上記変位拡大率リングのリフト方向に
所定の間隔をおいて対向するストッパ部を設けている。
ニードルと、アクチュエータの変位に応じて圧力を増減
させる変位拡大室と、上記変位拡大室の圧力増加に伴い
変位して上記ニードルをリフトさせるピストン部材とを
備える。また、上記ピストン部材を、ピストン本体とそ
の上端部外周に摺動可能に設けた変位拡大率変換リング
とで構成し、かつ上記変位拡大率リングのリフト方向に
所定の間隔をおいて対向するストッパ部を設けている。
【００１１】この構成において、上記ニードルのリフト
時、上記所定の間隔に対応する中間リフト量までは上記
ピストン本体と上記変位拡大率リングが一体でリフトす
る。それ以降は上記ピストン本体のみがリフトする。リ
フト速度は、ピストン部材の受圧面積が小さいほどつま
り変位拡大率が大きいほど速くなるので、中間リフト量
以降は、それ以前より高速でリフトすることになる。従
って、制御面積を２段に変化させることで、リフト量が
大きい大噴射量時のニードルの高速駆動と、リフト量が
小さい微小噴射時のニードルの低速駆動とを両立させ
て、制御性を大きく向上させることができる。
時、上記所定の間隔に対応する中間リフト量までは上記
ピストン本体と上記変位拡大率リングが一体でリフトす
る。それ以降は上記ピストン本体のみがリフトする。リ
フト速度は、ピストン部材の受圧面積が小さいほどつま
り変位拡大率が大きいほど速くなるので、中間リフト量
以降は、それ以前より高速でリフトすることになる。従
って、制御面積を２段に変化させることで、リフト量が
大きい大噴射量時のニードルの高速駆動と、リフト量が
小さい微小噴射時のニードルの低速駆動とを両立させ
て、制御性を大きく向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した第１の実
施の形態を図面に従って説明する。図１は、本発明の燃
料噴射弁の概略構成を示す図で、例えば、ディーゼルエ
ンジンのコモンレール噴射システムに好適に使用され
る。燃料噴射弁は、電歪アクチュエータ５１を収容する
第１ボディＢ１の下端面に接して制御弁３を構成する第
２ボディＢ２を配設し、その下方に第３ボディＢ３を介
して、ニードル１を収容する第４ボディＢ４を配設して
なる。
施の形態を図面に従って説明する。図１は、本発明の燃
料噴射弁の概略構成を示す図で、例えば、ディーゼルエ
ンジンのコモンレール噴射システムに好適に使用され
る。燃料噴射弁は、電歪アクチュエータ５１を収容する
第１ボディＢ１の下端面に接して制御弁３を構成する第
２ボディＢ２を配設し、その下方に第３ボディＢ３を介
して、ニードル１を収容する第４ボディＢ４を配設して
なる。
【００１３】第１ボディＢ１の側壁には、図略のコモン
レールに連通する高圧燃料入口１０１が開口し、第１〜
第３ボディＢ１〜Ｂ３内を高圧燃料通路１０２が上下方
向に延びて、第４ボディＢ４内に形成されるニードル室
としてのニードルボリューム４に接続している。第１ボ
ディＢ１内に形成される低圧燃料通路１０４は、第１ボ
ディＢ１側壁の低圧燃料出口１０３を経て図略の燃料タ
ンクに連通している。第１〜第４ボディＢ１〜Ｂ４は、
外周にリテーナ５を外挿して締結することにより互いに
油密に固定される。
レールに連通する高圧燃料入口１０１が開口し、第１〜
第３ボディＢ１〜Ｂ３内を高圧燃料通路１０２が上下方
向に延びて、第４ボディＢ４内に形成されるニードル室
としてのニードルボリューム４に接続している。第１ボ
ディＢ１内に形成される低圧燃料通路１０４は、第１ボ
ディＢ１側壁の低圧燃料出口１０３を経て図略の燃料タ
ンクに連通している。第１〜第４ボディＢ１〜Ｂ４は、
外周にリテーナ５を外挿して締結することにより互いに
油密に固定される。
【００１４】第１ボディＢ１内には、電歪アクチュエー
タ５１の下端面に接して大径ピストン５２が摺動自在に
配設されている。大径ピストン５２は、その下方の変位
拡大室５３内に配した皿バネ５３１によって上方に付勢
され、印加電圧に応じて伸縮する電歪アクチュエータ５
１と一体に変位する。第１ボディＢ１と第２ボディＢ２
の衝合部に形成される変位拡大室５３は、電歪アクチュ
エータ５１の変位を油圧変換し、第２ボディＢ２内を摺
動するピストン部材としての小径ピストン５４に伝達す
るもので、この際、大小ピストン５２、５４の受圧面積
比に応じて変位が拡大される。大径ピストン５２の外周
には、変位拡大室５３からリークする燃料を低圧排出通
路５２３を介して低圧燃料通路１０４へ排出するための
低圧排出環状溝５２２が形成され、その上方にはシール
用のＯリング５２１が設けられる。
タ５１の下端面に接して大径ピストン５２が摺動自在に
配設されている。大径ピストン５２は、その下方の変位
拡大室５３内に配した皿バネ５３１によって上方に付勢
され、印加電圧に応じて伸縮する電歪アクチュエータ５
１と一体に変位する。第１ボディＢ１と第２ボディＢ２
の衝合部に形成される変位拡大室５３は、電歪アクチュ
エータ５１の変位を油圧変換し、第２ボディＢ２内を摺
動するピストン部材としての小径ピストン５４に伝達す
るもので、この際、大小ピストン５２、５４の受圧面積
比に応じて変位が拡大される。大径ピストン５２の外周
には、変位拡大室５３からリークする燃料を低圧排出通
路５２３を介して低圧燃料通路１０４へ排出するための
低圧排出環状溝５２２が形成され、その上方にはシール
用のＯリング５２１が設けられる。
【００１５】ここで、変位拡大室５３は、チェック弁７
１および中間圧通路７２を介して、第２ボディＢ２下端
部に設けられる中間圧室７に連通している。中間圧室７
は、中間圧入口ピン７３周囲のクリアランスによってニ
ードルボリューム４に、中間圧出口ピン７４周囲のクリ
アランスによって低圧燃料通路１０４に連通しており、
中間圧入口ピン７３、中間圧出口ピン７４周囲のクリア
ランスを適切に設定することによって、所定の中間圧に
制御されている。リーク等によって変位拡大室５３の油
圧が低下すると、チェック弁７１が開弁して、変位拡大
室５３に燃料が補充され所定の中間圧に維持する。
１および中間圧通路７２を介して、第２ボディＢ２下端
部に設けられる中間圧室７に連通している。中間圧室７
は、中間圧入口ピン７３周囲のクリアランスによってニ
ードルボリューム４に、中間圧出口ピン７４周囲のクリ
アランスによって低圧燃料通路１０４に連通しており、
中間圧入口ピン７３、中間圧出口ピン７４周囲のクリア
ランスを適切に設定することによって、所定の中間圧に
制御されている。リーク等によって変位拡大室５３の油
圧が低下すると、チェック弁７１が開弁して、変位拡大
室５３に燃料が補充され所定の中間圧に維持する。
【００１６】制御弁３は、第２ボディＢ２の下端部に形
成される弁室３１と、弁室３１内に配設され、小径ピス
トン５４によって駆動される略球状の弁体３２を有して
いる。弁室３１の頂面中央には、弁体３２によって開閉
される低圧ポート３３が開口し、低圧ポート３３は、ピ
ストン５４の下端部周りに形成されるアウトボリューム
５４１に連通している。小径ピストン５４は先端部が低
圧ポート３３を貫通して弁体３２に当接し、弁体３２が
低圧ポート３３を開放すると、弁室３１内の油圧がアウ
トボリューム５４１、アウト通路５４２を経て低圧燃料
通路１０４に排出されるようになしてある。
成される弁室３１と、弁室３１内に配設され、小径ピス
トン５４によって駆動される略球状の弁体３２を有して
いる。弁室３１の頂面中央には、弁体３２によって開閉
される低圧ポート３３が開口し、低圧ポート３３は、ピ
ストン５４の下端部周りに形成されるアウトボリューム
５４１に連通している。小径ピストン５４は先端部が低
圧ポート３３を貫通して弁体３２に当接し、弁体３２が
低圧ポート３３を開放すると、弁室３１内の油圧がアウ
トボリューム５４１、アウト通路５４２を経て低圧燃料
通路１０４に排出されるようになしてある。
【００１７】弁室３１は、第３ボディＢ３を貫通して設
けたアウトオリフィス２２とこれに連続するアウトオリ
フィス通路２１によって、第４ボディＢ４の上端部に形
成される制御室２と、常時連通している。アウトオリフ
ィス２２は、弁室３１の底面外周部に開口し、制御室２
は、第４ボディＢ４に設けたニードルボリューム４内に
形成されて、ニードル１に下向き（閉弁方向）の油圧力
を作用させている。ニードル１は、上半部が、ニードル
ボリューム４内に位置しており、下半部はニードルボリ
ューム４に連続する摺動穴４１内に摺動可能に挿通され
ている。摺動穴４１の先端には複数の噴孔４２が開口し
ている。
けたアウトオリフィス２２とこれに連続するアウトオリ
フィス通路２１によって、第４ボディＢ４の上端部に形
成される制御室２と、常時連通している。アウトオリフ
ィス２２は、弁室３１の底面外周部に開口し、制御室２
は、第４ボディＢ４に設けたニードルボリューム４内に
形成されて、ニードル１に下向き（閉弁方向）の油圧力
を作用させている。ニードル１は、上半部が、ニードル
ボリューム４内に位置しており、下半部はニードルボリ
ューム４に連続する摺動穴４１内に摺動可能に挿通され
ている。摺動穴４１の先端には複数の噴孔４２が開口し
ている。
【００１８】ニードル１の上端部は、ニードルボリュー
ム４の上端部に配設した筒状のニードルガイド部材６内
に、油密かつ摺動可能に挿通される。ニードルガイド部
材６上面と第３ボディＢ３下面の間には、自動調芯リン
グ６１が挟持され、ニードル１の中間部外周に固定した
スプリング押さえ６２とニードルガイド部材６下面の間
に配設された第１スプリング６３が、ニードルガイド部
材６を上方に付勢すると同時に、ニードル１を下方に付
勢している。自動調芯リング６１は、平面状の上面が第
３ボディＢ３下面に当接しており、底部側面の円錐面
が、ニードルガイド部材６上面の円錐面に当接してい
る。従って、ニードル１と第３ボディＢ３下面との垂直
度の狂いは、自動調芯リング６１の水平方向の動きと、
ニードルガイド部材６の回転方向の動きによって吸収さ
れる。また、第１スプリング６３の付勢力によって、自
動調芯リング６１とニードルガイド部材６、第３ボディ
Ｂ３の間が油密シールされる。
ム４の上端部に配設した筒状のニードルガイド部材６内
に、油密かつ摺動可能に挿通される。ニードルガイド部
材６上面と第３ボディＢ３下面の間には、自動調芯リン
グ６１が挟持され、ニードル１の中間部外周に固定した
スプリング押さえ６２とニードルガイド部材６下面の間
に配設された第１スプリング６３が、ニードルガイド部
材６を上方に付勢すると同時に、ニードル１を下方に付
勢している。自動調芯リング６１は、平面状の上面が第
３ボディＢ３下面に当接しており、底部側面の円錐面
が、ニードルガイド部材６上面の円錐面に当接してい
る。従って、ニードル１と第３ボディＢ３下面との垂直
度の狂いは、自動調芯リング６１の水平方向の動きと、
ニードルガイド部材６の回転方向の動きによって吸収さ
れる。また、第１スプリング６３の付勢力によって、自
動調芯リング６１とニードルガイド部材６、第３ボディ
Ｂ３の間が油密シールされる。
【００１９】ニードル１は、ニードル本体１１と、その
上端部外周に摺動可能に設けられる制御面積変換リング
１２からなる。制御面積変換リング１２の外周面は、ニ
ードルガイド部材６の内周面に摺動可能に当接してい
る。ニードル本体１１は、上端の拡径部１３が制御面積
変換リング１２の上方に突出し、制御面積変換リング１
２の上面に当接している。制御面積変換リング１２の下
面とスプリング押さえ６２との間には、第２スプリング
６４が配設されて制御面積変換リング１２を譲歩に付勢
している。
上端部外周に摺動可能に設けられる制御面積変換リング
１２からなる。制御面積変換リング１２の外周面は、ニ
ードルガイド部材６の内周面に摺動可能に当接してい
る。ニードル本体１１は、上端の拡径部１３が制御面積
変換リング１２の上方に突出し、制御面積変換リング１
２の上面に当接している。制御面積変換リング１２の下
面とスプリング押さえ６２との間には、第２スプリング
６４が配設されて制御面積変換リング１２を譲歩に付勢
している。
【００２０】ここで、第２スプリング６４を設ける必要
は必ずしもないが、ニードル本体１１に制御面積変換リ
ング１２を密着させて、リフト開始時のロスを減らせる
利点がある。また、ニードルガイド部材６の下端縁に内
方に突出するフランジ部を設けて、制御面積変換リング
１２の下方への移動を規制するストッパ部としてもよ
い。
は必ずしもないが、ニードル本体１１に制御面積変換リ
ング１２を密着させて、リフト開始時のロスを減らせる
利点がある。また、ニードルガイド部材６の下端縁に内
方に突出するフランジ部を設けて、制御面積変換リング
１２の下方への移動を規制するストッパ部としてもよ
い。
【００２１】自動調芯リング６１は、制御面積変換リン
グ１２の上方への移動を規制するストッパ部を兼ねてお
り、自動調芯リング６１の下面がストッパ面６５となっ
て、制御面積変換リング１２の上面と、所定の間隔Ｌで
対向している。従って、ニードル１は、所定の間隔Ｌに
対応する中間リフト量まではニードル本体１１と制御面
積変換リング１２一体でリフトするが、制御面積変換リ
ング１２がストッパ面６５に当接すると、それ以降はニ
ードル本体１１のみがリフトする。このように、制御面
積を２段に変化させることにより、ニードル１のリフト
速度を可変とすることができる。これについては後述す
る。
グ１２の上方への移動を規制するストッパ部を兼ねてお
り、自動調芯リング６１の下面がストッパ面６５となっ
て、制御面積変換リング１２の上面と、所定の間隔Ｌで
対向している。従って、ニードル１は、所定の間隔Ｌに
対応する中間リフト量まではニードル本体１１と制御面
積変換リング１２一体でリフトするが、制御面積変換リ
ング１２がストッパ面６５に当接すると、それ以降はニ
ードル本体１１のみがリフトする。このように、制御面
積を２段に変化させることにより、ニードル１のリフト
速度を可変とすることができる。これについては後述す
る。
【００２２】ここで、ニードル１と、ニードルガイド部
材６、自動調芯リング６１とで囲まれる空間によって、
制御室２が形成される。制御室２の頂面には、インオリ
フィス２４が開口し、これに連続するインオリフィス通
路２３を介して高圧燃料通路１０２に連通している。こ
れらインオリフィス２４およびインオリフィス通路２３
は第３ボディＢ３に設けられる。制御室２の油圧は、制
御弁３の開閉に伴って増減し、制御室２の油圧が低下し
てニードル１がリフトすると、ニードルボリューム４と
噴孔４２がニードル１周りの間隙を介して連通し、高圧
燃料が噴射される。
材６、自動調芯リング６１とで囲まれる空間によって、
制御室２が形成される。制御室２の頂面には、インオリ
フィス２４が開口し、これに連続するインオリフィス通
路２３を介して高圧燃料通路１０２に連通している。こ
れらインオリフィス２４およびインオリフィス通路２３
は第３ボディＢ３に設けられる。制御室２の油圧は、制
御弁３の開閉に伴って増減し、制御室２の油圧が低下し
てニードル１がリフトすると、ニードルボリューム４と
噴孔４２がニードル１周りの間隙を介して連通し、高圧
燃料が噴射される。
【００２３】次に、上記構成の燃料噴射弁１の作動につ
いて説明する。図２（Ｂ）は、電歪アクチュエータ５１
を駆動した時の、制御室２の圧力変化と、ニードル本体
１１および制御面積変換リング１２のリフト量の関係を
示し、図２（Ａ）のａ〜ｃは、図２（Ｂ）のａ〜ｃ点に
おける各部の状態を示すものである。電歪アクチュエー
タ５１に通電しない初期状態においては、制御弁３の弁
体３２が低圧ポート３３を閉鎖しているために、弁室３
１および制御室２は高圧燃料通路１０２から供給される
高圧燃料によってフィード圧に保たれる。この時、ニー
ドル１には、制御室２の油圧力とスプリング６３のバネ
力が下向きに作用しており、上向きに作用するニードル
ボリューム４の油圧力に打ち勝って噴孔１１を閉鎖して
いる。
いて説明する。図２（Ｂ）は、電歪アクチュエータ５１
を駆動した時の、制御室２の圧力変化と、ニードル本体
１１および制御面積変換リング１２のリフト量の関係を
示し、図２（Ａ）のａ〜ｃは、図２（Ｂ）のａ〜ｃ点に
おける各部の状態を示すものである。電歪アクチュエー
タ５１に通電しない初期状態においては、制御弁３の弁
体３２が低圧ポート３３を閉鎖しているために、弁室３
１および制御室２は高圧燃料通路１０２から供給される
高圧燃料によってフィード圧に保たれる。この時、ニー
ドル１には、制御室２の油圧力とスプリング６３のバネ
力が下向きに作用しており、上向きに作用するニードル
ボリューム４の油圧力に打ち勝って噴孔１１を閉鎖して
いる。
【００２４】この初期状態から、電歪アクチュエータ５
１に所定の駆動電圧を印加すると（図２（Ｂ）の時間
１）、電歪アクチュエータ５１が伸長して大径ピストン
５２が下方に変位する。これに伴い、変位拡大室５３の
圧力が上昇して、小径ピストン５４および弁体３２が下
降し、低圧ポート３３が開放されて、弁室３１が低圧燃
料通路１０４に至るアウトボリューム５４１と連通す
る。これにより、制御室２の圧力が低下し、ニードル１
に下向きに作用する力が、ニードル１に上向きに作用す
る力を下回ると、ニードル本体１１が制御面積変換リン
グ１２とともにリフトを開始する（図２（Ｂ）の時間
２）。
１に所定の駆動電圧を印加すると（図２（Ｂ）の時間
１）、電歪アクチュエータ５１が伸長して大径ピストン
５２が下方に変位する。これに伴い、変位拡大室５３の
圧力が上昇して、小径ピストン５４および弁体３２が下
降し、低圧ポート３３が開放されて、弁室３１が低圧燃
料通路１０４に至るアウトボリューム５４１と連通す
る。これにより、制御室２の圧力が低下し、ニードル１
に下向きに作用する力が、ニードル１に上向きに作用す
る力を下回ると、ニードル本体１１が制御面積変換リン
グ１２とともにリフトを開始する（図２（Ｂ）の時間
２）。
【００２５】ニードル１のリフトにより、制御室２の圧
力は再び上昇し、ニードル１のリフト速度がある一定速
度になると、制御室２に流入、流出する燃料がバランス
して、制御室２の圧力はフィード圧より低い一定圧に維
持される（図２（Ｂ）の時間３〜４）。この間、図２
（Ａ）のａのように、ニードル本体１１と制御面積変換
リング１２は一体に摺動し、ニードル１のリフト速度は
比較的低速となる。
力は再び上昇し、ニードル１のリフト速度がある一定速
度になると、制御室２に流入、流出する燃料がバランス
して、制御室２の圧力はフィード圧より低い一定圧に維
持される（図２（Ｂ）の時間３〜４）。この間、図２
（Ａ）のａのように、ニードル本体１１と制御面積変換
リング１２は一体に摺動し、ニードル１のリフト速度は
比較的低速となる。
【００２６】ニードル１のリフト量が、初期状態におけ
るストッパ面６５と制御面積変換リング１２の間隔Ｌに
相当する中間リフト量となると、図２（Ａ）のｂのよう
に、制御面積変換リング１２がストッパ面６５に当接し
て、リフトが停止する（図２（Ｂ）の時間４）。これ
は、ニードルボリューム４の油圧を受ける制御面積変換
リング１２の面積が減少して、ニードル１に上向きに作
用する力が小さくなるためで、制御室２の油圧が低下し
ても、ニードル１はしばらくの間変位せず、中間リフト
量で保持される（図２（Ｂ）の時間４〜５）。
るストッパ面６５と制御面積変換リング１２の間隔Ｌに
相当する中間リフト量となると、図２（Ａ）のｂのよう
に、制御面積変換リング１２がストッパ面６５に当接し
て、リフトが停止する（図２（Ｂ）の時間４）。これ
は、ニードルボリューム４の油圧を受ける制御面積変換
リング１２の面積が減少して、ニードル１に上向きに作
用する力が小さくなるためで、制御室２の油圧が低下し
ても、ニードル１はしばらくの間変位せず、中間リフト
量で保持される（図２（Ｂ）の時間４〜５）。
【００２７】制御室２の圧力がある一定圧力まで低下す
ると、ニードル１が再びリフトするが（図２（Ｂ）の時
間５）、制御面積変換リング１２の変位がストッパ面６
５で規制されるので、ニードル本体１１のみがリフトす
ることになる。すなわち、油圧を受ける面積が小さくな
るために、図２（Ａ）のｃのように、ニードル１のリフ
ト速度は、制御面積変換リング１２を含む大きな面積で
油圧を受ける場合より高速となる。この時、制御室２の
圧力は、図２（Ａ）のａの状態より低い一定圧に維持さ
れる。ニードル１本体１１が制御室２の頂面に当接する
と、リフトが停止し、制御室２の圧力は再び下降する
（図２（Ｂ）の時間６）。
ると、ニードル１が再びリフトするが（図２（Ｂ）の時
間５）、制御面積変換リング１２の変位がストッパ面６
５で規制されるので、ニードル本体１１のみがリフトす
ることになる。すなわち、油圧を受ける面積が小さくな
るために、図２（Ａ）のｃのように、ニードル１のリフ
ト速度は、制御面積変換リング１２を含む大きな面積で
油圧を受ける場合より高速となる。この時、制御室２の
圧力は、図２（Ａ）のａの状態より低い一定圧に維持さ
れる。ニードル１本体１１が制御室２の頂面に当接する
と、リフトが停止し、制御室２の圧力は再び下降する
（図２（Ｂ）の時間６）。
【００２８】このように、制御面積を２段に変化させる
ことにより、ニードル１のリフトが小さい場合（微少噴
射時）には、制御面積を大きくして（ニードル本体１１
と制御面積変換リング１２）、ニードル１のリフト速度
を小さくすることができる。一方、ニードル１のリフト
が大きい場合（大噴射量時）には、制御面積を小さくし
て（ニードル本体１１のみ）、ニードル１のリフト速度
を大きくすることができる。よって、インオリフィス２
４、アウトオリフィス２２の径が一定で、制御室２の燃
料の流入・流出速度が一定のもとでも、微少噴射時の低
速駆動と、大噴射量時の高速駆動の両立が可能となる。
ことにより、ニードル１のリフトが小さい場合（微少噴
射時）には、制御面積を大きくして（ニードル本体１１
と制御面積変換リング１２）、ニードル１のリフト速度
を小さくすることができる。一方、ニードル１のリフト
が大きい場合（大噴射量時）には、制御面積を小さくし
て（ニードル本体１１のみ）、ニードル１のリフト速度
を大きくすることができる。よって、インオリフィス２
４、アウトオリフィス２２の径が一定で、制御室２の燃
料の流入・流出速度が一定のもとでも、微少噴射時の低
速駆動と、大噴射量時の高速駆動の両立が可能となる。
【００２９】図３は、本発明の第２の実施の形態であ
り、本実施の形態では、制御弁３を設けず、変位拡大室
５３の油圧によって、直接ニードル１を駆動する方式の
燃料噴射弁において、噴射量に応じてニードル駆動速度
を可変とするための構成を示す。図３中、上記図１の燃
料噴射弁の各構成部材と同等の機能を有する部材には同
じ符号を付してあり、以下、上記第１の実施の形態との
相違点を中心に説明する。本実施の形態において、燃料
噴射弁は、電歪アクチュエータ５１および大径ピストン
５２が収容される第１ボディＢ１の下方に、バランスピ
ストン８を収容する第２ボディＢ２、小径ピストン５４
を収容する第３ボディＢ３、スプリング室６５が形成さ
れる第４ボディＢ４およびニードル１を収容する第５ボ
ディＢ５５を配設してなる。
り、本実施の形態では、制御弁３を設けず、変位拡大室
５３の油圧によって、直接ニードル１を駆動する方式の
燃料噴射弁において、噴射量に応じてニードル駆動速度
を可変とするための構成を示す。図３中、上記図１の燃
料噴射弁の各構成部材と同等の機能を有する部材には同
じ符号を付してあり、以下、上記第１の実施の形態との
相違点を中心に説明する。本実施の形態において、燃料
噴射弁は、電歪アクチュエータ５１および大径ピストン
５２が収容される第１ボディＢ１の下方に、バランスピ
ストン８を収容する第２ボディＢ２、小径ピストン５４
を収容する第３ボディＢ３、スプリング室６５が形成さ
れる第４ボディＢ４およびニードル１を収容する第５ボ
ディＢ５５を配設してなる。
【００３０】ニードル１は第５ボディＢ５内に摺動可能
に収容されており、ニードル１の上端は、第４ボディＢ
４のスプリング室６５内に延びている。スプリング室６
５は、低圧燃料通路１０４に連通し、ニードル１上端に
固定したスプリング押さえ６２とスプリング室６５頂面
の間には、スプリング６３が配設されて、ニードル１を
下方に付勢している。また、第３ボディＢ３に収容した
小径ピストン本体５４の先端（下端）が、スプリング室
６５内に延出してニードル１上端のスプリング押さえ６
２に当接している。ニードル１の中間部周りには、高圧
燃料通路１０２に連通する燃料溜まり４３が形成されて
いる。
に収容されており、ニードル１の上端は、第４ボディＢ
４のスプリング室６５内に延びている。スプリング室６
５は、低圧燃料通路１０４に連通し、ニードル１上端に
固定したスプリング押さえ６２とスプリング室６５頂面
の間には、スプリング６３が配設されて、ニードル１を
下方に付勢している。また、第３ボディＢ３に収容した
小径ピストン本体５４の先端（下端）が、スプリング室
６５内に延出してニードル１上端のスプリング押さえ６
２に当接している。ニードル１の中間部周りには、高圧
燃料通路１０２に連通する燃料溜まり４３が形成されて
いる。
【００３１】小径ピストン５４上方には、第２ボディＢ
２内にバランスピストン８が摺動可能に配設してあり、
バランスピストン８の小径とした先端部が小径ピストン
５４上面に当接している。バランスピストン８の上方の
空間は、バランス圧力導入通路８２を介して高圧燃料通
路１０２に連通するバランス圧力室８１としてあり、バ
ランスピストン８を介して、小径ピストン５４およびニ
ードル１に下向きの油圧力を作用させている。ここで、
バランスピストン８の径は、ニードル１の摺動部径と同
じかやや大径とし、開弁時にニードル１に作用する上向
きの油圧力とほぼバランスするようにするとよい。
２内にバランスピストン８が摺動可能に配設してあり、
バランスピストン８の小径とした先端部が小径ピストン
５４上面に当接している。バランスピストン８の上方の
空間は、バランス圧力導入通路８２を介して高圧燃料通
路１０２に連通するバランス圧力室８１としてあり、バ
ランスピストン８を介して、小径ピストン５４およびニ
ードル１に下向きの油圧力を作用させている。ここで、
バランスピストン８の径は、ニードル１の摺動部径と同
じかやや大径とし、開弁時にニードル１に作用する上向
きの油圧力とほぼバランスするようにするとよい。
【００３２】バランスピストン８の下方には、第２、第
３ボディＢ２、Ｂ３の衝合部に中間圧室７が形成されて
いる。中間圧室７には、バランスピストン８周囲のクリ
アランスを介してバランス圧力室８１から燃料が流入す
るとともに、中間圧出口ピン７４周囲のクリアランスを
経て低圧燃料通路１０４へ燃料が流出するようになって
おり、バランスピストン８および中間圧出口ピン７４周
囲のクリアランスを適切に設定することにより、所定の
中間圧に保持される。
３ボディＢ２、Ｂ３の衝合部に中間圧室７が形成されて
いる。中間圧室７には、バランスピストン８周囲のクリ
アランスを介してバランス圧力室８１から燃料が流入す
るとともに、中間圧出口ピン７４周囲のクリアランスを
経て低圧燃料通路１０４へ燃料が流出するようになって
おり、バランスピストン８および中間圧出口ピン７４周
囲のクリアランスを適切に設定することにより、所定の
中間圧に保持される。
【００３３】本実施の形態では、小径ピストン５４を、
ニードル１を駆動するピストン本体５４ａと、その上端
の大径部５４ｃ外周に摺動可能に設けられる変位拡大率
変換リング５４ｂにて構成する。変位拡大率変換リング
５４ｂ下方の空間は、第２変位拡大室５６としてあり、
第２、第３ボディＢ２、Ｂ３内に形成した変位拡大室連
通路５５を介して、第１ボディＢ１下端部の変位拡大室
５３と連通している。従って、第２変位拡大室５６に
は、中間圧室７からチェック弁７１および変位拡大室５
３を介して所定の中間圧に制御された燃料が導入され
て、小径ピストン５４に上向きの油圧力を作用させてい
る。変位拡大率変換リング５４ｂの下端縁には、ピスト
ン本体５４ａの大径部５４ｃ下面に当接するフランジ５
４ｄが設けられ、第２変位拡大室５６内に配設された皿
バネ５６１が、変位拡大率変換リング５４ｂを上方に付
勢している。
ニードル１を駆動するピストン本体５４ａと、その上端
の大径部５４ｃ外周に摺動可能に設けられる変位拡大率
変換リング５４ｂにて構成する。変位拡大率変換リング
５４ｂ下方の空間は、第２変位拡大室５６としてあり、
第２、第３ボディＢ２、Ｂ３内に形成した変位拡大室連
通路５５を介して、第１ボディＢ１下端部の変位拡大室
５３と連通している。従って、第２変位拡大室５６に
は、中間圧室７からチェック弁７１および変位拡大室５
３を介して所定の中間圧に制御された燃料が導入され
て、小径ピストン５４に上向きの油圧力を作用させてい
る。変位拡大率変換リング５４ｂの下端縁には、ピスト
ン本体５４ａの大径部５４ｃ下面に当接するフランジ５
４ｄが設けられ、第２変位拡大室５６内に配設された皿
バネ５６１が、変位拡大率変換リング５４ｂを上方に付
勢している。
【００３４】小径ピストン５４は、第２変位拡大室５６
の圧力の増加によって上昇し、ニードル１をリフトさせ
る。ここで、変位拡大率変換リング５４ｂの上面は、ス
トッパ面８３となる第２ボディＢ２下面と、所定間隔Ｌ
をおいて対向しており、従って、所定の間隔Ｌまでは、
小径ピストン５４のピストン本体５４ａと変位拡大率変
換リング５４ｂが一体にリフトするが、変位拡大率変換
リング５４ｂがストッパ面８３に当接すると、それ以降
はピストン本体５４ａのみがリフトすることになる。こ
のように、本実施の形態では、小径ピストン本体５４に
よる変位拡大率を２段に変化することにより、ニードル
１のリフト速度を可変とする。
の圧力の増加によって上昇し、ニードル１をリフトさせ
る。ここで、変位拡大率変換リング５４ｂの上面は、ス
トッパ面８３となる第２ボディＢ２下面と、所定間隔Ｌ
をおいて対向しており、従って、所定の間隔Ｌまでは、
小径ピストン５４のピストン本体５４ａと変位拡大率変
換リング５４ｂが一体にリフトするが、変位拡大率変換
リング５４ｂがストッパ面８３に当接すると、それ以降
はピストン本体５４ａのみがリフトすることになる。こ
のように、本実施の形態では、小径ピストン本体５４に
よる変位拡大率を２段に変化することにより、ニードル
１のリフト速度を可変とする。
【００３５】図４（Ｂ）は、電歪アクチュエータ５１を
駆動した時の、第２変位拡大室５６の圧力変化と、ピス
トン本体５４ａおよび変位拡大率変換リング５４ｂのリ
フト量の関係を、図４（Ａ）のａ〜ｃは、図４（Ｂ）の
ａ〜ｃ点における各部の状態を示すものである。電歪ア
クチュエータ５１に通電しない初期状態においては、変
位拡大室５３および第２変位拡大室５６は所定の中間圧
に保たれており、ニードル１に下向きに作用する中間圧
室７およびバランス圧力室８１の油圧力とスプリング６
３のバネ力が、ニードル１に上向きに作用する第２変位
拡大室５６および燃料溜まり４３の油圧力を上回って、
噴孔１１は閉鎖されている。
駆動した時の、第２変位拡大室５６の圧力変化と、ピス
トン本体５４ａおよび変位拡大率変換リング５４ｂのリ
フト量の関係を、図４（Ａ）のａ〜ｃは、図４（Ｂ）の
ａ〜ｃ点における各部の状態を示すものである。電歪ア
クチュエータ５１に通電しない初期状態においては、変
位拡大室５３および第２変位拡大室５６は所定の中間圧
に保たれており、ニードル１に下向きに作用する中間圧
室７およびバランス圧力室８１の油圧力とスプリング６
３のバネ力が、ニードル１に上向きに作用する第２変位
拡大室５６および燃料溜まり４３の油圧力を上回って、
噴孔１１は閉鎖されている。
【００３６】この初期状態から、電歪アクチュエータ５
１に所定の駆動電圧を印加すると（図４（Ｂ）の時間
１）、電歪アクチュエータ５１が伸長して大径ピストン
５２が下方に変位し、これに伴って変位拡大室５３およ
び第２変位拡大室５６の圧力が上昇する。第２変位拡大
室５６の圧力が所定圧に達すると、ニードル１に下向き
に作用する力が上向きに作用する力を下回って、小径ピ
ストン５４がリフトを開始する。（図４（Ｂ）の時間
２）。この時、図４（Ａ）のａのように、ピストン本体
５４ａと変位拡大率変換リング５４ｂは一体にリフトす
るため、小径ピストン５４およびニードル１のリフト速
度は比較的低速となる。第２変位拡大室５６の圧力は一
定圧に維持される。
１に所定の駆動電圧を印加すると（図４（Ｂ）の時間
１）、電歪アクチュエータ５１が伸長して大径ピストン
５２が下方に変位し、これに伴って変位拡大室５３およ
び第２変位拡大室５６の圧力が上昇する。第２変位拡大
室５６の圧力が所定圧に達すると、ニードル１に下向き
に作用する力が上向きに作用する力を下回って、小径ピ
ストン５４がリフトを開始する。（図４（Ｂ）の時間
２）。この時、図４（Ａ）のａのように、ピストン本体
５４ａと変位拡大率変換リング５４ｂは一体にリフトす
るため、小径ピストン５４およびニードル１のリフト速
度は比較的低速となる。第２変位拡大室５６の圧力は一
定圧に維持される。
【００３７】図４（Ａ）のｂのように、変位拡大率変換
リング５４ｂがストッパ面８３に当接すると、小径ピス
トン５４およびニードル１のリフトが停止する（図４
（Ｂ）の時間３）。これは、変位拡大室５６の油圧を受
ける小径ピストン５４の面積が減少して、小径ピストン
５４に上向きに作用する力が減少するためで、変位拡大
室５６の油圧が上昇しても、小径ピストン５４は変位せ
ず、ニードル１は変位拡大率変換リング５４ｂとストッ
パ面８３の間隔Ｌに相当する中間リフト量で保持され
る。
リング５４ｂがストッパ面８３に当接すると、小径ピス
トン５４およびニードル１のリフトが停止する（図４
（Ｂ）の時間３）。これは、変位拡大室５６の油圧を受
ける小径ピストン５４の面積が減少して、小径ピストン
５４に上向きに作用する力が減少するためで、変位拡大
室５６の油圧が上昇しても、小径ピストン５４は変位せ
ず、ニードル１は変位拡大率変換リング５４ｂとストッ
パ面８３の間隔Ｌに相当する中間リフト量で保持され
る。
【００３８】変位拡大室５６の油圧が十分上昇すると、
小径ピストン５４およびニードル１は再びリフトし始め
るが、図４（Ａ）のｃのように、変位拡大率変換リング
５４ｂの変位がストッパ面８３で規制されるので、ピス
トン本体５４ａのみがリフトすることになる。すなわ
ち、変位拡大室５６の油圧を受ける面積が小さくなるた
めに、小径ピストン５４およびニードル１のリフト速度
は、変位拡大率変換リング５４ｂを含む大きな面積で油
圧を受ける場合より高速となる。この時、第２変位拡大
室５６の圧力は、図４（Ａ）のａの状態より高い一定圧
に維持される。
小径ピストン５４およびニードル１は再びリフトし始め
るが、図４（Ａ）のｃのように、変位拡大率変換リング
５４ｂの変位がストッパ面８３で規制されるので、ピス
トン本体５４ａのみがリフトすることになる。すなわ
ち、変位拡大室５６の油圧を受ける面積が小さくなるた
めに、小径ピストン５４およびニードル１のリフト速度
は、変位拡大率変換リング５４ｂを含む大きな面積で油
圧を受ける場合より高速となる。この時、第２変位拡大
室５６の圧力は、図４（Ａ）のａの状態より高い一定圧
に維持される。
【００３９】ピストン本体５４ａ上方のバランスピスト
ン８がバランス圧力室８１の頂面に当接すると、小径ピ
ストン５４およびニードル１のリフトが停止し、変位拡
大室５６の油圧が再び上昇する。このように、本実施の
形態では、ニードル１すなわち小径ピストン５４のリフ
トが小さい場合（微小噴射時）には、ピストン本体５４
ａと変位拡大率変換リング５４ｂ両者の大きな面積で、
変位拡大室５６の油圧を受けて変位拡大率を小さくし、
ニードル１の移動速度を小さくできる。一方、ニードル
１すなわち小径ピストン５４のリフトが大きい場合（大
噴射量時）には、ピストン本体５４ａのみの小さな面積
で、変位拡大室５６の油圧を受けて、変位拡大率を大き
くすることにより、ニードル１の移動速度を大きくでき
る。このように、小径ピストン５４の変位拡大率を２段
に変化させることによっても、微小噴射時のニードル１
の低速駆動と、大噴射量時ニードル１の高速駆動を両立
できる。
ン８がバランス圧力室８１の頂面に当接すると、小径ピ
ストン５４およびニードル１のリフトが停止し、変位拡
大室５６の油圧が再び上昇する。このように、本実施の
形態では、ニードル１すなわち小径ピストン５４のリフ
トが小さい場合（微小噴射時）には、ピストン本体５４
ａと変位拡大率変換リング５４ｂ両者の大きな面積で、
変位拡大室５６の油圧を受けて変位拡大率を小さくし、
ニードル１の移動速度を小さくできる。一方、ニードル
１すなわち小径ピストン５４のリフトが大きい場合（大
噴射量時）には、ピストン本体５４ａのみの小さな面積
で、変位拡大室５６の油圧を受けて、変位拡大率を大き
くすることにより、ニードル１の移動速度を大きくでき
る。このように、小径ピストン５４の変位拡大率を２段
に変化させることによっても、微小噴射時のニードル１
の低速駆動と、大噴射量時ニードル１の高速駆動を両立
できる。
【図１】本発明の第１の実施の形態の燃料噴射弁の全体
断面図である。
断面図である。
【図２】（Ａ）は第１の実施の形態の作動を説明するた
めの燃料噴射弁の要部断面図、（Ａ）は第１の実施の形
態の構成における制御室圧力と制御面積変換リングおよ
びニードル本体のリフト量の関係を示す図である。
めの燃料噴射弁の要部断面図、（Ａ）は第１の実施の形
態の構成における制御室圧力と制御面積変換リングおよ
びニードル本体のリフト量の関係を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の燃料噴射弁の全体
断面図である。
断面図である。
【図４】（Ａ）は第２の実施の形態の作動を説明するた
めの燃料噴射弁の要部断面図、（Ａ）は第２の実施の形
態の構成における変位拡大室圧力と変位拡大率変換リン
グおよびピストン本体のリフト量の関係を示す図であ
る。
めの燃料噴射弁の要部断面図、（Ａ）は第２の実施の形
態の構成における変位拡大室圧力と変位拡大率変換リン
グおよびピストン本体のリフト量の関係を示す図であ
る。
Ｂ１〜Ｂ５ ボディ
１ ニードル
１１ ニードル本体
１２ 制御面積変換リング
１３ 拡径部
２ 制御室
２１ アウトオリフィス通路
２２ アウトオリフィス
２３ インオリフィス通路
２４ インオリフィス
３ 制御弁
３１ 弁室
３２ 弁体
３３ 低圧ポート
４ ニードルボリューム（ニードル室）
４１ 摺動穴
４２ 噴孔
４３ 燃料溜まり
５１ 電歪アクチュエータ（アクチュエータ）
５２ 大径ピストン
５３ 変位拡大室
５４ 小径ピストン（ピストン部材）
５４ａ ピストン本体
５４ｂ 変位拡大率変換リング
５４ｃ 大径部
５４ｄ フランジ部
５５ 変位拡大室連通路
５６ 第２変位拡大室
６ ニードルガイド部材
６１ 自動調芯リング
６２ スプリング押さえ
６３、６４ スプリング
７ 中間圧室
８ バランスピストン
８１ バランス圧力室
１０１ 高圧燃料入口
１０２ 高圧燃料通路
１０３ 低圧燃料出口
１０４ 低圧燃料通路（低圧通路）
フロントページの続き
(72)発明者 大島 健司
愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式
会社日本自動車部品総合研究所内
(72)発明者 加藤 正明
愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式
会社デンソー内
(72)発明者 渡辺 義正
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自
動車株式会社内
(56)参考文献 特開 平11−82221（ＪＰ，Ａ)
米国特許5779149（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02M 47/00
F02M 47/02
F02M 61/10
Claims (4)
- 【請求項１】 噴孔を開閉するニードルに閉弁方向の圧
力を作用させる制御室と、上記制御室と低圧燃料通路の
間を開閉して上記制御室の圧力を増減させる制御弁と、
上記制御弁を開弁駆動して上記制御室の圧力を低下させ
ることにより上記ニードルをリフトさせるアクチュエー
タとを備える燃料噴射弁において、上記ニードルの上半
部周りに高圧燃料通路に連通するニードル室を設け、該
ニードル室の上端部に配設した筒状のニードルガイド部
材に上記ニードルの上端部を油密かつ摺動可能に挿通し
て、上記ニードルガイド部材と上記ニードルの上端部と
で囲まれる空間を上記制御室とするとともに、上記ニー
ドルを、ニードル本体とその上端部外周に摺動可能に設
けられ外周面が上記ニードルガイド部材の内周面に当接
する制御面積変換リングとで構成し、かつ上記制御面積
変換リングの上方に所定の間隔をおいて対向するストッ
パ部を設けて、上記ニードルのリフト時に、上記所定の
間隔に対応する中間リフト量までは上記ニードル本体と
上記制御面積変換リングが一体でリフトし、それ以降は
上記ニードル本体のみがリフトするようにしたことを特
徴とする燃料噴射弁。 - 【請求項２】 上記アクチュエータの変位に応じて圧力
を増減させる変位拡大室と、上記変位拡大室の圧力増加
に伴い下降して上記制御弁の弁体を開弁するピストン部
材を有する請求項１記載の燃料噴射弁。 - 【請求項３】 上記ニードル本体の上端を上記制御面積
変換リングの上面から突出させて段付きに拡径する拡径
部とした請求項１または２記載の燃料噴射弁。 - 【請求項４】 噴孔を開閉するニードルと、アクチュエ
ータの変位に応じて圧力を増減させる変位拡大室と、上
記変位拡大室の圧力増加に伴い変位して上記ニードルを
リフトさせるピストン部材とを備える燃料噴射弁におい
て、上記ピストン部材を、ピストン本体とその上端部外
周に摺動可能に設けた変位拡大率変換リングとで構成
し、かつ上記変位拡大率リングのリフト方向に所定の間
隔をおいて対向するストッパ部を設けて、上記ニードル
のリフト時に、上記所定の間隔に対応する中間リフト量
までは上記ピストン本体と上記変位拡大率リングが一体
でリフトし、それ以降は上記ピストン本体のみがリフト
するようにしたことを特徴とする燃料噴射弁。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001129201A JP3527214B2 (ja) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | 燃料噴射弁 |
| DE10218546A DE10218546B4 (de) | 2001-04-26 | 2002-04-25 | Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Anheben eines Nadelventils mit variabler Geschwindigkeit |
| FR0205213A FR2824111B1 (fr) | 2001-04-26 | 2002-04-25 | Injecteur de carburant travaillant pour actionner une soupape a aiguille a vitesse variable |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001129201A JP3527214B2 (ja) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | 燃料噴射弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002322962A JP2002322962A (ja) | 2002-11-08 |
| JP3527214B2 true JP3527214B2 (ja) | 2004-05-17 |
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ID=18977763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001129201A Expired - Fee Related JP3527214B2 (ja) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | 燃料噴射弁 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3527214B2 (ja) |
| DE (1) | DE10218546B4 (ja) |
| FR (1) | FR2824111B1 (ja) |
Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
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| FR2894631A1 (fr) * | 2005-12-13 | 2007-06-15 | Renault Sas | Injecteur a vitesse de levee de soupape a aiguille variable et moteur comprenant un tel injecteur |
| DE102006062216A1 (de) | 2006-12-22 | 2008-06-26 | Robert Bosch Gmbh | Kraftstoffinjektor |
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|---|---|---|---|---|
| US5156132A (en) * | 1989-04-17 | 1992-10-20 | Nippondenso Co., Ltd. | Fuel injection device for diesel engines |
| JPH0436062A (ja) * | 1990-05-31 | 1992-02-06 | Nippondenso Co Ltd | 内燃機関の燃料噴射弁 |
| US5779149A (en) | 1996-07-02 | 1998-07-14 | Siemens Automotive Corporation | Piezoelectric controlled common rail injector with hydraulic amplification of piezoelectric stroke |
| DE19826791A1 (de) * | 1998-06-16 | 1999-12-23 | Bosch Gmbh Robert | Ventilsteuereinheit für ein Kraftstoffeinspritzventil |
| DE19946827C1 (de) * | 1999-09-30 | 2001-06-21 | Bosch Gmbh Robert | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten |
-
2001
- 2001-04-26 JP JP2001129201A patent/JP3527214B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-04-25 FR FR0205213A patent/FR2824111B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 2002-04-25 DE DE10218546A patent/DE10218546B4/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE10218546A1 (de) | 2002-11-21 |
| DE10218546B4 (de) | 2005-03-17 |
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| FR2824111A1 (fr) | 2002-10-31 |
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