JP3851194B2

JP3851194B2 - Fuel injection valve

Info

Publication number: JP3851194B2
Application number: JP2002074390A
Authority: JP
Inventors: 二郎高木; 義正渡辺; 和広大前
Original assignee: Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 2002-03-18
Filing date: 2002-03-18
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2022-03-18
Also published as: JP2003269283A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料噴射弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料噴射弁は、内燃機関等へ燃料を供給するために使用され、一般的に、燃料噴射弁本体内を軸線方向に移動可能な噴孔用弁体を具備している。噴孔用弁体は、噴孔を開閉するための先端部と、先端部の反対側に位置する基部とを有し、閉弁時にはこの基部へ圧力室内の高燃料圧力が作用している。
【０００３】
米国特許第５７７９１４９号には、噴孔用弁体を開閉させるために電歪アクチュエータを使用することが開示されている。この従来技術において、電歪アクチュエータの押圧力は、直接的に噴孔用弁体を開閉させるのではなく、圧力室内に配置された制御弁体を開閉させる。電歪アクチュエータの押圧力によって制御弁体が開弁されれば、圧力室内の燃料が燃料タンク等へ戻されて圧力室内の燃料圧力が低下し、噴孔用弁体の先端部には依然として高燃料圧力が作用するのに対して噴孔用弁体の基部に作用する圧力が低下することとなり、この圧力差により噴孔用弁体を閉弁方向に付勢する閉弁スプリングに逆らって噴孔用弁体は開弁方向に移動し、噴孔が開放される。
【０００４】
一方、電歪アクチュエータの押圧力を無くすことにより制御弁体がスプリン等により閉弁されれば、制御室内へ流入する高圧燃料により圧力室内の燃料圧力が高まって噴孔用弁体の先端部に作用する燃料圧力と基部に作用する燃料圧力との圧力差が無くなり、閉弁スプリングにより噴孔用弁体は閉弁方向に移動し、噴孔が閉鎖される。
【０００５】
このようにして噴孔用弁体の開弁のために圧力室内の圧力を低下させると、開弁毎に圧力室において高圧燃料が比較的多く消費されることとなり、それにより、燃料噴射弁へ高圧燃料を供給するための蓄圧室では燃料噴射に使用される以上に多量に燃料を加圧しなければならず、高圧ポンプの大型化が必要となる。
【０００６】
燃料噴射弁において、燃料噴射以外の高圧燃料消費を低減するために、例えば、電歪アクチュエータの押圧力を開弁方向において噴孔用弁体へ直接的に作用させることが考えられる。この構成では、圧力室内は常に高圧燃料によって満たされて噴孔用弁体には圧力室内の高燃料圧力が閉弁方向に作用している。それにより、前述同様に、この閉弁方向の高燃料圧力によって噴孔用弁体の先端部に開弁方向に作用する高燃料圧力が相殺され、噴孔用弁体は閉弁スプリングにより閉弁される。
【０００７】
噴孔用弁体を開弁させる際には、流体室を使用して、電歪アクチュエータにより閉弁スプリング力を上回る押圧力を開弁方向において噴孔用弁体へ作用させる。それにより、噴孔用弁体に作用する開弁方向の全押圧力が開弁方向の全押圧力より上回って噴孔用弁体は開弁される。
【０００８】
このような構成によれば、電歪アクチュエータを伸張及び収縮させて電歪アクチュエータと連動するピストンにより流体室の容積を減少及び増加して流体室内の圧力を上下させることにより、噴孔用弁体を開弁及び閉弁させることができる。こうして、噴孔用弁体の開弁に際して圧力室において燃料が消費されることはない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
流体室は、噴孔用弁体に開弁方向の押圧力を作用させるために噴孔用弁体に接している。噴孔用弁体は摺動面を有するために、噴孔用弁体を開弁させるべく流体室内の圧力を高めた際には、この摺動面等を介してどうしても流体室から流体漏れが発生してしまう。この流体漏れは僅かであるが、流体室内の圧力を低下させた際に、その分の流体を補充しないと、次回の噴孔用弁体の開弁に際して、流体室内の圧力を十分に高めることができなくなる。
【００１０】
燃料噴射弁を小型化するために、噴孔用弁体とアクチュエータとは燃料噴射弁の軸線方向に沿って配置されることが多く、流体室は、アクチュエータ側部分と、噴孔用弁体側部分と、これらを連通する連通部分とから構成される。このような流体室において、流体室内の圧力を低下させる際に、流体室の任意の部分へ流体を補充するようにすると、流体室内の燃料圧力が十分に低下せずに噴孔用弁体が閉弁しないことがある。
【００１１】
従って、本発明の目的は、噴孔用弁体に接する流体室を有し、アクチュエータによって流体室の容積を減少及び増加させて流体室内の圧力を上下させることにより噴孔用弁体を開閉させる燃料噴射弁において、流体室からの流体漏れに対して良好な流体補充を実施して噴孔用弁体の確実な開弁及び閉弁を実現可能とすることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明による請求項１に記載の燃料噴射弁は、噴孔用弁体に接する流体室を有し、アクチュエータによって前記流体室の容積を減少及び増加させて前記流体室内の圧力を上下させることにより前記噴孔用弁体を開閉させる燃料噴射弁において、前記流体室は、アクチュエータ側部分と、噴孔用弁体側部分と、前記アクチュエータ側部分と前記噴孔用弁体側部分とを連通する連通部分とを有し、前記流体室へ流体を補充するための補充通路は、前記流体室への流体流れのみを許容する逆止弁とオリフィスとを有して前記噴孔用弁体側部分へ接続されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明による請求項２に記載の燃料噴射弁は、請求項１に記載の燃料噴射弁において、前記アクチュエータは、シリンダ孔内を摺動するピストンを介して前記流体室の容積を減少及び増加させ、前記シリンダ孔の先端側には前記流体室のアクチュエータ側部分が形成され、前記シリンダ孔の基端側にはダンパ室が形成され、前記ダンパ室は、前記噴孔用弁体の先端部へ噴射燃料を供給するための高圧燃料通路へオリフィス部を介して連通していることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による燃料噴射弁を示す断面図である。本燃料噴射弁は、例えば、ディーゼルエンジン又は筒内噴射式火花点火内燃機関の気筒内へ直接的に燃料を噴射するために、各気筒共通の蓄圧室において加圧された高圧燃料を噴射するものである。もちろん、本燃料噴射弁は気筒内以外の例えば吸気ポートへ燃料を噴射するのにも使用可能である。１は本燃料噴射弁の本体であり、内部に複数の燃料通路等を加工可能なように中心軸線に沿って七分割されている。
【００１５】
最も先端側に位置する第一本体部分１ａには、先端において噴孔２が形成されると共に噴孔２へ通じる高圧燃料通路３の一部が形成され、また、噴孔２を開閉するための噴孔用弁体４の摺動孔５が形成されている。噴孔用弁体４は、先端部により噴孔２の上流側において高圧燃料通路３を閉鎖可能となっている。次いで先端側に位置する第二本体部分１ｂには、噴孔用弁体４を閉弁方向に付勢するための閉弁スプリング６を収納するためのスプリング室７が、第一本体部分１ａにおける摺動孔５と同心状に形成されている。噴孔用弁体４は、スプリング室７内において細径とされ、こうして形成された段部に、調芯リング８を介して閉弁スプリングが当接している。また、第二本体部分１ｂには高圧燃料通路３の一部が形成されている。
【００１６】
噴孔用弁体４は、前述したように、中央部が細径とされ、組み立てを可能とするために、細径部分において二分割されている。次いで先端側に位置する第三本体部分１ｃには、噴孔用弁体４の二分割された残り一部における細径部分と太径部分とが、それぞれに摺動する摺動孔９及び１０が、スプリング室７と同心状に形成されている。また、第三本体部分１ｃには高圧燃料通路３の一部が形成されている。
【００１７】
次いで先端側に位置する第四本体部分１ｄには、第三本体部分１ｃに形成された摺動孔９及び１０内を摺動する噴孔用弁体４の残り一部に当接する高圧ピストン１１が摺動するシリンダ孔１２が、噴孔用弁体４の摺動孔９及び１０に同心状に形成されている。また、第四本体部分１ｄには高圧燃料通路３の一部が形成され、噴孔用弁体４との当接側とは反対側において、高圧ピストン１２には高圧燃料通路３内の高燃料圧力が作用するようになっている。それにより、噴孔用弁体４は、高圧ピストン１１を介して高圧燃料による閉弁方向の押圧力が作用し、また、噴孔２に通じる高圧燃料通路によって高圧燃料による開弁方向の押圧力も作用する。第一本体部分１ａの摺動孔５内における噴孔用弁体４の外径Ａ１と高圧ピストン１１の外径Ａ２とは等しくされているために、高圧燃料による閉弁方向の押圧力と開弁方向の押圧力とは等しくされている。
【００１８】
次いで先端側に位置する第五本体部分１ｅには、高圧燃料通路３の一部と、低圧燃料通路１３の一部と、電歪アクチュエータ１４を収納するためのアクチュエータ室１５と、電歪アクチュエータ１４が当接する押圧ピストン１６が摺動するためのシリンダ孔１７とが形成されている。押圧ピストン１６の中央部は細径とされ、この細径部回りには、押圧ピストン１６を電歪アクチュエータ１４側へ付勢する戻しスプリング１８が、第五本体部分１ｅの段部と押圧ピストン１６の段部との間にワッシャ１９及び調芯リング２０を介して配置されている。
【００１９】
第五本体部分１ｅにおいて、高圧燃料通路３は、燃料噴射弁外部へ開口し、例えば、各気筒の燃料噴射弁に共通の蓄圧室へ接続され、蓄圧室内において高圧ポンプによって加圧された高圧燃料が供給される。一方、低圧燃料通路１３も、燃料噴射弁外部へ開口し、例えば、燃料タンク等の大気圧部へ接続され、低圧燃料通路１３内の燃料圧力を大気圧としている。押圧ピストン１６の戻しスプリング１８回りの空間は低圧燃料通路１３に接続され、低圧燃料によって満たされている。２２は押圧ピストン１６の周囲溝に嵌合させたＯリングであり、このＯリング２２によって低圧燃料がアクチュエータ室１５内へ流入することが防止される。基端側に位置する第六本体部分１ｆは電歪アクチュエータ１４に当接する調芯プレート２１の側面を支持し、さらに基端側に位置する第七本体部分１ｇは調芯プレート２１の端面を支持してアクチュエータ室１５を閉鎖している。先端側の五つの本体部分１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅは、ケース２３によって互いに油密に接合され、また、基端側の二つの本体部分１ｆ，１ｇは第五本体部分１ｅにケース２４によって接合されている。
【００２０】
押圧ピストン１６が摺動するシリンダ孔１７において、押圧ピストン１６の電歪アクチュエータ１４が当接する基端側とは反対側の先端側には、流体室のアクチュエータ側部分２５ａが形成され、このアクチュエータ側部分２５ａは、第三本体部分１ｃにおいて、噴孔用弁体４の細径部分回りにおいて太径部分に接する流体室の噴孔用弁体側部分２５ｂへ連通部分２５ｃによって連通されている。
【００２１】
高圧燃料通路３は、連通路２６によって低圧燃料通路１３に連通されている。但し、連通路２６には、高圧燃料通路３側の第一ピン部材２７及び低圧燃料通路１３側の第二ピン部材２８が挿入されており、高圧燃料通路３の高圧燃料は、第一ピン部材２７回りの僅かな隙間及び第二ピン部材２８回りの僅かな隙間を通り低圧燃料通路１３へ流出するために、第一ピン部材２７と第二ピン部材２８との間における連通路２６内の燃料圧力は、高圧燃料通路３内の高燃料圧力と低圧燃料通路１３内の低燃料圧力との間の中間圧力となる。
【００２２】
中間圧力の燃料は、第二本体部分１ｂに形成された噴孔用弁体４のスプリング室７へ供給されると共に、第四本体部分１ｄにおいて、高圧ピストン１１と噴孔用弁体４との互いの当接面へ供給される。また、中間圧力の燃料は補充通路２９へも供給され、この補充通路２９は、流体室の噴孔用弁体側部分２５ｂへ中間圧力の燃料を補充するように、噴孔用弁体側部分２５ｂ方向への燃料流れのみを供給する逆止弁３０を有し、逆止弁３０下流側のオリフィス３１を介して流体室の噴孔用弁体側部分２５ｂに接続されている。
【００２３】
第一ピン部材２７及び第二ピン部材２８の周囲には周方向に延在する溝２７ａ及び２８ａが形成されている。それにより、蓄圧室から高圧燃料通路３へ供給された加圧燃料に微細な異物等が混入していても加圧燃料が連通路２６内において第一ピン部材２７及び第二ピン部材２８回りを通過する際に、この異物は溝２７ａ及び２８ａにより捕集され、中間圧力の燃料及び低圧の燃料が供給される各室へ異物等が侵入することはない。
【００２４】
このように構成された燃料噴射弁において、噴孔用弁体４には、前述したように、高圧燃料通路３内の高圧燃料によって開弁方向の押圧力が直接的に作用し、また、高圧ピストン１２を介して高圧燃料による同じ大きさの押圧力が閉弁方向に作用している。また、スプリング室７内において、中間圧力の燃料が閉弁方向へ細径部分（直径Ａ３）回りの太径部分（直径Ａ１）に作用し、流体室の噴孔用弁体側部分２５ｂにおいては、中間圧力の燃料が開弁方向へ細径部分（直径Ａ３）回りの太径部分（直径Ａ１）に作用している。こうして、噴孔用弁体４における中圧燃料の受圧面積は、閉弁方向及び開弁方向において等しい。
【００２５】
高圧燃料及び中圧燃料による開弁方向の押圧力と閉弁方向の押圧力とは釣り合うが、噴孔用弁体４には、さらに、スプリング室７内の閉弁スプリング６によって閉弁方向の押圧力がもたらされるために、電歪アクチュエータ１４の収縮状態において噴孔用弁体４は閉弁され、噴孔２を介しての燃料噴射は中止される。一旦、噴孔用弁体４が閉弁されれば、シート部下流側において噴孔用弁体４には高燃料圧力が作用しなくなるために、高圧燃料による開弁方向の押圧力は低下し、噴孔用弁体４の閉弁は確実に維持される。
【００２６】
燃料噴射を開始するためには、電歪アクチュエータ１４へ電圧を印加して電歪アクチュエータ１４を伸張させる。それにより、押圧ピストン１６によって流体室の容積が減少するために、当初中間圧力である流体室内の燃料圧力が上昇し、流体室の噴孔用弁体側部分２５ｂにおいて噴孔用弁体２５に作用する開弁方向の押圧力が、閉弁スプリング８による閉弁方向の押圧力に高圧燃料による開弁方向の押圧力の低下分を加えた閉弁を維持するための押圧力を越えて高まった時に、噴孔用弁体４は開弁され、高圧燃料通路３内の高圧燃料が噴孔２を介して噴射される。
【００２７】
図２は流体室近傍を示す概略図であり、（Ａ）は噴孔用弁体４の開弁時、（Ｂ）は噴孔用弁体４の閉弁時をそれぞれ示している。開弁させた噴孔用弁体４を閉弁させるためには、電圧印加を停止して電歪アクチュエータ１４を収縮させる。それにより、押圧ピストン１６は、戻しスプリング１８によって電歪アクチュエータ１４の収縮に追従して移動し、図２（Ｂ）に示すように、流体室のアクチュエータ側部分２５ａの容積を増加させる。容積の増加によって流体室内の燃料圧力が低下すれば、前述したように、噴孔用弁体４に全体的に作用する開弁方向の押圧力が、少なくとも閉弁スプリング６の分だけ開弁方向の押圧力より大きくなり、噴孔用弁体４は閉弁される。
【００２８】
流体室の噴孔用弁体側部分２５ｂは摺動する噴孔用弁体４に接しており、また、流体室のアクチュエータ側部分２５ａは摺動する押圧ピストン１６に接している。それにより、噴孔用弁体４の開弁時において容積を減少させて流体室の圧力を高めた際には、噴孔用弁体４及び押圧ピストン１６の摺動面を介して、どうしても燃料漏れが発生してしまう。それにより、噴孔用弁体４を閉弁させるために、電歪アクチュエータ１４を収縮させて流体室の容積を増加させた時に、そのままでは流体室内の圧力は中間圧力より低下し、次いで、電歪アクチュエータ１４を伸張させて流体室の容積を減少させても流体室内の圧力を十分に高めることができず、噴孔用弁体４を開弁させることができなくなる可能性がある。
【００２９】
これを防止するためには、流体室の容積を増加させる際に、漏れ分の燃料を流体室へ補充することが必要となる。しかしながら、例えば、流体室のアクチュエータ側部分２５ａへ燃料を補充するようにすると、電歪アクチュエータ１４の収縮によって流体室のアクチュエータ側部分２５ａの容積が増加した時に、必要以上の燃料がアクチュエータ側部分２５ａへ補充されて、流体室内の圧力が十分に低下せず、それにより、流体室の燃料噴射弁側部分２５ｂからアクチュエータ側部分２５ａへ十分に燃料が流出せずに噴孔用弁体４が良好に閉弁しないことがある。
【００３０】
本燃料噴射弁においては、前述したように、補充通路２９が流体室の噴孔用弁体側部分２５ｂへオリフィス３１を介して燃料を補充するようになっており、それにより、電歪アクチュエータ１４を収縮させた際に、流体室の噴孔用弁体側部分２５ｂから燃料が十分に流出して噴孔用弁体側部分２５ｂ内の圧力が十分に低下した後に、補充通路２９を介して徐々に中間圧力の燃料が噴孔用弁体側部分２５ｂへ補充される。こうして必要以上の燃料が補充されることはなく、噴孔用弁体４の良好な閉弁を保証することができる。
【００３１】
本燃料噴射弁において、流体室内の燃料圧力は、大気圧より高圧の中間圧力としているために、前述したように流体室から燃料漏れが発生しても噴孔用弁体４を閉弁させるために流体室の容積を増加させる際に、流体室内の圧力が負圧となることはない。もし、流体室内が負圧となると燃料内の空気が析出し、流体室の容積を減少させても流体室内の圧力を十分に高めることができなくなる。本燃料噴射弁では、このような問題は発生しない。
【００３２】
図３は図１に示す燃料噴射弁の変形例を示している。図１との違いを説明するために必要な部材に関しては符号を付けて説明するが、その他の部材に関しては図１に示す燃料噴射弁と同様であるために説明を省略する。本燃料噴射弁において、噴孔用弁体４’の細径部分はスプリング室７’内に存在し、スプリング室７’には低圧燃料通路１３によって低圧燃料が供給されている。それにより、噴孔用弁体４’の細径部分回りの太径部分には、スプリング室７’内の低圧燃料により閉弁方向及び開弁方向に等しい押圧力が作用している。
【００３３】
噴孔用弁体４’の基端側には、さらに太径の部分４ａ’が設けられ、この太径部分４ａ’により形成された段部には、流体室の噴孔用弁体側部分２５ｂ’が接している。流体室の噴孔用弁体側部分２５ｂ’の反対側において、噴孔用弁体４’の太径部分４ａ’は、第一高圧室４０に接している。第一高圧室４０には、高圧燃料通路３によって高圧燃料が供給される。
【００３４】
電歪アクチュエータ１４の押圧ピストン１６は、第二高圧室４１のシリンダ孔を摺動する第二押圧ピストン４２に当接している。第二高圧室４１には、高圧燃料通路３によって高圧燃料が供給される。第二押圧ピストン４２は、皿バネ４３によって電歪アクチュエータ１４側へ付勢されている。第二押圧ピストン４２に接して第二高圧室４１のシリンダ孔の先端側には、流体室のアクチュエータ側部分２５ａ’が形成され、流体室のアクチュエータ側部分２５ａ’と噴孔用弁体側部分２５ｂ’とは連通部分２５ｃ’によって連通されている。
【００３５】
流体室には、前述同様な補充通路２９’によって高圧燃料通路３内の高圧燃料が供給される。こうして、噴孔用弁体４’には、第一高圧室４０おいて閉弁方向に作用する高圧燃料の押圧力と、流体室の噴孔用弁体側部分２５ｂ’において開弁方向に作用する高圧燃料の押圧力及び高圧燃料通路３において開弁方向に作用する高圧燃料の押圧力とは、釣り合うために、閉弁スプリング６による押圧力によって噴孔用弁体４’は閉弁される。
【００３６】
第二押圧ピストン４２は、第二高圧室４１において作用する高圧燃料の押圧力と流体室のアクチュエータ側部分２５ａ’において作用する高圧燃料の押圧力とが釣り合うために、皿バネ４３による押圧力によって流体室のアクチュエータ側部分２５ａ’の容積を増加するように位置している。
【００３７】
噴孔用弁体４’を開弁させる際には、電歪アクチュエータ１４を伸張させて流体室の容積を減少させる。それにより、流体室内の圧力は高まり、流体室の噴孔用弁体側部分２５ｂ’において噴孔用弁体４’に作用する開弁方向の押圧力が閉弁スプリング６による押圧力を越えて増大すると、噴孔用弁体４’は開弁される。
【００３８】
次いで、噴孔用弁体４’を閉弁させる際には、電歪アクチュエータ１４を収縮させて流体室の容積を増加させる。流体室の圧力を高めた際に燃料漏れが発生していれば、流体室の容積を増加させた際に補充通路２９’を介して流体室の噴孔用弁体側部分２５ｂ’へ高圧燃料が補充される。こうして、噴孔用弁体４’の確実な開弁及び閉弁が保証される。
【００３９】
本燃料噴射弁において、噴孔用弁体４’の第一高圧室４０内に位置する端面部分４ｂ’は、噴孔用弁体４’の太径部分４ａ’が摺動する第一高圧室４０のシリンダ孔に対して、僅かな隙間を有するように形成されている。また、この端面部分４ｂ’と太径部分４ａ’との間には周方向の溝４ｃ’が形成され、この溝４ｃ’近傍において、第一高圧室４０のシリンダ孔へ高圧燃料通路３が連通している。
【００４０】
このような構成によって、噴孔用弁体４’の開弁に際して、第一高圧室４０の容積減少に伴って第一高圧室４０内の高圧燃料が高圧燃料通路３へ排出されることとなるが、そのためには、高圧燃料は、噴孔用弁体４’の端面部分４ｂ’回りの僅かな隙間を通過しなければならず、すなわち、オリフィス部を通過することとなる。こうして、噴孔用弁体４’の開弁に際して第一高圧室４０はダンパ室となって噴孔用弁体４’が高速で第一高圧室４０の端面に衝突することは防止される。
【００４１】
また、本燃料噴射弁において、第二押圧ピストン４２の第二高圧室４１内に位置する端面部分４２ｂは、第二押圧ピストン４２の本体部分４２ａが摺動する第二高圧室４１のシリンダ孔に対して、僅かな隙間を有するように形成されている。また、この端面部分４２ｂと本体部分４２ａとの間には周方向の溝４２ｃが形成され、この溝４２ｃ近傍において、第二高圧室４１のシリンダ孔へ高圧燃料通路３が連通している。
【００４２】
このような構成によって、噴孔用弁体４’の閉弁に際して第二押圧ピストン４２が流体室の容積を増加するように移動する際に、第二高圧室４１の容積減少に伴って第二高圧室４１内の高圧燃料が高圧燃料通路３へ排出されることとなるが、そのためには、高圧燃料は、第二押圧ピストン４２の端面部分４２ｂ回りの僅かな隙間を通過しなければならず、すなわち、オリフィス部を通過することとなる。こうして、第二押圧ピストン４２の移動に際して第二高圧室４１はダンパ室となって第二押圧ピストン４２が高速度で第二高圧室４１の端面に衝突することは防止される。
【００４３】
図４は図３に示す燃料噴射弁の変形例を示している。図３の変形例との違いを説明するために必要な部材に関しては符号を付けて説明するが、その他の部材に関しては図３に示す燃料噴射弁と同様であるために説明を省略する。本燃料噴射弁において、スプリング室７”には高圧燃料通路３によって高圧燃料が供給されている。二分割された噴孔用弁体４”は、継ぎ手４４によってスプリング室７”において互いに接続されている。継ぎ手４４により形成される段部には調芯リング８が配置され、調芯リング８に当接して閉弁スプリング６が設けられている。
【００４４】
スプリング室７”において、噴孔用弁体４”には継ぎ手４４を介して開弁方向及び閉弁方向に高燃料圧力が作用するが、これらの押圧力は互いに等しく、図３の燃料噴射弁と同様に、閉弁スプリング６による閉弁方向の押圧力によって噴孔用弁体４”は閉弁される。噴孔用弁体４”を開弁させる際には、図３の燃料噴射弁と同様に、電歪アクチュエータ１４を伸張させて第二押圧ピストン４２により流体室の容積を減少させる。それにより、当初高燃料圧力である流体室内の圧力が高まって、流体室の噴孔用弁体側部分２５ｂ’における開弁方向の押圧力が増大し、噴孔用弁体４”は開弁される。
【００４５】
図３の燃料噴射弁と同様に、本燃料噴射弁においても、第一高圧室４０及び第二高圧室４１は、それぞれ、噴孔用弁体４”及び第二押圧ピストン４２のダンパ室として機能し、噴孔用弁体４”が高速度で第一高圧室４０の端面に衝突することは防止され、また、第二押圧ピストン４２が高速度で第二高圧室４１の端面に衝突することは防止される。また、流体室の噴孔用弁体側部分２５ｂ’に接続された補充通路２９’によって、図３の燃料噴射弁と同様に、流体室の容積が増加された時に高圧燃料が流体室の噴孔用弁体側部分２５ｂ’へ補充され、噴孔用弁体４”の確実な開弁及び閉弁が実現される。
【００４６】
これまで説明した燃料噴射弁の構成において、流体室には、高圧又は中圧の燃料が供給されるようになっているが、これは本発明を限定するものではなく、好ましくは大気圧以上の液体を供給するようにすれば良い。
【００４７】
【発明の効果】
本発明による燃料噴射弁は、アクチュエータによって流体室の容積を減少及び増加させて流体室内の圧力を上下させることにより噴孔用弁体を開閉させる燃料噴射弁において、流体室は、アクチュエータ側部分と、噴孔用弁体側部分と、アクチュエータ側部分と噴孔用弁体側部分とを連通する連通部分とを有し、流体室へ流体を補充するための補充通路は、流体室への流体流れのみを許容する逆止弁とオリフィスとを有して噴孔用弁体側部分へ接続されている。それにより、噴孔用弁体を開弁させるべく流体室内の圧力を高めた際には、噴孔用弁体の摺動面等を介してどうしても流体室から流体漏れが発生するが、この漏れ分の流体は、噴孔用弁体を開弁させるべく流体室内の圧力を低下させる際に、補充通路を介して流体室の噴孔用弁体側部分へ徐々に補充され、流体室内の燃料圧力が十分に低下せずに噴孔用弁体が閉弁しないことは確実に防止される。こうして、流体室からの流体漏れに対して良好な流体補充が実施され、噴孔用弁体の確実な開弁及び閉弁が実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による燃料噴射弁の断面図である。
【図２】押圧ピストン及び噴孔用弁体の動作を説明するための図であり、（Ａ）は噴孔用弁体の開弁時を、（Ｂ）は噴孔用弁体の閉弁時を、それぞれ示している。
【図３】本発明による燃料噴射弁の変形例を示す断面図である。
【図４】本発明による燃料噴射弁のもう一つの変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
１…本体
２…噴孔
３…高圧燃料通路
４，４’，４”…噴孔用弁体
１３…低圧燃料通路
２５ａ，２５ａ’…流体室のアクチュエータ側部分
２５ｂ，２５ｂ’…流体室の噴孔用弁体側部分
２５ｃ，２５ｃ’…流体室の連通部分
２９，２９’…補充通路
３０，３０’…逆止弁
３１，３１’…オリフィス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel injection valve.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART A fuel injection valve is used for supplying fuel to an internal combustion engine or the like, and generally includes an injection hole valve body that can move in an axial direction within a fuel injection valve body. The nozzle hole body has a tip portion for opening and closing the nozzle hole and a base portion located on the opposite side of the tip portion, and high fuel pressure in the pressure chamber acts on this base portion when the valve is closed.
[0003]
U.S. Pat. No. 5,777,149 discloses the use of an electrostrictive actuator to open and close the nozzle hole. In this prior art, the pressing force of the electrostrictive actuator does not directly open and close the nozzle hole valve body but opens and closes the control valve body arranged in the pressure chamber. If the control valve body is opened by the pressing force of the electrostrictive actuator, the fuel in the pressure chamber is returned to the fuel tank or the like, and the fuel pressure in the pressure chamber is lowered. While the fuel pressure acts, the pressure acting on the base of the injection hole valve body decreases, and this pressure difference causes the injection of the injection hole against the valve closing spring that urges the injection hole valve body in the valve closing direction. The hole valve element moves in the valve opening direction, and the nozzle hole is opened.
[0004]
On the other hand, if the control valve body is closed by spring or the like by eliminating the pressing force of the electrostrictive actuator, the fuel pressure in the pressure chamber is increased by the high-pressure fuel flowing into the control chamber, and the tip of the nozzle hole valve body is increased. The pressure difference between the fuel pressure acting on the base and the fuel pressure acting on the base disappears, the valve hole for the nozzle hole moves in the valve closing direction by the valve closing spring, and the nozzle hole is closed.
[0005]
If the pressure in the pressure chamber is lowered in order to open the valve element for the nozzle hole in this way, a relatively large amount of high-pressure fuel is consumed in the pressure chamber each time the valve is opened, and thus the fuel injection valve In the pressure accumulating chamber for supplying high-pressure fuel, the fuel must be pressurized in a larger amount than that used for fuel injection, and the high-pressure pump must be enlarged.
[0006]
In the fuel injection valve, in order to reduce the consumption of high-pressure fuel other than fuel injection, for example, it is conceivable to apply the pressing force of the electrostrictive actuator directly to the injection hole valve body in the valve opening direction. In this configuration, the pressure chamber is always filled with high-pressure fuel, and the high fuel pressure in the pressure chamber acts in the valve closing direction on the nozzle hole. Accordingly, as described above, the high fuel pressure acting in the valve opening direction on the tip of the nozzle hole valve body is canceled by the high fuel pressure in the valve closing direction, and the valve hole valve body is closed by the valve closing spring. Is done.
[0007]
When opening the nozzle hole, the fluid chamber is used to apply a pressing force exceeding the valve closing spring force to the nozzle hole in the valve opening direction by the electrostrictive actuator. As a result, the full pressing force in the valve opening direction acting on the nozzle hole valve body exceeds the total pressing force in the valve opening direction, and the nozzle hole valve body is opened.
[0008]
According to such a configuration, the electrostrictive actuator is expanded and contracted, and the volume of the fluid chamber is decreased and increased by the piston interlocked with the electrostrictive actuator to increase and decrease the pressure in the fluid chamber, thereby enabling the valve body for the injection hole. Can be opened and closed. Thus, no fuel is consumed in the pressure chamber when the nozzle hole valve body is opened.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The fluid chamber is in contact with the injection hole valve element in order to apply a pressing force in the valve opening direction to the injection hole valve element. Since the nozzle hole has a sliding surface, when the pressure in the fluid chamber is increased to open the nozzle hole, the fluid chamber inevitably leaks fluid from the fluid chamber. Will occur. Although this fluid leakage is slight, if the fluid in the fluid chamber is reduced and the corresponding fluid is not replenished, the pressure in the fluid chamber will be sufficiently increased when the nozzle hole for the next injection hole is opened. Can not be.
[0010]
In order to reduce the size of the fuel injection valve, the injection hole valve body and the actuator are often arranged along the axial direction of the fuel injection valve, and the fluid chamber includes the actuator side portion and the injection hole valve body side portion. And a communication portion that communicates these. In such a fluid chamber, when the pressure in the fluid chamber is reduced, if the fluid is replenished to an arbitrary part of the fluid chamber, the fuel pressure in the fluid chamber is not sufficiently reduced, and the nozzle for the injection hole is The valve may not close.
[0011]
Therefore, an object of the present invention is to have a fluid chamber in contact with the nozzle hole valve body, and to open and close the nozzle hole valve body by increasing and decreasing the pressure in the fluid chamber by reducing and increasing the volume of the fluid chamber by an actuator. In the fuel injection valve, good fluid replenishment is performed for fluid leakage from the fluid chamber, thereby enabling reliable opening and closing of the nozzle hole valve body.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The fuel injection valve according to claim 1 of the present invention has a fluid chamber in contact with the nozzle hole body, and reduces and increases the volume of the fluid chamber by an actuator to raise and lower the pressure in the fluid chamber. In the fuel injection valve for opening and closing the injection hole valve body, the fluid chamber includes an actuator side portion, a injection hole valve body side portion, the actuator side portion, and the injection hole Valve body side A replenishing passage for replenishing fluid to the fluid chamber has a check valve that allows only fluid flow to the fluid chamber and an orifice, and the nozzle hole has a communicating portion that communicates with the fluid chamber. It is connected to the valve body side part.
[0013]
The fuel injection valve according to claim 2 according to the present invention is the fuel injection valve according to claim 1, wherein the actuator reduces the volume of the fluid chamber via a piston sliding in the cylinder hole. An actuator side portion of the fluid chamber is formed on the distal end side of the cylinder hole, a damper chamber is formed on the proximal end side of the cylinder hole, and the damper chamber is formed at the distal end of the injection hole valve body. It is characterized by communicating with a high-pressure fuel passage for supplying injected fuel to the section through an orifice section.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a sectional view showing a fuel injection valve according to the present invention. This fuel injection valve, for example, injects high-pressure fuel pressurized in a pressure accumulation chamber common to each cylinder in order to inject fuel directly into a cylinder of a diesel engine or a cylinder-injection spark ignition internal combustion engine It is. Of course, this fuel injection valve can also be used to inject fuel, for example, into an intake port other than in the cylinder. Reference numeral 1 denotes a main body of the fuel injection valve, which is divided into seven along the central axis so that a plurality of fuel passages and the like can be machined therein.
[0015]
The first main body portion 1a located on the most distal side is formed with a nozzle hole 2 at the tip and a part of the high-pressure fuel passage 3 leading to the nozzle hole 2, and for opening and closing the nozzle hole 2 A sliding hole 5 for the injection hole valve body 4 is formed. The nozzle hole 4 can close the high-pressure fuel passage 3 on the upstream side of the nozzle hole 2 at the tip. Next, a spring chamber 7 for housing a valve closing spring 6 for urging the nozzle hole valve body 4 in the valve closing direction is provided in the second main body portion 1b located on the distal end side in the first main body portion 1a. It is formed concentrically with the sliding hole 5. The injection hole valve body 4 has a small diameter in the spring chamber 7, and a valve closing spring is in contact with the stepped portion thus formed through the alignment ring 8. A part of the high-pressure fuel passage 3 is formed in the second main body portion 1b.
[0016]
As described above, the nozzle hole body 4 has a small diameter at the center, and is divided into two at the small diameter portion in order to enable assembly. Next, in the third main body portion 1c located on the distal end side, sliding holes 9 and 10 in which the small diameter portion and the large diameter portion of the remaining part of the nozzle hole valve body 4 divided into two slide respectively. Is formed concentrically with the spring chamber 7. A part of the high-pressure fuel passage 3 is formed in the third main body portion 1c.
[0017]
Next, the fourth main body portion 1d located on the distal end side is provided with a high pressure piston 11 that contacts the remaining part of the injection hole valve body 4 that slides in the sliding holes 9 and 10 formed in the third main body portion 1c. Is formed concentrically in the sliding holes 9 and 10 of the injection hole valve body 4. Further, a part of the high pressure fuel passage 3 is formed in the fourth main body portion 1d, and the high fuel in the high pressure fuel passage 3 is disposed in the high pressure piston 12 on the side opposite to the contact side with the nozzle hole valve body 4. Pressure is applied. Thereby, the valve element 4 for the nozzle hole is acted on by the high pressure fuel in the closing direction by the high pressure fuel via the high pressure piston 11, and is also pressed by the high pressure fuel in the valve opening direction by the high pressure fuel passage leading to the nozzle hole 2. Also works. Since the outer diameter A1 of the injection hole valve body 4 and the outer diameter A2 of the high pressure piston 11 in the sliding hole 5 of the first main body portion 1a are equal to each other, the pressing force in the valve closing direction by the high pressure fuel and the opening thereof are increased. The pressing force in the valve direction is made equal.
[0018]
Next, in the fifth main body portion 1e located on the distal end side, a part of the high-pressure fuel passage 3, a part of the low-pressure fuel passage 13, an actuator chamber 15 for housing the electrostrictive actuator 14, and the electrostrictive actuator 14 Is formed with a cylinder hole 17 for sliding the pressing piston 16 in contact with the cylinder. A central portion of the pressing piston 16 has a small diameter, and a return spring 18 that urges the pressing piston 16 toward the electrostrictive actuator 14 is provided around the small diameter portion, and a step portion of the fifth main body portion 1e and the pressing piston 16 are provided. The washer 19 and the alignment ring 20 are disposed between the step portion and the step portion.
[0019]
In the fifth main body portion 1e, the high-pressure fuel passage 3 opens to the outside of the fuel injection valve, and is connected to, for example, a pressure accumulation chamber common to the fuel injection valve of each cylinder, and is pressurized by a high-pressure pump in the pressure accumulation chamber Is supplied. On the other hand, the low-pressure fuel passage 13 also opens to the outside of the fuel injection valve and is connected to an atmospheric pressure portion such as a fuel tank, for example, so that the fuel pressure in the low-pressure fuel passage 13 is atmospheric pressure. The space around the return spring 18 of the pressing piston 16 is connected to the low pressure fuel passage 13 and is filled with low pressure fuel. Reference numeral 22 denotes an O-ring fitted in a peripheral groove of the pressing piston 16, and the O-ring 22 prevents low pressure fuel from flowing into the actuator chamber 15. The sixth main body portion 1 f located on the base end side supports the side surface of the alignment plate 21 in contact with the electrostrictive actuator 14, and the seventh main body portion 1 g located on the base end side supports the end surface of the alignment plate 21. Thus, the actuator chamber 15 is closed. The five main body portions 1a, 1b, 1c, 1d, and 1e on the distal end side are oil-tightly joined to each other by the case 23, and the two main body portions 1f and 1g on the proximal end side are connected to the fifth main body portion 1e on the case 24. Are joined by.
[0020]
In the cylinder hole 17 in which the pressing piston 16 slides, an actuator side portion 25a of the fluid chamber is formed on the distal end side of the pressing piston 16 opposite to the base end side with which the electrostrictive actuator 14 abuts. In the third main body portion 1c, the portion 25a communicates with the nozzle hole valve body side portion 25b of the fluid chamber in contact with the large diameter portion around the small diameter portion of the nozzle hole valve body 4 by the communication portion 25c.
[0021]
The high pressure fuel passage 3 is communicated with the low pressure fuel passage 13 by a communication passage 26. However, the first pin member 27 on the high pressure fuel passage 3 side and the second pin member 28 on the low pressure fuel passage 13 side are inserted into the communication passage 26, and the high pressure fuel in the high pressure fuel passage 3 is the first pin member. The fuel in the communication passage 26 between the first pin member 27 and the second pin member 28 in order to flow out to the low-pressure fuel passage 13 through a slight gap around 27 and a slight gap around the second pin member 28. The pressure is an intermediate pressure between the high fuel pressure in the high pressure fuel passage 3 and the low fuel pressure in the low pressure fuel passage 13.
[0022]
The intermediate-pressure fuel is supplied to the spring chamber 7 of the injection hole valve body 4 formed in the second main body portion 1b, and the high pressure piston 11 and the injection hole valve body 4 in the fourth main body portion 1d. Supplied to the contact surfaces of each other. Further, the intermediate pressure fuel is also supplied to the refill passage 29, and the refill passage 29 is directed toward the nozzle hole valve body side portion 25 b so as to replenish the medium pressure fuel to the nozzle hole valve body side portion 25 b of the fluid chamber. A check valve 30 for supplying only the fuel flow to the nozzle hole is connected to the injection hole valve body side portion 25b of the fluid chamber via an orifice 31 downstream of the check valve 30.
[0023]
Grooves 27 a and 28 a extending in the circumferential direction are formed around the first pin member 27 and the second pin member 28. Thus, even if fine foreign matter or the like is mixed in the pressurized fuel supplied from the pressure accumulating chamber to the high-pressure fuel passage 3, the pressurized fuel passes around the first pin member 27 and the second pin member 28 in the communication passage 26. When passing, the foreign matter is collected by the grooves 27a and 28a, so that the foreign matter does not enter the chambers to which the intermediate pressure fuel and the low pressure fuel are supplied.
[0024]
In the fuel injection valve configured as described above, the pressure in the valve opening direction is directly applied to the injection hole valve body 4 by the high-pressure fuel in the high-pressure fuel passage 3 as described above. A pressing force of the same magnitude by the high-pressure fuel acts through the piston 12 in the valve closing direction. Further, in the spring chamber 7, the intermediate pressure fuel acts on the large diameter portion (diameter A 1) around the small diameter portion (diameter A 3) in the valve closing direction, and in the injection hole valve element side portion 25 b of the fluid chamber, The intermediate pressure fuel acts on the large diameter portion (diameter A1) around the small diameter portion (diameter A3) in the valve opening direction. Thus, the pressure receiving area of the medium pressure fuel in the nozzle hole valve body 4 is equal in the valve closing direction and the valve opening direction.
[0025]
Although the pressing force in the valve opening direction and the pressing force in the valve closing direction due to the high pressure fuel and the medium pressure fuel are balanced, the injection hole valve body 4 is further closed in the valve closing direction by the valve closing spring 6 in the spring chamber 7. Since the pressing force is provided, the injection hole valve body 4 is closed in the contracted state of the electrostrictive actuator 14, and the fuel injection through the injection hole 2 is stopped. Once the injection hole valve element 4 is closed, high fuel pressure does not act on the injection hole valve element 4 on the downstream side of the seat portion, so the pressing force in the valve opening direction by the high pressure fuel decreases. The valve closing of the nozzle hole 4 is reliably maintained.
[0026]
In order to start fuel injection, the electrostrictive actuator 14 is extended by applying a voltage to the electrostrictive actuator 14. Thereby, since the volume of the fluid chamber is reduced by the pressing piston 16, the fuel pressure in the fluid chamber, which is an initial intermediate pressure, rises and acts on the nozzle hole valve body 25 in the nozzle hole valve body side portion 25b of the fluid chamber. The pressing force in the valve opening direction increased beyond the pressing force for maintaining the valve closing by adding the decrease in the valve pressing force in the valve opening direction by the high-pressure fuel to the valve closing direction pressing force by the valve closing spring 8. Sometimes, the nozzle hole 4 is opened, and the high-pressure fuel in the high-pressure fuel passage 3 is injected through the nozzle hole 2.
[0027]
2A and 2B are schematic views showing the vicinity of the fluid chamber. FIG. 2A shows a state in which the injection hole valve body 4 is opened, and FIG. 2B shows a state in which the injection hole valve body 4 is closed. In order to close the nozzle hole 4 that has been opened, the voltage application is stopped and the electrostrictive actuator 14 is contracted. Thereby, the pressing piston 16 moves following the contraction of the electrostrictive actuator 14 by the return spring 18 and increases the volume of the actuator side portion 25a of the fluid chamber, as shown in FIG. If the fuel pressure in the fluid chamber decreases due to the increase in volume, the valve opening direction pressing force acting on the nozzle hole valve body 4 as a whole is at least the valve closing spring 6 in the valve opening direction, as described above. Thus, the injection hole valve element 4 is closed.
[0028]
The injection hole valve body side portion 25b of the fluid chamber is in contact with the sliding injection hole valve body 4, and the actuator chamber side portion 25a of the fluid chamber is in contact with the sliding pressure piston 16. Accordingly, when the pressure of the fluid chamber is increased by reducing the volume when the injection hole valve body 4 is opened, the fuel is inevitably passed through the sliding surfaces of the injection hole valve body 4 and the pressing piston 16. Leakage will occur. As a result, when the electrostrictive actuator 14 is contracted to increase the volume of the fluid chamber in order to close the nozzle hole valve body 4, the pressure in the fluid chamber drops below the intermediate pressure as it is, and then Even if the strain actuator 14 is extended to reduce the volume of the fluid chamber, the pressure in the fluid chamber cannot be sufficiently increased, and the nozzle hole valve body 4 may not be opened.
[0029]
In order to prevent this, when increasing the volume of the fluid chamber, it is necessary to replenish the fluid chamber with fuel for leakage. However, for example, if fuel is supplied to the actuator side portion 25a of the fluid chamber, when the volume of the actuator side portion 25a of the fluid chamber increases due to contraction of the electrostrictive actuator 14, more fuel than necessary is required. Thus, the pressure in the fluid chamber does not drop sufficiently, and therefore the fuel hole valve body 4 does not flow sufficiently from the fuel injection valve side portion 25b of the fluid chamber to the actuator side portion 25a. May not close.
[0030]
In the present fuel injection valve, as described above, the replenishment passage 29 replenishes the fuel to the injection hole valve body side portion 25b of the fluid chamber via the orifice 31, whereby the electrostrictive actuator 14 is connected. When contracted, the fuel sufficiently flows out from the nozzle hole side part 25b of the fluid chamber and the pressure in the nozzle hole side part 25b of the nozzle hole is sufficiently reduced, and then gradually becomes intermediate through the refill passage 29. Pressure fuel is replenished to the nozzle hole side portion 25b. In this way, more fuel than necessary is not replenished, and good closing of the nozzle hole valve body 4 can be ensured.
[0031]
In this fuel injection valve, since the fuel pressure in the fluid chamber is an intermediate pressure higher than the atmospheric pressure, as described above, even if fuel leaks from the fluid chamber, the injection hole valve element 4 is closed. When the volume of the fluid chamber is increased, the pressure in the fluid chamber does not become a negative pressure. If the fluid chamber has a negative pressure, air in the fuel is deposited, and even if the volume of the fluid chamber is reduced, the pressure in the fluid chamber cannot be sufficiently increased. Such a problem does not occur in the present fuel injection valve.
[0032]
FIG. 3 shows a modification of the fuel injection valve shown in FIG. The members necessary for explaining the difference from FIG. 1 are described with reference numerals, but the other members are the same as those of the fuel injection valve shown in FIG. In the present fuel injection valve, the small diameter portion of the injection hole valve body 4 ′ exists in the spring chamber 7 ′, and low pressure fuel is supplied to the spring chamber 7 ′ by the low pressure fuel passage 13. Thus, a pressing force equal to the valve closing direction and the valve opening direction is applied to the large-diameter portion around the small-diameter portion of the nozzle hole valve body 4 ′ by the low-pressure fuel in the spring chamber 7 ′.
[0033]
A thicker portion 4a ′ is further provided on the proximal end side of the nozzle hole valve body 4 ′, and a nozzle hole valve body side portion 25b of the fluid chamber is formed on the step formed by the thicker diameter portion 4a ′. 'Is touching. The large-diameter portion 4a ′ of the nozzle hole valve body 4 ′ is in contact with the first high-pressure chamber 40 on the opposite side of the nozzle hole valve body side portion 25b ′ of the fluid chamber. High pressure fuel is supplied to the first high pressure chamber 40 through the high pressure fuel passage 3.
[0034]
The pressing piston 16 of the electrostrictive actuator 14 is in contact with the second pressing piston 42 that slides in the cylinder hole of the second high-pressure chamber 41. High pressure fuel is supplied to the second high pressure chamber 41 through the high pressure fuel passage 3. The second pressing piston 42 is biased toward the electrostrictive actuator 14 by a disc spring 43. An actuator side portion 25a ′ of the fluid chamber is formed on the tip side of the cylinder hole of the second high pressure chamber 41 in contact with the second pressing piston 42, and the actuator side portion 25a ′ of the fluid chamber and the injection hole valve body side portion 25b. It is connected with 'by the communication part 25c'.
[0035]
The fluid chamber is supplied with the high-pressure fuel in the high-pressure fuel passage 3 by the refill passage 29 'as described above. In this way, the injection hole valve body 4 ′ acts in the valve opening direction in the pressure hole of the high pressure fuel acting in the valve closing direction in the first high pressure chamber 40 and the injection hole valve body side portion 25b ′ of the fluid chamber. The injection hole valve element 4 ′ is closed by the pressing force of the valve closing spring 6 in order to balance the pressing force of the high pressure fuel and the pressing force of the high pressure fuel acting in the valve opening direction in the high pressure fuel passage 3.
[0036]
The second pressing piston 42 is adjusted by the pressing force of the disc spring 43 in order to balance the pressing force of the high pressure fuel acting in the second high pressure chamber 41 with the pressing force of the high pressure fuel acting in the actuator side portion 25a ′ of the fluid chamber. It is located so as to increase the volume of the actuator side portion 25a 'of the fluid chamber.
[0037]
When the injection hole valve element 4 ′ is opened, the electrostrictive actuator 14 is extended to reduce the volume of the fluid chamber. As a result, the pressure in the fluid chamber increases, and the pressing force in the valve opening direction acting on the nozzle hole valve body 4 ′ in the nozzle hole valve body side portion 25b ′ of the fluid chamber increases beyond the pressing force of the valve closing spring 6. Then, the nozzle hole valve 4 ′ is opened.
[0038]
Next, when closing the nozzle hole 4 ′, the electrostrictive actuator 14 is contracted to increase the volume of the fluid chamber. If fuel leakage occurs when the pressure in the fluid chamber is increased, high-pressure fuel will flow into the nozzle hole side portion 25b ′ of the fluid chamber via the replenishment passage 29 ′ when the volume of the fluid chamber is increased. To be replenished. In this way, the reliable opening and closing of the nozzle hole 4 'is ensured.
[0039]
In the present fuel injection valve, the end surface portion 4b 'located in the first high pressure chamber 40 of the nozzle hole valve body 4' is a first high pressure chamber in which the large diameter portion 4a 'of the nozzle hole valve body 4' slides. It is formed so as to have a slight gap with respect to 40 cylinder holes. Further, a circumferential groove 4c ′ is formed between the end surface portion 4b ′ and the large diameter portion 4a ′, and the high pressure fuel passage 3 communicates with the cylinder hole of the first high pressure chamber 40 in the vicinity of the groove 4c ′. is doing.
[0040]
With such a configuration, when the injection hole valve body 4 ′ is opened, the high-pressure fuel in the first high-pressure chamber 40 is discharged to the high-pressure fuel passage 3 as the volume of the first high-pressure chamber 40 decreases. However, for that purpose, the high-pressure fuel must pass through a slight gap around the end face portion 4b ′ of the nozzle hole valve body 4 ′, that is, through the orifice portion. Thus, when the nozzle hole valve body 4 ′ is opened, the first high pressure chamber 40 becomes a damper chamber, and the nozzle hole valve body 4 ′ is prevented from colliding with the end face of the first high pressure chamber 40 at high speed.
[0041]
Further, in this fuel injection valve, the end surface portion 42b located in the second high pressure chamber 41 of the second pressing piston 42 is formed in the cylinder hole of the second high pressure chamber 41 in which the main body portion 42a of the second pressing piston 42 slides. On the other hand, it is formed to have a slight gap. A circumferential groove 42c is formed between the end face portion 42b and the main body portion 42a, and the high-pressure fuel passage 3 communicates with the cylinder hole of the second high-pressure chamber 41 in the vicinity of the groove 42c.
[0042]
With such a configuration, when the second pressing piston 42 moves so as to increase the volume of the fluid chamber when the injection hole valve body 4 ′ is closed, the second high pressure chamber 41 decreases with the second volume. The high-pressure fuel in the high-pressure chamber 41 is discharged to the high-pressure fuel passage 3. For this purpose, the high-pressure fuel must pass through a slight gap around the end surface portion 42 b of the second pressing piston 42. That is, it passes through the orifice part. Thus, when the second pressing piston 42 moves, the second high pressure chamber 41 becomes a damper chamber, and the second pressing piston 42 is prevented from colliding with the end surface of the second high pressure chamber 41 at a high speed.
[0043]
FIG. 4 shows a modification of the fuel injection valve shown in FIG. The members necessary for explaining the difference from the modification of FIG. 3 are described with reference numerals, but the other members are the same as the fuel injection valve shown in FIG. In the present fuel injection valve, high pressure fuel is supplied to the spring chamber 7 ″ by the high pressure fuel passage 3. The two divided nozzle holes 4 ″ are connected to each other in the spring chamber 7 ″ by a joint 44. An alignment ring 8 is disposed at the step formed by the joint 44, and a valve closing spring 6 is provided in contact with the alignment ring 8.
[0044]
In the spring chamber 7 ″, a high fuel pressure acts on the nozzle hole valve body 4 ″ via the joint 44 in the valve opening direction and the valve closing direction. These pressing forces are equal to each other, and the fuel injection valve shown in FIG. Similarly, the injection hole valve body 4 ″ is closed by the pressing force of the valve closing spring 6 in the valve closing direction. When the injection hole valve body 4 ″ is opened, the fuel injection valve shown in FIG. Similarly to the above, the electrostrictive actuator 14 is extended and the volume of the fluid chamber is reduced by the second pressing piston 42. As a result, the pressure in the fluid chamber, which is initially a high fuel pressure, increases, the pressing force in the valve opening direction in the nozzle hole side portion 25b ′ of the fluid chamber increases, and the nozzle hole valve body 4 ″ is opened. The
[0045]
Similar to the fuel injection valve of FIG. 3, in this fuel injection valve, the first high-pressure chamber 40 and the second high-pressure chamber 41 function as damper chambers for the injection hole valve body 4 ″ and the second pressing piston 42, respectively. Thus, the injection hole valve body 4 ″ is prevented from colliding with the end surface of the first high pressure chamber 40 at a high speed, and the second pressing piston 42 is collided with the end surface of the second high pressure chamber 41 at a high speed. Is prevented. Further, as with the fuel injection valve of FIG. 3, the high pressure fuel is injected into the nozzle hole of the fluid chamber when the volume of the fluid chamber is increased by the refilling passage 29 'connected to the nozzle hole side body portion 25b' of the fluid chamber. The valve body side portion 25b ′ is replenished, and reliable opening and closing of the nozzle hole valve body 4 ″ is realized.
[0046]
In the configuration of the fuel injection valve described so far, high-pressure or medium-pressure fuel is supplied to the fluid chamber. However, this does not limit the present invention, and preferably the pressure is higher than atmospheric pressure. What is necessary is just to supply a liquid.
[0047]
【The invention's effect】
A fuel injection valve according to the present invention is a fuel injection valve that opens and closes a nozzle for a nozzle hole by increasing and decreasing the pressure in the fluid chamber by reducing and increasing the volume of the fluid chamber by an actuator. , For the nozzle hole side, and for the actuator side and nozzle hole Valve body side A replenishment passage for replenishing fluid to the fluid chamber has a check valve that allows only fluid flow to the fluid chamber and an orifice, Connected to the part. As a result, when the pressure in the fluid chamber is increased to open the valve hole for the injection hole, fluid leakage will inevitably occur from the fluid chamber via the sliding surface of the valve element for the injection hole. When the pressure in the fluid chamber is lowered to open the nozzle hole for the nozzle hole, the fluid is gradually replenished to the nozzle hole side portion of the fluid chamber through the replenishment passage, and the fuel pressure in the fluid chamber is increased. It is reliably prevented that the nozzle hole for the nozzle hole does not close without being sufficiently lowered. Thus, good fluid replenishment against fluid leakage from the fluid chamber But Implemented, reliable opening and closing of the nozzle hole But It becomes feasible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a fuel injection valve according to the present invention.
FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining the operation of a pressing piston and a nozzle for a nozzle hole. FIG. 2A shows a state when the nozzle for a nozzle hole is opened, and FIG. Each time is shown.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a modification of the fuel injection valve according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another modification of the fuel injection valve according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Body
2 ... Hole
3. High pressure fuel passage
4,4 ', 4 "... Valve for valve hole
13 ... Low pressure fuel passage
25a, 25a '... Actuator side portion of fluid chamber
25b, 25b '... the valve body side portion of the fluid chamber
25c, 25c '... Communication part of fluid chamber
29, 29 '... replenishment passage
30, 30 '... Check valve
31, 31 '... Orifice

Claims

噴孔用弁体に接する流体室を有し、アクチュエータによって前記流体室の容積を減少及び増加させて前記流体室内の圧力を上下させることにより前記噴孔用弁体を開閉させる燃料噴射弁において、前記流体室は、アクチュエータ側部分と、噴孔用弁体側部分と、前記アクチュエータ側部分と前記噴孔用弁体側部分とを連通する連通部分とを有し、前記流体室へ流体を補充するための補充通路は、前記流体室への流体流れのみを許容する逆止弁とオリフィスとを有して前記噴孔用弁体側部分へ接続されていることを特徴とする燃料噴射弁。In a fuel injection valve having a fluid chamber in contact with the nozzle hole valve body, and opening and closing the nozzle hole valve body by increasing and decreasing the pressure in the fluid chamber by reducing and increasing the volume of the fluid chamber by an actuator, The fluid chamber has an actuator side portion, an injection hole valve body side portion, and a communication portion that communicates the actuator side portion and the injection hole valve body side portion, and replenishes the fluid chamber with fluid. The fuel injection valve is characterized in that the replenishment passage has a check valve and an orifice that allow only a fluid flow to the fluid chamber and is connected to the nozzle hole side portion.

前記アクチュエータは、シリンダ孔内を摺動するピストンを介して前記流体室の容積を減少及び増加させ、前記シリンダ孔の先端側には前記流体室のアクチュエータ側部分が形成され、前記シリンダ孔の基端側にはダンパ室が形成され、前記ダンパ室は、前記噴孔用弁体の先端部へ噴射燃料を供給するための高圧燃料通路へオリフィス部を介して連通していることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。The actuator reduces and increases the volume of the fluid chamber through a piston that slides in the cylinder hole, and an actuator side portion of the fluid chamber is formed on the tip side of the cylinder hole. A damper chamber is formed on the end side, and the damper chamber communicates with a high-pressure fuel passage for supplying injected fuel to the tip of the nozzle hole body through an orifice. The fuel injection valve according to claim 1.