JP6443109B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents
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Description
本発明の第1実施形態について説明する。本実施形態の燃料噴射弁は、コモンレールから供給される高圧燃料を、圧縮着火式内燃機関(以下、内燃機関という。)の燃焼室に噴射するものである。
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態における中間ボデー3および変位伝達機構5の構成を変更したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態におけるノズル2、中間ボデー3、および変位伝達機構5の構成を変更したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
次に、上記燃料噴射弁の作動を説明する。まず、図7、図8に示すニードル閉弁状態のときには、アクチュエータ4の電荷が放電されてアクチュエータ4は収縮している。
本発明の第4実施形態について説明する。第1〜3実施形態は、いずれもアクチュエータ4の伸長によりノズルニードル22が噴孔211を開く向きに駆動されるノーマリクローズ弁であるが、本実施形態は、アクチュエータ4の伸長によりノズルニードル22が噴孔211を閉じる向きに駆動されるノーマリオープン弁である。
上記各実施形態では、アクチュエータ4としてピエゾ素子を用いたが、アクチュエータ4として磁歪素子を用いてもよい。
3 中間ボデー(ボデー)
4 アクチュエータ(駆動手段)
5 変位伝達機構(伝達手段)
11 高圧燃料通路(高圧部)
13 収納室(低圧部)
21 ノズルボデー(ボデー)
22 ノズルニードル
25 燃料溜まり室(高圧部)
57 制御弁
211 噴孔
311 高圧燃料通路(高圧部)
312 バルブ室
322 カップ室(高圧部)
321 高圧燃料通路(高圧部)
331 高圧燃料通路(高圧部)
341 高圧燃料通路(高圧部)
342 バルブ室
351 高圧燃料通路(高圧部)
361 高圧燃料通路(高圧部)
371 高圧燃料通路(高圧部)
Claims (11)
- 高圧部(11、25、311、321、322、331、341、351、361、371)に供給された高圧燃料を内燃機関の燃焼室に噴射するための噴孔(211)を有するボデー(1、3、21)と、
前記ボデー内で往復動して前記噴孔を開閉するノズルニードル(22)と、
低圧燃料で満たされた低圧部(13)に配置されて伸縮する駆動手段(4)と、 前記駆動手段の伸縮を前記ノズルニードルに伝達して前記ノズルニードルを往復動させる伝達手段(5)とを備え、
前記伝達手段は、前記高圧部および前記低圧部に連通するバルブ室(312、342)に配置されて、前記噴孔が閉じられた状態のときに前記低圧部と前記バルブ室との間を遮断する制御弁(57)を有し、
前記駆動手段の伸長により前記ノズルニードルが前記噴孔を開く向きに駆動され、
前記駆動手段は、当該駆動手段の伸縮に伴って自由端(42)が往復動するように構成され、
前記伝達手段は、前記駆動手段が伸長する際の前記駆動手段の自由端の移動向きとは逆向きに前記ノズルニードルを移動させるように構成され、
前記伝達手段は、前記駆動手段が伸長する際の前記駆動手段の自由端の変位の向きを反転させて前記ノズルニードルに伝達するレバー(61)を有することを特徴とする燃料噴射弁。 - 前記ノズルニードルの変位量をS1、前記駆動手段の自由端の変位量をS2とし、S1/S2を変位拡大率としたとき、
前記ノズルニードルが前記噴孔を閉じた位置での前記変位拡大率よりも、前記ノズルニードルが前記噴孔を開いた位置での前記変位拡大率が大きくなるように、前記レバーのレバー比が変化することを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁。 - 前記制御弁は、前記噴孔が開かれた状態のときに前記高圧部と前記バルブ室との間を遮断するように構成され、
前記駆動手段は、電荷の充放電により伸縮するピエゾ素子積層体であり、
前記伝達手段は、前記駆動手段により駆動されるピエゾピストン(52)と、前記ピエゾピストンとともに移動するシリンダ(53)と、前記シリンダに摺動自在に挿入されたバルブピストン(54)とを有し、前記ピエゾピストンと前記シリンダと前記バルブピストンとによって形成された油密室(62)の圧力が前記駆動手段の伸長に伴って上昇するように構成され、前記油密室の増圧に伴う前記バルブピストンの移動により、前記制御弁が前記低圧部と前記バルブ室との間を遮断する位置から前記高圧部と前記バルブ室との間を遮断する位置に移動するように構成されていることを特徴とする請求項2に記載の燃料噴射弁。 - 高圧部(11、25、311、321、322、331、341、351、361、371)に供給された高圧燃料を内燃機関の燃焼室に噴射するための噴孔(211)を有するボデー(1、3、21)と、
前記ボデー内で往復動して前記噴孔を開閉するノズルニードル(22)と、
低圧燃料で満たされた低圧部(13)に配置されて伸縮する駆動手段(4)と、 前記駆動手段の伸縮を前記ノズルニードルに伝達して前記ノズルニードルを往復動させる伝達手段(5)とを備え、
前記伝達手段は、前記高圧部および前記低圧部に連通するバルブ室(312、342)に配置されて、前記噴孔が閉じられた状態のときに前記低圧部と前記バルブ室との間を遮断する制御弁(57)を有し、
前記駆動手段の伸長により前記ノズルニードルが前記噴孔を開く向きに駆動され、
前記駆動手段は、当該駆動手段の伸縮に伴って自由端(42)が往復動するように構成され、
前記伝達手段は、前記駆動手段が伸長する際の前記駆動手段の自由端の移動向きとは逆向きに前記ノズルニードルを移動させるように構成され、
前記駆動手段は、電荷の充放電により伸縮するピエゾ素子積層体であり、
前記伝達手段は、前記駆動手段により前記制御弁を介して駆動されるピエゾピストン(65)と、前記ピエゾピストンが摺動自在に挿入されるシリンダ(66)と、前記ピエゾピストンに形成されたピエゾピストン孔(651)に摺動自在に挿入されるとともに前記ノズルニードルと連結されたニードルピストン(67)とを有し、前記ピエゾピストンおよび前記ニードルピストンの一端側に形成された油密室(69)の圧力が前記駆動手段の伸長に伴う前記ピエゾピストンの移動によって上昇するように構成され、前記油密室の増圧に伴って前記ニードルピストンが前記ピエゾピストンとは逆向きに移動して前記ノズルニードルが前記噴孔を開く向きに駆動されるように構成されていることを特徴とする燃料噴射弁。 - 前記ピエゾピストンにおける前記油密室側の受圧面積は、前記ニードルピストンにおける前記油密室側の受圧面積よりも大きいことを特徴とする請求項4に記載の燃料噴射弁。
- 高圧部(11、25、311、321、322、331、341、351、361、371)に供給された高圧燃料を内燃機関の燃焼室に噴射するための噴孔(211)を有するボデー(1、3、21)と、
前記ボデー内で往復動して前記噴孔を開閉するノズルニードル(22)と、
低圧燃料で満たされた低圧部(13)に配置されて伸縮する駆動手段(4)と、 前記駆動手段の伸縮を前記ノズルニードルに伝達して前記ノズルニードルを往復動させる伝達手段(5)とを備え、
前記伝達手段は、前記高圧部および前記低圧部に連通するバルブ室(312、342)に配置されて、前記噴孔が閉じられた状態のときに前記低圧部と前記バルブ室との間を遮断する制御弁(57)を有し、
前記駆動手段の伸長により前記ノズルニードルが前記噴孔を開く向きに駆動され、
前記駆動手段は、当該駆動手段の伸縮に伴って自由端(42)が往復動するように構成され、
前記伝達手段は、前記駆動手段が伸長する際の前記駆動手段の自由端の移動向きと同じ向きに前記ノズルニードルを移動させるように構成されていることを特徴とする燃料噴射弁。 - 前記制御弁は、前記噴孔が開かれた状態のときに前記高圧部と前記バルブ室との間を遮断するように構成され、
前記駆動手段は、電荷の充放電により伸縮するピエゾ素子積層体であり、
前記伝達手段は、シリンダ(71)と、前記駆動手段により駆動されるとともに前記シリンダに摺動自在に挿入されたピエゾピストン(70)と、前記シリンダに摺動自在に挿入されたバルブピストン(54)とを有し、前記シリンダと前記ピエゾピストンと前記バルブピストンとによって形成された油密室(72)の圧力が前記駆動手段の伸長に伴って上昇するように構成され、前記油密室の増圧に伴う前記バルブピストンの移動により、前記制御弁が前記低圧部と前記バルブ室との間を遮断する位置から前記高圧部と前記バルブ室との間を遮断する位置に移動するように構成されていることを特徴とする請求項6に記載の燃料噴射弁。 - 前記ピエゾピストンにおける前記油密室側の受圧面積は、前記バルブピストンにおける前記油密室側の受圧面積よりも大きいことを特徴とする請求項7に記載の燃料噴射弁。
- 高圧部(11、25、311、321、322、331、341、351、361、371)に供給された高圧燃料を内燃機関の燃焼室に噴射するための噴孔(211)を有するボデー(1、3、21)と、
前記ボデー内で往復動して前記噴孔を開閉するノズルニードル(22)と、
低圧燃料で満たされた低圧部(13)に配置されて伸縮する駆動手段(4)と、 前記駆動手段の伸縮を前記ノズルニードルに伝達して前記ノズルニードルを往復動させる伝達手段(5)とを備え、
前記伝達手段は、前記高圧部および前記低圧部に連通するバルブ室(312、342)に配置されて、前記噴孔が閉じられた状態のときに前記低圧部と前記バルブ室との間を遮断する制御弁(57)を有し、
前記駆動手段の伸長により前記ノズルニードルが前記噴孔を閉じる向きに駆動されることを特徴とする燃料噴射弁。 - 前記制御弁は、前記噴孔が開かれた状態のときに前記高圧部と前記バルブ室との間を遮断することを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1つに記載の燃料噴射弁。
- 前記低圧部と前記バルブ室との間が遮断される向きに前記制御弁を付勢する制御弁スプリング(58)を備えることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1つに記載の燃料噴射弁。
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