特許 6172113 燃料噴射弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6172113

(24)【登録日】2017年7月14日

(45)【発行日】2017年8月2日

(54)【発明の名称】燃料噴射弁

(51)【国際特許分類】

   F02M 47/06 20060101AFI20170724BHJP

   F02M 47/00 20060101ALI20170724BHJP

   F02M 51/06 20060101ALI20170724BHJP

   F02M 61/16 20060101ALI20170724BHJP

【ＦＩ】

   F02M47/06

   F02M47/00 B

   F02M47/00 P

   F02M51/06 N

   F02M61/16 G

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-219293(P2014-219293)

(22)【出願日】2014年10月28日

(65)【公開番号】特開2016-84774(P2016-84774A)

(43)【公開日】2016年5月19日

【審査請求日】2016年8月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(74)【代理人】

【識別番号】110001128

【氏名又は名称】特許業務法人ゆうあい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田名田 祐樹

(72)【発明者】

【氏名】植田 大治

(72)【発明者】

【氏名】鎌原 本也

【審査官】 堀内 亮吾

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２０７８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／００３７８９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２００５−５３１７２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０１５１６３６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ３９／００−７１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高圧燃料を内燃機関の燃焼室に噴射するための噴孔（３１１）を有するボデー（１、８、９、３１）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（３２）と、
前記ノズルニードルに閉弁向きの燃料圧力を作用させる制御室（３６）と、
制御室連通路（９１）を介して前記制御室に連通するとともに、高圧通路（９２）を介して高圧燃料が供給される第１中間室（８１）と、
排出通路（８４）を介して低圧部に連通する第２中間室（８２）と、
前記第１中間室と前記第２中間室とを隔てるバルブシリンダ（５１）と、
前記バルブシリンダに形成されたシリンダ孔（５１１）に往復動自在に挿入され、前記制御室連通路と前記高圧通路との間を開閉し、前記排出通路と前記第２中間室との間を開閉する弁体（５２、５３）と、
前記制御室連通路と前記高圧通路との間が開かれ、且つ、前記排出通路と前記第２中間室との間が閉じられる向きに前記弁体を付勢する弁体スプリング（５４）と、
前記制御室連通路と前記高圧通路との間が閉じられ、且つ、前記排出通路と前記第２中間室との間が開かれる向きに前記弁体を駆動するアクチュエータ（７）とを備え、
前記弁体は、
前記ボデーに形成された高圧シート面（９４）と接離して前記制御室連通路と前記高圧通路との間を開閉する環状の高圧側弁部（５２１）と、
前記ボデーに形成された低圧シート面（８６）と接離して前記排出通路と前記第２中間室との間を開閉する低圧側弁部（５３１）と、
前記高圧側弁部の内周側に形成されて、前記高圧シート面と前記高圧側弁部とが当接して前記制御室連通路と前記高圧通路との間が閉じられた状態のときに前記制御室連通路と連通状態になる逃がし部（５２２）と、
前記弁体の内部に形成されて、前記逃がし部と前記第２中間室とを連通させる弁体内通路（５２３）とを備えることを特徴とする燃料噴射弁。

【請求項2】

前記弁体は、前記高圧側弁部が形成された第１弁体（５２）と、前記低圧側弁部が形成された第２弁体（５３）とに分割されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。

【請求項3】

前記第１中間室および前記第２中間室は前記ボデーと前記バルブシリンダとによって区画形成され、
前記バルブシリンダがシリンダスプリング（５５）によって前記ボデーに押し付けられて前記第１中間室と前記第２中間室との間がシールされていることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射弁。

【請求項4】

前記第１中間室および前記第２中間室は前記ボデーと前記バルブシリンダとによって区画形成され、
前記バルブシリンダが前記第１中間室内の高圧燃料によって前記ボデーに押し付けられて前記第１中間室と前記第２中間室との間がシールされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。

【請求項5】

前記バルブシリンダにおける前記ボデーに押し付けられる部位は、環状に形成された突起部（５１２）であることを特徴とする請求項３または４に記載の燃料噴射弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料を内燃機関に噴射するための燃料噴射弁に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の燃料噴射弁として、例えば特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された燃料噴射弁は、制御室の燃料圧力によりノズルニードルが閉弁向きに付勢され、制御室の圧力を制御してノズルニードルの開閉弁作動を制御するようになっている。

【0003】

より詳細には、制御室に常時連通する制御室連通路を設け、制御室の燃料を制御室連通路および排出通路を介して低圧部に排出して、制御室の燃料圧力を低下させることにより、ノズルニードルを開弁向きに移動させる。一方、高圧通路にて導かれる高圧燃料を制御室連通路を介して制御室に供給して、制御室の燃料圧力を上昇させることにより、ノズルニードルを閉弁向きに移動させるようになっている。

【0004】

制御室連通路と排出通路との間、および制御室連通路と高圧通路との間は、弁室に配置された弁体によって開閉される。この弁体は、弁体スプリングによって制御室連通路と排出通路との間が閉じられる向きに付勢され、ピエゾ素子を用いたアクチュエータによって制御室連通路と高圧通路との間が閉じられる向きに駆動される。

【0005】

ところで、噴射量の精度を維持するためにはニードル閉弁速度を高くすることが望ましい。そして、高圧通路の絞りの流路面積を拡大することにより、ニードル閉弁速度を高くすることができる。

【0006】

しかし、制御室連通路と高圧通路との間を閉じた状態のとき、すなわちニードル閉弁状態のときには、弁体は高圧燃料の圧力により制御室連通路と高圧通路との間が開かれる向きの力を受ける。このため、高圧通路の絞りの流路面積を拡大すると、制御室連通路と高圧通路との間を閉じた状態のときに弁体が高圧燃料の圧力を受ける面積も大きくなり、弁体によって制御室連通路と高圧通路との間を閉じた状態を維持するために要求されるアクチュエータの駆動力が大きくなり、アクチュエータの大型化を招いてしまう。

【0007】

そこで、特許文献１に記載された燃料噴射弁は、弁体によって制御室連通路と高圧通路との間を閉じたときに、弁室および制御室の圧力をアシスト圧として利用することにより、アクチュエータに対する要求駆動力を小さくするようにしている。これにより、アクチュエータの大型化を回避しつつ、ニードル閉弁速度を高くすることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００６−４６３２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、燃焼改善等のためにコモンレール圧（すなわち、高圧燃料の圧力）が現状よりもさらに高くなった場合、或いは、ニードル閉弁速度をさらに高くするために高圧通路の絞りの流路面積がさらに拡大された場合には、アクチュエータに対する要求駆動力が現状よりも大きくなり、アクチュエータの大型化を回避できない虞がある。

【0010】

本発明は上記点に鑑みて、制御室の燃料圧力によりノズルニードルが閉弁向きに付勢される燃料噴射弁において、弁体によって制御室連通路と高圧通路との間を閉じた状態を維持するために要求されるアクチュエータの駆動力を小さくすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、高圧燃料を内燃機関の燃焼室に噴射するための噴孔（３１１）を有するボデー（１、８、９、３１）と、ボデー内で往復動して噴孔を開閉するノズルニードル（３２）と、ノズルニードルに閉弁向きの燃料圧力を作用させる制御室（３６）と、制御室連通路（９１）を介して制御室に連通するとともに、高圧通路（９２）を介して高圧燃料が供給される第１中間室（８１）と、排出通路（８４）を介して低圧部に連通する第２中間室（８２）と、第１中間室と第２中間室とを隔てるバルブシリンダ（５１）と、バルブシリンダに形成されたシリンダ孔（５１１）に往復動自在に挿入され、制御室連通路と高圧通路との間を開閉し、排出通路と第２中間室との間を開閉する弁体（５２、５３）と、制御室連通路と高圧通路との間が開かれ、且つ、排出通路と第２中間室との間が閉じられる向きに弁体を付勢する弁体スプリング（５４）と、制御室連通路と高圧通路との間が閉じられ、且つ、排出通路と第２中間室との間が開かれる向きに弁体を駆動するアクチュエータ（７）とを備え、弁体は、ボデーに形成された高圧シート面（９４）と接離して制御室連通路と高圧通路との間を開閉する環状の高圧側弁部（５２１）と、ボデーに形成された低圧シート面（８６）と接離して排出通路と第２中間室との間を開閉する低圧側弁部（５３１）と、高圧側弁部の内周側に形成されて、高圧シート面と高圧側弁部とが当接して制御室連通路と高圧通路との間が閉じられた状態のときに制御室連通路と連通状態になる逃がし部（５２２）と、弁体の内部に形成されて、逃がし部と第２中間室とを連通させる弁体内通路（５２３）とを備えることを特徴とする。

【0012】

これによると、弁体にて制御室連通路と高圧通路との間が閉じられた状態のときには、高圧燃料よりも低圧に制御された制御室の圧力が弁体の逃がし部に作用するため、制御室の圧力にて弁体が付勢される力は小さくなる。したがって、アクチュエータに対する要求駆動力が小さくなり、アクチュエータを小型にすることができる。

【0013】

また、コモンレール圧が現状よりもさらに高くなった場合、或いは、高圧通路の絞りの流路面積がさらに拡大された場合でも、アクチュエータの大型化を回避することができる。

【0014】

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１実施形態に係る燃料噴射弁の構成を示す断面図である。

【図2】第１実施形態に係る燃料噴射弁の他の作動状態を示す断面図である。

【図3】図１の制御弁機構周辺の拡大断面図である。

【図4】本発明の第２実施形態に係る燃料噴射弁の構成を示す断面図である。

【図5】図５の制御プレート周辺の拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

【0017】

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。

【0018】

本実施形態の燃料噴射弁は、コモンレール（図示せず）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。図示せず）の燃焼室に噴射するものである。

【0019】

図１〜図３に示すように、燃料噴射弁は、インジェクタボデー１、ノズル３、制御弁機構５、アクチュエータ７、第１中間ボデー８、第２中間ボデー９等を、主要構成要素として備えている。

【0020】

略有底円筒状のインジェクタボデー１には、コモンレールから供給される高圧燃料が流通する高圧燃料通路１１、図示しない燃料タンクに接続されて常に低圧になっている低圧燃料通路１２、アクチュエータ７が収納される収納室１３が形成されている。収納室１３は、低圧連通孔１４を介して低圧燃料通路１２に接続されている。なお、低圧燃料通路１２は、本発明の低圧部に相当する。

【0021】

第１中間ボデー８は、インジェクタボデー１に隣接して配置されている。この第１中間ボデー８には、制御弁機構５が収容される第１中間室８１および第２中間室８２、さらには、高圧燃料通路１１と連通する高圧燃料通路８３が形成されている。また、第２中間室８２は、排出通路８４を介して低圧燃料通路１２に接続されている。この排出通路８４には、排出絞り８５が形成されている。

【0022】

第１中間室８１と第２中間室８２は、いずれも円柱状の空間であり、インジェクタボデー１の軸線方向に沿って直列に配置されている。より詳細には、第１中間室８１は、第１中間ボデー８における第２中間ボデー９側の端面に開口している。また、第２中間室８２は、第１中間室８１に対して第２中間ボデー９とは反対側（すなわち、インジェクタボデー１側）に位置している。

【0023】

ノズル３は、略有底円筒状のノズルボデー３１、ノズルボデー３１に摺動自在に挿入された略円柱状のノズルニードル３２、ノズルニードル３２を閉弁向きに付勢するノズルスプリング３３、およびノズルシリンダ３４を備えている。なお、インジェクタボデー１、第１中間ボデー８、第２中間ボデー９、およびノズルボデー３１は、本発明のボデーを構成している。

【0024】

ノズルボデー３１には、高圧燃料を内燃機関の燃焼室に噴出させる噴孔３１１が形成され、ノズルニードル３２の先端部（すなわち、噴孔側端部）がノズルボデー３１に接離することにより噴孔３１１が開閉されるようになっている。

【0025】

ノズルボデー３１内には、コモンレールから高圧燃料が常時供給される燃料溜まり室３５が形成され、コモンレールからの高圧燃料は燃料溜まり室３５を介して噴孔３１１に向かって流れるようになっている。

【0026】

円筒状のノズルシリンダ３４は、ノズルスプリング３３によって第２中間ボデー９に押し付けられ、ノズルニードル３２の後端部（すなわち、反噴孔側端部）がノズルシリンダ３４に摺動自在に挿入されている。

【0027】

このノズルシリンダ３４内には、内部の燃料圧力が高圧と低圧に切り替えられる制御室３６が形成されている。そして、ノズルニードル３２は、制御室３６内の燃料圧力により閉弁向きに付勢されるとともに、燃料溜まり室３５の燃料圧力により開弁向きに付勢される。

【0028】

第２中間ボデー９は、第１中間ボデー８とノズルボデー３１との間に配置されている。この第２中間ボデー９には、高圧燃料通路８３と燃料溜まり室３５とを接続する高圧燃料通路９０、第１中間室８１と制御室３６とを連通させる制御室連通路９１、および第１中間室８１と燃料溜まり室３５とを連通させる高圧通路９２が形成されている。この高圧通路９２には、第１中間室８１側の開口端部に流入絞り９３が形成されている。

【0029】

制御弁機構５は、バルブシリンダ５１、第１弁体５２、第２弁体５３、弁体スプリング５４、およびシリンダ保持スプリング５５を備え、第１中間ボデー８に形成された第１中間室８１と第２中間室８２に収容されている。

【0030】

バルブシリンダ５１は、円筒状に形成され、第１中間室８１と第２中間室８２を隔てている。より詳細には、第１中間室８１は、バルブシリンダ５１と第１中間ボデー８と第２中間ボデー９とによって区画形成され、第２中間室８２は、バルブシリンダ５１と第１中間ボデー８とによって区画形成されている。

【0031】

バルブシリンダ５１の径方向中心部には、第１弁体５２が摺動自在に挿入されるシリンダ孔５１１が形成されている。

【0032】

バルブシリンダ５１には、第２中間ボデー９とは反対側の端面の外周部に、環状のシリンダ突起部５１２が形成されている。そして、バルブシリンダ５１と第２中間ボデー９との間に配置されたシリンダ保持スプリング５５、および第１中間室８１内の高圧燃料の圧力によって、シリンダ突起部５１２の先端が第１中間ボデー８に押し付けられ、これにより、第１中間室８１と第２中間室８２との間がシールされている。なお、シリンダ保持スプリング５５は、例えば皿ばねを用いることができる。

【0033】

第１弁体５２は、略円柱状に形成され、その中間部がシリンダ孔５１１に摺動自在に挿入されている。

【0034】

第１弁体５２における第２中間ボデー９側の端面の外周部には、環状の突起部の高圧側弁部５２１が形成されている。また、第１弁体５２における高圧側弁部５２１の内周側には、円柱状の空間である逃がし部５２２が形成されている。

【0035】

そして、第２中間ボデー９に形成された高圧シート面９４に高圧側弁部５２１が接離して、制御室連通路９１と高圧通路９２との間が開閉される。より詳細には、高圧シート面９４に高圧側弁部５２１が当接して制御室連通路９１と高圧通路９２との間が遮断された状態では、制御室連通路９１は逃がし部５２２と連通し、高圧通路９２は逃がし部５２２に連通しないようになっている。

【0036】

第１弁体５２の内部には、逃がし部５２２と第２中間室８２とを連通させる弁体内通路５２３が形成されている。

【0037】

第２弁体５３は、略円柱状に形成され、第２中間室８２に配置されている。より詳細には、第２弁体５３は、第１弁体５２における第２中間ボデー９とは反対側の端面に当接し、第１弁体５２と一体的に作動するようになっている。

【0038】

第２弁体５３における第２中間ボデー９とは反対側の端部には、テーパ状または球面状の低圧側弁部５３１が形成されている。そして、第１中間ボデー８に形成された低圧シート面８６に低圧側弁部５３１が接離して、排出通路８４と第２中間室８２との間が開閉される。なお、第１弁体５２および第２弁体５３は、本発明の弁体を構成している。

【0039】

弁体スプリング５４は、バルブシリンダ５１と第１弁体５２とに挟持され、第１弁体５２および第２弁体５３を所定の向きに付勢している。具体的には、弁体スプリング５４は、制御室連通路９１と高圧通路９２との間が開かれ、且つ、排出通路８４と第２中間室８２との間が閉じられる向きに、第１弁体５２および第２弁体５３を付勢している。

【0040】

なお、シリンダ保持スプリング５５のセット荷重は、弁体スプリング５４のセット荷重よりも大きく設定されている。これにより、シリンダ突起部５１２の先端が第１中間ボデー８に押し付けられた状態が維持される。

【0041】

アクチュエータ７は、ピエゾ素子が多数積層されて電荷の充放電により伸縮する円柱状のピエゾ素子積層体７１と、ピエゾ素子積層体７１の伸縮変位を制御弁機構５に伝達する伝達部とを備えている。

【0042】

伝達部は以下のように構成されている。すなわち、アクチュエータシリンダ７２に第１ピストン７３および第２ピストン７４が摺動自在に且つ液密的に挿入されており、第１ピストン７３と第２ピストン７４との間には、燃料が充填された液室７５が形成されている。

【0043】

第１ピストン７３は、第１アクチュエータスプリング７６によりピエゾ素子積層体７１側に向かって付勢されており、ピエゾ素子積層体７１により直接駆動されるようになっている。そして、ピエゾ素子積層体７１の伸長時には、第１ピストン７３により液室７５の圧力が高められるようになっている。

【0044】

第２ピストン７４は、第２アクチュエータスプリング７７により制御弁機構５側に向かって付勢されるとともに、液室７５の圧力を受けて作動するようになっている。

【0045】

具体的には、第２ピストン７４は、ピエゾ素子積層体７１の伸長時には、高圧化された液室７５の圧力を受けて作動して、第１弁体５２および第２弁体５３を第２中間ボデー９側に向かって駆動する。これにより、高圧側弁部５２１が高圧シート面９４に当接して制御室連通路９１と高圧通路９２との間が遮断され、低圧側弁部５３１が低圧シート面８６から離れて排出通路８４と第２中間室８２とが連通する。

【0046】

一方、ピエゾ素子積層体７１の収縮時、すなわち液室７５の圧力が低いときには、第２ピストン７４は、第２アクチュエータスプリング７７に抗して弁体スプリング５４により第１ピストン７３側に押し戻される。

【0047】

次に、上記燃料噴射弁の作動を説明する。まず、図１に示す噴孔３１１が閉じられたニードル閉弁状態のときに、ピエゾ素子積層体７１に電荷を充電すると、ピエゾ素子積層体７１が伸長して第１ピストン７３が駆動され、第１ピストン７３により液室７５の圧力が高められる。高圧化された液室７５の圧力により第２ピストン７４が第１弁体５２および第２弁体５３側に向かって駆動される。

【0048】

そして、図２および図３に示すように、第２ピストン７４にて第１弁体５２および第２弁体５３が駆動されることにより、高圧側弁部５２１が高圧シート面９４に当接して制御室連通路９１と高圧通路９２との間が遮断され、低圧側弁部５３１が低圧シート面８６から離れて排出通路８４と第２中間室８２とが連通する。

【0049】

したがって、制御室３６の燃料は、制御室連通路９１、逃がし部５２２、および弁体内通路５２３を介して第２中間室８２に流出し、さらに、排出絞り８５、排出通路８４、および低圧燃料通路１２を介して燃料タンクへ戻される。

【0050】

その結果、制御室３６の圧力が低下してノズルニードル３２を閉弁向きに付勢する力が小さくなるため、ノズルニードル３２が開弁向きに移動してニードル開弁状態になり、噴孔３１１から燃料が噴射される。

【0051】

このニードル開弁状態のとき、すなわち第１弁体５２にて制御室連通路９１と高圧通路９２との間が遮断された状態のときには、逃がし部５２２に作用する制御室３６の圧力によって、第１弁体５２は高圧シート面９４から離れる向き、換言するとアクチュエータ７の駆動力に対抗する向きに付勢される。

【0052】

ここで、ニードル開弁状態のときには、制御室３６の圧力は高圧燃料よりも低圧に制御されるため、制御室３６の圧力にて第１弁体５２が付勢される力、換言するとアクチュエータ７の駆動力に対抗する力は小さくなる。

【0053】

一方、図２に示すニードル開弁状態のときに、ピエゾ素子積層体７１の電荷を放電させると、ピエゾ素子積層体７１が収縮する。そして、アクチュエータスプリング７６により第１ピストン７３がピエゾ素子積層体７１側に戻されて液室７５の圧力が低下し、弁体スプリング５４により、第１弁体５２、第２弁体５３、および第２ピストン７４が第１ピストン７３側に戻される。

【0054】

これにより、高圧側弁部５２１が高圧シート面９４から離れて制御室連通路９１と高圧通路９２との間が連通し、低圧側弁部５３１が低圧シート面８６に当接して排出通路８４と第２中間室８２との間が遮断される。

【0055】

したがって、燃料溜まり室３５の高圧の燃料が、高圧通路９２、流入絞り９３、第１中間室８１、および制御室連通路９１を介して、制御室３６に流入する。

【0056】

その結果、制御室３６の圧力が上昇してノズルニードル３２を閉弁向きに付勢する力が大きくなるため、ノズルニードル３２が閉弁向きに移動し、噴孔３１１が閉じられてニードル閉弁状態になり、燃料噴射が終了する。

【0057】

本実施形態によると、第１弁体５２にて制御室連通路９１と高圧通路９２との間が遮断された状態のときには、高圧燃料よりも低圧に制御された制御室３６の圧力が逃がし部５２２に作用するため、逃がし部５２２に作用する制御室３６の圧力によって第１弁体５２がアクチュエータ７の駆動力に対抗する向きに付勢される力は小さくなる。したがって、アクチュエータ７に対する要求駆動力が小さくなり、アクチュエータ７を小型にすることができる。

【0058】

また、逃がし部５２２に作用する制御室３６の圧力によって第１弁体５２が付勢される力が小さくなるため、コモンレール圧を現状よりもさらに高くしたり、或いは、流入絞り９３の流路面積をさらに拡大した場合でも、アクチュエータ７の大型化を回避することができる。

【0059】

また、弁体を第１弁体５２と第２弁体５３とに分割しているため、第２弁体５３の低圧側弁部５３１が第１中間ボデー８の低圧シート面８６に当接する際に自動的に調芯作用が行われて、低圧側弁部５３１と低圧シート面８６との当接部は高いシール性が得られる。

【0060】

また、シリンダ保持スプリング５５および第１中間室８１内の高圧燃料の圧力によって、シリンダ突起部５１２を第１中間ボデー８に押し付けているため、シリンダ突起部５１２と第１中間ボデー８との当接部は高いシール性が得られる。

【0061】

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。以下、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

【0062】

図４および図５に示すように、ノズルシリンダ３４の内壁面には、ストッパ面３４１が形成されている。また、第２中間ボデー９における制御室３６側の面には、制御室シート面９５が形成されている。

【0063】

制御室３６内には、円盤状の制御プレート５６、および制御プレート５６を制御室シート面９５側に向かって付勢するプレートスプリング５７が配置されている。そして、制御プレート５６は、ストッパ面３４１と制御室シート面９５との間で往復変位するようになっている。なお、制御プレート５６およびプレートスプリング５７は、制御弁機構５の一部をなしている。

【0064】

制御プレート５６の径方向中心部には、制御プレート５６の軸方向に貫通する排出絞り５６１が形成されている。そして、制御プレート５６が制御室シート面９５に当接した状態のときには、制御室３６と制御室連通路９１は排出絞り５６１を介して連通するようになっている。なお、制御プレート５６に排出絞り５６１を設けたことに伴い、第１実施形態における排出通路８４の排出絞り８５は廃止されている。

【0065】

なお、制御プレート５６がストッパ面３４１に当接した状態では、制御プレート５６によって制御室３６は２つの空間に分離される。具体的には、第２中間ボデー９側の空間である中間ボデー側制御室と、ノズルニードル２側の空間であるニードル側制御室とに分離される。以下、必要に応じて、制御室３６と、中間ボデー側制御室と、ニードル側制御室を、使い分ける。

【0066】

次に、上記燃料噴射弁の作動を説明する。まず、噴孔３１１が閉じられたニードル閉弁状態のときに、ピエゾ素子積層体７１に電荷を充電すると、第１実施形態と同様にして高圧側弁部５２１が高圧シート面９４に当接して制御室連通路９１と高圧通路９２との間が遮断され、低圧側弁部５３１が低圧シート面８６から離れて排出通路８４と第２中間室８２とが連通する。

【0067】

排出通路８４と第２中間室８２とが連通すると、制御室３６の燃料は、排出絞り５６１、制御室連通路９１、逃がし部５２２、および弁体内通路５２３を介して第２中間室８２に流出し、さらに、排出通路８４、および低圧燃料通路１２を介して燃料タンクへ戻される。

【0068】

その結果、制御室３６の圧力が低下してノズルニードル３２を閉弁向きに付勢する力が小さくなるため、ノズルニードル３２が開弁向きに移動してニードル開弁状態になり、噴孔３１１から燃料が噴射される。

【0069】

一方、図４に示すニードル開弁状態のときに、ピエゾ素子積層体７１の電荷を放電させると、第１実施形態と同様にして高圧側弁部５２１が高圧シート面９４から離れて制御室連通路９１と高圧通路９２との間が連通し、低圧側弁部５３１が低圧シート面８６に当接して排出通路８４と第２中間室８２との間が遮断される。

【0070】

制御室連通路９１と高圧通路９２との間が連通すると、燃料溜まり室３５の高圧の燃料が、高圧通路９２、流入絞り９３、および第１中間室８１を介して、制御室連通路９１に流入する。

【0071】

そして、制御プレート５６は、制御室連通路９１に流入した燃料の圧力に付勢されて、制御室シート面９５から離れる向きに移動する。これにより、制御室連通路９１から中間ボデー側制御室に流入した高圧の燃料は、制御プレート５６の外周面とノズルシリンダ３４の内壁面との間を通って、ニードル側制御室に流入する。

【0072】

その結果、ニードル側制御室の圧力が上昇してノズルニードル３２を閉弁向きに付勢する力が大きくなるため、ノズルニードル３２が閉弁向きに移動し、噴孔３１１が閉じられてニードル閉弁状態になり、燃料噴射が終了する。

【0073】

本実施形態によると、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0074】

（他の実施形態）
上記各実施形態では、アクチュエータ７を、ピエゾ素子積層体７１と伝達部とで構成したが、アクチュエータ７は、電磁力にて第１弁体５２および第２弁体５３を駆動する形式のものでもよい。

【0075】

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

【0076】

また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。

【0077】

また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

【0078】

また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。

【0079】

また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0080】

１ インジェクタボデー（ボデー）
７ アクチュエータ
８ 第１中間ボデー（ボデー）
９ 第２中間ボデー（ボデー）
３１ ノズルボデー（ボデー）
３２ ノズルニードル
３６ 制御室
５１ バルブシリンダ
５２ 第１弁体（弁体）
５３ 第２弁体（弁体）
５４ 弁体スプリング
８１ 第１中間室
８２ 第２中間室
８４ 排出通路
８６ 低圧シート面
９１ 制御室連通路
９２ 高圧通路
９４ 高圧シート面
３１１ 噴孔
５１１ シリンダ孔
５２１ 高圧側弁部
５２２ 逃がし部
５２３ 弁体内通路
５３１ 低圧側弁部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】