特許 6284860 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】6284860

(24)【登録日】2018年2月9日

(45)【発行日】2018年2月28日

(54)【発明の名称】燃料噴射弁

(51)【国際特許分類】

   F02M 51/06 20060101AFI20180215BHJP

   F02M 51/00 20060101ALI20180215BHJP

   F02M 47/00 20060101ALI20180215BHJP

【ＦＩ】

   F02M51/06 N

   F02M51/00 E

   F02M47/00 A

   F02M47/00 E

【請求項の数】3

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2014-178057(P2014-178057)

(22)【出願日】2014年9月2日

(65)【公開番号】特開2016-50560(P2016-50560A)

(43)【公開日】2016年4月11日

【審査請求日】2017年3月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100080045

【弁理士】

【氏名又は名称】石黒 健二

(74)【代理人】

【識別番号】100124752

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷 真司

(72)【発明者】

【氏名】鎌原 本也

(72)【発明者】

【氏名】有川 文明

(72)【発明者】

【氏名】植田 大治

【審査官】 木村 麻乃

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２５５４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０３２６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第３８２７００３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特表２０１１−５１８９７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１８３６４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ５１／０６

Ｆ０２Ｍ ４７／００

Ｆ０２Ｍ ５１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

（ａ）内燃機関の気筒に燃料噴射を行う噴孔（２０）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（２２）と、
（ｃ）自身が開弁することで、前記制御室（２２）から低圧室（４４）を介して燃料系の低圧側へ燃料を流出させて前記制御室（２２）内の燃料圧力を低下させる制御弁（３、５３、５４）と
を備え、
前記制御弁（３、５３、５４）を開閉動作させることで、前記制御室（２２）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（２２）と前記低圧室（４４）との間に設けられて、前記制御室（２２）内の燃料圧力と前記低圧室（４４）内の燃料圧力との中間圧力の燃料が流通する中間室（２４〜２７）と、
前記制御室（２２）を迂回して、前記中間室（２４〜２７）へ高圧力の燃料を導入する導入流路（２３、３１〜３３、４１〜４３）と、
この導入流路（２３、３１〜３３、４１〜４３）を開閉する流路開閉弁（１３〜１６）とを備え、
前記流路開閉弁は、前記中間室（２４〜２７）内の燃料圧力に対応して、前記導入流路（２３、３１〜３３、４１〜４３）を開閉する弁体（１３）、およびこの弁体（１３）に対して開弁方向または閉弁方向に付勢する弾性部材（１５、１６）を有し、
前記導入流路は、高圧力の燃料が流通する高圧燃料流路（２３、３１〜３３、４１、４２）、およびこの高圧燃料流路（２３、３１〜３３、４１、４２）と前記中間室（２４〜２７）とを連通するインオリフィス（４３）を有し、
前記弁体（１３）は、前記高圧燃料流路（２３、３１〜３３、４１、４２）と前記中間室（２４〜２７）とを区画しており、
前記インオリフィス（４３）は、前記弁体（１３）に設けられていることを特徴とする燃料噴射弁。

【請求項2】

請求項１に記載の燃料噴射弁において、
前記燃料噴射弁は、自身の変位を利用して前記制御弁（３、５３、５４）を開閉駆動するアクチュエータ（４）を備えたことを特徴とする燃料噴射弁。

【請求項3】

請求項２に記載の燃料噴射弁において、
前記アクチュエータ（４）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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

［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）。
この従来例１のインジェクタは、エンジンの気筒内に燃料噴射を行う噴孔を開閉するニードルと、燃料系の高圧側から高圧力の燃料が供給される高圧燃料通路と、この高圧燃料通路とインオリフィスを介して連通する圧力制御室と、この圧力制御室とアウトオリフィスを介して連通する中間燃料通路と、この中間燃料通路の途中に設けられる弁孔を開閉する制御弁と、この制御弁が開弁した際に、圧力制御室内の燃料をアウトオリフィス、中間燃料通路およびオリフィス（弁孔）を介して燃料系の低圧側へ流出させる低圧燃料通路とを備えている。

【0003】

ところで、高圧燃料通路からインオリフィスを介して圧力制御室内に導入される燃料圧力は、ニードルに対して、ニードルの閉弁方向に付勢する付勢力として作用する。
そして、従来例１のインジェクタでは、制御弁を開弁動作させることで、圧力制御室内の燃料を、アウトオリフィス、中間燃料通路、オリフィス（弁孔）、低圧燃料通路を介して燃料系の低圧側へ排出させている。
これによって、圧力制御室内の燃料圧力を素早く低下させることで、ニードルに作用する閉弁方向の付勢力が低下する。そして、圧力制御室内の燃料圧力がニードル開弁圧まで低下すると、ニードルが開弁動作するため、噴孔からエンジンの気筒内へ向かって燃料が噴射される。
ここで、上記のような燃料噴射弁では、圧力制御室からの燃料排出流量を規制するアウトオリフィス流量を増加させることで、ニードル開弁速度、つまり噴射率の矩形度が向上することが一般に知られている。

【0004】

［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、ニードル開弁速度を向上するという目的で、アウトオリフィス流量を増加した場合、制御弁を開弁駆動するアクチュエータに対する指令値、特に微小噴射量時の指令値（通電時間）が極端に小さくなってしまい、アクチュエータの変位を利用して開弁動作を行う制御弁の開弁挙動が不安定となる。これにより、ニードルの開弁動作が不安定となり、エンジンの気筒内へ噴射される燃料の噴射量がばらつくという課題がある。

【0005】

ここで、従来例１のように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るインジェクタにおいては、例えばパイロット噴射等の微小噴射量時の指令値（通電時間）が極端に小さくなり、ピエゾの充電期間（通常１００μｓｅｃ程度）以下となってしまう。そして、ピエゾ充電期間以下の指令値は、制御弁の開弁挙動が不安定となる等の理由から使用が困難となる。この結果、制御可能な噴射量下限が増加することになるため、ピエゾアクチュエータの変位を利用して制御弁を開弁駆動する燃料噴射弁の場合、上記の課題がより顕著になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１０−２３６３７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的は、制御弁の開弁時における中間室内の燃料圧力の降下（低下）速度を抑制して、微小噴射量時における制御弁の開弁挙動を安定化させることのできる燃料噴射弁を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１に記載の発明（燃料噴射弁）によれば、制御弁が開弁すると、制御室から低圧室を介して燃料系の低圧側へ燃料が流出し、制御室内の燃料圧力が低下する。このとき、流路開閉弁が開弁していると、導入流路から中間室へ高圧力の燃料が導入される。これにより、制御弁の開弁時における中間室内の燃料圧力の降下（低下）速度を抑制できるので、制御室内の燃料圧力の降下（低下）速度も遅くなる。
その後に、制御弁の開弁時に、流路開閉弁を閉弁すると、導入流路から中間室への高圧力の燃料の導入が遮断される。これにより、制御弁の開弁時における中間室内の燃料圧力の降下（低下）速度が速くなるので、制御室内の燃料圧力の降下（低下）速度も速くなる。

【0009】

そして、制御室内の燃料圧力、つまりニードルに対して閉弁方向に作用する燃料圧力がニードル開弁圧まで低下すると、ニードルが開弁（リフト）して内燃機関の気筒への燃料噴射が開始される。このように、ニードル開弁応答を遅延させることができるので、微小噴射量制御性を向上させることができる。
また、仮にニードル開弁速度を向上するという目的で、制御弁の開弁時における燃料排出流量を増加した場合であっても、微小噴射量時の指令値の極端な減少を抑制できるので、微小噴射量時における制御弁の開弁挙動を安定化させることができ、最小噴射可能量を低減させることができる。
したがって、ニードルの開弁動作が安定し、内燃機関の気筒へ噴射される燃料の噴射量のばらつきを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】ピエゾインジェクタを示した断面図である（実施例１）。

【図2】ピエゾインジェクタの主要部を示した断面図である（実施例１）。

【図3】噴射量指令値、制御弁のバルブリフト量、中間室圧、圧力制御室圧、第１圧力従動弁のバルブリフト量、第２圧力従動弁のバルブリフト量および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）。

【図4】制御弁の閉弁時における第２圧力従動弁に作用する油圧力や荷重および受圧面積を示した説明図である（実施例１）。

【図5】制御弁の開弁初期時（第１圧力従動弁の閉弁タイミングＴ１）における第２圧力従動弁に作用する油圧力や荷重および受圧面積を示した説明図である（実施例１）。

【図6】制御弁の開弁時（第２圧力従動弁の閉弁タイミングＴ２）における第２圧力従動弁に作用する油圧力や荷重および受圧面積を示した説明図である（実施例１）。

【図7】制御弁の開弁時（第２圧力従動弁の閉弁動作中）における第２圧力従動弁に作用する油圧力や荷重および受圧面積を示した説明図である（実施例１）。

【図8】制御弁の開弁時（第２圧力従動弁の閉弁開始タイミング）における第２圧力従動弁に作用する油圧力や荷重および受圧面積を示した説明図である（実施例１）。

【図9】燃料噴射量と噴射量指令値（ピエゾ通電時間）との関係を示した特性図である（実施例１）。

【図10】（ａ）はピエゾインジェクタを示した断面図で、（ｂ）は第２圧力従動弁の周辺構造を示した拡大断面図である（実施例２）。

【図11】（ａ）はピエゾインジェクタを示した断面図で、（ｂ）は第２圧力従動弁の周辺構造を示した拡大断面図である（実施例３）。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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】

【0012】

［実施例１の構成］
図１ないし図９は、本発明の燃料噴射弁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。

【0013】

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、およびこの制御弁の弁体である制御バルブ３を開閉駆動するアクチュエータ４等を内蔵する円筒状のインジェクタボディ５とを備えている。

【0014】

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６が形成されている。このニードル収容孔６の内部には、軸線方向（ノズル軸方向）に往復移動可能なニードル１と、このニードル１の軸線方向の基端部（摺動部：以下ピストン部７）をそのノズル軸方向に往復摺動可能に支持する筒状のノズルシリンダ８と、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９とを備えている。

【0015】

インジェクタのインジェクタボディ５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、自身が開閉弁することで、圧力制御室（後述する）の燃料圧力を調整する制御弁と、この制御弁の制御バルブ３を開閉駆動するアクチュエータ４と、このアクチュエータ４の伸縮変位を拡大して制御バルブ３に伝える変位拡大機構等が収容されている。

【0016】

インジェクタボディ５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。このインジェクタボディ５の反噴孔側には、アクチュエータ４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。

【0017】

また、ニードル収容孔６の内部には、第１圧力従動弁（第１バルブ１１、第１サポートスプリング１２）等が収容されている。
そして、インジェクタは、アクチュエータ４の伸縮変位を利用して制御バルブ３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。
制御弁は、制御バルブ３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（例えば燃料タンクまたは燃料供給経路の低圧部等）へ燃料を流出させる圧力制御弁である。
なお、制御弁の詳細は、後述する。

【0018】

ノズルボディ２の密着面とインジェクタボディ５の密着面との間には、第２圧力従動弁（第２バルブ１３、第２サポートスプリング１４、バルブボディ１６）およびオリフィスプレート１７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５の密着面との間にバルブボディ１６およびオリフィスプレート１７を挟み込んだ状態で、インジェクタボディ５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１８を備えている。

【0019】

また、ノズルボディ２の内部には、外部から高圧力の燃料が導入されるニードル収容孔６が設けられている。このニードル収容孔６は、ニードルスプリング９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１９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１９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２０が設けられている。

【0020】

次に、インジェクタの高圧燃料通路を図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５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１９を介して複数の噴孔２０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第１弁室２１を介して圧力制御室２２内へ高圧力の燃料を導入する第２高圧導入流路と、第１高圧導入流路から分岐して第２弁室２３を介して中間室（２４〜２７）内へ高圧力の燃料を導入する第３高圧導入流路（高圧燃料流路）とを備えている。

【0021】

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６とを連通する高圧流路孔３１〜３３、ノズルシリンダ８の外周面とニードル収容孔６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６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１９を介して燃料流路３５と複数の噴孔２０とを連通する燃料流路３６等を有している。この燃料流路３６は、ニードル収容孔６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２０とを連通するサック室を含んでいる。

【0022】

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、第１弁室２１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と第１弁室２１とを連通する第１インオリフィス孔３８を有している。
第１インオリフィス孔３８は、第１弁室２１を介して、圧力制御室２２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。

【0023】

第３高圧導入流路は、圧力制御室２２を迂回して、高圧力の燃料を中間室（２４〜２７）内へ導入する流路であって、高圧流路孔３１〜３３および燃料流路３６と連通する環状の高圧連通路４１、この高圧連通路４１と第２弁室２３とを連通するようにオリフィスプレート１７をその板厚方向（軸線方向）に貫通する高圧流路孔４２、この高圧流路孔４２と連通する第２弁室２３、およびこの第２弁室２３と中間室（２４〜２７）とを連通する第２インオリフィス孔４３等を有している。

【0024】

高圧連通路４１、高圧流路孔４２および第２弁室２３は、第１高圧導入流路と中間室（２４〜２７）とを連通する高圧連通路（高圧導入流路）を構成している。
第２インオリフィス孔４３は、第２圧力従動弁の第２バルブ１３の内外を第２バルブ１３の半径方向に貫通するように設けられて、中間室（２４〜２７）へ導入される高圧力の燃料の流量を規制する第２入口側絞り孔である。
なお、高圧連通路から中間室（２４〜２７）内への燃料流入量は、第２インオリフィス孔４３の絞り径によって規制されている。

【0025】

次に、インジェクタの燃料排出流路を図１および図２に基づいて簡単に説明する。
燃料排出流路は、圧力制御室２２内に導入された高圧力の燃料を中間室（２４〜２７）、低圧室４４、低圧流路４５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。この燃料排出流路は、圧力制御室２２と連通する流路孔４７、この流路孔４７と中間室（２４〜２７）とを連通する第１アウトオリフィス孔４８、および中間室（２４〜２７）と低圧室４４とを連通する第２アウトオリフィス孔４９を有している。

【0026】

中間室は、圧力制御室２２と低圧室４４との間に設けられて、制御弁の開弁時に圧力制御室２２内の燃料圧力と低圧室４４内の燃料圧力との中間圧力の燃料が流通し、且つ制御弁の閉弁時に圧力制御室２２内の燃料圧力と同等の燃料圧力の燃料が充満する中間流路である。この中間室は、第１アウトオリフィス孔４８と連通する中間流路孔２４、２５、この中間流路孔２４、２５と第２アウトオリフィス孔４９とを連通する中間制御室２６、および第２バルブ１３内に形成されて、中間制御室２６と連通する中間制御室２７を有している。
なお、第２バルブ１３の開弁時には、第２インオリフィス孔４３を介して、第３高圧導入流路から中間制御室２６、２７内に高圧力の燃料が導入される。

【0027】

第１アウトオリフィス孔４８は、圧力制御室２２から中間室（２４〜２７）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４８は、第１バルブ１１の中心軸線上に形成されている。
第２アウトオリフィス孔４９は、中間室（２４〜２７）から低圧室４４へ流出する燃料の流量を規制する第２出口側絞り孔である。

【0028】

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６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２０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８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）７が設けられている。このピストン部７の端面には、第１サポートスプリング１２の一部を収容し、且つ圧力制御室２２の一部を形成する収容凹部が設けられている。
また、ピストン部７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。

【0029】

ノズルシリンダ８は、第１バルブ１１の外周との間に、第１弁室２１と圧力制御室２２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８の内周壁面には、ニードル１のピストン部７および第１バルブ１１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８は、オリフィスプレート１７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８は、オリフィスプレート１７の結合部からニードル収容孔６の内部へ突出するように配置されている。

【0030】

ノズルシリンダ８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８には、オリフィスプレート１７の第１バルブシート面９１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、第１バルブ１１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第１バルブストッパを構成している。

【0031】

ニードルスプリング９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９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２９とノズルシリンダ８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。
ここで、燃料溜まり室１９は、ニードル収容孔６の中間部に設けられている。この燃料溜まり室１９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。

【0032】

複数の噴孔２０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６の内外を連通している。つまり、複数の噴孔２０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。
圧力制御室２２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８の内周面と第１バルブ１１とで囲まれた空間である。この圧力制御室２２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。

【0033】

次に、制御弁の詳細を図１ないし図８に基づいて簡単に説明する。
制御弁は、バルブボディ１６のバルブシート面５１に接離して第２アウトオリフィス孔４９を開閉する制御バルブ３、この制御バルブ３にアクチュエータ４およびピエゾピストン５２の変位を伝えるバルブピストン５３、および制御バルブ３をその閉弁方向に付勢するバルブスプリング５４等を備えている。

【0034】

バルブピストン５３は、アクチュエータ４への通電（ＯＮ）時に、ピエゾ収容孔１０の軸線方向の先端側に対して反対側の基端側（反噴孔側）へ向けて駆動される。このバルブピストン５３は、ピエゾピストン５２との間に形成される収容凹部５５内にバルブスプリング５４と一緒に収容されるピストン中径部、このピストン中径部の先端面の中央から軸線方向の先端側に延長されたピストン小径部、およびピストン中径部とピストン小径部との間に設けられる環状の段差面（後述する油密室内の油圧力を受ける環状の受圧面）を備えている。

【0035】

ピストン小径部の軸線方向の先端部には、制御バルブ３を移動可能に収容する収容凹部５６が形成されている。この収容凹部５６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。
バルブスプリング５４は、制御バルブ３およびバルブピストン５３に対して、制御バルブ３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）を発生するコイルスプリングである。このバルブスプリング５４は、収容凹部５５の奥側に固定された環状のスプリングシート５７とバルブピストン５３のピストン中径部の端面（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。

【0036】

制御バルブ３は、バルブボディ１６のバルブシート面５１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３は、着座時にバルブピストン５３の収容凹部５６の底面（円錐面）に当接する当接部、および着座時にバルブボディ１６のバルブシート面５１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３は、仮にバルブピストン５３が傾いても、バルブシート面５１に対して垂直な力（バルブスプリング５４の付勢力）で自身のシール部がバルブボディ１６のバルブシート面５１に押し付けられるように、つまりバルブボディ１６のバルブシート面５１で開口する第２アウトオリフィス孔４９を確実に密閉（閉鎖）できるように、制御バルブ３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。

【0037】

ここで、制御弁は、自身が開弁する、つまりバルブボディ１６のバルブシート面５１より制御バルブ３が離脱することで、圧力制御室２２内に導入される高圧力の燃料を中間室（２４〜２７）、低圧室４４等を介して燃料系の低圧側へ流出させて圧力制御室２２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、つまりバルブボディ１６のバルブシート面５１に制御バルブ３が着座することで、圧力制御室２２内への高圧力の燃料の導入によって、圧力制御室２２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。

【0038】

次に、アクチュエータ４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４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４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。

【0039】

そして、アクチュエータ４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４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。

【0040】

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４と制御バルブ３との間に、ピエゾピストン５２とバルブピストン５３との受圧面積比に応じてアクチュエータ４の伸張変位を拡大してバルブピストン５３に伝える変位拡大機構を備えている。また、変位拡大機構は、ピエゾピストン５２の変位方向に対してバルブピストン５３の変位方向を反転させる反転機構を備えている。

【0041】

変位拡大機構は、アクチュエータ４の伸縮変位（伸張、収縮）によりアクチュエータ４と一体往復移動可能に連結したピエゾピストン（大径ピストン）５２と、制御バルブ３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）５３と、アクチュエータ４の変位をピエゾピストン５２に伝える駆動伝達部材６１、６２と、ピエゾピストン５２を往復摺動可能に支持するアッパーシリンダ６４と、バルブピストン５３を往復摺動可能に支持するロアシリンダ６５とを備えている。

【0042】

変位拡大機構は、作動油（燃料）が充填された油密室６６を備え、アクチュエータ４の伸張変位により油密室６６内の燃料圧力（油圧力）が上昇することで、アクチュエータ４およびピエゾピストン５２の変位を拡大（駆動力を低減）してバルブピストン５３に伝え、このバルブピストン５３の変位により制御バルブ３を開閉駆動するように構成されている。
油密室６６は、ピエゾピストン５２の先端側環状端面とバルブピストン５３の環状段差面とアッパーシリンダ６４の先端側周壁（開口端面）とロアシリンダ６５の基端面とによって囲まれた環状空間である。

【0043】

ピエゾピストン５２は、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を備えている。このピエゾスプリング６３は、ピエゾピストン５２の外周突出部６７とアッパーシリンダ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。また、ピエゾスプリング６３は、インジェクタボディ５の低圧流路４５内に設置されている。
ピエゾピストン５２は、駆動伝達部材６１、６２と一緒に、アクチュエータ４への通電（ＯＮ）時に、ピエゾ収容孔１０の軸線方向の先端側（噴孔側）へ向けて駆動される。このピエゾピストン５２は、アッパーシリンダ６４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ピストン大径部が設けられている。

【0044】

また、ピエゾピストン５２の内部には、ピエゾピストン５２の先端面で開口し、この開口側から奥側に延びる収容凹部（スプリング収容室）５５が形成されている。このピエゾピストン５２には、アクチュエータ４の伸縮変位時において、バルブピストン５３のピストン中径部を往復移動可能に収容する収容凹部５５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５２の円筒周壁の外部から収容凹部５５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孔（連通孔）６９が形成されている。すなわち、複数の連通孔６９は、収容凹部５５の内部と低圧流路４５とを連通している。なお、低圧流路４５は、インジェクタボディ５のアウトレットポートと連通している。

【0045】

次に、第１圧力従動弁の詳細を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。
第１圧力従動弁は、ノズルシリンダ８の開口部に設置されている。この第１圧力従動弁は、第１バルブボディとしてのノズルシリンダ８、このノズルシリンダ８の環状段差によって開弁位置（フルリフト量）が規定される第１弁体（第１バルブ１１）、この第１バルブ１１をその閉弁方向に付勢する第１サポートスプリング１２、およびノズルシリンダ８の環状段差との間に第１バルブ１１を往復移動可能に収容するプレート収容室を形成するオリフィスプレート１７等を有している。

【0046】

ノズルシリンダ８は、第１バルブ１１の外周との間に、第１弁室２１と圧力制御室２２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８の内周壁面には、ニードル１のピストン部７および第１バルブ１１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。
オリフィスプレート１７には、第１弁室２１に臨み、且つ第１バルブ１１が着座可能な第１バルブシート面９１が形成されている。

【0047】

また、オリフィスプレート１７には、バルブボディ１６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、バルブボディ１６の高圧流路孔３２と第１弁室２１とを連通する高圧流路孔３７および第１インオリフィス孔３８が形成されている。また、オリフィスプレート１７には、第１バルブ１１の第１アウトオリフィス孔４８とを連通する中間流路孔２４、ノズルボディ２の高圧連通路４１とバルブボディ１６の第２弁室２３とを連通する高圧流路孔４２が形成されている。
なお、第１インオリフィス孔３８の下流端および中間流路孔２４の上流端は、オリフィスプレート１７の第１バルブシート面９１で開口している。また、高圧流路孔４２の上流端は、オリフィスプレート１７の図示下端面で開口している。また、中間流路孔２４の下流端および高圧流路孔４２の下流端は、オリフィスプレート１７の図示上端面で開口している。

【0048】

第１バルブ１１は、所定の板厚を有する平板状のプレートバルブであって、プレート収容室内に往復移動可能に収容されている。この第１バルブ１１の図示上端面には、第１弁室２１に臨み、第１弁室２１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。また、第１バルブ１１の図示下端面には、圧力制御室２２に臨み、圧力制御室２２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、第１バルブ１１の中心軸線上には、流路孔４７および第１アウトオリフィス孔４８が貫通形成されている。
なお、流路孔４７の上流端は、第１バルブ１１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４８の下流端は、第１バルブ１１の図示上端面で開口している。

【0049】

第１サポートスプリング１２は、第１バルブ１１に対して、第１バルブ１１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：Ｆｓｐ１）を発生する第１弾性部材である。この第１サポートスプリング１２は、第１バルブ１１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。

【0050】

ここで、第１弁室２１は、第１バルブ１１の開弁側受圧面とオリフィスプレート１７の第１バルブシート面９１との間に形成される容積可変空間である。この第１弁室２１内に導入される燃料圧力は、第１バルブ１１に対して、第１バルブ１１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。
また、圧力制御室２２は、第１バルブ１１の閉弁側受圧面とニードル１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２２内に導入される燃料圧力は、第１バルブ１１に対して、第１バルブ１１の閉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（ＦＣ）である。

【0051】

第１圧力従動弁は、第１バルブ１１の開弁側受圧面で受圧する開弁方向油圧力（ＦＵ）が、第１バルブ１１の閉弁側受圧面で受圧する閉弁方向油圧力（ＦＬ）と第１サポートスプリング１２の閉弁方向の付勢力（Ｆｓｐ１）との合力よりも大きい場合、第１バルブ１１が、オリフィスプレート１７の第１バルブシート面９１より離脱して第１インオリフィス孔３８を開放する。
第１圧力従動弁は、第１バルブ１１の開弁側受圧面で受圧する開弁方向油圧力（ＦＵ）が、第１バルブ１１の閉弁側受圧面で受圧する閉弁方向油圧力（ＦＬ）と第１サポートスプリング１２の閉弁方向の付勢力（Ｆｓｐ１）との合力よりも小さい場合、第１バルブ１１が、オリフィスプレート１７の第１バルブシート面９１に着座（密着）して第１インオリフィス孔３８を閉鎖する。

【0052】

次に、第２圧力従動弁の詳細を図１ないし図８に基づいて簡単に説明する。
第２圧力従動弁は、特許請求の範囲における「流路開閉弁」に相当する。この第２圧力従動弁は、オリフィスプレート１７によって開弁位置（フルリフト量）が規定される第２弁体（第２バルブ）１３、この第２バルブ１３をその開弁方向に付勢する第２サポートスプリング１４、およびオリフィスプレート１７との間に第２バルブ１３と第２サポートスプリング１４を往復移動可能に収容するバルブ収容室を形成するバルブボディ１６等を有している。

【0053】

第２バルブ１３は、所定のカップ形状に形成されたカップバルブであって、バルブボディ１６のバルブ収容室内に摺動可能に挿入配置されている。この第２バルブ１３は、バルブ収容室を、第２弁室２３と中間室（中間制御室２６、２７）とに区画している。
また、第２バルブ１３は、オリフィスプレート１７の第２バルブストッパ（後述する）に当接可能な円板状の座部（径大部）、この座部のエッジラインから先端へ向かって外径が徐々に縮径する円錐台（凸曲面）形状の弁部７１、この弁部７１の最小外径部と同一の外径の小径筒部（摺動部）７２、およびこの小径筒部７２のエッジラインから先端へ向かって外径が徐々に縮径する円錐台筒形状の先端筒部等を有している。

【0054】

第２バルブ１３は、第２弁室２３と中間室（中間制御室２６、２７）とを区画するようにバルブ収容室内に配されている。
また、第２バルブ１３の弁部７１と小径筒部７２との間には、外周方向に延びる周方向溝を有する括れ筒部７３が設けられている。この括れ筒部７３には、第２弁室２３と中間室（中間制御室２６、２７）とを連通する第２インオリフィス孔４３が形成されている。この第２インオリフィス孔４３は、第２バルブ１３の括れ筒部７３の内周面と外周面とを連通するように貫通形成されている。
また、先端筒部の図示上端面には、環状端面が設けられている。また、第２バルブ１３は、その環状端面で開口し、この開口側から奥側の底面まで延びる収容凹部７４を有している。この収容凹部７４の内部空間は、中間制御室２７として機能する。

【0055】

第２バルブ１３は、バルブ収容室内に往復移動可能に収容されている。この第２バルブ１３の図示上端面（環状端面および収容凹部７４の底面）には、中間室（中間制御室２６、２７）に臨み、中間室（中間制御室２６、２７）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。また、第２バルブ１３の座部の図示下端面には、第２弁室２３に臨み、第２弁室２３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。

【0056】

第２サポートスプリング１４は、第２バルブ１３に対して、第２バルブ１３の開弁方向に付勢する付勢力（（弾性力、スプリングセット荷重：Ｆｓｐ２）を発生する第２弾性部材である。この第２サポートスプリング１４は、第２バルブ１３の収容凹部の底面（スプリング座部）とバルブボディ１６の中間制御室２６の天井面（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。

【0057】

ここで、第２弁室２３は、第２バルブ１３の閉弁側受圧面（図示下端面）とバルブボディ１６の第２バルブシート面９２との間に形成される容積可変空間である。この第１弁室２１内に導入される燃料圧力は、第１バルブ１１に対して、第１バルブ１１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（ＦＵ）である。
また、中間室（中間制御室２６）は、第２バルブ１３の開弁側受圧面（図示上端面）とオリフィスプレート１７の上端面との間に形成される容積可変空間である。この中間室（中間制御室２６、２７）内に導入される燃料圧力は、第１バルブ１１に対して、第１バルブ１１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（ＦＬ）である。

【0058】

バルブボディ１６は、ノズルボディ２の密着面とインジェクタボディ５の密着面との間に、オリフィスプレート１７と一緒に挟み込まれている。このバルブボディ１６の図示上端面には、低圧室４４に臨み、且つ制御バルブ３が着座可能なバルブシート面（弁座）５１が形成されている。
また、バルブボディ１６には、インジェクタボディ５の高圧流路孔３１とオリフィスプレート１７の高圧流路孔３３、３７とを連通する高圧流路孔３２、オリフィスプレート１７の中間流路孔２４と低圧室４４とを連通する中間流路孔２５、中間制御室２６、２７および第２アウトオリフィス孔４９が形成されている。また、バルブボディ１６には、第２弁室２３および中間制御室２６、２７を含むバルブ収容室が形成されている。
なお、中間流路孔２５の上流端は、バルブボディ１６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４９の下流端は、バルブボディ１６のバルブシート面５５で開口している。また、バルブ収容室は、バルブボディ１６の図示下端面で開口し、この開口側から奥側まで延びる凹溝である。

【0059】

バルブ収容室は、第２バルブ１３との間に第２弁室２３を形成する収容孔、および第２バルブ１３の小径筒部を往復摺動可能に支持するガイド孔等を有している。バルブボディ１６の収容孔面とガイド孔面との間には、第２バルブ１３の弁部７１が着座可能な第２バルブシート面９２が形成されている。この第２バルブシート面９２は、収容孔のエッジラインからガイド孔のエッジラインへ向かって内径が徐々に減少する円錐台形状の傾斜面上に設けられている。

【0060】

オリフィスプレート１７は、ノズルボディ２の密着面に液密的に密着する密着面（図示下端面）、およびバルブボディ１６の密着面に液密的に密着する密着面（図示上端面）を有している。
オリフィスプレート１７の密着面、特にオリフィスプレート１７の中心軸線から偏芯した部位は、第２バルブ１３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円形状の第２バルブストッパ７５を構成している。このオリフィスプレート１７の密着面には、第２バルブストッパ７５の周囲を取り囲むように環状凹溝７６が設けられている。

【0061】

第２バルブストッパ７５は、環状凹溝７６の底面から第２バルブ１３側へ突出する円形凸部であって、オリフィスプレート１７の密着面と同一平面上に形成されている。
環状凹溝７６は、オリフィスプレート１７の密着面で開口し、この開口側から奥側の底面まで延びる環状凹溝である。そして、第２バルブ１３の開弁時には、環状凹溝７６の底面と第２バルブ１３との間に円環状の第２弁室２３が形成される。

【0062】

第２圧力従動弁は、第２バルブ１３の開弁側受圧面で受圧する開弁方向油圧力（ＦＵ）が、第２バルブ１３の閉弁側受圧面で受圧する閉弁方向油圧力（ＦＬ）と第２サポートスプリング１４の開弁方向の付勢力（Ｆｓｐ２）との合力よりも大きい場合、第２バルブ１３が、バルブボディ１６の第２バルブシート面９２より離脱（リフト）し、且つオリフィスプレート１７の第２バルブストッパ７５に押し当てられて第２インオリフィス孔４３を開放する。これにより、第３高圧導入流路（４１〜４３）が連通状態となるため、第３高圧導入流路（４１〜４３）から中間室（中間制御室２６、２７）内に高圧力の燃料が導入される。

【0063】

また、第２圧力従動弁は、第２バルブ１３の開弁側受圧面で受圧する開弁方向油圧力（ＦＵ）が、第２バルブ１３の閉弁側受圧面で受圧する閉弁方向油圧力（ＦＬ）と第２サポートスプリング１４の開弁方向の付勢力（Ｆｓｐ２）との合力よりも小さい場合、第２バルブ１３が、オリフィスプレート１７の第２バルブストッパ７５より離間し、且つバルブボディ１６の第２バルブシート面９２に着座（密着）して第２インオリフィス孔４３を閉鎖する。これにより、第３高圧導入流路（４１〜４３）が遮断されるため、第３高圧導入流路（４１〜４３）から中間室（中間制御室２６、２７）内への高圧力の燃料の導入が中断される。

【0064】

［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９に基づいて簡単に説明する。

【0065】

ここで、本実施例のインジェクタでは、第２インオリフィス孔４３の通過流量（第２インオリフィス流量）よりも、第２アウトオリフィス孔４９の通過流量（第２アウトオリフィス流量）の方が多くなるように絞り径が設定されている。これにより、制御弁の開弁時における中間室（中間制御室２６、２７）内の燃料圧力（中間室圧）の低下速度は速い。

【0066】

また、第２インオリフィス孔４３の通過流量（第２インオリフィス流量：Ｑｓｕｂ）よりも、第１アウトオリフィス孔４８の通過流量（第１アウトオリフィス流量：Ｑｍａｉｎ）の方が多くなるように絞り径が設定されている。つまりＱｍａｉｎ＞Ｑｓｕｂのように設定されている。これにより、制御弁の開弁時における圧力制御室２２内の燃料圧力（制御室圧）の低下速度よりも、中間室（中間制御室２６、２７）内の燃料圧力（中間室圧）の低下速度の方が速くなる。

【0067】

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５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５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６および燃料流路３５を通って燃料溜まり室１９および燃料流路３６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、第１インオリフィス孔３８、第１弁室２１および連通路を通って圧力制御室２２に到達する。

【0068】

ここで、アクチュエータ４のピエゾ素子積層体に電圧が印加されず、制御弁の弁体である制御バルブ３が、バルブスプリング５４の付勢力によって閉弁方向に付勢されて、第２アウトオリフィス孔４９を閉鎖している場合には、圧力制御室２２から中間室（２４〜２７）、低圧室４４を介して、燃料系の低圧側への燃料の流出が停止されている。これにより、第１弁室２１内の燃料圧力（開弁方向油圧力：ＦＯ）が、圧力制御室２２内の燃料圧力（閉弁方向油圧力：ＦＣ）と第１サポートスプリング１２の付勢力（閉弁方向付勢力：Ｆｓｐ１）との合力よりも大きくなる。

【0069】

これによって、第１圧力従動弁の第１弁体である第１バルブ１１が、オリフィスプレート１７の第１バルブシート面９１よりリフト（離脱）して、第１インオリフィス孔３８を開放する。すなわち、第１バルブ１１が、ノズルシリンダ８のガイド孔でガイドされながら開弁方向に移動し、開弁する。
そして、第１インオリフィス孔３８から第１弁室２１内に導入された高圧力の燃料は、ノズルシリンダ８の内周と第１バルブ１１の外周との間に形成された連通路を通って圧力制御室２２内に導入されるため、圧力制御室２２内の燃料圧力（閉弁方向油圧力：ＦＣ）が増加する。

【0070】

このとき、ニードル１には、燃料溜まり室１９内の燃料圧力（開弁方向油圧力：ＦＯ）と、圧力制御室２２内の燃料圧力（閉弁方向油圧力：ＦＣ）と、ニードルスプリング９のスプリングセット荷重（閉弁方向付勢力：Ｆｓｐ）とが作用しており、ＦＯ＜ＦＣ＋Ｆｓｐが成立している。
この結果、アクチュエータ４のピエゾ素子積層体に電圧が印加されず、制御バルブ３が閉弁し、第１バルブ１１が開弁している時には、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するため、複数の噴孔２０が閉塞される。
したがって、インジェクタは、ニードル１が閉弁状態を維持するため、エンジンの気筒内への燃料噴射が実施されない。

【0071】

次に、制御弁の閉弁時における第１、第２圧力従動弁の作動を説明する。
第１インオリフィス孔３８および第１弁室２１内の燃料圧力と圧力制御室２２内の燃料圧力とが均衡した段階で、第１サポートスプリング１２の有無に関わらず、第１バルブ１１がノズルシリンダ８のガイド孔でガイドされながら閉弁方向に移動して、オリフィスプレート１７の第１バルブシート面９１に着座する。これにより、第１バルブ１１が、閉弁状態となり、第１インオリフィス孔３８を閉鎖する。

【0072】

そして、アクチュエータ４のピエゾ素子積層体への通電が停止（ＯＦＦ）されている時、つまり制御弁の閉弁時には、図４に示したように、第２バルブ１３の閉弁側受圧面に第２弁室２３内の燃料圧力（Ｐｃ）を受圧しているため、第２バルブ１３の閉弁側受圧面には、閉弁方向油圧力：ＦＬ（＝Ｐｃ×Ｓ１）が作用している。
なお、Ｐｃは、第２弁室２３内の燃料圧力、つまり高圧燃料通路圧である。また、Ｓ１は、第２バルブ１３の閉弁側受圧面における閉弁方向受圧面積である。

【0073】

また、第２バルブ１３の開弁側受圧面に中間圧力の燃料圧（中間室圧：Ｐ０）を受圧しているため、第２バルブ１３の開弁側受圧面には、開弁方向油圧力：ＦＵ（＝Ｐ０×Ｓ２）が作用している。また、第２バルブ１３には、第２サポートスプリング１４の付勢力（Ｆｓｐ２）が作用している。
なお、Ｐ０は、制御弁の閉弁時中間室圧（＝Ｐｃ）である。また、Ｓ２は、第２バルブ１３の開弁側受圧面における開弁方向受圧面積である。また、Ｆｓｐ２は、第２サポートスプリング１４のセット荷重である。

【0074】

したがって、第２バルブ１３には、閉弁方向油圧力（ＦＬ）と開弁方向油圧力（ＦＵ）と第２サポートスプリング１４の付勢力（Ｆｓｐ２）とが作用しており、下記の数式１が成立している。
［数１］
Ｆｓｐ２＋Ｐ０×Ｓ２＞Ｐｃ×Ｓ１
以上により、制御弁の閉弁時には、第２サポートスプリング１４の付勢力（Ｆｓｐ２）と開弁方向油圧力（Ｐ０×Ｓ２）との合力よりも閉弁方向油圧力（Ｐｃ×Ｓ１）が上回るため、第２バルブ１３の弁部７１がバルブボディ１６の第２バルブシート面９２より離脱（リフト）する。このため、制御弁の閉弁時には、第２圧力従動弁の第２バルブ１３が開弁状態にある。

【0075】

一方、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ｔａ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４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５２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４のピエゾ素子積層体が伸張変位すると、ピエゾピストン５２の移動（変位）に伴って、油密室６６の容積が縮小されて油密室６６内の燃料圧力（油圧力）が上昇する。そして、油密室６６内の油圧力が上昇した場合には、バルブピストン５３が、ピエゾピストン５２の変位方向とは反対側（アクチュエータ側）、つまり制御バルブ３の開弁方向に駆動される。

【0076】

そして、バルブピストン５３の移動に伴って、制御バルブ３が開弁駆動されるため、制御バルブ３がバルブボディ１６のバルブシート面５１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４９が開放される。
このとき、第１バルブ１１が閉弁状態を維持しているため、圧力制御室２２内に導入される高圧力の燃料は、第１バルブ１１の中心軸線上に設けられた流路孔４７、第１アウトオリフィス孔４８を通って、オリフィスプレート１７の中間流路孔２４内に流入する。

【0077】

そして、中間流路孔２４内に流入した燃料は、バルブボディ１６の中間流路孔２５、中間制御室２６、２７および第２アウトオリフィス孔４９を通って低圧室４４内に流入した後、インジェクタボディ５のアウトレットポートから外部へ流出し、燃料系の低圧側へ排出される。
ここで、第１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２２内の燃料圧力は徐々に低下していく。

【0078】

次に、制御弁の開弁時における第２圧力従動弁の作動を説明する。
制御弁の開弁時、つまり第１圧力従動弁の閉弁タイミング（Ｔ１）には、制御弁の開弁（アクチュエータ４のピエゾ素子積層体への通電ＯＮ）により、中間室（２４〜２７）内の燃料圧力（中間圧力＝中間室圧）が低下するが、制御弁の開弁初期（図３に示したｔｂ時刻）においては、中間室圧が未だＰ１までしか低下していない。
したがって、第２バルブ１３に作用する付勢力は、下記の数式２となる。
［数２］
Ｆｓｐ２＋Ｐ１×Ｓ２＞Ｐｃ×Ｓ１
以上により、制御弁の開弁初期には、図５に示したように、第２弁室２３から第２バルブ１３の弁部７１と第２バルブシート面９２とのクリアランスおよび第２インオリフィス孔４３を通って中間室（中間制御室２６、２７）へ至る燃料経路が形成されており、第２圧力従動弁の第２バルブ１３が未だ開弁状態を保持している。

【0079】

ここで、第１高圧導入流路（高圧流路孔３１〜３３）を流通している高圧力の燃料の一部は、ノズルボディ２の密着面とオリフィスプレート１７の密着面との間に形成された高圧連通路４１からオリフィスプレート１７内の高圧流路孔４２を通ってバルブボディ１６内の第２弁室２３に到達している。
このような構成によって、第２バルブ１３の開弁時には、第２弁室２３内に導入された高圧力の燃料が、第２弁室２３から第２バルブ１３の第２インオリフィス孔４３を通って中間室（中間制御室２６、２７）内へ供給されるので、図３に示したように、中間室圧が所定圧力値（Ｐ１）以上に保たれ、従来例１のインジェクタと比べて中間室圧降下速度が抑制（遅延）される。

【0080】

制御弁が開弁してから所定の時間（Ｔ１からＴ２までの時間）が経過して、中間室圧が所定圧力値（Ｐ２＜Ｐ１）まで低下すると、下記の数式３が成立する。
［数３］
Ｆｓｐ２＋Ｐ２×Ｓ２＝Ｐｃ×Ｓ１
これにより、第２バルブ１３が、上下圧力差による油圧力により閉弁方向に付勢され、閉弁方向の移動（リフト）を開始する（図６参照）。

【0081】

その後、図３に示したｔｃ時刻になると、中間室圧が所定圧力値（Ｐ３＜Ｐ２）以下に低下するため、下記の数式４が成立する。
［数４］
Ｆｓｐ２＋Ｐ３×Ｓ２＜Ｐｃ×Ｓ１
これにより、図７に示したように、第２バルブ１３の弁部７１がバルブボディ１６の第２バルブシート面９２に着座（シート）するため、中間室（中間制御室２６、２７）への高圧力の燃料の供給が遮断される。このとき、第２圧力従動弁の第２バルブ１３のバルブリフト量は、Ｌ２となる。

【0082】

ここで、第２バルブ１３の閉弁タイミング（Ｔ２：閉弁時中間室圧Ｐ２）は上下方向の受圧面積によって所望のタイミングに調整することが可能であり、第２圧力従動弁の第２バルブ１３の閉弁タイミング（Ｔ２）を、第１圧力従動弁の第１バルブ１１よりも遅延させることで、従来例１のインジェクタと比べて中間室圧降下速度が抑制される。
上述したように、中間室（中間制御室２６、２７）への高圧力の燃料の供給が遮断されることで、圧力制御室２２内の燃料圧力および中間室（２４〜２７）内の燃料圧力が急速に低下し、ニードル１の上下圧力差が増加していく。

【0083】

そして、ＦＯ＞ＦＣ＋Ｆｓｐが成立すると、燃料溜まり室１９内の燃料圧力（開弁方向油圧力：ＦＯ）が、圧力制御室２２内の燃料圧力（閉弁方向油圧力：ＦＣ）とニードルスプリング９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２２内の燃料圧力、つまりニードル１に対して閉弁方向に作用する燃料圧力（閉弁方向油圧力：ＦＣ）がニードル開弁圧（Ｐｏ）まで低下すると、燃料溜まり室１９内の燃料圧力（開弁方向油圧力：ＦＯ）によってニードル１が開弁（リフトを開始）する。

【0084】

この結果、ノズルボディ２のニードルシート面よりニードル１が離脱（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２０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１９からニードル１の外周とニードル収容孔６の孔壁面との間に形成される筒状の燃料流路３６を通ってサック室に導入された高圧力の燃料は、サック室からインジェクタの各噴孔２０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）は、図３に示したように、圧力制御室２２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の開弁末期では、図３に示したように、圧力制御室２２内の燃料圧力の低下速度が遅くなるので、噴射率の上昇速度は遅くなる（噴射率波形の傾きが緩やかである）。

【0085】

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４のピエゾ素子積層体への通電期間に相当する）が経過すると、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５２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。

【0086】

また、インジェクタは、アクチュエータ４が収縮変位すると、ピエゾピストン５２が初期位置に戻されるため、油密室６６の容積が拡大されて油密室６６内の油圧力が低下（降下）する。そして、油密室６６内の油圧力が低下した場合には、バルブピストン５３が、ピエゾピストン５２の変位方向とは反対側（噴孔側）、つまり制御バルブ３の閉弁方向に駆動される。つまり油密室６６の油圧力の低下に伴って、バルブピストン５３がバルブスプリング５４の付勢力によって押し下げられる。
したがって、バルブピストン５３の移動に伴って、制御バルブ３が閉弁動作するため、バルブボディ１６のバルブシート面５１に着座する。これにより、第２アウトオリフィス孔４９が閉鎖される。

【0087】

次に、制御弁の閉弁時における第１圧力従動弁の作動を説明する。
以上のように、制御弁の制御バルブ３が第２アウトオリフィス孔４９を閉鎖している場合には、圧力制御室２２から中間室（２４〜２７）、低圧室４４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、第１弁室２１内の燃料圧力（開弁方向油圧力：ＦＯ）が、圧力制御室２２内の燃料圧力（閉弁方向油圧力：ＦＣ）と第１サポートスプリング１２の付勢力（閉弁方向付勢力：Ｆｓｐ１）との合力よりも大きくなる。
これによって、第１圧力従動弁の第１弁体である第１バルブ１１が、オリフィスプレート１７の第１バルブシート面９１よりリフト（離脱）して、第１インオリフィス孔３８を開放する。すなわち、第１バルブ１１が、ノズルシリンダ８のガイド孔でガイドされながら開弁方向に移動し、開弁する。

【0088】

このとき、高圧流路孔３１、３２、３７を通って第１インオリフィス孔３８に到達していた高圧力の燃料は、第１インオリフィス孔３８から第１弁室２１内に導入される。そして、第１弁室２１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２２内に導入されるため、圧力制御室２２内の燃料圧力（閉弁方向油圧力：ＦＣ）が回復する。
ここで、第１インオリフィス孔３８の通過流量を従来例１の第１インオリフィス流量よりも多くすることで、圧力制御室２２内の燃料圧力が急速に上昇する。

【0089】

そして、燃料溜まり室１９内の燃料圧力と圧力制御室２２内の燃料圧力との間の圧力差が減少し、ＦＯ＜ＦＣ＋Ｆｓｐが成立する。すなわち、圧力制御室２２内の燃料圧力、つまりニードル１に対して閉弁方向に作用する燃料圧力（閉弁方向油圧力：ＦＣ）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１９と複数の噴孔２０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２０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。
なお、ニードル１が閉弁動作を開始した直後（閉弁初期）は、図３に示したように、圧力制御室２２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の閉弁中期からは、図３に示したように、圧力制御室２２内の燃料圧力の上昇速度が速くなるので、噴射率矩形度が良く、噴射率の低下速度は速くなる（噴射率波形の傾きが急である）。

【0090】

次に、制御弁の開弁時における第１、第２圧力従動弁の作動を説明する。
第１インオリフィス孔３８および第１弁室２１内の燃料圧力と圧力制御室２２内の燃料圧力とが均衡した段階で、第１サポートスプリング１２の有無に関わらず、第１バルブ１１がノズルシリンダ８のガイド孔でガイドされながら閉弁方向に移動して、オリフィスプレート１７の第１バルブシート面９１に着座する。これにより、第１バルブ１１が、閉弁状態となり、第１インオリフィス孔３８を閉鎖する。
そして、アクチュエータ４のピエゾ素子積層体への通電が停止（ＯＦＦ）され、制御弁が閉弁した後、図３に示したｔｅ時刻になると、図８に示したように、中間室（２４〜２７）内の燃料圧力（中間室圧）が所定圧力値（Ｐ４＞Ｐ３）以上に回復すると、下記の数式５が成立する。
［数５］
Ｆｓｐ２＋Ｐ４×Ｓ２＞Ｐｃ×Ｓ１

【0091】

これにより、制御弁の閉弁時には、第２サポートスプリング１４の付勢力（Ｆｓｐ２）と開弁方向油圧力（Ｐ０×Ｓ２）との合力よりも閉弁方向油圧力（Ｐｃ×Ｓ１）が上回るため、第２バルブ１３の弁部７１がバルブボディ１６の第２バルブシート面９２より離脱（リフト）する。
以上により、制御弁が閉弁した直後に、第２バルブ１３が開弁するため、中間室（中間制御室２６、２７）内への高圧力の燃料供給が再開される。
なお、本実施例のインジェクタの場合、図９に示したように、アクチュエータ４へのピエゾ通電時間（噴射量指令値）に対する燃料噴射量が、従来例１のインジェクタよりも少なくなるが、同一のピエゾ通電時間に対する燃料噴射量の減量分は、ＥＣＵで算出された燃料噴射量となるように噴射量指令値（ピエゾ通電時間）を従来例１のインジェクタよりも長く設定することで補うことができる。

【0092】

［実施例１の効果］
ところで、エンジンの気筒内に燃料を噴射するインジェクタは、圧力制御室からの燃料排出流量を規制する第１アウトオリフィス流量を増加させることで、ニードル開弁速度を向上する（＝噴射率矩形度が向上する）ことが一般に知られている。
ここで、噴射率矩形度向上のメリットとしては等容度の向上による燃焼効率の向上、Ｓｏｏｔ再燃焼時間の増加による排気エミッション低減等が挙げられる。

【0093】

しかしながら、上述したように、第１アウトオリフィス流量を増加させた高応答（高矩形度）のインジェクタでは、第１アウトオリフィス流量の拡大に伴って、例えばパイロット噴射等の微小噴射量時の噴射量指令値（ピエゾ通電時間）が極端に短くなり、ピエゾ充電期間（通常１００μｓｅｃ程度）以下となる可能性がある（図９参照）。なお、ピエゾ充電期間とは、ピエゾ素子積層体への電圧印加を開始してからピエゾ素子積層体に電荷が充電される（充電が完了する）までの期間である。

【0094】

ピエゾ充電期間以下の噴射量指令値は、自身が開弁することで、圧力制御室から低圧室を介して燃料系の低圧側へ燃料を流出させて圧力制御室内の燃料圧力（ニードルの閉弁方向油圧力）を低下させる制御バルブの開弁挙動が不安定となる等の理由から、インジェクタへの噴射量指令値としての使用が困難であった。このため、上記のピエゾ通電時間の極端な短縮は、制御可能な噴射量下限値（最小噴射量：従来）が増加することを意味する（図９参照）。

【0095】

そこで、上記の問題を解決するという目的で、所望の閉弁タイミングで第１インオリフィス孔３８を閉弁可能な第１圧力従動弁の第１バルブ１１、所望の閉弁タイミングで第２インオリフィス孔４３を閉弁可能な第２圧力従動弁の第２バルブ１３をインジェクタ内部に設けることで、制御弁の開弁時における中間室（２４〜２７）内の燃料圧力（中間室圧）の降下速度を抑制する。これに伴って、圧力制御室２２内の燃料圧力（制御室圧）の降下速度を抑制することで、例えばパイロット噴射等の微小噴射量時の噴射量指令値（ピエゾ通電時間）の極端な減少を抑制（＝最小噴射可能量の低減）するように構成した。

【0096】

すなわち、本実施例のインジェクタは、ピエゾ素子積層体を主体とするアクチュエータ４の伸張変位を利用して制御弁の制御バルブ３を開弁駆動し、圧力制御室２２から低圧室４４等を介して燃料系の低圧側（例えば燃料タンク等）へ燃料を流出させて圧力制御室２２内の燃料圧力を低下させてニードル１を開弁動作させ、エンジンの気筒内へ燃料を噴射するピエゾインジェクタである。このインジェクタでは、制御弁の開弁時に、第１アウトオリフィス孔４８を介して圧力制御室２２と連通し、且つ第２アウトオリフィス孔４９を介して低圧室４４と連通する中間室（２４〜２７）に対して、圧力制御室２２を迂回して、高圧力の燃料を導入する第３高圧導入流路の閉弁（遮断）を機械的に行うのではなく、上下圧力差に対応して閉弁動作を行う第２圧力従動弁の第２バルブ１３を用いている。

【0097】

これによって、増設した第２インオリフィス孔４３を含む第３高圧導入流路を閉弁（遮断）させる流路開閉弁を閉弁駆動するアクチュエータに対する、ＥＣＵからの要求出力（開弁指令）の増加はなく、第２インオリフィス孔４３の閉弁タイミングは、第２バルブ１３の上下受圧面積と中間室（２４〜２７）内の燃料圧力（中間室圧）とで決まるため、制御バルブ３の開弁動作およびアクチュエータ４の伸張変位に依らず任意のタイミングに設定可能であるという作用効果を具備する。このため、第１バルブ１１の閉弁タイミング（Ｔ１）に対して、第２バルブ１３の閉弁タイミング（Ｔ２）を遅延させることで、制御弁の開弁時における中間室（２４〜２７）内の燃料圧力（中間室圧）の抑制降下を抑制することができる。

【0098】

すなわち、アクチュエータ４のピエゾ素子積層体への電圧の印加によって制御弁の開弁初期においては、第１圧力従動弁の第１バルブ１１が閉弁状態であり、中間室（２４〜２７）内の燃料圧力（中間室圧）は低下する。このとき、第２圧力従動弁の第２バルブ１３が開弁状態を維持しているので、第２インオリフィス孔４３を介して、中間室（２４〜２７）内へ高圧力の燃料が導入されるため、中間室圧の低下が抑制される。その後、中間室圧が所定値（Ｐ２）以下に低下すると、第２バルブ１３が上下圧力差による油圧力によって閉弁し、中間室（２４〜２７）内への高圧力の燃料が遮断される。

【0099】

これによって、制御弁の開弁時における中間室（２４〜２７）内の燃料圧力の降下（低下）速度を抑制できるので、圧力制御室２２内の燃料圧力の降下（低下）速度も遅くなる。そして、圧力制御室２２内の燃料圧力、つまりニードル１に対して閉弁方向に作用する燃料圧力がニードル開弁圧まで低下すると、ニードル１が開弁（リフト）してエンジンの気筒の燃焼室内への燃料噴射が開始される。このように、ニードル開弁応答を遅延させることができるので、アクチュエータ４としてピエゾ素子積層体を用いたインジェクタの高応答化（＝第１アウトオリフィス流量増加）時における例えばパイロット噴射等の微小噴射量制御性を向上させることができる。

【0100】

また、仮にニードル開弁速度を向上するという目的で、制御弁の開弁時における燃料排出流量を増加した場合であっても、例えばパイロット噴射等の微小噴射量時の噴射量指令値の極端な減少を抑制できるので、制御弁の開弁挙動を安定化させることができ、最小噴射可能量を低減させることができる。
したがって、ニードル１の開弁動作が安定し、エンジンの気筒の燃焼室内へ噴射される燃料の噴射量のばらつきを抑えることができる。

【0101】

また、第１インオリフィス流量を第２インオリフィス流量よりも多くなるように設定することで、制御弁の閉弁時（アクチュエータ４への通電ＯＦＦ時）に第２バルブ１３が速やかに開弁し、中間室（２４〜２７）内の燃料圧力の上昇速度を速くできるので、ニードル１の閉弁応答性を高めることができる。
したがって、ニードル１の開弁応答を遅延し、且つニードル１の閉弁応答を早期化することができるので、応答性と噴射量制御性とを両立することができる。

【0102】

［実施例２の構成］
図１０は、本発明の燃料噴射弁を適用したピエゾインジェクタ（実施例２）を示したものである。
ここで、実施例１と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。

【0103】

本実施例のインジェクタ内部に組み込まれる第２圧力従動弁は、オリフィスプレート１７の第２バルブストッパ７５によってフルリフト量が規定される第２バルブ１３、第２バルブ１３をその開弁方向に付勢する第２サポートスプリング１４、およびオリフィスプレート１７との間に第２バルブ１３を往復摺動可能に収容すると共に、第２バルブ１３との間に第２サポートスプリング１４を収容するバルブボディ１６等を有している。
第２バルブ１３は、バルブボディ１６のバルブ収容室を、第２弁室２３と中間室（中間制御室２６）とに区画している。

【0104】

第２バルブ１３は、第２バルブストッパ７５に当接可能な円板状の座部（径大部、開弁側受圧部）、この座部のエッジラインから先端へ向かって外径が徐々に縮径する円錐台（凸曲面）形状の弁部８１、この弁部８１の最小外径部と同一の外径の摺動部（小径軸部）８２、およびこの小径軸部８２のエッジラインから先端へ向かって外径が徐々に縮径する円錐台形状の先端頭部（閉弁側受圧部）等を有している。
また、第２バルブ１３の弁部８１と小径軸部８２との間には、外周方向に延びる周方向溝を有する括れ軸部８３が設けられている。この括れ軸部８３には、第２弁室２３と中間室（中間制御室２６）とを連通する第２インオリフィス孔４３および傾斜流路孔８４が形成されている。この第２インオリフィス孔４３は、第２バルブ１３の括れ部の外周面と傾斜流路孔８４の孔壁面とを連通するように半径方向に沿うように形成されている。

【0105】

第２サポートスプリング１４は、第２バルブ１３に対して、第２バルブ１３の開弁方向に付勢する付勢力（Ｆｓｐ２）を発生する第２弾性部材である。この第２サポートスプリング１４は、バルブボディ１６の中間制御室２６の天井面（スプリング座部）と第２バルブ１３の先端頭部の先端面（スプリング座部）との間で板厚方向（軸線方向）に圧縮された状態で配置された板状の皿ばね（複数の屈曲部を有する金属板スプリング）である。
バルブボディ１６には、実施例１と同様に、第２バルブ１３の座部および弁部８１との間に第２弁室２３を形成する収容孔、および第２バルブ１３の小径軸部８２を往復摺動可能に支持するガイド孔等が設けられている。このバルブボディ１６には、第２バルブ１３の弁部が着座可能な第２バルブシート面９２が形成されている。

【0106】

以上のように、本実施例のインジェクタにおいては、皿ばねよりなる第２サポートスプリング１４を中間制御室２６内に配置することにより、中間制御室２６の容積を実施例１よりも縮小化することが可能なため、ニードル１および第２バルブ１３の閉弁応答性の向上が可能であり、同一噴射量指令値での噴射量を実施例よりもさらに低減することができる。また、その他、本実施例のインジェクタにおいては、実施例１と同様な効果を奏する。

【0107】

［参考例の構成］
図１１は、参考例の燃料噴射弁を適用したピエゾインジェクタを示したものである。
ここで、実施例１及び２と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。

【0108】

参考例のインジェクタ内部に組み込まれる第２圧力従動弁は、括れ筒部７３に第２インオリフィス孔４３が貫通形成されていない点を除けば実施例１と同様な構造の第２バルブ１３、この第２バルブ１３をその開弁方向に付勢する第２サポートスプリング１４、第２バルブ１３をその閉弁方向に付勢する第３サポートスプリング１５、第２バルブ１３を往復摺動可能に収容すると共に、第２バルブ１３との間に第２サポートスプリング１４を収容するバルブボディ１６、および第２バルブ１３との間に第３サポートスプリング１５を収容するオリフィスプレート１７等を有している。

【0109】

第２バルブ１３は、オリフィスプレート１７の第２バルブストッパ７５に当接可能な座部（径大部）、バルブボディ１６の第２バルブシート面９２に着座可能な弁部７１、バルブボディ１６のガイド孔に往復摺動可能に支持される小径筒部（摺動部）７２、周方向溝が形成された括れ筒部７３、およびバルブボディ１６の天井面との間に第２サポートスプリング１４を収容する収容凹部７４等を有している。
小径筒部７２には、バルブボディ１６のガイド孔との間に、第２弁室２３と中間制御室２６とを連通する連通路（小径筒部７２の軸線方向に延びる連通溝等）を形成する外周面が設けられている。なお、連通溝は、少なくとも１本以上形成されていれば良い。また、連通溝は、バルブボディ１６のバルブ収容室の内周壁面に形成されていても良い。

【0110】

第２サポートスプリング１４は、第２バルブ１３に対して、第２バルブ１３の開弁方向に付勢する付勢力（Ｆｓｐ２）を発生する第２弾性部材である。
第３サポートスプリング１５は、第２バルブ１３に対して、第２バルブ１３の閉弁方向に付勢する付勢力（Ｆｓｐ３）を発生する第３弾性部材である。この第３サポートスプリング１５は、第２バルブ１３の座部の図示下端面（スプリング座部）とオリフィスプレート１７のスプリング収容室７７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。

【0111】

バルブボディ１６の内周壁面には、第２バルブ１３の小径筒部７２の摺動部分（連通溝を除く部分）を往復移動可能に支持するガイド孔が設けられている。
オリフィスプレート１７は、第２バルブストッパ７５の端面で開口し、この開口側から奥側の底面まで真っ直ぐに延びるスプリング収容室７７を有している。また、オリフィスプレート１７には、高圧連通路４１と連通する高圧流路孔４２、およびこの高圧流路孔４２と第２弁室２３とを連通する第２インオリフィス孔４３が形成されている。

【0112】

第２弁室２３は、高圧力の燃料が流通し、且つ第２インオリフィス孔４３と中間室（中間制御室２６、２７）とを連通する連通路を構成している。また、第２インオリフィス孔４３は、オリフィスプレート１７の端面で開口し、且つ高圧流路孔４２と第２弁室２３との間に設けられている。
第２バルブ１３は、第２弁室２３と中間室（中間制御室２６、２７）とを区画するようにバルブ収容室内に配されている。

【0113】

参考例のインジェクタでは、第２圧力従動弁の第２バルブ１３をバルブボディ１６のガイド孔と摺動構造とすることで、第３高圧導入流路（２３、４１〜４３）と中間室（中間制御室２６、２７）とを分離している。

【0114】

一方、参考例のインジェクタにおいては、図１１に示したように、第２インオリフィス孔４３を高圧流路孔４２と第２弁室２３との間（第３高圧導入流路の途中）に設置することで、第３高圧導入流路（２３、４１〜４３）と中間室（中間制御室２６、２７）とを分離している。
但し、参考例のインジェクタの場合には、第２弁室２３と中間室（中間制御室２６、２７）との燃料圧力がほぼ等しくなるため、第２バルブ１３をその閉弁方向に付勢する第３サポートスプリング１５を設置する必要があることに加えて、中間室（中間制御室２６、２７）の容積が増加するため、実施例２と比べて油圧応答性（中間室圧の上昇速度や低下速度）が低下する。

【0115】

［変形例］
本実施例では、第１圧力従動弁の第１バルブ１１を上下圧力差に応じて開閉動作するように構成しているが、第１圧力従動弁の第１バルブ１１を開閉駆動する第１アクチュエータを設け、所定の開弁タイミングまたは閉弁タイミングで、エンジン制御ユニット（電子制御装置：ＥＣＵ）からの開弁指令または閉弁指令により第１アクチュエータの駆動力によって第１圧力従動弁の第１バルブ１１を開閉駆動しても良い。
本実施例では、第２圧力従動弁の第２バルブ１３を上下圧力差に応じて開閉動作するように構成しているが、第２圧力従動弁の第２バルブ１３を開閉駆動する第２アクチュエータを設け、所定の開弁タイミングまたは閉弁タイミングで、エンジン制御ユニット（電子制御装置：ＥＣＵ）からの開弁指令または閉弁指令により第２アクチュエータの駆動力によって第２圧力従動弁の第２バルブ１３を開閉駆動しても良い。

【0116】

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３を開弁駆動するアクチュエータ４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、ボールバルブよりなる制御バルブ３、この制御バルブ３と一体移動可能なバルブピストン５３、および制御バルブ３をその閉弁方向に付勢するバルブスプリング５４等によって構成しているが、制御弁を、バルブピストン５３およびバルブスプリング５４のみによって構成しても良い。

【0117】

本実施例では、インジェクタの外部から高圧力の燃料を燃料溜まり室１９を介して噴孔２０へ供給する第１高圧導入流路（インジェクタ内部流路）から分岐した第３高圧導入流路（２３、４１〜４３）を経て中間室（２４〜２７）内へ高圧力の燃料を導入しているが、インジェクタの外部から直接高圧力の燃料を第３高圧導入流路に導入した後に、インジェクタ内部の第２インオリフィス孔４３を介して中間室（２４〜２７）内へ高圧力の燃料を導入するようにしても良い。
また、インジェクタの外部で高圧力の燃料を作り、この高圧力の燃料をインジェクタの外部から直接第３高圧導入流路に導入し、この第３高圧導入流路から第２インオリフィス孔４３の有無に関わらず、中間室（２４〜２７）内へ高圧力の燃料を導入するようにしても良い。

【0118】

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２０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、第２圧力従動弁を複数配置しても良い。
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。

【0119】

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。

【符号の説明】

【0120】

１ ニードル
３ 制御バルブ（制御弁の弁体）
１１ 第１バルブ（第１圧力従動弁の弁体）
１３ 第２バルブ（第２圧力従動弁の弁体）
２０ 噴孔
２１ 第１弁室
２２ 圧力制御室
２３ 第２弁室
２６ 中間制御室
２７ 中間制御室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】