(57)【要約】【課題】ピストンへの荷重時における内部リークを抑制し、非加重時における液圧室圧力の早期復帰を容易に可能とする変位伝達装置を提供する。【解決手段】シリンダ１０と、シリンダ１０の大径シリンダ部２０内に収容される大径ピストン１２と、シリンダ１０の小径シリンダ部２２内に収容される小径ピストン１４とを有し、大径ピストン１２の変位を、液圧室２４内の流体を介して小径ピストン１４に伝達する変位伝達装置であって、大径シリンダ部２０は、大径ピストン１２が液圧室２４から離れる方向に向って漸次拡開するように傾斜するシリンダ側傾斜面部を有し、大径ピストン１２は、シリンダ側傾斜面に対向するピストン側傾斜面部を有し、シリンダ側傾斜面部は、大径ピストン１２が最も小径ピストン１４寄りの最前進位置においてピストン側傾斜面部に当接し、大径ピストン１２が戻る場合にシリンダ側傾斜面部とピストン側傾斜面部との隙間が広がる。【選択図】図２
2010209779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ピストンを往復動可能に収容する第１シリンダ部、及び当該第１シリンダ部に連接して形成されかつ第２ピストンを往復動可能に収容する第２シリンダ部を有するシリンダを備え、
当該シリンダ内において、前記第１ピストンと前記第２ピストンとは間に液圧室を挟んで対向配置されており、
前記第１ピストンに対して前記第２ピストン方向に荷重される外力による前記第１ピストンの変位を、前記液圧室内の流体を介して第２ピストンに伝達する液圧式の変位伝達装置であって、
前記第１シリンダ部の前記第１ピストン対向面には、前記第１ピストンが前記液圧室から離れる方向に向って漸次拡開するように傾斜するシリンダ側傾斜面部を形成し、
前記第１ピストンの前記第１シリンダ部対向面には、前記シリンダ側傾斜面部に対向するピストン側傾斜面部を形成し、
前記シリンダ側傾斜面部は、前記第１ピストンが最も前記第２ピストン寄りに移動する最前進位置において前記ピストン側傾斜面部に当接し、前記第１ピストンの前記第２ピストン側への移動を規制することを特徴とする変位伝達装置。
【請求項２】
請求項１記載の変位伝達装置において、
前記第１ピストンが最前進位置に移動した場合に、前記第１ピストンにおける前記第２ピストン側の端部が、前記第１シリンダ部における前記第２ピストン側の端部よりも前記第２ピストン側に突出することを特徴とする変位伝達装置。
【請求項３】
請求項２記載の変位伝達装置において、
前記第１ピストンが最前進位置に移動した場合に、前記第１ピストンにおける前記第２ピストン側の端部と、前記第２シリンダ部における前記第１ピストン側の端部とに、間隙が形成されることを特徴とする変位伝達装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の変位伝達装置において、
前記第２シリンダ部の内周面および前記第２ピストンの外周面は、前記第２ピストンの往復動方向に対し平行に形成され、
前記第１シリンダ部の前記シリンダ側傾斜面部における最小内径は、前記第２シリンダ部の内径より大きいことを特徴とする変位伝達装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項記載の変位伝達装置において、
前記第１ピストンを前記第２ピストンから離間する方向に付勢する弾性部材を備えることを特徴とする変位伝達装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５に記載の変位伝達装置と、
アクチュエータと、
燃料通路を切り替える制御弁と、を備え、
前記アクチュエータの駆動力が前記変位伝達装置の第１ピストンに荷重され、第２ピストンの変位によって前記制御弁が駆動されることを特徴とする燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変位伝達装置及び燃料噴射装置に関する。詳しくは、アクチュエータの変位を増幅させる変位伝達装置、及びそれを用いた燃料供給源から高圧で供給される燃料を噴射する燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、燃料噴射装置のノズルを開閉するためのニードルの駆動源として、例えば、圧電素子を用いたアクチュエータが用いられている。ここで、アクチュエータの変位は、変位伝達装置によって増幅されて、ニードルを往復動させるための機構に伝達される。そして、ニードルの往復動によって燃料噴射装置のノズルを開閉することによって、所定量の燃料がノズルから噴射されるようになる。
【０００３】
変位伝達装置としては、例えば、径が異なる２つのピストンを有し、これら２つのピストンの間が燃料によって満たされており、アクチュエータが径の大きいピストンを変位させることにより、圧力を燃料を介して径の小さいピストンに伝達し、径の大きいピストンよりも大きな変位で小さいピストンを移動させる、といういわゆるパスカルの原理を利用した機構が従来より用いられている。
【０００４】
この種の技術として、例えば、特許文献１に記載された技術が提案されている。特許文献１には、ピエゾアクチュエータの変位を増幅ピストンに伝達し、増幅ピストンの変位を油圧によって弁ピストンに伝達し、この弁ピストンの変位によって噴射口を開閉するノズルニードル等を動作させる機構が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００６−５２２２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、ピストンを摺動させるためには、ピストンの側面とピストンを収納するシリンダの内部側面との間に、微小な隙間を形成する必要がある。このため、例えば、圧電素子を用いたアクチュエータの変位が径の大きなピストンに加わり、ピストンが伸長方向に変位する時（以下、変位伝達時）、両ピストン間の液圧室は高圧になり、液圧室からその隙間を介して周囲に燃料が漏れること、いわゆる内部リークが発生する。
【０００７】
また次に、アクチュエータの伸長方向の変位がなくなり、アクチュエータの径の大きいピストンに対する荷重が抜ける時（以下、変位非伝達時という）、径の大きなピストンは初期位置方向に戻される。ここで、内部リークが発生した場合、ピストンが初期位置に復帰するためには、漏れた分の燃料を液圧室内に戻す必要がある。しかしながら、ピストンが初期位置側に移動した時の液圧室の内圧と液圧室外部の圧力との差は小さいことから、液圧室から漏れた分の燃料が液圧室内に戻らないおそれがある。したがって、これを繰り返すと、液圧室内の燃料が減少し、径の小さいピストンの変位が小さくなるおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決し、内部リークの発生の低減、及び液圧室から外部に漏れた液体の液圧室への速やかな復帰を両立した変位伝達装置及びそれを用いた燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明は次に記載する構成を備えている。
【００１０】
（１）本発明の変位伝達装置（例えば、後述の変位伝達装置１）は、第１ピストン（例えば、後述の大径ピストン１２）を往復動可能に収容する第１シリンダ部（例えば、後述の大径シリンダ部２０）、及び当該第１シリンダ部に連接して形成されかつ第２ピストン（例えば、後述の小径ピストン１４）を往復動可能に収容する第２シリンダ部（例えば、後述の小径シリンダ部２２）を有するシリンダ（例えば、後述のシリンダ１０）を備え、当該シリンダ内において、前記第１ピストンと前記第２ピストンとは間に液圧室を挟んで対向配置されており、前記第１ピストンに対して前記第２ピストン方向に荷重される外力による前記第１ピストンの変位を、前記液圧室内の流体を介して第２ピストンに伝達する液圧式の変位伝達装置であって、前記第１シリンダ部の前記第１ピストン対向面には、前記第１ピストンが前記液圧室から離れる方向に向って漸次拡開するように傾斜するシリンダ側傾斜面部（例えば、後述の傾斜面２０ａ）を形成し、前記第１ピストンの前記第１シリンダ部対向面には、前記シリンダ側傾斜面部に対向するピストン側傾斜面部（例えば、後述の傾斜面１２ａ）を形成し、前記シリンダ側傾斜面部は、前記第１ピストンが最も前記第２ピストン寄りに移動する最前進位置において前記ピストン側傾斜面部に当接することを特徴とする。
【００１１】
このような構成により、例えば、アクチュエータによって第１ピストンに外力が加わる変位伝達時に、第１ピストンが液圧室側に移動した場合に第１シリンダ部と第１ピストンとの間隙が小さくなる。このため、第１ピストンの移動によって高圧になった液圧室から液体が漏れる内部リークが低減される。これにより、変位伝達時の伝達効率を向上させることが可能になる。その一方で、外力が抜ける変位非伝達時には、第１ピストンが液圧室から離間する方向に移動し、第１シリンダ部と第１ピストンとの間隙が大きくなる。これにより、液圧室から外部に漏れた液体の液圧室への速やかな復帰が可能となる。
【００１２】
（２）（１）の発明において、前記第１ピストンが最前進位置に移動した場合に、前記第１ピストンにおける前記第２ピストン側の端部が、前記第１シリンダ部における前記第２ピストン側の端部よりも前記第２ピストン側に突出することを特徴とする。
【００１３】
このような構成により、第１ピストンが最前進位置にある場合に、第１ピストンの先端部が液圧室内に突出することにより、変位伝達時における液圧室の容積を減少させることができ、その分の液体を第２シリンダ側に送り出すことが可能になるため、第１ピストンの変位を第２ピストンに伝達する際の応答性、及び伝達効率を向上させることが可能になる。
【００１４】
（３）（２）の発明において、前記第１ピストンが最前進位置に移動した場合に、前記第１ピストンにおける前記第２ピストン側の端部と、前記第２シリンダ部における前記第１ピストン側の端部とに、間隙（例えば、後述のクリアランスＣ）が形成されることを特徴とする。
【００１５】
このような構成により、第１ピストンが最前進位置に位置している場合に、第１ピストンが第２シリンダ部まで移動することが無いことから、液圧室が形成されるだけの隙間は必ず維持されるようになる。したがって、第１ピストンの変位は、液圧室の液体を介して第２ピストンに伝達されるようになる。
【００１６】
（４）（１）〜（３）の発明において、前記第２シリンダ部の内周面および前記第２ピストンの外周面は、前記第２ピストンの往復動方向に対し平行に形成され、前記第１シリンダ部の前記シリンダ側傾斜面部における最小内径は、前記第２シリンダ部の内径より大きいことを特徴とする。
【００１７】
このような構成により、第２ピストンの変位を、第１ピストンの変位よりも拡大（増幅）することが可能になる。
【００１８】
（５）（１）〜（４）の発明において、前記第１ピストンを前記第２ピストンから離間する方向に付勢する弾性部材（例えば、後述のチューブラスプリング１６）を備えることを特徴とする。
【００１９】
このような構成により、外力が抜ける変位非伝達時に、弾性部材による付勢によって第１ピストンが初期位置に強制的に戻されるため、第１ピストンと第１シリンダ部との隙間が早期に確保され、液圧室から外部に漏れた液体の液圧室へのより速やかな復帰が可能となる。
【００２０】
（６）本発明の燃料噴射装置（例えば、後述の燃料噴射装置２０１）は、（１）〜（５）の変位伝達装置（例えば、後述の変位伝達装置１）と、アクチュエータ（例えば、後述の圧電アクチュエータ１００）と、燃料通路を切り替える制御弁（例えば、後述のニードル弁２１０、噴射制御弁２２０）と、を備え、前記アクチュエータの駆動力が前記変位伝達装置の第１ピストンに荷重され、第２ピストンの変位によって前記制御弁が駆動されることを特徴とする。
【００２１】
このような構成により、変位伝達装置の内部リークが低減されることにより、燃料の噴射させるアクチュエータに対する制御弁の応答性を向上させることが可能になる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の変位伝達装置によれば、内部リークの発生の低減、及び液圧室から外部に漏れた液体の液圧室への速やかな復帰を両立させることが可能となる。
また本発明の燃料噴射装置によれば、変位伝達装置において内部リークの発生の低減、及び液圧室から外部に漏れた液体の液圧室への速やかな復帰が両立していることにより、制御弁の応答性を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の変位伝達装置を備えた燃料噴射装置の内部構成を示す断面図である。
【図２】本発明の変位伝達装置の実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明の変位伝達装置の動作を示す断面図である。
【図４】本発明の変位伝達装置の動作を示す説明図である。
【図５】本発明の変位伝達装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明の変位伝達装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明の変位伝達装置の他の実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の変位伝達装置を備えた燃料噴射装置の内部構成を示す断面図である。
この燃料噴射装置２０１は、第１燃料収容室２４１、第２燃料収容室２４２、ニードル弁閉鎖室２４３、および、第２燃料収容室２４２から燃料噴射装置２０１の外部に至る噴孔２４５が形成されたノズルボディ２４０と、このノズルボディ２４０内部のニードル弁保持部２４６に保持されたニードル弁２１０と、ノズルボディ２４０のニードル弁閉鎖室２４３内部に設けられた閉鎖補助ピストン２３０と、ノズルボディ２４０の噴射制御弁保持部２４４に保持されて、第１燃料収容室２４１内を進退可能な噴射制御弁２２０と、を備える。
【００２６】
ノズルボディ２４０には、燃料供給源から第１燃料収容室２４１に至る第１燃料通路２５１、第１燃料収容室２４１から第２燃料収容室２４２に至る第２燃料通路２５２、第１燃料収容室２４１からニードル弁閉鎖室２４３に至る第３燃料通路２５３、および、ニードル弁閉鎖室２４３から燃料噴射装置の外部の低圧部に至る第４燃料通路２５４が形成される。
【００２７】
噴射制御弁２２０は、第１位置まで前進することにより、第１燃料通路２５１と第１燃料収容室２４１とを連通するとともに、第１燃料収容室２４１と第３燃料通路２５３とを遮断し、第２位置まで後退することにより、第１燃料通路２５１と第１燃料収容室２４１とを遮断するとともに、第１燃料収容室２４１と第３燃料通路２５３とを連通する。
圧電アクチュエータ１００（図２参照）と噴射制御弁２２０との間に変位伝達装置１を配置する。噴射制御弁２２０は、変位伝達装置１の小径ピストン１４（図２参照）の移動によって、噴射制御弁保持部２４４内を往復かつ摺動可能な略円柱状の案内部２２２と、この案内部２２２の先端側に設けられて略円盤形状の鍔状の拡径部２２３と、この拡径部２２３の先端側に設けられた略円柱状の閉鎖部２２４と、を備える。
【００２８】
ニードル弁２１０は、前進してノズルボディ２４０に着座することにより、第２燃料収容室２４２と噴孔２４５とを遮断し、後退してノズルボディ２４０から離座することにより、第２燃料収容室２４２と噴孔２４５とを連通する。
【００２９】
以上の燃料噴射装置２０１の動作は、以下のようになる。
燃料供給源から第１燃料通路２５１に燃料が供給されている。この状態で、噴射制御弁２２０を第１位置まで前進させると、第１燃料通路２５１と第１燃料収容室２４１とが連通するとともに、第１燃料収容室２４１と第３燃料通路２５３とが遮断される。よって、第１燃料通路２５１から第１燃料収容室２４１および第２燃料通路２５２を通って第２燃料収容室２４２に燃料が流入し、第２燃料収容室２４２内の燃料圧力が上昇する。すると、第２燃料収容室２４２内の燃料圧力により、ニードル弁２１０が後退してノズルボディ２４０から離座する。これにより、第２燃料収容室２４２内の燃料は、噴孔２４５から噴射される。
【００３０】
一方、噴射制御弁２２０を第２位置まで後退させると、第１燃料通路２５１と第１燃料収容室２４１とが遮断されるとともに、第１燃料収容室２４１と第３燃料通路２５３とが連通する。よって、第２燃料通路２５２から第１燃料収容室２４１および第３燃料通路２５３を通ってニードル弁閉鎖室２４３に燃料が流入し、ニードル弁閉鎖室２４３内の燃料圧力が上昇する。すると、ニードル弁閉鎖室２４３内の燃料圧力により、閉鎖補助ピストン２３０が前進して、ニードル弁２１０を押圧して前進させる。これにより、ニードル弁２１０がノズルボディ２４０に着座して、燃料の噴射が停止する。
【００３１】
図２は、本発明の変位伝達装置の実施形態を示す断面図である。
変位伝達装置１は、略円筒状のシリンダ１０、大径ピストン１２、小径ピストン１４、チューブラスプリング１６、コイル状のばね１８とを備えている。シリンダ１０の一方の端部の内部には、大径ピストン１２が収納される筒状の大径シリンダ部２０が形成されている。シリンダ１０の他方の端部の内部には、小径ピストン１４が収納される筒状の小径シリンダ部２２が形成されている。
【００３２】
また、大径シリンダ部２０と小径シリンダ部２２とは、隣接して形成されており、シリンダ１０の内部で連通している。大径シリンダ部２０及び小径シリンダ部２２の円筒の中心軸は一致している。そして、大径ピストン１２及び小径ピストン１４をシリンダ１０に挿入したとき、大径ピストン１２と小径ピストンとは間隔をあけて対向配置されている。大径ピストン１２の小径ピストン１４側の端面と、大径シリンダ部２０の側壁と、小径ピストン１４の大径ピストン１２側の端面とによって、液圧室２４が区画形成される。
【００３３】
シリンダ１０の他方の端部の外周縁には、フランジ部が形成されている。チューブラスプリング１６は、円筒状に形成されており、中心軸方向に弾性を有する部材である。このチューブラスプリング１６は、シリンダ１０の外側に挿入され、フランジ部に当接することでシリンダ１０の外側に取り付けられる。
【００３４】
大径ピストン１２の一方の端部の外周縁にはフランジ部が形成されており、大径ピストン１２を大径シリンダ部２０に挿入した場合に、このチューブラスプリング１６の端部が大径ピストン１２のフランジ部に当接する。すなわち、チューブラスプリング１６は、大径ピストン１２のフランジ部とシリンダ１０のフランジ部との間に介在する。大径ピストン１２は、大径シリンダ部２０内において円筒の中心軸方向に往復動可能であり、チューブラスプリング１６によって、常時、圧電アクチュエータ１００側に押し戻す方向に付勢され、圧電アクチュエータ１００に当接した状態で維持される。
【００３５】
大径シリンダ部２０は、小径シリンダ部２２側に向かって下り傾斜する傾斜面２０ａと、燃料を収納する液圧室２４の側壁となる側壁面２０ｂとを備えている。すなわち、大径シリンダ部２０の傾斜面２０ａは、液圧室２４から離れる方向に漸次拡開するように傾斜している。また、傾斜面２０ａは、図２中の破線で示す液圧室２４の側壁面２０ｂとの境界位置Ａまで形成されている。このため、傾斜面１２ａにおける小径シリンダ部２２側の端部の内径と、液圧室２４の内径とは一致している。また、液圧室２４の側壁面２０ｂは境界位置Ａから小径シリンダ部２２の端部までの間に形成されている。したがって、大径シリンダ部２０は、傾斜面１２ａによって漏斗状に形成された大径ピストン１２の収納スペースと、燃料を収納する液圧室２４のスペースとを備えている。また、小径シリンダ部２２は、二段の円筒状に形成されており、シリンダ１０の他方の端部側が大径となっている。
【００３６】
ここで、大径シリンダ部２０の最小内径をＤ１、小径シリンダ部２２の内径をＤ２とすると、大径シリンダ部２０の最小内径Ｄ１は、小径シリンダ部２２の内径Ｄ２よりも大きく形成されている。
【００３７】
大径ピストン１２における大径シリンダ部２０に挿入される部分は、大径シリンダ部２０に内部に挿入する方向（液圧室２４側）に向かって細くなるようにテーパ状に形成されている。すなわち、大径ピストン１２は、大径シリンダ部２０の傾斜面２０ａと同じ傾斜角の傾斜面１２ａを備えている。そして、大径ピストン１２は、大径シリンダ部２０に挿入され、大径シリンダ部２０内において円筒の中心軸方向に往復動可能に支持される。
【００３８】
一方、小径ピストン１４は、小径シリンダ部２２の小径の筒部に挿入されかつ小径シリンダ部２２内において円筒の中心軸方向に往復動可能に支持される。また、小径ピストン１４におけるシリンダ１０の他方の端部側には、小径シリンダ部２２の大径の筒部内に収納されるフランジ部が形成されている。小径シリンダ部２２の大径の筒部内には、ばね１８が収納されており、ばね１８の一端部は小径シリンダ部２２の段差部位に当接し、他端部は小径ピストン１４のフランジ部に当接する。
【００３９】
小径ピストン１４が初期位置、すなわち圧電アクチュエータ１００が変位していない場合には、小径ピストン１４における大径ピストン１２側の最端部位は、大径シリンダ部２０と小径シリンダ部２２との境界に位置している。また、大径ピストン１２が初期位置にある場合に、大径ピストン１２は、大径シリンダ部２０と小径シリンダ部２２との境界に対して離間した位置（例えば、６０μｍ）にある。
【００４０】
大径ピストン１２を押下すると、大径ピストン１２の傾斜面１２ａが大径シリンダ部２０の傾斜面２０ａに当接する。この当接位置が大径ピストン１２の最前進位置となる。この最前進位置における大径シリンダ部２０の先端部は、境界位置Ａを越えた位置で停止する。このとき、大径シリンダ部２０と小径シリンダ部２２との境界から大径ピストン１２の小径ピストン１４側の最先端面まで、所定のクリアランスＣが形成されるように設定されている。本実施形態によれば、２０μｍのクリアランスが形成される。したがって、本実施形態においては、６０μｍのクリアランスが２０μｍのクリアランスになったときに、大径ピストン１２の傾斜面１２ａが大径シリンダ部２０の傾斜面２０ａに当接して大径ピストン１２の移動が規制されるように、大径ピストン１２の傾斜面１２ａ及び大径シリンダ部２０の傾斜面２０ａが設定されている。
【００４１】
次に、変位伝達装置１の動作について、図３、図４を用いて説明する。図３（ａ）は初期状態を示し、図３（ｂ）は圧電アクチュエータを駆動させた状態を示すものである。また、図４（ａ）は図３（ａ）に示す状態における大径ピストン１２の位置を説明するものであり、図４（ｂ）は図３（ｂ）に示す状態における大径ピストン１２の位置を説明するものである。
【００４２】
図３（ａ）に示すように、初期状態において圧電アクチュエータ１００は大径ピストン１２に、チューブラスプリング１６からの圧力がかかった状態で接触している。また、図４（ａ）に示すように、大径ピストン１２の先端部は境界位置Ａに位置している。また、大径ピストン１２の傾斜面１２ａと、大径シリンダ部２０の傾斜面２０ａとの間に間隙Ｂが形成されている。本実施形態においては、図示していないが、変位伝達装置１の周囲は、図１に示す燃料噴射装置２０１における第４燃料通路２５４（低圧通路）に連通する燃料によって満たされている状態にあり、初期状態においては、変位伝達装置１の周囲の燃料が間隙Ｂを介して液圧室２４に入り込むことが可能な状態となっている。
【００４３】
図３（ａ）に示す状態において、圧電アクチュエータ１００に電流を印加すると圧電素子が変位し、図３（ｂ）に示すように、その変位伝達分だけ大径ピストン１２が押下される。大径ピストン１２が押下されるとその圧力が、液圧室２４内の燃料を介して、小径ピストン１４に伝達される。このとき、大径シリンダ部２０の最小内径Ｄ１と小径シリンダ部２２の内径Ｄ２との口径比に応じて変位量が増幅され、小径ピストン１４が変位する。そして、小径ピストン１４によって燃料噴射装置２０１（図１参照）における燃料通路を切り替える制御弁が開閉され、燃料噴射装置２０１（図１参照）から燃料が噴射される。また、大径ピストン１２が押下され、最前進位置となった場合に、図４（ｂ）に示すように、大径ピストン１２の傾斜面１２ａと、大径シリンダ部２０の傾斜面２０ａとが当接する。また、大径ピストン１２が最前進位置に位置している場合、大径ピストン１２の先端部の位置は境界位置Ａの下方になるため、液圧室２４が小さくなる。さらに、大径ピストン１２が最前進位置に位置している場合に、大径ピストン１２の先端部は、大径シリンダ部２０と小径シリンダ部２２の境界位置よりも上方に位置しており、液圧室２４が小さくなった分の燃料が小径シリンダ部２２に送られ、小径ピストン１４が変位する。このとき、大径シリンダ部２０の最小内径が小径シリンダ部２２の内径より大きいため、小径ピストン１４の変位は、大径ピストン１２よりも大きくなる。このように、小径ピストン１４の変位は増幅されて、その変位が噴射制御弁２２０（図１参照）に伝達され、作動するようになる。
【００４４】
そして、圧電アクチュエータ１００による大径ピストン１２への圧力を解除し、変位非伝達状態にすると、チューブラスプリング１６からの反発力によって大径ピストン１２が移動して、図４（ａ）に示す初期状態に戻る。同時に、液圧室２４内の内圧が下がることにより、小径ピストン１４が初期位置方向に戻される。この時、ばね１８の伸縮によって小径ピストン１４が液圧室２４に入り込みすぎないように、小径ピストン１４の位置が調整される。大径ピストン１２が図４（ａ）に示す初期状態に戻ると、大径ピストン１２の傾斜面１２ａと大径シリンダ部２０の傾斜面２０ａとの間隙Ｂが最大に広がる。このため、間隙Ｂから液圧室２４に速やかに燃料が流入するようになり、液圧室２４側の内圧が変位伝達装置１外部と等圧にされる。これにより、大径ピストン１２が押下された時の内部リークの発生によって、燃料が外部に漏れた場合には、大径ピストン１２が初期位置に戻る際に、外部に漏れた分の燃料を速やかに補給することが可能になる。したがって、早期に液圧室２４を初期状態に復帰させることが容易に可能となる。
【００４５】
ところで、大径ピストン１２を押下した場合には、液圧室２４の内部が高圧になり、液圧室２４内の燃料が大径ピストン１２と大径シリンダ部２０との隙間を通って漏れるという内部リークが発生しやすくなる。しかし、上述したように構成した本実施形態によれば、図４に示すように大径ピストン１２及び大径シリンダ部２０に傾斜面１２ａ及び傾斜面２０ａを設けたことにより、大径ピストン１２を押下した場合に、大径ピストン１２の傾斜面１２ａと大径シリンダ部２０の傾斜面２０ａとが当接するため、内部リークを抑制することが可能になる。これにより、大径ピストン１２から小径ピストン１４への変位の伝達効率を向上させることが可能になる。
【００４６】
また、大径ピストン１２を初期位置に戻した場合には、大径ピストン１２の傾斜面１２ａと大径シリンダ部２０の傾斜面２０ａとの間隙Ｂが広がるため、間隙Ｂより液圧室２４と変位伝達装置１外部との間で、燃料が流入しやすくなる。このため、液圧室２４側が変位伝達装置１外部と等圧にされるように、速やかに燃料が液圧室２４に流入することによって、液圧室２４の内圧を早期に復帰させることが容易に可能となる。したがって、大径ピストン１２への変位伝達時に外部に燃料が漏れたとしても、変位非伝達時に漏れた分の燃料を外部から液圧室２４に戻すことが可能になり、液圧室２４内の液体（燃料）の収支バランスを保つことが可能となる。
【００４７】
また、大径ピストン１２の先端部が最前進位置になったときに、大径ピストン１２の傾斜面１２ａと大径シリンダ部２０の傾斜面２０ａとが当接するため、それ以上の大径ピストン１２の移動が規制されるようになる。その結果、大径ピストン１２の先端部が最前進位置になったときの液圧室２４の容量を保つことが可能になる。
【００４８】
また、大径ピストン１２が最前進位置に位置している場合、大径ピストン１２の小径ピストン１４側の先端部が液圧室２４内に位置するようになり、液圧室２４の容積が小さくなり、その分、燃料が小径ピストン１４側に送られるようになる。このため、大径ピストン１２の変位を小径ピストン１４に伝達する時の応答性、及び伝達効率が向上する。
【００４９】
大径ピストン１２が最前進位置に位置している場合に、大径ピストン１２の先端部は、小径シリンダ部２２の大径シリンダ部２０側の端部、すなわち、大径シリンダ部２０と小径シリンダ部２２の境界位置よりも上方に位置している。このため、大径シリンダ部２０側において液圧室２４が形成されるだけの隙間は必ず維持されるようになる。したがって、大径ピストン１２の変位は、液圧室２４の燃料を介して小径シリンダ部２２に伝達されるようになり、しかも、大径ピストン１２が小径シリンダ部２２まで移動することが確実に防止できる。
【００５０】
また、小径シリンダ部２２の内周面および小径ピストン１４の外周面は、小径シリンダ部２２の往復動方向に対し平行であり、液圧室２４の内径すなわち大径シリンダ部２０の最小内径が、小径シリンダ部２２の内径に対し大きく形成されている。このため、大径ピストン１２に荷重される外力による変位を拡大（増幅）して小径ピストン１４に伝達することが可能になる。
【００５１】
また、チューブラスプリング１６を設け、大径ピストン１２に対して初期位置方向に押し戻す反発力を常時、付与するように構成したことにより、圧電アクチュエータ１００による外力が抜ける変位非伝達時に、早期に大径ピストン１２を初期位置に戻すことが可能になる。これにより、間隙Ｂが大きくなるため、間隙Ｂを介して燃料が移動しやすくなり、変位非伝達時の液圧室の内圧をより速やかに復帰させることが可能になる。
【００５２】
なお、本実施形態の変位伝達装置１を備えた燃料噴射装置によれば、変位伝達装置１において内部リークが低減されているので、圧電アクチュエータ１００に対する各種の制御弁の応答性が向上し、燃料噴射を安定して行うことが可能になる。
【００５３】
以上、本発明の変位伝達装置は、上述した構成に限るものではない。例えば、図５に示すように、液圧室２４の側壁に研磨逃げ３０が形成されたものであっても、本発明は適用可能である。ここで、液圧室２４の側壁に研磨逃げ３０が形成されている場合には、大径ピストン１２が初期位置にあるときに、大径ピストン１２の小径ピストン１４側の最先端部を液圧室２４内に突出させるように構成してもよい。これにより、研磨逃げ３０によって増えた液圧室２４の容量を減少させることが可能になる。
【００５４】
また、例えば、図６に示すように、上述した（本実施形態の、第１実施形態）大径シリンダ部２０の傾斜面２０ａ（図２〜図４）のうち、中央部よりもシリンダ１０の一方の端部側を、シリンダ１０の軸線方向に平行な円筒型とし、大径ピストン１２を大径シリンダ部２０の形状に対応させて、圧電アクチュエータ１００側から中央部までを円筒型とし、中央部から先端側に傾斜面１２ａを形成してもよい。また、これとは逆に、図７に示すように、上述した大径シリンダ部２０の傾斜面２０ａのうち、中央部よりも側壁面２０ｂ側（シリンダ１０の他方の端部側）を、シリンダ１０の軸線方向に平行な円筒型とし、大径ピストン１２を大径シリンダ部２０の形状に対応させて、圧電アクチュエータ１００側から中央部側に傾斜面１２ａを形成し、中央部から先端側を円筒型としてもよい。これにより、大径ピストン１２の円柱部分と大径シリンダ部２０の円筒部分が摺動可能に挿入した際に、大径ピストン１２の横方向（シリンダ１０の軸に対して直角方向）への移動が規制されることにより、大径ピストン１２の往復移動を安定させることが可能になる。
【００５５】
また、本実施形態のシリンダ１０においては、大径シリンダ部２０と小径シリンダ部２２とを一体に備えているが、それに限らず、大径ピストン１２が摺動する大径シリンダ部２０と小径ピストン１４が摺動する小径シリンダ部２２とを別体に構成し、組み合わせによって一体化してもよい。
【００５６】
また、本実施形態においては、大径ピストン１２と小径ピストン１４とをシリンダ１０に装着した際、大径ピストン１２の軸線と小径ピストン１４の軸線とを一致させているが、例えば、液圧室２４において、大径ピストン１２の軸線と小径ピストン１４とをずらすことも可能であり、大径ピストン１２の軸線と小径ピストン１４の軸線とは一致していなくともよい。
【００５７】
また、本実施形態においては、シリンダ１０に装着するピストンにおいて、荷重される側のピストンを大径としたが、小径としてもよい。また、本実施形態においては、径が異なる２つのピストンによる伝達であるが、同径ピストン同士の伝達でも良い。なお、この場合は、変位は拡大しない。
【００５８】
また、本実施形態においては、大径ピストン１２の先端が液圧室２４に突出しているが、それに限らず、突出しなくても変位の伝達は可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１  変位伝達装置
１０  シリンダ
１２  大径ピストン
１４  小径ピストン
１６  チューブラスプリング
１８  ばね
２０  大径シリンダ部
２２  小径シリンダ部
２４  液圧室
１００  圧電アクチュエータ
２０１  燃料噴射装置
２１０  ニードル弁
２２０  噴射制御弁
２４０  ノズルボディ
２４５  噴孔
【図１】
2010209779.tif 000003
【図２】
2010209779.tif 000004
【図３】
2010209779.tif 000005
【図４】
2010209779.tif 000006
【図５】
2010209779.tif 000007
【図６】
2010209779.tif 000008
【図７】
2010209779.tif 000009