(57)【要約】    【課題】  熱膨張した際に燃料噴射量を一定に維持することができる燃料噴射装置を提供する。    【解決手段】  ハウジング２０と、ハウジングの先端に設けられたチャンバ３０と、チャンバに設けられた噴射孔３２と、燃料通路とチャンバとの間に設けられ、チャンバ側を向く弁座３１と、チャンバ側より弁座に当接する弁体４１と、弁体よりハウジングの内方側へと延出する弁軸４２と、弁軸を閉弁方向に付勢する付勢手段６０と、弁軸を分離可能に押すアクチュエータ５０とを有する燃料噴射装置１０であって、前記アクチュエータの非駆動状態においては前記アクチュエータと前記弁軸との間に隙間が形成され、前記アクチュエータの駆動状態においては、当該燃料噴射装置に熱膨張が生じていても、前記アクチュエータと前記弁軸とが接触を保持するように前記隙間が設定されることを特徴とする。【選択図】    図１
2010096156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料供給源に連通する燃料通路を内部に備えたハウジングと、
前記燃料通路に連通するように前記ハウジングの先端に設けられたチャンバと、
前記チャンバと前記ハウジングの外部とを連通する少なくとも１つの噴射孔と、
前記燃料通路と前記チャンバとの間に設けられ、前記チャンバ側を向く弁座と、
前記チャンバ側より前記弁座に当接する弁体と、
前記弁体より前記ハウジングの内方側へと延出する弁軸と、
前記弁体が前記弁座に着座する方向に前記弁軸を付勢する付勢手段と、
駆動されることにより前記弁軸を軸線方向に沿って前記チャンバ側へと押し出すアクチュエータと
を有する燃料噴射装置であって、
前記アクチュエータと前記弁軸とは分離可能に形成され、
前記アクチュエータが駆動されていない状態においては前記アクチュエータと前記弁軸との間には隙間が形成され、
前記アクチュエータが駆動されている状態においては、当該燃料噴射装置の各構成部材に、材質差に起因する特有の熱膨張が生じている場合であっても、前記アクチュエータと前記弁軸とが接触を保持するように前記隙間の大きさが設定されることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
前記弁体が前記弁座より離れた開弁状態において、前記弁体と前記弁座との間に形成される通路が、前記噴射孔のそれぞれを合せた通路よりも大きくなることを特徴とする、請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記弁体が前記弁座より離れた開弁状態において、前記弁体と前記弁座との間に形成される通路の断面積と当該通路の流量係数との積の値が、前記噴射孔のそれぞれの断面積と各噴射孔に対応する流量係数との積を全ての噴射孔について合計した値よりも大きくなることを特徴とする、請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記アクチュエータは、圧電素子または磁歪素子により構成されることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかの項に記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
当該燃料噴射装置の使用温度範囲の全範囲において、前記アクチュエータが駆動されていない状態においては、前記アクチュエータと前記弁軸との間に隙間が形成されていることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかの項に記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料噴射装置に関し、特に自動車の内燃機関に使用される燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動源にソレノイドコイルを用いた燃料噴射装置がある。このような燃料噴射装置には、ソレノイドコイルに通電することによって、バルブシートに着座したニードルバルブを電磁的に吸引して燃料通路を開き、燃料通路の下流に形成されたオリフィスを通して燃料を噴射するものがある（例えば、特許文献１）。また、ソレノイドコイルを用いた駆動源は応答性が必ずしも十分でないため、駆動源に圧電素子や磁歪素子のような伸縮部材を用いて応答性を高めたものがある。圧電素子を用いた燃料噴射装置には、例えば、素子に電圧が印加された際に素子が下向きに伸長するように素子を配置し、弁体を外方へと押し出して（外開き式に）弁体と弁座との間に燃料の通路を形成して燃料を噴射するようにしたものがある（例えば、特許文献２）。
【０００３】
しかし、燃料噴射装置は内燃機関の燃焼室や吸気通路内に設けられるため、内燃機関より熱を受けて膨張する。このとき、燃料噴射装置の骨格となるハウジングと、アクチュエータおよび弁との熱膨張率に差がある場合には、膨張により弁のハウジングに対する初期位置やアクチュエータの伸縮量が変化し、弁の開閉や弁開度の調整を正確に行うことが困難となる。そのため、特許文献２に記載の燃料噴射装置は、ハウジング内に各部材の膨張量の差を補償する補償器を設け、弁のハウジングに対する初期位置を所定の位置に維持し、所定の燃料噴射量が得られるようにしている。
【特許文献１】特開２００４−３２４５７１号公報
【特許文献２】特表２００４−５１５６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の補償器を備えた燃料噴射装置は、装置構成が複雑であり、また製造コストが増加するという問題がある。また、圧電素子や磁歪素子、弁、ハウジングには個体間のばらつきがあるため、内燃機関に組付けた状態で燃料噴射装置の燃料噴射量を一定にするために各燃料噴射装置の噴射期間を補正する必要がある。また、弁体が外開き式である場合には、燃料噴射装置をエンジンの気筒内に設けた場合に筒内圧の影響を受けやすいという問題がある。
【０００５】
本発明は以上の問題を鑑みてなされたものであって、補償器を必要としない簡潔な構造で構成され、燃料噴射量を一定に維持することが容易な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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の発明は、燃料噴射装置（１０）であって、燃料供給源に連通する燃料通路（第４孔２８、連通孔２９、第２孔２４、第１孔２３）を内部に備えたハウジング（２０）と、前記燃料通路に連通するように前記ハウジングの先端に設けられたチャンバ（３０）と、前記チャンバと前記ハウジングの外部とを連通する少なくとも１つの噴射孔（３２）と、前記燃料通路と前記チャンバとの間に設けられ、前記チャンバ側を向く弁座（３１）と、前記チャンバ側より前記弁座に当接する弁体（４１）と、前記弁体より前記ハウジングの内方側へと延出する弁軸（４２）と、前記弁体が前記弁座に着座する方向に前記弁軸を付勢する付勢手段（第１コイルばね６０）と、駆動されることにより前記弁軸を軸線方向に沿って前記チャンバ側へと押し出すアクチュエータ（５０）とを有する燃料噴射装置であって、前記アクチュエータと前記弁軸とは分離可能に形成され、前記アクチュエータが駆動されていない状態においては前記アクチュエータと前記弁軸との間には隙間（７０）が形成され、前記アクチュエータが駆動されている状態においては、当該燃料噴射装置の各構成部材に、材質差に起因する特有の熱膨張が生じている場合であっても、前記アクチュエータと前記弁軸とが接触を保持するように前記隙間の大きさが設定されることを特徴とする。
【０００７】
これによれば、例えばハウジング、アクチュエータ、弁軸の材質差に起因する各部材に固有の熱膨張が生じたとしても、閉弁状態においてアクチュエータが弁軸を押すことがなく、弁体が弁座より離れて意図せず開弁されるという現象を防止することができる。また、熱膨張によりアクチュエータと弁軸との隙間が拡大しても、アクチュエータが駆動された状態においては、アクチュエータは弁軸を押すことが可能であり、燃料噴射が確実に行われる。さらに、アクチュエータと弁軸との隙間の設定を行うことにより、所定のリフト量を確保することができ、弁体がチャンバ内に設けられていることから、弁体が筒内圧の影響を受けることを防止することができる。
【０００８】
第２の発明は第１の発明において、前記弁体が前記弁座より離れた開弁状態において、前記弁体と前記弁座との間に形成される通路（バルブ通路４５）が、前記噴射孔のそれぞれを合せた通路よりも大きくなることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、単位時間当りの燃料噴射量は噴射孔の通路の大きさにより定まるため、単位時間当りの燃料噴射量の変化を小さくすることができる。開弁状態においては、弁体と弁座との間に形成される通路を通過可能な燃料量が、各噴射孔を通過可能な燃料量を合計した値よりも大きくなるため、単位時間当りの燃料噴射量は噴射孔の通路の大きさにより定まるようになる。
【００１０】
第３の発明は第１の発明において、前記弁体が前記弁座より離れた状態において、前記弁体と前記弁座との間に形成される通路（バルブ通路４５）の断面積（Ｓ１）と当該通路の流量係数（Ｃ１）との積の値が、前記噴射孔のそれぞれの断面積（Ｓ２）と各噴射孔に対応する流量係数（Ｃ２）との積を全ての噴射孔について合計した値よりも大きいことを特徴とする。ここで、流量係数とは通路または孔の燃料の通りやすさを表すパラメータであって、通路および孔の形状等によって定まる。
【００１１】
これによれば、開状態において弁体と弁座との間に形成される通路および噴射孔の流量係数を考慮して通路および噴射孔を通過可能な流量を比較するため、確実に単位時間当たりの燃料噴射量を噴射孔の大きさおよび形状に依存させることができる。
【００１２】
第４の発明は第１〜第３の発明のいずれかにおいて、前記アクチュエータは、圧電素子または磁歪素子により構成されることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、燃料噴射の実施および停止の切り替えの応答性を高めることができる。
【００１４】
第５の発明は第１〜第４の発明のいずれかにおいて、当該燃料噴射装置の使用温度範囲の全範囲において、前記アクチュエータが駆動されていない状態においては、前記アクチュエータと前記弁軸との間に隙間が形成されていることを特徴とする。
【００１５】
これによれば、燃料噴射装置の使用温度範囲の全範囲において、閉弁状態において弁軸とアクチュエータとの間には隙間が形成されるため、ハウジングに対してアクチュエータが熱膨張したとしても、アクチュエータが弁軸を押すことがない。そのため、閉弁状態におけるアクチュエータの熱膨張により、弁体が弁座より離れて意図せず開弁されるという現象を防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、簡潔な構造により、熱膨張した場合にも燃料噴射量を所定の値にすることができる燃料噴射装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は、実施形態に係る燃料噴射装置１０を示す縦断面図である。燃料噴射装置１０は、図１中の下方側を先端側とし、上方側を基端側とする。本実施形態に係る燃料噴射装置１０は、燃料噴射量を所定量に一定させることを目的とする。燃料噴射装置１０は、例えば自動車のガソリンエンジンの吸気通路に設けられる。なお、他の実施形態においてはエンジンの気筒内に設けてもよい。図１に示すように、燃料噴射装置１０は、ハウジング２０、弁４０、アクチュエータ５０を備える。
【００１８】
ハウジング２０は、分割可能な部材２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄより形成された中空状の円筒部材であり、大径部２１と、その先端側に同軸に結合された小径部２２とを備える。小径部２２の内部には、ハウジング２０の軸線に沿った第１孔２３が形成されている。大径部２１の内部には、ハウジング２０の軸線に沿った第２孔２４が形成されている。第２孔２４は第１孔２３と同軸に配置され、その先端側において第１孔２３と連通している。また、大径部２１の内部には、第１孔２３の基端側と隔壁２５を介して同軸に配置された第３孔２６が形成されている。隔壁２５の中心には貫通孔２７が形成されており、第２孔２４と第３孔２６とは連通されている。
【００１９】
また、大径部２１の内部には、第２孔２４および第３孔２６の径方向外方に、ハウジング２０の軸線に平行に延在する第４孔２８が形成されている。第４孔２８は大径部２１の基端側の端面２１ａに開口部２８ａを備える一方、先端２８ｂは大径部２１の先端側の端部２１ｂ近傍まで延び、連通孔２９を介して第２孔２４と連通している。
【００２０】
小径部２２の第１孔２３の先端側には、第１孔２３より拡径して形成されたチャンバ３０が配置されている。第１孔２３とチャンバ３０との連結部は、第１孔２３側からチャンバ３０側に進むにつれて徐々に拡径するようなテーパ状に形成されており、チャンバ３０側を向く弁座３１を形成している。
【００２１】
チャンバ３０の先端側には小径部２２の先端面２２ａと連通する噴射孔３２（オリフィス）が形成されている。噴射孔３２は、ハウジング２０の軸線を中心として対称となる位置に２箇所配置されている。各噴射孔３２は、チャンバ３０から小径部２２の先端面２２ａに進むにつれて、小径部２２の径方向外方へと向かうように傾斜して形成されている。このように各噴射孔３２を形成することによって、噴射孔３２を通して燃料噴射装置１０より噴射される燃料を広い範囲に拡散させることができる。
【００２２】
なお、他の実施形態においては、噴射孔３２は１つであってもよく、あるいは２以上の複数であってもよい。噴射孔３２が１つの場合にはハウジング２０の軸線と同軸に設けてもよく、複数の場合にはハウジング２０の軸線を中心として等間隔に配置してもよい。
【００２３】
第４孔２８、連通孔２９、第２孔２４、第１孔２３およびチャンバ３０は、燃料通路を形成する。燃料は、図示しない燃料タンクから加圧装置を介して第４孔２８の開口部２８ａに供給され、燃料通路を通過してチャンバ３０へと供給される。チャンバ３０に供給された燃料は噴射孔３２を通過して燃料噴射装置１０の外部へと噴射される。
【００２４】
弁４０は、チャンバ３０内に配置された弁体４１と、弁体４１に一端が固定され、第１孔２３および第２孔２４内へと延在する柱状の弁軸４２とを備えている。弁体４１は、弁座３１の形状と対応した円錐状に形成されており、弁座３１と面接触して密着可能となっている。
【００２５】
弁軸４２の直径は第１孔２３の直径よりも小さく、弁軸４２の外面と第１孔２３の内面との間には隙間が形成され、燃料はこの隙間に通過可能となっている。弁軸４２は、第２孔２４内に延在する部分の中間部に径方向外方へと突出する円板状のスプリングシート４３を備えている。スプリングシート４３は所定の厚みを有し、その外周端面において第２孔２４の内周面と摺接している。これにより、弁４０は第１孔２３および第２孔２４内において姿勢を維持したまま、ハウジング２０の軸線方向に摺動可能となっている。
【００２６】
第２孔２４の先端側の壁面２４ａとスプリングシート４３との間には圧縮コイルばねである第１コイルばね６０が介装されている。弁４０はスプリングシート４３を介して第１コイルばね６０により基端側へと付勢され、弁体４１は弁座３１に着座する。
【００２７】
第２孔２４は、その長手方向における中間部に円周方向にわたって径方向内方側へと突出した環状突部３３を備えている。環状突部３３と弁軸４２の基端側の端部４２ａはベローズ３４により連結されている。第２孔２４は、ベローズ３４により基端側室２４ｂと先端側室２４ｃの２つの空間に分割されている。ベローズ３４は、弁軸４２を中心とし、環状突部３３と連結された一端から弁軸４２の端部４２ａへと向うにつれて縮径される円錐状に形成されている。ベローズ３４と、弁軸４２および環状突部３３との連結部は液密にシールが形成されており、燃料は先端側室２４ｃから基端側室２４ｂに進入できないようになっている。なお、ベローズ３４は伸縮自在であり、弁軸４２の移動を阻害することはない。
【００２８】
アクチュエータ５０は、圧電性部材５１と、ピストン５２とを備えている。圧電性部材５１は、第３孔２６内に配置され、ハウジング２０の軸線方向に圧電素子と電極板とが交互に積層されてなるピエゾスタックである。圧電性部材５１は、その基端側に設けられた支持部材５５により第３孔２６の基端側の壁部２６ａに固定されている。
【００２９】
ピストン５２は、圧電性部材５１の先端側の端部に固定された円板状部５２ａと、円板状部５２ａの中央に突設され、ハウジング２０の軸線と同軸に先端側へと延びる柱状部５２ｂとを備えている。柱状部５２ｂは隔壁２５の貫通孔２７を通過して第２孔２４へと延び、その先端面５２ｃは弁軸４２の基端側の端面４２ｂと長さＬｇの隙間７０を介して相対している。
【００３０】
隙間７０の長さＬｇは、燃料噴射装置１０の使用温度範囲において、アクチュエータ５０に電圧が印加されていないときに、ピストン５２の先端面５２ｃと弁軸４２の端面４２ｂとが接触しないように設定されている。例えば、ハウジング２０、弁４０、支持部材５５、ピストン５２を線熱膨張係数が１．７×１０−５（１／Ｋ）のステンレス材により形成し、圧電性部材５１を線熱膨張係数が７．０×１０−６（１／Ｋ）の部材により形成した場合には、温度が低下するほど隙間７０の長さＬｇが短くなる。使用温度範囲を−４０〜１５０℃とした場合には、隙間７０の長さＬｇは−４０℃において最も小さくなる。そのため、−４０℃において隙間７０の長さＬｇが約５μｍとなるように設定する。この場合には、隙間７０の長さＬｇは使用温度範囲の上限である１５０℃において最大値Ｌｇｍａｘとなり、その長さは約１００μｍとなる。また、隙間７０の長さＬｇは２０℃において約３５μｍとなる。
【００３１】
ピストン５２の円板状部５２ａと第３孔２６の先端側の壁部２６ｂとの間には圧縮コイルばねである第２コイルばね６１が介装されており、ピストン５２は基端側へと付勢されている。これにより、圧電性部材５１は、ピストン５２を介して第２コイルばねにより予荷重を受けている。
【００３２】
次に、実施形態に係る燃料噴射装置１０の作用について説明する。燃料噴射装置１０は、図示しない制御手段に駆動制御されて燃料の噴射を行う。制御手段は、例えばＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）と駆動回路とを有し、駆動回路がＥＣＵより出力される制御信号に基づいて燃料噴射装置１０のアクチュエータ５０に電圧を印加する。
【００３３】
燃料噴射装置１０が閉弁状態にあるとき、すなわちアクチュエータ５０が駆動されていないときには、弁４０は第１コイルばねに付勢されて弁体４１が弁座３１に着座している。このとき、第４孔２８、連通孔２９、第２孔２４の先端側室２４ｃおよび第１孔２３は、燃料供給源より加圧されて供給される燃料に満たされている。
【００３４】
燃料噴射装置１０の使用温度範囲内において、アクチュエータ５０が駆動されていない状態では、ピストン５２と弁軸４２との間には常に隙間７０が存在するため、弁体４１が弁座３１より離れて開弁されることはない。
【００３５】
閉弁状態から圧電性部材５１に所定の電圧が印加されると、圧電性部材５１がハウジング２０の軸線方向に伸長し、ピストン５２が先端側に移動し、ピストン５２の先端面５２ｃが弁軸４２の端面４２ｂを押圧し、弁４０が第１コイルばね６０の付勢力に抗して先端側に移動し、弁体４１が弁座３１より所定のリフト量だけ先端側に移動して開弁状態となる。これにより、第１孔２３よりチャンバ３０内に加圧された燃料が流入し、燃料が噴射孔３２より噴射される。
【００３６】
図２は、開弁状態における燃料噴射装置１０の弁体４１と弁座３１との位置関係を示す説明図であって、燃料噴射装置１０の先端部の断面を拡大して示す。開弁状態における弁体４１の弁座３１からのリフト量Ｌｌは所定の最小リフト量Ｌｌｍｉｎよりも大きくなるように設定されている。図２に示す弁体４１と弁座３１との間に形成される環状の通路４５（以下、バルブ通路４５という）の最も狭い部分の断面積Ｓ１と、各噴射孔３２の最も狭い部分の断面積Ｓ２の合計値とが等しくなるときのリフト量Ｌｌを最小リフト量Ｌｌｍｉｎとする。弁体４１が最小リフト量Ｌｌｍｉｎだけ弁座３１より持ち上げられた状態では、第１孔２３からバルブ通路４５を通過してチャンバ３０内に流入可能な燃料の流量と、チャンバ３０から各噴射孔３２を通過してハウジング２０外に噴射可能な燃料の流量の合計は概ね等しくなる。
【００３７】
リフト量Ｌｌを最小リフト量Ｌｌｍｉｎより大きく設定すると、バルブ通路４５の断面積Ｓ１が各噴射孔３２の断面積Ｓ２の合計値より大きくなる。この状態では、噴射孔３２を通過してチャンバ３０より噴射可能な燃料の合計量が、バルブ通路４５を通過してチャンバ３０に供給可能な燃料量より小さくなる。そのため、開弁時間を一定とすると、燃料噴射装置１０の単位時間当たりの燃料噴射量は噴射孔３２の大きさおよび数によって定まるようになる。噴射孔３２の大きさおよび数は一定しているため、単位時間当たりの燃料噴射量は一定の値に定まる。
【００３８】
仮に、リフト量Ｌｌを最小リフト量Ｌｌｍｉｎより小さく設定すると、バルブ通路４５の断面積Ｓ１が各噴射孔３２の断面積Ｓ２の合計値より小さくなり、バルブ通路４５を通過してチャンバ３０に供給可能な燃料量が、噴射孔３２を通過してチャンバ３０より噴射可能な燃料の合計量に追いつかなくなる。そのため、開弁時間を一定とすると、燃料噴射装置１０の燃料噴射量はバルブ通路４５の大きさによって定まるようになる。バルブ通路４５の大きさはリフト量Ｌｌにより定まるため、燃料噴射装置１０の膨張等によってリフト量Ｌｌが変動すると、燃料噴射装置１０の単位時間当たりの燃料噴射量は変動するようになる。
【００３９】
なお、最小リフト量Ｌｌｍｉｎは、バルブ通路４５の断面積Ｓ１と、各噴射孔３２の断面積Ｓ２の合計値とに基づき設定するにとどまらず、バルブ通路４５の流量係数Ｃ１および噴射孔３２の流量係数Ｃ２を考慮することで、より正確な最小リフト量Ｌｌｍｉｎを設定することができる。流量係数Ｃ１，Ｃ２は、バルブ通路４５および噴射孔３２の燃料の通りやすさを表すパラメータであって、バルブ通路４５および噴射孔３２の形状等によって定まるものである。一般に、通路を流れる流体の流量は、流量係数と、通路の断面積と、通路を流れる流体の圧力差により定まり、Ｑを流量、Ｓを通路の断面積、Ｃを流量係数、ΔＰを圧力差、ρを燃料の密度とした場合、Ｑ＝Ｓ×Ｃ×（２ΔＰ／ρ）１／２の式により求めることができる。そのため、流量係数と断面積との積（Ｃ×Ｓ）を比較することによって燃料の流れやすさを把握することができる。よって、バルブ通路４５の断面積Ｓ１に流量係数Ｃ１を掛けた値と、各噴射孔３２の断面積Ｓ２にそれぞれ流量係数Ｃ２を掛けた値の合計値とが等しくなるときのリフト量を最小リフト量Ｌｌｍｉｎとしてもよい。
【００４０】
上述したリフト量Ｌｌを燃料噴射装置１０の使用温度範囲の全範囲で達成するために、アクチュエータ５０の伸長量Ｌｓはリフト量Ｌｌに隙間７０の最大長さＬｇｍａｘを加えた値に設定される。
【００４１】
図３は、リフト量に対する燃料噴射量の関係を示す説明図である。図３の横軸は時間を表し、上段の縦軸はリフト量を表し、下段の縦軸は燃料噴射量を表す。図中のグラフ１００はリフト量の時間変化を表し、グラフ１０１は燃料噴射量の時間変化を表す。燃料噴射装置１０が閉弁状態であるときに、時間０ｓにおいてアクチュエータ５０の圧電性部材５１に電圧が印加されると、圧電性部材５１が伸長を開始し、ピストン５２が先端側に移動する。このとき、ピストン５２と弁軸４２との間には隙間７０が存在するため弁軸４２の位置は変化しない。
【００４２】
時間ｔ１において、ピストン５２の先端面５２ｃと弁軸４２の端面４２ｂとが当接し、第１コイルばね６０の付勢力に抗して弁４０を先端側へと押し始める。そのため、弁４０は圧電性部材５１の伸長に応じて先端側へと移動し、弁体４１が弁座３１より離れてリフト量Ｌｌが増加する。リフト量Ｌｌが最小リフト量Ｌｌｍｉｎとなるまでは、バルブ通路４５を通過可能な燃料量が噴射孔３２の全てを通過可能な燃料量より小さいため、単位時間当たりの燃料噴射量はリフト量Ｌｌの増加に応じて増加する。
【００４３】
時間ｔ２において、リフト量Ｌｌが最小リフト量Ｌｌｍｉｎに到達すると、バルブ通路４５を通過可能な燃料量が噴射孔３２の全てを通過可能な燃料量より大きくなるため、単位時間当たりの燃料噴射量は噴射孔３２の大きさ等によって定まり一定となる。時間ｔ２後もリフト量Ｌｌは圧電性部材５１の伸長に応じて増加するが、単位時間当たりの燃料噴射量は一定を維持する。時間ｔ３において、圧電性部材５１の伸長量が最大となり、リフト量Ｌｌは一定となる。
【００４４】
時間ｔ４において、圧電性部材５１への電圧の印加が停止されると、圧電性部材５１は収縮を開始し、リフト量Ｌｌは圧電性部材５１の収縮に応じて減少する。リフト量Ｌｌが最小リフト量Ｌｌｍｉｎより大きくなる時間ｔ５までは、バルブ通路４５を通過可能な燃料量が噴射孔３２の全てを通過可能な燃料量より大きいため、燃料噴射量は噴射孔３２の大きさ等により定まり単位時間当たりの燃料噴射量は変化しない。時間ｔ５より後は、リフト量Ｌｌが最小リフト量Ｌｌｍｉｎより小さくなり、バルブ通路４５を通過可能な燃料量が噴射孔３２の全てを通過可能な燃料量より小さくなるため、単位時間当たりの燃料噴射量はリフト量Ｌｌの減少に応じて減少する。
【００４５】
時間ｔ６において、リフト量Ｌｌが０となって閉弁状態となり、燃料噴射量も０となる。時間ｔ６より後においては、ピストン５２の先端面５２ｃと弁軸４２の端面４２ｂとが離れ、ピストン５２が圧電性部材５１の収縮に応じて基端側へと移動する。時間ｔ７において、圧電性部材５１の収縮が完了する。
【００４６】
以上のように、燃料噴射量を変化させることによって、リフト量Ｌｌの最大値が変動しても単位時間当たりの燃料噴射量の変化を小さくすることができる。リフト量Ｌｌが最小リフト量Ｌｌｍｉｎより大きい場合には、燃料噴射量は噴射孔３２の大きさ等の予め設定された値に基づいて定まるためである。これにより、圧電性部材５１、ハウジング２０、弁４０、ピストン５２、支持部材５５の熱膨張率の差に起因してリフト量Ｌｌの最大値が変化した場合においても、単位時間当たりの燃料噴射量は一定に維持される。
【００４７】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、実施形態ではアクチュエータに圧電素子を用いたが、磁歪素子を用いてもよい。この場合には、磁歪素子と対峙するハウジングの部分に磁界を変化させるためのコイルとを設けることが必要である。実施形態で示した装置の構成は例示であって、各部材の形状は適宜変更が可能である。その他装置の構成は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施形態に係る燃料噴射装置を示す縦断面図である。
【図２】開弁状態における燃料噴射装置の弁体と弁座との位置関係を示す説明図である。
【図３】リフト量に対する燃料噴射量の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０・・燃料噴射装置、２０・・ハウジング、２３・・第１孔、２４・・第２孔、２６・・第３孔、２８・・第４孔、２９・・連通孔、３０・・チャンバ、３１・・噴射孔、３１・・弁座、３２・・噴射孔、４０・・弁、４１・・弁体、４２・・弁軸、４５・・バルブ通路、５０・・アクチュエータ、５１・・圧電性部材、５２・・ピストン、７０・・隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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