(57)【要約】【課題】変位拡大率を変化させる直動式の燃料噴射弁を、ピエゾアクチュエータの伸長に伴ってすなわち、電荷を充電して開弁させる方式で実現して、エネルギ効率を良くしつつ、ピエゾアクチュエータの信頼性を向上させる。【解決手段】ピエゾアクチュエータ１４の伸長に伴うシリンダ２２の移動により、油密室２５の圧力が低下してノズルニードル１３が開弁向きに付勢されるとともに、レバー２４を介してノズルニードル１３が開弁向きに付勢される。そして、ピエゾアクチュエータ１４の伸長初期には、主としてレバー２４を介して伝達される駆動力によりノズルニードル１３が開弁向きに駆動される。また、開弁後のノズルリフト時（すなわち、ピエゾアクチュエータ１４の伸長後期）には、油密室２５の圧力低下による駆動力によりノズルニードル１３が全開位置まで駆動される。【選択図】図１
2010223196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧燃料が流通する高圧燃料通路（１００、１１０）およびこの高圧燃料通路（１００、１１０）に接続された噴孔（１０１）がボデー（１０、１１ａ、１１ｂ）に形成され、前記噴孔（１０１）をノズルニードル（１３）の先端面にて開閉する燃料噴射弁であって、
電荷の充放電により伸縮するピエゾアクチュエータ（１４）と、
前記ピエゾアクチュエータ（１４）の伸長に伴って前記ノズルニードル（１３）の閉弁向きに駆動されるシリンダ（２２）と、
前記ピエゾアクチュエータ（１４）の伸長に伴う前記シリンダ（２２）の変位を、向きを反転させて前記ノズルニードル（１３）に伝達して、前記ノズルニードル（１３）を開弁向きに駆動するレバー（２４）と、
前記ピエゾアクチュエータ（１４）の伸長による前記シリンダ（２２）の移動に伴って減圧される油密室（２５）とを備え、
前記油密室（２５）に前記ノズルニードル（１３）の後端部が挿入されて、前記油密室（２５）の圧力が低下したときに前記ノズルニードル（１３）が開弁向きに駆動されるように構成され、
さらに、ノズルニードル（１３）の変位量／ピエゾアクチュエータ（１４）の伸縮量＝変位拡大率としたとき、前記レバー（２４）にて前記ノズルニードル（１３）が開弁向きに駆動されるときの変位拡大率よりも、前記油密室（２５）の圧力低下により前記ノズルニードル（１３）が開弁向きに駆動されるときの変位拡大率が大きく設定されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記レバー（２４）は２個設けられ、
さらに、中間部が前記シリンダ（２２）に当接するとともに、両端部がそれぞれ前記レバー（２４）に当接して、前記シリンダ（２２）の変位を前記レバー（２４）に伝達するプレート（２３）を備え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】
前記シリンダ（２２）と協同して油室（３１）を形成し、前記油室（３１）の圧力により駆動されて、前記シリンダ（２２）の変位を前記レバー（２４）側に伝達する伝達部材（３０）を備え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４】
前記レバー（２４）は２個設けられ、
さらに、中間部が前記伝達部材（３０）に当接するとともに、両端部がそれぞれ前記レバー（２４）に当接して、前記伝達部材（３０）の変位を前記レバー（２４）に伝達するプレート（２３）を備えることを特徴とする請求項３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】
ピエゾアクチュエータの駆動力を油圧もしくは機械的な機構を介してノズルニードルへ伝えることでノズルニードルを駆動する燃料噴射弁を、直動式と称している。そして、直動式の燃料噴射弁においては、開弁開始時にはノズルニードルを駆動するために大きな力を必要とする。また、開弁後のノズルリフト時には、ノズルニードルを閉弁向きに付勢する圧力とノズルニードルを開弁向きに付勢する圧力とがバランスするため、大きな駆動力は必要がないが、ノズルニードルの大きな変位量を確保する必要がある。
【０００３】
特許文献１に示された燃料噴射弁は、直動式の燃料噴射弁であり、電荷を充電してピエゾアクチュエータを伸長させることによりノズルニードルを閉弁向きに駆動し、電荷を放電させてピエゾアクチュエータを収縮させることによりノズルニードルを開弁向きに駆動するようになっている。
【０００４】
また、この特許文献１に示された燃料噴射弁は、開弁開始時の変位拡大率（但し、変位拡大率＝ノズルニードルの変位量／ピエゾアクチュエータの伸縮量）よりも開弁後の変位拡大率が大きくなるようにしているため、開弁開始時には大きな駆動力が得られ、開弁後のノズルリフト時にはノズルニードルの大きな変位量を確保することができる。その結果、変位拡大率が一定の燃料噴射弁よりも、ピエゾアクチュエータへの充電エネルギを少なくすることができる。すなわち、エネルギ効率を良くすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６７７６３５４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示された燃料噴射弁のように電荷を充電して閉弁させる方式の場合、内燃機関の運転中には、ピエゾアクチュエータが高電圧になっている時間が、ピエゾアクチュエータが低電圧になっている時間よりも長くなるため、ピエゾアクチュエータが絶縁破壊を生じやすく、ピエゾアクチュエータの信頼性（耐久性等）の面で望ましくない。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、変位拡大率を変化させてエネルギ効率を良くする直動式の燃料噴射弁において、ピエゾアクチュエータの信頼性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、電荷の充放電により伸縮するピエゾアクチュエータ（１４）と、ピエゾアクチュエータ（１４）の伸長に伴ってノズルニードル（１３）の閉弁向きに駆動されるシリンダ（２２）と、ピエゾアクチュエータ（１４）の伸長に伴うシリンダ（２２）の変位を、向きを反転させてノズルニードル（１３）に伝達して、ノズルニードル（１３）を開弁向きに駆動するレバー（２４）と、ピエゾアクチュエータ（１４）の伸長によるシリンダ（２２）の移動に伴って減圧される油密室（２５）とを備え、油密室（２５）にノズルニードル（１３）の後端部が挿入されて、油密室（２５）の圧力が低下したときにノズルニードル（１３）が開弁向きに駆動されるように構成され、さらに、ノズルニードル（１３）の変位量／ピエゾアクチュエータ（１４）の伸縮量＝変位拡大率としたとき、レバー（２４）にてノズルニードル（１３）が開弁向きに駆動されるときの変位拡大率よりも、油密室（２５）の圧力低下によりノズルニードル（１３）が開弁向きに駆動されるときの変位拡大率が大きく設定されていることを特徴とする。
【０００９】
これによると、開弁開始時の変位拡大率が小さく、開弁後のノズルリフト時の変位拡大率が大きくなる直動式の燃料噴射弁を、ピエゾアクチュエータ（１４）の伸長に伴って（すなわち、電荷を充電して）開弁させる方式で実現させているため、エネルギ効率を良くしつつ、ピエゾアクチュエータ（１４）の信頼性を向上させることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の燃料噴射弁において、レバー（２４）は２個設けられ、さらに、中間部がシリンダ（２２）に当接するとともに、両端部がそれぞれレバー（２４）に当接して、シリンダ（２２）の変位をレバー（２４）に伝達するプレート（２３）を備えることを特徴とする。
【００１１】
これによると、プレート（２３）を備えることにより、レバー（２４）の高さ位置を補正することができる。換言すると、プレート（２３）と２個のレバー（２４）間のがたをなくすことができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の燃料噴射弁において、シリンダ（２２）と協同して油室（３１）を形成し、油室（３１）の圧力により駆動されて、シリンダ（２２）の変位をレバー（２４）側に伝達する伝達部材（３０）を備えることを特徴とする。
【００１３】
これによると、油室（３１）を備えることにより、ピエゾアクチュエータ（１４）とレバー（２４）の位置の零点補正を行うことができる。換言すると、閉弁状態において、ピエゾアクチュエータ（１４）からレバー（２４）に変位を伝達する経路中のがたをなくすことができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の燃料噴射弁において、レバー（２４）は２個設けられ、さらに、中間部が伝達部材（３０）に当接するとともに、両端部がそれぞれレバー（２４）に当接して、伝達部材（３０）の変位をレバー（２４）に伝達するプレート（２３）を備えることを特徴とする。
【００１５】
これによると、プレート（２３）を備えることにより、レバー（２４）の高さ位置を補正することができる。換言すると、プレート（２３）と２個のレバー（２４）間のがたをなくすことができる。
【００１６】
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】
【００１７】
【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】（ａ）は図１のプッシュプレート２０の正面図、（ｂ）は（ａ）の下面図である。
【図３】図１のピストン２１の下面図である。
【図４】（ａ）は図１のプレートの正面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。
【図５】図１のレバーの斜視図である。
【図６】ノズルニードルに対して開弁向きに作用する荷重とノズルニードルの変位量との関係を示す図である。
【図７】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。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
（第１実施形態）
本実施形態の燃料噴射弁は、内燃機関（より詳細にはディーゼルエンジン、図示せず）のシリンダヘッドに装着され、蓄圧器（図示せず）内に蓄えられた高圧燃料を内燃機関の気筒内に噴射するものである。
【００２０】
図１に示すように、燃料噴射弁のボデーは、略円筒状のノズルボデー１０と略円筒状の第１ピエゾボデー１１ａと略円筒状の第２ピエゾボデー１１ｂに分割されており、それらのボデー１０、１１ａ、１１ｂは噴射弁軸方向に直列に配置されて、略円筒状のリテーニングナット１２によって一体的に保持されている。
【００２１】
ピエゾボデー１１ａ、１１ｂには、蓄圧器から供給される高圧燃料が流通する上流側高圧燃料通路１１０が形成されている。ノズルボデー１０には、上流側高圧燃料通路１１０を介して供給される高圧燃料をノズルボデー１０の先端側まで導く下流側高圧燃料通路１００が形成されている。
【００２２】
ノズルボデー１０の先端側には、下流側高圧燃料通路１００を介して供給される高圧燃料を内燃機関の気筒内に噴出させる噴孔１０１が形成されている。また、ノズルボデー１０の先端側には、噴孔１０１の上流側にボデーシート部１０２が形成されている。
【００２３】
噴孔１０１を開閉する略円柱状のノズルニードル１３は、その軸方向中間部に円柱状のニードル第１ピストン部１３０が形成されており、このニードル第１ピストン部１３０はノズルボデー１０のノズルボデーガイド孔１０３に摺動自在に保持されている。ノズルニードル１３には、噴孔１０１側の端部（すなわち先端部）にテーパ状のニードルシート部１３１が形成されており、ノズルニードル１３の往復動に伴ってニードルシート部１３１がボデーシート部１０２に接離することにより噴孔１０１が開閉される。
【００２４】
ノズルニードル１３の反噴孔側端部（すなわち後端部）は、ノズルボデー１０の反噴孔側端面（以下、ノズルボデー後端面という）１０４から突出している。このノズルニードル１３の反噴孔側端部には、円柱状のニードル第２ピストン部１３２が形成されており、このニードル第２ピストン部１３２がシリンダ２２（詳細後述）に摺動自在に挿入されている。さらに、ノズルニードル１３には、ニードル第１ピストン部１３１とニードル第２ピストン部１３２との間に、径方向外側に突出するニードルフランジ部１３３が形成されている。
【００２５】
上流側高圧燃料通路１１０には、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ピエゾアクチュエータ１４が収容されている。また、上流側高圧燃料通路１１０には、プッシュプレート２０、ピストン２１、シリンダ２２、プレート２３、レバー２４が配置されている。
【００２６】
図２に示すように、プッシュプレート２０は、円柱状の円板部２００と、この円板部２００の一端面から軸方向に突出する円柱状の脚部２０１とを備えている。この脚部２０１は、周方向に沿って３個設けられている。
【００２７】
図３に示すように、固定部材としてのピストン２１は、円柱状のピストン部２１０、およびピストン部２１０から径方向外側に突出するフランジ部２１１を備えている。このフランジ部２１１には、脚部通し孔２１２が周方向に沿って３個所に形成されている。尚、第１ピエゾボデー１１ａ内の上流側高圧燃料通路１１０と第２ピエゾボデー１１ｂ内の上流側高圧燃料通路１１０は、脚部通し穴２１２によって連通している。
【００２８】
図１に示すように、ピストン２１は、フランジ部２１１の外周部が第１ピエゾボデー１１ａと第２ピエゾボデー１１ｂとによって挟持され、これによりピエゾボデー１１ａ、１１ｂに対してピストン２１が位置決め固定されている。
【００２９】
プッシュプレート２０は、円板部２００がピエゾアクチュエータ１４に当接している。また、脚部２０１は、ピストン２１の脚部通し孔２１２を貫通して先端部がシリンダ２２に当接している。そして、ピエゾアクチュエータ１４の伸長時には、ピエゾアクチュエータ１４によりプッシュプレート２０を介してシリンダ２２が駆動されるようになっている。
【００３０】
シリンダ２２は円筒状であり、シリンダ２２には、シリンダ第１ガイド孔２２０、およびシリンダ第１ガイド孔２２０よりも小径のシリンダ第２ガイド孔２２１が形成されている。シリンダ第１ガイド孔２２０は、シリンダ第２ガイド孔２２１よりもピエゾアクチュエータ１４側（すなわちプッシュプレート２０側）に位置しており、このシリンダ第１ガイド孔２２０にピストン部２１０が摺動自在に挿入されている。また、シリンダ２２には、シリンダ第２ガイド孔２２１におけるノズルボデー１０側の開口端部側に、径方向外側に突出するシリンダフランジ部２２２が形成されている。
【００３１】
図４に示すように、プレート２３は、板状のプレート板部２３０と、プレート板部２３０の中央部に形成されたプレート貫通孔２３１と、プレート板部２３０の両端から突出する２本のプレート脚部２３２とを備えている。２本のプレート脚部２３２は、プレート板部２３０に対して垂直に、且つ同じ向きに延びている。
【００３２】
図１に示すように、プレート２３は、プレート板部２３０がシリンダフランジ部２２２に当接し、プレート脚部２３２がノズルボデー後端面１０４に向かって延びるように配置されている。なお、プレート板部２３０およびシリンダフランジ部２２２において両者が当接する面は、球面または円弧状の面になっている。
【００３３】
レバー２４は、プレート脚部２３２およびニードルフランジ部１３２と、ノズルボデー後端面１０４との間に配置されている。また、レバー２４は、ノズルニードル１３を挟んで対向する位置に２個配置されている。そして、一方のレバー２４に一方のプレート脚部２３２が当接し、他方のレバー２４に他方のプレート脚部２３２が当接するようになっている。
【００３４】
図５に示すように、レバー２４は直方体であり、ノズルボデー後端面１０４に対向する面には、ノズルボデー後端面１０４に当接しててこの支点となるレバー支点突起部２４０が形成されている。レバー２４におけるプレート脚部２３２およびニードルフランジ部１３２に対向する面には、プレート脚部２３２に当接しててこの力点となるレバー力点突起部２４１と、ニードルフランジ部１３２に当接しててこの作用点となるレバー作用点突起部２４２が形成されている。
【００３５】
ここで、レバー支点突起部２４０とレバー力点突起部２４１との間の距離をＬ１、レバー支点突起部２４０とレバー作用点突起部２４２との間の距離をＬ２とすると、レバー２４のレバー比Ｒ１は、Ｌ２／Ｌ１となる。
【００３６】
図１に示すように、ニードル第２ピストン部１３２は、プレート貫通孔２３１内を貫通し、シリンダ第２ガイド孔２２１に摺動自在に挿入されている。そして、シリンダ第１ガイド孔２２０内には、ニードル第２ピストン部１３２とピストン２１のピストン部２１０とによって油密室２５が区画形成されている。この油密室２５に配置されたニードルスプリング２６は、ピストン２１とノズルニードル１３とに挟持されて、ノズルニードル１３を閉弁向きに付勢している。
【００３７】
シリンダ２２とノズルボデー後端面１０４との間には、シリンダスプリング２７が挟持されており、このシリンダスプリング２７は、シリンダ２２をピエゾアクチュエータ１４に向かって付勢している。
【００３８】
ここで、シリンダ第１ガイド孔２２０の内径（＝ピストン部２１０の外径）をｄ１、シリンダ第２ガイド孔２２１の内径（＝ニードル第２ピストン部１３２の外径）をｄ２とする。
【００３９】
また、シリンダ２２のうち油密室２５の圧力を受ける部位の面積を第１受圧面積Ａ１、ノズルニードル１３のうち油密室の圧力を受ける部位の面積を第２受圧面積Ａ２とする。因みに、Ａ１＝π／４×（ｄ１2−ｄ２2）、Ａ２＝π／４×ｄ２2、である。
【００４０】
そして、開弁行程においてレバー２４を介してノズルニードル１３が駆動されるときの変位拡大率を第１変位拡大率λ１とすると、λ１＝レバー比Ｒ１＝Ｌ２／Ｌ１、である。
【００４１】
また、開弁行程において、油密室２５の圧力によりノズルニードル１３が駆動されるときの変位拡大率を第２変位拡大率λ２とすると、λ２＝Ａ１／Ａ２、である。そして、本実施形態では、第１変位拡大率λ１よりも第２変位拡大率λ２が大となるように、各部の寸法が設定されている。
【００４２】
次に、上記燃料噴射弁の作動を説明する。図１は燃料噴射弁の閉弁状態を示している。このときには、ピエゾアクチュエータ１４は電荷が放電されて収縮している。そして、ノズルニードル１３は、その後端部側に作用する高圧燃料の圧力およびニードルスプリング２６により閉弁向きに付勢され、ニードルシート部１３１がボデーシート部１０２に当接して噴孔１０１を閉じている。
【００４３】
次に、ピエゾアクチュエータ１４に電荷が充電されると、ピエゾアクチュエータ１４が伸長し、このピエゾアクチュエータ１４の伸長に伴って、シリンダ２２はノズルニードル１３の閉弁向き（図１において紙面下向き）に駆動される。
【００４４】
このシリンダ２２の移動に伴って油密室２５の容積が拡大されて油密室２５の圧力が低下し、油密室２５の圧力低下によりノズルニードル１３は開弁向き（図１において紙面上向き）に付勢される。
【００４５】
同時に、このシリンダ２２の移動に伴って、プレート２３がノズルニードル１３の閉弁向きに駆動される。そして、プレート脚部２３２によりレバー力点突起部２４１が押され、レバー２４はレバー支点突起部２４０を支点として回動され、レバー作用点突起部２４２を介してノズルニードル１３にピエゾアクチュエータ１４の駆動力が伝達される。この際、レバー２４は、シリンダ２２等の変位を、向きを反転させてノズルニードル１３に伝達し、ピエゾアクチュエータ１４の伸長に伴ってノズルニードル１３を開弁向きに付勢する。
【００４６】
また、２個のレバー２４の高さ位置（より詳細には、レバー力点突起部２４１の頂部の高さ位置）がずれていても、そのずれ分に合わせてプレート２３の姿勢が変化するため、プレート２３と２個のレバー２４間のがたがなくなる。
【００４７】
このように、ノズルニードル１３は、レバー２４を介して開弁向きに付勢されるとともに、油密室２５の圧力により開弁向きに付勢されるが、第１変位拡大率λ１よりも第２変位拡大率λ２が大であるため、ピエゾアクチュエータ１４が伸長する過程において、ピエゾアクチュエータ１４の伸長初期（すなわち、開弁開始時）には、主としてレバー２４を介して伝達される駆動力によりノズルニードル１３が開弁向きに駆動される。これにより、ニードルシート部１３１がボデーシート部１０２から離れて噴孔１０１が開かれ、内燃機関の気筒内への燃料噴射が開始される。なお、本実施形態では、開弁開始時の変位拡大率＝λ１＝Ｒ１、となる。
【００４８】
ノズルニードル１３が開弁して燃料噴射が開始されると、ニードルシート部１３１に高圧燃料の圧力が作用するため、ノズルニードル１３は小さな力で開弁向きに移動可能になる。したがって、開弁後のノズルリフト時（すなわち、ピエゾアクチュエータ１４の伸長後期）には、油密室２５の圧力低下による駆動力によりノズルニードル１３が全開位置まで駆動される。なお、本実施形態では、開弁後のノズルリフト時の変位拡大率＝λ２、となる。
【００４９】
その後、ピエゾアクチュエータ１４から電荷が放電されると、ピエゾアクチュエータ１４が収縮し、シリンダ２２はシリンダスプリング２７によりピエゾアクチュエータ１４側に押し戻される。このシリンダ２２の移動により油密室２５の容積が縮小されて油密室２５の圧力が上昇し、この油密室２５の圧力上昇によりノズルニードル１３は閉弁向きに駆動され、ニードルシート部１３１がボデーシート部１０２に当接して噴孔１０１が閉じられ、燃料噴射が終了する。
【００５０】
次に、ピエゾアクチュエータ１４に充電した際の、ノズルニードル１３に対して開弁向きに作用する荷重（開弁駆動力）とノズルニードル１３の変位量とに関する特性について、変位拡大率を変化させる燃料噴射弁の場合の特性と、変位拡大率が一定の燃料噴射弁の場合の特性を説明する。
【００５１】
図６に示すように、開弁開始時には点ａのように大きな荷重が要求され、開弁後のノズルリフト時には点ｂのようにノズルニードル１４の大きな変位量が要求される。
【００５２】
本実施形態の燃料噴射弁においては、ピエゾアクチュエータ１４への充電エネルギを所定値に制御した場合、開弁開始時には変位拡大率が小さいため線ｃのような大きな荷重が得られる特性となり、開弁後のノズルリフト時には変位拡大率が大きいため線ｄのようなノズルニードル１４の大きな変位量が得られる特性となる。そして、それらの変位拡大率を適宜に設定することにより、点ａを通る特性と点ｂを通る特性とを設定することができる。
【００５３】
一方、変位拡大率が一定の燃料噴射弁の場合は、ピエゾアクチュエータへの充電エネルギを本実施形態の場合と同じ値にすると、線ｅのように、開弁開始時の要求荷重および開弁後のノズルリフト時の要求変位量のいずれも達成できない。そして、変位拡大率が一定の燃料噴射弁において、点ａ、ｂをともに通る特性ｆを得ようとすると、ピエゾアクチュエータへの充電エネルギを本実施形態の場合よりも多くしなければならない。
【００５４】
したがって、変位拡大率を変化させる燃料噴射弁の方が、変位拡大率が一定の燃料噴射弁よりも、ピエゾアクチュエータ１４への充電エネルギを少なくすることができる。
【００５５】
以上述べたように、本実施形態では、開弁開始時の変位拡大率よりも開弁後のノズルリフト時の変位拡大率が大きくなるため、開弁開始時には大きな駆動力が得られ、また、開弁後のノズルリフト時にはノズルニードル１３の変位量を十分に確保することができる。その結果、変位拡大率が一定の燃料噴射弁よりも、ピエゾアクチュエータ１４への充電エネルギを少なくすることができる。すなわち、エネルギ効率を良くすることができる。
【００５６】
また、変位拡大率を変化させる直動式の燃料噴射弁を、ピエゾアクチュエータ１４の伸長に伴って（すなわち、電荷を充電して）開弁させる方式で実現しているため、エネルギ効率を良くしつつ、ピエゾアクチュエータ１４の信頼性を向上させることができる。
【００５７】
（第２実施形態）
本実施形態は、ピエゾアクチュエータ１４からレバー２４に変位を伝達する経路に油室を設けて、その経路中のがたをなくすようにしたものである。なお、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００５８】
図７に示すように、シリンダ２２は円筒状であり、シリンダ２２には、シリンダ第１ガイド孔２２０、シリンダ第１ガイド孔２２０よりも小径のシリンダ第２ガイド孔２２１、およびシリンダ第２ガイド孔２２１よりも大径のシリンダ第３ガイド孔２２３が形成されている。シリンダ第１ガイド孔２２０は、シリンダ第２ガイド孔２２１よりもピエゾアクチュエータ１４側（すなわちプッシュプレート２０側）に位置しており、シリンダ第３ガイド孔２２３は、シリンダ第２ガイド孔２２１よりもノズルボデー１０側に位置している。そして、シリンダ第１ガイド孔２２０にピストン部２１０が摺動自在に挿入され、シリンダ第２ガイド孔２２１にニードル第２ピストン部１３２が摺動自在に挿入されている。
【００５９】
シリンダ２２とプレート２３との間には、伝達部材３０が配置されている。この伝達部材３０は、鍔付き円筒状であり、伝達部材３０には、伝達部材第１筒部３００の内周部に伝達部材第１ガイド孔３０１が形成されている。そして、伝達部材第１筒部３００がシリンダ第３ガイド孔２２３に摺動自在に挿入され、伝達部材第１ガイド孔３０１にニードル第２ピストン部１３２が摺動自在に挿入されている。そして、シリンダ第３ガイド孔２２３内には、シリンダ２２とニードル第２ピストン部１３２と伝達部材第１筒部３００とによって油室３１が区画形成されている。
【００６０】
また、伝達部材３０には、伝達部材第１ガイド孔３０１におけるノズルボデー１０側の開口端部側に、径方向外側に突出する伝達部材フランジ部３０２が形成されており、この伝達部材フランジ部３０２がプレート板部２３０に当接するようになっている。なお、伝達部材フランジ部３０２およびプレート板部２３０において両者が当接する面は、球面または円弧状の面になっている。
【００６１】
シリンダ２２と伝達部材３０との間には、シリンダスプリング２７が挟持されており、このシリンダスプリング２７は、シリンダ２２をピエゾアクチュエータ１４に向かって付勢するとともに、伝達部材３０をノズルボデー１０側（すなわちプレート２３側）に向かって付勢している。
【００６２】
次に、上記燃料噴射弁の作動を説明する。図７は燃料噴射弁の閉弁状態を示している。このときには、ピエゾアクチュエータ１４は電荷が放電されて収縮している。そして、ノズルニードル１３は、その後端部側に作用する高圧燃料の圧力およびニードルスプリング２６により閉弁向きに付勢され、ニードルシート部１３１がボデーシート部１０２に当接して噴孔１０１を閉じている。
【００６３】
この閉弁状態のときには、シリンダ２２と伝達部材３０との摺動部のクリアランスを介して上流側高圧燃料通路１１０の燃料が油室３１に流入する。そして、この油室３１の圧力により、シリンダ２２はピエゾアクチュエータ１４に向かって付勢されるとともに、伝達部材３０およびプレート２３がレバー２４に向かって付勢される。これにより、ピエゾアクチュエータ１４とレバー２４の位置の零点補正が行われる。換言すると、ピエゾアクチュエータ１４からレバー２４に変位を伝達する経路中のがたがなくなる。
【００６４】
また、２個のレバー２４の高さ位置（より詳細には、レバー力点突起部２４１の頂部の高さ位置）がずれていても、そのずれ分に合わせてプレート２３の姿勢が変化するため、プレート２３と２個のレバー２４間のがたがなくなる。
【００６５】
次に、ピエゾアクチュエータ１４に電荷が充電されると、ピエゾアクチュエータ１４が伸長し、このピエゾアクチュエータ１４の伸長に伴って、シリンダ２２はノズルニードル１３の閉弁向きに駆動される。
【００６６】
このシリンダ２２の移動に伴って油密室２５の容積が拡大されて油密室２５の圧力が低下し、油密室２５の圧力低下によりノズルニードル１３は開弁向きに付勢される。同時に、このシリンダ２２の移動に伴って油室３１の圧力が上昇し、この油室３１の圧力上昇により伝達部材３０およびプレート２３がノズルニードル１３の閉弁向きに駆動され、レバー２４を介してノズルニードル１３が開弁向きに付勢される。
【００６７】
そして、ピエゾアクチュエータ１４が伸長する過程において、ピエゾアクチュエータ１４の伸長初期（すなわち、開弁開始時）には、主としてレバー２４を介して伝達される駆動力によりノズルニードル１３が開弁向きに駆動される。これにより、ニードルシート部１３１がボデーシート部１０２から離れて噴孔１０１が開かれ、内燃機関の気筒内への燃料噴射が開始される。
【００６８】
ノズルニードル１３が開弁して燃料噴射が開始されると、ニードルシート部１３１に高圧燃料の圧力が作用するため、ノズルニードル１３は小さな力で開弁向きに移動可能になる。したがって、開弁後のノズルリフト時（すなわち、ピエゾアクチュエータ１４の伸長後期）には、油密室２５の圧力低下による駆動力によりノズルニードル１３が全開位置まで駆動される。
【００６９】
その後、ピエゾアクチュエータ１４から電荷が放電されると、ピエゾアクチュエータ１４が収縮し、シリンダ２２はシリンダスプリング２７によりピエゾアクチュエータ１４側に押し戻される。このシリンダ２２の移動により油密室２５の容積が縮小されて油密室２５の圧力が上昇し、この油密室２５の圧力上昇によりノズルニードル１３は閉弁向きに駆動され、ニードルシート部１３１がボデーシート部１０２に当接して噴孔１０１が閉じられ、燃料噴射が終了する。
【００７０】
以上述べたように、本実施形態によると、第１実施形態と同様に、変位拡大率が一定の燃料噴射弁よりも、ピエゾアクチュエータ１４への充電エネルギを少なくすることができるとともに、エネルギ効率を良くしつつ、ピエゾアクチュエータ１４の信頼性を向上させることができる。
【００７１】
また、油室３１の圧力により、シリンダ２２はピエゾアクチュエータ１４に向かって付勢されるとともに、伝達部材３０およびプレート２３がレバー２４に向かって付勢されるため、ピエゾアクチュエータ１４とレバー２４の位置の零点補正を行うことができる。換言すると、ピエゾアクチュエータ１４からレバー２４に変位を伝達する経路中のがたをなくすことができる。
【符号の説明】
【００７２】
１０    ノズルボデー
１３    ノズルニードル
１４    ピエゾアクチュエータ
２２    シリンダ
２４    レバー
２５    油密室
１００  下流側高圧燃料通路
１０１  噴孔
１１０  上流側高圧燃料通路
１１ａ  第１ピエゾボデー
１１ｂ  第２ピエゾボデー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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