(57)【要約】【課題】この蓄圧式ユニットインジェクは，針弁の閉弁力をアクチュエータで直接解放することによって，エンジン１サイクル中の噴射回数を増大させ，高応答性に構成する。【解決手段】アクチュエータのピエゾアクチュエータ３は，ノズル本体１内のプッシュロッド５の周囲でノズル本体１に一方に端部３６が支持配設され且つ他方の端部３７がプッシュロッド５のフランジ部３５に対向して配置されている。ピエゾアクチュエータ３が付勢れると，プッシュロッド５をリフトし，針弁２がフリーになって燃料圧でリフトして噴孔１７が開放し，燃料加圧室２２又は蓄圧室２３から供給された加圧燃料３０が燃料溜まり部３３から燃料通路４９を通って噴孔１７から噴射される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に噴孔，前記噴孔へ燃料を供給する燃料溜まり部，及び前記燃料を前記燃料溜まり部に供給する燃料通路が形成されたノズル本体，エンジンのサイクルに対応して作動するカム，前記カムによって上下動するプランジャピストン，前記ノズル本体内に形成され且つ前記プランジャピストンによって前記燃料を前記サイクル毎に加圧するための燃料加圧室，前記燃料の燃料圧に応答してリフトして前記噴孔を開放する針弁，並びに前記ノズル本体内に配設された少なくとも押圧ばねのばね力で前記噴孔を閉方向に前記針弁を押圧するプッシュロッドを備えている蓄圧式ユニットインジェクタにおいて，
前記ノズル本体内に一端が支持配設され且つ他端が前記プッシュロッドの端部に対向して配設されたアクチュエータ，及び前記燃料加圧室の加圧された加圧燃料が加圧燃料通路を通じて蓄圧される蓄圧室を備えており，
前記アクチュエータは，コントローラからの指令に応答して作動されて前記プッシュロッドをリフトさせ，前記針弁は，前記プッシュロッドのリフトによってフリーになって燃料圧でリフトして前記噴孔が開放され，開放された前記噴孔を通じて前記燃料通路及び前記燃料溜まり部からの前記加圧燃料が噴射されることを特徴とする蓄圧式ユニットインジェクタ。
【請求項２】
前記アクチュエータは，ピエゾアクチュエータであって前記プッシュロッドが挿通する中央孔付きの筒体に形成され，一端が前記ノズル本体に支持配設され且つ他端が前記筒体の前記中央孔に挿通された前記プッシュロッドの端部に形成されたフランジ部に対向し，前記アクチュエータの作動によって前記プッシュロッドが前記フランジ部を介して前記押圧ばねの前記ばね力に抗して前記プッシュロッドをリフトさせることを特徴とする請求項１に記載の蓄圧式ユニットインジェクタ。
【請求項３】
前記プッシュロッドは，一端に前記押圧ばねの前記ばね力を受ける端面プレート部を且つ他端に前記針弁に対向するロッド部を備えており，前記アクチュエータは，ピエゾアクチュエータであって中実構造に形成され，前記プッシュロッドの前記端面プレート部と前記ロッド部との間に形成された前記プッシュロッドの筒部に収容されており，前記アクチュエータは，前記一端が前記ノズル本体に支持配設され且つ前記他端が前記プッシュロッドの前記端面プレートに対向して配設され，前記アクチュエータの作動で前記プッシュロッドが前記端面プレートを介して前記押圧ばねの前記ばね力に抗して前記プッシュロッドをリフトさせることを特徴とする請求項１に記載の蓄圧式ユニットインジェクタ。
【請求項４】
前記アクチュエータの前記一端が前記ノズル本体に配設されたアクチュエータ台座，又は前記ノズル本体に配設されたピストン台座に配設されたアクチュエータ台座に支持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄圧式ユニットインジェクタ。
【請求項５】
前記アクチュエータの前記一端と前記アクチュエータ台座との隙間，及び／又は前記アクチュエータの前記他端と前記プッシュロッドの前記フランジ部との隙間を，可及的に零に近づける調整をするため，前記隙間にシムが介在されて調整されていることを特徴とする請求項４に記載の蓄圧式ユニットインジェクタ。
【請求項６】
前記アクチュエータ台座と前記ピストン台座との隙間に供給される燃料によって構成される燃料圧ピストンと，前記燃料圧ピストンに予め決められた所定の前記燃料圧を維持するため前記ノズル本体に設けられた前記燃料圧ピストンに前記燃料を供給する燃料通路に設けられた逆止弁とを備えており，前記逆止弁は前記アクチュエータの作動に応答して前記燃料圧ピストンへ前記燃料を供給する前記燃料通路を閉鎖して前記燃料圧ピストンの前記燃料圧を高圧にして前記アクチュエータと前記アクチュエータ台座とを密着させることを特徴とする請求項４に記載の蓄圧式ユニットインジェクタ。
【請求項７】
前記アクチュエータ台座は，前記燃料圧ピストンに所定の力を発生させるための受圧面積を有しており，前記燃料圧ピストンに維持される前記燃料圧は，前記針弁に作用する前記高圧燃料による燃料圧より小さい値に設定されていることを特徴とする請求項６に記載の蓄圧式ユニットインジェクタ。
【請求項８】
前記燃料圧ピストンに発生する燃料圧は，燃料タンクより供給された燃料を前記逆止弁で前記燃料通路を閉鎖して維持されることを特徴とする請求項６又は７に記載の蓄圧式ユニットインジェクタ。
【請求項９】
前記押圧ばねは，一端が前記ノズル本体に支持され且つ他端が前記プッシュロッドに直接又は前記プッシュロッドと前記蓄圧室に連通する前記ノズル本体に形成された加圧燃料室との間に介在した押圧ピストンに支持されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の蓄圧式ユニットインジェクタ。
【請求項１０】
前記針弁による前記噴孔を閉鎖する力は，前記プッシュロッドに付勢する前記押圧ばねのばね力，又は前記押圧ばねのばね力と前記加圧燃料室の加圧燃料により作動する前記押圧ピストンを介して負荷される加圧燃料圧であることを特徴とする請求項９に記載の蓄圧式ユニットインジェクタ。
【請求項１１】
前記アクチュエータはピエゾ素子を積層して形成されたピエゾアクチュエータであり，前記ピエゾアクチュエータは，前記コントローラからの指令に応答して通電されて付勢され，予め決められた所定の長さに伸びて前記プッシュロッドをリフトさせることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の蓄圧式ユニットインジェクタ。
【請求項１２】
燃料タンクから燃料ポンプによって前記燃料加圧室に供給された燃料が前記燃料加圧室で加圧された加圧燃料，又は前記燃料加圧室から加圧燃料通路を経て燃料蓄圧室に蓄圧された加圧燃料は，前記加圧燃料通路を通じて前記燃料溜まり部に供給されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の蓄圧式ユニットインジェクタ。
【請求項１３】
前記燃料加圧室で加圧された前記加圧燃料を前記燃料蓄圧室に送り込む加圧燃料通路には，逆止弁が設けられており，前記逆止弁の作用によって前記燃料加圧室の出口側の前記加圧燃料通路を遮断して，前記燃料蓄圧室，前記加圧燃料通路，及び前記燃料溜まり部の前記加圧燃料を所定の燃料圧に維持していることを特徴とする請求項１２に記載の蓄圧式ユニットインジェクタ。
【請求項１４】
前記燃料溜まり部から前記針弁と前記ノズル本体との隙間からオーバフローした燃料，及び前記燃料蓄圧室の予め決められた燃料圧以上の過圧燃料は，オーバフロー燃料通路を通じて前記燃料タンクに回収されることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の蓄圧式ユニットインジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は，例えば，ハイブリッド自動車等に使用されるディーゼルエンジンに適用される蓄圧式ユニットインジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来，ディーゼルエンジンの燃料噴射装置は，燃料噴射装置を高圧に溜めて，高圧の燃料を燃料噴射ノズルに送り，ノズル部における針弁を弁シートから開放して高圧の燃料を噴射するコモンレール式燃料噴射装置が開発されている。該コモンレール式燃料噴射装置は，２０００バール以上の燃料を多段噴射できることが可能なため最新のエンジンで採用されている。該燃料噴射装置は，燃料の噴射系の最大の欠点は，コストが高いことであり，噴射系部品のコストと噴射系以外のエンジン部品が同じといわれる程高額である。そのため，ディーゼルエンジンは，極めて高い熱効率を有しながら走行距離の短い日本では普及しない原因の１つと言われている。
【０００３】
従来，内燃機関の燃料噴射装置として，圧電素子の応答性を活かし，ソレノイド式燃料噴射ノズルの耐リーク性や取付性を活かし，コントロールピストンのリフト量を十分に確保するものが知られている。該内燃機関の燃料噴射装置は，コントロールピストンによってニードル弁に連結してニードル弁の摺動を制御し，燃料チャンバ内に配置されたリターンスプリングがニードル弁を噴口閉鎖方向に付勢し，電圧変化によって変位する圧電素子によってコントロールピストンのリフトが制御される。圧電素子の変位は，変位拡大機構のてこの作用によって，変位を拡大してコントロールピストンに伝達し，コントロールピストンとニードル弁のリフト量を確保するものである（例えば，特許文献１参照）。
【０００４】
また，燃料噴射ノズルの噴射率制御装置として，副噴射及び主噴射を適切に行い，エンジンの燃焼を向上させて窒素酸化物の排出を低減するものが知られている。該燃料噴射ノズルは，スプリングの上端に圧接されたフリーピストンを上下方向に摺動可能に設け，ピストンの上面に積層型圧電素子を当接し，圧電素子の端子間に電圧を印加することにより圧電素子が上下方向に伸縮してスプリングの弾性力を変化させる。上記燃料噴射ノズルは，エンジンの運転状態を検出するセンサの検出出力に基づいてコントローラが圧電素子を制御するものである（例えば，特許文献２参照）。
【０００５】
また，本出願人は，針弁に作用するスプリングのばね力を駆動体を用いて制御することによって燃料噴射を繊細に制御することを可能にしたユニットインジェクタを開発して先に特許出願した。該ユニットインジェクタは，ノズルを配設したノズルホルダ内に設けられたバランスチャンバ内に配設され且つ針弁をノズルに形成された弁シートに押し付けるスプリングとスプリングのばね力に対抗する方向に力を作用させる積層圧電アクチュエータとを備えている。該ユニットインジェクタは，スプリングホルダ内に形成されたバランスチャンバ内に，スプリングと積層圧電アクチュエータとは直列に配設されているものである（例えば，特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２１７６６６号公報
【特許文献２】特開平０５−４４５９１号公報
【特許文献３】特開２０１２−１３７０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら，従来のコモンレール用燃料噴射ノズルは，ソレノイドにより油圧を制御してノズル針弁を持ち上げて燃料を噴射しているが，この方法では，複雑な油圧システムを必要とすると共に，油圧によって作動させるため，応答性に限界があった。また，ユニットインジェクタにおける針弁は，プランジャで作られる圧力により自動的に動き，燃料を噴射する構造であるため，噴射状態を細かく制御することには向いていない。プランジャで作られた高圧燃料を電磁ソレノイドで逃がす構造を追加して噴射を複数回噴射できるようにしたものが開発されているが，針弁をアクチュエータで直接駆動していないため，細かい制御はコモンレール式燃料噴射装置に劣ると共に，上記のような構造を追加するため構造が複雑になり，コモンレール式燃料噴射装置の利点が損なわれる。
【０００８】
ところで，燃料噴射装置において，針弁を駆動する補助手段として圧電素子即ちピエゾ素子が利用されているが，上記の背景技術のように，いずれも燃料噴射ノズルのヘッド部に配設され，針弁を押し下げるスプリングのばね力に対抗するものとして満足できないものであった。
【０００９】
この発明の目的は，上記の問題を解決することであり，針弁を押えつけている力即ち針弁の閉弁力を，ピエゾアクチュエータで直接解放することによって，構造をシンプルに構成すると共に，閉弁力をピエゾアクチュエータで直接解放するため，針弁の作動力を小さく構成して針弁の作動に高い応答性を確保し，また，エンジンのサイクルに応答してプランジャピストンで燃料を加圧するので，加圧燃料を容易に確保でき，更に，加圧した燃料を蓄圧するので，動力を有効に利用でき，エンジン１サイクル中の噴射回数も従来のものより多く噴射することが可能になり，排気ガスの有害物質の排出を削減し，エンジン性能を向上させることに貢献できる蓄圧式ユニットインジェクタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は，先端部に噴孔，前記噴孔へ燃料を供給する燃料溜まり部，及び前記燃料を前記燃料溜まり部に供給する燃料通路が形成されたノズル本体，エンジンのサイクルに対応して作動するカム，前記カムによって上下動するプランジャピストン，前記ノズル本体内に形成され且つ前記プランジャピストンによって前記燃料を前記サイクル毎に加圧するための燃料加圧室，前記燃料の燃料圧に応答してリフトして前記噴孔を開放する針弁，並びに前記ノズル本体内に配設された少なくとも押圧ばねのばね力で前記噴孔を閉方向に前記針弁を押圧するプッシュロッドを備えている蓄圧式ユニットインジェクタにおいて，
前記ノズル本体内に一端が支持配設され且つ他端が前記プッシュロッドの端部に対向して配設されたアクチュエータ，及び前記燃料加圧室の加圧された加圧燃料が加圧燃料通路を通じて蓄圧される蓄圧室を備えており，
前記アクチュエータは，コントローラからの指令に応答して作動されて前記プッシュロッドをリフトさせ，前記針弁は，前記プッシュロッドのリフトによってフリーになって燃料圧でリフトして前記噴孔が開放され，開放された前記噴孔を通じて前記燃料通路及び前記燃料溜まり部からの前記加圧燃料が噴射されることを特徴とする蓄圧式ユニットインジェクタに関する。
【００１１】
また，この蓄圧式ユニットインジェクタにおいて，前記アクチュエータは，ピエゾアクチュエータであって前記プッシュロッドが挿通する中央孔付きの筒体に形成され，一端が前記ノズル本体に支持配設され且つ他端が前記筒体の前記中央孔に挿通された前記プッシュロッドの端部に形成されたフランジ部に対向し，前記アクチュエータの作動によって前記プッシュロッドが前記フランジ部を介して前記押圧ばねの前記ばね力に抗して前記プッシュロッドをリフトさせるものである。
【００１２】
或いは，この蓄圧式ユニットインジェクタにおいて，前記プッシュロッドは，一端に前記押圧ばねの前記ばね力を受ける端面プレート部を且つ他端に前記針弁に対向するロッド部を備えており，前記アクチュエータは，ピエゾアクチュエータであって中実構造に形成され，前記プッシュロッドの前記端面プレート部と前記ロッド部との間に形成された前記プッシュロッドの筒部に収容されており，前記アクチュエータは，前記一端が前記ノズル本体に支持配設され且つ前記他端が前記プッシュロッドの前記端面プレートに対向して配設され，前記アクチュエータの作動で前記プッシュロッドが前記端面プレートを介して前記押圧ばねの前記ばね力に抗して前記プッシュロッドをリフトさせるものである。
【００１３】
また，この蓄圧式ユニットインジェクタにおいて，前記アクチュエータは，前記一端が前記ノズル本体に配設されたピストン台座に又は前記ピストン台座に配設されたアクチュエータ台座に支持されている。
【００１４】
この蓄圧式ユニットインジェクタは，前記アクチュエータの前記一端と前記ピストン台座との隙間，及び／又は前記アクチュエータの前記他端と前記プッシュロッドの前記フランジ部との隙間を，可及的に零に近づける調整をするため，前記隙間にシムが介在されて調整されるものである。
【００１５】
この蓄圧式ユニットインジェクタは，前記アクチュエータ台座と前記ピストン台座との隙間に供給される燃料によって構成される燃料圧ピストンと，前記燃料圧ピストンに予め決められた所定の前記燃料圧を維持するため前記ノズル本体に設けられた前記燃料圧ピストンに前記燃料を供給する燃料通路に設けられた逆止弁とを備えており，前記逆止弁は，前記アクチュエータの作動に応答して前記燃料圧ピストンへ前記燃料を供給する前記燃料通路を閉鎖して前記燃料圧ピストンの前記燃料圧を高圧にして前記アクチュエータと前記アクチュエータ台座とを密着させる。
【００１６】
また，前記アクチュエータ台座は，前記燃料圧ピストンに所定の力を発生させるための受圧面積を有しており，前記燃料圧ピストンに維持される前記燃料圧は，前記針弁に作用する前記高圧燃料による燃料圧より小さい値に設定されている。また，前記燃料圧ピストンに発生する燃料圧は，燃料タンクより供給された燃料を前記逆止弁で前記燃料通路を閉鎖して維持されるものである。
【００１７】
また，前記押圧ばねは，一端が前記ノズル本体に支持され且つ他端が前記プッシュロッドに直接又は前記プッシュロッドと前記蓄圧室に連通する前記ノズル本体に形成された加圧燃料室との間に介在した押圧ピストンに支持されているものである。更に，前記針弁による前記噴孔を閉鎖する力は，前記プッシュロッドに付勢する前記押圧ばねのばね力，又は前記押圧ばねのばね力と前記加圧燃料室の加圧燃料により作動する前記押圧ピストンを介して負荷される加圧燃料圧である。
【００１８】
この蓄圧式ユニットインジェクタにおいて，前記アクチュエータはピエゾ素子を積層して形成されたピエゾアクチュエータであり，前記ピエゾアクチュエータは，前記コントローラからの指令に応答して通電されて付勢され，予め決められた所定の長さに伸びて前記プッシュロッドをリフトさせる。
【００１９】
また，この蓄圧式ユニットインジェクタにおいて，燃料タンクから燃料ポンプによって前記燃料加圧室に供給された燃料が前記燃料加圧室で加圧された加圧燃料，又は前記燃料加圧室から加圧燃料通路を経て燃料蓄圧室に蓄圧された加圧燃料は，前記加圧燃料通路を通じて前記燃料溜まり部に供給される。また，この蓄圧式ユニットインジェクタは，前記燃料加圧室で加圧された前記加圧燃料を前記燃料蓄圧室に送り込む加圧燃料通路には，逆止弁が設けられており，前記逆止弁の作用によって前記燃料加圧室の出口側の前記加圧燃料通路を遮断して，前記燃料蓄圧室，前記加圧燃料通路，及び前記燃料溜まり部の前記加圧燃料を所定の燃料圧に維持している。更に，前記燃料溜まり部から前記針弁と前記ノズル本体との隙間からオーバフローした燃料，及び前記燃料蓄圧室の予め決められた燃料圧以上の過圧燃料は，オーバフロー燃料通路を通じて前記燃料タンクに回収される。
【発明の効果】
【００２０】
この蓄圧式ユニットインジェクタは，上記のように，針弁には燃料圧が常に作用しているので，アクチュエータ，特にピエゾアクチュエータの伸びによって，押圧ばねを収縮させ，押圧ばねのばね力がピエゾアクチュエータの伸びによって打ち消され，針弁がばね力から解放されると，針弁が燃料圧でリフトして噴孔を開弁させることができる。また，この蓄圧式ユニットインジェクタは，エンジンのサイクル毎即ちエンジンの作動に応答してプランジャピストンを作動し，プランジャピストンで燃料加圧室の燃料を加圧し，更に加圧した燃料を高圧燃料通路を通じて蓄圧室で蓄圧できるので，常時，容易に加圧した高圧燃料を確保することができる。また，針弁には，燃料溜まりに供給された高圧燃料の燃料圧力により，噴孔を開放する方向に開弁力が作用している。針弁の開弁力は，針弁の摺動部の断面積から針弁のシート部の断面積を差し引いた面積に燃料圧力を乗じた値の力になっている。これに対して，針弁には，押圧ばねのばね力が作用して針弁を閉弁方向に押し付けている。そこで，この蓄圧式ユニットインジェクタは，ピエゾ素子の積層体から成るピエゾアクチュエータの伸びにより針弁を押さえ付けている力をプッシュロッドを介して解放すると，針弁は，燃料圧力による燃料圧で開放方向に動く即ちリフトさせることができる。ピエゾアクチュエータは，例えば，ピエゾアクチュエータに直流電圧１５０Ｖが印加されると，ピエゾ積層体の全長が１０ｍｍであると，アクチュエータ台座を基準にして，伸び量が１０μｍ〜１５μｍであり，ピエゾ積層体が全長３０ｍｍの場合には，１５０Ｖの印加で３０μｍ〜４５μｍになり，ピエゾ積層体の伸び量は電圧にほぼ比例するものである。即ち，ピエゾアクチュエータの伸び量は，ピエゾ積層体に印加される電圧に比例するものになっている。ピエゾアクチュエータは，プッシュロッドのフランジ部と台座ピストン又はノズル本体との間に挟まれて配設されているが，プッシュロッドのフランジ部とピエゾアクチュエータの端部との間に発生する隙間は，多くのノズル部品の公差即ちバラツキを集積した値であるので，ピエゾアクチュエータは，そのバラツキを考慮して，上記隙間を短めに設定する必要があるが，本願発明では燃料圧ピストンで上記隙間を埋めることにより，ピエゾアクチュエータを有効に機能させることができる。
【００２１】
また，コモンレール用燃料噴射ノズルの組立中に，部品バラツキによる隙間の長さを測定し，その隙間に見合ったシム等で隙間を調整しても，５μｍ程度の隙間で調整することは難しい。更に，針弁のシート部のなじみ，各々の部品の線膨張を考慮すると，隙間には１０μｍ〜１５μｍの範囲の余裕が必要である。そこで，その隙間にアクチュエータ台座を配設して，燃料圧ピストンによって常に隙間を零にすることによって，針弁をリフトさせるのに，ピエゾアクチュエータの伸びを有効に活用することができる。また，ピエゾアクチュエータに対する受圧面積を大きく（逆止弁を含む）することで，ピエゾアクチュエータの力を受けても，燃料が圧縮されて台座が低くなる長さを最小にすることができる。アクチュエータ台座の受圧部に係る圧力が大き過ぎると，その圧だけ台座面が上昇し，針弁が開放するので，その燃料圧は燃料タンクから高圧ポンプで送油する程度の圧力が望ましい。この場合，台座の縮む長さは，３〜５μｍ程度である。更に，針弁を閉弁方向に押え付けるために燃料圧ピストンを用いることで，燃料圧力が高いときには，押さえ付け力も自動で高くなり，シール性を確保できる。押圧ばねのばね力だけであると，高圧時の開弁力に打ち勝つために大型化になり好ましくないものであるが，本願発明は，ピエゾアクチュエータの作動即ち伸び量がプッシュロッドに直接的に作用してプッシュロッドを針弁から解放させるので，極めて応答性が良好になる。また，プッシュロッドが挿通する筒形にピエゾアクチュエータを形成すると，構造そのものは簡単になる。或いは，ピエゾアクチュエータが挿通する筒形にプッシュロッドを形成すると，プッシュロッドの形状が複雑になるが，ピエゾアクチュエータを中実形に構成することができ，ピエゾアクチュエータの加工が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明による蓄圧式ユニットインジェクタを組み込んだ燃料噴射装置の概略を示す説明図である。
【図２】この発明による蓄圧式ユニットインジェクタの第１実施例を示す断面図である。
【図３】図２の蓄圧式ユニットインジェクタのノズルボディ部位の拡大断面図である。
【図４】図２の蓄圧式ユニットインジェクタのプランジャバレル部位の拡大断面図である。
【図５】図２の蓄圧式ユニットインジェクタの蓄圧室の拡大断面図である。
【図６】この発明による蓄圧式ユニットインジェクタの第２実施例を示す断面図である。
【図７】この発明による蓄圧式ユニットインジェクタの第３実施例を示す断面図である。
【図８】この発明による蓄圧式ユニットインジェクタの第４実施例を示し，蓄圧式ユニットインジェクタにおけるプッシュロッドとピエゾアクチュエータの領域であって，特に，中空状のプッシュロッドと中実状のピエゾアクチュエータとを示す拡大断面図である。
【図９】第４実施例の蓄圧式ユニットインジェクタにおける図８のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図１０】第４実施例の蓄圧式ユニットインジェクタにおけるアクチュエータ台座を示す平面図である。
【図１１】図１０のアクチュエータ台座を示す正面図である。
【図１２】図２，図６，及び図７に示す蓄圧式ユニットインジェクタに組み込まれたピエゾアクチュエータを示す説明図である。
【図１３】図８に示す蓄圧式ユニットインジェクタに組み込まれたピエゾアクチュエータを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下，図面を参照して，この蓄圧式ユニットインジェクタの実施例について説明する。この蓄圧式ユニットインジェクタは，例えば，ディーゼルエンジンを搭載したバイブリッド車に適用して好ましいものである。まず，図１〜図５を参照して，この蓄圧式ユニットインジェクタの第１実施例を説明する。蓄圧式ユニットインジェクタ５０は，ノズル本体１に設けたねじ部５１によってエンジンのボディ等に固定されている。蓄圧式ユニットインジェクタ５０は，高圧燃料パイプ２７からの燃料がノズル本体１内に形成されている高圧燃料通路８を通じて燃料供給部６８から燃料加圧室２２に供給され，エンジンサイクルに応答して偏心カム５５でプランジャピストン６０が上下動に作動され，燃料３０が燃料加圧室２２で加圧される。プランジャピストン６０が偏心カム５５で下降させられると，プランジャピストン６０で燃料供給部６８が閉鎖され，更にプランジャピストン６０が下降すると，燃料加圧室２２の高圧燃料３０Ｈが加圧される。燃料加圧室２２で加圧された燃料３０は逆止弁６５を通って加圧燃料通路７０を通って燃料溜まり部３３に供給される。燃料溜まり部３３の高圧燃料３０Ｈは，プッシュロッド５がアクチュエータ３，３Ａで上昇することによって針弁２が高圧燃料圧によってリフトし，噴孔１７が開放して加圧された高圧燃料３０Ｈが燃焼室やエンジンに燃料噴射軌跡１８に沿って噴射される。
【００２４】
図１〜図３に示すように，蓄圧式ユニットインジェクタ５０には，燃料タンク２０に収容された燃料３０が燃料ポンプ１９によって低圧燃料パイプ２８を通って加圧用燃料調整弁２１へ供給され，加圧用燃料調整弁２１で加圧された燃料３０が高圧燃料パイプ２７を通って供給される。コントローラ２４は，車速，エンジン状態の検出情報９０に応じて燃焼室即ちエンジンに送り込む燃料流量を制御するように構成されている。蓄圧式ユニットインジェクタ５０におけるバランスチャンバ４２に漏洩した燃料はオーバーフロー燃料通路１２を通じてオーバーフロー燃料戻しパイプ２９から燃料タンク２０に戻される。また，蓄圧室２３に蓄圧された燃料の所定の圧力以上の過圧燃料は，過圧燃料戻し通路１１からオーバーフロー燃料戻しパイプ２９を通じて燃料タンク２０に戻される。また，ノズル本体１は，中空部に針弁２が組み込まれて燃料溜まり部３３が形成され且つ先端部で中空部から伸びる噴孔１７が形成されたノズルボディ１Ｂ，燃料加圧室２２が形成された上部に位置するプランジャバレル１Ｕ，プランジャバレル１Ｕの下面に位置して押圧ピストン６を収容した支持体１Ｓ，支持体１Ｓの下面に位置してアクチュエータ３とプッシュロッド５が配設された中間体１Ｍ，中間体１Ｍとノズルボディ１Ｂとの間に位置するピストン台座１６，プランジャバレル１Ｕから一体的に伸び出して蓄圧室２３を支持する支持フレーム１Ｆ，及びこれらを収容し且つねじ部５１を備えたノズルケース１Ｃから構成されている。ノズルケース１Ｃには，ノズル本体１を構成するプランジャバレル１Ｕ，支持体１Ｓ，中間体１Ｍ，及びノズルボディ１Ｂが収容固定されている。針弁２は，ノズルボディ１に収容された針弁摺動部４６となる大径部２Ｌ，周囲に燃料通路４９を形成する小径部２Ｓ，支持フレーム１Ｆ，及びノズルボディ１Ｂの円錐孔５４に位置する先端側の円錐弁部２Ｖから成り，大径部２Ｌと小径部２Ｓとの境がノズルボディ１Ｂの燃料溜まり部３３に位置して段部４５に形成されている。加圧燃料通路７０は，プランジャバレル１Ｕ，支持部１Ｓ，中間部１Ｍ，及びノズルボディ１Ｂに連通して形成されると共に，蓄圧室２３に蓄圧された加圧燃料３０Ｐを燃料溜まり部３３へと供給するため支持フレーム１Ｆに形成されている。ノズルケース１Ｃには，蓄圧式ユニットインジェクタ５０をエンジンのシリンダヘッド等に取り付けるため，外周面にねじ部５１が設けられている。
【００２５】
プランジャバレル１Ｕには，図２や図４に示すように，その中空孔にプランジャピストン６０が挿通されると共に，高圧燃料通路８，オーバフロー通路１２，低圧燃料通路１０，及び加圧燃料通路７０が形成されている。プランジャピストン６０の端部には，コッタ５８によってスプリング押さえ６１が固定されている。スプリング押さえ６１とプランジャバレル１Ｕとの間には，プランジャピストン６０を押し上げるスプリング６２が配設されている。タペット５７は，プランジャピストン６０の上端面に当接してスプリング押さえ６１の上面に配設されている。タペット５７の上面の摺動面６３には，偏心カムタペット５９が摺動自在に配設されている。偏心カムタペット５９は，エンジンのサイクルに応答して回転するカム軸５６に設けた偏心カム５５に当接し，偏心カム５５の回転で上下動するように構成されている。また，プランジャバレル１Ｕから伸び出した支持フレーム１Ｆには，蓄圧室２３を支持すると共に，加圧燃料通路７０が形成されている。また，ノズル本体１を構成する支持体１Ｓには，オーバフロー通路１２，低圧燃料通路１０及び加圧燃料通路７０，７１が形成されると共に，燃料加圧室２２を加圧燃料通路７０に連通する連通路である加圧燃料通路７２が形成されている。また，プランジャバレル１Ｕの中空孔の下部には，支持体１Ｓの上面とプランジャピストン９０の下面とで囲まれる燃料加圧室２２が形成されている。支持体１Ｓには，燃料加圧室２２とは反対側に押圧ピストン６が嵌入収容される凹部９１が形成されている。支持体１Ｓの凹部９１には，押圧ピストン６との間に，加圧燃料通路７０，７１を通じて蓄圧室２３に連通する加圧燃料室２３Ｆが形成されている。押圧ピストン６は，蓄圧室２３からの加圧燃料３０Ｐが加圧燃料通路７０，７１を通じて加圧燃料室２３Ｆ内に供給された加圧燃料３０Ｐにより作動され，加圧燃料３０Ｐの加圧燃料圧を受けてプッシュロッド５を押し下げ方向に押圧している。加圧燃料３０Ｐは，燃料加圧室２２で高圧燃料３０Ｈが加圧され，次いで逆止弁６５を通って燃料蓄圧室２２に蓄圧されるので，予め決められた所定の燃料圧に維持されているものである。燃料加圧室２２と蓄圧室２３とを連通する加圧燃料通路７２には，ボール６６とスプリング６７から成る逆止弁６５が配設され，逆止弁６５は，蓄圧室２３側の加圧燃料圧を所定の値に維持する機能を果たしている。燃料加圧室２２には，高圧燃料通路８を通って高圧燃料３０Ｈが供給され，燃料加圧室２２でプランジャピストン６０の作動で加圧された加圧燃料３０Ｐは，プランジャバレル１Ｕに形成された加圧燃料通路７２，逆止弁６５を通じて加圧燃料通路７０へ送り出され，加圧燃料３０Ｐの一部は，蓄圧室２３に蓄圧される。
【００２６】
また，図５に示すように，プランジャバレル１Ｕに一体構造の支持フレーム１Ｆには，燃料加圧室２２で加圧された加圧燃料３０Ｐを蓄圧する蓄圧室２３がねじ部６９でねじ止めして，加圧燃料通路７０がシール部７８で密封して取り付けられている。蓄圧室２３には，加圧燃料通路７０を通って蓄圧された加圧燃料３０Ｐを予め決められた所定の燃料圧に調整するため，一種の安全弁を構成する蓄圧圧力調整弁９が取り付けられている。蓄圧圧力調整弁９は，ボール９Ｂと皿ばね７３から構成され，蓄圧室２３を形成する蓄圧室本体２３Ｂにねじ部８１で取り付けられたプラグ８０に組み込まれている。プラグ８０は，蓄圧室本体２３Ｂに対してねじ部８１でねじ止めして，過圧燃料戻し通路１１がシール部７７で密封されて取り付けられる。蓄圧室本体２３Ｂに形成されている過圧燃料戻し通路１１にボール９Ｂと皿ばね７３から成る蓄圧圧力調整弁９を配設し，蓄圧圧力調整弁９は，それを過圧燃料戻し通路が形成されたボルト７４でねじ部７６を螺入して押さえ，ボルト７４にナット７５を螺入して蓄圧室本体２３Ｂに固定されている。プラグ８０には，過圧燃料戻し通路１１に連通する出口パイプ１１Ｐを設けた蓋７９で密封されている。また，支持フレーム１Ｆにおける加圧燃料通路７０の終端は，封止プラグ１３で封止されている。蓄圧圧力調整弁９から排出された過圧燃料は，過圧燃料戻し通路１１及びオーバフロー燃料戻し通路２９を通って燃料タンク２０に回収される。
【００２７】
蓄圧式ユニットインジェクタ５０には，ノズル本体１を構成する中間体１Ｍには，低圧燃料通路１０及び加圧燃料通路７０が形成されている。中間体１Ｍとノズルボディ１Ｂとの間に介在したピストン台座１６には，アクチュエータ台座１５がピストン台座１６の段部４３に隙間３９を形成して着座すると共に，針弁２の上端面４７との間に隙間４０を形成して着座している。また，ピストン台座１６には，アクチュエータであるピエゾアクチュエータ３を支持するアクチュエータ台座１５が配設されている。ピエゾアクチュエータ３は，特に図１２に示されるように，貫通孔８６である中空孔３Ｈが形成され，±電極４がその外周面の長手方向に伸びている。加圧燃料通路７０は，プランジャバレル１Ｕ，支持体１Ｓ，中間体１Ｍ，及びノズルボディ１Ｂに連通して形成されている。低圧燃料通路１０は，プランジャバレル１Ｕ，支持体１Ｓ，及び中間体１Ｍに連通して形成されている。オーバフロー燃料通路１２は，プランジャバレル１Ｕ及び支持体１Ｓに連通して形成され，中間体１Ｍに形成されたバランスチャンバ４２に連通している。また，支持体１Ｓの凹部９１に収容支持された押圧ピストン６の下面は，プッシュロッド５のフランジ部３５の上面に当接している。
【００２８】
蓄圧式ユニットインジェクタ５０は，概して，先端に噴孔１７，噴孔１７へ加圧燃料３０Ｐを供給する燃料溜まり部３３，及び加圧燃料３０Ｐを燃料溜まり部３３に供給する加圧燃料通路７０が形成されたノズル本体１，加圧燃料３０Ｐの燃料圧に応答してリフトして噴孔１７を開放して加圧燃料３０Ｐを噴孔１７から噴射させる針弁２，並びにノズル本体１内に配設された押圧ばね７のばね力で噴孔１７を閉方向に針弁２を押圧するプッシュロッド５を備えている。また，針弁２は，ノズルボディ１Ｂ内で上下動するが，プッシュロッド５による押し下げ力から解放されると，加圧燃料３０Ｐの燃料圧で上昇してノズルボディ１Ｂに設けた噴孔１７が開放して加圧燃料３０Ｐが噴孔１７から噴射される。ノズルボディ１Ｂには，上部の大径孔５２，下部の小径孔５３，大径孔５２と小径孔５３との間の燃料溜まり部３３，弁シート４１が形成される先端側の円錐孔５４，及び円錐孔５４の部位に形成された噴孔１７が形成されている。針弁２は，ノズルボディ１Ｂの大径孔５２内で摺動する大径部２Ｌ，ノズルボディ１Ｂの小径孔５３内で上下動する小径部２Ｓ，大径部２Ｌと小径部２Ｓとの間の燃料溜まり部３３に位置する段部４５，及びノズルボディ１Ｂの円錐孔５４内で上下動して円錐孔５４に形成された弁シート４１に着座する円錐弁部２Ｖから構成されている。プッシュロッド５は，ノズル本体１の中間体１Ｍのバランスチャンバ４２内に配設されたピエゾアクチュエータ３の中空孔３Ｈに挿通され，プッシュロッド５の先端部はバランスチャンバ４２の下部に配設されたアクチュエータ台座１５の中空孔を挿通して針弁２へと伸びている。針弁２の上部の当接面を構成する上端面４７には，押圧ばね７のばね力で押し下げられたプッシュロッド５の先端面４８が当接している。従って，針弁２は，プッシュロッド５が押圧ばね７のばね力より解放されると，フリーになって燃料圧のみが作用することになる。また，針弁２に付勢される燃料圧即ち針弁２の開弁力は，ノズルボディ１Ｂの大径孔５２の直径をＤ１とし，針弁２の円錐弁部２Ｖが着座するノズルボディ１Ｂの円錐孔５４に形成された弁シート４１の直径をＤ２とすると，針弁２の摺動部であるノズルボディ１Ｂの大径孔５２の断面積〔π（Ｄ１／２）2 〕から針弁２の円錐弁部２Ｖ又はノズルボディ１Ｂの弁シート４１の断面積〔π（Ｄ２／２）2 〕を差し引いた面積〔π（Ｄ１／２）2 −π（Ｄ２／２）2 〕〕に燃料圧力を乗じた値の力になっている。これに対して，針弁２には，押圧ばね７のばね力が作用して針弁２を閉弁方向に押し付けている。
【００２９】
蓄圧式ユニットインジェクタ５０では，特に，中間体１Ｍのバランスチャンバ４２内で押圧ピストン６の外周囲には，プッシュロッド５を閉弁方向に押し下げる押圧ばね７が収容されており，中間体１Ｍを貫通するバランスチャンバ４２には，プッシュロッド５及びプッシュロッド５の周囲に配設されたピエゾ素子の積層体であるピエゾアクチュエータ３は配設されている。ピエゾアクチュエータ３は，挿通孔３Ｈが形成された中空状に形成され，挿通孔３Ｈにはプッシュロッド５が挿通されている。ノズルボディ１Ｂと中間体１Ｍとの間には，ピストン台座１６が介在されており，ピストン台座１６とピエゾアクチュエータ３との間にはアクチュエータ台座１５を介し，ピエゾアクチュエータ３はアクチュエータ台座１５に支持されている。ピストン台座１６に形成された凹部４４には，逆止弁１４を構成するスプリング３２が配設されている。中間体１Ｍに形成された低圧燃料通路１０の端部は，逆止弁１４を構成するボール３１がスプリング３２に押し付けられて着座するシート部に形成されている。針弁２は，ノズルボディ１Ｂに形成された弁シート４１に着座している。加圧燃料３０Ｐは，プランジャバレル１Ｕ，支持体１Ｓ，ピストン台座１６，及びノズルボディ１Ｂに形成された加圧燃料通路７０，ノズルボディ１Ｂに形成された燃料溜まり部３３，支持体１Ｓに形成された加圧燃料通路７１を通って加圧燃料室２３Ｆ，及び針弁２とノズルボディ１との間で針弁周りに形成された燃料通路４９へと供給される。蓄圧式ユニットインジェクタ５０は，加圧燃料３０Ｐが針弁２に作用し，針弁２を上下動させることになる。針弁２が上下動することによって，針弁２が着座する弁シート４１に離接することになり，針弁２によってノズルボディ１Ｂに形成されている噴孔１７が開閉され，燃料溜まり部３３の燃料が開口した噴孔１７から噴射されるように構成されている。
【００３０】
蓄圧式ユニットインジェクタ５０は，特に，ノズル本体１内のプッシュロッド５の周囲でノズル本体１に一方の端部３６が支持配設され且つ他方の端部３７がプッシュロッド５の端部に形成されたフランジ部３５に対向して予め決められた所定の伸びに応じた力を発生させてプッシュロッド５を開弁方向にリフトさせるアクチュエータとしてのピエゾアクチュエータ３を備えており，ピエゾアクチュエータ３の作動によってプッシュロッド５をリフトさせ，プッシュロッド５のリフトで針弁２がフリーになり，針弁２が燃料圧でリフトして噴孔１７を開放して加圧燃料３０Ｐを噴孔１７から噴射することを特徴としている。本願発明では，アクチュエータとしては，ピエゾ素子を積層して形成されたピエゾアクチュエータ３を用いている。また，プッシュロッド５の上端である端部３７には，フランジ部３５が一体構造に形成されている。ピエゾアクチュエータ３の一端即ち端部３６は，ピエゾアクチュエータ３の座面を形成するアクチュエータ台座１５又はノズル本体１に直接支持されており，ピエゾアクチュエータ３の他端即ち端部３７はプッシュロッド５のフランジ部３５に対向している。蓄圧式ユニットインジェクタ５０は，ピエゾアクチュエータ３の一端即ち一方の端部３６とノズル本体１又はアクチュエータ台座１５との隙間３４Ｃ及びピエゾアクチュエータ３の他端即ち端部３７とプッシュロッド５のフランジ部３５との隙間３８を，可及的に無くするため，アクチュエータ台座１５の肩部材とピストン台座１６の段部４３との隙間３９に燃料を供給して形成される燃料圧ピストン３９Ｐの作動によって調整されている。蓄圧式ユニットインジェクタ５０は，エンジン，車両装置等からの情報９０に応じてコントローラ２４からの指示がライン２５を通じて加圧用燃料の流量弁２１に送られ，また，配線２６を通じてピエゾアクチュエータ３の電極４（＋と−）に電圧が印加され，印加された電圧に応じた伸びがピエゾアクチュエータ３に発生し，その伸びに応じた力を発生させてプッシュロッド５を押圧ばね７のばね力と押圧ピストン６の押圧力に抗して開弁方向にリフトさせ，プッシュロッド５のリフトによって針弁２がフリーになり，針弁２が燃料圧でリフトして噴孔１７が開放し, 噴孔１７から加圧燃料３０Ｐが燃焼室に噴射される。即ち，針弁２には，大径部２Ｌの断面積から弁シート４１に着座した円錐弁部２Ｖの断面積を差し引いた面積に燃料圧力を乗じた値が働き，針弁２はリフトすることになる。そこで，蓄圧式ユニットインジェクタ５０は，針弁２を押し下げるプッシュロッド５に作用する押圧ばね７のばね力と押圧ピストン６の押圧力がピエゾアクチュエータ３の伸びで解放されると，針弁２を押し下げる力が無くなり，針弁２は燃料圧でリフトすることになる。
【００３１】
また，蓄圧式ユニットインジェクタ５０は，アクチュエータ台座１５の肩部１５Ｓがピストン台座１６の段部４３に配設して支持されており，アクチュエータ台座１５の肩部１５Ｓとピストン台座１６の段部４３との間に隙間３９が形成される。隙間３９には，ピストン台座１６に形成された逆止弁１４と低圧燃料通路１０を通じて低圧燃料が供給され，それによって隙間３９が燃料圧ピストン３９Ｐに構成されている。隙間３９には，ノズル本体１に形成された燃料路である低圧燃料通路１０からピストン台座１６に形成された逆止弁１４に低圧燃料が供給される。燃料圧ピストン３９Ｐは，ピエゾアクチュエータ３が付勢されると，ピエゾアクチュエータ３の端部３６がアクチュエータ台座１５を押し下げ，隙間３９に存在する燃料３０が加圧され，ボール３１が中間部１Ｍに形成された低圧燃料通路１０の端部の弁座に着座して，低圧燃料通路１０が閉鎖されることによって構成される。燃料圧ピストン３９Ｐは，特に，部材間で発生する隙間３８，３９を可及的に零にして，ピエゾアクチュエータ３の作動を有効にする機能を有している。逆止弁１４は，ピエゾアクチュエータ３が作動に応答して燃料圧ピストン３９Ｐの燃料路１０を閉鎖するように作用する。また，アクチュエータ台座１５は，燃料圧ピストン３９Ｐに所定の力を発生させるための受圧面積を有しており，燃料圧ピストン３９Ｐへ供給する燃料圧は，針弁２に作用する高圧燃料３０Ｈによる燃料圧より小さい値に設定されている。また，燃料圧ピストン３９Ｐの燃料による燃料圧は，燃料タンク２０より供給された燃料の供給圧力である。
【００３２】
また，蓄圧式ユニットインジェクタ５０では，燃料溜まり部３３に供給される加圧燃料３０Ｐは，燃料タンク２０の燃料を加圧する燃料加圧室２２からの加圧燃料を蓄圧した蓄圧室２３から供給されている。また，燃料溜まり部３３から針弁２とノズル本体１との隙間からオーバフローした燃料は，バランスチャンバ４２からノズル本体１に形成されているオーバフロー燃料通路１２を通じてオーバフロー燃料戻しパイプ２９を通って燃料タンク２０に戻される。また，加圧用燃料調量弁２１から供給される高圧燃料３０Ｈより低い燃料圧に設定されている低圧燃料は，燃料タンク２０から燃料ポンプ１９によってノズル本体１に形成された低圧燃料通路１０を通じて供給される。
【００３３】
次に，図６を参照して，蓄圧式ユニットインジェクタの第２実施例を説明する。第２実施例の蓄圧式ユニットインジェクタは，図２に示した第１実施例から支持体１Ｓに支持された押圧ピストン６を除去したものである。ノズル本体１は，第１実施例と比較すると，支持体１Ｓに支持された押圧ピストン６が無く，プランジャバレル１Ｕの中空部に形成される燃料加圧室２２がプランジャピストン６０の下面６４と支持体１Ｓの上面とで囲まれるスペースに形成されている。蓄圧式ユニットインジェクタ５０は，支持体１Ｓの下面とプッシュロッド５のフランジ部３５の上面との間に押圧ばね７が配設されている。即ち，押圧ばね７は，支持体１Ｓに形成された凹部内に支持され，プッシュロッド５のフランジ部３５に直接当接し，押圧ばね７のばね力がプッシュロッド５に直接付勢されている。従って，ノズル本体１の中間体ＩＭに形成されたバランスチャンバ４２は，ストレートな中空に形成されており，バランスチャンバ４２内にプッシュロッド５，及びプッシュロッド５の周囲にピエゾアクチュエータ３が配設されている。第２実施例は．第１実施例と比較して，作動そのものは同様であるので，同様の部材には同一の符号を付して，重複する説明を省略する。
【００３４】
次に，図７を参照して，この蓄圧式ユニットインジェクタの第３実施例を説明する。第３実施例の蓄圧式ユニットインジェクタ５０は，図２に示した第１実施例からアクチュエータ台座１５を無くし，それに伴って低圧燃料通路１０及び逆止弁１４を無くしてシンプルに構成したものである。第３実施例の蓄圧式ユニットインジェクタ５０は，逆止弁１４を持たない構造であるので，ピエゾアクチュエータ３の端部３６の端面はアクチュエータ台座１５Ｐにシム３４を介して支持されており，第１実施例や第２実施例のような燃料圧ピストンの機能が無く，部材間で生じる隙間，例えば，ピエゾアクチュエータ３とフランジ部３５との隙間３８及びピエゾアクチュエータ３とアクチュエータ台座１５Ｐとの隙間等の調整がシム３４によって行なわれているので，各種の部材を高精度に作製する必要がある。第３実施例は．第１実施例や第２実施例と比較して，作動そのものは同様であるので，同様の部材には同一の符号を付して，重複する説明を省略する。
【００３５】
次に，図８〜図１１を参照して，この蓄圧式ユニットインジェクタの第４実施例を説明する。第４実施例は，先の第１実施例や第２実施例と比較して，アクチュエータとしてピエゾアクチュエータと，コントローラからの指令に応答してピエゾアクチュエータの作動即ち伸びによってリフトするプッシュロッドを備えている点は同一の技術的思想である。また，第１実施例や第２実施例は，ピエゾアクチュエータ３がプッシュロッドを挿通させる中央孔３Ｈ付きの筒体に形成され，ピエゾアクチュエータ３に挿通するプッシュロッド５の端部に形成されたフランジ部３５に対向し，アクチュエータ３の作動によってプッシュロッド５がフランジ部３５を介して押圧ばね７のばね力に抗してプッシュロッド３をリフトさせている。これに対して，第４実施例は，特に図１３に示すように，ピエゾアクチュエータ３Ａが中実状に形成されており，プッシュロッド５Ａが筒形の中空孔５Ｈを備えた筒部５Ｄに形成され，筒部５Ｄの中空孔５Ｈにピエゾアクチュエータ３Ａを挿通収容されている。即ち，プッシュロッド５Ａは，一端に押圧ばね７のばね力を受ける端面プレート部５Ｃを備え，他端に針弁２に対向するロッド部５Ｂを備えており，端面プレート部５Ｃとロッド部５Ｂとの間が中空孔５Ｈを備えた筒部５Ｄに形成されている。ピエゾアクチュエータ３Ａは，プッシュロッド５Ａの端面プレート部５Ｃとロッド部５Ｂとの間に形成されたプッシュロッド５Ａの筒部５Ｄ内に収容されており，ピエゾアクチュエータ３Ａは，一端面３Ｌがノズル本体１に支持されたアクチュエータ台座１５Ａに支持配設され且つ他端面３Ｕがプッシュロッド５Ａの端面プレート５Ｃに対向して接触配設されており，ピエゾアクチュエータ３Ａの作動で，プッシュロッド５Ａが端面プレート５５Ｃを介して押圧ばね７のばね力に抗してプッシュロッド５Ａをリフトさせるものである。
【００３６】
第４実施例では，ピエゾアクチュエータ３Ａは，特に，図１３に示すように，丸形，四角形，楕円形等の中実構造であり，製造コストを低減できるものである。また，プッシュロッド５Ａについては，筒部５Ｄの針弁２側の端部に一体構造になっているロッド部５Ｂの周囲に一対の三日月状孔８５が形成されている。ロッド部５Ｂの下端面５Ｌは，プッシュロッド５の非リフト時に針弁２の上端面を押圧して針弁２を閉弁する押圧面を形成している。ロッド部５Ｂの上端面５Ｕは，隙間３８Ａを形成してピエゾアクチュエータ３Ａの下端面３Ｌに対向しており，プッシュロッド５Ａのリフト時にピエゾアクチュエータ３Ａの下端面３Ｌに接触する。言い換えれば，下端面３Ｌと上端面５Ｕとの間の隙間３８Ａは，ピエゾアクチュエータ３Ａの印加によって伸びる伸び量よりも少なくとも大きいか同じに設定されている。アクチュエータ台座１５Ａは，その下端部の肩部１５Ｓがピストン台座１６の段部４３に隙間３９で形成される燃焼圧ピストン３９Ｐを介して支持されており，上端部にはプッシュロッド３Ａの一対の三日月状孔８５にそれぞれ挿通する一対の三日月状凸部８４が設けられている。また，アクチュエータ台座１５Ａには，プッシュロッド５Ａのロッド部５Ｂが挿通する中央孔８７が形成されている。ピエゾアクチュエータ３Ａは，その下端面３Ｌがアクチュエータ台座１５Ａの一対の三日月状凸部８４の上端面１５Ｕで配設支持されており，上端面３Ｕがプッシュロッド５Ａの端面プレート５Ｃに対向して接触配設されている。第４実施例は，ピエゾアクチュエータ３Ａがコントローラ２４の指令で印加されると，ピエゾアクチュエータ３Ａが伸びて，プッシュロッド５Ａの端面プレート部５Ｃを押圧ばね６のばね力に抗して押し上げ，プッシュロッド５Ａがリフトすると，プッシュロッド５Ａのロッド部５Ｂの下端面５Ｌが針弁２の上端面から離れ，針弁２が押圧ばね６のばね力から解放される。針弁２が押圧ばね６のばね力から解放されると，針弁２は，燃料圧でリフトし，噴孔１７が開放し，燃料３０が噴孔１７から燃料噴射軌跡１８に沿って燃焼室（図示せず）に噴射される。ここで，第４実施例は．第１実施例〜第３実施例と比較して，作動そのものは基本的には同様であるので，同様の部材には同一の符号に添字Ａを付して，重複する説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
この発明による蓄圧式ユニットインジェクタは，例えば，バイブリッド車におけるディーゼルエンジンに適用して好ましいものである。
【符号の説明】
【００３８】
１        ノズル本体
２        針弁
３，３Ａ    ピエゾアクチュエータ
４          電極
５，５Ａ    プッシュロッド
６        押圧ピストン
７        押圧ばね
８        加圧燃料通路
１０      低圧燃料通路
１１      過圧燃料戻し通路
１２      オーバーフロー燃料通路
１４      逆止弁
１５，１５Ａ    アクチュエータ台座
１６      ピストン台座
１７      噴孔
１９      燃料ポンプ
２０      燃料タンク
２２      燃料加圧室
２３      蓄圧室
２３Ｆ    加圧燃料室
２４      コントローラ
３０      燃料
３０Ｈ    高圧燃料
３０Ｐ    加圧燃料
３３      燃料溜まり部
３４      シム
３４Ｃ，３８，３９，３９Ａ，４０    隙間
３５      フランジ部（プッシュロッド）
３６，３７    端部
３９Ｐ    燃料圧ピストン
４９      燃料通路
５０      蓄圧式ユニットインジェクタ
６０      プランジャピストン
７０，７１，７２    加圧燃料通路
９１      押圧ピストン収容用の凹部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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