(57)【要約】【課題】ニードルを小さな力で開閉弁可能にする。【解決手段】ニードル１７の反噴口側に形成したバランス油圧室２０を、オリフィス１３１を介して低圧部の燃料タンク９３０に常時連通させることにより、閉弁状態ではバランス油圧室２０の圧力を低くしてニードル１７を閉弁向きに付勢する力を小さくし、ニードル１７を小さな力で開弁可能にする。また、ノズルボディ１０内空間のうちニードル１７の第１シート部よりも下流側の空間であるサック１０２とバランス油圧室２０とを、ニードル連通孔１７１により連通させることにより、開弁状態ではバランス油圧室２０の圧力をサック１０２の圧力と同圧にして、ニードル開弁向きの力とニードル閉弁向きの力を釣り合わせ、ニードル１７を小さな力で閉弁可能にする。【選択図】図１
2011012557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料の出口となる噴孔（１０１）およびこの噴孔（１０１）が開口するボディシート面（１００）が形成されたノズルボディ（１０）と、
前記ノズルボディ（１０）に収容され、ニードル第１シート部（１７０）が前記ボディシート面（１００）と接離して前記噴孔（１０１）を開閉するニードル（１７）と、
前記ニードル（１７）を閉弁向きに常時付勢するスプリング（１８）と、
前記ニードル（１７）を開弁向きに付勢するアクチュエータ（３０、４０）とを備え、
前記ニードル（１７）の反噴口側にバランス油圧室（２０）が形成され、
前記バランス油圧室（２０）は低圧部（９３０）に連通され、
前記ノズルボディ（１０）内空間のうち前記ニードル第１シート部（１７０）よりも下流側の空間であるサック（１０２）と前記バランス油圧室（２０）とを連通させるニードル連通孔（１７１）が前記ニードル（１７）に形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記ニードル（１７）は、閉弁状態のときに前記ボディシート面（１００）に当接して前記噴孔（１０１）と前記ニードル連通孔（１７１）との間を遮断するニードル第２シート部（１７２）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】
前記サック（１０２）から前記バランス油圧室（２０）への流れのみを許容するチェック弁（５０）が、前記ニードル連通孔（１７１）に配置されてい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】
前記アクチュエータは、コイルへの通電により電磁力を発生するソレノイド（４０）であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
前記アクチュエータは、電荷の充放電により伸縮するピエゾアクチュエータ（３０）であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
前記ニードル（１７）における前記サック（１０２）側の受圧面積と前記ニードル（１７）における前記バランス油圧室（２０）側の受圧面積が等しくなっていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
前記バランス油圧室（２０）はオリフィス（１３１）を介して前記低圧部（９３０）に連通されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つ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、内燃機関等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】
従来の燃料噴射弁は、コモンレールから供給される高圧燃料の圧力によりニードルが閉弁向きに常時付勢されている。そして、ピエゾアクチュエータにて発生させた圧力によりニードルが開弁向きに付勢されると、閉弁向きの力に抗してニードルが開弁向きに駆動され、噴孔から燃料を噴射するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２３３８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の燃料噴射弁は、高圧燃料の圧力による大きな力に抗してニードルを開弁させるため、開弁時には大きな力が必要であり、ピエゾアクチュエータに高い圧力を発生させる必要があった。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、ニードルを小さな力で開閉弁可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ニードル（１７）のニードル第１シート部（１７０）がノズルボディ（１０）のボディシート面（１００）と接離して噴孔（１０１）を開閉する燃料噴射弁において、ニードル（１７）の反噴口側にバランス油圧室（２０）が形成され、バランス油圧室（２０）は低圧部（９３０）に連通され、ノズルボディ（１０）内空間のうちニードル第１シート部（１７０）よりも下流側の空間であるサック（１０２）とバランス油圧室（２０）とを連通させるニードル連通孔（１７１）がニードル（１７）に形成されていることを特徴とする。
【０００７】
これによると、バランス油圧室（２０）は低圧部（９３０）に連通されているため、閉弁状態ではバランス油圧室（２０）の圧力が低くなる。したがって、ニードル（１７）を閉弁向きに付勢する力が小さくなり、ニードル（１７）を小さな力で開弁させることができる。
【０００８】
また、サック（１０２）とバランス油圧室（２０）とがニードル連通孔（１７１）により連通しているため、開弁状態では高圧燃料がニードル連通孔（１７１）を介してバランス油圧室（２０）に導入されて、バランス油圧室（２０）の圧力はサック（１０２）の圧力と同圧になる。したがって、サック（１０２）の圧力によるニードル開弁向きの力とバランス油圧室（２０）の圧力によるニードル閉弁向きの力が略釣り合い、ニードル（１７）を小さな力で閉弁させることができる。
【０００９】
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、ニードル（１７）は、閉弁状態のときにボディシート面（１００）に当接して噴孔（１０１）とニードル連通孔（１７１）との間を遮断するニードル第２シート部（１７２）を備えることを特徴とする。
【００１０】
これによると、閉弁状態のときにバランス油圧室（２０）やニードル連通孔（１７１）内の燃料が噴孔（１０１）から噴射されるのを防止することができるため、噴射終了時の燃料の切れをよくすることができる。
【００１１】
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、サック（１０２）からバランス油圧室（２０）への流れのみを許容するチェック弁（５０）が、ニードル連通孔（１７１）に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
これによると、閉弁状態のときにバランス油圧室（２０）やニードル連通孔（１７１）内の燃料が噴孔（１０１）から噴射されるのを防止することができるため、噴射終了時の燃料の切れをよくすることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の燃料噴射弁において、アクチュエータは、コイルへの通電により電磁力を発生するソレノイド（４０）であることを特徴とする。
【００１４】
これによると、アクチュエータとしてピエゾアクチュエータを用いる場合よりも、燃料噴射弁の構成を簡素にすることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の燃料噴射弁において、アクチュエータは、電荷の充放電により伸縮するピエゾアクチュエータ（３０）であることを特徴とする。
【００１６】
これによると、アクチュエータとしてソレノイドを用いる場合よりも、応答性を向上させることができる。また、ソレノイドよりも大きな駆動力が得やすいため、サック（１０２）やバランス油圧室（２０）の圧力変動等により開弁向きの力と閉弁向きの力が変動した場合でも、ニードル（１７）を所定のニードルリフト量だけ正確にリフトさせることができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の燃料噴射弁において、ニードル（１７）におけるサック（１０２）側の受圧面積とニードル（１７）におけるバランス油圧室（２０）側の受圧面積が等しくなっていることを特徴とする。
【００１８】
これによると、開弁状態ではサック（１０２）の圧力によるニードル開弁向きの力とバランス油圧室（２０）の圧力によるニードル閉弁向きの力が完全に釣り合うため、ニードル（１７）をさらに小さな力で閉弁させることができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明では、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の燃料噴射弁において、バランス油圧室（２０）はオリフィス（１３１）を介して低圧部（９３０）に連通されていることを特徴とする。
【００２０】
これによると、開弁状態ではバランス油圧室（２０）から低圧部（９３０）への燃料の排出がオリフィス（１３１）によって制限されるため、ニードル連通孔（１７１）を介して導入される高圧燃料によりバランス油圧室（２０）の圧力を確実に上昇させることができる。
【００２１】
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】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態における燃料噴射弁の断面図である。
【図２】図１のＡ部（先端部）を拡大して示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態における燃料噴射弁の断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態における燃料噴射弁の断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態における燃料噴射弁の要部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態に係る燃料噴射弁の断面図、図２は図１のＡ部（先端部）を拡大して示す断面図である。
【００２５】
本実施形態の燃料噴射弁は、コモンレール式燃料噴射装置に用いられる。コモンレール式燃料噴射装置は、図示しない内燃機関（例えば、ディーゼルエンジン。以下、エンジンという）の各気筒に燃料を噴射するシステムであり、図１に示すように、燃料噴射弁１、コモンレール９００、サプライポンプ９１０、制御装置９２０、燃料タンク９３０等によって構成される。なお、制御装置９２０は、ＥＣＵ９２１とＥＤＵ９２２で構成される。
【００２６】
サプライポンプ９１０は、燃料タンク９３０内の燃料を吸引するフィードポンプ（図示せず）と、このフィードポンプが吸引した燃料を圧縮してコモンレール９００へ吐出する高圧ポンプ（図示せず）とを備えている。フィードポンプおよび高圧ポンプは、エンジンによって駆動される共通のカムシャフト（図示せず）によって駆動される。
【００２７】
コモンレール９００は、サプライポンプ９１０から供給された燃料を燃料噴射圧に相当するコモンレール圧に維持して蓄える蓄圧容器である。
【００２８】
燃料噴射弁１（詳細後述）は、エンジンの各気筒毎に搭載されて、コモンレール９００から供給される高圧燃料を各気筒内に噴射供給するものである。なお、燃料噴射弁１のリーク燃料は燃料タンク９３０に戻される。
【００２９】
制御装置９２０は、上述したように、ＥＣＵ９２１とＥＤＵ９２２より構成される。ＥＣＵ９２１は、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（すなわち、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＳＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路、電源回路を含んで構成される周知構造のコンピュータよりなる。
【００３０】
ＥＣＵ９２１は、読み込まれたセンサ類の信号（すなわち、エンジンパラメータ：乗員の操作状態およびエンジンの運転状態に応じた信号）に基づいて各種の演算処理を行う。なお、ＥＣＵ９２１には、エンジンパラメータを検出するセンサ類として、アクセル開度を検出するアクセルセンサ、エンジン回転数やクランク角を検出する回転数センサ、エンジンの冷却水温度を検出する水温センサ、コモンレール圧を検出するレール圧センサなど、各種のセンサが接続されている。
【００３１】
ＥＣＵ９２１には、燃料噴射弁１の噴射制御を行うための「充放電制御機能」が搭載されている。この充放電制御機能は、現在の運転状態に応じたタイミングで燃料噴射弁１に搭載されたピエゾアクチュエータ（詳細後述）の充放電を制御する機能であり、予め搭載されたプログラムと、ＥＣＵ９２１に読み込まれた各種センサ信号（エンジンパラメータ）とに基づいて、各噴射毎の「噴射開始時期」、各噴射毎の「噴射期間（噴射量）」等を算出し、噴射開始時期、噴射期間等に基づいて、ピエゾアクチュエータの充電時期・量と放電時期・量を制御する。また、ＥＤＵ９２２は、ＥＣＵ９２１の指令に基づいてピエゾアクチュエータの充電と放電を実行する周知の駆動回路である。
【００３２】
燃料噴射弁１のボディは、ノズルボディ１０、第１〜第３中間ボディ１１〜１３、およびアクチュエータボディ１４の５部品に分割されており、それらのボディ１０〜１４は噴射弁軸方向に直列に配置されて、リテーニングナット１５によって一体的に保持・固定されている。それらのボディ１０〜１４には、コモンレール９００から供給される高圧燃料をノズルボディ１０の先端側まで導く高圧流路１６が形成されている。
【００３３】
図１、図２に示すように、ノズルボディ１０には、その先端側の内面にボディシート面１００が形成されている。また、ノズルボディ１０の先端側には、燃料が噴射される噴孔１０１が形成されている。噴孔１０１は一端がボディシート面１００に開口している。
【００３４】
ノズルボディ１０および第１〜第３中間ボディ１１〜１３内には、筒状のニードル１７が摺動自在に収容されている。このニードル１７の先端側（すなわち、噴口側）の外周角部には、ボディシート面１００と接離することにより噴孔１０１を開閉するニードル第１シート部１７０が形成されている。
【００３５】
なお、本明細書では、ノズルボディ１０内の空間のうちニードル第１シート部１７０よりも燃料流れ下流側の空間を、サック１０２という。そして、ニードル１７は、サック１０２内の圧力により開弁向きに付勢される。また、ニードル１７は、ノズルボディ１０内に配置されたニードルスプリング１８、およびバランス油圧室２０の圧力により、閉弁向きに付勢される。
【００３６】
このバランス油圧室２０は、ニードル１７の後端側（すなわち、反噴口側）に位置している。より詳細には、アクチュエータボディ１４に隣接する第３中間ボディ１３に、有底の摺動孔１３０が形成されている。そして、この摺動孔１３０にニードル１７の反噴口側端部が摺動自在に挿入されることにより、第３中間ボディ１３とニードル１７とによってバランス油圧室２０が区画形成されている。このバランス油圧室２０は、第３中間ボディ１３に形成されたオリフィス１３１を介して低圧部としての燃料タンク９３０に常時連通されている。
【００３７】
ニードル１７の径方向中心部には、軸方向に沿って延びてニードル１７内を貫通するニードル連通孔１７１が形成されている。このニードル連通孔１７１により、サック１０２とバランス油圧室２０とが常時連通されている。
【００３８】
ニードル１７は、その先端側の外径と後端側の外径は等しくなっている。換言すると、ニードル１７におけるサック１０２側の受圧面積とニードル１７におけるバランス油圧室２０側の受圧面積は等しくなっている。
【００３９】
ニードル１７の先端側には、ニードル連通孔１７１の開口部の外周側で且つニードル第１シート部１７０の内周側に、ニードル第２シート部１７２が形成されている。このニードル第２シート部１７２は、ニードル第１シート部１７０がボディシート面１００と当接して噴孔１０１を閉じているとき（すなわち、閉弁状態のとき）に、ボディシート面１００と当接して噴孔１０１とニードル連通孔１７１との間を遮断するようになっている。
【００４０】
ニードル１７の軸方向中間部には、その先端側や後端側の外径よりも大径の大径円筒部１７３が形成されている。この大径円筒部１７３が、第２中間ボディ１２に形成された摺動孔１２０に摺動自在に挿入されることにより、第１中間ボディ１１と第２中間ボディ１２とニードル１７とによって圧力制御室２１が区画形成されるとともに、第２中間ボディ１２と第３中間ボディ１３とニードル１７とによって低圧室２２が区画形成されている。この圧力制御室２１の圧力は、ピエゾアクチュエータ３０の充放電に伴って制御される。低圧室２２は、燃料タンク９３０に常時連通されている。
【００４１】
アクチュエータボディ１４に形成されたアクチュエータ収容孔１４０には、電荷の充放電により伸縮するピエゾアクチュエータ３０が挿入されるとともに、加圧ピストン３１が摺動自在に挿入されている。
【００４２】
そして、第３中間ボディ１３とアクチュエータボディ１４と加圧ピストン３１とによって加圧室３２が区画形成されている。加圧室３２には加圧ピストンスプリング３３が配置されており、この加圧ピストンスプリング３３により加圧ピストン３１がピエゾアクチュエータ３０に向かって付勢されている。
【００４３】
また、加圧室３２と圧力制御室２１は、第２中間ボディ１２に形成された圧力伝達通路１２１および第３中間ボディ１３に形成された圧力伝達通路１３２を介して常時連通されている。そして、ピエゾアクチュエータ３０に充電されてピエゾアクチュエータ３０が伸びることにより、加圧ピストン３１が加圧ピストンスプリング３３に抗して駆動されて加圧室３２の圧力が上昇し、ひいては圧力制御室２１の圧力が上昇する。
【００４４】
次に、本実施形態に係る燃料噴射弁１の作動を説明する。図１は、ニードル第１シート部１７０がボディシート面１００と当接して噴孔１０１を閉じている閉弁状態を示している。このときには、ニードル第２シート部１７２がボディシート面１００と当接して、噴孔１０１とニードル連通孔１７１との間が遮断されている。
【００４５】
この閉弁状態では、バランス油圧室２０は燃料タンク９３０に連通されていて略大気圧になっている。サック１０２のうちニードル第１シート部１７０とニードル第２シート部１７２との間に位置する部分は、噴孔１０１を介して内燃機関の気筒内に連通しているため、筒内圧と等しくなっており、高圧流路１６の燃料圧力と比較して十分に低圧になっている。
【００４６】
このように、バランス油圧室２０およびサック１０２は何れも低圧であり、且つニードル１７におけるサック１０２側の受圧面積とニードル１７におけるバランス油圧室２０側の受圧面積が等しいため、バランス油圧室２０の圧力によりニードル１７が閉弁向きに付勢される力と、サック１０２の圧力によりニードル１７が開弁向きに付勢される力とが相殺され、閉弁向きに付勢される力と開弁向きに付勢される力が略釣り合う。
【００４７】
また、このときには、制御装置９２０によってピエゾアクチュエータ３０が放電されてピエゾアクチュエータ３０が収縮し、加圧ピストン３１が加圧ピストンスプリング３３により押し戻されて加圧室３２の圧力が低下し、圧力制御室２１の圧力は低圧になっているため、圧力制御室２１の圧力によりニードル１７を開弁向きに付勢する力は発生しない。したがって、このときには、ニードル１７はニードルスプリング１８に付勢されて噴孔１０１を閉じている。
【００４８】
次に、制御装置９２０の作動によりピエゾアクチュエータ３０に対して充電が行われると、ピエゾアクチュエータ３０が伸張し、加圧ピストン３１が加圧ピストンスプリング３３に抗して駆動されて加圧室３２の圧力が上昇し、圧力制御室２１の圧力が上昇する。
【００４９】
この圧力制御室２１の圧力上昇によりニードル１７を開弁向きに付勢する力が発生し、図２に示すようにニードル１７はニードルスプリング１８に抗して駆動されて開弁する。すなわち、ニードル第１シート部１７０がボディシート面１００から離れて噴孔１０１が開かれ、噴孔１０１から高圧燃料が噴射される。
【００５０】
ここで、前述のように、閉弁状態ではバランス油圧室２０の圧力によりニードル１７が閉弁向きに付勢される力とサック１０２の圧力によりニードル１７が開弁向きに付勢される力とが略釣り合っているため、ニードル１７を小さな力で開弁させることができる。
【００５１】
そして、所定のニードルリフト量を確保するためには、ピエゾアクチュエータ３０の伸縮量を大きくする必要があるが、上記のようにニードル１７を小さな力で開弁させることができるため、ピエゾアクチュエータ３０の大型化を招くことなく、ピエゾアクチュエータ３０に要求される力と伸縮量を両立させることができる。
【００５２】
また、開弁状態では、ニードル第２シート部１７２がボディシート面１００から離れ、高圧燃料がニードル連通孔１７１を介してバランス油圧室２０に導入される。そして、バランス油圧室２０から燃料タンク９３０への燃料の排出がオリフィス１３１によって制限されるため、導入される高圧燃料によりバランス油圧室２０の圧力が上昇し、バランス油圧室２０の圧力はサック１０２の圧力（すなわち、高圧流路１６の燃料圧力）と同圧になる。したがって、バランス油圧室２０の圧力によりニードル１７が閉弁向きに付勢される力と、サック１０２の圧力によりニードル１７が開弁向きに付勢される力とが相殺され、閉弁向きに付勢される力と開弁向きに付勢される力が釣り合う。
【００５３】
続いて、制御装置９２０によってピエゾアクチュエータ３０が放電されると、ピエゾアクチュエータ３０が収縮することにより、加圧ピストン３１は加圧ピストンスプリング３３により押し戻され、加圧室３２の圧力が低下し、圧力制御室２１の圧力が低下する。
【００５４】
この圧力制御室２１の圧力低下により、圧力制御室２１の圧力によりニードル１７を開弁向きに付勢する力が減少ないしは消滅するため、ニードル１７はニードルスプリング１８に付勢されて閉弁する。すなわち、ニードル第１シート部１７０がボディシート面１００に当接して噴孔１０１が閉じられ、燃料噴射が終了する。
【００５５】
ここで、前述のように、開弁状態ではバランス油圧室２０の圧力によりニードル１７が閉弁向きに付勢される力とサック１０２の圧力によりニードル１７が開弁向きに付勢される力とが釣り合っているため、ニードル１７を小さな力で閉弁させることができる。したがって、ニードルスプリング１８のセット荷重を低くしても、確実に閉弁させることができる。
【００５６】
また、閉弁した瞬間はバランス油圧室２０やニードル連通孔１７１内は高圧であるが、ニードル第２シート部１７２がボディシート面１００と当接して噴孔１０１とニードル連通孔１７１との間が遮断されることにより、バランス油圧室２０やニードル連通孔１７１内の燃料が噴孔１０１から噴射されるのを防止することができるため、噴射終了時の燃料の切れをよくすることができる。
【００５７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。図３は第２実施形態に係る燃料噴射弁の断面図である。本実施形態は、ニードル１７を開弁向きに付勢するアクチュエータとして、ピエゾアクチュエータ３０の代わりにソレノイド４０を用いたものである。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３に示すように、アクチュエータボディ１４のアクチュエータ収容孔１４０内に、通電時にニードル１７を開弁向きに付勢するソレノイド４０のコイル４００が配置されている。
【００５９】
これに伴って、ピエゾアクチュエータ３０、加圧ピストン３１および加圧ピストンスプリング３３が廃止されている。また、ニードル１７は、大径円筒部１７３が廃止されている。さらに、第２、第３中間ボディ１２、１３が廃止されている。
【００６０】
ニードル１７の後端側（すなわち、反噴口側）は円筒状のコイル４００内に挿入されており、アクチュエータボディ１４とニードル１７とによってバランス油圧室２０が区画形成されている。
【００６１】
このバランス油圧室２０は、アクチュエータボディ１４に形成されたオリフィス１４１を介して低圧部としての燃料タンク９３０に常時連通されている。また、ニードル１７とコイル４００との隙間、およびニードル連通孔１７１を介して、サック１０２とバランス油圧室２０とが常時連通されている。
【００６２】
次に、本実施形態に係る燃料噴射弁１の作動を説明する。図３は閉弁状態を示している。この閉弁状態では、バランス油圧室２０およびサック１０２は何れも低圧であるため、バランス油圧室２０の圧力によりニードル１７が閉弁向きに付勢される力と、サック１０２の圧力によりニードル１７が開弁向きに付勢される力とが相殺され、閉弁向きに付勢される力と開弁向きに付勢される力が略釣り合う。したがって、このときには、ニードル１７はニードルスプリング１８に付勢されて噴孔１０１を閉じている。
【００６３】
次に、制御装置９２０の作動によりソレノイド４０のコイル４００に通電が行われると、電磁力によりニードル１７がニードルスプリング１８に抗して駆動されて開弁し、噴孔１０１から高圧燃料が噴射される。
【００６４】
ここで、前述のように、閉弁状態ではバランス油圧室２０の圧力によりニードル１７が閉弁向きに付勢される力とサック１０２の圧力によりニードル１７が開弁向きに付勢される力とが略釣り合っているため、ニードル１７を小さな力で開弁させることができる。
【００６５】
ところで、コモンレールから供給される高圧燃料の圧力によりニードルが閉弁向きに付勢される従来の燃料噴射弁では、コモンレール圧が２００ＭＰａ程度の高圧の場合、ニードルを閉弁向きに付勢する力が極めて大きくなるため、ニードルを開弁向きに駆動するアクチュエータとして、ソレノイドを用いることはできなかった。
【００６６】
これに対し、本実施形態では、コモンレール圧が２００ＭＰａ程度の高圧の場合でもニードル１７を小さな力で開弁させることができるため、アクチュエータとしてソレノイド４０を用いることが可能である。
【００６７】
続いて、制御装置９２０によるソレノイド４０のコイル４００への通電が停止されて電磁力が消滅すると、ニードル１７はニードルスプリング１８に付勢されて閉弁し、燃料噴射が終了する。
【００６８】
本実施形態によると、アクチュエータとしてソレノイド４０を用いることができるため、アクチュエータとしてピエゾアクチュエータを用いる場合よりも、燃料噴射弁の構成を簡素にすることができる。
【００６９】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。図４は第３実施形態に係る燃料噴射弁の断面図である。本実施形態は、ソレノイド４０の具体的構成が第２実施形態と異なる。その他に関しては第２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。
【００７０】
図４に示すように、アクチュエータボディ１４のアクチュエータ収容孔１４０内に、軟磁性体（例えば、珪素鋼）よりなる固定子４０１が配置されている。ニードル１７の後端側（すなわち、反噴口側）には、硬磁性体（例えば、ネオジウム磁石）よりなる可動子１７４が一体的に装着されている。そして、固定子４０１と可動子１７４との間にバランス油圧室２０が区画形成されている。このバランス油圧室２０にニードルスプリング１８が配置され、これに伴って、第１中間ボディ１１が廃止されている。
【００７１】
本実施形態によると、バランス油圧室２０にニードルスプリング１８を配置することにより、第１中間ボディ１１を廃止することができるため、燃料噴射弁の構成をさらに簡素にすることができる。
【００７２】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。図５は第４実施形態における燃料噴射弁の要部の断面図である。本実施形態は、ニードル第２シート部１７２を廃止し、ニードル連通孔１７１内にチェック弁５０を配置したものである。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。
【００７３】
図５に示すように、ニードル連通孔１７１内に、サック１０２からバランス油圧室２０（図１参照）への燃料流れのみを許容するチェック弁５０が配置されている。チェック弁５０は、ニードル１７に形成されたニードルシ−ト面１７５と接離してニードル連通孔１７１を開閉する球状の弁体５００と、弁体５００をニードルシ−ト面１７５に向かって付勢するチェック弁スプリング５０１とを備えている。そして、チェック弁５０を設けたことに伴い、ニードル第２シート部１７２を廃止している。
【００７４】
次に、本実施形態に係る燃料噴射弁１の作動を説明する。ニードル第１シート部１７０がボディシート面１００に当接して噴孔１０１が閉じられた瞬間は、バランス油圧室２０内は高圧であり、サック１０２内は筒内圧と等しい低圧であるため、弁体５００はそれらの圧力差とチェック弁スプリング５０１により付勢されてニードルシ−ト面１７５に当接し、ニードル連通孔１７１が閉じられる。これにより、バランス油圧室２０やニードル連通孔１７１内の燃料が噴孔１０１から噴射されるのを防止することができるため、噴射終了時の燃料の切れをよくすることができる。
【００７５】
噴孔１０１が閉じられた後、バランス油圧室２０の圧力は略大気圧まで低下し、このときには弁体５００はチェック弁スプリング５０１に付勢されてニードルシ−ト面１７５に当接した状態が維持される。
【００７６】
また、ニードル第１シート部１７０がボディシート面１００から離れて噴孔１０１が開かれると、サック１０２内は高圧流路１６の燃料圧力と同圧になるため、弁体５００はサック１０２側の圧力により付勢されてニードルシ−ト面１７５から離れ、ニードル連通孔１７１が開かれる。これにより、高圧燃料がニードル連通孔１７１を介してバランス油圧室２０に導入され、バランス油圧室２０の圧力はサック１０２の圧力（すなわち、高圧流路１６の燃料圧力）と略同圧になる。
【００７７】
本実施形態によると、閉弁すると直ちにチェック弁５０によりニードル連通孔１７１が閉じられるため、バランス油圧室２０やニードル連通孔１７１内の燃料が噴孔１０１から噴射されるのを防止することができ、噴射終了時の燃料の切れをよくすることができる。
【００７８】
また、チェック弁５０を設けたことに伴い、ニードル第２シート部１７２を廃止できるため、ニードル１７の加工が容易になる。
【００７９】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、ニードル第１シート部１７０がボディシート面１００に当接して噴孔１０１が閉じられた後に、バランス油圧室２０やニードル連通孔１７１内の燃料が噴孔１０１から噴射されるのを防止するために、ニードル第２シート部１７２またはチェック弁５０を設けたが、噴孔１０１が閉じられた後に噴射される燃料の量が実用上問題ない程度であれば、ニードル第２シート部１７２およびチェック弁５０を廃止してもよい。
【００８０】
上記各実施形態は、実施可能な範囲で任意に組み合わせが可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１０    ノズルボディ
１７    ニードル
１８    スプリング
２０    バランス油圧室
３０    ピエゾアクチュエータ（アクチュエータ）
４０    ソレノイド（アクチュエータ）
１００  ボディシート面
１０１  噴孔
１０２  サック
１７０  ニードル第１シート部
１７１  ニードル連通孔
９３０  燃料タンク（低圧部）
【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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