(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴孔（４４）から燃料を噴射する燃料噴射装置であって、
前記噴孔、前記噴孔に燃料を供給する供給流路（４１）が形成された弁ボデー（４０，２４０）と、
前記弁ボデーに対する相対変位により、前記噴孔を開閉させる弁部材（６０）と、
前記弁部材を変位させる駆動力を発生する駆動部（３０）と、
燃料によって満たされる油密室（７１，２７１）の少なくとも一部を区画し、前記駆動部の駆動力によって前記油密室の燃料を圧縮する第一ピストン部材（８０，２８０）と、
前記油密室の少なくとも一部を区画し、前記油密室の燃料によって押されることにより、前記油密室の燃料に入力された駆動力の方向を変更して、前記弁部材に伝達する第二ピストン部材（９０，２９０）と、を備え、
前記弁部材、前記第二ピストン部材及び前記第一ピストン部材が、前記弁部材の径方向に並ぶ配置である燃料噴射装置。
【請求項２】
前記油密室は、環状の空間である請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
噴孔（４４）から燃料を噴射する燃料噴射装置であって、
前記噴孔、前記噴孔に燃料を供給する供給流路（４１）が形成された弁ボデー（４０，２４０）と、
前記弁ボデーに対する相対変位により、前記噴孔を開閉させる弁部材（６０）と、
前記弁部材を変位させる駆動力を発生する駆動部（３０）と、
環状の空間であり燃料によって満たされる油密室（７１，２７１）の少なくとも一部を区画し、前記駆動部の駆動力によって前記油密室の燃料を圧縮する第一ピストン部材（８０，２８０）と、
前記油密室の少なくとも一部を区画し、前記油密室の燃料によって押されることにより、前記油密室の燃料に入力された駆動力の方向を変更して、前記弁部材に伝達する第二ピストン部材（９０，２９０）と、を備える燃料噴射装置。
【請求項４】
前記第二ピストン部材には、開弁方向への駆動力を前記弁部材に伝達する伝達部（９６，２９６）が形成されており、
前記伝達部は、前記開弁方向と交差する方向への前記弁部材の位置ずれを許容する請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
噴孔（４４）から燃料を噴射する燃料噴射装置であって、
前記噴孔、前記噴孔に燃料を供給する供給流路（４１）が形成された弁ボデー（４０，２４０）と、
前記弁ボデーに対する相対変位により、前記噴孔を開閉させる弁部材（６０）と、
前記弁部材を変位させる駆動力を発生する駆動部（３０）と、
燃料によって満たされる油密室（７１，２７１）の少なくとも一部を区画し、前記駆動部の駆動力によって前記油密室の燃料を圧縮する第一ピストン部材（８０，２８０）と、
前記油密室の少なくとも一部を区画し、前記油密室の燃料によって押されることにより、前記油密室の燃料に入力された駆動力の方向を変更して、前記弁部材に伝達する第二ピストン部材（９０，２９０）と、を備え、
前記第二ピストン部材には、開弁方向への駆動力を前記弁部材に伝達する伝達部（９６，２９６）が形成されており、
前記伝達部は、前記開弁方向と交差する方向への前記弁部材の位置ずれを許容する燃料噴射装置。
【請求項６】
前記弁ボデーには、前記第一ピストン部材及び前記第二ピストン部材を収容するピストン収容室（４２，２４２）が前記供給流路の一部として形成されており、
前記第一ピストン部材及び前記第二ピストン部材は、互いの変位によって拡縮される拡縮空間（７３）を前記ピストン収容室内で区画しており、
前記第一ピストン部材には、前記ピストン収容室のうちで、前記拡縮空間の内外を連通する連通孔（８４）が形成されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
噴孔（４４）から燃料を噴射する燃料噴射装置であって、
前記噴孔、前記噴孔に燃料を供給する供給流路（４１）が形成された弁ボデー（４０，２４０）と、
前記弁ボデーに対する相対変位により、前記噴孔を開閉させる弁部材（６０）と、
前記弁部材を変位させる駆動力を発生する駆動部（３０）と、
燃料によって満たされる油密室（７１，２７１）の少なくとも一部を区画し、前記駆動部の駆動力によって前記油密室の燃料を圧縮する第一ピストン部材（８０，２８０）と、
前記油密室の少なくとも一部を区画し、前記油密室の燃料によって押されることにより、前記油密室の燃料に入力された駆動力の方向を変更して、前記弁部材に伝達する第二ピストン部材（９０，２９０）と、を備え、
前記弁ボデーには、前記第一ピストン部材及び前記第二ピストン部材を収容するピストン収容室（４２，２４２）が前記供給流路の一部として形成されており、
前記第一ピストン部材及び前記第二ピストン部材は、互いの変位によって拡縮される拡縮空間（７３）を前記ピストン収容室内で区画しており、
前記第一ピストン部材には、前記ピストン収容室のうちで、前記拡縮空間の内外を連通する連通孔（８４）が形成されている燃料噴射装置。
【請求項８】
前記第二ピストン部材には、前記第一ピストン部材の摺動を許容しつつ、前記第一ピストン部材との間で前記油密室の油密を維持する摺動壁部（９３）が形成されている請求項１〜７のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項９】
噴孔（４４）から燃料を噴射する燃料噴射装置であって、
前記噴孔、前記噴孔に燃料を供給する供給流路（４１）が形成された弁ボデー（４０，２４０）と、
前記弁ボデーに対する相対変位により、前記噴孔を開閉させる弁部材（６０）と、
前記弁部材を変位させる駆動力を発生する駆動部（３０）と、
燃料によって満たされる油密室（７１，２７１）の少なくとも一部を区画し、前記駆動部の駆動力によって前記油密室の燃料を圧縮する第一ピストン部材（８０，２８０）と、
前記油密室の少なくとも一部を区画し、前記油密室の燃料によって押されることにより、前記油密室の燃料に入力された駆動力の方向を変更して、前記弁部材に伝達する第二ピストン部材（９０，２９０）と、を備え、
前記第二ピストン部材には、前記第一ピストン部材の摺動を許容しつつ、前記第一ピストン部材との間で前記油密室の油密を維持する摺動壁部（９３）が形成されている燃料噴射装置。
【請求項１０】
前記第一ピストン部材及び前記第二ピストン部材と共に前記油密室の少なくとも一部を区画する区画部材（２７５）、をさらに備え、
前記区画部材には、前記第一ピストン部材の摺動を許容しつつ、前記第一ピストン部材との間で前記油密室の油密を維持する第一摺動壁部（２７８ａ）、及び前記第二ピストン部材の摺動を許容しつつ、前記第二ピストン部材との間で前記油密室の油密を維持する第二摺動壁部（２７９ａ）、が形成されている請求項１〜９のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項１１】
噴孔（４４）から燃料を噴射する燃料噴射装置であって、
前記噴孔、前記噴孔に燃料を供給する供給流路（４１）が形成された弁ボデー（４０，２４０）と、
前記弁ボデーに対する相対変位により、前記噴孔を開閉させる弁部材（６０）と、
前記弁部材を変位させる駆動力を発生する駆動部（３０）と、
燃料によって満たされる油密室（７１，２７１）の少なくとも一部を区画し、前記駆動部の駆動力によって前記油密室の燃料を圧縮する第一ピストン部材（８０，２８０）と、
前記油密室の少なくとも一部を区画し、前記油密室の燃料によって押されることにより、前記油密室の燃料に入力された駆動力の方向を変更して、前記弁部材に伝達する第二ピストン部材（９０，２９０）と、を備え、
前記第一ピストン部材及び前記第二ピストン部材と共に前記油密室の少なくとも一部を区画する区画部材（２７５）、をさらに備え、
前記区画部材には、前記第一ピストン部材の摺動を許容しつつ、前記第一ピストン部材との間で前記油密室の油密を維持する第一摺動壁部（２７８ａ）、及び前記第二ピストン部材の摺動を許容しつつ、前記第二ピストン部材との間で前記油密室の油密を維持する第二摺動壁部（２７９ａ）、が形成されている燃料噴射装置。
【請求項１２】
前記第一ピストン部材の変位は、前記油密室の燃料によって実質的に１８０°反転され、前記第二ピストン部材に伝達される請求項１〜１１のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項１３】
前記第一ピストン部材には、前記油密室に臨む第一ピストン面（８１，２８６）が形成されており、
前記第二ピストン部材には、前記油密室に臨み、前記第一ピストン面とは面積の異なる第二ピストン面（９１，２９１）が形成されている請求項１〜１２のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項１４】
前記第一ピストン面の面積は、前記第二ピストン面の面積よりも大きい請求項１３に記載の燃料噴射装置。
【請求項１５】
前記弁ボデーは、前記第一ピストン部材及び前記第二ピストン部材と共に前記油密室の少なくとも一部を区画する請求項１〜１４のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書による開示は、燃焼室へ向けて噴孔から燃料を噴射する燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に開示されているように、噴孔を開閉させるための弁部材の変位に燃料の一部を用いることなく、駆動部の発生させる駆動力によって弁部材を直接的に変位させる、いわゆる直動式の燃料噴射装置が知られている。加えて、特許文献１の燃料噴射装置では、駆動部と弁部材との間にレバー装置が設けられている。レバー装置は、駆動部による変位の方向を機械的なレバーアームによって変更し、具体的には１８０°反転して、弁部材に伝達する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０２００４０６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の燃料噴射装置では、駆動部による駆動力の印加に伴い、レバーアームの支点は、強い力が集中した状態で支持部に対して摺動する。故に、レバー装置による変位量の縮小及び伝達が継続された場合、レバーアームの支点及びその支持部には、機械的な摩耗が不可避的に発生する。その結果、燃料噴射装置の噴射特性の経年変化が顕著となる虞があった。
【０００５】
本開示は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動部によって直接的に弁部材を変位させる構成であっても、機械的な摩耗を低減可能な燃料噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、開示された第一の態様は、噴孔（４４）から燃料を噴射する燃料噴射装置であって、噴孔、この噴孔に燃料を供給する供給流路（４１）が形成された弁ボデー（４０，２４０）と、弁ボデーに対する相対変位により、噴孔を開閉させる弁部材（６０）と、弁部材を変位させる駆動力を発生する駆動部（３０）と、燃料によって満たされる油密室（７１，２７１）の少なくとも一部を区画し、駆動部の駆動力によって油密室の燃料を圧縮する第一ピストン部材（８０，２８０）と、油密室の少なくとも一部を区画し、油密室の燃料によって押されることにより、油密室の燃料に入力された駆動力の方向を変更して、弁部材に伝達する第二ピストン部材（９０，２９０）と、を備え、弁部材、第二ピストン部材及び第一ピストン部材が、弁部材の径方向に並ぶ配置である燃料噴射装置とされる。
また開示された第二の態様は、噴孔（４４）から燃料を噴射する燃料噴射装置であって、噴孔、噴孔に燃料を供給する供給流路（４１）が形成された弁ボデー（４０，２４０）と、弁ボデーに対する相対変位により、噴孔を開閉させる弁部材（６０）と、弁部材を変位させる駆動力を発生する駆動部（３０）と、環状の空間であり燃料によって満たされる油密室（７１，２７１）の少なくとも一部を区画し、駆動部の駆動力によって油密室の燃料を圧縮する第一ピストン部材（８０，２８０）と、油密室の少なくとも一部を区画し、油密室の燃料によって押されることにより、油密室の燃料に入力された駆動力の方向を変更して、弁部材に伝達する第二ピストン部材（９０，２９０）と、を備える燃料噴射装置とされる。
また開示された第三の態様は、噴孔（４４）から燃料を噴射する燃料噴射装置であって、噴孔、噴孔に燃料を供給する供給流路（４１）が形成された弁ボデー（４０，２４０）と、弁ボデーに対する相対変位により、噴孔を開閉させる弁部材（６０）と、弁部材を変位させる駆動力を発生する駆動部（３０）と、燃料によって満たされる油密室（７１，２７１）の少なくとも一部を区画し、駆動部の駆動力によって油密室の燃料を圧縮する第一ピストン部材（８０，２８０）と、油密室の少なくとも一部を区画し、油密室の燃料によって押されることにより、油密室の燃料に入力された駆動力の方向を変更して、弁部材に伝達する第二ピストン部材（９０，２９０）と、を備え、第二ピストン部材には、開弁方向への駆動力を弁部材に伝達する伝達部（９６，２９６）が形成されており、伝達部は、開弁方向と交差する方向への弁部材の位置ずれを許容する燃料噴射装置。
また開示された第四の態様は、噴孔（４４）から燃料を噴射する燃料噴射装置であって、噴孔、噴孔に燃料を供給する供給流路（４１）が形成された弁ボデー（４０，２４０）と、弁ボデーに対する相対変位により、噴孔を開閉させる弁部材（６０）と、弁部材を変位させる駆動力を発生する駆動部（３０）と、燃料によって満たされる油密室（７１，２７１）の少なくとも一部を区画し、駆動部の駆動力によって油密室の燃料を圧縮する第一ピストン部材（８０，２８０）と、油密室の少なくとも一部を区画し、油密室の燃料によって押されることにより、油密室の燃料に入力された駆動力の方向を変更して、弁部材に伝達する第二ピストン部材（９０，２９０）と、を備え、弁ボデーには、第一ピストン部材及び第二ピストン部材を収容するピストン収容室（４２，２４２）が供給流路の一部として形成されており、第一ピストン部材及び第二ピストン部材は、互いの変位によって拡縮される拡縮空間（７３）をピストン収容室内で区画しており、第一ピストン部材には、ピストン収容室のうちで、拡縮空間の内外を連通する連通孔（８４）が形成されている燃料噴射装置。
また開示された第五の態様は、噴孔（４４）から燃料を噴射する燃料噴射装置であって、噴孔、噴孔に燃料を供給する供給流路（４１）が形成された弁ボデー（４０，２４０）と、弁ボデーに対する相対変位により、噴孔を開閉させる弁部材（６０）と、弁部材を変位させる駆動力を発生する駆動部（３０）と、燃料によって満たされる油密室（７１，２７１）の少なくとも一部を区画し、駆動部の駆動力によって油密室の燃料を圧縮する第一ピストン部材（８０，２８０）と、油密室の少なくとも一部を区画し、油密室の燃料によって押されることにより、油密室の燃料に入力された駆動力の方向を変更して、弁部材に伝達する第二ピストン部材（９０，２９０）と、を備え、第二ピストン部材には、第一ピストン部材の摺動を許容しつつ、第一ピストン部材との間で油密室の油密を維持する摺動壁部（９３）が形成されている燃料噴射装置。
また開示された第六の態様は、噴孔（４４）から燃料を噴射する燃料噴射装置であって、噴孔、噴孔に燃料を供給する供給流路（４１）が形成された弁ボデー（４０，２４０）と、弁ボデーに対する相対変位により、噴孔を開閉させる弁部材（６０）と、弁部材を変位させる駆動力を発生する駆動部（３０）と、燃料によって満たされる油密室（７１，２７１）の少なくとも一部を区画し、駆動部の駆動力によって油密室の燃料を圧縮する第一ピストン部材（８０，２８０）と、油密室の少なくとも一部を区画し、油密室の燃料によって押されることにより、油密室の燃料に入力された駆動力の方向を変更して、弁部材に伝達する第二ピストン部材（９０，２９０）と、を備え、第一ピストン部材及び第二ピストン部材と共に油密室の少なくとも一部を区画する区画部材（２７５）、をさらに備え、区画部材には、第一ピストン部材の摺動を許容しつつ、第一ピストン部材との間で油密室の油密を維持する第一摺動壁部（２７８ａ）、及び第二ピストン部材の摺動を許容しつつ、第二ピストン部材との間で油密室の油密を維持する第二摺動壁部（２７９ａ）、が形成されている燃料噴射装置。
【０００７】
これらの態様では、駆動部の発生させた駆動力は、油密室の燃料を圧縮する方向に第一ピストン部材を変位させる。そして、第二ピストンが油密室の燃料に押されることにより、駆動部の発生駆動力は、作用する方向を変更されたうえで弁部材に伝達される。以上のように、燃料によって駆動力の方向が変更されることで、駆動部によって直接的に弁部材を変位させる燃料噴射装置であっても、駆動力の伝達に起因する機械的な摩耗は、低減可能となる。
【０００８】
尚、上記括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第一実施形態による燃料噴射装置が適用される燃料供給システムの全体構成を示す図である。
【図２】第一実施形態による燃料噴射装置を示す縦断面図である。
【図３】変位伝達機構の作動を示す縦断面図である。
【図４】ピエゾスタックに入力される駆動電流と、各構成の変位及び噴射率との相関を示すタイムチャートである。
【図５】第二実施形態による燃料噴射装置を示す縦断面図である。
【図６】変位伝達機構の構成を示す図８のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】変位伝達機構の構成を示す図８のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】変位伝達機構の作動を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。
【００１１】
（第一実施形態）
図１に示す燃料供給システム１０には、第一実施形態による燃料噴射装置１００が用いられている。燃料供給システム１０は、内燃機関であるディーゼル機関２０の各燃焼室２２に、燃料噴射装置１００によって燃料を供給する。燃料供給システム１０は、フィードポンプ１２、サプライポンプ１３、コモンレール１４、機関制御装置１７、及び複数の燃料噴射装置１００等から構成されている。
【００１２】
フィードポンプ１２は、サプライポンプ１３に内蔵された例えばトロコイド式のポンプである。フィードポンプ１２は、燃料タンク内に貯留された燃料としての軽油をサプライポンプ１３に圧送する。尚、フィードポンプ１２は、サプライポンプ１３と別体であってもよい。
【００１３】
サプライポンプ１３は、ディーゼル機関の出力軸によって駆動される例えばプランジャ式のポンプである。サプライポンプ１３は、燃料配管１３ａによってコモンレール１４と接続されている。サプライポンプ１３は、フィードポンプ１２から供給された燃料をさらに昇圧し、コモンレール１４に供給する。
【００１４】
コモンレール１４は、燃料配管１４ａを介して各燃料噴射装置１００と接続されている。コモンレール１４は、サプライポンプ１３から供給される高圧の燃料を一時的に蓄え、圧力を保持したまま各燃料噴射装置１００に分配する。コモンレール１４には、減圧弁１４ｂが設けられている。減圧弁１４ｂは、コモンレール１４において余剰となった燃料を、燃料タンクに繋がっている余剰燃料配管へ排出する。
【００１５】
機関制御装置１７は、プロセッサ、ＲＡＭ、及び書き換え可能な不揮発性の記憶媒体を含むマイクロコンピュータ又はマイクロコントローラを主体に構成された演算回路と、各燃料噴射装置１００を駆動する駆動回路とを含む構成である。機関制御装置１７は、各燃料噴射装置１００と電気的に接続されている（図１  破線参照）。機関制御装置１７は、ディーゼル機関２０の稼動状態に応じて各燃料噴射装置１００の作動を制御する。
【００１６】
燃料噴射装置１００は、燃焼室２２を形成するヘッド部材２１の挿入孔に挿入された状態で、当該ヘッド部材２１に取り付けられている。燃料噴射装置１００は、燃料配管１４ａを通じて供給される燃料を、複数の噴孔４４から燃焼室２２へ向けて直接的に噴射する。燃料噴射装置１００は、噴孔４４からの燃料の噴射を制御する弁機構を備えている。
【００１７】
燃料噴射装置１００は、図２に示すように、弁ボデー４０、ノズルニードル６０、駆動部３０、並びに大径ピストン８０及び小径ピストン９０を有する変位伝達機構７０を備えている。
【００１８】
弁ボデー４０は、金属材料よって形成された複数の部材を組み合わせることによって構成されている。弁ボデー４０には、噴孔４４、シート部４５、高圧流路４１、リターン流路４３、及び駆動部収容室４７が形成されている。
【００１９】
噴孔４４は、燃焼室２２（図１参照）へ挿入される弁ボデー４０において、挿入方向の先端部に形成されている。先端部は、円錐状又は半球状に形成されている。噴孔４４は、弁ボデー４０の内側から外側に向けて放射状に複数設けられている。高圧の燃料は、各噴孔４４から燃焼室２２へ向けて噴射される。高圧の燃料は、噴孔４４を通過することによって霧化され、空気と混合し易い状態となる。シート部４５は、弁ボデー４０の先端部の内側に、円錐状に形成されている。シート部４５は、噴孔４４の上流側において高圧流路４１に臨んでいる。
【００２０】
高圧流路４１は、燃料配管１４ａ（図１参照）を通じてコモンレール１４から供給される高圧の燃料を、噴孔４４に供給する。高圧流路４１には、ピストン収容室４２が形成されている。ピストン収容室４２は、高圧流路４１の一部として、高圧流路４１の中間に設けられた二段円柱状の空間である。ピストン収容室４２には、変位伝達機構７０の少なくとも一部が収容されている。ピストン収容室４２を区画している大径及び小径の各内周壁には、大径摺動壁部４６ａ及び小径摺動壁部４６ｂがそれぞれ形成されている。
【００２１】
リターン流路４３は、弁ボデー４０内を高圧流路４１に沿って延伸している。リターン流路４３は、噴孔４４から噴射されず、例えば駆動部３０の冷却等に用いられたリーク燃料を、燃料噴射装置１００の外部の余剰燃料配管に流出させる。リターン流路４３を流通する燃料の圧力は、高圧流路４１の燃料の圧力よりも低くなっている。尚、図１等では、高圧の領域を濃いドットで示し、低圧の領域を薄いドットで示す。
【００２２】
駆動部収容室４７は、駆動部３０を収容する円柱状の空間である。駆動部収容室４７とピストン収容室４２との間には、挿通孔４８が形成されている。挿通孔４８には、リターン流路４３の一端が開口している。挿通孔４８を通じて、駆動部収容室４７には高圧流路４１を流通する燃料の一部が供給される。駆動部収容室４７は、燃料によって満たされている。
【００２３】
ノズルニードル６０は、金属材料によって全体として円柱状に形成されている。ノズルニードル６０は、高圧流路４１内に配置されることで、弁ボデー４０に収容されている。ノズルニードル６０は、弁ボデー４０に対し、軸方向に往復変位可能である。ノズルニードル６０には、鍔部６１及びフェース部６２が形成されている。
【００２４】
鍔部６１は、ノズルニードル６０の本体部分よりも大径の円盤状に形成されている。鍔部６１は、ノズルニードル６０の軸方向の両端部のうちで、ピストン収容室４２内に位置する上端部に設けられている。鍔部６１には、面取部６４が形成されている。面取部６４は、鍔部６１の径方向の両側に、矩形の平面状に形成されている。面取部６４は、小径ピストン９０と鍔部６１との間に、高圧燃料を流通させる流路を形成している。鍔部６１と大径ピストン８０との間には、金属製の線材を螺旋状に巻設したコイル状のニードルスプリング６３が押し縮められた状態で配置されている。ノズルニードル６０は、ニードルスプリング６３によって噴孔側へ向けて付勢されている。
【００２５】
フェース部６２は、ノズルニードル６０の軸方向の両端面のうちで、噴孔４４と対向する下端面に円錐状に形成されている。ノズルニードル６０は、弁ボデー４０に対する相対変位により、フェース部６２をシート部４５に離着座させる。フェース部６２は、シート部４５と共に噴孔４４を開閉する主弁部５０を形成している。
【００２６】
駆動部３０は、圧電素子積層体３１及び応力緩和機構３２等によって構成されている。圧電素子積層体３１は、例えばＰＺＴ（ＰｂＺｒＴｉＯ３）と呼ばれる層と薄い電極層が交互に積まれた積層体である。圧電素子積層体３１には、機関制御装置１７から出力された入力駆動信号が入力される。圧電素子積層体３１は、駆動信号に応じた電圧又は電流に基づいて、ピエゾ素子の特性である逆圧電効果により、駆動部収容室４７軸方向に沿って伸縮する。圧電素子積層体３１は、ノズルニードル６０を駆動するための駆動力を発生させる。
【００２７】
応力緩和機構３２は、圧電素子積層体３１の伸縮を変位伝達機構７０に伝達すると共に、圧電素子積層体３１に入力される応力を緩和する機構である。応力緩和機構３２は、加圧ピストン３３、出力ピストン３４、緩和シリンダ３５、スリットスプリング３６、及び緩和スプリング３７を有している。加圧ピストン３３及び出力ピストン３４は、外径が実質的に同一な円柱状に形成されている。加圧ピストン３３及び出力ピストン３４は、軸方向に並べて配置されている。
【００２８】
加圧ピストン３３は、圧電素子積層体３１と接している。加圧ピストン３３には、伸縮する圧電素子積層体３１の動きが入力される。出力ピストン３４は、緩和油密室３５ａを挟んで加圧ピストン３３と対向している。出力ピストン３４には、ピストン収容室４２へ向かって円柱状に突出するストローク部３４ａが形成されている。ストローク部３４ａは、挿通孔４８に挿通されている。ストローク部３４ａの先端面は、大径ピストン８０に当接している。
【００２９】
緩和シリンダ３５は、円筒状に形成されており、加圧ピストン３３及び出力ピストン３４に外嵌されている。緩和シリンダ３５は、加圧ピストン３３と出力ピストン３４との間に緩和油密室３５ａを区画している。緩和油密室３５ａに充填された燃料により、加圧ピストン３３の変位は、軸方向に拡大されて出力ピストン３４に伝達される。
【００３０】
スリットスプリング３６及び緩和スプリング３７はそれぞれ、軸方向に弾性力を発生させる金属ばねである。スリットスプリング３６は、緩和シリンダ３５に対して加圧ピストン３３を圧電素子積層体３１へ向けて付勢している。緩和スプリング３７は、緩和シリンダ３５に対して出力ピストン３４を大径ピストン８０へ向けて付勢している。
【００３１】
以上の駆動部３０は、圧電素子積層体３１の伸縮を加圧ピストン３３及び緩和油密室３５ａの燃料を介して出力ピストン３４に伝達することで、ストローク部３４ａを軸方向に往復変位させる。駆動部３０に入力される駆動電流が大きくなるほど、ストローク部３４ａから大径ピストン８０に入力される駆動力、ひいてはストローク部３４ａ及び大径ピストン８０の変位量が大きくなる。
【００３２】
変位伝達機構７０は、大径ピストン８０及び小径ピストン９０によって駆動部３０の駆動力をノズルニードル６０に伝達する機構である。変位伝達機構７０は、弁ボデー４０と共に油密室７１を区画している。油密室７１は、大径ピストン８０及び小径ピストン９０と実質的に同軸に設けられた扁平な円環状の空間である。油密室７１は、大径ピストン８０、小径ピストン９０、及び弁ボデー４０の各間に浸入した燃料によって満たされている。
【００３３】
大径ピストン８０は、金属材料により、有底の円筒状に形成されている。大径ピストン８０は、弁ボデー４０に対して、周方向の回転を規制されている。大径ピストン８０の外径は、ピストン収容室４２を区画する円筒状の大径摺動壁部４６ａの内径と実質的に同一である。大径ピストン８０は、大径摺動壁部４６ａに沿って軸方向に変位可能であり、駆動部３０から入力される駆動力により、油密室７１の燃料を圧縮する方向に変位する。大径ピストン８０は、底壁部８０ａ、周壁部８０ｂ、及び中間部材８０ｃを有している。
【００３４】
底壁部８０ａには、中間部材８０ｃを介して、ストローク部３４ａの動作が入力される。加えて大径ピストン８０は、ニードルスプリング６３によって出力ピストン３４へ押し付けられている。以上により、大径ピストン８０は、ストローク部３４ａと一体的に、軸方向に変位可能となっている。底壁部８０ａには、ピストン連通孔８４が形成されている。ピストン連通孔８４は、底壁部８０ａを板厚方向に貫通する貫通孔である。ピストン連通孔８４は、ピストン収容室４２のうちで、拡縮空間７３（後述する）の内外を連通させている。
【００３５】
周壁部８０ｂには、大径加圧面８１、摺動外周壁部８２、及び摺動内周壁部８３が形成されている。大径加圧面８１は、周壁部８０ｂの頂面に形成されている。大径加圧面８１は、円環状に形成された平面である。大径加圧面８１は、油密室７１に臨み、油密室７１を区画している。大径加圧面８１は、駆動部３０から大径ピストン８０に入力される駆動力により、油密室７１の燃料を加圧する。
【００３６】
摺動外周壁部８２は、大径摺動壁部４６ａに内嵌される周壁部８０ｂの外周面に形成されている。摺動外周壁部８２は、大径摺動壁部４６ａに対する大径ピストン８０の摺動を許容しつつ、大径摺動壁部４６ａとの間で油密室７１の油密を維持している。摺動内周壁部８３は、小径ピストン９０が内嵌される周壁部８０ｂの内周面に形成されている。摺動内周壁部８３は、大径ピストン８０に対する小径ピストン９０の摺動を可能にしている。摺動内周壁部８３は、小径ピストン９０との間で油密室７１の油密を形成している。
【００３７】
小径ピストン９０は、金属材料により、二段円柱状に形成されている。小径ピストン９０は、大径ピストン８０及び弁ボデー４０に対して、周方向の回転を規制されている。小径ピストン９０は、大径ピストン８０に対して軸方向に相対変位可能である。駆動部３０の駆動力によって大径ピストン８０が油密室７１の燃料を圧縮する方向に変位すると、小径ピストン９０は、油密室７１の燃料に押されて、大径ピストン８０とは真逆の方向に変位する。このように、大径ピストン８０の変位、即ち駆動部３０の発生駆動力は、油密室７１の燃料によって１８０°反転されて、小径ピストン９０に伝達される。
【００３８】
小径ピストン９０と大径ピストン８０との間には、拡縮空間７３が形成されている。拡縮空間７３は、ピストン収容室４２内に区画された空間である。小径ピストン９０及び大径ピストン８０は、互いに反対方向に相対変位する。そのため拡縮空間７３は、駆動力の伝達に伴って拡縮される。
【００３９】
小径ピストン９０の径方向の中央には、小径ピストン９０を軸方向に貫通するニードル挿通孔９８が形成されている。ニードル挿通孔９８には、ノズルニードル６０が挿通されている。小径ピストン９０は、摺動内周壁部８３に沿って軸方向に変位可能である。小径ピストン９０は、拡径部９０ａ及び内嵌部９０ｂを有している。
【００４０】
拡径部９０ａの外径は、摺動内周壁部８３の内径と実質的に同一である。拡径部９０ａには、小径受圧面９１、大径内嵌壁部９３、及び伝達面９６が形成されている。小径受圧面９１は、拡径部９０ａの外周面と内嵌部９０ｂの外周面との間に設けられた段差部分に形成されている。小径受圧面９１は、円環状に形成された平面である。小径受圧面９１は、油密室７１に臨み、油密室７１を区画している。小径受圧面９１は、小径ピストン９０を駆動部側へ押し上げる方向の力を油密室７１の燃料から受ける。小径受圧面９１の面積は、大径加圧面８１の面積と異なっている。第一実施形態では、大径加圧面８１の面積は、小径受圧面９１の面積よりも大きい。
【００４１】
以上の大径加圧面８１及び小径受圧面９１の各面積の相関により、大径ピストン８０の変位は、油密室７１の燃料によって拡大され、小径ピストン９０に伝達される。一方で、ストロークの拡大により、小径ピストン９０がノズルニードル６０を押す力は、ストローク部３４ａが大径ピストン８０を押す力よりも弱くなる。
【００４２】
大径内嵌壁部９３は、大径ピストン８０に内嵌される拡径部９０ａの外周面に形成されている。大径内嵌壁部９３は、摺動内周壁部８３の摺動を許容している。大径内嵌壁部９３は、摺動内周壁部８３との間で油密室７１の油密を維持している。
【００４３】
伝達面９６は、底壁部８０ａと対向する小径ピストン９０の上面に形成されている。伝達面９６は、小径ピストン９０の軸方向と実質的に直交する平坦な円環状に形成されている。伝達面９６には、ニードルスプリング６３によって付勢された鍔部６１が接触している。伝達面９６は、開弁方向への駆動力をノズルニードル６０に伝達する。伝達面９６は、開弁方向と実質的に直交（交差）する径方向及び周方向への鍔部６１の位置ずれを許容している。
【００４４】
内嵌部９０ｂには、小径内嵌壁部９４及びスプリング載置面９７が形成されている。小径内嵌壁部９４は、内嵌部９０ｂの外周面に形成されている。小径内嵌壁部９４は、ピストン収容室４２を区画する円筒状の小径摺動壁部４６ｂに内嵌されている。小径内嵌壁部９４は、小径摺動壁部４６ｂに対する小径ピストン９０の摺動を許容している。小径内嵌壁部９４は、小径摺動壁部４６ｂとの間で油密室７１の油密を維持している。
【００４５】
スプリング載置面９７は、内嵌部９０ｂの頂面に形成されている。スプリング載置面９７には、ピストンスプリング９９の軸方向の一端が載置されている。ピストンスプリング９９は、金属製の線材を螺旋状に巻設したコイル状に形成されている。ピストンスプリング９９は、スプリング載置面９７と、高圧流路４１の区画壁に形成された段差部４６ｃとの間に押し縮められた状態で配置されている。ピストンスプリング９９及びニードルスプリング６３の各弾性力により、小径ピストン９０及びノズルニードル６０は、一体的に軸方向に変位可能となる。
【００４６】
以上の構成による燃料噴射装置１００の噴射作動の詳細を、図３及び図４に基づいて順に説明する。
【００４７】
機関制御装置１７から駆動部３０に開弁方向の駆動電流の印加が開始されると、圧電素子積層体３１は、軸方向に膨張する。これにより、圧電素子積層体３１の下端が加圧ピストン３３を押し下げる方向へ変位する。圧電素子積層体３１の下端の変位は、応力緩和機構３２を介して大径ピストン８０に伝達される。大径ピストン８０は、圧電素子積層体３１の下端の動きに同期して、軸方向に変位する。
【００４８】
大径ピストン８０の変位により、油密室７１の燃料は、大径加圧面８１によって圧縮される。故に、小径ピストン９０の小径受圧面９１は、油密室７１の燃料に押されて、持ち上げられる。このとき、大径加圧面８１が燃料を押し退けることによって減少した油密室７１の容積と、燃料が小径受圧面９１を持ち上げることによって増加した油密室７１の容積とは、実質的に同一となる。上述のように、大径加圧面８１の面積が小径受圧面９１の面積よりも広いため、軸方向に沿った小径ピストン９０の変位量は、大径ピストン８０の変位量よりも大きくなる。
【００４９】
以上のように、変位伝達機構７０は、パスカルの原理に従い、大径ピストン８０の変位を油密室７１の燃料によって拡大し、小径ピストン９０に伝達する。加えて、大径ピストン８０の変位は、油密室７１の燃料によって１８０°反転され、小径ピストン９０に伝達される。こうして小径ピストン９０は、大径ピストン８０の動きに同期して、大径ピストン８０とは逆方向に変位する。小径ピストン９０によって伝達される駆動力により、ノズルニードル６０が開弁方向に持ち上げられる。その結果、主弁部５０が開弁されて、噴孔４４からの燃料の噴射が開始される。
【００５０】
機関制御装置１７は、圧電素子積層体３１に印加する駆動電流により、圧電素子積層体３１の作動速度及び変位量を制御可能である。故に、一回の噴射途中において、圧電素子積層体３１への駆動電流のさらなる印加が行われると、圧電素子積層体３１の下端は、大径ピストン８０をさらに押し下げる。その結果、小径ピストン９０及びノズルニードル６０が開弁方向にさらに変位し、噴射率の増加が生じる。以上のように、燃料噴射装置１００の構成によれば、機関制御装置１７は、燃料の噴射率を任意に変更可能となる。
【００５１】
そして、機関制御装置１７から駆動部３０へ閉弁方向の駆動電流が印加されると、圧電素子積層体３１の下端から応力緩和機構３２に作用していた駆動力は、消失する。これにより、圧電素子積層体３１の下端及び大径ピストン８０等は、ニードルスプリング６３の弾性力等によって一体的に上方へ持ち上げられる。加えて、小径ピストン９０及びノズルニードル６０も、ニードルスプリング６３の弾性力及び燃料圧力等により、閉弁方向へ向けて一体的に変位し、主弁部５０を閉弁させる。以上により、噴孔４４からの燃料噴射は中断される。
【００５２】
ここまで説明した第一実施形態によれば、駆動部３０の発生させた駆動力は、油密室７１の燃料を圧縮する方向に大径ピストン８０を変位させる。そして、小径ピストン９０が油密室７１の燃料に押されることにより、駆動部３０の発生駆動力は、作用する方向を変更されたうえでノズルニードル６０に伝達される。以上のように、燃料によって駆動力の方向が変更されることで、駆動部３０によって直接的にノズルニードル６０を変位させる燃料噴射装置１００であっても、駆動力の伝達に起因する機械的な摩耗は、低減可能となる。
【００５３】
加えて第一実施形態では、駆動部３０の生じさせた変位は、油密室７１を満たす燃料によって拡大され、小径ピストン９０及びノズルニードル６０に伝達される。以上の構成であれば、燃料によって変位量の拡大が行われるため、変位量の変換及び伝達に伴う機械的な摩耗も、低減可能となる。
【００５４】
また第一実施形態では、パスカルの原理に基づき、大径加圧面８１及び小径受圧面９１の面積比によって、変位伝達機構７０の変位の拡大率が決定される。故に、設計段階における面積比の変更により、変位伝達機構７０における変位の拡大率が調整され得る。以上によれば、燃料噴射装置１００は、圧電素子積層体３１の発生させる駆動力及び変位量を、変位伝達機構７０を用いて、ノズルニードル６０の開弁に好適な開弁力及び変位量に確実に変換できる。
【００５５】
さらに第一実施形態では、大径加圧面８１の面積を小径受圧面９１の面積よりも大きくすることで、変位伝達機構７０は、圧電素子積層体３１の動きを拡大して、ノズルニードル６０に伝達している。以上によれば、変位量の確保が難しい圧電素子積層体３１を用いていても、燃料噴射装置１００は、圧電素子積層体３１の伸縮動作によってノズルニードル６０を直接的に駆動して、主弁部５０を開閉できる。
【００５６】
加えて第一実施形態の伝達面９６は、鍔部６１の径方向への位置ずれを許容している。故に、小径ピストン９０に対するノズルニードル６０の傾きは、伝達面９６と鍔部６１との間で吸収され得る。こうした構成であれば、小径ピストン９０を傾けて、大径内嵌壁部９３及び小径内嵌壁部９４等を過度に摩耗させてしまうような応力の発生は、防がれる。
【００５７】
また第一実施形態によれば、ストローク部３４ａ及び大径ピストン８０の変位の方向は、油密室７１の燃料によって反転される。故に、圧電素子積層体３１が大径ピストン８０を押し下げる方向の駆動力しか発生させられなくても、ノズルニードル６０には、開弁方向へ向けて引き上げる方向の駆動力が入力されるようになる。
【００５８】
さらに第一実施形態のように、油密室７１の燃料によって変位方向が反転される構成では、大径ピストン８０及び小径ピストン９０の間に、駆動力の伝達に伴って拡縮する拡縮空間７３が形成されてしまう。そのため、大径ピストン８０には、拡縮空間７３の内外を連通するピストン連通孔８４が形成されている。ピストン連通孔８４は、燃料を流通させることにより、大径ピストン８０及び小径ピストン９０の相対変位に起因した拡縮空間７３の圧力変動を抑制し得る。以上によれば、拡縮空間７３の燃料によって大径ピストン８０及び小径ピストン９０の相対変位が妨げられる事態は、回避される。
【００５９】
加えて第一実施形態の大径ピストン８０及び小径ピストン９０は、それぞれに設けられた摺動内周壁部８３及び大径内嵌壁部９３により、油密室７１の油密を形成している。以上のように、各ピストン８０，９０の間に他の部材を介在させない構成であれば、変位伝達機構７０の体格は、小さく維持され得る。したがって、燃料噴射装置１００の大型化を防ぐことが可能になる。
【００６０】
また第一実施形態では、大径ピストン８０及び小径ピストン９０の周方向への回転が規制されている。以上の構成によれば、大径ピストン８０及び小径ピストン９０の油密形成部分の回転に起因した摩耗は、低減される。加えて、大径ピストン８０の回転規制によれば、ピストン連通孔８４の位置は、高圧流路４１の開口近傍に維持される。故に、高圧流路４１を通じて供給される高圧燃料は、ピストン収容室４２を通過して、円滑に噴孔４４の近傍に流れる。
【００６１】
尚、第一実施形態において、高圧流路４１が「供給流路」に相当し、ノズルニードル６０が「弁部材」に相当し、大径ピストン８０が「第一ピストン部材」に相当し、大径加圧面８１が「第一ピストン面」に相当する。また、ピストン連通孔８４が「連通孔」に相当し、小径ピストン９０が「第二ピストン部材」に相当し、小径受圧面９１が「第二ピストン面」に相当し、大径内嵌壁部９３が「摺動壁部」に相当し、伝達面９６が「伝達部」に相当する。
【００６２】
（第二実施形態）
図５〜図８に示す第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態による燃料噴射装置２００の変位伝達機構２７０は、大径ピストンプレート２８０、複数（四つ）の小径ピストン２９０、及び区画プレート２７５を備えている。変位伝達機構２７０は、第二実施形態の弁ボデー２４０において、円柱状に形成されたピストン収容室２４２に収容されている。
【００６３】
大径ピストンプレート２８０は、第一実施形態の大径ピストン８０（図２参照）に相当する構成である。大径ピストンプレート２８０は、ストローク部３４ａと一体的に軸方向に変位可能となっている。大径ピストンプレート２８０は、駆動部３０から入力される駆動力により、油密室２７１の燃料を圧縮する方向に変位する。大径ピストンプレート２８０は、プレート本体２８１及び複数（四つ）の大径ピストンロッド２８５等によって構成されている。
【００６４】
プレート本体２８１は、金属材料により、底壁部２８１ａ及び周壁部２８１ｂを有する有底の円筒状に形成されている。底壁部２８１ａには、第一実施形態と実質同一のピストン連通孔８４が形成されている。周壁部２８１ｂには、第一実施形態と実施同一の摺動外周壁部８２に加えて、ピストン載置面２８３が形成されている。
【００６５】
ピストン載置面２８３は、区画プレート２７５と対向する周壁部２８１ｂの頂面に形成されている。ピストン載置面２８３は、円環状に形成された平面である。ピストン載置面２８３は、複数の大径ピストンロッド２８５の各端面と接している。ピストン載置面２８３は、駆動部３０から入力される駆動力により、各大径ピストンロッド２８５を油密室２７１へ向けて押圧する。
【００６６】
大径ピストンロッド２８５は、金属材料により、細長い円柱状に形成されている。各大径ピストンロッド２８５は、プレート本体２８１の周方向に沿って互いに等間隔で配置されている（図６参照）。大径ピストンロッド２８５は、区画プレート２７５に設けられた大径ロッド孔２７８（後述する）に挿通されている。大径ピストンロッド２８５には、大径加圧面２８６、大径押圧面２８７、及び大径ロッド外周壁２８８が形成されている。
【００６７】
大径加圧面２８６は、大径ピストンロッド２８５の両端面のうちで、油密室２７１に臨む一方の端面に形成されている。大径加圧面２８６は、真円状に形成された平面である。大径ピストンプレート２８０が駆動部３０によって押し下げられることにより、大径加圧面２８６は、油密室２７１の燃料を加圧する。
【００６８】
大径押圧面２８７は、大径ピストンロッド２８５の両端面のうちで、ピストン載置面２８３と接する他方の端面に形成されている。大径加圧面２８６は、大径加圧面２８６と同様に、真円状に形成された平面である。大径押圧面２８７は、ピストン載置面２８３により、油密室２７１へ向けて押圧される。大径押圧面２８７は、ピストン載置面２８３に対して、径方向及び周方向への位置ずれを許容されている。
【００６９】
大径ロッド外周壁２８８は、大径ピストンロッド２８５の外周面に形成されている。大径ロッド外周壁２８８の外径は、大径ロッド孔２７８の内径と同程度である。大径ロッド外周壁２８８は、区画プレート２７５に対する大径ピストンロッド２８５の摺動を許容している。大径ロッド外周壁２８８は、大径ロッド孔２７８との間で油密室２７１の油密を維持している。
【００７０】
小径ピストン２９０は、第一実施形態の小径ピストン９０（図２参照）に相当する構成である。小径ピストン２９０は、油密室２７１の燃料によって拡大及び１８０°反転された大径ピストンロッド２８５の変位を、ノズルニードル６０に伝達する部材である。小径ピストン２９０は、区画プレート２７５に設けられた小径ロッド孔２７９（後述する）に挿通されている。各小径ピストン２９０は、プレート本体２８１の周方向に沿って互いに等間隔で配置されている（図６参照）。小径ピストン２９０及び大径ピストンロッド２８５は、プレート本体２８１の径方向に沿って並んでいる。
【００７１】
小径ピストン２９０は、金属材料により、細長い円柱状に形成されている。小径ピストン２９０の外径は、大径ピストンロッド２８５の外径よりも小さい。小径ピストン２９０の軸方向の長さは、大径ピストンロッド２８５の軸方向の長さと実質同一である。小径ピストン２９０には、小径受圧面２９１、小径ロッド外周壁２９３、及び小径伝達面２９６が形成されている。
【００７２】
小径受圧面２９１は、小径ピストン２９０の両端面のうちで、油密室２７１に臨む一方の端面に形成されている。小径受圧面２９１は、真円状に形成された平面である。複数の小径受圧面２９１の面積の総和（以下、「小径受圧面２９１の総面積」）は、複数の大径加圧面２８６の面積の総和（以下、「大径加圧面２８６の総面積」）と異なっている。第二実施形態では、大径加圧面２８６の総面積は、小径受圧面２９１の総面積よりも大きい。小径受圧面２９１は、小径ピストン２９０を押し上げる力を油密室２７１の燃料から受ける。
【００７３】
小径ロッド外周壁２９３は、小径ピストン２９０の外周面に形成されている。小径ロッド外周壁２９３の外径は、小径ロッド孔２７９の内径と同程度である。小径ロッド外周壁２９３は、区画プレート２７５に対する小径ピストン２９０の摺動を許容している。小径ロッド外周壁２９３は、小径ロッド孔２７９との間で油密室２７１の油密を維持している。
【００７４】
小径伝達面２９６は、小径ピストン２９０の両端面のうちで、底壁部２８１ａと対向する他方の端面に形成されている。小径伝達面２９６は、小径ピストン２９０の軸方向と実質的に直交する真円状の平坦面である。各小径伝達面２９６には、ノズルニードル６０の鍔部６１が載置されている。小径伝達面２９６は、開弁方向と実質的に直交する径方向及び周方向への鍔部６１の位置ずれを許容しつつ、開弁方向の駆動力をノズルニードル６０に伝達する。
【００７５】
区画プレート２７５は、金属材料によって円盤状に形成されている。区画プレート２７５は、弁ボデー２４０に収容されており、弁ボデー２４０に固定されている。区画プレート２７５には、区画壁部２７６、ニードル挿通孔２７７、大径ロッド孔２７８、及び小径ロッド孔２７９が形成されている。
【００７６】
区画壁部２７６は、噴孔側を向く区画プレート２７５の下端面に形成された円環状の凹部である。区画壁部２７６は、大径加圧面２８６、小径受圧面２９１、及びピストン収容室２４２の底壁面２４２ａと共に、扁平な円環状の油密室２７１を区画している。油密室２７１は、燃料によって満たされている。
【００７７】
ニードル挿通孔２７７は、区画プレート２７５の径方向の中央に設けられた貫通孔である。ニードル挿通孔２７７には、ノズルニードル６０が挿通されている。ニードル挿通孔２７７の内径は、ノズルニードル６０の外径よりも大きくされている。燃料は、ニードル挿通孔２７７及びノズルニードル６０の間を流通して、噴孔４４に到達する。
【００７８】
大径ロッド孔２７８は、区画プレート２７５を軸方向に貫通する貫通孔である。大径ロッド孔２７８は、区画プレート２７５の周方向に沿って等間隔で複数形成されている（図７参照）。大径ロッド孔２７８は、大径ピストンロッド２８５に外嵌されている。大径ロッド孔２７８の一端は、油密室２７１の天井面に開口している。大径ロッド孔２７８の内周壁は、大径外嵌壁２７８ａを形成している。大径外嵌壁２７８ａは、大径ピストンロッド２８５の摺動を許容しつつ、大径ロッド外周壁２８８との間で油密室２７１の油密を形成している。
【００７９】
小径ロッド孔２７９は、区画プレート２７５を軸方向に貫通する貫通孔である。小径ロッド孔２７９は、大径ロッド孔２７８よりも小径である。小径ロッド孔２７９は、大径ロッド孔２７８と同様に、区画プレート２７５の周方向に沿って等間隔で複数形成されている（図７参照）。小径ロッド孔２７９は、大径ロッド孔２７８の径方向の内側に位置している。小径ロッド孔２７９及び大径ロッド孔２７８の間には、強度確保のために所定の間隔が設けられている。小径ロッド孔２７９は、小径ピストン２９０に外嵌されている。小径ロッド孔２７９の一端は、油密室２７１の天井面に開口している。小径ロッド孔２７９の内周壁は、小径外嵌壁２７９ａを形成している。小径外嵌壁２７９ａは、小径ピストン２９０の摺動を許容しつつ、小径外嵌壁２７９ａとの間で油密室の油密を形成している。
【００８０】
以上の構成による燃料噴射装置２００では、圧電素子積層体３１の膨張によって生じた駆動力が応力緩和機構３２を介して大径ピストンプレート２８０に入力され、各大径加圧面２８６によって油密室２７１の燃料が圧縮される。その結果、各小径ピストン２９０は、油密室２７１の燃料によって各小径受圧面２９１を押し上げられ、ノズルニードル６０を開弁方向に変位させる。以上により、噴孔４４からの燃料噴射が開始される。このとき、大径加圧面２８６の総面積が小径受圧面２９１の総面積よりも広いため、大径ピストンプレート２８０の変位は、油密室２７１の燃料によって拡大され、小径ピストン２９０及びノズルニードル６０に伝達される。
【００８１】
また、圧電素子積層体３１の動作は、変位伝達機構２７０を介して直接的にノズルニードル６０に伝達される。故に、機関制御装置１７は、圧電素子積層体３１の作動速度及び変位量を制御することにより、一回の噴射途中において、噴射率の態様を変化させることが可能となる。
【００８２】
ここまで説明した第二実施形態でも、油密室２７１の燃料によって駆動力の方向が変更される。故に、第一実施形態と同様の効果を奏し、直動式の燃料噴射装置２００であっても、駆動力の伝達に伴う機械的な摩耗は、低減可能となる。
【００８３】
加えて第二実施形態では、油密室２７１の油密を形成する摺動部が、円柱状の大径ピストンロッド２８５及び小径ピストン２９０に独立して設けられている。こうした構成であれば、高い寸法精度が要求される大径ロッド外周壁２８８及び小径ロッド外周壁２９３の加工が比較的に容易となる。
【００８４】
尚、第二実施形態において、大径ピストンプレート２８０が「第一ピストン部材」に相当し、大径加圧面２８６が「第一ピストン面」に相当する。また、小径ピストン２９０が「第二ピストン部材」に相当し、小径受圧面２９１が「第二ピストン面」に相当し、区画プレート２７５が「区画部材」に相当する。そして、大径外嵌壁２７８ａが「第一摺動壁部」に相当し、小径外嵌壁２７９ａが「第二摺動壁部」に相当し、小径伝達面２９６が「伝達部」に相当する。
【００８５】
（他の実施形態）
以上、複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
【００８６】
上記実施形態において、摺動内周壁部８３及び大径内嵌壁部９３、大径ロッド外周壁２８８及び大径外嵌壁２７８ａ、並びに小径ロッド外周壁２９３及び小径外嵌壁２７９ａの各間は、油密に形成されていた。こうした油密形成部分は、高圧流路から油密室への高圧燃料のゆっくりとした浸入を許容する一方で、駆動力の伝達時において、油密室から高圧流路への漏出を実質的に防止している。
【００８７】
上記実施形態では、駆動部の発生駆動力は、油密室の燃料によって１８０°反転されて、大径ピストンから小径ピストンに伝えられていた。しかし、大径ピストンの変位方向を規定する仮想軸線は、小径ピストンの変位方向を規定する仮想軸線と平行でなくてもよく、小径ピストンの仮想軸線に対して傾斜した姿勢に規定されていてもよい。
【００８８】
上記実施形態では、大径加圧面の面積又は総面積と小径受圧面の面積又は総面積とは、互いに異なっていた。この各面積は、正確には、各ピストンの変位軸と実質的に直交する仮想平面に、加圧面及び受圧面を変位軸に沿って投影した投影面積を示している。これらの投影面積が異なっていれば、大径ピストンの変位は、燃料によって拡大又は縮小されて、小径ピストンに伝達される。
【００８９】
上記実施形態では、大径加圧面の面積又は総面積が小径受圧面の面積又は総面積よりも大きくされることにより、変位伝達機構は、ストロークの拡大に伴って駆動力の弱められた変位を、ノズルニードルに伝達していた。しかし、変位伝達機構は、大径加圧面の加圧面積が小径受圧面の受圧面積よりも小さくされることにより、ストロークの縮小に伴って駆動力の強められた変位を、ノズルニードルに伝達することも可能である。さらに、大径加圧面の加圧面積と小径受圧面の受圧面積を等しく規定することにより、変位伝達機構７０は、ストロークの変更を行うことなく、単に変位方向を変更する構成であってもよい。
【００９０】
上記実施形態では、小径ピストンとノズルニードルとが別々の部材で形成される構成により、ノズルニードルの傾きが許容されていた。しかし、小径ピストンとノズルニードルとが一体的に形成されていてもよい。また、小径ピストンとノズルニードルとの間に、駆動力を伝えるための中間部材が設けられていてもよい。さらに、「第一ピストン部材」及び「第二ピストン部材」に相当する構成は、第一実施形態の大径ピストン及び小径ピストンのような一つの部材であってもよく、又は第二実施形態の大径ピストンプレート及び小径ピストン群のような複数の部材であってもよい。
【００９１】
上記実施形態の変位伝達機構は、弁ボデーと協働して油密室を形成していた。しかし、変位伝達機構の構成要素のみで、油密室が区画されていてもよい。また、油密室の容積及び形状は、適宜変更されてよい。
【００９２】
上記実施形態では、燃料として軽油を噴射する燃料噴射装置に本開示の特徴部分を適用した例を説明したが、本開示の特徴部分は、軽油以外の燃料、例えばジメチルエーテル等の液化ガス燃料を噴射する燃料噴射装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００９３】
３０  駆動部、４０，２４０  弁ボデー、４１  高圧流路（供給流路）、４２，２４２  ピストン収容室、４４  噴孔、６０  ノズルニードル（弁部材）、７０，２７０  変位伝達機構、７１，２７１  油密室、７３  拡縮空間、２７５  区画プレート（区画部材）、２７８ａ  大径外嵌壁（第一摺動壁部）、２７９ａ  小径外嵌壁（第二摺動壁部）、８０  大径ピストン（第一ピストン部材）、２８０  大径ピストンプレート（大径ピストン部材）、８１  大径加圧面（第一ピストン面）、８４  ピストン連通孔（連通孔）、９０，２９０  小径ピストン（第二ピストン部材）、９１，２９１  小径受圧面（第二ピストン面）、９３  大径内嵌壁部（摺動壁部）、９６  伝達面（伝達部）、２９６  小径伝達面（伝達部）、１００，２００  燃料噴射装置
【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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