(57)【要約】【課題】アクチュエータ４の伸縮に応じて進退するピストン６と、ピストン６の進退により増減する燃料圧を開弁方向に受ける第１軸部１３とを軸方向に直列に配するインジェクタ１において、ニードル２およびニードル２を支持する部材の加工精度を下げて製造工数を低減することにある。【解決手段】インジェクタ１によれば、第１軸部１３は、第１内部室１７に遊挿される第１スリーブ７により摺動自在に支持され、第２軸部１４は、ボディ１０に摺動自在に支持されている。これにより、第１、第２軸部１３、１４が互いに異なる部材により支持されるとともに、第１スリーブ７の外周側に比較的大きいクリアランスが形成される。このため、ニードル２、ならびにニードル２を支持する第１スリーブ７およびボディ１０の第２内部室１８の近傍を高精度に加工する必要がなくなる。【選択図】図１
2008255869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴孔を開閉するニードルと、
軸方向に伸縮するアクチュエータと、
このアクチュエータの伸縮に応じて軸方向に進退するピストンとを備え、
このピストンの進退に応じて燃料圧が増減される制御室を形成し、
前記ニードルは、
前記制御室の燃料圧を開弁方向に受ける第１軸部と、この第１軸部の先端側に前記第１軸部よりも径小に設けられる第２軸部とを有し、
前記第１軸部と前記第２軸部とが、個別に摺動自在に支持されて軸方向に変位し、
前記アクチュエータの伸長により前記ピストンを前進させて前記制御室の燃料圧を増圧することで、前記ニードルに前記噴孔を開放させるインジェクタにおいて、
前記第１軸部を摺動自在に支持する第１スリーブと、この第１スリーブが内部に遊挿されるボディとを備え、
前記制御室は、前記第１スリーブが先端側に付勢されて前記ボディの内部表面に着座することで、前記第１スリーブの内周面、前記第１軸部よりも先端側の前記ニードルの外周面、および前記ボディの内部表面により区画されて形成されることを特徴とするインジェクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のインジェクタにおいて、
前記第２軸部は、前記第１スリーブよりも先端側で前記ボディに摺動自在に支持されていることを特徴とするインジェクタ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のインジェクタにおいて、
前記ピストンを摺動自在に支持する第２スリーブと、
前記ピストンの先端側に配され、前記ピストンおよび前記第２スリーブとともに前記ピストンの進退に応じて燃料圧が増減される圧力室を形成するフランジとを備え、
前記第２スリーブおよび前記フランジは、前記第１スリーブの後端側に配されて前記ボディに遊挿され、
前記制御室は、前記圧力室と連通することで前記ピストンの進退に応じて燃料圧が増減され、
前記制御室と前記圧力室との連通路は、前記フランジおよび前記第１スリーブと前記ボディとの間に形成される外周室とは隔離され、前記フランジおよび前記第１スリーブを貫通していることを特徴とするインジェクタ。
【請求項４】
請求項３に記載のインジェクタにおいて、
前記第２スリーブと前記ピストンとを軸方向に互いに逆向きに付勢する第１付勢手段を備えることを特徴とするインジェクタ。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載のインジェクタにおいて、
前記第１スリーブ、前記フランジ、および前記第２スリーブは、前記ボディに遊挿されて先端側から順次に軸方向に隣り合い、
前記第２スリーブが先端側に付勢されることで、前記第１スリーブが先端側に付勢されて前記ボディの内部表面に着座していることを特徴とするインジェクタ。
【請求項６】
請求項３ないし請求項５の内のいずれか１つに記載のインジェクタにおいて、
前記ニードルに対し閉弁方向に燃料圧を及ぼす燃料が流出入する背圧室を形成し、
前記背圧室は、前記外周室と連通することで燃料が流出入され、
前記背圧室と前記外周室との連通路は、前記フランジに設けられていることを特徴とするインジェクタ。
【請求項７】
請求項６に記載のインジェクタにおいて、
前記ニードルの先端部により前記噴孔との間が開閉され、前記ニードルに対し開弁方向に燃料圧を及ぼす燃料が流出入するノズル室を形成し、
前記背圧室は、このノズル室と連通していることを特徴とするインジェクタ。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載のインジェクタにおいて、
前記背圧室は、前記第１スリーブ、前記ニードルおよび前記フランジにより形成されていることを特徴とするインジェクタ。
【請求項９】
請求項６ないし請求項８の内のいずれか１つに記載のインジェクタにおいて、
前記ニードルは、前記噴孔と反対側の後端面により前記背圧室の燃料圧を閉弁方向に受けることを特徴とするインジェクタ。
【請求項１０】
請求項６ないし請求項９の内のいずれか１つに記載のインジェクタにおいて、
前記背圧室に収容され、前記ニードルを閉弁方向に付勢する第２付勢手段を備えることを特徴とするインジェクタ。
【請求項１１】
請求項３ないし請求項１０の内のいずれか１つに記載のインジェクタにおいて、
前記フランジおよび前記第１スリーブは、一方が他方に嵌合することで互いに径方向に位置決めされていることを特徴とするインジェクタ。
【請求項１２】
請求項３ないし請求項１１の内のいずれか１つに記載のインジェクタにおいて、
前記第２スリーブおよび前記フランジは、一方が他方に嵌合することで互いに径方向に位置決めされていることを特徴とするインジェクタ。
【請求項１３】
請求項３ないし請求項１０の内のいずれか１つに記載のインジェクタにおいて、
前記第１スリーブ、前記フランジ、および前記第２スリーブは、先端側から順次に軸方向に隣り合い、
前記第１スリーブ、前記フランジ、および前記第２スリーブの内で、少なくとも軸方向に隣り合う２つが一体に成形されていることを特徴とするインジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに燃料を噴射供給するインジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ニードルをリフト駆動して噴孔を開放させるインジェクタでは、噴射応答性を向上するために開弁に要する駆動力を強化する検討がなされている。そして、駆動力を強化する手段として、圧電素子や磁歪素子のように伸長力を発生する素子によりアクチュエータを構成する技術が考えられている。
【０００３】
このように伸長力を利用する従来のインジェクタ１００の一例として、例えば、図４に示すように、噴孔１０１を開閉するニードル１０２と、圧電素子により構成され軸方向に伸縮する圧電アクチュエータ１０３と、圧電アクチュエータ１０３の伸縮に応じて軸方向に進退するピストン１０４と、ピストン１０４を外周側から摺動自在に支持するとともに、ピストン１０４の進退に応じて拡縮される燃料の圧力室１０５を形成する外側スリーブ１０６とを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このインジェクタ１００によれば、ニードル１０２は、圧力室１０５の燃料圧を開弁方向に受けるように組み込まれている。すなわち、ニードル１０２は、後端部をなす第１軸部１０７の先端面が受圧面１０８として後端側に向けて燃料圧を受けるように組み込まれて圧力室１０５を形成している。
【０００５】
そして、インジェクタ１００は、コモンレール等の燃料供給源から受け入れた高圧の燃料をノズル室１０９まで導くとともに、圧電アクチュエータ１０３の伸長によりピストン１０４を先端側に変位させて圧力室１０５の燃料圧を増圧することで、ニードル１０２を開弁方向にリフト駆動して噴孔１０１を開放させ、ノズル室１０９の燃料を噴射する。
【０００６】
しかし、特許文献１のインジェクタ１００によれば、ピストン１０４の内周側に第１軸部１０７が配されるため（つまり、ピストン１０４と第１軸部１０７とが軸方向に並列に配されるため）、インジェクタ１００の外径が大きくなってしまう。また、ニードル１０２のリフト量を規制するストッパを配置するのが困難である。さらに、ピストン１０４が変位する方向とニードル１０２が変位する方向とが逆方向であるため、ピストン１０４に対する第１軸部１０７の相対的な摺動速度が大きく、摺動磨耗が著しい。
【０００７】
そこで、図５に示すように、ピストン１０４と第１軸部１０７とを軸方向に直列に配して外径を小径化するとともに、ピストン１０４の加圧面１１１と第１軸部１０７の受圧面１０８とを分離して各々により別室を形成するインジェクタ１００が考えられている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
すなわち、特許文献２のインジェクタ１００によれば、受圧面１０８は、圧力室１０５から分離され別室とされる制御室１１２を形成し、後端側に向けて制御室１１２の燃料圧を受ける。また、加圧面１１１は、特許文献１のインジェクタ１００と同様に圧力室１０５を形成し、圧力室１０５の燃料に対し先端側に向けて圧力を及ぼす。また、圧力室１０５と制御室１１２とはボディ１１３に設けられる連通路１１４により互いに連通するとともに、第１軸部１０７の後端側には燃料流路１１５に通じる燃料室１１６が形成される。
【０００９】
これにより、インジェクタ１００は、圧電アクチュエータ１０３の伸長によりピストン１０４を先端側に変位させて圧力室１０５の燃料圧を増圧することで、増圧された燃料を制御室１１２へ送り込んでニードル１０２を開弁方向にリフト駆動し、噴孔１０１を開放させて燃料を噴射する（図５（ｂ）参照）。
【００１０】
このため、インジェクタ１００の外径を小径化できるとともに、ニードル１０２のリフト時に燃料室１１６から燃料を流出させ、燃料室１１６の後端側のボディ１１３をストッパとして機能させることができる。さらに、ニードル１０２はボディ１１３にのみ摺接するので相対的な摺動速度も小さくなり、摺動磨耗を緩和することもできる。
【００１１】
しかし、特許文献２のインジェクタ１００によれば、ニードル１０２において、第１軸部１０７および先端側の第２軸部１１７が両方とも同一のボディ１１３に摺動自在に支持されている。したがって、制御室１１２の液密性を確保してニードル１０２をリフト駆動するための駆動力を有効に発生させるため、第１、第２軸部１０７、１１７の両方の外周側でクリアランスを一定以下に抑えるとともに、第１、第２軸部１０７、１１７の変位について同軸度を確保する必要がある。このため、ニードル１０２およびニードル１０２を支持するボディ１１３を極めて高精度に加工する必要があるので、特許文献２のインジェクタ１００は製造工数が高くなってしまう。
【特許文献１】国際公開第２００５／０７５８１１号パンフレット
【特許文献２】特開２００６−１５２９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、アクチュエータの伸縮に応じて進退するピストンと、ピストンの進退により増減する燃料圧を開弁方向に受ける第１軸部とを軸方向に直列に配するインジェクタにおいて、ニードルおよびニードルを支持する部材の加工精度を下げて製造工数を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のインジェクタは、噴孔を開閉するニードルと、軸方向に伸縮するアクチュエータと、アクチュエータの伸縮に応じて軸方向に進退するピストンとを備え、ピストンの進退に応じて燃料圧が増減される制御室を形成する。また、ニードルは、制御室の燃料圧を開弁方向に受ける第１軸部と、第１軸部の先端側に第１軸部よりも径小に設けられる第２軸部とを有し、第１軸部と第２軸部とが、個別に摺動自在に支持されて軸方向に変位する。そして、このインジェクタは、アクチュエータの伸長によりピストンを前進させて制御室の燃料圧を増圧することで、ニードルに噴孔を開放させる。
【００１４】
さらに、このインジェクタは、第１軸部を摺動自在に支持する第１スリーブと、第１スリーブが内部に遊挿されるボディとを備える。そして、制御室は、第１スリーブが先端側に付勢されてボディの内部表面に着座することで、第１スリーブの内周面、第１軸部よりも先端側のニードルの外周面、およびボディの内部表面により区画されて形成される。
【００１５】
これにより、第１、第２軸部が互いに異なる部材により摺動自在に支持されるとともに、第１スリーブの外周側に比較的大きいクリアランスが形成される。このため、第１軸部を支持する部材（第１スリーブ）と第２軸部を支持する部材とは、径方向に互いの相対位置を変えることができる。この結果、ニードルおよびニードルを支持する部材を高精度に加工しなくても、第１、第２軸部の両方の外周側でクリアランスを一定以下に抑えることができるとともに、第１、第２軸部の変位について同軸度を確保することができる。
以上により、ピストンと第１軸部とを軸方向に直列に配するインジェクタにおいて、ニードルおよびニードルを支持する部材の加工精度を下げて製造工数を低減することができる。
【００１６】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載のインジェクタによれば、第２軸部は、第１スリーブよりも先端側でボディに摺動自在に支持されている。
【００１７】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載のインジェクタは、ピストンを摺動自在に支持する第２スリーブと、ピストンの先端側に配され、ピストンおよび第２スリーブとともにピストンの進退に応じて燃料圧が増減される圧力室を形成するフランジとを備える。また、第２スリーブおよびフランジは、第１スリーブの後端側に配されてボディに遊挿され、制御室は、圧力室と連通することでピストンの進退に応じて燃料圧が増減される。そして、制御室と圧力室との連通路は、フランジおよび第１スリーブとボディとの間に形成される外周室とは隔離され、フランジおよび第１スリーブを貫通している。
【００１８】
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載のインジェクタは、第２スリーブとピストンとを軸方向に互いに逆向きに付勢する第１付勢手段を備える。
これにより、第１付勢手段は、第２スリーブを先端側に付勢することで、第２スリーブおよびフランジを介して第１スリーブをボディの内部表面に着座させることができる。同時に、第１付勢手段は、ピストンを後端側に付勢することで、ピストンを介してアクチュエータに圧縮予荷重を付与することができる。
【００１９】
〔請求項５の手段〕
請求項５に記載のインジェクタによれば、第１スリーブ、フランジ、および第２スリーブは、ボディに遊挿されて先端側から順次に軸方向に隣り合う。そして、第２スリーブが先端側に付勢されることで、第１スリーブが先端側に付勢されてボディの内部表面に着座している。
【００２０】
〔請求項６の手段〕
請求項６に記載のインジェクタは、ニードルに対し閉弁方向に燃料圧を及ぼす燃料が流出入する背圧室を形成する。そして、背圧室は、外周室と連通することで燃料が流出入され、背圧室と外周室との連通路は、フランジに設けられている。
これにより、背圧室に燃料を流出入させることで、背圧室の燃料圧を安定的に略一定値に保つとともに背圧室の容積を迅速に拡縮することができる。このため、ニードルの動作応答性を高めることができる。
【００２１】
〔請求項７の手段〕
請求項７に記載のインジェクタは、ニードルの先端部により噴孔との間が開閉され、ニードルに対し開弁方向に燃料圧を及ぼす燃料が流出入するノズル室を形成し、背圧室は、ノズル室と連通している。
【００２２】
〔請求項８の手段〕
請求項８に記載のインジェクタによれば、背圧室は、第１スリーブ、ニードルおよびフランジにより形成されている。
【００２３】
〔請求項９の手段〕
請求項９に記載のインジェクタによれば、ニードルは、噴孔と反対側の後端面により背圧室の燃料圧を閉弁方向に受ける。
【００２４】
〔請求項１０の手段〕
請求項１０に記載のインジェクタは、背圧室に収容され、ニードルを閉弁方向に付勢する第２付勢手段を備える。
これにより、ニードルの閉弁動作を迅速化することができる。このため、ニードルの閉弁時の動作応答性を、さらに高めることができる。
【００２５】
〔請求項１１の手段〕
請求項１１に記載のインジェクタによれば、フランジおよび第１スリーブは、一方が他方に嵌合することで互いに径方向に位置決めされている。
これにより、ニードルのストッパとして機能できる第１スリーブまたはフランジを個別に製造できるので、各々を高精度に加工できる。このため、ストッパ位置を高精度に設定することができる。
【００２６】
〔請求項１２の手段〕
請求項１２に記載のインジェクタによれば、第２スリーブおよびフランジは、一方が他方に嵌合することで互いに径方向に位置決めされている。
これにより、第２スリーブとフランジとを個別に製造できるので、圧力室を形成する各々の面を高精度に加工できる。このため、圧力室の容積を高精度に設定することができるので、制御室の燃料圧およびニードルのリフトに対する制御精度を高めることができる。
【００２７】
〔請求項１３の手段〕
請求項１３に記載のインジェクタによれば、第１スリーブ、フランジ、および第２スリーブは、ボディに遊挿されて先端側から順次に軸方向に隣り合う。そして、第１スリーブ、フランジ、および第２スリーブの内で、少なくとも軸方向に隣り合う２つが一体に成形されている。
これにより、部品点数を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
最良の形態１のインジェクタは、噴孔を開閉するニードルと、軸方向に伸縮するアクチュエータと、アクチュエータの伸縮に応じて軸方向に進退するピストンとを備え、ピストンの進退に応じて燃料圧が増減される制御室を形成する。また、ニードルは、制御室の燃料圧を開弁方向に受ける第１軸部と、第１軸部の先端側に第１軸部よりも径小に設けられる第２軸部とを有し、第１軸部と第２軸部とが、個別に摺動自在に支持されて軸方向に変位する。そして、このインジェクタは、アクチュエータの伸長によりピストンを前進させて制御室の燃料圧を増圧することで、ニードルに噴孔を開放させる。
【００２９】
さらに、このインジェクタは、第１軸部を摺動自在に支持する第１スリーブと、第１スリーブが内部に遊挿されるボディとを備える。そして、制御室は、第１スリーブが先端側に付勢されてボディの内部表面に着座することで、第１スリーブの内周面、第１軸部よりも先端側のニードルの外周面、およびボディの内部表面により区画されて形成される。
なお、第２軸部は、第１スリーブよりも先端側でボディに摺動自在に支持されている。
【００３０】
また、このインジェクタは、ピストンを摺動自在に支持する第２スリーブと、ピストンの先端側に配され、ピストンおよび第２スリーブとともにピストンの進退に応じて燃料圧が増減される圧力室を形成するフランジとを備える。また、第２スリーブおよびフランジは、第１スリーブの後端側に配されてボディに遊挿され、制御室は、圧力室と連通することでピストンの進退に応じて燃料圧が増減される。そして、制御室と圧力室との連通路は、フランジおよび第１スリーブとボディとの間に形成される外周室とは隔離され、フランジおよび第１スリーブを貫通している。
【００３１】
また、このインジェクタは、第２スリーブとピストンとを軸方向に互いに逆向きに付勢する第１付勢手段を備える。
ここで、第１スリーブ、フランジ、および第２スリーブは、ボディに遊挿されて先端側から順次に軸方向に隣り合う。そして、第２スリーブが先端側に付勢されることで、第１スリーブが先端側に付勢されてボディの内部表面に着座している。
【００３２】
さらに、このインジェクタは、ニードルに対し閉弁方向に燃料圧を及ぼす燃料が流出入する背圧室を形成する。そして、背圧室は、外周室と連通することで燃料が流出入され、背圧室と外周室との連通路は、フランジに設けられている。
なお、インジェクタは、ニードルの先端部により噴孔との間が開閉され、ニードルに対し開弁方向に燃料圧を及ぼす燃料が流出入するノズル室を形成し、背圧室は、ノズル室と連通している。
【００３３】
また、背圧室は、第１スリーブ、ニードルおよびフランジにより形成されている。そして、ニードルは、噴孔と反対側の後端面により背圧室の燃料圧を閉弁方向に受ける。
さらに、インジェクタは、背圧室に収容され、ニードルを閉弁方向に付勢する第２付勢手段を備える。
【００３４】
また、フランジおよび第１スリーブは、一方が他方に嵌合することで互いに径方向に位置決めされ、第２スリーブおよびフランジも、一方が他方に嵌合することで互いに径方向に位置決めされている。
【実施例１】
【００３５】
〔実施例１の構成〕
実施例１のインジェクタ１の構成を、図１を用いて説明する。
インジェクタ１は、例えば、ディーゼルエンジンのような直噴型のエンジン（図示せず）に搭載され、コモンレールから受け入れた高圧の燃料を、直接、気筒内に噴射供給するものであり、ニードル２をリフト駆動して噴孔３を開放することで燃料を噴射する。また、インジェクタ１は、電圧印加により伸長する圧電素子によりアクチュエータ４が構成され、圧電素子の伸長力をニードル２の駆動力として利用するものである。
【００３６】
このインジェクタ１は、噴孔３を開閉するニードル２と、軸方向に伸縮するアクチュエータ４と、アクチュエータ４の伸縮に応じて軸方向に進退するピストン６と、ニードル２を摺動自在に支持する第１スリーブ７と、ピストン６を摺動自在に支持する第２スリーブ８と、第１、第２スリーブ７、８の間に配されるフランジ９と、第１、第２スリーブ７、８およびフランジ９が遊挿されるボディ１０とを備える。
【００３７】
ニードル２は、後端部が第１スリーブ７に支持される第１軸部１３をなす。また、第１軸部１３の先端側の部分は、第１軸部１３よりも径小に設けられ、ボディ１０に摺動自在に支持される第２軸部１４をなす。さらに、第２軸部１４の先端側の部分（つまり、ニードル２の先端部）は、第２軸部１４よりも径小に設けられ、噴孔３を開閉する弁部１５をなす。すなわち、ニードル２は、第１、第２軸部１３、１４が個別に摺動自在に支持されて軸方向に変位することにより噴孔３を開閉する。
【００３８】
ここで、ボディ１０は、第１、第２スリーブ７、８およびフランジ９を収容する径大の第１内部室１７の先端側に、第１内部室１７よりも径小の第２内部室１８を有し、第２軸部１４は、自身の外周面１９が第２内部室１８をなす内周面２０に摺接することでボディ１０に支持されている。つまり、第２軸部１４は、第１スリーブ７よりも先端側でボディ１０に摺動自在に支持されている。
【００３９】
また、第１、第２スリーブ７、８およびフランジ９は、先端側から第１スリーブ７、フランジ９、および第２スリーブ８の順に配され軸方向に隣り合っている。そして、第１、第２スリーブ７、８およびフランジ９の外周面と第１内部室１７をなす内周面との間に形成される空間には、コモンレールから受け入れた高圧の燃料が充満している。
【００４０】
また、弁部１５の外周面と内周面２０とで形成される空間は、ニードル２に対し開弁方向に燃料圧を及ぼす燃料が流出入するノズル室２３をなす。そして、内周面２０の先端側に弁部１５が離着するシート面２４が設けられ、さらに、シート面２４の先端に噴孔３が開口している。これにより、弁部１５がシート面２４から離座すると、噴孔３とノズル室２３との間が開放されてノズル室２３の燃料が噴孔３から噴射され、弁部１５がシート面２４に着座すると、噴孔３とノズル室２３との間が閉鎖されて燃料の噴射が停止される。
【００４１】
アクチュエータ４は、後端がボディ１０に固定されるとともに先端がピストン６の後端面に当接している。これにより、アクチュエータ４は、電圧印加を受けると先端側に向けて伸長力を発揮し、この伸長力によりピストン６を先端側に付勢する。なお、アクチュエータ４は、第１、第２スリーブ７、８およびフランジ９等とともに第１内部室１７に収容されている。
【００４２】
ピストン６は、先端面２６により後記する圧力室２７を形成する。そして、ピストン６は、アクチュエータ４から受ける伸長力により先端側に変位して圧力室２７の燃料圧を増圧する。つまり、ピストン６の先端面２６は、圧力室２７の燃料圧を増圧する加圧面をなす。また、アクチュエータ４で電圧印加が停止され伸長力が発生しなくなると、ピストン６は後記する第１スプリング２８に付勢されて後端側に変位する。
【００４３】
第１スリーブ７は、先端側に付勢されて第１内部室１７をなす内部表面３０に着座することで、ニードル２およびボディ１０とともに制御室３１を形成する。すなわち、制御室３１は、第１スリーブ７の内周面３２、外周面１９、第１軸部１３の先端面３３および内部表面３０により区画されて形成される。
【００４４】
そして、先端面３３が制御室３１の燃料圧を後端側に向けて受ける受圧面として機能することで、ニードル２は、制御室３１の燃料圧により開弁方向に付勢される。なお、第１スリーブ７は、後記する第１スプリング２８により第２スリーブ８およびフランジ９を介して先端側に付勢されて内部表面３０に着座している。
【００４５】
第２スリーブ８は、ピストン６およびフランジ９とともに圧力室２７を形成する。すなわち、圧力室２７は、第２スリーブ８の内周面３６、先端面２６およびフランジ９の後端面３７により区画されて形成される。そして、前記のように先端面２６が加圧面として機能することで、圧力室２７の燃料圧が増減される。つまり、ピストン６の進退に応じて、圧力室２７の容積が拡縮され圧力室２７の燃料圧が増減される。
【００４６】
また、圧力室２７は、連通路３９により制御室３１と連通しているため、圧力室２７の燃料圧が増減されると、制御室３１の燃料圧も増減される。つまり、ピストン６の進退に応じて制御室３１の燃料圧も増減される。なお。連通路３９は、高圧の燃料が充満するフランジ９および第１スリーブ７の外周側の第１内部室１７とは隔離され、フランジ９および第１スリーブ７を貫通している。
【００４７】
また、第２スリーブ８の先端部とピストン６の後端部との間に、第１スプリング２８が装着されている。第１スプリング２８は、第２スリーブ８とピストン６とを軸方向に互いに逆向きに付勢しており、第２スリーブ８を先端側に付勢することで、第２スリーブ８およびフランジ９を介して第１スリーブ７をボディ１０の内部表面３０に着座させている。また、第１スプリング２８は、ピストン６を後端側に付勢することでピストン６に対する復元バネとして機能するとともに、ピストン６を介してアクチュエータ４に圧縮予荷重を付与している。
【００４８】
フランジ９は、第１スリーブ７およびニードル２とともに、ニードル２に対し閉弁方向に燃料圧を及ぼす燃料が流出入する背圧室４１を形成する。すなわち、背圧室４１は、内周面３２、第１軸部１３の後端面４２およびフランジ９の先端面４３等により形成される。そして、ニードル２は、後端面４２により背圧室４１の燃料圧を閉弁方向に受ける。なお、先端面４３は、ニードル２がリフト駆動されて後端側に変位すると、後端面４２に当接される。つまり、フランジ９は、ニードル２のリフト量を規制するストッパとして機能する。
【００４９】
また、背圧室４１は、フランジ９に設けられた連通路４５により第１内部室１７と連通しており、連通路４５を介して第１内部室１７との間で燃料が流出入される。さらに、背圧室４１は、第２軸部１４に設けられた連通路４６によりノズル室２３と連通している。また、背圧室４１には、ニードル２を閉弁方向に付勢する第２スプリング４７が収容されている。
【００５０】
なお、フランジ９と第１スリーブ７とは、フランジ９の先端部が第１スリーブ７に嵌合することで互いに径方向に位置決めされ、第２スリーブ８とフランジ９とは、フランジ９の後端部が第２スリーブ８に嵌合することで互いに径方向に位置決めされている。
【００５１】
以上の構成により、アクチュエータ４に電圧が印加されると、ピストン６が先端側に変位して圧力室２７の燃料圧が増圧される。これにより、圧力室２７で増圧された燃料が連通孔３９を介して制御室３１に流入するので、制御室３１の燃料圧も増圧されてニードル２が開弁方向に駆動される。このため、噴孔３が開放されてノズル室２３の燃料が噴射される。
【００５２】
このとき、背圧室４１の燃料は連通路４５を介して第１内部室１７に流出し、ニードル２のリフト量は、第１軸部１３がフランジ９に当接することで規制される。また、ノズル室２３には、連通路４５、背圧室４１、連通孔４６を介して第１内部室１７から高圧の燃料が流入する。
【００５３】
そして、アクチュエータ４への電圧印加が停止されると、圧力室２７の燃料圧が増圧されなくなるので、制御室３１の燃料圧も低下する。これにより、ニードル２が第２スプリング４７に付勢されて閉弁方向に駆動され、噴孔３が閉鎖されて燃料の噴射が停止される。また、背圧室４１には連通路４５を介して第１内部室１７から高圧の燃料が流入し、ピストン６は第１スプリング２８に付勢されて後端側に変位する。
【００５４】
〔実施例１の効果〕
実施例１のインジェクタ１は、第１軸部１３を摺動自在に支持する第１スリーブ７を備え、第１スリーブ７は、第１内部室１７に遊挿されている。また、第２軸部１４は、第１スリーブ７よりも先端側でボディ１０に摺動自在に支持されている。
これにより、第１、第２軸部１３、１４が互いに異なる部材により摺動自在に支持されるとともに、第１スリーブ７の外周側に比較的大きいクリアランスが形成される。このため、第１軸部１３を支持する第１スリーブ７と第２軸部１４を支持するボディ１０とは、径方向に互いの相対位置を変えることができる。この結果、ニードル２、第１スリーブ７およびボディ１０の第２内部室１８の近傍を高精度に加工しなくても、第１、第２軸部１３、１４の両方の外周側でクリアランスを一定以下に抑えることができるとともに、第１、第２軸部１３、１４の変位について同軸度を確保することができる。
以上により、ニードル２、第１スリーブ７およびボディ１０の加工精度を上げる必要がなくなるので、インジェクタ１の製造工数を低減することができる。
【００５５】
また、第２スリーブ８とフランジ９とは別体に設けられ、フランジ９の後端部が第２スリーブ８に嵌合することで互いに径方向に位置決めされている。
これにより、圧力室２７を形成する第２スリーブ８の内周面３６やフランジ９の後端面３７を高精度に加工できるので、圧力室２７の容積を高精度に設定して制御室３１の燃料圧およびニードル２のリフトに対する制御精度を高めることができる。
【００５６】
また、第１スプリング２８は、第２スリーブ８とピストン６とを軸方向に互いに逆向きに付勢する。
これにより、第２スリーブ８を先端側に付勢して第１スリーブ７をボディ１０の内部表面３０に着座させるとともに、ピストン６を後端側に付勢してアクチュエータ４に圧縮予荷重を付与することができる。
【００５７】
また、背圧室４１は、連通路４５を介して第１内部室１７との間で燃料を自在に流出入させることができる。
これにより、背圧室４１の燃料圧を安定的に略一定値に保つとともに背圧室４１の容積を迅速に拡縮することができるので、ニードル２の動作応答性を高めることができる。
【００５８】
また、背圧室４１を形成する第１スリーブ７とフランジ９とは別体に設けられ、フランジ９の先端部が第１スリーブ７に嵌合することで互いに径方向に位置決めされる。
これにより、第１スリーブ７およびフランジ９を高精度に加工できるので、フランジ９をストッパとするニードル２のリフト量を高精度に設定することができる。
【００５９】
また、背圧室４１には、ニードル２を閉弁方向に付勢する第２スプリング４７が収容されている。
これにより、ニードル２の閉弁動作を迅速化することができるので、ニードル２の閉弁時の動作応答性をさらに高めることができる。
【実施例２】
【００６０】
実施例２のインジェクタ１によれば、ニードル２には連通孔４６が設けられておらず、図２に示すように、ノズル室２３は、ボディ１０に設けられた連通孔４９により第１内部室１７と連通する。これにより、ノズル室２３には、背圧室４１を経由せずに第１内部室１７から直接的に高圧の燃料が流入する。
【００６１】
〔変形例〕
実施例１、２のインジェクタ１によれば、第１、第２スリーブ７、８およびフランジ９は全て別体として設けられていたが、第１スリーブ７とフランジ９とを一体に成形してもよく、第２スリーブ８とフランジ９とを一体に成形してもよく、第１、第２スリーブ７、８およびフランジ９を全て一体に成形してもよい（図３参照）。この場合、インジェクタ１の部品点数を削減することができる。
【００６２】
また、実施例１、２のインジェクタ１によれば、フランジ９の先端部が第１スリーブ７に嵌合し、フランジ９の後端部が第２スリーブ８に嵌合していたが、第１スリーブ７をフランジ９に嵌合できるように嵌合構造を変更してもよく、第２スリーブ８をフランジ９に嵌合できるように嵌合構造を変更してもよい。
また、実施例１、２のインジェクタ１によれば、アクチュエータ４は圧電素子により構成されていたが、磁界の発生により伸長する磁歪素子によりアクチュエータ４を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】インジェクタの構成図である（実施例１）。
【図２】インジェクタの構成図である（実施例２）。
【図３】インジェクタの構成図である（変形例）。
【図４】ピストンと第１軸部とを並列に配するインジェクタの構成図である（従来例）。
【図５】ピストンと第１軸部とを直列に配するインジェクタの構成図である（従来例）。
【符号の説明】
【００６４】
１  インジェクタ
２  ニードル
３  噴孔
４  アクチュエータ
６  ピストン
７  第１スリーブ
８  第２スリーブ
９  フランジ
１０  ボディ
１３  第１軸部
１４  第２軸部
１５  弁部（ニードルの先端部）
１７  第１内部室（外周室）
１９  外周面（第１軸部よりも先端側のニードルの外周面）
２３  ノズル室
２７  圧力室
２８  第１スプリング（第１付勢手段）
３０  内部表面（ボディの内部表面）
３１  制御室
３２  内周面（第１スリーブの内周面）
３９  連通路（制御室と圧力室との連通路）
４１  背圧室
４２  後端面（噴孔と反対側の後端面）
４５  連通路（背圧室と外周室との連通路）
４７  第２スプリング（第２付勢手段）
【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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