(57)【要約】【課題】圧力室１６の容積をコンパクトに形成でき、且つ、精密な加工を必要とすることなく、圧力室１６からの燃料リークを抑制できる燃料噴射弁を提供する。【解決手段】燃料噴射弁は、ニードル受圧面７ｆと弁ボディ６の後端面６ａとの間に内側スリーブ８が配設される。この内側スリーブ８は、ニードルの中軸部７ａの外周に摺動自在に嵌合すると共に、加圧ピストンとの間に配設されるスプリング１７の反力を受けて、軸方向の先端部（エッジ部８ａ）が弁ボディ６の後端面６ａに押し付けられて密着している。これにより、圧力室１６の容積を小さくできるので、ニードルをリフトさせるために必要な開弁力を有効に得ることができる。その結果、ニードルのリフト量を大きくして、より大流量の噴射を行うことが可能となるだけでなく、ニードルを速やかにリフトさせることができるため、応答性が高く、高性能な燃料噴射弁を提供できる。【選択図】図２
2008215206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧が印加されて変位を生じる圧電アクチュエータと、
この圧電アクチュエータに駆動されて軸方向に移動する加圧ピストンと、
内部に加圧流体を収容すると共に、前記加圧ピストンの移動に応じて前記加圧流体の圧力が増減する圧力室と、
軸方向にガイド孔が形成され、このガイド孔の先端部に噴孔を有する弁ボディと、
前記ガイド孔に摺動可能に保持されて前記噴孔を開閉するニードルとを備え、
前記弁ボディは、軸方向の反噴孔側に形成される後端面が前記圧力室を区画する一壁面を形成し、
前記ニードルは、前記後端面より反噴孔側へ突き出る中軸部を有すると共に、この中軸部より外径が拡大されて前記圧力室の内部圧を軸方向に受けるニードル受圧面が形成され、このニードル受圧面に掛かる前記圧力室の内部圧が前記ニードルを開弁方向へ付勢する開弁力として働く燃料噴射弁であって、
前記圧力室の内部に配設され、前記中軸部の外周に摺動自在に嵌合するように筒状体に形成される内側スリーブと、
この内側スリーブを前記後端面に向けて付勢するスプリングとを備え、
前記内側スリーブは、前記中軸部の外周面との摺動隙間を通じ、前記圧力室内の加圧流体が前記噴孔側へ流出することを抑制するように設けられる前記筒状体の内周摺動面と、前記スプリングにより前記後端面に押圧されて密着する部位を通じ、前記圧力室内の加圧流体が前記噴孔側へ流出することを抑制するように設けられる軸方向端部とを備えることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
請求項１に記載した燃料噴射弁において、
前記内側スリーブは、前記軸方向端部に、その周方向の全周にかけてエッジ部が形成され、このエッジ部が前記後端面に押圧されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項３】
請求項２に記載した燃料噴射弁において、
前記内側スリーブは、前記軸方向端部の最外径に前記エッジ部が形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項４】
請求項１〜３に記載した何れかの燃料噴射弁において、
前記内側スリーブには、前記筒状体の外径部を径方向外側へ鍔状に延設したスプリング受け部が設けられ、
前記スプリングは、一方の端部が前記加圧ピストンに係止され、他方の端部が前記スプリング受け部に係止されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項５】
請求項１〜４に記載した何れかの燃料噴射弁において、
前記内側スリーブには、前記圧力室の内部圧が前記内側スリーブを前記弁ボディ側へ付勢する方向に働くスリーブ受圧面が形成され、このスリーブ受圧面の方が、前記ニードル受圧面より面積が大きく形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項６】
請求項１〜５に記載した何れかの燃料噴射弁において、
前記弁ボディは、前記ガイド孔が形成されたボディ本体と、このボディ本体の反噴孔側に配置されて、径方向の中央部に前記ニードルを遊挿する遊挿孔が形成されたスペーサ部材とで構成され、
前記ボディ本体は、前記ガイド孔の反噴孔側に前記遊挿孔より内径が大きく形成された拡大室が設けられ、
前記スペーサ部材は、前記拡大室の内径より径方向内側にて前記拡大室の反噴孔側を区画する端面が前記ニードルのリフト量を規制するストッパ面として設けられ、
前記ニードルは、前記拡大室の内周を通る部位に、その外周から径方向外側に突き出る鍔部が設けられ、且つ、前記鍔部の外径が前記遊挿孔の内径より大きく設けられており、前記ニードルが開弁方向へ所定量リフトした時に、前記鍔部が前記ストッパ面に当接することで前記ニードルのリフト量が規制されることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項７】
請求項１〜６に記載した何れかの燃料噴射弁において、
前記弁ボディとの間に高圧流体で満たされる密閉空間を形成し、その密閉空間に前記圧電アクチュエータおよび前記加圧ピストン等を収容する弁ハウジングと、
前記加圧ピストンの外周を摺動自在に保持する外側スリーブと、
この外側スリーブを前記後端面に向けて付勢するスプリングとを有し、
このスプリングは、一方の端部が前記弁ハウジングの内周に形成された段差に係止され、他方の端部が前記外側スリーブの軸方向後端面に係止されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃焼室に高圧燃料を噴射供給する燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料噴射弁では、アクチュエータとして電磁弁を用いたものが一般的であるが、大流量、高応答を実現するために、発生力が大きく、且つ、応答性の高い圧電アクチュエータを用いた燃料噴射弁が提案されている。
例えば、特許文献１に示される燃料噴射弁は、図６に示す様に、電圧が印加されて変位を生じる圧電アクチュエータ１００と、この圧電アクチュエータ１００に駆動される加圧ピストン１１０と、この加圧ピストン１１０の外周を摺動自在に保持する外側スリーブ１２０と、加圧ピストン１１０の移動に応じて内部圧（油圧）が増減する圧力室１３０と、弁ボディ１４０の内部に摺動自在に保持されて、噴孔１５０を開閉する働きを有するニードル１６０等より構成される。
【０００３】
圧力室１３０は、加圧ピストン１１０と、外側スリーブ１２０、ニードル１６０、および弁ボディ１４０とで液密に区画されており、圧電アクチュエータ１００に電圧が印加されて加圧ピストン１１０が図示下方へ押し下げられると、圧力室１３０の容積が低減して内部圧が上昇する。
この圧力室１３０の内部圧は、ニードル１６０に形成された受圧面１６１に作用してニードル１６０を開弁方向（図示上方）へ付勢する開弁力として働き、ニードル１６０を閉弁方向へ付勢する閉弁力（スプリング１７０の反力等）より開弁力が上回ると、ニードル１６０がリフトして噴孔１５０を開くことにより、弁ボディ１４０の内部に供給された高圧燃料が噴孔１５０よりエンジンの燃焼室１８０に噴射される。
【特許文献１】国際公開第２００５／０７５８１１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ニードル１６０を駆動するための油圧力（圧力室１３０の内部圧）を有効に発生させるためには、圧力室１３０からの燃料リークを抑制すると共に、圧力室１３０の容積をコンパクトに形成する必要がある。
しかし、上記の特許文献１に示される燃料噴射弁では、ニードル１６０の受圧面１６１と弁ボディ１４０の端面との間に形成される空間Ａ（図６にハッチングで示す領域）が圧力室１３０の一部に含まれているため、圧力室１３０の容積をコンパクトに形成することが困難であった。また、燃料リークを抑制するためには、図６に示すニードル摺動部のクリアランスを厳しく管理する必要があり、精密な加工が要求されるため、コストが高くなる要因となっていた。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、圧力室の容積をコンパクトに形成でき、且つ、精密な加工を必要とすることなく、圧力室からの燃料リークを抑制できる燃料噴射弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（請求項１の発明）
本発明は、電圧が印加されて変位を生じる圧電アクチュエータと、この圧電アクチュエータに駆動されて軸方向に移動する加圧ピストンと、内部に加圧流体を収容すると共に、加圧ピストンの移動に応じて加圧流体の圧力が増減する圧力室と、軸方向にガイド孔が形成され、このガイド孔の先端部に噴孔を有する弁ボディと、ガイド孔に摺動可能に保持されて噴孔を開閉するニードルとを備え、弁ボディは、軸方向の反噴孔側に形成される後端面が圧力室を区画する一壁面を形成し、ニードルは、後端面より反噴孔側へ突き出る中軸部を有すると共に、この中軸部より外径が拡大されて圧力室の内部圧を軸方向に受けるニードル受圧面が形成され、このニードル受圧面に掛かる圧力室の内部圧がニードルを開弁方向へ付勢する開弁力として働く燃料噴射弁であって、圧力室の内部に配設され、中軸部の外周に摺動自在に嵌合するように筒状体に形成される内側スリーブと、この内側スリーブを後端面に向けて付勢するスプリングとを備え、内側スリーブは、中軸部の外周面との摺動隙間を通じ、圧力室内の加圧流体が噴孔側へ流出することを抑制するように設けられる筒状体の内周摺動面と、スプリングにより後端面に押圧されて密着する部位を通じ、圧力室内の加圧流体が噴孔側へ流出することを抑制するように設けられる軸方向端部とを備えることを特徴とする。
【０００６】
上記の構成によれば、圧力室の内部に内側スリーブを配設したことにより、圧力室の容積を小さくできるので、ニードルをリフトさせるために必要な開弁力（ニードル受圧面に作用する圧力室の内部圧）を有効に得ることができる。すなわち、内側スリーブを有していない従来品と比較した場合に、圧電アクチュエータによって駆動される加圧ピストンの移動量が等しくても、本発明の方が圧力室の内部圧が高くなるため、ニードルに対する開弁力を大きくできる。その結果、ニードルのリフト量を大きくして、より大流量の噴射を行うことが可能となるだけでなく、ニードルを速やかにリフトさせることができるため、応答性が高く、高性能な燃料噴射弁を提供できる。
また、従来品と比較して、ニードルをリフトさせるために必要な開弁力の大きさが同じであれば、圧電アクチュエータの駆動エネルギを小さくできる効果もある。
【０００７】
さらに、内側スリーブは、ニードルの中軸部の外周に摺動自在に嵌合しているので、この内側スリーブと中軸部との摺動部によって圧力室の燃料リークを抑制することができる。この内側スリーブは、自身の軸方向端部が弁ボディの後端面に押し付けられて密着しているだけであり、弁ボディに固定されている訳ではないので、弁ボディに対して径方向への移動が可能である。従って、中軸部に嵌合する筒状体の内径だけを精度良く加工すれば良く、弁ボディに形成されるガイド孔との同軸度を確保する必要はない。一方、弁ボディのガイド孔は、ニードルとの間で燃料リークを抑制する必要はなく、その分、ニードルとのクリアランス管理をラフにできるので、生産性を向上できる。
【０００８】
（請求項２の発明）
請求項１に記載した燃料噴射弁において、内側スリーブは、軸方向端部に、その周方向の全周にかけてエッジ部が形成され、このエッジ部が後端面に押圧されていることを特徴とする。
この場合、弁ボディの後端面に当接するエッジ部の面積が小さく面圧が高くなる。その結果、シール性が向上して、圧力室からの燃料リークを抑制できる。
【０００９】
（請求項３の発明）
請求項２に記載した燃料噴射弁において、内側スリーブは、軸方向端部の最外径にエッジ部が形成されていることを特徴とする。
この場合、内側スリーブの軸方向端部において、エッジ部より内周側の端面に圧力室の内部圧が掛かることはない。つまり、圧力室の内部圧が内側スリーブを押し上げる力として働くことはないので、良好なシール性を確保できる。
【００１０】
（請求項４の発明）
請求項３に記載した燃料噴射弁において、内側スリーブには、筒状体の外径部を径方向外側へ鍔状に延設したスプリング受け部が設けられ、スプリングは、一方の端部が加圧ピストンに係止され、他方の端部がスプリング受け部に係止されていることを特徴とする。  この場合、加圧ピストンの移動により圧力室の内部圧が増大する時に、スプリングの一方の端部が加圧ピストンに係止されているため、内側スリーブに対するスプリングの付勢力が大きくなる。その結果、内側スリーブのエッジ部が弁ボディの後端面に、より強く押し付けられるため、シール性が向上して圧力室からの燃料漏れを抑制できる。
【００１１】
（請求項５の発明）
請求項１〜５に記載した何れかの燃料噴射弁において、内側スリーブには、圧力室の内部圧が内側スリーブを弁ボディ側へ付勢する方向に働くスリーブ受圧面が形成され、このスリーブ受圧面の方が、ニードル受圧面より面積が大きく形成されていることを特徴とする。
内側スリーブは、ニードルの中軸部の外周に摺動自在に嵌合しているため、圧力室の内部圧が上昇してニードルがリフトする際に、ニードルとの間に生じる摩擦力により、ニードルに連られてリフトする可能性がある。これに対し、本発明では、スリーブ受圧面の方がニードル受圧面より面積が大きく形成されているので、圧力室の内部圧がニードル受圧面に作用してニードルを押し上げる力より、圧力室の内部圧がスリーブ受圧面に作用して内側スリーブを押し下げる力の方が大きくなるため、内側スリーブがニードルに連られてリフトすることを防止できる。
【００１２】
（請求項６の発明）
請求項１〜５に記載した何れかの燃料噴射弁において、弁ボディは、ガイド孔が形成されたボディ本体と、このボディ本体の反噴孔側に配置されて、径方向の中央部にニードルを遊挿する遊挿孔が形成されたスペーサ部材とで構成され、ボディ本体は、ガイド孔の反噴孔側に遊挿孔より内径が大きく形成された拡大室が設けられ、スペーサ部材は、拡大室の内径より径方向内側にて拡大室の反噴孔側を区画する端面がニードルのリフト量を規制するストッパ面として設けられ、ニードルは、拡大室の内周を通る部位に、その外周から径方向外側に突き出る鍔部が設けられ、且つ、鍔部の外径が遊挿孔の内径より大きく設けられており、ニードルが開弁方向へ所定量リフトした時に、鍔部がストッパ面に当接することでニードルのリフト量が規制されることを特徴とする。なお、「遊挿」とは、スペーサ部材に形成された遊挿孔にニードルが隙間を有して挿通されている状態、つまり、遊挿孔の内周とニードルの外周との間に空間的な余裕がある状態を言う。
上記の構成によれば、圧電アクチュエータの変位バラツキに係わりなく、安定した噴射量を得ることができる。
【００１３】
（請求項７の発明）
請求項１〜６に記載した何れかの燃料噴射弁において、弁ボディとの間に高圧流体で満たされる密閉空間を形成し、その密閉空間に圧電アクチュエータおよび加圧ピストン等を収容する弁ハウジングと、加圧ピストンの外周を摺動自在に保持する外側スリーブと、この外側スリーブを後端面に向けて付勢するスプリングとを有し、このスプリングは、一方の端部が弁ハウジングの内周に形成された段差に係止され、他方の端部が外側スリーブの軸方向後端面に係止されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、外側スリーブを付勢するスプリングの荷重が一定であるため、スプリングの荷重管理が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は燃料噴射弁の断面図である。
本実施例の燃料噴射弁１は、例えば、ディーゼル機関の各気筒に取り付けられて、コモンレール（図示せず）より供給される高圧燃料を気筒内の燃焼室に直接噴射する装置である。この燃料噴射弁１は、図１に示す様に、弁ハウジング２、圧電アクチュエータ３、加圧ピストン４、外側スリーブ５、弁ボディ６、ニードル７、内側スリーブ８等より構成される。
弁ハウジング２は、弁ボディ６との間に密閉空間を形成すると共に、燃料配管（図示せず）を介してコモンレールに接続される燃料入口２ａを有し、この燃料入口２ａより流入する高圧燃料によって密閉空間が満たされている。
【００１６】
圧電アクチュエータ３は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧電セラミック層と電極層とを交互に積層したコンデンサ構造を有する一般的なもので、電圧が印加されると積層方向に伸張する。この圧電アクチュエータ３は、弁ハウジング２の密閉空間に配置され、積層方向の一端側（図示上側）が弁ハウジング２に固定されている。
加圧ピストン４は、弁ハウジング２の密閉空間において圧電アクチュエータ３の他端側に配置され、圧電アクチュエータ３の変位を受けて軸方向（図示上下方向）に移動する。この加圧ピストン４は、円筒壁部４ａと、この円筒壁部４ａの一端側（図示上側）を閉塞するヘッド部４ｂとで形成され、このヘッド部４ｂの外周に設けられたフランジ部４ｃと外側スリーブ５との間に配設されるスプリング９の反力により、ヘッド部４ｂが圧電アクチュエータ３の他端側に押し付けられた状態で接触している。また、ヘッド部４ｂには、加圧ピストン４の内側と外側とを連通する連通孔４ｄが形成されている。
【００１７】
外側スリーブ５は、弁ハウジング２の密閉空間において加圧ピストン４の外周に摺動自在に嵌め合わされる円筒体に形成され、スプリング９の反力によって軸方向の先端エッジ部５ａが弁ボディ６の後端面６ａに押し付けられている（図２参照）。なお、外側スリーブ５の軸方向先端部は、先端エッジ部５ａに向かって外径が次第に小さくなるテーパ形状に設けられ、そのテーパ形状の最内径に先端エッジ部５ａが形成されている。
弁ボディ６は、弁ハウジング２の開口端に接触して配置され、リテーニングナット１０によって弁ハウジング２に固定されている。この弁ボディ６には、燃料を噴射するための噴孔１１と、ニードル７を保持するガイド孔１２とが形成されている。
噴孔１１は、ディーゼル機関の燃焼室に突き出る弁ボディ６の先端部（図示下端部）に形成されている。ガイド孔１２は、弁ボディ６の後端面６ａから弁ボディ６の先端部に向かって穿設され、そのガイド孔１２の先端部に円錐状のシート面６ｂが形成されている。また、ガイド孔１２の後端側（反シート面側）は、ニードル７を保持する部分より内径が大きく形成されている。
【００１８】
ニードル７は、弁ボディ６のガイド孔１２に摺動自在に保持される中軸部７ａと、この中軸部７ａの一端側に設けられる大径部７ｂと、中軸部７ａの他端側に設けられる小径軸部７ｃとが一体に構成されると共に、大径部７ｂから中軸部７ａまで中空状に設けられて、その中空内部が燃料通路１３として利用される。
大径部７ｂは、中軸部７ａより外径が大きく形成されて、加圧ピストン４の内周に摺動自在に保持されている。小径軸部７ｃは、中軸部７ａより外径が小さく形成され、小径軸部７ｃの外周とガイド孔１２の内周との間に燃料溜まり１４が形成されている。中軸部７ａと小径軸部７ｃとの段差部には、上記の燃料通路１３と燃料溜まり１４とを連通する連通孔７ｄが形成されている。また、小径軸部７ｃの先端部には、ニードル７の閉弁時に弁ボディ６のシート面６ｂに着座するシート部７ｅが設けられている。
【００１９】
このニードル７には、大径部７ｂの内周に形成される段差と加圧ピストン４のヘッド部４ｂとの間にスプリング１５が配設され、そのスプリング１５の反力がニードル７を閉弁方向（図示下方向）へ付勢する閉弁力として働く。一方、図２に示す様に、高圧燃料で満たされた圧力室１６（後述する）の内部圧が、大径部７ｂと中軸部７ａとの間に形成される段差面（ニードル受圧面７ｆと呼ぶ）に作用して、ニードル７を開弁方向（図示上方向）へ付勢する開弁力として働いている。
【００２０】
続いて、内側スリーブ８と圧力室１６について、図２を参照して説明する。
内側スリーブ８は、弁ボディ６の後端面６ａより反噴孔側（図示上方）へ突き出るニードル７の中軸部７ａの外周に摺動自在に嵌合する筒状体に形成され、加圧ピストン４との間に配設されるスプリング１７の反力を受けて、軸方向の先端部（本発明の軸方向端部）に設けられるエッジ部８ａが弁ボディ６の後端面６ａに押し付けられて密着している。なお、エッジ部８ａは、内側スリーブ８の最外径に設けられ、周方向全周において弁ボディ６の後端面６ａに密着している。
これにより、内側スリーブ８と外側スリーブ５との間に、弁ボディ６と加圧ピストン４とニードル７とで区画された圧力室１６が形成され、その圧力室１６に高圧燃料が満たされている。
なお、中軸部７ａの外周に嵌合する内側スリーブ８の内周摺動面は、中軸部７ａの外周面との摺動隙間を通じて圧力室１６の高圧燃料が噴孔側へ流出することを抑制している。つまり、ニードル７の開閉動作に影響を与えない範囲で、内側スリーブ８の内周摺動面と中軸部７ａの外周面との間に設けられる摺動隙間を小さく設定している。
【００２１】
スプリング１７は、一方の端部が加圧ピストン４の円筒壁部４ａの内周に形成された段差に係止され、他方の端部が内側スリーブ８に設けられたスプリング受け部８ｂに係止されている。スプリング受け部８ｂは、内側スリーブ８の外周を径方向外側へ鍔状に拡大して形成されている。
上記の内側スリーブ８は、圧力室１６の内部圧が内側スリーブ８を弁ボディ６側へ付勢する方向に働くスリーブ受圧面８ｃを有するが、このスリーブ受圧面８ｃの面積は、ニードル受圧面７ｆの面積より、例えば、１．５倍程度大きく形成されている。なお、スリーブ受圧面８ｃは、図２に示す様に、ニードル受圧面７ｆに対向する内側スリーブ８の後端面８ｃ１と、スプリング１７の他方の端部を受けるスプリング受け部８ｂの座面８ｃ２とで形成される。
【００２２】
次に、燃料噴射弁１の作動を説明する。
圧電アクチュエータ３に電圧が印加されて変位が発生する（伸張する）と、その変位を受けて加圧ピストン４が図示下方へ押し下げられることにより、圧力室１６の容積が減少して、内部圧が上昇する。これにより、ニードル受圧面７ｆに掛かる油圧力（開弁力）が閉弁力を上回ると、ニードル７がリフトして燃料溜まり１４と噴孔１１との間が連通することにより、燃料溜まり１４を通じて供給される高圧燃料が噴孔１１よりディーゼル機関の燃焼室へ噴射される。
この後、圧電アクチュエータ３への通電が停止されて変位が戻る（収縮する）と、スプリング９の反力で加圧ピストン４が押し戻されるため、圧力室１６の容積が拡大することに伴い、圧力室１６の内部圧が減圧される。これにより、ニードル受圧面７ｆに掛かる油圧力（開弁力）が減少して閉弁力より小さくなると、スプリング１５の反力でニードル７が押し下げられ、ニードル７のシート部７ｅが弁ボディ６のシート面６ｂに着座して燃料溜まり１４と噴孔１１との間が遮断されることにより、噴射が終了する。
【００２３】
なお、圧力室１６に満たされている高圧燃料の一部は、加圧ピストン４が図示下方へ移動して容積が減少する際に、外側スリーブ５と加圧ピストン４との摺動隙間、加圧ピストン４とニードル大径部７ｂとの摺動隙間、内側スリーブ８とニードル中軸部７ａとの摺動隙間等より圧力室１６の外部へ漏れるが、その後、圧電アクチュエータ３への通電が停止して加圧ピストン４が上方へ移動した時に、外側スリーブ５の先端エッジ部５ａと弁ボディ６の後端面６ａとの間に隙間が生じて、圧力室１６に高圧燃料が補充される。つまり、加圧ピストン４が上方へ移動すると、外側スリーブ５を弁ボディ６側へ付勢しているスプリング９の反力が小さくなるため、外側スリーブ５を上方へ押し上げようとする力（外側スリーブ５の先端テーパ面に係る燃料圧力）が、スプリング９の反力に打ち勝つことにより、外側スリーブ５が押し上げられる。その結果、外側スリーブ５の先端エッジ部５ａと弁ボディ６の後端面６ａとの間に隙間が生じて、密閉空間に充填されている高圧燃料が圧力室１６に補充される。
【００２４】
（実施例１の効果）
本実施例の燃料噴射弁１は、ニードル受圧面７ｆと弁ボディ６の後端面６ａとの間に内側スリーブ８を配設したことにより、従来の燃料噴射弁（特許文献１参照）と比較して、圧力室１６の容積をコンパクトに形成できる。その結果、ニードル７をリフトさせるために必要な開弁力（ニードル受圧面７ｆに作用する圧力室１６の内部圧）を有効に得ることができる。つまり、内側スリーブ８を有していない従来品と比較した場合に、圧電アクチュエータ３によって駆動される加圧ピストン４の移動量が等しくても、本実施例の燃料噴射弁１の方が、圧力室１６の内部圧が高くなるため、ニードル７に対する開弁力を大きくできる。その結果、ニードル７のリフト量を大きくして、より大流量の噴射を行うことが可能となるだけでなく、ニードル７を速やかにリフトさせることができるため、応答性が高く、高性能な燃料噴射弁１を提供できる。言い換えると、ニードル７をリフトさせるために必要な開弁力の大きさが従来品と同じであれば、圧電アクチュエータ３の駆動エネルギを小さくできる効果がある。
【００２５】
また、内側スリーブ８は、ニードル７の中軸部７ａの外周に摺動自在に嵌合しているので、この内側スリーブ８と中軸部７ａとの摺動部によって圧力室１６の燃料リークを抑制できる。つまり、内側スリーブ８の内周摺動面と中軸部７ａの外周面との摺動隙間を通じて圧力室１６の高圧燃料が噴孔側へ流出することを抑制している。
さらに、内側スリーブ８は、周方向全周に設けられたエッジ部８ａが弁ボディ６の後端面６ａに押し付けられて密着しているので、エッジ部８ａと後端面６ａとの間に隙間が生じることはなく、エッジ部８ａと後端面６ａとの間から圧力室１６の高圧燃料が噴孔側へ流出することも防止できる。
【００２６】
本実施例の内側スリーブ８は、弁ボディ６に固定されている訳ではなく、スプリング１７によって弁ボディ６側へ付勢されているだけであるため、弁ボディ６に対して径方向への移動が可能である。従って、ニードル７の中軸部７ａに嵌合する筒状体の内径（内周摺動面）だけを精度良く加工すれば良く、弁ボディ６に形成されるガイド孔１２との同軸度を確保する必要はない。一方、ニードル７を保持する弁ボディ６のガイド孔１２は、ニードル７との間で燃料リークを抑制する必要はなく、その分、ニードル７とのクリアランス管理をラフにできるので、生産性を向上できる。
また、内側スリーブ８は、弁ボディ６側の軸方向端部にエッジ部８ａが形成され、このエッジ部８ａが弁ボディ６の後端面６ａに押し付けられている。この場合、弁ボディ６の後端面６ａとエッジ部８ａとの面圧が高くなるため、シール性が向上して、圧力室１６からの燃料リークを抑制できる。また、エッジ部８ａは、内側スリーブ８の最外径に形成されているので、エッジ部８ａより内周側の端面に圧力室１６の内部圧が掛かることはない。つまり、圧力室１６の内部圧が内側スリーブ８を押し上げる力として働くことはないので、良好なシール性を確保できる。
【００２７】
内側スリーブ８を弁ボディ６側へ付勢するスプリング１７は、一方の端部が加圧ピストン４の円筒壁部４ａの内周に形成された段差に係止されているため、圧電アクチュエータ３に駆動されて加圧ピストン４が図１に示す下方へ移動した時、すなわち、圧力室１６の内部圧が増大する時に、内側スリーブ８に対するスプリング１７の付勢力が大きくなる。その結果、内側スリーブ８のエッジ部８ａが弁ボディ６の後端面６ａに強く押し付けられるため、シール性が向上して圧力室１６からの燃料漏れを抑制できる効果が大きくなる。  
【００２８】
また、内側スリーブ８は、圧力室１６の内部圧が内側スリーブ８を弁ボディ６側へ付勢する方向に働くスリーブ受圧面８ｃ（８ｃ１、８ｃ２）を有しており、このスリーブ受圧面８ｃの面積が、ニードル受圧面７ｆの面積より大きく形成されている。これにより、圧力室１６の内部圧がニードル受圧面７ｆに作用してニードル７を押し上げる力より、圧力室１６の内部圧がスリーブ受圧面８ｃに作用して内側スリーブ８を押し下げる力の方が大きくなるため、ニードル７がリフトする際に、内側スリーブ８がニードル７に連られてリフトすることを防止できる。
【実施例２】
【００２９】
図３は実施例２に示す燃料噴射弁１の断面図である。
本実施例の燃料噴射弁１は、実施例１の構成に対し、ニードル７のリフト量を規制するストッパ構造を有する一例である。弁ボディ６は、図３に示す様に、ガイド孔１２が形成されたボディ本体６Ａと、このボディ本体６Ａの反噴孔側（図示上側）に配置され、径方向の中央部にニードル７を遊挿する遊挿孔６ｃが形成されたスペーサ部材６Ｂとで構成される。
ボディ本体６Ａには、ガイド孔１２の反噴孔側に遊挿孔６ｃより内径が大きく形成された拡大室１８が設けられている。
スペーサ部材６Ｂは、拡大室１８の内径より径方向内側にて拡大室１８の反噴孔側を区画する端面がニードル７のリフト量を規制するストッパ面として機能する。
【００３０】
一方、ニードル７は、拡大室１８の内周を通る中軸部７ａの外周に径方向外側へ突き出る鍔部７ｇが設けられ、この鍔部７ｇの外径が遊挿孔６ｃの内径より大きく形成されている。
上記の構成によれば、ニードル７が所定量リフトすると、中軸部７ａに設けられた鍔部７ｇがスペーサ部材６Ｂのストッパ面に当接することで、ニードル７のリフト量が規制される。これにより、圧電アクチュエータ３の変位バラツキに係わりなく、安定した噴射量を得ることができ、噴射量の調量精度が向上するため、性能の高い燃料噴射弁１を提供できる。
【実施例３】
【００３１】
図４は実施例３に示す燃料噴射弁１の断面図である。
本実施例の燃料噴射弁１は、図４に示す様に、外側スリーブ５を弁ボディ６側へ付勢するスプリング１９を有し、このスプリング１９の係止面を弁ハウジング２に設けた一例である。つまり、スプリング１９は、一方の端部が弁ハウジング２の内周に形成された段差２ｂに係止され、他方の端部が外側スリーブ５の軸方向後端面に係止されている。
また、加圧ピストン４と弁ボディ６の後端面６ａとの間には、圧電アクチュエータ３への通電が停止された時に、加圧ピストン４を押し戻すためのスプリング２０が配設されている。
【００３２】
実施例１に記載した燃料噴射弁１では、加圧ピストン４のフランジ部４ｃと外側スリーブ５との間にスプリング９（図１参照）が配設されるため、加圧ピストン４の移動に応じてスプリング９の荷重が変化する。これに対し、本実施例の構成では、加圧ピストン４の移動に関係なく、外側スリーブ５を付勢するスプリング１９の荷重が一定であるため、スプリング１９の荷重管理が容易である。
また、スプリング２０は、圧電アクチュエータ３への通電が停止された時に、加圧ピストン４を押し戻すだけの反力が得られれば良いので、実施例１に示したスプリング９と比較して、セット荷重（組み付け時の初期荷重）を小さくできる。その結果、圧電アクチュエータ３の荷重負荷を軽減でき、性能向上に寄与する。
【００３３】
（参考例）
実施例１〜３に記載した燃料噴射弁１は、弁ボディ６とは別体に設けられた内側スリーブ８を用いて圧力室１６の容積をコンパクトに形成しているが、例えば、図５に示す様に、内側スリーブ８の代わりに、弁ボディ６と一体に凸部６ｄを設けることもできる。これにより、実施例１〜３に記載した燃料噴射弁１と同様に、圧力室１６の容積をコンパクトに形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】燃料噴射弁の断面図である（実施例１）。
【図２】燃料噴射弁の要部を示す拡大断面図である（実施例１）。
【図３】燃料噴射弁の断面図である（実施例２）。
【図４】燃料噴射弁の断面図である（実施例３）。
【図５】燃料噴射弁の断面図である（参考例）。
【図６】従来技術を示す燃料噴射弁の断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    燃料噴射弁
３    圧電アクチュエータ
４    加圧ピストン
６    弁ボディ
６Ａ  ボディ本体
６Ｂ  スペーサ部材
６ａ  弁ボディの後端面
６ｃ  遊挿孔
７    ニードル
７ａ  ニードルの中軸部
７ｆ  ニードル受圧面
７ｇ  鍔部
８    内側スリーブ
８ａ  内側スリーブのエッジ部
８ｂ  内側スリーブのスプリング受け部
８ｃ  スリーブ受圧面
１１    噴孔
１６    圧力室
１７    スプリング
１９    スプリング
１８    拡大室
【図１】
2008215206.tif 000003
【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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