(57)【要約】【課題】  ピエゾ駆動式の燃料噴射装置に用いられてピエゾ素子にプリセット荷重を与えるバネ部材を、より簡単な構成とし、簡易な製造工程で製作可能とする。【解決手段】  ピエゾ素子２にプリセット荷重を付与するバネ部材４を、矩形板材を略円筒状に成形して、筒壁に多数の孔４１を均等配置した略円筒状バネとする。板材の突合せ部分は非接合として溶接等の工程を不要とし、両端縁部では対称形状の切欠き部４２、４３を突合せて孔形状をなす。このバネ部材４を、ピエゾピストン３１のフランジ部３１ａと、シリンダ部材のフランジ部５１との間に挟持して、簡易な構成で倒れ等の発生を防止する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピエゾ素子と、該ピエゾ素子にプリセット荷重を付与するバネ部材を備えるピエゾ駆動式の燃料噴射装置において、上記バネ部材を、
矩形板材を略円筒状に成形してなり、筒壁に均等配置した多数の孔を有するとともに、上記板材の突合せ部分を非接合とした中空略円筒状バネにて構成したことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
上記バネ部材の上記突合せ部分において、対向する周方向の両端縁部に、上記孔の一部をなす切欠き部をそれぞれ形成し、上記両端縁部を突合せることにより上記孔が構成されるようにした請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
上記バネ部材は、略Ｃ字形状の横断面を有し、上記突合せ部分において、周方向の両端縁部がクリアランスを有して対向位置する請求項１または２記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
上記バネ部材の筒壁の全面に、上記多数の孔を周方向および軸方向に整列させて配置するとともに、周方向および軸方向において、各列を構成する上記孔の位置が、隣り合う列の上記孔の位置と互い違いになるように配置した請求項１ないし３のいずれか１項に記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
上記バネ部材の上記多数の孔を、周方向に隣り合う上記孔間の間隔が所定の等間隔ａであり、かつ上記突合せ部分において、周方向の端縁から直近位置の上記孔までの距離がａ／２以上となるように配置した請求項１ないし４のいずれか１項に記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
上記バネ部材の上記突合せ部分において、上記孔を、対向する周方向の両端縁部に形成される対称な切欠き部にて構成し、それ以外の周方向に隣り合う上記孔間の間隔を所定の等間隔ａとするとともに、上記突合せ部分における上記孔と隣り合う上記孔との間隔ｂが、ｂ＞ａの関係となるように配置した請求項１ないし５のいずれか１項に記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
上記ピエゾ素子の変位を伝達するピストン部材を備え、該ピストン部材の外周に、上記バネ部材を配置するとともに、上記バネ部材の軸方向の両端部にそれぞれ支持部材を配置した請求項１ないし６のいずれか１項に記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
上記ピストン部材が、上記ピエゾ素子と一体に変位する第１ピストンと、その変位を油密室を介して伝達する第２ピストンからなり、上記第１ピストンの上記ピエゾ素子側の端部に上記バネ部材の一端を支持するフランジ部を設けて、上記支持部材とした請求項７記載の燃料噴射装置。
【請求項９】
上記第１ピストンが摺動する第１シリンダおよび上記第２ピストンが摺動する第２シリンダを有するシリンダ部材を設け、上記シリンダ部材の上記第２ピストン側の端部に上記バネ部材の他端を支持するフランジ部を設けて、上記支持部材とした請求項８記載の燃料噴射装置。
【請求項１０】
上記ピストン部材によって駆動させる制御弁を有し、該制御弁の開閉を制御するのに伴い、コモンレールから高圧通路を経て供給される燃料を噴射する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピエゾ素子を用いたピエゾ駆動式の燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射装置において、ピエゾ素子を用いたピエゾ駆動式のインジェクタが用いられている。ピエゾ駆動部は、通常、ピエゾ素子と、その変位を伝達するピストン部材と、ピストン部材をピエゾ素子に密着させるとともに、ピエゾ素子に所定のプリセット荷重を与えるバネ部材を備えており、ピエゾ素子の伸縮に伴い、ピストン部材が摺動して、インジェクタの開閉を制御する制御弁を駆動するようになっている。
【０００３】
かかる用途において、一般的なバネ部材であるコイルスプリングは、それ自体が占める体積が大きいため、ピエゾ駆動部が大型化する不具合がある。そこで、近年、筒壁に多数の孔を設けて弾性を持たせた円筒状バネを用いることが提案されている。例えば、特許文献１には、図３（ａ）〜（ｃ）に示されるように、カップ状の中空筒状バネ１０１の中間部に螺旋状に延びるスリット１０２、または周方向に延びる複数のスリット１０２´を設け、この中空筒状バネ１０１内に圧電素子１００を挿入保持した状態で、ハウジング１０３に収容することが記載されている。中空筒状バネ１０１は、上端部にハウジング１０３に嵌着するための大径部１０４を有し、圧電素子１００は上下に配した絶縁板１０５を介してハウジング１０３および中空筒状バネ１０１の底部内壁面に支持されている。
【０００４】
特許文献２には、図４（ｂ）に示されるように、中空筒状バネ２０１の全周および全長にわたって複数の切欠き２０２を配置し、深絞り加工したものが開示されている。図４（ａ）において、中空筒状バネ２０１は、ハウジング２０３内でピエゾ素子２００下方に設けたピストン４、６の周囲を取り囲むように配置される。このとき、深絞り加工により高い真円度を有するので、中空筒状バネ２０１を他部材に対し同軸的に容易に組付けでき、所要スペースも小さい利点がある。また、図５（ａ）、（ｂ）に示されるように、特許文献３に開示される中空筒状バネ３０１は、周方向に形成した多数の骨形の小孔３０２を有している。中空筒状バネ３０１は、その上下に配置した支持部材３０３、３０４に支持された状態で、ピエゾ素子３００に外周に配設され、予圧縮力を与えている。
【特許文献１】特公平７−９４８１２号公報
【特許文献２】特開２００３−６５１７９号公報
【特許文献３】国際公開００−０８３５３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】
【０００５】
このように、中空筒状のバネ部材を使用することで、ピエゾ駆動部の軸方向長が短縮できるので、小型で応答性の良いインジェクタが得られ、高度な燃料噴射制御が期待できる。
【０００６】
ところが、上記従来の中空筒状のバネ部材を製造するのは、必ずしも容易ではない。例えば、特許文献１の中空筒状バネ１０１は、螺旋状のスリット１０２の加工に手間がかかり、また、特許文献２、３の中空筒状バネ２０１、３０１も、多数の切欠き２０２ないし小孔３０２をプレスで打ち抜き加工し、円筒状に成形して溶接するといった工程を要する。さらに、特許文献２では、完全な円形に成形するために深絞り工程が必要となり、非常に製作コストの高い部品となっている。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、ピエゾ駆動式の燃料噴射装置に用いられてピエゾ素子にプリセット荷重を与えるバネ部材を、より簡単な構成とし、しかも簡易な製造工程で製作可能とすること、それにより、小型で高性能な燃料噴射装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、ピエゾ素子と、該ピエゾ素子にプリセット荷重を付与するバネ部材を備えるピエゾ駆動式の燃料噴射装置であり、上記バネ部材を、矩形板材を略円筒状に成形してなり、筒壁に均等配置した多数の孔を有するとともに、上記板材の突合せ部分を非接合とした中空略円筒状バネにて構成したものである。
【０００９】
本発明では、ピエゾ素子にプリセット荷重を与えるバネ部材を、完全な円筒体とせず、略円筒状に成形した板材の突合せ部分にクリアランスを有したまま、使用する。この時、バネ弾性に寄与する多数の孔を均等配置することで、全体のバランスを保ち、倒れ等が発生するのを防止する。そして、突合せ部分を非接合としたことで、溶接や深絞りといった工程が不要になり、製作の手間や時間を短縮して、製造工程を大幅に簡易化することができる。よって、小型で高性能かつ低コストな燃料噴射装置を実現できる。
【００１０】
請求項２の発明では、上記バネ部材の上記突合せ部分において、対向する周方向の両端縁部に、上記孔の一部をなす切欠き部をそれぞれ形成し、上記両端縁部を突合せることにより上記孔が構成されるようにした。
【００１１】
具体的には、開口部となる周方向の両端縁部に、それぞれ切欠き部を形成する。これら切欠き部を対称形状として、対向させることで孔を構成すれば、筒壁面全体に多数の孔を均等配置したバネ部材を、容易に形成することができる。
【００１２】
請求項３の発明では、上記バネ部材は、略Ｃ字形状の横断面を有し、上記突合せ部分において、周方向の両端縁部がクリアランスを有して対向位置する。
【００１３】
具体的には、バネ部材を完全な円筒状に成形する必要はなく、突合せ部分にクリアランスを有する略Ｃ字状とすれば、成形が容易でコスト低減効果が高い。
【００１４】
請求項４の発明では、上記バネ部材の筒壁の全面に、上記多数の孔を周方向および軸方向に整列させて配置するとともに、周方向および軸方向において、各列を構成する上記孔の位置が、隣り合う列の上記孔の位置と互い違いになるように配置した。
【００１５】
このように、多数の孔を交互に配置すると、バネ定数を低減する効果があり、多数の孔の形状や大きさ等を適宜設定して、ピエゾ素子に所望のプリセット荷重を与えることができる。
【００１６】
請求項５の発明では、上記バネ部材の上記多数の孔を、周方向に隣り合う上記孔間の間隔が所定の等間隔ａであり、かつ上記突合せ部分において、周方向の端縁から直近位置の上記孔までの距離がａ／２以上となるように配置した。
【００１７】
これにより、開口部となる周方向の両端縁部に発生する応力を低減し、強度を確保して、倒れ等の不具合を防止することができる。
【００１８】
請求項６の発明では、上記バネ部材の上記突合せ部分において、上記孔を、対向する周方向の両端縁部に形成される対称な切欠き部にて構成し、それ以外の周方向に隣り合う上記孔間の間隔を所定の等間隔ａとするとともに、上記突合せ部分における上記孔と隣り合う上記孔との間隔ｂが、ｂ＞ａの関係となるように配置した。
【００１９】
多数の孔を形成する間隔を、周方向の両端縁部と他の部分とで変更し、両端縁部におけるバネ定数を上げることで、応力による倒れ等の発生を防止する効果を高くすることことができる。
【００２０】
請求項７の発明では、上記ピエゾ素子の変位を伝達するピストン部材を備え、該ピストン部材の外周に、上記バネ部材を配置するとともに、上記バネ部材の軸方向の両端部にそれぞれ支持部材を配置した。
【００２１】
ピストン部材を介して変位を伝達する構成において、ピストン部材の外周スペースを利用してコンパクトにバネ部材を配置することができる。さらに、バネ部材を支持部材にて挟持する構成とすることで、バネ部材の倒れ防止効果を高め、効率よい変位伝達を実現する。
【００２２】
請求項８の発明では、上記ピストン部材が、上記ピエゾ素子と一体に変位する第１ピストンと、その変位を油密室を介して伝達する第２ピストンからなり、上記第１ピストンの上記ピエゾ素子側の端部に上記バネ部材の一端を支持するフランジ部を設けて、上記支持部材とした。
【００２３】
好適には、ピストン間に油密室を設けることで、油圧を介して効率的に変位を伝達できる。この構成において、上記第１ピストンにフランジ部を一体に設けることで、容易にバネ部材を支持することができ、該フランジ部を介してピエゾ素子にプリセット荷重を付与することができる。
【００２４】
請求項９の発明では、上記第１ピストンが摺動する第１シリンダおよび上記第２ピストンが摺動する第２シリンダを有するシリンダ部材を設け、上記シリンダ部材の上記第２ピストン側の端部に上記バネ部材の他端を支持するフランジ部を設けて、上記支持部材とした。
【００２５】
さらに、上記シリンダ部材にフランジ部を一体に設けることで、容易にバネ部材を支持することができ、両フランジ部間にバネ部材を挟持することで、バネ部材の倒れ防止効果を高めることができる。
【００２６】
請求項１０の発明では、上記ピストン部材によって駆動させる制御弁を有し、該制御弁の開閉を制御するのに伴い、コモンレールから高圧通路を経て供給される燃料を噴射する構成とする。
【００２７】
本発明は、コモンレール用の燃料噴射装置に好適に用いられ、ピエゾ素子の駆動力によりピストン部材を介して制御弁を開閉制御することで、応答性よく燃料噴射を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の第１の実施形態を図１に基づいて説明する。本実施形態は、ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射装置への適用例を示すものである。図１（ａ）は、燃料噴射装置としてのインジェクタ１構成を示す図であり、ここでは、エンジンの各気筒に対応して設けられるインジェクタ１のうち１つのみを示している。インジェクタ１は、図示しないコモンレールに接続されて、燃料（ここでは軽油）の供給を受けるようになっており、コモンレールには高圧サプライポンプにより圧送される燃料が噴射圧力に相当する所定の高圧で蓄えられる。
【００２９】
図１（ａ）において、インジェクタ１は、ピエゾ素子２およびピストン部材である第１、第２ピストン３１、３３が収容されるボデー部材Ｂ１と、制御弁であるボールバルブ３５が収容されるボデー部材Ｂ２、Ｂ３と、ニードル６が収容されるボデー部材Ｂ４を有する。これらボデー部材Ｂ１〜Ｂ４は、この順に上下に積層されて、リテーナＢ５により密に締付け固定され、図略の燃焼室壁に取付けられる。
【００３０】
インジェクタボデーを構成するボデー部材Ｂ１〜Ｂ３を貫通して、燃料供給用の高圧燃料通路１２が形成される。高圧燃料通路１２は、ボデー部材Ｂ１の上端面に開口する燃料導入口１１を介してコモンレールに連通するとともに、ボデー部材Ｂ４内に設けた燃料溜まり室１３に連通している。ボデー部材Ｂ１には、高圧燃料通路１２の側方に、リターン通路となる低圧燃料通路２２が形成され、図示しない燃料導出口を介して外部に設けた燃料タンク（図略）へ接続している。
【００３１】
ボデー部材Ｂ１に穿設した縦穴２１には、ピエゾ素子２と、第１、第２ピストン３１、３３が収容され、ピエゾ駆動部を構成している。縦穴２１の下端および低圧燃料通路２２の下端は、ボデー部材Ｂ２に形成した低圧通路２３、あるいはＢ１部において連結した孔を介して連通している。ピエゾ素子２はＰＺＴ等の圧電セラミック層と電極層を交互に積層したピエゾスタックからなり、積層方向（上下方向）を伸縮方向として、図示しない駆動回路により充放電されるようになっている。第１、第２ピストン３１、３３は、シリンダ部材５内に摺動自在に保持され、両ピストン３１、３３間に形成される油密室３２とともに、ピエゾ素子２の駆動力を伝達する変位伝達部Ａを構成する。この詳細については、後述する。
【００３２】
ピエゾ素子２の駆動力は、変位伝達部Ａおよび摺動ピン３４を介して、ボールバルブ３５に伝達される。摺動ピン３４は、ボデー部材Ｂ２に穿設した縦孔に摺動自在に収容され、該縦孔の下端拡径部からなる弁室３６にボールバルブ３５が収容される。ボールバルブ３５は半球状、あるいは上面に球部分、下面に平面部を有する一部材で、その略球面状の上面に摺動ピン３４が当接している。摺動ピン３４の下端小径部周りには、環状通路が形成され、オリフィスを介して低圧通路２３に接続している。一方、ボデー部材Ｂ３には高圧燃料通路１２に接続する高圧通路１４が設けられ、弁室３６の底面に開口して、ボールバルブ３５のフラットな下面に対向している。
【００３３】
ボデー部材Ｂ４には、ニードル６が摺動自在に保持される。ボデー部材Ｂ４の下端サック室壁を貫通して噴孔６４が設けられ、摺動ピン３４がボールバルブ３５を駆動すると、ニードル６が昇降して噴孔６４を開閉する。ボデー部材Ｂ４内の空間は燃料溜まり室１３を構成し、ニードル６が下端位置にある時に、円錐形状の先端部が燃料溜まり室１３とサック室の境界部に設けられるノズルシート６５に着座して、燃料溜まり室１３から噴孔６４への燃料供給を遮断する。ニードル５がリフトしてノズルシート６５から離座すると、燃料が噴射される。
【００３４】
ニードル６の上方には、制御室６１が形成される。弁室３６は、ボデー部材Ｂ３を貫通する連通路１５を介して、制御室６１と常時連通する。制御室６１は、ボデー部材Ｂ４の上端部に設けられてニードル６の上端部が摺動自在に保持される筒状部６６内壁面とニードル６の上端面により画成される空間からなり、弁室３６および連通路１５を介して、高圧燃料通路１２から制御油としての燃料が導入されることにより、ニードル６の背圧を発生している。この背圧はニードル６に下向きに作用して、スプリング６２とともにノズルニードル５を閉弁方向に付勢する。スプリング６２は、ニードル６の中間部外周に設けたフランジ部６３と筒状部６６の下端面との間に保持される。一方、燃料溜まり室１３の高圧燃料がニードル６先端部の円錐面に上向きに作用しニードル６を開弁方向に付勢している。
【００３５】
ボールバルブ３５は３方弁構造で、シート位置を選択的に切換えることにより、弁室３６と常時連通する制御室６１の圧力を制御する。ボールバルブ３５が上端位置にある時には、その略球面が弁室３６頂面の開口を閉鎖して、摺動ピン３４周りの環状通路に続く低圧通路２３との連通を遮断する。ボールバルブ３５が下端位置にある時には、そのフラット面が弁室３６底面の開口を閉鎖して高圧通路１４との連通を遮断する。これに伴い、弁室３６に連通する制御室６１の圧力、すなわちニードル６の背圧が増減する。ボールバルブ３５を半球状とするのは、シート部の一方を平面シートとすることで、弁室３６を構成するボデー部材Ｂ２、Ｂ３の位置ずれ等によるシート不良が生じにくくなるからであり、加工も容易となる。
【００３６】
ピエゾ素子２に通電しない通常状態において、ボールバルブ３５は高圧通路１４に配設されるスプリングと燃料圧力により上方に付勢されて、上端位置にある。この時、弁室３６を介して高圧通路１４と連通する制御室６１の圧力が上昇するために、ニードル６は閉弁位置となる。
【００３７】
次に、変位伝達部Ａについて説明する。縦穴２１の下端部内に収容されるシリンダ部材５は、上半部内を大径シリンダとして第１ピストンである大径のピエゾピストン３１を、下半部内を小径シリンダとして第２ピストンである小径のバルブピストン３３を、摺動自在に保持している。これらピエゾピストン３１とバルブピストン３３の間に形成される空間には、作動油となる燃料が充填されて油密室３２を構成する。これにより、変位伝達部Ａは、ピエゾピストン３１の変位を油密室３２にて油圧に変換し、両ピストン３１、３３の流路断面積比に応じて拡大して伝達することができる。
【００３８】
ピエゾピストン３１は、上端が大径のフランジ部３１ａとなってシリンダ部材５から上方に突出し、上端面がピエゾ素子２の下端面に、あるいは他部品を介して当接している。バルブピストン３３は下端面に設けた突出部が摺動ピン３４の上端面に当接している。シリンダ部材５は、下端外周に張り出すフランジ部５１を有している。支持部材となる、これらフランジ部５１とピエゾピストン３１のフランジ部３１ａの間に、本発明の特徴部分であるバネ部材４が挟持されている。バネ部材４は中空略円筒状バネで、シリンダ部材５の外周面と縦穴２１の内周面との間隙にクリアランスを有して配置されており、ピエゾ素子２に所定のプリセット荷重を付与するとともに、ピエゾピストン３１をピエゾ素子２に押し付けて一体に変位可能とする。
【００３９】
図１（ｂ）、（ｃ）に詳細を示すように、バネ部材４は矩形板材を略円筒状に成形してなる。バネ部材４を構成する矩形板材の突合せ部分は、非接合として、周方向の両端面間にクリアランスｃを有したままとなっている。すなわち、バネ部材４は完全な円筒ではなく、略Ｃ字状の横断面を有する略筒形状で、筒壁に均等配置した多数の孔４１によってバネ弾性を付与している。多数の孔４１は、周方向に延びる同一形状の長孔で、所定の等間隔ａを有して形成される。軸方向には、隣合う列と孔４１の形成位置をずらして、一列おきに形成した孔４１が軸方向に並ぶようにする。これにより、多数の孔４１が交互に千鳥格子状に配置され、バネ定数を下げる効果がある。
【００４０】
バネ部材４の突合せ部分には、周方向の両端縁部に多数の切り欠き部４２、４３が形成される。これら切り欠き部４２と切り欠き部４３は対称形状で、クリアランスｃを挟んで対向する位置に設けた切り欠き部４２、４３が組み合わされて、筒壁の孔４１と同等の長孔形状となる。切り欠き部４２、４３と周方向に隣合う孔４１との間隔は、上記所定の等間隔ａとする。これにより、バネ部材４の筒壁の全面に、多数の孔４１およびこれと同等の長孔が、周方向および軸方向に整列して配置されるので、突合せ部分の開口部に発生する応力を小さくし、全体のバランスを良好にして、倒れの発生を防止するとともに、ピエゾ素子２に均等にプリセット荷重を付与できる。
【００４１】
ここで、バネ部材４の突合せ部分における強度を確保するためには、バネ部材４の周方向の両端縁と、該両端縁に最も近い位置の孔４１との距離が、ａ／２以上となるように配置するのがよい。周方向の両端縁部の最小幅（孔を形成しない部分の板幅）を、孔４１間の距離の１／２以上とすることで、突合せ部分の強度を向上させることができ、最小幅がこれより小さくなると、突合せ部分における応力が他部分より上昇し破壊開始点となるおそれがある。
【００４２】
また、倒れ防止のためには、バネ部材４と、その上下端面にそれぞれ当接するピエゾピストン３１のフランジ部３１ａ下端面、およびシリンダ部材５のフランジ部５１上端面を構成するピエゾピストン３１とシリンダ部材５とのクリアランスを極力小さくし（例えば、５μｍ以下）、バネ部材４の材料耐力を十分大きくするのがよい（例えば、１５００Ｎ／ｍｍ2 以上）。
【００４３】
バネ部材４の製造方法としては、所定形状に切断した矩形板材に、予め、打ち抜き加工またはレーザー加工により多数の孔４１を形成した後、円筒状に成形する。あるいは、矩形板材を円筒状に成形した後に、筒壁に多数の孔４１を形成することもできる。
【００４４】
本実施形態におけるインジェクタ１の作動を説明する。図１において、ピエゾ素子２が放電状態で縮小している状態では、上述したようにボールバルブ３５が上端位置にあり、制御室６１の油圧力とスプリング６２のバネ力によって、ニードル６は閉弁している。この状態から、ピエゾ素子２に通電すると、ピエゾ素子２が充電されて伸長する。これに伴い、ピエゾピストン３１が下方に移動して油密室３２の作動油（ここでは軽油）を圧縮し、この油圧力がバルブピストン３３をおよび摺動ピン部材３４を押し下げると、ボールバルブ３５が下端位置へ移動し高圧通路１４を閉鎖する。
【００４５】
これにより、制御室６１が、連通路１５、弁室３６、低圧通路２３を介して低圧燃料通路２２に連通する。制御室６１の圧力が降下してニードル６に作用する上向きの付勢力が下向きの付勢力を上回ると、ニードル６がノズルシート６５から離座し、噴孔６４から燃料が噴射される。その後、ピエゾ素子２を再び放電して収縮させると、ボールバルブ３５の押し下げ力が解除されて上端位置に戻り、制御室６１圧力が再び上昇してニードル６が着座し、噴射が終了する。
【００４６】
本実施形態によれば、変位伝達部Ａに使用されるバネ部材４を、突合せ部分が非接合の略円筒形状としたので、接合工程を省略して製造工程を簡略化し、製造コストを大幅に低減することができる。また、バネ部材４の突合せ部分に、対称形状の切欠き部４２、４３を形成し、これら切欠き部４２、４３によって孔４１と同等の長孔が形成されるようにしたので、筒壁面の全体に多数の孔４１が均等配置される構成とすることができ、両端縁部の最小幅を確保することで、開口部の強度を向上することができる。よって、クリアランスｃを有したまま、簡易な形状で、ピエゾ素子２に所望のプリセット荷重を付与するバネ部材４を実現する。さらに、バネ部材４を、ピエゾピストン３１のフランジ部３１ａとシリンダ部材５のフランジ部５１の間に挟持する構成としたので、これら部材の寸法精度を向上させることで、倒れ防止効果がより高くなる。また、バネ部材４は、シリンダ部材５１外周の間隙に配置されるので、設置スペースを要さず、ピエゾピストン３１とシリンダ部材５間に密接配置されるので、駆動力をロスすることなく効率よく伝達する。よって、インジェクタ１を小型で高性能かつ低コストにできる。
【００４７】
図２は、本発明の第２の実施形態であり、バネ部材４の他の構成例を示す。インジェクタ１の全体構成および基本作動は上記第１の実施形態と同様であり、説明を省略する。図２に示すように、本実施形態では、バネ部材４の突合せ部分において、周方向の両端縁部に形成される切欠き部４２´、４３´と、隣合う孔４１との間隔ｂを、他の部分における孔４１間の間隔ａよりも大きくなるように形成する（ｂ＞ａ）。このため、本実施形態では、切欠き部４２´、４３´の周方向長が、第１の実施形態における切欠き部４２、４３よりも短く形成される。その他の構成は、第１の実施形態と同様とする。
【００４８】
本実施形態の構成によれば、両端縁部におけるバネ定数を上げることで、発生する応力に対して、変形が生じにくくなるので、開口部方向へ傾きや倒れの防止効果をより高くすることができる。このように、孔４１や切欠き部４２、４３の形状や配置は、必要に応じて適宜変更することができる。また、本実施形態の構成では、バネ部材４の突合せ部分の強度が高まることで、バネ部材４を当接支持するピエゾピストン３１およびシリンダ部材５の寸法や組付け精度が、第１の実施形態ほど要求されない。あるいは、バネ部材４単独で十分な効果が確保される場合には、必ずしも、倒れ防止の役割を受け持つ他の部材と組み合わせた構成としなくともよい。ピエゾピストン３１のフランジ部３１ａおよびシリンダ部材５のフランジ部５１の間に挟持する以外の構成としたり、ピエゾピストン３１やシリンダ部材５の形状を変更することもできる。
【００４９】
上記実施形態では、変位伝達部Ａを、大径のピエゾピストン３１と小径のバルブピストン３３を組み合わせて変位を拡大して伝達する構成としたが、ピエゾピストン３１とバルブピストン３３を同径であってもよい。ＰＺＴ等の圧電セラミックは金属と熱変形量が異なるため、両者を混在させる手段として油圧を介在させるもので、部材間で異なる熱変形量を油密室３２への燃料流入または燃料リークにより吸収して良好な伝達性能を維持できる利点がある。
【００５０】
また、上記実施形態では、制御弁として３方弁構造のボールバルブ３５を用いたが、弁室３６と低圧通路２３との間を連通状態と遮断状態とに切換える２方弁構造のインジェクタに適用することもできる。その他、インジェクタ各部の構成を変更してももちろんよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施形態を示し、（ａ）はインジェクタの全体概略断面図、（ｂ）はバネ部材の部分斜視図、（ｃ）はバネ部材の全体構成を示す側面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態におけるバネ部材の側面図である。
【図３】（ａ）は従来のインジェクタの主要部構成を示す断面図、（ｂ）、（ｃ）は（ａ）に示す従来のインジェクタに使用されるバネ部材の側面図である。
【図４】（ａ）は従来のインジェクタの主要部構成を示す断面図、（ｂ）は（ａ）に示す従来のインジェクタに使用されるバネ部材の側面図である。
【図５】（ａ）は従来のインジェクタの主要部構成を示す断面図、（ｂ）は（ａ）に示す従来のインジェクタに使用されるバネ部材の側面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  インジェクタ
１１  燃料導入口
１２  高圧燃料通路
１３  燃料溜まり室
１４  高圧通路
１５  連通路
２  ピエゾ素子
２１  縦穴
２２  低圧燃料通路
２３  低圧通路
Ａ  変位伝達部
３１  ピエゾピストン（第１ピストン）
３１ａ  フランジ部（支持部材）
３２  油密室
３３  バルブピストン（第２ピストン）
３５  ボールバルブ
３６  弁室
４  バネ部材
５  シリンダ部材
５１  フランジ部（支持部材）
６  ニードル
６１  制御室
６２  スプリング
６３  大径部
６４  噴孔
【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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