(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧燃料が導かれる燃圧室と、
燃圧室と差圧室の差圧に応じて変位する針弁と、
針弁によって開閉されて燃圧室の燃料を噴射する噴口と、
針弁を閉弁方向に付勢する弾性部材と、
圧電素子または磁歪素子から構成されたアクチュエータと、
アクチュエータの伸縮に応じて差圧室の圧力を加減圧するピストンとを備えたエンジンの燃料噴射弁において、
前記差圧室は針弁の基端側に形成されたピストン部の背面側に画成され、前記噴口のほぼ反対側に開口端を備えたケーシングには、開口端側に形成した空間内にアクチュエータを収装するとともに、開口端側のアクチュエータ端部にピストンを取り付ける一方、前記ケーシングとピストンとの間に画成されて、アクチュエータの伸長時に容積を拡大する一方、収縮時に容積を縮小する圧力室を形成して、前記ピストンをアクチュエータの収縮方向へ付勢する付勢手段と、前記圧力室と差圧室を連通する連通路を設けたことを特徴とするエンジンの燃料噴射弁。
【請求項２】
前記ピストンの受圧面積Ａ１を針弁のピストン部背面の受圧面積Ａ２より大きく設定したことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの燃料噴射弁。
【請求項３】
前記ピストンはアクチュエータを取り囲むような筒状部を備える一方、前記ケーシングには開口端側からこの筒状部を収装する環状溝を形成して、前記圧力室をピストンの筒状部端面と環状溝との間に画成したことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの燃料噴射弁。
【請求項４】
前記環状溝と筒状部の内周及び外周の間にはシール部材を介装し、圧力室を挟んでピストン内部と開口端側の外部とを画成したことを特徴とする請求項３に記載のエンジンの燃料噴射弁。
【請求項５】
前記付勢手段は、前記ピストンの開口端側に画成されて加圧燃料が導かれる第２の燃圧室で構成されたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、圧電素子または磁歪素子等のアクチュエータを介して針弁前後の燃料圧力を変化させることにより針弁を開閉駆動するエンジンの燃料噴射弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から自動車用エンジンに備えられる燃料噴射弁においては、印加電圧に応じて体積変化する圧電素子や磁界の変化に応じて体積変化する磁歪素子を備えたアクチュエータによって針弁（弁体）を開閉させるものが知られており、針弁をこれらアクチュエータにより駆動することにより、燃料噴射弁の応答性を向上でき、噴射可能範囲が拡大してエンジンの高出力化に対応できるとともに、少量の燃料を安定して噴射することが可能となってエンジンの燃費低減を図ることができる。
【０００３】
このような燃料噴射弁としては、例えば特開平６−８８５５９号公報に開示されるものが知られており、アクチュエータとして圧電素子からなるピエゾアクチュエータを用いるとともに、針弁の開閉をその前後差圧に基づいて行うようにしたものである。
【０００４】
これについて説明すると、針弁の前後には燃圧室と背圧室が画成されており、燃圧室には所定の圧力で燃料が導入され、背圧室はピエゾアクチュエータの伸縮に応じて容積を増減させ、この容積変化に伴う針弁の前後差圧によって針弁の開閉作動が制御される。すなわち、ピエゾアクチュエータに電圧を印加して伸長させた状態では、背圧室の圧力の方が大きくなって、針弁は閉弁して燃料の噴射を停止する一方、ピエゾアクチュエータの収縮時には背圧室の容積が拡大するため内圧が低下して針弁を開弁駆動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の燃料噴射弁では、ピエゾアクチュエータに印加される電圧を遮断して針弁を開弁させる構造となっているため、ピエゾアクチュエータに電圧を供給する配線が断線するなどで供給電圧が低下した場合、ピエゾアクチュエータが収縮するのに伴って針弁が開弁し、所定の噴射時期以外でも燃料が一時的に噴射されてしまう可能性があった。
【０００６】
そこで、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、エンジンの燃料噴射弁において、断線時等の一時的な燃料噴射を防止することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、加圧燃料が導かれる燃圧室と、燃圧室と差圧室の差圧に応じて変位する針弁と、針弁によって開閉されて燃圧室の燃料を噴射する噴口と、針弁を閉弁方向に付勢する弾性部材と、圧電素子または磁歪素子から構成されたアクチュエータと、アクチュエータの伸縮に応じて差圧室の圧力を加減圧するピストンとを備えたエンジンの燃料噴射弁において、前記差圧室は針弁の基端側に形成されたピストン部の背面側に画成され、前記噴口とはほぼ反対側に開口端を備えたケーシングには、開口端側に形成した空間内にアクチュエータを収装するとともに、開口端側のアクチュエータ端部にピストンを取り付ける一方、前記ケーシングとピストンとの間に画成されて、アクチュエータの伸長時に容積を拡大する一方、収縮時に容積を縮小する圧力室を形成して、前記ピストンをアクチュエータの収縮方向へ付勢する付勢手段と、前記圧力室と差圧室を連通する連通路を設ける。
【０００８】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記ピストンの受圧面積Ａ１を針弁のピストン部背面の受圧面積Ａ２より大きく設定する。
【０００９】
また、第３の発明は、前記第１の発明において、前記ピストンはアクチュエータを取り囲むような筒状部を備える一方、前記ケーシングには開口端側からこの筒状部を収装する環状溝を形成して、前記圧力室をピストンの筒状部端面と環状溝との間に画成する。
【００１０】
また、第４の発明は、前記第３の発明において、前記環状溝と筒状部の内周及び外周の間にはシール部材を介装し、圧力室を挟んでピストン内部と開口端側の外部とを画成する。
【００１１】
また、第５の発明は、前記第１の発明において、前記付勢手段は、前記ピストンの開口端側に画成されて加圧燃料が導かれる第２の燃圧室で構成される。
【００１２】
【発明の効果】
第１の発明は、燃料噴射弁の開弁動作は、アクチュエータが印加される電圧に応じて、付勢手段に抗して伸長駆動することで行われ、アクチュエータの伸長に伴って、ピストンは開口端側へ変位するため圧力室の容積は急激に増大して圧力が急減し、連通路を介して圧力室と連通した差圧室の圧力も急減するため、針弁のピストン部には前後差圧が生じ、差圧室の容積が減少する方向へ針弁は弾性部材に抗して変位し、針弁は開弁して燃圧室内の加圧燃料は、噴口から燃焼室へ噴射される。一方、燃料噴射弁の閉弁動作は、アクチュエータへの電圧の印加を遮断して収縮駆動させることにより行われ、アクチュエータは収縮するとともに、付勢手段の付勢力によって最収縮位置まで変位し、圧力室の容積は急激に減少して、圧力が急増する。このため、連通路を介して圧力室と連通した差圧室の圧力も急増するため、差圧室の容積が増大する方向へ針弁は変位すると同時に、弾性部材の付勢力が加わるため、針弁は燃圧室に加わる燃圧に抗して閉弁することができ、この閉弁動作は、アクチュエータへの通電経路の断線等で、電圧の印加が遮断された場合にも同様に作動するため、電気系統の故障時のフェイルセーフを確保することができ、前記従来例のように配線の断線等によって燃料が一時的に噴射されてしまうことを確実に防止することが可能となって、圧電素子や磁歪素子からなるアクチュエータを用いた燃料噴射弁の信頼性を向上させることができるのである。
【００１３】
また、第２の発明は、ピストンの受圧面積Ａ１を針弁のピストン部背面の受圧面積Ａ２よりも大きく設定したため、アクチュエータの変位量が微少であっても、燃料噴射に必要な針弁の開弁量を確保することができ、燃料噴射弁の設計の自由度を向上させることができるのである。
【００１４】
また、第３の発明は、ケーシングの開口端側に形成した環状溝にピストンに設けた筒状部を収装して、筒状部と環状溝でアクチュエータを取り囲むような構造とし、ピストンの筒状部端面と環状溝との間に圧力室を画成することで、アクチュエータ、ピストン及び付勢手段の組付けは、ケーシングの開口端側から行うことができるため、容易に作業を行うことが可能となって、生産性を向上させることができ、さらに、エンジンへ装着した後でも、開口端側からアクチュエータ、ピストン及び付勢手段の整備を容易に行うことが可能となって、燃料噴射弁の整備性及び生産性を大幅に向上させることができるのである。
【００１５】
また、第４の発明は、環状溝と筒状部の内周及び外周との間にシール部材を介装したため、アクチュエータを収装する空間を密封して外気の出入りを遮断でき、圧電素子や磁歪素子からなるアクチュエータの外気との接触を防いで、結露などによる短絡を確実に回避でき、燃料噴射弁の信頼性をさらに向上させることができるのである。
【００１６】
また、第５の発明は、ピストンをアクチュエータの収縮方向へ付勢する手段を第２燃圧室で構成したため、アクチュエータはピストンに加わる燃圧に抗して伸長、収縮する駆動力を備えればよく、燃圧による荷重は常時一定であり、バネを用いた場合のように荷重変動が生じないため、より小さな力で針弁の開閉を確実に行うことが可能となって、アクチュエータの小型化を可能にすることで、製造コストの低減を図るとともに、燃料噴射弁の設計の自由度をさらに向上させることが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を筒内噴射式火花点火エンジンに配設される燃料噴射弁に適用した一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１において、燃料噴射弁はケーシング９の先端部（隔壁９ａ側）に、図示しないエンジンの燃焼室に臨ませるノズルボディ１を設けており、このノズルボディ１は先端に開口した噴口１ａから、燃料噴霧を燃焼室内へ向けて噴射するように形成される。
【００１９】
ノズルボディ１の内部には、噴口１ａ側に弁体２ａを形成する一方、他端にはノズルボディ１内周と摺接するピストン部２ｃを形成した針弁２が摺動可能に収装され、弁体２ａとピストン部２ｃの間には外径の小さいロッド部２ｂが形成される。
【００２０】
ノズルボディ１の内部には、針弁２のロッド部２ｂを取り囲むように燃料入口６と連通した燃圧室３が画成され、噴口１ａは口述するように、針弁２によって開閉される。なお、燃料入口６はノズルボディ１の側面に開口して図示しない燃料供給手段に接続される。
【００２１】
針弁２はピストン部２ｃ側をケーシング９の先端部を構成する隔壁９ａ側へ向けて配設され、ピストン部２ａの背面（隔壁９ａとの対向面）と隔壁９ａとの間には差圧室８が画成される。
【００２２】
そして、この差圧室８には、ピストン部２ｃの背面と隔壁９ａの間に針弁２を閉弁方向へ付勢するリターンスプリング４が弾性部材として介装される。
【００２３】
なお、ピストン部２ｃとノズルボディ１内周との間には間隙などで形成された絞り通路２１が設けられ、燃圧室３に供給された加圧燃料は、この絞り通路２１を介して差圧室８へ徐々に供給される。
【００２４】
ケーシング９は隔壁９ａを底部として筒状に形成されており、開口端９ｂをノズルボディ１とは反対側の図中右側へ向けて、内周の空間９０には圧電素子からなるピエゾアクチュエータ１０が軸方向（図中左右方向）へ伸縮自在に収装される。そして、ケーシング９の開口端９ｂ（図中右側）には封止部材１６が配設されて、ケーシング９の内部は密封される。
【００２５】
なお、ピエゾアクチュエータ１０は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）系セラミック、ＰＭＮ（ニオブ酸マグネシウム酸鉛）系セラミックなどからなる圧電素子を円盤状に形成した部材を多数積層し、これら、各圧電素子間及び両端には図示しない電極が介装されて、図示しないコントローラからの印加電圧に応じてピエゾアクチュエータ１０は、軸方向へ伸縮する。
【００２６】
ケーシング９内に収装されたピエゾアクチュエータ１０の一端は、隔壁９ａに当接する一方、他端には板状のスペーサ１４を介してピストン１１が取り付けられ、ピストン１１と封止部材１６との間には空間１８が画成されるとともに、この空間１８には、ピストン１１を介してピエゾアクチュエータ１０を収縮方向へ付勢する付勢手段として皿バネ状のリターンスプリング２２が介装される。
【００２７】
ここで、ピストン１１は「コ」の字状の径方向断面を備え、空間１８に面した側を封止した円筒状部材で形成され、空間１８側に頂面１１ａを向ける一方、円筒部１１ｂ（筒状部）をノズルボディ１側に向けてケーシング９内に収装される。
【００２８】
ピストン１１の頂面１１ａは、上記したようにリターンスプリング２２と当接する一方、円筒部１１ｂは開口端９ｂの内側に形成された内周端面９ｄから所定の深さに形成された環状溝９ｃに収装される。内周端面９ｄは、開口端９ｂから隔壁９ａへ向けて所定の深さに形成され、環状溝９ｃはこの内周端面９ｄよりも外周側で所定の深さの円環状溝部として形成される。そして、内周端面９ｄは、摺動するピストン１１の頂面１１ａの内側と当接しないよう、開口端９ｂから所定の深さに配設される。
【００２９】
そして、環状溝９ｃに収装されたピストン１１の円筒部１１ｂの端面は、環状溝９ｃの底部との間に圧力室７を画成し、円筒部１１ｂの内周及び外周と対向する環状溝９ｃの内周にはそれぞれＯリング１２、１２がシール部材として介装され、圧力室７と空間１８及びピエゾアクチュエータ１０を収装したケーシング９の内部空間９０とを画成する。なお、Ｏリング１２は、ピエゾアクチュエータ１０の最伸長時にも円筒部１１ｂの内周及び外周と摺接可能な位置に配置され、圧力室７から空間１８及びピエゾアクチュエータ１０を収装する空間９０へ燃料が漏出するのを防ぐとともに、封止部材１６側の空間１８から空間９０への大気の出入りを防いで、ピエゾアクチュエータ１０を密封する。
【００３０】
次に、ピストン１１の円筒部１１ｂの端面と環状溝９ｃとの間に画成された圧力室７は、ケーシング９内に形成された連通路１７を介して針弁２のピストン部２ｃの背面に画成された差圧室８と連通する。
【００３１】
ここで、圧力室７に面したピストン１１の受圧面積をＡ１、ピエゾアクチュエータ１０のストローク（軸方向変位量）をＳ１とすると、圧力室７の容積Ｖ１は、
Ｖ１＝Ａ１×Ｓ１  ………（１）
で表される。
【００３２】
一方、差圧室８に面したピストン部２ｃの受圧面積をＡ２とし、針弁２のストロークをＳ２とすると、差圧室８の容積Ｖ２は、
Ｖ２＝Ａ２×Ｓ２  ………（２）
で表され、Ｖ１＝Ｖ２と仮定した場合、上記（１）、（２）式より、
Ｓ２＝Ａ１／Ａ２×Ｓ１  ………（３）
となるから、ピストン１１の受圧面積Ａ１と針弁２のピストン部２ｃの受圧面積Ａ２の関係を、
Ａ１＞Ａ２    ………（４）
と設定することにより、ピエゾアクチュエータ１０の微少なストロークＳ１に比して、針弁２のストロークＳ２を増大することができる。
【００３３】
以上のように構成されて、次に作用について説明する。
【００３４】
図１は、エンジン停止時における燃料噴射弁の状態を示しており、図示しないコントローラから電圧が印加されていないため、ピエゾアクチュエータ１０は収縮するとともに、リターンスプリング２２に付勢されて最収縮位置となるため、ストロークＳ１は最小値となり、上記（１）式より圧力室７の容積Ｖ１は最小となる。
【００３５】
このとき、燃圧室３と差圧室８及び圧力室７の圧力は、針弁２のピストン部２ｃとシリンダボディ１内周との間に設けた絞り通路２１によって均一化されるため、針弁２のピストン部２ｃには前後差圧が生じない。したがって、針弁２はリターンスプリング４の付勢力によって閉弁し、針弁２のストロークＳ２は最大値となって、上記（２）式より差圧室８の容積Ｖ２は最大となる。
【００３６】
すなわち、リターンスプリング４の付勢力が針弁２の弁体２ａをノズルボディ１のシート部に押圧させて確実に閉弁し、エンジン停止中に噴口１ａから燃料が洩れることが防止される。
【００３７】
エンジンを始動するため、図示しない燃料供給手段から燃料入口６へ所定の燃圧Ｐｆで燃料が圧送されると、まず、燃圧室３へ燃圧Ｐｆが導かれて圧力が上昇する。加圧燃料がピストン部２ｃの絞り通路２１を通って差圧室８及び圧力室７へ流入し終わるまでの間は、針弁２とのピストン部２ｃには前後差圧が生じるが、圧力室７はピエゾアクチュエータ１０が収縮するとともに、ピストン１１がリターンスプリング２２で同じく収縮方向へ付勢されるため、容積Ｖ１は最小のままであり、さらに、針弁２はリターンスプリング４の付勢力によって、弁体２ａをノズルボディ１のシート部へ押し付けることにより、所定の噴射時期以外で針弁
２が開弁するのを確実に防止できる。
【００３８】
エンジン始動時および始動後における燃料噴射弁の開弁動作は、ピエゾアクチュエータ１０がエンジン回転に同期して印加される電圧に応じて、リターンスプリング２２に抗して伸長駆動することで行われる。
【００３９】
ピエゾアクチュエータ１０の伸長に伴って、ピストン１１は封止部材１６側へ変位するためストロークＳ１は増大し、圧力室７の容積Ｖ１は急激に増大して、圧力が急減する。
【００４０】
したがって、連通路１７を介して圧力室７と連通した差圧室８の圧力も急減するため、針弁２のピストン部２ｃには前後差圧が生じ、差圧室８の容積Ｖ２が減少する方向へピストン部２ｃはリターンスプリング４の付勢力に抗して変位し、針弁２が開弁する。針弁２の開弁によって燃圧室３内の加圧燃料は、噴口１ａから図示しない燃焼室へ噴射される。
【００４１】
この針弁２の開弁時のストロークＳ２は、上記（４）式のように、ピストン１１の受圧面積Ａ１を弁２のピストン部２ｃの受圧面積Ａ２よりも大きく設定したため、上記（３）式より、ピエゾアクチュエータ１０のストロークＳ１が微少であっても上記受圧面積の比に応じて針弁２のストロークＳ２を増大させることができるため、針弁２の開弁に必要なストロークを容易に確保することができるのである。
【００４２】
次に、燃料噴射弁の閉弁動作は、ピエゾアクチュエータ１０への電圧の印加を遮断して収縮駆動させることにより行われる。
【００４３】
ピエゾアクチュエータ１０は電圧の遮断によって収縮するとともに、リターンスプリング２２の付勢力によって最収縮位置まで変位し、圧力室７の容積Ｖ１は再び最小値となる。
【００４４】
ピエゾアクチュエータ１０の収縮に伴って、ピストン１１は針弁２側へ変位するためストロークＳ１は縮小し、圧力室７の容積Ｖ１は急激に減少して、圧力が急増する。
【００４５】
したがって、連通路１７を介して圧力室７と連通した差圧室８の圧力も急増するため、針弁２のピストン部２ｃには前後差圧が生じ、差圧室８の容積Ｖ２が増大する方向へピストン部２ｃは変位するとともに、リターンスプリング４の付勢力が加わるため、針弁２は燃圧室３に加わる燃圧Ｐｆに抗して閉弁することができ、弁体２ａがノズルボディ１のシート部に当接して噴口１ａを封止することで、燃圧室３から燃焼室への燃料噴射が停止する。
【００４６】
上記閉弁動作は、ピエゾアクチュエータ１０への通電経路の断線等で、電圧の印加が遮断された場合にも同様に作動するため、電気系統の故障時のフェイルセーフを確保することができるのである。
【００４７】
こうして、針弁２の基端側にピストン部２ｃを形成して、このピストン部２ｃの背面とケーシング９の隔壁９ａの間に差圧室８を画成するとともに、このピストン部２ｃを介して閉弁方向へ付勢するリターンスプリング４を設ける一方、隔壁９ａと反対側の端部を開口したケーシング９には、隔壁９ａ側でピエゾアクチュエータ１０の基端を支持する空間９０を内周に画成し、さらに、この空間９０の端部を取り囲むように環状溝９ｃを形成して、ピエゾアクチュエータ１０の他端に取り付けたピストン１１の円筒部１１ｂと環状溝９ｃの間に圧力室７を画成するとともに、連通路１７を介して差圧室８と圧力室７を連通させたため、通電時にピエゾアクチュエータ１０を伸長駆動させることで、ピストン部２ｃに前後差圧を発生させて針弁２の開弁を行う一方、通電遮断時にはアクチュエータ１０が収縮してピストン部２ｃに加わる圧力が増大するとともにリターンスプリング４によって確実に閉弁させることができ、前記従来例のように配線の断線等によってピエゾアクチュエータが収縮した場合、燃料が一時的に噴射されてしまうことを確実に防止することが可能となって、ピエゾアクチュエータ１０を用いた燃料噴射弁の信頼性を向上させることができるのである。
【００４８】
そして、ピエゾアクチュエータ１０、ピストン１１及びリターンスプリング２２の組付けは、ケーシング９の開口端９ｂ側から行うことができるため、容易に作業を行うことが可能となって、生産性を向上させることができ、さらに、エンジンへ装着した後でも、封止部材１６を取り外すだけでピエゾアクチュエータ１０、ピストン１１及びリターンスプリング２２の整備を容易に行うことが可能となって、燃料噴射弁の整備性を大幅に向上させることができるのである。
【００４９】
また、ピストン１１の受圧面積Ａ１をピストン部２ｃの受圧面積Ａ２よりも大きく設定したため、ピエゾアクチュエータ１０の変位量が微少であっても、燃料噴射に必要な針弁２の開弁量を確保することができ、燃料噴射弁の設計の自由度を向上させることができるのである。
【００５０】
さらに、環状溝９ｃ内に設けたＯリング１２、１２によって、ピエゾアクチュエータ１０を収装する空間９０を密封するとともに、封止部材１６側の空間１８と環状の圧力室７とを確実に分離することができるため、ピエゾアクチュエータ１０の外気との接触を防いで結露などによる短絡を確実に回避でき、ピエゾアクチュエータ１０を用いた燃料噴射弁の信頼性をさらに向上させることができるのである。
【００５１】
図２は第２の実施形態を示し、前記第１実施形態においてピストン１１の頂面１１ａと封止部材１６との間に画成した空間１８を燃料入口６と連通させて第２燃圧室２０とするとともに、皿バネ状のリターンスプリング２２を廃止したもので、その他の構成は前記第１実施形態と同様である。
【００５２】
ピストン１１の頂面１１ａと封止部材１６との間に画成された第２燃圧室２０は、ケーシング９に形成された燃圧供給通路１９を介して燃料入口６と連通する。
【００５３】
エンジンの停止状態では、前記第１実施形態と同様に、リターンスプリング４の付勢力によって針弁２の弁体２ａがノズルボディ１のシート部に押圧させて確実に閉弁し、エンジン停止中に噴口１ａから燃料が洩れることを防止する。
【００５４】
エンジンを始動するため、図示しない燃料供給手段から燃料入口６へ所定の燃圧Ｐｆで燃料が圧送されると、まず、燃圧室３と第２燃圧室２０へ燃圧Ｐｆがそれぞれ導かれて圧力が上昇し、第２燃圧室２０に加わる燃圧Ｐｆは、前記第１実施形態のリターンスプリング２２に代わって、ピストン１１をピエゾアクチュエータ１０の収縮方向へ付勢し、ピストン１１に加わる燃圧Ｐｆとリターンスプリング４の付勢力によって針弁２が閉弁状態を保持することができる。
【００５５】
燃料噴射弁の開弁を行うために、ピエゾアクチュエータ１０へエンジン回転に同期して電圧を印加すると、ピエゾアクチュエータ１０は第２燃圧室２０の燃圧Ｐｆに抗して伸長し、前記と同様にピストン部２ｃに前後差圧を発生させて針弁２を開弁駆動する。
【００５６】
同様に、燃料噴射弁の閉弁動作は、ピエゾアクチュエータ１０への電圧の印加を遮断して収縮駆動させることにより行われる。
【００５７】
ピエゾアクチュエータ１０は電圧の遮断によって収縮するとともに、ピストン１１を介して第２燃圧室２０に加わる燃圧Ｐｆによって最収縮位置まで変位し、圧力室７の容積Ｖ１を最小とし、前記第１実施形態と同様に、リターンスプリング４の付勢力によって、弁体２ａをノズルボディ１のシート部へ当接させて噴口１ａを封止することで閉弁し、燃圧室３から燃焼室への燃料噴射が停止する。
【００５８】
この場合では、ピエゾアクチュエータ１０は、ピストン１１に加わる燃圧Ｐｆに抗して伸長、収縮する駆動力を備えればよく、燃圧Ｐｆによる荷重は常時一定であり、前記第１実施形態のリターンスプリング２２のように荷重変動が生じないため、より小さな力で針弁２の開閉を確実に行うことが可能となって、ピエゾアクチュエータ１０の小型化を可能にすることで、製造コストの低減を図るとともに、燃料噴射弁の設計の自由度をさらに向上させることが可能となる。
【００５９】
なお、上記実施形態において、ピストン１１を駆動するアクチュエータとして圧電素子からなるピエゾアクチュエータ１０を採用した場合を示したが、図示はしないが、磁界の強さに応じて伸縮する磁歪素子を用いた磁歪アクチュエータまたは超磁歪アクチュエータを採用しても同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す燃料噴射弁の断面図。
【図２】第２の実施形態を示す燃料噴射弁の断面図。
【符号の説明】
１  ノズルボディ
１ａ  噴口
２  針弁
２ａ  弁体
２ｃ  ピストン部
３  燃圧室
４  リターンスプリング（弾性部材）
６  燃料入口
７  圧力室
８  差圧室
９  ケーシング
９ａ  隔壁
９ｂ  開口端
９ｃ  環状溝
１０  ピエゾアクチュエータ
１１  ピストン
１１ａ  頂面
１１ｂ  円筒部（筒状部）
１２  Ｏリング
１７  連通路
１８  空間
１９  燃圧供給通路
２０  第２燃圧室（付勢手段）
２１  絞り通路
２２  リターンスプリング（付勢手段）
９０  空間
【図１】
0003785735.tif 000002
【図２】
0003785735.tif 000003