JP7006161B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents

Description

この明細書による開示は、噴孔から燃料を噴射する燃料噴射装置に関する。

従来、例えば特許文献１に開示の燃料噴射装置は、ノズル背圧室及び弁室が形成されたハウジングと、ノズル背圧室の圧力変動によって噴孔を開閉するノズルニードルと、弁室に収容された弁体とを備えている。弁体は、ピン部材によって伝達される駆動力で変位し、弁室に臨む高圧ポートの開口を開閉する。

以上の、弁体は、ピン部材に対しての傾斜及び回転を許容されている。そのため、弁体の下端面には、座ぐり部が形成されている。弁体に傾斜及び回転が生じた場合、座ぐり部は、弁体と弁室の区画壁との間に生じる流路面積の変動を抑制し得る。その結果、特許文献１では、高圧ポートから制御ポートへと流れる燃料流量の変動の低減が図られる。

特開２００９－２１５８９２号公報

特許文献１の燃料噴射装置の構成において、弁体には、傾斜及び回転に加えて、さらにピン部材に対する軸ずれが生じ得る。こうした軸ずれの発生によれば、弁体の下端面に座ぐり部が形成されていたとしても、弁体と弁室の区画壁との間に生じる流路面積には、変動が生じ得る。その結果、高圧ポートから制御ポートへと流れる燃料流量の変動により、ノズル背圧室の圧力回復にばらつきが生じ、噴孔から噴射される燃料噴射量の変動が引き起こされ得た。

本開示は、噴孔から噴射される燃料噴射量の変動を抑制可能な燃料噴射装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、開示された一つの態様は、噴孔（３８）から燃料を噴射する燃料噴射装置であって、燃料によって満たされる燃料室（３５，３６）、及び燃料室に燃料を供給する供給流路（３２）、が形成された流路形成部材（２０）と、燃料室の圧力の変動によって噴孔を開閉する噴孔弁体（５０）と、燃料室に収容され、燃料室に臨む供給流路の供給開口（３２ｂ）を開閉する制御弁体（６０，２６０，３６０，５６０，６６０）と、制御弁体への駆動力の伝達によって制御弁体を変位させる伝達部材（４４）と、伝達部材に対する制御弁体の軸ずれ及び傾きの変動を規制する変動規制構造（９０，２９０，３９０，４９０，６９０，７９０）と、を備え、制御弁体及び伝達部材のうちの一方には、凸状部（４７）が形成され、制御弁体及び伝達部材のうちの他方には、凸状部を収容し、制御弁体及び伝達部材を相互に固定する凹状穴（６４）が形成され、変動規制構造は、凸状部及び凹状穴を含む燃料噴射装置とされる。
また開示された一つの態様は、噴孔（３８）から燃料を噴射する燃料噴射装置であって、燃料によって満たされる燃料室（３５，３６）、及び燃料室に燃料を供給する供給流路（３２）、が形成された流路形成部材（２０）と、燃料室の圧力の変動によって噴孔を開閉する噴孔弁体（５０）と、燃料室に収容され、燃料室に臨む供給流路の供給開口（３２ｂ）を開閉する制御弁体（６０，２６０，３６０，５６０，６６０）と、制御弁体への駆動力の伝達によって制御弁体を変位させる伝達部材（４４）と、伝達部材に対する制御弁体の軸ずれ及び傾きの変動を規制する変動規制構造（９０，２９０，３９０，４９０，６９０，７９０）と、制御弁体を伝達部材へ向けて付勢する筒状のバルブスプリング（７０，４７０）と、を備え、流路形成部材は、バルブスプリングの位置を規定する環状構造部（２２９，３２９，４２９）、を有し、変動規制構造は、バルブスプリング及び環状構造部を含む燃料噴射装置とされる。
また開示された一つの態様は、噴孔（３８）から燃料を噴射する燃料噴射装置であって、燃料によって満たされる燃料室（３５，３６）、及び燃料室に燃料を供給する供給流路（３２）、が形成された流路形成部材（２０）と、燃料室の圧力の変動によって噴孔を開閉する噴孔弁体（５０）と、燃料室に収容され、燃料室に臨む供給流路の供給開口（３２ｂ）を開閉する制御弁体（６０，２６０，３６０，５６０，６６０）と、制御弁体への駆動力の伝達によって制御弁体を変位させる伝達部材（４４）と、伝達部材に対する制御弁体の軸ずれ及び傾きの変動を規制する変動規制構造（９０，２９０，３９０，４９０，６９０，７９０）と、を備え、変動規制構造は、制御弁体に外嵌され、燃料室の区画壁に対して制御弁体を摺動可能に支持する環状部材（８０）、を含む燃料噴射装置とされる。
また開示された一つの態様は、噴孔（３８）から燃料を噴射する燃料噴射装置であって、燃料によって満たされる燃料室（３５，３６）、及び燃料室に燃料を供給する供給流路（３２）、が形成された流路形成部材（２０）と、燃料室の圧力の変動によって噴孔を開閉する噴孔弁体（５０）と、燃料室に収容され、燃料室に臨む供給流路の供給開口（３２ｂ）を開閉する制御弁体（６０，２６０，３６０，５６０，６６０）と、制御弁体への駆動力の伝達によって制御弁体を変位させる伝達部材（４４）と、伝達部材に対する制御弁体の軸ずれ及び傾きの変動を規制する変動規制構造（９０，２９０，３９０，４９０，６９０，７９０）と、を備え、制御弁体は、供給開口を閉じる閉塞底面（６２）、を有し、供給開口の面積重心（Ａｃ１）を閉塞底面の面積重心（Ａｃ２）から偏心させた供給流路が、変動規制構造を兼ねる燃料噴射装置とされる。

これらの態様によれば、伝達部材に対する制御弁体の軸ずれ及び傾きの変動が変更規制構造によって規制されるため、供給開口を開状態とした制御弁体と燃料室の区画壁との間に生じる流路面積は、実質的に一定になり得る。故に、供給流路から燃料室に流入する燃料流量の変動、ひいては燃料室の圧力回復のばらつきが低減されるため、噴孔から噴射される燃料噴射量の変動が抑制可能となる。

また開示された一つの態様は、噴孔（３８）から燃料を噴射する燃料噴射装置であって、燃料によって満たされる第一燃料室（１３６）、連通通路（３３，１３３，２３３）によって第一燃料室と連通された第二燃料室（１３５）、及び第一燃料室に燃料を供給する供給流路（３２）、が形成された流路形成部材（１２０）と、第二燃料室の圧力の変動によって噴孔を開閉する噴孔弁体（５０）と、第一燃料室に収容され、第一燃料室に臨む供給流路の供給開口（３２ｂ）を開閉する制御弁体（６６０）と、備え、供給開口が開口する第一燃料室の壁面（３６ｂ）には、連通通路の連通開口（３３ａ，１３３ａ）が複数形成されている燃料噴射装置とされる。

この態様によれば、制御弁体の軸ずれ及び傾きの変動が生じても、供給開口から複数の連通開口のそれぞれに向かう各燃料流れの流量の増減が、互いに打ち消し合うようになる。故に、供給流路から燃料室に流入する燃料流量の変動、ひいては燃料室の圧力回復のばらつきが低減されるため、噴孔から噴射される燃料噴射量の変動が抑制可能となる。

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。

第一実施形態による燃料噴射装置及び制御装置を含む燃料供給システムの全体構成を示す図である。 燃料噴射装置の縦断面図である。 図２の領域ＩＩＩを拡大した拡大図であって、弁室近傍の詳細を示す縦断面図である。 無噴射時における燃料噴射装置の状態を示す模式図である。 噴射時における燃料噴射装置の状態を示す模式図であって、燃料噴射装置の燃料噴射の作動を説明するための図である。 規制構造を設けていない比較例で生じる燃料噴射量の増減の詳細を説明するための図である。 規制構造による燃料噴射量の変動抑制効果を、比較例と比較して示す図である。 第二実施形態による燃料噴射装置の弁室近傍を拡大して示す縦断面図である。 図８のＩＸ－ＩＸ線断面図である。 第三実施形態による燃料噴射装置の弁室近傍を拡大して示す縦断面図である。 図１０のＸＩ－ＸＩ線断面図である。 第四実施形態による燃料噴射装置の弁室近傍を拡大して示す縦断面図である。 第四実施形態のコイルスプリングの縦断面図である。 第五実施形態による燃料噴射装置の弁室近傍を拡大して示す縦断面図である。 第六実施形態による燃料噴射装置の弁室近傍を拡大して示す縦断面図である。 第六実施形態の規制リングの斜視図である。 第七実施形態による燃料噴射装置の弁室近傍を拡大して示す縦断面図である。 図１７のＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ線断面図である。 図１７のＸＩＸ－ＸＩＸ線断面図である。 差圧モーメントの作用により、一定の傾斜姿勢で着座する制御弁体を示す図である。 第八実施形態による燃料噴射装置の弁室近傍を拡大して示す縦断面図である。 第九実施形態による燃料噴射装置の弁室近傍を拡大して示す縦断面図である。 第十実施形態による燃料噴射装置の弁室近傍を拡大して示す縦断面図である。 図２３のＸＸＩＶ－ＸＸＩＶ線断面図である。 第十一実施形態による燃料噴射装置の制御室及び弁室の近傍を拡大して示す縦断面図である。 図２５のＸＸＶＩ－ＸＸＶＩ線断面図である。 図２５のＸＸＶＩＩ－ＸＸＶＩＩ線断面図である。 第十二実施形態による燃料噴射装置の制御室及び弁室の近傍を拡大して示す縦断面図である。 図２８のＸＸＩＸ－ＸＸＩＸ線断面図である。 図２８のＸＸＸ－ＸＸＸ線断面図である。

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。

（第一実施形態）
本開示の第一実施形態による燃料噴射装置１０は、図１に示す燃料供給システム１に用いられている。燃料噴射装置１０は、内燃機関であるディーゼルエンジン（以下、「エンジン２」）の各燃焼室２ｂに、燃料タンク４に貯留された燃料を供給する。燃料供給システム１は、フィードポンプ５、高圧燃料ポンプ６、コモンレール３及び制御装置９等を、燃料噴射装置１０と共に備えている。

フィードポンプ５は、例えばトロコイド式の電動ポンプである。フィードポンプ５は、高圧燃料ポンプ６に内蔵されている。フィードポンプ５は、燃料タンク４に貯留された燃料としての軽油を、高圧燃料ポンプ６に圧送する。フィードポンプ５は、高圧燃料ポンプ６と別体で、例えば燃料タンク４の内部に配置される構成であってもよい。

高圧燃料ポンプ６は、例えばプランジャ式のポンプである。高圧燃料ポンプ６は、エンジン２の出力軸によって駆動される。高圧燃料ポンプ６は、燃料配管６ａによってコモンレール３と接続されている。高圧燃料ポンプ６は、フィードポンプ５により供給された燃料をさらに昇圧し、高圧燃料としてコモンレール３に供給する。

コモンレール３は、高圧燃料配管３ｂを介して複数の燃料噴射装置１０と接続されている。コモンレール３は、余剰燃料配管８ａを介して燃料タンク４と接続されている。コモンレール３は、高圧燃料ポンプ６から供給される高圧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１０に分配する。コモンレール３には、減圧弁８が備えられている。減圧弁８は、コモンレール３の燃料圧力が目標圧力よりも高い場合に、余剰になった燃料を余剰燃料配管８ａへ排出する。

制御装置９は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９ａ及びＥＤＵ（Electronic Driver Unit）９ｂを含む電子制御ユニットである。制御装置９は、各燃料噴射装置１０と電気的に接続されている。制御装置９は、エンジン２の稼動状態に応じて、各燃料噴射装置１０による燃料の噴射を制御する。

ＥＣＵ９ａは、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を備えている。演算回路には、プロセッサ、ＲＡＭ、及び書き換え可能な不揮発性のメモリ装置が含まれている。ＥＤＵ９ｂは、ＥＣＵ９ａから入力される指令信号に基づき、燃料噴射装置１０の駆動部４０に駆動電圧を印加する。

燃料噴射装置１０は、燃焼室２ｂを形成するヘッド部材２ａの挿入孔に挿入された状態で、ヘッド部材２ａに取り付けられている。燃料噴射装置１０は、高圧燃料配管３ｂを介して供給される高圧燃料を、噴孔３８から燃焼室２ｂへ向けて直接的に噴射する。燃料噴射装置１０は、噴孔３８からの燃料の噴射を制御する弁構造を備えている。燃料噴射装置１０は、高圧燃料の一部を、噴孔３８の開閉に使用する。燃料噴射装置１０に供給された燃料の一部は、戻り配管８ｂ及び余剰燃料配管８ａを通じて燃料タンク４へ戻される。

燃料噴射装置１０は、図２及び図３に示すように、弁ボデー２０、ノズルニードル５０、駆動部４０及び制御弁体６０を備えている。

弁ボデー２０は、インジェクターボデー部材２１、バルブボデー部材２２、オリフィス形成部材２３、ノズルボデー部材２４、リテーニングナット２５及びニードルシリンダ２６等の複数の金属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２０には、噴孔３８が形成されている。加えて、弁ボデー２０の内部には、高圧燃料通路３１、高圧室３１ａ、供給連通路３２、制御連通路３３、低圧連通路３４、低圧室３７、制御室３５及び弁室３６が設けられている。

噴孔３８は、ヘッド部材２ａ（図１参照）へ挿入される弁ボデー２０において、挿入方向の先端部に形成されている。噴孔３８は、燃焼室２ｂ（図１参照）に露出している。弁ボデー２０の先端部は、円錐状又は半球状に形成されている。噴孔３８は、弁ボデー２０の内側から外側に向けて放射状に複数設けられている。各噴孔３８は、燃焼室２ｂへ向けて高圧燃料を噴射する。高圧燃料は、噴孔３８を通過することによって霧化され、空気と混合容易な状態となる。

高圧燃料通路３１は、インジェクターボデー部材２１、バルブボデー部材２２、及びオリフィス形成部材２３にわたって形成されている。高圧燃料通路３１は、高圧燃料配管３ｂ（図１参照）と接続されている。高圧燃料通路３１は、高圧燃料配管３ｂを通じてコモンレール３（図１参照）から供給される高圧燃料を、高圧室３１ａに供給する。

高圧室３１ａは、ノズルボデー部材２４に形成された円柱状の空間である。高圧室３１ａには、ノズルニードル５０及びニードルシリンダ２６等が収容されている。高圧室３１ａは、高圧燃料通路３１と接続されている。高圧室３１ａは、高圧燃料通路３１を通じて供給される高圧燃料によって満たされている。高圧室３１ａは、高圧燃料を噴孔３８まで流通させる。

供給連通路３２は、弁室３６に燃料を供給する燃料通路であり、オリフィス形成部材２３に形成されている。供給連通路３２は、高圧室３１ａと弁室３６とを連通させている。供給連通路３２には、インオリフィス３２ａが形成されている。インオリフィス３２ａは、供給連通路３２によって高圧室３１ａ及び弁室３６が接続された状態で、高圧室３１ａから弁室３６に流入する燃料流量を制限する。

制御連通路３３は、オリフィス形成部材２３に形成された燃料通路である。制御連通路３３は、制御室３５と弁室３６とを互いに接続させている。制御連通路３３は、弁室３６の燃料を制御室３５に流入させる機能と、制御室３５の燃料を弁室３６に流出させる機能とを有している。

低圧連通路３４は、弁室３６の燃料を低圧室３７に流出させる燃料通路であり、バルブボデー部材２２に形成されている。低圧連通路３４には、アウトオリフィス３４ａが形成されている。アウトオリフィス３４ａは、弁室３６及び低圧室３７が接続された状態で、弁室３６から流出する燃料流量を制限する。アウトオリフィス３４ａは、制御弁体６０の中心軸に対して、制御連通路３３と同じ側に設けられている。低圧連通路３４のうち弁室３６側の部分は、ピン収容孔２２ａによって形成されている。

低圧室３７は、インジェクターボデー部材２１に形成されている。低圧室３７は、戻り配管８ｂ（図１参照）と接続されており、余剰燃料を戻り配管８ｂに流通させる。低圧室３７は、高圧室３１ａよりも低圧な燃料によって満たされている。低圧室３７には、制御室３５及び弁室３６の燃料が流出する。

制御室３５は、オリフィス形成部材２３、ニードルシリンダ２６、及びノズルニードル５０等によって区画された円柱状の空間である。制御室３５は、ノズルニードル５０を挟んで噴孔３８の反対側に位置している。制御室３５は、供給連通路３２、弁室３６及び制御連通路３３を順に流通した燃料によって満たされた状態となる。

弁室３６は、バルブボデー部材２２に設けられた弁体収容穴とオリフィス形成部材２３の上端面とによって区画された円柱状の空間である。弁室３６は、制御室３５と低圧室３７との間に設けられている。弁室３６には、制御弁体６０及びコイルスプリング７０が収容されている。弁室３６は、制御連通路３３を通じて制御室３５と接続されており、供給連通路３２を通じて高圧室３１ａと接続されている。弁室３６は、高圧室３１ａから供給される燃料によって満たされている。弁室３６を区画する区画壁３６ａは、内周壁面３６ｃ、頂壁面３６ｄ及び底壁面３６ｂ等によって構成されている。

内周壁面３６ｃは、制御弁体６０の周囲を囲む円筒面状の壁面である。頂壁面３６ｄは、バルブボデー部材２２に設けられた弁体収容穴の底壁に円状に設けられている。頂壁面３６ｄには、流出開口３４ｂ及び上シート面部２７が形成されている。流出開口３４ｂは、ピン収容孔２２ａの一方の端部であって、頂壁面３６ｄの中央に円状に開口している。上シート面部２７は、流出開口３４ｂの外周側に位置し、流出開口３４ｂの周囲を円環状に囲んでいる。上シート面部２７は、内テーパ面状に形成されている。上シート面部２７は、制御弁体６０の頂面と対向している。

底壁面３６ｂは、オリフィス形成部材２３の上端面に円状に設けられている。底壁面３６ｂには、供給開口３２ｂ及び下シート面部２８が設けられている。供給開口３２ｂは、弁室３６に臨む供給連通路３２の一方の端部であって、底壁面３６ｂの中央に円状に開口している。下シート面部２８は、供給開口３２ｂの外周側に位置し、供給開口３２ｂを円環状に囲んでいる。下シート面部２８は、区画壁３６ａのうちで、上シート面部２７と対向する位置に形成されている。下シート面部２８は、制御弁体６０の底面と対向している。

ノズルニードル５０は、金属材料により円柱形に形成されている。ノズルニードル５０の噴孔３８側の先端は円錐形に形成されている。ノズルニードル５０は、高圧室３１ａに収容されており、高圧室３１ａの高圧燃料から噴孔３８を開く方向（以下、「開弁方向」）の力を受ける。ノズルニードル５０には、ニードル受圧面５１が形成されている。

ニードル受圧面５１は、制御室３５に臨むノズルニードル５０の軸方向の端面に形成されている。ニードル受圧面５１は、制御室３５に充填された高圧燃料から、噴孔３８を閉じる方向（以下、「閉弁方向」）の力を受ける。加えてノズルニードル５０は、円筒螺旋状に形成されたニードルスプリング５３によって閉弁方向に付勢されている。

ノズルニードル５０は、制御室３５の減圧により、高圧室３１ａの燃料に押し上げられ、開弁方向へ向けて変位する。その結果、高圧室３１ａに充填された高圧燃料は、噴孔３８から燃焼室２ｂ（図１参照）へ向けて噴射される。一方、制御室３５の圧力回復によれば、ノズルニードル５０は閉弁方向に押し下げられる。その結果、噴孔３８からの燃料噴射は、停止される。このように、ノズルニードル５０は、制御室３５の燃料圧力の変動により、軸方向に沿って弁ボデー２０に対し相対変位し、噴孔３８を開閉する。

駆動部４０は、伸縮作動によって制御弁体６０を駆動する。駆動部４０は、ピエゾアクチュエータ４１及び駆動力伝達機構４２等によって構成されている。ピエゾアクチュエータ４１は圧電素子積層体を有している。ピエゾアクチュエータ４１には、制御装置９の出力である駆動電圧が入力され、駆動電圧に応じた駆動エネルギが充電される。ピエゾアクチュエータ４１は、駆動電圧の入力に基づき、逆圧電効果によって伸縮する。

駆動力伝達機構４２は、大径ピストン４３及び小径ピストン４４と、大径ピストン４３及び小径ピストン４４に外嵌されるシリンダ４５等とによって構成されている。小径ピストン４４には、駆動伝達ピン４６が設けられている。駆動伝達ピン４６は、ピン収容孔２２ａに収容されている。駆動力伝達機構４２は、ピエゾアクチュエータ４１の伸縮作動を拡大しつつ、駆動伝達ピン４６から制御弁体６０に伝達される駆動力により、制御弁体６０を軸方向に変位させる。

以上の駆動部４０は、電荷の蓄積によって伸長したピエゾアクチュエータ４１により、駆動伝達ピン４６を弁室３６に突き出す方向へ変位させる。また駆動部４０は、電荷の放出によるピエゾアクチュエータ４１の収縮により、駆動伝達ピン４６をピン収容孔２２ａへ向けて引き戻す。

制御弁体６０は、金属材料等によって全体として柱状に形成されている。制御弁体６０は、弁室３６及びバルブボデー部材２２と同軸配置となるように、弁室３６に収容されている。制御弁体６０は、円筒螺旋状に形成されたコイルスプリング７０により、駆動伝達ピン４６及びピエゾアクチュエータ４１へ向けて付勢されている。制御弁体６０は、駆動部４０によって駆動され、軸方向（中心軸ＣＬ２）に沿って弁室３６内を変位可能である。

制御弁体６０は、円柱部６０ａ及び半球部６０ｂを有している。円柱部６０ａは、円柱状に形成され、半球部６０ｂに対してオリフィス形成部材２３側に位置している。半球部６０ｂは、流出開口３４ｂへ向けて凸状に湾曲した部分球状に形成されている。半球部６０ｂは、円柱部６０ａに対して駆動力伝達機構４２側に位置している。半球部６０ｂの中心は、円柱部６０ａの中心軸上に位置している。

制御弁体６０には、上着座面６１及び下着座面６２が形成されている。上着座面６１は、半球部６０ｂのうちで、上シート面部２７と対向する位置に設けられている。上着座面６１は、ピエゾアクチュエータ４１が収縮した状態で上シート面部２７に押し当てられ、上シート面部２７に着座する。上着座面６１は、上シート面部２７への着座によって流出開口３４ｂを塞ぐ。下着座面６２は、円柱部６０ａの底面のうちで、下シート面部２８と対向する位置に設けられている。下着座面６２は、下シート面部２８への離着座により、供給開口３２ｂを開閉する。下着座面６２は、ピエゾアクチュエータ４１が伸長した状態で、下シート面部２８に押し当てられる。

制御弁体６０は、弁室３６と制御室３５及び低圧室３７との接続状態を切り替える三方弁として機能する。詳記すると、制御弁体６０は、上着座面６１の上シート面部２７への着座によって閉弁状態となり、低圧連通路３４による弁室３６と低圧室３７との連通を遮断する。閉弁状態にある制御弁体６０は、下着座面６２と下シート面部２８との間に供給隙間６８を形成している。

一方で、制御弁体６０は、上着座面６１の上シート面部２７からの離座によって開弁状態となり、低圧連通路３４による弁室３６と低圧室３７との連通を許容する。開弁状態にある制御弁体６０は、下着座面６２を下シート面部２８に着座させており、上着座面６１と上シート面部２７との間に隙間絞り部を形成している。

以上の燃料噴射装置１０における燃料噴射の作動の詳細を、図４及び図５を用いて説明する。

ピエゾアクチュエータ４１の通電がオフ状態とされた噴射開始前の燃料噴射装置１０では、制御弁体６０は、上シート面部２７に着座している。この状態での制御室３５の燃料圧力は、高圧燃料通路３１と実質同一となる。そのため、制御室３５の燃料圧力によって付勢されたノズルニードル５０は、噴孔３８を閉じた状態を維持する（図４参照）。

ピエゾアクチュエータ４１の通電がオフ状態からオン状態へと切り替えられると、制御弁体６０は、小径ピストン４４と一体的に噴孔３８側へ向けて変位する。これにより制御弁体６０は、上着座面６１を上シート面部２７から離座させ、さらに下着座面６２を下シート面部２８に着座させる。この状態では、供給連通路３２による高圧室３１ａと弁室３６との連通が、制御弁体６０によって遮断される。加えて、低圧連通路３４による弁室３６と低圧室３７との連通が許容されることで、制御室３５の燃料は、制御連通路３３、弁室３６及び低圧連通路３４を流通し、低圧室３７に排出される。その結果、制御室３５の圧力降下によってノズルニードル５０が開弁方向に変位し、噴孔３８からの燃料噴射が開始される（図５参照）。

そして、ピエゾアクチュエータ４１の通電がオン状態からオフ状態へと切り替えられると、制御弁体６０は、下着座面６２を下シート面部２８から離座させ、さらに上着座面６１を上シート面部２７に着座せる。この状態では、低圧連通路３４による弁室３６と低圧室３７との連通が、制御弁体６０によって遮断される。一方、供給連通路３２による高圧室３１ａと弁室３６との連通が許容される。以上によれば、弁室３６及び制御室３５の燃料圧力は、供給連通路３２を通じて供給される高圧燃料により回復する。その結果、ノズルニードル５０が閉弁方向に変位し、噴孔３８からの燃料噴射が停止される（図４参照）。

さて、図６に示す比較例では、制御弁体１６０が駆動伝達ピン１４６に固定されていない。こうした燃料噴射装置１１０において、制御弁体１６０は、駆動伝達ピン１４６に対し、回転、傾き及び軸ずれのいずれも可能な状態にある。故に、制御弁体１６０は、正規の姿勢で上シート面部２７に着座し続けることができない。こうした場合の燃料噴射への悪影響について、以下説明する。尚、以下の説明では、駆動伝達ピン１４６及び供給連通路３２の各中心軸ＣＬ１，ＣＬ３と制御弁体１６０の中心軸ＣＬ２とが重なっている状態を、制御弁体１６０の正規の姿勢とする。

一例として、下着座面１６２が制御連通路３３に向くような傾きと、制御連通路３３に近づく方向への軸ずれとが、制御弁体１６０に生じた場合を想定する（左図参照）。この場合、下着座面１６２と下シート面部２８との間の供給隙間１６８は、制御弁体１６０が正規の姿勢であるときよりも、大きくなる。故に、供給連通路３２から制御連通路３３に流通して制御室３５（図２参照）に供給される燃料の流量は、制御弁体１６０が正規の姿勢である場合と比較して増加する。故に、制御室３５の急速な圧力回復によって閉弁タイミングが早められ、噴射量の減少が生じる。

また別の一例として、下着座面１６２が制御連通路３３とは反対側を向くような傾きと、制御連通路３３から離れる方向への軸ずれとが、制御弁体１６０に生じた場合を想定する（右図参照）。この場合、下着座面１６２と下シート面部２８との間の供給隙間１６８は、制御弁体１６０が正規の姿勢であるときよりも、小さくなる。故に、供給連通路３２から制御連通路３３に流通して制御室３５（図２参照）に供給される燃料の流量は、制御弁体１６０が正規の姿勢である場合と比較して減少する。故に、制御室３５の圧力回復の鈍化によって閉弁タイミングが遅くなり、噴射量の増加が生じる。

上記の比較例では、制御弁体１６０の回転、傾き及び軸ずれ等に起因して、図７に示すように、燃料噴射量の周期的な変動が引き起こされる（破線参照）。そのため図２及び図３に示す第一実施形態の燃料噴射装置１０は、比較例のような燃料噴射量の変動抑制を低減するため、規制構造９０をさらに備えている。

規制構造９０は、駆動伝達ピン４６に対する制御弁体６０の軸ずれ及び傾きの変動の両方を規制する。具体的に、第一実施形態の規制構造９０には、駆動部４０に設けられた凸状部４７と、制御弁体６０に設けられた嵌合穴６４と、嵌合穴６４に収容されたシム９２とが含まれている。

凸状部４７は、駆動伝達ピン４６の先端部分に設けられている。凸状部４７は、駆動伝達ピン４６の本体部分と実質的に同軸な円柱状に形成されている。凸状部４７は、嵌合穴６４に挿入された状態である。凸状部４７の先端面４７ａは、平坦な平面状に形成されている。

嵌合穴６４は、制御弁体６０に設けられた円筒穴である。嵌合穴６４は、制御弁体６０と実質同軸となるよう、上着座面６１から下着座面６２へ向けて窪む凹状に形成されている。嵌合穴６４の内径は、凸状部４７の外径よりも僅かに大径に形成されている。嵌合穴６４は、凸状部４７の大部分とシム９２の全体を収容している。嵌合穴６４の穴底面６４ａは、制御弁体６０の中心軸と直交する平面に沿った円状に形成されている。嵌合穴６４は、凸状部４７に緩嵌合しており、駆動伝達ピン４６に対する制御弁体６０の中心軸まわりの相対回転を許容する。一方で、嵌合穴６４及び凸状部４７の嵌合構造は、制御弁体６０の軸ずれ及び傾きを制限する。

シム９２は、金属材料によって扁平な円柱状に形成されている。シム９２の外径は、凸状部４７の外径と実質同一であって、嵌合穴６４の内径よりも僅かに小径に形成されている。シム９２は、嵌合穴６４に収容されており、先端面４７ａと穴底面６４ａとの間で挟持されている。シム９２は、凸状部４７の軸方向長さ及び嵌合穴６４の深さの公差を調整する構成であって、燃料噴射装置１０の組み立て時に、厚さの異なる複数種類から選択された一つである。シム９２は、厚さの異なる複数種類が製造時に用意されており、ピエゾアクチュエータ４１が完全に収縮した状態で上着座面６１と上シート面部２７と間に液密が形成されるように、駆動伝達ピン４６及び制御弁体６０の軸方向の相対位置関係を調整している。

以上の規制構造９０により、駆動伝達ピン４６に対する制御弁体６０の軸ずれ及び傾きの変動が規制されれば、流出開口３４ｂを開状態とした制御弁体６０と底壁面３６ｂとの間に生じる供給隙間６８の流路面積は、実質的に一定になり得る。故に、供給連通路３２から制御連通路３３へと流れる燃料流量の変動、ひいては制御室３５の圧力回復のばらつきが低減される。以上によれば、図７に示すように、噴孔３８から噴射される燃料噴射量の変動が抑制可能となる。

加えて第一実施形態では、凸状部４７及び嵌合穴６４が規制構造９０とされている。こうした嵌め合い構造の採用によれば、制御弁体６０の軸ずれ及び傾き自体が実質的に生じなくなる。故に、制御連通路３３へ流入する燃料流量の変動、ひいては燃料噴射量の変動を抑制する効果は、さらに向上する。

尚、第一実施形態では、弁ボデー２０が「流路形成部材」に相当し、供給連通路３２が「供給流路」に相当し、制御室３５及び弁室３６が共に「燃料室」に相当し、小径ピストン４４が「伝達部材」に相当する。また、ノズルニードル５０が「噴孔弁体」に相当し、嵌合穴６４が「凹状穴」に相当し、コイルスプリング７０が「バルブスプリング」に相当し、規制構造９０が「変動規制構造」に相当する。

（第二実施形態）
図８及び図９に示す第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態の規制構造２９０は、第一実施形態と実質同一の凸状部４７、嵌合穴６４、シム９２、及びコイルスプリング７０に加えて、弁体円錐部２６５及び環状構造部２２９をさらに含んでいる。規制構造２９０は、第一実施形態と同様に、駆動伝達ピン４６に対する制御弁体２６０の軸ずれ及び傾きを規制する。

弁体円錐部２６５は、制御弁体２６０の円柱部６０ａに部分円錐面状に形成されている。弁体円錐部２６５は、コイルスプリング７０における一方の軸方向の端部（以下、「弁側端部７１」）に内側から当接している。弁体円錐部２６５は、周方向において、少なくとも半周以上の範囲でコイルスプリング７０の弁側端部７１と接触している。弁体円錐部２６５は、コイルスプリング７０における他方の軸方向の端部（以下、「着座端部７３」）に向かうに従って縮径する外テーパ面状である。

環状構造部２２９は、コイルスプリング７０の位置を規定しており、コイルスプリング７０の中心軸を、駆動伝達ピン４６及び供給開口３２ｂの各中心軸ＣＬ１，ＣＬ３と実質的に一致させている。環状構造部２２９は、オリフィス形成部材２３の上端面にＣ字状に形成された部分環状壁２２９ａを有している。部分環状壁２２９ａは、下シート面部２８から部分円環状に立設されており、弁室３６の内周壁面３６ｃに内嵌されている。部分環状壁２２９ａは、コイルスプリング７０の着座端部７３に外側から接触している。部分環状壁２２９ａは、供給連通路３２と制御連通路３３との間を避けて形成されており、周方向に少なくとも半周以上延設されている。部分環状壁２２９ａは、着座端部７３を外側から囲み、コイルスプリング７０の径方向への位置ずれを規制している。

ここまで説明した第二実施形態の規制構造２９０も、第一実施形態と同様の効果を奏し、供給隙間６８の流路面積を一定に維持し、供給連通路３２から制御連通路３３へと流れる燃料流量の変動を低減できる。したがって、燃料噴射量の変動が抑制可能となる。

加えて第二実施形態では、コイルスプリング７０の位置ずれが環状構造部２２９によって規制されている。以上のように、弁ボデー２０に対して正しく位置決めされたコイルスプリング７０にて付勢される制御弁体２６０には、軸ずれがいっそう生じ難くなる。その結果、制御弁体２６０の中心軸ＣＬ２は、駆動伝達ピン４６及び供給開口３２ｂの各中心軸ＣＬ１，ＣＬ３と継続的に一致し得る。

また第二実施形態では、コイルスプリング７０の弁側端部７１と接触する弁体円錐部２６５がテーパ面状とされている。故に、弁体円錐部２６５に作用するコイルスプリング７０の復元力の一部は、制御弁体２６０の軸ずれ及び傾きを規制する径方向内側へ向けた力となり、制御弁体２６０を正規の姿勢に維持させる。以上のように、コイルスプリング７０を環状構造部２２９によって位置決めしたうえで、弁側端部７１で弁体円錐部２６５を付勢する構成であれば、燃料噴射量の変動は、さらに高い確実性をもって抑制可能となる。尚、第二実施形態では、規制構造２９０が「変動規制構造」に相当する。

（第三実施形態）
図１０及び図１１に示す第三実施形態は、第二実施形態の変形例である。第三実施形態の規制構造３９０は、第二実施形態と実質同一の弁体円錐部２６５及びコイルスプリング７０に加えて、環状構造部３２９をさらに含んでいる。一方で、規制構造３９０からは、凸状部４７、嵌合穴６４及びシム９２（図８参照）に相当する構成が省略されている。

環状構造部３２９は、部分環状壁２２９ａ及び環状溝３２９ａを含む構成により、コイルスプリング７０の位置を規定している。部分環状壁２２９ａは、第二実施形態と実質的に同一形状であって、オリフィス形成部材２３の上端面から部分円環状に立設されている。部分環状壁２２９ａは、環状溝３２９ａの外縁に沿ってＣ字状に延設されている。

環状溝３２９ａは、オリフィス形成部材２３の上端面から円環状に窪む凹部である。環状溝３２９ａは、部分環状壁２２９ａの内周側であり、且つ、下シート面部２８の外周側に設けられている。環状溝３２９ａは、部分環状壁２２９ａ及び供給開口３２ｂと実質的に同心となるように形成されている。環状溝３２９ａの溝幅は、コイルスプリング７０を形成する線材の線径よりも大きくされている。環状溝３２９ａの溝底面３２９ｂには、コイルスプリング７０の着座端部７３が着座している。環状溝３２９ａの外縁となる溝外側壁３２９ｃは、部分環状壁２２９ａと連続しており、コイルスプリング７０の着座端部７３に外側から接触している。環状溝３２９ａは、部分環状壁２２９ａと協働でコイルスプリング７０を外側から囲み、着座端部７３に嵌合している。こうした構成により、環状溝３２９ａは、コイルスプリング７０の径方向への位置ずれを規制している。

ここまで説明した第三実施形態の規制構造３９０では、環状構造部３２９によって位置ずれを規制されたコイルスプリング７０により、制御弁体３６０の中心軸ＣＬ２の軸ずれ及び傾きが規制され得る。故に、凸状部４７及び嵌合穴６４（図８参照）等による嵌合構造が省略された規制構造３９０であっても、第二実施形態と同様の効果を奏し、供給隙間６８の流路面積は、一定に維持可能となる。したがって、供給連通路３２から制御連通路３３へと流れる燃料流量の変動、ひいては燃料噴射量の変動が抑制可能となる。

加えて第三実施形態では、制御弁体３６０への嵌合穴６４（図８参照）の形成が不要となる。嵌合穴６４の加工精度が充分でない場合、制御弁体３６０は、上シート面部２７に着座困難となり得る。そのため、嵌合穴６４を形成する加工には、高い加工精度が要求される。故に、嵌合穴６４を省略した第三実施形態の規制構造３９０であれば、制御弁体３６０を形成する加工性が確保可能となる。

さらに、コイルスプリング７０の着座端部７３は、環状溝３２９ａに圧入されていてもよい。こうした構成であれば、着座端部７３の位置ずれ、ひいては燃料噴射量の変動は、さらに高い確実性をもって防止可能となる。尚、第三実施形態では、規制構造３９０が「変動規制構造」に相当する。

（第四実施形態）
図１２及び図１３に示す第四実施形態は、第三実施形態の変形例である。第四実施形態の規制構造４９０は、弁体円錐部２６５、環状構造部４２９及びコイルスプリング４７０を含んでいる。環状構造部４２９からは、第三実施形態の部分環状壁２２９ａ（図１０参照）に相当する構成が省略されている。一方で、環状構造部４２９は、第三実施形態と実質同一の環状溝３２９ａを有している。環状溝３２９ａにおいて内縁となる溝内側壁３２９ｄは、下シート面部２８から溝底面３２９ｂへ向かうに従って拡径する外テーパ面状に形成されている。溝内側壁３２９ｄは、駆動伝達ピン４６及び供給開口３２ｂの各中心軸ＣＬ１，ＣＬ３と実質的に同軸となるよう設けられている。

コイルスプリング４７０の軸方向の各端部７１，７３の内側には、それぞれ上円錐部７２及び下円錐部７４が設けられている。上円錐部７２及び下円錐部７４は、コイルスプリング４７０の軸方向の中央に向かうに従って縮径する内テーパ面状に形成されている。上円錐部７２のテーパ角度は、弁体円錐部２６５のテーパ角度に対応しており、弁体円錐部２６５に外嵌されている。同様に、下円錐部７４のテーパ角度は、環状溝３２９ａの溝内側壁３２９ｄのテーパ角度に対応しており、溝内側壁３２９ｄに外嵌されている。コイルスプリング４７０は、弁体円錐部２６５及び環状溝３２９ａに嵌合することで、螺旋状に巻回しされた線材の復元力により、制御弁体３６０の径方向への軸ずれと傾きとを規制している。

以上の規制構造４９０のように、コイルスプリング４７０にて制御弁体３６０及び下シート面部２８に接触する部分が内テーパ面状であれば、制御弁体３６０の中心軸ＣＬ２は、コイルスプリング４７０の復元力によって正規の位置に調整され続ける。このように、円錐形状に形成した部分同士を接触させる第四実施形態でも、第三実施形態と同様に、軸ずれ及び傾きの抑制効果が発揮され、供給隙間６８の流路面積は、一定に維持可能となる。したがって、供給連通路３２から制御連通路３３へと流れる燃料流量の変動、ひいては燃料噴射量の変動が抑制可能となる。

尚、第四実施形態において、弁側端部７１及び着座端部７３がそれぞれ「端部」に相当し、上円錐部７２及び下円錐部７４がそれぞれ「スプリング円錐部」に相当し、コイルスプリング４７０が「バルブスプリング」に相当する。さらに、規制構造４９０が「変更規制構造」に相当する。

（第五実施形態）
図１４に示す第五実施形態は、第一実施形態の別の変形例である。第五実施形態では、第一実施形態と同様に、凸状部４７、嵌合穴６４及びシム９２を含む規制構造９０が設けられている。一方で、第五実施形態では、弁室３６の区画壁３６ａ及び制御弁体５６０の形状が第一実施形態とは異なっている。

区画壁３６ａの頂壁面５３６ｄには、流出開口３４ｂを囲む形状で円環状の上シート面部５２７が形成されている。上シート面部５２７は、制御弁体５６０の変位軸である中心軸ＣＬ２に対して実質的に直交する平面状であり、下シート面部２８と実質的に平行となるように形成されている。頂壁面５３６ｄのうちで上シート面部５２７よりも外周側の領域は、上シート面部５２７よりも窪む円環状の凹部とされている。

制御弁体５６０には、第一実施形態と実質同一の嵌合穴６４が形成されている。嵌合穴６４は、シム９２を収容しており、駆動伝達ピン４６の凸状部４７に緩嵌合している。加えて制御弁体５６０には、半球部６０ｂ（図３参照）に替えて、大径部５６０ｂが設けられている。大径部５６０ｂにて、上シート面部５２７と対向する上面には、上着座面５６１が形成されている。上着座面５６１は、上シート面部５２７と同様に、中心軸ＣＬ２に対して実質的に直交する平面状に形成されている。即ち、上着座面５６１は、下着座面６２と実質的に平行である。上着座面５６１は、上シート面部５２７への離着座によって流出開口３４ｂを開閉する。

ここまで説明した第五実施形態でも、第一実施形態と同様の効果を奏し、規制構造９０が制御弁体５６０の軸ずれ及び傾きを規制し、閉弁時における供給隙間６８の流路面積を一定に維持する。したがって、供給連通路３２から制御連通路３３へと流れる燃料流量の変動、ひいては燃料噴射量の変動が抑制可能となる。

加えて第五実施形態では、上シート面部５２７及び上着座面５６１が中心軸ＣＬ２に対して実質的に直交する形状である。こうした平面接触構造によれば、駆動伝達ピン４６及び制御弁体５６０に不可避的に生じる公差により、制御弁体５６０が設計上の位置から径方向にずれたとしても、上着座面５６１及び上シート面部５２７のシール性は確保され得る。故に、制御弁体５６０は、上着座面５６１を上シート面部５２７に着座させて、流出開口３４ｂを閉塞させることができる。

以上によれば、凸状部４７及び嵌合穴６４にて軸ずれ及び傾きを規制する規制構造９０を設けたとしても、低圧連通路３４を通じた弁室３６から低圧室３７（図２参照）への燃料流出を遮断する制御弁体５６０のシール機能は、確実に維持可能となる。尚、第五実施形態では、低圧連通路３４が「流出流路」に相当し、低圧室３７が「低圧側」に相当し、上シート面部５２７が「シート面」に相当する。

（第六実施形態）
図１５及び図１６に示す第六実施形態は、第一実施形態のさらに別の変形例である。第六実施形態では、規制リング８０を含む規制構造６９０が設けられている。規制リング８０は、金属材料等により、全体として円環状に形成されている。規制リング８０は、制御弁体６６０及びコイルスプリング７０と共に、弁室３６に収容されている。規制リング８０は、区画壁３６ａの内周壁面３６ｃに内嵌されており、且つ、制御弁体６６０の円柱部６０ａに外嵌されている。規制リング８０は、弁室３６の区画壁３６ａに対して制御弁体６６０を摺動可能に支持している。

規制リング８０は、オリフィス形成部材２３の上端面に載置されており、コイルスプリング７０の着座端部７３と底壁面３６ｂとの間に挟まれている。規制リング８０は、コイルスプリング７０の復元力によって底壁面３６ｂに押し付けられおり、弁室３６内での位置を固定されている。

規制リング８０には、リング本体部８１、嵌合鍔部８２、燃料流通凹部８３、支持脚部８４、摺動面８５及び燃料流通溝８６が形成されている。リング本体部８１は、扁平な真円のリング状に形成されている。リング本体部８１の内径は、円柱部６０ａの外径と概ね一致している。コイルスプリング７０の着座端部７３は、リング本体部８１の上面に載置されている。

嵌合鍔部８２は、リング本体部８１の外縁から、径方向の外側へ向けて突出している。嵌合鍔部８２は、リング本体部８１の周方向にて互い間隔を開けつつ、複数形成されている。嵌合鍔部８２の外径は、内周壁面３６ｃの内径と概ね一致している。嵌合鍔部８２が内周壁面３６ｃに内嵌されている。

燃料流通凹部８３は、リング本体部８１の周方向にて互いに隣接する二つの嵌合鍔部８２の間に形成されている。燃料流通凹部８３は、規制リング８０の下側から上側への燃料の流通を可能にしている。供給開口３２ｂから弁室３６に流入した燃料は、燃料流通凹部８３を通じて流出開口３４ｂに流れる。

支持脚部８４は、リング本体部８１の下面から立設されている。支持脚部８４は、リング本体部８１の周方向にて互いに間隔を開けつつ、複数形成されている。支持脚部８４は、燃料流通凹部８３の径方向の内側に設けられている。支持脚部８４は、底壁面３６ｂに載置されている。

摺動面８５は、リング本体部８１及び支持脚部８４に跨って形成された規制リング８０の内周面である。摺動面８５は、円柱部６０ａに外嵌されており、円柱部６０ａに対して摺動可能である。

燃料流通溝８６は、リング本体部８１の周方向にて互いに隣接する二つの支持脚部８４の間に形成されている。燃料流通溝８６は、供給隙間６８の外周側に位置しており、径方向の内側に位置する供給連通路３２から、径方向の外側に位置する制御連通路３３へ向かう燃料を流通させる。燃料流通溝８６によって確保される流路面積の総和は、供給隙間６８の流路面積よりも十分に大きくされている。

ここまで説明した第六実施形態の規制構造６９０のように、規制リング８０を用いる構成でも、第一実施形態と同様の効果を奏し、制御弁体６６０の軸ずれ及び傾きの規制によって供給隙間６８の流路面積が一定に維持され得る。したがって、燃料噴射量の変動が抑制可能となる。

加えて第六実施形態では、規制リング８０の燃料流通溝８６が、供給連通路３２から制御連通路３３へ向かう流通経路を形成している。換言すれば、供給連通路３２と制御連通路３３との間には、コイルスプリング７０の着座端部７３が存在していない。故に、コイルスプリング７０の回転によって線材端部の位置が変わり、供給連通路３２から制御連通路３３へ向かう燃料流れの態様が変化する事態は、実質的に生じない。以上のように、燃料流通溝８６の形成により燃料流路の面積を一定にする構成であれば、コイルスプリング７０の回転に起因した燃料噴射量の変動も、さらに抑制可能となる。

尚、第六実施形態において、規制リング８０が「環状部材」に相当し、燃料流通溝８６が「燃料流通部」に相当し、規制構造６９０が「変動規制構造」に相当する。

（第七実施形態）
図１７～図２０に示す第七実施形態は、第一実施形態のさらに別の変形例である。第七実施形態では、供給連通路３２の中心軸ＣＬ３が、制御弁体６６０の中心軸ＣＬ２に対してずらされている。このように、供給開口３２ｂの面積重心Ａｃ１を下着座面６２の面積重心Ａｃ２から偏心させた供給連通路３２が、第七実施形態の規制構造７９０を兼ねている。

上記の偏心構成では、弁室３６及び供給連通路３２の間の差圧ΔＰに起因する差圧力が供給開口３２ｂ内の燃料から下着座面６２に作用する。下着座面６２の面積重心Ａｃ２に対する供給開口３２ｂの面積重心Ａｃ１の偏心によれば、差圧力は、駆動伝達ピン４６に対して制御弁体６６０を傾斜させる方向のモーメント（以下、「差圧モーメントＭｐ」）を生じさせる。差圧モーメントＭｐの作用によれば、制御弁体６６０は、実質的に一定の傾き姿勢で、上シート面部２７の特定位置に、上着座面６１を着座させるようになる（図２０参照）。故に、供給開口３２ｂを下着座面６２に対し偏心させた供給連通路３２は、制御弁体６６０の軸ずれ及び傾きの変動を規制する規制構造７９０として機能可能となる。

ここで、コイルスプリング７０も、制御弁体６６０を駆動伝達ピン４６に対して傾斜させる方向のモーメントを発生させている。詳記すると、コイルスプリング７０の各端部７１，７３は、全周にわたって着座しているわけではない。弁側端部７１の端面７１ａのうちで、例えば全周の４分の３程度が制御弁体６６０に着座している（図１９参照）。同様に、着座端部７３の端面７３ａのうちで、全周の４分の３程度が底壁面３６ｂに着座している（図１８参照）。こうした着座構成により、コイルスプリング７０の復元力による荷重Ｆｓは、制御弁体６６０の中心軸ＣＬ２に対して偏心した位置に作用し、制御弁体６６０を傾けるモーメント（以下、「傾斜モーメントＭｓ」）を生じさせる。

コイルスプリング７０による傾斜モーメントＭｓの作用方向は、コイルスプリング７０の回転によって各端面７１ａ，７３ａの着座位置が移動した場合に、不可避的に変化する。そして、傾斜モーメントＭｓは、差圧モーメントＭｐを打ち消す逆向きの方向にも作用し得る。故に、供給連通路３２を規制構造７９０として機能させるためには、差圧モーメントＭｐは、想定される傾斜モーメントＭｓの最大値よりも大きくされることが望ましい。ここで、供給開口３２ｂの面積重心Ａｃ１の偏心量ｈが大きくなるほど、差圧モーメントＭｐが増加する。故に、偏心量ｈは、下記の数式に示す関係が成り立つように規定されている。
偏心量：ｈ ＞ Ａ ＝ （４／３／π）×｛（ｒｓ×Ｆｓ）／（ΔＰ×ｄｉ＾２）｝
ｒｓ ： コイルスプリング７０の半径（ｍｍ）
Ｆｓ ： コイルスプリング７０の荷重（Ｎ）
ΔＰ ： 弁室３６と供給連通路３２との差圧（Ｐａ×１０＾－４）
ｄｉ ： 供給開口３２ｂの直径（ｍｍ）

加えて、制御弁体６６０は、下シート面部２８に下着座面６２を着座させて、供給開口３２ｂを閉塞させる。故に、下着座面６２及び供給開口３２ｂの間のシール性を確保するために、供給開口３２ｂの全体は、下着座面６２の範囲内に位置していなければならない。よって偏心量ｈは、下着座面６２の半径ｒｖから供給開口３２ｂの半径ｒｐを差し引いた値よりも小さくされる必要がある。以上によれば、望ましい偏心量ｈの範囲は、
Ａ ＜ ｈ ＜ ｒｖ－ｒｐ
と規定される。

ここまで説明した第七実施形態の規制構造７９０のように、供給連通路３２を偏心させた構成でも、第一実施形態と同様の効果を奏し、制御弁体６６０の軸ずれ及び傾きの変動の規制により、供給隙間６８の流路面積が一定に維持され得る。したがって、燃料噴射量の変動が抑制可能となる。

加えて第七実施形態では、偏心量ｈの適切な規定により、傾斜モーメントＭｓが最悪条件であったとしても、差圧モーメントＭｐは、傾斜モーメントＭｓに打ち勝ち、制御弁体６６０を一定に傾けた姿勢に維持できる。したがって、燃料噴射量の変動を抑制する効果は、さらに確実に発揮可能となる。尚、第七実施形態では、下着座面６２が「閉塞底面」に相当する。

（第八実施形態）
図２１に示す第八実施形態は、第七実施形態の変形例である。第八実施形態の供給開口３２ｂの面積重心Ａｃ１は、供給連通路３２のメイン流路部３２ｃの中心軸ＣＬ３及び制御弁体６６０の中心軸ＣＬ２に対して偏心している。以上のように供給開口３２ｂのみを偏心させた構成でも、差圧モーメントＭｐの作用によって制御弁体６６０の軸ずれ及び傾きの変動が規制され得る。したがって、第八実施形態でも、燃料噴射量の変動が抑制可能となる。

（第九実施形態）
図２２に示す第九実施形態は、第七実施形態の別の変形例である。第九実施形態の供給連通路３２は、弁室３６との接続部分にて、弁室３６へ向かうに従って拡大されている。供給連通路３２の接続部分のうちで、周方向にて制御連通路３３に近接している側のみが拡大されている。こうした構成により、供給開口３２ｂの面積重心Ａｃ１は、メイン流路部３２ｃの中心軸ＣＬ３及び制御弁体６６０の中心軸ＣＬ２に対して偏心する。故に、供給連通路３２が変動規制構造として機能し、差圧モーメントＭｐの作用によって制御弁体６６０の軸ずれ及び傾きの変動が規制され得る。したがって、第九実施形態でも、燃料噴射量の変動が抑制可能となる。

（第十実施形態）
図２３及び図２４に示す第十実施形態は、第七実施形態のさらに別の変形例である。第十実施形態の供給連通路３２は、弁室３６との接続部分にて、メイン流路部３２ｃ及び分岐流路部３２ｄに分岐されている。下シート面部２８には、メイン流路部３２ｃの第一開口１３２ｃと分岐流路部３２ｄの第二開口１３２ｄとが、供給開口３２ｂとして形成されている。こうした構成により、第一開口１３２ｃ及び第二開口１３２ｄを合わせた供給開口３２ｂの面積重心Ａｃ１は、供給連通路３２の中心軸ＣＬ３及び制御弁体６６０の中心軸ＣＬ２に対して偏心する。故に、供給連通路３２が変動規制構造として機能し、差圧モーメントＭｐの作用によって制御弁体６６０の軸ずれ及び傾きの変動が規制され得る。したがって、第十実施形態でも、燃料噴射量の変動が抑制可能となる。

（第十一実施形態）
図２５～図２７に示す第十一実施形態には、制御弁体６６０の軸ずれ及び傾きが生じた場合でも、供給連通路３２から制御室１３５へ流入する燃料の流量係数を実質的に一定に維持する流量維持構造が設けられている。第十一実施形態では、流量維持構造としての二つの制御連通路３３，１３３が、弁ボデー１２０のオリフィス形成部材１２３に形成されている。

二つの制御連通路３３，１３３は、二つに区分けされた弁室１３６と制御室１３５とを相互に連通させている。制御連通路３３の全体は、制御連通路１３３の全体と分離されている。制御連通路３３の一端である連通開口３３ａ及び制御連通路１３３の一端である連通開口１３３ａは、共に弁室１３６に臨んでいる。

連通開口３３ａ及び連通開口１３３ａは、供給開口３２ｂの開口する弁室１３６の底壁面３６ｂに開口している。各連通開口３３ａ，１３３ａは、底壁面３６ｂにて、供給開口３２ｂを挟んだ両側に、真円状に設けられている（図２６参照）。各連通開口３３ａ，１３３ａの各開口面積は、実質的に同一である。加えて、連通開口３３ａの中心から供給開口３２ｂの中心までの距離は、連通開口１３３ａの中心から供給開口３２ｂの中心までの距離と実質的に同一である。各連通開口３３ａ，１３３ａの周囲には、下シート面部２８が形成されている。各連通開口３３ａ，１３３ａは、下シート面部２８への制御弁体６６０の着座により、制御弁体６６０によって閉塞される。故に、制御弁体６６０が下シート面部２８に着座した状態では、各制御連通路３３，１３３による弁室１３６と制御室１３５との連通が遮断される。

ここまで説明した第十一実施形態では、底壁面３６ｂに連通開口３３ａ，１３３ａが複数形成された構成である。故に、供給開口３２ｂから連通開口３３ａに流れる燃料流量を減少させるような軸ずれ及び傾きが制御弁体６６０に生じた場合では、供給開口３２ｂから連通開口１３３ａに流れる燃料流量が増加する。反対に、供給開口３２ｂから連通開口１３３ａに流れる燃料流量を減少させるような軸ずれ及び傾きが制御弁体６６０に生じた場合では、供給開口３２ｂから連通開口１３３ａに流れる燃料流量が増加する。以上のように、供給開口３２ｂから各連通開口３３ａ，１３３ａに向かう各燃料流れの流量の増減が相互に打ち消し合う。そのため、流量維持構造として設けられた二つの制御連通路３３，１３３は、供給連通路３２から制御室１３５に流入する燃料の流量係数の変化を抑制できる。こうして、制御室１３５に流入する燃料流量の変動、ひいては、制御室１３５の圧力回復のばらつきが低減されれば、噴孔３８（図２参照）から噴射される燃料噴射量の変動が抑制可能となる。

尚、第十一実施形態では、制御室１３５が「第二燃料室」に相当し、弁室１３６が「第一燃料室」に相当し、底壁面３６ｂが「壁面」に相当し、制御連通路３３，１３３が「連通通路」に相当する。

（第十二実施形態）
図２８～図３０に示す第十二実施形態は、第十一実施形態の変形例である。第十二実施形態では、流量維持構造としての制御連通路２３３がオリフィス形成部材１２３に形成されている。制御連通路２３３は、オリフィス形成部材１２３の内部にて、二つの連通分岐路２３３ａ，２３３ｂに分岐されている。制御連通路２３３は、各連通分岐路２３３ａ，２３３ｂの一端である各連通開口３３ａ，１３３ａを、底壁面３６ｂに開口させている。各連通開口３３ａ，１３３ａは、第十一実施形態と実質同一の形状及び配置にて弁室１３６に臨んでおり、供給開口３２ｂの両側に設けられている（図２９参照）。各連通開口３３ａ，１３３ａから各連通分岐路２３３ａ，２３３ｂに流入した燃料は、制御連通路２３３の内部にて合流し、制御室１３５に流入する。

ここまで説明した第十二実施形態にて、制御弁体６６０に軸ずれ及び傾きが生じた場合でも、供給開口３２ｂから各連通開口３３ａ，１３３ａに向かう燃料流れの増減は、第十一実施形態と同様に、相互に打ち消し合う。故に、流量維持構造として設けられた制御連通路２３３は、供給連通路３２から制御室１３５に流入する燃料の流量係数の変化を抑制できる。したがって、噴孔３８（図２参照）から噴射される燃料噴射量の変動が抑制される。尚、第十二実施形態では、制御連通路２３３が「連通通路」に相当する。

（他の実施形態）
以上、本開示の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。

上記第一実施形態の規制構造９０等には、駆動伝達ピン４６に設けた凸状部４７と、制御弁体６０に設けた嵌合穴６４との嵌め合い構造が採用されていた。しかし、駆動伝達ピンと制御弁体とを相互に固定可能であれば、凸状部が制御弁体に設けられる一方で、嵌合穴が駆動伝達ピンに設けられてもよい。こうした構成でも、凸状部及び嵌合穴の嵌合によって制御弁体６０の軸ずれ及び傾きの変動が規制可能となる。さらに、シムに相当する構成は、適宜省略されてよい。

上記第二実施形態等では、環状構造部２２９は、オリフィス形成部材２３と一体的に形成されていた。しかし、環状構造部は、バルブボデー部材と一体的に形成れてよい。さらに、オリフィス形成部材に環状溝が形成され、バルブボデー部材に部分環状壁が形成されてもよい。また、制御弁体を付勢するスプリングは、円筒状のコイルスプリングに限定されず、スリットスプリング及びダイヤフラム等の弾性部材であってもよい。

上記第十一，第十二実施形態等には、規制構造に替えて、流量維持構造が設けられていた。しかし、第一～第十実施形態の変形例による燃料噴射装置は、規制構造に加えて流量維持構造をさらに備えていてもよい。また、底壁面には、三つ以上の連通開口が形成されていてもよい。

上記実施形態では、制御室３５及び弁室３６が制御連通路３３を通じて連結されて、「燃料室」を形成していた。しかし、弁ボデーには、一体的に形成された燃料室が区画されていてもよい。また制御室及び弁室が区分けされた構成において、制御連通路の一部が、制御室に収容された可動プレート等の部材に形成されていてもよい。さらに上記実施形態では、ピエゾアクチュエータを有する駆動部が採用されていた。しかし、駆動部は、例えば磁電アクチュエータ等を有する構成であってもよい。

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による規制構造を適用した例を説明した。しかし、上記の規制構造は、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。

２０，１２０ 弁ボデー（流路形成部材）、２７，５２７ 上シート面部（シート面）、２２９，３２９，４２９ 環状構造部、２２９ａ 部分環状壁、３２９ａ 環状溝、３２ 供給連通路（供給流路）、３２ｂ 供給開口、３３，１３３，２３３ 制御連通路（連通通路）、３３ａ，１３３ａ 連通開口、３４ 低圧連通路（流出流路）、３４ｂ 流出開口、３５，１３５ 制御室（燃料室，第二燃料室）、３６，１３６ 弁室（燃料室，第一燃料室）、３６ｂ 底壁面（壁面）、３７ 低圧室（低圧側）、３８ 噴孔、４４ 小径ピストン（伝達部材）、４７ 凸状部、５０ ノズルニードル（噴孔弁体）、６０，２６０，３６０，５６０，６６０ 制御弁体、６１，５６１ 上着座面、６２ 下着座面（閉塞底面）、６４ 嵌合穴（凹状穴）、２６５ 弁体円錐部、７０，４７０ コイルスプリング（バルブスプリング）、７１ 弁側端部（端部）、７２ 上円錐部（スプリング円錐部）、７３ 着座端部（端部）、７４ 下円錐部（スプリング円錐部）、８０ 規制リング（環状部材）、８６ 燃料流通溝（燃料流通部）、９０，２９０，３９０，４９０，６９０，７９０ 規制構造（変動規制構造）、Ａｃ１ 供給開口の面積重心、Ａｃ２ 下着座面の面積重心、Ｍｐ 差圧モーメント、Ｍｓ 傾斜モーメント、ｈ 偏心量

Claims (13)

1. 噴孔（３８）から燃料を噴射する燃料噴射装置であって、
   燃料によって満たされる燃料室（３５，３６）、及び前記燃料室に燃料を供給する供給流路（３２）、が形成された流路形成部材（２０）と、
   前記燃料室の圧力の変動によって前記噴孔を開閉する噴孔弁体（５０）と、
   前記燃料室に収容され、前記燃料室に臨む前記供給流路の供給開口（３２ｂ）を開閉する制御弁体（６０，２６０，３６０，５６０，６６０）と、
   前記制御弁体への駆動力の伝達によって前記制御弁体を変位させる伝達部材（４４）と、
   前記伝達部材に対する前記制御弁体の軸ずれ及び傾きの変動を規制する変動規制構造（９０，２９０，３９０，４９０，６９０，７９０）と、を備え、
   前記制御弁体及び前記伝達部材のうちの一方には、凸状部（４７）が形成され、
   前記制御弁体及び前記伝達部材のうちの他方には、前記凸状部を収容し、前記制御弁体及び前記伝達部材を相互に固定する凹状穴（６４）が形成され、
   前記変動規制構造は、前記凸状部及び前記凹状穴を含む燃料噴射装置。
2. 前記制御弁体を前記伝達部材へ向けて付勢する筒状のバルブスプリング（７０，４７０）、をさらに備え、
   前記流路形成部材は、前記バルブスプリングの位置を規定する環状構造部（２２９，３２９，４２９）、を有し、
   前記変動規制構造は、前記バルブスプリング及び前記環状構造部を含む請求項１に記載の燃料噴射装置。
3. 噴孔（３８）から燃料を噴射する燃料噴射装置であって、
   燃料によって満たされる燃料室（３５，３６）、及び前記燃料室に燃料を供給する供給流路（３２）、が形成された流路形成部材（２０）と、
   前記燃料室の圧力の変動によって前記噴孔を開閉する噴孔弁体（５０）と、
   前記燃料室に収容され、前記燃料室に臨む前記供給流路の供給開口（３２ｂ）を開閉する制御弁体（６０，２６０，３６０，５６０，６６０）と、
   前記制御弁体への駆動力の伝達によって前記制御弁体を変位させる伝達部材（４４）と、
   前記伝達部材に対する前記制御弁体の軸ずれ及び傾きの変動を規制する変動規制構造（９０，２９０，３９０，４９０，６９０，７９０）と、
   前記制御弁体を前記伝達部材へ向けて付勢する筒状のバルブスプリング（７０，４７０）と、を備え、
   前記流路形成部材は、前記バルブスプリングの位置を規定する環状構造部（２２９，３２９，４２９）、を有し、
   前記変動規制構造は、前記バルブスプリング及び前記環状構造部を含む燃料噴射装置。
4. 前記制御弁体は、前記バルブスプリングにおける一方の軸方向の端部（７１）に内側から当接し、前記バルブスプリングにおける他方の軸方向の端部（７３）に向かうに従って縮径する外テーパ面状の弁体円錐部（２６５）、を有する請求項２又は３に記載の燃料噴射装置。
5. 前記環状構造部は、前記バルブスプリングに嵌合する環状溝（３２９ａ）及び部分環状壁（２２９ａ）の少なくとも一方を有する請求項２～４のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
6. 前記バルブスプリングにおける軸方向の端部（７１，７３）の少なくとも一方には、軸方向の中央に向かうに従って縮径する内テーパ面状のスプリング円錐部（７２，７４）、が設けられている請求項２～５のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
7. 前記流路形成部材には、前記燃料室の燃料を低圧側（３７）に流出させる流出流路（３４）、前記燃料室に臨む前記流出流路の流出開口（３４ｂ）の周囲を囲むシート面（５２７）、がさらに形成され、
   前記制御弁体は、前記シート面への着座によって前記流出開口を塞ぐ上着座面（５６１）、を有し、
   前記シート面及び前記上着座面は、前記制御弁体の変位軸に対して実質的に直交する平面状である請求項１～６のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
8. 噴孔（３８）から燃料を噴射する燃料噴射装置であって、
   燃料によって満たされる燃料室（３５，３６）、及び前記燃料室に燃料を供給する供給流路（３２）、が形成された流路形成部材（２０）と、
   前記燃料室の圧力の変動によって前記噴孔を開閉する噴孔弁体（５０）と、
   前記燃料室に収容され、前記燃料室に臨む前記供給流路の供給開口（３２ｂ）を開閉する制御弁体（６０，２６０，３６０，５６０，６６０）と、
   前記制御弁体への駆動力の伝達によって前記制御弁体を変位させる伝達部材（４４）と、
   前記伝達部材に対する前記制御弁体の軸ずれ及び傾きの変動を規制する変動規制構造（９０，２９０，３９０，４９０，６９０，７９０）と、を備え、
   前記変動規制構造は、前記制御弁体に外嵌され、前記燃料室の区画壁に対して前記制御弁体を摺動可能に支持する環状部材（８０）、を含む燃料噴射装置。
9. 前記環状部材は、前記供給流路から前記燃料室へ流入する燃料を流通させる燃料流通部（８６）、を有する請求項８に記載の燃料噴射装置。
10. 噴孔（３８）から燃料を噴射する燃料噴射装置であって、
    燃料によって満たされる燃料室（３５，３６）、及び前記燃料室に燃料を供給する供給流路（３２）、が形成された流路形成部材（２０）と、
    前記燃料室の圧力の変動によって前記噴孔を開閉する噴孔弁体（５０）と、
    前記燃料室に収容され、前記燃料室に臨む前記供給流路の供給開口（３２ｂ）を開閉する制御弁体（６０，２６０，３６０，５６０，６６０）と、
    前記制御弁体への駆動力の伝達によって前記制御弁体を変位させる伝達部材（４４）と、
    前記伝達部材に対する前記制御弁体の軸ずれ及び傾きの変動を規制する変動規制構造（９０，２９０，３９０，４９０，６９０，７９０）と、を備え、
    前記制御弁体は、前記供給開口を閉じる閉塞底面（６２）、を有し、
    前記供給開口の面積重心（Ａｃ１）を前記閉塞底面の面積重心（Ａｃ２）から偏心させた前記供給流路が、前記変動規制構造を兼ねる燃料噴射装置。
11. 前記制御弁体を前記伝達部材へ向けて付勢し、復元力によって前記制御弁体を傾ける傾斜モーメント（Ｍｓ）を生じさせるバルブスプリング（７０）、をさらに備え、
    前記制御弁体には、前記燃料室及び前記供給流路の間の差圧によって前記傾斜モーメントとは逆向きの差圧モーメント（Ｍｐ）が作用し、
    前記閉塞底面の面積重心に対する前記供給開口の面積重心の偏心量は、想定される前記傾斜モーメントの最大値より前記差圧モーメントが大きくなるように規定されている請求項１０に記載の燃料噴射装置。
12. 前記制御弁体を前記伝達部材へ向けて付勢し、復元力によって前記制御弁体を傾ける傾斜モーメント（Ｍｓ）を生じさせる筒状のバルブスプリング（７０）、をさらに備え、
    前記バルブスプリングの半径ｒｓと、前記バルブスプリングの荷重Ｆｓと、前記燃料室及び前記供給流路の差圧ΔＰと、前記供給開口の直径ｄｉと、前記閉塞底面の面積重心に対する前記供給開口の面積重心の偏心量ｈとの間に、
    ｈ ＞ （４／３／π）×｛（ｒｓ×Ｆｓ）／（ΔＰ×ｄｉ＾２）｝
    の関係が成り立つ請求項１０に記載の燃料噴射装置。
13. 噴孔（３８）から燃料を噴射する燃料噴射装置であって、
    燃料によって満たされる第一燃料室（１３６）、連通通路（３３，１３３，２３３）によって前記第一燃料室と連通された第二燃料室（１３５）、及び前記第一燃料室に燃料を供給する供給流路（３２）、が形成された流路形成部材（１２０）と、
    前記第二燃料室の圧力の変動によって前記噴孔を開閉する噴孔弁体（５０）と、
    前記第一燃料室に収容され、前記第一燃料室に臨む前記供給流路の供給開口（３２ｂ）を開閉する制御弁体（６６０）と、備え、
    前記供給開口が開口する前記第一燃料室の壁面（３６ｂ）には、前記連通通路の連通開口（３３ａ，１３３ａ）が複数形成されている燃料噴射装置。

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