(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料噴射装置からの燃料噴射量のばらつきを低減する。【解決手段】弁体と、弁体が着座、又は離座する弁シートと、弁シートの下流側に形成された複数の燃料噴射孔と、通電、又は非通電により弁体を駆動する駆動部とを備えている。駆動部は、最大駆動電圧（９０１ａ）に達した後、最大駆動電圧（９０１ａ）よりも低い第１中間駆動電圧（Ｖ１ａ）まで第１傾斜角度（θ１ａ）にて降下し、その後、第１傾斜角度（θ１ａ）よりも緩やかな第２傾斜角度（θ２ａ）にて第１中間駆動電圧（Ｖ１ａ）より低い第２中間駆動電圧（Ｖ２ａ）まで降下するように制御される。【選択図】図９（ａ）
2018184853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁体と、前記弁体が着座、又は離座する弁シートと、前記弁シートの下流側に形成された複数の燃料噴射孔と、通電、又は非通電により前記弁体を駆動する駆動部と、を備えた燃料噴射装置において、
前記駆動部は、
最大駆動電圧に達した後、前記最大駆動電圧よりも低い第１中間駆動電圧まで第１傾斜角度にて降下し、その後、前記第１傾斜角度よりも緩やかな第２傾斜角度にて前記第１中間駆動電圧より低い第２中間駆動電圧まで降下するように制御された燃料噴射装置。
【請求項２】
弁体と、前記弁体が着座、又は離座する弁シートと、前記弁シートの下流側に形成された複数の燃料噴射孔と、通電、又は非通電により前記弁体を駆動する駆動部と、を備えた燃料噴射装置において、
前記駆動部は、
最大駆動電圧に達した後、前記最大駆動電圧よりも低い第１中間駆動電圧まで第１傾斜角度にて降下し、その後、中間駆動電圧で設定時間、維持された後、前記第１中間駆動電圧より低い第２中間駆動電圧まで降下する
ように制御された燃料噴射装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の燃料噴射装置において
前記駆動部は、
前記最大駆動電圧に達した後、前記第１中間駆動電圧まで前記第１傾斜角度にて降下する場合に１５μｓ以内に前記最大駆動電圧から前記第１中間駆動電圧まで降下するように制御された燃料噴射装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の燃料噴射装置において
前記駆動部は、
前記第１中間駆動電圧から前記第２中間駆動電圧まで前記第２傾斜角度にて降下する場合に１００μｓ〜２５０μｓで前記第１中間駆動電圧から前記第２中間駆動電圧まで降下するように制御された燃料噴射装置。
【請求項５】
請求項１に記載の燃料噴射装置において
前記駆動部は、
前記第２傾斜角度にて前記第１中間駆動電圧より低い第２中間駆動電圧まで降下する場合に、ほぼ直線形状となるように制御された燃料噴射装置。
【請求項６】
請求項１に記載の燃料噴射装置において
前記駆動部は、
前記第２傾斜角度にて前記第１中間駆動電圧より低い第２中間駆動電圧まで降下する場合に、曲線形状となるように制御された燃料噴射装置。
【請求項７】
請求項２に記載の燃料噴射装置において
前記駆動部は、
前記第１中間駆動電圧から前記第２中間駆動電圧まで降下するまでほぼ階段形状となるように制御された燃料噴射装置。
【請求項８】
請求項１に記載の燃料噴射装置において
前記駆動部は、
前記第２傾斜角度にて前記第１中間駆動電圧から前記第２中間駆動電圧まで降下する途中において、前記第１中間駆動電圧と前記第２中間駆動電圧との間の第３中間駆動電圧で設定時間、維持される
ように制御された燃料噴射装置。
【請求項９】
請求項１又は２に記載の燃料噴射装置において
前記駆動部は、通電、又は非通電により伸び縮みする圧電素子である燃料噴射装置。
【請求項１０】
請求項１又は２に記載の燃料噴射装置において、
前記駆動部に前記最大駆動電圧がかかった状態で、前記弁体は前記弁シートに接触し、
前記駆動部に前記第２中間駆動電圧がかかった状態で、前記弁体は前記弁シートから離座するように構成された燃料噴射装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の燃料噴射装置において、
前記弁シートに対して上流側に配置された上流側弁シートを備え、
前記駆動部が非通電の状態で前記弁体は前記上流側弁シートに着座するように構成された燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に用いられる燃料噴射弁であって、電圧の印加により全長が伸長する圧電素子を有し、圧電素子の全長の伸縮により弁体の開閉を行う燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献には、通電の開始により圧電素子の伸びを直接弁体に伝えて、弁体を押すときに弁体先端部が弁座から離れることで、燃料流路を形成し、ここから燃料を噴射し、通電が終了すると弁体に備えられたスプリングの力により、弁体は引き戻され、弁座と当接し、燃料流路が閉鎖して燃料噴射を終了する構造を有した燃料噴射装置について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３１０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、圧電素子は電圧を印加すると伸長する構造であるために、直接弁体を動作させる場合、弁体を押すことになり、弁体が押しだされて形成される隙間から燃料を噴射する構造となる。弁体先端は円錐形状が一般的であり、生成される噴霧は傘状噴霧となる。一般的に用いられる電磁方式燃料噴射装置の機能である通電して直接弁体を引き上げて、燃料を多噴孔より噴霧する燃料噴射装置と比較すると、噴霧形状の自由度が少なく、燃焼性能の改善には限界がでてくる。
【０００５】
燃料噴射装置において、弁部材を動作させる駆動電圧が適切でない状態においては弁動作が安定せず変位にばらつきが生じてしまい、燃料噴射装置からの燃料噴射量のばらつきが大きくなる場合があった。そこで本発明は燃料噴射装置からの燃料噴射量のばらつきを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明は、弁体と、前記弁体が着座、又は離座する弁シートと、前記弁シートの下流側に形成された複数の燃料噴射孔と、通電、又は非通電により前記弁体を駆動する駆動部と、を備えた燃料噴射装置において、前記駆動部は、最大駆動電圧に達した後、前記最大駆動電圧よりも低い第１中間駆動電圧まで第１傾斜角度にて降下し、その後、前記第１傾斜角度よりも緩やかな第２傾斜角度にて前記第１中間駆動電圧より低い第２中間駆動電圧まで降下するように制御された。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、燃料噴射装置からの燃料噴射量のばらつきを低減することが可能となる。上記以外の本発明の構成、作用、効果については、以下の実施例において詳細を説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施例に係る燃料噴射弁の構成を示す断面図である。
【図２Ａ】図１の弁体上流側シート部１ａ（図１のＡ部）の近傍を拡大して示す拡大断面図である。
【図２Ｂ】図１の弁体下流側シート部１ｂ（図１のＢ部）の近傍を拡大して示す拡大断面図である。
【図３】図１のベローズ体８の近傍を拡大して示す拡大断面図である。
【図４】図１のダンパー体１２の近傍を拡大して示す拡大断面図である。
【図５】各条件における弁体上流側シート部１ａの状態を示した拡大断面図である。
【図６】各条件における弁体下流側シート部１ｂの状態を示した拡大断面図である。
【図７Ａ】本発明に係る燃料噴射弁１００の印加電圧と、弁体上流側シート部１ａ及び弁体下流側シート部１ｂの各弁座との当接状態との関係を示す図である。
【図７Ｂ】図８Ａに示す弁体上流側シート部１ａ及び弁体下流側シート部１ｂの各弁座との当接状態を示す図である。
【図８】本発明を適用しない場合の駆動電圧と弁体変位の関係を示す図である。
【図９（ａ）】本発明を適用した場合の駆動電圧と弁体変位の関係を示す図である。
【図９（ｂ）】図９（ａ）とは異なる本発明を適用した場合の駆動電圧と弁体変位の関係を示す図である。
【図９（ｃ）】図９（ａ）とは異なる本発明を適用した場合の駆動電圧と弁体変位の関係を示す図である。
【図９（ｄ）】図９（ａ）とは異なる本発明を適用した場合の駆動電圧と弁体変位の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明者らは、従来の課題を改善するために、圧電素子の伸縮を直接弁体に伝えて駆動させ、且つ、弁体が弁座から引上げられる機構を設け、燃料を噴孔から噴射する燃料噴射装置を開発した。以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【実施例】
【００１０】
本発明の燃料噴射装置の実施形態について図１乃至図９を用いて説明する。本実施例の目的は、圧電素子の伸縮を直接弁体に伝えて駆動させ、且つ弁体が弁座から引上げられたときに燃料を噴射する燃料噴射装置において、燃料の圧力損失を低減し種々の寸法関係を最適に設定することである。本実施例によれば、燃料に作用する圧力損失を低減できることから、噴霧性能の悪化を抑制することが可能となる。
【００１１】
図１は、本発明の一実施例に係る燃料噴射弁１００の構成を示す断面図である。図２Ａは、図１の弁体上流側シート部１ａ（図１のＡ部）の近傍を拡大して示す拡大断面図である。図２Ｂは、図１の弁体下流側シート部１ｂ（図１のＢ部）の近傍を拡大して示す拡大断面図である。図３は、図１のベローズ体８の近傍を拡大して示す拡大断面図である。図４は、図１のダンパー体１２の近傍を拡大して示す拡大断面図である。
【００１２】
本発明の一実施例に係る燃料噴射弁１００の構成について、図１を参照して説明する。なお、以下の説明において、上流側及び下流側は、燃料の流れ方向における上流側及び下流側を表す。また、燃料噴射弁１００の噴孔２ｂが設けられる側の端部を先端部（先端側の端部）と呼び、先端部に対して反対側の端部を基端部（基端側の端部）と呼ぶ。先端部は下流側の端部であり、基端部は上流側の端部である。また、説明の中で使用する上下方向を、図１に基づいて定義する。すなわち、基端部は先端部に対して上方にあり、先端部は基端部に対して下方にある。この上下方向は説明を簡便にするために定義するものであり、燃料噴射弁１００の実装状態における上下方向とは関係が無い。
【００１３】
図１、図２Ｂに示すように、ノズル体３の下流側（先端側又は内燃機関側）には、ノズル体３と同軸上に下流側弁座部材（先端側弁座部材）２が接合されている。弁体１は下流側弁座部材２の上流側に配設されている。弁体１はノズル体３に内包され、ノズル体３に対して同軸状に配設されている。そして弁体１は、ノズル体３の内部で、ノズル体３の中心軸線１００Ａに沿う方向に、移動可能に設けられている。すなわち弁体１は、軸方向に変位可能に構成されている。さらに弁体１は、軸方向において燃料の流れる方向の上流側に配設された弁体上流側シート部１ａと、下流側に配設された弁体下流側シート部１ｂとを有する。なおノズル体３の中心軸線は、燃料噴射弁１００の中心軸線１００Ａに一致し、中心軸線１００Ａと同軸に構成されている。
【００１４】
図１、図２Ａに示すように、ノズル体３と弁体１との間には、弁体１を上流側（基端側）に向けて付勢する第一付勢部材４が設置される。すなわち第一付勢部材４は、弁体上流側シート部１ａが上流側弁座７ａと当接する方向に弁体１を付勢する。本実施例の場合、第一付勢部材４はコイルスプリングで構成している。
【００１５】
図１、図３に示すように、弁体１の上流側には、燃料を封止するベローズ体（シール体）８が設けられている。ベローズ体８の上流側には、駆動素子１１が弁体１及びベローズ体８と同軸上に位置するように設けられている。すなわち駆動素子１１は、弁体上流側シート部１ａに対して弁体下流側シート部１ｂが設けられた側とは反対側に設けられている。駆動素子１１が収容された空間はベローズ体８により封止され、駆動素子１１は燃料から遮蔽されている。
【００１６】
図１、図４に示すように、駆動素子１１の上流側には構成部品の線膨張を相殺するためのダンパー体１２が配設されている。ダンパー体１２の上流側には、ダンパー体１２の位置を固定する固定部品１４が配設されている。駆動素子１１及びベローズ体８の外周にはケーシング体１６が設けられ、駆動素子１１及びベローズ体８はケーシング体１６に内包されている。ケーシング体１６は二重円管構造を有し、二重円管で形成される隙間（内側の円管と外側の円管との間の隙間）に燃料通路を形成している。ケーシング体１６の上流側に上部ケーシング１３が接合されている。
【００１７】
燃料は、上部ケーシング１３の燃料供給口１３ａから供給され、ケーシング体１６が有する燃料通路を通り、弁体１の弁体上流側シート部１ａに至る。弁体上流側シート部１ａを通過した燃料は、弁体１とノズル体３との隙間を流れて、弁体１の弁体下流側シート部１ｂに至る。弁体下流側シート部１ｂを通過した燃料は噴孔２ｂから燃料噴射弁１００の外部、例えば内燃機関に噴射され、燃料噴霧ＦＳが生成される。
【００１８】
次に各部の構造について、詳細に説明する。  
図２Ｂに示すように、下流側弁座部材２は下流側弁座２ａと噴孔２ｂとを有する。噴孔２ｂは下流側弁座２ａの下流側に設けられる。下流側弁座２ａに弁体１の弁体下流側シート部１ｂが当接することにより、下流側弁座２ａと弁体下流側シート部１ｂとの間の燃料通路が閉じられて閉弁し、下流側弁座２ａから弁体下流側シート部１ｂが離間することにより、下流側弁座２ａと弁体下流側シート部１ｂとの間の燃料通路が開かれて開弁する。このように弁体下流側シート部１ｂは、下流側弁座２ａに当接する当接部を構成する。弁体下流側シート部１ｂが下流側弁座２ａに当接することにより下流側燃料通路が閉じられ、弁体下流側シート部１ｂが下流側弁座２ａから離間することにより下流側燃料通路が開かれる。
【００１９】
弁体下流側シート部１ｂが下流側弁座２ａから離間することにより、下流側弁座２ａと弁体下流側シート部１ｂとの間の燃料通路を流下した燃料は、噴孔２ｂから噴射される。このとき噴孔２ｂは、噴射した燃料が所望の噴霧を形成することができるように、形状（形、断面積、長さ等）や数が決められている。噴孔２ｂが形成される下流側弁座部材２は、必要とされる噴霧を形成するための部品である。
【００２０】
下流側弁座部材２はノズル体３の下流側端部の内周側に挿入されて固定されている。下流側弁座部材２は下流側端部の外面側に球状凸形状部２ｃを有し、内側に円錐面又は球面に形成された内面２ｄを有している。下流側弁座２ａは下流側弁座部材２の内面２ｄに形成されている。
【００２１】
燃料を噴射するための噴孔２ｂは、球状凸形状部２ｃの箇所に１箇所以上開口される。この噴孔２ｂは球状凸形状部２ｃの外面から内側の円錐面又は球面２ｄまで貫通している。噴孔２ｂは、中心軸線２ｂＡ方向に単一の直径で形成される場合と、直径が異なる複数の孔を中心軸線２ｂＡ方向に連結した段付きの形状で形成される場合とがある。本実施例の噴孔２ｂは、２つの孔を連結した形状であり、下流側の孔の直径が上流側の孔の直径よりも大きい。しかし噴孔２ｂの形状は、この形状に限定される訳ではなく、その他の形状であってもよい。
【００２２】
下流側弁座部材２の円錐面又は球面２ｄには弁体１の弁体下流側シート部１ｂが衝突するために、高硬度、溶接性、機械的特性の良好な材料（例えば、ＳＵＳ４２０Ｊ２の熱処理材）で製作する。
【００２３】
弁体１は、内燃機関へ燃料が洩れることを防止するために、弁体１の上流側部分と下流側部分とに分けられ、各部分に外方に向かって凸形状となる略球面状のシート部を具備する。弁体１の上流側部分に設けられる球面状シート部が弁体上流側シート部１ａであり、弁体１の下流側部分に設けられる球面状シート部が弁体下流側シート部１ｂである。
【００２４】
図２Ａ、図３に示すように本実施例では、弁体１の上流側端部に弁体中間部材１ｃとの嵌合凸部１ｅが設けられている。このため、弁体上流側シート部１ａは弁体１の上流側端部よりも少し下流側（先端側）に寄った位置に設けられている。弁体上流側シート部１ａには弁体１の衝突力が加わるので、嵌合凸部１ｅのように外径が細い箇所とのつなぎ部１ｄにはＲ部を形成し、衝撃による応力を緩和する構造にするとよい。一方、弁体下流側シート部１ｂは弁体１の下流側端部に設けられている。弁体１の詳細動作は図５にて説明する（後述）。
【００２５】
図２Ｂに示すように、弁体１はノズル体３の内面との摺動部１８を１箇所以上有している。摺動部１８は円筒形を一部切り欠き、流路を形成することもある。弁体１の弁体下流側シート部１ｂは下流側弁座部材２のテーパー面に衝突するために、高硬度、溶接性、機械的特性も良好な材料（例えば、ＳＵＳ４２０Ｊ２の熱処理材）で製作する。
【００２６】
ノズル体３は弁体１を内包し、その内周面で、弁体１を中心軸線１００Ａに沿う方向に摺動可能に案内する。ノズル体３は噴霧位相を決めるため、下流側弁座部材２との接合時の位置あわせに必要な形状（例えば平面）を具備する。ノズル体３の先端部近傍の外周面には、内燃機関で発生する燃焼ガスをシールするため、シール部材１９を取り付ける溝３ａが１つ以上形成される。なお、弁体１の摺動部１８はノズル体３の内径に接触摺動する面の一部を切り欠いて、燃料の流路を形成することも出来る。
【００２７】
図１に示すように、ノズル体３には上流側端部に径方向外方に拡大した、フランジ部（拡径部）３ｅが設けられている。このフランジ部３ｅに第一付勢部材４とリフト量の微調整に用いる円環状の調整リング５とを組付ける。
【００２８】
図１、図２Ａに示すように、第一付勢部材４は、弁体１を上流方向に付勢するための部品である。第一付勢部材４の内径は、弁体１の外径より大きく、且つ第一付勢部材４の外径は第一ケーシング７の内径よりも小さく設定する。第一付勢部材４はノズル体３及び弁体１と同軸上に組付けられる。第一付勢部材４の一方の端面は、ノズル体３のフランジ部３ｅの上流側（基端側）の端面に着座している。一方、第一付勢部材４の他方の端面は弁体１の弁体上流側シート部１ａのフランジ部１ａａの下面（弁体上流側シート部１ａとは反対側の面）に着座している。このために弁体上流側シート部１ａは弁体１の軸方向における中央部分の直径よりも大きな直径を有している。すなわち、弁体１は弁体上流側シート部１ａが設けられる部分で拡径しており、この拡径した部分の下端面に第一付勢部材４の他方の端面が着座している。第一付勢部材４は、倒れを防止するために、両端面を研磨する。また、第一付勢部材４には、腐食に強く、バネ定数が大きいＳＵＳ６３１等の材質が用いられる。
【００２９】
リフト量調整リング５の詳細は下記のとおりである。弁体１、ノズル体３及び下流側弁座部材２の部品公差によって寸法ばらつきが生じるため、必要とするリフト量（１００μｍ程度）が得られるように、各部品の寸法ばらつきを調整する必要がある。そこで、リング幅Ｗ（図１参照）の公差を厳しく管理したリフト量調整リング５で、弁体１、ノズル体３及び下流側弁座部材２の部品公差によって生じる寸法ばらつきを調整する。図１に示すように、リフト量調整リング５はノズル体３のフランジ部３ｅに一方の端面を、他方の端面を第一ケーシング７に当接して、固定される。リフト量調整リング５は、弁体１の弁体下流側シート部１ｂと下流側弁座部材２の下流側弁座２ａとの間に形成される隙間の実寸法と必要リフト量との差分をリフト量調整リング５の板厚Ｗで調整し、必要リフト量が得られるようにする。
【００３０】
図２Ｂに示すように、下流側弁座部材２の下流側弁座２ａ、つまり、弁体下流側シート部１ｂが当接する当接部の直径がφＳ１で定義される。また、下流側弁座部材２の軸方向断面図において、対称に配置される下流側弁座２ａにより形成されるシート角度がθ１を有している。また、動作は後述するが、燃料噴射装置１００が動作するときの下流側弁座２ａからの弁体１の変位量はＳｔ１となっている。
【００３１】
第一ケーシング７は、第一付勢部材４を内包し、弁体上流側シート部１ａと協働して機関停止時の燃料封止を行なう部品である。第一ケーシング７は弁体上流側シート部１ａと当接する上流側弁座７ａを有している。第一ケーシング７をノズル体３に組付けると、弁体１の弁体上流側シート部１ａは、先に組付けた第一付勢部材４の力により、第一ケーシング７の上流側弁座７ａに当接した状態となる。弁体上流側シート部１ａが上流側弁座７ａに当接することにより上流側燃料通路が閉じられ、弁体上流側シート部１ａが上流側弁座７ａから離間することにより上流側燃料通路が開かれる。
【００３２】
図３に示すように、第一ケーシング７の上流側には、ベローズ体８を支える構造を有している。例えば、第一ケーシング７とベローズ体８の上側金具８ｂとの間に支持部位７ｂを設けて、ベローズ体８が支持される構造とする。支持部位は第一ケーシング７と一体でも別体でもよい。本実施例では、支持部位７ｂを第一ケーシング７と一体にした構成について説明する。
【００３３】
第一ケーシング７の支持部位７ｂの下部に切欠き部（開口部）７ｃを設けて燃料流れＦＦの流路としている。弁体１の上端部には、嵌合凸部１ｅに下端部を嵌合した弁体中間部材１ｃが連結されている。弁体中間部材１ｃは弁体１と駆動素子１１との間を中継する中継部材である。ベローズ体８の下端部と弁体中間部材１ｃの拡径部１ｃｂとをレーザ溶接で接合するために、第一ケーシング７にはビームを通すための貫通部（本実施例では切欠き部７ｃ）を設けている。第一ケーシング７は高い燃料圧力が印加されるので、許容耐力が大きく、且つ溶接性の優れた材料（例えば、ＳＵＳ６３０といった析出硬化系ステンレス鋼）で製作される。
【００３４】
図１に示す溶接リング６は、ノズル体３と第一ケーシング７とを溶接するための部品である。溶接リング６はノズル体３と第一ケーシング７とに対して圧入により仮固定され、その後溶接にて完全固定される。
【００３５】
この箇所は、燃料の圧力が印加されるために、溶接長は０．５ｍｍ以上確保する必要がある。溶接リング６は高い燃料圧力が印加されるので、許容耐力が大きく、且つ溶接性の優れた材料（例えば、ＳＵＳ６３０といった析出硬化系ステンレス鋼）で製作される。
【００３６】
図２Ｂに示すように、第一ケーシング７の上流側弁座７ａ、つまり、弁体上流側シート部１ａが当接する当接部の直径がφＳで定義される。また、第一ケーシング７の軸方向断面図において、対称に配置される上流側弁座７ａにより形成されるシート角度がθ２を有している。また、動作は後述するが、燃料噴射装置１００が動作するときの上流側弁座７ａからの弁体１の変位量はＳｔ２となっている。
【００３７】
燃料噴射装置１００において、供給圧力Ｐｉに対して、途中の燃料通路においての圧力損失が大きいと噴射される圧力が小さくなり、噴霧の微粒化性能が抑制され、内燃機関より排出されるすすの排出量が増大する。燃料噴射装置において、燃料の圧力損失が大きくなるすなわち、燃料の流速が上がる狭窄部は、弁シート部となっている。
【００３８】
そこで、本実施例の燃料噴射弁は、下流側弁座２ａと、下流側弁座２ａの上流側に位置する上流側弁座７ａと、下流側弁座２ａまたは上流側弁座７ａに当接することによって燃料通路を閉じ、下流側弁座２ａおよび上流側弁座７ａから離れることによって燃料通路を開く弁体１と、を備えている。そして、下流側弁座２ａの直径をφS1、下流側弁座２ａと弁体１（弁体下流側シート部１ｂ）との当接面における下流側弁座２ａのシート角度をθ1、上流側弁座７ａの直径をφS2、上流側弁座７ａと弁体１（弁体上流側シート部１ａ）との当接面における上流側弁座７ａのシート角度をθ2、燃料通路の入口に流入する燃料の圧力をPi、燃料密度をρ、流量をQとする。この場合に、燃料噴射時において下記の（数１）を満たすように下流側弁座２ａからの弁体１のリフト量St1、及び上流側弁座７ａからの弁体１のリフト量St2が制御される。
【００３９】
【数１】
2018184853.tif 000003
【００４０】
これにより燃料通路においての圧力損失が小さくなり噴射される圧力が大きくなることから、噴霧の微粒化性能が抑制されることなく、内燃機関より排出されるすすの排出量を低減することが可能である。
【００４１】
図３に示すベローズ体８は燃料が駆動素子１１側に流入しないよう、駆動素子１１の収容室と燃料流路部とを遮断する部品である。ベローズ体８は蛇腹状部材（蛇腹部材）８ａと上側金具８ｂとで構成される。蛇腹状部材８ａの上流側端部は上側金具８ｂと溶接により接合され、また蛇腹状部材８ａの下流側端部は弁体中間部材１ｃの下部に形成された拡径部１ｃｂの外周面と溶接により接合されている。
【００４２】
上側金具８ｂは、中心部に貫通孔８ｂａが形成され、空洞となっている。空洞８ｂａは、蛇腹状部材８ａを上側金具８ｂに溶接すると、蛇腹状部材８ａの内側の空間を駆動素子１１の収容室に連通させる貫通孔となっている。弁体中間部材１ｃは蛇腹状部材８ａの内部を貫通して、上側金具８ｂの上端面から突出し、駆動素子１１と線接触で接合されている。すなわち蛇腹状部材８ａは、弁体中間部材１ｃの径方向外方に設けられ、弁体中間部材１ｃを内包する。なお蛇腹状部材８ａは、自然長（自然な状態での長さ）となる初期状態から圧縮した状態で、燃料噴射弁１００に組み付けられている。
【００４３】
本実施例では、駆動素子１１は下端面に円錐状の凹部１１ａを具備している。また弁体中間部材１ｃは、上端部が略球形に形成されている。弁体中間部材１ｃの略球形の上端部が凹部１１ａの開口縁と当接することで、弁体中間部材１ｃは駆動素子１１と線接触で接合される。ベローズ体８は初期に圧縮状態としておくことで、耐久性が増加する。そのため、ベローズ体８に圧縮を加えるために、第一ケーシング７の突当て部に隙間８ｄを設けている。
【００４４】
なお図３に示すように、上側金具８ｂの下面側の外周部には、蛇腹状部材８ａの圧縮量を調整するための部品として、ベローズリング１５が設けられる。ベローズ体８の寸法は、ベローズの製作方法や接合により、ばらつきが大きく、必要とする蛇腹状部材８ａの圧縮量がばらつく。そのため、ベローズリング１５の厚さを調整して、蛇腹状部材８ａの圧縮量を調整することができる機構を設けた。
【００４５】
第二ケーシング９は、二重円管構造を有するケーシング体１６の内側の円管部材（筒状部材）を構成する部品であり、駆動素子１１の周方向の位置とベローズ体８の圧縮量を保持し、燃料流路を構成する部品である。第二ケーシング９の下流側端部の内周面に設けた径方向内方に向かって突出する凸部９ｂでベローズ体８の上側金具８ｂを下方に押し、ベローズ体８を圧縮する。この状態でベローズ体８の上側金具８ｂの外周と第二ケーシング９の外周は重ねあわせ溶接で接合する。第二ケーシング９の上流側端部の外周面には、図５に示すように、径方向外方に向かって突出するフランジ状突起（環状突起）９ａがあり、フランジ状突起９ａで上部ケーシング１３との位置あわせを行なう。
【００４６】
第二ケーシング９は高い燃料圧力が印加されるので、許容耐力が大きく、且つ溶接性の優れた材料（例えば、ＳＵＳ６３０といった析出硬化系ステンレス鋼）で製作される。
【００４７】
上部ケーシング１３には、第二ケーシング９、第三ケーシング１０、ダンパー体１２及び固定部品１４の取付け穴が同軸上に形成され、段付きの孔１２ｅを形成している。燃料供給口１３ａは第二ケーシング９と第三ケーシング１０とを取り付ける穴とは同軸上に構成されていない。なお第三ケーシング１０は、二重円管構造を有するケーシング体１６の外側の円管部材（筒状部材）を構成する部品であり、第二ケーシング９と共に燃料流路を構成するための部品である。
【００４８】
図４に示すように、上部ケーシング１３の下流側端面から取付け穴１２ｅに第二ケーシング９及び第三ケーシング１０を挿入する。第二ケーシング９にはフランジ状突起９ａが設けてあり、第三ケーシング１０にはフランジ状突起１０ａが設けてある。フランジ状突起９ａ及びフランジ状突起１０ａは、それぞれ上部ケーシング１３の取付け穴１２ｅに当接した状態で位置が固定された後、全周が溶接される。なお、固定及び溶接は、第二ケーシング９、第三ケーシング１０の順番で行う。
【００４９】
上部ケーシング１３は高い燃料圧力が印加されるので、許容耐力が大きく、且つ溶接性の優れた材料（例えば、ＳＵＳ６３０といった析出硬化系ステンレス鋼）で製作される。
【００５０】
駆動素子１１は、弁体下流側シート部１ｂが下流側弁座２ｃと当接する方向に、弁体１を移動させるための部品である。前述の通り、駆動素子１１の下流側端面（下端面）１１ａは弁体中間部材１ｃと当接している。駆動素子１１の下流側端面１１ａは円錐状の凹部を具備し、下流側端面１１ａと同様、当接部の面圧を低減させ、磨耗を防ぐ。上流側端面も円錐状の凹部１１ｂを具備しているが、円錐状の凹部を具備している別部材を上流部端面に組付けることもできる。駆動素子１１は電圧を印加されると、全長が伸びる。駆動素子１１の一例である圧電素子の場合、薄いセラミックス製の素子を積層して構成され、電圧を印加すると数μｍから数十μｍ全長が伸びる。素子は両端部を金属製の蓋で固定され、素子の外周は伸縮できる形状の金属ケーシングにて覆われる。セラミックス製の圧電素子では、金属に比べて非常に線膨張率が低く、ステンレス鋼の１／１０程度となる。
【００５１】
第三ケーシング１０の上流側端面はフランジ状突起１０ａになっている。第三ケーシング１０の下流側端面から１０ｍｍほど上流側までの内径は、第一ケーシング７の外径と同じだが、それより上流側では第一ケーシング７の外径よりも１ｍｍ以上大きくなる。第三ケーシング１０の内周にノズル体３を下流側端部から挿入するようにして、第三ケーシング１０を上部ケーシング１３に組み付ける。第三ケーシング１０のフランジ状突起１０ａを、上部ケーシング１３の取付け穴１２ｅに突き当てて固定し、上部ケーシング１３と第三ケーシング１０のフランジ状突起１０ａの外周とを溶接する。
【００５２】
また、第三ケーシング１０の下流側内径部と第一ケーシング７の上流側外径部とは圧入となっており、第三ケーシング１０の下流側と第一ケーシング７の上流側とを重ねあわせて、溶接で全周を接合する。これにより、第二ケーシング９の外径（外周）と第三ケーシング１０の内径（内周）の間が隙間となり、ここを燃料が流れる。
【００５３】
ダンパー体１２は、部品間の線膨張率の差を相殺するための部品である。ダンパー体１２は駆動素子１１の上流側に位置している。ダンパー体１２は先端側の端部に略球状（半球状）になっている突起部１２ｃを具備しており、駆動素子１１の上流側端面に具備された円錐状の凹部１１ｂと当接している。
【００５４】
ダンパー体１２はシリンダ１２ｂとプランジャ１２ａとダイアフラム１２ｄとから構成されており、シリンダ１２ｂとプランジャ１２ａとダイアフラム１２ｄとの間には油が封入されている。油は気泡が混入しないように、脱気した状態でシリンダ１２ｂとプランジャ１２ａとダイアフラム１２ｄとの間に注入される。温度が高くなると油が膨張し、その膨張した分、ダイアフラム１２ｄが変形し、それに接続されているシリンダ１２ｂが追従して移動する。この移動により、下流側弁座２と弁体１の隙間が発生しないように接触を維持する。ダンパー体１２は駆動素子１１が高周波で駆動した場合の挙動では変動しない特性を有する。
【００５５】
固定部品１４はダンパー体１２を固定する部品である。ダンパー体１２に当接している駆動素子１１の駆動力は１０００Ｎ以上あり、この荷重を受けても、固定部品１４が軸方向に移動しないように、固定部品１４に印加する圧入荷重が設定される。
【００５６】
固定部品１４の固定方法は次のとおりである。固定部品１４を上部ケーシング１３の内周面１３ｂに圧入する。固定部品１４の圧入長さが規定値となるよう微調整を行なう。弁体１１の移動量が規定値となったときに、上部ケーシング１３と固定部品１４は仮固定される。固定方法は、かしめ等とする。その後、駆動素子１１が駆動するときの荷重に耐えるように、上部ケーシング１３と固定部品１４を接合して完全固定する。
【００５７】
図７Ａ及び図７Ｂの（１）は機関及び燃料加圧装置の停止時の状態を示す。この時、駆動素子１１への電圧の印加は行われていない。この状態では、弁体１に設けられた第一付勢部材４の力により、弁体１は弁体上流側シート部１ａが上流側弁座７ａと当接する位置まで押し上げられ、弁体上流側シート部１ａと上流側弁座７ａとの間の燃料通路が閉じた状態である（図５（ａ）の状態）。この場合、燃料加圧装置は停止しているため燃料の供給は行われていないが、前回、機関の運転を停止するまで供給されていた燃料は弁体上流側シート部１ａ及び上流側弁座７ａによって止められ、弁体上流側シート部１ａ及び上流側弁座７ａの下流側には流下しない。従って、燃料噴射弁１００は閉弁した状態である。なお、弁体下流側シート部１ｂと下流側弁座２ａとの間の燃料通路は開いた状態である（図６（ａ）の状態）。
【００５８】
図７Ａ及び図７Ｂの（１）で、機関が停止されたままの状態で燃料加圧装置が作動すると、燃料が供給される。しかしこの状態では、駆動素子１１への電圧の印加は行われていない。そのため弁体１は、第一付勢部材４の付勢力とベローズ体８から作用する上流方向への力の双方により、上流方向へ押し上げられている。その結果、弁体１の弁体上流側シート部１ａは第一ケーシング７の上流側弁座７ａと当接し、弁体上流側シート部１ａと上流側弁座７ａとの間の燃料通路が閉じた状態が維持されている（図５（ａ）の状態）。この状態では、弁体下流側シート部１ｂ側の燃料通路は開いているものの、弁体上流側シート部１ａ側の燃料通路が閉じているため、燃料の流れが遮断される。この場合も、燃料噴射弁１００は閉弁した状態を維持している。このとき、燃料を遮断しないと、内燃機関の燃焼室内に燃料が流入してしまい、機関始動時に圧縮が発生し、内燃機関を破壊してしまう可能性がある。
【００５９】
図７Ａ及び図７Ｂの（２）は、燃料加圧装置が始動された後、機関が始動された状態（機関の作動中の状態）を示している。この状態では、エンジンコントロールユニットからの指令値に基づいて、燃料を燃料噴射弁１００から所定の流量だけ噴射する。弁体１は、必要とされる流量の燃料が流れ、圧力損失や噴霧性能が維持されるよう、弁体下流側シート部１ｂ側の流路面積と弁体上流側シート部１ａ側の流路面積との比が最適となるように、駆動素子１１に印加される電圧が制御されて駆動される。すなわち、駆動素子１１の駆動電圧が図７Ａの中間電圧に制御され、弁体上流側シート部１ａと上流側弁座７ａとの間の燃料通路が開き（図５（ｂ）の状態）、弁体下流側シート部１ｂと下流側弁座２ａとの間の燃料通路も開いている状態であり、燃料噴射弁１００が開弁した状態である（図６（ａ）の状態）。
【００６０】
図７Ａ及び図７Ｂの（３）は、機関及び燃料加圧装置が共に作動している状態において、燃料噴射を停止させる状態を示す。弁体１の弁体下流側シート部１ｂと下流側弁座２ａとが当接するように、駆動素子１１に通電を行う。これにより、弁体１が下流側弁座２ａ側へ移動する。結果、燃料流路が閉塞され、燃料噴射が停止する。すなわち、弁体上流側シート部１ａと上流側弁座７ａとの間の燃料通路は開いた状態（図５（ｃ）の状態）であるが、弁体下流側シート部１ｂと下流側弁座２ａとの間の燃料通路が閉じた状態（図６（ｃ）の状態）となり、燃料噴射弁１００が閉弁した状態となる。
【００６１】
機関駆動時には、図７Ａ及び図７Ｂの（２）の状態と（３）の状態とを繰り返すことにより、機関の燃焼に必要とされる燃料量を適切なタイミングで燃料噴射弁１００から供給することが可能となる。図７Ａ及び図７Ｂの（４）の状態は（３）と同じ状態、（５）の状態は（２）と同じ状態である。ただし、（５）の状態では、途中で機関及び燃料加圧装置が停止され、弁体１は第一付勢部材４の付勢力とベローズ体８から作用する上流方向への力の双方により、上流方向へ押し上げられる。これにより、弁体上流側シート部１ａが上流側弁座７ａに当接し、燃料噴射弁１００は閉弁した状態で動作を停止する。
【００６２】
すなわち本実施例の燃料噴射弁１００は、弁体上流側シート部１ａが上流側弁座７ａから離間し、弁体下流側シート部１ｂが下流側弁座２ａから離間した状態に、弁体１を駆動素子１１により駆動して燃料を噴射する。燃料噴射弁１００は、駆動素子１１への通電を行っていない状態では、弁体上流側シート部１ａが上流側弁座７ａと当接する向きに弁体１を付勢する、第一付勢部材４の付勢力を含む上流向き付勢力が、弁体下流側シート部１ｂが下流側弁座２ａと当接する向きに弁体１を付勢する下流向き付勢力よりも大きくなるように構成されている。燃料噴射弁１００は、駆動素子１１への通電中に、駆動素子１１の駆動力を含む下流向き付勢力が上流向き付勢力よりも大きくなるように駆動素子１１を駆動することにより、弁体下流側シート部１ｂを下流側弁座２ａに当接させて下流側燃料通路を閉じる。
【００６３】
図８を用いて、本発明を実施しない場合の駆動電圧と弁変位の関係を示す。図８においては、駆動素子１１に最高駆動電圧８０１を印加することで閉弁（図２ＢにおいてＳｔ１＝０）している状態から、駆動電圧を中間電圧８０２に降下させており、直線的な矩形波形状となるように降下させている。この図８上図のような駆動電圧をかけると、図８下図に示すように変位０から目標変位８１１まで弁体１が変位した際に８０５に示す様に、弁体１の変位が目標変位８１１に対してオーバーシュートしてしまうことを本発明者らは突き止めた。この場合、目標変位８１１に対するばらつきが大きく、流量が安定しなくなるという課題があることを本発明者らは見出したものである。
【００６４】
そこで、本発明者らは以下に説明する方法によって燃料噴射装置を駆動することで、弁体１のオーバーシュートを抑制し、目標変位まで、素早く到達させることができ、燃料噴射量ばらつきを低減させることができることを見出した。以下、図９（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）を用いて本実施例の駆動電圧の印加方法と弁体変位の関係を説明する。
【００６５】
初めに図９（ａ）における駆動電圧の印加方法とその弁体変位について説明する。駆動素子１１に最大駆動電圧Ｖｍａｘを印加している状態（波形９０１ａ）においては、弁体１は閉弁状態となっている（図２ＢにおいてＳｔ１＝０）。その後、Ｔ０のタイミングからＴ１ａのタイミングまでに駆動電圧を最大駆動電圧Ｖｍａｘから第一の中間電圧Ｖ１ａまで９０３ａに示す急な傾きとなるように降下させる。その後、Ｔ１ａのタイミングからＴ２ａのタイミングまでに第一の中間電圧Ｖ１ａから第二の中間電圧Ｖ２ａまで９０４ａに示す緩やかな傾きとなるように降下させる。その後は、Ｔ２ａのタイミングから閉弁を開始するＴｃａのタイミングまで９０２ａのように駆動電圧を第二の中間電圧Ｖ２ａのまま維持させる。
【００６６】
電圧降下を示す９０３ａと一定の最大駆動電圧Ｖｍａｘの波形９０１ａとの間の角度はθ１ａと規定できる。また電圧降下を示す９０４ａと一定の第一の中間電圧Ｖ１ａの点線で示す波形との間の角度はθ２ａと規定できる。そして本実施例においては角度θ１ａが角度θ２ａより大きくなるように駆動電圧を降下させる。つまり開弁開始時における駆動電圧の降下度合いの方が大きくなるように駆動電圧を制御する。角度θ１は望ましくは９０°であるが、たとえば７５°〜９０°のように９０°に近い値となることが望ましい。この初期段階の急峻な電圧降下９０３ａを取り入れることにより、弁体の立ち上がりが緩慢になることを抑制し、燃料噴射装置としての性能が損なわれることを防止することができる。つまり、図９（ａ）下図に示すように、開弁時に図８下図で示したような弁体１のオーバーシュートが生じることを抑制することが可能となる。
【００６７】
以上の内容は、燃料噴射装置に関する開弁動作に対する弁体１の動作安定性に関するものである。ただし、この弁体変位を安定化させる内容は、開弁だけではなく閉弁時も同様に適用可能であり、その方法は下記の通りである。閉弁時に駆動素子１１に印加する駆動電圧を第二の中間電圧Ｖ２ａから閉弁時中間電圧Ｖ１ａｃまで９０５ａに示すように急な傾きとなるように上昇させる。その後、駆動素子１１に印加する駆動電圧を閉弁時中間電圧Ｖ１ａｃから最大駆動電圧Ｖｍａｘまで９０６ａに示すような９０５ａと比べて緩やかな傾きとなるように上昇させる。これにより閉弁時、つまり、図２Ｂの状態から、Ｓｔ１を０とする場合において、弁体１の跳ね返りを低減することが可能である。
【００６８】
以上に説明したように図９（ａ）に示す駆動電圧の制御により、開弁開始時の急峻な弁体１の変位は確保されながら、目標変位に到達した後のオーバーシュートを抑制することが可能となる。したがって、弁体１の変位ばらつきが抑えられ燃料噴射量の安定性が向上する。
【００６９】
また発明者らの鋭意検討の結果によれば、タイミングＴ０からタイミングＴ１ａまでの時間は、駆動パルスがオンとなってから弁体１の開弁が開始するまでの時間の半分ほどであることが望ましいことが分かった。このように駆動パルス、又は駆動電圧の制御時間を設定することで、弁体１の急峻な立ち上がりを確保しながら、目標変位におけるオーバーシュートを抑制できることが分かった。例えば、圧電素子を用いて燃料噴射装置を駆動している場合には開弁の開始時間は３０ｕｓほどであるため、タイミングＴ０からタイミングＴ１ａまでの時間は、その半分ほどの時間１５ｕｓ以内であることが好ましいことが分かった。
【００７０】
なお、図９（ａ）では、９０３ａや９０４ａに示すようにほぼ直線状となるように駆動電圧を異なる傾きで降下させている。これに対して図９（ｂ）に示すように階段状（ステップ状）となるように駆動電圧を降下させることでも本発明の作用、効果を得ることが可能である。図９（ｂ）の駆動電圧の印加方法とその弁体変位について説明する。図９（ａ）との違いは、第一の中間電圧Ｖ１ｂから第二の中間電圧Ｖ２ｂへステップ状９０４ｂとなるように駆動電圧を降下させることである。
【００７１】
駆動素子１１に最大駆動電圧Ｖｍａｘを印加している状態（波形９０１ｂ）においては、弁体１は閉弁状態となっている（Ｓｔ１＝０）。そしてタイミングＴ０のからタイミングＴ１ｂまでに駆動電圧を最大駆動電圧Ｖｍａｘから第一の中間電圧Ｖ１ｂまで９０３ｂに示すように急な傾きとなるように降下させる。その後、９０４ｂに示すように、タイミングＴ１ｂからタイミングＴ２ｂにかけて第一の中間電圧Ｖ１ｂから第二の中間電圧Ｖ２ｂまでステップ状に降下させる。その後は、タイミングＴ２ｂから閉弁を開始するタイミングＴｃｂまで９０２ｂに示すように一定の第二の中間電圧Ｖ２ｂとなるように駆動電圧を維持する。
【００７２】
電圧降下を示す９０３ｂと一定の最大駆動電圧Ｖｍａｘの波形９０１ｂとの間の角度はθ１ｂと規定できる。また電圧降下を示す９０４ｂの開始から第二の中間電圧Ｖ２ｂに至るまでに直線を引き、この直線と一定の第一の中間電圧Ｖ１ｂの点線波形との間の角度はθ２ｂと規定できる。そして図９（ｂ）においても図９（ａ）と同様に角度θ１ｂが角度θ２ｂより大きくなるように駆動電圧を降下させる。つまり開弁開始時における駆動電圧の降下度合いの方が大きくなるように駆動電圧を制御する。これにより図９（ａ）で説明した作用、効果と同様のものを得ることが可能である。
【００７３】
つまり、開弁開始時の急峻な弁体１の変位を確保しつつ、目標変位に到達した後のオーバーシュートを抑制する事が可能となる。したがって、弁体１の変位ばらつきが抑えられ燃料噴射量の安定性を向上させることが可能である。
【００７４】
なお、図９（ａ）と同様にタイミングＴ０からタイミングＴ１ｂまでの時間は、駆動電圧を印加し始めてから弁体１の開弁が開始するまでの時間の半分ほどであることが望ましいことが分かっている。このように駆動電圧の制御時間を設定することで、弁体１の急峻な立ち上がりを確保しながら、目標変位におけるオーバーシュートを抑制できる。
【００７５】
なお、ここでは燃料噴射装置に関する開弁動作に対する弁体１の動作安定性について説明したが、図９（ｂ）の弁体変位を安定化させる制御は、開弁だけではなく閉弁時も同様に適用可能である。図９（ｂ）には図示していないが、図９（ａ）に示したのと同様に、一定の第二の中間電圧Ｖ２ｂから、まず中間電圧までほぼ直線形状で急な傾きとなるように駆動電圧を上昇させる。そして、その後に図９（ｂ）の９０４ｂと反対の傾斜となるようにステップ状に駆動電圧を上昇させれば良い。
【００７６】
次に図９（ｃ）における駆動電圧の印加方法とその弁体変位について説明する。図９（ａ）では、９０３ａや９０４ａに示すようにほぼ直線状となるように駆動電圧を異なる傾きで降下させていた。これに対し、図９（ｃ）では、第一の中間電圧Ｖ１ｃから第二の中間電圧Ｖ２ｃへ曲線状９０４ｃとなるように駆動電圧を降下させる点が図９（ａ）と異なる。
【００７７】
駆動素子１１に最大駆動電圧Ｖｍａｘを印加している状態（波形９０１ｃ）においては、弁体１は閉弁状態となっている（Ｓｔ１＝０）。そしてタイミングＴ０のからタイミングＴ１ｃまでに駆動電圧を最大駆動電圧Ｖｍａｘ９０１ｂから第一の中間電圧Ｖ１ｃまで９０３ｃに示すような急な傾きとなるように降下させる。その後、タイミングＴ１ｃからタイミングＴ２ｃにかけて９０４ｃに示すように第一の中間電圧Ｖ１ｃから第二の中間電圧Ｖ２ｃまで曲線状に降下するように駆動電圧を制御する。つまり時間経過に対して徐々に駆動電圧が低下するように制御するものである。その後は、タイミングＴ２ｃから閉弁を開始するタイミングＴｃｃまで９０２ｃに示すように一定の第二の中間電圧Ｖ２ｂとなるように駆動電圧を維持する。
【００７８】
電圧降下を示す９０３ｃと一定の最大駆動電圧Ｖｍａｘの波形９０１ｃとの間の角度はθ１ｃと規定できる。また電圧降下を示す９０４ｃの開始から第二の中間電圧Ｖ２ｃに至るまでに直線（図９（ｃ）の点線）を引き、この直線と一定の第一の中間電圧Ｖ１ｃの点線波形との間の角度はθ２ｃと規定できる。そして図９（ｃ）においても図９（ａ）と同様に角度θ１ｃが角度θ２ｃより大きくなるように駆動電圧を降下させる。つまり開弁開始時における駆動電圧の降下度合いの方が大きくなるように駆動電圧を制御する。これにより図９（ａ）で説明した作用、効果と同様のものを得ることが可能である。
【００７９】
なお、ここでは燃料噴射装置に関する開弁動作に対する弁体１の動作安定性について説明したが、図９（ｃ）の弁体変位を安定化させる制御は、開弁だけではなく閉弁時も同様に適用可能である。図９（ｃ）には図示していないが、図９（ａ）に示したのと同様に、一定の第二の中間電圧Ｖ２ｃから、まず中間電圧までほぼ直線形状で急な傾きとなるように駆動電圧を上昇させる。そして、その後に図９（ｃ）の９０４ｃと反対の傾斜となるように曲線状に駆動電圧を上昇させれば良い。
【００８０】
また、タイミングＴ０からタイミングＴ１ｃまでの時間は、駆動電圧印加後、弁体１の開弁が開始するまでの時間の半分ほどであるのが望ましい点は図９（ａ）で説明したのと同様である。これにより弁体１の急峻な立ち上がりを確保しながら、目標変位におけるオーバーシュートを抑制できる。例えば、圧電素子を用いて燃料噴射装置を駆動している場合には開弁の開始時間は３０ｕｓほどであるため、その半分ほどの時間である事が好ましい。
【００８１】
次に図９（ｄ）における駆動電圧の印加方法とその弁変位について説明する。図９（ａ）との違いは、第一の中間電圧Ｖ１ｄから第二の中間電圧Ｖ３ｄへ電圧を降下させる途中において、電圧Ｖ２ｄにて短時間、電圧を保持することである。
【００８２】
駆動素子１１に最大駆動電圧Ｖｍａｘが印加された波形９０１ｄの状態においては、弁体１は閉弁状態となっている（Ｓｔ１＝０）。その後、タイミングＴ０からタイミングＴ１ｄまでに波形９０３ｄに示す急な傾きとなるように駆動電圧を最大駆動電圧Ｖｍａｘから第一の中間電圧Ｖ１ｄまで降下させる。その後、タイミングＴ１ｄからタイミングＴ２ｄにかけて９０４ｄに示すように９０３ｄに比べて緩やかな傾きとなるように駆動電圧を第一の中間電圧Ｖ１ｄから中間電圧Ｖ２ｄまで降下させる。その後、最終的な第二の中間電圧Ｖ３ｄまで降下させる前に、タイミングＴ２ｄからタイミングＴ３ｄにかけて、その中間電圧Ｖ２ｄのまま駆動電圧を保持する。その後、タイミングＴ３ｄからタイミングＴ４ｄにかけて、第二の中間電圧Ｖ３ｄまで電圧を降下させる。タイミングＴ３ｄからタイミングＴ４ｄまでの時間に比べて、タイミングＴ２ｄからタイミングＴ３ｄまでの時間は短いことが望ましい。その後は、閉弁を開始するＴｃｄまで９０２ｄのように駆動電圧を維持する。
【００８３】
なお、電圧降下を示す９０３ｄと一定の最大駆動電圧Ｖｍａｘの波形９０１ｄとの間の角度はθ１ｄと規定できる。詳細な説明は省略するが、その後の駆動電圧の降下度合（９０４ｄ、９１４ｄの角度）に比べて、角度θ１ｄが大きくなるように駆動電圧を制御することが望ましい。
【００８４】
以上の内容は開弁だけではなく閉弁時も同様に適用可能である。つまり、図９（ｄ）には図示していないが、閉弁時のタイミングＴｃｄから、９０３ｄに対応して、急な傾きとなるように駆動電圧を上昇させ、その後、９０４ｄに対応して、緩やかな傾きとなるように駆動電圧を上昇させる。そして、その上昇した駆動電圧において一定の短時間、駆動電圧を保持した後に、９１４ｄに対応して、再び緩やかな傾きとなるように駆動電圧を上昇させる。
【００８５】
以上の通り、図９（ｄ）の駆動電圧の制御により、図９（ａ）と同様に開弁開始時の急峻な弁体１の変位は確保しつつ、目標変位に到達した後のオーバーシュートを抑制することが可能となる。よって、弁体１の変位ばらつきが抑えられ燃料噴射量の安定性が向上する。
【００８６】
以上の通り本実施例の燃料噴射装置は、弁体１と、弁体１が着座、又は離座する弁シート（弁体下流側シート部１ｂ）と、弁シート（弁体下流側シート部１ｂ）の下流側に形成された複数の燃料噴射孔（噴孔２ｂ）と、通電、又は非通電により弁体１を駆動する駆動部（駆動素子１１）と、を備えている。そして図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、駆動部（駆動素子１１）は、最大駆動電圧（９０１ａ、９０１ｂ、９０１ｃ、９０１ｄ）に達した後、最大駆動電圧（９０１ａ、９０１ｂ、９０１ｃ、９０１ｄ）よりも低い第１中間駆動電圧（Ｖ１ａ、Ｖ１ｂ、Ｖ１ｃ、Ｖ１ｄ）まで第１傾斜角度（θ１ａ、θ１ｂ、θ１ｃ、θ１ｄ）にて降下し、その後、第１傾斜角度（θ１ａ、θ１ｂ、θ１ｃ、θ１ｄ）よりも緩やかな第２傾斜角度（θ２ａ、θ２ｂ、θ２ｃ、θ２ｄ）にて第１中間駆動電圧（Ｖ１ａ、Ｖ１ｂ、Ｖ１ｃ、Ｖ１ｄ）より低い第２中間駆動電圧（Ｖ２ａ、Ｖ２ｂ、Ｖ２ｃ、Ｖ２ｄ（Ｖ３ｄ））まで降下するように制御される。
【００８７】
また図９（ｄ）に示すように、駆動部（駆動素子１１）は、最大駆動電圧９０１ｄに達した後、最大駆動電圧９０１ｄよりも低い第一中間駆動電圧Ｖ１ｄまで第１傾斜角度θ１ｄにて降下し、その後、中間駆動電圧Ｖ２ｄで設定時間、維持された後、第２中間駆動電圧Ｖ３ｄまで降下するように制御されることが望ましい。
【００８８】
また駆動部（駆動素子１１）は、最大駆動電圧（９０１ａ、９０１ｂ、９０１ｃ、９０１ｄ）に達した後、第１中間駆動電圧（Ｖ１ａ、Ｖ１ｂ、Ｖ１ｃ、Ｖ１ｄ）まで第１傾斜角度（θ１ａ、θ１ｂ、θ１ｃ、θ１ｄ）にて降下する場合に１５μｓ以内に最大駆動電圧（９０１ａ、９０１ｂ、９０１ｃ、９０１ｄ）から第１中間駆動電圧（Ｖ１ａ、Ｖ１ｂ、Ｖ１ｃ、Ｖ１ｄ）まで降下するように制御されることが望ましい。
【００８９】
また駆動部（駆動素子１１）は、第１中間駆動電圧（Ｖ１ａ、Ｖ１ｂ、Ｖ１ｃ、Ｖ１ｄ）から第２中間駆動電圧（Ｖ２ａ、Ｖ２ｂ、Ｖ２ｃ、Ｖ２ｄ（Ｖ３ｄ））まで第２傾斜角度（θ２ａ、θ２ｂ、θ２ｃ、θ２ｄ）にて降下する場合に１００μｓ〜２５０μｓで第１中間駆動電圧（Ｖ１ａ、Ｖ１ｂ、Ｖ１ｃ、Ｖ１ｄ）から第２中間駆動電圧（Ｖ２ａ、Ｖ２ｂ、Ｖ２ｃ、Ｖ２ｄ（Ｖ３ｄ））まで降下するように制御されることが望ましい。
【００９０】
また図９（ａ）、（ｄ）に示すように、駆動部（駆動素子１１）は、第２傾斜角度（θ２ａ、θ２ｄ）にて第１中間駆動電圧（Ｖ１ａ、Ｖ１ｄ）より低い第２中間駆動電圧（Ｖ２ａ、Ｖ２ｄ（Ｖ３ｄ））まで降下する場合に、ほぼ直線形状となるように制御されることが望ましい。
【００９１】
また図９（ｃ）に示すように、駆動部（駆動素子１１）は、第２傾斜角度（θ２ｃ）にて第１中間駆動電圧Ｖ１ｃより低い第２中間駆動電圧Ｖ２ｃまで降下する場合に、曲線形状となるように制御されることが望ましい。また図９（ｃ）に示すように、駆動部（駆動素子１１）は、第１中間駆動電圧Ｖ１ｂから第２中間駆動電圧Ｖ２ｂまで降下するまでほぼ階段形状となるように制御されることが望ましい。
【００９２】
また図９（ｄ）に示すように、駆動部（駆動素子１１）は、第２傾斜角度θ２ｄにて第１中間駆動電圧Ｖ１ｄから第２中間駆動電圧Ｖ３ｄまで降下する途中において、第１中間駆動電圧Ｖ１ｄと第２中間駆動電圧Ｖ３ｄとの間の第３中間駆動電圧Ｖ２ｄで設定時間、維持されることが望ましい。なお、駆動部（駆動素子１１）は、通電、又は非通電により伸び縮みする圧電素子であることが望ましい。
【００９３】
駆動部（駆動素子１１）に最大駆動電圧（９０１ａ、９０１ｂ、９０１ｃ、９０１ｄ）がかかった状態で、弁体１は弁シート（弁体下流側シート部１ｂ）に接触し、駆動部（駆動素子１１）に第２中間駆動電圧（Ｖ２ａ、Ｖ２ｂ、Ｖ２ｃ、Ｖ２ｄ（Ｖ３ｄ））がかかった状態で、弁体１は弁シート（弁体下流側シート部１ｂ）から離座するように構成されることが望ましい。また弁シート（弁体下流側シート部１ｂ）に対して上流側に配置された上流側弁シート（弁体上流側シート部１ａ）を備え、駆動部（駆動素子１１）が非通電の状態で弁体１は上流側弁シート（弁体上流側シート部１ａ）に着座するように構成されたことが望ましい。
【符号の説明】
【００９４】
１…弁体、１ａ…上流部シート部、１ｂ…下流部シート部、１ｃ…弁体中間部材、２…下流側弁座部材、２ａ…下流側弁座、２ｂ…噴孔、３…ノズル体、４…第一付勢部材、５…調整リング、６…溶接リング、７…第一ケーシング、７ａ…上流側弁座、７ｂ…支持部位、８…ベローズ体（シール体）、８ａ…蛇腹部材、８ｂ…上側金具、８ｃ…すきま、９…第二ケーシング、９ａ…フランジ状突起、１０…第三ケーシング、１０ａ…フランジ状突起、１１…駆動素子、１１ａ…駆動素子下流側端面の凹部、１１ｂ…駆動素子上流側端面の凹部、１２…ダンパー体、１２ａ…プランジャ、１２ｂ…シリンダ、１２ｃ…突起部、１２ｄ…ダイアフラム、１３…上部ケーシング、１３ａ…燃料供給口、１４…固定部品、１５…ベローズリング、１６…ケーシング体、１７…流路、１８…摺動部、１９…シール部材。
【図１】
2018184853.tif 000004
【図２Ａ】
2018184853.tif 000005
【図２Ｂ】
2018184853.tif 000006
【図３】
2018184853.tif 000007
【図４】
2018184853.tif 000008
【図５】
2018184853.tif 000009
【図６】
2018184853.tif 000010
【図７Ａ】
2018184853.tif 000011
【図７Ｂ】
2018184853.tif 000012
【図８】
2018184853.tif 000013
【図９（ａ）】
2018184853.tif 000014
【図９（ｂ）】
2018184853.tif 000015
【図９（ｃ）】
2018184853.tif 000016
【図９（ｄ）】
2018184853.tif 000017