(57)【要約】【課題】燃料噴射量が意図せずに変動することを抑制できる燃料噴射装置を提供する。【解決手段】燃料噴射弁１００は、燃料を噴射する噴孔と、燃料が出入りする圧力制御室と、圧力制御室への燃料の出入りに伴って圧力制御室の燃料圧力が変化することで噴孔を開閉するノズルニードルとを有している。また、燃料噴射弁１００は、圧力制御室に制御室流路１４を介して接続された制御弁室１５と、制御弁室１５に設けられた制御弁３０と、制御弁室１５での制御弁３０の姿勢が変化しないように制御弁３０の回動を規制するストッパ部材７５とを有している。制御弁３０は、制御室流路１４と低圧流路１３との連通を遮断し且つ制御室流路１４と高圧流路１７とを連通させる第１状態と、制御室流路１４と高圧流路１７との連通を遮断し且つ制御室流路１４と低圧流路１３とを連通させる第２状態とに移行可能である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を噴孔（５０）から噴射する燃料噴射装置（１００）であって、
前記燃料が出入りする制御室（１２）と、
前記制御室への前記燃料の出入りに伴って前記制御室の燃料圧力が変化することで前記噴孔を開閉する噴孔弁体（４０）と、
前記制御室に制御室流路（１４）を介して接続された弁室（１５）と、
前記弁室に設けられた制御弁（３０）であって、前記弁室から前記燃料を排出する排出流路（１３）と前記制御室流路との連通を遮断し、且つ前記弁室に前記燃料を供給する供給流路（１７）と前記制御室流路とを連通させる第１状態と、前記供給流路と前記制御室流路との連通を遮断し、且つ前記制御室流路と前記排出流路とを連通させる第２状態と、に移行可能な制御弁と、
前記弁室での前記制御弁の姿勢が変化しないように前記制御弁の回動を規制する回動規制部（７７，８１，８２，８７）と、
を備えている燃料噴射装置。
【請求項２】
前記制御弁に引っ掛かる引っ掛け部（７７）を前記回動規制部として有し、前記弁室に固定され、前記弁室に収容されたストッパ部材（７５）を備えている、請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記ストッパ部材は、
前記制御弁の移動方向に延びた筒状であり、前記弁室に対して固定され、前記引っ掛け部を支持する支持部（７６）を有し、
前記制御弁は、前記弁室において前記支持部の内側を移動する位置に設けられている、請求項２に記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記制御弁を前記第１状態又は前記第２状態に保持するように付勢する付勢部材（３１）を備え、
前記制御弁は、前記付勢部材に当接することで前記付勢部材により付勢される座部（７２）を有しており、
前記引っ掛け部は、前記座部に形成された受け部（７３）に引っ掛かることで前記制御弁の回動を規制する、請求項２又は３に記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記制御弁を前記第１状態又は前記第２状態に保持するように付勢するコイルバネ（３１）を備え、
前記制御弁は、前記コイルバネを形成するバネ形成部材の一方の端部（３２ａ）に当接する第１当接部（８１，８７）を前記回動規制部として有し、
前記弁室には、前記バネ形成部材の他方の端部（３２ｂ）に当接する第２当接部（８２）が前記回動規制部として設けられている、請求項１〜４のいずれか１つに記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
前記制御弁は、
前記コイルバネに当接した状態で前記コイルバネにより付勢される座部（７２）と、
を有しており、
前記第１当接部は、前記弁体の移動方向において前記座部から前記コイルバネ側に向けて延びている、請求項５に記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
前記制御弁は、
当該制御弁の移動方向に延びた柱状の弁本体（７１）と、
弾性を有し、自身の復元力で前記弁本体に巻きついているリングバネ（８６）と、
を有し、
前記第１当接部は、前記コイルバネから外周側に向けて突出した突出部（８７）である、請求項５に記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
燃料を噴孔（５０）から噴射する燃料噴射装置（１００）であって、
前記燃料が出入りする制御室（１２）と、
前記制御室への前記燃料の出入りに伴って前記制御室の燃料圧力が変化することで前記噴孔を開閉する噴孔弁体（４０）と、
前記制御室に制御室流路（１４）を介して接続された弁室（１５）と、
前記弁室に設けられた制御弁（３０）であって、前記弁室から前記燃料を排出する排出流路（１３）と前記制御室流路との連通を遮断し、且つ前記弁室に前記燃料を供給する供給流路（１７）と前記制御室流路とを連通させる第１状態と、前記供給流路と前記制御室流路との連通を遮断し、且つ前記制御室流路と前記排出流路とを連通させる第２状態と、に移行可能な制御弁と、
コイルバネにより形成され、前記制御弁を前記第１状態又は前記第２状態に保持するように付勢する付勢部材（３１）と、
を備え、
前記制御弁は、前記付勢部材に当接することで前記付勢部材により付勢される座部（７２）を有し、
前記付勢部材は、前記弁室の内周面（１５ｃ）と前記座部との間に挟み込まれており、前記弁室の内周面及び前記座部の少なくとも一方に接合されている、燃料噴射装置。
【請求項９】
燃料を噴孔（５０）から噴射する燃料噴射装置（１００）であって、
前記燃料が出入りする制御室（１２）と、
前記制御室への前記燃料の出入りに伴って前記制御室の燃料圧力が変化することで前記噴孔を開閉する噴孔弁体（４０）と、
前記制御室に制御室流路（１４）を介して接続された弁室（１５）と、
前記弁室に設けられた制御弁（３０）であって、前記弁室から前記燃料を排出する排出流路（１３）と前記制御室流路との連通を遮断し、且つ前記弁室に前記燃料を供給する供給流路（１７）と前記制御室流路とを連通させる第１状態と、前記供給流路と前記制御室流路との連通を遮断し、且つ前記制御室流路と前記排出流路とを連通させる第２状態と、に移行可能な制御弁と、
コイルバネにより形成され、前記制御弁を前記第１状態又は前記第２状態に保持するように付勢する付勢部材（３１）と、
を備え、
前記制御弁は、前記付勢部材に当接することで前記付勢部材により付勢される座部（７２）を有し、
前記付勢部材は、前記弁室の内周面（１５ｃ）と前記座部との間に挟み込まれており、
前記付勢部材と前記座部との当接部分について、この当接部分での静止摩擦力をＦｓｔＡとし、前記付勢部材と前記内周面との当接部分について、この当接部分での静止摩擦力をＦｓｔＢとし、前記付勢部材の付勢力のうち、前記弁体の移動方向に直交するせん断方向のせん断成分をＦｓｐγとした場合、ＦｓｔＡ＞Ｆｓｐγ、ＦｓｔＢ＞Ｆｓｐγ、という２つの関係がいずれも成立している、燃料噴射装置。
【請求項１０】
前記制御弁を前記第１状態又は前記第２状態に移行させるべく、前記制御弁に当接した状態で前記制御弁を押圧する押圧部（２７）と、
前記押圧部が挿通された挿通孔（１８ａ）と、
を備え、
前記押圧部及び前記挿通孔は、前記押圧部の外周面が前記挿通孔の内周面に引っ掛かることで前記挿通孔に対する前記押圧部の相対的な回動を規制する形状になっている、請求項１〜９のいずれか１つに記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書による開示は、燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料を噴孔から噴射する燃料噴射弁として、例えば特許文献１には、制御室への燃料の出入りに伴って制御室の燃料圧力が変化することでノズルニードルが噴孔を開閉する、という燃料噴射装置が開示されている。この燃料噴射装置においては、弁体が設けられた弁室と制御室とが制御室流路により連通されており、弁室に燃料を供給する供給流路と弁室から燃料を排出する排出流路とが弁体により選択的に遮断される。弁体が排出流路を遮断している場合には、供給流路から弁室を介して制御室流路に燃料が供給されることで制御室の燃料圧力が増加する。一方、弁体が供給流路を遮断している場合には、制御室流路から弁室を介して排出流路に燃料が排出されることで制御室の燃料圧力が減少する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−４６３２３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、弁室においては弁体が回動することが懸念される。ここで、弁体の形状が線対称でないことや、弁体が回動軸に対して傾斜していることなどに起因して、弁体が回動することで弁体の姿勢が変化する場合、燃料噴射のたびに弁体の姿勢が異なることになる。この場合、弁室での弁体の姿勢に応じて、供給流路から制御室流路への燃料の流れ込みやすさや、制御室流路から排出流路への燃料の流れ込みやすさが異なると考えられる。このため、弁体の回転角度に応じて制御室の増圧に要する時間や減圧に要する時間がばらつき、噴孔からの燃料噴射量が意図せずに変動しやすくなってしまう。
【０００５】
本開示の主な目的は、燃料噴射量が意図せずに変動することを抑制できる燃料噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、開示された第１の態様は、
燃料を噴孔（５０）から噴射する燃料噴射装置（１００）であって、
燃料が出入りする制御室（１２）と、
制御室への燃料の出入りに伴って制御室の燃料圧力が変化することで噴孔を開閉する噴孔弁体（４０）と、
制御室に制御室流路（１４）を介して接続された弁室（１５）と、
弁室に設けられた制御弁（３０）であって、弁室から燃料を排出する排出流路（１３）と制御室流路との連通を遮断し、且つ弁室に燃料を供給する供給流路（１７）と制御室流路とを連通させる第１状態と、供給流路と制御室流路との連通を遮断し、且つ制御室流路と排出流路とを連通させる第２状態と、に移行可能な制御弁と、
弁室での制御弁の姿勢が変化しないように制御弁の回動を規制する回動規制部（７７，８１，８２，８７）と、
を備えている燃料噴射装置である。
【０００７】
第１の態様によれば、回動規制部により制御弁の回動が規制されるため、燃料噴射のたびに制御弁の姿勢が異なるということが生じにくい。このため、制御弁が第１状態にある場合、弁室では、供給流路から制御室流路に向かう燃料の流れやすさが制御弁の姿勢によってばらつくということが生じにくい。この結果、供給流路から制御室流路への燃料の供給量がばらつきにくく、制御室の増圧に要する時間もばらつきにくい。また、制御弁が第２状態にある場合、弁室では、制御室流路から排出流路に向かう燃料の流れやすさが制御弁の姿勢によってばらつくということが生じにくい。この結果、制御室流路から排出流路への燃料の排出量がばらつきにくく、制御室の減圧に要する時間もばらつきにくい。このように、制御室の増圧や減圧に要する時間がばらつきにくいと、噴孔弁体が噴孔を開閉するタイミングもばらつきにくいため、噴孔から燃料噴射が行われるたびに燃料噴射量が意図せずに変動するということを抑制できる。
【０００８】
第２の態様は、
燃料を噴孔（５０）から噴射する燃料噴射装置（１００）であって、
燃料が出入りする制御室（１２）と、
制御室への燃料の出入りに伴って制御室の燃料圧力が変化することで噴孔を開閉する噴孔弁体（４０）と、
制御室に制御室流路（１４）を介して接続された弁室（１５）と、
弁室に設けられた制御弁（３０）であって、弁室から燃料を排出する排出流路（１３）と制御室流路との連通を遮断し、且つ弁室に燃料を供給する供給流路（１７）と制御室流路とを連通させる第１状態と、供給流路と制御室流路との連通を遮断し、且つ制御室流路と排出流路とを連通させる第２状態と、に移行可能な制御弁と、
コイルバネにより形成され、制御弁を第１状態又は第２状態に保持するように付勢する付勢部材（３１）と、
を備え、
制御弁は、付勢部材に当接することで付勢部材により付勢される座部（７２）を有し、
付勢部材は、弁室の内周面（１５ｃ）と座部との間に挟み込まれており、弁室の内周面及び座部の少なくとも一方に接合されている、燃料噴射装置。
【０００９】
付勢部材がコイルバネにより形成された構成では、付勢部材が伸縮することでこの付勢部材から制御弁の座部に回転力が加えられることが懸念される。この場合、付勢部材の付勢力により制御弁が状態移行する際に制御弁が回動しやすくなり、噴孔からの燃料噴射量が意図せずに変動しやすくなってしまう。
【００１０】
これに対して、第２の態様によれば、弁室の内周面及び制御弁の座部の少なくとも一方に付勢部材が接合されていることで、これら制御室及び制御弁の少なくとも一方に対する付勢部材の回動が規制される。このため、燃料噴射のたびに制御弁の姿勢が異なるということが生じにくい。したがって、上記第１の態様と同様に、噴孔から燃料噴射が行われるたびに燃料噴射量が意図せずに変動するということを抑制できる。
【００１１】
第３の態様は、
燃料を噴孔（５０）から噴射する燃料噴射装置（１００）であって、
燃料が出入りする制御室（１２）と、
制御室への燃料の出入りに伴って制御室の燃料圧力が変化することで噴孔を開閉する噴孔弁体（４０）と、
制御室に制御室流路（１４）を介して接続された弁室（１５）と、
弁室に設けられた制御弁（３０）であって、弁室から燃料を排出する排出流路（１３）と制御室流路との連通を遮断し、且つ弁室に燃料を供給する供給流路（１７）と制御室流路とを連通させる第１状態と、供給流路と制御室流路との連通を遮断し、且つ制御室流路と排出流路とを連通させる第２状態と、に移行可能な制御弁と、
コイルバネにより形成され、制御弁を第１状態又は第２状態に保持するように付勢する付勢部材（３１）と、
を備え、
制御弁は、付勢部材に当接することで付勢部材により付勢される座部（７２）を有し、
付勢部材は、弁室の内周面（１５ｃ）と座部との間に挟み込まれており、
付勢部材と座部との当接部分について、この当接部分での静止摩擦力をＦｓｔＡとし、付勢部材と内周面との当接部分について、この当接部分での静止摩擦力をＦｓｔＢとし、付勢部材の付勢力のうち、弁体の移動方向に直交するせん断方向のせん断成分をＦｓｐγとした場合、ＦｓｔＡ＞Ｆｓｐγ、ＦｓｔＢ＞Ｆｓｐγ、という２つの関係がいずれも成立している、燃料噴射装置。
【００１２】
第３の態様によれば、付勢部材と座部との当接部分にて生じる静止摩擦力が、座部に対して付勢部材が相対的に回動しない程度に大きくなるように、付勢部材及び座部のそれぞれの当接面が粗くなっている。また、付勢部材と弁室の内周面との当接部分にて生じる静止摩擦力が、弁室の内周面に対して付勢部材が相対的に回動しない程度に大きくなるように、付勢部材及び座部のそれぞれの当接面が粗くなっている。したがって、上記第２の態様と同様に、弁室及び制御弁の少なくとも一方に対する付勢部材の回動を抑制することができる。この結果、上記第１の態様と同様に、噴孔から燃料噴射が行われるたびに燃料噴射量が意図せずに変動するということを抑制できる。
【００１３】
なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものにすぎず、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態における燃料噴射弁の内部構造を示す縦断面図。
【図２】図１の制御弁周辺の拡大図。
【図３】ストッパ部材の正面図。
【図４】ストッパ部材の平面図。
【図５】制御弁の正面図。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線断面図。
【図７】制御弁の回動が規制されていることについて説明するための図。
【図８】本実施形態とは異なり、制御弁の回動が規制されていない構成を示す図。
【図９】本実施形態とは異なり、制御弁の回動が規制されていない構成を示す図。
【図１０】燃料噴射量の時間変化を示す図。
【図１１】燃料噴射量について設計中心と調整前の値とを比較する図。
【図１２】第２実施形態における制御弁周辺の拡大図。
【図１３】制御弁の正面図。
【図１４】図１２のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図。
【図１５】図１２のＸＶ−ＸＶ線断面図。
【図１６】第３実施形態における制御弁周辺の拡大図。
【図１７】制御弁の正面図。
【図１８】制御弁の下面図。
【図１９】第４実施形態における制御弁周辺の拡大図。
【図２０】第５実施形態における制御弁周辺の拡大図。
【図２１】第６実施形態における制御弁周辺の拡大図。
【図２２】図２１のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
（第１実施形態）
図１に示す燃料噴射弁１００は、燃料供給システム９に含まれている。燃料供給システム９は、燃料噴射弁１００に加えて、燃料タンク２、燃料供給ポンプ３、コモンレール４、制御装置５を有しており、車両等に搭載されている。燃料タンク２には、軽油等の燃料が貯留されており、燃料供給ポンプ３は、燃料タンク２から汲み上げた燃料を加圧してコモンレール４に圧送する。蓄圧容器としてのコモンレール４には、複数の燃料噴射弁１００が燃料管６を介して接続されており、コモンレール４は、燃料供給ポンプ３から供給された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弁１００に分配する。制御装置５には、燃料供給ポンプ３及び燃料噴射弁１００等のアクチュエータが電気的に接続されており、制御装置５は、これらアクチュエータの動作制御を行う。
【００１７】
燃料噴射弁１００は、制御装置５から出力される駆動電流により作動する。制御装置５は、エンジン負荷やエンジン回転速度等に基づき目標噴射量を算出し、燃料噴射弁１００へ供給する高圧燃料の圧力に応じて、目標噴射量に相当する噴射期間を算出する。そして、算出した噴射期間に対し、噴射開始遅れ時間や噴射終了遅れ時間を加味して通電期間を算出し、その通電期間に、先述した駆動電流を燃料噴射弁１００へ出力する。
【００１８】
燃料噴射弁１００は、油圧サーボ式の燃料噴射装置であり、ディーゼルエンジン等の内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する。燃料噴射弁１００は、内燃機関において燃焼室を形成するシリンダヘッド等の挿入孔に挿入された状態で、そのヘッド部分に対して固定されている。燃料噴射弁１００は、燃料を噴射する噴孔５０を有しており、この噴孔５０を開閉するために、燃料管６から供給される高圧燃料の一部を使用する。噴孔５０の開閉に使用された燃料は、高圧燃料に比べて圧力が低くなった低圧燃料として、燃料噴射弁１００から戻り管７を通じて燃料タンク２に戻される。
【００１９】
燃料噴射弁１００は、弁ボデー１０、駆動部２０、制御弁３０、ノズルニードル４０及び噴孔５０を有する。なお、ノズルニードル４０が噴孔弁体に相当する。駆動部２０、制御弁３０、ノズルニードル４０は、弁ボデー１０に設けられた所定の空間に収容されている。そして、噴孔５０は弁ボデー１０の先端に形成されている。
【００２０】
弁ボデー１０には、噴孔流路１１、ニードル収容室１６、圧力制御室１２、低圧流路１３、制御弁室１５及び駆動部収容室１８が形成されている。噴孔流路１１は、燃料管６を通してコモンレール４から供給される高圧の燃料を、噴孔５０に供給する。噴孔流路１１から流入した高圧の燃料は、ニードル収容室１６へ流入する。そのため、燃料噴射圧力は、高圧流路圧力Ｐと等しい。なお、圧力制御室１２が制御室に相当し、制御弁室１５が弁室に相当する。
【００２１】
ニードル収容室１６には、ノズルニードル４０が収容されている、ノズルニードル４０は、弁ボデー１０に形成された噴孔５０の開弁と閉弁とを行う。ノズルニードル４０は、ニードル収容室１６内に設けられたニードル保持壁４１に摺動可能に保持されている。ノズルニードル４０の摺動方向は、弁ボデー１０の軸方向に沿っている。ノズルニードル４０には、ニードルスプリング４２が取り付けられている。ニードルスプリング４２は、ノズルニードル４０に開弁方向の弾性力を付与する。ニードル収容室１６は、噴孔流路１１と連通しており、高圧の燃料で充填されている。ニードル収容室１６に充填された高圧の燃料は、ノズルニードル４０の開弁方向に作用している。
【００２２】
圧力制御室１２は、弁ボデー１０の内部において、ノズルニードル４０を挟んで噴孔５０の反対側に形成されている。圧力制御室１２は、弁ボデー１０、ニードル保持壁４１及びノズルニードル４０により区画された円柱状の空間である。圧力制御室１２に充填された燃料の圧力は、ノズルニードル４０に形成されたニードル受圧面４３に作用する。そのため、ニードル受圧面４３にはノズルニードル４０の閉弁方向の力が作用する。
【００２３】
低圧流路１３は、戻り管７に燃料を排出することで、燃料噴射弁１００の燃料を燃料タンク２へ戻す。つまり、燃料噴射弁１００の燃料は低圧流路１３から排出されることにより調整される。
【００２４】
制御弁室１５は、弁ボデー１０の内部において、圧力制御室１２を挟んでノズルニードル４０の反対側に形成されている。制御弁室１５は、制御弁３０及びバルブスプリング３１を収容する全体として円柱状の空間である。制御弁室１５の軸方向は、弁ボデー１０の軸方向に沿っている。
【００２５】
弁ボデー１０には、制御弁室１５と、低圧流路１３、ニードル収容室１６及び圧力制御室１２とを連結する複数の流路が形成されている。制御弁室１５とニードル収容室１６とは、ニードル収容室１６から制御弁室１５に高圧燃料を供給する高圧流路１７により接続されている。高圧流路１７を、ニードル収容室１６を介して噴孔流路１１から分岐した分岐流路と称することもできる。
【００２６】
なお、高圧流路１７は供給流路に相当し、低圧流路１３は排出流路に相当する。また、高圧流路１７やその下流端部のことを高圧ポートと称してもよく、低圧流路１３やその上流端部のことを低圧ポートと称してもよい。さらに、高圧流路１７は、ニードル収容室１６を介さずに噴孔流路１１から直接的に分岐していてもよい。
【００２７】
高圧流路１７には、この高圧流路１７を絞る絞り部としてインオリフィス１７ａが設けられている。インオリフィス１７ａは、高圧流路１７においてニードル収容室１６寄りの位置に配置されており、ニードル収容室１６から制御弁室１５への高圧燃料の流入量を制限することが可能になっている。インオリフィス１７ａは、高圧流路１７の反噴孔側端部に配置されていてもよく、高圧流路１７の反噴孔側端部から噴孔側に離間した位置に配置されていてもよい。本実施形態では、噴孔５０側のことを噴孔側と称し、噴孔５０とは反対側のことを反噴孔側と称する。
【００２８】
制御弁室１５と圧力制御室１２とは制御室流路１４により接続されている。このため、制御室流路１４は、制御弁室１５を介して高圧流路１７及び低圧流路１３のそれぞれと連通可能になっている。なお、制御室流路１４やその反噴孔側端部のことを制御室ポートと称してもよい。
【００２９】
図１、図２に示すように、制御弁室１５と低圧流路１３とは、ピン挿通部１８ａを介して連通されている。ピン挿通部１８ａは、制御弁室１５から噴孔５０とは反対側に向けて延びた挿通孔であり、ニードル収容室１６の噴孔側端部を形成している。ピン挿通部１８ａは、噴孔側に向けて開放されていることで制御弁室１５に通じており、ピン挿通部１８ａの内周面から低圧流路１３が延びていることでこの低圧流路１３に通じている。
【００３０】
低圧流路１３には、この低圧流路１３を絞る絞り部としてアウトオリフィス１３ａが設けられている。アウトオリフィス１３ａは、低圧流路１３においてピン挿通部１８ａ寄りの位置に設けられており、制御弁室１５から低圧流路１３を介して戻り管７に排出される燃料の量を制限することが可能になっている。アウトオリフィス１３ａは、例えば低圧流路１３の上流端部を形成している。
【００３１】
制御弁３０は、高圧流路１７又は低圧流路１３を選択的に制御室流路１４に連通させる三方弁である。制御弁３０は、低圧流路１３を遮断する第１状態と、高圧流路１７を遮断する第２状態とに移行可能である。制御弁３０が第１状態にある場合、制御室流路１４と高圧流路１７とが連通され、高圧流路１７から制御室流路１４に燃料が供給されることで圧力制御室１２の圧力が上昇する。制御弁３０は、ピン挿通部１８ａを閉鎖することで低圧流路１３を閉鎖する。一方、制御弁３０が第２状態にある場合、制御室流路１４と低圧流路１３とが連通され、制御室流路１４から低圧流路１３に燃料が排出されることで圧力制御室１２の圧力が減少する。
【００３２】
第１状態にある制御弁３０の位置を、低圧流路１３を遮断する排出遮断位置や、圧力制御室１２の圧力を増加させる増圧位置と称してもよい。また、第２状態にある制御弁３０の位置を、高圧流路１７を遮断する供給遮断位置や、圧力制御室１２の圧力を減少させる減圧位置と称してもよい。
【００３３】
制御弁３０は、駆動部２０の中心線ＣＬ１に沿って移動することで第１状態と第２状態とに移行する。制御弁３０は、全体として円柱状に形成された弁本体７１と、弁本体７１の外周面から突出した弁座部７２とを有しており、金属材料等により形成されている。これら弁本体７１及び弁座部７２の各中心線は制御弁３０の中心線ＣＬ２に一致している。
【００３４】
なお、駆動部２０の中心線ＣＬ１は弁ボデー１０の軸方向に延びており、図２では、制御弁３０の中心線ＣＬ２を駆動部２０の中心線ＣＬ１に一致させて図示している。また、制御弁３０を外開式三方弁と称することもできる。
【００３５】
弁本体７１の反噴孔側端面には上弁シート面７１ａが含まれ、制御弁室１５の内周面のうち噴孔側を向いた天井面１５ａには天井シート面１５ｂが含まれている。上弁シート面７１ａは、弁本体７１の反噴孔側端面の周縁部に沿って延びた円環状になっており、天井シート面１５ｂは、ピン挿通部１８ａの噴孔側端部の周縁部に沿って延びた円環状になっている。上弁シート面７１ａは、径方向において中心線ＣＬ２に近付くにつれて徐々に反噴孔側に向けて膨らんだ湾曲面になっており、天井シート面１５ｂは、径方向において内周端に近付くにつれて徐々に反噴孔側に向けて凹んだテーパ面になっている。天井シート面１５ｂは弁プレート６２により形成されている。
【００３６】
制御弁３０が第１状態にある場合、上弁シート面７１ａと天井シート面１５ｂとが互いに当接している。これらシート面７１ａ，１５ｂは、ピン挿通部１８ａの周りを一周にわたって互いに密着していることで、制御弁室１５と低圧流路１３との連通を遮断している。なお、制御弁３０が第１状態にある場合、弁本体７１の反噴孔側端面の中央部分がピン挿通部１８ａに入り込んだ状態になっている。
【００３７】
弁本体７１の噴孔側端面には下弁シート面７１ｂが含まれており、制御弁室１５の内周面のうち反噴孔側を向いた床面１５ｃには床シート面１５ｄが含まれている。下弁シート面７１ｂは、弁本体７１の噴孔側端面の周縁部に沿って延びた円環状になっており、床シート面１５ｄは、高圧流路１７の反噴孔側端部の周縁部に沿って延びた円環状になっている。下弁シート面７１ｂ及び床シート面１５ｄは、中心線ＣＬ２，ＣＬ１に直交する方向に延びた平坦面になっている。床シート面１５ｄは、オリフィスプレート６３の反噴孔側の板面により形成されている。なお、床面１５ｃが制御弁室１５の内周面を構成している。
【００３８】
制御弁３０が第２状態にある場合、下弁シート面７１ｂと床シート面１５ｄとが互いに当接している。これらシート面７１ｂ，１５ｄは、高圧流路１７の周りを一周にわたって互いに密着していることで、高圧流路１７と制御弁室１５との連通を遮断している。
【００３９】
制御弁室１５においては、制御室流路１４の反噴孔側端部が中心線ＣＬ１に直交する方向において制御弁３０の噴孔側端面より外側に配置されている。すなわち、制御室流路１４は、制御弁３０により開閉されない位置に配置されている。
【００４０】
弁座部７２は、中心線ＣＬ２が延びる方向において弁本体７１の中間位置に配置されており、弁本体７１の周りを一周する円環状になっている。弁座部７２は、軸方向において上弁シート面７１ａから噴孔側に離間し、且つ下弁シート面７１ｂから反噴孔側に離間した位置に配置されている。弁座部７２は、弁本体７１を挟んでオリフィスプレート６３に対向しており、バルブスプリング３１は、これら弁座部７２とオリフィスプレート６３との間に挟み込まれた状態になっている。
【００４１】
バルブスプリング３１は、制御弁３０が第１状態にある場合でも弁座部７２とオリフィスプレート６３との間で若干縮んだ状態になっており、制御弁３０の状態に関係なく弁座部７２及びオリフィスプレート６３に当接している。弁座部７２の噴孔側面７２ａ及び制御弁室１５の床面１５ｃにおいてバルブスプリング３１に当接する面はいずれも平坦面になっている。この場合、これら弁座部７２及びオリフィスプレート６３に対してバルブスプリング３１が自身の中心線を回動軸として回動することが許容されている。なお、バルブスプリング３１は、制御弁３０を第１状態に保持するように付勢する付勢部材に相当する。
【００４２】
バルブスプリング３１は、細長状の細長部材を螺旋状に巻くことで形成されたコイルバネであり、バルブスプリング３１を形成するスプリング形成部材としての細長部材は、金属材料等により形成されている。バルブスプリング３１は、例えば圧縮コイルバネであり、スプリング形成部材はバネ形成部材に相当する。バルブスプリング３１は、弁座部７２を反噴孔側に向けて押圧することで制御弁３０を反噴孔側に向けて移動させる。制御弁３０は、反噴孔側に向けて移動することで、第２状態から第１状態に移行することになる。バルブスプリング３１の内径は弁本体７１の外径より大きく、バルブスプリング３１の外径は弁座部７２の外径より小さい。バルブスプリング３１は、制御弁３０が第１状態にある場合でも弾性力を発揮できる縮んだ状態になっていることで、弁座部７２の噴孔側面７２ａ及び制御弁室１５の床面の両方に常に当接している。また、図２は、制御弁３０が第１状態にある状態を図示している。
【００４３】
駆動部収容室１８には駆動部２０が収容されており、駆動部２０の中心線ＣＬ１は、燃料噴射弁１００の中心線に平行に延びている。駆動部２０は、ピエゾアクチュエータ２１と変位拡大機構２２とを有する。ピエゾアクチュエータ２１は、一または複数のピエゾ素子を有する。このピエゾ素子を充電することにより、ピエゾ素子は伸長する。また、ピエゾ素子に充電されていた駆動エネルギを放電するとピエゾ素子は縮小する。本実施形態のピエゾアクチュエータ２１は、複数のピエゾ素子を有するピエゾ素子積層体により構成されている。
【００４４】
変位拡大機構２２は、ピエゾアクチュエータ２１の伸縮による変位量を拡大させる機構である。変位拡大機構２２は、摺動部２３、油密室２４、緩衝シリンダ２５、ピストンスプリング２６及び駆動ピン２７を有する。摺動部２３は、ピエゾピストン２３ａとバルブピストン２３ｂとを有する。
【００４５】
緩衝シリンダ２５は、円筒状に形成されており、ピエゾピストン２３ａ及びバルブピストン２３ｂに外嵌されている。緩衝シリンダ２５は、ピエゾピストン２３ａとバルブピストン２３ｂとの間に油密室２４を区画している。
【００４６】
ピエゾピストン２３ａは、ピエゾアクチュエータ２１と接触している。バルブピストン２３ｂは、油密室２４を挟んでピエゾピストン２３ａの反対側に配置されており、駆動ピン２７を介して制御弁３０を変位させることが可能になっている。駆動ピン２７は、反噴孔側からピン挿通部１８ａに挿通されており、その噴孔側端部が制御弁３０に当接している。なお、駆動ピン２７は、制御弁３０を噴孔側に向けて押圧する押圧部に相当する。また、駆動ピン２７を、ピエゾアクチュエータ２１の駆動力を伝達する駆動伝達部材と称することもできる。
【００４７】
ピエゾピストン２３ａ、バルブピストン２３ｂ及び駆動ピン２７は、いずれも円柱形状であり、それぞれ駆動部２０の中心線ＣＬ１に沿って延びている。これらピストン２３ａ，２３ｂ及び駆動ピン２７の各中心線はいずれも中心線ＣＬ１に一致しており、中心線ＣＬ１に垂直な断面積は、ピエゾピストン２３ａが最も大きく、駆動ピン２７が最も小さい。ピストンスプリング２６は、バルブピストン２３ｂに制御弁室１５方向の弾性力を付与する。
【００４８】
噴孔５０は、燃焼室へ挿入される弁ボデー１０の挿入方向の先端側に形成されている。噴孔５０は、弁ボデー１０の側から外側に向けて放射状に複数設けられている。ニードル収容室１６に流入した高圧の燃料は、ニードル収容室１６に形成された噴孔５０から燃焼室へ噴射される。さらに、弁ボデー１０には、複数設けられた噴孔５０のすべてを囲うように１つの円環状のニードル載置部５０ａが形成されている。ノズルニードル４０が、ニードル載置部５０ａに載置されることにより噴孔５０は閉弁される。
【００４９】
弁ボデー１０は、ハウジング６１、弁プレート６２、オリフィスプレート６３、ノズルボデー６４、及びリテーニングナット６５という複数の部材を有しており、これら部材はいずれも金属材料により形成されている。弁プレート６２及びオリフィスプレート６３は、ハウジング６１とノズルボデー６４との間に挟み込まれた状態になっており、リテーニングナット６５がハウジング６１とノズルボデー６４とを外周側から連結している。
【００５０】
弁プレート６２は、軸方向においてハウジング６１に隣り合っており、駆動部収容室１８はハウジング６１と弁プレート６２とに跨った状態で形成されている。具体的には、駆動部収容室１８の大部分がハウジング６１の内部空間により形成され、ピン挿通部１８ａが、弁プレート６２に形成された貫通孔により形成されている。弁プレート６２においては、貫通孔の反噴孔側部分によりピン挿通部１８ａが形成され、貫通孔の噴孔側部分により制御弁室１５が形成されている。
【００５１】
オリフィスプレート６３には、制御室流路１４及び高圧流路１７が形成されている。弁プレート６２の噴孔側板面とオリフィスプレート６３の反噴孔側板面とが重なっていることで、制御弁室１５に制御室流路１４及び高圧流路１７の両方が連通している。ノズルボデー６４は、有底円筒状の部材であり、その内部空間にニードル保持壁４１やニードルスプリング４２を収容している。なお、駆動部収容室１８、ピン挿通部１８ａ、制御弁室１５、及び高圧流路１７の各中心線は、いずれも駆動部２０の中心線ＣＬ１に一致している。
【００５２】
次に、本実施形態の燃料噴射弁１００の開弁駆動について説明する。ピエゾアクチュエータ２１は充電されると伸長する。すると、ピエゾアクチュエータ２１の伸長による変位に伴ってピエゾピストン２３ａが、緩衝シリンダ２５で制御弁室１５方向へ摺動する。そして、ピエゾピストン２３ａが摺動し変位することにより油密室２４の燃料の圧力（以下、油圧と称する）が上昇する。つまり、ピエゾピストン２３ａの摺動量が油密室２４で油圧に変化されている。ピエゾピストン２３ａの摺動に伴い油圧が上昇することにより、バルブピストン２３ｂは油圧を受け、緩衝シリンダ２５内で摺動する。ここで、ピエゾピストン２３ａの軸方向に垂直な断面積よりもバルブピストン２３ｂの軸方向に垂直な断面積の方が小さい。よって、油密室２４の油圧の上昇によりバルブピストン２３ｂに加わる力は、ピエゾピストン２３ａが油密室２４の燃料に加えた力よりも大きくなる。つまり、ピエゾアクチュエータ２１の伸長による変位は圧力変化に変換されることで拡大され、閉弁力として制御弁３０に伝達される。
【００５３】
油圧を受け摺動したバルブピストン２３ｂが、駆動ピン２７を介して制御弁３０を噴孔側に押すと、制御弁３０が噴孔側に移動して天井シート面１５ｂから離れることで、制御弁室１５と低圧流路１３とが連通状態になる。そして、バルブピストン２３ｂが制御弁３０を噴孔側に更に押すと、制御弁３０は床シート面１５ｄに押し付けられることで、下弁シート面７１ｂが床シート面１５ｄに密着する。このように制御弁３０が第２状態に移動した場合、高圧の燃料を制御弁室１５に供給する高圧流路１７が制御弁３０により閉弁され、高圧流路１７と制御弁室１５とが非連通状態になる。この状態では、制御弁室１５への高圧の燃料の流入は停止される一方で、制御弁室１５の燃料は低圧流路１３に流出する。すると、制御弁室１５の燃料は降圧され、制御室流路１４を介して制御弁室１５と連通状態である圧力制御室１２の圧力も低下することで、ノズルニードル４０のニードル受圧面４３に作用する閉弁方向への力が小さくなる。このため、ノズルニードル４０はニードル載置部５０ａから離座し、噴孔５０が開弁する。
【００５４】
次に、本実施形態の燃料噴射弁１００の閉弁駆動について説明する。ピエゾアクチュエータ２１は放電されると短縮し、充電されていない状態の長さに戻る。この場合、ピエゾピストン２３ａが第１状態に戻ることで油密室２４の燃料の圧力が低下し、バルブピストン２３ｂも第１状態に戻り、さらに、制御弁３０も第１状態に戻る。この状態では、制御弁３０の下弁シート面７１ｂを床シート面１５ｄに押し付けていた力が作用しなくなることで、高圧流路１７と制御弁室１５とが連通状態となり、制御弁室１５へ高圧の燃料が流入する。一方、上弁シート面７１ａが天井シート面１５ｂへ密着することで低圧流路１３と制御弁室１５とが非連通状態となり、制御弁室１５は高圧の燃料で充填される。この場合、制御室流路１４を介して制御弁室１５と連通状態になっている圧力制御室１２も高圧の燃料で充填され、圧力制御室１２の圧力が昇圧されることで、ニードル受圧面４３へ作用する圧力が大きくなる。その結果、ノズルニードル４０はニードル載置部５０ａへ押し付けられ、噴孔５０が閉弁される。なお、第１状態を初期状態と称することもできる。
【００５５】
制御弁室１５においては、制御弁３０が回動することが想定される。例えば、バルブスプリング３１の復元力や燃料の流れにより、中心線ＣＬ１に沿って延びる軸を回動軸として制御弁３０が回動することが想定される。例えば、バルブスプリング３１の復元に伴って制御弁３０が第２状態から第１状態に移行する場合、スプリング形成部材の両端部が周方向において近付くことでバルブスプリング３１から弁座部７２に回動力が加えられる。このため、制御弁３０の回動は、バルブスプリング３１の回動に起因して生じると考えられる。
【００５６】
これに対して、燃料噴射弁１００は、制御弁３０の回転や回動を規制するストッパ部材７５を有している。ストッパ部材７５は、制御弁室１５に収容されている。図２〜図４に示すように、ストッパ部材７５は、制御弁室１５に対して固定されるベース部７６と、制御弁３０に引っ掛かるアーム部７７とを有しており、これらベース部７６及びアーム部７７は金属材料等により一体的に形成されている。ベース部７６は、円環状に形成されており、制御弁室１５においては、弁本体７１及びバルブスプリング３１がベース部７６の内部空間に挿通された状態になっている。この場合、ベース部７６の内径はバルブスプリング３１の外径より大きい。なお、アーム部７７が回動規制部及び引っ掛け部に相当し、ベース部７６が回動規制部を支持する支持部に相当する。
【００５７】
ベース部７６は、制御弁室１５の内周面に嵌合されていることで制御弁室１５に対して変位しないようになっている。ベース部７６は、その外径が制御弁室１５の噴孔側端部の内径と同じ又はそれより僅かに小さくなっており、制御弁室１５の噴孔側開放端から押し込まれた状態になっている。制御弁室１５は、噴孔側を向いた段差面１５ｅを有しており、ベース部７６は、段差面１５ｅに当接するまで制御弁室１５に挿入されることで軸方向について位置決めされる。段差面１５ｅは円環状になっており、ベース部７６の反噴孔側の端面全体が段差面１５ｅに重なっていることで、ベース部７６が駆動部２０の中心線ＣＬ１に対して傾きにくくなっている。
【００５８】
軸方向において、ベース部７６はオリフィスプレート６３から反噴孔側に離間した位置に配置されている。具体的には、軸方向において、段差面１５ｅは天井シート面１５ｂと床シート面１５ｄとの中間位置に設けられており、段差面１５ｅと制御弁室１５の噴孔側開放端との離間距離が、ベース部７６の厚み寸法より大きくなっている。このため、ベース部７６が制御室流路１４の反噴孔側端部に対向する位置にあったとしても（図２参照）、ベース部７６が制御室流路１４を塞がないようになっている。すなわち、制御室流路１４と制御弁室１５との連通状態が確保されている。
【００５９】
また、制御弁室１５においては、ベース部７６の厚み寸法が、段差面１５ｅとベース部７６の噴孔側端面との離間距離より大きくなっている。この場合、ベース部７６の外周面と制御弁室１５の内周面との接触面積が極力大きくなっているため、制御弁室１５に対するベース部７６の固定強度が高められている。このため、例えば、中心線ＣＬ１を回転軸としてストッパ部材７５が制御弁室１５に対して相対的に回動するということが抑制されている。
【００６０】
アーム部７７は、ベース部７６から反噴孔側に向けて延びた細長状の部位であり、制御弁室１５において段差面１５ｅに接触しないように、径方向においてベース部７６の内周端寄りの位置に配置されている。具体的には、ベース部７６の内周面とアーム部７７の内周面とが面一になっており、径方向において、アーム部７７とベース部７６の外周端との離間距離が、段差面１５ｅの幅寸法より大きくなっている。また、軸方向においては、アーム部７７の長さ寸法がベース部７６の長さ寸法より大きくなっている。
【００６１】
アーム部７７は、制御弁室１５において、制御室流路１４の反噴孔側端部及び低圧流路１３の上流端部とは中心線ＣＬ２を挟んで反対側の領域に配置されている。ここで、制御室流路１４の反噴孔側端部と低圧流路１３の上流端部とは軸方向に並べて配置されており、中心線ＣＬ２を挟んでアーム部７７とは反対側の領域において、制御室流路１４から低圧流路１３に向けて燃料が流れる経路が確保されやすくなっている。
【００６２】
図２、図５、図６に示すように、制御弁３０は、アーム部７７が引っ掛かる弁受け部７３を有している。弁受け部７３は、弁座部７２に設けられており、弁座部７２の外周端から内周端に向けて凹んだ凹部になっている。弁受け部７３は、軸方向において噴孔側及び反噴孔側の両方に開放されている。周方向において、弁受け部７３の幅寸法はアーム部７７の幅寸法と同じ又はそれより僅かに小さくなっており、弁受け部７３内にアーム部７７が嵌合した状態になっている。なお、弁座部７２が座部に相当し、弁受け部７３が受け部に相当する。
【００６３】
図７に示すように、燃料噴射弁１００においては、制御弁３０が駆動部２０の中心線ＣＬ１に対して傾くことが想定される。傾く理由としては、バルブスプリング３１の反噴孔側端面３１ａや噴孔側端面３１ｂがスプリング形成部材の端部の存在によって傾斜していること、などが想定される。なお、図７においては、制御弁室１５にて制御弁３０が傾いた状態を明確に図示するために、バルブスプリング３１の図示を省略している。
【００６４】
本実施形態では、制御弁３０が傾いた状態になっていたとしても、上述したように、この制御弁３０の回動がストッパ部材７５により規制されている。このため、制御弁３０が第１状態に戻るたびに、制御弁室１５での制御室流路１４と高圧流路１７との間の領域において、制御弁３０の下弁シート面７１ｂと制御弁室１５の床シート面１５ｄと位置関係が変化する、ということが生じにくい。換言すれば、制御弁３０が第１状態に戻るたびに高圧流路１７から制御室流路１４への燃料の流入量がばらつく、ということが生じにくい。したがって、噴孔５０からの燃料噴射が複数回行われても、圧力制御室１２の圧力が所定値まで増加するのに要する時間がばらつきにくく、噴孔５０が閉弁されるタイミングもばらつきにくい。
【００６５】
これに対して、本実施形態とは異なり、ストッパ部材７５が設けられていない構成では、制御弁３０が第１状態に戻るたびにバルブスプリング３１の復元力などにより制御弁３０が回動していることが懸念される。この場合、床シート面１５ｄに対する下弁シート面７１ｂの傾斜角度が所定値に保たれていたとしても、制御弁３０が回動すると、傾斜向きが変化して制御弁３０の姿勢が変化する。すると、床シート面１５ｄと下弁シート面７１ｂとの位置関係が変化し、高圧流路１７から制御室流路１４に向かう燃料の流れやすさがばらつく。その結果、圧力制御室１２の増圧に要する時間がばらつく。
【００６６】
例えば、床シート面１５ｄと下弁シート面７１ｂとの隙間が比較的小さい場合（図９参照）は、この隙間が比較的大きい場合（図８参照）に比べて、高圧流路１７から制御室流路１４に燃料が流れにくくなる。すると、高圧流路１７から制御室流路１４への燃料の供給量が少なくなり、圧力制御室１２の増圧に要する時間が長くなる。この場合、噴孔５０の閉弁タイミングが遅れ、噴孔５０からの燃料噴射量が多くなりやすい。
【００６７】
また、制御弁３０の回動がストッパ部材７５により規制された構成では、制御弁３０が第２状態に戻るたびに、上弁シート面７１ａと天井シート面１５ｂとの位置関係が変化する、ということが生じにくい。換言すれば、制御弁３０が第２状態に戻るたびに制御室流路１４から低圧流路１３への燃料の排出量がばらつく、ということが生じにくい。したがって、噴孔５０からの燃料噴射が複数回行われても、圧力制御室１２の圧力が所定値まで減少するのに要する時間がばらつきにくく、噴孔５０が開弁されるタイミングもばらつきにくい。その結果、噴孔５０からの燃料噴射量もばらつくことになる。
【００６８】
これに対して、本実施形態とは異なり、ストッパ部材７５が設けられていない構成では、制御弁３０が回答すると、天井シート面１５ｂと上弁シート面７１ａとの位置関係が変化し、制御室流路１４から低圧流路１３に向かう燃料の流れやすさがばらつく。その結果、圧力制御室１２の減圧に要する時間がばらつく。例えば、天井シート面１５ｂと上弁シート面７１ａとの隙間が比較的小さい場合は、この隙間が比較的大きい場合に比べて、制御室流路１４から低圧流路１３に燃料が流れにくくなる。すると、制御室流路１４から低圧流路１３への燃料の供給量が少なくなり、圧力制御室１２の減圧に要する時間が長くなる。この場合、噴孔５０の開弁タイミングが遅れ、噴孔５０からの燃料噴射量が少なくなりやすい。
【００６９】
このように、制御弁３０が傾いた状態で回転した場合、図１０に破線で示すように、時間経過に伴って噴孔５０からの燃料噴射が繰り返し行われるたびに燃料噴射量が変動しやすい。これに対して、本実施形態のように制御弁３０の回転がストッパ部材７５により規制された構成では、図１０に実線で示すように、時間経過に伴って制御弁３０が第２状態に戻る動作が繰り返されても、燃料噴射量が増減せずに所定量に一定化される。
【００７０】
ここで、燃料噴射弁１００を製造する際の設計段階では、制御弁３０が傾いていない状態で回転規制されることを前提として、制御装置５からの指令値に対する燃料噴射量を設計中心である狙い値として設定する。この設計中心を図１１に破線で示すと、実際に製造した燃料噴射弁１００の燃料噴射量は、図１１に実線で示すように、制御弁３０が傾いていることに起因して設計中心からずれることが想定される。これを調整前の燃料噴射量と称すると、制御装置５からの指令値に対する駆動パルスの長さを補正することで、制御装置５からの指令値に対する実際の燃料噴射量を設計中心に一致させることが可能になる。なお、設計中心を設計値と称することもできる。
【００７１】
ここまで説明した本実施形態によれば、ストッパ部材７５により制御弁３０の回動が規制されるため、噴孔５０からの燃料噴射のたびに制御弁３０の姿勢が異なるということを抑制できる。この場合、制御弁室１５において、制御室流路１４への燃料の流入しやすさや制御室流路１４からの燃料の流出しやすさがばらつきにくいため、圧力制御室１２の増圧や減圧に要する時間がばらつきにくい。このため、ノズルニードル４０が噴孔５０を開閉するタイミングもばらつきにくくなり、その結果、燃料噴射のたびに燃料噴射量が意図せずに変動するということを抑制できる。
【００７２】
上記実施形態のように、制御弁３０を第１状態に付勢する部材がバルブスプリング３１のみである構成では、作動時の制御弁３０の姿勢が不安定になりやすい。燃料噴射弁１００の作動時において噴射ごとの制御弁３０の姿勢が変動すると、制御弁３０の下部に通じる高圧流路１７から低圧流路１３への燃料流入量が変化するため、結果として燃料噴射ごとの燃料噴射量が変動する。
【００７３】
ここで、制御弁３０はピエゾアクチュエータ２１の駆動力が駆動ピン２７を介して伝達される。天井シート面１５ｂや床シート面１５ｄに対する軸ずれや傾きといった制御弁３０の姿勢を決める要素としては、制御弁３０自体の形状精度に加えて駆動ピン２７の形状精度、駆動ピン２７をガイドする弁ボデー１０の形状精度等の積み上げで決まる。このような制御弁３０の軸ずれや傾きを抑制するためにはこれら部品の形状精度を向上させて公差を縮小する必要があり、結果として歩留りおよびコストの増加を招く。
【００７４】
一方、制御室流路１４への燃料流入量を変動させるもう１つの要素として、制御弁３０の駆動軸に対する回転がある。この回転は主にバルブスプリング３１のせん断方向バネ力により生じる。ここで、制御室流路１４および低圧流路１３は制御弁３０の中心線に対して偏芯位置に配置されている。このため、制御弁３０が軸ずれした状態や傾いた状態で回転すると高圧流路１７から制御室流路１４への燃料の流れやすさを示す流量係数が変化し、その結果、圧力制御室１２への燃料流量が変化する。
【００７５】
燃料噴射弁１００がストッパ部材７５を有していないと、以上の理由により、制御弁３０の姿勢や回転により、変動周期を制御弁３０の回転周期とした燃料噴射量の周期的な変動が生じやすくなってしまう。なお、同様の現象が制御弁３０の開弁時について、制御室流路１４から低圧流路１３への燃料流れについても言える。ところが、制御弁３０と天井シート面１５ｂとの間の上側開口面積が、制御弁３０と床シート面１５ｄとの間の下側開口面積に対して十分大きくなっている構成では、上側開口面積の変動による噴射量精度への影響は、下側開口面積の変動に比べて小さい。
【００７６】
一般にディーゼルエンジン用の燃料噴射弁１００では、出荷時において燃料噴射量の個体間ばらつきを燃料噴射弁１００の駆動パルスの長さを補正することで初期調整し、設計中心に対して一定の公差内に入るように初期調整を実施している。しかしながら、上述したような燃料噴射量の周期変動が発生する場合、初期調整の精度が悪化することになる。
【００７７】
そこで、本実施形態では、燃料噴射量の周期変動が、制御弁３０の回転に起因していることに着眼し、制御弁３０の回転を抑止するストッパ部材７５を設けることで、燃料噴射量の周期変動を抑制する。その結果、バルブの軸ずれや傾きといった姿勢によらず、高圧流路１７から制御室流路１４への燃料流入量は、設計中心からずれた値で安定する。噴射量の設計中心からの差が一律であれば、上述した初期調整により、噴射量精度は補正可能であるため、ストッパ部材７５を有していない従来品や周期変動品に比べて噴射量精度が向上する。
【００７８】
本実施形態によれば、ストッパ部材７５が制御弁室１５に収容されているため、制御弁室１５の有効容積がストッパ部材７５の分だけ小さくなっている。ここで、制御弁室１５の容積が小さいほど圧力制御室１２の増圧や減圧が行われる際の応答性が高くなるため、ストッパ部材７５は、燃料噴射量の変動を抑制する機能に加えて、燃料噴射の開始や停止の応答性を高める機能を発揮することができる。
【００７９】
本実施形態によれば、制御弁３０がストッパ部材７５のベース部７６の内側に入り込んだ状態になっているため、ベース部７６を制御弁室１５の内周面に嵌合させても制御弁３０の変位に支障が生じない。この場合、例えばストッパ部材７５を噴孔側からオリフィスプレート６３で押さえつけるという必要がないため、ストッパ部材７５を単独で制御弁室１５に固定する構成を容易に実現できる。しかも、この場合、ベース部７６を大型化しても制御弁３０の変位に支障が生じにくいため、ベース部７６の体積を大型化して制御弁室１５の有効容積を小さくすることで圧力制御室１２の圧力変化の応答性を高めることができる。
【００８０】
本実施形態によれば、制御弁３０の弁座部７２に弁受け部７３が設けられているため、バルブスプリング３１を引っ掛けるための弁座部７２を利用して、制御弁３０がストッパ部材７５のアーム部７７に引っ掛かる構成を実現できる。このため、例えばバルブスプリング３１を引っ掛けるための部位と、ストッパ部材７５を引っ掛けるための部位とが互いに独立して制御弁３０に設けられた構成に比べて、制御弁３０の形状を簡易化することができる。
【００８１】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、制御弁室１５においてバルブスプリング３１が回動することが許容されていたが、第２実施形態では、バルブスプリング３１の回転が規制されている。本実施形態については、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００８２】
図１２、図１４、図１５に示すように、バルブスプリング３１は、スプリング形成部材の両端部である第１端部３２ａ及び第２端部３２ｂを有している。バルブスプリング３１は、制御弁室１５において第１端部３２ａが弁座部７２側に配置され、第２端部３２ｂがオリフィスプレート６３側に配置される向きで設けられている。
【００８３】
制御弁３０は、バルブスプリング３１の第１端部３２ａが当接する第１当接部８１を有しており、制御弁室１５は、バルブスプリング３１の第２端部３２ｂが当接する第２当接部８２を有している。バルブスプリング３１は、第１端部３２ａが第１当接部８１に当接し、且つ第２端部３２ｂが第２当接部８２に当接した状態で、弁座部７２とオリフィスプレート６３との間に縮んだ状態で挟み込まれている。なお、第１当接部８１及び第２当接部８２が回動規制部に相当する。
【００８４】
図１２〜図１４に示すように、第１当接部８１は、弁座部７２から噴孔側に向けて突出した凸部であり、周方向において弁座部７２の一部に設けられている。この場合、第１当接部８１は、軸方向においてバルブスプリング３１側に向けて延びている。第１当接部８１は、径方向において弁座部７２の全体に設けられており、弁座部７２の内周端と外周端とにかけ渡されている。軸方向において、弁座部７２からの第１当接部８１の突出寸法は、第１端部３２ａの高さ寸法より大きくなっている。
【００８５】
図１２、図１３に示すように、制御弁室１５の床面１５ｃには、噴孔側に向けて凹んだ床溝部８３が設けられている。床溝部８３は、床シート面１５ｄの周縁部に沿って溝状に延びている一方で、床シート面１５ｄの周りを一周はしていない。床溝部８３の両端部の間には、床溝部８３が設けられていない非設置部分が設けられており、この非設置部分が第２当接部８２になっている。第２当接部８２は、径方向において床溝部８３の両端部にかけ渡された状態になっている。第２当接部８２及び床溝部８３は、いずれもオリフィスプレート６３により形成されている。
【００８６】
床溝部８３には、バルブスプリング３１の少なくとも第２端部３２ｂが入り込んだ状態になっており、この第２端部３２ｂは、床溝部８３の内部において第２当接部８２に当接している。軸方向において、床溝部８３の底面からの第２当接部８２の立ち上がり寸法は、第２端部３２ｂの高さ寸法より大きくなっている。
【００８７】
以上のように、本実施形態では、バルブスプリング３１の周方向において、第１端部３２ａと第１当接部８１とが対向し、且つ第２端部３２ｂと第２当接部８２とが対向している。この構成では、制御弁３０を第２状態から第１状態に移行させるために、縮んだ状態のバルブスプリング３１が復元する場合に、バルブスプリング３１の周方向において第１端部３２ａと第２端部３２ｂとが近付くことが阻止される。このため、上記第１実施形態とは異なり、燃料噴射弁１００がストッパ部材７５及び弁受け部７３を有していなくても、バルブスプリング３１の回動に起因した制御弁３０の回動が規制される。
【００８８】
本実施形態によれば、バルブスプリング３１の第２端部３２ｂが制御弁室１５の第２当接部８２に引っ掛かることで、制御弁３０が変位するたびに制御弁室１５に対してバルブスプリング３１が回動するということが規制される。また、バルブスプリング３１の第１端部３２ａが制御弁３０の第１当接部８１に引っ掛かることで、制御弁３０が変位するたびにバルブスプリング３１に対して制御弁３０が回動するということが規制される。以上のように、制御弁室１５での制御弁３０の回動が規制されるため、上記第１実施形態と同様に、燃料噴射のたびに燃料噴射量が意図せずに変動するということを抑制できる。
【００８９】
本実施形態によれば、軸方向において第１当接部８１が弁座部７２からバルブスプリング３１側に向けて延びている。この場合、バルブスプリング３１の反噴孔側端部が押し付けられる弁座部７２に第１当接部８１が存在することになるため、バルブスプリング３１の第１端部３２ａが第１当接部８１に確実に当接する構成を実現できる。
【００９０】
本実施形態によれば、制御弁室１５にストッパ部材７５を収容する必要がないため、ストッパ部材７５の存在により制御弁室１５内の燃料の流れが変化するということを回避できる。
【００９１】
（第３実施形態）
上記第２実施形態では、第１当接部８１が弁座部７２に一体的に設けられていたが、第３実施形態では、第１当接部８１を有する専用部材が弁本体７１に取り付けられた構成とする。本実施形態については、上記第２実施形態との相違点を中心に説明する。
【００９２】
図１６〜図１８に示すように、制御弁３０は、弁本体７１及び弁座部７２に加えて、専用部材としてＣリング部材８５を有している。Ｃリング部材８５は、Ｃ字状のリングバネにより形成されたリング本体８６と、リング本体８６の両端部のそれぞれに設けられた一対のリップ８７とを有しており、金属材料により弾性変形可能に形成されている。リング本体８６は、互いに接続されていない一対の端部を有する環状部と称することもできる。リップ８７は、リング本体８６から外周側に向けて突出した突出部である。
【００９３】
Ｃリング部材８５は、リング本体８６の内周面が弁本体７１の外周面に重なるようにリング本体８６に着脱可能に装着されている。リング本体８６の内径は、弁本体７１の外径より小さくなっているが、リング本体８６が弾性変形していることで、リング本体８６の内側に弁本体７１が入り込んだ状態になっている。この場合、リング本体８６は、その内径が大きくなるように弾性変形しており、その復元力により弁本体７１を締め付けることで弁本体７１に固定されている。このため、弁本体７１に対してＣリング部材８５が回動しにくくなっている。
【００９４】
また、リング本体８６の内周面と弁本体７１の外周面とが重なっている部分では、互いの摩擦力が比較的大きくなっており、この摩擦力によっても、弁本体７１に対してリング本体８６が回動しにくくなっている。例えば、リング本体８６においては、その内周面が外周面に比べて粗い面になっており、この粗さにより弁本体７１との間で摩擦力が生じやすくなっている。
【００９５】
リップ８７は、リング本体８６の端部が延びる方向と直交するようにリング本体８６の外周側に向けて延びている。この場合、リング本体８６の端部での接線とリップ８７とが直交している。リング本体８６の端部からのリップ８７の延出寸法は、弁本体７１からの弁座部７２の突出寸法より小さくなっている。このため、制御弁３０においては、リップ８７が弁座部７２よりも外周側に突出していない。
【００９６】
Ｃリング部材８５は、弁座部７２よりも噴孔側に配置されており、リング本体８６及びリップ８７のそれぞれの反噴孔側端面が弁座部７２の噴孔側端面に当接している。この場合、リップ８７は、軸方向において弁座部７２から噴孔側に向けて延びた状態になっており、その延び寸法は、軸方向でのバルブスプリング３１の第１端部３２ａの高さ寸法より大きくなっている。なお、Ｃリング部材８５においては、制御弁３０の中心線ＣＬ２が延びる方向において、リング本体８６の幅寸法とリップ８７の幅寸法とが同じになっている。
【００９７】
本実施形態では、上記第２実施形態とは異なり、第１当接部８１を形成する凸部が弁本体７１や弁座部７２に一体的には設けられていないが、Ｃリング部材８５において一対のリップ８７のうち一方が第１当接部としての役割を果たすことになる。具体的には、バルブスプリング３１の第１端部３２ａが一対のリップ８７のうち一方に当接しており、当接している方のリップ８７が第１当接部及び回動規制部に相当する。この場合、Ｃリング部材８５を、第１当接部を形成する当接部形成部材と称することもできる。
【００９８】
本実施形態によれば、バルブスプリング３１の第１端部３２ａが制御弁３０のリップ８７に引っ掛かるため、上記第２実施形態と同様に、制御弁３０が変位するたびにバルブスプリング３１に対して制御弁３０が回動するということを規制できる。このように、制御弁３０のリップ８７が第１当接部としての役割を果たすことで、制御弁室１５での制御弁３０の回動を規制できる。
【００９９】
本実施形態によれば、制御弁３０においては、Ｃリング部材８５が弁本体７１に対して着脱可能に装着されているため、弁本体７１及び弁座部７２をバルブスプリング３１に引っ掛けるための専用の形状にする必要がない。この場合、弁本体７１及び弁座部７２の汎用性を高めることができるため、制御弁３０の製造コストを低減することが可能になる。
【０１００】
ここで、制御弁３０が非常に小さい微小部材であることに起因して、上記第２実施形態のように弁座部７２に第１当接部８１を一体的に形成することは、困難性が高く加工性や生産性が低下することが想定される。これに対して、本実施形態によれば、弁本体７１に対してＣリング部材８５を装着することで、Ｃリング部材８５のリップ８７に第１当接部８１としての機能を付与することができる。これにより、制御弁３０にバルブスプリング３１の第１端部３２ａが引っ掛かる構成を実現する上で、加工性や生産性を高めることができる。
【０１０１】
（第４実施形態）
上記第２実施形態では、バルブスプリング３１の第１端部３２ａ及び第２端部３２ｂが制御弁３０の第１当接部８１及び制御弁室１５の第２当接部８２に当接することで、バルブスプリング３１の回動が規制されていた。これに対して、第４実施形態では、バルブスプリング３１が制御弁３０及び制御弁室１５に接合されていることで、バルブスプリング３１の回動が規制されている。本実施形態については、上記第２実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１０２】
図１９に示すように、上記第２実施形態とは異なり、燃料噴射弁１００は第１当接部８１及び第２当接部８２を有していない。本実施形態では、バルブスプリング３１と制御弁３０の弁座部７２との当接部分について、バルブスプリング３１の反噴孔側端面と弁座部７２の噴孔側端面とが接着剤や溶接等により接合されている。また、バルブスプリング３１と制御弁室１５の床面１５ｃとの当接部分について、バルブスプリング３１の噴孔側端面と床面１５ｃとが接着剤や溶接等により接合されている。
【０１０３】
本実施形態によれば、バルブスプリング３１の噴孔側端面３１ｂと制御弁室１５の床面１５ｃとが接合されているため、制御弁室１５に対するバルブスプリング３１の相対的な回動が規制される。また、バルブスプリング３１の反噴孔側端面３１ａと弁座部７２の噴孔側面７２ａとが接合されているため、バルブスプリング３１に対する制御弁３０の相対的な回動が規制される。これらの結果、制御弁室１５に対する制御弁３０の相対的な回動がバルブスプリング３１を介して規制される。このように、上記第１実施形態と同様に、噴孔５０からの燃料噴射のたびに制御弁３０の姿勢が異なるということが規制されるため、燃料噴射のたびに燃料噴射量が意図せずに変動するということを抑制できる。
【０１０４】
また、バルブスプリング３１の反噴孔側端面３１ａを制御弁３０の弁座部７２に接合するという比較的容易な作業を行うことで、制御弁３０に対してバルブスプリング３１の第１端部３２ａを固定できる。このため、上記第３実施形態と同様に、制御弁３０の回動を規制する構成を実現する上で、その加工性や生産性を高めることができる。
【０１０５】
（第５実施形態）
上記第４実施形態では、バルブスプリング３１と弁座部７２及び床面１５ｃとが接合されていることで制御弁３０の回動が規制されていた。これに対して、第５実施形態では、バルブスプリング３１と弁座部７２及び床面１５ｃとの間の静止摩擦力を利用することで、制御弁３０の回動が規制される。本実施形態については、上記第４実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１０６】
図２０において、制御弁室１５では、バルブスプリング３１の付勢力としてスプリング力が生じている。このスプリング力を、軸方向である鉛直方向の鉛直成分Ｆｓｐｚと、軸方向に直交するせん断方向のせん断成分Ｆｓｐγとに分解すると、せん断成分Ｆｓｐγは、バルブスプリング３１の反噴孔側と噴孔側とで互いに反対を向いている。また、バルブスプリング３１と弁座部７２及び床面１５ｃとの間の静止摩擦力ＦｓｔＡ，ＦｓｔＢは、スプリング力のせん断成分Ｆｓｐγとは反対向きになっている。
【０１０７】
例えば、バルブスプリング３１の反噴孔側端面３１ａと弁座部７２の噴孔側面７２ａとの当接部分においては、反噴孔側端面３１ａと噴孔側面７２ａとの間の静止摩擦力ＦｓｔＡが、スプリング形成部材に沿って第１端部３２ａ側を向いている。一方、バルブスプリング３１の反噴孔側端面３１ａでのスプリング力のせん断成分Ｆｓｐγは、静止摩擦力ＦｓｔＡとは反対側を向いている。このため、静止摩擦力ＦｓｔＡがせん断成分Ｆｓｐγより大きい場合、すなわち下記（式１）の関係が成立している場合に、弁座部７２に対するバルブスプリング３１の相対的な回動が生じない。
ＦｓｔＡ＝μＡ（ρｓｐｕ，ρｖｌ）×Ｆｓｐｚ＞Ｆｓｐγ…（式１）
【０１０８】
この（式１）においては、μＡが反噴孔側端面３１ａと噴孔側面７２ａとの静止摩擦係数であり、ρｓｐｕがバルブスプリング３１の反噴孔側端面３１ａの面粗度であり、ρｖｌが弁座部７２の噴孔側面７２ａの面粗度である。なお、面粗度は、面の粗さを示す数値等である。
【０１０９】
また、バルブスプリング３１の噴孔側端面３１ｂと制御弁室１５の床面１５ｃとの当接部分においては、噴孔側端面３１ｂと床面１５ｃとの間の静止摩擦力ＦｓｔＢが、スプリング形成部材に沿って第２端部３２ｂ側を向いている。一方、バルブスプリング３１の噴孔側端面３１ｂでのスプリング力のせん断成分Ｆｓｐγは、静止摩擦力ＦｓｔＢとは反対側を向いている。このため、静止摩擦力ＦｓｔＢがせん断成分Ｆｓｐγより大きい場合、すなわち下記（式２）の関係が成立している場合に、床面１５ｃに対するバルブスプリング３１の相対的な回動が生じない。
ＦｓｔＢ＝μＢ（ρｓｐｌ，ρｐｌ）×Ｆｓｐｚ＞Ｆｓｐγ…（式２）
【０１１０】
この（式２）においては、μＢが噴孔側端面３１ｂと床面１５ｃとの静止摩擦係数であり、ρｓｐｌがバルブスプリング３１の噴孔側端面３１ｂの面粗度であり、ρｐｌが床面１５ｃの面粗度である。
【０１１１】
本実施形態では、上記（式１）、（式２）の関係が成立するように、バルブスプリング３１の反噴孔側端面３１ａや噴孔側端面３１ｂが、微小な凹凸が多数付与されるなどある程度粗くされている。また、弁座部７２の噴孔側面７２ａや床面１５ｃも、微小な凹凸が多数付与されるなどある程度粗くされている。ここで、弁座部７２の噴孔側面７２ａや床面１５ｃは、バルブスプリング３１の反噴孔側端面３１ａや噴孔側端面３１ｂに比べて面粗度が低くなるように、比較的滑らかになっている。このため、弁座部７２の噴孔側面７２ａや床面１５ｃの粗さによって制御弁室１５での燃料の流れやすさが低下する、ということが生じにくくなっている。
【０１１２】
本実施形態によれば、バルブスプリング３１と弁座部７２及び床面１５ｃとの間の静止摩擦力を利用して、床面１５ｃに対して制御弁３０が回動することがバルブスプリング３１を介して規制されている。このため、上記第４実施形態と同様に、噴孔５０からの燃料噴射のたびに制御弁３０の姿勢が異なるということが規制されるため、燃料噴射のたびに燃料噴射量が意図せずに変動するということを抑制できる。
【０１１３】
（第６実施形態）
第６実施形態では、ピン挿通部１８ａでの駆動ピン２７の回動が規制されている。本実施形態では、上記第２実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１１４】
図２１、図２２に示すように、駆動ピン２７は、円柱部の一部が切り欠かれることで形成されたピン平坦面２７ａを有している。駆動ピン２７において、ピン平坦面２７ａが形成された部分は、中心線ＣＬ１に直交する横断面で非円形になっている。ピン平坦面２７ａは、横断面で駆動ピン２７の外周端の弦のように直線状に延びている。ピン平坦面２７ａの中心角は９０度より小さく、駆動ピン２７の内部を中心線ＣＬ１が通っている。ピン平坦面２７ａは、中心線ＣＬ１に沿って駆動ピン２７の全体に延びている。
【０１１５】
ピン挿通部１８ａは、その内周面の一部が内周側に膨出していることで形成された膨出面９１を有している。ピン挿通部１８ａにおいて、膨出面９１が形成された部分は、駆動ピン２７と同様に横断面で非円形になっている。膨出面９１は、横断面でピン挿通部１８ａの内周端の弦のように直線状に延びている。膨出面９１は、膨出面９１の中心角は９０度より小さく、ピン挿通部１８ａの内部を中心線ＣＬ１が通っている。膨出面９１は、低圧流路１３の上流端部よりも反噴孔側に配置されており、軸方向に延びている。
【０１１６】
駆動ピン２７のピン平坦面２７ａとピン挿通部１８ａの膨出面９１とが対向している部分では、これらピン平坦面２７ａと膨出面９１とが互いに引っ掛かることで、ピン挿通部１８ａに対する駆動ピン２７の相対的な回動が規制されている。ここで、駆動ピン２７の噴孔側端面と制御弁３０の反噴孔側端面とは互いに重なっているが、接合はされていない。
【０１１７】
ここで、駆動ピン２７の噴孔側端面が径方向に対して僅かでも傾斜していると、この傾斜している部分に制御弁３０の反噴孔側端面が重なることで、駆動ピン２７の噴孔側端面の傾斜にならって制御弁３０が傾くことが懸念される。そして、駆動ピン２７が回動すると、駆動ピン２７において傾斜した噴孔側端面も回動することになるため、この噴孔側端面の回動にならって制御弁３０も周期的に回動することになる。これに対して、本実施形態では、駆動ピン２７の回動がピン平坦面２７ａと膨出面９１との当接により規制されるため、制御弁３０が周期的に回動するということが抑制される。
【０１１８】
本実施形態によれば、駆動ピン２７及びピン挿通部１８ａのそれぞれが非円形になっていることで、駆動ピン２７の回動によって制御弁３０の回動が促されるということが生じにくくなっている。このため、燃料噴射のたびに制御弁３０の姿勢が異なるということをより確実に抑制できる。ここで、制御弁３０の傾きや軸ずれは、制御弁３０や駆動ピン２７、弁ボデー１０の形状精度の積み上げで意図せずに生じてしまうことがある。これに対して、仮に、制御弁３０の傾きや軸ずれが生じていたとしても、制御弁３０の周期的な回動が抑制されることで、燃料噴射量の意図しない変動を抑制できる。
【０１１９】
（他の実施形態）
以上、本開示による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。
【０１２０】
変形例１として、上記第１実施形態において、ストッパ部材７５のアーム部７７の位置は、中心線ＣＬ１を挟んで低圧流路１３の上流端部や制御室流路１４の反噴孔側端部とは反対側でなくてもよい。例えば、アーム部７７と低圧流路１３の上流端部とが軸方向に並ぶ位置に配置された構成とする。
【０１２１】
変形例２として、上記第１実施形態において、ストッパ部材７５のアーム部７７が引っ掛かる弁受け部７３は、弁座部７２ではなく弁本体７１に設けられていてもよい。例えば、弁本体７１において、弁本体７１において弁座部７２よりも反噴孔側に設けられた構成とする。
【０１２２】
変形例３として、上記第１実施形態において、ストッパ部材７５が制御弁３０に引っ掛かることで制御弁３０の回動が規制される構成であれば、ストッパ部材７５のアーム部７７が凸部でなくてもよく、制御弁３０の弁受け部７３が凹部でなくてもよい。例えば、弁受け部７３が、弁本体７１や弁座部７２から突出した凸部とされ、この凸部にストッパ部材７５のアーム部７７が引っ掛かる構成とする。また、ストッパ部材７５において、アーム部７７が引っ掛け部とされるのではなく、ベース部７６に設けられた凹部が引っ掛け部とされた構成とする。この構成では、制御弁３０の弁受け部７３が弁本体７１や弁座部７２から突出した凸部とされ、この弁受け部７３が凹部である引っ掛け部に入り込んだ状態になる。
【０１２３】
変形例４として、上記第１実施形態において、制御弁３０に引っ掛かるアーム部７７が１つだけ設けられていたが、アーム部７７等の引っ掛け部は複数設けられていてもよい。例えば、２つの引っ掛け部が制御弁３０の中心線ＣＬ２を挟んで互いに反対側に設けられ、軸方向に直交する方向に制御弁３０が移動することが２つの引っ掛け部により規制された構成とする。この構成では、制御弁３０の軸ずれが規制されるため、制御弁３０が回動していないにもかかわらず制御弁３０の軸ずれにより、制御室流路１４への燃料の流入しやすさや流出しやすさが異なるということが抑制される。したがって、制御弁３０の軸ずれに起因して燃料噴射のたびに燃料噴射量が意図せずに変動する、ということを抑制できる。
【０１２４】
変形例５として、上記第１実施形態において、ストッパ部材７５のベース部７６の外周形状及び制御弁室１５の内周形状は、制御弁室１５に対するベース部７６の回動が規制されるようにそれぞれ非円形になっていてもよい。例えば、ベース部７６の外周形状及び制御弁室１５の内周形状がそれぞれ矩形状にされた構成とする。この構成では、ベース部７６の出隅部が制御弁室１５の内周面に引っ掛かることで、制御弁室１５に対するベース部７６の回動が規制される。なお、ベース部７６が制御弁室１５の内周面に必ずしも嵌合している必要がない。この場合でも、ベース部７６の反噴孔側面が制御弁室１５の天井面１５ａや段差面１５ｅに当接し、ベース部７６の噴孔側面が制御弁室１５の床面１５ｃに当接していることで、ベース部７６が軸方向に意図せずに変位するということを抑制できる。
【０１２５】
変形例６として、上記第１実施形態において、ストッパ部材７５が制御弁室１５の内周面に嵌合しているのではなく、制御弁室１５の内周面に引っ掛かっていてもよい。すなわち、ストッパ部材７５と制御弁室１５の内周面との引っ掛かりにより、制御弁室１５に対するストッパ部材７５及び制御弁３０の回動が規制されていてもよい。例えば、ストッパ部材７５が引っ掛け部を有し、この引っ掛け部に引っ掛かる受け部を制御弁室１５が有する構成とする。この構成では、ストッパ部材７５の引っ掛け部が、ベース部７６から突出した凸部である場合、制御弁室１５の内周面にはこの凸部に引っ掛かる凸部や凹部が形成されている。
【０１２６】
変形例７として、上記第１実施形態において、アーム部７７等の引っ掛け部は、制御弁室１５の内周面に設けられていてもよい。例えば、制御弁室１５の内周面から突出した凸部により引っ掛け部が形成された構成とする。この構成では、引っ掛け部と弁受け部７３との引っ掛かりにより、制御弁室１５に対する制御弁３０の回動が直接的に規制される。
【０１２７】
変形例８として、上記第１実施形態のストッパ部材７５が制御弁室１５に収容された構成が、上記第２〜第６実施形態に適用されてもよい。この構成では、制御弁室１５に対する制御弁３０の回動規制がバルブスプリング３１及びストッパ部材７５の両方により行われるため、制御弁３０の回動規制を確実に行うことができる。
【０１２８】
変形例９として、上記第２実施形態において、バルブスプリング３１の第１端部３２ａ及び第２端部３２ｂに当接する第１当接部８１及び第２当接部８２は、一方だけが設けられていてもよい。例えば、第１当接部８１が設けられていない構成とする。この構成でも、バルブスプリング３１の反噴孔側端面３１ａと弁座部７２の噴孔側端面３１ａとの間で生じる摩擦力等により、バルブスプリング３１に対する制御弁３０の相対的な回動がある程度抑制されると、制御弁３０の回動が生じにくくなる。この場合、第１当接部８１及び第２当接部８２のうち一方さえ設けられていれば、制御弁室１５に対する制御弁３０の回動を抑制することが可能になる。
【０１２９】
変形例１０として、上記第２実施形態において、制御弁３０の第１当接部８１は、弁本体７１とは独立して設けられていてもよい。例えば、第１当接部８１が、弁本体７１から径方向外側に離間した位置において弁座部７２から噴孔側に向けて延びた構成とする。また、第１当接部８１は、弁座部７２とは独立して設けられていてもよい。例えば、第１当接部８１が、弁座部７２から噴孔側に離間した位置において弁本体７１から径方向外側に向けて延びた構成とする。
【０１３０】
変形例１１として、上記第２，３実施形態において、バルブスプリング３１の第２端部３２ｂが引っ掛かる第２当接部８２は、制御弁室１５の床溝部８３により形成されているのではなく、床面１５ｃから反噴孔側に向けて突出した凸部とされていてもよい。
【０１３１】
変形例１２として、上記第３実施形態のＣリング部材８５においては、リング本体８６の両端部のうち一方だけにリップ８７が設けられていてもよい。この場合、この端部に設けられたリップ８７が第１当接部８１に相当する。なお、バルブスプリング３１の第１端部３２ａが、リング本体８６の内径が小さくなる向きにリップ８７を押圧するように、制御弁３０に対してＣリング部材８５が装着されている。
【０１３２】
変形例１３として、上記第４実施形態において、バルブスプリング３１と制御弁３０との接合、及びバルブスプリング３１と床面１５ｃとの接合のうち、一方だけが実現されていてもよい。例えば、バルブスプリング３１の反噴孔側端面３１ａと弁座部７２の噴孔側面７２ａとが接合されていない構成とする。この構成でも、バルブスプリング３１と制御弁３０との接合、及びバルブスプリング３１と床面１５ｃとの接合のうち、少なくとも一方が実現されていれば、上記変形例９と同様に、制御弁室１５に対する制御弁３０の回動を抑制することが可能になる。
【０１３３】
変形例１４として、上記第５実施形態において、（式１）及び（式２）のうち一方だけが成立していてもよい。例えば、バルブスプリング３１の反噴孔側端面３１ａと弁座部７２の噴孔側面７２ａとの間の静止摩擦力ＦｓｔＡに関する（式１）が成立しない構成とする。この構成でも、バルブスプリング３１の噴孔側端面３１ｂと床面１５ｃとの間の静止摩擦力ＦｓｔＢに関する（式２）が成立している。このため、（式１）及び（式２）の少なくとも一方が成立していれば、上記変形例９と同様に、制御弁室１５に対する制御弁３０を抑制することが可能になる。
【０１３４】
変形例１５として、上記第６実施形態において、駆動ピン２７の外周形状及びピン挿通部１８ａの内周形状が非円形とされていたが、駆動ピン２７が引っ掛け部を有し、この引っ掛け部が引っ掛かる受け部がピン挿通部１８ａに形成されていてもよい。この場合でも、引っ掛け部と受け部とが互いに引っ掛かることで、ピン挿通部１８ａに対する駆動ピン２７の回動が規制されるため、駆動ピン２７の回動に引きずられるようにして制御弁３０の回動も回動するということを抑制できる。例えば、駆動ピン２７の引っ掛け部が凸部とされ、ピン挿通部１８ａの受け部が凹部とされた構成とする。
【０１３５】
変形例１６として、上記各実施形態において、高圧流路１７の下流端部や制御室流路１４の端部は、必ずしも制御弁室１５の床面１５ｃに設けられていなくてもよい。例えば、高圧流路１７の下流端部や制御室流路１４の端部が制御弁室１５の天井面１５ａや壁面に設けられた構成とする。また、低圧流路１３は、ピン挿通部１８ａを介して制御弁室１５に通じていなくてもよい。例えば、低圧流路１３の上流端部が制御弁室１５の天井面１５ａや床面１５ｃ、壁面に設けられた構成とする。
【０１３６】
変形例１７として、上記各実施形態において、駆動部２０がピエゾアクチュエータ２１ではなくソレノイドを有していてもよい。例えば、バルブスプリング３１が制御弁３０を第２状態に保持するように付勢し、駆動部２０が駆動することで制御弁３０が第２状態から第１状態に移行する、という構成にする。この構成でも、バルブスプリング３１により制御弁３０の状態が保持されている場合に、制御弁３０の回動や姿勢変化が規制されることで、圧力制御室１２の増圧や減圧に要する時間がばらつくということを抑制できる。
【０１３７】
変形例１８として、上記各実施形態において、制御弁室１５の床シート面１５ｄは、径方向において内周端に近付くにつれて徐々に噴孔側に向けて凹んだテーパ面や湾曲面になっていてもよい。また、制御弁３０の下弁シート面７１ｂは、径方向において中心線ＣＬ２に近付くにつれて徐々に噴孔側に向けて膨らんだテーパ面や湾曲面になっていてもよい。さらに、制御弁室１５の天井シート面１５ｂや制御弁３０の上弁シート面７１ａは、中心線ＣＬ１，ＣＬ２に直交する方向に延びた平坦面になっていてもよい。
【０１３８】
変形例１９として、上記各実施形態において、制御弁３０は、バルブスプリング３１の内側に入り込んだ状態になっていなくてもよい。例えば、軸方向に直交する方向において、制御弁３０とバルブスプリング３１とが横並びに配置された構成とする。この構成では、バルブスプリング３１が必ずしも内部空間を有している必要がないため、バルブスプリング３１が、ゴム等の弾性部材や、引っ張りコイルバネ等により形成されていてもよい。
【０１３９】
変形例２０として、上記各実施形態において、駆動ピン２７と制御弁３０とは、これらの当接部分において接着剤や溶接等により互いに接合されていてもよい。この場合、上記第６実施形態のようにピン挿通部１８ａに対する駆動ピン２７の回動が規制されることで、制御弁室１５に対する制御弁３０の回動も規制されることになる。
【０１４０】
変形例２１として、上記各実施形態において、高圧流路１７にインオリフィス１７ａが設けられているのではなく、制御室流路１４を絞る絞り部としての制御オリフィスが制御室流路１４に設けられていてもよい。この構成では、制御オリフィスの流路面積がアウトオリフィス１３ａの流路面積より大きくなっていることで、制御オリフィスでの燃料流量がアウトオリフィス１３ａでの燃料流量より大きくなる。このため、制御弁室１５と低圧流路１３とが連通した場合に、圧力制御室１２から低圧流路１３への燃料排出量がアウトオリフィス１３ａではなく制御オリフィスにより規定される、ということが回避される。
【０１４１】
変形例２２として、燃料噴射弁１００が取り付けられる内燃機関は、ディーゼルエンジンに限らず、オットーサイクル機関やガソリンエンジン等であってもよい。
【符号の説明】
【０１４２】
１２…制御室としての圧力制御室、１３…排出流路としての低圧流路、１４…制御室流路、１５…弁室としての制御弁室、１５ｃ…内周面を構成する床面、１７…供給流路としての高圧流路、１８ａ…挿通孔としてのピン挿通部、２７…押圧部としての駆動ピン、３０…制御弁、３１…付勢部材及びコイルバネとしてのバルブスプリング、３２ａ…一方の端部としての第１端部、３２ｂ…他方の端部としての第２端部、４０…噴孔弁体としてのノズルニードル、５０…噴孔、７１…弁本体としての弁本体、７２…座部としての弁座部、７３…受け部としての弁受け部、７５…ストッパ部材、７６…支持部としてのベース部、７７…回動規制部及び引っ掛け部としてのアーム部、８１…回動規制部としての第１当接部、８２…回動規制部としての第２当接部、８６…リングバネとしてのリング本体、８７…回動規制部、第１当接部及び突出部としてのリップ、１００…燃料噴射装置としての燃料噴射弁、ＦｓｔＡ…静止摩擦力、ＦｓｔＢ…静止摩擦力、Ｆｓｐγ…付勢力としてのスプリング力のせん断成分。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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