(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室（２２）へ向けて噴孔（４４）から燃料を噴射する燃料噴射装置であって、
前記噴孔、前記噴孔に燃料を供給する供給流路（４１）、前記供給流路を流通する燃料の一部が流入する圧力制御室（５１）、前記圧力制御室の燃料を低圧側に流出させる流出流路（４３，２４３）、が形成された弁ボデー（４０，２４０）と、
前記圧力制御室の燃料圧力の変動により前記弁ボデーに対して相対変位することで、前記噴孔を開閉させる弁部材（６０）と、
前記流出流路内に直列に配置された第一弁体（７１，２７１）及び第二弁体（７６，２７６）を有し、前記流出流路の流路面積を切り替える切替弁機構（７０，２７０）と、
前記弁ボデーに収容され、前記切替弁機構によって流路面積を切り替えるための第一駆動力又は前記第一駆動力よりも大きい第二駆動力を発生させる駆動部（３０）と、を備え、
前記駆動部は、
前記第一駆動力及び前記第二駆動力のいずれも発生させていない場合に、前記第一弁体及び前記第二弁体を前記弁ボデーに着座させることで、前記流出流路を閉鎖し、
前記第一駆動力を発生させている場合に、前記弁ボデーから離座させた前記第一弁体を、前記弁ボデーから前記第二弁体を離座させないように当該第二弁体の第一当接部（７６ｂ，２７６ｂ）に当接させることで、前記流出流路を第一絞り状態に制限し、
前記第二駆動力を発生させている場合に、前記第一弁体による前記第一当接部の押圧によって前記第二弁体を前記弁ボデーから離座させ、前記第二弁体のうちで前記第一当接部の反対側に設けられた第二当接部（７６ｃ，２７６ｃ）を前記弁ボデーに当接させることで、前記流出流路を前記第一絞り状態よりも流路面積の大きい第二絞り状態に制限する燃料噴射装置。
【請求項２】
前記第二弁体を着座させる円環状の第二シート部（５２ａ，２５２ａ）のシート径（ＤＳ２）は、前記第一弁体を着座させる円環状の第一シート部（５３ａ，２５３ａ）のシート径（ＤＳ１）よりも大きい請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記第二弁体には、前記第一絞り状態における前記流出流路の流路面積を規定する第一絞り孔（７７）が設けられている請求項１又は２に記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記第二絞り状態における前記流出流路の流路面積を規定する第二絞り孔（６７）を設けられた絞り孔部材（６６）、をさらに備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記第二弁体を前記第一弁体へ向けて閉弁方向に付勢することで、前記第一絞り状態において前記第二弁体を前記弁ボデーから離座させないようにする制限付勢部材（７９，２７９）、をさらに備える請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
前記第一弁体が開弁方向に沿って変位可能な第一ストローク量（Ｓｔ１）は、前記第二弁体が開弁方向に沿って変位可能な第二ストローク量（Ｓｔ２）よりも大きい請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
前記駆動部が前記第一駆動力及び前記第二駆動力のいずれも発生させていない場合にて、前記第一弁体及び前記第二弁体の間には、開弁ギャップ（ＯＧ）が形成されており、
前記開弁ギャップ、前記第一弁体の開弁方向への変位によって消失する請求項１〜６のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
前記弁ボデーには、前記第一弁体を収容する第一制御室（５３）、及び前記第二弁体を収容し前記第二弁体によって前記第一制御室と区画される第二制御室（５２）、が前記流出流路の一部として形成されており、
前記第一制御室を区画する区画壁（５３ｂ）に対して前記第一弁体を閉弁方向へ向けて付勢する閉弁付勢部材（７３）を、さらに備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項９】
前記弁ボデーには、前記第一弁体及び前記第二弁体を共に収容する収容制御室（２５０）が前記流出流路の一部として形成されている請求項１〜５のいずれか一項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、燃焼室へ向けて噴孔から燃料を噴射する燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に開示されているように、弁ケーシングに設けられた制御室の燃料圧力の変動によって、プランジャ及び噴射弁部材を変位させることにより、噴孔の開閉を行う燃料噴射装置が知られている。この燃料噴射装置には、制御室と流出通路との間の弁室に中間弁が配置されており、制御室から燃料を流出させる流路の面積が切り替え可能とされている。
【０００３】
詳しく説明すると、特許文献１の燃料噴射装置では、ピエゾアクチュエータの作動によって制御弁部材が弁ケーシングの弁座から離座することで、制御室から流出する燃料の流量は、中間弁の段付き孔部分によって制限された状態となる。そして、制御弁部材がさらに押し込まれると、制御弁部材は、中間弁に当接して、中間弁を弁ケーシングから離座させる。その結果、制御室の燃料は、段付き孔部分に加えて、中間弁と弁ケーシングとの間からも流出流路に流通可能となる。以上のように、特許文献１の燃料噴射装置では、ピエゾアクチュエータのストローク量により、制御室から燃料を流出させる流路面積を拡大する切り替えが実現されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００‐１９２８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の構成では、制御弁部材に押圧された中間弁の先端が弁ケーシングに当接してしまうと、制御室からの燃料の流出は、中間弁によって妨げられてしまう。故に、弁ケーシングから離座した中間弁は、特定の位置で保持されることなく、不安定な位置で止めざるを得ない。その結果、中間弁と弁ケーシングとの隙間の大きさが変化し易く、制御室からの燃料の流出量にばらつきが生じ易かった。
【０００６】
本開示は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、流出流路の流路面積を切り替え可能な構成であっても、各状態における制御室からの燃料の流出量を安定化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】
【０００７】
上記目的を達成するため、開示された第一の態様は、燃焼室（２２）へ向けて噴孔（４４）から燃料を噴射する燃料噴射装置であって、噴孔、この噴孔に燃料を供給する供給流路（４１）、供給流路を流通する燃料の一部が流入する圧力制御室（５１）、圧力制御室の燃料を低圧側に流出させる流出流路（４３，２４３）、が形成された弁ボデー（４０，２４０）と、圧力制御室の燃料圧力の変動により弁ボデーに対して相対変位することで、噴孔を開閉させる弁部材（６０）と、流出流路内に直列に配置された第一弁体（７１，２７１）及び第二弁体（７６，２７６）を有し、流出流路の流路面積を切り替える切替弁機構（７０，２７０）と、弁ボデーに収容され、切替弁機構によって流路面積を切り替えるための第一駆動力又は第一駆動力よりも大きい第二駆動力を発生させる駆動部（３０）と、を備え、駆動部は、第一駆動力及び第二駆動力のいずれも発生させていない場合に、第一弁体及び第二弁体を弁ボデーに着座させることで、流出流路を閉鎖し、第一駆動力を発生させている場合に、弁ボデーから離座させた第一弁体を、弁ボデーから第二弁体を離座させないように第二弁体の第一当接部（７６ｂ，２７６ｂ）に当接させることで、流出流路を第一絞り状態に制限し、第二駆動力を発生させている場合に、第一弁体による第一当接部の押圧によって第二弁体を弁ボデーから離座させ、第二弁体のうちで第一当接部の反対側に設けられた第二当接部（７６ｃ，２７６ｃ）を弁ボデーに当接させることで、流出流路を第一絞り状態よりも流路面積の大きい第二絞り状態に制限する燃料噴射装置とされている。
【０００８】
この態様において、駆動部による第一駆動力の発生によって流出流路が第一絞り状態にある場合では、弁ボデーから離座した第一弁体は、第二弁体を離座させいように、この第二弁体の第一当接部に当接した状態とされる。以上のように、弁ボデーから離座していない第二弁体との当接によって第一弁体が特定位置で保持されることによれば、第一絞り状態における流出流路の流路面積、ひいては圧力制御室からの燃料の流出量は、安定的となる。
【０００９】
加えて、駆動部による第二駆動力の発生によって流出流路が第二絞り状態にある場合では、第一弁体によって押圧された第二弁体は、第一弁体の当接する第一当接部とは反対側の第二当接部を、弁ボデーに当接させた状態とされる。このように、弁ボデーと第一弁体とに挟まれるようにして第二弁体が特定位置で保持されることによれば、第二絞り状態における流出流路の流路面積、ひいては圧力制御室からの燃料の排出量も、安定的となる。
【００１０】
したがって、流出流路の流路面積を切り替え可能な燃料噴射装置であっても、各絞り状態における圧力制御室からの燃料の流出量は、安定化される。
【００１１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第一実施形態による燃料噴射装置が適用される燃料供給システムの全体構成を示す図である。
【図２】第一実施形態による燃料噴射装置を示す縦断面図である。
【図３】パイロット弁及びメイン弁の近傍を拡大して示す縦断面図である。
【図４】低速開弁時の作動を示す図である。
【図５】高速開弁時の作動を示す図である。
【図６】閉弁時の作動を示す図である。
【図７】燃料噴射装置に入力される駆動電圧と、パイロット弁及びメイン弁の各変位、各制御室の各圧力、並びに噴射率との相関を示すタイムチャートである。
【図８】第二実施形態による燃料噴射装置を示す縦断面図である。
【図９】パイロット弁及びメイン弁の近傍を拡大して示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
（第一実施形態）
図１に示す燃料供給システム１０には、第一実施形態による燃料噴射装置１００が用いられている。燃料供給システム１０は、内燃機関であるディーゼル機関２０の各燃焼室２２に、燃料噴射装置１００によって燃料を供給する。燃料供給システム１０は、フィードポンプ１２、サプライポンプ１３、コモンレール１４、機関制御装置１７、及び複数の燃料噴射装置１００等から構成されている。
【００１５】
フィードポンプ１２は、サプライポンプ１３に内蔵された例えばトロコイド式のポンプである。フィードポンプ１２は、燃料タンク内に貯留された燃料としての軽油をサプライポンプ１３に圧送する。尚、フィードポンプ１２は、サプライポンプ１３と別体であってもよい。
【００１６】
サプライポンプ１３は、ディーゼル機関の出力軸によって駆動される例えばプランジャ式のポンプである。サプライポンプ１３は、燃料配管１３ａによってコモンレール１４と接続されている。サプライポンプ１３は、フィードポンプ１２から供給された燃料をさらに昇圧し、コモンレール１４に供給する。
【００１７】
コモンレール１４は、燃料配管１４ａを介して各燃料噴射装置１００と接続されている。コモンレール１４は、サプライポンプ１３から供給される高圧の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１００に分配する。コモンレール１４には、減圧弁１４ｂが設けられている。減圧弁１４ｂは、コモンレール１４において余剰となった燃料を、燃料タンクに繋がっている余剰燃料配管へ排出する。
【００１８】
機関制御装置１７は、プロセッサ、ＲＡＭ、及び書き換え可能な不揮発性の記憶媒体を含む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と、各燃料噴射装置１００を駆動する駆動回路とを含む構成である。機関制御装置１７は、各燃料噴射装置１００と電気的に接続されている（破線参照）。機関制御装置１７は、ディーゼル機関２０の稼動状態に応じて各燃料噴射装置１００の作動を制御する。
【００１９】
燃料噴射装置１００には、燃焼室２２を形成するヘッド部材２１の挿入孔に挿入された状態で、当該ヘッド部材２１に取り付けられている。燃料噴射装置１００は、燃料配管１４ａを通じて供給される燃料を、複数の噴孔４４から燃焼室２２へ向けて直接的に噴射する。燃料噴射装置１００は、噴孔４４からの燃料の噴射を制御する弁機構を備えている。燃料噴射装置１００は、燃料配管１４ａを通じて供給される燃料の一部を、噴孔４４の開閉に使用する。
【００２０】
燃料噴射装置１００は、図２に示すように、弁ボデー４０、ノズルニードル６０、駆動部３０、制御プレート６６、並びにメイン弁７６及びパイロット弁７１を有する切替弁機構７０を備えている。
【００２１】
弁ボデー４０は、金属材料よって形成されたシリンダ４９等の複数の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４０には、噴孔４４、シート部４５、高圧流路４１、流入流路４２、リターン流路４３ａ、圧力制御室５１、第二制御室５２、第一制御室５３、駆動部収容室５４が形成されている。
【００２２】
噴孔４４は、燃焼室２２（図１参照）へ挿入される弁ボデー４０において、挿入方向の先端部に形成されている。先端部は、円錐状又は半球状に形成されている。噴孔４４は、弁ボデー４０の内側から外側に向けて放射状に複数設けられている。高圧の燃料は、各噴孔４４から燃焼室２２へ向けて噴射される。高圧の燃料は、噴孔４４を通過することによって霧化され、空気と混合し易い状態となる。シート部４５は、弁ボデー４０の先端部の内側に、円錐状に形成されている。シート部４５は、噴孔４４の上流側において高圧流路４１に臨んでいる。
【００２３】
高圧流路４１は、燃料配管１４ａ（図１参照）を通じてコモンレール１４から供給される高圧の燃料を、噴孔４４に供給する。流入流路４２は、高圧流路４１と圧力制御室５１とを連通させている。流入流路４２は、高圧流路４１を流通する燃料の一部を圧力制御室５１に流入させる。流入流路４２には、流入オリフィス４２ａが設けられている。流入オリフィス４２ａは、高圧流路４１から圧力制御室５１に流れる燃料の流量を制限する。リターン流路４３ａは、弁ボデー４０内を高圧流路４１に沿って延伸している。リターン流路４３ａは、圧力制御室５１の燃料（リーク燃料）を、燃料噴射装置１００の外部の低圧側である余剰燃料配管に流出させる流出流路４３の一部である。流出流路４３は、リターン流路４３ａ、第二制御室５２、及び第一制御室５３と、後述する上流側連通路５６、中間連通路５７、及び下流側連通路５８等とによって構成されている。リターン流路４３ａを流通する燃料の圧力は、圧力制御室５１の燃料の圧力よりも低くなっている。
【００２４】
圧力制御室５１は、弁ボデー４０の内部において、ノズルニードル６０を挟んで噴孔４４の反対側に設けられている。圧力制御室５１は、制御プレート６６、シリンダ４９、及びノズルニードル６０によって区画された円柱状の空間である。圧力制御室５１には、流入流路４２を通じて高圧の燃料が流入する。圧力制御室５１の燃料圧力は、流入流路４２からの高圧の燃料の流入と、第二制御室５２への燃料の流出とにより、変動する。圧力制御室５１における燃料圧力の変動によってノズルニードル６０が往復変位する。
【００２５】
第二制御室５２は、メイン弁７６を収容する円柱状の空間である。第二制御室５２の軸方向は、圧力制御室５１及びシリンダ４９の軸方向に沿っている。第二制御室５２と圧力制御室５１との間には、上流側連通路５６が形成されている。第二制御室５２には、上流側連通路５６を通じて、圧力制御室５１から排出された燃料が流入する。上流側連通路５６の燃料圧力は、第二制御室５２の燃料圧力と実質的に同一となる。加えて、第二制御室５２と第一制御室５３との間には、円筒孔状の中間連通路５７が形成されている。第二制御室５２の燃料は、中間連通路５７を通じて、第一制御室５３に排出される。
【００２６】
第二制御室５２を区画する区画壁には、第二シート部５２ａ及び第二載置部５２ｂが形成されている。第二シート部５２ａは、第二制御室５２の区画壁のうちで、中間連通路５７の開口周囲を囲む円環状の領域である。第二シート部５２ａは、メイン弁７６を着座させる領域となる。第二載置部５２ｂは、第二制御室５２の区画壁のうちで、上流側連通路５６の開口周囲を囲む領域である。第二載置部５２ｂには、後述する第二弁スプリング７９の下端が載置されている。
【００２７】
第一制御室５３は、パイロット弁７１を収容する円柱状の空間である。第一制御室５３は、第二制御室５２と駆動部収容室５４との間に位置している。第一制御室５３の軸方向は、第二制御室５２の軸方向に沿っている。第一制御室５３、第二制御室５２、及び中間は、互いに同軸となるように形成されている。第一制御室５３の容積は、第二制御室５２の容積よりも小さい。第一制御室５３と駆動部収容室５４との間には、下流側連通路５８が形成されている。下流側連通路５８は、第一制御室５３と同軸の円筒孔状に形成されている。下流側連通路５８の軸方向の中間には、リターン流路４３ａの一方の端部が開口している。下流側連通路５８は、第一制御室５３から排出された燃料を主にリターン流路４３ａに流通させる。
【００２８】
第一制御室５３を区画する区画壁には、第一シート部５３ａ及び第一載置部５３ｂが形成されている。第一シート部５３ａは、第一制御室５３の区画壁のうちで、下流側連通路５８の開口周囲を囲む円環状の領域である。第一シート部５３ａは、パイロット弁７１を着座させる領域となる。第一載置部５３ｂは、第一制御室５３の区画壁のうちで、中間連通路５７の開口周囲を囲む領域である。第一載置部５３ｂには、後述する第一弁スプリング７３の下端が載置されている。
【００２９】
駆動部収容室５４は、駆動部３０を収容する円柱状の空間である。駆動部収容室５４は、第一制御室５３から排出された燃料の一部によって満たされている。駆動部収容室５４の軸方向は、第二制御室５２及び第一制御室５３の各軸方向に沿っている。駆動部収容室５４、第一制御室５３、及び第二制御室５２は、互いに同軸となるよう設けられている。
【００３０】
ノズルニードル６０は、金属材料によって全体として円柱状に形成されている。ノズルニードル６０は、弁ボデー４０に収容されている。ノズルニードル６０は、金属製の線材を螺旋状に巻設したコイル状のニードルスプリング６３により、噴孔側へ向けて付勢されている。ノズルニードル６０は、弁受圧面６１及びフェース部６２を有している。ノズルニードル６０は、圧力制御室５１の燃料圧力を弁受圧面６１に受けることで、円筒状に形成されたシリンダ４９の内周壁面に沿って、軸方向に往復変位する。ノズルニードル６０は、弁ボデー４０に対して相対変位することにより、フェース部６２をシート部４５に離着座させる。フェース部６２は、噴孔４４を開閉する主弁部５０を、シート部４５と共に形成している。
【００３１】
駆動部３０は、駆動部収容室５４に収容されている。駆動部３０は、切替弁機構７０のパイロット弁７１及びメイン弁７６を駆動するための駆動力を発生させることで、圧力制御室５１とリターン流路４３ａとの間を遮断状態から連通状態へと切り替える。駆動部３０は、機関制御装置１７から出力された駆動信号に基づき、発生させる駆動力の大きさを変更可能であり、後述する第一駆動力又は第二駆動力を発生させることができる。尚、第二駆動力は、第一駆動力よりも大きい力である。第二駆動力は、メイン弁７６の開弁力よりも大きくなるよう設定されている。
【００３２】
駆動部３０は、圧電素子積層体３１及び変位拡大機構３２等によって構成されている。圧電素子積層体３１は、例えばＰＺＴ（ＰｂＺｒＴｉＯ３）と呼ばれる層と薄い電極層が交互に積まれた積層体である。圧電素子積層体３１には、機関制御装置１７から出力された入力駆動信号が入力される。圧電素子積層体３１は、駆動信号に応じた電圧（以下、「駆動電圧」）に従って、ピエゾ素子の特性である逆圧電効果により、駆動部収容室５４の軸方向に沿って伸縮する。
【００３３】
変位拡大機構３２は、圧電素子積層体３１の伸縮を拡大させる機構である。変位拡大機構３２は、大径ピストン３３、小径ピストン３４、緩衝シリンダ３５、スリットスプリング３６、及びピストンスプリング３７を有している。大径ピストン３３及び小径ピストン３４は、それぞれ外径の異なる円柱状に形成されている。大径ピストン３３及び小径ピストン３４は、軸方向に並べて配置されている。
【００３４】
大径ピストン３３は、圧電素子積層体３１と接している。大径ピストン３３には、伸縮する圧電素子積層体３１の動きが入力される。小径ピストン３４は、緩衝油密室３５ａを挟んで大径ピストン３３と対向している。小径ピストン３４には、第一制御室５３へ向かって円柱状に突出するストローク部３４ａが形成されている。ストローク部３４ａは、下流側連通路５８に挿通されている。ストローク部３４ａの先端面は、パイロット弁７１に接触している。
【００３５】
緩衝シリンダ３５は、円筒状に形成されており、大径ピストン３３及び小径ピストン３４に外嵌されている。緩衝シリンダ３５は、大径ピストン３３と小径ピストン３４との間に緩衝油密室３５ａを区画している。緩衝油密室３５ａに充填された燃料により、大径ピストン３３の変位は、軸方向に拡大されて小径ピストン３４に伝達される。
【００３６】
スリットスプリング３６及びピストンスプリング３７はそれぞれ、軸方向に弾性力を発生させる金属ばねである。スリットスプリング３６は、緩衝シリンダ３５に対して大径ピストン３３を圧電素子積層体３１へ向けて付勢している。ピストンスプリング３７は、緩衝シリンダ３５に対して小径ピストン３４をパイロット弁７１へ向けて付勢している。
【００３７】
以上の駆動部３０は、圧電素子積層体３１の伸縮を変位拡大機構３２によって軸方向に沿って拡大することで、ストローク部３４ａを軸方向に往復変位させる。駆動部３０に入力される駆動電圧が高くなるほど、ストローク部３４ａからパイロット弁７１に入力される駆動力、ひいてはストローク部３４ａ及びパイロット弁７１の変位量が大きくなる。
【００３８】
制御プレート６６は、金属材料によって円盤状に形成されている。制御プレート６６は、弁ボデー４０の軸方向に沿って往復変位可能な状態で、シリンダ４９の内周側に配置されている。制御プレート６６と弁受圧面６１との間の空間が、実質的に圧力制御室５１となる。制御プレート６６は、制御スプリング６９により、シリンダ４９に対して上流側連通路５６へ向けて付勢されている。制御プレート６６には、高速用オリフィス６７が形成されている。高速用オリフィス６７は、制御プレート６６を板厚方向に貫通する貫通孔である。高速用オリフィス６７は、制御プレート６６が流入流路４２の開口を塞いでいる状態において、圧力制御室５１から上流側連通路５６及び第二制御室５２へと流通する燃料の流量を制限する。高速用オリフィス６７は、後述する第二絞り状態において、流出流路４３の流路面積を規定する。
【００３９】
図２及び図３に示す切替弁機構７０は、メイン弁７６及びパイロット弁７１の開閉弁によって流出流路４３の流路面積を切り替える機構である。駆動部３０が第一駆動力及び第二駆動力のいずれも発生させていない場合には、切替弁機構７０は、流出流路４３を閉鎖させる。一方、駆動部３０が第一駆動力を発生させている場合には、切替弁機構７０は、流出流路４３を第一絞り状態に制限する。さらに、駆動部３０が第二駆動力を発生させている場合には、切替弁機構７０は、流出流路４３を第二絞り状態に制限する。
【００４０】
メイン弁７６は、金属材料等によって二段円柱状に形成されている。メイン弁７６は、第二制御室５２に配置されており、第二制御室５２内を軸方向に沿って変位可能である。メイン弁７６の径方向の中央には、メイン弁７６を軸方向に貫通する貫通孔が形成されている。メイン弁７６は、コイルばね状に形成された第二弁スプリング７９により、第二載置部５２ｂに対して、第一制御室５３へ向けて付勢されている。メイン弁７６の開弁に必要とされる開弁力は、パイロット弁７１の開弁に必要とされる開弁力よりも大きく設定されている。
【００４１】
メイン弁７６には、メインフェース部７６ａ、上端側当接部７６ｂ、下端側当接部７６ｃ、低速用オリフィス７７、及びバイパスオリフィス７８が設けられている。メインフェース部７６ａは、中間連通路５７と対向するメイン弁７６の上端面に形成されている。メインフェース部７６ａは、平坦な円環状に形成されている。メインフェース部７６ａは、第二弁スプリング７９の弾性力により、第二シート部５２ａに接触する。第二弁スプリング７９の付勢力と、第二制御室５２及び第一制御室５３間における燃料圧力差とにより、メインフェース部７６ａは、第二シート部５２ａに押し付けられる。メインフェース部７６ａの第二シート部５２ａへの着座により、メイン弁７６は、閉弁状態となる。
【００４２】
上端側当接部７６ｂは、メイン弁７６の軸方向の両端面のうちで、パイロット弁７１と対向する一方の端面に形成されている。上端側当接部７６ｂは、開弁方向に変位したパイロット弁７１の先端面７１ｂと当接する。上端側当接部７６ｂには、パイロット弁７１によって開弁方向の力が印加される。
【００４３】
下端側当接部７６ｃは、メイン弁７６の軸方向の両端面のうちで、上流側連通路５６の開口と対向する他方の端面に形成されている。下端側当接部７６ｃは、開弁方向へのメイン弁７６の変位によって第二載置部５２ｂに当接する。下端側当接部７６ｃの第二載置部５２ｂへの当接により、メイン弁７６は、開弁方向への変位を規制される。
【００４４】
低速用オリフィス７７は、メイン弁７６の貫通孔の流路面積を絞る構成である。低速用オリフィス７７は、メイン弁７６が閉弁状態である場合に、第二制御室５２から中間連通路５７へ流出する燃料の流量を制限することで、後述する第一絞り状態において流出流路４３の燃料面積を規定する。低速用オリフィス７７によって絞られた貫通孔の流路面積（以下、「絞り面積」）は、高速用オリフィス６７よりも狭く規定されている。即ち、低速用オリフィス７７は、高速用オリフィス６７よりも小径のオリフィスである。
【００４５】
バイパスオリフィス７８は、メイン弁７６の貫通孔から径方向の外側へ伸びることで、メイン弁７６の内外を連通させている。バイパスオリフィス７８の流路面積は、低速用オリフィス７７及び高速用オリフィス６７の各絞り面積よりも広い。バイパスオリフィス７８は、メイン弁７６が開弁状態である場合に、上流側連通路５６から中間連通路５７へ向かう燃料流れの流量を確保する。
【００４６】
パイロット弁７１は、金属材料等により、メイン弁７６よりも小径の二段円柱状に形成されている。パイロット弁７１及びメイン弁７６は、流出流路４３内に直列に配置されている。パイロット弁７１は、大径円盤部７４及び小径円柱部７５を有している。大径円盤部７４は、中間連通路５７よりも大径に形成されている。一方、小径円柱部７５は、中間連通路５７よりも小径に形成されている。小径円柱部７５は、大径円盤部７４から軸方向に沿って円柱状に突出している。小径円柱部７５の軸方向の長さは、中間連通路５７の軸方向の長さよりも長い。
【００４７】
パイロット弁７１は、第一制御室５３に配置されている。パイロット弁７１は、第一制御室５３内を軸方向に沿って変位可能である。パイロット弁７１は、コイルばね状に形成された第一弁スプリング７３により、第一載置部５３ｂに対して、駆動部収容室５４へ向けて付勢されている。
【００４８】
パイロット弁７１には、先端面取り部７２及びパイロットフェース部７１ａが形成されている。先端面取り部７２は、小径円柱部７５の先端部分における径方向の両側に、矩形の平面状に形成されている。先端面取り部７２は、互いに接触したパイロット弁７１及びメイン弁７６との間に、低速用オリフィス７７の絞り面積よりも流路面積の広い燃料流路を形成する。
【００４９】
パイロットフェース部７１ａは、下流側連通路５８と対向するパイロット弁７１の上端面に形成されている。パイロットフェース部７１ａは、平坦な円環状に形成されている。パイロットフェース部７１ａは、第一弁スプリング７３の弾性力により、第一シート部５３ａと接触する。第一弁スプリング７３の付勢力と、第一制御室５３及びリターン流路４３ａ間における燃料圧力差とにより、パイロットフェース部７１ａは、第一シート部５３ａに押し付けられる。パイロットフェース部７１ａの第一シート部５３ａへの着座により、パイロット弁７１は、閉弁状態となる。
【００５０】
以上のメイン弁７６及びパイロット弁７１では、軸方向に沿って第二制御室５２から駆動部収容室５４へ向かう方向が閉弁方向となり、軸方向に沿って駆動部収容室５４から第二制御室５２へ向かう方向が開弁方向となる。駆動部３０が駆動力を発生させていない場合には、パイロット弁７１及びメイン弁７６の弁ボデー４０への着座により、流出流路４３は閉鎖された状態となる。また、閉弁位置にあるパイロット弁７１と閉弁位置にあるメイン弁７６との間には、開弁ギャップＯＧが形成されている。開弁ギャップＯＧは、パイロット弁７１のみでの開弁方向への変位を許容する空間として機能する。
【００５１】
また、第一シート部５３ａのシート径を第一シート径ＤＳ１とし、第二シート部５２ａのシート径を第二シート径ＤＳ２とする（図３参照）。第一シート径ＤＳ１は下流側連通路５８の内径と実質同一であり、第二シート径ＤＳ２は中間連通路５７の内径と実質同一である。第二シート径ＤＳ２は、第一シート径ＤＳ１よりも大きく規定されている。その結果、閉弁状態のメイン弁７６に対して閉弁方向に作用する燃料圧力の総和による力は、閉弁状態のパイロット弁７１に対して閉弁方向に作用する燃料圧力の総和による力よりも、大きくなる。その結果、メイン弁７６の開弁力は、パイロット弁７１の開弁力に対して、大きく規定可能になる。
【００５２】
さらに、パイロット弁７１が軸方向に変位可能な距離を第一ストローク量Ｓｔ１とし、メイン弁７６が軸方向に変位可能な距離を第二ストローク量Ｓｔ２とする（図２の二点鎖線参照）。第一ストローク量Ｓｔ１は、第二ストローク量Ｓｔ２よりも長く確保されており、具体的には、開弁ギャップＯＧの軸方向の長さに第二ストローク量Ｓｔ２を加えた長さとされている。
【００５３】
次に、燃料噴射装置１００の噴射作動の詳細を、図２，図４〜図７に基づいて順に説明する。
【００５４】
図２及び図７に示すように、噴射開始前では、機関制御装置１７から駆動部３０への駆動電圧の印加は中断されている。故に、駆動部３０は、第一駆動力及び第二駆動力といった力を実質的に発生させていない。そのため、パイロット弁７１及びメイン弁７６は、共に各フェース部７１ａ，７６ａを各シート部５３ａ，５２ａに当接させた閉弁位置にて静止している。パイロット弁７１及びメイン弁７６が共に閉弁状態にあることで、第一制御室５３及び第二制御室５２の各燃料圧力は、実質的に圧力制御室５１の燃料圧力と同程度まで上昇している。以上の状態では、制御プレート６６は、制御スプリング６９の弾性力により、流入流路４２の開口周囲の壁面に押し当てられている。また、ノズルニードル６０は、フェース部６２をシート部４５に当接させた閉弁位置にて静止している。
【００５５】
図４及び図７に示すように、低速開弁時では、機関制御装置１７（図２参照）から駆動部３０への駆動電圧の印加が開始される。これにより駆動部３０は、第一駆動力を発生させる。機関制御装置１７は、パイロット弁７１の開弁力よりも大きく、且つ、メイン弁７６の開弁力を超えないような第一駆動力がパイロット弁７１に作用するよう、駆動部３０に印加する駆動電圧を制御する。
【００５６】
駆動部３０が第一駆動力を発生させている場合、ストローク部３４ａによって押し下げられたパイロット弁７１は、開弁方向への変位により、パイロットフェース部７１ａを第一シート部５３ａから離座させる。そうしたうえで、パイロット弁７１は、メイン弁７６を弁ボデー４０から離座させないように、上端側当接部７６ｂに先端面７１ｂを当接させる。こうしたパイロット弁７１の開弁方向への変位により、開弁ギャップＯＧ（図３参照）は消失する。
【００５７】
以上のパイロット弁７１の開弁により、圧力制御室５１とリターン流路４３ａとの間は、遮断状態から連通状態へと切り替わる。その結果、圧力制御室５１の高圧燃料は、制御プレート６６の高速用オリフィス６７、上流側連通路５６、低速用オリフィス７７、中間連通路５７、第一制御室５３、及び下流側連通路５８を順に流通し、リターン流路４３ａへ排出される（図４の太線矢印参照）。
【００５８】
このとき、高速用オリフィス６７の絞り面積及びパイロット弁７１のパイロット開口面積よりも狭い低速用オリフィス７７の絞り面積により、流出流路４３の流路面積が規定される。故に、流出流路４３は、圧力制御室５１からリターン流路４３ａへの燃料の流出流量が低速用オリフィス７７によって制限された第一絞り状態となる。
【００５９】
尚、パイロット開口面積は、第一シート部５３ａ及びパイロットフェース部７１ａの間の流路面積であり、具体的には、第一シート径ＤＳ１（図３参照）を直径とし、開弁ギャップＯＧ（図３参照）の軸方向長さを高さとして算出される円筒の側面積である。低速用オリフィス７７による流量制御を可能にするため、開弁ギャップＯＧは、パイロット開口面積が低速用オリフィス７７の絞り面積よりも大きくなるよう、予め規定されている。
【００６０】
以上の第一絞り状態において、第二弁スプリング７９とメイン弁７６のシート径ＤＳ２に作用する燃料圧力は、パイロット弁７１へ向けてメイン弁７６を閉弁方向に付勢することにより、このメイン弁７６を弁ボデー４０から離座させないようにしている。その結果、パイロット弁７１は、メイン弁７６の上端側当接部７６ｂに押し当てられて、ストローク部３４ａとメイン弁７６とに間に挟持された状態で静止可能となる。加えて、駆動部３０の発生させている駆動力が概ね第一駆動力に保たれることにより、第一絞り状態におけるメイン弁７６の閉弁状態は維持される。
【００６１】
第一絞り状態の流出流路４３を通じた燃料の流出により、第二制御室５２及び圧力制御室５１の燃料圧力は、徐々に低下する。その結果、ノズルニードル６０は、フェース部６２に作用する高圧燃料の圧力により、圧力制御室５１へ向けて徐々に加速しつつ、開弁方向に変位する。以上による主弁部５０の開弁により、噴孔４４からの燃料噴射が開始される。
【００６２】
図５及び図７に示すように、高速開弁時では、機関制御装置１７（図２参照）から駆動部３０に印加される駆動電圧が引き上げられる。これにより駆動部３０は、メイン弁７６の開弁力を上回る第二駆動力を発生させる。機関制御装置１７は、メイン弁７６の開弁力よりも大きい第二駆動力の発生が維持されるように、駆動部３０に印加する駆動電圧を制御する。
【００６３】
駆動部３０による第二駆動力の発生により、メイン弁７６は、パイロット弁７１によって上端側当接部７６ｂを押されて開弁方向に変位し、第二シート部５２ａからメインフェース部７６ａを離座させる。メイン弁７６は、下端側当接部７６ｃを第二載置部２５２ｂに当接させるまで、パイロット弁７１と一体で開弁方向に押し下げられる。その結果、第二載置部２５２ｂに突き当てられてメイン弁７６は、パイロット弁７１と第二載置部５２ｂとの間で挟持された状態で静止する。
【００６４】
以上のメイン弁７６の開弁により、圧力制御室５１の燃料は、高速用オリフィス６７、上流側連通路５６、第二制御室５２内のバイパスオリフィス７８、中間連通路５７、第一制御室５３、及び下流側連通路５８を順に流通する（図５の太線矢印参照）。その結果、流出流路４３の流路面積を規定し、且つ、燃料の流出流量を制限する構成は、低速用オリフィス７７から高速用オリフィス６７へと切り替えられる。低速用オリフィス７７よりも高速用オリフィス６７の方が絞り面積が大きいため、第二絞り状態における流出流路４３の流路面積は、第一絞り状態よりも大きくなる。その結果、第二絞り状態にて圧力制御室５１から流出する燃料の流出流量は、第一絞り状態よりも増加する。
【００６５】
尚、メイン弁７６のメイン開口面積及びパイロット弁７１のパイロット開口面積は共に、高速用オリフィス６７の絞り面積よりも大きくされている。メイン開口面積は、第二シート部５２ａ及びメインフェース部７６ａの間の流路面積であり、第二シート径ＤＳ２（図３の参照）を直径とし、第二ストローク量Ｓｔ２（図３の参照）を高さとして算出される円筒の側面積である。また、高速開弁時のパイロット開口面積は、第一シート径ＤＳ１（図３の参照）を直径とし、第二ストローク量Ｓｔ２と開弁ギャップＯＧ（図３の参照）の軸方向長さとの和を高さとして算出される円筒の側面積である。上述した高速用オリフィス６７による流量制御を可能にするため、第二ストローク量Ｓｔ２は、メイン開口面積及びパイロット開口面積が高速用オリフィス６７の絞り面積よりも大きくなるよう、予め規定されている。
【００６６】
高速用オリフィス６７によって流量を制御された燃料の流出により、第二制御室５２及び圧力制御室５１の各燃料圧力は、顕著に降下する。その結果、ノズルニードル６０は、開弁方向へと加速し、シート部４５とフェース部６２との間隙を急速に拡大させる。このようにして、噴孔４４へ繋がる高圧流路４１の流路面積が拡大することで、噴孔４４から噴射される燃料噴射量が増加する。その結果、単位時間当たりに噴孔４４から噴射される燃料の噴射量（噴射率）の特性に明確な変化が生じる。また、高速開弁時においては、噴孔４４の噴射率は、実質一定で推移可能となる。
【００６７】
図６及び図７に示すように、閉弁動作時では、機関制御装置１７（図２の参照）から駆動部３０への駆動電圧の印加が中断される。すると、駆動部３０の駆動力は、パイロット弁７１及びメイン弁７６の各開弁力を下回り、やがて消失する。以上により、パイロット弁７１及びメイン弁７６は、第一弁スプリング７３又は第二弁スプリング７９の各弾性力と燃料圧力とによって閉弁方向へ向けて変位し、各フェース部７１ａ，７６ａを各シート部５３ａ，５２ａに当接させた閉弁状態に戻る。その結果、圧力制御室５１とリターン流路４３ａとの間が連通状態から遮断状態へと切り替えられ、流出流路４３は、閉鎖された状態に戻る。
【００６８】
一方、制御プレート６６は、流入流路４２から流入する高圧燃料の燃料圧力によって押し下げられる。これにより、第一制御室５３、第二制御室５２、及び圧力制御室５１の各燃料圧力は、一体的に回復する。その結果、ノズルニードル６０は、圧力制御室５１の燃料圧力によって押し下げられて、閉弁位置にてフェース部６２をシート部４５に当接させた状態に戻る。以上の主弁部５０の閉弁により、噴孔４４からの燃料噴射は中断される。
【００６９】
ここまで説明した第一実施形態では、メイン弁７６の開弁力を跨いだ第一駆動力から第二駆動力への駆動部３０の発生駆動力の増加により、切替弁機構７０によって流出流路４３の流路面積が切り替えられる。以上により、圧力制御室５１の圧力降下の態様を変化させることで、ノズルニードル６０の変位速度は、明確に変化する。故に、噴孔４４に供給される高圧燃料を通過させるフェース部６２及びシート部４５の間のオリフィス部分５０ａ（図５参照）について、流路面積の拡大が急速に生じる。その結果、単位時間あたりに噴孔４４から噴射される噴射量も、駆動部３０による駆動力の切り替えの前後で、明確に変化する。しがって、燃料噴射装置１００は、一つの駆動部３０によって発生させる駆制力の制御により、燃料噴射の噴射率特性を変化させることが可能になる。
【００７０】
また第一実施形態では、流出流路４３が第一絞り状態にある場合では、弁ボデー４０から離座したパイロット弁７１は、メイン弁７６を離座させいように、このメイン弁７６の上端側当接部７６ｂに先端面７１ｂを当接させた状態となる。このように、弁ボデー４０から離座していないメイン弁７６との当接によってパイロット弁７１が特定位置で保持されることによれば、第一絞り状態における流出流路４３の流路面積、ひいては圧力制御室５１からの燃料の流出量は、安定的となる。
【００７１】
加えて、流出流路４３が第二絞り状態にある場合では、メイン弁７６は、パイロット弁７１によって押圧される上端側当接部７６ｂとは反対側の下端側当接部７６ｃを、弁ボデー４０に当接させた状態となる。このように、弁ボデー４０とパイロット弁７１とに挟まれるようにしてメイン弁７６が特定位置で保持されることによれば、第二絞り状態における流出流路４３の流路面積、ひいては圧力制御室５１からの燃料の排出量も、安定的となる。
【００７２】
以上により、流出流路４３の流路面積を切り替え可能な燃料噴射装置であっても、各絞り状態における燃料の流出量は安定化される。その結果、圧力制御室５１の圧力降下のばらつきを小さく抑えることができるので、噴射毎や個体間における噴射量のばらつきも抑制される。
【００７３】
さらに第一実施形態の駆動部３０は、ストローク部３４ａの変位量によってではなく、駆動部３０の発生駆動力によって、流出流路４３の第一絞り状態と第二絞り状態とを切り替えている。以上の形態であれば、第一絞り状態及び第二絞り状態にて駆動力がある程度変動しても、パイロット弁７１及びメイン弁７６の位置は維持され得る。故に、ストローク部３４ａの変位量の高精度な制御は、必ずしも必要とされないため、駆動部３０の制御が簡素化され得る。また、パイロット弁７１及びメイン弁７６、並びに第一制御室５３及び第二制御室５２等に要求される寸法精度の緩和も可能となる。
【００７４】
加えて第一実施形態では、第一絞り状態及び第二絞り状態のそれぞれにおいて、特定の部材に設けられた絞り孔である低速用オリフィス７７及び高速用オリフィス６７が、流出流路４３の流路面積を規定している。このように、複数部材の隙間によって流路面積を規定しない構成であれば、各絞り状態にて流出流路４３を流通する燃料流量のばらつきは、さらに低減される。
【００７５】
また第一実施形態の燃料噴射装置１００では、駆動部３０の発生駆動力を第一駆動力から第二駆動力へと切り替えるタイミングを制御することにより、噴射率特性の切り替えタイミングを任意に変更可能となる。以上によれば、燃料噴射装置１００は、ディーゼル機関２０（図１参照）の運転状態に合わせて、いっそう最適な態様の噴射を行うことができる。
【００７６】
さらに第一実施形態では、第二シート部５２ａの径が第一シート部５３ａの径よりも大きくされているため、第二シート部５２ａ及びメインフェース部７６ａの接触面積は、第一シート部５３ａ及びパイロットフェース部７１ａの接触面積よりも大きくし易い。以上によれば、メイン弁７６に作用する閉弁方向の燃料圧力は、パイロット弁７１に作用する閉弁方向の圧力よりも高くなる。その結果、メイン弁７６の開弁力をパイロット弁７１の開弁力よりも高めることが容易となる。
【００７７】
加えて第一実施形態では、パイロット弁７１の第一ストローク量Ｓｔ１は、メイン弁７６の第二ストローク量Ｓｔ２よりも大きく確保されている。そうしたうえで、開弁方向へ変位したパイロット弁７１がメイン弁７６に接触し、このメイン弁７６を押すことにより、メイン弁７６を開弁させる。以上の構成であれば、駆動部３０は、ストローク部３４ａの単純な直線状の作動により、パイロット弁７１及びメイン弁７６を共に開弁方向へ変位させることができる。
【００７８】
さらに第一実施形態の切替弁機構７０には、パイロット弁７１の開弁方向へストロークを許容する空間として、開弁ギャップＯＧが形成されている。故に、燃料噴射装置１００は、一つの駆動部３０の単純な直線状の作動により、パイロット弁７１及びメイン弁７６を、異なるタイミングで開弁方向へ変位させることが可能になる。
【００７９】
加えて第一実施形態によれば、第一弁スプリング７３の一方の端部は、第一載置部５３ｂに載置されている。故に、第一弁スプリング７３の弾性力は、メイン弁７６を開弁方向に付勢しない。そのため、第二弁スプリング７９のばね定数を低く抑えても、メイン弁７６は、低速開弁時において閉弁状態を維持し得る。以上によれば、メイン弁７６の開弁のために駆動部３０の消費する駆動エネルギーが軽減され得る。
【００８０】
尚、第一実施形態において、高圧流路４１が「供給流路」に相当し、第一載置部５３ｂが「区画壁」に相当し、ノズルニードル６０が「弁部材」に相当し、制御プレート６６が「絞り孔部材」に相当する。また、高速用オリフィス６７が「第二絞り孔」に相当し、パイロット弁７１が「第一弁体」に相当し、第一弁スプリング７３が「閉弁付勢部材」に相当し、メイン弁７６が「第二弁体」に相当する。さらに、上端側当接部７６ｂが「第一当接部」に相当し、下端側当接部７６ｃが「第二当接部」に相当し、低速用オリフィス７７が「第一絞り孔」に相当し、第二弁スプリング７９が「制限付勢部材」に相当する。
【００８１】
（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。第二実施形態による燃料噴射装置２００において、弁ボデー２４０は、メイン弁２７６及びパイロット弁２７１を有する切替弁機構２７０を収容する収容制御室２５０を区画している。収容制御室２５０は、第一実施形態の第二制御室５２及び第一制御室５３（図２参照）に相当する構成である。
【００８２】
収容制御室２５０は、二段円柱状の空間とされている。収容制御室２５０は、流出流路２４３の一部である。収容制御室２５０には、上流側連通路５６を通じて、圧力制御室５１から排出された燃料が流入する。また、収容制御室２５０と駆動部収容室５４との間には、下流側連通路５８が形成されている。収容制御室２５０には、小径の第一空間２５３と、大径の第二空間２５２とが含まれている。第一空間２５３には、パイロット弁２７１が収容されており、第二空間２５２には、メイン弁２７６が収容されている。
【００８３】
第一空間２５３を区画する区画壁には、第一シート部２５３ａが形成されている。第一シート部２５３ａは、第一空間２５３の区画壁のうちで、下流側連通路５８の開口周囲を囲む部分円錐状の領域である。第一シート部２５３ａには、パイロット弁２７１が着座する。
【００８４】
第二空間２５２を区画する区画壁には、第二シート部２５２ａ及び第二載置部２５２ｂが形成されている。第二シート部２５２ａは、第二空間２５２の区画壁のうちで、第一空間２５３及び第二空間２５２の間における径方向の段差を形成する部分円錐状の領域である。第二シート部２５２ａには、メイン弁２７６が着座する。第二載置部２５２ｂは、第二空間２５２の区画壁のうちで、下流側連通路５８の開口周囲を囲む領域である。第二載置部２５２ｂには、第二弁スプリング２７９の下端が載置されている。
【００８５】
メイン弁２７６の径方向の中央には、メイン弁２７６を軸方向に貫通する貫通孔が形成されている。メイン弁２７６は、第二弁スプリング２７９により、第二載置部２５２ｂに対して、パイロット弁２７１へ向けて付勢されている。メイン弁２７６には、第一実施形態と実質同一の低速用オリフィス７７に加えて、メインフェース部２７６ａ、弁載置部２７６ｄ、及び第一載置部２７６ｅが形成されている。
【００８６】
メインフェース部２７６ａは、凸面状に湾曲したメイン弁２７６の上面に形成されている。メインフェース部２７６ａは、第二弁スプリング２７９の弾性力により、第二シート部２５２ａと円環状に接触する。メインフェース部２７６ａの第二シート部２５２ａへの着座により、メイン弁２７６は、閉弁状態となる。
【００８７】
弁載置部２７６ｄは、メイン弁２７６の上面の中央に設けられた円筒孔である。弁載置部２７６ｄには、パイロット弁２７１の一部が収容されている。弁載置部２７６ｄの底面には、ストローク部３４ａによって押し下げられたパイロット弁２７１の先端面２７１ｂと当接する上端側当接部２７６ｂが設けられている。上端側当接部２７６ｂには、パイロット弁２７１を介して、駆動部３０の駆動力が伝達される。
【００８８】
第一載置部２７６ｅは、第一実施形態の第一載置部５３ｂ（図３参照）に相当する構成である。第一載置部２７６ｅは、メイン弁２７６の上面において、弁載置部２７６ｄの開口周囲に形成されている。第一載置部２７６ｅには、第一弁スプリング２７３が載置されている。
【００８９】
パイロット弁２７１は、第一弁スプリング２７３により、第一載置部２７６ｅに対して、閉弁方向へ向けて付勢されている。閉弁位置にあるパイロット弁２７１は、閉弁位置にあるメイン弁２７６との間に、第一実施形態と実質同一の開弁ギャップＯＧを形成している。パイロット弁２７１には、パイロットフェース部２７１ａ及びバイパス流路２７１ｃが形成されている。
【００９０】
パイロットフェース部２７１ａは、下流側連通路５８と対向し、下流側連通路５８へ向けて凸面状に湾曲したパイロット弁２７１の上面に形成されている。パイロットフェース部２７１ａは、第一弁スプリング２７３の弾性力により、第一シート部２５３ａと円環状に接触する。パイロットフェース部２７１ａの第一シート部２５３ａへの着座により、パイロット弁２７１は、閉弁状態となる。第一実施形態と同様に、パイロットフェース部２７１ａ及び第一シート部２５３ａの間の接触部分には、第一シート径ＤＳ１が規定される。また、メインフェース部２７６ａ及び第二シート部２５２ａの間の接触部分には、第二シート径ＤＳ２が規定される。第一シート径ＤＳ１は、第二シート径ＤＳ２よりも小径となっている。
【００９１】
バイパス流路２７１ｃは、メイン弁２７６と対向するパイロット弁２７１の下端面から窪む円筒孔と、円筒孔をパイロット弁２７１の外周側に連通させる連通孔とを含んでいる。バイパス流路２７１ｃは、低速用オリフィス７７を流通した燃料を、第一空間２５３に流通させる。バイパス流路２７１ｃの連通孔の流路面積は、低速用オリフィス７７の絞り面積よりも広く規定されている。
【００９２】
ここまで説明した第二実施形態でも、メイン弁２７６の開弁に必要とされる開弁力は、パイロット弁２７１の開弁に必要とされる開弁力よりも高く設定されている。そして、駆動部３０の発生駆動力が第一駆動力から第二駆動力へと切り替えらえると、圧力制御室５１からの燃料の流出流量を制限する構成は、低速用オリフィス７７から高速用オリフィス６７へと切り替えられる。以上によれば、第一実施形態と同様の効果を奏し、燃料噴射装置２００は、一つの駆動部３０によって発生させる駆制力の制御により、燃料噴射の噴射率特性を変化させることが可能になる。
【００９３】
加えて第二実施形態でも、流出流路２４３が第一絞り状態にある場合、パイロット弁２７１は、閉弁位置にあるメイン弁２７６に押し付けられた状態となる。故に、低速開弁時におけるパイロット弁２７１は、メイン弁２７６との接触位置にて、安定的に静止し得る。以上によれば、パイロット弁２７１の不安定な挙動に起因して、圧力制御室５１の圧力降下の態様、ひいては噴射率特性がばらつく事態は、回避される。
【００９４】
また、流出流路２４３が第二絞り状態にある場合、メイン弁２７６は、下端側当接部２７６ｃを第二載置部５２ｂに当接させた状態で静止し得る。このように、メイン弁２７６が特定位置で保持されることによれば、メイン弁２７６の不安定な挙動に起因して、圧力制御室５１の圧力降下の態様、ひいては噴射率特性がばらつく事態は、回避される。
【００９５】
さらに、第二実施形態のように、メイン弁２７６及びパイロット弁２７１が共に収容制御室２５０に収容される構成であれば、燃料噴射装置２００の部品点数及び加工工数は、低減され得る。以上によれば、噴射率特性を変化させる燃料噴射装置２００の構成を、さらに簡素化することが可能となる。
【００９６】
尚、第二実施形態において、パイロット弁２７１が「第一弁体」に相当し、メイン弁２７６が「第二弁体」に相当し、上端側当接部２７６ｂが「第一当接部」に相当し、下端側当接部２７６ｃが「第二当接部」に相当する。また、第一弁スプリング２７３が「閉弁付勢部材」に相当し、第二弁スプリング２７９が「制限付勢部材」に相当する。
【００９７】
（他の実施形態）
以上、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。
【００９８】
上記実施形態では、メイン弁の開弁力をパイロット弁の開弁力よりも高く設定するため、第二シート径は、第一シート径よりも大径に規定されていた。しかし、メイン弁の開弁力が確保可能であれば、第二シート径は、第一シート径と同程度であってもよく、又は第一シート径よりも小径であってもよい。
【００９９】
上記実施形態では、各絞り状態での流出流路の流路面積は、孔状に形成された各オリフィスによって規定されていた。しかし、各絞り状態での流出流路の流路面積は、二つの部材の間に設けられた隙間によって規定されてもよい。
【０１００】
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の特徴部分を適用した例を説明したが、本開示の特徴部分は、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。
【符号の説明】
【０１０１】
ＤＳ１  第一シート径、ＤＳ２  第二シート径、ＯＧ  開弁ギャップ、Ｓｔ１  第一ストローク量、Ｓｔ２  第二ストローク量、２２  燃焼室、３０  駆動部、４０，２４０  弁ボデー、４１  高圧流路、４３，２４３  流出流路、４４  噴孔、２５０  収容制御室、５１  圧力制御室、５２  第二制御室、５２ａ，２５２ａ  第二シート部、５３  第一制御室、５３ａ  第一シート部、５３ｂ  第一載置部（区画壁）、６０  ノズルニードル、６６  制御プレート（絞り孔部材）、６７  高速用オリフィス（第二絞り孔）、７０，２７０  切替弁機構、７１，２７１  パイロット弁（第一弁体）、７３  第一弁スプリング（閉弁付勢部材）、７６，２７６  メイン弁（第二弁体）、７６ｂ，２７６ｂ  上端側当接部（第一当接部）、７６ｃ，２７６ｃ  下端側当接部（第二当接部）、７７  低速用オリフィス（第一絞り孔）、７９，２７９  第二弁スプリング（制限付勢部材）、１００，２００  燃料噴射装置
【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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