(57)【要約】液体噴射装置１０は、電磁式開閉吐出弁２４から液体燃料が供給される液体供給通路１０−２、圧電／電歪素子１１により容積が周期的に変更されて内部の液体に振動エネルギーを与えるチャンバー１０−３及びスリットを備えた液体導入通路部１０−４を具備している。液体は、電磁式開閉吐出弁、燃料供給通路、液体導入通路部、及びチャンバーの順に通流し、チャンバーの液体噴射孔１０−３ａから噴射される。液体導入通路部１０−４はスリット状であるから、内部を通流する液体に高い流路抵抗を示すとともに、大量の液体をチャンバー１０−３内に供給する。従って、液体噴射装置１０は、大量の液体を微粒子化しながら噴射する。
2004085835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の液体噴射用ノズルを有するチャンバーと、
前記チャンバーに接続されるとともに液体を通流させて同チャンバーに同液体を導入するための中空空間を有する液体導入通路部と、
前記チャンバーの容積を周期的に変更するためのアクチュエータとを具備し、
前記液体導入通路部を介して前記チャンバーに導入される液体を前記アクチュエータの作動により微粒子化しながら前記液体噴射用ノズルを介して噴射する液体噴射装置であって、
前記液体導入通路部の中空空間が中空薄板状のスリットとなるように形成されてなる液体噴射装置。
【請求項２】
請求の範囲１に記載の液体噴射装置であって、
前記液体導入通路部の中空空間は同中空空間内を通流する液体の通流方向に直交する平面に沿った断面が略長方形状をなしている液体噴射装置。
【請求項３】
請求の範囲２に記載の液体噴射装置であって、
前記複数の液体噴射用ノズルは互いに同一の円形形状を有する噴射口を備えるとともに各噴射口の直径は３乃至１００μｍであり、
前記液体導入通路部の中空空間の断面形状である長方形状の短辺の長さが０．００５乃至０．５ｍｍであり、同長方形状の長辺の長さに対する同短辺の長さの比が０．５以下となるように構成された液体噴射装置。
【請求項４】
請求の範囲２又は請求の範囲３に記載の液体噴射装置であって、
前記液体導入通路部の中空空間は平面視において長方形状をなすとともに同長方形の対向する一対の辺は前記液体の通流方向と平行であり、
前記複数の液体噴射用ノズルは同平面視において前記液体の通流方向と平行である一対の辺を仮想的に延長した直線で規定される領域の内側に配設されてなる液体噴射装置。
【請求項５】
請求の範囲１乃至請求の範囲４の何れか一項に記載の液体噴射装置であって、
前記液体導入通路部は前記薄板状の中空空間を複数備え、同複数の中空空間は同中空空間の板面が互いに平行となるように且つ同中空空間の板面と直交する方向において多層的に配置されてなる液体噴射装置。
【請求項６】
請求の範囲５に記載の液体噴射装置であって、
前記液体導入通路部の複数の中空空間のうちの少なくとも二つの中空空間は互いに前記スリットの幅が異なるように形成されてなる液体噴射装置。
【請求項７】
請求の範囲１乃至請求の範囲６の何れか一項に記載の液体噴射装置であって、
前記複数の液体噴射用ノズルは、前記チャンバーを構成する一つの壁に形成され且つ正面視において細長の略長方形のスリットであって、同スリットの短辺の長さが長辺に沿う所定間隔毎に小さくされることにより、同所定間隔を一辺とする長方形であって角部が円弧状に形成された長方形が同一辺に沿う方向に隙間なく連続的に形成された形状を有してなる液体噴射装置。
【請求項８】
請求の範囲１乃至請求の範囲７の何れか一項に記載の液体噴射装置であって、
前記チャンバーと前記液体導入通路部とからなる組を複数組備えてなる液体噴射装置。
【請求項９】
請求の範囲１乃至請求の範囲８の何れか一項に記載の液体噴射装置であって、
前記チャンバーは金属の薄板を壁面の一部に備えるとともに同薄板上に前記アクチュエータが固定され、同金属の薄板は前記液体導入通路部の中空空間の一部を画定してなる液体噴射装置。
【請求項１０】
請求の範囲１乃至請求の範囲９の何れか一項に記載の液体噴射装置であって、
液体を加圧する加圧手段と、
前記加圧手段及び前記液体導入通路部に接続された液体通路と同液体通路を開閉する開閉弁とを備えてなり同液体通路が同開閉弁により開放されたとき同加圧手段から供給される加圧された液体を同液体通路を介して前記液体導入通路部に対して供給する吐出弁と、
を更に具備した液体噴射装置。
【請求項１１】
請求の範囲１乃至請求の範囲１０の何れか一項に記載の液体噴射装置であって、
前記液体噴射用ノズルは、前記チャンバーを構成する一つの壁に形成された貫通孔であって、同貫通孔の形状が同貫通孔から噴射される液体の方向が同貫通孔の形成された同チャンバーの一つの壁の外面と直交する方向に対して傾斜した方向となるように形成されてなる液体噴射装置。
【請求項１２】
請求の範囲１乃至請求の範囲１１の何れか一項に記載の液体噴射装置であって、
前記複数の液体噴射用ノズルのうちの少なくとも二つは二つの壁にそれぞれ設けられた貫通孔であり、同二つの壁は互いに交差する二つの平面上に形成されてなる液体噴射装置。
【請求項１３】
請求の範囲１乃至請求の範囲１２の何れか一項に記載の液体噴射装置において、
前記複数の液体噴射用ノズルは前記チャンバーの壁に設けられた複数の貫通孔であり、同貫通孔が設けられた同チャンバーの壁の外面上であって同複数の貫通孔のうちの少なくとも一つの貫通孔の周囲に、前記噴射される液体との濡れ性が相対的に良好な部分と同濡れ性が相対的に非良好な部分とがそれぞれ円弧状に形成されてなる液体噴射装置。
【請求項１４】
請求の範囲１乃至請求の範囲１３の何れか一項に記載の液体噴射装置において、
前記複数の液体噴射用ノズルは、
前記チャンバーを構成する一つの壁に形成され、且つ、
同複数の液体噴射用ノズルから噴射された複数の液滴が同壁が形成する面から所定の距離を隔てるとともに同壁が形成する面と平行である仮想面に到達したとき、同仮想面内での同複数の液滴同士の相対位置が同壁が形成する面内での同複数の液体噴射用ノズル同士の相対位置と略同一であるように構成されてなる液体噴射装置。
【請求項１５】
請求の範囲１乃至請求の範囲１４の何れか一項に記載の液体噴射装置において、
前記液体噴射用ノズルは、前記チャンバーを構成する一つの壁に形成された貫通孔であって、同貫通孔の径が同貫通孔を介して噴射される液体の方向に従い同心円状に小さくなるように形成されてなる液体噴射装置。
【請求項１６】
請求の範囲１５に記載の液体噴射装置において、
前記貫通孔の最大となる直径と最小となる直径の差を、同貫通孔が形成された前記チャンバーを構成する一つの壁の厚みで除した値が０．００４以上４以下の値である液体噴射装置。
【請求項１７】
請求の範囲１乃至請求の範囲１４の何れか一項に記載の液体噴射装置において、
前記液体噴射用ノズルは、前記チャンバーを構成する一つの壁に形成された貫通孔であって、同貫通孔の径が、同貫通孔を介して噴射される液体の方向に従い所定の大きさまで同心円状に小さくなり、その後所定の大きさの径となるように形成された液体噴射装置。
【請求項１８】
請求の範囲１乃至請求の範囲１７の何れか一項に記載の液体噴射装置であって、前記アクチュエータは圧電／電歪素子からなり、同圧電／電歪素子の周囲を樹脂により被覆してなる液体噴射装置。
【請求項１９】
複数の壁により画定されるとともに液体導入部に接続された空間を有するチャンバーと、
前記複数の壁のうちの一つの壁に配設されるとともに前記液体導入部を介して前記チャンバー内に導入された液体に対する圧力波の付与及び／又は同チャンバーの容積の減増を行う圧電／電歪素子と、
前記一つの壁に対向する前記複数の壁のうちの他の壁に設けられた複数の液体噴射用ノズルと、
を具備し、前記チャンバー内の液体を前記圧電／電歪素子の作動により微粒子化しながら前記液体噴射用ノズルを介して外部空間に噴射する液体噴射装置であって、
前記複数の液体噴射用ノズルは、前記他の壁からの距離が大きくなるにつれて、同複数の液体噴射用ノズルから略同時に噴射された液滴同士の距離が大きくなるように、その軸線方向が定められてなる液体噴射装置。
【請求項２０】
請求の範囲１９に記載の液体噴射装置において、
前記他の壁は薄い平板であり、
前記液体噴射用ノズルは前記他の壁に形成された貫通孔であり、
前記複数の液体噴射用ノズルのうちの少なくとも一部の液体噴射用ノズルは、その軸線が前記他の壁の板面の法線に対して傾斜してなる液体噴射装置。
【請求項２１】
請求の範囲１９に記載の液体噴射装置において、
前記他の壁は薄板であって前記圧電／電歪素子の重心部に対向する位置周辺が前記外部空間に向けて突出する曲面形状を有し、
前記液体噴射用ノズルは、その軸線が前記他の壁の板面の法線方向に略一致するように同他の壁に形成された貫通孔である液体噴射装置。
【請求項２２】
液体噴射用ノズルとしての貫通孔が複数形成された平板からなる貫通孔形成壁を含む複数の壁により構成されるチャンバーと、
前記複数の壁のうちの一つであって前記貫通孔形成壁以外の壁に配設されるとともに前記チャンバー内の液体に対する圧力波の付与及び／又は同チャンバーの容積の減増を行うことにより、同チャンバー内の液体を微粒子化しながら前記貫通孔を介して外部空間に噴射するための圧電／電歪素子と、
を具備し、
前記複数の貫通孔は、前記貫通孔形成壁からの距離が大きくなるにつれて同複数の貫通孔から略同時に噴射された液滴同士の距離が大きくなるように、その軸線方向が同貫通孔形成壁の板面の法線に対して傾斜せしめられてなる液体噴射装置の製造方法であって、
水平面に対して所定の角度で入射する一定の方向に軸線を有する孔を加工対象物に対して形成することができる加工装置を用い、前記貫通孔形成壁となる平板の板面の法線が前記一定の方向と異なる方向となるように同平板を傾斜させながら同平板に前記複数の貫通孔のうちの一部の貫通孔を形成する工程を含む液体噴射装置の製造方法。
【請求項２３】
液体噴射用ノズルとしての貫通孔が複数形成された平板からなる貫通孔形成壁を含む複数の壁により構成されるチャンバーと、
前記複数の壁のうちの一つであって前記貫通孔形成壁以外の壁に配設されるとともに前記チャンバー内の液体に対する圧力波の付与及び／又は同チャンバーの容積の減増を行うことにより、同チャンバー内の液体を微粒子化しながら前記貫通孔を介して外部空間に噴射するための圧電／電歪素子と、
を具備し、
前記複数の貫通孔は、前記貫通孔形成壁からの距離が大きくなるにつれて同複数の貫通孔から略同時に噴射された液滴同士の距離が大きくなるように、その軸線方向が同貫通孔形成壁の板面の法線に対して傾斜せしめられてなる液体噴射装置の製造方法であって、
断面形状が略円弧状となるように板体を曲げ加工する工程と、
前記曲げ加工された板体の略中央部における同板体のなす面の法線に平行な軸線を有する貫通孔を同板体に対して複数個形成する工程と、
前記貫通孔が形成された板体を平板状に加工して前記貫通孔形成壁を得る工程と、
を含む液体噴射装置の製造方法。
【請求項２４】
第１の肉厚を有する壁により形成される第１貫通窓を有する第１枠体、液体噴射用ノズルとしての貫通孔が複数形成された平板からなり同第１貫通窓の下面を閉じるように配設される貫通孔形成壁及び同第１貫通窓の上面を閉じるように配設される貫通孔対向壁から構成されるチャンバーと、
前記貫通孔対向壁に配設されるとともに前記チャンバー内の液体に対する圧力波の付与及び／又は同チャンバーの容積の減増を行うことにより、同チャンバー内の液体を微粒子化しながら前記貫通孔を介して外部空間に噴射するための圧電／電歪素子と、
を具備し、
前記複数の貫通孔は、前記貫通孔形成壁からの距離が大きくなるにつれて同複数の貫通孔から略同時に噴射された液滴同士の距離が大きくなるように構成された液体噴射装置の製造方法であって、
前記貫通孔形成壁となる平板のなす平面の法線に平行な軸線を有する貫通孔を同平板に対して複数個形成する工程と、
前記貫通孔が形成された平板を、前記第１枠体の下面と、第２の肉厚を有する壁により形成され且つ前記第１貫通窓よりも大きく前記第１枠体の外周部よりも小さい第２貫通窓を有する第２枠体の上面と、の間に、平面視において前記第１貫通窓が前記第２貫通窓の内側となるように挟持し、同平板の上面及び同第１枠体の壁の下面並びに同平板の下面及び同第２枠体の壁の上面を、高温下で圧力を加えることによりそれぞれ拡散接合する工程と、
を含む液体噴射装置の製造方法。
【請求項２５】
第１の肉厚を有する壁により形成される第１貫通窓を有する第１枠体、液体噴射用ノズルとしての複数の貫通孔が複数形成された平板からなり同第１貫通窓の下面を閉じるように配設される貫通孔形成壁及び同第１貫通窓の上面を閉じるように配設される貫通孔対向壁から構成されるチャンバーと、
前記貫通孔対向壁に配設されるとともに前記チャンバー内の液体に対する圧力波の付与及び／又は同チャンバーの容積の減増を行うことにより、同チャンバー内の液体を微粒子化しながら前記貫通孔を介して外部空間に噴射するための圧電／電歪素子と、
を具備し、
前記複数の貫通孔は、前記貫通孔形成壁からの距離が大きくなるにつれて同複数の貫通孔から略同時に噴射された液滴同士の距離が大きくなるように構成された液体噴射装置の製造方法であって、
前記貫通孔形成壁となる平板のなす平面の法線に平行な軸線を有する貫通孔を同平板に対して複数個形成する工程と、
前記貫通孔が形成された平板を、前記第１枠体の下面と、第２の肉厚を有する壁により形成され且つ前記第１貫通窓よりも大きく前記第１枠体の外周部よりも小さい第２貫通窓を有する第２枠体の上面と、の間に、平面視において前記第１貫通窓が前記第２貫通窓の内側となるように挟持し、同第１枠体の上方及び同第２枠体の下方から同平板に対し高圧力を加えるプレス工程と、
を含む液体噴射装置の製造方法。
【請求項２６】
第１の肉厚を有する壁により形成される第１貫通窓を有する第１枠体、液体噴射用ノズルとしての貫通孔が複数形成された平板からなり同第１貫通窓の下面を閉じるように配設される貫通孔形成壁及び同第１貫通窓の上面を閉じるように配設される貫通孔対向壁から構成されるチャンバーと、
前記貫通孔対向壁に配設されるとともに前記チャンバー内の液体に対する圧力波の付与及び／又は同チャンバーの容積の減増を行うことにより、同チャンバー内の液体を微粒子化しながら前記貫通孔を介して外部空間に噴射するための圧電／電歪素子と、
を具備し、
前記複数の貫通孔は、前記貫通孔形成壁からの距離が大きくなるにつれて同複数の貫通孔から略同時に噴射された液滴同士の距離が大きくなるように構成された液体噴射装置の製造方法であって、
前記貫通孔形成壁となる平板のなす平面の法線に平行な軸線を有する貫通孔を同平板に対して複数個形成する工程と、
前記貫通孔が形成された平板の上面と前記第１枠体の壁の下面とを接着又は接合する工程と、
前記貫通孔が形成された平板の下面を、平面視において第１貫通窓よりも小さい窓を形成するようにマスキングする工程と、
前記平板の下面をショットピーニング加工する工程と、
を含む液体噴射装置。
【請求項２７】
請求の範囲１に記載の液体噴射装置であって、
前記チャンバー内において、前記液体導入通路部を介して同チャンバーに導入される液体の流れ方向に進むほど、前記液体噴射用ノズルの密度を大きくした液体噴射装置。
【請求項２８】
請求の範囲１又は請求の範囲２７に記載の液体噴射装置であって、
前記チャンバー内において、前記液体導入通路部を介して同チャンバーに導入される液体の流れ方向に直交する方向に進むほど、前記液体噴射用ノズルの密度を大きくした液体噴射装置。
【請求項２９】
請求の範囲１に記載の液体噴射装置であって、
前記チャンバー内において、前記液体導入通路部を介して同チャンバーに導入される液体の流れ方向に進むほど、前記液体噴射用ノズルの通路面積を大きくした液体噴射装置。
【請求項３０】
請求の範囲１又は請求の範囲２９に記載の液体噴射装置であって、
前記チャンバー内において、前記液体導入通路部を介して同チャンバーに導入される液体の流れ方向に直交する方向に進むほど、前記液体噴射用ノズルの通路面積を大きくした液体噴射装置。
【請求項３１】
請求の範囲１に記載の液体噴射装置であって、
前記チャンバーは直方体形状をなし、
前記液体導入通路部は外部から液体が供給される液体導入口と接続されるとともに、同液体導入口から前記チャンバーの一対の対向する面のそれぞれに対向する部分に伸び、同チャンバーの一対の対向する面から同チャンバー内に前記液体を導入するように構成された液体噴射装置。
【請求項３２】
請求の範囲３１に記載の液体噴射装置であって、
前記チャンバー内において、前記液体導入通路部を介して同チャンバーに導入される液体の流れ方向に直交する方向に進むほど、前記液体噴射用ノズルの密度を大きくした液体噴射装置。
【請求項３３】
請求の範囲３１に記載の液体噴射装置であって、
前記チャンバー内において、前記液体導入通路部を介して同チャンバーに導入される液体の流れ方向に直交する方向に進むほど、前記液体噴射用ノズルの通路面積を大きくした液体噴射装置。
【請求項３４】
請求の範囲２９、請求の範囲３０及び請求の範囲３３の何れか一項に記載の液体噴射装置において、
前記液体噴射用ノズルの通路の断面形状が円形又は楕円形である液体噴射装置。
【請求項３５】
請求の範囲１に記載の液体噴射装置であって、
前記チャンバーは直方体形状をなし、
前記液体導入通路部は外部から液体が供給される液体導入口と接続されるとともに、平面視で同液体導入口から前記チャンバーを取り囲むように伸び、同チャンバーの四方から同チャンバー内に前記液体を導入するように構成された液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、液体を微粒子化しながら噴射する液体噴射装置に関する。
【背景技術】  従来から知られるこの種の液体噴射装置は、図８９に記載したように、圧電素子１３０１により容積が変更せしめられるとともに液体噴射用ノズル１３０２を備えたチャンバー１３０３と、中空円筒状の液体導入孔１３０４と、液体供給通路１３０５とを備えている。液体は、液体供給通路１３０５内に供給され、次いで、液体導入孔１３０４を介してチャンバー１３０３内に導入される。そして、液体は、チャンバー１３０３内において圧電素子１３０１の作動により加圧され、液体噴射用ノズル１３０４から噴射される（例えば、特開２０００−２７９７９６号公報の第２頁、第３頁及び図２を参照。）。
ところで、複数の液体噴射用ノズルをチャンバーの壁に形成し、同複数の液体噴射用ノズルから大量の液体を霧状に噴射しようとする液体噴射装置においては、大量の液体をチャンバー内に導入する必要がある。一方、チャンバーの容積変化にともなう圧力変動の大部分が液体導入孔を介して液体供給路に伝達されてしまうと、液体を微粒子化しながら噴射することができないので、液体導入孔は大きい流路抵抗を呈しなければならない。しかしながら、従来の液体導入孔は中空円筒状であるから、このような相反する要求（流量及び流路抵抗の確保）を満たすことができない。
従って、本発明の目的の一つは、粒径が小さく且つ均一である液滴を多量に噴射することができる液体噴射装置及びそのような液体噴射装置を容易に製造することが可能な製造方法を提供することにある。
【発明の開示】
本発明による液体噴射装置は、複数の液体噴射用ノズルを有するチャンバーと、前記チャンバーに接続されるとともに液体を通流させて同チャンバーに同液体を導入するための中空空間を有する液体導入通路部と、前記チャンバーの容積を周期的に変更するためのアクチュエータとを具備し、前記液体導入通路部を介して前記チャンバーに導入される液体を前記アクチュエータの作動により微粒子化しながら前記液体噴射用ノズルを介して噴射する液体噴射装置であって、前記液体導入通路部の中空空間が中空薄板状のスリットとなるように形成されてなる液体噴射装置である。なお、本明細書においては、「ノズル」は「流体のもつ圧力や熱のエネルギーを運動エネルギーに変換して流れを増速させる目的で、流れの方向に断面積を変化させた流路」のみでなく、「壁に設けられた中空円筒状の貫通孔（即ち、流れの方向に断面積を変化させていない流路）」をも含む用語として使用される。
これによれば、液体導入通路部の中空空間が中空薄板状のスリットとなるように形成されているから、大量の液体をチャンバー内に導入することができる。また、液体導入通路部の流路抵抗が高くなるので、チャンバーの容積変化にともなう圧力変動が噴射しようとする液滴に確実に伝達される。その結果、液体を確実に微粒子化しながら噴射することが可能となる。
この場合、前記液体導入通路部の中空空間は同中空空間内を通流する液体の通流方向（流れ方向）に直交する平面に沿った断面が略長方形状をなしていることが好適である。
中空空間内を通流する液体の通流方向に直交する平面に沿った断面が略長方形状であれば、その短辺を短くすることで大きな流路抵抗を呈せしめることができるとともに、その長辺を長くすることで大量の液体を通流せしめることが可能となる。
この場合、
（１）前記複数の液体噴射用ノズルは互いに同一の円形形状を有する噴射口を備えるとともに各噴射口の直径は３乃至１００μｍであり、
（２）前記液体導入通路部の中空空間の断面形状である長方形状の短辺の長さ（スリットの幅）が０．００５乃至０．５ｍｍであり、且つ、
（３）その長方形状の長辺の長さに対する同短辺の長さ（即ち、スリットの幅）の比が０．５以下となるように構成されることが好適である。
このように各値を設定する理由は以下の通りである。（１）液体噴射用ノズルの円形形状の噴射口の直径が３μｍより小さいと、液体中に含まれる異物により同液体噴射孔が詰まるので、安定した噴射ができなくなる。液体噴射用ノズルの円形形状の噴射口の直径が１００μｍより大きいと、液体を微粒子化することが困難となる。
（２）液体導入通路部の中空空間の断面形状である長方形状の短辺の長さが０．００５ｍｍより小さいと流路抵抗が過大となり、チャンバー内に大量の液体を導入することができず、その結果、大量の液体を噴射することができない。また、その短辺の長さが０．５ｍｍより大きいと、アクチュエータの作動によるチャンバーの容積変化に基づく圧力変動を大きくできず、液体の微粒子化が困難になる恐れがある。
（３）前記液体導入通路部の中空空間の断面形状である長方形状の長辺の長さに対する同短辺の長さの比（＝短辺／長辺）が０．５よりも大きいと、同断面形状が正方形に近づくので同液体導入通路部の流路抵抗が不足する。このため、アクチュエータの作動によるチャンバーの容積変化に基づく圧力変動を大きくできず、液体の微粒子化が困難になる恐れがある。
また、前記液体導入通路部の中空空間は平面視において長方形状をなすとともに同長方形の対向する一対の辺は前記液体の通流方向と平行であり、前記複数の液体噴射用ノズルは同平面視において前記液体の通流方向と平行である一対の辺を仮想的に延長した領域の内側に配設されてなることが好適である。即ち、液体導入通路部の中空空間は平面視において略長方形であって、その略長方形を構成する一対の対向する辺により液体の通流方向が規定される。また、平面視において、複数の液体噴射用ノズルは、前記一対の辺（液体の通流方向を決め同通流方向と平行な一対の辺）を仮想的に延長した直線で規定される領域の内側に配設される。
これによれば、液体が各液体噴射用ノズルに対してほぼ同じ圧力を有しながら到達することができ、各液体噴射用ノズル内における流速が互いに略等しくなる。従って、各液体噴射用ノズルからの液体噴射速度が互いに略同一となるから、各液体噴射用ノズルから噴射される液滴の粒径を略均一にすることが可能となる。
この場合、前記液体導入通路部は前記薄板状の中空空間を複数備え、同複数の中空空間は同中空空間の板面が互いに平行となるように且つ同中空空間の板面と直交する方向において多層的に配置されてなることが好適である。また、前記液体導入通路部の複数の中空空間のうちの少なくとも二つの中空空間は互いに前記スリットの幅が異なっていてもよい。
これによれば、高い流路低抗を示しながら、より大量の液体を通過させることが可能な液体導入通路部を単純な構成で提供することができる。また、チャンバー内の気泡が滞留し易い部分に液体の流れを形成することが可能となるので、気泡の排出が促進される。この結果、液体の噴射を安定した状態で行うことが可能となる。
また、上記液体噴射装置は、前記複数の液体噴射用ノズルが、前記チャンバーを構成する一つの壁に形成され且つ正面視において細長の略長方形のスリットであって、同スリットの短辺の長さ（スリットの幅）が長辺に沿う所定間隔毎に小さくされることにより、同所定間隔を一辺とする長方形であって角部が円弧状に形成された長方形が同一辺に沿う方向に隙間なく連続的に形成された形状を有することが好適である。
これによれば、例えば、糸くず状の長い異物が液体中に存在している場合であっても、このような異物を排出することが可能となるので、液体噴射孔の目詰まりを回避することができる。
また、前記液体噴射装置は、前記チャンバーと前記液体導入通路部とからなる組を複数組備えてなることが好適である。
これによれば、より大量の液体を噴射することが可能となる。また、チャンバーと前記液体導入通路部とからなる組を一組だけ有する場合と同量の液体を噴射する場合、液体導入通路部を複数に分割することができるので、同液体導入通路部の機械的強度を向上することが可能となる。
また、前記液体噴射装置は、前記チャンバーが金属の薄板を壁面の一部に備えるとともに同薄板上に前記アクチュエータが固定され、同金属の薄板は前記液体導入通路部の中空空間の一部を画定してなることが好適である。
これによれば、アクチュエータの作動により、チャンバーの壁のみでなく、液体導入通路部の中空空間を構成する壁も変形させることができ、従って、同中空空間の通路断面積を変化させることができる。従って、設計により、チャンバーの容積が減少するとき（チャンバー内の液体が加圧されるとき）、液体導入通路部の通路断面積を増大せしめることができる。このようにすると、チャンバーによる一回の加圧に対し、同加圧に遅れたタイミングにて液体導入通路部でも液体が加圧される。即ち、チャンバーによる一回の加圧動作に対し、同チャンバーの加圧動作と前記液体導入通路部での加圧動作が発生し、液体に二回の圧力変動を与えることができる。この結果、噴射される液体の粒径をより小さくすることができる。
一方、他の設計により、アクチュエータによるチャンバーでの加圧動作と同期して液体導入通路部とチャンバーの接続部の開口面積を小さくなるようにすると、チャンバー内の圧力増加分を大きくできる。従って、アクチュエータによるチャンバーの変形量が小さくても液体の微粒子化が達成できることになるので、アクチュエータに付与する電力量を低減することが可能となる。
前記液体噴射装置は、液体を加圧する加圧手段と、前記加圧手段及び前記液体導入通路部に接続された液体通路と同液体通路を開閉する開閉弁とを備えてなり同液体通路が同開閉弁により開放されたとき同加圧手段から供給される加圧された液体を同液体通路を介して前記液体導入通路部に対して供給する吐出弁と、を更に具備することが好適である。
これによれば、加圧手段で加圧された液体は、吐出弁の液体通路が同吐出弁の開閉弁によって開放されたとき、同吐出弁の液体通路を介して液体導入通路部へ吐出される。その液体は、更に、液体導入通路部を介してチャンバーに供給され、チャンバーの液体噴射用ノズルを介して噴射される。従って、液体の噴射に必要な圧力は加圧手段により発生されることから、適用する機械の運転条件等の変動などにより、液体噴射空間の環境（例えば、圧力や温度）が激しく変動しても、同液体を所望の微細な粒子として安定して噴射、供給することができる。
また、従来のキャブレター（気化器）は、液滴吐出空間である吸気管内の空間の空気流速に応じて燃料（液体）量が決定され、霧化の程度も同空気流速に依存して変化したが、上記本発明の液体噴射装置によれば、空気流速に拘らず良好な霧化状態を維持した燃料（液体）を必要量だけ吐出することができる。加えて、本発明による液体噴射装置によれば、従来の燃料噴射用インジェクタのノズル部にアシストエアを供給することで燃料の霧化を促進する装置のように、アシストエアを供給するためのコンプレッサを必ずしも必要としないので、装置を廉価なものとすることができる。
また、前記液体噴射用ノズルは、前記チャンバーを構成する一つの壁に形成された貫通孔であって、同貫通孔の形状が同貫通孔から噴射される液体の方向が同貫通孔の形成された同チャンバーの一つの壁の外面と直交する方向に対して傾斜した方向となるように形成されてなることも好適である。更に、前記複数の液体噴射用ノズルのうちの少なくとも二つは二つの壁にそれぞれ設けられた貫通孔であり、同二つの壁は互いに交差する二つの平面上に形成されてなることも好適である。
これらによれば、簡単な構成で、液体の噴射方向を所望の方向とすることができる。従って、例えば、噴霧を広範囲に分散することができるので、液体噴射用ノズル近傍で微粒子化した液滴が噴射空間中において再結合してしまうことを抑制することができる。
また、前記複数の液体噴射用ノズルは前記チャンバーの壁に設けられた複数の貫通孔であり、同貫通孔が設けられた同チャンバーの壁の外面上であって同複数の貫通孔のうちの少なくとも一つの貫通孔の周囲に、前記噴射される液体との濡れ性が相対的に良好な部分と同濡れ性が相対的に非良好な部分とがそれぞれ円弧状に形成されていてもよい。
液体は濡れ性が良好な部分に濡れるので、この濡れにより噴射方向が変更される。従って、液体の噴射方向を所望の方向とすることができる。
一方、前記複数の液体噴射用ノズルは、前記チャンバーを構成する一つの壁に形成され、且つ、同複数の液体噴射用ノズルから噴射された複数の液滴が同壁が形成する面から所定の距離を隔てるとともに同壁が形成する面と平行である仮想面に到達したとき、同仮想面内での同複数の液滴同士の相対位置が同壁が形成する面内での同複数の液体噴射用ノズル同士の相対位置と略同一であるように構成されるようにすると、液滴化された液体の再結合が防止でき好適である。
前記液体噴射用ノズルを、前記チャンバーを構成する一つの壁に形成された貫通孔であって、同貫通孔の径が同貫通孔を介して噴射される液体の方向に従い同心円状に小さくなるように形成することは、噴射された液滴の直進性を向上させることができ、その結果、液滴の再結合が抑制されるので、好ましい。この場合、前記貫通孔の最大となる直径と最小となる直径の差を、同貫通孔が形成された前記チャンバーを構成する一つの壁の厚みで除した値が０．００４以上４以下の値であることが好ましい。
また、前記液体噴射用ノズルは、前記チャンバーを構成する一つの壁に形成された貫通孔であって、同貫通孔の径が、同貫通孔を介して噴射される液体の方向に従い所定の大きさまで同心円状に小さくなり、その後所定の大きさの径となるように形成されることが好ましい。これによれば、貫通孔がストレート部分を持つことになるので、噴射された液滴の直進性を一層向上させることができ、その結果、液滴の再結合が一層抑制され得る。
更に、前記アクチュエータは圧電／電歪素子からなり、同圧電／電歪素子の周囲を樹脂により被覆されていることも好適である。
これによれば、高速で応答する圧電／電歪素子によりチャンバーの容積を高周波数で変更できるので、微粒子化される液体の径をより小さくできる。また、圧電／電歪素子が樹脂により被覆されているので、大気中の水分により圧電／電歪素子が劣化することを防止することができ、より耐久性の高い液体噴射装置が提供される。
また、本発明による液体噴射装置は、
複数の壁により画定されるとともに液体導入部に接続された空間を有するチャンバーと、
前記複数の壁のうちの一つの壁に配設されるとともに前記液体導入部を介して前記チャンバー内に導入された液体に対する圧力波の付与及び／又は同チャンバーの容積の減増を行う圧電／電歪素子と、
前記一つの壁に対向する前記複数の壁のうちの他の壁に設けられた複数の液体噴射用ノズルと、
を具備し、前記チャンバー内の液体を前記圧電／電歪素子の作動により微粒子化しながら前記液体噴射用ノズルを介して外部空間に噴射する液体噴射装置であって、
前記複数の液体噴射用ノズルは、前記他の壁からの距離が大きくなるにつれて、同複数の液体噴射用ノズルから略同時に噴射された液滴同士の距離が大きくなるように、その軸線方向が定められてなる液体噴射装置である。
本明細書において、圧電／電歪素子とは、通常の圧電体のみならず電歪体を含む概念である。
これによれば、液体は液体導入部を介してチャンバーに導入される。チャンバーに導入された液体には、圧電／電歪素子の作動により圧力波が付与される。或いは、チャンバーに導入された液体は、圧電／電歪素子の作動によるチャンバーの容積の減増に伴って加圧される。その結果、液体は、複数の液体噴射用ノズルから噴射される際に微粒子化される。
複数の液体噴射用ノズルは、同複数の液体噴射用ノズルが形成された壁からの距離が大きくなるにつれて、同複数の液体噴射用ノズルから略同時に噴射された液滴同士の距離が大きくなるように、その軸線方向が定められている。従って、液滴の飛行に伴って液滴間の距離が大きくなるので、隣接又は近接する液滴同士が空間中で結合してしまう頻度を低減することができる。その結果、粒径が微細で且つ均一な多数の液滴を噴射することができる。
このような液体噴射装置の一態様において、前記他の壁は薄い平板であり、前記液体噴射用ノズルは前記他の壁に形成された貫通孔であり、前記複数の液体噴射用ノズルのうちの少なくとも一部の液体噴射用ノズルは、その軸線が前記他の壁の板面の法線に対して傾斜している。
また、このような液体噴射装置の他の態様において、前記他の壁は薄板であって前記圧電／電歪素子の重心部に対向する位置周辺が前記外部空間に向けて突出する曲面形状を有し、前記液体噴射用ノズルは、その軸線が前記他の壁の板面の法線方向に略一致するように同他の壁に形成された貫通孔である。
本発明による液体噴射装置の一つの製造方法は、
液体噴射用ノズルとしての貫通孔が複数形成された平板からなる貫通孔形成壁を含む複数の壁により構成されるチャンバーと、
前記複数の壁のうちの一つであって前記貫通孔形成壁以外の壁に配設されるとともに前記チャンバー内の液体に対する圧力波の付与及び／又は同チャンバーの容積の減増を行うことにより、同チャンバー内の液体を微粒子化しながら前記貫通孔を介して外部空間に噴射するための圧電／電歪素子と、
を具備し、
前記複数の貫通孔は、前記貫通孔形成壁からの距離が大きくなるにつれて同複数の貫通孔から略同時に噴射された液滴同士の距離が大きくなるように、その軸線方向が同貫通孔形成壁の板面の法線に対して傾斜せしめられてなる液体噴射装置の製造方法であって、
水平面に対して所定の角度で入射する一定の方向に軸線を有する孔を加工対象物に対して形成することができる加工装置を用い、前記貫通孔形成壁となる平板の板面の法線が前記一定の方向と異なる方向となるように同平板を傾斜させながら同平板に前記複数の貫通孔のうちの一部の貫通孔を形成する工程を含む液体噴射装置の製造方法である。
これによれば、例えば、レーザー加工により孔を形成する装置、電子ビームにより孔を形成する加工装置、ドリル加工により孔を形成する装置及び放電加工により孔を形成する装置等のように、水平面に対して所定の角度で入射する一定の方向（固定された方向であって、例えば、鉛直上下方向）に軸線を有する孔を形成することができる加工装置を用いて、前記貫通孔が前記貫通孔形成壁となる平板に形成される。
このとき、平板の板面の法線が前記一定の方向と異なる方向となるように同平板を傾斜させ、前記貫通孔のうちの一部の貫通孔を形成する。このように平板を傾斜させるには、上部に設置・固定した加工対象物の角度を変更できるステージ等を利用することができる。この結果、貫通孔形成壁からの距離が大きくなるにつれて同複数の貫通孔から略同時に噴射された液滴同士の距離が大きくなるように、その軸線方向が同貫通孔形成壁の板面の法線に対して傾斜せしめられてなる貫通孔を有する貫通孔形成壁を備えた液体噴射装置を容易に製造することができる。
本発明による液体噴射装置の他の製造方法は、
液体噴射用ノズルとしての貫通孔が複数形成された平板からなる貫通孔形成壁を含む複数の壁により構成されるチャンバーと、
前記複数の壁のうちの一つであって前記貫通孔形成壁以外の壁に配設されるとともに前記チャンバー内の液体に対する圧力波の付与及び／又は同チャンバーの容積の減増を行うことにより、同チャンバー内の液体を微粒子化しながら前記貫通孔を介して外部空間に噴射するための圧電／電歪素子と、
を具備し、
前記複数の貫通孔は、前記貫通孔形成壁からの距離が大きくなるにつれて同複数の貫通孔から略同時に噴射された液滴同士の距離が大きくなるように、その軸線方向が同貫通孔形成壁の板面の法線に対して傾斜せしめられてなる液体噴射装置の製造方法であって、
断面形状が略円弧状となるように板体を曲げ加工する工程と、
前記曲げ加工された板体の略中央部における同板体のなす面の法線に平行な軸線を有する貫通孔を同板体に対して複数個形成する工程と、
前記貫通孔が形成された板体を平板状に加工して前記貫通孔形成壁を得る工程と、
を含む液体噴射装置の製造方法である。
この方法によれば、予め断面形状が略円弧状となるように曲げ加工された板体に、複数の貫通孔が形成される。その貫通孔のそれぞれは、前記曲げ加工された板体の略中央部での同板体のなす面の法線に平行な軸線を有する。その後、貫通孔が形成された板体は、平板状に加工される。これにより、貫通孔形成壁からの距離が大きくなるにつれて複数の貫通孔から略同時に噴射された液滴同士の距離が大きくなるように、その軸線方向が同貫通孔形成壁の板面の法線に対して傾斜せしめられてなる貫通孔を有する貫通孔形成壁を備えた液体噴射装置が容易に製造される。
本発明による液体噴射装置の他の製造方法は、
第１の肉厚を有する壁により形成される第１貫通窓を有する第１枠体、液体噴射用ノズルとしての貫通孔が複数形成された平板からなり同第１貫通窓の下面を閉じるように配設される貫通孔形成壁及び同第１貫通窓の上面を閉じるように配設される貫通孔対向壁から構成されるチャンバーと、
前記貫通孔対向壁に配設されるとともに前記チャンバー内の液体に対する圧力波の付与及び／又は同チャンバーの容積の減増を行うことにより、同チャンバー内の液体を微粒子化しながら前記貫通孔を介して外部空間に噴射するための圧電／電歪素子と、
を具備し、
前記複数の貫通孔は、前記貫通孔形成壁からの距離が大きくなるにつれて同複数の貫通孔から略同時に噴射された液滴同士の距離が大きくなるように構成された液体噴射装置の製造方法であって、
前記貫通孔形成壁となる平板のなす平面の法線に平行な軸線を有する貫通孔を同平板に対して複数個形成する工程と、
前記貫通孔が形成された平板を、前記第１枠体の下面と、第２の肉厚を有する壁により形成され且つ前記第１貫通窓よりも大きく前記第１枠体の外周部よりも小さい第２貫通窓を有する第２枠体の上面と、の間に、平面視において前記第１貫通窓が前記第２貫通窓の内側となるように挟持し、同平板の上面及び同第１枠体の壁の下面並びに同平板の下面及び同第２枠体の壁の上面を、高温下で圧力を加えることによりそれぞれ拡散接合する工程と、
を含む液体噴射装置の製造方法である。
これによれば、先ず、平板に複数の貫通孔が形成される。
次に、この製造方法においては、第１貫通窓を有する第１枠体と、第２貫通窓を有する第２枠体とが使用される。第２貫通窓は、前記第１貫通窓よりも大きく前記第１枠体の外周部よりも小さい。
そして、前記貫通孔が形成された平板は、第１枠体の下面と、第２枠体の上面との間に、平面視（第１貫通窓及び第２貫通窓の窓面に対して直交する方向からみた場合）において、前記第１貫通窓が前記第２貫通窓の内側となるように挟持される。その後、平板の上面及び第１枠体の壁の下面並びに平板の下面及び第２枠体の壁の上面が、高温下で圧力を加えることによりそれぞれ拡散接合される。
この拡散接合時において、第１枠体の壁の底面外周部は、平板を介して第２枠体の壁の上面により支持される。これに対し、第１枠体の壁の底面内周部は、第１貫通窓が第２貫通窓よりも小さいことから、第２枠体の壁の上面により支持されない。これにより、平板は第２貫通窓内に膨出するように湾曲する。この結果、平板に形成されていた互いに平行な貫通孔は、前記貫通孔形成壁からの距離が大きくなるにつれて同複数の貫通孔から略同時に噴射された液滴同士の距離が大きくなるように容易に方向付けされる。
本発明による液体噴射装置の他の製造方法は、
第１の肉厚を有する壁により形成される第１貫通窓を有する第１枠体、液体噴射用ノズルとしての貫通孔が複数形成された平板からなり同第１貫通窓の下面を閉じるように配設される貫通孔形成壁及び同第１貫通窓の上面を閉じるように配設される貫通孔対向壁から構成されるチャンバーと、
前記貫通孔対向壁に配設されるとともに前記チャンバー内の液体に対する圧力波の付与及び／又は同チャンバーの容積の減増を行うことにより、同チャンバー内の液体を微粒子化しながら前記貫通孔を介して外部空間に噴射するための圧電／電歪素子と、
を具備し、
前記複数の貫通孔は、前記貫通孔形成壁からの距離が大きくなるにつれて同複数の貫通孔から略同時に噴射された液滴同士の距離が大きくなるように構成された液体噴射装置の製造方法であって、
前記貫通孔形成壁となる平板のなす平面の法線に平行な軸線を有する貫通孔を同平板に対して複数個形成する工程と、
前記貫通孔が形成された平板を、前記第１枠体の下面と、第２の肉厚を有する壁により形成され且つ前記第１貫通窓よりも大きく前記第１枠体の外周部よりも小さい第２貫通窓を有する第２枠体の上面と、の間に、平面視において前記第１貫通窓が前記第２貫通窓の内側となるように挟持し、同第１枠体の上方及び同第２枠体の下方から同平板に対し高圧力を加えるプレス工程と、
を含む液体噴射装置の製造方法である。
これによれば、先ず、平板に複数の貫通孔が形成される。
次に、この製造方法においては、第１貫通窓を有する第１枠体と、第２貫通窓を有する第２枠体とが使用される。第２貫通窓は、前記第１貫通窓よりも大きく前記第１枠体の外周部よりも小さい。
そして、前記貫通孔が形成された平板は、第１枠体の下面と、第２枠体の上面との間に、平面視（第１貫通窓及び第２貫通窓の窓面に対して直交する方向からみた場合）において、前記第１貫通窓が前記第２貫通窓の内側となるように挟持される。その後、プレス工程において、平板に第１枠体の上方及び同第２枠体の下方から高圧力が加えられる。
このプレス工程において、第１枠体の壁の底面外周部は、平板を介して第２枠体の壁の上面により支持される。これに対し、第１枠体の壁の底面内周部は、第１貫通窓が第２貫通窓よりも小さいことから、第２枠体の壁の上面により支持されない。これにより、平板は第２貫通窓内に膨出するように湾曲する。この結果、平板に形成されていた互いに平行な貫通孔は、前記貫通孔形成壁からの距離が大きくなるにつれて同複数の貫通孔から略同時に噴射された液滴同士の距離が大きくなるように容易に方向付けされる。
なお、第１枠体の壁の下面及び平板の上面並びに平板の下面及び第２枠体の上面の接合は、上述したプレス工程の前であっても或いは後であってもよい。
本発明による液体噴射装置の他の製造方法は、
第１の肉厚を有する壁により形成される第１貫通窓を有する第１枠体、液体噴射用ノズルとしての貫通孔が複数形成された平板からなり同第１貫通窓の下面を閉じるように配設される貫通孔形成壁及び同第１貫通窓の上面を閉じるように配設される貫通孔対向壁から構成されるチャンバーと、
前記貫通孔対向壁に配設されるとともに前記チャンバー内の液体に対する圧力波の付与及び／又は同チャンバーの容積の減増を行うことにより、同チャンバー内の液体を微粒子化しながら前記貫通孔を介して外部空間に噴射するための圧電／電歪素子と、
を具備し、
前記複数の貫通孔は、前記貫通孔形成壁からの距離が大きくなるにつれて同複数の貫通孔から略同時に噴射された液滴同士の距離が大きくなるように構成された液体噴射装置の製造方法であって、
前記貫通孔形成壁となる平板のなす平面の法線に平行な軸線を有する貫通孔を同平板に対して複数個形成する工程と、
前記貫通孔が形成された平板の上面と前記第１枠体の壁の下面とを接着又は接合する工程と、
前記貫通孔が形成された平板の下面を、平面視において第１貫通窓よりも小さい窓を形成するようにマスキングする工程と、
前記平板の下面をショットピーニング加工する工程と、
を含む液体噴射装置の製造方法である。
これによれば、前記貫通孔形成壁となる平板に、複数の貫通孔が形成される。この複数の各貫通孔の軸線は、前記平板のなす平面の法線に平行である。次に、前記貫通孔が形成された平板の上面と前記第１枠体の壁の下面とが接着又は接合される。第１枠体は第１貫通窓を備えている。続いて、その平板の下面を、平面視において第１貫通窓よりも小さい窓を形成するようにマスキングし、その状態にある平板の下面をショットピーニング加工する。
このショットピーニング加工により、平板の下面に大きな圧縮残留応力が生じ、同平板の上面には残留引張応力が生じる。従って、平板はマスクにより形成された窓内に膨出するように湾曲する。この結果、平板に形成されていた互いに平行な貫通孔は、前記貫通孔形成壁からの距離が大きくなるにつれて同複数の貫通孔から略同時に噴射された液滴同士の距離が大きくなるように容易に方向付けされる。
加えて、本発明による液体噴射装置であって、前記チャンバー内において、前記液体導入通路部を介して同チャンバーに導入される液体の流れ方向に進むほど、前記液体噴射用ノズルの密度を大きくすることが好適である。
チャンバーに設けられた液体噴射用ノズルのうち、液体がチャンバーに導入される箇所（液体導入部分）から遠い位置に形成されている液体噴射用ノズルから噴射される液体は、噴射後にチャンバーの下面に対する垂直方向成分のみではなく、チャンバーの中央方向に向う成分をもって飛行する。これは、液体導入部分から遠い位置ほどチャンバーの側壁（壁面）に近くなるので、液体の圧力が増大し、液圧勾配が大きくなるためであると推察される。即ち、液体導入部分から遠い位置にある一つの液体噴射用ノズルに着目すると、この一つの液体噴射用ノズルから噴射される液滴に対し、同液体導入部分から遠い位置側（即ち、側壁側）で相対的に高い圧力が加わり、液体導入部分に近い位置側（即ち、側壁と反対側）で相対的に低い圧力が加わる。従って、この一つの液体噴射ノズルから噴射される液滴には、チャンバーの下面に垂直な方向の圧力が均等に加わらないから、液滴の飛行方向がチャンバーの中央方向に向う成分を有してしまうと推定される。
これに対し、上記のように、チャンバーに導入される液体の流れ方向に進むほど、前記液体噴射用ノズルの密度を大きくすれば、上述した液圧勾配を小さくすることができるので、液体導入部分から遠い位置にある液体噴射用ノズルから噴射される液体をもチャンバーの下面に垂直な方向に噴射することが可能となる。この結果、粒径が均一な液滴を噴射することができる。
また、前記チャンバー内において、前記液体導入通路部を介して同チャンバーに導入される液体の流れ方向に直交する方向に進むほど、前記液体噴射用ノズルの密度を大きくすることも好適である。
これによれば、チャンバー内の液体の流れ方向に直交する方向にある同チャンバーの端部（側壁）近傍においても発生する上述した液圧勾配を小さくできるので、かかる部位に配置されている液体噴射用ノズルから噴射される液滴をも、チャンバーの下面に垂直な方向に噴射することが可能となる。この結果、粒径が均一な液滴を噴射することができる。
また、本発明による液体噴射装置であって、前記チャンバー内において、前記液体導入通路部を介して同チャンバーに導入される液体の流れ方向に進むほど、前記液体噴射用ノズルの通路面積を大きくすることも好適である。更に、本発明による液体噴射装置であって、前記チャンバー内において、前記液体導入通路部を介して同チャンバーに導入される液体の流れ方向に直交する方向に進むほど、前記液体噴射用ノズルの通路面積を大きくすることも好適である。このとき、前記液体噴射用ノズルの通路の断面形状は円形又は楕円形であってよい。
これらによれば、液体導入部分から遠い位置にある液体噴射用ノズルから噴射される液体の粒径を大きくできるので、この液滴は噴射後に直進する傾向が強くなる。また、上述したチャンバーの側壁近傍での液圧勾配を小さくすることができる。従って、この液滴は、チャンバーの下面に垂直な方向に飛行する。この結果、粒径が均一な液滴を噴射することができる。
また、前記チャンバーは直方体形状をなし、前記液体導入通路部は外部から液体が供給される液体導入口と接続されるとともに、同液体導入口から前記チャンバーの一対の対向する面のそれぞれに対向する部分に伸び、同チャンバーの一対の対向する面から同チャンバー内に前記液体を導入するように構成されることも好適である。
略直方体のチャンバーの一つの面から液体を導入する場合には、その液体導入部から最も遠くなる同チャンバーの一つの面の近傍に形成された液体噴射用ノズル及び同液体導入部からの液体の流れに直交する方向に位置するチャンバーの一対の面の近傍に形成された液体噴射用ノズルから噴射される液滴の噴射方向が、チャンバーの下面に対して垂直にならないことがあった。
これに対し、上記構成によれば、液体導入部と対向する面が存在しなくなるから、チャンバーの下面に対して垂直に液滴を噴射できない液体噴射用ノズルの数（又は、全体のノズル数に対するこのようなノズル数の比）を減らすことができる。その結果、殆どの液滴をチャンバーの下面と垂直な方向に噴射できるので、粒径が微細で均一な液滴を多く噴射することができる。
この場合においても、前記チャンバー内において、前記液体導入通路部を介して同チャンバーに導入される液体の流れ方向に直交する方向に進むほど、前記液体噴射用ノズルの密度を大きくすることが好適である。また、前記チャンバー内において、前記液体導入通路部を介して同チャンバーに導入される液体の流れ方向に直交する方向に進むほど、前記液体噴射用ノズルの通路面積を大きくすることも好適である。このとき、液体噴射用ノズルの通路の断面形状は円形又は楕円形等であってよい。
これによれば、チャンバー内の液体の流れ方向に直交する方向にある同チャンバーの端部（側壁）近傍においても発生する上述した液圧勾配を小さくできるので、同端部近傍の液体噴射用ノズルから噴射される液体の噴射方向を同チャンバーの下面の垂直方向に一致させることが可能となる。
更に、前記チャンバーは直方体形状をなし、前記液体導入通路部は外部から液体が供給される液体導入口と接続されるとともに、平面視で同液体導入口から前記チャンバーを取り囲むように伸び、同チャンバーの四方から同チャンバー内に前記液体を導入するように構成されることも好適である
これによれば、チャンバーの下面と垂直に噴射できない液体噴射用ノズルをなくすことができるので、粒径が微細で均一な液滴を多く噴射することができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、内燃機関に適用した本発明の第１実施形態に係る液体噴射装置の概略を示した図である。
図２は、図１に示した電磁開閉式吐出弁の正面図である。
図３は、図１に示した液体噴射装置の平面図である。
図４は、図３の１−１線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図及び図２に示した電磁開閉式吐出弁の拡大正面図である。
図５は、図３の２−２線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図６は、図５に示した液体噴射装置の断面図の一部を拡大した図である。
図７は、図１に示した液体噴射装置から噴射される液体の状態を示した図である。
図８は、図３に示した液体噴射装置の第１の製造方法を説明するための図である。
図９は、図３に示した液体噴射装置の第２の製造方法を説明するための図である。
図１０は、本発明の第２実施形態に係る液体噴射装置の平面図である。
図１１は、図１０の５−５線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図１２は、図１０の６−６線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図１３は、本発明の第３実施形態に係る液体噴射装置の平面図である。
図１４は、図１３の７−７線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図１５は、図１３の８−８線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図１６は、本発明の第４実施形態に係る液体噴射装置の平面図である。
図１７は、図１６の９−９線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図１８は、図１６の１０−１０線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図１９は、本発明の第５実施形態に係る液体噴射装置の平面図である。
図２０は、図１９の１１−１１線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図２１は、図１９の１２−１２線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図２２は、本発明の第６実施形態に係る液体噴射装置の平面図である。
図２３は、図２２の１３−１３線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図２４は、図２２の１４−１４線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図２５は、本発明の第７実施形態に係る液体噴射装置の平面図である。
図２６は、図２５の１５−１５線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図２７は、図２５の１６−１６線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図２８は、本発明の第８実施形態に係る液体噴射装置をＹ−Ｚ平面に沿った平面にて切断した断面図である。
図２９は、本発明の各実施形態の液体噴射孔の第１変形例を示した図である。
図３０は、本発明の各実施形態の液体噴射孔の第２変形例を示した図である。
図３１は、本発明の各実施形態の液体噴射孔の第３変形例を示した図である。
図３２は、本発明の各実施形態の液体噴射孔の第４変形例を示した図である。
図３３は、本発明の各実施形態の液体噴射孔の第５変形例を示した図である。
図３４は、本発明の各実施形態の液体噴射孔の第６変形例を示した図である。
図３５は、本発明による液体噴射装置の他の変形例の断面図である。
図３６は、図５と同等の液体噴射装置の概略断面図である。
図３７は、本発明による液体噴射装置の更に他の変形例の断面図である。
図３８は、図３７に示した液体噴射装置の第１の製造方法を示した工程図である。
図３９は、図３７に示した液体噴射装置の第１の製造方法の一工程を説明するための概略図である。
図４０は、図３７に示した液体噴射装置の第２の製造方法の一工程を説明するための概略図である。
図４１は、図３７に示した液体噴射装置の第３の製造方法の一工程を説明するための概略図である。
図４２は、図３７に示した液体噴射装置についての実験結果を示したグラフである。
図４３は、図３７に示した液体噴射装置についての実験結果を示したグラフである。
図４４は、図３７に示した液体噴射装置についての実験結果を示したグラフである。
図４５は、比較例をＹ−Ｚ平面に沿った平面にて切断した断面図である。
図４６は、図３７に示した液体噴射装置をＹ−Ｚ平面に沿った平面にて切断した断面図である。
図４７は、本発明の他の実施形態に係る液体噴射装置をＸ−Ｚ平面に沿った平面にて切断した断面図である。
図４８は、本発明の他の実施形態に係る液体噴射装置のＹ−Ｚ平面に沿った平面にて切断した断面図である。
図４９は、図４７及び図４８に示した液体噴射装置の第１及び第２の製造方法を示した工程図である。
図５０は、図４７及び図４８に示した液体噴射装置の第３の製造方法を示した工程図である。
図５１は、本発明による液体噴射装置の他の変形例の平面図である。
図５２は、図５１のＢ１−Ｂ１線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図５３は、図５１のＢ２−Ｂ２線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図５４は、本発明の他の実施形態に係る液体噴射装置の平面図である。
図５５は、図５４のＢ３−Ｂ３線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図５６は、図５４のＢ４−Ｂ４線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図５７は、液体噴射装置の下壁の変形例の平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の一部拡大図である。
図５８は、本発明の他の実施形態に係る液体噴射装置の平面図である。
図５９は、図５８の２５−２５線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図６０は、図５８の２６−２６線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図６１は、本発明の他の実施形態に係る液体噴射装置の平面図である。
図６２は、図６１の２７−２７線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図６３は、図６１の２８−２８線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図６４は、本発明の他の実施形態に係る液体噴射装置の平面図である。
図６５は、図６４の２９−２９線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図６６は、図６４の３０−３０線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図６７は、本発明の他の実施形態に係る液体噴射装置の平面図である。
図６８は、図６７の３１−３１線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図６９は、図６７の３２−３２線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図７０は、本発明の他の実施形態に係る液体噴射装置の平面図である。
図７１は、図７０の３３−３３線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図７２は、図７０の３４−３４線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図７３は、本発明の他の実施形態に係る液体噴射装置の平面図である。
図７４は、図７３の３５Ａ−３５Ａ線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図７５は、図７３の３５Ｂ−３５Ｂ線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図７６は、本発明の他の実施形態に係る液体噴射装置の平面図である。
図７７は、図７６の３６−３６線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図７８は、図７６の３７−３７線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図７９は、本発明の他の実施形態に係る液体噴射装置の平面図である。
図８０は、図７９の３８−３８線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図８１は、図７９の３９−３９線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図８２は、図６７に示した液体噴射装置の製造方法を示した工程図である。
図８３は、図６７に示した液体噴射装置の製造途中の様子を示した図であり、図８３の（Ａ）は同製造途中にある液体噴射装置の平面図、図８３の（Ｂ）は同製造途中にある液体噴射装置の断面図である。
図８４は、本発明の他の実施形態に係る液体噴射装置の平面図である。
図８５は、図８４の４０−４０線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図８６は、図８４の４１−４１線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図８７は、図８４に示した液体噴射装置の製造方法を示した工程図である。
図８８は、図８４に示した液体噴射装置の製造途中の様子を示した図であり、図８８の（Ａ）は同製造途中にある液体噴射装置の平面図、図８８の（Ｂ）は同製造途中にある液体噴射装置の断面図である。
図８９は、従来の液体噴射装置の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明による液体噴射装置（液体噴霧装置、液体供給装置、液滴吐出装置）の各実施形態について図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る液体噴射装置１０は、図１の概略構成図に示したように、例えば、微粒子化された液体（燃料）を必要とする機械装置としての内燃機関に対する電子式燃料噴射制御装置（電子式液体噴射制御装置）として使用される。
電子式燃料噴射制御装置は、内燃機関の吸気管（又は吸気ポート）３０等により形成される燃料噴射空間（液体噴射空間）３１に、内燃機関の吸気弁３２の背面に向けて、微粒子化された液体（液体燃料、例えばガソリン、以下、単に「燃料」と云うこともある。）を噴射するようになっている。電子式燃料噴射制御装置は、アクチュエータとして機能する圧電／電歪素子を備えた液体噴射装置１０、加圧手段としての加圧ポンプ（燃料ポンプ）２１、燃料供給管（液体供給管、燃料配管）２２、プレッシャレギュレータ２３、電磁開閉式吐出弁（吐出弁、開閉弁）２４、燃料タンク（液体貯蔵タンク）２５、及び電気制御装置４０を含んでいる。加圧ポンプ２１及びプレッシャレギュレータ２３は燃料供給管２２に介装されている。
加圧ポンプ２１は、燃料供給管２２を介して燃料タンク２５の底部に連通された導入部２１ａと、同燃料供給管２２を介してプレッシャレギュレータ２３に接続された吐出部２１ｂとを備えている。加圧ポンプ２１は、燃料タンク２５内の燃料を導入部２１ａから導入して加圧するとともに、同加圧した燃料を吐出部２１ｂから吐出するようになっている。加圧ポンプ２１は、仮に液体噴射装置１０の圧電／電歪素子が作動されていない場合であっても、燃料がプレッシャレギュレータ２３と電磁開閉式吐出弁２４と液体噴射装置１０とを介して液体噴射空間３１に対し噴射され得る圧力（この圧力を「加圧ポンプ吐出圧」と云う。）以上にまで加圧するようになっている。
プレッシャレギュレータ２３は、図示しない配管により吸気管３０内の圧力が与えられている。プレッシャレギュレータ２３は、この吸気管３０内の圧力に基づいて加圧ポンプ２１により加圧された燃料の圧力を減圧（又は、調圧）するようになっている。この結果、プレッシャレギュレータ２３と電磁開閉式吐出弁２４との間の液体供給管２２内の燃料の圧力は、吸気管３０内の圧力よりも所定（一定）圧力だけ高い圧力（この圧力を「調整圧」と云う。）となるように調整される。従って、電磁開閉式吐出弁２４が所定時間だけ開弁されると、同所定時間に略比例した燃料量の燃料が吸気管３０内の圧力に拘らず同吸気管３０内に噴射される。
電磁開閉式吐出弁２４は、従来から内燃機関の電子式燃料噴射制御装置に広く採用されている周知のフューエルインジェクタ（電磁噴射弁）である。図２は、この電磁開閉式吐出弁２４の正面図であって、その先端側部位を同電磁開閉式吐出弁２４の中心線を含む平面にて切断した断面により示している。
電磁開閉式吐出弁２４は、液体供給管２２が接続されてプレッシャレギュレータ２３に連通した液体導入口２４ａと、同液体導入口２４ａに連通した液体通路２４ｂを形成する外筒部２４ｃと、電磁式開閉弁として作動する開閉弁（ニードル弁）２４ｄと、外筒部２４ｃの先端に形成されるとともに開閉弁２４ｄの先端により開閉される吐出孔２４ｅと、開閉弁２４ｄを駆動する図示しない電磁機構とを備えている。電磁開閉式吐出弁２４の液体通路２４ｂは吐出孔２４ｅを介して液体噴射装置１０に接続されている。これにより、電磁開閉式吐出弁２４は、液体通路２４ｂ（吐出孔２４ｅ）が開閉弁２４ｄにより開放されたとき、プレッシャレギュレータ２３を介して加圧ポンプ２１から供給される加圧された燃料を同液体通路２４ｂ及び吐出孔２４ｅを介して液体噴射装置１０に供給するようになっている。
液体噴射装置１０は、燃料噴射空間３１に噴射する液体（吸気弁３２の背面に向けて噴射する燃料）を微粒子化するために少なくともその壁面に圧電／電歪素子を形成したチャンバーと、その圧電／電歪素子が形成された壁と異なる壁に形成された液体噴射孔（液体噴射用ノズル）とを備えた噴射デバイスであり、図３〜図５に詳細に示されている。
液体噴射装置１０は、各辺が互いに直交するＸ，Ｙ及びＺ軸に対して平行に延びる略直方体形状を有している。液体噴射装置１０は、図４及び図５に示したように、順に積層された複数の金属の薄板（以下、「金属板」と云う。）１０ａ〜１０ｃと、金属板１０ｃの外側面（Ｚ軸正方向のＸ−Ｙ平面に沿った平面）に固着された圧電／電歪素子１１とからなっている。金属板１０ａ〜１０ｃの材質は、この例においてはステンレス（ＳＵＳ３０４又はＳＵＳ３１６）である。金属板１０ｃは極めて薄く、容易に変形及び復元する（変形可能な）ダイヤフラムを構成している。なお、後述する他の実施形態に係る金属板の材質も金属板１０ａ〜１０ｃと同様である。
液体噴射装置１０は、液体導入口１０−１と、液体供給通路１０−２と、チャンバー１０−３と、液体供給通路１０−２とチャンバー１０−３とを連通する液体導入通路部１０−４と、圧電／電歪素子１１とを備えている。
液体導入口１０−１は、金属板１０ｃに形成された円形の貫通穴である。液体導入口１０−１は、金属板１０ｃのＹ軸方向中央であってＸ軸負方向端部近傍に設けられている。液体導入口１０−１には、図４に示したように、電磁開閉式吐出弁２４の吐出孔２４ｅがスリーブ２５により液密に接続されている。
液体供給通路１０−２は、金属板１０ａの上面と、金属板１０ｂに設けられた貫通穴を形成する側壁面と、金属板１０ｃの下面とにより画定された空間である。液体供給通路１０−２の平面形状（Ｚ軸正方向から見た形状）は、図３に示したように、液体導入口１０−１の円弧と一致する頂部Ｐと、同頂部ＰからＸ軸正方向に所定距離だけ隔てた位置においてＹ軸に沿った底辺Ｔを有する略二等辺三角形である。底辺Ｔの長さはＷである。
チャンバー１０−３は、金属板１０ａの上面と、液体供給通路１０−２に対してＸ軸正方向に所定距離隔てた位置において金属板１０ｂに設けられた貫通穴を形成する側壁面と、金属板１０ｃの下面とにより画定された空間である。チャンバー１０−３の平面形状は、図３に示したように、Ｙ軸及びＸ軸にそれぞれ沿う長辺ＬＨ及び短辺ＳＨを有する略長方形である。長辺ＬＨの長さは、液体供給通路１０−２の底辺Ｔの長さＷより僅かだけ長くなっている。一対の短辺ＳＨの位置は、底辺Ｔの両端部よりＹ軸方向の外側（Ｙ軸正方向外側及びＹ軸負方向外側）に位置している。
チャンバー１０−３を構成している一つの壁（下壁）である金属板１０ａには、複数（この例では、全部で１５×８＝１２０個）の貫通孔が液体噴射孔（液体噴射用ノズル）１０−３ａとして形成されている。各液体噴射孔１０−３ａは、Ｚ軸方向に軸を有する底面の直径がｄである円筒状の空間である。従って、金属板１０ａの下面には、直径ｄの円形の噴射口が複数個形成されている。複数の液体噴射孔１０−３ａは正方格子状に配列されている。即ち、複数の液体噴射孔１０−３ａの各中心点は、一定の距離を隔てて配列された複数のＸ軸に平行な線と、同じ一定の距離を隔てて配列された複数のＹ軸に平行な線との交点に一致している。なお、本明細書においては、「液体噴射ノズル」は「流体のもつ圧力や熱のエネルギーを運動エネルギーに変換して流れを増速させる目的で、流れの方向に断面積を変化させた液体噴射用の流路」のみでなく、「液体噴射孔１０−３ａのようにチャンバー１０−３を構成する壁に設けられた中空円筒状の液体噴射用貫通孔（即ち、流れの方向に断面積を変化させていない流路）」をも含む用語として使用される。
液体導入通路部１０−４は、金属板１０ｂのＸ軸方向略中央部の上面及びこの上面のＹ軸方向両端部から立設した側壁面と、金属板１０ｃの下面とにより画定され、薄板状の中空空間（即ち、スリット）を構成する空間である。このスリットは、液体導入通路とも呼ばれる。図４の液体導入通路部１０−４を拡大した図６に示したように、金属板１０ｂのＸ軸方向略中央部の高さは、金属板１０ｂのＸ軸方向両端部の高さより僅かな距離ｔだけ低くなっている。
液体導入通路部１０−４のスリットの平面形状は、図３に示したように、Ｙ軸及びＸ軸にそれぞれ沿う長辺ＬＩと短辺ＳＩを有する略長方形である。長辺ＬＩは液体供給通路１０−２の底辺Ｔと同じ長さＷである。一方の長辺ＬＩは液体供給通路１０−２の底辺Ｔと一致している。従って、一対の短辺ＳＩの始点は、底辺Ｔの両端部と一致している。以上から明らかなように、液体導入通路部１０−４は、中空薄板状のスリットを含み、そのスリットをＹ−Ｚ平面に沿った平面にて切断した断面は長さｔの短辺及び長さＷの長辺を有する長方形状となっている。
このように、液体導入通路部１０−４のスリットは平面視において長方形状をなすとともに同長方形の対向する一対の辺（短辺ＳＩ，ＳＩ）は液体の通流方向（Ｘ軸方向）と平行であり、複数の液体噴射孔１０−３ａは同平面視において前記液体の通流方向と平行である一対の辺を仮想的に延長した直線ＩＭＬ１，ＩＭＬ２で規定される領域の内側（仮想線ＩＭＬ１のＹ軸正方向側であって、且つ、仮想線ＩＭＬ２のＹ軸負方向側）に配設されている。
従って、液体は各液体噴射孔１０−３ａに対してほぼ同じ圧力を有しながら到達することができ、各液体噴射孔１０−３ａ内における流速が互いに略等しくなる。この結果、各液体噴射孔１０−３ａからの液体噴射速度が互いに略同一となるから、各液体噴射孔１０−３ａから噴射される液滴の粒径を略均一にすることが可能となる。
アクチュエータとしての圧電／電歪素子１１は、平面視でチャンバー１０−３よりも僅かに小さく、同平面視でチャンバー１０−３の内側に配設されるように金属板１０ｃの上面に固着されている。圧電／電歪素子１１は、層状の圧電／電歪素子と層状の電極とを交互に多層にわたり積層することで形成された「横効果タイプの積層ピエゾアクチュエータ」である。圧電／電歪素子１１は、一対の櫛歯状電極１１ａ，１１ｂ間に所定の電位差が周期的に付与されると、同圧電／電歪素子１１の直下部において金属板１０ｃをＺ軸負方向に湾曲・変形させるようになっている。このように、チャンバー１０−３は、圧電／電歪素子１１の作動によりその上壁が変形され、その結果、チャンバー１０−３の容積が減少されるようになっている。チャンバー１０−３内の液体は、この容積減少により加圧される。
電気制御装置４０は、マイクロコンピュータを含む回路であり、図１に示したように、エンジン回転速度センサ４１、及び吸気管圧力センサ４２等のセンサと接続されている。電気制御装置４０は、これらのセンサからエンジン回転速度Ｎや吸気管圧力Ｐを入力して内燃機関に必要な燃料量及び噴射開始タイミングを決定するとともに、同決定した燃料量及び噴射開始タイミングに応じて電磁開閉式吐出弁２４の電磁機構に吐出弁駆動信号ＩＮＪを供給するようになっている。また、電気制御装置４０は、少なくとも吐出弁駆動信号ＩＮＪが供給及び供給停止されることによりチャンバー１０−３内の液体の圧力が上昇及び下降している期間、圧電／電歪素子１１の電極１１ａ及び１１ｂ間に駆動周波数ｆで０（Ｖ）とＶｍａｘ（Ｖ）との間を変化する圧電素子駆動電圧信号ＤＶを送出するようになっている。
なお、圧電素子駆動電圧信号ＤＶの駆動周波数ｆは、液体供給通路１０−２の構造、チャンバー１０−３の構造、液体噴射孔１０−３ａの形状及び個数、液体導入通路部１０−４の構造、圧電／電歪素子１１の金属板１０ｃの変形を発生させる部分の形状並びに液体（燃料）の種類等により決定される液体噴射装置１０の共振周波数（固有振動数）と等しい周波数（例えば、５０ｋＨｚ近傍の周波数）に設定されることが好適である。
以上の構成により、電磁開閉式吐出弁２４の吐出孔２４ｅから吐出された燃料は、液体導入口１０−１を介して液体供給通路１０−２に供給され、その後、液体導入通路部１０−４のスリットを介して（スリット内をＸ軸方向に通流して）チャンバー１０−３内に導入される。そして、チャンバー１０−３内に導入された液体は液体噴射孔１０−３ａ（液体噴射孔の噴射口）を介し吸気管３０内に押し出される（噴射される）。このとき、噴射される燃料には圧電／電歪素子１１の作動による振動エネルギー（周波数ｆの圧力変動）がチャンバー１０−３内において加えられている。従って、図７に示したように、噴射された燃料にくびれ部が発生し、同燃料はその先端部において同くびれ部からちぎれるように離脱する。この結果、均一で精細に微粒子化された燃料が吸気管３０の燃料噴射空間３１内に噴射される。なお、以下に述べる他の実施形態に係る液体噴射装置ついても、上述した液体噴射装置１０の作動と同様に作動する。
次に、上記液体噴射装置１０の製造方法について図８及び図９を参照して説明する。なお、図８において、左側に配置された図は各金属板又は接合後の金属体（接合体）の平面図であり、右側に配置された図は各図の左側の金属板又は接合体を３−３線に沿った平面で切断した断面図である。同様に、図９において、左側に配置された図は各金属板又は接合後の金属体の平面図であり、右側に配置された図は各図の左側の金属板又は接合後の金属体を４−４線に沿った平面で切断した断面図である。
（第１の製造方法）
第１の製造方法は以下のステップを備える。
ステップ１：図８の（１）に示したように、極めて薄い金属板に液体導入口１０−１と対応する貫通穴をパンチ加工により形成する。これにより、金属板１０ｃを得る。
ステップ２：図８の（２）に示したように、やや厚みのある金属板を準備し、その金属板に液体供給通路１０−２の側壁及びチャンバー１０−３の側壁を形成するための貫通穴ＰＨ１及び貫通穴ＰＨ２を金属エッチングにより形成する。また、液体導入通路部１０−４のスリットの下壁ＳＷとなる部分を、その金属板をハーフエッチングする（所定の深さｔの溝をエッチングにより得る）ことにより形成する。これにより、金属板１０ｂを得る。
ステップ３：図８の（３）に示したように、図８の（１）及び（２）に示した金属板の中間の厚みを有する金属板を準備し、その金属板に液体噴射孔１０−３ａとなる貫通孔を所定の位置にパンチ加工により形成する。これにより、金属板１０ａを得る。
ステップ４：このように形成した金属板１０ａ，１０ｂ及び１０ｃを順に積層し、それらを金属拡散接合（又は熱圧着）により互いに接合する。これにより、図８の（４）に示した接合体ＳＧを得る。
ステップ５：一方、圧電／電歪膜と電極膜を交互に積層し、圧電／電歪素子１１を形成しておく。そして、接合体ＳＧの金属板１０ｃ上に、圧電／電歪素子１１を接着により固定する。
以上により、液体噴射装置１０が作製される。なお、液体噴射孔１０−３ａ及び上記貫通穴ＰＨ１，ＰＨ２等の加工は、上述した加工法に限定されることはなく、例えば、レーザ加工による加工法も好適に使用され得る。
（第２の製造方法）
第２の製造方法は、第１の製造方法のステップ２と異なる方法で金属板１０ｂを得る点のみにおいて同第１の製造方法と異なっている。即ち、第２の製造方法においては、図９の（１）に示したように、厚さｔを有する金属板に、平面視で液体導入口１０−１、液体供給通路１０−２、チャンバー１０−３及び液体導入通路部１０−４の外郭（輪郭）線を外形とする貫通穴ＰＨ３をパンチ加工（その他の加工方法でもよい。）により形成する。これにより、金属板１０ｂ１を得る。
次に、厚さｔと同程度の厚さを有する金属板に、平面視で液体供給通路１０−２の外郭（輪郭）線を外形とする貫通穴ＰＨ４と、同じく平面視でチャンバー１０−３の外郭（輪郭）線を外形とする貫通穴ＰＨ５と、をパンチ加工により形成する。これにより、金属板１０ｂ２を得る。そして、図８の（３）に示した金属板１０ａの上に、複数の金属板１０ｂ２及び一枚の金属板１０ｂ１を順に積層し（図９の（４）に示した金属板１０ｂを参照。）、更に、図８の（１）に示した金属板１０ｃを積層し、それらを金属拡散接合（又は熱圧着）により互いに接合する。以上により、図８の（４）に示した接合体ＳＧを得る。圧電／電歪素子１１を固定するステップは、第１の製造方法と同じであるので説明を省略する。
ここで、液体噴射孔１０−３ａ及び液体導入通路部１０−４等の寸法について付言する。液体噴射孔１０−３ａの直径ｄ（円筒形底面及び上面の直径ｄ）は３乃至１００μｍである。直径ｄが３μｍより小さいと、液体中に含まれる異物により液体噴射孔１０−３ａが詰まり易くなるので、安定した噴射ができなくなるからである。また、直径ｄが１００μｍより大きいと、液体を微粒子化することが困難となるからである。
液体導入通路部１０−４のスリットの断面形状である長方形状の短辺の長さｔは０．００５乃至０．５ｍｍである。短辺の長さｔが０．００５ｍｍより小さいと液体導入通路部１０−４の呈する流路抵抗が過大となり、チャンバー１０−３内に大量の液体を導入することができず、その結果、大量の液体を噴射することができないからである。また、短辺の長さｔが０．５ｍｍより大きいと、圧電／電歪素子１１の作動によるチャンバー１０−３の容積変化に基づく圧力変動が、液体供給通路１０−２に伝達されてしまうので、チャンバー１０−３内における液体の圧力変動を大きくできず、その結果、液体の微粒子化が困難になる恐れがあるからである。
液体導入通路部１０−４のスリットの断面形状である長方形状の長辺の長さＷに対する同短辺の長さｔの比ｒａｔｉｏ（＝ｔ／Ｗ）は０．５以下である。比ｒａｔｉｏが０．５よりも大きいと、液体導入通路部１０−４のスリットの断面形状が正方形に近づくので同液体導入通路部１０−４の流路抵抗が不足し、圧電／電歪素子１１の作動によるチャンバー１０−３の容積変化に基づく圧力変動が、液体供給通路１０−２に伝達されてしまう。その結果、チャンバー１０−３内における液体の圧力変動を大きくできず、液体の微粒子化が困難になる恐れがあるからである。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る液体噴射装置５０について説明する。第２実施形態に係る液体噴射装置５０は、第１実施形態に係る液体噴射装置１０の液体導入通路部１０−４を液体導入通路部１０−５に置換した点のみにおいて同液体噴射装置１０と異なっている。従って、以下、係る相違点を中心として図１０〜図１２を参照しながら説明する。
液体導入通路部１０−５は、液体噴射装置１０の金属板１０ｂに代わる金属板１０ｄ及び金属板１０ｃのＸ軸方向略中央部に形成される部分である。金属板１０ｄは、金属板１０ｂの液体導入通路部１０−４を構成する箇所に複数の支持部（桟部）１０−５ａを備える点のみにおいて同金属板１０ｂと相違している。具体的に述べると、各支持部１０−５ａは、金属板１０ｄのＸ軸方向略中央部上面においてＸ軸方向に延びている。複数の支持部１０−５ａはＹ軸方向に沿う所定の距離毎に配置される。支持部１０−５ａの高さ（Ｚ軸方向長さ）は前述した距離ｔであり、Ｙ軸方向長さは距離ｔよりも僅かだけ長い距離となっている。
液体導入通路部１０−５は、この複数の支持部１０−５ａにより、液体噴射装置１０の液体導入通路部１０−４のスリットを分割することにより形成される複数（ここでは５個）の独立したスリットを液体導入通路として備えている。複数のスリットは互いに同一形状を備える。各スリットをＹ−Ｚ平面に沿った平面にて切断した断面はＺ軸方向及びＹ軸方向に短辺及び長辺をそれぞれ有する長方形状となっている。この長方形の短辺の長さは前述の距離ｔであり、長辺の長さはＷ１である。長辺の長さＷ１を５倍した値は前述した液体導入通路部１０−４のスリットの長辺の長さＷと実質的に等しい。
以上、説明したように、液体噴射装置５０の液体導入通路部１０−５は、液体導入通路部１０−４のスリットよりもＹ軸方向の幅が狭いスリット（即ち、Ｗ１＜Ｗ）を液体導入通路として複数備えている。従って、液体導入通路部１０−５の各スリットは、その剛性が液体導入通路１０−４のスリットよりも高いので、チャンバー１０−３に安定して大量の液体を導入することができる。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る液体噴射装置６０について説明する。第３実施形態に係る液体噴射装置６０は、第１実施形態に係る液体噴射装置１０の液体導入通路部１０−４を液体導入通路部１０−６に置換した点のみにおいて同液体噴射装置１０と異なっている。従って、以下、係る相違点を中心として図１３〜図１５を参照しながら説明する。
液体導入通路部１０−６は、液体導入通路部１０−４と同様に、液体噴射装置１０の金属板１０ｂに代わる金属板１０ｅのＸ軸方向略中央部の上面及び金属板１０ｃの下面とにより画定されるスリットを備えている。更に、液体導入通路部１０−６は、前述したスリットの下方において、金属板１０ｅに形成された複数（ここでは、２個）のスリットを備えている。
この複数のスリットのそれぞれは液体導入通路部１０−４のスリットと同じ形状を有している。即ち、各スリットをＹ−Ｚ平面に沿った平面にて切断した断面はＺ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ短辺及び長辺を有する長方形状となっている。この長方形の短辺及び長辺の長さはそれぞれ距離ｔ及び距離Ｗである。複数のスリットは互いに平行（液体導入通路部１０−６の複数の中空空間は同中空空間の板面（平面）が互いに平行）で、Ｚ軸方向（同中空空間の板面と直交する方向）に沿う所定の距離毎に多層的に形成されている。
以上、説明したように、液体噴射装置６０の液体導入通路部１０−６は、液体導入通路部１０−４のスリットと同等のスリットを複数備えている。従って、液体噴射装置６０は、より大量の液体をチャンバー１０−３に導入することができるので、より大量の液体を噴射することができる。また、液体噴射装置６０は、チャンバー１０−３及び液体供給通路１０−２内の気泡が滞留し易い部分（例えば、チャンバー１０−３又は液体供給通路１０−２と、液体導入通路部１０−６と、金属板１０ａとにより形成される角部で、図１４中に黒塗りの三角で示した部分）に液体の流れを形成することが可能となるので、気泡の排出が促進される。この結果、液体噴射装置６０は、チャンバー１０−３内において液体に圧力変動を適切に付与することができるので（気泡により圧力変動の付与を阻害され難いので）、液体の噴射を安定した状態で行うことが可能となる。
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る液体噴射装置７０について説明する。第４実施形態に係る液体噴射装置７０は、第３実施形態に係る液体噴射装置６０の液体導入通路部１０−６を液体導入通路部１０−７に置換した点のみにおいて同液体噴射装置６０と異なっている。従って、以下、係る相違点を中心として図１６〜図１８を参照しながら説明する。
液体導入通路部１０−７は、液体噴射装置６０の金属板１０ｅに代わる金属板１０ｆ及び金属板１０ｃのＸ軸方向略中央部に形成される部分である。金属板１０ｆは、金属板１０ｅの液体導入通路部１０−６を構成する箇所に複数の支持部（桟部）１０−７ａを備える点のみにおいて同金属板１０ｅと相違している。具体的に述べると、各支持部１０−７ａは、液体導入通路部１０−６が備える複数のスリットの各々においてＸ軸方向に延びている。複数の支持部１０−７ａはＹ軸方向に沿う所定の距離毎に配置される。支持部１０−７ａの高さ（Ｚ軸方向長さ）は各スリットの高さと同じ前述した距離ｔであり、Ｙ軸方向長さは距離ｔよりも僅かだけ長い距離となっている。
液体導入通路部１０−７は、この複数の支持部１０−７ａにより、液体噴射装置６０の液体導入通路部１０−６のスリットを分割してなる複数（ここでは１５個）の独立したスリットを液体導入通路として備えている。複数のスリットは互いに同一形状を備える。各スリットをＹ−Ｚ平面に沿った平面にて切断した断面はＺ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ短辺及び長辺を有する長方形状となっている。この長方形の短辺の長さは前述の距離ｔであり、長辺の長さはＷ１である。
以上、説明したように、液体噴射装置７０の液体導入通路部１０−７は、液体導入通路部１０−６のスリットよりもＹ軸方向の幅が狭いスリット（Ｗ１＜Ｗ）を液体導入通路として複数備えている。従って、液体導入通路部１０−７の各スリットは、その剛性が液体導入通路１０−６の各スリットよりも高いので、チャンバー１０−３に安定して大量の液体を導入することができる。また、液体噴射装置７０は、チャンバー１０−３及び液体供給通路１０−２内の気泡が滞留し易い部分（例えば、チャンバー１０−３又は液体供給通路１０−２と、液体導入通路部１０−７と、金属板１０ａとにより形成される角部で、図１７中に黒塗りの三角で示した部分）に液体の流れを形成することが可能となるので、気泡の排出が促進される。この結果、液体噴射装置７０は、液体の噴射を安定した状態で行うことが可能となる。
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に係る液体噴射装置８０について説明する。第５実施形態に係る液体噴射装置８０は、第１実施形態に係る液体噴射装置１０の圧電／電歪素子１１を含むアクチュエータをアクチュエータ１２に置換した点のみにおいて同液体噴射装置１０異なっている。従って、以下、係る相違点を中心として図１９〜図２１を参照しながら説明する。
アクチュエータ１２は、固定部１２ａと圧電／電歪素子部１２ｂとを備えている。固定部１２ａは、図２１に示したように、断面形状がコ字形の剛体である。固定部１２ａは、両端の下面にて金属板１０ｃの上面であってチャンバー１０−３のＹ軸方向両外側位置に接着により固定されている。固定部１２ａは、その上部（上部の下側面）にて圧電／電歪素子部１２ｂを固定・保持している。
圧電／電歪素子部１２ｂは、Ｘ，Ｙ及びＺ軸方向に沿った各辺を有する略直方体形状を有していて、層状の圧電／電歪素子と層状の電極とを交互に多層にわたり積層することで形成された「縦効果タイプの積層ピエゾアクチュエータ」である。圧電／電歪素子及び電極の厚み方向はＸ軸方向であり、それらの層面はＹ−Ｚ平面に平行である。層状の電極は一対の共通電極に交互に接続され、一対の櫛歯状電極を形成している。圧電／電歪素子部１２ｂは、平面視でチャンバー１０−３よりも僅かに小さく、同平面視でチャンバー１０−３の内側に配設されている。圧電／電歪素子部１２ｂの下面は、金属板１０ｃの上面に固着されている。
このアクチュエータ１２においては、圧電／電歪素子部１２ｂの一対の櫛歯状電極間に電位差が周期的に付与されると、同圧電／電歪素子部１２ｂがＺ軸方向に伸縮する。そして、この圧電／電歪素子部１２ｂの伸縮作用により、チャンバー１０−３の上壁を構成する金属板１０ｃが押圧されて変形する。これにより、チャンバー１０−３の容積が周期的に変化し、チャンバー１０−３内の液体に振動エネルギーが伝達される（圧力変動が付与される。）。
以上、説明したように、液体噴射装置８０は「縦効果タイプの積層ピエゾアクチュエータ」を採用しているから、櫛歯状電極間に付与する電位差を小さくしてもチャンバー１０−３の上壁を変形させる力（変形力、加圧力）を大きくでき、同上壁を大きく変位させることができる。その結果、液体噴射装置８０の消費電力を低減することができる。なお、このような縦効果タイプの積層ピエゾアクチュエータは、本発明による他の実施形態のアクチュエータとして採用することができる。
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態に係る液体噴射装置９０について説明する。第１〜第５実施形態に係る液体噴射装置は、一つのチャンバー及び一つの液体導入通路を備えていた。これに対し、液体噴射装置９０は、一つのチャンバー及び一つの液体導入通路からなる組を二組有している。以下、この点を中心として図２２〜図２４を参照しながら説明する。なお、第１実施形態〜第５実施形態で既に説明した部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
液体噴射装置９０は、図２３及び図２４に示したように、金属板１０ｇ，１０ｈ及び１０ｃと、圧電／電歪素子１３，１４とから形成されていて、内部に液体導入口１０−１と、液体供給通路１０−２と、一対のチャンバー１０−８，１０−９と、液体供給通路１０−２とチャンバー１０−８とを連通する液体導入通路部１０−１０と、液体供給通路１０−２とチャンバー１０−９とを連通する液体導入通路部１０−１１とを備えている。
液体噴射装置９０の液体導入口１０−１及び液体供給通路１０−２は、液体噴射装置１０の液体導入口１０−１及び液体供給通路１０−２とそれぞれ同一である。液体導入口１０−１は金属板１０ｃに設けられている。液体供給通路１０−２は、金属板１０ｇの上面と、金属板１０ｈに設けられた貫通穴を形成する側壁面と、金属板１０ｃの下面とにより画定されている。
チャンバー１０−８は、金属板１０ｇの上面と、液体供給通路１０−２に対してＸ軸正方向に所定距離隔てた位置において金属板１０ｈに設けられた貫通穴を形成する側壁面と、金属板１０ｃの下面とにより画定された空間である。チャンバー１０−８の平面形状は、図２２に示したように、Ｙ軸及びＸ軸にそれぞれ沿う短辺ＫＡ及び長辺ＫＢを有する略長方形である。短辺ＫＡの長さは液体供給通路１０−２の底辺Ｔの長さの略半分の長さである。一対の短辺ＫＡの位置は、底辺Ｔの中央部よりＹ軸負方向側に位置している。
チャンバー１０−８を構成している一つの壁（下壁）である金属板１０ｇには、複数（この例では、全部で５×８＝４０個）の貫通孔が液体噴射孔１０−８ａとして形成されている。液体噴射孔１０−８ａは、液体噴射孔１０−３ａと同様な円筒状の空間である。複数の液体噴射孔１０−８ａは液体噴射孔１０−３ａと同様に正方格子状に配列されている。
チャンバー１０−９は、チャンバー１０−８と同様に、金属板１０ｇの上面と、液体供給通路１０−２に対してＸ軸正方向に所定距離隔てた位置において金属板１０ｈに設けられた貫通穴を形成する側壁面と、金属板１０ｃの下面とにより画定された空間である。チャンバー１０−９は、チャンバー１０−８と同じ形状を有している。チャンバー１０−９の一対の短辺ＫＡの位置は、液体供給通路１０−２の底辺Ｔの中央部よりＹ軸正方向側に位置している。
即ち、チャンバー１０−９は、液体噴射装置９０のＹ軸に沿った辺の中心を通るＸ軸に平行な中心軸に関しチャンバー１０−８と軸対称となるように形成されている。チャンバー１０−９を構成している一つの壁（下壁）である金属板１０ｇにも、液体噴射孔１０−８ａと同様に、複数（この例では、全部で５×８＝４０個）の液体噴射孔１０−９ａが正方格子状に配列されて形成されている。
液体導入通路部１０−１０は、第３実施形態の液体噴射装置６０が備える液体導入通路部１０−６と同様に、互いに平行で且つＺ軸方向の所定の距離毎に形成された複数のスリットを備えている。即ち、液体導入通路部１０−１０は、金属板１０ｈのＸ軸方向略中央部の上面及び金属板１０ｃの下面とにより画定されるスリットと、このスリットの下方において、金属板１０ｈに形成された複数（ここでは、２個）のスリットを備えている。
液体導入通路部１０−１０のスリットの平面形状は、図２２に示したように、Ｙ軸及びＸ軸にそれぞれ沿う短辺ＳＪと長辺ＬＪを有する略長方形である。短辺ＳＪの長さはチャンバー１０−８の短辺ＫＡの長さよりも僅かだけ短い長さＷ２となっている。長辺ＬＪはＸ軸方向に延びている。
液体導入通路部１０−１０の一対の長辺ＬＪのうちＹ軸負方向側の長辺ＬＪの始点は液体供給通路１０−２の底辺ＴのＹ軸負方向側端部と一致している。一対の長辺ＬＪのうちの他の長辺ＬＪの始点は、液体噴射装置９０のＹ軸に沿った辺の中心を通るＸ軸に平行な中心軸よりもＹ軸負方向側において、液体供給通路１０−２の底辺Ｔと接続されている。
液体導入通路部１０−１０の一対の長辺ＬＪのＸ軸正方向側の端部は、平面視において、チャンバー１０−８の一対の長辺ＫＢのＹ軸方向内側にてＸ軸方向負側の短辺ＫＡと接続されている。
液体導入通路部１０−１０の各スリットをＹ−Ｚ平面に沿った平面にて切断した断面は、短辺の長さｔ及び長辺の長さＷ２を有する長方形状となっている。
液体導入通路部１０−１１は、液体導入通路部１０−１０と同じ形状を有していて、Ｙ−Ｚ平面に沿った平面にて切断した断面が長さｔの短辺及び長さＷ２の長辺を有する長方形状であるスリットを複数有している。液体導入通路部１０−１１は、液体噴射装置９０のＹ軸に沿った辺の中心を通るＸ軸に平行な中心軸に関し液体導入通路部１０−１０と軸対称となるように形成されている。
アクチュエータとしての圧電／電歪素子１３は、平面視でチャンバー１０−８よりも僅かに小さく、同平面視でチャンバー１０−８の内側に配設されるように金属板１０ｃの上面に固着されている。圧電／電歪素子１３は「横効果タイプの積層ピエゾアクチュエータ」である。チャンバー１０−８の上壁（金属板１０ｃ）は、圧電／電歪素子１３の作動により変形され、これによりチャンバー１０−８の容積が減少されるようになっている。
アクチュエータとしての圧電／電歪素子１４は、圧電／電歪素子１３と同一の構成を有している。圧電／電歪素子１４は、平面視でチャンバー１０−９の内側に配設されるように金属板１０ｃの上面に固着されている。チャンバー１０−９の上壁（金属板１０ｃ）は、圧電／電歪素子１４の作動により変形され、これによりチャンバー１０−９の容積が減少されるようになっている。
以上、説明したように、液体噴射装置９０は液体導入通路部とチャンバーとからなる組を二組備え、それぞれのチャンバーは圧電／電歪素子によりその容積が変更されるようになっている。従って、単位時間あたりに所定量の液体を噴射する場合、液体噴射装置９０は、チャンバーが一つの液体噴射装置に比べ、チャンバーの幅を小さくできるので、同チャンバーの剛性を向上できる。従って、液体噴射装置９０の共振周波数が上昇するから、圧電／電歪素子１４の圧電素子駆動電圧信号ＤＶの周波数を高めることが可能となる。その結果、液体噴射装置９０は、より微細な液滴を噴射することができる。
また、液体噴射装置９０は、Ｚ軸方向の所定の距離毎に形成された複数のスリットを備えているので、液体供給通路１０−２、チャンバー１０−８及びチャンバー１０−９内の気泡が滞留し易い部分に液体の流れを形成することが可能となる。従って、気泡の排出が促進され、液体の噴射を安定した状態で行うことが可能となる。
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態に係る液体噴射装置１００について説明する。第７実施形態に係る液体噴射装置１００は、第６実施形態に係る液体噴射装置９０の液体導入通路部１０−１０及び１０−１１を液体導入通路部１０−１２及び１０−１３に置換した点のみにおいて同液体噴射装置９０と異なっている。従って、以下、係る相違点を中心として図２５〜図２７を参照しながら説明する。
液体導入通路部１０−１２は、液体導入通路部１０−１０と同様に複数（ここでは２個）のスリットを有していて、何れのスリットもＹ−Ｚ平面に沿った平面にて切断した断面はＺ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ短辺及び長辺を有する長方形状となっている。しかしながら、それらのスリットは、その厚み（スリットの幅、Ｚ軸方向長さ）が互いに異なっている。
即ち、Ｚ軸の上方にあるスリットの断面の長方形の短辺及び長辺の長さは、図２５及び図２６に示したように、それぞれ距離ｔ１（＝ｔ）及び距離Ｗ２である。これに対し、Ｚ軸の下方にあるスリットの断面の長方形の短辺及び長辺の長さは、図２５及び図２６に示したように、それぞれ距離ｔ２（＞ｔ１）及び距離Ｗ２である。
このように、液体噴射装置１００の液体導入通路部１０−１２，１０−１３はスリット（薄板状の中空空間）を複数備え、同複数のスリットは互いに平行となるように且つ同スリットの平面（薄板の板面であるＸ−Ｙ平面）と直交する方向（Ｚ軸方向）において多層的に配置されている。また、液体導入通路部１０−１２，１０−１３の複数のスリットのうちの少なくとも二つのスリットは互いに前記スリットの幅（スリットの液体通流方向に直交する平面（Ｙ−Ｚ平面）による断面の形状である長方形の短辺の長さ）が異なっている（ｔ１＜ｔ２）。
従って、液体噴射装置１００は、高い流路抵抗を示しながら、より大量の液体を通過させることが可能な液体導入通路部１０−１２，１０−１３を備えているので、大量の液体を微粒子化しながら噴射することができる。また、液体噴射装置１００は、異なる幅のスリットを備えているから、チャンバー１０−８，１０−９内に所望の液体の流れを形成して気泡をより効果的に排出することができる。この結果、液体噴射装置１００は、液体の噴射を安定した状態で行うことが可能となる。
（第８実施形態）
次に、本発明の第８実施形態に係る液体噴射装置１１０について図２８を参照しながら説明する。第８実施形態に係る液体噴射装置１１０は、第６実施形態に係る液体噴射装置９０をＹ軸に沿った辺の中心を通るＸ軸に平行な中心軸を通るＺ−Ｘ平面と平行な平面で２分割し、その分割した部分同士をＸ−Ｙ平面に対して角度αを有するように傾斜させて接合した形状を有している。
即ち、液体噴射装置１１０においては、液体噴射孔１０−８ａがチャンバー１０−８の下壁に設けられ、液体噴射孔１０−９ａがチャンバー１０−９の下壁に設けられるとともに、それら二つのチャンバー１０−８及び１０−９の下壁は互いに交差する二つの平面上に形成されている。これにより、液体噴射装置１１０は、各チャンバー１０−８及び１０−９から狙いとする方向に液体を噴射することができる。
以上、説明したように、上記本発明の各実施形態に係る液体噴射装置は、液体導入通路部の中空空間が中空薄板状のスリットとなるように形成されているから、大量の液体をチャンバー内に導入することができる。また、液体導入通路部の流路抵抗が高くなるので、チャンバーの容積変化にともなう圧力変動が噴射しようとする液滴に確実に伝達される。その結果、液体を確実に微粒子化しながら噴射することが可能となる。
また、各実施形態の液体導入通路部の中空空間（スリット）は同中空空間内を通流する液体の通流方向（流れ方向、Ｘ軸方向）に直交する平面（Ｙ−Ｚ平面）にそった断面が略長方形状をなしている。これにより、その長方形の短辺を短くすることで大きな流路抵抗を呈せしめることができるとともに、その長辺を長くすることで大量の液体を通流せしめることが可能となる。また、液体導入通路を構成するために金属板に微細な穴加工を施す必要がないので、液体噴射装置を容易に製造することができる。更に、上記各実施形態においては、チャンバーの上壁を構成する金属板１０ｃが液体導入通路部のスリットの上壁を兼ねているので、部品点数を減らすことができる。
また、前記液体導入通路部のスリットは平面視において長方形状をなす（例えば、図３を参照。）とともに同長方形の対向する一対の辺（例えば、辺ＳＩ，ＳＩ）は液体の通流方向（Ｘ軸方向）と平行であり、複数の液体噴射孔（例えば、液体噴射装置１０の液体噴射孔１０−３ａ）は同平面視において前記液体の通流方向と平行である一対の辺を仮想的に延長した直線（ＩＭＬ１，ＩＭＬ２）で規定される領域の内側（仮想線ＩＭＬ１のＹ軸正方向側であって、且つ、仮想線ＩＭＬ２のＹ軸負方向側）に配設されている。
従って、液体は各液体噴射孔（例えば、１０−３ａ）に対してほぼ同じ圧力を有しながら到達することができ、各液体噴射孔内における流速が互いに略等しくなる。この結果、各液体噴射孔からの液体噴射速度が互いに略同一となるから、各液体噴射孔から噴射される液滴の粒径を略均一にすることが可能となる。
また、上記した幾つかの液体噴射装置（６０、７０、９０、及び１００）の液体導入通路部（１０−６、１０−７、１０−１０、１０−１１、１０−１２及び１０−１３）は薄板状の中空空間であるスリットを複数備え、同複数のスリットは互いに平行となるように且つ同スリットの平面（薄板状中空空間の板面）と直交する方向（Ｚ軸方向）において多層的に配置されている。更に、液体導入通路部１０−１２及び１０−１３においては、複数のスリットのうちの少なくとも二つのスリットは、互いにそのスリットの幅（Ｚ軸方向長さ）が異なっている。
従って、これらの液体噴射装置においては、高い流路抵抗を示しながら、より大量の液体を通過させることが可能な液体導入通路部が単純な構成で提供されている。また、チャンバー内の気泡が滞留し易い部分に液体の流れを形成することが可能となるので、気泡の排出が促進される。この結果、これらの液体噴射装置は、液体の噴射を安定した状態で行うことが可能となる。
また、液体噴射装置９０、１００、及び１１０は、チャンバーと液体導入通路部とからなる組を複数組（２組）備えている。従って、これらの液体噴射装置は、より大量の液体を噴射することが可能となる。また、これらの液体噴射装置により、チャンバーと液体導入通路部とからなる組を一組だけ有する液体噴射装置（例えば、液体噴射装置１０）と同量の液体を噴射する場合、液体導入通路部を複数に分割することができるので、同液体導入通路部の機械的強度を向上することが可能となり、耐久性が向上する。
また、上述した各実施形態に係る液体噴射装置は、チャンバーが金属の薄板１０ｃを壁面の一部に備える（チャンバーの上壁として備える）とともに同薄板１０ｃ上に圧電／電歪素子１１〜１４が固定され、同金属の薄板１０ｃは液体導入通路部（１０−４〜１０−７、１０−１０〜１０−１３）のスリット（中空空間）の一部を画定している。即ち、金属板１０ｃはスリットの一つの壁（上壁）を構成している。
従って、圧電／電歪素子１１〜１４の作動により、チャンバーの上壁のみでなく、液体導入通路部のスリットを構成する壁も変形させることができ、同スリットの通路断面積を変化させることができる。このため、チャンバーの容積が減少するとき（チャンバー内の液体が加圧されるとき）、液体導入通路部の通路断面積を増大せしめるように（且つ、チャンバーの容積が増大するときスリットの通路断面積を減少せしめるように）設計することができる。このように設計すると、チャンバーによる一回の加圧に対し、同加圧に遅れたタイミングにて液体導入通路部でも液体が加圧される。即ち、チャンバーによる一回の加圧動作に対し、チャンバーの加圧動作と液体導入通路部での加圧動作が発生し、液体に二回の圧力変動を与えることができる。この結果、噴射される液体の粒径をより小さくすることができる。
一方、圧電／電歪素子１１〜１４によるチャンバーでの加圧動作と同期して液体導入通路部とチャンバーの接続部の開口面積を小さくなるように設計することもできる。これによれば、チャンバー内の圧力増加分を大きくできるので、圧電／電歪素子１１〜１４によるチャンバーの変形量が小さくても液体の微粒子化が達成できることになる。従って、圧電／電歪素子に付与する電力量を低減することが可能となる。
また、上述した各実施形態に係る液体噴射装置は、液体を加圧する加圧手段（加圧ポンプ２１）と、電磁開閉式吐出弁２４とを備えていて、電磁開閉式吐出弁２４内の液体通路２４ｂが開放されたとき加圧手段２１から供給される加圧された液体が同液体通路２４ｂを介して液体供給通路（１０−２等）に供給されるようになっている。
その液体は、更に、液体導入通路部（１０−４〜１０−７、１０−１０〜１０−１３）を介してチャンバー（１０−３、１０−８、１０−９等）に供給され、チャンバーの液体噴射孔（１０−３ａ、１０−８ａ、１０−９ａ等）を介して噴射される。従って、液体の噴射に必要な圧力は加圧手段２１により発生されることから、適用する機械の運転条件等の変動などにより、液体噴射空間３１の環境（例えば、吸気管３０内の圧力や温度）が激しく変動しても、同液体を所望の微細な粒子として安定して噴射、供給することができる。
（液体噴射孔の第１変形例）
次に、上述した各実施形態のチャンバーに設けられた液体噴射孔の第１変形例について、図２９を参照しながら説明する。図２９の（Ａ）は液体噴射装置１０と同様な液体噴射装置を構成する最も下の金属板１０ｍ（チャンバーの下壁）に設けられた液体噴射孔２００の正面図であり、図２９の（Ｂ）は図２９の（Ａ）の１７−１７線に沿った平面にて同金属板１０ｍを切断した断面図である。
この液体噴射孔２００は、正面視において細長の略長方形のスリット２０１である。このスリット２０１において、スリット２０１の正面視における長方形の短辺の長さＷｉｄは同長方形の長辺に沿う所定間隔ｄｉｓ毎に小さくされている。これにより、スリット２０１は、所定間隔ｄｉｓを一辺とする長方形であって角部が円弧状に形成された長方形２０１ａがスリット２０１の長辺に沿う方向に隙間なく連続的に形成された形状となっている。
換言すると、スリット２０１は、所定間隔ｄｉｓ毎にくびれ部を有していることになる。従って、この液体噴射孔２００から噴射される液体は、そのくびれ部により分断されて柱状に吐出される。加えて、チャンバーの容積変化によって加えられる振動エネルギーにより、その柱状の液体のそれぞれにくびれ部が生じるので、液体はそのくびれ部にて分離して微粒子となる。
かかる液体噴射孔２００は、正面視における長方形の長辺が長いので、例えば、噴射しようとする液体中に糸くず状の長い異物が存在している場合であっても、そのような異物を容易に排出することが可能となる。従って、液体噴射孔の目詰まりを回避することができる。
（液体噴射孔の第２変形例）
次に、液体噴射孔の第２変形例について、図３０を参照しながら説明する。図３０の（Ａ）は液体噴射装置１０と同様な液体噴射装置であって、第２変形例の液体噴射孔を採用した液体噴射装置の拡大断面図である。図３０の（Ｂ）は前記液体噴射装置を構成する最も下の金属板１０ｎをチャンバー側から見ることにより得られる液体噴射孔２１０の正面図である。図３０の（Ｃ）は（Ｂ）の１８−１８線に沿った平面にて金属板１０ｎを切断した断面図である。
この液体噴射孔２１０は金属板１０ｎに形成された中空円筒状の貫通孔である。この貫通孔の中心軸ＩＬは、金属板１０ｎの平面（即ち、液体噴射孔２１０が形成されたチャンバー１０−３の下壁の外面）と直交する直線（法線）ＣＬに対して０でない角度βだけ傾斜している。従って、噴射される液体は、直線ＣＬに対して角度βを有しながら噴射される。図示した例では、総べての液体噴射孔２１０が直線ＣＬに対して同一の角度βだけ傾斜せしめられているが、液体噴射孔２１０毎に角度βの大きさを異ならせてもよい。
この液体噴射孔２１０を採用すれば、液体噴射装置からの液体噴射方向を任意の方向とすることができる。従って、例えば、液体噴射装置の吸気管３０への取り付け角度に制約がある場合でも、燃料を吸気弁３２の背面等に向けて的確に噴射することが可能となる。或いは、少なくとも二つ以上の液体噴射孔２１０の上記角度βを互いに異ならせ、例えば、噴霧（噴射される液体）を広範囲に分散するようにすれば、液体噴射孔２１０の近傍で微粒子化した液滴が液体噴射空間３１中において再結合してしまうことを抑制することもできる。
（液体噴射孔の第３変形例）
次に、液体噴射孔の第３変形例について、図３１を参照しながら説明する。図３１の（Ａ）は液体噴射装置１０と同様な液体噴射装置であって、第３変形例の液体噴射孔を採用した液体噴射装置の拡大断面図である。図３１の（Ｂ）は前記液体噴射装置を構成する最も下の金属板１０ｐをチャンバー側から見ることにより得られる液体噴射孔２２０の正面図である。図３１の（Ｃ）は（Ｂ）の１９−１９線に沿った平面にて金属板１０ｐを切断した断面図である。
この液体噴射孔２２０は金属板１０ｐに形成された略円錐台形状の貫通孔である。液体噴射孔２２０の上部開口（チャンバー１０−３側に存在する開口）２２０ａは円形であり、その中心はＣＬ１上である。液体噴射孔２２０の下部開口（液体噴射空間に露呈した開口）２２０ｂは円形であり、その中心はＣＬ２上である。上部開口２２０ａの円形の直径は、下部開口２２０ｂの円形の直径よりも大きくなっている。そして、中心ＣＬ１と中心ＣＬ２は僅かな距離Δｄだけ離間している。即ち、液体噴射孔２２０は、円形の半径を上部開口２２０ａの半径から下部開口２２０ｂの半径へと次第に減少させるとともに、各円形の中心を上部開口２２０ａの中心から下部開口２２０ｂの中心へと移動させることにより形成される形状を有している。前述した距離Δｄは、総べての液体噴射孔２１０間で同一であってもよく、少なくとも二つの液体噴射孔２１０間で互いに異なっていてもよい。
かかる液体噴射孔２２０から噴射される液体も、金属板１０ｐの平面（即ち、液体噴射孔２２０が形成されたチャンバー１０−３の下壁の外面）と直交する直線（法線）に対して０でない所定の角度を有する方向に噴射される。従って、例えば、液体噴射装置の吸気管３０への取り付け角度に制約がある場合でも、液体を吸気弁３２の背面等に向けて的確に噴射することが可能となる。或いは、各噴射孔における前記距離Δｄや、上部開口２２０ａの中心と下部開口２２０ｂの中心との相対位置を噴射孔毎に調整することにより、例えば、噴霧（噴射される液体）を広範囲に分散するようにすれば、液体噴射孔２２０の近傍で微粒子化した液滴が液体噴射空間３１中において再結合してしまうことを抑制することもできる。
（液体噴射孔の第４変形例）
次に、液体噴射孔の第４変形例について、図３２を参照しながら説明する。図３２の（Ａ）は液体噴射装置１０と同様な液体噴射装置であって、第４変形例の液体噴射孔を採用した液体噴射装置の拡大断面図である。図３２の（Ｂ）は前記液体噴射装置を構成する最も下の金属板１０ｑを液体噴射空間側から見ることにより得られる液体噴射孔２３０の正面図である。図３２の（Ｃ）は（Ｂ）の２０−２０線に沿った平面にて金属板１０ｑを切断した断面図である。
この液体噴射孔２３０の形状自体は、第１実施形態の液体噴射装置１０が備える液体噴射孔１０−３ａの形状と同一である。即ち、液体噴射孔２３０は、円筒状の貫通孔であって、その中心軸は金属板１０ｑの平面（即ち、液体噴射孔２３０が形成されたチャンバー１０−３の下壁の外面）と直交する直線（法線）と平行である。
一方、液体噴射孔２３０の下部開口（液体噴射空間に露呈した開口）２３０ａの周囲には、噴射する液体（この場合、ガソリン）との濡れ性が非良好な撥液層２３１が形成されている。撥液層２３１の正面視における形状は、円弧状（三日月形状）である。従って、下部開口２３０ａの周囲であって撥液層２３１が形成されていない部分に対する液体の濡れ性は、撥液層２３１が形成されている部分に対する液体の濡れ性よりも相対的に良好となる。この結果、図３２の（Ｃ）において仮想線にて示したように、噴射される液体は撥液層２３１の存在しない側に引き寄せられ、金属板１０ｑの法線に対し０でない所定の角度を有する方向に噴射される。
この場合、撥液層２３１の正面視の形状や、下部開口２３０ａに対する撥液層２３１が形成される位置は、総べての液体噴射孔２３０間で同一であってもよく、少なくとも二つの液体噴射孔２３０間で互いに異なっていてもよい。
このように、第４変形例によれば、複数の液体噴射孔２３０が設けられた前記チャンバー１０−３の下壁（金属板１０ｑ）の外面上であって同複数の液体噴射孔２３０のうちの少なくとも一つの液体噴射孔２３０の周囲に、噴射される液体との濡れ性が相対的に良好な部分（撥液層２３１が形成されていない部分）と濡れ性が相対的に非良好な部分（撥液層２３１が形成されている部分）とがそれぞれ円弧状に設けられている。
従って、かかる変形例の液体噴射孔２３０を採用すれば、液体噴射装置から噴射される液体の方向を調整できるので、液体噴射装置の吸気管３０への取り付け角度に制約がある場合でも、液体を吸気弁３２の背面等に向けて的確に噴射することが可能となる。或いは、撥液層２３１の形状及び位置を液体噴射孔２３０毎に調整することにより、例えば、噴霧（噴射される液体）を広範囲に分散するようにすれば、液体噴射孔２３０の近傍で微粒子化した液滴が液体噴射空間３１中において再結合してしまうことを抑制することもできる。
（液体噴射孔の第５変形例）
次に、液体噴射孔の第５変形例について、図３３を参照しながら説明する。図３３の（Ａ）は液体噴射装置１０と同様な液体噴射装置であって、第５変形例の液体噴射孔を採用した液体噴射装置の拡大断面図である。図３３の（Ｂ）は前記液体噴射装置を構成する最も下の金属板１０ｒを液体噴射空間側から見ることにより得られる液体噴射孔２４０の正面図である。図３３の（Ｃ）は（Ｂ）の２１−２１線に沿った平面にて金属板１０ｒを切断した断面図である。
この液体噴射孔２４０は金属板１０ｒに形成された略円錐台形状の貫通孔である。液体噴射孔２４０の上部開口（チャンバー１０−３側に存在する開口）２４０ａは円形であり、その中心はＣＬ３上である。液体噴射孔２４０の下部開口（液体噴射空間に露呈した開口）２４０ｂは円形であり、その中心もＣＬ３上である。即ち、上部開口２４０ａと下部開口２４０ｂの中心（軸）は一致している。
上部開口２４０ａの円形の直径は、下部開口２４０ｂの円形の直径よりも大きく、この貫通孔の最大の直径ｄｍａｘとなっている。下部開口２４０ｂの円形の直径は、この貫通孔の最小の直径ｄｍｉｎとなっている。
このように、液体噴射孔２４０は、液体噴射孔２４０が形成されたチャンバー１０−３の下壁の外面（薄板金属板１０ｒのなす平面ＰＬ０）と直交する直線（法線）と平行な軸線に直交する平面に沿って切断した形状が円形となっている。そして、その円形の直径は、液体噴射孔２４０を介して噴射される液体の方向に従い（前記軸線（法線）に沿ってチャンバー１０−３から液体噴射空間に向うにつれて、即ち、上部開口２４０ａから下部開口２４０ｂに向うにつれて）、上部開口２４０ａの直径ｄｍａｘから下部開口２４０ｂの直径ｄｍｉｎへと次第に減少している。即ち、液体噴射孔２４０は、前記切断面での円形を噴射される液体の方向に従い同心円状に小さくした形状を有している。
この場合、液体噴射孔２４０（前記貫通孔）の最大となる直径ｄｍａｘと最小となる直径ｄｍｉｎの差を、同液体噴射孔２４０が形成されたチャンバー１０−３を構成する一つの壁（即ち、金属板１０ｒ）の厚みＴｈｉで除した値（＝（ｄｍａｘ−ｄｍｉｎ）／Ｔｈｉ）が０．００４以上４以下の値であることが望ましい。
このように形成された液体噴射孔２４０から噴射される液体は、金属板１０ｒの平面ＰＬ０と直交する直線（法線）方向に直進性良く噴射される。
従って、複数の液体噴射孔２４０から噴射された複数の液滴Ｄｐが、金属板１０ｒ（液体噴射孔が形成された壁）により形成された面ＰＬ０（換言すると、複数の下部開口２４０ｂのなす面を含む平面ＰＬ０）から所定の距離Ｌ１を隔てるとともに同面ＰＬ０と平行である仮想面ＰＬ１に到達したとき、同仮想面ＰＬ１内での同複数の液滴Ｄｐ同士の相対位置は、同面ＰＬ０内での同複数の液体噴射孔２４０同士の相対位置と略同一となる。
更に、複数の液体噴射孔２４０から噴射された複数の液滴Ｄｐが、上記面ＰＬ０から所定の距離Ｌ１よりも大きな所定の距離Ｌ２を隔てるとともに同面ＰＬ０と平行である仮想面ＰＬ２に到達したとき、同仮想面ＰＬ２内での同複数の液滴Ｄｐ同士の相対位置は、同面ＰＬ０内での同複数の液体噴射孔２４０同士の相対位置と略同一となる。換言すると、液体噴射孔２４０は、液滴Ｄｐ同士が仮想面ＰＬ１及び仮想面ＰＬ２において、上述のような相対位置関係を有するように形成されている。
この結果、金属板１０ｒの平面ＰＬ０と吸気弁３２の背面の距離が比較的大きい場合でも、的確な位置に適切な量の液滴を確実に到達させることが可能となる。更に、この構成によれば、噴射により微粒子化した液滴は液体噴射空間３１中において平面ＰＬ０と直交する方向に直進性良く飛行するので、同液体噴射空間３１内（特に液体噴射孔２４０の近傍）において互いに再結合してしまうことを抑制することもできる。
（液体噴射孔の第６変形例）
次に、液体噴射孔の第６変形例について、図３４を参照しながら説明する。図３４の（Ａ）は液体噴射装置１０と同様な液体噴射装置であって、第６変形例の液体噴射孔を採用した液体噴射装置の拡大断面図である。図３４の（Ｂ）は前記液体噴射装置を構成する最も下の金属板１０ｓを液体噴射空間側から見ることにより得られる液体噴射孔２５０の正面図である。図３４の（Ｃ）は（Ｂ）の２２−２２線に沿った平面にて金属板１０ｓを切断した断面図である。第６変形例は、液体噴射孔が第５変形例の液体噴射孔に対してストレート部分を追加してなる点においてのみ同第５変形例と相違している。
具体的に述べると、この液体噴射孔２５０は、金属板１０ｓに形成された略円錐台形状の空間と同円錐台形状の空間の面積が相対的に小さい底面（上面）に同底面と同一径の円柱形状の空間を付加した形状を有する貫通孔である。即ち、液体噴射孔２５０の上部開口（チャンバー１０−３側に存在する開口）２５０ａは円形であり、その中心はＣＬ４上である。液体噴射孔２５０の下部開口（液体噴射空間に露呈した開口）２５０ｂは円形であり、その中心もＣＬ４上である。即ち、上部開口２５０ａと下部開口２５０ｂの中心（軸）は一致している。
上部開口２５０ａの円形の直径は、下部開口２５０ｂの円形の直径よりも大きく、この貫通孔の最大の直径ｄｍａｘとなっている。下部開口２５０ｂの円形の直径は、この貫通孔の最小の直径ｄｍｉｎとなっている。
この液体噴射孔２５０（貫通孔）は、液体噴射孔２５０が形成されたチャンバー１０−３の下壁の外面（薄板金属板１０ｓのなす平面ＰＬ０）と直交する直線（法線）と平行な軸線に直交する平面に沿って切断した形状が円形となっている。そして、その円形の直径は、液体噴射孔２５０（貫通孔）を介して噴射される液体の方向に従い（前記軸線に沿って上部開口２５０ａから下部開口２５０ｂに向うにつれて）次第に小さくなり、金属板１０ｓの厚み方向（前記軸線方向）の略半分程度の位置（上部開口２５０ａから所定の距離を有する位置）において下部開口２５０ｂと同じ最小の直径ｄｍｉｎ（所定の大きさの径）となり、その位置から下部開口２５０ｂまでは同じ最小の直径ｄｍｉｎのままとなっている。この最小の直径ｄｍｉｎが維持されている部分は、ストレート部分２５０ｃと呼ばれる。
かかる液体噴射孔２５０から噴射される液体も、特に液体噴射孔２５０がストレート部分２５０ｃを有しているから、金属板１０ｓの平面ＰＬ０と直交する直線（法線）方向に直進性良く噴射される。
従って、複数の液体噴射孔２５０から噴射された複数の液滴Ｄｐが、金属板１０ｓ（液体噴射孔が形成された壁）により形成された面ＰＬ０から所定の距離Ｌ１を隔てるとともに同面ＰＬ０と平行である仮想面ＰＬ１に到達したとき、同仮想面ＰＬ１内での同複数の液滴Ｄｐ同士の相対位置は、同面ＰＬ０内での同複数の液体噴射孔２５０同士の相対位置と略同一となる。
更に、複数の液体噴射孔２５０から噴射された複数の液滴Ｄｐが、上記面ＰＬ０から所定の距離Ｌ１よりも大きな所定の距離Ｌ２を隔てるとともに同面ＰＬ０と平行である仮想面ＰＬ２に到達したとき、同仮想面ＰＬ２内での同複数の液滴Ｄｐ同士の相対位置は、同面ＰＬ０内での同複数の液体噴射孔２５０同士の相対位置と略同一となる。換言すると、液体噴射孔２５０は、液滴Ｄｐ同士が仮想面ＰＬ１及び仮想面ＰＬ２において、上述のような相対位置関係を有するように形成されている。
この結果、金属板１０ｓの平面ＰＬ０と吸気弁３２の背面の距離が比較的大きい場合でも、的確な位置に適切な量の液滴を確実に到達させることが可能となる。更に、この構成によれば、噴射により微粒子化した液滴は液体噴射空間３１中において平面ＰＬ０と直交する方向に直進性良く飛行するので、同液体噴射空間３１内（特に液体噴射孔２５０の近傍）において互いに再結合してしまうことを抑制することもできる。
（液体噴射装置の他の変形例）
次に、本発明による液体噴射装置の他の変形例について、図３５を参照して説明する。この液体噴射装置１２０は、液体噴射装置６０に対して、圧電／電歪素子１１の周囲（金属板１０ｃと接触している部分以外の部分）が樹脂１１ｃにより被覆されている点のみにおいて、同液体噴射装置６０と相違している。
これによれば、樹脂により大気中の水分が圧電／電歪素子１１内に侵入することが回避されるので、圧電／電歪素子１１の劣化を防止することができ、より耐久性の高い液体噴射装置が提供される。なお、このような樹脂の被覆は、上述した他の実施形態の液体噴射装置に対しても当然に適用され得る。
更に、噴射される液滴の粒径をより均一とするために、液体噴射孔の向きを変更してもよい。以下、この点について説明する。
図３６は、上述した液体噴射装置１０の断面図である図５を説明のために模式的に示した図である。この液体噴射装置１０において、噴射される液体の流量（噴射量）を多くするためには、液体噴射孔１０−３ａが形成されている部分（液体噴射孔の配置領域）の面積を大きくし、液体噴射孔１０−３ａの数を増大する必要がある。
液体噴射孔１０−３ａの配置領域の面積を大きくした場合であっても、圧電／電歪素子１１のＸ−Ｙ平面における中心（重心）の直下（以下、「圧電／電歪素子中心直下」と称呼する。）付近（中央部）に位置する液体噴射孔１０−３ａから噴射される液滴の粒径は相対的に小さく、且つ、液滴間の粒径は均一である。
しかしながら、圧電／電歪素子中心直下からの距離が大きい周辺部に位置する液体噴射孔１０−３ａから噴射される液滴には、その粒径が圧電／電歪素子中心直下付近に位置する液体噴射孔１０−３ａから噴射される液滴の粒径と同程度の大きさを有する液滴に加え、その液滴よりも相対的に大きい粒径を有する液滴が含まれてしまう傾向がある。
実験によれば、例えば、圧電素子駆動電圧信号ＤＶの駆動周波数ｆを５０ｋＨｚとしたとき、圧電／電歪素子中心直下付近に位置する液体噴射孔１０−３ａから噴射される液滴の粒径は約３０〜４０μｍであり、液滴間の粒径は均一であった。これに対し、最も周辺に位置する（最端部の）液体噴射孔１０−３ａから噴射される液滴の粒径は約３０〜９０μｍであり、液滴間の粒径は不均一であった。換言すると、周辺部に位置する液体噴射孔１０−３ａから噴射される液滴には、粒径の大きいものと小さいものとが混在していた。
この理由の一つは以下のように推定される。複数の貫通孔１０−３ａの軸線は互いに平行であるから、液体噴射装置１０により噴射された多数の液滴は略平行に飛行する。従って、噴射された液滴の密度は、液滴の飛行距離に関わらず高い値に維持される。このため、一つの液滴により生じる空気の乱れが近接する他の液滴の飛行方向に影響を及ぼすので、近接する液滴同士が空間中で結合し、これにより大きな粒径の液滴が発生する。
図３７に示した液体噴射装置１３０は、このような問題に対処することができる装置である。具体的に述べると、液体噴射装置１３０は液体噴射装置１０の金属板１０ａを金属板１３１に置換した点のみにおいて同液体噴射装置１０と相違している。従って、以下、係る相違点を中心に説明する。
金属板１０ａ、１０ｂ及び１３１の材質は、この例においてはステンレス（ＳＵＳ３０４又はＳＵＳ３１６）である。金属板１０ｃは極めて薄く、容易に変形及び復元する（変形可能な）ダイヤフラムを構成している。
金属板１３１に設けられた複数の液体噴射孔１３１ａは、図３に示したように、平面視で略正方格子状に配列されている。即ち、複数の液体噴射孔１３１ａの各中心点は、一定の距離を隔てて配列された複数のＸ軸に平行な線と、同じ一定の距離を隔てて配列された複数のＹ軸に平行な線との交点に一致している。
なお、本明細書において、「液体噴射孔」及び「液体噴射用ノズル」は、「流体のもつ圧力や熱のエネルギーを運動エネルギーに変換して流れを増速させる目的で、流れの方向に断面積を変化させた液体噴射用の流路」のみでなく、「液体噴射孔１３１ａのようにチャンバー１３０−３を構成する壁に設けられた中空円筒状の液体噴射用貫通孔（即ち、流れの方向に断面積を変化させていない流路）」をも含む用語として使用される。
複数の液体噴射孔１３１ａの各軸線の方向は、Ｚ軸方向とＹ軸方向の成分を有している。図３７に示したように、複数の液体噴射孔１３１ａの各軸線の有するＹ軸方向の成分は、チャンバー１３０−３のＹ軸正方向端部に向うほど大きい正の値となり、チャンバー１３０−３のＹ軸負方向端部に向うほど絶対値の大きい負の値となる。即ち、液体噴射孔１３１ａは放射状に形成されている。
換言すると、複数の液体噴射孔１３１ａ（液体噴射用ノズル）は、同複数の液体噴射孔が形成された壁（チャンバー１３０−３の下壁である金属板１３１）からの距離が大きくなるにつれて、同複数の液体噴射孔１３１ａから略同時に噴射された液滴同士の距離が大きくなるように、その軸線方向が定められている。従って、液滴の飛行に伴って液滴間の距離が大きくなるので、隣接又は近接する液滴同士が空間中で結合してしまう頻度を低減することができる。その結果、粒径が微細で且つ均一な多数の液滴を噴射することができる。なお、金属板１３１は、液体噴射孔形成壁又は液体噴射用ノズル形成壁とも称呼される。
また、複数の液体噴射孔１３１ａの各軸線の方向は、Ｚ軸方向とＸ軸方向の成分を有していてもよい。この場合、複数の液体噴射孔１３１ａは、その各軸線の有するＸ軸方向の成分がチャンバー１３０−３のＸ軸正方向端部に向うほど大きい正の値となり、チャンバー１３０−３のＸ軸負方向端部に向うほど絶対値の大きい負の値となるように、形成されることが好適である。
（液体噴射装置１３０の第１の製造方法）
次に、液体噴射装置１３０の製造方法について図３８を参照しながら説明する。図３８において、左側に配置された図は各金属板又は接合後の金属体の平面図であり、右側に配置された図は各図の左側の金属板又は接合後の金属体を同左側に示した切断面で切断した断面図である。
ステップ１：図３８の（１）に示したように、極めて薄い金属板に液体導入口１０−１と対応する貫通穴をパンチ加工やレーザー加工等により形成する。これにより、金属板１０ｃを得る。
ステップ２：図３８の（２）に示したように、やや厚みのある金属板を準備し、その金属板に液体供給通路１０−２の側壁及びチャンバー１３０−３の側壁を形成するための貫通穴ＰＨ１及び貫通穴ＰＨ２を金属エッチングにより形成する。また、液体導入通路部１０−４のスリットの下壁ＳＷとなる部分を、その金属板をハーフエッチングする（所定の深さｔの溝をエッチングにより得る）ことにより形成する。これにより、金属板１０ｂを得る。
ステップ３：図３８の（３）に示したように、図３８の（１）及び（２）に示した金属板の中間の厚みを有する金属板を準備し、その金属板に液体噴射孔１３１ａとなる貫通孔を所定の位置にレーザー加工により形成する。
このとき、レーザー加工装置とステージＳｔｇとを使用する。レーザー加工装置は、図３９に示したように、レーザービームＬＢを水平面に対して所定の角度（この例では、９０°）で放射し、これにより水平面に同所定の角度で入射する一定の方向（この例では、鉛直上下方向）に軸線を有する孔を加工対象物に対して形成することができる装置である。ステージＳｔｇは、その上面に配置した加工対象物を鉛直上下方向に移動可能であり且つ加工対象物の角度を変更することができる機構を備えている。このステップにおいて、金属板１３１となる薄い金属板（貫通孔形成壁となる平板）は、ステージＳｔｇの上に配置・保持される。
その後、金属板１３１となる平板の板面の法線が、前述した一定の方向と異なる方向となるように同平板をステージＳｔｇにより傾斜させるとともに、レーザービームＬＢの焦点と孔加工位置が一致するようにステージＳｔｇを上下方向に移動して距離Ｄｐを変更し、同平板に複数の貫通孔のうちの一部の貫通孔を形成する。また、金属板１３１となる板の板面の法線が、前述した一定の方向と一致する方向となるように同平板をステージＳｔｇにより配置するとともに、レーザービームＬＢの焦点と孔加工位置が一致するようにステージＳｔｇを上下方向に移動して距離Ｄｐを変更し、同平板に複数の貫通孔のうちの他の一部の貫通孔を形成する。以上により、貫通孔形成壁となる金属板１３１を得る。
ステップ４：このように形成した金属板１３１，１０ｂ及び１０ｃを順に積層し、それらを金属拡散接合（又は有機接着剤或いは無機接着剤を用いた接合）により互いに接合し、接合体を得る。
ステップ５：一方、圧電／電歪膜と電極膜を交互に積層し、圧電／電歪素子１１を形成しておく。そして、前記接合体の金属板１０ｃ上に、圧電／電歪素子１１を接着により固定する。以上により、液体噴射装置１３０が作製される。
この製造方法によれば、貫通孔形成壁（金属板１３１）からの距離が大きくなるにつれて同複数の貫通孔（液体噴射孔１３１ａ）から略同時に噴射された液滴同士の距離が大きくなるように、その軸線方向が同貫通孔形成壁の板面の法線に対して傾斜せしめられてなる貫通孔を有する同貫通孔形成壁を備えた液体噴射装置１３０を容易に製造することができる。
なお、上記ステップ３においては、レーザー加工装置を使用したが、電子ビームにより孔を形成する加工装置、ドリル加工により孔を形成する装置及び放電加工により孔を形成する装置等のように、水平面に対して所定の角度で入射する一定の方向（固定された方向であって、例えば、鉛直上下方向）に軸線を有する孔を形成することができる他の加工装置を使用することもできる。
（液体噴射装置１３０の第２の製造方法）
次に、液体噴射装置１３０の第２の製造方法について説明する。この第２の製造方法は、第１の製造方法のステップ３に代えて以下のステップ３Ａを採用する点のみにおいて同第１の製造方法と異なる。従って、以下、この相違点を中心として説明する。
ステップ３Ａ：先ず、図４０の（１）に示したように、後に金属板１３１となる薄い金属からなる板体（貫通孔形成壁となる平板）に対して、その断面形状が上に凸の略円弧状となるように曲げ加工を施す。次いで、図４０の（２）に示したように、レーザー加工装置を用いて円弧の外側からその曲げ加工された板体にレーザーを照射する。これにより、曲げ加工された板体の略中央部における同板体のなす面の法線に平行な軸線を有する貫通孔Ｔｈを、同板体に対して所定間隔毎に複数個形成する。
その後、図４０の（３）に示したように、複数の貫通孔Ｔｈが形成された板体を平板状に加工する。以上により、複数の液体噴射孔１３１ａが放射状に形成された金属板１３１を得る。他は、第１の製造方法と同様のステップにより、液体噴射装置１３０を製造する。
（液体噴射装置１３０の第３の製造方法）
次に、液体噴射装置１３０の第３の製造方法について説明する。この第３の製造方法は、第１の製造方法のステップ３に代えて以下のステップ３Ｂを採用する点のみにおいて同第１の製造方法と異なる。従って、以下、この相違点を中心として説明する。
ステップ３Ｂ：先ず、図４１の（１）に示したように、後に金属板１３１となる薄い金属からなる板体（貫通孔形成壁となる平板）に対して、その断面形状が下に凸の略円弧状となるように曲げ加工を施す。次いで、図４１の（２）に示したように、レーザー加工装置を用いて円弧の内側からその曲げ加工された板体にレーザーを照射する。これにより、曲げ加工された板体の略中央部における同板体のなす面の法線に平行な軸線を有する貫通孔Ｔｈを、同板体に対して所定の間隔毎に複数個形成する。
その後、図４１の（３）に示したように、複数の貫通孔Ｔｈが形成された板体を平板状に加工する。以上により、複数の液体噴射孔１３１ａが放射状に形成された金属板１３１を得る。他は、第１の製造方法と同様のステップにより、液体噴射装置１３０を製造する。
次に、液体噴射装置１３０について、効果確認のために実施した実験の条件及び結果について述べる。なお、比較のために、液体噴射装置１３０の液体噴射孔１３１ａの軸線を、総べてＺ軸に平行（液体噴射用ノズル形成壁である金属板１３１の下面と直交する方向と平行）とした装置（以下、「比較例」と称呼する。）についても、同様な実験を行った。
（実験条件）
（１）液体噴射孔の径はφ３０μｍとした。
（２）液体噴射孔は２８８個であり、格子状に０．１５ｍｍ間隔で配置した。
（３）チャンバーの大きさは２×６ｍｍで、厚みは０．２ｍｍとした。
（４）振動板（液体噴射孔対向壁、金属板１０ｃ）の厚みは０．０１ｍｍとした。
（５）液体噴射孔形成壁（金属板１３１）の厚みは０．０３ｍｍとした。
（６）液体導入通路１０−４のスリットの厚み（幅）ｔは０．０３ｍｍ、Ｙ軸方向長さＷは５．８ｍｍ、Ｘ軸方向長さは２ｍｍとした。
（７）圧電／電歪素子の大きさは、１．８×５．８ｍｍとした。
（８）圧電／電歪素子は、一液熱硬化型エポキシ接着剤を用いて振動板（液体噴射孔対向壁、金属板１０ｃ）に一枚だけ接着した。
（９）圧電素子を駆動する電圧信号の周波数は７０ｋＨｚ、最高電圧は１２Ｖ、波形は矩形波とした。
（１０）チャンバーに導入される液体の圧力は０．３ＭＰａで、流量は１３０ｃｃ／分とした。
（１１）噴射された液滴の径を測定するため、使用した液体をドライソルベルトとした。
（１２）ストロボスコープを光源として顕微鏡を使用し、噴射された液滴を写真撮影した。そして、写真の液滴径を測定した後に顕微鏡倍率から逆算することで、液滴の径の測定を行った。
（実験結果）
次に、実験結果について述べる。図４２は、液体噴射用ノズル形成壁（金属板１３１）の外面からの距離と測定された液滴の径の平均値との関係を示したグラフである。このグラフにおいて、破線により示した結果から明らかなように、比較例の装置から噴射される液滴の径は、液体噴射孔形成壁外面からの距離が大きくなるほど大きくなっている。これは、噴射された液滴が液体噴射空間において再結合していることに起因する。
一方、実線により示した結果から明らかなように、本発明による液体噴射装置１３０から噴射される液滴の径は、液体噴射孔形成壁外面からの距離が大きくなっても殆ど大きくなっていない。このことから、本発明は、噴射される液滴間の距離が飛行に伴って大きくなるから、同噴射される液滴が液体噴射空間中で再結合する頻度を減らすことができ、その結果、液滴の径を微小に維持することについて極めて効果的であることが確認できた。
一方、図４３は、チャンバーの中央部付近に形成された液体噴射用ノズルから噴射された液滴の径の分布を示したグラフである。図４４は、チャンバーの周辺部に形成された液体噴射用ノズルから噴射された液滴の径の分布を示したグラフである。
図４３から理解されるように、チャンバーの中央部付近に形成された液体噴射用ノズルから噴射された液滴の径については、比較例と本発明による液体噴射装置１３０との間に顕著な差は見られなかった。これに対し、図４４から理解されるように、チャンバーの周辺部に形成された液体噴射用ノズルから噴射された液滴の径については、本発明による液体噴射装置１３０により噴射された液滴の径が比較例により噴射された液滴の径よりも小さくなっていた。また、液体噴射装置１３０から噴射された液滴の径のばらつきは、比較例から噴射された液滴の径のばらつきよりも小さくなっていた。
このような現象は、定かではないが、音源（圧力変動発生源としての圧電／電歪素子１１）が面音源ではなく、擬似的に点音源と言う事ができる状況下であって、例えば７０ｋＨｚという超音波領域においては、液体中の音波は直進性が良好であって回折が起こり難いことに起因して発生すると考えられる。即ち、圧電／電歪素子１１の中心部直下近傍（チャンバー１３０−３の略中央部直下）に位置する液体噴射孔１３１ａに関しては、比較例及び本発明による液体噴射装置１３０の双方において、音波の進行方向と液体噴射孔１３１ａの中心軸とが一致する。従って、音波の進行が阻害され難いので、液体噴射孔１３１ａの全体に渡り強い振動が伝達される。この結果、微小な粒径の液滴が安定的に生成される。このため、比較例と本発明による液体噴射装置１３０との間で、液滴の径に大きな差異がみられない。
これに対し、圧電／電歪素子１１の中心部直下から離れた部分（チャンバーの周辺部）に位置する液体噴射孔に関しては、音波の進行方向と比較例の液体噴射孔の中心軸とが一致しない。従って、比較例においては、図４５に示したように、液体噴射孔１０−３ａの内部において、音波の進行方向に対する影部ｓｄが生じる。この結果、音波の進行が阻害され、液体噴射孔１０−３ａ中において振動が弱まる（振幅が小さくなる）ので、液滴の径が大きくなり、且つ、ばらつきが生じるのである。
一方、液体噴射装置１３０においては、図５と同等の図４６に示したように、圧電／電歪素子１１の中心部直下付近に位置する液体噴射孔１３１ａの中心軸ＩＬは金属板１３１の下面（及びその下面と平行である上面）に略直交している。また、それ以外の液体噴射孔１３１ａの中心軸ＩＬは、圧電／電歪素子１１の中心部直下の位置とその液体噴射孔１３１ａの距離が大きくなるほど、金属板１３１の下面に対して大きく傾斜している。
換言すれば、圧電／電歪素子１１のＸ−Ｙ平面における中心を通るＺ軸に平行な線と金属板１３１の下面（又は上面）の交点を「直下点」と定義するとき、液体噴射孔１３１ａの中心軸ＩＬと金属板１３１の下面の法線（即ち、Ｚ軸）とのなす角度γは、着目する液体噴射孔１３１ａと直下点との距離が大きいほど大きくなっている。
従って、推定ではあるが、液体噴射孔１３１ａを放射状に形成することにより、圧電／電歪素子１１により発生せしめられる音波の進行方向と各液体噴射孔１３１ａの中心軸ＩＬとの角度差が小さくなるので、前述した影部ｓｄが小さくなり、従って、各液体噴射孔１３１ａの内部全体に渡り大きな振幅の振動が伝達される。この結果、総べての液体噴射孔１３１ａから噴射される液滴の粒径が微小であって均一となる。
次に、本発明による更に他の実施形態に係る液体噴射装置１４０について図４７及び図４８を参照しながら説明する。図４７は、図４と同様に、液体噴射装置１４０のＹ軸方向中央部を通るＸ−Ｚ平面に沿った平面で液体噴射装置１４０を切断したチャンバー及びその近傍の断面図である。図４８は、図５と同様に、液体噴射装置１４０のチャンバー１４１−５を通るＹ−Ｚ平面に沿った平面で液体噴射装置１４０を切断した断面図である。
液体噴射装置１４０は、本発明による上述した他の実施形態に係る液体噴射装置１３０を構成する金属板１３１に代わる薄い金属板１４１と、金属板１０ｂと、金属板１０ｃとからなり、チャンバー１３０−３と異なるチャンバー１４１−５を備える点のみにおいて同液体噴射装置１３０と異なっている。従って、以下、係る相違点を中心として説明する。
金属板１４１は、外部空間に向けて（Ｚ軸負方向に）突出する曲面形状を有している。この曲面の頂点は、圧電／電歪素子１１のＸ−Ｙ平面における中心（重心部）に略対向する位置である。なお、金属板１４１の液体噴射孔１４１−５ａが形成されている部分の上面及び下面は、圧電／電歪素子１１のＸ−Ｙ平面における中心を通るＺ軸に平行な線上であって且つ金属板１０ｃよりも圧電／電歪素子１１側にある点（以下、「仮想点」と称呼する。）を中心とした球の表面と平行となっていることが好ましい。また、前記仮想点は、圧電／電歪素子１１を擬似的な点音源とみなした場合の音源位置と略一致していることが好ましい。
金属板１４１には、金属板１３１と同様に、複数の液体噴射孔（液体噴射用ノズル）１４１−５ａが形成されている。複数の液体噴射孔１４１−５ａはマトリクス状（正方格子状）に配置されている。各液体噴射孔１４１−５ａは、円筒状の空間であって、その直径がｄの貫通孔である。複数の液体噴射孔１４１−５ａは、各軸線ＩＬが金属板１４１の板面の法線方向に略一致している。換言すると、液体噴射孔１４１−５ａの中心軸ＩＬは、金属板１４１の下面（及び上面）に直交している。
この結果、圧電／電歪素子１１の中心の直下付近に位置する液体噴射孔１４１−５ａの中心軸ＩＬはＺ軸と平行となっている。また、それ以外の液体噴射孔１４１−５ａの中心軸ＩＬは、圧電／電歪素子１１の中心の直下部とその液体噴射孔１４１−５ａの距離が大きくなるほど、Ｚ軸に対して大きく傾斜している。換言すると、着目する液体噴射孔１４１−５ａの中心軸ＩＬと前記定義された直下点とを通る平面内において、中心軸ＩＬとＺ軸とのなす角度γは、着目する液体噴射孔１４１−５ａと直下点との距離が大きいほど大きくなっている。
このように、液体噴射孔１４１−５ａ（液体噴射用ノズル）は、放射状に形成されている。即ち、複数の液体噴射孔１４１−５ａは、同複数の液体噴射孔１４１−５ａが形成された壁（金属板１４１）からの距離が大きくなるにつれて、同複数の液体噴射孔１４１−５ａから略同時に噴射された液滴同士の距離が大きくなるように、その軸線方向が定められている。
従って、推定ではあるが、圧電／電歪素子１１により発生せしめられる音波の進行方向と各液体噴射孔１４１−５ａの中心軸ＩＬとの角度差が小さくなるので、前述した影部ｓｄが小さくなる。その結果、各液体噴射孔１４１−５ａの内部全体に渡り大きな振幅の振動が伝達されるので、総べての液体噴射孔１４１−５ａから噴射される液滴の粒径が微小であって均一となる。また、液滴の飛行に伴って液滴間の距離が大きくなるので、隣接又は近接する液滴同士が空間中で結合してしまう頻度を低減することができる。その結果、液体噴射装置１４０は、粒径が微細で且つ均一な多数の液滴を噴射することができる。
なお、液体噴射装置１４０は、第１の肉厚を有する壁により形成される第１貫通窓（１０１）を有する第１枠体（金属板１０ｂ）、液体噴射用ノズル１０−５ａとしての貫通孔が複数形成された平板からなり同第１貫通窓（１０１）の下面を閉じるように配設される貫通孔形成壁（金属板１４１）及び同第１貫通窓（１０１）の上面を閉じるように配設される貫通孔対向壁（金属板１０ｃ）から構成されるチャンバー（１４１−５）と、前記貫通孔対向壁（金属板１０ｃ）に配設されるとともに前記チャンバー（１４１−５）内の液体に対する圧力波の付与及び／又は同チャンバー（１４１−５）の容積の減増を行うことにより、同チャンバー（１４１−５）内の液体を微粒子化しながら前記貫通孔（１４１−５ａ）を介して外部空間に噴射するための圧電／電歪素子１１と、を具備した装置であると言うことができる。第１貫通窓１０１は、平面視で略長方形状である。
（液体噴射装置１４０の第１の製造方法）
次に、液体噴射装置１４０の第１の製造方法について説明する。
ステップ１：図３８の（１）に示したように、極めて薄い金属板に液体導入口１０−１と対応する貫通穴をパンチ加工やレーザー加工等により形成する。これにより、金属板１０ｃを得る。
ステップ２：図３８の（２）に示したように、やや厚みのある金属板を準備し、その金属板に液体供給通路１０−２の側壁及びチャンバー１４１−５の側壁を形成するための貫通穴ＰＨ１及び貫通穴ＰＨ２を金属エッチングにより形成する。また、液体導入通路部１０−４のスリットの下壁ＳＷとなる部分を、その金属板をハーフエッチングする（所定の深さｔの溝をエッチングにより得る）ことにより形成する。これにより、第１枠体として機能する金属板１０ｂを得る。
ステップ３：図３８の（３）に示した場合と同様に、図３８の（１）及び（２）に示した金属板の中間の厚みを有する金属板を準備し、その金属板に後に液体噴射孔１４１−５ａとなる貫通孔を所定の位置にレーザー加工等により形成する。この金属板は、図４９において金属板１４１’として示されている。金属板１４１’は、後に液体噴射用ノズル形成壁である金属板１４１となる平板である。形成された貫通孔の各軸線は、金属板１４１’の板面に直交している（金属板１４１’の板面の法線方向と一致している。）。
ステップ４：薄い金属板に第１貫通窓１０１よりも大きく第１枠体（金属板１０ｂ）の外周部よりも小さい第２貫通窓１０２を形成し、第２枠体となる金属板１０ｅを得る（図４９を参照。）。第２貫通窓１０２の平面視における形状は、略長方形状である。金属板１０ｅの外周形状は、金属板１０ｂの外周形状と一致している。
ステップ５：図４９の（１）に示したように、金属板１０ｅ，１４１’，１０ｂ，１０ｃを下から順にＺ軸方向に積層して積層体を得る。このとき、金属板１４１’を、前記第１枠体である金属板１０ｂの下面と、前記第２枠体である金属板１０ｅの上面と、の間に、平面視において前記第１貫通窓１０１が前記第２貫通窓１０２の内側となるように挟持する。
ステップ６：次いで、図４９の（２）に示したように、積層体に対して高温下でＺ軸方向に圧力を加え、これにより、金属板１４１’の上面と金属板１０ｂの下面とを拡散接合するとともに、金属板１４１’の下面と金属板１０ｅの上面とを拡散接合する。
この拡散接合時において、第１枠体（金属板１０ｂ）の壁の底面外周部は、平板（金属板１４１’）を介して第２枠体（金属板１０ｅ）の壁の上面により支持される。これに対し、第１枠体（金属板１０ｂ）の壁の底面内周部は、第１貫通窓１０１が第２貫通窓１０２よりも小さいことから、第２枠体（金属板１０ｅ）の壁の上面により支持されない。これにより、平板（金属板１４１’）は、図４９の（３）に示したように、第２貫通窓１０２内に膨出するように湾曲する。この結果、平板（金属板１４１’）に形成されていた互いに平行な貫通孔Ｔｈは、Ｚ軸方向に対して傾斜し、貫通孔形成壁（金属板１４１）からの距離が大きくなるにつれて同複数の貫通孔から略同時に噴射された液滴同士の距離が大きくなるように容易に方向付けされる。
ステップ７：一方、圧電／電歪膜と電極膜を交互に積層し、圧電／電歪素子１１を形成しておく。そして、金属板１０ｃ上に、圧電／電歪素子１１を接着により固定する。以上により、液体噴射装置１４０が作製される。ただし、この液体噴射装置１４０は、図４７及び図４８に示した液体噴射装置１４０の下面に、金属板１０ｅを備える。
（液体噴射装置１４０の第２の製造方法）
次に、液体噴射装置１４０の第２の製造方法について説明する。先ず、液体噴射装置１４０の第１の製造方法におけるステップ１乃至ステップ４と同じ工程により金属板１０ｃ、１０ｂ、１４１’及び金属板１０ｅを得る。
ステップ５：図４９の（１）に示したように、金属板１０ｅ，１４１’，１０ｂ，１０ｃを下から順にＺ軸方に積層し、これらを互いに接着させて接合体を得る。このとき、金属板１４１’を、前記第１枠体である金属板１０ｂの下面と、前記第２枠体である金属板１０ｅの上面と、の間に、平面視において前記第１貫通窓１０１が前記第２貫通窓１０２の内側となるように挟持する。
ステップ６：次いで、図４９の（２）に示したように、接合体に対してＺ軸方向に圧力を加えるプレス工程を実施する。このプレス工程において、第１枠体（金属板１０ｂ）の壁の底面外周部は、平板（金属板１４１’）を介して第２枠体（金属板１０ｅ）の壁の上面により支持される。これに対し、第１枠体（金属板１０ｂ）の壁の底面内周部は、第１貫通窓１０１が第２貫通窓１０２よりも小さいことから、第２枠体（金属板１０ｅ）の壁の上面により支持されない。
これにより、平板（金属板１４１’）は、図４９の（３）に示したように、第２貫通窓１０２内に膨出するように湾曲する。この結果、平板（金属板１４１’）に形成されていた互いに平行な貫通孔Ｔｈは、Ｚ軸方向に対して傾斜し、前記貫通孔形成壁（金属板１４１）からの距離が大きくなるにつれて同複数の貫通孔から略同時に噴射された液滴同士の距離が大きくなるように容易に方向付けされる。
ステップ７：一方、圧電／電歪膜と電極膜を交互に積層し、圧電／電歪素子１１を形成しておく。そして、金属板１０ｃ上に、圧電／電歪素子１１を接着により固定する。以上により、液体噴射装置１４０が作製される。ただし、この液体噴射装置１４０は、図４７に示した液体噴射装置１４０の下面に、金属板１０ｅを備える。
この液体噴射装置１４０の第２の製造方法においては、金属板１０ｃの下面及び第１枠体（金属板１０ｂ）の壁の上面、第１枠体（金属板１０ｂ）の壁の下面及び平板（金属板１４１’）の上面並びに同平板（金属板１４１’）の下面及び第２枠体（金属板１０ｅ）の上面の接合は、上述したプレス工程の前であっても或いは後であってもよい。
（液体噴射装置１４０の第３の製造方法）
次に、液体噴射装置１４０の第３の製造方法について説明する。先ず、液体噴射装置１４０の第１の製造方法におけるステップ１乃至ステップ３と同じ工程により金属板１０ｃ、１０ｂ、及び金属板１４１’を得る。
ステップ５：図５０の（１）に示したように、金属板１４１’，１０ｂ，１０ｃを下から順にＺ軸方に積層し、これらを互いに接着又は接合させて接合体を得る。
ステップ６：次いで、図５０の（２）に示したように、貫通孔Ｔｈが形成された平板（金属板１４１’）の下面に樹脂からなるマスクＭＳを形成する。マスクＭＳは、平面視において第１貫通窓１０１よりも小さい窓（第３の窓）１０３を有するように形成される。より具体的には、第３の窓部は、その各辺が第１貫通窓１０１の各辺から距離ｔ１だけ第１貫通窓１０１の内側に配置された形状を有する。
ステップ７：次いで、金属板１４１’の下面に対してサンドを衝突させるショットピーニング加工（この例ではサンドブラスト）を施す。このショットピーニング加工により、平板である金属板１４１’の下面に大きな圧縮残留応力が生じ、同金属板１４１’の上面には残留引張応力が生じる。従って、金属板１４１’はマスクＭＳにより形成された第３の窓１０３内に膨出するように湾曲する。この結果、金属板１４１’に形成されていた互いに平行な貫通孔Ｔｈは、Ｚ軸方向に対して傾斜し、貫通孔形成壁（金属板１４１）からの距離が大きくなるにつれて同複数の貫通孔から略同時に噴射された液滴同士の距離が大きくなるように容易に方向付けされる。
ステップ８：次に、マスクＭＳを除去する。
ステップ９：一方、圧電／電歪膜と電極膜を交互に積層し、圧電／電歪素子１１を形成しておく。そして、金属板１０ｃ上に、圧電／電歪素子１１を接着により固定する。以上により、液体噴射装置１４０が作製される。
以上、説明したように、図３７乃至図５０を参照して説明した各実施形態に係る液体噴射装置によれば、噴射される液滴の径がより微小とされるとともに、噴射空間において液滴同士が再結合せず、液滴の径が微小な状態に維持され得る。また、上述した各実施形態の製造方法によれば、簡単な方法で上記各実施形態の液体噴射装置を製造することができる。
なお、チャンバー及び液体噴射孔について、上記液体噴射装置１３０と上記液体噴射装置１４０とを組み合わせることにより、液体噴射孔形成壁からの距離が大きくなるにつれて、複数の液体噴射孔から略同時に噴射された液滴同士の距離が大きくなるように、同液体噴射孔の軸線方向が定められてなる液体噴射装置を構成してもよい。
即ち、より具体的に述べると、液体噴射装置１４０のように液体噴射孔形成壁を湾曲させるとともに、液体噴射装置１３０のように液体噴射孔形成壁に形成する複数の液体噴射孔を、チャンバーの周辺に近づくほど液体噴射孔の各軸線と液体噴射孔形成壁の壁面の法線とのなす角度が大きくなって液滴をより広角度で放射状に噴射するように形成してもよい。
このような液体噴射装置は、液体噴射装置１３０の第１の製造方法（図３９）、第２の製造方法（図４０）及び第３の製造方法（図４１）の何れか一つを用い、図３９（図４０の（３）又は図４１の（３））に示したような放射状に軸線が傾斜した複数の貫通孔を有する平板を形成し、その平板を、図４９により示した液体噴射装置１４０の第１及び第２の製造方法、並びに図５０に示した液体噴射装置１４０の第３の製造方法の何れか一つを用いて、チャンバー外方に湾曲させることにより製造することができる。
また、貫通孔が形成された平板を湾曲させる際、図４９により示した液体噴射装置１４０の第１及び第２の製造方法の何れか一方と、図５０に示した液体噴射装置１４０の第３の製造方法とを組合せて実施してもよい。
ところで、上述した液体噴射装置においては、液体は液体導入通路部１０−４をＸ軸方向に通流してチャンバー１０−３に導入され、複数の液体噴射孔１０−３ａを介して噴射される。このとき、時間あたりの噴射量を増大するためにチャンバー１０−３内の圧力を増大したところ、液体導入通路部１０−４側を除くチャンバー１０−３の側壁近傍に位置する液体噴射孔１０−３ａ（側壁に隣接した一列又は複数列の液体噴射孔１０−３ａ）から噴射される液滴の噴射方向が内方に傾斜してしまうという現象がみられた。
図５１乃至図５３は、このような現象を示した図である。図５１は図１３と同じく、第３実施形態に係る液体噴射装置６０と同様な液体噴射装置の平面図であり、図５２は図５１のＢ１−Ｂ１線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。図５３は図５１のＢ２−Ｂ２線に沿った平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。
図５２は、チャンバー１０−３のＸ軸方向端部近傍に存在する液体噴射孔１０−３ａから噴射される液滴の噴射方向が、Ｚ軸負方向のみでなくＸ軸負方向の成分を有していることを示している。また、図５３は、チャンバー１０−３のＹ軸正方向端部近傍に存在する液体噴射孔１０−３ａから噴射される液滴の噴射方向が、Ｚ軸負方向のみでなくＹ軸負方向の成分を有し、チャンバー１０−３のＹ軸負方向端部近傍に存在する液体噴射孔１０−３ａから噴射される液滴の噴射方向が、Ｚ軸負方向のみでなくＹ軸正方向の成分を有していることを示している。
これは、液体導入通路部１０−４側を除くチャンバー１０−３の側壁近傍において液体の圧力が増大し、液圧勾配が大きくなるためであると推察される。即ち、チャンバー１０−３の側壁に近い位置にある一つの液体噴射孔１０−３ａに着目すると、この一つの液体噴射孔１０−３ａから噴射される液滴に対し、同側壁側で相対的に高い圧力が加わり、同側壁と反対側（チャンバー１０−３の中央側）で相対的に低い圧力が加わる。従って、この一つの液体噴射孔１０−３ａから噴射される液滴には、チャンバーの下面に垂直な方向の圧力が均等に加わらないから、液滴の飛行方向がチャンバーの中央方向に向う成分を有してしまうと推定される。
本発明の他の実施形態に係る液体噴射装置４００は、このような問題に対処したものである。液体噴射装置４００は、液体噴射装置６０のチャンバー１０−３をチャンバー４００−３（液体噴射孔の配置を変更したチャンバー）に置換した点において同液体噴射装置６０と異なっている。従って、以下、係る相違点を図５４乃至図５７を参照しながら中心として説明する。なお、液体噴射装置６０と同一構成部分には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。また、図５６において、液体導入通路部１０−４は省略されている。
チャンバー４００−３は、金属板１０ａに代わる金属板４００ａの上面と、液体供給通路１０−２に対してＸ軸正方向に所定距離隔てた位置において金属板４００ｂに設けられた貫通穴を形成する側壁面と、金属板１０ｃの下面とにより画定された空間である。チャンバー４００−３の平面形状は、図５４に示したように、Ｙ軸及びＸ軸にそれぞれ沿う長辺及び短辺を有する略長方形である。その長辺の長さは、液体供給通路１０−２の底辺の長さ及び液体導入通路部１０−４のスリットのＹ軸方向の長さと同じである。従って、その長方形の短辺は、液体導入通路部１０−４のスリットのＹ軸方向両端部からＸ軸正方向に延びている。
チャンバー４００−３を構成している一つの壁（下壁）である金属板４００ａには、複数の貫通孔が液体噴射孔（液体噴射用ノズル）４００−３ａとして形成されている。各液体噴射孔４００−３ａは、Ｚ軸方向に軸を有する底面の直径がｄである円筒状の空間である。
前述した液体噴射装置６０においては、複数の液体噴射孔１０−３ａはチャンバー１０−３の下壁に、一定の面内孔密度（単位面積あたりに占める液体噴射孔の個数、単に液体噴射孔の密度ともいう。）をもって配列されていた。これに対し、液体噴射装置４００においては、複数の液体噴射孔４００−３ａは、液体導入通路部１０−４と隣接しているチャンバー４００−３の側壁を除いた残りの三方の側壁近傍において、それ以外の部分よりも面内孔密度が大きくなるように配列されている。
即ち、液体噴射孔４００−３ａの面内孔密度は、液体導入通路部１０−４と反対側のチャンバー４００−３の側壁４００−３ｂ近傍領域（チャンバー４００−３のＸ軸正方向端部近傍領域）Ａｒ１、平面視においてチャンバー４００−３の一対の短辺の一つを含むチャンバー４００−３の側壁４００−３ｃ近傍領域（チャンバー４００−３のＹ軸正方向端部近傍領域）Ａｒ２及び平面視においてチャンバー４００−３の一対の短辺の他の一つを含むチャンバー４００−３の側壁４００−３ｄ近傍領域Ａｒ３（チャンバー４００−３のＹ軸負方向端部近傍領域）において、これらの領域を除いた領域（中央部）Ａｒ４よりも、大きくなっている。換言すると、領域Ａｒ１〜Ａｒ３においては、互いに隣接する液体噴射孔４００−３ａ同士の距離が、領域Ａｒ４における液体噴射孔４００−３ａ同士の距離よりも短くなるように、液体噴射孔４００−３ａが配列されている。
このように液体噴射孔４００−３ａの面内孔密度を領域により調整して同液体噴射孔４００−３ａを配置することにより、上述した液圧勾配を小さくすることができるので、領域Ａｒ１〜Ａｒ３に配置された液体噴射孔４００−３ａから噴射される液滴の噴射方向は、Ｚ軸と平行（チャンバー４００−３の下壁面と垂直な方向）となり、これらの液体噴射孔から噴射される液滴の径を小さく維持することができる。
この場合、チャンバー４００−３の端部に向うほど、液体噴射孔４００−３ａの面内孔密度を大きくすることが好適である。
即ち、液体の流れ方向に沿って進むほど（チャンバーの側壁４００−３ｂに近づくほど、Ｘ軸正方向に進むほど）、液体噴射孔４００−３ａの面内孔密度を大きくしてもよい。更に、液体の流れ方向に直交する方向に進むほど（チャンバーの側壁４００−３ｃ又はチャンバーの側壁４００−３ｄに近づくほど）、液体噴射孔４００−３ａの面内孔密度を大きくしてもよい。
また、チャンバー４００−３の下壁を示した図５７の（Ａ）に示したように、チャンバーの側壁４００−３ｃと側壁４００−３ｄとの距離を１とすると、領域Ａｒ２及び領域Ａｒ３は、それぞれ側壁４００−３ｃ及び側壁４００−３ｄから１／２０乃至５／２０の範囲とすることが好適である。
更に、チャンバーの側壁４００−３ｂとチャンバー４００−３内の最も液体導入通路部１０−４側に存在する液体噴射孔４００−３ａとの距離を１とすると、領域Ａｒ１は、側壁４００−３ｂから１／２０乃至５／２０の範囲とすることが好適である。
また、領域Ａｒ１〜Ａｒ３に存在する液体噴射孔４００−３ａの総数は、領域Ａｒ４に存在する液体噴射孔４００−３ａの総数の１．１乃至４．０倍とすると良い。
加えて、チャンバー４００−３の下壁を示した図５７の（Ａ）及びその下壁の側壁４００−３ｂの近傍部分（領域Ａｒ１）を拡大して示した図５７の（Ｂ）に図示したように、領域Ａｒ１〜Ａｒ３（液体噴射孔４００−３ａの面内孔密度が増大されている領域）において、それぞれ側壁４００−３ｂ〜４００−３ｄに近づくほど液体噴射孔４００−３ａの面内孔密度が増大するように液体噴射孔４００−３ａを配置してもよい。
また、液体噴射装置４００においては、面内孔密度が変更されていたが、面内孔密度を一定に維持しながら液体噴射孔４００−３ａの直径（或いは、開口面積）を変更してもよい。即ち、液体噴射孔４００−３ａの直径を、チャンバー４００−３の側壁４００−３ｂ近傍領域Ａｒ１、チャンバー４００−３の側壁４００−３ｃ近傍領域Ａｒ２及びチャンバー４００−３の側壁４００−３ｄ近傍領域Ａｒ３において、これらの領域を除いた領域（中央部）Ａｒ４よりも、大きくしてもよい。この場合、領域Ａｒ１〜Ａｒ３内において、側壁４００−３ｂ、側壁４００−３ｃ及び側壁４００−３ｄのそれぞれに近づくほど、液体噴射孔４００−３ａの直径を次第に大きくしてもよい。
また、チャンバー４００−３の中央から、側壁４００−３ｂ、側壁４００−３ｃ及び側壁４００−３ｄにそれぞれ近づくにつれて、液体噴射孔４００−３ａの直径を次第に大きくしてもよい。更に、チャンバー４００−３の中央から、側壁４００−３ｂ、側壁４００−３ｃ及び側壁４００−３ｄにそれぞれ近づくにつれて、面内孔密度を次第に増大するとともに、液体噴射孔４００−３ａの直径を次第に大きくしてもよい。
このように、チャンバー４００−３の周辺部に位置する液体噴射孔４００−３ａの直径を大きくすることによっても、同周辺部の液体噴射孔４００−３ａの面内孔密度を大きくすることと同様の効果（噴射される液滴をＺ軸に平行に維持するという効果）を得ることができる。以下、かかる液体噴射装置の具体的な実施形態について説明する。
図５８乃至図６０には、本発明の更に別の実施形態に係る液体噴射装置４１０が示されている。液体噴射装置４１０は、液体噴射装置４００のチャンバー４００−３をチャンバー４１０−３（液体噴射孔の形状を変更したチャンバー）に置換した点において同液体噴射装置４００と異なっている。従って、以下、係る相違点を中心として説明する。なお、図６０において、液体導入通路部１０−４は省略されている。
チャンバー４１０−３は、金属板４００ａに代わる金属板４１０ａの上面と、液体供給通路１０−２に対してＸ軸正方向に所定距離隔てた位置において金属板４００ｂに設けられた貫通穴を形成する側壁面と、金属板１０ｃの下面とにより画定された空間である。
チャンバー４１０−３を構成している一つの壁（下壁）である金属板４１０ａには、複数の貫通孔が液体噴射孔（液体噴射用ノズル）４１０−３ａ１、４１０−３ａ２及び４１０−３ａ３として形成されている。液体噴射孔４１０−３ａ１、４１０−３ａ２及び４１０−３ａ３は、Ｚ軸方向に軸を有する円筒状の空間である。液体噴射孔４１０−３ａ１の直径はｄ（＝ｄ１）であり、液体噴射孔４１０−３ａ２の直径ｄ２より小さくなっている。液体噴射孔４１０−３ａ３の直径はｄ３であり、液体噴射孔４１０−３ａ２の直径ｄ２より大きくなっている。即ち、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３である。
液体噴射孔４１０−３ａ３は、液体導入通路部１０−４と隣接しているチャンバー４１０−３の側壁を除いた残りの三方の側壁の最も近い位置に配列されている。即ち、液体噴射孔４１０−３ａ３は、平面視においてチャンバー４１０−３のＹ軸方向両端に位置する各一列と最もＸ軸正方向側に位置する一列に配置されている。液体噴射孔４１０−３ａ２は、液体噴射孔４１０−３ａ３の隣の列のみに配列されている。液体噴射孔４１０−３ａ１は、残りの部分に配列されている。
即ち、液体噴射孔の径は、液体導入通路部１０−４と反対側のチャンバー４１０−３の側壁４１０−３ｂ、チャンバー４１０−３の一対の短辺の一つを含むチャンバー４１０−３の側壁４１０−３ｃ及びチャンバー４１０−３の一対の短辺の他の一つを含むチャンバー４１０−３の側壁４１０−３ｄに近づくほど、大きくなっている。
このように、液体噴射装置４１０においては、平面視においてチャンバー４１０−３の液体が流入する辺を除く３方の辺の近傍部分（周辺部）の液体噴射孔の径（ノズル径）ｄ２，ｄ３を、それ以外の部分（液体が流入する辺の近傍部分を含むチャンバー４１０−３の中央部）の液体噴射孔の径ｄ１より大きくした。換言すると、周辺部の液体噴射孔の通路面積を中央部の液体噴射孔の面積より大きくした。
これにより、チャンバー４１０−３の周辺部から（即ち、液体噴射孔４１０−３ａ２及び液体噴射孔４１０−３ａ３から）噴射される液滴の径が、チャンバー４１０−３の中央部から（即ち、液体噴射孔４１０−３ａ１から）噴射される液滴の径よりも大きくなって、噴射後の直進性が増大する。また、チャンバー４１０−３の周辺部に生じる上述した液圧勾配を小さくすることができる。従って、チャンバー４１０−３の底面に直交する方向に（Ｘ軸方向及びＹ軸方向の成分を有することなくＺ軸方向に）液滴が進行する。この結果、液滴の噴射後において、同液滴が他の液滴と再結合するなどの理由により、その径が急激に大きくなることが回避される。
なお、この液体噴射装置４１０は、液体導入通路部１０−４を介して前記チャンバー４１０−３に導入される液体の流れ方向（Ｘ軸正方向）に進むほど、液体噴射用ノズル（液体噴射孔）の通路面積を大きくした液体噴射装置であると云うことができる。更に、この液体噴射装置４１０は、液体導入通路部１０−４を介してチャンバー４１０−３に導入される液体の流れ方向に直交する方向（Ｙ軸正及び負方向）に進むほど、液体噴射用ノズル（液体噴射孔）の通路面積を大きくした液体噴射装置であると云うことができる。
図６１乃至図６３には、本発明の更に別の実施形態に係る液体噴射装置４２０が示されている。液体噴射装置４２０は、液体噴射装置４１０の金属板４１０ａに代えて金属板４２０ａを採用することにより、液体噴射装置４１０のチャンバー４１０−３をチャンバー４２０−３に置換した点のみにおいて同液体噴射装置４１０と異なっている。
上述した金属板４１０ａは、周辺部に平面視で（即ち、断面が）円形の液体噴射孔４１０−３ａ２及び４１０−３ａ３を備えていた。これに対し、金属板４２０ａは、周辺部（チャンバー４２０−３内の液体の流れ方向の端部にある側壁４２０−３ｂ、チャンバー４２０−３内の液体の流れ方向と直交する方向の端部にある側壁４２０−３ｃ及び４２０−３ｄに隣接する部分）に平面視で楕円形の液体噴射孔４２０−３ａ２及び４２０−３ａ３を備えている。液体噴射孔４２０−３ａ３は平面視でチャンバー４２０−３の最も外側に位置し、液体噴射孔４２０−３ａ２はその内側に配列されている。液体噴射孔４２０−３ａ３の長軸及び短軸は、液体噴射孔４２０−３ａ２の長軸及び短軸よりそれぞれ大きくなっている。
チャンバー４２０−３の角部に配設された液体噴射孔を除き、側壁４２０−３ｂの近傍に設けられた液体噴射孔４２０−３ａ２及び４２０−３ａ３の各長軸はＹ軸方向に沿っている。側壁４２０−３ｃ及び側壁４２０−３ｄの近傍に設けられた液体噴射孔４２０−３ａ２及び４２０−３ａ３の各長軸はＸ軸方向に沿っている。
一方、中央部に配列されている液体噴射孔４２０−３ａ１は、平面視で円形である。液体噴射孔４２０−３ａ１の直径は、液体噴射孔４２０−３ａ２の短軸以下の大きさとなっている。
これによっても、周辺部の液体噴射孔４２０−３ａ２及び４２０−３ａ３から噴射される液滴の径を中央部の液体噴射孔４２０−３ａ１から噴射される液滴の径よりも大きくすることができる。従って、周辺部の液体噴射孔４２０−３ａ２及び４２０−３ａ３から噴射される液滴の直進性が増大する。また、チャンバー４２０−３の周辺部に生じる上述した液圧勾配を小さくすることができる。その結果、液滴の噴射後において、同液滴が他の液滴と再結合するなどの理由により、その液滴の径が急激に大きくなることを回避することができる。
図６４乃至図６７には、本発明の更に別の実施形態に係る液体噴射装置４３０が示されている。液体噴射装置４３０は、液体噴射装置４２０の金属板４２０ａに代えて金属板４３０ａを採用することにより、液体噴射装置４２０のチャンバー４２０−３をチャンバー４３０−３に置換した点のみにおいて同液体噴射装置４２０と異なっている。
即ち、この液体噴射装置４３０においては、液体噴射装置４２０の液体噴射孔４２０−３ａ１，４２０−３ａ２及び４２０−３ａ３の位置に、液体噴射孔４３０−３ａ１，４３０−３ａ２及び４３０−３ａ３がそれぞれ形成されている。液体噴射孔４３０−３ａ１，４３０−３ａ２及び４３０−３ａ３の形状自体は、液体噴射孔４２０−３ａ１，４２０−３ａ２及び４２０−３ａ３とそれぞれ同一である。
チャンバー４３０−３の角部に配設された液体噴射孔を除き、チャンバー４３０−３内の液体の流れ方向の端部にある側壁４３０−３ｂの近傍に設けられた液体噴射孔４３０−３ａ２の各長軸はＹ軸方向に沿っている。チャンバー４３０−３内の液体の流れ方向と直交する方向の端部にある側壁４３０−３ｂの近傍に設けられた液体噴射孔４３０−３ａ３の各長軸はＸ軸方向に沿っている。側壁４３０−３ｃ及び側壁４３０−３ｄの近傍に設けられた液体噴射孔４３０−３ａ２及び４３０−３ａ３の各長軸はＹ軸方向に沿っている。
これによっても、周辺部の液体噴射孔４３０−３ａ２及び４３０−３ａ３から噴射される液滴の径を中央部の液体噴射孔４３０−３ａ１から噴射される液滴の径よりも大きくすることができる。従って、周辺部の液体噴射孔４３０−３ａ２及び４３０−３ａ３から噴射される液滴の直進性が増大する。その結果、液滴の噴射後において、同液滴の径が急激に大きくなることを回避することができる。
図６７乃至図６９には、本発明の更に別の実施形態に係る液体噴射装置５００が示されている。上述した各液体噴射装置は、一つの液体供給通路１０−２を備えていた。これに対し、液体噴射装置５００は、２つの液体供給通路５００−２，５００−２を備えている。また、チャンバー５００−３には、これらの２つの液体供給通路５００−２，５００−２からＹ軸方向に沿って液体が流入するようになっている。
これにより、チャンバーへの液体流入部分からみてチャンバーの端部（周辺部）となる領域を減らすことができるので、チャンバーの端部から噴射されることにより噴射後の方向がＺ軸方向以外の方向の成分を有する液滴の量を低減することができる。以下、より具体的に説明する。
液体噴射装置５００は、各辺が互いに直交するＸ，Ｙ及びＺ軸に対して平行に延びる略直方体形状を有している。液体噴射装置５００は、図６８及び図６９に示したように、順に積層された複数の金属板５００ａ〜５００ｃと、金属板５００ｃの外側面（Ｚ軸正方向のＸ−Ｙ平面に沿った平面）に固着された一対の圧電／電歪素子５０１及び５０２とからなっている。
金属板５００ａ〜５００ｃの材質は、この例においてはステンレス（ＳＵＳ３０４又はＳＵＳ３１６）である。金属板５００ｃは金属板１０ｃと同様に極めて薄く、容易に変形及び復元する（変形可能な）ダイヤフラムを構成している。
液体噴射装置５００は、液体導入口５００−１、一対の液体供給通路５００−２，５００−２、チャンバー５００−３、液体供給通路５００−２，５００−２とチャンバー５００−３とを連通する液体導入通路部５００−４，５００−４及び圧電／電歪素子５０１，５０２とを備えている。
液体導入口５００−１は、金属板５００ｃに形成された円形の貫通穴である。液体導入口５００−１は、金属板５００ｃのＹ軸方向中央であってＸ軸負方向端部近傍に設けられている。液体導入口５００−１には、液体導入口１０−１と同様に、電磁開閉式吐出弁２４の吐出孔２４ｅがスリーブ２５により液密に接続されるようになっている（図４を参照。）。
各液体供給通路５００−２は、金属板５００ａの上面と、金属板５００ｂに設けられた貫通部を形成する側壁面と、金属板５００ｃの下面とにより画定された空間である。液体供給通路５００−２の一方の平面形状（Ｚ軸正方向から見た形状）は、図６７に示したように、液体導入口５００−１の半円と一致する（重なる）部分からＸ軸正方向及びＹ軸負方向に伸び、その後Ｘ軸正方向に伸びている。Ｘ軸正方向に伸びた部分は、チャンバー対向液体供給通路部５００−２ａを形成している。
液体供給通路５００−２の他方の平面形状（Ｚ軸正方向から見た形状）は、図６７に示したように、Ｘ軸に沿う液体噴射装置５００の中心軸ＣＬに対し液体供給通路５００−２の一方の平面形状と線対称になっている。
チャンバー５００−３は、金属板５００ａの上面と、金属板５００ｂに設けられた貫通穴を形成する側壁面と、金属板５００ｃの下面とにより画定された空間である。チャンバー５００−３の平面形状は、図６７に示したように、略長方形である。
チャンバー５００−３を構成している一つの壁（下壁）である金属板５００ａには、複数の液体噴射孔５００−３ａが形成されている。各液体噴射孔５００−３ａは、液体噴射孔１０−３ａと同様、Ｚ軸方向に軸を有する底面の直径がｄである円筒状の空間である。複数の液体噴射孔５００−３ａは、液体噴射孔１０−３ａと同様、チャンバー５００−３の下面において正方格子状に配列されている。
一対の液体導入通路部５００−４の各々は、図６９に示したように、薄板状の中空空間（即ち、スリット）を構成する空間である。各液体導入通路部５００−４のスリットは、チャンバー対向液体供給通路部５００−２ａとチャンバー５００−３とを連通している。従って、液体は、チャンバー対向液体供給通路部５００−２ａ，５００−２ａから、供給通路液体導入通路部５００−４，５００−４を通ってチャンバー５００−３内に流れ込むようになっている。
アクチュエータとしての圧電／電歪素子５０１，５０２は、圧電／電歪素子１１と略同一のものである。圧電／電歪素子５０１及び５０２は、それぞれチャンバー５００−３のＸ軸負方向側及びＸ軸正方向側の上方において、金属板５００ｃの上面に固着されている。この固着された部分は、平面視でチャンバー５００−３の内側に位置している。圧電／電歪素子５０１，５０２は、図６７に示したように平面視で略正方形、図６８に示したように正面視で略長方形、図６９に示したように側面視で逆台形の形状を有している。
圧電／電歪素子５０１，５０２は、一対の櫛歯状電極間に所定の電位差が周期的に付与されると、同圧電／電歪素子５０１，５０２の直下部において金属板５００ｃをＺ軸負方向に湾曲・変形させるようになっている。このようにして、チャンバー５００−３は、その上壁が変形せしめられ、チャンバー５００−３内の液体は、この容積減少により加減圧せしめられる（或いは、圧力振動が付与される。）。これにより、噴射される液滴が微粒子化する。
このように構成された液体噴射装置５００によれば、複数の液体噴射孔５００−３ａの殆どに均一な圧力の液体が供給される。換言すると、チャンバー５００−３のＸ軸方向両端部側の側壁５００−３ｂ及び５００−３ｃの近傍に位置する液体噴射孔５００−３ａのみに対して、それ以外の部分（中央部）に位置する液体噴射孔５００−３ａに対するよりも、僅かに高い圧力の液体が到達する。従って、側壁５００−３ｂ及び５００−３ｃの近傍に位置する液体噴射孔５００−３ａから噴射される液滴のみがＺ軸方向のみならずＸ軸方向の成分を有する方向に飛行し、場合により噴射後に径が大きくなる。
しかしながら、そのような液滴の数（即ち、側壁５００−３ｂ及び５００−３ｃの近傍に位置する液体噴射孔５００−３ａの数）は、他の液滴の数（即ち、チャンバー５００−３の中央部に位置する液体噴射孔５００−３ａの数）に比べて僅かである。従って、液体噴射装置５００は、全体として径が微細で均一な多量の液滴を噴射することができる。
なお、液体噴射装置５００は、チャンバー５００−３が直方体形状をなし、液体導入通路部５００−２は外部から液体が供給される液体導入口５００−１と接続されるとともに、同液体導入口５００−１から前記チャンバー５００−３の一対の対向する面（Ｙ軸方向両端部においてＺ−Ｘ面に平行な面）のそれぞれに対向する部分に伸び、同チャンバー５００−３の同一対の対向する面から同チャンバー５００−３内に液体を導入するように構成されていると云うこともできる。
図７０乃至図７２には、本発明の更に別の実施形態に係る液体噴射装置５１０が示されている。液体噴射装置５１０は、液体噴射装置５００のチャンバー５００−３をチャンバー５１０−３（液体噴射孔の形状を変更したチャンバー）に置換した点において同液体噴射装置５００と異なっている。従って、以下、係る相違点を中心として説明する。
チャンバー５１０−３は、金属板５００ａに代わる金属板５１０ａの上面と、金属板５００ｂに設けられた貫通穴を形成する側壁面と、金属板５００ｃの下面とにより画定された空間である。
チャンバー５１０−３を構成している一つの壁（下壁）である金属板５１０ａには、複数の貫通孔が液体噴射孔（液体噴射用ノズル）５１０−３ａとして形成されている。液体噴射孔５１０−３ａは、Ｚ軸方向に軸を有する直径がｄの円筒状の空間である。
前述した液体噴射装置５００においては、複数の液体噴射孔５００−３ａはチャンバー５００−３の下壁に、一定の面内孔密度（単位面積あたりに占める液体噴射孔の個数）をもって配列されていた。これに対し、液体噴射装置５１０においては、複数の液体噴射孔５１０−３ａは、チャンバー５１０−３のＸ軸方向両端部側の側壁５１０−３ｂ及び５１０−３ｃ近傍部分において、それ以外の部分（中央部）よりも面内孔密度が大きくなるように配列されている。
即ち、液体噴射孔５１０−３ａの面内孔密度は、液体導入通路部５００−４，５００−４からチャンバー５１０−３に流れ込む液体の流入方向と直交する方向のチャンバー５１０−３の端部近傍領域において、これらの領域を除いた領域（中央部）よりも、大きくなっている。換言すると、端部近傍領域においては、互いに隣接する液体噴射孔５１０−３ａ同士の距離が、中央部の領域における液体噴射孔５１０−３ａ同士の距離よりも短くなるように、液体噴射孔５１０−３ａが配列されている。
これにより、端部近傍領域に発生する上述した液圧勾配を小さくすることができるので、同領域に配置された液体噴射孔５１０−３ａから噴射される液滴の噴射方向は、Ｚ軸と平行（チャンバー５１０−３の下壁面と垂直な方向）となり、これらの液体噴射孔から噴射される液滴の径を小さく維持することができる。
図７３乃至図７５には、本発明の更に別の実施形態に係る液体噴射装置５２０が示されている。液体噴射装置５２０は、液体噴射装置５１０のチャンバー５１０−３をチャンバー５２０−３（液体噴射孔の形状を変更したチャンバー）に置換した点において同液体噴射装置５１０と異なっている。従って、以下、係る相違点を中心として説明する。
チャンバー５２０−３は、金属板５１０ａに代わる金属板５２０ａの上面と、金属板５００ｂに設けられた貫通穴を形成する側壁面と、金属板５００ｃの下面とにより画定された空間である。
チャンバー５２０−３を構成している一つの壁（下壁）である金属板５２０ａには、複数の貫通孔が液体噴射孔（液体噴射用ノズル）５２０−３ａ１、５２０−３ａ２及び５２０−３ａ３として形成されている。液体噴射孔５２０−３ａ１、５２０−３ａ２及び５２０−３ａ３は、Ｚ軸方向に軸を有する円筒状の空間である。液体噴射孔５２０−３ａ１の直径はｄ（＝ｄ１）であり、液体噴射孔５２０−３ａ２の直径ｄ２より小さくなっている。液体噴射孔５２０−３ａ３の直径はｄ３であり、液体噴射孔５２０−３ａ２の直径ｄ２より大きくなっている。即ち、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３である。
液体噴射孔５２０−３ａ３は、チャンバー５２０−３のＸ軸方向両端部側の側壁５２０−３ｂ及び５２０−３ｃに最も近い位置（両端周辺部）に配列されている。即ち、液体噴射孔５２０−３ａ３は、平面視においてチャンバー５２０−３のＸ軸方向両端に位置する各一列に配置されている。液体噴射孔５２０−３ａ２は、液体噴射孔５２０−３ａ３のＸ軸方向内側の隣の列のみに配列されている。液体噴射孔５２０−３ａ１は、残りの部分（中央部）に配列されている。即ち、液体噴射孔の径は、チャンバー５２０−３の側壁５２０−３ｂ及び５２０−３ｃに近づくほど、大きくなっている。換言すると、チャンバー対向液体供給通路部５２０−２ａを介して前記チャンバー５２０−３に導入される液体の流れ方向に直交する方向（Ｘ軸外側）に進むほど、液体噴射孔（液体噴射用ノズル）の通路面積が大きくなっている。
これにより、チャンバー５２０−３のＸ軸方向両端周辺部から（即ち、液体噴射孔５２０−３ａ２及び液体噴射孔５２０−３ａ３から）噴射される液滴の径が、チャンバー５２０−３の中央部から（即ち、液体噴射孔５２０−３ａ１から）噴射される液滴の径よりも大きくなって、噴射後の直進性が増大する。また、チャンバー５２０−３のＸ軸方向両端周辺部に発生する上述した液圧勾配を小さくすることができる。従って、チャンバー５２０−３の底面に直交する方向に（Ｘ軸方向及びＹ軸方向の成分を有することなくＺ軸方向に）液滴が進行する。この結果、液滴の噴射後において、同液滴が他の液滴と結合するなどの理由により、その径が急激に大きくなることが回避される。
同液滴の径が急激に大きくなることが回避される。
図７６乃至図７８には、本発明の更に別の実施形態に係る液体噴射装置５３０が示されている。液体噴射装置５３０は、液体噴射装置５２０の金属板５２０ａに代えて金属板５３０ａを採用することにより、液体噴射装置５２０のチャンバー５２０−３をチャンバー５３０−３に置換した点のみにおいて同液体噴射装置５２０と異なっている。
上述した金属板５２０ａは、周辺部に平面視で（即ち、断面が）円形の液体噴射孔５２０−３ａ２及び５２０−３ａ３を備えていた。これに対し、金属板５３０ａは、チャンバーの両端周辺部（チャンバー５３０−３の側壁５３０−３ｂ及び５３０−３ｃに隣接する部分）に平面視で楕円形の液体噴射孔５３０−３ａ２及び５３０−３ａ３を備えている。液体噴射孔５３０−３ａ３は平面視でチャンバー５３０−３のＸ軸方向最外側に位置し、液体噴射孔５３０−３ａ２はその内側に配列されている。液体噴射孔５３０−３ａ３の長軸及び短軸は、液体噴射孔５３０−３ａ２の長軸及び短軸よりそれぞれ大きくなっている。チャンバー５３０−３の角部に配設された液体噴射孔を除き、側壁５３０−３ｂ及び５３０−３ｃの近傍に設けられた液体噴射孔５３０−３ａ２及び５３０−３ａ３の各長軸はＹ軸方向に沿っている。
一方、中央部に配列されている液体噴射孔５３０−３ａ１は、平面視で円形である。液体噴射孔５３０−３ａ１の直径は、液体噴射孔５３０−３ａ２の短軸以下の大きさとなっている。
これによっても、チャンバー５３０−３のＸ軸方向両端周辺部の液体噴射孔５３０−３ａ２及び５３０−３ａ３から噴射される液滴の径を中央部の液体噴射孔５３０−３ａ１から噴射される液滴の径よりも大きくすることができる。従って、周辺部の液体噴射孔５３０−３ａ２及び５３０−３ａ３から噴射される液滴の直進性が増大する。また、チャンバー５３０−３のＸ軸方向両端周辺部に発生する上述した液圧勾配を小さくすることができる。この結果、液滴はＺ軸方向に飛行する。従って、この液滴の噴射後において、同液滴が他の液滴と結合するなどの理由により、その径が急激に大きくなることが回避される。
図７９乃至図８１には、本発明の更に別の実施形態に係る液体噴射装置５４０が示されている。液体噴射装置５４０は、液体噴射装置５３０の金属板５３０ａに代えて金属板５４０ａを採用することにより、液体噴射装置５３０のチャンバー５３０−３をチャンバー５４０−３に置換した点のみにおいて同液体噴射装置５３０と異なっている。
即ち、この液体噴射装置５４０においては、液体噴射装置５３０の液体噴射孔５３０−３ａ１，５３０−３ａ２及び５３０−３ａ３の位置に、液体噴射孔５４０−３ａ１，５４０−３ａ２及び５４０−３ａ３がそれぞれ形成されている。液体噴射孔５４０−３ａ１，５４０−３ａ２及び５４０−３ａ３の形状自体は、液体噴射孔５３０−３ａ１，５３０−３ａ２及び５３０−３ａ３とそれぞれ同一である。
チャンバー５４０−３の角部に配設された液体噴射孔を除き、チャンバー５４０−３のＸ軸方向端部の側壁５４０−３ｂ及び５４０−３ｃの近傍に設けられた液体噴射孔５４０−３ａ２，５４０−３ａ３の各長軸はＸ軸方向に沿っている。
これによっても、チャンバー５４０−３のＸ軸方向両端周辺部の液体噴射孔５４０−３ａ２及び５４０−３ａ３から噴射される液滴の径を中央部の液体噴射孔５４０−３ａ１から噴射される液滴の径よりも大きくすることができる。従って、周辺部の液体噴射孔５４０−３ａ２及び５４０−３ａ３から噴射される液滴の直進性が増大する。また、チャンバー５４０−３のＸ軸方向両端周辺部に発生する上述した液圧勾配を小さくすることができる。この結果、液滴はＺ軸方向に飛行する。従って、この液滴の噴射後において、同液滴が他の液滴と結合するなどの理由により、その径が急激に大きくなることが回避される。
次に、上記液体噴射装置５００（又は、液体噴射装置５１０乃至５４０）の製造方法について図８２を参照しながら説明する。この製造方法は、以下のステップを備える。
ステップ１：図８２の（１）に示したように、極めて薄い金属板に液体導入口５００−１と対応する貫通穴をパンチ加工により形成する。これにより、金属板５００ｃを得る。
ステップ２：図８２の（２）に示したように、薄い金属板を準備し、その金属板に液体供給通路５００−２の側壁、液体導入通路部５００−４の一部及びチャンバー５００−３の側壁を形成するための貫通穴を金属エッチングにより形成する。これにより、金属板５００ｂαを得る。ここで形成されるチャンバー５００−３に対応する貫通孔は平面視で略長方形である。また、ここで形成される液体導入通路部５００−４の一部は、液体供給通路５００−２のＸ軸方向に伸びる部分（チャンバー対向液体供給通路部５００−２ａ）と連続している。液体導入通路部５００−４の一部は櫛歯状に形成される。
ステップ３：図８２の（３）に示したように、薄い金属板を準備し、その金属板に液体供給通路５００−２の側壁、液体導入通路部５００−４の一部及びチャンバー５００−３の側壁を形成するための貫通穴を金属エッチングにより形成する。これにより、金属板５００ｂβを得る。ここで形成されるチャンバー５００−３に対応する貫通孔は平面視で略長方形であり、Ｘ軸方向に沿う辺からＹ軸方向外側に向けて伸びる櫛歯状の部分を備える。この櫛歯状の部分は、液体導入通路部５００−４の一部を構成する。
ステップ４：図８２の（４）に示したように、薄い金属板を準備し、その金属板に液体噴射孔５００−３ａとなる貫通孔を所定の位置にパンチ加工により形成する。これにより、金属板５００ａを得る。
ステップ５：このように形成した金属板５００ａの上に、金属板５００ｂαと金属板５００ｂβを繰り返し重ね合わせる。これらを、便宜上、積層部と呼ぶ。例えば、図８３の（Ｂ）に示した例においては、５枚の金属板５００ｂαと４枚の金属板５００ｂβとが交互に積層されている。積層する金属板５００ｂαと金属板５００ｂβの枚数は、必要とされる液体流量（従って、液体噴射量）に応じて調整する。このとき、図８３（Ａ）に示したように、金属板５００ｂαと金属板５００ｂβとにそれぞれ設けられていた櫛歯状部分は互いに重なりあい、チャンバー対向液体供給通路部５００−２ａとチャンバー５００−３とを連通するスリットを構成する。
ステップ６：このように形成した金属板５００ａ、積層部、金属板５００ｃを順に積層し、それらを金属拡散接合（又は熱圧着）により互いに接合して接合体を得る。
ステップ７：一方、圧電／電歪膜と電極膜を交互に積層し、圧電／電歪素子５０１，５０２を形成しておく。そして、上記接合体の金属板５００ｃ上に、圧電／電歪素子５０１，５０２を接着により固定する。
以上により、液体噴射装置５００が作製される。なお、液体噴射孔５００−３ａ及び上記貫通穴等の加工は、上述した加工法に限定されることはなく、例えば、レーザ加工による加工法も好適に使用され得る。
図８４乃至図８６には、本発明の更に別の実施形態に係る液体噴射装置６００が示されている。上述した各液体噴射装置においては、平面視で略長方形のチャンバーの一辺又は二辺から液体が流入するようになっていた。これに対し、液体噴射装置６００においては、平面視で略長方形のチャンバーの四辺総てから液体が流入するようになっている。
これにより、チャンバーの液体導入部からみてチャンバーの端部となる領域が存在しなくなるので、液体噴射孔から噴射される液体の噴射方向がＺ軸方向以外の方向の成分を有することがなくなるので、液体の径を微細に維持することができる。以下、より具体的に説明する。
液体噴射装置６００は、各辺が互いに直交するＸ，Ｙ及びＺ軸に対して平行に延びる略直方体形状を有している。液体噴射装置６００は、図８５及び図８６に示したように、順に積層された複数の金属板６００ａ〜６００ｃと、金属板６００ｃの外側面（Ｚ軸正方向のＸ−Ｙ平面に沿った平面）に固着された一対の圧電／電歪素子６０１及び６０２とからなっている。
金属板６００ａ〜６００ｃの材質は、この例においてはステンレス（ＳＵＳ３０４又はＳＵＳ３１６）である。金属板６００ｃは金属板１０ｃと同様に極めて薄く、容易に変形及び復元する（変形可能な）ダイヤフラムを構成している。
液体噴射装置６００は、液体導入口６００−１、液体供給通路６００−２、チャンバー６００−３、液体供給通路６００−２とチャンバー６００−３とを連通する液体導入通路部６００−４及び圧電／電歪素子６０１，６０２を備えている。
液体導入口６００−１は、金属板６００ｃに形成された円形の貫通穴である。液体導入口６００−１は、金属板６００ｃのＹ軸方向中央であってＸ軸負方向端部近傍に設けられている。液体導入口６００−１には、液体導入口１０−１と同様に、電磁開閉式吐出弁２４の吐出孔２４ｅがスリーブ２５により液密に接続されるようになっている（図４を参照。）。
各液体供給通路６００−２は、金属板６００ａの上面と、金属板６００ｂに設けられた貫通部を形成する側壁面と、金属板６００ｃの下面とにより画定された空間である。液体供給通路６００−２の一方の平面形状（Ｚ軸正方向から見た形状）は、図８４に示したように、第１部分６００−２ａ、第２部分６００−２ｂ及び第３部分６００−２ｃからなっている。
第１部分６００−２ａは、平面視において、液体導入口６００−１の半円と一致する（重なる）部分からＹ軸負方向に伸びている。第２部分６００−２ｂは、第１部分６００−２ａのＹ軸負方向端部からＸ軸正方向に伸びている。第３部分６００−２ｃは、第２部分の６００−２ｂのＸ軸正方向端部からＹ軸正方向に伸びている。
液体供給通路６００−２の他方の平面形状（Ｚ軸正方向から見た形状）は、図８４に示したように、Ｘ軸に沿う液体噴射装置６００の中心軸ＣＬに対し前記液体供給通路６００−２の一方の平面形状と線対称になっている。
チャンバー６００−３は、金属板６００ａの上面と、金属板６００ｂに設けられた貫通穴を形成する側壁面と、金属板６００ｃの下面とにより画定された空間である。チャンバー６００−３の平面形状は、図８４に示したように、略長方形である。チャンバー６００−３は、液体供給通路６００−２により取り囲まれている。
チャンバー６００−３を構成している一つの壁（下壁）である金属板６００ａには、複数の液体噴射孔６００−３ａが形成されている。各液体噴射孔６００−３ａは、液体噴射孔１０−３ａと同様、Ｚ軸方向に軸を有する底面の直径がｄである円筒状の空間である。複数の液体噴射孔６００−３ａは、液体噴射孔１０−３ａと同様、チャンバー６００−３の下面において正方格子状に配列されている。
液体導入通路部６００−４は、液体供給通路部６００−４とチャンバー６００−３とを連通するスリットを構成している。液体導入通路部６００−４は、平面視においてチャンバー６００−４の各辺と直交する方向に液体をチャンバー６００−３内に導入するようになっている。
圧電／電歪素子６０１及び６０２は、圧電／電歪素子５０１及び５０２とそれぞれ同一構造を備えている。圧電／電歪素子６０１及び６０２は、チャンバー６００−３のＸ軸負方向側及びＸ軸正方向側の上方において、それぞれ金属板６００ｃの上面に固着されている。この固着された部分は、平面視でチャンバー６００−３の内側に位置している。
圧電／電歪素子６０１，６０２は、圧電／電歪素子５０１，５０２と同様に機能し、チャンバー６００−３内の液体を加減圧し、同液体に圧力振動を付与する。これにより、噴射される液滴が微粒子化する。
このように構成された液体噴射装置６００によれば、平面視においてチャンバー６００−３の総ての辺（四辺）から同チャンバー６００−３内に液体が流入するので、複数の液体噴射孔６００−３ａの総てに均一な圧力の液体が供給される。これにより、液体噴射孔６００−３ａから噴射される液滴が殆どＺ軸方向のみの成分を有する方向に進むことになるから、液滴は噴射後に径が大きくなり難い。従って、液体噴射装置６００は、径が微細で均一な多量の液滴を噴射することができる。
次に、上記液体噴射装置６００の製造方法について図８７を参照しながら説明する。この製造方法は、以下のステップを備える。
ステップ１：図８７の（１）に示したように、極めて薄い金属板に液体導入口６００−１と対応する貫通穴をパンチ加工により形成する。これにより、金属板６００ｃを得る。
ステップ２：図８７の（２）に示したように、薄い金属板を準備し、その金属板に液体供給通路６００−２の側壁、液体導入通路部６００−４の一部及びチャンバー６００−３の側壁を形成するための貫通穴を金属エッチングにより形成する。これにより、金属板６００ｂαを得る。ここで形成されるチャンバー６００−３に対応する貫通孔は平面視で略長方形である。また、ここで形成される液体導入通路部６００−４の一部は液体供給通路６００−２と連続している。液体導入通路部６００−４は櫛歯状に形成される。
ステップ３：図８７の（３）に示したように、薄い金属板を準備し、その金属板に液体供給通路６００−２の側壁、液体導入通路部６００−４の一部及びチャンバー６００−３の側壁を形成するための貫通穴を金属エッチングにより形成する。これにより、金属板６００ｂβを得る。ここで形成されるチャンバー６００−３に対応する貫通孔は平面視で略長方形であり、外側に向けて伸びる櫛歯状の部分を備える。この櫛歯状の部分は、液体導入通路部６００−４の一部を構成する。
ステップ４：図８７の（４）に示したように、薄い金属板を準備し、その金属板に液体噴射孔６００−３ａとなる貫通孔を所定の位置にパンチ加工により形成する。これにより、金属板６００ａを得る。
ステップ５：このように形成した金属板６００ａの上に、金属板６００ｂαと金属板６００ｂβを繰り返し重ね合わせる。これらを、便宜上、積層部と呼ぶ。例えば、図８８の（Ｂ）に示した例においては、５枚の金属板６００ｂαと４枚の金属板６００ｂβとが交互に積層されている。積層する金属板６００ｂαと金属板６００ｂβの枚数は、必要とされる液体流量（従って、液体噴射量）に応じて調整する。このとき、図８８（Ａ）に示したように、金属板６００ｂαと金属板６００ｂβとにそれぞれ設けられていた櫛歯状部分は互いに重なりあい、液体供給通路６００−２とチャンバー６００−３とを連通するスリットを構成する。
ステップ６：このように形成した金属板６００ａ、積層部、金属板６００ｃを順に積層し、それらを金属拡散接合（又は熱圧着）により互いに接合して接合体を得る。
ステップ７：一方、圧電／電歪膜と電極膜を交互に積層し、圧電／電歪素子６０１，６０２を形成しておく。そして、上記接合体の金属板６００ｃ上に、圧電／電歪素子６０１，６０２を接着により固定する。
以上により、液体噴射装置６００が作製される。なお、液体噴射孔６００−３ａ及び上記貫通穴等の加工は、上述した加工法に限定されることはなく、例えば、レーザ加工による加工法も好適に使用され得る。
以上、本発明による液体噴射装置及びその製造方法の実施形態について説明してきた。上記の説明から明らかなように、本発明による液体噴射装置は、径が均一で微細な液滴を多量に噴射することができる。また、上記製造方法によれば、各方法に対応する液体噴射装置を簡単に製造することができる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記各実施形態の液体導入通路のスリットの液体の流れ方向（液体の通流方向、即ちＸ軸方向）に直交する平面（Ｙ−Ｚ平面）にそった断面は、長軸と短軸とを有する楕円又は長円形状であってもよい。また、スリットの下面は下方に湾曲した略Ｕ字形状をなしていてもよい。
また、例えば、上記実施形態の液体噴射装置は、吸気管（吸気ポート）３０内に燃料を噴射する形式のガソリン内燃機関に適用されていたが、本発明による液体噴射装置を、気筒内に燃料を直接噴射する所謂「直噴式ガソリン内燃機関」に適用することもできる。
即ち、従来のフューエルインジェクタを用いた電気制御式燃料噴射装置により気筒内に直接的に燃料を噴射すると、シリンダーとピストンとの隙間（クレビス）に燃料が溜まることがあり、未燃ＨＣ（ハイドロカーボン）量が増大する場合があったのに対し、本発明による液体噴射装置を用いて気筒内に直接的に燃料を噴射すると、燃料が微粒子化された状態で気筒内に噴射されるので、気筒内壁面への燃料付着量が低減でき、あるいはシリンダーとピストンとの隙間に入り込む燃料量を低減できるから、未燃ＨＣの排出量を低減することができる。
更に、本発明による液体噴射装置を、ディーゼルエンジン用の直噴インジェクタとして用いることも有効である。即ち、従来のインジェクタによれば、特にエンジンの低負荷時には燃料圧力が低いことから、微粒子化した燃料を噴射することができないという問題がある。この場合、コモンレール方式の噴射装置を用いれば、エンジン低回転時でもある程度まで燃料圧力を高圧化できるので噴射燃料の微粒子化を促進できるものの、エンジン高回転時に比べれば燃料圧力は低いから、燃料を十分に微粒子できない。これに対し、本発明による液体噴射装置は、エンジンの負荷に拘らず（即ち、エンジンが低負荷時であっても）、圧電／電歪素子の作動により燃料を微粒子化するものであるから、十分に微粒子化された燃料を噴射することができる。
また、アクチュエータとしては、圧電／電歪素子１１〜１４に代えて、反強誘電体膜からなる膜型圧電素子を使用することもできる。さらに、マイクロマシン研究で盛んに研究されている、ギャップを介して対向する電極間に生じる静電力や、通電加熱により形状記憶合金に生じる変形力を、圧電／電歪素子１１〜１４の発生する力に代えて使用し、これらの力によりチャンバーの容積を変更させてもよい。更に、上記各噴射孔の変形例は、例えば、第１変形例及び第２変形例、第１変形例と第４変形例、第２変形例と第４変形例、第３変形例と第４変形例のように適宜組み合わせてもよい。また、液体噴射装置１０を例として説明すると、液体導入通路部のスリットは、金属板１０ｃ（及び金属板１０ａ）をそのスリットを画定する一つの壁とするようには構成されず、金属板１０ｂのＺ軸方向中央部にのみ形成されていてもよい。更に、本発明による各実施形態の液体噴射孔は、液体のもつ圧力等を運動エネルギーに変換して流れを増速させる目的で、流れの方向（液体噴射方向）に断面積を次第に小さくさせた所謂先細りのノズルであってもよい。
【図１】
2004085835.tif 000003
【図２】
2004085835.tif 000004
【図３】
2004085835.tif 000005
【図４】
2004085835.tif 000006
【図５】
2004085835.tif 000007
【図６】
2004085835.tif 000008
【図７】
2004085835.tif 000009
【図８】
2004085835.tif 000010
【図９】
2004085835.tif 000011
【図１０】
2004085835.tif 000012
【図１１】
2004085835.tif 000013
【図１２】
2004085835.tif 000014
【図１３】
2004085835.tif 000015
【図１４】
2004085835.tif 000016
【図１５】
2004085835.tif 000017
【図１６】
2004085835.tif 000018
【図１７】
2004085835.tif 000019
【図１８】
2004085835.tif 000020
【図１９】
2004085835.tif 000021
【図２０】
2004085835.tif 000022
【図２１】
2004085835.tif 000023
【図２２】
2004085835.tif 000024
【図２３】
2004085835.tif 000025
【図２４】
2004085835.tif 000026
【図２５】
2004085835.tif 000027
【図２６】
2004085835.tif 000028
【図２７】
2004085835.tif 000029
【図２８】
2004085835.tif 000030
【図２９】
2004085835.tif 000031
【図３０】
2004085835.tif 000032
【図３１】
2004085835.tif 000033
【図３２】
2004085835.tif 000034
【図３３】
2004085835.tif 000035
【図３４】
2004085835.tif 000036
【図３５】
2004085835.tif 000037
【図３６】
2004085835.tif 000038
【図３７】
2004085835.tif 000039
【図３８】
2004085835.tif 000040
【図３９】
2004085835.tif 000041
【図４０】
2004085835.tif 000042
【図４１】
2004085835.tif 000043
【図４２】
2004085835.tif 000044
【図４３】
2004085835.tif 000045
【図４４】
2004085835.tif 000046
【図４５】
2004085835.tif 000047
【図４６】
2004085835.tif 000048
【図４７】
2004085835.tif 000049
【図４８】
2004085835.tif 000050
【図４９】
2004085835.tif 000051
【図５０】
2004085835.tif 000052
【図５１】
2004085835.tif 000053
【図５２】
2004085835.tif 000054
【図５３】
2004085835.tif 000055
【図５４】
2004085835.tif 000056
【図５５】
2004085835.tif 000057
【図５６】
2004085835.tif 000058
【図５７】
2004085835.tif 000059
【図５８】
2004085835.tif 000060
【図５９】
2004085835.tif 000061
【図６０】
2004085835.tif 000062
【図６１】
2004085835.tif 000063
【図６２】
2004085835.tif 000064
【図６３】
2004085835.tif 000065
【図６４】
2004085835.tif 000066
【図６５】
2004085835.tif 000067
【図６６】
2004085835.tif 000068
【図６７】
2004085835.tif 000069
【図６８】
2004085835.tif 000070
【図６９】
2004085835.tif 000071
【図７０】
2004085835.tif 000072
【図７１】
2004085835.tif 000073
【図７２】
2004085835.tif 000074
【図７３】
2004085835.tif 000075
【図７４】
2004085835.tif 000076
【図７５】
2004085835.tif 000077
【図７６】
2004085835.tif 000078
【図７７】
2004085835.tif 000079
【図７８】
2004085835.tif 000080
【図７９】
2004085835.tif 000081
【図８０】
2004085835.tif 000082
【図８１】
2004085835.tif 000083
【図８２】
2004085835.tif 000084
【図８３】
2004085835.tif 000085
【図８４】
2004085835.tif 000086
【図８５】
2004085835.tif 000087
【図８６】
2004085835.tif 000088
【図８７】
2004085835.tif 000089
【図８８】
2004085835.tif 000090
【図８９】
2004085835.tif 000091
【国際調査報告】
2004085835.tif 000092
2004085835.tif 000093
2004085835.tif 000094
2004085835.tif 000095