WO2004085835A1 - 液体噴射装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

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。

Description

明 細 書 液体噴射装置及びその製造方法 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 8 9 に記載したよ うに、 圧電素子 1 3 0 1 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 1 3 0 2 を備えたチャンパ一 1 3 0 3 と、 中空円筒 状の液体導入孔 1 3 0 4 と、 液体供給通路 1 3 0 5 とを備えている 。 液体は、 液体供給通路 1 3 0 5内に供給され、 次いで、 液体導入 孔 1 3 0 4を介してチャンバ一 1 3 0 3内に導入される。 そして、 液体は、 チャンバ一 1 3 0 3 内において圧電素子 1 3 0 1 の作動に より加圧され、 液体噴射用ノズル 1 3 0 4から噴射される （例えば 特開 2 0 0 0 — 2 7 9 7 9 6号公報の第 2頁、 第 3頁及ぴ図 2 を 参照。 ） 。

ところで、 複数の液体噴射用ノズルをチャンバ一の壁に形成し、 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一内に導入する 必要がある。 一方、 チャンバ一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 チャンバ一と、 前記チャンパ一に接続されるとともに液体を通流さ せて同チャンバ一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、 前記チャンバ一の容積を周期的に変更するためのァ クチユエ一夕とを具備し、 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ァクチユエ一夕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 つて、 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ェ ネルギ一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 ツ トとなるように形成されているから、 大量の液体をチヤンバ一内に 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、 チャンバ一の容積変化にともなう圧力変動が噴射しょう 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 1 0 0 i m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 . 0 0 5乃至 0 . 5 m m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 3 m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 l O O m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 . 0 0 5 m mより小さいと流路抵抗が過大となり、 チ ヤ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 . 5 m mより大きいと、 ァクチユエ一夕の作動によるチャンバ一の容積 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、 ァクチユエ一夕の作動による チャンバ一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を単純な構成で提供'すること ができる。 また、 チャンバ一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 記チャンバ一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 卜であって、 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、 前記チャンバ一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、 チャンバ一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、 前記チャンバ一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ァクチユエ一夕が固定され 、 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、 ァクチユエ一夕の作動により、 チャンバ一の壁の 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、 チャンバ一の容積が減少するとき （チ ヤ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、 チャンバ一に 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、 チャンバ一による一回の加圧動 作に対し、 同チャンバ一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ぎる。

一方、 他の設計により、 ァクチユエ一夕によるチャンバ一での加 圧動作と同期して液体導入通路部とチャンバ一の接続部の開口面積 を小さくなるようにすると、 チャンパ一内の圧力増加分を大きくで きる。 従って、 ァクチユエ一タによるチャンバ一の変形量が小さく ても液体の微粒子化が達成できることになるので、 ァクチユエ一夕 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一に供給され、 チャンバ一の液体噴射用 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 <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） 流量が決定され、 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、 前記チャンバ一を構成する一つ 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一の一つ 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一の壁に設け 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一の 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、 前記チャンパ一を構成す 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、 前記チャンパ一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 前記チャンバ一を構成する一つの壁の厚みで除した値が 0 . 0 0 4 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、 前記チャンバ一を構成する一つ 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 トレ一 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、 前記ァクチユエ一夕は圧電/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 Z電歪素子によりチャンパ一 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 を有するチヤンバ一と、 '

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一内に導入された液体に対する圧力波の 付与及び/又は同チャンバ一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、 前記チャンバ一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 Z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一に導入され る。 チャンバ一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、 チャンバ一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一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 Z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一と、

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一内の液体に対する圧力波の付与 及び/又は同チャンバ一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 Z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 つて、 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一と、

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一内の液体に対する圧力波の付与 及び/又は同チャンバ一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 射するための圧電ノ電歪素子と、

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ェ 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 ェされた板体に、 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一と、

前記貫通孔対向壁に配設されるとともに前記チャンバ一内の液体 に対する圧力波の付与及び/又は同チャンバ一の容積の減増を行う ことにより、 同チャンバ一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 Z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ぴ第 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一と、

前記貫通孔対向壁に配設されるとともに前記チャンバ一内の液体 に対する圧力波の付与及び Z又は同チャンパ一の容積の減増を行う ことにより、 同チャンバ一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 z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貫通窓及ぴ第. 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. プレスェ 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一と、

前記貫通孔対向壁に配設されるとともに前記チャンバ一内の液体 に対する圧力波の付与及び Z又は同チャンバ一の容積の減増を行う ことにより、 同チャンバ一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ノ電歪素子と、

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つて、 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 トピ一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 トビーニング加工する。

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、 前記チャンバ一内 において、 前記液体導入通路部を介して同チャンパ一に導入される 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。

チャンバ一に設けられた液体噴射用ノズルのうち、 液体がチャン パ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、 噴射後にチャンバ一 の下面に対する垂直方向成分のみではなく、 チャンバ一の中央方向 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 ほどチャンバ一の側壁 （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、 チャンバ一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一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、 チャンバ一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パ 一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、 前記チャンバ一内において、 前記液体導入通路部を介して 同チャンバ一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、 チャンバ一内の液体の流れ方向に直交する方向に ある同チャンパ一の端部 （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、 チャンパ一の下面に垂直な方 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、 前記チャンバ一内に おいて、 前記液体導入通路部を介して同チャンパ一に導入される液 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つ て、 前記チャンバ一内において、 前記液体導入通路部を介して同チ ヤ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、 上述したチャンバ一の側壁 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 、 チャンバ一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、 前記チャンバ一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一の一対の対向する面のそれぞれに対 向する部分に伸び、 同チャンパ一の一対の対向する面から同チャン パ一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一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一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一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、 チャンバ一の 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、 チャンバ一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 をチャンバ一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、 前記チャンバ一内において、 前記液体導入 通路部を介して同チャンバ一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、 前記チャンバ一内において、 前記液体導入通 路部を介して同チャンバ一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、 チャンバ一内の液体の流れ方向に直交する方向に ある同チャンバ一の端部 （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パ一の下面の垂直方向に一致 させることが可能となる。

更に、 前記チャンバ一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一を取り囲むように伸び、 同 チャンバ一の四方から同チャンバ一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、 チャンバ一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 一 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 1 0 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 1 1 は、 図 1 0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 1 2 は、 図 1 0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 1 3 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 める。

図 1 4は、 図 1 3 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 1 5 は、 図 1 3の 8 — 8線に沿つた平面にて液体噴射装置を切 断した断面図である。

図 1 6 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 める。

図 1 7 は 図 1 6の 9 一 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 1 8は、 図 1 6の 1 0 — 1 0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 1 9 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 。

図 2 0 は、 図 1 9の 1 1 一 1 1線に沿った平面にて液体噴射装置 を切断した断面図である。

図 2 1 は、 図 1 9の 1 2 — 1 2線に沿つた平面にて液体噴射装置 を切断した断面図である。

図 2 2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 める。

図 2 3は、 図 2 2の 1 3 — 1 3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 2 4は、 図 2 2の 1 4 _ 1 4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 2 5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 2 6 は、 図 2 5の 1 5 — 1 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 2 7 は、 図 2 5 の 1 6 — 1 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 2 8 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 2 9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 3 0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 3 1 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 3 2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 3 3 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 3 4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 に図でめ

図 3 5 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 3 6 は、 図 5 と同等の液体噴射装置の概略断面図である。

図 3 7 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 3 8は、 図 3 7 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 3 9は、 図 3 7 に示した液体噴射装置の第 1 の製造方法のーェ 程を説明するための概略図である。

図 4 0は、 図 3 7 に示した液体噴射装置の第 2の製造方法のー工 程を説明するための概略図である。

図 4 1 は、 図 3 7 に示した液体噴射装置の第 3 の製造方法のーェ 程を説明するための概略図である。

図 4 2は、 図 3 7 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 4 3 は、 図 3 7 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 4 4は、 図 3 7 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 4 5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 4 6 は、 図 3 7 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 4 7 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 4 8 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 4 9 は、 図 4 7及び図 4 8 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 5 0 は、 図 4 7及び図 4 8 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 5 1 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 5 2 は、 図 5 1 の B 1 一 B 1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 5 3は、 図 5 1 の B 2 — B 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 5 4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 める。

図 5 5 は、 図 5 4の B 3 — B 3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 5 6 は、 図 5 4の B 4 — B 4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 5 7 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 5 8 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 める。

図 5 9 は、 図 5 8 の 2 5 - 2 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 6 0 は、 図 5 8 の 2 6 - 2 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 6 1 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 6 2 は、 図 6 1 の 2 7 - 2 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 6 3 は、 図 6 1 の 2 8 - 2 8線に沿った平面 て液体噴射装置 を切断した断面図である。

図 6 4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 6 5 は、 図 6 4の 2 9 - 2 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 6 6は、 図 6 4の 3 0 — 3 0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 7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 6 8は、 図 6 7 の 3 1 — 3 1線に沿つた平面にて液体噴射装置 を切断した断面図である。

図 6 9 は、 図 6 7 の 3 2 - 3 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 7 0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 7 1 は 図 7 0 の 3 3 - 3 3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 7 2は、 図 7 0 の 3 4 — 3 4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 7 3 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 める。 '

図 7 4は、 図 7 3 の 3 5 A - 3 5 A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 7 5 は、 図 7 3 の 3 5 B - 3 5 B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 7 6 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 7 7 は、 図 7 6 の 3 6 - 3 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 7 8 は、 図 7 6の 3 7 — 3 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 7 9 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 8 0 は、 図 7 9 の 3 8 - 3 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 8 1 は、 図 7 9の 3 9 — 3 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 8 2 は、 図 6 7 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 8 3は、 図 6 7 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 8 3の （A ) は同製造途中にある液体噴射装置の平 面図、 図 8 3 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 8 4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 8 5 は、 図 8 4の 4 0 - 4 0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 8 6は、 図 8 4の 4 1 一 4 1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 8 7 は、 図 8 4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 8 8 は、 図 8 4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 8 8の （A ) は同製造途中にある液体噴射装置の平 面図、 図 8 8の （ B ) は同製造途中にある液体噴射装置の断面図で める。

図 8 9 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 1 0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 ) 3 0等により形成される燃料噴射空間 （液体噴射空間） 3 1 に、 内燃機関の吸気弁 3 2 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、 ァクチ ユエ一夕として機能する圧電 Z電歪素子を備えた液体噴射装置 1 0 、 加圧手段としての加圧ポンプ （燃料ポンプ） 2 1、 燃料供給管 （ 液体供給管、 燃料配管） 2 2、 プレツシャレギユレ一夕 2' 3、 電磁 開閉式吐出弁 （吐出弁、 開閉弁） 2 4、 燃料タンク （液体貯蔵タン ク） 2 5、 及び電気制御装置 4 0 を含んでいる。 加圧ポンプ 2 1及 びプレツシャレギユレ一夕 2 3は燃料供給管 2 2 に介装されている 加圧ポンプ 2 1 は、 燃料供給管 2 2 を介して燃料タンク 2 5の底 部に連通された導入部 2 l a と、 同燃料供給管 2 2 を介してプレツ シャレギユレ一夕 2 3 に接続された吐出部 2 1 b とを備えている。 加圧ポンプ 2 1 は、 燃料タンク 2 5内の燃料を導入部 2 1 a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 2 1 bから吐出 するようになつている。 加圧ポンプ 2 1 は、 仮に液体噴射装置 1 0 の圧電 Z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 シャレギユレ一夕 2 3 と電磁開閉式吐出弁 2 4 と液体噴射装置 1 0 とを介して液体噴射空間 3 1 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つ ている。

プレツシャ レギユレ一夕 2 3 は、 図示しない配管により吸気管 3 0内の圧力が与えられている。 プレツシャ レギユレ一夕 2 3 は、 こ の吸気管 3 0内の圧力に基づいて加圧ポンプ 2 1 により加圧された 燃料の圧力を減圧 （又は、 調圧） するようになつている。 この結果 、 プレツシャレギユレ一夕 2 3 と電磁開閉式吐出弁 2 4 との間の液 体供給管 2 2 内の燃料の圧力は、 吸気管 3 0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 2 4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 3 0 内の圧力に拘らず同吸気管 3 0 内に噴射される。

電磁開閉式吐出弁 2 4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 2 4の正面図であ つて、 その先端側部位を同電磁開閉式吐出弁 2 4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 2 4は、 液体供給管 2 2が接続されてプレツシ ャ レギユレ一夕 2 3 に連通した液体導入口 2 4 a と、 同液体導入口 2 4 aに連通した液体通路 2 4 bを形成する外筒部 2 4 c と、 電磁 式開閉弁として作動する開閉弁 （ニードル弁） 2 4 d と、 外筒部 2 4 c の先端に形成されるとともに開閉弁 2 4 dの先端により開閉さ れる吐出孔 2 4 e と、 開閉弁 2 4 d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 2 4の液体通路 2 4 bは吐出孔

2 4 e を介して液体噴射装置 1 0 に接続されている。 これによ り、 電磁開閉式吐出弁 2 4は、 液体通路 2 4 b (吐出孔 2 4 e ) が開閉 弁 2 4 d により開放されたとき、 プレツシャ レギユレ一夕 2 3 を介 して加圧ポンプ 2 1 から供給される加圧された燃料を同液体通路 2 4 b及び吐出孔 2 4 e を介して液体噴射装置 1 0 に供給するように なっている。

液体噴射装置 1 0 は、 燃料噴射空間 3 1 に噴射する液体 （吸気弁

3 2 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一と、 その圧電ノ 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 1 0 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 1 0 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。 ) 1 0 a〜 ： L 0 c と、 金属板 1 0 c 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 1 1 とからなっている。 金属板 1 0 a〜 1 0 c の材質は 、 この例においてはステンレス ( S U S 3 0 4又は S U S 3 1 6 ) である。 金属板 1 0 c 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 1 0 a〜 l 0 c と同様である。

液体噴射装置 1 0 は、 液体導入口 1 0 — 1 と、 液体供給通路 1 0 — 2 と、 チャンバ一 1 0 — 3 と、 液体供給通路 1 0 — 2 とチャンバ 一 1 0 — 3 とを連通する液体導入通路部 1 0 — 4 と、 圧電 Z電歪素 子 1 1 とを備えている。 液体導入口 1 0 — 1 は、 金属板 1 0 c に形成された円形の貫通穴 である。 液体導入口 1 0 — 1 は、 金属板 1 0 c の Y軸方向中央であ つて X軸負方向端部近傍に設けられている。 液体導入口 1 0 — 1 に は、 図 4に示したように、 電磁開閉式吐出弁 2 4 の吐出孔 2 4 eが スリーブ 2 5 により液密に接続されている。

液体供給通路 1 0— 2 は、 金属板 1 0 aの上面と、 金属板 1 0 b に設けられた貫通穴を形成する側壁面と、 金属板 1 0 c め下面とに より画定された空間である。 液体供給通路 1 0 — 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 1 0 一 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。

チャンバ一 1 0 — 3 は、 金属板 1 0 aの上面と、 液体供給通路 1 0 — 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 1 0 bに設けられた貫通穴を形成する側壁面と、 金属板 1 0 c の下面 とにより画定された空間である。 チャンパ一 1 0— 3 の平面形状は 、 図 3 に示したように、 Y軸及ぴ X軸にそれぞれ沿う長辺 L H及び 短辺 S Hを有する略長方形である。 長辺 L Hの長さは、 液体供給通 路 1 0一 2の底辺 Tの長さ Wより僅かだけ長くなつている。 一対の 短辺 S H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。

チャンバ一 1 0— 3 を構成している一つの壁 （下壁） である金属 板 1 0 aには、 複数 (この例では、 全部で 1 5 X 8 = 1 2 0個） の 貫通孔が液体噴射孔 （液体噴射用ノズル) 1 0 — 3 a として形成さ れている。 各液体噴射孔 1 0 — 3 aは、 Z軸方向に ¾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 1 0 a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 1 0 — 3 aは正方格子状に配列されている。 即ち、 複数の 液体噴射孔 1 0 — 3 a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 1 0 — 3 aのようにチャンバ一 1 0 — 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 1 0 — 4は、 金属板 1 0 b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 1 0 c の下面とにより画定され、 薄板状の中空空間 （即ち、 スリ ツ 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の液体導人通路部 1 0 — 4を拡大した図 6 に示したよ う に、 金属板 1 0 bの X軸方向略中央部の高さは、 金属板 1 0 bの X軸方向両端部の高さより僅かな距離 t だけ低くなつている。

液体導入通路部 1 0 — 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 L I と短辺 S I を有する 略長方形である。 長辺 L I は液体供給通路 1 0 — 2 の底辺 Tと同じ 長さ Wである。 一方の長辺 L I は液体供給通路 1 0 — 2 の底辺丁と 一致している。 従って、 一対の短辺 S I 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 1 0 — 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 1 0 — 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 S I , S I ) 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 1 0 — 3 a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 I M L 1 , I M L 2で規定さ れる領域の内側 （仮想線 I M L 1 の Y軸正方向側であって、 且つ、 仮想線 I M L 2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 1 0 — 3 a 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 1 0 — 3 a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 1 0 — 3 a 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 1 0 一 3 a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 ァクチユエ一夕としての圧電 Z電歪素子 1 1 は、 平面視でチャン バー 1 0 — 3 より も僅かに小さく、 同平面視でチャンバ一 1 0 — 3 の内側に配設されるように金属板 1 0 c の上面に固着されている。 圧電 Z電歪素子 1 1 は、 層状の圧電 Z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 ピエゾァクチユエ一タ」 である。 圧電 z電歪素子 1 1 は、 一対の櫛 歯状電極 1 1 a , 1 1 b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 1 1 の直下部において金属板 1 0 c を Z軸負方 向に湾曲 · 変形させるようになつている。 このように、 チャンバ一 1 0 — 3は、 圧電ノ電歪素子 1 1 の作動によりその上壁が変形され 、 その結果、 チャンパ一 1 0 — 3 の容積が減少されるようになって いる。 チャンバ一 1 0 — 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 4 0 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 4 1 、 及び吸気管圧 力センサ 4 2等のセンサと接続されている。 電気制御装置 4 0 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ぴ噴射開始タイ 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 2 4の電磁機構に吐出弁駆動信号 I N J を供給するようにな つている。 また、 電気制御装置 4 0は、 少なく とも吐出弁駆動信号 I N Jが供給及び供給停止されることによりチャンバ一 1 0 一 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 1 1 の 電極 1 1 a及び 1 1 b間に駆動周波数 f で 0 ( V ) と V m ax ( V ) との間を変化する圧電素子駆動電圧信号 D Vを送出するようになつ ている。

なお、 圧電素子駆動電圧信号 D Vの駆動周波数 f は、 液体供給通 路 1 0 — 2 の構造、 チャンバ一 1 0 — 3 の構造、 液体噴射孔 1 0 — 3 aの形状及び個数、 液体導入通路部 1 0 — 4の構造、 圧電 /電歪 素子 1 1 の金属板 1 0 c 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 1 0 の共振周波数 (固有振動数） と等しい周波数 （例えば、 5 0 k H z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 2 4の吐出孔 2 4 eから吐 出された燃料は、 液体導入口 1 0 — 1 を介して液体供給通路 1 0 — 2 に供給され、 その後、 液体導入通路部 1 0 — 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） チャンバ一 1 0 — 3 内に導 入される。 そして、 チャンバ一 1 0 — 3内に導入された液体は液体 噴射孔 1 0 — 3 a (液体噴射孔の噴射口） を介し吸気管 3 0 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 Z 電歪素子 1 1 の作動による振動エネルギー （周波数 f の圧力変動） がチャンパ— 1 0 — 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 3 0 の燃料噴射空間 3 1 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 1 0 の作動と同様に作動す る。

次に、 上記液体噴射装置 1 0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線に沿つ 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 1 0 ― 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 1 0 c 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 1 0 — 2の側壁及びチャン バー 1 0 _ 3の側壁を形成するための貫通穴 PH 1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 1 0 — 4のス リ ツ 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 1 0 b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 1 0 — 3 a となる貫通孔を所定の位置にパンチ加 ェにより形成する。 これにより、 金属板 1 0 aを得る。

ステップ 4 ： このように形成した金属板 1 0 a， 1 O b及び 1 0 c 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 接合する。 これにより、 図 8 の （ 4 ) に示した接合体 S Gを得る ステップ 5 ： —方、 圧電 Z電歪膜と電極膜を交互に積層し、 圧電 電歪素子 1 1 を形成しておく。 そして、 接合体 S Gの金属板 1 0 c上に、 圧電/電歪素子 1 1 を接着により固定する。

以上により、 液体噴射装置 1 0が作製される。 なお、 液体噴射孔 1 0 — 3 a及び上記貫通穴 PH1， PH2等の加工は、 上述した加ェ法に 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 1 0 b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 1 0 — 1、 液体 供給通路 1 0— 2、 チャンバ一 1 0 — 3及び液体導入通路部 1 0 — 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 1 0 b 1 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 1 0 _ 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一 1 0— 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 1 0 b 2 を得る。 そして、 図 8 の （ 3 ) に示した金属板 1 0 aの上に、 複数の金属板 1 0 b 2及び一枚の金属板 1 O b i を順に積層し (図 9 の ( 4 ) に示した金属板 1 0 bを参照。 ) 、 更に、 図 8 の （ 1 ) に示した金属板 1 0 c 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 S Gを得る。 圧電 電歪素子 1 1 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 1 0 — 3 a及び液体導入通路部 1 0 — 4等の 寸法について付言する。 液体噴射孔 1 0 — 3 aの直径 d (円筒形底 面及び上面の直径 d ) は 3乃至 1 0 0 i mである。 直径 dが 3 m より小さいと、 液体中に含まれる異物により液体噴射孔 1 0 _ 3 a 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 1 0 0 ^ m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 1 0— 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. 0 0 5乃至 0. 5 mmである。 短辺の長さ t が 0. 0 0 5 mmより小さいと液体導入通路部 1 0 — 4の呈する流路 抵抗が過大となり、 チャンバ一 1 0 — 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. 5 mmより大きいと、 圧電 Z 電歪素子 1 1 の作動によるチャンバ一 1 0 — 3 の容積変化に基づく 圧力変動が、 液体供給通路 1 0 _ 2 に伝達されてしまうので、 チヤ ンパー 1 0 — 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 1 0— 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 1 0 _ 4のス リ ツ 卜の断面形状が正方形に近づく ので同液体導入 通路部 1 0— 4の流路抵抗が不足し、 圧電 /電歪素子 1 1 の作動に よるチャンバ一 1 0 — 3 の容積変化に基づく圧力変動が、 液体供給 通路 1 0— 2 に伝達されてしまう。 その結果、 チャンバ一 1 0— 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 5 0 について説 明する。 第 2実施形態に係る液体噴射装置 5 0 は、 第 1実施形態に 係る液体噴射装置 1 0 の液体導入通路部 1 0— 4を液体導入通路部 1 0 — 5 に置換した点のみにおいて同液体噴射装置 1 0 と異なって いる。 従って、 以下、 係る相違点を中心として図 1 0〜図 1 2 を参 照しながら説明する。

液体導入通路部 1 0 — 5は、 液体噴射装置 1 0 の金属板 1 0 bに 代わる金属板 1 0 d及び金属板 1 0 c の X軸方向略中央部に形成さ れる部分である。 金属板 1 0 dは、 金属板 1 0 bの液体導入通路部 1 0 — 4を構成する箇所に複数の支持部 （桟部） 1 0 — 5 a を備え る点のみにおいて同金属板 1 O b と相違している。 具体的に述べる と、 各支持部 1 0— 5 aは、 金属板 1 0 d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 1 0— 5 aは Y軸方 向に沿う所定の距離毎に配置される。 支持部 1 0 — 5 a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 1 0 — 5 は、 この複数の支持部 1 0 — 5 aにより 、 液体噴射装置 1 0 の液体導入通路部 1 0 — 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 W 1 である。 長辺の長さ W rを 5倍した値は前述した 液体導入通路部 1 0 — 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 5 0 の液体導入通路部 1 0 — 5 は、 液体導入通路部 1 0 — 4のスリ ッ トより も Y軸方向の幅が 狭いスリ ッ ト （即ち、 W 1 < 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 1 0 — 5 の各スリ ッ トは、 その剛性 が液体導入通路 1 0 — 4のスリ ッ トより も高いので、 チャンパ一 1 0 一 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 6 0 について説 明する。 第 3実施形態に係る液体噴射装置 6 0は、 第 1実施形態に 係る液体噴射装置 1 0 の液体導入通路部 1 0 — 4 を液体導入通路部 1 0 — 6 に置換した点のみにおいて同液体噴射装置 1 0 と異なって いる。 従って、 以下、 係る相違点を中心として図 1 3〜図 1 5 を参 照しながら説明する。

液体導入通路部 1 0 — 6 は、 液体導入通路部 1 0 — 4 と同様に、 液体噴射装置 1 0 の金属板 1 0 bに代わる金属板 1 0 e の X軸方向 略中央部の上面及ぴ金属板 1 0 c の下面とにより画定されるスリ ツ 卜を備えている。 更に、 液体導入通路部 1 0 — 6 は、 前述したスリ ッ トの下方において、 金属板 1 0 e 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 ツ トのそれぞれは液体導入通路部 1 0 — 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 つ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 1 0 — 6 の複数の中空空間は同中空空間 の扳面 （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 6 0 の液体導入通路部 1 0 一 6 は、 液体導入通路部 1 0 — 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 6 0 は、 より大量め液体をチ ヤンバー 1 0 — 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 6 0 は、 チャンバ一 1 0 — 3及び液体供給通路 1 0 — 2 内の気泡が滞留し易い部分 （例え ば、 チヤンバー 1 0 — 3又は液体供給通路 1 0 — 2 と、 液体導入通 路部 1 0— 6 と、 金属板 1 0 a とにより形成される角部で、 図 1 4 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 6 0は、 チャンバ一 1 0— 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 7 0 について説 明する。 第 4実施形態に係る液体噴射装置 7 0 は、 第 3実施形態に 係る液体噴射装置 6 0 の液体導入通路部 1 0 - 6 を液体導入通路部 1 0— 7 に置換した点のみにおいて同液体噴射装置 6 0 と異なって いる。 従って、 以下、 係る相違点を中心として図 1 6〜図 1 8 を参 照しながら説明する。

液体導入通路部 1 0 — 7 は、 液体噴射装置 6 0 の金属板 1 0 e に 代わる金属板 1 0 f 及ぴ金属板 1 0 c の X軸方向略中央部に形成さ れる部分である。 金属板 1 0 f は、 金属板 1 0 e の液体導入通路部 1 0 - 6 を構成する箇所に複数の支持部 （桟部） 1 0 — 7 a を備え る点のみにおいて同金属板 1 0 e と相違している。 具体的に述べる と、 各支持部 1 0 — 7 aは、 液体導入通路部 1 0 — 6が備える複数 のスリ ッ 卜の各々において X軸方向に延びている。 複数の支持部 1 0 - 7 aは Y軸方向に沿う所定の距離毎に配置される。 支持部 1 0 — 7 a 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 つている。 液体導入通路部 1 0 — 7 は、 この複数の支持部 1 0 — 7 aにより 、 液体噴射装置 6 0 の液体導入通路部 1 0 — 6 のスリ ッ トを分割し てなる複数 （ここでは 1 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 ツ 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 W 1である。

以上、 説明したように、 液体噴射装置 7 0 の液体導入通路部 1 0 — 7は、 液体導入通路部 1 0 — 6 のスリ ッ トより も Y軸方向の幅が 狭いスリ ッ ト （W 1 < 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 1 0 — 7 の各スリ ツ トは、 その剛性が液体 導入通路 1 0 — 6 の各スリ ツ トより も高いので、 チャンバ一 1 0 — 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 7 0は、 チャンパ一 1 0 — 3及び液体供給通路 1 0 — 2内の気 泡が滞留し易い部分 （例えば、 チャンバ一 1 0— 3又は液体供給通 路 1 0 - 2 と、 液体導入通路部 1 0— 7 と、 金属板 1 0 a とにより 形成される角部で、 図 1 7 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 7 0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 8 0 について説 明する。 第 5実施形態に係る液体噴射装置 8 0 は、 第 1実施形態に 係る液体噴射装置 1 0 の.圧電 電歪素子 1 1 を含むァクチユエ一夕 をァクチユエ一夕 1 2 に置換した点のみにおいて同液体噴射装置 1 0異なっている。 従って、 以下、 係る相違点を中心として図 1 9〜 図 2 1 を参照しながら説明する。

ァクチユエ一夕 1 2 は、 固定部 1 2 a と圧電 電歪素子部 1 2 b とを備えている。 固定部 1 2 aは、 図 2 1 に示したように、 断面形 状がコ字形の剛体である。 固定部 1 2 aは、 両端の下面にて金属板 1 0 c の上面であってチャンバ一 1 0 — 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 1 2 aは、 その上部 （上部の下 側面） にて圧電 Z電歪素子部 1 2 bを固定 · 保持している。

圧電ノ電歪素子部 1 2 b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 「縦効果夕 イブの積層ピエゾァクチユエ一夕」 である。 圧電 Z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 γ— 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 1 2 bは、 平面視でチ ヤ ンバー 1 0 — 3 より も僅かに小さく、 同平面視でチヤンソ 一 1 0 一 3 の内側に配設されている。 圧電ノ電歪素子部 1 2 bの下面は、 金属板 1 0 c の上面に固着されている。

このァクチユエ一夕 1 2 においては、 圧電 /電歪素子部 1 2 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 1 2 bが Z軸方向に伸縮する。 そして、 この圧電/電歪素 子部 1 2 bの伸縮作用により、 チャンバ一 1 0 — 3の上壁を構成す る金属板 1 0 cが押圧されて変形する。 これにより、 チャンバ一 1 0一 3の容積が周期的に変化し、 チャ ンバ一 1 0 — 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 8 0は 「縦効果タイプの積 層ピエゾァクチユエ一夕」 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 してもチャンバ一 1 0一 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 8 0 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ァクチ ユエ一夕は、 本発明による他の実施形態のァクチユエ一夕として採 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 9 0 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 9 0は、 一つのチャンバ一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 2 2〜図 2 4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 9 0は、 図 2 3及び図 2 4に示したように、 金属板 1 0 g , 1 O h及び 1 0 c と、 圧電ノ電歪素子 1 3 , 1 4 とから形 成されていて、 内部に液体導入口 1 0 — 1 と、 液体供給通路 1 0 — 2 と、 一対のチャンバ一 1 0 — 8， 1 0 — 9 と、 液体供給通路 1 0 一 2 とチャンバ一 1 0— 8 とを連通する液体導入通路部 1 0 — 1 0 と、 液体供給通路 1 0 — 2 とチャンパ一 1 0 — 9 とを連通する液体 導入通路部 1 0 — 1 1 とを備えている。

液体噴射装置 9 0 の液体導入口 1 0 — 1及び液体供給通路 1 0 — 2は、 液体噴射装置 1 0 の液体導入口 1 0 - 1及び液体供給通路 1 0 — 2 とそれぞれ同一である。 液体導入口 1 0 — 1 は金属板 1 0 c に設けられている。 液体供給通路 1 0— 2は、 金属板 1 0 gの上面 と、 金属板 1 0 hに設けられた貫通穴を形成する側壁面と、 金属板 1 0 c の下面とにより画定されている。

チャンバ一 1 0 — 8は、 金属板 1 0 gの上面と、 液体供給通路 1 0— 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 1 O hに設けられた貫通穴を形成する側壁面と、 金属板 1 0 c の下面 とにより画定された空間である。 チャンバ一 1 0 — 8 の平面形状は 、 図 2 2 に示したように、 Y軸及び X軸にそれぞれ沿う短辺 K A及 び長辺 K Bを有する略長方形である。 短辺 K Aの長さは液体供給通 路 1 0一 2 の底辺 Tの長さの略半分の長さである。 一対の短辺 K A 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。

チャンバ一 1 0 — 8 を構成している一つの壁 (下壁) である金属 板 1 0 gには、 複数 （この例では、 全部で 5 X 8 = 4 0個） の貫通 孔が液体噴射孔 1 0— 8 a として形成されている。 液体噴射孔 1 0 — 8 aは、 液体噴射孔 1 0 — 3 a と同様な円筒状の空間である。 複 数の液体噴射孔 1 0 - 8 aは液体噴射孔 1· 0 - 3 a と同様に正方格 子状に配列されている。

チャンバ一 1 0 — 9は、 チャンバ一 1 0 — 8 と同様に、 金属板 1 0 gの上面と、 液体供給通路 1 0— 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 1 O hに設けられた貫通穴を形成する 側壁面と、 金属板 1 0 c の下面とにより画定された空間である。 チ ヤ ンバー 1 0— 9 は、 チャンバ一 1 0 ― 8 と同じ形状を有している 。 チャンバ一 1 0 — 9 の一対の短辺 K Aの位置は、 液体供給通路 1 0一 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、 チャンバ一 1 0 — 9は、 液体噴射装置 9 0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一 1 0 ― 8 と軸 対称となるように形成されている。 チャンバ一 1 0 — 9 を構成して いる一つの壁 （下壁） である金属板 1 0 gにも、 液体噴射孔 1 0 — 8 a と同様に、 複数 （この例では、 全部で 5 X 8 = 4 0個） の液体 噴射孔 1 0 — 9 a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 1 0 — 1 0 は、 第 3実施形態の液体噴射装置 6 0 が備える液体導入通路部 1 0 — 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 1 0 — 1 0 は、 金属板 1 O hの X軸方向略中央 部の上面及び金属板 1 0 c の下面とにより画定されるスリ ツ トと、 このスリ ッ トの下方において、 金属板 1 0 h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 1 0 — 1 0 のスリ ツ 卜の平面形状は、 図 2 2 に示 したように、 Y軸及び X軸にそれぞれ沿う短辺 S J と長辺 L J を有 する略長方形である。 短辺 S J の長さはチャンバ一 1 0 — 8 の短辺 K Aの長さより も僅かだけ短い長さ W 2 となっている。 長辺 L J は X軸方向に延びている。

液体導入通路部 1 0 — 1 0の一対の長辺 L J のうち Y軸負方向側 の長辺 L J の始点は液体供給通路 1 0 — 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 L J のうちの他の長辺 L J の始点 は 液体噴射装置 9 0 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 1 0 — 2の底辺 Tと接続されている。

液体導入通路部 1 0 — 1 0の一対の長辺 L J の X軸正方向側の端 部は、 平面視において、 チャンバ一 1 0 — 8 の一対の長辺 K Bの Y 軸方向内側にて X軸方向負側の短辺 K Aと接続されている。

液体導入通路部 1 0 - 1 0 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 W 2 を有する 長方形状となっている。

液体導入通路部 1 0 — 1 1 は、 液体導入通路部 1 0 — 1 0 と同じ 形状を有していて、 Y— Z平面に沿つた平面にて切断した断面が長 さ t の短辺及び長さ W 2 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 1 0 — 1 1 は、 液体噴射装置 9 0 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 1 0 — 1 0 と軸対称となるように形成されている。

ァクチユエ一夕としての圧電 電歪素子 1 3 は、 平面視でチャン バー 1 0 — 8より も僅かに小さく、 同平面視でチャンバ一 1 0 — 8 の内側に配設されるように金属板 1 0 c の上面に固着されている。 圧電 電歪素子 1 3は 「横効果タイプの積層ピエゾァクチユエ一夕 」 である。 チャンバ一 1 0 — 8の上壁 （金属板 1 0 c ) は、 圧電 Z 電歪素子 1 3の作動により変形され、 これによりチャンパ一 1 0 — 8 の容積が減少されるようになっている。

ァクチユエ一夕としての圧電 電歪素子 1 4は、 圧電 Z電歪素子 1 3 と同一の構成を有している。 圧電 Z電歪素子 1 4は、 平面視で チャンバ一 1 0 — 9 の内側に配設されるように金属板 1 O' c の上面 に固着されている。 チャンバ一 1 0 — 9 の上壁 （金属板 1 0 c ) は 、 圧電 Z電歪素子 1 4の作動により変形され、 これによりチャンバ — 1 0 — 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 9 0 は液体導入通路部とチ ヤンバーとからなる組を二組備え、 それぞれのチャンバ一は圧電 / 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 9 0 は、 チャンバ一がーつの液体噴射装置に比べ、 チャンバ一の幅を小 さくできるので、 同チャンバ一の剛性を向上できる。 従って、 液体 噴射装置 9 0 の共振周波数が上昇するから、 圧電 電歪素子 1 4の 圧電素子駆動電圧信号 D V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 9 0 は、 より微細な液滴を噴射することがで 含る。

また、 液体噴射装置 9 0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 1 0 — 2、 チヤ ンバ一 1 0 _ 8及びチャンバ一 1 0 一 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 1 0 0 について 説明する。 第 7実施形態に係る液体噴射装置 1 0 0は、 第 6実施形 態に係る液体噴射装置 9 0の液体導入通路部 1 0 — 1 0及び 1 0 — 1 1 を液体導入通路部 1 0 — 1 2及び 1 0 — 1 3 に置換した点のみ において同液体噴射装置 9 0 と異なっている。 従って、 以下、 係る 相違点を中心として図 2 5〜図 2 7 を参照しながら説明する。

液体導入通路部 1 0 — 1 2は、 液体導入通路部 1 0 — 1 0 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 2 5及び図 2 6 に示したように、 それぞれ距離 t l ( = t ) 及び距離 W 2である。 これに対し、 Z軸の下方にあるスリ ツ トの断面の長方形の短辺及び長辺の長さは、 図 2 5及び図 2 6 に示 したように、 それぞれ距離 t 2 ( > t 1 ) 及び距離 W 2である。

このように、 液体噴射装置 1 0 0の液体導入通路部 1 0 — 1 2， 1 0 — 1 3 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 1 0 — 1 2 , 1 0 — 1 3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 ツ 卜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 ( t 1 < t 2 ) 。

従って 液体噴射装置 1 0 0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 1 0 — 1 2 ， 1 0 — 1 3 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 1 0 0 は、 異なる幅のス リ ッ トを備えているから、 チャンパ一 1 0 — 8， 1 0 — 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 1 0 0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 1 1 0 について 図 2 8 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 1 1 0は、 第 6実施形態に係る液体噴射装置 9 0 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 a;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 1 1 0 においては、 液体噴射孔 1 0 — 8 aが チャンバ一 1 0 — 8の下壁に設けられ、 液体噴射孔 1 0 — 9 aがチ ヤンバー 1 0 — 9の下壁に設けられるとともに、 それら二つのチヤ ンバー 1 0 — 8及び 1 0 — 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 1 1 0 は、 各チャン バー 1 0 — 8及び 1 0 _ 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一内 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、 チャンバ一の容積変化にともなう圧力変動が噴射しょう 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、 チャンバ一の上壁を構成する金属板 1 0 cが液体導入通 路部のスリ ツ 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 S I， S I ) 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 1 0 の液体噴 射孔 1 0 — 3 a ) 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.（ I M L 1 , I M L 2 ) で規 定される領域の内側 （仮想線 I M L 1 の Y軸正方向側であって、 且 つ、 仮想線 I M L 2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、 1 0 — 3 a ) 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 （ 6 0、 7 0、 9 0、 及び 1 0 0 ) の液体導入通路部 （ 1 0 — 6、 1 0 — 7、 1 0 — 1 0、 1 0 — 1 1、 1 0 — 1 2及び 1 0 — 1 3 ) 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 1 0 — 1 2及び 1 0 — 1 3 においては、 複数のスリ ツ ドのうちの 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、 チャンバ一内の気泡が滞留 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 9 ( 1 0 0、 及び 1 1 0は、 チャンバ一と 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、 チャンバ一と液体導 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 1 0 ) 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、 チャンバ一が 金属の薄板 1 0 c を壁面の一部に備える (チヤンバーの上壁として 備える） とともに同薄板 1 0 c上に圧電 Z電歪素子 1 1〜 1 4が固 定され、 同金属の薄板 1 0 c は液体導入通路部 （ 1 0— 4〜 1 0 — 7、 1 0 — 1 0〜 1 0 — 1 3 ) のスリ ッ ト （中空空間） の一部を画 定している。 即ち、 金属板 1 0 c はス リ ツ トの一つの壁 (上壁） を 構成している。

従って、 圧電 電歪素子 1 1〜 1 4の作動により、 チャンバ一の 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、 チャンバ一の容積が減少するとき （チャンバ一内の 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、 チャンバ一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、 チャンバ一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 ヤンバーによる一回の加圧動作に対し、 チャンバ一の加圧動作と液 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、 圧電ノ電歪素子 1 1 〜 1 4によるチャ ンバ一での加圧動作 と同期して液体導入通路部とチャンバ一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、 チャンバ一内 の圧力増加分を大きくできるので、 圧電 Z電歪素子 1 1〜 1 4によ るチャンバ一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 Z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 2 1 ) と、 電磁開閉式吐出弁 2 4 とを備え ていて、 電磁開閉式吐出弁 2 4内の液体通路 2 4 bが開放されたと き加圧手段 2 1から供給される加圧された液体が同液体通路 2 4 b を介して液体供給通路 （ 1 0 — 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 （ 1 0 — 4〜 1 0 — 7 1 0 一 1 0〜 1 0 1 3 ) を介してチャンバ一 （ 1 0 — 3、 1 0 — 8、 1 0 — 9等） に供給され、 チャンバ一の液体噴射孔 （ 1 0 — 3 a、 1 0 — 8 a、 1 0 — 9 a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 2 1 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 3 1 の環境 (例えば、 吸気管 3 0 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ヤ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 2 9 を参照しながら説明する。 図 2 9 の

( A) は液体噴射装置 1 0 と同様な液体噴射装置を構成する最も下 の金属板 1 0 m (チャンバ一の下壁） に設けられた液体噴射孔 2 0 W

0 の正面図であり、 図 2 9の （ B ) は図 2 9 の （A) の 1 7 — 1 7 線に沿った平面にて同金属板 1 0 mを切断した断面図である。

この液体噴射孔 2 0 0は、 正面視において細長の略長方形のスリ ッ ト 2 0 1 である。 このスリ ッ ト 2 0 1 において、 スリ ッ ト 2 0 1 の正面視における長方形の短辺の長さ W i dは同長方形の長辺に沿う 所定間隔 d i s毎に小さ く されている。 これにより、 スリ ッ ト 2 0 1 は、 所定間隔 d i s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 2 0 1 aがスリ ツ ト 2 0 1 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 2 0 1 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 2 0 0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、 チャンバ一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 2 0 0 は、 正面視における長方形の長辺が長い ので、 例えば、 噴射しょう 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 3 0 を参照しながら 説明する。 図 3 0の （A) は液体噴射装置 1 0 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 3 0の （ B ) は前記液体噴射装置を構成する最 も下の金属板 1 0 nをチャンバ一側から見ることによ り得られる液 体噴射孔 2 1 0 の正面図である。 図 3 0 の （ C ) は （ B ) の 1 8 — 1 8線に沿った平面にて金属板 1 0 nを切断した断面図である。 . この液体噴射孔 2 1 0は金属板 1 0 n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 I Lは、 金属板 1 0 nの平面 （ 即ち、 液体噴射孔 2 1 0が形成されたチャンバ一 1 0 — 3 の下壁の 外面） と直交する直線 （法線） C Lに対して 0でない角度） 3だけ傾 斜している。 従って、 噴射される液体は、 直線 C Lに対して角度 3 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 2 1 0が直線 C Lに対して同一の角度）3だけ傾斜せしめられているが 、 液体噴射孔 2 1 0毎に角度 /3の大きさを異ならせてもよい。

この液体噴射孔 2 1 0 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 3 0への取り付け角度に制約がある場合でも、 燃料 を吸気弁 3 2 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 2 1 0の上記角度）3 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 2 1 0 の近傍で微粒子化した液滴が液 体噴射空間 3 1 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 3 1 を参照しながら 説明する。 図 3 1 の （A ) は液体噴射装置 1 0 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 3 1 の （B ) は前記液体噴射装置を構成する最 も下の金属板 1 0 pをチャンパ一側から見ることにより得られる液 体噴射孔 2 2 0の正面図である。 図 3 1 の （ C ) は （ B ) の 1 9 一 1 9線に沿った平面にて金属板 1 0 p を切断した断面図である。 この液体噴射孔 2 2 0 は金属板 1 0 pに形成された略円錐台形状 の貫通孔である。 液体噴射孔 2 2 0 の上部開口 （チャンバ一 1 0 — 3側に存在する開口） 2 2 0 aは円形であり、 その中心は C L 1上 である。 液体噴射孔 2 2 0 の下部開口 （液体噴射空間に露呈した開 口） 2 2 O bは円形であり、 その中心は C L 2上である。 上部開口 2 2 0 aの円形の直径は、 下部開口 2 2 0 bの円形の直径より も大 きくなつている。 そして、 中心 C L 1 と中心 C L 2は僅かな距離 Δ dだけ離間している。 即ち、 液体噴射孔 2 2 0は、 円形の半径を上 部開口 2 2 0 aの半径から下部開口 2 2 O b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 2 2 0 aの中心から下部 開口 2 2 0 b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 Δ dは、 総べての液体噴射孔 2 1 0間で同 一であってもよく、 少なく とも二つの液体噴射孔 2 1 0間で互いに 異なっていてもよい。

かかる液体噴射孔 2 2 0から噴射される液体も、 金属板 1 0 の 平面 （即ち、 液体噴射孔 2 2 0が形成されたチャンパ一 1 0 — 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 3 0への取り付け角度に制約がある場合でも、 液体を吸気弁 3 2 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 Δ dや、 上部開口 2 2 0 aの中心と下部開口 2 2 0 b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 2 2 0 の近傍で微粒子化した液滴が液体噴射空間 3 1 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 3 2 を参照しながら 説明する。 図 3 2の （A ) は液体噴射装置 1 0 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 3 2の （B ) は前記液体噴射装置を構成する最 も下の金属板 1 0 q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 2 3 0の正面図である。 図 3 2の ( C ) は ( B ) の 2 0 - 2 0線に沿った平面にて金属板 1 0 qを切断した断面図である。

この液体噴射孔 2 3 0 の形状自体は、 第 1実施形態の液体噴射装 置 1 0が備える液体噴射孔 1 0 — 3 aの形状と同一である。 即ち、 液体噴射孔 2 3 0は、 円筒状の貫通孔であって、 その中心軸は金属 板 1 0 qの平面 （即ち、 液体噴射孔 2 3 0が形成されたチャンバ一 1 0 - 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 2 3 0 の下部開口 （液体噴射空間に露呈した開 口） 2 3 0 a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 2 3 1 が形成されている。 撥液層 2 3 1 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 2 3 0 aの周囲であつて撥液層 2 3 1 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 2 3 1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 3 2 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 2 3 1 の存在しない側に引き寄せられ、 金属板 1 0 q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 2 3 1 の正面視の形状や、 下部開口 2 3 0 aに 対する撥液層 2 3 1 が形成される位置は、 総べての液体噴射孔 2 3 0間で同一であってもよく、 少なく とも二つの液体噴射孔 2 3 0 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 2 3 0が設 けられた前記チャンバ一 1 0 — 3 の下壁 （金属板 1 0 Q ) の外面上 であって同複数の液体噴射孔 2 3 0のうちの少なく とも一つの液体 噴射孔 2 3 0 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 2 3 1 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 2 3 1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 2 3 0 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 3 0への取り付け角度に制約がある場合でも、 液体を吸気 弁 3 2 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 2 3 1 の形状及び位置を液体噴射孔 2 3 0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 2 3 0の近傍で微粒子化した液滴が液体噴 射空間 3 1 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 3 3 を参照しながら 説明する。 図 3 3 の （A ) は液体噴射装置 1 0 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 3 3の （ B ) は前記液体噴射装置を構成する最 も下の金属板 1 0 r 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 2 4 0 の正面図である。 図 3 3 の ( C ) は （ B ) の 2 1 - 2 1線に沿つた平面にて金属板 1 0 r を切断した断面図である。

この液体噴射孔 2 4 0は金属板 1 0 r に形成された略円錐台形状 の貫通孔である。 液体噴射孔 2 4 0の上部開口 (チャンパ一 1 0 — 3側に存在する開口） 2 4 .0 aは円形であり、 その中心は C L 3上 である。 液体噴射孔 2 4 0 の下部開口 （液体噴射空間に露呈した開 口） 2 4 0 bは円形であり、 その中心も C L 3上である。 即ち、 上 部開口 2 4 0 a と下部開口 2 4 0 bの中心 （軸） は一致している。

上部開口 2 4 0 aの円形の直径は、 下部開口 2 4 0 bの円形の直 径より も大きく 、 この貫通孔の最大の直径 d maxとなっている。 下 部開口 2 4 0 bの円形の直径は、 この貫通孔の最小の直径 d m i nと なっている。

このように、 液体噴射孔 2 4 0 は、 液体噴射孔 2 4 0が形成され たチャンバ一 1 0 — 3 の下壁の外面 （薄板金属板 1 0 r のなす平面 P L 0 ) と直交する直線 （法線） と平行な軸線に直交する平面に沿 つ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 2 4 0 を介して噴射される液体の方向に従い （前記軸 線 （法線） に沿ってチャンバ一 1 0 ― 3から液体噴射空間に向うに つれて、 即ち、 上部開口 2 4 0 aから下部開口 2 4 0 bに向うにつ れて） 、 上部開口 2 4 0 aの直径 d maxから下部開口 2 4 0 bの直 径 d minへと次第に減少している。 即ち、 液体噴射孔 2 4 0 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 2 4 0 (前記貫通孔） の最大となる直径 d maxと最小となる直径 d m inの差を、 同液体噴射孔 2 4 0が形成され たチャンバ一 1 0 — 3 を構成する一つの壁 （即ち、 金属板 1 0 r ) の厚み Thiで除した値 （= ( d iax- d min) /Thi) が 0. 0 0 4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 2 4 0から噴射される液体は、 金属板 1 0 r の平面 P L 0 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 2 4 0から噴射された複数の液滴 D p が、 金属板 1 0 r (液体噴射孔が形成された壁） により形成された 面 P L 0 (換言すると 複数の下部開口 2 4 0 bのなす面を含む平 面 P L 0 ) から所定の距離 L 1 を隔てるとともに同面 P L 0 と平行 である仮想面 P L 1 に到達したとき、 同仮想面 P L 1 内での同複数 の液滴 D p同士の相対位置は、 同面 P L 0 内での同複数の液体噴射 孔 2 4 0同士の相対位置と略同一となる。

更に、 複数の液体噴射孔 2 4 0から噴射された複数の液滴 D pが 、 上記面 P L 0から所定の距離 L 1 より も大きな所定の距離 L 2 を 隔てるとともに同面 P L 0 と平行である仮想面 P L 2 に到達したと き、 同仮想面 P L 2 内での同複数の液滴 D p同士の相対位置は、 同 面 P L 0内での同複数の液体噴射孔 2 4 0 同士の相対位置と略同一 となる。 換言すると、 液体噴射孔 2 4 0 は、 液滴 D p同士が仮想面 P L 1及び仮想面 P L 2 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 1 0 r の平面 P L 0 と吸気弁 3 2 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 3 1 中において平面 P L 0 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 3 1内 （特に 液体噴射孔 2 4 0 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 3 4を参照しながら 説明する。 図 3 4の （A ) は液体噴射装置 1 0 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 3 4の （ B ) は前記液体噴射装置を構成する最 も下の金属板 1 0 s 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.2 5 0 の正面図である。 図 3 4の ( C ) は （ B ) の 2 2 一 2 2線に沿った平面にて金属板 1 0 s 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 2 5 0は、 金属板 1 0 s 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 2 5 0 の上部開口

(チャンバ一 1 0 - 3側に存在する開口） 2 5 0 aは円形であり、 その中心は C L 4上である。 液体噴射孔 2 5 0の下部開口 （液体噴 射空間に露呈した開口） 2 5 0 bは円形であり、 その中心も C L 4 上である。 即ち、 上部開口 2 5 0 a と下部開口 2 5 0 bの中心 （軸 ) は一致している。

上部開口 2 5 0 aの円形の直径は、 下部開口 2 5 0 bの円形の直 径よ り も大きく 、 この貫通孔の最大の直径 d maxとなっている。 下 部開口 2 5 0 bの円形の直径は、 この貫通孔の最小の直径 d m i nと なっている。

この液体噴射孔 2 5 0 '(貫通孔） は、 液体噴射孔 2 5 0が形成さ れたチャンバ一 1 0 — 3 の下壁の外面 （薄板金属板 1 0 s のなす平 面 P L 0 ) 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 2 5 0 (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 2 5 0 aから下部開口 2 5 0 に 向うにつれて） 次第に小さくなり、 金属板 1 0 s の厚み方向 （前記 軸線方向） の略半分程度の位置 （上部開口 2 5 0 aから所定の距離 を有する位置） において下部開口 2 5 0 b と同じ最小の直径 d min (所定の大きさの径） となり、 その位置から下部開口 2 5 O bまで は同じ最小の直径 d minのままとなつている。 この最小の直径 d min が維持されている部分は、 ス トレート部分 2 5 0 c と呼ばれる。

かかる液体噴射孔 2 5 0から噴射される液体も、 特に液体噴射孔 2 5 0がス トレート部分 2 5 0 c を有しているから、 金属板 1 0 s の平面 P L 0 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 2 5 0から噴射された複数の液滴 D p が、 金属板 1 0 s (液体噴射孔が形成された壁) により形成された 面 P L 0から所定の距離 L 1 を隔てるとともに同面 P L 0 と平行で ある仮想面 P L 1 に到達したとき、 同仮想面 P L 1 内での同複数の 液滴 D p同士の相対位置は、 同面 P L 0 内での同複数の液体噴射孔 2 5 0 同士の相対位置と略同一となる。

更に、 複数の液体噴射孔 2 5 0から噴射された複数の液滴 D pが , 上記面 P L 0から所定の距離 L 1 より も大きな所定の距離 L 2 を 隔てるとともに同面 P L 0 と平行である仮想面 P L 2 に到達したと き、 同仮想面 P L 2内での同複数の液滴 D p同士の相対位置は、 同 面 P L 0 内での同複数の液体噴射孔 2 5 0 同士の相対位置と略同一 となる。 換言すると 液体噴射孔 2 5 0 'は、 液滴 D p同士が仮想面 P L 1及び仮想面 P L 2 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 1 0 s の平面 P L 0 と吸気弁 3 2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 3 1 中において平面 P L 0 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 3 1内 （特に 液体噴射孔 2 5 0 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 3 5 を参照して説明する。 この液体噴射装置 1 2 0 は、 液体噴射装置 6 0 に対して、 圧電 Z電歪素子 1 1 の周囲 （金属板 1 0 c と接触して いる部分以外の部分） が樹脂 1 1 c により被覆されている点のみに おいて、 同液体噴射装置 6 0 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 1 1 内 に侵入することが回避されるので、 圧電ノ電歪素子 1 1 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 3 6 は、 上述した液体噴射装置 1 0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 1 0 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 1 0 — 3 a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 1 0 — 3 aの数を増大する必要がある。

液体噴射孔 1 0 — 3 aの配置領域の面積を大きく した場合であつ ても、 圧電 Z電歪素子 1 1 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 1 0 — 3 a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、 圧電ノ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 1 0 — 3 a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 1 0 — 3 a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 D Vの駆動周波数 f を 5 0 k H z としたとき、 圧電 Z電歪素子中心直下付近に位置す る液体噴射孔 1 0 — 3 aから噴射される液滴の粒径は約 3 0 〜 4 0 m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 1 0 — 3 aから噴射される液滴 の粒径は約 3 0 〜 9 0 /X m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 1 0 — 3 a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 1 0 _ 3 aの軸線は互いに平行であるから、 液体噴射装置 1 0 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 3 7 に示した液体噴射装置 1 3 0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 1 3 0 は液体噴射装置 1 0の金属板 1 0 aを金属板 1 3 1 に置換した点 のみにおいて同液体噴射装置 1 0 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 1 0 a、 1 0 b及び 1 3 1 の材質は、 この例においてはス テンレス （ S U S 3 0 4又は S U S 3 1 6 ) である。 金属板 1 0 c 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 1 3 1 に設けられた複数の液体噴射孔 1 3 1 a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 1 3 1 a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 1 3 1 aのようにチ ヤ ンバ一 1 3 0 — 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 1 3 1 a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 3 7 に示したように、 複数の液体噴射孔 1 3 1 aの各軸線の有する Y軸方向の成分は、 チャンバ一 1 3 0 — 3 の Y軸正方向端部に向うほど大きい正の値となり、 チャンバ一 1 3 0 — 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 1 3 1 a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 1 3 1 a (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 （チャンバ一 1 3 0 — 3 の下 壁である金属板 1 3 1 ) からの距離が大きくなるにつれて、 同複数 の液体噴射孔 1 3 1 a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 1 3 1 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 1 3 1 a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 1 3 1 aは、 その各軸線の有する X軸方向の成分がチャンバ一 1 3 0 _ 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 一 1 3 0 — 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 1 3 0の第 1 の製造方法）

次に、 液体噴射装置 1 3 0の製造方法について図 3 8 を参照しな がら説明する。 図 3 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 3 8 の （ 1 ) に示したように、 極めて薄い金属板 に液体導入口 1 0 — 1 と対応する貫通穴をパンチ加工やレーザー加 ェ等により形成する。 これにより、 金属板 1 0 c を得る。

ステップ 2 ： 図 3 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 1 0— 2の側壁及びチヤ ンバー 1 3 0 — 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 1 0 - 4 のスリ ツ 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 1 0 bを得る。

ステップ 3 ： 図 3 8の （ 3 ) に示したように、 図 3 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 1 3 1 aとなる貫通孔を所定の位置にレーザ 一加工によ り形成する。

このとき、 レーザー加工装置とステージ S t gとを使用する。 レー ザ一加工装置は、 図 3 9 に示したように、 レーザービーム L Bを水 平面に対して所定の角度 （この例では、 9 0 ° ) 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 1 3 1 となる薄い金属板 （貫通孔形成壁となる平板） ば、 ステー ジ Stgの上に配置 · 保持される。

その後、 金属板 1 3 1 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 L B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 D p 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 1 3 1 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 L B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 D p 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 1 3 1 を得る。

ステップ 4 ： このように形成した金属板 1 3 1， 1 O b及び 1 0 c 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 ノ電歪素子 1 1 を形成しておく。 そして、 前記接合体の金属板 1 0 c上に、 圧電 電歪素子 1 1 を接着により固定する。 以上により、 液体噴射装置 1 3 0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 1 3 1 ) 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 1 3 1 a ) 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 1 3 0 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、 レ一ザ一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 1 3 0 の第 2 の製造方法）

次に、 液体噴射装置 1 3 0 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 3 A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 3 A : 先ず、 図 4 0の （ 1 ) に示したように、 後に金属 板 1 3 1 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 4 0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一を照 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 T h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 4 0 の （ 3 ) に示したように、 複数の貫通孔 T h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 1 3 1 aが放射状に形成された金属板 1 3 1 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 1 3 0 を製造する

(液体噴射装置 1 3 0 の第 3の製造方法）

次に、 液体噴射装置 1 3 0 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 3 B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 3 B ： 先ず、 図 4 1 の （ 1 ) に示したように、 後に金属 板 1 3 1 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 4 1 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 T h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 4 1 の （ 3 ) に示したように、 複数の貫通孔 T h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

1 3 1 aが放射状に形成された金属板 1 3 1 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 1 3 0 を製造する 次に、 液体噴射装置 1 3 0 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 1 3 0 の液体噴射孔 1 3 1 a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 1 3 1 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 Φ 3 0 β mとした。

( 2 ) 液体噴射孔は 2 8 8個であり、 格子状に 0 . 1 5 mm間隔で 配置した。

( 3 ) チャ ンバ一の大きさは 2 X 6 mmで、 厚みは 0 . 2 mmとし た。

( 4 ) 振動板 （液体噴射孔対向壁、 金属板 1 0 c ) の厚みは 0 . 0 1 m mとした。

( 5 ) 液体噴射孔形成壁 （金属板 1 3 1 ) の厚みは 0 . 0 3 mmと した。

( 6 ) 液体導入通路 1 0 — 4のスリ ツ 卜の厚み （幅 ) t は 0 . 0 3 mm、 Y軸方向長さ Wは 5 . 8 m 1TK X軸方向長さ 2 m mとした

( 7 ) 圧電 子の大きさは、 1 . 8 X 5 . 8 mmとした。

( 8 ) 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 1 0 c ) 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 7 0 k H z 、 最高電 圧は 1 2 V、 波形は矩形波とした。

( 1 0 ) チヤンバーに導入される液体の圧力は 0 . 3 M P aで、 流 量は 1 3 0. c c Z分とした。

( 1 1 ) 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

( 1 2 ) ス 卜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 4 2は、 液体噴射用ノズル形 成壁 （金属板 1 3 1 ) 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 きくなつている。 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 1 3 0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つても殆ど大きくなつていない。 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 4 3 は、 チャンバ一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 4 4は チャンバ一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 4 3から理解されるように、 チャンバ一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 1 3 0 との間に顕著な差は見られなか つた。 これに対し、 図 4 4から理解されるように、 チャンバ一の周 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 1 3 0 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 も小さくなつていた。 また 、 液体噴射装置 1 3 0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 も小さくなつていた。

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 1 1 ) 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 7 0 k H z 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 Z電歪素子 1 1 の中心部直下近傍 （チャンパ一 1 3 0 — 3 の略中央部直下） に位 置する液体噴射孔 1 3 1 a に関しては、 比較例及び本発明による液 体噴射装置 1 3 0 の双方において、 音波の進行方向と液体噴射孔 1 3 1 aの中心軸とがー致する。 従って、 音波の進行が阻害され難い ので、 液体噴射孔 1 3 1 a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 1 3 0 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 1 1 の中心部直下から離れた部分 （ チャンバ一の周辺部） 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ー致しない。 従って、 比 較例においては、 図 4 5 に示したように、 液体噴射孔 1 0 — 3 aの 内部において、 音波の進行方向に対する影部 s dが生じる。 この結果 、 音波の進行が阻害され、 液体噴射孔 1 0 — 3 a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 1 3 0 においては、 図 5 と同等の図 4 6 に示 したように、 圧電 電歪素子 1 1 の中心部直下付近に位置する液体 噴射孔 1 3 1 aの中心軸 I Lは金属板 1 3 1 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 1 3 1 aの中心軸 I Lは、 圧電 /電歪素子 1 1 の中心部直下の位 置とその液体噴射孔 1 3 1 aの距離が大きくなるほど、 金属板 1 3 1 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 1 1 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 1 3 1 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 1 3 l aの中心軸 I L と金属板 1 3 1 の下面の法線 (即ち、 Z軸） とのなす角度ァは、 着目する液 体噴射孔 1 3 1 a と直下点との距離が大きいほど大きくなつている 従って、 推定ではあるが、 液体噴射孔 1 3 1 aを放射状に形成す ることにより、 圧電 Z電歪素子 1 1 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 1 3 1 aの中心軸 I Lとの角度差が小さく なるので、 前述した影部 s dが小さくなり、 従って、 各液体噴射孔 1 3 1 a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 1 3 1 a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 1 4 0 について図 4 7及び図 4 8 を参照しながら説明する。 図 4 7 は、 図 4 と同様に、 液体噴射装置 1 4 0 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 1 4 0 を切断したチャンバ一及びそ の近傍の断面図である。 図 4 8は、 図 5 と同様に、 液体噴射装置 1 4 0 のチャンバ一 1 4 1 一 5 を通る Y— Z平面に沿った平面で液体 _噴射装置 1 4 0一き切断した断面図である。

液体噴射装置 1 4 0 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 1 3 0 を構成する金属板 1 3 1 に代わる薄い金属板 1 4 1 と、 金属板 1 0 b と、 金属板 1 0 c とからなり、 チャンバ一 1 3 0 — 3 と異なるチャンバ一 1 4 1 一 5 を備える点のみにおいて 同液体噴射装置 1 3 0 と異なっている。 徒って、 以下、 係る相違点 を中心として説明する。

金属板 1 4 1 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、 圧電ノ電歪素子 1 1 の X 一 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 1 4 1 の液体噴射孔 1 4 1 一 5 aが形成されている部分の上 面及び下面は、 圧電/電歪素子 1 1 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 1 0 c よ り も圧電 電歪素 子 1 1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 1 1 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 1 4 1 には、 金属板 1 3 1 と同様に、 複数の液体噴射孔 （ 液体噴射用ノズル） 1 4 1 一 5 aが形成されている。 複数の液体噴 射孔 1 4 1 一 5 a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 1 4 1 一 5 a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 1 4 1 一 5 aは、 各軸線 I Lが金属板 1 4 1 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 1 4 1 — 5 aの中心軸 I Lは、 金属板 1 4 1 の下面 （ 及び上面） に直交している。

この結果、 圧電 Z電歪素子 1 1 の中心の直下付近に位置する液体 噴射孔 1 4 1 - 5 aの中心軸 I Lは Z軸と平行となっている。 また 、 それ以外の液体噴射孔 1 4 1 一 5 aの中心軸 I Lは、 圧電ノ電歪 素子 1 1 の中心の直下部とその液体噴射孔 1 4 1 - 5 a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 1 4 1 — 5 aの中心軸 I L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 I L と Z軸とのなす角度ァは、 着目する液体噴射孔 1 4 1 一 5 a と直下点との距離が大きいほど大 きくなつている。

このように、 液体噴射孔 1 4 1 一 5 a (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 1 4 1 — 5 aは 、 同複数の液体噴射孔 1 4 1 一 5 aが形成された壁 （金属板 1 4 1 ) からの距離が大きくなるにつれて、 同複数の液体噴射孔 1 4 1 一 5 a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、 .圧電ノ電歪素子 1 1 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 1 4 1 _ 5 aの中心軸 I L 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 1 4 1 一 5 a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 1 4 1 — 5 a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、 液滴の飛行に伴つ 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 1 4 0 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 1 4 0 は、 第 1 の肉厚を有する壁により形成 される第 1貫通窓 ( 1 0 1 ) を有する第 1枠体 （金属板 1 0 b ) , 液体噴射用ノズル 1 0— 5 aとしての貫通孔が複数形成された平板 からなり同第 1貧通窓 （ 1 0 1 ) の下面を閉じるように配設される 貫通孔形成壁 （金属板 1 4 1 ) 及び同第 1貫通窓 （ 1 0 1 ) の上面 を閉じるように配設される貫通孔対向壁 （金属板 1 0 c ) から構成 されるチャンバ一 ( 1 4 1 - 5 ) と、 前記貫通孔対向壁 (金属板 1 0 c ) に配設されるとともに前記チャンパ一 ( 1 4 1 - 5 ) 内の液 体に対する圧力波の付与及びノ又は同チヤンバー （ 1 4 1— 5 ) の 容積の減増を行う ことにより、 同チャンバ一 ( 1 4 1 - 5 ) 内の液 体を微粒子化しながら前記貫通孔 （ 1 4 1 — 5 a ) を介して外部空 間に噴射するための圧電 Z電歪素子 1 1 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 1 0 1 は、 平面視で略長方形状で ある。

(液体噴射装置 1 4 0 の第 1 の製造方法） 次に、 液体噴射装置 1 4 0の第 1 の製造方法について説明する。 ステップ 1 ： 図 3 8の （ 1 ) に示したように、 極めて薄い金属板 に液体導入口 1 0 — 1 と対応する貫通穴をパンチ加工やレーザー加 ェ等により形成する。 これにより、 金属板 1 0 c を得る。

ステップ 2 ： 図 3 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 1 0 — 2 の側壁及びチヤ ンバー 1 4 1 - 5 の側壁を形成するための貫通穴 PH1及び賞通穴 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 1 0 — 4 のスリ ツ トの下壁 SWとなる部分を、 その金属板をハニフエッチング 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 1 0 bを得る。

ステップ 3 ： 図 3 8の （ 3 ) に示した場合と同様に、 図 3 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、 その金属板に後に液体噴射孔 1 4 1 一 5 a 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 4 9 に おいて金属板 1 4 1 ' として示されている。 金属板 1 4 1 ' は、 後 に液体噴射用ノズル形成壁である金属板 1 4 1 となる平板である。 形成された貫通孔の各軸線は、 金属板 1 4 1 ' の板面に直交してい る （金属板 1 4 1 ' 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 1 0 1 より も大きく第 1枠 体 （金属板 1 0 b ) の外周部よ り も小さい第 2貫通窓 1 0 2 を形成 し、 第 2枠体となる金属板 1 0 e を得る （図 4 9 を参照。 ） 。 第 2 貫通窓 1 0 2 の平面視における形状は、 略長方形状である。 金属板 1 0 e の外周形状は、 金属板 1 0 bの外周形状と一致している。 ステップ 5 ： 図 4 9の ( 1 ) に示したように、 金属板 1 0 e , 1 4 1 ' , 1 0 b , 1 0 c 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 1 4 1 ' を、 前記第 1枠体である金属板 1 O bの下面と、 前記第 2枠体である金属板 1 0 e の上面と、 の間に 、 平面視において前記第 1貫通窓 1 0 1が前記第 2貫通窓 1 0 2の 内側となるように挟持する。

ステップ 6 ： 次いで、 図 4 9 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 1 4 1 ' の上面と金属板 1 0 bの下面とを拡散接合するとともに、 金属板 1 4 1 ' の下面と金属板 1 0 e 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 1 0 b ) の壁の底面 外周部は、 平板 （金属板 1 4 1 ' ) を介して第 2枠体 （金属板 1 0 e ) 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 1 O b ) の壁の底面内周部は、 第 1貫通窓 1 0 1が第 2貫通窓 1 0 2 より も小さいことから、 第 2枠体 （金属板 1 0 e ) の壁の上面に より支持されない。 これにより、 平板 （金属板 1 4 1 ' ) は、 図 4 9の （ 3 ) に示したように、 第 2貫通窓 1 0 2内に膨出するように 湾曲する。 この結果、 平板 （金属板 1 4 1 ' ) に形成されていた互 いに平行な貫通孔 T hは、 Z軸方向に対して傾斜し、 貫通孔形成壁 (金属板 1 4 1 ) 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 ： —方、 圧電 Z電歪膜と電極膜を交互に積層し、 圧電 ノ電歪素子 1 1 を形成しておく。 そして、 金属板 1 0 c上に、 圧電 /電歪素子 1 1 を接着により固定する。 以上により、 液体噴射装置 1 4 0が作製される。 ただし、 この液体噴射装置 1 4 0 は、 図 4 7 及び図 4 8 に示した液体噴射装置 1 4 0 の下面に、 金属板 1 0 e を 備える。

(液体噴射装置 1 4 0 の第 2 の製造方法）

次に、 液体噴射装置 1 4 0の第 2の製造方法について説明する。 先ず、 液体噴射装置 1 4 0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 1 0 c .. 1 0 b , 1 4 1 ， 及 ぴ金属板 1 0 e を得る。

ステップ 5 ： 図 4 9 の ( 1 ) に示したように、 金属板 1 0 e , 1 4 1 ' , 1 0 b , 1 0 c 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。 このとさ、 金属板 1 4 1 ' を、 前記 第 1枠体である金属板 1 0 bの下面と、 前記第 2枠体である金属板 1 0 e の上面と、 の間に、 平面視において前記第 1貫通窓 1 0 1が 前記第 2貫通窓 1 0 2 の内側となるよう に挟持する。

ステップ 6 ： 次いで、 図 4 9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 1 0 b ) の壁の底面外周部は、 平 板 （金属板 1 4 1 ' ) を介して第 2枠体 （金属板 1 0 e ) 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 1 0 b ) の壁 の底面内周部は、 第 1貫通窓 1 0 1が第 2貫通窓 1 0 2より も小さ いことから、 第 2枠体 （金属板 1 0 e ) の壁の上面により支持され ない。

これにより、 平板 （金属板 1 4 1 ' ) は、 図 4 9 の （ 3 ) に示し たように、 第 2貫通窓 1 0 2内に膨出するように湾曲する。 この結 果、 平板 （金属板 1 4 1 ' ) に形成されていた互いに平行な貫通孔 T hは、 Z軸方向に対して傾斜し、 前記貫通孔形成壁 （金属板 1 4 1 ) 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 ： —方、 圧電/電歪膜と電極膜を交互に積層し、 圧電 Z電歪素子 1 1 を形成しておく。 そして、 金属板 1 0 c上に、 圧電 Z電歪素子 1 1 を接着によ り固定する。 以上により、 液体噴射装置 1 4 0が作製される。 ただし、 この液体噴射装置 1 4 0は、 図 4 7 に示した液体噴射装置 1 4 0の下面に、 金属板 1 0 e を備える。

この液体噴射装置 1 4 0 の第 2の製造方法においては、 金属板 1 0 (： の下面及び第 1枠体 （金属板 1 0 b ) の壁の上面、 第 1枠体 （ 金属板 1 0 b ) の壁の下面及び平板 （金属板 1 4 1 ' ) の上面並び に同平板 （金属板 1 4 1 ' ) の下面及び第 2枠体 （金属板 1 0 e ) 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 つてもよい。

(液体噴射装置 1 4 0 の第 3の製造方法）

次に 液体噴射装置 1 4 0の第 3の製造方法について説明する。 先ず、 液体噴射装置 1 4 0 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 1 0 c、 1 0 b、 及び金属板 1 4 1 ' を得る。

ステップ 5 ： 図 5 0の （ 1 ) に示したように、 金属板 1 4 1 ' ， 1 0 b , 1 0 c 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 5 0の ( 2 ) に示したように、 貫通孔 T hが形成された平板 (金属板 1 4 1 ' ) の下面に樹脂からなるマス ク M S を形成する。 マスク M Sは、 平面視において第 1貫通窓 1 0 1 より も小さい窓 （第 3の窓） 1 0 3 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 1 0 1 の各 辺から距離 t 1 だけ第 1貫通窓 1 0 1 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 1 4 1 ' 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 1 4 1 ' の下面に大きな圧縮残留応力が生じ、 同金属板 1 4 1 ' の上面 には残留引張応力が生じる。 従って、 金属板 1 4 1 ' はマスク M S により形成された第 3の窓 1 0 3 内に膨出するように湾曲する。 こ の結果、 金属板 1 4 1 ' に形成されていた互いに平行な貫通孔 T h は、 Z軸方向に対して傾斜し、 貫通孔形成壁 （金属板 1 4' 1 ) 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 M S 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 1 1 を形成しておく。 そして、 金属板 1 0 c上に、 圧電 Z電歪素子 1 1 を接着により固定する。 以上により、 液体噴射装置 1 4 0が作製される。

以上、 説明したように、 図 3 7乃至図 5 0 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 チャンバ一及び液体噴射孔について 上記液体噴射装置 1 3 0 と上記液体噴射装置 1 4 0 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 1 4 0 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 1 3 0 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、 チャンバ一の周 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つて液滴をよ 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 1 3 0の第 1 の製造方 法 （図 3 9 ) 、 第 2 の製造方法 （図 4 0 ) 及び第 3の製造方法 （図 4 1 ) の何れか一つを用い、 図 3 9 (図 4 0 の （ 3 ) 又は図 4 1 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 4 9 により示した液体噴射装置 1 4 0 の第 1及ぴ第 2 の製造方法、 並びに図 5 0 に示した液体噴射 装置 1 4 0の第 3 の製造方法の何れか一つを用いて、 チャンバ一外 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 4 9 により示 した液体噴射装置 1 4 0の第 1及び第 2 の製造方法の何れか一方と 図 5 0 に示した液体噴射装置 1 4 0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 1 0— 4を X軸方向に通流してチャンバ一 1 0— 3 に導入され 、 複数の液体噴射孔 1 0— 3 a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一 1 0 — 3内の圧力を 増大したところ、 液体導入通路部 1 0— 4側を除くチャンバ一 1 0 一 3 の側壁近傍に位置する液体噴射孔 1 0 — 3 a (側壁に隣接した 一列又は複数列の液体噴射孔 1 0 — 3 a ) 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 5 1 乃至図 5 3 は このような現象を示した図である。 図 5 1 は図 1 3 と同じく、 第 3実施形態に係る液体噴射装置 6 0 と同様な 液体噴射装置の平面図であり、 図 5 2は図 5 1 の B 1 — B 1線に沿 つた平面にて液体噴射装置を切断した断面図である。 図 5 3は図 5 1 の B 2 — B 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 5 2は、 チャンバ一 1 0 — 3 の X軸方向端部近傍に存在する液 体噴射孔 1 0 — 3 a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 5 3は、 チャンバ一 1 0 — 3の Y軸正方向端部近傍に存在する 液体噴射孔 1 0— 3 a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、 チャンパ一 1 0— 3の Y軸 負方向端部近傍に存在する液体噴射孔 1 0 — 3 a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 1 0 — 4側を除くチャンパ一 1 0 — 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、 チャンバ一 1 0 — 3 の側壁に近い位置 にある一つの液体噴射孔 1 0 — 3 aに着目すると、 この一つの液体 噴射孔 1 0 ― 3 a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 （チヤンバー 1 0 — 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 1 0 - 3 aから噴射される液滴には、 チャンバ一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一の中 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 4 0 0 は、 このような 問題に対処したものである。 液体噴射装置 4 0 0は、 液体噴射装置 6 0のチャンバ一 1 0 — 3 をチャンバ一 4 0 0 - 3 (液体噴射孔の 配置を変更したチャンパ一） に置換した点において同液体噴射装置 6 0 と異なっている。 従って、 以下、 係る相違点を図 5 4乃至図 5 7 を参照しながら中心として説明する。 なお、 液体噴射装置 6 0 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 5 6 において、 液体導入通路部 1 0 — 4は省略されてい る。 .

チャンバ一 4 0 0— 3 は、 金属板 1 0 aに代わる金属板 4 0 0 a の上面と、 液体供給通路 1 0— 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 4 0 0 bに設けられた貫通穴を形成する側 壁面と、 金属板 1 0 c の下面とにより画定された空間である。 チヤ ンバー 4 0 0 - 3 の平面形状は、 図 5 4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 1 0 - 2 の底辺の長さ及び液体導入通路 部 1 0— 4のスリ ツ 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 1 0 — 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。

チャンバ一 4 0 0 — 3 を構成している一つの壁 （下壁） である金 属板 4 0 0 aには、 複数の貫通孔が液体噴射孔 （液体噴射用ノズル ) 4 0 0 — 3 a として形成されている。 各液体噴射孔 4 0 0 — 3 a 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 6 0 においては、 複数の液体噴射孔 1 0 — 3 aはチャンバ一 1 0 — 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 4 0 0 に おいては、 複数の液体噴射孔 4 0 0一 3 aは、 液体導入通路部 1 0 一 4 と隣接しているチャンバ一 4 0 0 - 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 4 0 0 — 3 aの面内孔密度は、 液体導入通路部 1 0 — 4 と反対側のチャンバ一 4 0 0 — 3 の側壁 4 0 0 - 3 b近傍 領域 （チャンパ一 4 0 0 — 3 の X軸正方向端部近傍領域） A r 1 、 平面視においてチャンバ一 4 0 0一 3 の一対の短辺の一つを含むチ ヤンバー 4 0 0 — 3 の側壁 4 0 0 - 3 c近傍領域 （チャンバ一 4 0 0 — 3の Y軸正方向端部近傍領域） A r 2及び平面視においてチヤ ンバー 4 0 0一 3 の一対の短辺の他の一つを含むチヤンバー 4 0 0 一 3の側壁 4 0 0 - 3 d近傍領域 A r 3 (チャンバ一 4 0 0 — 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） A r 4より も、 大きくなつている。 換言すると、 領域 A r l 〜A r 3 においては、 互いに隣接する液体噴射孔 4 0 0 - 3 a同 士の距離が、 領域 A r 4における液体噴射孔 4 0 0一 3 a同士の距 離より も短くなるように、 液体噴射孔 4 0 0一 3 aが配列されてい る。

このように液体噴射孔 4 0 0 - 3 aの面内孔密度を領域によ り調 整して同液体噴射孔 4 0 0 — 3 a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 A r l 〜A r 3 に配 置された液体噴射孔 4 0 0 - 3 aから噴射される液滴の噴射方向は 、 Z軸と平行 （チャンパ一 4 0 0 — 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、 チャンバ一 4 0 0 — 3 の端部に向うほど、 液体噴射孔 4 0 0 - 3 a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 (チャンバ一の側壁 4 0 0— 3 bに近づく ほど、 X軸正方向に進むほど） 、 液体噴射孔 4 0 0 — 3 a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 （チャンパ一の側壁 4 0 0一 3 c又はチ ヤンバーの側壁 4 0 0 — 3 dに近づく ほど） 、 液体噴射孔 4 0 0 — 3 aの面内孔密度を大きく してもよい。

また、 チャンバ一 4 0 0 — 3の下壁を示した図 5 7 の （A ) に示 したように、 チャンバ一の側壁 4 0 0 — 3 c と側壁 4 0 0 - 3 d と の距離を 1 とすると、 領域 A r 2及び領域 A r 3 は、 それぞれ側壁 4 0 0 — 3 c及び側壁 4 0 0 — 3 dから 1 / 2 0乃至 5 Z 2 0 の範 囲とすることが好適である。

更に、 チャンバ一の側壁 4 0 0 — 3 b とチャンバ一 4 0 0 — 3 内 の最も液体導入通路部 1 0 — 4側に存在する液体噴射孔 4 0 0 - 3 a との距離を 1 とすると、 領域 A r l は、 側壁 4 0 0 — 3 bから 1 Z 2 0乃至 5 Z 2 0 の範囲とすることが好適である。

また、 領域 A r l〜A r 3 に存在する液体噴射孔 4 0 0 — 3 aの 総数は、 領域 A r 4に存在する液体噴射孔 4 0 0 一 3 aの総数の 1 . 1乃至 4. 0倍とすると良い。

加えて、 チャンバ一 4 0 0 — 3の下壁を示した図 5 7 の ( A) 及 びその下壁の側壁 4 0 0 — 3 bの近傍部分 （領域 A r l ) を拡大し て示した図 5 7 の ( B ) に図示したように、 領域 A r l〜A r 3 ( 液体噴射孔 4 0 0 — 3 a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 4 0 0 — 3 b〜 4 0 0 — 3 dに近づく ほど液体 噴射孔 4 0 0 - 3 aの面内孔密度が増大するように液体噴射孔 4 0 0 — 3 aを配置してもよい。

また、 液体噴射装置 4 0 0 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 4 0 0 — 3 a 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 4 0 0 - 3 aの直径を、 チャンバ一 4 0 0 — 3 の側壁 4 0 0 - 3 b 近傍領域 A r 1 、 チャンバ一 4 0 0 — 3 の側壁 4 0 0 - 3 c近傍領 域 A r 2及びチャンバ一 4 0 0 — 3の側壁 ·4 0 0 - 3 d近傍領域 A r 3 において、 これらの領域を除いた領域 （中央部） A r 4より も 大きく してもよい。 この場合、 領域 A r l〜A r 3 内において、 側 壁 4 0 0 — 3 b、 側壁 4 0 0 — 3 c及び側壁 4 0 0 — 3 dのそれぞ れに近づく ほど、 液体噴射孔 4 0 0 - 3 aの直径を次第に大きく し てもよい。

また、 チャンバ一 4 0 0 — 3 の中央から、 側壁 4 0 0 — 3 b、 側 壁 4 0 0 一 3 c及び側壁 4 0 0 - 3 dにそれぞれ近づく につれて、 液体噴射孔 4 0 0 ― 3 aの直径を次第に大きく してもよい。 更に、 チャンバ一 4 0 0 — 3の中央から、 側壁 4 0 0 — 3 b、 側壁 4 0 0 ― 3 c及び側壁 4 0 0 ― 3 d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 4 0 0 一 3 aの直径を次 第に大きく してもよい。 このように、 チャンバ一 4 0 0 — 3 の周辺部に位置する液体噴射 孔 4 0 0 - 3 a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 4 0 0 - 3 a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 5 8乃至図 6 0 には、 本発明の更に別の実施形態に係る液体噴 射装置 4 1 0が示されている。 液体噴射装置 4 1 0 は、 液体噴射装 置 4 0 0のチャンバ一 4 0 0 — 3 をチヤンバー 4 1 0 — 3 (液体噴 射孔の形状を変更したチャンバ一） に置換した点において同液体噴 射装置 4 0 0 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 6 0 において、 液体導入通路部 1 0 — 4は 省略されている。

チャンバ一 4 1 0 — 3は、 金属板 4 0 0 aに代わる金属板 4 1 0 aの上面と、 液体供給通路 1 0 — 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 4 0 0 bに設けられた貫通穴を形成する 側壁面と、 金属板 1 0 c の下面とにより画定された空間である。

チャンパ一 4 1 0 — 3 を構成している一つの壁 （下壁） である金 属板 4 1 0 aには、 複数の貫通孔が液体噴射孔 （液体噴射用ノズル ) 4 1 0 — 3 a 1、 4 1 0 — 3 a 2及び 4 1 0 — 3 a 3 として形成 されている。 液体噴射孔 4 1 0 - 3 a 1、 4 1 0 — 3 a 2及び 4 1 0 — 3 a 3 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 4 1 0 — 3 a 1 の直径は d ( = d 1 ) 'であり、 液体噴射孔 4 1 0 - 3 a 2 の直径 d 2より小さ くなつている。 液体噴射孔 4 1 0 — 3 a 3の直径は d 3であり、 液体噴射孔 4 1 0 _ 3 a 2の直径 d 2 より大きくなつている。 即ち、 d 1 < d 2 < d 3である。

液体噴射孔 4 1 0 - 3 a 3 は、 液体導入通路部 1 0— 4 と隣接し ているチャンバ一 4 1 0 — 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 4 1 0 - 3 a 3 は 、 平面視においてチャンバ一 4 1 0 — 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 4 1 0 — 3 a 2は、 液体噴射孔 41 0 — 3 a 3の隣の列のみ に配列されている。 液体噴射孔 4 1 0 — 3 a 1 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 1 0 — 4 と反対側のチ ヤンバ一 4 1 0 — 3 の側壁 4 1 0 — 3 b、 チャンバ一 4 1 0 — 3 の 一対の短辺の一つを含むチャンバ一 4 1 0 — 3 の側壁 4 1 0 - 3 c 及びチャンバ一 4 1 0 — 3 の一対の短辺の他の一つを含むチャンバ 一 4 1 0 — 3の側壁 4 1 0 — 3 dに近づく ほど、 大きくなつている このように、 液体噴射装置 4 1 0 においては、 平面視においてチ ヤンバ一 4 1 0 — 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） d 2， d 3 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一 4 1 0一 3 の中央部） の液体噴射孔の径 d 1 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、 チャンバ一 4 1 0 — 3 の周辺部から （即ち、 液体噴 射孔 4 1 0 - 3 a 2及び液体噴射孔 4 1 0 — 3 a 3から） 噴射され る液滴の径が、 チャンバ一 4 1 0 — 3の中央部から （即ち、 液体噴 射孔 4 1 0 - 3 a 1 から） 噴射される液滴の径より も大きくなつて 、 噴射後の直進性が増大する。 また、 チャンパ一 4 1 0 — 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、 チャンバ一 4 1 0一 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 4 1 0は、 液体'導入通路部 1 0— 4を介 して前記チャンバ一 4 1 0一 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 4 1 0 は、 液体導入通路部 1 0— 4を介してチャンバ ― 4 1 0 — 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 6 1乃至図 6 3 には、 本発明の更に別の実施形態に係る液体噴 射装置 4 2 0が示されている。 液体噴射装置 4 2 0は、 液体噴射装 置 4 1 0の金属板 4 1 0 aに代えて金属板 4 2 0 aを採用すること により、 液体噴射装置 4 1 0 のチャンバ一 4 1 0 — 3 をチャンバ一 4 2 0 - 3 に置換した点のみにおいて同液体噴射装置 4 1 0 と異な つている。

上述した金属板 4 1 0 aは、 周辺部に平面視で （即ち、 断面が） 円形の液体噴射孔 4 1 0 — 3 a 2及び 4 1 0 — 3 a 3 を備えていた 。 これに対し、 金属板 4 2 0 aは、 周辺部 （チャンバ一 4 2 0 — 3 内の液体の流れ方向の端部にある側壁 4 2 0 - 3 b、 チャンバ一 4

2 0 — 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 4 2 0 - 3 c及び 4 2 0 — 3 dに隣接する部分） に平面視で楕円形の液 体噴射孔 4 2 0 - 3 a 2及び 4 2 0 - 3 a 3 を備えている。 液体噴 射孔 4 2 0 - 3 a 3は平面視でチャンバ一 4 2 0 — 3 の最も外側に 位置し、 液体噴射孔 4 2 0 - 3 a 2 はその内側に配列されている。 液体噴射孔 4 2 0 — 3 a 3の長軸及び短軸は、 液体噴射孔 4 2 0 —

3 a 2の長軸及び短軸よりそれぞれ大きくなつている。

チャンバ一 4 2 0 — 3の角部に配設された液体噴射孔を除き、 側 壁 4 2 0 - 3 bの近傍に設けられた液体噴射孔 4 2 0 - 3 a 2及び

4 2 0 — 3 a 3 の各長軸は Y軸方向に沿っている。 側壁 4 2 0 — 3 c及び側壁 4 2 0 - 3 dの近傍に設けられた液体噴射孔 4 2 0 - 3 a 2及び 4 2 0一 3 a 3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 4 2 0 - 3 a 1 は 平 面視で円形である。 液体噴射孔 4 2 0— 3 a 1 の直径は、 液体噴射 孔 4 2 0 - 3 a 2 の短軸以下の大きさとなっている。

これによつても、 周辺部の液体噴射孔 4 2 0 - 3 a 2及び 4 2 0 一 3 a 3から噴射される液滴の径を中央部の液体噴射孔 4 2 0 - 3 a 1 から喷射される液滴の径よ り も大きくすることができる。 従つ て、 周辺部の液体噴射孔 4 2 0 - 3 a 2及び 4 2 0 - 3 a 3から噴 射される液滴の直進性が増大する。 また、 チャンバ一 4 2 0— 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 6 4乃至図 6 7 には、 本発明の更に別の実施形態に係る液体噴 射装置 4 3 0が示されている。 液体噴射装置 4 3 0は、 液体噴射装 置 4 2 0 の金属板 4 2 0 aに代えて金属板 4 3 0 aを採用すること により、 液体噴射装置 4 2 0のチャンパ一 4 2 0 — 3 をチャンバ一 4 3 0一 3 に置換した点のみにおいて同液体噴射装置 4 2 0 と異な つている。 即ち、 この液体噴射装置 4 3 0 においては、 液体噴射装置 4 2 0 の液体噴射孔 4 2 0 — 3 a 1 , 4 2 0 — 3 a 2及び 4 2 0 — 3 a 3 の位置に、 液体噴射孔 4 3 0 — 3 a l， 4 3 0 — 3 a 2及び 4 3 0 一 3 a 3がそれぞれ形成されている。 液体噴射孔 4 3 0 - 3 a 1 ,

4 3 0 — 3 a 2及び 4 3 0 — 3 a 3の形状自体は、 液体噴射孔 4 2 0 — 3 a 1， 4 2 0 - 3 a 2及び 4 2 0 — 3 a 3 とそれぞれ同一で ある。

チャンバ一 4 3 0 — 3 の角部に配設された液体噴射孔を除き、 チ ヤ ンバー 4 3 0 一 3 内の液体の流れ方向の端部にある側壁 4 3 0 一 3 bの近傍に設けられた液体噴射孔 4 3 0 - 3 a 2 の各長軸は Y軸 方向に沿っている。 チャンバ一 4 3 0 一 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 4 3 0 - 3 bの近傍に設けられた液体 噴射孔 4 3 0 — 3 a 3の各長軸は X軸方向に沿っている。 側壁 4 3 0 - 3 c及び側壁 4 3 0 _ 3 dの近傍に設けられた液体噴射孔 4 3 0 - 3 a 2及び 4 3 0 - 3 a 3の各長軸は Y軸方向に沿っている。 これによつても、 周辺部の液体噴射孔 4 3 0 — 3 a 2及び 4 3 0 一 3 a 3から噴射される液滴の径を中央部の液体噴射孔 4 3 0 一 3 a 1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。 従つ て、 周辺部の液体噴射孔 4 3 0 - 3 a 2及び 4 3 0 — 3 a 3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 6 7乃至図 6 9 には、 本発明の更に別の実施形態に係る液体噴 射装置 5 0 0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 1 0 — 2 を備えていた。 これに対し、 液体噴射装置 5 0 0 は、 2つの液体供給通路 5 0 0 — 2 , 5 0 0 — 2 を備えている 。 また、 チャンバ一 5 0 0 — 3 には、 これらの 2つの液体供給通路

5 0 0 - 2 , 5 0 0 一 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、 チヤンバーへの液体流入部分からみてチヤンバーの 端部 （周辺部） となる領域を減らすことができるので、 チャンバ一 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 5 0 0 は、 各辺が互いに直交する X， Y及び Z軸に ¾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 5 0 0は、 図 6 8及び図 6 9 に示したように、 順に積層された複数の金 属板 5 0 0 a〜 5 0 0 じ と、 金属板 5 0 0 c 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 Z電歪素子 5 0 1及び 5 0 2 とからなっている。

金属板 5 0 0 a〜 5 0 0 c の材質は、 この例においてはステンレ ス （ S U S 3 0 4又は S U S 3 1 6 ) である。 金属板 5 0 0 c は金 属板 1 0 c 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） タイヤフラムを構成している。

液体噴射装置 5 0 0 は、 液体導入口 5 0 0 1 、 一対の液体供給 通路 5 0 0 — 2 , 5 0 0 — 2、 チャンノ ー 5 0 0 — 3、 液体供給通 路 5 0 0 — 2 , 5 0 0 — 2 とチャンバ一 5 0 0 — 3 とを連通する液 体導入通路部 5 0 0 — 4， 5 0 0 - 4及び圧電 /電歪素子 5 0 1 , 5 0 2 とを備えている。

液体導入口 5 0 0 — 1 は、 金属板 5 0 0 c に形成された円形の貫 通穴である。 液体導入口 5 0 0 — 1 は、 金属板 5 0 0 c 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 5 0 0 — 1 には、 液体導入口 1 0 _ 1 と同様に、 電磁開閉式吐出弁 2 4の吐出孔 2 4 eがスリーブ 2 5 により液密に接続されるようにな つている (図 4を参照。 ) 。

各液体供給通路 5 0 0 — 2 は、 金属板 5 0 0 aの上面と、 金属板 5 0 0 bに設けられた貫通部を形成する側壁面と 金属板 5 0 0 c の下面とにより画定された空間である。 液体供給通路 5 0 0 — 2 の 一方の平面形状 ( Z軸正方向から見た形状） は、 図 6 7 に示したよ うに、 液体導入口 5 0 0 一 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、 チャンバ一対向液体供給通路部 5 0 0 — 2 aを形成している。

液体供給通路 5 0 0 — 2 の他方の平面形状 ( Z軸正方向から見た 形状） は、 図 6 7 に示したように、 X軸に沿う液体噴射装置 5 0 0 の中心軸 C Lに対し液体供給通路 5 0 0 — 2 の一方の平面形状と線 対称になっている。

チャンバ一 5 0 0 — 3は、 金属板 5 0 0 aの上面と、 金属板 5 0 O bに設けられた貫通穴を形成する側壁面と、 金属板 5 0 0 c の下 面とにより画定された空間である。 チャンバ一 5 0 0 — 3 の平面形 状は、 図 6 7 に示したように、 略長方形である。 チャンバ一 5 0 0 — 3 を構成している一つの壁 （下壁） である金 属板 5 0 0 aには、 複数の液体噴射孔 5 0 0 - 3 aが形成されてい る。 各液体噴射孔 5 0 0 — 3 aは、 液体噴射孔 1 0 — 3 a 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 5 0 0 — 3 aは、 液体噴射孔 1 0 — 3 a と同様、 チャンパ一 5 0 0 — 3 の下面において正方格子状に配 されている 一対の液体導入通路部 5 0 0 — 4の各々は、 図 6 9 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 5 0 0 一 4のスリ ッ トは、 チャンバ一対向液体供 給通路部 5 0 0 — 2 a とチャンバ一 5 0 0 — 3 とを連通している。 従って、 液体は、 チャンバ一対向液体供給通路部 5 0 0 一 2 a , 5 0 0 — 2 aから、 供給通路液体導入通路部 5 0 0 — 4 , 5 0 0 - 4 を通ってチャンバ一 5 0 0 - 3内に流れ込むようになつている。

ァクチユエ一夕としての圧電 Z電歪素子 5 0 1， 5 0 2 は、 圧電 /電歪素子 1 1 と略同一のものである。 圧電 電歪素子 5 0 1 及び 5 0 2は、 それぞれチャンパ一 5 0 0 — 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 5 0 0 c の上面に固着されている 。 この固着された部分は、 平面視でチャンバ一 5 0 0 — 3 の内側に 位置している。 圧電 /電歪素子 5 0 1， 5 0 2は、 図 6 7 に示した ように平面視で略正方形、 図 6 8 に示したように正面視で略長方形 、 図 6 9 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 5 0 1 , 5 0 2 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 5 0 1， 5 0 2 の直下部において金属板 5 0 0 c を Z軸負方向に湾曲 · 変形させる ようになつている。 このようにして、 チャンバ一 5 0 0 — 3 は、 そ の上壁が変形せしめられ、 チャンバ一 5 0 0 — 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 5 0 0 によれば、 複数の液体 噴射孔 5 0 0 一 3 aの殆どに均一な圧力の液体が供給される。 換言 すると、 チャンバ一 5 0 0 ― 3の X軸方向両端部側の側壁 5 0 0 - 3 b及び 5 0 0 - 3 c の近傍に位置する液体噴射孔 5 0 0 — 3 a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 5 0 0 — 3 aに対するより も、 僅かに高い圧力の液体が到達する。 従つ て、 側壁 5 0 0 - 3 b及び 5 0 0 - 3 c の近傍に位置する液体噴射 孔 5 0 0 - 3 a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 5 0 0 — 3 b及 び 5 0 0 - 3 c の近傍に位置する液体噴射孔 5 0 0 - 3 aの数） は 、 他の液滴の数 （即ち、 チャンバ一 5 0 0 — 3の中央部に'位置する 液体噴射孔 5 0 0 — 3 aの数） に比べて僅かである。 従って、 液体 噴射装置 5 0 0 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 5 0 0 は、 チャンパ一 5 0 0 — 3が直方体形 状をなし、 液体導入通路部 5 0 .0 — 2は外部から液体が供給される 液体導入口 5 0 0 ― 1 と接続されるとともに、 同液体導入口 5 0 0 — 1から前記チャンパ一 5 0 0 — 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、 同チャンバ一 5 0 0 _ 3 の同一対の対向する面から同チャン バー 5 0 0 — 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 7 0乃至図 7 2 には、 本発明の更に別の実施形態に係る液体噴 射装置 5 1 0が示されている。 液体噴射装置 5 1 0 は、 液体噴射装 置 5 0 0 のチャンバ一 5 0 0 — 3 をチャンバ一 5 1 0 - 3 (液体噴 射孔の形状を変更したチャンバ一） に置換した点において同液体噴 射装置 5 0 0 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。

チャンバ一 5 1 0 — 3 は、 金属板 5 0 0 aに代わる金属板 5 1 0 aの上面と、 金属板 5 0 0 bに設けられた貫通穴を形成する側壁面 と、 金属板 5 0 0 c の下面とにより画定された空間である。

チャンパ一 5 1 0— 3 を構成している一つの壁 （下壁） である金 属板 5 1 0 aには、 複数の貫通孔が液体噴射孔 （液体噴射用ノズル ) 5 1 0 - 3 a として形成されている。 液体噴射孔 5 1 0 - 3 a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 5 0 0 においては、 複数の液体噴射孔 5 0 0 — 3 aはチャンパ一 5 0 0 — 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 5 1 0 においては、 複数の液体噴射孔 5 1 0 - 3 aは、 チャンバ一 5 1 0 — 3の X軸方向両端部側の側壁 5 1 0 — 3 b及び 5 1 0 — 3 c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 5 1 0 — 3 aの面内孔密度は、 液体導入通路部 5 0 0 — 4 , 5 0 0 — 4からチャンバ一 5 1 0 — 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一 5 1 0 — 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 つている。 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.？ L 5 1 0 - 3 a同士の距離が、 中央部の領域における液体 噴射孔 5 1 0 — 3 a同士の距離より も短くなるように、 液体噴射孔 5 1 0 — 3 a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 5 1 0 — 3 aから噴射される液滴の噴射方向は、 Z軸と平行 （チャンバ一 5 1 0 — 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 7 3乃至図 7 5 には、 本発明の更に別の実施形態に係る液体噴 射装置 5 2 0が示されている。 液体噴射装置 5 2 0は、 液体噴射装 置 5 1 0 のチャンバ一 5 1 0 _ 3 をチャンバ一 5 2 0 — 3 (液体噴 射孔の形状を変更したチャンバ一） に置換した点において同液体噴 射装置 5 1 0 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。

チャンバ一 5 2 0 — 3 は、 金属板 5 1 0 aに代わる金属板 5 2 0 aの上面と、 金属板 5 0 0 bに設けられた貫通穴を形成する側壁面 と、 金属板 5 0 0 c の下面とにより画定された空間である。

チャンバ一 5 2 0 — 3 を構成している一つの壁 (下壁） である金 属扳 5 2 0 aには、 複数の貫通孔が液体噴射孔 （液体噴射用ノズル ) 5 2 0 - 3 a 1 , 5 2 0 — 3 a 2及び 5 2 0 — 3 a 3 として形成 されている。 液体噴射孔 5 2 0 - 3 a 1、 5 2 0 — 3 a 2及び 5 2 0 — 3 a 3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 5 2 0— 3 a l の直径は d ( = d 1 ) であり、 液体噴射孔 5 2 0 — 3 a 2の直径 d 2より小さくなつている。 液体噴射孔 5 2 0 — 3 a 3 の直径は d 3であり、 液体噴射孔 5 2 0 — 3 a 2 の直径 d 2 より大きくなつている。 即ち、 d l く d 2 < d 3である。

液体噴射孔 5 2 0 - 3 a 3は、 チャンバ一 5 2 0 — 3 の X軸方向 両端部側の側壁 5 2 0 — 3 b及び 5 2 0 — 3 c 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 5 2 0 — 3 a 3 は 、 平面視においてチャンバ一 5 2 0 - 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 5 2 0 — 3 a 2 は、 液体噴射 孔 5 2 0 - 3 a 3 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 5 2 0 — 3 a 1 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、 チャンバ一 5 2 0 _ 3 め側壁 5 2 0 — 3 b及び 5 2 0 — 3 c に近づく ほど、 大きくなつている。 換言 すると、 チャンバ一対向液体供給通路部 5 2 0 — 2 aを介して前記 チャンバ一 5 2 0 — 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 面積が大きくなつている。

これにより、 チャンバ一 5 2 0 — 3 の X軸方向両端周辺部から （ 即ち、 液体噴射孔 5 2 0 - 3 a 2及び液体噴射孔 5 2 0 - 3 a 3か ら） 噴射される液滴の径が、 チャンバ一 5 2 0 — 3 の中央部から （ 即ち、 液体噴射孔 5 2 0 — 3 a lから） 噴射される液滴の径より も 大きくなつて、 噴射後の直進性が増大する。 また、 チャンバ一 5 2 0 — 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、 チャンバ一 5 2 0 _ 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 7 6乃至図 7 8 には、 本発明の更に別の実施形態に係る液体噴 射装置 5 3 0が示されている。 液体噴射装置 5 3 0 は、 液体噴射装 置 5 2 0の金属板 5 2 0 aに代えて金属板 5 3 0 aを採用すること によ り、 液体噴射装置 5 2 0 のチャンバ一 5 2 0 — 3 をチャ ンバ一 5 3 0 — 3 に置換した点のみにおいて同液体噴射装置 5 2 0 と異な つている。

上述した金属板 5 2 0 aは、 周辺部に平面視で （即ち、 断面が） 円形の液体噴射孔 5 2 0 — 3 a 2及び 5 2 0 — 3 a 3 を備えていた 。 これに対し、 金属板 5 3 0 aは、 チャンパ一の両端周辺部 （チヤ ンバ一 5 3 0 — 3 の側壁 5 3 0 — 3 b及び 5 3 0 - 3 c に隣接する 部分） に平面視で楕円形の液体噴射孔 5 3 0 — 3 a 2及び 5 3 0 — 3 a 3 を備えている。 液体噴射孔 5 3 0 — 3 a 3 は平面視でチャン バー 5 3 0 — 3の X軸方向最外側に位置し、 液体噴射孔 5 3 0 — 3 a 2 はその内側に配列されている。 液体噴射孔 5 3 0 - 3 a 3 の長 軸及び短軸は、 液体噴射孔 5 3 0 - 3 a 2 の長軸及ぴ短軸よりそれ ぞれ大きくなつている。 チャンバ一 5 3 0 — 3 の角部に配設された 液体噴射孔を除き、 側壁 5 3 0 — 3 b及び 5 3 0 — 3 c の近傍に設 けられた液体噴射孔 5 3 0 - 3 a 2及び 5 3 0 - 3 a 3 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 5 3 0 — 3 a 1 は、 平 面視で円形である。 液体噴射孔 5 3 0 — 3 a 1 の直径は、 液体噴射 孔 5 3 0 - 3 a 2の短軸以下の大きさとなっている。

これによつても、 チャンバ一 5 3 0 — 3 の X軸方向両端周辺部の 液体噴射孔 5 3 0 - 3 a 2及び 5 3 0 - 3 a 3から噴射される液滴 の径を中央部の液体噴射孔 5 3 0 - 3 1 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 5 3 0 - 3 a 2及び 5 3 0 - 3 a 3から噴射される液滴の直進性が増大 する。 また、 チャンバ一 5 3 0— 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 7 9乃至図 8 1 には、 本発明の更に別の実施形態に係る液体噴 射装置 5 4 0が示されている。 液体噴射装置 5 4 0 は、 液体噴射装 置 5 3 0の金属板 5 3 0 aに代えて金属板 5 4 0 aを採用すること により、 液体噴射装置 5 3 0のチャンバ一 5 3 0 — 3 をチャンパ一 5 4 0一 3 に置換した点のみにおいて同液体噴射装置 5 3 0 と異な つている。

即ち、 この液体噴射装置 5 4 0 においては、 液体噴射装置 5 3 0 の液体噴射孔 5 3 0 — 3 a 1 , 5 3 0 — 3 a 2及び 5 3 0 — 3 a 3 の位置に、 液体噴射孔 5 4 0 — 3 a 1 ， 5 4 0 — 3 a 2及び 5 4 0 — 3 a 3がそれぞれ形成されている。 液体噴射孔 5 4 0 - 3 a 1 , 5 4 0 - 3 a 2及び 5 4 0 — 3 a 3 の形状自体は、 液体噴射孔 5 3 0 - 3 1， 5 3 0 - 3 a 2及び 5 3 0 — 3 a 3 とそれぞれ同一で ある。

チャンバ一 5 4 0 — 3の角部に配設された液体噴射孔を除き、 チ ヤ ンパー 5 4 0 - 3 の X軸方向端部の側壁 5 4 0 - 3 b及び 5 4 0 一 3 c の近傍に設けられた液体噴射孔 5 4 0 - 3 a 2， 5 4 0 — 3 a 3 の各長軸は X軸方向に沿っている。

これによつても、 チャンバ一 5 4 0 ― 3の X軸方向両端周辺部の 液体噴射孔 5 4 0 — 3 a 2及び 5 4 0 — 3 a 3から噴射される液滴 の径を中央部の液体噴射孔 5 4 0 - 3 a 1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 5 4 0 - 3 a 2及び 5 4 0 - 3 a 3から噴射される液滴の直進性が増大 する。 また、 チャンバ一 5 4 0 — 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 5 0 0 (又は、 液体噴射装置 5 1 0乃至 5 4 0 ) の製造方法について図 8 2 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 8 2の ( 1 ) に示したように、 極めて薄い金属板 に液体導入口 5 0 0 一 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 5 0 0 c を得る。

ステップ 2 ： 図 8 2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 5 0 0 _ 2 の側壁、 液体導入通路部 5 0 0 — 4の一部及ぴチャンバ一 5 0 0 — 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 5 0 0 b ひを得る。 ここで形成されるチヤンバ一 5 0 0 — 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 5 0 0 — 4の一部は、 液体供給通路 5 0 0 — 2 の X軸方 向に伸びる部分 (チャンバ一対向液体供給通路部 5 0 0 - 2 a ) と 連続している。 液体導入通路部 5 0 0 — 4の一部は櫛歯状に形成さ れる。

ステップ 3 ： 図 8 2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 5 0 0 — 2の側壁、 液体導入通路部 5 0 0 — 4の一部及びチャンバ一 5 0 0 — 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 5 0 0 b )3を得る。 こ こで形成されるチャンバ一 5 0 0 — 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 5 0 0 — 4の一部を構成する。

ステップ 4 : 図 8 2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 5 0 0 — 3 a 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 5 0 0 aを得 る。

ステップ 5 ： このよう に形成した金属板 5 0 0 aの上に、 金属板 5 0 0 b a と金属板 5 0 0 b /3 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 8 3 の （ B ) に示した例にお いては、 5枚の金属板 5 0 O b ひ と 4枚の金属板 5 0 O b iS とが交 互に積層されている。 積層する金属板 5 0 0 b a; と金属板 5 0 0 b 3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 8 3 ( A ) に示したように、 金属板 5 0 0 b α と金属板 5 0 0 b β 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、 チヤンバ一対向液体供給通路部 5 0 0一 2 a とチャンバ一 5 0 0 ― 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 5 0 0 a、 積層部、 金属 板 5 0 0 c 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 ： —方、 圧電ノ電歪膜と電極膜を交互に積層し、 圧電 /電歪素子 5 0 1 , 5 0 2 を形成しておく。 そして、 上記接合体の 金属板 5 0 0 c上に、 圧電 Z電歪素子 5 0 1 , 5 0 2 を接着により 固定する。

以上により、 液体噴射装置 5 0 0が作製される。 なお、 液体噴射 孔 5 0 0 — 3 a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 8 4乃至図 8 6 には、 本発明の更に別の実施形態に係る液体噴 射装置 6 0 0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一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 6 0 0 においては 、 平面視で略長方形のチャンバ一の四辺総てから液体が流入するよ うになつている。

これにより、 チャンパ一の液体導入部からみてチャンバ一の端部 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 6 0 0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 6 0 0 は、 図 8 5及び図 8 6 に示したように、 順に積層された複数の金 属板 6 0 0 a〜 6 0 0 c と、 金属板 6 0 0 c 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ノ電歪素子 6 0 1及び 6 0 2 とからなっている。

金属板 6 0 0 a〜 6 0 0 c の材質は、 この例においてはステンレ ス （ S U S 3 0 4又は S U S 3 1 6 ). である。 金属板 6 0 0 c は金 属板 1 0 c 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 6 0 0 は、 液体導入口 6 0 0 — 1、 液体供給通路 6 0 0 - 2 , チャンバ一 6 0 0 — 3、 液体供給通路 6 0 0 — 2 とチヤ ンバー 6 0 0 一 3 とを連通する液体導入通路部 6 0 0 一 4及び圧電 Z電歪素子 6 0 1， 6 0 2 を備えている。

液体導入口 6 0 0 — 1 は、 金属板 6 0 0 c に形成された円形の貫 通穴である。 液体導入口 6 0 0 — 1 は、 金属板 6 0 0 c 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 6 0 0 — 1 には、 液体導入口 1 0 — 1 と同様に、 電磁開閉式吐出弁 2 4の吐出孔 2 4 eがス リープ 2 5 により液密に接続されるようにな つている （図 4を参照。 ） 。 ·

各液体供給通路 6 0 0 — 2は、 金属板 6 0 0 aの上面と、 金属板 6 0 0 bに設けられた貫通部を形成する側壁面と、 金属板 6 0 0 c の下面とによ り画定された空間である。 液体供給通路 6 0 0 — 2 の 一方の平面形状 （ Z軸正方向から見た形状） は、 図 8 4に示したよ う に、 第 1部分 6 0 0 — 2 a、 第 2部分 6 0 0 — 2 b及び第 3部分 6 0 0 - 2 c からなつている。

第 1部分 6 0 0 — 2 aは、 平面視において、 液体導入口 6 0 0 — 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 6 0 0 — 2 bは、 第 1部分 6 0 0 — 2 a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 6 0 0 — 2 c は、 第 2部分 の 6 0 0 一 2 b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 6 0 0 — 2の他方の平面形状 （ Z軸正方向から見た 形状） は、 図 8 4に示したように、 X軸に沿う液体噴射装置 6 0 0 の中心軸 C Lに対し前記液体供給通路 6 0 0 — 2の一方の平面形状 と線対称になっている。

チャンバ一 6 0 0 — 3 は、 金属板 6 0 0 aの上面と、 金属板 6 0 O bに設けられた貫通穴を形成する側壁面と、 金属板 6 0 0 c の下 面とにより画定された空間である。 チャンバ一 6 0 0 — 3の平面形 状は、 図 8 4に示したように、 略長方形である。 チャンバ一 6 0 0 一 3 は、 液体供給通路 6 0 0 — 2 により取り囲まれている。

チャンバ一 6 0 0 — 3 を構成している一つの壁 （下壁） である金 属板 6 0 0 aには、 複数の液体噴射孔 6 0 0 — 3 aが形成されてい る。 各液体噴射孔 6 0 0 — 3 aは、 液体噴射孔 1 0 — 3 a 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 6 0 0 - 3 aは、 液体噴射孔 1 0 — 3 a と同様、 チャンバ一 6 0 0 — 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 6 0 0— 4は、 液体供給通路部 6 0 0 - 4 とチヤ ンバー 6 0 0 - 3 とを連通するス リ ツ トを構成している。 液体導入 通路部 6 0 0 — 4は、 平面視においてチャンバ一 6 0 0 — 4の各辺 と直交する方向に液体をチャンバ一 6 0 0 — 3 内に導入するように なっている。

圧電 Z電歪素子 6 0 1及び 6 0 2は、 圧電 Z電歪素子 5 0 1及び

5 0 2 とそれぞれ同一構造を備えている。 圧電 Z電歪素子 6 0 1及 ぴ 6 0 2は、 チャンバ一 6 0 0 - 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 6 0 0 c の上面に固着されてい る。 この固着された部分は、 平面視でチャンバ一 6 0 0 — 3 の内側 に位置している。

圧電ノ電歪素子 6 0 1 , 6 0 2は、 圧電 Z電歪素子 5 0 1， 5 0 2 と同様に機能し、 チャンバ一 6 0 0 — 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 6 0 0 によれば、 平面視にお いてチャンバ一 6 0 0 — 3の総ての辺 （四辺） から同チャンバ一 6 0 0 — 3内に液体が流入するので、 複数の液体噴射孔 6 0 0 — 3 a 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

6 0 0 - 3 a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 6 0 0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 6 0 0の製造方法について図 8 7 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 8 7 の （ 1 ) に示したように、 極めて薄い金属板 に液体導入口 6 0 0 — 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 6 0 0 c を得る。

ステップ 2 ： 図 8 7 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 6 0 0 — 2 の側壁、 液体導入通路部 6 0 0 — 4の一部及びチャンバ一 6 0 0 — 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 6 0 O b aを得る。 ここで形成されるチャンバ一 6 0 0 — 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 6 0 0 一 4の一部は液体供給通路 6 0 0 一 2 と連続して いる。 液体導入通路部 6 0 0 — 4は櫛歯状に形成される。

ステップ 3 ： 図 8 7 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 6 0 0 — 2 の側壁、 液体導入通路部 6 0 0 - 4の一部及びチャンバ一 6 0 0 - 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 6 0 0 b jS を得る。 ここで形成されるチャンパ一 6 0 0 — 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 6 0 0 — 4の 一部を構成する。

ステップ 4 : 図 8 7 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 6 0 0 - 3 a 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 6 0 0 aを得 る。

ステップ 5 ： このように形成した金属板 6 0 0 aの上に、 金属板 6 0 0 b と金属板 6 0 0 b j3 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 8 8 の （ B ) に示した例にお いては、 5枚の金属板 6 0 O b Q!と 4枚の金属板 6 0 0 b j8 とが交 互に積層されている。 積層する金属板 6 0 0 b と金属板 6 0 0 b 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 8 8 ( A ) に示したように、 金属板 6 0 0 b と金属板 6 0 0 b β 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 6 0 0 — 2 とチャンバ一 6 0 0 一 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 6 0 0 a、 積層部、 金属 板 6 0 0 c 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 ： —方、 圧電 Z電歪膜と電極膜を交互に積層し、 圧電

Z電歪素子 6 0 1 , 6 0 2 を形成しておく。 そして、 上記接合体の 金属板 6 0 0 c上に、 Z電歪素子 6 0 1 , 6 0 2 を接着によ り 固定する。

以上により 、 液体噴射装置 6 0 0が作製される。 なお、 液体噴射 孔 6 0 0 - 3 a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 ツ 卜の液体の流れ方向 （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） 3 0 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 H C (ハイ ドロカ一ボン） 量が増大する場合があつたのに対し、 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 H C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ガが低いこ 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、 ェンジ 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、 ェンジ ンが低負荷時であっても） 、 圧電ノ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、 ァクチユエ一夕としては、 圧電 Z電歪素子 1 1 〜 1 4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 1 1 〜 1 4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一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変形例及ぴ 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 1 0 を例として説明すると、 液体導入通路部のスリ ツ トは、 金属板 1 0 c (及び金属板 1 0 a ) 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 1 0 b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。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 複数の液体噴射用ノズルを有するチャンバ一と、

前記チャンバ一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 前記チャンバ一の容積を周期的に変更するためのァクチユエ一夕 とを具備し、

前記液体導入通路部を介して前記チャンバ一に導入される液体を 前記ァクチユエ一夕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 ツ トとなるよ うに形成されてなる液体噴射装置。

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。

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 1 0 O ^ m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 . 0 0 5乃至 0 . 5 m m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。

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。

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 装置であつて、

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。

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。

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 装置であつて、

前記複数の液体噴射用ノズルは、 前記チャンパ一を構成する一つ 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 つて、 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。

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 装置であつて、

前記チャンバ一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。

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 装置であつて、

前記チャンバ一は金属の薄板を壁面の一部に備えるとともに同薄 板上に前記ァクチユエ一夕が固定され、 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。

1 0 . 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 射装置であつて、 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。

1 1 . 請求の範囲 1乃至請求の範囲 1 0の何れか一項に記載の液体 噴射装置であつて、

前記液体噴射用ノズルは、 前記チャンバ一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一の一つの壁の 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。

1 2 . 請求の範囲 1乃至請求の範囲 1 1 の何れか一項に記載の液体 噴射装置であつて、

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。

1 3 . 請求の範囲 1乃至請求の範囲 1 2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一の壁に設けられた 複数の貫通孔であり、 同貫通孔が設けられた同チャンバ一の壁の外 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。

1 4 . 請求の範囲 1乃至請求の範囲 1 3 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、

前記チャンパ一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。

1 5 . 請求の範囲 1乃至請^の範囲 1 4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、 前記チャンバ一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。

1 6 . 請求の範囲 1 5 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一を構成する一つの壁の厚みで除した値 が 0 . 0 0 4以上 4以下の値である液体噴射装置。

1 7 . 請求の範囲 1乃至請求の範囲 1 4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、 前記チャンバ一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。

1 8 . 請求の範囲 1乃至請求の範囲 1 7 の何れか一項に記載の液体 噴射装置であって、 前記ァクチユエ一夕は圧電ノ電歪素子からなり 、 同圧電 Z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

1 9 . 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一と、

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一内に導入された液体に対する圧力波の 付与及び Z又は同チャンパ一の容積の減増を行う圧電ノ電歪素子と 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、 前記チャンパ一内の液体を前記圧電 Z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。

2 0 . 請求の範囲 1 9 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。 '

2 1 . 請求の範囲 1 9 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

2 2 . 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一と、 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一内の液体に対する圧力波の付与 及び Z又は同チャンバ一の容積の減増を行う ことにより、 同チャン パ一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 Z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。

2 3 . 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一と、 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一内の液体に対する圧力波の付与 及び/又は同チャンバ一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ェ 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。

2 4 . 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一と、

前記貫通孔対向壁に配設されるとともに前記チャンバ一内の液体 に対する圧力波の付与及び 又は同チャンバ一の容積の減増を行う ことにより、 同チャンバ一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。

2 5 . 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一と、

前記貫通孔対向壁に配設されるとともに前記チャンバ一内の液体 に対する圧力波の付与及び Z又は同チャンバ一の容積の減増を行う ことにより、 同チャンパ一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 z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。

2 6 . 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ざれた平板 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一と、

前記貫通孔対向壁に配設されるとともに前記チャンバ一内の液体 に対する圧力波の付与及び Z又は同チャンパ一の容積の減増を行う ことにより、 同チャンバ一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 するための圧電 z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 トビーニング加工する工程と、

を含む液体噴射装置。 -

2 7 . 請求の範囲 1 に記載の液体噴射装置であって、

前記チャンバ一内において、 前記液体導入通路部を介して同チヤ ンパ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。

2 8 . 請求の範囲 1又は請求の範囲 2 7 に記載の液体噴射装置であ つて、

前記チャンパ一内において、 前記液体導入通路部を介して同チヤ ンパ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。

2 9 . 請求の範囲 1 に記載の液体噴射装置であって、

前記チャンバ一内において、 前記液体導入通路部を介して同チヤ 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。

3 0 . 請求の範囲 1 又は請求の範囲 2 9 に記載の液体噴射装置であ つて、

前記チャンバ一内において、 前記液体導入通路部を介して同チヤ ンパ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。

3 1 . 請求の範囲 1 に記載の液体噴射装置であって、

前記チャンバ一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一の一対の対向 する面のそれぞれに対向する部分に伸ぴ、 同チャンバ一の一対の対 向する面から同チャンバ一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。

3 2 . 請求の範囲 3 1 に記載の液体噴射装置であって、

前記チャンバ一内において、 前記液体導入通路部を介して同チヤ 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。

3 3 . 請求の範囲 3 1 に記載の液体噴射装置であって、

前記チャンバ一内において、 前記液体導入通路部を介して同チヤ ンパ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。

3 4 . 請求の範囲 2 9、 請求の範囲 3 0及び請求の範囲 3 3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。

3 5 . 請求の範囲 1 に記載の液体噴射装置であって、

前記チャンバ一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一を取 り囲むように伸び、 同チャンバ一の四方から同チャンバ一内に前記 液体を導入するように構成された液体噴射装置。