(57)【要約】【課題】エンジンの熱等の影響によってインジェクタボディ内の変位素子とニードル弁との間に介在された流体の温度が上昇し、その流体の粘度が低下しても、ニードル弁を適切にリフトさせることができる燃料噴射弁を提供する。【解決手段】インジェクタボディ内の変位素子とニードル弁との間に介設され、変位素子が作動されて素早く伸長したときその伸長をニードル弁に伝え、変位素子が熱膨張により緩慢に伸長したときその伸長をニードル弁に伝えない中間体を備え、中間体は、変位素子の伸長に連動して移動する駆動部材と、ニードル弁に設けられた被駆動部材と、駆動部材と被駆動部材との所定隙間に介在された流体と、所定隙間から逃げる流体に所定抵抗を与える絞りとからなり、駆動部材及び被駆動部材の熱膨張時にそれらの熱膨張差によって絞りの度合が高まるもの。【選択図】図１
2008106618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インジェクタボディ内に収容され、噴射孔の近傍に形成された弁シート部に着座した状態からリフト方向にスライド可能なニードル弁と、
上記インジェクタボディ内に上記ニードル弁をリフトさせるために収容され、作動時に反力受け部に反力を取って伸長する変位素子と、
該変位素子と上記ニードル弁との間に介設され、上記変位素子が作動されて素早く伸長したときその伸長を上記ニードル弁に伝えてこの弁をリフトさせ、上記変位素子が熱膨張により緩慢に伸長したときその伸長を上記ニードル弁に伝えることなくこの弁をリフトさせない熱膨張吸収機構を有する中間体とを備え、
該中間体は、上記変位素子の伸長に連動して上記ニードル弁のスライド方向に移動する駆動部材と、上記ニードル弁に設けられ上記駆動部材に対し上記スライド方向に所定隙間が隔てられた被駆動部材と、上記所定隙間に介在された流体と、上記駆動部材が上記被駆動部材に近付いたとき上記所定隙間から逃げる上記流体に所定抵抗を与えるために上記駆動部材及び被駆動部材によって形成される絞りとからなるものであって、
上記駆動部材の熱膨張係数よりも上記被駆動部材の熱膨張係数を大きくし、それら駆動部材及び被駆動部材の熱膨張時にそれらの熱膨張差によって上記絞りの度合が高まることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
上記駆動部材が、上記インジェクタボディ内に上記スライド方向に移動可能に収容され上記変位素子によって移動されるチャンバ部材と、該チャンバ部材の内周面に上記スライド方向に間隔を隔てて複数装着されたリング状の外側ディスクと、これら外側ディスク同士の間に挟まれるようにして上記チャンバ部材の内周面に装着された円筒状の外側スペーサとを備え、
上記被駆動部材が、上記ニードル弁の外周面に上記スライド方向に間隔を隔てて上記外側ディスク同士の間に配置されるように或いは上記外側ディスクに対向するように複数装着されたリング状の内側ディスクと、これら内側ディスク同士の間に挟まれるようにして上記ニードル弁の外周面に装着された円筒状の内側スペーサとを備え、
上記絞りが、上記内側ディスクの外周端と上記外側スペーサの内周面との隙間、上記外側ディスクの内周端と上記内側スペーサの外周面との隙間に形成され、
上記外側ディスク及び外側スペーサの熱膨張係数よりも上記内側ディスク及び内側スペーサの熱膨張係数を大きくすることで、それら外側ディスク、外側スペーサ、内側ディスク及び内側スペーサの熱膨張時に、それらの径方向の熱膨張差によって上記絞りの隙間が狭まる請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
上記外側スペーサの熱膨張係数よりも上記内側ディスクの熱膨張係数を大きくすることで、それら外側スペーサ及び内側ディスクの熱膨張時に、それらの間に形成される上記絞りの隙間が狭まり、
上記外側ディスクの熱膨張係数よりも上記内側スペーサの熱膨張係数を大きくすることで、それら外側ディスク及び内側スペーサの熱膨張時に、それらの間に形成される上記絞りの隙間が狭まる請求項２に記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
上記インジェクタボディ内に上記チャンバ部材及びニードル弁をセットし、
上記チャンバ部材の内周面に上記外側スペーサを挿入し、
上記ニードル弁の外周面に上記内側ディスクを挿通し、
上記チャンバ部材の内周面に上記外側ディスクを挿入し、
上記ニードル弁の外周面に上記内側スペーサを挿通し、
以降同様の手順を繰り返して上記内側ディスクと上記外側ディスクとを上記スライド方向に交互に配置し、
上記ニードル弁に螺合又は溶接される内側固定部材によって上記内側ディスク及び内側スペーサを上記ニードル弁に固定し、
上記チャンバ部材に螺合又は溶接される外側固定部材によって上記外側ディスク及び外側スペーサを上記チャンバ部材に固定するようにした請求項２又は３に記載の燃料噴射弁の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インジェクタボディ内のニードル弁を圧電素子等の変位素子によってリフトさせる燃料噴射弁に係り、特に、変位素子とニードル弁との熱膨張差に起因するニードル弁の意図しないリフトを防止した燃料噴射弁及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴射弁として、インジェクタボディ内のニードル弁を圧電素子等の変位素子を用いてリフトさせるものが知られている。上記変位素子は、一端が上記インジェクタボディ内に形成された反力受け部に係合され、他端が上記ニードル弁に係合されている。かかる変位素子は、その作動時に上記反力受け部に反力を取って伸長し、バネ等によって弁シート部に押し付けられている上記ニードル弁を上記弁シート部からリフトさせる。これにより、上記弁シート部に形成された噴射孔が開放され、燃料が噴射される。
【０００３】
このように、変位素子をインジェクタボディ内の反力受け部に突き当てて伸長させニードル弁をリフトさせるタイプの問題点として、変位素子とニードル弁との熱膨張差に起因してニードル弁に意図しないリフトが生じることが挙げられる。すなわち、変位素子を駆動した際の発熱やエンジンから受ける熱等による温度上昇により、変位素子及びニードル弁に熱膨張による寸法変化が発生し得るところ、変位素子の熱膨張がニードル弁のそれよりも大きい場合、変位素子を作動させなくても変位素子の熱膨張によってニードル弁がリフトされ、噴射孔が開放されてしまう。
【０００４】
この対策として、特許文献１に記載されているように、構造体の軸方向に熱膨張係数の異なる材料を適宜組み合わせて変位素子の熱膨張を吸収するようにした超磁歪式アクチュエータが知られている。しかし、このように熱膨張係数の異なる材料を適宜組み合わせて変位素子の熱膨張を吸収する構成では、材質や寸法の制約を受け、設計の自由度が減り、コストも増大する。また、構造体の温度分布によっては熱膨張吸収機能が十分に発揮できない場合も考えられる。
【０００５】
【特許文献１】実開平６−５０３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本出願人は、インジェクタボディ内に収容された圧電素子等の変位素子と、その変位素子の伸長に連動してインジェクタボディ内をニードル弁のスライド方向に移動する駆動部材と、この駆動部材に対して上記スライド方向に所定隙間（数十μｍ）を隔てて対向するようにしてニードル弁に装着された被駆動部材と、上記所定隙間に介在された液体（燃料）と、上記所定隙間から逃げようとする上記液体に所定抵抗を与えるための絞りとを備えた燃料噴射弁について先に出願した（特願２００５−１２１０９３号）。
【０００７】
この燃料噴射弁は、上記変位素子が作動されて素早く伸長（例えば数μｍ／μｓ程度）したときには、その変位素子の伸長に伴って上記駆動部材が素早く移動し、上記液体が上記絞りによって上記所定隙間から逃げないため、その液体を介して上記被駆動部材が従動されて上記ニードル弁がリフトし、一方、上記ニードル弁及び変位素子の熱膨張時には、それらの熱伸長が極めて緩慢であるため、それらの熱膨張差は上記液体が上記所定隙間から上記絞りを通って緩やかに逃げることで吸収され、ニードル弁の意図しないリフトが防止されるようになっている。この燃料噴射弁によれば、変位素子とニードル弁との熱膨張差に起因するニードル弁の意図しないリフトを、特許文献１に記載のもののように熱膨張係数の異なる材料を適宜組み合わせることなく、即ち材質や寸法の制約を受けずに防止できると共に、構造体の温度分布によらずに防止でき、設計の自由度が向上しコストダウンを推進できる。
【０００８】
しかし、この燃料噴射弁においては、エンジンの熱等の影響によって上記液体の温度が上昇すると、上記液体の粘度が低下してその液体が上記絞りを通過し易くなるため、上記変位素子が作動されて上記駆動部材が素早く移動した際に上記所定間隔に介在された上記液体が上記絞りを通過して逃げてしまい、所謂空振り状態となって上記ニードル弁を適切にリフトさせることができなくなるという問題が生じ得る。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、本出願人による上記先願（特願２００５−１２１０９３号）に係る発明を改良し、エンジンの熱等の影響によってインジェクタボディ内の変位素子とニードル弁との間に介在された流体の温度が上昇し、その粘度が低下しても、ニードル弁を適切にリフトさせることができる燃料噴射弁及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために創案された第１の発明に係る燃料噴射弁は、インジェクタボディ内に収容され、噴射孔の近傍に形成された弁シート部に着座した状態からリフト方向にスライド可能なニードル弁と、上記インジェクタボディ内に上記ニードル弁をリフトさせるために収容され、作動時に反力受け部に反力を取って伸長する変位素子と、該変位素子と上記ニードル弁との間に介設され、上記変位素子が作動されて素早く伸長したときその伸長を上記ニードル弁に伝えてこの弁をリフトさせ、上記変位素子が熱膨張により緩慢に伸長したときその伸長を上記ニードル弁に伝えることなくこの弁をリフトさせない熱膨張吸収機構を有する中間体とを備え、該中間体は、上記変位素子の伸長に連動して上記ニードル弁のスライド方向に移動する駆動部材と、上記ニードル弁に設けられ上記駆動部材に対し上記スライド方向に所定隙間が隔てられた被駆動部材と、上記所定隙間に介在された流体と、上記駆動部材が上記被駆動部材に近付いたとき上記所定隙間から逃げる上記流体に所定抵抗を与えるために上記駆動部材及び被駆動部材によって形成される絞りとからなるものであって、上記駆動部材の熱膨張係数よりも上記被駆動部材の熱膨張係数を大きくし、それら駆動部材及び被駆動部材の熱膨張時にそれらの熱膨張差によって上記絞りの度合が高まるものである。
【００１１】
上記駆動部材が、上記インジェクタボディ内に上記スライド方向に移動可能に収容され上記変位素子によって移動されるチャンバ部材と、該チャンバ部材の内周面に上記スライド方向に間隔を隔てて複数装着されたリング状の外側ディスクと、これら外側ディスク同士の間に挟まれるようにして上記チャンバ部材の内周面に装着された円筒状の外側スペーサとを備え、上記被駆動部材が、上記ニードル弁の外周面に上記スライド方向に間隔を隔てて上記外側ディスク同士の間に配置されるように或いは上記外側ディスクに対向するように複数装着されたリング状の内側ディスクと、これら内側ディスク同士の間に挟まれるようにして上記ニードル弁の外周面に装着された円筒状の内側スペーサとを備え、上記絞りが、上記内側ディスクの外周端と上記外側スペーサの内周面との隙間、上記外側ディスクの内周端と上記内側スペーサの外周面との隙間に形成され、上記外側ディスク及び外側スペーサの熱膨張係数よりも上記内側ディスク及び内側スペーサの熱膨張係数を大きくすることで、それら外側ディスク、外側スペーサ、内側ディスク及び内側スペーサの熱膨張時に、それらの径方向の熱膨張差によって上記絞りの隙間が狭まるものであってもよい。
【００１２】
上記外側スペーサの熱膨張係数よりも上記内側ディスクの熱膨張係数を大きくすることで、それら外側スペーサ及び内側ディスクの熱膨張時に、それらの間に形成される上記絞りの隙間が狭まり、上記外側ディスクの熱膨張係数よりも上記内側スペーサの熱膨張係数を大きくすることで、それら外側ディスク及び内側スペーサの熱膨張時に、それらの間に形成される上記絞りの隙間が狭まるものであってもよい。
【００１３】
第２の発明に係る燃料噴射弁の製造方法は、上記インジェクタボディ内に上記チャンバ部材及びニードル弁をセットし、上記チャンバ部材の内周面に上記外側スペーサを挿入し、上記ニードル弁の外周面に上記内側ディスクを挿通し、上記チャンバ部材の内周面に上記外側ディスクを挿入し、上記ニードル弁の外周面に上記内側スペーサを挿通し、以降同様の手順を繰り返して上記内側ディスクと上記外側ディスクとを上記スライド方向に交互に配置し、上記ニードル弁に螺合又は溶接される内側固定部材によって上記内側ディスク及び内側スペーサを上記ニードル弁に固定し、上記チャンバ部材に螺合又は溶接される外側固定部材によって上記外側ディスク及び外側スペーサを上記チャンバ部材に固定するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る燃料噴射弁によれば、エンジンの熱等の影響によってインジェクタボディ内の変位素子とニードル弁との間に介在された流体の温度が上昇し、その粘度が低下しても、ニードル弁を適切にリフトさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の好適実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１６】
本実施形態に係る燃料噴射弁の概要を図１を用いて説明する。
【００１７】
図１に示すように、この燃料噴射弁１は、インジェクタボディ２内に収容され、噴射孔３の近傍に形成された弁シート部４に着座した状態からリフト方向にスライド可能なニードル弁５と、インジェクタボディ２内にニードル弁５をリフトさせるために収容され、作動時に反力受け部６に反力を取って伸長する変位素子７と、変位素子７とニードル弁５との間に介設され、変位素子７が作動されて素早く伸長したときその伸長をニードル弁５に伝えてこの弁５をリフトさせ、変位素子７が熱膨張により緩慢に伸長したときその伸長をニードル弁５に伝えることなくこの弁５をリフトさせない熱膨張吸収機構を有する中間体８とを備えている。
【００１８】
この中間体８は、変位素子７の伸長に連動してニードル弁５のスライド方向Ｓに移動する駆動部材９と、ニードル弁５に設けられ駆動部材９に対しスライド方向Ｓに所定隙間Ｔｃが隔てられた被駆動部材１０と、所定隙間Ｔｃに介在された流体（本実施形態ではディーゼル燃料である軽油：非常に圧縮比が小さい液体であり実質的には非圧縮流体と見なせる：図中、白抜き部分）と、駆動部材９が被駆動部材１０に近付いたとき所定隙間Ｔｃから逃げる液体に所定抵抗を与えるための絞り１１とからなる。
【００１９】
絞り１１の所定抵抗は、変位素子７が作動されて駆動部材９が被駆動部材１０に所定速度以上の高速で近付いたとき液体が上記所定隙間Ｔｃから逃げないように液体の粘度を考慮して設定されると共に、変位素子７が熱膨張して駆動部材９が被駆動部材１０に上記所定速度未満の低速で近付いたとき液体が上記所定隙間Ｔｃから逃げるように設定されている。
【００２０】
また、駆動部材９の熱膨張係数よりも被駆動部材１０の熱膨張係数が大きくなっていて、それら駆動部材９及び被駆動部材１０の熱膨張時にそれらの熱膨張差によって絞り１１の度合が高まる（絞り１１の隙間が狭まる）ようになっている。これにより、上記液体の温度上昇時の粘度低下に伴って生じる、液体が絞り１１を通過し易くなる現象が抑制され、ニードル弁５の適切なリフトが確保できる。
【００２１】
以下、燃料噴射弁１を図１〜図６を用いて詳述する。
【００２２】
図１に示すように、筒状に形成されたインジェクタボディ２の一端部（下端部）には、先端部に噴射孔３が開口されたノズル１２がノズル固定ナット１３によって装着されている。ノズル１２の内面には、噴射孔３の近傍に位置させて、ニードル弁５の先端部が着座する弁シート部４が形成されている。インジェクタボディ２の他端部（上端部）には、スプリング押え部材１４がネジ等を介して装着されている。スプリング押え部材１４は、後述する素子与圧スプリング１５の一端部及びニードル与圧スプリング１６の一端部が、夫々圧縮状態で当接される。
【００２３】
インジェクタボディ２の内部には、ニードル弁５がボディ２の長手方向にスライド可能に収容されている。ニードル弁５は、一端部（下端部）が弁シート部４に着座されると共に他端部（上端部）に装着された後述する内側固定部材１７がニードル与圧スプリング１６に当接されており、ニードル与圧スプリング１６により弁シート４に所定の力で押し付けられている。このニードル弁５は、インジェクタボディ２の内部に収容された変位素子７（圧電素子、超磁歪素子等）の伸長に伴って上記長手方向の図中上方に移動され、弁シート部４からリフトされる。
【００２４】
変位素子７は、一端部（下端部）がインジェクタボディ２の内部に段差状に形成された反力受け部６に当接され、他端部（上端部）が上記長手方向（ニードル弁５のスライド方向Ｓ）に自在に移動するようになっている。変位素子７は、図例では、ニードル弁５をこれと所定間隔を隔てて囲繞するように円筒状に形成され、その外径がインジェクタボディ２の内部に上記スライド方向Ｓに沿って形成された収容穴１８（スライド穴）よりも僅かに小さく設定され、作動時に伸長すると反力受け部６に反力を取ってスライド穴１８に沿って伸長するようになっている。
【００２５】
図１、図２に示すように、変位素子７の上端面には、変位素子７の伸長をニードル弁５に伝えるための中間体８が載置されている。中間体８は、インジェクタボディ２の内部に形成されたスライド穴１８、１９にガイドされ、上下方向に移動可能となっている。なお、図１ではスライド穴１８、１９が同径となっており、図２では上部のスライド穴１９が下部のスライド穴１８よりも大径となっているが、両者は技術的には何等相違するものではないので同一のものとして共通に説明する。
【００２６】
中間体８は、変位素子７とニードル弁５との間に介設され、変位素子７が作動されて素早く伸長したときその伸長をニードル弁５に伝えてこの弁５をリフトさせ、変位素子７が熱膨張により緩慢に伸長したときその伸長をニードル弁５に伝えることなくこの弁５をリフトさせない熱膨張吸収機構を有する。すなわち、中間体８は、変位素子７の伸長に連動してニードル弁５のスライド方向に移動する駆動部材９と、ニードル弁５に設けられ駆動部材９に対し上記スライド方向Ｓに所定隙間Ｔｃが隔てられた被駆動部材１０と、所定隙間Ｔｃに介在された流体（ここでは燃料：液体）と、駆動部材９が被駆動部材１０に近付いたとき所定隙間Ｔｃから逃げる流体に所定抵抗を与えるための絞り１１とからなる。
【００２７】
図２に示すように、駆動部材９は、インジェクタボディ２内にニードル弁５のスライド方向Ｓに移動可能に収容され変位素子７によって移動される略円筒状のチャンバ部材２７と、チャンバ部材２７の内周面にニードル弁５のスライド方向Ｓに間隔を隔てて複数装着されたリング状の外側ディスク２８と、これら外側ディスク２８同士の間に挟まれるようにしてチャンバ部材２７の内周面に装着された円筒状の外側スペーサ２９と、外側固定部材（ナット）３０とを備えている。チャンバ部材２７の上端面には、素子与圧スプリング１５が当接されており、素子与圧スプリング１５は、駆動部材９を介して変位素子７を反力受け部６に所定の力で押し付ける。
【００２８】
被駆動部材１０は、ニードル弁５の外周面にスライド方向Ｓに間隔を隔てて複数装着されたリング状の内側ディスク３１と、これら内側ディスク３１同士の間に挟まれるようにしてニードル弁５の外周面に装着された円筒状の内側スペーサ３２と、内側固定部材（ナット）１７とを備えている。内側ディスク３１は、外側ディスク２８同士の間に配置されるように或いは外側ディスク２８に対向するようにして、ニードル弁５に装着されている。内側固定部材（ナット）１７の上端面には、ニードル与圧スプリング１６が当接されており、ニードル与圧スプリング１６は、ニードル弁５の下端部を弁シート４に所定の力で押し付ける。
【００２９】
各外側ディスク２８と内側ディスク３１との間には、ニードル与圧スプリング１６によりニードル弁５が弁シート部４に着座され且つ素子与圧スプリング１５により変位素子７が反力受け部６に押し付けられた状態で、上記所定隙間Ｔｃが形成されている。所定隙間Ｔｃは、変位素子７を駆動した際の発熱や、燃料、周囲温度（エンジン温度）の変化による変位素子７とニードル弁５との上記スライド方向Ｓに沿った最大熱膨張差よりも大きく設定されている。また、所定隙間Ｔｃは、液体（燃料）が溜められる（入り込む）ことができるサイズ（数十ミクロン程度）となっている。
【００３０】
所定隙間Ｔｃは、各外側ディスク２８の上面側のものと下面側のものとで必ずしも同じ寸法でなくてもよい。要は、変位素子７とニードル弁５とが、反力受け部６と弁シート部４とに夫々反力を取って、スライド方向Ｓに熱伸縮したとき、外側ディスク２８と内側ディスク３１とが接触しない寸法であればよい。隣接する内側ディスク３１同士の間隔をＴａ、その間に挟まれた外側ディスク２８の板厚をＴｂとすると、Ｔａ−Ｔｂ＝Ｔが変位素子７とニードル弁５とのスライド方向Ｓの熱膨張差を吸収する寸法となる。
【００３１】
各所定隙間Ｔｃの隣り合うもの同士は、内径側の連通路Ｒａ又は外径側の連通路Ｒｂによって側面視ジグザグに連通されている。外径側の連通路Ｒｂは、図２、図３に示すように、内側ディスク３１の外径端と外側スペーサ２９の内周面との間の隙間に平面視リング状に形成され、内径側の連通路Ｒａは、図２、図４に示すように、外側ディスク２８の内径端と内側スペーサ３２の外周面との間の隙間に平面視リング状に形成されている。これら連通路Ｒａ、Ｒｂは、隣り合う所定隙間Ｔｃ同士を、スライド方向Ｓに交互にジグザグに連通し、外側ディスク２８が内側ディスク３１に近付いたとき所定隙間Ｔｃから逃げようとする液体に所定抵抗を与えるための絞り１１を構成する。
【００３２】
この絞り１１の抵抗（所定抵抗）は、各連通路Ｒａ、Ｒｂの半径方向の隙間の大きさ及び段数によって定まり、トータルで、変位素子７が作動されて駆動部材９の外側ディスク２８が被駆動部材１０の内側ディスク３１に所定速度以上の高速で近付いたとき液体が所定隙間Ｔｃから逃げないように液体の粘度を考慮して設定されると共に、変位素子７が熱膨張して外側ディスク２８が内側ディスク３１に所定速度未満の低速で近付いたとき液体が所定隙間Ｔｃから逃げるように設定されている。連通路Ｒａ、Ｒｂの半径方向の隙間は、具体的には上記所定隙間Ｔｃよりも小さく、１〜５ミクロン程度となっている。
【００３３】
ところで、かかる燃料噴射弁１においては、エンジンの熱等の影響によってインジェクタボディ２内の液体（燃料）の温度が上昇すると、液体の粘度が低下して液体が絞り１１（連通路Ｒａ、Ｒｂ）を通過し易くなる。このため、変位素子７が作動されて外側ディスク２８が素早く上昇した際に、所定間隔Ｔｃに介在された液体が絞り１１（連通路Ｒａ、Ｒｂ）を通過して逃げてしまい、所謂空振り状態となってニードル弁５を適切にリフトさせることができなくなるという問題が生じ得る。
【００３４】
この対策として、本出願人は、エンジンの熱等の影響によってインジェクタボディ２内の液体の温度が上昇するときには、同様にエンジンの熱等の影響によってインジェクタボディ２内の外側ディスク２８、外側スペーサ２９、内側ディスク３１及び内側スペーサ３２も熱膨張する点に着目し、内側ディスク３１及び内側スペーサ３２に外側ディスク２８及び外側スペーサ２９よりも熱膨張係数が大きい材質のものを用いることで、内側ディスク３１及び内側スペーサ３２の径方向外方の熱膨張が外側ディスク２８及び外側スペーサ２９の径方向外方の熱膨張よりも大きくなるようにした。
【００３５】
詳しくは、内側ディスク３１に外側スペーサ２９よりも熱膨張係数が大きい材質のものを用いることで、内側ディスク３１の径方向外方の熱膨張が外側スペーサ２９の径方向外方の熱膨張よりも大きくなるようにして、内側ディスク３１及び外側スペーサ２９の熱膨張時にそれらの間の連通路Ｒｂが狭まるようにした。また、内側スペーサ３２に外側ディスク２８よりも熱膨張係数が大きい材質のものを用いることで、内側スペーサ３２の径方向外方の熱膨張が外側ディスク２８の径方向外方の熱膨張よりも大きくなるようにして、内側スペーサ３２及び外側ディスク２８の熱膨張時にそれらの間の連通路Ｒａが狭まるようにした。
【００３６】
これにより、液体が温度上昇して粘度が低下したときには、外側ディスク２８の内周端と内側スペーサ３２の外周面との間の連通路Ｒａが狭まると共に内側ディスク３１の外周端と外側スペーサ２９の内周面との間の連通路Ｒｂが狭まることになるので、外側ディスク２８と内側ディスク３１との間の所定間隔Ｔｃに介在された液体（温度上昇により粘度が低下している）が絞り１１を構成する連通路Ｒａ、Ｒｂを通過し難くなり、所謂空振り状態が回避され、ニードル弁５を適切にリフトできるようになる。
【００３７】
内側ディスク３１、内側スペーサ３２、外側ディスク２８及び外側スペーサ２９は、本実施形態では、以下に記す材質から上述した関係となるものが選択される。
【００３８】
熱膨張張係数（×１０-6／℃）
構造用鋼（ＳＣＭ４２０Ｈ、ＳＫＨ５１、Ｓ４５Ｃ等）      約１１
アルミ合金（Ａ７０７６等）                              約２２
低熱膨張鋼（インバー、スーパーインバー等）              ０〜２
ステンレス（ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４等）              約１７
例えば、内側ディスク３１及び内側スペーサ３２にアルミ合金（Ａ７０７６等）を用い、外側ディスク２８及び外側スペーサ２９に低熱膨張鋼（インバー、スーパーインバー等）を用いる組み合わせが考えられる。なお、外側ディスク２８の外周端とチャンバ部材２７の内周面との間、外側スペーサ２９の外周面とチャンバ部材２７の内周面との間には、外側ディスク２８及び外側スペーサ２９の径方向外方の熱膨張を許容できる極小の隙間が設けられている。
【００３９】
ところで、仮に、駆動部材９をチャンバ部材２７、外側ディスク２８及び外側スペーサ２９が一体となったものとし、被駆動部材１０を内側ディスク３１及び内側スペーサ３２が一体となったものとすると、その一体品である被駆動部材１０に一体品である駆動部材９を組み付けることは不可能であるため、駆動部材９及び被駆動部材１０の一方又は双方を軸方向に分割する必要がある。駆動部材９のみを軸方向に分割することは、外側ディスク２８と内側ディスク３１との隙間管理が難しくなるため採用せず、本実施形態では、図２に示すように双方を分割式とし、図７に示す順番で組み立てるようにした。
【００４０】
すなわち、図２及び図７に示すように、予めインジェクタボディ２内にチャンバ部材２７及びニードル弁５をセットしておき、チャンバ部材２７の内周面に外側スペーサ２９を挿入して底面３３に突き当て、ニードル弁５の外周面に内側ディスク３１を挿通してフランジ３４に突き当て、チャンバ部材２７の内周面に外側ディスク２８を挿入して外側スペーサ２９の上端に突き当て、ニードル弁５の外周面に内側スペーサ３２を挿通して内側ディスク３１の上面に突き当て、以降同様の手順を繰り返して内側ディスク３１と外側ディスク２８とをニードル弁５のスライド方向Ｓに交互に所定枚数配置した後、ニードル弁５に螺合又は溶接される内側固定部材（ナット）１７によって内側ディスク３１及び内側スペーサ３２をニードル弁５に固定し、チャンバ部材２７に螺合又は溶接される外側固定部材（ナット）３０によって外側ディスク２８及び外側スペーサ２９をチャンバ部材２７に固定するようにした。
【００４１】
これにより、外側ディスク２８と内側ディスク３１とを交互に噛み合うように組み立てることができ、且つ、内側ディスク３１及び外側ディスク２８の板厚管理、内側スペーサ３２及び外側スペーサ２９の高さ管理を適切に行うことで、外側ディスク２８と内側ディスク３１との所定隙間Ｔｃの管理を容易に適切に行える。
【００４２】
ところで、上記所定隙間Ｔｃ、連通路Ｒａ、Ｒｂ等に浸入する液体（燃料）は、図１に示すように、スプリング押え部材１４に形成された導入口２０からインジェクタボディ２内のスプリング収容室２１に導かれる。スプリング収容室２１の燃料は、図３、図４に示すように、チャンバ部材２７の外周部にその一部を切り欠くように形成された通路部２２ａを通り、図５に示すように、チャンバ部材２７の外周部にその一部を切り欠くように形成された通路部２２ｂを通り、チャンバ部材２７の下端部に半径方向に凹設された通路部２３を通って、図２に示すニードル弁５と変位素子７との間の隙間２４に導かれる。その後、燃料は、図１に示すニードル弁５に沿って流れ、ニードル弁５の下部に設けられたガイド部２５の外周部に図６に示すように形成された通路部２６を通って弁シート部４の近傍に至る。これにより、燃料噴射弁１の内部には燃料がボイドなく所定の圧力で充満される。
【００４３】
本実施形態に係る燃料噴射弁１の作用を述べる。
【００４４】
燃料を噴射すべく変位素子７を作動させると、変位素子７が反力受け部６に反力を取って素早く伸長し、スライダー１９が上方に素早く押し上げられ、駆動部材９の外側ディスク２８が被駆動部材１０の内側ディスク３１に所定速度以上の高速で近付こうとする。すると、所定隙間Ｔｃに介在された燃料を介して被駆動部材１０の内側ディスク３１が素早く押し上げられ、ニードル弁５が弁シート部４からリフトされて噴射孔３から燃料が噴射される。所定隙間Ｔｃに介在された燃料は、外側ディスク２８が所定速度以上の高速で移動するときには、連通路Ｒａ、Ｒｂの絞り機能によって逃げるような移動ができないからである。即ち、このとき駆動部材９及び被駆動部材１０は、所定隙間Ｔｃに介在された燃料と共に一体となって上昇することになる。
【００４５】
他方、変位素子７を駆動した際の発熱や、燃料、周囲温度（エンジン温度）の変化による温度上昇により、変位素子７がニードル弁５よりも大きく熱膨張したときは、変位素子７が非作動状態であっても、変位素子７の熱膨張により駆動部材９のチャンバ部材２７が緩慢に押し上げられ、駆動部材９の外側ディスク２８が被駆動部材１０の内側ディスク３１に上記所定速度未満の極低速で近付く。この場合、所定隙間Ｔｃに介在された燃料が連通路Ｒａ、Ｒｂを通って徐々に逃げるので、被駆動部材１０が押し上げられることはなく、ニードル弁５がリフトされない。よって、変位素子７とニードル弁５との熱膨張差による意に反したニードル弁５のリフト（燃料噴射）は生じない。
【００４６】
また、インジェクタボディ２内の燃料の温度がエンジンの熱等の影響によって上昇しその燃料（液体）の粘度が低下するときには、内側ディスク３１、内側スペーサ３２、外側ディスク２８及び外側スペーサ２９の温度も同様にエンジンの熱等の影響によって上昇するので、それらの熱膨張差により絞り１１を構成する連通路Ｒａ、Ｒｂの通路幅が狭まり、粘度が低下した液体であっても連通路Ｒａ、Ｒｂを通過し難くなる。よって、液体の温度が上昇した状態で、変位素子７が作動されて外側ディスク２８が素早く上昇した際、液体が連通路Ｒａ、Ｒｂを通って逃げることなく外側ディスク２８と内側ディスク３１との間の所定隙間Ｔｃに介在した状態となり、所謂空振り状態が回避されるので、ニードル弁５を適切にリフトさせることができる。
【００４７】
すなわち、インジェクタボディ２内の液体が温度上昇して粘度が低下しても、内側ディスク３１、内側スペーサ３２、外側ディスク２８及び外側スペーサ２９の径方向外方の熱膨張差により、連通路Ｒａ、Ｒｂの隙間が狭まって絞り１１の抵抗（流体摩擦抵抗）が高まるため、粘度が低下した液体であっても連通路Ｒａ、Ｒｂを通過し難くなる。よって、液体の温度が上昇した状態で、変位素子７が作動されて外側ディスク２８が素早く上昇した際、液体が外側ディスク２８と内側ディスク３１との間の所定隙間Ｔｃに介在した状態となり、その液体を介してニードル弁５を適切にリフトさせることができる。この結果、温度条件に拘わらず安定した開弁制御が可能な燃料噴射弁１を実現できる。
【００４８】
また、外側ディスク２８と内側ディスク３１との間の所定隙間Ｔｃは、変位素子７とニードル弁５との上記スライド方向Ｓに沿った最大熱膨張差よりも大きく設定されているので、外側ディスク２８と内側ディスク３１とが上記熱膨張差に起因して接触することはない。すなわち、変位素子７の上記スライド方向Ｓに沿った熱膨張がニードル弁５のそれよりも大きい場合、外側ディスク２８が内側ディスク３１を押し上げることによって生じ得る、ニードル弁５のリフト（意図しない燃料噴射）を確実に防止できる。
【００４９】
逆に、ニードル弁５の上記スライド方向Ｓに沿った熱膨張が変位素子７のそれよりも大きい場合、所定隙間Ｔｃが変位素子７とニードル弁５とのスライド方向Ｓに沿った最大熱膨張差よりも小さく設定されていると、弁シート部４に反力を取って伸長するニードル弁５の内側ディスク３１が外側ディスク２８を押し上げ、チャンバ部材２７の下端が変位素子７の上端から離間する事態（変位素子７の作動時の伸長がチャンバ部材２７に伝わらなくなる事態）が生じ得るが、本実施形態ではこのような事態は生じない。
【００５０】
絞り１１の所定抵抗は、上記連通路Ｒａ、Ｒｂの径方向の隙間の大きさ及びそれらのスライド方向Ｓに沿った組み合わせ数を設計段階で適当に設定することで、全体としての細かく調節できる。よって、設計の自由度が広がる。また、連通路Ｒａ、Ｒｂは、上記スライド方向Ｓにジグザグに複数配置されているので、ラビリンス効果をも発揮して、効率よく絞り１１の所定抵抗を稼ぐことができる。
【００５１】
また、本実施形態によれば、インジェクタボディ２内のニードル弁５を変位素子７を用いてリフトさせる燃料噴射弁１において、変位素子７とニードル弁５との熱膨張差に起因するニードル弁５の意図しないリフト防止を、熱膨張係数の異なる材料を適宜組み合わせることなく、即ち材質や寸法の制約を受けず設計の自由度を増し、且つコストを低減して実現できる。
【００５２】
本発明の実施形態は上記タイプに限定されない。上記所定隙間Ｔｃに介在される流体は、燃料に限られず、オイル等の非圧縮性流体を用いてもよく、気体であってもよい。すなわち、チャンバ部材２７の内外をＯリング等のシール材で分離シールすることで、上記流体に関して、オイル等の高粘度流体への適用、或いはガス等の気体燃料への展開も可能となる。
【００５３】
また、チャンバ部材２７を省略し、外側ディスク２８を変位素子７の上部に直接取り付けるようにしてもよい。また、変位素子７は、円筒状のものに限られず、ロッド状のものをニードル弁５を囲むように周方向に間隔を隔てて複数配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料噴射弁の側断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図２のIII線断面図である。
【図４】図２のIV線断面図である。
【図５】図２のV線断面図である。
【図６】図１のVI−VI線断面図である。
【図７】図１の燃料噴射弁の一部の組立方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  燃料噴射弁
２  インジェクタボディ
３  噴射孔
４  弁シート部
５  ニードル弁
６  反力受け部
７  変位素子
８  中間体
９  駆動部材
１０  被駆動部材
１１  絞り
１７  内側固定部材
２７  チャンバ部材
２８  外側ディスク
２９  外側スペーサ
３０  外側固定部材
３１  内側ディスク
３２  内側スペーサ
Ｒａ  絞りを構成する連通路
Ｒｂ  絞りを構成する連通路
Ｔｃ  所定隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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