(57)【要約】【課題】  個体間における熱膨張差吸収性能の差が小さく、かつ適切な熱膨張差吸収性能を確実に得ることができる熱膨張差吸収機構及びそれを備えた燃料噴射弁を提供する。【解決手段】  アクチュエータ９によりシリンダ３を移動させることで、粘性流体及びピストン７を介してニードル弁１０を移動させる燃料噴射弁であって、シリンダ３とピストン７との間をシールするシール部材２７と、ピストン７に形成され二つの室５，６を互いに連通する連通孔２９とを備え、連通孔２９のサイズ及び／又は形状が、各部材間の熱膨張差により、アクチュエータ９の駆動速度よりも遅い速度でシリンダ３又はピストン７を移動させる力が生じたときには、粘性流体が連通孔２９を通過して二つの室５，６間を移動し、一方、アクチュエータ９により、熱膨張差による力よりも速い速度でシリンダ３を移動させる力が生じたときには、粘性流体が連通孔２９を通過できないように設定されるものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に移動可能に収容されたシリンダと、そのシリンダ内に移動可能に収容され、シリンダ内を二つの室に区画するピストンと、上記二つの室内に充填された粘性流体と、上記シリンダを移動させることで、上記粘性流体を介して上記ピストンを移動させるためのアクチュエータと、上記ピストンに連結された作動部材とを備え、上記ケーシング、アクチュエータ及び作動部材等の間の熱膨張差を吸収するための膨張差吸収機構であって、
上記シリンダと上記ピストンとの間をシールするシール部材と、上記ピストンに形成され上記二つの室を互いに連通する連通孔とを備え、
上記連通孔のサイズ及び／又は形状が、
上記熱膨張差により、上記アクチュエータの駆動速度よりも遅い速度で上記シリンダ又はピストンを移動させる力が生じたときには、上記粘性流体が上記連通孔を通過して上記二つの室間を移動し、それにより上記シリンダと上記ピストンとが相対移動して上記熱膨張差を吸収し、
一方、上記アクチュエータにより、上記熱膨張差による力よりも速い速度で上記シリンダを移動させる力が生じたときには、上記粘性流体が上記連通孔を通過できず、上記ピストンが上記シリンダと一体的に移動するようなサイズ及び／又は形状に設定される
ことを特徴とする膨張差吸収機構。
【請求項２】
バレル内に移動可能に収容されたシリンダと、そのシリンダ内に移動可能に収容され、シリンダ内を二つの室に区画するピストンと、上記二つの室内に充填された粘性流体と、上記シリンダを移動させるためのアクチュエータと、上記ピストンに連結されたニードル弁とを備え、上記アクチュエータにより上記シリンダを移動させることで、上記粘性流体及び上記ピストンを介して上記ニードル弁を移動させる燃料噴射弁であって、
上記シリンダと上記ピストンとの間をシールするシール部材と、上記ピストンに形成され上記二つの室を互いに連通する連通孔とを備え、
上記連通孔のサイズ及び／又は形状が、
上記バレル、アクチュエータ及びニードル弁等の間の熱膨張差により、上記アクチュエータの駆動速度よりも遅い速度で上記シリンダ又はピストンを移動させる力が生じたときには、上記粘性流体が上記連通孔を通過して上記二つの室間を移動し、それにより上記シリンダと上記ピストンとが相対移動して上記熱膨張差を吸収し、
一方、上記アクチュエータにより、上記熱膨張差による力よりも速い速度で上記シリンダを移動させる力が生じたときには、上記粘性流体が上記連通孔を通過できず、上記ピストン及びニードル弁が上記シリンダと一体的に移動するようなサイズ及び／又は形状に設定される
ことを特徴とする膨張差吸収機構を備えた燃料噴射弁。
【請求項３】
上記アクチュエータが磁歪素子又は電歪素子を備えた請求項２記載の膨張差吸収機構を備えた燃料噴射弁。
【請求項４】
上記シリンダと上記アクチュエータとを押し付ける第一付勢手段と、上記ニードル弁を閉弁方向に付勢する第二付勢手段とを備えた請求項２又は３記載の膨張差吸収機構を備えた燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部材間の熱膨張差を吸収する膨張差吸収機構及びそれを備えた燃料噴射弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
長尺の部材（例えば長尺のアクチュエータやロッド等）を有する機構に共通する問題として、部材間の熱膨張差による物理的なズレや誤作動等が生じることが挙げられる。なぜなら、部材が長尺であると、部材間の温度差や熱膨張係数の差（材質違い）により生じる熱膨張差（熱膨張や熱収縮により生じる寸法変化の差）が大きくなるからである。
【０００３】
長尺の部材を有する機構としては、エンジンの燃料噴射弁等がある。
【０００４】
例えば気体燃料用の燃料噴射弁は、図３に示すように、比較的長尺のバレル１０１内に移動可能に収容されたシリンダ１０２と、シリンダ１０２内に移動可能に収容され、シリンダ１０２内を上室１０３と下室１０４とに区画するピストン１０５と、上室１０３及び下室１０４内に充填された非圧縮性の粘性流体と、シリンダ１０２を上昇させるためのアクチュエータ１０６と、ピストン１０５と一体的に取り付けられたニードル弁１０７とを備え、アクチュエータ１０６によりシリンダ１０２を上昇させることで下室１０４内の粘性流体とピストン１０５とを介してニードル弁１０７を上昇させ、バレル１０１の先端（下端）に形成された噴射孔１０８を開放するものである。
【０００５】
バレル１０１は、バレル本体１０９と、バレル本体１０９の下端にロックナット１１９を介して取り付けられたチップ１１０と、バレル本体１０９の上端に螺合されたキャップ１１２とを備える。チップ１１０の下端には燃料の噴射孔１０８が形成されており、キャップ１１２には燃料導入口１１１が形成されている。
【０００６】
バレル本体１０９内にシリンダ１０２が長手方向（上下方向）に摺動可能に保持され、このシリンダ１０２はシリンダ本体１１７とシリンダキャップ１１８とで構成される。
【０００７】
シリンダ１０２内にはピストン１０５が、シリンダ１０２の摺動方向と同方向（上下方向）に摺動可能に収容され、このピストン１０５によりシリンダ１０２内の空間が上室１０３と下室１０４とに二分される。上室１０３及び下室１０４内には非圧縮性の粘性流体が充填される。
【０００８】
ピストン１０５の下端には、シリンダ本体１１７を貫通して下方に延出するニードル弁１０７が一体的に接続される。ピストン１０５の上端には、シリンダキャップ１１８を部分的に貫通するロッド１２０が形成される。
【０００９】
ニードル弁１０７とバレル本体１０９との間にアクチュエータ１０６が設けられ、そのアクチュエータ１０６は、ニードル弁１０７の周部に配置された磁歪素子１１３と、磁歪素子１１３の周部に配置されたコイル１１４とを備える。磁歪素子１１３の下端はシート１１５を介してバレル本体１０９の底壁と当接し、上端はシート１１６を介してシリンダ１０２の下面と当接する。
【００１０】
シリンダ１０２の上方には、シリンダ１０２を下方に付勢してシート１１６及び磁歪素子１１３に押し付ける皿バネ１２１と、押圧部材１２２を介してピストン１０５及びニードル弁１０７を下方に付勢する皿バネ１２３とが設けられる。
【００１１】
キャップ１１２の燃料導入口１１１からバレル本体１０９内に導入された燃料は、各部材間の隙間を通ってチップ１１０のシート部１２５まで流れ込む。
【００１２】
アクチュエータ１０６のコイル１１４に対する通電が行われない場合、皿バネ１２３によりニードル弁１０７が下方に付勢されているため、ニードル弁１０７の下端部がチップ１１０のシート部１２５に所定圧力で押し付けられ噴射孔１０８を閉じる。従って、燃料は噴射孔１０８まで到達せず、燃料噴射は行われない。
【００１３】
一方、端子１２６を介してコイル１１４が通電されると、コイル１１４が磁化し、その磁力（磁場）により磁歪素子１１３が伸長する。このとき、磁歪素子１１３の下端がシート１１５を介してバレル本体１０９の底壁と当接しているため、磁歪素子１１３はシリンダ１０２を皿バネ１２１の付勢力に対抗して上方に押し上げるように伸長する。シリンダ１０２が押し上げられると、下室１０４内の粘性流体を介してピストン１０５及びニードル弁１０７が一体的に持ち上げられる（リフトされる）。これにより、ニードル弁１０７の下端がチップ１１０のシート部１２５から離れて噴射孔１０８が開かれ、燃料噴射が行われる。このような燃料噴射弁は例えば特許文献１にも開示されている。
【００１４】
このような燃料噴射弁１００では、ニードル弁１０７に必要とされる最大リフト量を確保するために、磁歪素子１１３の長さ（上下方向寸法）をある程度長くする必要がある。その結果、磁歪素子１１３の寸法に併せてバレル１０１、ニードル弁１０７等の寸法も長くする必要がある。
【００１５】
上述したように、長尺の部材を備えた機構では、部品間の熱膨張差（熱膨張又は熱収縮により生じる寸法変化の差）が問題となる。特に、燃料噴射弁１００では、ニードル弁１０７のリフト量、即ちアクチュエータ１０６の変位量（磁歪素子１１３の伸長量）等が比較的小さいので、僅かな熱膨張差が作動に影響を与えてしまうおそれがある。
【００１６】
そこで、図３に示した燃料噴射弁１００では、熱膨張差が生じたときに、粘性流体がシリンダ１０２の内面とピストン１０５の外面との間の僅かな隙間（クリアランス）を通って上室１０３と下室１０４との間を移動できるようにしている。
【００１７】
例えば、ニードル弁１０７よりも磁歪素子１１３の方が大きく熱膨張した場合、アクチュエータ１０６の駆動速度（磁場変化による磁歪素子１１３の伸長速度）と比べて非常に遅い速度でシリンダ１０２を上昇させる力が生じるが、このとき、下室１０４内の粘性流体がシリンダ１０２とピストン１０５とのクリアランスを通って上室１０３へ移動する。これにより、シリンダ１０２がピストン１０５に対して上方に相対移動し、熱膨張差が吸収される。この結果、ピストン１０５及びニードル弁１０７の位置は不変となり、作動に影響を与えることはない。
【００１８】
【特許文献１】特表２００３−５１２５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、このように粘性流体をシリンダ１０２とピストン１０５とのクリアランスを通して移動させる従来の燃料噴射弁１００では、各個体間（燃料噴射弁毎）の熱膨張差吸収性能に差が生じるという問題があった。
【００２０】
この理由として、以下の点が挙げられる。
【００２１】
理由１：シリンダ１０２の内面とピストン１０５の外面とのクリアランスを高精度で制御・管理することが難しいため、各個体間でクリアランス差が大きくなってしまう。この対策としては、シリンダ１０２及びピストン１０５の加工精度を高めたり、シリンダ１０２とピストン１０５の寸法を測定してそれらの組み合わせを選定したりすることでクリアランスの均一化を図ることが考えられるが、これらの場合、コスト増加、工数増加等、生産面での悪影響を回避できない。
【００２２】
理由２：シリンダ１０２の内面及びピストン１０５の外面の円筒度（真円度）のずれ、シリンダ１０２とピストン１０５との同心度のずれ（オフセット）、シリンダ１０２の中心軸とピストン１０５の中心軸とのずれ（傾き）等が各個体間で異なるため、結果として各個体間でクリアランス差が生じてしまう。
【００２３】
理由３：シリンダ１０２とピストン１０５との摺動等による経時的な寸法変化が各個体毎に異なるため、使用が進むにつれて各個体間のクリアランス差が大きくなる。
【００２４】
理由４：シリンダ１０２とピストン１０５との摺動により発生する摩耗粉が粘性流体に入り込むことで粘性流体の粘度が変化するが、この粘度変化が個体間で異なるため、使用が進むにつれて熱膨張差の吸収性能に差が生じる。
【００２５】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、個体間における熱膨張差吸収性能の差が小さく、かつ適切な熱膨張差吸収性能を確実に得ることができる熱膨張差吸収機構及びそれを備えた燃料噴射弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記目的を達成するために本発明は、ケーシング内に移動可能に収容されたシリンダと、そのシリンダ内に移動可能に収容され、シリンダ内を二つの室に区画するピストンと、上記二つの室内に充填された粘性流体と、上記シリンダを移動させることで、上記粘性流体を介して上記ピストンを移動させるためのアクチュエータと、上記ピストンに連結された作動部材とを備え、上記ケーシング、アクチュエータ及び作動部材等の間の熱膨張差を吸収するための膨張差吸収機構であって、上記シリンダと上記ピストンとの間をシールするシール部材と、上記ピストンに形成され上記二つの室を互いに連通する連通孔とを備え、上記連通孔のサイズ及び／又は形状が、上記熱膨張差により、上記アクチュエータの駆動速度よりも遅い速度で上記シリンダ又はピストンを移動させる力が生じたときには、上記粘性流体が上記連通孔を通過して上記二つの室間を移動し、それにより上記シリンダと上記ピストンとが相対移動して上記熱膨張差を吸収し、一方、上記アクチュエータにより、上記熱膨張差による力よりも速い速度で上記シリンダを移動させる力が生じたときには、上記粘性流体が上記連通孔を通過できず、上記ピストンが上記シリンダと一体的に移動するようなサイズ及び／又は形状に設定されるものである。
【００２７】
また本発明は、バレル内に移動可能に収容されたシリンダと、そのシリンダ内に移動可能に収容され、シリンダ内を二つの室に区画するピストンと、上記二つの室内に充填された粘性流体と、上記シリンダを移動させるためのアクチュエータと、上記ピストンに連結されたニードル弁とを備え、上記アクチュエータにより上記シリンダを移動させることで、上記粘性流体及び上記ピストンを介して上記ニードル弁を移動させる燃料噴射弁であって、上記シリンダと上記ピストンとの間をシールするシール部材と、上記ピストンに形成され上記二つの室を互いに連通する連通孔とを備え、上記連通孔のサイズ及び／又は形状が、上記バレル、アクチュエータ及びニードル弁等の熱膨張差により、上記アクチュエータの駆動速度よりも遅い速度で上記シリンダ又はピストンを移動させる力が生じたときには、上記粘性流体が上記連通孔内に入り込んで上記二つの室間を移動し、それにより上記シリンダと上記ピストンとが相対移動して上記熱膨張差を吸収し、一方、上記アクチュエータにより、上記熱膨張差による力よりも速い速度で上記シリンダを移動させる力が生じたときには、上記粘性流体が上記連通孔内に入り込めず、上記ピストン及びニードル弁が上記シリンダと一体的に移動するようなサイズ及び／又は形状に設定されるものである。
【００２８】
ここで、上記アクチュエータは磁歪素子又は電歪素子を備えても良い。
【００２９】
また、上記シリンダと上記アクチュエータとを押し付ける第一付勢手段と、上記ニードル弁を閉弁方向に付勢する第二付勢手段とを備えても良い。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、個体間における熱膨張差吸収性能の差が小さく、かつ適切な熱膨張差吸収性能を確実に得ることができるという優れた効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００３２】
本実施形態は、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）、プロパンガス又は水素等の気体燃料をエンジンの燃焼室内に噴射するための燃料噴射弁に本発明の膨張差吸収機構を適用したものである。
【００３３】
図１は本実施形態の膨張差吸収機構を備えた燃料噴射弁の断面図であり、図２は図１の部分拡大図である。
【００３４】
図１に示すように、本実施形態の燃料噴射弁１は、比較的長尺のバレル（ケーシング）２内に移動可能に収容されたシリンダ（チャンバ）３と、そのシリンダ３内に移動可能に収容され、シリンダ３内を上室５と下室６とに区画するピストン７と、上室５及び下室６内に充填された非圧縮性の粘性流体と、シリンダ３を上昇（移動）させるためのアクチュエータ９と、ピストン７に接続されたニードル弁１０とを備え、アクチュエータ９によりシリンダ３を上昇させることで下室６内の粘性流体とピストン７とを介してニードル弁１０を上昇（リフト）させ、バレル２の先端（下端）に形成された噴射孔（オリフィス）１１を開放して燃料を噴射するものである。
【００３５】
バレル２は、バレル本体２ａと、バレル本体２ａの下端にロックナット１２を介して一体的に取り付けられたチップ２ｂと、バレル本体２ａの上端に螺合されたキャップ２ｃとを備える。チップ２ｂの下端には燃料の噴射孔１１が放射状に複数形成され、キャップ２ｃには燃料をバレル本体２ａ内に導入するための燃料導入口１３が形成される。
【００３６】
バレル本体２ａ内にシリンダ３が長手方向（上下方向）に摺動可能に保持される。シリンダ３は有底円筒状のシリンダ本体３ａと、シリンダ本体３ａの上端に螺合されたシリンダキャップ３ｂとで構成される。シリンダ本体３ａとシリンダキャップ３ｂとの間はシール部材１４（ここではＯリング）によりシールされる。
【００３７】
シリンダ３内にはピストン７が、シリンダ３の摺動方向と同方向（上下方向）に摺動可能に収容され、このピストン７によりシリンダ３内の空間が上室５と下室６とに二分される。上室５及び下室６内には非圧縮性の粘性流体（例えばシリコン油等）が充填される。
【００３８】
ニードル弁１０はピストン７の下端に接続され、シリンダ本体３ａの底壁を貫通して下方に延出するロッド１０ａと、ロッド１０ａの下端に一体的に取り付けられたニードル１０ｂとからなる。ピストン７の上端には、シリンダキャップ３ｂを貫通して上方に延出する大径ロッド１５と、大径ロッド１５の上端から上方に延出する小径ロッド１６とが一体的に形成されている。ニードル弁１０のロッド１０ａとシリンダ本体３ａとの間、及び大径ロッド１５とシリンダキャップ３ｂとの間はそれぞれ、シール部材１７，１９（ここではＯリング）によりシールされる。
【００３９】
ニードル弁１０とバレル本体２ａとの間にアクチュエータ９が設けられ、そのアクチュエータ９は、ニードル弁１０のロッド１０ａの周部に配置された磁歪素子２０と、磁歪素子２０の周部に配置されたコイル２１とを備える。磁歪素子２０の下端はシート２２を介してバレル本体２ａの底壁と当接し、上端はシート２３を介してシリンダ３の下面と当接する。
【００４０】
シリンダ３の上面とキャップ２ｃとの間には、シリンダ３を下方に付勢してシート２３及び磁歪素子２０に押し付ける第一付勢部材２５（ここではコイルスプリング）と、大径ロッド１５及びピストン７を介してニードル弁１０を下方（閉弁方向）に付勢する第二付勢部材２６（ここでは、コイルスプリング）が設けられる。これらスプリング２５，２６は、キャップ２ｃにより所定荷重で圧縮された状態で設けられる。
【００４１】
次に、本実施形態の燃料噴射弁１の特徴点を図２を用いて説明する。
【００４２】
図に示すように、本実施形態の燃料噴射弁１は、シリンダ３（シリンダ本体３ａ）の内面とピストン７の外面との間を完全にシールするシール部材２７を備える。つまり、この燃料噴射弁１では、粘性流体がシリンダ３とピストン７とのクリアランスを通って上室５と下室６との間を移動することが完全に禁止される。シール部材２７は、シリンダ３とピストン７との間をシールしつつ、シリンダ３とピストン７との相対移動を許容する部材であればあらゆるタイプのものが使用可能である。例えば、ゴムＯリング、パッキン、メタルシール、あるいはダイアフラム／ベローシール等を用いることができる。
【００４３】
更に燃料噴射弁１は、ピストン７を上下方向に貫通して形成され、上室５と下室６とを連通する連通孔２９を備える。本実施形態では、連通孔２９はピストン７の周方向に１８０°間隔を隔てて二個設けられる。即ち、シリンダ３とピストン７とのクリアランスを完全に閉鎖（シール）する代わりに、ピストン７内に粘性流体の移動通路（連通孔２９）を別途形成している。
【００４４】
連通孔２９のサイズ及び／又は形状は、バレル２、アクチュエータ９（特に磁歪素子２０）、及びニードル弁１０等の部材間における温度差又は熱膨張係数差（材質違い）により生じる熱膨張差（熱膨張や熱収縮により生じる寸法変化の差）により、アクチュエータ９の駆動速度（磁場変化による磁歪素子２０の伸長速度）よりも遅い速度でシリンダ３又はピストン７を移動させる力が生じたときには、粘性流体が連通孔２９を通過して上室５と下室６との間を移動することができ、かつ、アクチュエータ９により、上記熱膨張差による力よりも速い速度でシリンダ３を移動させる力が生じたときには、粘性流体が連通孔２９を通過することができないようなサイズ及び／又は形状に設定される。連通孔２９のサイズ、形状、個数等は、アクチュエータ９の駆動特性（駆動速度等）や粘性流体の特性（粘度等）等に基づいて適宜設定される。
【００４５】
以下、本実施形態の燃料噴射弁１の作用を説明する。
【００４６】
キャップ２ｃの燃料導入口１３からバレル本体２ａ内に導入された燃料は、小径ロッド１６とキャップ２ｃとの隙間、シリンダ３とバレル本体２ａとの隙間、ニードル弁１０と磁歪素子２０との隙間、ニードル弁１０とチップ２ｂとの隙間等を通ってチップ２ｂのシート部３０まで流れ込む。この供給燃料の圧力は例えば１００〜２５０Ｂａｒ程度である。
【００４７】
アクチュエータ９のコイル２１に対する通電が行われない場合、スプリング２６によりニードル弁１０が下方に付勢されているため、ニードル弁１０の下端部がチップ２ｂのシート部３０に所定圧力で押し付けられ噴射孔１１を閉じる。従って、燃料は噴射孔１１まで到達せず、燃料噴射は行われない。
【００４８】
一方、図示しない制御器（ＥＣＵ等）により所望の値に制御された電力が、端子３１を介してコイル２１に供給されると、コイル２１が供給電力に応じた強度の磁場を発生させる。
【００４９】
コイル２１が磁化すると、磁歪素子２０がその磁場強度に応じた長さだけ上下方向に伸長する。このとき、磁歪素子２０は、その下端がシート２２を介してバレル本体２ａの底壁と当接しているため、磁歪素子２０はシリンダ３をスプリング２５の付勢力に対抗して上方に押し上げるように伸長する。磁歪素子２０の伸長速度、即ち、アクチュエータ９によるシリンダ３の駆動速度は比較的迅速（例えば、数μｍ／μｓ程度）である。上述したように、連通孔２９のサイズ及び／又は形状が、アクチュエータ９によりシリンダ３が駆動されたときは粘性流体が連通孔２９内に流れ込むことができないように設定されているため、磁歪素子２０がシリンダ３を上昇させるとき、非圧縮性の粘性流体は固体として作用する。従って、磁歪素子２０によりシリンダ３が押し上げられると、下室６内の粘性流体を介してピストン７及びニードル弁１０が一体的に持ち上げられ（リフトされ）、スプリング２６を撓ませる。これにより、ニードル弁１０の下端がチップ２ｂのシート部３０から離れて噴射孔１１が開かれ、シート部３０まで供給されていた高圧燃料が噴射孔１１から噴霧となって外部（燃焼室内）へ噴射される。
【００５０】
ところで、コイル２１の発熱や、チップ２ｂを介して伝達される燃焼室内の熱等により各部材間に温度差が生じたり、各部材間の熱膨張係数の違い等により、部材間で熱膨張差が生じた場合、アクチュエータ９の駆動速度と比べて非常に緩やかな速度（例えば、数μｍ／ｍｉｎ程度）でシリンダ３又はピストン７をスプリング２５，２６の付勢力に対向して移動させる力が生じる場合がある。
【００５１】
例えば、ニードル弁１０よりも磁歪素子２０の方が大きく熱膨張した場合、シリンダ３を非常に緩やかな速度で上方へと移動させる力が生じる。このとき、下室６内の圧力が高くなると、下室６内の粘性流体が連通孔２９を通って上室５側に移動する。なぜなら、上述したように、連通孔２９のサイズ及び／又は形状が、部材間の熱膨張差による緩やかな駆動力が生じたときには、粘性流体が連通孔２９内に流れ込めるように設定されているからである。この結果、シリンダ３がピストン７に対して上方に相対移動し、この相対移動により熱膨張差が吸収される。従って、ピストン７及びニードル弁１０の位置は不変となり、誤噴射が実行されるなど、作動に悪影響を与えることはない。なお、シリンダ３とピストン７との間はシール部材２７によりシールされているため、粘性流体がこれらの間を通って移動することはない。
【００５２】
一方、上記とは逆に、ニードル弁１０が磁歪素子２０よりも大きく熱膨張した場合、ピストン７を非常に緩やかな速度で上昇させる力が発生する。すると、上室５内の粘性流体が連通孔２９を通って下室６側に移動する。これにより、ピストン７がシリンダ３に対して上方に相対移動し、熱膨張差を吸収できる。
【００５３】
このように、本実施形態の燃料噴射弁１では、部材間の熱膨張差が生じたときに、ピストン７に形成した連通孔２９を通して粘性流体を移動させるようにしているため、粘性流体の通路面積（連通孔２９の断面積）を比較的容易かつ高精度で制御・管理することができる。従って、各個体間（燃料噴射弁毎）における熱膨張差吸収性能の差を小さくでき、かつ適切な熱膨張差吸収性能を確実に得ることができる。
【００５４】
各個体間における熱膨張差吸収性能の差が小さくなる理由を具体的な数値を用いて説明する。
【００５５】
まず、図３に示したような従来の燃料噴射弁１００において、例えば、シリンダ１０２の内径及びピストン１０５の外径のノミナル（基準）径をφ１６ｍｍとし、シリンダ１０２の加工精度をφ１６ｍｍ＋１０〜２０μｍ（１６．０１５ｍｍ±５μｍ）、ピストン１０５の加工精度をφ１６ｍｍ−０〜−５μｍ（１５．９９７５ｍｍ±２．５μｍ）とすると、径方向における両者のクリアランスは１７．５μｍ±７．５μｍ（１０〜２５μｍ）となる。ここで、クリアランスの総面積を算出し、これを一つの穴の面積として換算した場合、その穴の直径は最小クリアランス（１０μｍ）のときでφ０．５６６ｍｍ、最大クリアランス（２５μｍ）のときでφ０．８９５ｍｍとなる。つまり、本実施形態の燃料噴射弁１の連通孔２９に置き換えた場合、直径で約０．２５ｍｍもの製造誤差が出てしまうことになる。勿論、シリンダ１０２及びピストン１０５の加工精度を高めれば誤差は小さくなるが、製造コストが大幅に上昇してしまうし、精度の限界もある。
【００５６】
一方、本実施形態の燃料噴射弁１において、連通孔２９のノミナル径を０．５ｍｍとした場合、一般的な加工装置を用いて、例えば、０．５ｍｍ±０．０５ｍｍ程度の精度で加工することは比較的容易である。実際に、ディーゼルエンジンの燃料噴射弁の噴射孔等は更に高い精度で加工が行われている。この場合、連通孔２９の製造誤差は０．１０ｍｍであり、従来の燃料噴射弁１００の半分以下である。このように、本実施形態の燃料噴射弁１では粘性流体の通路面積の誤差を、従来の燃料噴射弁１００と比べて非常に小さくできる。この理由は、従来の燃料噴射弁１００がシリンダ１０２とピストン１０５との二つの部材の寸法管理が必要であるのに対して、本実施形態の燃料噴射弁１では連通穴２９の寸法のみを管理すれば良いからである。この結果、各個体間における熱膨張差吸収性能の差が小さくなる。
【００５７】
なお、参考として、上述した連通孔２９の誤差（０．５ｍｍ±０．０５ｍｍ）を、従来の燃料噴射弁１００のクリアランス誤差に換算すると、シリンダ１０２及びピストン１０５のノミナル径をφ１６ｍｍとした場合、４μｍ（±２μｍ）程度となり、この点からも各個体間での差が小さくなることが分かる。
【００５８】
また、本実施形態の燃料噴射弁１では、連通孔２９の断面積（粘性流体の通路面積）を高い精度で加工することができるため、アクチュエータ９及び粘性流体の特性に適合した通路面積を確実に得ることができる。従って、熱膨張差吸収性能を確実かつ効果的に得ることができる。他方、図３に示したような従来の燃料噴射弁１００では、クリアランスの製造誤差が大きいため、クリアランスとアクチュエータ１０６及び粘性流体の特性とにミスマッチが生じ、充分な熱膨張差吸収性能を得られなくなる可能性がある。
【００５９】
更に、本実施形態の燃料噴射弁１では、シリンダ３とピストン７とのクリアランスをシール部材２７によりシールするため、シリンダ３及びピストン７の加工精度を下げて製造コストを低減することができる。
【００６０】
また、シリンダ３とピストン７とのクリアランスを粘性流体の移動通路として使用していないので、シリンダ３及びピストン７の円筒度（真円度）のずれ、シリンダ３とピストン７との同心度のずれ（オフセット）、シリンダ３の中心軸とピストン７の中心軸とのずれ（傾き）等が熱膨張差吸収性能に影響を与えることはない。この点からみても、各個体間における熱膨張差吸収性能の差が小さくなることが分かる。
【００６１】
また、シリンダ３とピストン７とのクリアランスを粘性流体の移動通路として使用していないので、シリンダ３とピストン７との摺動等による経時的な寸法変化が熱膨張差吸収性能に影響を与えることはない。この点からみても、各個体間における熱膨張差吸収性能の差が小さくなることが分かる。
【００６２】
また、シリンダ３とピストン７との摺動がシール部材２７を介して行われるため、摩耗粉が発生しない。従って、摩耗粉の混入による粘性流体の粘度変化に伴う熱膨張差吸収性能の差が生じることもない。
【００６３】
更に、シリンダ３とピストン７との摺動がシール部材２７を介して行われるため、摩耗粉や固着等による作動不良の発生も回避できる。
【００６４】
また、従来の燃料噴射弁１００では、ピストン１０５の外面が、摺動部としての機能と、粘性流体の移動通路を形成する機能とを果たす必要があるため、ピストン１０５の長さ（上下方向寸法）をある程度長くする必要があるが、本実施形態の燃料噴射弁１ではピストン７の外面は摺動部としての機能のみを果たせばよいので、その長さを従来と比べて短くできる。従って、燃料噴射弁１の小型化、軽量化が図れる。
【００６５】
また、本実施形態の燃料噴射弁１では、スプリング２５によりシリンダ３をシート２３を介して磁歪素子２０に押し付けているので、シリンダ３と磁歪素子２０とを常に適切な位置関係に維持できる。例えば、経時的な寸法変化（へたり等）により磁歪素子２０の長さが短くなったような場合であっても、スプリング２５に付勢力によりシリンダ３が追従・移動して寸法変化を吸収することができる。
【００６６】
本発明は上記実施形態に限定はされない。
【００６７】
例えば、連通孔２９の数は二つに限定されず、一つ又は三つ以上としても良い。
【００６８】
また、アクチュエータ９は磁歪素子２０を用いたものに限定されず、供給電力に応じて伸長する電歪素子等を用いてものを用いても良い。
【００６９】
また、各シール部材１４，１７，１９，２７はＯリングに限定されず、他のシール部材を用いても良い。
【００７０】
また、第一付勢手段２５及び第二付勢手段２６はコイルスプリングに限定されず、皿バネ等、他の付勢手段を用いても良い。
【００７１】
また、上記実施形態では気体燃料用の燃料噴射弁に適用した例を示したが、本発明は、軽油、ガソリン用の燃料噴射弁等にも勿論適用可能である。
【００７２】
更に、上述した膨張差吸収機構は燃料噴射弁以外の機構の熱膨張差を吸収するために用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の一実施形態に係る膨張差吸収機構を備えた燃料噴射弁の断面図である。
【図２】図１の部分拡大断面図である。
【図３】従来の燃料噴射弁の断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  燃料噴射弁
２  バレル（ケーシング）
３  シリンダ
５  上室
６  下室
７  ピストン
９  アクチュエータ
１０  ニードル弁
１１  噴射孔
２０  磁歪素子
２１  コイル
２５  第一付勢手段（スプリング）
２６  第二付勢手段（スプリング）
【図１】
2005307936.tif 000003
【図２】
2005307936.tif 000004
【図３】
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