(57)【要約】【課題】  製品バラツキが少なく、熱膨張による問題を解決し、計量精度・信頼性の高い燃料噴射弁を提供することにある。【解決手段】  磁歪素子７は、素子ホルダーASSY6に挿入保持される。素子ホルダーASSY６の上端のフランジ１３を燃料噴射弁の本体ケース１に位置決めし固定端とし、素子ホルダーASSY６の下端を上下方向に伸縮可能な自由端とする。磁歪素子７が伸びると、プランジャ１３を燃焼室側と逆方向の噴射弁内部の上方向に引上げ、燃焼室側に配置されたノズルシート３とプランジャ１３の先端との隙間から燃料を噴射する内開き仕様である。【選択図】  図1
2005113699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁歪素子を用い、プランジャを燃焼室側と逆方向の噴射弁内部の上方向に引上げ、燃焼室側に配置されたノズルシートと前記プランジャの先端との隙間から燃料を噴射する内開き仕様の燃料噴射弁において、
前記磁歪素子を挿入保持する素子ホルダーを備え、
前記素子ホルダーの上端を燃料噴射弁の本体ケースに位置決めし固定端とし、前記素子ホルダーの下端を上下方向に伸縮可能な自由端としたことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
請求項１記載の燃料噴射弁において、
前記磁歪素子は、環状であることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項３】
請求項１記載の燃料噴射弁において、
前記磁歪素子の線膨張係数と、前記素子ホルダの線膨張係数とを同等にしたことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項４】
請求項１記載の燃料噴射弁において、
前記磁歪素子の上端面に接触して配置された素子受け部材を備え、
前記素子受け部材と接触する前記プランジャのフランジと、前記素子受け部材との間に間隙を設けたことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項５】
請求項４記載の燃料噴射弁において、
前記間隙を、噴射弁の各構成部品の組付け時の合算された寸法公差より求まる最小クリアンス以上に設定したことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項６】
請求項４記載の燃料噴射弁において、
前記素子受け部材の上側に配置され、前記磁歪素子に予荷重を加える第１の弾性体と、
前記プランジャのフランジの上側に配置され、前記プランジャに荷重を加えて、前記プランジャの先端を前記ノズルシートに押しつけるシート力を発生する第２の弾性体を備えたことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項７】
請求項６記載の燃料噴射弁において、
前記素子ホルダと前記素子受け部材の隙間に配置され、前記磁歪素子の内周側と外周側のそれぞれに配置される第３，第４の弾性体を備えたとを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項８】
請求項４記載の燃料噴射弁において、
前記プランジャのロッドを噴射弁の軸中央に、前記素子受け部材の中央部を貫通してプランジャロッドを配置し、
前記磁歪素子に加える予荷重の分布を、円周方向に分布を持たない軸対称とし、前記磁歪素子が変位しプランジャロッドーを駆動する力を軸対称分布とすることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項９】
請求項４記載の燃料噴射弁において、
前記素子受け部材は、磁性材料からなり、磁路の一部を形成することを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項１０】
磁歪素子を用い、プランジャを燃焼室側と逆方向の噴射弁内部の上方向に引上げ、燃焼室側に配置されたノズルシートと前記プランジャの先端との隙間から燃料を噴射する内開き仕様の燃料噴射弁において、
前記磁歪素子を挿入保持する素子ホルダーを備え、
前記素子ホルダーの上端を燃料噴射弁の本体ケースに位置決めし固定端とし、前記素子ホルダーの下端を上下方向に伸縮可能な自由端とするとともに、
前記磁歪素子を、環状としたことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項１１】
磁歪素子を用い、プランジャを燃焼室側と逆方向の噴射弁内部の上方向に引上げ、燃焼室側に配置されたノズルシートと前記プランジャの先端との隙間から燃料を噴射する内開き仕様の燃料噴射弁において、
前記磁歪素子を挿入保持する素子ホルダーを備え、
前記素子ホルダーの上端を燃料噴射弁の本体ケースに位置決めし固定端とし、前記素子ホルダーの下端を上下方向に伸縮可能な自由端とし、
前記磁歪素子を環状とするとともに、
前記磁歪素子の線膨張係数と、前記素子ホルダの線膨張係数とを同等にしたことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項１２】
磁歪素子を用い、プランジャを燃焼室側と逆方向の噴射弁内部の上方向に引上げ、燃焼室側に配置されたノズルシートと前記プランジャの先端との隙間から燃料を噴射する内開き仕様の燃料噴射弁において、
前記磁歪素子を挿入保持する素子ホルダーと、
前記磁歪素子の上端面に接触して配置された素子受け部材を備え、
前記素子ホルダーの上端を燃料噴射弁の本体ケースに位置決めし固定端とし、前記素子ホルダーの下端を上下方向に伸縮可能な自由端とし、
前記磁歪素子を環状とするとともに、
前記素子受け部材と接触する前記プランジャのフランジと、前記素子受け部材との間に間隙を設けたことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項１３】
磁歪素子を用い、プランジャを燃焼室側と逆方向の噴射弁内部の上方向に引上げ、燃焼室側に配置されたノズルシートと前記プランジャの先端との隙間から燃料を噴射する内開き仕様の燃料噴射弁において、
コイルに通電することにより発生する磁界により、前記磁歪素子が伸びるとともに、磁歪素子がある長さ以上に伸びると前記プランジャの上方向への引き上げを開始する磁歪素子によるプランジャ駆動機構を備えたことを特徴とする燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射弁に係り、特に、磁歪素子を利用した内開き方式で、内燃機関に用いるに好適な燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用内燃機関では、噴射された燃料と空気の高度な混合気形成技術と高精度な燃料噴射技術などが必要となる。燃料噴射率の精密な制御を行うためには、燃料噴射弁においては高応答性が要求されている。これを実現する方法として、噴射弁の駆動系には、従来のソレノイド電磁駆動方式に対して、磁歪素子を用いたものなどが開発されている。磁歪素子を用いた燃料噴射弁には、外開き式と、内開き式が知られている。外開き式燃料噴射弁は、弁体（プランジャ）が燃焼室方向に動く構造を有している。しかしながら、外開き方式の燃料噴射弁は、プランジャが燃焼室内に位置するため、燃料噴射弁の先端付近にデポジットが堆積し易く、このデポジットにより噴霧形状が経時変化したり、また燃料の微粒化が得難いなどの問題がある。一方、内開き式燃料噴射弁は、例えば、特開平９−３１０６５４号公報に記載されているように、プランジャを引き上げて燃料を噴射する構造を有しており、デポジットの堆積の問題が生じにくいものである。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３１０６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特開平９−３１０６５４号公報に記載のような、磁歪素子を用いた内開き式の燃料噴射弁においては、次のような問題があった。すなわち、磁歪素子は、加工時の寸法精度が出し難い材料のため、寸法のバラツキが大きいという問題である。特開平９−３１０６５４号公報では、スライダーとプランジャロッド間に間隙を設け、この間隙により加工精度のバラツキを吸収する構成としているが、素子の一端は素子ホルダーを介して本体ケースに固定されているため、素子の加工寸法バラツキが、そのまま前記間隙の寸法に影響を及ぼし、素子と素子ホルダー部のみで寸法バラツキの調整ができないという問題があった。
【０００５】
また、磁歪素子の熱膨張係数が比較的大きく、例えば、１２ｐｐｍ／℃程度ある。自動車用内燃機関などでは、雰囲気温度は−３０℃程度から１２０℃程度と極めて大きく変化するため、例えば雰囲気温度が１００℃変わると素子の伸び量変化は１２０μ程度にも達する。この伸び量変化は噴射弁の要求ストローク（通常は数十μのオーダー）以上となるため、素子の熱膨張により燃料噴射量の精密制御ができなくなるばかりか、場合によっては噴射弁の機能を失うという問題もあった。
【０００６】
本発明の目的は、製品バラツキが少なく、熱膨張による問題を解決し、計量精度・信頼性の高い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】
【０００７】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、磁歪素子を用い、プランジャを燃焼室側と逆方向の噴射弁内部の上方向に引上げ、燃焼室側に配置されたノズルシートと前記プランジャの先端との隙間から燃料を噴射する内開き仕様の燃料噴射弁において、前記磁歪素子を挿入保持する素子ホルダーを備え、前記素子ホルダーの上端を燃料噴射弁の本体ケースに位置決めし固定端とし、前記素子ホルダーの下端を上下方向に伸縮可能な自由端としたものである。  
かかる構成により、製品バラツキが少なく、熱膨張による問題を解決し、計量精度・信頼性を向上し得るものとなる。
【０００８】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記磁歪素子を、環状としたものである。
【０００９】
（３）上記（１）において、好ましくは、前記磁歪素子の線膨張係数と、前記素子ホルダの線膨張係数とを同等にしたものである。
【００１０】
（４）上記（１）において、好ましくは、前記磁歪素子の上端面に接触して配置された素子受け部材を備え、前記素子受け部材と接触する前記プランジャのフランジと、前記素子受け部材との間に間隙を設けるようにしたものである。
【００１１】
（５）上記（４）において、好ましくは、前記間隙を、噴射弁の各構成部品の組付け時の合算された寸法公差より求まる最小クリアンス以上に設定したものである。
【００１２】
（６）上記（４）において、好ましくは、前記素子受け部材の上側に配置され、前記磁歪素子に予荷重を加える第１の弾性体と、前記プランジャのフランジの上側に配置され、前記プランジャに荷重を加えて、前記プランジャの先端を前記ノズルシートに押しつけるシート力を発生する第２の弾性体を備えるようにしたものである。
【００１３】
（７）上記（６）において、好ましくは、前記素子ホルダと前記素子受け部材の隙間に配置され、前記磁歪素子の内周側と外周側のそれぞれに配置される第３，第４の弾性体を備えるようにしたものである。
【００１４】
（８）上記（４）において、好ましくは、前記プランジャのロッドを噴射弁の軸中央に、前記素子受け部材の中央部を貫通してプランジャロッドを配置し、前記磁歪素子に加える予荷重の分布を、円周方向に分布を持たない軸対称とし、前記磁歪素子が変位しプランジャロッドーを駆動する力を軸対称分布としたものである。
【００１５】
（９）上記（４）において、好ましくは、前記素子受け部材は、磁性材料からなり、磁路の一部を形成するようにしたものである。
【００１６】
（１０）また、上記目的を達成するために、本発明は、磁歪素子を用い、プランジャを燃焼室側と逆方向の噴射弁内部の上方向に引上げ、燃焼室側に配置されたノズルシートと前記プランジャの先端との隙間から燃料を噴射する内開き仕様の燃料噴射弁において、前記磁歪素子を挿入保持する素子ホルダーを備え、前記素子ホルダーの上端を燃料噴射弁の本体ケースに位置決めし固定端とし、前記素子ホルダーの下端を上下方向に伸縮可能な自由端とするとともに、前記磁歪素子を、環状としたものである。  
かかる構成により、製品バラツキが少なく、熱膨張による問題を解決し、計量精度・信頼性を向上し得るものとなる。
【００１７】
（１１）また、上記目的を達成するために、本発明は、磁歪素子を用い、プランジャを燃焼室側と逆方向の噴射弁内部の上方向に引上げ、燃焼室側に配置されたノズルシートと前記プランジャの先端との隙間から燃料を噴射する内開き仕様の燃料噴射弁において、前記磁歪素子を挿入保持する素子ホルダーを備え、前記素子ホルダーの上端を燃料噴射弁の本体ケースに位置決めし固定端とし、前記素子ホルダーの下端を上下方向に伸縮可能な自由端とし、前記磁歪素子を環状とするとともに、前記磁歪素子の線膨張係数と、前記素子ホルダの線膨張係数とを同等にしたものである。  
かかる構成により、製品バラツキが少なく、熱膨張による問題を解決し、計量精度・信頼性を向上し得るものとなる。
【００１８】
（１２）また、上記目的を達成するために、本発明は、磁歪素子を用い、プランジャを燃焼室側と逆方向の噴射弁内部の上方向に引上げ、燃焼室側に配置されたノズルシートと前記プランジャの先端との隙間から燃料を噴射する内開き仕様の燃料噴射弁において、前記磁歪素子を挿入保持する素子ホルダーと、前記磁歪素子の上端面に接触して配置された素子受け部材を備え、前記素子ホルダーの上端を燃料噴射弁の本体ケースに位置決めし固定端とし、前記素子ホルダーの下端を上下方向に伸縮可能な自由端とし、前記磁歪素子を環状とするとともに、前記素子受け部材と接触する前記プランジャのフランジと、前記素子受け部材との間に間隙を設けるようにしたものである。  
かかる構成により、製品バラツキが少なく、熱膨張による問題を解決し、計量精度・信頼性を向上し得るものとなる。
【００１９】
（１３）また、上記目的を達成するために、本発明は、磁歪素子を用い、プランジャを燃焼室側と逆方向の噴射弁内部の上方向に引上げ、燃焼室側に配置されたノズルシートと前記プランジャの先端との隙間から燃料を噴射する内開き仕様の燃料噴射弁において、コイルに通電することにより発生する磁界により、前記磁歪素子が伸びるとともに、磁歪素子がある長さ以上に伸びると前記プランジャの上方向への引き上げを開始する磁歪素子によるプランジャ駆動機構を備えるようにしたものである。  
かかる構成により、製品バラツキが少なく、熱膨張による問題を解決し、計量精度・信頼性を向上し得るものとなる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、製品バラツキが少なく、熱膨張による問題を解決し、計量精度・信頼性の高い燃料噴射弁を提供することにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図１〜図３を用いて、本発明の一実施形態による燃料噴射弁の構成について説明する。  
最初に、図１及び図２を用いて、本実施形態による燃料噴射弁の全体構成について説明する。  
図１は、本発明の一実施形態による燃料噴射弁の全体構成を示す断面図である。図２は、本発明の一実施形態による燃料噴射弁の組付け図である。図１及び図２において、同一符号は、同一部分を示している。
【００２２】
以下、主として、図２を用いて、本実施形態による燃料噴射弁の構成について説明する。ノズルシート３は、ノズルボディ２の先端に、嵌合される。ノズルシート３には、ノズルが形成されているが、その形状は従来と同様である。ノズルシート３とノズルボディ２の間には、スワーラー部材が挿入されている。ノズルシート３と接するプランジャロッド１２の先端の形状も、従来と同様である。
【００２３】
プランジャロッド１２は、ノズルシート部から素子駆動部の上部まで連通する一体型の比較的長いロッドである。プランジャロッド１２の上部には、フランジ１１が設けられ、ロッド１２と一体化されて、プランジャASSY１８を構成する。プランジャロッド１２の上端には、ストッパー４に保持されるプランジャーシート用スプリング９等の弾性体が配置される。スプリング９は、プランジャロッド１２を介して、ノズルシート３に、素子部とは完全独立に常時適切な荷重を作用させることができる。このシート部の荷重とは、ノズルシート部からの燃料漏れ防止に必要なシート力である。
【００２４】
磁歪素子７は円筒形状である。円筒形状の磁歪素子７は、円筒形状の内溝が設けられている素子ホルダーASSY６内に挿入される。素子ホルダーASSY６は、ホルダ外円筒１４と、ホルダ内円筒１５と、ホルダフランジ１３と、ホルダ底板１６とから構成され、一体化されている。ホルダ外円筒１４とホルダ内円筒１５は、同心円上に配置され、両者の間に形成される内溝に磁歪素子７が挿入される。
【００２５】
素子ホルダーASSY６の上部に横方向に突出したホルダフランジ１３は、噴射弁の本体ケース１と勘合し、位置決め・固定される。ここで、固定されたホルダフランジ１３の位置Ｘ１が、固定端となる。
【００２６】
ホルダ内円筒１５は、必ずしも無くても良いが、比較的脆い材料である磁歪素子７を保護するための保護管であり、磁歪素子７がプランジャロッド１２と直接接触し磨耗するのを回避させる役目も担うことができる。また、ホルダ内円筒１５は、プランジャロッド１２が上下に摺動する際のガイド部材として利用してもよいものである。
【００２７】
素子ホルダーASSY６と本体ケース１とは、ホルダフランジ１３の部分のみで固定されており、素子ホルダーASSY６の下端は、隙間が設けられ上下方向に自由に変形できる自由端と成している。また、ホルダ外円筒１４とホルダ内円筒１５は、非磁性材料で構成され、素子ホルダーの底板１６は、磁性材料で構成される。また、ホルダ外円筒１４は、磁歪素子７の熱膨張係数と同等の熱膨張係数を有する材料で構成される。例えば、素子受け部材５及び底板１６は、磁性材料であるSUS420J2を用い、ホルダフランジ１３とホルダ外円筒１４とホルダ内円筒１５は、非磁性材料であるK-M35FLを用いる。また、磁歪素子７の線膨張係数が１２ｐｐｍであるとき、ホルダ外円筒１４の材料としてK-M35FLを用いると、その線膨張係数も１２ｐｐｍであり、磁歪素子７の線膨張係数と同等にすることができる。
【００２８】
また、素子ホルダーの外円筒１４，フランジ１３，底板１６として上述の材料を用いることにより、磁歪素子７の伸びとともに磁歪素子７が発生する伸張力と予荷重に耐えられる引張り強度を有するものとすることができる。また、外円筒１４の断面積は、磁歪素子７が発生する伸張力に耐えられる断面積としている。
【００２９】
素子ホルダーASSY６の内部に挿入された磁歪素子７の上端面には、素子受け部材５が配置される。素子受け部材５の上面には、ガイド１８によって案内される素子予荷重用スプリング１０等の弾性体が配置される。スプリング１０等の弾性体により、磁歪素子７には、素子受け部材５を介して、常時一定の予荷重が与えられる。
【００３０】
また、素子受け部材５の上部と、プランジャロッド１２の上部に設けられたプランジャフランジ１１との間には、上下方向（ストローク方向）に適度な間隙（ギャップ）が設けられている。ギャップについては、図３を用いて詳述する。このギャップにより、ノズルシート力と素子予荷重を独立セットできる。なお、ギャップ長は、各構成部品の加工バラツキ（公差）も考慮して予め定められる。すなわち、各構成部品の最終的な公差から、ギャップ長がゼロ以上確保されていればよいものである。
【００３１】
ここで、図３（Ａ）を用いて、ギャップ長について説明する。素子受け部材５の上部と、プランジャフランジ１１との間に設けられるギャップ長をＧ１とする。図３（Ａ）において、原点Ｏは、例えば、図１のロッド１２の先端がノズルシート３に接触する位置とする。原点Ｏからプランジャフランジ１１の下面までの長さをＬ１とする。そして、この長さＬ１は、公差ΔＬ１を有するものとする。また、原点Ｏからホルダフランジ１３の下面までの長さをＬ２とする。そして、この長さＬ２は、公差ΔＬ２を有するものとする。さらに、ホルダ外円筒１４の長さをＬ３とする。そして、この長さＬ３は、公差ΔＬ３を有するものとする。また、磁歪素子７の長さをＬ４とする。そして、この長さＬ４は、公差ΔＬ４を有するものとする。また、素子受け５の厚さをＬ５とする。そして、この厚さＬ５は、公差ΔＬ５を有するものとする。このとき、ギャップ長Ｇ１は、次の式（１）で表すことができる。  
Ｇ１＝Ｌ１−（Ｌ２−Ｌ３＋Ｌ４＋Ｌ５）  …（１）
式（１）に公差Δを加味すると、以下の式（２）のように置き換えることができる。  
Ｇ１＝(Ｌ１+ΔＬ１)−（(Ｌ２+ΔＬ２)−(Ｌ３+ΔＬ３)＋(Ｌ４+ΔＬ４)＋(Ｌ５+ΔＬ５)）  …（２）
ギャップ長Ｇ１をゼロ以上とするということは、以下の式（３）を満たすようにするということである。
【００３２】
Ｇ１−（(Ｌ１+ΔＬ１)−（(Ｌ２+ΔＬ２)−(Ｌ３+ΔＬ３)＋(Ｌ４+ΔＬ４)＋(Ｌ５+ΔＬ５)））＞０  …（３）
すなわち、本実施形態においては、磁歪素子７とプランジャロッド１２の間の設ける間隙Ｇ１，すなわち、素子受け部材５の上部とプランジャフランジ１１との間に設けられるギャップ長Ｇ１を、噴射弁の各構成部品の組付け時の合算された寸法公差より求まる最小クリアンス以上に設定するようにする。
【００３３】
更に、プランジャロッド１２と一体化されたプランジャフランジ１１の上面と、ストッパ（プランジャ受け）４との間にも、隙間（ストローク量）が設けられ、この隙間がプランジャの有効ストロークとなる。プランジャのストロークとともにノズルが開弁し始めるが、最終的には本体ケース１に固定されたストッパー４により、最大リフトが規制される構成となっている。なお、ギャップ部およびストローク部には、各々微調整用シムなどを設けても構わないものである。なお、プランジャ１３のストローク調整機構としては、従来同等の構成でもあっても構わないものである。
【００３４】
なお、素子ホルダーASSY６の更に外周側には、コイルボビンASSY８に組み込まれたコイルが配置されている。
【００３５】
また、燃料通路は、前記構成部品の一部に孔又は溝を設けるなどして配置される。またプランジャーロッド１２では、ロッド１２と素子ホルダーASSY６の間にクリアランスを設け、燃料通路としても良いし、ロッド１２を円筒形状として中央部に燃料通路を設けてもよいものである。
【００３６】
次に、図３を用いて、本実施形態による燃料噴射弁の動作について説明する。
図３は、本発明の一実施形態による燃料噴射弁の動作説明図である。なお、図１，図２と同一符号は、同一部分を示している。
【００３７】
図８（Ａ）は、コイル８Ａに通電していない状態である。このとき、素子受け部材５とプランジャフランジ１１との間には、調整用ギャップＧ１が形成されている。また、このとき、プランジャフランジ１１とストッパー４との間には、プランジャリフトのためのギャップ（ストローク長）Ｌ１が形成されている。
【００３８】
コイル８Ａに通電すると、図８（Ｂ）に示すように、その周りに磁界が発生する。この発生した磁界により、磁歪素子７が伸び始め、素子７の伸びとともに素子受け部材５が上方向に移動する。
【００３９】
更に磁界が強まり、図８（Ｃ）に示すように、素子７が伸びると、ギャップＧ１が０となり、素子受け部材５とプランジャロッド１２のフランジ１１が密着し、プランジャロッド１２を押し上げる。最終的には、押し上げられたプランジャロッド１２はストッパー４と接触して止まる。
【００４０】
プランジャロッド１２とストッパ４との間の隙間Ｌ１が、噴射弁の有効リフトとなる。また、素子受け部材５とプランジャロッド１２のフランジ１１との間の間隙Ｇ１は、噴射弁各部の加工公差以内の微小な寸法バラツキや使用環境条件の僅かな変化にも対応して調整可能にするための、最終的な微調整部であり、これにより噴射弁の寸法精度を更に高めることができる。なお、ここでは素子自体の比較的大きな寸法バラツキは素子ホルダーと選択勘合で吸収するようにする。すなわち、例えば、磁歪素子７の長さが規定寸法よりも２０μｍ長いとすると、ホルダ外円筒１４も規定寸法よりも２０μｍ前後長いものを選択し、両者を同じ燃料噴射弁のパーツとして組み付ける。本実施形態では、このような２段階の寸法調整機構となっている。
【００４１】
図８（Ｄ）において、実線Ｙ１が素子受け５のリフト量を示し、破線Ｙ２がプランジャ１２のリフト量を示している。このように、ギャップＧ１の長さとプランジャリフトＬ１を加えたものが、磁歪素子７の全伸びである。ギャップＧ１の長さは、例えば、１０〜２０μｍであり、プランジャリフトＬ１は、例えば、４０μｍである。ギャップＧ１を設けることにより、コイル８Ａに通電されると、磁歪素子７が伸張するが、当初は磁歪素子７が伸張し、さらに、これによって、素子受け５のみが上方に移動，リフトアップする。ギャップＧ１の長さまで磁歪素子７が伸張すると、その時点からプランジャ１２がリフトアップを開始する。
【００４２】
また、使用される温度雰囲気が変わり、熱膨張により素子の長さが変わった場合、素子と同等の熱膨張係数を持っている素子ホルダーASSY６は、磁歪素子７の伸張に完全に追従（比例）して自由端で伸縮するため、素子ホルダーASSY６と本体ケース１の固定端の位置Ｘ１においては、見かけ上、熱膨張が全く無い状態と等価となる。これにより、素子ホルダーASSY６の固定端の位置Ｘ１と、磁歪素子７の上端面の位置との寸法は相対的に常に一定に保たれるため、高精度な寸法設定が可能となり、製品の製造バラツキを抑えることができる。更には、燃料噴射率の超精密制御が可能となる。
【００４３】
なお、熱膨張による寸法変化は、磁歪素子のみでなく、プランジャーロッドおよび本体ケースにおいても同様に起こる現象であるが、プランジャーロッドおよび本体ケースなどは、ともに同等の熱膨張係数を持った金属材料であるため、この熱膨張による寸法変化は自動的にキャンセル可能である。すなわち、素子ホルダー材の適切な選定により、素子と素子ホルダー部で熱膨張差をキャンセルさせ、更に本体ケースとプランジャーロッドで熱膨張差をキャンセルさせる２段階の独立キャンセル機構となる。なお、ここで仮に素子と素子ホルダーの熱膨張係数が完全に一致しない場合は、プランジャーロッドと本体ケースおよびノズルボディなどのギャップ長さに影響を及ぼす構成部品に、各々異なった適切な熱膨張係数の材料を組み合わせることで、最終的に設定しなければならないギャップ長さをある一定値に保つことも可能である。
【００４４】
次に、図４を用いて、本発明の他の実施形態による燃料噴射弁の構成について説明する。  
図４は、本発明の他の実施形態による燃料噴射弁の全体構成を示す断面図である。図４（Ａ）は、その全体図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の部分拡大図である。図１及び図２と同一符号は、同一部分を示している。
【００４５】
本実施形態の基本的な構成は、図１〜図３に示した実施形態と同様である。本実施形態では、図１に示した構成に加えて、素子ホルダASSY６のホルダフランジ１３と素子受け部材５の間隙部に、磁歪素子を囲むように内周側と外周側のそれぞれにOリング又はゴムなどの弾性体１９Ａ，１９Ｂを装着している。
【００４６】
この間隙部は素子の伸縮により間隙長さが変化するため、シール部材を固定するようにホルダ側又は素子受部材側にOリング溝のような固定用溝を設けてもよいものである。また、シール部材の上面又は下面などを接着して貼り付けてもよいものである。
【００４７】
磁歪素子７は、比較的脆い材料であり、大きな荷重下で伸縮を繰り返すと、素子端面の角部が欠け易く（チッピング）、その欠けた小さな破片が燃料中に溶け込み、噴射弁ノズルなどの目詰まりや可動部の磨耗を起こす可能性がある。そのため、素子の外周側および内周側にそれぞれ伸縮可能な弾性体１９Ａ，１９Ｂを装着することにより、チッピング等により素子の一部が欠けた場合でも、その破片が燃料中に流れ出るのを防止できる。
【００４８】
なお、噴射弁内部は、高圧燃料で満たされているが、この弾性体１９Ａ，１９Ｂは、素子のチッピングによる小さな破片の外部への流出防止のためのものであり、高圧燃料をシールする目的ではないため、隙間からの微小な燃料漏れがあっても構わないものである。
【００４９】
また，素子の外周側に設けたシール部材１９Ｂの装着位置を、素子受け部材５の極力外周側（大直径）に配置することにより、比較的大直径の円柱形状の素子受部材５の倒れ・撓みを緩衝させることもできる。また外側シール部材１９Ｂを幅広とすることで、素子受部材の倒れ・撓みを更に解消することも可能である。
【００５０】
なお、以上の説明では、磁歪素子７としては、円筒状のものを用いているが、例えば、半円筒状のものを２つ組み合わせて円筒形状に配列して用いてもよいものである。また、細い円柱状の磁歪素子をプランジャロッド１２の周囲に均等に円勘定に配列してもよいものである。すなわち、磁歪素子としては、伸張力がプランジャロッド１２のフランジ１１に均等に作用する形状である環状のものを用いればよいものである。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態によれば、高精度が要求されるプランジャ部と素子部の寸法を独立に設定でき，かつ各々が互いに干渉しない構成としたため、信頼性が高く、製造バラツキが少なく、かつ高精度な寸法精度が実現できるため、高精度な燃料噴射量制御が可能となる。また、高応答な磁歪素子が、直接プランジャを駆動する構成としたため、従来のソレノイド方式に比べて、開弁・閉弁遅れが大幅に短縮し、極めて高応答かつ高精度な燃料噴射量の制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態による燃料噴射弁の全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による燃料噴射弁の組付け図である。
【図３】本発明の一実施形態による燃料噴射弁の動作説明図である。
【図４】本発明の他の実施形態による燃料噴射弁の全体構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…本体ケース
２…ノズルボディ
３…ノズルシート
４…ストッパー
５…素子受け部材
６…素子ホルダーASSY
７…磁歪素子
８…コイル・ボビンASSY
９…プランジャシート用弾性体
１０…素子予荷重用弾性体
１１…プランジャフランジ
１２…プランジャロッド
１３…ホルダーフランジ
１４…ホルダー外円筒
１５…ホルダー内円筒
１６…ホルダー底板
１７…プランジャASSY
１８…ガイド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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