DE102008002010A1 - Piezoelectric actuator and method of making the same - Google Patents

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Youichi Kariya-shi Kobane
Toyoshi Kariya-shi Tani
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Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen einer piezoelektrischen Betätigungsvorrichtung wird bereitgestellt, gemäß dem: durch eine Seitenwand einer isolierenden Abdeckung zumindest ein Einspritzloch zum Einspritzen eines Formharzes in eine Lücke zwischen der Seitenwand der isolierenden Abdeckung und Seitenflächen eines piezoelektrischen Elements und zumindest ein Absaugloch zum Absaugen des Formharzes aus der Lücke ausgebildet sind, das Formharz in die Lücke gefüllt wird, indem beide Enden der Lücke geschlossen werden und das Formharz veranlasst wird, durch die Lücke für eine vorbestimmte Zeit zu fließen, indem das Formharz sowohl in die Lücke durch das zumindest eine Einspritzloch eingespritzt wird als auch aus der Lücke durch das zumindest eine Absaugloch abgesaugt wird. Mit diesem Verfahren kann das Formharz gleichmäßig auf die Seitenflächen des piezoelektrischen Elements aufgebracht werden, wobei eine hohe Produktivität sichergestellt werden kann.A method of manufacturing a piezoelectric actuator is provided, according to the invention, by at least one injection hole for injecting a molding resin into a gap between the side wall of the insulating cover and side surfaces of a piezoelectric element and at least one suction hole for sucking the molding resin from the side wall of an insulating cover Gaps are formed, the mold resin is filled in the gap by both ends of the gap are closed and the mold resin is caused to flow through the gap for a predetermined time by the mold resin is injected both into the gap through the at least one injection hole also from the gap through which at least one suction hole is sucked. With this method, the molding resin can be uniformly applied to the side surfaces of the piezoelectric element, whereby high productivity can be ensured.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

1. Technisches Gebiet der Erfindung1. Technical field of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine piezoelektrische Betätigungsvorrichtung bzw. einen piezoelektrischen Aktor, die ein geschichtetes piezoelektrisches Element und ein Gehäuse umfasst, das das piezoelektrische Element aufnimmt, sowie ein Verfahren zur Herstellung der piezoelektrischen Betätigungsvorrichtung.The The present invention relates to a piezoelectric actuator or a piezoelectric actuator, which is a layered piezoelectric Element and a housing comprising the piezoelectric Element receives, as well as a method for producing the piezoelectric Actuator.

2. Beschreibung des verwandten Standes der Technik2. Description of the related State of the art

Herkömmlicherweise umfasst eine piezoelektrische Betätigungsvorrichtung für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine ein geschichtetes piezoelektrisches Element, das eine Betätigungsbewegung erzeugt, wenn es mit Energie versorgt wird, und ein Metallgehäuse, das das piezoelektrische Element aufnimmt. Die piezoelektrische Betätigungsvorrichtung ist ebenso konfiguriert, die durch das piezoelektrische Element erzeugte Betätigungsbewegung zu anderen Bauelementen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu übertragen, die außerhalb der piezoelektrischen Betätigungsvorrichtung liegen.traditionally, comprises a piezoelectric actuator for a fuel injection device of an internal combustion engine layered piezoelectric element, which is an actuating movement generated when energized and a metal housing, which receives the piezoelectric element. The piezoelectric actuator is also configured by the piezoelectric element generated actuation movement to other components of the fuel injection device to transfer the outside of the piezoelectric Actuator lie.

Ferner ist zur elektrischen Isolierung des piezoelektrischen Elements von dem Metallgehäuse im Allgemeinen ein isolierendes Element zwischen das piezoelektrische Element und das Metallgehäuse zwischengebracht (wie es beispielsweise in dem US-Patent Nr. 6,563,687 B2 offenbart ist).Further, in order to electrically insulate the piezoelectric element from the metal case, an insulating member is generally interposed between the piezoelectric element and the metal case (as shown in FIG U.S. Patent No. 6,563,687 B2 is disclosed).

Ferner ist ebenso eine Isolationsstruktur für eine derartige piezoelektrische Betätigungsvorrichtung bekannt, wobei das piezoelektrische Element ein isolierendes Harz aufweist, das auf einer zugehörigen äußeren Oberfläche aufgebracht ist, und in einer rohrförmigen isolierenden Hülse platziert ist. Diese Isolationsstruktur kann durch ein herkömmliches Verfahren erreicht werden, das Schritte zum Aufbringen des isolierenden Harzes auf der äußeren Oberfläche des piezoelektrischen Elements und zum Platzieren des piezoelektrischen Elements in der Hülse umfasst.Further is also an insulation structure for such a piezoelectric Actuator known, the piezoelectric Element has an insulating resin on an associated outer Surface is applied, and in a tubular insulating sleeve is placed. This isolation structure can be achieved by a conventional method the steps of applying the insulating resin on the outside Surface of the piezoelectric element and for placing of the piezoelectric element in the sleeve.

Mit dem herkömmlichen Verfahren kann jedoch während des Platzierens des piezoelektrischen Elements in die Hülse das auf der äußeren Oberfläche des piezoelektrischen Elements aufgebrachte isolierende Harz in Kontakt mit der Hülse kommen, wodurch es von der äußeren Oberfläche abgelöst wird. Außerdem kann, wenn eine übermäßige Menge des isolierenden Harzes auf die äußere Oberfläche des piezoelektrischen Elements aufgebracht wird, der Extraanteil des isolierenden Harzes aus der Hülse herausgequetscht werden und muss somit entfernt werden.With however, during the conventional process placing the piezoelectric element in the sleeve that on the outer surface of the piezoelectric Elements applied insulating resin in contact with the sleeve come, thereby removing it from the outer surface is replaced. In addition, if excessive Amount of the insulating resin on the outer surface of the piezoelectric element is applied, the extra portion of the insulating resin are squeezed out of the sleeve and must therefore be removed.

Dementsprechend ist es mit dem herkömmlichen Verfahren schwierig, eine gleichmäßige Verteilung des isolierenden Harzes auf der äußeren Oberfläche des piezoelektrischen Elements sicherzustellen. Es ist ebenso schwierig, eine hohe Produktivität der piezoelektrischen Betätigungsvorrichtung sicherzustellen.Accordingly It is difficult with the conventional method, a uniform distribution of the insulating resin on the outer surface of the piezoelectric Ensure elements. It is just as difficult to achieve high productivity to ensure piezoelectric actuator.

KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer piezoelektrischen Betätigungsvorrichtung sowie eine entsprechende piezoelektrische Betätigungsvorrichtung bereitzustellen.Consequently It is an object of the present invention to provide an improved A method of manufacturing a piezoelectric actuator as well a corresponding piezoelectric actuator provide.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und eine piezoelektrische Betätigungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.These Task is by a method according to claim 1 and a piezoelectric actuator according to claim 10 solved. Advantageous developments are in the respective specified dependent claims.

Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer piezoelektrischen Betätigungsvorrichtung bereitgestellt, das Schritte umfasst zum: (a) Vorbereiten eines beschichteten piezoelektrischen Elements zur Erzeugung einer Betätigungsbewegung, eines rohrförmigen Gehäuses mit einem offenen Ende und einem geschlossenen Ende zur Unterbringung des piezoelektrischen Elements, einer rohrförmigen isolierenden Abdeckung mit einer Seitenwand zum elektrischen Isolieren des piezoelektrischen Elements von dem Gehäuse, und eines Deckels zum Schließen des offenen Endes des Gehäuses, wobei das piezoelektrische Element eine erste und eine zweite Endseite, die in einer Schichtungsrichtung des Elements zueinander entgegengesetzt sind, und eine Vielzahl von Seitenflächen aufweist, wobei das Gehäuse einen flexiblen Abschnitt für ein Ausdehnen und Zusammenziehen entsprechend der durch das piezoelektrische Element erzeugten Betätigungsbewegung umfasst, wobei der Deckel ein Paar Elektroden aufweist, die darin zur Zufuhr elektrischer Energie zu dem piezoelektrischen Element angeordnet sind, (b) Anordnen der isolierenden Abdeckung, um das piezoelektrische Element derart abzudecken, dass die Seitenwand der isolierenden Abdeckung die Seitenflächen des piezoelektrischen Elements mit einer Lücke zwischen der Seitenwand und den Seitenflächen umgibt, (c) Füllen der Lücke zwischen den Seitenflächen des piezoelektrischen Elements und der Seitenwand der isolierenden Abdeckung mit einem isolierenden Formharz, (d) Platzieren des piezoelektrischen Elements zusammen mit der isolierenden Abdeckung und dem Formharz in dem Gehäuse, so dass die zweite Endfläche des piezoelektrischen Elements näher an dem offenen Ende des Gehäuses liegt als die erste Endfläche, und (e) Verbinden des Deckels mit dem Gehäuse zum Schließen des offenen Endes des Gehäuses, wobei durch die Seitenwand der isolierenden Abdeckung zumindest ein Einspritzloch zum Einspritzen des Formharzes in die Lücke zwischen der Seitenwand der isolierenden Abdeckung und den Seitenflächen des piezoelektrischen Elements und zumindest ein Absaugloch zum Absaugen des Formharzes aus der Lücke ausgebildet sind, und wobei der Schritt (c) umfasst: Schließen beider Enden der Lücke zwischen der Seitenwand der isolierenden Abdeckung und den Seitenflächen des piezoelektrischen Elements, und Veranlassen des Formharzes, durch die Lücke für eine vorbestimmte Zeit zu fließen, indem sowohl das Formharz in die Lücke durch das zumindest eine Einspritzloch eingespritzt wird als auch das Formharz aus der Lücke durch das zumindest eine Absaugloch abgesaugt wird, wodurch das Formharz auf den Seitenflächen des piezoelektrischen Elements aufgebracht wird und die Lücke mit dem Formharz gefüllt wird.According to one aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a piezoelectric actuator, comprising the steps of: (a) preparing a coated piezoelectric element to generate an actuation motion, a tubular housing having an open end, and a closed end for housing the piezoelectric element a tubular insulating cover having a sidewall for electrically insulating the piezoelectric element from the housing, and a lid for closing the open end of the housing, the piezoelectric element having first and second end faces opposite to each other in a laminating direction of the element, and a plurality of side surfaces, the housing comprising a flexible portion for expansion and contraction in accordance with the actuation movement generated by the piezoelectric element, wherein the lid has a pair of electrodes disposed therein for supplying electric power to the piezoelectric element, (b) disposing the insulating cover to cover the piezoelectric element such that the side wall of the insulating cover intersects the side surfaces of the piezoelectric element with a gap between them (c) filling the gap between the side surfaces of the piezoelectric element and the side wall of the insulating cover with an insulating molding resin, (d) placing the piezoelectric element together with the insulating cover and the molding resin in the housing, so that the second end face of the piezoelectric element is closer to the open end of the housing than the first end face, and (e) connecting the cover to the housing to close the open end of the housing, wherein at least one injection hole for injecting through the sidewall of the insulating cover of the molding resin are formed in the gap between the side wall of the insulating cover and the side surfaces of the piezoelectric element and at least one suction hole for sucking the molding resin from the gap, and wherein the step (c) comprises closing both ends of the gap between the side wall of the insulating one Cover and the side surfaces of the piezoelectric element, and causing the molding resin to flow through the gap for a predetermined time by both the molding resin is injected into the gap through the at least one injection hole and the molding resin sucked out of the gap through the at least one suction hole becomes, whereby the molding resin is applied to the side surfaces of the piezoelectric element and the gap is filled with the molding resin.

Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren kann das Formharz den gesamten Raum in der Lücke zwischen der Seitenwand der isolierenden Abdeckung und den Seitenflächen des piezoelektrischen Elements durchdringen, wobei es somit gleichmäßig auf den Seitenflächen des piezoelektrischen Elements ohne Fehler, wie beispielsweise Hohlräume, aufgebracht werden kann. Als Ergebnis kann eine ausreichende Isolierung zwischen dem piezoelektrischen Element und dem Gehäuse durch sowohl das Formharz in der Lücke als auch die isolierende Abdeckung sichergestellt werden.With In the above-described process, the molding resin can cover the whole Space in the gap between the side wall of the insulating Cover and the side surfaces of the piezoelectric element penetrate, thus being evenly on the Side surfaces of the piezoelectric element without errors, such as cavities, can be applied. As a result, sufficient insulation between the piezoelectric Element and the housing through both the molding resin in the Gap as well as the insulating cover ensured become.

Außerdem wird gemäß dem Verfahren die isolierende Abdeckung zuerst angeordnet, um die Seitenflächen des piezoelektrischen Elements abzudecken, wobei das Formharz dann in die zwischen die Seitenwand der isolierenden Abdeckung und die Seitenflächen des piezoelektrischen Elements ausgebildete Lücke gefüllt wird. Folglich gibt es während der Anordnung der isolierenden Abdeckung (d. h. der Schritt (b)) kein Formharz, das sich von den Seitenflächen des piezoelektrischen Elements ablöst, und es gibt ebenso kein Formharz, das aus der isolierenden Abdeckung herausgedrückt wird.Furthermore According to the method, the insulating cover first arranged to the side surfaces of the piezoelectric Cover elements, wherein the molding resin then in between the Side wall of the insulating cover and the side surfaces filled the gap formed of the piezoelectric element becomes. Consequently, during the arrangement of the insulating Cover (i.e., step (b)) does not have a molding resin extending from the Detaching side surfaces of the piezoelectric element, and there is also no molding resin coming out of the insulating cover is pushed out.

Dementsprechend ist es mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren möglich, eine gleichmäßige Verteilung des Formharzes auf den Seitenflächen des piezoelektrischen Elements sicherzustellen und eine hohe Produktivität der piezoelektrischen Betätigungsvorrichtung sicherzustellen.Accordingly is it possible with the method described above, a uniform distribution of the molding resin ensure the side surfaces of the piezoelectric element and high productivity of the piezoelectric actuator sure.

Gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung weist die Seitenwand der isolierenden Abdeckung einen ersten und einen zweiten Endabschnitt auf, die in der longitudinalen Richtung der isolierenden Abdeckung zueinander entgegengesetzt sind. Das zumindest eine Einspritzloch ist in dem ersten Endabschnitt der Seitenwand ausgebildet und das zumindest eine Absaugloch ist in dem zweiten Endabschnitt der Seitenwand ausgebildet.According to preferred Embodiments of the invention comprises the side wall the insulating cover has a first and a second end portion on, in the longitudinal direction of the insulating cover are opposite to each other. The at least one injection hole is formed in the first end portion of the side wall and the at least one suction hole is in the second end portion of the side wall educated.

In dem Schritt (c) ist das zumindest eine Einspritzloch vertikal niedriger als das zumindest eine Absaugloch angeordnet, wobei das Formharz veranlasst wird, gegen die Schwerkraft von dem zumindest einen Einspritzloch zu dem zumindest einen Absaugloch durch die Lücke zu fließen.In In step (c), the at least one injection hole is vertically lower arranged as the at least one suction hole, wherein the molding resin against the force of gravity from the at least one injection hole to flow to the at least one suction hole through the gap.

In der inneren Oberfläche der Seitenwand der isolierenden Abdeckung ist eine spiralförmige Führungsnut ausgebildet, um das Formharz von dem zumindest einen Einspritzloch zu dem zumindest einen Absaugloch zu führen.In the inner surface of the side wall of the insulating Cover is formed a spiral guide groove, around the mold resin from the at least one injection hole to the at least to lead a suction hole.

Der Deckel weist eine Endfläche mit einem größeren Durchmesser als die zweite Endfläche des piezoelektrischen Elements auf. Vor dem Schritt (b) wird die Endfläche des Deckels an der zweiten Endfläche des piezoelektrischen Elements befestigt. In dem Schritt (b) wird die isolierende Abdeckung so angeordnet, dass ein Ende der isolierenden Abdeckung in engem Kontakt mit einem äußeren Abschnitt der Endfläche des Deckels ist, der radial von der zweiten Endfläche des piezoelektrischen Elements herausragt.Of the Lid has an end face with a larger one Diameter than the second end surface of the piezoelectric Elements on. Before the step (b), the end face of the Lid on the second end face of the piezoelectric Elements attached. In the step (b), the insulating cover becomes arranged so that one end of the insulating cover in tight Contact with an outer portion of the endface the lid is radially of the second end face of the protruding piezoelectric element.

Die isolierende Abdeckung umfasst bei dem zugehörigen Ende einen Spitzenabschnitt, dessen Dicke zu dem Ende der isolierenden Abdeckung hin allmählich abnimmt. In dem Schritt (b) wird das Ende der isolierenden Abdeckung an den äußeren Abschnitt der Endfläche des Deckels pressgeschweißt, indem der Spitzenabschnitt verformt wird.The Insulating cover includes at the associated end a tip portion whose thickness is toward the end of the insulating Cover gradually decreases. In step (b) becomes the end of the insulating cover on the outer Section of the end surface of the lid is press-welded by the tip section is deformed.

Das piezoelektrische Element umfasst ein Paar Seitenelektroden, die jeweils auf einem entgegengesetzten Paar der Seitenflächen des piezoelektrischen Elements ausgebildet sind und jeweils mit dem Paar Elektroden zu verbinden sind, die in dem Deckel angeordnet sind. In dem Schritt (b) ist die isolierende Abdeckung so angeordnet, dass jedes des zumindest einen Einspritzloches und des zumindest einen Absaugloches einer der Seitenelektroden des piezoelektrischen Elements gegenüberliegt.The piezoelectric element comprises a pair of side electrodes, the each on an opposite pair of side surfaces are formed of the piezoelectric element and in each case with the Pair of electrodes are to be connected, which are arranged in the lid are. In the step (b), the insulating cover is arranged that each of the at least one injection hole and the at least one Suction hole of one of the side electrodes of the piezoelectric element opposite.

Die isolierende Abdeckung kann aus PPS (Polyphenylsulfid), PET (Polyethylenterephthalat) oder NY66 (Nylon66) hergestellt sein.The Insulating cover can be made of PPS (polyphenylsulfide), PET (polyethylene terephthalate) or NY66 (Nylon66).

Das Formharz kann aus einem Silikonharz, einem Epoxydharz, einem Polyimidharz oder einem Polyurethanharz hergestellt sein.The Mold resin may be made of a silicone resin, an epoxy resin, a polyimide resin or a polyurethane resin.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine piezoelektrische Betätigungsvorrichtung bereitgestellt, die durch das vorstehend beschriebene Verfahren hergestellt ist.According to a further embodiment of the The present invention provides a piezoelectric actuator manufactured by the above-described method.

Wenn sie durch das vorstehend beschriebene Verfahren hergestellt worden ist, weist die piezoelektrische Betätigungsvorrichtung bessere Isolationseigenschaften und eine bessere Zuverlässigkeit auf.If they were prepared by the method described above is the piezoelectric actuator better insulation properties and better reliability on.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die piezoelektrische Betätigungsvorrichtung in einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine eingesetzt.According to one preferred embodiment of the invention is the piezoelectric actuator in a fuel injection device used for an internal combustion engine.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING

Die vorliegende Erfindung wird aus der nachstehend angegebenen ausführlichen Beschreibung und aus der beigefügten Zeichnung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung besser ersichtlich, die jedoch nicht zur Begrenzung der Erfindung auf die spezifischen Ausführungsbeispiele verwendet werden sollen, sondern lediglich zum Zwecke der Beschreibung und des Verständnisses dienen.The The present invention will become apparent from the detailed below Description and from the accompanying drawing more preferred Embodiments of the invention better apparent, the but not to limit the invention to the specific embodiments should be used, but only for the purpose of description and understanding.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine Teilquerschnittsseitenansicht, die den Gesamtaufbau einer piezoelektrischen Betätigungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, 1 12 is a partial cross-sectional side view showing the overall structure of a piezoelectric actuator according to the first embodiment of the invention;

2 eine Querschnittsansicht, die entlang einer Linie A-A in 1 entnommen ist, 2 a cross-sectional view taken along a line AA in 1 taken from

3 eine perspektivische Ansicht, die eine isolierende Abdeckung der piezoelektrischen Betätigungsvorrichtung zeigt, 3 a perspective view showing an insulating cover of the piezoelectric actuator,

4A eine Querschnittsansicht, die einen Spitzenabschnitt der isolierenden Abdeckung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, 4A FIG. 12 is a cross-sectional view showing a tip portion of the insulating cover according to the first embodiment of the invention; FIG.

4B, 4C und 4D Querschnittsansichten, die Änderungen des Spitzenabschnitts der isolierenden Abdeckung zeigen, 4B . 4C and 4D Cross-sectional views showing changes of the tip portion of the insulating cover,

5 eine perspektivische Ansicht, die einen Schichtungsvorgang zum Erhalten eines geschichteten piezoelektrischen Elements der piezoelektrischen Betätigungsvorrichtung veranschaulicht, 5 FIG. 15 is a perspective view illustrating a laminating process for obtaining a laminated piezoelectric element of the piezoelectric actuator; FIG.

6 eine perspektivische Ansicht, die das geschichtete piezoelektrische Element zeigt, 6 a perspective view showing the layered piezoelectric element,

7 eine Seitenansicht, die das geschichtete piezoelektrische Element mit einem daran montierten Deckel zeigt, 7 a side view showing the layered piezoelectric element with a lid mounted thereon,

8 eine schematische Ansicht, die einen Vorgang zum Anordnen der isolierenden Abdeckung zum Abdecken des piezoelektrischen Elements veranschaulicht, 8th a schematic view illustrating a process for arranging the insulating cover for covering the piezoelectric element,

9 eine Teilquerschnittsseitenansicht, die das durch die isolierende Abdeckung abgedeckte piezoelektrische Element zeigt, 9 12 is a partial cross-sectional side view showing the piezoelectric element covered by the insulating cover;

10 eine Teilquerschnittsseitenansicht, die einen Vorgang zum Füllen eines Formharzes in eine zwischen dem piezoelektrischen Element und der isolierenden Abdeckung ausgebildeten Lücke veranschaulicht, 10 12 is a partial cross-sectional side view illustrating a process for filling a molding resin into a gap formed between the piezoelectric element and the insulating cover;

11 eine Querschnittsansicht, die entlang einer Linie B-B in 10 entnommen ist, 11 a cross-sectional view taken along a line BB in 10 taken from

12 eine Teilquerschnittsseitenansicht, die das in der Lücke ausgehärtete Formharz zeigt, 12 a partial cross-sectional side view showing the molded in the gap molding resin,

13 eine schematische Ansicht, die einen Vorgang zum Platzieren der Baugruppe des piezoelektrischen Elements, des Deckels und der isolierenden Abdeckung in einem Metallgehäuse veranschaulicht, 13 12 is a schematic view illustrating a process of placing the assembly of the piezoelectric element, the lid, and the insulating cover in a metal case.

14 eine Querschnittsseitenansicht, die eine isolierende Abdeckung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, 14 FIG. 4 is a cross-sectional side view showing an insulating cover according to a second embodiment of the invention; FIG.

15 eine Querschnittsansicht, die eine Anordnung der isolierenden Abdeckung in Bezug auf das piezoelektrische Element gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, und 15 a cross-sectional view showing an arrangement of the insulating cover with respect to the piezoelectric element according to a third embodiment of the invention, and

16 eine Teilquerschnittsseitenansicht, die den Gesamtaufbau einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung zeigt, die die piezoelektrische Betätigungsvorrichtung gemäß 1 umfasst. 16 a partial cross-sectional side view showing the overall structure of a fuel injection device, the piezoelectric actuator according to 1 includes.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 16 beschrieben.The preferred embodiments of the present invention are described below with reference to FIGS 1 to 16 described.

Es ist anzumerken, dass aus Gründen der Klarheit und des Verständnisses identische Bauelemente mit identischen Funktionen in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der Erfindung so weit wie möglich mit den gleichen Bezugszeichen in jeder der Figuren markiert worden sind.It It should be noted that for reasons of clarity and understanding identical components with identical functions in different Embodiments of the invention as much as possible have been marked with the same reference numerals in each of the figures are.

[Erstes Ausführungsbeispiel][First Embodiment]

In 1 ist der Gesamtaufbau einer piezoelektrischen Betätigungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt.In 1 is the overall structure of a piezoelectric actuator 1 shown according to the first embodiment of the invention.

Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst die piezoelektrische Betätigungsvorrichtung 1 ein geschichtetes piezoelektrisches Element 10, ein Metallgehäuse 20, das das piezoelektrische Element 10 aufnimmt, und einen Deckel 30, der ein offenes Ende 201 des Metallgehäuses 20 schließt und externe Elektroden 31 aufweist, die darin zur Zufuhr elektrischer Energie zu dem piezoelektrischen Element 10 angeordnet sind.As it is in 1 is shown comprises the piezoelectric actuator 1 a layered piezoelectric element 10 , a metal case 20 that is the piezoelectric element 10 picks up, and a lid 30 who has an open end 201 of the metal housing 20 closes and external electrodes 31 therein, for supplying electric power to the piezoelectric element 10 are arranged.

Die piezoelektrische Betätigungsvorrichtung 1 ist konfiguriert, das piezoelektrische Element 10 zu veranlassen, eine Betätigungsbewegung (oder Kraft) zu erzeugen, indem eine Spannung daran angelegt wird, und die Betätigungsbewegung zu externen Gegenständen oder Vorrichtungen zu übertragen, die zu betätigen sind.The piezoelectric actuator 1 is configured, the piezoelectric element 10 causing an actuation motion (or force) to be created by applying a voltage thereto and transmitting the actuation motion to external objects or devices to be actuated.

Das piezoelektrische Element 10 umfasst, wie es in 6 gezeigt ist, ein keramisches Laminat bzw. eine keramische Schichtung 11, die eine Vielzahl piezoelektrischer keramischer Schichten 12 und eine Vielzahl interner Elektrodenschichten 13 umfasst, die abwechselnd mit den piezoelektrischen keramischen Schichten 12 geschichtet sind. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die keramische Schichtung 11 einen Querschnitt in der Form eines Fasses auf. Es ist ersichtlich, dass der Querschnitt ebenso andere Formen aufweisen kann, wie beispielsweise die eines Kreises, eines Quadrates oder eines Achtecks. Die keramische Schichtung 11 weist ein entgegengesetztes Paar Seitenflächen 118 und 119 auf, auf denen jeweils ein Paar Seitenelektroden 14 ausgebildet ist.The piezoelectric element 10 includes, as it is in 6 is shown, a ceramic laminate or a ceramic layering 11 comprising a plurality of piezoelectric ceramic layers 12 and a plurality of internal electrode layers 13 which alternately with the piezoelectric ceramic layers 12 are layered. According to the present embodiment, the ceramic lamination 11 a cross section in the form of a barrel. It will be understood that the cross-section may also have other shapes, such as a circle, a square or an octagon. The ceramic layering 11 has an opposite pair of side surfaces 118 and 119 on top of which each have a pair of side electrodes 14 is trained.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die piezoelektrischen keramischen Schichten 12 jeweils aus Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) hergestellt und die internen Elektrodenschichten 13 sind jeweils aus einer Ag/Pd-Legierung hergestellt.According to the present embodiment, the piezoelectric ceramic layers 12 each made of lead zirconate titanate (PZT) and the internal electrode layers 13 are each made of an Ag / Pd alloy.

Die internen Elektrodenschichten 13 sind in zwei Gruppen klassifiziert. Die erste Gruppe besteht aus solchen internen Elektrodenschichten 13, die lediglich zu der Seitenfläche 118 der keramischen Schichtung 11 freigelegt sind, wohingegen die zweite Gruppe aus denjenigen internen Elektrodenschichten 13 besteht, die lediglich zu der Seitenfläche 119 der keramischen Schichtung 11 freigelegt sind. Die internen Elektrodenschichten 13 der ersten Gruppe sind abwechselnd mit denen der zweiten Gruppe in der Schichtungsrichtung der keramischen Schichtung 11 angeordnet. Ferner sind die internen Elektrodenschichten 13 der ersten Gruppe von denjenigen der zweiten Gruppen elektrisch isoliert.The internal electrode layers 13 are classified in two groups. The first group consists of such internal electrode layers 13 that are just to the side surface 118 the ceramic layering 11 whereas the second group is made up of those internal electrode layers 13 exists only to the side surface 119 the ceramic layering 11 are exposed. The internal electrode layers 13 of the first group are alternating with those of the second group in the lamination direction of the ceramic lamination 11 arranged. Further, the internal electrode layers 13 the first group of those of the second groups electrically isolated.

Dementsprechend ist die Seitenelektrode 14, die auf der Seitenfläche 118 der keramischen Schichtung 11 ausgebildet ist, elektrisch lediglich mit der ersten Gruppe der internen Elektrodenschichten 13 verbunden, wohingegen die Seitenelektrode 14, die auf der Seitenfläche 119 ausgebildet ist, lediglich mit der zweiten Gruppe elektrisch verbunden ist. Ferner ist jede der Seitenelektroden 14, wie es in 7 gezeigt ist, elektrisch mit einer der externen Elektroden 31 verbunden, die sich durch den Deckel 30 erstrecken.Accordingly, the side electrode 14 on the side surface 118 the ceramic layering 11 is formed, electrically only with the first group of internal electrode layers 13 whereas the side electrode 14 on the side surface 119 is formed, is electrically connected only to the second group. Further, each of the side electrodes 14 as it is in 7 is shown electrically connected to one of the external electrodes 31 connected, extending through the lid 30 extend.

Zusätzlich sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Seitenelektroden 14 jeweils aus einem ausgeweiteten Metallnetz gebildet, das in einem elektrisch leitfähigen Haftmittel eingebettet ist. Das Haftmittel ist beispielsweise aus einem Epoxydharz mit einem darin hinzugefügten Ag-Füllmittel hergestellt.In addition, according to the present embodiment, the side electrodes 14 each formed of an expanded metal net, which is embedded in an electrically conductive adhesive. The adhesive is made of, for example, an epoxy resin having an Ag filler added thereto.

Unter Bezugnahme auf 1 ist mit einem unteren Ende 111 der keramischen Schichtung 11 ein aus Aluminiumoxid hergestelltes Übertragungselement 19 verbunden. Das Übertragungselement 19 ist konfiguriert, gegen eine Bodenplatte 22 des Metallgehäuses 20 anzustoßen und die durch das piezoelektrische Element 10 erzeugte Betätigungskraft zu der Bodenplatte 22 zu übertragen. Demgegenüber ist mit einem oberen Ende 112 der keramischen Schichtung 11 ein Blockelement 18 verbunden, das im Wesentlichen zylindrisch ist und aus Aluminiumoxid hergestellt ist. Das Blockelement 18 ist konfiguriert, gegen einen Abschnitt 32 des Deckels 30 anzustoßen, der in dem Metallgehäuse 20 eingefügt ist, und blockiert eine nach oben gerichtete Bewegung des piezoelektrischen Elements 10.With reference to 1 is with a lower end 111 the ceramic layering 11 a transmission element made of alumina 19 connected. The transmission element 19 is configured against a floor plate 22 of the metal housing 20 abut and by the piezoelectric element 10 generated actuating force to the bottom plate 22 transferred to. In contrast, with an upper end 112 the ceramic layering 11 a block element 18 which is substantially cylindrical and made of alumina. The block element 18 is configured against a section 32 of the lid 30 abutting in the metal housing 20 is inserted, and blocks an upward movement of the piezoelectric element 10 ,

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Metallgehäuse 20 die Form eines mit einem Boden versehenen zylindrischen Rohres auf. Genauer gesagt umfasst das Metallgehäuse 20 einen zylindrischen Hohlkörper 23, der das piezoelektrische Element 10 umgibt, sowie die Bodenplatte 22, die zur Übertragung der durch das piezoelektrische Element 10 erzeugten Betätigungsbewegung zu den externen Gegenständen oder Vorrichtungen dient. Der Körper 23 und die Bodenplatte 22 sind beispielsweise durch Laserschweißen miteinander verbunden.According to the present embodiment, the metal housing 20 the shape of a bottomed cylindrical tube. More specifically, the metal housing includes 20 a cylindrical hollow body 23 which is the piezoelectric element 10 surrounds, as well as the bottom plate 22 for transmission through the piezoelectric element 10 generated actuating movement to the external objects or devices. The body 23 and the bottom plate 22 are connected to each other, for example, by laser welding.

Ferner umfasst der Körper 23 bei dem zugehörigen unteren Ende einen flexiblen Abschnitt 21, der sich in der axialen Richtung des Metallgehäuses 20 entsprechend der durch das piezoelektrische Element 10 erzeugten Betätigungsbewegung ausdehnen und zusammenziehen kann. Der flexible Abschnitt 21 ist so positioniert, dass er das Übertragungselement 19 umgibt. Der flexible Abschnitt 21 ist beispielsweise aus einem Balg aus Austenitedelstahl gebildet.Furthermore, the body includes 23 at the associated lower end of a flexible section 21 extending in the axial direction of the metal housing 20 corresponding to that through the piezoelectric element 10 can expand and contract generated actuating movement. The flexible section 21 is positioned so that it is the transmission element 19 surrounds. The flexible section 21 is formed, for example, of a bladder of austenitic stainless steel.

Der Deckel 30 weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf und ist ebenso aus Austenitedelstahl gebildet. Die externen Elektroden 31, die aus einer Fe/Ni-Legierung hergestellt sind, durchdringen den Deckel 30 in der axialen Richtung, um von einer unteren Endfläche 301 des Deckels 30 herauszuragen. Die Lücke, die zwischen dem Deckel 30 und den externen Elektroden 31 gebildet ist, wird bei dem oberen Ende durch eine aus Glas hergestellte hermetische Dichtung 33 abgedichtet.The lid 30 has a substantially cylindrical shape and is also formed of austenitic stainless steel. The external electrodes 31 , from made of a Fe / Ni alloy, penetrate the lid 30 in the axial direction to from a lower end surface 301 of the lid 30 stand out. The gap between the lid 30 and the external electrodes 31 is formed at the upper end by a hermetic seal made of glass 33 sealed.

Der Deckel 30 umfasst, wie es vorstehend beschrieben ist, den Einfügeabschnitt 32, der in den Körper 23 des Metallgehäuses 20 eingeführt wird, um das offene Ende 201 des Metallgehäuses 20 zu schließen. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Einfügeabschnitt 32 des Deckels 30 mit dem Körper 23 des Metallgehäuses 20 durch Laserschweißen verbunden, so dass die Innenseite des Metallgehäuses 20 vollständig von der äußeren Seite isoliert ist.The lid 30 As described above, the insertion portion includes 32 who is in the body 23 of the metal housing 20 is introduced to the open end 201 of the metal housing 20 close. According to the present embodiment, the inserting portion is 32 of the lid 30 with the body 23 of the metal housing 20 connected by laser welding, leaving the inside of the metal housing 20 completely isolated from the outer side.

Die piezoelektrische Betätigungsvorrichtung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst ferner, wie es in den 1 und 2 gezeigt ist, eine hohle, zylindrische und elektrisch isolierende Abdeckung 5, die zwischen das piezoelektrische Element 10 und das Metallgehäuse 20 zwischengebracht ist. Außerdem ist zwischen dem piezoelektrischen Element 10 und der isolierenden Abdeckung 50 eine Lücke 40 ausgebildet, die mit einem elektrisch isolierenden Formharz 4 gefüllt wird. Die isolierende Abdeckung 5 ist beispielsweise aus PPS (Polyvinylsulfid) hergestellt. Das Formharz 4 ist beispielsweise aus einem Silikonharz hergestellt.The piezoelectric actuator 1 According to the present embodiment further comprises, as in the 1 and 2 is shown, a hollow, cylindrical and electrically insulating cover 5 between the piezoelectric element 10 and the metal case 20 is interposed. In addition, between the piezoelectric element 10 and the insulating cover 50 a gap 40 formed with an electrically insulating molding resin 4 is filled. The insulating cover 5 is made of PPS (polyvinyl sulfide), for example. The molding resin 4 is made of a silicone resin, for example.

Des Weiteren weist, wie es in den 1 und 3 gezeigt ist, die isolierende Abdeckung 5 ein Paar kreisförmige Absauglöcher 51 auf, die in einem unteren Endabschnitt 501 der isolierenden Abdeckung 5 durch die Seitenwand der isolierenden Abdeckung 5 ausgebildet sind und auf dem gleichen Durchmesser der isolierenden Abdeckung 5 angeordnet sind. Die isolierende Abdeckung 5 weist ebenso ein Paar kreisförmige Einspritzlöcher 52 auf, die in einem oberen Endabschnitt 502 der isolierenden Abdeckung 5 durch die Seitenwand der isolierenden Abdeckung 5 ausgebildet sind und auf dem gleichen Durchmesser der isolierenden Abdeckung 5 angeordnet sind. Wie es nachstehend beschrieben ist, wird bei einer Herstellung der piezoelektrischen Betätigungsvorrichtung 1 das Formharz 4 durch die Absauglöcher 51 aus der Lücke 40 zwischen dem piezoelektrischen Element 10 und der isolierenden Abdeckung 5 gesaugt und in die Lücke 40 durch die Einspritzlöcher 52 eingespritzt. Alle Absaug- und Einspritzlöcher 51 und 52 weisen einen Durchmesser von 2,5 mm auf.Furthermore, as in the 1 and 3 shown is the insulating cover 5 a pair of circular suction holes 51 on that in a lower end section 501 the insulating cover 5 through the side wall of the insulating cover 5 are formed and on the same diameter of the insulating cover 5 are arranged. The insulating cover 5 also has a pair of circular injection holes 52 on that in an upper end section 502 the insulating cover 5 through the side wall of the insulating cover 5 are formed and on the same diameter of the insulating cover 5 are arranged. As will be described below, in manufacturing the piezoelectric actuator 1 the molding resin 4 through the suction holes 51 out of the gap 40 between the piezoelectric element 10 and the insulating cover 5 sucked and in the gap 40 through the injection holes 52 injected. All extraction and injection holes 51 and 52 have a diameter of 2.5 mm.

Ferner umfasst unter Bezugnahme auf 4A gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der obere Endabschnitt 502 der isolierenden Abdeckung 5 einen Spitzenabschnitt 53, dessen Dicke zu dem oberen Ende der isolierenden Abdeckung 5 allmählich abnimmt. Genauer gesagt nimmt der Innendurchmesser des Spitzenabschnitts 53 zu dem oberen Ende der isolierenden Abdeckung 5 hin allmählich zu, während der Außendurchmesser desselben konstant bleibt. Wie es nachstehend beschrieben ist, wird bei einer Herstellung der piezoelektrischen Betätigungsvorrichtung 1 der obere Endabschnitt 502 der isolierenden Abdeckung 5 an die untere Endfläche 301 des Deckels 30 pressgeschweißt, indem der Spitzenabschnitt 53 verformt wird.Further, with reference to FIG 4A According to the present embodiment, the upper end portion 502 the insulating cover 5 a lace section 53 whose thickness is to the upper end of the insulating cover 5 gradually decreases. More specifically, the inner diameter of the tip section decreases 53 to the upper end of the insulating cover 5 gradually increases, while the outer diameter thereof remains constant. As will be described below, in manufacturing the piezoelectric actuator 1 the upper end portion 502 the insulating cover 5 to the lower end surface 301 of the lid 30 Press welded by the tip section 53 is deformed.

Nachdem der Gesamtaufbau der piezoelektrischen Betätigungsvorrichtung 1 beschrieben worden ist, ist nachstehend ein Herstellungsverfahren hiervon unter Bezugnahme auf die 5 bis 13 beschrieben.After the overall structure of the piezoelectric actuator 1 is described below, a manufacturing method thereof with reference to the 5 to 13 described.

In einem ersten Schritt wird ein Pulver aus PZT, das eine piezoelektrische Keramik ist, vorbereitet. Dem Pulver wird ein Lösungsmittel, ein Bindemittel, ein Weichmacher und ein Dispergiermittel hinzugefügt, um eine wässrige Masse zu bilden. Die wässrige Masse wird dann mittels eines Rakelverfahrens auf eine Trägerschicht aufgebracht, um einen Grünling mit einer vorgegebenen Dicke zu bilden.In a first step is a powder of PZT, which is a piezoelectric Ceramics is prepared. The powder becomes a solvent, added a binder, a plasticizer and a dispersing agent, to form an aqueous mass. The watery Mass is then applied by means of a doctor blade method to a carrier layer applied to a green compact of a given thickness to build.

Es ist anzumerken, dass der Grünling ebenso durch andere Verfahren gebildet werden kann, beispielsweise durch ein Fließpressverfahren.It It should be noted that the green compact also by other methods can be formed, for example, by an extrusion molding process.

In dem zweiten Schritt wird ein Elektrodenmaterial 130 auf den Grünling in einem spezifischen Muster aufgebracht. Dann wird der Grünling in eine Vielzahl von Grünlingsteilen 120 geschnitten, die jeweils eine vorbestimmte Form und Größe aufweisen.In the second step becomes an electrode material 130 applied to the green compact in a specific pattern. Then the green compact will be in a variety of green parts 120 cut, each having a predetermined shape and size.

Außerdem wird, wie es in 5 gezeigt ist, auf jedes der Grünlingsteile 120 das Elektrodenmaterial 130 lediglich teilweise aufgebracht, was einen nicht abgedeckten Abschnitt 131 zurücklässt, der durch das Elektrodenmaterial 130 nicht abgedeckt ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Elektronenmaterial 130 eine Paste aus einer Ag/Pd-Legierung.Also, as it is in 5 is shown on each of the green parts 120 the electrode material 130 only partially applied, leaving an uncovered section 131 leaves behind, through the electrode material 130 is not covered. According to the present embodiment, the electron material 130 a paste of an Ag / Pd alloy.

In dem dritten Schritt werden die Grünlingsteile 120 geschichtet, wie es in 5 gezeigt ist, so dass die Rechts-/Links-Positionen der nicht abgedeckten Abschnitte 131 der Grünlingsteile 120 sich in der Schichtungsrichtung abwechseln. Als Ergebnis wird eine Zwischenschichtung 110 erhalten.In the third step, the green parts become 120 layered as it is in 5 is shown, so that the right / left positions of the uncovered sections 131 the green parts 120 alternate in the layering direction. As a result, an intermediate stratification 110 receive.

In dem vierten Schritt wird die Zwischenschichtung 110 entfettet und bei einer Temperatur von 900–1200°C gebrannt, wodurch die keramische Schichtung 11 gebildet wird. Wie es in 6 gezeigt ist, sind in der keramischen Schichtung 11 die Elektrodenschichten 13, die aus dem Elektrodenmaterial 130 hergestellt sind, in der Schichtungsrichtung abwechselnd mit den aus PZT hergestellten piezoelektrischen keramischen Schichten 12 angeordnet.In the fourth step, the intermediate stratification 110 degreased and fired at a temperature of 900-1200 ° C, thereby increasing the ceramic stratification 11 is formed. As it is in 6 are shown in the ceramic layering 11 the electrode layers 13 made from the electrode material 130 are made in the lamination direction alternately with the piezoelectric ceramic layers made of PZT 12 arranged.

In dem fünften Schritt wird das elektrisch leitfähige Haftmittel, das aus dem Epoxydharz mit dem dazu hinzugefügten Ag-Füllmittel hergestellt ist, auf beide Seitenflächen 118 und 119 der keramischen Schichtung 11 aufgebracht. Dann werden die ausgeweiteten Metallnetze so auf den Seitenflächen 118 und 119 der keramischen Schichtung 11 angeordnet, dass sie in dem elektrisch leitfähigen Haftmittel eingebettet sind. Danach wird das Haftmittel auf der keramischen Schichtung 11 durch Wärme gehärtet, wobei die zwei Seitenelektroden 14 jeweils auf den Seitenflächen 118 und 119 der keramischen Schichtung 11 ausgebildet werden. Als Ergebnis wird das piezoelektrische Element 10 erhalten.In the fifth step, the electroconductive adhesive made of the epoxy resin with the Ag filler added thereto becomes both side surfaces 118 and 119 the ceramic layering 11 applied. Then the expanded metal nets become so on the side surfaces 118 and 119 the ceramic layering 11 arranged to be embedded in the electrically conductive adhesive. Thereafter, the adhesive on the ceramic layering 11 cured by heat, the two side electrodes 14 each on the side surfaces 118 and 119 the ceramic layering 11 be formed. As a result, the piezoelectric element becomes 10 receive.

In dem sechsten Schritt wird der Deckel 30 an das piezoelektrische Element 10 montiert.In the sixth step, the lid 30 to the piezoelectric element 10 assembled.

Genauer gesagt werden, wie es in 7 gezeigt ist, das übertragungselement 19 und das Blockelement 18 jeweils mit der unteren und der oberen Endfläche 111 und 112 der keramischen Schichtung 11 des piezoelektrischen Elements 10 verbunden. Dann werden die zwei Seitenelektroden 14 des piezoelektrischen Elements 10 jeweils durch Punktschweißen mit den zwei externen Elektroden 31 verbunden, wobei die untere Endfläche 301 des Deckels 30 an das Blockelement 18 anstößt. Danach wird das obere Ende der Lücke zwischen den externen Elektroden 31 und dem Deckel 30 mit der hermetischen Dichtung 33 abgedichtet.More specifically, as it is in 7 is shown, the transmission element 19 and the block element 18 each with the lower and the upper end surface 111 and 112 the ceramic layering 11 of the piezoelectric element 10 connected. Then the two side electrodes 14 of the piezoelectric element 10 each by spot welding with the two external electrodes 31 connected, the lower end surface 301 of the lid 30 to the block element 18 abuts. After that, the upper end of the gap between the external electrodes 31 and the lid 30 with the hermetic seal 33 sealed.

In dem siebten Schritt wird die isolierende Abdeckung 5 angeordnet, um das piezoelektrische Element 10 abzudecken, wie es in 8 veranschaulicht ist.In the seventh step, the insulating cover 5 arranged around the piezoelectric element 10 cover as it is in 8th is illustrated.

Genauer gesagt wird, wie es in 9 gezeigt ist, die isolierende Abdeckung 5 so angeordnet, dass: die Seitenwand der isolierenden Abdeckung 5 alle Seitenflächen des piezoelektrischen Elements 10 mit der Lücke 40, die zwischen der Seitenwand und den Seitenflächen gebildet ist, umgibt, und das obere Ende der isolierenden Abdeckung 5 in engem Kontakt mit dem Abschnitt der unteren Endfläche 301 des Deckels 30 ist, der von der oberen Endfläche 112 des piezoelektrischen Elements 10 radial herausragt. Dann wird der obere Endabschnitt 502 der isolierenden Abdeckung 5 an die untere Endfläche 301 des Deckels 30 pressgeschweißt, indem der Spitzenabschnitt 53 verformt wird, der in 4A gezeigt ist, aber nicht in 9. Danach wird eine Halterung 70 an den unteren Endabschnitt 501 der isolierenden Abdeckung 50 gebracht, um das untere Ende der Lücke 40 zu schließen. Als Ergebnis ist die Lücke 40 zwischen dem piezoelektrischen Element 10 und der isolierenden Abdeckung 5 vollständig von der äußeren Seite isoliert.More specifically, as it is in 9 shown is the insulating cover 5 arranged so that: the side wall of the insulating cover 5 all side surfaces of the piezoelectric element 10 with the gap 40 which is formed between the side wall and the side surfaces, surrounds, and the upper end of the insulating cover 5 in close contact with the portion of the lower end surface 301 of the lid 30 is that of the upper end face 112 of the piezoelectric element 10 protrudes radially. Then, the upper end portion becomes 502 the insulating cover 5 to the lower end surface 301 of the lid 30 Press welded by the tip section 53 is deformed in 4A shown, but not in 9 , After that, a holder 70 at the lower end portion 501 the insulating cover 50 brought to the bottom of the gap 40 close. As a result, the gap is 40 between the piezoelectric element 10 and the insulating cover 5 completely isolated from the outside.

In dem achten Schritt wird das Formharz 40 in die Lücke 40 zwischen dem piezoelektrischen Element 10 und der isolierenden Abdeckung 50 eingefüllt.In the eighth step, the molding resin 40 into the gap 40 between the piezoelectric element 10 and the insulating cover 50 filled.

Genauer gesagt wird, wie es in 10 gezeigt ist, das piezoelektrische Element 10 zusammen mit den anderen daran montierten Elementen zuerst auf den Kopf gestellt. Dann werden Halterungen 71 und 72, die jeweils den gleichen Aufbau und die gleiche Größe aufweisen, an die Endabschnitte 501 und 502 der isolierenden Abdeckung 5 jeweils angebracht, wodurch die isolierende Abdeckung 5 fixiert wird.More specifically, as it is in 10 is shown, the piezoelectric element 10 together with the other elements mounted on it first turned upside down. Then mounts 71 and 72 , each having the same structure and the same size, to the end portions 501 and 502 the insulating cover 5 respectively attached, whereby the insulating cover 5 is fixed.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht, wie es in 11 gezeigt ist, die Halterung 72 aus einem Paar halbzylindrischer Halterungsteile 72a und 72b. In jedem der Halterungsteile 72a und 72b ist ein Einspritzdurchgang 721 ausgebildet, der sich in die radiale Richtung erstreckt. Die Halterung 72 ist an dem Endabschnitt 502 der isolierenden Abdeckung 5 angebracht, indem: die Halterungsteile 72a und 72b an der äußeren Oberfläche 500 der isolierenden Abdeckung 5 angelegt werden, wobei die Einspritzdurchgänge 721 jeweils mit den in dem Endabschnitt 502 ausgebildeten Einspritzlöchern 52 in Verbindung stehen, und die Halterungsteile 72a und 72b gemeinsam befestigt werden. Auf ähnliche Weise besteht, obwohl es zeichnerisch nicht gezeigt ist, die Halterung 71 aus einem Paar halbzylindrischer Halterungsteile 71a und 71b. In jedem der Halterungsteile 71a und 71b ist ein Absaugdurchgang 711 ausgebildet, der sich in der radialen Richtung erstreckt. Die Halterung 71 ist an dem Endabschnitt 501 der isolierenden Abdeckung 5 angebracht, indem: die Halterungsteile 71a und 71b an der äußeren Oberfläche 500 der isolierenden Abdeckung 5 angelegt werden, wobei die Absaugdurchgänge 711 jeweils mit den in dem Endabschnitt 501 ausgebildeten Absauglöchern 51 in Verbindung stehen, und die Halterungsteile 71a und 71b gemeinsam befestigt werden.According to the present embodiment, as shown in FIG 11 shown is the bracket 72 from a pair of semi-cylindrical support parts 72a and 72b , In each of the mounting parts 72a and 72b is an injection passage 721 formed extending in the radial direction. The holder 72 is at the end section 502 the insulating cover 5 attached by: the support parts 72a and 72b on the outer surface 500 the insulating cover 5 be created, the injection passes 721 each with the in the end section 502 trained injection holes 52 in connection, and the support parts 72a and 72b be fastened together. Similarly, although not shown in the drawing, the mount is the same 71 from a pair of semi-cylindrical support parts 71a and 71b , In each of the mounting parts 71a and 71b is a suction passage 711 formed extending in the radial direction. The holder 71 is at the end section 501 the insulating cover 5 attached by: the support parts 71a and 71b on the outer surface 500 the insulating cover 5 be created, the suction passages 711 each with the in the end section 501 trained suction holes 51 in connection, and the support parts 71a and 71b be fastened together.

Das Formharz 4 wird in der radial nach innen gerichteten Richtung (d. h. die X-Richtung in 10) in die Lücke 40 über die Einspritzdurchgänge 721 der Halterung 72 und die Einspritzlöcher 52 der isolierenden Abdeckung 5 eingespritzt. Das eingespritzte Formharz 4 fließt dann in der Lücke 40 gegen die Schwerkraft nach oben und wird in der radial nach außen gerichteten Richtung (d. h. die Y-Richtung in 10) aus der Lücke 40 über die Absaugdurchgänge 711 der Halterung 71 und die Absauglöcher 51 der isolierenden Abdeckung 5 abgesaugt.The molding resin 4 is in the radially inward direction (ie, the X direction in FIG 10 ) in the gap 40 over the injection passages 721 the holder 72 and the injection holes 52 the insulating cover 5 injected. The injected molding resin 4 then flows in the gap 40 against gravity and is in the radially outward direction (ie, the Y direction in 10 ) out of the gap 40 over the suction passages 711 the holder 71 and the suction holes 51 the insulating cover 5 aspirated.

Auf eine derartige Art und Weise wird das Formharz 4 veranlasst, durch die Lücke 40 für eine vorbestimmte Zeit (beispielsweise 10 Sekunden) zu fließen. Dann werden sowohl die Einspritzung als auch das Absaugen des Formharzes 4 gestoppt, was die mit dem Formharz 4 gefüllte Lücke 40 und die mit dem Formharz 4 versehene äußere Seitenoberfläche 100 des piezoelektrischen Elements 10 zurücklässt. Hierbei stellt die äußere Seitenoberfläche 100 alle Seitenflächen des piezoelektrischen Elements 10 dar. Danach werden die Halterungen 71 und 72 von der isolierenden Abdeckung 5 entfernt.In such a way that will mold resin 4 caused by the gap 40 to flow for a predetermined time (for example, 10 seconds). Then both the injection and the suction of the molding resin 4 stopped what the with the molding resin 4 filled gap 40 and those with the molding resin 4 provided outer side surface 100 of the piezoelectric element 10 leaves. Here is the outer side surface 100 all side surfaces of the piezoelectric element 10 After that, the brackets 71 and 72 from the insulating cover 5 away.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Formharz 4 mit einem Druck von 0,4 MPa eingespritzt und mit einem Druck von 0,06 MPa abgesaugt (oder gesaugt).According to the present embodiment, the molding resin 4 injected with a pressure of 0.4 MPa and sucked (or sucked) with a pressure of 0.06 MPa.

Zusätzlich ist es zu bevorzugen, dass die Lücke 40 vollständig mit dem Formharz 4 gefüllt wird. Vorausgesetzt, dass an die äußere Seitenoberfläche 100 des piezoelektrischen Elements 10 das Formharz 4 in ausreichender Weise aufgebracht ist, ist es jedoch ebenso möglich, dass die Lücke 40 teilweise mit dem Formharz 4 gefüllt ist.In addition, it is preferable that the gap 40 completely with the molding resin 4 is filled. Provided that to the outer side surface 100 of the piezoelectric element 10 the molding resin 4 However, it is equally possible that the gap is sufficiently applied 40 partly with the molding resin 4 is filled.

In dem neunten Schritt wird das Formharz 4, das in die Lücke 40 zwischen dem piezoelektrischen Element 10 und der isolierenden Schicht 5 gefüllt ist, durch Wärme gehärtet.In the ninth step, the molding resin 4 that in the gap 40 between the piezoelectric element 10 and the insulating layer 5 filled, cured by heat.

Genauer gesagt wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Formharz 4 mit einer Temperatur von 180°C für eine Stunde wärmegehärtet. Als Ergebnis ist das Formharz 4 zwischen der äußeren Seitenoberfläche 100 des piezoelektrischen Elements 10 und der inneren Oberfläche 509 der isolierenden Abdeckung 5 gehärtet, wie es in 12 gezeigt ist. Danach wird die Halterung 70 von der Baugruppe des piezoelektrischen Elements 10 und der isolierenden Abdeckung 5 entfernt.More specifically, according to the present embodiment, the molding resin 4 thermoset at a temperature of 180 ° C for one hour. As a result, the molding resin 4 between the outer side surface 100 of the piezoelectric element 10 and the inner surface 509 the insulating cover 5 Hardened, as is in 12 is shown. After that, the holder 70 from the assembly of the piezoelectric element 10 and the insulating cover 5 away.

In dem zehnten Schritt wird die Baugruppe aus dem piezoelektrischen Element 10, dem Deckel 30 und der isolierenden Abdeckung 5 in dem Metallgehäuse 20 platziert.In the tenth step, the assembly becomes the piezoelectric element 10 , the lid 30 and the insulating cover 5 in the metal case 20 placed.

Genauer gesagt wird, wie es in 13 veranschaulicht ist, die Baugruppe in dem Metallgehäuse 20 von dem offenen Ende 201 aus platziert, bis der Einfügeabschnitt 32 des Deckels 30 vollständig in das Metallgehäuse 20 eingeführt ist.More specifically, as it is in 13 is illustrated, the assembly in the metal housing 20 from the open end 201 from being placed until the insertion section 32 of the lid 30 completely in the metal case 20 is introduced.

In dem elften Schritt wird der Deckel 30 mit dem Metallgehäuse 20 verbunden.In the eleventh step, the lid 30 with the metal case 20 connected.

Genauer gesagt wird, wie es in 1 gezeigt ist, der Einfügeabschnitt 32 des Deckels 30 durch Laserschweißen mit dem offenen Ende 201 des Metallgehäuses 20 verbunden. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Laserstrahl auf den Endabschnitt des Metallgehäuses 20 gestrahlt, der den Einfügeabschnitt 32 des Deckels 30 umgibt, wodurch der Endabschnitt des Metallgehäuses 20 und der Einfügeabschnitt 32 des Deckels 30 geschmolzen werden und miteinander verbunden werden. Dementsprechend ist die Innenseite des Metallgehäuses 20 vollständig von der äußeren Seite isoliert.More specifically, as it is in 1 is shown, the insertion section 32 of the lid 30 by laser welding with the open end 201 of the metal housing 20 connected. According to the present embodiment, a laser beam is applied to the end portion of the metal case 20 blasted the insert section 32 of the lid 30 surrounds, whereby the end portion of the metal housing 20 and the insertion section 32 of the lid 30 be melted and connected with each other. Accordingly, the inside of the metal case 20 completely isolated from the outside.

Als Ergebnis wird schließlich die piezoelektrische Betätigungsvorrichtung 1 erhalten. Das vorstehend beschriebene Verfahren zum Herstellen der piezoelektrischen Betätigungsvorrichtung 1 weist die nachstehend genannten Vorteile auf.As a result, finally, the piezoelectric actuator 1 receive. The above-described method of manufacturing the piezoelectric actuator 1 has the following advantages.

In dem achten Schritt des Verfahrens wird das Formharz 4 veranlasst, durch die Lücke 40 zwischen dem piezoelektrischen Element 10 und der isolierenden Abdeckung 5 für die vorbestimmte Zeit zu fließen, indem das Formharz sowohl in die Lücke 40 durch die Einspritzlöcher 52 eingespritzt wird als auch aus der Lücke 40 durch die Absauglöcher 51 der isolierenden Abdeckung 5 herausgesaugt wird.In the eighth step of the process, the molding resin becomes 4 caused by the gap 40 between the piezoelectric element 10 and the insulating cover 5 to flow for the predetermined time by placing the molding resin both in the gap 40 through the injection holes 52 is injected as well as from the gap 40 through the suction holes 51 the insulating cover 5 is sucked out.

Dementsprechend kann das Formharz 4 den gesamten Raum der Lücke 40 durchdringen, wobei es somit gleichmäßig auf der äußeren Seitenoberfläche 100 des piezoelektrischen Elements 10 ohne Fehler, wie beispielsweise Hohlräume, aufgebracht werden kann. Als Ergebnis kann eine ausreichende Isolierung zwischen dem piezoelektrischen Element 10 und dem Metallgehäuse 20 durch sowohl das Formharz 4 als auch die isolierende Abdeckung 5 sichergestellt werden.Accordingly, the molding resin 4 the entire space of the gap 40 penetrate, thus being even on the outer side surface 100 of the piezoelectric element 10 without defects, such as cavities, can be applied. As a result, sufficient insulation between the piezoelectric element 10 and the metal case 20 through both the molding resin 4 as well as the insulating cover 5 be ensured.

Dementsprechend weist die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellte piezoelektrische Betätigungsvorrichtung 1 bessere Isolationseigenschaften und eine bessere Zuverlässigkeit auf.Accordingly, the piezoelectric actuator manufactured by the method of the present invention has 1 better insulation properties and better reliability.

Außerdem wird gemäß dem Verfahren des vorliegenden Ausführungsbeispiels die isolierende Abdeckung 5 zuerst angebracht, um die äußere Seitenoberfläche 100 des piezoelektrischen Elements 10 abzudecken, und das Formharz 4 wird dann in die Lücke 40, die zwischen der äußeren Seitenoberfläche 100 und der inneren Oberfläche 509 der isolierenden Abdeckung 5 gebildet ist, eingefüllt. Folglich gibt es während der Anordnung der isolierenden Abdeckung 5 kein Formharz, das von der äußeren Seitenoberfläche 100 des piezoelektrischen Elements 10 abgelöst wird, und ebenso kein Formharz, das aus der isolierenden Abdeckung 5 herausgedrückt wird.In addition, according to the method of the present embodiment, the insulating cover becomes 5 first attached to the outer side surface 100 of the piezoelectric element 10 cover, and the molding resin 4 then gets into the gap 40 between the outer side surface 100 and the inner surface 509 the insulating cover 5 is formed, filled. Consequently, during the arrangement of the insulating cover 5 no molding resin, from the outer side surface 100 of the piezoelectric element 10 is replaced, and also no molding resin, the insulating cover 5 is pushed out.

Dementsprechend ist es mit dem Verfahren des vorliegenden Ausführungsbeispiels möglich, eine gleichmäßige Verteilung des Formharzes 4 auf der äußeren Seitenoberfläche 100 des piezoelektrischen Elements 10 sicherzustellen und eine hohe Produktivität der piezoelektrischen Betätigungsvorrichtung 1 sicherzustellen.Accordingly, with the method of the present embodiment, it is possible to uniformly distribute the molding resin 4 on the outer side surface 100 of the piezoelectric element 10 ensure high productivity of the piezoelectric actuator direction 1 sure.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Einspritzlöcher 52 in dem oberen Endabschnitt 502 der isolierenden Abdeckung 5 ausgebildet, wohingegen die Absauglöcher 51 in dem unteren Endabschnitt 501 der isolierenden Abdeckung 5 ausgebildet sind.According to the present embodiment, the injection holes 52 in the upper end portion 502 the insulating cover 5 formed, whereas the suction holes 51 in the lower end portion 501 the insulating cover 5 are formed.

Mit der vorstehend beschriebenen Ausbildung kann das Formharz 4 veranlasst werden, in effektiver Art und Weise durch die Lücke 40 zwischen dem piezoelektrischen Element 10 und der isolierenden Abdeckung 5 zu fließen.With the above-described construction, the molding resin 4 be induced in an effective way through the gap 40 between the piezoelectric element 10 and the insulating cover 5 to flow.

In dem achten Schritt des Verfahrens sind die Einspritzlöcher 52 der isolierenden Abdeckung 5 zuerst vertikal niedriger als die Absauglöcher 51 angeordnet, wobei dann das Formharz 4 veranlasst wird, nach oben gegen die Schwerkraft durch die Lücke 40 zwischen dem piezoelektrischen Element 10 und der isolierenden Abdeckung 5 zu fließen.In the eighth step of the process are the injection holes 52 the insulating cover 5 first vertically lower than the suction holes 51 arranged, in which case the molding resin 4 is caused to move up against gravity through the gap 40 between the piezoelectric element 10 and the insulating cover 5 to flow.

Dementsprechend kann das Formharz 4 in effektiver Art und Weise den Raum in der Lücke 40 durchdringen.Accordingly, the molding resin 4 Effectively the space in the gap 40 penetrate.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die untere Endfläche 301 des Deckels 30 einen größeren Durchmesser als die obere Endfläche 112 des piezoelektrischen Elements 10 auf. In dem sechsten Schritt des Verfahrens wird die untere Endfläche 301 des Deckels 30 an die obere Endfläche 112 des piezoelektrischen Elements 10 befestigt; in dem siebten Schritt wird die isolierende Abdeckung 5 so angeordnet, dass das obere Ende der isolierenden Abdeckung 5 in engem Kontakt mit demjenigen Abschnitt der unteren Endfläche 301 des Deckels 30 ist, der von der oberen Endfläche 112 des piezoelektrischen Elements 10 radial herausragt.In the present embodiment, the lower end surface 301 of the lid 30 a larger diameter than the upper end surface 112 of the piezoelectric element 10 on. In the sixth step of the method, the lower end surface becomes 301 of the lid 30 to the upper end surface 112 of the piezoelectric element 10 attached; in the seventh step, the insulating cover 5 so arranged that the upper end of the insulating cover 5 in close contact with that portion of the lower end surface 301 of the lid 30 is that of the upper end face 112 of the piezoelectric element 10 protrudes radially.

Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration ist es möglich, das Formharz 4, das in die Lücke 40 zwischen dem piezoelektrischen Element 10 und der isolierenden Abdeckung 5 gefüllt wird, dahingehend zu blockieren, dass es aus der Lücke 40 von dem oberen Ende der isolierenden Abdeckung 5 herauskommt.With the above-described configuration, it is possible to use the molding resin 4 that in the gap 40 between the piezoelectric element 10 and the insulating cover 5 is filled to block it out of the gap 40 from the upper end of the insulating cover 5 comes out.

Außerdem umfasst in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der obere Endabschnitt 502 der isolierenden Abdeckung 5 einen Spitzenabschnitt 53, dessen Dicke zu dem oberen Ende der isolierenden Abdeckung 5 hin allmählich abnimmt. Ferner wird in dem siebten Schritt des Verfahrens der obere Endabschnitt 502 der isolierenden Abdeckung 5 an die untere Endfläche 301 des Deckels 30 pressgeschweißt, indem der Spitzenabschnitt 53 verformt wird.In addition, in the present embodiment, the upper end portion comprises 502 the insulating cover 5 a lace section 53 whose thickness is to the upper end of the insulating cover 5 gradually decreases. Further, in the seventh step of the method, the upper end portion becomes 502 the insulating cover 5 to the lower end surface 301 of the lid 30 Press welded by the tip section 53 is deformed.

Dementsprechend kann das in die Lücke 40 gefüllte Formharz 4 zuverlässig gegen ein Auslaufen aus der Lücke 40 über die Schnittstelle zwischen dem oberen Ende der isolierenden Abdeckung 5 und der unteren Endfläche 301 des Deckels 30 blockiert werden.Accordingly, that can get into the gap 40 filled molding resin 4 reliable against leakage from the gap 40 over the interface between the top of the insulating cover 5 and the lower end surface 301 of the lid 30 be blocked.

[Zweites Ausführungsbeispiel]Second Embodiment

In 14 ist eine isolierende Abdeckung 5 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt.In 14 is an insulating cover 5 shown according to the second embodiment of the invention.

Wie es in 14 gezeigt ist, weist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die isolierende Abdeckung 5 eine spiralförmige Führungsnut 54 auf, die in der inneren Oberfläche 509 der isolierenden Abdeckung 5 ausgebildet ist, um das Formharz 4 in der Lücke 40 zwischen dem piezoelektrischen Element 10 und der isolierenden Abdeckung 5 von den Einspritzlöchern 52 zu den Absauglöchern 51 der isolierenden Abdeckung 5 zu führen.As it is in 14 is shown, according to the present embodiment, the insulating cover 5 a spiral guide groove 54 on that in the inner surface 509 the insulating cover 5 is formed to the molding resin 4 in the gap 40 between the piezoelectric element 10 and the insulating cover 5 from the injection holes 52 to the suction holes 51 the insulating cover 5 respectively.

Mit der Führungsnut 54 kann das Formharz 4 gleichmäßiger durch die Lücke 40 fließen, wodurch die Effektivität des Schritts zum Füllen des Formharzes 4 in die Lücke 40 verbessert wird.With the guide groove 54 can the molding resin 4 more evenly through the gap 40 flow, whereby the effectiveness of the step for filling the molding resin 4 into the gap 40 is improved.

[Drittes Ausführungsbeispiel][Third Embodiment]

In 15 ist die Anordnung der isolierenden Abdeckung 5 in Bezug auf das piezoelektrische Element 10 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt.In 15 is the arrangement of the insulating cover 5 with respect to the piezoelectric element 10 shown according to the third embodiment of the invention.

Wie es in 15 gezeigt ist, ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die isolierende Abdeckung 5 in dem siebten Schritt des Herstellungsverfahrens, das in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, derart angeordnet, dass jedes der Einspritzlöcher 52 der isolierenden Abdeckung 5 einer der Seitenelektroden 14 des piezoelektrischen Elements 10 gegenüberliegt. Außerdem liegt, obwohl es in 15 nicht gezeigt ist, jedes der Absauglöcher 51 der isolierenden Abdeckung 5 ebenso einer der Seitenelektroden 14 des piezoelektrischen Elements 10 gegenüber.As it is in 15 is shown, in the present embodiment, the insulating cover 5 in the seventh step of the manufacturing method described in the first embodiment, arranged such that each of the injection holes 52 the insulating cover 5 one of the side electrodes 14 of the piezoelectric element 10 opposite. Moreover, although it is in 15 not shown, each of the suction holes 51 the insulating cover 5 as well as one of the side electrodes 14 of the piezoelectric element 10 across from.

Mit der vorstehend beschriebenen Anordnung der isolierenden Abdeckung 5 werden die Entfernungen von den Einspritz- und Absauglöchern 52 und 51 der isolierenden Abdeckung 5 zu den Seitenelektroden 14 des piezoelektrischen Elements 10 minimiert. Dementsprechend kann in dem nachfolgenden Schritt des Einfüllens des Formharzes 4 in die Lücke 40 (d. h. der achte Schritt) das Formharz 4 ausreichender und zuverlässiger auf den Seitenelektroden 14 aufgebracht werden.With the above-described arrangement of the insulating cover 5 Be the distances from the injection and suction holes 52 and 51 the insulating cover 5 to the side electrodes 14 of the piezoelectric element 10 minimized. Accordingly, in the subsequent step of filling the molding resin 4 into the gap 40 (ie, the eighth step) the molding resin 4 more adequate and reliable on the side electrodes 14 be applied.

Als Ergebnis können die Isolationseigenschaften und die Zuverlässigkeit der piezoelektrischen Betätigungsvorrichtung 1 weiter verbessert werden.As a result, the isolation can be and the reliability of the piezoelectric actuator 1 be further improved.

[Viertes Ausführungsbeispiel][Fourth Embodiment]

In 16 ist der Gesamtaufbau einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, in die die piezoelektrische Betätigungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel eingebaut ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 6 ist für eine Verwendung in einem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem für eine Dieselkraftmaschine ausgelegt.In 16 1 shows the overall structure of a fuel injection device according to the third embodiment of the invention, in which the piezoelectric actuator 1 is incorporated according to the first embodiment. The fuel injection device 6 is designed for use in a common rail fuel injection system for a diesel engine.

Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 6 umfasst ein oberes Gehäuse 62, in dem die piezoelektrische Betätigungsvorrichtung 1 untergebracht ist, und ein unteres Gehäuse 63, das an ein unteres Ende des oberen Gehäuses 62 befestigt ist und einen darin ausgebildeten Einspritzdüsenabschnitt 64 aufweist.The fuel injection device 6 includes an upper housing 62 in which the piezoelectric actuator 1 is housed, and a lower housing 63 attached to a lower end of the upper case 62 is fixed and an injection nozzle section formed therein 64 having.

Das obere Gehäuse 62 weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf und hat eine longitudinale Bohrung 621 in sich ausgebildet, die zu der longitudinalen Achse des oberen Gehäuses 62 versetzt ist. In die longitudinale Bohrung 621 ist die piezoelektrische Betätigungsvorrichtung 1 eingefügt und befestigt.The upper case 62 has a substantially cylindrical shape and has a longitudinal bore 621 formed in the, which to the longitudinal axis of the upper housing 62 is offset. In the longitudinal bore 621 is the piezoelectric actuator 1 inserted and attached.

Ein Kraftstoffzufuhrkanal 622, der zur Zufuhr eines Hochdruckkraftstoffs von einer (nicht gezeigten) gemeinsamen Kraftstoffleitung bzw. einem Common-Rail zu dem Einspritzdüsenabschnitt 64 dient, ist in dem oberen Gehäuse 62 parallel zu der longitudinalen Bohrung 621 ausgebildet. Der Kraftstoffzufuhrkanal 622 ist mit dem Common-Rail über ein Kraftstoffeinbringrohr 623 verbunden, das nach oben und rechts von einem oberen Endabschnitt des oberen Gehäuses 62 herausragt.A fuel supply channel 622 for supplying high pressure fuel from a common rail (not shown) to the injector section 64 is in the upper housing 62 parallel to the longitudinal bore 621 educated. The fuel supply channel 622 is with the common rail via a fuel delivery pipe 623 connected up and to the right of an upper end portion of the upper housing 62 protrudes.

Ein Kraftstoffablaufkanal 624, der dazu dient, den Kraftstoff, der in der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 6 nach jeder Kraftstoffeinspritzung verbleibt, ablaufen zu lassen, ist ebenso in dem oberen Gehäuse 62 in einer Strömungsverbindung mit der longitudinalen Bohrung 621 ausgebildet. Der verbleibende Kraftstoff wird von dem Kraftstoffablaufkanal 624 zu einem (nicht gezeigten) Kraftstofftank über ein Kraftstoffablaufrohr 625 zurückgeführt, das nach oben und links von dem oberen Endabschnitt des oberen Gehäuses 62 herausragt.A fuel drain channel 624 that serves to fuel the fuel in the fuel injector 6 After each fuel injection remains to drain, is also in the upper housing 62 in fluid communication with the longitudinal bore 621 educated. The remaining fuel is from the fuel drain passage 624 to a fuel tank (not shown) via a fuel drain pipe 625 returned to the top and left of the upper end portion of the upper housing 62 protrudes.

Der Kraftstoffablaufkanal 624 ist mit einem Drei-Wege-Ventil 651, das nachstehend beschrieben wird, durch eine Lücke 60, die zwischen der longitudinalen Bohrung 621 und der piezoelektrischen Betätigungsvorrichtung 1 ausgebildet ist, und einem (nicht gezeigten) Kraftstoffzwischenkanal verbunden, der sich von der Lücke 60 nach unten durch sowohl das obere als auch das untere Gehäuse 62 und 63 erstreckt.The fuel drain channel 624 is with a three-way valve 651 , which will be described below, through a gap 60 between the longitudinal bore 621 and the piezoelectric actuator 1 is formed, and connected to a fuel intermediate channel (not shown) extending from the gap 60 down through both the upper and lower housings 62 and 63 extends.

Der Einspritzdüsenabschnitt 64 umfasst eine Düsennadel 641, ein Kraftstoffreservoir 642 und ein Einspritzloch 643. Die Düsennadel 641 ist in einem Kolbenkörper 631 vertikal gleitfähig. Das Kraftstoffreservoir 642 ist bereitgestellt, um den von dem Kraftstoffzufuhrkanal 622 zugeführten Hochdruckkraftstoff zu beinhalten. Genauer gesagt ist das Kraftstoffreservoir 642 um einen zentralen Abschnitt der Düsennadel 641 herum ausgebildet, wobei sich ein unteres Ende des Kraftstoffzufuhrkanals 622 dazu öffnet.The injector section 64 includes a nozzle needle 641 , a fuel reservoir 642 and an injection hole 643 , The nozzle needle 641 is in a piston body 631 vertically lubricious. The fuel reservoir 642 is provided to that of the fuel supply passage 622 to include supplied high pressure fuel. More specifically, the fuel reservoir 642 around a central section of the nozzle needle 641 formed around, wherein a lower end of the fuel supply channel 622 to open.

Das Einspritzloch 643 wird durch die Düsennadel 641 geöffnet und geschlossen, wodurch der Hochdruckkraftstoff, der vom dem Kraftstoffreservoir 642 zugeführt wird, in einen Zylinder der Kraftmaschine selektiv eingespritzt wird. Genauer gesagt empfängt die Düsennadel 641 sowohl einen Kraftstoffdruck von dem Kraftstoffreservoir 642 in einer Ventilöffnungsrichtung (d. h. die nach oben gerichtete Richtung in 16) und einen Kraftstoffdruck von einer Gegendruckkammer 644 in einer Ventilschließrichtung (d. h. die nach unten gerichtete Richtung in 16); die Gegendruckkammer 644 ist vertikal oberhalb der Düsennadel 641 angeordnet. Wenn der Kraftstoffdruck in der Gegendruckkammer 644 abfällt, wird die Düsennadel 641 nach oben gehoben, wodurch das Einspritzloch 643 geöffnet wird, um den Hochdruckkraftstoff in den Kraftmaschinenzylinder einzuspritzen.The injection hole 643 gets through the nozzle needle 641 opened and closed, reducing the high pressure fuel coming from the fuel reservoir 642 is selectively injected into a cylinder of the engine. More specifically, the nozzle needle receives 641 both a fuel pressure from the fuel reservoir 642 in a valve opening direction (ie, the upward direction in FIG 16 ) and a fuel pressure from a backpressure chamber 644 in a valve closing direction (ie, the downward direction in FIG 16 ); the back pressure chamber 644 is vertically above the nozzle needle 641 arranged. When the fuel pressure in the back pressure chamber 644 falls off, the nozzle needle 641 lifted up, causing the injection hole 643 is opened to inject the high-pressure fuel into the engine cylinder.

Der Kraftstoffdruck in der Gegendruckkammer 644 wird durch das Drei-Wege-Ventil 651 gesteuert, das mit der Gegendruckkammer 644 und selektiv entweder mit dem Kraftstoffzufuhrkanal 622 oder dem Kraftstoffablaufkanal 624 in Verbindung steht. Genauer gesagt umfasst das Drei- Wege-Ventil 651 ein kugelförmiges Ventilelement. Dieses Ventilelement wird durch die piezoelektrische Betätigungsvorrichtung 1 über einen Kolben 652 mit großem Durchmesser, eine Hydraulikkammer 653 und einen Kolben 654 mit kleinem Durchmesser betätigt, um Öffnungen, die jeweils mit dem Kraftstoffzufuhrkanal 622 und der longitudinalen Bohrung 621 in Verbindung stehen, selektiv zu öffnen und zu schließen.The fuel pressure in the back pressure chamber 644 is through the three-way valve 651 controlled, with the back pressure chamber 644 and selectively with either the fuel supply passage 622 or the fuel drain channel 624 communicates. More specifically, the three-way valve includes 651 a spherical valve element. This valve element is actuated by the piezoelectric actuator 1 over a piston 652 with large diameter, a hydraulic chamber 653 and a piston 654 small diameter actuated to openings, each with the fuel supply duct 622 and the longitudinal bore 621 communicate selectively to open and close.

Wie es vorstehend beschrieben ist, ist in der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 6 die piezoelektrische Betätigungsvorrichtung 1 in der longitudinalen Bohrung 621 angeordnet, die mit einem Hochtemperaturkraftstoff gefüllt ist. Anders ausgedrückt wird die piezoelektrische Betätigungsvorrichtung 1 einer hohen Temperatur und einer hohen Feuchtigkeit unterworfen. Da jedoch die piezoelektrische Betätigungsvorrichtung 1 bessere Isolationseigenschaften und eine bessere Zuverlässigkeit aufweist, wie es in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ist es möglich, die Isolationseigenschaften und die Zuverlässigkeit der gesamten Kraftstoffeinspritzvorrichtung 6 sicherzustellen.As described above, in the fuel injection device 6 the piezoelectric actuator 1 in the longitudinal bore 621 arranged, which is filled with a high-temperature fuel. In other words, the piezoelectric actuator 1 subjected to a high temperature and high humidity. However, since the piezoelectric actuator 1 has better insulating properties and better reliability, as described in the first embodiment, it is possible to have the insulating properties and the reliability speed of the entire fuel injection device 6 sure.

Obwohl die vorstehenden spezifischen Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedenerlei Modifikationen, Änderungen und Verbesserungen ausgeführt werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.

  • 1) In dem ersten Ausführungsbeispiel weist der Spitzenabschnitt 53 der isolierenden Abdeckung 5 die Form auf, wie sie in 4A gezeigt ist. Der Spitzenabschnitt 53 kann jedoch ebenso andere Formen aufweisen, beispielsweise diejenigen, die in den 4B–4D gezeigt sind.
Although the foregoing specific embodiments of the invention have been shown and described, it would be apparent to those skilled in the art that various modifications, changes, and improvements can be made without departing from the scope of the invention.
  • 1) In the first embodiment, the tip section 53 the insulating cover 5 the form on how they are in 4A is shown. The top section 53 however, may also have other shapes, for example those used in the 4B - 4D are shown.

In 4B verjüngt sich die äußere Oberfläche 500 der isolierenden Abdeckung 5 zu dem oberen Ende der isolierenden Abdeckung 5, so dass der Außendurchmesser des Spitzenabschnitts 53 zu dem oberen Ende hin allmählich abnimmt. Demgegenüber bleibt die innere Oberfläche 509 der isolierenden Abdeckung 5 in der axialen Richtung gerade, so dass der Spitzenabschnitt 53 einen konstanten Innendurchmesser aufweist.In 4B the outer surface tapers 500 the insulating cover 5 to the upper end of the insulating cover 5 so that the outer diameter of the tip section 53 gradually decreases toward the upper end. In contrast, the inner surface remains 509 the insulating cover 5 straight in the axial direction, so that the tip section 53 has a constant inner diameter.

In 4C sind sowohl die äußere Oberfläche 500 als auch die innere Oberfläche 509 der isolierenden Abdeckung 5 in dem Spitzenabschnitt 53 gekrümmt, so dass der Innendurchmesser des Spitzenabschnitts 53 zu dem oberen Ende der isolierenden Abdeckung 5 hin allmählich zunimmt, während der Außendurchmesser desselben zu dem oberen Ende hin allmählich abnimmt.In 4C are both the outer surface 500 as well as the inner surface 509 the insulating cover 5 in the top section 53 curved so that the inner diameter of the tip section 53 to the upper end of the insulating cover 5 gradually increases as the outer diameter thereof gradually decreases toward the upper end.

In 4D ist der Spitzenabschnitt 53 in der Form eines Vorsprungs mit einem dreieckigen Querschnitt bereitgestellt.In 4D is the top section 53 provided in the form of a projection with a triangular cross-section.

Des Weiteren ist es ebenso möglich, den unteren Endabschnitt 501 der isolierenden Abdeckung 5 einzurichten, einen Spitzenabschnitt wie den Spitzenabschnitt 53 zu umfassen. Mit dieser Konfiguration kann der untere Endabschnitt 501 ebenso an die Halterung 70 pressgeschweißt werden, indem der Spitzenabschnitt verformt wird; somit kann das in die Lücke 40 gefüllte Formharz ebenso zuverlässig gegen ein Austreten aus der Lücke 40 über die Schnittstelle zwischen dem unteren Endabschnitt 501 und die Halterung 70 blockiert werden.

  • 2) In dem ersten Ausführungsbeispiel ist der flexible Abschnitt 21 des Metallgehäuses 23 aus dem Balg aus Austenitedelstahl hergestellt. Der flexible Abschnitt 21 kann jedoch ebenso aus einer Membran hergestellt sein, die entsprechend der durch das piezoelektrische Element 10 erzeugten Betätigungskraft elastisch verformbar ist.
  • 3) In dem ersten Ausführungsbeispiel weist die isolierende Abdeckung 5 die zwei kreisförmigen Einspritzlöcher 52 und die zwei kreisförmigen Absauglöcher 51 auf. Die isolierende Abdeckung 5 kann jedoch ebenso unterschiedliche Anzahlen der Einspritzlöcher 52 und der Absauglöcher 51 aufweisen, beispielsweise 1 oder 3. Außerdem können die Einspritzlöcher 52 und die Absauglöcher 51 ebenso andere Formen aufweisen, beispielsweise dreieckige oder rechteckige Formen.
  • 4) In dem ersten Ausführungsbeispiel ist die isolierende Abdeckung 5 aus PPS hergestellt. Die isolierende Abdeckung 5 kann jedoch ebenso aus anderen isolierenden Materialen hergestellt sein, wie beispielsweise PET (Polyethylenterephthalat) oder NY66 (Nylon 66).
  • 5) In dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Formharz 4 aus dem Silikonharz hergestellt. Das Formharz 4 kann jedoch ebenso aus anderen isolierenden Harzen hergestellt sein, wie beispielsweise einem Epoxydharz, einem Polyimidharz oder einem Polyurethanharz.
Furthermore, it is also possible to use the lower end section 501 the insulating cover 5 set up a tip section like the tip section 53 to include. With this configuration, the lower end portion 501 as well to the holder 70 be press-welded by deforming the tip section; so that can get into the gap 40 filled mold resin just as reliable against leakage from the gap 40 over the interface between the lower end portion 501 and the holder 70 be blocked.
  • 2) In the first embodiment, the flexible portion 21 of the metal housing 23 made of austenitic stainless steel bellows. The flexible section 21 however, it may also be made from a membrane corresponding to that provided by the piezoelectric element 10 generated actuating force is elastically deformable.
  • 3) In the first embodiment, the insulating cover 5 the two circular injection holes 52 and the two circular suction holes 51 on. The insulating cover 5 however, may also have different numbers of injection holes 52 and the suction holes 51 have, for example 1 or 3. In addition, the injection holes 52 and the suction holes 51 also have other shapes, such as triangular or rectangular shapes.
  • 4) In the first embodiment, the insulating cover 5 made of PPS. The insulating cover 5 however, it may also be made of other insulating materials such as PET (polyethylene terephthalate) or NY66 (nylon 66).
  • 5) In the first embodiment, the molding resin 4 made of silicone resin. The molding resin 4 however, it may also be made of other insulating resins such as an epoxy resin, a polyimide resin or a polyurethane resin.

Es ist ein Verfahren zum Herstellen einer piezoelektrischen Betätigungsvorrichtung bereitgestellt, gemäß dem: durch eine Seitenwand einer isolierenden Abdeckung zumindest ein Einspritzloch zum Einspritzen eines Formharzes in eine Lücke zwischen der Seitenwand der isolierenden Abdeckung und Seitenflächen eines piezoelektrischen Elements und zumindest ein Absaugloch zum Absaugen des Formharzes aus der Lücke ausgebildet sind, das Formharz in die Lücke gefüllt wird, indem beide Enden der Lücke geschlossen werden und das Formharz veranlasst wird, durch die Lücke für eine vorbestimmte Zeit zu fließen, indem das Formharz sowohl in die Lücke durch das zumindest eine Einspritzloch eingespritzt wird als auch aus der Lücke durch das zumindest eine Absaugloch abgesaugt wird. Mit diesem Verfahren kann das Formharz gleichmäßig auf die Seitenflächen des piezoelektrischen Elements aufgebracht werden, wobei eine hohe Produktivität sichergestellt werden kann.It is a method of manufacturing a piezoelectric actuator provided according to: by a side wall an insulating cover at least one injection hole for injection a molding resin into a gap between the side wall the insulating cover and side surfaces of a piezoelectric Elements and at least one suction hole for sucking off the molding resin are formed from the gap, the molding resin in the gap is filled by closing both ends of the gap and the molding resin is caused by the gap to flow for a predetermined time by the Mold resin injected both into the gap through the at least one injection hole as well as from the gap through the at least one suction hole is sucked off. With this method, the molding resin can be uniform applied to the side surfaces of the piezoelectric element while ensuring high productivity can.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - US 6563687 B2 [0003] US 6563687 B2 [0003]

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Verfahren zum Herstellen einer piezoelektrischen Betätigungsvorrichtung, wobei das Verfahren Schritte umfasst: (a) zum Vorbereiten eines geschichteten piezoelektrischen Elements zur Erzeugung einer Betätigungsbewegung, eines rohrförmigen Gehäuses mit einem offenen Ende und einem geschlossenen Ende zur Unterbringung des piezoelektrischen Elements, einer rohrförmigen isolierenden Abdeckung mit einer Seitenwand zum elektrischen Isolieren des piezoelektrischen Elements von dem Gehäuse, und eines Deckels zum Schließen des offenen Endes des Gehäuses, wobei das piezoelektrische Element eine erste und eine zweite Endfläche, die in einer Schichtungsrichtung des Elements zueinander entgegengesetzt sind, und eine Vielzahl von Seitenflächen aufweist, wobei das Gehäuse einen flexiblen Abschnitt umfasst, um sich entsprechend der durch das piezoelektrische Element erzeugten Betätigungsbewegung auszudehnen und zusammenzuziehen, wobei der Deckel ein Paar Elektroden aufweist, die darin zur Zufuhr von elektrischer Energie zu dem piezoelektrischen Element angeordnet sind, (b) zum Anordnen der isolierenden Abdeckung, um das piezoelektrische Element derart abzudecken, dass die Seitenwand der isolierenden Abdeckung die Seitenflächen des piezoelektrischen Elements mit einer Lücke zwischen der Seitenwand und den Seitenflächen umgibt, (c) zum Füllen der Lücke zwischen den Seitenflächen des piezoelektrischen Elements und der Seitenwand der isolierenden Abdeckung mit einem isolierenden Formharz, (d) zum Platzieren des piezoelektrischen Elements zusammen mit der isolierenden Abdeckung und dem Formharz in dem Gehäuse, so dass die zweite Endfläche des piezoelektrischen Elements näher an dem offenen Ende des Gehäuses ist als die erste Endfläche, und (e) zum Verbinden des Deckels mit dem Gehäuse, um das offene Ende des Gehäuses zu schließen, wobei durch die Seitenwand der isolierenden Abdeckung zumindest ein Einspritzloch zum Einspritzen des Formharzes in die Lücke zwischen der Seitenwand der isolierenden Abdeckung und den Seitenflächen des piezoelektrischen Elements und zumindest ein Absaugloch zum Absaugen des Formharzes aus der Lücke ausgebildet sind, und der Schritt (c) umfasst: Schließen beider Enden der Lücke zwischen der Seitenwand der isolierenden Abdeckung und den Seitenflächen des piezoelektrischen Elements, und Veranlassen des Formharzes, durch die Lücke für eine vorbestimmte Zeit zu fließen, indem das Formharz sowohl in die Lücke durch das zumindest eine Einspritzloch eingespritzt wird und aus der Lücke durch das zumindest eine Absaugloch abgesaugt wird, wodurch das Formharz auf den Seitenflächen des piezoelektrischen Elements aufgebracht wird und die Lücke mit dem Formharz gefüllt wird.Method for producing a piezoelectric Actuator, the method comprising steps: (A) for preparing a layered piezoelectric element for Generation of an actuating movement, a tubular Housing with an open end and a closed End for housing the piezoelectric element, a tubular insulating cover with a side wall for electrical insulation of the piezoelectric element of the housing, and a Covers for closing the open end of the housing, wherein the piezoelectric element has first and second end surfaces, which are opposite to each other in a lamination direction of the element, and a plurality of side surfaces, wherein the Housing includes a flexible section to conform accordingly expand the actuation movement generated by the piezoelectric element and contract, wherein the lid has a pair of electrodes, the therein for supplying electrical energy to the piezoelectric Element are arranged (B) for arranging the insulating Cover to cover the piezoelectric element such that the side wall of the insulating cover the side surfaces of the piezoelectric element with a gap between surrounding the side wall and the side surfaces, (c) for Fill the gap between the side surfaces of the piezoelectric element and the side wall of the insulating cover with an insulating molding resin, (d) for placing the piezoelectric Elements together with the insulating cover and the molding resin in the housing so that the second end face of the piezoelectric element closer to the open end of the Housing is considered the first end face, and (E) for connecting the lid to the housing, around the open one Close the end of the case, in which by the side wall of the insulating cover at least one injection hole for injecting the molding resin into the gap between the Side wall of the insulating cover and the side surfaces of the piezoelectric element and at least one suction hole for suction of the molding resin are formed from the gap, and of the Step (c) comprises: Closing both ends of the gap between the side wall of the insulating cover and the side surfaces of the piezoelectric element, and Causing the molding resin, through the gap for a predetermined time flow by placing the molding resin both in the gap is injected through the at least one injection hole and out the gap is sucked through the at least one suction hole, whereby the molding resin on the side surfaces of the piezoelectric Elements is applied and the gap with the molding resin is filled. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Seitenwand der isolierenden Abdeckung erste und zweite Endabschnitte aufweist, die zueinander in der longitudinalen Richtung der isolierenden Abdeckung entgegengesetzt sind, und das zumindest eine Einspritzloch in dem ersten Endabschnitt der Seitenwand ausgebildet ist und das zumindest eine Absaugloch in dem zweiten Endabschnitt der Seitenwand ausgebildet ist.The method of claim 1, wherein the side wall of the insulating cover has first and second end portions, the one another in the longitudinal direction of the insulating cover are opposite, and that at least one injection hole in the first end portion of the side wall is formed and that at least a suction hole is formed in the second end portion of the side wall is. Verfahren nach Anspruch 2, wobei in dem Schritt (c) das zumindest eine Einspritzloch vertikal niedriger als das zumindest eine Absaugloch angeordnet ist, und das Formharz veranlasst wird, gegen die Schwerkraft von dem zumindest einem Einspritzloch zu dem zumindest einen Absaugloch durch die Lücke zu fließen.The method of claim 2, wherein in step (c) the at least one injection hole vertically lower than that at least a suction hole is arranged, and the molding resin is caused, against the force of gravity from the at least one injection hole to the at least one suction hole to flow through the gap. Verfahren nach Anspruch 2, wobei in einer inneren Oberfläche der Seitenwand der isolierenden Abdeckung eine spiralförmige Führungsnut zum Führen des Formharzes von dem zumindest einen Einspritzloch zu dem zumindest einen Absaugloch ausgebildet ist.The method of claim 2, wherein in an inner Surface of the side wall of the insulating cover a spiral guide groove for guiding the molding resin from the at least one injection hole to the at least a suction hole is formed. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Deckel eine Endfläche mit einem größeren Durchmesser als die zweite Endfläche des piezoelektrischen Elements aufweist, vor dem Schritt (b) die Endfläche des Deckels an die zweite Endfläche des piezoelektrischen Elements befestigt wird, und in dem Schritt (b) die isolierende Abdeckung so angeordnet wird, dass ein Ende der isolierenden Abdeckung in engem Kontakt mit einem äußeren Abschnitt der Endfläche des Deckels ist, der von der zweiten Endfläche des piezoelektrischen Elements radial herausragt.The method of claim 1, wherein the lid is a End face with a larger diameter as the second end surface of the piezoelectric element, in front the step (b) the end surface of the lid to the second End face of the piezoelectric element is fixed, and in the step (b), the insulating cover is arranged will make that one end of the insulating cover in close contact with an outer portion of the end surface of the lid is that of the second end face of the piezoelectric Element protrudes radially. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die isolierende Abdeckung bei dem zugehörigen Ende einen Spitzenabschnitt umfasst, dessen Dicke zu dem Ende der isolierenden Abdeckung hin allmählich abnimmt, und in dem Schritt (b) das Ende der isolierenden Abdeckung an den äußeren Abschnitt der Endfläche des Deckels pressgeschweißt wird, indem der Spitzenabschnitt verformt wird.The method of claim 5, wherein the insulating Cover at the associated end a tip section whose thickness is toward the end of the insulating cover gradually decreases, and in step (b) the end of insulating cover to the outer section the end surface of the lid is press-welded, by deforming the tip section. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das piezoelektrische Element ein Paar Seitenelektroden umfasst, die jeweils auf einem entgegengesetzten Paar der Seitenflächen des piezoelektrischen Elements ausgebildet sind und jeweils mit dem Paar von Elektroden, die in dem Deckel angeordnet sind, zu verbinden sind, und in dem Schritt (b) die isolierende Abdeckung so angeordnet wird, dass jedes des zumindest einen Einspritzloches und des zumindest einen Absaugloches einer der Seitenelektroden des piezoelektrischen Elements gegenüberliegt.The method of claim 1, wherein the piezoelectric element comprises a pair of side electrodes each formed on an opposite pair of the side surfaces of the piezoelectric element and to be connected to the pair of electrodes disposed in the lid respectively, and in the step (B) the insulating cover is arranged so that each of the at least an injection hole and the at least one suction hole opposes one of the side electrodes of the piezoelectric element. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die isolierende Abdeckung aus PPS (Polyvenylsulfid), PET (Polyethylenterephthalat) oder NY66 (Nylon 66) hergestellt ist.The method of claim 1, wherein the insulating Cover made of PPS (polyvinyl sulfide), PET (polyethylene terephthalate) or NY66 (nylon 66). Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Formharz aus einem Silikonharz, einem Epoxydharz, einem Polyimidharz oder einem Polyurethanharz hergestellt ist.The method of claim 1, wherein the molding resin is made of a silicone resin, an epoxy resin, a polyimide resin or a Polyurethane resin is produced. Piezoelektrische Betätigungsvorrichtung, die durch das Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt ist.Piezoelectric actuator, which is produced by the method according to claim 1. Piezoelektrische Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die piezoelektrische Betätigungsvorrichtung in einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine eingesetzt ist.Piezoelectric actuator according to Claim 10, wherein the piezoelectric actuator in a fuel injection device for an internal combustion engine is used.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011079987A1 (en) * 2009-12-29 2011-07-07 Robert Bosch Gmbh Injection valve for a fluid

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010050265A1 (en) 2010-11-02 2012-05-03 Epcos Ag Method for producing an actuator unit and sleeve for receiving a piezoelectric actuator
EP2990638A1 (en) * 2012-01-11 2016-03-02 CeramTec GmbH Actuator module with a multilayer actuator arranged in a housing and constant extremely low leakage current at the actuator surface
JP6749057B2 (en) * 2015-01-28 2020-09-02 京セラ株式会社 MULTILAYER PIEZOELECTRIC ELEMENT, INJECTION DEVICE HAVING THE SAME, AND FUEL INJECTION SYSTEM

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6563687B2 (en) 2000-12-28 2003-05-13 Denso Corporation Piezoelectric device for injector, method for producing the same, and injector

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60104762A (en) * 1983-11-10 1985-06-10 Nippon Soken Inc Electro-distorsion actuator and fuel injection valve
JPH07335952A (en) * 1994-06-14 1995-12-22 Chichibu Onoda Cement Corp Layer-built piezoelectric actuator device and its manufacture
DE19715488C1 (en) * 1997-04-14 1998-06-25 Siemens Ag Piezoelectric actuator
DE10025997A1 (en) * 2000-05-25 2001-12-06 Bosch Gmbh Robert Piezo actuator
JP2002203997A (en) * 2000-12-28 2002-07-19 Denso Corp Piezoelectric actuator

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6563687B2 (en) 2000-12-28 2003-05-13 Denso Corporation Piezoelectric device for injector, method for producing the same, and injector

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011079987A1 (en) * 2009-12-29 2011-07-07 Robert Bosch Gmbh Injection valve for a fluid
US9091237B2 (en) 2009-12-29 2015-07-28 Robert Bosch Gmbh Injector for a fluid

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