JP2009270473A - 圧電アクチュエータの検査方法及び検査装置。 - Google Patents

圧電アクチュエータの検査方法及び検査装置。 Download PDF

Info

Publication number
JP2009270473A
JP2009270473A JP2008120944A JP2008120944A JP2009270473A JP 2009270473 A JP2009270473 A JP 2009270473A JP 2008120944 A JP2008120944 A JP 2008120944A JP 2008120944 A JP2008120944 A JP 2008120944A JP 2009270473 A JP2009270473 A JP 2009270473A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric
piezoelectric element
gap
movable element
mover
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008120944A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4715864B2 (ja
Inventor
Shotaro Mori
翔太郎 森
Kaneo Takema
金男 武馬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2008120944A priority Critical patent/JP4715864B2/ja
Priority to DE102009002875.7A priority patent/DE102009002875B4/de
Publication of JP2009270473A publication Critical patent/JP2009270473A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4715864B2 publication Critical patent/JP4715864B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80Constructional details
    • H10N30/88Mounts; Supports; Enclosures; Casings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0014Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F02M63/0026Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using piezoelectric or magnetostrictive actuators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M65/00Testing fuel-injection apparatus, e.g. testing injection timing ; Cleaning of fuel-injection apparatus

Landscapes

  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract


【課題】圧電アクチュエータの圧電素子と可動子との間隙を正確に測定する検査方法と検査装置との提供。
【解決手段】圧電素子210と筐体200と可動子260とを含む圧電アクチュエータ2に設けた圧電素子210と可動子260との間隙GPを測定する圧電アクチュエータ検査装置1は、可動子260を押圧する可動子押圧手段70と、可動子260の変位量Xを計測する変位量計測手段71と、可動子260に作用する荷重Fを計測する荷重計測手段71と、圧電素子210に発生する圧電効果V、Iを検出する圧電効果検出手段8、9とを具備する。圧電効果検出手段8、9によって、圧電素子210と可動子260との接触状態を検知した時の変位量を第1の間隙Aとし、荷重計測手段71の計測結果が急激に変化した時の変位量を第2の間隙Bとし、圧電素子210に対する可動子260の相対傾きΔGrad=2・(B−A)を正確に計測できる。
【選択図】図7

Description

本発明は、内燃機関の燃焼室内に高圧燃料を噴射する燃料噴射装置の駆動に用いられる圧電アクチュエータの検査方法及び検査装置に関するものである。
近年、燃費向上、燃焼排気中の有害物質の低減等の観点から、自動車用エンジン等の内燃機関には、圧電アクチュエータを駆動源として用いた燃料噴射弁の開発が進められている。このような圧電アクチュエータは、燃料噴射弁内に組み込まれ、厳しい環境下において使用されるため、よりコンパクトな構造と高い耐久性とが要求されている。
このような圧電アクチュエータとして、特許文献1には、圧電式のアクチュエータモジュールであって、少なくとも圧電素子とアクチュエータフットとアクチュエータヘッドとを有しており、該アクチュエータヘッドが前記圧電素子によって操作しようとする構成部品と協働するようになっており、前記アクチュエータモジュールが軸方向に延びるスリーブによって包囲されているものにおいて、アクチュエータヘッドに続いてダイヤフラムが設けられており、このダイヤフラムが略半径方向に延びて、前記スリーブに接続されており、種々の異なる曲率半径を有する横断面を備えていることを特徴としている圧電式のアクチュエータモジュールが開示されている。
ところが、特許文献1にあるような圧電アクチュエータでは、アクチュエータヘッドと圧電素子とが接触している状態で組み付けられており、圧電素子が伸長する際に、ダイヤフラムに圧縮応力が作用するため、圧電素子の応答性が低下する虞がある。
そこで、図1に示すような圧電アクチュエータ2では、筒状の筐体200と、その内側に収納される圧電素子210と、弾性材料からなるダイヤフラム270を介して筐体200に弾性的に固定した軸方向に稼働するピストン260とによって構成し、圧電素子210は、筐体200の基端側を筐体200の基端側に設けた封止部250に固定し、圧電素子210とピストン260との間には、間隙GPを設けて、組み付け前の状態において、圧電素子210にもダイヤフラム270にも荷重が作用していない状態としている。
さらに、このような構成とした圧電アクチュエータ2を、図2に示すように、高圧燃料の噴射と停止を行うインジェクタIの駆動源として組み付けた時に、ピストン受部280によってピストン260を基端側に向かって押圧し、圧電素子210の保護層220の下端面とピストン260の上端面とを密接させ、圧電素子210の収縮時において、ダイヤフラム270のバネ荷重が反圧電素子方向に作用した状態としている。
圧電素子210とピストン260との間に間隙GPを設けた圧電アクチュエータ2をインジェクタI内にダイヤフラムに引張応力印加状態で組み付けることにより、ダイヤフラムの疲労寿命の向上を図ることができると期待されている。
なお、圧電アクチュエータ2には、圧電素子210は、PZT等の圧電セラミック材料を平板状に形成した圧電セラミック層210の表面に内部電極211a、211bを形成し、これらの分極方向を交互に変えて数百層積層し、内部電極層211a、211bを側面方向に左右交互に引き出し、さらに内部電極層211a、211bを、伸縮可能なエキスパンダメタル等によって形成した側面電極212a、212bに接続し、さらに、外部電源に接続すべく一対の導通線214a、214bに接続し、側面電極212a、212bをエポキシ樹脂等の絶縁部材213a、213bによって覆うとともに、上端部と下端部とには、絶縁体からなる保護層220、230を形成し、略長軸状に形成した積層型の圧電素子210が用いられている。
特表2005−533968号公報
ところが、図1に示すような圧電アクチュエータ2の構成では、圧電素子210は筐体200の基端側で封止部材250に固定されている。圧電素子210は軸方向の上下端面の研磨工程において完全に平行な平面で加工し難い為、両端面間で微小な傾きを生じる虞がある。また、ダイヤフラム270に対しピストン260が傾いた状態で組付けが行われた場合、ダイヤフラム260の下端面とピストン270の上面間で微小な傾きを生じる虞がある。そのため圧電アクチュエータ2には圧電素子210の下端部より連なる絶縁体からなる保護層220の下端面とピストン260の上面に相対的な傾きが生じる虞がある。
このような状態で圧電アクチュエータ2をインジェクタI内に組み付けると、圧電素子210の下端部の一部がピストン260の上端面によって局所的に押圧された状態となる。このような組み付け状態では、駆動時において、圧電素子210に偏荷重がかかり、長時間の使用によって、ダイヤフラム270に疲労き裂の発生を招く虞がある。
このような圧電素子と可動子との間に間隙を設けた圧電アクチュエータの更なる信頼性の向上、応答性の向上を図るためには、圧電アクチュエータをインジェクタに組み付けする前の状態において、圧電素子と可動子との間に設けた間隙を正確に測定し、許容範囲を超えた傾きの生じたものを確実に排除する必要がある。しかし、筺体内を視認するにはX線等の特殊技術を要する為、筐体内での圧電素子の状態を安価な方法で、かつ、正確に把握することは困難であった。
そこで、本願発明は、視認性の悪い圧電アクチュエータにおいても圧電素子と圧電素子の変位を伝達する可動子との間に設けた間隙を簡易な方法で、かつ、正確に測定できる圧電アクチュエータの検査方法及び検査装置を提供することを目的とするものである。
請求項1の発明では、通電によって伸長する略柱状の圧電素子と、該圧電素子を内部に収納しつつ該圧電素子をその一方の端部において固定する略筒状の筐体と、該筐体の他方の端部に弾性部材を介して設けた可動子とを有し、上記圧電素子と上記可動子との間に間隙を設けた圧電アクチュエータの該間隙を測定する圧電アクチュエータの検査方法であって、上記可動子を押圧しつつ、該可動子の変位量を測定するとともに、上記圧電素子に接続した一対の通電線を利用し、上記可動子が上記圧電素子を押圧した時の圧電効果による発生電圧又は、発生電流を測定し、検出された圧電効果と閾値との比較によって、上記圧電素子と上記可動子との接触状態を判断し、第1の間隙として、上記圧電素子と上記可動子との最短距離を計測する。
上記圧電素子の下端面と上記可動子の上端面とが平行でなく、上記圧電素子と上記可動子との間隙に傾きが生じている場合には、上記可動子が上記圧電素子と接触するまで押圧されると、上記圧電素子の接触部位が上記可動子によって局所的に圧縮され、上記圧電素子に、圧電効果によりピエゾ電圧が発生する。
上記圧電素子への通電のために接続された一対の通電線を利用して、上記圧電素子に発生した電圧又は電流を測定し、この発生電圧又は発生電流と所定の閾値との比較によって、上記圧電素子と上記可動子とが接触した状態であるか否かを判断することができる。
したがって、請求項1の発明によれば、上記圧電効果が閾値以上となった時の上記可動子の変位量を上記圧電素子と上記可動子との最短距離、即ち、第1の間隙として正確に知ることができる。
請求項2の発明では、上記可動子を押圧しつつ、該可動子の変位量を測定するとともに、上記可動子に作用する押圧荷重を測定し、検出された上記押圧荷重と閾値との比較によって、上記圧電素子と上記可動子との密着状態を判断し、第2の間隙として、上記圧電素子と上記可動子との中心間距離を計測する。
上記可動子が上記圧電素子に接触するまでは、上記可動子に作用する押圧荷重は、上記弾性部材から受けるバネ荷重のみが作用し、上記可動子の変位量に応じて徐々に増加する。さらに上記可動子を押圧すると、上記可動子と上記圧電素子の一部とが接触状態となり、さらに上記可動子を押圧すると、上記可動子と上記圧電素子との接触点を支点として上記可動子が傾きながら上記圧電素子の下端面に当接する。この時、上記可動子の変位量に対する上記可動子に作用する荷重の変化率が上昇するが、その増加率は僅かであるので、この変化を検出して第1の間隙を検知することは困難である。上記可動子の変位が上記圧電アクチュエータの軸中心における上記圧電素子の下端面と上記可動子の上端面との距離に達すると、上記圧電素子の下端面と上記可動子の上端面とが全面に渡って当接した状態となる。このとき、上記可動子を押圧すると、上記可動子に作用する荷重は、上記圧電素子を押圧する荷重となるので、上記可動子の変位量に対する上記可動子に作用する荷重の変化率が急激に上昇し、容易に上記圧電素子と上記可動子とが密着状態となったことを検知できる。
請求項2の発明によれば、上記可動子の変位量に対する押圧荷重の変化率が急激に変化した点を上記圧電素子と上記可動子とが密着状態となったと判断でき、この時の変位量を、第2の間隙として正確に測定することができる。
請求項3の発明では、上記第1の間隙をAとし、上記第2の間隙をBとした時、下記式1によって、上記圧電素子と上記可動子との間の相対傾きΔGradを算出する。
ΔGrad=2・(B−A) ・・・ 式1
請求項3の発明によれば、容易に上記圧電素子の上記可動子に対する相対的な傾きを正確に測定することができる。
請求項4の発明では、通電によって伸長する略柱状の圧電素子と、該圧電素子の外周を覆いつつ、その一方の端部において固定する略筒状の筐体と、該筐体の他方の端部に弾性部材を介して設けた可動子とを有し、上記圧電素子と上記可動子との間に間隙を設けた圧電アクチュエータの該間隙を測定する圧電アクチュエータの検査装置であって、上記可動子を押圧して上記可動子を変位せしめる可動子押圧手段と、該可動子押圧手段によって変位した上記可動子の変位量を計測する変位量計測手段と、上記可動子に作用する荷重を計測する荷重計測手段と、上記圧電素子に発生する圧電効果を検出する圧電効果検出手段とを具備する。
請求項4の発明によれば、上記押圧手段によって、上記可動子を押圧し、上記圧電素子の下端面と上記可動子の上端面とが接触し、上記圧電素子が上記可動子によって押圧された瞬間に上記圧電効果検出手段によって上記圧電素子に発生した圧電効果が検知され、上記圧電素子と上記可動子とが接触状態であることが検知され、この時の上記可動子の変位量を上記変位量計測手段によって知ることができる。したがって、第1の間隙として、上記圧電素子と上記可動子との間に形成された間隙の最短距離の正確な測定が実現可能となる。
さらに、上記押圧手段によって、上記可動子を押圧し、上記圧電素子と上記可動子とが密着状態となると、上記可動子に作用する荷重が急激に上昇するため、上記荷重計測手段の計測結果によって、上記圧電素子と上記可動子とが密着状態となったことを容易に検知でき、この時の上記可動子の変位量を上記変位量計測手段によって知ることができる。したがって、第2の間隙として、上記圧電素子と上記可動子との間に形成された間隙の中心間距離の正確な測定が実現可能となる。
また、上記第1の間隙の計測結果と上記第2の間隙の計測結果とから、上記可動子の上端面に対する上記圧電アクチュエータの下端面の相対的な傾きの正確な測定が実現可能となる。
本発明の第1の実施形態における圧電アクチュエータの検査方法について、図を参照して説明する。図3は、本実施形態における検査方法によって、圧電アクチュエータ2を測定する場合の検査装置の概要を示す構成図である。
図3に示すように、本実施形態においては、圧電アクチュエータ2の下方には、押圧手段として、例えば、サーボモータ、油圧プレス等の押圧装置70が軸方向に昇降することによって、可動子260を軸方向への押圧が可能となっている。
押圧装置70には、変位計測手段として、例えば、レーザ変位計、静電容量型変位計、ロータリエンコーダ等の変位計測装置71が設けられ、可動子260の変位量が計測可能となっている。
さらに、押圧装置70には、可動子260を押圧した時の荷重を計測する荷重計測手段として、例えば、ロードセル等の荷重計測装置72が設けられている。
また、圧電アクチュエータ2を駆動するための一対の通電線214a、214bには、圧電効果検出手段として、圧電素子210が押圧された時に、圧電効果によって発生するピエゾ電圧V又はピエゾ電流Iを測定する電圧計8又は電流計9が接続されている。
図4、5、6を参照し、圧電アクチュエータ2において、圧電素子210の下端に設けられた保護層220の下端面と可動子260の上端面とが平行となっていない場合について、本実施形態における圧電アクチュエータ2に設けられた間隙GPの検査方法について説明する。
図4(a)に示すように、圧電素子210と可動子260との間に設けられた間隙GPにおいて、最も狭い部分を第1の間隙Aとし、圧電素子210の中心軸上における圧電素子210と可動子260との間を第2の間隙Bとし、圧電素子210の可動子260に対する相対的な傾きをΔGradとする。
変位計71によって可動子260の変位量を計測しつつ、押圧装置70によって、可動子260を軸方向に圧電素子210に向かって押圧する。このとき、可動子260には、ダイヤフラム270のバネ荷重が作用しており、変位の上昇に伴い可動子260に作用する荷重Fも徐々に上昇する。また、圧電素子210の下端面と可動子260の上端面とが接触するまでは、圧電素子210には圧電効果が発生せず、電圧計8でピエゾ電圧Vは検出されない。
押圧装置70によって、可動子260が第1の間隙Aだけ押圧されると圧電素子210の下端面の一部に当接し、圧電素子210の一部が可動子260によって押圧される。この時、圧電素子210には圧電効果によってピエゾ電圧Vが発生する。なお、本実施形態において、圧電素子210は、1μmの圧縮によって5mVのピエゾ電圧を発生する圧電特性を有している。
可動子260が圧電素子210の下端面の一部と接触するまで押圧されると、圧電素子210の接触部位が可動子260によって局所的に圧縮され、圧電素子210に、圧電効果によりピエゾ電圧Vが発生する。
圧電素子210に発生したピエゾ電圧Vを電圧計8によって測定し、この電圧と所定の閾値との比較によって、圧電素子210と可動子260とが接触した状態であるか否かを判断することができる。
本実施形態においては、外乱を考慮して、ピエゾ電圧VPの閾値として10mV以上即ち、圧電素子210が2μm以上押圧された時に圧電素子210と可動子260とが接触状態となったと判断し、この時の変位量Xを第1の間隙Aとして正確に知ることができる。
押圧装置70による可動子260の押圧開始から圧電素子210の下端面に接触するまでの電圧計8、変位計測装置71、荷重計測装置72によって検出された、ピエゾ電圧V(mV)の経時変化、変位X(μm)に対する荷重F(N)の変化を図5に示す。
図5(a)に示すように、可動子260と圧電素子210とが接触状態となり、2μm以上押圧されると、10mV以上のピエゾ電圧Vが検出され、図5(b)に示すように、この時の変位Xを第1の間隙Aとして正確に検出する事ができる。
一方、荷重F(N)は、変位X(μm)によって徐々に増加し、圧電素子210と可動子260とが接触した後は、荷重F(N)の増加率が変化するが、増加率の変化は僅かであり、荷重F(N)のみの計測によって第1の間隙Aを正確に測定することは困難である。圧電効果によって発生するピエゾ電圧VPは、ごく僅かでも容易に検出が可能で、本発明の圧電効果の測定と変位量の測定とを同時に行うことによって正確に第1の間隙Aを知ることができる。
さらに、押圧装置70によって、可動子260の押圧を続けると、図5(c)に示すように圧電素子210の下端面と可動子260の上端面とが全面に渡って当接した状態となる。
このとき、可動子260は圧電素子210の下端面の傾きに沿って傾いた状態となるので、実際の可動子260の変位は圧電素子210の中心軸上における圧電素子210の下端面と可動子260の上端面との距離、即ち、第2の間隙Bとなる。
この時、図7に示すように、可動子260に作用する荷重F(N)は、圧電素子210を押圧する荷重となるので、ダイヤフラム270から受ける弾性的な荷重に比べて、遙かに大きくなる。したがって、可動子260の変位量X(μm)に対する押圧荷重F(N)の変化率が急激に変化した点を圧電素子210と可動子260とが密着状態となったと判断でき、この時の変位量X(μm)を、第2の間隙Bとして正確に測定することができる。また、荷重F(N)の増加率の変化を検出するのではなく、荷重F(N)所定の閾値F(N)以上(例えば、200N以上)となった時を圧電素子210と可動子260とが密着状態となったと判断しても良い。
さらに、第1の間隙Aと第2の間隙Bとから可動子260の圧電素子210に対する相対的な傾きΔGradを下記式1によって算出できる。
ΔGrad=2・(B−A)・・・式1
以上をまとめると、本発明の圧電素子の検査方法は、図7に示すフローチャートとして示すことができる。図7(a)は、第1の間隙Aの検査方法の概要を示すフローチャート、図7(b)は、第2の間隙Bの検査方法の概要を示すフローチャート、図7(c)は、第1の間隙Aと第2の間隙Bとから相対傾きΔGradを算出する方法を示すフローチャートである。
図7(a)に示すように、圧電アクチュエータ2の第1の間隙Aは、可動子260を押圧しつつ、可動子260の変位量Xを測定するとともに、圧電効果による発生電圧V又は、発生電流Iを測定し、検出された圧電効果V又は、Iと、閾値VPC、又は、閾値IPCとの比較によって、圧電素子210と可動子260との接触状態を判断し、第1の間隙Aとして、圧電素子210と可動子260との最短距離を計測する。圧電効果V、Iが閾値VPC、IPC以下の場合には、圧電素子210と可動子260とが接しておらず、圧電効果VP、Iが閾値VPC、IPCを超え、圧電素子210と可動子260とが接触状態と判断されるまで可動子260の押圧が継続される。
図7(b)に示すように、圧電アクチュエータ2の第2の間隙Bは、可動子260を押圧しつつ、可動子260の変位量Xを測定するとともに、可動子210に作用する押圧荷重Fを測定し、検出された押圧荷重Fと閾値Fとの比較によって、圧電素子210と可動子260との密着状態を判断し、第2の間隙Bとして、圧電素子210と可動子260との中心間距離を計測する。
図7(c)に示すように、第1の間隙Aの計測結果と第2の間隙Bの計測結果とから、可動子260の圧電素子210に対する相対傾きΔGradが算出できる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態において、圧電アクチュエータ検査装置1は、圧電アクチュエータ2の下方に設けた押圧装置70によって可動子260を押圧する構成としたが、圧電アクチュエータ2の下方に荷重計測装置72のみを配設し、圧電アクチュエータ2を下方に変位させる押圧手段を用いた構成であっても良い。
また、本発明の圧電アクチュエータ検査装置を圧電アクチュエータの製造工程に組み込んで自動的に圧電アクチュエータの良否判定を行いながら製造する圧電アクチュエータの製造方法の一部としても良い。
は、本発明の検査方法が適用できる圧電アクチュエータの概要を示す断面図。 は、本発明の検査方法が適用される圧電アクチュエータを組み付けたインジェクタの概要を示す構成図。 は、本発明の第1の実施形態における圧電アクチュエータ検査装置の概要を示す構成図。 (a)は、本発明の第1の検査方法の検査対象部位を示す要部断面図、本図(b)は、第1の間隙Aの測定状況を示す要部断面図、本図(c)は、第2の間隙Bの測定状況を示す要部断面図。 は、本発明の第1実施形態における検査方法の第1の間隙Aの測定例を示し、本図(a)は、ピエゾ電圧の変化を示す特性図、本図(b)は、荷重の変化を示す特性図。 は、本発明の第1の実施形態における検査方法の第2の間隙Bの測定例を示す特性図。 は、本発明の検査方法の概要を示し、本図(a)は、第1の間隙Aの計測方法を示すフローチャート、本図(b)は、第2の間隙Bの計測方法を示すフローチャート、本図(c)は、相対傾きΔGradの算出方法を示すフローチャート。
符号の説明
1 圧電アクチュエータ検査装置
2 圧電アクチュエータ
210 圧電素子
260 可動子
70 可動子押圧手段
71 変位量計測手段
72 荷重計測手段
、I 圧電効果(ピエゾ電圧、ピエゾ電流)
8、9 圧電効果検出手段(ピエゾ電圧計、ピエゾ電流計)
GP 間隙
X 変位量
A 第1の間隙(最狭間隙)
B 第2の間隙(最広間隙)
ΔGRAD 相対傾き

Claims (4)

  1. 通電によって伸長する略柱状の圧電素子と、該圧電素子の外周を覆いつつ、その一方の端部において固定する略筒状の筐体と、該筐体の他方の端部に弾性部材を介して設けた可動子とを有し、上記圧電素子と上記可動子との間に間隙を設けた圧電アクチュエータの該間隙を測定する圧電アクチュエータの検査方法であって、
    上記可動子を押圧しつつ、該可動子の変位量を測定するとともに、上記圧電素子に接続した一対の通電線を利用し、上記可動子が上記圧電素子を押圧した時の圧電効果による発生電圧又は、発生電流を測定し、検出された圧電効果と閾値との比較によって、上記圧電素子と上記可動子との接触状態を判断し、第1の間隙として、上記圧電素子と上記可動子との最短距離を計測することを特徴とする圧電アクチュエータの検査方法。
  2. 上記可動子を押圧しつつ、該可動子の変位量を測定するとともに、上記可動子に作用する押圧荷重を測定し、検出された上記押圧荷重と閾値との比較によって、上記圧電素子と上記可動子との密着状態を判断し、第2の間隙として、上記圧電素子と上記可動子との中心間距離を計測することを特徴とする請求項1記載の圧電アクチュエータの検査方法。
  3. 上記第1の間隙をAとし、上記第2の間隙をBとした時、下記式1によって、上記圧電素子と上記可動子との間の相対傾きΔGradを算出する請求項2記載の圧電アクチュエータの検査方法。
    ΔGrad=2・(B−A) ・・・ 式1
  4. 通電によって伸長する略柱状の圧電素子と、該圧電素子の外周を覆いつつ、その一方の端部において固定する略筒状の筐体と、該筐体の他方の端部に弾性部材を介して設けた可動子とを有し、上記圧電素子と上記可動子との間に間隙を設けた圧電アクチュエータの該間隙を測定する圧電アクチュエータの検査装置であって、
    上記可動子を押圧して上記可動子を変位せしめる可動子押圧手段と、該可動子押圧手段によって変位した上記可動子の変位量を計測する変位量計測手段と、上記可動子に作用する荷重を計測する荷重計測手段と、上記圧電素子に発生する圧電効果を検出する圧電効果検出手段とを具備することを特徴とする圧電アクチュエータの検査装置。
JP2008120944A 2008-05-07 2008-05-07 圧電アクチュエータの検査方法及び検査装置。 Expired - Fee Related JP4715864B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008120944A JP4715864B2 (ja) 2008-05-07 2008-05-07 圧電アクチュエータの検査方法及び検査装置。
DE102009002875.7A DE102009002875B4 (de) 2008-05-07 2009-05-06 Verfahren und Gerät zur Überprüfung einer piezoelektrischen Betätigungsvorrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008120944A JP4715864B2 (ja) 2008-05-07 2008-05-07 圧電アクチュエータの検査方法及び検査装置。

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009270473A true JP2009270473A (ja) 2009-11-19
JP4715864B2 JP4715864B2 (ja) 2011-07-06

Family

ID=41317911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008120944A Expired - Fee Related JP4715864B2 (ja) 2008-05-07 2008-05-07 圧電アクチュエータの検査方法及び検査装置。

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4715864B2 (ja)
DE (1) DE102009002875B4 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107923334A (zh) * 2015-09-09 2018-04-17 大陆汽车有限公司 用于检测在喷射器阀组件和压电堆叠之间的间隙的间隙大小的检测方法、以及用于致动压电堆叠中的致动器单元的致动方法
JP7363739B2 (ja) 2020-10-22 2023-10-18 株式会社デンソー 圧電アクチュエータの検査装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012204252B3 (de) * 2012-03-19 2013-08-29 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffeinspritzsystems mit Druckabbau und Kraftstoffeinspritzsystem mit Einspritzventil mit Servoventil
GB201406358D0 (en) * 2014-04-09 2014-05-21 Delphi Int Operations Lux Srl Method for the control and diagnosis regarding the operation a fuel injector

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0380581A (ja) * 1989-08-23 1991-04-05 Toyota Motor Corp 圧電式アクチュエータの製造装置
JP2002031010A (ja) * 2000-06-30 2002-01-31 Siemens Automotive Corp 燃料噴射器、燃焼噴射システム及び燃料噴射器の補償方法
JP2005533968A (ja) * 2002-07-20 2005-11-10 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 圧電式のアクチュエータモジュール、及びこの圧電式のアクチュエータモジュールを組み付けるための方法
JP2006214783A (ja) * 2005-02-02 2006-08-17 Denso Corp ピエゾアクチュエータの変位量の計測方法、及びピエゾアクチュエータの駆動装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10025985A1 (de) 2000-05-25 2001-11-29 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Vermessen einer Kraft-Auslenkungs-Kennlinie eines Aktors

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0380581A (ja) * 1989-08-23 1991-04-05 Toyota Motor Corp 圧電式アクチュエータの製造装置
JP2002031010A (ja) * 2000-06-30 2002-01-31 Siemens Automotive Corp 燃料噴射器、燃焼噴射システム及び燃料噴射器の補償方法
JP2005533968A (ja) * 2002-07-20 2005-11-10 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 圧電式のアクチュエータモジュール、及びこの圧電式のアクチュエータモジュールを組み付けるための方法
JP2006214783A (ja) * 2005-02-02 2006-08-17 Denso Corp ピエゾアクチュエータの変位量の計測方法、及びピエゾアクチュエータの駆動装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107923334A (zh) * 2015-09-09 2018-04-17 大陆汽车有限公司 用于检测在喷射器阀组件和压电堆叠之间的间隙的间隙大小的检测方法、以及用于致动压电堆叠中的致动器单元的致动方法
CN107923334B (zh) * 2015-09-09 2021-01-22 大陆汽车有限公司 用于喷射器阀的检测方法、致动方法以及喷射器单元
JP7363739B2 (ja) 2020-10-22 2023-10-18 株式会社デンソー 圧電アクチュエータの検査装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009002875A1 (de) 2009-12-17
JP4715864B2 (ja) 2011-07-06
DE102009002875B4 (de) 2022-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4715864B2 (ja) 圧電アクチュエータの検査方法及び検査装置。
US7201043B2 (en) Combustion pressure sensor and glow plug including the same
CN104169702B (zh) 带有燃烧压力检测装置的内燃机
CN101765707A (zh) 在内燃式发动机上安装加速度计并且提高信噪比的方法
EP1486653A2 (en) Combustion pressure sensor
US8905003B2 (en) Fuel injector with fuel pressure sensor and electrical interconnection method of the same
EP2201279B1 (en) Valve testing
US7270099B2 (en) Pressure gauge for combustion chamber of an internal combustion engine
CN1894495A (zh) 压力探测装置
EP2020692A1 (en) Piezoelectric film device
JP5192095B2 (ja) ひずみ感知センサ
US9559286B2 (en) Positioning device
WO2011099445A1 (ja) 筒内圧センサ
CN107810319B (zh) 用于监控压电喷射器的工作操作的方法
JP4840407B2 (ja) 圧電部品を製造するための圧入装置
JP4214408B2 (ja) スナップリング組付検査装置及びスナップリング組付検査方法
DE102012219824A1 (de) Miniaturisierter Brennraumdrucksensor mit zugvorgespanntem Sensorgehäuse
CN100468027C (zh) 用于监控气缸压力的设备和方法以及大型两冲程柴油机
FR3073354B1 (fr) Piece composite a circuit electronique d'instrumentation integre et son procede de fabrication
JPS6178179A (ja) 積層型圧電体
US7543382B2 (en) Method for determining the position of a component in a stepped bore of a housing, and an injector for fuel injection
JP2011161552A (ja) 隙間計測圧入方法及び装置
JP2009150325A (ja) 燃焼圧センサ
JP2006030140A (ja) 破損検出方法
JP2014519298A (ja) ピエゾアクチュエータの動作方法及び動作装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20091002

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101029

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101102

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101221

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110301

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110314

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4715864

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140408

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees