JP4356268B2

JP4356268B2 - 燃料噴射装置

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Publication number: JP4356268B2
Application number: JP2001158316A
Authority: JP
Inventors: 涼桂; 賢二船井; 山田　　豊; 件水谷
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2001-05-28
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2021-05-28
Also published as: EP1167747A2; EP1167747A3; US6874475B2; JP2002257003A; EP1167747B1; DE60117894T2; US20020008159A1; DE60117894D1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料噴射装置に関し、詳しくは、燃料噴射装置の駆動源として用いられる圧電体素子の収容構造に関する。
【０００２】
【従来技術】
自動車の内燃機関等の燃料噴射装置は、例えば、高圧燃料を蓄積したコモンレールに接続された３方弁又は２方弁の弁体を駆動することにより、燃料通路の開閉状態を切り替えている。そして、ノズルニードルに付与される圧力状態を変化させ、ノズルニードルを開弁状態にすることにより燃料を噴射するよう構成されている。
【０００３】
上記弁体を動かす駆動源としては、電磁弁等が一般的に使用されている。これに対し、近年、上記駆動源をきめ細かく制御して燃料噴射状態の精密な制御を行うことを目的に、上記駆動源として電気信号により伸縮する圧電体素子を使用しようとする試みがなされている。
【０００４】
かかる燃料噴射装置の駆動部は、一般に、積層型の圧電体素子と、該圧電体素子の伸縮に伴って変位するピストン部材を備え、ピエゾスタックに通電してピストン部材を変位させることによって、例えば３方弁を駆動し、ノズルニードルの背圧を制御する。３方弁は、ノズルニードルの背圧室と、高圧燃料通路またはドレーン通路との連通を切替えるもので、背圧室がドレーン通路に連通して圧力低下すると、ノズルニードルがリフトして噴孔が開放される。高圧燃料通路から背圧室に燃料が流入すると、ノズルニードルが下降して噴孔を閉鎖する。
【０００５】
上記駆動部を構成する積層型圧電体素子は、上下表面に電極を形成した円板状の圧電体を多数積層した後、側面に電極ペーストを塗布して＋極・−極間を互いに接続してなる。この積層型圧電体素子をハウジングに組付ける際には、通常、側面電極をリード線によりコネクタに接続した後、積層型圧電体素子外周に絶縁チューブを被せてハウジングに設けた縦穴に挿通する。さらに、シール性を確保するために、その全体を成形型内に配置して、コネクタの樹脂部成形を行い、ハウジング上端部を樹脂シールしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
積層型圧電体素子を構成する圧電体材料としては、通常、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）が好適に用いられるが、有害物質である鉛を含有することから、その回収の必要性が指摘されている。ところが、上述したように、ハウジング上端部を樹脂シールしていることから、廃棄時に鉛を回収しようとすると、ハウジングを切断して取り出す必要があり、手間がかかる。また、組付け後に部品の取外しができないため、部品交換や噴射性能の微調整ができないといった問題がある。
【０００７】
さらに、組付け時においても、ピエゾスタックと絶縁チューブ、コネクタ等が完全に固定されていないことから、取扱いが容易ではない、絶縁チューブが損傷して絶縁性が低下するおそれがある等、組付け性、信頼性に難がある。また、全部品を組付けた後にコネクタの樹脂部成形を行っているため、ハウジングに対しコネクタの周方向の向きに自由度がない。このため、コネクタ形状が同じであっても、各機種毎に成形型を準備する必要があって、製作コストが増加する不具合があった。
【０００８】
一方、従来の圧電体素子として、例えば特許第３０１０８３５号公報に示されているように、外部からの湿気や異物の侵入等を防ぐために、伸縮部（凹凸部）を有するケースにより密閉した圧電体素子が知られている。具体的には、積層型の圧電体素子の側面外方を凹凸を有する金属製のケースにより覆い、その上下端を密封したものがある。
【０００９】
ところが、この圧電体素子の構造では、上記凹凸形状のケースの存在によって外径が大きくなるので、外径規制を有する燃料噴射装置には収納できない、あるいは収納するために圧電体素子の小径化を図ると性能が低下してしまうという問題が発生する。
また、圧電体素子とケースとの間のクリアランスを犠牲にして圧電体素子全体の外径を縮小化した場合には、圧電体素子の作動時の伸縮動作によってケース内面と圧電体素子側面との間に擦れが生じ、ケースが破損するおそれもある。
【００１０】
このような理由から、圧電体素子を駆動源に用いた燃料噴射装置は、未だ実用化には至っていない。
【００１１】
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、その目的は、廃棄時等に圧電体素子の回収が容易にできること、さらに、組付け、取扱いをより簡易にすることにあり、組付け後に圧電体素子を含む部品の回収や交換、または噴射性能の微調整が可能で、生産性、信頼性に優れる燃料噴射装置を実現することにある。
また、ケースに覆われていると共にその外径を小型化できる構造を有する圧電体素子を実現し、小型の燃料噴射装置を提供することを他の目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、内燃機関に燃料を噴射するための燃料噴射装置であって、一部分が露出する状態で上記内燃機関に装着されるハウジングを有しており、該ハウジング内に電気信号により伸縮する変位発生部材が収容されるとともに、上記変位発生部材が、上記内燃機関の外部に露出する上記ハウジングの一部分から脱着可能に設けられており、
上記ハウジング内に収容される上記変位発生部材を脱着可能に保持固定する手段として、ネジ、かしめ、溶接または接着を用い、かつ、上記ハウジング内に収容される上記変位発生部材を脱着可能に保持固定している部分の強度が、他の部分と比較して脆弱であるか、または上記ハウジングの少なくとも１ヶ所以上に、上記ハウジングを分解可能な他の部分と比較して脆弱な部分を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項１の発明では、上記変位発生部材を、上記ハウジングから脱着可能に設けたので、上記変位発生部材の回収が容易にでき、作業性が向上する。また、交換や再組付け、微調整も可能となり、生産性、信頼性に優れる燃料噴射装置が得られる。
ここで、上記ハウジング内に収容される上記変位発生部材を脱着可能に保持固定する手段として、ネジ、かしめ、溶接または接着を用いるので、上記変位発生部材を脱着可能に保持することができ、回収等が容易になる。また、上記ハウジング内に収容される上記変位発生部材を脱着可能に保持固定している部分の強度が、他の部分と比較して脆弱であるか、または上記ハウジングの少なくとも１ヶ所以上に、上記ハウジングを分解可能な他の部分と比較して脆弱な部分を有するものとすると、上記変位発生部材を回収作業等がより容易にできる。
【００１４】
請求項２の発明は、内燃機関に燃料を噴射するための燃料噴射装置であって、一端側が露出する状態で上記内燃機関に装着されるハウジングを有し、該ハウジング内に、電気信号により伸縮する変位発生部材と上記変位発生部材で発生する変位を受けて上下動することにより噴孔を開閉するノズルニードルを収容してなり、上記変位発生部材が、上記ハウジングの上記ノズルニードルが収容されている側と反対側の上記一端側の端面から脱着可能に設けられており、
上記ハウジング内に収容される上記変位発生部材を脱着可能に保持固定する手段として、ネジ、かしめ、溶接または接着を用い、かつ、上記ハウジング内に収容される上記変位発生部材を脱着可能に保持固定している部分の強度が、他の部分と比較して脆弱であるか、または上記ハウジングの少なくとも１ヶ所以上に、上記ハウジングを分解可能な他の部分と比較して脆弱な部分を有する。
【００１５】
請求項２の発明では、上記変位発生部材を、上記ハウジングの上記一端側の端面から脱着可能に設けたので、上記変位発生部材の回収が容易にでき、作業性が向上する。また、交換や再組付けの際には、上記ノズルニードルが収容され上記噴孔を有する側の上記ハウジング端部を上記内燃機関に装着した状態のまま、これと反対側の上記端面から上記変位発生部材を取出し、あるいは再装着することができるので、作業が容易で、生産性、信頼性が向上する。
ここで、上記ハウジング内に収容される上記変位発生部材を脱着可能に保持固定する手段として、ネジ、かしめ、溶接または接着を用いるので、上記変位発生部材を脱着可能に保持することができ、回収等が容易になる。また、上記ハウジング内に収容される上記変位発生部材を脱着可能に保持固定している部分の強度が、他の部分と比較して脆弱であるか、または上記ハウジングの少なくとも１ヶ所以上に、上記ハウジングを分解可能な他の部分と比較して脆弱な部分を有するものとすると、上記変位発生部材を回収作業等がより容易にできる。
【００１６】
請求項３では、請求項１または２の燃料噴射装置において、上記変位発生部材に通電するためのコネクタ部を、上記変位発生部材の上部に、上記変位発生部材と一体に設ける。この時、上記コネクタ部は、上記ハウジングに対し回転方向に自由に位置決めができるので、ハウジング全体を成形型に配して樹脂成形するために内燃機関の機種毎に成形型を製作する必要がある従来構成に比べて、製作工程が簡易になり、生産性が向上する。
【００１７】
請求項４では、請求項１または２の燃料噴射装置において、上記ハウジング上端面に開口する縦穴に上記変位発生部材を収容し、上記縦穴の上端開口部に締結される脱着可能な固定部材を用いて、上記変位発生部材を上記縦穴内に保持固定するとともに、上記ハウジング下部内に上記変位発生部材で発生する変位を受けて上下動することにより噴孔を開閉するノズルニードルを収容してなる。
【００１８】
請求項４の発明では、上記変位発生部材を、脱着可能な上記固定部材を用いて、上記縦穴内に固定したので、製作が容易であり、また、上記固定部材を取り外すことにより、上記変位発生部材の回収が容易にできる。また、交換や再組付けの際には、噴孔を有するハウジング下部をエンジンに装着した状態のまま、上端部から上記変位発生部材を取出し、あるいは再装着することができるので、作業性が向上する。
【００１９】
請求項５では、請求項４の燃料噴射装置において、上記変位発生部材に通電するためのコネクタ部を上記縦穴の上端部に脱着可能に設ける。この時、上記コネクタ部は、上記縦穴に対し回転方向に自由に位置決めができるので、ハウジング全体を成形型に配して樹脂成形するために内燃機関の機種毎に成形型を製作する必要がある従来構成に比べて、製作工程が簡易になり、生産性が向上する。
【００２０】
請求項６では、請求項３または５の燃料噴射装置において、上記コネクタ部が上記変位発生部材と一体に設けられるコネクタボデーを有し、該コネクタボデー内に上記変位発生部材に接続されるリード線を絶縁保持する。この構成によれば、上記変位発生部材を含む駆動部のシール性、絶縁性が向上し、取扱いも容易になる。
【００２１】
請求項７では、請求項４の燃料噴射装置において、上記ハウジングに上記変位発生部材を脱着可能に保持固定するとともに、上記変位発生部材の上方に一体に設けたフランジ部と上記ハウジングの間に高さ調整部材を介設する。
【００２２】
上記変位発生部材を上記ハウジングに設けた上記縦穴に脱着可能に組付ける際、例えば、上記変位発生部材の上方に設けられるコネクタ部の外周に上記フランジ部を形成し、これと上記ハウジングの間に上記高さ調整部材を介設すると、上記変位発生部材の取付け高さを変更することができ、噴射性能の調整が容易にできる。また、上記高さ調整部材がシール部材を兼ねる構成とすれば、シール性が向上する。
【００２３】
請求項８では、請求項４の燃料噴射装置において、上記固定部材の締結によるねじりトルクまたは偏荷重が上記変位発生部材に作用しないように、上記変位発生部材を上記縦穴内の所定位置に保持する位置決め手段を設けている。
【００２４】
上記固定部材の締結によって上記変位発生部材を固定する場合、締結によるねじりトルクまたは偏荷重が精密部品である上記変位発生部材およびこれに当接して使用される他部材に与える影響が懸念される。そこで、上記位置決め手段を用いて上記変位発生部材を所定位置に保持し、その状態で上記固定部材を締結する。これにより、ねじりトルクまたは偏荷重が上記変位発生部材に作用するのを防止することができる。
【００２５】
具体的には、請求項９のように、上記コネクタボデーを有したコネクタ部は、上記変位発生部材の上端部に固定され、上記コネクタボデーの外周にリテーニングナットを設けて上記固定部材とする。そして、上記リテーニングナット上端面と対向する上記コネクタ部端面との距離を５〜１０ｍｍとし、上記コネクタボデーの上端を上記リテーニングナットから露出させて上記位置決め手段とすることができる。
【００４９】
請求項１０の発明では、請求項１ないし９のいずれかの燃料噴射装置において、上記変位発生部材を、電気信号により伸縮する圧電体層と電極層とを交互に多数積層してなる積層型圧電体素子とする。
【００５０】
圧電素子は、電気信号に応じて応答性よく変位を発生するので、これを多数積層した積層型圧電体素子を駆動源とすることにより、燃料噴射状態の精密な制御を可能にし、信頼性の高い燃料噴射装置を実現できる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をディーゼルエンジンのコモンレール燃料噴射システムに適用した例について説明する。図２は、コモンレール燃料噴射システムの概略構成を一例として示すもので、燃料タンクＴから供給される燃料は、エンジンＥ内で昇圧されて各気筒に共通の蓄圧用配管（コモンレール）Ｃに蓄えられる。燃料噴射装置Ｉは、エンジンの各気筒にコモンレールＣ内の高圧燃料を噴射するために用いられ、各気筒に対応してそれぞれ設けられる。図１は、本発明の燃料噴射装置Ｉの第１の実施の形態を示すもので、図中、燃料噴射装置Ｉは、駆動部１が収容される上部ハウジング２と、その下端に固定され、内部に噴射ノズル部４が形成される下部ハウジング３を有している。
【００５２】
上部ハウジング２は略円柱状で、中心軸に対し偏心する縦穴２１内に、上記駆動部１が挿通固定されている。縦穴２１の側方には、高圧燃料通路２２が平行に設けられ、その上端部は、上部ハウジング２上側部に突出する燃料導入管２３内を経て外部のコモンレールＣ（図２参照）に連通している。上部ハウジング２上側部には、また、ドレーン通路２４に連通する燃料導出管２５が突設し、燃料導出管２５から流出する燃料は、燃料タンクＴ（図２参照）へ戻される。ドレーン通路２４は、縦穴２１と駆動部１の間の隙間５０を経由し、さらに、この隙間から上下ハウジング２、３内を下方に延びる図示しない通路によって後述する３方弁５１に連通している。
【００５３】
噴射ノズル部４は、ピストンボデー３１内を上下方向に摺動するノズルニードル４１と、ノズルニードル４１によって開閉されて燃料溜まり４２から供給される高圧燃料をエンジンの各気筒に噴射する噴孔４３を備えている。燃料溜まり４２は、ノズルニードル４１の中間部周りに設けられ、上記高圧燃料通路２２の下端部がここに開口している。ノズルニードル４１は、燃料溜まり４２から開弁方向の燃料圧を受けるとともに、上端面に面して設けた背圧室４４から閉弁方向の燃料圧を受けており、背圧室４４の圧力が降下すると、ノズルニードル４１がリフトして、噴孔４３が開放され、燃料噴射がなされる。
【００５４】
背圧室４４の圧力は３方弁５１によって増減される。３方弁５１は、背圧室４４と高圧燃料通路２２、またはドレーン通路２４と選択的に連通させる、通常公知の構成で、ここでは、高圧燃料通路２２またはドレーン通路２４へ連通するポートを開閉するボール状の弁体を有している。この弁体は、上記駆動部１により、その下方に配設される大径ピストン５２、油圧室５３、小径ピストン５４を介して、駆動される。上記駆動部１の詳細について、次に説明する。
【００５５】
図３のように、駆動部１は、薄肉の金属管よりなる筒状容器部材１１（以下、容器部材と称する）の上半部内に、電圧の印加または解除により伸縮する変位発生部材としての積層型圧電体素子（ピエゾスタック）６１を、下半部内に、積層型圧電体素子６１の下端面に当接して容器部材１１内を摺動するピストン部材６２を収容している。積層型圧電体素子６１は、両面に電極を形成した円板状の圧電体を積層してなり、各圧電体の＋電極および−電極は、それぞれ積層体の側面に塗布形成した側面電極（図略）を介して、コネクタ部７のリード線７２ａ、７２ｂに接続している。積層型圧電体素子６１外周には絶縁部材６３が配設されて、容器部材１１との間の絶縁を確保している。
【００５６】
コネクタ部７は、容器部材１１の上端開口内に溶接固定される円柱状のコネクタボデー７１を有している。リード線７２ａ、７２ｂは、コネクタボデー７１内に設けた挿通穴を通って、コネクタボデー７１の上端に一体に設けたコネクタ７３に接続される。この時、コネクタボデー７１にリード線７２ａ、７２ｂが気密封止されることによりシール性と絶縁性が確保される。コネクタボデー７１の外周には、上部ハウジング２に組付けるための固定部材としてのリテーニングナット７４とフランジ部７５が設けてある。また、コネクタ７３の下端面とリテーニングナット７４上端面との距離ａを５〜１０ｍｍとして、コネクタボデー７１の上端をリテーニングナット７４から露出させ、位置決め手段とする。この作用については後述する。
【００５７】
ピストン部材６２は、下端面より下方に突出する小径のロッド６４を有し、このロッド６４周りに配設したバネ部材としての予荷重スプリング６５を、容器部材１１の下端開口内に配した筒状のシート部材１２との間で圧縮することにより、積層型圧電体素子６１に所定の予荷重をかけている。ロッド６４の下端部は、シート部材１２の筒内に摺動自在に挿通され、先端はシート部材１２を貫通して、ダイヤフラム６６に当接している。シート部材１２は、上面がスプリング６５を支持するスプリングシートとして機能し、外周面は容器部材２の内周面に溶接固定してある。ダイヤフラム６６は、薄肉の金属板を略皿バネ状に成形してなり、外周縁部はシート部材１２の下面外周部に設けた環状凸部に溶接固定される。これにより、容器部材１１下端開口部のシールが確保される。
【００５８】
ダイヤフラム６６は、中央部がロッド６４に常時当接し、その変位に追従して変位するようになしてある。すなわち、積層型圧電体素子６１の駆動によるストロークを、ピストン部材６２およびダイヤフラム６６を介して、下方の大径ピストン５２に伝達することができる。ピストン部材６２およびダイヤフラム６６は、変位発生部材である積層型圧電体素子６１に対し、変位伝達部材として機能する。図２のように、大径ピストン５２は、上部ハウジング２内に縦穴２１と同軸的に形成したシリンダ内に摺動自在に保持される。大径ピストン５２の変位は、上部ハウジング２と下部ハウジング３内に設けたピストンボデー３１の衝合部に形成される油圧室５３によって油圧変換され、さらにピストンボデー３１の上端部中央、すなわち、燃料噴射装置の中心軸上に設けたシリンダ３２内に摺動自在に保持される小径ピストン５４に伝達される。この時、これらピストン５２、５４の径差によって駆動ストロークが増幅される。
【００５９】
上記駆動部１の製作は、例えば、以下のようにする。まず、下端面にダイヤフラム６６を取付けたシート部材１２を、容器部材１１の下端開口から挿入し、溶接固定する。次いで、容器部材１１の上端開口から、スプリング６５、ピストン部材６２、外周に円筒状の絶縁部材６３を装着した積層型圧電体素子６１を順次挿入し、上端開口にコネクタボデー７１を溶接固定する。その後、これら全体を型内に配して、コネクタ７３の樹脂部を射出成形する。
【００６０】
図１に示す上部ハウジング２の縦穴２１に、上記駆動部１を組付ける場合には、上記駆動部１を縦穴２１に上方から挿通し、位置決め手段となるコネクタボデー７１の上端部（距離ａで示される部分）を治具または工具等で支持し、この状態でリテーニングナット７４を締め付けて固定する。縦穴２１は、上端部を段付きに拡径して、段部２１ａにてコネクタボデー７１のフランジ部７５を支持しており、段部２１ａとフランジ部７５との間にはリング状のシム１３が介設される。シム１３はこれらの間をシールするとともに、上記駆動部１の取付け高さの調整機能を有し、高さ調整部材としてのシム１３の厚さを変更することで、取付け高さを調整し、噴射特性の微調整を行うことができる。
【００６１】
上記構成の燃料噴射装置Ｉの作動を説明する。図１において、駆動部１の積層型圧電体素子６１にコネクタ７３を通じて電圧を印加すると、積層型圧電体素子６１が伸長し、ピストン部材６２、ダイヤフラム６６とともに大径ピストン５２が下降して油圧室５３の容積が縮小し圧力上昇する。これに伴い小径ピストン５４が下降して、３方弁５１の弁体を押し下げると、背圧室４４内の燃料が３方弁５１を介してドレーン通路２４に排出される。よって、背圧室４４の圧力が低下してノズルニードル４１をリフトさせ、燃料が噴射される。噴射停止時は、積層型圧電体素子６１の印加電圧を低下させてこれを収縮させる。すると、ピストン部材６２がスプリング６５の付勢力によって上昇し、これに追従してダイヤフラム６６と大径ピストン５２が上昇する。これに伴う油圧室５３圧力の低下により小径ピストン５４が上昇し、高圧燃料通路２２から３方弁５１を経て再び背圧室４４に高圧燃料が流入して、ノズルニードル４４が噴孔４３を閉鎖する。
【００６２】
上記構成によれば、駆動部１の複数の構成部材を予め容器部材１１に組付けて一体化したので、ハウジング２への組付けが容易になる。すなわち、リテーニングナット７４を用いてハウジング２へ取付けているので、脱着が可能であるとともに、コネクタ７３の向きも任意に調整できる。またリテーニングナット７４の締結は、駆動部１をハウジング２へ組み付ける前の状態において、上述の如くコネクタ７３の下端面とリテーニングナット７４上端面との距離ａを５〜１０ｍｍで確保し、コネクタボデー７１の上端をリテーニングナット７４から露出させるようにし、この露出させたコネクタボデー７１を治具等で支持して行うので、駆動部１にねじりトルクまたは偏荷重が作用することもない。
【００６３】
また、積層型圧電体素子６１の外周を容器部材１１にて保護し、積層型圧電体素子６１に接続するリード線７２ａ、７２ｂを容器部材１１に溶接固定されるコネクタボデー７１内に保持したので、取扱いが容易である上、シール性・絶縁性も確保される。
【００６４】
さらには、シム１３を取替えることにより噴射性能の微調整が容易にできる、従来のように機種毎に成形型を変更する変更する必要がなくコストが低減できる、エンジンに取付けた状態での駆動部１の交換が可能で、部品の回収も容易である、といった利点がある。
【００６５】
また、駆動部１全体がシール・絶縁されているので、縦穴２１との間の隙間５０をドレーン通路として利用することができ、ハウジング２に形成する加工穴を少なくできる。また、偏心している縦穴２１は加工が難しいが、駆動部１によって駆動される大径ピストン５２下方に小径ピストン５４をハウジング２と同心状に設けたので、偏心穴の長さが短くなり、加工が簡易になってコスト低減が可能である。
【００６６】
図４に本発明の第２の実施の形態を示す。本実施の形態では、上記駆動部１の上記容器部材１１を下端閉鎖の筒状体で構成して、その下端面を、ピストン部材６２のロッド６４に当接するダイヤフラム１１ａとするとともに、このダイヤフラム１１ａに連続する下端部側面をベローズ状に成形する。このベローズ１１ｂは、ロッド６４とほぼ同じ長さで、ロッド６４の変位に追従して上下方向に伸縮することによりダイヤフラム１１ａを変位させ、また、積層型圧電体素子６１への予荷重を与える。よって、上記第１の実施の形態における予荷重スプリング６５、シート部材１２に代えて、ベローズ１１ｂを設けることで、同等の機能を持たせることができる。その他の構成は上記第１の実施の形態と同様であり、同様の作用効果が得られる。
【００６７】
図５は本発明の第３の実施の形態を示すもので、図のように、リテーニングナット７４に代わる固定手段としてボルト１６を用い、コネクタボデー７１外周に配設したフランジ７６に複数のボルト穴を形成して、ボルト１６を挿通し、ハウジング２上面に締結固定する。この時、コネクタボデー７１とフランジ７６を別体として、コネクタ７３の向きが任意に設定できるようにする。また、フランジ７６上端面とコネクタ７３下端面の距離ａを５〜１０ｍｍとして、位置決め手段となるコネクタボデー７１上端部を治具等で保持する構成とする。
【００６８】
あるいは、図６に本発明の第４の実施の形態として示すように、コネクタボデー７１をハウジング２に直接固定することもできる。ここでは、コネクタボデー７１の外周に雄ネジ加工を、対応するハウジング２の縦穴２１上端部に雌ネジ加工を施して、両者をネジ固定する。本実施の形態では、コネクタボデー７１外周の雄ネジ部が、固定手段と位置決め手段を兼ねている。
【００６９】
なお、この構成では、コネクタの向きに自由度を持たせるように、図７（ａ）、（ｂ）に示すコネクタ７３´をコネクタボデー７１と別体に製造し、コネクタボデー７１上端に差込んで組付ける。コネクタ７３´は、図７（ｂ）のように、＋極７４ａを中心に、その周囲に円形の−極７４ｂを設けており、また、−極７４ｂ外周の組付け間には円周方向に凹凸のある環状レール７７を設けて、周り止めとしている。そして、対向するコネクタボデー７１面に形成した同形状の環状レールと嵌合させることで、ハウジング２に対し周方向の位置がほぼ所望の位置で決められるようにする。
【００７０】
図８は本発明の第５の実施の形態を示すもので、図のように、上部ハウジング２を、燃料導入管２３、燃料導出管２５が設けられる頂部２ａと、その下方の本体部２ｂに分割して形成する。縦穴２１、高圧燃料通路２２は主に本体部２ｂ内に形成され、頂部２ａを本体部２ｂに固定すると、頂部２ａ内に形成される縦穴２１´、高圧燃料通路２２´に連結される。駆動部１のコネクタ部７は、上記第４の実施の形態と同じ差込み式のコネクタ７３´を有している（図６参照）。コネクタボデー７１´は上半部が段付きに縮径している。駆動部１および噴射ノズル部４の構成および作動は上記第１の実施の形態と同じである。
【００７１】
組付けは、コネクタ７３´を外した状態で行い、駆動部１を本体部２ｂの縦穴２１に挿通した後、コネクタボデー７１´に頂部２ａを外挿する。頂部２ａは下端筒状部２６の内周に雌ネジ部を有し、これを本体部２ｂ外周の雄ネジ部に締結する。頂部２ａの縦穴２１´上端は、コネクタボデー７１´に沿う段付き形状となっており、両段付き部をシム１３を介して密着させることにより上下方向を固定する。その後、コネクタ７３´を、回転方向の向きがほぼ所望の向きとなるように装着する。
【００７２】
本実施の形態では、頂部２ａ内に形成される縦穴２１´を、頂部２ａの中心軸と同軸に設けており、偏心する縦穴２１の長さをより短くすることができるので、加工性が改善され、製作コストを低減できる利点がある。なお、本実施の形態では、頂部２ａの筒状部２６が固定手段、頂部２ａから突出するコネクタボデー７１´上端部が位置決め手段として機能する。
【００７３】
図９〜図１２に本発明の第６の実施の形態を示す。図９のように、本実施の形態の燃料噴射装置Ｉの基本構成は、上記第５の実施の形態と同様であり、以下、相違点である駆動部１の構成を中心に説明する。
図１０のごとく、本実施の形態において、駆動部１は、積層型圧電体素子６１（以下、圧電体素子と称する）の伸縮方向の一端面に配設されたピストン部材６２と、圧電体素子６１の側面外方を覆う金属製の筒状容器部材１１と、上記ピストン部材６２の側面外方を覆う伸縮可能な伸縮部１４とを有する。そして、容器部材１１と伸縮部１４とを、圧電体素子６１の伸縮方向において直列に配置し、、伸縮部１４の先端部１４４には先端板部８１を接合した。また、上記容器部材１１の上端を封じる上板８２を設けた。
【００７４】
ここで、圧電体素子６１構造について詳説する。なお、この圧電体素子６１構造は、上記第１〜第５の実施の形態においても適用可能であることはもちろんである。
圧電体素子６１は、図１１、図１２に示すごとく、圧電体層６１Ａの層間に内部電極層６２１、６２２を交互に正負となるように形成してなる。同図に示すごとく、一方の内部電極層６２１は一方の側面６０１に露出するように配設され、他方の内部電極層６２２は他方の側面６０２に露出するように配設されている。そして、圧電体素子１の側面６０１、６０２には、露出した内部電極層６２１、６２２の端部を導通させるように焼きつけ銀よりなる側面電極６３１、６３２をそれぞれ形成した。
側面電極６３１、３２を構成する焼きつけ銀は、後述するごとくＡｇペーストを焼きつけることにより作製した電極でＡｇ（９７％）とガラスフリット成分（３％）という組成である。
【００７５】
上記側面電極６３１、６３２上には、外部電極６３４（図１０）を導電性接着剤を用いて接合した。外部電極６３４としては、１８−８ステンレス鋼を用いた。
この外部電極６３４を接合する樹脂銀の組成は、Ａｇ８０％、エポキシ系樹脂２０％である。
【００７６】
また、圧電体素子６１においては、図１１に示すごとく、積層方向の中央部分を駆動部６１１、これを挟持するように配置された部分をバッファー部６１２、さらにこのバッファー部６１２を挟持するように配置された部分をダミー部６１３とした。
【００７７】
この圧電体素子６１の製造方法と詳細構造について説明する。
本実施の形態の圧電体素子６１は広く用いられているグリーンシート法を用いて製造することができる。グリーンシートは、公知の方法により圧電材料の主原料となる酸化鉛、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ニオブ、炭酸ストロンチウム等の粉末を所望の組成となるように秤量する。また、鉛の蒸発を考慮して、上記混合比組成の化学量論比よりも１〜２％リッチになるように調合する。これを混合機にて乾式混合し、その後８００〜９５０℃で仮焼する。
【００７８】
次いで、仮焼粉に純水、分散剤を加えてスラリーとし、パールミルにより湿式粉砕する。この粉砕物を乾燥、粉脱脂した後、溶剤、バインダー、可塑剤、分散剤等を加えてボールミルにより混合する。その後、このスラリーを真空装置内で攪拌機により攪拌しながら真空脱泡、粘度調整をする。
【００７９】
次いで、スラリーをドクターブレード装置により一定厚みのグリーンシートに成形する。回収したグリーンシートはプレス機で打ち抜くか、切断機により切断し、所定の大きさの矩形体に成形する。グリーンシートは駆動部６１１、バッファー部６１２およびダミー部６１３に共通である。
【００８０】
次いで、例えば銀／パラジウム＝７／３の比率からなる銀およびパラジウムのペースト（以下、Ａｇ／Ｐｄペーストという）により、成形後のグリーンシートの一方の表面にパターンをスクリーン印刷成形する。図１２（ａ）、（ｂ）にパターン印刷後のグリーンシートの一例を示す。なお説明の都合上、実質的に同一部分には同一の符号を付す。
【００８１】
圧電体層となるグリーンシート６１Ａの表面には、上記Ａｇ／Ｐｄペーストにより、略全面にこれよりもやや小さなパターン６２１（６２２）を形成し、内部電極層６２１（６２２）とする。グリーンシート６１Ａの表面の対向辺の一方の側には、内部電極層６２１（６２２）の非形成部６１９が設けてある。つまり、グリーンシート６１Ａの対向辺の一方の端部（圧電体素子６１の側面６０１あるいは６０２に相当する部分）には、内部電極層６２１（６２２）が到達せず、対向する他方の端部には内部電極層６２１（６２２）が到達するようにこれを配置した。尚、内部電極材料としては、本例の他に、銅、ニッケル、白金、銀等、あるいはこれらの混合物を用いてもよい。
【００８２】
このような内部電極層６２１（６２２）を形成したグリーンシート６１Ａは、駆動部６１１、バッファー部６１２変位量の要求仕様に基づいて所定の積層枚数分用意する。また、バッファー部６１２、ダミー部６１３用の内部電極層を印刷していないグリーンシート６１Ｂも必要枚数準備する。
【００８３】
次いで、これらのグリーンシート６１Ａ、６１Ｂを重ねる。図１２（ｃ）は、グリーンシート６１Ａの積層状態を示すもので、実質的に圧電体素子１の分解図となっている。なお、同図は主として駆動部６１１にかかる部分を示した。
内部電極層６２１（６２２）を形成したグリーンシート６１Ａを重ねる場合には、電極の非形成部６１９が図中左側と右側に交互に位置するように重ねる。これにより、グリーンシート６１Ａの図中右側の側面６０１に達して露出する内部電極層６２１が一方の極の内部電極となり、図中左側の側面６０２に達して露出している内部電極層６２２が他方の極の内部電極となる。
【００８４】
そして、中央の駆動部６１１においては、図１２（ｃ）に示すごとく上記内部電極層６２１（６２２）を形成したグリーンシート６１Ａのみを用いて積層し、バッファー部６１２においてグリーンシート６１Ａの間に内部電極層を形成していないグリーンシート６１Ｂを介在させて積層し、ダミー部６１３においては内部電極層を形成していないグリーンシート６１Ｂのみを用いて積層する。
これにより、図１１に示す積層体構造となる。
【００８５】
次いで、温水ラバープレス等による熱圧着後、電気炉により４００〜７００℃のもとで脱脂し、９００〜１２００℃のもとで焼成する。
次いで、上記積層体の側面に上記Ａｇペーストを塗布、焼き付けることにより側面電極６３１、６３２を形成する。なお、本例は焼きつけ銀より側面電極を構成したが、例えばＡｇ／Ｐｄペーストを焼きつけて形成することもできる。本例の他に、銅、ニッケル、白金、銀／パラジウム等を用いてもよい。
【００８６】
図１１中右側の側面電極６３１は、一方の極の内部電極層６２１が露出している位置に形成し、各内部電極層６２１の導通をとる。同図中左側の他方の側面電極６３２は、他方の極の内部電極層６２２が露出している位置に形成し、各内部電極層６２２の導通をとる。
【００８７】
次に、外部電極６３４（図１０）を導電性接着剤を用いて側面電極６３１、６３２に接合する。その後、上記外部電極６３４を設けた積層体に、外部電極６３４を介して内部電極層６２１、６２２間に直流電圧を印加して圧電体層６１Ａを分極し、圧電体素子６１を得る。なお、外部電極６３４の接合方法として、本例の他に、半田付け、ろう付け等でも構わない。また、側面電極６３１、６３２を形成せず、導電性接着剤で外部電極６３４を内部電極層６２１、６２２に接続することも可能である。又、外部電極材料６３４として、本例以外に導電性を有する金属箔や金属線（含む被覆線）等を用いてもよい。この外部電極材料の形状としては、波板、波線等が望ましいが、これに限定されるものではない。
なお、上記ダミー部６１３は、上記のごとく駆動部６１１に用いた圧電体層６１Ａと同じ材質のグリーンシート（圧電体層）６１Ｂを用いることにより、製造材料の種類が増えないようにして製造コストの低減を図った。
【００８８】
次に、上記圧電体素子６１を、ピストン部材６２と先端板部８１を介して、伸縮部１４の反力を用いて押圧する。
ピストン部材６２は、図１０に示すごとく、上記圧電体素子６１の略同一断面形状の基端部６２ｂと小径（外径φ６ｍｍ）の軸部６２ａとよりなる。該ピストン部材６２は、焼入れしたステンレス鋼より作製したものである。そして伸縮部１４の伸縮方向に対し、容器部材１１と反対側に、外径Ｂがφ１０．２ｍｍの円盤状の先端板部８１を接合した。
【００８９】
また、上記圧電体素子６１の側面外方を覆う容器部材１１としては、ステンレス鋼よりなる厚さ０．３ｍｍ、外径Ａがφ１０．２ｍｍのパイプを準備した。
また、伸縮部１４としては、材質ステンレス鋼よりなり厚さ０．１７ｍｍのベローズを準備した。伸縮部１４は、図１０に示すごとく、大径部１４１と小径部１４２とを交互に有する断面凹凸形状の筒体である。大径部１４１の外径Ｃは９．５ｍｍ、小径部１４２の内径は６．５ｍｍである。なお、伸縮部１４における上記容器部材１１と接合される後端部１４３は、容器部材１１の外径Ａと概略同じ外径に設け、上記先端板部８１に接合される先端部１４４は、先端板部８１の外径Ｂと概略同じ外径に設けた。
【００９０】
上記容器部材１１と伸縮部１４の後端部１４３とは密封状態を維持できるように、密閉状態に接合した。また、伸縮部１４の先端部１４４と先端板部８１とも密閉状態に接合した。
また、圧電体素子６１の上端部には、上記容器部材１１の上端を封じるとともに外部電極６３４を外部へ導く貫通穴８２１を有する上板８２を設けた。上板８２の外径は、容器部材１１の外径Ａと同じにした。また、上板８２の上記貫通穴８２１には、外部電極６３４を挿通させるとともに、隙間を埋めるシール材８２２を配置した。
【００９１】
上記寸法関係を整理すると、上記容器部材１１の最小外径Ａ、上記ピストン部材６２の先端に設けた先端板部８１の最大外径Ｂ、上記伸縮部１４の最大外径Ｃとの関係は、Ａ＞Ｃ、かつＢ＞Ｃを満足する関係となっている。
また、容器部材１１の内面とピストン部材６２の基端部６２ｂとの間の最大クリアランスをｄ、伸縮部４２の内面とピストン部材２の軸部２２との間の最小クリアランスをｅとした場合、ｄ＜ｅの関係を満たしている。
【００９２】
このようにして得た圧電体素子６１を、図９の燃料噴射装置Ｉに組み付ける場合には、燃料噴射装置Ｉの縦穴２１に、燃料が通過する隙間５０を維持しつつ上記圧電体素子６１を挿入配設する。そして、図８の上記第５の実施の形態と同様にして、上記容器部材１１側を固定し、伸縮部１４の先端側が進退するように圧電体素子６１を配置する。
ここで、この上記圧電体素子６１においては、小径化を果たすために、上記縦穴２１の内径寸法が規制されているが、上記圧電体素子６１は十分にこれに対応している。
【００９３】
すなわち、本実施の形態の圧電体素子６１はピストン部材２を直列に有し、側面外方を覆う容器部材１１と伸縮部１４とを直列に有する。そのため、圧電体素子６１の外方に位置する上記容器部材１１は伸縮機能を持つ必要が無く、圧電体素子６１の伸縮動作は、ピストン部材６２の周囲の伸縮部１４によって吸収させることができる。
【００９４】
そのため、容器部材１１は、その厚みを最低限の厚みに抑えることができ、外径の大型化を抑制することができる。そしてまた、圧電体素子６１そのものの外径を無理に小さくして駆動性能を低下させる必要がない。
また、伸縮部１４は、ピストン部材６２の外径を圧電体素子６１よりも小さくすることによって、内径及び外径を容器部材１１の外径よりも小さくしてある。そのため、ケース部分を含む圧電体素子６１の全体寸法は、上記容器部材１１の外径寸法の範囲内に収まるスリムなものとなっている。
【００９５】
このように本実施の形態の圧電体素子６１は、容器部材１１および伸縮部１４という直列に配したケースによって覆っている。そのため、密封状態を得ることができるとともに、その全体の外径を小径化することができる。
そして、圧電体素子６１は十分な駆動特性を維持しつつ小径化を図ることができるので、上記のごとく、外径が規制される燃料噴射装置Ｉの内部にも容易に組み込むことができる。
【００９６】
また、本実施の形態の圧電体素子６１は、上記容器部材１および伸縮部１４の寸法関係が、Ａ＞Ｃ、かつＢ＞Ｃである。すなわち、上記のごとく伸縮部１４の最大外径Ｃが、その前後の容器部材１１と先端板部８１の外径Ａ、Ｂより小さい。そのため、伸縮部１４が伸縮動作をする際、これが縦穴２１の内面に接触することを確実に防止することができ、伸縮部１４の破損を抑制することができる。
【００９７】
さらに、本例ではまた、ｄ＜ｅの寸法関係を満足している。すなわち、容器部材１１の内面とピストン部材６２の基端部６２ｂとの間の最大クリアランスｄが、伸縮部１４の内面とピストン部材６２の軸部６２ａとの間の最小クリアランスｅよりも小さい。そのため、圧電体素子６１の伸縮動作時に、万一、ピストン部材６２が大幅に左右にずれた場合においても、ピストン部材６２と伸縮部１４とが接触しようとしても、その前に、容器部材１１内面と圧電体素子６１と同じ外形のピストン部材６２の基端部６２ｂとが先に接触することとなる。そのため、伸縮部１４とピストン部材６２との接触による伸縮部１４の破損をも防止することができる。
【００９８】
なお、本実施の形態では、矩形の圧電体層６１Ａ、６１Ｂにより形成した四角柱型の圧電体素子６１を用いたが、図１３（ａ）に示すような、対向する２側面を曲面状としたたる型の圧電体素子６１や、図１３（ｂ）に示すような、八角柱型の圧電体素子６１を用いることもできる。
【００９９】
図１４に本発明の第７の実施の形態を示す。
本実施の形態の駆動部１は、圧電体素子６１の一端に配するピストン部材６２の配設位置を、上記第６の実施の形態例と反対側に変更した例である。
すなわち、図１３に示すごとく、圧電体素子６１の外部電極６３４を伸ばした方向（図の上方）にピストン部材６２を配設した。そして、伸縮部１４の先端部１４４には、外部電極６３４を挿通する貫通穴８３１を有する先端板部８３を接合した。８３２は貫通穴８３１の隙間を埋めるシール材である。
尚、本実施の形態では、外部電極６３４をケースの外部へ導通する部分６３Ａと圧電体素子の側面電極に接合する部分６３Ｂの２つの部材を溶接により接合した。尚、接合方法は、半田付け、ろう付け、カシメ等でもよい。又、外部電極６３Ｂの側面電極への接合は、圧電体素子６１の側面の略全長にわたって行った。
【０１００】
また、圧電体素子６１の側面外方には実施形態例１と同じ外径寸法を有するステンレス鋼製の筒状部材１１を配設した。また、ピストン部材６２の側面外方にも上記第６の実施形態と同様のステンレス鋼製の伸縮部１４を配設した。
また、容器部材１１の後端側（同図下側）には、これと同じ外径の板状部材である下板８４を配置し、これを筒状部材１１に接合した。
【０１０１】
そして、この駆動部１は、上記第６の実施形態と同様の燃料噴射装置Ｉ内に内蔵させる。このとき、本実施の形態の圧電体素子６１は、上記先端板部８３を固定し、容器部材１１が進退するように配置する。その他は上記第６の実施形態と同様である。
この場合にも上記第６の実施形態と同様の作用効果が得られる。
【０１０２】
図１５に本発明の第８の実施の形態を示す。
本実施の形態の駆動部１は、上記第６の実施の形態とほぼ同様の構成であり、先端板部８１に代えて、ダイヤフラム８５を用いた点でのみ相違している。すなわち、ピストン部材６２の側面外方を覆う伸縮部１４の先端部１４４には、これと概略同じ外径のダイヤフラム８５が接合されている。ダイヤフラム８５は、略皿バネ状の薄肉の金属板よりなり、ピストン部材６２の軸部６２ａに常時当接する中央部が、ピストン部材６２に追従して変位可能となっている。
【０１０３】
この駆動部１を、上記第６の実施形態と同様の燃料噴射装置Ｉ内に内蔵させた場合にも、上記第６の実施形態と同様の作用効果が得られる。
【０１０４】
図１６に本発明の第９の実施の形態を示す。
本実施の形態の駆動部１は、上記第８の実施の形態の構成において、筒状容器部材１１の伸縮方向に直列に配した伸縮部１４を省略し、容器部材１１にて、圧電体素子６１およびピストン部材６２の側面外方を覆っている。ピストン部材６２は、軸部６２ａを上記第８の実施の形態よりも短く形成し、その先端をダイヤフラム１１ｃの中央に当接させている。ダイヤフラム１１ｃは、容器部材１１の下端部に一体に成形される。
【０１０５】
このようにすると、簡易な構成で、脱着可能な一体型の駆動部１を実現することができ、製作も容易である。
【０１０６】
図１７に本発明の第１０の実施の形態を示す。
本実施の形態の駆動部１は、圧電体素子６１の一端に接するピストン部材を設けておらず、また、圧電体素子６１の側面外方を覆う金属製の筒状容器部材１１´の全体を伸縮可能なベローズ状とした。すなわち、容器部材１１´は、図に示すごとく、大径部１１１と小径部１１２とを交互に有する断面凹凸形状の筒体である。容器部材１１の上端部および下端部には、板状部材である上板８６および下板８７が、密封状態を維持できるようにそれぞれ接合される。上板８６は、外部電極６３４を挿通する貫通穴８６１を有し、貫通穴８６１の隙間はシール材８３２で埋められている。
【０１０７】
これにより、圧電体素子６１は、容器部材１１内に封止され、上板８６および下板８７間に挟持されて予荷重を与えられる。容器部材１１は、圧電体素子６１の伸縮動作に応じて伸縮し、下板８７を介して圧電体素子６１の変位を伝達する。燃料噴射装置Ｉの外径の規制の程度によっては、本実施の形態のように、容器部材１１´全体をベローズで構成してもよく、簡易な構成で、脱着可能な一体型の駆動部１を実現することができる。また、部品点数や接合工程が減ることにより、部品管理や製作工程が簡略にできる。
【０１０８】
なお、本実施の形態では、容器部材１１と上板８６、および容器部材１１と下板８７をそれぞれ接合により固定したが、図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、容器部材１１の上端部と上板８６、または容器部材１１の下端部と下板８７の少なくとも一方を一体成形することもできる（図中に○印を付した部分）。図１８（ｃ）、（ｄ）に示すように、下板８７に代えてダイヤフラム８５を設けた構成においても同様である。
【０１０９】
容器部材１１内に圧電体素子６１を収容する構造では、気密性の確保が重要であるが、部品点数が多くなると、各部材間の接合不具合により気密不良が発生する懸念がある。また、各部分毎に部品を分けているため、部品点数が増えること、各部品を接合するための工程が必要となることから、コストアップにつながる。これを回避するためには、図１８のように、容器部材１１と上板８６、下板８７の３部材のうちの少なくとも２部材ないしそれ以上を一部品で構成するのがよく、接合個所が減ることにより、気密不良の発生確率が大きく低減する。また、部品点数の削減によるコスト低減が可能である。
【０１１０】
また、同様に、ピストン部材６２を有する上記図１０の第６の実施の形態における駆動部１構成においても（図１５参照）、部材の一部を一体化することができる。この場合は、図１９に示すように、容器部材１１の上端部と上板８２（図１９（ａ））、容器部材１１の下端部と伸縮部１４の後端部１４３（図１９（ｂ））、伸縮部１４の先端部１４４と先端板部８１（図１９（ｃ））、あるいはこれらの２個所以上を一体化することにより（（図１９（ｄ）〜（ｆ））、同様の効果が得られる。
【０１１１】
さらに、先端板部８１に代えてダイヤフラム８５を設けた上記図１５の第８の実施の形態における駆動部１構成においても（図１５参照）、部材の一部を一体化することができる。この場合は、図２０に示すように、容器部材１１の上端部と上板８２（図２０（ａ））、容器部材１１の下端部と伸縮部１４の後端部１４３（図２０（ｂ））、伸縮部１４の先端部１４４とダイヤフラム８５（図２０（ｃ））、あるいはこれらの２個所以上を一体化することにより（（図２０（ｄ）〜（ｆ））、同様の効果が得られる。
【０１１２】
図２１に本発明の第１１の実施の形態を示す。
本実施の形態では、圧電体素子６１を筒状容器部材内に収容せず、直接、上部ハウジング２の縦穴２１内に収納する。コネクタ部７のコネクタボデー７１は、圧電体素子６１の上端面に固定される。縦穴２１への組付けは、上記第１の実施の形態と同様に行われ、コネクタ部７と一体の圧電体素子６１を縦穴２１に上方から挿通し、位置決め手段となるコネクタボデー７１の上端部（距離ａで示される部分）を治具または工具等で支持した状態で、リテーニングナット７４を締め付けて固定する。縦穴２１の段部２１ａとコネクタボデー７１のフランジ部７５との間にはシム１３が介設され、取付け高さを調整する。
【０１１３】
上記構成によれば、圧電体素子６１をコネクタボデー７１と一体に設けることで、リテーニングナット７４を用いてハウジング２へ容易に取付けることができ、かつ脱着が可能である。また、コネクタ７３の向きを任意に調整でき、圧電体素子６１にねじりトルクまたは偏荷重が作用することもない。
【０１１４】
なお、この構成では、圧電体素子６１外周の縦穴２１内をドレーン通路とすることができないため、ドレーン通路２４に連通する通路を上部ハウジング２の別の個所（図示せず）に設けている。圧電体素子６１の変位は、ロッド６４を介して大径ピストン５２に伝達される。その他の構成および作動は上記第１の実施の形態と同様である。
【０１１５】
また、圧電体素子６１の交換や調整の必要がなく、廃棄時に圧電体素子６１の回収が可能であればよい場合には、図２２に本発明の第１２の実施の形態として示すように、リテーニングナット７４を用いず、コネクタボデー７１の中間部に設けた大径部７１１を、縦穴２１の上端部にかしめ、溶接または接着により接合することもできる。この時、接合部の強度が、他の部分と比較して脆弱となるようにすると、分解が容易になるため好ましい。
【０１１６】
あるいは、図２３に本発明の第１３の実施の形態として示すように、圧電体素子６１の下端部近傍において、上部ハウジング２の外周面に薄肉部を形成し、分解用の脆弱部２７とすることもできる。このようにしても、分解が容易になるため、圧電体素子６１の回収が可能である。
【０１１７】
上記各実施の形態では、圧電体素子６１により３方弁５１を駆動して噴射ノズル部４を開閉する構成としたが、駆動方式は特に制限されず、通常公知の他の方式に本発明を適用することももちろんできる。さらに、変位発生部材として、上記実施の形態では、積層型圧電体素子を用いたが、これに限らず、通電により伸縮して変位を発生する素子であれば、いずれを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における燃料噴射装置の全体断面図である。
【図２】燃料噴射装置を含む燃料噴射システムの全体概略構成図である。
【図３】第１の実施の形態における駆動部の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における駆動部の断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態における駆動部の部分拡大断面図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態における駆動部の部分拡大断面図である。
【図７】（ａ）はコネクタの側面図、（ｂ）はコネクタの下方視図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態における燃料噴射装置の全体断面図である。
【図９】本発明の第６の実施の形態における燃料噴射装置の全体断面図である。
【図１０】第６の実施の形態における駆動部の断面図である。
【図１１】積層型圧電体素子の全体斜視図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）は一枚の圧電体層と内部電極層の平面図、（ｃ）は圧電体層と内部電極層との積層状態を示す斜視展開図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）は積層型圧電体素子の他の例を示す全体斜視図である。
【図１４】本発明の第７の実施の形態における駆動部の断面図である。
【図１５】本発明の第８の実施の形態における駆動部の断面図である。
【図１６】本発明の第９の実施の形態における駆動部の断面図である。
【図１７】本発明の第１０の実施の形態における駆動部の断面図である。
【図１８】第１０の実施の形態の駆動部構造の他の例を示す断面図である。
【図１９】第６の実施の形態の駆動部構造の他の例を示す断面図である。
【図２０】第８の実施の形態の駆動部構造の他の例を示す断面図である。
【図２１】本発明の第１１の実施の形態における燃料噴射装置の部分拡大断面図である。
【図２２】本発明の第１２の実施の形態における燃料噴射装置の部分拡大断面図である。
【図２３】本発明の第１３の実施の形態における燃料噴射装置の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１駆動部
１１筒状容器部材
１２シート部材
１３シム
１４伸縮部
１４１大径部
１４２小径部
２上部ハウジング
２１縦穴
２２高圧燃料通路
２３導入管
２４ドレーン通路
２５導出管
３下部ハウジング
３１ピストンボデー
４噴射ノズル部
４１ノズルニードル
４２燃料溜まり
４３噴孔
４４背圧室
５１３方弁
５２大径ピストン
５３油圧室
５４小径ピストン
６１積層型圧電体素子（変位発生部材）
６２ピストン部材
６３絶縁部材
６３４外部電極、
６４ロッド
６５予荷重スプリング
６６ダイヤフラム
７コネクタ部
７１コネクタボデー
７２ａ、７２ｂリード線
７３コネクタ
７４リテーニングナット（固定部材）
７５フランジ部
８１、８２先端板部、

Claims

内燃機関に燃料を噴射するための燃料噴射装置であって、一部分が露出する状態で上記内燃機関に装着されるハウジングを有しており、該ハウジング内に電気信号により伸縮する変位発生部材が収容されるとともに、上記変位発生部材が、上記内燃機関の外部に露出する上記ハウジングの一部分から脱着可能に設けられており、
上記ハウジング内に収容される上記変位発生部材を脱着可能に保持固定する手段として、ネジ、かしめ、溶接または接着を用い、かつ、上記ハウジング内に収容される上記変位発生部材を脱着可能に保持固定している部分の強度が、他の部分と比較して脆弱であるか、または上記ハウジングの少なくとも１ヶ所以上に、上記ハウジングを分解可能な他の部分と比較して脆弱な部分を有することを特徴とする燃料噴射装置。
内燃機関に燃料を噴射するための燃料噴射装置であって、一端側が露出する状態で上記内燃機関に装着されるハウジングを有し、該ハウジング内に、電気信号により伸縮する変位発生部材と上記変位発生部材で発生する変位を受けて上下動することにより噴孔を開閉するノズルニードルを収容してなり、上記変位発生部材が、上記ハウジングの上記ノズルニードルが収容されている側と反対側の上記一端側の端面から脱着可能に設けられており、
上記ハウジング内に収容される上記変位発生部材を脱着可能に保持固定する手段として、ネジ、かしめ、溶接または接着を用い、かつ、上記ハウジング内に収容される上記変位発生部材を脱着可能に保持固定している部分の強度が、他の部分と比較して脆弱であるか、または上記ハウジングの少なくとも１ヶ所以上に、上記ハウジングを分解可能な他の部分と比較して脆弱な部分を有することを特徴とする燃料噴射装置。
請求項１または２において、上記変位発生部材に通電するためのコネクタ部を、上記変位発生部材の上部に、上記変位発生部材と一体に設けたことを特徴とする燃料噴射装置。
請求項１または２において、上記ハウジング上端面に開口する縦穴に上記変位発生部材を収容し、上記縦穴の上端開口部に締結される脱着可能な固定部材を用いて、上記変位発生部材を上記縦穴内に保持固定するとともに、上記ハウジング下部内に上記変位発生部材で発生する変位を受けて上下動することにより噴孔を開閉するノズルニードルを収容してなることを特徴とする燃料噴射装置。
請求項４において、上記変位発生部材に通電するためのコネクタ部を上記縦穴の上端部に脱着可能に設けたことを特徴とする燃料噴射装置。
請求項３または５において、上記コネクタ部が上記変位発生部材と一体に設けられるコネクタボデーを有し、該コネクタボデー内に上記変位発生部材に接続されるリード線を絶縁保持することを特徴とする燃料噴射装置。
請求項４において、上記ハウジングに上記変位発生部材を脱着可能に保持固定するとともに、上記変位発生部材の上方に一体に設けたフランジ部と上記ハウジングの間に高さ調整部材を介設したことを特徴とする燃料噴射装置。
請求項４において、上記固定部材の締結によるねじりトルクまたは偏荷重が上記変位発生部材に作用しないように、上記変位発生部材を上記縦穴内の所定位置に保持する位置決め手段を設けたことを特徴とする燃料噴射装置。
請求項８において、上記コネクタボデーを有したコネクタ部が、上記変位発生部材の上端部に固定され、上記コネクタボデーの外周にリテーニングナットを設けて上記固定部材となすとともに、上記リテーニングナット上端面と対向する上記コネクタ部端面との距離を５〜１０ｍｍとし、上記コネクタボデーの上端を上記リテーニングナットから露出させて上記位置決め手段としたことを特徴とする燃料噴射装置。
請求項１ないし９のいずれかにおいて、上記変位発生部材は、電気信号により伸縮する圧電体層と電極層とを交互に多数積層してなる積層型圧電体素子であることを特徴とする燃料噴射装置。