JPH0364662A - Fuel injection valve - Google Patents

Fuel injection valve

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Publication number
JPH0364662A
JPH0364662A JP20026689A JP20026689A JPH0364662A JP H0364662 A JPH0364662 A JP H0364662A JP 20026689 A JP20026689 A JP 20026689A JP 20026689 A JP20026689 A JP 20026689A JP H0364662 A JPH0364662 A JP H0364662A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
displacement
fuel injection
flexible
valve body
Prior art date
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Pending
Application number
JP20026689A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Toda
正之 任田
Satoshi Ichikawa
聡 市川
Shigeki Yoshioka
茂樹 吉岡
Hideyuki Shibuya
渋谷 秀幸
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP20026689A priority Critical patent/JPH0364662A/en
Publication of JPH0364662A publication Critical patent/JPH0364662A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To control high-precise control of injection of fuel through simple structure by a method wherein a piezoelectric element is nipped between a fixing part with which a resilient body is formed and a flexible part arranged facing the fixing part, and along with displacement of the piezoelectric element, the valve body of a fuel injection valve is operated through the flexible part. CONSTITUTION:A displacement enlarging member 47 is contained in a space 25 of a housing body 21 having a fuel inlet 27 and a fuel outlet 29. The displacement enlarg ing member 47 is provided with a fixing part 49 fixed to a bottom wall 21a of a housing body 21, a flexible part 51 arranged facing the fixing part 49 and on the base end side of a valve body 41 and having a relatively thin section and extended to the central part of a fuel injection part, and a coupling part 53 for intercoupling the end parts of the fixing part 49 and the flexible part 51. The displacement enlarging member is formed approximately in a U-shape in cross section and has a lamination type piezoelectric body 57 nipped on the coupling part 53 side between the fixing part 49 and the flexible part 51. The piezoelectric body 57 is energized, displacement is transmitted to the flexible part 51, and through upward enlarging displacement of the tip part thereof, the valve body 41 is opened to inject fuel through a fuel injec tion hole 31.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、圧電素子を用いて弁体を往復動作させて燃
料噴射を行うようにした燃料噴射弁に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a fuel injection valve that injects fuel by reciprocating a valve body using a piezoelectric element.

〈従来の技術〉 内燃機関に使用される燃料噴射弁としては、リターンス
プリングによって燃料噴射孔周囲のシート部に押し付け
られた弁体を、ソレノイドによってリフトさせ、これに
よって燃料を噴射するようにしたものがよく知られてい
る。ところが、このソレノイドタイプのものは、ソレノ
イドの電気的時定数が大きいこと、及びソレノイドの推
力に対して可動部である弁体の質量が比較的大きいこと
、などから弁体開閉時の応答性が悪いという問題がある
<Prior art> A fuel injection valve used in an internal combustion engine is one in which a valve body is pressed against a seat around a fuel injection hole by a return spring, and is lifted by a solenoid, thereby injecting fuel. is well known. However, with this solenoid type, the response when opening and closing the valve body is poor due to the large electrical time constant of the solenoid and the relatively large mass of the valve body, which is a moving part, relative to the thrust of the solenoid. The problem is that it's bad.

そこで、応答性向上のために、近年では圧電素子を用い
たものが提案されている(特開昭59−206671号
公報参照〉。圧電素子を用いた燃料噴射弁は高速作動す
る反面、歪みがミクロンオーダと低いため、充分な噴射
量を確保するにはこのままでは実用化困難で、圧電素子
の変位量を増幅する変位拡大機構が必要となる。
Therefore, in order to improve responsiveness, in recent years, a method using a piezoelectric element has been proposed (see Japanese Patent Application Laid-open No. 59-206671).While fuel injection valves using a piezoelectric element operate at high speed, they do not cause distortion. Since it is on the order of microns, it is difficult to put it into practical use in order to ensure a sufficient injection amount, and a displacement amplification mechanism is required to amplify the displacement amount of the piezoelectric element.

変位拡大tuIを使用したものとしては、例えば特開昭
62−134983.実開昭63−52968号公報に
記載されているようなものがある。
For example, JP-A-62-134983 uses displacement expansion tuI. There is one described in Japanese Utility Model Application Publication No. 63-52968.

第4図及び第5図は示したものは、上記特開昭62−1
34983号公報から引用したもので、これは、先端側
の球状部1aによって燃料噴射孔2を開閉可能な弁体1
の基端部側に取り付けられた磁性体からなる結合部材3
に、板状の撓み部材5の中央部を固定すると共に、撓み
部材5の両端をレバ一部材7に固定したもので、レバ一
部材7の基端側に設けれられた圧電素子9にパルス状の
電界を加えることによってレバ一部材7が外側に拡がり
、これによって撓み部材5が第4図に示す実線位置と破
線位置との間を変位して弁体1を開閉させる。
Figures 4 and 5 are shown in the above-mentioned JP-A-62-1
This is quoted from Publication No. 34983, which includes a valve body 1 that can open and close a fuel injection hole 2 by a spherical portion 1a on the tip side.
A coupling member 3 made of a magnetic material attached to the proximal end side of the
In this case, the central part of a plate-shaped flexible member 5 is fixed, and both ends of the flexible member 5 are fixed to a lever member 7, and a pulse is applied to a piezoelectric element 9 provided on the base end side of the lever member 7. By applying an electric field of , the lever member 7 expands outward, thereby displacing the flexible member 5 between the solid line position and the broken line position shown in FIG. 4, thereby opening and closing the valve body 1.

弁体1の側部には磁性体フランジ11が形成されており
、このフランジ11に弁体1の側方に設けられた永久磁
石13.15が作用することで、弁体1の閉状態と開状
態とが安定的に保たれる。
A magnetic flange 11 is formed on the side of the valve body 1, and a permanent magnet 13.15 provided on the side of the valve body 1 acts on this flange 11 to bring the valve body 1 into the closed state. The open state is maintained stably.

また、第5図に示すように結合部材3に接近してギャッ
プセンサ17が設けられており、これにより弁体1の開
閉状態を判断し、例えば機関停止時に弁体1が開状態に
あるときには、さらにパルス電流を印加して閉位置に戻
す。
Further, as shown in FIG. 5, a gap sensor 17 is provided close to the coupling member 3, and this determines the open/closed state of the valve body 1. For example, when the valve body 1 is in the open state when the engine is stopped, , and then apply a pulsed current to return it to the closed position.

(発明が解決しようとする課題) ところが、このような従来の変位拡大機構を備えた燃料
噴射弁にあっては、撓み部材5が第4図の実線位置と破
線位置との、すなわち弁体1の開状態と閉状態との二つ
の状態に変位するのみの構成となってるため、燃料噴射
量を精密に制御することができず、また、構造もがなり
複雑であるので、生産性が悪くコスト的にも不利なもの
となる。
(Problem to be Solved by the Invention) However, in a fuel injection valve equipped with such a conventional displacement amplifying mechanism, the flexible member 5 is located between the solid line position and the broken line position in FIG. Since the structure is such that the fuel injection amount can only be displaced between two states, an open state and a closed state, it is not possible to precisely control the fuel injection amount, and the structure is also complex, resulting in poor productivity. This is also disadvantageous in terms of cost.

そこでこの発明は、圧電素子に変位拡大機槽をf1加し
た燃料噴射弁であっても、比較的簡単な構造で燃料噴射
量を精密に部11御できるようにすることを目的として
いる。
Therefore, an object of the present invention is to enable precise control of the fuel injection amount with a relatively simple structure even in a fuel injection valve in which a displacement magnifying device f1 is added to a piezoelectric element.

[発明の構成コ (課題を解決するための手段〉 前述した課題を解決するためにこの発明は、ハウジング
に固定された固定部と、固定部に対向して配置される撓
み部と、固定部及び撓み部の端部相互を結合する結合部
とを備えた弾性体をハウジング内に収納し、前記撓み部
の撓み動作に伴って往復動して燃料噴射を司る弁体を設
けるとともに、撓み部と固定部との間に圧電素子を挟持
させる構成としである。
[Configuration of the Invention (Means for Solving the Problems)] In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a fixed part fixed to a housing, a flexible part disposed opposite to the fixed part, and a fixed part. and a connecting portion that connects the ends of the flexible portions to each other. An elastic body is housed in the housing, and a valve body that reciprocates and controls fuel injection as the flexible portion bends is provided. The piezoelectric element is sandwiched between the fixed part and the fixed part.

(作用) 圧電素子に電圧を印加して歪みが発生すると、これに伴
って撓み部が拡大変位して弁体を往復動させ、燃料の噴
射制御がなされる。撓み部は印加された電圧の大きさに
よって撓み量が変化し、したがって弁体のリフト量は細
かく制御可能であり。
(Function) When a voltage is applied to the piezoelectric element and distortion occurs, the flexible portion is expanded and displaced to cause the valve body to reciprocate, thereby controlling fuel injection. The amount of flexure of the flexure portion changes depending on the magnitude of the applied voltage, so the amount of lift of the valve body can be precisely controlled.

燃料噴射量は高精度に制御されることになる。The fuel injection amount will be controlled with high precision.

(実施例) 以下、この発明の実施例を第1図ないし第3図に基づき
説明する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 3.

第1図はこの発明の第1実施例による燃料噴射弁を示し
ている。この燃料噴射弁のハウジングは、ハウジング本
体21とノズルハウジング23とを有し、ハウジング本
体21には、内部に空間25が形成されると共に、空間
25に連通ずる燃料入口27及び燃料出口29が形成さ
れている。ノズルハウジング23は、先端側に燃料噴射
孔31が形成され、燃料噴射孔31と反対側に形成され
たフランジ部33がハウジング本体21のかしめ部35
にかしめられることで両者が固定される。
FIG. 1 shows a fuel injection valve according to a first embodiment of the invention. The housing of this fuel injection valve has a housing body 21 and a nozzle housing 23. The housing body 21 has a space 25 formed therein, and a fuel inlet 27 and a fuel outlet 29 communicating with the space 25. has been done. The nozzle housing 23 has a fuel injection hole 31 formed on the tip side, and a flange portion 33 formed on the opposite side to the fuel injection hole 31 is connected to the caulking portion 35 of the housing body 21.
Both are fixed by caulking.

36は、シール用のOリングである。36 is an O-ring for sealing.

ハウジング本体21のノズルハウジング23側底壁21
a及び、ノズルハウジング23には、貫通孔37及び貫
通孔39がそれぞれ形成されている。この貫通孔37.
39内に弁体41の先端側のほぼ半分が挿入される一方
、基端側は前記ハウジング本体21の空間25内に配置
される。弁体41と貫通孔37.39との間には、空間
25に連通ずる燃料通路43が形成され、更に燃料通路
43と燃料噴射孔31との間には燃料溜め45が設けら
れている。
Nozzle housing 23 side bottom wall 21 of housing body 21
A and the nozzle housing 23 are formed with a through hole 37 and a through hole 39, respectively. This through hole 37.
Approximately half of the distal end of the valve body 41 is inserted into the valve body 39 , while the proximal end is disposed within the space 25 of the housing body 21 . A fuel passage 43 communicating with the space 25 is formed between the valve body 41 and the through hole 37.39, and a fuel reservoir 45 is further provided between the fuel passage 43 and the fuel injection hole 31.

ハウジング本体21の空間25内には、燃料入口27に
対向する位置に変位拡大機構を構成する弾性体としての
変位拡大部材47が収納されている。変位拡大部材47
は、ハウジング本体21の底壁21aに固定される短く
て厚みのある固定部4つと、固定部49に対向して弁体
41の基端側に配置される比較的薄肉で先端が燃料噴射
弁の中央部まで延長されている撓み部51と、燃料人口
27に対向して配置され固定部4つ及び撓み部51の端
部相互を結合する結合部53とを備えて断面がほぼコの
字状を呈しているや撓み部51の結合部53側端部の内
面側には、切り欠き55が形成されて撓み部51の撓み
性を向上させている。
In the space 25 of the housing body 21, a displacement magnifying member 47 serving as an elastic body constituting a displacement magnifying mechanism is housed at a position facing the fuel inlet 27. Displacement magnifying member 47
consists of four short and thick fixing parts fixed to the bottom wall 21a of the housing main body 21, and a relatively thin fuel injection valve with a relatively thin tip disposed on the proximal end side of the valve body 41 facing the fixing parts 49. The flexible part 51 extends to the center of the fuel tank 27, and the connecting part 53 which is arranged to face the fuel tank 27 and connects the four fixing parts and the ends of the flexible part 51, and has a substantially U-shaped cross section. A notch 55 is formed on the inner surface of the end of the flexible portion 51 on the coupling portion 53 side to improve the flexibility of the flexible portion 51.

変位拡大部材47の固定部49と撓み部51との間の結
合部53側には、PZTなどの圧電セラミックス薄板を
積層してなる圧電素子としての積層型圧電体57が挟持
されている。積層型圧電体57にはリード線5つが接続
され、リード線59は撓み部材51及び、シール部材6
1を有するハウジング本体21を貫通して電極端子63
として外部に取り出されている。
A laminated piezoelectric body 57 as a piezoelectric element made of laminated piezoelectric ceramic thin plates such as PZT is sandwiched on the joint portion 53 side between the fixed portion 49 and the flexible portion 51 of the displacement magnifying member 47. Five lead wires are connected to the laminated piezoelectric body 57, and the lead wires 59 are connected to the flexible member 51 and the seal member 6.
1 through the housing body 21 having an electrode terminal 63
It is taken out as an external device.

変位拡大部材47の撓み部51先端側には取付孔65が
形成されてここに弁体41の小径部67が摺動可能に連
結されている。小径部67の弁体41先端側には大径部
69が形成される一方、弁体41の基端側にはフランジ
71が形成されている。撓み部51と大径部69との間
の小径部67には、撓み部51側に僅かの隙間を形成し
てスペーサ73が嵌め込まれている。一方、撓み部51
とフランジ71との間の小径部67には、耐摩耗性の高
い材料からなるリング75が嵌め込まれている。フラン
ジ71の端面とハウジング本体21の上部内壁面との間
には、内壁面の中央に形成された突起77に嵌め込まれ
たリターンスプリング7つが介装されている。弁体41
はリターンスプリング79によって常時燃料噴射孔31
側に付勢され、これにより弁体1先端の球状部41aが
、燃料噴射孔31の内側のシート部81に密着可能とな
る。
A mounting hole 65 is formed on the distal end side of the flexible portion 51 of the displacement magnifying member 47, and the small diameter portion 67 of the valve body 41 is slidably connected thereto. A large diameter portion 69 is formed on the distal end side of the valve body 41 of the small diameter portion 67, while a flange 71 is formed on the proximal end side of the valve body 41. A spacer 73 is fitted into the small diameter portion 67 between the flexible portion 51 and the large diameter portion 69 with a slight gap formed on the flexible portion 51 side. On the other hand, the flexible portion 51
A ring 75 made of a highly wear-resistant material is fitted into the small diameter portion 67 between the flange 71 and the flange 71 . Seven return springs fitted into protrusions 77 formed at the center of the inner wall surface are interposed between the end surface of the flange 71 and the upper inner wall surface of the housing body 21. Valve body 41
The fuel injection hole 31 is always closed by the return spring 79.
This allows the spherical portion 41a at the tip of the valve body 1 to come into close contact with the seat portion 81 inside the fuel injection hole 31.

次に、このように構成された燃料噴射弁の動作を説明す
る。
Next, the operation of the fuel injection valve configured as described above will be explained.

上記燃料噴射弁によって燃料噴射を行うには、まず積層
型圧電体57に、第2図に示すようなステップ状の電圧
Vaと、振幅Δ■の高周波(例えば20KHz>電圧と
を重畳して印加する。ステップ状の電圧を印加すること
で、積層型圧電体57が変位し、この変位が撓み部51
に伝わってその先端部位がリターンスプリング79に抗
して図中で上方に拡大変位し、これに伴って弁体41が
上方に移動して燃料噴射孔31から燃料が噴射される。
In order to inject fuel with the fuel injection valve, first, a step voltage Va as shown in FIG. By applying a step voltage, the laminated piezoelectric body 57 is displaced, and this displacement causes the flexible portion 51 to be displaced.
As a result, the tip portion is expanded upward in the figure against the return spring 79, and accordingly, the valve body 41 moves upward and fuel is injected from the fuel injection hole 31.

一方、高周波電圧ΔVを印加することで、撓み部51が
共振して撓み振動が発生する。この撓み振動が弁体41
に伝達されると、上記電圧voの印加による燃料噴射の
際に、弁体41が超音波振動してこれが燃料噴射孔31
近傍の燃料を微粒化させる。ステップ状の電圧voの大
きさを変化させることで弁体41のリフト量を任意に変
えることができ、したがって機関の高負荷時の大流量領
域から暖機時などの微少流量域まで高精度に燃料噴射量
をIIJ御することができる共に、超音波振動による燃
料の微粒化促進を図ることにより燃焼効率を著しく改善
することができる。
On the other hand, by applying the high frequency voltage ΔV, the bending portion 51 resonates and bending vibration occurs. This bending vibration causes the valve body 41
When the voltage vo is applied to fuel injection, the valve body 41 vibrates ultrasonically and this causes the fuel injection hole 31 to vibrate.
Atomizes nearby fuel. By changing the magnitude of the step voltage vo, the lift amount of the valve body 41 can be arbitrarily changed. Therefore, high accuracy can be achieved from a large flow rate area during high engine load to a minute flow rate area such as during warm-up. The fuel injection amount can be controlled by IIJ, and combustion efficiency can be significantly improved by promoting atomization of the fuel by ultrasonic vibration.

上記のように撓み部51に20KHzの高周波電圧を印
加することで撓み振動させるには、撓み部51による撓
み振動の共振周波数が20KHzになるように、撓み部
51の長さ及び厚さを設定する。m単のために切り欠き
55が形成されていないとして固定部49と結合部53
の厚さが撓み部51の厚さに比べて充分厚いとき、撓み
部51を片持梁と見なして上記共振周波数を求めること
ができる。r!Aえば、撓み部51の厚さをt、同長さ
を1とすると、その共振周波数fは、f=(α、2/4
π3172 )  (L/n 2)×(E/ρ〉1/2 で与えられる。
In order to cause bending vibration by applying a high frequency voltage of 20 KHz to the bending part 51 as described above, the length and thickness of the bending part 51 are set so that the resonance frequency of the bending vibration by the bending part 51 is 20 KHz. do. Since the notch 55 is not formed for m-unit, the fixing part 49 and the connecting part 53
is sufficiently thicker than the thickness of the flexible portion 51, the above-mentioned resonant frequency can be determined by regarding the flexible portion 51 as a cantilever beam. r! A. For example, if the thickness of the flexible portion 51 is t and the length thereof is 1, then the resonant frequency f is f=(α, 2/4
π3172 ) (L/n 2)×(E/ρ〉1/2).

但し、E及びρは、撓み部51を構成する変位拡大部材
47の材料のヤング率及び密度、α、は定数である。
However, E and ρ are the Young's modulus and density of the material of the displacement magnifying member 47 constituting the flexible portion 51, and α is a constant.

したがって、上式を用いて共振周波数rが20KHzと
なるように撓み部51の厚さと長さとを設定することに
より、第3図に示すような高周波電圧ΔVの印加により
撓み部51を共振さぜることができる。
Therefore, by setting the thickness and length of the flexible portion 51 so that the resonance frequency r becomes 20 KHz using the above equation, the flexible portion 51 can be caused to resonate by applying the high frequency voltage ΔV as shown in FIG. can be done.

また、撓み部51とスペーサ73との間、及び弁体41
のフランジ71とリング75との間にはそれぞれ僅かな
隙間が設けられているが、この各隙間は製造時の藺々の
構成部品の寸法のばらつきや、燃料噴射弁作動時の温度
上昇による個々の構成部品の熱膨張の違いによるばらつ
きを吸収するものであり、これは特に設けなくても差し
障りはない。
Also, between the flexible portion 51 and the spacer 73 and the valve body 41
A small gap is provided between the flange 71 and the ring 75, but this gap may be caused by variations in the dimensions of the components during manufacturing or by temperature rise when the fuel injector is operated. This is to absorb variations due to differences in thermal expansion of the component parts, and there is no problem even if this is not provided.

積層型圧電体57は、燃料噴射弁が駆動する際に熱が発
生してその影響を受は特性が変化する虞があるが、空間
25内は常に新しい燃料が循環しているので、温度によ
る特性変化は防止されている。
The laminated piezoelectric body 57 generates heat when the fuel injection valve is driven, and its characteristics may change due to the influence of the heat. However, since new fuel is constantly circulating in the space 25, the characteristics may change depending on the temperature. Characteristic changes are prevented.

第3図はこの発明の第2実施例を示している。FIG. 3 shows a second embodiment of the invention.

この実施例は、外開き弁タイプの燃料噴射弁にこの発明
を適用したものである。この燃料噴射弁は、燃料入口8
3と燃料出口85とを有するハウジング本体87、及び
先端に燃料噴射孔8つが形成されたノズルハウジング9
1を備えている。ハウジング本体87内及びノズルハウ
ジング91内には、相互に連通する空間93及び95が
形成され、空間93には前記燃料入口83と燃料出口8
5とがそれぞれ達通し、空間95には前記燃料噴射孔8
9が連通可能となっている。ハウジング本体87とノズ
ルハウジング91とは、ノズルハウジング91の取付フ
ランジ97がハウジング本体87のかしめ部9つにかし
められることで固定され、両者間には○リング101が
嵌入されている。
In this embodiment, the present invention is applied to an outward-opening valve type fuel injection valve. This fuel injection valve has a fuel inlet 8
3 and a fuel outlet 85; and a nozzle housing 9 having eight fuel injection holes formed at its tip.
1. Spaces 93 and 95 that communicate with each other are formed within the housing body 87 and the nozzle housing 91, and the space 93 has the fuel inlet 83 and the fuel outlet 8.
5 and 5 respectively, and the space 95 has the fuel injection hole 8.
9 can be communicated. The housing body 87 and the nozzle housing 91 are fixed by a mounting flange 97 of the nozzle housing 91 being caulked to nine caulking portions of the housing body 87, and an O ring 101 is fitted between the two.

弁体103は、先端の球状部105が外部に露出する一
方、空間95に位置して形成されているフランジ107
とノズルハウジング91との間に介装されたリターンス
プリング109により、図中で上方に付勢されている。
The valve body 103 has a flange 107 formed in the space 95 while a spherical part 105 at the tip is exposed to the outside.
A return spring 109 interposed between the nozzle housing 91 and the nozzle housing 91 urges it upward in the figure.

これにより球状部105は、燃料噴射孔89の外部側に
形成されているシート部111に密着可能となる。弁体
103の基端側は、燃料人口83の延長上の空間93内
段部119付近まで達してその端部103aは球状に形
成されている。
This allows the spherical portion 105 to come into close contact with the seat portion 111 formed on the outside of the fuel injection hole 89 . The base end side of the valve body 103 reaches near the inner step 119 of the space 93 on the extension of the fuel population 83, and its end 103a is formed into a spherical shape.

ハウジング本体87内の燃料入口83に対向する位置に
は、変位拡大機構を構成する弾性体としての変位拡大部
材113が配置されているや変位拡大部材113は、ハ
ウジング本体87の上部開口を塞ぐ蓋体115下面に装
着される固定部117と、固定部117に対向して固定
部117に比べて薄肉で長さの長い撓み部121と、固
定部117及び撓み部121の端部相互を結合する結合
部123とからなる。撓み部121の結合部123側内
面には切り欠き125が形成される一方、先端側は燃料
噴射弁の中央部分まで達して弁体103との対向面が球
状に形成され、この球状部分121aと弁体103の端
部103aとの間には、隙間127が形成されて各部品
製造時の寸法ばらつきを吸収できるようにしている。 
固定部117と撓み部121との間には、PZT等の圧
電セラミックス薄板を積層してなる圧電素子としての積
層型圧電体129が介装されている。積層型圧電体12
9には、リード線131が接続されており、リード線1
31は固定部117、及び蓋体115に嵌入されている
シール材133を貫通し電極端子135として外部に取
り出されている。
A displacement enlarging member 113 as an elastic body constituting a displacement enlarging mechanism is disposed at a position facing the fuel inlet 83 in the housing body 87. The displacement enlarging member 113 is a lid that closes the upper opening of the housing main body 87. A fixed part 117 attached to the lower surface of the body 115, a flexible part 121 opposite to the fixed part 117 and thinner and longer than the fixed part 117, and ends of the fixed part 117 and the flexible part 121 are connected to each other. It consists of a connecting part 123. A notch 125 is formed on the inner surface of the flexible portion 121 on the coupling portion 123 side, while the tip side reaches the center of the fuel injection valve and the surface facing the valve body 103 is formed in a spherical shape, and this spherical portion 121a and A gap 127 is formed between the valve body 103 and the end portion 103a to absorb dimensional variations during manufacturing of each component.
A laminated piezoelectric body 129 as a piezoelectric element formed by laminating piezoelectric ceramic thin plates such as PZT is interposed between the fixed part 117 and the flexible part 121. Laminated piezoelectric body 12
Lead wire 131 is connected to lead wire 1.
31 penetrates through the fixing portion 117 and the sealing material 133 fitted into the lid 115 and is taken out as an electrode terminal 135 to the outside.

このように構成された第2実施例の燃料噴射弁において
も、前記第1実施例と同様に、第2図に示すようなステ
ップ状の電圧Voと、振幅ΔVの高周波(例えば20K
Hz>電圧とを重畳して印加する。ステップ状の電圧を
印加することで、積層型圧電体129が変位し、この変
位量が撓み部129に伝わってその先端部位が図中で下
方に拡大変位し、その先端の球状部位121aが弁体1
03の端部103aを押圧して開弁させ燃料噴射がなさ
れる。一方、高周波電圧ΔVを印加することで、撓み部
121が共振して撓み振動が発生し、この撓み振動が弁
体103に伝達されて燃料の微粒化が遠戚される。した
がって、この実施例の場合も、第1実施例と同様に、ス
テップ状の電圧V。の大きさを変化させることで弁体1
03のリフト量を任意に変えることができ、機関の高負
荷時の大流量領域から暖機時などの微少流量域まで高精
度に燃料噴射量を制御することができる共に、超音波振
動による微粒化促進を図ることにより燃焼効率を著しく
改善することができる。
Similarly to the first embodiment, the fuel injection valve of the second embodiment configured in this way also has a step voltage Vo as shown in FIG.
Hz>voltage is applied in a superimposed manner. By applying a step voltage, the laminated piezoelectric body 129 is displaced, and this amount of displacement is transmitted to the bending portion 129, causing its tip portion to expand and displace downward in the figure, and the spherical portion 121a at its tip becomes a valve. body 1
The end 103a of the valve 03 is pressed to open the valve and fuel is injected. On the other hand, by applying the high frequency voltage ΔV, the bending portion 121 resonates and bending vibration is generated, and this bending vibration is transmitted to the valve body 103, thereby atomizing the fuel. Therefore, in this embodiment as well, the voltage V is stepped in the same manner as in the first embodiment. By changing the size of valve body 1
The lift amount of 03 can be changed arbitrarily, and the fuel injection amount can be controlled with high precision from the large flow rate area when the engine is under high load to the minute flow rate area such as during warm-up. By promoting this process, combustion efficiency can be significantly improved.

なお、上記第2実施例においても、第1実施例で用いた
共振周波数fを求める式により、撓み部117の共振周
波数を算出でき、撓み部117に撓み振動を発生される
ことができる。
In the second embodiment as well, the resonance frequency of the bending portion 117 can be calculated using the formula for calculating the resonance frequency f used in the first embodiment, and bending vibration can be generated in the bending portion 117.

[発明の効果] 以上説明してきたようにこの発明によれば、弾性体を構
成する固定部と固定部に対向して配置される撓み部との
間に圧電素子を挟持させ、圧電素子の変位に伴って拡大
変位する撓み部によって弁体を作動させて燃料噴射させ
るようにしたので、撓み部の変位量に応じて弁体の開閉
動作を制御することができ、構造が複雑化することなく
高精度な燃料噴射制御が可能となる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, a piezoelectric element is sandwiched between a fixed part that constitutes an elastic body and a flexible part arranged opposite to the fixed part, and the displacement of the piezoelectric element is controlled. Since the valve body is actuated by the flexible part that expands and displaces as the fuel injects fuel, the opening/closing operation of the valve body can be controlled according to the amount of displacement of the flexible part, without complicating the structure. Highly accurate fuel injection control becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の第1実施例を示す断面図、第2図は
上記実施例における積層型圧電体への印加電圧を示す説
明図、第3図はこの発明の第2実施例を示す断面図、第
4図は従来例を示す平断面図、第5図は同部分縦断面図
である。 21.87・・・ハウジング本体 23.91・・・ノズルハウジング 41.103・・・弁体 47.113・・・変位拡大部材(弾性体〉49.11
7・・・固定部 51.121・・・撓み部 53.123・・・結合部
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the voltage applied to the laminated piezoelectric body in the above embodiment, and FIG. 3 is a second embodiment of the invention. 4 is a plan sectional view showing a conventional example, and FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the same portion. 21.87... Housing body 23.91... Nozzle housing 41.103... Valve body 47.113... Displacement magnifying member (elastic body) 49.11
7...Fixed part 51.121...Flexible part 53.123...Joining part

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ハウジングに固定された固定部と、固定部に対向して配
置される撓み部と、固定部及び撓み部の端部相互を結合
する結合部とを備えた弾性体をハウジング内に収納し、
前記撓み部の撓み動作に伴って往復動して燃料噴射を司
る弁体を設けると共に、撓み部と固定部との間に圧電素
子を挟持させたことを特徴とする燃料噴射弁。
An elastic body having a fixed part fixed to the housing, a flexible part disposed opposite to the fixed part, and a coupling part that couples ends of the fixed part and the flexible part to each other is housed in the housing,
A fuel injection valve characterized in that a valve body is provided which reciprocates to control fuel injection as the flexible portion bends, and a piezoelectric element is sandwiched between the flexible portion and the fixed portion.
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