JPH06213438A - Piezoelectric igniter - Google Patents

Piezoelectric igniter

Info

Publication number
JPH06213438A
JPH06213438A JP752293A JP752293A JPH06213438A JP H06213438 A JPH06213438 A JP H06213438A JP 752293 A JP752293 A JP 752293A JP 752293 A JP752293 A JP 752293A JP H06213438 A JPH06213438 A JP H06213438A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric
pressure
piezoelectric body
generating means
voltage
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.)
Pending
Application number
JP752293A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Iwata
俊雄 岩田
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric 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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP752293A priority Critical patent/JPH06213438A/en
Publication of JPH06213438A publication Critical patent/JPH06213438A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To set a voltage generated from a piezoelectric element substantially to a constant highest voltage irrespective of a temperature and to prevent deterioration of it. CONSTITUTION:Initial strains of a housing 4, pressure generating means 3 and a piezoelectric element 2 based on a temperature change are regulated by a temperature compensating member 6 thereby to set an initial pressure to be received by the element 2 within an initial pressure setting range.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、圧電体の発生する高
電圧を利用して内燃機関の点火を行う圧電点火装置に係
り、特に圧電体の発生する電圧を温度によらず一定とす
ることができる圧電点火装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric ignition device for igniting an internal combustion engine by utilizing a high voltage generated by a piezoelectric body, and more particularly, to make the voltage generated by the piezoelectric body constant regardless of temperature. The present invention relates to a piezoelectric ignition device capable of

【0002】[0002]

【従来の技術】図2は従来の圧電点火装置の構成を示す
断面構成図、図3は圧電点火装置の要部の電圧を示すタ
イムチャートである。従来の圧電点火装置は、点火プラ
グ1に接続され、歪みエネルギを電気エネルギに変換し
て電圧を発生する圧電体2と、この圧電体2に隣接さ
れ、電気エネルギを歪みエネルギに変換して圧力を発生
する圧電アクチュエータ3と、この圧電アクチュエータ
3の歪みを規制して圧力を発生させ、且つこの圧力が圧
電体2に印加されるように、圧電アクチュエータ3と圧
電体2とを固定保持する筺体4とを備えて構成され、圧
電アクチュエータ3には、圧電アクチュエータ3に電気
エネルギとしての電圧を印加する駆動回路5が接続され
ている。
2. Description of the Related Art FIG. 2 is a sectional view showing the structure of a conventional piezoelectric ignition device, and FIG. 3 is a time chart showing the voltage of the main part of the piezoelectric ignition device. A conventional piezoelectric ignition device is connected to a spark plug 1 and converts a strain energy into an electric energy to generate a voltage, and a piezoelectric body 2 adjacent to the piezoelectric body 2, which converts the electric energy into a strain energy to generate a pressure. And a housing for fixing and holding the piezoelectric actuator 3 and the piezoelectric body 2 so that the strain is regulated to generate a pressure and the pressure is applied to the piezoelectric body 2. 4, a drive circuit 5 for applying a voltage as electric energy to the piezoelectric actuator 3 is connected to the piezoelectric actuator 3.

【0003】圧電体2は、例えばPZT(チタン酸ジル
コン酸鉛)等の圧電素子が圧力を受けた場合に分極電荷
を発生することによって電圧を発生するという原理を利
用したものであって、印加圧力Fに対して次式で表せる
電圧を発生する。
The piezoelectric body 2 uses the principle that when a piezoelectric element such as PZT (lead zirconate titanate) receives a pressure, it generates a voltage by generating a polarization charge, and is applied. A voltage represented by the following equation is generated with respect to the pressure F.

【0004】V=gLF/SV = gLF / S

【0005】ここで、gは電圧出力定数、Lは圧電体の
長さ、Sは圧電体の断面積である。図2ではこのような
圧電体2を2個対向させて使用し、これらの対向面2a
に同符号の電荷(負電荷)が発生するようにして、ここ
に点火プラグ1に接続された電極2bを設け、それらの
反対側の端面2cをアース電極側としている。
Here, g is the voltage output constant, L is the length of the piezoelectric body, and S is the cross-sectional area of the piezoelectric body. In FIG. 2, two such piezoelectric bodies 2 are used facing each other, and these facing surfaces 2a
Is provided with an electrode 2b connected to the spark plug 1 so that an electric charge (negative electric charge) of the same sign is generated, and the end surface 2c on the opposite side of the electrode 2b is the ground electrode side.

【0006】圧電アクチュエータ3は、複数の薄い圧電
素子3aが、正負交互に配列された電極3bを挟んで電
気的には並列に設けられた積層構造をなし、一つの圧電
素子に対して印加された電圧によって全ての圧電素子3
aが同じ歪み(伸びまたは縮み)を発生し、この歪みを
筺体4と圧電体2で規制することによって圧電体2に大
きな圧力を印加するよう構成されている。この圧電アク
チュエータ3の両端部にはアース電極をなすとともに複
数の薄い圧電素子3aの保護のための金属体3cが設け
られている。
The piezoelectric actuator 3 has a laminated structure in which a plurality of thin piezoelectric elements 3a are electrically provided in parallel with each other with electrodes 3b arranged alternately in positive and negative, and is applied to one piezoelectric element. All piezoelectric elements 3 depending on
a generates the same strain (elongation or contraction), and the strain is regulated by the housing 4 and the piezoelectric body 2 so that a large pressure is applied to the piezoelectric body 2. At both ends of the piezoelectric actuator 3, a metal body 3c is provided which serves as a ground electrode and protects a plurality of thin piezoelectric elements 3a.

【0007】駆動回路5は、図3に示されるように、圧
電アクチュエータ3を駆動して圧電体2に高電圧を発生
させるためのアクチュエータ駆動パルス(A)を発生す
る。このアクチュエータ駆動パルス(A)は、矩形状の
点火信号(図示しない)の立ち下がりに同期して発生さ
れる。そしてこのアクチュエータ駆動パルス(A)によ
って駆動された圧電アクチュエータ3によって、圧電体
2は高電圧の圧電体出力電圧(B)を発生し、点火プラ
グ1に火花を生じさせる。
As shown in FIG. 3, the drive circuit 5 generates an actuator drive pulse (A) for driving the piezoelectric actuator 3 to generate a high voltage in the piezoelectric body 2. The actuator drive pulse (A) is generated in synchronization with the falling edge of a rectangular ignition signal (not shown). The piezoelectric actuator 3 driven by this actuator drive pulse (A) causes the piezoelectric body 2 to generate a high-voltage piezoelectric output voltage (B), which causes the spark plug 1 to spark.

【0008】筺体4は、円柱状の外形状をなして、その
中心軸に沿って設けられた穴4aを有し、この穴4aに
圧電体2と圧電アクチュエータ3とを順次挿入した後、
固定ネジ4bで圧電アクチュエータ3の後端部をなす金
属体3cを押圧支持して固定する。以上の構成によっ
て、圧電アクチュエータ3は筺体4の固定ネジ4bと圧
電体2によってその歪みが規制され、発生した圧力を圧
電体2に印加させることができる。
The housing 4 has a cylindrical outer shape and has a hole 4a provided along the central axis thereof. After the piezoelectric body 2 and the piezoelectric actuator 3 are inserted into the hole 4a sequentially,
The metal body 3c forming the rear end portion of the piezoelectric actuator 3 is pressed and supported and fixed by the fixing screw 4b. With the configuration described above, the piezoelectric actuator 3 has its distortion regulated by the fixing screw 4b of the housing 4 and the piezoelectric body 2, and the generated pressure can be applied to the piezoelectric body 2.

【0009】ところで、以上のように圧電アクチュエー
タ3及び圧電体2を押圧支持すると、圧電体2には初期
圧力が印加されることとなる。図4は、この初期圧力と
圧電体2の出力電圧との関係を示した図である。この図
からも分かるように、圧電体2の出力電圧は初期圧力と
一定の関係があり、この初期圧力がある範囲内にあると
きにその出力電圧は最大となり、圧電点火装置として効
率良く使用することができる。また初期圧力がこの範囲
を越えて設定されると圧電体2が劣化することにもな
る。したがって、従来は上記圧力範囲を初期圧力設定範
囲として、圧電アクチュエータ3及び圧電体2を筺体4
に取り付ける際には、圧電体2に印加される初期圧力
が、上記初期圧力設定範囲内になるように圧電アクチュ
エータ3を押圧支持して固定保持するようにしていた。
By the way, when the piezoelectric actuator 3 and the piezoelectric body 2 are pressed and supported as described above, an initial pressure is applied to the piezoelectric body 2. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the initial pressure and the output voltage of the piezoelectric body 2. As can be seen from this figure, the output voltage of the piezoelectric body 2 has a constant relationship with the initial pressure, and when the initial pressure is within a certain range, the output voltage becomes maximum, and the piezoelectric ignition device can be efficiently used. be able to. Further, if the initial pressure is set to exceed this range, the piezoelectric body 2 will be deteriorated. Therefore, conventionally, the above-mentioned pressure range is set as the initial pressure setting range, and the piezoelectric actuator 3 and the piezoelectric body 2 are set to the housing 4.
At the time of mounting the piezoelectric actuator 2, the piezoelectric actuator 3 is pressed and supported and fixedly held so that the initial pressure applied to the piezoelectric body 2 is within the above-mentioned initial pressure setting range.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の圧電
点火装置においては、上述した筺体4、圧電アクチュエ
ータ3、及び圧電体2は、それぞれ温度膨張率が異な
り、且つこれらは考慮される事なく設けられている。従
って、圧電点火装置の周囲温度が変化した場合には、筺
体4、圧電アクチュエータ3、及び圧電体2がそれぞれ
温度変化による膨張または収縮を行うこととなって、圧
電体2の規制される初期歪み、即ち圧電体2が受ける初
期圧力が変化して上記初期圧力設定範囲から外れ、この
結果、圧電体2によって点火時に発生される圧電体出力
が低下し、確実な点火が行われなくなったり、圧電体2
を劣化させるという問題点があった。
By the way, in the conventional piezoelectric ignition device, the housing 4, the piezoelectric actuator 3, and the piezoelectric body 2 have different coefficients of thermal expansion, and they are provided without consideration. Has been. Therefore, when the ambient temperature of the piezoelectric igniter changes, the housing 4, the piezoelectric actuator 3, and the piezoelectric body 2 respectively expand or contract due to the temperature change, and the initial strain of the piezoelectric body 2 that is restricted is restricted. That is, the initial pressure received by the piezoelectric body 2 changes and deviates from the above-mentioned initial pressure setting range. As a result, the piezoelectric body output generated at the time of ignition by the piezoelectric body 2 decreases, and reliable ignition cannot be performed, Body 2
There was a problem that it deteriorated.

【0011】この発明は上記の問題点を解決するために
なされたもので、圧電体の発生する電圧を温度によらず
略一定の最大電圧とすることができ、またその劣化を防
止することができる圧電点火装置を得ることを目的とし
ている。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the voltage generated by the piezoelectric body can be set to a substantially constant maximum voltage regardless of temperature, and its deterioration can be prevented. The purpose is to obtain a piezoelectric igniter that can.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この発明に係る圧電点火
装置は、電圧を受けて発生する歪みが規制されることに
より圧力を発生する圧力発生手段と、この圧力発生手段
による圧力を受けて高電圧を発生する圧電体と、上記圧
力発生手段の歪みを規制して圧力を発生させ、且つこの
圧力が上記圧電体に印加されるように、上記圧力発生手
段と圧電体とを固定保持する筺体と、この筺体に設けら
れ、上記圧電体に印加される初期圧力を温度によらず一
定とする温度補償部材とを備えたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION A piezoelectric ignition device according to the present invention has a pressure generating means for generating a pressure by controlling a strain generated by receiving a voltage, and a high pressure receiving a pressure by the pressure generating means. A housing for fixing and holding the pressure generating means and the piezoelectric body so that the piezoelectric body for generating the voltage and the strain of the pressure generating means are regulated to generate the pressure and the pressure is applied to the piezoelectric body. And a temperature compensating member which is provided in the housing and makes the initial pressure applied to the piezoelectric body constant regardless of the temperature.

【0013】[0013]

【作用】この発明に係る圧電点火装置は、温度変化に基
づく筺体、圧力発生手段、及び圧電体の初期歪みを、温
度補償部材によって調整することによって、温度変化が
生じても圧電体が受ける初期圧力を初期圧力設定範囲内
に収めることができる。
In the piezoelectric ignition device according to the present invention, the initial distortion of the housing, the pressure generating means, and the piezoelectric body due to the temperature change is adjusted by the temperature compensating member so that the piezoelectric body receives the initial strain even if the temperature changes. The pressure can be kept within the initial pressure setting range.

【0014】[0014]

【実施例】【Example】

実施例1.以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図1はこの発明に係る圧電点火装置を示す断面構成
図である。図において図2と同一符号は図2と同一のも
のを示している。この実施例では、筺体4の穴部4aの
奥壁4cと圧電体2の奥端部2c−1との間に温度補償
部材6を設けている。この温度補償部材6は、筺体4が
熱膨張率α(=11×10-6)を有する鉄に対して、熱
膨張率β(=23×10-6)を有するジュラルミンが用
いられる。
Example 1. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional configuration diagram showing a piezoelectric ignition device according to the present invention. In the figure, the same symbols as those in FIG. 2 indicate the same components as those in FIG. In this embodiment, the temperature compensation member 6 is provided between the back wall 4c of the hole 4a of the housing 4 and the back end 2c-1 of the piezoelectric body 2. For the temperature compensating member 6, duralumin having a coefficient of thermal expansion β (= 23 × 10 −6 ) is used for iron having a coefficient of thermal expansion α (= 11 × 10 −6 ) of the housing 4.

【0015】以上の構成により、筺体4の温度変化に基
づく膨張、収縮に対して、温度補償部材6が膨張、収縮
を行う結果、圧電体2に印加される初期圧力を略一定と
することができ、周囲温度の変化によらずその初期圧力
を図4に示した初期圧力設定範囲内に収めることができ
る。
With the above configuration, the temperature compensating member 6 expands and contracts in response to expansion and contraction of the housing 4 due to temperature changes, and as a result, the initial pressure applied to the piezoelectric body 2 can be made substantially constant. Therefore, the initial pressure can be kept within the initial pressure setting range shown in FIG. 4 regardless of the change in ambient temperature.

【0016】尚、この実施例において、圧電アクチュエ
ータ3はこの発明における圧力発生手段を構成してい
る。
In this embodiment, the piezoelectric actuator 3 constitutes the pressure generating means of the present invention.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上の構成より明らかなようにこの発明
に係る圧電点火装置によれば、電圧を受けて発生する歪
みが規制されることにより圧力を発生する圧力発生手段
と、この圧力発生手段による圧力を受けて高電圧を発生
する圧電体と、上記圧力発生手段の歪みを規制して圧力
を発生させ、且つこの圧力が上記圧電体に印加されるよ
うに、上記圧力発生手段と圧電体とを固定保持する筺体
と、この筺体に設けられ、上記圧電体に印加される初期
圧力を温度によらず一定とする温度補償部材とを備えた
ため、温度変化が生じても圧電体が受ける初期圧力を初
期圧力設定範囲内に収めることができ、従って、圧電体
の発生する電圧を温度によらず略一定の最大電圧とする
ことができ、またその劣化を防止することができるとい
う効果を奏する。
As is apparent from the above structure, according to the piezoelectric ignition device of the present invention, the pressure generating means for generating the pressure by restricting the strain generated by receiving the voltage, and the pressure generating means. And a piezoelectric body that generates a high voltage by receiving pressure from the pressure generating means, and that generates pressure by regulating the strain of the pressure generating means and that this pressure is applied to the piezoelectric body. Since a housing for fixedly holding and a temperature compensating member provided on the housing for making the initial pressure applied to the piezoelectric body constant irrespective of the temperature, the piezoelectric body receives the initial pressure even if a temperature change occurs. The pressure can be kept within the initial pressure setting range, and therefore, the voltage generated by the piezoelectric body can be set to a substantially constant maximum voltage regardless of the temperature, and its deterioration can be prevented. .

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

【図1】この発明の実施例1を示す断面構成図である。FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】従来の圧電点火装置の構成を示す断面構成図で
ある。
FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram showing a configuration of a conventional piezoelectric ignition device.

【図3】従来の圧電点火装置の要部の電圧を示すタイム
チャートである。
FIG. 3 is a time chart showing a voltage of a main part of a conventional piezoelectric ignition device.

【図4】圧電体の初期圧力と出力電圧を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an initial pressure and an output voltage of a piezoelectric body.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 圧電体 3 圧電アクチュエータ 4 筺体 6 温度補償部材 2 Piezoelectric body 3 Piezoelectric actuator 4 Housing 6 Temperature compensation member

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電圧を受けて発生する歪みが規制される
ことにより圧力を発生する圧力発生手段と、 この圧力発生手段による圧力を受けて高電圧を発生する
圧電体と、 上記圧力発生手段の歪みを規制して圧力を発生させ、且
つこの圧力が上記圧電体に印加されるように、上記圧力
発生手段と圧電体とを固定保持する筺体と、 この筺体に設けられ、上記圧電体に印加される初期圧力
を温度によらず一定とする温度補償部材と、 を備えたことを特徴とする圧電点火装置。
1. A pressure generating means for generating a pressure by restricting strain generated by receiving a voltage, a piezoelectric body for generating a high voltage by receiving a pressure by the pressure generating means, and a pressure generating means for the pressure generating means. A casing for fixing and holding the pressure generating means and the piezoelectric body so that the strain is regulated to generate the pressure and the pressure is applied to the piezoelectric body, and the casing is provided in the casing and is applied to the piezoelectric body. A piezoelectric ignition device, comprising: a temperature compensating member that keeps the initial pressure constant regardless of the temperature.
JP752293A 1993-01-20 1993-01-20 Piezoelectric igniter Pending JPH06213438A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP752293A JPH06213438A (en) 1993-01-20 1993-01-20 Piezoelectric igniter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP752293A JPH06213438A (en) 1993-01-20 1993-01-20 Piezoelectric igniter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06213438A true JPH06213438A (en) 1994-08-02

Family

ID=11668109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP752293A Pending JPH06213438A (en) 1993-01-20 1993-01-20 Piezoelectric igniter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06213438A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0124250B1 (en) Displacement generation device
US4438364A (en) Piezoelectric actuator
GB2063009A (en) Vibration sensor for an automotive vehicle
US6888291B2 (en) Electrical system for electrostrictive bimorph actuator
US4767967A (en) High voltage generating device
JPH05264391A (en) Pressure sensor
JP3151626B2 (en) Low frequency underwater acoustic wave projector configuration
JPH06213438A (en) Piezoelectric igniter
JPH07135345A (en) Piezoelectric element
US7353585B2 (en) Method of poling ferroelectric materials
JPH06216424A (en) Deformation actuator
JP2559729B2 (en) Vibration generator
JP3163992B2 (en) Spark ignition device for internal combustion engine
JPH06213119A (en) Piezoelectric ignition device
JPH02293637A (en) Pressure sensor
JPH06213439A (en) Piezoelectric igniter
JPH06213118A (en) Piezoelectric ignition device
JPH0320910B2 (en)
JP2002250386A (en) Device and method for adjusting initial load of spring
JPH08162689A (en) Converter
JP2956316B2 (en) Driving method of piezoelectric actuator
JP2533887Y2 (en) Piezoelectric element
JP2008271667A (en) Actuator
JP3493541B2 (en) Actuator using electromechanical transducer
JPS614862A (en) Spark ignitor equipped with piezoelectric element