JPH07131085A - Cooling structure of lamination-type piezoelectric actuator - Google Patents

Cooling structure of lamination-type piezoelectric actuator

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JPH07131085A
JPH07131085A JP5274579A JP27457993A JPH07131085A JP H07131085 A JPH07131085 A JP H07131085A JP 5274579 A JP5274579 A JP 5274579A JP 27457993 A JP27457993 A JP 27457993A JP H07131085 A JPH07131085 A JP H07131085A
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JP
Japan
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cooling
pipe
cooling liquid
laminated body
end side
Prior art date
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Application number
JP5274579A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidetoshi Yomoda
英利 四方田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide the cooling structure of a lamination-type piezoelectric actuator which can be applied to a part where it is difficult to secure a space by gathering the exit/entrance of a coolant and then simplifying an entire structure. CONSTITUTION:A cooling pipe 3 is inserted from one edge side of a lamination body 1 into a center opening 1a and at the same time the tip becomes a closed edge and is extended to the other edge side of the lamination body 1. A coolant transport pipe 6 is inserted into the cooling pipe 3 from one edge side of the lamination body 1 at the same time the tip becomes an open edge and is extended near the closed edge of the cooling pipe 3. A pump 7 and a heat exchanger 8 as a coolant supply device are provided near one edge side of the lamination body 1 and are connected to each base edge side of the coolant transport pipe 6 and the cooling pipe 3.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、積層型圧電アクチュエ
ータの冷却構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling structure for a laminated piezoelectric actuator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、各種の機械的駆動素子とし
て、数十枚の圧電板及び電極板を交互に積層してなる圧
電効果を利用した積層型圧電アクチュエータが知られて
いる。この積層型圧電アクチュエータは、電圧をかける
ことにより伸縮するが、上記圧電板が熱伝導性の良くな
いセラミックスであり、また圧電板が伸縮することによ
る内部摩擦熱や電気的発熱により高温となる。積層型圧
電アクチュエータは温度が上昇すると、変位特性が変化
したり、性能が劣化したり、圧電板の分極反転電圧の低
下により使用可能範囲が縮小したり、壊れたりする場合
がある。
2. Description of the Related Art Hitherto, as various mechanical driving elements, there are known laminated piezoelectric actuators utilizing a piezoelectric effect in which dozens of piezoelectric plates and electrode plates are alternately laminated. This laminated piezoelectric actuator expands and contracts when a voltage is applied, but the piezoelectric plate is a ceramic with poor thermal conductivity, and the expansion and contraction of the piezoelectric plate raises the temperature due to internal frictional heat and electrical heat generation. When the temperature of the laminated piezoelectric actuator rises, the displacement characteristics may change, the performance may deteriorate, or the usable range may be reduced or broken due to a decrease in the polarization reversal voltage of the piezoelectric plate.

【0003】このような圧電アクチュエータの発熱によ
る不都合を解消する冷却構造として、例えば図3に示す
ようなものがある。この冷却構造は、セラミックスより
なる圧電板及び電極板を交互に複数枚積層してなる積層
体80と、積層体80の外周面に設けられた樹脂よりな
る絶縁コーティング層81と、積層体80の一端面に載
置された金属シム82と、金属シム82に載置された圧
電変位力を取り出すピストン83と、絶縁コーティング
層81の周囲に設けられ冷却液が供給される冷却管84
と、冷却液のシールをするOリング85とから構成され
ている。
As a cooling structure that eliminates the inconvenience caused by the heat generation of the piezoelectric actuator, there is, for example, one shown in FIG. This cooling structure has a laminated body 80 formed by alternately laminating a plurality of ceramic piezoelectric plates and electrode plates, an insulating coating layer 81 made of resin provided on the outer peripheral surface of the laminated body 80, and a laminated body 80. A metal shim 82 mounted on one end surface, a piston 83 for taking out a piezoelectric displacement force mounted on the metal shim 82, and a cooling pipe 84 provided around the insulating coating layer 81 and supplied with a cooling liquid.
And an O-ring 85 for sealing the cooling liquid.

【0004】しかし、上記冷却管84に冷却液を供給し
て循環させても、圧電板は上述したように熱伝導性の良
くないセラミックスよりなるので、積層体80の内部に
蓄積された熱を外側から十分に除去することは困難であ
る。また、積層体80は絶縁コーティング層81を介し
て冷却されるので、その冷却効率も悪い。そこで、実開
昭63−114062号公報には、図4に示すように、
積層体90の中央に貫通孔91を形成し、この貫通孔9
1を冷却液を通過させて、積層体90の中央から冷却す
ることにより冷却効果を高めた積層型圧電アクチェータ
の冷却構造が開示されている。この冷却構造では、積層
体90を収容するケース92の側面に接続された冷却液
供給用のパイプ93から供給された冷却液は、ケース9
2内で積層体90の外側に配設されたピストン94の側
面に穿設された通孔95及びピストン94内の通路96
を介して、積層体90の貫通孔91内に下端側から供給
される。そして、積層体90の貫通孔91の上端側から
排出された冷却水は、ピストン94の上方に設けられた
通路97、及びケース92に接続された図示しない冷却
液排出用のパイプから排出される。
However, even if the cooling liquid is supplied to the cooling pipe 84 and circulated, the piezoelectric plate is made of ceramics having a poor thermal conductivity as described above, so that the heat accumulated in the laminated body 80 is removed. It is difficult to remove it sufficiently from the outside. Further, since the laminated body 80 is cooled via the insulating coating layer 81, its cooling efficiency is also poor. Therefore, in Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-114062, as shown in FIG.
A through hole 91 is formed in the center of the laminated body 90, and the through hole 9 is formed.
There is disclosed a cooling structure of a laminated piezoelectric actuator in which the cooling effect is enhanced by allowing 1 to pass a cooling liquid and cooling from the center of the laminated body 90. In this cooling structure, the cooling liquid supplied from the cooling liquid supply pipe 93 connected to the side surface of the case 92 accommodating the laminated body 90 is supplied to the case 9
2, a through hole 95 formed in a side surface of a piston 94 arranged outside the laminated body 90 and a passage 96 in the piston 94.
Through the through hole 91 of the laminated body 90 from the lower end side. Then, the cooling water discharged from the upper end side of the through hole 91 of the laminated body 90 is discharged from a passage 97 provided above the piston 94 and a pipe for discharging a cooling liquid (not shown) connected to the case 92. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記実開昭63−11
4062号公報に開示された冷却構造では、冷却液供給
用パイプ93と冷却液排出用パイプがそれぞれ独立して
ケース92に接続されているため、冷却液用パイプの配
管が複雑となり、アクチュエータ全体の構造も複雑とな
る。このような複雑構造の積層型圧電アクチュエータ
を、例えば自動車エンジンの燃料噴射インジェクター用
に用いる場合、冷却液用配管のレイアウトや冷却液の出
入口のスペースをエンジンルーム内に確保することが困
難である。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention Saikai 63-11
In the cooling structure disclosed in Japanese Patent No. 4062, since the cooling liquid supply pipe 93 and the cooling liquid discharge pipe are independently connected to the case 92, the piping of the cooling liquid pipe becomes complicated and the entire actuator The structure becomes complicated. When the laminated piezoelectric actuator having such a complicated structure is used for, for example, a fuel injection injector of an automobile engine, it is difficult to secure a layout of a coolant pipe and a space for a coolant inlet / outlet in an engine room.

【0006】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、冷却液の出入口を1つにまとめることにより、全
体構造を簡素化し、スペース確保が困難な部位にも適用
可能な積層型圧電アクチュエータの冷却構造を提供する
ことを解決すべき技術課題とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and by consolidating the inlets and outlets of the cooling liquid into one, the entire structure is simplified, and the laminated piezoelectric actuator applicable to a portion where it is difficult to secure a space. It is a technical problem to be solved to provide a cooling structure of.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の積層型圧電アクチュエータの冷却構造は、中央に開
口をもつ圧電板と、中央に開口をもつ電極板とを交互に
複数枚積層してなる中央開口付積層体と、該積層体の一
端側から上記中央開口内に装入されるとともに、その先
端が閉口端となって上記積層体の他端側まで延設された
冷却パイプと、上記積層体の一端側から上記冷却パイプ
の内側に装入されるとともに、その先端が開口端となっ
て上記冷却パイプの閉口端付近まで延設された冷却液輸
送パイプと、上記積層体の一端側付近に配設されるとと
もに、上記冷却パイプ及び上記冷却液輸送パイプの各基
端側がそれぞれ接続され、上記冷却パイプから帰還する
冷却液を冷却するとともに、冷却された冷却液を上記冷
却液輸送パイプに供給する冷却液供給装置とを備えたこ
とを特徴とするものである。
A cooling structure for a laminated piezoelectric actuator according to the present invention which solves the above-mentioned problems is formed by alternately laminating a plurality of piezoelectric plates having an opening at the center and electrode plates having an opening at the center. A laminated body with a central opening, and a cooling pipe that is inserted into the central opening from one end side of the laminated body and has a tip end that is a closed end and extends to the other end side of the laminated body. A cooling liquid transport pipe which is inserted into the inside of the cooling pipe from one end side of the laminated body, and whose tip end is an open end and is extended to near the closed end of the cooling pipe; The cooling pipe and the cooling liquid transport pipe are connected to the respective proximal ends of the cooling pipe and the cooling liquid returning from the cooling pipe, and the cooled cooling liquid is used as the cooling liquid. For transportation pipe It is characterized in that a supply for coolant supply device.

【0008】[0008]

【作用】本発明の積層型圧電アクチュエータの冷却構造
は、積層体の一端側から中央開口内に先端が閉口端とな
って積層体の他端側まで延びる冷却パイプが装入される
とともに、この冷却パイプ内に積層体の一端側から先端
が開口端となって冷却パイプの閉口端付近まで延びる冷
却液輸送パイプが装入されている。また、これらの冷却
パイプ及び冷却液輸送パイプは、積層体の一端側に配設
された冷却液供給装置にそれぞれ接続されている。
In the cooling structure for a laminated piezoelectric actuator according to the present invention, a cooling pipe extending from one end of the laminated body to the other end of the laminated body is inserted into the central opening of the laminated body. Inside the cooling pipe, a cooling liquid transport pipe is inserted which extends from one end side of the laminated body to the vicinity of the closed end of the cooling pipe with the front end being an open end. The cooling pipe and the cooling liquid transport pipe are connected to a cooling liquid supply device arranged at one end of the laminated body.

【0009】このように、本発明の冷却構造では、冷却
液供給装置から積層体の中央開口内に冷却液を供給する
ための冷却液輸送パイプ、冷却後の冷却液を積層体の中
央開口から冷却液供給装置に帰還させるための冷却パイ
プ、及び冷却液供給装置が全て積層体の一端側に配設さ
れた構造である。このため、冷却液用パイプの配管や、
積層型圧電アクチェータの全体構造が簡素化できる。
As described above, in the cooling structure of the present invention, the cooling liquid transport pipe for supplying the cooling liquid from the cooling liquid supply device into the central opening of the laminate, and the cooling liquid after cooling from the central opening of the laminate. The cooling pipe for returning to the cooling liquid supply device and the cooling liquid supply device are all arranged on one end side of the laminated body. Therefore, the piping of the cooling liquid pipe,
The overall structure of the laminated piezoelectric actuator can be simplified.

【0010】この冷却構造において、冷却液供給装置が
作動されると、冷却液供給装置から冷却液輸送パイプに
冷却液が供給される。この冷却液は、積層体の一端側か
ら他端側まで冷却液輸送パイプ内を通過し、冷却液輸送
パイプの開口端から冷却パイプの閉口端付近に送り出さ
れる。そして、この冷却液は、積層体の他端側から一端
側まで冷却パイプ内を積層体から熱を奪いつつ通過し、
冷却液供給装置に帰還される。積層体から熱を奪って温
度が上昇した冷却液は、冷却液供給装置内で冷却された
後、再び冷却液輸送パイプに供給される。
In this cooling structure, when the cooling liquid supply device is operated, the cooling liquid is supplied from the cooling liquid supply device to the cooling liquid transport pipe. This cooling liquid passes through the inside of the cooling liquid transport pipe from one end side to the other end side of the laminate, and is sent out from the open end of the cooling liquid transport pipe to the vicinity of the closed end of the cooling pipe. Then, this cooling liquid passes through the inside of the cooling pipe from the other end side to one end side of the laminated body while removing heat from the laminated body,
Returned to the cooling liquid supply device. The cooling liquid, which has taken the heat from the laminate and has increased in temperature, is cooled in the cooling liquid supply device and then supplied again to the cooling liquid transport pipe.

【0011】[0011]

【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。図1
の模式断面図に示すように、中央開口1a付き積層体1
は、中央に開口をもつ圧電板11と、中央に開口をもつ
電極板12とが交互に複数枚積層されて形成されてい
る。積層体1の上端面には絶縁用の圧電体よりなるセラ
ミックスシム13a、金属シム14aが順に配設され、
積層体1の下端面にも同様にセラミックスシム13b
と、金属シム14bが順に配設されている。積層体1の
上端面側に配設された一方のセラミックスシム13a及
び金属シム14aの中央には、積層体1の中央開口1a
と同径の開口がそれぞれ形成されている。なお、各電極
板12は、その周縁部に電極取り出し用の図示しない突
起が設けられている。この突起は交互に図示しない陰極
リード電極及び陽極リード電極の一方に溶接され、また
陰極リード電極及び陽極リード電極はそれぞれ図示しな
い陰極リード線及び陽極リード線に接続されている。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples. Figure 1
As shown in the schematic cross-sectional view of FIG.
Is formed by alternately stacking a plurality of piezoelectric plates 11 having an opening in the center and electrode plates 12 having an opening in the center. A ceramic shim 13a made of an insulating piezoelectric material and a metal shim 14a are sequentially arranged on the upper end surface of the laminated body 1,
Similarly, a ceramic shim 13b is formed on the lower end surface of the laminate 1.
And the metal shims 14b are sequentially arranged. At the center of one of the ceramic shims 13a and the metal shims 14a arranged on the upper end surface side of the laminated body 1, the central opening 1a of the laminated body 1 is formed.
Apertures of the same diameter are formed. It should be noted that each electrode plate 12 is provided with a protrusion (not shown) for taking out an electrode on the peripheral portion thereof. The protrusions are alternately welded to one of a cathode lead electrode and an anode lead electrode (not shown), and the cathode lead electrode and the anode lead electrode are connected to a cathode lead wire and an anode lead wire (not shown), respectively.

【0012】この積層体1は図示しない樹脂製チューブ
でその外周側面を被覆して、上板21がその上端面に固
定され、下端側が開口した有底円筒状の金属製収容ケー
ス2内に収容されている。この収容ケース2の周縁部に
は、積層体1の外周側を冷却するための環状の外部冷却
通路22が形成されている。収容ケース2の上板21に
は、外部冷却通路22に冷却液を供給するために外部冷
却液供給パイプ23、及び外部冷却通路22からの冷却
液を帰還させるための外部冷却液帰還パイプ24がそれ
ぞれ螺嵌されている。そして、外部冷却液供給パイプ2
3は、収容ケース2に設けられた連絡路25を介して外
部冷却通路22の下端部に連通されている。また、外部
冷却液帰還パイプ24は、収容ケース2に設けられた連
絡路26を介して外部冷却通路22の上端部に連通され
ている。これにより、外部冷却通路22内では、下端側
から上端側へ、つまり低い位置から高い位置に冷却液が
循環される。なお、上記外部冷却通路22は、スパイラ
ル状に形成することも可能である。
The laminated body 1 is covered with a resin tube (not shown) on the outer peripheral side surface thereof, and an upper plate 21 is fixed to the upper end surface of the laminated body 1 and housed in a cylindrical metal housing case 2 having a bottom end opening. Has been done. An annular external cooling passage 22 for cooling the outer peripheral side of the laminated body 1 is formed in the peripheral portion of the housing case 2. An external cooling liquid supply pipe 23 for supplying the cooling liquid to the external cooling passage 22 and an external cooling liquid return pipe 24 for returning the cooling liquid from the external cooling passage 22 are provided on the upper plate 21 of the housing case 2. Each is screwed. And the external coolant supply pipe 2
3 is communicated with the lower end of the external cooling passage 22 via a communication passage 25 provided in the housing case 2. Further, the external cooling liquid return pipe 24 is connected to the upper end portion of the external cooling passage 22 via a communication passage 26 provided in the housing case 2. Thereby, in the external cooling passage 22, the cooling liquid is circulated from the lower end side to the upper end side, that is, from the lower position to the higher position. The external cooling passage 22 can be formed in a spiral shape.

【0013】積層体1の中央開口1a内には積層体1の
上端側から冷却パイプ3がその外周側に所定の隙間をも
って装入され、この冷却パイプ3の先端は閉口端となっ
て積層体1の下端付近まで延設されている。冷却パイプ
3は、収容ケース2の上板21、収容ケース2の底部、
及び金属シム14aにそれぞれ螺嵌されている。なお、
冷却パイプ3は、熱伝導性の良好な銅製パイプから形成
されている。また、冷却パイプ3の外周側の中央開口1
a内には、積層体1の各電極板12と冷却パイプ3とを
絶縁するためにシリコンオイル4が充填されている。
A cooling pipe 3 is inserted into the central opening 1a of the laminated body 1 from the upper end side of the laminated body 1 to the outer peripheral side thereof with a predetermined gap, and the tip end of the cooling pipe 3 becomes a closed end. 1 is extended to near the lower end. The cooling pipe 3 includes an upper plate 21 of the housing case 2, a bottom portion of the housing case 2,
And the metal shim 14a. In addition,
The cooling pipe 3 is formed of a copper pipe having good thermal conductivity. In addition, the central opening 1 on the outer peripheral side of the cooling pipe 3
Silicon oil 4 is filled in a to insulate each electrode plate 12 of the laminate 1 from the cooling pipe 3.

【0014】冷却パイプ3の内側には、積層体1の上端
側から冷却液輸送パイプ6がその外周側に所定の間隔を
もって冷却パイプ3と同心状に装入され、この冷却液輸
送パイプ6の先端が開口端となって冷却パイプ3の閉口
端付近まで延設されている。この冷却液輸送パイプ6
は、冷却パイプ3に螺嵌されている。なお、冷却パイプ
3は、断熱効果を高めるために合成樹脂材(テフロン)
から形成されている。
Inside the cooling pipe 3, a cooling liquid transport pipe 6 is inserted from the upper end side of the laminated body 1 to the outer peripheral side thereof at a predetermined interval concentrically with the cooling pipe 3, and the cooling liquid transport pipe 6 The front end serves as an open end and extends near the closed end of the cooling pipe 3. This cooling liquid transport pipe 6
Are screwed into the cooling pipe 3. The cooling pipe 3 is made of synthetic resin (Teflon) in order to enhance the heat insulating effect.
Are formed from.

【0015】上記冷却液輸送パイプ6及び上記外部冷却
液供給パイプ23は、それぞれポンプ7に接続されてい
る。また、上記冷却パイプ3及び上記外部冷却液帰還パ
イプ24は、それぞれ熱交換器8に接続されている。こ
のポンプ7及び熱交換器8も連通管路9により接続さ
れ、これらにより本発明の冷却液供給装置を構成してい
る。なお、本実施例においては、冷却液として水を用い
た。
The cooling liquid transport pipe 6 and the external cooling liquid supply pipe 23 are connected to the pump 7, respectively. Further, the cooling pipe 3 and the external cooling liquid return pipe 24 are each connected to the heat exchanger 8. The pump 7 and the heat exchanger 8 are also connected to each other by a communication pipe line 9, and these constitute the cooling liquid supply device of the present invention. In this example, water was used as the cooling liquid.

【0016】上記構成を有する積層型圧電アクチュエー
タの冷却構造は、積層体1の上端側から中央開口1a内
に先端が閉口端となって積層体1の下端側まで延びる冷
却パイプ3が装入されるとともに、この冷却パイプ3内
に積層体1の上端側から先端が開口端となって冷却パイ
プ3の閉口端付近まで延びる冷却液輸送パイプ6が装入
されている。また、これらの冷却パイプ3及び冷却液輸
送パイプ6は、積層体1の上端側に配設された熱交換器
8及びポンプ7にそれぞれ接続されている。
In the cooling structure of the laminated piezoelectric actuator having the above structure, the cooling pipe 3 extending from the upper end side of the laminated body 1 to the lower end side of the laminated body 1 with the front end being a closed end is inserted into the central opening 1a. At the same time, a cooling liquid transport pipe 6 extending from the upper end side of the laminate 1 to the vicinity of the closed end of the cooling pipe 3 from the upper end side of the laminated body 1 is inserted into the cooling pipe 3. The cooling pipe 3 and the cooling liquid transport pipe 6 are connected to a heat exchanger 8 and a pump 7 arranged on the upper end side of the laminated body 1, respectively.

【0017】また、積層体1の外部を冷却するための外
部冷却通路22に冷却液を供給、帰還させるための外部
冷却液供給パイプ23、外部冷却液帰還パイプ24も、
それぞれ積層体1の上端側に配設されている。このよう
に、本実施例の冷却構造では、ポンプ7から積層体1の
中央開口1a内に冷却液を供給するための冷却液輸送パ
イプ6、冷却後の冷却液を積層体1の中央開口1aから
熱交換器8に帰還させるための冷却パイプ3、ポンプ7
及び熱交換器8が全て積層体1の上端側に配設された構
造である。このため、冷却液用パイプの配管や、積層型
圧電アクチェータの全体構造が簡素化できる。
Further, an external cooling liquid supply pipe 23 and an external cooling liquid return pipe 24 for supplying and returning the cooling liquid to the external cooling passage 22 for cooling the outside of the laminated body 1 are also provided.
Each is arranged on the upper end side of the laminated body 1. As described above, in the cooling structure of the present embodiment, the cooling liquid transport pipe 6 for supplying the cooling liquid from the pump 7 into the central opening 1a of the laminated body 1, the cooling liquid after cooling, the central opening 1a of the laminated body 1. Cooling pipe 3, pump 7 for returning from the heat exchanger 8 to the heat exchanger 8
The heat exchanger 8 and the heat exchanger 8 are all arranged on the upper end side of the laminated body 1. Therefore, the piping of the cooling liquid pipe and the entire structure of the laminated piezoelectric actuator can be simplified.

【0018】この冷却構造において、ポンプ7がが作動
されると、ポンプ7から冷却液輸送パイプ6に冷却液が
供給される。この冷却液は、積層体1の上端側から下端
側まで冷却液輸送パイプ6内を通過し、冷却液輸送パイ
プ6の開口端から冷却パイプ3の閉口端付近に送り出さ
れる。そして、この冷却液は、積層体1の下端側から上
端側まで冷却パイプ3内を積層体1の中央開口1a内に
配設されたシリコンオイル4から熱を奪いつつ通過し、
熱交換器8に帰還される。積層体1から熱を奪って温度
が上昇した冷却液は、熱交換器8内で冷却された後、連
通管路9を介してポンプ7に送られ、再び冷却液輸送パ
イプ6に供給される。
In this cooling structure, when the pump 7 is operated, the cooling liquid is supplied from the pump 7 to the cooling liquid transport pipe 6. This cooling liquid passes through the inside of the cooling liquid transport pipe 6 from the upper end side to the lower end side of the laminate 1, and is sent out from the open end of the cooling liquid transport pipe 6 to the vicinity of the closed end of the cooling pipe 3. Then, this cooling liquid passes through the cooling pipe 3 from the lower end side to the upper end side of the laminated body 1 while removing heat from the silicon oil 4 arranged in the central opening 1a of the laminated body 1,
It is returned to the heat exchanger 8. The cooling liquid, which has taken the heat from the laminated body 1 and has increased in temperature, is cooled in the heat exchanger 8, is then sent to the pump 7 via the communication pipe line 9 and is again supplied to the cooling liquid transport pipe 6. .

【0019】また、ポンプ7の作動により、外部冷却液
供給パイプ23及び連絡路25を介して収容ケース2の
下端側に送られた冷却液は、積層体1の外周部から熱を
奪いつつ、外部冷却通路22を下方から上方へ循環し、
連絡路26及び外部冷却帰還パイプ24を介して熱交換
器8に帰還する。したがって、本実施例の冷却構造で
は、積層体1の内部及び外周部から極めて効果的に冷却
することができる。
Further, the cooling liquid sent to the lower end side of the housing case 2 through the external cooling liquid supply pipe 23 and the connecting passage 25 by the operation of the pump 7 removes heat from the outer peripheral portion of the laminate 1, It circulates through the external cooling passage 22 from below to above,
It returns to the heat exchanger 8 via the communication path 26 and the external cooling return pipe 24. Therefore, with the cooling structure of the present embodiment, it is possible to extremely effectively cool the inside and the outer peripheral portion of the laminate 1.

【0020】また、本実施例の冷却構造では、冷却液が
冷却液輸送パイプ6及び冷却パイプ3内を通過し、冷却
液が積層体1の電極板12等に接触することがない。こ
のため、冷却液として、絶縁性などの性質を考慮するこ
となしに、冷却効果の高い冷却液を選択することが可能
となる。 (適用例)上記実施例の積層型圧電アクチュエータの冷
却構造を自動車エンジン用の燃料噴射インジェクターに
適用した例を、図2の断面図に示す。
Further, in the cooling structure of this embodiment, the cooling liquid does not pass through the cooling liquid transport pipe 6 and the cooling pipe 3, and the cooling liquid does not come into contact with the electrode plate 12 of the laminate 1. Therefore, it is possible to select a cooling liquid having a high cooling effect as the cooling liquid without considering properties such as insulation. (Application Example) An example in which the cooling structure of the laminated piezoelectric actuator of the above-described embodiment is applied to a fuel injection injector for an automobile engine is shown in a sectional view of FIG.

【0021】この燃料噴射インジェクターでは、本体3
1内に上記収容ケース2が収容され、収容ケース2の下
端面は本体31に固定されたシリンダ32に当接してい
る。シリンダ32内にはバネ33により上方に付勢され
るピストン34がOリング35を介して嵌挿されてい
る。そして、積層体1の下端側に位置する金属シム14
bの下方には押圧板36が配設され、この押圧板36を
介して積層体1の軸方向変位がピストン34に伝達可能
とされている。したがって、積層体1への通電により積
層体1が軸方向に縮むと、ピストン34が上方に移動し
て、ガソリンを噴射する構成とされている。
In this fuel injection injector, the main body 3
The housing case 2 is housed in the housing 1, and the lower end surface of the housing case 2 is in contact with the cylinder 32 fixed to the main body 31. A piston 34, which is biased upward by a spring 33, is fitted into the cylinder 32 via an O-ring 35. Then, the metal shim 14 located on the lower end side of the laminated body 1
A pressing plate 36 is disposed below b, and the axial displacement of the laminated body 1 can be transmitted to the piston 34 via the pressing plate 36. Therefore, when the laminated body 1 is contracted in the axial direction by the energization of the laminated body 1, the piston 34 moves upward to inject gasoline.

【0022】本実施例の積層型圧電アクチェータでは、
冷却液用パイプの配管や冷却液供給装置等が全て積層体
1の上方に配設されているので、インジェクターの本体
31に冷却液配管用の出入口等を設ける必要がなく、ま
た冷却液パイプの配管等のためのスペースをインジェク
ターの上方にのみ確保すれば良い。
In the laminated piezoelectric actuator of this embodiment,
Since all the piping of the cooling liquid pipe, the cooling liquid supply device, etc. are arranged above the laminated body 1, there is no need to provide an inlet / outlet for the cooling liquid pipe in the main body 31 of the injector, and the cooling liquid pipe It suffices to secure a space for piping etc. only above the injector.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の積層型圧
電アクチエータの冷却構造は、請求項1記載の構成とす
ることにより、冷却液の出入口を1つにまとめて全体構
造を簡素化することができ、スペース確保が困難な部位
にも十分な適用が可能となる。また、冷却液は冷却液輸
送パイプ及び冷却パイプ内を通過し、積層体の電極板等
に接触することがないので、冷却液として絶縁性等の性
質を考慮する必要がなく、冷却効果の高い冷却液、例え
ば水を任意に選択することが可能となる。
As described in detail above, the cooling structure of the laminated piezoelectric actuator according to the present invention has the structure described in claim 1 so that the inlet and outlet of the cooling liquid can be integrated into one and the entire structure can be simplified. Therefore, it is possible to sufficiently apply it to a site where it is difficult to secure a space. In addition, since the cooling liquid does not pass through the cooling liquid transport pipe and the cooling pipe and does not come into contact with the electrode plates of the laminated body, it is not necessary to consider properties such as insulating properties as the cooling liquid, and the cooling effect is high. It becomes possible to arbitrarily select the cooling liquid, for example, water.

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

【図1】本実施例の積層型圧電アクチュエータの冷却構
造を模式的に示す一部断面図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view schematically showing a cooling structure of a laminated piezoelectric actuator of this embodiment.

【図2】本実施例の積層型圧電アクチュエータの冷却構
造を自動車エンジン用の燃料噴射インジェクターに適用
した例を模式的に示す一部断面図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view schematically showing an example in which the cooling structure of the laminated piezoelectric actuator of the present embodiment is applied to a fuel injection injector for an automobile engine.

【図3】従来の積層型圧電アクチュエータの冷却構造を
示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cooling structure of a conventional laminated piezoelectric actuator.

【図4】他の従来の積層型圧電アクチュエータの冷却構
造を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another conventional cooling structure for a laminated piezoelectric actuator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1は積層体、11は圧電板、12は電極板、1aは中央
開口、3は冷却パイプ、6は冷却液輸送パイプ、7はポ
ンプ、8は熱交換器である。
Reference numeral 1 is a laminate, 11 is a piezoelectric plate, 12 is an electrode plate, 1a is a central opening, 3 is a cooling pipe, 6 is a cooling liquid transport pipe, 7 is a pump, and 8 is a heat exchanger.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中央に開口をもつ圧電板と、中央に開口
をもつ電極板とを交互に複数枚積層してなる中央開口付
積層体と、 該積層体の一端側から上記中央開口内に装入されるとと
もに、その先端が閉口端となって上記積層体の他端側ま
で延設された冷却パイプと、 上記積層体の一端側から上記冷却パイプの内側に装入さ
れるとともに、その先端が開口端となって上記冷却パイ
プの閉口端付近まで延設された冷却液輸送パイプと、 上記積層体の一端側付近に配設されるとともに、上記冷
却パイプ及び上記冷却液輸送パイプの各基端側がそれぞ
れ接続され、上記冷却パイプから帰還する冷却液を冷却
するとともに、冷却された冷却液を上記冷却液輸送パイ
プに供給する冷却液供給装置とを備えたことを特徴とす
る積層型圧電アクチェータの冷却構造。
1. A laminated body with a central opening, wherein a plurality of piezoelectric plates having an opening at the center and electrode plates having an opening at the center are alternately laminated, and from one end side of the laminated body into the central opening. While being charged, the tip of the cooling pipe is a closed end and extends to the other end side of the laminate, and the cooling pipe is charged from one end of the laminate to the inside of the cooling pipe. A cooling liquid transport pipe having an open end extending to the vicinity of the closed end of the cooling pipe, and a cooling liquid transport pipe disposed near the one end side of the laminate, and each of the cooling pipe and the cooling liquid transport pipe. A laminated piezoelectric device, characterized in that the base end sides are connected to each other, and a cooling liquid supply device for cooling the cooling liquid returning from the cooling pipe and supplying the cooled cooling liquid to the cooling liquid transport pipe is provided. Cooling structure of actuator Structure.
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