JPH07259690A - Super magneto-striction type actuator - Google Patents

Super magneto-striction type actuator

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JPH07259690A
JPH07259690A JP6079400A JP7940094A JPH07259690A JP H07259690 A JPH07259690 A JP H07259690A JP 6079400 A JP6079400 A JP 6079400A JP 7940094 A JP7940094 A JP 7940094A JP H07259690 A JPH07259690 A JP H07259690A
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JP
Japan
Prior art keywords
shaft
holder
giant magnetostrictive
casing
thermal expansion
Prior art date
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Pending
Application number
JP6079400A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomokazu Misawa
智一 三澤
Yuichi Hosokawa
祐一 細川
Kazumitsu Kobayashi
一光 小林
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.)
Hitachi Unisia Automotive Ltd
Original Assignee
Unisia Jecs Corp
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Publication date
Application filed by Unisia Jecs Corp filed Critical Unisia Jecs Corp
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Publication of JPH07259690A publication Critical patent/JPH07259690A/en
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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the displacement amount of a driving object from changing even if a super magneto-striction shaft or a shaft holder is thermally expanded by an increase in a circumferential temperature. CONSTITUTION:A shaft holder 11 for housing a super magneto-striction shaft 10 is formed by a first holder cylinder 12 whose flange part 12A on its low end side is fixed to a casing 1, and a second holder cylinder 13 which is formed of a material whose thermal expansion rate is different from that of the holder cylinder 12, and whose an upper end side is formed as an engaging part 13A engaged with the top end side end surface 10A of the super magneto-striction shaft 10, the holder cylinders 12, 13 are joined together in axial direction, and both holder cylinders 12, 13 are integrated with each other. Each material and length size of the holder cylinders 12, 13 are selected appropriately, so that thermal expansion of the whole shaft holder 11 is made to approach the thermal expansion of the super magneto-striction shaft 10. It is thus possible to prevent the lift amount of a valve body 5 from changing.

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、例えば超磁歪式噴射弁
や開閉弁等に好適に用いられる超磁歪式アクチュエータ
に関し、特に、熱膨張による特性変化を防止するように
した超磁歪式アクチュエータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a giant magnetostrictive actuator suitable for use in, for example, a giant magnetostrictive injection valve, an on-off valve and the like, and more particularly to a giant magnetostrictive actuator for preventing characteristic changes due to thermal expansion. .

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、筒状のケーシングと、該ケーシ
ングの一端側に設けられる駆動対象物を駆動すべく、該
ケーシング内に軸方向に伸長して設けられ、一端側が前
記駆動対象物に取付けられる超磁歪シャフトと、該超磁
歪シャフトの周囲に位置して前記ケーシング内に設けら
れ、該超磁歪シャフトに磁場をかけることにより、該超
磁歪シャフトを軸方向に伸縮させる電磁コイルとからな
る超磁歪式アクチュエータを用いた燃料噴射弁は、例え
ば特開平3−243174号公報等によって知られてい
る。
2. Description of the Related Art Generally, in order to drive a tubular casing and an object to be driven provided on one end side of the casing, the casing is extended in the axial direction in the casing, and one end side is attached to the object to be driven. A supermagnetostrictive shaft, and an electromagnetic coil which is provided in the casing around the supermagnetostrictive shaft and which expands and contracts the supermagnetostrictive shaft in the axial direction by applying a magnetic field to the supermagnetostrictive shaft. A fuel injection valve using a magnetostrictive actuator is known, for example, from Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-243174.

【0003】この種の従来技術による燃料噴射弁では、
ケーシングの一端側に燃料の噴射口を有する弁座を設
け、該弁座に駆動対象物となる内開き式または外開き式
の弁体を離,着座させるように、該弁体を弁ばねによっ
て常時閉弁方向に付勢すると共に、超磁歪シャフトの一
端側を弁体に固着し、電磁コイルからの磁場により該超
磁歪シャフトが縮小または伸長変形したときに、該超磁
歪シャフトにより弁体を弁ばねに抗してリフトさせ、前
記噴射口からケーシング内の燃料を外部に向けて噴射さ
せるようにしている。
In this type of prior art fuel injection valve,
A valve seat having a fuel injection port is provided on one end side of the casing, and the valve body is configured by a valve spring so that the valve seat, which is an inward-opening type or an outward-opening type, is separated from and seated on the valve seat. While normally energizing in the valve closing direction, one end side of the giant magnetostrictive shaft is fixed to the valve body, and when the giant magnetostrictive shaft is contracted or expanded by the magnetic field from the electromagnetic coil, the giant magnetostrictive shaft causes the valve body to move. The valve spring is lifted against the valve spring to inject the fuel in the casing from the injection port to the outside.

【0004】また、外開き式の燃料噴射弁では、前記超
磁歪シャフトの他端側端面に当接する蓋体をケーシング
の他端側に設け、該蓋体により超磁歪シャフトを前記弁
体と共に弁座側に向けて押圧し、前記弁ばねのばね荷重
を調整するようにしている。そして、超磁歪シャフトは
電磁コイルからの磁場によって伸長変形するときに、超
磁歪シャフトの他端側が前記蓋体側に向けて変位するの
を規制され、一端側が弁ばねに抗して変位することによ
り前記弁体を弁ばねに抗して弁座から確実にリフトさせ
得るようになっている。
Further, in the externally opened type fuel injection valve, a lid body that abuts on the other end side end surface of the super magnetostrictive shaft is provided on the other end side of the casing, and the supermagnetostrictive shaft is valved together with the valve body by the lid body. The spring load of the valve spring is adjusted by pressing it toward the seat side. When the giant magnetostrictive shaft is stretched and deformed by the magnetic field from the electromagnetic coil, the other end of the giant magnetostrictive shaft is restricted from being displaced toward the lid side, and the one end is displaced against the valve spring. The valve body can be reliably lifted from the valve seat against the valve spring.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による外開き式の燃料噴射弁では、ケーシングの
一端側に駆動対象物となる弁体を設け、ケーシングの他
端側には蓋体を設け、該蓋体と弁体との間で超磁歪シャ
フトをケーシング内に位置決めするようにしているか
ら、超磁歪シャフトの周囲に設けた電磁コイルが外部か
らの給電により発熱すると、このときの熱影響等によっ
て超磁歪シャフトが前記蓋体と弁体との間で軸方向に熱
膨張することがある。そして、この場合には蓋体がケー
シングに一体的に固定されているので、超磁歪シャフト
は熱膨張時に弁体側に向けて伸びてしまい、超磁歪シャ
フトの熱膨張により弁体が開弁方向に変位し弁座から離
座することがあり、シール不良等の原因になるという問
題がある。
By the way, in the above-mentioned fuel injection valve of the outside open type according to the prior art, a valve body to be driven is provided on one end side of the casing, and a lid body is provided on the other end side of the casing. Since the giant magnetostrictive shaft is positioned in the casing between the lid and the valve body, when the electromagnetic coil provided around the giant magnetostrictive shaft generates heat due to external power supply, the heat generated at this time is generated. The giant magnetostrictive shaft may thermally expand in the axial direction between the lid body and the valve body due to influence or the like. Further, in this case, since the lid body is integrally fixed to the casing, the giant magnetostrictive shaft extends toward the valve body side during thermal expansion, and thermal expansion of the giant magnetostrictive shaft causes the valve body to open in the valve opening direction. There is a problem in that it may be displaced and separated from the valve seat, causing a defective seal or the like.

【0006】そこで、本出願人は先に、特願平4−14
3175号(以下、先行技術という)等において、有蓋
筒状のシャフトホルダ(ストッパ筒)を超磁歪シャフト
と電磁コイルとの間に設け、該シャフトホルダの開口部
側をケーシングの一端側に固定し、シャフトホルダの蓋
部が超磁歪シャフトの他端側に係合した状態でケーシン
グの他端側に向けて熱膨張できる構成とした超磁歪式ア
クチュエータを提案した。
[0006] Therefore, the present applicant previously filed Japanese Patent Application No. 4-14.
In No. 3175 (hereinafter referred to as prior art), etc., a shaft holder (stopper cylinder) having a lid shape is provided between the giant magnetostrictive shaft and the electromagnetic coil, and the opening side of the shaft holder is fixed to one end side of the casing. , A giant magnetostrictive actuator having a structure in which the lid of the shaft holder is engaged with the other end of the giant magnetostrictive shaft and can be thermally expanded toward the other end of the casing.

【0007】そして、この先行技術による超磁歪式アク
チュエータでは、シャフトホルダを超磁歪シャフトの熱
膨張率に対応する熱膨張率をもった非磁性材料により筒
状に形成し、筒状部の長さ寸法を超磁歪シャフトの全長
に対応させ、前記蓋部を超磁歪シャフトの他端側端面に
係合させた状態で超磁歪シャフトをシャフトホルダ内に
位置決めするようにしている。この結果、前記超磁歪シ
ャフトが熱膨張したときには、シャフトホルダの筒状部
も同様に熱膨張するから、シャフトホルダの蓋部側で超
磁歪シャフトの熱膨張分を吸収して相殺できる。
In the giant magnetostrictive actuator according to this prior art, the shaft holder is made of a non-magnetic material having a coefficient of thermal expansion corresponding to the coefficient of thermal expansion of the giant magnetostrictive shaft, and is formed into a tubular shape. The size corresponds to the entire length of the giant magnetostrictive shaft, and the giant magnetostrictive shaft is positioned in the shaft holder in a state where the lid portion is engaged with the end face of the other end of the giant magnetostrictive shaft. As a result, when the giant magnetostrictive shaft thermally expands, the tubular portion of the shaft holder also thermally expands, so that the thermal expansion component of the giant magnetostrictive shaft can be absorbed and offset on the lid side of the shaft holder.

【0008】しかし、この先行技術では、シャフトホル
ダを単一の素材(部材)によって構成し、該シャフトホ
ルダの熱膨張率を超磁歪シャフトの熱膨張率に対応させ
るようにしているから、シャフトホルダを構成する材料
の選択肢(選択幅)が大幅に制限されてしまい、シャフ
トホルダと超磁歪シャフトとの熱膨張を一致させること
が難しいという未解決な問題がある。
However, in this prior art, the shaft holder is made of a single material (member), and the coefficient of thermal expansion of the shaft holder is made to correspond to the coefficient of thermal expansion of the giant magnetostrictive shaft. There is an unsolved problem that it is difficult to match the thermal expansions of the shaft holder and the giant magnetostrictive shaft because the choices (selection widths) of the materials constituting the are greatly limited.

【0009】また、前記電磁コイルからの熱でシャフト
ホルダが超磁歪シャフトよりも先に熱膨張する場合に
は、シャフトホルダの蓋部が超磁歪シャフトの他端側か
ら離れてしまい、超磁歪シャフトを電磁コイルからの磁
場で駆動するときに、前記弁体のリフト量が減少するこ
とがある。
Further, when the shaft holder thermally expands before the giant magnetostrictive shaft due to the heat from the electromagnetic coil, the lid portion of the shaft holder separates from the other end side of the giant magnetostrictive shaft, and the giant magnetostrictive shaft. When the valve is driven by the magnetic field from the electromagnetic coil, the lift amount of the valve element may decrease.

【0010】本発明は上述した先行技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明はシャフトホルダを構成する材料
の選択肢を大幅に広げることができ、周囲温度の上昇に
よってシャフトホルダが超磁歪シャフトと共に熱膨張し
ても、駆動対象物の変位量が変化するのを防止できるよ
うにした超磁歪式アクチュエータを提供することを目的
としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. The present invention can greatly expand the choices of the material forming the shaft holder, and the shaft holder and the giant magnetostrictive shaft can be operated together with the increase in ambient temperature. It is an object of the present invention to provide a giant magnetostrictive actuator capable of preventing the displacement amount of a driven object from changing even if it thermally expands.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に記載の発明が採用する構成は、筒状のケ
ーシングと、該ケーシング内に軸方向に伸長して設けら
れ、磁場が作用することにより伸縮する超磁歪シャフト
と、該超磁歪シャフトによって軸方向に駆動されるよう
に、前記ケーシングの一端側に変位可能に設けられる駆
動対象物と、前記ケーシング内で超磁歪シャフトを位置
決めすべく軸方向に伸長し、一端側が前記ケーシングに
固定され、他端側が前記超磁歪シャフトの他端側に係合
するシャフトホルダと、該シャフトホルダとケーシング
との間に設けられ、前記超磁歪シャフトに磁場を作用さ
せる電磁コイルとを備え、前記シャフトホルダを、前記
超磁歪シャフトの熱膨張による変位を吸収するように、
熱膨張率が異なる複数の部材を組合せることによって構
成したことにある。
In order to solve the above-mentioned problems, the structure adopted by the invention according to claim 1 is a cylindrical casing and a magnetic field provided in the casing extending in the axial direction. A super-magnetostrictive shaft that expands and contracts by the action of, a drive target that is displaceably provided on one end side of the casing so as to be axially driven by the super-magnetostrictive shaft, and a super-magnetostrictive shaft in the casing. A shaft holder that extends in the axial direction for positioning, one end side is fixed to the casing, and the other end side is engaged with the other end side of the giant magnetostrictive shaft, and is provided between the shaft holder and the casing. An electromagnetic coil that applies a magnetic field to the magnetostrictive shaft is provided, and the shaft holder absorbs displacement due to thermal expansion of the giant magnetostrictive shaft.
It is configured by combining a plurality of members having different thermal expansion coefficients.

【0012】この場合、請求項2に記載の発明のよう
に、前記シャフトホルダを、一端側が開口端となって前
記ケーシングに固定される第1のホルダ筒と、一端側が
該第1のホルダ筒の他端側に接合され、他端側が閉塞端
となって前記超磁歪シャフトの他端側に係合する第2の
ホルダ筒とから熱膨張率の異なる2部材によって構成す
るのが好ましい。
In this case, as in the second aspect of the present invention, the shaft holder has a first holder cylinder fixed to the casing with one end side being an open end and one end side being the first holder cylinder. It is preferable that the second holder cylinder is joined to the other end side of the above, and the other end side becomes a closed end and is engaged with the other end side of the giant magnetostrictive shaft by a second member having a different coefficient of thermal expansion.

【0013】また、請求項3に記載の発明のように、前
記シャフトホルダを、一端側が前記ケーシングに固定さ
れる固定部となり、他端側が超磁歪シャフトの他端側に
係合する係合部となった第1のホルダ部材と、該第1の
ホルダ部材よりも熱膨張率が小さい材料によって形成さ
れ、一端側が前記ケーシングに固定される固定部とな
り、他端側が該第1のホルダ部材の係合部に外側から当
接するストッパ部となった第2のホルダ部材とから構成
してもよい。
According to a third aspect of the present invention, the shaft holder has an engaging portion at one end that is a fixing portion fixed to the casing and at the other end that engages with the other end of the giant magnetostrictive shaft. Is formed of a material having a coefficient of thermal expansion smaller than that of the first holder member, one end side of which is a fixing portion fixed to the casing, and the other end side of which is the first holder member. The second holder member may be a stopper portion that comes into contact with the engaging portion from the outside.

【0014】さらに、請求項4の発明の如く、前記ケー
シングと超磁歪シャフトとの間に加圧流体の流路を形成
し、この流体をケーシング外に吐出させるべく、前記駆
動対象物を前記ケーシング外に突出する外開き式の弁体
により構成してもよい。
Further, as in the invention of claim 4, a flow path of a pressurized fluid is formed between the casing and the giant magnetostrictive shaft, and the object to be driven is moved to the casing in order to discharge the fluid out of the casing. You may comprise by the valve body of an open type which protrudes outside.

【0015】[0015]

【作用】上記構成により、請求項1に記載の発明では、
超磁歪シャフトよりも熱膨張率が大きい部材と熱膨張率
が小さい部材とを組合せてシャフトホルダを構成できる
から、該シャフトホルダ全体の熱膨張を超磁歪シャフト
の熱膨張に簡単に一致させることが可能となり、シャフ
トホルダを構成する各部材の材質等を比較的大きな選択
肢をもって選ぶことができる。そして、超磁歪シャフト
が軸方向に熱膨張したときには、シャフトホルダも同様
に熱膨張するようになるから、超磁歪シャフトの熱膨張
による軸方向変位を、シャフトホルダの熱膨張分で相殺
することができる。
With the above construction, in the invention described in claim 1,
Since the shaft holder can be configured by combining a member having a larger coefficient of thermal expansion and a member having a smaller coefficient of thermal expansion than the giant magnetostrictive shaft, the thermal expansion of the entire shaft holder can be easily matched with the thermal expansion of the giant magnetostrictive shaft. This makes it possible to select the material of each member constituting the shaft holder with a relatively large selection. When the giant magnetostrictive shaft thermally expands in the axial direction, the shaft holder also thermally expands in the same manner. Therefore, the axial displacement due to the thermal expansion of the giant magnetostrictive shaft can be offset by the thermal expansion of the shaft holder. it can.

【0016】この場合、請求項2に記載の発明では、第
1,第2のホルダ筒を軸方向で接合しているから、第
1,第2のホルダ筒を構成するそれぞれの素材の熱膨張
率に応じて各ホルダ筒の長さ寸法を選択することによっ
て、シャフトホルダ全体の熱膨張を適宜に調整でき、超
磁歪シャフトの熱膨張に対応させることができる。
In this case, according to the second aspect of the invention, since the first and second holder cylinders are joined together in the axial direction, the thermal expansion of the respective materials forming the first and second holder cylinders. By selecting the length dimension of each holder cylinder according to the ratio, the thermal expansion of the entire shaft holder can be adjusted appropriately, and the thermal expansion of the giant magnetostrictive shaft can be accommodated.

【0017】また、請求項3に記載の発明では、超磁歪
シャフトよりも熱膨張率の大きい材料によって第1のホ
ルダ部材を形成し、第2のホルダ部材を超磁歪シャフト
よりも熱膨張率の小さい材料で形成することにより、第
1のホルダ部材の熱膨張を第2のホルダ部材によって規
制することが可能となり、シャフトホルダ全体の熱膨張
を第1のホルダ部材と第2のホルダ部材との熱膨張の中
間値に設定でき、超磁歪シャフトの熱膨張に対応させる
ことができる。
According to the third aspect of the present invention, the first holder member is made of a material having a coefficient of thermal expansion larger than that of the giant magnetostrictive shaft, and the second holder member has a coefficient of thermal expansion greater than that of the giant magnetostrictive shaft. By forming with a small material, the thermal expansion of the first holder member can be regulated by the second holder member, and the thermal expansion of the entire shaft holder can be suppressed between the first holder member and the second holder member. It can be set to an intermediate value of thermal expansion, and can correspond to the thermal expansion of the giant magnetostrictive shaft.

【0018】さらに、請求項4に記載の発明によれば、
ケーシング内に加圧流体を流通させることによって前記
ケーシングと共に前記電磁コイル、シャフトホルダおよ
び超磁歪シャフトを冷却することが可能となり、該シャ
フトホルダおよび超磁歪シャフトの熱膨張を小さく抑え
ることができると共に、駆動対象物となる外開き式の弁
体をほぼ一定のリフト量で開弁させることができ、加圧
流体の噴射量が変動してしまうのを確実に防止できる。
Further, according to the invention of claim 4,
It becomes possible to cool the electromagnetic coil, the shaft holder and the giant magnetostrictive shaft together with the casing by circulating a pressurized fluid in the casing, and it is possible to suppress the thermal expansion of the shaft holder and the giant magnetostrictive shaft to be small, It is possible to open the outward-opening valve body, which is an object to be driven, with a substantially constant lift amount, and reliably prevent the injection amount of the pressurized fluid from fluctuating.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の実施例を図1ないし図9に基
づき、超磁歪式噴射弁を例に挙げて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 9 by taking a giant magnetostrictive injection valve as an example.

【0020】まず、図1ないし図4は本発明の第1の実
施例を示している。
First, FIGS. 1 to 4 show a first embodiment of the present invention.

【0021】図において、1は電磁ステンレス鋼等の磁
性材料により段付円筒状に形成された筒状のケーシング
を示し、該ケーシング1は上,下両端側がカシメ部1
A,1Bとなり、内周側には該カシメ部1Bから所定寸
法だけ上側に位置して環状突起1Cが設けられている。
また、該ケーシング1の上端側内周にはカシメ部1Aか
ら所定寸法だけ下側に位置して環状段部1Dが形成さ
れ、該環状段部1Dはカシメ部1Aとの間で後述のシー
ル押え19を蓋体17と共に位置決めするようになって
いる。さらに、該ケーシング1には環状突起1Cと環状
段部1Dとの間に位置して燃料の流通穴1E,1E,…
が径方向に穿設され、該各流通穴1Eは燃料配管等を介
して燃料ポンプ(いずれも図示せず)から加圧流体とし
ての燃料をケーシング1内に流通させるようになってい
る。
In the figure, reference numeral 1 denotes a cylindrical casing formed of a magnetic material such as electromagnetic stainless steel in a stepped cylindrical shape, and the casing 1 has caulked portions 1 at both upper and lower ends thereof.
A and 1B are provided, and an annular protrusion 1C is provided on the inner peripheral side and is located above the caulking portion 1B by a predetermined dimension.
Further, an annular step portion 1D is formed on the inner periphery of the upper end side of the casing 1 so as to be located below the caulking portion 1A by a predetermined dimension, and the annular step portion 1D is formed between the caulking portion 1A and a seal retainer described later. 19 is positioned with the lid 17. Further, the casing 1 is located between the annular protrusion 1C and the annular step portion 1D, and the fuel flow holes 1E, 1E, ...
Are pierced in the radial direction, and the respective circulation holes 1E are adapted to allow the fuel as a pressurized fluid to flow in the casing 1 from a fuel pump (none of which is shown) via a fuel pipe or the like.

【0022】2はケーシング1の一部をなし、該ケーシ
ング1の下部内周側に設けられた有底筒状のバルブガイ
ドを示し、該バルブガイド2は、ケーシング1の内径に
対応する外径をもって円筒状に形成されたスペーサ筒3
と、該スペーサ筒3の下端側に設けられた後述の弁座部
材4とから大略構成されている。
Reference numeral 2 denotes a bottomed cylindrical valve guide which is a part of the casing 1 and is provided on the inner peripheral side of the lower portion of the casing 1. The valve guide 2 has an outer diameter corresponding to the inner diameter of the casing 1. Spacer cylinder 3 formed into a cylindrical shape
And a valve seat member 4, which will be described later, provided on the lower end side of the spacer cylinder 3.

【0023】4はケーシング1の下端側に設けられた弁
座部材を示し、該弁座部材4の上側中央には筒状突部4
Aが一体形成され、該筒状突部4Aの内周側は軸方向に
伸長する段付きの弁軸挿通穴4Bとなっている。また、
筒状突部4Aには径方向外側から弁軸挿通穴4B内に向
けて斜め下向きに燃料流入孔4C,4C,…が穿設さ
れ、該各燃料流入孔4Cからの燃料は後述の弁軸5Aと
弁軸挿通孔4Bとの間の隙間を介して後述の弁座部4E
側に流入する。なお、筒状突部4Aの周囲には環状の保
持溝4Dが形成されている。
Reference numeral 4 denotes a valve seat member provided on the lower end side of the casing 1, and a cylindrical protrusion 4 is provided at the center of the upper side of the valve seat member 4.
A is integrally formed, and the inner peripheral side of the cylindrical protrusion 4A is a stepped valve shaft insertion hole 4B that extends in the axial direction. Also,
Fuel inflow holes 4C, 4C, ... Are bored obliquely downward from the radially outer side toward the inside of the valve shaft insertion hole 4B in the cylindrical protrusion 4A, and the fuel from each of the fuel inflow holes 4C is a valve shaft described later. 5A and a valve shaft insertion hole 4B through a gap between the valve seat portion 4E described later.
Flows into the side. An annular holding groove 4D is formed around the cylindrical protrusion 4A.

【0024】一方、弁座部材4の下面側には、弁軸挿通
穴4Bの下端側に位置して弁座部4Eが形成され、該弁
座部4Eには後述の弁体5が離,着座する。そして、前
記バルブガイド2はケーシング1内に下端側から嵌合さ
れ、スペーサ筒3の上端を後述するシャフトホルダ11
のフランジ部12Aを介して環状突起1Cに当接させた
状態で、弁座部材4の外周側下面をカシメ部1Bで固定
することにより、ケーシング1内に一体化されている。
On the other hand, on the lower surface side of the valve seat member 4, a valve seat portion 4E is formed at the lower end side of the valve shaft insertion hole 4B, and a valve body 5 described later is separated from the valve seat portion 4E. Sit down. The valve guide 2 is fitted into the casing 1 from the lower end side, and the upper end of the spacer cylinder 3 is attached to a shaft holder 11 described later.
The outer peripheral side lower surface of the valve seat member 4 is fixed by the caulking portion 1B in a state of being brought into contact with the annular projection 1C via the flange portion 12A, so that the valve seat member 4 is integrated in the casing 1.

【0025】5は前記弁座部材4に軸方向に変位可能に
設けられた駆動対象物としての外開き式の弁体を示し、
該弁体5は、弁座部材4の弁軸挿通穴4B内を軸方向に
伸長する弁軸5Aと、該弁軸5Aの上端側に設けられた
円板状のばね受板5Bと、該ばね受板5Bの下端側に一
体形成された半球形状の弁部5Cとから構成されてい
る。そして、該弁体5は弁軸5Aが弁座部材4の弁軸挿
通穴4B内に挿通され、弁部5Cの球面状をなす上面側
が弁座部4Eに離,着座するようになる。また、該弁体
5のばね受板5Bと弁座部材4の保持溝4Dとの間に
は、筒状突部4Aの周囲に位置して弁ばね6が配設さ
れ、該弁ばね6は弁体5を常時上向きに閉弁方向へと付
勢している。そして、弁体5が後述の超磁歪シャフト1
0により弁ばね6に抗して開弁されるときには、バルブ
ガイド2内に流入した燃料が筒状突部4Aの各燃料流入
孔4Cを介して弁座部4Eと弁部5Cとの間から外部に
向けて噴射される。
Reference numeral 5 denotes an outward-opening type valve body which is provided on the valve seat member 4 so as to be displaceable in the axial direction and serves as a driving object.
The valve body 5 includes a valve shaft 5A extending axially in the valve shaft insertion hole 4B of the valve seat member 4, a disc-shaped spring receiving plate 5B provided on the upper end side of the valve shaft 5A, It is composed of a hemispherical valve portion 5C integrally formed on the lower end side of the spring receiving plate 5B. The valve shaft 5A of the valve body 5 is inserted into the valve shaft insertion hole 4B of the valve seat member 4, and the spherical upper surface side of the valve portion 5C is separated from and seated on the valve seat portion 4E. Further, a valve spring 6 is disposed between the spring receiving plate 5B of the valve body 5 and the holding groove 4D of the valve seat member 4 around the cylindrical protrusion 4A. The valve body 5 is always urged upward in the valve closing direction. The valve body 5 is the later-described giant magnetostrictive shaft 1
When the valve is opened by 0 against the valve spring 6, the fuel that has flowed into the valve guide 2 is passed between the valve seat portion 4E and the valve portion 5C via the respective fuel inflow holes 4C of the cylindrical protrusion 4A. It is jetted to the outside.

【0026】7はバルブガイド2内に移動可能に設けら
れたばね受部材を示し、該ばね受部材7は中央の下側に
筒状凸部7Aが突設され、該筒状凸部7Aの径方向外側
には鍔状のばね受部7Bが形成されている。また、該ば
ね受部7Bには上下方向に燃料の流通孔7C,7C,…
が穿設されている。そして、該ばね受部材7の上側には
筒状凸部7A内にスぺーサ8を介して超磁歪シャフト1
0の下端側が当接し、該筒状凸部7Aの下端側は微小な
隙間S(5μm前,後)を介して前記弁体5の弁軸5A
と対面し、超磁歪シャフト10の熱膨張時等に弁部5C
が弁座部4Eから不用意に離座してしまうのを防止して
いる。ここで、スぺーサ8は磁性材料により所要の厚み
をもって円柱状に形成され、例えば超磁歪シャフト10
との合計寸法(初期荷重で超磁歪シャフト10が縮んだ
後の合計寸法)を調整することによって隙間Sの寸法を
合わせるようになっている。
Reference numeral 7 denotes a spring receiving member movably provided in the valve guide 2. The spring receiving member 7 has a cylindrical convex portion 7A projecting downward from the center thereof, and the diameter of the cylindrical convex portion 7A. A flanged spring receiving portion 7B is formed on the outer side in the direction. Further, the fuel receiving holes 7C, 7C, ...
Has been drilled. Then, on the upper side of the spring receiving member 7, the giant magnetostrictive shaft 1 is inserted through the spacer 8 in the cylindrical convex portion 7A.
The lower end side of 0 abuts, and the lower end side of the cylindrical convex portion 7A is connected to the valve shaft 5A of the valve body 5 via a minute gap S (5 μm before and after).
And the valve portion 5C when the giant magnetostrictive shaft 10 thermally expands.
Is prevented from being inadvertently separated from the valve seat portion 4E. Here, the spacer 8 is formed of a magnetic material in a columnar shape with a required thickness, for example, the giant magnetostrictive shaft 10
The size of the gap S is adjusted by adjusting the total size of (and the total size after the giant magnetostrictive shaft 10 is contracted by the initial load).

【0027】9はばね受部材7の筒状凸部7A周囲に位
置して、ばね受部材7とバルブガイド2の弁座部材4と
の間に配設された初期荷重設定用の設定ばねを示し、該
設定ばね9は超磁歪シャフト10をばね受部材7等を介
して常時上向きに付勢することにより、後述するシャフ
トホルダ11との間で超磁歪シャフト10に初期荷重を
付与している。
Reference numeral 9 denotes a setting spring located around the cylindrical convex portion 7A of the spring receiving member 7 and arranged between the spring receiving member 7 and the valve seat member 4 of the valve guide 2 for setting an initial load. The setting spring 9 constantly biases the giant magnetostrictive shaft 10 upward via the spring bearing member 7 or the like to apply an initial load to the giant magnetostrictive shaft 10 together with a shaft holder 11 described later. .

【0028】10はケーシング1内に軸方向に伸長して
設けられた超磁歪シャフトを示し、該超磁歪シャフト1
0は、例えばネオジム(Nd)−鉄母合金またはジスプ
ロシウム(Dy)−鉄、テルビウム(Tb)−鉄母合金
等の超磁歪材料から細長い円柱形状をなす全長L1 のロ
ッドとして形成され、後述する電磁コイル14からの磁
場により、例えば常温(25℃)下では1kOe(キロ
エルステッド)の磁場で全長L1 に対し1000PPM
(1000×10-6)の比率で軸方向に伸び変形する。
また、該超磁歪シャフト10は、例えば1×10-5/℃
程度の熱膨張率α1 (線膨張係数)を有し、周囲温度が
1℃上昇する毎に全長L1 は後述する数1の式に示す如
く、軸方向に寸法(L1 ×α1 )だけ熱膨張する。
Reference numeral 10 denotes a giant magnetostrictive shaft provided in the casing 1 so as to extend in the axial direction.
0 is formed as a rod with a total length L1 in the form of a slender columnar shape from a giant magnetostrictive material such as neodymium (Nd) -iron master alloy or dysprosium (Dy) -iron, terbium (Tb) -iron master alloy, and the electromagnetic wave described later. By the magnetic field from the coil 14, for example, at room temperature (25 ° C.), a magnetic field of 1 kOe (kilo-oersted) is applied, and the total length L1 is 1000 PPM.
It is stretched and deformed in the axial direction at a ratio of (1000 × 10 −6 ).
Further, the giant magnetostrictive shaft 10 is, for example, 1 × 10 −5 / ° C.
It has a coefficient of thermal expansion α 1 (coefficient of linear expansion) of about 1 degree, and every time the ambient temperature rises by 1 ° C., the total length L 1 is thermally expanded by the dimension (L 1 × α 1) in the axial direction, as shown in the equation (1). .

【0029】11はケーシング1内で超磁歪シャフト1
0を位置決めしたシャフトホルダを示し、該シャフトホ
ルダ11は非磁性の金属材料等によって細長い筒状に形
成され、前記超磁歪シャフト10を軸方向に亘って収納
する長さ寸法を有している。そして、該シャフトホルダ
11は図2に示す如く、下端側が開口端となって径方向
外向きに突出するフランジ部12Aが形成された第1の
ホルダ筒12と、該ホルダ筒12の上端側に接合された
後述する第2のホルダ筒13とから構成され、後述する
コイルボビン15の摺動穴15A内に超磁歪シャフト1
0と共に挿嵌されている。
Reference numeral 11 denotes a giant magnetostrictive shaft 1 in the casing 1.
A shaft holder in which 0 is positioned is shown, and the shaft holder 11 is formed of a non-magnetic metal material or the like into an elongated cylindrical shape and has a length dimension for accommodating the giant magnetostrictive shaft 10 in the axial direction. As shown in FIG. 2, the shaft holder 11 has a first holder cylinder 12 formed with a flange portion 12A having an open end on the lower end side and protruding radially outward, and an upper end side of the holder cylinder 12. The second magneto-strictive shaft 1 is composed of a second holder cylinder 13 which will be described later and which is joined to the coil bobbin 15 which will be described later.
It is inserted together with 0.

【0030】ここで、第1のホルダ筒12は、例えばA
5052等のアルミニウム合金により、超磁歪シャフト
10よりも大きい熱膨張率α2 (α2 >α1 )をもって
形成され、フランジ部12Aにはばね受部材7の各流通
孔7Cに対向する部位に上,下方向の流通孔12B,1
2B,…が穿設されている。そして、該ホルダ筒12の
長さ寸法L2 はシャフトホルダ11全体の長さ寸法のう
ち、例えば66%を占めるように形成され、周囲温度が
1℃上昇する毎に長さ寸法L2 は後述する数2の式で示
す如く、軸方向に寸法(L2 ×α2 )だけ熱膨張する。
さらに、該ホルダ筒12はフランジ部12Aの外周側が
ケーシング1の環状突起1Cとバルブガイド2のスペー
サ筒3上端との間で挟持され、ケーシング1に固定され
ている。
Here, the first holder cylinder 12 is, for example, A
It is formed of an aluminum alloy such as 5052 with a coefficient of thermal expansion α2 (α2> α1) larger than that of the giant magnetostrictive shaft 10, and the flange portion 12A is provided with a downward and upward direction at a portion facing each flow hole 7C of the spring receiving member 7. Circulation holes 12B, 1
2B, ... Are drilled. The length dimension L2 of the holder tube 12 is formed so as to occupy, for example, 66% of the length dimension of the entire shaft holder 11, and the length dimension L2 is a number which will be described later each time the ambient temperature rises by 1 ° C. As indicated by the equation (2), the material thermally expands in the axial direction by the dimension (L2 x α2).
Further, the holder cylinder 12 is fixed to the casing 1 by sandwiching the outer peripheral side of the flange portion 12A between the annular projection 1C of the casing 1 and the upper end of the spacer cylinder 3 of the valve guide 2.

【0031】13はホルダ筒12と共にシャフトホルダ
11を構成する第2のホルダ筒を示し、該ホルダ筒13
は、例えばSUS303等のステンレス鋼により、超磁
歪シャフト10よりも小さい熱膨張率α3 (α3 <α1
)をもって有蓋筒状に形成され、その下端側端面はホ
ルダ筒12の上端側端面にレーザ溶接等の手段を用いて
接合されている。そして、該ホルダ筒13の長さ寸法L
3 はシャフトホルダ11全体の長さ寸法のうち、例えば
34%を占めるように形成され、後述する数3の式に示
すようにその長さ寸法L3 は、周囲温度が1℃上昇する
毎に軸方向に寸法(L3 ×α3 )だけ熱膨張する。
Reference numeral 13 denotes a second holder cylinder which constitutes the shaft holder 11 together with the holder cylinder 12, and the holder cylinder 13
Is made of stainless steel such as SUS303 and has a coefficient of thermal expansion α3 (α3 <α1 smaller than that of the giant magnetostrictive shaft 10).
) Is formed into a cylindrical shape with a lid, and the end surface on the lower end side is joined to the end surface on the upper end side of the holder cylinder 12 by means such as laser welding. Then, the length dimension L of the holder cylinder 13
3 is formed so as to occupy, for example, 34% of the length dimension of the entire shaft holder 11, and as shown in the equation (3) to be described later, the length dimension L3 of the shaft holder 11 increases with the increase of the ambient temperature by 1 ° C. Thermally expands in the direction by the dimension (L3 x α3).

【0032】また、該ホルダ筒13の上端側は閉塞端と
なって内側面が平坦な係合部13Aを構成し、該係合部
13Aには超磁歪シャフト10の上端側端面10Aが当
接状態で係合している。そして、超磁歪シャフト10は
シャフトホルダ11内で軸方向に位置決めされ、下端側
がホルダ筒12の開口端(フランジ部12A)側から僅
かに下向きに突出し、スぺーサ8を介してばね受部材7
の筒状凸部7A内に嵌合されている。さらに、ホルダ筒
13の係合部13Aと後述のシール押え19との間には
軸方向の空間Aが形成され、この空間Aはシャフトホル
ダ11全体が軸方向に熱膨張するのを許す構成となって
いる。
Further, the upper end side of the holder tube 13 is a closed end to form an engaging portion 13A having a flat inner surface, and the upper end side end surface 10A of the giant magnetostrictive shaft 10 abuts on the engaging portion 13A. It is engaged in the state. The giant magnetostrictive shaft 10 is axially positioned in the shaft holder 11, the lower end side thereof projects slightly downward from the opening end (flange portion 12A) side of the holder cylinder 12, and the spring receiving member 7 is interposed via the spacer 8.
It is fitted in the cylindrical convex portion 7A. Further, an axial space A is formed between the engaging portion 13A of the holder cylinder 13 and a seal retainer 19 described later, and this space A allows the entire shaft holder 11 to thermally expand in the axial direction. Has become.

【0033】14は前記シャフトホルダ11とケーシン
グ1の間に設けられた電磁コイルを示し、該電磁コイル
14は鍔付円筒状のコイルボビン15に巻回され、コイ
ルボビン15の上端側に立設された端子ピン16,16
を介して外部から給電されることにより励磁される。そ
して、該電磁コイル14は超磁歪シャフト10に磁場を
作用させることにより、該超磁歪シャフト10を設定ば
ね9に抗して軸方向に伸び変形させ、弁体5を弁ばね6
に抗して開弁方向に駆動する。また、コイルボビン15
の内周側には軸方向に伸長する摺動穴15Aが形成さ
れ、該摺動穴15A内には前記シャフトホルダ11が挿
嵌されている。
Reference numeral 14 denotes an electromagnetic coil provided between the shaft holder 11 and the casing 1. The electromagnetic coil 14 is wound around a cylindrical coil bobbin 15 with a collar and is erected on the upper end side of the coil bobbin 15. Terminal pins 16, 16
It is excited by being supplied with electric power from the outside via. Then, the electromagnetic coil 14 applies a magnetic field to the giant magnetostrictive shaft 10 to axially expand and transform the giant magnetostrictive shaft 10 against the set spring 9, thereby causing the valve body 5 to move toward the valve spring 6 and the valve spring 6.
Drive in the valve opening direction against. Also, the coil bobbin 15
A sliding hole 15A extending in the axial direction is formed on the inner peripheral side of the shaft holder 11, and the shaft holder 11 is inserted into the sliding hole 15A.

【0034】17はカシメ部1Aによってケーシング1
内の上端側に位置決めされた蓋体を示し、該蓋体17は
磁性材料によって厚肉の円板状に形成され、ケーシング
1と共に磁路を形成している。ここで、該蓋体17には
各端子ピン16の周囲に小径の絶縁筒18,18が装着
され、該各絶縁筒18は各端子ピン16と蓋体17との
間を絶縁し、ケーシング1内の燃料が外部に漏れるのを
後述のシール部材20と共に防止している。
Reference numeral 17 denotes the casing 1 by the caulking portion 1A.
The lid 17 is positioned on the upper end side of the inside, and the lid 17 is made of a magnetic material in the shape of a thick disk and forms a magnetic path together with the casing 1. Here, small diameter insulating cylinders 18 and 18 are mounted around the respective terminal pins 16 on the lid body 17, and the respective insulating cylinders 18 insulate the terminal pins 16 from the lid body 17, and the casing 1 The internal fuel is prevented from leaking to the outside together with the sealing member 20 described later.

【0035】19は蓋体17の下側端面に当接して設け
られたシール押えを示し、該シール押え19は大略円板
状に形成され、ケーシング1の環状段部1Dとカシメ部
1Aとの間に蓋体17と共に固定されている。さらに、
20,20は蓋体17とシール押え19との間に各端子
ピン16の周囲に位置して配設されたシール部材を示
し、該各シール部材20は絶縁筒18の下側に位置し、
蓋体17と各端子ピン16の隙間をシールすることによ
り、ケーシング1内の燃料が外部に漏れるのを防止して
いる。
Reference numeral 19 denotes a seal retainer provided in contact with the lower end surface of the lid body 17. The seal retainer 19 is formed in a substantially disc shape, and is composed of an annular step portion 1D and a caulking portion 1A of the casing 1. It is fixed together with the lid 17. further,
Reference numerals 20 and 20 denote seal members arranged around the terminal pins 16 between the lid body 17 and the seal retainer 19, and the seal members 20 are located below the insulating cylinder 18.
By sealing the gap between the lid 17 and each terminal pin 16, the fuel in the casing 1 is prevented from leaking to the outside.

【0036】本実施例による超磁歪式噴射弁は上述の如
き構成を有するもので、次にその動作について説明す
る。
The giant magnetostrictive injection valve according to this embodiment has the above-mentioned structure, and its operation will be described below.

【0037】まず、電磁コイル14に図3中の実線で示
す特性線21の如き噴射パルスを給電し、該電磁コイル
14を励磁することによって超磁歪シャフト10に磁場
をかけると、該超磁歪シャフト10はこのときの磁場の
強さに応じて伸び変形し、ばね受部材7を設定ばね9に
抗してスぺーサ8と共に下向きに変位させる。そして、
弁体5は超磁歪シャフト10の伸び変形に応じて、図3
中に実線で示す特性線22の如きリフト量をもって下向
きに変位し、弁部5Cを弁座部4Eから離座させること
により、ケーシング1内の燃料を弁座部4Eと弁部5C
との間から外部に向けて噴射させる。
First, when a magnetic field is applied to the giant magnetostrictive shaft 10 by exciting the electromagnetic coil 14 by supplying an injection pulse to the electromagnetic coil 14 as indicated by a solid line 21 in FIG. 3, the giant magnetostrictive shaft 10 is excited. 10 expands and deforms according to the strength of the magnetic field at this time, and displaces the spring receiving member 7 together with the spacer 8 downward against the setting spring 9. And
When the valve body 5 is stretched and deformed by the giant magnetostrictive shaft 10, as shown in FIG.
By displacing the valve portion 5C downward with a lift amount as indicated by a characteristic line 22 indicated by a solid line, and separating the valve portion 5C from the valve seat portion 4E, the fuel in the casing 1 is transferred to the valve seat portion 4E and the valve portion 5C.
It is jetted to the outside from between.

【0038】この場合、超磁歪シャフト10は上端側端
面10Aがシャフトホルダ11の係合部13Cに当接
し、上向きの変位が規制されているので、超磁歪シャフ
ト10は電磁コイル14からの磁場により下向きに伸び
変形し、弁体5を設定ばね9および弁ばね6に抗して開
弁させる。そして、電磁コイル14が消磁するときに
は、超磁歪シャフト10が縮小してばね受部材7が設定
ばね9により上向きに押動され、弁体5の弁部5Cは弁
ばね6で押圧されることによって弁座部4Eに着座する
ようになる。
In this case, since the upper end face 10A of the giant magnetostrictive shaft 10 abuts on the engaging portion 13C of the shaft holder 11 and the upward displacement is restricted, the giant magnetostrictive shaft 10 is controlled by the magnetic field from the electromagnetic coil 14. The valve body 5 is stretched and deformed downward to open the valve body 5 against the set spring 9 and the valve spring 6. When the electromagnetic coil 14 is demagnetized, the giant magnetostrictive shaft 10 contracts, the spring receiving member 7 is pushed upward by the setting spring 9, and the valve portion 5C of the valve body 5 is pushed by the valve spring 6. It comes to sit on the valve seat portion 4E.

【0039】また、弁体5は外開き式の弁体であるか
ら、当該超磁歪式噴射弁を筒内直接噴射式の噴射弁とし
て用いた場合に、燃焼室(図示せず)内の圧力が弁体5
に外部から作用したときでも、弁体5は弁座部4Eに押
付けられて着座し続け、電磁コイル14に噴射パルスを
給電するまでは弁体5が不用意に開弁するのを防止でき
る。
Further, since the valve body 5 is an outwardly opening type valve body, when the super magnetostrictive injection valve is used as an in-cylinder direct injection type injection valve, the pressure in the combustion chamber (not shown) is increased. Is the valve body 5
Even when an external force is applied to the valve body 5, the valve body 5 is pressed against the valve seat portion 4E and continues to be seated, and it is possible to prevent the valve body 5 from being opened accidentally until the injection pulse is supplied to the electromagnetic coil 14.

【0040】ところで、超磁歪シャフト10の上端側端
面10Aをシャフトホルダ11の係合部13Cに替え
て、従来技術で述べた如く蓋体等を介してケーシング1
に固定した場合には、燃焼室からの熱や電磁コイル14
の発熱等によって超磁歪シャフト10が熱膨張する。そ
して、該超磁歪シャフト10の熱膨張がケーシング1の
熱膨張よりも大きい場合には、超磁歪シャフト10は熱
膨張による上向きの伸びが蓋体等で規制され下向きに伸
びてしまうから、超磁歪シャフト10が下向きに熱膨張
するようになり、これによって弁体5が下向きに押動さ
れ、最悪の場合には弁体5の弁部5Cが弁座部4Eから
離座してシール不良の原因となる。
By the way, the upper end face 10A of the giant magnetostrictive shaft 10 is replaced with the engaging portion 13C of the shaft holder 11, and the casing 1 is provided via a lid or the like as described in the prior art.
When it is fixed to, the heat from the combustion chamber and the electromagnetic coil 14
The giant magnetostrictive shaft 10 thermally expands due to the heat generation of the above. When the thermal expansion of the giant magnetostrictive shaft 10 is larger than that of the casing 1, the upward extension of the giant magnetostrictive shaft 10 due to the thermal expansion is restricted by the lid or the like and extends downward. The shaft 10 comes to thermally expand downward, which pushes the valve body 5 downward, and in the worst case, the valve portion 5C of the valve body 5 separates from the valve seat portion 4E and causes a seal failure. Becomes

【0041】また、図3に示す如く噴射パルスを電磁コ
イル14に給電して超磁歪シャフト10を伸び変形さ
せ、弁体5を開、閉弁させるときには、超磁歪シャフト
10の熱膨張分が弁体5の変位に加算され、該弁体5の
リフト量は図3中に仮想線で示す特性線23のように正
規のリフト量(特性線22)よりも大きくなって燃料の
噴射量が過大となってしまう。
Further, as shown in FIG. 3, when the injection pulse is supplied to the electromagnetic coil 14 to expand and deform the giant magnetostrictive shaft 10 to open and close the valve body 5, the thermal expansion component of the giant magnetostrictive shaft 10 is released. In addition to the displacement of the body 5, the lift amount of the valve body 5 becomes larger than the normal lift amount (characteristic line 22) as shown by a characteristic line 23 shown by a virtual line in FIG. 3, and the fuel injection amount is excessive. Will be.

【0042】そこで、本実施例では、下端側がフランジ
部12Aを有する開口端となって前記ケーシング1に固
定される第1のホルダ筒12と、下端側が該第1のホル
ダ筒12の上端側に接合され、上端側が係合部13Aと
なって超磁歪シャフト10の上端側端面10Aに係合す
る第2のホルダ筒13とからシャフトホルダ11を構成
し、該シャフトホルダ11を超磁歪シャフト10と共に
コイルボビン15の摺動穴15A内に挿嵌した状態で、
ホルダ筒13の係合部13Aとシール押え19との間に
軸方向の空間Aを介在させるようにしたから、下記のよ
うな作用効果をうることができる。
Therefore, in this embodiment, the lower end side is the first holder cylinder 12 fixed to the casing 1 as the open end having the flange portion 12A, and the lower end side is the upper end side of the first holder cylinder 12. The shaft holder 11 is composed of the second holder cylinder 13 that is joined to and engages with the upper end side end surface 10A of the giant magnetostrictive shaft 10 as the engaging portion 13A. With the coil bobbin 15 inserted in the sliding hole 15A,
Since the axial space A is interposed between the engagement portion 13A of the holder cylinder 13 and the seal retainer 19, the following operational effects can be obtained.

【0043】即ち、周囲温度が例えばt℃上昇したとき
に超磁歪シャフト10には、
That is, when the ambient temperature rises by, for example, t ° C., the giant magnetostrictive shaft 10 is

【0044】[0044]

【数1】△L1 =L1 ×α1 ×t なる熱膨張△L1 が生じる。また、ホルダ筒12,13
からなるシャフトカバー11全体の熱膨張△Lは、
## EQU1 ## A thermal expansion ΔL1 of ΔL1 = L1 × α1 × t occurs. Also, the holder tubes 12, 13
The thermal expansion ΔL of the entire shaft cover 11 consisting of

【0045】[0045]

【数2】△L=(L2 ×α2 +L3 ×α3 )×t となる。そして、シャフトホルダ11全体の熱膨張△L
を超磁歪シャフト10の熱膨張△L1 に一致させ、
## EQU2 ## ΔL = (L2 × α2 + L3 × α3) × t. Then, the thermal expansion of the entire shaft holder 11 ΔL
Equal to the thermal expansion ΔL1 of the giant magnetostrictive shaft 10,

【0046】[0046]

【数3】△L1 =△L L1 ×α1 =L2 ×α2 +L3 ×α3 となるように、シャフトホルダ11を構成するホルダ筒
12,13の熱膨張率α2 ,α3 および長さ寸法L2 ,
L3 を前述の如く決定することにより、超磁歪シャフト
10の熱膨張△L1 とシャフトホルダ11全体の熱膨張
△Lとを等しくすることができる。
[Equation 3] ΔL1 = ΔL L1 × α1 = L2 × α2 + L3 × α3, so that the thermal expansion coefficients α2, α3 and the length dimension L2 of the holder cylinders 12, 13 constituting the shaft holder 11 are:
By determining L3 as described above, the thermal expansion ΔL1 of the giant magnetostrictive shaft 10 and the thermal expansion ΔL of the entire shaft holder 11 can be made equal.

【0047】この結果、電磁コイル14の発熱等によっ
て超磁歪シャフト10が軸方向に熱膨張しても、シャフ
トホルダ11全体の熱膨張を超磁歪シャフト10の熱膨
張に対応させることができ、シャフトホルダ11全体の
熱膨張分で超磁歪シャフト10の熱膨張による伸びを吸
収するように相殺できるから、超磁歪シャフト10の熱
膨張により弁体5のリフト量が変化するのを効果的に防
止でき、弁体5を図3中の特性線22の如く正規のリフ
ト量をもって開、閉弁させることができる。
As a result, even if the giant magnetostrictive shaft 10 thermally expands in the axial direction due to the heat generation of the electromagnetic coil 14 or the like, the thermal expansion of the entire shaft holder 11 can be made to correspond to the thermal expansion of the giant magnetostrictive shaft 10. Since the thermal expansion of the entire holder 11 can be offset so as to absorb the expansion due to the thermal expansion of the giant magnetostrictive shaft 10, it is possible to effectively prevent the lift amount of the valve body 5 from changing due to the thermal expansion of the giant magnetostrictive shaft 10. The valve body 5 can be opened and closed with a proper lift amount as indicated by the characteristic line 22 in FIG.

【0048】この場合、シャフトホルダ11全体を第1
のホルダ筒12のように、例えばA5052等のアルミ
ニウム合金からなる単一部材で構成したときには、図4
に示す特性線24の如く駆動時間に応じて、シャフトホ
ルダ11全体の熱膨張が超磁歪シャフト10の熱膨張よ
りも大きくなり、弁体5のリフト量は30μm前,後か
ら10μm程度まで駆動時間に応じて小さくなってしま
う。このときのリフト量は図3中に仮想線で示す特性線
25の如くである。
In this case, the entire shaft holder 11 is set to the first
When the holder cylinder 12 is made of a single member made of an aluminum alloy such as A5052,
The thermal expansion of the entire shaft holder 11 becomes larger than the thermal expansion of the giant magnetostrictive shaft 10 in accordance with the driving time as shown by the characteristic line 24 in FIG. It becomes smaller according to. The lift amount at this time is as shown by a characteristic line 25 shown by a virtual line in FIG.

【0049】一方、シャフトホルダ11全体を第2のホ
ルダ筒13のように、例えばSUS303等のステンレ
ス鋼からなる単一部材で構成した場合には、図4に示す
特性線26の如く駆動時間に応じて、超磁歪シャフト1
0の熱膨張がシャフトホルダ11全体の熱膨張よりも大
きくなり、弁体5のリフト量は30μm前,後から60
μm程度まで駆動時間に応じて大きくなってしまう。
On the other hand, when the entire shaft holder 11 is composed of a single member made of stainless steel such as SUS303 like the second holder cylinder 13, the driving time is as shown by the characteristic line 26 shown in FIG. According to the giant magnetostrictive shaft 1
The thermal expansion of 0 is larger than the thermal expansion of the entire shaft holder 11, and the lift amount of the valve element 5 is 60 μm before and after 30 μm.
It becomes large up to about μm depending on the driving time.

【0050】これに対して本実施例では、例えばA50
52等のアルミニウム合金からなる第1のホルダ筒12
と、例えばSUS303等のステンレス鋼からなる第2
のホルダ筒13とを軸方向で接合し、該ホルダ筒12,
13を構成するそれぞれの素材の熱膨張率α2 ,α3 に
応じて長さ寸法L2 ,L3 を適宜に選択するようにした
から、シャフトホルダ11全体の熱膨張を、超磁歪シャ
フトの熱膨張に対応させることができ、図4中に示す特
性線27のように弁体5のリフト量を30μm前,後に
保持して、弁体5のリフト量が駆動時間に応じて過大と
なったり、減少したりするのを確実に防止できる。
On the other hand, in this embodiment, for example, A50
First holder cylinder 12 made of aluminum alloy such as 52
And a second made of stainless steel such as SUS303
Of the holder cylinder 13 is joined in the axial direction to the holder cylinder 12,
Since the length dimensions L2 and L3 are appropriately selected according to the thermal expansion coefficients α2 and α3 of the respective materials composing 13, the thermal expansion of the entire shaft holder 11 corresponds to the thermal expansion of the giant magnetostrictive shaft. As shown by a characteristic line 27 shown in FIG. 4, the lift amount of the valve body 5 is maintained 30 μm before and after, and the lift amount of the valve body 5 becomes excessive or decreases according to the driving time. Can be reliably prevented.

【0051】また、熱膨張率α1 の超磁歪シャフト10
よりも熱膨張率α2 が大きいホルダ筒12と熱膨張率α
3 が小さいホルダ筒13とを組合せてシャフトホルダ1
1を構成しているから、該シャフトホルダ11全体の熱
膨張を超磁歪シャフト10の熱膨張に容易に一致させる
ことができ、シャフトホルダ11を構成するホルダ筒1
2,13の材質や長さ寸法等を比較的大きな選択肢(選
択幅)をもって選ぶことができる。さらに、ケーシング
1内を流通する燃料によって電磁コイル14を冷却する
ことができ、シャフトホルダ11と超磁歪シャフト10
との温度差を確実に低減することができる。
Further, the giant magnetostrictive shaft 10 having a coefficient of thermal expansion α1
Holder cylinder 12 having a larger coefficient of thermal expansion α2 than
Shaft holder 1 combined with holder tube 13 with a small 3
1, the thermal expansion of the entire shaft holder 11 can be easily matched with the thermal expansion of the giant magnetostrictive shaft 10, and the holder cylinder 1 constituting the shaft holder 11
It is possible to select the materials and lengths of 2 and 13 with a relatively large selection (selection width). Further, the electromagnetic coil 14 can be cooled by the fuel flowing in the casing 1, and the shaft holder 11 and the giant magnetostrictive shaft 10 can be cooled.
The temperature difference between and can be reliably reduced.

【0052】一方、燃焼室内からの熱等によって弁体5
が熱膨張するようなときでも、該弁体5の弁軸5A上端
とばね受部材7との間に形成した微小な隙間Sにより、
弁体5の熱膨張分を吸収でき、外部からの熱影響で弁部
5Cが弁座部4Eから不用意に離座してしまうのを防止
できる。そして、弁体5を開弁すべく電磁コイル14に
噴射パルスを給電し、このときの磁場によって超磁歪シ
ャフト10を伸び変形させたときには、ばね受部材7が
設定ばね9に抗して下向きに変位し、前記隙間Sをなく
すように弁体5の弁軸5A上端に衝突するが、このとき
の衝撃が超磁歪シャフト10に直接伝わるのをスぺーサ
8によって防止でき、超磁歪シャフト10の耐久性を向
上できる。
On the other hand, the valve body 5 is heated by heat from the combustion chamber.
Even when the heat expands, due to the minute gap S formed between the upper end of the valve shaft 5A of the valve body 5 and the spring receiving member 7,
The amount of thermal expansion of the valve body 5 can be absorbed, and the valve portion 5C can be prevented from being inadvertently separated from the valve seat portion 4E due to the influence of heat from the outside. Then, when the injection pulse is supplied to the electromagnetic coil 14 to open the valve element 5 and the giant magnetostrictive shaft 10 is stretched and deformed by the magnetic field at this time, the spring bearing member 7 moves downward against the setting spring 9. Although it displaces and collides with the upper end of the valve shaft 5A of the valve body 5 so as to eliminate the gap S, the impact at this time can be prevented from being directly transmitted to the giant magnetostrictive shaft 10 by the spacer 8, and the impact of the giant magnetostrictive shaft 10 can be prevented. The durability can be improved.

【0053】従って、本実施例によれば、シャフトホル
ダ11を構成するホルダ筒12,13の材料や長さ寸法
等の選択肢を大幅に広げることができ、周囲温度の上昇
によって超磁歪シャフト10が熱膨張するときには、シ
ャフトホルダ11の熱膨張で超磁歪シャフト10の熱膨
張を吸収して相殺することができ、これによって、駆動
対象物となる弁体5の変位量が変化するのを確実に防止
でき、当該超磁歪式噴射弁の燃料噴射量を安定させ信頼
性を向上できる。
Therefore, according to the present embodiment, the choices of the materials and length dimensions of the holder cylinders 12 and 13 constituting the shaft holder 11 can be greatly expanded, and the supermagnetostrictive shaft 10 can be operated by the increase of the ambient temperature. At the time of thermal expansion, the thermal expansion of the giant magnetostrictive shaft 10 can be absorbed and canceled by the thermal expansion of the shaft holder 11, which ensures that the displacement amount of the valve body 5 to be driven changes. This can be prevented, and the fuel injection amount of the super magnetostrictive injection valve can be stabilized and reliability can be improved.

【0054】また、電磁コイル14からの熱を直接的に
受けるシャフトホルダ11と間接的に受ける超磁歪シャ
フト10とに温度差が生じるような場合には、シャフト
ホルダ11を構成するホルダ筒12,13の材料や長さ
寸法等を適宜に選択し、シャフトホルダ11全体の熱膨
張△Lを超磁歪シャフト10の熱膨張△L1 よりも僅か
に小さくすることによって、弁体5のリフト量を一定に
保持することができ、当該超磁歪式噴射弁の安定性や信
頼性を向上できる等、種々の効果を奏する。
Further, when there is a temperature difference between the shaft holder 11 that directly receives heat from the electromagnetic coil 14 and the giant magnetostrictive shaft 10 that indirectly receives the heat, the holder cylinder 12, which constitutes the shaft holder 11, By appropriately selecting the material and length of 13 and making the thermal expansion ΔL of the entire shaft holder 11 slightly smaller than the thermal expansion ΔL1 of the giant magnetostrictive shaft 10, the lift amount of the valve body 5 is kept constant. Therefore, various effects such as stability and reliability of the giant magnetostrictive injection valve can be improved.

【0055】次に、図5ないし図9は本発明の第2の実
施例を示し、本実施例の特徴は、シャフトホルダを互い
に熱膨張率の異なる第1,第2のホルダ部材により構成
し、これらを互いに重ね合せるように組合せ、第1のホ
ルダ部材の熱膨張を第2のホルダ部材で制限することに
よって、シャフトホルダ全体の熱膨張を超磁歪シャフト
の熱膨張に近付けるようにしたことにある。なお、本実
施例では前記第1の実施例と同一の構成要素に同一符号
を付し、その説明を省略するものとする。
Next, FIGS. 5 to 9 show a second embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that the shaft holder is constituted by first and second holder members having different thermal expansion coefficients. By combining these so as to overlap each other and limiting the thermal expansion of the first holder member by the second holder member, the thermal expansion of the entire shaft holder is made to approach the thermal expansion of the giant magnetostrictive shaft. is there. In this embodiment, the same components as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0056】図中、31は本実施例で用いるシャフトホ
ルダで、該シャフトホルダ31は図6、図7に示す如く
後述のホルダ枠32,33を互いに重ね合せるように組
合せて構成されている。
In the figure, 31 is a shaft holder used in this embodiment, and the shaft holder 31 is constructed by combining holder frames 32 and 33, which will be described later, with each other as shown in FIGS.

【0057】32は第1のホルダ部材を構成するホルダ
枠を示し、該ホルダ枠32は熱膨張率α4 が超磁歪シャ
フト10(熱膨張率α1 )よりも大きい(α4 >α1
)、例えばA5052等のアルミニウム合金または他
の金属材料により全長L4 をもって形成され、略L字形
をなして長尺に延びる一対の腕部32A,32Aと、該
各腕部32Aを上端側で連結した略コ字形状の係合部3
2Bとから構成されている。そして、該ホルダ枠32の
各腕部32Aには下端側から左右方向に突出し、ケーシ
ング1の環状突起1Cとスペーサ筒3の上端との間に挟
持される一対の固定部32C,32Cが一体形成されて
いる。また、該ホルダ枠32は各腕部32Aと係合部3
2Bとで囲まれた空間が超磁歪シャフト10を収容する
ための収容空間32Dとなっている。
Reference numeral 32 denotes a holder frame constituting the first holder member, and the holder frame 32 has a coefficient of thermal expansion α4 larger than that of the giant magnetostrictive shaft 10 (coefficient of thermal expansion α1) (α4> α1).
), A pair of arms 32A, 32A formed of an aluminum alloy such as A5052 or another metal material with a total length L4 and extending substantially in the shape of a letter L, and the arms 32A are connected at the upper end side. Engagement portion 3 having a substantially U shape
2B and. Then, a pair of fixing portions 32C, 32C, which project in the left-right direction from the lower end side and are sandwiched between the annular projection 1C of the casing 1 and the upper end of the spacer cylinder 3, are integrally formed on each arm portion 32A of the holder frame 32. Has been done. Further, the holder frame 32 includes the arm portions 32A and the engaging portion 3
The space surrounded by 2B is a housing space 32D for housing the giant magnetostrictive shaft 10.

【0058】33は第2のホルダ部材を構成するホルダ
枠を示し、該ホルダ枠33は熱膨張率α5 が超磁歪シャ
フト10(熱膨張率α1 )よりも小さい(α5 <α1
)、例えばSUS303等のステンレス鋼または他の
金属材料により全長L5 をもって形成され、前記ホルダ
枠32とほぼ同様に、一対の腕部33A,33Aと、該
各腕部33Aを上端側で連結する略コ字形状のストッパ
部33Bと、前記各腕部33Aの下端側に一体形成され
た固定部33C,33Cとから構成されている。そし
て、該ホルダ枠33は図7に示す如く全長L5 がストッ
パ部33Bの厚さ寸法T分だけホルダ枠32の全長L4
よりも長くなるように形成され、各腕部33Aとストッ
パ部33Bとで囲まれた空間は収容空間33Dとなって
いる。
Reference numeral 33 denotes a holder frame which constitutes the second holder member, and the holder frame 33 has a coefficient of thermal expansion α5 smaller than that of the giant magnetostrictive shaft 10 (coefficient of thermal expansion α1) (α5 <α1).
), For example, made of stainless steel such as SUS303 or other metal material with a total length L5, and similar to the holder frame 32, a pair of arm portions 33A, 33A and the arm portions 33A are connected at the upper end side. It is composed of a U-shaped stopper portion 33B and fixing portions 33C and 33C integrally formed on the lower end side of each arm portion 33A. As shown in FIG. 7, the holder frame 33 has a total length L5 corresponding to the thickness dimension T of the stopper portion 33B and a total length L4 of the holder frame 32.
The space that is formed to be longer than that and is surrounded by each arm portion 33A and the stopper portion 33B is a storage space 33D.

【0059】ここで、ホルダ枠32,33は図6中に矢
印で示す如く、ホルダ枠32をホルダ枠33内に重ね合
せるように挿入して十字形に組合せることによりシャフ
トホルダ31を構成し、下端側では各固定部32C,3
3Cが面一となり、上端側では係合部32Bの上面側に
ストッパ部33Bが当接している。また、ホルダ枠3
2,33内の収容空間32D,33Dによって形成され
る直方体状の空間には、図8に例示するように超磁歪シ
ャフト10が内接状態で収容される。
Here, the holder frames 32 and 33 form the shaft holder 31 by inserting the holder frame 32 into the holder frame 33 so as to overlap with each other and combining them in a cross shape as shown by the arrow in FIG. , The fixed parts 32C, 3 on the lower end side
3C is flush, and the stopper portion 33B is in contact with the upper surface side of the engaging portion 32B at the upper end side. Also, the holder frame 3
As illustrated in FIG. 8, the giant magnetostrictive shaft 10 is housed in an inscribed state in the rectangular parallelepiped space formed by the housing spaces 32D and 33D in the Nos. 2 and 33.

【0060】本実施例で用いるシャフトホルダ31は以
上の如く構成され、ホルダ枠32,33の固定部32
C,33Cがケーシング1の環状突起1Cとスペーサ筒
3の上端との間で挟持されることにより、シャフトホル
ダ31はケーシング1に固定される。
The shaft holder 31 used in this embodiment is configured as described above, and the fixing portion 32 of the holder frames 32 and 33 is used.
The shaft holder 31 is fixed to the casing 1 by sandwiching C and 33C between the annular protrusion 1C of the casing 1 and the upper end of the spacer cylinder 3.

【0061】ここで、超磁歪シャフト10およびシャフ
トホルダ31が電磁コイル14の発熱等によって熱膨張
するときには、ホルダ枠32の係合部32Bが、該ホル
ダ枠32よりも熱膨張率の小さな材料からなるホルダ枠
33のストッパ部33Bに当接しているから、ホルダ枠
32が軸方向に熱膨張するのをホルダ枠33によって規
制され、シャフトホルダ31全体の熱膨張△LT は、ホ
ルダ枠32の熱膨張△L4 とホルダ枠33の熱膨張△L
5 との中間値をとるようになる。
Here, when the giant magnetostrictive shaft 10 and the shaft holder 31 thermally expand due to heat generation of the electromagnetic coil 14, the engaging portion 32B of the holder frame 32 is made of a material having a smaller coefficient of thermal expansion than the holder frame 32. Since the holder frame 32 is in contact with the stopper portion 33B of the holder frame 33, the thermal expansion of the holder frame 32 in the axial direction is restricted by the holder frame 33, and the thermal expansion ΔLT of the entire shaft holder 31 is equal to that of the holder frame 32. Expansion ΔL4 and thermal expansion of holder frame 33 ΔL
It takes an intermediate value with 5.

【0062】即ち、周囲温度が例えばt℃上昇したとき
にホルダ枠32には、
That is, when the ambient temperature rises, for example, t ° C., the holder frame 32 is

【0063】[0063]

【数4】△L4 =L4 ×α4 ×t なる熱膨張△L4 が生じる。また、ホルダ枠33の熱膨
張△L5 は、
## EQU4 ## A thermal expansion ΔL4 of ΔL4 = L4 × α4 × t occurs. The thermal expansion ΔL5 of the holder frame 33 is

【0064】[0064]

【数5】△L5 =L5 ×α5 ×t となり、シャフトホルダ31全体の熱膨張△LT は、## EQU5 ## ΔL5 = L5 × α5 × t, and the thermal expansion ΔLT of the entire shaft holder 31 is

【0065】[0065]

【数6】△L4 >△LT >△L5 となるように、ホルダ枠32が弾性的に圧縮され、ホル
ダ枠33が弾性的に伸び変形し、シャフトホルダ31全
体の熱膨張△LT は、ホルダ枠32の熱膨張△L4 とホ
ルダ枠33の熱膨張△L5 との中間値をとることにな
る。
## EQU6 ## The holder frame 32 is elastically compressed so that the holder frame 33 is elastically expanded and deformed so that ΔL4>ΔLT> ΔL5, and the thermal expansion ΔLT of the entire shaft holder 31 is It takes an intermediate value between the thermal expansion ΔL4 of the frame 32 and the thermal expansion ΔL5 of the holder frame 33.

【0066】この場合、ホルダ枠32,33の材質(熱
膨張率α4 ,α5 および弾性係数)等を適宜に組合せる
ことによって、シャフトホルダ31全体の熱膨張△LT
を超磁歪シャフト10の熱膨張△L1 (前記数1の式参
照)に近似または一致させることができる。
In this case, the thermal expansion ΔLT of the entire shaft holder 31 can be obtained by appropriately combining the materials of the holder frames 32 and 33 (coefficients of thermal expansion α4 and α5 and elastic coefficient).
Can be approximated or matched with the thermal expansion .DELTA.L1 (see the equation of the above-mentioned equation 1) of the giant magnetostrictive shaft 10.

【0067】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第1の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができるが、特に本実施例では、ホルダ枠32,33
と超磁歪シャフト10との間に燃料が流出,入される空
間(収容空間32D,33D)が形成されるので、この
空間に燃料を流通させることにより、電磁コイル14を
内側から冷却でき、シャフトホルダ31と超磁歪シャフ
ト10とに温度差が生じるのをより効果的に防止するこ
とができる。
Thus, the present embodiment having such a structure can obtain substantially the same effects as the first embodiment, but particularly in this embodiment, the holder frames 32, 33 are provided.
Since the space (accommodation spaces 32D and 33D) into which the fuel flows out and enters is formed between the supermagnetostrictive shaft 10 and the giant magnetostrictive shaft 10, the electromagnetic coil 14 can be cooled from the inside by circulating the fuel in this space. It is possible to more effectively prevent the temperature difference between the holder 31 and the giant magnetostrictive shaft 10.

【0068】なお、前記第1の実施例では、第1のホル
ダ筒12と第2のホルダ筒13をレーザ溶接によって接
合すると説明したが、本発明はこれに限らず、例えば第
1のホルダ筒と第2のホルダ筒とをねじ等の締着手段を
用いて接合してもよい。また、第1,第2のホルダ筒は
必ずしも金属材料で形成する必要はなく、例えば金属材
料とセラミック材料または樹脂材料等を組合せることに
より構成してもよく、シャフトホルダを3個以上のホル
ダ筒を軸方向で互いに接合することによって構成しても
よい。
In the first embodiment described above, the first holder cylinder 12 and the second holder cylinder 13 are joined by laser welding, but the present invention is not limited to this. For example, the first holder cylinder The second holder cylinder and the second holder cylinder may be joined by using a fastening means such as a screw. Further, the first and second holder cylinders do not necessarily have to be formed of a metal material, and may be configured by combining, for example, a metal material and a ceramic material or a resin material, and a shaft holder having three or more holders. It may be configured by joining the tubes to each other in the axial direction.

【0069】また、前記第2の実施例では、ホルダ枠3
2,33が共に金属材料から構成される場合を例示した
が、この場合も金属材料とセラミック材料または樹脂材
料等との組合せが可能である。
In the second embodiment, the holder frame 3
Although the case where both 2 and 33 are made of a metal material is illustrated, also in this case, a combination of a metal material and a ceramic material or a resin material or the like is possible.

【0070】さらに、前記各実施例では、外開き式の弁
体5を用いた超磁歪式噴射弁を例に挙げて説明したが、
本発明はこれに限らず、例えば内開き式の弁体を用いた
超磁歪式噴射弁に適用してもよく、この場合には磁場が
かけられたときに軸方向に縮小変形する超磁歪シャフト
を用いればよい。
Further, in each of the above embodiments, the giant magnetostrictive injection valve using the valve element 5 of the outward opening type has been described as an example.
The present invention is not limited to this, and may be applied to, for example, a giant magnetostrictive injection valve using an inward opening type valve body, and in this case, a giant magnetostrictive shaft that undergoes contraction deformation in the axial direction when a magnetic field is applied. Can be used.

【0071】さらにまた、本発明の超磁歪式アクチュエ
ータは、超磁歪式噴射弁に適用したものに限らず、例え
ば電磁式開閉弁等の電磁ソレノイドに替えて当該超磁歪
式アクチュエータを用いてもよく、この場合には駆動対
象物となるスプール弁体やポペット弁体等に超磁歪ロッ
ドの一端側を取付けるようにすればよい。また、ディス
クブレーキ等に適用してもよく、この場合には超磁歪シ
ャフトの伸縮変形を摩擦パッドに伝えてディスクに制動
力を付与する構成とすればよい。
Furthermore, the giant magnetostrictive actuator of the present invention is not limited to the one applied to the giant magnetostrictive injection valve, but the giant magnetostrictive actuator may be used instead of an electromagnetic solenoid such as an electromagnetic on-off valve. In this case, the one end side of the giant magnetostrictive rod may be attached to the spool valve body, the poppet valve body or the like which is the object to be driven. Further, it may be applied to a disc brake or the like, and in this case, the expansion / contraction deformation of the giant magnetostrictive shaft may be transmitted to the friction pad to apply a braking force to the disc.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項1に記載の発
明によれば、シャフトホルダを熱膨張率が異なる複数の
部材を組合せることによって構成したから、超磁歪シャ
フトが電磁コイルの発熱等によって熱膨張したときで
も、シャフトホルダを構成する各部材の材質や形状(長
さ寸法)等を適宜に選択することにより、シャフトホル
ダ全体の熱膨張を超磁歪シャフトの熱膨張に対応させる
ことができ、シャフトホルダの熱膨張を、単一の材料で
形成する場合に比較して容易に超磁歪シャフトの熱膨張
に近似または一致させることができる。
As described in detail above, according to the first aspect of the invention, the shaft holder is formed by combining a plurality of members having different thermal expansion coefficients, so that the giant magnetostrictive shaft generates heat from the electromagnetic coil. Even when thermal expansion occurs due to, etc., the thermal expansion of the entire shaft holder can be made compatible with the thermal expansion of the giant magnetostrictive shaft by appropriately selecting the material and shape (length dimension) of each member constituting the shaft holder. Therefore, the thermal expansion of the shaft holder can be easily approximated or matched with the thermal expansion of the giant magnetostrictive shaft as compared with the case where the shaft holder is formed of a single material.

【0073】そして、超磁歪シャフトが軸方向に熱膨張
したときには、シャフトホルダもほぼ同様に熱膨張する
ようになり、この熱膨張分で超磁歪シャフトの熱膨張に
よる駆動対象物の変位を相殺でき、特性不良等の発生を
効果的に防止できる。また、超磁歪式噴射弁等に適用し
たときには、弁体のリフト量が熱膨張によって変化する
のを防止でき、シール不良等の発生もなくすことができ
る。
When the giant magnetostrictive shaft thermally expands in the axial direction, the shaft holder also thermally expands in substantially the same manner, and this thermal expansion can offset the displacement of the driven object due to the thermal expansion of the giant magnetostrictive shaft. Therefore, it is possible to effectively prevent the occurrence of characteristic defects and the like. Further, when applied to a giant magnetostrictive injection valve or the like, it is possible to prevent the lift amount of the valve body from changing due to thermal expansion, and it is possible to eliminate the occurrence of defective sealing.

【0074】また、請求項2の発明によれば、前記シャ
フトホルダをケーシングに固定される第1のホルダ筒
と、該第1のホルダ筒の他端側に接合され、他端側が前
記超磁歪シャフトの他端側に係合する第2のホルダ筒と
から構成することにより、各ホルダ筒の素材やシャフト
ホルダ全体に占める各ホルダ筒の寸法割合を変化させる
ことによって、シャフトホルダ全体の熱膨張を容易に調
整することができる。
According to a second aspect of the present invention, the shaft holder is fixed to the casing with a first holder cylinder and the other end side of the first holder cylinder is joined to the other end side of the supermagnetostriction. By configuring the second holder cylinder that engages with the other end of the shaft, the thermal expansion of the entire shaft holder can be performed by changing the material of each holder cylinder and the dimensional ratio of each holder cylinder to the entire shaft holder. Can be easily adjusted.

【0075】一方、請求項3の発明によれば、シャフト
ホルダを、一端側が前記ケーシングに固定される固定部
となり、他端側が超磁歪シャフトの他端側に係合する係
合部となった第1のホルダ部材と、該第1のホルダ部材
よりも熱膨張率が小さい材料によって形成され、一端側
が前記ケーシングに固定される固定部となり、他端側が
該第1のホルダ部材の係合部に外側から当接するストッ
パ部となった第2のホルダ部材とから構成することによ
り、第2のホルダ部材で第1のホルダ部材の熱膨張を規
制でき、シャフトホルダ全体の熱膨張が第1のホルダ部
材の熱膨張と第2のホルダ部材の熱膨張との中間値とな
るように調整することができる。
On the other hand, according to the invention of claim 3, one end of the shaft holder serves as a fixing portion fixed to the casing, and the other end thereof serves as an engaging portion for engaging with the other end of the giant magnetostrictive shaft. A first holder member and a material having a coefficient of thermal expansion smaller than that of the first holder member, one end side being a fixing portion fixed to the casing, and the other end side being an engaging portion of the first holder member. Since the second holder member serves as a stopper portion that comes into contact with the outside from the outside, the second holder member can regulate the thermal expansion of the first holder member, and the thermal expansion of the entire shaft holder is reduced to the first. It can be adjusted to an intermediate value between the thermal expansion of the holder member and the thermal expansion of the second holder member.

【0076】さらに、請求項4に記載の発明のように、
前記ケーシングと超磁歪シャフトとの間に加圧流体の流
路を形成し、この流体をケーシング外に吐出させるべ
く、前記駆動対象物を前記ケーシング外に突出する外開
き式の弁体によって構成することによって、ケーシング
内を流通する加圧流体によって電磁コイルを冷却するこ
とができ、シャフトホルダと超磁歪シャフトに温度差が
生じるのを防止することができる。
Further, as in the invention described in claim 4,
A flow path for a pressurized fluid is formed between the casing and the giant magnetostrictive shaft, and the driven object is constituted by an outward-opening type valve body protruding outside the casing in order to discharge the fluid to the outside of the casing. As a result, the electromagnetic coil can be cooled by the pressurized fluid flowing in the casing, and the temperature difference between the shaft holder and the giant magnetostrictive shaft can be prevented.

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

【図1】本発明の第1の実施例による超磁歪式噴射弁を
示す縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a giant magnetostrictive injection valve according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1中のシャフトホルダを示す拡大縦断面図で
ある。
FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view showing the shaft holder in FIG.

【図3】弁体のリフト量と噴射パルスとの関係を示す特
性線図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between a valve lift amount and an injection pulse.

【図4】シャフトホルダの材質を替えた状態での超磁歪
式噴射弁の駆動時間と弁体のリフト量との関係を示す特
性線図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a drive time of a giant magnetostrictive injection valve and a lift amount of a valve body in a state where a material of a shaft holder is changed.

【図5】第2の実施例による超磁歪式噴射弁を示す縦断
面図である。
FIG. 5 is a vertical sectional view showing a giant magnetostrictive injection valve according to a second embodiment.

【図6】図5中のシャフトホルダを拡大して示す分解斜
視図である。
FIG. 6 is an exploded perspective view showing a shaft holder in FIG. 5 in an enlarged manner.

【図7】図5中のシャフトホルダを拡大して示す正面図
である。
FIG. 7 is an enlarged front view of the shaft holder in FIG.

【図8】図7に示すシャフトホルダの底面図である。8 is a bottom view of the shaft holder shown in FIG. 7. FIG.

【図9】図7に示すシャフトホルダの平面図である。9 is a plan view of the shaft holder shown in FIG. 7. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ケーシング 1E 燃料の流通穴 2 バルブガイド 3 スペーサ筒 4 弁座部材 4E 弁座部 5 弁体(駆動対象物) 6 弁ばね 7 ばね受部材 8 スペーサ 9 設定ばね 10 超磁歪シャフト 11,31 シャフトホルダ 12 第1のホルダ筒 12A フランジ部 13 第2のホルダ筒 13A 係合部 14 電磁コイル 15 コイルボビン 17 蓋体 32 ホルダ枠(第1のホルダ部材) 32A,33A 腕部 32B 係合部 32C,33C 固定部 32D,33D 収容空間 33 ホルダ枠(第2のホルダ部材) 33B ストッパ部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Casing 1E Fuel flow hole 2 Valve guide 3 Spacer cylinder 4 Valve seat member 4E Valve seat 5 Valve body (object to be driven) 6 Valve spring 7 Spring receiving member 8 Spacer 9 Setting spring 10 Giant magnetostrictive shaft 11, 31 Shaft holder 12 1st holder cylinder 12A Flange part 13 2nd holder cylinder 13A Engagement part 14 Electromagnetic coil 15 Coil bobbin 17 Lid body 32 Holder frame (1st holder member) 32A, 33A Arm part 32B Engagement part 32C, 33C fixed. Part 32D, 33D Storage space 33 Holder frame (second holder member) 33B Stopper part

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 筒状のケーシングと、該ケーシング内に
軸方向に伸長して設けられ、磁場が作用することにより
伸縮する超磁歪シャフトと、該超磁歪シャフトによって
軸方向に駆動されるように、前記ケーシングの一端側に
変位可能に設けられる駆動対象物と、前記ケーシング内
で超磁歪シャフトを位置決めすべく軸方向に伸長し、一
端側が前記ケーシングに固定され、他端側が前記超磁歪
シャフトの他端側に係合するシャフトホルダと、該シャ
フトホルダとケーシングとの間に設けられ、前記超磁歪
シャフトに磁場を作用させる電磁コイルとを備え、前記
シャフトホルダは、前記超磁歪シャフトの熱膨張による
変位を吸収するように、熱膨張率が異なる複数の部材を
組合せることによって構成してなる超磁歪式アクチュエ
ータ。
1. A cylindrical casing, a giant magnetostrictive shaft that is provided in the casing so as to extend in the axial direction and expands and contracts by the action of a magnetic field, and is driven in the axial direction by the giant magnetostrictive shaft. , A driving object displaceably provided on one end side of the casing and extending in the axial direction to position the giant magnetostrictive shaft in the casing, one end side being fixed to the casing, the other end side of the giant magnetostrictive shaft. A shaft holder that engages with the other end side, and an electromagnetic coil that is provided between the shaft holder and the casing and applies a magnetic field to the super magnetostrictive shaft are provided, and the shaft holder has thermal expansion of the super magnetostrictive shaft. A giant magnetostrictive actuator configured by combining a plurality of members having different coefficients of thermal expansion so as to absorb the displacement caused by.
【請求項2】 前記シャフトホルダは、一端側が開口端
となって前記ケーシングに固定される第1のホルダ筒
と、一端側が該第1のホルダ筒の他端側に接合され、他
端側が閉塞端となって前記超磁歪シャフトの他端側に係
合する第2のホルダ筒とから熱膨張率の異なる2部材に
よって構成してなる請求項1に記載の超磁歪式アクチュ
エータ。
2. The shaft holder has a first holder cylinder fixed to the casing with one end side being an open end, one end side joined to the other end side of the first holder cylinder, and the other end side closed. The giant magnetostrictive actuator according to claim 1, wherein the giant magnetostrictive actuator comprises two members having different coefficients of thermal expansion from a second holder cylinder that becomes an end and engages with the other end side of the giant magnetostrictive shaft.
【請求項3】 前記シャフトホルダは、一端側が前記ケ
ーシングに固定される固定部となり、他端側が超磁歪シ
ャフトの他端側に係合する係合部となった第1のホルダ
部材と、該第1のホルダ部材よりも熱膨張率が小さい材
料によって形成され、一端側が前記ケーシングに固定さ
れる固定部となり、他端側が該第1のホルダ部材の係合
部に外側から当接するストッパ部となった第2のホルダ
部材とから構成してなる請求項1に記載の超磁歪式アク
チュエータ。
3. A first holder member, wherein the shaft holder has one end serving as a fixing portion fixed to the casing, and the other end serving as an engaging portion engaging with the other end of the giant magnetostrictive shaft, A stopper portion formed of a material having a smaller thermal expansion coefficient than that of the first holder member, one end side being a fixing portion fixed to the casing, and the other end side being in contact with the engaging portion of the first holder member from the outside. The giant magnetostrictive actuator according to claim 1, wherein the giant magnetostrictive actuator comprises a second holder member.
【請求項4】 前記ケーシングと超磁歪シャフトとの間
には加圧流体の流路を形成し、この流体をケーシング外
に吐出させるべく、前記駆動対象物は前記ケーシング外
に突出する外開き式の弁体により構成してなる請求項
1,2または3に記載の超磁歪式アクチュエータ。
4. An outward-opening type in which the driven object projects to the outside of the casing to form a flow path of a pressurized fluid between the casing and the giant magnetostrictive shaft, and to discharge the fluid to the outside of the casing. The giant magnetostrictive actuator according to claim 1, wherein the giant magnetostrictive actuator is configured by the valve body.
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