JPH10313578A - Piezoelectric actuator - Google Patents

Piezoelectric actuator

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JPH10313578A
JPH10313578A JP9119526A JP11952697A JPH10313578A JP H10313578 A JPH10313578 A JP H10313578A JP 9119526 A JP9119526 A JP 9119526A JP 11952697 A JP11952697 A JP 11952697A JP H10313578 A JPH10313578 A JP H10313578A
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terminal
piezo
actuator
electrode plate
terminals
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Toshiharu Oki
俊治 大木
Masahiko Iiizumi
雅彦 飯泉
Takayuki Arai
孝之 荒井
Takashi Fukuda
隆 福田
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the strength of each terminal as a whole, to prevent fracture against external force, for example, vibration, and at the same time to facilitate connecting work, by alternately laminating a plate-shaped piezoelectric element and an electrode plate, and by connecting the terminals being radially extended and provided from each electrode plate to interconnecting longerons. SOLUTION: An actuator 12 is cylindrically formed by laminating a plurality of disk-shaped piezoelectric elements and positive and negative electrodes alternately, and an end plate 15 and a piston 18 are provided at the end part of a back side and a tip side, respectively. A pair of terminals is provided on the electrode plate of the positive electrode toward outside with an interval of 180 deg.. Also, a pair of terminals is provided on the electrode plate of the negative electrode and are directed with an interval of 90 deg. each other. A longeron 32 consisting of a U-shaped conductive material is mounted to each terminal line, a groove part 32a is formed in axial direction on the outer surface of the longeron, and the longeron 32 is electrically connected to each terminal, for example, by soldering, thus continuing conduction to the other electrodes and elements even when one portion of the terminal is broken and damaged.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、燃料噴射弁等に
用いられるピエゾアクチュエータの改良に関する。
The present invention relates to an improvement of a piezo actuator used for a fuel injection valve or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】筒内燃料噴射方式の火花点火式内燃機関
に適用する燃料噴射弁には高度の応答性及び開閉精度が
求められる。このような要求に応える燃料噴射弁とし
て、ピエゾアクチュエータに信号電流を供給して伸縮さ
せることにより針弁の開閉を制御するようにしたものが
知られている。
2. Description of the Related Art A fuel injection valve applied to an in-cylinder fuel injection type spark ignition type internal combustion engine is required to have high responsiveness and high opening / closing accuracy. As a fuel injection valve that meets such a demand, a fuel injection valve that controls the opening and closing of a needle valve by supplying a signal current to a piezo actuator to expand and contract the needle valve is known.

【0003】ピエゾアクチュエータは、円盤状のピエゾ
素子と正負の電極板とを交互に多数積層して形成されて
おり、電極板から延設された端子を介して通電を制御す
ることにより伸縮変位させることができる(特開平5−
121791号公報参照)。
A piezo actuator is formed by laminating a large number of disk-shaped piezo elements and positive and negative electrode plates alternately, and performs expansion and contraction displacement by controlling energization via terminals extending from the electrode plates. (Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 121791).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来のピエゾアクチュ
エータでは、電極板から延設された端子を正極または負
極同士で隣接するものにハンダ付けにより逐次連結し、
端部に位置する端子に接続したリード線によりすべての
ピエゾ素子に通電を行う構成となっている。
In a conventional piezo actuator, a terminal extended from an electrode plate is sequentially connected by soldering to a terminal adjacent to each other between a positive electrode and a negative electrode.
All the piezo elements are energized by lead wires connected to terminals located at the ends.

【0005】ところが、このため1カ所でも端子の連結
部分が剥がれたり端子が折れたりすると、そこから先の
電極及び素子には通電できなくなってしまうという問題
が生じる。端子は通常は1つの電極毎に複数設けられて
いるので、そのうちの1つの端子が折損したとしてもた
だちに通電ができなくなるわけではないが、ピエゾアク
チュエータではその変位による伸縮動作や電極板の歪
み、さらには振動等が作用するので端子の折損を起こし
やすく、しかも端子同士の接続箇所が多数に及ぶので、
確実な信頼性を得るために改善すべき余地が大きいとい
える。
However, for this reason, if the connecting portion of the terminal is peeled off or the terminal is broken even in one place, there arises a problem that it becomes impossible to supply current to the electrodes and elements thereafter. Normally, a plurality of terminals are provided for each electrode. Therefore, even if one of the terminals is broken, current does not necessarily stop immediately.However, in the case of a piezo actuator, the expansion / contraction operation due to the displacement, distortion of the electrode plate, In addition, vibrations and the like act, so that the terminals are easily broken.Moreover, there are many connection points between the terminals,
It can be said that there is much room for improvement in order to obtain reliable reliability.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、板状
のピエゾ素子と電極板とを交互に積層してなるアクチュ
エータにおいて、各電極板から放射状に延設した端子を
相互に連結する縦通部材を設け、この縦通部材を介して
各電極板に通電するように図る。
According to a first aspect of the present invention, in an actuator in which plate-shaped piezo elements and electrode plates are alternately stacked, terminals extending radially from each electrode plate are connected to each other. A longitudinal member is provided, and electric current is applied to each electrode plate via the longitudinal member.

【0007】請求項2の発明は、上記発明の端子を、電
極板から放射状に延びる腕部とこの腕部の先端から腕部
に対して略直角方向に延びる突起部とを有すると共に、
縦通部材は前記腕部が嵌合する溝部を有し、溝部に各電
極板の端子を挿通した状態で縦通部材の表面側に端子突
起部を接合した構成とする。
According to a second aspect of the present invention, the terminal of the present invention has an arm extending radially from the electrode plate and a projection extending from the tip of the arm in a direction substantially perpendicular to the arm.
The longitudinal member has a groove in which the arm is fitted, and a terminal protrusion is joined to the surface of the longitudinal member in a state where the terminal of each electrode plate is inserted into the groove.

【0008】請求項3の発明は、上記発明の縦通部材
を、ピエゾ素子の外周面に絶縁状態で着座する脚部を設
けた構成とする。
According to a third aspect of the present invention, the longitudinal member according to the above aspect of the invention has a configuration in which legs are provided on an outer peripheral surface of the piezo element in a state of being insulated.

【0009】請求項4の発明は、上記脚部の高さをアク
チュエータ全長の1.5%以上に設定したものとする。
According to a fourth aspect of the present invention, the height of the leg is set to 1.5% or more of the entire length of the actuator.

【0010】請求項5の発明は、上記縦通部材を、ピエ
ゾ素子の変位方向に沿って伸縮自在な弾性部材で形成し
たものとする。
According to a fifth aspect of the present invention, the longitudinal member is formed of an elastic member that can expand and contract along the direction of displacement of the piezo element.

【0011】請求項6の発明は、上記発明の電極板を、
ピエゾ素子の円周方向に沿って交互に突出する複数組の
端子を有するものとする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the electrode plate of the above invention,
It is assumed that the terminal has a plurality of sets of terminals alternately protruding along the circumferential direction of the piezo element.

【0012】請求項7の発明は、上記発明において正負
の電極をそれぞれ円周上180間隔で2個の端子を有す
る構成とすると共に、正極の端子と負極の端子とは円周
上90度間隔で配置したものとする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the above-mentioned invention, the positive and negative electrodes each have two terminals at 180 intervals on the circumference, and the positive and negative electrodes are 90 degrees apart from each other on the circumference. It is assumed that they are arranged in.

【0013】請求項8の発明は、上記発明において、ピ
エゾ素子を包囲すると共に正負電極の各縦通部材を保持
する円筒状部材を絶縁体で形成すると共に、この絶縁体
の周囲に金属皮膜を形成したものとする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the above invention, a cylindrical member surrounding the piezo element and holding each of the longitudinal members of the positive and negative electrodes is formed of an insulator, and a metal film is formed around the insulator. It shall be formed.

【0014】請求項9の発明は、上記円筒状部材を、そ
の一方の端部をアクチュエータ端部に設けられる端板に
固定した構成とする。
According to a ninth aspect of the present invention, the cylindrical member has one end fixed to an end plate provided at an end of the actuator.

【0015】[0015]

【作用・効果】請求項1以下の各発明によれば、アクチ
ュエータの伸縮方向に多数配列された電極板は、それぞ
れの端子が、隣接するもの同士ではなく、縦通部材に接
続していることから、仮に一部の端子が折損するような
ことがあっても他の電極及び素子への通電がとぎれてし
まうようなことがなく、また縦通部材により各端子が共
通に保持された構成となることから全体として端子の強
度が向上し、振動等の外力に対して破損しにくくなる。
これらにより、ピエゾアクチュエータの信頼性が極めて
高いものとなる。
According to the first and second aspects of the present invention, a large number of electrode plates arranged in the direction of expansion and contraction of the actuator have their terminals connected to the longitudinal members instead of adjacent ones. Therefore, even if some of the terminals are broken, the current to other electrodes and elements is not interrupted, and each terminal is held in common by a longitudinal member. Therefore, the strength of the terminal is improved as a whole, and the terminal is hardly damaged by external force such as vibration.
As a result, the reliability of the piezo actuator becomes extremely high.

【0016】請求項2の発明によれば、縦通部材の溝部
を通して端子突起部が縦通部材の外側面に露出するの
で、端子と縦通部材をハンダ付け等により接続するとき
の作業が容易であり、優れた生産性が得られる。
According to the second aspect of the present invention, the terminal projection is exposed on the outer surface of the longitudinal member through the groove of the longitudinal member, so that the operation for connecting the terminal and the longitudinal member by soldering or the like is easy. And excellent productivity can be obtained.

【0017】請求項3の発明によれば、縦通部材がその
脚部によりピエゾ素子の外側に乗った状態で各電極端子
に嵌合するので、端子と縦通部材とを接続するときの作
業性がより向上する。
According to the third aspect of the present invention, since the longitudinal member is fitted to each electrode terminal in a state of being mounted on the outside of the piezo element by its leg, the work when connecting the terminal and the longitudinal member is performed. The performance is further improved.

【0018】請求項4の発明によれば、上記縦通部材の
脚部の高さをアクチュエータ長の1.5%以上と長くと
ったことにより、アクチュエータが伸縮変位するときの
電極端子の歪み方向の変形しろが十分に確保されること
になり、これにより端子の破損をより確実に防止でき
る。
According to the fourth aspect of the present invention, the height of the leg portion of the longitudinal member is set to be 1.5% or more of the actuator length, so that the direction of distortion of the electrode terminal when the actuator expands and contracts. Is sufficiently secured, thereby making it possible to more reliably prevent the terminal from being damaged.

【0019】請求項5の発明によれば、縦通部材がピエ
ゾ素子の変位方向に沿って伸縮自在であるので、端子と
の接続部分も素子の変位に伴って容易に変位し、したが
って伸縮時に端子に無理な力が作用するのを回避してそ
の耐久性を向上できる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the longitudinal member can expand and contract along the direction of displacement of the piezo element, the connection portion with the terminal is also easily displaced with the displacement of the element. The terminal can be prevented from being subjected to excessive force and its durability can be improved.

【0020】請求項6または請求項7の発明によれば、
正負電極の端子がピエゾ素子の周囲に交互に位置するよ
うに複数箇所にあるので、強い振動等の外力または慣性
力がピエゾ素子に側方から作用して一方向に変形し、こ
れにより何れかの端子が破損するようなことがあっても
他方側の端子により通電が確保されるので、振動等に対
する信頼性が一層向上する。
According to the invention of claim 6 or claim 7,
Since the terminals of the positive and negative electrodes are located at a plurality of locations alternately around the piezo element, external force such as strong vibration or inertia force acts on the piezo element from the side and deforms in one direction. Even if one of the terminals is damaged, the power supply is ensured by the terminal on the other side, so that the reliability against vibration and the like is further improved.

【0021】請求項8の発明によれば、円筒状部材に保
持されることで縦通部材の強度が向上すると共に、円筒
状部材外周を覆う金属皮膜により素子及び電極からのノ
イズが外部に放射されるのを防止できる。
According to the invention of claim 8, the strength of the longitudinal member is improved by being held by the cylindrical member, and noise from the element and the electrode is radiated to the outside by the metal film covering the outer periphery of the cylindrical member. Can be prevented.

【0022】請求項9の発明によれば、上記円筒状部材
の一端がアクチュエータ端部の端板に固定されているの
で、円筒状部材の保持強度を確保してより耐久性の高い
ものとすることができる。
According to the ninth aspect of the present invention, one end of the cylindrical member is fixed to the end plate at the end of the actuator, so that the holding strength of the cylindrical member is ensured and the durability is higher. be able to.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明のいくつかの実施形
態につき図面を示して説明する。図1は第1の実施形態
としてのピエゾアクチュエータを適用した燃料噴射弁1
の概略断面構造を示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Some embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a fuel injection valve 1 to which a piezo actuator as a first embodiment is applied.
1 shows a schematic cross-sectional structure.

【0024】燃料噴射弁1は、筒状の本体11の内部に
アクチュエータ12が収装されるとともに、この本体1
1の先端部には、内部に針弁13を収装したノズルボデ
ィ14が設けられている。
In the fuel injection valve 1, an actuator 12 is housed inside a cylindrical main body 11, and the main body 1
A nozzle body 14 in which a needle valve 13 is housed is provided at the front end of the nozzle body 1.

【0025】アクチュエータ12は、詳細は後述する
が、薄板状のピエゾ素子を多数積層して円柱状に形成さ
れている。その背後側の端部に設けられた端板15は、
本体11に嵌合したキャップ16に対してボール17を
介して位置決めされている。先端側にはピストン18が
設けられており、このピストン18は本体内に形成され
たシリンダ部19にシールリング20を介して油密的に
かつ摺動可能に嵌合している。
As will be described later in detail, the actuator 12 is formed in a columnar shape by laminating a number of thin plate-shaped piezo elements. The end plate 15 provided at the rear end thereof is
Positioned via a ball 17 with respect to a cap 16 fitted to the main body 11. A piston 18 is provided on the distal end side, and the piston 18 is fitted in a cylinder portion 19 formed in the main body via a seal ring 20 in an oil-tight and slidable manner.

【0026】ピストン18の前方にはシリンダ部19と
の間に圧力室21が画成されており、この圧力室21に
収装された皿ばね22の張力によりピストン18は背後
方向に付勢されている。
A pressure chamber 21 is defined in front of the piston 18 and between the cylinder section 19 and the piston 18 is urged rearward by the tension of a disc spring 22 housed in the pressure chamber 21. ing.

【0027】ノズルボディ14にはその先端部に開口し
た噴孔23を開閉する針弁13が収装されている。この
針弁13は、基端部が太径のピストン部24となってお
り、このピストン部24がホルダ内周に形成されたシリ
ンダ部25に沿って摺動可能に保持されている。ピスト
ン部24の背後部に画成された圧力室26にはコイルス
プリング27が介装されており、このスプリング27の
張力により針弁13は閉弁方向に付勢されている。
A needle valve 13 for opening and closing a nozzle hole 23 opened at the tip of the nozzle body 14 is housed therein. The needle valve 13 has a large-diameter piston portion 24 at its base end, and the piston portion 24 is slidably held along a cylinder portion 25 formed on the inner periphery of the holder. A coil spring 27 is interposed in a pressure chamber 26 defined behind the piston portion 24, and the needle valve 13 is urged in a valve closing direction by the tension of the spring 27.

【0028】ピストン部24よりも前方のノズルボディ
14内の空間は燃料室28となっており、この燃料室2
8には燃料供給口29に接続した燃料通路31を介して
所定圧力に調圧された燃料が供給される。また背後の圧
力室26は通路30を介してその背後の圧力室21と連
通している。
The space inside the nozzle body 14 ahead of the piston portion 24 is a fuel chamber 28, and this fuel chamber 2
The fuel 8 is supplied with fuel adjusted to a predetermined pressure through a fuel passage 31 connected to a fuel supply port 29. The rear pressure chamber 26 communicates with the rear pressure chamber 21 via a passage 30.

【0029】この燃料噴射弁では、図示しない燃料噴射
制御回路により、例えば内燃機関の回転数及び吸入空気
量をパラメータとして燃料噴射量を決定し、該燃料噴射
量に相当するパルス幅を有する噴射信号をアクチュエー
タ12に付与して燃料噴射を行わせる。
In this fuel injection valve, a fuel injection amount is determined by a fuel injection control circuit (not shown) using, for example, the rotation speed of the internal combustion engine and the intake air amount as parameters, and an injection signal having a pulse width corresponding to the fuel injection amount is determined. Is applied to the actuator 12 to perform fuel injection.

【0030】このような噴射信号が入力したときの燃料
噴射弁1の作動の詳細は次のとおりである。まず、この
燃料噴射弁1では、非噴射時にはアクチュエータ12は
伸張状態にあり、圧力室21の容積を小さく保ってい
る。燃料室28に供給されている燃料の圧力は、針弁ピ
ストン部24とシリンダ部25との間の摺動間隙を介し
て圧力室26及び21にも作用しているため、針弁13
の前後圧力は平衡しており、したがって針弁13はスプ
リング27の張力により閉弁保持されている。
The details of the operation of the fuel injection valve 1 when such an injection signal is input are as follows. First, in the fuel injection valve 1, the actuator 12 is in an extended state during non-injection, and the volume of the pressure chamber 21 is kept small. The pressure of the fuel supplied to the fuel chamber 28 also acts on the pressure chambers 26 and 21 via the sliding gap between the needle valve piston portion 24 and the cylinder portion 25.
, The needle valve 13 is held closed by the tension of the spring 27.

【0031】この状態から圧縮方向への駆動信号が印加
されると、アクチュエータ12及びピストン19は速や
かに所期の位置にまで収縮するため、圧力室21はその
容積を拡大して圧力を低下させる。この圧力低下は通路
30を介して直ちに針弁背後の圧力室26に伝えられる
が、このとき針弁ピストン部24とシリンダ部25との
間の摺動間隙がオリフィスとして作用するので、圧力室
26の圧力低下に対して燃料室28の圧力変化に遅れを
生じ、燃料室28は相対的に高圧になる。このピストン
部24の前後圧力差に基づき、針弁13はスプリング2
7に抗して背後方向にリフト作動し、噴孔23を開放し
て燃料噴射を行う。
When a drive signal in the compression direction is applied from this state, the actuator 12 and the piston 19 contract immediately to the desired position, so that the pressure chamber 21 expands its volume and reduces the pressure. . This pressure drop is immediately transmitted to the pressure chamber 26 behind the needle valve via the passage 30. At this time, the sliding gap between the needle valve piston portion 24 and the cylinder portion 25 acts as an orifice. The pressure change in the fuel chamber 28 is delayed with respect to the pressure drop, and the fuel chamber 28 becomes relatively high in pressure. Based on the pressure difference between the front and rear of the piston portion 24, the needle valve 13
7, the lift operation is performed in the rearward direction to open the injection hole 23 to perform the fuel injection.

【0032】そのときの要求燃料噴射量に応じて定めら
れた時間が経過した後に再びアクチュエータ12を伸張
させると、これにより圧力室21及び26の圧力が上昇
するため針弁13が閉弁方向に移動して燃料噴射は終了
する。非噴射時の針弁13の閉弁状態は上述のようにピ
ストン24前後の圧力平衡状態により保持される。
When the actuator 12 is extended again after a time determined in accordance with the required fuel injection amount at that time, the pressure in the pressure chambers 21 and 26 rises, so that the needle valve 13 moves in the valve closing direction. Then, the fuel injection ends. The closed state of the needle valve 13 during non-injection is maintained by the pressure equilibrium state before and after the piston 24 as described above.

【0033】ところで、こうした燃料噴射弁1におい
て、既述したようにアクチュエータ12の電極が振動等
により破損して部分的に作動しない素子が生じるとその
分だけ伸縮変位量が減少してしまうため、噴射信号に対
応した燃料噴射量が得られなくなる。本発明は、このよ
うな電極の破損に原因する作動不良を起こさないピエゾ
アクチュエータを得ることを目的としており、そのため
の具体的な構成例としては図2以下に示した通りであ
る。
By the way, in such a fuel injection valve 1, as described above, if an electrode of the actuator 12 is damaged by vibration or the like and an element that does not operate partially occurs, the amount of expansion / contraction displacement is reduced by that amount. The fuel injection amount corresponding to the injection signal cannot be obtained. An object of the present invention is to obtain a piezo actuator which does not cause a malfunction due to such damage of the electrode, and a specific configuration example for that is as shown in FIG.

【0034】図2または図3において、アクチュエータ
12は円盤状のピエゾ素子と正負の電極とを交互に多数
積層した構造からなっており、正極の電極板には外側に
向けて180度間隔で1対の端子12Aが、負極の電極
板には同じく1対の端子12Bが設けられ、かつ正負の
各端子12Aと12Bは互いに90度間隔となるように
向きが決められている。
2 or 3, the actuator 12 has a structure in which a large number of disk-shaped piezo elements and positive and negative electrodes are alternately stacked. A pair of terminals 12A is provided on the negative electrode plate, and a pair of terminals 12B is provided on the negative electrode plate, and the positive and negative terminals 12A and 12B are oriented so as to be 90 degrees apart from each other.

【0035】アクチュエータ12の軸方向に多数配列さ
れた各端子12Aまたは12Bを相互に連結するよう
に、各端子列には略コの字断面形状を有する導電性材料
からなる縦通部材32が取り付けられる。縦通部材32
の外側面には軸方向にスリット状の溝部32aが形成さ
れており、この溝部32aを介してのハンダ付け等によ
り縦通部材32と端子12Aまたは端子12Bとが電気
的に接続される。
A longitudinal member 32 made of a conductive material having a substantially U-shaped cross section is attached to each terminal row so as to interconnect a large number of terminals 12A or 12B arranged in the axial direction of the actuator 12. Can be Longitudinal member 32
A slit-shaped groove 32a is formed in the outer surface of the vertical direction, and the longitudinal member 32 and the terminal 12A or the terminal 12B are electrically connected by soldering or the like through the groove 32a.

【0036】このような構成によれば、アクチュエータ
12の伸縮方向に多数配列された電極板は、それぞれの
端子12Aまたは12Bが、隣接するもの同士ではな
く、縦通部材32に接続していることから、仮に多数の
端子のうちの一部が折損するようなことがあっても他の
電極及び素子への通電がとぎれてしまうようなことがな
く、また縦通部材32により各端子12Aまたは12B
が共通に保持された構成となることから全体として端子
の強度が向上し、振動等の外力に対して破損しにくくな
る。
According to such a configuration, in the electrode plates arranged in a large number in the direction of expansion and contraction of the actuator 12, the respective terminals 12A or 12B are connected to the longitudinal member 32 instead of adjacent ones. Therefore, even if a part of a large number of terminals is broken, the power supply to the other electrodes and elements is not interrupted, and each terminal 12A or 12B
Is held in common, so that the strength of the terminal is improved as a whole, and the terminal is hardly damaged by external force such as vibration.

【0037】縦通部材32を伸縮性に富んだ弾性材料で
形成し、その端部を端板15またはピストン18に固定
してアクチュエータ12とともに伸縮するように構成す
ることもでき、これによれば縦通部材32と端子12A
または12Bとの接続部分も素子と共に軸方向に変位す
ることとなるため、端子折損等の不具合を起こすおそれ
はさらに低減する。
The longitudinal member 32 may be formed of an elastic material having high elasticity, and its end may be fixed to the end plate 15 or the piston 18 so as to expand and contract together with the actuator 12. Vertical member 32 and terminal 12A
Alternatively, since the connection portion with 12B is also displaced in the axial direction together with the element, the possibility of causing a problem such as terminal breakage is further reduced.

【0038】また、この実施形態では、正負電極の端子
12A,12Bがピエゾ素子の周囲に交互に位置するよ
うに複数箇所に設けられているので、強い振動等の外力
または慣性力がアクチュエータ12の側方から作用して
一方向に変形し、これにより何れかの側の端子が破損す
るようなことがあっても他方側の端子により通電が確保
されるので、振動等に対する信頼性が一層向上する。
Also, in this embodiment, since the terminals 12A and 12B of the positive and negative electrodes are provided at a plurality of locations so as to be alternately located around the piezo element, an external force such as strong vibration or an inertial force is applied to the actuator 12. Acts from the side and deforms in one direction, so that even if the terminal on either side is damaged, energization is ensured by the terminal on the other side, further improving the reliability against vibration etc. I do.

【0039】図4と図5に本発明の第2の実施形態を示
す。これは図示したように端子12Aまたは12Bの先
端部両側方に突起部12pを設けられて略T字形状に形
成されるとともに、この突起部12pが嵌合する第二の
溝部32bが縦通部材32に外側向きに開放する態様で
形成されている。
FIGS. 4 and 5 show a second embodiment of the present invention. As shown in the figure, a protrusion 12p is provided on both sides of the distal end of the terminal 12A or 12B to form a substantially T-shape, and a second groove 32b in which the protrusion 12p fits is formed by a longitudinal member. 32 is formed so as to open outward.

【0040】また、縦通部材32には素子外周面に着座
するように脚部32cが形成されている。脚部32cは
素子や電極板を短絡しないように電気的に絶縁される。
これは縦通部材32ないし脚部32c全体を電気絶縁体
で形成して端子12A,12Bとの接続部分のみ金属で
形成するか、または脚部32cと素子表面との間に絶縁
体を介在させることで絶縁状態が確保される。
The longitudinal member 32 is formed with a leg 32c so as to be seated on the outer peripheral surface of the element. The leg 32c is electrically insulated so as not to short-circuit the element and the electrode plate.
This means that the entire longitudinal member 32 or the leg 32c is formed of an electrical insulator and only the connection portion between the terminals 12A and 12B is formed of metal, or an insulator is interposed between the leg 32c and the element surface. This ensures an insulating state.

【0041】上記溝部32a、32bは図4に示される
ように縦通部材32の一端側で開放しており、この開放
部を介して縦通部材32を各端子列に挿入したうえで溝
部32b上面に端子突起部12pをハンダ付けすること
で縦通部材32と各端子12Aまたは12Bとの電気的
接続がなされる。
As shown in FIG. 4, the grooves 32a and 32b are open at one end of the longitudinal member 32. The longitudinal member 32 is inserted into each terminal row through this opening, and then the grooves 32b are formed. By soldering the terminal protrusions 12p to the upper surface, the vertical connection member 32 and the respective terminals 12A or 12B are electrically connected.

【0042】このように、この実施形態によれば、縦通
部材32の溝部32a、32bを通して端子突起部12
pが縦通部材32の外側面に露出するので、端子12
A、12Bと縦通部材32をハンダ付け等により接続す
るときの作業が容易であり、優れた生産性が得られる。
As described above, according to this embodiment, the terminal protrusion 12 is formed through the grooves 32a and 32b of the longitudinal member 32.
Since p is exposed on the outer surface of the longitudinal member 32, the terminal 12
The work when connecting A, 12B and the longitudinal member 32 by soldering or the like is easy, and excellent productivity is obtained.

【0043】また、縦通部材32がその脚部32cによ
り素子外周部に乗った状態で各電極端子12Aまたは1
2Bに嵌合するので、接続作業のときに縦通部材32を
保持しておく必要がなく、したがって作業性が一層向上
する。
Each of the electrode terminals 12A or 1A is placed in a state where the longitudinal member 32 rides on the outer periphery of the element by its leg 32c.
2B, it is not necessary to hold the longitudinal member 32 at the time of connection work, so that workability is further improved.

【0044】ところで、本出願人の知見によれば、上記
各実施の形態において、端子12Aまたは12Bの素子
表面からの突出高さ、または縦通部材脚部32cの高さ
CL(図5参照)をアクチュエータ12全長の1.5%
以上に長くとることにより、アクチュエータ12が伸縮
変位するときの端子の歪み方向の変形しろが十分に確保
されるのでその破損をより確実に防止することができ
る。
According to the findings of the present applicant, in each of the above embodiments, the height of the terminal 12A or 12B protruding from the element surface or the height CL of the longitudinal member leg 32c (see FIG. 5). 1.5% of the total length of the actuator 12
By making the length longer, a sufficient amount of deformation of the terminal in the strain direction when the actuator 12 expands and contracts is ensured, so that the damage can be more reliably prevented.

【0045】図6〜図8は本発明の第3の実施形態であ
る。これは、図3のものと同様にアクチュエータ12の
周囲に配設された4箇の縦通部材32が嵌合する嵌合溝
33aを備えた円筒状部材33にてアクチュエータ12
を包囲した構成を有する。円筒状部材33は隣接する縦
通部材32同士の短絡を防止するために電気絶縁体から
形成されると共に、その外周面には金属皮膜33bが形
成されている。また、この円筒状部材33はその一端部
が端板15に固定されている。
FIGS. 6 to 8 show a third embodiment of the present invention. This is achieved by using a cylindrical member 33 provided with a fitting groove 33a into which four longitudinal members 32 arranged around the actuator 12 are fitted as in the case of FIG.
Is surrounded. The cylindrical member 33 is formed of an electrical insulator in order to prevent a short circuit between the adjacent longitudinal members 32, and a metal film 33b is formed on an outer peripheral surface thereof. One end of the cylindrical member 33 is fixed to the end plate 15.

【0046】この実施形態によれば、円筒状部材33の
嵌合溝33aに保持されることで縦通部材32の強度が
向上すると共に、円筒状部材33の外周を覆う金属皮膜
33bにより素子及び電極からのノイズが外部に放射さ
れるのを防止できる。また、円筒状部材33の一端を端
板15に固定した構成により円筒状部材33の保持強度
を確保してより耐久性の高いものとすることができる。
According to this embodiment, the strength of the longitudinal member 32 is improved by being held in the fitting groove 33a of the cylindrical member 33, and the element and the element are formed by the metal film 33b covering the outer periphery of the cylindrical member 33. It is possible to prevent noise from being emitted from the electrodes to the outside. In addition, with the configuration in which one end of the cylindrical member 33 is fixed to the end plate 15, the holding strength of the cylindrical member 33 is ensured, and the durability can be further increased.

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

【図1】本発明の第1の実施形態としてのピエゾアクチ
ュエータを適用した燃料噴射弁の概略断面図。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a fuel injection valve to which a piezo actuator according to a first embodiment of the present invention is applied.

【図2】上記実施形態のピエゾアクチュエータの側面
図。
FIG. 2 is a side view of the piezo actuator of the embodiment.

【図3】図2のA−A断面図。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;

【図4】本発明の第2の実施形態としてのピエゾアクチ
ュエータの要部斜視図。
FIG. 4 is a perspective view of a main part of a piezo actuator according to a second embodiment of the present invention.

【図5】同じく正面断面図。FIG. 5 is a front sectional view of the same.

【図6】本発明の第3の実施形態としてのピアゾアクチ
ュエータの側面断面図。
FIG. 6 is a side sectional view of a Piazo actuator according to a third embodiment of the present invention.

【図7】図6のB−B断面図。FIG. 7 is a sectional view taken along line BB of FIG. 6;

【図8】図7のC部拡大図。8 is an enlarged view of a portion C in FIG. 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃料噴射弁 11 燃料噴射弁の本体 12 アクチュエータ 12A,12B 端子 12p 端子の突出部 13 針弁 14 ノズルボディ 15 端板 16 キャップ 17 ボール 18 ピストン 19 シリンダ部 20 シールリング 21 圧力室 22 皿ばね 23 噴孔 24 ピストン部 25 シリンダ部 26 圧力室 27 コイルスプリング 28 燃料室 29 燃料供給口 30 通路 32 縦通部材 32a、32b 溝部 32c 脚部 33 円筒状部材 33a 嵌合溝 33b 金属皮膜 Reference Signs List 1 fuel injection valve 11 body of fuel injection valve 12 actuator 12A, 12B terminal 12p terminal protrusion 13 needle valve 14 nozzle body 15 end plate 16 cap 17 ball 18 piston 19 cylinder portion 20 seal ring 21 pressure chamber 22 disc spring 23 jet Hole 24 Piston part 25 Cylinder part 26 Pressure chamber 27 Coil spring 28 Fuel chamber 29 Fuel supply port 30 Passage 32 Longitudinal member 32a, 32b Groove part 32c Leg 33 Cylindrical member 33a Fitting groove 33b Metal film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 隆 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Takashi Fukuda Nissan Motor Co., Ltd., 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 板状のピエゾ素子と電極板とを交互に積
層してなるアクチュエータにおいて、各電極板から放射
状に延設した端子を相互に連結する縦通部材を設け、こ
の縦通部材を介して各電極板に通電するようにしたこと
を特徴とするピエゾアクチュエータ。
1. An actuator in which plate-shaped piezo elements and electrode plates are alternately stacked, a vertical member is provided for interconnecting terminals extending radially from each electrode plate, and the vertical member is provided with a vertical member. A piezoelectric actuator characterized in that a current is supplied to each electrode plate through the piezo actuator.
【請求項2】 端子は、電極板から放射状に延びる腕部
とこの腕部の先端から腕部に対して略直角方向に延びる
突起部とを有すると共に、縦通部材は前記腕部が嵌合す
る溝部を有し、溝部に各電極板の端子を挿通した状態で
縦通部材の表面側に端子突起部を接合した構成を有する
ことを特徴とする請求項1に記載のピエゾアクチュエー
タ。
2. The terminal has an arm extending radially from the electrode plate and a projection extending from the tip of the arm in a direction substantially perpendicular to the arm, and the longitudinal member is fitted with the arm. 2. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the piezoelectric actuator has a configuration in which a terminal protruding portion is joined to a surface side of the longitudinal member in a state where a terminal of each electrode plate is inserted into the groove portion. 3.
【請求項3】 縦通部材は、ピエゾ素子の外周面に絶縁
状態で着座する脚部を有することを特徴とする請求項1
に記載のピエゾアクチュエータ。
3. The longitudinal member has a leg portion which is seated in an insulating state on an outer peripheral surface of the piezo element.
A piezo actuator according to claim 1.
【請求項4】 脚部の高さをアクチュエータ全長の1.
5%以上に設定したことを特徴とする請求項3に記載の
ピエゾアクチュエータ。
4. The height of the leg is set to 1.1 of the total length of the actuator.
The piezo actuator according to claim 3, wherein the piezo actuator is set to 5% or more.
【請求項5】 縦通部材は、ピエゾ素子の変位方向に沿
って伸縮自在な弾性部材で形成されることを特徴とする
請求項1に記載のピエゾアクチュエータ。
5. The piezo actuator according to claim 1, wherein the longitudinal member is formed of an elastic member that can expand and contract along the direction of displacement of the piezo element.
【請求項6】電極板は、ピエゾ素子の円周方向に沿って
交互に突出する複数組の端子を有することを特徴とする
請求項1に記載のピエゾアクチュエータ。
6. The piezo actuator according to claim 1, wherein the electrode plate has a plurality of sets of terminals alternately protruding along a circumferential direction of the piezo element.
【請求項7】 正負の電極はそれぞれ円周上180間隔
で2個の端子を有すると共に、正極の端子と負極の端子
とは円周上90度間隔で配置されることを特徴とする請
求項4に記載のピエゾアクチュエータ。
7. The positive and negative electrodes each have two terminals at 180 intervals on the circumference, and the positive and negative electrodes are arranged at 90 degrees on the circumference. 5. The piezo actuator according to 4.
【請求項8】 ピエゾ素子を包囲すると共に正負電極の
各縦通部材を保持する円筒状部材を絶縁体で形成すると
共に、この円筒状部材の外周面に金属皮膜を形成したこ
とを特徴とする請求項1から請求項4の何れかに記載の
ピエゾアクチュエータ。
8. A cylindrical member surrounding the piezo element and holding each longitudinal member of the positive and negative electrodes is formed of an insulator, and a metal film is formed on an outer peripheral surface of the cylindrical member. The piezo actuator according to claim 1.
【請求項9】 円筒状部材は、その一方の端部をアクチ
ュエータ端部に設けられる端板に固定したことを特徴と
する請求項8に記載のピエゾアクチュエータ。
9. The piezo actuator according to claim 8, wherein one end of the cylindrical member is fixed to an end plate provided at an end of the actuator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010076116A1 (en) * 2009-01-05 2010-07-08 Robert Bosch Gmbh Piezo electrical stack actuator

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