JPH1061474A - Liquid injection device - Google Patents

Liquid injection device

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Publication number
JPH1061474A
JPH1061474A JP8219672A JP21967296A JPH1061474A JP H1061474 A JPH1061474 A JP H1061474A JP 8219672 A JP8219672 A JP 8219672A JP 21967296 A JP21967296 A JP 21967296A JP H1061474 A JPH1061474 A JP H1061474A
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JP
Japan
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pressure
liquid
fuel
ejecting apparatus
injection
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Application number
JP8219672A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiminaga Otome
公修 乙▲め▼
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Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1061474A publication Critical patent/JPH1061474A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid injection device for injecting liquid with energy of a pressure wave by causing the impact pressure wave from a high pressure generating source in liquid and restraining damping to the utmost by using this impact wave effectively and propagating the pressure wave to an injection hole and improve free degree of layout of the high pressure generating source. SOLUTION: A liquid injection device has a pressure chamber 32 which has a liquid introduction port 35 and a discharge port 33 and an injection hole 41 for injecting liquid and an injection passage 15a for introducing the liquid from the discharge port 33 of the pressure chamber 32 to this injection hole 41 and an impact high pressure generating means 16 for applying impact pressure to the liquid in the pressure chamber 32 and a reflection surface R for directing the impact pressure applying direction to the liquid by the impact high pressure generating means 16 to the discharge port 33 direction is disposed in the pressure chamber 32.

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】本発明は、衝撃的高圧により
液体を噴射する液体噴射装置に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a liquid ejecting apparatus for ejecting a liquid by an impact high pressure.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関の燃焼室に燃料を供給するため
の燃料供給ポンプが特開平8−82266号公報に記載
されている。この公報記載の燃料供給ポンプは、圧電素
子を用いて容積型ポンプを構成したものであり、円筒状
シリンダ内に圧電素子(PZTアクチュエータ)により
駆動されるピストンを設け、ピストン押圧面側のシリン
ダ内部を加圧室とし、ピストンの対向面側の円筒端部に
燃料導入ポートと燃料吐出ポートの2つのポートを開口
させ、両ポートにはともに逆止弁を設けた構成である。
2. Description of the Related Art A fuel supply pump for supplying fuel to a combustion chamber of an internal combustion engine is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-82266. In the fuel supply pump described in this publication, a positive displacement pump is formed using a piezoelectric element. A piston driven by a piezoelectric element (PZT actuator) is provided in a cylindrical cylinder, and the inside of the cylinder on the piston pressing surface side is provided. Is a pressurizing chamber, two ports, a fuel introduction port and a fuel discharge port, are opened at the cylindrical end on the side facing the piston, and both ports are provided with check valves.

【0003】このような構成において、圧電素子への電
圧印加によりその体積を変化させてピストンを駆動しこ
れを加圧室側に移動させ、加圧室の容積を変化させて加
圧室内の燃料圧力を上昇させ、燃料を吐出ポートから押
出すものである。このようにして、ピストン移動量、即
ち電圧に応じた圧電素子の定常的な体積変化量に応じて
加圧室内燃料の圧力が上昇し、この昇圧燃料は吐出ポー
トの逆止弁を通過して押出され、燃料パイプを介して高
圧インジェクタに供給される。
In such a configuration, the volume is changed by applying a voltage to the piezoelectric element to drive a piston to move the piston to the pressurizing chamber side, thereby changing the volume of the pressurizing chamber to change the fuel in the pressurizing chamber. The pressure is increased and the fuel is pushed out from the discharge port. Thus, the pressure of the pressurized chamber fuel increases according to the piston movement amount, that is, the steady volume change amount of the piezoelectric element according to the voltage, and this pressurized fuel passes through the check valve of the discharge port. It is extruded and supplied to a high-pressure injector via a fuel pipe.

【0004】上記公報記載の技術によれば、圧電素子へ
駆動信号が入力されてから実際に圧電素子が体積変化し
て必要な圧力に達するまでのタイムラグを考慮してイン
ジェクタの駆動信号を制御することにより、圧電素子の
体積変化後の定常状態になった変化量に基づく圧力上昇
に正確に対応させてインジェクタを制御し、噴射特性の
向上を図っている。
According to the technique disclosed in the above publication, the drive signal of the injector is controlled in consideration of the time lag from when the drive signal is input to the piezoelectric element to when the piezoelectric element actually changes in volume and reaches a required pressure. Thus, the injector is controlled in accordance with the pressure rise based on the amount of change of the piezoelectric element to a steady state after the volume change, thereby improving the injection characteristics.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧電素
子を駆動する場合、実際には、駆動信号入力直後に大き
な衝撃的圧力波を発生し、これが振動しながら減衰して
定常状態の圧力に達する。この衝撃的圧力波の圧力は圧
電素子の体積変化が定常状態に達したときの圧力よりも
充分に大きいが、過渡的な圧力であるため前述の公報記
載技術を含め従来これを利用した液体噴射技術は開発さ
れていなかった。
However, when the piezoelectric element is driven, a large shock pressure wave is generated immediately after the drive signal is input, and the pressure wave is attenuated while oscillating to reach a steady state pressure. The pressure of the shock pressure wave is sufficiently larger than the pressure when the volume change of the piezoelectric element reaches a steady state, but since it is a transient pressure, the liquid ejection using the conventional technology including the technology described in the above-mentioned publication is performed. The technology had not been developed.

【0006】すなわち、前記公報記載技術においては、
圧電素子に対向する位置に吐出ポートを配置しており、
ピストン表面で発生する衝撃的な高圧波の極一部は、加
圧室の吐出ポートに設けた逆止弁に到達するが、吐出ポ
ートと対向しないピストン表面で発生する衝撃的な高圧
波は、燃料加圧室の構成壁とピストン表面との間を往復
するのみで、吐出ポートに設けた逆止弁に到達すること
なく減衰してしまう。したがって、ピストン表面で発生
する衝撃的な高圧波のほとんどは、燃料噴射には利用さ
れなかった。
That is, in the technology described in the above publication,
A discharge port is arranged at a position facing the piezoelectric element,
A very small portion of the high pressure wave generated on the piston surface reaches the check valve provided at the discharge port of the pressurizing chamber, but the high pressure wave generated on the piston surface not opposed to the discharge port is: Simply reciprocating between the constituent wall of the fuel pressurizing chamber and the piston surface, the damping does not reach the check valve provided at the discharge port. Therefore, most of the shocking high-pressure waves generated on the piston surface were not used for fuel injection.

【0007】また、圧電素子の取り付け位置の自由度を
増すため、吐出ポートを圧電素子と対向しない加圧室の
側面に設けようとすれば、ピストンストロークを越えて
加圧室を長くしてその長くした部分に吐出ポートを設け
なければならず、構造が大型化する。また、単に加圧室
側面に吐出ポートを設けただけでは、圧電素子から発生
する衝撃的高圧波は圧電素子とその対向壁面間を往復
し、しだいに減衰して消滅する。従って、衝撃的高圧波
を吐出ポートに導くことができず、これを有効に利用す
ることができない。
In order to increase the degree of freedom of the mounting position of the piezoelectric element, if the discharge port is provided on the side of the pressurizing chamber which does not face the piezoelectric element, the pressurizing chamber is made longer than the piston stroke. A discharge port must be provided in the elongated portion, and the structure becomes large. Further, by merely providing a discharge port on the side surface of the pressurizing chamber, the shocking high-pressure wave generated from the piezoelectric element reciprocates between the piezoelectric element and the opposing wall surface, and gradually attenuates and disappears. Therefore, the high-pressure shock wave cannot be guided to the discharge port and cannot be effectively used.

【0008】なお、前記公報記載技術において、逆止弁
に到達する極一部の高圧波は、この逆止弁を押し開く時
減衰されるので、燃料パイプを伝播し噴射孔に到達して
も、噴射孔から燃料を高圧で噴射させることはできなか
った。
In the technology described in the above publication, a very high pressure wave reaching the check valve is attenuated when the check valve is pushed and opened, so that it propagates through the fuel pipe and reaches the injection hole. However, fuel could not be injected at high pressure from the injection holes.

【0009】本発明は上記の点を考慮してなされたもの
であって、液体中で衝撃的な圧力波を発生させ、この衝
撃波を有効に噴射孔まで導き、この衝撃波のエネルギー
により液体を噴射させる燃料噴射装置の提供を目的とす
る。さらに高圧波発生装置と吐出ポートとの相対的な位
置関係の自由度を高めた燃料噴射装置の提供を目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above points, and generates an impulsive pressure wave in a liquid, effectively guides the shock wave to an injection hole, and jets the liquid by the energy of the shock wave. It is an object of the present invention to provide a fuel injection device to be used. It is another object of the present invention to provide a fuel injection device in which the relative positional relationship between the high-pressure wave generator and the discharge port is increased.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明においては、吐出ポートを有する加圧室と、
前記液体を噴射するための噴射孔と、この噴射孔と前記
加圧室の吐出ポートを速通する噴射通路と、前記加圧室
内の液体に衝撃圧を付与する衝撃的高圧発生手段とを有
し、前記噴射通路あるいは加圧室に液体導入ボートを設
け、前記加圧室内に、前記衝撃的高圧発生手段による液
体に対する衝撃圧付与方向を前記吐出ポート方向に向け
るための反射面を設けて、この加圧室内に屈曲した折れ
線状の高圧波進行経路を形成したことを特徴とする液体
噴射装置を提供する。
According to the present invention, there is provided a pressure chamber having a discharge port.
An injection hole for injecting the liquid, an injection passage for quickly passing through the injection hole and a discharge port of the pressurized chamber, and an impact high-pressure generating means for applying an impact pressure to the liquid in the pressurized chamber. A liquid introduction boat is provided in the ejection passage or the pressurized chamber, and a reflective surface is provided in the pressurized chamber for directing the direction of impact pressure application to the liquid by the impact high-pressure generating means in the direction of the discharge port. Provided is a liquid ejecting apparatus, wherein a bent high-pressure wave traveling path is formed in the pressurized chamber.

【0011】上記構成によれば、衝撃的高圧発生手段の
衝撃的高圧発生部を構成する例えば圧電素子に電圧を負
荷したときに発生する高圧波を、加圧室内で反射させて
吐出ポートへ導く反射面を設け、この反射面を加圧室内
の適当な箇所に配置することにより衝撃的高圧発生手段
のレイアウトの自由度を増加させることができる。ま
た、本発明における衝撃的高圧波の反射を利用した流体
噴射装置は、高圧波を有効に噴射孔に導くことができ、
噴射圧力が高くなり、噴射速度が大きくなって噴射流が
充分微粒化し、ムラのない噴射が達成される。
According to the above construction, a high-pressure wave generated when a voltage is applied to, for example, a piezoelectric element which constitutes the high-impact high-voltage generating section of the high-impact high-pressure generating means is reflected in the pressurizing chamber and guided to the discharge port. By providing a reflecting surface and arranging the reflecting surface at an appropriate place in the pressurizing chamber, the degree of freedom of the layout of the high-impact high-pressure generating means can be increased. Further, the fluid ejection device utilizing the reflection of the shocking high-pressure wave in the present invention can effectively guide the high-pressure wave to the ejection hole,
The injection pressure is increased, the injection speed is increased, the injection flow is sufficiently atomized, and injection without unevenness is achieved.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】好ましい実施の形態においては、
前記加圧室の反射面の面積を前記衝撃的高圧発生手段の
衝撃高圧波の付与面の面積より大きくし、前記衝撃的高
圧発生手段による衝撃高圧波を前記反射面で反射させ
て、前記吐出ポートに集めるようにしたことを特徴とし
ている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a preferred embodiment,
The area of the reflecting surface of the pressurizing chamber is made larger than the area of the surface to which the high-pressure shock wave is applied by the high-pressure shock generating means. It is characterized by being collected at the port.

【0013】この構成によれば、衝撃的高圧発生手段の
衝撃高圧波の付与面の移動方向に対して直角方向その他
あらゆる方向に発生する多くの衝撃高圧波を噴射に利用
でき、噴射エネルギーの増大を図ることができる。
According to this structure, many high-pressure shock waves generated in a direction perpendicular to the direction of movement of the surface of the high-impact high-pressure generating means to which the high-pressure shock wave is applied can be used for injection, and the injection energy can be increased. Can be achieved.

【0014】別の好ましい実施の形態においては、前記
加圧室内に前記反射面を複数配置し又は曲面状とし、こ
れら複数の反射面又は反射曲面を介して1つの高圧波進
行経路を加圧室内に形成し、前記衝撃的高圧発生手段に
よる衝撃高圧波を前記吐出ポート方向に向けるようにし
たことを特徴としている。
In another preferred embodiment, a plurality of the reflecting surfaces are arranged or curved in the pressurizing chamber, and one high-pressure wave traveling path is formed through the plurality of reflecting surfaces or reflecting curved surfaces. And the high-pressure shock wave generated by the high-pressure shock generation means is directed toward the discharge port.

【0015】この構成によれば、高圧波が反射しながら
進行して集束する間に圧力が高められ、この衝撃高圧波
を噴射孔でさらに昇圧させることができ、噴射量の増
大、噴射速度の増大を図ることができる。従って、噴射
する空間側の圧力が高い場合でも液体噴射が可能であ
る。
According to this structure, the pressure is increased while the high-pressure wave travels while reflecting and converging, and the pressure of the high-impact wave can be further increased by the injection hole. Increase can be achieved. Therefore, liquid ejection is possible even when the pressure on the side of the space to be ejected is high.

【0016】別の好ましい実施の形態においては、前記
加圧室内に前記反射面を複数配置し又は曲面状とし、前
記衝撃的高圧発生手段による衝撃高圧波の前記吐出ポー
ト方向に向かう複数の異なる屈曲した経路を形成したこ
とを特徴としている。
In another preferred embodiment, a plurality of the reflecting surfaces are arranged or curved in the pressurizing chamber, and a plurality of different bends toward the discharge port direction of the high-impact high-pressure wave by the high-impact high-pressure generating means. It is characterized by having formed a route that has been changed.

【0017】この構成によれば、衝撃高圧波が位置の異
なる複数の反射面で反射され、加圧室内を異なる経路で
吐出ポートへ向かうので、経路長の違いにより衝撃高圧
波が次ぎ次ぎに噴射孔に伝播され、噴射時間を増大させ
ることができる。
According to this configuration, the high-pressure shock wave is reflected by the plurality of reflection surfaces at different positions and travels to the discharge port through different paths in the pressurizing chamber. It can be propagated to the holes and increase the injection time.

【0018】別の好ましい実施の形態においては、前記
複数の反射面のうち前記衝撃的高圧発生手段の衝撃高圧
波の付与面に最も近い反射面の面積をその他の反射面の
面積より大きくし、その大面積の反射面での前記衝撃高
圧波の反射を経て、前記衝撃高圧波を前記吐出ポートに
集めるようにしたことを特徴としている。
In another preferred embodiment, of the plurality of reflecting surfaces, the area of the reflecting surface closest to the surface to which the high-impact high-pressure wave is applied by the high-impact high-pressure generating means is made larger than the areas of the other reflecting surfaces; The high-pressure shock wave is collected at the discharge port through reflection of the high-pressure shock wave on the large-area reflecting surface.

【0019】この構成によれば、衝撃的高圧発生手段の
衝撃高圧波の付与面の移動方向に対して直角方向その他
あらゆる方向に発生する多くの衝撃高圧波を噴射通路に
導入でき、噴射エネルギーの増大を図ることができる。
According to this structure, many high-pressure shock waves generated in a direction perpendicular to the direction of movement of the high-pressure shock wave applying surface of the high-impact high-pressure generating means and other directions can be introduced into the injection passage, and the injection energy of the injection energy can be reduced. Increase can be achieved.

【0020】別の好ましい実施の形態においては、前記
衝撃的高圧発生手段の衝撃高圧波の付与面を前記加圧室
の吐出ポートに指向させるとともに、前記衝撃高圧波が
前記吐出ポートに直接向かう経路の外側に前記反射面を
配置したことを特徴としている。
In another preferred embodiment, the surface of the high-impact high-pressure generating means to which the high-pressure shock wave is applied is directed to a discharge port of the pressurizing chamber, and a path through which the high-pressure shock wave directly goes to the discharge port. Characterized in that the reflection surface is arranged outside the.

【0021】この構成によれば、四方に放射される衝撃
高圧波を反射面でできる限り多く集めて吐出ポートに導
くことができ、噴射量の増大、噴射速度の増大を図るこ
とができ、噴射する空間側の圧力が高い場合でも液体噴
射が可能である。
According to this configuration, the high-pressure shock waves radiated in all directions can be collected by the reflection surface as much as possible and guided to the discharge port, so that the injection amount and the injection speed can be increased, and the injection can be increased. Liquid ejection is possible even when the pressure on the side of the space is high.

【0022】別の好ましい実施の形態においては、前記
噴射孔近傍に逆止弁を設け、該逆止弁は、該逆止弁を境
にして上流側の液体圧力から、下流側の圧力を引いた値
が所定値以上の場合に開となるように構成したことを特
徴としている。
In another preferred embodiment, a check valve is provided in the vicinity of the injection hole, and the check valve subtracts the downstream pressure from the liquid pressure on the upstream side with respect to the check valve. It is characterized in that it is configured to be opened when the value is greater than or equal to a predetermined value.

【0023】この構成によれば、噴射孔近傍の逆止弁
は、弁前後の圧力差が小さいときには閉状態であり、圧
力差が所定値を超えると開となって、圧力差に応じた噴
射速度で、高圧波の持続時間だけ液体を噴射することが
できる。
According to this configuration, the check valve in the vicinity of the injection hole is closed when the pressure difference between the front and rear of the valve is small, and is opened when the pressure difference exceeds a predetermined value. At speed, the liquid can be ejected for the duration of the high pressure wave.

【0024】別の好ましい実施の形態においては、前記
弁手段は、この弁手段に液体の衝撃的高圧が到達するタ
イミングで弁を開とする弁開閉駆動手段を備えたことを
特徴としている。
In another preferred embodiment, the valve means is provided with a valve opening / closing drive means for opening the valve at the timing when the high pressure of the liquid reaches the valve means.

【0025】この構成によれば、噴射孔の弁手段は弁開
閉駆動手段により開けられ、高圧波のエネルギーはこの
弁を開くために消費されない。したがって、噴射孔にお
いて、衝撃的高圧はそのまま維持され、大きな噴射速度
が得られる。また圧力が高い空間に対し液体を噴射する
ことが可能になる。
According to this configuration, the valve means of the injection hole is opened by the valve opening / closing drive means, and energy of the high-pressure wave is not consumed for opening this valve. Therefore, the high impact pressure is maintained at the injection hole, and a high injection speed is obtained. Further, it becomes possible to inject the liquid into the space where the pressure is high.

【0026】別の好ましい実施の形態においては、前記
噴射通路を前記加圧室側端部(吐出ポート)から噴射孔
方向に断面積が減少するように形成したことを特徴とし
ている。
In another preferred embodiment, the injection passage is formed so that its cross-sectional area decreases in the direction of the injection hole from the end (discharge port) on the pressurizing chamber side.

【0027】この構成によれば、噴射通路を伝播する高
圧波が、噴射孔に向かって通路断面積が徐々に狭まる部
分を進む間に圧力が高められ、噴射孔においてさらに大
きな噴射速度が得られる。
According to this configuration, the pressure of the high-pressure wave propagating in the injection passage is increased while traveling toward a portion where the cross-sectional area of the passage is gradually narrowed toward the injection hole, so that a higher injection speed can be obtained in the injection hole. .

【0028】別の好ましい実施の形態においては、前記
衝撃的高圧発生手段の衝撃的高圧発生部は、電界の変化
に応じて形状が変化する電歪素子で形成されたことを特
徴としている。
In another preferred embodiment, the shock high-voltage generating section of the shock high-voltage generating means is formed of an electrostrictive element whose shape changes according to a change in an electric field.

【0029】この構成によれば、駆動電流を入力した瞬
間に電歪素子が形状変化して液体方向に移動する。この
瞬間に液体粒子は慣性で留ろうとするため、確実に衝撃
的高圧を発生させることができる。
According to this configuration, the moment the drive current is input, the electrostrictive element changes its shape and moves in the liquid direction. At this moment, the liquid particles try to stay by inertia, so that an impulsive high pressure can be reliably generated.

【0030】別の好ましい実施の形態においては、前記
衝撃的高圧発生手段の衝撃的高圧発生部は、磁界の変化
に応じて形状が変化する磁歪素子で形成されたことを特
徴としている。
[0030] In another preferred embodiment, the shocking high-voltage generating section of the shocking high-voltage generating means is formed of a magnetostrictive element whose shape changes according to a change in a magnetic field.

【0031】この構成によれば、例えば駆動電流を入力
して電磁コイルの磁界を変化させた瞬間に磁歪素子が形
状変化して液体方向に移動する。この瞬間に液体粒子は
慣性で留ろうとするため、確実に衝撃的高圧を発生させ
ることができる。
According to this configuration, for example, at the moment when the magnetic field of the electromagnetic coil is changed by inputting the driving current, the magnetostrictive element changes its shape and moves in the liquid direction. At this moment, the liquid particles try to stay by inertia, so that an impulsive high pressure can be reliably generated.

【0032】別の好ましい実施の形態においては、前記
液体噴射装置は、被印刷物にインクを供給するためにイ
ンクを噴射する印刷装置のインク噴射手段として使用さ
れたことを特徴としている。
In another preferred embodiment, the liquid ejecting apparatus is used as an ink ejecting unit of a printing apparatus that ejects ink to supply ink to a printing substrate.

【0033】このような印刷装置のインク噴射手段とし
て用いることにより、インク噴射が、衝撃的高圧を利用
するので噴射速度を大きくすることができ、印刷速度を
速くすることができる。また、噴射孔近傍に弁手段が備
るため、インクの切れがよくなり、印刷の滲みを防止す
ることができる。また、噴射孔と印刷面との間の距離を
大きくすれば、インクの噴射速度が大きいため微粒化が
促進され、広い面をむらなく印刷できる。さらに、この
ような噴射孔と印刷面との間の距離を制御しながら、被
印刷物を噴射方向に対し直角方向に移動すれば、印刷の
むらや滲みのない状態で印刷の幅を制御することができ
る。
By using the ink jetting means of such a printing apparatus, the jetting speed can be increased and the printing speed can be increased since the ink jetting utilizes an impulsively high pressure. In addition, since the valve means is provided in the vicinity of the ejection hole, the ink can be cut more easily, and bleeding of printing can be prevented. In addition, if the distance between the ejection holes and the printing surface is increased, the atomization speed is increased due to the high ejection speed of the ink, so that a wide surface can be printed evenly. Furthermore, by moving the substrate in a direction perpendicular to the ejection direction while controlling the distance between the ejection hole and the printing surface, it is possible to control the width of the printing without unevenness or bleeding of the printing. it can.

【0034】別の好ましい実施の形態においては、前記
液体噴射装置は、ボイラーの燃焼室に燃料を供給する燃
料噴射手段として使用されたことを特徴としている。
In another preferred embodiment, the liquid injection device is used as fuel injection means for supplying fuel to a combustion chamber of a boiler.

【0035】このようなボイラーの燃料噴射手段におい
ては、衝撃的高圧により燃料を噴射するので、燃料の噴
射速度が大きくなり、燃料が充分に微粒化する。したが
って、重油等の低揮発性の燃料であっても確実な燃焼が
可能になり、すすの発生を少なくして熱効率を高めるこ
とができる。
In such a fuel injection means for a boiler, fuel is injected by an impulsively high pressure, so that the fuel injection speed is increased and the fuel is sufficiently atomized. Therefore, reliable combustion can be performed even with a low-volatility fuel such as heavy oil, soot generation can be reduced, and thermal efficiency can be improved.

【0036】別の好ましい実施の形態においては、前記
液体噴射装置は、内燃機関に潤滑油を供給するために潤
滑油を噴射する内燃機関の潤滑油供給手段として使用さ
れたことを特徴としている。
In another preferred embodiment, the liquid ejecting apparatus is characterized in that the liquid ejecting apparatus is used as a lubricating oil supply unit for an internal combustion engine that injects a lubricating oil to supply the lubricating oil to the internal combustion engine.

【0037】このように、内燃機関の潤滑油供給手段と
して用いることにより、潤滑油は衝撃的高圧を利用して
噴射されるため、安定して確実な潤滑油供給ができ、円
滑なエンジン駆動が達成される。
As described above, since the lubricating oil is injected by using an impact high pressure by using the lubricating oil supply means for the internal combustion engine, the lubricating oil can be supplied stably and reliably, and the smooth engine drive can be performed. Achieved.

【0038】別の好ましい実施の形態においては、前記
液体噴射装置は、内燃機関の吸気系または燃焼室に直接
燃料を噴射する内燃機関の燃料噴射装置として使用され
たことを特徴としている。
In another preferred embodiment, the liquid injection device is used as a fuel injection device for an internal combustion engine that injects fuel directly into an intake system or a combustion chamber of the internal combustion engine.

【0039】このように内燃機関の燃料噴射装置として
用いることにより、燃料は衝撃的高圧を利用して噴射さ
れるので、燃焼室内が高圧になっても燃料を噴射するこ
とができる。したがって、ガソリンエンジンにおいて
は、圧縮行程終期の点火直前まで燃料噴射可能になり、
またディーゼルエンジンのように燃焼継続中の高圧の燃
焼室にも燃料を確実に噴射することができる。この場
合、燃料噴射速度が大きくなることにより、燃料が微粒
化し、燃料が確実に気化するので、未燃焼成分の発生が
抑制され、排気浄化性がよくなる。
As described above, by using the fuel injection device of the internal combustion engine, the fuel is injected using a high impact pressure, so that the fuel can be injected even when the pressure in the combustion chamber becomes high. Therefore, in a gasoline engine, fuel can be injected until just before ignition at the end of the compression stroke,
In addition, fuel can be reliably injected into a high-pressure combustion chamber where combustion is continued, such as a diesel engine. In this case, since the fuel injection speed increases, the fuel is atomized, and the fuel is reliably vaporized. Therefore, the generation of unburned components is suppressed, and the exhaust purification performance is improved.

【0040】別の好ましい実施の形態においては、本発
明の液体噴射装置を燃料噴射式内燃機関に搭載したこと
を特徴としている。
Another preferred embodiment is characterized in that the liquid injection device of the present invention is mounted on a fuel injection type internal combustion engine.

【0041】このような内燃機関は、衝撃的高圧を利用
した燃料噴射を行うので、噴射速度を高め微粒化を促進
して、高圧燃焼室内へ確実に燃料を供給することが可能
になる。したがって、2サイクルおよび4サイクルのガ
ソリンエンジンにおける吸気管噴射や筒内噴射だけでな
く、ディーゼルエンジンに対しても充分適用可能にな
り、あらゆる運転状態で確実な燃料噴射が達成され、燃
焼効率が高く未燃ガス成分の発生を抑制して排気エミッ
ションを向上させ、信頼性が高くしかも汎用性の高い燃
料噴射装置が得られる。
Since such an internal combustion engine performs fuel injection using an impulsively high pressure, it is possible to increase the injection speed, promote atomization, and reliably supply fuel to the high-pressure combustion chamber. Accordingly, the present invention can be sufficiently applied not only to the intake pipe injection and the in-cylinder injection in the two-cycle and four-cycle gasoline engines, but also to the diesel engine. The generation of unburned gas components is suppressed to improve exhaust emissions, and a highly reliable and versatile fuel injection device can be obtained.

【0042】別の好ましい実施の形態においては、前記
衝撃的高圧発生手段の動作時および非作動時ともに、前
記噴射孔近傍の弁手段上流側から前記噴射通路の加圧室
の吐出ポートまでの噴射通路は全域にわたって常に開放
状態であることを特徴としている。
In another preferred embodiment, the injection from the upstream side of the valve means near the injection hole to the discharge port of the pressurized chamber of the injection passage is performed both when the shock high-pressure generating means is operated and when it is not operated. The passage is always open throughout the entire area.

【0043】この構成によれば、噴射通路内には噴射孔
の弁手段以外には吐出ポートを含めその全長にわたって
管路を閉じる例えば逆止弁等が設けられず通路内は常に
開放状態であるため、高圧波のエネルギー損失が抑えら
れる。
According to this configuration, for example, a check valve or the like that closes the pipeline over its entire length including the discharge port is not provided in the injection passage other than the valve means of the injection hole, and the passage is always open. Therefore, the energy loss of the high-pressure wave can be suppressed.

【0044】別の好ましい実施の形態においては、前記
衝撃的高圧発生手段の衝撃的高圧発生部は、前記加圧室
内の液体に浸漬した一対の対向する放電電極により形成
されたことを特徴としている。
[0044] In another preferred embodiment, the high-impact high-pressure generating section of the high-impact high-pressure generating means is formed by a pair of opposing discharge electrodes immersed in a liquid in the pressurizing chamber. .

【0045】この構成によれば、液体中での放電により
その放電エネルギーが熱を介して液体の気化エネルギー
として消費され、液体が瞬間的に気化成長し、体積膨張
する。この体積膨張する液蒸気(気泡)により、蒸気の
前面の液体粒子が押される。このとき液体粒子は慣性で
留ろうとするため、大きな衝撃的高圧波が発生する。放
電エネルギーは電極に印加する電圧により自由に制御可
能である。また、放電は瞬時に発生するので、衝撃的高
圧値を大きくすることができ、噴射速度を高めることが
できる。
According to this structure, the discharge energy in the liquid is consumed as the vaporization energy of the liquid via heat, and the liquid instantaneously vaporizes and grows, and expands in volume. This volume expanding liquid vapor (bubbles) pushes the liquid particles in front of the vapor. At this time, since the liquid particles try to stay by inertia, a large shocking high-pressure wave is generated. The discharge energy can be freely controlled by the voltage applied to the electrodes. In addition, since the discharge occurs instantaneously, the shock high pressure value can be increased, and the injection speed can be increased.

【0046】別の好ましい実施の形態においては、前記
衝撃的高圧発生手段の衝撃的高圧発生部は、前記加圧室
内の液体に浸漬した電気放熱体により形成されたことを
特徴としている。
[0046] In another preferred embodiment, the shock high-pressure generating section of the shock high-pressure generating means is formed by an electric radiator immersed in a liquid in the pressurizing chamber.

【0047】この構成によれば、液体中での電気放熱体
に電気エネルギーを供給することによりその電気エネル
ギーが熱となって液体中で放熱し、この熱が液体の気化
エネルギーとして消費され、液体が瞬間的に気化成長し
て体積膨張する。この体積膨張する液蒸気(気泡)によ
り、蒸気の前面の液体粒子が押される。このとき液体粒
子は慣性で留ろうとするため、大きな衝撃的高圧波が発
生する。放熱のための電気エネルギーは放電体に供給す
る電力により自由に制御可能である。
According to this configuration, by supplying electric energy to the electric radiator in the liquid, the electric energy becomes heat and dissipates in the liquid, and this heat is consumed as vaporization energy of the liquid. Instantaneously evaporates and expands in volume. This volume expanding liquid vapor (bubbles) pushes the liquid particles in front of the vapor. At this time, since the liquid particles try to stay by inertia, a large shocking high-pressure wave is generated. Electric energy for heat dissipation can be freely controlled by electric power supplied to the discharge body.

【0048】別の好ましい実施の形態においては、前記
衝撃的高圧発生手段は、前記加圧室内の液体を照射する
レーザー発光手段を備えたことを特徴としている。
In another preferred embodiment, the impact high-pressure generating means includes a laser light emitting means for irradiating the liquid in the pressurizing chamber.

【0049】この構成によれば、レーザーが液体粒子を
加振して光エネルギーは容易に熱エネルギーに変換され
る。これにより液体は瞬間的に気化成長して体積膨張す
る。この体積膨張する液蒸気(気泡)により、蒸気の前
面の液体粒子が押される。このとき液体粒子は慣性で留
ろうとするため、大きな衝撃的高圧波が発生する。
According to this configuration, the laser vibrates the liquid particles, and the light energy is easily converted to heat energy. Thereby, the liquid evaporates and grows instantaneously and expands in volume. This volume expanding liquid vapor (bubbles) pushes the liquid particles in front of the vapor. At this time, since the liquid particles try to stay by inertia, a large shocking high-pressure wave is generated.

【0050】[0050]

【実施例】図1は本発明に係る液体噴射装置を適用した
4サイクル内燃機関の構成図である。エンジン1は、燃
焼室上部を構成するシリンダヘッド2と、燃焼室の筒体
を構成するシリンダブロック3と、クランク室を形成す
るオイルパン4とにより構成される。クランク室内のク
ランク軸5は、クランクピン6およびピストンピン7を
介してピストン8に連結される。シリンダヘッド2には
吸気管9が設けられ、その端部にエンジン内燃焼室に臨
んで吸気弁10が装着される。また、シリンダヘッド2
には、排気管11が設けられ、その端部に排気弁12が
装着される。シリンダヘッド2の中央部には点火プラグ
13が装着される。
FIG. 1 is a block diagram of a four-cycle internal combustion engine to which a liquid injection device according to the present invention is applied. The engine 1 includes a cylinder head 2 forming an upper part of a combustion chamber, a cylinder block 3 forming a cylinder of the combustion chamber, and an oil pan 4 forming a crank chamber. A crankshaft 5 in the crank chamber is connected to a piston 8 via a crankpin 6 and a piston pin 7. An intake pipe 9 is provided in the cylinder head 2, and an intake valve 10 is attached to an end of the cylinder 9 so as to face a combustion chamber in the engine. In addition, cylinder head 2
, An exhaust pipe 11 is provided, and an exhaust valve 12 is attached to an end thereof. A spark plug 13 is mounted at the center of the cylinder head 2.

【0051】この実施例では、エンジン燃焼室内に直接
燃料を噴射するためのインジェクタ14がシリンダヘッ
ド2の上面から燃焼室内に臨んで設けられる。このイン
ジェクタ14は、燃料パイプ15を介して、本発明に係
る高圧発生装置16に連通している。この高圧発生装置
16は、後述の電歪手段(圧電素子)からなる衝撃的高
圧発生源17を備えている。この高圧発生源17は制御
回路18に連結され所定のタイミングで駆動制御され
る。高圧発生装置16には、燃料供給パイプ21を介し
て燃料ポンプ19により、燃料タンク22から燃料が導
入される。20はフィルターである。インジェクタ14
にはエア抜きパイプ23が接続され、燃料ポンプ19に
より常時燃料が供給され、燃料パイプ15及びインジェ
クタ内部のエアおよび気化燃料等の気泡は燃料とともに
不図示のエアベント孔を上部に持つ燃料タンク側に戻さ
れる。これにより燃料パイプ15およびインジェクタ1
4内部は燃料で満たされるので、衝撃的高圧波が確実に
伝播するとともに、衝撃的高圧波がインジェクタ14内
の噴射孔直前部に衝突してさらに圧力上昇するのを可能
とする。
In this embodiment, an injector 14 for directly injecting fuel into the engine combustion chamber is provided facing the combustion chamber from the upper surface of the cylinder head 2. The injector 14 communicates via a fuel pipe 15 with a high-pressure generator 16 according to the present invention. The high-pressure generating device 16 includes an impact high-voltage generating source 17 composed of an electrostrictive means (piezoelectric element) described later. The high voltage generation source 17 is connected to a control circuit 18 and is driven and controlled at a predetermined timing. Fuel is introduced into the high-pressure generator 16 from a fuel tank 22 by a fuel pump 19 via a fuel supply pipe 21. 20 is a filter. Injector 14
Is connected to an air vent pipe 23, fuel is constantly supplied by a fuel pump 19, and air such as air and vaporized fuel inside the fuel pipe 15 and injectors is supplied to the fuel tank side having an air vent hole (not shown) at the top together with the fuel. Will be returned. Thereby, the fuel pipe 15 and the injector 1
Since the inside of the fuel tank 4 is filled with the fuel, the shock high-pressure wave reliably propagates, and the shock high-pressure wave collides with the portion immediately before the injection hole in the injector 14 to further increase the pressure.

【0052】図2は、上記実施例における高圧発生装置
16とインジェクタ14の詳細構成図である。インジェ
クタ14は、先端に噴射孔41を有する弁本体24から
なり、この噴射孔41に弁25が装着される。弁25は
スプリング26により常に閉方向に付勢される。このイ
ンジェクタ14には、袋ナット27を介して燃料パイプ
15が接続される。また、弁本体24には側壁にエア抜
きポート28が形成され、エア抜きパイプ23が接続さ
れる。エア抜きポート28は衝撃的高圧波の進行方向に
対向する位置ではなく、進行方向の側面に設けられてお
り、衝撃的高圧波のエネルギーはエア抜きポート28か
ら飛散することなく、確実に噴射孔方向に伝播する。
FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the high-pressure generator 16 and the injector 14 in the above embodiment. The injector 14 includes a valve main body 24 having an injection hole 41 at a tip, and a valve 25 is mounted on the injection hole 41. The valve 25 is always biased in the closing direction by a spring 26. The fuel pipe 15 is connected to the injector 14 via a cap nut 27. An air vent port 28 is formed in the side wall of the valve body 24, and the air vent pipe 23 is connected to the air vent port 28. The air bleeding port 28 is provided not on the position facing the traveling direction of the shocking high-pressure wave but on the side surface in the traveling direction. Propagation in the direction.

【0053】このインジェクタ14に、後述のように、
衝撃的高圧波が伝播してくると、弁25の内側面に衝突
しさらに昇圧する。そしてそのエネルギーにより、スプ
リング26に抗して弁25が押し開かれ、燃料が噴射さ
れる。即ち、燃料噴射すべき燃焼室側と弁本体24の内
部の圧力差がスプリング26に応じた所定値より小さい
ときには、弁25は閉じた状態に保たれる。一方、衝撃
的高圧波が到達して、この弁内外の圧力差が所定値より
大きくなると弁25が開かれ燃料が噴射される。
As described later, the injector 14
When the shocking high-pressure wave propagates, it collides with the inner surface of the valve 25 and further rises in pressure. The valve 25 is pushed open by the energy against the spring 26, and fuel is injected. That is, when the pressure difference between the combustion chamber to be injected with fuel and the inside of the valve body 24 is smaller than a predetermined value corresponding to the spring 26, the valve 25 is kept closed. On the other hand, when the shock high pressure wave arrives and the pressure difference between the inside and outside of the valve becomes larger than a predetermined value, the valve 25 is opened and fuel is injected.

【0054】高圧発生装置16は、例えば内部空間を加
圧室32として形成した筐体状の本体31からなる。こ
の本体31には、前記加圧室32を構成する内面のうち
の一面から加圧室内に臨んで、例えば後述の圧電素子か
らなる高圧発生源17が装着される。この高圧発生源1
7は加圧室32内に衝撃的高圧波を発生させ加圧室32
内の燃料に衝撃的圧力を付与するものである。この加圧
室内燃料に対する衝撃高圧波の付与面17aに対向する
側の本体31の加圧室32の傾斜した内壁に衝撃高圧波
の反射面Rが形成される。この反射面Rにより前記衝撃
高圧波が90°曲げられる方向の加圧室32に臨んで高
圧波吐出ポート33が開口する。即ち、吐出ポート33
は、高圧発生源17に対向する位置ではなく、これと直
角な方向に面して設けられている。この吐出ポート33
には、前述のインジェクタ14に連通する燃料パイプ1
5が接続される。この燃料パイプ15の内部通路および
その端部の吐出ポート33部分により高圧燃料の噴射通
路15aが構成される。高圧発生源17は、シール材2
9を介してリード線30により制御回路18(図1)に
連結される。高圧発生源17の衝撃高圧波付与面17a
に直交する本体31の加圧室32の内壁面、即ち、高圧
波が伝播する進行方向に対する直角な内壁面には、燃料
導入ポート35が加圧室32に臨んで開口する。この燃
料導入ポート35には前述の燃料ポンプ19(図1)に
連通する燃料供給パイプ21が接続される。
The high-pressure generating device 16 comprises a housing-like main body 31 in which the internal space is formed as a pressurizing chamber 32, for example. The main body 31 is mounted with a high-voltage generation source 17 made of, for example, a piezoelectric element described below, which faces the pressurizing chamber from one of the inner surfaces constituting the pressurizing chamber 32. This high pressure source 1
7 generates a shocking high-pressure wave in the pressurizing chamber 32
It applies impulsive pressure to the fuel inside. A reflection surface R of the high-pressure shock wave is formed on the inclined inner wall of the pressure chamber 32 of the main body 31 on the side facing the surface 17a for applying the high-pressure shock wave to the fuel in the pressurized chamber. The reflection surface R opens a high-pressure wave discharge port 33 facing the pressure chamber 32 in a direction in which the high-pressure shock wave is bent by 90 °. That is, the discharge port 33
Is provided not in a position facing the high-pressure generation source 17 but in a direction perpendicular thereto. This discharge port 33
The fuel pipe 1 communicates with the injector 14 described above.
5 is connected. The internal passage of the fuel pipe 15 and the discharge port 33 at the end thereof constitute a high-pressure fuel injection passage 15a. The high-pressure generation source 17 includes the sealing material 2
9 via a lead 30 to the control circuit 18 (FIG. 1). Impact high pressure wave applying surface 17a of high pressure source 17
On the inner wall surface of the pressurizing chamber 32 of the main body 31 that is orthogonal to the inner wall surface, that is, on the inner wall surface perpendicular to the traveling direction of the high-pressure wave, a fuel introduction port 35 opens toward the pressurizing chamber 32. The fuel supply port 21 is connected to the fuel supply pipe 21 communicating with the fuel pump 19 (FIG. 1).

【0055】このような構成の燃料噴射装置において、
加圧室32内に燃料を充填した状態で、高圧発生源17
の圧電素子(図示しない)に駆動電圧を印加すると、圧
電素子が形状変化する瞬間に衝撃的高圧波が発生する。
In the fuel injection device having such a configuration,
When the fuel is filled in the pressurizing chamber 32, the high pressure
When a drive voltage is applied to the piezoelectric element (not shown), an impulsive high-pressure wave is generated at the moment when the piezoelectric element changes its shape.

【0056】この高圧波の発生作用は以下のとおりであ
る。まず電圧印加の瞬間に圧電素子が形状変化し、高圧
波付与面17aが加圧室側に移動する。この瞬時の移動
により、加圧室32内の液体(燃料)粒子を押圧する
が、液体粒子は慣性で静止状態を保とうとするため、加
圧室31内の燃料に対し大きな圧力が衝撃的に発生す
る。この衝撃的高圧波は、高圧波付与面17a側からこ
れに対向する加圧室内の反射面Rに向かい、この反射面
Rで直角に反射されて、高圧波吐出ポート33に向かっ
て瞬時に伝播する。従って、図2の点線で示すように、
加圧室内に直角に屈曲した折れ線状の高圧波進行経路L
が形成される。この圧力波が加圧室32内を進行中に加
圧室の内壁に開口する燃料導入ポート35を通過する
が、このポート35の開口方向は高圧波の進行方向に対
し直角方向であるため、これを瞬時に通過し高圧波の圧
力は、燃料導入ポート35内の燃料およびこれに連通す
る燃料供給パイプ21内の燃料に対し実質上何等作用せ
ず、高圧波のエネルギーは全く消費されない。したがっ
て、この燃料導入ポート35に逆止弁等の開口遮断手段
を設ける必要はない。燃料導入ポート35は高圧波付与
面17a前方でなければ良く、高圧発生源17と並列に
加圧室32内を臨む様に配置してもよい。
The operation of generating the high-pressure wave is as follows. First, the shape of the piezoelectric element changes at the moment of voltage application, and the high-pressure wave applying surface 17a moves to the pressure chamber side. This instantaneous movement presses the liquid (fuel) particles in the pressurizing chamber 32. However, since the liquid particles try to maintain a stationary state by inertia, a large pressure is impulsively applied to the fuel in the pressurizing chamber 31. Occur. The shocking high-pressure wave travels from the high-pressure wave application surface 17 a to the reflection surface R in the pressurizing chamber facing the high-pressure wave application surface 17 a, is reflected at a right angle by the reflection surface R, and instantaneously propagates toward the high-pressure wave discharge port 33. I do. Therefore, as shown by the dotted line in FIG.
Polygonal high-pressure wave traveling path L bent at right angles into the pressurized chamber
Is formed. This pressure wave passes through the fuel introduction port 35 which opens to the inner wall of the pressurizing chamber while traveling in the pressurizing chamber 32. Since the opening direction of this port 35 is perpendicular to the direction of travel of the high-pressure wave, The pressure of the high-pressure wave that passes through it instantaneously has substantially no effect on the fuel in the fuel introduction port 35 and the fuel in the fuel supply pipe 21 communicating therewith, and the energy of the high-pressure wave is not consumed at all. Therefore, it is not necessary to provide an opening blocking means such as a check valve in the fuel introduction port 35. The fuel introduction port 35 need not be located in front of the high-pressure wave applying surface 17a, and may be disposed so as to face the inside of the pressurization chamber 32 in parallel with the high-pressure generation source 17.

【0057】高圧発生源17の高圧波付与面17aから
燃料吐出ポート33が開口する本体31の加圧室の内壁
面に到達した衝撃的高圧波は、この面に唯一形成された
燃料吐出ポート33内に進入し、噴射通路15a内の燃
料を媒介としてインジェクタ14に向かって伝播する。
このとき、燃料吐出ポート33には、逆止弁等の通路閉
塞部材が介在しないため、高圧波のエネルギーは消費さ
れずに燃料の噴射通路15a内に進入する。
The impulsive high-pressure wave arriving from the high-pressure wave applying surface 17a of the high-pressure generation source 17 to the inner wall surface of the pressurizing chamber of the main body 31 in which the fuel discharge port 33 opens opens up only the fuel discharge port 33 formed on this surface. And propagates toward the injector 14 with the fuel in the injection passage 15a as a medium.
At this time, since a passage closing member such as a check valve is not interposed in the fuel discharge port 33, the energy of the high-pressure wave enters the fuel injection passage 15a without being consumed.

【0058】インジェクタ14に到達した衝撃的高圧波
は、前述のように、スプリング26に抗して弁25を開
き噴射孔41から高圧燃料を噴射させる。この実施例で
は、インジェクタ14の位置は、図示したように(図
1)、シリンダヘッド2の上面に設けて筒内噴射構造と
しているが、これに代えて、一点鎖線で示したインジェ
クタ14aのように、吸気管9の途中に設けてもよい。
あるいは、同じく一点鎖線で示したインジェクタ14b
のように、シリンダブロック3の側壁に設けて筒内直接
噴射を行ってもよい。また、エア抜きパイプ23は、前
述の実施例ではインジェクタ14と気液分離手段である
燃料タンク22を連通させているが、この構造に代え
て、図1の一点鎖線23aで示したように、インジェク
タ14と高圧発生装置16とを連通させるように配設し
てもよい。これにより、燃料パイプ15およびインジェ
クタ14内の空気および燃料蒸気を、燃料の噴射ととも
に燃焼室内に排出する。そして、複数回の噴射により空
気を排出した後も、燃焼室からの熱伝播により気化発生
する燃料蒸気は、燃焼室内への排出に加え、弁25が閉
じた後なおインジェクタ14内に残留する残圧により、
燃料蒸気を燃焼室から遠く温度の低い加圧室32内に戻
して凝縮させることが可能となる。
The impulsive high-pressure wave that has reached the injector 14 opens the valve 25 against the spring 26 and injects high-pressure fuel from the injection hole 41 as described above. In this embodiment, the position of the injector 14 is provided on the upper surface of the cylinder head 2 as shown in FIG. 1 so as to form an in-cylinder injection structure, but instead of the injector 14a shown by a dashed line. Alternatively, it may be provided in the middle of the intake pipe 9.
Alternatively, the injector 14b also indicated by a dashed line
As described in the above, direct injection in the cylinder may be performed by providing the cylinder block 3 on the side wall. Further, in the above-described embodiment, the air vent pipe 23 connects the injector 14 and the fuel tank 22 as the gas-liquid separating means. However, instead of this structure, as shown by a dashed line 23a in FIG. The injector 14 and the high-pressure generator 16 may be arranged so as to communicate with each other. Thereby, the air and the fuel vapor in the fuel pipe 15 and the injector 14 are discharged into the combustion chamber together with the fuel injection. Even after the air is discharged by the multiple injections, the fuel vapor generated by vaporization due to the heat propagation from the combustion chamber is discharged into the combustion chamber, and the residual fuel remaining in the injector 14 after the valve 25 is closed. By pressure
The fuel vapor can be condensed by returning the fuel vapor to the low-temperature pressurizing chamber 32 far from the combustion chamber.

【0059】図3は、高圧発生装置16の別の例の断面
構造図である。この例では、高圧発生装置16において
は、内部に加圧室32を形成した本体31に第1、第2
の反射壁501、502が設けられる。これらの第1、
第2反射壁501、502はそれぞれ第1、第2の反射
面R1、R2を有する。また、前記加圧室32の内面の
うちの同一面に、高圧発生源17と吐出ポート33が並
列に装着される。この加圧室内燃料に対する衝撃高圧波
の付与面17aに対向する位置に衝撃高圧波を直角方向
に反射する第1反射壁501が設けられる。この第1反
射壁501の反射面R1で反射された衝撃高圧波をさら
に直角方向に反射する第2反射壁502が第1反射面R
1からの反射波に対向する位置に設けられる。この反射
壁502の反射面R2からの反射波に対向する位置に吐
出ポート33が開口する。圧電素子の移動で発生した前
記衝撃高圧波は、第1反射壁501により90°曲げら
れ、さらに第2反射壁502で90°曲げられて、加圧
室32に開口した高圧波吐出ポート33に導かれる。ま
た、図2の実施例と同様に、高圧発生源17の衝撃高圧
波付与面17aからの高圧波進行方向に対する直角な位
置に、燃料導入ポート35が加圧室32に臨んで開口す
る。従って、加圧室内において、高圧波付与面17aか
らの高圧波は、図示したように、2回直角方向に屈曲し
た折れ線状の経路Lを形成する。
FIG. 3 is a sectional structural view of another example of the high-pressure generator 16. In this example, in the high-pressure generator 16, the first and second main bodies 31 each having a pressurized chamber 32 formed therein are provided.
Reflective walls 501 and 502 are provided. The first of these,
The second reflecting walls 501 and 502 have first and second reflecting surfaces R1 and R2, respectively. The high-pressure generating source 17 and the discharge port 33 are mounted in parallel on the same inner surface of the pressurizing chamber 32. A first reflecting wall 501 that reflects the high-pressure shock wave in a direction perpendicular to the surface 17a for applying the high-pressure shock wave to the pressurized chamber fuel is provided. The second reflecting wall 502, which reflects the high-impact wave reflected by the reflecting surface R1 of the first reflecting wall 501 in the direction perpendicular to the first reflecting surface R1,
It is provided at a position opposed to the reflected wave from 1. The discharge port 33 is opened at a position facing the reflected wave from the reflection surface R2 of the reflection wall 502. The high-pressure shock wave generated by the movement of the piezoelectric element is bent by 90 ° by the first reflecting wall 501 and further bent by 90 ° by the second reflecting wall 502, and is transmitted to the high-pressure wave discharge port 33 opened to the pressurizing chamber 32. Be guided. Also, as in the embodiment of FIG. 2, the fuel introduction port 35 opens to the pressurizing chamber 32 at a position perpendicular to the direction of traveling of the high-pressure wave from the high-pressure shock wave applying surface 17a of the high-pressure source 17. Accordingly, in the pressurizing chamber, the high-pressure wave from the high-pressure wave application surface 17a forms a polygonal path L that is bent twice in the right-angle direction, as illustrated.

【0060】このような構成の高圧発生装置16によれ
ば、機器設置スペースや配管レイアウト等の必要に応じ
て高圧発生源17と吐出ポート33とを高圧発生装置1
6の同一面側に設けることができる。
According to the high-pressure generator 16 having such a configuration, the high-pressure generator 17 and the discharge port 33 can be connected to the high-pressure generator 1 according to the installation space of the equipment, piping layout, and the like.
6 on the same surface side.

【0061】さらにこの例においては、噴射通路15を
加圧室32の吐出ポート33から噴射孔方向に断面積が
減少するように形成している。このような構成により、
噴射通路15を伝播する高圧波が、噴射孔に向かって通
路断面積が徐々に狭まる部分を進む間に圧力が高めら
れ、噴射孔においてさらに大きな噴射速度が得られる。
なお、図示した第1、第2反射面R1、R2は凹面状に
形成してあるが、これは反射波を効果的に集束させるた
めであり、このような凹面に代えて平面状の反射面とし
てもよい。
Further, in this example, the injection passage 15 is formed so that the cross-sectional area decreases from the discharge port 33 of the pressurizing chamber 32 toward the injection hole. With such a configuration,
The pressure is increased while the high-pressure wave propagating through the injection passage 15 travels through the portion where the cross-sectional area of the passage gradually narrows toward the injection hole, and a higher injection speed is obtained at the injection hole.
Although the illustrated first and second reflecting surfaces R1 and R2 are formed in a concave shape, this is for effectively converging the reflected wave, and instead of such a concave surface, a flat reflecting surface is used. It may be.

【0062】図4は、高圧発生装置16のさらに別の例
の断面構造図である。この例では、加圧室32の内壁3
2aをほぼ楕円曲面形状の反射壁とし、この楕円曲面を
有する加圧室32の頂部に高圧発生源17が装着され、
この高圧発生源17の近傍の側面に燃料導入ポート35
が開口する。この例では、吐出ポート33は高圧波付与
面17aに対向する位置に設けられ、その外側周縁部に
反射曲面が形成される。高圧波は加圧室内で複数回の反
射を繰り返し、屈曲した経路を形成して吐出ポート33
内に導入される。
FIG. 4 is a sectional structural view of still another example of the high-pressure generator 16. In this example, the inner wall 3 of the pressure chamber 32
2a is a reflecting wall having a substantially elliptical curved shape, and a high-pressure generating source 17 is mounted on the top of a pressurizing chamber 32 having the elliptical curved surface.
A fuel introduction port 35 is provided on the side near the high-pressure source 17.
Opens. In this example, the discharge port 33 is provided at a position facing the high-pressure wave applying surface 17a, and a reflection curved surface is formed on an outer peripheral portion thereof. The high pressure wave is repeatedly reflected a plurality of times in the pressurized chamber to form a curved path, and
Introduced within.

【0063】この場合、楕円曲面の反射壁32aの2つ
の楕円中心の一方に高圧波付与面17aを他方に吐出ポ
ート33を配置すると、効率良く衝撃的高圧波を収束し
て吐出ポート33から燃料パイプ15へ導くことができ
る。なお、衝撃的高圧波のエネルギーは直進する成分が
大きく、燃料導入ポート35を高圧発生源17の近傍の
反射壁32aの側面に設けても、燃料供給パイプ21か
ら燃料ポンプ19方向に僅かなエネルギーの衝撃的高圧
波しか伝播しない。
In this case, when the high-pressure wave applying surface 17a is disposed at one of the two elliptical centers of the elliptical curved reflecting wall 32a and the discharge port 33 is disposed at the other, the impact high-pressure wave is efficiently converged and the fuel is discharged from the discharge port 33. It can be led to the pipe 15. The energy of the high-pressure shock wave has a large component that goes straight, and even if the fuel introduction port 35 is provided on the side surface of the reflecting wall 32 a near the high-pressure generation source 17, a small amount of energy is supplied from the fuel supply pipe 21 to the fuel pump 19. Only the shocking high-pressure wave propagates.

【0064】このような構成の高圧発生装置16によれ
ば、衝撃高圧波の付与面17aから四方に発散する高圧
波を効率良く集束させて吐出ポートに導き、多くの衝撃
高圧波を噴射に利用でき、噴射量の増大を図ることがで
きる。
According to the high-pressure generating device 16 having such a configuration, the high-pressure waves diverging in all directions from the impact high-pressure wave applying surface 17a are efficiently focused and guided to the discharge port, and many high-pressure shock waves are used for injection. As a result, the injection amount can be increased.

【0065】さらにこの例においては、図3の例と同様
に、噴射通路15aを加圧室32の吐出ポート33から
噴射孔方向に断面積が減少するように形成したので、噴
射通路15aを伝播する高圧波が、噴射孔に向かって通
路断面積が徐々に狭まる部分を進む間に圧力が高めら
れ、噴射孔においてさらに大きな噴射速度が得られる。
図5は、高圧発生装置16のさらに別の例の断面構造図
である。この例は、前述の高圧発生装置16とインジェ
クタ14(図2)とを1ユニットとして一体化した噴射
装置44(後述)を示している。加圧室32の一面に、
高圧発生源17が装着され、これに対向する位置に吐出
ポート33が開口する。前記高圧発生源17の衝撃高圧
波の付与面17aと前記吐出ポート33との間の加圧室
32内には、プリズム状の反射壁500が配置される。
Further, in this example, similarly to the example of FIG. 3, the injection passage 15a is formed so that the cross-sectional area decreases from the discharge port 33 of the pressurizing chamber 32 in the direction of the injection hole. The pressure is increased while the high-pressure wave travels through the portion where the cross-sectional area of the passage gradually narrows toward the injection hole, and a higher injection speed is obtained in the injection hole.
FIG. 5 is a sectional structural view of still another example of the high-pressure generator 16. This example shows an injection device 44 (described later) in which the above-described high-pressure generator 16 and the injector 14 (FIG. 2) are integrated as one unit. On one side of the pressurizing chamber 32,
The high-pressure source 17 is mounted, and the discharge port 33 is opened at a position facing the high-pressure source 17. A prism-shaped reflecting wall 500 is disposed in the pressurizing chamber 32 between the impact high-pressure wave applying surface 17 a of the high-pressure generating source 17 and the discharge port 33.

【0066】この反射壁500は、上下2つの反射面R
1、R2を有し、加圧室32の中央よりやや上方に配置
されている。各反射面R1、R2で反射された高圧波は
さらに加圧室の内面32aで反射して吐出ポート33に
導入される。この場合、反射壁500の位置が加圧室3
2の中心からずれているため、反射面R1、R2で反射
する高圧波の経路長に差を生じ、噴射孔41に至るまで
の時間差を生じる。これにより噴射圧力を減少させるこ
となく、噴射時間を長くすることができる。
The reflecting wall 500 has two upper and lower reflecting surfaces R.
1 and R2, and is disposed slightly above the center of the pressure chamber 32. The high-pressure wave reflected by each of the reflecting surfaces R1 and R2 is further reflected by the inner surface 32a of the pressurizing chamber and introduced into the discharge port 33. In this case, the position of the reflecting wall 500 is
2, the path lengths of the high-pressure waves reflected by the reflection surfaces R1 and R2 are different from each other, and a time difference is reached until the high-pressure waves reach the injection holes 41. Thus, the injection time can be lengthened without reducing the injection pressure.

【0067】なお、反射壁500はプリズム状に限ら
ず、本体31が円筒状であれば円錐形とし、その他本体
31の形状に合わせて多角錐とすることができる。
The reflecting wall 500 is not limited to the prism shape, but may be conical if the main body 31 is cylindrical, and may be a polygonal pyramid according to the shape of the main body 31.

【0068】図6は、本発明に係るインジェクタの別の
構成例を示す。この例のインジェクタ14は、前述の図
2のインジェクタが外側に開く外開弁型であるのに対
し、弁が内側に開く内開弁型の構成である。弁本体24
の先端に形成した噴射孔41の内側に、弁40がガイド
スリーブ37内に沿って摺動可能に配設される。弁40
はスプリング39により噴射孔41側に押圧され閉じた
状態に付勢される。ガイドスリーブ37の根元部には導
通孔38が開口し、燃料パイプ15内の燃料噴射通路1
5aと弁本体24内の燃焼通路室24aとを連通させ
る。スプリング39は、このガイドスリーブ37内に配
設され、スリーブ37に固着される上側のシール部材9
1と下端部のシールリング(図示しない)により燃料の
浸入が防止された密閉空間内に装着される。弁本体24
にはエア抜きポート28が開口し、エア抜き配管23を
介して前述の燃料タンク22(図1)に連通する。
FIG. 6 shows another example of the configuration of the injector according to the present invention. The injector 14 of this example has an internal valve-opening type in which the valve opens inward while the injector in FIG. Valve body 24
The valve 40 is slidably disposed along the inside of the guide sleeve 37 inside the injection hole 41 formed at the tip of the valve. Valve 40
Is pressed by the spring 39 toward the injection hole 41 and urged to a closed state. A conduction hole 38 is opened at the base of the guide sleeve 37, and the fuel injection passage 1 in the fuel pipe 15 is opened.
5a communicates with the combustion passage chamber 24a in the valve body 24. The spring 39 is disposed within the guide sleeve 37 and is fixed to the upper seal member 9 fixed to the sleeve 37.
1 and a seal ring (not shown) at the lower end is mounted in a sealed space in which fuel is prevented from entering. Valve body 24
An air vent port 28 is opened to communicate with the above-described fuel tank 22 (FIG. 1) via an air vent pipe 23.

【0069】このような構成において、高圧発生装置1
6側から、噴射通路15a内の液体燃料を介して衝撃的
高圧波が伝播され、インジェクタ14に達すると、導通
孔38を通して高圧エネルギーが弁本体24の内部に導
入され、弁40をスプリング39に抗して押し上げ、噴
射孔41を開いて燃料を噴射させる。衝撃的高圧波はシ
ール部材91の上部の円錐部により減衰することなく導
通孔38に導かれ、導通孔38から円筒形状の燃料通路
室24a内に入る。衝撃的高圧波は燃料通路室24aの
壁に衝突して燃料通路室24a上部の圧力を高める。こ
の昇圧部から第2の衝撃的高圧波が燃料通路室24a内
下部の噴射孔41方向に伝播する。エア抜きポート28
は燃料通路室24aの中間部側壁に設けられており、第
2の衝撃的高圧波のエネルギーが散逸することはない。
In such a configuration, the high-pressure generator 1
From the 6th side, an impulsive high-pressure wave is propagated through the liquid fuel in the injection passage 15a, and when reaching the injector 14, high-pressure energy is introduced into the valve body 24 through the through hole 38, and the valve 40 is connected to the spring 39. The fuel is pushed up to open the injection hole 41 to inject fuel. The high-pressure shock wave is guided to the through hole 38 without being attenuated by the upper conical portion of the seal member 91, and enters the cylindrical fuel passage chamber 24 a through the through hole 38. The shocking high-pressure wave collides with the wall of the fuel passage chamber 24a and increases the pressure above the fuel passage chamber 24a. The second shocking high-pressure wave propagates from the booster toward the injection hole 41 in the lower portion of the fuel passage chamber 24a. Air release port 28
Is provided on the intermediate side wall of the fuel passage chamber 24a, so that the energy of the second shocking high-pressure wave does not dissipate.

【0070】図7(A)(B)は、本発明に係るインジ
ェクタのさらに別の構成例を示す。これらの例は、弁を
開閉する駆動手段を設けた例である。図7(A)のイン
ジェクタ14は、図2の例と同様に、外開型の弁25か
らなる構成であり、この弁25を駆動するための電磁ソ
レノイド60を備えている。このような構成において、
高圧発生装置16から衝撃的高圧波が到達するタイミン
グで、この電磁ソレノイドに通電して弁25を開とし、
燃料を噴射孔41から噴射させる。この開弁のタイミン
グは、予め実験等により、高圧発生装置の高圧発生源1
7に駆動電圧を印加してから高圧波がインジェクタ14
に到達するまでの時間を求めておき、このタイミングで
ソレノイド60に通電するように、制御回路を構成して
おく。
FIGS. 7A and 7B show still another configuration example of the injector according to the present invention. These examples are examples in which a driving unit that opens and closes a valve is provided. The injector 14 in FIG. 7A has a configuration including an open-type valve 25, similarly to the example in FIG. 2, and includes an electromagnetic solenoid 60 for driving the valve 25. In such a configuration,
At the timing when the shocking high-pressure wave arrives from the high-pressure generator 16, the solenoid is energized to open the valve 25,
Fuel is injected from the injection hole 41. The timing of this valve opening may be determined in advance by experiments or the like,
After the drive voltage is applied to the injector 7, the high-pressure wave
Is obtained beforehand, and a control circuit is configured so that the solenoid 60 is energized at this timing.

【0071】このような構成により、高圧波のエネルギ
ーが弁開放のために消費されないため、さらに大きな噴
射エネルギーで液体燃料を噴射させることができる。な
お電磁ソレノイド60には外周の一部に上方と下方を速
通する長手方向の切欠が設けられており、衝撃的高圧波
が噴射孔41方向に円滑に伝播するようにされている。
また、電磁ソレノイド60の外周のケース本体24側に
長手方向に凹みを設けてもよい。
With such a configuration, since the energy of the high-pressure wave is not consumed for opening the valve, it is possible to inject the liquid fuel with higher injection energy. The electromagnetic solenoid 60 is provided with a longitudinal notch at a part of the outer periphery, which allows the upper and lower parts to pass through quickly, so that the high-impact high-pressure wave can smoothly propagate toward the injection hole 41.
Further, a recess may be provided in the longitudinal direction on the case body 24 side on the outer periphery of the electromagnetic solenoid 60.

【0072】図7(B)のインジェクタ14は、図6の
例と同様に、内開型の弁40からなる構成であり、この
弁40を駆動するための電磁ソレノイド60を備えてい
る。この電磁ソレノイド60の構成および作用は図7
(A)の例と同様であり、この例においても、高圧波の
エネルギーが弁開放のために消費されないため、大きな
噴射エネルギーで液体燃料を噴射させることができる。
なお、導通孔38は傾斜しており、衝撃的高圧波をでき
るだけ減衰することなく燃料通路室24a内に導くこと
が可能である。導通孔38の燃料通路室24a側出口と
対向して電磁ソレノイド60に、外周の一部に上方と下
方を連通する長手方向の切欠が導通孔38の数と一致し
た数設けられている。そして、電磁ソレノイド60より
噴射孔41側にエア抜きポート28が設けられるので、
より噴射孔41に近い部分までエア抜きすることができ
る。
The injector 14 shown in FIG. 7B has a structure comprising an inwardly-opening valve 40, similarly to the example shown in FIG. 6, and includes an electromagnetic solenoid 60 for driving the valve 40. The structure and operation of this electromagnetic solenoid 60 are shown in FIG.
As in the example of (A), in this example also, the energy of the high-pressure wave is not consumed for opening the valve, so that the liquid fuel can be injected with a large injection energy.
In addition, the conduction hole 38 is inclined, and it is possible to guide the high-pressure shock wave into the fuel passage chamber 24a with as little attenuation as possible. The electromagnetic solenoid 60 faces the outlet of the passage hole 38 on the fuel passage chamber 24a side. Since the air vent port 28 is provided on the injection hole 41 side from the electromagnetic solenoid 60,
It is possible to bleed air to a portion closer to the injection hole 41.

【0073】図8は、圧電素子を用いた高圧発生源17
の詳細構成図である。この高圧発生源17は、密閉ケー
ス71内に設けた複数枚の圧電素子73からなり、各圧
電素子73間には、正極板151aと負極板151bが
交互に配設される。これらの圧電素子73、正極板15
1aおよび負極板151bは、積層された状態で、保持
具74およびプランジャ152間に挟持され、ボルト7
2により相互に固定保持される。このようにボルト72
で一体的に固定保持された圧電素子73は、その保持具
74を介して、ねじ部材75により、密閉ケース71内
に取付けられる。各正極板151a同士および負極板1
51b同士は、それぞれ導電板76で連結され、正電荷
供給線303および負電荷供給線304を介して電圧調
整器302に接続される。密閉ケース71からの各電荷
供給線303、304の取り出し部には、シール用グロ
メット77が装着され、ケース内の密封性が保持され
る。電圧調整器302はECU95に接続され、後述の
ように駆動制御される。300は交流電源、301は交
直変換回路である。
FIG. 8 shows a high-voltage generation source 17 using a piezoelectric element.
FIG. The high-voltage generation source 17 includes a plurality of piezoelectric elements 73 provided in a sealed case 71, and between the piezoelectric elements 73, positive plates 151a and negative plates 151b are alternately arranged. These piezoelectric element 73 and positive electrode plate 15
1a and the negative electrode plate 151b are sandwiched between the holder 74 and the plunger 152 in a stacked state, and the bolt 7
2 fixedly hold each other. Thus, the bolt 72
The piezoelectric element 73 integrally fixed and held by the above is mounted in the closed case 71 by the screw member 75 via the holder 74. Each positive electrode plate 151a and each negative electrode plate 1
51b are connected to each other by a conductive plate 76, and are connected to a voltage regulator 302 via a positive charge supply line 303 and a negative charge supply line 304. A sealing grommet 77 is attached to a portion where each of the charge supply lines 303 and 304 is taken out from the sealed case 71 to maintain the hermeticity of the case. The voltage regulator 302 is connected to the ECU 95 and is driven and controlled as described later. Reference numeral 300 denotes an AC power supply, and 301 denotes an AC / DC conversion circuit.

【0074】ここで、圧電素子とは、いわゆる圧電効果
を有する素子からなる公知の圧電アクチュエータであ
る。なお、圧電効果を有する材料には、水晶から高分子
まで各種のものがあるが、圧電アクチュエータの材料と
しては圧電セラミックスの一種であるチタン酸ジルコン
酸鉛(PZT)が代表的である。
Here, the piezoelectric element is a known piezoelectric actuator made of an element having a so-called piezoelectric effect. Note that there are various kinds of materials having a piezoelectric effect, from quartz to polymers, and a typical material for a piezoelectric actuator is lead zirconate titanate (PZT), which is a kind of piezoelectric ceramics.

【0075】図8において、複数枚(この例では7枚)
の圧電素子(圧電セラミックス)73およびこれらを挟
み込むように配置され一体化された正極板151aと負
極板151bとにより電歪素子が形成される。交流電源
300からの交流電流は交直変換回路301を経て直流
電圧に変換され、電圧調整器302に入力される。
In FIG. 8, a plurality of sheets (seven sheets in this example)
The piezoelectric element (piezoelectric ceramic) 73 and the positive electrode plate 151a and the negative electrode plate 151b which are arranged so as to sandwich them and form an electrostrictive element. An AC current from the AC power supply 300 is converted into a DC voltage via the AC / DC conversion circuit 301 and input to the voltage regulator 302.

【0076】電圧調整器302は、ECU95により制
御され正電荷供給線303あるいは負電荷供給線304
とそれぞれ接続される2つのアウトプットの内、正電荷
供給線303側を所定の電圧の正電圧に調整する一方、
負電荷供給線304側をアースする。また正極板151
aの電圧を下げる場合には、正極板151aの電荷の一
部をアースさせる。正極板151aと負極板151bの
間の圧電セラミックスは、2つの極板による電界の大き
さに略比例して、極板方向に変位する。この変位が図の
ものでは7つ集積されて大きな変位となる。
The voltage regulator 302 is controlled by the ECU 95 and has a positive charge supply line 303 or a negative charge supply line 304.
While the positive charge supply line 303 side of the two outputs respectively connected to is adjusted to a predetermined positive voltage,
The negative charge supply line 304 is grounded. In addition, the positive electrode plate 151
To lower the voltage of a, a part of the electric charge of the positive electrode plate 151a is grounded. The piezoelectric ceramic between the positive electrode plate 151a and the negative electrode plate 151b is displaced in the direction of the electrode plates substantially in proportion to the magnitude of the electric field generated by the two electrode plates. In the figure, seven such displacements are accumulated, resulting in a large displacement.

【0077】図9は、高圧発生源17の別の実施例の構
成図である。この実施例は、前述の電歪素子に代えて、
磁歪素子を用いた構成である。この磁歪素子とは、磁場
の中で伸び縮みする磁電材料、例えばテルビウム、ジス
プロシウム、鉛の三元系合金を使った磁心と、この磁心
の外周に巻かれたコイルからなるものである。コイルへ
の通電量(例えば電圧、電流)を制御することにより磁
心が伸縮する。
FIG. 9 is a configuration diagram of another embodiment of the high-pressure generation source 17. In this embodiment, instead of the above-described electrostrictive element,
This is a configuration using a magnetostrictive element. The magnetostrictive element includes a magnetic core made of a ternary alloy of a magnetoelectric material that expands and contracts in a magnetic field, for example, terbium, dysprosium, and lead, and a coil wound around the outer periphery of the magnetic core. The magnetic core expands and contracts by controlling the amount of current (for example, voltage and current) to the coil.

【0078】図9において、磁歪素子79の周囲にコイ
ル80が巻回され、その周囲に永久磁石84が装着され
る。磁歪素子79の端部にはプランジャ152が固定さ
れる。このプランジャ152はスプリング82の作用に
より常に加圧室32から引込む方向に付勢される。コイ
ル80はリード線78を介して電圧調整器に接続され
る。電圧調整器は前述の例と同様にECUに接続され、
コイル80への駆動電流を制御して磁歪素子79への印
加電圧を調整する。コイル80の駆動電圧を大きくする
とコイル80を流れる駆動電流も大きくなりコイルが発
生する磁界の大きさも大きくなり、磁歪素子79への印
加電圧が大きくなって、大きな衝撃的高圧波が発生す
る。その他の構成および作用効果は前述の電歪素子を用
いた実施例と同様である。本磁歪素子79の駆動におい
ては、電圧調整器の替わりに電流調整器を配置し、定電
圧ながら大電流をステップ的にコイル80に加えるよう
にしてもよい。さらに、磁歪素子79の一方の端部を密
閉ケース71の鏡板部にボルト等により固定するように
し、スプリング82を廃止するようにしてもよい。
In FIG. 9, a coil 80 is wound around a magnetostrictive element 79, and a permanent magnet 84 is mounted around the coil 80. A plunger 152 is fixed to an end of the magnetostrictive element 79. The plunger 152 is always urged by the action of the spring 82 in the direction of being pulled from the pressurizing chamber 32. The coil 80 is connected to a voltage regulator via a lead 78. The voltage regulator is connected to the ECU as in the previous example,
The drive current to the coil 80 is controlled to adjust the voltage applied to the magnetostrictive element 79. When the driving voltage of the coil 80 is increased, the driving current flowing through the coil 80 is increased, the magnitude of the magnetic field generated by the coil is also increased, and the voltage applied to the magnetostrictive element 79 is increased. Other configurations and operational effects are the same as those of the embodiment using the above-described electrostrictive element. In driving the magnetostrictive element 79, a current regulator may be provided instead of the voltage regulator, and a large current may be applied to the coil 80 in a stepwise manner while maintaining a constant voltage. Further, one end of the magnetostrictive element 79 may be fixed to the end plate of the sealed case 71 with bolts or the like, and the spring 82 may be omitted.

【0079】図10は本発明に係る高圧発生装置のさら
に別の実施例の構成図である。この実施例は、高圧発生
源17として、電気放熱体(発熱体)を用いたものであ
る。(A)は発熱体の断面図、(B)は保護膜208の
コーティング前、且つプレート212が仮止めされた発
熱体ユニット203の正面図(A図で右方向からみた
図)である。
FIG. 10 is a configuration diagram of still another embodiment of the high-pressure generator according to the present invention. In this embodiment, an electric radiator (heating element) is used as the high-voltage generation source 17. (A) is a cross-sectional view of the heating element, and (B) is a front view (viewed from the right in FIG. A) of the heating element unit 203 before the coating of the protective film 208 and the plate 212 is temporarily fixed.

【0080】この発熱体ユニット203は以下のように
構成されている。
The heating element unit 203 is configured as follows.

【0081】片側面中央部に突出する凸部204aが形
成されたガラス板204に、この凸部204aを覆うよ
うに抵抗体205が印刷され、さらに焼結される。凸部
204aの図で上下方向両側において抵抗体205の上
から覆うように導通物質が印刷され、さらに焼結されて
2つの電極206が形成される。これらのガラス体20
4、抵抗体205および電極206を貫通して銅あるい
は銅合金製のピン207が設けられ、その両端部がかし
められる。このように抵抗体205、電極206および
ピン207が凸部204a側の表面に形成されたガラス
体204上に、さらに非導電性且つ良熱伝導性の保護膜
208が、電極206およびピン207を含んで抵抗体
205を覆うように焼付けられる。被膜209で覆われ
たリード線210を内蔵するコード211の端部を支持
するプレート212がガラス板204に固着された後、
リード線210の端部がそれぞれピン207の端部にハ
ンダ付けされる。このようにして発熱体ユニット203
が形成される。この発熱体ユニット203が、熱伝導性
の低いセラミックからなるケース本体201とケース蓋
202の中に液密に収容されて高圧発生源17を構成す
る。81は支持板であり、高圧発生源17を前記高圧発
生装置の加圧室に臨んで固定する。
The resistor 205 is printed on the glass plate 204 on which the convex portion 204a projecting from the center of one side is formed so as to cover the convex portion 204a, and is sintered. A conductive material is printed so as to cover over the resistor 205 on both sides in the vertical direction in the drawing of the convex portion 204a, and further sintered to form two electrodes 206. These glass bodies 20
4. A pin 207 made of copper or a copper alloy is provided through the resistor 205 and the electrode 206, and both ends thereof are swaged. On the glass body 204 on which the resistor 205, the electrode 206, and the pin 207 are formed on the surface on the side of the convex portion 204a, a non-conductive and good thermal conductive protective film 208 further covers the electrode 206 and the pin 207. It is baked so as to cover the resistor 205. After the plate 212 supporting the end of the cord 211 containing the lead wire 210 covered with the coating 209 is fixed to the glass plate 204,
The ends of the lead wires 210 are soldered to the ends of the pins 207, respectively. Thus, the heating element unit 203
Is formed. The heating element unit 203 is housed in a case main body 201 and a case cover 202 made of ceramic having low thermal conductivity in a liquid-tight manner to constitute the high-pressure generation source 17. A support plate 81 fixes the high-pressure generation source 17 facing the pressurizing chamber of the high-pressure generation device.

【0082】上記ケース本体202の中央部は窓が明い
た形状をしており、保護膜208に燃料が直接触れる。
リード線210に直流あるいは交流の電流が供給される
と両電極206の間の部分の抵抗体205が発熱し、燃
料が気化して保護膜208上に気泡が発生する。この気
泡により、前述のように、加圧室内の液体粒子が押圧さ
れ衝撃的高圧が得られる。この衝撃的高圧の伝播による
液体噴射作用は前述の実施例のとおりである。
The center of the case body 202 has a shape with a clear window, and the fuel directly contacts the protective film 208.
When a DC or AC current is supplied to the lead wire 210, the resistor 205 between the two electrodes 206 generates heat, the fuel is vaporized, and bubbles are generated on the protective film 208. As described above, the liquid particles in the pressurized chamber are pressed by the bubbles, and a shocking high pressure is obtained. The liquid ejecting action by the propagation of the shocking high pressure is the same as in the above-described embodiment.

【0083】なお、抵抗体205および電極206とも
に膜厚は数μmであり、保護膜208は0.2mm〜2
mm程度である。
The thickness of both the resistor 205 and the electrode 206 is several μm, and the thickness of the protective film 208 is 0.2 mm to 2 mm.
mm.

【0084】図11は、本発明に係る高圧発生源17の
さらに別の例を示す。(A)図は要部断面構成図であ
り、(B)図はその駆動回路図である。燃料が充填され
た加圧室32内に臨んで、絶縁体86に保持された一対
の対向する放電電極401が設けられる。放電電極40
1間には所定幅の放電ギャップ402が形成されてい
る。燃料供給回路400は、(B)図に示すように、2
つの電極板からなるコンデンサCを備え、両電極板を連
結する連結回路403の途中に電子スイッチ404と昇
圧コイル405の一次側を直列に配置し、連結回路40
3の途中、コンデンサCの一方の電極板を含め一方の電
極板と電子スイッチ404の中間部を直流電源406と
連結し、昇圧コイル405の二次側の両端を結ぶ第2の
連結回路407の途中に前記放電ギャップ402を形成
している。
FIG. 11 shows still another example of the high-pressure source 17 according to the present invention. (A) is a sectional view of a main part, and (B) is a drive circuit diagram thereof. A pair of opposed discharge electrodes 401 held by an insulator 86 are provided facing the pressurized chamber 32 filled with fuel. Discharge electrode 40
A discharge gap 402 having a predetermined width is formed between the two. The fuel supply circuit 400, as shown in FIG.
The electronic switch 404 and the primary side of the step-up coil 405 are arranged in series in the connection circuit 403 connecting the two electrode plates,
In the middle of the third step, one electrode plate including one electrode plate of the capacitor C and an intermediate portion of the electronic switch 404 are connected to the DC power supply 406, and a second connection circuit 407 connecting both ends on the secondary side of the booster coil 405. The discharge gap 402 is formed on the way.

【0085】電子スイッチ404は、制御装置18の燃
料供給制御信号によってスイッチング作動する。直流電
源406からコンデンサCに必要な燃料供給量に見合っ
た電気エネルギーを電極に印加し、制御装置18の燃料
供給制御信号によって電子スイッチ404がONする
と、コンデンサCの両側が電子スイッチ、アース、昇圧
コイル405の一次側を介して導通し、このコンデンサ
Cの放電電極に起因して昇圧コイル405の二次側に高
電圧が発生し、加圧室32内に配置された放電ギャップ
402の間で放電が起こり、その熱エネルギーにより燃
料が瞬時に気化成長して気泡が発生する。この気泡によ
り、前述のように、加圧室内の液体粒子が押圧され衝撃
的高圧が得られる。この衝撃的高圧による液体噴射作用
は前述の実施例のとおりである。
The electronic switch 404 performs a switching operation according to a fuel supply control signal from the control device 18. When electric energy corresponding to the amount of fuel supply required for the capacitor C is applied from the DC power supply 406 to the electrodes, and the electronic switch 404 is turned on by the fuel supply control signal of the control device 18, both sides of the capacitor C are electronic switches, ground, It conducts through the primary side of the coil 405, generates a high voltage on the secondary side of the booster coil 405 due to the discharge electrode of the capacitor C, and generates a high voltage between the discharge gap 402 arranged in the pressurization chamber 32. Discharge occurs, and the thermal energy instantaneously evaporates and grows the fuel to generate bubbles. As described above, the liquid particles in the pressurized chamber are pressed by the bubbles, and a shocking high pressure is obtained. The liquid ejecting action by the impact high pressure is the same as in the above-described embodiment.

【0086】上記図11の実施例において、放電ギャッ
プ402の間での所定時間内での放電電力量が増大する
と、燃料吐出量も増大する。この放電ギャップ402の
間での放電電力量は、コンデンサCの放電電力量に正の
相関がある。そして放電ギャップ402の放電電力量
は、直流電源406の電圧が一定とされるので、コンデ
ンサCの所定時間での充電と放電のサイクル数によって
制御される。このコンデンサCの充放電の回数は、電子
スイッチ404のON,OFFのスイッチングによって
行われ、コンデンサCの充放電のサイクル回数を増加さ
せることにより放電ギャップ402での総放電電力量が
増加し、燃料供給量を増加させることができる。制御装
置18により、エンジン負荷が大きい程コンデンサCの
充放電のサイクル回数を増加させる。
In the embodiment shown in FIG. 11, when the discharge power amount within a predetermined time between the discharge gaps 402 increases, the fuel discharge amount also increases. The amount of power discharged during the discharge gap 402 has a positive correlation with the amount of power discharged from the capacitor C. Since the voltage of the DC power supply 406 is constant, the amount of power discharged from the discharge gap 402 is controlled by the number of charge and discharge cycles of the capacitor C in a predetermined time. The number of times of charging and discharging of the capacitor C is performed by switching ON and OFF of the electronic switch 404. By increasing the number of cycles of charging and discharging of the capacitor C, the total amount of discharge power in the discharge gap 402 increases, The supply can be increased. The controller 18 increases the number of charge / discharge cycles of the capacitor C as the engine load increases.

【0087】上述のように、熱エネルギーにより液体燃
料中に気泡を発生させ、これにより衝撃的高圧を発生さ
せて噴射孔まで伝播し燃料噴射を行う高圧発生装置のさ
らに別の例として、レーザー光を利用した高圧発生源を
用いることもできる。この場合、加圧室内の液体燃料に
対し、レーザー光を照射すると、前述のように、レーザ
ー光が液体粒子を加振して光エネルギーは容易に熱エネ
ルギーに変換される。これにより液体は瞬間的に気化成
長して体積膨張する。この体積膨張する液蒸気(気泡)
により、蒸気の前面の液体粒子が押される。このとき液
体粒子は慣性で留ろうとするため、大きな衝撃的高圧波
が発生する。
As described above, another example of the high-pressure generator that generates bubbles in the liquid fuel by thermal energy, thereby generating an impulsive high pressure, propagates to the injection holes, and performs fuel injection, is a laser light. A high-pressure source utilizing the above method can also be used. In this case, when the laser light is irradiated to the liquid fuel in the pressurized chamber, the laser light vibrates the liquid particles and the light energy is easily converted to heat energy as described above. Thereby, the liquid evaporates and grows instantaneously and expands in volume. This volume expanding liquid vapor (bubbles)
Pushes the liquid particles in front of the vapor. At this time, since the liquid particles try to stay by inertia, a large shocking high-pressure wave is generated.

【0088】図12は、本発明に係る高圧発生装置で発
生する衝撃的高圧とその駆動信号との関係を示すグラフ
である。グラフaは圧力波形、グラフbは駆動信号を示
す。グラフaにおいて、P1は図2の外開式弁25ある
いは図6の内開式弁40を持つインジェクタの開弁圧を
示し、P0は加圧前の加圧室内圧力を示す。図示したよ
うに、駆動信号をオンにした直後に、開弁圧を大きく超
える高圧が衝撃的に発生し、その後急激に減衰振動す
る。前述の各実施例は、この駆動信号入力直後の衝撃的
高圧を液体中で有効に伝播して利用するものである。ま
た、図示したように、駆動信号をオフにした直後に、一
旦圧力波形が低下するとともにその振動の反作用で圧力
が上昇し、開弁圧P1を超える圧力波が発生する。この
ような駆動信号オフ時の圧力ピークをオン時と同様に衝
撃的圧力として噴射孔まで伝播し燃料噴射に利用するこ
とも可能である。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the impulsive high voltage generated by the high voltage generator according to the present invention and its drive signal. Graph a shows a pressure waveform, and graph b shows a drive signal. In the graph a, P1 indicates the valve opening pressure of the injector having the external opening valve 25 in FIG. 2 or the internal opening valve 40 in FIG. 6, and P0 indicates the pressure in the pressurizing chamber before pressurization. As shown in the figure, immediately after the drive signal is turned on, a high pressure that greatly exceeds the valve opening pressure is generated in an impact, and then rapidly attenuates. In each of the above-described embodiments, the impulsive high pressure immediately after the input of the drive signal is effectively propagated and used in the liquid. Further, as shown in the drawing, immediately after the drive signal is turned off, the pressure waveform temporarily decreases and the pressure increases due to the reaction of the vibration, and a pressure wave exceeding the valve opening pressure P1 is generated. Such a pressure peak when the drive signal is off can be propagated to the injection hole as an impact pressure as in the case of on and used for fuel injection.

【0089】なお、高圧発生装置に図8に示すように電
歪素子を使用するものでは、駆動信号は所定以上の電圧
値を持つパルス電圧信号であり、図9に示す磁歪素子に
おいては、駆動信号は所定以上の電流値を持つパルス電
流信号、あるいは所定以上の電圧値を持つパルス電圧信
号である。図10、図11に示す素子およびレーザを使
用するものでは、駆動信号は所定以上の電力値を持つパ
ルス電力信号であり、パルス幅は電歪磁歪素子よりも短
時間に設定される。これは気泡が発生し成長する瞬間大
きな衝撃的高圧が発生するからであり、連続して気泡が
発生する沸騰状態においては却って衝撃的高圧が発生し
にくいからである。そして、噴射流量の増減は、パルス
の最高値(最高電圧値、最高電流値あるいは最高電力
値)を変化させ、あるいはパルス数を変化させることに
より可能である。
When the electrostrictive element is used in the high-voltage generator as shown in FIG. 8, the drive signal is a pulse voltage signal having a voltage value not lower than a predetermined value, and in the magnetostrictive element shown in FIG. The signal is a pulse current signal having a current value equal to or more than a predetermined value, or a pulse voltage signal having a voltage value equal to or more than a predetermined value. 10 and 11, the drive signal is a pulse power signal having a power value equal to or greater than a predetermined value, and the pulse width is set to be shorter than that of the electrostrictive magnetostrictive element. This is because a large shocking high pressure is generated at the moment when bubbles are generated and grown, and rather a shocking high pressure is unlikely to be generated in a boiling state in which bubbles are continuously generated. The injection flow rate can be increased or decreased by changing the maximum value of the pulse (the maximum voltage value, the maximum current value, or the maximum power value) or changing the number of pulses.

【0090】図13は、本発明に係る液体噴射装置を2
サイクル内燃機関に適用した例を示す。このエンジン1
は、前述の図1のエンジンと同様に、シリンダ内を摺動
するピストン8を有し、クランク室に連通する吸気管9
およびシリンダ内の燃焼室43に連通する排気管11を
備えている。また、クランク室と燃焼室43とを、掃気
管42で連通している。吸気管9内にはスロットル弁4
8およびリード弁47が設けられる。シリンダヘッド2
には、燃焼室43に臨んで、本発明に係る高圧燃料噴射
装置44が設けられる。この高圧燃料噴射装置44は、
前述の実施例における高圧発生装置16とインジェクタ
14とを一体に構成したものであり、前述の実施例と同
様に、衝撃的高圧波を利用して燃料を噴射するものであ
る。
FIG. 13 shows a liquid ejecting apparatus according to the present invention.
An example applied to a cycle internal combustion engine is shown. This engine 1
1 has a piston 8 that slides in a cylinder, similarly to the engine of FIG.
And an exhaust pipe 11 communicating with the combustion chamber 43 in the cylinder. The crank chamber and the combustion chamber 43 communicate with each other via a scavenging pipe 42. Throttle valve 4 in intake pipe 9
8 and a reed valve 47 are provided. Cylinder head 2
Is provided with a high-pressure fuel injection device 44 according to the present invention, facing the combustion chamber 43. This high-pressure fuel injection device 44
In this embodiment, the high-pressure generator 16 and the injector 14 in the above-described embodiment are integrally formed, and the fuel is injected by using a high-pressure shock wave as in the above-described embodiment.

【0091】この高圧燃料噴射装置44は、燃料供給パ
イプ21を介して、噴射装置44より高い位置に設けた
上部に不図示のブリーザ穴を設けた気液分離フロート室
46に連通する。この気液分離フロート室46は、液面
を一定とするためのフロート式弁46a、燃料ポンプ1
9およびフィルタ20を介して、燃料タンク22に連通
する。高圧燃料噴射装置44は、前述の実施例と同様
に、制御回路18に連結され、さらに交流電源および交
直変換回路からなる電源回路45に接続される。なお、
この高圧燃料噴射装置44は、図の一点鎖線で示したよ
うに、シリンダブロックの側壁面あるいは吸気管9に設
けてもよい。
The high-pressure fuel injection device 44 communicates via the fuel supply pipe 21 with a gas-liquid separation float chamber 46 provided with a breather hole (not shown) at an upper portion provided above the injection device 44. The gas-liquid separation float chamber 46 is provided with a float valve 46a for keeping the liquid level constant, a fuel pump 1
It communicates with the fuel tank 22 via the filter 9 and the filter 20. The high-pressure fuel injection device 44 is connected to the control circuit 18 similarly to the above-described embodiment, and further connected to a power supply circuit 45 including an AC power supply and an AC / DC conversion circuit. In addition,
The high-pressure fuel injection device 44 may be provided on the side wall surface of the cylinder block or on the intake pipe 9 as shown by the one-dot chain line in the drawing.

【0092】この実施例のエンジンではさらに、オイル
を供給するために本発明の高圧発生装置を用いている。
49はこの高圧オイル供給装置であり、前述の実施例の
高圧発生装置16が用いられる。このオイル供給装置4
9からオイル配管53、54を介してインジェクタ55
からクランク室およびシリンダ内にオイルが噴射され
る。オイル供給装置49にはストレーナ52を介してオ
イルタンク51からオイルポンプ50によりオイルが供
給される。このオイル供給装置49は、前述の各実施例
と同様に、高圧発生源を有し、衝撃的高圧によりインジ
ェクタ55からオイルを噴射するものであり、その構成
や衝撃的高圧波の発生原理や作用および噴射動作は前記
各実施例と同じである。なお、加圧室には一つの衝撃的
高圧発生部に対向した位置にあるいは反射面に対応して
オイル供給管53に各々連通する複数の潤滑油吐出ポー
トが設けられる。
The engine of this embodiment further uses the high-pressure generator of the present invention to supply oil.
The high-pressure oil supply device 49 uses the high-pressure generation device 16 of the above-described embodiment. This oil supply device 4
9 through an oil pipe 53, 54 and an injector 55
Oil is injected into the crank chamber and the cylinder from the cylinder. Oil is supplied to the oil supply device 49 from an oil tank 51 via a strainer 52 by an oil pump 50. This oil supply device 49 has a high-pressure generating source and injects oil from the injector 55 by an impulsive high pressure, as in the above-described embodiments. The injection operation is the same as in each of the above embodiments. The pressurizing chamber is provided with a plurality of lubricating oil discharge ports each communicating with the oil supply pipe 53 at a position facing one shocking high-pressure generating portion or corresponding to the reflecting surface.

【0093】図14は、図13のエンジンにおける高圧
燃料噴射装置44の構成例を示す。この燃料噴射装置4
4は、高圧発生装置とインジェクタとを一体化したもの
であり、図示したように、高圧発生源17を有する加圧
室32に、燃料パイプを介することなく、反射面Rとな
る内面32aを有する加圧室本体32bにインジェクタ
ボディ14aを固着し、このインジェクタボディ14a
内に噴射通路96を介して噴射孔41を設けたものであ
る。この噴射孔41には、スプリング26を介して外開
式の噴射弁25が装着される。反射面Rの位置や角度に
応じて高圧発生源17と吐出ポート33の相対位置が定
まる。この例では、反射面Rは1つであり、高圧波は1
回だけ反射して吐出ポート33に導入される。
FIG. 14 shows a configuration example of the high-pressure fuel injection device 44 in the engine of FIG. This fuel injection device 4
Reference numeral 4 denotes a unit in which a high-pressure generator and an injector are integrated, and as shown, a pressurizing chamber 32 having a high-pressure source 17 has an inner surface 32a serving as a reflection surface R without passing through a fuel pipe. The injector body 14a is fixed to the pressurizing chamber main body 32b.
An injection hole 41 is provided through an injection passage 96 therein. An externally opened injection valve 25 is attached to the injection hole 41 via a spring 26. The relative position between the high-pressure source 17 and the discharge port 33 is determined according to the position and angle of the reflection surface R. In this example, there is one reflecting surface R, and the high pressure wave is 1
The light is reflected only once and introduced into the discharge port 33.

【0094】また、加圧室32の上部にエア抜きポート
28が形成され、加圧室内エアを有効に排出する。
Further, an air vent port 28 is formed above the pressurizing chamber 32 to effectively discharge air from the pressurizing chamber.

【0095】高圧発生源17の構成および作用効果、な
らびに噴射通路96を介する高圧波の伝播作用や燃料噴
射動作等は前記実施例と同様である。
The configuration and operation and effect of the high-pressure generation source 17, the operation of propagating the high-pressure wave through the injection passage 96, the fuel injection operation, and the like are the same as those in the previous embodiment.

【0096】図15は、インジェクタを一体に構成した
高圧発生装置からなる燃料噴射装置44の別の例の構成
図である。この例では、加圧室32の内壁面に2つの反
射面R1、R2を形成し、衝撃的高圧波をこれら2つの
反射面R1、R2で順次2回反射させて、吐出ポート3
3に導き、さらに噴射通路96を介して噴射孔41に伝
播させる。高圧発生源17の構成および作用効果、およ
び噴射通路96を介する高圧波の伝播作用や燃料噴射動
作、エア抜きの構成、作用等は前記実施例と同様であ
る。
FIG. 15 is a configuration diagram of another example of the fuel injection device 44 composed of a high-pressure generating device integrally formed with an injector. In this example, two reflecting surfaces R1 and R2 are formed on the inner wall surface of the pressurizing chamber 32, and the high-impact wave is reflected twice by these two reflecting surfaces R1 and R2 sequentially, so that the discharge port 3
3 and further propagated through the injection passage 96 to the injection hole 41. The configuration and operation and effect of the high-pressure generation source 17, the operation of propagating the high-pressure wave through the injection passage 96, the fuel injection operation, and the configuration and operation of air bleeding are the same as those in the above-described embodiment.

【0097】[0097]

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、衝撃的高圧波を利用して、例えば圧電素子に電圧を
印加したときに発生する高圧波を、加圧室内の反射面で
反射させて屈曲した高圧波進行経路を形成することによ
り、高圧発生源と吐出ポートとの相対位置を相互に対向
する位置だけでなく、反射面に対応して所望の位置に配
置することができ、高圧発生装置のレイアウトの自由度
が大きくなる。これにより、狭いスペース内や、複雑な
構成の各種装置内に効率良くコンパクトに液体噴射装置
を組み込むことができる。この場合、高圧波を反射面で
反射させて増幅することができ、その増幅された高圧波
を噴射通路内に伝播させ、途中のエネルギー損失を少な
くして、噴射孔に到達した高圧波のエネルギーを効率よ
く噴射孔で液体の運動エネルギーに変換して噴射孔から
液体を噴射することができる。また、この場合、より有
効に高圧波を噴射孔に導くことができる。また噴射通路
内を伝播中のエネルギー損失を少なくし、その分噴射量
を多くすることができる。また、高圧波をより有効に噴
射孔に到達させて、噴射圧力を高め噴射速度を大きくで
きる。
As described above, in the present invention, a high-pressure wave generated when a voltage is applied to, for example, a piezoelectric element is reflected by a reflecting surface in a pressurizing chamber by using a shocking high-pressure wave. By forming a curved high-pressure wave traveling path, the relative position between the high-pressure source and the discharge port can be arranged not only at the position facing each other but also at a desired position corresponding to the reflecting surface. The degree of freedom in the layout of the generator is increased. Accordingly, the liquid ejecting apparatus can be efficiently and compactly incorporated in a narrow space or various devices having a complicated configuration. In this case, the high-pressure wave can be reflected on the reflecting surface and amplified, and the amplified high-pressure wave can be propagated in the injection passage, reducing energy loss on the way and reducing the energy of the high-pressure wave reaching the injection hole. Can be efficiently converted into the kinetic energy of the liquid by the injection hole, and the liquid can be injected from the injection hole. In this case, the high-pressure wave can be more effectively guided to the injection hole. Further, energy loss during propagation in the injection passage can be reduced, and the injection amount can be increased accordingly. In addition, the high pressure wave can more effectively reach the injection hole, and the injection pressure can be increased to increase the injection speed.

【0098】このような液体噴射装置を例えば印刷装置
のインク噴射手段として用いることにより、インク噴射
が、衝撃的高圧を利用するので噴射速度を大きくするこ
とができ、印刷速度を速くすることができる。また、噴
射孔近傍に弁手段が備るため、インクの切れがよくな
り、印刷の滲みを防止することができる。また、噴射孔
と印刷面との間の距離を大きくすれば、インクの噴射速
度が大きいため微粒化が促進され、広い面をむらなく印
刷できる。さらに、このような噴射孔と印刷面との間の
距離を制御しながら、被印刷物を噴射方向に対し直角方
向に移動すれば、印刷のむらや滲みのない状態で印刷の
幅を制御することができる。
By using such a liquid ejecting apparatus as, for example, an ink ejecting means of a printing apparatus, the ejecting speed can be increased and the printing speed can be increased since the ink ejecting utilizes an impulsively high pressure. . In addition, since the valve means is provided in the vicinity of the ejection hole, the ink can be cut more easily, and bleeding of printing can be prevented. In addition, if the distance between the ejection holes and the printing surface is increased, the atomization speed is increased due to the high ejection speed of the ink, so that a wide surface can be printed evenly. Furthermore, by moving the substrate in a direction perpendicular to the ejection direction while controlling the distance between the ejection hole and the printing surface, it is possible to control the width of the printing without unevenness or bleeding of the printing. it can.

【0099】また、本発明をボイラーの燃料噴射手段に
適用すれば、衝撃的高圧により燃料を噴射するので、燃
料の噴射速度が大きくなり、燃料が充分に微粒化する。
したがって、重油等の低揮発性の燃料であっても確実な
燃焼が可能になり、すすの発生を少なくして熱効率を高
めることができる。
Further, when the present invention is applied to the fuel injection means of a boiler, the fuel is injected by an impulsively high pressure, so that the injection speed of the fuel is increased and the fuel is sufficiently atomized.
Therefore, reliable combustion can be performed even with a low-volatility fuel such as heavy oil, soot generation can be reduced, and thermal efficiency can be improved.

【0100】また、本発明を内燃機関の潤滑油供給手段
に適用すれば、潤滑油は衝撃的高圧を利用して噴射され
るため、安定して確実な潤滑油供給ができ、円滑なエン
ジン駆動が達成される。
Further, when the present invention is applied to the lubricating oil supply means for an internal combustion engine, since the lubricating oil is injected using an impact high pressure, the lubricating oil can be supplied stably and reliably, and the engine can be smoothly driven. Is achieved.

【0101】さらに、本発明を内燃機関の燃料噴射装置
に適用すれば、燃料は衝撃的高圧を利用して噴射される
ので、燃焼室内が高圧になっても燃料を噴射することが
できる。したがって、ガソリンエンジンにおいては、圧
縮行程終期の点火直前まで燃料噴射可能になり、またデ
ィーゼルエンジンのように燃焼継続中の高圧の燃焼室に
も燃料を確実に噴射することができる。この場合、燃料
噴射速度が大きくなることにより、燃料が微粒化し、燃
料が確実に気化するので、未燃焼成分の発生が抑制さ
れ、排気浄化性がよくなる。
Further, when the present invention is applied to a fuel injection device for an internal combustion engine, fuel is injected by using an impact high pressure, so that fuel can be injected even when the pressure in the combustion chamber becomes high. Therefore, in a gasoline engine, fuel injection can be performed until immediately before ignition at the end of the compression stroke, and fuel can be reliably injected also into a high-pressure combustion chamber in which combustion is continued as in a diesel engine. In this case, since the fuel injection speed increases, the fuel is atomized, and the fuel is reliably vaporized. Therefore, the generation of unburned components is suppressed, and the exhaust purification performance is improved.

【0102】このような内燃機関は、衝撃的高圧を利用
した燃料噴射を行うので、噴射速度を高め微粒化を促進
して、高圧燃焼室内へ確実に燃料を供給することが可能
になる。したがって、2サイクルおよび4サイクルのガ
ソリンエンジンにおける吸気管噴射や筒内噴射だけでな
く、ディーゼルエンジンに対しても充分適用可能にな
り、あらゆる運転状態で確実な燃料噴射が達成され、燃
焼効率が高く未燃ガス成分の発生を抑制して排気エミッ
ションを向上させ、信頼性が高くしかも汎用性の高い燃
料噴射装置が得られる。
Since such an internal combustion engine performs fuel injection using an impulsively high pressure, it is possible to increase the injection speed, promote atomization, and reliably supply fuel to the high-pressure combustion chamber. Accordingly, the present invention can be sufficiently applied not only to the intake pipe injection and the in-cylinder injection in the two-cycle and four-cycle gasoline engines, but also to the diesel engine. The generation of unburned gas components is suppressed to improve exhaust emissions, and a highly reliable and versatile fuel injection device can be obtained.

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

【図1】 本発明を適用した4サイクルエンジンの構成
図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a four-cycle engine to which the present invention is applied.

【図2】 本発明に係る液体噴射装置の実施例の構成図
である。
FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment of a liquid ejecting apparatus according to the present invention.

【図3】 本発明に係る高圧発生装置の例を示す断面図
である。
FIG. 3 is a sectional view showing an example of a high-pressure generator according to the present invention.

【図4】 本発明に係る高圧発生装置の別の例を示す断
面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of the high-pressure generator according to the present invention.

【図5】 本発明に係る高圧発生装置のさらに別の例を
示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing still another example of the high-pressure generator according to the present invention.

【図6】 本発明に係るインジェクタの構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of an injector according to the present invention.

【図7】 本発明に係るインジェクタの別の例の構成図
である。
FIG. 7 is a configuration diagram of another example of the injector according to the present invention.

【図8】 本発明に係る高圧発生源の詳細構成図であ
る。
FIG. 8 is a detailed configuration diagram of a high-pressure generation source according to the present invention.

【図9】 本発明に係る別の高圧発生源の構成図であ
る。
FIG. 9 is a configuration diagram of another high-pressure generation source according to the present invention.

【図10】 本発明に係るさらに別の高圧発生源の構成
説明図である。
FIG. 10 is an explanatory view of the configuration of still another high-pressure generation source according to the present invention.

【図11】 本発明に係るさらに別の高圧発生源の構成
説明図である。
FIG. 11 is an explanatory view of a configuration of still another high-pressure generation source according to the present invention.

【図12】 本発明に係る衝撃的高圧波と駆動信号のグ
ラフである。
FIG. 12 is a graph of a high voltage shock wave and a driving signal according to the present invention.

【図13】 本発明を適用した2サイクルエンジンの構
成図である。
FIG. 13 is a configuration diagram of a two-stroke engine to which the present invention is applied.

【図14】 本発明に係る噴射弁一体型の燃料噴射装置
の構成図である。
FIG. 14 is a configuration diagram of an injection valve-integrated fuel injection device according to the present invention.

【図15】 噴射弁一体型の燃料噴射装置の別の実施例
の構成図である。
FIG. 15 is a configuration diagram of another embodiment of a fuel injection device integrated with an injection valve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

14:インジェクタ、15:燃料パイプ、15a:燃料
噴射通路、16:高圧発生装置、17:高圧発生源、1
7a:高圧波(衝撃波)付与面、22:燃料タンク、2
3:エア抜きパイプ、25:弁、32:加圧室、32
a:加圧室の内面、33:吐出ポート、35:燃料導入
ポート、500:反射壁、R,R1,R2:反射面。
14: injector, 15: fuel pipe, 15a: fuel injection passage, 16: high pressure generator, 17: high pressure source, 1
7a: High pressure wave (shock wave) application surface, 22: Fuel tank, 2
3: air vent pipe, 25: valve, 32: pressurized chamber, 32
a: inner surface of the pressurized chamber, 33: discharge port, 35: fuel introduction port, 500: reflective wall, R, R1, R2: reflective surface.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02M 47/00 F02M 47/00 A 63/00 63/00 Q L H01L 41/09 H01L 41/12 41/12 H02M 9/00 Z H02M 9/00 H01L 41/08 C ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical display location F02M 47/00 F02M 47/00 A 63/00 63/00 QL H01L 41/09 H01L 41/12 41/12 H02M 9/00 Z H02M 9/00 H01L 41/08 C

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 吐出ポートを有する加圧室と、 前記液体を噴射するための噴射孔と、 この噴射孔と前記加圧室の吐出ポートを速通する噴射通
路と、 前記加圧室内の液体に衝撃圧を付与する衝撃的高圧発生
手段とを有し、 前記噴射通路あるいは加圧室に液体導入ボートを設け、 前記加圧室内に、前記衝撃的高圧発生手段による液体に
対する衝撃圧付与方向を前記吐出ポート方向に向けるた
めの反射面を設けて、この加圧室内に屈曲した折れ線状
の高圧波進行経路を形成したことを特徴とする液体噴射
装置。
A pressurizing chamber having a discharge port; an ejection hole for ejecting the liquid; an ejection passage passing through the ejection hole and a discharge port of the pressurization chamber; And a liquid introduction boat is provided in the injection passage or the pressurized chamber. In the pressurized chamber, a direction in which the shock high pressure is applied to the liquid by the shockful high-pressure generating means is provided. A liquid ejecting apparatus, comprising: a reflection surface for directing in a direction of the discharge port; and a bent linear high-pressure wave traveling path formed in the pressurizing chamber.
【請求項2】 前記加圧室の反射面の面積を前記衝撃的
高圧発生手段の衝撃高圧波の付与面の面積より大きく
し、前記衝撃的高圧発生手段による衝撃高圧波を前記反
射面で反射させて、前記吐出ポートに集めるようにした
ことを特徴とする請求項1に記載の液体噴射装置。
2. The area of the reflecting surface of the pressurizing chamber is made larger than the area of the surface to which the high-voltage shock generating means is applied, and the high-pressure wave generated by the high-voltage generating means is reflected by the reflecting surface. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the liquid is collected at the discharge port.
【請求項3】 前記加圧室内に前記反射面を複数配置し
又は曲面状とし、これら複数の反射面又は反射曲面を介
して1つの高圧波進行経路を加圧室内に形成し、前記衝
撃的高圧発生手段による衝撃高圧波を前記吐出ポート方
向に向けるようにしたことを特徴とする請求項1に記載
の液体噴射装置。
3. A plurality of reflecting surfaces are arranged or curved in the pressurizing chamber, and one high-pressure wave traveling path is formed in the pressurizing chamber through the plurality of reflecting surfaces or reflecting curved surfaces, and 2. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the high-pressure wave generated by the high-pressure generating means is directed toward the discharge port.
【請求項4】 前記加圧室内に前記反射面を複数配置し
又は曲面状とし、前記衝撃的高圧発生手段による衝撃高
圧波の前記吐出ポート方向に向かう屈曲した複数の異な
る経路を形成したことを特徴とする請求項1に記載の液
体噴射装置。
4. The method according to claim 1, wherein a plurality of reflecting surfaces are arranged or curved in the pressurizing chamber, and a plurality of different paths bent toward the discharge port direction of the high-impact high-pressure wave by the high-impact high-pressure generating means are formed. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項5】 前記複数の反射面のうち前記衝撃的高圧
発生手段の衝撃高圧波の付与面に最も近い反射面の面積
をその他の反射面の面積より大きくし、その大面積の反
射面での前記衝撃高圧波の反射を経て、前記衝撃高圧波
を前記吐出ポートに集めるようにしたことを特徴とする
請求項3に記載の液体噴射装置。
5. An area of a reflection surface of the plurality of reflection surfaces, which is closest to a surface to which the high-impact high-pressure wave is applied by the high-impact high-pressure generating means, is made larger than areas of other reflection surfaces. 4. The liquid ejecting apparatus according to claim 3, wherein the high-pressure shock wave is collected at the discharge port through the reflection of the high-pressure shock wave.
【請求項6】 前記衝撃的高圧発生手段の衝撃高圧波の
付与面を前記加圧室の吐出ポートに指向させるととも
に、 前記衝撃高圧波が前記吐出ポートに直接向かう経路の外
側に前記反射面を配置したことを特徴とする請求項1か
ら5までのいずれかに記載の液体噴射装置。
6. A surface for applying a high-impact high-pressure wave of the high-impact high-pressure generating means to a discharge port of the pressurizing chamber, and the reflection surface is provided outside a path in which the high-impact high-pressure wave goes directly to the discharge port. The liquid ejecting apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the liquid ejecting apparatus is arranged.
【請求項7】 前記弁手段は、前記噴射孔を境にして噴
射通路側の液体圧力から、噴射する空間側の液体圧力を
引いた値が所定値以下の場合に閉となるとともに、この
弁手段に液体の衝撃的高圧が到達作用することにより開
となるように構成したことを特徴とする請求項1から6
までのいずれかに記載の液体噴射装置。
7. The valve means is closed when the value obtained by subtracting the liquid pressure on the side of the injection space from the liquid pressure on the side of the injection passage from the injection hole is equal to or less than a predetermined value. 7. The means is opened by an impact high pressure of the liquid reaching the means.
The liquid ejecting apparatus according to any one of the above.
【請求項8】 前記噴射孔近傍に逆止弁を設け、該逆止
弁は、逆止弁を境にして上流側の液体圧力から、下流側
の圧力を引いた値が所定値以上の場合に開となるように
構成したことを特徴とする請求項1から6までのいずれ
かに記載の液体噴射装置。
8. A check valve is provided in the vicinity of the injection hole, and the check valve is provided when a value obtained by subtracting a downstream pressure from a liquid pressure on the upstream side with respect to the check valve is a predetermined value or more. The liquid ejecting apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the liquid ejecting apparatus is configured so as to be opened.
【請求項9】 前記噴射孔近傍に弁手段を配置し、この
弁手段に液体の衝撃的高圧が到達するタイミングで弁を
開とする弁開閉駆動手段を備えたことを特徴とする請求
項1から6までのいずれかに記載の液体噴射装置。
9. The apparatus according to claim 1, further comprising: valve means disposed near the injection hole, and valve opening / closing drive means for opening the valve at the timing when the high pressure of the liquid reaches the valve means. 7. The liquid ejecting apparatus according to any one of items 1 to 6.
【請求項10】 前記噴射通路を、前記加圧室側端部の
吐出ポートから噴射孔方向に断面積が減少するように形
成したことを特徴とする請求項1から9までのいずれか
に記載の液体噴射装置。
10. The apparatus according to claim 1, wherein the injection passage is formed so that a cross-sectional area decreases in a direction of an injection hole from a discharge port at an end of the pressurizing chamber. Liquid ejector.
【請求項11】 前記衝撃的高圧発生手段の衝撃的高圧
発生部は、電界の変化に応じて形状が変化する電歪素子
で形成されたことを特徴とする請求項1から10までの
いずれかに記載の液体噴射装置。
11. The impulsive high-voltage generating section of the impulsive high-voltage generating means is formed of an electrostrictive element whose shape changes in response to a change in an electric field. A liquid ejecting apparatus according to claim 1.
【請求項12】 前記衝撃的高圧発生手段の衝撃的高圧
発生部は、磁界の変化に応じて形状が変化する磁歪素子
で形成されたことを特徴とする請求項1から10までの
いずれかに記載の液体噴射装置。
12. The impulsive high-voltage generating section of the impulsive high-voltage generating means is formed of a magnetostrictive element whose shape changes according to a change in a magnetic field. The liquid ejecting apparatus according to claim 1.
【請求項13】 前記液体噴射装置は、被印刷物にイン
クを供給するためにインクを噴射する印刷装置のインク
噴射手段として使用されたことを特徴とする請求項1か
ら12までのいずれかに記載の液体噴射装置。
13. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the liquid ejecting apparatus is used as an ink ejecting unit of a printing apparatus that ejects ink to supply ink to a printing medium. Liquid ejector.
【請求項14】 前記液体噴射装置は、ボイラーの燃焼
室に燃料を供給する燃料噴射手段として使用されたこと
を特徴とする請求項1から12までのいずれかに記載の
液体噴射装置。
14. The liquid injection device according to claim 1, wherein the liquid injection device is used as fuel injection means for supplying fuel to a combustion chamber of a boiler.
【請求項15】 前記液体噴射装置は、内燃機関に潤滑
油を供給するために潤滑油を噴射する内燃機関の潤滑油
供給手段として使用されたことを特徴とする請求項1か
ら12までのいずれかに記載の液体噴射装置。
15. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the liquid ejecting apparatus is used as a lubricating oil supply unit for an internal combustion engine that injects lubricating oil to supply the lubricating oil to the internal combustion engine. A liquid ejecting apparatus according to any one of claims 1 to 3.
【請求項16】 前記液体噴射装置は、内燃機関の吸気
系または燃焼室に直接燃料を噴射する内燃機関の燃料噴
射装置として使用されたことを特徴とする請求項1から
12までのいずれかに記載の液体噴射装置。
16. The fuel injection device according to claim 1, wherein the liquid injection device is used as a fuel injection device for an internal combustion engine that directly injects fuel into an intake system or a combustion chamber of the internal combustion engine. The liquid ejecting apparatus according to claim 1.
【請求項17】 請求項16の液体噴射装置を搭載した
ことを特徴とする燃料噴射式内燃機関。
17. A fuel injection type internal combustion engine equipped with the liquid injection device according to claim 16.
【請求項18】 前記衝撃的高圧発生手段の動作時およ
び非作動時ともに、前記噴射孔近傍の弁手段上流側から
前記噴射通路の加圧室の吐出ポートまでの噴射通路は全
域にわたって常に開放状態であることを特徴とする請求
項8あるいは9に記載の液体噴射装置。
18. The injection passage from the upstream side of the valve means near the injection hole to the discharge port of the pressurized chamber of the injection passage is always open over the entire area both when the shock high-pressure generating means is operated and when it is not operated. The liquid ejecting apparatus according to claim 8, wherein:
【請求項19】 前記衝撃的高圧発生手段の衝撃的高圧
発生部は、前記加圧室内の液体に浸漬した一対の対向す
る放電電極により形成されたことを特徴とする請求項1
から12までのいずれかに記載の液体噴射装置。
19. The impulsive high-voltage generating section of the impulsive high-pressure generating means is formed by a pair of opposing discharge electrodes immersed in a liquid in the pressurizing chamber.
13. The liquid ejecting apparatus according to any one of items 1 to 12.
【請求項20】 前記衝撃的高圧発生手段の衝撃的高圧
発生部は、前記加圧室内の液体に浸漬した電気放熱体に
より形成されたことを特徴とする請求項1から12まで
のいずれかに記載の液体噴射装置。
20. The impulsive high-pressure generating section of the impulsive high-pressure generating means is formed by an electric radiator immersed in a liquid in the pressurized chamber. The liquid ejecting apparatus according to claim 1.
【請求項21】 前記衝撃的高圧発生手段は、前記加圧
室内の液体を照射するレーザー発光手段を備えたことを
特徴とする請求項1から12までのいずれかに記載の液
体噴射装置。
21. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the shock high-pressure generating means includes a laser light emitting means for irradiating a liquid in the pressurizing chamber.
JP8219672A 1996-08-21 1996-08-21 Liquid injection device Pending JPH1061474A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7358646B2 (en) 2001-12-10 2008-04-15 Denso Corporation Piezoelectric actuator
JP2012095999A (en) * 2010-10-08 2012-05-24 Seiko Epson Corp Fluid ejection device and medical device

Cited By (3)

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JP2012095999A (en) * 2010-10-08 2012-05-24 Seiko Epson Corp Fluid ejection device and medical device
US9085407B2 (en) 2010-10-08 2015-07-21 Seiko Epson Corporation Fluid ejection device and medical device

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