JPS61277827A - Fuel injector for diesel engine - Google Patents

Fuel injector for diesel engine

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Publication number
JPS61277827A
JPS61277827A JP12004685A JP12004685A JPS61277827A JP S61277827 A JPS61277827 A JP S61277827A JP 12004685 A JP12004685 A JP 12004685A JP 12004685 A JP12004685 A JP 12004685A JP S61277827 A JPS61277827 A JP S61277827A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piston
electrostrictive actuator
pump chamber
casing
stopper
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP12004685A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Izawa
井沢 明宏
Toshihiko Ito
猪頭 敏彦
Yasuyuki Sakakibara
榊原 康行
Masayuki Abe
誠幸 阿部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Soken Inc filed Critical Nippon Soken Inc
Priority to JP12004685A priority Critical patent/JPS61277827A/en
Publication of JPS61277827A publication Critical patent/JPS61277827A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Landscapes

  • High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve safety when an electric strain actuator is broken, by installing a stopper between a casing and a piston which forms a variable capacity chamber communicating to a pump chamber. CONSTITUTION:An electric strain actuator 21 and a piston 22 are accommodated into a casing 20, and a variable capacity chamber 26 whose capacity is varied by the movement of the piston 22 is allowed to communicate to a pump chamber 2. A stopper 50 having the less diameter than the outside diameter of the piston 22 is formed onto the inner peripheral surface of the casing 20. Therefore, even if the electric strain actuator 21 is broken, the piston contacts with the stopper after shifting by a prescribed distance, and safety is secured.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ディーゼル機関における燃料噴射ポンプの燃
料噴射率を制御するディーゼル機関用燃料噴射装置に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a fuel injection device for a diesel engine that controls the fuel injection rate of a fuel injection pump in a diesel engine.

(従来の技術) 従来から、ディーゼル機関の燃料噴射時において、その
初期の噴射率を低下する。もしくはパイロット噴射(メ
イン噴射の前に予備的に噴射するもの)をする、という
ことがディーゼル機関の騒音、有害廃棄ガスを低減する
と共に燃費を向上させるといった効果を発揮することは
知られていた。
(Prior Art) Conventionally, when fuel is injected into a diesel engine, the initial injection rate is reduced. Alternatively, pilot injection (preliminary injection before main injection) was known to have the effect of reducing diesel engine noise and harmful waste gases, as well as improving fuel efficiency.

ところが、上述のような噴射率の制御は精度よく行われ
ないと逆効果になってしまうという問題があり、現実に
は行われていなかった。
However, the above-mentioned control of the injection rate has the problem of producing the opposite effect unless it is performed with high precision, and has not been carried out in reality.

一方において、アクセルペダル踏代やエンジン回転等の
機関の運転条件の変化に対応して、最適に燃料噴射率を
制御しようとするものも考案されている。(例えば特開
昭59−18249号)これは、本領噴射ポンプ室に連
通させ、ピエゾスタックへの印加電圧に応じて変位する
ピストンを収容した圧力室を設け、機関の運転条件に応
じて燃料噴射率を調整するものであるが、以下の問題点
を有している。即ち、ピエゾスタック(圧電素子薄板を
多数枚積層した電歪アクチュエータ、以下電歪アクチュ
エータと称す)を駆動するには、外部から高電圧を印加
することが必要で、特に車載条件下では電源回路が複雑
となると共に高価なものとなる。
On the other hand, systems have also been devised that attempt to optimally control the fuel injection rate in response to changes in engine operating conditions such as accelerator pedal travel and engine rotation. (For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-18249) This is equipped with a pressure chamber that communicates with the main injection pump chamber and houses a piston that is displaced according to the voltage applied to the piezo stack, and injects fuel according to the operating conditions of the engine. This method adjusts the rate, but it has the following problems. In other words, in order to drive a piezo stack (an electrostrictive actuator in which a large number of piezoelectric element thin plates are stacked, hereinafter referred to as an electrostrictive actuator), it is necessary to apply a high voltage from the outside, and the power supply circuit is particularly weak under in-vehicle conditions. It becomes complicated and expensive.

(発明が解決しようとする問題点) そこで本発明は上記の点に鑑みてなされるもので、電歪
アクチュエータを駆動するに際して、高圧電源を用いず
に作動させることを目的とする。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to operate an electrostrictive actuator without using a high-voltage power source.

一方本願出願によって、上記問題点を解決するために先
願技術(特願昭59−147788号等)があり、この
先願技術は、圧縮荷重が印加されて電歪アクチュエータ
に発生した電荷を放電させることにより電歪アクチュエ
ータが収縮するという新たな現象に着目して、なされる
ものであって、その基本的原理及び実施例が開示されて
いる。本願発明は上記先願技術を基本とし、更に技術的
改良を加えたものである。
On the other hand, there is a prior art (Japanese Patent Application No. 59-147788, etc.) in order to solve the above problem due to the present application, and this prior technology discharges the electric charge generated in the electrostrictive actuator when a compressive load is applied. This paper focuses on a new phenomenon in which an electrostrictive actuator contracts due to this phenomenon, and its basic principles and examples are disclosed. The present invention is based on the technology of the prior application described above, and further includes technical improvements.

本発明は更に、電歪アクチュエータを収縮する上で何か
の原因によって上記収縮制御が不能となるような場合に
おいても、少なくとも従来と同様の本領噴射を確保する
ことを目的とする。
A further object of the present invention is to ensure at least the same original injection as in the prior art even if the contraction control becomes impossible for some reason when contracting the electrostrictive actuator.

(問題点を解決するための手段) 本発明は上記目的を達成する技術的解決手段として、シ
リンダボアと該シリンダボア内に手動自在に嵌合された
プランジャとによって形成されるポンプ室内に燃料を導
入すると共に、ポンプ室の容積を変化させて燃料を加圧
送出して噴射弁から噴射させるディーゼル機関用燃料噴
射装置において、ケーシング内に電歪アクチェエータと
該電歪アクチュエータの伸縮に応動するピストンとを収
納し、該ピストンの動きによって容積を変化する可変容
積室を前記ポンプ室に連通させ、前記電歪アクチュエー
タの伸縮により前記噴射弁から噴射される燃料の噴射率
を制御すると共に、前記ケーシング内にて前記ピストン
が前記電歪アクチュエータの伸縮する方向に所定距離以
上移動することを規制するストッパを設けたことを特徴
とする。
(Means for Solving the Problems) The present invention, as a technical solution to achieve the above object, introduces fuel into a pump chamber formed by a cylinder bore and a plunger manually fitted into the cylinder bore. In addition, in a diesel engine fuel injection device that changes the volume of a pump chamber to pressurize fuel and inject it from an injection valve, an electrostrictive actuator and a piston that responds to expansion and contraction of the electrostrictive actuator are housed in a casing. A variable volume chamber whose volume changes according to the movement of the piston is communicated with the pump chamber, and the injection rate of the fuel injected from the injection valve is controlled by expansion and contraction of the electrostrictive actuator, and the The present invention is characterized in that a stopper is provided that restricts the piston from moving beyond a predetermined distance in the direction in which the electrostrictive actuator expands and contracts.

(作用) 本発明によれば、仮りに電歪アクチュエータの破損等に
よってその一部が欠け、その全長が短くなるような場合
があったとしても、ピストンがポンプ室、可変容積室か
らの受ける圧力によって、電歪アクチュエータの収縮す
る方向へ所定距離だけ移動した後、ストッパと当接して
その移動が規制されることになる。このため、可変容積
室の容積はそれ以上増加することがないため、従来と同
様の燃料噴射が確保される。
(Function) According to the present invention, even if a part of the electrostrictive actuator is broken due to breakage or the like and its total length is shortened, the piston can still absorb the pressure received from the pump chamber and the variable volume chamber. After the electrostrictive actuator moves a predetermined distance in the direction of contraction, it comes into contact with the stopper and its movement is restricted. Therefore, since the volume of the variable volume chamber does not increase any further, the same fuel injection as before is ensured.

本発明の第1実施例構成を第1図に基づいて説明する。The configuration of a first embodiment of the present invention will be described based on FIG.

第1図は分配型燃料噴射ポンプに本発明を適用した部分
断面図である。この構成上の特徴は、分配型燃料噴射ボ
ンプエのポンプ室2と直結して噴射率制御装置3が設け
られていることである。
FIG. 1 is a partial sectional view in which the present invention is applied to a distribution type fuel injection pump. A feature of this configuration is that an injection rate control device 3 is provided directly connected to the pump chamber 2 of the distributed fuel injection pump.

まず燃料噴射ポンプlについて説明する。ケーシング4
のシリンダボア内に摺動自在に支持されたプランジャ6
は、エンジン回転数の1/2に同期して回転往復運動を
行う。即ち、エンジンの回転はギヤ又はタイミングベル
トを介して駆動軸(図示せず)に伝達され、プランジャ
6はこの駆動軸により同軸的に回転駆動・されると共に
、フェイスカム7がローラ8に係合することにより往復
運動する。フェイスカム7はバネ(図示せス)ニより常
時図の左方に付勢されてローラ8に係合しており、プラ
ンジャ6の往復運動は、軸心周りに回転してフェイスカ
ム7のカム面の形状に従うことにより行われる。プラン
ジャ6はその外周に、1個の分配ボート9とエンジン気
筒数と同数の吸入ボート10a110bとが形成され、
このプランジャ6の先端面とシリンダボア5との間には
ポンプ室2が形成される。
First, the fuel injection pump l will be explained. Casing 4
A plunger 6 is slidably supported in the cylinder bore of
performs a rotational reciprocating motion in synchronization with 1/2 of the engine speed. That is, the rotation of the engine is transmitted to a drive shaft (not shown) via gears or a timing belt, and the plunger 6 is rotationally driven coaxially by this drive shaft, and the face cam 7 is engaged with the roller 8. This causes a reciprocating movement. The face cam 7 is always biased to the left in the figure by a spring (not shown) and is engaged with a roller 8. This is done by following the shape of the surface. The plunger 6 has one distribution boat 9 and the same number of suction boats 10a110b as the number of engine cylinders formed on its outer periphery,
A pump chamber 2 is formed between the tip surface of the plunger 6 and the cylinder bore 5.

ケーシング4には、低圧室11とこの低圧室11をシリ
ンダボア5に連通ずる吸入通路12と、外部の各噴射弁
13をシリンダボア5に導通可能な分配通路14が形成
される。分配通路14はエンジン気筒数と同数設けられ
ると共に、その途中にはそれぞれデリバリ弁15が設け
られる。デリバリ弁15はばね16に抗して開放可能で
あり、逆止弁としての機能及び吸戻し弁としての機能を
有する。            ヘ プランジャ6が左行してポンプ室2が膨張する時、いず
れかの吸入ボート10が吸入通路12に導通して低圧室
11内の燃料がポンプ室2に吸入され、これとは逆に、
プランジャ6が右行してポンプ室2が加圧される時、分
配ポート9がいずれかの分配通路14に導通してポンプ
室2内の燃料が外部に送出される。燃料の送出はプラン
ジャ6が右行を始めた時に始まり、さらにプランジャ6
が右行してスピルポート17がスピルリング18の右端
面より低圧室11内へと開放された時に終わる。ここで
スピルポート17とはプランジャ6に設けられて、ポン
プ室2と低圧室11どを導通ずる為の開口であり、スピ
ルリング18は、短いシリンダ状であって、その内孔を
プランジャ6が摺動するものである。スピルリング18
はレバー19によってその固定位置にかえることができ
、スピルリング18の位置によってポンプ室2の吐出量
をかえることができる。レバー19は間接的にアクセル
レバ−と連動している。
The casing 4 is formed with a low pressure chamber 11, an intake passage 12 that communicates the low pressure chamber 11 with the cylinder bore 5, and a distribution passage 14 that allows each external injection valve 13 to communicate with the cylinder bore 5. The same number of distribution passages 14 as the number of engine cylinders are provided, and a delivery valve 15 is provided in each of them. The delivery valve 15 can be opened against the force of the spring 16, and has a function as a check valve and a suction valve. When the plunger 6 moves to the left and the pump chamber 2 expands, one of the suction boats 10 is connected to the suction passage 12 and the fuel in the low pressure chamber 11 is sucked into the pump chamber 2;
When the plunger 6 moves to the right and the pump chamber 2 is pressurized, the distribution port 9 is connected to one of the distribution passages 14, and the fuel in the pump chamber 2 is delivered to the outside. Fuel delivery begins when plunger 6 starts moving to the right, and
The flow ends when the flow moves to the right and the spill port 17 opens into the low pressure chamber 11 from the right end surface of the spill ring 18. Here, the spill port 17 is an opening provided in the plunger 6 for communicating between the pump chamber 2 and the low pressure chamber 11, etc. The spill ring 18 has a short cylindrical shape, and the inner hole of the spill ring 18 is an opening provided in the plunger 6. It is something that slides. spill ring 18
can be changed to its fixed position by the lever 19, and the discharge amount of the pump chamber 2 can be changed by the position of the spill ring 18. The lever 19 is indirectly linked to the accelerator lever.

次に本発明となる噴射率制御装置について説明する。Next, an injection rate control device according to the present invention will be explained.

噴射率制御装置3はケーシング20の中に、図の右から
電歪アクチュエータ21、ピストン22、皿ばね23、
ディスタンスピース24を収納して構成されている。ケ
ーシング20は有底円筒形状であって、その開放端部の
雄ねじ29によって噴射ポンプ1に取り付は固定しであ
る。ポンプ室2の圧力がピストン22を介して電歪アク
チュエータ21側に漏洩しないようにOリング28がピ
ストン22の外周に配設されている。
The injection rate control device 3 includes, from the right in the figure, an electrostrictive actuator 21, a piston 22, a disc spring 23,
It is configured to house a distance piece 24. The casing 20 has a cylindrical shape with a bottom, and is fixedly attached to the injection pump 1 by a male thread 29 at its open end. An O-ring 28 is disposed around the outer periphery of the piston 22 to prevent the pressure in the pump chamber 2 from leaking through the piston 22 to the electrostrictive actuator 21 side.

ケーシング20内で、電歪アクチュエータ21の収納さ
れる側には、ピストン22の図中右行を規制するストッ
パ50が形成されている。ストッパ50は、ピストン2
2の外径よりも小さな径となるようにケーシング21の
内周面に形成されて、ピストン22の当接する環状当接
面を有している。
A stopper 50 is formed in the casing 20 on the side where the electrostrictive actuator 21 is housed, which restricts the movement of the piston 22 to the right in the figure. The stopper 50 is the piston 2
The casing 21 has an annular contact surface that is formed on the inner circumferential surface of the casing 21 so as to have a smaller diameter than the outer diameter of the piston 2, and that the piston 22 contacts.

ピストン22の外周面には、ピストン22の長手方向に
沿う様に部分的な平面を持つ切欠き51が設けられてい
る。このピストン22の切欠き51とケーシング20の
内周摺動面とによって形成される空隙52には、ケーシ
ング20の外側より回り止めボルト53が差し込まれて
いる。尚、回り止めボルト53の先端は、ピストン22
の切欠き51の平面に接触することがない程度に、ケー
シング20の内周面から突出して切欠き51と保合ピス
トン22の回転を規制している。
A notch 51 having a partial plane is provided on the outer peripheral surface of the piston 22 along the longitudinal direction of the piston 22. A locking bolt 53 is inserted from the outside of the casing 20 into a gap 52 formed by the notch 51 of the piston 22 and the inner peripheral sliding surface of the casing 20 . Note that the tip of the locking bolt 53 is connected to the piston 22.
It protrudes from the inner circumferential surface of the casing 20 to restrict rotation of the notch 51 and the retaining piston 22 to such an extent that it does not come into contact with the flat surface of the notch 51 .

電歪式アクチュエータ21は薄い円盤状(φ15XtO
,5)の電歪素子を約50積層層して円柱状となしたも
のである。この電歪素子はPZTと呼ばれるセラミック
材であり、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分としており、
その厚み方向に500V程度の電圧を印加すると1μm
程度伸びる。これを50枚積層して各々の素子の厚み方
向に500V印加すると全体として50μmの伸張が得
られる。この電圧を解除するか又は若干の負電圧を印加
すれば50μmの縮小を起こして元の長さに戻る。また
、この電歪式アクチュエータ21に軸方向圧縮の荷重を
かけた時1枚1枚の電歪素子に5は荷重に比例した電圧
及び電荷が発生する。例えば500kg負荷で500V
の電圧が発生する。
The electrostrictive actuator 21 has a thin disc shape (φ15XtO
, 5) are laminated in approximately 50 layers to form a cylindrical shape. This electrostrictive element is a ceramic material called PZT, and its main component is lead zirconate titanate.
When a voltage of about 500V is applied in the thickness direction, the thickness becomes 1μm.
It stretches to some extent. If 50 of these elements are stacked and 500V is applied in the thickness direction of each element, a total elongation of 50 μm can be obtained. If this voltage is removed or a slight negative voltage is applied, the film will shrink by 50 μm and return to its original length. Further, when an axial compressive load is applied to the electrostrictive actuator 21, a voltage and a charge proportional to the load are generated in each electrostrictive element 5. For example, 500V with a 500kg load
voltage is generated.

これらの電歪素子及び電歪式7クチユエータの性質は公
知である。
The properties of these electrostrictive elements and electrostrictive cutuators are known.

次にこの荷重に比例して発生した電荷を短絡即ちシュー
トさせて放出させた時、電歪式アクチュエータ21全体
として軸方向の縮小が生じる。即ちピストン22に50
0kgの荷重が加わっている状態で電歪式アクチュエー
タ21をシュートさせると50μmの縮小を生じ、本発
明はこの性質を利用することが大きな特徴である。電歪
式アクチュエータ21への所定の時期における電圧の印
加、ショート、オープン等の操作は、電歪式アクチュエ
ータ21に発生する電圧によりて検知される圧力に基づ
いて、リード線25を介して外部の制御回路であるコン
トローラ100によって制御される。電歪式アクチュエ
ータ21の伸縮作用はピストン22に伝えられ、ポンプ
室2の容積を拡大・縮小する。
Next, when the electric charge generated in proportion to this load is short-circuited or shot and released, the entire electrostrictive actuator 21 is shrunk in the axial direction. That is, 50 to the piston 22
Shooting the electrostrictive actuator 21 with a load of 0 kg causes a contraction of 50 μm, and a major feature of the present invention is that it utilizes this property. Operations such as applying a voltage to the electrostrictive actuator 21 at a predetermined time, short-circuiting, opening, etc. are performed using an external device via the lead wire 25 based on the pressure detected by the voltage generated in the electrostrictive actuator 21. It is controlled by a controller 100 which is a control circuit. The expansion and contraction action of the electrostrictive actuator 21 is transmitted to the piston 22, thereby expanding or contracting the volume of the pump chamber 2.

噴射率制御装置の作用について説明する。The operation of the injection rate control device will be explained.

電歪式アクチュエータ21に外部からの電圧を印加せず
、又シュートもさせなかった時、即ち電気的にオープン
した時、ポンプ室2の圧力は第2図への「従来」と記入
した曲線となる。図中に示す凸の部分が吐出行程であっ
て、即ち、プランジ中6が右行しつつかっ、スピルポー
ト17がスピルリング18によっておおわれている時で
ある・このうち・噴射弁13の開弁圧より高い部分が噴
射に冨与する部分である。即ち、この期間・噴射弁13
は開弁しており、その開弁リフトはその圧力と比例して
いる。よって噴射量もその圧力と概ね比例している。
When no external voltage is applied to the electrostrictive actuator 21 and no chute is applied, that is, when the electrostrictive actuator 21 is electrically open, the pressure in the pump chamber 2 is as shown in the curve labeled "Conventional" in Fig. 2. Become. The convex part shown in the figure is the discharge stroke, that is, when the plunger 6 is moving to the right and the spill port 17 is covered by the spill ring 18. Among these, the injection valve 13 is opened. The part higher than the pressure is the part that contributes to injection. That is, during this period, the injection valve 13
is open and its opening lift is proportional to its pressure. Therefore, the injection amount is also roughly proportional to the pressure.

又、電歪式アクチュエータ21にはポンプ室2の圧力に
比例した電荷が生じ、電圧が発生する。。
Further, an electric charge proportional to the pressure in the pump chamber 2 is generated in the electrostrictive actuator 21, and a voltage is generated. .

噴射開始時に電歪式アクチュエータ21が発生する電圧
は400vである。またコントローラ100は電歪式ア
クチュエータ21に発生した電圧がさらに上昇して50
0■に達した時、即ち、噴射弁13が噴射を開始した直
後の所定の時期に、電歪式アクチュエータ21をショー
トして発生した電圧をOVに落とすように制御する。こ
の時電歪式アクチュエータ21は50μmの縮小を起こ
すので、ピストン22が右行して可変容積室26の容積
は膨張し、よってポンプ室2の圧力は低下して噴射弁1
3からの噴射弁は低下し、ポンプ室2の圧力は第2図へ
の「制御」と記入した曲線となる。この場合、噴射弁1
3からの噴射は一時中断され、パイロット噴射の形態を
実現することができる。ただし、この場合ピストン22
はストッパ50に当接しない。
The voltage generated by the electrostrictive actuator 21 at the start of injection is 400V. In addition, the controller 100 further increases the voltage generated in the electrostrictive actuator 21 and
When the voltage reaches 0■, that is, at a predetermined time immediately after the injection valve 13 starts injection, the electrostrictive actuator 21 is short-circuited to reduce the generated voltage to OV. At this time, the electrostrictive actuator 21 causes a contraction of 50 μm, so the piston 22 moves to the right and the volume of the variable volume chamber 26 expands, so that the pressure in the pump chamber 2 decreases and the injection valve 1
The injection valve from 3 is lowered and the pressure in the pump chamber 2 becomes the curve marked ``control'' in FIG. In this case, the injection valve 1
The injection from No. 3 can be temporarily interrupted to realize a form of pilot injection. However, in this case, the piston 22
does not come into contact with the stopper 50.

ところで、何らかの原因で電歪式アクチュエータ21が
破損した場合、すなわち、電歪素子が欠は落ちて電歪式
アクチュエータ21の全長が短かくなったような異常の
場合を考えてみる。このときケーシング21にストッパ
50が形成されてな昏 いと、プランジャ6が右けしてポンプ室2が加圧される
時、噴射率制御装置3のピストン22はその圧力を受け
て右行するが、右行の際の移動距離が正常な場合より大
きいため可変容積室26の容積が拡大しポンプ室2の容
積が拡大されたこと同様になるので、ポンプ室2の圧力
は上昇し難くなる。ここで、圧力が噴射弁13の開弁圧
に達しないときは噴射しな(なってしまう、もしくは開
弁圧に対して十分高くないときは正常な場合より噴射量
が極端に減ってし゛まうという可能性がありうる。これ
に対して21にスト・ツノく50が形成されている時は
、前記のような異常の場合でも、ピストン22は所定距
離のみ右行してストッパ50に当接し、それ異常の右行
を規制されるため、噴射量が極端に減る、もしくは噴射
できなくなるということがなくなる。
By the way, let us consider a case where the electrostrictive actuator 21 is damaged for some reason, that is, an abnormality in which the electrostrictive element is broken and the overall length of the electrostrictive actuator 21 is shortened. At this time, if the stopper 50 is not formed in the casing 21, when the plunger 6 is turned to the right and the pump chamber 2 is pressurized, the piston 22 of the injection rate control device 3 will move to the right in response to the pressure. Since the moving distance during the rightward movement is larger than that in the normal case, the volume of the variable volume chamber 26 is expanded, which is the same as that of the pump chamber 2, so that the pressure in the pump chamber 2 becomes difficult to rise. Here, if the pressure does not reach the valve opening pressure of the injection valve 13, no injection will occur, or if it is not high enough for the valve opening pressure, the injection amount will be extremely reduced compared to the normal case. On the other hand, when the stop horn 50 is formed in the piston 21, even in the case of the above-mentioned abnormality, the piston 22 moves to the right by a predetermined distance and comes into contact with the stopper 50. Since the abnormal movement to the right is regulated, there is no possibility that the injection amount will be drastically reduced or that the injection will not be possible.

また、ケーシング20の外側より差し込まれている回り
止めボルト53により、ピストン22が回転しようとす
る時はピストン22と回り止めボルト53がぶつかるた
め、回転を抑制することができ、これにより電歪アクチ
ュエータ21のねじれを防ぎ、また、リード線25と電
歪式アクチュエータ21との接続部に力が加わって断線
するという問題を未然に防ぐ事かで″きる。
In addition, when the piston 22 attempts to rotate, the rotation stopper bolt 53 that is inserted from the outside of the casing 20 collides with the rotation stopper bolt 53, so that the rotation can be suppressed. This can be done by preventing twisting of the lead wire 21 and also preventing the problem of wire breakage due to force being applied to the connection between the lead wire 25 and the electrostrictive actuator 21.

次に第2実施例を第3図に基づいて説明する。Next, a second embodiment will be explained based on FIG.

第1実施例との相違点は第1実施例のスト・ツバ50を
ストッパー60としてケーシング20とは別体に設け、
さらにストッパ60の材質は電歪式アクチュエータとほ
ぼ同じ縦弾性係数をもったものを用いる点である。
The difference from the first embodiment is that the stop collar 50 of the first embodiment is provided as a stopper 60 separately from the casing 20,
Furthermore, the material used for the stopper 60 has approximately the same longitudinal elastic modulus as that of the electrostrictive actuator.

一般に、電歪式アクチュエータの縦弾性係数はケーシン
グ2oに用いられる鋼等の金属よりは小さく、第1実施
例でピストン22がストッパ50に当たった場合、電歪
式アクチュエータ21で得られるような縮みがない為、
むしろ噴射量が増える場合もある。これに対し、ストッ
パー60に電歪アクチュエータ2工とほぼ同じ縦弾性係
数をもった材質を用いることにより、ジストン22がス
トッパー60に当たった時、電歪アクチュエータ21と
同様の縮みが得られる為、同様の噴射量とする事ができ
る。
In general, the longitudinal elastic modulus of an electrostrictive actuator is smaller than that of metal such as steel used for the casing 2o, and when the piston 22 hits the stopper 50 in the first embodiment, the contraction obtained in the electrostrictive actuator 21 Because there is no
In some cases, the injection amount may actually increase. On the other hand, by using a material for the stopper 60 that has almost the same modulus of longitudinal elasticity as the electrostrictive actuator 2, when the piston 22 hits the stopper 60, the same contraction as that of the electrostrictive actuator 21 can be obtained. A similar injection amount can be achieved.

第3の実施例について第4図に基づいて説明する。第3
の実施例の特徴点は、回り止めボルト53にピストン2
2のストッパー機能を兼ねさせる事である。すなわち、
ピストン22に設けた切欠き51の左端から回り止めボ
ルト53までの間隔を第1実施例のピストン22とスト
ッパ50との所定間隔に等しくしておく。以上の構造に
する事により、別にストッパ一部を設ける必要がなくス
トッパー機能と回り止め機能を満たすことができる。こ
こで、回り止めボルト53がストッパーとして作用する
時には、回り止めボルト53には大きなせん断力力が働
くので、回り止めボルト53はそれに十分耐え得るだけ
の材質と形状を有していなければならない事は言うまで
もない。
A third embodiment will be described based on FIG. 4. Third
The feature of this embodiment is that the piston 2 is attached to the locking bolt 53.
The purpose is to have it also serve as the stopper function of 2. That is,
The distance from the left end of the notch 51 provided in the piston 22 to the locking bolt 53 is made equal to the predetermined distance between the piston 22 and the stopper 50 in the first embodiment. With the above structure, there is no need to separately provide a part of the stopper, and the stopper function and rotation prevention function can be fulfilled. Here, when the locking bolt 53 acts as a stopper, a large shear force is applied to the locking bolt 53, so the locking bolt 53 must have a material and shape that can sufficiently withstand it. Needless to say.

尚、以上述べた実施例ではピストンの回り止め機能を果
たすものと・してボルトを用いたが、ピン等を用いてケ
ーシングと固定したものでも同様の機能を果たす事がで
きる。
In the embodiments described above, a bolt was used to prevent the piston from rotating, but a bolt fixed to the casing using a pin or the like may also perform the same function.

(発明の効果) 以上述べた様に、仮りに電歪アクチュエータの破損等に
よって、その全長が短くなるような場合があったとして
も、ピストンがポンプ室、可変容積室から受ける圧力に
よって、電歪アクチュエータの収縮する方向へ所定距離
だけ移動した後、ストッパと当接して規制される。この
ため、可変容積室の容積は一定容積以上増加することが
ないため、ポンプ室が可変容積室と連通してない従来の
燃料噴射装置と同様の燃料噴射は少なくとも確保され、
本発明装置の信頌性及び安全性を向上することができる
(Effects of the Invention) As described above, even if the overall length of the electrostrictive actuator is shortened due to damage etc., the electrostrictive actuator will not be affected by the pressure that the piston receives from the pump chamber and the variable volume chamber. After the actuator moves a predetermined distance in the direction of contraction, it comes into contact with a stopper and is regulated. Therefore, since the volume of the variable volume chamber does not increase beyond a certain volume, at least fuel injection similar to that of a conventional fuel injection device in which the pump chamber does not communicate with the variable volume chamber is ensured.
The authenticity and safety of the device of the present invention can be improved.

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

第1図は本発明の第1実施例を示すディーゼル機関用燃
料噴射装置の部分断面図、第2図は本発明の詳細な説明
するに供する波形図、第3図、第4図は各々本発明の第
2、第3実施例を示す部分断面図である。 1・・・燃料噴射ポンプ、2・・・ポンプ室、3・・・
燃料噴射率制御装置、4・・・ケーシング、5・・・シ
リンダボア、6・・・プランジャ、13・・・噴射弁、
20・・・ケーシング、21・・・電歪アクチュエータ
、22・・・ピストン、26・・・可変容積室、50.
60・・・ストッパ、51・・・切欠き、53・・・ボ
ルト。 代理人弁理士  岡 部   隆 第2図
FIG. 1 is a partial sectional view of a diesel engine fuel injection device showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the present invention in detail, and FIGS. FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing second and third embodiments of the invention. 1...Fuel injection pump, 2...Pump chamber, 3...
Fuel injection rate control device, 4...Casing, 5...Cylinder bore, 6...Plunger, 13...Injection valve,
20... Casing, 21... Electrostrictive actuator, 22... Piston, 26... Variable volume chamber, 50.
60... Stopper, 51... Notch, 53... Bolt. Representative Patent Attorney Takashi Okabe Figure 2

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)シリンダボアと該シリンダボア内に手動自在に嵌
合されたプランジャとによって形成されるポンプ室内に
燃料を導入すると共に、ポンプ室の容積を変化させて燃
料を加圧送出して噴射弁から噴射させるディーゼル機関
用燃料噴射装置において、ケーシング内に電歪アクチュ
エータと該電歪アクチュエータの伸縮に応動するピスト
ンとを収納し、該ピストンの動きによって容積を変化す
る可変容積室を前記ポンプ室に連通させ、前記電歪アク
チュエータの伸縮により前記噴射弁から噴射される燃料
の噴射率を制御すると共に、前記ケーシング内にて前記
ピストンが前記電歪アクチュエータの伸縮する方向に所
定距離以上移動することを規制するストッパを設けたこ
とを特徴とするディーゼル機関用燃料噴射装置。
(1) Fuel is introduced into a pump chamber formed by a cylinder bore and a plunger manually fitted into the cylinder bore, and the volume of the pump chamber is changed to pressurize the fuel and inject it from the injection valve. In a fuel injection device for a diesel engine, an electrostrictive actuator and a piston that responds to expansion and contraction of the electrostrictive actuator are housed in a casing, and a variable volume chamber whose volume changes depending on the movement of the piston is communicated with the pump chamber, a stopper that controls the injection rate of fuel injected from the injection valve by expansion and contraction of the electrostrictive actuator, and restricts the piston from moving more than a predetermined distance in the direction in which the electrostrictive actuator expands and contracts within the casing; A fuel injection device for a diesel engine, characterized in that it is provided with.
(2)前記ピストンの外周には、該ピストンの長手方向
に沿う平面を有する切欠きが形成されると共に、前記切
欠きと係合して前記ピストンの回転を規制する回転規制
部材が設けられている特許請求の範囲第1項記載のディ
ーゼル機関用燃料噴射装置。
(2) A notch having a plane extending in the longitudinal direction of the piston is formed on the outer periphery of the piston, and a rotation regulating member that engages with the notch to restrict rotation of the piston is provided. A fuel injection device for a diesel engine according to claim 1.
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