JPS63223361A - 圧電駆動式燃料噴射器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は９例えばガソリンエンジン等の内燃機関の吸気
系に使用する燃料噴射器に関するものであり、特に駆動
子に積層型圧電素子を使用して。

駆動力が大であり、応答速度が速く、かつ燃料噴射量の
制御精度の高い圧電駆動式燃料噴射器に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

近年ガソリン等の燃料を使用する内燃機関における吸気
系においては、従来使用されていた気化器に代えて、燃
料を電気的若しくは電子的手段を介して制御してエンジ
ン内に噴射する所謂電子制排燃料噴射装置が広く使用さ
れている。

第３図は上記の燃料噴射器の一例を示す要部縦断面図で
ある。同図において１は本体であり、端部に噴射口２を
設けると共に、全体として中空円筒状に形成する。３は
弁体であり、棒状に形成して、先端４を前記噴射口２に
臨ませると共に、前記本体１内に同軸的かつ軸方向移動
自在に配設する。次に５は電磁コイルであり、前記本体
１内において弁体３に磁界が及ぶように配設する。６は
燃料供給管、７はフィルターである。

上記の構成により、燃料ポンプ（図示せず）を介して燃
料供給管６に圧送供給された燃料は、本体１内を通過し
て噴射口２から噴射され、微粒液滴状に霧化されるので
ある。この場合燃料圧力および噴射口２の開口面積が一
定であるから、電磁コイル５によって駆動する弁体３の
先端４を介して噴射口２を開口する時間を制御すれば、
エンジンに供給する燃料を制御することができるのであ
る。

しかしながら、上記第３図に示す構造のものは。

弁体３の駆動手段として電磁コイル５を使用しているた
め、応答速度が遅い（０，５ｍｓ）という欠点がある。

また燃料をポンプによって圧送する必要があるため、本
体１内部に数ｋｇ　／　ｃｒＪの大きな圧力が加わり、
故障頻度が大であるという問題点がある。

上記の問題点を解決するために１本発明者は改良された
圧電駆動式の燃料噴射器の提案を行っている（特願昭６
１−８７１５４号）。第２図は上記燃料噴射器の要部を
示す一部縦断面側面図であり、同一部分は前記第３図と
同一の参照符号で示す。第２図において、１０は駆動子
であり、一端を前記弁体３に突設したフランジ１１に固
着し、他端を前記本体１内に設けた支持部材１２に固着
する。

駆動子１０は１例えば中空円板状に形成した圧電素子を
軸方向に積層して円筒状に形成する。−力支持部材１２
は中空円筒状に形成すると共に、外周に保持用突起１２
ａを突設して本体１に固着する。なお本体１内周面と支
持部材１２外周面との間には流路８を設ける。次に１３
はダイヤフラムであり２弾性材料により中空円板状に形
成して。

前記駆動子１０および支持部材１２の端部とフランジ１
１との間に嵌合して固着する。なお支持部材１２と駆動
子１０との間には絶縁油を充填する。

上記の構成により３例えば燃料の噴射を停止するには、
圧電素子からなる駆動子１０に電圧を印加すればよい。

すなわち駆動子１０が積層方向（軸方向）に伸長して、
弁体３を本体１の噴射口に押し付けて閉鎖し、燃料の噴
射を停止する。一方燃料の噴射を行うには、駆動子１０
への電圧印加を解除すれば、駆動子１０が原寸法に戻る
から。

弁体３が本体１の開口から離脱して、燃料が噴射するの
である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記第２図に示す改良された圧電駆動式の燃料噴射器は
、駆動子１０が支持部材１２内に密封されているため、
駆動子１０を構成する圧電素子を燃料との接触から完全
に遮断することができ、故障が少なく２信頬性が高いと
いう利点がある。しかしながら、駆動子１０を支持部材
１２内に密封し、かつその周囲に絶縁油を充填する構造
であるため、構造が複雑となるのみならず、駆動子１０
の外径を充分に大きく確保することができないと１１う
問題点がある。また弁体３の駆動力はダイヤフラム１３
を介して伝達されるため、効率が低下するという点で、
若干の改良部分が残っている。

本発明は、上記問題点を解決し、構造が簡単であり、駆
動力大にしてしかも小型化および軽量化が可能である改
良された圧電駆動式燃料噴射器を提供することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点解決のため１本発明においては。

端部に噴射口を設け中空円筒状に形成した本体内に、棒
状に形成しかつ前記噴射口に先端を臨ませた弁体を前記
本体と同軸的かつ軸方向移動自在に設け、威化燃料若し
くは微粒液滴状燃料と空気との混合気体を前記噴射口か
ら噴射するように構成した燃料噴射器において、前記弁
体に、その軸線方向に積層して形成した圧電素子からな
る駆動子の一端を固着し、駆動子の他端を前記本体内に
設けた支持部材に固着すると共に、前記駆動子の内外表
面に１弾性耐熱材料からなり前記燃料に対して耐食性を
有する保護膜を被着させる。という技術的手段を採用し
たのである。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例を示す要部拡大縦断面図であり
、同一部分は前記第２図と同一の参照符号で示す。第１
図において１５は支持部材であり。

例えば中空円板状に形成し、外周に保持用突起１５ａを
突設して本体１に固着する。中央の穴１５ｂには弁体３
を軸方向摺動自在に嵌装すると共に。

外周近傍には流路１５Ｃを設けて流路８と連通させる。

次に駆動子１０を形成する圧電素子は１例えばＰＺＴ系
セラミックスを使用して０．１５ｍｎのシートを作成し
、４００層積層して外径２０ｍｎ、内径８１１の円筒状
に形成する。駆動子１０の内外表面には１例えば四フッ
化エチレン樹脂からなる保護膜１６を１〜２０μｍの厚
さに被着して完全に密封する。なお上記保護膜１６を被
着するには。

例えば静電粉体塗装手段を使用することができ。

３５０〜４５０℃の加熱により、３〜３０μｍ厚の保護
膜を得ることができる。

上記の構成により、駆動子１０に所定の電圧を印加させ
れば、弁体３を軸方向に移動させて２本体１に設けた噴
射口（図示せず）を開閉するから。

燃料の噴射を高速で制御することができるのである。

本実施例においては９本体、弁体および駆動子の横断面
輪郭が何れも円形である例を示したが。

円形以外の多角形その他の幾何学的形状としても作用は
同一である。また駆動子を形成する圧電素子の生成材料
としては、他の電歪材料を使用することができるが、圧
電歪定数の大なる材料を選定するのが好ましい。更に駆
動子の内外表面に被着する保護膜の構成材料は、四フッ
化エチレン樹脂以外の材料を使用することができ１弾性
耐熱材料からなり、燃料に対する耐食性を有するもので
ある限り作用は同一である。また更に本実施例において
は、駆動子に電圧を印加した場合に燃料噴射量が減少す
るものを示したが１本体の噴射口と弁体とを逆方向に設
定して、電圧の印加により燃料噴射量を増大させる方向
の制御も当然に可能である。なお本実施例においては記
述していないが。

制御回路中に圧電素子の両端子を短絡機構を設けること
により３本来的に応答性の良好である圧電素子を更に高
速応答化させ、燃料噴射量の制御精度を更に向上させる
こともできる。

〔発明の効果〕

本発明は１以上記述のような構成および作用であるから
、下記の効果を期待できる。

（１）駆動子を密閉するための特別の構成部材が不要で
あるため、構造が極めて簡単であり、故障頻度が低いと
共に、信頼性が極めて高い。

＋２１　　（１＋と関連して駆動子の外形寸法を大きく
確保できるため、駆動力を大幅に増大し得る。

（３）同一駆動力の場合には、小型、軽量となるため１
周辺装置も含めて大幅なコンパクト化を達成し得る。

（４）駆動子から弁体に直接に力を伝達することができ
るため１機械効率が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す要部拡大縦断面図、第２
図は圧電駆動式の燃料噴射器の例を示す一部縦断面側面
図、第３図は従来の燃料噴射器の例を示す要部縦断面図
である。 １：本体、３：弁体、１０：駆動子、１５：支持部材、
１６：保護膜。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）端部に噴射口を設け中空筒状に形成した本体内に
   ，棒状に形成しかつ前記噴射口に先端を臨ませた弁体を
   前記本体と同軸的かつ軸方向移動自在に設け，気化燃料
   若しくは微粒液滴状燃料と空気との混合気体を前記噴射
   口から噴射するように構成した燃料噴射器において，前
   記弁体に，その軸線方向に積層して形成した圧電素子か
   らなる駆動子の一端を固着し，駆動子の他端を前記本体
   内に設けた支持部材に固着すると共に，前記駆動子の内
   外表面に，弾性耐熱材料からなり前記燃料に対して耐食
   性を有する保護膜を被着させたことを特徴とする圧電駆
   動式燃料噴射器。
2. （２）保護膜を四フッ化エチレン樹脂若しくはパーフル
   オロアルコキシ樹脂で形成した特許請求の範囲第１項記
   載の圧電駆動式燃料噴射器。
3. （３）本体，弁体および駆動子の横断面輪郭が円形であ
   る特許請求の範囲第１項若しくは第２項記載の圧電駆動
   式燃料噴射器。