JPH0622571A - Giant magnetostrictive actuator - Google Patents
Giant magnetostrictive actuatorInfo
- Publication number
- JPH0622571A JPH0622571A JP4199167A JP19916792A JPH0622571A JP H0622571 A JPH0622571 A JP H0622571A JP 4199167 A JP4199167 A JP 4199167A JP 19916792 A JP19916792 A JP 19916792A JP H0622571 A JPH0622571 A JP H0622571A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- giant magnetostrictive
- magnetostrictive rod
- valve body
- valve
- casing
- 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
Links
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 超磁歪ロッドの熱膨張分を相殺し、特性不良
の発生をなくすと共に、駆動対象物の変位量を倍増させ
る。
【構成】 ケーシング1内に電磁コイル9が巻回された
コイルボビン8を設け、コイルボビン8の摺動穴8A内
に超磁歪ロッド14を収納したストッパ筒16を挿嵌
し、このストッパ筒16を超磁歪ロッド14に対応した
熱膨張率を有し、超磁歪ロッド14とは逆の磁歪特性を
もった超磁歪材料で形成する。そして、ストッパ筒16
のストッパ部16Cに超磁歪ロッド14の上端を当接さ
せ、超磁歪ロッド14の下端側をばね受6を介して弁体
4に取付け、弁体4を超磁歪ロッド14により駆動する
ときには、超磁歪ロッド14の伸びにストッパ筒16の
縮みを加算させ、弁体4のリフト量を倍増させることが
できる。
(57) [Abstract] [Purpose] The thermal expansion of the giant magnetostrictive rod is offset, the occurrence of characteristic defects is eliminated, and the displacement of the driven object is doubled. [Structure] A coil bobbin 8 around which an electromagnetic coil 9 is wound is provided in a casing 1, a stopper cylinder 16 accommodating a giant magnetostrictive rod 14 is inserted into a sliding hole 8A of the coil bobbin 8, and the stopper cylinder 16 is superposed. It is made of a giant magnetostrictive material having a coefficient of thermal expansion corresponding to that of the magnetostrictive rod 14 and having a magnetostrictive characteristic opposite to that of the giant magnetostrictive rod 14. Then, the stopper tube 16
When the upper end of the giant magnetostrictive rod 14 is brought into contact with the stopper portion 16C of the above, the lower end side of the giant magnetostrictive rod 14 is attached to the valve body 4 via the spring bearing 6, and when the valve body 4 is driven by the giant magnetostrictive rod 14, The amount of lift of the valve body 4 can be doubled by adding the contraction of the stopper cylinder 16 to the extension of the magnetostrictive rod 14.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば超磁歪式噴射弁
や開閉弁等に好適に用いられる超磁歪式アクチュエータ
に関し、特に、熱膨張により特性が変化するのを防止で
きるようにした超磁歪式アクチュエータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a giant magnetostrictive actuator suitable for use in, for example, a giant magnetostrictive injection valve, an on-off valve, and the like, and more particularly to a giant magnetostrictive actuator capable of preventing its characteristics from changing due to thermal expansion. Type actuator.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、筒状のケーシングと、該ケーシ
ングの軸方向に伸長して該ケーシング内に設けられ、該
ケーシングの一端側に設けられる駆動対象物を駆動すべ
く、磁場がかけられたときに軸方向に伸縮する超磁歪ロ
ッドと、該超磁歪ロッドの周囲に位置して前記ケーシン
グ内に設けられ、外部から通電されることにより該超磁
歪ロッドに磁場をかける電磁コイルとからなる超磁歪式
アクチュエータを用いた燃料噴射弁は、例えば特開平3
−243174号公報等により知られている。2. Description of the Related Art Generally, a cylindrical casing and a magnetic field are applied to drive an object to be driven which is provided inside the casing by extending in the axial direction of the casing. A supermagnet consisting of a giant magnetostrictive rod which sometimes expands and contracts in the axial direction, and an electromagnetic coil which is provided in the casing around the giant magnetostrictive rod and which applies a magnetic field to the giant magnetostrictive rod by being energized from the outside. A fuel injection valve using a magnetostrictive actuator is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
No. 243174, etc.
【0003】この種の従来技術による燃料噴射弁では、
ケーシングの一端側に燃料の噴射口を有する弁座を設
け、該弁座に駆動対象物となる内開き式の弁体を着座さ
せるべく、該弁体を弁ばねにより常時閉弁方向に付勢す
ると共に、超磁歪ロッドの一端側を弁体に固着し、電磁
コイルからの磁場により該超磁歪ロッドが縮小したとき
に、該超磁歪ロッドにより弁体を弁ばねに抗してリフト
させ、前記噴射口からケーシング内の燃料を外部に向け
て噴射させるようにしている。In this type of prior art fuel injection valve,
A valve seat having a fuel injection port is provided on one end side of the casing, and the valve body is always urged in a valve closing direction by a valve spring so that an inward opening type valve body serving as a driving object is seated on the valve seat. At the same time, one end side of the giant magnetostrictive rod is fixed to the valve body, and when the giant magnetostrictive rod is contracted by the magnetic field from the electromagnetic coil, the giant magnetostrictive rod lifts the valve body against the valve spring, The fuel in the casing is injected from the injection port to the outside.
【0004】また、ケーシングの他端側には、前記超磁
歪ロッドの他端側端面に当接する蓋体を設け、該蓋体に
より超磁歪ロッドを前記弁体と共に弁座側に向けて押圧
し、前記弁ばねのばね荷重を調整するようにしている。
そして、超磁歪ロッドは電磁コイルからの磁場により縮
小変形するときに、前記蓋体から離間するのを規制さ
れ、弁体を弁ばねに抗して確実にリフトさせるようにな
っている。At the other end of the casing, there is provided a lid that abuts against the other end of the giant magnetostrictive rod, and the lid pushes the giant magnetostrictive rod together with the valve toward the valve seat side. The spring load of the valve spring is adjusted.
When the giant magnetostrictive rod is contracted and deformed by the magnetic field from the electromagnetic coil, the giant magnetostrictive rod is restricted from being separated from the lid body, and the valve body is reliably lifted against the valve spring.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、ケーシングの一端側に駆動対象物となる弁
体を設け、ケーシングの他端側には蓋体を設け、該蓋体
と弁体との間で超磁歪ロッドをケーシング内で軸方向に
位置決めするようにしているから、超磁歪ロッドの周囲
に設けた電磁コイルが外部からの通電により発熱する
と、このときの熱影響等によって超磁歪ロッドが前記蓋
体と弁体との間で軸方向に熱膨張することがある。そし
て、超磁歪ロッドはケーシングに比較して熱膨張率が大
きく、蓋体はケーシングに一体的に固定されているの
で、超磁歪ロッドは熱膨張時に弁体側に向けて伸びてし
まう。By the way, in the above-mentioned prior art, a valve body to be driven is provided on one end side of the casing, and a lid body is provided on the other end side of the casing. Since the giant magnetostrictive rod is positioned in the casing in the axial direction between the and, when the electromagnetic coil provided around the giant magnetostrictive rod generates heat due to external energization, the giant magnetostrictive rod will be affected by the heat at that time. The rod may thermally expand in the axial direction between the lid body and the valve body. Since the giant magnetostrictive rod has a larger coefficient of thermal expansion than the casing, and the lid is integrally fixed to the casing, the giant magnetostrictive rod expands toward the valve body side during thermal expansion.
【0006】このため従来技術では、超磁歪ロッドの熱
膨張によって弁ばねのばね荷重が変化するばかりでな
く、電磁コイルからの磁場によって超磁歪ロッドを変形
させたときに、弁体のリフト量が変化し、噴射流量の特
性等が熱影響によって変動するという問題がある。ま
た、駆動対象物となる弁体を外開き式とし、超磁歪ロッ
ドが伸び変形したときに弁体を開弁させる構成とする
と、超磁歪ロッドの熱膨張により弁体が開弁方向に変位
して弁座から離座することがあり、シール不良等の原因
になるという問題がある。Therefore, in the prior art, not only the spring load of the valve spring changes due to thermal expansion of the giant magnetostrictive rod, but also the lift amount of the valve body changes when the giant magnetostrictive rod is deformed by the magnetic field from the electromagnetic coil. However, there is a problem in that the characteristics of the injection flow rate and the like change due to thermal effects. If the valve body to be driven is an open type and the valve body is opened when the giant magnetostrictive rod expands and deforms, the valve body is displaced in the valve opening direction due to thermal expansion of the giant magnetostrictive rod. There is a problem in that it may be separated from the valve seat, causing a defective seal or the like.
【0007】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は超磁歪ロッドが熱膨張したとき
でも、これをストッパ筒の熱膨張によって相殺でき、特
性不良等が発生するのを効果的に防止できる上に、例え
ば弁体等の駆動対象物を大きく変位させることができる
ようにした超磁歪式アクチュエータを提供することを目
的としている。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. Even when the giant magnetostrictive rod thermally expands, it can be offset by the thermal expansion of the stopper cylinder, resulting in defective characteristics. It is an object of the present invention to provide a giant magnetostrictive actuator capable of effectively displacing an object to be driven, such as a valve body, while effectively preventing the above.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明が採用する構成の特徴は、電磁コイルと超
磁歪ロッドとの間に、該超磁歪ロッドを軸方向に亘って
収納する長さ寸法をもって筒状に形成され、該超磁歪ロ
ッドをケーシング内で軸方向に位置決めするストッパ筒
を設け、該ストッパ筒を、前記超磁歪ロッドに対応する
熱膨張率を有し、該超磁歪ロッドとは逆の磁歪特性をも
った超磁歪材料により形成したことにある。The features of the configuration adopted by the present invention to solve the above-mentioned problems are that the giant magnetostrictive rod is housed in the axial direction between the electromagnetic coil and the giant magnetostrictive rod. A stopper tube formed in a cylindrical shape having a length dimension and axially positioning the supermagnetostrictive rod in the casing is provided, and the stopper tube has a coefficient of thermal expansion corresponding to that of the supermagnetostrictive rod. It is formed of a giant magnetostrictive material having a magnetostrictive characteristic opposite to that of the rod.
【0009】[0009]
【作用】上記構成により、電磁コイルの発熱等によって
超磁歪ロッドが軸方向に伸びるように熱膨張したときに
は、これに対応してストッパ筒も軸方向に熱膨張するよ
うになり、超磁歪ロッドの熱膨張分をストッパ筒の熱膨
張によって吸収することができる。また、ストッパ筒を
超磁歪ロッドとは逆の磁歪特性をもった超磁歪材料で形
成しているので、電磁コイルからの磁場により、例えば
超磁歪ロッドが軸方向に伸び変形するときには、ストッ
パ筒が軸方向に縮み変形するようになり、該ストッパ筒
の縮みと超磁歪ロッドの伸びとによって駆動対象物の駆
動量(変位量)を倍増させることができる。With the above construction, when the giant magnetostrictive rod thermally expands so as to extend in the axial direction due to the heat generation of the electromagnetic coil or the like, the stopper cylinder also thermally expands in the axial direction correspondingly. The amount of thermal expansion can be absorbed by the thermal expansion of the stopper cylinder. Further, since the stopper cylinder is formed of a giant magnetostrictive material having a magnetostrictive characteristic opposite to that of the giant magnetostrictive rod, when the magnetic field from the electromagnetic coil causes, for example, the giant magnetostrictive rod to expand and deform in the axial direction, the stopper cylinder is Since the stopper cylinder is contracted and deformed in the axial direction, the driving amount (displacement amount) of the driven object can be doubled by the contraction of the stopper cylinder and the expansion of the giant magnetostrictive rod.
【0010】[0010]
【実施例】以下、本発明の実施例を図1ないし図5に基
づき、超磁歪式アクチュエータを用いた超磁歪式噴射弁
を例に挙げて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5 by taking a giant magnetostrictive injection valve using a giant magnetostrictive actuator as an example.
【0011】図1ないし図4は本発明の第1の実施例を
示している。1 to 4 show a first embodiment of the present invention.
【0012】図において、1は電磁ステンレス鋼等の磁
性材料により段付円筒状に形成された筒状のケーシング
を示し、該ケーシング1は上、下両端側がカシメ部1
A,1Bとなり、内周側には該カシメ部1Bから所定寸
法上側に位置して環状突起1Cが設けられている。In the drawing, reference numeral 1 denotes a cylindrical casing formed of a magnetic material such as electromagnetic stainless steel in a stepped cylindrical shape, and the casing 1 has caulked portions 1 at both upper and lower ends thereof.
A and 1B are provided, and an annular protrusion 1C is provided on the inner peripheral side of the caulked portion 1B at a predetermined dimension above.
【0013】2はケーシング1の下部内周側に設けられ
た有底筒状のバルブボディを示し、該バルブボディ2は
図2に示す如く、ケーシング1の内径に対応する外径を
もって円筒状に形成された筒部2Aと、該筒部2Aの下
端側に設けられ、比較的厚肉の円板状に形成された底部
2Bと、該底部2Bの中央から上向きに延設され、内周
側に周方向に離間して軸方向に伸長する複数のガイド突
起2C,2C,…が形成された小径のガイド筒2Dと、
該ガイド筒2Dの下側に位置し、底部2Bの内周側にテ
ーパ状に拡開して形成された弁座2Eとからなり、該弁
座2Eは後述する弁体4の弁部4Dとの間に燃料の噴射
口を形成する。Reference numeral 2 denotes a bottomed tubular valve body provided on the inner peripheral side of the lower portion of the casing 1. The valve body 2 is cylindrical with an outer diameter corresponding to the inner diameter of the casing 1, as shown in FIG. The formed cylindrical portion 2A, a bottom portion 2B provided at the lower end side of the cylindrical portion 2A and formed in a relatively thick disk shape, and extending upward from the center of the bottom portion 2B, the inner peripheral side A small diameter guide tube 2D formed with a plurality of guide projections 2C, 2C, ...
The valve seat 2E is located below the guide cylinder 2D and is formed by expanding in a tapered shape on the inner peripheral side of the bottom portion 2B. The valve seat 2E and a valve portion 4D of a valve body 4 which will be described later. To form a fuel injection port.
【0014】ここで、該バルブボディ2はケーシング1
内に下端側から嵌合され、筒部2Aの上端を後述するス
トッパ筒16のフランジ部16Dを介して環状突起1C
に当接させた状態で、底部2Bの外周側下面をカシメ部
1Bに固定することにより、ケーシング1内に一体化さ
れている。また、該バルブボディ2の筒部2Aにはケー
シング1を貫通して径方向に燃料の流通穴3,3が穿設
され、該各流通穴3は燃料配管等を介して燃料ポンプ
(いずれも図示せず)からの燃料をバルブボディ2内に
流通させるようになっている。Here, the valve body 2 is a casing 1.
The ring-shaped projection 1C is fitted in the inside from the lower end side, and the upper end of the cylindrical portion 2A is inserted through a flange portion 16D of a stopper cylinder 16 described later.
The bottom surface of the bottom portion 2B on the outer peripheral side is fixed to the caulking portion 1B in a state of being brought into contact with the casing 1 to be integrated in the casing 1. Further, in the cylindrical portion 2A of the valve body 2, fuel circulation holes 3 and 3 are bored in the radial direction so as to penetrate the casing 1, and each of the circulation holes 3 is provided with a fuel pump (both of which are provided through a fuel pipe or the like). Fuel (not shown) is circulated in the valve body 2.
【0015】4はケーシング1の下端側に設けられた駆
動対象物としての外開き式の弁体を示し、該弁体4は上
側軸部4Aと下側軸部4Bとの間に取外し可能に環状段
部4Cが設けられ、下側軸部4Bの下端側には半球形状
の弁部4Dが一体形成されている。そして、該弁体4は
下側軸部4Bがバルブボディ2のガイド筒2D内に挿通
され、弁部4Dの球面状をなす上面側を弁座2Eに離、
着座させる。また、該弁体4の環状段部4Cとバルブボ
ディ2の底部2Bとの間には、ガイド筒2Dの周囲に位
置して弁ばね5が配設され、該弁ばね5は弁体4を常時
閉弁方向に付勢している。そして、弁体4が後述の超磁
歪ロッド14により弁ばね5に抗して開弁されるときに
は、バルブボディ2内の燃料がガイド筒2Dの各ガイド
突起2C間を介して弁座2Eと弁部4Dとの間から外部
に向けて噴射される。Reference numeral 4 denotes an outer opening type valve body as a driven object provided on the lower end side of the casing 1, and the valve body 4 is detachable between the upper shaft portion 4A and the lower shaft portion 4B. An annular step portion 4C is provided, and a hemispherical valve portion 4D is integrally formed on the lower end side of the lower shaft portion 4B. The lower shaft portion 4B of the valve body 4 is inserted into the guide cylinder 2D of the valve body 2, and the spherical upper surface side of the valve portion 4D is separated from the valve seat 2E.
Sit down. Further, a valve spring 5 is disposed between the annular step portion 4C of the valve body 4 and the bottom portion 2B of the valve body 2 so as to be located around the guide cylinder 2D. The valve is normally biased in the closing direction. Then, when the valve body 4 is opened by the giant magnetostrictive rod 14 described later against the valve spring 5, the fuel in the valve body 2 is valved to the valve seat 2E via the guide projections 2C of the guide cylinder 2D. It is jetted to the outside from between the portion 4D.
【0016】6はバルブボディ2内に移動可能に設けら
れたばね受を示し、該ばね受6は下面側中央から筒状突
部6Aが下向きに突出して設けられ、該筒状突部6A内
には弁体4の上側軸部4Aが摺動可能に挿嵌されてい
る。そして、該筒状突部6Aの上面6Bと上側軸部4A
の上端との間には微小隙間Sを介在させ、弁体4の熱膨
張時に弁部4Dが弁座2Eから不用意に離座してしまう
のを防止するようにしている。また、ばね受6の上面側
中央には浅底の凹部6Cが形成され、該凹部6C内には
後述の緩衝板15を介して超磁歪ロッド14の下端が嵌
合されている。Reference numeral 6 denotes a spring retainer movably provided in the valve body 2. The spring retainer 6 is provided with a cylindrical projection 6A protruding downward from the center of the lower surface side, and is provided in the cylindrical projection 6A. The upper shaft portion 4A of the valve body 4 is slidably inserted. Then, the upper surface 6B of the tubular projection 6A and the upper shaft portion 4A
A small gap S is provided between the valve body 4D and the upper end of the valve body 4D to prevent the valve portion 4D from being unintentionally separated from the valve seat 2E during thermal expansion of the valve body 4. A shallow recess 6C is formed in the center of the upper surface of the spring receiver 6, and the lower end of the giant magnetostrictive rod 14 is fitted into the recess 6C via a buffer plate 15 described later.
【0017】7はばね受6の筒状突部6A周囲に位置し
て、ばね受6とバルブボディ2の底部2Bとの間に配設
された設定ばねを示し、該設定ばね7は弁ばね5と共に
付勢手段を構成し、超磁歪ロッド14をばね受6等を介
して常時上向きに付勢することにより、超磁歪ロッド1
4に初期荷重を付与している。Reference numeral 7 denotes a setting spring which is located around the cylindrical projection 6A of the spring bearing 6 and is arranged between the spring bearing 6 and the bottom portion 2B of the valve body 2. The setting spring 7 is a valve spring. 5, the super-magnetostrictive rod 1 is constituted by urging means and constantly urges the super-magnetostrictive rod 14 upward via the spring receiver 6 or the like.
An initial load is applied to No. 4.
【0018】8はケーシング1内に配設された段付円筒
状のコイルボビン、9は該コイルボビン8に巻回された
電磁コイルを示し、該電磁コイル9はコイルボビン8の
上端側に立設された端子ピン10,10に接続され、外
部からの通電により励磁されて磁場を発生させる。そし
て、該電磁コイル9は超磁歪ロッド14に磁場をかける
ことにより、この超磁歪ロッド14を軸方向に伸び変形
させ、弁体4を開弁方向に駆動する。また、コイルボビ
ン8の内周側には軸方向に伸長する摺動穴8Aが形成さ
れ、該摺動穴8A内にはストッパ筒16が挿嵌されてい
る。Reference numeral 8 denotes a stepped cylindrical coil bobbin disposed in the casing 1, 9 denotes an electromagnetic coil wound around the coil bobbin 8, and the electromagnetic coil 9 is erected on the upper end side of the coil bobbin 8. It is connected to the terminal pins 10 and is excited by external energization to generate a magnetic field. The electromagnetic coil 9 applies a magnetic field to the giant magnetostrictive rod 14 so that the giant magnetostrictive rod 14 is stretched and deformed in the axial direction to drive the valve body 4 in the valve opening direction. A sliding hole 8A extending in the axial direction is formed on the inner peripheral side of the coil bobbin 8, and a stopper cylinder 16 is inserted into the sliding hole 8A.
【0019】11はコイルボビン8の上端に当接してケ
ーシング1内に配設された環状のスペーサ、12は該ス
ペーサ11上に位置してケーシング1の上端側に固定さ
れた環状の蓋体を示し、該蓋体12は磁性材料によって
形成され、ケーシング1と共に電磁コイル9の周囲に磁
気回路を形成している。また、該蓋体12には各端子ピ
ン10の周囲に小径筒状のシール部材13,13が装着
され、該各シール部材13は各端子ピン10と蓋体12
との間を電気的に絶縁するようになっている。そして、
該蓋体12はケーシング1内のカシメ部1Aによってカ
シメ固定され、環状突起1Cとの間でコイルボビン8お
よびスペーサ11等をケーシング1内に位置決めしてい
る。また、該蓋体12およびスペーサ11の内周側には
コイルボビン8の摺動穴8Aに対応した貫通穴12A,
11Aが形成されている。Reference numeral 11 denotes an annular spacer arranged in the casing 1 so as to abut the upper end of the coil bobbin 8, and reference numeral 12 denotes an annular lid body located on the spacer 11 and fixed to the upper end side of the casing 1. The lid 12 is made of a magnetic material and forms a magnetic circuit around the electromagnetic coil 9 together with the casing 1. Further, small-diameter cylindrical seal members 13, 13 are attached to the lid body 12 around the respective terminal pins 10, and the respective seal members 13 have the respective terminal pins 10 and the lid body 12.
It is designed to electrically insulate between and. And
The lid 12 is caulked and fixed by a caulking portion 1A in the casing 1, and the coil bobbin 8 and the spacer 11 and the like are positioned in the casing 1 with the annular protrusion 1C. In addition, through holes 12A corresponding to the sliding holes 8A of the coil bobbin 8 are provided on the inner peripheral sides of the lid 12 and the spacer 11.
11A is formed.
【0020】14はコイルボビン8の摺動穴8A内にス
トッパ筒16を介して挿通された超磁歪ロッドを示し、
該超磁歪ロッド14は、例えばネオジム(Nd)−鉄母
合金またはジスプロシウム(Dy)−鉄、テルビウム
(Tb)−鉄母合金等の超磁歪材料から正の磁歪特性を
もった細長い円柱状ロッドとして形成され、電磁コイル
9からの磁場により、例えば1kOe(キロエルステッ
ド)の磁場で全長Lに対して1000PPM(1000
×10-6)の比率で軸方向に伸び量△Lをもって伸び変
形する。また、該超磁歪ロッド14は、例えば1×10
-5/℃程度の熱膨張率α(線膨張係数)を有し、周囲温
度が1℃上昇する毎に全長Lに対して、軸方向に寸法
(L×α)だけ熱膨張する。Reference numeral 14 denotes a giant magnetostrictive rod inserted through the stopper tube 16 into the sliding hole 8A of the coil bobbin 8,
The giant magnetostrictive rod 14 is an elongated cylindrical rod having a positive magnetostrictive property from a giant magnetostrictive material such as neodymium (Nd) -iron master alloy or dysprosium (Dy) -iron, terbium (Tb) -iron master alloy. The magnetic field from the electromagnetic coil 9 is formed, and a magnetic field of, for example, 1 kOe (kilo-Oersted) is applied to the entire length L at 1000 PPM (1000
It is stretched and deformed in the axial direction with a stretch amount ΔL at a ratio of × 10 -6 ). The giant magnetostrictive rod 14 is, for example, 1 × 10.
It has a coefficient of thermal expansion α (coefficient of linear expansion) of about −5 / ° C., and expands axially by a dimension (L × α) with respect to the total length L every time the ambient temperature rises by 1 ° C.
【0021】ここで、該超磁歪ロッド14は上端側端面
14Aが後述するストッパ筒16のストッパ部16Cに
当接して軸方向に位置決めされ、下端側がストッパ筒1
6の開口端側から僅かに下向きに突出し、緩衝板15を
介してばね受6の凹部6C内に嵌合されている。そし
て、該超磁歪ロッド14は設定ばね7によりばね受6を
介して常時上向きに付勢され、その上端側がストッパ筒
16のストッパ部16Cに押付けられている。また、緩
衝板15は弾性樹脂材料により所定板厚をもって円板状
に形成され、超磁歪ロッド14が伸び変形して弁体4を
開弁させるときに、該弁体4から受ける衝撃を緩和させ
る。Here, the supermagnetostrictive rod 14 is axially positioned with the upper end face 14A abutting a stopper portion 16C of a stopper cylinder 16 described later, and the lower end side of the stopper cylinder 1
6 projects slightly downward from the open end side of the spring 6, and is fitted into the recess 6C of the spring receiver 6 via the buffer plate 15. The giant magnetostrictive rod 14 is constantly urged upward by the setting spring 7 via the spring receiver 6, and the upper end side thereof is pressed against the stopper portion 16C of the stopper cylinder 16. Further, the buffer plate 15 is formed of an elastic resin material into a disk shape with a predetermined plate thickness, and when the giant magnetostrictive rod 14 is stretched and deformed to open the valve body 4, the shock received from the valve body 4 is alleviated. .
【0022】さらに、16はコイルボビン8の摺動穴8
A内に超磁歪ロッド14と共に挿嵌されたストッパ筒を
示し、該ストッパ筒16は超磁歪ロッド14に対応する
熱膨張率αを有し、該超磁歪ロッド14と同様の超磁歪
材料等により負の磁歪特性をもって細長い筒状に形成さ
れ、筒状部16Aの上端側には下面側が平坦な当接面1
6Bとなった円板状のストッパ部16Cが一体形成され
ている。また、該ストッパ筒16の開口端側となる筒状
部16Aの下端側には径方向外向きに突出する大径のフ
ランジ部16Dが一体形成され、該フランジ部16Dの
外周側はケーシング1の環状突起1Cとバルブボディ2
の筒部2A上端との間で挟持され、ケーシング1に固定
されている。Further, 16 is a sliding hole 8 of the coil bobbin 8.
A stopper cylinder inserted in A together with the giant magnetostrictive rod 14 is shown. The stopper barrel 16 has a coefficient of thermal expansion α corresponding to that of the giant magnetostrictive rod 14, and is made of the same giant magnetostrictive material as that of the giant magnetostrictive rod 14. The contact surface 1 is formed in an elongated cylindrical shape with a negative magnetostrictive characteristic and has a flat lower surface on the upper end side of the cylindrical portion 16A.
A disc-shaped stopper portion 16C which is 6B is integrally formed. Further, a large-diameter flange portion 16D that projects radially outward is integrally formed on the lower end side of the cylindrical portion 16A that is the opening end side of the stopper cylinder 16, and the outer peripheral side of the flange portion 16D is of the casing 1. Annular projection 1C and valve body 2
It is sandwiched between the upper end of the tubular portion 2A and the upper end of the tubular portion 2A, and is fixed to the casing 1.
【0023】そして、該ストッパ筒16の筒状部16A
はストッパ部16Cおよびフランジ部16Dの厚さ分を
含めて超磁歪ロッド14の全長Lに対応する長さ寸法を
有し、内部に収納した超磁歪ロッド14が図3中に仮想
線で示す如く軸方向に熱膨張したときに、これに対応す
る軸方向長さをもって熱膨張し、超磁歪ロッド14の熱
膨張分をストッパ部16C側で吸収すると共に、このと
きに超磁歪ロッド14がばね受6を軸方向に変位させる
のを防止している。The cylindrical portion 16A of the stopper cylinder 16
Has a length dimension corresponding to the total length L of the giant magnetostrictive rod 14 including the thickness of the stopper portion 16C and the flange portion 16D, and the giant magnetostrictive rod 14 housed inside has a length as shown by a virtual line in FIG. When it thermally expands in the axial direction, it thermally expands with a length in the axial direction corresponding to it, and the thermal expansion component of the giant magnetostrictive rod 14 is absorbed on the stopper portion 16C side. 6 is prevented from being displaced in the axial direction.
【0024】また、該ストッパ筒16のストッパ部16
Cは当接面16Bが超磁歪ロッド14の上端側端面14
Aに比較的大きな接触面積をもって面接触し、設定ばね
7からの初期荷重を超磁歪ロッド14に効果的に作用さ
せる。そして、該ストッパ筒16は超磁歪ロッド14と
は逆に負の磁歪特性を有しているから、電磁コイル9か
らの磁場により、例えば1kOe(キロエルステッド)
の磁場でその全長に対して1000PPM(1000×
10-6)の比率で軸方向に縮み量△Lをもって縮み変形
する。The stopper portion 16 of the stopper tube 16
In C, the contact surface 16B is the upper end side end surface 14 of the giant magnetostrictive rod 14.
Surface contact with A is made with a relatively large contact area, and the initial load from the setting spring 7 is effectively applied to the giant magnetostrictive rod 14. Since the stopper cylinder 16 has a negative magnetostriction characteristic contrary to the giant magnetostrictive rod 14, the magnetic field from the electromagnetic coil 9 causes, for example, 1 kOe (kilo-oersted).
Magnetic field of 1000PPM (1000 ×
It is shrunk and deformed with a shrinkage amount ΔL in the axial direction at a ratio of 10 −6 ).
【0025】本実施例による超磁歪式噴射弁は上述の如
き構成を有するもので、次にその作動について説明す
る。The giant magnetostrictive injection valve according to this embodiment has the above-mentioned construction, and its operation will be described below.
【0026】まず、電磁コイル9に図4中の特性線17
の如く噴射パルスを給電し、該電磁コイル9により超磁
歪ロッド14およびストッパ筒16に磁場をかけると、
該超磁歪ロッド14はこのときの磁場の強さに応じて伸
び変形し、かつストッパ筒16は逆に縮み変形するか
ら、超磁歪ロッド14はこのときの伸び量△Lに対し下
端側がストッパ筒16のフランジ部16Dから、例えば
2倍の突出量(2×△L)をもって下向きに突出し、ば
ね受6を緩衝板15を介して下向きに大きく変位させ
る。First, the characteristic line 17 shown in FIG.
When a magnetic field is applied to the giant magnetostrictive rod 14 and the stopper cylinder 16 by the electromagnetic coil 9 as described above,
Since the giant magnetostrictive rod 14 expands and deforms according to the strength of the magnetic field at this time, and the stopper cylinder 16 conversely contracts and deforms, the giant magnetostrictive rod 14 has a stopper cylinder whose lower end side corresponds to the amount of expansion ΔL at this time. From the flange portion 16D of the sixteen, the spring bearing 6 is projected downward with a double projection amount (2 × ΔL), for example, and the spring receiver 6 is largely displaced downward via the buffer plate 15.
【0027】そして、超磁歪ロッド14は弁体4を図4
に示す特性線18の如く前記突出量(2×△L)にほぼ
対応した大きなリフト量をもって下向きにリフトさせ、
弁部4Dを弁座2Eから離座させることにより、バルブ
ボディ2内の燃料を弁座2Eと弁部4Dとの間から外部
に向けて噴射させる。この場合、超磁歪ロッド14の上
端側端面14Aはストッパ筒16のストッパ部16Cに
当接し、上向きの変位が規制されているので、超磁歪ロ
ッド14は下向きに伸び変形すると共に、ストッパ筒1
6の縮み変形によっても下向きに変位されるようにな
り、弁体4を設定ばね7および弁ばね5に抗し大きなリ
フト量をもって開弁させる。The giant magnetostrictive rod 14 is used for the valve body 4 as shown in FIG.
As shown by the characteristic line 18 in FIG. 1, the downward lift is performed with a large lift amount substantially corresponding to the protrusion amount (2 × ΔL),
By separating the valve portion 4D from the valve seat 2E, the fuel in the valve body 2 is injected outward from between the valve seat 2E and the valve portion 4D. In this case, the upper end face 14A of the giant magnetostrictive rod 14 contacts the stopper portion 16C of the stopper tube 16 and the upward displacement is restricted, so that the giant magnetostrictive rod 14 is stretched and deformed downward and the stopper tube 1 is also deformed.
The contraction deformation of 6 also causes the valve body 4 to be displaced downward, opening the valve body 4 against the set spring 7 and the valve spring 5 with a large lift amount.
【0028】また、弁体4は外開き式の弁体であるか
ら、当該超磁歪式噴射弁を筒内直接噴射式の噴射弁とし
て用いた場合に、燃焼室(図示せず)内の圧力が弁体4
に外部から作用したときでも、弁体4は弁座2Eに押付
けられて着座し続け、電磁コイル9に噴射パルスを給電
するまでは弁体4が不用意に開弁するのを防止できる。
しかし、燃焼室からの熱や電磁コイル9の発熱によって
超磁歪ロッド14は熱膨張し、図3中に仮想線で示す如
く上端側端面14Aが軸方向に変位する。Further, since the valve body 4 is an outwardly opening type valve body, when the super magnetostrictive injection valve is used as an in-cylinder direct injection type injection valve, the pressure in the combustion chamber (not shown) is increased. Is the valve body 4
Even when an external force is applied to the valve body 4, the valve body 4 is pressed against the valve seat 2E and continues to be seated, and it is possible to prevent the valve body 4 from opening accidentally until the injection pulse is supplied to the electromagnetic coil 9.
However, the giant magnetostrictive rod 14 thermally expands due to the heat from the combustion chamber and the heat generation of the electromagnetic coil 9, and the upper end side end face 14A is axially displaced as shown by a phantom line in FIG.
【0029】ところで、超磁歪ロッド14の上端側端面
14Aをストッパ筒16のストッパ部16Cに替えて、
従来技術で述べた如く蓋体等を介してケーシング1に固
定した場合には、超磁歪ロッド14の熱膨張率αはケー
シング1の熱膨張率よりも大きいから、超磁歪ロッド1
4は熱膨張による上向きの伸びが規制され、下向きに伸
びてしまう。そして、超磁歪ロッド14が下向きに熱膨
張すると、これにより弁体4が下向きに押動され、最悪
の場合には弁体4の弁部4Dが弁座2Eから離座してシ
ール不良の原因となる。また、噴射パルスを電磁コイル
9に給電して超磁歪ロッド14を伸び変形させるときに
は、超磁歪ロッド14の熱膨張分が伸び量に加算され、
弁体4は図4中に仮想線で示す特性線19の如く開弁状
態のままリフトし続けるようになる。By the way, the upper end face 14A of the giant magnetostrictive rod 14 is replaced with the stopper portion 16C of the stopper cylinder 16,
When fixed to the casing 1 via the lid or the like as described in the prior art, the coefficient of thermal expansion α of the giant magnetostrictive rod 14 is larger than the coefficient of thermal expansion of the casing 1.
In No. 4, the upward expansion due to thermal expansion is restricted and the downward expansion occurs. Then, when the giant magnetostrictive rod 14 thermally expands downward, the valve body 4 is pushed downward by this, and in the worst case, the valve portion 4D of the valve body 4 separates from the valve seat 2E, causing a seal failure. Becomes Further, when the injection pulse is fed to the electromagnetic coil 9 to expand and deform the giant magnetostrictive rod 14, the amount of thermal expansion of the giant magnetostrictive rod 14 is added to the amount of expansion,
The valve body 4 continues to lift in a valve open state as indicated by a characteristic line 19 shown by a virtual line in FIG.
【0030】そこで、本実施例では、ストッパ筒16を
超磁歪ロッド14の熱膨張率αに対応する熱膨張率を有
し、超磁歪ロッド14とは逆の磁歪特性をもった超磁歪
材料により筒状に形成すると共に、筒状部16Aの長さ
寸法を超磁歪ロッド14の全長Lにほぼ等しくし、スト
ッパ筒16内に収納した超磁歪ロッド14の上端側端面
14Aをストッパ部16Cに押付け、該超磁歪ロッド1
4の位置決めを行うようにしている。Therefore, in this embodiment, the stopper cylinder 16 is made of a giant magnetostrictive material having a coefficient of thermal expansion corresponding to the coefficient of thermal expansion α of the giant magnetostrictive rod 14 and having a magnetostrictive characteristic opposite to that of the giant magnetostrictive rod 14. While being formed in a tubular shape, the length dimension of the tubular portion 16A is made substantially equal to the total length L of the giant magnetostrictive rod 14, and the upper end side end surface 14A of the giant magnetostrictive rod 14 housed in the stopper barrel 16 is pressed against the stopper portion 16C. , The giant magnetostrictive rod 1
4 positioning is performed.
【0031】これにより、超磁歪ロッド14が図3中に
仮想線で示す如く熱膨張したときには、ストッパ筒16
の筒状部16Aも同様に熱膨張するから、ストッパ筒1
6のストッパ部16C側で超磁歪ロッド14の熱膨張分
を吸収して相殺でき、超磁歪ロッド14の熱膨張による
上向きの伸びを許し、下向きの伸びを防止できる上に、
弁体4を開,閉弁させるべく電磁コイル9に通電を行っ
たときには、超磁歪ロッド14の伸び変形にストッパ筒
16の縮み変形を加算させ、弁体4を2倍のリフト量を
もって開,閉弁させることができる。As a result, when the giant magnetostrictive rod 14 thermally expands as shown by the phantom line in FIG. 3, the stopper cylinder 16
Similarly, the tubular portion 16A of the stopper also thermally expands, so that the stopper tube 1
On the side of the stopper portion 16C of 6, the thermal expansion component of the giant magnetostrictive rod 14 can be absorbed and offset, and the upward extension due to the thermal expansion of the giant magnetostrictive rod 14 can be allowed and the downward extension can be prevented.
When the electromagnetic coil 9 is energized to open and close the valve body 4, the extension deformation of the giant magnetostrictive rod 14 and the contraction deformation of the stopper cylinder 16 are added to open the valve body 4 with a double lift amount. It can be closed.
【0032】従って、本実施例によれば、弁体4を開,
閉弁させるべく電磁コイル9に通電を行ったときに、超
磁歪ロッド14の伸び変形にストッパ筒の縮み変形を加
算させて弁体4のリフト量を倍増でき、高価な超磁歪材
料からなる超磁歪ロッド14、ストッパ筒16の全長L
を短くすることが可能となり、当該超磁歪式噴射弁を短
尺でコンパクトに形成することができる。Therefore, according to this embodiment, the valve body 4 is opened,
When the electromagnetic coil 9 is energized to close the valve, the expansion deformation of the giant magnetostrictive rod 14 and the contracting deformation of the stopper cylinder can be added to double the lift amount of the valve body 4, and a super magnetostrictive material made of expensive supermagnetostrictive material can be doubled. Total length L of magnetostrictive rod 14 and stopper tube 16
Can be shortened, and the giant magnetostrictive injection valve can be formed short and compact.
【0033】また、超磁歪ロッド14の熱膨張によって
弁体4の閉弁時にシール不良等が発生するのを効果的に
防止できる上に、設定ばね7のばね荷重が超磁歪ロッド
14の熱膨張によって変化するのを防止でき、超磁歪ロ
ッド14に一定の初期荷重を付与し続けることができ
る。Further, it is possible to effectively prevent the occurrence of a sealing failure or the like when the valve body 4 is closed due to the thermal expansion of the giant magnetostrictive rod 14, and the spring load of the setting spring 7 causes the thermal expansion of the giant magnetostrictive rod 14. It is possible to prevent the change due to the change, and it is possible to continuously apply a constant initial load to the giant magnetostrictive rod 14.
【0034】一方、燃焼室内からの熱等によって弁体4
が熱膨張したときには、該弁体4の上側軸部4Aとばね
受6との間に形成した図2中に示す微小隙間Sにより、
弁体4の熱膨張分を吸収でき、この場合でも弁部4Dが
弁座2Eから不用意に離座してしまうのを防止できる。
そして、弁体4を開弁すべく電磁コイル9に噴射パルス
を給電し、このときの磁場によって超磁歪ロッド14を
伸び変形させたときには、ばね受6が設定ばね7に抗し
て下向きに変位し、前記微小隙間Sをなくすように弁体
4の上側軸部4Aに衝突するが、このときの衝撃が超磁
歪ロッド14に直接伝わるのを緩衝板15によって防止
でき、超磁歪ロッド14の耐久性を向上できる。On the other hand, the valve body 4 is heated by heat from the combustion chamber.
Is thermally expanded, the minute gap S shown in FIG. 2 formed between the upper shaft portion 4A of the valve body 4 and the spring receiver 6 causes
The amount of thermal expansion of the valve element 4 can be absorbed, and even in this case, the valve portion 4D can be prevented from being unintentionally separated from the valve seat 2E.
Then, when the injection pulse is supplied to the electromagnetic coil 9 to open the valve body 4 and the giant magnetostrictive rod 14 is expanded and deformed by the magnetic field at this time, the spring bearing 6 is displaced downward against the setting spring 7. Then, it collides with the upper shaft portion 4A of the valve body 4 so as to eliminate the minute gap S, but the shock at this time can be prevented from being directly transmitted to the giant magnetostrictive rod 14 by the buffer plate 15, and the durability of the giant magnetostrictive rod 14 can be improved. You can improve the property.
【0035】次に、図5は本発明の第2の実施例を示
し、本実施例の特徴は、超磁歪式アクチュエータを内開
き式の噴射弁に適用したことにある。なお、本実施例で
は前記第1の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付
し、その説明を省略するものとする。Next, FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention, and the feature of this embodiment is that the giant magnetostrictive actuator is applied to an inward opening type injection valve. In this embodiment, the same components as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0036】図中、21は電磁ステンレス鋼等の磁性材
料により段付円筒状に形成された筒状のケーシングを示
し、該ケーシング21は前記第1の実施例で述べたケー
シング1とほぼ同様に形成され、上端側にカシメ部21
Aが設けられているものの、該ケーシング21は環状段
部21Bの下側が筒状の嵌合部21Cとなっている。In the figure, reference numeral 21 indicates a cylindrical casing formed of a magnetic material such as electromagnetic stainless steel in a stepped cylindrical shape, and the casing 21 is substantially the same as the casing 1 described in the first embodiment. Is formed, and the caulking portion 21 is formed on the upper end side.
Although the casing A is provided, the casing 21 has a tubular fitting portion 21C below the annular step portion 21B.
【0037】22はケーシング21の嵌合部21C内周
側に嵌合固着された有蓋筒状のバルブボディを示し、該
バルブボディ22の下端側は弁座部材23によって閉塞
され、該弁座部材23には弁座23Aを有する噴射穴2
3Bが形成されている。また、バルブボディ22には蓋
部22Aの中央に貫通穴22Bが形成され、該貫通穴2
2Bには後述の弁軸26Aが筒状のシール部材24を介
して摺動可能に挿嵌されている。そして、該バルブボデ
ィ22には径方向に燃料の流通穴25が穿設され、該流
通穴25は燃料配管等を介して燃料ポンプ(いずれも図
示せず)からの燃料をバルブボディ22内に流通させる
ようになっている。Reference numeral 22 denotes a covered cylindrical valve body fitted and fixed to the inner peripheral side of the fitting portion 21C of the casing 21, and the lower end side of the valve body 22 is closed by a valve seat member 23, and the valve seat member An injection hole 2 having a valve seat 23A at 23
3B is formed. Further, the valve body 22 has a through hole 22B formed at the center of the lid portion 22A.
A valve shaft 26A, which will be described later, is slidably inserted into 2B via a cylindrical seal member 24. A fuel flow hole 25 is formed in the valve body 22 in the radial direction. The flow hole 25 allows fuel from a fuel pump (neither shown) to flow into the valve body 22 through a fuel pipe or the like. It is supposed to be distributed.
【0038】26はケーシング21の下端側に設けられ
た駆動対象物としての内開き式の弁体を示し、該弁体2
6は、バルブボディ22の貫通穴22Bにシール部材2
4を介して摺動可能に挿嵌された弁軸26Aと、該弁軸
26Aの下端側に一体形成され、弁座部材23の弁座2
3Aに離着座するポペット型の弁部26Bとから構成さ
れている。また、該弁体26の弁軸26Aと弁部26B
との間には環状平板からなるばね受27が設けられ、該
ばね受27とバルブボディ22の蓋部22Aとの間には
弁体26を常時閉弁方向に付勢する付勢手段としての弁
ばね28が配設されている。そして、ばね受27には周
方向に所定間隔をもって連通穴27A,27A,…が穿
設され、該各連通穴27Aはバルブボディ22内を弁座
部材23内に常時連通させている。Reference numeral 26 denotes an inward opening type valve body provided as a driven object on the lower end side of the casing 21.
6 is a seal member 2 in the through hole 22B of the valve body 22.
Valve seat 26A slidably inserted through the valve seat 26 and the valve seat 2 of the valve seat member 23 integrally formed on the lower end side of the valve shaft 26A.
3A and a poppet-type valve portion 26B that is seated on and off. Further, the valve shaft 26A and the valve portion 26B of the valve body 26
A spring receiver 27 formed of an annular flat plate is provided between the spring receiver 27 and the lid portion 22A of the valve body 22 as a biasing means for constantly biasing the valve body 26 in the valve closing direction. A valve spring 28 is provided. Communication holes 27A, 27A, ... Are bored at predetermined intervals in the spring receiver 27, and the communication holes 27A allow the valve body 22 to communicate with the valve seat member 23 at all times.
【0039】29はケーシング21内に配設された段付
円筒状のコイルボビンを示し、該コイルボビン29は前
記第1の実施例で述べたコイルボビン8とほぼ同様に形
成され、該コイルボビン29には電磁コイル9および該
電磁コイル9に接続された端子ピン10,10等が設け
られている。また、該コイルボビン29の内周側には軸
方向に伸長する摺動穴29Aが形成され、該摺動穴29
A内には後述のストッパ筒30が挿嵌されている。Reference numeral 29 designates a stepped cylindrical coil bobbin disposed in the casing 21, and the coil bobbin 29 is formed in substantially the same manner as the coil bobbin 8 described in the first embodiment, and the coil bobbin 29 has an electromagnetic field. The coil 9 and the terminal pins 10, 10 connected to the electromagnetic coil 9 are provided. A sliding hole 29A extending in the axial direction is formed on the inner peripheral side of the coil bobbin 29.
A stopper cylinder 30, which will be described later, is inserted in A.
【0040】30はコイルボビン29の摺動穴29A内
に超磁歪ロッド14と共に挿嵌されたストッパ筒を示
し、該ストッパ筒30は前記第1に実施例で述べたスト
ッパ筒16とほぼ同様に、超磁歪ロッド14に対応する
熱膨張率αを有し、該超磁歪ロッド14と同様の超磁歪
材料等により負の磁歪特性をもって細長い筒状に形成さ
れ、筒状部30Aの上端側には下面側が平坦な当接面3
0Bとなった円板状のストッパ部30Cが一体形成され
ている。また、該ストッパ筒30の開口端側となる筒状
部30Aの下端側には径方向外向きに突出する大径のフ
ランジ部30Dが一体形成され、該フランジ部30Dの
外周側はケーシング21の環状段部21Bとコイルボビ
ン29との間で挟持され、ケーシング21に固定されて
いる。Reference numeral 30 designates a stopper cylinder inserted together with the giant magnetostrictive rod 14 into the sliding hole 29A of the coil bobbin 29. The stopper cylinder 30 is substantially the same as the stopper cylinder 16 described in the first embodiment. It has a coefficient of thermal expansion α corresponding to the giant magnetostrictive rod 14 and is formed of a giant magnetostrictive material similar to that of the giant magnetostrictive rod 14 into a slender tubular shape with negative magnetostrictive characteristics. Abutment surface 3 with flat side
A disk-shaped stopper portion 30C having 0B is integrally formed. Further, a large-diameter flange portion 30D that projects radially outward is integrally formed on the lower end side of the tubular portion 30A that is the opening end side of the stopper cylinder 30, and the outer peripheral side of the flange portion 30D is the casing 21. It is sandwiched between the annular step portion 21B and the coil bobbin 29 and fixed to the casing 21.
【0041】さらに、31は超磁歪ロッド14の変位を
弁体26に伝達する変位伝達機構を示し、該変位伝達機
構31は、ケーシング21の嵌合部21C内に摺動可能
に挿嵌され、上,下両面側にボス部32A,32Bが一
体に設けられた円盤上の摺動板32と、該摺動板32の
ボス部32Bから径方向外向きに突設されたブラケット
33と、該ブラケット33にピン結合され、下向きに垂
下された伝達リンク34と、略「く」の字状に屈曲して
形成され、ケーシング21の嵌合部21Cにピン35を
介して回動可能にピン結合された回動リンク36とから
なり、該回動リンク36は一端側が伝達リンク34にピ
ン結合され、他端側が弁体26の弁軸26Aにピン結合
されている。Reference numeral 31 denotes a displacement transmission mechanism for transmitting the displacement of the giant magnetostrictive rod 14 to the valve body 26. The displacement transmission mechanism 31 is slidably inserted into the fitting portion 21C of the casing 21, A disk-shaped sliding plate 32 integrally provided with boss portions 32A and 32B on both upper and lower surfaces, a bracket 33 radially outwardly protruding from the boss portion 32B of the sliding plate 32, and A transmission link 34 that is pin-coupled to the bracket 33 and hangs downward, and is formed by bending in a substantially V shape, and is rotatably pin-coupled to a fitting portion 21C of the casing 21 through a pin 35. The rotary link 36 has one end side pin-coupled to the transmission link 34, and the other end side pin-coupled to the valve shaft 26A of the valve body 26.
【0042】ここで、摺動板32のボス部32Aはスト
ッパ筒30の筒状部30A内に下側から挿嵌され、スト
ッパ筒30をケーシング21内に固定するときに超磁歪
ロッド14の下端側端面に所定荷重をもって押付けられ
ている。そして、電磁コイル9に通電を行い、超磁歪ロ
ッド14を伸び変形させると共に、ストッパ筒30を縮
み変形させたときには、超磁歪ロッド14の下端側がス
トッパ筒30内で下向きに大きく変位し、ケーシング2
1の嵌合部21C内で摺動板32が伝達リンク34と共
に下向きに押動されるので、これにより回動リンク36
は矢示A方向に回動され、弁体26を弁ばね28に抗し
て大きなリフト量で開弁させる。Here, the boss portion 32A of the sliding plate 32 is inserted into the tubular portion 30A of the stopper tube 30 from below, and when the stopper tube 30 is fixed in the casing 21, the lower end of the giant magnetostrictive rod 14 is fixed. It is pressed against the side end face with a predetermined load. Then, when the electromagnetic coil 9 is energized to expand and deform the giant magnetostrictive rod 14 and contract and deform the stopper tube 30, the lower end side of the giant magnetostrictive rod 14 is largely displaced downward in the stopper tube 30, and the casing 2
Since the sliding plate 32 is pushed downward together with the transmission link 34 in the fitting portion 21C of No. 1, the rotation link 36 is thereby moved.
Is rotated in the direction of arrow A to open the valve element 26 against the valve spring 28 with a large lift amount.
【0043】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第1の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができるが、特に本実施例では、超磁歪ロッド14と
弁体26との間に変位伝達機構31を設けることによ
り、超磁歪ロッド14の伸び変形にストッパ筒30の縮
み変形を加算させ、内開き式の弁体26を大きなリフト
量をもって開,閉弁させることができ、高価な超磁歪材
料からなる超磁歪ロッド14、ストッパ筒30を短尺に
形成することができる。Thus, in this embodiment having the above-described structure, it is possible to obtain substantially the same effects as the first embodiment, but especially in this embodiment, the giant magnetostrictive rod 14 and the valve body 26 are provided. By providing the displacement transmission mechanism 31 between the two, the expansion deformation of the giant magnetostrictive rod 14 and the contraction deformation of the stopper cylinder 30 can be added to open and close the inward opening type valve body 26 with a large lift amount. Thus, the giant magnetostrictive rod 14 and the stopper tube 30 made of an expensive giant magnetostrictive material can be formed in a short length.
【0044】なお、前記第1の実施例では、弁体4とば
ね受6とを別体で形成するものとして述べたが、これに
替えて、弁体4とばね受6とを一体化するようにしても
よく、この場合には弁ばね5を省略し、設定ばね7によ
って弁体4を閉弁方向に常時付勢するようにしてもよ
い。In the first embodiment, the valve body 4 and the spring bearing 6 are described as being formed separately, but instead of this, the valve body 4 and the spring bearing 6 are integrated. Alternatively, in this case, the valve spring 5 may be omitted, and the valve spring 4 may be constantly biased in the valve closing direction by the setting spring 7.
【0045】また、前記各実施例では、超磁歪ロッド1
4を正の磁歪特性をもった超磁歪材料によって形成し、
ストッパ筒16(30)を負の磁歪特性をもった超磁歪
材料によって形成するものとして述べたが、本発明はこ
れに限らず、例えば超磁歪ロッドを負の磁歪特性をもっ
た超磁歪材料によって形成し、ストッパ筒を正の磁歪特
性をもった超磁歪材料によって形成し、これらに磁場が
かけられたときに駆動対象物としての弁体等を大きなリ
フト量をもって開,閉弁させる構成としてもよい。In each of the above embodiments, the giant magnetostrictive rod 1 is used.
4 is made of a giant magnetostrictive material having a positive magnetostrictive characteristic,
Although the stopper cylinder 16 (30) is described as being formed of a giant magnetostrictive material having a negative magnetostrictive characteristic, the present invention is not limited to this, and for example, a giant magnetostrictive rod is made of a giant magnetostrictive material having a negative magnetostrictive characteristic. The stopper cylinder is formed of a giant magnetostrictive material having a positive magnetostrictive characteristic, and when a magnetic field is applied to these, the valve body or the like as a drive target is opened and closed with a large lift amount. Good.
【0046】さらに、前記各実施例では、超磁歪式アク
チュエータを超磁歪式噴射弁に適用した場合を例に挙げ
て説明したが、本発明はこれに限らず、例えば電磁式開
閉弁等の電磁ソレノイドに替えて当該超磁歪式アクチュ
エータを用いてもよく、この場合には駆動対象物となる
スプール弁体やポペット弁体等に超磁歪ロッドの一端側
を取付けるようにすればよい。また、ディスクブレーキ
等に適用してもよく、この場合には超磁歪ロッドの伸縮
変形を摩擦パッドに伝えてディスクに制動力を付与する
構成とすればよい。Further, in each of the above-described embodiments, the case where the giant magnetostrictive actuator is applied to the giant magnetostrictive injection valve has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and for example, an electromagnetic on-off valve or the like electromagnetic valve. The giant magnetostrictive actuator may be used instead of the solenoid. In this case, one end of the giant magnetostrictive rod may be attached to the spool valve body, poppet valve body, or the like to be driven. Further, it may be applied to a disc brake or the like, and in this case, the expansion / contraction deformation of the giant magnetostrictive rod may be transmitted to the friction pad to apply the braking force to the disc.
【0047】[0047]
【発明の効果】以上詳述した通り本発明によれば、超磁
歪ロッドに対応する熱膨張率を有し、該超磁歪ロッドと
は逆の磁歪特性をもった超磁歪材料によりストッパ筒を
形成し、該ストッパ筒内に超磁歪ロッドを収納して軸方
向の位置決めを行う構成としたから、超磁歪ロッドが電
磁コイルの発熱等によって熱膨張したときでも、ストッ
パ筒の熱膨張によって超磁歪ロッドの熱膨張分を相殺で
き、特性不良等の発生を効果的に防止できる。また、超
磁歪ロッドとストッパ筒とに電磁コイルによる磁場をか
けたときには、例えば超磁歪ロッドが軸方向に伸び変形
するときに、ストッパ筒が軸方向に縮み変形するので、
該ストッパ筒の縮みと超磁歪ロッドの伸びとによって駆
動対象物の駆動量(変位量)を倍増させることができ、
高価な超磁歪材料からなる超磁歪ロッドとストッパ筒と
を短尺化して全体をコンパクトに形成することができる
等、種々の効果を奏する。As described in detail above, according to the present invention, the stopper cylinder is formed of a giant magnetostrictive material having a coefficient of thermal expansion corresponding to that of the giant magnetostrictive rod and having a magnetostrictive characteristic opposite to that of the giant magnetostrictive rod. Since the super-magnetostrictive rod is housed in the stopper cylinder to perform axial positioning, even when the super-magnetostrictive rod thermally expands due to heat generation of the electromagnetic coil or the like, the super-magnetostrictive rod expands due to the thermal expansion of the stopper cylinder. It is possible to offset the amount of thermal expansion and to effectively prevent the occurrence of characteristic defects and the like. Further, when a magnetic field is applied to the giant magnetostrictive rod and the stopper cylinder by the electromagnetic coil, for example, when the giant magnetostrictive rod expands and deforms in the axial direction, the stopper cylinder contracts and deforms in the axial direction.
By the contraction of the stopper cylinder and the expansion of the giant magnetostrictive rod, the drive amount (displacement amount) of the drive target can be doubled,
Various effects can be obtained, such as shortening the length of the giant magnetostrictive rod made of an expensive giant magnetostrictive material and the stopper cylinder to form a compact body as a whole.
【図1】本発明の第1の実施例による外開き式の超磁歪
式噴射弁を示す縦断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing an outer opening type giant magnetostrictive injection valve according to a first embodiment of the present invention.
【図2】バルブボディ側を示す図1中の要部拡大図であ
る。FIG. 2 is an enlarged view of a main part in FIG. 1 showing a valve body side.
【図3】超磁歪ロッドの上端側を示す図1中の要部拡大
図である。FIG. 3 is an enlarged view of a main part in FIG. 1 showing an upper end side of a giant magnetostrictive rod.
【図4】噴射パルスと弁体のリフト量とを示す特性線図
である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing an injection pulse and a valve lift amount.
【図5】第2の実施例による内開き式の超磁歪式噴射弁
を示す縦断面図である。FIG. 5 is a vertical sectional view showing an inward opening type giant magnetostrictive injection valve according to a second embodiment.
1,21 ケーシング 2,22 バルブボディ 2E,23A 弁座 3,25 燃料の流通穴 4,26 弁体(駆動対象物) 5,28 弁ばね(付勢手段) 6,27 ばね受 7 設定ばね(付勢手段) 9 電磁コイル 14 超磁歪ロッド 16,30 ストッパ筒 16C,30C ストッパ部 16D,30D フランジ部 31 変位伝達機構 35 ピン 36 回動リンク 1, 21 Casing 2, 22 Valve body 2E, 23A Valve seat 3,25 Fuel flow hole 4,26 Valve body (object to be driven) 5,28 Valve spring (biasing means) 6,27 Spring receiving 7 Setting spring ( Energizing means) 9 Electromagnetic coil 14 Giant magnetostriction rod 16,30 Stopper tube 16C, 30C Stopper part 16D, 30D Flange part 31 Displacement transmission mechanism 35 Pin 36 Rotation link
Claims (1)
方向に伸長して該ケーシング内に設けられ、該ケーシン
グの一端側に設けられる駆動対象物を駆動すべく、磁場
がかけられたときに軸方向に伸縮する超磁歪ロッドと、
該超磁歪ロッドの周囲に位置して前記ケーシング内に設
けられ、外部から通電されることにより該超磁歪ロッド
に磁場をかける電磁コイルとからなる超磁歪式アクチュ
エータにおいて、前記電磁コイルと超磁歪ロッドとの間
には、該超磁歪ロッドを軸方向に亘って収納する長さ寸
法をもって筒状に形成され、該超磁歪ロッドを前記ケー
シング内で軸方向に位置決めするストッパ筒を設け、該
ストッパ筒を、前記超磁歪ロッドに対応する熱膨張率を
有し、該超磁歪ロッドとは逆の磁歪特性をもった超磁歪
材料により形成したことを特徴とする超磁歪式アクチュ
エータ。1. A tubular casing, and a magnetic field applied to drive an object to be driven which is provided in the casing by extending in the axial direction of the casing and provided on one end side of the casing. A giant magnetostrictive rod that expands and contracts in the axial direction,
A giant magnetostrictive actuator comprising an electromagnetic coil which is provided in the casing around the giant magnetostrictive rod and applies a magnetic field to the giant magnetostrictive rod by being energized from the outside, wherein the electromagnetic coil and the giant magnetostrictive rod are provided. And a stopper tube which is formed in a tubular shape with a length dimension for accommodating the giant magnetostrictive rod in the axial direction, and which positions the giant magnetostrictive rod in the axial direction in the casing. Is a giant magnetostrictive material having a coefficient of thermal expansion corresponding to that of the giant magnetostrictive rod and having a magnetostrictive characteristic opposite to that of the giant magnetostrictive rod.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4199167A JPH0622571A (en) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | Giant magnetostrictive actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4199167A JPH0622571A (en) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | Giant magnetostrictive actuator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0622571A true JPH0622571A (en) | 1994-01-28 |
Family
ID=16403275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4199167A Pending JPH0622571A (en) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | Giant magnetostrictive actuator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0622571A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007158911A (en) * | 2005-12-07 | 2007-06-21 | Yoshiaki Akachi | Electromagnetic converter for acoustic radiation device |
| JP2010096156A (en) * | 2008-10-20 | 2010-04-30 | Honda Motor Co Ltd | Fuel injection device |
-
1992
- 1992-07-02 JP JP4199167A patent/JPH0622571A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007158911A (en) * | 2005-12-07 | 2007-06-21 | Yoshiaki Akachi | Electromagnetic converter for acoustic radiation device |
| JP2010096156A (en) * | 2008-10-20 | 2010-04-30 | Honda Motor Co Ltd | Fuel injection device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5361053A (en) | Super magnetostriction type actuator | |
| US6739571B2 (en) | Solenoid valve | |
| US6601784B2 (en) | Flexural element for positioning an armature in a fuel injector | |
| JP3205387B2 (en) | Giant magnetostrictive actuator | |
| JP2023074260A (en) | Pilot type solenoid valve | |
| JPH1047526A (en) | Valve block with at least one seated valve controlled electromagnetically | |
| JPH069160U (en) | Giant magnetostrictive actuator | |
| JPH069159U (en) | Giant magnetostrictive actuator | |
| JPH069164U (en) | Giant magnetostrictive actuator | |
| JPH0650367U (en) | Giant magnetostrictive actuator | |
| JP4627114B2 (en) | Solenoid valve | |
| JPH07227091A (en) | Giant magnetostrictive actuator | |
| JPH07259690A (en) | Giant magnetostrictive actuator | |
| JP2598443Y2 (en) | Giant magnetostrictive actuator | |
| JP2955466B2 (en) | Giant magnetostrictive actuator | |
| JPH069163U (en) | Giant magnetostrictive actuator | |
| JPH069162U (en) | Giant magnetostrictive actuator | |
| JP3122569B2 (en) | solenoid valve | |
| JP3518395B2 (en) | Solenoid driven valve | |
| JP2591545Y2 (en) | Giant magnetostrictive actuator | |
| JPH06129217A (en) | Giant magnetostrictive actuator | |
| JP2955527B2 (en) | solenoid valve | |
| JPH09203476A (en) | Solenoid valve device | |
| JPH0655273U (en) | Giant magnetostrictive actuator | |
| JP3733776B2 (en) | Solenoid valve |