JP2003307163A - Liquid jetting device - Google Patents
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Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液体噴射空間内に
液体を微粒子化して噴射する液体噴射装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid ejecting apparatus which atomizes and ejects liquid into a liquid ejecting space.
【0002】[0002]
【従来の技術】この種の液体噴射装置には、内燃機関用
燃料噴射装置が知られている。内燃機関用燃料噴射装置
は、液体を加圧するための加圧ポンプと電磁式噴射弁と
を有してなる所謂電気制御燃料噴射装置であり、広く実
用化されている。ところが、電気制御燃料噴射装置にお
いては、加圧ポンプで加圧された燃料が電磁噴射弁の噴
射口より噴射されるようになっているため、噴射された
燃料の液滴の大きさは、一般に、最小でも100μm程
度と比較的大きく、またその大きさが均一でない。この
ような燃料の液滴の大きさや大きさの不均一性は、燃焼
時の未燃燃料を増加させることになり、ひいては有害排
出ガスの増加をまねいている。2. Description of the Related Art A fuel injection device for an internal combustion engine is known as a liquid injection device of this type. A fuel injection device for an internal combustion engine is a so-called electrically controlled fuel injection device including a pressurizing pump for pressurizing a liquid and an electromagnetic injection valve, and is widely put into practical use. However, in the electrically controlled fuel injection device, the fuel pressurized by the pressure pump is injected from the injection port of the electromagnetic injection valve, and thus the size of the injected fuel droplets is generally The size is relatively large, at least about 100 μm, and the size is not uniform. Such non-uniformity in the size and size of the fuel droplets increases the amount of unburned fuel during combustion, which in turn leads to an increase in harmful exhaust gas.
【0003】一方、従来より、ピエゾ電歪素子の作動に
より液体供給通路内の液体を加圧し、同液体を微小液滴
として吐出口から吐出する液滴吐出装置が提案されてい
る。(例えば、特許文献1参照)。このような装置は、
従来のインクジェット吐出装置の原理(例えば、特許文
献2参照。)を応用していて、吐出液滴(噴射される燃
料の液滴)を上記電気制御燃料噴射装置に比べて小さ
く、且つ均一とすることができるので、燃料の微粒子化
の点で優れた装置であるといえる。On the other hand, conventionally, there has been proposed a droplet discharge device which pressurizes the liquid in the liquid supply passage by the operation of the piezo electrostrictive element and discharges the liquid as fine droplets from the discharge port. (For example, refer to Patent Document 1). Such a device
By applying the principle of a conventional inkjet ejection device (for example, refer to Patent Document 2), ejection droplets (droplets of fuel to be ejected) are smaller and more uniform than those of the electrically controlled fuel ejection device. Therefore, it can be said that the device is excellent in terms of atomizing the fuel.
【0004】[0004]
【特許文献1】特開昭54−90416号公報(第2
頁、第5図)[Patent Document 1] JP-A-54-90416 (second
(Page, Fig. 5)
【特許文献2】特開平6−40030号公報(第2−第
3頁、第1図)[Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-40030 (pages 2 to 3, FIG. 1)
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、インクジェ
ット吐出装置は、温度、圧力等の変動が少なく、比較的
定常的な周囲環境下(例えば、事務所、学校等の室内)
で使用された場合、液体を微細な粒子として噴射すると
いう所期の性能を発揮し得る。しかしながら、内燃機関
等の様に、運転条件等の変動等により激しく変動する周
囲環境下で使用された場合、上記燃料を微粒子化する性
能を十分に発揮することは一般に困難である。従って、
インクジェット吐出装置の原理を応用した装置であっ
て、内燃機関のように周囲環境が激しく変化する機械装
置に対し、液体の微粒子化を十分に達成した上で同液体
を噴射し得る液体(燃料)噴射装置は未だ提供できてい
ないのが現状である。By the way, the ink jet discharge device has little fluctuation in temperature, pressure and the like and is in a relatively constant ambient environment (for example, in an office, a school, etc.).
When used in, the desired performance of ejecting a liquid as fine particles can be exhibited. However, it is generally difficult to sufficiently exhibit the performance of atomizing the fuel when it is used in an environment such as an internal combustion engine that is subject to drastic fluctuations due to fluctuations in operating conditions and the like. Therefore,
A device that applies the principle of an inkjet discharge device, and is a liquid (fuel) that can sufficiently inject liquid into a mechanical device such as an internal combustion engine whose surrounding environment changes drastically after being sufficiently atomized. The present situation is that the injection device has not been provided yet.
【0006】また、このような液体噴射装置を内燃機関
等の機械装置に適用した場合、同機械装置が要求する噴
射量の液体を確実に安定して供給するとともに、同機械
装置が要求する噴射タイミングに遅れることなく同液体
を噴射することが要求される。しかしながら、係る液体
噴射装置は、液体の圧力を増減することで噴射を行うた
め、液体中に気泡が発生し易く、かかる気泡が大きくな
る前に排出されない場合には液体の圧力が期待通り増大
しないので、上記噴射量及び上記噴射タイミングに関す
る要求を満足できない。Further, when such a liquid ejecting apparatus is applied to a mechanical device such as an internal combustion engine, the injection amount of liquid required by the mechanical device can be reliably and stably supplied, and the injection required by the mechanical device can be performed. It is required to eject the liquid without delaying the timing. However, since the liquid ejecting apparatus performs ejection by increasing / decreasing the pressure of the liquid, bubbles are likely to be generated in the liquid, and the pressure of the liquid does not increase as expected when the bubbles are not discharged before they grow large. Therefore, the requirements regarding the injection amount and the injection timing cannot be satisfied.
【0007】従って、本発明の目的は、噴射する液体の
液滴が小さく、且つ均一であり、液体の微粒子化を安定
的に達成して同液体を噴射することができる液体噴射装
置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、
液体噴射空間等の液体噴射装置の使用環境が、激しく且
つ突然に変動するような条件下でも、安定して液体を噴
射できる構造を備えた液体噴射装置を提供することにあ
る。更に、本発明の他の目的は、液体噴射装置内の液体
に気泡が発生し難くすることで、所望の噴射量の液体を
所望の噴射タイミングにて噴射し得る液体噴射装置を提
供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a liquid ejecting apparatus capable of ejecting a liquid, in which liquid droplets to be ejected are small and uniform, and atomization of the liquid is stably achieved. Especially. Further, another object of the present invention is to
It is an object of the present invention to provide a liquid ejecting apparatus having a structure capable of ejecting a liquid stably even under a condition where the usage environment of the liquid ejecting apparatus such as the liquid ejecting space changes violently and suddenly. Further, another object of the present invention is to provide a liquid ejecting apparatus capable of ejecting a desired amount of liquid at a desired ejection timing by making it difficult for bubbles to be generated in the liquid in the liquid ejecting apparatus. is there.
【0008】[0008]
【発明の概要】本発明による液体噴射装置は、液体噴射
空間に一端が露呈した液体吐出用ノズル、圧電/電歪素
子、前記圧電/電歪素子の作動により容積が変化される
とともに前記液体吐出用ノズルの他端に接続されたチャ
ンバー、前記チャンバーに接続された液体供給通路、及
び前記液体供給通路と外部とを連通する中空円筒状の液
体注入口を備えてなる噴射デバイスと、液体を加圧する
加圧手段と、前記加圧手段により加圧された液体が供給
されるとともに、電磁式開閉弁と同電磁式開閉弁により
開閉される吐出孔とを備えてなり、前記電磁式開閉弁が
開弁したときに前記吐出孔を介して前記加圧された液体
を吐出する電磁開閉式吐出弁と、前記電磁開閉式吐出弁
の吐出孔と前記噴射デバイスの液体注入口との間に同液
体注入口と実質的に同径の中空円筒状の密閉空間を形成
する密閉空間形成部材とを具備し、前記電磁開閉式吐出
弁から吐出された液体を前記チャンバーの容積変化によ
り微粒子化して前記液体吐出用ノズルから前記液体噴射
空間に液滴として噴射する液体噴射装置であって、前記
電磁開閉式吐出弁は、前記吐出孔から吐出された液体の
前記中空円筒状密閉空間の中心軸線からの距離が、前記
吐出孔から前記液体注入口に向う距離の増大に伴って増
大するように、前記液体を前記中心軸線に対して所定の
角度を有する方向に吐出するように構成されたことを特
徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION A liquid ejecting apparatus according to the present invention has a liquid ejecting nozzle, one end of which is exposed in a liquid ejecting space, a piezoelectric / electrostrictive element, and the liquid ejecting nozzle whose volume is changed by the operation of the piezoelectric / electrostrictive element. An injection device including a chamber connected to the other end of the nozzle for liquid, a liquid supply passage connected to the chamber, and a hollow cylindrical liquid injection port communicating the liquid supply passage with the outside, The electromagnetic on-off valve is provided with a pressurizing means for pressurizing, a liquid pressurized by the pressurizing means, and an electromagnetic on-off valve and a discharge hole opened and closed by the electromagnetic on-off valve. An electromagnetic open / close type discharge valve that discharges the pressurized liquid through the discharge hole when opened, and the same liquid between the discharge hole of the electromagnetic open / close type discharge valve and the liquid injection port of the injection device. Practically with the inlet A closed space forming member forming a hollow cylindrical closed space having a diameter, the liquid discharged from the electromagnetic open / close type discharge valve is atomized by the volume change of the chamber, and the liquid discharge nozzle ejects the liquid. A liquid ejecting apparatus for ejecting liquid droplets into a space, wherein the electromagnetic on-off type discharge valve is configured such that a distance of a liquid discharged from the discharge hole from a central axis of the hollow cylindrical closed space is from the discharge hole. It is characterized in that the liquid is ejected in a direction having a predetermined angle with respect to the central axis so as to increase with an increase in the distance toward the liquid injection port.
【0009】これによれば、加圧手段で加圧された液体
は、電磁開閉式吐出弁から噴射デバイスへと吐出されて
液体吐出用ノズルから噴射されるとともに、噴射デバイ
スのチャンバーの容積変化により微粒子化される。According to this, the liquid pressurized by the pressurizing means is ejected from the electromagnetic opening-and-closing type ejection valve to the ejection device and ejected from the liquid ejection nozzle, and the volume of the chamber of the ejection device changes. It is made into fine particles.
【0010】この場合、微粒子化された液滴の大きさ
は、液体に印加される圧力、圧電/電歪素子の振動の振
幅・周波数、流路の形状、流路の寸法、及び液体の粘度
・表面張力等の物性等により変化するが、液体に加わる
振動の周期が、液体が液体吐出用ノズル内の同ノズルの
端部(液体噴射空間に露呈した開口)近傍において、同
ノズルの端部の直径分に相当する長さだけ移動する時間
より小さい場合、同噴射される液滴の大きさは、おおよ
そ液体吐出ノズルの端部の直径以下となる。従って、例
えば、前記液体吐出用ノズルの液体噴射空間に露呈した
端部(開口)の直径を数十μm以下に設計すれば、上記
液体噴射装置は極めて均一に微細化された液滴を噴射す
ることが可能となり、例えば、内燃機関用燃料噴射装置
として使用した場合、噴射する燃料を適切な径の液滴に
微粒子化できるので、内燃機関の燃費の向上、及び有害
排出ガスの低減を実現することができる。In this case, the size of the atomized droplets depends on the pressure applied to the liquid, the amplitude / frequency of the vibration of the piezoelectric / electrostrictive element, the shape of the flow path, the size of the flow path, and the viscosity of the liquid. -Although it varies depending on physical properties such as surface tension, the cycle of vibration applied to the liquid is near the end of the nozzle (opening exposed to the liquid ejection space) in the liquid ejection nozzle. If it is smaller than the time required to move by a length corresponding to the diameter of, the size of the ejected liquid droplets will be approximately equal to or smaller than the diameter of the end portion of the liquid ejection nozzle. Therefore, for example, if the diameter of the end (opening) exposed in the liquid ejecting space of the liquid ejecting nozzle is designed to be several tens of μm or less, the liquid ejecting apparatus ejects extremely finely divided droplets. When used as a fuel injection device for an internal combustion engine, for example, the fuel to be injected can be atomized into droplets having an appropriate diameter, so that the fuel efficiency of the internal combustion engine is improved and harmful exhaust gas is reduced. be able to.
【0011】また、上記構成によれば、液体の噴射に必
要な圧力は加圧手段により発生されることから、適用す
る機械の運転条件等の変動などにより、液体噴射空間の
環境(例えば、圧力や温度)が激しく変動しても、同液
体を所望の微細な粒子として安定して噴射、供給するこ
とができる。Further, according to the above configuration, since the pressure required for ejecting the liquid is generated by the pressurizing means, the environment (for example, the pressure) of the liquid ejecting space may change due to fluctuations in the operating conditions of the applied machine. The liquid can be stably jetted and supplied as desired fine particles even if the temperature and temperature) fluctuate drastically.
【0012】更に、従来のキャブレター(気化器)は、
液滴吐出空間である吸気管内の空間の空気流速に応じて
燃料(液体)流量が決定され、霧化の程度も同空気流速
に依存して変化したが、上記本発明の液体噴射装置によ
れば、空気流速に拘らず良好な霧化状態を維持した燃料
(液体)を必要量だけ吐出することができる。加えて、
本発明による液体噴射装置によれば、従来の燃料噴射用
インジェクタのノズル部にアシストエアを供給すること
で燃料の霧化を促進する装置のように、アシストエアを
供給するためのコンプレッサを必ずしも必要としないの
で、装置を廉価なものとすることができる。Further, the conventional carburetor (carburetor) is
The fuel (liquid) flow rate is determined according to the air flow velocity in the space inside the intake pipe that is the droplet discharge space, and the degree of atomization also changes depending on the air flow velocity. For example, it is possible to discharge the required amount of fuel (liquid) maintaining a good atomization state regardless of the air flow velocity. in addition,
According to the liquid injection device of the present invention, a compressor for supplying assist air is not always required, as in a device for promoting atomization of fuel by supplying assist air to the nozzle portion of a conventional fuel injection injector. Therefore, the device can be made inexpensive.
【0013】また、上記構成によれば、密閉空間形成部
材により、前記電磁開閉式吐出弁の吐出孔と前記噴射デ
バイスの液体注入口との間に、中空円筒状である液体注
入口と実質的に同径の中空円筒状の密閉空間が形成され
るとともに、前記吐出孔から吐出される液体は、前記吐
出孔から前記液体注入口に向う距離が増大するのに伴っ
て同液体の前記中空円筒状密閉空間の中心軸線からの距
離が増大するように、同中心軸線に対して所定の角度を
有する方向に吐出される。Further, according to the above construction, the closed space forming member substantially forms a hollow cylindrical liquid injection port between the discharge hole of the electromagnetic on-off type discharge valve and the liquid injection port of the injection device. A hollow cylindrical closed space of the same diameter is formed in the hollow cylinder, and the liquid discharged from the discharge hole has the same hollow cylinder as the distance from the discharge hole to the liquid injection port increases. Is discharged in a direction having a predetermined angle with respect to the central axis so that the distance from the central axis of the circular closed space increases.
【0014】この結果、前記中空円筒状の密閉空間の広
い部分において吐出される液体の流れが生じることにな
るから、特に、中空円筒状密閉空間の電磁開閉式吐出弁
の吐出孔近傍の角部に気泡が滞留し難く、あるいは同角
部に生じた気泡が大きくなる前に同気泡を速やかに排出
し易い。従って、本液体噴射装置は、液体の圧力上昇が
気泡により阻害され難いので、液体の圧力を期待通り増
大させることができ、機械装置が要求する噴射量及び噴
射タイミングで液滴を噴射することが可能となる。As a result, a flow of the liquid to be discharged is generated in a wide portion of the hollow cylindrical closed space. Therefore, in particular, a corner portion near the discharge hole of the electromagnetic open / close type discharge valve in the hollow cylindrical closed space. The bubbles are unlikely to stay in the chamber, or the bubbles are easily discharged quickly before the bubbles formed in the same corner become large. Therefore, in the liquid ejecting apparatus, since the increase in the pressure of the liquid is not easily blocked by the bubbles, the pressure of the liquid can be increased as expected, and the liquid droplets can be ejected at the ejection amount and the ejection timing required by the mechanical device. It will be possible.
【0015】この場合、前記吐出口から吐出される液滴
の吐出流線が前記中空円筒状密閉空間の軸線に対してな
す角度、即ち、前記所定の角度θを、5°以上であって
30°以下の角度とすることが好適である。In this case, the angle formed by the discharge streamline of the liquid droplets discharged from the discharge port with respect to the axis of the hollow cylindrical closed space, that is, the predetermined angle θ is 5 ° or more and 30 It is preferable that the angle is less than or equal to °.
【0016】即ち、前記所定の角度θが5°より小さい
と、中空円筒状密閉空間の電磁開閉式吐出弁の吐出孔近
傍の角部に流体が滞留し易くなるため、同部に気泡が生
じ易くなるからであり、前記所定の角度θが30°より
大きいと、吐出孔から吐出された液体が液体供給通路に
到達するまでの移動距離が実質的に長くなるので、液体
供給通路の液圧上昇が遅れ、その結果、吐出用ノズルか
ら所望の噴射タイミングで液滴を噴射し難くなるからで
ある。That is, if the predetermined angle θ is smaller than 5 °, the fluid is likely to stay in the corner portion near the discharge hole of the electromagnetic open / close type discharge valve in the hollow cylindrical hermetically sealed space, so that bubbles are generated in the same portion. If the predetermined angle θ is larger than 30 °, the moving distance until the liquid ejected from the ejection hole reaches the liquid supply passage becomes substantially long, so that the liquid pressure in the liquid supply passage is increased. This is because the rise is delayed, and as a result, it becomes difficult to eject droplets from the ejection nozzle at a desired ejection timing.
【0017】また、上記何れかの液体噴射装置は、前記
電磁開閉式吐出弁から吐出された液体が前記吐出用ノズ
ルから前記液体噴射空間に噴射されるまでの間に同液体
の流れが少なくとも一回略直角に曲げられるように構成
されることが好適である。Further, in any one of the liquid ejecting apparatuses described above, at least one flow of the liquid ejected from the electromagnetic opening-and-closing type ejection valve is ejected from the ejection nozzle into the liquid ejection space. Suitably, it is constructed so that it can be bent at a substantially right angle.
【0018】このような構成は、例えば、前記液体注入
口を通過する液体の流れ方向と前記液体供給通路内を通
過する液体の流れ方向とが直交するように同液体注入口
及び同液体供給通路が配置・構成されること、液体供給
通路を通過する液体が略直角に曲げられてチャンバーに
導入されるように同液体供給通路と同チャンバーが配置
・構成されること、チャンバー内を通過する液体が略直
角に曲げられて吐出用ノズルに流入するように同チャン
バー及び同吐出用ノズルが配置・構成されること等によ
り得ることができる。With such a configuration, for example, the liquid injection port and the liquid supply passage are arranged such that the flow direction of the liquid passing through the liquid injection port and the flow direction of the liquid passing through the liquid supply passage are orthogonal to each other. Is arranged and configured, the liquid that passes through the liquid supply passage is arranged and configured so that the liquid is introduced into the chamber by being bent at a substantially right angle, and the liquid that passes through the chamber. Can be obtained by arranging and configuring the same chamber and the same discharge nozzle so that they are bent at a substantially right angle and flow into the discharge nozzle.
【0019】そして、このような構成によれば、電磁開
閉式吐出弁から吐出された液体の流れが少なくとも一回
だけ略直角に曲げられるから、電磁開閉式吐出弁の開弁
に伴って発生する噴射デバイス内の液体圧力の脈動が低
減され、及び/又は同液体圧力分布が均一となるため、
液滴の噴射を安定して行うことが可能となる。特に、噴
射デバイスが共通の液体供給通路に接続された複数のチ
ャンバーを有する場合、電磁開閉式吐出弁から吐出され
た液体の流れが液体注入口と液体供給通路とにより略直
角に曲げられれば、液体供給通路内の液体の圧力が安定
するから、各チャンバー内における液体の圧力も安定
し、その結果、各チャンバーに接続された吐出用ノズル
から吐出される液滴の大きさを均一なものとすることが
できる。According to this structure, since the flow of the liquid discharged from the electromagnetic on-off type discharge valve is bent at least once at a substantially right angle, it is generated when the electromagnetic on-off type discharge valve is opened. Since the pulsation of the liquid pressure in the ejection device is reduced and / or the liquid pressure distribution is uniform,
It becomes possible to stably eject the droplets. In particular, when the ejection device has a plurality of chambers connected to a common liquid supply passage, if the flow of the liquid discharged from the electromagnetic on-off type discharge valve is bent at a substantially right angle by the liquid inlet and the liquid supply passage, Since the pressure of the liquid in the liquid supply passage is stable, the pressure of the liquid in each chamber is also stable, and as a result, the size of the droplets ejected from the ejection nozzles connected to each chamber is made uniform. can do.
【0020】また、上記何れかの液体噴射装置におい
て、前記液体供給通路は、前記液体注入口と連通された
部分が形成する仮想平面と対向するとともに同仮想平面
と平行な平面部を含んで構成され、前記電磁開閉式吐出
弁は、前記吐出孔から吐出される液体の吐出流線が、前
記密閉空間形成部材により形成される前記中空円筒状の
密閉空間の側壁及び同側壁を前記液体供給通路の平面部
まで仮想的に延長した側壁と交差することなく、前記液
体供給通路の平面部と交差するように配置構成されるこ
とが好適である。Further, in any one of the above liquid ejecting apparatuses, the liquid supply passage includes a flat surface portion that faces a virtual plane formed by a portion communicating with the liquid injection port and is parallel to the virtual plane. In the electromagnetic on-off type discharge valve, a discharge streamline of the liquid discharged from the discharge hole has a side wall of the hollow cylindrical closed space formed by the closed space forming member and the side wall of the liquid supply passage. It is preferable that the liquid supply passage is arranged so as to intersect with the plane portion of the liquid supply passage without intersecting with the side wall that virtually extends to the plane portion.
【0021】これによれば、電磁開閉式吐出弁から吐出
された液体が、その運動エネルギー(流速)を高い状態
に維持しながら、液体供給通路の平面部に到達するか
ら、液体は前記平面部にて、液体注入口及び密閉空間形
成部材の中空円筒状密閉空間の前記吐出孔近傍側に向け
て強く反射される。この結果、反射された液体の流れが
中空円筒状密閉空間の吐出孔近傍の角部に滞留する気泡
を排出することが可能となるので、液体中に存在する気
泡の量を減少させ得る。この結果、本液体噴射装置は、
液体の圧力上昇が気泡により一層阻害され難くなり、液
体の圧力を期待通り増大させることができるため、機械
装置が要求する噴射量及び噴射タイミングで液滴を噴射
することが可能となる。According to this, the liquid discharged from the electromagnetic opening-and-closing type discharge valve reaches the flat surface portion of the liquid supply passage while maintaining the kinetic energy (flow velocity) thereof at a high state. At, the liquid is strongly reflected toward the vicinity of the ejection hole in the hollow cylindrical closed space of the liquid inlet and the closed space forming member. As a result, the flow of the reflected liquid makes it possible to discharge the air bubbles staying at the corners in the vicinity of the discharge holes of the hollow cylindrical closed space, so that the amount of air bubbles existing in the liquid can be reduced. As a result, the liquid ejecting apparatus is
The increase in the pressure of the liquid becomes more difficult to be blocked by the bubbles, and the pressure of the liquid can be increased as expected. Therefore, it is possible to eject the liquid droplets at the ejection amount and the ejection timing required by the mechanical device.
【0022】また、上記何れかの液体噴射装置は、前記
電磁開閉式吐出弁から吐出される液体の単位時間あたり
の吐出量(吐出流量)Q(cc/分)に対する同電磁開閉
式吐出弁から前記噴射デバイスの液体吐出用ノズル先端
までに形成される液体流路の体積V(cc)の比(V/
Q)が0.03以下となるように構成されることが好適
である。Further, in any one of the liquid ejecting apparatus described above, the liquid discharge device for the electromagnetic open / close type discharge valve is provided with respect to the discharge amount (discharge flow rate) Q (cc / min) of the liquid discharged from the electromagnetic open / close type discharge valve. The ratio of the volume V (cc) of the liquid flow path formed up to the tip of the liquid ejection nozzle of the ejection device (V / cc)
It is preferable that Q) is configured to be 0.03 or less.
【0023】ここで、前記電磁開閉式吐出弁から(即
ち、同電磁開閉式吐出弁の前記噴射デバイス側の端面か
ら)、同噴射デバイスの吐出用ノズル先端までに形成さ
れる液体流路の体積とは、密閉空間形成部材の密閉空
間、液体注入口、液体供給通路、チャンバー、及び液体
吐出用ノズルの体積の総和(液体供給通路とチャンバー
とが液体導入孔で連通されている場合には更にその液体
導入孔の体積を加えた体積)のことである。Here, the volume of the liquid flow path formed from the electromagnetic on-off type discharge valve (that is, from the end surface of the electromagnetic on-off type discharge valve on the ejection device side) to the tip of the ejection nozzle of the ejection device. Is the sum of the volumes of the closed space of the closed space forming member, the liquid injection port, the liquid supply passage, the chamber, and the liquid discharge nozzle (in the case where the liquid supply passage and the chamber are connected by the liquid introduction hole, It is the volume including the volume of the liquid introduction hole).
【0024】このように前記比(V/Q)の大きさを設
定するのは、同比(V/Q)が0.03より大きくなる
と、体積V(cc)が吐出流量Q(cc/分)に対して過大
となり、電磁開閉式吐出弁により液体の吐出を開始して
から噴射デバイスの吐出用ノズル内の液体の圧力が上昇
するまでの時間が長くなり、所望のタイミングで液滴を
噴射し難くなるからである。As described above, the magnitude of the ratio (V / Q) is set so that when the ratio (V / Q) becomes larger than 0.03, the volume V (cc) becomes the discharge flow rate Q (cc / min). However, the time from the start of liquid discharge from the electromagnetic opening / closing discharge valve until the pressure of the liquid in the discharge nozzle of the injection device rises becomes longer, and droplets are discharged at the desired timing. Because it will be difficult.
【0025】更に、上記何れかの液体噴射装置におい
て、前記噴射デバイスは、前記液体吐出用ノズルを複数
備え、各液体吐出用ノズルから噴射される液滴の噴射方
向が互いに並行になるように構成されてなることが好適
である。Further, in any one of the above liquid ejecting apparatus, the ejecting device is provided with a plurality of the liquid ejecting nozzles, and the ejection directions of the liquid droplets ejected from the respective liquid ejecting nozzles are parallel to each other. It is preferable that the
【0026】これによれば、各吐出用ノズルから液体噴
射空間に吐出された液滴が実質的に互いに交わることが
なく、従って、液滴同士が衝突して大きな液滴となるこ
とが回避できるので、噴射される液滴の霧化状態を良好
に維持することができる。According to this, the liquid droplets ejected from the respective ejection nozzles into the liquid ejecting space do not substantially intersect with each other, and therefore it is possible to prevent the liquid droplets from colliding with each other to form a large liquid droplet. Therefore, the atomized state of the ejected droplets can be maintained in a good condition.
【0027】[0027]
【発明の実施の形態】以下、本発明による液体噴射装置
(液体噴霧装置、液体供給装置、液滴吐出装置)の実施
形態について図面を参照しながら説明する。図1は、微
粒子化された液体を必要とする機械装置としての内燃機
関に適用された本液体噴射装置の構成を概略的に示して
いる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a liquid ejecting apparatus (liquid spraying apparatus, liquid supplying apparatus, liquid droplet ejecting apparatus) according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows the configuration of the present liquid injection device applied to an internal combustion engine as a mechanical device that requires a liquid that has been made into fine particles.
【0028】この液体噴射装置10は、内燃機関の吸気
管(又は吸気ポート)20等により形成される燃料噴射
空間21に、内燃機関の吸気弁22の背面に向けて、微
粒子化された液体(液体燃料、例えばガソリン、以下、
単に「燃料」と云うこともある。)を噴射するためのも
のであって、加圧手段としての加圧ポンプ(燃料ポン
プ)11、同加圧ポンプを介装した液体供給管(燃料配
管)12、液体供給管12の前記加圧ポンプの吐出側に
介装されたプレッシャレギュレータ13、電磁開閉式吐
出弁14、燃料噴射空間21に噴射する液体を微粒子化
するために少なくともその壁面に圧電/電歪素子を形成
したチャンバーと吐出用ノズルとを備えた噴射ユニット
(噴霧ユニット)15、及び電磁開閉式吐出弁14と噴
射ユニット15とに駆動信号としての開弁用駆動信号と
チャンバー容積変化用(圧電/電歪素子作動用)の駆動
電圧信号とをそれぞれ供給する電気制御装置30を備え
ている。The liquid injection device 10 has a fuel injection space 21 formed by an intake pipe (or intake port) 20 of an internal combustion engine, and a finely divided liquid (toward a back surface of an intake valve 22 of the internal combustion engine). Liquid fuel, for example gasoline, below,
Sometimes referred to simply as "fuel". ) Is injected, and a pressurizing pump (fuel pump) 11 as a pressurizing means, a liquid supply pipe (fuel pipe) 12 through which the pressurizing pump is interposed, and the pressurization of the liquid supply pipe 12 A pressure regulator 13, which is provided on the discharge side of the pump, an electromagnetic on-off type discharge valve 14, a chamber in which a piezoelectric / electrostrictive element is formed on at least the wall surface of the liquid in order to atomize the liquid injected into the fuel injection space 21, and for discharge An injection unit (spray unit) 15 including a nozzle, and a valve opening drive signal as a drive signal and a chamber volume change (piezoelectric / electrostrictive element actuation) for the electromagnetic opening / closing type discharge valve 14 and the injection unit 15. An electric control device 30 is provided for supplying the drive voltage signal and the drive voltage signal, respectively.
【0029】加圧ポンプ11は、液体貯蔵タンク(燃料
タンク)23の底部に連通されるとともに同液体貯蔵タ
ンク23から燃料が供給される導入部11aと、液体供
給管12に接続された吐出部11bとを備えている。こ
の加圧ポンプ11は、液体貯蔵タンク23内の燃料を前
記導入部11aから導入し、この燃料をプレッシャレギ
ュレータ13と電磁開閉式吐出弁14と噴射ユニット1
5とを介して(仮に、噴射ユニット15の圧電/電歪素
子が作動されていない場合であっても)液体噴射空間2
1に対し噴射し得る圧力(この圧力を「加圧ポンプ吐出
圧」と云う。)以上にまで加圧し、同加圧した燃料を前
記吐出部11bから液体供給管12内に吐出するように
なっている。The pressurizing pump 11 is connected to the bottom of a liquid storage tank (fuel tank) 23, and an inlet 11 a to which fuel is supplied from the liquid storage tank 23 and a discharge part connected to the liquid supply pipe 12. 11b and. The pressurizing pump 11 introduces the fuel in the liquid storage tank 23 from the introducing portion 11a, and the fuel is supplied to the pressure regulator 13, the electromagnetic on-off type discharge valve 14, and the injection unit 1.
5 (even if the piezoelectric / electrostrictive element of the ejection unit 15 is not activated) through the liquid ejection space 2
1 is pressurized up to a pressure that can be injected (this pressure is referred to as "pressurizing pump discharge pressure"), and the pressurized fuel is discharged from the discharge portion 11b into the liquid supply pipe 12. ing.
【0030】プレッシャレギュレータ13は、図示しな
い配管により吸気管21内の圧力が与えられていて、こ
の圧力に基づいて加圧ポンプ11により加圧された燃料
の圧力を減圧(又は、調圧)し、同プレッシャレギュレ
ータ13と電磁開閉式吐出弁14との間の液体供給管1
2内の燃料の圧力が同吸気管21内の圧力よりも所定
(一定)圧力だけ高い圧力(この圧力を「調整圧」と云
う。)となるように調整するように構成されている。こ
の結果、電磁開閉式吐出弁14が所定時間だけ開弁され
ると、同所定時間に略比例した燃料量の燃料が吸気管2
1内の圧力に拘らず同吸気管21内に噴射される。The pressure regulator 13 is provided with pressure in the intake pipe 21 by a pipe (not shown), and reduces (or regulates) the pressure of the fuel pressurized by the pressure pump 11 based on this pressure. , A liquid supply pipe 1 between the pressure regulator 13 and the electromagnetic on-off type discharge valve 14
The pressure of the fuel in 2 is adjusted so as to be a pressure higher than the pressure in the intake pipe 21 by a predetermined (constant) pressure (this pressure is referred to as “adjustment pressure”). As a result, when the electromagnetic open / close type discharge valve 14 is opened for a predetermined time, a fuel having a fuel amount substantially proportional to the predetermined time is supplied to the intake pipe 2.
The fuel is injected into the intake pipe 21 regardless of the pressure inside 1.
【0031】電磁開閉式吐出弁14は、従来より内燃機
関の電気制御式燃料噴射装置に広く採用されている周知
のフューエルインジェクタ(電磁開閉式噴射弁)であ
る。図2は、この電磁開閉式吐出弁14の正面図であっ
て、その先端側部位を同電磁開閉式吐出弁14の中心線
を含む平面にて切断した断面で示すとともに、電磁開閉
式吐出弁14に対して固定された噴射ユニット15を前
記平面と同一の平面にて切断した断面で示している。ま
た、図3は、図2に示された電磁開閉式吐出弁14の先
端部近傍の同電磁開閉式吐出弁14及び噴射ユニット1
5の拡大断面図である。The electromagnetic open / close type discharge valve 14 is a well-known fuel injector (electromagnetic open / close type injection valve) which has been widely adopted in the electric control type fuel injection device of the internal combustion engine. FIG. 2 is a front view of the electromagnetic on-off type discharge valve 14, and shows a tip side portion of the electromagnetic on-off type discharge valve 14 with a cross section taken along a plane including the center line of the electromagnetic on-off type discharge valve 14. The injection unit 15 fixed to 14 is shown in a cross section cut along the same plane as the above plane. Further, FIG. 3 shows the electromagnetic on-off type discharge valve 14 and the injection unit 1 near the tip of the electromagnetic on-off type discharge valve 14 shown in FIG.
5 is an enlarged sectional view of FIG.
【0032】この電磁開閉式吐出弁14は、図2に示し
たように、液体供給管12が接続された液体導入口14
aと、同液体導入口14aに連通した燃料通路14bを
形成する外筒部14cと、電磁式開閉弁として作動する
ニードル弁14dと、同ニードル弁14dを駆動する図
示しない電磁機構とを備えている。図3に示したよう
に、外筒部14cの先端中央部にはニードル弁14dの
先端部と略同一形状の円錐形の弁座部14c−1が設け
られるとともに、同弁座部14c−1の頂部(先端部)
近傍には外筒部14cの内部(即ち、燃料通路14b)
と外筒部14cの外部とを連通する複数の吐出孔(貫通
孔)14c−2が設けられている。この吐出孔14c−
2は、ニードル弁14d(電磁開閉式吐出弁14)の軸
線CLに対して角度θだけ傾斜している。なお、図示し
ないが、外筒部14cを軸線CLに沿う方向から見た場
合、複数の吐出孔14c−2は、同一円周上において等
間隔毎に設けられている。As shown in FIG. 2, this electromagnetic opening / closing type discharge valve 14 has a liquid introduction port 14 to which a liquid supply pipe 12 is connected.
a, an outer cylinder portion 14c forming a fuel passage 14b communicating with the liquid introduction port 14a, a needle valve 14d that operates as an electromagnetic on-off valve, and an electromagnetic mechanism (not shown) that drives the needle valve 14d. There is. As shown in FIG. 3, a conical valve seat portion 14c-1 having substantially the same shape as the distal end portion of the needle valve 14d is provided at the center of the distal end of the outer cylinder portion 14c, and the valve seat portion 14c-1 is provided. Top (tip)
Near the inside of the outer cylinder part 14c (that is, the fuel passage 14b)
There are provided a plurality of discharge holes (through holes) 14c-2 that communicate with the outside of the outer cylinder portion 14c. This discharge hole 14c-
No. 2 is inclined by an angle θ with respect to the axis line CL of the needle valve 14d (electromagnetic on-off type discharge valve 14). Although not shown, when the outer cylinder portion 14c is viewed from the direction along the axis CL, the plurality of discharge holes 14c-2 are provided at equal intervals on the same circumference.
【0033】以上の構成により、電磁開閉式吐出弁14
においては、ニードル弁14dが電磁機構により駆動さ
れて吐出孔14c−2を開閉し、同吐出孔14c−2が
開放されたとき、燃料通路14b内の燃料が同吐出孔1
4c−2を介して吐出(噴射)される。このように吐出
される燃料は、吐出孔14−2cがニードル弁14dの
軸線CLに対して傾斜していることから、同軸線CLを
中心線とする円錐の側面にそって広がるように(コーン
状に)噴射される。With the above construction, the electromagnetic opening / closing type discharge valve 14
In the above, when the needle valve 14d is driven by the electromagnetic mechanism to open / close the discharge hole 14c-2 and the discharge hole 14c-2 is opened, the fuel in the fuel passage 14b is discharged from the discharge hole 1c.
4c-2 is discharged (jetted). Since the discharge hole 14-2c is inclined with respect to the axis line CL of the needle valve 14d, the fuel discharged in this manner spreads along the side surface of the cone whose center line is the coaxial line CL (cone. Be ejected.
【0034】噴射ユニット15は、図2に示したよう
に、噴射デバイス15Aと、噴射デバイス固定板15B
と、噴射デバイス固定板15Bを保持する保持ユニット
15Cと、電磁開閉式吐出弁14の先端を固定するため
のスリーブ15Dとを含んでいる。As shown in FIG. 2, the injection unit 15 includes an injection device 15A and an injection device fixing plate 15B.
And a holding unit 15C for holding the injection device fixing plate 15B, and a sleeve 15D for fixing the tip of the electromagnetic on-off type discharge valve 14.
【0035】噴射デバイス15Aは、その平面図である
図4、及び図4の1−1線に沿った平面で同噴射デバイ
ス15Aを切断した断面図である図5に示したように、
各辺が互いに直交するX,Y,Z軸に平行に延びる略直
方体形状を有し、順に積層・圧着される複数のセラミッ
クスの薄板体(以下、「セラミックシート」と称呼す
る。)15a〜15fと、セラミックシート15fの外
側面(Z軸正方向のX−Y平面に沿った平面)に固着さ
れた複数の圧電/電歪素子15gとからなっている。こ
の噴射デバイス15Aは、内部に液体供給通路15−1
と、互いに独立した複数(ここでは各列7個で、合計1
4個)のチャンバー15−2と、各チャンバー15−2
と液体供給通路15−1とを連通する複数の液体導入孔
15−3と、各チャンバー15−2と噴射デバイス15
Aの外部とを連通させるように各一端が液体噴射空間2
1に実質的に露呈してなる複数の液体吐出用ノズル15
−4と、液体注入口15−5とを備えている。As shown in FIG. 4, which is a plan view of the injection device 15A, and FIG. 5, which is a cross-sectional view of the injection device 15A taken along a plane along line 1-1 of FIG.
A plurality of ceramic thin plates (hereinafter referred to as "ceramic sheets") 15a to 15f each having a substantially rectangular parallelepiped shape extending in parallel with X, Y, and Z axes whose sides are orthogonal to each other and sequentially laminated and pressure bonded. And a plurality of piezoelectric / electrostrictive elements 15g fixed to the outer surface of the ceramic sheet 15f (a plane along the XY plane in the positive Z-axis direction). This ejection device 15A has a liquid supply passage 15-1 inside.
, And a plurality of independent ones (7 in each column, total 1
4) chambers 15-2 and each chamber 15-2
And a plurality of liquid introduction holes 15-3 communicating with the liquid supply passage 15-1, each chamber 15-2 and the ejection device 15
One end of each of the liquid ejecting spaces 2 communicates with the outside of A.
1. A plurality of liquid ejection nozzles 15 which are substantially exposed to
-4 and a liquid injection port 15-5.
【0036】液体供給通路15−1は、セラミックシー
ト15cに形成され、長軸及び短軸がそれぞれX軸方向
及びY軸方向に沿う長円形の切欠き部の側壁面、セラミ
ックシート15bの平面である上面、及びセラミックシ
ート15dの平面である下面により画定された空間であ
る。The liquid supply passage 15-1 is formed in the ceramic sheet 15c and has a side wall surface of an oval notch having a major axis and a minor axis along the X-axis direction and the Y-axis direction, and a plane surface of the ceramic sheet 15b. It is a space defined by an upper surface and a lower surface which is a flat surface of the ceramic sheet 15d.
【0037】複数のチャンバー15−2の各々は、セラ
ミックシート15eに形成され、長軸及び短軸がそれぞ
れY軸方向及びX軸方向に沿う長円形の切欠き部の側壁
面、セラミックシート15dの上面、及びセラミックシ
ート15fの下面により画定された長尺空間(長手方向
を有する液体の流路部)である。各チャンバー15−2
のY軸方向の一の端部は、液体供給通路15−1の上部
にまで延びていて、各チャンバー15−2は、この一の
端部にてセラミックシート15dに設けられた直径dを
有する中空円筒状の液体導入孔15−3により液体供給
通路15−1と連通している。なお、以下においては、
前記直径dを単に「導入孔直径d」とも称呼する。ま
た、各チャンバー15−2のY軸方向の他の端部は、前
記液体吐出用ノズル15−4の他端に接続されている。
以上の構成により、前記チャンバー15−2(流路部)
には、液体導入孔15−3から液体吐出用ノズル15−
4に向けて(つまり、Y軸方向に)液体が流れるように
なっている。Each of the plurality of chambers 15-2 is formed in the ceramic sheet 15e, and the side wall surface of the oval notch portion whose major axis and minor axis are along the Y-axis direction and the X-axis direction, and the ceramic sheet 15d, respectively. It is a long space (a liquid flow path having a longitudinal direction) defined by the upper surface and the lower surface of the ceramic sheet 15f. Each chamber 15-2
One end in the Y-axis direction extends to the upper part of the liquid supply passage 15-1, and each chamber 15-2 has a diameter d provided in the ceramic sheet 15d at this one end. The hollow cylindrical liquid introducing hole 15-3 communicates with the liquid supply passage 15-1. In the following,
The diameter d is also simply referred to as “introduction hole diameter d”. The other end of each chamber 15-2 in the Y-axis direction is connected to the other end of the liquid ejection nozzle 15-4.
With the above configuration, the chamber 15-2 (flow path portion)
From the liquid introduction hole 15-3 to the liquid discharge nozzle 15-
The liquid is made to flow toward 4 (that is, in the Y-axis direction).
【0038】複数の液体吐出用ノズル15−4の各々
は、セラミックシート15aに設けられた直径がDであ
る中空円筒状の貫通孔であって前記液体噴射空間21に
実質的に露呈した一端(液体噴射口,液体噴射空間に露
呈した開口)15−4aと、同液体噴射口15−4aか
らチャンバー15−2に向かって順次大きさ(直径)が
大きくなる各セラミックシート15b〜15dに形成さ
れた中空円筒状の連通孔15−4b〜15−4dとによ
り形成されている。各液体吐出用ノズル15−4の軸線
はZ軸と平行となっている。なお、以下においては、前
記直径Dを単に「ノズル直径D」とも称呼する。Each of the plurality of liquid ejecting nozzles 15-4 is a hollow cylindrical through hole provided in the ceramic sheet 15a and having a diameter of D, and is substantially exposed to the liquid ejecting space 21 at one end ( Liquid ejection port, opening exposed to liquid ejection space) 15-4a, and ceramic sheets 15b to 15d whose sizes (diameters) gradually increase from the liquid ejection port 15-4a toward the chamber 15-2. And the hollow cylindrical communication holes 15-4b to 15-4d. The axis of each liquid ejection nozzle 15-4 is parallel to the Z axis. In the following, the diameter D is also simply referred to as "nozzle diameter D".
【0039】液体注入口15−5は、噴射デバイス15
AのX軸正方向端部でY軸方向の略中央部においてセラ
ミックシート15d〜15fに設けられた円筒形の貫通
孔の側壁により形成された空間であり、液体供給通路1
5−1と噴射デバイス15Aの外部とを連通するように
なっている。液体注入口15−5はセラミックシート1
5d,15cとの境界平面内にある仮想平面hpで液体
供給通路15−1の上部と接続されている。この仮想平
面hpと対向する液体供給通路15−1を構成する部
分、即ち、セラミックシート15bの上面は同仮想平面
hpと平行な平面部spとなっている。The liquid injection port 15-5 is the injection device 15
The liquid supply passage 1 is a space formed by side walls of cylindrical through holes provided in the ceramic sheets 15d to 15f at the X axis positive direction end portion of A and substantially in the Y axis direction central portion.
5-1 and the outside of the ejection device 15A communicate with each other. The liquid inlet 15-5 is the ceramic sheet 1
It is connected to the upper part of the liquid supply passage 15-1 by an imaginary plane hp lying in the boundary plane with the 5d and 15c. A portion of the liquid supply passage 15-1 facing the virtual plane hp, that is, the upper surface of the ceramic sheet 15b is a flat surface portion sp parallel to the virtual plane hp.
【0040】ここで、上記各チャンバー15−2の形
状、及び大きさについて付言すると、各チャンバー15
−2は、それぞれの長手方向(Y軸方向)中央部(流路
部)において、液体の流れる方向と直交する平面(X−
Z平面)にて切断した同流路部の断面の形状が略長方形
となっている。また、長尺形状である流路部の長軸L
(Y軸に沿った長さ)及び短軸W(X軸に沿った長さで
あって、前記長方形の一辺の長さ)は、それぞれ3.5
mmと0.35mmであり、その高さT(Z軸に沿った
長さであって、前記長方形の一辺に直交する辺の長さ)
は、0.15mmである。即ち、流路部の断面の形状で
ある長方形において、圧電/電歪素子を備えた一辺(短
軸W)の長さに対する、同一辺に直交する辺の長さ(高
さT)の比(T/W)は、0.15/0.35=0.4
3であり、この比(T/W)は0より大きく1より小さ
いことが望ましい。このように、比(T/W)を選択す
れば、圧電/電歪素子15gの振動エネルギーを、チャ
ンバー15−2内の燃料に効率良く伝達することができ
る。Here, the shape and size of each chamber 15-2 will be additionally described.
-2 is a plane (X-) that is orthogonal to the liquid flowing direction in the central portion (flow passage portion) of each longitudinal direction (Y-axis direction).
The cross-sectional shape of the same flow path section cut along the (Z plane) is substantially rectangular. In addition, the long axis L of the flow path portion having a long shape
(Length along Y-axis) and short axis W (length along X-axis and length of one side of the rectangle) are 3.5.
mm and 0.35 mm, and the height T thereof (the length along the Z-axis and the length of the side orthogonal to one side of the rectangle)
Is 0.15 mm. That is, in a rectangle which is the cross-sectional shape of the flow path portion, the ratio of the length (height T) of the side orthogonal to the same side to the length of one side (short axis W) provided with the piezoelectric / electrostrictive element ( T / W) is 0.15 / 0.35 = 0.4
3, and this ratio (T / W) is preferably larger than 0 and smaller than 1. Thus, by selecting the ratio (T / W), the vibration energy of the piezoelectric / electrostrictive element 15g can be efficiently transmitted to the fuel in the chamber 15-2.
【0041】また、液体吐出用ノズルの端部15−4a
の直径Dと、液体導入孔15−3の直径dは、それぞれ
0.031mm、0.025mmとした。この場合、前
記チャンバー15−2の流路の断面の面積S1(=W×
T)は、液体吐出用ノズルの端部15−4aの断面積S
2(=π・(D/2)2)よりも大きく、且つ、液体導入
孔15−3の断面積S3(=π・(d/2)2)よりも大
きいことが望ましい。また、液体の微粒子化のために
は、断面積S2は断面積S3より大きいことが望まし
い。In addition, the end portion 15-4a of the liquid discharge nozzle
And the diameter d of the liquid introduction hole 15-3 were 0.031 mm and 0.025 mm, respectively. In this case, the cross-sectional area S1 of the channel of the chamber 15-2 (= W ×
T) is the cross-sectional area S of the end portion 15-4a of the liquid ejection nozzle.
It is desirable that it is larger than 2 (= π · (D / 2) 2 ) and larger than the cross-sectional area S3 (= π · (d / 2) 2 ) of the liquid introduction hole 15-3. Further, in order to make the liquid into fine particles, it is desirable that the cross-sectional area S2 is larger than the cross-sectional area S3.
【0042】各圧電/電歪素子15gは、平面視で(Z
軸正方向から見て)各チャンバー15−2よりも僅かに
小さく、同平面視でチャンバー15−2の内側に配設さ
れるようにセラミックシート15fの上面(チャンバー
15−2の前記流路部の断面である四角形の一辺を含む
壁面)に固着されていて、同各圧電/電歪素子15gの
上面及び下面に設けられた図示しない電極間に電気制御
装置30の駆動電圧信号発生手段(回路)によって付与
される駆動電圧信号DVに基づき作動して(駆動され
て)、同セラミックシート15f(チャンバー15−2
の上壁)を変形させ、これにより、チャンバー15−2
の容積をΔVだけ変化させるようになっている。Each piezoelectric / electrostrictive element 15g is (Z
It is slightly smaller than each chamber 15-2 (when viewed from the positive axis direction), and is arranged on the upper surface of the ceramic sheet 15f (the flow path portion of the chamber 15-2) so as to be disposed inside the chamber 15-2 in the same plan view. The driving voltage signal generating means (circuit) of the electric control device 30 is fixed between the electrodes (not shown) provided on the upper surface and the lower surface of each piezoelectric / electrostrictive element 15g, which are fixed to the wall surface including one side of a quadrangle, which is the cross section of ) Is operated (driven) based on the drive voltage signal DV given by
The upper wall) of the chamber 15-2.
The volume of is changed by ΔV.
【0043】上記セラミックシート15a〜15fと、
その積層体の形成方法については、下記の方法を採用し
た。
1;粒径が0.1〜数μmのジルコニア粉末を用いてセ
ラミックグリーンシートを形成する。
2;このセラミックグリーンシートに対し、金型パンチ
とダイを用いた打ち抜き加工を施し、図5に示したセラ
ミックシート15a〜15eに対応する切欠き部(チャ
ンバー15−2、液体導入孔15−3、液体供給通路1
5−1、液体吐出用ノズル15−4、液体注入口15−
5(図4を参照)に対応する空隙)を形成する。
3;各セラミックグリーンシートを積層、加熱圧着後、
1550℃−2hにて焼成、一体化する。The above-mentioned ceramic sheets 15a to 15f,
The following method was adopted as the method for forming the laminate. 1; A ceramic green sheet is formed using zirconia powder having a particle size of 0.1 to several μm. 2; This ceramic green sheet is punched using a die punch and a die, and cutouts (chamber 15-2, liquid introduction hole 15-3) corresponding to the ceramic sheets 15a to 15e shown in FIG. , Liquid supply passage 1
5-1, liquid discharge nozzle 15-4, liquid injection port 15-
5 (see FIG. 4)). 3; Laminate each ceramic green sheet, heat press bond,
Firing is performed at 1550 ° C. for 2 hours to be integrated.
【0044】こうして出来あがったセラミックシートの
積層体のチャンバー部分に相当する個所の上面に、電極
に挟持された圧電/電歪素子15gを形成する。以上に
より、噴射デバイス15Aが作製される。このように噴
射デバイス15Aをジルコニアセラミックスで一体的に
形成すれば、ジルコニアセラミックスの特性により、圧
電/電歪素子15gによる壁面15fの頻繁な変形に対
して高い耐久性を維持し得るとともに、複数の液体吐出
用ノズル15−4,15−4…を有する液体噴射デバイ
スを、全長で数cm以下という小ささで実現でき、且
つ、安価に容易に製造することが可能になる。The piezoelectric / electrostrictive element 15g sandwiched by the electrodes is formed on the upper surface of the portion corresponding to the chamber portion of the laminated body of ceramic sheets thus formed. By the above, the ejection device 15A is manufactured. When the ejection device 15A is integrally formed of zirconia ceramics in this manner, the characteristics of the zirconia ceramics make it possible to maintain high durability against frequent deformation of the wall surface 15f by the piezoelectric / electrostrictive element 15g, and a plurality of A liquid ejecting device having the liquid ejecting nozzles 15-4, 15-4, ... Can be realized with a small total length of several cm or less, and can be easily manufactured at low cost.
【0045】かかる噴射デバイス15Aは、図2及び図
3に示したように、噴射デバイス固定板15Bに固定さ
れている。この噴射デバイス固定板15Bは、平面視に
おいて噴射デバイス15Aよりも僅かだけ大きい長方形
状を有するとともに、噴射デバイス15Aを固定した状
態において、同噴射デバイス15Aの各液体噴射口15
−4aに対向する位置に図示しない貫通孔を備え、この
貫通孔を介して各液体噴射口15−4aを外部に露呈さ
せるようになっている。また、噴射デバイス固定板15
Bは、その周辺部において保持ユニット15Cに固定・
保持されている。The jetting device 15A is fixed to the jetting device fixing plate 15B as shown in FIGS. The ejection device fixing plate 15B has a rectangular shape that is slightly larger than the ejection device 15A in a plan view, and each liquid ejection port 15 of the ejection device 15A in a state where the ejection device 15A is fixed.
-4a is provided with a through hole (not shown) at a position facing each other, and each liquid ejection port 15-4a is exposed to the outside through the through hole. In addition, the injection device fixing plate 15
B is fixed to the holding unit 15C at its peripheral portion.
Is held.
【0046】保持ユニット15Cは、平面視における外
形が前記噴射デバイス固定板15Bと同一形状を有し、
図1に示したように、その周辺部において図示しないボ
ルトにより内燃機関の吸気管20に固定されるようにな
っている。この保持ユニット15Cは、図2に示したよ
うに、その中央部に電磁開閉式吐出弁14の外筒部14
cの直径よりも僅かに大きい直径の貫通孔を有してい
て、その貫通孔に外筒部14cが挿入されるようになっ
ている。The holding unit 15C has the same outer shape in plan view as the ejection device fixing plate 15B,
As shown in FIG. 1, the peripheral portion thereof is fixed to the intake pipe 20 of the internal combustion engine by a bolt (not shown). As shown in FIG. 2, the holding unit 15C has an outer cylinder portion 14 of the electromagnetic on-off type discharge valve 14 at the center thereof.
The through hole has a diameter slightly larger than the diameter of c, and the outer cylinder portion 14c is inserted into the through hole.
【0047】スリーブ(密閉空間形成部材)15Dは、
図2及び図3に示したように、その内径が電磁開閉式吐
出弁14の外筒部14cの外径と等しく、その外径が保
持ユニット15Cの前記貫通孔の内径と等しい円筒形状
を有している。スリーブ15Dの一端は閉塞され、他端
は開放されていて、図3に示したように、前記閉塞され
た端部の中央には噴射デバイス15Aの液体注入口15
−5と同じ径(略等しい径)を有する開口15D−1が
設けられている。また、開口15D−1を形成する内周
側壁面であって前記閉塞された端部の外側には、Oリン
グ溝15D−1aが形成されている。The sleeve (closed space forming member) 15D is
As shown in FIGS. 2 and 3, it has a cylindrical shape whose inner diameter is equal to the outer diameter of the outer cylinder portion 14c of the electromagnetic on-off type discharge valve 14, and whose outer diameter is equal to the inner diameter of the through hole of the holding unit 15C. is doing. One end of the sleeve 15D is closed and the other end is open. As shown in FIG. 3, the liquid injection port 15 of the ejection device 15A is located at the center of the closed end.
An opening 15D-1 having the same diameter as -5 (approximately the same diameter) is provided. An O-ring groove 15D-1a is formed on the inner peripheral side wall surface forming the opening 15D-1 and outside the closed end.
【0048】そして、電磁開閉式吐出弁14の外筒部1
4cは、スリーブ15Dの開放端側から同スリーブ15
Dの閉塞端の内側に当接するまで圧入され、スリーブ1
5Dは保持ユニット15Cの前記貫通孔内に圧入され
る。このとき、前記Oリング溝15D−1aに挿入され
たOリング16は、噴射デバイス15Aのセラミックシ
ート15fに当接される。The outer cylinder portion 1 of the electromagnetic on-off type discharge valve 14
4c is the sleeve 15D from the open end side of the sleeve 15D.
It is press-fitted until it contacts the inside of the closed end of D, and the sleeve 1
5D is press-fitted into the through hole of the holding unit 15C. At this time, the O-ring 16 inserted in the O-ring groove 15D-1a is brought into contact with the ceramic sheet 15f of the ejection device 15A.
【0049】以上により、電磁開閉式吐出弁14と噴射
ユニット15とが一体に組み付けられ、電磁開閉式吐出
弁14の吐出孔14c−2(吐出孔14c−2が形成さ
れている電磁開閉式噴射弁14の外筒部14cの閉塞端
面(閉塞端面外側)、又は、円筒状の外筒部14cの吐
出孔14c−2形成面外側と言うこともできる部分)と
噴射デバイス15Aの液体注入口15−5との間に、中
空円筒状の密閉空間が形成される。また、この状態で、
スリーブ15Dの開口(中空円筒状密閉空間)15D−
1の中心軸線は、噴射デバイス15Aの液体注入口15
−5の中心軸線と一致せしめられるとともに、ニードル
弁の中心軸線CLと一致せしめられる。以上、説明した
ように、スリーブ15Dは、前記電磁開閉式吐出弁14
の吐出孔14c−2と前記噴射デバイス15Aの液体注
入口(液体注入部)15−5との間に配置され、同吐出
孔14c−2(即ち、電磁開閉式吐出弁14の外筒部1
4cの噴射デバイス15A側の端面gp)と同液体注入
口15−5との間に同液体注入口15−5と実質的に同
径で、同液体注入口15−5及びニードル弁14d(電
磁開閉式吐出弁14)の各中心軸線CLと中心軸線が一
致した中空円筒状の密閉空間を形成するようになってい
る。As described above, the electromagnetic open / close type discharge valve 14 and the injection unit 15 are integrally assembled, and the discharge hole 14c-2 of the electromagnetic open / close type discharge valve 14 (the electromagnetic open / close type injection in which the discharge hole 14c-2 is formed). The closed end surface of the outer cylinder portion 14c of the valve 14 (outside of the closed end surface), or the portion of the cylindrical outer cylinder portion 14c that can be referred to as the outside of the discharge hole 14c-2 forming surface) and the liquid injection port 15 of the injection device 15A. A closed space having a hollow cylindrical shape is formed between it and -5. Also, in this state,
Opening of sleeve 15D (hollow cylindrical closed space) 15D-
The central axis of 1 is the liquid injection port 15 of the ejection device 15A.
It is made to coincide with the central axis line of −5 and is made to coincide with the central axis line CL of the needle valve. As described above, the sleeve 15D includes the electromagnetic open / close type discharge valve 14
Between the discharge hole 14c-2 and the liquid injection port (liquid injection part) 15-5 of the injection device 15A, and the discharge hole 14c-2 (that is, the outer cylinder part 1 of the electromagnetic on-off type discharge valve 14).
4c between the end surface gp on the ejection device 15A side and the liquid injection port 15-5, the liquid injection port 15-5 has substantially the same diameter, and the liquid injection port 15-5 and the needle valve 14d (electromagnetic). A hollow cylindrical hermetically sealed space whose central axis coincides with each central axis CL of the on-off type discharge valve 14) is formed.
【0050】また、前述したように、前記吐出孔14c
−2はニードル弁14dの軸線(従って、中空円筒状密
閉空間の軸線)CLに対して角度θだけ傾斜しているか
ら、電磁開閉式吐出弁14から吐出される燃料はスリー
ブ15Dの開口15D−1の内部(即ち、前記中空円筒
状の密閉空間)において噴射デバイス15Aに近づくに
つれて軸線CLに対し角度θを持って広がる。換言する
と、吐出孔14c−2から吐出された液滴状の燃料の前
記中空円筒状密閉空間の中心軸線CLからの距離が、吐
出孔14c−2(即ち、電磁開閉式吐出弁14の外筒部
14cの噴射デバイス15A側の端面gp)から前記液
体注入口15−5に向う距離の増大に伴って増大する。Further, as described above, the discharge hole 14c
-2 is inclined by an angle θ with respect to the axis CL of the needle valve 14d (hence, the axis of the hollow cylindrical closed space) CL, the fuel discharged from the electromagnetic on-off valve 14 is the opening 15D- of the sleeve 15D- In the inside of 1 (that is, the closed space of the hollow cylinder), as it approaches the injection device 15A, it spreads at an angle θ with respect to the axis CL. In other words, the distance of the droplet-shaped fuel discharged from the discharge hole 14c-2 from the central axis CL of the hollow cylindrical closed space is the discharge hole 14c-2 (that is, the outer cylinder of the electromagnetic on-off valve 14). It increases with an increase in the distance from the end face gp on the ejection device 15A side of the portion 14c toward the liquid injection port 15-5.
【0051】そして、本実施形態においては、そのよう
に吐出される燃料が、スリーブ15Dの開口15D−1
(即ち、前記中空円筒状の密閉空間)を形成する内周壁
面(Oリング溝15D−1aの内周壁面を除く)、及び
その内周壁面を液体供給通路15−1の前記平面部(セ
ラミックシート15bの上面)spまで仮想的に延長し
て形成される壁面WP(図3において二点鎖線の仮想線
により示す)に到達する前に、液体供給通路15−1の
同平面部spに到達するように、前記角度θが決定され
ている。Further, in the present embodiment, the fuel discharged in this way is the opening 15D-1 of the sleeve 15D.
(In other words, the inner peripheral wall surface (excluding the inner peripheral wall surface of the O-ring groove 15D-1a) forming the hollow cylindrical closed space) and the inner peripheral wall surface of the flat surface portion (ceramic) of the liquid supply passage 15-1. Before reaching the wall surface WP (indicated by the phantom line of the two-dot chain line in FIG. 3) that is virtually extended to the upper surface sp of the sheet 15b) sp, the same plane portion sp of the liquid supply passage 15-1 is reached. The angle θ is determined so that
【0052】換言すると、前記電磁開閉式吐出弁14
は、前記吐出孔14c−2から吐出される液体の吐出流
線(図3に一点鎖線DLで示す)が、前記スリーブ15
Dの密閉空間を構成する中空円筒の側壁(開口15D−
1を形成する側壁)及び同側壁15D−1を前記液体供
給通路15−1の平面部spまで仮想的に延長した側壁
WPと交差することなく同液体供給通路15−1の平面
部spと直接交差するように配置構成されている。In other words, the electromagnetic on-off type discharge valve 14
Indicates that the discharge streamline of the liquid discharged from the discharge hole 14c-2 (shown by the one-dot chain line DL in FIG. 3) is the sleeve 15
The side wall of the hollow cylinder (opening 15D-
1) and the side wall 15D-1 directly with the flat surface sp of the liquid supply passage 15-1 without intersecting the side wall WP that virtually extends to the flat surface sp of the liquid supply passage 15-1. It is arranged so as to intersect.
【0053】以上の構成により、電磁開閉式吐出弁14
の吐出孔14c−2から液体注入口15−5を介して液
体供給通路15−1に吐出・供給された燃料は、各液体
導入孔15−3を介して各チャンバー15−2内に導入
される。そして、燃料は、各チャンバー15−2内にお
いて振動エネルギーが与えられ、液体吐出用ノズル15
−4を介して液体噴射口15−4aから噴射デバイス固
定板15Bの貫通孔を介して微細な(微粒子化された)
液滴として吸気管20内に噴射される。With the above structure, the electromagnetic opening / closing type discharge valve 14
The fuel discharged and supplied from the discharge hole 14c-2 of the above to the liquid supply passage 15-1 through the liquid injection port 15-5 is introduced into each chamber 15-2 through each liquid introduction hole 15-3. It Then, the vibration energy is given to the fuel in each chamber 15-2, and the fuel discharge nozzle 15
From the liquid ejection port 15-4a through the through hole of the ejection device fixing plate 15B.
The droplets are ejected into the intake pipe 20.
【0054】電気制御装置30は、図1に示したよう
に、エンジン回転速度センサ31、及び吸気管圧力セン
サ32と接続されていて、これらのセンサからエンジン
回転速度Nや吸気管圧力Pを入力して内燃機関に必要な
燃料量を決定し、その燃料量に応じた時間だけ開弁用駆
動信号INJとしてハイレベル信号(開弁信号)を送出
するようになっている。これにより、電磁開閉式吐出弁
14のニードル弁14dは、前記ハイレベル信号に応答
して吐出孔14c−2を開放し、同吐出孔14c−2か
ら燃料を吐出するように移動せしめられるようになって
いる。As shown in FIG. 1, the electric control unit 30 is connected to an engine rotation speed sensor 31 and an intake pipe pressure sensor 32, and inputs the engine rotation speed N and the intake pipe pressure P from these sensors. Then, the amount of fuel required for the internal combustion engine is determined, and a high level signal (valve opening signal) is sent as the valve opening drive signal INJ for a time corresponding to the amount of fuel. As a result, the needle valve 14d of the electromagnetic on-off type discharge valve 14 opens the discharge hole 14c-2 in response to the high level signal and can be moved so as to discharge fuel from the discharge hole 14c-2. Has become.
【0055】また、電気制御装置30は、圧電/電歪素
子15gの図示しない電極間に周波数f(周期T)の駆
動電圧信号DVを与える駆動信号発生回路を内蔵してい
る。この場合、駆動周波数fは、チャンバー15−2の
構造、液体吐出用ノズル15−4の構造、ノズル直径
D、導入孔直径d、圧電/電歪素子15gのセラミック
シート15fの変形を発生させる部分の形状、及び液体
の種類等により決定される噴射デバイス15Aの共振周
波数(固有振動数)と等しい、例えば、50kHz近傍
の周波数に設定されている。Further, the electric control unit 30 has a built-in drive signal generation circuit for applying a drive voltage signal DV having a frequency f (cycle T) between electrodes (not shown) of the piezoelectric / electrostrictive element 15g. In this case, the driving frequency f is a portion that causes the structure of the chamber 15-2, the structure of the liquid ejection nozzle 15-4, the nozzle diameter D, the introduction hole diameter d, and the deformation of the ceramic sheet 15f of the piezoelectric / electrostrictive element 15g. Is set to a frequency equal to the resonance frequency (natural frequency) of the ejection device 15A determined by the shape, the type of liquid, and the like, for example, in the vicinity of 50 kHz.
【0056】ここで、開弁用駆動信号INJと駆動電圧
信号DVとの時間的関係について図6を参照して説明す
る。電気制御装置30は、駆動電圧信号DVを、前記電
磁開閉式吐出弁14への開弁用駆動信号INJの立ち上
がり(ローレベル信号からハイレベル信号へと変化す
る)時点t1と同一の時点t1、又は時点t1の直前の
時点t0から圧電/電歪素子15gに印加し始め、電磁
開閉式吐出弁14への開弁用駆動信号INJの立ち下が
り(ハイレベル信号からローレベル信号へと変化する)
時点t3よりも所定時間だけおくれた時点であって、液
体供給通路15−1内の液体の圧力が電磁開閉式吐出弁
14が閉弁しているときの定常的な圧力にまで低下する
時点t4まで、駆動電圧信号DVの圧電/電歪素子15
gへの印加を継続し、同時点t4にて駆動電圧信号DV
の印加を終了するようになっている。Here, the time relationship between the valve opening drive signal INJ and the drive voltage signal DV will be described with reference to FIG. The electric control device 30 sets the drive voltage signal DV to the same time t1 as the time t1 when the drive signal INJ for opening the valve to the electromagnetic on-off type discharge valve 14 rises (changes from a low level signal to a high level signal), Alternatively, application of the piezoelectric / electrostrictive element 15g is started from time t0 immediately before time t1, and the trailing edge of the valve opening drive signal INJ to the electromagnetic open / close type discharge valve 14 (changes from a high level signal to a low level signal).
Time t4, which is a time later than the time t3 by a predetermined time, and at which the pressure of the liquid in the liquid supply passage 15-1 decreases to a steady pressure when the electromagnetic on-off type discharge valve 14 is closed. Up to the piezoelectric / electrostrictive element 15 of the drive voltage signal DV
The application to the drive voltage signal DV is continued at the same time point t4.
Is terminated.
【0057】次に、上記のように構成した液体噴射装置
の作動について説明すると、電気制御装置30はエンジ
ン回転速度N、及び吸気管圧力P等のエンジン運転状態
に基づいて開弁用駆動信号INJ(ハイレベル信号の長
さ)を決定するとともに、同開弁用駆動信号INJを出
力するタイミング(図6の時点t1)を決定する。そし
て、電気制御装置30は、時点t1から所定時間だけ前
の時点t0となると、周波数fの駆動電圧信号DVを圧
電/電歪素子15gの電極間に付与し始め、時点t1に
て開弁用駆動信号INJを電磁開閉式吐出弁14に付与
する。Next, the operation of the liquid ejecting apparatus constructed as described above will be explained. The electric control unit 30 operates the valve opening drive signal INJ based on the engine operating conditions such as the engine speed N and the intake pipe pressure P. (The length of the high level signal) is determined, and the timing (time t1 in FIG. 6) at which the valve opening drive signal INJ is output is determined. Then, the electric control device 30 starts to apply the driving voltage signal DV of the frequency f between the electrodes of the piezoelectric / electrostrictive element 15g at time t0, which is a predetermined time before the time t1, and opens the valve at time t1. The drive signal INJ is applied to the electromagnetic on-off type discharge valve 14.
【0058】時点t1から僅かに遅れた時点t2となる
と(即ち、電磁開閉式吐出弁14の無効噴射時間が経過
すると)、ニードル弁14dが移動されるために吐出孔
14c−2が開放され、燃料通路14b内の燃料が吐出
孔14c−2からスリーブ15Dの中空円筒状密閉空
間、及び噴射デバイス15Aの液体注入口15−5を介
して同噴射デバイス15Aの液体供給通路15−1内に
吐出・供給され始める。この結果、液体供給通路15−
1内の液体の圧力は、図6(B)に示したように上昇を
開始する。At time t2 which is slightly delayed from time t1 (that is, when the ineffective injection time of the electromagnetic on-off type discharge valve 14 elapses), the needle valve 14d is moved to open the discharge hole 14c-2, The fuel in the fuel passage 14b is discharged from the discharge hole 14c-2 into the liquid supply passage 15-1 of the injection device 15A through the hollow cylindrical closed space of the sleeve 15D and the liquid injection port 15-5 of the injection device 15A.・ Begin to be supplied. As a result, the liquid supply passage 15-
The pressure of the liquid in 1 starts rising as shown in FIG. 6 (B).
【0059】そして、時点t2以降において、チャンバ
ー15−2内の燃料の圧力が十分な圧力まで上昇する
と、図7に示したように、燃料は液体噴射口15−4a
の端面から吸気管20内の液体噴射空間21に向けて押
し出される(噴射される)。このとき、圧電/電歪素子
15gの作動による振動エネルギーが同チャンバ−15
−2内において燃料に加えられているから、同燃料にく
びれ部が発生し、同燃料はその先端部において同くびれ
部からちぎれるように離脱する。この結果、均一で精細
に微粒子化された燃料が吸気管21内に噴射される。Then, after the time t2, when the pressure of the fuel in the chamber 15-2 rises to a sufficient pressure, the fuel is the liquid injection port 15-4a as shown in FIG.
Is ejected (injected) from the end face of the liquid ejection space 21 into the liquid ejection space 21 in the intake pipe 20. At this time, the vibration energy due to the operation of the piezoelectric / electrostrictive element 15g is generated in the chamber-15.
Since it is added to the fuel within −2, a constricted portion is generated in the fuel, and the fuel is detached from the constricted portion at the tip portion thereof so as to be torn off. As a result, uniform and finely divided fuel is injected into the intake pipe 21.
【0060】この場合、電磁開閉式吐出弁14から吐出
される液体の単位時間あたりの吐出量(吐出流量)をQ
(cc/分)とし、電磁開閉式吐出弁14(即ち、電磁開
閉式吐出弁14の外筒部14cの噴射デバイス15A側
の端面gp)から噴射デバイス15Aの吐出用ノズル1
5−4の先端(即ち、液体噴射口15−4aの端面)ま
での間に形成される液体流路の体積をV(cc)とすると
き、その比(V/Q)が0.03以下となるように構成
しておく。In this case, the discharge amount (discharge flow rate) of the liquid discharged from the electromagnetic opening / closing discharge valve 14 per unit time is Q
(Cc / min), and the discharge nozzle 1 of the injection device 15A from the electromagnetic open / close type discharge valve 14 (that is, the end surface gp of the outer cylinder portion 14c of the electromagnetic open / close type discharge valve 14 on the injection device 15A side).
When the volume of the liquid flow path formed up to the tip of 5-4 (that is, the end surface of the liquid ejection port 15-4a) is V (cc), the ratio (V / Q) is 0.03 or less. It is configured so that
【0061】ここで、前記体積Vは、スリーブ15Dが
形成する中空円筒状密閉空間、液体注入口15−5、液
体供給通路15−1、チャンバー15−2、液体導入孔
15−3、及び液体吐出用ノズル15−4の体積の総和
である。Here, the volume V is the hollow cylindrical closed space formed by the sleeve 15D, the liquid injection port 15-5, the liquid supply passage 15-1, the chamber 15-2, the liquid introduction hole 15-3, and the liquid. This is the total volume of the discharge nozzles 15-4.
【0062】また、本実施形態においては、図6に示し
たように、開弁用駆動信号INJがハイレベル信号とな
っている時間を内燃機関の吸気弁22が開弁している時
間内のみとなるように設定した。換言すると、本液体噴
射装置により噴射された燃料が吸気弁22に到達したと
きには同吸気弁22が開弁しており、同燃料が吸気弁2
2の背面などに付着することなく直接的に気筒内に吸入
されるようにした。これにより、微粒子化して噴射され
た燃料が直接気筒内に吸入されるから、吸気弁22や吸
気管20の壁面に付着することがないので、内燃機関の
燃費の向上、及び排出ガス中の未燃ガス量の低減を図る
ことができた。Further, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the time when the valve opening drive signal INJ is the high level signal is limited to the time when the intake valve 22 of the internal combustion engine is opened. It was set so that In other words, when the fuel injected by the liquid injection device reaches the intake valve 22, the intake valve 22 is opened, and the fuel is injected into the intake valve 2.
It was designed to be directly sucked into the cylinder without adhering to the back surface of No.2. As a result, the fuel that is atomized and injected is directly sucked into the cylinder, so that it does not adhere to the wall surfaces of the intake valve 22 and the intake pipe 20. It was possible to reduce the amount of fuel gas.
【0063】なお、液体吐出用ノズル15−4から噴射
される微粒子化された燃料(液滴、噴霧滴)の速度を、
吸気弁22のリフト量、及び/又は吸気管内の吸気流速
(風速)に応じて変更することが好適である。これによ
れば、微粒子化されて噴射された燃料が、壁面に一層付
着することなく、直接に気筒内に吸入されるようにする
ことができる。なお、液体吐出用ノズル15−4から噴
射される微粒子化された燃料の速度は、圧電/電歪素子
15gに対する駆動電圧信号DVの波形(特に、同信号
DVの上昇速度、又は最高電圧)を変更すること、又
は、電磁開閉式吐出弁14に供給される燃料の圧力(燃
圧)を変更することにより、変更することができる。ま
た、その燃圧は、プレッシャレギュレータ13の調整圧
を変更すること、あるいは、プレッシャレギュレータ1
3を備えない場合等においては、加圧ポンプ吐出圧を変
更することにより、変更することができる。The speed of the atomized fuel (droplets, spray droplets) ejected from the liquid ejection nozzle 15-4 is
It is preferable to change it according to the lift amount of the intake valve 22 and / or the intake flow velocity (wind speed) in the intake pipe. According to this, the fuel atomized and injected can be directly sucked into the cylinder without further adhering to the wall surface. The speed of the atomized fuel injected from the liquid ejection nozzle 15-4 is determined by the waveform of the drive voltage signal DV (particularly, the rising speed of the signal DV or the maximum voltage) with respect to the piezoelectric / electrostrictive element 15g. It can be changed by changing or by changing the pressure (fuel pressure) of the fuel supplied to the electromagnetic on-off type discharge valve 14. Further, the fuel pressure is changed by changing the adjustment pressure of the pressure regulator 13, or the pressure regulator 1
In the case where 3 is not provided, it can be changed by changing the discharge pressure of the pressurizing pump.
【0064】以上、説明したように、本発明の実施形態
に係る液体噴射装置によれば、燃料が加圧ポンプ11で
加圧され、燃料がその圧力によって吸気管20内の液体
噴射空間21に噴射されるから、液体噴射空間21内の
圧力(吸気圧)が変動した場合であっても、所望の燃料
量の燃料を安定的に噴射することができた。As described above, according to the liquid ejecting apparatus according to the embodiment of the present invention, the fuel is pressurized by the pressure pump 11, and the pressure of the fuel causes the fuel to enter the liquid ejecting space 21 in the intake pipe 20. Since the fuel is injected, it is possible to stably inject a desired amount of fuel even when the pressure (intake pressure) in the liquid injection space 21 changes.
【0065】また、燃料には噴射デバイス15Aのチャ
ンバー15−2の容積変化により振動エネルギーが与え
られ、同燃料は微粒子化されながら液体吐出用ノズル1
5−4aから噴射される。この結果、本液体噴射装置
は、極めて精細に微細化された液滴を噴射することがで
きた。更に、噴射デバイス15Aは、複数のチャンバー
15−2と複数の吐出用ノズル15−4を備えているか
ら、仮に燃料中に気泡が発生した場合でも、同気泡が細
かく分断され易く、その結果、気泡の存在による噴射量
の大きな変動を回避することができた。Further, vibration energy is applied to the fuel by the volume change of the chamber 15-2 of the injection device 15A, and the fuel is atomized into the liquid discharge nozzle 1 while being atomized.
It is injected from 5-4a. As a result, the present liquid ejecting apparatus was able to eject extremely finely divided droplets. Further, since the injection device 15A includes the plurality of chambers 15-2 and the plurality of discharge nozzles 15-4, even if bubbles are generated in the fuel, the bubbles are likely to be finely divided, and as a result, It was possible to avoid large fluctuations in the injection amount due to the presence of bubbles.
【0066】また、電磁開閉式吐出弁14の吐出孔14
c−2から液体供給通路15−1に向う距離が増大する
のに伴って、吐出孔14c−2から吐出される燃料の前
記中空円筒状密閉空間の中心軸線CLからの距離が増大
するように、吐出孔14c−2からの燃料吐出方向が定
められているから、スリーブ15Dの形成する前記中空
円筒状密閉空間の広い部分において吐出される燃料の流
れが生じることになる。その結果、特に、前記密閉空間
の電磁開閉式吐出弁14の吐出孔14c−2近傍の角部
(図3において黒塗りの三角印を付すことで示した部
分)に気泡が生じ難く、或いは同角部に生じた気泡の排
出性能が向上する。従って、本液体噴射装置は、燃料の
圧力上昇が気泡により阻害され難いので、燃料の圧力を
期待通り増大させることができ、内燃機関等の機械装置
が要求する噴射量及び噴射タイミングで燃料の液滴を噴
射することが可能となった。The discharge hole 14 of the electromagnetic on-off type discharge valve 14
As the distance from c-2 to the liquid supply passage 15-1 increases, the distance of the fuel discharged from the discharge hole 14c-2 from the central axis CL of the hollow cylindrical closed space increases. Since the direction of fuel discharge from the discharge hole 14c-2 is determined, the flow of fuel discharged occurs in a wide portion of the hollow cylindrical closed space formed by the sleeve 15D. As a result, in particular, it is difficult for bubbles to occur in the corner portion (the portion indicated by the black triangle mark in FIG. 3) near the discharge hole 14c-2 of the electromagnetic open / close type discharge valve 14 in the closed space, or the same. The performance of discharging bubbles generated at the corners is improved. Therefore, in this liquid injection device, the increase in the fuel pressure is not easily obstructed by the bubbles, so that the pressure of the fuel can be increased as expected, and the liquid injection of the fuel can be performed at the injection amount and the injection timing required by the mechanical device such as the internal combustion engine. It became possible to eject drops.
【0067】また、上記液体噴射装置は、前記電磁開閉
式吐出弁14から吐出された液体が前記吐出用ノズル1
5−4から前記液体噴射空間21に噴射されるまでの間
に、同液体の流れが少なくとも一回(本例においては4
回)略直角に曲げられるように構成されている。In the liquid ejecting apparatus, the liquid ejected from the electromagnetic on-off type ejection valve 14 is ejected from the ejection nozzle 1
The flow of the liquid is at least once (4 in this example) between the time 5-4 and the time when the liquid is injected into the liquid injection space 21.
It is configured so that it can be bent at a substantially right angle.
【0068】即ち、本液体噴射装置においては、電磁開
閉式吐出弁14から吐出された液体の流れは、先ず、液
体注入口15−5と液体供給通路15−1とが直交して
いるので、同液体注入口15−5と同液体供給通路15
−1との接続部で直角に曲げられる。次に、液体供給通
路15−1の長軸方向はX軸と平行であり、液体導入孔
15−3の中心軸はZ軸と平行であるから、液体供給通
路15−1と液体導入孔15−3の接続部において、液
体の流れは直角に曲げられる。That is, in the present liquid ejecting apparatus, the flow of the liquid discharged from the electromagnetic on-off type discharge valve 14 is such that the liquid injection port 15-5 and the liquid supply passage 15-1 are orthogonal to each other. The liquid inlet 15-5 and the liquid supply passage 15
It is bent at a right angle at the connection with -1. Next, since the major axis direction of the liquid supply passage 15-1 is parallel to the X axis and the central axis of the liquid introduction hole 15-3 is parallel to the Z axis, the liquid supply passage 15-1 and the liquid introduction hole 15 are arranged. At the -3 connection, the liquid flow is bent at a right angle.
【0069】更に、チャンバー15−2の長軸はY軸と
平行であり、液体導入孔15−3の中心軸はZ軸と平行
であるから、チャンバー15−2と液体導入孔15−3
の接続部において、液体の流れは直角に曲げられる。ま
た、チャンバー15−2の長軸はY軸と平行であり、液
体吐出用ノズル15−4の軸線はZ軸と平行であるか
ら、チャンバー15−2と液体吐出用ノズル15−4の
接続部においても液体の流れは直角に曲げられる。Further, since the major axis of the chamber 15-2 is parallel to the Y axis and the central axis of the liquid introducing hole 15-3 is parallel to the Z axis, the chamber 15-2 and the liquid introducing hole 15-3 are arranged.
At the connection, the liquid flow is bent at a right angle. Further, since the major axis of the chamber 15-2 is parallel to the Y axis and the axis of the liquid ejecting nozzle 15-4 is parallel to the Z axis, the connecting portion between the chamber 15-2 and the liquid ejecting nozzle 15-4. Even at, the liquid flow is bent at a right angle.
【0070】そして、このような構成によれば、電磁開
閉式吐出弁14から吐出された液体の流れが少なくとも
一回略直角に曲げられるから、電磁開閉式吐出弁14の
開弁に伴う液体圧力の脈動が低減され、安定した液滴の
噴射を行うことが可能となる。換言すると、電磁開閉式
吐出弁14の開弁に伴う液体の動圧が静圧となり、その
静圧下で燃料が噴射されることになる。この結果、燃料
を各吐出用ノズルから安定して噴射することが可能とな
った。According to this structure, since the flow of the liquid discharged from the electromagnetic on-off type discharge valve 14 is bent at least once at a substantially right angle, the liquid pressure accompanying the opening of the electromagnetic on-off type discharge valve 14 is increased. Pulsation is reduced, and stable droplet ejection can be performed. In other words, the dynamic pressure of the liquid that accompanies the opening of the electromagnetic on-off valve 14 becomes a static pressure, and the fuel is injected under the static pressure. As a result, it has become possible to stably inject the fuel from each discharge nozzle.
【0071】特に、本液体噴射装置は、噴射デバイス1
5Aが共通の液体供給通路15−1に接続された複数の
チャンバー15−2,15−2…を有し、且つ、電磁開
閉式吐出弁14から吐出された液体の流れが液体注入口
15−5と液体供給通路15−1との接続部で略直角に
曲げられるので、液体供給通路15−1内の液体の圧力
が安定する。従って、各チャンバー15−2,15−2
…内における液体の圧力が静圧となって安定するので、
同各チャンバー15−2,15−2…に接続された各吐
出用ノズル15−4,15−4…から吐出される液滴を
均一なものとすることができた。In particular, the present liquid ejecting apparatus has the ejecting device 1
5A has a plurality of chambers 15-2, 15-2, ... Connected to a common liquid supply passage 15-1, and the flow of the liquid discharged from the electromagnetic on-off type discharge valve 14 is the liquid injection port 15-. 5 is bent at a substantially right angle at the connecting portion between the liquid supply passage 15-1 and the liquid supply passage 15-1, the pressure of the liquid in the liquid supply passage 15-1 becomes stable. Therefore, each chamber 15-2, 15-2
Since the liquid pressure inside is static and stable,
The droplets discharged from the discharge nozzles 15-4, 15-4, ... Connected to the chambers 15-2, 15-2, ... Can be made uniform.
【0072】また、前記電磁開閉式吐出弁14は、前記
吐出孔14c−2から吐出される液体(燃料)の吐出流
線(図3に一点鎖線DLで示す)が、前記スリーブ15
Dの中空円筒状密閉空間を構成する側壁15D−1及び
同側壁15D−1を前記液体供給通路15−1の平面部
(セラミックシート15bの上面)spまで仮想的に延
長した側壁WPと交差することなく同液体供給通路15
−1の平面部spと直接交差するように配置構成されて
いる。Further, in the electromagnetic on-off type discharge valve 14, the discharge streamline of the liquid (fuel) discharged from the discharge hole 14c-2 (shown by the one-dot chain line DL in FIG. 3) is the sleeve 15
The side wall 15D-1 and the side wall 15D-1 which form the hollow cylindrical closed space of D intersect with the side wall WP which is virtually extended to the plane portion (the upper surface of the ceramic sheet 15b) sp of the liquid supply passage 15-1. Without liquid supply passage 15
It is arranged so as to directly intersect the plane portion sp of -1.
【0073】この結果、電磁開閉式吐出弁14から吐出
された液体が、その運動エネルギー(流速)を高い状態
に維持しながら、液体供給通路15−1の平面部spに
到達するから、液体は前記平面部spにて、中空円筒状
密閉空間の吐出孔14c−2側に向けて強く反射され
る。この結果、反射された液体の流れが中空円筒状密閉
空間の吐出孔14c−2近傍の角部(図3に黒塗りの三
角印を付すことで示した部分)に滞留する気泡を排出す
るので、液体中に存在する気泡の量が減少する。これに
より、本液体噴射装置は、液体の圧力上昇が気泡により
一層阻害され難くなり、液体の圧力を期待通り増大させ
ることができるため、内燃機関が要求する噴射量及び噴
射タイミングで液滴を噴射することが可能となった。As a result, the liquid discharged from the electromagnetic on-off type discharge valve 14 reaches the flat portion sp of the liquid supply passage 15-1 while maintaining its kinetic energy (flow velocity) at a high level. The plane portion sp strongly reflects toward the ejection hole 14c-2 side of the hollow cylindrical closed space. As a result, the flow of the reflected liquid discharges the air bubbles staying at the corners (portions indicated by black triangles in FIG. 3) near the discharge holes 14c-2 in the hollow cylindrical closed space. , The amount of bubbles present in the liquid is reduced. As a result, in the liquid ejecting apparatus, the increase in the pressure of the liquid is less likely to be hindered by the bubbles, and the pressure of the liquid can be increased as expected. It became possible to do.
【0074】また、電磁開閉式吐出弁14から吐出され
る液体の単位時間あたりの吐出量(吐出流量)Q(cc/
分)と、電磁開閉式吐出弁14から噴射デバイス15A
の吐出用ノズル15−4の先端までの間に形成される液
体流路の体積V(cc)の比(V/Q)が0.03以下と
なるように構成してあるから、体積Vが吐出流量Qに対
して過大とならないので、電磁開閉式吐出弁14により
液体の吐出を開始してから噴射デバイス15Aの吐出用
ノズル15−4内の液体の圧力が上昇するまでの時間を
短縮化することができ、所望のタイミングで液滴を噴射
することができた。The discharge amount (discharge flow rate) Q (cc / cc) of the liquid discharged from the electromagnetic open / close type discharge valve 14 per unit time
Min), and the injection device 15A from the electromagnetic on-off type discharge valve 14
Since the ratio (V / Q) of the volume V (cc) of the liquid flow path formed up to the tip of the discharge nozzle 15-4 is 0.03 or less, the volume V is Since it does not become excessive with respect to the discharge flow rate Q, the time from the start of discharge of the liquid by the electromagnetic open / close type discharge valve 14 to the rise of the pressure of the liquid in the discharge nozzle 15-4 of the injection device 15A is shortened. It was possible to eject the liquid droplets at a desired timing.
【0075】また、上記液体噴射装置は、開弁用駆動信
号INJの発生開始よりも駆動電圧信号DVの発生開始
を早めるとともに、開弁用駆動信号INJの消滅よりも
駆動電圧信号DVの消滅を遅めている。この結果、噴射
される燃料に振動エネルギーが常に与えられるから、噴
射開始時及び終了時においても、確実に燃料を微細化し
て噴射することができるとともに、駆動電圧信号DVを
必要なときにのみ発生させているので、電力消費量を低
減することができた。Further, in the liquid ejecting apparatus, the generation of the drive voltage signal DV is made earlier than the generation of the valve opening drive signal INJ, and the drive voltage signal DV is made to disappear rather than the valve open drive signal INJ is made to disappear. I'm late. As a result, since vibrational energy is always given to the injected fuel, the fuel can be surely atomized and injected at the start and end of the injection, and the drive voltage signal DV is generated only when necessary. As a result, the power consumption can be reduced.
【0076】即ち、上記本発明による液滴噴射装置は、
液体噴射空間に一端が露呈した液体吐出用ノズル、駆動
電圧信号により作動される圧電/電歪素子、前記圧電/電
歪素子の作動により容積が変化されるとともに前記液体
吐出用ノズルの他端に接続されたチャンバー、前記チャ
ンバーに接続された液体供給通路、及び前記液体供給通
路と外部とを連通する液体注入口を備えてなる噴射デバ
イスと、液体を加圧する加圧手段と、前記加圧手段によ
り加圧された液体が供給されるとともに、開弁用駆動信
号により駆動される電磁式開閉弁と同電磁式開閉弁によ
り開閉される吐出孔とを備えてなり、前記電磁式開閉弁
が駆動されたときに前記加圧された液体を前記吐出孔を
介して前記噴射デバイスの液体注入口に吐出する電磁開
閉式吐出弁と、前記駆動電圧信号を発生する駆動電圧信
号発生手段と前記開弁用駆動信号を発生する開弁用駆動
信号発生手段とを含む電気制御装置とを具備し、前記電
磁開閉式吐出弁から吐出された液体を前記チャンバーの
容積変化により微粒子化して前記液体吐出用ノズルから
前記液体噴射空間に液滴として噴射する液体噴射装置で
あって、前記電気制御装置は、前記開弁用駆動信号の発
生により前記液体供給通路内の液体の圧力が上昇を開始
する時点より前の時点から前記駆動電圧信号の発生を開
始するように構成されていると言うこともできる。That is, the droplet jetting device according to the present invention is
A liquid ejection nozzle whose one end is exposed to the liquid ejection space, a piezoelectric / electrostrictive element that is operated by a drive voltage signal, and the volume is changed by the operation of the piezoelectric / electrostrictive element, and the other end of the liquid ejection nozzle An ejection device including a connected chamber, a liquid supply passage connected to the chamber, and a liquid injection port that communicates the liquid supply passage with the outside, a pressurizing unit for pressurizing the liquid, and the pressurizing unit. Is provided with a liquid pressurized by the electromagnetic opening / closing valve driven by a valve opening drive signal and a discharge hole opened / closed by the electromagnetic opening / closing valve, and the electromagnetic opening / closing valve is driven. And a drive voltage signal generating means for generating the drive voltage signal, and an electromagnetic on-off type discharge valve for discharging the pressurized liquid to the liquid injection port of the ejection device through the discharge hole. An electric control device including a valve-opening drive signal generating means for generating a valve-driving signal, wherein the liquid discharged from the electromagnetic on-off type discharge valve is atomized by the volume change of the chamber to discharge the liquid. A liquid ejecting apparatus that ejects liquid droplets from a nozzle into the liquid ejecting space, wherein the electrical control device is configured to start increasing the pressure of the liquid in the liquid supply passage due to the generation of the valve opening drive signal. It can also be said that it is configured to start generating the drive voltage signal from the previous time point.
【0077】これによれば、前記開弁用駆動信号の発生
により前記液体供給通路内の液体の圧力が上昇を開始す
る時点、即ち、噴射デバイスの吐出用ノズルから液滴の
噴射が開始される可能性がある時点では、既に前記駆動
電圧信号により圧電/電歪素子が駆動され、液体に振動
エネルギーが加わっているから、液体の噴射当初から確
実に微粒子化した液滴を噴射することができる。According to this, at the time when the pressure of the liquid in the liquid supply passage starts to rise due to the generation of the valve opening drive signal, that is, the ejection of droplets from the ejection nozzle of the ejection device is started. At a time when there is a possibility, the piezoelectric / electrostrictive element has already been driven by the drive voltage signal and vibration energy has been applied to the liquid, so it is possible to reliably eject finely divided droplets from the beginning of the ejection of the liquid. .
【0078】同様に、上記本発明による液滴噴射装置
は、液体噴射空間に一端が露呈した液体吐出用ノズル、
駆動電圧信号により作動される圧電/電歪素子、前記圧
電/電歪素子の作動により容積が変化されるとともに前
記液体吐出用ノズルの他端に接続されたチャンバー、前
記チャンバーに接続された液体供給通路、及び前記液体
供給通路と外部とを連通する液体注入口を備えてなる噴
射デバイスと、液体を加圧する加圧手段と、前記加圧手
段により加圧された液体が供給されるとともに、開弁用
駆動信号により駆動される電磁式開閉弁と同電磁式開閉
弁により開閉される吐出孔とを備えてなり、前記電磁式
開閉弁が駆動されたときに前記加圧された液体を前記吐
出孔を介して前記噴射デバイスの液体注入口に吐出する
電磁開閉式吐出弁と、前記駆動電圧信号を発生する駆動
電圧信号発生手段と前記開弁用駆動信号を発生する開弁
用駆動信号発生手段とを含む電気制御装置とを具備し、
前記電磁開閉式吐出弁から吐出された液体を前記チャン
バーの容積変化により微粒子化して前記液体吐出用ノズ
ルから前記液体噴射空間に噴射する液体噴射装置であっ
て、前記電気制御装置は、前記開弁用駆動信号が消滅さ
れる時点より後の時点まで前記駆動電圧信号の発生を継
続するように構成された液体噴射装置であると言うこと
ができる。Similarly, the liquid droplet ejecting apparatus according to the present invention is a liquid ejecting nozzle, one end of which is exposed in the liquid ejecting space,
A piezoelectric / electrostrictive element operated by a drive voltage signal, a chamber whose volume is changed by the operation of the piezoelectric / electrostrictive element and which is connected to the other end of the liquid ejection nozzle, and a liquid supply connected to the chamber An injection device including a passage and a liquid injection port that communicates the liquid supply passage with the outside, a pressurizing unit that pressurizes the liquid, and the liquid pressurized by the pressurizing unit is supplied and opened. An electromagnetic opening / closing valve driven by a valve drive signal and a discharge hole opened / closed by the electromagnetic opening / closing valve, and discharges the pressurized liquid when the electromagnetic opening / closing valve is driven. An electromagnetic opening-and-closing type discharge valve for discharging to a liquid injection port of the injection device through a hole, a drive voltage signal generating means for generating the drive voltage signal, and a valve opening drive signal generating means for generating the valve opening drive signal. Comprising an electric control device comprising,
A liquid ejecting apparatus which atomizes the liquid ejected from the electromagnetic open / close type ejection valve by the volume change of the chamber and ejects the liquid into the liquid ejecting space from the liquid ejecting nozzle, wherein the electrical control device includes the valve opening valve. It can be said that the liquid ejecting apparatus is configured to continue the generation of the drive voltage signal until a time point after the extinction of the drive signal.
【0079】これによれば、前記開弁用駆動信号の消滅
後であっても前記液体供給通路内の液体の圧力が噴射に
必要な圧力より高いために噴射デバイスの吐出用ノズル
から液滴の噴射が行われる時点においては、依然として
前記駆動電圧信号により圧電/電歪素子が駆動されて液
体に振動エネルギーが加わっている。従って、開弁用駆
動信号の消滅後においても(液体が噴射されなくなるま
で)、液体を確実に微粒子化して噴射することができ
る。According to this, even after the valve-opening drive signal disappears, the pressure of the liquid in the liquid supply passage is higher than the pressure required for ejection, so that the droplets are ejected from the ejection nozzle of the ejection device. At the time when the ejection is performed, the piezoelectric / electrostrictive element is still driven by the drive voltage signal, and vibration energy is applied to the liquid. Therefore, even after the valve opening drive signal disappears (until the liquid is no longer ejected), the liquid can be reliably atomized and ejected.
【0080】更に、各液体吐出用ノズル15−4の軸線
はZ軸と平行となっているから、各吐出用ノズル15−
4から液体噴射空間21に吐出された液滴が飛行中に実
質的に互いに交わることがないので、燃料液滴同士が同
液体噴射空間21において衝突して大きな液滴とならな
い。これにより、均一で霧化状態の良好な燃料噴霧を形
成することができた。Furthermore, since the axis of each liquid discharge nozzle 15-4 is parallel to the Z axis, each discharge nozzle 15-
Since the liquid droplets ejected from the liquid ejecting space 21 from 4 do not substantially intersect with each other during flight, the fuel liquid droplets do not collide with each other in the liquid ejecting space 21 and become large liquid droplets. As a result, it was possible to form a uniform and atomized fuel spray.
【0081】なお、上記実施形態において、燃料に与え
る振動の強さは、圧電/電歪素子15gの上面及び下面
に設けられた図示しない電極間に付与される電位差(即
ち、駆動電圧信号DVの最高電圧、圧電/電歪15gに
加わる電界の強さ)や、セラミックシート15f(チャ
ンバー15−2の上壁)の厚さ等により変化する。本例
においては、圧電/電歪素子15gの作動によりセラミ
ックシート15fを変形させ、これにより得られるチャ
ンバー15−2の容積変化量ΔVは、チャンバー15−
2の容積Vに関する比V/ΔV(即ち、チャンバー容積
/容積変化量)で表すと、同比V/ΔVが1500とな
るようにした。なお、この比V/ΔVは、2以上で30
00以下の値、特に、2以上で1500以下の値である
ことが好ましい。In the above embodiment, the intensity of vibration applied to the fuel depends on the potential difference (that is, the driving voltage signal DV of the driving voltage signal DV) applied between the electrodes (not shown) provided on the upper surface and the lower surface of the piezoelectric / electrostrictive element 15g. It varies depending on the maximum voltage, the strength of the electric field applied to the piezoelectric / electrostrictive 15g, the thickness of the ceramic sheet 15f (upper wall of the chamber 15-2), and the like. In this example, the ceramic sheet 15f is deformed by the operation of the piezoelectric / electrostrictive element 15g, and the volume change amount ΔV of the chamber 15-2 obtained by this is the chamber 15-
When expressed as a ratio V / ΔV (that is, chamber volume / volume change amount) related to the volume V of 2, the same ratio V / ΔV was set to 1500. It should be noted that this ratio V / ΔV is 30 when 2 or more.
A value of 00 or less, particularly a value of 2 or more and 1500 or less is preferable.
【0082】これは、前記比(チャンバー容積/容積変
化量)が3000を超えると、チャンバー15−2内の
液体に伝わる振動のエネルギー量が少なくなるため、液
体の十分な微粒子化が実現されないからであり、同比
(チャンバー容積/容積変化量)が2より小さくなる
と、チャンバー15−2内の液体の圧力が大きく変動す
るため、吐出量(噴射流量)が不安定となるとともに、
液体がガソリン燃料のように揮発性である場合には、液
体内部に気泡が多量に発生して安定した噴射ができなく
惧れがあるからである。This is because when the ratio (chamber volume / volume change amount) exceeds 3000, the amount of vibration energy transmitted to the liquid in the chamber 15-2 becomes small, and sufficient atomization of the liquid cannot be realized. When the same ratio (chamber volume / volume change amount) becomes smaller than 2, the pressure of the liquid in the chamber 15-2 fluctuates greatly, and the discharge amount (jet flow rate) becomes unstable, and
This is because when the liquid is volatile like gasoline fuel, a large amount of bubbles are generated inside the liquid, and stable injection may not be possible, which is feared.
【0083】以上の条件にて噴射されるガソリンの液滴
径は30μmで均一となり、その結果、燃費の向上、有
害排出ガスの低減が実現できた。The droplet size of gasoline injected under the above conditions was uniform at 30 μm, and as a result, it was possible to improve fuel efficiency and reduce harmful exhaust gas.
【0084】また、上記実施形態の液体噴射装置におい
て、噴射ユニット15(噴射デバイス15A)のノズル
直径D、及び導入孔直径dと、液滴の吐出状況との関係
について調査するための実験を行った。この実験におい
ては、上記チャンバー15−2の長軸の長さLが3.5
mm、チャンバー15−2の断面の一辺の長さW、及び
高さTが、それぞれ0.35mm、及び0.15mmで
ある噴射デバイス15Aを用い、吐出液体としてガソリ
ンを使用した。また、噴射時(吐出時)において、チャ
ンバー15−2内の液体圧力を0.1MPaまで昇圧す
るとともに、圧電/電歪素子15gに駆動周波数fが4
5kHz、同信号の最大電圧値V0が20Vである駆動
電圧信号DVを付与した。実験結果を表1に示す。な
お、この実験では、液体噴射口15−4aの端部から噴
射空間側に5mmだけ離れた位置における液滴の大きさ
がノズル直径Dより小さく、かつ噴射が安定して行われ
ている場合を吐出状況が良好であるとし(表1中では
「○」で示す。)、それ以外の場合を不良であるとした
(表1中では「×」で示す。)。Further, in the liquid ejecting apparatus of the above embodiment, an experiment for investigating the relationship between the nozzle diameter D and the introduction hole diameter d of the ejecting unit 15 (ejection device 15A) and the ejection condition of the liquid droplets is conducted. It was In this experiment, the length L of the long axis of the chamber 15-2 is 3.5.
mm, the length W of one side of the cross section of the chamber 15-2, and the height T were 0.35 mm and 0.15 mm, respectively, and the injection device 15A was used, and gasoline was used as the discharge liquid. Further, at the time of ejection (during ejection), the liquid pressure in the chamber 15-2 is increased to 0.1 MPa, and the driving frequency f is set to 4 in the piezoelectric / electrostrictive element 15g.
A drive voltage signal DV having a frequency of 5 kHz and a maximum voltage value V0 of the signal of 20 V was applied. The experimental results are shown in Table 1. In this experiment, it is assumed that the size of the droplet is smaller than the nozzle diameter D at a position 5 mm away from the end of the liquid ejection port 15-4a toward the ejection space and the ejection is performed stably. The ejection status was considered good (indicated by “◯” in Table 1), and the other cases were inferior (indicated by “x” in Table 1).
【0085】[0085]
【表1】 [Table 1]
【0086】表1から理解されるように、導入孔直径d
に対するノズル直径Dの比(D/d)が6.200より
大きくなると、安定した吐出が行われなかった(サンプ
ル1を参照)。これは、ノズル直径Dに対して導入孔直
径dが過度に小さくなると、液体導入孔15−3におけ
る流路抵抗が過大となるために、チャンバー15−2内
に流入する液体量が不足するからであると考えられる。
従って、前記比D/dは6.200より小さいこと(好
ましくは5.000以下、更に好ましくは4.429以
下(サンプル2を参照)であること)が望ましい。As can be seen from Table 1, the introduction hole diameter d
When the ratio (D / d) of the nozzle diameter D with respect to 6 was larger than 6.200, stable ejection was not performed (see Sample 1). This is because when the diameter d of the introduction hole becomes excessively small with respect to the diameter D of the nozzle, the flow resistance in the liquid introduction hole 15-3 becomes excessively large, so that the amount of liquid flowing into the chamber 15-2 becomes insufficient. Is considered to be.
Therefore, it is desirable that the ratio D / d is less than 6.200 (preferably 5.000 or less, and more preferably 4.429 or less (see Sample 2)).
【0087】また、表1から理解されるように、前記比
D/dが1.000より小さくなると、安定した吐出が
行われなかった(サンプル5を参照)。これは、導入孔
直径dがノズル直径Dに対して過度に大きいため、液体
に加えられた圧電/電歪素子15gの振動(振動エネル
ギー)が液体導入孔15−3を介して液体供給通路15
−1側で吸収されてしまい、チャンバー15−2から吐
出ノズル用15−4を介して噴射される液体に同振動
(振動エネルギー)が十分加わらなかったためと考えら
れる。As can be seen from Table 1, when the ratio D / d was smaller than 1.000, stable ejection was not performed (see Sample 5). This is because the diameter d of the introduction hole is excessively larger than the diameter D of the nozzle, so that the vibration (vibration energy) of the piezoelectric / electrostrictive element 15g applied to the liquid is passed through the liquid introduction hole 15-3 and the liquid supply passage 15 is formed.
It is considered that the same vibration (vibration energy) was not sufficiently applied to the liquid ejected from the chamber 15-2 through the ejection nozzle 15-4 by being absorbed on the -1 side.
【0088】従って、吐出する液体に圧電/電歪素子1
5gの振動が十分に伝わるようにするため、前記比D/
dは1.000より大きいこと(好ましくは1.240
以上であること)、即ち、ノズル直径Dで決まる液体吐
出用ノズル15−4の前記液体噴射空間に露呈した一端
における断面積(液体噴射口15−4aの断面積)は、
導入孔直径dで決る液体導入孔15−3の断面積より大
きくなるように構成されることことが好適である。Therefore, the piezoelectric / electrostrictive element 1 is applied to the liquid to be ejected.
In order to transmit the vibration of 5g sufficiently, the ratio D /
d is greater than 1.000 (preferably 1.240)
That is, the sectional area at one end of the liquid ejection nozzle 15-4, which is determined by the nozzle diameter D, exposed in the liquid ejection space (the sectional area of the liquid ejection port 15-4a) is
It is preferable that it is configured to be larger than the cross-sectional area of the liquid introduction hole 15-3 determined by the introduction hole diameter d.
【0089】これによれば、チャンバー15−2内の液
体に加わる圧電/電歪素子15gの振動エネルギーが液
体導入孔15−3を介して液体供給通路15−1内で減
衰され難くなり、同振動エネルギーが吐出用ノズル15
−4の一端から吐出される液体に効率よく伝達されるの
で、同液体の微粒化が確実に達成される。According to this, the vibration energy of the piezoelectric / electrostrictive element 15g added to the liquid in the chamber 15-2 is less likely to be attenuated in the liquid supply passage 15-1 via the liquid introduction hole 15-3, and the same. Vibration energy is discharged from the nozzle 15
Since the liquid is efficiently transmitted to the liquid discharged from one end of -4, atomization of the liquid is reliably achieved.
【0090】また、ノズル直径Dを種々の値として同様
な実験を行ったところ、同ノズル直径Dは、0.1mm
以下であることが望ましく、さらに、0.02〜0.0
4mmであることがより望ましいことが判明した。これ
は、ノズル直径Dが0.1mmより大きくなると噴射さ
れる液滴の微粒子化が困難となり、同ノズル直径Dが
0.02mmより小さくなると液体(燃料等)に含まれ
るゴミが液体噴射口15−4aに詰まり易くなって実用
性が損なわれるからである。Further, when a similar experiment was conducted with the nozzle diameter D set to various values, the nozzle diameter D was 0.1 mm.
The following is preferable, and further 0.02 to 0.0
It has been found that 4 mm is more desirable. This is because when the nozzle diameter D is larger than 0.1 mm, it becomes difficult to atomize the ejected droplets, and when the nozzle diameter D is smaller than 0.02 mm, dust contained in the liquid (fuel or the like) is discharged into the liquid jet port 15. This is because the -4a is likely to be clogged and the practicality is impaired.
【0091】更に、上記実施形態の液体噴射装置におい
て、圧電/電歪素子15gの電極間に周波数fの正弦波
状の電位差(駆動周波数f=1/Tの駆動電圧信号、周
期T)を与え、その場合における圧電/電歪素子15g
の最大変位量(図5における圧電/電歪素子15gのZ
軸方向の変位量の最大値)について検討した。実験の結
果を図8に示す。なお、図8の縦軸は、駆動周波数fを
5kHzとした場合の圧電/電歪素子15gの最大変位
量D0に対する、各駆動周波数fにおける同圧電/電歪
素子15gの最大変位量Dfの比率(Df/D0)とし
た。Further, in the liquid ejecting apparatus of the above embodiment, a sinusoidal potential difference of frequency f (driving voltage signal of driving frequency f = 1 / T, period T) is applied between the electrodes of the piezoelectric / electrostrictive element 15g, Piezoelectric / electrostrictive element 15g in that case
Maximum displacement (Z of piezoelectric / electrostrictive element 15g in FIG. 5)
The maximum amount of displacement in the axial direction) was examined. The result of the experiment is shown in FIG. The vertical axis of FIG. 8, to the maximum displacement amount D 0 of the piezoelectric / electrostrictive elements 15g when the drive frequency f was 5 kHz, the maximum displacement amount D f of the piezoelectric / electrostrictive elements 15g at each driving frequency f Ratio (D f / D 0 ).
【0092】図8が示すように、比率(Df/D0)は
駆動周波数fが50kHz近傍であるときに最大となっ
た。この50kHz近傍の周波数は、チャンバー15−
2の構造、液体吐出用ノズル15−4の構造、ノズル直
径D、導入孔直径d、圧電/電歪素子15gのセラミッ
クシート15fの変形を発生させる部分の形状、及び液
体の種類等により決定される噴射デバイス15Aの共振
周波数(固有振動数)と等しい。即ち、駆動電圧信号D
Vの駆動周波数fを噴射デバイス15A(噴射ユニット
15)の共振周波数近傍の周波数と一致させることによ
り、駆動電圧信号DVの振幅が同一であっても圧電/電
歪素子15gに大きな振動を生じさせることができ、よ
り小さいエネルギーで液体の圧力を大きく振動させ得る
ことが判明した。以上より、本発明による液体噴射装置
にあっては、圧電/電歪素子15gの駆動周波数fを上
記噴射デバイス15Aの共振周波数近傍の周波数(共振
周波数の0.7倍〜1.3倍の周波数、即ち、共振周波
数の±30%内)とすることが好ましく、このようにす
れば、少ないエネルギーで噴射デバイス(噴射ユニッ
ト)の壁面を大きく振動させることができるので、液体
噴射装置の消費電力を小さくすることができることが判
明した。As shown in FIG. 8, the ratio (D f / D 0 ) became maximum when the driving frequency f was in the vicinity of 50 kHz. The frequency near 50 kHz is
2 structure, the structure of the liquid ejection nozzle 15-4, the nozzle diameter D, the introduction hole diameter d, the shape of the portion of the piezoelectric / electrostrictive element 15g that causes deformation of the ceramic sheet 15f, the type of liquid, and the like. Is equal to the resonance frequency (natural frequency) of the injection device 15A. That is, the drive voltage signal D
By matching the drive frequency f of V with the frequency near the resonance frequency of the ejection device 15A (ejection unit 15), even if the amplitude of the drive voltage signal DV is the same, a large vibration is generated in the piezoelectric / electrostrictive element 15g. It has been found that the pressure of the liquid can be greatly oscillated with smaller energy. As described above, in the liquid ejecting apparatus according to the present invention, the driving frequency f of the piezoelectric / electrostrictive element 15g is a frequency in the vicinity of the resonance frequency of the ejecting device 15A (a frequency of 0.7 to 1.3 times the resonance frequency). That is, it is preferably within ± 30% of the resonance frequency). By doing so, since the wall surface of the ejection device (ejection unit) can be greatly vibrated with a small amount of energy, the power consumption of the liquid ejection device is reduced. It turned out that it can be made smaller.
【0093】以上、説明したように、本発明による液体
噴射装置によれば、液体としての燃料を精細に且つ均一
の大きさに微粒子化して液体噴射空間に噴射することが
できた。なお、本発明は上記実施形態に限定されること
はなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用す
ることができる。たとえば、上記実施形態においては、
前記電磁開閉式吐出弁14から吐出された液体が前記吐
出用ノズル15−4から前記液体噴射空間21に噴射さ
れるまでの間に、同液体の流れが4回略直角に曲げられ
るように構成されていたが、図9に示したように、同液
体の流れが1回だけ略直角に曲げられても良く、図10
に示したように、同液体の流れが2回だけ略直角に曲げ
られても良い。また、上記実施形態の液体噴射装置は、
内燃機関に適用されていたが、微粒子化された液体原料
の液滴で材料を形成する他の機械装置等に適用すること
もできる。As described above, according to the liquid ejecting apparatus of the present invention, the fuel as the liquid can be finely atomized into a fine size and ejected into the liquid ejecting space. The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and various modifications can be adopted within the scope of the present invention. For example, in the above embodiment,
It is configured such that the flow of the liquid discharged from the electromagnetic open / close type discharge valve 14 is bent at a substantially right angle four times before the liquid is discharged from the discharge nozzle 15-4 into the liquid spray space 21. However, as shown in FIG. 9, the flow of the liquid may be bent only once at a substantially right angle.
As shown in, the flow of the liquid may be bent twice substantially at right angles. Further, the liquid ejecting apparatus according to the above-mentioned embodiment,
Although it was applied to the internal combustion engine, it can also be applied to other mechanical devices or the like that form a material with droplets of a liquid raw material that has been atomized.
【0094】また、上記実施形態の液体噴射装置は、吸
気管(吸気ポート)内に燃料を噴射する形式のガソリン
内燃機関に適用されていたが、本発明による液滴噴射装
置を、気筒内に燃料を直接噴射する所謂「直噴式ガソリ
ン内燃機関」に適用することも有効である。即ち、従来
のフューエルインジェクタを用いた電気制御式燃料噴射
装置により気筒内に直接的に燃料を噴射すると、シリン
ダーとピストンとの隙間(クレビス)に燃料が溜まるこ
とがあり、未燃HC(ハイドロカーボン)量が増大する
場合があったのに対し、本発明による液体噴射装置を用
いて気筒内に直接的に燃料を噴射すると、燃料が微粒子
化された状態で気筒内に噴射されるので、気筒内壁面へ
の燃料付着量が低減でき、あるいはシリンダーとピスト
ンとの隙間に侵入する燃料量を低減できるから、未燃H
Cの排出量を低減することができる。Further, although the liquid ejecting apparatus of the above-mentioned embodiment is applied to the gasoline internal combustion engine of the type in which fuel is injected into the intake pipe (intake port), the liquid droplet ejecting apparatus according to the present invention is applied to the inside of the cylinder. It is also effective to apply to a so-called "direct injection gasoline internal combustion engine" that directly injects fuel. That is, when the fuel is directly injected into the cylinder by the electric control type fuel injection device using the conventional fuel injector, the fuel may accumulate in the gap (clevis) between the cylinder and the piston, and unburned HC (hydrocarbon) ) In some cases, when the fuel is directly injected into the cylinder using the liquid injection device according to the present invention, the fuel is injected into the cylinder in a finely divided state. The amount of fuel adhering to the inner wall surface can be reduced, or the amount of fuel entering the gap between the cylinder and piston can be reduced.
The emission amount of C can be reduced.
【0095】更に、本発明による液滴噴射装置を、ディ
ーゼルエンジン用の直噴インジェクタとして用いること
も有効である。即ち、従来のインジェクタによれば、特
にエンジンの低負荷時には燃料圧力が低いことから、微
粒子化した燃料を噴射することができないという問題が
ある。この場合、コモンレール方式の噴射装置を用いれ
ば、エンジン低回転時でもある程度まで燃料圧力を高圧
化できるので噴射燃料の微粒子化を促進できるものの、
エンジン高回転時に比べれば燃料圧力は低いから、燃料
を十分に微粒子できない。これに対し、本発明による液
体噴射装置は、エンジンの負荷に拘らず(即ち、エンジ
ンが低負荷時であっても)、圧電/電歪素子15gの作
動により燃料を微粒子化するものであるから、十分に微
粒子化された燃料を噴射することができる。Furthermore, it is also effective to use the liquid droplet ejecting apparatus according to the present invention as a direct injection injector for a diesel engine. That is, the conventional injector has a problem that it is impossible to inject the atomized fuel because the fuel pressure is low especially when the engine load is low. In this case, if the common rail type injection device is used, the fuel pressure can be increased to some extent even when the engine is running at low speed, so that the atomization of the injected fuel can be promoted.
Since the fuel pressure is lower than when the engine is running at high speed, the fuel cannot be sufficiently fine particles. On the other hand, the liquid ejecting apparatus according to the present invention atomizes the fuel by operating the piezoelectric / electrostrictive element 15g regardless of the load of the engine (that is, even when the engine has a low load). It is possible to inject sufficiently atomized fuel.
【図1】 内燃機関に適用した本発明の実施形態に係る
液体噴射装置の概略を示した図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a liquid ejecting apparatus according to an embodiment of the present invention applied to an internal combustion engine.
【図2】 図1に示した電磁開閉式吐出弁と噴射ユニッ
トを示した図である。FIG. 2 is a view showing an electromagnetic opening / closing type discharge valve and an injection unit shown in FIG.
【図3】 図2に示した電磁開閉式吐出弁の先端部近傍
の同電磁開閉式吐出弁及び噴射ユニットの拡大断面図で
ある。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the electromagnetic on-off type discharge valve and the injection unit near the tip of the electromagnetic on-off type discharge valve shown in FIG.
【図4】 図2に示した噴射デバイスの平面図である。FIG. 4 is a plan view of the ejection device shown in FIG.
【図5】 図4の1−1線に沿った平面にて噴射デバイ
スを切断した断面図である。5 is a cross-sectional view of the injection device cut along a plane along line 1-1 of FIG.
【図6】 図6(A)は電磁開閉式吐出弁に付与される
開閉弁駆動信号を、図6(B)は液体供給通路内の液体
圧力を、図6(C)は圧電/電歪素子に付与される駆動
電圧信号を、及び図6(D)は吸気弁の開弁時期を示し
たタイムチャートである。6 (A) is an opening / closing valve drive signal applied to an electromagnetic opening / closing type discharge valve, FIG. 6 (B) is a liquid pressure in a liquid supply passage, and FIG. 6 (C) is a piezoelectric / electrostrictive element. FIG. 6D is a time chart showing the opening timing of the intake valve, and the drive voltage signal applied to the element.
【図7】 図1に示した本発明による液体噴射装置から
噴射される液体の状態を示した図である。7 is a diagram showing a state of liquid ejected from the liquid ejecting apparatus according to the present invention shown in FIG.
【図8】 圧電/電歪素子に加える駆動電圧信号の周波
数を変更した場合の同圧電/電歪素子の変位量の変化を
示したグラフである。FIG. 8 is a graph showing changes in the amount of displacement of the piezoelectric / electrostrictive element when the frequency of the drive voltage signal applied to the piezoelectric / electrostrictive element is changed.
【図9】 図1に示した液体噴射装置の変形例における
液体の流れを示した概念図である。9 is a conceptual diagram showing the flow of liquid in a modification of the liquid ejecting apparatus shown in FIG.
【図10】 図1に示した液体噴射装置の他の変形例に
おける液体の流れを示した概念図である。10 is a conceptual diagram showing the flow of liquid in another modification of the liquid ejecting apparatus shown in FIG.
10…液体噴射装置、11…加圧ポンプ、11a…導入
部、11b…吐出部、12…液体供給管、14…電磁開
閉式吐出弁、14c…外筒部、14c−2…吐出孔、1
4d…ニードル弁、15…噴射ユニット、15A…噴射
デバイス、15B…噴射デバイス固定板、15C…保持
ユニット、15a〜15f…セラミックシート、15g
…圧電/電歪素子、15−1…液体供給通路、15−2
…チャンバー、15−3…液体導入孔、15−4…液体
吐出用ノズル、15−4a…液体噴射口、15−5…液
体注入口、20…吸気管、21…燃料噴射空間、30…
電気制御装置。DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Liquid injection device, 11 ... Pressurizing pump, 11a ... Introduction part, 11b ... Discharge part, 12 ... Liquid supply pipe, 14 ... Electromagnetic opening-and-closing type discharge valve, 14c ... Outer cylinder part, 14c-2 ... Discharge hole, 1
4d ... Needle valve, 15 ... Injection unit, 15A ... Injection device, 15B ... Injection device fixing plate, 15C ... Holding unit, 15a-15f ... Ceramic sheet, 15g
... Piezoelectric / electrostrictive element, 15-1 ... Liquid supply passage, 15-2
... Chamber, 15-3 ... Liquid introduction hole, 15-4 ... Liquid ejection nozzle, 15-4a ... Liquid injection port, 15-5 ... Liquid injection port, 20 ... Intake pipe, 21 ... Fuel injection space, 30 ...
Electric control device.
Claims (6)
ノズル、圧電/電歪素子、前記圧電/電歪素子の作動によ
り容積が変化されるとともに前記液体吐出用ノズルの他
端に接続されたチャンバー、前記チャンバーに接続され
た液体供給通路、及び前記液体供給通路と外部とを連通
する中空円筒状の液体注入口を備えてなる噴射デバイス
と、 液体を加圧する加圧手段と、 前記加圧手段により加圧された液体が供給されるととも
に、電磁式開閉弁と同電磁式開閉弁により開閉される吐
出孔とを備えてなり、前記電磁式開閉弁が開弁したとき
に前記吐出孔を介して前記加圧された液体を吐出する電
磁開閉式吐出弁と、 前記電磁開閉式吐出弁の吐出孔と前記噴射デバイスの液
体注入口との間に同液体注入口と実質的に同径の中空円
筒状の密閉空間を形成する密閉空間形成部材とを具備
し、 前記電磁開閉式吐出弁から吐出された液体を前記チャン
バーの容積変化により微粒子化して前記液体吐出用ノズ
ルから前記液体噴射空間に液滴として噴射する液体噴射
装置であって、 前記電磁開閉式吐出弁は、前記吐出孔から吐出された液
体の前記中空円筒状密閉空間の中心軸線からの距離が、
前記吐出孔から前記液体注入口に向う距離の増大に伴っ
て増大するように、前記液体を前記中心軸線に対して所
定の角度を有する方向に吐出するように構成された液体
噴射装置。1. A liquid ejection nozzle, one end of which is exposed in a liquid ejection space, a piezoelectric / electrostrictive element, the volume of which is changed by the operation of the piezoelectric / electrostrictive element, and which is connected to the other end of the liquid ejection nozzle. A chamber, a liquid supply passage connected to the chamber, and a hollow cylindrical liquid injection port that communicates the liquid supply passage with the outside; a pressurizing unit for pressurizing the liquid; It is provided with a liquid pressurized by a pressure means, and is provided with an electromagnetic opening / closing valve and a discharge hole opened / closed by the electromagnetic opening / closing valve, and the discharge hole is opened when the electromagnetic opening / closing valve is opened. An electromagnetic open / close type discharge valve for discharging the pressurized liquid via a liquid, and a diameter substantially the same as the liquid inlet between the discharge hole of the electromagnetic open / close type discharge valve and the liquid inlet of the injection device. The hollow cylindrical closed space of A liquid ejecting liquid ejected from the electromagnetic on-off type ejection valve into fine particles by changing the volume of the chamber and ejecting the liquid ejecting nozzles into the liquid ejecting space as droplets. In the device, the electromagnetic on-off type discharge valve has a distance from a central axis of the hollow cylindrical closed space of the liquid discharged from the discharge hole,
A liquid ejecting apparatus configured to eject the liquid in a direction having a predetermined angle with respect to the central axis so as to increase with an increase in a distance from the ejection hole toward the liquid injection port.
した液体噴射装置。2. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the predetermined angle is 5 ° or more and 30 ° or less.
置であって、 前記電磁開閉式吐出弁から吐出された液体が前記吐出用
ノズルから前記液体噴射空間に噴射されるまでの間に同
液体の流れが少なくとも一回略直角に曲げられるように
構成された液体噴射装置。3. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the liquid ejected from the electromagnetic opening / closing ejection valve is ejected from the ejection nozzle into the liquid ejection space. A liquid ejecting apparatus configured such that the flow of the liquid is bent at least once at a substantially right angle.
の液体噴射装置であって、 前記液体供給通路は、前記液体注入口と連通された部分
が形成する仮想平面と対向するとともに同仮想平面と平
行な平面部を含んで構成され、 前記電磁開閉式吐出弁は、前記吐出孔から吐出される液
体の吐出流線が、前記密閉空間形成部材により形成され
る前記中空円筒状の密閉空間の側壁及び同側壁を前記液
体供給通路の平面部まで仮想的に延長した側壁と交差す
ることなく、前記液体供給通路の平面部と交差するよう
に配置構成された液体噴射装置。4. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the liquid supply passage faces a virtual plane formed by a portion communicating with the liquid injection port. And the electromagnetic open / close type discharge valve, wherein the discharge streamline of the liquid discharged from the discharge hole is the hollow cylindrical shape formed by the closed space forming member. The liquid ejecting apparatus is configured to intersect the flat surface portion of the liquid supply passage without intersecting the side wall of the closed space and the side wall that virtually extends the side wall to the flat portion of the liquid supply passage.
の液体噴射装置であって、 前記電磁開閉式吐出弁から吐出される液体の単位時間あ
たりの吐出量Q(cc/分)に対する同電磁開閉式吐出弁
から前記噴射デバイスの吐出用ノズル先端までに形成さ
れる液体流路の体積V(cc)の比(V/Q)が0.03
以下である液体噴射装置。5. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein a discharge amount Q (cc / min) of the liquid discharged from the electromagnetic opening / closing discharge valve per unit time. ), The ratio (V / Q) of the volume V (cc) of the liquid flow path formed from the electromagnetic open / close type discharge valve to the tip of the discharge nozzle of the injection device is 0.03.
The following liquid ejecting apparatus.
の液体噴射装置であって、 前記噴射デバイスは、前記液体吐出用ノズルを複数備
え、各液体吐出用ノズルから噴射される液滴の噴射方向
が互いに並行になるように構成されてなる液体噴射装
置。6. The liquid ejecting apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the ejecting device includes a plurality of the liquid ejecting nozzles, and ejects from each of the liquid ejecting nozzles. A liquid ejecting apparatus configured such that droplets are ejected in parallel to each other.
Priority Applications (1)
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