JP4491461B2 - 流体の噴射装置及び自動車 - Google Patents
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Description
ピエゾ−電気材料から成る付属部品を用いると、千分の1のオーダの変形、すなわちピエゾ−電気材料の積層体10mmについて約10μmの変位を得ることができる。このことは、従来の弁の変位50μmを得ることを望むなら、付属部品は極めて長くなければならないことを意味する。従って、これは、例えば30mmの積層体に対して、3〜3.5μFの、極めて大きな容量を操作する必要があることを意味する。その結果、スイッチング時間の短縮を望むなら、高電圧のエレクトロニクスが必要になる。
図1は、本発明の第1の実施の形態による流体の噴射装置を示し;
図2は、図1に示す第1の実施の形態の変形を構成し;
図3は、本発明の第2の実施の形態による流体の噴射装置を示す。
用いられる機械的弾性は、中空の軸42を構成する材料に固有の弾性的な性質と、例えば透かし細工によって作られた中空の軸42の特殊な構造との、少なくとも一方によってもたらすことができる。この特性は、中空の軸42に、活性部材45が励起を受けなくなる直後に、閉止過程中の初期状態への復帰を助長する一方で、弁41の開口過程中の変形に対する最小の抵抗を付与することを可能にする。変形の際に蓄えられた弾性エネルギが復帰の際に放出されることによって、従来技術の噴射装置の場合におけるような、特有の戻し手段を省略することが有利に可能になる。
このことは、それぞれ、一方では文字通りの動きにくい大きな質量を構成することを可能にするために、他方では活性部材45の伸びの作用で変形することがないようにするために、後部部材46が特に高密度で硬い材料から作られることを意味する。
勿論この目的は、活性部材45の、特に伸びと反応性の能力を最適化するために、活性部材45を間接的に圧縮することにある。活性部材45がピエゾ−電気部材から構成されても、磁歪部材から構成されても、効率的に利用することを可能にするためには、このような活性部材45に強制的にプレストレスを与えるべきであることが知られている。実際、このような種類の材料は、圧縮よりも伸びに耐えることのほうが難しく、従って、いかなる瞬間においても伸びの状態にあることを回避するために、活性部材45が伸び過程にあるときにも、圧縮力を活性部材45へ常に加えることが可能な手段を設けることが不可欠である。この特徴は、圧縮率に対して概ね2分の1の、比較的小さい伸び率の材料を保護することも可能にする。
Claims (15)
- 弁(41、141)を形成する一端を、上記弁(41、141)が流体を排出するための開口(13、113)を塞ぐ閉止位置と、上記弁(41、141)が上記開口(13、113)から制御された距離に位置される所定の開口位置との間で、移動させることが可能な突き出しニードル(40、140)を有する流体の噴射装置(1、100)において、
上記閉止位置と上記開口位置との間の上記弁(41、141)は、上記突き出しニードル(40、140)の伸びによって移動されるようになっており、
上記突き出しニードル(40、140)は、上記弁(41、141)を形成する中実の先端(43、143)が設けられた中空の軸(42、142)と、後部部材(46、146)に連結された活性部材(45、145)から構成された内部バー(44、144)とを有し、
上記内部バー(44、144)は、上記中空の軸(42、142)の内部に軸方向に可動に装着され、上記中空の軸(42、142)の中実の先端(43、143)に連結され、
上記内部バー(44、144)を構成する上記活性部材(45、145)は、上記中実の先端(43、143)に接していることを特徴とする、流体の噴射装置(1、100)。 - 上記活性部材は、その長さが電場の影響を受けて増加することが可能なピエゾ−電気活性部材(45)からなり、上記ピエゾ−電気活性部材(45)の伸びが、上記ピエゾ−電気活性部材(45)を包含する上記突き出しニードル(40)を上記軸方向に変形させることが可能であることを特徴とする、請求項1に記載の流体の噴射装置(1)。
- 上記活性部材は、その長さが磁場の影響を受けて増加することが可能な磁歪活性部材(145)からなり、上記磁歪活性部材(145)の伸びが、上記磁歪活性部材(145)を含有する上記突き出しニードル(140)を上記軸方向に変形させることが可能であることを特徴とする、請求項1に記載の流体の噴射装置(100)。
- 上記中空の軸(42、142)は、その可逆的な上記軸方向の変形を可能にする機械的弾性を有することを特徴とする、請求項1に記載の流体の噴射装置(1、100)。
- 上記後部部材(46、146)は、上記突き出しニードル(40、140)を構成する他の部材の密度及び剛性よりも高い密度及び剛性を有することを特徴とする、請求項1または4に記載の流体の噴射装置(1、100)。
- 上記活性部材(145)は磁歪材料からなり、上記後部部材(146)は非磁性材料からなり、上記突き出しニードル(140)は、それぞれ一方は上記後部部材(146)と上記活性部材(145)の間に配置され、他方は該活性部材(145)と上記中空の軸(142)の中実の先端(143)の間に配置された、2つの挿入部材(147、148)を有し、各上記挿入部材(147、148)は、上記活性部材(145)を励起するために用いられる磁束線を閉じ込めることが可能な磁性材料から作られていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1つに記載の流体の噴射装置(100)。
- 内部バー(44、144)を、上記中空の軸(42、142)の中実の先端(43、143)へ常時押し付けることができる、プレストレス手段(70、170)を有することを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1つに記載の流体の噴射装置(1、100)。
- 上記プレストレス手段(70、170)は、上記内部バー(44、144)の上断面(48、148)に対して上記軸方向に付勢する圧縮バネ(71、171)を有することを特徴とする、請求項7に記載の流体の噴射装置(1、100)。
- 上記プレストレス手段(70)は、上記内部バー(44)の上断面(48)に対して上記軸方向に作用する圧力流体(72)を有し、上記圧力流体の内部圧力を所定の値に制限することが可能な調整弁を有することを特徴とする、請求項7に記載の流体の噴射装置(1)。
- 上記突き出しニードル(40、140)が所定の閾値よりも低い強さの、電場または磁場による力を受けたときには、上記突き出しニードル(40、140)の、上記噴射装置(1、100)のボディに対する固定を可能にし、上記突き出しニードル(40、140)が所定の閾値を超える強さの上記力を受けたときには、直ちに上記突き出しニードル(40、140)の、上記噴射装置(1、100)のボディに対する移動を可能にする、連結手段(80、180)を有することを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1つに記載の流体の噴射装置(1、100)。
- 上記連結手段(80、180)は、
管状部材(81、181)の表面に互いに平行に設けられた、ほぞ穴を構成する外側の溝(82、182)と、
上記噴射装置(1、100)のボディの内部に設けられた螺旋溝(83、183)と、
各上記外側の溝(82、182)ごとに設けられたボール(84、184)とから構成され、
上記管状部材(81、181)は、上記突き出しニードル(40、140)の周りに取り外し可能に連結され、
各上記外側の溝(82、182)は、上記突き出しニードル(40、140)の軸に直交する面内を伸びる、少なくとも3つの外側の溝(82、182)であり、
かつ、上記ボール(84、184)の一方の概ね半分が、その対応する上記外側の溝(82、182)へ部分的に嵌め込まれ、他方の概ね半分が上記螺旋溝(83、183)へ部分的に嵌め込まれていることを特徴とする、請求項10に記載の流体の噴射装置(1、100)。 - 各上記外側の溝(82、182)の深さは、対応する上記ボール(84、184)の半径よりも大きく、上記螺旋溝(83、183)の深さは上記ボール(84、184)の半径に概ね相当し、各上記外側の溝(82、182)は、対応する上記ボール(84、184)を上記螺旋溝(83、183)の底へ押すことに適した圧縮手段(85、185)を有することを特徴とする、請求項11に記載の流体の噴射装置(1、100)。
- 上記突き出しニードル(40、140)の上記弁(41、141)を、弁座(15、115)に対向して支持される状態に維持することを可能にする、引っ張り手段(90、190)を有することを特徴とする、請求項1〜12のいずれか1つに記載の流体の噴射装置(1、100)。
- 上記引っ張り手段(90、190)は、上記突き出しニードル(40、140)の周りに上記軸方向に配置され、上記管状部材(81、181)の肩を形成する部分(86、186)と接して係合し、上記噴射装置(1、100)のボディの止め金具を形成する部分(22、122)と接して係合することができる、圧縮バネ(91、191)を有することを特徴とする、請求項13に記載の流体の噴射装置(1、100)。
- 請求項1〜14のいずれか1つに記載の、少なくとも1つの流体の噴射装置(1、100)を有することを特徴とする自動車。
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