JPH03243174A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 この発明はアクチュエータ、より詳細には超磁歪合金を
使用して燃料の噴射率及び噴射量を制御する燃料噴射ノ
ズル等に使用されるアクチュ二−夕に関する。

［従来の技術］ この種のアクチュエータを採用した燃料噴射ノズルとし
て、例えば特許協力条約に基づく国際公開ＷＯ３５１０
２４４５号に開示されるものがある。

即ち、第５図に示すように、ノズルホルダ３１内に上下
において上下に延びる超磁歪合金製のプレッンヤピン３
２をハネ３３により常には上方に付勢し、同プレッシャ
ピン３２の下端に設けたノズルニードル３４にてノズル
ホルダ３１の噴射孔３５を閉塞する構成としたものであ
る。

そして、プレッシャピン３２を包囲するソレノイドコイ
ル３６を所定のタイミングで所定時間にたけ通電させる
ことによりプレッシャピン３２を収縮させ、ノズルニー
ドル３４を上方に移動させる。これによって、ノズルホ
ルダ３１の噴射孔３５を開放させ、燃料通路３７から噴
射孔３５を経て噴射される燃料の噴射率及び噴射量を調
整している。

ところか、超磁歪合金ではその磁歪定数が比較的高いＳ
ｍ−Ｆｅ合金でも一１５６０ｘｌｏ−’であり、極めて
小さいる。そして、前記プレッシャピン３２を例えばＳ
ｍ−Ｆｅで形成したとしても、ノズルニードル３４によ
り噴射孔３５を開放させるほど移動させるには２０〜３
０ｃｍの長さのプレッシャピン３２か必要とされる。よ
って、ノズル全体か大きなものとなり、ディーゼル機関
の噴射ノズルとして使用するに不向きである。

これを解消するために、第６図に示すような燃料噴射ノ
ズルが提案されている。即ち、ノズルホルダ３１内にお
いて、プレッシャピン３２の磁歪量を歯数比３．４の歯
車機構３８により増幅したのちリンクアーム３９を介し
て介装ピン４０に伝達し、同介装ピン４０の先端に設け
たノズル二ドル３４を開閉させることにより、プレッシ
ャピン３２を短く形成して、ノズル全体のコンパクト化
を可能としたものである。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前記した燃料噴射ノズルにおいては、ノズル
ホルダ３１という狭い空間内にプレッシャピン３２と介
装ピン４０とを、歯車機構３８及びリンクアーム３９と
にて連結したことにより、歯車機構３８及びリンクアー
ム３９の小型化が余儀無くされ、これらの強度に問題が
生じて破損の虞が多く、ノズルの使用寿命が短くなる。

本願は上記した問題点を解決するためになされたもので
あり、うち第１発明の目的は小型化が可能になるととも
に、使用寿命の長いアクチュエータを提供することにあ
る。

また本願第２発明の目的は小型化が可能になるとともに
、使用寿命の長い燃料噴射装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記した目的を達成するために、本願第１発明は一端か
稼動部に連結され、その変位により稼動部を作動させる
駆動部材と、複数の積層片がつつら折り状に連結されて
構成され、該つづら折り状の一端が駆動部材に連結され
るとともに、他端が固定されて、これら互いに連結され
た積層片のうちいずれか一方を磁歪素子とした前記駆動
部材を変位させる作動部材と、前記作動部材の磁歪素子
に磁場を発生させる磁場発生部材とを設けたことをその
要旨とする。

また、本願第２発明はノズルホルダの燃料噴射孔を開閉
するノズルと、一端がノズルに連結され、その変位によ
りノズルを作動させる駆動部材と、前記ノズルホルダ内
において複数の積層片がつづら折り状に連結されて構成
され、該つつら折り状の一端が駆動部材に連結されると
ともに、他端か固定されて、これら互いに連結された積
層片のうちいずれか一方を磁歪素子とした前記駆動部材
を変位させる作動部材と、前記作動部材の磁歪素子に磁
場を発生させる磁場発生部材とを設けたことをその要旨
とする。

［作用］ 本願第１発明においては、磁場発生部材により作動部材
の磁歪素子に磁場が発生されると、磁歪素子が伸縮され
、この伸縮量の加算量だけ駆動部材が変位されて稼動部
が作動する。

また、本願第２発明では、磁場発生部材により作動部材
の磁歪素子に磁場が発生されると、磁歪素子が伸縮され
、この伸縮量の加算量だけ駆動部材が変位されてノズル
が作動してノズルホルダの燃料噴射孔を開閉する。

［実施例コ 以下、この発明を燃料噴射装置に具体化した一実施例を
第１〜４図に従って詳述する。

第１図において、ノズルホルダｌの下部に設けた小径状
の取付は部２にはノズルカバー３が外嵌され、ノズルホ
ルダ１内に形成した収容室４が下方のバネ室５を介して
ノズルカバー３の噴射孔Ｅに通ずる挿通孔６に連通可能
になっている。また、ノズルホルダ１の側部から同ホル
ダｌ及びノズルカバー３を斜状に貫いて下方へ延びる燃
料通路７はノズルカバー３の挿通孔６の大径部６ａに連
通されている。

前記ノズルホルダ■の上部は閉塞板８にて閉塞され、そ
の内部には有底状の筒体９か嵌込まれている。前記筒体
９の蓋部９ａには大径状の突出許容開口１０か形成され
、かつ底部９ｂには下方に通ずる連通孔１１が透設され
ている。さらに、筒体９の内周面全体にわたって磁場発
生手段としてのソレノイドコイル１２かコイルボビン１
２ａにて封止保持され、蓋部９ａ及び閉塞板８を経て外
部に延びるリード線Ｉ３により電源と接続されている。

前記筒体９内において、ソレノイドコイル１２に包囲さ
れた領域は前記開口ＩＯとほぼ同径をなし、この領域に
おいて、ソレノイドコイル１２から若干離間した位置に
は第１伸長板１４が上下に延びるように設けられている
。前記第１伸長板１４はその下端が筒体９の底部９ａに
固定されるとともに、上端が前記開口１０のやや下方に
まで延びている。そして、筒体９の底部９ｂには第１伸
長板１４の下部内側から連通孔１１にまで水平に延びる
ように弾性材料にて形成した緩衝部材Ｃが固着されてい
る。

前記第１伸長板１４と並んで、第１収縮板１５が上下に
延びるように配置され、その上端か伸長板１４の上端に
対して硬質樹脂材よりなる上方固定部材１６ａにて固定
されている。そして、前記第１収縮板１５に並んで第２
伸長板１７が上下に延びるように配置され、その下端が
収縮板１５の下端に対して硬質樹脂材よりなる下方固定
部材１６ｂにて固定されている。

また、第２伸長板１７には第２収縮板■８が上端におい
て固定され、さらに第３伸長板１９、第３収縮板２０、
第４伸長板２１が交互に上下において固定部材１６ａ、
１６ｂによりっつら折り状をなして連結固定され、常に
は固定部材１６ｂが緩衝部材Ｃに当接している。そして
、第４伸長板２Ｌに隣接して駆動板２２が設けられ、そ
の上端は第４伸長板２１の上端に固定部材１６ａにて固
定されると共に、下端は連通孔１１を経て下方のハネ室
５内に延びている。

前記第１〜第４の各伸長板１４．１７，１９゜２１はＴ
ｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ等の希土類と、Ｆｅ、Ｃｏ
等の磁性体との合金、即ち磁気の発生に従い伸長する超
磁歪合金が使用されている。

そして、ソレノイドコイル１２が通電された時、伸長板
１４．１７，１９．２１は長さ方向に生じる磁場により
伸長される。

また、各収縮板１５，１８．２０及び駆動板２２は磁気
の発生に従い収縮するＳｍとＦｅの合金やＮｉ等の超磁
歪材料が使用され、ソレノイドコイル１２が通電された
時、収縮板１５，１８゜２０及び駆動板２２の長さ方向
に生じる磁場により収縮される。

そして、コイル１２の通電と共に発生する磁場により、
第２図に示すように第１伸長板１４が伸長してその上端
位置か上昇すると、これに伴い上方に移動した第１収縮
板１５が収縮して、第１伸長板１４の上昇量に加えて自
身の収縮量だけその下端位置が上昇する。そして、この
収縮した第１収縮板１５の下端から第２伸長板１７か伸
長し、以下各伸長板１９．２１及び収縮板１８．２０が
伸長及び収縮して、これらが全体的に上昇して開口ＩＯ
から上方に突出する。そして、最終的に駆動板２２は各
伸長板１４．１７，１９．２１及び収縮板１５，１８．
２０の各伸長量及び収縮量の総加算量だけ上方に変位す
る。このため、駆動板２２の下端は前記総加算量に加え
て自身の収縮量だけ上昇することになる。

前記バネ室５内において駆動板２２の下端にはは大径状
のバネ受け２３が取付けられ、同バネ受け２３と筒体９
下面における連通孔１１の外周縁部との間には圧縮バネ
２４が掛装されている。そして、ハネ受け２３から下方
の挿通孔６内に延びるノズルニードル２５か前記圧縮バ
ネ２４により常には下方に付勢され（第１図）、噴射孔
Ｅを閉塞して燃料通路７から供給される燃料を挿通孔６
の大径部６ａ内に滞留させる。

また、コイル１２の通電時には駆動板２２の下端の上昇
によりノズルニードル２５が圧縮バネ２４の力に抗して
上昇し、噴射孔Ｅを開放して燃料通路７から大径部６ａ
内に供給された燃料を噴射孔Ｅから外方に噴射させる。

従って、所定のタイミングでソレノイドコイル１２か通
電及び通電遮断することにより、駆動板２２の下端が上
下において変位し、噴射孔Ｅが開閉されて燃料の噴射率
及び噴射量が調整される。

さて、前記した燃料噴射ノズルでは伸長板１４゜１７．
１９．２１及び収縮板１５，１８．２０の伸長量及び収
縮量の総加算量だけ駆動板２２が上方に変位され、同時
に駆動板２２自身が収縮する。

このため、各伸長板１４．１７，１９．２１及び収縮板
１５．１８，２０、さらには駆動板２２は短いものを使
用することが可能となり、ノズル全体のコンパクト化が
実現される。

第３図は本実施例の別例を示すものである。

この別例においては、上下の固定部材１６ａ。

１６ｂを省略し、各収縮板１５，１８．２０の上下両端
部に幅方向に突出するように形成した被冠部Ｗに伸長板
１４．１７，１９．２１を嵌め込むように連結したもの
である。そして、伸長板１４゜１７．１９．２１の伸長
により収縮板１５，１８゜２０の上端を押し上げるよう
に、さらに収縮板１５．１８．２０の収縮により伸長板
１４．１７゜１９．２１の下端を押し上げるようにして
、これらの伸長量及び収縮量の総加算量だけ駆動板２２
を上方に変位させ、同時に駆動板２２自身の収縮により
その下端を上昇させる構成としている。

この構成においては、第１，２図に示した燃料噴射ノズ
ルのような固定部材１６ａ、１６ｂを省略することが可
能になり、構成の簡素化及びコストの低減に有効である
。

本発明におけるアクチュエータは、上記した実施例にお
いて燃料噴射装置に具体化して説明したが、以下の態様
においても実施可能である。

■第４図に示すように、スピーカのコーン２６の駆動構
造として上記した伸長板１４，１７，１９゜２■及び収
縮板１５，１８，２０、さらには駆動板２２を採用し、
音声電流がソレノイドコイルに漬れた時、この電流の強
弱の変化に合わせてコーン２６を振動させる。

■公知の磁気歪み変換式超音波発振器に応用する。

また、本発明において伸長板１４，１７，１９゜２１及
び収縮板１５，１８．２０の個数は任意に設定してもよ
い。さらには、全収縮板１５，１８゜２０並びに第２〜
４伸長板１７，１９．２１を省略し、単に第１伸長板１
４と駆動板２２との組合せにおいて実施することも可能
である。この場合でも、駆動板２２の収縮時における下
端の変位量は従来品を大きく上回るため、駆動板２２の
全長を短縮することができる。

加えて、伸長板１４．１７，１９．２１に代えて非磁歪
体の板材を使用し、収縮板１５，１８゜２０の収縮量の
加算量だけ駆動板２０を変位させることも可能である。

同様に、収縮板１５，１８゜２０に代えて非磁歪体の板
材を使用し、伸長板１４．１７，１９．２１の伸長量の
加算量だけ駆動板２０を変位させる構成としてもよい。

さらに、磁歪方向か同一にして（例えば伸長する磁歪素
子）磁歪係数の異なる磁歪素子を交互に配置して、その
伸長量の差を加算した量だけ駆動部材２２を変位させる
ことも可能である。

［効果］ 以上詳述したように、本願第１及び第２発明によれば、
それぞれアクチュエータ及び燃料噴射装置の小型化が可
能にして、使用寿命が長くなるという優れた効果を発揮
する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を燃料噴射装置に具体化して示す断面
図、第２図は第１図に示した燃料噴射装置のコイルを通
電させて燃料噴射を行う状態を示す断面図、第３図は燃
料噴射装置の別例を示す断面図、第４図はこの発明のア
クチュエータをスピ−力に応用した例を示す断面図、第
５図は従来の燃料噴射装置を示す断面図、第６図は従来
における別の燃料噴射装置を示す断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一端が稼動部に連結され、その変位により稼動部を
   作動させる駆動部材と、 複数の積層片がつづら折り状に連結されて構成され、該
   つづら折り状の一端が駆動部材に連結されるとともに、
   他端が固定されて、これら互いに連結された積層片のう
   ちいずれか一方を磁歪素子とした前記駆動部材を変位さ
   せる作動部材と、前記作動部材の磁歪素子に磁場を発生
   させる磁場発生部材と を設けてなるアクチュエータ。 ２、ノズルホルダの燃料噴射孔を開閉するノズルと、 一端がノズルに連結され、その変位によりノズルを作動
   させる駆動部材と、 前記ノズルホルダ内において複数の積層片がつづら折り
   状に連結されて構成され、該つづら折り状の一端が駆動
   部材に連結されるとともに、他端が固定されて、これら
   互いに連結された積層片のうちいずれか一方を磁歪素子
   とした前記駆動部材を変位させる作動部材と、 前記作動部材の磁歪素子に磁場を発生させる磁場発生部
   材と を設けてなる燃料噴射装置。