(57)【要約】  燃料噴射器（２）内で使用する圧電アクチュエータ装置（３０）であって、噴射器（２）の流体室（１２）の中に受け取られる１つまたは複数の圧電素子のスタック（３６）と、使用中にスタック（３６）内に電界を発生させる電極手段と、使用中に電極手段を外部電源に電気的に接続する電気コネクタ装置（４２）とを備える圧電アクチュエータ装置（３０）。コネクタ装置（４２）は、ベース部材の形態の第１の部分（６０）およびボディ部材の形態の第２の部分（６２）を有し、第１の部分（６０）と第２の部分（６２）は、第２の部分（６２）に対する少なくとも１つの自由度を第１の部分（６０）に提供するように関節型継手を形成するように相互に構成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射器（２）内で使用する圧電アクチュエータ装置（３０）であって、
前記噴射器（２）の流体室（１２）の中に受け取られる１つまたは複数の圧電素子のスタック（３６）と、
前記スタック（３６）内に電界を発生させる電極手段（３８；４０）と、
使用中に前記電極手段（３８；４０）を外部電源に電気的に接続する電気コネクタ装置（４２）であって、第１の部分（６０）および第２の部分（６２）を有し、前記第１の部分（６０）と前記第２の部分（６２）が、前記第２の部分（６２）に対する少なくとも１つの自由度を前記第１の部分（６０）に提供するように関節型継手を形成するように構成された電気コネクタ装置（４２）と
を備える圧電アクチュエータ装置（３０）。
【請求項２】
前記第１の部分（６０）と前記第２の部分（６２）が共通の軸（Ａ）上で整列した、請求項１に記載のアクチュエータ装置（３０）。
【請求項３】
前記第１の部分（６０）が、前記第２の部分（６２）と係合する凸形の表面を画定した上面（７０）を有するベース部材を備える、請求項１または請求項２に記載のアクチュエータ装置（３０）。
【請求項４】
前記第２の部分（６２）が、前記ベース部材（６０）の前記凸形の上面（７０）と協働可能な凹形の表面を画定した下面（７４）を有するボディ部材を備える、請求項３に記載のアクチュエータ装置（３０）。
【請求項５】
前記ボディ部材（６２）の前記下面（７４）と前記ベース部材（６０）の前記上面（７０）の一方またはそれぞれに、減摩コーティングが付着された、請求項４に記載のアクチュエータ装置（３０）。
【請求項６】
前記電気コネクタ装置が、前記第１の部分（６０）および前記第２の部分（６２）内に配置されたそれぞれの穴（９２）の中に受け取られた少なくとも１つの導体ロッド（９４）を有する端子手段を備える、請求項１から５のいずれかに記載のアクチュエータ装置（３０）。
【請求項７】
前記端子手段がさらに、前記導体ロッド（９４）またはそれぞれの前記導体ロッド（９４）を前記外部電源に電気的に接続するため前記導体ロッド（９４）またはそれぞれの前記導体ロッド（９４）にそれぞれ関連付けられた端子ブレード（５０）を備える、請求項６に記載のアクチュエータ装置（３０）。
【請求項８】
前記端子手段がさらに、使用中に、前記導体ロッド（９４）またはそれぞれの前記導体ロッド（９４）を前記電極手段（３８；４０）に電気的に接続するため前記導体ロッド（９４）またはそれぞれの前記導体ロッド（９４）に関連付けられた電気接触プレート（９６）を備える、請求項６または請求項７に記載のアクチュエータ装置（３０）。
【請求項９】
前記電気コネクタ装置（４２）が、使用中に、前記アクチュエータ装置（３０）が前記流体室（１２）の中に受け取られたときに、前記流体室（１２）によって画定された内面（１２２）と接するシール面（８２）を備える、請求項１から８のいずれかに記載のアクチュエータ装置（３０）。
【請求項１０】
前記シール面が、前記第２の部分（６２）上に提供された肩領域（８２）によって画定された、請求項９に記載のアクチュエータ装置（３０）。
【請求項１１】
前記肩領域（８２）がナイフエッジシールを画定する、請求項１０に記載のアクチュエータ装置（３０）。
【請求項１２】
前記電気コネクタ装置（４２）が、前記流体室（１２）のチャネル部分（４６）との間にプレスばめを画定するスリーブ部材（１１８）を担持したステム領域（８０）を備える、請求項１から１１のいずれかに記載のアクチュエータ装置。
【請求項１３】
圧電アクチュエータと共に使用する電気コネクタ装置（４２）であって、該電気コネクタ装置（４２）は、第１の部分（６０）および第２の部分（６２）を有し、前記第１の部分（６０）と前記第２の部分（６２）が、前記第２の部分（６２）に対する少なくとも１つの自由度を前記第１の部分（６０）を提供するように関節型継手を形成するように構成された電気コネクタ装置（４２）。
【請求項１４】
前記第１の部分（６０）と前記第２の部分（６２）が共通の軸（Ａ）上で整列した、請求項１３に記載のコネクタ装置（４２）。
【請求項１５】
前記第１の部分（６０）が、前記第２の部分（６２）と係合する凸形の表面を画定した上面（７０）を有するベース部材を備える、請求項１３または請求項１４に記載のコネクタ装置（４２）。
【請求項１６】
前記第２の部分（６２）が、前記ベース部材（６０）の前記凸形の上面（７０）と協働可能な凹形の表面を画定した下面（７４）を有するボディ部材を備える、請求項１５に記載のコネクタ装置（４２）。
【請求項１７】
前記ボディ部材（６２）の前記下面（７４）と前記ベース部材（６０）の前記上面（７０）の一方またはそれぞれに、減摩コーティングが付着された、請求項１６に記載のコネクタ装置（４２）。
【請求項１８】
端子手段が、前記第１の部分（６０）および前記第２の部分（６２）内に配置されたそれぞれの穴（９２）の中に受け取られた１つまたは複数の導体ロッド（９４）を備える、請求項１７に記載のコネクタ装置（４２）。
【請求項１９】
前記第２の部分（６２）の肩領域によって画定されたシール面（８２）をさらに備える、請求項１３から１８のいずれかに記載のコネクタ装置（４２）。
【請求項２０】
前記肩領域がナイフエッジシール領域（８２）を画定する、請求項１９に記載のコネクタ装置（４２）。
【請求項２１】
請求項１から１２のいずれかに記載の圧電アクチュエータ装置（３０）を収容した流体室（１２）を備える燃料噴射器。
【請求項２２】
前記流体室（１２）が、前記アクチュエータ装置（３０）のステム領域（８０）を受け取るチャネル（４６）を画定し、前記チャネル（４６）の壁に排液穴（１３０）が開口する、請求項２１に記載の燃料噴射器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電アクチュエータに関し、詳細には、内燃機関の燃料噴射器内で使用するのに適したタイプの圧電アクチュエータ用の電気コネクタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃焼空間内に燃料を送達する自動車用燃料噴射器は一般に、噴射器の制御室内に含まれる燃料の圧力を制御するように動作可能な制御ピストンを備える。制御室は、その一部分が、噴射器のニードル弁に関連した表面によって画定され、それにより、制御室内の燃料圧力の変化によって、ニードル弁が関連する座面と係合し、座面から離れる。その結果、機関の燃焼空間内への加圧燃料の送達が制御される。
【０００３】
制御ピストンの動きを制御するために、燃料噴射器に圧電アクチュエータを配置することが知られている。この目的に使用される圧電アクチュエータは一般に、導電層によってそれぞれ分離されたピエゾセラミック素子または層の多層積層スタックを有するスタック体の形態をとる。この導電層は内部電極の働きをする。このスタック体には、内部電極層と電気接触を確立するように配置された正および負の配電電極（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）が提供される。配電電極は電源に接続可能であり、したがって内部電極層に電圧を伝達する。
【０００４】
内部電極層の両端に電圧を印加することによって、スタックが、印加電圧の極性に応じて伸長または収縮する。したがって、この伸縮の大きさは印加電圧の大きさに対応する。このスタックの長さの変化が、制御ピストンの動き、したがってニードル弁の開閉の制御に使用される。
【０００５】
圧電スタックに圧縮力を加えることは、その性能および耐久性に有益な影響を及ぼすことが知られている。圧縮点火内燃機関内で使用される圧電動作可能な燃料噴射器の場合、圧電スタックを、燃料で満たされた流体容積または室内に配置する方法が知られている。一般に、流体室内の燃料は、２×１０８パスカル（２０００バール）までの圧力に維持され、そのため、圧電スタックは、流体静力学的な力に起因する高い圧縮荷重を受ける。このタイプのアクチュエータがＥＰ０９９５９０１に例示されている。ポリマーのケーシングまたはスリーブ内にスタックを覆うことは、スタック構造内に高圧燃料が侵入することを防ぐ。
【０００６】
圧電アクチュエータを高圧流体環境に置くことには有利だが、スタックへの電気接続が、流体室内の高圧燃料から、十分かつ確実にシールされることを保証することが必要である。さらに、この高い流体静力学的な力、および燃料が充填された環境の攻撃的な影響が、スタックを絶縁する装備に不利な影響を与えないことを保証することも重要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、上記問題に対処する、圧電アクチュエータ用の改良型の電気コネクタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様では、本発明は、燃料噴射器内で使用する圧電アクチュエータ装置であって、噴射器の流体室の中に受け取られる１つまたは複数の圧電素子のスタックと、使用中にスタック内に電界を発生させる電極手段と、使用中に電極手段を外部電源に電気的に接続する電気コネクタ装置とを備える圧電アクチュエータ装置にある。このコネクタ装置は、ベース部材の形態の第１の部分およびボディ部材の形態の第２の部分を有し、第１の部分と第２の部分は、第２の部分に対する少なくとも１つの自由度を第１の部分に提供するように関節型継手を形成するように構成されている。本発明に必須ではないが、第１の部分と第２の部分は共通の軸に沿って整列していることが好ましい。
【０００９】
コネクタ装置のベース部材とボディ部材の間のこの許された自由度は、ベース部材、したがってさらに圧電スタックが、ボディ部材に対して、コネクタ装置の共通軸から離れるように傾くことを可能にする。使用中、ベース部材はある程度の動きが許されるが、ボディ部材は、それが中に取り付けられた噴射器胴体に対して固定されたままである。取付け後に、スタックが噴射器胴体と軸方向に整列していない状況において、スタックは、そのままであればコネクタ装置の高圧シール機能に不利な影響を及ぼす可能性があるこのような不整列を補償するように動くことができる。したがって、このアクチュエータ装置は、流体室からの燃料漏れを防ぐより緊密な制御された液圧シールを提供する。
【００１０】
この好ましい実施形態では、ベース部材が、ボディ部材に向かって外側へ湾曲した第１の凸形ないしドーム形の表面を画定する上面を備える。それに対応して、ボディ部材は、ベース部材のドーム形の上面と協働可能な凹形の表面を画定した下面を備えることが好ましい。相補的に成形されたベース部材とボディ部材のこれらの係合面は、この「傾き」を達成するため、互いに対してスライドすることができる。
【００１１】
ベース部材およびボディ部材は、さまざまな材料、例えばプラスチックまたは金属から構築することができるが、それらは、セラミック材料、例えば酸化アルミニウムから製造されることが好ましい。セラミック材料が好ましいのは、第１に、その高い電気抵抗率、およびコネクタ装置がその中で動作する高圧環境に対するその高い抵抗のためであり、また、ベース部材とボディ部材の間の相対的な動きを助ける比較的に低い摩擦係数のためでもある。ベース部材とボディ部材の間の摩擦をさらに低減させるため、隣接する一方または両方の面を、減摩剤、例えばポリテトラフルオロエチレン（「ＰＴＦＥ」）でコーティングしてもよい。
【００１２】
スタックの配電電極手段を電源に接続するため、コネクタ装置は、ベース部材とボディ部材の両方を貫く一軸に沿って延びるそれぞれの穴によって受け取られた少なくとも１つの導体ロッドを備える端子手段を備えることができる。本発明の好ましいこの実施形態は、コネクタ装置の外部境界よりも内側にこれらの穴が配置された特に洗練された構成を特徴とする。電極手段から電源への接続を完成させるため、導体ロッドまたはそれぞれの導体ロッドの一端が、端子ブレードによって電源に接続され、導体ロッドまたはそれぞれの導体ロッドの他端が、電極手段と接触する電気接触プレートに接続されることが好ましい。
【００１３】
本発明は、スタックの反対側のそれぞれの側面に１つずつ配置された第１および第２の配電電極を備える電極手段を有し、それぞれの接触プレートが、それぞれの配電電極の内面と接触する半径方向の外面を備えるスタックと共に使用するのに特に適している。本発明のコネクタ装置はさらに、本発明の出願人の同時係属の欧州特許出願ＥＰ０４２５５８３５．３に例示されているような、その外部境界よりも内側に電極が配置されたスタックと共に使用するのに適している。
【００１４】
アクチュエータが関節型コネクタ装置を有するという中心概念に加えて、好ましくは、このアクチュエータ装置が、使用中に流体室を密封して、高圧燃料が漏れないようにする機能も履行する。このため、コネクタ装置は、流体室によって画定された内面と接するシール面を備えることができる。好ましくは、このシール面が、ボディ部材上に提供された肩領域によって画定され、室の内面と共にナイフエッジシールを形成する。このシール効果は座に加えられる軸荷重が大きいほどより有効になるため、このようなシール構成は、高圧環境に特に適している。しかし、本発明の範囲内に含まれる他の構成、例えば平らなシール面も可能であることを理解されたい。
【００１５】
流体室のチャネル部分の中にアクチュエータ装置のステム領域が受け取られ、流体室内の所定の位置にアクチュエータ装置を固定するために、スリーブ部材がステム領域を受け取り、チャネルとの間にプレスばめを画定することも好ましい特徴である。強度上の理由から、スリーブ部材は鋼または鋼合金から形成されることが好ましい。
【００１６】
第２の態様では、本発明は、前述の圧電アクチュエータ装置を収容した流体室を備える燃料噴射器に関する。アクチュエータ装置によって確立されたさまざまなシール通過して燃料が漏れた場合のバックアップ機能を提供するため、噴射器に、アクチュエータ装置のステム領域を受け取るチャネル内に開いた排液穴が提供されることが好ましい。したがって、この排液穴は、漏れた燃料が低圧部に戻る手段を提供する。
【００１７】
第３の態様では、本発明がさらに、前述の圧電アクチュエータと共に使用するコネクタ装置であって、第１の部分および第２の部分を有し、第１の部分と第２の部分が、第２の部分に対する少なくとも１つの自由度を第１の部分に提供するように関節型継手を形成するように構成されたコネクタ装置を提供する。
【００１８】
本発明の第１の態様の好ましい特徴および／または任意選択の特徴を、適宜、第２および第３の態様と組み合わせることができることを理解されたい。
【００１９】
次に、添付図面を参照して、本発明を、単に例示的に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、全体が２で示された、内燃機関、特に圧縮点火内燃機関すなわち「ディーゼル機関」内で使用するのに適した燃料噴射器を示す。燃料噴射器２は噴射器胴体４を有し、噴射器胴体４は、燃料源に接続するための入口６を画定した第１の端部である上端と、噴射器ノズル胴体８が接続された第２の端部である下端とを有する。用語「上」および「下」は、図面上での位置関係における言及であって、いずれの構成要素を特定の向きに限定することを意図するものでもなく、したがって特定の配向に対して説明されたものであることを理解されたい。噴射器胴体４は、その上端と下端の間に、噴射器入口６から離れるように延びて流体室１２に達する入口通路１０を備える燃料通路を画定する。図１には明らかには示されていないが、流体室１２は、ノズル胴体８に形成された軸方向穴１４と流体連通するように配置されており、軸方向穴１４の中をニードル弁１６がスライドすることができる。
【００２１】
噴射器胴体４には、コモンレール（ｃｏｍｍｏｎｒａｉｌ）または他の適当な加圧燃料源から、入口６を通して、加圧された燃料が供給される。図１には示されていないが、このような加圧燃料源を、機関の他の１つまたは複数の噴射器に知られている方法で燃料を供給するように構成することもできる。加圧燃料は、入口６から、入口通路１０および流体室１２を通って、ノズル胴体８の軸方向穴１４によって画定された環状室１８に運ばれる。
【００２２】
環状室１８は、ニードル弁１６の上部２０の外周を取り巻き、送達室を構成する。燃料はそこから、ニードル弁１６の中に形成された燃料チャネル２４に沿ってノズルチップ２２の方向に流れるように誘導される。ニードル弁１６がノズルチップ２２の係合から離れると、１つまたは複数のノズル出口（図１には示されていない）を通して機関の関連燃焼室内に加圧燃料が送達される。
【００２３】
流体室１２は、ニードル弁１６の直線運動をもたらす、全体が３０で示された圧電アクチュエータを収容する。アクチュエータ３０の第１の端部である最下端に接着され、または他の方法で結合された制御ピストン３２によって、アクチュエータ３０の直線的な伸縮がニードル弁１６に伝えられる。制御ピストン３２は、ニードル弁１６の後端に位置する制御室３４内の燃料の体積、したがって燃料の圧力を制御する働きをする。制御ピストン３２の位置は、制御室３４内の燃料の圧力を制御することによって、出口から燃料が噴射されるか否かを制御する。
【００２４】
図２も参照すると、アクチュエータ３０は、断面が概ね八角形の圧電素子のスタック３６を有し、スタック３６は、スタック３６内に電界を発生させる電極手段を有する。この電極手段は、スタック３６の隣接する圧電素子をそれぞれが分離する複数の内部電極層（図１には示されていない）を備える。この電極手段はさらに、スタック３６の反対側の側面に沿って縦に走り、スタック３６内の内部電極と電気接触する正および負の配電電極３８、４０を備える。図１にはこのような電極が１つしか示されていないが、図２には両方が示されている。正および負の配電電極３８、４０は、電気コネクタ装置４２に接続されており、スタック３６を伸縮させる作動電圧を、外部電源（図示せず）から内部電極に伝える役目を果たす。
【００２５】
電気コネクタ装置４２はコネクタモジュール４４を有し、コネクタモジュール４４は、流体室１２の上端すなわち天井部分に位置し、噴射器胴体４に形成された縦の穿孔ないし縦チャネル４６を貫いて延びる。図１はコネクタモジュール４４を詳細に示していないが、コネクタモジュール４４が、正および負の端子ブレード５０（図１にはその一方だけが示されている）の形態の電気端子手段を備えることが分かる。端子ブレード５０は、コネクタモジュール４４から離れるように突き出ており、噴射器胴体４に形成されたプラグ用凹部５４内に位置する自由端を備える。端子ブレード５０は、外部電源プラグ５６の電気接続点となり、コネクタモジュール４４を介して、配電電極３８、４０、したがって内部電極に作動電圧を伝える役目を果たす。
【００２６】
次に、図２および図３を参照して、コネクタモジュール４４をより詳細に説明する。コネクタモジュール４４は、第１の部分であるブロック状の下部６０（以後ベース部材と呼ぶ）と、ベース部材６０の上に着座した第２の部分である段のついた円筒形の上部６２（以後ボディ部材と呼ぶ）とを備える本体構造を備える。ベース部材６０とボディ部材６２は、（図３に示された）共通軸Ａに沿って整列している。
【００２７】
ベース部材６０は、例えばＥＣＣＯＢＯＮＤ（登録商標）などのエポキシ樹脂を使用することによって、スタック３６の上面６４に接着されており、スタック３６の八角形の横断面と整合させるために断面が実質的に八角形である下部領域６６を備える。
【００２８】
ベース部材６０の下部領域６６は、比較的に短い小径の円筒形領域６８へと上に向かって次第に細くなる。円筒形領域６８の上面７０は、ボディ部材６２が着座する表面を画定する。ボディ部材６２は、ベース部材６０の円筒形領域６８と実質的に同じ直径の、第１の領域である下部領域７２を備える。下部領域７２は、ベース部材６０の上面７０に隣接し、したがってベース部材６０の上面７０と対合した下面７４を有する。
【００２９】
ボディ部材６２はさらに、第１の領域７２の直径よりも小さな直径を有する第２の領域である円筒形の中間領域７６を有し、その移行部には第１の肩領域７８が画定される。この中間領域７６は次第に細くなり、中間領域７６よりも小さな直径を有する第３の領域である上部ステム（ｓｔｅｍ）領域８０へと移行する。中間領域７６からステム領域８０への移行部は、コネクタモジュールのシール面を構成する第２の肩領域８２を画定する。後により詳細に説明するように、このコネクタモジュールのシール面は流体室１２の内面と係合し、それによって、使用中に高圧の燃料が室１２から漏れることを防ぐ。
【００３０】
コネクタモジュール４４には第１および第２の穴９２が形成されており、これらの穴は、コネクタモジュール４２の共通軸Ａに平行な互いから横方向に間隔を置いて配置されたそれぞれの軸に沿って、ベース部材６０およびボディ部材６２を貫いて延びている。それぞれの穴９２は、ロッド（ｒｏｄ）の形態のそれぞれの導体部材９４を受け取る。それぞれの導体ロッド９４は、ベース部材６０の下面から突き出して、ベース部材６０の下面に形成された概ね長方形の凹み９８の中に位置する金属製のそれぞれの接触プレート９６と係合する、第１の端部である下端を有する。導体ロッド９４の上端は、ステム領域８０から上方へ延びて、モジュール４４の端子ブレード５０（図２および３には示されていない）に接続する十分な長さを提供する。それによって導体ロッド９４が端子ブレード５０に接続される手段は本発明の範囲に含まれず、そのため、本明細書でさらに詳細に説明することはしない。
【００３１】
図３に最も明らかに示されているように、ベース部材６０の上面７０は、ボディ部材６２の下面７４に接する凸形ないしドーム形の表面を画定するように成形される。これに対応してボディ部材６２の下面７４は、凹形の表面を画定するように成形される。ベース部材６０の凸形の上面７０とボディ部材６２の凹形の下面７４とは一体に、関節型「ボールアンドソケット（ｂａｌｌ  ａｎｄ  ｓｏｃｋｅｔ）」継手を形成し、それによって、ベース部材６０、したがってベース部材６０が接続されたスタック３６に、ボディ部材６２に対する少なくとも１つの自由度が提供される。したがってスタック３６は、そのままであればスタック３６と噴射器胴体４との間の不整列を引き起こす可能性がある任意の製造時の不正確を補償するため、共通軸Ａから離れるように傾くことができる。したがって、事実上ベース部材６０は、コネクタ装置４２の共通軸Ａに垂直な一軸を軸に回転することができる。不整列を補償する手段がなければ、スタック３６に加わった横力が、流体室１２の確実な密封を妨げる可能性があるため、これは意義深い利点である。さらに、圧電スタックは圧縮には強いが、引張りまたは剪断力にさらされたときには比較的に弱いため、スタック３６に加わる横力の低減は、スタック３６の耐久性にとって有益である。
【００３２】
任意選択で、上面７０と下面７４の間の摩擦を低減させるために、前記表面の一方または両方に、減摩コーティング、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）またはダイヤモンド状炭素（ｄｉａｍｏｎｄ−ｌｉｋｅ  ｃａｒｂｏｎ：ＤＬＣ）を付着させてもよい。
【００３３】
図４には、噴射器胴体４の流体室１２内に取り付けられた完全に組み立てられたアクチュエータ装置３０が示されている。コネクタ装置４２の上端、すなわち端子ブレード５０およびステム領域８０が、噴射器胴体４の縦チャネル４６の中に、端子ブレード５０がプラグ用凹部５４の中に突き出すように挿入されている。図４には、導体ロッド９４を外部電源に接続する手段を提供する端子キャップ９０の中に埋め込まれた端子ブレード５０が示されている。
【００３４】
保護スリーブ１１８は、ボディ部材６２のステム領域８０を覆うように受けられ、保護スリーブ１１８は、噴射器胴体のチャネル４６の中でステム領域８０を正確に整列させることを主たる機能とする。保護スリーブ１１８は、チャネル４６との間にプレスばめを画定し、したがって、噴射器胴体４内の所定の位置にコネクタモジュール４４を固定する。縦チャネル４６は、保護スリーブ１１８と実質的に同じ直径を有し、したがって保護スリーブ１１８との間にプレスばめを画定する上部領域４６ａと、それよりもわずかに幅が広い下部領域４６ｂとを備える。下部領域４６ｂは、製造中に、図４に示された位置にコネクタ装置４２を押し込む最終ステップの前の、チャネル４６内にコネクタ装置４２を配置する手順を助ける。
【００３５】
組み付けられたコネクタ装置４２およびスタック３６を、それらがその中で動作することが求められている攻撃的な化学環境から保護するため、保護ポリマースリーブ１１０が、スタック３６を完全に覆い、その末端が第１の肩７８と一直線をなすようにボディ部材６２の円筒形部分７２上に延びる。ポリマースリーブ１１０は、高圧燃料に対して不浸透性であり、したがって、スタック３６の比較的にもろいセラミック材料を損傷から守る。この実施形態では、特定の製造ステップ中に熱が加えられたときに、ポリマースリーブ１１０が縮んで、スタック３６およびコネクタモジュールアセンブリとぴったりと合う。熱収縮可能なスリーブは、スタック３６をカプセル封入して保護する現時点の好ましい方法であるが、他の手段も可能であることを理解されたい。例えば、弾性膨張させた管あるいは吹付け、浸漬または塗付けコーティングによって、スタック３６をカプセル封入してもよい。
【００３６】
アクチュエータ装置３０にはさらに、その下面が第１の肩領域７８上に着座するように、ボディ部材６２の中間領域７６上に受け取られたポリマーシールリング１１４が提供される。シールリング１１４の深さは、シールリング１１４の上面１１６が、ボディ部材６２の第２の肩領域８２と軸方向にほぼ整列する深さである。
【００３７】
図４に示された実施形態は、流体室１２の燃料がチャネル４６を通して漏れることを防ぐ３つのシールを提供する。図５により詳細に示された第１のシールは、シールリング１１４によって提供される。シールリング１１４の平らな上面１１６は、チャネル４６の開口部の段によって形成された平らな周面１２０に接する。使用中、流体室１２は高圧燃料で満たされており、この燃料が、スタック３６に上向きの軸方向力を加える（図５にスタックは示されていない）。この力は、コネクタモジュール４４を通して伝えられ、肩７８と表面１２０の間でシールリング１１４を圧縮する。この増大した軸方向力は、高圧燃料に対する第１のシールの効果を向上させる。
【００３８】
第２のシールは、チャネル４６の開口部に形成された円錐台形の内面１２２と係合したボディ部材６２の第２の肩領域８２によって画定される。第２の肩領域８２も円錐台形だが、そのテーパ角度は、表面１２２のそれよりも大きく、そのため、表面１２２と肩領域８２とは、肩領域の縁の近くで接して、「ナイフエッジシール（ｋｎｉｆｅ  ｅｄｇｅ  ｓｅａｌ）」を画定する。
【００３９】
１１４および１２２におけるシールの効果および信頼性は、ベース部材６０とボディ部材６２の間で許された関節運動によって高められる。ベース部材６０は、噴射器胴体４内でのスタック３６の不整列を調整するために傾くことができ、一方、ボディ部材６２は、チャネル４６に対して固定された位置にとどまる。
【００４０】
第３のシールは、保護スリーブ１１８がチャネル４６の内壁との間に作る締りばめによって提供される。さらに、保護スリーブ１１８とチャネル４６の間のこのはめあいは、流体室１２が低圧条件にある状況において、ベース部材６０の荷重をシールリング１１４にかける手段を提供する。
【００４１】
図６に示された代替実施形態では、噴射器胴体４に、チャネル４６の拡張された領域４６ｂに開く半径方向内側の端部と、低圧漏れ経路（図示せず）と連通した半径方向外側の端部とを有する横方向の排液穴１３０が提供される。第１および第２の液圧シール１１４、１２２を通過して燃料が漏れる状況において、排液穴１３０は、電力プラグ用凹部５４（図６にプラグ用凹部は示されていない）の中へ燃料が漏出することを防ぐ燃料排出経路を提供する。
【００４２】
他の代替実施形態が図７および８に示されている。これらの図では、適当な場合に、同様の部分が同様の参照符号によって示されている。この実施形態では、正および負の接触プレート２００、２０２が、スタック３６の上面６４に直接に取り付けられる。接触プレート２００、２０２は、示されているようにスタック３６の左右に配置されており、それらの縁はスタック３６の上縁と同一平面にある。それらを互いに電気的に絶縁するため、接触プレート２００、２０２間には空隙が提供される。それぞれの接触プレート２００、２０２は、互いの横に一列に配置された上方へ延びる脚２００ａ、２０２ａを備える。
【００４３】
以前の実施形態と同様に、接触プレート２００、２０２を外部電源（図示せず）に接続するために、第１および第２の端子ブレード２０６が提供される。しかし、この実施形態では、それぞれの接触プレート２００、２０２の上方へ延びる脚２００ａ、２０２ａを受け取り、把持する垂れ下がった２つのプロング（ｐｒｏｎｇ）２０６ａを画定する二又に分かれた下端によって、端子ブレード２０６が接触プレート２００、２０２に直接に接続する。プロング２０６ａは、締りばめによって脚２００ａ、２０２ａをしっかりと把持するため、製造プロセスが単純化される。これらの構成要素を一体に溶接する必要性がないからである。
【００４４】
図７に示されているように、スタック３６に対するブレード２０６の傾斜運動を誘導するため、接触プレート２００、２０２および端子ブレード２０６の周囲に、ボールアンドソケット配置２１０がはまる。図２から６の実施形態と同様に、ボールアンドソケット配置２１０は、接触プレート２００、２０２の端部間に着座し、凸形の表面を画定する上面２１４を有するベース部材２１２を備える。階段状のボディ部材２１６は、それに対応してベース部材２１２の凸形の表面２１４と対合する凹形の表面を画定するように成形された下面２１８を備える。ベース部材２１２の上端は、流体室１２のチャネル４６に挿入するのに適するように成形される。
【００４５】
本明細書に記載された実施形態に、さまざまな改良および変更を、上記特許請求の範囲によって定義された本発明の範囲から逸脱することなく加えることができることを理解されたい。例えば、上述の実施形態は２つの端子ブレードを備えるが、これは、好ましい構成であるというだけであって、単一の端子または３つ以上の端子を有するコネクタ装置にも本発明を等しく適用することができる。さらに、本発明のアクチュエータは、噴射器の中に組み込む際に、燃料で満たされた室の中に取り付けるのに特に適しているが、そうする必要は必ずしもなく、アクチュエータは、流体で満たされた他の任意の空間に取り付けることができ、それが加圧されているか否かは問わない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一態様に基づく圧電アクチュエータ装置を備える燃料噴射器の断面図である。
【図２】図１の圧電アクチュエータ装置の上から見た拡大透視図である。
【図３】図２のアクチュエータ装置のコネクタモジュールの断面透視図である。
【図４】噴射器胴体の流体室の中に取り付けられた図２および３のアクチュエータ装置の断面図である。
【図５】コネクタ装置が、噴射器胴体によって提供されたシール面と係合した領域を示す、図４の一部分の拡大断面図である。
【図６】本発明の代替実施形態の断面図である。
【図７】本発明の他の代替実施形態の断面図である。
【図８】図７の実施形態の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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