(57)【要約】当該装置は圧電アクチュエータ（１）を有しており、この圧電アクチュエータが、ａ）２つの端面及び導電性の２つのコンタクトウェブ（４，５）を有しており、各コンタクトウェブが、少なくとも一方の端面（３）から出発してアクチュエータ（１）を横断しており、ｂ）圧電アクチュエータが、それぞれ端面（２，３）に配置された２枚の金属プレート（６，７）間で緊締されている形式のものにおいて、各端面（２，３）と、該端面に配置されたプレート（６，７）との間に電気的に絶縁性の絶縁層（８）が配置されていることを特徴としている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電アクチュエータ（１）を有する装置であって、
（ａ）圧電アクチュエータが、２つの端面（２，３）及び導電性の２つのコンタクトウェブ（４，５）を有しており、各コンタクトウェブが、少なくとも一方の端面（３）から出発してアクチュエータ（１）を横断しており、
（ｂ）圧電アクチュエータが、それぞれ端面（２，３）に配置された２枚の金属プレート（６，７）の間で緊締されている形式のものにおいて、
各端面（２，３）と、該端面に配置されたプレート（６，７）との間に電気的に絶縁性の絶縁層（８）が配置されていることを特徴とする、圧電アクチュエータを有する装置。
【請求項２】
絶縁層（８）がセラミックから成っている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
絶縁層（８）が、対応するプレート（６，７）と材料接続式で結合されている、請求項２記載の装置。
【請求項４】
絶縁層（８）が、射出成形された層及びエナメル処理された層を含むグループから選択されている、請求項３記載の装置。
【請求項５】
絶縁層（８）が別個の構成部材である、請求項２記載の装置。
【請求項６】
アクチュエータ（１）がセラミック多層アクチュエータ（１）である、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
端面（２，３）間のアクチュエータ（１）が側方絶縁部材（９，１０，１１）によって取り囲まれている、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
側方絶縁部材（９，１０，１１）が各絶縁層（８）から隔てられている、請求項７記載の装置。
【請求項９】
各コンタクトウェブ（４，５）が、プレート（６，７）の所属の切欠き（１２）を通って延びている、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
プレート（６，７）が、ばね部材（１３）を介して互いに摩擦接続式で結合されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１１】
ばね部材（１３）が、アクチュエータ（１）を取り囲むブルドン管（１３）である、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
内燃機関のための燃料噴射装置の１構成部材である、請求項１から１１までのいずれか１項記載の装置。
【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を有する装置であって、該圧電アクチュエータが２つの端面及び２つの導電性のコンタクトウェブを有しており、各コンタクトウェブが、少なくとも一方の端面から出発してアクチュエータを横断しており、圧電アクチュエータが、それぞれ端面に配置された２枚の金属プレートの間で緊締されている形式のものに関する。
【０００２】
このような形式の装置及び重要な技術背景に関しては、以下の刊行物、即ち国際公開第９８／４７１８７Ａ号パンフレット、ヨーロッパ特許第０９４８０６２号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８１８０３６号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９３０５８５号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８６０００１号明細書及びドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９１０１１１号明細書に記載されている。
【０００３】
本発明は、特にセラミック多層アクチュエータであり且つこれに対応して交互に配置された多数の圧電セラミック層と導電金属層とから成るアクチュエータの設けられた装置に関連する。このような装置は、特に内燃機関のための燃料噴射装置に設けられるアクチュエータとして使用され、有利には複数のシリンダを有するディーゼルエンジンにおける「コモンレール」型の燃料噴射装置内で使用される。
【０００４】
当該装置では、アクチュエータの導電部分が端面において金属プレートに比較的密接して隣接している。従って、場合によっては導電性コンポーネントの破損により助成されて、アクチュエータの導電部分とプレートとの間に電気的な短絡が発生する恐れがある。このような短絡は、装置の完全な機能停止をもたらす恐れがある。一般に設けられる、側方絶縁部材による端面から離れたアクチュエータの被覆も役には立たない。それというのも、前記の側方絶縁部材は、有利にはプレートからある程度の間隔を保持しており、延いてはプレートにすぐ隣接した、短絡によって最も危険に晒されるアクチュエータの領域を保護することができないからである。
【０００５】
本発明の課題は、冒頭で述べた形式の装置を改良して、アクチュエータの導電性コンポーネントと、一方のプレートとの間の短絡を確実に防止することである。
【０００６】
この課題を解決するためには、圧電アクチュエータを有する装置であって、
ａ）この圧電アクチュエータが、２つの端面及び２つの導電性コンタクトウェブを有しており、各コンタクトウェブが、少なくとも一方の端面から出発してアクチュエータを横断しており、
ｂ）圧電アクチュエータが、それぞれ一方の端面に配置された２枚の金属プレート間で緊締されており、当該装置では、付加的に各端面と、これらの端面にそれぞれ配置されたプレートとの間に電気的に絶縁性の絶縁層が配置されている、圧電アクチュエータを有する装置が提供される。
【０００７】
１つの絶縁層若しくはアクチュエータの各端面に１つずつ設けられた複数の絶縁層は、前記短絡を確実に防止することを可能にする。これにより、当該装置の機能の確実性が高められ、短絡による機能停止が防止され、延いては特にこのような装置の大量生産の枠内での不良率が低下されている。
【０００８】
絶縁層は、有利にはセラミックから成っている。この場合、絶縁層はプレートと材料接続的に結合され、このためには有利には射出成形、特にプラズマスプレー又はエナメル処理された層として構成されているか、又は別個の構成部材として構成されていてよい。
【０００９】
アクチュエータは、有利には上で説明した形式のセラミック多層アクチュエータである。
【００１０】
同様に、端面間のアクチュエータは、有利には側方絶縁部材によって取り囲まれており、この側方絶縁部材は、更に有利には各絶縁層から隔てられている。このことは、側方絶縁部材から、プレート間のアクチュエータの緊締によって与えられており且つアクチュエータの運転の枠内で場合によっては更に増大されるような機械的な応力を軽減するために役立つ。当該の側方絶縁部材の有利な構成の説明は、以下を参照されたい。
【００１１】
各コンタクトウェブが、プレートの所属の切欠きを通って延びていると、特に有利である。このことは、アクチュエータの電気的な接触接続を簡単にする。
【００１２】
プレートは、有利にはばね部材を介して互いに接続式で結合されている。この場合、更に有利には、ばね部材はアクチュエータを取り囲むブルドン管である。
【００１３】
当該装置は、特に内燃機関のための燃料噴射装置の１構成部材であり且つこの場合、特に複数のシリンダを備えたディーゼルエンジン用の「コモンレール」型の燃料噴射装置に設けられた制御エレメントとして役立つ。
【００１４】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。図面は単なる略図と理解され、実際の装置の寸法を反映した図ではない。
【００１５】
図面から認識可能な装置は、２つの端面２，３及び２つの導電性のコンタクトウェブ４，５を備えた圧電アクチュエータ１を有しており、この場合、各コンタクトウェブ４又は５が、少なくとも一方の端面２又は３から出発してアクチュエータ１を横断している。実際には両端面２，３がコンタクトウェブ４，５によって横断される。
【００１６】
アクチュエータ１は多層アクチュエータであり、複数の金属層によって互いに分離された多数の圧電層を有している。この場合、各金属層は、例えば線材を介して（見やすくするために図面は考慮しない。）それぞれ一方のコンタクトウェブ４，５と接続されている。従って、コンタクトウェブ４，５間に所定の電圧を印加することにより、アクチュエータ１の変形が得られる。
【００１７】
このアクチュエータ１は、２枚の金属プレート６，７間で緊締されており、これらの金属プレート６，７は、それぞれ一方の端面２，３に配置されている。この場合、各プレート６又は７とアクチュエータ１との間の電気的な絶縁を、アクチュエータ１の金属層とコンタクトウェブ４又は５との間の接触手段が断たれ且つ当該のプレート６又は７が場合によっては著しく近づいたときでさえも、この電気的な絶縁自体が保証され続けるように良好に行わねばならないという問題が生じる。前記のような場合は、電気的な接触又は電気的なフラッシュオーバが発生する恐れがあり、これにより、別の起こり得る損傷を別にしても、いずれにしろ短絡がトリガされ、アクチュエータ１は場合によっては機能を停止させられる。このことを防止するためには、各端面２又は３と、この端面２又は３に配置されたプレート６；７との間に、電気的に絶縁性の絶縁層８が配置されている。この絶縁層８はセラミックから成っている。
【００１８】
第１の択一的な実施例では、絶縁層８は対応するプレート６又は７と材料接続的に結合されている。この場合、絶縁層８は、特に射出成形又はエナメル処理された層として構成されている。第２の択一的な実施例では、絶縁層８が別個の構成部材として構成されており且つ当該装置の組込み時に、アクチュエータ１と対応するプレート６又は７との間に設けられる。
【００１９】
端面２，３の間でアクチュエータ１は、絶縁性の端部プレート１０の設けられた絶縁シリンダ１１によって取り囲まれた、粘性又は粘弾性の質量９を有する側方絶縁部材によって包囲されている。前記端部プレート１０は、端面２，３の切欠き１２に係合している。
【００２０】
プレート６，７は、ばね部材１３（本発明ではスリットの設けられたブルドン管１３）を介して互いに互いに摩擦接続的に結合されている。この場合、ブルドン管１３はアクチュエータ１を完全に取り囲んでいると同時に、このアクチュエータ１を損傷から保護している。
【００２１】
当該装置は、内燃機関のための燃料噴射装置の構成部材であり、噴射弁用の作動部材として働く。
【００２２】
当該装置は、確実な運転という点において優れており、この確実な運転は、装置がアクチュエータ内の電気的な接続が断たれたことに基づく損傷に晒された場合でさえ保証されている。このことは、当該装置を自動車技術の枠内で使用することに関して特に際立っている。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】圧電アクチュエータを有する装置の概略図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  アクチュエータ、  ２，３  端面、  ４，５  コンタクトウェブ、  ６，７  プレート、  ８  絶縁層、  ９  粘性又は粘弾性の質量、  １０  端部プレート、  １１  絶縁シリンダ、  １２  切欠き、  １３  ばね部材
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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