(57)【要約】  本発明は、ノズル内に装着されて弁を画定する端部を有するニードルを備えた噴射器に関する。このニードルの他端はアクチュエータに連結されており、アクチュエータは第１部分と第２部分と第３部分を備えている。第１部分と第３部分は第２部分の各側に設けられており、３つの部分は互いに対して締め付けられて軸方向両側に端を有するブロックを形成し、第１部分は前記端の一方でニードルに連結されている。本噴射器はまた、設定周期τに従って第２部分を振動させる励起手段を備えている。本発明によれば、ブロックの２つの端の間の長さは、アクチュエータの第２部分の振動によって生じて前記長さに沿って伝わる音波の伝播時間（Ｔ）が等式Ｔ＝ｎ×［τ／２］を満たすような長さであり、ここでｎは、非ゼロの正の整数の乗数である。
2010531409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主噴射軸（ＡＢ）を有する流体噴射装置（１３１）であって、
−前記軸（ＡＢ）に沿って噴射穴と座部（５）とを有し、反対側の端部でケーシング（１）に連結されているノズル（３）と、
−前記軸（ＡＢ）上において、座部（５）との接触領域に弁要素を画定する第１端部（６）を有し、かつ反対側の端部がアクチュエータ（２）に連結されたニードル（４）であって、アクチュエータ（２）は、ケーシング（１）内で軸方向に移動可能に装着されていることによりニードル（４）を振動させることができ、ニードルの第１端部（６）とノズル（３）の座部（５）との間に、弁要素を交互に開放および閉鎖することができる相対運動を生じさせるもので、アクチュエータ（２）は軸（ＡＢ）に沿って第１部分（２１）と第２部分（２２）と第３部分（２３）とを有し、これらの部分は第２部分（２２）の振動によって発生した音波の伝播に適しており、第１部分（２１）と第３部分（２３）が軸方向において第２部分（２２）の各側に配置され、第２部分が電気活性材料（２２１）を有し、３つの部分（２１）、（２２）、（２３）が互いに対して強く押し付けられて軸方向両側に２つの端（Ｃ）、（Ｄ）を有するブロックを形成しており、第１部分（２１）が前記端（Ｃ）、（Ｄ）の一方（Ｄ）の位置でニードル（４）に連結されている、ニードル（４）と、
−設定周期τでアクチュエータ（２）の第２部分（２２）を振動させる励起手段と
を具備し、ブロックの２つの端（Ｃ）、（Ｄ）の間の長さ（Ｌ）が、アクチュエータ（２）の第２部分（２２）の振動によって生じてこの長さ（Ｌ）に沿って伝わる音波の伝播時間（Ｔ）がプラスマイナス許容誤差で等式Ｔ＝ｎ×［τ／２］（ｎ＝非ゼロの正の整数の乗数）を満たすような長さであることを特徴とする、流体噴射装置。
【請求項２】
アクチュエータ（２）の第１部分（２１）が、軸方向に、ブロックとニードル（４）とを連結する端（Ｄ）と区別不能な第１端（２１３）と、アクチュエータ（２）の第２部分（２２）の電気活性材料（２２１）に対して強く押し付けられた反対側の第２端（２１２）とを有していることと、前記第１端（２１３）と第２端（２１２）との間の第１長さ（Ｌ１）が、アクチュエータ（２）の第２部分（２２）の振動によって生じて前記第１長さ（Ｌ１）に沿って伝わる音波の伝播時間（Ｔ１）がプラスマイナス許容誤差で等式Ｔ１＝ｍ×［τ／２］（ｍ＝非ゼロの正の整数の乗数）を満たすような長さであることとを特徴とする、請求項１記載の噴射装置。
【請求項３】
アクチュエータ（２）の第１部分（２１）が、軸方向に、ブロックとニードル（４）とを連結する端（Ｄ）と区別不能な第１端（２１３）と、アクチュエータ（２）の第２部分（２２）の電気活性材料（２２１）に対して強く押し付けられた反対側の第２端（２１２）とを有していることと、第２端（２１２）と、ブロックの、軸方向においてニードル（４）とは反対側の端（Ｃ）との間の第２長さ（Ｌ２）が、アクチュエータ（２）の第２部分（２２）の振動によって生じて前記第２長さ（Ｌ２）に沿って伝わる音波の伝播時間（Ｔ２）がプラスマイナス許容誤差で等式Ｔ２＝ｋ×［τ／２］（ｋ＝非ゼロの正の整数の乗数）を満たすような長さであることとを特徴とする、請求項１または２に記載の噴射装置。
【請求項４】
第２長さ（Ｌ２）の少なくとも９０％に亘って、アクチュエータ（２）が、５％以下の線形音響インピーダンス変化を有することを特徴とする、請求項３記載の噴射装置。
【請求項５】
アクチュエータ（２）の第３部分（２３）と第２部分（２２）とが、それぞれ軸（ＡＢ）に垂直な平面内に異なる表面積を有する断面を有していることと、第３部分（２３）が、第２部分（２２）との連結のためのセグメント（２３０）を有し、このセグメントの長さ（ＬＡ３）が、アクチュエータ（２）の第２部分（２２）の振動によって生じて前記第１長さ（ＬＡ３）に沿って伝わる音波の伝播時間（ＴＡ３）が不等式ＴＡ３＜τ／１０を満たすような長さであることとを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項６】
アクチュエータ（２）の第１部分（２１）の軸（ＡＢ）に垂直なすべての区間が、前記軸（ＡＢ）に沿って、第１部分（２１）の第２端（２１２）から第１端（２１３）まで第１部分を伝わる音波によって生成される運動を有することと、アクチュエータ（２）の第１部分（２１）が、前記軸（ＡＢ）に沿って線形音響インピーダンス変化（Ｉ２１）を有し、この線形音響インピーダンス変化が、軸（ＡＢ）に垂直で第１端（２１３）に位置する区間の軸方向運動が第１部分（２１）の他のすべての区間の運動よりも大きくなるような変化であり、第１部分（２１）の線形音響インピーダンス（Ｉ２１）がＩ２１＝Σ２１×ρ２１×ｃ２１（Σ２１＝軸（ＡＢ）に垂直な第１部分（２１）の区間の表面、ρ２１＝第１部分（２１）の比重、ｃ２１＝第１部分（２１）の音速）で定義されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項７】
第１部分（２１）が少なくとも一つの円錐台形のセグメントを有し、このセグメントが軸（ＡＢ）に沿ってニードル（４）に近づく程細くなることと、軸（ＡＢ）に垂直な円錐台形セグメントの任意の区間（ＥＦ）と円錐台形セグメントの仮想尖端（Ｐ）との間の、軸（ＡＢ）に沿った距離（Ｈ）が、不等式Ｈ＞０．２２×ｃ×τを満たすことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項８】
アクチュエータ（２）の第１部分（２１）と第２部分（２２）とが、それぞれ軸（ＡＢ）に垂直な平面内に異なる表面積を有する断面を有することと、第１部分（２１）が第２部分（２２）との連結のためのセグメント（２１１）を有し、このセグメントの軸方向長さ（ＬＡ２）が、アクチュエータ（２）の第２部分（２２）の振動によって生じて前記第１長さ（ＬＡ２）に沿って伝わる音波の伝播時間（ＴＡ２）が不等式ＴＡ２＜τ／１０を満たすような長さであることとを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項９】
アクチュエータ（２）の第１部分（２１）とニードル（４）とが、それぞれ軸（ＡＢ）に垂直な平面内に異なる表面積を有する断面を有することと、第１部分（２１）がニードル（４）との連結のためのセグメント（２１０）を有し、このセグメントの軸方向長さ（ＬＡ１）が、アクチュエータ（２）の第２部分（２２）の振動によって生じて前記第１長さ（ＬＡ１）に沿って伝わる音波の伝播時間（ＴＡ１）が不等式ＴＡ１＜τ／２０を満たすような長さであることとを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項１０】
アクチュエータ（２）の第１部分（２１）が軸（ＡＢ）に沿ってニードル（４）から離れる方向に中央ロッド（４０）によって延長していることと、アクチュエータ（２）の第２部分（２２）と第３部分（２３）が中央ロッド（４０）に螺合していることとを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項１１】
中央ロッド（４０）が、アクチュエータ（２）の第２部分（２２）の電気活性材料（２２１）の熱膨張と同じ熱膨張を有することを特徴とする、請求項１０記載の噴射装置。
【請求項１２】
中央ロッド（４０）が、アクチュエータ（２）の第２部分（２２）の電気活性材料（２２１）の熱膨張と異なる熱膨張を有することと、中央ロッド（４０）に連結されたプレストレス手段（２５０）が、アクチュエータ（２）の３つの部分（２１）、（２２）、（２３）を互いに対して強く押し付けるのに適しており、弾性手段（２５１）を介して、アクチュエータ（２）の、ニードル（４）とは反対側のブロックの端部に連結されていることを特徴とする、請求項１０記載の噴射装置。
【請求項１３】
−ノズル（３）およびケーシング（１）と、ニードル（４）およびアクチュエータ（２）とが、それぞれ音波を伝播させる第１媒体と第２媒体とを形成し、各媒体が、等式Ｉ＝Σ×ρ×ｃ（Σ＝軸（ＡＢ）に垂直な媒体断面を有する表面、ρ＝媒体の比重、ｃ＝媒体の音速）によって定義される線形音響インピーダンス（Ｉ）を有し、
−少なくとも一つの線形音響インピーダンス破壊領域が、ノズル（３）またはケーシング（１）に沿って座部（５）と第１端部（６）との接触領域から距離をおいて存在し、少なくとも一つの他の線形音響インピーダンス破壊領域が、ニードル（４）またはアクチュエータ（２）に沿って第１端部（６）と座部（５）との接触領域から距離をおいて存在し、かつ
−前記線形音響インピーダンス破壊領域および他の線形音響インピーダンス破壊領域の各々が、それぞれケーシング（１）とアクチュエータ（２）の方に向かう音波の伝播方向において、ニードル（４）の第１端部（６）と座部（５）との前記接触領域から一つ目の領域であることと、
座部（５）と第１端部（６）との接触領域と、ノズル（３）またはケーシング（１）に沿った第１の線形音響インピーダンス破壊領域との間の、第１距離（ＬＢ）と呼ばれる距離が、アクチュエータ（２）の第２部分（２２）によって生じてこの第１距離（ＬＢ）に沿って伝わる音波の伝播時間（ＴＢ）がプラスマイナス許容誤差で等式ＴＢ＝ｎＢ×［τ／２］（ｎＢ＝非ゼロの整数の乗数）を満たすような大きさであることと、
第１端部（６）と座部（５）との接触領域と、ニードル（４）またはアクチュエータ（２））に沿った第１の線形音響インピーダンス破壊領域との間の、第２距離（ＬＡ）と呼ばれる距離が、アクチュエータ（２）の第２部分（２２）によって生じてこの第２距離（ＬＡ）に沿って伝わる音波の伝播時間（ＴＡ）がプラスマイナス許容誤差で等式ＴＡ＝ｎＡ×［τ／２］（ｎ＝非ゼロの整数の乗数）を満たすような大きさであることと
を特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項１４】
第１の音波伝播媒体内に前記第１距離（ＬＢ）に亘って複数のセグメント（３０１）、（３０２）、（３０３）が設けられており、これらのセグメントが、セグメント（３０１）、（３０２）、（３０３）の各々にとって特有の３つの判定基準、すなわち（ａ）セグメントの形状、（ｂ）セグメントの比重ρおよび（ｃ）セグメント内の音速ｃのうちの少なくとも２つの判定基準によって互いに区別され、セグメント（３０１）、（３０２）、（３０３）の各線形音響インピーダンス（Ｉ３０１）、（Ｉ３０２）、（Ｉ３０３）が等しい（すなわちＩ３０１＝Ｉ３０２＝Ｉ３０３）ことを特徴とする、請求項１３記載の流体噴射装置。
【請求項１５】
第２の音波伝播媒体内に前記第２距離（ＬＡ）に亘って複数のセグメント（４０１）、（４０２）、（４０３）が設けられており、これらのセグメントが、セグメント（４０１）、（４０２）、（４０３）の各々にとって特有の３つの判定基準、すなわち（ａ）セグメントの形状、（ｂ）セグメントの比重ρおよび（ｃ）セグメント内の音速ｃのうちの少なくとも２つの判定基準によって互いに区別され、セグメント（４０１）、（４０２）、（４０３）の各線形音響インピーダンス（Ｉ４０１）、（Ｉ４０２）、（Ｉ４０３）が等しい（すなわちＩ４０１＝Ｉ４０２＝Ｉ４０３）ことを特徴とする、請求項１３または１４に記載の流体噴射装置。
【請求項１６】
ニードル（４）とアクチュエータ（２）とが、音波を伝達する接合領域（ＺＪ）によって互いに連結されていることと、この接合領域（ＺＪ）において、アクチュエータ（２）が線形音響インピーダンスＩＡＣ−ＺＪを有し、ニードル（４）が線形音響インピーダンスＩＡ−ＺＪを有していることと、関係ＩＡＣ−ＺＪ／ＩＡ−ＺＪ≧２．５が実証されることとを特徴とする、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の流体噴射装置。
【請求項１７】
アクチュエータ（２）の第１部分（２１）が少なくとも一つの円形断面を有し、この円形断面が、軸（ＡＢ）に垂直な平面内に、第１部分（２１）の直径Ｄ１−１と呼ばれる所定の直径を有していることと、ニードル（４）とアクチュエータ（２）の間の接合領域（ＺＪ）が、前記円形断面によってアクチュエータ（２）側に形成されていることと、ニードル（４）とアクチュエータ（２）の間の接合領域（ＺＪ）が、軸（ＡＢ）に垂直な平面内に、ニードル（４）の直径（Ｄ４）と呼ばれる所定の直径を有する軸対称の少なくとも一つの区間によってニードル（４）側に形成されていることと、アクチュエータ（２）の第１部分（２１）の直径（Ｄ１−１）とニードル（４）の直径（Ｄ４）が、不等式
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によって関連づけられていることとを特徴とする、請求項１６記載の流体噴射装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の流体噴射装置を使用する内燃機関（１５１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に内燃機関のための、流体、例えば燃料を噴射する装置に関する。
【０００２】
更に詳しくは、本発明は、その第１の様相に従い、主噴射軸を有する流体噴射装置であって、
上記軸に沿って噴射穴と座部を有し、かつ反対側の端部がケーシングに連結されたノズルを具備し、
上記軸に沿って、座部との接触領域に弁要素を形成する第１端部を有し、かつ反対側の端部がアクチュエータに連結されたニードルを具備し、このアクチュエータがニードルを振動させるためにケーシング内で軸方向に移動できるように取付けられ、アクチュエータが、弁要素を交互に開放および閉鎖することができる相対運動を、ニードルの第１端部とノズルの座部の間に生じ、アクチュエータが軸に沿って、第１部分と第２部分と第３部分を有し、これらの部分が第２部分の振動によって発生した音波の移動に適しており、第１部分と第３部分が軸方向において第２部分の各側に配置され、第２部分が電気活性材料を有し、３つの部分がブロックを形成するために互いに対して強く押し付けられ、このブロックが軸方向において両側の２つの端を有し、第１部分が上記端の一方の位置でニードルに連結され、
設定周期τでアクチュエータの第２部分を振動させる励起手段を具備する上記流体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
噴射器と呼ばれるこのような噴射装置は、噴射器の弁要素を、設定周期τで、例えば超音波の制御された周波数でおよび制御された振幅で周期的に開放することができる。この開放は特に、その動作の確率した速度の間に、すなわち噴射器の始動相と停止相以外の所定の温度での動作中に行われる。弁要素の開口を経てノズルから出る液体によって形成される層は破壊され、微細な滴を形成する。燃料を燃焼室に噴射する噴射器の用途において、微細な滴は空気と燃料の混合気を一層均質なものにし、その結果エンジンは汚染物の排出を少なくし、一層経済的になる。
【０００４】
公知の装置では、弁要素の周期的な開放が、慣用の振動手段、例えば適当な励起手段を備えた圧電手段および／または磁歪手段によって行われる。振動手段は軸方向において両側の２つの端を有するアクチュエータ内に配置されている。第１端と呼ばれる、この端の一方は、ニードルに連結されている。アクチュエータは振動手段によって励起されて、電気エネルギーを、設定周期τと所定の振幅を有するその第１端の振動に変換する。その第１端を介してニードルに直接作用するアクチュエータはニードルを能動的に「マスター」制御する役割をし、このニードルは受動的に制御される「スレーブ」である。特に、「マスター」アクチュエータの第１端の振動は、「スレーブ」ニードル、従ってその第１端部を、ノズルの座部と相対的に、縦方向に交互に動かす。弁要素が開放するときに、十分な燃料流量を生じるために、ニードルとノズルのヘッドを、ほぼ反対の相で共振するように作る必要がある。そのために、ニードルの特徴的な長さとノズルの特徴的な長さは、公知の方法で、ニードルとノズルを形成する各材料内の音波伝播時間が振動周期の４分の１（τ／４）になるようにまたは上記４分の１周期の奇数倍、すなわち［２ｊ＋１］×τ／４になるように選択される。このｊは非ゼロの整数の正の乗数である。このように形成された共振「ニードル／ノズル」および「ニードル／アクチュエータ」構造体は、燃焼室内の低い圧力、例えば５ＭＰａ以下の圧力で、弁要素の大きな開放ストロークを生じる。燃料が圧縮サイクル中に噴射されるときに、燃焼室内の圧力、ひいては弁要素における背圧が徐々に高まる。この背圧はエンジンの動作点に従って変化し得る。背圧が高まるにつれて、座部に対するニードルの第１端部の衝撃の強さが、燃料層で減衰されても、更に大きくなる。一方では慣用の４分の１波長［２ｎ＋１］×τ／４としての共振「ニードル／ノズル」構造体へのこれらの衝撃のフィードバックと、他方では他の共振「ニードル／アクチュエータ」構造体へのこれらの衝撃のフィードバックは、弁要素の開放ストロークを変更することによって、座部からのニードルの第１端部の持ち上げと衝撃の間の結合を引き起こす。衝撃が続くと、ヘッドの持ち上げはカオス的になる。共振の効果が失われる。弁要素の開放がカオス的になり、従って噴射器の無秩序動作を生じる。これは燃料の流量の制御を困難にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これに関連して、本発明の目的は、上述の制限の少なくとも一つを減らすように設計された流体噴射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的のために、噴射装置は、更に上記の前提部分における噴射装置の所定の包括的定義に従って、ブロックの２つの端の間の長さが、アクチュエータの第２部分の振動によって生じてこの長さに沿って伝わる音波の伝播時間Ｔがプラスマイナス許容誤差で等式Ｔ＝ｎ×［τ／２］（ｎは非ゼロの正の整数の乗数）を満たすような大きさであることを特徴とする。
【０００７】
噴射器のこのような構成は、次の結果に貢献することを可能にするに違いない。共振「ニードル／アクチュエータ」構造体は少なくとも一つの要素、すなわち上記ブロックを形成するアクチュエータを備え、この要素は音響用語の「対称性」を有する。これは、対称ブロックの位置で伝達された音波のエコーが、ブロックの端における一つ以上の反射の後で、音波が伝達された後の非ゼロの正の整数の周期だけ遅れて、音波のこの同じ伝達位置に戻ることを意味する。例えば、弁要素のニードル上をアクチュエータの方へ移動し、ニードルとアクチュエータの第１部分の間のブロックの第１端と呼ばれる端を経てアクチュエータに入るすべての音波は、アクチュエータ内で軸方向に伝播し、続いて第１端とは反対側の、ブロックの第２端と呼ばれる端で反射する。アクチュエータの対称共鳴構造のおかげで、第１反射波、すなわち第１端で伝達された波の第１エコーは、波が伝達された後で１周期遅れてこの同じ第１端に戻る。同じことが、アクチュエータの第２部分の電気活性材料によって生じかつニードルの方へ軸方向に伝播する音波にも適用される。この音波は第１端で反射し、アクチュエータに戻り、第２端で反射し、そして第１端から出発した後１周期遅れて第１端に戻る。従って、アクチュエータの対称共鳴構造は、波の始点に関係なく（ニードルからまたはアクチュエータから）第１端に伝達される波の遅延または符号の変化を生じない。特に正弦波の符号の変化を生じない。この正弦波の場合、正弦波の正の部分は正弦波の対称の負の部分に続く。従って、アクチュエータの対称共鳴構造は噴射器の規則正しい動作に寄与する。
【０００８】
本発明の第２様相に従って、本発明は本発明による流体噴射装置を使用する内燃機関、すなわちこの噴射装置が配置されたエンジンに関する。
【０００９】
本発明の他の特徴および効果は、添付の図を参照して示すように非限定的に行った本発明の次の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】エンジン内に配置され、かつアクチュエータに連結された外向きヘッドを有するニードルを装着した本発明に係る噴射装置を示す図である。
【図２】エンジン内に配置され、かつアクチュエータに連結された内向きヘッドを有するニードルを装着した本発明に係る噴射装置を示す図である。
【図３】ノズルとニードルによって形成された、外向きヘッドを有する弁要素の動作を示す図であり、図３では弁要素が閉鎖している。
【図４】ノズルとニードルによって形成された、外向きヘッドを有する弁要素の動作を示す図であり、図４では弁要素が開放している。
【図５】ノズルとニードルによって形成された、内向きヘッドを有する弁要素の動作を示す図であり、図５では弁要素が閉鎖している。
【図６】ノズルとニードルによって形成された、内向きヘッドを有する弁要素の動作を示す図であり、図６では弁要素が開放している。
【図７】円筒棒の形をした一体のニードルを概略的に示す簡単化した部分縦断側面図である。
【図８】３つのセグメントからなる複合ニードルを概略的に示す簡単化した部分縦断側面図である。
【図９】円筒形の一体のノズルを概略的に示す簡単化した部分縦断側面図である。
【図１０】３つのセグメントからなる複合ノズルを概略的に示す簡単化した部分縦断側面図である。
【図１１】アクチュエータを概略的に示す簡単化した縦断側面図である。
【図１２】ニードルに連結されたアクチュエータの第１部分を概略的に示す簡単化した部分側面図である。
【図１３】アクチュエータを概略的に示す、概略的縦断側面図である。
【図１４】アクチュエータを概略的に示す、別の概略的縦断側面図である。
【図１５】アクチュエータを概略的に示す、また別の概略的縦断側面図である。
【図１６】中央ロッドを有するアクチュエータを概略的に示す簡単化した縦断側面図である。
【図１７】中央ロッドとプレストレス手段と弾性手段を備えたアクチュエータを概略的に示す簡単化した断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１（または図２）の噴射装置または噴射器は流体、例えば燃料１３１を内燃機関１５１の燃焼室１５にあるいは図示していない吸気ダクトにあるいは図示していない排気ダクトに噴射するように形成されている。
【００１２】
噴射器は例えば円筒形の二つのボディを備えている。ケーシング１である第１ボディは、噴射装置の好ましい軸ＡＢ、例えば噴射装置の対称軸に沿って、少なくとも一つのノズル３分だけ延長している。このノズルは軸ＡＢに沿って長さを有し、噴射穴と座部５（または５′）を備えている。ケーシング１の直線的な寸法、例えば軸ＡＢに対して垂直方向のケーシングの幅および／または軸ＡＢに沿ったケーシングの長さは、ノズル３の寸法よりも大きくすることができる。ケーシング１の比重はノズル３の比重よりも大きくすることができる。ケーシング１は少なくとも一つの開口９を介して燃料１３１の少なくとも一つの回路１３０に接続可能である。燃料１３１の回路１３０は例えばタンク、ポンプおよびフィルタを有する、燃料１３１を処理するための装置１３を備えている。
【００１３】
アクチュエータ２を示す第２ボディは、ケーシング１内で軸方向に動くことができるように配置されている。ニードル４は軸ＡＢに沿って長さを有し、第１端部６はノズル３の座部５（または５′）との接触領域に弁要素を形成している。アクチュエータ２の直線的な寸法、例えば軸ＡＢに対して垂直方向のアクチュエータの幅および／または軸ＡＢに沿ったアクチュエータの長さは、ニードル４の寸法よりも大きくすることができる。アクチュエータ２の比重はニードル４の比重よりも大きくすることができる。ニードル４とアクチュエータ２は接合領域ＺＪ（図２）によって互いに連結されている。第１端部６は好ましくは、噴射器の弁要素の良好なシールを保証するように、アクチュエータ２とは反対側で軸ＡＢに沿って、座部５（または５′）を閉鎖するヘッド７（または７′）だけ縦方向に延長している。
【００１４】
図１は外向きと呼ばれるヘッド７を備えたニードル４のケースを示している。外向きヘッド７を備えたニードル４は噴射器の軸ＡＢの方向に拡がるフレア形状を有する。この方向はケーシング１から、燃焼室１５内のノズル３の外側へ向いている。外向きヘッド７を備えたニードル４は円錐台状に拡がるフレア形状を有する（図１）。外向きヘッド７は、ケーシング１から離れるように噴射器の軸ＡＢの方向に向いたノズル３の外側の座部５を閉鎖する。
【００１５】
図２は、内向きと呼ばれるヘッド７′を備えたニードル４のケースを示している。内向きヘッド７′を備えたニードル４は、軸ＡＢ方向に沿って、ケーシング１からノズル３の外側に向かって細くなっており、ケーシング１の方に向くノズル３の内側の座部５′を閉鎖する。
【００１６】
アクチュエータ２の戻し手段１１（または１１′）は、ニードル４のヘッド７（または７′）をノズル３の座部５（または５′）に対して押し付け保持ために設けることができる。従って、戻し手段１１（または１１′）は、どんな燃焼室１５内の圧力でも、弁要素を閉じる。アクチュエータ２に対する戻し力の作用個所の位置は重要ではない。戻し手段１１（または１１′）は予圧縮したコイルばねによって表すことができる。このコイルばねは、ノズル３方への燃料１３１の流れ方向に関して、ケーシング１の下流で（特に、外向きヘッド７を備えたニードル４の場合、図１）あるいはケーシング１の上流で（特に内向きヘッド７′を備えたニードル４の場合、図２）軸ＡＢに沿って配置されている。戻し手段１１（または１１′）は流体手段、例えば作動液体として燃料１３１を有する液圧シリンダタイプの流体手段によって形成可能である。従って、ケーシング１のいろいろな要素の膨張に起因する隙間が、ノズル３を通過する燃料１３１の流量がエンジン１５１のいろいろな動作速度中の熱変化の影響を受けにくくなるように、戻し手段１１（または１１′）によって塞がれる利点がある。
【００１７】
図１の例では、戻し手段１１は、例えば弾性的に変形可能であり一方、例えば１００μｍよりも短い非常に小さな伸びのために所定の力を加えることができる。それによって、内燃機関１５内の圧力に関係なく弁要素を閉鎖するために、軸ＡＢに沿ってニードル４の外向きヘッド７を引っ張ってノズル３の座部５に押し付けることができる。
【００１８】
図２の例では、戻し手段１１′は、例えば弾性的に変形可能であり一方、例えば１００μｍよりも短い非常に小さな伸びのために所定の力を加えることができる。それによって、内燃機関１５内の圧力に関係なく弁要素を閉鎖するために、軸ＡＢに沿ってノズル３の座部５′に対してニードル４のヘッド７′を押し付けることができる。
【００１９】
アクチュエータ２は軸ＡＢに沿ってニードル４だけ延長している。「マスター」のように、アクチュエータ２は「スレーブ」ニードル４を設定周期τで直接的に振動させるように構成されている。それによって、図３〜４と図５〜６に示すように、ニードル４の第１端部６とノズル３の座部５（または５′）とが、弁要素を交互に開閉するのに適した相対的な軸方向運動を生じる。振動は所定の周波数ν、例えば約ν＝２０ｋＨｚから約ν＝６０ｋＨｚまで変化し得る超音波周波数で生じる。すなわち、それぞれ５０マイクロ秒と１６マイクロ秒の間にある振動の設定周期τで生じる。例として、鋼については、振動の波長λはν＝５０ｋＨｚ（τ＝２０マイクロ秒）のときに約１０−１ｍである。
【００２０】
燃焼室１５の背圧波にさられている、内向きの狭窄ヘッド７′（図２の）の表面積が、外向きヘッド７（図１）の表面積よりも小さいことに留意すべきである。同様に、内向きヘッド７′は外向きヘッド７よりも軽量である。弁要素の閉鎖を伴う衝撃のときに、内向きヘッドは（外向きヘッド７と比べて）座部５′に対する応力の大きさを最小限に抑える。噴射器の組み立てが容易である。というのは、まず、内向きヘッド７′を有するニードル４をアクチュエータ２に取付け、そしてケーシング１に挿入することができるからである。内向きヘッド７′を有するニードル４は重力の作用を受けて座部５′上に置かれる。従って、噴射器は適切な設計が提供されるフェールセーフ方式で作動する。アクチュエータ２の戻しばね１１′が故障した場合および戻し手段が欠落した場合でも、弁要素は閉鎖位置にとどまり、それによって内向きヘッド７′を有する噴射器はシールされる。更に、ニードル４が偶発的に破損しても、その破損部分はケーシング１内にとどまり、燃焼室１５内に落下する危険がない。
【００２１】
アクチュエータ２は軸ＡＢに沿って第１部分２１、第２部分２２および第３部分２３を有する。アクチュエータは第２部分２２の振動によって起こる音波が通過するのに適している。第１部分２１と第３部分２３は軸方向において第２部分２２の各側に配置されている（図１〜２）。第２部分は電気活性材料２２１からなっている。３つの部分２１、２２、２３は、軸方向において両側の２つの画成面Ｃ、Ｄを有するブロックを形成するために、互いに対して強く押し付けられる。第１部分２１は上記画成面Ｃ、Ｄの一方Ｄの位置でニードル４に連結される。
【００２２】
第３部分２３は好ましくは電気活性材料２２１上に応力を均一に配分する役目を有する後部ウェイトとして作用する。
【００２３】
電気活性材料２２１は好ましくは圧電材料である。この圧電材料は、ブロックの第２部分２２を形成するために、例えば互いに軸方向に積層された一つ以上のセラミック圧電シムの形をしている。噴射器内で音波を発生する電気活性材料２２１の選択的変形、例えば設定周期τでの周期的変形は最終的に、図３〜４と図５〜６を参照して上述したように弁要素を交互に開閉するために適した、座部５（または５′）と相対的なヘッド７（または７′）の相対運動あるいはその逆の相対運動となる。これらの選択的変形は適当な励起手段１４、例えば圧電性電気活性材料２２１に固定された電極に加えられる電位差で生じる電界によって制御される。電気活性材料２２１はその代わりに磁歪材料であってもよい。この磁歪材料の選択的変形は図示していない適当な励起手段、例えば選択的磁界から生じる磁気誘導によって制御される。この選択的磁界は図示していない励磁機によっておよび特にアクチュエータ２に固定されたコイルによってあるいはアクチュエータ２を取り巻く他のコイルによって得られる。
【００２４】
上記の開発の結果、ノズル３はケーシング１と共に、そしてニードル４はアクチュエータ２と共にそれぞれ、第１と第２の音波伝播媒体を形成する。この二つの媒体の各々は少なくとも一つの線形音響インピーダンスＩを有する。このインピーダンスは軸ＡＢに垂直な媒体の断面を有する表面Σ、媒体の密度ρおよび媒体内の音速ｃに依存する。すなわち、Ｉ＝ｆ１（Σ、ρ、ｃ）。この比例関係を明らかにするために、それぞれニードル４またはノズル３に関する図７〜８と図９〜１０において簡単化したいろいろな例を考察しましょう。理解されるように、簡単化するために、これらのすべての例において、アクチュエータ２と第２ボディは区別がつかない。燃焼室１５の圧力に対してあまり敏感でない噴射器の弁要素の穴を得るために、噴射器はニードル４の第１端部６の運動を制御し一方、ノズル３の座部（図７〜１０に簡単化して示され、参照符号５０が付けてある）は、不動に保持されているかまたは固定され、従って運動節のように挙動する。
【００２５】
ニードル４とノズル３はそれぞれボディとして示され、軸ＡＢに垂直な半径方向寸法は軸ＡＢに沿った長さと比べて小さい。ニードル４の簡単化したモデルとしてここで引き合いに出す中実の棒４００（図７）あるいはノズル３の簡単化したモデルとしてここで引き合いに出す縦方向に穴をあけた棒３００（図９）では、音波の伝播は、張力（力）ΔＦ０の跳躍の伝播と速度Δｖの跳躍の伝播を次の等式によって関係づける。ΔＦ０＝Σ×Δσ＝Σ×ｚ×Δｖ。ここで、Σは棒の好ましい軸ＡＢ、例えば棒の対称軸に垂直な棒の断面であり、Δσ＝ｚ×Δｖは応力の跳躍であり、ｚは等式ｚ＝ρ×ｃによって定められる音響インピーダンスである。この等式において、ρは棒の比重であり、ｃは棒内の音速である。理解されるように、張力Ｆ０は圧縮が正であり、速度ｖは音波の伝播方向が正である。棒（中実または中空）の音響特性を示す積Ｉ＝Σ×ｚ＝Σ×ρ×ｃは「音響線形インピーダンス」または「線形インピーダンス」と呼ばれる。
【００２６】
線形音響インピーダンスＩのすべての変化はエコーを含んでいる。すなわち、線形インピーダンスＩの変化の個所、例えばニードル４とアクチュエータ２の間の接合部（図７）またはノズル３とケーシング１の間の他の接合部（図９）から、棒の逆方向に（例えば図７において左側から右側へ）伝播される他の音波による、棒の方向に（例えば図７において右側から左側へ）伝播される音波の弱まりを含んでいる。これと同じ推理は、すべての線形インピーダンス破壊Ｉに適用可能である。用語「破壊」は「波長と比較して短い距離に亘って、好ましくは波長の８分の１（λ／８）よりも小さな距離に亘って音波の伝播媒体内に位置する線形インピーダンス破壊領域の、音波伝播方向に関して線形インピーダンス上流と下流の間の差を示す予め定められた閾値を超える線形インピーダンス変化Ｉ」として理解すべきである。
【００２７】
噴射器は、ノズル３（図９）またはケーシング１に沿って、座部５０とニードル４の第１端部６との接触領域からある距離をおいて存在する線形音響インピーダンス破壊の少なくとも一つの領域と、ニードル４（図７）またはアクチュエータ２に沿って、第１端部６と座部５０との接触領域からある距離をおいて存在する線形音響インピーダンス破壊の少なくとも一つの他の領域とを有することができる。上記の線形音響インピーダンス破壊の領域と他の領域はそれぞれ、ケーシング１とアクチュエータ２の方に向いた音波の伝播方向における、ニードル４の第１端部６と座部５０との上記接触領域からの順番で第１番目である。
【００２８】
図１（図２）に概略的に示すように、一方では座部５（または５′）と第１端部６との接触領域と、他方ではノズル３またはケーシング１に沿った線形音響インピーダンス破壊の第１領域との間の、第１距離ＬＢと呼ばれる距離は、アクチュエータ２によって生じかつ第１距離ＬＢ＝ｆＢ（ＴＢ）に沿って伝わる音波の、「音響飛行時間」ＴＢと呼ばれる伝播時間が次の等式
ＴＢ＝ｎＢ×［τ／２］                        （Ｅ１）
を満たすような大きさである。ここで、ｎＢは第１乗数と呼ばれる非ゼロの正の整数の乗数である。一方では第１端部６と座部５（または５′）との接触領域と、他方ではニードル４またはアクチュエータ２に沿った線形音響インピーダンス破壊の第１領域との間の、第２距離ＬＡと呼ばれる距離は、アクチュエータ２によって生じかつこの第２距離ＬＡ＝ｆＡ（ＴＡ）に沿って伝わる音波の、「音響飛行時間」ＴＡと呼ばれる伝播時間が、
ＴＡ＝ｎＡ×［τ／２］                        （Ｅ２）
を満たすような大きさである。ここで、ｎＡは第２乗数と呼ばれる非ゼロの整数の他の乗数であり、例えばｎＡ≠ｎＢである。
【００２９】
上記のＥ１、Ｅ２の式は確立されているようにある許容誤差内で考えなければならないと理解すべきである。それによって、製造上の制約条件、例えば設定周期τの±１０％のオーダーの許容誤差、すなわち半分の設定周期τ／２の±２０％のオーダーの許容誤差を考慮に入れることができる。この許容誤差を考慮に入れると、上記のＥ１、Ｅ２の式はそれぞれ、次のように書き換えることができる。
ＴＢ＝ｎＢ×［τ／２］±０．２×［τ／２］            （Ｅ１′）
ＴＡ＝ｎＡ×［τ／２］±０．２×［τ／２］            （Ｅ２′）
【００３０】
実際には、音響飛行時間ＴＢと表現される第１距離ＬＢ＝ｆＢ（ＴＢ）と、音響飛行時間ＴＡと表現される第２距離ＬＡ＝ｆＡ（ＴＡ）は、工業規模で製造される相当の部品で測定したとき、上記の式Ｅ１、Ｅ２によって計算した基準値に対して小さな偏差を有いていてもよい。この小さな偏差は取付けられたウェイトの効果に起因し得る。このウェイトは例えばニードル４のヘッド７（または７′）および／またはノズル３内のニードル４の端部６の軸ＡＢに垂直な平面内の案内ボス（図示せず）であってもよい。上記の許容誤差は、上記の式Ｅ１′、Ｅ２′によって、第１距離ＬＢ＝ｆＢ（ＴＢ）と第２距離ＬＡ＝ｆＡ（ＴＡ）の音響飛行時間の表現を補正するように、取付けウェイトの上記効果を考慮することを可能にする。
【００３１】
吸気ダクトおよび／または排気ダクトのためにできるだけ大きなスペースを残す目的で、軸ＡＢに沿った噴射器の直線的な寸法を最小限に抑えるために、好ましくは第２乗数と第１乗数についてｎＡ＝ｎＢ、特にｎＡ＝ｎＢ＝１である。従って、座部５（または５′）とニードル４の第１端部６との接触領域から始まって、ノズル３は第１距離ＬＢ＝ｆＢ（ＴＢ）を示す連続長さに亘って一定の音響特性を有する。この音響特性は実質的に、音響飛行時間ＴＢ内で互いに等しい。音響飛行時間ＴＢでの音響特性の表現は好ましくは２分の１設定周期τ／２になる。同様に、座部５（または５′）とニードル４の第１端部６との接触領域から始まって、ニードル４は第２距離ＬＡ＝ｆＡ（ＴＡ）を示す連続長さに亘って一定の音響特性を有する。この音響特性は実質的に、音響飛行時間内で互いに等しい。音響飛行時間ＴＡでの音響特性の表現は好ましくは２分の１設定周期τ／２になる。
【００３２】
組み立てを容易にするために、第１距離ＬＢ＝ｆＢ（ＴＢ）の少なくとも９０％に亘って、噴射器は５％以下の線形音響インピーダンスの偏差を有していてもよい。この偏差がないと、線形音響インピーダンス破壊が考えられる。同様に、第２距離ＬＡ＝ｆＡ（ＴＡ）の少なくとも９０％に亘って、噴射器は５％以下の線形音響インピーダンスの他の偏差を有していてもよい。この偏差がないと、線形音響インピーダンス破壊が考えられる。
【００３３】
噴射器の既定の動作速度の間、すなわち噴射器の始動相と停止相を除く所定の温度での動作の間、噴射器は、燃焼室１５内の圧力に対してあまり敏感でない方法で、弁要素を交互に開閉することができる。図１に示した例では、この方法は、ニードル４のヘッド７によって延長した第１端部６の運動の制御と、ノズル３の座部５の動的に不動の保持を含んでいる。上述のように、ニードル４のヘッド７の運動制御は、アクチュエータ２を用いてニードル４に伝達される電気活性材料２２１の選択的変形、例えば設定周期τでの周期的変形によって行われる。座部５は音波伝播現象の周期性をうまく利用して、軸ＡＢに沿ったその縦方向速度をゼロに保つことによって動的に不動に保持される。座部５における、設定周期τでのニードル４のヘッド７の周期的な着座中の弁要素の各閉鎖は、衝撃を生じる。この衝撃は入射波と呼ばれる音波を生じ、それに伴い速度の跳躍Δｖと応力の跳躍Δσを生じる。この波は第１距離ＬＢに亘って移動する間ケーシング１の方に向かってノズル３に伝播し、そして線形音響インピーダンス破壊の第１領域で反射する。この音響インピーダンス破壊は図１では、軸ＡＢに垂直な平面内にノズルの断面よりもはるかに大きな断面を有するケーシング１内へのノズル３の引っ込み部ＳＸの位置とは区別がつかない。入射波が反射すると、反射波と呼ばれるそのエコーは、第１距離ＬＢを逆方向に、すなわちケーシング１から座部５に第１距離ＬＢに亘って移動するために、ノズル３に戻る。反射波は入射波と同じ符号の応力跳躍Δσと、入射波と逆の符号の速度跳躍Δｖを有する（伝播方向が逆であり、座部５に到達する方向がすべて正の速度であり、波の伝播方向はもはや正の速度ではない場合には、速度跳躍Δｖは変更された符号を有する）。第１距離が好ましくは式ＬＢ＝ｆＢ（ＴＢ）＝ｆＢ（ｎＢ×［τ／２］を条件としていることを考慮すると、反射波は、新しい波が弁要素の閉鎖による衝撃によって生じるときと全く同じ運動で、新しい座部５に到達する。ニードル４のヘッド４の運動は、好ましくは半分の設定周期τ／２の倍数に依存する第２距離ＬＡ：ＬＡ＝ｆＡ（ＴＡ）＝ｆＡ（ｎＡ×［τ／２］を条件としている。その結果、座部５において、応力が維持され、速度が無くなる。従って、座部５は運動の節を有する。この状態で、燃焼室１５内の圧力の変化は、衝撃の増幅を生じるがしかし、それらの同期性を変更しない。従って、噴射器の作動は燃焼室１５内のこの圧力変化によって影響を受けない。
【００３４】
２つの対応する波、すなわち入射波と反射波が交差するときに応力跳躍Δσの独自性を得るために、インピーダンス破壊の第１領域での音波の反射はできるだけ大きくなければならない。事実上全反射のこの条件は、順番にシリンダヘッド８と関連するケーシング１内にセットされたノズル３について満たされる優先条件である。この構成は、無限大のボディ内にセットされた（桁のような）有限直径の棒の理想的なケースに類似させることができる。アクチュエータ２が有限サイズであるため、ニードル４とアクチュエータの間の接合部ＺＪの領域における音波の全反射は達成するのが困難である。図２に示した例では、接合部ＺＪの領域において、アクチュエータ２は線形音響インピーダンスＩＡＣ−ＺＪを有し、ニードル４は他の線形音響インピーダンスＩＡ−ＺＪを有する。接合部ＺＪの領域における音波の反射に関しての満足できる妥協案は、比ＩＡＣ−ＺＪ／ＩＡ−ＺＪが所定の値よりも大きい場合に得ることができる。好ましくは次の関係が確立されている：ＩＡＣ−ＺＪ／ＩＡ−ＺＪ≧２．５。
【００３５】
上記の詳細を鑑みて、一般的な場合には、ｎＢ≠ｎＡのような第１および第２乗数について、座部５を動かないように固定するために、入射波と反射波が座部において互いに補償し合う若干の周期τだけシフトされると理解すべきである。この補償のために、例えばｎＢとｎＡの差が所定の値および／またはノズル３内の音波の損失（および最後に音波の線形音響インピーダンスの損失）よりも大きいときに、全体としてある閾値を超えないようにすることができる。その理由は、ｎＢ＝ｎＡ、特にｎＢ＝ｎＡ＝１を有する噴射器の構造が音響的な信頼性を優先し、ｎＢ≠ｎＡを有する構造と比べて依存として好ましいからである。
【００３６】
第１距離ＬＢ＝ｆＢ（ＴＢ）と第２距離ＬＡ＝ｆＡ（ＴＡ）はそれぞれ、音波の伝播のための第１の「ノズル３＋ケーシング１」の媒体と第２の「ニードル４＋アクチュエータ２」の媒体に関して、好ましくは各音響飛行時間ＴＢ＝ｎＢ×［τ／２］とＴＡ＝ｎＡ×［τ／２］によって、音響に関連して定められると理解すべきである。この音響飛行時間は上述のように、アクチュエータ２の第２部分によって開始される、設定周期τの（超音波）振動の存在に起因する。換言すると、第１距離ＬＢ＝ｆＢ（ＴＢ）と第２距離ＬＡ＝ｆＡ（ＴＡ）は２つの音響限界の間にある。一般的に、第１距離ＬＢと第２距離ＬＡの両方を定めるために使用される第１音響限界は、当該の組み立て体（「ノズル３＋ケーシング１」または「ニードル４＋アクチュエータ２」）の一端によって表される。簡単化すると、この第１音響限界が図１（または２）に示すように、ニードル４の第１端部６（ヘッド７（または７′）だけ軸方向に任意に延長している）とノズル３の座部５（または５′）との接触領域と区別できないと考えることができる。
【００３７】
外向きヘッド７を有するニードル４を備えた図１に示す例では、音波の伝播のための第２「ニードル４＋アクチュエータ２」媒体に関連して第２距離ＬＡを決定するために使用される第１音響限界が、拡散円錐台外向きヘッド７上で半分になると理解すべきである。同様に、音波の伝播のための第１「ノズル３＋ケーシング１」媒体に関連して第１距離ＬＢ＝ｆＢ（ＴＢ）を決定するために使用される第１音響限界は、対応する発散円錐台座部５上で半分になる。
【００３８】
内向きヘッド７′を有するニードル４を備えた図２に示す例では、音波の伝播のための第２「ニードル４＋アクチュエータ２」媒体に関連して第２距離ＬＡを決定するために使用される第１音響限界が、収斂円錐台内向きヘッド７′上で半分になると理解すべきである。同様に、音波の伝播のための第１「ノズル３＋ケーシング１」媒体に関連して第１距離ＬＢ＝ｆＢ（ＴＢ）を決定するために使用される第１音響限界は、対応する収斂円錐台座部５′上で半分になる。
【００３９】
２つの組み立て体の各々の特有の第２音響限界は、詳細に上述したように、線形音響インピーダンス破壊Ｉの各第１領域によって示される。例えば第２音響限界は、当該集合の直径が軸ＡＢに垂直な平面内で、変化する位置、例えばニードル４とアクチュエータ２の第１部分２１との接合領域ＺＪあるいはケーシング１内へのノズル３の引っ込み部ＳＸの位置（図１、２）に一致する。理解されるように、
−  接合領域ＺＪにおいて、ニードル４とアクチュエータ２は例えば、好ましくは同じ比重および同じ音速を有する材料で作られた一体品を機械加工することによって作られる。
−  引っ込み部ＳＸの位置では、ノズル３とケーシング１は例えば、好ましくは同じ比重および同じ音速を有する材料で作られた一体品を機械加工することによって作られる。
【００４０】
特に、一体品の機械加工は、工業規模での上記部品の製造中に使用するための最も簡単な解決策を提供する。
【００４１】
しかしながら、あるケースでは、ボティの音響限界は、２つの例によって次に示すように、ボディの物理的限界に一致しない。図１０に示すように、第１の音波伝播媒体内で上記第１距離ＬＢに亘って、複数のセグメント３０１、３０２、３０３が存在する。これらのセグメントは、各セグメント３０１、３０２、３０３特有の次の３つの判定基準、すなわち（ａ）セグメントの形状、（ｂ）セグメントの比重ρ、（ｃ）セグメント内の音速ｃのうちの少なくとも２つの判定基準によって互いに区別される。セグメント３０１、３０２、３０３の各線形音響インピーダンスＩ３０１＝Σ３０１×ρ３０１×ｃ３０１；Ｉ３０２＝Σ３０２×ρ３０２×ｃ３０２；Ｉ３０３＝Σ３０３×ρ３０３×ｃ３０３は等しく、すなわちＩ３０１＝Ｉ３０２＝Ｉ３０３である。それ故、セグメントの各線形寸法に関係なく、２つの各セグメント３０１／３０２、３０２／３０３の間の接合領域に干渉エコーは発生しない。従って、第１距離ＬＢは相変わらず、座部５０と、ケーシング１内へのノズル３の引っ込み位置ＳＸとの間にある（図１０）。よって、ノズル３をいろいろな材料でかつ材料を組み合わせることによって製作することができる。この製作は、各セグメント３０１、３０２、３０３特有の選択的な物理特性（音響特性以外の特性）を（例えば衝撃に対するセグメントの耐性を改良することによって、セグメントの機械的摩耗および／または熱膨張を低減することによって）ノズル３に局所的におよび／または軸方向に付与するように行われる。各線形音響インピーダンスＩ３０１、Ｉ３０２、Ｉ３０３によって示される軸ＡＢに沿ったセグメントの音響特性は相変わらず同じである。すなわち、Ｉ３０１＝Ｉ３０２＝Ｉ３０３である。図８に示すように、第２音波伝播媒体内で、上記第２距離ＬＡに亘って、複数のセグメント４０１、４０２、４０３が存在する。このセグメントは各セグメント４０１、４０２、４０３特有の次の３つの判定基準、すなわち（ａ）セグメントの形状、（ｂ）セグメントの比重ρ、（ｃ）セグメント内の音速ｃのうちの少なくとも２つの判定基準によって互いに区別される。セグメント４０１、４０２、４０３の各線形音響インピーダンスＩ４０１＝Σ４０１×ρ４０１×ｃ４０１；Ｉ４０２＝Σ４０２×ρ４０２×ｃ４０２；Ｉ４０３＝Σ４０３×ρ４０３×ｃ４０３は等しく、すなわちＩ４０１＝Ｉ４０２＝Ｉ４０３である。それ故、セグメントの各線形寸法に関係なく、２つの各セグメント４０１／４０２、４０２／４０３の間の接合領域に干渉エコーは発生しない。従って、第２距離ＬＡは相変わらず、座部５０と、アクチュエータ２内でのニードル４の接合領域ＺＪとの間にある（図８）。よって、ニードル４をいろいろな材料でかつ材料を組み合わせることによって製作することができる。この製作は、各セグメント４０１、４０２、４０３特有の選択的な物理特性（音響特性以外の特性）を（例えば衝撃に対するセグメントの耐性を改良することによって、セグメントの機械的摩耗および／または熱膨張を低減することによって）ニードル４に局所的におよび／または軸方向に付与するように行われる。各線形音響インピーダンスＩ４０１、Ｉ４０２、Ｉ４０３によって示される軸ＡＢに沿ったセグメ��トの音響特性は相変わらず同じである。すなわち、Ｉ４０１＝Ｉ４０２＝Ｉ４０３である。
【００４２】
図２に示すように、ニードル４とアクチュエータ２の間の接合領域ＺＪは、アクチュエータ２に少なくとも第１部分２１によってアクチュエータ２の側に形成可能である。第１部分２１は好ましくは、軸ＡＢに垂直な面内の第１部分２１の直径Ｄ１−１と呼ばれる所定の直径の円形断面を有する。ニードル４とアクチュエータ２の間の接合領域ＺＪは、少なくとも一つの軸対称区間によってニードル４の側に形成されている。この軸対称区間は軸ＡＢに垂直な面内のニードル４の直径Ｄ４と呼ばれる所定の直径を有する。第１部分２１とニードル４の円筒区間は好ましくは、同一の比重ρと音速ｃを有する材料で作られている。アクチュエータ２の第１部分２１の直径Ｄ１−１とニードル４の直径Ｄ４は次の不等式
2010531409.tif 000003
によって関連づけられている。直径のこの比Ｄ１−１／Ｄ４がアクチュエータ２内のニードル４の受け入れ可能な「音響的引っ込み」に一致していると有利である。この受け入れ可能な音響的引っ込みによって、ニードル４のヘッド７′から出てニードル４に沿って接合領域ＺＪ（図２）に達する入射波はそこで、振幅および／または周波数の最小の損失でもって反射する。この損失は設定周期τでの弁の開閉（ひいては上述のニードル４のヘッド７′の運動の制御）を妨害し得る。
【００４３】
音響に関して噴射器を一層良好に機能させるために、アクチュエータ２（図１〜２）の３つの部分２１、２２、２３によって形成されたブロックの２つの端の間の長さＬは、アクチュエータ２の第２部分２２の振動によって開始される音波の伝播とこの長さＬ＝ｆ（Ｔ）にわたる移動のための時間Ｔが次の等式を満たすようになっている。
Ｔ＝ｎ×［τ／２］                    （Ｅ３）
ここで、ｎは第３乗数と呼ばれる非ゼロの正の整数の乗数であり、例えばｎ≠ｎＢ≠ｎＡである。従って、アクチュエータ２は、ノズル３とニードル４に類似して、対称の音響的構造を有することができる。それによって、対称ブロックの位置で伝達される音波のエコーは、ブロックの端で１回以上反射した後で、音波伝達後非ゼロの正の整数の周期を経て音波のこの同じ伝達位置に戻る傾向がある。アクチュエータ２のこの音響対称性は、アクチュエータ２内のニードル４の音響的引っ込みが完全ではなく、ニードル４のヘッド７′から出てニードル４に沿って接合領域ＺＪ（図２）に達する入射波が、アクチュエータ２の第１端Ｄで部分的に反射した後、どうにか接合領域に入るときに、特に有利である。しかしながら、アクチュエータ２の音響対称性のため、第１端２１３に戻るこの入射波のエコーは伝達後非ゼロの正の整数の周期を有し、これは第１端２１３に伝達される波の遅延または符号の変化を生じない。従って、ニードル４の交互の往復運動は妨害されない。
【００４４】
上記のＥ１、Ｅ２の等式に類似して、例えば設定周期τの±１０％のオーダーの許容誤差、すなわち半分の設定周期τ／２の±２０％のオーダーの許容誤差での製造上の制約条件を考慮に入れるために、上記のＥ３の等式は実証されているように、程度の差は別にしてある許容誤差を考えなければならないと理解すべきである。この許容誤差を考慮に入れると、上記のＥ３の式は次のように書き換えることができる。
Ｔ＝ｎ×［τ／２］±０．２×［τ／２］                （Ｅ３′）
【００４５】
実際には、音響飛行時間Ｔと表現される、工業規模で製造される相当の部品で測定した長さＬ＝ｆ（Ｔ）は、上記の式Ｅ３によって計算した基準値に対して小さな偏差を有することができる。この小さな偏差は取付けられたウェイトの効果に起因し得る。このウェイトは例えば付加物または掴みまたは組み立て機械加工部に相当する。上記の許容誤差は、上記の式Ｅ３′によって、長さＬ＝ｆ（Ｔ）の音響飛行時間の表現を補正するように、取付けウェイトの上記効果を考慮することを可能にする。
【００４６】
ｎＢとｎＡに関連して上述した理由と同じ理由から、ｎ＝ｎＢ＝ｎＡ、特にｎ＝ｎＢ＝ｎＡ＝１が好ましい。
【００４７】
図１１に示すように、アクチュエータ２の第１部分２１は軸方向において第１端２１３と、反対側の第２端２１２を有することができる。この第１端は、ブロックがニードル４に連結されている端Ｄとは区別できない。第２端はアクチュエータ２の第２部分２２の電気活性材料２２１に対して押し付けられている。上記第１端２１３と第２端２１２の間の第１長さＬ１は好ましくは、アクチュエータ２の第２部分２２の振動によって生じる音波の伝播とこの第１長さＬ１＝ｆ１（Ｔ１）に沿った移動のための時間Ｔ１が次式を満たすようになっている。
Ｔ１＝ｍ×［τ／２］                          （Ｅ４）
ここで、ｍは非ゼロの正の整数の乗数であり、例えばｍ≠ｎ≠ｎＢ≠ｎＡである。この構成は例えば、既に上述した、アクチュエータ２内のニードル４の不完全な音響的引っ込みに加えて、アクチュエータ２が第２端２１２に新しい線形音響インピーダンス破壊領域を有する場合に適用される。アクチュエータ２の第１部分２１の音響対称性のため、第２端２１２での新しい線形音響インピーダンス破壊領域によって生じる干渉エコーにもかかわらず、第１端２１３に伝達される波の遅延または符号の変化は生じない。従って、ニードル４の交互の軸方向往復運動は妨害されない。
【００４８】
上記のＥ１〜Ｅ３の等式に類似して、上記のＥ４の等式は実証されているように程度の差は別にしてある許容誤差を考えなければならないと理解すべきである。それによって、例えば設定周期τの±１０％のオーダーの許容誤差、すなわち半分の設定周期τ／２の±２０％のオーダーの許容誤差での製造上の制約条件を考慮に入れることができる。この許容誤差を考慮に入れると、上記のＥ４の式は次のように書き換えることができる。
Ｔ１＝ｍ×［τ／２］±０．２×［τ／２］                （Ｅ４′）
【００４９】
実際には、音響飛行時間Ｔ１と表現される、工業規模で製造される相当の部品で測定した第１長さＬ１＝ｆ１（Ｔ１）は、上記の式Ｅ４によって計算した基準値に対して小さな偏差を有することができる。この小さな偏差は取付けられたウェイトの効果に起因し得る。このウェイトは例えば付加物または掴みまたは組み立てのための機械加工部に相当する。上記の許容誤差は、上記の式Ｅ４′によって、第１長さＬ１＝ｆ１（Ｔ１）の音響飛行時間の表現を補正するように、取付けウェイトの上記効果を考慮することを可能にする。
【００５０】
ｎＢとｎＡを参照して上述した理由と同じ理由から、ｍ＝ｎＢ＝ｎＡ、特にｍ＝ｎＢ＝ｎＡ＝１が好ましい。
【００５１】
この第２端と、軸方向においてニードル４とは反対側にあるブロックの端Ｃとの間の第２長さＬ２は、アクチュエータ２の第２部分２２の振動によって生じる音波の伝播とこの第２長さＬ２＝ｆ２（Ｔ２）に沿った移動のための時間Ｔ２が次式を満たすようになっている。
Ｔ２＝ｋ×［τ／２］                          （Ｅ５）
ここで、ｋは非ゼロの正の整数の乗数であり、例えばｋ≠ｍ≠ｎ≠ｎＢ≠ｎＡである。この音響的に対称の構成は例えば、第２端２１２での新しい線形音響インピーダンス破壊領域が部分的な線形音響インピーダンス破壊だけを有する場合に適用される。従って、アクチュエータの第１部分上に軸方向に伝わる音波は、アクチュエータ２の第２端２１２で部分的に反射した後で、どうにか第２部分に入ろうとし、第２端２１２および／または第１端２１３および／またはニードル４の交互の軸方向運動を妨害しない。
【００５２】
上記のＥ１〜Ｅ４の等式に類似して、上記のＥ５の等式は実証されているように程度の差は別にしてある許容誤差を考えなければならないと理解すべきである。それによって、例えば設定周期τの±１０％のオーダーの許容誤差、すなわち半分の設定周期τ／２の±２０％のオーダーの許容誤差での製造上の制約条件を考慮に入れることができる。この許容誤差を考慮に入れると、上記のＥ５の式は次のように書き換えることができる。
Ｔ２＝ｋ×［τ／２］±０．２×［τ／２］                （Ｅ５′）
【００５３】
実際には、音響飛行時間Ｔ２と表現される、工業規模で製造される相当の部品で測定した第２長さＬ２＝ｆ２（Ｔ２）は、上記の式Ｅ５によって計算した基準値に対して小さな偏差を有することができる。この小さな偏差は取付けられたウェイトの効果に起因し得る。このウェイトは例えば付加物または掴みまたは組み立てのための機械加工部に相当する。上記の許容誤差は、上記の式Ｅ５′によって、第２長さＬ２＝ｆ２（Ｔ２）の音響飛行時間の表現を補正するように、取付けウェイトの上記効果を考慮することを可能にする。
【００５４】
ｎＢとｎＡを参照して上述した理由と同じ理由から、ｋ＝ｎＢ＝ｎＡ、特にｋ＝ｎＢ＝ｎＡ＝１が好ましい。
【００５５】
工業規模での組み立てを容易にするために、アクチュエータ２は、第２長さＬ２の少なくとも９０％に亘って、５％以下の線形音響インピーダンス偏差を有する。この構造により、例えばアクチュエータ２の第２部分２２を形成し小さな偏差の寸法、例えば軸方向寸法を有するセラミック圧電シムを積層することが可能になり、その際噴射器の注文された動作を妨害し得る、音響の点で許せない差を生じることがない。
【００５６】
アクチュエータ２の第１部分２１は好ましくは、電気活性材料２２１の振動を増幅してニードル４に伝達するように設計されている。それによって、弁要素におけるニードル４の運動は電気活性材料２２１の全変形よりも大きい。第１部分２１の軸ＡＢに対して垂直であるすべての区間は、上記軸ＡＢに沿って、その第２端２１２からその第１端２１３へ第１部分２１を伝わる音波によって生じる運動を有する。アクチュエータ２の第１部分２１は好ましくは、上記軸ＡＢに沿って、線形音響インピーダンス変化Ｉ２１を有し、この線形音響インピーダンス変化は、軸ＡＢに対して垂直で第１端２１３にある区間の軸方向運動が、第１部分２１の他の区間の軸方向運動よりも大きくなるような大きさである。第１部分２１の線形音響インピーダンスＩ２１は次の等式によって定義される。Ｉ２１＝Σ２１×ρ２１×ｘ２１。ここで、Σ２１は軸ＡＢに垂直な第１部分２１の区間の表面であり、ρ２１は第１部分２１の比重であり、ｃ２１は第１部分２１の音速である。電気活性材料２２１の変形によって生じるアクチュエータ２の第２部分２２の選択的変形は、アクチュエータ２の第１端２１３で最大運動を生じるように増幅され、従ってニードル４の第１端部６で、この第１端２１３は「胴」と呼ばれる場所になる。この胴では、振動（特に運動）が増幅されて最大になる。
【００５７】
アクチュエータ２の第１部分２１は、好ましくは、軸ＡＢに沿ってニードル４に近づく程細くなる少なくとも一つの円錐台形セグメントからなっている（図１１、１２）。軸ＡＢに垂直な平面内で軸ＡＢに沿って断面がほぼ線形にまたは指数関数的に変化する円錐台形セグメントは、電気活性材料２２１の変形によって生じるアクチュエータ２の第２部分２２の選択的変形を増幅することができる。例えば円筒形（図１３）の第１部分２１と比較して、円錐台形セグメントからなる部分（図１１〜１２）は、軸方向に積層した少数のセラミック圧電シムによって第１端Ｄで同じ運動を生じることができる。工業規模での噴射器の組み立て時に時間が節約されることに加えて、この構成はアクチュエータ２を、組み立て品質と寿命に関して一層信頼性のあるものにする。元来脆いセラミック圧電シムは破壊および／またはひび割れの危険がある。好ましくは、軸ＡＢに垂直な円錐台形セグメントのすべての区間ＥＦと、円錐台形セグメントの仮想尖端Ｐとの間の、軸ＡＢに沿った距離Ｈ（図１２）は、次の不等式を満たす。Ｈ＞０．２２×ｃ×τ。この構成により、運動を増幅する円錐台形セグメントで生じる音波の分散は、許容されるものであり、噴射器の注文動作を妨げない。
【００５８】
上記において詳細に説明したように、アクチュエータ２は幾つかの部分２１、２２、２３からなり、これらの部分は固有のその形状および／または比重ρおよび／または音速ｃによって互いに区別することができる（図１３〜１７）。その理由は、例えば２つの端Ｃ、Ｄの間のその長さＬに亘っておよび／またはその第１長さＬ１に亘っておよび／または第２長さＬ２に亘って好ましくは一定の所定の線形音響インピーダンスＩを有するアクチュエータ２を備えた噴射器を製造するために、アクチュエータ２の上記部分２１、２２、２３はそれぞれ、軸ＡＢに垂直な平面内に異なる表面積の断面を有することができるからである。それによって、軸ＡＢに垂直な断面の表面積Σによって線形音響インピーダンスＩの生じ得る偏差を補償することができる。第１例が図１４〜１５に示してあり、この第１例はアクチュエータ２の第３部分２３と第２部分２２に関し、これらの部分はそれぞれ、軸ＡＢに垂直な平面内に異なる表面積を有する断面Ｄ３、Ｄ２−３を備えている。第２例が図１６に示してあり、この第２例はアクチュエータ２の第１部分２１と第２部分２２に関し、これらの部分はそれぞれ、軸ＡＢに垂直な平面内に異なる表面積を有する断面Ｄ１−２、Ｄ２−１を備えている。第３例が図１４〜１５に示してあり、この第３例はアクチュエータ２の第１部分２１とニードル４に関し、これらはそれぞれ、軸ＡＢに垂直な平面内に異なる表面積を有する断面Ｄ１−１、Ｄ４を備えている。異なる断面を有する部分の間で応力の最も均一な分配を保証できるようにするために、アクチュエータ２の３つの部分２１、２２、２３の間の連結および／または第１部分２１とニードル４の間の連結のためのセグメントを設けることができる。第３部分は好ましくは、第２部分との連結のためのセグメント２３０を有することができ、このセグメントの軸方向の長さＬＡ３は、アクチュエータ２の第２部分２２の振動によって開始される音波の伝播と、この長さＬＡ３＝ｆＡ３（ＴＡ３）に沿った移動のための時間ＴＡ３が次の不等式：ＴＡ３＜τ／１０を満たす（図１４〜１５）。この構成のおかげで、第３部分２３と第２部分２２の間で応力の最も均一な分配が、制限された長さＬＡ３＝ｆＡ３（ＴＡ３）に亘って達成される。
【００５９】
第１部分２１は好ましくは、第２部分２２との連結のためのセグメント２１１を有する。このセグメントの軸方向の長さＬＡ２は、アクチュエータ２の第２部分２２の振動によって開始される音波の伝播と、この長さＬＡ２＝ｆＡ２（ＴＡ２）に沿った移動のための時間ＴＡ２が次の不等式：ＴＡ２＜τ／１０を満たす（図１７）。この構成のおかげで、第１部分２１と第２部分２２の間で応力の最も均一な分配が、制限された長さＬＡ２＝ｆＡ２（ＴＡ２）に亘って達成される。
【００６０】
第１部分２１は好ましくは、ニードル４との連結のためのセグメント２１０を有する。このセグメントの軸方向の長さＬＡ１は、アクチュエータ２の第２部分２２の振動によって開始される音波の伝播と、この長さＬＡ１＝ｆＡ１（ＴＡ１）に沿った移動のための時間ＴＡ１が次の不等式：ＴＡ１＜τ／２０を満たす。この構成のおかげで、第１部分２１とニードル４の間で応力の集中が減少する。この結果は、アクチュエータ２内のニードル４の上述の音響問題の受け入れ可能な引っ込みを確実にするために、きわめて短縮された長さＬＡ２＝ｆＡ２（ＴＡ２）に亘って得られる。
【００６１】
連結セグメント２１０、２１１、２３０は４５°の頂点で例えば半分の角度を有する円錐台の形状を有することができる。この円錐台の形状は機械加工による製造がきわめて容易である。しかしながら、この円錐台の形状に制限されない。連結セグメント２１０、２１１、２３０を、好ましい軸、例えばその対称軸に垂直な２つの平面と、上記軸を含む平面内に定められた曲線の回転によって生じた表面とによって画成された回転部分とすることができる。この曲線はＳ字状および／または指数関数状のタイプであってもよい。
【００６２】
工業規模でのアクチュエータ２の組み立てを容易にするために、アクチュエータ２の第１部分２１は軸ＡＢに沿って中央ロッド４０によってニードル４から離れる方向に延長可能である。この中央ロッドは装着してもよいし（図１６）、装着しなくてもよい（図１７）。この構造では、アクチュエータ２の第２部分２２と第３部分２３が中央ロッド４０に螺合されている。中央ロッド４０は、例えばナットからなるプレストレス手段２５０によって、アクチュエータ２の３つの部分２１、２２、２３を互いに対して強く押し付けることを容易にするために、ねじを備えていてもよい。あまり好ましくない実施の形態（図示せず）では、第３部分２３とプレストレス手段２５０は区別がつかなくてもよい。この場合、第３部分２３は中央ロッド４０に直接螺合させるのに適したねじを有していてもよい。それによって、アクチュエータ２の第２部分２２の電気活性材料２２１に予圧縮応力が加えられる。あまり好ましくない他の実施の形態（図示せず）では、第３部分２３とプレストレス手段２５０と第２部分２２が区別がつかなくてもよい。
【００６３】
好ましくは、中央ロッド４０は、アクチュエータ２の第２部分２２の電気活性材料２２１の熱膨張とほぼ同一の熱膨張（特に熱膨張係数）を有する（図１６）。例えばセラミックの電気活性材料２２１はきわめて小さな熱膨張係数を有している場合、ロッド４０もきわめて小さな熱膨張係数、例えば約１０−６／°Ｃの熱膨張係数を有していなければならない。例えばセラミックの電気活性材料２２１の場合、中央ロッド４０は炭素とクロムを含む鉄とニッケルの合金、例えば「インバー」タイプの合金で作られている。この構成のおかげで、電気活性材料２２１の予圧縮応力は、噴射器の温度の変化にもかかわらず、一定にとどまる傾向がある。２つの材料（電気活性材料２２１と中央ロッド４０の材料）の同じ膨張は、噴射器の温度の変化に起因する膨張についての温度補正を確実にする。アクチュエータ２の組み立ては一層速くなる。というのは、２つの材料の上記膨張について他の補正手段を必要としないからである。中央ロッド４０は好ましくは、電気活性材料２２１（セラミック）と第３部分２３と第１部分２１の熱膨張の合計にほぼ等しい熱膨張を有する。中央ロッドは噴射器の温度１００°Ｃの変化に関して５ＭＰａよりも大きな応力変化を、例えばセラミックの電気活性材料２２１に生じない。
【００６４】
上記の代わりに、中央ロッド４０は、アクチュエータ２の第２部分２２の電気活性材料２２１の熱膨張と異なる（図１７）、特に電気活性材料２２１（セラミック）と第３部分２３と第１部分２１の熱膨張の合計と異なる熱膨張（特に熱膨張係数）を有する。例えば、中央ロッド４０はアクチュエータ２の第２部分２２の電気活性材料２２１の熱膨張係数よりも大きな熱膨張係数を有していてもよい。この場合、中央ロッド４０に連結され、アクチュエータ２の３つの部分２１、２２、２３を互いに対して強く押し付けるのに適したプレストレス手段２５０は、弾性手段２５１（例えば少なくとも一つのゴムシール、少なくとも一つのゴムシムまたはばね）を介して、ニードル４とは反対側のアクチュエータ２のブロックの端部に連結されている。弾性手段２５１は、熱膨張に起因する中央ロッド４０の伸びに関係なく、電気活性材料２２１の実質的に一定の予圧縮応力を提供することを可能にする。この構成のおかげで、例えばインバーロッドが在庫切れしているときに、工業規模でアクチュエータ２の組み立てを続けることができる。従って、この実施の形態は噴射器の製造を一層信頼できるものにするのに役立つ。
【００６５】
最後に、図１６の構造に従い、電気活性材料２２１（セラミック）と第３部分２３と第１部分２１と中央ロッド４０の膨張係数の差が、噴射器の作動温度範囲において、（プレストレス手段２５０によって生じる）公称応力の１０％よりも多い、電気活性材料２２１の予圧縮応力の変化を生じないように、上記の膨張係数の差の選択を確実にすることができる。
【００６６】
中央ロッド４０は、その形状とその比重とその音速を介して、音響的に無視し得る貢献をすることを理解すべきである。例えば、中央ロッド４０が中実であるときは、軸ＡＢに垂直な平面内でのその直径は、第２部分２２の直径Ｄ２−１やニードル４の直径Ｄ４と比べて無視可能である（図１６〜１７に縮尺に従わずに略示しているものとは違って）。要約すると、中央ロッド４０の存在は、上記の等式（Ｅ３）と（Ｅ３′）によって音響飛行時間Ｔで表される、アクチュエータ２の３つの部分２１、２２、２３からなるブロックの長さＬ＝ｆ（Ｔ）に大きな影響を与えない。
【００６７】
中央ロッド４０が、電気活性材料２２１（セラミック）と第３部分２３と第１部分２１の膨張係数の合計にほぼ等しい熱膨張を有するとき（特に、中央ロッド４０が電気活性材料２２１（セラミック）の熱膨張にほぼ等しい熱膨張を有するとき）、上記の等式（Ｅ３）によって表した長さＬ＝ｆ（Ｔ）（その代わりに等式（Ｅ３′）によって表すことができる）が、図１６に示すように、ブロックの２つの端（横方向面）の間に依然として存在すると理解すべきである。理解されるように、
−  図１６でＤと称した第１端（アクチュエータ２の第１部分２１のニードル４の方に向いた横方向面）の上述の定義は、変更されないで存在する。
−  図１６でＣと称した他の端は、ニードル５とは反対側の、プレストレス手段２５０の端（その横方向面）に一致し、ニードル４とは反対側の第３部分２３の端（その横方向面）とは一致しない。
【００６８】
中央ロッド４０が電気活性材料２２１（セラミック）と第３部分２３と第１部分２１の膨張係数の合計とは実質的に異なる熱膨張を有するとき（特に、中央ロッド４０が電気活性材料２２１（セラミック）の熱膨張とは異なる熱膨張を有するとき）、アクチュエータ２の３つの部分２１、２２、２３からなるブロックの２つの端Ｃ、Ｄ（図１７）の上述の定義は変更されないで存在し（特に、ブロックの端Ｃはニードル４とは反対側の第３部分２３の端に一致し）、従って上記の等式（Ｅ３）で表したブロックの長さＬ＝ｆ（Ｔ）（その代わりに等式（Ｅ３′）によって表すことができる）が、これらの２つの端Ｃ、Ｄ（図１７）の間に依然として存在すると理解すべきである。特に、弾性手段２５１は低い線形インピーダンスを有し、音波は第３部分２３と弾性手段２５１の間のインターフェースを形成する端Ｃに反射する。それによって、第３部分２３から軸方向に出る音波は弾性手段２５１を経て、プレストレス手段２５０に入らない。中央ロッド４０の存在が上述のように音響的に無視できないので、第３部分２３と弾性手段２５１の間の線形音響インピーダンス破壊は全体破壊に結びつけることができるので、図１７に示すように、第３部分２３とプレストレス手段２５０の間の音響媒体の連続性はもはや存在しない。
【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７−８】
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【図９−１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３−１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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2010531409.tif 000019
2010531409.tif 000020
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