(57)【要約】  圧電燃料噴射装置用ばね組立体、および、かかる圧電燃料噴射装置用ばね組立体を組み立てる組立方法。組立体は、圧電要素（２０４）と、第１のばね（２１２）と、第２のばね（２１０）とを有する。第１のばね（２１２）は、第２のばね（２１０）を拡張することにより、第２のばね（２１０）を付勢し、圧電要素（２０４）が拡張すると、第２のばね（２１０）はさらに拡張される。組み立てるために、第２のばねの第２の端部を圧電要素の第２の端部に連結する前に、第１のばねが、外的圧縮力により圧縮され、連結後に外力は解放され、第１のばねと第２のばねとの間にばね力の平衡が確立することを可能にする。【選択図】図３
2017508096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電燃料噴射装置用ばね組立体であって、
少なくとも１つの圧電要素（２０４）と、
少なくとも１つの第１のばね（２１２）と、
少なくとも１つの第２のばね（２１０）と
を備え、
前記少なくとも１つの第１のばね（２１２）が、前記少なくとも１つの第２のばね（２１０）を拡張することにより、前記少なくとも１つの第２のばね（２１０）を付勢し、
前記圧電要素（２０４）が拡張すると、前記少なくとも１つの第２のばね（２１０）が、さらに拡張される、圧電燃料噴射装置用ばね組立体。
【請求項２】
前記少なくとも１つの圧電要素（２０４）の第１の端部が、力を伝達するように、直接的にまたは間接的に、前記少なくとも１つの第２のばね（２１０）の第１の端部に連結され、前記少なくとも１つの圧電要素（２０４）の第２の端部が、力を伝達するように、直接的にまたは間接的に、前記少なくとも１つの第２のばね（２１０）の第２の端部に連結される、請求項１に記載の圧電燃料噴射装置用ばね組立体。
【請求項３】
前記少なくとも１つの圧電要素（２０４）の第１の端部が、間接的に、力を伝達するように、第１の端部キャプ（２０６）により、前記少なくとも１つの第２のばね（２１０）の前記第１の端部に連結され、前記少なくとも１つの圧電要素（２０４）の前記第２の端部が、間接的に、第２の端部キャップ（２０８）により、力を伝達するように、前記少なくとも１つの第２のばね（２１０）の前記第２の端部に連結される、請求項２に記載の圧電燃料噴射装置用ばね組立体。
【請求項４】
前記少なくとも１つの第２のばね（２１０）が、前記少なくとも１つの第１のばね（２１２）とは異なる種類のばねである、請求項１に記載の圧電燃料噴射装置用ばね組立体。
【請求項５】
前記少なくとも１つの第２のばね（２１０）が管状ばねであり、前記少なくとも１つの圧電要素（２０４）が、前記管状ばね内に含まれる、請求項１に記載の圧電燃料噴射装置用ばね組立体。
【請求項６】
前記少なくとも１つの第１のばね（２１２）が皿ばねである、請求項１に記載の圧電燃料噴射装置用ばね組立体。
【請求項７】
前記少なくとも１つの第１のばね（２１２）が、前記第１の端部キャップ（２０６）と可動要素との間に挟まれた皿ばねであり、前記可動要素が、力を伝達するように、前記少なくとも１つの圧電要素（２０４）の前記第１の端部と連結される、請求項３に記載の圧電燃料噴射装置用ばね組立体。
【請求項８】
前記少なくとも１つの圧電要素（２０４）の拡張に際し、前記少なくとも１つの第１のばね（２１２）、および前記第１の端部キャップ（２０６）を介し、前記少なくとも１つの第２のばね（２１０）の前記第１の端部内に力が伝達されるように、前記可動要素が、前記少なくとも１つの第１のばね（２１２）を圧縮し、伝達された前記力が、前記少なくとも１つの第２のばね（２１０）を拡張する、請求項７に記載の圧電燃料噴射装置用ばね組立体。
【請求項９】
前記少なくとも１つの圧電要素（２０４）の前記拡張に際し、前記少なくとも１つの第１のばね（２１２）が、その完全な平坦形状に達する点まで圧縮される、請求項８に記載の圧電燃料噴射装置用ばね組立体。
【請求項１０】
前記圧電要素（２０４）の前記第１の端部が、直接的にまたは間接的に、燃料噴射装置ピン（２１４）に連結され、前記圧電要素（２０４）が拡張すると、前記第１の端部が前記燃料噴射装置ピン（２１４）を動かす、請求項１に記載の圧電燃料噴射装置用ばね組立体。
【請求項１１】
第１および第２の端部を有する少なくとも１つの圧電要素（２０４）と、少なくとも１つの第１のばね（２１２）と、第１および第２の端部を有する少なくとも１つの第２のばね（２１０）とを備える圧電燃料噴射装置用ばね組立体を組み立てる組立方法であって、
力を伝達するように、前記圧電要素（２０４）の前記第１の端部を、前記少なくとも１つの第１のばね（２１２）を介し、前記少なくとも１つの第２のばね（２１０）の前記第１の端部に連結するステップと、
前記少なくとも１つの第１のばね（２１２）に外的圧縮力を印加することにより、前記少なくとも１つの第１のばね（２１２）を圧縮するステップと、
力を伝達するように、前記圧電要素（２０４）の前記第２の端部を、直接的にまたは間接的に、前記少なくとも１つの第２のばね（２１０）の前記第２の端部に連結するステップと、
前記少なくとも１つの第１のばね（２１２）に作用する前記外的圧縮力を完全に解放し、その結果、前記少なくとも１つの第１のばね（２１２）および前記少なくとも１つの第２のばね（２１０）のばね力が平衡に達する点まで、前記少なくとも１つの第２のばね（２１０）を拡張しながら、前記第１のばね（２１２）が部分的に解放されるステップと
を含む組立方法。
【請求項１２】
力を伝達するように、前記圧電要素（２０４）の前記第２の端部を前記少なくとも１つの第２のばね（２１０）の前記第２の端部に連結する前に、前記圧電要素（２０４）の前記第２の端部を、前記少なくとも１つの第１のばね（２１２）に対して押すことにより、前記少なくとも１つの第１のばね（２１２）に前記圧縮力を印加するステップを含む、請求項１１に記載の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は、全体として、圧電要素を利用する燃料噴射装置に関し、より詳細には、ばねをさらに利用する圧電燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]現代の多くの内燃エンジンは、高圧下で小型ノズルを通し燃料を強制的に圧送することにより噴霧燃料をエンジンに供給する、燃料噴射システムを利用する。これらの燃料噴射システムは、すでに使用されている気化器よりも、より精密かつ効率的である傾向がある。これらのシステムで利用される典型的な燃料噴射装置は、油圧、電磁、または圧電作動される噴射装置ピン（ｉｎｊｅｃｔｏｒ  ｐｉｎｓ）を利用することが多い。
【０００３】
[0003]圧電要素は、要素の両端に電圧が印加されると、寸法を変化させる材料である。電圧が取り除かれると、圧電要素は、その元の寸法に戻る。作動装置として使用される場合、作動装置の変位量を大きくするために、多くの圧電要素が積層され、より大きな圧電要素または「圧電積層体（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｓｔａｃｋｓ）」を形成する。圧電作動式燃料噴射装置では、１つまたは複数のこれらの圧電要素または圧電積層体が使用され、内燃エンジンへ燃料を調量する燃料噴射装置ピンを作動させる。戻し力を印加し、したがって、圧電積層体が作動されなくなると、その「休止」位置へ燃料噴射装置ピンが戻ることを促進するために、多くの場合、様々なばね状構造体がこれらの装置と共に使用される。
【０００４】
[0004]燃料噴射装置で圧電積層体を利用する際に生じる１つの問題は、圧電積層体を効果的に機能させるには、積層体を含む噴射装置の関連部分の組立中に、十分な予荷重力が確立されることが必要となることである。実行可能なパッケージ化要件に対し必要とされる戻し力を印加する予荷重力は、標準的な巻ばねによってもたらされ得るものよりもたいていは高く、したがって不十分である。したがって、圧電積層体を利用する典型的な燃料噴射装置は、戻し力をもたらすために管状ばね（ｔｕｂｅ  ｓｐｒｉｎｇ）を利用する傾向にある。管状ばねは、本質的には、軸方向の柔軟性を高めるスロットおよび／または溝のパターンを有する円筒形の管である。管状ばね構造体を使用する配置の例は、Ｓｉｅｍｅｎｓ  ＶＤＯ  Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅへの欧州特許出願公開第１５４８８５４（Ａ１）号において見出すことができる。
【０００５】
[0005]戻し力をもたらすために管状ばねを利用することに伴う１つの問題は、管状ばねは、かなり硬い傾向があり（すなわち、それらは高ばね定数を有する）、したがって、公差の許容範囲内の予荷重力をもたらすためには、著しく精密な組立プロセスを用いる必要があることである。
【０００６】
[0006]適切な予荷重力を支持することができるばねを提供する試みにおいて、現在利用される他の選択肢には、ねじ付きつば構造体（ｔｈｒｅａｄｅｄ  ｃｏｌｌａｒ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ）の利用が含まれるが、しかしながら、かかる構造体は、圧電積層体に不要なトルクを加えることにより、燃料噴射プロセスを複雑化させる。前述の管状のばねを保ち、特有かつより正確な伸長を促進するために、他の複雑な機器も設計され得るが、しかしながら、これらの機器は、高額となり得、繊細な生産要件を有し得、かつ、燃料噴射装置に複雑な追加的構成要素を追加する場合がある。
【０００７】
[0007]わずかな動きも保持する圧入スリーブが上記の目的のために使用される場合もあるが、しかしながら、これらの構造体は、前述の機器の望ましくない複雑さを共に負担する。最後になるが、皿ばね（Ｂｅｌｌｅｖｉｌｌｅ  ｓｐｒｉｎｇｓ）が利用される場合もあるが、しかしながら、これは、望ましくないパッケージ化配置につながる恐れがあり、高応力が皿ばねに印加され、それらを損傷し、したがって、燃料噴射装置の使用寿命を短くする恐れがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
[0008]したがって、燃料噴射装置内で利用される圧電積層体に対する十分な予荷重力を収容するための、効率的な方法および装置が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
[0009]燃料噴射装置内で利用される圧電積層体に対する十分な予荷重力を効率的に収容する方法および装置が、本明細書に記載される。本発明の特徴を組み入れた方法は、例えば、燃料噴射装置区分の組立中に、互いに関連して配置される少なくとも２つの異なるタイプのばねを備える複数のばねと共に、噴射装置本体内に圧電要素を配置することにより、十分な予荷重力を収容するステップを含むことができる。予荷重力は、第２のタイプのばねが、その自由長さで留まることを可能にしながら、圧電要素に印加され、第１のタイプのばねを圧縮することができる。次いで、圧電要素は、本体部分内にさらに包囲されることができ、かつ／または、第２のタイプのばねは、定位置に固着されることができ、ばねが必要な予荷重力をもたらすことを可能にする。以下に、この方法および他の方法が、より詳細に記載される。
【００１０】
[0010]本発明の特徴を組み入れた装置は、圧電要素と、十分な予荷重力を圧電要素にもたらすように互いに関連して配置された、少なくとも２つの異なるタイプのばねとすることができる複数のばねとを備えることができる。一部の実施形態では、複数のばねは、１つまたは複数の皿ばねと直列に構成された１つまたは複数の管状ばねを備える。
【００１１】
[0011]本発明のこれらおよび他のさらなる特徴、ならびに有利性は、添付の図面と併せ以下の詳細な記載を基にし、当業者に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】[0012]本発明による装置および方法が適用されることができる例示的環境を実証する、燃料噴射装置の破断図である。
【図２】[0013]本発明の特徴を組み入れた自由状態（ｆｒｅｅ）の、荷重されていない圧電要素構成の断面図である。
【図３】[0014]予荷重力が印加され、圧電要素が圧縮された状態を示す、図２の圧電要素構成の断面図である。
【図４】[0015]予荷重された圧電組立体を示す、図２の圧電要素構成の断面図である。
【図５】[0016]図４の予荷重された圧電組立体の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
[0017]本発明の特徴を組み入れた、燃料噴射装置で使用するための圧電要素パッケージは、圧電要素と、十分な予荷重力を圧電要素にもたらすように互いに関連して配置された少なくとも２つの異なるタイプのばねを備える複数のばねとを備えることができる。一部の実施形態では、複数のばねは、１つまたは複数の皿ばねと直列に構成された１つまたは複数の管状ばねを備える。
【００１４】
[0018]圧電要素は、単一の圧電要素とすることができ、または、１つまたは複数の圧電積層体を形成するように互いに関連して配置された多数の圧電要素とすることができる。圧電要素の形状は、電流の供給に基づき異なり得る。圧電要素は、噴射装置ピンと連通するように構成されることができ、起動に応答した圧電要素の動きが、圧電要素の作動に応答し所望の方向に移動されるようにピンに伝えられる。電流が圧電要素に印加されなくなると、圧電要素およびピンは、「休止」位置に戻る。１つまたは複数のばねを使用するなどの様々な構造体が、戻し力を印加し、圧電要素が「休止」位置に戻ることを促進するように圧電要素と共に利用されることができる。
【００１５】
[0019]複数のばねは、様々な構成と、複数個のばねの配置とを備えることができ、少なくとも２つの異なるタイプのばねを備えることができる。これらの異なるタイプのばねは、パッケージが、受容可能な予荷重力を有して配置されることができ、かつ、複数個のばねが、ばねのライフサイクル中またはパッケージの整合性（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｐａｃｋａｇｅ）がある間この予荷重力を収容することができるように、互いに関連して構成されることができる。
【００１６】
[0020]一部の実施形態では、複数のばねは、１つまたは複数の管状ばねと、１つまたは複数の皿ばねとを備える。一部の実施形態では、管状ばねおよび皿ばねは、互いに直列に配置される。管状ばねおよび皿ばねを互いに直列に配置する１つの利点は、ばねに著しい量の応力を印加する予荷重力を用いず、ばねが適切な戻し力をもたらし得ることである。管状ばねおよび皿ばねを直列に配置することにより、ばねのタイプによる個々の欠点の多くが緩和され、例えば、管状ばねの高ばね定数は、複数個の皿ばね構成要素により軽減され、皿ばねに印加される応力は、管状ばね構成要素により軽減される。他の実施形態では、管状ばねおよび皿ばねは、互いに並列に配置されることができる。しかしながら、並列配置は剛性を増加させ、したがって、前述の恩恵を低減させる恐れがある。
【００１７】
[0021]圧電噴射装置パッケージの管状ばね／皿ばね式実施形態を組み立てる際に、管状ばねがその自由（非圧縮）長さで留まりながら、予荷重圧縮力が圧電要素に印加され、皿ばねを圧縮するように、圧電要素が、管状ばねおよび皿ばねと関連して配置される。圧縮力が印加される開口領域上を除き、圧電要素が噴射装置本体構造体によって取り囲まれた状態で、圧縮力は、直接的に圧電要素に印加されることができる。一部の実施形態では、圧縮力が直接的に圧電要素に印加される噴射装置本体の開口領域が存在するのではなく、圧縮力により移動し、圧電要素を圧縮する、噴射装置本体の「可動部分」が存在する。噴射装置本体のこの可動部分は、圧縮力により移動し、圧電要素を圧縮するために、撓む、曲がる、またはその形状を変えるのはもちろん、例えば、スリットおよび溝摺動システムを利用し本体内を進むように配置され得ると理解されたい。
【００１８】
[0022]皿ばねは、圧電要素と端部キャップおよび／または取り囲む噴射装置本体の一部分との間に挟まれることができ、圧縮力が圧電要素に印加されると、圧電要素が、皿ばねおよび端部キャップを圧迫し、皿ばねを圧縮する。皿ばねの所望の圧縮が達成され、例えば、所望の予荷重力に相当する戻し力をもたらすと、例えば、上記のような開口領域を有する実施形態では、パッケージを完全に包囲する追加的な端部キャップ部分をパッケージ上へ固着することにより、パッケージはさらに密封されることができ、したがって、現状の圧縮レベルを維持する。上記のような可動部分を有する実施形態では、現在の圧縮レベルは、所望の場所に可動部分を固着することにより維持されることができ、したがって、可動部分のさらなる動きを防止する。本明細書に記載される様々な「固着」ステップは、例えば、溶接、および、様々な接着剤の利用など、当該技術分野で既知である、物体を定位置に固着する永久的または一時的な任意の方法を利用して実行されることができる。自由長さの管状ばねは、定位置に固定されることができる。
【００１９】
[0023]一部の実施形態では、圧電要素および対応する皿ばねの所望の予荷重圧縮が得られると、予荷重力は、管状ばね自体に追加的な端部キャップ部分を固着することにより、または、管状ばね自体に噴射装置本体構造体の可動部分を固着することにより（それらの実施形態においては）維持される。事前に圧縮された皿ばねから結果として生じる押し戻し力が、圧電要素および端部キャップ部分（または可動部分）を押圧し、管状ばねを所望の予荷重位置に伸長させ固定する。
【００２０】
[0024]本開示を通し、本明細書の好ましい実施形態および示された例は、本開示の範囲を限定するものとしてではなく、典型例として提供される。本明細書で使用される場合、用語「発明」、「方法」、「本方法」、または「本発明」は、本明細書に記載された本発明の特徴を組み入れた実施形態のうちの任意の１つ、および、あらゆる均等物を表す。さらに、本文献を通し「発明」、「方法」、「本方法」、または「本発明」の様々な特徴を参照することは、すべての特許請求された実施形態または方法が、参照された特徴を含まなくてはいけないということを意味するものではない。
【００２１】
[0025]要素または特徴が、別の要素または特徴に「接する」または「隣接する」と表される場合、それは、他の要素もしくは特徴に、直接的に接するもしくは隣接することができ、または、介在する要素もしくは特徴が存在してもよいということも理解されたい。さらに、「外側」、「上方」、「下側」、「下方」などの相対的な用語、および類似の用語は、１つの特徴の別の特徴に対する関係性を説明するために本明細書で使用されることができる。これらの用語は、図に描かれた方向に加え、異なる方向も含むことが意図されるということを理解されたい。
【００２２】
[0026]第１、第２などの用語は、様々な要素または構成要素を説明するために本明細書で使用されることができるが、これらの要素または構成要素は、これらの用語により限定されるべきではない。これらの用語は、１つの要素または構成要素を別の要素または構成要素から区別するために使用されるだけである。したがって、後述の第１の要素または構成要素は、本発明の教示から逸脱することなく第２の要素または構成要素と表されることができる。本明細書で使用される場合、用語「および／または」は、１つまたは複数の関連付けされたリスト項目の任意およびすべての組み合わせを含む。
【００２３】
[0027]本明細書で使用される用語法は、特定の実施形態を説明する目的のみで使用され、本発明を限定することは意図されない。別段文脈によって明らかに示されない限り、本明細書で使用される場合、単数形「ａ、ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、複数形も同様に含むことが意図される。例えば、本明細書が「１つの」変換器と表す場合、この言い回しは、単一の変換器、または、複数の変換器もしくは変換器の配列を含むということを理解されたい。用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ（備える、含む）」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える、含む）」、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ（含む）」、および／または「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」が本明細書で使用される場合、述べられた特徴、値、ステップ、作用、要素、および／または構成要素の存在を明示するが、追加的な１つまたは複数の他の特徴、値、ステップ、作用、要素、構成要素、および／またはそれらの群の存在を排除しないということをさらに理解されたい。
【００２４】
[0028]本発明の実施形態は、理想化された本発明の実施形態の概略的例示である種々の図および例示を参照し、本明細書に記載される。故に、例えば、製造技術および／または製造公差に起因する、例示の形状からの変形も予期される。本発明の実施形態は、本明細書に例示された領域の特定形状に限定されるものとして解釈されるべきではなく、例えば製造から生じる形状の偏差を含むものである。かかる方法を利用する実施形態が、例えば、図２から４へ漸進する過程で、以下にさらに詳細に論じられる。
【００２５】
[0029]本開示による実施形態は、加熱および／または超臨界条件下の燃料を利用する噴射システムを含む、様々な燃料噴射システムで利用されることができ、それらの例が、図、概要、ダイアグラム、および関連する記述を含む以下の特許文献、米国特許第８，４０２，９５１号、米国特許第８，１７６，９００号、米国特許第８，１１６，９６３号、米国特許第８，０７９，３４８号、米国特許第７，９９２，５４５号、米国特許第７，９６６，９９０号、米国特許第７，９４５，３７５号、米国特許第７，７６２，２３６号、米国特許第７，７４３，７５４号、米国特許第７，６５７，３６３号、米国特許第７，５４６，８２６号、および米国特許第７，４４４，２３０号に記載される。これらの文献は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
【００２６】
[0030]本発明の特徴を組み入れた方法および装置を詳細に説明する前に、かかる方法および装置が利用されることができる例示的環境を記載することが有用であろう。図１は、燃料噴射装置本体１０２と、圧電要素１０６と連通する燃料噴射装置ピン１０４とを備える燃料噴射装置１００の一例を示す。圧電要素１０６が作動されると、それは拡張し、燃料噴射装置ピン１０４が前方に押し出され、したがって、燃料噴射装置の開口部１０８を通ってエンジン内に燃料を噴射する。かかる例示的な燃料噴射装置環境のさらなる詳細は、２０１０年６月１６日に出願され、２０１１年８月９日に発行された、Ｆｒｉｃｋらへの米国特許第７，９９２，５４５号に記載され、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００２７】
[0031]本発明による予荷重された圧電パッケージが利用されることができる、図１の燃料噴射装置１００の部分は、破線ボックス１１０により規定され、これは、燃料噴射装置本体１０２の一部分と、圧電要素１０６とを含む。本発明の特徴を組み入れた、破線ボックス１１０により規定された図１の燃料噴射装置１００の部分の拡大図が、図２に示される。
【００２８】
[0032]図２は、圧電要素２０４と、第１の端部キャップ２０６と、第２の端部キャップ２０８と、管状ばね２１０と、管状ばね２１０と直列に構成された１つまたは複数の皿ばね２１２と、燃料噴射装置ピン２１４と、管状ばね２１０が第１の連結点２１９で連結されるばね保持具（ｓｐｒｉｎｇ  ｒｅｔａｉｎｅｒ）２１８とを備える圧電燃料噴射装置パッケージ２００を示す。ばね保持具２１８は、第１の端部キャップ２０６の一体部とすることができ、または、管状ばね２１０を所望の位置に保持するように構成された別個の構造体とすることができる。圧電燃料噴射装置パッケージ２００は、上記図１の破線ボックス１１０により表される区分などの、燃料噴射装置全体の対応する区分に取って代わることができ、または、圧電燃料噴射装置パッケージ２００は、対応する区分内に一体化もしくは収容されることができる。
【００２９】
[0033]圧電燃料噴射装置パッケージ２００の組立中に、圧電要素２０４は、第１の端部キャップ２０６に隣接および／または当接するように配置される。第１の端部キャップ２０６は、典型的には、圧電要素２０４が作動されると、燃料噴射装置ピンが変位されるように、燃料噴射装置ピン２１４を有して構成される。燃料噴射装置ピンは、示されるように第１の端部キャップ２０６に連結される必要はなく、圧電要素２０４の力および／または運動が燃料噴射装置ピン２１４に伝わることを可能にする多くの異なる配置で構成されることができる。第１の端部キャップ２０６は、燃料噴射装置ピンに連結された別個の構造体とすることができ、または、燃料噴射装置ピン２１４自体の頂部もしくはキャプ部分とすることができる。
【００３０】
[0034]管状ばね２１０は、別個の構造体とすることができ、または、例えば、それが、ばね構造体を生成するために必要なスロット、溝、および／または蛇腹部分（ｂｅｌｌｏｗｅｄ  ｐｏｒｔｉｏｎｓ）を備えるように噴射装置本体を形成することにより、取り囲む噴射装置本体自体の一体部分とすることができる。皿ばね２１２は、皿ばね座金（Ｂｅｌｌｅｖｉｌｌｅ  ｗａｓｈｅｒ）、または、任意の適する皿形ばねを備えることができる。示された実施形態では、管状ばね２１０は、第１の連結点２１９でばね保持具２１８に固着される。管状ばね２１０の単一の端部のみを第１の端部キャップ２０６に固着させることにより、管状ばね２１０は、組立プロセスの大部分の間、その自由（非圧縮／伸長された）長さを維持することができる。
【００３１】
[0035]図２から４は、本発明の特徴を組み入れた漸進的予荷重付与方法（ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ  ｐｒｅｌｏａｄｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄ）を示す。図２に示されるように、皿ばね２１２は、まだ圧縮されていない。類似の構造体が類似の参照特徴により示される図３に示すように、圧電燃料噴射装置パッケージ２００の組立体中に、力２２０が端部キャップ２０８に印加される。この力は、例えば、上述の可動の第２の端部キャップ２０８部分などの介在する要素を通じて伝達されることができる。
【００３２】
[0036]印加された力２２０は、圧電要素２０４を圧縮し、圧電要素２０４を第１の端部キャップ２０６に対して押圧し、したがって、皿ばね２１２を平坦位置まで圧縮し（図示されるように）、第１の端部キャップ２０６とばね保持具２１８との間の空間を小さくする。皿ばね２１２と直列に配置された管状ばね２１０は、予荷重プロセス中にその自由長さを維持する。前述のように、管状ばねは、高ばね定数を有する傾向があり、精密な組立プロセスを必要とする。管状ばねが、予荷重設定プロセス中にその自由長さを維持し、著しい応力を受けないことを可能にすることにより、管状ばねに対する損傷が軽減されることができ、全体のプロセスが簡易化されることができる。
【００３３】
[0037]２つの皿ばね２１２が示されるが、単一または様々な多数の積層された皿ばね２１２も利用されることができる。管状ばね２１０および皿ばね２１２は、様々な異なる方法で直列または並列に配置されることもでき、例えば、１つまたは複数の皿ばねが、パッケージ２００の頂面２２１の近くに配置され、したがって、１つまたは複数の管状ばね２１０上に配置されることができる。
【００３４】
[0038]例えば、所望の力値の印加を通じ皿ばねが十分に圧縮された後、予荷重値が維持されることができる。パッケージの力値を維持するために、第２の端部キャップ２０８は、定位置に固定され、したがって、圧電要素２０４上の予荷重力値を維持することができる。管状ばね２１０の隣接端部は、第２の連結点２２２で第２の端部キャップ２０８に固着される。例えば、半田付けおよび溶接などの当該技術分野で既知である様々な取り付け方法により、第２の端部キャップ２０８を圧電要素２０４および／または管状ばね２１０に固定することにより、第２の端部キャップ２０８は、所望により不動とされる、または可動性の少ないものとされることができる。
【００３５】
[0039]図４は、燃料噴射装置パッケージ３００の予荷重された変形例（ｖｅｒｓｉｏｎ）を示す。図４に示されるように、皿ばね２１２は、わずかに非圧縮の位置に戻っており、圧電要素２０４を上向きに押し、管状ばね２１０を所望の予荷重位置に伸長させ固定する。管状ばねは、第１および第２の連結点２１９、２２２で端部キャップに固着され示される。図５は、管状ばね２１０が第１および第２の端部キャップ３０２、３０４に固着された状態の、図４の予荷重された燃料噴射装置パッケージ３００の斜視図を示す。
【００３６】
[0040]本発明が、本発明のいくつかの好ましい構成を参照して詳細に説明されたが、他の変形例も考えられ得る。本発明の実施形態は、様々な図で示された互換性のある特徴の任意の組み合わせを備えることができ、これらの実施形態は、明示的に例示され論じられた実施形態に限定されるべきではない。したがって、本発明の精神および範囲は、上述の変形例に限定されるべきではない。
【００３７】
[0041]前述したものは、本発明の精神および範囲内のすべての修正および代替的構築を包含することが意図され、本開示のいかなる部分も、特許請求の範囲に記載されない場合、明示的にまたは黙示的に公有に属することは意図されない。
【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１】
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【国際調査報告】
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