JP2002532051A - 圧電駆動装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、特に自動車の内燃機関に設けられた制御弁又は噴射弁を操作するための圧電アクチュエータであって、特に圧電材料の積み重ねられた層と、これらの層の間に位置する、電極として働く金属層若しくは導電層とから成る多層積層体の形の圧電アクチュエータ体(1)が設けられており、前記電極層が、導電性の共通の電極端子(3,31,32)によって接触接続されており、前記アクチュエータ体(1)が、前記の共通の電極端子を有する中間室(5)の保持下で金属のモジュール壁(2)によって取り囲まれている形式のものに関する。この圧電アクチュエータは、共通の電極端子(3)が、3次元で構造化された面又は3次元で構造化されたボディの形で形成されており、前記電極端子のアクチュエータ体(1)に直接に接触している区分が、前記アクチュエータ体(1)の熱導出のために、中間室(5)に突入している延長部(31,32)又は拡張部(9)及び熱伝導性の添加粒子を有するエラストマ充填材(7)を前記中間室(5)内に有していることを特徴とする。
Description
【0001】 背景技術 本発明は、特に自動車の内燃機関に設けられた制御弁又は噴射弁を操作するた
めの圧電アクチュエータであって、特に圧電材料の積み重ねられた層と、これら
の層の間に位置する、電極として働く金属層若しくは導電層とから成る多層積層
体の形の圧電アクチュエータ体が設けられており、前記電極層が、導電性の共通
の電極端子によって接触接続されており、前記アクチュエータ体が、前記の共通
の電極端子を有する中間室の保持下で金属のモジュール壁によって取り囲まれて
いる形式のものから出発する。
めの圧電アクチュエータであって、特に圧電材料の積み重ねられた層と、これら
の層の間に位置する、電極として働く金属層若しくは導電層とから成る多層積層
体の形の圧電アクチュエータ体が設けられており、前記電極層が、導電性の共通
の電極端子によって接触接続されており、前記アクチュエータ体が、前記の共通
の電極端子を有する中間室の保持下で金属のモジュール壁によって取り囲まれて
いる形式のものから出発する。
【0002】 このような形式の圧電アクチュエータは、例えばRobert Bosch
GmbH社のドイツ連邦共和国特許出願公開第19650900号明細書に基づ
き公知である。
GmbH社のドイツ連邦共和国特許出願公開第19650900号明細書に基づ
き公知である。
【0003】 一般に公知であるように、圧電アクチュエータは、例えば自動車エンジンの噴
射弁及びアンチロックシステムとトラクションコントロールとを備えたブレーキ
システムにおいて使用することができる。
射弁及びアンチロックシステムとトラクションコントロールとを備えたブレーキ
システムにおいて使用することができる。
【0004】 圧電アクチュエータの装備された前記のような噴射弁は、プッシュロッド状の
閉鎖機構によって制御される噴射ノズルを有している。プッシュロッドにはノズ
ル側に作用面が配置されており、この作用面は、ノズルに供給される燃料の圧力
によって負荷され、この圧力の力がプッシュロッドを閉鎖機構の開放方向で押し
退けようとする。プッシュロッドは、横断面が前記作用面よりも大きな一方のプ
ランジャ状の端部を以て制御室に突入する。この制御室において有効な圧力は、
プッシュロッドを閉鎖機構の閉鎖方向で運動させようとする。制御室は、入口絞
りを介して高圧下にある燃料供給部と接続されており且つ一般に絞られた弁若し
くは出口絞りと組み合わされた流出弁を介して小さな圧力しか有していない燃料
戻し導管に接続されている。流出弁が閉鎖されると制御室内に高圧が滞留し、こ
の高圧によってプッシュロッドがノズル側の作用面における圧力に抗して閉鎖機
構の閉鎖方向で運動させられるか、若しくは閉鎖位置で保持される。流出弁が開
放されると制御室内の圧力は低下する。この場合、圧力低下の基準は、入口絞り
及び開かれた出口弁若しくはこの出口弁と組み合わされた出口絞りの絞り抵抗の
設定に基づいて規定される。その結果、制御室内の圧力は、流出弁の開放時に、
プッシュロッドがノズル側の作用面において有効な圧力の力に基づいて閉鎖機構
の開放方向で運動させられるか若しくは開放位置で保持されるように低下する。
閉鎖機構によって制御される噴射ノズルを有している。プッシュロッドにはノズ
ル側に作用面が配置されており、この作用面は、ノズルに供給される燃料の圧力
によって負荷され、この圧力の力がプッシュロッドを閉鎖機構の開放方向で押し
退けようとする。プッシュロッドは、横断面が前記作用面よりも大きな一方のプ
ランジャ状の端部を以て制御室に突入する。この制御室において有効な圧力は、
プッシュロッドを閉鎖機構の閉鎖方向で運動させようとする。制御室は、入口絞
りを介して高圧下にある燃料供給部と接続されており且つ一般に絞られた弁若し
くは出口絞りと組み合わされた流出弁を介して小さな圧力しか有していない燃料
戻し導管に接続されている。流出弁が閉鎖されると制御室内に高圧が滞留し、こ
の高圧によってプッシュロッドがノズル側の作用面における圧力に抗して閉鎖機
構の閉鎖方向で運動させられるか、若しくは閉鎖位置で保持される。流出弁が開
放されると制御室内の圧力は低下する。この場合、圧力低下の基準は、入口絞り
及び開かれた出口弁若しくはこの出口弁と組み合わされた出口絞りの絞り抵抗の
設定に基づいて規定される。その結果、制御室内の圧力は、流出弁の開放時に、
プッシュロッドがノズル側の作用面において有効な圧力の力に基づいて閉鎖機構
の開放方向で運動させられるか若しくは開放位置で保持されるように低下する。
【0005】 電磁作動式の噴射弁と比べると、圧電アクチュエータはより迅速に切り換える
ことができる。但し、アクチュエータが過熱しないように導出されねばならない
損失熱が、内部損失に基づきアクチュエータの圧電体内に発生するということを
、圧電アクチュエータの構成において注意する必要がある。圧電セラミックのセ
ラミック材料の熱伝導率は劣悪なので、特に長さが幅よりも大きなロングアクチ
ュエータの場合は、主としてセラミック材料から成るアクチュエータ体の内部に
おける熱導出は不都合である。
ことができる。但し、アクチュエータが過熱しないように導出されねばならない
損失熱が、内部損失に基づきアクチュエータの圧電体内に発生するということを
、圧電アクチュエータの構成において注意する必要がある。圧電セラミックのセ
ラミック材料の熱伝導率は劣悪なので、特に長さが幅よりも大きなロングアクチ
ュエータの場合は、主としてセラミック材料から成るアクチュエータ体の内部に
おける熱導出は不都合である。
【0006】 アクチュエータ体のアクティブ部分に位置する電極に基づき、アクチュエータ
体の熱伝導率は、電極層に対して横方向の方が、垂直方向の熱伝導率よりも3〜
5倍高い。それというのも、圧電セラミック材料は劣悪な熱伝導体であるからで
ある。前記の倍率はもちろん、セラミック層の厚さ、即ちアクチュエータ体の縁
部の電極層の厚さ等の、ジオメトリックな比率に関連している。上で述べたよう
に、電極層に対して垂直方向での熱伝導は劣悪なので、熱はアクチュエータ体の
アクティブ部分の電極を通って外側に位置する共通の電極端子に向かうコースを
とる。外側に位置する前記の共通の電極端子は、金属のアクチュエータフット及
びアクチュエータヘッドの領域の金属の保持プレートに接触してはならないので
、アクチュエータ体内で発生する熱も、別の手段無しでは前記の金属体に導出さ
れ得ない。特に、共通の電極端子に印加されている約200ボルトの高圧に基づ
き、前記の共通の電極端子をアクチュエータモジュールの金属部分に対して絶縁
するための特別な手段が必要とされる。
体の熱伝導率は、電極層に対して横方向の方が、垂直方向の熱伝導率よりも3〜
5倍高い。それというのも、圧電セラミック材料は劣悪な熱伝導体であるからで
ある。前記の倍率はもちろん、セラミック層の厚さ、即ちアクチュエータ体の縁
部の電極層の厚さ等の、ジオメトリックな比率に関連している。上で述べたよう
に、電極層に対して垂直方向での熱伝導は劣悪なので、熱はアクチュエータ体の
アクティブ部分の電極を通って外側に位置する共通の電極端子に向かうコースを
とる。外側に位置する前記の共通の電極端子は、金属のアクチュエータフット及
びアクチュエータヘッドの領域の金属の保持プレートに接触してはならないので
、アクチュエータ体内で発生する熱も、別の手段無しでは前記の金属体に導出さ
れ得ない。特に、共通の電極端子に印加されている約200ボルトの高圧に基づ
き、前記の共通の電極端子をアクチュエータモジュールの金属部分に対して絶縁
するための特別な手段が必要とされる。
【0007】 一方では燃料及びエンジンオイルにも含まれる水分による短絡の危険、他方で
は特にアクチュエータの加熱時に使用される冷却媒体のアクチュエータモジュー
ルからの流出を排除せねばならない手間のかかるシーリングに基づくアクチュエ
ータモジュールの値上がりに基づき、理論的に可能な、例えば燃料、水、エンジ
ンオイル等の液状冷却媒体によるアクチュエータの冷却は不都合である。
は特にアクチュエータの加熱時に使用される冷却媒体のアクチュエータモジュー
ルからの流出を排除せねばならない手間のかかるシーリングに基づくアクチュエ
ータモジュールの値上がりに基づき、理論的に可能な、例えば燃料、水、エンジ
ンオイル等の液状冷却媒体によるアクチュエータの冷却は不都合である。
【0008】 発明の課題と利点 従って本発明の課題は、冒頭で述べた形式の圧電アクチュエータを改良して、
作動することにより加熱されるアクチュエータ体の確実な冷却が液状の冷却媒体
を使用することなく可能であり、更に、圧電アクチュエータを簡単に組み込むこ
とができ且つ液体冷却の場合のような特別なシーリングを必要としない圧電アク
チュエータを提供することである。
作動することにより加熱されるアクチュエータ体の確実な冷却が液状の冷却媒体
を使用することなく可能であり、更に、圧電アクチュエータを簡単に組み込むこ
とができ且つ液体冷却の場合のような特別なシーリングを必要としない圧電アク
チュエータを提供することである。
【0009】 この課題を解決するために本発明では、共通の電極端子が3次元で構造化され
た面又は3次元で構造化されたボディの形で形成されており、前記電極端子のア
クチュエータ体に接触している区分が、前記アクチュエータ体の熱導出のために
、中間室に突入している延長部又は拡張部を有しているようにした。
た面又は3次元で構造化されたボディの形で形成されており、前記電極端子のア
クチュエータ体に接触している区分が、前記アクチュエータ体の熱導出のために
、中間室に突入している延長部又は拡張部を有しているようにした。
【0010】 有利な構成では、共通の電極端子の延長区分は、アクチュエータ体の側壁に対
して平行に位置する波形の帯材又は薄板の形で形成されている。
して平行に位置する波形の帯材又は薄板の形で形成されている。
【0011】 別の有利な構成では、熱を導出するより大きな表面積を得るために、外側に位
置する共通の電極端子が、これらの電極端子が中間室においてアクチュエータ体
とモジュール壁との間で1回又は多重に折り畳まれていることによって延長され
ている。
置する共通の電極端子が、これらの電極端子が中間室においてアクチュエータ体
とモジュール壁との間で1回又は多重に折り畳まれていることによって延長され
ている。
【0012】 有利には波形の帯材を共通の電極端子のために使用すると、冷却面も波の高さ
が形成されることに基づき拡大することができる。
が形成されることに基づき拡大することができる。
【0013】 拡張又は延長された共通の電極端子によって供給される熱のモジュール壁への
伝導は、有利には中間室を満たし且つ延長された共通の電極端子を覆っている熱
伝導性のエラストマによって行われる。
伝導は、有利には中間室を満たし且つ延長された共通の電極端子を覆っている熱
伝導性のエラストマによって行われる。
【0014】 拡張又は延長された共通の電極端子の冷却効果は、導電性の粒子及び高い充填
度を有するエラストマを使用することによって更に増大される。この場合、モジ
ュール壁の内側は、例えばラッカー層又は酸化層によって電気的に絶縁されねば
ならない。
度を有するエラストマを使用することによって更に増大される。この場合、モジ
ュール壁の内側は、例えばラッカー層又は酸化層によって電気的に絶縁されねば
ならない。
【0015】 更に、共通の電極端子の熱を導出する表面積を拡大するためには、接続ワイヤ
の延長も問題になる。この場合も、ワイヤ長さ延いては熱供給する接続ワイヤの
表面積は、中間室内においてアクチュエータ体とモジュール壁との間で折り畳ま
れることによって増大され得る。
の延長も問題になる。この場合も、ワイヤ長さ延いては熱供給する接続ワイヤの
表面積は、中間室内においてアクチュエータ体とモジュール壁との間で折り畳ま
れることによって増大され得る。
【0016】 同様に、場合によっては多重に折り畳まれる共通の電極端子の延長部と、各1
本の延長された接続ワイヤとの組合せも可能である。
本の延長された接続ワイヤとの組合せも可能である。
【0017】 更に好適なのは、両側を延長された電極端子にろう接又は溶接された金属セグ
メントを中間室に挿入することである。これらの金属セグメントは、有利には銅
から成っており且つ電気的な絶縁層の設けられたモジュール壁に接着されている
。
メントを中間室に挿入することである。これらの金属セグメントは、有利には銅
から成っており且つ電気的な絶縁層の設けられたモジュール壁に接着されている
。
【0018】 比較的廉価ではあるがあまり効果的でないのは、共通の電極端子と、内側を電
気的に絶縁されたモジュール壁との間に収納されており且つ弾性的な接着剤又は
エラストマの浸透された金属塊又は金属網を使用することである。
気的に絶縁されたモジュール壁との間に収納されており且つ弾性的な接着剤又は
エラストマの浸透された金属塊又は金属網を使用することである。
【0019】 上で述べた本発明による圧電アクチュエータの全ての構成において、有利には
中間室は、熱伝導性粒子が混合されたエラストマによって満たされていてよい。
中間室は、熱伝導性粒子が混合されたエラストマによって満たされていてよい。
【0020】 上で述べた特徴を以て構成された圧電アクチュエータは、良好な熱導出のため
に延長又は拡張された、外側に位置する共通の電極端子を、アクチュエータから
熱を導出するために使用する。従って、熱導出のためには専ら固体が使用される
ので、アクチュエータの液体冷却時に発生することのある漏れ問題が生じる恐れ
はない。エラストマ等によってアクチュエータ体を覆うことにより、水滴又は別
の汚染物質による短絡形成の危険は生じない。
に延長又は拡張された、外側に位置する共通の電極端子を、アクチュエータから
熱を導出するために使用する。従って、熱導出のためには専ら固体が使用される
ので、アクチュエータの液体冷却時に発生することのある漏れ問題が生じる恐れ
はない。エラストマ等によってアクチュエータ体を覆うことにより、水滴又は別
の汚染物質による短絡形成の危険は生じない。
【0021】 本発明による圧電アクチュエータは、特に有利にはコモンレール式ディーゼル
エンジン用インジェクタシステム及びPDEインジェクタシステムに使用され得
る。ガソリン直接噴射弁も、このような圧電アクチュエータによって有利に実現
することができる。
エンジン用インジェクタシステム及びPDEインジェクタシステムに使用され得
る。ガソリン直接噴射弁も、このような圧電アクチュエータによって有利に実現
することができる。
【0022】 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【0023】 図1Aに部分縦断面図として示した本発明による圧電アクチュエータの第1実
施例では、アクチュエータ体1は、圧電材料の積み重ねられた複数の層と、これ
らの層の間に位置する、電極として働く金属層若しくは導電層とから成る多層積
層体の形を有していてよく、端面を以て、左右2本の帯状ばね(図示せず)を介
して、下側の金属のアクチュエータフット6と、アクチュエータヘッドに位置す
る、分離壁として構成された軸方向で可動の上側のプレート4との間で弾性的に
プレロードをかけられている。アクチュエータモジュールは、金属のモジュール
壁2によって取り囲まれている。図1Aには、左側の帯状ばね11しか示されて
いないということが認められる。プレロードをかけるために働く帯状ばねは、可
動プレート4を押圧する圧縮ばねによって代替されてもよい。
施例では、アクチュエータ体1は、圧電材料の積み重ねられた複数の層と、これ
らの層の間に位置する、電極として働く金属層若しくは導電層とから成る多層積
層体の形を有していてよく、端面を以て、左右2本の帯状ばね(図示せず)を介
して、下側の金属のアクチュエータフット6と、アクチュエータヘッドに位置す
る、分離壁として構成された軸方向で可動の上側のプレート4との間で弾性的に
プレロードをかけられている。アクチュエータモジュールは、金属のモジュール
壁2によって取り囲まれている。図1Aには、左側の帯状ばね11しか示されて
いないということが認められる。プレロードをかけるために働く帯状ばねは、可
動プレート4を押圧する圧縮ばねによって代替されてもよい。
【0024】 図1Bに示したアクチュエータ体1の外側の2つの長辺側には、それぞれこれ
らの長辺側に対して導出された個々の電極層と接触接続された導電性の共通の電
極端子3が位置している。上で述べたように、アクチュエータ体1内で発生する
熱は、主に側面に向かって案内される。側面において前記熱は共通の電極端子3
によって吸収されて、これらの電極端子の拡張又は延長部分を介して周囲、特に
モジュール壁2へと導出される。共通の電極端子3の延長部31,32は、それ
ぞれU字形であり且つアクチュエータ体1の側壁に対して平行に中間室5に突入
している(簡略化のために右側の電極延長部31しか図示しない)。図1Bに示
した横断面図では、共通の電極端子3と接触しているアクチュエータ体1の側面
が認識される。矢印Zにより、電極ゾーンが示されている。モジュール壁2の内
部を電気的に絶縁する絶縁層10も認識され、この絶縁層10は、共通の電極端
子3の延長区分31,32がモジュール壁2において短絡を生ぜしめる恐れのな
いようにするために働く。帯状ばね11は、図1Bでは(図1Aに示した概略図
とは異なり)共通の導電性電極端子3によってカバーされていないアクチュエー
タ体1の側面に沿って位置している。
らの長辺側に対して導出された個々の電極層と接触接続された導電性の共通の電
極端子3が位置している。上で述べたように、アクチュエータ体1内で発生する
熱は、主に側面に向かって案内される。側面において前記熱は共通の電極端子3
によって吸収されて、これらの電極端子の拡張又は延長部分を介して周囲、特に
モジュール壁2へと導出される。共通の電極端子3の延長部31,32は、それ
ぞれU字形であり且つアクチュエータ体1の側壁に対して平行に中間室5に突入
している(簡略化のために右側の電極延長部31しか図示しない)。図1Bに示
した横断面図では、共通の電極端子3と接触しているアクチュエータ体1の側面
が認識される。矢印Zにより、電極ゾーンが示されている。モジュール壁2の内
部を電気的に絶縁する絶縁層10も認識され、この絶縁層10は、共通の電極端
子3の延長区分31,32がモジュール壁2において短絡を生ぜしめる恐れのな
いようにするために働く。帯状ばね11は、図1Bでは(図1Aに示した概略図
とは異なり)共通の導電性電極端子3によってカバーされていないアクチュエー
タ体1の側面に沿って位置している。
【0025】 図1Bでは、両電極端子3が延長区分31,32を有していることが認識可能
である。
である。
【0026】 図2に示した変化実施例は図1に示した実施例とは異なり、波形の金属帯材又
は波形の金属薄板が、共通の電極端子3として使用される。この場合、共通の電
極端子3の延長区分31も、やはり波形の金属帯材から成っている。更に、中間
室5は、良好に熱を伝導するエラストマ7によって満たされている。このエラス
トマ7は、延長された共通の電極端子3,31によって供給される熱を吸収して
、特に金属のモジュール壁2に供給する。エラストマの熱伝導率を高めるために
は、このエラストマは熱伝導性の充填剤によって充填されていてよい。
は波形の金属薄板が、共通の電極端子3として使用される。この場合、共通の電
極端子3の延長区分31も、やはり波形の金属帯材から成っている。更に、中間
室5は、良好に熱を伝導するエラストマ7によって満たされている。このエラス
トマ7は、延長された共通の電極端子3,31によって供給される熱を吸収して
、特に金属のモジュール壁2に供給する。エラストマの熱伝導率を高めるために
は、このエラストマは熱伝導性の充填剤によって充填されていてよい。
【0027】 図3に示した変化実施例では、共通の電極端子3は、共通の電極端子として働
く波形帯材の波山部分31の内の少なくともいくつかが比較的高くなっているこ
とにより延長されており、これにより、冷却に有効な共通の電極端子3の表面積
が拡大されている。図3に示した変化実施例の場合も、中間室5は良好に熱を伝
導するエラストマ7によって、場合によっては熱伝導性の充填剤を付与されて満
たされていてよい。
く波形帯材の波山部分31の内の少なくともいくつかが比較的高くなっているこ
とにより延長されており、これにより、冷却に有効な共通の電極端子3の表面積
が拡大されている。図3に示した変化実施例の場合も、中間室5は良好に熱を伝
導するエラストマ7によって、場合によっては熱伝導性の充填剤を付与されて満
たされていてよい。
【0028】 図4に示した変化実施例では、共通の電極端子3として使用される波形帯材の
延長部31が中間室5の内部で多重に折り畳まれているので、図2に示した実施
例と比較して著しく大きな、熱導出に有効な表面積が得られる。
延長部31が中間室5の内部で多重に折り畳まれているので、図2に示した実施
例と比較して著しく大きな、熱導出に有効な表面積が得られる。
【0029】 熱導出に有効な表面積を拡大するための、共通の電極端子3の折り畳み方の別
の形態が図5に示されている。この場合、中間室5に突入して折り曲げられた共
通の波形の電極端子3の両端区分31は、波形ではなく直線的に延びている。
の形態が図5に示されている。この場合、中間室5に突入して折り曲げられた共
通の波形の電極端子3の両端区分31は、波形ではなく直線的に延びている。
【0030】 図6に示した変化実施例は、場合によっては多重に折り畳まれて波状に延びる
共通の電極端子3の端区分がモジュール壁に接触して、熱伝導性のエラストマ7
に添加された導電性の粒子17がモジュール壁2において短絡を生ぜしめる恐れ
があることを回避するために、モジュール壁2の内側に電気的な絶縁層18を有
している。更に、粒子等の導電性の充填材料は、アクチュエータ体1全体には回
らないので、これにより、向かい合って位置する両電極3,31における短絡の
危険が回避されている。これに対して、導電性で良好に熱を伝導する添加粒子を
有する全ての変化実施例においては、エラストマ7はアクチュエータ全体をめぐ
って延在しているのが望ましい。
共通の電極端子3の端区分がモジュール壁に接触して、熱伝導性のエラストマ7
に添加された導電性の粒子17がモジュール壁2において短絡を生ぜしめる恐れ
があることを回避するために、モジュール壁2の内側に電気的な絶縁層18を有
している。更に、粒子等の導電性の充填材料は、アクチュエータ体1全体には回
らないので、これにより、向かい合って位置する両電極3,31における短絡の
危険が回避されている。これに対して、導電性で良好に熱を伝導する添加粒子を
有する全ての変化実施例においては、エラストマ7はアクチュエータ全体をめぐ
って延在しているのが望ましい。
【0031】 図7A及び図7Bに示した本発明による圧電アクチュエータの変化実施例では
、接続ワイヤ12が中間室5に突入して延長されており且つ共通の電極端子3の
延長部を、より良好な熱導出のために形成している。接続ワイヤ12のワイヤ長
さは、この接続ワイヤ12を中間室5の内部で折り畳むことによって更に増大さ
せることができる。
、接続ワイヤ12が中間室5に突入して延長されており且つ共通の電極端子3の
延長部を、より良好な熱導出のために形成している。接続ワイヤ12のワイヤ長
さは、この接続ワイヤ12を中間室5の内部で折り畳むことによって更に増大さ
せることができる。
【0032】 図7Bに示した変化実施例では、延長された波形帯材3と、図7Aに示したよ
うな延長された接続ワイヤ12とが組み合わされている。共通の電極端子3の延
長区分は、複数箇所で、延長された接続ワイヤ12と接触接続されている。
うな延長された接続ワイヤ12とが組み合わされている。共通の電極端子3の延
長区分は、複数箇所で、延長された接続ワイヤ12と接触接続されている。
【0033】 更に好適なのは、有利には銅から成る複数の金属セグメント9が中間室5に挿
入された、図8に示した変化実施例である。共通の電極端子3として使用される
波形帯材の両側は、前記金属セグメント9にろう接又は溶接されている。モジュ
ール壁2には電気的な絶縁層18が設けられており、この絶縁層18には金属セ
グメント9が接着剤111によって接着されている。
入された、図8に示した変化実施例である。共通の電極端子3として使用される
波形帯材の両側は、前記金属セグメント9にろう接又は溶接されている。モジュ
ール壁2には電気的な絶縁層18が設けられており、この絶縁層18には金属セ
グメント9が接着剤111によって接着されている。
【0034】 比較的廉価ではあるが、あまり効果的でないのが図9に示した変化実施例であ
り、この実施例では、金属塊又は金属網13が、共通の電極端子として使用され
る波形帯材3と、絶縁層18によって電気的に絶縁されたモジュール壁2の内側
との間に収納されており、当該金属塊13には、位置固定のために弾性的な接着
剤又はエラストマ27が浸透されている。アクチュエータフット6は、エラスト
マプラスチックディスク又はセラミックディスク19によって、金属塊又は金属
網13に対して電気的に絶縁されている。
り、この実施例では、金属塊又は金属網13が、共通の電極端子として使用され
る波形帯材3と、絶縁層18によって電気的に絶縁されたモジュール壁2の内側
との間に収納されており、当該金属塊13には、位置固定のために弾性的な接着
剤又はエラストマ27が浸透されている。アクチュエータフット6は、エラスト
マプラスチックディスク又はセラミックディスク19によって、金属塊又は金属
網13に対して電気的に絶縁されている。
【0035】 既に述べたように、共通の電極端子を延長又は拡張するための、図2〜9に示
した手段は、互いに組み合わせることができる。良好に熱を伝導する粉末又は粒
子の充填されたエラストマだけでも既に熱導出を著しく改善して、本発明の課題
の解決手段として働くことができる。
した手段は、互いに組み合わせることができる。良好に熱を伝導する粉末又は粒
子の充填されたエラストマだけでも既に熱導出を著しく改善して、本発明の課題
の解決手段として働くことができる。
【図1】 図1Aは、本発明による圧電アクチュエータの原則的な1実施例の概略的な縦
断面図であり、図1Bは、本発明による圧電アクチュエータの別の原則的な1実
施例の横断面図である。
断面図であり、図1Bは、本発明による圧電アクチュエータの別の原則的な1実
施例の横断面図である。
【図2】 延長且つ/又は拡張された共通の電極端子の変化実施例を、本発明による圧電
アクチュエータを部分的に縦断して示した図である。
アクチュエータを部分的に縦断して示した図である。
【図3】 延長且つ/又は拡張された共通の電極端子の変化実施例を、本発明による圧電
アクチュエータを部分的に縦断して示した図である。
アクチュエータを部分的に縦断して示した図である。
【図4】 延長且つ/又は拡張された共通の電極端子の変化実施例を、本発明による圧電
アクチュエータを部分的に縦断して示した図である。
アクチュエータを部分的に縦断して示した図である。
【図5】 延長且つ/又は拡張された共通の電極端子の変化実施例を、本発明による圧電
アクチュエータを部分的に縦断して示した図である。
アクチュエータを部分的に縦断して示した図である。
【図6】 延長且つ/又は拡張された共通の電極端子の変化実施例を、本発明による圧電
アクチュエータを部分的に縦断して示した図である。
アクチュエータを部分的に縦断して示した図である。
【図7】 延長且つ/又は拡張された共通の電極端子の変化実施例を、本発明による圧電
アクチュエータを部分的に縦断して示した図である。
アクチュエータを部分的に縦断して示した図である。
【図8】 延長且つ/又は拡張された共通の電極端子の変化実施例を、本発明による圧電
アクチュエータを部分的に縦断して示した図である。
アクチュエータを部分的に縦断して示した図である。
【図9】 延長且つ/又は拡張された共通の電極端子の変化実施例を、本発明による圧電
アクチュエータを部分的に縦断して示した図である。
アクチュエータを部分的に縦断して示した図である。
1 アクチュエータ体、 2 モジュール壁、 3 導電性の電極端子、 4
可動プレート、 5 中間室、 6 アクチュエータフット、 7,27 エ
ラストマ、 9 金属セグメント、 10,18 絶縁層、 11 帯状ばね、
12 接続ワイヤ、 13 金属塊、 17 粒子、 19 セラミックディ
スク、 31,32 延長区分
可動プレート、 5 中間室、 6 アクチュエータフット、 7,27 エ
ラストマ、 9 金属セグメント、 10,18 絶縁層、 11 帯状ばね、
12 接続ワイヤ、 13 金属塊、 17 粒子、 19 セラミックディ
スク、 31,32 延長区分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3G066 BA56 BA61 CC01 CC05 CE27 3H062 CC05 FF40 HH03 HH10
Claims (14)
- 【請求項1】 特に自動車の内燃機関に設けられた制御弁又は噴射弁を操作
するための圧電アクチュエータであって、特に圧電材料の積み重ねられた層と、
これらの層の間に位置する、電極として働く金属層若しくは導電層とから成る多
層積層体の形の圧電アクチュエータ体(1)が設けられており、前記電極層が、
導電性の共通の電極端子(3,31,32)によって接触接続されており、前記
アクチュエータ体(1)が、前記の共通の電極端子を有する中間室(5)の保持
下で金属のモジュール壁(2)によって取り囲まれている形式のものにおいて、 共通の電極端子(3)が、3次元で構造化された面又は3次元で構造化された
ボディの形で形成されており、前記電極端子のアクチュエータ体(1)に接触し
ている区分が、前記アクチュエータ体(1)の熱導出のために、中間室(5)に
突入している延長部(31,32)又は拡張部(9)を有しており、前記中間室
(5)が、熱伝導性の添加粒子を有するエラストマ(7,17,27)によって
満たされていることを特徴とする圧電アクチュエータ。 - 【請求項2】 共通の電極端子(3)が、それぞれアクチュエータ体(1)
の互いに向かい合う2つの側に設けられている、請求項1記載の圧電アクチュエ
ータ。 - 【請求項3】 共通の電極端子(3)の単数又は複数の延長部(31,32
)が、アクチュエータ体の側壁に対して平行に位置する波状の帯材又は波状の薄
板の形で形成されている、請求項1又は2記載の圧電アクチュエータ。 - 【請求項4】 共通の電極端子(3)の延長部(31,32)を形成してい
る薄板が、中間室(5)内で多重に折り畳まれている、請求項1から3までのい
ずれか1項記載の圧電アクチュエータ。 - 【請求項5】 共通の電極端子(3)の延長部(31,32)が、この共通
の電極端子を接触接続する接続ワイヤ(12)の延長部/拡張部によって形成さ
れている、請求項1記載の圧電アクチュエータ。 - 【請求項6】 延長された接続ワイヤ(12)が、それぞれ中間室(5)内
で多重に折り畳まれている、請求項5記載の圧電アクチュエータ。 - 【請求項7】 中間室(5)に突入している共通の電極端子(3)の延長区
分が、それぞれその長さの複数箇所において、中間室(5)に突入している各接
続ワイヤ(12)の延長区分と接触接続されている、請求項1から6までのいず
れか1項記載の圧電アクチュエータ。 - 【請求項8】 共通の電極端子(3)が、それぞれ中間室(5)内でアクチ
ュエータモジュールの長手方向で位置する金属セグメント(9)によって拡張さ
れている、請求項1記載の圧電アクチュエータ。 - 【請求項9】 各金属セグメント(9)が、電気的な絶縁層(10)によっ
てアクチュエータ壁(2)の内側に対して電気的に絶縁されている、請求項8記
載の圧電アクチュエータ。 - 【請求項10】 各金属セグメント(9)が、接着剤(111)によって絶
縁層(10)に接着されている、請求項9記載の圧電アクチュエータ。 - 【請求項11】 共通の電極端子(3)の拡張部又は延長部(31,32)
が、それぞれ金属塊又は金属網(13)等によって形成されている、請求項1記
載の圧電アクチュエータ。 - 【請求項12】 アクチュエータ体(1)とモジュール壁(2)との間の中
間室(5)が、熱伝導性のエラストマ(7,27)によって付加的に満たされて
いる、請求項1から11までのいずれか1項記載の圧電アクチュエータ。 - 【請求項13】 熱伝導性のエラストマ(7)が導電性の粒子(17)で満
たされている、請求項12記載の圧電アクチュエータ。 - 【請求項14】 モジュール壁(2)の内側が、電気的に絶縁する層(18
)によって電気的に絶縁されている、請求項13記載の圧電アクチュエータ。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19856185.7 | 1998-12-05 | ||
DE19856185A DE19856185A1 (de) | 1998-12-05 | 1998-12-05 | Piezoelektrischer Antrieb |
PCT/DE1999/003532 WO2000034701A1 (de) | 1998-12-05 | 1999-11-05 | Piezoelektrischer antrieb |
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---|---|
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