JP2008256211A - クリップ - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータの損傷を防止するため設けたスリーブのアクチュエータに対する密封性を確保する。
【解決手段】クリップ１はバンドの形態をとり且つ、少なくとも第一及び第二の安定的な状態を有する。クリップ１が安定的な状態の一方にあるときのバンドの壁７の最小の分離距離は、クリップ１が不安定な状態にあるときのバンドの壁７の最小の分離距離よりも短い。クリップ１はアクチュエータ組立体のスリーブ３を上方に装着するため、不安定な状態に付勢される。その後、力は除去されて、クリップ１が安定状態に復帰するのを許容する。クリップ１の寸法は、アクチュエータ組立体に装着されたとき、クリップ１は安定的な状態に完全に復帰し、これにより、十分な追加的な歪みエネルギが維持され、スリーブ３とアクチュエータ５の本体との間の十分な締結力を維持するようなものとする。
【選択図】図５

Description

本発明は、圧電アクチュエータの回りに配置されたスリーブの端部を圧電アクチュエータの本体に対して密封するクリップに関する。特に、本発明は、双安定性クリップに関する。

燃料噴射装置において、圧電アクチュエータは、高圧の燃料を受け入れるアキュムレータ容積内に配置することができる。

アクチュエータの損傷を防止するため、燃料とアクチュエータとの接触を防止することが必須である。かかる損傷を防止するため、スリーブをアクチュエータの回りに提供することが既知である。このスリーブは、燃料及び燃料が含むであろう全ての汚染物の侵入を防止するため各端部にてアクチュエータに対して密封しなければならない。

第一の形態によれば、本発明は、アクチュエータ組立体内にてスリーブを圧電アクチュエータの本体に固定するクリップであって、少なくとも２つの安定的な状態を有するバンドの形態をとり、各安定的な状態にてバンド壁の内面の最小の分離距離が、クリップが不安定な状態にあるときのバンド壁の内面の最小の分離距離よりも短いようにした上記クリップを提供する。

少なくとも２つの安定的な状態の何れかにおいて、クリップは、アクチュータ組立体、典型的に、圧電アクチュエータを内蔵する組立体をアクチュエータの本体に締結すべく使用することができる。クリップは、アクチュエータ組立体に装着するため、力を加えることにより、不安定的な状態に置かなければならない。

好ましくは、クリップは円形であるものとする。このことは、応力及び力の分配が半径方向面内にて数学的に均一であり、このため、連続的で且つ均一な半径方向密封力を提供する点にて有益である。しかし、バンドは、アクチュエータ本体の外部プロファイルに相補するため必要な任意の形状のものとすることができる。例えば、バンドは、六角形とすることができる。

好ましくは、バンド壁の上端縁は、第一の半径方向面内に配置され、また、バンド壁の下端縁は、第二の半径方向面内に配置され、第一及び第二の半径方向面は平行であるものとする。これと代替的に、上端縁及び下端縁は、単一の半径方向面内に配置しなくてもよい。このことは、追加的な自由度が密封機能を向上させることができる点にて有益である。例えば、上端縁及び下端縁は、波状の形態を有することができる。特に、上端縁及び下端縁は、双曲放物面の形態（プリングル（Ｐｒｉｎｇｌｅ）（登録商標名）の形状）をとることができる。このことは、例えば、軸方向力を加えることにより、クリップが弾性的に不安定的な状態に変形されたとき、バンド壁の内側の分離を増大させ、壁の上端縁及び下端縁が各々、単一の平行な半径方向面内に配置されるようにする。この位置にあるとき、クリップは、スリーブ及びアクチュエータ本体の上方に装着することができ、変形力を除去したとき、クリップは双曲放物面の形状に戻り、これにより壁の内側の分離を減少させ且つ、また、締結力をアクチュエータ組立体に加えることになる。

好ましくは、クリップが安定的な状態にあるとき、バンド壁は、「Ｃ」字形の断面プロファイルを有するものとする。しかし、壁には、任意の適した断面プロファイルを付与することができる。例えば、バンドは、波状の断面プロファイルを有し、このため、密封機能の冗長性を増す多数の連続的なリング接点を提供するようにしてもよい。

好ましくは、バンド壁の端部は、クリップが第一の安定的な状態にあるとき、クリップの中心から離れる方向を向くようにする。第一の安定的な状態において、クリップは、壁の中央領域がアクチュエータ本体の回りに配置されたスリーブと接触するとき、アクチュエータとの単一の連続的なリング接点を形成する。単一の接点領域を提供することは、小型の設計を提供することになる。

好ましくは、バンド壁の端部は、クリップが第二の安定的な状態にあるとき、クリップの中心を向くようにする。第二の安定的な状態において、クリップは、バンド壁の端部領域がスリーブと接触するとき、アクチュエータとの２つの連続的なリング接点を形成する。２つの接点領域を提供することは、２つの連続的なリング接点を提供することにより密封機能の冗長性を増すことになる。

１つの代替的な実施の形態において、クリップは、３つ又はより多くの安定的な状態を有することができる。例えば、クリップは、第一の安定的な状態にてＳ字形の断面プロファイルを有し、第二の安定的な状態にてＣ字形の断面プロファイルを有し、第三の安定的な状態にてＣ字形の断面プロファイルの鏡像を有するようにすることができる。このことは、複数の連続的なリング接点を提供することにより密封機能の冗長性を増すことになる。

好ましい実施の形態において、バンド壁の厚さは、その高さの全体にわたって一定とすることができる。このことは、壁の厚さが変化する場合よりも構成要素の製造がより容易となる点にて有益である。これと代替的に、壁の厚さは壁の端部間にて変化するようにしてもよい。このことは、クリップが使用される用途に対し応力の分配が好ましいように改良されるよう応力の分配を特別に調節することを可能にする。このことは、アクチュエータ本体に装着したとき、アクチュエータの寿命の間、十分な締結力を維持することのできる作動範囲、すなわちスリーブの外径範囲、締結力、クリップの耐久性、クリップの装着の容易さ又はこれら因子の任意の組み合わせを向上させることができる。

好ましい実施の形態において、壁の表面に沿ったバンド壁の端部間の距離は一定とすることができる。このため、クリップは、製造及び装着が容易である。しかし、クリップが特定の用途に合うようにするため必要であるならば、距離は変更可能である。

好ましくは、バンド壁には、穴が設けられるものとする。バンド壁が穴を有する場合、クリップは、安定的な状態間にて転移するその能力を維持しつつ、より厚い肉厚にて形成することができる。より厚い肉厚を提供することは、壁が安定的な状態から特定的に変位するためクリップがより大きい締結力を提供することを可能にする点にて、有益である。

好ましくは、穴は三角形であるものとする。テーパー付きの形状は、クリップの機能を制限するであろう応力上昇部を引き起こす鋭角な隅部無しにて応力を変化させることを許容する。

好ましくは、穴は、バンドの外周の回りにて２列に配置されるものとする。このことは、有益な応力の分配を許容する。

好ましくは、穴の隅部にはある半径が付与されるものとする。このことは、隅部における応力の強さを低下させることになる。

好ましくは、クリップは、ばねスチールにて出来たものとする。このことは、この材料の弾性範囲が広い点にて有益である。これと代替的に、クリップは、形状記憶合金（ＳＭＡ）にて出来たものとしてもよい。このことは、この種類の材料の弾性範囲が広い点にて有益である。

ポリマー又はその他の適正な材料にて出来たリングは、クリップと締結される対物との間に配置することができる。ポリマーリングを提供することは、クリップが締結される対物の損傷を防止することになる。リブは、半径方向に整合されることが好ましいが、異なる方向に向き決めしてもよい。更に、ポリマーリングは、クリップにより付与された締結荷重を分配すべく使用することができる。

クリップの内面には、クリップが締結される対物に対して動くのを防止するリブ又は鋸歯状部を設けることもできる。クリップは、温度又は圧力の変化又は材料のクリープのため、動き易い。

第二の形態に従い、本発明は、クリップと、アクチュエータと、スリーブとを備え、アクチュエータの本体の少なくとも一部分と重なり合うアクチュエータ組立体であって、スリーブがアクチュエータ本体に重なり合う場所にて、スリーブの外壁の最小の分離程度が、クリップが安定的な状態にあるときのクリップの内側バンド壁の最小の分離程度よりも大きく、クリップがスリーブの上に装着されたとき、クリップはスリーブに締結力を加えて、スリーブとアクチュエータの本体との間のシールを形成するようにした上記アクチュエータ組立体を提供する。

次に、添付図面を参照して本発明の１つの好ましい実施の形態について説明する。

図１には、本発明に従った双安定性クリップ１を圧電アクチュエータ組立体を取り付ける状態が示されている。クリップ１は、アクチュエータ５をスリーブ３内にて密封し得るようアクチュエータ５の本体の各端部にてスリーブ３の上方に配置される。

クリップ１は、連続的な円形壁７を有するバンドの形態をしている。壁７は、一定の厚さ及び一定の高さを有し、また、ばねスチールにて製造されている。壁（７）の上端縁及び下端縁（９）は単一の半径方向面内に各々、保持されており、これらの２つの半径方向面は平行である。クリップ１は、２つの低歪みエネルギの安定的な状態をとることができる。これらの状態の双方にて、壁７は「Ｃ」字形の断面プロファイルをとる。

第一の状態が図２に示されている。この第一の安定的な状態において、壁７の端部９は、クリップ１の中心から離れる方向を向いている。このことは、壁７の中間点に領域１１を形成し、該領域にて、壁の対向部分の分離程度が最小である、すなわち内径が最小である。この領域１１は、クリップ１がアクチュエータ組立体に取り付けられたとき、単一の連続的なリング接点の締結面を形成する。

第二の安定的な状態が図３に示されている。第二の安定的な状態において、壁７の端部９はクリップ１の中心を向いている。このことは、壁７の端部９に相応する２つの領域１３を形成し、該領域にて、壁の対向した部分の分離程度が最小である、すなわち内径が最小である。これらの領域１３は、クリップ１がアクチュエータ組立体に取り付けられたとき、２つの連続的なリング接点の締結面を形成する。

クリップ１は、これらの２つの安定的な状態の間にて転移させることができ、また、クリップ１を製造する材料は、クリップが一方の安定的な状態から他方の安定的な状態に転移する間、弾性的なままであるように選ばれる。クリップ１は、図１、図５及び図６に示したように、締結荷重をアクチュエータ組立体に付与するとき、これらの安定的な状態の一方にて休止する。

図４には、不安定な状態にあるクリップ１が示されており、ここで、クリップ１の壁７は円筒状である。壁７が円筒状の形態にあるとき、壁７の対向した部分の最小分離程度、すなわち、その最小の内径は、クリップを締結すべきアクチュエータ組立体の部分の対向した外側部分の間の最小距離、すなわちアクチュエータ５の本体の上方のスリーブ３の外径よりも大きい。その結果、クリップ１は、アクチュエータ組立体に装着されるとき、この不安的な状態に維持される。

クリップ１には、壁７の円周の回りにて２列６に配置された穴４が形成されている。穴は三角形の形状であり、穴４の１列６の頂点は穴４の他方の列６の頂点に面している。

アクチュエータ組立体は、アクチュエータ５を取り囲む外側スリーブ３を備えている。アクチュエータ５の本体には、各端部にて円形の外側断面プロファイルを有する端部片１５が設けられている。スリーブ３は、端部片１５の円形のプロファイル部分の上方を伸びる。スリーブ３の外径は、端部片１５の上方に配置されたとき、その第一の安定的な状態にあるときのクリップ１の領域１１の直径、又はその第二の安定的な状態にあるときのクリップ１の領域１３の直径よりも大きい。

クリップ１を端部片１５に装着するため、クリップ１は、図４に示したように、不安定な状態に付勢される。クリップ１の最小内径は、被覆した端部片１５の外径よりも大きいから、クリップ１は端部片１５の上方に配置することができる。

クリップ１が端部片１５の上方に配置されたとき、クリップを不安定な状態に維持する力は除去される。次に、クリップ１は、第一又は第二の安定的な状態の何れかに復帰しようとする。しかし、スリーブ３の端部の外径がクリップ１の内径よりも大きいため、クリップ１は安定的な状態に完全に復帰することはできない。そうではなくて、クリップは不安定な状態に止まり、これによりクリップは歪みエネルギを維持する。クリップ１は、この歪みエネルギを半径方向締結力に変換し、この半径方向締結力はスリーブ３、従って端部片１５に加えられる。このことは、スリーブ３と端部片１５との間にシールを形成することになる。

クリップ１の寸法は、アクチュエータ組立体の上方に配置されたとき、十分な追加的な歪みエネルギが安定的な状態に渡ってクリップ１内にて維持されて、十分な締結力を提供し得るようように選ばれる。クリップ１をアクチュエータ組立体に最初に取り付けたとき、歪みエネルギは十分なレベルであることに加えて、クリップは、アクチュエータ組立体の寿命の全体にわたって安定的な歪みエネルギ状態の十分な限界値を維持しなければならない。例えば、端部片の回りのスリーブの外径が例えば材料のクリープの結果、減少する場合、クリップは十分な締結力を維持し得なければならない。

典型的に、クリップ１の直径は約９ｍｍである。壁７は、典型的に、０．２５ｍｍの一定の厚さ及び典型的に４ｍｍの一定の高さを有する。

本発明の好ましい実施の形態に従い、第一の安定的な状態にて双安定性クリップによりアクチュエータの本体に両端にて密封された保護スリーブが設けられた圧電アクチュエータ組立体の斜視図である。 第一の安定的な状態にある図１の双安定性クリップの斜視図である。 第二の安定的な状態にある図１の双安定性クリップの斜視図である。 不安定な状態にある図１の双安定性クリップの斜視図である。 第一の安定的な状態にあり且つスリーブを圧電アクチュエータ組立体の第一の端部に対して密封する、図１の双安定性クリップの断面図である。 第一の安定的な状態にあり且つスリーブを圧電アクチュエータ組立体の第二の端部に対して密封する図１の双安定性クリップの断面図である。

符号の説明

１ 双安定性クリップ
３ スリーブ
４ 穴
５ アクチュエータ
６ 列
７ バンド壁
９ 上端縁及び下端縁／端部
１１ 第一の安定的な状態にあるときのクリップの領域
１３ 第二の安定的な状態にあるときのクリップの領域
１５ 端部片

Claims (15)

1. アクチュエータ組立体内にてスリーブを圧電アクチュエータの本体に固定するクリップ（１）において、少なくとも２つの安定的な状態を有するバンドの形態をとり、各安定的な状態にてバンド壁（７）の内面の最小の分離距離が、クリップ（１）が不安定な状態にあるときのバンド壁（７）の内面の最小の分離距離よりも短い、クリップ。
2. 請求項１に記載のクリップ（１）において、バンドは円形である、クリップ。
3. 請求項１又は２に記載のクリップ（１）において、バンド壁（７）の上端縁（９）は、第一の半径方向面内に配置され、また、バンド壁（７）の下端縁（９）は、第二の半径方向面内に配置され、第一及び第二の半径方向面は平行である、クリップ。
4. 請求項１、２又は３の何れか１つの項に記載のクリップ（１）において、クリップ（１）が安定的な状態にあるとき、バンド壁（７）は、「Ｃ」字形の断面プロファイルを有する、クリップ。
5. 請求項１ないし４の何れか１つの項に記載のクリップ（１）において、バンド壁（７）の端部（９）は、クリップ（１）が第一の安定的な状態にあるとき、クリップ（１）の中心から離れる方向を向く、クリップ。
6. 請求項１ないし５の何れか１つの項に記載のクリップ（１）において、バンド壁（７）の端部（９）は、クリップ（１）が第二の安定的な状態にあるとき、クリップ（１）の中心を向く、クリップ。
7. 請求項１ないし６の何れか１つの項に記載のクリップ（１）において、３つ又はより多くの安定的な状態を有する、クリップ。
8. 請求項１ないし７の何れか１つの項に記載のクリップ（１）において、バンド壁（７）の厚さは、その高さの全体にわたって一定である、クリップ。
9. 請求項１ないし８の何れか１つの項に記載のクリップ（１）において、バンド壁（７）の表面に沿ったバンド壁（７）の端部（９）間の距離は一定である、クリップ。
10. 請求項１ないし９の何れか１つの項に記載のクリップ（１）において、バンド壁（７）には、穴（４）が設けられる、クリップ。
11. 請求項１０に記載のクリップ（１）において、穴（４）は三角形である、クリップ。
12. 請求項１０又は１１に記載のクリップ（１）において、穴（４）は、クリップ（１）の外周の回りにて２列に配置される、クリップ。
13. 請求項１０、１１又は１２の何れか１つの項に記載のクリップにおいて、穴は三角形であり、クリップ（１）の外周の回りにて２列に配置され、また、１列の三角形の穴の頂点は、他方の列の三角形の穴の頂点に直接、対向する、クリップ。
14. 請求項１０ないし１３の何れか１つの項に記載のクリップ（１）において、穴の隅部にはある半径が付与される、クリップ。
15. 請求項１ないし１４の何れか１つの項に記載のクリップ（１）において、ばねスチールにて出来ている、クリップ。

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