JP6810709B2 - 増幅機構を有する圧電式の噴射システム及び噴射方法 - Google Patents
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Description
Claims (20)
- 適用される電圧に応じて第1距離だけ延長する圧電ユニット、当該圧電ユニットに動作可能に結合されたアーマチュア、及び、第1端から当該第1端の反対側の第2端まで延びるレバーと当該レバーの前記第1端に結合された撓み部とを含む増幅器、を有するアクチュエータと、
前記レバーの前記第2端に動作可能に結合された可動シャフト、流体孔、及び、出口オリフィス、を有する流体本体部と、
を備え、
前記撓み部は、前記レバーと前記アーマチュアとの間に位置決めされ、前記レバーの前記第1端を前記アーマチュアに直接接続しており、
前記撓み部は、当該撓み部によって適用される弾性バイアス力に抗して前記レバーを移動させるべく電圧が前記圧電ユニットに適用される時に撓み、それによって、前記出口オリフィスを介して前記流体孔からある量の流体を噴射させるべく前記可動シャフトを移動させる
ことを特徴とする噴射ディスペンサ。 - 前記圧電ユニットの両側に位置決めされた一対のバネ
を更に備え、
前記一対のバネは、前記圧電ユニットを一定の圧縮状態に維持するように、前記圧電ユニットに結合されており、
前記一対のバネは、更に、第1及び第2平坦バネを有している
ことを特徴とする請求項1に記載の噴射ディスペンサ。 - 前記アクチュエータは、更に、上方アクチュエータ部を有しており、
前記第1及び第2平坦バネは、それぞれ、第1端と第2端とを有しており、
前記第1端同士が、前記上方アクチュエータ部に固定されており、
前記第2端同士が、電圧適用時に前記増幅器と移動するべく固定されている
ことを特徴とする請求項2に記載の噴射ディスペンサ。 - 前記第2端同士は、前記アーマチュアに固定されており、
前記アーマチュアは、前記電圧が適用されて除去される時、前記圧電ユニットによって移動される
ことを特徴とする請求項3に記載の噴射ディスペンサ。 - 前記アクチュエータは、
前記圧電ユニットを含む上方アクチュエータ部と、
前記増幅器を含む下方アクチュエータ部と、を有しており、
前記上方アクチュエータ部は、第1熱膨張係数を有する第1材料から形成されており、
前記下方アクチュエータ部は、第2熱膨張係数を有する第2材料から形成されており、
前記第1熱膨張係数は、前記第2熱膨張係数よりも低い
ことを特徴とする請求項1に記載の噴射ディスペンサ。 - 前記アクチュエータは、
前記圧電ユニットを含む上方アクチュエータ部と、
前記増幅器を含む下方アクチュエータ部と、を有しており、
前記増幅器は、前記下方アクチュエータ部と一体的に形成されており、当該下方アクチュエータ部内の一連のスロットによって形成された前記撓み部を含んでいる
ことを特徴とする請求項1に記載の噴射ディスペンサ。 - 適用される電圧に応じて第1距離だけ延長する圧電ユニット、当該圧電ユニットを含む上方アクチュエータ部、及び、前記圧電ユニットに動作可能に結合された増幅器を含む下方アクチュエータ部、を有するアクチュエータと、
可動シャフト、流体孔、及び、出口オリフィス、を有する流体本体部と、
を備え、
前記増幅器は、第1端及び第2端を含んでおり、
前記第2端は、電圧適用時に、前記第1距離よりも大きい第2距離だけ移動するようになっており、
前記上方アクチュエータ部は、第1熱膨張係数を有する第1材料から形成されており、
前記下方アクチュエータ部は、第2熱膨張係数を有する第2材料から形成されており、
前記第1熱膨張係数は、前記第2熱膨張係数よりも低く、
前記可動シャフトは、前記増幅器の前記第2端に動作可能に結合されており、
前記可動シャフトは、前記増幅器の前記第2端によって移動されて、前記出口オリフィスを介して前記流体孔からある量の流体を噴射する
ことを特徴とする噴射ディスペンサ。 - 前記第1熱膨張係数の前記第2熱膨張係数に対する比は、少なくとも1:5である
ことを特徴とする請求項7に記載の噴射ディスペンサ。 - 前記第1熱膨張係数の前記第2熱膨張係数に対する比は、少なくとも1:10である
ことを特徴とする請求項7に記載の噴射ディスペンサ。 - 前記下方アクチュエータ部を形成する前記第2材料は、ステンレス鋼を有し、
前記上方アクチュエータ部を形成する前記第1材料は、合金を有する
ことを特徴とする請求項7に記載の噴射ディスペンサ。 - 前記合金は、ニッケル鉄合金を有する
ことを特徴とする請求項10に記載の噴射ディスペンサ。 - 適用される電圧に応じて第1距離だけ延長する圧電ユニット、第1端から当該第1端の反対側の第2端まで延びるレバーを含む増幅器、前記レバーの前記第1端と前記圧電ユニットとの間に位置決めされたアーマチュア、及び、前記レバーと前記アーマチュアとの間に位置決めされ前記レバーの前記第1端に前記アーマチュアを直接接続する撓み部、を有するアクチュエータと、
前記レバーの前記第2端に動作可能に結合された可動シャフトと、
流体孔、及び、出口オリフィス、を有する流体本体部と、
を備え、
前記撓み部は、前記レバーの移動をもたらすべく電圧が前記圧電ユニットに適用される時に撓み、それによって、前記出口オリフィスを介して前記流体孔からある量の流体を噴射させるべく前記可動シャフトを移動させる
ことを特徴とする噴射ディスペンサ。 - 適用される電圧に応じて第1距離だけ延長する圧電ユニットと、
当該圧電ユニットを含む上方アクチュエータ部と、
前記圧電ユニットに動作可能に結合されたアーマチュアと、第1端から当該第1端の反対側の第2端まで延びるレバーを含む増幅器と、を含む下方アクチュエータ部と、
を備え、
前記増幅器は、前記下方アクチュエータ部と一体的に形成されており、前記レバーの前記第1端に結合された撓み部を含んでおり、
前記撓み部は、前記レバーと前記アーマチュアとの間に位置決めされ、前記レバーの前記第1端を前記アーマチュアに直接接続している
ことを特徴とするアクチュエータ。 - 電圧適用時に第1距離から第2距離までの圧電式アクチュエータの機械的に増幅された動きをもたらす際に使用される増幅器であって、
電圧適用時に前記圧電式アクチュエータと共に移動するべく動作可能に結合されるようになっているアーマチュアと、
前記アーマチュアと一体的に形成されて、前記圧電式アクチュエータが前記第1距離だけ移動する時に撓みを提供するための一連のスロットを含んでいる撓み部と、
前記撓み部に結合され、第1端から第2端まで延びるレバーと、
を備え、
前記撓み部は、前記レバーの前記第1端に結合され、前記レバーと前記アーマチュアとの間に位置決めされ、前記レバーの前記第1端を前記アーマチュアに直接接続している
ことを特徴とする増幅器。 - 圧電ユニット、上方アクチュエータ部、第1端から当該第1端の反対側の第2端まで延びるレバーと当該レバーの前記第1端に結合された撓み部とを含む増幅器、及び、前記圧電ユニットに動作可能に結合されたアーマチュア、を備え、前記撓み部は、前記レバーと前記アーマチュアとの間に位置決めされ、前記レバーの前記第1端を前記アーマチュアに直接接続している、というアクチュエータを用いた流体噴射方法であって、
前記圧電ユニットに電圧を適用して、当該圧電ユニットを第1距離だけ延長させ、前記撓み部を撓ませ、及び、前記アーマチュアを移動させる工程、
を備え、
前記圧電ユニットを延長させる工程は、前記撓み部によって適用される弾性バイアス力に抗して前記増幅器を第2距離だけ起動させ、
前記第2距離は、前記第1距離よりも大きく、
前記増幅器の起動は、流体本体部の可動シャフトの移動を引き起こして、当該流体本体部の流体孔から出口オリフィスを介してある量の流体を噴射させる
ことを特徴とする方法。 - 前記アクチュエータは、前記増幅器を含む下方アクチュエータ部を更に有しており、
前記上方アクチュエータ部は、第1熱膨張係数を有する第1材料から形成されており、
前記下方アクチュエータ部は、第2熱膨張係数を有する第2材料から形成されており、
前記第1熱膨張係数は、前記第2熱膨張係数よりも低い
ことを特徴とする請求項15に記載の方法。 - 前記レバーの前記第2端は、前記可動シャフトに動作可能に結合されており、
当該方法は、前記第2距離だけ前記レバーの前記第2端を移動させる工程を更に備えている
ことを特徴とする請求項15に記載の方法。 - 圧電式アクチュエータの第1距離の移動を機械的に増幅する方法であって、
前記圧電式アクチュエータへの電圧適用時に、撓み部に動作可能に結合されたレバーの第1端を前記第1距離だけ移動する工程と、
前記レバーが前記第1距離だけ移動する時に前記撓み部を撓ませる工程と、
前記撓み部によって適用される弾性バイアス力に抗する前記電圧適用時に前記レバーの第2端を第2距離だけ移動する工程と、
を備え、
前記撓み部は、前記圧電式アクチュエータに動作可能に結合されたアーマチュアと前記レバーとの間に位置決めされ、前記レバーの前記第1端を前記アーマチュアに直接接続しており、
前記第2距離は、前記第1距離よりも大きい
ことを特徴とする方法。 - 前記撓み部は、前記アーマチュアと一体的に形成されている
を更に備えたことを特徴とする請求項18に記載の方法。 - 前記撓み部は、当該撓み部の撓みを提供するための一連のスロットを含んでいる
ことを特徴とする請求項18に記載の方法。
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