JPH0622571A - 超磁歪式アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 超磁歪ロッドの熱膨張分を相殺し、特性不良
の発生をなくすと共に、駆動対象物の変位量を倍増させ
る。 【構成】 ケーシング１内に電磁コイル９が巻回された
コイルボビン８を設け、コイルボビン８の摺動穴８Ａ内
に超磁歪ロッド１４を収納したストッパ筒１６を挿嵌
し、このストッパ筒１６を超磁歪ロッド１４に対応した
熱膨張率を有し、超磁歪ロッド１４とは逆の磁歪特性を
もった超磁歪材料で形成する。そして、ストッパ筒１６
のストッパ部１６Ｃに超磁歪ロッド１４の上端を当接さ
せ、超磁歪ロッド１４の下端側をばね受６を介して弁体
４に取付け、弁体４を超磁歪ロッド１４により駆動する
ときには、超磁歪ロッド１４の伸びにストッパ筒１６の
縮みを加算させ、弁体４のリフト量を倍増させることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば超磁歪式噴射弁
や開閉弁等に好適に用いられる超磁歪式アクチュエータ
に関し、特に、熱膨張により特性が変化するのを防止で
きるようにした超磁歪式アクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、筒状のケーシングと、該ケーシ
ングの軸方向に伸長して該ケーシング内に設けられ、該
ケーシングの一端側に設けられる駆動対象物を駆動すべ
く、磁場がかけられたときに軸方向に伸縮する超磁歪ロ
ッドと、該超磁歪ロッドの周囲に位置して前記ケーシン
グ内に設けられ、外部から通電されることにより該超磁
歪ロッドに磁場をかける電磁コイルとからなる超磁歪式
アクチュエータを用いた燃料噴射弁は、例えば特開平３
−２４３１７４号公報等により知られている。

【０００３】この種の従来技術による燃料噴射弁では、
ケーシングの一端側に燃料の噴射口を有する弁座を設
け、該弁座に駆動対象物となる内開き式の弁体を着座さ
せるべく、該弁体を弁ばねにより常時閉弁方向に付勢す
ると共に、超磁歪ロッドの一端側を弁体に固着し、電磁
コイルからの磁場により該超磁歪ロッドが縮小したとき
に、該超磁歪ロッドにより弁体を弁ばねに抗してリフト
させ、前記噴射口からケーシング内の燃料を外部に向け
て噴射させるようにしている。

【０００４】また、ケーシングの他端側には、前記超磁
歪ロッドの他端側端面に当接する蓋体を設け、該蓋体に
より超磁歪ロッドを前記弁体と共に弁座側に向けて押圧
し、前記弁ばねのばね荷重を調整するようにしている。
そして、超磁歪ロッドは電磁コイルからの磁場により縮
小変形するときに、前記蓋体から離間するのを規制さ
れ、弁体を弁ばねに抗して確実にリフトさせるようにな
っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、ケーシングの一端側に駆動対象物となる弁
体を設け、ケーシングの他端側には蓋体を設け、該蓋体
と弁体との間で超磁歪ロッドをケーシング内で軸方向に
位置決めするようにしているから、超磁歪ロッドの周囲
に設けた電磁コイルが外部からの通電により発熱する
と、このときの熱影響等によって超磁歪ロッドが前記蓋
体と弁体との間で軸方向に熱膨張することがある。そし
て、超磁歪ロッドはケーシングに比較して熱膨張率が大
きく、蓋体はケーシングに一体的に固定されているの
で、超磁歪ロッドは熱膨張時に弁体側に向けて伸びてし
まう。

【０００６】このため従来技術では、超磁歪ロッドの熱
膨張によって弁ばねのばね荷重が変化するばかりでな
く、電磁コイルからの磁場によって超磁歪ロッドを変形
させたときに、弁体のリフト量が変化し、噴射流量の特
性等が熱影響によって変動するという問題がある。ま
た、駆動対象物となる弁体を外開き式とし、超磁歪ロッ
ドが伸び変形したときに弁体を開弁させる構成とする
と、超磁歪ロッドの熱膨張により弁体が開弁方向に変位
して弁座から離座することがあり、シール不良等の原因
になるという問題がある。

【０００７】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は超磁歪ロッドが熱膨張したとき
でも、これをストッパ筒の熱膨張によって相殺でき、特
性不良等が発生するのを効果的に防止できる上に、例え
ば弁体等の駆動対象物を大きく変位させることができる
ようにした超磁歪式アクチュエータを提供することを目
的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明が採用する構成の特徴は、電磁コイルと超
磁歪ロッドとの間に、該超磁歪ロッドを軸方向に亘って
収納する長さ寸法をもって筒状に形成され、該超磁歪ロ
ッドをケーシング内で軸方向に位置決めするストッパ筒
を設け、該ストッパ筒を、前記超磁歪ロッドに対応する
熱膨張率を有し、該超磁歪ロッドとは逆の磁歪特性をも
った超磁歪材料により形成したことにある。

【０００９】

【作用】上記構成により、電磁コイルの発熱等によって
超磁歪ロッドが軸方向に伸びるように熱膨張したときに
は、これに対応してストッパ筒も軸方向に熱膨張するよ
うになり、超磁歪ロッドの熱膨張分をストッパ筒の熱膨
張によって吸収することができる。また、ストッパ筒を
超磁歪ロッドとは逆の磁歪特性をもった超磁歪材料で形
成しているので、電磁コイルからの磁場により、例えば
超磁歪ロッドが軸方向に伸び変形するときには、ストッ
パ筒が軸方向に縮み変形するようになり、該ストッパ筒
の縮みと超磁歪ロッドの伸びとによって駆動対象物の駆
動量（変位量）を倍増させることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図５に基
づき、超磁歪式アクチュエータを用いた超磁歪式噴射弁
を例に挙げて説明する。

【００１１】図１ないし図４は本発明の第１の実施例を
示している。

【００１２】図において、１は電磁ステンレス鋼等の磁
性材料により段付円筒状に形成された筒状のケーシング
を示し、該ケーシング１は上、下両端側がカシメ部１
Ａ，１Ｂとなり、内周側には該カシメ部１Ｂから所定寸
法上側に位置して環状突起１Ｃが設けられている。

【００１３】２はケーシング１の下部内周側に設けられ
た有底筒状のバルブボディを示し、該バルブボディ２は
図２に示す如く、ケーシング１の内径に対応する外径を
もって円筒状に形成された筒部２Ａと、該筒部２Ａの下
端側に設けられ、比較的厚肉の円板状に形成された底部
２Ｂと、該底部２Ｂの中央から上向きに延設され、内周
側に周方向に離間して軸方向に伸長する複数のガイド突
起２Ｃ，２Ｃ，…が形成された小径のガイド筒２Ｄと、
該ガイド筒２Ｄの下側に位置し、底部２Ｂの内周側にテ
ーパ状に拡開して形成された弁座２Ｅとからなり、該弁
座２Ｅは後述する弁体４の弁部４Ｄとの間に燃料の噴射
口を形成する。

【００１４】ここで、該バルブボディ２はケーシング１
内に下端側から嵌合され、筒部２Ａの上端を後述するス
トッパ筒１６のフランジ部１６Ｄを介して環状突起１Ｃ
に当接させた状態で、底部２Ｂの外周側下面をカシメ部
１Ｂに固定することにより、ケーシング１内に一体化さ
れている。また、該バルブボディ２の筒部２Ａにはケー
シング１を貫通して径方向に燃料の流通穴３，３が穿設
され、該各流通穴３は燃料配管等を介して燃料ポンプ
（いずれも図示せず）からの燃料をバルブボディ２内に
流通させるようになっている。

【００１５】４はケーシング１の下端側に設けられた駆
動対象物としての外開き式の弁体を示し、該弁体４は上
側軸部４Ａと下側軸部４Ｂとの間に取外し可能に環状段
部４Ｃが設けられ、下側軸部４Ｂの下端側には半球形状
の弁部４Ｄが一体形成されている。そして、該弁体４は
下側軸部４Ｂがバルブボディ２のガイド筒２Ｄ内に挿通
され、弁部４Ｄの球面状をなす上面側を弁座２Ｅに離、
着座させる。また、該弁体４の環状段部４Ｃとバルブボ
ディ２の底部２Ｂとの間には、ガイド筒２Ｄの周囲に位
置して弁ばね５が配設され、該弁ばね５は弁体４を常時
閉弁方向に付勢している。そして、弁体４が後述の超磁
歪ロッド１４により弁ばね５に抗して開弁されるときに
は、バルブボディ２内の燃料がガイド筒２Ｄの各ガイド
突起２Ｃ間を介して弁座２Ｅと弁部４Ｄとの間から外部
に向けて噴射される。

【００１６】６はバルブボディ２内に移動可能に設けら
れたばね受を示し、該ばね受６は下面側中央から筒状突
部６Ａが下向きに突出して設けられ、該筒状突部６Ａ内
には弁体４の上側軸部４Ａが摺動可能に挿嵌されてい
る。そして、該筒状突部６Ａの上面６Ｂと上側軸部４Ａ
の上端との間には微小隙間Ｓを介在させ、弁体４の熱膨
張時に弁部４Ｄが弁座２Ｅから不用意に離座してしまう
のを防止するようにしている。また、ばね受６の上面側
中央には浅底の凹部６Ｃが形成され、該凹部６Ｃ内には
後述の緩衝板１５を介して超磁歪ロッド１４の下端が嵌
合されている。

【００１７】７はばね受６の筒状突部６Ａ周囲に位置し
て、ばね受６とバルブボディ２の底部２Ｂとの間に配設
された設定ばねを示し、該設定ばね７は弁ばね５と共に
付勢手段を構成し、超磁歪ロッド１４をばね受６等を介
して常時上向きに付勢することにより、超磁歪ロッド１
４に初期荷重を付与している。

【００１８】８はケーシング１内に配設された段付円筒
状のコイルボビン、９は該コイルボビン８に巻回された
電磁コイルを示し、該電磁コイル９はコイルボビン８の
上端側に立設された端子ピン１０，１０に接続され、外
部からの通電により励磁されて磁場を発生させる。そし
て、該電磁コイル９は超磁歪ロッド１４に磁場をかける
ことにより、この超磁歪ロッド１４を軸方向に伸び変形
させ、弁体４を開弁方向に駆動する。また、コイルボビ
ン８の内周側には軸方向に伸長する摺動穴８Ａが形成さ
れ、該摺動穴８Ａ内にはストッパ筒１６が挿嵌されてい
る。

【００１９】１１はコイルボビン８の上端に当接してケ
ーシング１内に配設された環状のスペーサ、１２は該ス
ペーサ１１上に位置してケーシング１の上端側に固定さ
れた環状の蓋体を示し、該蓋体１２は磁性材料によって
形成され、ケーシング１と共に電磁コイル９の周囲に磁
気回路を形成している。また、該蓋体１２には各端子ピ
ン１０の周囲に小径筒状のシール部材１３，１３が装着
され、該各シール部材１３は各端子ピン１０と蓋体１２
との間を電気的に絶縁するようになっている。そして、
該蓋体１２はケーシング１内のカシメ部１Ａによってカ
シメ固定され、環状突起１Ｃとの間でコイルボビン８お
よびスペーサ１１等をケーシング１内に位置決めしてい
る。また、該蓋体１２およびスペーサ１１の内周側には
コイルボビン８の摺動穴８Ａに対応した貫通穴１２Ａ，
１１Ａが形成されている。

【００２０】１４はコイルボビン８の摺動穴８Ａ内にス
トッパ筒１６を介して挿通された超磁歪ロッドを示し、
該超磁歪ロッド１４は、例えばネオジム（Ｎｄ）−鉄母
合金またはジスプロシウム（Ｄｙ）−鉄、テルビウム
（Ｔｂ）−鉄母合金等の超磁歪材料から正の磁歪特性を
もった細長い円柱状ロッドとして形成され、電磁コイル
９からの磁場により、例えば１ｋＯｅ（キロエルステッ
ド）の磁場で全長Ｌに対して１０００ＰＰＭ（１０００
×１０^-6）の比率で軸方向に伸び量△Ｌをもって伸び変
形する。また、該超磁歪ロッド１４は、例えば１×１０
^-5／℃程度の熱膨張率α（線膨張係数）を有し、周囲温
度が１℃上昇する毎に全長Ｌに対して、軸方向に寸法
（Ｌ×α）だけ熱膨張する。

【００２１】ここで、該超磁歪ロッド１４は上端側端面
１４Ａが後述するストッパ筒１６のストッパ部１６Ｃに
当接して軸方向に位置決めされ、下端側がストッパ筒１
６の開口端側から僅かに下向きに突出し、緩衝板１５を
介してばね受６の凹部６Ｃ内に嵌合されている。そし
て、該超磁歪ロッド１４は設定ばね７によりばね受６を
介して常時上向きに付勢され、その上端側がストッパ筒
１６のストッパ部１６Ｃに押付けられている。また、緩
衝板１５は弾性樹脂材料により所定板厚をもって円板状
に形成され、超磁歪ロッド１４が伸び変形して弁体４を
開弁させるときに、該弁体４から受ける衝撃を緩和させ
る。

【００２２】さらに、１６はコイルボビン８の摺動穴８
Ａ内に超磁歪ロッド１４と共に挿嵌されたストッパ筒を
示し、該ストッパ筒１６は超磁歪ロッド１４に対応する
熱膨張率αを有し、該超磁歪ロッド１４と同様の超磁歪
材料等により負の磁歪特性をもって細長い筒状に形成さ
れ、筒状部１６Ａの上端側には下面側が平坦な当接面１
６Ｂとなった円板状のストッパ部１６Ｃが一体形成され
ている。また、該ストッパ筒１６の開口端側となる筒状
部１６Ａの下端側には径方向外向きに突出する大径のフ
ランジ部１６Ｄが一体形成され、該フランジ部１６Ｄの
外周側はケーシング１の環状突起１Ｃとバルブボディ２
の筒部２Ａ上端との間で挟持され、ケーシング１に固定
されている。

【００２３】そして、該ストッパ筒１６の筒状部１６Ａ
はストッパ部１６Ｃおよびフランジ部１６Ｄの厚さ分を
含めて超磁歪ロッド１４の全長Ｌに対応する長さ寸法を
有し、内部に収納した超磁歪ロッド１４が図３中に仮想
線で示す如く軸方向に熱膨張したときに、これに対応す
る軸方向長さをもって熱膨張し、超磁歪ロッド１４の熱
膨張分をストッパ部１６Ｃ側で吸収すると共に、このと
きに超磁歪ロッド１４がばね受６を軸方向に変位させる
のを防止している。

【００２４】また、該ストッパ筒１６のストッパ部１６
Ｃは当接面１６Ｂが超磁歪ロッド１４の上端側端面１４
Ａに比較的大きな接触面積をもって面接触し、設定ばね
７からの初期荷重を超磁歪ロッド１４に効果的に作用さ
せる。そして、該ストッパ筒１６は超磁歪ロッド１４と
は逆に負の磁歪特性を有しているから、電磁コイル９か
らの磁場により、例えば１ｋＯｅ（キロエルステッド）
の磁場でその全長に対して１０００ＰＰＭ（１０００×
１０^-6）の比率で軸方向に縮み量△Ｌをもって縮み変形
する。

【００２５】本実施例による超磁歪式噴射弁は上述の如
き構成を有するもので、次にその作動について説明す
る。

【００２６】まず、電磁コイル９に図４中の特性線１７
の如く噴射パルスを給電し、該電磁コイル９により超磁
歪ロッド１４およびストッパ筒１６に磁場をかけると、
該超磁歪ロッド１４はこのときの磁場の強さに応じて伸
び変形し、かつストッパ筒１６は逆に縮み変形するか
ら、超磁歪ロッド１４はこのときの伸び量△Ｌに対し下
端側がストッパ筒１６のフランジ部１６Ｄから、例えば
２倍の突出量（２×△Ｌ）をもって下向きに突出し、ば
ね受６を緩衝板１５を介して下向きに大きく変位させ
る。

【００２７】そして、超磁歪ロッド１４は弁体４を図４
に示す特性線１８の如く前記突出量（２×△Ｌ）にほぼ
対応した大きなリフト量をもって下向きにリフトさせ、
弁部４Ｄを弁座２Ｅから離座させることにより、バルブ
ボディ２内の燃料を弁座２Ｅと弁部４Ｄとの間から外部
に向けて噴射させる。この場合、超磁歪ロッド１４の上
端側端面１４Ａはストッパ筒１６のストッパ部１６Ｃに
当接し、上向きの変位が規制されているので、超磁歪ロ
ッド１４は下向きに伸び変形すると共に、ストッパ筒１
６の縮み変形によっても下向きに変位されるようにな
り、弁体４を設定ばね７および弁ばね５に抗し大きなリ
フト量をもって開弁させる。

【００２８】また、弁体４は外開き式の弁体であるか
ら、当該超磁歪式噴射弁を筒内直接噴射式の噴射弁とし
て用いた場合に、燃焼室（図示せず）内の圧力が弁体４
に外部から作用したときでも、弁体４は弁座２Ｅに押付
けられて着座し続け、電磁コイル９に噴射パルスを給電
するまでは弁体４が不用意に開弁するのを防止できる。
しかし、燃焼室からの熱や電磁コイル９の発熱によって
超磁歪ロッド１４は熱膨張し、図３中に仮想線で示す如
く上端側端面１４Ａが軸方向に変位する。

【００２９】ところで、超磁歪ロッド１４の上端側端面
１４Ａをストッパ筒１６のストッパ部１６Ｃに替えて、
従来技術で述べた如く蓋体等を介してケーシング１に固
定した場合には、超磁歪ロッド１４の熱膨張率αはケー
シング１の熱膨張率よりも大きいから、超磁歪ロッド１
４は熱膨張による上向きの伸びが規制され、下向きに伸
びてしまう。そして、超磁歪ロッド１４が下向きに熱膨
張すると、これにより弁体４が下向きに押動され、最悪
の場合には弁体４の弁部４Ｄが弁座２Ｅから離座してシ
ール不良の原因となる。また、噴射パルスを電磁コイル
９に給電して超磁歪ロッド１４を伸び変形させるときに
は、超磁歪ロッド１４の熱膨張分が伸び量に加算され、
弁体４は図４中に仮想線で示す特性線１９の如く開弁状
態のままリフトし続けるようになる。

【００３０】そこで、本実施例では、ストッパ筒１６を
超磁歪ロッド１４の熱膨張率αに対応する熱膨張率を有
し、超磁歪ロッド１４とは逆の磁歪特性をもった超磁歪
材料により筒状に形成すると共に、筒状部１６Ａの長さ
寸法を超磁歪ロッド１４の全長Ｌにほぼ等しくし、スト
ッパ筒１６内に収納した超磁歪ロッド１４の上端側端面
１４Ａをストッパ部１６Ｃに押付け、該超磁歪ロッド１
４の位置決めを行うようにしている。

【００３１】これにより、超磁歪ロッド１４が図３中に
仮想線で示す如く熱膨張したときには、ストッパ筒１６
の筒状部１６Ａも同様に熱膨張するから、ストッパ筒１
６のストッパ部１６Ｃ側で超磁歪ロッド１４の熱膨張分
を吸収して相殺でき、超磁歪ロッド１４の熱膨張による
上向きの伸びを許し、下向きの伸びを防止できる上に、
弁体４を開，閉弁させるべく電磁コイル９に通電を行っ
たときには、超磁歪ロッド１４の伸び変形にストッパ筒
１６の縮み変形を加算させ、弁体４を２倍のリフト量を
もって開，閉弁させることができる。

【００３２】従って、本実施例によれば、弁体４を開，
閉弁させるべく電磁コイル９に通電を行ったときに、超
磁歪ロッド１４の伸び変形にストッパ筒の縮み変形を加
算させて弁体４のリフト量を倍増でき、高価な超磁歪材
料からなる超磁歪ロッド１４、ストッパ筒１６の全長Ｌ
を短くすることが可能となり、当該超磁歪式噴射弁を短
尺でコンパクトに形成することができる。

【００３３】また、超磁歪ロッド１４の熱膨張によって
弁体４の閉弁時にシール不良等が発生するのを効果的に
防止できる上に、設定ばね７のばね荷重が超磁歪ロッド
１４の熱膨張によって変化するのを防止でき、超磁歪ロ
ッド１４に一定の初期荷重を付与し続けることができ
る。

【００３４】一方、燃焼室内からの熱等によって弁体４
が熱膨張したときには、該弁体４の上側軸部４Ａとばね
受６との間に形成した図２中に示す微小隙間Ｓにより、
弁体４の熱膨張分を吸収でき、この場合でも弁部４Ｄが
弁座２Ｅから不用意に離座してしまうのを防止できる。
そして、弁体４を開弁すべく電磁コイル９に噴射パルス
を給電し、このときの磁場によって超磁歪ロッド１４を
伸び変形させたときには、ばね受６が設定ばね７に抗し
て下向きに変位し、前記微小隙間Ｓをなくすように弁体
４の上側軸部４Ａに衝突するが、このときの衝撃が超磁
歪ロッド１４に直接伝わるのを緩衝板１５によって防止
でき、超磁歪ロッド１４の耐久性を向上できる。

【００３５】次に、図５は本発明の第２の実施例を示
し、本実施例の特徴は、超磁歪式アクチュエータを内開
き式の噴射弁に適用したことにある。なお、本実施例で
は前記第１の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付
し、その説明を省略するものとする。

【００３６】図中、２１は電磁ステンレス鋼等の磁性材
料により段付円筒状に形成された筒状のケーシングを示
し、該ケーシング２１は前記第１の実施例で述べたケー
シング１とほぼ同様に形成され、上端側にカシメ部２１
Ａが設けられているものの、該ケーシング２１は環状段
部２１Ｂの下側が筒状の嵌合部２１Ｃとなっている。

【００３７】２２はケーシング２１の嵌合部２１Ｃ内周
側に嵌合固着された有蓋筒状のバルブボディを示し、該
バルブボディ２２の下端側は弁座部材２３によって閉塞
され、該弁座部材２３には弁座２３Ａを有する噴射穴２
３Ｂが形成されている。また、バルブボディ２２には蓋
部２２Ａの中央に貫通穴２２Ｂが形成され、該貫通穴２
２Ｂには後述の弁軸２６Ａが筒状のシール部材２４を介
して摺動可能に挿嵌されている。そして、該バルブボデ
ィ２２には径方向に燃料の流通穴２５が穿設され、該流
通穴２５は燃料配管等を介して燃料ポンプ（いずれも図
示せず）からの燃料をバルブボディ２２内に流通させる
ようになっている。

【００３８】２６はケーシング２１の下端側に設けられ
た駆動対象物としての内開き式の弁体を示し、該弁体２
６は、バルブボディ２２の貫通穴２２Ｂにシール部材２
４を介して摺動可能に挿嵌された弁軸２６Ａと、該弁軸
２６Ａの下端側に一体形成され、弁座部材２３の弁座２
３Ａに離着座するポペット型の弁部２６Ｂとから構成さ
れている。また、該弁体２６の弁軸２６Ａと弁部２６Ｂ
との間には環状平板からなるばね受２７が設けられ、該
ばね受２７とバルブボディ２２の蓋部２２Ａとの間には
弁体２６を常時閉弁方向に付勢する付勢手段としての弁
ばね２８が配設されている。そして、ばね受２７には周
方向に所定間隔をもって連通穴２７Ａ，２７Ａ，…が穿
設され、該各連通穴２７Ａはバルブボディ２２内を弁座
部材２３内に常時連通させている。

【００３９】２９はケーシング２１内に配設された段付
円筒状のコイルボビンを示し、該コイルボビン２９は前
記第１の実施例で述べたコイルボビン８とほぼ同様に形
成され、該コイルボビン２９には電磁コイル９および該
電磁コイル９に接続された端子ピン１０，１０等が設け
られている。また、該コイルボビン２９の内周側には軸
方向に伸長する摺動穴２９Ａが形成され、該摺動穴２９
Ａ内には後述のストッパ筒３０が挿嵌されている。

【００４０】３０はコイルボビン２９の摺動穴２９Ａ内
に超磁歪ロッド１４と共に挿嵌されたストッパ筒を示
し、該ストッパ筒３０は前記第１に実施例で述べたスト
ッパ筒１６とほぼ同様に、超磁歪ロッド１４に対応する
熱膨張率αを有し、該超磁歪ロッド１４と同様の超磁歪
材料等により負の磁歪特性をもって細長い筒状に形成さ
れ、筒状部３０Ａの上端側には下面側が平坦な当接面３
０Ｂとなった円板状のストッパ部３０Ｃが一体形成され
ている。また、該ストッパ筒３０の開口端側となる筒状
部３０Ａの下端側には径方向外向きに突出する大径のフ
ランジ部３０Ｄが一体形成され、該フランジ部３０Ｄの
外周側はケーシング２１の環状段部２１Ｂとコイルボビ
ン２９との間で挟持され、ケーシング２１に固定されて
いる。

【００４１】さらに、３１は超磁歪ロッド１４の変位を
弁体２６に伝達する変位伝達機構を示し、該変位伝達機
構３１は、ケーシング２１の嵌合部２１Ｃ内に摺動可能
に挿嵌され、上，下両面側にボス部３２Ａ，３２Ｂが一
体に設けられた円盤上の摺動板３２と、該摺動板３２の
ボス部３２Ｂから径方向外向きに突設されたブラケット
３３と、該ブラケット３３にピン結合され、下向きに垂
下された伝達リンク３４と、略「く」の字状に屈曲して
形成され、ケーシング２１の嵌合部２１Ｃにピン３５を
介して回動可能にピン結合された回動リンク３６とから
なり、該回動リンク３６は一端側が伝達リンク３４にピ
ン結合され、他端側が弁体２６の弁軸２６Ａにピン結合
されている。

【００４２】ここで、摺動板３２のボス部３２Ａはスト
ッパ筒３０の筒状部３０Ａ内に下側から挿嵌され、スト
ッパ筒３０をケーシング２１内に固定するときに超磁歪
ロッド１４の下端側端面に所定荷重をもって押付けられ
ている。そして、電磁コイル９に通電を行い、超磁歪ロ
ッド１４を伸び変形させると共に、ストッパ筒３０を縮
み変形させたときには、超磁歪ロッド１４の下端側がス
トッパ筒３０内で下向きに大きく変位し、ケーシング２
１の嵌合部２１Ｃ内で摺動板３２が伝達リンク３４と共
に下向きに押動されるので、これにより回動リンク３６
は矢示Ａ方向に回動され、弁体２６を弁ばね２８に抗し
て大きなリフト量で開弁させる。

【００４３】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができるが、特に本実施例では、超磁歪ロッド１４と
弁体２６との間に変位伝達機構３１を設けることによ
り、超磁歪ロッド１４の伸び変形にストッパ筒３０の縮
み変形を加算させ、内開き式の弁体２６を大きなリフト
量をもって開，閉弁させることができ、高価な超磁歪材
料からなる超磁歪ロッド１４、ストッパ筒３０を短尺に
形成することができる。

【００４４】なお、前記第１の実施例では、弁体４とば
ね受６とを別体で形成するものとして述べたが、これに
替えて、弁体４とばね受６とを一体化するようにしても
よく、この場合には弁ばね５を省略し、設定ばね７によ
って弁体４を閉弁方向に常時付勢するようにしてもよ
い。

【００４５】また、前記各実施例では、超磁歪ロッド１
４を正の磁歪特性をもった超磁歪材料によって形成し、
ストッパ筒１６（３０）を負の磁歪特性をもった超磁歪
材料によって形成するものとして述べたが、本発明はこ
れに限らず、例えば超磁歪ロッドを負の磁歪特性をもっ
た超磁歪材料によって形成し、ストッパ筒を正の磁歪特
性をもった超磁歪材料によって形成し、これらに磁場が
かけられたときに駆動対象物としての弁体等を大きなリ
フト量をもって開，閉弁させる構成としてもよい。

【００４６】さらに、前記各実施例では、超磁歪式アク
チュエータを超磁歪式噴射弁に適用した場合を例に挙げ
て説明したが、本発明はこれに限らず、例えば電磁式開
閉弁等の電磁ソレノイドに替えて当該超磁歪式アクチュ
エータを用いてもよく、この場合には駆動対象物となる
スプール弁体やポペット弁体等に超磁歪ロッドの一端側
を取付けるようにすればよい。また、ディスクブレーキ
等に適用してもよく、この場合には超磁歪ロッドの伸縮
変形を摩擦パッドに伝えてディスクに制動力を付与する
構成とすればよい。

【００４７】

【発明の効果】以上詳述した通り本発明によれば、超磁
歪ロッドに対応する熱膨張率を有し、該超磁歪ロッドと
は逆の磁歪特性をもった超磁歪材料によりストッパ筒を
形成し、該ストッパ筒内に超磁歪ロッドを収納して軸方
向の位置決めを行う構成としたから、超磁歪ロッドが電
磁コイルの発熱等によって熱膨張したときでも、ストッ
パ筒の熱膨張によって超磁歪ロッドの熱膨張分を相殺で
き、特性不良等の発生を効果的に防止できる。また、超
磁歪ロッドとストッパ筒とに電磁コイルによる磁場をか
けたときには、例えば超磁歪ロッドが軸方向に伸び変形
するときに、ストッパ筒が軸方向に縮み変形するので、
該ストッパ筒の縮みと超磁歪ロッドの伸びとによって駆
動対象物の駆動量（変位量）を倍増させることができ、
高価な超磁歪材料からなる超磁歪ロッドとストッパ筒と
を短尺化して全体をコンパクトに形成することができる
等、種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による外開き式の超磁歪
式噴射弁を示す縦断面図である。

【図２】バルブボディ側を示す図１中の要部拡大図であ
る。

【図３】超磁歪ロッドの上端側を示す図１中の要部拡大
図である。

【図４】噴射パルスと弁体のリフト量とを示す特性線図
である。

【図５】第２の実施例による内開き式の超磁歪式噴射弁
を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１，２１ ケーシング ２，２２ バルブボディ ２Ｅ，２３Ａ 弁座 ３，２５ 燃料の流通穴 ４，２６ 弁体（駆動対象物） ５，２８ 弁ばね（付勢手段） ６，２７ ばね受 ７ 設定ばね（付勢手段） ９ 電磁コイル １４ 超磁歪ロッド １６，３０ ストッパ筒 １６Ｃ，３０Ｃ ストッパ部 １６Ｄ，３０Ｄ フランジ部 ３１ 変位伝達機構 ３５ ピン ３６ 回動リンク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状のケーシングと、該ケーシングの軸
   方向に伸長して該ケーシング内に設けられ、該ケーシン
   グの一端側に設けられる駆動対象物を駆動すべく、磁場
   がかけられたときに軸方向に伸縮する超磁歪ロッドと、
   該超磁歪ロッドの周囲に位置して前記ケーシング内に設
   けられ、外部から通電されることにより該超磁歪ロッド
   に磁場をかける電磁コイルとからなる超磁歪式アクチュ
   エータにおいて、前記電磁コイルと超磁歪ロッドとの間
   には、該超磁歪ロッドを軸方向に亘って収納する長さ寸
   法をもって筒状に形成され、該超磁歪ロッドを前記ケー
   シング内で軸方向に位置決めするストッパ筒を設け、該
   ストッパ筒を、前記超磁歪ロッドに対応する熱膨張率を
   有し、該超磁歪ロッドとは逆の磁歪特性をもった超磁歪
   材料により形成したことを特徴とする超磁歪式アクチュ
   エータ。