WO2019049314A1 - アクチュエータ - Google Patents
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- WO2019049314A1 WO2019049314A1 PCT/JP2017/032480 JP2017032480W WO2019049314A1 WO 2019049314 A1 WO2019049314 A1 WO 2019049314A1 JP 2017032480 W JP2017032480 W JP 2017032480W WO 2019049314 A1 WO2019049314 A1 WO 2019049314A1
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- output piston
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- actuator
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- combustion
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H39/00—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
Definitions
- the present invention relates to an actuator that applies a predetermined force to an object via an output piston unit.
- the electric circuit may be provided with a shut-off device that shuts off the conduction between the devices by operating at the time of abnormality of the devices constituting the electric circuit or at the time of abnormality of the system in which the electric circuit is mounted.
- a continuity interrupting device which moves a cutting member at high speed by high pressure gas to forcibly and physically cut a conductor interposed between devices.
- the cutting member is driven by the high pressure gas generated by the gas generator to cut the conductor forming a part of the electric circuit, and the conductor generated by the cutting is used. Arc extinguishes arcs generated between cutting ends. Thereby, more reliable continuity can be achieved.
- Patent Document 2 discloses a technique related to an actuator for driving a control member through a membrane using combustion energy of a pyrotechnic charge to block the flow of a medium in a flow path.
- the elastically deformable membrane sandwiched between the control member and the housing is deformed by the combustion pressure of the explosive and the cylinder member attached to the membrane is displaced, whereby the control member is driven. It is a thing.
- the membrane is an elastically deformable film as in the prior art, and it distinguishes the space where combustion of explosives is performed and the space where the output part (control member) of the actuator to be pressurized is disposed.
- the combustion energy is transferred to the control member through the deformation of the membrane, the membrane is elastically deformed at the time of combustion.
- the film needs to be elastically deformed largely toward the control member by combustion of the explosive, and in some cases, breakage or cleavage of the film may be a concern. If the membrane is damaged or the like, the combustion product can not be sealed in the space where the combustion is performed, and it becomes difficult to drive the control member.
- the present invention aims at transmitting suitably the energy for a drive of the output piston part to the output piston part concerned in an actuator driven by explosives combustion.
- the sealing member for dividing the space in the actuator main body into the igniter side and the output piston portion side is the igniter side with the combustion product generated by the igniter.
- the structure sealed in the space of With such a configuration, the pressure in the space on the igniter side can be suitably raised.
- the contact part with the output piston part in the said sealing member is burning with an igniter with respect to the fixed end of this sealing member.
- a configuration is adopted in which the start position on the igniter side is moved to the action position on the output side. With such a configuration, it is difficult to generate a tear in the sealing member while suitably securing the amount of movement of the output piston portion, whereby transmission of drive energy to the output piston portion becomes suitable.
- the present invention comprises an actuator body having a through hole formed in the axial direction, and an output piston portion slidably disposed in the through hole, the output piston portion being an actuator
- An actuator for causing a predetermined force to act on an object by causing it to project from an output surface of a main body, the ignition device burning an explosive, wherein the output piston portion slides by the explosive combustion in the ignition device
- An igniter for applying drive energy for the output piston portion, a space in the actuator body is divided into a first space in which the igniter is disposed, and a second space in which the output piston portion is disposed.
- a sealing member for sealing the combustion product generated by the igniter in the first space.
- the output piston portion has a working end portion acting on the object, and a predetermined end portion having a predetermined end surface receiving the driving energy
- the sealing member is provided in the actuator body.
- a fixed end fixed to the inner wall which defines a space, and a contact portion which contacts the predetermined end face of the predetermined end at the time of the pyrotechnic combustion in the igniter, and fixing the fixed end to the inner wall
- the force is configured to be greater than the sliding force of the output piston portion at the through hole.
- the contact portion is located at the start position on the igniter side with respect to the fixed end portion, and the pyroelectric contact in the igniter is caused by the pyrotechnic combustion in the igniter.
- the sliding member is in contact with the predetermined end face, and is moved to the acting position on the output surface side with respect to the fixed end together with the sliding of the output piston portion.
- the pressure in the first space can be effectively increased at the time of the pyrotechnic combustion in the ignition device.
- the contact energy of the sealing member is moved from the start position to the operation position by the driving energy generated by the explosive combustion in the igniter, and contacts the predetermined end face of the output piston in the process of the movement.
- the part slides in the through hole.
- a predetermined force acts on the object by the action end portion protruding from the output surface by the sliding of the output piston portion.
- the predetermined force is appropriately set according to the purpose of acting on the object. For example, in order to destroy an object, the force necessary for the destruction is taken as a predetermined force.
- the drive energy is made to act directly on the output piston portion through the contact portion, or the drive energy is temporarily stored in another gas, After propagating to a liquid, a solid, etc., it can employ
- the igniter for burning the explosive is one in which the igniter contained in the igniter is ignited by the execution of the igniter to generate a combustion product of the igniter.
- the ignition of the igniter may further burn a known gas generant (for example, single base smokeless powder) to produce a combustion product of the igniter and the gas generant.
- the actuator of the present invention does not limit the specific configuration of the igniter.
- the combustion product diffuses to the first space in the actuator body, and the internal pressure rises to transmit drive energy to the output piston portion, and the energy As described above, it is a power source for driving the output piston portion.
- the actuator according to the present invention is provided with the sealing portion, the combustion product is sealed in the first space and does not enter the second space. Therefore, the drive energy by the combustion product is not diffused unnecessarily, and transmission to the output piston portion is expected.
- the sealing member which affects the sealing effect in the first space can be suitably fixed to the inner wall of the actuator body, so that the output piston portion is slid by the through hole when assembling the actuator.
- the state of contact with the sealing member that is, the state in which the predetermined end face of the output piston portion is in contact with the contact portion of the sealing member can be stably formed. Such stable contact between the output piston portion and the sealing member is an important factor for the favorable transfer of drive energy to the output piston portion.
- the sealing member has a fixed end fixed to the inner wall of the space in the actuator main body from the starting position on the igniter side to the acting position on the output surface side of the sealing member. It is configured to move in contact with the end face.
- the movement range of the contact portion with respect to the fixed end portion from the starting position on the igniter side to the action position on the output surface side with respect to the fixed end The sealing member does not need to be greatly deformed while securing the moving amount of the contact portion corresponding to the sliding distance of the output piston portion for the action of the predetermined force on the sealing member, whereby the sealing member is broken. It becomes difficult. This contributes to both the favorable sealing of the combustion products and the favorable transmission of the drive energy to the output piston part.
- the output piston portion may be configured to be able to be pushed into the through hole from the side of the working end before the explosive is burned in the igniter.
- the contact state between the output piston portion and the sealing member can be suitably formed prior to the pyrotechnic combustion by the igniter.
- the pressing of the output piston may be performed not only from the working end but also by other means capable of displacing the output piston.
- the working end portion of the output piston portion It may be held at a position flush with the output surface or at a position in the through hole more than the output surface.
- the sealing member may be formed of an elastic member.
- the sealing member is extended at the time of the pyrotechnic combustion in the igniter, thereby achieving both the sealing of the combustion product and the transmission of the driving energy to the output piston portion more suitably.
- the sealing member covers a side surface portion of the predetermined end portion along the sliding direction of the output piston portion in a state before the pyrotechnic combustion in the igniter, and the sealing end portion and the contact portion
- the intermediate portion may further have an intermediate portion formed therebetween, in which case the intermediate portion extends in the sliding direction as the output piston portion slides due to the explosive combustion in the igniter.
- the contact portion is configured to move from the start position to the action position. In the actuator thus configured, the contact portion moves while the middle portion of the sealing member extends in the sliding direction of the output piston portion, and the output piston portion is propelled, so that the output piston portion A sliding amount corresponding to the extension is provided.
- the drive energy by the pyrotechnic combustion is suitably used to propel the output piston portion, and the sliding amount of the output piston portion can be suitably secured.
- the intermediate portion extending in the sliding direction of the output piston portion is formed by the elastic member, the intermediate portion can be flexibly expanded, and as a result, the sealing member is less likely to be damaged.
- an outer diameter of the output piston portion at the predetermined end may be smaller than an inner diameter of the through hole.
- the intermediate portion extends in the sliding direction along the inner wall surface of the through hole in accordance with the sliding of the output piston portion due to the explosive combustion in the igniter.
- the output piston portion in the vicinity of the predetermined end, has a gap in the radial direction with respect to the through hole. Then, when the contact portion moves due to the combustion of the explosive, the middle portion can be expanded by using the gap, and thus the middle portion can be easily expanded. As a result, the sliding amount of the output piston portion can be suitably secured, and breakage of the sealing member can be avoided.
- the auxiliary piston portion is further slidably disposed in the through hole and is disposed on the first space side, and the contact portion of the sealing member is a portion of the output piston portion.
- the auxiliary piston part is an igniter side end facing the igniter and the drive energy is inputted, and an output for transmitting the drive energy to the predetermined end face of the output piston part through the contact part. And a piston side end.
- the igniter side end of the auxiliary piston receives drive energy from the igniter, and the other end, the output piston side, has an output piston and an auxiliary piston.
- the drive energy is transmitted to a predetermined end face of the output piston portion through the contact portion of the sealing member sandwiched between the portions. Therefore, the sealing member does not directly receive the drive energy from the igniter but receives it via the auxiliary piston member.
- the contact portion is not directly exposed to the high temperature and high pressure combustion products, and thus the breakage of the sealing member including the contact portion can be more reliably avoided.
- a force for reversing the sealing member as described above can be appropriately applied to the sealing member, thereby providing a smooth output. The sliding of the piston can be expected.
- predetermined devices and devices configured using the actuator of the present invention also belong to the scope of the present invention.
- the electric circuit interruption device which cuts off the energization part of an electric circuit and cancels the energization state is mentioned. That is, in the electric circuit breaker according to the present invention, the output piston unit exerts a shearing force as the predetermined force on the actuator and the object forming a part of the electric circuit.
- a syringe for injecting a substance to be injected into a region to be injected can be exemplified.
- the syringe of the present invention comprises the actuator up to the above, a storage chamber capable of storing the injection target substance, a plunger which is the target object and pressurizes the injection liquid target substance in the storage chamber, and the plunger
- a syringe unit including a flow path through which the injection target substance flows in the pressurized storage chamber, and a nozzle unit that ejects the injection target substance from an injection port formed at an end of the flow path, And a syringe unit attached to the actuator such that the working end of the output piston unit is disposed in contact with the plunger.
- the predetermined device or the like configured by using the actuator of the present invention may be a device or the like other than the above-described electric circuit breaker or syringe.
- energy for driving the output piston can be suitably transmitted to the output piston.
- FIG. 1 It is a figure showing a schematic structure of an actuator concerning a 1st embodiment of the present invention. It is a figure which shows the detail of the piston of the actuator shown in FIG. It is a figure which shows schematic structure of the initiator (ignition apparatus) with which the actuator shown in FIG. 1 is mounted
- FIG. 8 shows a portion of the assembly flow of the syringe shown in FIG. 7; It is a figure shown in the injector shown in Drawing 7, comparing the state before the explosive charge combustion in an initiator, and the state after combustion. It is a figure showing a schematic structure of an actuator concerning a 2nd embodiment of the present invention.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of the actuator 1 cut in the axial direction.
- the actuator 1 has an actuator body 2 composed of a first housing 3 and a second housing 4, and is connected to the distal end side of the actuator body 2 (the first housing 3 of the second housing 4).
- the end side opposite to the end side is the output side of the actuator 1, that is, the side on which an object that exerts a predetermined force is disposed.
- the first housing 3 and the second housing 4 are fixed by screws and integrated.
- a combustion chamber 31 which is an internal space extending in the axial direction is formed in the inside of the first housing 3, and in the inside of the second housing 4 in the same manner in the axial direction.
- a through hole 37 which is an internal space extending, is formed. Although the combustion chamber 31 and the through hole 37 are divided by the sealing member 8 described later, they are an internal space continuously disposed inside the actuator body 2.
- the tip end side of the actuator body 2, that is, the face on the tip end side of the second housing 4 forms an output face 4b.
- the output surface 4 b is a surface facing an object to which a predetermined force is applied when the actuator 1 is used.
- a metal output piston 6 is disposed in the through hole 37 in the second housing 4 of the actuator body 2, and the output piston 6 is slidably held in the through hole 37.
- the output piston 6 is formed in a generally axial shape extending along the axial direction of the through hole 37, and an end (hereinafter referred to as a "first end") 6a on the combustion chamber 31 side and an output surface 4b side An end, that is, an end (hereinafter referred to as a "second end") 6b that applies a predetermined force to an object, and the output piston 6 can slide smoothly in the through hole 37
- An O-ring 6 c is disposed around the output piston 6.
- the first housing 3 (indicated by a dotted line in FIG. 2) and the second housing 4 are attached to form the actuator body 2, and before the pyrotechnic combustion is performed by the initiator 20 which is an igniter described later.
- the first end 6 a is from the end face of the insertion portion 4 a of the second housing 4 fitted into the combustion chamber 31 of the first housing 3. It is in the state of having substantially jumped out to the side. Further, the diameter d1 of the first end 6a is smaller than the diameter d0 of the through hole 37.
- the space in the actuator body 2 is made of an elastic material, and a space (corresponding to a first space according to the present invention) including the combustion chamber 31 located on the initiator 20 side and a through hole 37 located on the output It divides into the space (it corresponds to the 2nd space concerning the present invention), and, thereby, the combustion product generated by the explosives combustion in initiator 20 is sealed in combustion chamber 31. .
- movement by the pyrotechnic combustion in the initiator 20 are mentioned later.
- the initiator 20 is an electric igniter, and a space for placing the igniter 22 is defined in the cup 21 by a cup 21 whose surface is covered with an insulating cover. And the metal header 24 is arrange
- a bridge wire 26 electrically connecting one of the conductive pins 28 and the metal header 24 is wired.
- the two conductive pins 28 are fixed to the metal header 24 via the insulator 25 so that they are in an insulated state when no voltage is applied. Furthermore, the opening of the cup 21 from which the two conductive pins 28 supported by the insulator 25 extend is protected by the resin collar 27 in a state in which the insulation between the conductive pins 28 is well maintained.
- the initiator 20 configured as described above, when a voltage is applied between the two conductive pins 28 by the external power supply, a current flows in the bridge wire 26, whereby the igniter 22 burns. At this time, the combustion product of the combustion of the ignition charge 22 is ejected from the opening of the charge holder 23.
- the initiator cap 14 is formed in a hook-like shape in cross section so as to be hooked on the outer surface of the initiator 20, and is screwed to the first housing 3. As a result, the initiator 20 is fixed to the first housing 3 by the initiator cap 14, so that it is possible to prevent the initiator 20 itself from coming off the actuator body 2 by the pressure generated at the time of ignition by the initiator 20.
- a gas generating agent which is combusted by the combustion product generated by the combustion of the ignition charge 22 to generate a gas is arranged in the combustion chamber 31. You may do so.
- the gas generating agent is disposed in the combustion chamber 31, for example, a single base smokeless explosive consisting of 98% by mass of nitrocellulose, 0.8% by mass of diphenylamine, and 1.2% by mass of potassium sulfate can be mentioned.
- various gas generating agents used in gas generators for air bags and gas generators for seat belt pretensioners can be mentioned.
- the combined use of such a gas generating agent has a small reduction rate of the generated pressure because the predetermined gas generated at the time of combustion contains a gas component even at normal temperature. Furthermore, although the combustion completion time at the time of combustion of the gas generating agent is extremely long compared to the above-mentioned igniter 22, the size, size, shape, particularly surface of the gas generating agent when disposed in the combustion chamber 31. By adjusting the shape, it is possible to change the combustion completion time of the gas generating agent. By adjusting the amount, shape, and arrangement of the gas generating agent as described above, the pressure generated in the combustion chamber 31 can be appropriately adjusted.
- the sealing member 8 is formed so as to cover the first end 6 a of the output piston 6 disposed so as to protrude to the combustion chamber 31 side. Specifically, the sealing member 8 is in contact with the fixed end 35 fixed on the insertion portion 4a of the second housing 4 and the end face of the first end 6a and a contact part positioned so as to cover the end face 34 and an intermediate portion 36 formed between the contact portion 34 and the fixed end 35 and positioned to cover the side surface of the first end 6a. Therefore, as shown in FIG.
- the sealing member 8 in the cross section along the axial direction of the actuator 1, is formed in a U-shape, and the contact portion 34 corresponding to the bottom surface thereof is fixed to the fixed end 35. It will be located at the starting position on the initiator 20 side (left side as viewed in FIG. 1).
- the sealing member 8 formed of the elastic member as described above is fixed on the end face of the insertion portion 4 a of the second housing 4, and the end of the fixed sealing member 8 is the fixing end 35 Become.
- the fixing force at the fixed end 35 is determined such that the fixing force of the fixed end 35 to the end face of the insertion portion 4 a is larger than the sliding force of the output piston 6 at the through hole 37.
- the fixing force is fixed to resist the external force causing the sealing member 8 to be detached from the second housing 4 within the range in which the sealing performance of the combustion product is maintained in the combustion chamber 31 corresponding to the first space. It is a coupling force between the end 35 and the insertion part 4a.
- the sliding force is a force applied to the output piston 6 along the sliding direction in order to slide the output piston 6 in the through hole 37.
- the force against the frictional force generated between the output piston 6 and the through hole 37 through the O-ring 6c is approximately the same as the sliding force. Become.
- the sliding force is determined in consideration of the frictional force by the element.
- a fixed force may be generated at the fixed end 35 by multiplying the assumed sliding force of the output piston 6 by a predetermined safety factor ⁇ .
- the predetermined safety factor ⁇ may be set to 10, for example.
- Table 1 below ( ⁇ 5.8 mm in Case 1, ⁇ 8.8 mm in Case 2) where the diameters of the output piston 6 are different, the measurement experiment of the sliding force of the output piston 6 is performed three times, The average value is taken as the reference sliding force in each case (0.28 kgf in case 1, 0.51 kgf in case 2).
- the force calculated by multiplying the standard sliding force by the safety factor of 10 is taken as the fixing force at the fixed end 35 corresponding to each case (2.8 kgf for case 1, 5.1 kgf for case 2),
- the fixed end 35 and the end face of the insertion portion 4a are fixed so that the fixing force is realized.
- Step 1 The output piston 6 is disposed inside the second housing 4. In this state, the second end 6b of the output piston 6 projects beyond the output surface 4b. Then, the fixed end 35 of the sealing member 8 is fixed to the end face of the insertion portion 4 a of the second housing 4 by an adhesive.
- the type of adhesive, bonding conditions, and the like are adjusted such that the fixing force by the adhesive is equal to or more than the value obtained by multiplying the sliding force of the output piston 6 by a predetermined safety factor ⁇ as described above.
- Step 2 In the next step, the second end 6b protruding from the output surface 4b is pushed into the second housing 4 to form a U-shaped recess (the intermediate portion 36 and the contact portion 34 of the sealing member 8). And the first end 6a is fitted into the recess formed in FIG. Since the diameter of the recess by the intermediate portion 36 is slightly larger than the diameter of the first end 6 a, the force applied to the output piston 6 when pushing the second end 6 b is approximately the output piston 6 and the through hole 37. Between the two, that is, the sliding force.
- Step 3 the first end 6 a contacts the contact portion 34.
- the fixing force at the fixed end 35 of the sealing member 8 is set to 10 times the sliding force of the output piston 6 as described above, the reaction force from the output piston 6 is rapidly large simultaneously with the contact. Become. Therefore, it is possible to accurately and promptly recognize that the contact state between the first end 6a and the contact portion 34 is formed by the pressing operation.
- the sealing member 8 can be properly fixed (that is, the combustion products can be sealed in the combustion chamber 31) It is possible to avoid damaging the fixed state required for the In particular, since the inside of the sealing member 8 can not be seen from the outside, it is preferable to rapidly change the force pushing the output piston 6 when the above-mentioned contact state is formed, as a suitable contact between the contact portion 34 and the first end 6a. It is extremely useful for securing the condition. In this manner, the preferable contact state between the contact portion 34 and the first end 6a is an extremely important element in order to ensure the action of the predetermined force on the object by the actuator 1 as described later. It is. When the contact portion 34 and the first end 6a are in contact with each other, the end face of the second end 6b of the output piston 6 is flush with the output surface 4b or the through hole 37 from the output surface 4b. Is held in place.
- Step 4 Then, after the contact portion 34 and the first end 6 a are in contact with each other, the second housing 4 is screwed into the first housing 3. At this time, the insertion portion 4 a of the second housing 4 enters the inside of the first housing 3. As a result, the assembly of the actuator 1 is completed, and the combustion chamber 31 is formed by the sealing member 8 therein.
- the second end 6b is pushed into the second housing 4 and the first end 6a is fitted in the recess of the sealing member 8, and the first end 6a and the contact portion 34 are formed.
- the assembly may be performed as follows. That is, in a state in which the output piston 6 is disposed in the second housing 4 and the sealing member 8 is attached in step 1, the second housing 4 is screwed to the first housing 3 (see step 4). Thereafter, as in step 2, the second end 6b is pushed into the second housing 4 and the first end 6a is fitted into the recess of the sealing member 8, and the first end 6a is the contact portion 34 of the sealing member 8.
- Contact see step 3). Since the reaction force from the output piston 6 rapidly increases simultaneously with the contact between the first end 6a and the contact portion 34 as described above even according to the flow of such assembly, it is understood that the contact state is formed. It can be recognized accurately and promptly.
- the sealing member 8 is first attached to the first housing 3, ie, the sealing member 8 is fixed to the first housing 3 via the fixed end 35, and then the output piston 6 is
- the second housing 4 disposed at the bottom may be screwed to the first housing 3.
- the dimensions and shapes of the output piston 6 and the second housing 4 are adjusted so that the contact state between the contact portion 34 and the first end 6 a is formed, and the sealing member 8 is appropriately fixed.
- a suitable configuration such as an inset groove for joining the fixed end 35 may be formed on the inner wall of the first housing 3.
- FIG. 5 shows the configuration of the actuator 1 in the pre-combustion state in the upper stage, and shows the configuration of the actuator 1 in a state in which the actuator 1 is actuated by combustion of the ignition charge 22 (hereinafter referred to as “operating state”) in the lower stage.
- operating state a state in which the actuator 1 is actuated by combustion of the ignition charge 22
- the position of the contact portion 34 is indicated by X1, and as described above, the position is on the side of the initiator 20 with respect to the position X0.
- the position of the end face of the second end 6b of the output piston 6 at this time is indicated by F1.
- the pressure is applied also to the sealing member 8, but in particular, the pressure for pressing the output piston 6 to the output surface 4 b side is applied to the output piston 6 via the contact portion 34 of the sealing member 8. It is an applied pressure. Therefore, the end surface of the first end 6 a of the output piston 6 with which the contact portion 34 contacts is the end surface that receives the drive energy from the initiator 20.
- the contact portion 34 is a portion of the sealing member 8 for transmitting the drive energy generated by the combustion of the igniter 22 to the output piston 6 side.
- the contact portion 34 moves to the output surface 4 b side and the output piston 6 slides in the through hole 37.
- the second end 6b of the output piston 6 is in a state where it protrudes from the output surface 4b, and the amount of the projection interlocks with the sliding amount of the output piston 6.
- the output piston 6 can exert a predetermined force on the object disposed on the output surface 4 b side.
- the stopper portion 4c of the second housing 4 that forms a reduced diameter portion having a smaller inner diameter in the vicinity of the output surface 4b of the through hole 37 A part of the piston 6 is in contact, and the output piston 6 is prevented from jumping out of the through hole 37.
- the position of the contact portion 34 in this state is an action position, which is indicated by X2, and is a position on the output surface 4b side with respect to the position X0.
- the position of the end face of the second end 6b is indicated by F2.
- the contact portion 34 of the sealing member 8 moves from the start position X1 in the pre-combustion state to the action position X2 in the operation state.
- the movement distance (X2-X1) due to the movement of the contact portion 34 corresponds to the movement distance (F2-F1) of the output piston 6 for a predetermined force action.
- the sealing member 8 is deformed so as to turn over. That is, the movement distance of the output piston 6 necessary to apply a predetermined force is secured by the reverse deformation of the sealing member 8.
- the sealing member 8 when the sealing member 8 is subjected to reverse deformation, the sealing member 8 itself does not have to be elastically deformed to a large extent, and the displacement of the intermediate portion 36 excluding the fixed end 35 and the contact portion 34 is the main. Even if the intermediate portion 36 expands as a result of the contact portion 34 being largely displaced to the output surface 4 b side by the driving energy generated by the combustion of the ignition charge 22, the intermediate portion 36 first becomes the upper portion of FIG. It moves to the output surface 4b side from the starting position shown in, and then extends as the contact portion 34 is displaced.
- the diameter d1 of the first end 6a of the output piston 6 is smaller than the inner diameter d0 of the through hole 37. Therefore, when the above-described reverse deformation of sealing member 8 is performed, intermediate portion 36 enters the gap between first end 6 a and through hole 37 and is deformed along the inner wall surface of through hole 37. And expansion can be performed smoothly.
- the contact portion 34 is not necessarily in contact with the end face of the first end 6 a of the output piston 6 when in the acting position.
- FIG. 6 shows an electric circuit breaker 100 as a first example to which the actuator 1 is applied.
- the electric circuit breaker 100 is formed by fixing the actuator 1 to the conductor piece 50 via the fixed housing 62.
- the conductor piece 50 forms a part of an electric circuit when the electric circuit breaker 100 is attached to the electric circuit, and the first connection portion 51 at both ends, the second connection portion 52, and both connection portions And a cutting piece consisting of a cutting portion 53 between the two.
- Each of the first connection portion 51 and the second connection portion 52 is provided with connection holes 51a and 52a for connecting to another conductor (for example, a lead wire) in the electric circuit.
- the conductor piece 50 shown in FIG. 6 is formed so that the 1st connection part 51, the 2nd connection part 52, and the cutting part 53 may become stepped shape, the 1st connection part 51, the 2nd connection The portion 52 and the cutting portion 53 may be formed to be arranged substantially in the same straight line.
- the cutting part 53 is being fixed so that the output surface 4b of the actuator 1 may be contacted. Therefore, the end surface (the end surface of the second end 6 b) of the output piston 6 in the actuator 1 faces the cutting portion 53.
- the conductor piece 50 formed in this manner is the object in the above embodiment, and in particular, the cutting portion 53 is a portion on the object to which a predetermined force from the actuator 1 acts.
- a box-shaped insulating portion 63 made of synthetic resin is formed on the opposite side of the actuator 1 across the cutting portion 53, and an insulating space 61 is formed in the inside.
- the electric circuit interrupting device 100 configured as described above, for example, when it is determined that it is necessary to immediately stop the energized state in the electric circuit due to an external impact or the like, for example, a trigger signal from a sensor that detects the impact. Is received by the control unit 70. Then, the control unit 70 having received the trigger signal issues an operation command to the initiator 20, and as a result, the initiator 20 operates. When the initiator 20 operates, the output piston 6 slides as described above, and the kinetic energy causes the shearing force to act on the cutting portion 53, whereby the cutting portion 53 is cut.
- the actuator 1 can be efficiently driven, and this is an electric circuit breaker 100 that should realize reliable continuity when needed. Are extremely useful.
- a drilling machine or the like that opens a hole in an object can be exemplified.
- FIG. 7 shows a syringe 200 as a second example to which the actuator 1 is applied.
- the syringe 200 is a needleless syringe that ejects the injection target substance without passing through the injection needle and feeds it to the injection target area.
- FIG. 7 is a cross-sectional view of the syringe 200.
- injection fluid the injection target substance injected into the injection target area of the object by the syringe 200 is generically referred to as "injection fluid". However, this is not intended to limit the content or form of the substance to be injected.
- the component to be delivered to the skin structure may or may not be dissolved, and the substance to be injected may also be ejected from the nozzle portion 209 to the skin structure by pressurizing
- the specific form is not particularly limited, and various forms such as liquid, gel, powder and the like can be adopted.
- the syringe 200 is configured by screwing the syringe unit 205 onto the actuator 1.
- the actuator 1 of this application example has a mechanism for screwing the syringe unit 205, the actuator 1 is partially different from the configuration described above, and this point will be described.
- the output piston 6 is disposed in the through hole 37 formed in the second housing 4, but the stopper portion 4 c is not provided in the through hole 37 as described above. Therefore, in the assembly of the syringe 200, the sealing member 8 is not fixed to the second housing 4 in a state where the output piston 6 is disposed inside the second housing 4 as in step 1 of FIG.
- the output piston 6 may be inserted into the through hole 37 so that the first end 6 a of the output piston 6 faces the sealing member 8. Also in this case, as described above, since the fixing force at the fixed end 35 of the sealing member 8 is set larger than the sliding force of the output piston 6 at the through hole 37, the sealing member 8 is excessive. It is possible to form a suitable contact between the contact portion 34 and the first end 6 a of the output piston 6 without applying any force.
- an attachment space 204 c in which the syringe unit 205 is attached is formed on the syringe distal end side of the second housing 4 (the side on which the syringe unit 205 is disposed).
- the bottom surface of the mounting space 204c is formed as an output surface 204b, and the output piston 6 is configured to protrude from the output surface 204b by the operation of the initiator 20 in the actuator 1.
- a screw thread for screwing and attaching to the syringe portion 205 is formed on the inner wall surface of the side wall 204d forming the mounting space 204c.
- the syringe unit 205 includes a syringe unit main body 211 having a storage chamber 233 for storing the injection solution ML, a nozzle unit 209 having a flow path through which the injection solution flows, and a nozzle holder provided with the nozzle unit 209 It has 210.
- the nozzle holder 210 is attached to the syringe unit main body 211 by a holder cap 212 with the gasket 213 interposed therebetween.
- a screw thread is formed in the syringe unit main body 211 so as to be screwed into the mounting space 204 c of the second housing 4.
- the through hole 37 in the second housing 4 and the storage chamber 233 in the syringe unit main body 211 form a continuous space.
- the injection solution ML is accommodated in the accommodation chamber 233 in a fluid-tight manner by the plunger 207, and the plunger 207 is exposed to the through hole 37 side.
- the plunger 207 is disposed so as to be slidable in the storage chamber 233, and further slides to pressurize the injection solution ML, and injection of the injection solution from the nozzle portion 209 is performed.
- the plunger 207 is formed of a rubber member in which silicon oil is thinly applied to the surface so as to slide in the storage chamber 233 smoothly.
- the second end 6b of the output piston 6 is held at a position closer to the inside of the through hole 37 than the output surface 204b.
- the end (the end not in contact with the injection solution ML) of the plunger 207 of the syringe unit 205 is in a state of slightly projecting outward from the end surface of the syringe unit main body 211.
- the fixing force at the fixed end 35 of the sealing member 8 is set to be larger than the force capable of pushing out the injection solution ML stored in the storage chamber 233 by the plunger 207. Even if the output piston 6 can be largely interfered with, as a result, the injection solution ML is easily discharged, and thus the sealing member 8 can be prevented from being subjected to an excessive force and being damaged.
- a plurality of nozzle portions 209 may be formed in the nozzle holder 210 or one nozzle portion may be formed. In the case where a plurality of nozzle portions are formed, a flow path corresponding to each nozzle portion is formed such that the injection solution ML released to each nozzle portion is fed as evenly as possible. Furthermore, when a plurality of nozzle portions 209 are formed, it is preferable that the nozzle portions be arranged at equal intervals around the central axis of the syringe 200. Also, the flow passage diameter of the nozzle portion 209 is configured to be smaller than the inner diameter of the through hole 37. Thereby, the injection pressure of the injection liquid at the time of injection can be raised suitably.
- FIG. 9 shows the configuration of the syringe 200 in the pre-ignition state in the upper stage, and the configuration of the syringe 200 in the state in which injection of the injection solution is completed by combustion of the igniter 22 (hereinafter referred to as “injection complete state”) in the lower stage. It shows.
- injection complete state the state in which injection of the injection solution is completed by combustion of the igniter 22
- the position of the contact portion 34 is indicated by X11, which is the position on the side of the initiator 20 with respect to the position X10 as described above. Further, the position of the plunger 207 at this time is indicated by P11.
- the ignition charge 22 of the initiator 20 burns, the combustion product diffuses into the combustion chamber 31 of the actuator 1 and the pressure in the combustion chamber 31 rises.
- the pressure for pressing the output piston 6 toward the syringe portion 205 is the pressure applied to the output piston 6 via the contact portion 34 of the sealing member 8. It is an applied pressure. Therefore, the end face of the first end 6 a of the output piston 6 in contact with the contact portion 34 is an end face that receives the energy injected from the initiator 20.
- the contact portion 34 is a portion of the sealing member 8 for transmitting the injection energy generated by the combustion of the igniter 22 to the output piston 6 side.
- the contact portion 34 moves to the syringe portion 205 side and the output piston 6 slides in the through hole 37.
- the contact portion 34 and the output piston 6 are suitably in contact with each other as described above, the transmission of the injection energy from the contact portion 34 to the output piston 6 is suitably performed.
- the plunger 207 presses the injection solution ML, and as a result, the injection solution ML is ejected from the nozzle portion 209 to the injection target area.
- the contact portion 34 is in contact with the end face of the first end 6 a of the output piston 6 as shown in the lower part of FIG.
- the sliding of the output piston 6 is limited because it is in contact with the inner wall surface of the nozzle holder 210 in which the portion 209 is formed.
- the position of the contact portion 34 in this state is the injection position and is indicated by X12, and is the position on the syringe portion 205 side with respect to the position X10.
- the position of the plunger 207 is indicated by P12.
- the contact portion 34 of the sealing member 8 moves from the start position X11 in the pre-combustion state to the injection position X12 in the injection completion state.
- the movement distance (X12-X11) by the movement of the contact portion 34 corresponds to the movement distance (P12-P11) of the plunger 207 for injection of the injection solution ML.
- the sealing member 8 is deformed so as to turn over. That is, the movement distance of the output piston 6 and the plunger 207 necessary for injecting the injection solution ML is secured by the reverse deformation of the sealing member 8.
- the sealing member 8 when the sealing member 8 is subjected to reverse deformation, the sealing member 8 itself does not have to be elastically deformed to a large extent, and the displacement of the intermediate portion 36 excluding the fixed end 35 and the contact portion 34 is the main. Even if the intermediate portion 36 expands as a result of the contact portion 34 being largely displaced to the side of the syringe portion 205 by the injection energy generated by the combustion of the igniter 22, the intermediate portion 36 first becomes the upper portion of FIG. It moves to the syringe part 205 side from the state shown in (1), and then extends along with the displacement of the contact part 34.
- the amount of elastic deformation of the intermediate portion 36 itself can be suppressed small, and breakage of the sealing member 8 can be suppressed while sufficiently securing the moving distance of the plunger 207 for injection of the injection solution ML. .
- FIG. 10 shows a second embodiment of the actuator 1 of the present invention.
- drive energy from the initiator 20 is applied to the output piston 6 through the sealing member 8, and the sealing member 8 is directly exposed to the combustion gas.
- the driving energy is once propagated to the auxiliary piston 60 and then indirectly acted on the output piston 6 through the sealing member 8, and the sealing member 8 directly contacts the combustion product. It can be suppressed from being exposed.
- the actuator body 2 is formed by the first housing 3A and the second housing 4, and the same reference numerals as in the first embodiment denote the same parts as those in the first embodiment. The detailed description is omitted.
- a combustion chamber 31 is formed in the first housing 3A, and a combustion product by the initiator 20 is diffused in the combustion chamber 31.
- an auxiliary piston 60 made of metal is further disposed in the combustion chamber 31 and held slidably in the combustion chamber 31.
- the auxiliary piston 60 is disposed such that one end faces the initiator 20 and the other end sandwiches the contact portion 34 of the sealing member 8 with the first end 6 a of the output piston 6 . Therefore, when the igniter 22 burns due to the operation of the initiator 20, driving energy is input to the end of the auxiliary piston 60 facing the initiator 20, and then transmitted to the output piston 6 via the contact portion 34 of the sealing member 8. It will be done. Therefore, the combustion of the igniter 22 causes the output piston 6 to slide along with the auxiliary piston 60.
- the sealing member 8 performs reverse deformation as in the first embodiment described above.
- the contact portion 34 is in a state of being sandwiched between the output piston 6 and the auxiliary piston 60
- the deformation of the sealing member 8 is limited to a specific direction, thereby reversing the above. The deformation is facilitated.
- the driving energy is once input to the auxiliary piston 60
- direct exposure of the sealing member 8 to the combustion product can be suppressed, and as a result, the sealing member 8 is not The thermal stress applied can be reduced, and the breakage can be more reliably suppressed.
- the actuator 1 according to the present embodiment can also be suitably applied to the electric circuit breaker shown in FIG. 6, the syringe shown in FIG.
- Example 1 In the actuator 1 which concerns on the said 1st Embodiment, the confirmation experiment which confirmed whether the sealing by the sealing member 8 in the case of the explosives combustion in the initiator 20 is achieved was performed.
- the material of the sealing member 8 adopts NBR (nitrile rubber) as a rubber material and at the same time changes the hardness of the rubber material and the temperature condition of the actuator 1 at the time of operation, the breakage etc. in the sealing member 8 It confirmed visually.
- NBR nitrile rubber
- the hardness of the rubber material is two types of 50 degrees and 70 degrees.
- the temperature conditions of the actuator 1 are three types: high temperature (50 degrees), normal temperature (20 degrees), and low temperature (0 degrees).
- the pressure in the combustion chamber 31 at the time of explosives combustion is 30 MPa in peak value, and the thickness of the sealing member 8 is 1 mm.
- the initiator 20 was burned three times at each time, and the number of breakages and the like was observed in the sealing member 8 was confirmed. As a result, no breakage was observed in all the conditions.
- Example 2 In the actuator 1 which concerns on the said 2nd Embodiment, the confirmation experiment which confirmed whether the sealing by the sealing member 8 in the case of the explosives combustion in the initiator 20 is achieved was performed.
- the material of the sealing member 8 employs chloroprene and NBR as rubber materials, and in each rubber material, visual observation of breakage or the like in the sealing member 8 when the temperature condition of the actuator 1 at the time of operation is changed. It confirmed by.
- the rubber material is chloroprene, its hardness is 65 degrees, and when it is NBR, its hardness is 70 degrees.
- the temperature conditions of the actuator 1 are three types: high temperature (50 degrees), normal temperature (20 degrees), and low temperature (0 degrees). Furthermore, the pressure in the combustion chamber 31 at the time of explosives combustion is 30 MPa in peak value, and the thickness of the sealing member 8 is 1 mm. Under each rubber material and temperature conditions, the initiator 20 was burned three times at a time, and the number of failures was found in the sealing member 8. As a result, no failure was observed in all conditions.
- NBR can be suitably adopted as the rubber material for forming the sealing member 8 in any of the embodiments.
- chloroprene can be further adopted as the rubber material.
- the result of the said Example is an example to the last, and adjusting the hardness of a rubber material, or limiting the temperature conditions of the actuator 1 also makes chloroprene the said rubber material also in 1st Embodiment. It is considered possible to adopt.
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Abstract
アクチュエータ本体と、出力ピストン部と、点火装置と、封止部材と、を備えるアクチュエータにおいて、前記出力ピストン部は、駆動エネルギーを受ける所定端面を有し、封止部材は、点火装置により生成させる燃焼生成物を、該封止部材により区分された該点火装置側の第1空間内に封止し、さらに、固定端部と、所定端面と接触する接触部とを有している。内壁に対する固定端部の固定力は、貫通孔での出力ピストン部の摺動力より大きくされる。そして、点火装置での火薬燃焼前の状態では、接触部は、固定端部に対して点火装置側の始動位置に位置し、点火装置での火薬燃焼により、所定端面と接触して出力ピストン部の摺動とともに、固定端部に対して出力面側の作用位置に移動する。これにより、出力ピストン部へ駆動エネルギーを好適に伝えることができる。
Description
本発明は、出力ピストン部を介して対象物に所定力を作用させるアクチュエータに関する。
電気回路には、その電気回路を構成する機器の異常時や、同電気回路が搭載されたシステムの異常時に作動することによって機器間の導通を遮断する遮断装置が設けられる場合がある。その一態様として、高圧ガスによって切断部材を高速で移動させて、機器間に介在された導電体を強制的に且つ物理的に切断する導通遮断装置が提案されている。例えば、特許文献1の技術では、ガス発生器によって発生された高圧ガスにより切断部材を駆動して、電気回路の一部をなす導電体の切断を行うとともに、当該切断によって生じた導電体での切断端部間で発生するアークの消弧を行う。これにより、より確実な導通遮断が図られる。
また、火薬の燃焼エネルギーを用いた、加圧のためのアクチュエータも開発されている。例えば特許文献2には、火薬の燃焼エネルギーを用いて、膜を介してコントロールメンバを駆動し、流路における媒体の流れを遮断するためのアクチュエータに関する技術が開示されている。当該技術では、コントロールメンバとハウジングによって挟まれた弾性変形可能な膜が、火薬の燃焼圧力を受けて変形するとともに、膜に取り付けられたシリンダ部が変位することで、該コントロールメンバが駆動されるものである。
対象物に所定力を作用させるアクチュエータにおいて火薬の燃焼エネルギーを動力源として効率的に使用するためには、発生した燃焼エネルギーを効率的にアクチュエータの出力ピストン部に伝える必要がある。そのためには、火薬の燃焼によって生じた燃焼生成物を一定の閉空間に封止しその内部の圧力を高めることが重要となる。
一方で、従来技術のように弾性変形可能な膜で、火薬の燃焼が行われる空間と、加圧の対象であるアクチュエータの出力部(コントロールメンバ)が配置される空間とを区別するとともに、火薬の燃焼エネルギーを膜の変形を介してコントロールメンバに伝える場合、燃焼時に膜が急激に弾性変形されることになる。一方で、コントロールメンバを必要とする距離だけ変位させるためには、火薬の燃焼によって膜がコントロールメンバに向かって大きく弾性変形する必要があり、場合によって膜の破損や開裂が懸念される。膜が破損等してしまうと、燃焼生成物を燃焼が行われる側の空間に封止できず、コントロールメンバの駆動が困難となる。
そこで、本発明は、上記した問題に鑑み、火薬燃焼により駆動されるアクチュエータにおいて、その出力ピストン部の駆動のためのエネルギーを好適に当該出力ピストン部に伝えることを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、アクチュエータ本体内の空間を点火装置側と出力ピストン部側とに区分する封止部材が、点火装置により生成される燃焼生成物を、該点火装置側の空間内に封止する構成を採用した。このような構成により、点火装置側の空間内の圧力を好適に上昇させることができる。また、前記封止部材の固定力を摺動力よりも大きくするとともに、前記封止部材における、出力ピストン部との接触部が、点火装置での燃焼により、該封止部材の固定端部に対して点火装置側の始動位置から出力面側の作用位置に移動する構成を採用した。このような構成により、出力ピストン部の移動量を好適に確保しながら、封止部材の破れが発生し難くなり、以て、出力ピストン部への駆動エネルギーの伝達が好適なものとなる。
具体的には、本発明は、軸方向に形成された貫通孔を有するアクチュエータ本体と、前記貫通孔内を摺動可能に配置された出力ピストン部と、を備え、該出力ピストン部を該アクチュエータ本体の出力面から突出させることで対象物に対して所定力を作用させるアクチュエータであって、火薬を燃焼させる点火装置であって、該点火装置での火薬燃焼により前記出力ピストン部を摺動させるための駆動エネルギーを前記出力ピストン部に付与する点火装置と、前記アクチュエータ本体内の空間を、前記点火装置が配置される第1空間と、前記出力ピストン部が配置される第2空間とに区分し、該点火装置により生成される燃焼生成物を該第1空間内に封止する封止部材と、を更に備える。また、前記出力ピストン部は、前記対象物に作用する作用端部と、前記駆動エネルギーを受ける所定端面を有する所定端部と、を有し、そして、前記封止部材は、前記アクチュエータ本体内の空間を画定する内壁に固定される固定端部と、前記点火装置での火薬燃焼時に前記所定端部の前記所定端面と接触する接触部と、を有し、前記内壁に対する前記固定端部の固定力は、前記貫通孔での前記出力ピストン部の摺動力より大きくなるように構成される。更に、前記点火装置での火薬燃焼前の状態では、前記接触部は、前記固定端部に対して前記点火装置側の始動位置に位置し、前記点火装置での火薬燃焼により、前記接触部は、前記所定端面と接触し前記出力ピストン部の摺動とともに、前記固定端部に対して前記出力面側の作用位置に移動するように構成される。
本発明に係るアクチュエータでは、封止部材でアクチュエータ本体内を第1空間と第2空間に区分することで、点火装置での火薬燃焼時に第1空間内の圧力を効果的に上昇させることができる。そして、点火装置での火薬燃焼で生じた駆動エネルギーにより、封止部材が有する接触部が始動位置から作用位置に移動し、その移動の過程において出力ピストン部の所定端面と接触し、該出力ピストン部が貫通孔内を摺動することになる。また、出力ピストン部の摺動によりその作用端部が出力面から突出することで、対象物に所定力が作用することとなる。当該所定力は、対象物に作用させる目的に応じて適宜設定される。例えば、対象物を破壊するためには、その破壊に必要な力が所定力とされる。なお、封止部材における接触部の移動が火薬の燃焼に起因するものであれば、駆動エネルギーを接触部を介して出力ピストン部に直接的に作用させる構成や、駆動エネルギーを一旦別の気体、液体、固体等に伝播させてから、該接触部を介して出力ピストン部に間接的に作用させる構成等、適宜採用できる。
ここで、本発明に係るアクチュエータにおいて、火薬を燃焼させる点火装置とは、点火装置に収容される点火薬が点火装置の実行によって着火され、該点火薬の燃焼生成物が生成されるものであってもよいし、該点火薬の着火により公知のガス発生剤(例えば、シングルベース無煙火薬)が更に燃焼し、該点火薬及び該ガス発生剤の燃焼生成物が生成されるものであってもよく、本発明のアクチュエータでは、その具体的な点火装置の構成を限定するものではない。
このような点火装置において火薬が燃焼すると、その燃焼生成物がアクチュエータ本体内の第1空間に拡散し、その内部圧力が上昇することで出力ピストン部に駆動エネルギーを伝えることになり、当該エネルギーが上記の通り出力ピストン部の駆動のための動力源となる。ここで、本発明に係るアクチュエータには封止部が備えられるため、上記燃焼生成物は第1空間内に封止され、第2空間には入り込まない。そのため、燃焼生成物による駆動エネルギーがいたずらに拡散せず、出力ピストン部への伝達が期待される。そして、その封止効果をより高めるためには火薬の燃焼に対して封止部材がある程度の耐性を有する必要があり、一方で、封止部材が備えられることで、駆動エネルギーの出力ピストン部への伝達が阻害されるのは好ましくない。したがって、封止部材は、燃焼生成物の好適な封止と、出力ピストン部への駆動エネルギーの好適な伝達を両立する必要がある。
そこで、封止部材においては、固定端部の固定力が、貫通孔における出力ピストン部の摺動力より大きく設定される。これにより第1空間での封止効果に影響を及ぼす封止部材をアクチュエータ本体の内壁に好適に固定し続けることができるため、アクチュエータの組立の際に出力ピストン部を貫通孔で摺動させて、封止部材への接触状態、すなわち出力ピストン部の所定端面を封止部材の接触部に接触させた状態を安定して形成することができる。このような出力ピストン部と封止部材の安定した接触状態は、出力ピストン部への駆動エネルギーの好適な伝達のために重要な要素である。
更に、封止部材は、接触部が、アクチュエータ本体内の空間の内壁に固定される固定端部に対して、点火装置側の始動位置から出力面側の作用位置に、前記出力ピストン部の所定端面に接触して移動するように構成される。このような構成により、火薬燃焼後には封止部材は固定端部に対して接触部が裏返るよう変形することになり、出力ピストン部の摺動が推進されていくことになる。そのため、従来技術のように火薬燃焼時に封止部材が一方向のみに大きく延伸された状態となることがなくなり、該封止部材が破損し難くなる。さらに、上記裏返る変形構造を採用すると、出力ピストン部の摺動に当たって、接触部の移動範囲が、固定端部に対して点火装置側の始動位置から、出力面側の作用位置までとなり、対象物への所定力の作用のための出力ピストン部の摺動距離に対応した接触部の移動量を確保しながらも、封止部材が大きな変形をする必要がなく、以て封止部材が破損しにくくなる。これは、燃焼生成物の好適な封止と、出力ピストン部への駆動エネルギーの好適な伝達の両立に資するものである。
また、上記のアクチュエータにおいては、前記点火装置での火薬燃焼前において、前記出力ピストン部が前記作用端部側から前記貫通孔内に押し込み可能に構成されてもよい。このような構成により、点火装置による火薬燃焼の前に、出力ピストン部と封止部材の接触状態を好適に形成することができる。なお、出力ピストン部の押し込みは、作用端部からだけではなく出力ピストン部を変位可能な他の手段により行っても構わない。
更に、前記出力ピストン部が前記貫通孔内に押し込まれて前記所定端面が前記接触部に接触した状態で該出力ピストン部が押し込み状態から解放されても、該出力ピストン部の前記作用端部は、前記出力面と面一の位置か、又は該出力面よりも該貫通孔内の位置に保持されてもよい。これにより、出力ピストン部と封止部材の接触状態を形成させてからアクチュエータ本体の出力面を対象物に接触させ、アクチュエータをスタンバイ(作動待機)させることができ、作動時に対象物へ所定力を的確に作用させることができる。
また、本発明に係るアクチュエータにおいて、前記封止部材は、弾性部材で形成されてもよい。これにより、封止部材は、点火器での火薬燃焼時に伸長することで、より好適に、燃焼生成物の封止と、出力ピストン部への駆動エネルギーの伝達の両立が図られる。
更に、前記封止部材は、前記点火装置での火薬燃焼前の状態において前記出力ピストン部の摺動方向に沿った前記所定端部の側面部を覆い、前記固定端部と前記接触部との間に形成される中間部を、更に有してもよく、その場合、前記点火装置での火薬燃焼による前記出力ピストン部の摺動に伴い、前記中間部が該摺動方向に伸長しながら、前記接触部が前記始動位置から前記作用位置に移動するように構成される。このように構成されるアクチュエータでは、封止部材の中間部が出力ピストン部の摺動方向に伸長しながら、接触部が移動し、該出力ピストン部が推進されるので、該出力ピストン部には該伸長に対応した摺動量が与えられることになる。このような作用により、火薬燃焼による駆動エネルギーが、出力ピストン部を推進させるために好適に利用されることになり、該出力ピストン部の摺動量を好適に確保することが可能となる。また、出力ピストン部の摺動方向に伸長する中間部が弾性部材により形成されることにより、該中間部は柔軟に伸長することが可能となり、その結果、封止部材が破損し難くなる。
なお、上記アクチュエータにおいて、前記所定端部における前記出力ピストン部の外径は、前記貫通孔の内径よりも小さくてもよい。その場合、前記点火装置での火薬燃焼による前記出力ピストン部の摺動に伴い、前記中間部は、前記貫通孔の内壁面に沿って、前記摺動方向に伸長する。このような構成によれば、所定端部近傍では出力ピストン部は、貫通孔に対して径方向に隙間を有することになる。そして、火薬の燃焼により接触部が移動する際には、中間部は当該隙間を利用して伸長できるので、該中間部の伸長が円滑に行いやすくなる。その結果、出力ピストン部の摺動量を好適に確保することが可能となるとともに、封止部材の破損を回避できる。
また、上述までのアクチュエータにおいて、前記貫通孔内に更に摺動可能に、且つ前記第1空間側に配置された補助ピストン部であって、前記封止部材の前記接触部を前記出力ピストン部の前記所定端面とともに挟んで配置された補助ピストン部を、更に備えてもよい。その場合、前記補助ピストン部は、前記点火装置と対向し前記駆動エネルギーが入力される点火装置側端部と、該駆動エネルギーを前記接触部を介して前記出力ピストン部の前記所定端面に伝える出力ピストン部側端部と、を有する。
このように構成されるアクチュエータでは、補助ピストン部の点火装置側端部によって点火装置からの駆動エネルギーを受けるとともに、もう一方の端部である出力ピストン部側端部によって、出力ピストン部と補助ピストン部に挟まれた封止部材の接触部を介して該出力ピストン部の所定端面に駆動エネルギーを伝える。そのため、封止部材は、点火装置からの駆動エネルギーを直接受けるのではなく、補助ピストン部材を介して受けることになる。この結果、火薬燃焼時において、接触部は高温高圧の燃焼生成物に直接晒されることがなくなり、以て、接触部を含む封止部材が破損するのをより確実に回避することができる。また、接触部が出力ピストン部と補助ピストン部で挟まれているため、封止部材を上記のように裏返すための力を該封止部材に適切に掛けることができ、以て、円滑な出力ピストン部の摺動が期待できる。
また、本発明のアクチュエータを利用して構成される所定の装置や機器も、本発明の範疇に属するものである。そのような装置等の一例として、電気回路の通電部分を切断してその通電状態を解消させる電気回路遮断装置が挙げられる。すなわち、本発明の電気回路遮断装置は、上述までのアクチュエータと、電気回路の一部を形成する前記対象物に対して、前記出力ピストン部が前記所定力としてのせん断力を作用させる位置に前記アクチュエータを固定する固定ハウジングと、外部からのトリガー信号を受信したときに、前記点火装置を作動させる制御部と、を備える。また上記装置等の別法として、注射目的物質を注射対象領域に注射する注射器が例示できる。すなわち、本発明の注射器は、上述までのアクチュエータと、前記注射目的物質を収容可能な収容室と、前記対象物であり且つ該収容室内の該注射液目的物質を加圧するプランジャと、該プランジャにより加圧された該収容室内の該注射目的物質が流れる流路を含み、該流路の先端に形成された射出口から該注射目的物質を射出するノズル部と、を有するシリンジ部であって、前記出力ピストン部の前記作用端部が前記プランジャに接触して配置されるように前記アクチュエータに対して取り付けられるシリンジ部と、を備える。また、本発明のアクチュエータを利用して構成される所定の装置等は、上記の電気回路遮断装置や注射器以外の装置等であってもよい。
本発明によれば、火薬燃焼により駆動されるアクチュエータにおいて、その出力ピストン部の駆動のためのエネルギーを好適に当該出力ピストン部に伝えることが可能となる。
以下に、図面を参照して本発明の実施形態に係るアクチュエータについて説明する。なお、以下の実施形態の構成は例示であり、本発明はこれらの実施の形態の構成に限定されるものではない。
<第1実施形態>
図1はアクチュエータ1を、その軸方向に切断した場合の断面図である。ここで、アクチュエータ1は、第1ハウジング3と第2ハウジング4とで構成されるアクチュエータ本体2を有しており、アクチュエータ本体2の先端側(第2ハウジング4の、第1ハウジング3と接続している端部とは反対側の端部側)が、アクチュエータ1による出力側、すなわち、所定力を作用する対象物が配置される側となる。また、第1ハウジング3と第2ハウジング4はネジで固定されて一体となる。ここで、第1ハウジング3の内部には、その軸方向に延在する内部空間である燃焼室31が形成されており、また、第2ハウジング4の内部には、同じようにその軸方向に延在する内部空間である貫通孔37が形成されている。燃焼室31と貫通孔37は、後述する封止部材8で区分されているものの、アクチュエータ本体2の内部において連続して配置される内部空間である。
図1はアクチュエータ1を、その軸方向に切断した場合の断面図である。ここで、アクチュエータ1は、第1ハウジング3と第2ハウジング4とで構成されるアクチュエータ本体2を有しており、アクチュエータ本体2の先端側(第2ハウジング4の、第1ハウジング3と接続している端部とは反対側の端部側)が、アクチュエータ1による出力側、すなわち、所定力を作用する対象物が配置される側となる。また、第1ハウジング3と第2ハウジング4はネジで固定されて一体となる。ここで、第1ハウジング3の内部には、その軸方向に延在する内部空間である燃焼室31が形成されており、また、第2ハウジング4の内部には、同じようにその軸方向に延在する内部空間である貫通孔37が形成されている。燃焼室31と貫通孔37は、後述する封止部材8で区分されているものの、アクチュエータ本体2の内部において連続して配置される内部空間である。
また、アクチュエータ本体2の先端側、すなわち第2ハウジング4の先端側の面は、出力面4bを形成している。この出力面4bは、アクチュエータ1の使用時において、所定力が作用される対象物と対向する面となる。ここで、アクチュエータ本体2の第2ハウジング4内の貫通孔37には、金属製の出力ピストン6が配置され、該出力ピストン6は、貫通孔37内を摺動可能に保持されている。
ここで、出力ピストン6の詳細を第2ハウジング4との位置関係が把握できるように図2に示す。出力ピストン6は、貫通孔37の軸方向に沿って延在する概ね軸状に形成され、燃焼室31側の端部(以下、「第1端部」という)6aと、出力面4b側の端部、すなわち対象物に対して所定力を作用させる端部(以下、「第2端部」という)6bとを有し、また、出力ピストン6が貫通孔37内を円滑に摺動できるように出力ピストン6の周囲にOリング6cが配置されている。
ここで、第1ハウジング3(図2中では、点線で表示)と第2ハウジング4とが取り付けられてアクチュエータ本体2を形成し、後述の点火装置であるイニシエータ20で火薬燃焼が行われる前の状態(以下、「燃焼前状態」という)において、第1端部6aは、第1ハウジング3の燃焼室31内に嵌まり込んでいる第2ハウジング4の嵌入部4aの端面から、燃焼室31側に実質的に飛び出した状態となっている。また、第1端部6aの直径d1は、貫通孔37の直径d0よりも小さい。したがって、出力ピストン6が貫通孔37内を出力面4b側に摺動したときには、第1端部6aの側面(出力ピストン6の軸方向に沿った面)と貫通孔37の内壁面との間に一定の隙間が形成されることになる。また、燃焼前状態では、第2端部6bの端面は、出力面4bと面一となるか、又は、出力面4bより貫通孔37内に入り込んだ位置に置かれる。そのため、後述の図6に示すように、アクチュエータ1が使用される状態においては、所定力が作用される対象物に出力面4bを接触させて該アクチュエータ1を配置、固定する。
ここで、図1に示す燃焼前状態では、アクチュエータ本体2の内壁の一部である、第2ハウジング4の嵌入部4aの端面上に封止部材8が固定され、該封止部材8は、弾性材料で形成され、アクチュエータ本体2内の空間を、イニシエータ20側に位置する燃焼室31を含む空間(本発明に係る第1空間に相当する)と出力ピストン6側に位置する貫通孔37を含む空間(本発明に係る第2空間に相当する)とに区分し、それによりイニシエータ20での火薬燃焼により生成される燃焼生成物が、燃焼室31内に封止されるようになっている。なお、封止部材8の構造の詳細、及びイニシエータ20での火薬燃焼による動作については後述する。
ここで、イニシエータ20の例について図3に基づいて説明する。イニシエータ20は電気式の点火装置であり、表面が絶縁カバーで覆われたカップ21によって、点火薬22を配置するための空間が該カップ21内に画定される。そして、その空間に金属ヘッダ24が配置され、その上面に筒状のチャージホルダ23が設けられている。該チャージホルダ23によって点火薬22が保持される。この点火薬22の底部には、片方の導電ピン28と金属ヘッダ24を電気的に接続したブリッジワイヤ26が配線されている。なお、二本の導電ピン28は非電圧印加時には互いが絶縁状態となるように、絶縁体25を介して金属ヘッダ24に固定される。さらに、絶縁体25で支持された二本の導電ピン28が延出するカップ21の開放口は、樹脂カラー27によって導電ピン28間の絶縁性を良好に維持した状態で保護されている。
このように構成されるイニシエータ20においては、外部電源によって二本の導電ピン28間に電圧印加されるとブリッジワイヤ26に電流が流れ、それにより点火薬22が燃焼する。このとき、点火薬22の燃焼による燃焼生成物はチャージホルダ23の開口部から噴出されることになる。また、イニシエータ用キャップ14は、イニシエータ20の外表面に引っ掛かるように断面が鍔状に形成され、且つ第1ハウジング3に対してネジ固定される。これにより、イニシエータ20は、イニシエータ用キャップ14によって第1ハウジング3に対して固定され、以てイニシエータ20での点火時に生じる圧力で、イニシエータ20自体がアクチュエータ本体2から脱落することを防止できる。
ここで、アクチュエータ1において用いられる点火薬22として、好ましくは、ジルコニウムと過塩素酸カリウムを含む火薬(ZPP)、水素化チタンと過塩素酸カリウムを含む火薬(THPP)、チタンと過塩素酸カリウムを含む火薬(TiPP)、アルミニウムと過塩素酸カリウムを含む火薬(APP)、アルミニウムと酸化ビスマスを含む火薬(ABO)、アルミニウムと酸化モリブデンを含む火薬(AMO)、アルミニウムと酸化銅を含む火薬(ACO)、アルミニウムと酸化鉄を含む火薬(AFO)、もしくはこれらの火薬のうちの複数の組合せからなる火薬が挙げられる。これらの火薬は、点火直後の燃焼時には高温高圧のプラズマを発生させるが、常温となり燃焼性生物が凝縮すると気体成分を含まないために発生圧力が急激に低下する特性を示す。なお、これら以外の火薬を点火薬として用いても構わない。
ここで、図1に示す燃焼室31内には何も配置されていないが、点火薬22の燃焼によって生じる燃焼生成物によって燃焼しガスを発生させるガス発生剤を、燃焼室31内に配置するようにしてもよい。仮に燃焼室31内にガス発生剤を配置させる場合、その一例としては、ニトロセルロース98質量%、ジフェニルアミン0.8質量%、硫酸カリウム1.2質量%からなるシングルベース無煙火薬が挙げられる。また、エアバッグ用ガス発生器やシートベルトプリテンショナ用ガス発生器に使用されている各種ガス発生剤を用いることも可能である。このようなガス発生剤の併用は、上記点火薬22のみの場合と異なり、燃焼時に発生した所定のガスは常温においても気体成分を含むため、発生圧力の低下率は小さい。さらに、当該ガス発生剤の燃焼時の燃焼完了時間は、上記点火薬22と比べて極めて長いが、燃焼室31内に配置されるときの該ガス発生剤の寸法や大きさ、形状、特に表面形状を調整することで、該ガス発生剤の燃焼完了時間を変化させることが可能である。このようにガス発生剤の量や形状、配置を調整することで、燃焼室31内での発生圧力を適宜調整できる。
ここで、燃焼前状態における封止部材8の詳細について説明する。図1に示すように、封止部材8は、燃焼室31側に飛び出して配置されている出力ピストン6の第1端部6aを覆うように形成されている。具体的には、封止部材8は、第2ハウジング4の嵌入部4a上に固定された固定端部35と、第1端部6aの端面に接触し当該端面を覆うように位置する接触部34と、接触部34と固定端部35との間に形成され第1端部6aの側面部を覆うように位置する中間部36とを有している。したがって、図1に示すように、アクチュエータ1の軸方向に沿った断面では、封止部材8はコの字状に形成され、その底面に相当する接触部34は、固定端部35に対してイニシエータ20側(図1に向かって左側)の始動位置に位置することになる。
また、上記の通り弾性部材で形成されている封止部材8は、第2ハウジング4の嵌入部4aの端面上に固定され、その固定された封止部材8の端部が固定端部35となる。この固定端部35の嵌入部4aの端面に対する固定力は、貫通孔37での出力ピストン6の摺動力より大きくなるように、固定端部35での固定力が決定されている。当該固定力は、第1空間に相当する燃焼室31における、燃焼生成物の封止性能が維持される範囲で封止部材8を第2ハウジング4から脱離させる外力に抗するための、固定端部35と嵌入部4aとの間の結合力である。当該離脱させる外力の一例としては、出力ピストン6が封止部材8を押す押圧力等が挙げられる。また、当該摺動力は、出力ピストン6を貫通孔37内で摺動させるために、その摺動方向に沿って出力ピストン6に対して印加する力である。上記の通り、出力ピストン6にはOリング6cが配置されているため、Oリング6cを介して出力ピストン6と貫通孔37との間に生じる摩擦力に抗する力が、概ね当該摺動力となる。なお、Oリング以外にも摩擦力を生じさせる要素がある場合には、その要素による摩擦力も考慮して摺動力が認定される。
ここで、固定端部35での固定力の設定については、例えば、封止部材8が出力ピストン6から受ける力に対して十分に安定して嵌入部4aの端面への固定が維持されるように、想定される出力ピストン6の摺動力に所定の安全率λを乗じた固定力を、固定端部35で生じさせてもよい。所定の安全率λとしては、例えば10と設定してもよい。例えば、出力ピストン6の直径が異なる、下記の表1に示す2つのケースにおいて(ケース1ではφ5.8mm、ケース2ではφ8.8mm)、出力ピストン6の摺動力の測定実験を3回行い、その平均値を各ケースにおける基準の摺動力とする(ケース1では0.28kgf、ケース2では0.51kgf)。そして、その基準の摺動力に安全率10倍を乗じて算出される力が、各ケースに対応する固定端部35での固定力とされ(ケース1では2.8kgf、ケース2では5.1kgf)、その固定力が実現されるように固定端部35と嵌入部4aの端面とが固定される。
次に、図4に基づいて、アクチュエータ1の組立方法について説明する。図4は、アクチュエータ1が組み立てられていく流れを、ステップ1~ステップ4の順で示している。
(ステップ1)
第2ハウジング4の内部に出力ピストン6を配置する。この状態では、出力ピストン6の第2端部6bが出力面4bよりも突出している。そして、第2ハウジング4の嵌入部4aの端面に封止部材8の固定端部35が接着剤によって固定される。この接着剤による固定力が、上述したように出力ピストン6の摺動力に所定の安全率λを乗じた値以上となるように、接着剤の種類や接着条件などが調整される。なお、固定端部35が嵌入部4aの端面に固定された直後の状態では、出力ピストン6の第1端部6aと封止部材8の接触部34とは、まだ接触していない。
(ステップ2)
次のステップでは、出力面4bから突出している第2端部6bを第2ハウジング4内に押し込んで、コの字形状を有している封止部材8の凹部(中間部36と接触部34とで形成された凹部)に第1端部6aを嵌め込んでいく。なお、中間部36による当該凹部の直径は、第1端部6aの直径よりやや大きいため、第2端部6bを押し込む際に出力ピストン6に掛かる力は、概ね出力ピストン6と貫通孔37との間の摩擦力、すなわち摺動力となる。
(ステップ1)
第2ハウジング4の内部に出力ピストン6を配置する。この状態では、出力ピストン6の第2端部6bが出力面4bよりも突出している。そして、第2ハウジング4の嵌入部4aの端面に封止部材8の固定端部35が接着剤によって固定される。この接着剤による固定力が、上述したように出力ピストン6の摺動力に所定の安全率λを乗じた値以上となるように、接着剤の種類や接着条件などが調整される。なお、固定端部35が嵌入部4aの端面に固定された直後の状態では、出力ピストン6の第1端部6aと封止部材8の接触部34とは、まだ接触していない。
(ステップ2)
次のステップでは、出力面4bから突出している第2端部6bを第2ハウジング4内に押し込んで、コの字形状を有している封止部材8の凹部(中間部36と接触部34とで形成された凹部)に第1端部6aを嵌め込んでいく。なお、中間部36による当該凹部の直径は、第1端部6aの直径よりやや大きいため、第2端部6bを押し込む際に出力ピストン6に掛かる力は、概ね出力ピストン6と貫通孔37との間の摩擦力、すなわち摺動力となる。
(ステップ3)
そして、出力ピストン6の押し込みが進むと、第1端部6aが接触部34に接触する。このとき、上記の通り封止部材8の固定端部35での固定力は、出力ピストン6の摺動力の10倍に設定されているため接触と同時に出力ピストン6からの反力が急激に大きくなる。そのため、押し込み動作により第1端部6aと接触部34との接触状態が形成されたことを的確に且つ速やかに認識することができる。このことは、出力ピストン6押し込み過ぎることで出力ピストン6から封止部材8に過度な力が掛かり、封止部材8の適切な固定状態(すなわち、燃焼室31に燃焼生成物を封止し得るのに必要な固定状態)を毀損してしまうことを回避することができる。特に、封止部材8の内部は外部から見えないため、上記接触状態が形成されたときに出力ピストン6を押し込む力を急変させることは、接触部34と第1端部6aとの好適な接触状態の確保のために極めて有用である。なお、このように接触部34と第1端部6aとの好適な接触状態は、後述するようにアクチュエータ1による対象物への所定力の作用を確実なものとするために、極めて重要な要素である。また、接触部34と第1端部6aとが接触した状態となると、出力ピストン6の第2端部6bの端面は、出力面4bと面一の位置、又は、出力面4bより貫通孔37内の位置に保持される。
そして、出力ピストン6の押し込みが進むと、第1端部6aが接触部34に接触する。このとき、上記の通り封止部材8の固定端部35での固定力は、出力ピストン6の摺動力の10倍に設定されているため接触と同時に出力ピストン6からの反力が急激に大きくなる。そのため、押し込み動作により第1端部6aと接触部34との接触状態が形成されたことを的確に且つ速やかに認識することができる。このことは、出力ピストン6押し込み過ぎることで出力ピストン6から封止部材8に過度な力が掛かり、封止部材8の適切な固定状態(すなわち、燃焼室31に燃焼生成物を封止し得るのに必要な固定状態)を毀損してしまうことを回避することができる。特に、封止部材8の内部は外部から見えないため、上記接触状態が形成されたときに出力ピストン6を押し込む力を急変させることは、接触部34と第1端部6aとの好適な接触状態の確保のために極めて有用である。なお、このように接触部34と第1端部6aとの好適な接触状態は、後述するようにアクチュエータ1による対象物への所定力の作用を確実なものとするために、極めて重要な要素である。また、接触部34と第1端部6aとが接触した状態となると、出力ピストン6の第2端部6bの端面は、出力面4bと面一の位置、又は、出力面4bより貫通孔37内の位置に保持される。
(ステップ4)
そして、接触部34と第1端部6aとを接触させた後は、第2ハウジング4を第1ハウジング3に対して螺合する。このとき、第2ハウジング4の嵌入部4aが、第1ハウジング3の内部に入り込んでいく。この結果、アクチュエータ1の組立が完了し、その内部において封止部材8によって燃焼室31が形成される。
そして、接触部34と第1端部6aとを接触させた後は、第2ハウジング4を第1ハウジング3に対して螺合する。このとき、第2ハウジング4の嵌入部4aが、第1ハウジング3の内部に入り込んでいく。この結果、アクチュエータ1の組立が完了し、その内部において封止部材8によって燃焼室31が形成される。
なお、図4に示す組立方法では、第2端部6bを第2ハウジング4内に押し込んで封止部材8の凹部に第1端部6aを嵌め込み、第1端部6aと接触部34とを接触させた後に、第1ハウジング3と第2ハウジング4とを螺合させるが、その態様に代えて以下のように組立を行ってもよい。すなわち、ステップ1で第2ハウジング4に出力ピストン6を配置し封止部材8を取り付けた状態で、その第2ハウジング4を第1ハウジング3に対して螺合する(ステップ4を参照)。その後、ステップ2のように第2端部6bを第2ハウジング4内に押し込んで封止部材8の凹部に第1端部6aを嵌め込み、第1端部6aを封止部材8の接触部34に接触させる(ステップ3を参照)。このような組立の流れに従っても、上記の通り、第1端部6aと接触部34との接触と同時に出力ピストン6からの反力が急激に大きくなるため、その接触状態が形成されたことを的確に且つ速やかに認識することができる。
更に、別の態様では、封止部材8を先に第1ハウジング3に取り付け、すなわち、固定端部35を介して封止部材8を第1ハウジング3に固定し、その後、出力ピストン6が内部に配置された第2ハウジング4を、第1ハウジング3に対して螺合してもよい。この場合、接触部34と第1端部6aの接触状態が形成されるように出力ピストン6や第2ハウジング4の寸法・形状が調整されるとともに、封止部材8の固定が適切に行われるように、固定端部35を接合するための嵌め込み溝等の適切な構成が第1ハウジング3の内壁に形成されてもよい。
ここで、イニシエータ20の点火薬22が燃焼したときの封止部材8の動き、及びアクチュエータ1における注射液の射出状態について図5に基づいて説明する。図5は、上段に燃焼前状態のアクチュエータ1の構成を示し、下段には点火薬22の燃焼によりアクチュエータ1が作動した状態(以下、「作動状態」という)のアクチュエータ1の構成を示している。図5における燃焼前状態及び作動状態の比較においては、封止部材8の固定端部35の位置を揃えて、アクチュエータ1の軸方向に両状態を並べて表示している。そして、両状態に共通する固定端部35の位置をX0と表示し、位置X0を含む基準線をL0と表示している。
更に、燃焼前状態においては、接触部34の位置はX1で表示され、上記の通り位置X0に対してイニシエータ20側の位置となっている。また、このときの出力ピストン6の第2端部6bの端面の位置はF1で表示されている。ここで、点火薬22が燃焼すると、燃焼室31内に燃焼生成物が拡散し、燃焼室31内の圧力が上昇する。これにより、封止部材8にもその圧力が掛かることになるが、特に、出力ピストン6を出力面4b側に押圧する圧力は、封止部材8のうち接触部34を介して出力ピストン6に掛かる圧力である。したがって、接触部34が接触する出力ピストン6の第1端部6aの端面は、イニシエータ20からの駆動エネルギーを受ける端面となる。
このように接触部34は、封止部材8のうち、点火薬22の燃焼によって生成される駆動エネルギーを出力ピストン6側に伝達する部位である。その結果、封止部材8は、接触部34が出力面4b側に移動するとともに出力ピストン6が貫通孔37内を摺動していくことになる。それに伴い、出力ピストン6の第2端部6bが出力面4bより飛び出した状態となり、その飛び出し量は出力ピストン6の摺動量と連動する。この結果、出力面4b側に配置された対象物に対して、出力ピストン6が所定力を作用することができる。ここで、出力ピストン6の摺動が完了した作動状態では、貫通孔37のうち出力面4b近傍で内径が小さくなっている縮径部を形成する、第2ハウジング4のストッパ部4cに、出力ピストン6の一部が接触した状態となっており、出力ピストン6が貫通孔37から飛び出すことが防止されている。この状態における接触部34の位置は作用位置とされX2で表示されており、位置X0に対して出力面4b側の位置となっている。なお、第2端部6bの端面の位置はF2で表示されている。
このようにアクチュエータ1では、点火薬22の燃焼の過程において、封止部材8の接触部34は、燃焼前状態の始動位置X1から作動状態の作用位置X2へと移動することになる。この接触部34の移動による移動距離(X2-X1)は、所定力作用のための出力ピストン6の移動距離(F2-F1)に相当する。そして、この移動に伴って、封止部材8は裏返るように変形することになる。すなわち、所定力を作用するために必要な出力ピストン6の移動距離は、封止部材8の当該裏返る変形によって確保されることになる。このように封止部材8が裏返る変形を行う場合、封止部材8自体は大きく弾性変形する必要はなく、固定端部35を除く中間部36や接触部34の変位が主体となる。仮に、点火薬22の燃焼で生じた駆動エネルギーによって接触部34が出力面4b側に大きく変位した結果、中間部36が伸長する場合であっても、中間部36は、先ず、図5の上段に示す始動位置から出力面4b側に移動し、その後接触部34の変位にともなって伸長していくことになる。そのため、中間部36そのものの弾性変形量を小さく抑えることが可能となり、所定力作用のための出力ピストン6の移動距離を十分に確保しながらも封止部材8の破損を抑制することができる。これにより、燃焼による駆動エネルギーを出力ピストン6に好適に伝達でき、以てアクチュエータ1の作動を効率的に行うことができる。
また、上記の通り、出力ピストン6の第1端部6aの直径d1は、貫通孔37の内径d0よりも小さく構成されている。そのため、上述の封止部材8の裏返る変形が行われる際に、中間部36が第1端部6aと貫通孔37との間の隙間に入り込み、貫通孔37の内壁面に沿ってその裏返る変形及び伸長を円滑に行うことが可能となる。なお、接触部34は、作用位置にあるときに出力ピストン6の第1端部6aの端面に必ずしも接触している必要はない。
(適用例1)
ここで、図6に、アクチュエータ1を適用した第1の例として、電気回路遮断装置100を示す。電気回路遮断装置100は、固定ハウジング62を介して、アクチュエータ1が導体片50に対して固定されることで形成されている。
ここで、図6に、アクチュエータ1を適用した第1の例として、電気回路遮断装置100を示す。電気回路遮断装置100は、固定ハウジング62を介して、アクチュエータ1が導体片50に対して固定されることで形成されている。
導体片50は、電気回路遮断装置100を電気回路に取り付けたとき、電気回路の一部を形成するものであり、両端側の第1接続部51と、第2接続部52と、両接続部間の切断部53からなる板片である。第1接続部51と第2接続部52のそれぞれには、電気回路において他の導体(例えば、リードワイヤ)と接続するための接続穴51a、52aが設けられている。なお、図6に示す導体片50は、第1接続部51及び第2接続部52と、切断部53とが段状になるように形成されているが、第1接続部51、第2接続部52、切断部53が概ね同一直線状に配置されるように形成されてもよい。そして、切断部53は、アクチュエータ1の出力面4bに接触するように固定されている。したがって、アクチュエータ1内の出力ピストン6の端面(第2端部6bの端面)は、切断部53と対向する状態となっている。このように形成される導体片50が、上記実施例における対象物であり、特に、切断部53がアクチュエータ1からの所定力が作用する、対象物上の部位となる。
更に、固定ハウジング62において、切断部53を挟んでアクチュエータ1の反対側には、合成樹脂からなる箱形状の絶縁部63が形成され、その内部には絶縁空間61が形成されている。
このように構成される電気回路遮断装置100では、外部からの衝撃等により電気回路での通電状態を直ちに停止させる必要があると判断される場合に、例えば当該衝撃を検出するセンサからのトリガー信号を制御部70で受信する。そして、トリガー信号を受信した制御部70はイニシエータ20に対して動作指令を発し、この結果イニシエータ20が作動する。イニシエータ20が作動すると、上述したように出力ピストン6が摺動し、その運動エネルギーにより切断部53に対してせん断力を作用させ、以て切断部53が切断される。これにより、電気回路遮断装置100が取り付けられた電気回路の一部を形成する導体片50において、第1接続部51と第2接続部52との間の導通が遮断されることになる。なお、出力ピストン6によって切断された切断部53の切断片は、絶縁部63内の絶縁空間61に収容されるため、上記導通遮断をより確かなものとすることができる。
以上より、本発明に係るアクチュエータ1が適用された電気回路遮断装置100では、アクチュエータ1を効率よく駆動することができ、これは、必要時において確実な導通遮断を実現すべき電気回路遮断装置100において極めて有用である。また、アクチュエータ1の適用例としては、その他に、対象物に孔を開ける穿孔機等が例示できる。
(適用例2)
ここで、図7に、アクチュエータ1を適用した第2の例として、注射器200を示す。注射器200は、注射針を介することなく注射目的物質を射出し、注射対象領域に送り込む無針注射器である。図7は注射器200の断面図であり、本願の以降の記載においては、注射器200によって対象物の注射対象領域に注射される注射目的物質を「注射液」と総称する。しかし、これには注射される物質の内容や形態を限定する意図は無い。注射目的物質では、皮膚構造体に届けるべき成分が溶解していても溶解していなくてもよく、また注射目的物質も、加圧することでノズル部209から皮膚構造体に対して射出され得るものであれば、その具体的な形態は不問であり、液体、ゲル状、粉末状等様々な形態が採用できる。
ここで、図7に、アクチュエータ1を適用した第2の例として、注射器200を示す。注射器200は、注射針を介することなく注射目的物質を射出し、注射対象領域に送り込む無針注射器である。図7は注射器200の断面図であり、本願の以降の記載においては、注射器200によって対象物の注射対象領域に注射される注射目的物質を「注射液」と総称する。しかし、これには注射される物質の内容や形態を限定する意図は無い。注射目的物質では、皮膚構造体に届けるべき成分が溶解していても溶解していなくてもよく、また注射目的物質も、加圧することでノズル部209から皮膚構造体に対して射出され得るものであれば、その具体的な形態は不問であり、液体、ゲル状、粉末状等様々な形態が採用できる。
ここで、注射器200は、図8に示すようにアクチュエータ1にシリンジ部205が螺合されて構成される。なお、本適用例のアクチュエータ1は、シリンジ部205の螺合のための機構を有するため、これまでに記載の構成と一部異なっており、その点について説明する。本適用例では、第2ハウジング4に形成されている貫通孔37に出力ピストン6が配置されているが、貫通孔37には上記までのようにストッパ部4cは設けられていない。そのため、注射器200の組立においては、図4のステップ1のように第2ハウジング4の内部に出力ピストン6を配置した状態で封止部材8を第2ハウジング4に固定せずに、封止部材8を第2ハウジング4に固定した後に、封止部材8に出力ピストン6の第1端部6aが対向するように、貫通孔37内に出力ピストン6を挿入してもよい。この場合も、上述のように、封止部材8の固定端部35での固定力が、貫通孔37での出力ピストン6の摺動力より大きく設定されていることから、封止部材8に過度な力を掛けずに接触部34と出力ピストン6の第1端部6aとの好適な接触状態を形成することができる。
そして、第2ハウジング4の注射器先端側(シリンジ部205が配置される側)に、シリンジ部205が取り付けられる取付空間204cが形成されている。取付空間204cの底面が出力面204bとして形成され、アクチュエータ1でのイニシエータ20の作動により、出力ピストン6がこの出力面204bより突出するように構成されている。また取付空間204cを形成する側壁204dの内壁面には、シリンジ部205と螺合し取り付けるためのねじ山が形成されている。
また、シリンジ部205は、注射液MLを収容する収容室233を内部に有するシリンジ部本体211と、注射液が流れる流路が形成されたノズル部209と、ノズル部209が設けられたノズルホルダー210を有している。ノズルホルダー210は、ガスケット213を挟んでホルダー用キャップ212によってシリンジ部本体211に取り付けられている。また、シリンジ部本体211には、第2ハウジング4の取付空間204cに螺合されるようにねじ山が形成されている。なお、シリンジ部205が第2ハウジング4に取り付けられた状態において、第2ハウジング4内の貫通孔37と、シリンジ部本体211内の収容室233とは連続した空間となる。その取付状態では、注射液MLは、プランジャ207によって収容室233内に液密に収容されており、このプランジャ207が貫通孔37側に露出した状態となっている。ここで、プランジャ207は、収容室233内を摺動可能に配置され、さらに、摺動することにより注射液MLを加圧し、ノズル部209からの注射液の射出が行われることになる。また、プランジャ207は、円滑に収容室233内を摺動できるように、表面にシリコンオイルを薄く塗布したゴム部材により形成される。
なお、第2ハウジング4へのシリンジ部205の取り付け前の状態(図8に示す状態)では、出力ピストン6の第2端部6bが出力面204bより貫通孔37の内部寄りの位置に保持されており、一方で、シリンジ部205のプランジャ207の端部(注射液MLに接していない端部)は、シリンジ部本体211の端面より若干外側に飛び出した状態となっている。これにより、第2ハウジング4に対してシリンジ部205を螺合し取り付けると、第2ハウジング4内に配置されている出力ピストン6の第2端部6bにプランジャ207が接触した状態が形成される。なお、封止部材8の固定端部35での固定力は、収容室233に収容されている注射液MLをプランジャ207によって押し出し得る力よりも大きく設定されているため、仮に螺合時にプランジャ207が出力ピストン6により大きく干渉し得る場合でも、結果的に注射液MLが排出されやすくなっているため封止部材8に過度な力が掛かり破損してしまうのを回避することができる。
なお、ノズル部209は、ノズルホルダー210に複数形成されてもよく、または、一つ形成されてもよい。複数のノズル部が形成される場合には、各ノズル部に対して解放された注射液MLが可及的に均等に送り込まれるように、各ノズル部に対応する流路が形成される。さらに、複数のノズル部209が形成される場合には、注射器200の中心軸の周囲に等間隔で各ノズル部が配置されるのが好ましい。また、ノズル部209の流路径は、貫通孔37の内径よりも細くなるように構成されている。これにより、射出時の注射液の射出圧力を好適に上昇させることができる。
ここで、イニシエータ20が作動したときの封止部材8の動き、及び注射器200における注射液の射出状態について図9に基づいて説明する。図9は、上段に点火前状態の注射器200の構成を示し、下段には点火薬22の燃焼により注射液の射出が完了した状態(以下、「射出完了状態」という)の注射器200の構成を示している。図9における点火前状態及び射出完了状態の比較においては、封止部材8の固定端部35の位置を揃えて、注射器200の軸方向に両状態を並べて表示している。そして、両状態に共通する固定端部35の位置をX10と表示し、位置X10を含む基準線をL10と表示している。
更に、燃焼前状態においては、接触部34の位置はX11で表示され、上記の通り位置X10に対してイニシエータ20側の位置となっている。また、このときのプランジャ207の位置はP11で表示されている。ここで、イニシエータ20の点火薬22が燃焼すると、アクチュエータ1の燃焼室31内に燃焼生成物が拡散し、燃焼室31内の圧力が上昇する。これにより、封止部材8にもその圧力が掛かることになるが、特に、出力ピストン6をシリンジ部205側に押圧する圧力は、封止部材8のうち接触部34を介して出力ピストン6に掛かる圧力である。したがって、接触部34が接触する出力ピストン6の第1端部6aの端面は、イニシエータ20からの射出エネルギーを受ける端面となる。
このように接触部34は、封止部材8のうち、点火薬22の燃焼によって生成される射出エネルギーを出力ピストン6側に伝達する部位である。その結果、封止部材8は、接触部34がシリンジ部205側に移動するとともに出力ピストン6が貫通孔37内を摺動していくことになる。また、接触部34と出力ピストン6とは上記の通り好適に接触しているため、接触部34から出力ピストン6への射出エネルギーの伝達が好適に行われる。そして、出力ピストン6が摺動していくと、プランジャ207が注射液MLを押圧し、その結果、注射液MLはノズル部209より注射対象領域に対して射出されることになる。ここで、注射液MLの射出が完了した射出完了状態では、図9の下段に示すように接触部34が出力ピストン6の第1端部6aの端面と接触しているが、プランジャ207がノズル部209が形成されているノズルホルダー210の内壁面に当接しているため、出力ピストン6の摺動は制限されている。この状態における接触部34の位置は射出位置とされX12で表示されており、位置X10に対してシリンジ部205側の位置となっている。なお、プランジャ207の位置がP12で表示されている。
このように注射器200では、点火薬22の燃焼の過程において、封止部材8の接触部34は、燃焼前状態の始動位置X11から射出完了状態の射出位置X12へと移動することになる。この接触部34の移動による移動距離(X12-X11)は、注射液MLの射出のためのプランジャ207の移動距離(P12-P11)に相当する。そして、この移動に伴って、封止部材8は裏返るように変形することになる。すなわち、注射液MLを射出するために必要な出力ピストン6やプランジャ207の移動距離は、封止部材8の当該裏返る変形によって確保されることになる。このように封止部材8が裏返る変形を行う場合、封止部材8自体は大きく弾性変形する必要はなく、固定端部35を除く中間部36や接触部34の変位が主体となる。仮に、点火薬22の燃焼で生じた射出エネルギーによって接触部34がシリンジ部205側に大きく変位した結果、中間部36が伸長する場合であっても、中間部36は、先ず、図9の上段に示す状態からシリンジ部205側に移動し、その後接触部34の変位にともなって伸長していくことになる。そのため、中間部36そのものの弾性変形量を小さく抑えることが可能となり、注射液MLの射出のためのプランジャ207の移動距離を十分に確保しながらも封止部材8の破損を抑制することができる。これにより、燃焼生成物が注射液に混入することを、封止部材8によって十分に抑制し続けることが可能となる。
<第2実施形態>
図10は本発明のアクチュエータ1の第2実施形態を示す。上記第1実施形態は、イニシエータ20による駆動エネルギーを封止部材8を介して出力ピストン6に作用させる構成であり、該封止部材8は燃焼ガスに直接曝されることになる。一方本実施形態では、駆動エネルギーを一旦補助ピストン60に伝播させてから、封止部材8を介して出力ピストン6に間接的に作用させる構成であり、該封止部材8が燃焼生成物に直接暴露されるのを抑制することができる。なお、本実施形態では、アクチュエータ本体2は、第1ハウジング3Aと第2ハウジング4によって形成され、また、上記第1実施形態と実質的に同一の構成については、同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
図10は本発明のアクチュエータ1の第2実施形態を示す。上記第1実施形態は、イニシエータ20による駆動エネルギーを封止部材8を介して出力ピストン6に作用させる構成であり、該封止部材8は燃焼ガスに直接曝されることになる。一方本実施形態では、駆動エネルギーを一旦補助ピストン60に伝播させてから、封止部材8を介して出力ピストン6に間接的に作用させる構成であり、該封止部材8が燃焼生成物に直接暴露されるのを抑制することができる。なお、本実施形態では、アクチュエータ本体2は、第1ハウジング3Aと第2ハウジング4によって形成され、また、上記第1実施形態と実質的に同一の構成については、同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
第1ハウジング3A内には燃焼室31が形成されており、燃焼室31にはイニシエータ20による燃焼生成物が拡散するように構成されている。ここで、燃焼室31に金属製の補助ピストン60が更に配置され、燃焼室31内を摺動可能に保持されている。補助ピストン60は、一方の端部がイニシエータ20と対向し、且つ、他方の端部が、封止部材8の接触部34を出力ピストン6の第1端部6aと挟むように配置されている。したがって、イニシエータ20の作動によって点火薬22が燃焼すると、駆動エネルギーが補助ピストン60におけるイニシエータ20と対向する端部に入力され、その後、封止部材8の接触部34を介して出力ピストン6に伝達されていく。そのため、点火薬22の燃焼により、補助ピストン60とともに出力ピストン6が摺動していくことになる。このときも、封止部材8は、上記の第1の実施形態と同じように裏返る変形を行うことになる。特に、本実施形態では、接触部34が出力ピストン6と補助ピストン60とに挟まれた状態となるため、封止部材8の変形が特定の方向に制限されることになり、以て上記裏返る変形が円滑に行われやすくなる。また、本実施形態では、駆動エネルギーを一旦補助ピストン60に入力させているため、封止部材8が燃焼生成物に直接暴露されるのを抑制することができ、その結果、封止部材8に掛かる熱ストレスを軽減でき、その破損をより確実に抑制することが可能となる。
このように本実施形態に係るアクチュエータ1も、図6に示す電気回路遮断装置や図7に示す注射器等にも好適に適用することができる。
<実施例1>
上記第1の実施形態に係るアクチュエータ1において、イニシエータ20での火薬燃焼の際の、封止部材8による封止が達成されるか否かを確認する確認実験を行った。封止部材8の材料は、ゴム材料としてNBR(ニトリルゴム)を採用するとともに、ゴム材料の硬度及び作動時のアクチュエータ1の温度条件をそれぞれ変化させた場合の、封止部材8における破損等を目視により確認した。
上記第1の実施形態に係るアクチュエータ1において、イニシエータ20での火薬燃焼の際の、封止部材8による封止が達成されるか否かを確認する確認実験を行った。封止部材8の材料は、ゴム材料としてNBR(ニトリルゴム)を採用するとともに、ゴム材料の硬度及び作動時のアクチュエータ1の温度条件をそれぞれ変化させた場合の、封止部材8における破損等を目視により確認した。
具体的には、ゴム材料の硬度は、50度、70度の2種類である。また、アクチュエータ1の温度条件は、高温(50度)、常温(20度)、低温(0度)の3種類である。更に、火薬燃焼時の燃焼室31内の圧力は、ピーク値で30MPaであり、封止部材8の厚さは1mmである。各硬度及び温度条件において、イニシエータ20の火薬燃焼を3回ずつ行い、封止部材8に破損等が認められた回数を確認した結果、全ての条件において破損は認められなかった。
<実施例2>
上記第2の実施形態に係るアクチュエータ1において、イニシエータ20での火薬燃焼の際の、封止部材8による封止が達成されるか否かを確認する確認実験を行った。封止部材8の材料は、ゴム材料としてクロロプレンとNBRをそれぞれ採用するとともに、各ゴム材料において、作動時のアクチュエータ1の温度条件をそれぞれ変化させた場合の、封止部材8における破損等を目視により確認した。
上記第2の実施形態に係るアクチュエータ1において、イニシエータ20での火薬燃焼の際の、封止部材8による封止が達成されるか否かを確認する確認実験を行った。封止部材8の材料は、ゴム材料としてクロロプレンとNBRをそれぞれ採用するとともに、各ゴム材料において、作動時のアクチュエータ1の温度条件をそれぞれ変化させた場合の、封止部材8における破損等を目視により確認した。
具体的には、ゴム材料にクロロプレンを採用した場合のその硬度は65度であり、NBRを採用した場合のその硬度は70度である。また、アクチュエータ1の温度条件は、高温(50度)、常温(20度)、低温(0度)の3種類である。更に、火薬燃焼時の燃焼室31内の圧力は、ピーク値で30MPaであり、封止部材8の厚さは1mmである。各ゴム材料及び温度条件において、イニシエータ20の火薬燃焼を3回ずつ行い、封止部材8に破損等が認められた回数を確認した結果、全ての条件において破損は認められなかった。
以上より、何れの実施形態においても、封止部材8を形成するゴム材料としてNBRを好適に採用することが可能であることが理解できる。また、第2の実施形態においては、当該ゴム材料として更にクロロプレンの採用も可能である。なお、上記実施例の結果は、あくまでも一例であり、ゴム材料の硬度を調整したり、アクチュエータ1の温度条件を限定したりすることで、第1の実施形態においても、クロロプレンを当該ゴム材料として採用することも可能と考えられる。
1・・・・アクチュエータ
2・・・・アクチュエータ本体
6・・・・出力ピストン
8・・・・封止部材
20・・・・イニシエータ
22・・・・点火薬
31・・・・燃焼室
34・・・・接触部
35・・・・固定端部
36・・・・中間部
37・・・・貫通孔
60・・・・補助ピストン
62・・・・固定ハウジング
70・・・・制御部
100・・・・電気回路遮断装置
200・・・・注射器
205・・・・シリンジ部
207・・・・プランジャ
209・・・・ノズル部
2・・・・アクチュエータ本体
6・・・・出力ピストン
8・・・・封止部材
20・・・・イニシエータ
22・・・・点火薬
31・・・・燃焼室
34・・・・接触部
35・・・・固定端部
36・・・・中間部
37・・・・貫通孔
60・・・・補助ピストン
62・・・・固定ハウジング
70・・・・制御部
100・・・・電気回路遮断装置
200・・・・注射器
205・・・・シリンジ部
207・・・・プランジャ
209・・・・ノズル部
Claims (9)
- 軸方向に形成された貫通孔を有するアクチュエータ本体と、前記貫通孔内を摺動可能に配置された出力ピストン部と、を備え、該出力ピストン部を該アクチュエータ本体の出力面から突出させることで対象物に対して所定力を作用させるアクチュエータであって、
火薬を燃焼させる点火装置であって、該点火装置での火薬燃焼により前記出力ピストン部を摺動させるための駆動エネルギーを前記出力ピストン部に付与する点火装置と、
前記アクチュエータ本体内の空間を、前記点火装置が配置される第1空間と、前記出力ピストン部が配置される第2空間とに区分し、該点火装置により生成される燃焼生成物を該第1空間内に封止する封止部材と、
を更に備え、
前記出力ピストン部は、前記対象物に作用する作用端部と、前記駆動エネルギーを受ける所定端面を有する所定端部と、を有し、
前記封止部材は、
前記アクチュエータ本体内の空間を画定する内壁に固定される固定端部と、
前記点火装置での火薬燃焼時に前記所定端部の前記所定端面と接触する接触部と、
を有し、
前記内壁に対する前記固定端部の固定力は、前記貫通孔での前記出力ピストン部の摺動力より大きく、
前記点火装置での火薬燃焼前の状態では、前記接触部は、前記固定端部に対して前記点火装置側の始動位置に位置し、
前記点火装置での火薬燃焼により、前記接触部は、前記所定端面と接触し前記出力ピストン部の摺動とともに、前記固定端部に対して前記出力面側の作用位置に移動するように構成される、
アクチュエータ。 - 前記点火装置での火薬燃焼前において、前記出力ピストン部が前記作用端部側から前記貫通孔内に押し込み可能に構成される、
請求項1に記載のアクチュエータ。 - 前記出力ピストン部が前記貫通孔内に押し込まれて前記所定端面が前記接触部に接触した状態で該出力ピストン部が押し込み状態から解放されても、該出力ピストン部の前記作用端部は、前記出力面と面一の位置か、又は該出力面よりも該貫通孔内の位置に保持される、
請求項2に記載のアクチュエータ。 - 前記封止部材は、弾性部材で形成される、
請求項1から請求項3の何れか1項に記載のアクチュエータ。 - 前記封止部材は、前記点火装置での火薬燃焼前の状態において前記出力ピストン部の摺動方向に沿った前記所定端部の側面部を覆い、前記固定端部と前記接触部との間に形成される中間部を、更に有し、
前記点火装置での火薬燃焼による前記出力ピストン部の摺動に伴い、前記中間部が該摺動方向に伸長しながら、前記接触部が前記始動位置から前記作用位置に移動する、
請求項4に記載のアクチュエータ。 - 前記所定端部における前記出力ピストン部の外径は、前記貫通孔の内径よりも小さく、 前記点火装置での火薬燃焼による前記出力ピストン部の摺動に伴い、前記中間部は、前記貫通孔の内壁面に沿って、前記摺動方向に伸長する、
請求項5に記載のアクチュエータ。 - 前記貫通孔内に更に摺動可能に、且つ前記第1空間側に配置された補助ピストン部であって、前記封止部材の前記接触部を前記出力ピストン部の前記所定端面とともに挟んで配置された補助ピストン部を、更に備え、
前記補助ピストン部は、前記点火装置と対向し前記駆動エネルギーが入力される点火装置側端部と、該駆動エネルギーを前記接触部を介して前記出力ピストン部の前記所定端面に伝える出力ピストン部側端部と、を有する、
請求項1から請求項6の何れか1項に記載のアクチュエータ。 - 請求項1から請求項7の何れか1項に記載のアクチュエータと、
電気回路の一部を形成する前記対象物に対して、前記出力ピストン部が前記所定力としてのせん断力を作用させる位置に前記アクチュエータを固定する固定ハウジングと、
外部からのトリガー信号を受信したときに、前記点火装置を作動させる制御部と、
を備える、電気回路遮断装置。 - 注射目的物質を注射対象領域に注射する注射器であって、
請求項1から請求項7の何れか1項に記載のアクチュエータと、
前記注射目的物質を収容可能な収容室と、前記対象物であり且つ該収容室内の該注射液目的物質を加圧するプランジャと、該プランジャにより加圧された該収容室内の該注射目的物質が流れる流路を含み、該流路の先端に形成された射出口から該注射目的物質を射出するノズル部と、を有するシリンジ部であって、前記出力ピストン部の前記作用端部が前記プランジャに接触して配置されるように前記アクチュエータに対して取り付けられるシリンジ部と、
を備える、注射器。
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