JP2018513312A - 物体の軸方向変位のためのアクチュエータ - Google Patents

Abstract

本発明は、物体の軸方向変位のためのアクチュエータに関する。アクチュエータは、第１部分（６）を有するシリンダ容積と、休止位置と動作位置との間で、シリンダ容積内を軸方向に往復に変位可能なアクチュエータピストンディスク（５）と、を有し、入口チャネル（１１）は、圧力流体入口（１２）とシリンダ容積の第１部分（６）との間に延び、第１入口バルブ本体（１５）が入口チャネル（１１）内に配置され、出口チャネル（１３）がシリンダ容積の第１部分（６）と圧力流体出口（１４）との間に延び、出口バルブ本体（３７）が出口チャネル（１３）内に配置される。アクチュエータは、スレイブピストン（１７）がボア（１８）内で往復に変位可能であり、スレイブピストン（１７）が休止位置から動作位置へのその動作の間、動作位置に第１入口バルブ本体（１５）を変位させ、スレイブピストン（１７）は、ボア（１８）と制御圧力チャネル（２９）とを接続する開口（２８）と相互作用し、開口（２８）は、スレイブピストン（１７）がその休止位置に配置されるときの第１流れ領域（Ａ１）と、スレイブピストン（１７）がその動作位置に配置されるときのより大きな第２流れ領域（Ａ２）と、を有する、ことに特徴づけられる。【選択図】図１

Description

本発明は、物体の軸方向変位のためのアクチュエータに関する。本発明は、特に、軸方向変位性の高速で正確な操縦性、及び低作動騒音の高い要求を有するアプリケーションに有益である。本発明は、特に、内燃機関のためのガス交換バルブアクチュエータに関し、アクチュエータは、内燃機関のシリンダに対して空気の供給及び排出をそれぞれ制御する一又は複数の入口バルブ又は出口バルブを駆動するために使用されることが提案される。したがって、発明のアクチュエータは、駆動エンジンバルブに特に適しており、それにより内燃機関内の一又は複数のカムシャフトの必要性を除外する。

発明のアクチュエータは、アクチュエータピストンディスクと、シリンダ容積とを有し、アクチュエータピストンディスクは、シリンダ容積を第１部分と第２部分に分離し、休止位置と動作位置の間をシリンダ容積内で軸方向に往復して変位可能である。アクチュエータは、さらに、圧力流体入口とシリンダ容積の第１部分との間に延びる入口チャネルと、入口チャネルに配置される第１入口バルブ本体と、シリンダ容積の第１部分と圧力流体出口との間に延びる出口チャネルと、出口チャネルに配置される出口バルブと、を有する。

例えば、空気圧式アクチュエータとして一般的に知られている、アクチュエータは、第１位置（休止位置）と第２位置（動作／伸張位置）との間を軸方向に変位可能なアクチュエータピストンディスクを有する。その変位は、アクチュエータピストンディスクに作用してこれを駆動する、加圧されたガス／空気等の、圧力流体の供給を制御することによって達成される。アクチュエータピストンディスクは、次に、例えばエンジンバルブ等の変位されることになる物体に、その位置を制御するために、直接又は間接に作用する。

エンジンバルブを有するアプリケーションにおいては、アクチュエータピストンディスクが休止位置にあるとき、エンジンバルブはその座と接触しており、アクチュエータピストンディスクが動作位置にあるとき、エンジンバルブは開く、即ちその座から少し離れて配置される。

アクチュエータが、特にエンジンアプリケーションにおいて、出来るだけ低作動騒音を有するべきという要求が知られているが、アクチュエータは作動中騒音を出すことも知られている。作動騒音はとりわけ、アクチュエータが、高速度で動く金属部材を有し、それらの端部位置において他の金属表面と接触することで生成され、するとノッキング騒音が生成される。動く金属部材の一つは、例えばスライドバルブ本体によって構成され、米国特許第８，９７３，５４１号に記載され且つ開示されているように、同本体は第１入口バルブと出口バルブと液圧バルブとを有する。この設計は、これに関連して、スライドバルブ本体がその休止位置をとることに関連して停止表面と衝突するときに大きな騒音を伴う非常に大きい質量を有することになる。

本発明は、物体の軸方向変位のための既知の以前のアクチュエータの上述した欠点及び弱点を未然に防ぎ、改善されたアクチュエータを提供することを目的とする。本発明の基本的な目的は、作動騒音を低減する初期に定義された型の改善されたアクチュエータを提供することである。

本発明の他の目的の一つは、入口チャネルが閉じてから完全に開くまでの変化の超過時間を実質的に減少させるアクチュエータを提供することである。
本発明の他の目的の一つは、アクチュエータが休止状態にあるときの圧力流体の漏れを完全に除外するアクチュエータを提供することである。

本発明によれば、少なくとも基本的な目的は、独立請求項に定義された特徴を有する、初期に定義されたアクチュエータによって達成される。本発明の好ましい実施形態は、さらに従属請求項で定義される。

本発明の第１態様によれば、初期に定義された型のアクチュエータが提供され、アクチュエータが、休止位置と動作位置の間でボア内を往復して変位可能なスレイブピストンを有し、スレイブピストンは、休止位置から動作位置までの移動の間第１入口バルブ本体を、入口チャネルが開く動作位置に変位させるように構成され、スレイブピストンは、ボアと接続し圧力チャネルを制御する開口と相互作用し、開口は、スレイブピストンがその休止位置に配置されたときの第１流れ領域（Ａ１）と、スレイブピストンがその動作位置に配置されたときの第２流れ領域（Ａ２）と、を有し、第２流れ領域（Ａ２）は第１流れ領域（Ａ１）よりも大きい。

したがって、本発明は、既に知られたアクチュエータのスライドバルブ本体が休止位置に到達することに関連して停止表面に衝突するときに高い作動騒音が生成されるという洞察に基づく。既知の技術によれば、スライドバルブ本体の速度は、衝突のときが最も高い。しかしながら、停止表面は、スライドバルブ本体の明確に定められた休止位置を得るために必要である。発明者らが勤勉な研究により特定することができたこれらの洞察は、本発明の土台を形成し、より正確には、小さい質量を有するスレイブピストンとともに、衝撃の瞬間の直前にスレイブピストンの移動の空気圧式の減衰を提供する。

本発明の好ましい実施形態によれば、スレイブピストンは、ボアのピストンドライバ容積内に配置される、ピストンドライバを有し、スレイブピストンのピストンドライバは、ボアのピストンドライバ容積と制御圧力チャネルとを接続する開口と相互作用する。

好ましい実施形態によれば、スレイブピストンは、ピストンドライバに接続され、これと連帯して変位可能なピストン本体を有し、ピストン本体は第１入口バルブ本体を、入口チャネルが開く動作位置に変位させるように構成される。

他の好ましい一実施形態によれば、第１入口バルブ本体は、入口チャネルが閉じられる休止位置を有するシートバルブ本体によって構成され、スレイブピストンは、休止位置から動作位置への移動の間第１入口バルブ本体に衝突して、入口チャネルが開く動作位置に第１入口バルブ本体を変位させるように構成される。

本発明の好ましい実施形態によれば、アクチュエータは、制御圧力チャネルを通じて、制御圧力（ＣＰ）を開口へ伝えて通過させるように構成された電気的に制御されたパイロットバルブを有する。したがって、スレイブピストンは、パイロットバルブにより間接的に電気的に駆動される。

本発明のさらなる利点及び特徴が、残りの従属項及び以下の好ましい実施形態の詳細な説明から明らかになる。
上記事項及び他の特徴のいっそう深い理解が、添付図面を参照することで、以下の好ましい実施形態の詳細な説明から明らかになる。

図１は、第１実施形態による発明のアクチュエータの概略図であり、アクチュエータが休止状態にある。 図２は、図１によるアクチュエータの概略図であり、アクチュエータが作動され、物体が動いている。 図３は、図１及び図２によるアクチュエータの概略図であり、アクチュエータが完全に作動した状態にある。

最初に、概して１で指定される、発明のアクチュエータの好ましい実施形態を開示する、図１を参照する。
本発明は、内燃機関のガス交換バルブ２の軸方向変位のためのアクチュエータ１等の、物体の軸方向変位のためのアクチュエータに関する。以下のように、発明は、アクチュエータ１が内燃機関内の一又は複数の入口バルブ又は出口バルブ２を駆動するために使用されるアプリケーションに関連して、例示する目的であるが限定する目的ではなく、説明される。

図示の実施形態では、アクチュエータ１は、アクチュエータハウジング３と、シリンダ容積又はチャンバを区切るシリンダ４と、シリンダ容積内に配置され且つ休止停止位置（図１）と動作位置／下死点（図３）との間をシリンダ容積内で往復に軸方向に変位可能なアクチュエータピストンディスク５と、を有する。アクチュエータピストンディスク５は、シリンダ容積を第１上部分６と第２下部分７とに分離する。ガス交換バルブ２のバルブシャフトは、シリンダ容積の第２部分７で終端し、ガス交換バルブ２は従来のバルブバネ又はガスバネ（図示せず）によって上方に付勢される。アクチュエータピストンディスク５は、好ましくはバネ手段によって、図の上方に付勢されることにより、その休止位置に戻る。バネ手段は、シリンダ容積の第２部分７内に配置された機械バネ又はガスバネであり得る。アクチュエータピストンが内燃機関の入口又は出口バルブを駆動する場合、バネは、ガス交換バルブをその閉位置に持ち上げるバルブバネによって構成され得る。しかしながら、その付勢を実現するための代替の解決策が、本発明の範囲内で考えられる。

アクチュエータ１は、さらに、概して８で示されるアクチュエータピストンロッドを有し、アクチュエータピストンディスク５と固く接続され且つここから軸方向に延在し、アクチュエータピストンディスクと共にアクチュエータピストンを形成する。アクチュエータピストンロッド８は、アクチュエータピストンディスク５の斜めの設定の危険性を除外する。図示の実施形態では、アクチュエータピストンロッド８は、アクチュエータピストンディスク５から離れて配置され且つアクチュエータハウジング３内のボアにぴったりとはまる第１大径部分９と、第１大径部分９とアクチュエータピストンディスク５との間を延在し且つこれらと接続される第２小径部分１０と、を有する。この実施形態では、大径部分９は、以下で説明される第２入口バルブ本体を構成する。

アクチュエータ１はまた、休止位置から動作位置へのアクチュエータピストンディスク５の変位を発生させるためにシリンダ容積の第１部分６に、例えば空気である、ガス又はガス混合物を制御可能に供給するように構成され、動作位置から休止位置へのアクチュエータピストンディスク５の戻り移動を発生させるためにシリンダ容積の第１部分６からガス又はガス混合物を制御可能に排出するように構成された、好ましくは空気圧式の、圧力流体回路を有する。

圧力流体回路は、アクチュエータハウジング３内の圧力流体入口１２とシリンダ容積の第１部分６との間を延びる入口チャネル１１と、シリンダ容積の第１部分６とアクチュエータハウジング３内の圧力流体出口１４との間を延びる出口チャネル１３と、を有する。入口チャネル１１は、圧力流体源（ＨＰ）に接続された圧力流体入口１２を通り、出口チャネル１３は、圧力流体シンク（ＬＰ）に接続された圧力流体出口１４を通っている。言い換えれば、アクチュエータ１の圧力流体入口１２は、圧力流体源（ＨＰ）に接続されるように構成され、圧力流体出口１４は、圧力流体シンク（ＬＰ）に接続されるように構成される。圧力流体源は、内燃機関に属し、付属タンク、又は圧力タンクのみを備えるか又は備えないコンプレッサであり得る。圧力流体シンクは、どのような時点でも圧力流体源に生成される圧力よりも低い圧力であり、例えばコンプレッサに戻るコンジットであり得る。圧力流体回路は、好ましくは高くなった戻り圧力を備える閉システムであり、即ち、圧力流体シンク（ＬＰ）は、例えば４−６Ｂａｒの圧力を有し、圧力流体源は例えば１５−２５Ｂａｒの圧力を有する。

アクチュエータ１は、第１入口バルブ本体１５が据えられた場所を通過する入口チャネル１１内の圧力流体の流れを制御するために入口チャネル１１内に配置される、即ち、入口チャネル１１をそれぞれ開閉するように構成される、第１入口バルブ本体１５を有する。したがって、入口チャネル１１は、第１入口バルブ本体１５が休止位置に配置されるときに閉じられ、第１入口バルブ本体１５が動作位置に配置されるときに開かれる。第１入口バルブ本体１５がシートバルブ本体によって構成されることが好ましく、それにより、第１入口バルブ本体１５のための幾何学的にうまく画定される休止位置が得られ、また、休止位置に配置されたときに入口チャネル１１が第１入口バルブ本体１５を通過する漏れから免れる。第１入口バルブ本体１５は、好ましくは、入口チャネル１１が閉じられる方向にバネ１６によって付勢される。

アクチュエータは、概して１７で指定される、休止位置と動作位置との間で、アクチュエータハウジング３内のボア１８内で往復に変位可能なスレイブピストンを有し、スレイブピストン１７は、図２及び図３に開示されるように、その休止位置から動作位置への移動の間第１入口バルブ本体１５を入口チャネル１１が開く動作位置に変位させるように構成される。好ましくは、スレイブピストン１７は、その休止位置から動作位置への移動の間第１入口バルブ本体１５に衝突し、入口チャネル１１が開く動作位置にそれを変位させるように構成される。衝突という用語は、スレイブピストン１７が、静止している第１入口バルブ本体１５とぶつかり、それにより移動させられるときに、スレイブピストンが動くことを意味する。衝突の後、スレイブピストン１７は、第１入口バルブ本体１５を動作位置に駆動しそこで動作位置を維持する。スレイブピストン１７が第１入口バルブ本体１５をたたいて開く／衝突した直後、第１入口バルブ本体１５はスレイブピストン１７よりも大きな速度を得ることが好ましく、それにより入口チャネル１１のより速い開きが得られる。スレイブピストン１７は、その後、第１入口バルブ本体１５を追跡する。開示された実施形態では、バネ１９が、スレイブピストン１７と第１入口バルブ本体１５との間に配置され、すると、第１入口バルブ本体１５が入口チャネル１１を閉じるとき、第１入口バルブ本体１５はスレイブピストン１７を休止位置に戻して維持するのに寄与する。それに加えて、また、入口チャネル１１内の配置された圧力流体は、第１入口バルブ本体１５が閉じるときにスレイブピストン１７を戻すように作用する。

好ましくは、第１入口バルブ本体１５を駆動するように構成されるスレイブピストン１７の端部は、軸方向に延びるピン１７´を有し、第１入口バルブ本体１５のスリーブ／凹部１５´と入れ子式の関係で配置される。逆の関係が発生し得る、即ち、スレイブピストン１７がスリーブ又は凹部を有し、第１入口バルブ本体１５がピンを有することが指摘されるべきである。この設計は、第１入口バルブ本体１５の斜めの設定の危険性を除外することを伴う。

スレイブピストン１７は、好ましくは、ボア１８のピストンドライバ容積２１内に配置される、ピストンドライバ２０を有する。ピストンドライバ２０は、好ましくは少なくとも一つのピストンリングシール２２によって、ピストンドライバ容積２１の側壁にぴったりとはまって配置される。ピストンドライバ２０は、第１入口バルブ本体１５を駆動／に衝突するように構成されるスレイブピストン１７の反対側の端部であるスレイブピストン１７の端部に配置される。スレイブピストン１７は、好ましくは、ピストンドライバ２０に接続されて連帯して変位可能なピストン本体２３を有する。それは、入口チャネル１１が開く動作位置に第１入口バルブ本体１５を変位させるように構成されるスレイブピストン１７のピストン本体２３である。ピストンドライバ２０は、ボア１８を横切って得られるピストン本体２３よりも大きな断面領域を有する。ピストンドライバ２０及びピストン本体２３は、好ましくは互いに対して同軸に配置される。ピストン本体２３及びピストンドライバ２０は、第１実施形態によれば、同一の部材の二つの部分によって構成され得、第２実施形態によれば、二つの部分を有する複合部材によって構成され得、後者が製造の観点からは好ましい。より好ましくは、ピストンドライバ２０は、ピストン本体２３とピストンドライバ２０とでできるだけ正確な同心度を得るために、ピストン本体２３が挿入される、好ましくは圧入される凹部を有する。

スレイブピストン１７が休止位置に配置されたとき、ピストンドライバ２０の第１（上部）表面２４は第１停止表面２５に接触し、図１及び図２に開示された実施形態によれば、ピストンドライバ２０の第２（下部）表面２６はスレイブピストン１７が動作位置に配置されたとき、第２停止表面２７に接触する。したがって、第１停止表面２５と第２停止表面２７との間の距離は、ピストンドライバ２０の第１表面２４と第２表面２６の間の距離と共に、スレイブピストン１７のストローク長さを画定する。図３に開示された好ましい実施形態では、第１入口バルブ本体１５が動作位置に配置されたとき第１入口バルブ本体１５は機械停止部に接触し、スレイブピストン１７は、ピストンドライバ２０の第２（下部）表面２６が第２停止表面２７と接触することなく、第１入口バルブ本体１５に接触する。

スレイブピストン１７が、ボア１８と制御圧力チャネル２９とを接続する開口２８と相互作用することは、本発明に不可欠である。開口２８は、スレイブピストン１７が休止位置に配置されたとき第１流れ領域（Ａ１）を有し、スレイブピストン１７が動作位置に配置されたとき第２流れ領域（Ａ２）を有し、第２流れ領域（Ａ２）は、第１流れ領域（Ａ１）よりも大きい。好ましい実施形態では、スレイブピストン１７のピストンドライバ２０は、ボア１８のピストンドライバ容積２１と制御圧力チャネル２９とを接続する開口２８と相互作用する。より具体的には、制御圧力チャネル２９は、ピストンドライバ２０と第１停止表面２４とにより区切られるピストンドライバ容積２１の部分と流体連通する。

開口２８は、スレイブピストン１７のストローク長さの少なくとも７０％、より好ましくは少なくとも８０％、最も好ましくは少なくとも９０％の間の第２流れ領域（Ａ２）に存在することが好ましい。その後、スレイブピストン１７が休止位置に向かう方向に変位されると、開口２８の流れ領域は、第２流れ領域（Ａ２）から第１流れ領域に、一ステップで、複数のステップで、均一で連続して、不均一で連続して等で、減少する。

開示された好ましい実施形態では、ピストンドライバ２０は、スレイブピストン１７が休止位置に配置されたとき開口２８に配置され、スレイブピストン１７が動作位置に配置されたとき開口２８から離れて配置される、少なくとも一つの突起３０を有する。例えば、突起３０は、円柱状、段状、円錐状であり得る。したがって、突起３０は、スレイブピストンがピストンドライバを有するか否かに関わらず、スレイブピストン１７に接続される。

開示された実施形態では、アクチュエータは、マルチウェイバルブとしても知られる、電気的に制御されたパイロットバルブ３１を有し、制御圧力（ＣＰ）を、制御圧力チャネル２９を介してスレイブピストン１７に、より正確には制御圧力チャネル２９及び開口２８を介してピストンドライバ容積２１に、伝えるように構成される。電気的に制御されたとは、ソレノイド３２等の電磁装置によって、圧電装置によって、制御されること等を意味する。したがって、制御圧力チャネル２９は、パイロットバルブ３１から、第１入口バルブ本体１５を駆動するように構成されるスレイブピストン１７の端部とは反対側のスレイブピストン１７の端部へ延びる。パイロットバルブ３１は、制御圧力チャネル２９がパイロットバルブ３１の制御流体出口３３と流体連通する休止状態（図１）と、制御圧力チャネル２９が制御流体入口３４と流体連通する動作状態（図２及び図３）と、をとるように構成される。パイロットバルブ３１の制御流体入口３４は、圧力流体源（ＨＰ）と接続されるように構成され、パイロットバルブ３１の制御流体出口３３は、圧力流体シンク（ＬＰ）と接続されるように構成される。

全ての図面では、パイロットバルブ３１が、十分に考えられる、アクチュエータハウジング３の外側に配置されて描かれていることが指摘されるべきであるが、制御圧力チャネル２９とパイロットバルブ３１は、全部または部分的にアクチュエータハウジング３内に配置されることが好ましい。

好ましい実施形態では、パイロットバルブ３１は、休止位置と動作位置との間を往復に変位可能な、パイロットバルブ本体構成３５を有し、それにより、パイロットバルブ本体構成３５はその休止位置に向かう方向にバネ３６によって付勢される。ソレノイド３２は、ソレノイド３２が作動したときに、パイロットバルブ本体構成３５をその動作位置に向かう方向に変位させるように構成される。ソレノイド３２の作動は、エンジンの制御ユニットからの状態指示の変化、即ち、例えばクランクシャフトの位置に基づいて開始されるエンジンバルブ２を開く指示、により生じる。

アクチュエータ１は好ましくは、入口チャネル１１内に配置され、開示された実施形態ではアクチュエータピストンロッド８の大径部分９によって構成される第２入口バルブ本体を有し、即ち、第２入口バルブ本体９は、アクチュエータピストンディスク５と固く接続され且つ休止位置と動作位置との間でアクチュエータピストンディスク５と連帯して移動可能であり、入口チャネル１１を開閉するように配置される。第２入口バルブ本体は、第２入口バルブ本体が休止位置にあるとき（図１参照）、入口チャネル１１内の流体流れを許容するように構成される。第２入口バルブ本体は、アクチュエータピストンディスク５が休止位置から少なくとも所定距離離れて配置されるとき（図２，３参照）、入口チャネル１１を閉じた状態に維持するように構成される。

開示された実施形態によれば、第１入口バルブ本体１５はスライドバルブ本体によって構成される第２入口バルブ本体９よりも良好な封止を提供するので、第１入口バルブ本体１５及び第２入口バルブ本体９は、互いに直列に配置され、且つ好ましくは第２入口バルブ本体９は第１入口バルブ本体１５とシリンダ容積の第１部分６との間に配置される。

アクチュエータ１はまた、出口バルブ本体３７を有し、出口バルブ本体３７は、出口バルブ本体３７が配置された位置を通過する出口チャネル１３内の圧力流体の流れを制御するための出口チャネル１３内に配置される。したがって、出口バルブ本体３７は、休止位置と動作位置との間を往復に変位可能である、即ち、出口チャネル１３をそれぞれ開閉するように配置される。

開示された実施形態では、出口バルブ本体３７は、スレイブピストン１７と接続され、スレイブピストン１７と連帯して変位可能である。これは、入口チャネル１１が第１入口バルブ本体１５によって開かれる前に出口チャネル１３が出口バルブ本体２７によって完全に又は大部分が閉じられ得る／閉じられることを伴う。それにより、ドラフト及び圧力流体の不必要な消費が防止される。

開示されていない実施形態によれば、出口バルブ本体３７はスレイブピストン１７から分離したスライドバルブ本体によって構成される。出口バルブ本体は、出口チャネル１３が開く休止位置に向かう方向にバネによって付勢される。それに、パイロットバルブ３１は、制御圧力チャネル２９を介して出口バルブ本体に制御圧力を伝えるように構成される。したがって、制御圧力チャネル２９は、パイロットバルブ３１から、バネが作用する出口バルブ本体の端部とは反対側の出口バルブ本体の端部へ延びる。パイロットバルブ３１が作動すると、出口バルブ本体は、スレイブピストン１７が第１入口バルブ本体１５を開く前に出口チャネル１３を完全に又は大部分を閉じる。それにより、ドラフト及び圧力流体の不必要な消費が防止される。

開示されていない他の実施形態によれば、出口バルブ本体３７は、バネによって出口チャネル１３が閉じる方向に好ましくは付勢されるシートバルブ本体によって構成される。出口バルブ本体は、好ましくは、その斜めの設定の危険性を除外するためのガイドピンを有する。第１実施形態のように、パイロットバルブ３１は、制御圧力チャネル２９を通じて出口バルブ本体３７に圧力流体を伝えるように構成される。

出口バルブ本体３７がスレイブピストン１７に接続されるとき、出口バルブ本体３７を休止位置に向けて付勢する分離バネは必要ない。
アクチュエータ１は、好ましくは、ロッキング容積３８と、逆止弁３９と、液圧バルブとを有する流体回路を有し、アクチュエータピストンロッド８が、シリンダ容積内のアクチュエータピストンディスク５の軸方向変位と関連してロッキング容積３８に対して軸方向に変位されるように配置される。液体（油）は、逆止弁３９を通じて液体が満ちたロッキング容積３８内に流れ込み、液圧バルブを通じてロッキング容積３８から流れ出ることができる。液圧バルブは、ロッキング容積３８が開いている休止位置と、ロッキング容積３８が閉じている動作位置との間を往復に変位可能な液圧バルブ本体４０を有する。開示された実施形態において液圧バルブ本体４０は、スレイブピストン１７と接続されて連帯して変位可能である。アクチュエータピストンが休止位置（図１）から動作位置（図３）に変位するとき、アクチュエータピストンロッド８は液体のロッキング容積３８への流入のためのスペースを残し、アクチュエータロッドが動作位置から休止位置へ変位するとき、液圧バルブは、最初は開かなければならずその後液体がロッキング容積２９から押し出される。

開示されていない実施形態によれば、液圧バルブ本体４０はスレイブピストン１７から分離されたスライドバルブ本体によって構成される。液圧バルブ本体４０は、その後バネによって、その休止位置に向かう方向に付勢される。それに加え、パイロットバルブ３１は制御圧力チャネル２９を通じて液圧バルブ本体に制御圧力を伝えるように構成される。したがって、制御圧力チャネル２９は、パイロットバルブ３１から、バネが作用する液圧バルブ本体の端部とは反対側の液圧バルブ本体の端部へ延びる。液圧バルブ本体４０がスレイブピストン１７と接続されるとき、液圧バルブ本体４０を休止位置に向かって付勢するための分離バネが不要になる。

開示されていない他の実施形態では、液圧バルブ本体と出口バルブ本体は、互いに接続されて連帯して変位可能であり、スレイブピストンから分離される。
出口バルブ本体と液圧バルブ本体は、それぞれ、場所とは無関係に同一の機能を有することが指摘されるべきである。

以下では、開示された実施形態によるアクチュエータ１の機能が説明される。
開始位置では、アクチュエータ１は休止状態（図１参照）にある、即ちパイロットバルブ３１が休止状態にありソレノイド３が休止しており、低い流体圧力が制御圧力チャネル２９内に影響を有する。第１入口バルブ本体１５が閉位置にあり、アクチュエータピストンディスク５が休止位置／上死点にあり、第２入口バルブ本体９が開位置にあり、出口バルブ本体３７が開示された実施形態においては開いており、液圧バルブ本体４０が開く。（図１参照）したがって、アクチュエータは、休止状態において電力も圧力流体も消費しない。

アクチュエータ１が物体／エンジンバルブの変位を実行する状態信号／指示の変化が制御ユニットからなされたとき、ソレノイド３２は動作し、パイロットバルブ３１が動作状態に変化する（図２参照）。これは制御圧力チャネル２９内に影響を有する高い流体圧力を引き起こし、するとスレイブピストン１７、出口バルブ本体３７、及び液圧バルブ本体４０はそれらの動作位置に向かって変位し、そこで固定される。スレイブピストン１７が速度を得ると、スレイブピストン１７は第１入口バルブ本体１５と衝突し、すぐに動作位置に向かって変位し、即座に入口チャネル１１を開く。

入口チャネル１１が開くとき、圧力流体は、入口チャネル１１を通じて圧力流体源（ＨＰ）からシリンダ容積の第１部分６内に流れ込み始め、高い圧力を有する圧力流体は、アクチュエータピストンディスク５の上側に対して作用し、アクチュエータピストンを下方に変位させる。アクチュエータピストンロッド８が下方に変位したとき、液体は逆止弁３９を通過してロッキング容積３８内に吸い込まれる。出口バルブ本体３７は閉じられた状態が維持される。アクチュエータピストンディスク５が所定距離変位したとき、第２入口バルブ本体９は入口チャネル１１への圧力流体流れを打ち切る、即ち圧力流体源（ＨＰ）からシリンダ容積の第１部分６への圧力流体の継続した流入を防止する（図２参照）。圧力流体源（ＨＰ）からの圧力流体の供給が打ち切られたとき、アクチュエータピストンディスク５は、シリンダ容積の第１部分６における圧力流体の拡張の間、所定距離の変位を続ける（図３参照）。

アクチュエータピストンディスク５がその動作位置／下死点に到達すると、アクチュエータピストンディスク５は、ロッキング容積３８内の液体が排出できなくなる結果、ロックされる（所定位置に保持される）。

物体／エンジンバルブ２がその戻り運動を開始すると、ソレノイド３２が動作を停止させ、するとパイロットバルブ３１はその休止状態をとり、低い流体圧力が制御圧力チャネル２９内に影響を有する。スレイブピストン１７がその休止位置に変位することが許容され、すると第１入口バルブ本体１５が入口チャネル１１を閉じてスレイブピストン１７を戻すことに貢献し、液圧バルブ本体４０がロッキング容積３８から液体を排出することができるように開かれ、出口バルブ本体３７が出口チャネル１３を開き、アクチュエータピストンディスク５がバネ部材によって休止位置に向かって上方に変位され得る。スレイブピストン１７と開口２８との間の相互作用のおかげで、スレイブピストン１７の運動は、それが休止位置をとる直前に減衰される。

本発明のあり得る変更
本発明は、上記の記載及び図面に示された実施形態のみに限定されず、これらは説明及び例示の目的のみを有する。この特許出願は、ここに記載された好ましい実施形態の全ての変更及び変形をカバーすることを意図しており、したがって、本発明は添付の請求項の表現によって定義され、装置が添付の請求項の範囲内で全ての方法で変形され得ることが指摘されるべきである。

上方、下方、上部、下部等の用語に関する／関連する全ての情報は、参照符号が正しい方式で読まれ得るように方向づけられる図を有する、図面に従って方向づけられる設備として解釈される／読まれるべきである。したがって、類似の用語は、図示の実施形態における相互関係のみを示し、本発明の設備に他の構成／設計が提供された場合はその関係は変更され得る。

具体的な実施形態の特徴が他の実施形態の特徴に組み合わされ得ることが明確に言及されていなかったとしても、それが可能であるときは明らかなものとしてみなされるべきであることが指摘されるべきである。

Claims (17)

1. 物体の軸方向変位のためのアクチュエータであって、前記アクチュエータは、
   アクチュエータピストンディスク（５）と、
   シリンダ容積であって、前記アクチュエータピストンディスク（５）が前記シリンダ容積を第１部分（６）及び第２部分（７）に分離し、休止位置と動作位置との間を前記シリンダ容積内で往復に軸方向に変位可能である、シリンダ容積と、
   圧力流体入口（１２）と前記シリンダ容積の前記第１部分（６）との間に延びる入口チャネル（１１）と、
   前記入口チャネル（１１）内に配置される第１入口バルブ本体（１５）と、
   前記シリンダ容積の前記第１部分（６）と圧力流体出口（１４）との間に延びる出口チャネル（１３）と、
   前記出口チャネル（１３）内に配置される出口バルブ本体（３７）と、を有し、
   前記アクチュエータ（１）は、休止位置と動作位置との間をボア（１８）内で往復に変位可能であるスレイブピストン（１７）を有し、前記スレイブピストン（１７）は、前記休止位置から前記動作位置へのその動作の間、前記第１入口バルブ本体（１５）を前記入口チャネル（１１）が開かれる動作位置に変位させ、前記スレイブピストン（１７）は、前記ボア（１８）と制御圧力チャネル（２９）とを接続する開口（２８）と相互作用し、前記開口（２８）は、前記スレイブピストン（１７）がその休止位置に配置されるときの第１流れ領域（Ａ１）と、前記スレイブピストン（１７）がその動作位置に配置されるときの第２流れ領域（Ａ２）と、を有し、前記第２流れ領域（Ａ２）は、前記第１流れ領域（Ａ１）よりも大きい、アクチュエータ。
2. 請求項１に記載されたアクチュエータにおいて、
   前記スレイブピストン（１７）は、前記ボア（１８）のピストンドライバ容積（２１）内に配置される、ピストンドライバ（２０）を有し、前記スレイブピストン（１７）の前記ピストンドライバ（２０）は、前記ボア（１８）の前記ピストンドライバ容積（２１）と前記制御圧力チャネル（２９）とを接続する前記開口（２８）と相互作用する、アクチュエータ。
3. 請求項２に記載されたアクチュエータにおいて、
   前記スレイブピストン（１７）は、前記ピストンドライバ（２０）に接続され、且つ前記ピストンドライバ（２０）と連帯して変位可能なピストン本体（２３）を有し、前記ピストン本体（２３）は前記第１入口バルブ本体（１５）を、前記入口チャネル（１１）が開く前記動作位置に変位させるように構成される、アクチュエータ。
4. 請求項３に記載されたアクチュエータにおいて、
   前記ピストンドライバ（２０）は、前記ボア（１８）を横切って得られる、前記ピストン本体（２３）よりも大きな断面領域を有する、アクチュエータ。
5. 請求項２から４のいずれか一項に記載されたアクチュエータにおいて、
   前記ピストンドライバ（２０）は、前記スレイブピストン（１７）がその休止位置に配置されたとき前記開口（２８）に配置され、前記スレイブピストン（１７）がその動作位置に配置されたとき前記開口（２８）から離れて配置される、少なくとも一つの突起（３０）を有する、アクチュエータ。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載されたアクチュエータにおいて、
   前記第１入口バルブ本体（１５）は、前記入口チャネル（１１）が閉じられる休止位置を有するシートバルブ本体によって構成され、前記スレイブピストン（１７）は、前記休止位置から前記動作位置への移動の間、前記第１入口バルブ本体（１５）に衝突して、前記入口チャネル（１１）が開く動作位置に前記第１入口バルブ本体（１５）を変位させるように構成される、アクチュエータ。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載されたアクチュエータにおいて、
   前記アクチュエータ（１）は、前記入口チャネル（１１）に配置される第２入口バルブ本体（９）を有し、前記第２入口バルブ本体（９）は、前記アクチュエータピストンディスク（５）と固く接続され、且つ休止位置と動作位置との間を前記アクチュエータピストンディスク（５）と連帯して変位可能である、アクチュエータ。
8. 請求項７に記載されたアクチュエータにおいて、
   アクチュエータピストンロッド（８）が前記アクチュエータピストンディスク（５）と固く接続され且つ前記アクチュエータピストンディスク（５）から軸方向に延び、前記アクチュエータピストンディスク（５）と共にアクチュエータピストンを形成し、前記第２入口バルブ本体（９）は前記アクチュエータピストンロッド（８）の部分を構成する、アクチュエータ。
9. 請求項７又は８に記載されたアクチュエータにおいて、
   前記第２入口バルブ本体（９）が前記休止位置に配置されたとき、前記第２入口バルブ本体（９）は、前記入口チャネル（１１）内での流体流れを許容するように構成され、前記第２入口バルブ本体（９）がその休止位置から少なくとも所定距離離れて配置されたとき、前記第２入口バルブ本体（９）は、前記入口チャネル（１１）内での流体流れを妨げるように構成される、アクチュエータ。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載されたアクチュエータにおいて、
    前記圧力流体入口（１２）は、圧力流体源（ＨＰ）に接続されるように構成され、前記圧力流体出口（１４）は、圧力流体シンク（ＬＰ）に接続されるように構成される、アクチュエータ。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載されたアクチュエータにおいて、
    前記アクチュエータ（１）は、前記制御圧力チャネル（２９）を通じて前記開口（２８）に、これを通過して制御圧力を伝えるように構成される電気的に制御されたパイロットバルブ（３１）を有する、アクチュエータ。
12. 請求項１１に記載されたアクチュエータにおいて、
    前記パイロットバルブ（３１）は、前記制御圧力チャネル（２９）が前記パイロットバルブ（３１）の制御流体出口（３３）と流体連通する、休止状態と、前記制御圧力チャネル（２９）が前記制御流体入口（３４）と流体連通する、動作状態とをそれぞれとるように構成される、アクチュエータ。
13. 請求項１２に記載されたアクチュエータにおいて、
    前記パイロットバルブ（３１）の前記制御流体入口（３４）は、圧力流体源（ＨＰ）に接続され、前記パイロットバルブ（３１）の前記制御流体出口（３３）は、圧力流体シンク（ＬＰ）に接続される、アクチュエータ。
14. 請求項１から１３のいずれか一項に記載されたアクチュエータにおいて、
    前記出口バルブ本体（３７）は、前記スレイブピストン（１７）に接続されて、前記スレイブピストン（１７）と連帯して変位可能である、アクチュエータ。
15. 請求項８に記載されたアクチュエータにおいて、
    前記アクチュエータは、ロッキング容積（３８）と、逆止弁（３９）と、液圧バルブと、を有する流体回路を有し、前記アクチュエータピストンロッド（８）が、前記シリンダ容積内の前記アクチュエータピストンディスク（５）の軸方向変位と関連して前記ロッキング容積（３８）に対して軸方向に変位されるように配置される、アクチュエータ。
16. 請求項１５に記載されたアクチュエータにおいて、
    前記液圧バルブは、前記ロッキング容積（３８）が開いている休止位置と、前記ロッキング容積（３８）が閉じている動作位置との間を往復に変位可能な液圧バルブ本体（４０）を有する、アクチュエータ。
17. 請求項１６に記載されたアクチュエータにおいて、
    液圧バルブ本体（４０）は、前記スレイブピストン（１７）に接続され、スレイブピストンと連帯して変位可能である、アクチュエータ。
    
    

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