JPH04132810A - 電気制御液圧作動弁アクチュエータ - Google Patents

電気制御液圧作動弁アクチュエータ

Info

Publication number
JPH04132810A
JPH04132810A JP2414412A JP41441290A JPH04132810A JP H04132810 A JPH04132810 A JP H04132810A JP 2414412 A JP2414412 A JP 2414412A JP 41441290 A JP41441290 A JP 41441290A JP H04132810 A JPH04132810 A JP H04132810A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control valve
valve
fluid
piston
pair
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2414412A
Other languages
English (en)
Inventor
William E Richeson
ウィリアム エドモンド リチェソン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Magnavox Government and Industrial Electronics Co
Original Assignee
Magnavox Government and Industrial Electronics Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Magnavox Government and Industrial Electronics Co filed Critical Magnavox Government and Industrial Electronics Co
Publication of JPH04132810A publication Critical patent/JPH04132810A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/10Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B9/00Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member
    • F15B9/02Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type
    • F15B9/06Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by means using a fluid jet
    • F15B9/07Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by means using a fluid jet with electrical control means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/8593Systems
    • Y10T137/86493Multi-way valve unit
    • Y10T137/86574Supply and exhaust
    • Y10T137/86622Motor-operated

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
[0001]
【産業上の利用分野】
本発明は、2個の位置で安定となる直線移動アクチュエ
ータ、特にピストンに対して流体圧力を使用して2個の
位置間の移行時間が迅速な迅速作動アクチュエータに関
するものである。本発明は、制御弁を使用して高圧流体
をピストンに流入させ、永久磁石により2個のコイルの
うちの適切な一方のコイルを付勢して永久磁石ラッチ力
が相殺されるまで制御弁を2個の位置のいずれかに保持
し、先行の移行中に応力を受けたばねに蓄積されたエネ
ルギにより弁を一方の位置から他方の位置に移動するこ
とができるようにする。 [0002] このようなアクチュエータは、普通の内燃機関エンジン
の特にガス交換弁即ちインテーク弁または排気弁を開閉
するのに特に有用である。迅速作動特性のため、このよ
うな弁は、カム動作バルブの特性のように徐々にではな
く、はとんど瞬間的に完全開放状態と完全閉鎖位置との
間で移動することができる。アクチュエータ機構は極め
て多くの他の用途で使用される。 [0003]
【従来の技術】
内燃機関エンジンバルブは一般的にはポペットタイプで
あり、このポペットバルブをバルブ閉位置に向けてばね
偏倚し、回転カムシャフトに設けたカムによりばね偏倚
に抗してバルブを開放する。この場合、カムシャフトは
エンジンクランクシャフトに同期させ、エンジンサイク
ルの特定の好適時点で開閉するようにしている。この特
定時点は高エンジン速度に最適なタイミングと低速度ま
たはエンジンアイドリング速度に最適なタイミングとの
間の妥協点である。 [0004] 従来の技術においては、このように作動するバルブ構成
を、エンジン速度並びにエンジンクランクシャフト角度
位置または他のエンジンパラメータの関数として開閉を
制御する他のタイプのバルブ開放機構に替えることによ
り得られる多くの利点が認識されている。 [0005] 例えば、1988年7月29日、ウィリアム イー リ
チェソン(William E、 Richeson 
)の名義で出願された「車両制御コンピュータ(Veh
icle Management Computer)
 Jのタイトルの米国特許出願第226.418号には
、複数個のエンジン作動センサ入力を受け、点火タイミ
ング、インテークバルブおよび排気バルブの開閉の各サ
イクルにおける時間を含む複数個のエンジン作動パラメ
ータを制御するコンピュータ制御システムについて記載
している。この出願は、通常の4行程サイクルの他に様
々な作動モードまたはサイクルにも適用できることを教
示している。 [0006] 米国特許第4.009.695号には、スプール弁によ
り制御される液圧作動バルブについて記載しており、ス
プール弁自体は、多数のエンジン作動パラメータをモニ
タするダツシュボードコンピュータにより制御する。こ
の特許は、このような独立したバルブ制御により多くの
利点が得られることに言及しているが、比較的緩慢に作
用する液圧特性によりこれらの利点は完全には得られな
い。この特許の装置は、バルブをリアルタイムで制御し
ようとしており、従って、システム全体はフィードバッ
クシステムとなり、これに関連して振動挙動を受けるこ
とになる。 [0007] 米国特許第4.700.684号には、吸入バルブおよ
び排気バルブの開閉時間の自由に調整することができる
場合、シリンダの排気ガス残留量を制御することによっ
て絞りを使用しない負荷制御を得ることができることを
示唆している。 [0008] 従来のカム作動バルブの代替物または改良は長年の目標
であった。本願人による米国特許第4.794.890
号は、開閉位置でラッチする永久磁石を有する弁アクチ
ュエータを記載している。この特許においては、電磁反
発力を使用してバルブを一方の位置から他方の位置に移
動する。更に、数個の緩衝およびエネルギ回復手段を設
けている。 [0009] 1988年2月8日、ウィリアム イー リチェソン(
William E、 Richeson)およびフレ
デリック エル エリクソン(Frederick L
、 Er1ckson)名義であり、本願人に譲渡され
た出願された[空電弁アクチュエータ(Pneumat
ic Electric ValveActuator
) J米国特許出願第153.257号においては、上
述の出願に記載されたような反発力以外の釈放機構を使
用する若干類似の弁作動装置について記載している。こ
の出願に記載の装置は、空気力および電磁力の双方によ
り作動する弁であり、高圧空気供給および緩衝および起
動力の双方に空気を使用する制御弁作用を行っている。 電磁起動力は、釈放に対向する電磁ラッチから供給され
、この電磁力は、第1ラツチの磁界が減少状態にある限
り装置のアーマチャを吸引する。アーマチャが反対側の
ラッチに接近するとき、電磁吸引力は増加し、第1ラツ
チが減少状態にあるか否かには無関係に第1ラツチの電
磁吸引力を増幅する。この出願は、更に、遅延インテー
クバルブ閉止および6行程サイクル動作モードを含む異
なる動作モードについて記載している。 [0010] 上述の並びに本願人に譲渡された多数の他の関連出願お
よびウィリアム イーリチェソン(William E
、 Richeson)またはウィリアム イー リチ
ェソン(William E、 Richeson)お
よびフレデリック エル エリクソン(Frederi
ck L、 Er1ckson)名義の出願は、198
9年1月63.リチェソンおよびエリクソン名義の「高
効率弁アクチュエータ(Enhanced Effic
iency Valve) Jのタイトルの米国特許出
願第07/294.728号の導入部に記載されている
。 [0011] 上述のケースよりも後に出願された多くのものは、主作
動ピストンを有し、このピストンによりエンジンバルブ
を駆動し、このピストンには圧縮空気により動作させる
ようにしている。開放位置と閉鎖位置との間でエンジン
バルブを移動するパワーまたは作動ピストンはラッチ構
成部材および所定の制御弁構造から離れており、従って
、移動すべき質量は大幅に減少し、極めて迅速な動作を
可能とする。しかし、ラッチ力および釈放力も減少する
。主ピストンから離れているこれら弁構成部材はピスト
ン行程の全体長さを移動する必要はなく、効率に若干の
改良が見られる。圧縮空気を作動ピストンに1対の制御
弁により供給し、圧縮空気によりピストンを一方の位置
から他方の位置に駆動し、制御弁が再び作動するまでピ
ストンを所定位置に保持する。制御弁は永久磁石により
閉鎖状態に保持され、永久磁石の近傍のコイルを流れる
電気パルスにより開放する。 [0012] 上述の出願のすべての記載を参考として本明細書に組み
入れた。 [0013] 他のタイプの流体作動弁アクチュエータも文献に示唆さ
れているが、市場的に成功を得るには至っていない。即
ち、特に相当長い(詳細に云うと、断面に対する長さが
長い)パイプまたは導管に多量の液圧流体を移動させる
ことが困難であり、また時間がかかるためである。 [0014] 例えば、米国特許第4.791.895号には、電磁装
置により第1往復移動ピストンを駆動し、このピストン
の運動を1対のパイプからバルブステムを直接駆動する
第2ピストンに伝達するエンジンバルブアクチュエータ
機構が記載されている。 このシステムは、簡単なファーストクラスレバーに類似
の液圧を使用して電磁動作をエンジンバルブに伝達して
いる。米国特許第3.209.737号には電磁石では
なく回転カムにより動作する同様のシステムを記載して
いる。 [0015] 米国特許第3.548.793号には、普通のスプール
弁の電磁作動を使用し、液圧流体を制御し、ロッカータ
イプの弁アクチュエータシステムにおけるブツシュロッ
ドの伸縮させる記載がある。 [0016] 米国特許第4.000.756号には、比較的小さい液
圧ポペット制御バルブを電磁石により流体圧力に抗して
閉鎖状態に保持し、電磁石を選択的に消勢し、流体を流
し、主エンジンバルブの動作を可能にするエンジンバル
ブ作動のための他の電気−液圧システムについて記載し
ている。 [0017]
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、比較的一定の高圧源を作動すべきピス
トン面に近接配置し、両者間の流体流通および弁作用経
路の断面−長さ比が極めて高い弁アクチュエータまたは
トランスデユーサを得るにある。このことは、普通の液
圧システムに比べると、作動が極めて迅速で、損失を大
幅に減少することができる。 更に、本発明の目的は、迅速作動液圧作動アクチュエー
タ、小容積定圧流体源、個別着脱可能内燃機関インテー
クバルブおよび排気バルブアクチュエータユニット、電
気制御可能液圧作動トランスデユーサ、および流体経路
短縮および流体経路断面増大により比較的短時間に多量
の液体を移送しやすくして液圧技術の全体的な改善を得
るにある。 [0018]
【課題を解決するための手段】
本発明による電気制御液圧作動弁アクチュエータは、ハ
ウジング内で軸線に沿って往復移動可能なパワーピスト
ンを有する弁アクチュエータハウジングと、ハウジング
およびピストンの双方に対して軸線に沿って第1安定極
限位置と第2安定極限位置との間で往復移動可能な双安
定液圧流体制御弁とを具える。制御弁の一方の安定位置
から他方の安定位置に至る一方の方向の移動により、液
圧流体をパワーピストンに供給し、このパワーピストン
を反対方向に移動させる。制御弁は、1対の永久磁石と
これら永久磁石に対応する1対のコイルにより制御し、
各コイルは関連の永久磁石の磁界の少なくとも部分的に
相殺するよう付勢可能としまたこの制御弁は、ピストン
の少なくとも部分的に包囲してこのピストンに同軸状の
円筒形スリーブ、およびスリーブに結合しまた磁界に応
答して制御弁をどちらかの安定位置に保持するアーマチ
ャを有するものとして構成する。制御弁は各安定位置に
磁気的にラッチし、ラッチ状態にある安定位置から離れ
る方向に制御弁を押圧するばねを、次の動作の準備とし
て先行の弁動作中のピストン移動によりコック(coc
k)する。 [0019] 本発明の好適な他の実施例においては、1対の互いに離
れ、互いの方向に接近するようばね負荷したピストンを
有するシリンダおよび1対のピストンの中間の空間に接
続した遠隔高圧力源とを使用することによって、小容積
の高圧流体圧力源を得ることができる。エンドユース装
置例えば、内燃機関エンジンインテークバルブまたは排
気バルブアクチュエータは、ピストン間の空間から高圧
流体を間欠的に送給し、ピストン相互をばね偏倚により
互いの方向に収縮させ、また空間から流体が流出すると
き流体圧力を維持する。互いの方向に接近収縮させる動
作により、ピストンの背部の容積を増大させ、アクチュ
エータシリンダからの排気流体を迅速に吸収するように
する。上述の従来技術の多くは、作動媒体として空気ま
たは他のガスを使用するが、本発明は、周知のように、
はとんど圧縮れない液圧流体を使用することを意図して
いる。この非圧縮性はピストンの「圧縮性」により補償
される。従って、流体の除去にも係わらず、圧力はそれ
ほどの減少なはない。 [00201
【実施例】
次に、図面につき本発明の好適な実施例を説明する。 [0021] 図1には、図2に示す液圧弁アクチュエータの90°の
角度で切り取った1/4象限の断面図を示す。図1は、
本体3の弁9により包囲されるスリーブ7で形成したシ
リンダ11にピストン5を連結したシャフト1を配置し
た状態示す。シリンダ11は、ポート17.15を介し
て高圧シリンダ21に連通ずる。更に、シリンダ11は
ポート13.19を介して低圧シリンダ23に連通ずる
。高圧シリンダ21は本体3により形成し、ピストン2
9.31を設け、これらピストンをそれぞればね25.
27に連結する。シール33を使用して流体漏れがない
ようにする。 [0022] 液圧弁アクチュエータを、電気制御液圧作動弁アクチュ
エータまたはトランスデユーサとし、ピストン29.3
1およびばね27.25の周りに高圧圧力流体を導入す
る定圧圧力源を設ける。定圧圧力源には、互いに接近す
る方向にばね偏倚した互いに離れた1対のピストン29
.31を有するシリンダを設ける。高圧ガレ−(gal
ley)22に、遠隔高圧源(図11および図12の7
9参照)から供給し、ピストンの中間の空間に接続し、
また双安定液圧流体制御弁9には、ピストンの中間の空
間から高圧圧力流体を送給し、ピストンはばね偏倚によ
り互いの方向に接近するよう収縮するが、室21の流体
圧力を維持して空間が残るようにする。ピストンの互い
の方向に接近収縮するとき、アクチュエータから排出さ
れる低圧のためのシンクとして作用するピストンの両側
の容積が増大する。図3には、外部源への帰還ラインと
しての低圧ガレ−を示す。 [0023] 一般的に、液圧作動トランスデユーサは、トランスデユ
ーサハウジングまたは本体3と、このハウジング内で軸
線方向に往復移動する部材または作動ピストン5を有す
る。ピストンは、ピストンを軸線に沿って移動する液圧
流体圧力を受は入れる室11a、llbを画定する1対
の互いに反対側の作動面を有する。高圧液圧流体源21
は双安定流体制御弁9の制御の下で、ピストン面に選択
的に流体を供給する。弁9は、軸線に沿って往復移動す
るピストンとしてのシャトル弁とし、ハウジングおよび
往復移動自在の部材の双方に対して往復移動する。電子
制御装置により制御弁を選択的に作動させ、一方の安定
位置から他方の安定位置に移動し高圧液圧流体が主作動
面のうちの一方に流れるようにする。 [0024] 液圧弁アクチュエータは電子制御電磁ラッチを使用する
。ラッチは、永久磁石35.49、コイル37.47、
磁極片39.45およびアーマチャ43により構成する
。ラッチを使用して、弁9に連結したアーマチャ43を
移動することにより弁アクチュエータを制御する。アー
マチャ43および弁9は、ばね51.53により推進す
る。アーマチャ43および弁9を移動させるとき、シリ
ンダ11を高圧シリンダ21にピストンの向きに基づい
てポート15.17を介して開口させる。更に、シリン
ダ11の反対側の側面を低圧シリンダ23にポート13
または19を介して開口させる。 [0025] 図2には、高圧をシリンダ11に連通するガレ−(ga
l 1ey)28.30が見える液圧弁アクチュエータ
の断面を示す。ガレ−24,26は低圧をシリンダ11
に連通ずる。図1は図2の90°切り取った象限を示す
。 [0026] 図1において、アーマチャ43および弁9が閉じてピス
トン5が右側閉鎖位置にある状態を示す(エンジンバル
ブが開放した状態に対応する)。図3は、図1と同様の
右側閉鎖位置にピストンがあるが、アーマチャ43およ
び弁9が開放位置に移動している状態を示す。このとき
、コイル47は付勢されて、永久磁石49に対向する電
流および電磁フィールドを発生する。磁気吸引力が減少
すると、コック(Cock)されたばね51および永久
磁石35による吸引力がアーマチャ43および弁9を閉
鎖位置に加速する。シリンダllaはポート19を介し
てシリンダ23に連通し、ピストン5のバックサイド(
右側面)は、ポート15を介してシリンダ21から高圧
流体にさらされる。シリンダllaの高圧はシリンダ2
3に流出し、シリンダ21からの高圧がピストン5のバ
ックサイドに印加される。 [0027] 図4はピストン5が最左側位置にある状態を示す。図3
に示すシリンダllaにある高圧流体はばね27に作用
し、ピストン31を開放する。、図3に示すシリンダ2
1からの高圧流体はピストン5に作用してこのピストン
を最左側位置に移動させる。ピストン5は極めて迅速に
移動するカミピストンは、流体が1インチの最終の十分
のいくつかの量で圧縮され、弁を適正に減衰することが
できる形状にする。 更に、ばね53はシャフト1の移動により圧縮され、こ
れにより、他の移動を行う準備ができる。 [0028] 図5は、ピストン5が左側の開放位置にあり、シリンダ
llbがポート15を介してシリンダ21に連通した状
態を示す。図4においては、ピストン31はばね27に
よって開放され、高圧流体がシリンダllb勢いよく流
れ込む。図3においては、室23の低圧が室11aから
の流体を受入れ、図4に示すピストン5およびピストン
31の運動を促進し、外部液圧源の迅速な流れを必要と
しない。短時間後、外部液圧源はシステムを再コック(
rerock)することができる。このとき、ピストン
31がばね27をコックし、外部ポンプを使用すること
によりシリンダ21の高圧流体を使用して閉鎖位置に復
帰する。ばね53もコックされ、アクチュエータを他の
移動の準備状態に維持する。 [0029] 図6には、図7に示す液圧弁アクチュエータの90°切
り取った他の174象限を示す。図6は図1および図3
〜5と同様に、本体3において弁9により包囲されたス
リーブ7によって形成したシリンダ11内のピストン5
を連結したシャフト1を示す。シリンダ11はポート1
6.14を介して高圧シリンダ20に連通し、またポー
ト12.18を介して低圧シリンダ23に連通する。シ
リンダ20は本体3により形成し、それぞればね36.
38に連結したピストン32.34を有する。アクチュ
エータは図5に示したのと同様の開放位置にあり、主な
違いは、図6が高圧シリンダ22を示している点である
。アクチュエータは他の移動の準備ができている。 [0030] 図7は図6のライン7−7に沿う液圧弁アクチュエータ
の断面を示す。高圧をシリンダ11に連通ずるガレ−2
8,30が見える。ガレ−24,26は低圧をシリンダ
11に連通する。図6は、図7を90°切り取った他の
象限を示す。図8〜10は、図2の1−1線で示す第1
の象限を示す。 [0031] 図8は、ピストン5が開放状態から閉鎖状態に移行する
中間状態を示す。コイル37を付勢することにより永久
磁石35に対向する電流および電磁フィールドを発生す
る。吸引力が減少するときコックされたばね53および
永久磁石49による吸引力がアーマチャ43および弁9
を閉鎖位置に加速する。ポート19.15は弁9により
遮断され、シリンダllaはポート17を介して高圧シ
リンダ21に連通する。主ピストン5の左側の高圧流体
はピストンを右側極限位置に加速する。主ピストンの右
側の室11bの流体はポート13からシリンダ23に迅
速に流入し、ピストン29を開放する。ピストン29は
強力ばね25および主ピストン5の右側からの流体によ
り開放する。先の図面の各々においは、ばね25は室2
1の高圧により圧縮応力状態に維持された状態にあった
。更に、ポート17が迅速に開放されて、室21から室
11aに流れを生ずるとき、左側のピストン31は右方
に移動することができ、室21を閉鎖する。この状態は
、室21内の圧力低下およびばね27の圧縮量に基づい
て生ずる。しかし、この移動はピストン29の移動より
も幾分小さく、図8には示さない。 [0032] 互いに対向するばね負荷ピストンを有するシリンダは、
互いに背反する2個の面に酷似する。対向ピストン面は
互いに接近する方向に移動し、高圧流体をアクチュエー
タに供給するとともに、互いに背反する外側ピストン面
はシリンダの端部容積を拡大するよう移動し、アクチュ
エータに存在する低抵抗流体シンクをなす。このように
して、弁アクチュエータを動作させる高圧液圧流体源は
、可変容積室を有し、この可変容積室は往復部材に極め
て隣接し、また制御弁により往復部材から分離される。 可変容積室は高圧流体により拡大し、また高圧流体の釈
放により収縮し、流体がトランスデユーサに流入してピ
ストンの主作動面に掛合するとき圧力を保持する。 [0033] 図9は、主ピストン5が閉鎖位置にある状態(エンジン
バルブ開放)を示す。 シリンダ21からの高圧は主ピストンに作用してこの状
態に移動する。主ピストン5の形状は、ピストンが休止
位置に向かって移動し始めるときアクチュエータを減衰
する補助を行うようにする。減衰は、ピストン5の右側
に捕集された流体の剪断力に起因する。これら剪断力は
、高速で流体を流出させるこの期間中に存在する高圧流
体圧力によって引き起こされる。ばね51は、シャフト
1の運動により圧縮される。ピストン29は、ばね25
およびシリンダllbのピストン5のバックサイドから
の流体により完全に開放される。ピストンは、シリンダ
21の高圧および外部ポンプを使用することにより、ば
ね25を再コックする。 [0034] 図10は図9とほぼ同じであるが、ピストン29および
ばね25が外部ポンプにより再コックされ、主ピストン
1の延長部をインテークまたは排気弁65に直接連結し
た状態を示す。図10に示すように、弁シヤフトおよび
アクチュエータシャフトは、実際ねじ連結部63および
分配軸線64により結合した2個のシャフトである。こ
の構成により、内燃機関エンジンのためのバルブおよび
バルブアクチュエータの整列を容易にする。軸線64に
沿ってパワーピストン5は往復し、またこの軸線64に
沿ってポペットバルブ65が移動するが、この軸線64
は同一直線となる。更に、図10にはガレ−55を示し
、このガレ−55は、室57.59に溜まった過剰流体
をドレンするのに使用する。流体は摺動する弁9から発
生する。過剰流体はガレ−55に流入し、外部ポンプに
帰還する。 [0035] 図11においては、図10に示したようなトランスデユ
ーサおよびバルブ67を内燃機関エンジン71とともに
示す。この図面では、エンジン駆動高圧液圧ポンプ79
を示し、このポンプ79により流体をバルブカバー81
内の数個の弁アクチュエータに供給する。更に、この図
面により数個のエンジン作動パラメータ値例えば、エン
ジンRPMセンサ89に応答する値を感知するモジュー
ル83、上述のコイル37.47を選択的に付勢する電
子制御ユニット93を示す。図11と図12を対比する
と、電子制御ユニット83.93の機能を単一の車両制
御コンピュータに組み込むことができる。図12には、
エンジン71の4個の個別アクチュエータに高圧流体を
供給する液圧ポンプ79を示し、アクチュエータの数は
特別なエンジン構成に基づいて広範囲に変化させること
ができる。液圧リターン85を図12に点線で示す。 [0036] 上述したところは、本発明の好適な実施例を説明したに
過ぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることが
できること勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による液圧弁アクチュエータの好適な一実施例の
左上象限(図2参照)の断面図である。
【図2】 図1の1−1線上の象限を示し、図1の2−2線上の縦
断面図である。
【図3】 弁が一方の安定位置から他方の安定位置に移動するとき
の各種部分の状態を示す図1と同様の断面図である。
【図4】 弁が一方の安定位置から他方の安定位置に移動するとき
の各種部分の状態を示す図1と同様の断面図である。
【図5】 弁が一方の安定位置から他方の安定位置に移動するとき
の各種部分の状態を示す図1と同様の断面図である。
【図6】 図2および図7の右上象限の図1と同様の断面図である
【図7】 図6の7−7線上の図2と同様の液圧弁アクチュエータ
の縦断面図である。
【図8】 弁が一方の安定位置から他方の安定位置に移動するとき
の各種部分の状態を示す図1と同様の断面図である。
【図9】 弁が一方の安定位置から他方の安定位置に移動するとき
の各種部分の状態を示す図1と同様の断面図である。
【図10】 弁アクチュエータをバルブに連結した状態を示す図1と
ほぼ同様の断面図である。
【図11】 本発明を組み込んだ内燃機関エンジンの線図的斜視図で
ある。
【図12】 本発明を組み込んだ内燃機関エンジンのブロック線図で
ある。
【符号の説明】
1 シャフト 3 本体 5 ピストン 7 スリーブ 9弁 11  シリンダ 13、14. 15.16. 17. 18  ポート
20、21  高圧シリンダ 23  低圧シリンダ 24、26.28.30.55  ガレ−25、27ば
ね 29、31.32.34  ピストン 33  シール 35、49  永久磁石 37、47  コイル 39、45  磁極片 43  アーマチャ 51、53  ばね 71  内燃機関エンジン 79  エンジン駆動高圧液圧ポンプ 81  バルブカバー 89  エンジンRPMセンサ 83  モジュール 93  電子制御ユニット 液圧リターン
【書類芯】
図面
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図101 【図11】
【図12】

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 弁アクチュエータハウジングと、 軸線に沿って往復移動可能なパワーピストンと、前記ハ
    ウジングと前記ピストンの双方に対して前記軸線に沿っ
    て第1安定位置と第2安定位置との間を往復移動可能で
    あり、一方の方向に一方の安定位置から他方の安定位置
    への移動により、前記パワーピストンを前記一方の方向
    とは反対方向に移動させるよう液圧流体を前記パワーピ
    ストンに供給する双安定液圧流体制御弁と を具えたことを特徴とする電気制御液圧作動弁アクチュ
    エータ。
  2. 【請求項2】 更に、1対の永久磁石と、これら永久磁石に対応する1
    対のコイルとを有し、各コイルを付勢して関連の永久磁
    石の磁界を少なくとも部分的に相殺することができる制
    御弁制御手段を具えた請求項1記載の電気制御液圧作動
    弁アクチュエータ。
  3. 【請求項3】 前記制御弁に、前記ピストンに同軸状にこのピストンを
    包囲する円筒形のスリーブと、前記スリーブに結合し、
    前記磁界に応答して前記制御弁をどちらかの安定位置に
    保持するアーマチャとを設けた請求項1記載の電気制御
    液圧作動弁アクチュエータ。
  4. 【請求項4】 前記制御弁を、各安定位置に磁気的にラッチする構成と
    した請求項1記載の電気制御液圧作動弁アクチュエータ
  5. 【請求項5】 更に、互いに離して互いに接近する方向にばね偏倚した
    1対のピストンを設けたシリンダを有する低圧定圧力源
    と、前記ばね偏倚ピストンの中間の空間に接続した遠隔
    高圧圧力源と、前記双安定液圧流体制御弁を含み、前記
    ばね偏倚ピストン間の空間から高圧流体を間欠的に送給
    する送給手段とを具え、前記送給手段によりばね偏倚に
    よりピストンを互いの方向に接近収縮させるとともに流
    体が空間から流出するとき流体圧力を維持する構成とし
    た請求項1記載の電気制御液圧作動弁アクチュエータ。
  6. 【請求項6】 前記互いに離れた1対のピストンを有するシリンダによ
    り、前記ばね偏倚ピストンが互いの方向に接近収縮する
    ときに後方に残る膨張空間に小容積低圧流体シンクを構
    成する請求項5記載の電気制御液圧作動弁アクチュエー
    タ。
  7. 【請求項7】 トランスデューサハウジングと、 軸線に沿ってハウジング内で往復移動可能であり、互い
    に対向する1対の作動面を有して液圧流体圧力を受ける
    ことにより前記軸線に沿って移動することができる部材
    と、 高圧液圧流体源と、 前記ハウジングと前記往復可能な部材の双方に対して前
    記軸線に沿って第1安定位置と第2安定位置との間で移
    動可能な双安定液圧流体制御弁と、前記制御弁を選択的
    に動作させてこの制御弁を一方の安定位置から他方の安
    定位置に移動させ、高圧液圧流体を一方の主作動面に流
    入させることができる制御弁作動手段と、 互いに離れた1対のピストンを有した1対のシリンダで
    あり、前記シリンダを高圧液圧流体源に接続するととも
    に、前記高圧液圧流体により前記ピストンを互いに離し
    ておくようにした1対のシリンダと、前記ピストンを互
    いの方向に偏倚するばね手段とを具えたことを特徴とす
    る液圧作動トランスデューサ。
  8. 【請求項8】 互いに離した1対のピストンを有するシリンダにより、
    前記ピストン間の空間に高圧流体定圧力源と、前記ピス
    トンが互いの方向に接近収縮するときピストンの後方の
    膨張空間に低圧流体シンクを形成する請求項7記載の液
    圧作動トランスデューサ。
  9. 【請求項9】 前記制御弁の一方の方向への移動により前記往復移動可
    能な部材に液圧流体を供給し、この部材を前記一方の方
    向とは反対方向に移動する構成とした請求項7記載の液
    圧作動トランスデューサ。
  10. 【請求項10】 更に、前記制御弁を各双安定位置にラッチする1対の永
    久磁石と、それぞれ関連の永久磁石の磁界を少なくとも
    部分的に相殺するよう付勢することができる前記永久磁
    石に対応する1対のコイルとを具えた請求項7記載の液
    圧作動トランスデューサ。
  11. 【請求項11】 前記制御弁に、前記往復移動可能な部材に同軸状にこの
    部材を包囲する円筒形のスリーブと、前記スリーブに結
    合し、前記磁界に応答して前記制御弁をどちらかの安定
    位置に保持するアーマチャとを設けた請求項1記載の液
    圧作動トランスデューサ。
  12. 【請求項12】 前記制御弁を各安定位置に磁気的にラッチする構成とし
    、更に、ラッチされる安定位置から前記制御弁を移動さ
    せる方向に押圧するばね手段を設けた請求項7記載の液
    圧作動トランスデューサ。
  13. 【請求項13】 前記ばね手段は、前記制御弁および前記往復移動可能な
    部材に連結した少なくとも1個のばねとした請求項12
    載の液圧作動トランスデューサ。
  14. 【請求項14】 前記制御弁の一方の方向への移動により前記往復移動可
    能な部材に液圧流体を供給し、この部材を前記一方の方
    向とは反対方向に移動する構成とした請求項7記載の液
    圧作動トランスデューサ。
  15. 【請求項15】 更に、前記制御弁を前記各安定位置にラッチする1対の
    永久磁石を設け、ラッチ後に継続する部材の移動により
    前記ばねにプレストレスを与え、ラッチされる安定位置
    から前記制御弁を引き離す方向に押圧する蓄積復元力を
    生ずる構成とした請求項14記載の液圧作動トランスデ
    ューサ。
  16. 【請求項16】 それぞれ関連の永久磁石の磁界を少なくとも部分的に相
    殺するよう付勢することができる前記永久磁石に対応す
    る1対のコイルとを具えた請求項15記載の液圧作動ト
    ランスデューサ。
  17. 【請求項17】 トランスデューサハウジングと、 軸線に沿ってハウジング内で往復移動可能であり、互い
    に対向する1対の主作動面を有して液圧流体圧力を受け
    ることにより前記軸線に沿って移動することができる部
    材と、 前記ハウジングと前記往復可能な部材の双方に対して前
    記軸線に沿って第1安定位置と第2安定位置との間で移
    動可能な双安定液圧流体制御弁と、前記往復移動可能な
    部材に極めて隣接し、前記制御弁により分離した可変容
    積室を有し、この可変容積室は高圧流体により膨張し、
    また高圧流体を釈放する際に収縮するとともにトランス
    デューサに流体が流入して主作動面に掛合するとき圧力
    を保持構成とした高圧液圧流体源と、 前記制御弁を選択的に動作させてこの制御弁を一方の安
    定位置から他方の安定位置に移動させ、高圧液圧流体を
    一方の主作動面に流入させることができる制御弁作動手
    段と を具えたことを特徴とする液圧作動トランスデューサ。
  18. 【請求項18】 更に、互いに離して互いに接近する方向にばね偏倚した
    1対のピストンを設けたシリンダと、前記ばね偏倚ピス
    トンの中間の空間に接続した高圧圧力源と、前記ばね偏
    倚ピストン間の空間から高圧流体を間欠的に送給する送
    給手段とを具え、前記送給手段によりばね偏倚によりピ
    ストンを互いの方向に接近収縮させるとともに流体が空
    間から流出するとき流体圧力を維持する構成としたこと
    を特徴とする高圧定圧源。
  19. 【請求項19】 内燃機関エンジンのインテークまたは排気バルブを動作
    させるための液圧作動であり、指令によりトリガされる
    弁アクチュエータにおいて、シリンダと、 互いに背反する1対の面を有し、前記シリンダ内で軸線
    に沿って第1極限位置と第2極限位置との間で往復移動
    可能なパワーピストンと、高圧液圧流体リザーバと、 前記リザーバと前記シリンダとの半径方向中間に配置し
    、指令に基づいて移動して前記パワーピストンの一方の
    面にまたは他方の面に高圧を供給し、前記ピストンを前
    記一方の極限位置から他方の極限位置に移動させる円筒
    形制御弁とを具えたことを特徴とする液圧作動弁アクチ
    ュエータ。
  20. 【請求項20】 前記円筒形制御弁を、前記パワーピストンの軸線に沿っ
    て極限位置間を往復移動可能なシャトル弁とし、前記軸
    線に沿う一方の方向への制御弁移動により高圧流体を供
    給して前記ピストンを他方の方向に移動する構成とした
    請求項19記載の液圧作動弁アクチュエータ。
  21. 【請求項21】 前記制御弁および前記ピストンは各極限位置の双方で安
    定となる構成とした請求項20記載の液圧作動弁アクチ
    ュエータ。
  22. 【請求項22】 更に、前記制御弁を前記極限位置間の中間位置に押圧す
    るばね偏倚手段を設けた請求項19記載の液圧作動弁ア
    クチュエータ。
JP2414412A 1989-12-26 1990-12-26 電気制御液圧作動弁アクチュエータ Pending JPH04132810A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/457015 1989-12-26
US07/457,015 US4974495A (en) 1989-12-26 1989-12-26 Electro-hydraulic valve actuator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04132810A true JPH04132810A (ja) 1992-05-07

Family

ID=23815084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2414412A Pending JPH04132810A (ja) 1989-12-26 1990-12-26 電気制御液圧作動弁アクチュエータ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4974495A (ja)
EP (1) EP0443218B1 (ja)
JP (1) JPH04132810A (ja)
KR (1) KR910012555A (ja)
CA (1) CA2033027A1 (ja)
DE (1) DE69008707D1 (ja)

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0489796B1 (en) * 1989-08-28 1996-07-17 ROSE, Nigel Eric Fluid actuators
US5058857A (en) * 1990-02-22 1991-10-22 Mark Hudson Solenoid operated valve assembly
US5022358A (en) * 1990-07-24 1991-06-11 North American Philips Corporation Low energy hydraulic actuator
GB9022440D0 (en) * 1990-10-16 1990-11-28 Lotus Car Engine valve control apparatus
GB9022439D0 (en) * 1990-10-16 1990-11-28 Lotus Car A method and apparatus for testing an internal combustion engine
US5125371A (en) * 1991-04-04 1992-06-30 North American Philips Corporation Spring driven hydraulic actuator
US5255641A (en) * 1991-06-24 1993-10-26 Ford Motor Company Variable engine valve control system
US5248123A (en) * 1991-12-11 1993-09-28 North American Philips Corporation Pilot operated hydraulic valve actuator
US5221072A (en) * 1992-01-14 1993-06-22 North American Philips Corporation Resilient hydraulic actuator
US5529030A (en) * 1992-02-26 1996-06-25 Rose; Nigel E. Fluid actuators
US5224683A (en) * 1992-03-10 1993-07-06 North American Philips Corporation Hydraulic actuator with hydraulic springs
US5339777A (en) * 1993-08-16 1994-08-23 Caterpillar Inc. Electrohydraulic device for actuating a control element
US5373817A (en) * 1993-12-17 1994-12-20 Ford Motor Company Valve deactivation and adjustment system for electrohydraulic camless valvetrain
US6161770A (en) 1994-06-06 2000-12-19 Sturman; Oded E. Hydraulically driven springless fuel injector
US6257499B1 (en) 1994-06-06 2001-07-10 Oded E. Sturman High speed fuel injector
US5479901A (en) * 1994-06-27 1996-01-02 Caterpillar Inc. Electro-hydraulic spool control valve assembly adapted for a fuel injector
US5647318A (en) 1994-07-29 1997-07-15 Caterpillar Inc. Engine compression braking apparatus and method
US5540201A (en) 1994-07-29 1996-07-30 Caterpillar Inc. Engine compression braking apparatus and method
US5526784A (en) 1994-08-04 1996-06-18 Caterpillar Inc. Simultaneous exhaust valve opening braking system
US5448973A (en) * 1994-11-15 1995-09-12 Eaton Corporation Method of reducing the pressure and energy consumption of hydraulic actuators when activating engine exhaust valves
US5619965A (en) * 1995-03-24 1997-04-15 Diesel Engine Retarders, Inc. Camless engines with compression release braking
US5570721A (en) * 1995-03-29 1996-11-05 Caterpillar Inc. Double acting solenoid and poppet valve servomechanism
US6148778A (en) 1995-05-17 2000-11-21 Sturman Industries, Inc. Air-fuel module adapted for an internal combustion engine
US6085991A (en) 1998-05-14 2000-07-11 Sturman; Oded E. Intensified fuel injector having a lateral drain passage
US6024060A (en) 1998-06-05 2000-02-15 Buehrle, Ii; Harry W. Internal combustion engine valve operating mechanism
US6604497B2 (en) 1998-06-05 2003-08-12 Buehrle, Ii Harry W. Internal combustion engine valve operating mechanism
US6786186B2 (en) * 1998-09-09 2004-09-07 International Engine Intellectual Property Company, Llc Unit trigger actuator
US6360721B1 (en) 2000-05-23 2002-03-26 Caterpillar Inc. Fuel injector with independent control of check valve and fuel pressurization
SE520601C2 (sv) * 1999-09-15 2003-07-29 Scania Cv Ab Anordning för att styra åtminstone en motorventil hos en förbränningsmotor
US6349686B1 (en) 2000-08-31 2002-02-26 Caterpillar Inc. Hydraulically-driven valve and hydraulic system using same
DE10210158A1 (de) * 2002-03-07 2003-09-18 Bosch Gmbh Robert Zylinder-Kolbentrieb
EP1536107A1 (en) * 2003-11-28 2005-06-01 Thomas Friedhelm Buschkuehl Valve operating apparatus and method for an engine
BRPI0622152A2 (pt) * 2006-11-22 2014-07-08 Volvo Lastvagnar Ab Sistema de módulo para manufaturação de acionadores operados por fluido de duas e três posições estáveis
US9784147B1 (en) 2007-03-07 2017-10-10 Thermal Power Recovery Llc Fluid-electric actuated reciprocating piston engine valves
FR3031134B1 (fr) * 2014-12-26 2018-02-16 Exel Industries Moteur a air comprime et pompe comprenant un tel moteur
US10808858B2 (en) * 2017-10-17 2020-10-20 Automotive Technologies International, Inc. High speed valve
DE102018222614A1 (de) * 2018-12-20 2020-06-25 Robert Bosch Gmbh Elektromagnetische Betätigungseinrichtung

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3844528A (en) * 1971-12-30 1974-10-29 P Massie Electrically operated hydraulic valve particularly adapted for pollution-free electronically controlled internal combustion engine
US3738337A (en) * 1971-12-30 1973-06-12 P Massie Electrically operated hydraulic valve particularly adapted for pollution-free electronically controlled internal combustion engine
GB1591471A (en) * 1977-06-18 1981-06-24 Hart J C H Electromagnetic actuators
JPH0547757B2 (ja) * 1979-12-03 1993-07-19 Maatein Gotsutosharu
US4792291A (en) * 1987-09-09 1988-12-20 Graco Inc. Viscous damped valve for hydraulic pump
US4878464A (en) * 1988-02-08 1989-11-07 Magnavox Government And Industrial Electronics Company Pneumatic bistable electronic valve actuator
DE3806969A1 (de) * 1988-03-03 1989-09-14 Rexroth Mannesmann Gmbh Elektrohydraulische stelleinrichtung zur betaetigung von gaswechselventilen bei brennkraftmaschinen
US4852528A (en) * 1988-06-20 1989-08-01 Magnavox Government And Industrial Electronics Company Pneumatic actuator with permanent magnet control valve latching
US4873948A (en) * 1988-06-20 1989-10-17 Magnavox Government And Industrial Electronics Company Pneumatic actuator with solenoid operated control valves
US4875441A (en) * 1989-01-06 1989-10-24 Magnavox Government And Industrial Electronics Company Enhanced efficiency valve actuator
US4872425A (en) * 1989-01-06 1989-10-10 Magnavox Government And Industrial Electronics Company Air powered valve actuator

Also Published As

Publication number Publication date
EP0443218B1 (en) 1994-05-04
CA2033027A1 (en) 1991-06-27
EP0443218A2 (en) 1991-08-28
DE69008707D1 (de) 1994-06-09
US4974495A (en) 1990-12-04
EP0443218A3 (en) 1991-11-06
KR910012555A (ko) 1991-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH04132810A (ja) 電気制御液圧作動弁アクチュエータ
US5022358A (en) Low energy hydraulic actuator
US4852528A (en) Pneumatic actuator with permanent magnet control valve latching
EP0328192A1 (en) Repulsion actuated potential energy driven valve mechanism
JPH07269318A (ja) 対称式双安定性空気圧式アクチュエータ機構
US5058538A (en) Hydraulically propelled phneumatically returned valve actuator
JP3326219B2 (ja) 電気制御液圧駆動式バルブアクチュエーター
EP0468548B1 (en) Actuator with energy recovery return
US4873948A (en) Pneumatic actuator with solenoid operated control valves
JP2005528563A5 (ja)
US20030160197A1 (en) Solenoid-operated valve
US4915015A (en) Pneumatic actuator
US4967702A (en) Fast acting valve
US4899700A (en) Pneumatically powered valve actuator
US4942852A (en) Electro-pneumatic actuator
US4875441A (en) Enhanced efficiency valve actuator
US4991548A (en) Compact valve actuator
US4872425A (en) Air powered valve actuator
US6997433B2 (en) Electronic valve actuator having vibration cancellation