JPH05248212A - 電気制御液圧駆動式バルブアクチュエーター - Google Patents

電気制御液圧駆動式バルブアクチュエーター

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JPH05248212A
JPH05248212A JP5002601A JP260193A JPH05248212A JP H05248212 A JPH05248212 A JP H05248212A JP 5002601 A JP5002601 A JP 5002601A JP 260193 A JP260193 A JP 260193A JP H05248212 A JPH05248212 A JP H05248212A
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hydraulic fluid
receiving surface
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
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    • F01L1/46—Component parts, details, or accessories, not provided for in preceding subgroups
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/10—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 全ての液圧駆動式ポペットバルブアクチュエ
ータへの高い効率の提供および、高速で高効率の電気制
御式バルブ駆動装置の提供等を目的とする。 【構成】 ポペットバルブ15を開閉させるピストン６の
行路の両端にて高圧作動油を蓄える油圧スプリング室
２，３と、高圧路12からピストン６の下方への補充油圧
の供給による行程上端へのピストン６の油圧掛止とスプ
リング室２内の作動油の圧縮およびスプリング室３の低
圧路13への接続と、高圧路12の閉止および補充油圧のス
プリング室３内への放出による上記油圧掛止の解除およ
びスプリング室３内の作動油の圧縮とを選択的に行う三
回路バルブ５と、行程下端へのピストン６の油圧掛止
と、スプリング室２，３内に蓄えた高圧作動油の放出に
よるピストン６の駆動とを選択的に行うチェックバルブ
７，９と、上記油圧掛止の許容と解除とを選択的に行う
バルブ４と、を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、二位置双安定型の直
線作動用アクチュエーターに関し、特には、二位置間の
高速移動を達成するため、ピストンに作用する液圧を利
用した、高速作動型アクチュエーターに関するものであ
って、ピストンに作用する高圧液を遮断する制御バルブ
と、例えばポペット型バルブの進退移動を効率的に推進
させる複動式液圧スプリングシステムと、を利用したア
クチュエーターに関するものである。
【０００２】上記アクチュエーターは、例えば、他の点
では一般的な内燃式エンジンの、給気もしくは排気バル
ブの如きガス交換用バルブの開閉に特に有利であり、こ
のアクチュエーターの高速作動する特質は、前記バルブ
を、全開位置と全閉位置との間で、殆どのカム駆動され
るバルブの特性である緩慢さよりもむしろ高速で移動さ
せることができる。そしてこのアクチュエーターは、他
にも種々の用途に用いることができるであろう。
【０００３】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】内燃
式エンジン用のバルブは、殆どの場合ポペット型バルブ
であり、そのバルブは、バルブ閉止位置へ向けてスプリ
ングで附勢されるとともに、回転するカムシャフト上の
カムにより前記スプリングの附勢力に抗して解放され、
そのカムシャフトの回転は、エンジンの作動サイクル中
の固定された望ましい時期での開閉を達成するため、エ
ンジンのクランクシャフトの回転と同期しており、その
固定された時期は、エンジンの高速作動に最も適した時
期と低速作動もしくはアイドリングに最も適した時期と
の間の妥協点に設定されている。
【０００４】かかる従来の技術には種々の利点が認めら
れているが、それらの利点は、上述のカム駆動のバルブ
機構を、エンジンのクランクシャフトの回転位置と同様
のエンジンの作動速度の関数や、他のエンジン作動パラ
メーターに基づき開閉を制御される、他の種類のバルブ
開閉機構に置き替えることによっても達成することがで
きる。
【０００５】例えば米国特許第 4,009,695号は、従来の
カム駆動のバルブに替えて複数のスプールバルブで制御
される液圧駆動のバルブを開示しており、それらのスプ
ールバルブの作動は、幾つかのエンジン作動パラメータ
ーを監視している車載型コンピューターによって制御さ
れる。しかしながらこの米国特許は、その独立したバル
ブ制御によって達成される多くの利点を記載しているも
のの、その比較的遅い液圧作動特性に起因して、それら
の利点を達成することができない。またこの米国特許の
機構は、バルブをリアルタイム制御で駆動しようと試み
ているが、その全体としてのシステムはフイードバック
を持つため、振動的挙動を伴う傾向を有している。
【０００６】上記文献にはさらに、他の種類の液圧式バ
ルブアクチュエーターも示唆されているが、それらのア
クチュエーターは特に、多量の作動液をかなりの長さの
（その断面に比較して長さがかなり長い）パイプもしく
は導管に通すため、困難を伴うとともに作動に時間がか
かるという理由で市販用には適していない。加えて、そ
のように非常に長い結合路を持つシステムは、非常に長
い応答時間に悩まされることになる。
【０００７】また、例えば米国特許第 4,791,895号は、
電磁機構が往復動可能な第１のピストンを駆動し、その
第１のピストンの動きが一対のパイプを介し第２のピス
トンに伝達され、その第２のピストンがバルブステムを
直接駆動する、エンジンバルブの駆動機構を開示してお
り、このシステムは、電磁的に励起された動きをエンジ
ンバルブに伝達するために、単純な一段式レバーに類似
する液圧式機構を採用している。なお米国特許第 3,20
9,737号は、同様のシステムを開示しているが、そのシ
ステムは電磁力でなく、回転するカムによって駆動され
る。
【０００８】さらに、米国特許第 3,548,793号は、揺動
式バルブ駆動システムにおいて、プッシュロッドを出し
入れするための液圧の制御に、電磁駆動される通常のス
プールバルブを採用しており、また米国特許第 3,738,3
37号は、エンジン潤滑油によって駆動される、電気的に
作動される液圧駆動のエンジンバルブ機構を開示してい
る。
【０００９】また、米国特許第 4,000,756号は、エンジ
ンバルブの駆動のための他の電気−液圧システムを開示
しており、そこでは、比較的小さい複数のポペット型液
圧制御バルブが、複数の電磁石により液圧に抗してそれ
ぞれ閉止状態に保たれ、それらの電磁石が、流体の通流
を許容して主エンジンバルブを作動させるために選択的
に滅勢される。
【００１０】この一方、米国特許第 4,614,170号、同第
4,749,167号および同第 4,883,025号には、ポペットバ
ルブがある方向へ移動する際のエネルギーを吸収し、次
いでそのエネルギーを前記ポペットバルブの反対方向へ
の駆動を助けるべく解放するために、互いに対向する一
対の機械式スプリングを利用することが示唆されてお
り、上記米国特許第 4,883,025号および同第 4,831,973
号には、それと概ね同一の目的で一つの空気圧スプリン
グを代わりに使用することが示唆されている。
【００１１】また、米国特許第 4,974,495号には、次の
移動用のエネルギーを蓄えるために機械式スプリングで
附勢される液圧室を組み込んだ、液圧駆動のバルブアク
チュエーターが開示されている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記最後に述べた米国特
許が、液圧室の附勢のために機械式スプリングを用いて
いるのに対し、この発明のアクチュエーターは、ポペッ
トバルブを開閉する駆動エネルギーの主たるエネルギー
源をもたらすために、二つの液圧スプリングを利用して
いる。かかるこの発明のアクチュエーターは、通常の着
座位置と全開位置との間のポペットバルブの進退移動を
推進させる、予荷重を与えられた装置として、それらの
液圧スプリングを使用することにより、効率の新たな高
みに達することができ、その高い効率は、前回の移動の
エネルギーを、次回の移動に用いるために捕捉すること
により達成される。
【００１３】ここにおける駆動ピストンは最初に、外部
から供給される高圧作動液により、第１の液圧スプリン
グで附勢される位置に押し込まれ、その第１の液圧スプ
リングは、前記駆動ピストンに推進力を及ぼすための圧
縮された作動液を蓄える第１のスプリング室を具えてい
る。また前記ピストンは、反対側の面もしくは戻り方向
に、そのピストンを閉止されて掛止された状態に維持す
るためにより高い圧力を受け、この、ピストンの反対側
の面に作用しているより高い作動液圧は、その掛止を解
除して前記第１の液圧スプリングが前記ポペットバルブ
を開くのを許容するためには放圧される必要がある。か
かる放圧を達成するため、ここでは制御バルブが速やか
に開放され、その前進するピストンの前方の作動液は、
第２のスプリング室内に押し込まれる。そしてこの第２
のスプリング室は次に、前記ピストンの前記最初の位置
への戻り移動を推進するための第２の液圧スプリングと
して機能する。
【００１４】前記掛止圧の放圧と、作動液の前記第２の
スプリング室内への排出とは、三回路バルブによって遂
行され、このバルブは、前記第２のスプリング室内へ押
し込まれる作動液に直接的な経路を提供する。このバル
ブはまた、前記駆動ピストンの前方からの高圧の作動液
の遮断と、前記第２のスプリング室内からポンプの吸入
側へ向かう放出路の閉止とを独立して行い、この発明の
アクチュエーターを最初の掛止位置から移動状態へ切り
換えるためには、それらの機能の全てが、前記三回路バ
ルブによって実質的に同時に遂行される必要がある。
【００１５】前記駆動ピストンが開放状態へ向かう移動
を続けている際には、前記第２のスプリング室内の圧力
は上昇し、その圧力は前記ピストンの速度を低下させ
る。そして最終的には、前記ピストンは停止し、跳ね返
って戻ろうとするが、その戻ろうとする傾向は、液圧掛
止によって妨げられる。かかる液圧掛止は、戻しバルブ
が作動されて、それが前記第１のスプリング室へ戻る開
放路を与える時まで、前記ピストンの如何なる戻り移動
をも防止し、その開放路は、前記戻り掛止を解除して、
前記第１の液圧スプリングを圧縮するため前記第１のス
プリング室内に作動液が押し込まれるのを許容する。
【００１６】前記三回路バルブは、前記駆動ピストンが
戻り移動を続けている間にリセットされ、このリセット
は、(1) 前記駆動ピストンによる前記第１のスプリング
室内の加圧の確保と、適切な着座の確保のための前記ポ
ペットバルブへの充分な超過圧力の確保とのため、前記
高圧作動液が前記駆動ピストンを再度押圧する、という
作用と、(2) 前記第２のスプリング室が、ピストン室に
対して閉止される、という作用と、(3) 前記第２のスプ
リング室内の圧力が液圧ポンプの吸入側に一致するよう
修正されることを保証するため、前記ポンプの低圧側か
らの放出路が前記第２のスプリング室に対し開放され
る、という作用との、三つの作用が生じ得るように、時
期を見計らって行われる。。
【００１７】この発明の一つの顕著な特徴は、高い効率
とともに高速作動をもたらす、低質量の駆動ピストンと
バルブ構体とにある。そしてこの発明の他の一つの顕著
な特徴は、二つの液圧スプリング室が作動ピストンに極
めて近接して配置され、それによって作動液の入れ替わ
りの際の流体摩擦経路が最小限となる、構造的にコンパ
クトな構成にある。
【００１８】この発明の種々の目的の内で、特に記すも
のとしては、全ての液圧駆動式ポペットバルブアクチュ
エータへの高い効率の提供と、近接結合された液圧源を
使用するバルブアクチュエータ内の低質量の駆動ピスト
ンの提供と、高速で高効率のバルブ駆動装置の提供と、
電気制御液圧駆動式バルブアクチュエーター機構の全体
としての改良とがある。なお、この発明の上記および他
の目的と有利な特徴とは、以後にもある程度現れ、そし
てある程度指摘されるであろう。
【００１９】概括すると、この発明の、内燃式エンジン
用の電気制御液圧駆動式バルブアクチュエーターは、バ
ルブアクチュエーターハウジングと、そのハウジング内
で往復移動し得る駆動ピストンとを具え、前記駆動ピス
トンは、その駆動ピストンを前記ハウジング内で一本の
軸線に沿って進退移動させるために液圧を受ける、互い
に対抗する一対の主たる受圧面を有しており、前記ハウ
ジング内には、実質的に互いに等しく相対的に固定され
た容積の一対の液室もしくは空腔があり、前記駆動ピス
トンが前記軸線に沿ってある方向へ移動する際には、前
記一対の液室のうちの第１の液室が加圧された作動液を
駆動ピストンの一方の受圧面に供給する一方、前記一対
の液室のうちの第２の液室が駆動ピストンの他方の受圧
面によって追いやられる作動液を受容する。そして駆動
ピストンの行程が変わると上記液室の役割は入れ替わ
り、前記駆動ピストンが前記軸線に沿って反対方向へ移
動する際には、今度は、前記第２の液室が加圧された作
動液を駆動ピストンの前記他方の受圧面に供給する一
方、前記第１の液室が駆動ピストンの前記一方の受圧面
によって追いやられる作動液を受容する。従ってそこで
は、駆動ピストンがある方向へ移動する際に、一方の液
室内の圧力が下降するにつれて他方の液室内の圧力が上
昇し、次いで駆動ピストンが戻り移動する際に、前記他
方の液室内の圧力が下降するにつれて前記一方の液室内
の圧力が上昇する、ということが交互に生ずる。
【００２０】かかるアクチュエーターにあっては、二位
置三回路バルブが使用可能であり、この三回路バルブ
は、その一方の位置では、高圧作動液を液圧源から駆動
ピストンの一方の受圧面へ供給すると同時に一方の液室
を低圧の作動液受けもしくは戻り液路へ接続し、またそ
の他方の位置への切換えにより、高圧液圧源を駆動ピス
トンの前記一方の受圧面から遮断するとともに前記一方
の液室と低圧の戻り液路との接続を断ち、その後、前記
一方の液室を駆動ピストンの前記一方の受圧面に連通さ
せて、その受圧面からの圧力を放出する。そして前記二
位置バルブが前記一方の位置から他方の位置へ切り換え
られる際に、他方の液室は、比較的高い圧力の作動液を
収容しているとともに駆動ピストンの他方の受圧面と連
通して、駆動ピストンをその一方の位置から他方の位置
へと追い立てる。
【００２１】また概括すると、この発明の一実施態様と
しての、例えば内燃式エンジンのバルブの駆動のため
の、液圧駆動式エネルギー変換器は、その内部に一本の
軸線に沿って往復移動し得る部材を有する変換器ハウジ
ングを具え、前記部材は、その部材を前記軸線に沿って
進退移動させるために作動液圧を受ける、互いに対抗す
る一対の主たる受圧面を有しており、そこでは、第１の
液圧制御バルブが、前記部材を前記軸線に沿う一方の移
動限位置に維持するために、前記一対の受圧面のうちの
一方に高圧作動液源からの高圧を供給する。そしてこの
第１の液圧制御バルブは、前記一方の受圧面への高圧を
解除するとともに他方の受圧面への高圧作動液の通流を
許容して前記部材を前記一方の移動限位置から他方の移
動限位置へ向けて移動させるために、選択的に作動され
る。
【００２２】
【実施例】以下に、この発明の実施例を図面に基づき詳
細に説明する。なお、図１は、この発明の一実施例たる
バルブアクチュエーターを初期状態もしくはポペットバ
ルブ閉止状態で示す縦断面図、図２は、前記アクチュエ
ーターの三回路バルブを一つの位置で示す断面図、図３
は、前記三回路バルブを他の位置で示す断面図、図４
は、図１に示すアクチュエーターをそのピストンがバル
ブ開放位置とバルブ閉止位置との間の行程の中間にある
状態で示す縦断面図、図５は、図１および図４に示すア
クチュエーターをそのピストンが前記行程の反対側の移
動限位置であるバルブ開放位置にあるポペットバルブ開
放状態で示す縦断面図、図６は、ポペットバルブの移動
サイクル全体をそれに沿う種々のバルブの位置とともに
時間の関数で示す関係線図、そして図７は、図１，図４
および図５に示すアクチュエーターを一部切り欠いて示
す平面図である。
【００２３】ここにおけるアクチュエーター機構は、作
動液として作動油を用いるとともに二つの主たる被駆動
バルブ４，５を具えており、それらのバルブ４，５は、
駆動ピストン６を往復移動可能に受容してその駆動ピス
トン６により区切られた油室10，11を画成する空腔と、
油圧スプリングとして機能する油室であるスプリング室
２，３との間の主たる連通をもたらす。またこのアクチ
ュエーターは、他にも三つの一方向チェックバルブもし
くはボールバルブ７，８，９を具えている。図１に示す
状態では、駆動ピストン６はその上昇限のバルブ閉止位
置に位置し、それによりポペットバルブ15は、バルブシ
ート16上に確実に着座しており、そのポペットバルブ15
は、駆動ピストン６に一体的に結合されたバルブステム
１を有している。なお、駆動ピストン６はシール41を有
しており、またバルブステム１はガイド39内を往復移動
することができる。
【００２４】上記ポペットバルブ閉止状態では三回路バ
ルブ５は図２に示す位置にあり、それによりスプリング
室３は、油圧ポンプの低圧（戻り）側に接続された低圧
管路13に直接的に接続され、それゆえそのスプリング室
３内の圧力は、例えば500psi（ポンド／平方インチ）に
セットされる。一方、上記油圧ポンプの高圧（吐出）側
は管路12に接続され、それゆえ油室11内の圧力は、例え
ば3000psi となる。この時同時に、スプリング室２内は
2500psi に維持され、その圧力は一方向チェックバルブ
７を介し、油室10内および駆動ピストン６の一方の受圧
面である上面にもたらされる。この500psiの差圧は、着
座圧として駆動ピストン６を下方からその上昇限位置へ
押し上げ、ポペットバルブ15を確実に着座状態に維持す
る役割を果たす。かかる状態でアクチュエーターの作動
準備ができ、駆動ピストン６の下方の3000psi の圧力を
放出するとアクチュエーターはその作動を開始する。
【００２５】上記三回路バルブ５は、直径方向に互いに
対向する管路の間を開放および閉止する作用をなし、従
って図２に示す位置では、一対の連通する直径方向に互
いに対向する管路が、駆動ピストン６の他方の受圧面で
ある底面に高圧を供給する。この位置をバルブＶ3 が開
く位置と呼び、この位置ではまた、以後バルブＶ4 と呼
ぶ他の一対の管路も、スプリング室３と低圧の戻り油路
との間の連通をもたらしている。この一方図３に示す位
置では、上記二対の管路の間は閉止され、代わりに、以
後バルブＶ2 と呼ぶ一対の管路を介し、スプリング室３
と、油室11および駆動ピストン６の底面との間の連通が
もたらされる。すなわち、図２は、バルブＶ3,Ｖ4 が開
くとともにバルブＶ2 が閉じた状態を示し、また図３
は、バルブＶ3,Ｖ4 が閉じるとともにバルブＶ2 が開い
た状態を示している。
【００２６】移動指令信号が上記三回路バルブ５の図２
に示す位置から図３に示す位置への切換えを行わせる
と、その切換えは、油室11へ向かう高圧を遮断するバル
ブＶ3の閉止と、その油室11へ向けてスプリング室３を
開くバルブＶ2 の開放と、そのスプリング室３を500psi
の低圧の油路13に対し閉止するバルブＶ4 の閉止とをも
たらし、それにより油室11はスプリング室３と連通し、
もう一つのスプリング室２からもたらされる2500psi の
高圧によって附勢されて前進するピストン６は、油室11
内の作動油をスプリング室３内に押し込んで約2500psi
まで昇圧させる。ここで注記すると、バルブＶ2 が油室
11へ向けて開いた際に、当初は、比較的小さな油室11内
の3000psi の作動油がスプリング室３内に僅かな圧力上
昇を生じさせるという僅かな圧力調整があるが、三回路
バルブ５は、油室11とスプリング室３との間の油路を開
放する前に3000psi の圧力源である油路12を油室11に対
し遮断するように構成されており、このことは、高圧源
からスプリング室３への直接的な圧力供給を防止する。
【００２７】上記管路12は油圧ポンプの高圧側に、また
上記管路13はその油圧ポンプの低圧側にそれぞれ接続さ
れているが、油室22もまた、そのその油圧ポンプの低圧
側に接続されて、500psiに維持されており、一方向チェ
ックバルブ８は、スプリング室２内の圧力が500psiより
も低下しないことを保証するため、油室22をスプリング
室２に接続して連続的な圧力修正を達成し、それにより
スプリング室２は、その予荷重としての予備加圧力を一
定に維持される。
【００２８】図４に示す状態では、ポペットバルブ15
は、概ねその閉止位置と開放位置との中央の位置にあ
り、アクチュエーターは、概ねその最高速度で作動して
いる。この時、スプリング室２内の圧力は、スプリング
室３へのエネルギー供給のために概ね1500psi まで低下
しており、またスプリング室３内の圧力は上昇して、そ
のスプリング室３内への圧力供給を完了させるために前
進している駆動ピストン６の減速を開始させている。
【００２９】そして図５に示す状態では、駆動ピストン
６は、その下降限位置に到達し、それによりポペットバ
ルブ15は、広く開いており、またスプリング室３内は、
前進した駆動ピストン６によって、約2500psi まで加圧
されている。前進してきた駆動ピストン６が当該位置で
停止した際の、跳ね返って戻ろうとする傾向は、油室10
からスプリング室２への戻り通流を防止する一方向チェ
ックバルブ７がもたらす自動油圧掛止特性によって抑止
される。従ってアクチュエーターは、静止した安定状態
にあり、この時、駆動ピストン６の下面には、一方向チ
ェックバルブ９を介し、スプリング室３内の昇圧した作
動油の全圧力が加えられている。それゆえこの状態の時
には、スプリング室３内に供給されたエネルギーの殆ど
全てが、アクチュエーターをポペットバルブ閉止状態へ
復帰させることに対して使用可能となっている。
【００３０】ポペットバルブ閉止状態への復帰を開始さ
せるためには、油室10内の作動油のスプリング室２内へ
の戻り通流を阻止している油圧掛止が解除される必要が
あるが、その解除は、復帰指令信号に基づくバルブ４の
速やかな開放により作動油が速やかに油室10内から出て
スプリング室２内へ戻ることによって達成される。な
お、このバルブ４は、バルブ５と同様に構成することが
できるが、単一のバルブＶ1 の開閉のみを制御する。そ
して駆動ピストン６の戻り移動の間、アクチュエーター
は再び図４に示す中間状態を呈し、ここで、スプリング
室３内から一方向チェックバルブ９を介しもたらされて
駆動ピストン６を駆動している膨張する作動油は、その
中間時点で、もう一つのスプリング室２内を約1500psi
まで昇圧させている。
【００３１】この中間時点の僅かに後には、三回路バル
ブ５が図２に示す初期位置にリセットされ、そのリセッ
トされた三回路バルブ５は、3000psi の高圧源である管
路12を、バルブＶ3 を介し、油室11に接続することによ
り、スプリング室２内を予備加圧する間の、補充エネル
ギーの付加を可能ならしめる。なお、この補充エネルギ
ーの付加は、流体の作用および機械的摩擦に対抗するた
め駆動ピストン６に充分な補助エネルギーが伝達される
ことを保証し、かつポペットバルブ15を円滑に減速させ
るとともにシート16上に移動させることを維持するため
には、適切な時期に正確に遂行される必要がある。そし
てその油室11内が加圧される僅かに前には、バルブＶ2
が閉止されて、スプリング室３内が昇圧されるのを防止
するため油室11をスプリング室３から遮断し、またバル
ブＶ4 が開放されて、スプリング室３内を500psiにリセ
ットする。
【００３２】かくしてアクチュエーターは図１に示す状
態に復帰し、そのスプリング室２内の作動油は2500psi
に予備加圧されており、その油室11内は3000psi に加圧
されている。そしてこの状態のアクチュエーターは、先
に述べたもう一種類の指令信号を受け取るまで、ポペッ
トバルブ15をシート16上で閉止状態に維持する。
【００３３】図７には、複動型ソレノイド23が示されて
おり、この複動型ソレノイド23は、スライド式のバルブ
５に結合されてそれを切換え駆動する軸25を有し、電気
信号に基づいてバルブ５を切換え駆動する。また同図に
示されたソレノイド27は、同様にして、バルブ４を切換
え駆動する。図示しない油圧ポンプからの高圧作動油
は、同図中矢印29で示すように、入口管路12に供給さ
れ、また管路13は、同図中矢印31で示すように、その油
圧ポンプへの低圧作動油の戻り経路を提供する。さらに
同図中には、図１，図４および図５に示された取り付け
ボルト37の如き取り付けボルトを受容する、一対の取り
付け孔33，35が示されている。
【００３４】図６は、上記アクチュエーターの基本的な
作動タイミングを示す図であり、ポペットバルブ15の開
閉に対するバルブ４，５の開閉時期を示している。ここ
で、軌跡17は、ポペットバルブ15の動きを示し、その軌
跡の低い位置18では、ポペットバルブ15が閉止され、そ
の軌跡の高い位置19では、ポペットバルブ15が開放され
る。この図から明らかなように、ポペットバルブ15が閉
止されている間は、バルブＶ3,Ｖ4 が共に開放される一
方バルブＶ2 が閉止されている（図２参照）。ポペット
バルブ15の開放は、バルブ５が図２の状態から図３の状
態へ移行する垂直線20の時点で開始され、この移行によ
りポペットバルブ15は、速やかに開放され、以後は、バ
ルブ４（Ｖ1)が開放されてポペットバルブ15の再閉止を
許容するまで、その開放状態を維持される。図３の状態
のバルブ５は、ポペットバルブ15がその半開位置を僅か
に過ぎた垂直線21の時点で図２の状態にリセットされ、
バルブ４（Ｖ1)は、ポペットバルブ15が確実に閉じた僅
かに後に、次の移動のためにスプリング室２を準備すべ
く再閉止される。
【００３５】以上述べた処から明らかなように、この発
明は、先に述べた目的および有利な特徴やその他の目的
等に合致する、作動のエネルギー源および緩衝手段とし
て液圧スプリングを採用した、新規な、液圧駆動かつ液
圧掛止のバルブアクチュエーター機構を開示するもので
ある。そしてこの発明は、上述した図示例に限定される
ものでなく、特許請求の範囲の記載の範囲内で、当業者
であれば変更を施し得る種々の態様をも含むものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例たるバルブアクチュエータ
ーを初期状態もしくはポペットバルブ閉止状態で示す縦
断面図である。
【図２】前記アクチュエーターの三回路バルブを一つの
位置で示す断面図である。
【図３】前記三回路バルブを他の位置で示す断面図であ
る。
【図４】図１に示すアクチュエーターをそのピストンが
バルブ開放位置とバルブ閉止位置との間の行程の中間に
ある状態で示す縦断面図である。
【図５】図１および図４に示すアクチュエーターをその
ピストンが前記行程の反対側の移動限位置であるバルブ
開放位置にあるポペットバルブ開放状態で示す縦断面図
である。
【図６】ポペットバルブの移動サイクル全体をそれに沿
う種々のバルブの位置とともに時間の関数で示す関係線
図である。
【図７】図１，図４および図５に示すアクチュエーター
を一部切り欠いて示す平面図である。
【符号の説明】
２，３ スプリング室 ４ バルブ ５ 二位置三回路バルブ ６ 駆動ピストン ７，８，９ 一方向チェックバルブ 10，11 油室 12 高圧管路 13 低圧管路 15 ポペットバルブ 22 油室 23，27 ソレノイド Ｖ1 バルブ４の単一のバルブ Ｖ2,Ｖ3,Ｖ4 二位置三回路バルブ５の各回路のバルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウイリアム リシューソン アメリカ合衆国 インディアナ州 46825 フォート ウェイン アーチウッド レ イン 5121

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 バルブアクチュエーターハウジングと、 前記ハウジング内で往復移動し得る駆動ピストンと、 前記ハウジング内に実質的に互いに等しく相対的に固定
    された容積の一対の空腔を有する第１の液室および第２
    の液室と、 を具えており、 前記駆動ピストンは、前記ハウジング内で該駆動ピスト
    ンを一本の軸線に沿って進退移動させるために液圧を受
    ける、一対の互いに対抗する主たる受圧面を有し、 前記駆動ピストンが前記軸線に沿ってある方向へ移動す
    る際には、前記第１の液室は加圧された作動液を駆動ピ
    ストンの一方の受圧面に供給する一方、前記第２の液室
    は駆動ピストンの他方の受圧面によって追いやられた作
    動液を受容し、前記駆動ピストンが前記軸線に沿って反
    対方向へ移動する際には、前記第２の液室は加圧された
    作動液を駆動ピストンの前記他方の受圧面に供給する一
    方、前記第１の液室は駆動ピストンの前記一方の受圧面
    によって追いやられた作動液を受容する、 内燃式エンジン用の電気制御液圧駆動式バルブアクチュ
    エーター。
  2. 【請求項２】 前記第１の液室および第２の液室は、そ
    れらのうちの一方の液室内の圧力が下降するにつれて他
    方の液室内の圧力が上昇するものである、 請求項１記載の電気制御液圧駆動式バルブアクチュエー
    ター。
  3. 【請求項３】 高圧作動液源と、 低圧作動液戻り路と、 その一方の位置で、前記高圧作動液源からの高圧作動液
    を前記駆動ピストンの一方の受圧面へ供給するとともに
    前記第１の液室および第２の液室のうちの一方の液室を
    前記低圧作動液戻り路に接続する二位置三回路バルブ
    と、 をさらに具える、 請求項１記載の電気制御液圧駆動式バルブアクチュエー
    ター。
  4. 【請求項４】 前記二位置三回路バルブは、その他方の
    位置への切換えによって、前記高圧作動液源を前記一方
    の受圧面から遮断するとともに前記一方の液室を前記低
    圧作動液戻り路から遮断し、その後、前記一方の液室を
    前記一方の受圧面に連通させて、その受圧面からの圧力
    を放出する、 請求項３記載の電気制御液圧駆動式バルブアクチュエー
    ター。
  5. 【請求項５】 前記二位置三回路バルブが前記一方の位
    置から他方の位置へ切り換えられる際に、前記第１の液
    室および第２の液室のうちの他方の液室は、比較的高い
    圧力の作動液を収容しているとともに前記駆動ピストン
    の他方の受圧面と連通して、前記駆動ピストンをその一
    方の位置から他方の位置へと追い立てる、 請求項４記載の電気制御液圧駆動式バルブアクチュエー
    ター。
  6. 【請求項６】 変換器ハウジングと、 前記ハウジング内で一本の軸線に沿って往復移動し得る
    部材であって、その部材を前記軸線に沿って進退移動さ
    せるために作動液圧を受ける、互いに対抗する一対の主
    たる受圧面を有する部材と、 高圧作動液源と、 低圧作動液受け手段と、 前記部材を前記軸線に沿う一方の移動限位置に維持する
    ために、前記一対の受圧面のうちの一方に前記高圧作動
    液源からの高圧を供給する第１の液圧制御バルブと、 前記一方の受圧面への高圧を解除するとともに他方の受
    圧面への高圧作動液の通流を許容して前記部材を前記一
    方の移動限位置から他方の移動限位置へ向けて移動させ
    るために前記第１の液圧制御バルブを選択的に作動させ
    る手段と、 を具えてなる、 液圧駆動式エネルギー変換器。
  7. 【請求項７】 第１の液室および第２の液室をさらに具
    え、 前記部材が前記軸線に沿ってある方向へ移動する際に
    は、前記第１の液室は加圧された作動液を前記部材の一
    方の受圧面に供給する一方、前記第２の液室は前記部材
    の他方の受圧面によって追いやられた作動液を受容し、
    前記部材が前記軸線に沿って反対方向へ移動する際に
    は、前記第２の液室は加圧された作動液を前記部材の前
    記他方の受圧面に供給する一方、前記第１の液室は前記
    部材の前記一方の受圧面によって追いやられた作動液を
    受容する、 請求項６記載の液圧駆動式エネルギー変換器。
  8. 【請求項８】 前記第１の液室および第２の液室は、そ
    れらのうちの一方の液室内の圧力が下降するにつれて他
    方の液室内の圧力が上昇するものである、 請求項７記載の液圧駆動式エネルギー変換器。
  9. 【請求項９】 その一方の位置で、前記第１の液圧制御
    バルブとして作動するとともに前記第１の液室および第
    ２の液室のうちの一方の液室を前記低圧作動液受け手段
    に接続する二位置三回路バルブをさらに具える、 請求項８記載の液圧駆動式エネルギー変換器。
  10. 【請求項１０】 前記二位置三回路バルブは、その他方
    の位置への切換えによって、前記高圧作動液源を前記一
    方の受圧面から遮断するとともに前記一方の液室を前記
    低圧作動液受け手段から遮断し、その後、前記一方の液
    室を前記一方の受圧面に連通させて、その受圧面からの
    圧力を放出する、 請求項９記載の液圧駆動式エネルギー変換器。
  11. 【請求項１１】 前記二位置三回路バルブが前記一方の
    位置から他方の位置へ切り換えられる際に、前記第１の
    液室および第２の液室のうちの他方の液室は、比較的高
    い圧力の作動液を収容しているとともに前記部材の他方
    の受圧面と連通して、前記部材をその一方の位置から他
    方の位置へと追い立てる、 請求項10記載の液圧駆動式エネルギー変換器。
  12. 【請求項１２】 請求項１乃至請求項５記載の電気制御
    液圧駆動式バルブアクチュエーターを、そのエンジンの
    各ポペットバルブと共働するものとして具えてなる、内
    燃式エンジン。
  13. 【請求項１３】 請求項６乃至請求項11記載の液圧駆動
    式エネルギー変換器を、そのエンジンの各ポペットバル
    ブと共働するものとして具えてなる、内燃式エンジン。
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