KR20220017891A

KR20220017891A - 고효율 선형 모터

Info

Publication number: KR20220017891A
Application number: KR1020217035526A
Authority: KR
Inventors: 리차드 에이치. 허친스; 조셉 스캇 러스트
Original assignee: 센티메탈 저니, 엘엘씨
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2020-02-10
Publication date: 2022-02-14
Also published as: WO2020205064A1; GB2597031B; GB2597031A; EP3782271A1; EP3782271A4; GB2597031A8; GB2621516A; GB202115618D0

Abstract

전기 시스템은 필드 및 전기자 요소를 위해서 에너지화된 포서 및 트러스터 코일을 이용하는 선형 모터를 포함한다. 예시적인 실시형태에 따라, 하나 이상의 트러스터 코일이, 대향되는 하나의 또는 다수의 고정 포서 코일을 갖는 샤프트 상에 제공될 수 있다. 코일을 포서 및 트러스터 코일을 위한 전자석으로 이용하는 것은, 유리하게, 필요 파워를 제공하는 한편, 시스템 중량, 및 온도가 상승되는 영구 자석에서 일반적으로 직면하는 자화의 감소를 최소화하여, 가변적인 온도에 걸쳐 더 크고 더 제어 가능한 자력을 초래한다. 유리하게 자력을 집중시키기 위해서, 철계 요소, 예를 들어 트러스터 코일을 위한 철계 시스템 하우징 및/또는 개방 철계 컨테이너가 더 포함될 수 있다. 또한, 다수의 포서 및 트러스터 코일이 샤프트를 따라서 다양한 배열로 배치될 수 있다. 예시적인 적용예는 내연기관 내의 포핏 밸브의 진동을 제어하기 위한 그러한 시스템의 이용을 포함한다.

Description

고효율 선형 모터

관련 출원

본원은, 기재 내용이 본원에서 참조로 포함된 2018년 4월 6일자로 출원되고 명칭이 "고효율 선형 모터"인 미국 특허출원 15/947,131의 부분 계속 출원이고 그 우선권을 주장하며, 기재 내용이 본원에서 참조로 포함된 2018년 2월 23일자로 출원되고 명칭이 "고효율 선형 모터"인 미국 특허출원 62/634,592의 우선권을 추가로 주장한다.

본 발명은 일반적으로 여러 적용예를 위한 선형 모터 및 그 제어 시스템에 관한 것이다.

많은 유형의 선형 모터가 현재 많은 상이한 적용예들을 위해서 제조되었다. 원형 및 편평형의 2가지 기본적인 유형의 선형 모터가 있다. 원형 모터는 보이스 코일 모터, 보이스 코일 작동기, 및 (종종 관형 모터로 지칭되는) 선형 모터를 포함하고, 일반적으로 큰 힘의, 짧은 거리의 모터를 위해서 이용된다. 원형 모터는 일반적으로, 로터리 모터 내의 전기자일 수 있는 중앙 부재, 및 중앙 부재를 둘러싸고 로터리 모터 내의 필드(field)일 수 있는 외부 부재를 이용한다. 로터리 모터의 전기자는 선형 모터 내의 트러스터(thruster)이고, 로터리 모터의 필드는 포서(forcer)이다. 편평형 선형 모터는, 코일과 자석이 서로 나란히 배치되고 선형 베어링이 이동 부재를 구속하는 상태로 편평하게 놓이는 선형 모터이며, 일반적으로 중간 거리 이동을 위해서 이용된다. 이러한 편평형 선형 모터는, 공개된 미국 특허출원 2017/0047821 A1에 기재된 바와 같이, 이동측 및 정지측 모두에서 전자석을 포함할 수 있다. 편평형 선형 모터는 선형 유도 모터를 포함하고, 이는, 종종 때로는 자기 부상을 포함하여, 장거리 대중 교통 열차에서 가장 널리 사용되는 것으로 잘 알려져 있다. 이들은 자기 부상 적용예에 대해서 1905년 2월 14일에 허여된 미국 특허 782,312에 의해 입증된 바와 같이 꽤 오랫동안 알려져 왔다. 선형 동기 모터는 또한 대중 교통 열차에도 사용되며, 고정 자석과 이동 자석 모두를 위해서 전자석을 사용할 수 있으며, 그러한 자석들 모두는 다중-위상 동기화 전자 구동 시스템으로 구동된다.

몇 분의 1인치의 거리로부터 몇 인치까지의 빠른 이동을 위해서 이용되는 오늘날의 선형 모터는 일반적으로 하나 이상의 코일, 하나 이상의 영구 자석, 및 선형 모터의 이동을 제어하기 위해 코일(들)에 파워(power)를 전달하는 제어 시스템을 사용한다. 짧은 거리의, 고속 선형 모터의 파워 및 전기 효율을 개선하기 위한 현재의 노력은, 일반적으로 네오디뮴과 같은 희토류를 사용하는, 점점 더 강력해지는 영구 자석의 사용을 포함한다. 이러한 희토류 영구 자석은 매우 강력하나 매우 고가이고, 모든 영구 자석에서와 같이, 열을 받는 경우에, 증가된 열에 비례하여 그 강도가 감소된다. 높은 온도에서의 강도의 감소는 내연기관(ICE)과 같은 일부 적용예에서의 선형 모터의 이용에 장애가 된다. 온도 상승에 따른 자기 강도의 감소는 자석마다 다르고, 또한 온도가 증가될 때 자석마다 약간 다른 비율로 감소되며, 그에 따라 표준 수학식에 의해서 보상될 수 없는 변화를 초래한다.

이러한 종래의 시도에서의 결점들로 인해서, 높은 온도에서 동작될 수 있는 효율적인 선형 모터를 제공할 필요가 여전히 있다. 본원에서 제시된 개선된 선형 모터는, 밸브 작동 매개변수의 완전히 독립적인 제어를 제공하면서, 비용, 중량 및 복잡성을 감소시키는, ICE의 포핏 밸브를 위한 작동 시스템을 포함하는, 높은 온도가 가해지는, 많은 적용예에서 그 역할을 할 수 있다.

전기 시스템은 필드 및 전기자 요소를 위해서 에너지화된(energized) 포서 및 트러스터 코일을 이용하는 선형 모터를 포함한다. 예시적인 실시형태에 따라, 하나 이상의 트러스터 코일이, 대향되는 하나의 또는 다수의 고정 포서 코일을 갖는 샤프트 상에 제공될 수 있다. 코일을 포서 및 트러스터 코일을 위한 전자석으로 이용하는 것은, 유리하게, 필요 파워를 제공하는 한편, 시스템 중량, 및 온도가 상승되는 영구 자석에서 일반적으로 직면하는 자화의 감소를 최소화하여, 가변적인 온도에 걸쳐 더 크고 더 제어 가능한 자력을 초래한다. 유리하게 자력을 집중시키기 위해서, 철계 요소(ferrous element), 예를 들어 트러스터 코일을 위한 철계 시스템 하우징 및/또는 개방 철계 컨테이너가 더 포함될 수 있다. 또한, 다수의 포서 및 트러스터 코일이 샤프트를 따라서 다양한 배열로 배치될 수 있다. 예시적인 적용예는 내연기관 내의 포핏 밸브의 진동을 제어하기 위한 그러한 시스템의 이용을 포함한다.

예시적인 실시형태에 따라, 선형 모터는: 길이방향 축 및 대향되는 제1 및 제2 샤프트 단부들을 가지는 샤프트 부재; 대향되는 제1 샤프트 단부와 제2 샤프트 단부 사이의 샤프트 부재의 부분을 중심으로 동축적으로 배치되고 그에 부착되는 적어도 하나의 트러스터 코일; 샤프트 부재의 다른 부분을 중심으로 동축적으로 그리고 트러스터 코일의 외부 주변부의 외측에 배치되는 적어도 하나의 포서 코일; 및 트러스터 코일과 포서 코일 사이의 갭을 포함한다.

추가적인 예시적인 실시형태에 따라, 선형 모터는: 길이방향 축 및 대향되는 제1 및 제2 샤프트 단부들을 가지는 샤프트 부재; 샤프트 부재의 적어도 일부를 중심으로 동축적으로 배치되는 제1 지지 부분, 및 샤프트 부재에 부착되는 제2 지지 부분을 포함하는 개방 코일 지지 부재; 제1 지지 부분을 중심으로 동축적으로 배치되고 그에 부착된 적어도 하나의 트러스터 코일; 샤프트 부재의 다른 부분을 중심으로 동축적으로 그리고 적어도 부분적으로 트러스터 코일의 내부 주변부의 적어도 일부의 내측에 배치된 적어도 하나의 포서 코일; 및 트러스터 코일과 포서 코일 사이의 갭을 포함한다.

예시적인 실시형태에 따라, 선형 모터를 구동하기 위한 방법은: 길이방향 축 및 대향되는 제1 및 제2 샤프트 단부를 갖는 샤프트 부재의 적어도 일부를 중심으로 동축적으로 배치된 적어도 하나의 포서 코일에, 포서 자기장을 유도하기 위한 제1 상호 대향 극성들 중 하나를 갖는 제1 신호를 인가하는 단계; 및 샤프트 부재 및 포서 코일의 각각의 부분과 동축적으로 그리고 그 사이에 배치된 적어도 하나의 트러스터 코일에, 트러스터 자기장을 유도하기 위한 제2 상호 대향 극성들 중 하나를 갖는 제2 신호를 인가하는 단계로서, 적어도 하나의 트러스터 코일이 대향되는 제1 및 제2 샤프트 단부들 사이의 샤프트 부재의 부분에 부착되고 트러스터 코일과 포서 코일 사이에서 동축적으로 갭을 형성하는, 단계를 포함하고; 제1 및 제2 상호 대향 극성의 조합을 가지는 제1 및 제2 신호를 인가하는 단계에 응답하여, 포서 및 트러스터 자기장이 서로 끌어 당기고, 샤프트 부재가 샤프트 부재와 포서 코일의 각각의 부분 사이에서 트러스터 코일을 더 이동시키게 하며, 제1 및 제2 상호 대향 극성의 상이한 조합을 가지는 제1 및 제2 신호를 인가하는 단계에 응답하여, 포서 및 트러스터 자기장이 서로 밀어 내고, 샤프트 부재가 샤프트 부재와 포서 코일의 각각의 부분 사이로부터 외부로 트러스터 코일을 더 이동시키게 한다.

추가적인 예시적인 실시형태에 따라, 선형 모터를 구동하기 위한 방법은: 길이방향 축 및 대향되는 제1 및 제2 샤프트 단부를 포함하고 개방 코일 지지 부재의 제1 지지 부분에 부착되는 샤프트 부재의 적어도 일부를 중심으로 동축적으로 배치된 적어도 하나의 포서 코일에, 포서 자기장을 유도하기 위한 제1 상호 대향 극성들 중 하나를 갖는 제1 신호를 인가하는 단계; 및 개방 코일 지지 부재의 제2 지지 부분을 중심으로 동축적으로 배치되고 그에 부착되며 적어도 샤프트 부재의 다른 부분을 중심으로 동축적으로 배치되는 적어도 하나의 트러스터 코일에, 트러스터 자기장을 유도하기 위해서 제2 상호 대향 극성 중 하나를 가지는 제2 신호를 인가하는 단계로서, 적어도 하나의 포서 코일이 트러스터 코일의 내부 주변부의 적어도 일부 내측에 적어도 부분적으로 추가적으로 배치되는, 단계를 포함하고; 제1 및 제2 상호 대향 극성의 조합을 갖는 제1 및 제2 신호를 인가하는 단계에 응답하여, 포서 및 트러스터 자기장은 서로 끌어 당기고 샤프트 부재가 적어도 하나의 포서 코일을 트러스터 코일의 내부 주변부 내측에 더 배치시키게 하며, 제1 및 제2 상호 대향 극성의 상이한 조합을 가지는 제1 및 제2 신호를 인가하는 단계에 응답하여, 포서 및 트러스터 자기장이 서로 밀어 내고 샤프트 부재가 적어도 하나의 포서 코일을 트러스터 코일의 내부 주변부 내측에 덜 배치시키게 한다.

도 1은 예시적인 실시형태에 따른 선형 모터의 횡단면 측면도이다.
도 1a는 예시적인 실시형태에 따른 제2 선형 모터의 횡단면 측면도이다.
도 2는 예시적인 실시형태에 따른 제3 선형 모터의 횡단면 측면도이다.
도 2a는 예시적인 실시형태에 따른 제4 선형 모터의 횡단면 측면도이다.
도 2b는 예시적인 실시형태에 따른 제5 선형 모터의 횡단면 측면도이다.
도 2c는 예시적인 실시형태에 따른 제6 선형 모터의 횡단면 측면도이다.
도 2d은 예시적인 실시형태에 따른 제7 선형 모터의 횡단면 측면도이다.
도 2e는 예시적인 실시형태에 따른 제8 선형 모터의 횡단면 측면도이다.
도 2f는 예시적인 실시형태에 따른 제9 선형 모터의 횡단면 측면도이다.
도 3은 예시적인 실시형태에 따른 선형 모터에 연결된 내연기관 밸브의 횡단면 측면도이다.
도 3a는 직류(DC) 유동 및 결과적인 자기장의 극성 사이의 관계를 도시한다.
도 4는 예시적인 실시형태에 따른 선형 모터 제어기의 구성요소의 블록도이다.
도 5는 예시적인 실시형태에 따른 선형 모터에 의해서 동작되는 밸브 갖는 내연기관용 제어기의 구성요소의 블록도이다.
도 6은 예시적인 실시형태에 따른 엔진 시동 및 정지 시퀀스의 블록도이다.
도 7은 예시적인 실시형태에 따른 밸브 개방 및 폐쇄 시퀀스의 블록도이다.
도 8은 예시적인 실시형태에 따른 자동차 내의 엔진 내의 밸브 동작의 블록도이다.

이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 전술한 결함은, 높은 정확도 및 빠른 속력으로 밸브의 이동을 가변적으로 제어하기 위해서 해당 선형 모터를 이용하는 ICE 내의 밸브를 작동시키기 위한 시스템을 포함하여, 많은 적용예를 갖는 개선된 선형 모터 및 동작 방법의 제공에 의해서 해결된다. 당업자는, 선형 모터가 고정 코일, 이동 코일, 고정 자석 및 이동 자석, 하나 및 다수의 코일, 하나 및 다수의 자석을 갖는 보이스 코일 모터, 다수의 코일 및 다수의 자석을 이용하는 (종종 선형 작동기로 지칭되는) 선형 모터 및 다른 유형의 선형 모터, 그리고 서로의 옆에 선형적으로 배치된 코일 및/또는 자석의 세트를 포함하는 선형 모터를 포함한다는 것을 이해할 것이다. 선형 모터 내의 이동 자기 부분은 트러스터로 지칭되고, 고정 자기 부분은 포서로 지칭된다.

이하의 설명에서, 본 발명은 다양한 예시적인 실시형태를 참조하여 설명될 것이고; 그럼에도 불구하고, 이러한 실시형태는 본 발명을 본원에서 설명된 임의의 특정 예, 환경, 적용예, 또는 특정 구현예로 제한하고자 하는 것은 아니다. 그에 따라, 이러한 예시적인 실시형태에 관한 설명은, 본 발명을 제한하는 것이 아니라, 단지 예시를 위해서 제공된 것이다. 본 발명의 선형 모터는, 내연기관(ICE)의 밸브를 제어하는 것을 포함하여, 많은 상이한 적용예들에서 동작하도록 구성될 수 있다. 이러한 선형 모터는, 이전의 비교 가능한 크기(들)의 선형 모터보다, 더 강력하고 더 용이하게 제어될 수 있고, 이전에 기어 모터 또는 다른 형태의 토크 증배 작동기를 필요로 하였던, 많은 적용예에서 동작될 수 있다.

본 발명의 선형 모터는 기어 모터 및 다른 토크 증배기 메커니즘보다 뛰어난 장점을 갖는데, 이는 선형 모터가 백래시(backlash)를 가지지 않는다는 것 그리고 마모 또는 과다 응력으로 인해서 파괴 또는 박피(strip)될 수 있거나 때때로 윤활을 필요로 할 수 있는 기어 구동부를 필요로 하지 않는다는 것 때문이다. 본 발명의 선형 모터가 과다 응력을 받을 때, 선형 모터는, 선형 모터에 대한 어떠한 손상도 없이 또는 장치의 제어 능력을 상실하지 않고, 단순히 안정적으로 유지될 것이다(또는 심지어 일 방향 또는 다른 방향으로 밀릴 것이나, 적절하게 전기적으로 제어되고 보호된다면, 과다 응력이 제거된 후에 제어를 재개할 것이다). 본 발명 선형 모터의 더 큰 파워는 그러한 선형 모터가, 이상적인 성능까지, 더 높은 정확도를 가지고 더 빠른 속력 및 더 큰 파워의 적용예에서 이용될 수 있게 한다. 본 발명의 선형 모터는, 적용예의 다른 양태를 제어하는 전체적인 제어기에 의해서 또는 넓은 범위의 적용예를 위한 복잡한 모션 제어를 제공하는데 필요한 것들의 임의의 조합에 의해서, 적용예의 규칙, 알고리즘 및/또는 참조표를 포함하는 전용 전자 제어 유닛(ECU)에 의해서 구동될 수 있다.

이하에서 설명되는 작용, 모듈, 로직 및 방법 단계는, 본 발명의 특정 실시형태에 따라, 설명된 거동, 기능, 특징 및 방법을 수행하기 위해서 코드를 실행하는, 프로세서 및 메모리를 포함하는 제어 유닛과 통신하는 유형적인 기계-판독 가능 매체(또는 메모리)에 저장된 컴퓨터 프로그램 또는 소프트웨어 코드의 형태를 취할 수 있다. 당업자는, 첨부된 청구항에 기재된 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고도, 이러한 동작, 구조적 디바이스, 작용, 로직, 방법 단계 및 모듈이 소프트웨어, 펌웨어, 특별한 목적의 디지털 로직, 및 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Otto, Diesel 또는 이러한 사이클의 일부 변형예(예를 들어, Miller 또는 Atkinson)에 따라 동작되는 ICE에서 사용될 때, ICE 내의 개별적인 밸브의 타이밍, 상승, 지속시간, 및 속력이 크랭크샤프트 회전 속력과 독립적으로 그리고 각각의 밸브가 다른 밸브 중 임의의 밸브의 작동과 독립적으로 변경될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 각각의 실린더에서 이중 흡기 및/또는 이중 배기 밸브를 갖는 엔진이, 상이한 타이밍, 지속시간, 상승, 및 속력으로 개방 및 폐쇄되는 (또는 심지어 동작되지 않는) 밸브의 쌍의 각각의 부재를 가질 수 있고, 그에 따라 엔진의 전체 동작 속력 및 부하 범위 전체를 통해서 희망하는 엔진 성능을 달성할 수 있다. 밸브 개방 및 폐쇄 속력은, 엔진 속력 및 상승이 증가됨에 따라, 증가될 수 있고, 그에 따라 성능 정확도를 유지할 수 있으며, 밸브 개방/폐쇄 동작이 또한 행정(들) 중에 변경되어 폐쇄 및/또는 개방 속력(들)을 제어함으로써(예를 들어, 감소시킴으로써) 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 조립체 및 시스템은, 본원에서 설명된 바와 같이, 개선된 밸브 작동 시스템에서 종래의 시도에 비해서 단순하고, 경량이며 저비용적이다.

또한, 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, (예를 들어, 특정 적용예를 위해서 개별적으로 설계된 및/또는 구현된) 전용 선형 모터는, 대부분의 또는 모든 모터 요소가 내부에 포함되는 하우징을 생략할 수 있다. 예를 들어, 그러한 모터는, 모터를 이용하는 호스트 시스템 또는 기계의 구성 성분으로서 간주될 수 있고, 그에 따라 장착 표면 내에서 중앙 샤프트를 이동 가능하게 안정화시키는데 적합한 개구, 베어링 또는 다른 장착 디바이스로 직접 장착될 수 있다. 대안적으로, 선형 모터는, 포서 코일을 위한 하나 이상의 철계 컨테이너에 고정적으로 부착된 하나 이상의 구조물 내에서 중앙 샤프트를 이동 가능하게 안정화시키기 위한 하나 이상의 개구를 포함하는 것에 의해서, 폐쇄 하우징을 생략할 수 있다.

본원에서 설명된 여러 요소 및/또는 구조물은 "커플링된", "연결된", "부착된", 또는 "고정적으로 부착된" 것으로 설명될 수 있다. 당업자가 쉽게 이해할 수 있는 바와 같이, 이러한 용어는, 다수의 요소 및/또는 구조물의, 적용예에 적절한, 고정 또는 다른 확실한 물리적 부착에 적합한 다양한 기술, 방법, 디바이스 및/또는 재료를 포함하는 것으로 이해될 수 있고, 그리고, 비제한적으로, 다양한 알려진 부착 또는 본딩 기술(예를 들어, 용접, 납땜 등), 부착 또는 본딩 재료(예를 들어, 접착제 등), 및/또는 부착 장치(예를 들어, 나사, 볼트, 리벳 등과 같은 기계적 체결구)를 포함할 수 있다.

또한, 본원에서 설명된 바와 같은 코일은 일반적으로, 폐쇄되거나 적어도 실질적으로 폐쇄되고 그에 의해서 내측부 영역을 형성하는 2-차원적인 또는 3-차원적인 기하형태적 형상일 수 있다. 예시적인 실시형태는, 환형(예를 들어, 둥근형 또는 난형) 또는 다각형(예를 들어, 일반적으로 선형인 세그먼트에 의해서 형성되는 정사각형, 직사각형 또는 다른 형상) 또는 임의의 다른 일반적으로 폐쇄된 또는 관형인 형상인, 코일 형상을 포함할 수 있다. 또한, 코일이 또한 일반적으로 서로 평행한 대향 섹션들로 균일하게 권선될 수 있지만, 다양한 예시적인 실시형태는 또한, 횡단면이 곡선적일(예를 들어, 둥글거나 난형일) 수 있는 코일의 이용을 포함할 수 있거나, 일부 또는 모든 섹션이 서로 평행하지 않은 다른 형상을 형성할 수 있다.

또한, 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 다양한 자력을 생성하고 제어하는 것이, 잘 알려진 원리에 따라, 다양한 전류를 전도성 코일에 인가하는 것과 관련하여 설명된다. 그러나, 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 전류의 전도는 일반적으로 전도 요소 또는 매체에 걸쳐 상응 전압을 생성한다. 유사하게, 그러한 전도 요소 또는 매체에 걸친 전압의 인가는 일반적으로 그러한 전도 요소 또는 매체를 통해서 유동하는 상응 전류를 생성한다. 따라서, 그리고 이하의 설명 및 청구항에서 사용되는 바와 같이, "신호"라는 용어는 하나 이상의 전류, 하나 이상의 전압, 또는 데이터 신호를 지칭하기 위해서 사용될 수 있다.

도 1을 참조하면, 도면은 예시적인 실시형태에 따른 본 발명의 선형 모터(100)의 구성요소를 도시하기 위해서 제공된다. 선형 모터의 중앙 샤프트(101)는 비-철계 재료로 제조될 수 있고, 그에 고정적으로 부착된 트러스터 코일(102)을 가질 수 있으며, 선택적인 하우징(104)의 대향 단부들 내의 개구(104A)를 통해서, 고정된 상부 포서 코일(103) 및 고정된 하부 포서 코일(109)을 왕복시킨다. 사용되는 경우에, 하우징(104)은, 하우징(104)의 내측부 내에서 상부 포서 코일(103) 및 하부 포서 코일(109)에 의해서 생성된 자기장을 안내하기 위해서(예를 들어, 집중 또는 한정시키기) 철계 재료로 제조될 수 있다. 트러스터 코일(102)은, 철계 슬리브(102A)의 외측부와 하우징(104)의 내측부 표면 사이에서 갭(102F)을 가지고, (하우징(104)의 내측부 내에서 트러스터 코일(102)에 의해서 생성된 자기장을 안내하기 위해서) 철계 슬리브(102A)로 원주방향으로 둘러싸인 단일 코일일 수 있다. 상부 포서 코일(103) 및 하부 포서 코일(109)은 단순함을 위해서 단일 코일로 도시되었으나, 서로 독립적으로 구동될 수 있는 다수의 코일을 이용하여 각각 구현될 수 있다. 베어링 또는 부싱이 하우징 개구(104A) 내에 부착되어 중앙 샤프트(101)를 중심에 위치시키고 정렬시킬 수 있으나, 여기에서 명료함을 위해서 생략되었다.

도 1a를 참조하면, 선형 모터(100)의 대안적인 예시적인 실시형태는, 각각의 철계 컵(102D, 102E) 내의, 2개의 코일(102B, 102C)로서 구현된 트러스터 코일을 포함할 수 있고, 컵 개구부들은 서로로부터 멀어지는 쪽으로 대면되고, 그 각각은 가장 가까운 포서 코일(103, 109)을 향해서 대면되며, 트러스터 코일(102B, 102C) 및 컵(102D, 102E)은 중앙 샤프트(101)에 고정적으로 부착되고, 트러스터 코일(102B, 102C)은, 이들이 병렬로 전기적으로 연결되어 에너지화될 때 서로를 끌어 당기도록, 권선된다. 베어링 또는 부싱이 하우징 개구(104A)에 부착되어 중앙 샤프트(101)를 중심에 위치시키고 정렬시킬 수 있으나, 명료함을 위해서 생략되었다.

도 2를 참조하면, 추가적인 대안적인 예시적인 실시형태는 하우징(104)에 고정된 부가적인 정지 포서 코일(106, 108), 및 구별을 위해서 "개방" 및 "폐쇄"로 지칭되는, 2개의 완전 연장 위치 중 어느 하나에서 선형 모터(100)를 유지하기 위해서 중앙 샤프트(101)에 고정적으로 부착되는 부가적인 트러스터 코일(105, 107)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상부 포서 코일(106) 및 트러스터 코일(105)은 중앙 샤프트(101)를 상부의 또는 폐쇄된 위치에서 유지할 수 있는 한편, 하부 포서 코일(108) 및 트러스터 코일(107)은 중앙 샤프트(101)를 하부의 또는 개방된 위치에서 유지할 수 있다. 이러한 부가적인 개방-유지 코일(108, 107) 또는 폐쇄-유지 코일(106, 105) 세트는 일차 포서 코일(103, 109) 및 트러스터 코일(들)(102)의 파워를 가질 필요가 없는데, 이는 이들이 중앙 샤프트(101)를 선택된 (예를 들어, 개방 또는 폐쇄된) 단부 위치에 부드럽고 정확하게 배치하고 이를 최소 파워로 그 곳에서 유지하도록 의도된 것이기 때문이다. 개방 및 폐쇄라는 단어는 여기에서 단지 일 방향의 선형 모터 전기자의 최대 이동을 다른 방향의 최대 이동으로부터 구별하기 위해서 사용된 것이고, 다른 의미는 가지지 않는다.

도 2a를 참조하면, 추가적인 대안적인 예시적인 실시형태는, 도 1a에 대해서 전술한 바와 같이, 후방-대-후방 트러스터 코일(102B, 102C) 및 컵(102D, 102E)을 포함할 수 있다.

도 2b를 참조하면, 모터(100)의 추가적인 대안적인 예시적인 실시형태는 하나 이상의 트러스터 코일(130)의 적어도 일부를 중심으로 동축적으로 배치된 하나 이상의 포서 코일(131)을 포함할 수 있고, 트러스터 코일은 중앙 샤프트(101)에 고정적으로 부착되고 그에 의해서 트러스터 코일(들)(130)의 외부 주변부의 적어도 일부와 포서 코일(들)(131)의 내부 주변부의 적어도 일부 사이에서 갭(132)을 형성한다. 중앙 샤프트(101)는 비-철계 재료일 수 있다. 포서 코일(들)(131)은, 모터(100)의 적용예 및/또는 동작 환경과 양립 가능한 방식으로 제 위치에 고정될 수 있다.

예를 들어, 포서 코일(들)(131)이 고정적으로 부착될 수 있고 또한 포서 코일(들)(131), 트러스터 코일(들)(130), 및 트러스터 코일(들)(130)이 부착되는 샤프트(101)의 적어도 일부를 완전히 또는 실질적으로 포함하거나 달리 둘러쌀 수 있는 하우징(104)이 이용될 수 있고, 그러한 하우징은 샤프트(101)가 모터 동작 중에 진동함에 따라 샤프트(101)의 극단부들이 이동할 수 있게 하는 개구(104A)를 포함한다. 대안적으로, 당업자에게 명확한 바와 같이, 완전한 또는 실질적인 외장 대신 다양한 다른 장착 구조물을 이용하여, 포서 코일(들)(131) 및/또는 모터(100)를 호스트 시스템 또는 기계(미도시)에 고정할 수 있고, 진동하는 샤프트(101)를 이동 가능하게 안정화하도록 적절히 구성된 하나 이상의 개구(104A)를 제공할 수 있다.

도 2c를 참조하면, 추가적인 대안적인 예시적인 실시형태는, 슬리브(133)(예를 들어, 철계 관형 슬리브)에 고정적으로 부착된 하나 이상의 포서 코일(131)을 포함할 수 있다. 포서 코일(들)(131) 및 슬리브(133)는, 함께, 중앙 샤프트(101)를 중심으로 동축적으로 배치되고, 이를 중심으로 하나 이상의 트러스터 코일(130)이 동축적으로 고정 부착될 수 있고, 갭(132)에 의해서 분리된다. 포서 코일(들)(131)은 또한 철계 관형 슬리브(133)의 외부 주변부의 적어도 일부에 고정적으로 부착될 수 있다. 앞서 주목한 바와 같이, 다양한 형태의 장착 구조물을 이용하여 포서 코일(들)(131) 및/또는 모터(100)를 호스트 시스템 또는 기계(미도시)에 고정할 수 있고, 진동 샤프트(101)를 이동 가능하게 안정화시킬 수 있다.

도 2d를 참조하면, 추가적인 대안적인 예시적인 실시형태는, 샤프트(101)를 중심으로 동축적으로 배치된 하나 이상의 트러스터 코일(130)을 포함할 수 있다. 트러스터 코일(130)은, 샤프트(101)에 다시 고정 부착될 수 있는 비-철계 디스크(135)를 일체로 포함하거나 그에 고정적으로 부착될 수 있는 비-철계 중공형 코일 형태부(137)를 중심으로 권선될 수 있다. 하나 이상의 포서 코일(131)은 용기(예를 들어, 환형 컵-유사 구조물)(134) 내측에 권선될 수 있고, 이들 모두는 샤프트(101)를 중심으로 동축적으로 배치될 수 있고, 트러스터 코일(들)(130) 및 코일 형태부(137)의 진입 및 진동을 허용하는 개구부를 가지며, 트러스터 코일(130)의 내부 및 외부 주변부의 적어도 일부, 용기(134)의 내부 부분(138) 및 외부 부분(139), 그리고 포서 코일(131)의 외부 주변부의 적어도 일부 사이에서 갭(132)을 형성한다. 앞서 주목한 바와 같이, 다양한 형태의 장착 구조물을 이용하여 포서 코일(들)(131) 및/또는 모터(100)를 호스트 시스템 또는 기계(미도시)에 고정할 수 있고, 진동 샤프트(101)를 이동 가능하게 안정화시킬 수 있다. 철계 용기(134)의 경우에, 그 내부 부분(138) 및 외부 부분(139)은, 하나 이상의 포서 코일(131) 내의 전류 유동에 의해서 생성된 내부 자극(magnetic pole)(138) 및 외부 자극(139)로서의 역할을 할 수 있다.

도 2e를 참조하면, 추가적인 대안적인 예시적인 실시형태는, 개구(104A)를 통해서 길이방향으로 진동하는 샤프트(101)를 중심으로 동축적으로 배치되고 그에 고정 부착된 하나 이상의 트러스터 코일(130)을 포함할 수 있다. 트러스터 코일(들)(130)은, 샤프트(101)에 다시 고정 부착될 수 있는 비-철계 디스크(135)를 일체로 포함하거나 그에 고정적으로 부착될 수 있는 비-철계 코일 형태부(137) 상에 권선될 수 있다. 하나 이상의 포서 코일(131)이, 트러스터 코일(들)(130)과 용기(134) 사이에서 갭(136)을 제공하고 트러스터 코일(들)(130) 및 코일 형태부(137)의 이동 및 진동을 허용하는 환형 개구부를 가지는 철계 용기(134) 내측에서 권선될 수 있다. 하우징(104)이 사용되는 경우에, 용기(134)는 하우징(104)에 고정 부착될 수 있다. 그러나, 앞서 주목한 바와 같이, 다양한 형태의 장착 구조물을 이용하여 포서 코일(들)(131) 및/또는 모터(100)를 호스트 시스템 또는 기계(미도시)에 고정할 수 있고, 진동 샤프트(101)를 이동 가능하게 안정화시킬 수 있다.

도 2f를 참조하면, 추가적인 대안적인 예시적인 실시형태는, 개구(104A)를 통해서 길이방향으로 진동하는 샤프트(101)를 중심으로 동축적으로 배치되고 그에 고정 부착된 하나 이상의 트러스터 코일(130)을 포함할 수 있다. 트러스터 코일(들)(130)은, 샤프트(101)에 다시 고정 부착될 수 있는 비-철계 디스크(135)를 일체로 포함하거나 그에 고정적으로 부착될 수 있는 비-철계 중공형 코일 형태부(137) 상에 권선될 수 있다. 하나 이상의 포서 코일(131)이, 트러스터 코일(들)(130)과 용기(134) 사이에서 갭(136)을 제공하고 트러스터 코일(들)(130) 및 코일 형태부(137)의 이동 및 진동을 허용하는 환형 개구부를 가지는 철계 용기(134) 내측에서 권선될 수 있다. 하우징(104)이 사용되는 경우에, 용기(134)는 하우징(104)에 고정 부착될 수 있다. 그러나, 앞서 주목한 바와 같이, 다양한 형태의 장착 구조물을 이용하여 포서 코일(들)(131) 및/또는 모터(100)를 호스트 시스템 또는 기계(미도시)에 고정할 수 있고, 진동 샤프트(101)를 이동 가능하게 안정화시킬 수 있다.

도 3을 참조하면, 추가적인 대안적인 예시적인 실시형태가 ICE의 밸브 스템에 대한 연결부를 포함할 수 있다. 대안적으로, 그러한 실시형태는 ICE의 밸브 스템의 주위에 설치될 수 있다. 예를 들어, 도 1, 도 1a, 도 2 또는 도 2a의 선형 모터(100)는, ICE 헤드(116)에 자체적으로 부착되는 외부 하우징(110)에 부착될 수 있고, 선형 모터(100)의 중앙 샤프트(101)는 커플링(111)을 통해서 ICE의 밸브 스템(112)에 부착되어, 밸브 헤드(114)를 ICE 헤드(116) 내의 밸브 시트(115) 상에서 폐쇄되는 것으로부터 완전히 개방된 것으로 그리고 그 사이의 모든 위치로 진동시킬 수 있다. 서비스 가능 밸브 안내부(113)가 ICE 헤드(116) 내에 고정되어 ICE 밸브 스템(112)을 정확하게 배치할 수 있다.

전술한 바와 같이, 선형 모터의 샤프트는, 포서 코일에 의해서 그 트러스터 코일 상에 부여된 자력에 따라 진동하도록 구성된 왕복 샤프트일 수 있다. 그러나, 추가적인 예시적인 실시형태에 따라, 외부 코일 조립체가 왕복할 때 중앙 샤프트 및 그 (내부) 코일이 고정 위치에서 유지될 수 있다.

도 3a를 참조하면, 잘 알려진 과학적 원리에 따라, 자기장이 의도대로 생성될 수 있다. 보다 특히, 본 예시적인 실시형태의 목적을 위해서, 각각의 포서 코일 및 트러스터 코일은 전기 전도체(예를 들어, 금속 와이어의 절연된 스트랜드)의 다수의 루프로 이루어진 코일(C)로서 구현될 수 있고, 코일 상에서 전압(V)을 생성하기 위해서 제어 전류(I)가 그러한 코일 내로 인가된다. (여기에서, 코일(C)은 간결함을 위해서 하나의 루프로 도시되어 있으나, 실질적인 적용예에서 더 강한 자기장을 생성하기 위해서 다수의 루프가 이용될 것임을 용이하게 이해할 것이다.) 이러한 전류(I)는 또한 대향되는 북극(N) 및 남극(S)을 가지는 자기장을 생성한다. 여기에서 도시된 바와 같이, 코일(C)의 2개의 단자(T1, T2)에 인가된 전류(I)의 극성을 반전시키는 것은, 코일(C)을 통한 전류(I) 유동의 방향 변화를 유발하고, 이는 다시 북극(N) 및 남극(S)의 반전을 유발한다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 이러한 원리는, 유리하게, 코일들을 함께 끌어 당기는 인력을 생성하는 것이 요구될 때 반대되는 극들(북극(N) 및 남극(S))이 서로 대면되도록, 그리고 척력을 생성하여 코일들을 서로 밀어내는 것이 요구될 때 유사 극들(북극(N) 및 북극(N), 또는 남극(S) 및 남극(S))이 서로 대면되도록, 여러 포서 코일 및 트러스터 코일을 에너지화하는 것에 의해서 이용된다.

그러한 제어 전류(I)는, 비제한적으로, 직류(DC), 진폭 변조(AM), 주파수 변조(FM), 위상 변조(PM), 펄스 폭 변조(PWM), 펄스 밀도 변조(PDM), 펄스 주파수 변조(PFM), 위상 편이 키잉(PSK) 또는 주파수 편이 키잉(FSK)을 포함하는, 다양한 형태로 적용될 수 있다. 당업계에 알려진 원리에 따라, 그러한 제어 전류(I)가 생성되거나 적절한 코일(들)에 제공되는 특정 방식은, 모터 시스템 또는 조립체의 설계 및 구성뿐만 아니라 그 동작 특성 또는 동작 환경에 의해서 부여되는 다양한 제약에 따라서 달라질 수 있고/있거나 그에 의해서 달리 제시될 수 있다.

도 4를 참조하면, 예시적인 실시형태에 따라, 본원에서 설명되는 바와 같은 선형 모터는, 밸브의 이동을 제어하기 위해서 애플리케이션 제어 유닛(ACU)(117)을 이용하는 ICE에 적용될 수 있고, 이때, ICE가 내부에 설치된 시스템, 예를 들어 자동차, 발전기, 트럭 등을 위한 전체 제어 유닛(OCU)(121)으로부터 ACU(117)로 입력된다. 이러한 적용예에서, 선형 모터 샤프트는 ICE 밸브 샤프트에 고정적으로 연결될 수 있거나, 선형 모터는 밸브 스템 주위에 설치될 수 있다. 애플리케이션 센서(119)에 의해서 수집되는 데이터는, 비제한적으로, 크랭크샤프트 위치, 엔진 속력, 비-차량 적용예에서의 가속기(accelerator) 위치 및/또는 스로틀 명령, 그리고, 예를 들어, 입력 인터페이스 모듈(118)에 직접 연결되지 않는 한, 적용예를 위한 알고리즘을 포함할 수 있고 적용예에 특정된 다른 센서로부터 데이터를 수신할 수 있는 OCU(120)로부터의 입력을 포함할 수 있다. ACU(117)는, 적절한 전압, 극성 및 지속시간을 포함하여, 상부 포서 코일(103), 하부 포서 코일(109) 및 트러스터 코일(들)(102)을 구동하는 때 및 구동하는 방법에 관한 입력을, 애플리케이션 센서(119) 및 OCU(121)로부터 결정한다. 도 2에 도시된 부가적인 코일 세트(상부 포서 코일(106) 및 트러스터 코일(105), 그리고 하부 포서 코일(108) 및 트러스터 코일(107))가 임의의 주어진 적용예에서 이용될 수 있거나 이용되지 않을 수 있다. 이러한 부가적인 코일 세트는, 사용되는 경우에, ACU(117)에 의해서 제어되는 독립적인 파워 공급부(미도시)에 의해서 구동될 수 있다. ACU(117)는 또한, 적용예에 따라, 애플리케이션 센서(119)로부터 OCU(121)로 다시 정보를 전송할 수 있다. OCU(121)는 이러한 예에서 ICE를 위해서 연료 및 점화를 제어한다. 전술한 바와 같이, ACU(117)는 코일 조립체(102, 103, 109)를 선택적으로 에너지화하여, 선형 모터 샤프트(101)가, 특정 속력 및 가속도를 가지고, 특정 시간에 특정 위치로 이동되게 한다. 이러한 매개변수의 각각은 각각의 밸브에 대해서 독립적으로 제어될 수 있고, 또한 단일 행정 중에 그리고 하나의 행정과 다음 행정 사이에서 변경될 수 있다.

예를 들어, 선형 모터 샤프트(101)는, 밸브 헤드(114)가 밸브 시트(115)와 접촉되기 직전에 제어 가능하게 서행(감속)될 수 있고, 그에 따라 밸브 헤드는 과다한 힘으로 시트(115)와 강하게 충돌하지 않으며, 그러한 강한 충돌은 비효율적일 수 있고 밸브를 손상시킬 수 있다. 이러한 완충 효과는, 그러한 밸브 이동을 감쇠시키지 않는 밸브 조립체에 비해서, 엔진의 수명을 연장할 수 있다. 또한, 그러한 감쇠 효과(들)는, 스프링 또는 다른 기계적 디바이스가 필요 없이, 달성될 수 있고, 그에 의해서 밸브 트레인의 복잡성 및 전체적인 비용을 최소화할 수 있다.

도 5를 참조하면, 예시적인 실시형태에 따라, 본원에서 설명된 바와 같은 선형 모터는, 엔진 제어 유닛(ECU)(125)에 의해서 제어되고 차량의 버스 네트워크(127)에 연결되는 모터 차량의 ICE의 밸브에 적용될 수 있다. ACU(117) 및 OCU(121)(도 4)의 기능을 포함할 수 있는 ECU(125)는, 버스 네트워크(127)를 통해서, ICE로부터 직접적으로 센서 데이터(126)를 그리고 차량을 위한 애플리케이션 센서(119)로부터 차량 데이터를 수신할 수 있고, 그에 따라 ECU(125)가 희망 성능을 위해서 ICE 밸브 이동, 연료 주입 및 점화를 제어할 수 있게 한다. 모터 차량은 자동차, 버스, 트럭, 모터사이클, 트랙터 또는 험지용 차량과 같은 오프-로드 차량, 보트 또는 항공기일 수 있다. 도시된 ICE는 하나의 입력 밸브 및 하나의 배기 밸브를 가지나, 다수의 입력 밸브 및/또는 배기 밸브가 동일 제어 기능으로 동작될 수 있다.

도 6을 참조하면, 예시적인 실시형태에 따라, 소프트웨어 프로그램 로직이 본원에서 설명된 바와 같은 선형 밸브 작동기 시스템에 적용될 수 있다. 이는, 초기 설계 및 프로그래밍 중에 제어 시스템과 동작 가능하게 통신하는 그래픽 사용자 인터페이스를 통해서 차량 ICE 동작 매개변수를 변경하기 위해서 제조자에 의해서 이용될 수 있다. 진단 애플리케이션(200)이 먼저 개시된다. 애플리케이션은, 예를 들어, 시동, 스로틀 조정 및 분당 엔진 회전수(RPM)와 같은 핵심 동작 매개변수의 디지털 판독을 포함하는, 복수의 버튼 및 게이지를 사용자에 제시하는 것(204)에 의해서, 사용자와 상호 작용하기 위한 그래픽 사용자 인터페이스 상에서 렌더링될 수 있다(202).

센서 하드웨어 인터페이스 모듈(118)이, 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 이용될 수 있고, 적절한 프로세서에 연결될 수 있고/있거나 차량 버스 네트워크(127)에 직접적으로 그리고 이러한 버스로부터 적절한 프로세서에 연결될 수 있다. 센서 하드웨어 인터페이스 모듈이 센서 데이터(126)를 수집할 수 있고, 필요한 경우에, 이를, 프로그램 로직을 실행할 때, 프로세서에 의해서 이용될 수 있도록, 적절한 포맷으로 변환한다. 차량 또는 적용예로부터의 부가적인 센서가 차량 버스 네트워크(127)를 통해서 연결될 수 있다.

ICE의 시동 시에, 시동 엔진 제어 앱(200)이 개시되고, 애플리케이션 성능 업데이트가 디스플레이로 루프화되고(looped)(204), 점화 시퀀스 프로그램(205)이 애플리케이션 어드레스 공간에서 런칭되고(208), 제어 스케쥴이 공유 메모리 하드웨어 백플레인로부터 검색되며(209), 애플리케이션 어드레스 공간 프로세서(들)는 프로그래밍된 밸브 동작, 연료 전달, 점화 및 엔진 크랭크의 시작을 명령한다. 엔진을 턴 오프하는 것은 정지 시퀀스가 개시되게 하고(206), 이는 애플리케이션 어드레스 공간이 엔진을 차단하도록 지시하고, 애플리케이션은 종료된다(207).

도 7을 참조하면, 예시적인 실시형태에 따른 개방/폐쇄 시퀀스의 로직이 적용되어 ICE 내의 밸브의 이동을 제어할 수 있다. 이러한 로직은 다수-밸브 적용예에서 각각의 밸브에 대해서 복제될 수 있고, 그에 따라 각각의 밸브가 개별적으로 제어될 수 있다. 밸브 타이밍 시퀀스 데이터가 판독되고(300), 폐쇄 제어 루프 내로 입력된다(302). 제어 루프는 밸브를 ("상승"으로 종종 지칭되는) 미리 규정된 길이 또는 높이로 개방하도록 하는 명령(304), 및 미리 결정된 지속시간 후에 밸브를 폐쇄하도록 하는 명령(306)을 포함할 수 있다. 밸브 개방 명령(304)이 선형 모터에 주어지는 경우에, 선형 모터는 개방 시퀀스(308)를 따른다. 밸브 폐쇄 명령(306)이 선형 모터에 주어지는 경우에, 선형 모터는 폐쇄 시퀀스(310)를 따른다.

일 예에서, 개방 시퀀스(308)에서, 제어기는 제1 제어 전류로 코일을 에너지화하여 밸브를 제1의 가속률로 미리 결정된 개방 위치를 향해서 가속시킨다(314). 미리 결정된 이동 지점에서, 제어기는 제1 제어 전류와 반대되는 극성을 가지는 제2 전류로 포서 코일을 에너지화하여, 밸브를 미리 결정된 개방 위치 부근의 위치에서 0까지 감속시킨다. 이어서, 제어기는 제3 전류로 포서 코일을 에너지화하여, 밸브를 상승시키고 미리 결정된 지속시간 동안 미리 결정된 개방 위치("상승")에서 유지한다. 폐쇄 시퀀스(310)에서, 제어기는 제4 제어 전류로 포서 코일을 에너지화하여 밸브를 제2의 가속률로 폐쇄 위치를 향해서 가속시킨다(320). 미리 결정된 이동 지점에서, 제어기는 제4 제어 전류와 반대되는 극성을 가지는 제5 전류로 포서 코일을 에너지화하여, 밸브를 밸브 시트 바로 위의 위치에서 (예를 들어, 0까지) 감속시킨다(322). 이어서, 제어기는 제6 전류로 포서 코일을 에너지화하여, 밸브를 그 시트에 대항하여(against) 부드럽게 안착시키고 밸브를 안착 위치(324)에서 유지한다. 대안적으로, 부드러운 안착 단계(324)가 생략될 수 있고, 감속 단계(322)를 이용하여 밸브를 완전히 안착시킬 수 있고, 이때, 포서 코일 전류 극성이 스위칭되어 개방 명령이 수신될 때까지 밸브를 폐쇄 위치에서 유지한다.

예시적인 실시형태에 따라, 본원에서 설명된 바와 같은 선형 모터 코일들이 상이한 방식으로 구동되어 희망 작용을 달성할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같은 예시적인 실시형태에 따라, 중앙 샤프트(101)의 상향 이동을 위해서, 상부 포서 코일(103)은 중앙 샤프트 트러스터 코일(102)을 끌어 당기도록 구동될 수 있다. 이러한 상향 이동에서 큰 파워를 위해서, 하부 포서 코일(109)은, 동시에, 중앙 샤프트 트러스터 코일(102)을 밀어 내도록 구동될 수 있다. 3개의 코일 모두에서의 전류의 극성 및 크기를 변경하여, 중앙 샤프트(101)의 이동률, 그 이동 거리, 그리고 이어서 상향 이동의 정지 및 임의의 희망 위치에서의 중앙 샤프트(101)의 유지를 정확하게 관리할 수 있다. 인가되는 파워를 증가시키기 위해서, 중앙 샤프트 트러스터 코일(102)은, 상부 포서 코일(103) 및 하부 포서 코일(109)을 밀어 내고 끌어 당기기 위해서 함께 또는 별도로 구동될 수 있는 다수의 코일(102B, 102C)(도 1a)로서 구현될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같은 예시적인 실시형태에 따라, 중앙 샤프트(101)가 완전 개방 또는 완전 폐쇄 위치에 근접함에 따라, 포서 코일(103, 109) 및 트러스터 코일(들)(102)이 탈-에너지화될 때, 부가적인 개방 유지 코일(107, 108), 및 폐쇄 유지 코일(105, 106)이 에너지화되어, 중앙 샤프트(101)를 감속시키고, 부드럽게 정지시키며, 완전 개방 또는 완전 폐쇄 위치에서 유지할 수 있다. "개방" 및 "폐쇄"라는 용어는 단지 교번적인 방향들을 따른 선형 모터의 전체적인 이동을 나타내기 위해서 사용되고, 여기에서 다른 의미는 가지지 않는다.

예시적인 실시형태에 따라, 본원에서 설명된 바와 같은 선형 모터 코일이 수 많은 방식으로 구동되어, 다양한 가속 및 감속 속도 및 프로파일, 및/또는 모션 벡터와 같은, 희망하는 응답 작용을 달성할 수 있다. 예를 들어, 도 2b 내지 도 2f와 관련된 예시적인 실시형태에 따라, 중앙 샤프트(101)의 희망 이동은, 코일(130, 131)이 교번적으로 서로를 끌어 당기고 밀어 내고 그에 의해서 트러스터 코일(130) 및 중앙 샤프트(101)가 함께 고정 포서 코일(131) 내에서 또는 달리 그에 대해서 이동(예를 들어, 활주)하도록, 그에 따라 코일(130, 131)의 서로 인접하거나 근접한 부분들 사이의 유효 중첩 또는 거리가 커지거나 작아지도록, 포서 코일(131) 및 트러스터 코일(130)을 구동하는 것에 의해서 달성될 수 있다. 예를 들어, 본원에서 설명된 바와 같이, 코일(130, 131)에 인가되는 전압의 극성 및 크기를 변경하여 샤프트(101)의 이동 및 속도를 개시 및 제어할 수 있고, 다시 변경하여 샤프트(101)를 하나 이상의 희망 위치에서 종료 및 유지할 수 있고, 이어서 (예를 들어, 샤프트(101)를 그 원래의 위치로 복귀시키고 그 곳에서 유지하기 위한 반전 동작에서) 다시 변경하여 샤프트(101)의 이동 및 속도를 추가적으로 개시, 제어 및 종료시킬 수 있다.

예를 들어, 개방 시퀀스(308)에서, 컴퓨터 또는 제어기가 독립적인 제1 포서 전류로 포서 코일을 그리고 독립적인 제1 트러스터 전류로 트러스터 코일(들)을 에너지화하여, 밸브 헤드가 밸브 시트로부터 멀어지는 방향으로 이동되게 할 수 있다(312). 따라서, 밸브는 초기 레이트(initial rate)로 가속된다(314). 미리 결정된 이동 지점에서, 컴퓨터 또는 제어기는 반대 극성을 가지는 독립적인 제2 전류로 포서 코일을 에너지화하여(316), 밸브가 미리 결정된 개방 위치(행정)에서 정지될 때까지 밸브를 감속시킬 수 있다. 이어서, 제어기 또는 컴퓨터는 제3 독립적 전류로 포서 코일을 에너지화하여, 폐쇄 신호를 수신할 때까지, 밸브를 제 위치에서 유지할 수 있다(310). 이러한 예에서, 도 2에 도시된 바와 같은 선형 모터는 최대 상승 방향(폐쇄)의 중앙 샤프트로 시작할 수 있고 에너지화 전류(들)에 응답한 하향 이동에 의해서 개방될 수 있다. 예를 들어, 이는, 제1 독립적 전류로 상부 포서 코일(103)을 트러스터의 제1 극성과 동일한 제1 자기 극성으로 에너지화하면서, 트러스터 코일의 제1 자기 극성을 생성하는 제1 독립적 전류로 트러스터 코일(102)을 에너지화하고, 그에 의해서 고정 상부 포서 코일과 이동되는 중앙 샤프트에 부착된 트러스터 코일 사이에서 반대되는 자력을 생성하고, 동시에 제1 독립적 전류로 하부 포서 코일(109)을 트러스터의 제1 극성에 반대되는 제1 자기 극성으로 에너지화하며, 그에 의해서 정지 하부 포서 코일과 이동 중앙 샤프트에 부착된 트러스터 코일 사이에서 인력적인 자력을 생성하는 것에 의해서 이루어질 수 있다. 중앙 샤프트가 희망 이동 거리(행정)에 접근함에 따라, 상부 및 하부 포서 코일 내의 개별적인 제1 전류가 독립적인 제2 전류로 반전되어 중앙 샤프트를 감속 및 정지시킬 수 있고, 그러한 지점에서 포서 코일 및 트러스터 코일 내의 전류가 다시, 트러스터 및 중앙 샤프트의 미리 결정된 위치에 의해서 결정되는 바와 같은, 개별적인 제3 전류로 변경될 수 있고, 그에 따라 중앙 샤프트를 제 위치에서 희망 지속시간 동안 유지할 수 있다. 개방 지속시간의 종료 시에, 코일이 개별적인 제4 전류로 에너지화되고, 그에 따라 상부 포서 코일은 트러스터 코일을 위쪽 방향으로 끌어 당기고 하부 포서 코일은 트러스터 코일을 밀어 내며, 이어서 포서 코일 전압을 개별적인 제5 전류로 반전시켜 완전한 상향 위치 부근에서 중앙 샤프트를 서행시키고, 최종적으로 개별적인 제6 전류로 포서 코일을 에너지화하여 밸브를 부드럽게 안착시키고 이를 폐쇄 위치에서 유지한다.

대안적으로, 선형 모터가 유지 코일을 구비하는 경우에, 포서 코일(103 및 109) 및 트러스터 코일(102)이 탈-에너지화될 수 있고 유지 코일(105, 106)이 개별적인 제1 전류로 개별적으로 에너지화되어 중앙 샤프트를 완전 상향 위치 내로 부드럽게 당길 수 있고, 이어서 개별적인 제2 전류로 에너지화되어, 코일 내에서 반대 자기 극성들을 생성하기 위해서 코일을 개별적으로 에너지화하는 것에 의해서 그리고 중앙 샤프트가 먼저 폐쇄 위치로 부드럽게 이동하고 이어서 그러한 폐쇄 위치에서 유지될 때 인력적 자력을 조정하기 위해서 코일 내의 전류를 변경하는 것에 의해서, 중앙 샤프트를 그 곳에서 유지한다. 본원에서 설명된 바와 같은 선형 모터는, 주어진 적용예를 위한 제어 시스템에 의해서 명령되는 것에 따라, 매우 짧은 행정으로부터 최대 행정까지 임의의 거리를 이동할 수 있고, 이어서 그러한 개방 위치에서 유지될 수 있고 이어서 원래의 위치로 복귀될 수 있다.

전술한 모든 언급은 단일 또는 다수의 포서 코일, 단일 또는 다수의 트러스터 코일, 및 단일 또는 다수의 개방-유지 및/또는 폐쇄 유지 코일 세트(사용되는 경우)를 포함하고, 모든 실시형태에 적용된다.

도 8을 참조하면, 추가적인 예시적인 실시형태에 따라, 본원에서 설명된 바와 같은 선형 모터는, 컴퓨터의 밸브 타이밍 시퀀스 프로그램, 코일 작동기, 센서, 메모리 및 (컴퓨터의 메모리에 저장된 소프트웨어일 수 있는) 엔진 효율 모듈을 포함하는, ICE 관리 시스템의 몇몇 구성요소의 측면에서, ICE의 밸브 및 밸브 작동 프로세스 흐름의 일부에 적용될 수 있다. 타이밍 시퀀스 프로그램은 전술한 타이밍 시퀀스 데이터 판독 단계(300), 밸브의 개방을 명령하기 위해서 폐쇄 루프 시퀀스(302)를 입력하는 단계(304), 및 밸브의 폐쇄를 명령하는 단계(306)를 포함한다. 코일 작동기 로직 동작은 전술한 개방 시퀀스의 단계(308), 밸브를 개방 유지하는 단계(318), 폐쇄 시퀀스(310), 및 밸브를 폐쇄 유지하는 단계(324)를 포함한다.

ICE가 동작될 때, 복수의 센서(326)(예를 들어: 스로틀 위치, 엔진 속력(RPM), 엔진 냉각제 온도, 배기 가스 산소 레벨, 흡기 공기 유량계, 노킹 센서, 기압 센서, 클러치 위치 센서, 변속기 기어 센서, 차량 부하 등을 포함)가 그 각각의 데이터를 컴퓨터의 메모리 모듈(330)의 센서 메모리 지역(328)에 송신한다. 점화 시퀀스 데이터(332)가 또한 메모리(330) 내에 저장된다.

엔진 효율 모듈(334) 또는 로직이 또한 컴퓨터 내에 또는 독립 모듈의 일부로서 포함된다. 이러한 모듈은, 컴퓨터에 포함된 프로세서에 의해서 판독 및 실행될 수 있는 비-일시적 메모리 내에서 프로그래밍된 실행 가능 소프트웨어 코드로서 형성될 수 있다. 엔진 효율 모듈(334)은 센서 데이터 및 점화 시퀀스 데이터의 일부 또는 전부를 메모리로부터 판독하는 단계(336)를 포함한다. 검색된 데이터의 패턴이 식별되고, 점화 시퀀스 데이터가 데이터 검색 및 패턴 매칭 단계(336)에 따라서 메모리 지역에서 업데이트된다(332). 이어서, 주기적으로 웨이크 업(woken up)될 때까지(342), 모듈(334)이 종료된다(340). 주기적인 웨이크 업 신호는 설정된 시간 주기(예를 들어, 초당 몇 번)에 응답하는 타이머에 의해서 또는 크랭크샤프트의 몇 번의 회전 마다 또는 컴퓨터의 프로세서의 몇 번의 클록 사이클 마다 제공될 수 있다. 전술한 시스템 및 로직은, 매우 다양한 동작 조건 및 변수를 기초로 밸브의 타이밍 및 이동을 동적으로 조정하는 제어 디바이스를 제공한다. 엔진 효율 모듈(334)이 모터 차량의 사용자에 의해서 또는 비-모터 차량 적용예를 위한 애플리케이션 제어기에 의해서 연속적으로 조정되어, 경제성, 파워, 최소 방출, 또는 이들의 임의의 조합을 위해서 엔진 성능을 희망에 따라 최대화할 수 있다.

ICE가 또한, 제어기에 의해서 결정된, 동작 속력, 또는 주파수와 함께, 전술한 바와 같은 다수의 선형 모터를 이용하여 개방 루프 모드로 동작될 수 있고, 지속시간은 동작 주파수의 기간의 일정 비율(예를 들어, 백분율)일 수 있다. (예를 들어, 호스트 ICE의 회전 주파수와 관련된) 동작 주파수가 ICE의 조작자에 의해서 수동으로 선택될 수 있다. 그러한 선택된 주파수는, 연료 전달을 제어하여 희망 동작 주파수를 유지하기 위해서, ECU에 제공되고 ECU를 프로그래밍하는 크랭크샤프트 위치 센서 또는 다른 센서로부터의 신호에 따라 유지될 수 있다.

이러한 시스템 로직을 이용할 때, 전자 밸브 제어 컴퓨터의 비-일시적 메모리 상의 프로그래밍된 로직에 의해서 제어됨에 따라, 밸브 위치, 중앙 샤프트의 속도 및 가속도가 밸브 행정 중에 그리고 행정 마다 변경될 수 있다.

가장 실용적이고 바람직한 예시적인 실시형태인 것으로 현재 간주되는 것과 관련하여 본 발명을 설명하였지만, 당업자는, 본 발명이 개시된 예시적인 실시형태로 제한되지 않는다는 것을 명확하게 이해할 것이다. 당업자는, 본 개시 내용의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고도, 많은 수정 및 동등한 배열이 이루어질 수 있다는 것을 명확하게 이해할 것이며, 그러한 범위는 모든 동등한 구조 및 제품을 포함하도록 첨부 청구항의 가장 넓은 해석에 따를 것이다.

본 발명에 대한 청구항을 해석하는데 있어서, "~하기 위한 수단" 또는 "~를 위한 단계"의 구체적인 용어가 청구항에 기재되지 않는 한, 35 U.S.C.의 제6 항의 섹션 112의 규정이 적용되지 않을 것임이 분명하다.

Claims

선형 모터를 포함하는 장치이며:
길이방향 축 및 대향되는 제1 샤프트 단부 및 제2 샤프트 단부를 가지는 샤프트 부재;
상기 대향되는 제1 샤프트 단부와 제2 샤프트 단부 사이의 상기 샤프트 부재의 부분을 중심으로 동축적으로 배치되고 그에 부착되는 적어도 하나의 트러스터 코일;
상기 샤프트 부재의 다른 부분을 중심으로 동축적으로 그리고 상기 트러스터 코일의 외부 주변부의 외측에 배치되는 적어도 하나의 포서 코일; 및
상기 트러스터 코일과 상기 포서 코일 사이의 갭을 포함하는, 장치.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 포서 코일은 상기 트러스터 코일의 상기 외부 주변부의 적어도 일부를 중심으로 동축적으로 배치되고 상기 갭을 형성하는, 장치.
제1항에 있어서,
상기 갭의 적어도 일부를 중심으로 동축적으로 배치된 슬리브 부재를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 포서 코일은 상기 슬리브 부재의 외부 주변부에 부착되는, 장치.
제3항에 있어서,
상기 슬리브 부재가 철계 슬리브를 포함하는, 장치.
제1항에 있어서,
하우징을 더 포함하고;
상기 적어도 하나의 포서 코일의 외부 주변부의 적어도 일부가 상기 하우징의 적어도 일부에 부착되고;
상기 하우징은, 상기 길이방향 축을 중심으로 동축적으로 배치된 제1 개구 및 제2 개구를 각각 가지는, 대향되는 제1 하우징 부분 및 제2 하우징 부분을 포함하고; 그리고
상기 제1 샤프트 단부 및 제2 샤프트 단부는 상기 제1 개구 및 제2 개구를 통해서 상기 하우징으로부터 각각 돌출되는, 장치.
제5항에 있어서,
상기 하우징은 철계 하우징을 포함하는, 장치.
제1항에 있어서,
하나 이상의 기계적 구조물을 더 포함하고, 상기 기계적 구조물은:
상기 포서 코일이 고정적으로 부착되는 제1 부분; 및
상기 제1 샤프트 단부 및 제2 샤프트 단부 중 하나에 근접한 개구를 포함하고 상기 샤프트 부재의 길이방향 진동을 이동 가능하게 안내하도록 구성된 제2 부분을 포함하는, 장치.
제1항에 있어서,
적어도 하나의 전기 파워 공급원; 및
상기 적어도 하나의 전기 파워 공급원과 상기 적어도 하나의 포서 코일 및 상기 적어도 하나의 트러스터 코일 사이에서 전기적으로 커플링된 파워 제어기를 더 포함하는, 장치.
제1항에 있어서,
상기 샤프트 부재는 내연기관용 포핏 밸브의 스템을 포함하는, 장치.
제1항에 있어서,
상기 샤프트 부재를 내연기관용 포핏 밸브의 스템과 기계적으로 결합시키도록 구성된 기계적 커플링을 더 포함하는, 장치.
선형 모터를 포함하는 장치이며:
길이방향 축 및 대향되는 제1 샤프트 단부 및 제2 샤프트 단부를 가지는 샤프트 부재;
개방 코일 지지 부재로서,
상기 샤프트 부재의 적어도 일부를 중심으로 동축적으로 배치되는 제1 지지 부분, 및
상기 샤프트 부재에 부착되는 제2 지지 부분을 포함하는, 개방 코일 지지 부재;
상기 제1 지지 부분을 중심으로 동축적으로 배치되고 그에 부착되는 적어도 하나의 트러스터 코일;
상기 샤프트 부재의 다른 부분을 중심으로 동축적으로 그리고 상기 트러스터 코일의 내부 주변부의 적어도 일부의 내측에 적어도 부분적으로 배치되는 적어도 하나의 포서 코일; 및
상기 트러스터 코일과 상기 포서 코일 사이의 갭을 포함하는, 장치.
제11항에 있어서,
상기 적어도 하나의 포서 코일을 포함하는 용기를 더 포함하는, 장치.
제12항에 있어서,
상기 용기가 철계 용기를 포함하는, 장치.
제11항에 있어서,
상기 제2 지지 부분은 상기 대향되는 제1 샤프트 단부 및 제2 샤프트 단부 사이에서 상기 샤프트 부재에 부착되는, 장치.
제11항에 있어서,
상기 제2 지지 부분은 상기 제1 샤프트 단부 및 제2 샤프트 단부 중 하나에 부착되는, 장치.
제11항에 있어서,
제2 지지 부분과 관련하여, 상기 적어도 하나의 포서 코일이 근위 포서 코일 부분 및 원위 포서 코일 부분을 포함하는, 장치.
제11항에 있어서,
상기 적어도 하나의 포서 코일이 추가적으로, 상기 트러스터 코일의 외부 주변부의 적어도 일부의 외측에 적어도 부분적으로 배치되는, 장치.
제11항에 있어서,
상기 길이방향 축을 중심으로 동축적으로 배치된 개구를 가지는 부분을 포함하는 하우징을 더 포함하고, 상기 제1 샤프트 단부 및 제2 샤프트 단부 중 하나가 상기 개구를 통해서 상기 하우징으로부터 돌출되는, 장치.
제11항에 있어서,
상기 제1 샤프트 단부 및 제2 샤프트 단부 중 하나에 근접한 개구를 포함하고 상기 샤프트 부재의 길이방향 진동을 이동 가능하게 안내하도록 구성된 부분을 포함하는, 하나 이상의 기계적 구조물을 더 포함하는, 장치.
제11항에 있어서,
적어도 하나의 전기 파워 공급원; 및
상기 적어도 하나의 전기 파워 공급원과 상기 적어도 하나의 포서 코일 및 상기 적어도 하나의 트러스터 코일 사이에서 전기적으로 커플링된 파워 제어기를 더 포함하는, 장치.
제11항에 있어서,
상기 샤프트 부재는 내연기관용 포핏 밸브의 스템을 포함하는, 장치.
제11항에 있어서,
상기 샤프트 부재를 내연기관용 포핏 밸브의 스템과 기계적으로 결합시키도록 구성된 기계적 커플링을 더 포함하는, 장치.
선형 모터를 구동하기 위한 방법이며:
길이방향 축 및 대향되는 제1 샤프트 단부 및 제2 샤프트 단부를 갖는 샤프트 부재의 적어도 일부를 중심으로 동축적으로 배치된 적어도 하나의 포서 코일에, 포서 자기장을 유도하기 위한 제1 상호 대향 극성들 중 하나를 갖는 제1 신호를 인가하는 단계; 및
상기 샤프트 부재 및 상기 포서 코일의 각각의 부분과 동축적으로 그리고 그 사이에 배치된 적어도 하나의 트러스터 코일에, 트러스터 자기장을 유도하기 위한 제2 상호 대향 극성들 중 하나를 갖는 제2 신호를 인가하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 트러스터 코일이 상기 대향되는 제1 샤프트 단부 및 제2 샤프트 단부 사이의 상기 샤프트 부재의 부분에 부착되고 상기 트러스터 코일과 상기 포서 코일 사이에서 동축적으로 갭을 형성하는, 단계를 포함하고;
상기 제1 상호 대향 극성들 및 제2 상호 대향 극성들의 조합을 가지는 상기 제1 신호 및 제2 신호를 인가하는 단계에 응답하여, 상기 포서 및 트러스터 자기장이 서로 끌어 당기고, 상기 샤프트 부재가 상기 샤프트 부재와 상기 포서 코일의 각각의 부분 사이에서 상기 트러스터 코일을 더 이동시키게 하고, 그리고
상기 제1 상호 대향 극성들 및 제2 상호 대향 극성들의 상이한 조합을 가지는 상기 제1 신호 및 제2 신호를 인가하는 단계에 응답하여, 상기 포서 및 트러스터 자기장이 서로 밀어 내고, 상기 샤프트 부재가 상기 샤프트 부재와 상기 포서 코일의 각각의 부분 사이로부터 외부로 상기 트러스터 코일을 더 이동시키게 하는, 방법.
제23항에 있어서,
상기 갭의 적어도 일부를 중심으로 원주방향으로 배치된 철계 슬리브 부재로 상기 포서 및 트러스터 자기장의 각각의 부분을 안내하는 단계를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 포서 코일이 상기 철계 슬리브 부재의 외부 주변부에 부착되는, 방법.
제23항에 있어서,
상기 적어도 하나의 포서 코일의 외부 주변부의 적어도 일부에 부착된 하우징의, 각각의, 대향되는 제1 부분 및 제2 부분의 제1 개구 및 제2 개구로 상기 제1 샤프트 단부 및 제2 샤프트 단부의 왕복을 안내하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제23항에 있어서,
상기 적어도 하나의 포서 코일의 외부 주변부의 적어도 일부에 부착된 하우징의, 각각의, 대향되는 제1 부분 및 제2 부분 중 하나의 개구로 상기 제1 샤프트 단부 및 제2 샤프트 단부 중 하나의 길이방향 진동을 이동 가능하게 안내하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제23항에 있어서,
상기 샤프트 부재로, 내연기관용 포핏 밸브가 개방 및 폐쇄되게 하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제23항에 있어서,
상기 샤프트 부재를 내연기관용 포핏 밸브의 스템과 기계적으로 결합시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
선형 모터를 구동하기 위한 방법이며:
길이방향 축 및 대향되는 제1 샤프트 단부 및 제2 샤프트 단부를 포함하고 개방 코일 지지 부재의 제1 지지 부분에 부착되는 샤프트 부재의 적어도 일부를 중심으로 동축적으로 배치된 적어도 하나의 포서 코일에, 포서 자기장을 유도하기 위한 제1 상호 대향 극성들 중 하나를 갖는 제1 신호를 인가하는 단계; 및
상기 개방 코일 지지 부재의 제2 지지 부분을 중심으로 동축적으로 배치되고 그에 부착되며 적어도 상기 샤프트 부재의 다른 부분을 중심으로 동축적으로 배치되는 적어도 하나의 트러스터 코일에, 트러스터 자기장을 유도하기 위해서 제2 상호 대향 극성들 중 하나를 가지는 제2 신호를 인가하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 포서 코일이 추가적으로 상기 트러스터 코일의 내부 주변부의 적어도 일부 내측에 적어도 부분적으로 배치되는, 단계를 포함하고;
상기 제1 상호 대향 극성들 및 제2 상호 대향 극성들의 조합을 갖는 상기 제1 신호 및 제2 신호를 인가하는 단계에 응답하여, 상기 포서 및 트러스터 자기장은 서로 끌어 당기고 상기 샤프트 부재가 상기 적어도 하나의 포서 코일을 상기 트러스터 코일의 상기 내부 주변부 내측에 더 배치시키게 하고, 그리고
상기 제1 상호 대향 극성들 및 제2 상호 대향 극성들의 상이한 조합을 가지는 상기 제1 신호 및 제2 신호를 인가하는 단계에 응답하여, 상기 포서 및 트러스터 자기장이 서로 밀어 내고 상기 샤프트 부재가 상기 적어도 하나의 포서 코일을 상기 트러스터 코일의 상기 내부 주변부 내측에 덜 배치시키게 하는, 방법.
제29항에 있어서,
상기 적어도 하나의 포서 코일을 포함하는 철계 용기로, 상기 포서 및 트러스터 자기장의 각각의 부분을 안내하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제29항에 있어서,
상기 제1 지지 부분은 상기 대향되는 제1 샤프트 단부 및 제2 샤프트 단부 사이에서 상기 샤프트 부재에 부착되는, 방법.
제29항에 있어서,
상기 제1 지지 부분은 상기 제1 샤프트 단부 및 제2 샤프트 단부 중 하나에 부착되는, 방법.
제29항에 있어서,
제1 지지 부분과 관련하여, 상기 적어도 하나의 포서 코일이 근위 포서 코일 부분 및 원위 포서 코일 부분을 포함하는, 방법.
제29항에 있어서,
상기 적어도 하나의 포서 코일이 추가적으로, 상기 트러스터 코일의 외부 주변부의 적어도 일부의 외측에 적어도 부분적으로 배치되는, 방법.
제29항에 있어서,
상기 길이방향 축을 중심으로 동축적으로 배치된 하우징의 개구로, 상기 제1 샤프트 단부 및 제2 샤프트 단부의 하나의 길이방향 진동을 이동 가능하게 안내하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제29항에 있어서,
상기 제1 샤프트 단부 및 제2 샤프트 단부 중 하나에 근접하여 배치된 기계적 구조물의 개구로, 상기 제1 샤프트 단부 및 제2 샤프트 단부 중 하나의 길이방향 진동을 이동 가능하게 안내하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제29항에 있어서,
상기 샤프트 부재로, 내연기관용 포핏 밸브가 개방 및 폐쇄되게 하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제29항에 있어서,
상기 샤프트 부재를 내연기관용 포핏 밸브의 스템과 기계적으로 결합시키는 단계를 더 포함하는, 방법.