(57)【要約】油圧制御バルブは、ソレノイドボディ、選択的に励磁可能なコイル、及びコイルに隣接して位置するアーマチュアを有する。コイルは、アーマチュアを第１位置から第２位置へ移動させる磁力を生成するように励磁可能である。磁極片は、磁極片とアーマチュアとの間にギャップを形成するように位置される。磁極片は、このギャップに開くキャビティを有する。ピストンは、アーマチュアからキャビティの中へ伸び、アーマチュアと一体になって移動する。アーマチュアは、加圧された流体によって第１位置におけるバルブシートに着座されるように付勢されている。アーマチュアをバルブシートから離れて動かすために必要とされる磁力は、ピストンの面積とバルブシートでのアーマチュアの接触によって定められる面積との間の差の関数である。【選択図】図３
2013508607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソレノイドボディ（１８）、選択的に励磁可能なコイル（２２）、アーマチュア（２８）、磁極片（２４）及びピストン（２９）から構成される油圧制御バルブ（１０）であって、
前記アーマチュア（２８）は、前記コイルに隣接して位置し、前記コイルは、前記アーマチュアを第１位置から第２位置へ移動させる磁力を生成するように励磁可能であり、
前記磁極片（２４）は、前記磁極片と前記アーマチュアとの間にギャップ（３０）を形成するように位置し、前記ギャップに開口を形成するキャビティ（３５）を有し、
前記ピストン（２９）は、前記アーマチュアから前記磁極片の前記キャビティの中へ伸び、前記アーマチュアと一体になって移動し、
前記バルブボディ、前記アーマチュア及び前記ピストンは、前記アーマチュアが加圧された流体によって前記第１位置のバルブシートに着座するように付勢されるように構成されており、かつ、
前記アーマチュアを前記バルブシートから離すために必要とされる磁力は、前記ピストンの面積（Ａ１）と前記バルブシートでの前記アーマチュアの接触によって定められる面積（Ａ２）との間の差の関数である、ことを特徴とする油圧制御バルブ。
【請求項２】
前記ピストン及び前記磁極片は、オイルシール（３９）が前記ピストンと前記磁極片との間に形成されるように構成されることを特徴とする請求項１の油圧制御バルブ。
【請求項３】
前記磁極片は、前記磁極片に向かって前記ピストンが移動することに対抗する圧力を軽減するために前記ギャップにおける前記開口の反対側にもうひとつの開口（４７）を定めることを特徴とする請求項１の油圧制御バルブ。
【請求項４】
前記第１位置に前記アーマチュアを付勢するために、前記磁極片と前記ピストンとの間の前記キャビティに位置するバネ（４５）をさらに含むことを特徴とする請求項１の油圧制御バルブ。
【請求項５】
前記バルブシートは第１シートであり、油圧制御バルブはバルブステム（４８）をさらに含んでおり、
前記バルブステム（４８）は、前記ピストンの反対側に前記アーマチュアから伸び、かつ、前記アーマチュアと一体になって動作可能であり、
前記アーマチュア及び前記バルブステムは第１ポペット（５４）及び第２ポペット（６０）を含み、前記バルブボディは、前記第１シート（５６）、第２シート（６２）及び前記第１シートと前記第２シートとの間の制御チャンバ（４２）を備えた供給チャンバ（４１）を定め、前記第１ポペットは前記第１シートに着座するように構成され、かつ、前記第２ポペットは、前記第１シートを通る加圧流体の流れを実質的に防ぎかつ前記第２シートを通る前記制御チャンバから流体を排出するために、前記第１位置において前記第２シートから距離をおいて配置するように構成され、前記第１ポペットは前記第１シートから距離をおいて配置するように構成され、かつ、前記第２ポペットは、前記供給チャンバから前記制御チャンバへ加圧された流体が流れることを可能にし、かつ前記制御チャンバから排出ポートへの流れを防ぐために、前記第２位置における前記第２シートに着座するように構成されている、ことを特徴とする請求項１の油圧制御バルブ。
【請求項６】
前記ピストンは第１直径（Ｄ１）を有し、前記第１位置にあるときに前記第１ポペットは、前記第１接触径（Ｄ２）を定めるように前記第１シートに接触し、前記第２位置にあるときに前記第２ポペットは、第２接触径（Ｄ３）を定めるように前記第２シートに接触し、前記第１直径は前記第１接触径よりも小さく、かつ、前記第１接触径は前記第２接触径よりも小さいことを特徴とする請求項５の油圧制御バルブ。
【請求項７】
前記油圧制御バルブは、エンジン（１２）と組み合わされており、前記エンジンが停止してかつ前記コイルが励磁化されていないときに、前記アーマチュアが前記第２位置へ落下するように前記エンジンに取り付けられ、それによって、前記制御チャンバに前記供給チャンバを開くために前記第１シートから離れるように前記第１ポペットを移動させて、前記エンジンが再起動され前記アーマチュア及び前記バルブステムが前記第１位置に移動したときに、前記供給チャンバから前記制御チャンバへエアを排出し、さらに前記排出ポートに排出することを特徴とする請求項５の油圧制御バルブ。
【請求項８】
前記バルブボディ及び前記第１ポペットの一方は、前記第１シートにバイパスチャネル（５３）を形成し、前記バルブが前記第１位置にあるときに、エアを前記供給チャンバから前記バイパスチャネルを通って前記制御チャンバへ流すことを可能にすることを特徴とする請求項５の油圧制御バルブ。
【請求項９】
油圧制御バルブは、励磁可能なコイル（２２）、アーマチュア（２８）、磁極片（２４）、前記アーマチュアから伸びるピストン（２９）と、
バルブシート（５６）、排出シート（６２）、供給ポート（６３）、制御ポート（６６）、及び排出ポート（７０）を定めるバルブボディ（１８）を含んでおり、
前記コイルが励磁されないときに、前記アーマチュアは、前記バルブシートに着座される第１ポペット（５４）を含み、加圧された流体が実質的に前記供給ポートから前記バルブシートを通り過ぎて前記制御ポートへ流れることを防ぎ、前記アーマチュアは、流体が前記供給ポートから前記制御ポートへ流れることを可能にするために前記バルブシートから離れて前記第１ポペットを移動させるように、前記励磁された前記コイルにより生成される磁力によって前記磁極片に向かって前記バルブボディ内で移動し、前記ピストンは、前記アーマチュアが移動するときに前記磁極片内で滑らかに動くように構成され、かつ、前記バルブは、前記第１ポペットを前記バルブシートから離すために必要とされる磁力が前記ピストンの直径（Ｄ１）と前記バルブシートに接触する前記第１ポペットの第１接触径（Ｄ２）との間の差の関数であるように構成されている、ことを特徴とする油圧制御バルブ。
【請求項１０】
バルブステム（４８）をさらに含む油圧制御バルブであって、
前記バルブステム（４８）は、前記ピストンの反対側の前記アーマチュアに取り付けられ、流体が前記制御ポートから前記排出ポートへ流れることを可能にするために前記コイルが励磁されていないときに、前記排出シートから距離をおいて配置され、かつ、前記コイルが励磁されたときに前記制御ポートから前記排出ポートへ流体が流れることを防ぐために、前記排出シートに着座される排出ポペット（６０）を有することを特徴とする請求項９の油圧制御バルブ。
【請求項１１】
前記バルブは、前記励磁位置を維持するために必要とされるソレノイド力が、前記排出シートにおける前記排出ポペットの接触径（Ｄ３）と前記ピストンの直径（Ｄ１）との差の関数であるように構成されることを特徴とする請求項１０の油圧制御バルブ。
【請求項１２】
前記コイルが励磁されていないときに、前記磁極片と前記ピストンとの間に位置され、前記バルブシートに着座するように前記第１ポペットを付勢するバネ（４５）をさらに含むことを特徴とする請求項９の油圧制御バルブ。
【請求項１３】
前記バルブボディ及び前記第１ポペットの一方は、前記第１シートにバイパスチャネル（５３）を形成し、前記コイルが励磁されていない第１位置に前記バルブがあるときに、エアを前記供給ポートから前記バイパスチャネルを通って前記制御ポートへ流すことを可能にすることを特徴とする請求項９の油圧制御バルブ。
【請求項１４】
油圧制御バルブは、励磁可能なコイル（２２）、アーマチュア（２８）、磁極片（２４）、前記アーマチュアから伸びるピストン（２９）と、
バルブシート（５６）、排出バルブシート（６２）、供給ポート（６３）、制御ポート（６６）、及び排出ポート（７０）を定めるバルブボディ（１８）、
バネ（４５）、及び、バルブステム（４８）を含んでおり、
前記コイルが励磁されないときに、前記アーマチュアは、前記バルブシートに着座される第１ポペット（５４）を含み、かつ、加圧された流体が実質的に前記供給ポートから前記バルブシートを通り過ぎて前記制御ポートへ流れることを防ぎ、前記アーマチュアは、流体が前記供給ポートから前記制御ポートへ流れることを可能にするために前記バルブシートから離れて前記第１ポペットを移動させるように、前記励磁化された前記コイルにより生成される磁力によって前記磁極片に向かって前記バルブボディ内で移動し、前記ピストンは、前記アーマチュアが移動するときに前記磁極片内で滑らかに動くように構成され、かつ、前記バルブは、前記第１ポペットを前記バルブシートから離すために必要とされる力が前記ピストンの直径（Ｄ１）と前記バルブシートに接触する前記第１ポペットの直径（Ｄ２）との間の差の関数であり、
前記バネ（４５）は、前記コイルが励磁されていないときに、前記磁極片と前記ピストンとの間の前記キャビティ内に位置され、前記バルブシートに着座されるように前記第１ポペットを付勢し、
前記バルブステム（４８）は、前記ピストンの反対側の前記アーマチュアに取り付けられ、流体が前記制御ポートから前記排出ポートへ流れることを可能にするために前記コイルが励磁されていないときに、前記排出シートから距離をおいて配置され、かつ、前記コイルが励磁されたときに前記制御ポートから前記排出ポートへ流体が流れることを防ぐために、前記排出シートに着座される排出ポペット（６０）を有し、かつ、
前記バルブは、前記励磁位置を維持するために必要とされる力が、前記排出シートにおける前記排出ポペットの接触径（Ｄ３）と前記ピストンの直径（Ｄ１）との差の関数であるように構成されている、ことを特徴とする油圧制御バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソレノイドバルブのような電動油圧制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧制御システムのソレノイド制御バルブは、エンジンバルブシステムにおけるスイッチングリフタ及びラッシュアジャスタのラッチピンを切り替えるために用いられる圧力下にあるオイルを制御するために使用される。バルブリフターは、エンジンの排気バルブ及び吸気バルブを開閉することを制御するエンジン部品である。ラッシュアジャスタは、エンジンの排気バルブ及び吸気バルブの動作を停止するためにも使用される。エンジンの要求出力が減少されるときに、エンジンバルブは、エンジンのいくつかのシリンダが動作することを無効にするために選択的に停止されるかまたは閉塞されることができる。シリンダの動作を停止することにより、エンジンの燃料効率は向上する。
【０００３】
エンジンの動作を停止させるソレノイド制御バルブは、エンジンの効率を最大化しかつエンジンの損傷を防ぐために最小の応答時間で動作しなければならない。バルブの応答時間は、バルブの起動応答時間及び停止応答時間を含む。ソレノイド制御バルブは、一般的にバネによって供給される付勢力に逆らってアーマチュアを動かすために、コイルを励磁することによって制御バルブステムを動作させるアーマチュアに磁力を加える。概して、ソレノイドにより加えられるより大きな磁力は、応答時間を減少させる。コイルにより加えられる磁力は、コイルの容量を増加させることによって増大させることができる。しかし、コスト、利用可能な空間、及び軽量化の考慮が、コイルの容量を制限する傾向がある。
【発明の概要】
【０００４】
油圧制御バルブは、バルブを励磁位置へ移動させるために、加圧された流体がコイルにより生成される磁力によって打開されなければならない付勢力を作るために作用する有効圧力面積を減らすことによって、相対的に安価なコイルを備えて動作可能に構成されている。具体的にいうと、バルブはソレノイドボディ、選択的に励磁可能なコイル、及びコイルに隣接して位置するアーマチュアを含む。コイルは、アーマチュアを第１位置から第２位置へ移動させる磁力を生成するように励磁可能である。磁極片は、磁極片とアーマチュアとの間にギャップを形成するように位置される。磁極片は、このギャップにおいて開くキャビティを有する。ピストンは、アーマチュアから磁極片のキャビティの中へ伸び、アーマチュアと一体になって移動する。バルブボディ、アーマチュア及びピストンは、アーマチュアが加圧された流体によって第１位置のバルブシートに着座されるように付勢するように構成されている。アーマチュアをバルブシートから離れて動かすために必要とされる磁力は、ピストンの面積とバルブシートでのアーマチュアの接触によって定められる面積との間の差の関数である。
【０００５】
一つの実施形態において、アーマチュア及びバルブステムは第１ポペット及び第２ポペットを含み、バルブボディは、第１シート（つまりバルブシート）、第２シート及び第１シートと第２シートとの間の制御チャンバを備えた供給チャンバを定める。第１ポペットは第１シートに着座するように構成され、第２ポペットは、第１シートを通り過ぎた加圧流体の流れを防ぎかつ第２シートを通り過ぎて制御チャンバから流体を排出するために、第１位置において第２シートから距離をおいて配置するように構成されている。第１ポペットは第１シートから距離をおいて配置するように構成され、かつ、第２ポペットは、供給チャンバから制御チャンバへ加圧された流体が流れることを可能にし、かつ制御チャンバから排出チャンバへの流れを防ぐために、第２位置における第２シートに着座するように構成されている。
【０００６】
上述の特徴と利点、および本発明の他の特徴と利点は、添付した図面と関連して本発明を実施するための以下の最良の形態の詳細な説明から容易に明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、ソレノイドバルブの斜視図である。
【０００８】
【図２】図２は、図１で示したソレノイドバルブの分解組立図で表された斜視図である。
【０００９】
【図３】図３は、非励磁化された第１閉鎖位置におけるバルブを示す図１の切断線３−３の面に沿って取られた横断面図である。
【００１０】
【図４】図４は、励磁された第２開放位置における図３のバルブと同様の部分的な横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、例えば、内燃エンジンまたはディーゼルエンジンにおけるリフターの動作を停止するためか、または、２段階のリフトシステムを動作させるために用いられるようなソレノイドバルブ１０を示す。ソレノイドバルブ１０は、油圧制御バルブまたは電磁アクチュエータとして適用されることもできる。ソレノイドバルブ１０は、エンジン１２において設置される。ソレノイドバルブ１０は、ソレノイド部分１６及びバルブボディ１８を含む。
【００１２】
図２及び図３は、ソレノイドバルブ１０に電力を供給するコイル２２を収納するソレノイド缶２０を有するソレノイドバルブ１０を示す。磁極片２４は、ソレノイド缶２０内部に取り付けられている。磁極片２４は、ソレノイド１６に対するフラックスの通路（磁束路）の一部を定める。フラックスコレクタの挿入体２６は、ソレノイド缶２０内部で処置され、かつ、ソレノイド１６の磁束路の一部も形成する。
【００１３】
アーマチュア２８は、図３に示される通常の閉鎖（第１）位置から図４に示される開放（第２）位置へソレノイドバルブ１０を移動させるためにコイル２２を励磁することによって作られた磁束により作動される。エアギャップ３０は、磁極片２４の放射状に広がる面３２とアーマチュア２８の放射状に広がる面３３との間に提供される。エアギャップ３０は、アーマチュア２８に対して磁極片２４を調整することによって調整されることができる。図２に示される逃げ溝３４は、アーマチュア２８の軸方向に沿って圧力下にあるオイルの流れを促すようにアーマチュア２８内に提供される。逃げ溝３４は導管としても適用される。また、導管は、アーマチュア２８を横切る加圧されたオイルの流れを供給するために、アーマチュア２８に隣接したバルブボディ１８においても形成される。フラックスコネクタの挿入体２６は、成形されたひとつの部分または多くの部分からなるボディ４０におけるコイル２２及びバルブボディ１８に隣接して挿入される。
【００１４】
図３を参照すると、ピストン２９がアーマチュア２８から伸び、アーマチュア２８と一体になって移動するように、ピストン２９は、アーマチュア２８によって定められた開口３１内に圧入、またはさもなければ、固定される。また、ピストン２９は、磁極片２４内に形成されるキャビティ３５の中へ伸びる。アーマチュア２８が移動するときに、ピストン２９の先端３７はキャビティ３５内を滑らかに動き、オイルシール３９がピストン２９と磁極片２４との間に保持されるように構成されている。磁束がピストン２９に従ってアーマチュア２８から伝達されないように、ピストン２９は非磁性体であり、それによって、エアギャップ３０の効果を維持している。
【００１５】
任意に、バネ４５は、ピストン２９と磁極片２４との間のキャビティ３５に収納される。バネ４５は、以下に説明する第１非励磁位置にアーマチュア２８を付勢する。もうひとつの開口４７は、ギャップ３０の反対側の磁極片２４内に提供され、磁極片２４へ向かうピストン２９の動きに逆らう圧力を最小化または軽減するようにキャビティ３５の中で開いている。
【００１６】
バルブボディ１８は、供給チャンバとしても適用されるオイル吸入チャンバ４１を定め、このチャンバはアーマチュア２８が内部に配置され、圧力下にあるオイルを初めに受け取る。また、バルブボディ１８は、制御チャンバとしても適用される中間チャンバ４２を定める。複数のＯリング溝４３は、バルブボディ１８の外側に提供され、それぞれは複数のシール４４のひとつを受ける。シール４４は、バルブボディ１８とエンジン１２との間にシールを定める。本体４０は、ソレノイド部分１６にわたる内部コイルソケット４６またはボビンを定める。コイル２２は、一部において示されているが、コイル２２はコイルソケット４６を満たすことが理解される。図に示すように、ボディ４０は、一体プラスチック成型物の一部分として形成されるか、または、部品の状態で形成されかつ組み合わさって組み付けることができる。コイル２２は、コイルソケット４６の周りに巻き付けられている。
【００１７】
バルブステム４８は、アーマチュア２８内の開口５２内に収容される部分５０を有する。バルブステム４８の位置は、ステム４８とアーマチュア２８との間でネジ式連結または圧入によって、アーマチュア２８に関連して調整されることができる。ここでは第１ポペットとして適用されるアーマチュア２８は、下記にさらに十分に説明されるように、圧力変化に応じてバルブシート５６に関連して移動されるポペット５４を含む。ここでは第２ポペットとして適用される排出ポペット６０は、排出ポート７０を開閉するためにバルブシート６２に関連して動くように制御バルブステム４８の一端部に提供される。バルブシート５６はここで第１バルブシートとして適用されることができ、かつ、バルブシート６２はここで第２バルブシートとして適用されることができる。
【００１８】
供給ギャラリ６４は、バルブボディ１８において定められるオイル吸入チャンバ４１に圧力Ｐ１を供給するためにエンジン１２において提供される。制御ギャラリ６８は、正常に制御圧力Ｐ２に維持されるエンジン１２において提供される。エンジン１２においても提供される排出ギャラリ７１は、排出ポート７０に流体連通しかつ周囲圧力に伝達され、“Ｐ０”として適用される。排出ポート７０が開かれたときに、中間チャンバ４２は圧力Ｐ０の状態になる。開口４７での圧力もまた周囲圧力Ｐ０である。
【００１９】
図４を参照すると、ソレノイドバルブ１０は、開放位置に示されている。コイル２２は、コイル２２に向かってアーマチュア２８を引き込むように励磁される。第１ポペット５４は、オイル吸入チャンバ４１から中間チャンバ４２へ圧力Ｐ１を供給するために第１バルブシート５６を開き、排出ポペット６０は、排出ポート７０を閉じるためにバルブシート６２に着座する。
【００２０】
図２から４を参照すると、バルブボディ１８は供給ポート、またはオイル吸入チャンバ４１及びバルブシート５６に流体連通する供給ギャラリ６４から圧力下にあるオイルを受け取る供給ポートすなわち開口６３を含む。バルブシート５６が開いているときに、吸入チャンバ４１は中間チャンバ４２に流体連通する。圧力下にあるオイルは、制御ポートとしても適用される排出口６６を通って制御ギャラリ６８へ供給される。
【００２１】
動作において、バルブ１０は、図３に示されるように通常閉じられており、コイル２２を励磁することによって、図４に示されるように開放位置に移される。励磁されたときに、コイル２２は磁極片２４とアーマチュア２８との間に形成されるエアギャップ３０を減少させる。アーマチュア２８は、コイル２２によって作られた電磁束によって磁極片２４の方へ移される。チャンバ４１内のオイルは、逃げ溝３４を経由してギャップ３０に流体連通する。
【００２２】
図３に示される通常の閉鎖位置にあるときには、ポペット５４はバルブシート５６を閉じ、Ｐ０である中間チャンバ４２からＰ１であるオイル吸入チャンバ４１を区画している。オイル吸入チャンバ４１内の圧力下にあるオイルは、バルブシート５６に対してポペット５４を付勢する。アーマチュア２８及びピストン２９は概して断面が円形であるか、または円と同等の断面積を有することを仮定すれば、面３３の面積は環状の形を有し、かつ図２の面積Ａとして示されるアーマチュア２８の断面積とピストン２９の断面積Ａ１との間の差である。面積Ａ２（図２参照）は、アーマチュア２８のポペット５４がバルブシート５６に接触する接触径Ｄ２によって定められる。表面積７２は、図２における断面積Ａ３として適用され、ポペット６０がバルブシート６２に接触する接触径Ｄ３によって定められる。ここで記述される断面積は円形であることが仮定されているが、この面積を形成する部品は、円の形状と同等の実効面積であれば如何なる形状も有することができる。
【００２３】
バルブ１０に作用する力ベクトルは以下のように定められる。
Ｆｍ＝ソレノイド１６の磁力
Ｆｃａ＝ソレノイド１６を非励磁化した後にアーマチュア２８を閉鎖する力
Ｆ１＝Ａ１＊Ｐ１＝ピストン２９にかかる供給圧力の流体力
Ｆ２＝Ａ２＊Ｐ１＝アーマチュア２８にかかる供給圧力の流体力
Ｆ０３＝Ａ２＊Ｐ０＝ソレノイド１６を励磁する前の制御チャンバ４２における力
Ｆｃ３＝Ａ２＊Ｐ１＝ソレノイド１６を励磁する間の制御チャンバ４２における力
Ｆｓ＝バネ４５の力
Ｆ４＝Ａ１＊Ｐ０＝ピストン２９にかかる大気の力
Ｆ５＝シート６２にかかる制御／供給力、及び、
Ｆ６＝シート６２にかかる大気の力
【００２４】
したがって、バルブシート５６を開きかつバルブシート６２を閉じるためにバルブ１０を移動させるための力平衡式は、次の通りである。
Ｆｍ＋Ｆ１−Ｆ２＋Ｆ０３−Ｆ４−Ｆｓ＜０
ソレノイド１０の磁力を正と考慮して、同じ方向に作用する力を備える任意のバネ４５を含むバルブ１０を仮定している。
【００２５】
これは以下のように書き改められる。
Ｆｍ  ＞  −Ｆ１＋Ｆ２―Ｆ０３＋Ｆ４＋Ｆｓ
そのうえ
Ｆｍ  ＞  −（Ａ１＊Ｐ１）＋（Ａ２＊Ｐ１）―（Ａ２＊Ｐ０）＋（Ａ１＊Ｐ０）＋Ｆｓ
大気圧力Ｐ０をゼロと仮定すると、
Ｆｍ  ＞  −（Ａ１＊Ｐ１）＋（Ａ２＊Ｐ１）＋Ｆｓ
ピストン２９が存在しないときに、これと必要とされる磁力を比較すると、
Ｆｍ  ＞  （Ａ２＊Ｐ１）＋Ｆｓ
両方の場合において、任意のバネが使われないと、Ｆｓはゼロである。
【００２６】
このように寸法において相対的に近い２つの直径Ｄ１及びＤ２を保持することによって、Ａ１及びＡ２はほぼ等しくなり、かつ、シート５４を開くために必要なソレノイド１０の必要とされる磁力が大幅に減少する。これは、より小さくそれ故に安価なコイル２２が使われることを可能にする。
【００２７】
同様に、バルブシート５６を閉じバルブシート６２を開くためにバルブ１０を移動させる力平衡式は、
Ｆｃａ＋Ｆ１−Ｆ２＋Ｆｃ３−Ｆ４―Ｆ５＋Ｆ６−Ｆｓ＜０
であり、ここで、アーマチュア２８を閉じるための閉鎖力を正と考慮して、同じ方向に作用する力を備える任意のバネ４５を含むバルブ１０を仮定している。
【００２８】
これは以下のように書き改められる。
Ｆｃａ＞−Ｆ１＋Ｆ２―Ｆｃ３＋Ｆ４＋Ｆ５―Ｆ６＋Ｆｓ
かつ以下として
Ｆｃａ＞−（Ａ１＊Ｐ１）＋（Ａ２＊Ｐ１）―（Ａ２＊Ｐ１）＋（Ａ１＊Ｐ０）＋（Ａ３＊Ｐ１）―（Ａ３＊Ｐ０）＋Ｆｓ
大気の力Ｐ０をゼロと仮定すると、
Ｆｃａ＞−（Ａ１＊Ｐ１）＋（Ａ３＊Ｐ１）＋Ｆｓ
これとピストン２９が存在しないときに必要とされる閉鎖する力を比較すると、
Ｆｃａ＞Ｆ５＋Ｆｓ
Ｆｃａ＞（Ａ３＊Ｐ１）＋Ｆｓ
両方の場合において、任意のバネが使われないと、Ｆｓはゼロである。
【００２９】
このように直径Ｄ１より大きい直径Ｄ３を保持することによって、閉鎖する力Ｆｃａはバルブシート５６を閉じる程に十分大きい。直径Ｄ１とＤ３の間の差が増加するにつれて、コイル２２を非励磁化するうえでバルブ１０を閉じる速度もまた増加する。任意のバネもまた閉鎖する速度を増加させることを促進する。
【００３０】
このように、図３の第１（非励磁）位置にアーマチュア２８を付勢するようにＰ１が作用する実効圧力面積は、接触径Ｄ２の面積Ａ２とピストンの断面積Ａ１との間の差のみである。面３３の部分に作用する効果においてＰ１が作用するこの実効面積が図３において下向きであるように、ピストン２９の直径Ｄ１は接触径Ｄ２より小さい。ピストン２９の付加は、このように加圧された流体が閉鎖された非励磁位置にバルブ１０を維持するために適用されなければならない実効面積を減少させ、したがってバルブ１０の開放を開始するために打開されなければならない圧力差を減少させる。任意のバネ４５の力もまた、励磁された位置にバルブ１０を完全に移動させるために打開されなければならない。しかし、特にバルブ１０が高重力にさらされた場合に、バネ４５の力は図３の閉鎖位置にバルブ１０を維持することを助長する。他の実施形態において、バネ４５の代わりに、閉鎖位置を維持するのを助長する付勢力は、制御圧力Ｐ２が開口４７に開かれたピストン２９の表面で維持されるように、中間チャンバ４２または制御ギャラリ６８から開口４７への通路を提供することによって定められる。
【００３１】
図４に示されるように、コイル２２が励磁されるときに、磁極片２４とアーマチュア２８との間の磁束は、アーマチュア２８を磁極片２４の方へ引き寄せる。磁極片２４に対するアーマチュア２８の向かい合わせの位置は、エアギャップ３０が減少するにつれて急激により大きな磁力をアーマチュア２８に加える。アーマチュア２８を図４の励磁された（第２）位置に移動させるために、コイル２２の磁力は、バネ４５と同様に、図３の第１位置へアーマチュア２８を付勢するうえで論じられる圧力差を打開しなければならない。
【００３２】
アーマチュア２８を移動させることは、ポペット５４をバルブシート５６に対して開かせ、したがって、オイル吸入チャンバ４１から中間チャンバ４２へ圧力Ｐ１を供給する。ポペット５４がバルブシート５６を開きかつ排出ポート７０を閉鎖するためにポペット６０がバルブシート６２を閉じるときに、中間チャンバ４２は、通常は圧力Ｐ０に維持されているが、Ｐ１に増大される。この実施形態において、接触径Ｄ３は接触径Ｄ２よりも大きく、かつ、接触径Ｄ１よりも大きい。他の実施形態において、Ｄ２及びＤ３の直径の相対的な寸法は、バルブ１０の好適機能に依存して異なることが可能である。Ｐ２からＰ１へのこの圧力変化は、エンジンバルブシステムに供給される油圧力をＰ１に増加させる。エンジンバルブシステムに供給される圧力がＰ１に変化したときに、選択されたエンジンバルブは、ラッチピン、ラッシュアジャスタまたは別の制御デバイス（図に示さず）によって非駆動化されることができ、したがって、エンジン１２の選択されたシリンダを非駆動化する。
【００３３】
コイル２２が実質的に非励磁化されるときに、磁束による力は取り除かれ（つまり磁極片２４に向かってアーマチュア２８を引きよせる合力）、合力Ｆｃａにアーマチュア２８を通常の図３の非励磁化された閉鎖位置に移動させる。このようにして、アーマチュア２８は、排出ポート７０に排出するチャンバ４２を備えて、任意のバネ力Ｆｓと同様に合成流体力（つまりＡ１より小さくＡ３に作用する下向きの合力）がバルブ１０を閉じる一因になるように構成され、したがって励磁位置から非励磁位置への相対的に速いバルブ駆動反応時間を提供する。
【００３４】
バルブ１０は、エアパージ及び自己洗浄式特性を備えて提供される。具体的にいうと、バルブシート５６を迂回することによって、バルブ１０が閉鎖されたときに一定限度の量のオイルがチャンバ４１からチャンバ４２へ移動するのを可能にするために、アーマチュア２８は、バイパス溝５３を備えて形成され、バイパスチャネルとしても適用される。あるいは、バイパス溝はバルブシート５６に隣接したボディ１８内に提供される。溝５３は、ほこりの粒子がオイルとともにチャンバ４１から排出されることも可能にし、このようにバルブ１０の自己洗浄特性として機能する。さらに、空気はチャンバ４１から溝５３を通って排出され、このようにコイル２２が実質的に励磁されたときに、空気バネが図４の励磁された位置へバルブ１０が移動することに逆らって作用することを防止する。これは、非励磁位置から励磁位置へ安定して移動することを可能にする。
【００３５】
バルブ１０が磁極片２４の上にアーマチュア２８を備えたエンジン１２の中に取り付けられると仮定すれば（つまり図３及び図４において示される図に対して逆さま）、少しの流体圧力もバルブ１０に供給されずかつコイル２２は非励磁化されるようエンジン１２がオフのときに、重力はアーマチュア２８を図４の励磁位置へ落下させる（コイルは励磁されていない）。このように、エンジン１２が起動されるときに、圧力下にあるオイルは供給ギャラリ６４に達し、かつ、供給チャンバ４１から抜け出して制御チャンバ４２へオイルより先に如何なるエアも押し込み、オイルがチャンバ４１及びギャップ３０の中へ進むように開いたバルブシート５６を通り過ぎ、図３の非励磁化された閉鎖位置へアーマチュア２８を付勢する。ポペット６０が収容されないときに、このエアは、チャンバ４２から排出ポート７０へ排出される。
【００３６】
本発明を実施するための最良の形態を詳細にこれまで説明してきたが、本発明に関連する技術に熟知した者であれば、添付した請求の範囲内で本発明を実施するための様々な代案デザインおよび実施の形態を認識するであろう。
【図１】
2013508607.tif 000003
【図２】
2013508607.tif 000004
【図３】
2013508607.tif 000005
【図４】
2013508607.tif 000006
【国際調査報告】
2013508607.tif 000007
2013508607.tif 000008
2013508607.tif 000009