(57)【要約】  コンパクトでモジュール式のロストモーション可変バルブ駆動アセンブリは、エンジン始動時にドライスタートリザーバからマスタピストンチャンバへのロストモーションマスタ−スレーブ回路の迅速なプライミングを可能とするための、ドライスタート油圧回路を含む。エンジン始動時のマスタピストンの動作は、ドライスタート油圧回路から流体を引き込むことができる。ドライスタート構成要素は、既存のエンジンヘッドアセンブリへの後付けに適したコンパクトなモジュール式ロッカシャフト台座パッケージ内へと、統合することができる。マスタピストンは、深いプッシュチューブキャビティを含むプッシュチューブ界面と、摩耗の改良と安定性と設置及び位置合わせの容易さとを提供するマスタピストン内の潤滑能力と、を含むことができる。スレーブピストンには、ロストモーションを伴うサイクル時にバルブ閉塞速度を低減するためのバルブキャッチを設けることができる。
2022500585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンバルブトレインにおいて可変バルブ駆動を提供するためのエンジンバルブ駆動アセンブリであって、
ハウジングと、
前記ハウジングに形成されたマスタピストン穴と、
前記マスタピストン穴と協働することによりマスタピストンチャンバを形成するマスタピストンであり、前記バルブトレインの動作源から動作を受領するための動作受領界面を有したマスタピストンと、
前記ハウジングに形成されたスレーブピストン穴と、
前記スレーブピストン穴と協働することによりスレーブピストンチャンバを形成するスレーブピストンであり、前記バルブトレインの動作受領構成要素に対して動作を伝達するための動作伝達界面を有したスレーブピストンと、を含み、
前記マスタピストンの前記動作受領界面は、前記マスタピストン内に、プッシュチューブ端部を受領するためのプッシュチューブ受領ソケットを含み、前記プッシュチューブ受領ソケットは、動作の全体にわたって前記プッシュチューブ端部が前記マスタピストン穴内に配置されたままであるように、前記マスタピストンの内部において充分な深さまで延びている、エンジンバルブ駆動アセンブリ。
【請求項２】
前記プッシュチューブ受領ソケットは、平坦面又は凹面を有したプッシュチューブ受領ソケット端壁をさらに含む、請求項１に記載のエンジンバルブ駆動アセンブリ。
【請求項３】
前記プッシュチューブ受領ソケットと協働するプッシュチューブキャップをさらに含み、前記プッシュチューブキャップは、凸面を有したプッシュチューブキャップ端壁を有している、請求項２に記載のエンジンバルブ駆動アセンブリ。
【請求項４】
前記プッシュチューブソケット端壁の前記凹面は、前記プッシュチューブキャップ端壁の曲率半径よりも大きな曲率半径を有している、請求項３に記載のエンジンバルブ駆動アセンブリ。
【請求項５】
前記マスタピストンは、プッシュチューブ受領端部から遠位端までの長さを有し、前記プッシュチューブソケットは、前記マスタピストンの内部において、前記マスタピストンの長さの少なくとも半分である深さにまで延びている、請求項１に記載のエンジンバルブ駆動アセンブリ。
【請求項６】
前記マスタピストンは、前記マスタピストンの外面から前記プッシュチューブソケットまで延びる少なくとも１つの潤滑通路を含み、これにより、前記プッシュチューブソケットに対して潤滑流体が流れることを可能としている、請求項１に記載のエンジンバルブ駆動アセンブリ。
【請求項７】
前記マスタピストンは、プッシュチューブ受領端部上に配置された環状マスタピストンスプリング座を含む、請求項１に記載のエンジンバルブ駆動アセンブリ。
【請求項８】
前記マスタピストンと前記スレーブピストンとは、軸線方向において実質的に位置合わせされている、請求項１に記載のエンジンバルブ駆動アセンブリ。
【請求項９】
エンジン始動サイクル時に前記マスタピストンチャンバに対して動作流体を供給するために、前記マスタピストンチャンバと流体連通したドライスタート油圧回路をさらに含む、請求項１に記載のエンジンバルブ駆動アセンブリ。
【請求項１０】
エンジン上への組立の前に前記マスタピストンを前記ハウジング上の設置位置に保持するためのマスタピストン保持具をさらに含む、請求項１に記載のエンジンバルブ駆動アセンブリ。
【請求項１１】
エンジンバルブトレインにおいて可変バルブ駆動を提供するためのエンジンバルブ駆動アセンブリであって、
ハウジングと、
前記ハウジングに形成されたマスタピストン穴と、
前記マスタピストン穴と協働することによりマスタピストンチャンバを形成するマスタピストンであり、前記バルブトレインの動作源から動作を受領するための動作受領界面を有したマスタピストンと、
前記ハウジングに形成されたスレーブピストン穴と、
前記スレーブピストン穴と協働することによりスレーブピストンチャンバを形成するスレーブピストンであり、前記バルブトレインの動作受領構成要素に対して動作を伝達するための動作伝達界面を有したスレーブピストンと、
エンジン始動サイクル時に前記マスタピストンチャンバに対して動作流体を供給するために、前記マスタピストンチャンバと協働するドライスタート油圧回路と、を含む、エンジンバルブ駆動アセンブリ。
【請求項１２】
前記ドライスタート油圧回路は、
高圧油圧サブ回路と、
低圧油圧サブ回路と、
前記高圧油圧サブ回路と前記低圧サブ回路とを選択的に隔離するための少なくとも１つのバルブと、を含む、請求項１１に記載のアセンブリ。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのバルブは、ソレノイドバルブと、高圧逆止バルブと、を含む、請求項１２に記載のアセンブリ。
【請求項１４】
前記バルブ駆動アセンブリのドライスタートサイクル時に使用されることとなる油圧流体を貯蔵するために、前記低圧油圧サブ回路及び前記高圧油圧サブ回路のうちの少なくとも一方に、ドライスタートリザーバをさらに含む、請求項１２に記載のアセンブリ。
【請求項１５】
前記低圧サブ回路内に、アキュムレータをさらに含み、前記アキュムレータは、アキュムレータピストンと、流出オリフィスと、を有し、前記アキュムレータピストンは、ドライスタートサイクル時には、前記低圧サブ回路から前記流出オリフィスを選択的に隔離するように構成されている、請求項１３に記載のアセンブリ。
【請求項１６】
前記ハウジングは、エンジンオーバーヘッドアセンブリに対して取り付けられるように構成された台座として形成されている、請求項１１に記載のアセンブリ。
【請求項１７】
前記ハウジングは、バルブロッカ台座であるように構成され、前記マスタピストンと前記スレーブピストンと前記ドライスタート油圧回路とは、前記バルブロッカ台座内に統合され、これにより、前記エンジンヘッドに対して取り付けられるように構成されたモジュール式アドオンアセンブリを提供する、請求項１６に記載のアセンブリ。
【請求項１８】
バルブ着座速度を制御するために、前記スレーブピストンと協働するバルブキャッチ構成要素をさらに含む、請求項１１に記載のアセンブリ。
【請求項１９】
前記バルブキャッチ構成要素は、前記スレーブピストンの制御ピンと協働するチェックディスクを含み、これにより、前記制御ピンが移動する際には、前記制御ピン内の少なくとも１つのオイル通路を選択的に閉塞させる、請求項１８に記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願及び優先権主張
本出願は、「ＬＯＳＴ  ＭＯＴＩＯＮ  ＨＹＤＲＡＵＬＩＣ  ＶＡＲＩＡＢＬＥ  ＶＡＬＶＥ  ＡＣＴＵＡＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ」と題して２０１８年９月１０日付けで出願された米国仮特許出願シリアル番号第６２／７２９，２１４号明細書の優先権を主張するものであり、その主題は、その全体が参照により本明細書に援用される。
【０００２】
本開示は、一般に、内燃機関の１つ又は複数のエンジンバルブを駆動するためのシステム及び方法に関する。特に、本開示の実施形態は、エンジンのドライスタートの直後に、可変バルブ駆動（ＶＶＡ）アセンブリの高信頼性で完全な動作を可能とするためのシステムに関する。本開示の実施形態は、さらに、アドオンＶＶＡアセンブリのためのモジュール式でコンパクトなパッケージングを有したシステムに関する。本開示の実施形態は、さらに、プッシュチューブなどのバルブトレイン構成要素を、マスタ−スレーブＶＶＡアセンブリ内のマスタピストン及び他の構成要素に対して、界面接続するためのシステムに関する。本開示の実施形態は、さらに、ロストモーションＶＶＡデバイスにおいて使用されるマスタ／スレーブピストン構成要素における自己調節型バルブキャッチなどの、ロストモーションシステムにおけるバルブトレイン構成要素の速度を制御するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
内燃機関は、輸送及びトラック輸送を含む多くの用途及び産業において、広く利用されている。これらのエンジンは、エンジンシリンダが燃焼プロセスによって動力を生成する正の動力動作モードを主に促進し得るエンジンバルブ駆動システムを利用している。標準的な燃焼サイクルに関連した吸排気バルブの動作は、典型的には、「主イベント」動作と称される。公知のエンジンバルブ駆動システムは、早期又は遅延の吸気バルブ閉鎖などの、変更された主イベントバルブ動作を提供することができる。主イベント動作に加えて、公知のエンジンバルブ駆動システムは、内燃機関が、他のモードで、あるいは、正の動力生成モードの変形例（例えば、排気ガス再循環（ＥＧＲ）、早期排気バルブ開放（ＥＥＶＯ）、等）で、動作させ得る補助バルブ駆動動作又は補助バルブ駆動イベントを促進することができる、若しくは、内燃機関が、未給油状態で、実質的に空気圧縮機として動作し、車両の減速を支援するために減速力を発生させるエンジンブレーキを促進することができる。さらにまた、エンジンブレーキを提供するために使用されるバルブ駆動動作の変形例が知られている（例えば、ブレーキガス再循環（ＢＧＲ）、ブリーダブレーキ、等）。
【０００４】
主イベントバルブ動作及び補助イベントバルブ動作の双方について、エンジンシリンダの吸気バルブ及び排気バルブは、それぞれのバルブトレインと相互作用する固定ローブを有したそれぞれの固定プロファイルカムによって開放させることができる。しかしながら、固定プロファイルカムの使用には、限界が存在し得る。例えば、固定プロファイルカムの使用は、エンジン動作における様々な、モード、速度、及び条件での最適な主イベントバルブ動作及び補助バルブ動作のために必要な、バルブタイミング及びリフトなどの、バルブ動作に関する調整を、制限したり、不可能としたり、する可能性がある。
【０００５】
従来技術においては、固定カムバルブ動作システムに関連した制限を克服するために、ＶＶＡシステムが開発された。ＶＶＡシステムは、正動力モード及びエンジンブレーキモードにおける内燃機関の動作を容易とするために、ロストモーション構成要素を含むことができる。ロストモーションとは、カムプロファイルによって支配されるバルブの動作が、バルブトレイン内の可変長さの、機械的リンケージ、油圧的リンケージ、又は他のリンケージによって変更され得る種類の技術的解決策に適用される用語である。ロストモーション構成要素は、当該技術分野においては周知である。これらのデバイスは、典型的には、バルブの動作を変更するために、制御された態様で、バルブトレイン内の隣接する構成要素を折り畳んだり、それらの長さを変更したり、係合／係合解除したり、し得る部材を含む。ロストモーションデバイスは、エンジンサイクル時には、回転カムなどの固定プロファイルを有したバルブ駆動動作源によって指示される動作とは異なる特定のバルブ駆動動作を促進することができる。ロストモーションデバイスは、そのような動作を、選択的に「ロスト」させることができる、すなわち、主イベントのバルブ動作に加えたイベントを達成するためにあるいは主イベントのバルブ動作に変化をもたらすイベントを達成するために、そのような動作を、バルブトレインを介して１つ又は複数のエンジンバルブに対して選択的に伝達されないようにすることができる。ＶＶＡロストモーションシステムでは、カムローブは、エンジンの動作モード及び動作条件の全範囲にわたって必要とされる「最大」（最長滞在及び最大リフト）動作を規定することができる。可変長システムを、バルブトレイン内において、開放されるべきバルブとカムとの中間のところに含むことができ、これにより、カムによってバルブに付与されるであろう動作の一部を、差し引くことができるすなわち「ロストさせる」ことができる。
【０００６】
うまくないことに、公知のＶＶＡロストモーションシステムは、利点を提供し得るものではあるけれども、それらの実装は、当該技術分野においては、いくつかの点で課題を提起し得るものである。例えば、エンジンのドライスタート又はコールドスタートの際には、公知のＶＶＡロストモーションシステムにおける動作油圧構成要素には、油圧流体（オイル）が存在していないかもしれず、それは、エンジンの動作が停止した後に、油圧流体（オイル）が構成要素から排出され得るからである。そのような油圧流体の損失は、ＶＶＡロストモーションシステムの完全な機能が達成されるよりも前に、エンジン再始動時に、数回のエンジンサイクル及び／又はエンジン暖機を必要とする場合がある。
【０００７】
当該技術分野における他のニーズは、ＶＶＡロストモーションシステムのコンパクトでモジュール式の構成を利点として提供するために、容易に設置し得るような、及び／又は、既存のエンジン構成に対してアドオン構成要素として設置し得るような、ＶＶＡロストモーションアセンブリに対する要望に関連する。モジュール式の構成は、取り扱い、出荷、及び設置、が容易であるという利点を提供することができる。関連して、既存のエンジン構造に対して容易に統合され得るとともに、設置前にアセンブリ内の構成部品の保持を提供することのために、ＶＶＡロストモーション構成要素に関するコンパクトでモジュール式のパッケージングが要望されている。
【０００８】
オーバーヘッドバルブエンジン構成は、エンジンのバルブトレイン内において、プッシュチューブ又はプッシュロッドを利用することができる。これらの構成要素は、マスタピストン／スレーブピストンＶＶＡロストモーションアセンブリ上におけるマスタピストンに対して、界面を構成することができる。設置時には、既存のＶＶＡロストモーションアセンブリは、ＶＶＡロストモーションアセンブリ内のマスタピストン又は他の構成要素上におけるそれぞれの動作界面に対してプッシュチューブを位置合わせするために、手作業で多大な労力を必要とする場合がある。その上、位置ずれに加えて、既存のプッシュチューブ界面の構成は、過度の摩擦及び摩耗、潤滑不良、及び、動作中の最適な安定性に満たない、という傾向があり得る。
【０００９】
公知のロストモーションＶＶＡシステムは、また、バルブ閉塞動作を制御する上で、すなわちバルブ閉塞速度を制御する上で、さらなる課題を提起する。バルブトレイン内のロストモーション構成要素が、遅延吸気バルブ閉塞においてなど、関連するカム表面によって規定される動作からエンジンバルブ動作を変化させ得ることのために、バルブの閉塞速度が過度となる可能性があり、これは、適切な制御デバイスが存在しない場合には、バルブがバルブ座に対して「衝突」する結果となり得る。その主題が全体的に参照により本明細書に援用される米国特許第６，４７４，２７７号に開示されているものなどのバルブキャッチが、従来技術においては、ロストモーションシステムにおける過度のバルブ閉塞速度という問題点に対処するために開発された。しかしながら、そのようなシステムは、いくつかのＶＶＡ環境においては、最適の制御を提供し得ない。例えば、そのようなシステムでは、構成要素を非常に小さな公差で製造する必要があり、コスト高となり得る。さらに、マスタ／スレーブピストン構成要素において利用された時には、そのようなシステムは、マスタピストンとスレーブピストンとの間において、大きな油圧抵抗を示し得る。
【００１０】
したがって、従来技術における上記の欠点及び他の欠点に対処するシステム及び方法を提供することは有利であろう。
【発明の概要】
【００１１】
上記の課題に応答して、本開示は、改良された特徴点及び利点を有したＶＶＡアセンブリ及び他の構成要素に関する様々な実施形態を提供する。
【００１２】
本開示の一態様によれば、エンジンのドライスタートに続くロストモーションＶＶＡ構成要素の迅速な充填を提供するエンジンバルブ駆動アセンブリが提供される。エンジンバルブトレインにおいて可変バルブ駆動を提供するためのシステムは、ハウジングと、ハウジングに形成されたマスタピストン穴と、マスタピストン穴と協働することによりマスタピストンチャンバを形成するマスタピストンであり、バルブトレインの動作源から動作を受領するための動作受領界面を有したマスタピストンと、ハウジングに形成されたスレーブピストン穴と、スレーブピストン穴と協働することによりスレーブピストンチャンバを形成するスレーブピストンであり、バルブトレインの動作受領構成要素に対して動作を伝達するための動作伝達界面を有したスレーブピストンと、エンジン始動サイクル時にマスタピストンチャンバに対して動作流体を供給するために、マスタピストンチャンバと協働するドライスタート油圧回路と、を含むことができる。
【００１３】
ドライスタート油圧回路は、ロストモーションＶＶＡアセンブリのマスタ−スレーブ回路に対しての油圧流体の迅速な供給を容易とする。エンジン及びＶＶＡアセンブリの初期のドライスタートサイクル時には、マスタピストンは、初期的に空となったＶＶＡシステム油圧回路内に低圧を作り出すために使用され、これにより、ドライスタートリザーバから、高圧逆止バルブを介して、マスタ−スレーブ回路内へと、オイルを引き込む。ドライスタート油圧回路内における、ドライスタートリザーバと、低圧及び高圧の逆止バルブと、の構成により、エンジンが動作していない時でも液漏れしない（枯渇しない）油圧流体の供給分をドライスタートリザーバが保持していることが、確保される。加えて、ドライスタート油圧回路のアキュムレータには、初期的なエンジンドライスタート時に発生するようにアキュムレータピストンが穴内で底打ちした時に閉塞される流出オリフィスが設けられている。これにより、ドライスタート油圧回路がドライスタートリザーバ内に充分な油圧流体を保持していて、エンジンの再始動時にロストモーションマスタ−スレーブ回路の完全な機能を迅速に達成することが、さらに確保される。
【００１４】
本開示の一態様によれば、ＶＶＡアセンブリのマスタピストンには、ＶＶＡアセンブリのマスタピストン／プッシュチューブ界面などの、動作の安定性と動作受領界面の耐久性とを確保するための有利な特徴点を設けることができる。エンジンバルブトレインにおいて可変バルブ駆動を提供するためのエンジンバルブ駆動アセンブリは、ハウジングと、ハウジングに形成されたマスタピストン穴と、マスタピストン穴と協働することによりマスタピストンチャンバを形成するマスタピストンであり、バルブトレインの動作源から動作を受領するための動作受領界面を有したマスタピストンと、ハウジングに形成されたスレーブピストン穴と、スレーブピストン穴と協働することによりスレーブピストンチャンバを形成するスレーブピストンであり、バルブトレインの動作受領構成要素に対して動作を伝達するための動作伝達界面を有したスレーブピストンと、を含むことができ、マスタピストンの動作受領界面は、マスタピストン内に、プッシュチューブ端部を受領するためのプッシュチューブ受領ソケットを含み、プッシュチューブ受領ソケットは、動作の全体にわたってプッシュチューブ端部がマスタピストン穴内に配置されたままであるように、マスタピストンの内部において充分な深さまで延びている。プッシュチューブには、その端壁に、わずかに丸められたプッシュチューブキャップを設けることができる。プッシュチューブは、プッシュチューブ（又は、プッシュチューブキャップ）の端部がマスタピストンの高圧面に対して非常に近くに位置するような態様で、マスタピストン上に形成されたプッシュチューブ受領ソケットの内部の奥深くにまで延びることができる。このようにして、プッシュチューブ端部によって印加される力は、マスタピストンの高圧面上へと印加される力に対して非常に近くの位置で適用され、このため、マスタピストン並びに／若しくはプッシュチューブ及び端部キャップ上において、モーメントを生成する可能性を低減させ、そしてその結果として生成する側方荷重を低減させる。これにより、プッシュチューブとマスタピストンとに対して印加される横方向の力を低減させ、より安定した動作を提供するとともに、摩擦損失と摩耗とを低減させる。
【００１５】
さらなる態様によれば、ＶＶＡアセンブリ上の動作受領界面には、潤滑を増強して接触応力を低減するための特徴点が設けられる。プッシュチューブ／マスタピストン界面に高圧油圧流体を収集するための特徴点が提供される。このような流体は、マスタピストンからの漏れとして流れることができる。プッシュチューブキャップに形成された環状溝並びに１つ又は複数の径方向に延びるポートは、動作時にはマスタピストンのプッシュチューブソケットの内部へとオイルを収集して搬送することができ、これにより、マスタピストン及びプッシュチューブ並びに／若しくはエンドキャップの内部を潤滑することができる。接触応力は、マスタピストンのプッシュチューブソケットの端壁に形成された軸対称の凹面と、プッシュチューブキャップの端部に形成された小さな半径の軸対称の凸面と、によって低減することができる。この構成は、動作時にはマスタピストンソケットに対してプッシュチューブを中心合わせさせる力を提供し、これにより、適切な位置合わせをさらに確保するとともに、プッシュチューブ端部キャップ及びマスタピストンに対しての側方荷重を最小限とする。
【００１６】
一態様によれば、ＶＶＡシステムは、モジュール式の統合パッケージとして提供することができ、このパッケージは、ドライスタート油圧回路と、マスタピストンプッシュチューブ界面と、を含み、ＶＶＡハウジング内にコンパクトな態様で配置されるとともに、ロッカ台座の形態を有することができ、さらに、最小限の締結器具及び組立リソースを使用して、ユニット化されたアセンブリとしてエンジンに上へと取付又は後付けすることができる。
【００１７】
一態様によれば、ＶＶＡシステムには、スレーブピストンの閉塞速度を制御するために、ひいては１つ又は複数のエンジンバルブの閉塞速度を制御するために、自己調節型バルブキャッチ（ＳＡＶＣ）を設けることができる。バルブキャッチ座は、スレーブピストン穴とマスタピストン穴との間においてハウジングに形成された相補形状のバルブキャッチ座凹所内に、固定することができる。バルブキャッチ座は、環状着座面によって囲まれた中央通路を含むことができる。スレーブピストンは、制御ピンを受領するための内部キャビティを含むことができ、内部キャビティには、制御ピンカラーが設けられている。制御ピンカラーは、キャビティ内における制御ピンのガイドされた動作を可能とし、制御ピンを、中央に保持するように機能する。制御ピンカラーは、制御ピンスプリングと協働する上部スプリングガイドと、チェックディスクスプリングと協働する下部スプリングガイドと、を含む。制御ピンスプリングは、制御ピン上へと、スレーブピストンに関して下向きの（着座する向きの）付勢力を提供する。チェックディスクスプリングは、チェックディスク上へと、環状着座面に向けての、制御ピンカラーの位置に関して下向きの（着座する向きの）付勢力を提供する。制御ピンのポートは、バルブキャッチモードでの動作時には、チェックディスクによって徐々に閉塞することができる。エンジンバルブがエンジンバルブ座に近づくにつれて、特に高速ソレノイドバルブを通しての流れのためにカムから切り離された時には、チェックディスクは、着座することができ、これにより、スレーブピストンプレナムからのオイルは、制御ピンのうちの、チェックディスクの計量エッジによって閉塞されている複数の孔を通して流れることができる。制御ピンの孔は、制御ピンが下降するにつれて徐々に閉塞され、これにより、スレーブピストン圧力の上昇を引き起こし、これによって、エンジンバルブ及び関連するバルブトレイン構成要素が減速する。スレーブピストンには、スレーブピストン穴の頂部と制御ピンカラーとの間に、オートラッシュチャンバを設けることができる。オートラッシュチャンバは、スレーブピストンの制御カラーを超えてくるオイル漏れによって充填することができる。漏れによって充填されたオートラッシュは、エンジンバルブがバルブキャッチ座上に着座する時に、制御ピンがバルブキャッチ座上に着座することを、確保する。ＳＡＶＣは、制御ピンの閉塞速度が、ひいてはスレーブピストンの閉塞速度が、結果的にエンジンバルブの閉塞速度が、制御ピンが着座面に近づくにつれて許容レベルを超えないことを、確保する。本開示のさらなる態様によれば、チェックディスクスプリング及び制御ピンのガイド機能は、制御ピンポートがスプリングによって接触しないことを確保し、これにより、スプリングによるポートエッジの摩耗を回避する。
【００１８】
本開示の他の態様及び利点は、以下の詳細な説明から、当業者には明らかになるであろうし、上記の態様は、網羅的又は限定的と見なすべきではない。上記の一般的な説明及び以下の詳細な説明は、本開示の発明的態様に関する実施例を提供することを意図するものであり、いかなる意味においても、添付の特許請求の範囲に規定された範囲を限定又は制限するものとして解釈されるべきではない。
【００１９】
本発明に関する上記の及び他の付随する利点及び特徴点は、複数の図面にわたって同様の参照符号が同様の部材を表している添付図面と併せて以下の詳細な説明を参照することにより、明らかになるであろう。説明及び実施形態が、本開示の態様による例示的な実施例として意図されていること、また、添付の特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲を限定することを意図していないことは、理解されるであろう。図面に関する以下の説明では、すべての図示は、特段に明示しない限り、本開示の態様による実施例をなす特徴点に係るものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、例示的なモジュール式ロストモーションＶＶＡ（ＬＭＶＶＡ）アセンブリと、例示的なエンジンバルブトレイン環境と、を示す図示である。
【図２】図２は、図１に示す例示的なモジュール式ＬＭＶＶＡアセンブリの図示である。
【図３】図３は、図２に示す例示的なＬＭＶＶＡアセンブリにおける各構成要素を示す詳細な図示である。
【図４】図４は、図２に示す例示的なＬＭＶＶＡアセンブリにおける、追加的な構成要素と、下側取付面と、を示す図示である。
【図５】図５は、例示的なＬＭＶＶＡアセンブリ及びその構成要素を示す分解図である。
【図６】図６は、図５のＬＭＶＶＡアセンブリ及びその構成要素を示す別の分解斜視図である。
【図７】図７は、図１〜図６に図示したものなどのＬＭＶＶＡアセンブリに実装され得る、例示的な油圧ドライスタート回路を示す概略図である。
【図８】図８は、図１〜図６のＬＭＶＶＡアセンブリを示す断面図である。
【図９】図９は、図１〜図６のＬＭＶＶＡアセンブリを示す別の断面図である。
【図１０】図１０は、図１〜図６のＬＭＶＶＡアセンブリを示す第３の断面図である。
【図１１】図１１は、図１〜図６のＬＭＶＶＡアセンブリ内における、例示的なスレーブピストン及びバルブキャッチアセンブリを示す詳細な断面図である。
【図１２】図１２は、図１〜図６のＬＭＶＶＡアセンブリにおいて使用するのに好適な、例示的なマスタピストン／プッシュチューブ界面構成要素を示す断面図である。
【図１３】図１３は、図１２のマスタピストン／プッシュチューブ界面構成要素に関する詳細な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本明細書において使用した際には、「流体連通している」という用語は、２つ以上の構成要素又は部材どうしの間における、流体が定常的に又は断続的に又は選択的に流れ得る関係性を表すことが意図されており、それらの部材又は構成要素どうしの間における直接的なかつ定常的な流れには必ずしも限定されないが、「流体連通している」ものとして記載された２つ以上の構成要素どうしの間において中間介在的に配置され得る、例えば逆止バルブなどの、中間介在的な構成要素を介した流体流通を含むことができる。
【００２２】
図１は、エンジンバルブトレイン環境内における例示的なモジュール式ロストモーションＶＶＡアセンブリ１００を示している。ロストモーションＶＶＡカム１０の形態で示された動作源は、１つ又は複数の動作受領構成要素に対して動作を付与することができ、１つ又は複数の動作受領構成要素は、この例では、カムフォロワ１２とすることができ、カムフォロワ１２がカム１０の動作面又はプロファイルに対して追従し得るように枢動可能に取り付けられ得るカムフォロワアーム１４に軸支されているカムフォロワとすることができる。カムフォロワ１２は、上向きに延びるとともにＶＶＡアセンブリ１００上のマスタピストンアセンブリ２００と相互作用し得るプッシュロッド２０と、協働する。プッシュチューブ２０は、プッシュロッドキャップ２２内へと延びることができ、そして、このキャップは、マスタピストンアセンブリ２００のマスタピストン２１０内へと延びることができる。マスタピストン２１０は、さらに後述するように、ロストモーションを提供するために、スレーブピストンアセンブリ３００のスレーブピストン３１０と相互作用することができる。スレーブピストン３１０は、そこから延びる旋回フット又は「ｅ−フット」３２を介して、ロッカアーム３０に対して動作を付与することができる。ロッカアーム３０は、バルブブリッジ４０を介して、１つ又は複数のエンジンバルブ５０、５２に対して動作を付与することができる。
【００２３】
本開示から認識されるように、ＶＶＡアセンブリ１００は、ロッカシャフト台座のためのアドオン構成要素又は交換構成要素として、エンジンヘッドアセンブリ（図１からは明確化のために省略されている）に対して固定することができる。ＶＶＡアセンブリ１００は、さらに後述するように、揺動動作のためにロッカアーム３０を支持するロッカシャフト３５を支持するための一体構造を含むことができる。
【００２４】
図２〜図４を追加的に参照すると、本開示の態様によれば、ＶＶＡアセンブリ１００は、コンパクトでモジュール式の構造を有することができる。このような構造は、エンジンヘッド環境においてその近傍に位置し得る他の構成要素と干渉することなくＶＶＡアセンブリをアドオン構成要素として設置し得るような態様で、多数の構成要素を、ＶＶＡハウジング１１０内に統合することを提供する。ハウジング１１０は、エンジンヘッドから延びる既存の台座又はポストに対して取り付けるように構成することができる。ＶＶＡアセンブリ統合構成要素は、ロッカシャフト支持体１１２と、マスタピストンアセンブリ２００と、スレーブピストンアセンブリ３００と、ドライスタートサブシステム４００と、を含むことができる。さらに後述するように、ドライスタートサブシステム４００は、ドライスタートリザーバ４１０、高速ソレノイドバルブ（ＨＳＳＶ）４２０、アキュムレータ４３０、高圧逆止バルブ４５０、及び低圧逆止バルブ４６０、の間にわたって流体連通を提供するとともに、それらを接続してハウジング１１０内へと延びる油圧流体経路を提供する、ドライスタート油圧回路を含むことができる。これらの構成要素及び他の構成要素は、後述するように、有利には、ＶＶＡアセンブリハウジング１１０内に配置されて統合され、これにより、モジュール式ユニットとして便利に輸送されて設置され得るモジュール式でコンパクトなＶＶＡパッケージを提供する。このＶＶＡパッケージ構成は、ここで説明する及び他で説明する利点を達成する。
【００２５】
図５及び図６は、本開示の態様による図１〜図４の例示的なＶＶＡアセンブリ１００を示す分解図である。ハウジング１１０は、ロッカシャフト支持体１１２上に配置されたロッカシャフト支持体穴１１４を含むことができる。取付穴１１６は、ハウジング１１０を通して延びることができ、エンジンヘッドアセンブリ（図示せず）内の取付面に対してハウジング１１０を固定するための固定具（すなわち、ボルト）を受領することができる。一対の位置決めピン１１１を、ハウジング１１０の底面１１５上の取付面１１５のそれぞれ対応する位置決めピン穴１１３内に配置することができ、これにより、安定的に位置決めされた取付及び設置を容易とすることができる。ハウジング１１０は、ＨＳＳＶ４２０のバルブヘッド４２６を受領するためのＨＳＳＶ穴１２０を含むことができる。取付ブラケット４２２及びブラケット固定具４２２は、ＨＳＳＶ４２０をハウジング１１０に対して固定することができる。認識されるように、ＨＳＳＶ穴１２０は、この穴１２０に対して／この穴１２０から、さらに、バルブの開放状態においては、ＨＳＳＶ４２０のバルブヘッド４２６を通して、また、ＨＳＳＶ４２０のバルブヘッド４２６を超えて、油圧流体を搬送するために、それらと連通した１つ又は複数の流体通路１２２を含むことができる。本開示の態様によれば、ドライスタートリザーバ４１０は、ハウジング１１０内に形成することができ、リザーバキャップ４１２によってシールすることができる（すなわち、螺着結合又は圧入を介して）。リザーバキャップ４１２は、リザーバからの油圧流体の周囲への流出を許容するために、自身に設けられたリザーバ流出オリフィス４１４を有することができる。この構成は、特に大型の単一シリンダヘッドの製造に際して、有利である。
【００２６】
マスタピストン２１０は、その下部の周囲に延びる環状カラー又は環状ショルダ２１２と、プッシュチューブ端部又はプッシュチューブキャップを受領するために内部に形成されたマスタピストンソケット２１７（図６）と、を含むことができる。環状ショルダ２１２は、マスタピストンスプリング２５０のためのスプリング座を形成することができる。他方のスプリング座面１２３を、スプリング２５０の反対側の端部と係合するために、マスタピストン穴１２０の周囲のところにおいて、ハウジング１１０上に形成することができる。マスタピストン２１０は、その上部に外側溝２１３を含むことができ、この外側溝２１３は、本明細書においてさらに後述するように、マスタピストンの漏れを使用してプッシュチューブ／マスタピストン界面の潤滑を増強させるよう、マスタピストン２１０の外部から内部ソケット２１７へとオイルを連通させるために内部に形成された多数の径方向に延びるポート２１５を含む。マスタピストン保持具２６０は、ボルトヘッド２６２がマスタピストン２１０の環状ショルダ２１２と係合して保持し得るようにそしてこれによりマスタピストン２１０及びスプリング２５０をハウジング１１０上の設置位置に固定するように、ハウジング１１０に対して固定され得るネジ山付き固定具を含むことができる。本開示から認識されるように、この構成は、設置時に、例えばマスタピストン穴１２０に対してマスタピストン２１０が完全に挿入された位置で保持された状態で、そして、スプリング２５０が圧縮された状態で、マスタピストン２１０及びスプリング２５０を、ハウジング１１０に対して固定することを可能とする。本開示から認識されるように、ＶＶＡアセンブリが設置された後には、マスタピストンスプリング２５０は、有利には、マスタピストン２１０（図１）に対して付勢力を提供するものであり、ＶＶＡアセンブリのマスタ−スレーブロストモーション構成要素の動作に関係なく、マスタピストン、プッシュチューブ２０、及びカムフォロアの、カム追従動作を提供する。特に、マスタピストン２１０は、ドライスタート時にカム閉塞プロファイルに従うこととなり、これにより、マスタピストンは、ドライスタートリザーバから高圧回路へとオイルを引き込むポンプとして機能することとなる。
【００２７】
なおも図５及び図６を参照すると、スレーブピストンアセンブリ３００は、スレーブピストン穴１３０内に設置することができ、これにより、スレーブピストンアセンブリ３００は、マスタピストン２１０と相互作用することが可能とされ、バルブトレイン内の動作受領部材（すなわち、図１における旋回フット）に対して動作を伝達することができる。スレーブピストンアセンブリ３００は、エンジンのバルブ閉塞速度を制御するための自己調節型バルブキャッチ（ＳＡＶＣ）システムを含むことができる。本開示の態様によるマスタ／スレーブピストン相互作用及びＳＡＶＣの詳細については、以下において説明する。
【００２８】
アキュムレータアセンブリ４３０は、ハウジングに設けられたアキュムレータ穴１４０内に設置することができる。アキュムレータアセンブリは、端壁上にシール面４３３を有したアキュムレータピストン４３２と、シール面４３３内の中央に配置された中央流出オリフィス４３５と、を含むことができる。アキュムレータスプリング４３４は、アキュムレータピストン４３２の内部に収容することができ、ピストンの端壁と係合することができる。アキュムレータアセンブリ４３０は、アキュムレータスプリング４３４のうちの、ピストン端壁とは反対側の端部と係合するスプリング座／ワッシャ４３８も保持するＣ字形状クリップ保持具４３６によって、ハウジング１１０のアキュムレータ穴１４０内に保持することができる。アキュムレータアセンブリ４３０は、ピストンがスプリング４３４の付勢力に抗して動作している通常の（定常状態での）エンジン動作時には、平衡に到達するまで、すなわち、ピストン４３２及び穴１４０によって形成されるチャンバ内に所定量のオイルが蓄積されるまで、油圧流体の加圧供給を蓄積するように機能する。本開示の一態様によれば、流出オリフィス４３５は、主にバルブキャッチ及びＨＳＳＶ内において発生する熱を除去する目的で、アキュムレータピストン４３２を通しての油圧流体の流れを提供する。ドライスタートリザーバ通気オリフィスが、いくらかの流出冷却を提供し得るけれども、高圧回路からの高温オイルが主にアキュムレータへと流れることにより、アキュムレータ流出冷却オリフィス４３５を、より効果的なものとすることができる。しかしながら、本開示のさらなる態様によれば、図７を参照して以下においてより詳細に説明するように、エンジンの動作が停止した時には、そしてドライスタート（再始動）サイクル時には、スプリング４３４の付勢力は、ピストン４３２を、穴１４０の端壁に対しての係合位置へと移動させ、流出冷却オリフィス４３５を通してのいかなる流れも防止する。
【００２９】
ドライスタート油圧システムに関連した２つの逆止バルブを、ハウジング１１０内に設置することができる。低圧逆止バルブ（ＬＰＣＶ）４４０は、低圧逆止バルブ穴１７０内に配置することができ、ＬＰＣＶと他のシステム構成要素との間の流体連通を可能とするためのポートを有している。高圧逆止バルブ（ＨＰＣＶ）４５０は、高圧逆止バルブ穴１５０内に配置することができ、同様に、ＨＰＣＶ４５０と他のシステム構成要素との間の流体連通を可能とするためのポートを有することができる。
【００３０】
図７は、本明細書において説明する利点を達成するために、ドライスタートサブシステム４００（図２〜図４）の一部として実装され得る例示的なドライスタート油圧回路７００を示す概略図である。油圧回路は、部分的には、ハウジング内に設けられた一連の導管又は通路として実装することができ、概略図に図示された構成要素どうしの間において、すなわち、アキュムレータと、逆止バルブと、ＨＳＳＶと、の間において、流体連通を提供する。一態様によれば、すべての構成要素と、導管又は通路とは、例えばロッカ台座に代えてあるいはロッカ台座に加えて、既存のエンジン上へと後付けし得るモジュール式アセンブリを提供するために、ハウジング内において統合することができる。マスタピストンチャンバ２１４は、ハウジング１１０内に形成されたマスタピストン穴１２０内に配置されたマスタピストン２１０によって形成することができる。高圧油圧サブ回路７１０は、マスタピストンチャンバ２１４から、通常的には開放とされ励起時には閉塞するソレノイドバルブとし得るＨＳＳＶ４２０への、第１流体通路と、マスタピストンチャンバ２１４から高圧逆止バルブ４５０への第２流体通路７１４と、を含むことができる。低圧油圧サブ回路７２０は、ＶＶＡアセンブリＨＳＳＶ４２０に対してエンジンオイルを提供する流体通路７２２内に配置された低圧逆止バルブ４４０と、キャップ４１２及びオリフィス４１４を有したドライスタートリザーバ４１０と、アキュムレータピストン４３２とシール面４３３と流出冷却オリフィス４３５とを有したアキュムレータ４３０と、を含むことができる。ドライスタートリザーバは、好ましくは、油圧回路内においてＨＰＣＶの近くに配置される。認識されるように、低圧油圧サブ回路７２０は、逆止バルブ４５０及びＨＳＳＶ４２０を介して、高圧油圧サブ回路７１０から選択的に隔離されている。
【００３１】
通常のエンジン動作時には、高速ソレノイドバルブ４２０を励起することができ、これにより、カムリフトの開始前に閉塞することができる。この構成では、マスタピストン２１０及びプッシュチューブ２０（図１）は、カム１０のプロファイルに対して、ほぼ追従することができる。スレーブピストン３１０、ひいてはバルブブリッジ４０及び吸気バルブ５０，５２（図１）は、マスタ−スレーブピストン構成要素内の油圧コンプライアンスのために、より低い開口リフトを有することができる。通常の動作時には、高速ソレノイドバルブ４２０は、間欠的に励起を解除することができ、これにより、所望の吸気バルブ閉塞タイミングを達成するために、開放することができる。スレーブピストンが閉塞するにつれて、流体は、スレーブピストンチャンバからマスタピストンチャンバ２１４へと流れ、高速ソレノイドバルブ４２０を通ってアキュムレータ４３０へと流れる。アキュムレータ４３０及びリザーバ４１０は、それぞれ、アキュムレータ流出冷却オリフィス４３５及びリザーバ流出オリフィス４１２を通しての流出フローであって、周囲へと流出させる流出フローを備えている。例えば３．０ｍｍというしきい値をなす吸気バルブリフトを下回ると、スレーブピストンアセンブリ３００のうちの、詳細については後述する自己調節型バルブキャッチ（ＳＡＶＣ）が、スレーブピストンプレナムからの流れを徐々に絞ることによって、バルブ着座速度の低下をもたらすことができる。ＳＡＶＣは、スレーブピストンの圧力を上昇させることができ、これにより、バルブロッカを介して作用する力を提供することができ、これによって、吸気バルブの速度を、許容可能な着座速度にまで減速させることができる。高圧回路７１０は、カムの閉塞部分で補充され、オイルは、アキュムレータから、ＨＳＳＶ及びＨＰＣＶの双方を通って、マスタピストンへと、流れる。アキュムレータ圧力がＶＶＡオイル供給圧力よりも低下すると、補充オイルが、ＶＶＡオイル供給源から、アキュムレータ４３０及びリザーバ４１０へと、流れることができる。
【００３２】
エンジン停止時には、ＨＳＳＶ４２０が開放され、バルブスプリングは、エンジンバルブを閉塞して、ＨＳＳＶ４２０を通して高圧回路からオイルが流出した時には、スレーブピストンを、スレーブピストン穴の頂部にまで退避させる。アキュムレータスプリング４３４は、アキュムレータ流出冷却オリフィス４３５を通して低圧回路からオイルが流出した時には、アキュムレータピストン４３２を退避させる。エンジン停止時の高圧回路内のオイル量は、マスタピストンの位置に応じて変化することとなり、カムピークリフト時に最小のオイル量となる。長時間にわたってエンジンが停止された場合には、さらなるオイルが、油圧回路から漏れ出し得る。ＬＰＣＶ、ＨＰＣＶ、及びアキュムレータ流出冷却オリフィス４３５、が閉塞していることにより、オイルは、ドライスタートリザーバ内に保持される。
【００３３】
ドライスタート時には、初期状態は、典型的には、吸気バルブが閉塞していて、カムが任意のリフトとされることができ、油圧回路が、ドライスタートリザーバ４１０を除いて、ほとんどオイルを有していないものとされ得る、状態であろう。これは、エンジン停止後には、ＶＶＡシステムからのオイル排出が起こり得るからである。よって、マスタ−スレーブ回路内の油圧流体がない場合、ＶＶＡ補充に関する最悪のケースは、カムがピーク滞在にある場合に発生する。通路７２２内のＶＶＡ供給油圧が、アキュムレータ４３０のピストンを駆動するのに必要な圧力を下回っている時には、アキュムレータ流出冷却オリフィス４３５が、アキュムレータピストンによって閉塞され、これにより、オイルは、アキュムレータからは流出し得ない。本開示から認識されるように、アキュムレータスプリング４３４は、油圧が高圧回路を補充するのに充分なレベルにある時には、アキュムレータピストン４３２がアキュムレータ穴１４９内で底に留まったままであることを確保するために、予荷重を印加して設置することができる。アキュムレータスプリングの予荷重は、オイル供給圧力が、周囲圧力と、低アイドリング時の最小オイル供給圧力よりも著しく低いレベルと、の間にあり、かつ、高圧回路を補充するのに充分ではない時に、ドライスタート時にのみ、ドライスタート時にのみ、アキュムレータピストンを穴の頂部に保持するように、設定される。言い換えれば、アキュムレータピストンの補充圧力は、典型的には、高圧回路の補充に必要な圧力よりも大きな圧力に設定されることとなる。
【００３４】
ＨＳＳＶ４２０は、高圧回路７１０内にオイルを保持するために、ドライスタート時には閉塞位置に保持される。始動時にエンジンが回転を開始すると、マスタピストンは、マスタピストンチャンバ内を往復動することができ、これにより、マスタピストンプレナム内に、典型的には０．３バールというＨＰＣＶクラッキング圧力に打ち勝つために周囲よりも充分に小さな圧力を生成する。これにより、オイルを、マスタピストンによって、ドライスタートリザーバ４１０からＨＰＣＶ４５０を通して引き込むことができる。ドライスタートリザーバは、ＨＰＣＶの近くに配置され、これにより、システム内に空気を引き込み得るようなＬＰＣＶクラッキング圧力に打ち勝つことを回避する。アキュムレータピストンは、穴の頂部に位置することとなり、これにより、流出冷却オリフィス４３５を閉塞する。カム開口プロファイル時には、マスタピストン逆止バルブが閉塞し、マスタピストン内のすべてのオイルは、スレーブピストンに対してポンピングされることとなる。スレーブピストンが充分に充填された時に、エンジンバルブが駆動されることとなる。その後のサイクル時には、より多くのオイルが、カム閉塞プロファイル上のマスタピストンによってリザーバから吸引される。よって、吸気バルブのリフトは、より多くのオイルがマスタピストンチャンバ内へと引き込まれるにつれて、各サイクルでラッシュが徐々に減少する（リフトが増加する）フルカムリフトとなる。このようにして、ロストモーションシステムは、エンジン始動後には、ドライスタート下で（すなわち、完全な動作を可能とするには、マスタ−スレーブピストン構成要素内の油圧流体が不充分である）長時間にわたって動作するのではなく、マスタ−スレーブピストン構成要素が充分な油圧流体を受領していてフルＶＶＡカムリフトを提供し得る状態へと、迅速に到達することができる。
【００３５】
好ましい実装では、ドライスタートリザーバは、マスタピストンポートよりも高い位置に配置されることとなる。しかしながら、システムが、リザーバとマスタピストンポートとの間の小さなヘッド差に打ち勝ち得ることにより、ドライスタートリザーバに関する他の相対的高さを、ＶＶＡハウジング１１０内において実装することができる。ＨＰＣＶがドライスタート油圧回路において利点を提供すること、すなわち、ＨＰＣＶの存在により、ＨＳＳＶがドライスタート中に閉塞状態にあることを可能とし、ＨＰＣＶが高圧回路内にオイルを充填して保持するために使用され得ることは、本開示から認識されるであろう。別の言い方をすれば、ＨＰＣＶがない場合には、カムが閉塞していれば、ドライスタートリザーバから高圧回路へのオイルの引き込みを可能とするためにＨＳＳＶを開放するように、また、カムが開放していて任意のピーク滞在にあるならば、高圧回路内にオイルを保持するためにＨＳＳＶを閉塞するように、ドライスタート時にＨＳＳＶを制御することが必要とされる。
【００３６】
図８〜図１０は、図１〜図７の例示的なＶＶＡアセンブリにおける異なる平面を通しての断面図であり、例示的なマスタピストンアセンブリ２００及びスレーブピストンアセンブリ３００に関する詳細をさらに図示している。図８は、アキュムレータ４３０を統合したハウジング１１０を示す側方からの図である。この図は、また、マスタピストン２１０と、マスタピストンチャンバ１２０と、プッシュチューブ受領ソケット２１７と、このプッシュチューブ受領ソケット２１７への入口のところに設けられたテーパー形状の環状位置合わせ面２２２と、複数のマスタピストンポート２１５のうちの１つと、ピストン保持具２６２と、を含むマスタピストンアセンブリ２００に関するさらなる詳細を示している。ＨＳＳＶ４２０及びスレーブピストンアセンブリ３００も、また、ハウジング１１０内における設置位置で示されている。図９は、マスタピストンチャンバ１２０とＨＳＳＶ４２０との間の高圧油圧通路７１２の平面内における断面図である。この図では、アキュムレータ４３０の端部を見ることができる。図１０は、ＨＰＣＶ４５０とピストンチャンバ１２０との間の高圧油圧通路７１４を示す別の断面図である。
【００３７】
図１１は、本開示の態様による例示的なスレーブピストン及びＳＡＶＣに関する断面図である。スレーブピストン３１０は、ＶＶＡハウジング１１０内のスレーブピストン穴１３０内に配置することができ、スレーブピストン穴とともに、マスタピストンチャンバ２１４と流体連通する膨張可能なスレーブピストンチャンバ３１４を形成する。バルブキャッチ座３１８は、ハウジング内においてスレーブピストン穴１３０とマスタピストン穴１２０との間に形成された相補形状のバルブキャッチ座凹所１３２内に固定されている。バルブキャッチ座３１８は、環状着座面３２１によって囲まれた中央通路３１９を含む。スレーブピストン３１０は、制御ピン３４０を受領するための内部キャビティ３３０を含むことができ、このキャビティ３３０には、その上に圧入され得るあるいは保持ピン（図示せず）に対して固定され得る制御ピンカラー３４２が設けられている。制御ピンカラー３４２は、制御ピストンとして機能することができ、スレーブピストン穴又はキャビティ３３０内における制御ピン３４０のガイドされた動作を可能とし、制御ピン３４０を、スレーブピストンキャビティ３３０内において中央に保持する。制御ピン３４０は、この制御ピン３４０に対してのチェックディスク３５０の下向き移動を制限するチェックディスク係止部３４５を含む。制御ピン３４０は、制御ピンカラー３４２の確実な位置決め及び設置を提供するために、ショルダ３４９を含むことができる。制御ピンカラー３４２は、制御ピンスプリング３５４と協働する上部スプリングガイド３４４と、チェックディスクスプリング３５６と協働する下部スプリングガイド３４６と、を含む。制御ピンスプリング３５４は、制御ピン３４０上へと、スレーブピストン３１０に関して下向きの（着座する向きの）付勢力を提供する。スプリング３５６は、チェックディスク３５０上へと、環状着座面３２１に向けての、制御ピンカラー３４２の位置に関して下向きの（着座する向きの）付勢力を提供する。チェックディスク３５０は、制御ピン３４０上において、スライド可能に配置することができる。本開示の一態様によれば、制御ピン／カラーアセンブリは、スレーブピストン３１０の内部キャビティ３３０の頂部のところに、オートラッシュチャンバ３５５を形成する。オイルは、制御ピンカラー３４２の各端部によって形成されたチャンバどうしの間の相対圧力に応答して、制御ピンカラー３４２とスレーブピストン３１０との間の隙間を介して、スレーブピストン３１０とオートラッシュチャンバ３５５との間にわたって、流れることができる（漏れることができる）。
【００３８】
制御ピン３４０は、バルブキャッチ座環状着座面３２１と係合する環状制御ピン着座面３４１を含む。バルブキャッチ座環状着座面３２１は、このようにして、制御ピンの確実な係止を提供する。オートラッシュチャンバ３５５を油圧流体によって充填し得ることにより、着座面３２１の確実な係止は、制御ピン３４０のオートラッシュ動作を制限するように動作する。同様に、チェックディスク３５０は、バルブキャッチ座環状面３２１と係合する環状チェックディスク着座面３５１を含む。制御ピン３４０は、制御ピン３４０を通しての流れを可能とする複数の制御ピンポート３４３であって、丸型、スロット型、又は他の形状、とし得る複数の制御ピンポート３４３を含む。チェックディスク３５０は、制御ピンポート３４３を通しての流れを案内するように動作し、制御ピン３４０がチェックディスク３５０に対して（下向きに）移動する際に、制御ピンポート３４３を徐々に閉塞させるように動作する計量エッジ３５７を含む。チェックディスク３５０は、チェックディスク３５０と制御ピン３４３との双方が共通の着座面３２１を利用することによって計量エッジ３５７と制御ピンポート３４３との間の正確な関係を維持する外側スカート３５３を含む。この構成は、計量エッジ３５７と制御ピンポート３４３との間の精度に影響を与えてしまうこととなる公差スタックという問題点を、排除する。
【００３９】
本開示の一態様によれば、自己調節型バルブキャッチは、スレーブピストンの過度の閉塞速度（図１１における下向き）を防止し、これにより、バルブトレイン内の動作受領部材の過度の閉塞動作を防止し、したがって、バルブトレインに関連した１つ又は複数のエンジンバルブの過度の閉塞速度を防止する。本開示の別の態様によれば、バルブキャッチチェックディスク及び制御ピンは、共通の着座面を共有する。この共通の着座構成は、協働部品の公差スタックを低減し、バルブリフト着座プロファイル及び着座速度制御を、制御ピン及びチェックディスクの寸法偏差（すなわち、製造公差）の影響を受けにくいものとする。
【００４０】
制御ピンポート３４３は、後述するように、バルブキャッチモードの動作時には、チェックディスク３５０によって徐々に閉塞することができる。マスタ−スレーブ油圧回路の通常のバルブリフト動作時には（すなわち、カム１０のプロファイルによって規定されるように）、マスタピストンの上向き移動に起因するマスタピストンチャンバ２１４内の油圧上昇は、スレーブピストン及び制御ピンを、共に上向きに移動させ、エンジンバルブを開放させる。スレーブピストン及び制御ピンは、スレーブピストンとオートラッシュチャンバとの間の漏洩流が少ないことのために、実質的に一緒に移動する。チェックディスクは、最初は制御ピンに対して上向きに移動することができ、スレーブピストンチャンバ内への流れを可能とする。スレーブピストンのリフトが増加するにつれて、チェックディスクは、制御ピンに対して下向きに移動し、制御ピン係止部３４５に対して接触する。エンジンバルブは、カムプロファイルのためにあるいはＨＳＳＶの開放のために、閉塞することができる。エンジンバルブが最初に閉塞する際には、スレーブピストン及び制御ピンは、一緒に移動し、チェックディスクは、制御ピンチェックディスク係止部３４５に対して接触したままである。典型的には３ｍｍというエンジンバルブリフトでは、チェックディスク着座面３５１は、バルブキャッチ座環状着座面３２１に対して接触し、スレーブピストンチャンバから、制御ピン径方向孔３４３を通しての、流れを案内する。初期的には、チェックディスクが、制御ピンチェックディスク係止部３４５に対して接触していることのために、孔を通しての流れ面積は、流れを著しく制限することはない。エンジンバルブがゼロリフトに近づくにつれて、チェックディスクは、制御ピンに対して移動し、チェックディスク計量エッジ３５７は、径方向孔を徐々に閉塞する。典型的には０．３ｍｍ〜０．５ｍｍというエンジンバルブリフトでは、径方向孔は、完全に閉塞され、チェックディスク３５０と制御ピン３４０との間の直径方向隙間を通してスレーブピストンから流れが案内される。閉塞される孔の面積と、リフトプロファイルと、の関係は、カムプロファイル閉塞特性の加速部分と同様であり、チェックディスクと制御ピンとの間の直径方向隙間の流れの面積は、カムプロファイルの一定速度傾斜と同様である。
【００４１】
バルブリフトイベント時には、また、バルブ着座時には、オートラッシュチャンバの圧力は、スプリング力のために及びピストン直径のために、スレーブピストンの圧力よりも低い。これにより、制御ピストン穴とカラーとの間の直径方向隙間を介して、オイルは、スレーブピストンから、オートラッシュチャンバへと、漏れる。典型的には０．１ｍｍ未満というエンジンバルブリフトでは、制御ピン着座面は、バルブキャッチ座環状着座面に対して接触する。これにより、スレーブピストンチャンバの圧力が、ほぼ常圧にまで低下し、エンジンバルブスプリング荷重のために、オートラッシュチャンバの圧力が上昇する。オイルは、エンジンバルブが着座してバルブスプリングの荷重がなくなるまで、オートラッシュから、スレーブピストンチャンバへと、漏れる。これは、エンジンバルブの追加的な減速と、エンジンバルブがエンジンバルブ座に対してほぼ接触した時に制御ピンがバルブキャッチ座に対して接触するというオートラッシュ機能と、の双方を提供する。本開示のさらなる態様によれば、チェックディスクスプリング３５６及び制御ピンの案内特性は、制御ピンポートがスプリング３５６によって接触しないことを確保し、これにより、スプリング３５６によるポートエッジの摩耗を回避する。制御ピン−チェックディスクの直径方向隙間は、摩擦力に基づいてチェックディスク−制御ピンがロックしてしまうことを防止するのに充分に大きなものであるとともに、オイルの粘度に対しての許容可能な感度を提供するために充分に大きなものである。
【００４２】
図１２及び図１３は、例示的なプッシュチューブ／マスタピストン界面の詳細を示す断面図である。本開示の態様によれば、ＶＶＡアセンブリのマスタピストンには、ＶＶＡアセンブリに関する動作の安定性及び動作受領界面の耐久性を確保するための有利な特徴点を設けることができる。プッシュチューブ２０は、プッシュチューブ２０の端部と係合するとともにマスタピストンプッシュチューブソケット２１７内へとかなりの深さにまで延びるプッシュチューブキャップ２２と協働することができ、これにより、プッシュチューブキャップ２２の端部２４は、マスタピストン端壁２１９の外面２２１に対して近接するものとされる。好ましくは、その深さは、プッシュチューブ端部２４とマスタピストン端壁２１９との間の界面を、ハウジング１１０のマスタピストン穴１２０内へと位置させるのに充分なものであるべきである。ソケットの深さは、プッシュチューブとマスタピストンとの間の界面（すなわち、マスタピストン端壁の厚さ）が好ましくはピストンの直径よりも小さなものとされ得るようなものとすることができる。この構成は、プッシュチューブのキャップに対して、存在するとしても最小の側方荷重しか提供しない。すなわち、プッシュチューブ２０及びプッシュチューブキャップ２２によって印加される力は、外面２２１に対して印加される高圧力と組み合わせても、特に端壁２１９の近傍では、プッシュチューブキャップ２２上において何らの感知可能な側方荷重を生じさせることがない。これは、プッシュチューブとキャップとマスタピストンとに対して印加される横方向の力を低減させ、より安定した動作を提供するとともに、摩擦損失及び摩耗を低減させる。
【００４３】
マスタピストンのプッシュチューブソケット２１７内におけるプッシュチューブキャップ２２の位置合わせをさらに増強するために、プッシュチューブキャップ２２には、位置合わせにおける非常にわずかな角度変化に対応するようにそして接触応力を小さなものに維持するために、端部２４上に小さな半径を設けることができる。さらなる手段として、マスタピストン端壁２１９には、好ましくはプッシュチューブキャップ端部２４に設けられた半径よりも大きい半径を有した、平坦な又はわずかに凹状の表面を設けることができ、これにより、接触応力をさらに低減させ得るとともに、マスタピストンプッシュチューブソケット２１７内におけるプッシュチューブキャップ２４の位置合わせを確保することができる。位置合わせをさらに増強するために、プッシュチューブキャップ２２には、マスタピストンソケット内におけるプッシュチューブキャップの軸方向の位置合わせを提供する半径方向に延びた環状突起又はバンプ２９を設けることができる。この構成は、プッシュチューブキャップ２２のうちの、端壁２４に対向した端部に対して、中心合わせ力を提供する。プッシュチューブ端部／プッシュチューブキャップ端部は、マスタピストンのプッシュチューブ受領ソケットとともに、トロイド環状形状を形成することができる。
【００４４】
本開示の態様によれば、例示的なＶＶＡアセンブリは、マスタピストン／プッシュチューブ界面において、増強された潤滑能力を提供することができる。図１３を参照して、再び図５、図６、及び図８〜図１０を参照すると、マスタピストン上の環状溝２１３及び半径方向に延びるポート２１５は、マスタピストンのプッシュチューブソケット２１７に対して、ひいてはプッシュチューブ／マスタピストン界面に対して、エンジンオイルを供給することができる。本開示の一態様によれば、マスタピストン及びマスタピストン穴のそれぞれの寸法は、マスタピストンチャンバ内の高圧力の下で、環状空間内へとオイルの流出又は漏れを提供する環状隙間を提供するように構成されており、そして、オイルは、マスタピストンの環状溝によって集められ、マスタピストンプッシュチューブ受領ソケット内へと向けられる。オイルは、マスタピストンチャンバに由来することができ、マスタピストン２１０の側方外面とマスタピストンチャンバ１２０との間に漏れることができる。よって、溝２１３は、マスタピストンチャンバからこの空間内へと漏れ出たオイルを収集又は「捕捉」するように機能し得るとともに、そのオイルを、プッシュチューブ／マスタピストン界面へと搬送するように、機能することができる。上述した半径方向における中心合わせ機能は、プッシュチューブの凸状ピストン面を、マスタピストンの内部において中心合わせ状態に維持し得るとともに、また、高圧回路から漏れ出た油圧流体膜を含むように周囲を維持することができる。
【００４５】
本実装について、特定の例示的な実施形態を参照して説明したけれども、特許請求の範囲に記載された本発明のより広範な精神及び範囲から逸脱することなく、これら実施形態に対して様々な改変及び変更を追加し得ることは、明らかであろう。したがって、本明細書及び図面は、制限的な意味合いではなく例示的な意味合いで捉えられるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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