(57)【要約】  本発明は、物体の軸方向変位のためのアクチュエータに関する。アクチュエータは、第１部分（６）を有するシリンダ容積と、休止位置と動作位置との間で、シリンダ容積内を軸方向に往復に変位可能なアクチュエータピストンディスク（５）と、を有し、入口チャネル（１１）は、圧力流体入口（１２）とシリンダ容積の第１部分（６）との間に延び、第１入口バルブ本体（１５）が入口チャネル（１１）内に配置され、出口チャネル（１３）がシリンダ容積の第１部分（６）と圧力流体出口（１４）との間に延び、出口バルブ本体（２７）が出口チャネル（１３）内に配置される。アクチュエータは、スレイブピストン（１７）が休止位置と動作位置との間をボア（１８）内で往復に変位可能であり、第１入口バルブ本体（１５）が入口チャネル（１１）が閉じられる休止位置を有するシートバルブ本体によって構成され、スレイブピストン（１７）が休止位置から動作位置へのその動作の間第１入口バルブ本体（１５）と衝突して、入口チャネル（１１）が開かれる動作位置に第１入口バルブ本体（１５）を変位させ、出口バルブ本体（２７）はスレイブピストン（１７）と接続され且つこれと連帯して変位可能である、ことに特徴づけられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の軸方向変位のためのアクチュエータであって、前記アクチュエータは、
アクチュエータピストンディスク（５）と、
シリンダ容積であって、前記アクチュエータピストンディスク（５）が前記シリンダ容積を第１部分（６）及び第２部分（７）に分離し、休止位置と動作位置との間を前記シリンダ容積内で往復に軸方向に変位可能である、シリンダ容積と、
圧力流体入口（１２）と前記シリンダ容積の前記第１部分（６）との間に延びる入口チャネル（１１）と、
前記入口チャネル（１１）内に配置される第１入口バルブ本体（１５）と、
前記シリンダ容積の前記第１部分（６）と圧力流体出口（１４）との間に延びる出口チャネル（１３）と、
前記出口チャネル（１３）内に配置される出口バルブ本体（２７）と、を有し、
前記アクチュエータ（１）は、休止位置と動作位置との間をボア（１８）内で往復に変位可能であるスレイブピストン（１７）を有し、前記第１入口バルブ本体（１５）は前記入口チャネル（１１）が閉じられる休止位置を有するシートバルブ本体によって構成され、前記スレイブピストン（１７）は、前記休止位置から前記動作位置へのその動作の間前記第１入口バルブ本体（１５）と衝突して、前記入口チャネル（１１）が開かれる動作位置に前記第１入口バルブ本体（１５）を変位させ、前記出口バルブ本体（２７）は前記スレイブピストン（１７）と接続され且つこれと連帯して変位可能である、アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載されたアクチュエータにおいて、
前記アクチュエータ（１）は、前記入口チャネル（１１）に配置される第２入口バルブ本体（９）を有し、前記第２入口バルブ本体（９）は、前記アクチュエータピストンディスク（５）と固く接続され、且つ休止位置と動作位置との間を前記アクチュエータピストンディスク（５）と連帯して変位可能である、アクチュエータ。
【請求項３】
請求項２に記載されたアクチュエータにおいて、
アクチュエータピストンロッド（８）が前記アクチュエータピストンディスク（５）と固く接続され且つ前記アクチュエータピストンディスク（５）から軸方向に延び、前記アクチュエータピストンディスク（５）と共にアクチュエータピストンを形成し、前記第２入口バルブ本体（９）は前記アクチュエータピストンロッド（８）の部分を構成する、アクチュエータ。
【請求項４】
請求項２又は３に記載されたアクチュエータにおいて、
前記第２入口バルブ本体（９）が前記休止位置に配置されたとき、前記第２入口バルブ本体（９）は、前記入口チャネル（１１）内での流体流れを許容するように構成される、アクチュエータ。
【請求項５】
請求項４に記載されたアクチュエータにおいて、
前記第２入口バルブ本体（９）がその休止位置から少なくとも所定距離離れて配置されたとき、前記第２入口バルブ本体（９）は、前記入口チャネル（１１）内での流体流れを妨げるように構成される、アクチュエータ。
【請求項６】
請求項２から５のいずれか一項に記載されたアクチュエータにおいて、
前記第１入口バルブ本体（１５）と前記第２入口バルブ本体（９）は、前記入口チャネル（１１）内で互いに直列に配置される、アクチュエータ。
【請求項７】
請求項６に記載されたアクチュエータにおいて、
前記第２入口バルブ本体（９）は、前記第１入口バルブ本体（１５）と前記シリンダ容積の前記第１部分（６）との間に配置される、アクチュエータ。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載されたアクチュエータにおいて、
前記圧力流体入口（１２）は、圧力流体源（ＨＰ）に接続されるように構成され、前記圧力流体出口（１４）は、圧力流体シンク（ＬＰ）に接続されるように構成される、アクチュエータ。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載されたアクチュエータにおいて、
前記アクチュエータは、制御圧力チャネル（２１）を通じて前記スレイブピストン（１７）に制御圧力を伝えるように構成される電気的に制御されたパイロットバルブ（２０）を有し、前記パイロットバルブ（２０）は、前記制御圧力チャネル（２１）が前記パイロットバルブ（２０）の制御流体出口（２３）と流体連通する、停止状態と、前記制御圧力チャネル（２１）が前記制御流体入口（２４）と流体連通する、動作状態とに、それぞれ自身を位置決めするように構成される、アクチュエータ。
【請求項１０】
請求項９に記載されたアクチュエータにおいて、
前記パイロットバルブ（２０）の前記制御流体入口（２４）は、圧力流体源（ＨＰ）に接続され、前記パイロットバルブ（２０）の前記制御流体出口（２３）は、圧力流体シンク（ＬＰ）に接続される、アクチュエータ。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載されたアクチュエータにおいて、
前記パイロットバルブ（２０）は、休止位置と動作位置の間を往復に変位可能なパイロットバルブ本体構成（２５）を有し、前記パイロットバルブ本体構成（２５）は、その休止位置に向かう方向にバネ（２６）により付勢される、アクチュエータ。
【請求項１２】
請求項９又は１０に記載されたアクチュエータにおいて、
前記パイロットバルブ（２０）は、ソレノイド（２２）を有し、前記ソレノイドは、前記ソレノイド（２２）が動作したときに、その動作位置に向かう方向に前記パイロットバルブ本体構成（２５）を変位させるように構成される、アクチュエータ。
【請求項１３】
請求項９から１２のいずれか一項に記載されたアクチュエータにおいて、
前記パイロットバルブ（２０）は、前記制御圧力チャネル（２１）を通じて前記出口バルブ本体（２７）に前記制御圧力を伝えるように構成される、アクチュエータ。
【請求項１４】
請求項３に記載されたアクチュエータにおいて、
前記アクチュエータは、ロッキング容積（２９）と、逆止弁（３０）と、液圧バルブと、を有する流体回路を有し、前記アクチュエータピストンロッド（８）が、前記シリンダ容積内の前記アクチュエータピストンディスク（５）の軸方向変位と関連して前記ロッキング容積（２９）に対して軸方向に変位されるように配置される、アクチュエータ。
【請求項１５】
請求項１４に記載されたアクチュエータにおいて、
前記液圧バルブは、前記ロッキング容積（２９）が開いている休止位置と、前記ロッキング容積（２９）が閉じている動作位置との間を往復に変位可能な液圧バルブ本体（３１）を有する、アクチュエータ。
【請求項１６】
請求項１５に記載されたアクチュエータにおいて、
液圧バルブ本体（３１）及び前記出口バルブ本体（２７）は、前記スレイブピストン（１７）に接続され、スレイブピストンと連帯して変位可能である、アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の軸方向変位のためのアクチュエータに関する。本発明は、特に、軸方向変位性の高速で正確な操縦性の高い要求を有するアプリケーションに有益である。本発明は、特に、内燃機関のためのガス交換バルブアクチュエータに関し、アクチュエータは、内燃機関のシリンダに対して空気の供給及び排出をそれぞれ制御する一又は複数の入口バルブ又は出口バルブを駆動するために使用されることが提案される。したがって、発明のアクチュエータは、駆動エンジンバルブに特に適しており、それにより内燃機関内の一又は複数のカムシャフトの必要性を除外する。
【０００２】
発明のアクチュエータは、アクチュエータピストンディスクと、シリンダ容積とを有し、アクチュエータピストンディスクは、シリンダ容積を第１部分と第２部分に分離し、休止位置と動作位置の間をシリンダ容積内で軸方向に往復して変位可能である。アクチュエータは、さらに、圧力流体入口とシリンダ容積の第１部分との間に延びる入口チャネルと、入口チャネルに配置される第１入口バルブ本体と、シリンダ容積の第１部分と圧力流体出口との間に延びる出口チャネルと、出口チャネルに配置される出口バルブと、を有する。
【背景技術】
【０００３】
例えば、空気圧式アクチュエータとして一般的に知られている、アクチュエータは、第１位置（休止位置）と第２位置（動作／伸張位置）との間を軸方向に変位可能なアクチュエータピストンディスクを有する。その変位は、アクチュエータピストンディスクに作用してこれを駆動する、加圧されたガス／空気等の、圧力流体の供給を制御することによって達成される。アクチュエータピストンディスクは、次に、例えばエンジンバルブ等の変位されることになる物体に、その位置を制御するために、直接又は間接に作用する。
【０００４】
エンジンバルブを有するアプリケーションにおいては、アクチュエータピストンディスクが休止位置にあるとき、エンジンバルブはその座と接触しており、アクチュエータピストンディスクが動作位置にあるとき、エンジンバルブは開く、即ちその座から少し離れて配置される。
【０００５】
既知のアクチュエータにおいては、入口バルブ本体は、一般に、電磁石によって駆動されるスライドバルブ本体によって構成される。例えば米国特許第８，９７３，５４１号では、第１入口バルブ及び出口バルブが互いに接続されて、同一のスライドバルブ本体の部分を構成し、スライドバルブ本体が電磁石によって直接駆動されるか、又はこの文書には全く説明されていない、詳細不明で且つ曖昧な“パイロット−スレイブ”構成を介して電子部材が間接的にスライドバルブ本体を制御することが開示されている。しかしながら、例えば米国特許第３，７２７，５９５号に示されているように、スライドバルブ本体に作用してこれを変位させる圧力流体の供給を電子部材／パイロットがコントロールすることにより、“スレイブ”となるスライドバルブ本体を間接的に駆動する“パイロット”を電子部材が変位させることを含む“パイロット−スレイブ構成”はもっともらしい。
【０００６】
同様のスライドバルブ本体に結合される第１入口バルブと第２入口バルブとを有する開示された設計の一つの欠点は、休止から動作への運転条件の変化に関する指示がアクチュエータに与えられることに関連する速い加速に対抗する大きな質量をスライドバルブ本体が有することである。言い換えれば、閉じた入口チャネルから完全に開いた入口チャネルへの変化の超過時間が不必要に長く、入口チャネルが開かれるときのスライドバルブの初期移動は最も遅く、要求されるのと反対である。それに加えて、シートバルブ本体が第１位置から第２位置へ動くとき、いわゆるドラフトが発生する。ドラフトは、出口が未だ開いているのと同時に入口が開くことを伴い、圧力流体が役立つ仕事を実行することなくアクチュエータを通過することを引き起こす。一般的なスライドバルブ本体が使用されている開示された設計において、ドラフトを防止する唯一の方法は、出口チャネルが閉じられるまでスライドバルブ本体が移動を開始したときに入口チャネルを開かないことであり、これは、不必要な量の圧力流体を消費し且つ時間がかかるスライドバルブ本体の不必要に長い変位を伴う。
【０００７】
最大の問題は、役立つ仕事を実行しない圧力流体の消費の増加をも伴うスライドバルブ本体を通過する圧力流体の所定の漏れが常に発生することである。圧力流体の全ての消費は、アクチュエータのエネルギー消費に直接つながり、それにより消費を最小に維持することが重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、物体の軸方向変位のための既知の以前のアクチュエータの上述した欠点及び弱点を未然に防ぎ、改善されたアクチュエータを提供することを目的とする。本発明の基本的な目的は、入口チャネルが閉じてから完全に開くまでの変化の超過時間を減少させ且つ圧力流体の消費を低減する初期に定義された型の改善されたアクチュエータを提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的の一つは、アクチュエータが休止状態にあるときの圧力流体の漏れを完全に除外するアクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、少なくとも基本的な目的は、独立請求項に定義された特徴を有する、初期に定義されたアクチュエータによって達成される。本発明の好ましい実施形態は、さらに従属請求項で定義される。
【００１１】
本発明の第１態様によれば、初期に定義された型のアクチュエータが提供され、アクチュエータが、休止位置と動作位置の間でボア内を往復して変位可能なスレイブピストンを有し、第１入口バルブ本体は入口チャネルが閉じられる休止位置を有するシードバルブ本体によって構成され、スレイブピストンは、休止位置から動作位置への移動の間、第１入口バルブ本体と衝突し、入口チャネルが開く動作位置に第１入口バルブを変位させるように構成され、出口バルブ本体はスレイブピストンに接続され且つ連帯して変位可能である。
【００１２】
したがって、本発明は、物体を変位させるために、アクチュエータが休止状態から動作状態への動作状態の変化に関する指示を与えられたときに、スレイブピストンが第１入口バルブ本体と衝突するために使用されるという洞察に基づく。このように、第１入口バルブ本体にスレイブピストンが衝突するとき、スレイブピストンが発動され且つ相当の速度を有し、その休止位置（閉位置）からその完全に開いた動作位置に即座に変位される。これは、アクチュエータが変位するように構成される物体が静止状態から加速しようとするときに、入口チャネルが即座に完全に開き、シリンダ容積内のアクチュエータピストンディスクの変位全体の間、最大の圧力流体流がシリンダ容積の第１部分に流れ込み得ることを伴う。
【００１３】
第１入口バルブ本体としてシートバルブ本体を使用することで、アクチュエータが休止状態にあるとき、即ち第１入口バルブ本体が閉じているときに、圧力流体の漏れが発生しないことを確実にする。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態によれば、アクチュエータは、入口チャネル内に配置された第２入口バルブ本体を有し、第２入口バルブ本体は、アクチュエータピストンディスクと固く接続され、休止位置と動作位置との間でアクチュエータピストンディスクと連帯して変位可能である。アクチュエータピストンディスクがその休止位置から少なくとも所定の距離で配置されたとき、即ち圧力パルス長とアクチュエータピストンディスク／物体の変位との間に正の相関関係が得られたとき、第２入口バルブ本体は、入口チャネルを閉じるように構成される。
【００１５】
好ましい実施形態によれば、アクチュエータは、さらに、制御圧力チャネルを介して制御圧力をスレイブピストンに伝えるように構成された電気制御パイロットバルブを有し、パイロットバルブは、制御圧力チャネルがパイロットバルブの制御流体出口と流体連通する停止状態と、制御圧力チャネルが制御流体入口と流体連通する動作状態のそれぞれに自身を置くように構成される。
【００１６】
本発明のさらなる利点及び特徴が、残りの従属項及び以下の好ましい実施形態の詳細な説明から明らかになる。
上記事項及び他の特徴のいっそう深い理解が、添付図面を参照することで、以下の好ましい実施形態の詳細な説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、第１実施形態による発明のアクチュエータの概略図であり、アクチュエータが休止状態にある。
【図２】図２は、図１によるアクチュエータの概略図であり、アクチュエータが動作状態にある。
【図３】図３は、第２実施形態による発明のアクチュエータの概略図である。
【図４】図４は、第３実施形態による発明のアクチュエータの概略図である。
【図５】図５は、第４実施形態による発明のアクチュエータの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
最初に、他の要素から分離された基本的な発明のアイデアと、発明のアクチュエータの第１実施形態を開示する、図１及び図２を参照する。本発明は、内燃機関のガス交換バルブ２の軸方向変位のためのアクチュエータ１等の、概して１で指定される、物体の軸方向変位のためのアクチュエータに関する。以下のように、発明は、アクチュエータ１が内燃機関内の一又は複数の入口バルブ又は出口バルブ２を駆動するために使用されるアプリケーションに関連して、例示する目的であるが限定する目的ではなく、説明される。
【００１９】
図示の実施形態では、アクチュエータ１は、アクチュエータハウジング３と、シリンダ容積又はチャンバを区切るシリンダ４と、シリンダ容積内に配置され且つ休止停止位置（図１）と動作位置／下死点（図２）との間をシリンダ容積内で往復に軸方向に変位可能なアクチュエータピストンディスク５と、を有する。アクチュエータピストンディスク５は、シリンダ容積を第１上部分６と第２下部分７とに分離する。ガス交換バルブ２のバルブシャフトは、シリンダ容積の第２部分７で終端し、ガス交換バルブ２は従来のバルブバネ又はガスバネ（図示せず）によって上方に付勢される。アクチュエータピストンディスク５は、好ましくはバネ手段によって、図の上方に付勢されることにより、その休止位置に戻る。バネ手段は、シリンダ容積の第２部分７内に配置された機械バネ又はガスバネであり得る。アクチュエータピストンが内燃機関の入口又は出口バルブに接続されてこれを駆動する場合、バネは、ガス交換バルブをその閉位置に持ち上げるバルブバネによって構成され得る。しかしながら、その付勢を実現するための代替の解決策が、本発明の範囲内で考えられる。
【００２０】
アクチュエータ１は、さらに、概して８で示されるアクチュエータピストンロッドを有し、アクチュエータピストンディスク５と固く接続され且つここから軸方向に延在し、アクチュエータピストンディスクと共にアクチュエータピストンを形成する。アクチュエータピストンロッド８は、アクチュエータピストンディスク５の斜めの設定の危険性を除外する。図示の実施形態では、アクチュエータピストンロッド８は、アクチュエータピストンディスク５から離れて配置され且つアクチュエータハウジング３内のボアにぴったりとはまる、第１大径部分９と、第１大径部分９とアクチュエータピストンディスク５との間を延在し且つこれらと接続される第２小径部分１０と、を有する。この実施形態では、大径部分９は、以下で説明される第２入口バルブ本体を構成する。
【００２１】
アクチュエータ１はまた、休止位置から動作位置へのアクチュエータピストンディスク５の変位を発生させるためにシリンダ容積の第１部分６に、例えば空気である、ガス又はガス混合物を制御可能に供給するように構成され、動作位置から休止位置へのアクチュエータピストンディスク５の戻り移動を発生させるためにシリンダ容積の第１部分６からガス又はガス混合物を制御可能に排出するように構成された、好ましくは空気圧式の、圧力流体回路を有する。
【００２２】
圧力流体回路は、アクチュエータハウジング３内の圧力流体入口１２とシリンダ容積の第１部分６との間を延びる入口チャネル１１と、シリンダ容積の第１部分６とアクチュエータハウジング３内の圧力流体出口１４との間を延びる出口チャネル１３と、を有する。入口チャネル１１は、圧力流体源（ＨＰ）に接続された圧力流体入口１２を通り、出口チャネル１３は、圧力流体シンク（ＬＰ）に接続された圧力流体出口１４を通っている。言い換えれば、アクチュエータ１の圧力流体入口１２は、圧力流体源（ＨＰ）に接続されるように構成され、圧力流体出口１４は、圧力流体シンク（ＬＰ）に接続されるように構成される。圧力流体源は、内燃機関に属し、付属タンク、又は圧力タンクのみを備えるか又は備えないコンプレッサであり得る。圧力流体シンクは、どのような時点でも圧力流体源に生成される圧力よりも低い圧力であり、例えばコンプレッサに戻るコンジットであり得る。圧力流体回路は、好ましくは高くなった戻り圧力を備える閉システムであり、即ち、圧力流体シンク（ＬＰ）は、例えば４−６Ｂａｒの圧力を有し、圧力流体源は例えば１５−２５Ｂａｒの圧力を有する。
【００２３】
アクチュエータ１は、第１入口バルブ本体１５が据えられた場所を通過する入口チャネル１１内の圧力流体の流れを制御するために入口チャネル１１内に配置される、即ち、入口チャネル１１をそれぞれ開閉するように構成される、第１入口バルブ本体１５を有する。したがって、入口チャネル１１は、第１入口バルブ本体１５が休止位置に配置されるときに閉じられ、第１入口バルブ本体１５が動作位置に配置されるときに開かれる。第１入口バルブ本体１５がシートバルブ本体によって構成されることが本発明に不可欠であり、それにより、第１入口バルブ本体１５のための幾何学的にうまく画定される休止位置が得られ、また、休止位置に配置されたときに入口チャネル１１が第１入口バルブ本体１５お通過する漏れから免れる。第１入口バルブ本体１５は、好ましくは、入口チャネル１１が閉じられる方向にバネ１６によって付勢される。
【００２４】
アクチュエータは、休止位置と動作位置との間で、アクチュエータハウジング３内のボア１８内で往復に変位可能なスレイブピストン１７を有し、スレイブピストン１７は、その休止位置から動作位置への移動の間第１入口バルブ本体１５に衝突し、入口チャネル１１が開く動作位置にそれを変位させるように構成される。衝突という用語は、スレイブピストン１７が、静止している第１入口バルブ本体１５とぶつかり、それにより移動させられるときに、スレイブピストンが動くことを意味する。衝突の後、スレイブピストン１７は、第１入口バルブ本体１５を動作位置に駆動しそこで動作位置を維持する。スレイブピストン１７が第１入口バルブ本体１５をたたいて開く／衝突した直後、第１入口バルブ本体１５はスレイブピストン１７よりも大きな速度を得ることが好ましく、それにより入口チャネル１１のより速い開きが得られる。スレイブピストン１７は、その後、第１入口バルブ本体１５を追跡する。バネ１９が、スレイブピストン１７と第１入口バルブ本体１５との間に配置され、すると、第１入口バルブ本体１５が入口チャネル１１を閉じるとき、第１入口バルブ本体１５はスレイブピストン１７を休止位置に戻して維持するのに寄与する。それに加えて、また、入口チャネル１１内に配置された圧力流体は、第１入口バルブ本体１５が閉じるときにスレイブピストン１７を戻すように作用する。
【００２５】
好ましくは、第１入口バルブ本体１５と衝突するように構成されるスレイブピストン１７の端部は、軸方向に延びるピン１７´を有し、第１入口バルブ本体１５のスリーブ／凹部１５´と入れ子式の関係で配置される。逆の関係が発生し得る、即ち、スレイブピストン１７がスリーブ又は凹部を有し、第１入口バルブ本体１５がピンを有することが指摘されるべきである。この設計は、第１入口バルブ本体１５の斜めの設定の危険性を除外することを伴う。
【００２６】
開示された実施形態では、アクチュエータは、マルチウェイバルブとしても知られる、電気的に制御されたパイロットバルブ２０を有し、制御圧力を、制御圧力チャネル２１を介してスレイブピストン１７に伝えるように構成される。電気的に制御されたとは、ソレノイド２２等の電磁装置によって、圧電装置によって、制御されること等を意味する。したがって、制御圧力チャネル２１は、パイロットバルブ２０から、第１入口バルブ本体１５と衝突するように構成されるスレイブピストン１７の端部とは反対側のスレイブピストン１７の端部へ延びる。パイロットバルブ２０は、制御圧力チャネル２１がパイロットバルブ２０の制御流体出口２３と流体連通する休止状態（図１）と、制御圧力チャネル２１が制御流体入口２４と流体連通する動作状態（図２）と、をとるように構成される。パイロットバルブ２０の制御流体入口２４は、圧力流体源（ＨＰ）と接続されるように構成され、パイロットバルブ２０の制御流体出口２３は、圧力流体シンク（ＬＰ）と接続されるように構成される。
【００２７】
全ての図面では、パイロットバルブ２０が、十分に考えられる、アクチュエータハウジング３の外側に配置されて描かれていることが指摘されるべきであるが、制御圧力チャネル２１とパイロットバルブ２０は、全部または部分的にアクチュエータハウジング３内に配置されることが好ましい。
【００２８】
好ましい実施形態では、パイロットバルブ２０は、休止位置と動作位置との間を往復に変位可能な、パイロットバルブ本体構成２５を有し、それにより、パイロットバルブ本体構成２５はその休止位置に向かう方向にバネ２６によって付勢される。ソレノイド２２は、ソレノイド２２が作動したときに、パイロットバルブ本体構成２５をその動作位置に向かう方向に変位させるように構成される。ソレノイド２２の作動は、エンジンの制御ユニットからの状態指示の変化、即ち、例えばクランクシャフトの位置に基づいて開始されるエンジンバルブ２を開く指示、により生じる。
【００２９】
アクチュエータ１は好ましくは、入口チャネル１１内に配置され、開示された実施形態ではアクチュエータピストンロッド８の大径部分９によって構成される第２入口バルブ本体を有し、即ち、第２入口バルブ本体９は、アクチュエータピストンディスク５と固く接続され且つ休止位置と動作位置との間でアクチュエータピストンディスク５と連帯して変位可能であり、入口チャネル１１を開閉するように配置される。第２入口バルブ本体は、第２入口バルブ本体が休止位置にあるとき、入口チャネル１１内の流体流れを許容するように構成される。第２入口バルブ本体は、アクチュエータピストンディスク５が休止位置から少なくとも所定距離離れて配置されるとき、入口チャネル１１を閉じた状態に維持するように構成される。
【００３０】
開示された実施形態によれば、第１入口バルブ本体１５は、スライドバルブ本体によって構成される第２入口バルブ本体９よりも良好な封止を提供するので、第１入口バルブ本体１５及び第２入口バルブ本体９は、互いに直列に配置され、且つ好ましくは第２入口バルブ本体９は第１入口バルブ本体１５とシリンダ容積の第１部分６との間に配置される。
【００３１】
アクチュエータ１はまた、出口バルブ本体２７を有し、出口バルブ本体２７は、出口バルブ本体２７が配置された位置を通過する出口チャネル１３内の圧力流体の流れを制御するための出口チャネル１３内に配置された、即ち出口チャネル１３を開閉するように配置される。出口バルブ本体２７は、第１実施形態においてはスライドバルブ本体によって構成される。出口バルブ本体２７は、出口チャネル１３が開く、休止位置に向かう方向にバネ２８によって付勢される。第１実施形態によれば、パイロットバルブ２９は、制御圧力チャネル２１を通じて出口バルブ本体２７に制御圧力を伝えるように構成される。したがって、制御圧力チャネル２１は、パイロットバルブ２０から、バネ２８が作用する出口バルブ本体２７の端部と反対側の出口バルブ本体２７の端部に延びる。したがって、出口バルブ本体２７は図１及び２による第１実施形態においてスレイブピストン１７から分離される。パイロットバルブ２０の作動時、出口バルブ本体２７は、スレイブピストン１７が第１入口バルブ本体１５に衝突して開く前に、出口チャネル１３を完全に又は大部分を閉じる。それにより、ドラフト及び圧力流体の不必要な消費が防止される。
【００３２】
発明のアクチュエータ１の第２実施形態を開示する図３を参照する。他の実施形態との違いのみが説明される。
第２実施形態では、出口バルブ本体２７は、スレイブピストン１７と接続され、スレイブピストン１７と連帯して変位可能である。これは、入口チャネル１１が第１入口バルブ本体１５によって開かれる前に出口チャネル１３が出口バルブ本体２７によって完全に又は大部分が閉じられることを伴う。それにより、ドラフト及び圧力流体の不必要な消費が防止される。出口バルブ本体２７がスレイブピストン１７に接続されたとき、出口バルブ本体２７を休止位置に向かって付勢する分離バネは不要である。
【００３３】
アクチュエータ１は、好ましくは、ロッキング容積２９と、逆止弁３０と、液圧バルブとを有する流体回路を有し、アクチュエータピストンロッド８が、シリンダ容積内のアクチュエータピストンディスク５の軸方向変位と関連してロッキング容積２９に対して軸方向に変位されるように配置される。液体（油）は、逆止弁３０を通じて液体が満ちたロッキング容積２９内に流れ込み、液圧バルブを通じてロッキング容積２９から流れ出ることができる。液圧バルブは、ロッキング容積２９が開いている休止位置と、ロッキング容積２９が閉じている動作位置との間を往復に変位可能な液圧バルブ本体３１を有し、開示された実施形態における液圧バルブ本体３１は、その休止位置に向かう方向にバネ３２によって付勢される。言い換えれば、アクチュエータピストンが休止位置（図１）から動作位置（図２）に変位するとき、アクチュエータピストンロッド８は液体のロッキング容積２９への流入のためのスペースを残し、アクチュエータロッドが動作位置から休止位置へ変位するとき、液圧バルブは、最初は開かなければならずその後液体がロッキング容積２９から押し出される。
【００３４】
第２実施形態によれば、パイロットバルブ２０は制御圧力チャネル２１を通じて液圧バルブ本体３１に制御圧力を伝えるように構成される。したがって、制御圧力チャネル２１は、パイロットバルブ２０から、バネ３２が作用する液圧バルブ本体３１の端部とは反対側の液圧バルブ本体３１の端部へ延びる。その結果、液圧バルブ本体３１は、図３によれば、第２実施形態においてスレイブピストン１７から分離される。第１実施形態において、図１及び２によれば、液圧バルブ本体３１は出口バルブ本体２７に接続され、これと連帯して変位可能であることが指摘されるべきである。第１実施形態において液圧バルブ本体３１が出口バルブ本体２７と接続されるとき、液圧バルブ本体３１を休止位置に向かって付勢するための分離バネが不要になる。
【００３５】
出口バルブ本体２７と液圧バルブ本体３１は、それぞれ、場所とは無関係に同一の機能を有することが指摘されるべきである。
発明のアクチュエータ１の第３実施形態を開示する図４を参照する。他の実施形態との違いのみが説明される。
【００３６】
第３実施形態では、出口バルブ本体２７がスレイブピストン１７から分離され、液圧バルブ本体３１がスレイブピストン１７に接続され且つこれと連帯して変位可能である。液圧バルブ本体３１がスレイブピストン１７と接続されるとき、液圧バルブ本体３１を休止位置に向かって付勢するための分離バネが不要になる。出口バルブ本体２７は、第３実施形態において、好ましくは出口チャネル１３が閉じる方向にバネ３３によって付勢されるシートバルブ本体によって構成される。出口バルブ本体２７は、斜めの設定の危険性を除外するためのガイドピン２７´を好ましくは有する。第１実施形態においては、パイロットバルブ２０は、制御圧力チャネル２１を通じて出口バルブ本体２７に制御圧力を伝えるように構成される。出口バルブ本体２７の加圧エリア間の相互関係は正しい機能を確保する。
【００３７】
発明のアクチュエータ１の、最も好ましい、第４実施形態を開示する図５を参照する。他の実施形態との違いのみが説明される。第４実施形態では、出口バルブ本体２７及び液圧バルブ本体３１は、スレイブピストン１７に接続され且つこれと連帯して変位可能である。この実施形態は、最も少ない数の可動部分を有する。
【００３８】
言及されない限り実施形態とは無関係に、以下ではアクチュエータ１の機能が説明される。
開始位置では、アクチュエータ１は休止状態（例えば図１参照）にある、即ちパイロットバルブ２０が休止状態にありソレノイド２２が休止しており、低い流体圧力が制御圧力チャネル２１内に影響を有する。第１入口バルブ本体１５が閉位置にあり、アクチュエータピストンディスク５が休止位置／上死点にあり、第２入口バルブ本体９が開位置にあり、出口バルブ本体２７が実施形態に応じて開位置又は閉位置にあり、液圧バルブ本体３１が開く。（例えば図１参照）したがって、アクチュエータは、休止状態において電力も圧力流体も消費しない。
【００３９】
アクチュエータ１が物体／エンジンバルブの変位を実行する状態信号／指示の変化が制御ユニットからなされたとき、ソレノイド２２は動作し、パイロットバルブ２０が動作状態に変化する（図２参照）。これは制御圧力チャネル２１内に影響を有する高い流体圧力を引き起こし、すると出口バルブ本体２７が動作位置に向かって変位するか実施形態に応じて動作位置に固定されるかと同時に、スレイブピストン１７及び液圧バルブ本体３１はそれらの動作位置に向かって変位する。スレイブピストン１７が速度を得ると、スレイブピストン１７は第１入口バルブ本体１５と衝突し、すぐに動作位置に向かって変位し、即座に入口チャネル１１を開く。
【００４０】
入口チャネル１１が開くとき、圧力流体は、入口チャネル１１を通じて圧力流体源（ＨＰ）からシリンダ容積の第１部分６内に流れ込み始め、高い圧力を有する圧力流体は、アクチュエータピストンディスク５の上側に対して作用し、アクチュエータピストンを下方に変位させる。アクチュエータピストンロッド８が下方に変位したとき、液体は逆止弁３０を通過してロッキング容積２９内に吸い込まれる。出口バルブ本体２７は閉じられた状態が維持される。アクチュエータピストンディスク５が所定距離変位したとき、第２入口バルブ本体９は入口チャネル１１への圧力流体流れを打ち切る、即ち圧力流体源（ＨＰ）からシリンダ容積の第１部分６への圧力流体の継続した流入を防止する。圧力流体源（ＨＰ）からの圧力流体の供給が打ち切られたとき、アクチュエータピストンディスク５は、シリンダ容積の第１部分６における圧力流体の拡張の間、所定距離の変位を続ける。
【００４１】
アクチュエータピストンディスク５がその動作位置／下死点に到達すると、アクチュエータピストンディスク５は、ロッキング容積２９内の液体が排出できなくなる結果、ロックされる（所定位置に保持される）。
【００４２】
物体／エンジンバルブ２がその戻り運動を開始すると、ソレノイド２２が動作を停止させ、するとパイロットバルブ２０はその休止状態をとり、低い流体圧力が制御圧力チャネル２１内に影響を有する。スレイブピストン１７がその休止位置に変位することが許容され、すると第１入口バルブ本体１５が入口チャネル１１を閉じてスレイブピストン１７を戻すことに貢献し、液圧バルブ本体３１がロッキング容積２９から液体を排出することができるように開かれ、出口バルブ本体２７が出口チャネル１３を開き、アクチュエータピストンディスク５がバネ部材によって休止位置に向かって上方に変位され得る。
【００４３】
本発明のあり得る変更
本発明は、上記の記載及び図面に示された実施形態のみに限定されず、これらは説明及び例示の目的のみを有する。この特許出願は、ここに記載された好ましい実施形態の全ての変更及び変形をカバーすることを意図しており、したがって、本発明は添付の請求項の表現によって定義され、装置が添付の請求項の範囲内で全ての方法で変形され得ることが指摘されるべきである。
【００４４】
上方、下方、上部、下部等の用語に関する／関連する全ての情報は、参照符号が正しい方式で読まれ得るように方向づけられる図を有する、図面に従って方向づけられる設備として解釈される／読まれるべきである。したがって、類似の用語は、図示の実施形態における相互関係のみを示し、本発明の設備に他の構成／設計が提供された場合はその関係は変更され得る。
【００４５】
具体的な実施形態の特徴が他の実施形態の特徴に組み合わされ得ることが明確に言及されていなかったとしても、それが可能であるときは明らかなものとしてみなされるべきであることが指摘されるべきである。
【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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【国際調査報告】
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