(57)【要約】  内燃エンジンは、磁気ラッチが搭載されるロッカーアームを含むロッカーアーム組立体を有するバルブ・トレインを含む。ラッチ用のアクチュエータはロッカーアームから降ろされている。アクチュエータは、エンジンのシリンダヘッドに対して固定される位置に搭載されてもよい。ロッカーアームから降ろされることで、ソレノイド用のワイヤは静的となる。アクチュエータは、ラッチピンを作動させるか、アクチュエータと磁気ラッチとの間のエアギャップをわたる磁場を通じてラッチピンの位置を維持するよう動作してもよい。該磁場は、ソレノイド又は永久磁石によって生成されてもよい。アクチュエータ及びラッチは、協働して、ロッカーアームの運動範囲にわたってラッチとアクチュエータとの間をわたる磁気回路を遮断したままにする摺動型磁気継手を構成してもよい。【選択図】  図６
2017525885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドと、
前記シリンダヘッドに座部が形成されたポペットバルブと、
カムが搭載されたカムシャフトと、
第一のロッカーアーム、及び、前記カムと当接するカムファロワを有するロッカーアーム組立体と、
前記第一のロッカーアームに搭載され、ラッチピンを有する磁気ラッチと、
前記第一のロッカーアームから降ろされたソレノイドを有するアクチュエータと、を備え、
前記ソレノイドは、前記ラッチピンを第一の位置と第二の位置との間で並進させるよう動作し、
前記ロッカーアーム組立体は、前記ラッチピンが前記第一の位置にあるときに前記カムの回転に応答して前記ポペットバルブを作動させるよう動作する、内燃エンジン。
【請求項２】
前記第一の位置における前記ラッチピンは、前記ロッカーアーム組立体が前記カムシャフトの回転に応答して前記ポペットバルブを作動させ、第一のバルブリフトプロフィールを生成するよう動作する構成を提供し、
前記第二の位置における前記ラッチピンは、前記ロッカーアーム組立体が前記カムシャフトの回転に応答して前記バルブを作動させ、前記第一のバルブリフトプロフィールと異なる第二のバルブリフトプロフィールを生成するよう動作する、又は、前記ポペットバルブが休止される構成を提供する、請求項１記載の内燃エンジン。
【請求項３】
前記ソレノイドは、前記シリンダヘッドに対して堅く搭載される、請求項１記載の内燃エンジン。
【請求項４】
前記シリンダヘッドに搭載されるカムキャリアを更に備え、
前記アクチュエータは前記カムキャリアに搭載される、請求項１記載の内燃エンジン。
【請求項５】
低保磁力の強磁性材料を含む前記ラッチピンの一部分は、前記アクチュエータの方向に前記第一のロッカーアームから外方に延在される、請求項１記載の内燃エンジン。
【請求項６】
前記第一のロッカーアームは運動範囲を有し、
前記磁気ラッチ及び前記アクチュエータは構造化され、前記アクチュエータが前記第一のロッカーアームの前記運動範囲にわたって前記磁気ラッチに作用する、請求項１記載の内燃エンジン。
【請求項７】
前記ロッカーアーム組立体は第二のロッカーアームを更に備え、
前記カムファロワは、前記第二のロッカーアームに搭載され、
前記ロッカーアーム組立体は、前記第一のロッカーアーム及び前記第二のロッカーアームがラッチピンによって係合されているとき以外は、前記第一のロッカーアームを前記シリンダヘッドに対して静止位置で維持するよう動作する、請求項１記載の内燃エンジン。
【請求項８】
前記磁気ラッチは、前記第一のロッカーアームが前記運動範囲にわたって動くと移動する第一の低保磁力の強磁性構成要素を有し、
前記アクチュエータは第二の低保磁力の強磁性構成要素を有し、
前記第一及び第二の構成要素の一方は、前記第一の構成要素が移動する前記方向に沿って延在する表面を有し、前記第一のロッカーアームが前記運動範囲にわたって動く際に前記第一及び第二の構成要素を近接したままにする、請求項１記載の内燃エンジン。
【請求項９】
前記磁気ラッチは、前記ラッチピンが前記第一の位置にあるとき、及び、前記ラッチピンが前記第二の位置にあるときのいずれにおいても前記ソレノイドとは独立して前記ラッチピンの位置を安定させるよう構造化される、請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の内燃エンジン。
【請求項１０】
前記磁気ラッチ又は前記アクチュエータの一部を形成する第一の永久磁石を更に備え、
前記ラッチピンが前記第一の位置にあり、前記ソレノイドによって生成される磁場が少しもないと、前記第一の永久磁石は前記ラッチピンを前記第一の位置で安定させるよう動作し、前記第一の永久磁石からの磁束の大部分は第一の磁気回路を辿り、
前記ラッチピンが前記第二の位置にあり、前記ソレノイドによって生成される磁場が少しもないと、前記第一の永久磁石は前記ラッチピンを前記第二の位置で安定させるよう動作し、前記第一の永久磁石からの磁束の大部分は第一の磁気回路とは別の第二の磁気回路を辿る、請求項９記載の内燃エンジン。
【請求項１１】
前記第一の磁気回路及び前記第二の磁気回路の一方は前記アクチュエータを通り、他方の磁気回路は通らない、請求項１０記載の内燃エンジン。
【請求項１２】
前記第一の磁気回路及び前記第二の磁気回路の一方は前記ラッチと前記アクチュエータとの間をわたるエアギャップを含み、
前記ラッチ及び前記アクチュエータは、前記エアギャップの幅が前記第一のロッカーアームの運動範囲にわたって５０％以上変動しないよう構成される、請求項１０記載の内燃エンジン。
【請求項１３】
前記第一のロッカーアーム又は前記アクチュエータのいずれかに堅く搭載される第二の永久磁石を更に備え、
前記ラッチピンが前記第一の位置にあり、前記ソレノイドによって生成される磁場が少しもないと、前記第二の永久磁石からの磁束は前記ラッチピンを前記第一の位置で安定させる第三の磁気回路を主に辿り、
前記ラッチピンが前記第一の位置にあり、前記ソレノイドによって生成される磁場が少しもないと、前記第二の永久磁石は前記ラッチピンを前記第一の位置で安定させるよう動作し、前記第二の永久磁石からの磁束の大部分は前記第三の磁気回路を辿り、
前記ラッチピンが前記第二の位置にあり、前記ソレノイドによって生成される磁場が少しもないと、前記第二の永久磁石は前記ラッチピンを前記第二の位置で安定させるよう動作し、前記第二の永久磁石からの磁束の大部分は前記第三の磁気回路とは別の第四の磁気回路を辿る、請求項１０記載の内燃エンジン。
【請求項１４】
前記第一、第二、第三、及び、第四の磁気回路のうちの二つは前記アクチュエータを通り、他の二つは通らない、請求項１３記載の内燃エンジン。
【請求項１５】
前記第一の永久磁石は前記第一のロッカーアームに堅く搭載される、請求項１０記載の内燃エンジン。
【請求項１６】
前記第一の永久磁石は前記ラッチピンと同心であり、前記ラッチピンが並進する方向に偏向される、請求項１５記載の内燃エンジン。
【請求項１７】
前記第一のロッカーアームは運動範囲を有し、
前記磁気ラッチは、前記ソレノイドからの磁場がないとして、前記第一及び第二の位置の一方に向かって前記ラッチピンを作動させ、前記ラッチピンを前記一方の位置で保持させるよう動作するばねを有し、
前記アクチュエータは前記ばねの力を超えて、前記第一のロッカーアームの運動範囲にわたって前記ラッチピンを前記第一及び第二の位置の他方の位置で保持するに十分な強度の磁場を生成するよう動作する、請求項１記載の内燃エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本教示は、バルブ・トレインに係わり、特に、可変バルブリフト（ＶＶＬ）又はシリンダ休止（ＣＤＡ）を提供するバルブ・トレインに関わる。
【背景技術】
【０００２】
油圧作動式ラッチは、可変バルブリフト（ＶＶＬ）やシリンダ休止（ＣＤＡ）を実施するために幾つかのロッカーアーム組立体で使用されている。例えば、幾つかのスイッチングローラフィンガーファロワー（ＳＲＦＦ）は油圧作動式ラッチを使用する。これらのシステムでは、オイルポンプからの加圧された油がラッチを作動させるために使用されてもよい。加圧された油の流れは、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）の監視の下で油制御バルブ（ＯＣＶ）によって調整されてもよい。同じ源からの別の供給部は、油圧ラッシュ調節のために油を供給する。つまり、各ロッカーアームは、二つの油圧供給部を有するため、ある程度の複雑性や機器のコストを伴う。これら油圧供給部の油需要は、既存の供給システムの限界に近付き得る。
【発明の概要】
【０００３】
幾つかのバルブ・トレイン・システムにおける複雑性及び油に対する需要は、油圧ラッチをソレノイド作動式磁気ラッチで置換することで減少され得る。本教示の幾つかの態様によると、油圧ラッチのような磁気ラッチは、ロッカーアーム組立体に組み込まれている。これにより、バルブカバーの下で利用可能な限定空間に好適なコンパクトな設計が提供されるが、従来の電力動力供給されるロッカーアーム組立体が搭載されたソレノイド作動式磁気ラッチはロッカーアーム組立体にワイヤ対を取り付けることを伴う。ロッカーアーム組立体は、長期間にわたり、他の可動部に近接して迅速に往復移動する。ロッカーアーム組立体に取り付けられるワイヤは、引っかかるか、クリップされるか、又は、疲労し、結果として、ショートし得る。
【０００４】
本教示は内燃エンジンに関わる。内燃エンジンは、シリンダヘッドと、シリンダヘッド内に座部が形成されたポペットバルブと、カムシャフトと、カムシャフトに搭載されるカムと、ロッカーアーム、カムファロワ、及び、ラッチピンを含む磁気ラッチを有するロッカーアーム組立体と、を備え得る。磁気ラッチ用のアクチュエータは、ソレノイドを含み、ラッチピンを第一の位置と第二の位置との間で並進させるよう動作する。ラッチピンを第一の位置に作動させることで、ロッカーアーム組立体は、カムの回転に応答してポペットバルブを作動させ、第一のバルブリフトプロフィールを生成させるよう構成される。ラッチピンを第二の位置に作動させることで、ロッカーアーム組立体は、カムシャフトの回転に応答してバルブを作動させ、第一のバルブリフトプロフィールと異なる第二のバルブリフトプロフィールを生成させるよう構成される、又は、ポペットバルブは休止される。
【０００５】
本教示の幾つかの態様によると、磁気ラッチはロッカーアーム組立体のロッカーアームに搭載され、アクチュエータはロッカーアームから降ろされる。幾つかのこれら教示では、アクチュエータは、内燃エンジンのシリンダヘッドに対して固定される位置に搭載される。幾つかのこれら教示では、ソレノイドはシリンダヘッド、カムキャリア、又は、バルブカバーに搭載される。ロッカーアームから降ろされることでワイヤの位置は静的となる。
【０００６】
本教示の幾つかの態様によると、アクチュエータは、ラッチピンを作動させるか、アクチュエータと磁気ラッチとの間をわたる磁場を通じてラッチピンの位置を維持するよう動作する。幾つかのこれら教示では、ソレノイドは磁場を生成するよう動作する。幾つかのこれら教示では、永久磁石が磁場を生成する。アクチュエータは、永久磁石からの磁束を再び方向付けることでラッチピンを作動させるよう動作する。
【０００７】
幾つかのこれら教示では、磁気ラッチの低保磁力の強磁性材料は、アクチュエータの方向にロッカーアームから外方に延在され、磁気ラッチとアクチュエータとの間の相互作用を容易にする。幾つかのこれら教示では、磁気ラッチの該部分はラッチピンの一部である。幾つかのこれら教示では、磁気ラッチの該部分はロッカーアームに堅く搭載された磁極片である。
【０００８】
本教示のいくつかの態様によると、磁気ラッチは、アクチュエータとは独立して安定される係合構成及び非係合構成の両方を有する。これら二つの構成は、ラッチピンの第一及び第二の位置に対応してもよい。幾つかのこれら教示では、内燃エンジンは、第一の方向又は第一の方向と逆の方向のいずれかにおける電流でアクチュエータのソレノイドを励磁するよう動作可能な回路を有する。第一の方向における電流が供給されたソレノイドは、ラッチピンを第一の位置から第二の位置まで作動させるよう動作してもよい。第二の方向における電流が供給されたソレノイドは、ラッチピンを第二の位置から第一の位置まで作動させるよう動作してもよい。幾つかの他のこれら教示では、電磁石ラッチ組立体は、ラッチ用とアンラッチ用の二つのソレノイドを含む。二つのソレノイドは反対方向の巻線を有してもよい。
【０００９】
本教示の幾つかの態様によると、永久磁石は、第一及び第二の位置の両方でラッチピンを安定させるよう動作する。幾つかのこれら教示では、永久磁石は磁気ラッチの一部である。幾つかの他のこれら教示では、永久磁石はアクチュエータの一部である。幾つかのこれら教示では、ソレノイド又は他の外部源によって生成される磁場が少しもないとして、ラッチピンが第一の位置にあるとき、永久磁石からの磁束の大部分は第一の磁気回路を辿り、ラッチピンが第二の位置にあるとき、永久磁石からの磁束の大部分は第一の磁気回路とは別の第二の磁気回路を辿る。アクチュエータは、永久磁石の磁束を磁気回路のいずれか一方から離すよう或いは一方に向かうよう再び方向付けて、ラッチピンを作動させるよう動作してもよい。幾つかのこれら教示では、磁束を再び方向付けることは、第一及び第二の磁気回路の両方の一部を形成する低保磁力の強磁性要素における磁極を逆にすることを含む。幾つかのこれら教示では、要素はラッチピンの一部である。磁束シフト原理に基づいて動作される磁気ラッチは、小型化されるため、ロッカーアームへの搭載により適している。
【００１０】
本教示の幾つかの態様によると、磁気回路の少なくとも一つはアクチュエータを通る。アクチュエータを通る磁気回路は、ソレノイドの動作を通じてラッチピンの作動を容易にし得る。幾つかのこれら教示では、他の回路はアクチュエータを通らない。アクチュエータを通らない回路はより短くなり、より低い磁束漏洩を有し、永久磁石がより大きい保持力をラッチピンに与えることを可能にし得る。
【００１１】
幾つかのこれら教示では、磁気ラッチは二つの永久磁石を有し、いずれの永久磁石もラッチピンを第一及び第二の位置で安定させるよう動作する。第二の永久磁石は、磁気ラッチの一部又はアクチュエータの一部でもよい。ラッチピンが第一の位置あるとき、第二の永久磁石からの磁束の大部分は第三の磁気回路を辿り、ラッチピンが第二の位置にあるとき、永久磁石からの磁束の大部分は第三の磁気回路とは別の第四の磁気回路を辿る。アクチュエータは、第二の永久磁石の磁束を磁気回路のいずれか一方から離すよう或いは一方に向かうよう再び方向付けて、ラッチピンを作動させるよう動作してもよい。幾つかのこれら教示では、第三及び第四の回路の一方はアクチュエータを通り、他方は通らない。各ラッチピン位置では、能動的磁気回路の一方は短い磁束路を提供してラッチピンに対して高い保磁力を結果として得、他方の磁気回路はアクチュエータを通りソレノイドの動作を通じてラッチピンの作動を容易にしてもよい。
【００１２】
本教示の幾つかの態様によると、第一及び第二の位置の両方においてラッチピンを安定させるよう動作する永久磁石は、磁気ラッチが搭載されるロッカーアームに対して固定式に搭載される。ロッカーアームに永久磁石を固定することは、永久磁石をラッチピンに固定しないことを意味する。ラッチピンから永久磁石の重みが取り除かれると、作動速度が増加され、より小さいソレノイドの使用が可能となり得る。幾つかのこれら教示では、永久磁石は環状である。幾つかのこれら教示では、永久磁石はラッチピンが並進する方向に偏向される。幾つかのこれら教示では、永久磁石は、ラッチピンに対して同心的に位置決めされる。このように構成された永久磁石によりコンパクトな設計が得られ得る。幾つかのこれら教示では、反対の極性で配置される二つのこのような永久磁石が設けられる。幾つかのこれら教示では、二つの磁石は磁気ラッチの反対端部に設けられる。幾つかのこれら教示では、低保磁力の強磁性材料の環状リングが二つの磁石間に位置される。環状リングは、両磁石に対して磁極片を提供し得る。
【００１３】
本教示の幾つかの態様によると、磁気ラッチはロッカーアーム組立体のロッカーアームに搭載され、ロッカーアームと共にアクチュエータに対する運動範囲を有する。アクチュエータに対する磁気ラッチの位置は、カムの位置によって時々影響を受ける。幾つかのこれら教示では、ロッカーアーム組立体及び磁気ラッチは、ラッチの運動範囲の限定された部分内以外ではアクチュエータがラッチに作用する必要がないよう構成される。幾つかのこれら教示では、磁気ラッチは、係合構成及び非係合構成の両方においてアクチュエータとは独立してラッチピンの位置を安定させるよう動作する。作動は、カムが基礎円上にある場合にだけ行われ得る。
【００１４】
幾つかのこれら教示では、ロッカーアーム組立体は、ラッチピンが非係合構成にあるとき、磁気ラッチが搭載されるロッカーアームが略静止状態のままとなるよう構成される。係合構成は、アクチュエータとは独立して磁気ラッチによって維持されてもよい。幾つかのこれら教示では、係合構成は、ばねによって維持される。ロッカーアームが一つの特定の位置にあるときにだけアクチュエータがラッチに作動する必要がある場合、ソレノイドと磁気ラッチとの間で十分な近接性を維持する構造はより簡単に実現される。幾つかのこれら教示では、係合構成において、カムの各サイクルにおいてロッカーアームは、アクチュエータがばね力を超えてラッチピンを非係合構成で保持するに十分な磁気力をラッチピンに与えるよう動作する位置に到達する。
【００１５】
これら教示の幾つかの態様によると、アクチュエータは、磁気ラッチの運動範囲にわたって磁気ラッチに動作する。幾つかのこれら教示では、該動作可能性は、磁気ラッチ及びアクチュエータがその相対運動が比較的狭い範囲に限定されるよう構成された結果である。幾つかのこれら教示では、磁気ラッチは、磁気ラッチが搭載されるロッカーアームに対する旋回点の近傍に構成されてもよい。幾つかのこれら教示では、ロッカーアームは支点について旋回され、ポペットバルブは支点の一方の側にあり、アクチュエータは支点の反対側にある。支点は、油圧ラッシュアジャスタでもよい。幾つかのこれら教示では、第一及び第二のラッチピン位置の一方はばねによって維持される。アクチュエータは、磁気ラッチがその運動範囲内で動くにつれて、ばね力を超えて、第一及び第二のラッチピン位置の他方の位置を維持するに十分な強度の磁場を生成するよう動作してもよい。
【００１６】
本教示の幾つかの態様によると、磁気ラッチの運動範囲にわたるアクチュエータの動作性は、アクチュエータが磁気ラッチに影響を与える磁気回路における一つ以上の摺動型継手によって維持される。磁気回路は、ラッチピンを含んでもよい。幾つかのこれら教示では、ラッチピンは、磁気回路を壊すことなくロッカーアームの運動と連動して移動され得る。アクチュエータ及び磁気ラッチは、摺動型磁気継手を構成する一つ以上の磁極片を含んでもよい。摺動型磁気継手の一部分がアクチュエータに取り付けられ、摺動型磁気継手の他の部分が磁気ラッチに取り付けられてもよい。幾つかのこれら教示では、磁気回路は、ソレノイドからの磁束に対する一次路として動作する。幾つかのこれら教示では、磁気回路は、ラッチピンを係合構成又は非係合構成で安定させる永久磁石からの磁束に対する一次路として動作する。幾つかのこれら教示では、摺動型磁気継手は、磁気回路を完成し、該磁気回路を通じて一つ以上の永久磁石はラッチピンを係合構成及び非係合構成の両方で安定させる。
【００１７】
幾つかのこれら教示では、磁気ラッチはロッカーアームと移動する第一の低保磁力の強磁性構成要素を有し、アクチュエータは第二の低保磁力の強磁性構成要素を有し、第一及び第二の構成要素の一方は第一の構成要素が移動する方向に沿って延在する表面を有する。この構造により摺動型磁気継手が構成され、第一及び第二の構成要素はロッカーアームがその運動範囲で動く際に近接したままでいることができる。幾つかのこれら教示では、両構成要素は、相対運動の方向に沿って延在する表面を有する。相対運動に沿って延在する表面を両構成要素に設けることにより、二つの構成要素間の近接性が維持され、間に磁束が簡単に通ることができる広い領域が設けられ得る。
【００１８】
幾つかのこれら教示では、磁気ラッチは、低保磁力の強磁性構成要素を有し、その外側部分はロッカーアームが運動範囲内で移動すると弧を描いて動き、アクチュエータは低保磁力の強磁性構成要素を有し、その表面は該弧に対して平行でありロッカーアームの運動範囲にわたって弧に近接したままとなるよう位置決めされる。二つの構成要素は、磁気回路に対する摺動型継手を構成してもよい。
【００１９】
幾つかのこれら教示では、ソレノイド又は永久磁石からの磁束に対する一次路として機能する磁気回路は、磁気ラッチとアクチュエータとの間にわたるエアギャップを含む。ラッチ及びアクチュエータは、エアギャップの幅が第一のロッカーアームの運動範囲にわたって５０％以上変動しないよう構成されてもよい。磁気回路は、磁気ラッチとアクチュエータとの間にわたる二つのエアギャップを含んでもよい。磁気ラッチからアクチュエータに移動する磁束が第一のエアギャップをわたり、アクチュエータから磁気ラッチまでの磁束が第二のエアギャップをわたってもよい。幾つかのこれら教示では、両エアギャップの幅の変動は、摺動型磁気継手によってロッカーアームの運動中制限される。
【００２０】
本教示の幾つかの態様によると、ロッカーアームに搭載される磁気ラッチはラッチピンを含み、その一部分は低保磁力の強磁性材料より形成され、アクチュエータの方向にロッカーアームから突出される。ソレノイドを励磁することは、ラッチピンの突出部分とアクチュエータとの間の可変のエアギャップが減少されるようにラッチピンを作動するよう動作する。幾つかのこれら教示では、アクチュエータからの磁極片はラッチピンに近接して延在され、それにより、ソレノイドからの磁束は可変のエアギャップをわたってアクチュエータに戻される前に磁極片からラッチピンまで直接通る磁気回路を辿る。幾つかの代替の教示では、磁極片は磁気ラッチの一部を形成する磁極片に近接して延在され、磁気ラッチの磁極片はラッチピンに近接して延在され、ソレノイドからの磁束はアクチュエータの磁極片から磁気ラッチの磁極片まで通り、可変のエアギャップをわたってアクチュエータに戻される前にラッチピンまで通る磁気回路を辿る。
【００２１】
本教示の幾つかの態様によると、磁気ラッチは、第一のロッカーアームに搭載され、第二のロッカーアームは第二のロッカーアームの運動範囲にわたって第一のロッカーアームとアクチュエータとの間を通る。それにも関わらず、磁気回路は、アクチュエータと磁気ラッチピンのラッチピンとの間に形成されてもよい。更に、幾つかのこれら教示では、磁気回路は第二のロッカーアームの運動範囲にわたって維持され、ラッチピンの位置を安定させてもよい。幾つかのこれら教示では、磁極片は、磁気ラッチ及びアクチュエータを含む磁気回路を完成する第二のロッカーアームに搭載される。幾つかのこれら教示では、アクチュエータ又は第一のロッカーアームのいずれかに搭載される磁極片は、第二のロッカーアームの周りを通り、磁気ラッチ及びアクチュエータを含む磁気回路を完成させる。
【００２２】
アクチュエータの有効性は磁気ラッチに対するその位置決めに依存する。変動の効果は、製造公差による該位置決めの変動の影響は、一つ以上の摺動型磁気継手によって改善され得る。本教示の幾つかの態様によると、アクチュエータはアクチュエータから延在されてロッカーアーム組立体の側部と係合する一つ以上の部材を有する。これらの部材は、ラッチピンに対するアクチュエータの位置決めを容易にし得る。幾つかのこれら教示では、部材は、ロッカーアーム組立体に取り付けられることなくロッカーアーム組立体と係合される。幾つかのこれら教示では、部材は、ロッカーアーム組立体の支点と係合される。
【００２３】
幾つかの本教示は、内燃エンジンを動作する方法に関わる。幾つかのこれら教示では、エンジンは、ロッカーアーム組立体がロッカーアームに搭載された磁気ラッチを有するバルブ・トレインを含む。ラッチは、ロッカーアーム組立体に係合構成及び非係合構成を提供する。本教示の幾つかの態様によると、エンジンを動作する方法は、磁気ラッチが係合及び非係合構成の一方にある状態でエンジンを動作させることを含む。ロッカーアームから降ろされたアクチュエータのソレノイドは、磁気ラッチの構成を変えよう励磁される。エンジンは、更に、磁気ラッチが係合及び非係合構成の他方にある状態で動作される。幾つかのこれら教示では、ソレノイドを励磁することはカムのサイクルの所定の部分に限定される。カムのサイクルの所定の部分は、カムが基礎円にある時に対応してもよい。幾つかのこれら教示では、ソレノイドは、アクチュエータとラッチとの間のエアギャップをわたってラッチに作用する磁場を生成する。
【００２４】
幾つかのこれら教示は、磁気ラッチが係合構成及び非係合構成の両方において安定しているケースに関する。本教示の幾つかの態様によると、エンジンを動作する方法は、永久磁石を用いてロッカーアームに搭載された磁気ラッチを係合構成で維持しながらエンジンを動作させることを含む。ロッカーアームから降ろされたアクチュエータのソレノイドは、磁石からの磁束を再び方向付け、磁気ラッチを非係合構成に切り換えるよう励磁される。エンジンは、永久磁石が磁気ラッチを非係合構成で維持している状態で更に動作される。ソレノイドは、再び励磁され得るが、このとき反対方向の電流で励磁され、磁石からの磁束を再び方向付け、磁気ラッチを係合構成に戻るよう切り換える。
【００２５】
本開示の教示は、ロッカーアームに磁気ラッチが搭載され、ロッカーアームからアクチュエータが降ろされた状況について主に説明される。しかしながら、本教示の幾つかは、磁気ラッチがロッカーアーム組立体の別の部分に搭載され、アクチュエータが該部分から降ろされたバルブ・トレインにも適用可能である。幾つかのこれら教示では、磁気ラッチはシリンダヘッドに対して可動な部分に搭載され、アクチュエータはシリンダヘッドに対して静止している部分に搭載される。幾つかのこれら教示では、磁気ラッチは油圧ラッシュアジャスタまたはリフタの可動部分に搭載される。アクチュエータはシリンダヘッド自体に搭載されてもよい。
【００２６】
本概要の主な目的は、発明者の考えの幾らかを簡略化された形態で提示して、以下のより詳細な説明の理解を容易にすることである。本概要は、「発明」と考えられる発明者の考え全て、又は、発明者の考えの全ての組み合わせの包括的な説明ではない。発明者の他の考えは、図面と共に以下の詳細な説明によって当業者には理解されるであろう。本願記載の詳述は、発明者が発明として請求する根本的な考えが添付の特許請求の範囲について保有されるよう、一般化され、狭められ、且つ、様々な方法で組み合わされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本教示の幾つかの態様による内燃エンジンの部分的に切り取られた上面図である。
【図２】図２は、図１の線２−２に沿った断面を示す図である。
【図３】図３は、図１の線１−１に沿って取られた、図１の内燃エンジンの断面側面図である。
【図４】図４は、ラッチピンが非係合構成から係合構成に移った、図３に対応する図である。
【図５】図５は、カムが基礎円から離れた、図２に対応する図である。
【図６】図６は、カムが基礎円から離れた、図４に対応する図である。
【図７】図７は、本教示の幾つかの他の態様による内燃エンジンの部分的断面を示す図である。
【図８】図８は、ラッチピンが非係合構成から係合構成に移った、図７と同じ断面を示す図である。
【図９】図９は、図８の線４−４に沿った断面を示す。
【図１０】図１０は、図８の線５−５に沿った断面を示す。
【図１１】図１１は、図８の線６−６に沿った断面を示す。
【図１２】図１２は、カムが基礎円から離れた後に見られる、図８の線４−４に沿った断面を示す。
【図１３】図１３は、カムが基礎円から離れた後に見られる、図８の線５−５に沿った断面を示す。
【図１４】図１４は、カムが基礎円から離れた後に見られる、図８の線６−６に沿った断面を示す。
【図１５】図１５は、本教示の幾つかの他の態様による、内燃エンジンの部分的断面を示す。
【図１６】図１６は、ラッチピンが非係合構成から係合構成に移った、図１５と同じ断面を示す図である。
【図１７】図１７は、図１６の線７−７に沿った断面を示す。
【図１８】図１８は、図１６の線８−８に沿った断面を示す。
【図１９】図１９は、図１６の線９−９に沿った断面を示す。
【図２０】図２０は、カムが基礎円から離れた後に見られる、図１６の線７−７に沿った断面を示す。
【図２１】図２１は、カムが基礎円から離れた後に見られる、図１６の線８−８に沿った断面を示す。
【図２２】図２２は、カムが基礎円から離れた後に見られる、図１６の線９−９に沿った断面を示す。
【図２３】図２３は、本教示の幾つかの他の態様による、内燃エンジンの断面を示す。
【図２４】図２４は、ラッチピンが非係合構成から係合構成に移った、図２３と同じ断面を示す図である。
【図２５】図２５は、本教示の幾つかの他の態様による、内燃エンジンの部分的断面を示す。
【図２６】図２６は、図２５の線１０−１０に沿った断面を示す。
【図２７】図２７は、非係合ラッチピンが非係合構成から係合構成に移った、図２５と同じ断面を示す図である。
【図２８】図２８は、図２７の線１１−１１に沿った断面を示す。
【図２９】図２９は、図２７の線１１−１１に沿った断面を示す。
【図３０】図３０は、図２７の線１２−１２に沿った断面を示す。
【図３１】図３１は、カムが基礎円から離れた後に見られる、図２７の線１３−１３に沿った断面を示す。
【図３２】図３２は、本開示の幾つかの態様による内燃エンジンを動作する方法のフロー図である。
【図３３】図３３は、本開示の幾つかの他の態様による内燃エンジンを動作する方法のフロー図である。
【図３４】図３４は、本教示の幾つかの他の態様による内燃エンジンの部分的に切り取られた上面図である。
【図３５】図３５は、図３４の領域４００に示す部分の相対的な位置決めを示す側面図である。
【図３６】図３６は、ラッチが非係合位置にある状態でカムが基礎円から離れた後の図３５に示す部分の相対的な位置決めを示す側面図である。
【図３７】図３６は、ラッチが係合位置にある状態でカムが基礎円から離れた後の図３５に示す部分の相対的な位置決めを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図中、幾つかの参照文字は、数字の後に文字が付与されている。本明細書及び後続する特許請求の範囲では、文字が後に付与されない同じ数字よりなる参照文字は、図面において使用され、文字が後に付与される同じ数字を含む全ての参照文字のリストに相当する。例えば、「永久磁石２００」は、「永久磁石２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ」と同じである。
【００２９】
図１は、本教示の幾つかの態様による、エンジン１００Ａの一部分の部分的に切り取られた上面図である。図１には、ロッカーアーム組立体１１５Ａと、アクチュエータ１２７Ａとが示される。図２は、図１の線２−２に沿って取られたアクチュエータ１２７Ａの断面を示す。図３は、図１の線１−１に沿って取られたエンジン１００Ａの断面側面図を示す。図３には、図１に示す部分に加えて、エンジン１００Ａの幾つかの部分を含む。これら追加的な部分は、ポペットバルブ１８５、カム１６７が搭載されたカムシャフト１６９、油圧ラッシュアジャスタ１８１、及び、より多くのシリンダヘッド１３０を含む。
【００３０】
ロッカーアーム組立体１１５Ａは、ロッカーアーム１０３Ａ（外側アーム）、ロッカーアーム１０３Ｂ（内側アーム）、及び、油圧ラッシュアジャスタ（ＨＬＡ）１８１を含む。カムファロワ（１０７）は、軸受１６５を及び軸１４７を介してロッカーアーム１０３Ｂに搭載されてもよい。カムファロワ１０７は、ローラーファロワである。代替的には、カムファロワ１０７は、スライダでもよい。磁気ラッチ１１７Ａは、ロッカーアーム１０３Ａに搭載される。ラッチ１１７Ａは、ラッチピン１１４Ａ、スペーサ１３９Ａ、及び、ばね１４１を含む。ラッチピン１１４Ａは、ラッチピン本体１１３Ａ及びラッチヘッド１１１を含む。ラッチピン１１４Ａの一部分１３５は、アクチュエータ１２７の方向にロッカーアーム１０３Ａから外方に突出される。突出部分１３５は、ラッチピン本体１１３Ａと一体でもよい。少なくとも部分１３５の一部は、低保磁力の強磁性材料よりなる。
【００３１】
ラッチピン１１４Ａは、第一の位置と第二の位置との間で並進可能である。第一の位置は、図３に示すように、非係合位置でもよい。第二の位置は、図４に示すように、係合位置でもよい。ラッチピン１１４Ａが係合位置にあるとき、ロッカーアーム組立体１１５Ａは、係合構成にあると説明される。ラッチピン１１４Ａが非係合位置にあるとき、ロッカーアーム組立体１１５Ａは非係合構成にあると説明される。
【００３２】
両方のロッカーアーム１０３Ａ及び１０３Ｂは、軸１４９で旋回してもよい。ロッカーアーム１０３Ａの側部に開口部１８２が形成され得、それにより、ロッカーアーム１０３Ｂに搭載されてねじりバネ１４５と係合するよう外方に延在される軸１４７から妨害されることなく、ロッカーアーム１０３Ａはロッカーアーム１０３Ｂとは独立して軸１４９で旋回し得る。ねじりバネ１４５は、軸１４７に作用して、ロッカーアーム１０３Ｂをロッカーアーム１０３Ａに対して上方に付勢させ、カムファロワ１０７とカム１６７との間の係合を維持する。ねじりバネ１４５は、トラニオン１４３でロッカーアーム１０３Ａに搭載されてもよい。
【００３３】
図６は、ラッチピン１１４Ａが係合位置にある状態でカム１６７が基礎円から離れた場合の効果を示す。ラッチヘッド１１１は、ロッカーアーム１０３Ｂのリップ１０９と係合され、その後、ロッカーアーム１０３Ｂ及びロッカーアーム１０３Ａは一緒に移動するよう強要される。ＨＬＡ１８１は、ロッカーアーム１０３Ｂ及びロッカーアーム１０３Ａが一緒に旋回し得る支点として動作してもよく、それにより、エレファントフット１５１を介してバルブ１８５を作動させ、シリンダヘッド１３０に対してバルブ・スプリング１８３を圧縮させ、カム１６７の形状によって決定されるバルブリフトプロフィールでシリンダヘッド１３０内において座部１８６からバルブ１８５を持ち上げる。バルブリフトプロフィールは、バルブ１８５が座部１８６から持ち上げられた高さをカムシャフト１６９の角度位置の関数として示すプロットの形状である。
【００３４】
図５は、ラッチピン１１４Ａが非係合位置にある状態でカム１６７が基礎円から離れた場合の効果を示す。カム１６７は、ロッカーアーム１０３Ｂをまだ下方に駆動させる。しかしながら、非係合構成では、ロッカーアーム１０３Ａは依然として静止したままである。ねじりバネ１４５は、バルブ・スプリング１８３よりも前に押し戻されてもよく、それにより、ロッカーアーム１０３Ｂはバルブ１８５をその座部１８６から持ち上げることなく軸１４９上で旋回するに過ぎない。本構成は、バルブ１８５によってポートが制御されてシリンダの休止を可能にしてもよい。代替的には、ロッカーアーム１０３Ｂとは独立して、ロッカーアーム１０３Ａに直接作用する追加的なカムが設けられてもよい。これら追加的なカムは、カム１６７よりも低いバルブリフトプロフィールを提供してもよい。従って、ロッカーアーム組立体１１５Ａに対する非係合構成が代替のバルブリフトプロフィールを提供し、ロッカーアーム組立体１１５Ａが切換ロッカーアームを提供してもよい。
【００３５】
アクチュエータ１２７Ａは、シリンダヘッド１３０に搭載されてもよい。アクチュエータ１２７Ａは、例えば、ブラケット１２９を用いて搭載されてもよい。代替的には、アクチュエータ１２７Ａは、シリンダヘッド１３０に対して静止しているエンジン１００の別の部分に搭載されてもよい。エンジン１００が含み得る、シリンダヘッド１３０に対して静止している部分としてカムキャリア及びバルブカバーが挙げられる。アクチュエータ１２７Ａは、ロッカーアーム組立体１１５Ａから降ろされる。代替的には、アクチュエータ１２７Ａは、ＨＬＡ１８１の外側スリーブ１７３に搭載され得る。ＨＬＡ１８１の外側スリーブ１７３は、シリンダヘッド１３０に対して静止したままでもよい。アクチュエータ１２７Ａがロッカーアーム組立体１１５Ａから降ろされたとしても、ＨＬＡ１８１の側部又はロッカーアーム組立体１１５Ａの別の部分と係合するよう延在される位置合わせガイド（図示せず）がまだ設けられ得る。このようなガイドは、ラッチ１１７Ａとのアクチュエータ１２７Ａの位置合わせを容易にし得る。
【００３６】
アクチュエータ１２７Ａは、ソレノイド１１９、磁極片１３１Ａ、１３１Ｂ、１３１Ｃ、１３１Ｄ、スペーサ１３３、及び、シェル１２１を含んでもよい。磁極片１３１は、低保磁力の強磁性材料よりなる。磁極片１３１Ａは、ソレノイド１１９内で中央に位置するコアを提供してもよい。シェル１２１は、ソレノイド１１９をその周辺環境から保護し、アクチュエータ１２７Ａの搭載を容易にし得る。スペーサ１３３は、磁極片１３１で形成される磁気回路における正しい離間を容易にし得る。従って、スペーサ１３３は、強磁性でない鋼より形成されてもよい。
【００３７】
ばね１４１は、係合位置にラッチピン１１４Ａを付勢し、係合位置でラッチピン１１４Ａを保持してもよい。カム１６７が基礎円に或いはその近傍にある状態でソレノイド１１９が励磁された場合、ソレノイド１１９からの磁束の大部分は図３及び図４に示す磁気回路２２０Ｅを辿ってもよい。磁気回路２２０Ｅは、磁極片１３１Ａ乃至１３１Ｄ、及び、ラッチピン１１４Ａの低保磁力の強磁性部分１３５を含む。磁気回路２２０Ｅは、ラッチピン１１４Ａの位置に応じて、ラッチピン１１４Ａと磁極片１３１Ａとの間にわたるエアギャップ１３４を含んでもよい。エアギャップ１３４は、ラッチピン１１４Ａの非係合位置側への並進によって減少され得る。エアギャップ１３４のサイズが減少されると、磁気回路２２０Ｅの磁気抵抗が減少される。従って、磁力は、エアギャップ１３４のサイズを減少させる傾向にあり、ソレノイド１１９を励磁することはばね１４１の力を超えてラッチピン１１４Ａを非係合位置に並進させ、該位置でラッチピンを保持するよう行われ得る。
【００３８】
ロッカーアーム１０３Ａに搭載されることにより、ラッチ１１７Ａはシリンダヘッド１３０及びアクチュエータ１２７Ａに対して運動範囲を有する。該運動範囲は、主に、ロッカーアーム組立体１１５Ａが係合構成にあるときにＨＬＡ１８１でロッカーアーム１０３Ａが旋回された結果である。しかしながら、ラッチ１１７Ａが非係合構成にある場合、アクチュエータ１２７Ａに対するラッチ１１７Ａの位置は略固定である。ＨＬＡ１８１を伸張及び後退することで幾らかの相対運動が生ずるが、起動時の短い期間を除いては、ＨＬＡ１８１によって生ずる運動範囲は無視できる程度である。ラッチピン１１４Ａが非係合構成にある限り、磁気回路２２０Ｅは元の状態のままであるため、ソレノイド１１９は該回路を通じて作用してラッチピン１１４Ａを非係合構成で維持し得る。
【００３９】
本教示の幾つかの態様によると、磁極片１３１Ｄは、カム１６７が基礎円上にあるとき、二つの対向する側部を含む多数の側部上のラッチピン突出部１３５と近接するよう構成されてもよい。このような構成は、図２に示され、ラッチピン１１４Ａと磁極片１３１との間で磁束が簡単に通過することができる大きい領域を提供し得る。図６に示すように、ラッチピン突出部１３５は、ロッカーアーム組立体１１５Ａが係合構成にある状態でカム１６７が基礎円から離れるにつれ、アクチュエータ１２７Ａに対して上昇されてもよい。幾つかのこれら教示では、磁極片１３１Ｄは、該上方の動きを受け入れるスロット１５９を有する。幾つかの実施例では、ＨＬＡ１８１は、エンジン１００Ａが停止されたときに下降して、ラッチピン突出部１３５が大幅に落ちるようにし得る。幾つかのこれら教示では、別のスロット（図示せず）が該動きを受け入れるよう磁極片１３１Ｄに形成されてもよい。
【００４０】
図７及び図８は、例示される違い以外はエンジン１００Ａと同じでもよい、エンジン１００Ｂの一部分の断面を示す。エンジン１００Ｂは、本教示の幾つかの態様による別の実施例を提供する。エンジン１００Ｂは、ロッカーアーム組立体１１５Ｂと、アクチュエータ１２７Ｂとを含む。図７及び図８には、ロッカーアーム組立体１１５Ｂ及びアクチュエータ１２７Ｂの一部分が示される。図７は、非係合構成にあるロッカーアーム組立体１１５Ｂを示し、図８は係合構成にあるロッカーアーム組立体１１５Ｂを示す。
【００４１】
ラッチ１１７Ｂは、ラッチピン１１４Ｂ及び磁極片１９２Ａを含む。アクチュエータ１２７Ｂは、ソレノイド１１９及び磁極片１３１Ａ、１３１Ｂ、及び、１３１Ｅを含む。本開示で使用する磁極片といった用語は、低保磁力の強磁性材料で形成される任意の部分でもよい。図９乃至図１１は、それぞれ、図８の線４−４、線５−５、及び、線６−６に沿って取られたアクチュエータ１２７Ｂの断面を示す。図１２乃至図１４は、対応する断面を示すが、ロッカーアーム組立体１１５Ｂが係合構成にある状態でカム１６７が基礎円から離れた結果による変化が示される。
【００４２】
磁極片１３１Ａは、ソレノイド１１９に対するコアでもよい。磁極片１３１Ｂは、ラッチ１１７Ｂから遠位のソレノイド１１９の端部を覆うディスクでもよい。磁極片１３１Ｅが二つ設けられてもよい。各磁極片１３１Ｅは、ソレノイド１９２に隣接して設けられる半円筒形の形態を有してもよい。ソレノイド１１９は円筒形でもよく、二つの磁極片１３１Ｅはソレノイド１１９の周りに円筒形のシェルを一緒に形成してもよい。ソレノイド１１９は、任意の好適な形状を有してもよい。幾つかの本教示では、磁極片１３１は、効率性を向上させるよう、ソレノイド１１９の周りに密接に嵌合される。
【００４３】
本教示の幾つかの態様によると、図９乃至図１４に示される断面を比較することで分かるように、アクチュエータ１２７Ｂの磁極片１３１Ｅはロッカーアーム組立体１１５Ｂの方に延在されるにつれてそれぞれのプロフィール形状を変化させる。幾つかのこれら教示では、磁極片は平面形状に向かって平坦化される。平面形状は、磁極片１３１Ｅが磁極片１９２Ａに隣接している領域において実現されてもよい。図９乃至図１４に示すように、磁極片１３１Ｅが平面形状に平坦化されることにより、磁極片１９２Ａを含むラッチ１１７Ｂは磁極片１３１Ｅと干渉することなくロッカーアーム１０３Ａと共に移動される。本実施例では、磁極片１９２Ａは磁極片１３１Ｅに隣接して延在されるにつれて円筒形の断面のままであるが、他の実施例と例示される本教示の幾つかの態様では、磁極片１９２Ａは分割され、磁極片１３１Ｅのように平面形状に平坦化される。このような平坦化は、アクチュエータ１２７の磁極片１３１と磁気ラッチ１１７の磁極片１９２との間で磁束が簡単に通過することができる大きい領域を提供するために使用されてもよい。
【００４４】
エンジン１００Ｂでは、ソレノイド１１９が励磁されると、図８に示す磁気回路２２０Ｆを辿る磁束が生成され得る。磁気回路２２０Ｆは、アクチュエータ１２７Ｂの磁極片１３１Ａ、１３１Ｂ、並びに、１３１Ｅ、ラッチ１１７Ｂの磁極片１９２Ａ、ラッチピン１１４Ｂ、及び、エアギャップ１３４を含んでもよい。アクチュエータ１２７Ｂの動作は、アクチュエータ１２７Ａの動作と同様でもよい。一つの違いは、アクチュエータ１２７Ｂと磁気ラッチ１１５Ｂによって形成される磁気回路２２０Ｆが磁極片１９２Ａを通じて外側磁極片１３１Ｅからの磁束をラッチピン１１４Ｂに授受することにある。磁気回路２２０Ｅ及び２２０Ｆの構造それぞれは、効率性及び梱包性に関して潜在的利点を有する。
【００４５】
図１５は、本教示の幾つかの他の態様によるエンジン１００Ｃの一部分の断面を示す。エンジン１００Ｃは、ロッカーアーム組立体１１５Ｃと、アクチュエータ１２７Ｃとを含む。ロッカーアーム１１５Ｃは、ラッチピン１１４Ｃを有する磁気ラッチ１１７Ｃが搭載されたロッカーアーム１０３Ａを含む。アクチュエータ１２７Ｃは、ロッカーアーム１０３Ａの運動範囲にわたりラッチ１１７Ｃに対して動作する一方で、シリンダヘッド１３０に対して依然として固定位置のままである。エンジン１００Ｃは、回路（図示せず）を含み、アクチュエータ１２７Ｃのソレノイド１１９に対して正極性又は逆極性を有する電圧が該回路を通じて印可される。アクチュエータ１２７Ｃは、図１６に示す係合位置から図１５に示す非係合位置、且つ、非係合位置から係合位置のいずれかにおいてラッチ１１７Ｃのラッチピン１１４Ｃを作動するよう動作し得る。図１７、図１８、及び、図１９は、それぞれ図１６の線７−７、線８−８、及び、線９−９に沿って取られたアクチュエータ１２７Ｃの断面を示す。図２０乃至図２２は、対応する断面を示すが、ロッカーアーム組立体１１５Ｃが係合構成にある状態でカム１６７が基礎円から離れた結果による変化が示される。
【００４６】
磁気ラッチ１１７Ｃは、第一の永久磁石２００Ａ、第二の永久磁石２００Ｂ、及び、磁極片１９２Ｃ、１９２Ｄ、１９２Ｅ、及び、１９２Ｆを含む。ラッチピン１１４Ｃは、ラッチピン１１４Ｃの低保磁力の強磁性部分２０９が搭載されたラッチピン本体１１３Ｃを含んでもよい。アクチュエータ１２７Ｃは、ソレノイド１１９及び磁極片１３１Ｆ、１３１Ｂ、及び、１３１Ｅを含む。図１５及び図１６に示すように、磁気ラッチ１１７Ｃは、磁気回路２２０Ａ及び２２０Ｄを形成する。磁気ラッチ１１７Ｃ及びアクチュエータ１２７Ｃは一緒に磁気回路２２０Ｂ及び２２０Ｃを形成する。
【００４７】
本教示の幾つかの態様によると、アクチュエータ１２７Ｃ及びラッチ１１７Ｃの磁極片は、互いに近付いて磁気回路を完成する領域において略平面な表面を形成する。図１７乃至図２２の断面によって示されるように、磁極片１９２Ｃ及び１９２Ｂは、磁極片１３１の近くで延在されるにつれて平面形状となるよう平坦化される。同様にして、磁極片１３１Ｅは、磁極片１９２に隣接して配置される場所に向かって延在されるにつれて平面形状となるよう平坦化される。磁極片１３１Ｆは、ソレノイド１１９に対するコアを形成する場所では円筒形でもよいが、その表面は磁極片１９２Ｂに隣接して配置されるよう延在されるにつれて長方形の断面を形成するよう平坦化される。
【００４８】
アクチュエータ１２７Ｃは、アクチュエータ１２７Ｃとラッチ１１５Ｃとの間の相対運動が最も高い係合位置にラッチピン１１４Ｃがある場合でも、ロッカーアーム組立体１１５Ｃの運動範囲にわたってラッチピン１１４Ｃの位置を維持することに関して、ラッチ１１７Ｃを補助するよう動作し得る。ソレノイド１１９が励磁されないときでも、アクチュエータ１２７Ｃは、完全な磁気回路２２０によってラッチ１１５Ｃに作用し、永久磁石２００Ａ及び２００Ｂは該回路を通じてラッチピン１１４Ｃの位置を安定化させる。
【００４９】
本教示の幾つかの態様によると、ラッチピン１１４Ｃは、図１５に示すロッカーアーム組立体１１５Ｃに対する非係合構成を提供する第一の位置、又は、図１６に示すロッカーアーム組立体１１５Ｃに対する係合構成を提供する第二の位置のいずれかで安定される。ここで参照する安定性とは、位置的安定性である。安定した位置は、限定された範囲にわたって可変であるポテンシャルエネルギーにおける極小値に対応する。位置は、外部の力を要することなく生成される復元力によって安定される。復元力は、ラッチピン１１４Ｃが小摂動である位置から変位された場合にラッチピン１１４Ｃを該安定位置に戻そうとする。復元力は、ばね、永久磁石、又は、その組み合わせによって与えられ得る。エンジン１００Ｃにおいて、復元力は、永久磁石２００Ａ及び２００Ｂによって与えられる。
【００５０】
永久磁石２００Ａ及び２００Ｂの両方は、係合構成及び非係合構成の両方において、ラッチピン１１４Ｃの位置を安定させる。ラッチピン１１４Ｃが非係合構成にあるとき、ソレノイド１１９又は任意の外部源からの磁場が少しもないとして、磁気回路２２０Ａは永久磁石２００Ａからの磁束に対する一次路を提供する。磁石からの磁束に対する一次路は、該磁石からの磁束の大部分が通る路である。磁気回路２２０Ａは、永久磁石２２０ＡのＮ極から、磁極片１９２Ｄを通り、ラッチピン１１４Ｃの低保磁力の強磁性部分２０９を通り、アクチュエータ１２７Ｃの磁極片１３１Ａ、１３１Ｂ、及び、１３１Ｃを通り、磁気ラッチ１１５Ｃの磁極片１９２Ｂ及び１９２Ｃを通り、永久磁石２２０ＡのＳ極で終端される。磁気回路２２０Ｃは、永久磁石２００Ｂからの磁束に対する一次路を提供する。磁気回路２２０Ｃは、永久磁石２２０ＢのＮ極から、磁極片１９２Ｄを通り、ラッチピン１１４Ｃの低保磁力の強磁性部分２０９を通り、磁極片１９２Ｄを通り、永久磁石２２０ＢのＳ極で終端される。磁気回路２２０Ｃは、磁気回路２２０Ａよりも短く、アクチュエータ１２７Ｃを通らない。
【００５１】
ラッチピン１１４Ｃが非係合構成にある状態でソレノイド１１９が正方向の電流で励磁された場合、結果として生ずる磁場は磁気回路２２０Ａにわたって低保磁力の強磁性材料における磁気極性を逆にし得る。これにより、永久磁石２００Ａからの磁束に対する磁気回路２２０Ａの磁気抵抗が大幅に増加される。磁気回路２２０Ｃも影響を受け得る。永久磁石２００Ａ及び２００Ｂからの磁束は、磁気回路２２０Ａ及び２２０Ｃから離され、ラッチピン１１４Ｃに対する正味磁力はラッチピン１１４Ｃを図１６に示す係合構成へと駆動し得る。
【００５２】
ラッチピン１１４Ｃは、ソレノイド１１９がその電源から切断された後、係合構成に到達し、そこで保持されてもよい。ラッチピン１１４Ｃが係合構成にあるとき、ソレノイド１１９又は任意の外部源からの磁場が少しもないとして、磁気回路２２０Ｄは永久磁石２００Ｂからの磁束に対する一次路を提供する。磁気回路２２０Ｄは、永久磁石２２０ＢのＮ極から、磁極片１９２Ｄを通り、ラッチピン１１４Ｃの低保磁力の強磁性部分２０９を通り、磁気ラッチ１１５Ｃの磁極片１９２Ｂ及び１９２Ｃを通り、アクチュエータ１２７Ｃの磁極片１３１Ａ、１３１Ｂ、及び、１３１Ｃを通り、磁極片１９２Ｅを通り、永久磁石２２０ＡのＳ極で終端される。係合構成では、磁気回路２２０Ｂは、永久磁石２００Ａからの磁束に対する一次路を提供する。磁気回路２２０Ｂは、永久磁石２２０ＡのＮ極から、磁極片１９２Ｄを通り、ラッチピン１１４Ｃの低保磁力の強磁性部分２０９を通り、磁極片１９２Ｆ及び１９２Ｇを通り、永久磁石２２０ＡのＳ極で終端される。磁気回路２２０Ｂは、磁気回路２２０Ｄよりも短く、アクチュエータ１２７Ｃを通らない。
【００５３】
本教示の幾つかの態様によると、永久磁石２００Ａ及び２００Ｂは、ロッカーアーム１０３Ａに固定式に搭載され、反対の極性で配置される。磁極片１９２Ｄは、反対の極の間に位置決めされる。永久磁石２００Ａ及び２００Ｂと磁極片１９２Ｄは、環状の形状を有し、ラッチピン１１４Ｃに対して同心的に搭載されてもよい。これにより、コンパクトで効率的な設計が得られるが、他の形状及び構成と置き換えられてもよい。
【００５４】
ラッチピン１１４Ｃの低保磁力の強磁性部分２０９には、段付きエッジが設けられてもよい。ラッチ１１５Ｃの磁極片１９２は、エッジと合うように成形されてもよい。作動中、磁束は、ラッチピン１１４Ｃと磁極片１９２との間のエアギャップをわったてもよい。段付きエッジは、ラッチピン１１４Ｃを第二の位置から第一の位置まで作動させる磁力を増加し得る。
【００５５】
図１７乃至２３に例示されるように、磁極片１９２Ｃ及び１３１Ｅは摺動型磁気継手を構成する。磁極片１９２Ｃ及び１３１Ｅの間の距離は、ラッチピン１１４Ｃが係合位置にある状態でロッカーアーム１０３Ａがその運動範囲にわたって動かされると５０％未満で変動される。ロッカーアーム１０３Ａが移動されると、磁極片１９２Ｃは略垂直方向に移動される。磁極片１９２Ｃは該運動方向に延在する表面を有し、それにより、運動範囲にわたって磁極片１３１Ｅへの近接性を維持することができる。該表面は、更に、磁極片１９２Ｃの外表面が描く弧に対して平行である。弧に対して平行とは、該弧の接線に対して平行という意味である。
【００５６】
本開示で使用されるように、磁気回路における摺動型継手は、回路における二つの部分の間のエアギャップを示し、このとき二つの部分が互いに対して移動した場合にエアギャップのサイズは顕著に変化しない。５０％未満のままの変動は、通常、顕著ではない。幾つかのこれら教示では、摺動型継手を構成する部分は、該部分のうちの一方が他方に対して自由に移動する方向に略平行なエアギャップに隣接する表面を有する。
【００５７】
磁極片１９２Ｂ及び１３１Ｆは、別の摺動型磁気継手を構成する。磁極片１９２Ｂ及び１３１Ｆの間の距離は、ラッチピン１１４Ｃが係合位置にある状態でロッカーアーム１０３Ａがその運動範囲にわたって動かされると５０％未満で変動される。ロッカーアーム１０３Ａが移動されると、磁極片１９２Ｂは略垂直方向に移動される。磁極片１９２Ｂは該運動方向に延在する表面を有し、それにより、運動範囲にわたって磁極片１３１Ｆへの近接性を維持することができる。磁極片１３１Ｆもその運動方向に延在する表面を有し、これによっても磁極片１９２Ｂが動く間に該近接性が十分に維持される。運動方向に延在する表面を各磁極片に設けることで、二つの表面は近接のままとなり、運動範囲にわたって磁束の授受のための大きい領域が提供される。磁束が回路を完成しなくてはならないため、本教示の幾つかでは、アクチュエータ１２７及びラッチ１１７は少なくとも二つの摺動型磁気継手を構成する。
【００５８】
図２３及び図２４は、エンジン１００Ｄを例示し、ロッカーアーム１０３Ａから降ろされたアクチュエータ１２７Ｄの一部である永久磁石２００Ｃがロッカーアーム１０３Ａに搭載されたラッチ１１７Ｄのラッチピン１１４Ｄの位置を安定させるよう動作する例が示される。ラッチピン１１４Ｄは、その位置が安定する係合及び非係合位置の両方を有する。
【００５９】
ラッチピン１１４Ｄが非係合位置にあるとき、ラッチピン１１４Ｄは該位置で永久磁石２００Ｃによって保持され、このとき磁気回路２２０Ｇは永久磁石２００Ｃの磁束に対する一次路を提供する。磁気回路２２０Ｇは、磁石２００ＣのＮ極からアクチュエータ１２７Ｄの磁極片１３１Ｂ、１３１Ｃを通り、磁気ラッチ１１５Ｄの磁極片１９２Ｃを通り、ラッチピン１１４Ｄを通り、アクチュエータ１３７Ｄの磁極片１３１Ａ及び１３１Ｆを通り、磁石２００ＣのＳ極で終端される。磁気回路２２０Ｇは、摺動型磁気継手によりロッカーアーム１０３Ａの運動範囲にわたって維持されてもよいが、本実施例では、ラッチピン１１４Ｄが非係合位置にあるときロッカーアーム１０３Ａは静止しているため必要ない。
【００６０】
ラッチピン１１４Ｄが非係合位置にある状態でソレノイド１１９が好適な第一の方向の電流で励磁された場合、磁気回路２２０Ｇにおける極性が反対にされる。永久磁石２００Ｃからの磁束は、図２４に示す磁気回路２２０Ｈに再び方向付けられてもよい。磁気回路２２０Ｈは、磁石２００ＣのＮ極から、アクチュエータ１２７Ｄの磁極片１３１Ｂ、１３１Ｃ、及び、１３１Ｆを通り、磁石２００ＣのＳ極で終端される。磁気回路２２０Ｈは、ラッチピン１１４Ｄを通らない。ソレノイド１１９が第一の方向における電流で励磁されると、ラッチピン１１４Ｄと磁極片１９２Ａとの間の磁気吸引が乱され、ばね１４１がラッチピン１１４Ｄを係合位置まで駆動して該位置で保持することができる。
【００６１】
ラッチピン１１４Ｄが係合構成に移されると、磁気回路２２０Ｇにエアギャップ１３４が形成される。エアギャップ１３４は、磁気回路２２０Ｇの磁気抵抗を大幅に増加させる。従って、ソレノイド１１９が第一の方向と反対の方向の電流で励磁されるまで、永久磁石２００Ｃからの磁束が磁気回路２２０Ｇに戻される傾向は小さい或いはない。ソレノイド１１９がこのように励磁された場合、磁気回路２２０Ｇにおける極性は永久磁石２００Ｃからの磁束を吸引する方向に再び確立される。それにより、永久磁石２００Ｃ及びソレノイド１１９は協働して、ラッチピン１１４Ｄが永久磁石２００Ｃ単独で安定して維持される非係合構成までラッチピン１１４Ｄを磁気的に作動させる。
【００６２】
両方のラッチ１１７Ｃ及び１１７Ｄにおける作動は、磁束シフト機構を通じて起こり得る。磁束シフト機構は、永久磁石からの磁束を第一の磁気回路から第二の別個の磁気回路まで再び方向付けることを伴う。幾つかのこれら教示では、第一及び第二の回路は、低保磁力の強磁性材料よりなる構造要素を共有する。該構造要素の第一の磁気極性は第一の回路を通る磁束に有利に働き、第二の極性は第二の回路を通る磁束に有利に働く。第二の磁気回路の利用可能性は、磁束が第一の磁気回路を辿る永久磁石によって保持される位置から離れるようラッチピンを作動するに必要なエネルギーを減少させ得る。
【００６３】
ソレノイド１１９は、電磁石として考えられる。上述の実施例では、ソレノイド１１９は、ラッチピン１１４を含むロッカーアーム組立体１１５に極を対向させて位置決めされる。図２５乃至図３１は、ロッカーアーム組立体１０６Ｅと、アクチュエータ１２７Ｅとを含む内燃エンジン１００Ｅを示す。エンジン１００Ｅは、極がラッチピン１１４Ｅから軸外の状態でソレノイド１１９が位置決めされる実施例を提供する。本構成は、バルブカバーの下でのアクチュエータ１２７Ｅのパッケージングを容易にし得る。図２５は、非係合構成を示す。図２７は、係合構成を示す。図２６は、図２５の線１０−１０で取られたアクチュエータ１２７Ｅの断面を示す。図２８及び図２９は、図２７の線１１−１１及び線１２−１２で取られたラッチ１２７Ｅの断面をそれぞれ示す。図３０は、図２７の線１３−１３で取られた断面を示す。図３１は、カム１６７が基礎円から離れた後の断面を示す。
【００６４】
両方の永久磁石２００Ａ及び２００Ｂは、ラッチピン１１４Ｅを係合構成で安定化させてもよい。係合構成では、永久磁石２００Ａからの磁束の大部分は磁気回路２２０Ｉを辿り、永久磁石２００Ｂからの磁束の大部分は磁気回路２２０Ｋを辿る。磁気回路２２０Ｉは、永久磁石２００ＡのＮ極から、磁極片１９２Ｊを通り、ラッチピン１１４Ｅの低保磁力の強磁性部分２０９を通り、磁極片１９２Ｅ及び１９２Ｉを通り、永久磁石２００ＡのＳ極で終端される。磁気回路２２０Ｉは、磁気ラッチ１１７Ｅ内に全体的に含まれる短磁気回路でもよい。磁気回路２２０Ｋは、永久磁石２００ＢのＮ極から、磁極片１９２Ｄを通り、ラッチピン１１４Ｅの低保磁力の強磁性部分２０９を通り、磁気ラッチ１１７Ｅの磁極片１９２Ｅ、１９２Ｉ、及び、１９２Ｊを通り、狭いエアギャップをわたってアクチュエータ１２７Ｅの磁極片１３１Ｉ、１３１Ａ、１３１Ｈを通り、磁気ラッチ１１７Ｅの磁極片１９２Ｇへ別の狭いエアギャップをわたり、磁極片１９２Ｈを通り、永久磁石２００ＢのＳ極で終端される。磁気回路２２０Ｉは、二つの摺動型磁気継手を構成する。アクチュエータ１２７Ｅの磁極片１３１Ｈ及び１３１Ｉは、平面な形状でもよい。磁気ラッチ１１７Ｅの磁極片１９２Ｇ及び１９２Ｊは、四分の一シリンダでもよい。磁極片１９２Ｈ及び１９２Ｉは平面的でもよい。磁極片１９２Ｈは、磁気ラッチ１１７Ｅ内の空間を遮断してもよい。磁極片１９２Ｉは、ラッチピン１１４Ｅが並進するための開口部を有してもよい。
【００６５】
好適な方向における電流でソレノイド１１９が励磁されると、永久磁石２００Ａ及び２００Ｂからの磁束が再び方向付けられ、ラッチピン１１４Ｅが非係合位置に並進され得る。図２３に示すように、非係合構成では、ソレノイド１１９がその電源から断続された後、両方の永久磁石２００Ａ及び２００Ｂがラッチピン１１４Ｅの位置を再び安定化させ得る。非係合構成では、永久磁石２００Ａからの磁束の大部分は磁気回路２２０Ｊを辿り、永久磁石２００Ｂからの磁束の大部分は磁気回路２２０Ｌを辿る。磁気回路２２０Ｊは、永久磁石２００ＡのＮ極から、磁極片１９２Ｄを通り、ラッチピン１１４Ｅの低保磁力の強磁性部分２０９を通り、磁気ラッチ１１７Ｅの磁極片１９２Ｈ及び１９２Ｇを通り、１３１Ｈへの狭いエアギャップをわたってアクチュエータ１２７Ｅの磁極片１３１Ａ及び１３１Ｉを通り、磁気ラッチ１１７Ｅの磁極片１９２Ｊへの別の狭いエアギャップをわたり、磁極片１９２Ｉを通り、永久磁石２００ＡのＳ極で終端される。磁気回路２２０Ｌは、永久磁石２００ＢのＮ極から磁極片１９２Ｄを通り、ラッチピン１１４Ｅの低保磁力の強磁性部分２０９を通り、磁極片１９２Ｅ及び１９２Ｉを通り、永久磁石２００ＢのＳ極で終端される。非係合位置にラッチピン１１４Ｅを作動する処理は、ソレノイド１１９に逆極性の電圧を印可することで逆にされてもよい。
【００６６】
図３２は、本教示の幾つかの態様による実施例を提供する方法３００のフロー図である。方法３００は、ソレノイド１１９を励磁して磁気ラッチ１１７を磁気的に非係合にする動作３０１で開始される。ソレノイド１１９は、シリンダヘッド１３０に対して静止している位置に搭載される。幾つかの教示では、該位置はロッカーアーム組立体１１５から離れている。幾つかのこれら教示では、該位置はシリンダヘッド１３０に対して移動しないロッカーアーム組立体１１５の一部分である。磁気ラッチ１１７は、ロッカーアーム組立体１１５の可動部分上に配置されてもよい。幾つかのこれら教示では、磁気ラッチ１１７は、ロッカーアーム１０３に搭載される。幾つかのこれら教示では、ソレノイド１１９は、アクチュエータ１２７からラッチにわたりラッチピン１１４を作動させる磁力を与える磁場を生成する。ソレノイド１１９を励磁することは、ソレノイド１１９を電圧源に結合させることを含む。
【００６７】
幾つかの本教示では、磁気ラッチ１１７は、カム１６９が基礎円上にある場合にのみ作動される。任意の好適な方法が作動タイミングを制御するために使用されてもよい。幾つかのこれら教示では、磁気ラッチ１１７を作動させるための信号は、カム１６９が基礎円上にある場合にだけ生成される。信号は、例えば、エンジン制御部（図示せず）によって生成されてもよい。幾つかのこれら教示では、一旦磁気ラッチ１１７を作動させるための信号が受信されると、制御部は、カム１６９が基礎円に到達するまでエネルギー源とソレノイド１１９の係合を遅延させる。幾つかのこれら教示では、ソレノイド１１９は、ラッチピン１１７に力が予め負荷されるようカム１６９が基礎円に到達する前に励磁されるため、基礎円位置に一旦到達すると作動が加速される。
【００６８】
方法３００は、ロッカーアーム組立体１１５を動作させながら、ソレノイド１１９を用いてアンラッチ構成を維持する動作３０３に続く。ロッカーアーム組立体１１５を動作させることは、カムシャフト１６９を回転することを含む。ソレノイド１１９は、アクチュエータ１２７からラッチ１１４にわたりラッチ１１４を非係合のまま保持する力を与える磁場を連続的に生成することでアンラッチ構成を維持してもよい。幾つかのこれら教示では、ソレノイド１１９からの磁場は、ラッチ１１４を係合構成に絶えず付勢するばね１４１からの力を超えるよう十分な強度を維持する。幾つかのこれら教示では、動作３０３中、磁気ラッチ１１４が搭載されるロッカーアーム１０３は移動するが、ソレノイド１１９の範囲内におかれる。幾つかのこれら教示では、動作３０３中、磁気ラッチ１１４が搭載されるロッカーアーム１０３は、略静止したままである。
【００６９】
本開示は、ロッカーアーム組立体１１５が動作している間、ソレノイド１１９がラッチ構成を維持し得る幾つかの手段を提供する。幾つかのこれら教示では、ロッカーアーム組立体１１５は、アンラッチ構成で動作する間ラッチ１１４を略静止状態で維持するよう構成される。ロッカーアーム組立体１１５Ａ乃至１１５Ｅには、このような構成の実施例が提供され得る。幾つかのこれら教示では、ソレノイド１１９に対するラッチ１１４の動きは、ソレノイド１１９が該動きを通じてラッチ１１４に対して動作可能のままとなるほど十分に小さくてもよい。例えば、該動きは、ラッチ１１４が搭載されるロッカーアーム１０３に対する旋回点の近傍にラッチ１１４を配置することで小さく維持されてもよい。ロッカーアーム組立体１１５Ａ乃至１１５Ｅのラッチ１１４はこのように構成されてもよい。運動範囲にわたってラッチ１１４の位置を維持するためのソレノイド１１９の連続的な動作性は、ばね１４１がアンラッチ構成を維持し、ソレノイド１１９がラッチ構成を維持するようラッチ１１４が再構成される場合に有益となり得る。幾つかのこれら教示では、摺動型磁気継手は、ラッチ１１４が搭載されるロッカーアーム１１３の運動範囲にわたってラッチ構成を維持するようソレノイド１１９を動作可能にするために設けられる。
【００７０】
図３３は、本教示の幾つかの他の態様による実施例を提供する方法３１０のフロー図である。方法３１０は、第一の方向における電流でソレノイド１１９を励磁して、磁気ラッチ１１７を磁気的に非係合にする動作３１１で開始される。方法３００に関して、ソレノイド１１９はシリンダヘッド１３０に対して静止している位置に搭載されてもよく、ラッチ１１７はロッカーアーム組立体１１５の可動部分に搭載されてもよい。幾つかのこれら教示では、ソレノイド１１９は、アクチュエータ１２７からラッチ１１７にわたり磁気ラッチ１１７を非係合にする力を与える磁場を生成する。幾つかのこれら教示では、ソレノイド１１９は、ラッチ１１７を係合構成で維持する回路から離れるよう磁束を再び方向付ける。幾つかのこれら教示では、動作３１１は、磁束シフト機構を通じて進められる。
【００７１】
方法３１０は、ソレノイド１１９への電流を中断し、ロッカーアーム組立体１１５を動作しながらラッチ１１７のアンラッチ構成を維持する動作３１３に続く。これらの教示では、アンラッチ構成は、ソレノイド１１９と独立して維持される。幾つかのこれら教示では、ラッチピン１１４は、永久磁石２００、ラッチばね１４１、又は、その組み合わせによってアンラッチ構成で安定化される。幾つかのこれら教示では、ソレノイド１１９の動力源が断たれた後であっても、アクチュエータ１２７は、アンラッチ構成を維持することを補助する磁石２００からの磁束に対する一次回路である磁気回路の一部分を設けることでラッチピン１１４をアンラッチ構成で維持することを補助するよう動作し続ける。幾つかのこれら教示では、磁気回路は、ロッカーアーム組立体１１５が動作する間、摺動型磁気継手を通じて維持される。
【００７２】
方法３１０は、第一の方向の逆である第二の方向における電流でソレノイド１１９を励磁して磁気ラッチ１１７を磁気的に係合する動作３１５に続く。幾つかのこれら教示では、ソレノイド１１９は、アクチュエータ１２７からラッチ１１７にわたりラッチ１１７を係合する力を与える磁場を生成する。幾つかのこれら教示では、ソレノイド１１９は、ラッチ１１７を非係合構成で維持する回路から離れるよう磁束を再び方向付ける。幾つかのこれら教示では、動作３１５は磁束シフト機構を通じて進められる。
【００７３】
第一の方向における電流でソレノイド１１９を励磁することは、ソレノイド１１９を含む回路（図示せず）をＤＣ電源（図示せず）に接続することを含む。幾つかのこれら教示では、逆方向における電流でソレノイド１１９を励磁するために、回路は、逆の極性で電源と再び接続される。これは、例えば、Ｈブリッジを用いて実現される。代替的には、異なる電源が、ソレノイド１１９において正の又は逆の電流のいずれが望まれるかによって接続されてもよい。幾つかの他のこれら教示では、ソレノイド１１９は、第一の極性を有する磁場を提供するための第一の組のコイル、及び、第二の極性を有する磁場を提供するための第二の独立した組のコイルを含んでもよい。二つの組のコイルは、電気的に隔離され、異なる方向に巻かれてもよい。
【００７４】
方法３１０は、ソレノイド１１９への電流を中断し、ロッカーアーム組立体１１５を動作しながらラッチ１１７のラッチ構成を維持する動作３１７に続く。これらの教示では、ラッチ構成は、ソレノイド１１９と独立して維持される。幾つかのこれら教示では、ラッチピン１１４は、永久磁石２００、ラッチばね１４１、又は、その組み合わせによってラッチ構成で安定化される。幾つかのこれら教示では、ソレノイド１１９の動力源が断たれた後であっても、アクチュエータ１２７は、ラッチ構成を維持することを補助する磁石２００からの磁束に対する一次回路である磁気回路の一部分を設けることでラッチピン１１４をラッチ構成で維持することを補助するよう動作し続ける。幾つかのこれら教示では、磁気回路は、ロッカーアーム組立体１１５が動作する間、摺動型磁気継手を通じて維持される。
【００７５】
図３４は、本教示の幾つかの更なる態様によるエンジン１００Ｆを示す。エンジン１００Ｆは、アクチュエータ１２７Ｆと、切換ロッカーアーム組立体１１５Ｆとを含む。切換ロッカーアーム組立体１１５Ｆは、内側アーム１０３Ｄ、外側アーム１０３Ｃ、及び、磁気ラッチ１１７Ｆを含む。磁気ラッチ１１７Ｆ及びアクチュエータ１２７Ｆは、結合される磁極片の形状以外は磁気ラッチ１１７Ｄ及びアクチュエータ１２７Ｄと同様でもよい。磁気ラッチ１１７Ｆは磁極片１９２Ｋを含む。アクチュエータ１２７Ｆは、磁極片１３１Ｊを含む。これら磁極片は隣接したままであり、ロッカーアーム１０３Ｃ及び１０３Ｄの運動範囲にわたって磁気ラッチ１１７Ｆ及びアクチュエータ１２７Ｆによって形成される磁気回路を遮断する。
【００７６】
図３５乃至図３７は、ロッカーアーム組立体１１５Ｆの様々な状態に対する磁極片１９２Ｋ及び１３１Ｊの相対的な位置決めを例示する。図３５は、ロッカーアーム１０３Ｃ又は１０３Ｄのいずれもカムによって持ち上げられない場合の相対的な位置決めを示す。図３６は、ラッチ１１７Ｆが非係合構成にある状態でロッカーアーム１０３Ｃ又は１０３Ｄの両方が最大のリフトの位置にある場合の相対的な位置決めを示す。図３７は、ラッチ１１７Ｆが係合構成にある状態でロッカーアーム１０３Ｃ又は１０３Ｄの両方が最大のリフトの位置にある場合の相対的な位置決めを示す。これらの例示から分かるように、磁極片１９２Ｋ及び１３１Ｊは、摺動型磁気継手を構成し、係合及び非係合構成の両方においてロッカーアーム１０３Ｃ及び１０３Ｄの運動範囲にわたり、且つ、ロッカーアームの動きと干渉されることなく、磁気ラッチ１１７Ｆ及びアクチュエータ１２７Ｆによって形成される磁気回路を遮断したままにすることができる。磁極片１９２Ｋ及び１３１Ｊは、広い表面積にわたって絶えず近接されたままでもよい。これらの実施例からも分かるように、磁極片を外側アーム１０３Ｃに搭載することでも同様の回路が形成され得る。
【００７７】
本開示の構成要素及び特徴は、ある実施形態及び実施例に関して図示され及び／又は説明される。特定の構成要素又は特徴、或いは、該構成要素又は特徴の広義又は狭義の論述が一実施形態又は一実施例に関してだけ説明されたが、広義又は狭義の論述の全ての構成要素及び特徴は、当業者によって論理的とある程度認識され得る組み合わせで他の構成要素又は特徴と組み合わされてもよい。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年4月17日(2017.4.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッド、前記シリンダヘッドに座部が形成されたポペットバルブ、及び、カムが搭載されたカムシャフトを有するタイプの内燃エンジンのバルブ・トレインであって、
ロッカーアーム、及び、前記カムシャフトが回転すると前記カムシャフトに搭載された前記カムと係合するよう構成されるカムファロワを有するロッカーアーム組立体と、
前記ロッカーアームに搭載されるラッチピン、及び、前記第一のロッカーアームとは別の構成要素に搭載される電磁石を含むアクチェータを有するラッチ組立体と、を備え、
前記ラッチピンは第一の位置と第二の位置との間で移動可能であり、
前記ロッカーアームは前記電磁石とは独立して移動可能であり、
前記電磁石は磁気回路を辿る磁束を通じて前記ラッチピンを前記第一の位置と前記第二の位置との間で並進させるよう動作可能であり、
前記磁気回路は前記電磁石から前記ロッカーアームに固定の場所がある磁極片まで通り、前記磁極片から前記ラッチピンまで通り、前記ラッチピンからエアギャップをわたり、前記エアギャップをわたってから前記電磁石に戻るよう構成される、バルブ・トレイン。
【請求項２】
前記ロッカーアームとは別の構成要素に搭載される第二の磁極片を更に備え、
前記磁気回路は前記電磁石から前記第二の磁極まで通り、前記第二の磁極片から前記第一の磁極片まで通り、前記第一の磁極片から前記ラッチピンまで通るよう構成される、請求項１記載のバルブ・トレイン。
【請求項３】
前記第一の位置における前記ラッチピンは、前記ロッカーアーム組立体が前記カムシャフトの回転に応答して前記ポペットバルブを作動させ、第一のバルブリフトプロフィールを生成するよう動作する構成を提供し、
前記第二の位置における前記ラッチピンは、前記ロッカーアーム組立体が前記カムシャフトの回転に応答して前記バルブを作動させ、前記第一のバルブリフトプロフィールとは別の第二のバルブリフトプロフィールを生成するよう動作する、又は、前記ポペットバルブが休止される構成を提供する、請求項１記載のバルブ・トレイン。
【請求項４】
前記シリンダヘッドに搭載されるカムキャリアを更に備え、
前記アクチュエータは前記カムキャリアに搭載される、請求項１乃至３のうちいずれか一項記載のバルブ・トレインを含む内燃エンジン。
【請求項５】
前記ラッチ組立体は、前記ラッチピンが前記第一の位置にあるとき、及び、前記ラッチピンが前記第二の位置にあるときのいずれにおいても前記電磁石とは独立して前記ラッチピンの位置を安定させるよう構造化される、請求項１及び２記載のバルブ・トレイン。
【請求項６】
前記ラッチ組立体の一部を形成する永久磁石を更に備え、
前記ラッチピンが前記第一の位置にあり、前記電磁石によって生成される磁場が少しもないと、前記永久磁石は第一の磁気回路を辿る磁束で前記ラッチピンを前記第一の位置で安定させるよう動作し、
前記ラッチピンが前記第二の位置にあり、前記電磁石によって生成される磁場が少しもないと、前記永久磁石は第一の磁気回路とは別の第二の磁気回路を辿る磁束で前記ラッチピンを前記第二の位置で安定させるよう動作する、請求項５記載のバルブ・トレイン。
【請求項７】
前記第一の磁気回路及び前記第二の磁気回路の一方は前記アクチュエータを通り、他方の磁気回路は通らない、請求項６記載のバルブ・トレイン。
【請求項８】
第二の永久磁石を更に備え、
前記ラッチピンが前記第一の位置にあり、前記電磁石によって生成される磁場が少しもないと、前記第二の永久磁石からの磁束は第三の磁気回路を辿る磁束で前記ラッチピンを前記第一の位置で安定させるよう動作し、
前記ラッチピンが前記第二の位置にあり、前記電磁石によって生成される磁場が少しもないと、前記第二の永久磁石は第三の磁気回路とは別の第四の磁気回路を辿る磁束で前記ラッチピンを前記第二の位置で安定させるよう動作する、請求項６記載のバルブ・トレイン。
【請求項９】
前記第一、第二、第三、及び、第四の磁気回路のうちの二つは前記アクチェータを通り、他の二つは通らない、請求項８記載のバルブ・トレイン。
【請求項１０】
前記永久磁石は前記ロッカーアームに搭載される、請求項６記載のバルブ・トレイン。
【請求項１１】
前記永久磁石は前記ラッチピンと同心であり、前記ラッチピンが並進する方向に偏向される、請求項１０記載のバルブ・トレイン。
【請求項１２】
前記アクチュエータは前記ロッカーアームに対して支点となる油圧ラッシュアジャスタの外側スリーブに対して搭載される、請求項１、２、３、５乃至７、及び、８乃至１１のうちいずれか一項記載のバルブ・トレイン。
【請求項１３】
前記アクチュエータは前記ロッカーアームに対して支点となる油圧ラッシュアジャスタと整列される構造を含む、請求項１、２、３、５乃至７、及び、８乃至１１のうちいずれか一項記載のバルブ・トレイン。
【請求項１４】
前記磁気回路は前記ラッチピンが並進する空間を閉鎖する磁極片を含む、請求項１、２、３、５乃至７、及び、８乃至１１のうちいずれか一項記載のバルブ・トレイン。
【請求項１５】
前記磁気回路は、開口部を有する磁極片を含み、前記ラッチピンは前記開口部を通って並進する、請求項１、２、３、５乃至７、及び、８乃至１１のうちいずれか一項記載のバルブ・トレイン。
【国際調査報告】
2017525885.tif 000040
2017525885.tif 000041