(57)【要約】  可動部品の運動を制御するために、装置は、第１のチャンバ内の圧力に反応する可変オリフィスを介して互いに流体連通する第１のチャンバと第２のチャンバとを有する。可動部品の動きはそれにより、可変オリフィスを通る第１のチャンバから第２のチャンバへの流体の流れによって少なくとも部分的に制御される。第１のチャンバ内の圧力が上昇するとオリフィス面積は増大することができ、また圧力が下降するとオリフィス面積は減少することができる。形状を変化させる圧力依存の要素、及び／又は圧力に基づいて開閉する１つ又は複数のバイパスチャネルをこの目的に使用することができる。バイパスチャネルを使用する場合、弁は、可動部品が構成部品であるシステムの動作パラメータに基づいて開閉することができる。このようなシステムは内燃エンジンを有していてもよい。
2016515674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムの構成部品である可動部品の運動を制御するための装置であって、
前記可動部品に動作可能に接続されるように構成された第１のチャンバと、
第２のチャンバと、
前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバの間の流体連通を提供する可変オリフィスであって、前記可変オリフィスのオリフィス面積は、前記第１のチャンバ内の圧力に反応する可変オリフィスと
を有し、
前記可動部品の運動が、前記可変オリフィスを通る前記第１のチャンバから前記第２のチャンバへの流体の流れによって少なくとも部分的に制御される、装置。
【請求項２】
前記オリフィス面積は、前記第１のチャンバ内の圧力の上昇に反応して増大し、また前記第１のチャンバ内の圧力の下降に反応して減少する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記可変オリフィスが、前記第１のチャンバ内の圧力に反応して形状を変化させる圧力依存要素によって画定される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記可変オリフィスが、前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバの間に流体連通を提供するバイパスチャネルを有し、前記バイパスチャネルは、前記第１のチャンバ内の圧力に反応して開く、又は閉じる、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記可変オリフィスが、前記第１のチャンバ内の圧力の変化に対してヒステリシスを示す、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
内部に形成された孔を有するハウジングと、
前記孔内に摺動可能に配置され、且つ前記可動部品と連絡するように構成されたピストンと、
前記ハウジング内に配置されたセパレータであって、前記ピストン及び前記セパレータの間に前記第１のチャンバを、また前記ハウジング及び前記セパレータの間に前記第２のチャンバを画定し、前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバの間に前記可変オリフィスを有するセパレータと
をさらに有する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記セパレータの前記可変オリフィスが、前記第１のチャンバに開口する入口ポート及び前記第２のチャンバに開口する出口ポートを有する圧力反応弁を有し、前記圧力反応弁は、前記第１のチャンバ内の圧力が閾値を超えると、開くように構成されている、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記圧力反応弁が、前記セパレータの構成部品を形成する円盤内に配置される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記圧力反応弁は、前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバの間に流体連通を提供するバイパスチャネルを通る流れを制御するように配置され、前記バイパスチャネルは、前記ハウジング内に全体的に形成される、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記セパレータが、
前記ハウジングの前記孔内に配置される、中央孔を有する円盤と、
前記中央孔内で前記ピストンによって摺動可能に保持されるピンと
をさらに有し、
前記ピンの表面の形体が前記中央孔と協働して、前記可変オリフィスの少なくとも一部を提供する、請求項６に記載の装置。
【請求項１１】
前記ピンが、前記中央孔を選択的に塞ぐように構成された長手方向に変化する表面を有し、
前記円盤が、前記第１のチャンバ内の圧力に反応して移動可能であり、さらに、前記ピンの長手方向に変化する表面に対して前記中央孔を選択的に塞ぐように移動可能である、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記ピンが、内部の液圧通路、及び前記円盤によって選択的に塞がれるように構成された複数の半径方向の穴を有し、前記内部の液圧通路が前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバと流体連通する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記円盤が可撓性要素を有し、前記可撓性要素は、前記第１のチャンバ内の圧力に対して前記円盤の厚さを変化させる、請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
前記セパレータ組立体が、
前記円盤、及び前記第２のチャンバを画定する前記ハウジングの一部の間で、前記ハウジングの前記孔内に配置された可動円盤座と、
前記可動円盤座を伸長位置に保持するために付勢力を与える前記第２のチャンバ内に配置された圧縮可能部材と
をさらに有し、
前記第１のチャンバ内の圧力が前記付勢力に打ち勝ち、それにより前記可動円盤座を、前記円盤を介して引込み位置に動かすことができる、請求項１０に記載の装置。
【請求項１５】
前記可動部品がエンジン弁である請求項１に記載の装置を有する内燃エンジン。
【請求項１６】
システムの構成部品である可動部品の運動を制御するための装置であって、
孔を有するハウジングであって、その内部に全体が形成されるバイパスチャネルを有するハウジングと、
前記孔内に摺動可能に配置され、且つ前記可動部品と連絡するように配置されたピストンと、
前記ハウジング内に配置されたセパレータであって、前記ピストン及び前記セパレータの間に第１のチャンバを、また前記ハウジング及び前記セパレータの間に第２のチャンバを画定しており、前記バイパスチャネルが、前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバの間に流体連通を提供する可変オリフィスの少なくとも一部を形成している、セパレータと
を有し、
前記セパレータが、前記第１のチャンバに開口する入口ポート及び前記第２のチャンバに開口する出口ポートを有する前記バイパスチャネルを通る流体の流れを制御する弁であって、前記システムの動作パラメータに従って制御される弁をさらに有し、
前記可動部品の運動が、前記ピストンと、前記可変オリフィスを通る前記第１のチャンバから前記第２のチャンバへの流体の流れとによって少なくとも部分的に制御される、装置。
【請求項１７】
前記弁が、液圧で制御されるスプール弁を有する、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記弁が、ソレノイド弁を有する、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記セパレータが、
前記ハウジング内の前記孔内に配置される、中央孔を有する円盤と、
前記中央孔内で前記ピストンによって摺動可能に保持されるピンと
をさらに有し、
前記ピンの表面の形体が前記中央孔と協働して、前記可変オリフィスの少なくとも一部を提供する、請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
前記ピンが、前記中央孔を選択的に塞ぐように構成された長手方向に変化する表面を有する、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記ピンが、内部の液圧通路と、前記円盤によって選択的に塞がれるように構成された複数の半径方向の穴とを有し、前記内部の液圧通路が、前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバと流体連通する、請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】
請求項１６に記載の装置を有する内燃エンジンであって、前記可動部品がエンジン弁である、内燃エンジン。
【請求項２３】
前記動作パラメータが、前記エンジンの速度、前記エンジンにかけられた負荷、前記エンジンの温度、前記エンジン内の油圧、及び前記エンジンのスロットル位置を含むパラメータのグループから選択されるパラメータのうちの１つ又はそれらの組合せである、請求項２２に記載の内燃エンジン。
【請求項２４】
内燃エンジン内のエンジン弁の運動を制御するための装置であって、
孔を有するハウジングであって、その内部に全体が形成されるバイパスチャネルを有するハウジングと
前記孔内に摺動可能に配置され、また前記エンジン弁と連絡するように配置されたピストンと、
前記ハウジング内に配置されたセパレータであって、前記セパレータは、前記ピストン及び前記セパレータの間に第１のチャンバを、また前記ハウジング及び前記セパレータの間に第２のチャンバを画定しており、前記バイパスチャネルが、前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバの間に流体連通を提供する可変オリフィスの少なくとも一部を形成する、セパレータと、
前記ハウジングによって支持され、且つ前記バイパスチャネルを通る流体の流れを制御するように配置されたバイパス弁であって、前記エンジンの動作パラメータに従って制御されるバイパス弁と
を有し、
前記エンジン弁の運動が、前記ピストンと、前記可変オリフィスを通る前記第１のチャンバから前記第２のチャンバへの流体の流れとによって少なくとも部分的に制御される、装置。
【請求項２５】
前記動作パラメータが、前記エンジンの速度、前記エンジンにかけられた負荷、前記エンジンの温度、前記エンジン内の油圧、及び前記エンジンのスロットル位置を含むパラメータのグループから選択されるパラメータのうちの１つ又はそれらの組合せである、請求項２４に記載の内燃エンジン。
【請求項２６】
前記バイパス弁が、液圧で制御されるスプール弁を有する、請求項２４に記載の装置。
【請求項２７】
前記ハウジングが、少なくとも１つの外部流体源と、前記スプール弁の少なくとも１つの端部との間に流体連通を提供する少なくとも１つのポートを有する、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記バイパス弁がソレノイド弁を有する、請求項２４に記載の装置。
【請求項２９】
可動部品を有するシステムであって、
対応する可動部品の運動を制御するための複数の装置をさらに有し、前記複数の装置のそれぞれが、
孔を有するハウジングであって、その内部に全体が形成されるバイパスチャネルを有するハウジングと
前記孔内に摺動可能に配置され、且つ前記対応する可動部品と連絡するように配置されたピストンと、
前記ハウジング内に配置されたセパレータであって、前記セパレータは、前記ピストン及び前記セパレータの間に第１のチャンバを、また前記ハウジング及び前記セパレータの間に第２のチャンバを画定しており、前記バイパスチャネルが、前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバの間に流体連通を提供する可変オリフィスの少なくとも一部を形成する、セパレータと
を有し、
前記セパレータが、前記第１のチャンバに開口する入口ポートと前記第２のチャンバに開口する出口ポートとを有する前記バイパスチャネルを通る流体の流れを制御する、液圧で制御されるスプール弁をさらに有し、前記スプール弁は、前記システムの動作パラメータに従って制御され、また
前記対応する可動部品の運動が、前記ピストンと、前記可変オリフィスを通る前記第１のチャンバから前記第２のチャンバへの流体の流れとによって少なくとも部分的に制御され、また
前記システムが、前記複数の装置のうちの少なくとも１つの装置の前記スプール弁と液圧連通する少なくとも１つのアクチュエータをさらに有する、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、参照によりその教示を本明細書に組み込まれる、「Ｖａｌｖｅ  Ｃａｔｃｈ  Ｗｉｔｈ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｏｒｉｆｉｃｅ」という名称で２０１３年３月３１日に出願された米国仮出願第６１／８０６，９３３号の利益を主張するものである。
【０００２】
本開示は一般にシステム内の可動部品の運動を制御するための装置に関する。より詳細には、本開示は、内燃エンジンのエンジン弁の制御に関し、このようなエンジン弁の着座の制御を含む。
【背景技術】
【０００３】
機械技術において知られているように、可動部品の運動を制御することが望ましい無数の状況がある。非限定的な実例として、このような制御は内燃エンジンの文脈において望ましい。図１は、典型的な設定を示しており、詳細には、少なくとも１つのエンジン弁１１０（図示しやすくするために単一の弁のみを示す）の運動を制御するために使用される弁着座制御装置１００を示し、この弁のうちの任意のものに、排気弁、吸気弁、又は補助弁が含まれ得る。この装置１００は、運動発生源１３０、弁着座装置１４０、及び少なくとも１つのエンジン弁１１０に動作可能に接続された１つ又は複数の弁トレイン要素１２０を含むことができる。運動発生源１３０は、任意にロスト・モーション・システムを有する場合がある。当該技術において知られているように、弁トレイン要素１２０は、例えば、様々なエンジン弁の事象を生じさせるように弁作動運動をエンジン弁１１０に伝えることができる。様々なエンジン弁の事象としては、限定するものではないが、主吸気、主排気、圧縮解放制動、ブリード制動（ｂｌｅｅｄｅｒ  ｂｒａｋｉｎｇ）、排気ガス再循環、早期排気弁開放及び／又は閉鎖、早期吸気弁開放及び／又は閉鎖、センタリングされた揚程（ｃｅｎｔｅｒｅｄ  ｌｉｆｔ）などがある。
【０００４】
運動発生源１３０は、特に内燃エンジンの環境においては、線形の作動運動を付与するための要素の任意の公知の組合せを有することができる。例えば、運動発生源１３０は、１つ又は複数の回転カムを有するカムシャフトを有する場合がある。或いは、運動発生源１３０は、別のエンジン構成部品からの運動を受けて、例えばロスト・モーション・システムにその運動を入力として伝えることができ、又は弁トレイン要素１２０に直接伝えることができる。当該技術において知られているように、ロスト・モーション・システムは、運動源を弁トレイン要素１２０に接続する任意の構造、及び付与する運動の一部又は全部を選択的に失わせることを可能にする任意の構造を有することができる。
【０００５】
エンジン弁１１０は、シリンダ・ヘッド１１２内に設けられたスリーブ又はハウジング１１１内に配置することができる。エンジン弁１１０は、スリーブ１１１に対して上下に摺動するように構成され、弁ばね１１３によって閉位置へ付勢することができる。弁ばね１１３は、シリンダ・ヘッド１１２と、弁棒に取り付けることができる弁ばねリテーナ１１４との間で圧縮されて、エンジン弁１１０をエンジン弁座１１６へ付勢することができる。エンジン弁１１０がエンジン弁座１１６と接触しているときは、エンジン弁１１０は事実上、閉位置にある。
【０００６】
弁トレイン要素１２０は、運動発生源１３０から（例えば、ロスト・モーション・システムを介して、又は運動源から直接に）力を受け取ることができ、この力をエンジン弁１１０へ伝達することができる。弁トレイン要素１２０はまた、エンジン弁１１０を閉位置へ付勢する弁ばね１１３の力を、存在し得るロスト・モーション・システムへ、及び／又は弁着座装置１４０へ返すことができるが、これは、弁ばね１１３の力が、例えば弁棒などを介してより直接的に伝達され得るので、必要条件ではない。図示のように、弁着座装置１４０は、弁トレイン要素１２０に動作可能に接続することができる。弁着座装置１４０が作動されると、それは、弁トレイン要素１２０を通じてエンジン弁ばね１１３の付勢に対する抵抗となることができる。或いは、弁着座装置１４０をロスト・モーション・システム内に配置することができ、弁ばね１１３の力は従って逆に伝達される。
【０００７】
例えば、ロスト・モーション・システムが運動発生源１３０の運動を失うように働くと、エンジン弁１１０は、普通、「自由落下」して閉じることがあり、この状態では、エンジン弁１１０はエンジン弁座１１６に望ましくない高速度で接触する場合がある。すなわち、弁が高速度で着座すると、特にエンジンの低速時に、弁の損傷とともに過大な騒音、振動、及び不快さを引き起こす場合がある。この場合、ロスト・モーション・システムが運動を失わせているときに、エンジン弁１１０の閉弁速度を遅くするために、弁着座装置１４０を使用することができる。すなわち、弁着座装置１４０は、エンジン弁１１０がエンジン弁座１１６に接触するときにエンジン弁１１０を制御することができる。当該技術において知られているように、弁着座装置１４０は、弁トレイン要素１２０を通じて、又は弁着座装置１４０がロスト・モーション・システム内に配置されていれば、ロスト・モーション・システムの構成部品を通じて、エンジン弁１１０の運動に対抗することによって、エンジン弁１１０がエンジン弁座１１６に接触する速度を遅くすることができる。ロスト・モーション・システム１３０が作動しない状況で弁着座装置１４０を使用することが望ましい他の設定が知られていることを、当業者であれば理解するであろう。
【０００８】
弁着座装置１４０の実例が図２に概略的に示されており、この図では、エンジン弁２１０（或いは弁トレイン又はロスト・モーション・システムの構成部品）が第１のチャンバ２２０と相互作用する。弁着座事象の前（開弁期間中など）には、ある体積の流体（エンジン油など）が第１のチャンバ２２０内に押し込められている。図示のように、第１のチャンバ２２０はオリフィス２３０を介して第２のチャンバ２４０と連通する。本明細書で使用するとき、「オリフィス」への言及は、単一のオリフィス、又は連動して作動する複数のオリフィスを含む。図２には示されていないが、第２のチャンバ２４０には通常、低圧のドレンなどの出口がある。弁着座事象の間、第１のチャンバ２２０には、通常、介在するスレーブ・ピストンなどを介して、弁２１０が第１のチャンバ２２０内の流体と相互作用することによって、圧力が発生する。オリフィスの流量係数と流路面積によって、第１のチャンバ２２０からオリフィス２３０を通って第２のチャンバ２４０内へ流出する流量が決まるので、オリフィス２３０のサイズと形状によって、弁２１０の弁着座速度が異なる結果となる。公知の実施例では、オリフィス２３０のサイズと形状は調節することができ、それによって、チャンバ２２０とチャンバ２４０との間の流量を、従ってエンジン弁２１０の着座速度をさらに制御することができる。詳細には、従来技術の弁着座装置１４０の特徴は、装置が、エンジン弁の速度を調節する際のエンジン弁の位置に依存することである。すなわち、オリフィス２３０のサイズと形状の制御は弁２１０の位置に依存し、着座速度は他のエンジン関連パラメータに関係なく一定になる。しかしながら、いくつかの状況では、エンジン弁の一定の着座速度がエンジン動作全体に支障となり得るので、このように状況に関係なく一様に動作することが問題となる場合がある。
【０００９】
従って、より広い条件に反応するように、可動部品に対して制御を行うことが有利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第６，８８３，４９２号
【発明の概要】
【００１１】
本開示は、より大きなシステムの構成部品を形成する可動部品の運動を制御するための様々な技法を説明する。１つの実施例では、装置は、可変オリフィスを介してお互いに流体連通する第１のチャンバと第２のチャンバとを有する。第１のチャンバは可動部品に動作可能に接続されるように構成され、一方、可変オリフィスは、第１のチャンバ内の圧力に反応するオリフィス面積を有する。可動部品の動きはそれにより、可変オリフィスを通した第１のチャンバから第２のチャンバへの流体の流れによって、少なくとも部分的に制御される。第１のチャンバ内の圧力とオリフィス面積との間の関係は、設計の選択の問題として選ぶことができるが、１つの実施例では、圧力が上昇するとオリフィス面積が増大し、従って流体の流量が増大し、一方、圧力が下降するとオリフィス面積が減少し、それによって流体の流量が減少する。オリフィス面積は、例えば第１のチャンバの圧力に基づいて幾何形状又は形を変化させる圧力依存要素によって、及び／又は第１のチャンバと第２のチャンバとの間の１つ又は複数のバイパスチャネルを圧力に基づいて開閉することによって、変化させることができる。このようなバイパスチャネルを設ける場合、装置のハウジング内に全体を形成することができる。さらに、位置に基づく可変オリフィス制御は、このような圧力に基づく実施形態を組み込むことができる。
【００１２】
別の実施例では、装置はハウジングを有し、ハウジングは、その内部に全体が形成されたバイパスチャネルを有し、第１のチャンバと第２のチャンバとの間はバイパスチャネルによって流体連通している。ハウジングの孔の中にあるピストンが可動部品と連絡し、セパレータもまた孔内に設けられて、第１及び第２のチャンバを画定する。バイパスチャネルは、可変オリフィスの少なくとも一部を形成し、さらに、可動部品が構成部品であるシステムの動作パラメータに基づいて選択的に開閉する弁を有する。この場合もまた、この実施例では、可変オリフィスを調節するときに位置に基づいた制御も用いることができる。内燃エンジンを有するシステムの文脈では、動作パラメータは、エンジン速度、エンジン負荷、油温、油圧、スロットル位置など、又はこれらの組合せなどの任意の数のパラメータを有することができる。
【００１３】
このように、本明細書で説明する技法によって、制御される可動部品の特定の位置だけでなく、システム全体の動作状態の変化に従って可動部品を制御することができる。従って、このような制御は、システムの特定の動作環境に対してより精密に調整することができる。
【００１４】
この開示で説明する特徴は、添付の特許請求の範囲に詳細に記載される。これらの特徴は、以下の詳細な説明を添付図面と組み合わせて考察することから明らかになろう。次に、同様の参照番号が同様な要素を示す添付図面を参照して、１つ又は複数の実施例を単に実例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来技術の技法による弁制御システムの概略図である。
【図２】従来技術の技法によるエンジン弁の着座を制御するための弁着座装置の概略図である。
【図３】本開示の第１の実施例による、可動部品の運動を制御するための装置の概略図である。
【図４】本開示の第２の実施例による、可動部品の運動を制御するための装置の概略図である。
【図５】図３の実施例による、可動部品の運動を制御するための装置の実施形態の断面図である。
【図６】図３の実施例による、可動部品の運動を制御するための装置の実施形態の断面図である。
【図７】図３の実施例による、可動部品の運動を制御するための装置の実施形態の断面図である。
【図８】図３の実施例による、可動部品の運動を制御するための装置の実施形態の断面図である。
【図９】図３の実施例による、可動部品の運動を制御するための装置の実施形態の断面図である。
【図１０】図４の実施形態による、可動部品の運動を制御するための装置の実施形態の断面図である。
【図１１】図４の実施形態による、可動部品の運動を制御するための装置の実施形態の断面図である。
【図１１Ａ】図４の実施形態による、可動部品の運動を制御するための装置の実施形態の断面図である。
【図１２】図４の実施形態による、可動部品の運動を制御するための装置の実施形態の断面図である。
【図１３】図４の実施形態による、可動部品の運動を制御するための装置の実施形態の断面図である。
【図１４】図４の実施形態による、可動部品の運動を制御するための装置の実施形態の断面図である。
【図１５】図４の実施形態による、可動部品の運動を制御するための装置の実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、図３を参照すると、第１の実施例による、可動部品３１０の運動を制御するための装置３００が概略的に示されている。可動部品３１０は運動にかかわる任意の機械的な装置を有することができ、その運動は（必要というわけではないが）往復運動の場合があり、より大きな機械的なシステムの一部を形成する場合がある。例えば、非限定的な実施例では、可動部品３１０は、上記のような、内燃エンジンのエンジン弁、そのようなエンジン弁の一部、或いは弁トレイン又はロスト・モーション・システムの一部を形成する要素とすることができる。本明細書で説明する実例は線形運動に基づいているが、これは必要条件ではなく、本開示の教示はまた、非線形（すなわち多次元又は回転）運動にも適用することができる。さらに、本明細書で示した実施例の多くはエンジン弁を参照しているが、これらの特定の実例は非限定的な実施例として提供されており、本開示を一般的に可動部品３１０に適用する価値を減じるものではないことを、当業者は理解するであろう。
【００１７】
図２の実施例と同様に、装置３００は、可変オリフィス３３０を介して第２のチャンバ３４０と流体連通する第１のチャンバ３２０を有する。図３の実施例では、可動部品３１０は第１のチャンバ３２０に動作可能に接続される。すなわち、可動部品３１０は、第１のチャンバ３２０と直接的に相互作用することができ、又は、より典型的には、スレーブ・ピストン、ロスト・モーション・システム、これらの組合せなどの１つ又は複数の介在する要素を介して相互作用することができる。第１のチャンバ３２０と相互作用する可動部品３１０に言及する記述は、可動部品３１０が、説明のように、１つ又は複数の介在する要素を第１のチャンバと相互作用させるという例を含むことを、この開示全体を通して理解されるものとする。図示のように、第１のチャンバ内の圧力３５０は、可変オリフィス３３０のオリフィス面積を制御するために使用される。本明細書で使用するとき、オリフィス面積は可変オリフィス３３０の断面積を指す。当該技術において知られているように、このようなオリフィス面積は、対応するオリフィスを通る流体の流量を少なくとも部分的に決め、可変オリフィス３３０の形状のいかなる変化も無視すると、オリフィス面積を大きく又は増大させると一般により大流量となり、オリフィス面積を小さく又は減少させるとより小流量となる。図３の実施例では、可変オリフィス３３０のオリフィス面積は、第１のチャンバ３２０内の圧力３５０に比例して変わる。従って、この実施例では、第１のチャンバ３２０内の圧力３５０が上昇すると可変オリフィス３３０のオリフィス面積が増大し、それによって、第１のチャンバ３２０から第２のチャンバ３４０への流体の流量を増大させることができる。同様に、第１のチャンバ３２０内の圧力３５０が下降すると可変オリフィス３３０のオリフィス面積が減少し、それによって、第１のチャンバ３２０から第２のチャンバ３４０への流体の流量を減少させることができる。しかしながら、第１のチャンバ３２０内の圧力とオリフィス面積との間の他の関係を用いることができることは理解される。従って、第１のチャンバ３２０内の圧力に逆比例して変わるオリフィス面積を有することが望ましい場合がある。さらに、このような関係は単調に増大／減少する必要はなく、所望により、局所的な最大／最小を含むことができる。
【００１８】
この実施例では、可動部品３１０が第１のチャンバ３２０と相互作用すると、第１のチャンバ３２０内の圧力は変化する。すなわち、可動部品３１０が第１のチャンバ３２０に力をかけると、第１のチャンバ３２０内の圧力３５０は上昇する。同様に、第１のチャンバ３２０から可変部品３１０に起因する力が取り除かれると、それに応じて圧力３５０が下降する。可変オリフィス３３０に対して何ら調節しなければ、第１のチャンバ３２０内の圧力３５０が上昇すると、可動部品がチャンバ３２０にさらに力をかけること対する抵抗が大きくなり、それによって、可動部品３１０は遅くなる。しかしながら、圧力３５０が上昇すると、可変オリフィス３３０のオリフィス面積が増大して、第２のチャンバ３４０内への流体の流量が増大され得、その結果、圧力３５０が下降し、従って、可動部品３１０によってかけられる力に対する抵抗が減り、それによって、可動部品３１０の速度が上昇する。別の言い方をすれば、可動部品３１０が、望ましくない高速で動き（例えば、自由落下状態のエンジン弁）、装置１００がその動きを制御するように動作する間、可動部品３１０の速度を、さらに何らかの制御をしながら上昇させることは、それでも望ましい場合がある。オリフィス面積の大きさ、及び圧力に基づいたオリフィス面積の変化度合を適宜選ぶことによって、可動部品３１０の速度は、単にその位置だけでなく、第１のチャンバ３２０内に引き起こされた圧力変化によっても制御することができる。以下に、このような圧力に基づいた制御を実施するための様々な実施例をさらに詳細に説明する。
【００１９】
圧力３５０に基づいて可変オリフィス３３０を制御する際、圧力３５０が１つ又は複数の閾値を超えるまで又はそれより下がるまで、オリフィス面積が変化しないように、１つ又は複数の閾値に従って圧力３５０を変化させることが望ましい場合がある。例えば、下記の様々な実施例では、可変オリフィス３３０のオリフィス面積は、圧力３５０が第１の閾値を超えるまで増大せず、圧力３５０が第２の異なる閾値より下がるまで減少しない。すなわち、様々な実施例では、オリフィス面積の制御は下記のようにヒステリシスを示すのが望ましい。さらに、このようなヒステリシスは、圧力以外のパラメータに、例えば時間に基づいて働かせることができる。この場合、オリフィス面積の増加又は減少は、ある時間経過することに部分的に基づくことができる。
【００２０】
図３の実施例では、可変オリフィス３３０のオリフィス面積の変化は、可変オリフィスを規定する１つ又は複数の要素の形状の圧力に依存する変化から生じる場合がある。或いは、可変オリフィス３３０が複数のオリフィスの複合したものであり得る場合には、複数のオリフィスのうちのいくつかのオリフィスを含めるか、又は取り除くかによって、このようなオリフィス面積の変更を行うことができる。このような実施例の様々な実例を、図５〜９を参照して以下に説明する。
【００２１】
次に、図４を参照すると、第２の実施例による、可動部品３１０の運動を制御するための装置４００が概略的に示されている。図３の実施例と同様に、装置４００は、可変オリフィス３３０を介して第２のチャンバ３４０と流体連通する第１のチャンバ３２０を有する。さらに、前記と同様、可動部品３１０の運動は、第１のチャンバ３２０との相互作用によって制御される。しかしながら、この実施例では、可変オリフィス３３０の制御は、可動部品３１０が構成要素となっているシステム４２０の少なくとも１つの動作パラメータ４１０に基づいている。さらに、装置４００は、図４では、システム４２０の外部にあるように示されているが、実際には、装置４００は、システム４２０の中に組み入れることができる。
【００２２】
可変オリフィス３３０を制御するために使用される動作パラメータ４１０の評価は、例えば、システム内の力が装置４００に直接かかる場合には、装置４００のシステム４２０との直接の相互作用を通じて行うことができる。内燃エンジンに基づく特定の実施例に対して以下で説明するように、エンジン油の圧力が動作パラメータ４１０として働く場合には、装置４００の一部をエンジン油供給部にさらすことによって、システムとのこのような直接の相互作用を行うことができる。
【００２３】
別の実施例では、システム４２０の別個の構成要素を形成することができる、又はシステム４２０の外部にあることができるコントローラ４３０が、動作パラメータ４１０に任意に介在することができる。例えば、コントローラ４３０は、例えばエンジン・コントロール・ユニット（ＥＣＵ：ｅｎｇｉｎｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｕｎｉｔ）内に入れられた記憶された命令、又はプログラマブル・ロジック・アレイなどを実行することができるマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、コプロセッサなど、又はこれらの組合せなどの処理装置を有することができる。当該技術において知られているように、このようなコントローラは、システム４２０の特性を監視する１つ又は複数のセンサに動作可能に接続されて、動作パラメータ４１０を提供することができる。或いは、動作パラメータは、コントローラに直接接続されていない他のセンサの出力から推測することができる。監視される特性の性質は、必然的にシステム４２０の構造及び目的に依存する。例えば、非限定的な実例として、システム４２０が内燃エンジンを有する場合、毎分回転数（ＲＰＭ：ｒｏｔａｔｉｏｎｓ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅ）、エンジン温度、油温、油圧、スロットル位置、これらの組合せなどのエンジンの特性を、関連する動作パラメータ４１０として監視することが望ましい場合がある。
【００２４】
動作パラメータ４１０に基づいて、可変オリフィス３３０のオリフィス面積を制御することができる。特に内燃エンジンに関連する１つの実施例では、より高速のエンジン動作速度を反映する動作パラメータ４１０の値は、オリフィス面積を増大させるように使用することができ、一方、より低速のエンジン動作速度を反映する動作パラメータ４１０の値は、オリフィス面積を減少させるように使用することができる。動作パラメータ４１０とオリフィス面積との間の任意の所望の関係は、設計の選択の問題として用いることができることを再び理解されたい。さらに、１つ又は複数の閾値に対して動作パラメータ４１０を比較することは、オリフィス面積の変化につながる特定の状態を制御するために用いることができる。
【００２５】
図４の実施例では、可変オリフィス３３０のオリフィス面積の変化は、潜在的に、動作パラメータ４１０に直接的に又は間接的に反応するアクチュエータの制御の下で、可変オリフィスを規定する１つ又は複数の要素の幾何形状又は形の変化から生じることができる。或いは、この場合も、可変オリフィス３３０が複数のオリフィスの複合したものである場合には、複数のオリフィスのうちのいくつかのオリフィスを含めるか、又は取り除くかによって、オリフィス面積の変更を行うことができる。このような実施例の様々な実例を、図１０〜１５を参照して以下に説明する。
【００２６】
図５〜１５に示される実施形態のそれぞれは、内燃エンジン（図示せず）で使用するために、より具体的には、エンジン弁の着座の際のエンジン弁の運動を制御するために使用される装置３００、４００の配置に基づいている。この環境では、装置３００、４００は弁キャッチと呼ばれる。さらに、このような弁キャッチを提供するために使用される材料は、当該技術においてよく知られており、これらの材料は、特に断りのない限り、図示の実施例を実施するために使用することができる。
【００２７】
次に、図５を参照すると、図３の実施例による第１の実施形態が示されている。具体的には、弁キャッチ５００は、ハウジング５０２を有し、ハウジング５０２はその内部に形成された孔５０４を有する。図示の実施例では、孔５０４は、小直径部５０４−ａ及び大直径部５０４−ｂを有する。流体供給ポート５０５には、エンジン油などの適切な流体を孔５０４内に導入する通路が設けられている。弁キャッチなどへの流体の供給を制御するための技法は、例えば、その教示を参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，８８３，４９２号に記載されているように、当該技術においてよく知られている。外側ピストン５０６が孔５０４−ｂ内に配置され、孔５０４の長手方向軸線に沿って摺動することができる。図示のように、外側ピストン５０６の下端５０８は、その運動が制御される可動部品（又は、このような可動部品に動作可能に接続される中間要素）と接触するために孔５０４から外へ延びていてもよい。さらに示されるように、内側ピストン５１０は外側ピストン５０６内に形成された孔の中に配置され、外側ピストン５０６内を外側ピストン５０６と同じ長手方向軸線に沿って摺動することができる。この実施例では、ラッシュ調整（がた調整）は、ラッシュばね５１２、及びエンジン油などの作動液を充填したラッシュ・チャンバ５１４の作動によって行われる。当該技術において知られているように、このようなラッシュ調整は、外側ピストン５０６と制御される可動部品との間の接触を維持するために行われる。ラッシュ調整構成部品は、図５の弁キャッチ実施例に示されているが、このような構成部品は必ずしも弁キャッチの一部として含まれなければならないということではなく、例えば、弁トレイン内のどこかに組み入れることができることが理解される。
【００２８】
孔５０４内を長手方向に延在するピン５１６は、ピン５１６の長手方向の運動が内側ピストン５１０、外側ピストン５０６、並びにラッシュばね５１２及びラッシュ・チャンバ５１４によって与えられる任意のラッシュ調整部の動きによって規定されるように、内側ピストン５１０の孔の中に固定される。ピン５１６が孔５０４の中に完全に挿入されると、ピン５１６の上端はハウジング５０２の座部５３２に接触する。図示のように、図示の実施例では、ピン５１６は、ピン５１６の幅又は直径に比べて細い又は狭い領域を構成する、長手方向に変化する表面５１８を含む。長手方向に変化する表面５１８は、ピン５１６の外表面の周りに一様である必要はないことに留意されたい。すなわち、ピン５１６の外表面の一部のみを細く／狭くして、残りの外表面はピン５１６の最大幅／直径を維持することができる。図示のように、ピン５１６は円盤５２０の中央孔内に配置され、円盤５２０は、円盤のばね５２４の作用によってハウジング５０２の円盤の座５２２に接触して保持される。ピン５１６と円盤５２０は合わさって、孔５０４を、第１のチャンバ５２６（ハウジング５０２の大きい方の直径の孔部５０４−ｂ、外側ピストン５０６、ピン５１６、及び円盤５２０によって画定される）と第２のチャンバ５２８（ハウジング５０２の小さい直径の孔部５０４−ａ、ピン５１６、及び円盤５２０によって画定される）とに分けるセパレータを形成する。第２のチャンバ５２８は流体供給ポート５０５と流体連通しており、それによって、以下に説明するように、流体は孔５０４に入って第２のチャンバ５２８に出ることができることに留意されたい。
【００２９】
さらに、ピン５１６と円盤５２０は、長手方向に変化する表面５１８の円盤５２０の内径に対する位置関係に従って可変オリフィス５３０を画定する。すなわち、円盤５２０の中央孔内でのピン５１６の動きにより、可変オリフィス５３０のオリフィス面積（すなわち、円盤５２０の内径と長手方向に変化する表面５１８との間の隙間の環状領域）は、ピン５１６の位置に依存して生成される。図示の実施例では、長手方向に変化する表面５１８の輪郭は、ピン５１６の外径から細い一様な深さの領域へ移行する直線状の傾斜した領域によって画定される。しかしながら、長手方向に変化する表面５１８の輪郭は任意の所望の形状とすることができることは理解される。例えば、一様な深さの領域につながる曲線状に移行する領域を使用してもよく、又はピン５１６の外径に対して細い部分の深さが、輪郭の全長に沿って、直線的に、又は曲線的に増大してもよい。長手方向に変化する表面５１８は、円盤５２０と協働して可変オリフィスを提供するピン５１６の表面の形体（ｆｅａｔｕｒｅ）の一実例であることを留意されたい。このような表面の形体の他の実例を以下に説明する。
【００３０】
可変オリフィス５３０の第１のチャンバ５２６内の圧力への依存性は（ピン５１６の位置のみへの依存性とは対照的に）、図５の実施例において、円盤５２０内に伸展性のある構成部品を含むことによって達成される。具体的には、円盤５２０は、可撓性要素５３８を間に挟む上部円盤５３４及び下部円盤５３６を有する。例えば、可撓性要素５３８は、適切なゴム又は他のポリマー材料で作られたＯリング又はワッシャーを有することができる。この構成によって、上部円盤５３４が円盤の座５２２に接触した後に、下部円盤５３６にかかる第１のチャンバ５２６内の圧力に従って可撓性要素５３８の形状（例えば、厚さ）は変化することができる。このように可撓性要素５３８が変形すると、それに対応して下部円盤５３６が長手方向に変化する表面５１８の細い部分の方へ移動することによって、可変オリフィス５３０のオリフィス面積が増大し得、それによってさらに、第１のチャンバ５２６から第２のチャンバ５２８内への流体の流量が増大し、それに対応してピン５１６の着座速度が増大する。代替の実施例では、可撓性要素５３８は、伸展性のあるポリマーのＯリングとするよりむしろ、規定された可撓性をもつ皿ばねなどを有することができる。
【００３１】
これに加えて、可撓性要素５３８は、第１のチャンバ５２６内の圧力負荷が取り除かれたときに、圧縮されるときの速度よりもゆっくりと膨張するようなヒステリシスを示すのが望ましい場合がある。例えば、可撓性要素５３８は、比較的高密度のメモリー・フォーム、すなわち、弁キャッチ内の圧力に対応して制御された態様で圧縮されるのに十分な密度のメモリー・フォームを有することができる。この場合、可撓性要素５３８が圧縮されると、フォーム内に形成された細かなチャネル内の流体は絞り出される。従って、第１のチャンバ５２６内の圧力が下がるとき、フォームのチャネル内に戻る流体の流れは異なる（通常は遅い）速度とすることができる。別の実施例では、メモリー・フォームなどの場合のような多数の再充填可能なチャネルに依存するよりもむしろ、比較的少数のチャネルによって、ヒステリシス効果をもって流体を制御して排出及び再充填することができる。例えば、可撓性要素５３８は、半剛性の中空の円環体の中空の内面と外面との間に単一の（又は比較的少数の）チャネルをもつ円環体を有してもよい。特に比較的高圧で円環体を圧縮すると、中空の内部に入っている任意の流体は少数のチャネルを通って比較的すばやく追い出されるが、圧縮力が除かれると、円環体がその正常な形状を取り戻すことによって生成される比較的弱い吸引力のせいで、円環体をそのチャネルを通じてよりゆっくりと再充填することができる。さらになお、可撓性要素５３８によって示されるいかなるヒステリシスも別にして、上部円盤５３４、下部円盤５３６、及び止め部５４０によって画定される空間内の油の排出及び充填によってもまた、油がこの空間から排出されるより充填される方がより長く時間がかかる限りにおいては、ヒステリシス効果が得られる。下部円盤５３６の変位を制限するために、且つ変位を第１のチャンバ５２６内の圧力の所望の範囲で生じるように調整できるようにするために、上部円盤５３４と下部円盤５３６との間に止め部５４０を設けることができる。止め部５４０は下部円盤５３６と一体となっているように図示されているが、止め部５４０は上部円盤５３４に組み入れることもできるし、又は全く別の要素として設けることもできるので、これは必要条件ではない。
【００３２】
次に、図６を参照すると、図３の実施例による第２の実施形態が示されている。具体的には、図６は（下記の図７及び８と同様に）、圧力に反応する弁が第１のチャンバと第２のチャンバとの間に設けられている実施形態を示す。この実施形態では、図５の実施形態と同様、ピン５１６は（図５に示した円盤５２０の代わりに）円盤６２０に関係して設けられ、それによって、可変オリフィス５３０を画定する。（図５に示した他の構成部品は、図示を容易にするために図６には示されないが、図５に関して上記したのと実質的に同じように、それらは存在し動作するものとする。）しかしながら、この場合、円盤６２０の制御弁６２２の存在によって、オリフィス面積は圧力に基づいて制御される。第１のチャンバ５２６と第２のチャンバ５２８との間の差圧が十分でないと、制御弁６２２は制御弁ばね６２４によって付勢されて制御弁座６２６に接触し、それによって、第１のチャンバ５２６と補助オリフィス６２８との間の流体連通が閉じられる。この実施形態では、ピン５１６と円盤６２０（制御弁６２２及び関係する構成部品を含む）は、２つのチャンバ５２６、５２８の間のセパレータを形成する。図示を容易にするため、単一の制御弁６２２が図６に示されているが、複数のこのような制御弁６２２を円盤６２２内に配置することができることは理解されることに留意されたい。
【００３３】
図示のように、第２のチャンバ５２８から制御弁６２２の比較的大きい方の面積に圧力がかかるのに対して、第１のチャンバ５２６内の圧力は、制御弁６２２の比較的小さい方の面積にかかる。その結果、第１のチャンバ５２６内の圧力が第２のチャンバ５２８内の圧力より十分に高いと、すなわち、閾値に達すると、制御弁６２２を開ける正味の力が発生する。一旦、制御弁６２２が開くと、第１のチャンバ５２６内の圧力は、第２のチャンバ５２８からの圧力と同じ面積にかかり、これによって制御弁６２２は、第１のチャンバ５２６と第２のチャンバ５２８の圧力がほぼ等しくなるまで、開いている状態に維持される。結果として、流体は制御弁座６２６から補助オリフィス６２８を通って第２のチャンバ５２８へ流れ、エンジン弁の着座事象の期間中に亘って、第１のチャンバ５２６からの圧力が、制御弁６２２の底部にかかるように保たれる。一旦、エンジン弁が着座すると、第１及び第２のチャンバ５２６、５２８内の圧力は等しくなり、それによって制御弁ばね６２４は制御弁６２２を閉じることができる。
【００３４】
次に、図７を参照すると、図３の実施例による第３の実施形態が示されており、ここではチャネルがハウジング５０２の側壁に、又は任意の他の場所に全体として形成されて、第１のチャンバ５２６内に閉じ込められた容積を、弁キャッチ内に含まれる異なる圧力源、すなわち第２のチャンバ５２８に接続しており、可変オリフィスの部分がこのチャネル内にどのように具体化され得るかが示されている。図５及び６の第１及び２の実施形態と同様に、ピン５１６及び円盤７２０が設けられる。しかしながら、図示の実施形態では、バイパスチャネルもまた、第１のチャンバ５２６に開口する入口ポート７０１、第２のチャンバ５２８に開口する出口ポート７０５、並びにボール７０２とボール孔７０４との間の（入口ポート７０１及び出口ポート７０５と流体連通する）流れ領域によって画定されている。バイパスチャネルを形成するこれらの要素が合わさって、以下で説明するように、第１のチャンバ５２６と第２のチャンバ５２８との間を流体が流れることができる。
【００３５】
ボール７０２は、チェック弁として機能し、チェックばね７０８によって、入口ポート７０１とボール孔７０４との交差部によって形成されるボール座７０６に保持される。従ってこの実施形態では、セパレータは、ピン５１６及び円盤７２０だけでなく、追加のチェック弁によっても画定される。クラッキング圧力、すなわちボールに基づくチェック弁が開く第１のチャンバ５２６内の圧力は、ボール座７０６の開口の面積とチェックばね７０８の予荷重によって決まる。クラッキング圧力を、例えばアイドル速度などの内燃エンジンの公称の作動条件の最高圧力より幾分高く設計することが好ましく、それによってバイパスチャネルが開くのが早すぎるのを防ぐ。さらに、再閉鎖圧力、すなわちチェック弁が閉じる第１のチャンバ５２６内の圧力は、ボール７０２の直径とチェックばね７０８の圧縮荷重によって決まり、それは、第１のチャンバ５２６内で典型的に受ける圧力変動の最小範囲より幾分低く選ばれることができ、それによって、この場合には、バイパスチャネルが閉じるのが早すぎるのを防ぐ。
【００３６】
次に、図８を参照すると、図３の実施例による第４の実施形態が示されている。この第４の実施形態は、図７のボールに基づいたチェック弁が、油の粘度にそれほど敏感ではないという利点を有する画定したオリフィス８０４を有するピストン８０２に取り替えられていることを除けば、図７に示した第３の実施形態と同様である。さらに、この実施形態では、代替のピン８０６が、代替の表面の形体を有して図示されている。この場合には、位置に基づく可変オリフィスが、円盤７２０によって選択的に塞がれる複数の半径方向の穴８０８を有するピン８０６の表面の形体によって与えられる。図示のように、穴８０８は、ピン８０６内の内部の液圧通路８１０を通じて、第２のチャンバ５２８と流体連通している。端部キャップ８１２は、ピン８０６の液圧通路８１０を封止するために設けることができる。動作時、可変オリフィスは、複数の半径方向の穴８０８のうちの円盤７２０によって塞がれていない穴によって画定される。複数の半径方向の穴８０８のそれぞれをピン８０６の長手方向の長さに沿って異なる位置に配置することによって、ピン８０６が動くと、穴８０８のうちの連続する穴が第１のチャンバ５２６に対して露出され、又は塞がれることによって、オリフィス面積が変化する。図８の代替のピン８０６は、図５〜７及び９〜１５の他の実施例で図示したピン５１６の代わりに使用することができ、またその逆も可能であることを当業者は理解するであろう。
【００３７】
次に、図９を参照すると、図３の実施例による第５の実施形態が示されている。この実施形態では、可動円盤座９０２が設けられている。第１のチャンバ５２６内の圧力が比較的低いとき、円盤座９０２は、半径方向ばね９０６などの圧縮可能部材と接触する複数の楔９０４によって、基準位置又は伸長位置に保持される。すなわち、半径方向ばね９０６によって与えられる半径方向外向きの付勢は、楔９０４をハウジング５０２の傾斜面９０８に接触するように付勢し、それは、楔９０４を下方に付勢して可動円盤座９０２と接触させる。この例では、セパレータは、ピン５１６、円盤７２０、可動円盤座９０２、楔９０４、及び半径方向ばね９０６によって形成される。第１のチャンバ５２６内の圧力が上昇し、それによって、円盤７２０が上方に押されると、楔９０４及び半径方向ばね９０６が下方に付勢する力に打ち勝ち、それによって、可動円盤座９０２もまた上方へ動いて引込み位置になることができる。可動円盤座９０２の引込み位置は、図示のように、可動円盤座９０２の高さより（ピン５１６の長手方向の長さに沿って）低い円盤止め部９１０によって制限することができる。傾斜面９０８に対する楔９０４の摩擦によって減衰が与えられることができ、これによって、可動円盤座９０２が第１のチャンバ５２６の圧力変動に反応して動くことが防がれる。図５に示した実施形態と同様に、円盤座９０２が動くと、それに対応して円盤７２０の下面が動き、それによってオリフィスは圧力に基づいて可変になる。１つの実施例では、可動円盤座９０２は実質的に非圧縮性材料で形成され、その結果、円盤７２０の動きは、可動円盤座９０２の伸長位置と引込み位置との間の距離によって制限される。
【００３８】
次に、図１０を参照すると、図４の実施例による第１の実施形態が示されている。図５〜７の実施形態と同様に、ピン５１６と円盤７２０が設けられ、結果として、位置に基づいてオリフィスが可変となる。しかしながら、バイパスチャネルもまた、ハウジング５０２の壁内に全体として画定され、バイパスチャネルを通る流体の流れはソレノイドによって制御される。具体的には、ソレノイドは、着座位置においてニードル座１００８と係合するニードル１００６の動きを制御するために使用されるコイル１００２及びアーマチュア１００４を有する。ソレノイドを作動及び作動解除することによって、可変オリフィスのオリフィス面積は、バイパスチャネルにより与えられる面積を選択的に含める／取り除くことによって制御することができる。図４に対して上記で説明したように、ソレノイドの作動は、適切な動作パラメータ４１０に反応するコントローラ４３０によって制御することができる。例えば、システムの動作パラメータは、（センサなどを介して）コントローラ４３０によって監視されて、動作パラメータの値が所定の閾値を超えているか（又は、場合により、所定の閾値より下がっているか）どうかを判定することができる。この条件に合うとき、ソレノイドのコイル１００２はコントローラ４３０の制御の下、励磁され、それによってバイパスチャネルを開けるためにアーマチュア１００４を、従ってニードル１００６を引っ込めることができる。同様に、動作パラメータを連続して監視することによって、コントローラ４３０は、動作パラメータの値が同じ又は異なる閾値より下がっているか（又は、場合により、所定の閾値を超えているか）どうかを判定することができる。この条件に合うとき、コントローラによってコイル１００２は励磁を止め、その後、アーマチュア１００４及びニードル１００６が再着座し、それによってバイパスチャネルが閉じられる。このようにして、可変オリフィスは、従ってエンジン弁の着座速度は非常に正確に制御することができる。
【００３９】
次に、図１１を参照すると、図４の実施例による第２の実施形態が示されている。この実施例では、スプール弁１１０２が、ハウジング５０２に形成された横孔１１０４内に摺動可能に配置され、第１のチャンバ５２６と第２のチャンバ（図示せず）との間でハウジング５０２内に全体として形成されたバイパスチャネル１１０６を選択的に開閉する。スナップ・リング１１１２が、横孔１１０４内に形成された溝内に設けられ、それによって横孔１１０４内にスプール弁１１０２を閉じ込める。図示の実施例では、横孔１１０４は、ハウジング５０２の長手方向の中心軸線を貫通せず、その代わり、中心軸線からは外れていることに留意されたい。すなわち、ハウジング５０２が円筒形とすると、横孔１１０４は、ハウジング５０２の直径ではなく、その弦と位置が合っている。これは図１１の断面に示されており、ここで横孔１１０４の軸線を規定する弦は、ハウジング５０２の長手方向の軸線に平行でもある切断面を規定する平面内にある。従って図１１では、スプール弁１１０２及び横孔１１０４は断面で示され、ピン５１６は、スプール弁１１０２及び横孔１１０４の背後に配置される。さらに、図示のように、バイパスチャネルの下部の鉛直部１１０６−ａは第１のチャンバ５２６に開口し、バイパスチャネルの上部の水平部１１０６−ｂは第２のチャンバ（図示せず）に開口する。図１１Ａはこの実施例のもう一つの図であり、ここで図示の切断面は横孔１１０４及びスプール弁１１０２に垂直であり、ハウジング５０２を規定する長手方向の軸線から離れて、すなわちハウジング５０２の弦に沿って配置されるようにさらに示されている。図示を容易にするため、ピン５１６は図１１Ａには示されていない。さらに、図１１Ａに示した図はまた、バイパスチャネルの鉛直部１１０６−ａが第１のチャンバ５２６につながり、バイパスチャネルの水平部１１０６−ｂが第２のチャンバ５２８につながるのをより明瞭に示している。
【００４０】
この実施形態では、セパレータは、ピン５１６及び円盤７２０だけでなく、スプール弁１１０２によっても画定される。スプール弁１１０２のどちらか一方の端に加圧流体を制御して適用することによって、スプール弁１１０２を動かすことができる。例えば、図１１に示すように、油供給を第１の切替にすると、第１のポート１１０８と連通することができ、スプール弁１１０２の対応する端部に油が供給されると、スプール弁１１０２は移動して、スプール弁１１０２の溝は、バイパスチャネルの下部１１０６−ａと上部１１０６−ｂ両方に位置が合い、それによって、第１のチャンバと第２のチャンバとの間の流体連通が可能となる。反対に、油供給を第２の切替にすると、第２のポート１１１０と連通することができ、スプール弁１１０２の対応する端部に油が供給されると、スプール弁１１０２は移動して、スプール弁のランドは、バイパスチャネルの下部１１０６−ａと上部１１０６−ｂ両方に位置が合い、それによって、第１チャンバと第２のチャンバとの間の流体連通が妨げられる。油供給を第１及び第２の切替にするのは、例えば低速ソレノイドなどの１つ又は複数のアクチュエータによって制御することができ、アクチュエータは、上記の関連する動作パラメータ４１０に従ってコントローラ４３０によって管理される。複数の弁キャッチが複数のエンジン弁に対して用いられる場合、アクチュエータ（ソレノイド）の対（油供給の第１及び第２の切替に対応）は、各弁キャッチに提供することができ、それによって弁キャッチの個々の制御が可能になる。或いは、第１及び第２の油供給は、単一の遠隔に配置されたアクチュエータ（ソレノイド）によって、複数の弁キャッチを共通に制御することができ、これによって実施形態が簡素になる。
【００４１】
次に、図１２を参照すると、図４の実施例による第３の実施形態が示されている。図１２の実施形態は、第１のチャンバと第２のチャンバとの間に設けられた二次オリフィス１１０６を開閉するための、横孔１１０４内に摺動可能に中心軸線から外れて配置されたスプール弁１１０２を同じく用いるという点で、図１１の実施形態と実質的に同様である。しかしながら、この実施形態では、エンジン油圧は、（図１１のように、加圧流体源を切り替える、又は制御するのとは対照的に）スプール弁１１０２の第１の端部に対応する入口ポート１２０２にのみに加えられる。スプール弁１１０２のランドが、バイパスチャネルの下部１１０６−ａ及び上部１１０６−ｂの両方を通常は塞ぐように、スプール弁ばね１２０４がスプール弁１１０２を付勢するように力をかける。横孔１１０４の直径より大きな直径を有するスプール弁１１０２の止めフランジ１２０６によって、スプール弁１１０２の動きが制限される。エンジン油圧が、スプール弁ばね１２０４の予荷重によって決まる閾値を超えて上昇すると、スプール弁１１０２は移動し、それによってスプール弁１１０２の溝は、バイパスチャネルの下部１１０６−ａ及び上部１１０６−ｂの両方と位置が合って、第１のチャンバと第２のチャンバとの間で流体連通する。スプール弁１１０２の移動は、図示のように、止めねじなどを有することができるばね支持体１２０８に止めフランジ１２０６が当接することによって制限される。この実施形態の利点は、エンジン油圧によって示されるようなエンジン速度などの動作パラメータに密接に関係させて着座速度を変化させるような弁キャッチの制御のレベルを可能にするが、追加の制御ソレノイド又はエンジン制御システムの修正を必要としないことである。代替の実施形態では、これはまた、特定のクラッキング圧力で開く単一の、遠隔して取り付けられたスプール弁によっても達成することができ、それにより、個々の弁キャッチに配置されたスプール弁に油圧を適用することができる。それにより、この共通の制御手法は、各弁キャッチ内のパッケージングの必要条件を軽減する。
【００４２】
さらに別の実施例では、弁キャッチは、エンジン油温などの動作パラメータを直接適用することによって制御される。この場合、図１２に示したスプール弁と実質的に同様なスプール弁が、各端部に１つのばねを有し、これら２つのばねによって位置を定められる。スプール弁の第１の端部の第１のばねは、スプール弁の第２の端部の第２のばねによって与えられる付勢に打ち勝つのに十分な付勢を与え、その結果、正常な動作状況（例えば、エンジン油温が閾値より低い状況）では、スプール弁のランドはバイパスチャネルを塞ぐ。従って正常な動作状況では、第２のばねは、第１のばねの力によって圧縮される。この実施例では、第２のばねは、エンジン油にさらされており、従ってエンジン油の温度にさらされている。第２のばねを適切な形状記憶合金（ＳＭＡ：ｓｈａｐｅ  ｍｅｍｏｒｙ  ａｌｌｏｙ）で作ることによって、エンジン油の温度が上昇すると、第２のばねは変形されていない状態に復帰し、したがって第２のばねの力が第１のばねの付勢に打ち勝つように変化し、それによってスプール弁を移動させる。その後、エンジン油が冷却されると、第２のばねは、第１のばねの力によってもう一度変形することができる。ＳＭＡの実例としては、当該技術において知られているようにニチノールがある。通常、ＳＭＡは、熱を加えられて変形されていない状態に戻るほうが、冷却されて変形された状態に戻るよりも速いが、その限りにおいて、この実施例は、上記したようなヒステリシス効果を実現することができることに留意されたい。この場合、スプール弁は、バイパスチャネルを開けるように移動するのは、その後にバイパスチャネルを閉じるように移動するよりも速い。
【００４３】
次に、図１３及び１４参照すると、図４の実施例による第４の実施形態が示されている。この場合も、図１３及び１４の実施形態は、第１のチャンバ５２６と第２のチャンバ５２８との間に設けられたバイパスチャネル１１０６を開閉するための、横孔１１０４内に摺動可能に配置されたスプール弁１１０２を同じく用いるという点で、図１１及び１２の実施形態と実質的に同様である。しかしながらこの実施形態では、スプール弁１１０２はハウジング５０２の直径と位置が合っており、したがって第２のチャンバ５２８の上方のハウジング５０２の長手方向の中心軸線を貫通している。さらに、この実施形態では、横孔１１０４は実質的に一端が閉じており、スプール弁ばね１３０２が、横孔１１０４の閉鎖端とスプール弁１１０２の一端との間の横孔１１０４内に設けられる。さらに、付勢されたスプール弁１１０２を横孔１１０４内に保持するために、スナップ・リング１４０２を横孔１１０４の開放端の近くの横孔１１０４の溝内に設けることができる。図１２の実施形態と同様に、スプール弁１１０２の他端は、入力ポート１２０２を介してエンジン油圧に露出されている。従ってこの場合もまた、クラッキング圧は、前と同様、スプール弁１１０２が孔１１０４内を移動する点で決まる。図示の構成部品は、複数のシリンダ又はエンジン構成で容易に使用することができる共通の組立体とすることができ、それによって製造の必要条件を簡素化することができるという点で、図１３及び１４の実施形態は有益である。
【００４４】
最後に、図１５を参照すると、図１３及び１４の実施形態の断面図が示されている。図１３及び１４の装施形態と同様に、スプール弁１１０２がバイパスチャネル（図示せず）を開閉するように設けられる。しかしながらこの実施形態は、図８に示した実施形態とよく似たピン１５１６が、ピン１５１６内の液圧通路１５０４と流体連通する半径方向の穴１５０２を含むという点で異なる。従って穴１５０２と円盤１５０６との間での協働によって、位置に基づいた可変オリフィスの制御の代替の形態が提供される。さらに、図示のように、結合したピン／円盤座１５０８が設けられる。
【００４５】
特定の好ましい実施例を図示し、説明してきたが、本教示から逸脱することなく変更や修正を行うことができることを当業者は理解するであろう。例えば、本明細書で例示した実施例及び実施形態は、位置及び圧力に基づく制御機構の組合せ、又は位置及びパラメータに基づく制御機構の組合せを含む。しかしながら、これらの３つの（すなわち、位置に基づく、圧力に基づく、及びパラメータに基づく）制御機構の他の組合せを使用することができることが理解される。すなわち、本明細書で例示したもの以外に、本明細書で説明した様々なピンのタイプ、円盤のタイプ、バイパスチャネル、チェック弁、及びスプール弁の組合せが可能である。従って、上記の教示の修正、変更、又は等価なもののいずれか及びすべては、上記で開示し本明細書で特許請求された基本的な根本原則の範囲内にあるものと考えられる。
【図３】
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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１１Ａ】
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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１】
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【図２】
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【図４】
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【国際調査報告】
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