JP7250045B2 - 係止ピンを有する崩壊バルブブリッジを含む、空動きバルブトレイン構成要素を有するエンジンバルブ作動システム - Google Patents

Description

関連出願および優先権主張
本出願は、２０１８年６月２９日に出願された「ＣＯＬＬＡＰＳＩＮＧ ＶＡＬＶＥ ＢＲＩＤＧＥ ＷＩＴＨ ＰＩＮ ＥＬＥＭＥＮＴＳ」と題される米国仮特許出願第６２／６９１，９４７号の優先権を主張するものであり、この仮特許出願の主題は、その全体が本明細書に組み込まれる。

本開示は、概して、内燃機関内の１つ以上のエンジンバルブを作動させるためのシステムに関する。特に、本開示の実施形態は、崩壊バルブブリッジなどの崩壊バルブトレイン構成要素の形態の空動きシステムを使用するバルブ作動のためのシステムおよび方法に関する。

当技術分野において既知であるように、エンジンバルブ作動は、正の発電モードで内燃機関を動作させるために必要とされる。さらに、補助バルブ作動運動（正の発電モードで動作するために使用される「主」バルブ作動運動とは対照的に）は、当該技術分野において既知であり、補助バルブ作動運動は、内燃機関が正の発電モード（例えば、排気ガス再循環（ＥＧＲ））の変形形態において、または内燃機関が本質的に空気圧縮機として動作して減速力を発生させて車両の減速を補助するエンジン制動などの他の動作モードにおいて動作することを可能にする。なおさらに、エンジン制動を提供するために使用されるバルブ作動運動の変形形態が既知である（例えば、ブレーキガス再循環（ＢＧＲ）、ブリーダーブレーキなど））。

正の電力またはエンジン制動モードのいずれかにおける内燃機関の動作を容易にするために、空動き構成要素の使用は、当技術分野においても既知である。そのような空動き構成要素は、典型的には、それらの長さを変更するか、またはバルブトレイン内の隣接する構成要素を係合／係合解除して、通常であれば回転カムなどの固定プロファイルバルブ作動運動源によって決定される、ある特定の衝突の可能性のあるバルブ作動運動が「損失する」、すなわちバルブトレインを介して伝達されないことを可能にする。当技術分野において既知の特定の種類の空動き構成要素は、いわゆる崩壊（または代替的に、係止）バルブブリッジである。そのような構成要素の例は、米国特許第８，９３６，００６号、米国特許第９，７９０，８２４号、および欧州特許第２９７５２３０号に教示される。これらの文書の全ての主題は、参照により本明細書に組み込まれる。これらの装置では、ハウジング内（バルブブリッジの中心に位置するボア内など）に配置された摺動プランジャまたは同様の要素が選択的に係止解除される（この場合、プランジャはボア内で自由に摺動することができ、それによってプランジャに適用されるバルブ作動運動が損失することを可能にする）か、または係止される（この場合、プランジャはバルブブリッジに対して固定位置に維持され、それによってバルブ作動運動がプランジャを通じてハウジングに伝達されることを可能にする）ことを可能にする係止要素が設けられている。

バルブブリッジ（または他のバルブトレイン構成要素）の崩壊または係止は、それらの意図される目的のために良好に動作するが、それらに対する様々な改善は当技術分野において歓迎される追加であろう。より具体的には、組み立ての容易さ、より低い製造コスト、および崩壊バルブブリッジなどの崩壊バルブトレイン構成要素の信頼性および耐久性のより高い動作を提供する改善は、当技術の進歩に寄与するであろう。したがって、先行技術における前述および他の欠点を克服するシステムを提供することは、有利になるであろう。

上記の課題に応じて、本開示は、バルブ作動システムの様々な実施形態に、バルブブリッジなどの崩壊バルブトレイン構成要素の係止および係止解除を容易にするための機能を提供する。

本開示の態様によれば、１つ以上のエンジンバルブに適用される運動を制御するための装置は、バルブトレイン内に配置されたハウジングであって、ハウジングボアおよび少なくとも１つのハウジング係止面を含む、ハウジングと、ハウジングボア内に配置されたピストンであって、ピストンが、ピストンボアおよびその中に画定された少なくとも１つの係止ピン受容部を有し、少なくとも１つの係止ピン受容部が、円筒形状を有する、ピストンと、ピストンをハウジングと選択的に係止するための係止アセンブリであって、係止アセンブリが、ピストンボア内の移動のために支持されるアクチュエータピンおよび少なくとも１つの係止ピン受容部内に配置された少なくとも１つのそれぞれの係止ピンを備え、アクチュエータピンが、少なくとも１つの係止ピンを延長位置で支持するように適合された外側係止ピン係合面および少なくとも１つの係止ピンを格納位置で支持するように適合された内側係止ピン支持面を含み、それによりアクチュエータピンの移動が、少なくとも１つの係止ピンにハウジング係止面と選択的に係合または係合解除させ、それによりピストンをハウジングに対して選択的に係止または係止解除する、係止アセンブリと、を備える。

１つの例示的な実装形態によれば、バルブ作動システムは、ハウジングボアまたは空洞を有するハウジングを含む崩壊バルブブリッジを含み得る。ブリッジピストンがハウジングボア内に配置され、ハウジングに対する移動のために、ピストンを選択的に係止および係止解除するための係止アセンブリがブリッジピストン内に配置される。略円筒形の形状であり得、したがって容易に機械加工され得る横方向ボアは、ブリッジピストン内に延長してよく、係止アセンブリの係止ピンのための受容部を画定する。係止ピン延長ばねは、係止ピンに対して付勢力を提供し、係止ピンを半径方向外向きの方向に押し込む傾向がある。係止ピンの内向きの進行は、横方向ボア内で中心に配置された係止ピン内側制限スナップリングであり得る、内側進行制限構成要素によって制限される。係止ピンの外向きの進行は、係止ピン外側制限スナップリングの形態であり得る、外側進行制限構成要素によって制限され得る。係止ピンは、外側制限スナップリングと係合し得る、半径方向外面上のアンダーカット面を含み得る。アンダーカット面は、ピストンがハウジングに係止されたときに完全な係合および負荷分布を確保するために、ハウジングの環状凹部内で対応する表面と係合する円錐面を画定し得る。円筒形形状により、係止ピンは、位置合わせを容易にするためにそれらのハウジング内である程度の回転を受けてもよい。外側制限スナップリングは、ブリッジピストンへの係止アセンブリの迅速かつ容易な取り付けを容易にし、係止ピン受容部内の係止ピンの著しい回転を防止する。係止ピンは、ハウジングボア内に形成される環状チャネルと流体連通しているブリッジピストン内のピストン流体通路を通って提供される油圧流体の制御によって選択的に作動され得る。加圧された油圧流体がピストン流体通路および環状チャネルに提供されると、内向きの力が係止ピンの半径方向最外面に与えられ、内向きの力はそれらを係止ピン受容部内の格納位置に押し込み、それによってブリッジピストンをハウジングに対して係止解除する。

別の例示的な実装形態によれば、ブリッジピストンは作動ピンを含み、作動ピンは、バルブブリッジハウジング内のバルブブリッジピストンの係止および係止解除動作において、同期運動およびその正の位置決めを提供するために係止ピンと相互作用する。ハウジングは、内部に対する摺動移動のためのブリッジピストンが位置決めされる内部ボアを含む。係止ピンは、ピストンを通って延長する横方向円筒形ボア内に配置され得る。ピストンは、アクチュエータピンを摺動可能に受容するためのアクチュエータピンボアを含む。油圧流体は、ブリッジピストンキャップ内の流体通路を通ってアクチュエータピンの上面に伝達され、アクチュエータピンの下向きの移動を引き起こす。戻りばねは、流体圧力の不在下でアクチュエータピンを上側指標位置に戻す。アクチュエータピンは、それらが係止ピンをブリッジハウジング内の環状凹部と係合する延長位置または展開位置に支持するための外側係止ピン係合面を含む。アクチュエータピンはまた、係止ピンを格納位置で支持するための内側係止ピン係合面も含む。作動ピン上の少なくとも１つの遷移面は、円錐形の形状であり得、外側係止ピン係合面から内側係止ピン係合面まで延長し得る。係止ピンは、アクチュエータピンと係合し、展開位置で、格納位置で、および展開位置と格納位置との間の移動中に、係止ピンを位置合わせして回転を防止するための位置合わせ面を有する作動ピン接触面を含み得る。位置合わせ面は、係止ピンが作動ピンに向かって内向きに移動するときに遷移面（複数可）と協働し、最終的に作動ピンの遷移面と係合して、格納位置における係止ピンの安定した支持を提供するように適合された係止ピン上の１つ以上の円錐形面取り部を含み得る。係止ピンのハウジング接触面上の１つ以上の円錐面は、ピストンがハウジングに係止されたときに完全な係合および負荷分布を確保するために、ハウジングの環状凹部内の対応する表面と係合し得る。

さらに別の例示的な実装形態によれば、崩壊バルブブリッジ係止ピンは、アクチュエータピン外側係止ピン係合面と係合するための第１の凹面と、アクチュエータピン上のそれぞれの遷移面と係合するための一対の円錐形面取り面と、を有する作動ピン接触面を備える。係止ピン上のハウジング接触面は、ハウジングの環状凹部上の１つ以上の対応する形状の円錐面との効果的な係合を提供するために、外側凸面と、係止ピンの上部部分および底部部分上の一対の対向する対称的な円錐形凸面と、を含む。

さらに別の例示的な実装形態によれば、崩壊バルブブリッジ係止ピンは、アクチュエータピン外側係止ピン係合面と係合するための第１の凹面と、作動ピン上の遷移面と係合するための係止ピンの上側部分上の単一の円錐形面取り面と、を有する作動ピン接触面を備え得る。係止ピン上のハウジング接触面は、外側凸面と、係止ピンの上部部分上の単一の円錐形凸面と、を含む。

さらに別の例示的な実装形態によれば、崩壊バルブブリッジ係止ピンは、アクチュエータピン外側係止ピン係合面と係合するための第１の凹面と、作動ピン上のそれぞれの遷移面と係合するための係止ピンの上側部分および下側部分上の２つの対向する非対称の円錐形面取り面と、を有する作動ピン接触面を備え得る。非対称の円錐形面取り面は、係止ピンが逆さま、または不適切に方向付けられているときに、係止ピンが作動ピン内側係止ピン係合面に抗して適切に着座することを防止し、したがって、ピストン横方向ボア内の係止ピンの不適切な組み立てを防止する。係止ピン上のハウジング接触面は、外側凸面と、ピストンボア環状凹部上の対応する形状の円錐面と係合するための円錐面を形成するアンダーカット部分と、を含む。係止ピン上のアンダーカットハウジング接触面は、ピストンボア環状凹部に対して有利な位置合わせおよび負荷分布を提供する。

本開示の他の態様および利点は、以下に続く詳細な説明から当業者にとって明らかとなり、上記の態様は、網羅的または限定としてみなされるべきではない。前述の概略的な説明および以下の詳細な説明は、本開示の本発明の態様の例を提供することを意図しており、決して、添付の特許請求の範囲に定義された範囲の限定または制限として解釈されるべきではない。

本発明の上記のおよび他の付随する利点および特徴は、以下の詳細な説明から、添付の図面とともに明らかとなり、これらの図面では同様の参照番号は、全体を通して同様の要素を表す。説明および実施形態が、本開示の態様による例示的な例として意図され、本明細書に添付される特許請求の範囲に記載される本発明の範囲に対する限定として意図されるものではないことが理解されるであろう。図面の以下の説明では、特に断りのない限り、すべての図示は、本開示の態様による例示的な特徴に関する。
崩壊バルブブリッジの形態の空動き装置を利用する例示的なエンジンバルブ作動システムを図示する。 図１のシステムでの使用に好適な例示的な崩壊バルブブリッジの断面図である。 図２の崩壊バルブブリッジの分解図である。 本開示のさらなる態様による別の例示的な崩壊バルブブリッジの分解図である。 図４の例示的な崩壊バルブブリッジの断面図であり、組み立てられ、係止位置にあるように示される。 図４の例示的な崩壊バルブブリッジの断面図であり、組み立てられ、係止解除位置にあるように示される。 崩壊バルブブリッジにおける使用に好適な例示的な係止ピンの斜視図である。 崩壊バルブブリッジにおける使用に好適な例示的な係止ピンの斜視図である。 崩壊バルブブリッジにおける使用に好適な例示的な係止ピンの斜視図である。 崩壊バルブブリッジにおける使用に好適な例示的な係止ピンの斜視図である。 図６－１～図６－４の例示的な係止ピンの係止端の図である。 図６－１～図６－４の例示的な係止ピンの作動端部の図である。 図６－１～図６－４の例示的な係止ピンの側部の図である。 図６－１～図６－４の例示的な係止ピンの上部の図である。 崩壊バルブブリッジにおける使用に好適な別の例示的な係止ピンの斜視図である。 崩壊バルブブリッジにおける使用に好適な別の例示的な係止ピンの斜視図である。 崩壊バルブブリッジにおける使用に好適な別の例示的な係止ピンの斜視図である。 崩壊バルブブリッジにおける使用に好適な別の例示的な係止ピンの斜視図である。 図７－１～図７－４の例示的な係止ピンの係止端部の図である。 図７－１～図７－４の例示的な係止ピンの作動端部の図である。 図７－１～図７－４の例示的な係止ピンの側部の図である。 図７－１～図７－４の例示的な係止ピンの上部の図である。 崩壊バルブブリッジにおける使用に好適な別の例示的な係止ピンの斜視図である。 崩壊バルブブリッジにおける使用に好適な別の例示的な係止ピンの斜視図である。 崩壊バルブブリッジにおける使用に好適な別の例示的な係止ピンの斜視図である。 崩壊バルブブリッジにおける使用に好適な別の例示的な係止ピンの斜視図である。 図８－１～図８－４の例示的な係止ピンの係止端部の図である。 図８－１～図８－４の例示的な係止ピンの作動端部の図である。 図８－１～図８－４の例示的な係止ピンの側部の図である。 図８－１～図８－４の例示的な係止ピンの底部の図である。 図８－１～図８－４の例示的な係止ピンの上部の図である。 崩壊バルブブリッジ内の作動ピンと相互作用する位置合わせ面を有する係止ピン受容部内に配置される例示的な係止ピンを示す断面図である。 係止ピン受容部内に配置された図８－１～図８－９の例示的な係止ピンを示す断面図であり、回転を防止するために作動ピンと相互作用する位置合わせ面を示している。 係止ピン受容部内に配置された図８－１～図８－９の例示的な係止ピンを示す断面図であり、回転を防止するために作動ピンと相互作用する位置合わせ面を示している。 係止ピン受容部内に配置され、適切な設置および位置合わせを確保するための非対称特徴部を有する図８－１～図８－９の例示的な係止ピンを示す断面図である。

図１は、バルブ作動システム１００の描画図であり、崩壊バルブブリッジ２００の形態の空動き装置を有するバルブトレインを含む。システムは、カム１２０などの好適なバルブ作動運動源からバルブ作動運動を受けることができるロッカーアーム１１０を含み得る。既知のように、ロッカーアームは、ロッカーシャフト１３０上の枢動移動のために支持され得、ロッカーシャフト１３０は、ロッカーアームに油圧流体を供給するために、内部に延長する１つ以上の油圧流体通路１３２を含み得る。カムローラ１１２は、ロッカー１１０のカムローラ端部１１４に配置され得、カム表面の運動をロッカー１１０に伝達するためにカム１２０の表面と相互作用し得る。付勢機構１４０は、ロッカーアーム隆起部または延長部１４４に抗して作用し、エンジンブロックまたはヘッドに固定された固定装着部１４６に固設されたばね１４２を含んでもよく、付勢機構１４０は、ロッカー１１０を運動源１２０に向かって付勢し、カムローラ１１２をカムと接触させて維持することができる。

図１に概略的に図示されるように、１つ以上の油圧流体送達チャネル１１８は、ロッカー１１０の内部内に延長して、油圧流体をロッカーシャフト油圧通路１３２からロッカー１１０のバルブブリッジ端部１１９まで送達し得る。油圧流体は、本明細書で詳細に説明されるように、内部通路１５２を有するスイベルフット１５０などのバルブトレイン内の追加の構成要素を通して送達チャネル１１８から、さらにバルブブリッジの内部作動構成要素まで通過し得る。バルブブリッジ２００の対向するバルブ係合端部２０２および２０４は、それぞれのエンジンバルブ１６０および１７０、またはエンジンバルブの運動を最終的に制御するブリッジピンなどの他の構成要素と係合し得る。各バルブ１６０、１７０は、バルブを閉鎖位置に付勢するバルブばね１６２、１７２を含んでよく、当技術分野で既知のように、バルブブリッジを上向きの方向に移動させようとする付勢力をバルブブリッジ上に提供してよく、したがって、カムローラ１１２をカム１２０に抗して保持しようとする付勢力も提供してもよい。バルブ１６０、１７０は、エンジンシリンダヘッドまたはエンジンブロック上に支持され、それに固定され得るバルブガイド１６４、１７４内に誘導され得る。

図２および図３は、本開示の態様による第１の例示的な崩壊バルブブリッジ２００の構成要素を図示する。図２は組み立て断面図であり、図３はバルブブリッジ構成要素の分解斜視図である。崩壊バルブブリッジ２００は、その中心部分に画定されたハウジングボアまたは空洞２１２を有するハウジング２１０を含み得る。ハウジング２１０の対向するバルブ係合端部２０２および２０４は、中心部分から延長し得る。ブリッジピストンまたはプランジャ２４０は、ハウジングボア２１２内に配置され得、スイベルフット１５０（図１）などのバルブトレイン構成要素を係合するためにバルブトレイン係合接触面２４４を有する上側部分２４２を含み得る。ブリッジピストン２４０はまた、ピストン戻りばね２５０を係合するために内部に画定されるばね座２４８を有する下側部分２４６を含み得、ピストン戻りばね２５０の反対側の端部は、ハウジングボア２１２の底壁２１４に抗して着座し得る。

本開示の態様によれば、係止アセンブリ２６０は、ハウジング２１０に対する移動のためにピストン２４０を選択的に係止および係止解除するためにブリッジピストン２４０内に配置され得る。略円筒形の形状であり得、したがって容易に形成され得る横方向または半径方向に延長するボア２４１は、ブリッジピストン２４０内に延長し得、したがって、それぞれの軸方向に位置合わせされた係止ピンハウジングまたは受容部を提供し得る。係止アセンブリ２６０は、横方向ボア２４１内に配置された一対の対向する係止ピン２６２を含み得る。係止ピン延長ばね２６４は、２つの係止ピン２６２の間の横方向ボア２４１内に提供されてよく、係止ピンをブリッジピストン２４０の軸または中心から半径方向外向きに展開するか、または係止方向に押し込もうとする付勢力を係止ピン上に提供し得る。各係止ピン２６２は、ばね２６４と係合するためにその内面上に形成された凹部ばね座２６１を含み得る。係止ピン２６２の内向きの進行は、横方向ボア内で中心に配置された係止ピン内側制限スナップリング２６６の形態であり得る、内側進行制限構成要素によって制限され得る。したがって、係止ピン内側制限スナップリング２６６はまた、他の係止ピンが部分的にのみ格納される間、係止ピン２６２のうちの１つが完全に格納されるいかなる可能性も最小化するように機能することもできる。

係止ピン２６２の外向きの進行は、外側進行制限構成要素によって制限され得、外側移動制限構成要素は、保持溝２４３内に配置され、ブリッジピストンのものと実質的に一致する外径を有する係止ピン外側制限スナップリング２７０の形態であり得る。認識されるように、係止ピン２６２は、その外面上にアンダーカット面２６３を含んでよく、アンダーカット面２６３は、本明細書でさらに詳細に説明されるように、ブリッジピストンをハウジング２１０に係合および係止する利点を提供することに加えて、係止ピン２６２の外側進行制限部を画定するために溝２４３に設置されるときに、外側制限スナップリング２７０に係合し得る。認識されるように、外側制限スナップリング２７０は、ブリッジピストン２４０内の係止ピン２６２の容易な組み立てを容易にする。内側制限スナップリング２６６、ばね２６４、および係止ピン２６２は、横方向ボア２４１に設置され、手動で、または製造機器を使用して格納位置に保持されてよく、外側制限スナップリング２７０は、ブリッジピストン２４０に収まり、溝２４３に位置決めされてよい。外側制限スナップリング２７０は、ブリッジピストン２４０内の係止アセンブリ２６０の迅速かつ容易な設置を容易にし、また、係止ピン２６２の進行に対する外側制限を提供するための係止ピン進行制限構成要素としても機能する。なおさらに、外側制限スナップリングは、係止ピン受容部２４１内の係止ピン２６２の著しい回転を防止し、したがって、係止ピン２６２を適切な向きに維持するように動作する。

係止ピン２６２は、崩壊ピストンブリッジ２００に提供される油圧流体の制御によって選択的に作動され得る。ピストン流体通路２４５は、ブリッジピストン２４０内に設けられてよく、油圧流体源を介して油圧流体を受容してよく、スイベルフット１５０（図１）内の通路１５２などのバルブトレイン内の通路を介して油圧流体を受容してよく、油圧流体は、次いで、ロッカー送達通路１１８（図１）を介して油圧流体に供給される。図３に最もよく見られるように、ピストン流体通路２４５の上側区分は、ピストン２４０内で軸方向に延長し得、ピストン流体通路２４５の下側部分は、出口２４７に半径方向外向きに延長し得る。

ピストンがピストンボア２１２に設置されたときに、出口２４７は、ピストンボア２１２の側面内に形成された環状チャネル２１６と流体連通し得る。係止ピンは、ピストン流体通路および環状チャネル２１６内の加圧された油圧流体の適用を通じて制御され得る。加圧された油圧流体が、ピストン流体通路２４５および環状チャネル２１６に、例えば当技術分野において一般的に既知のように、バルブトレイン内の油圧通路内の流体を制御する制御ソレノイドによって提供されるとき、内向きの力は、係止ピン２６２の半径方向最外側表面上に与えられ、係止ピン延長ばね２６４の付勢力を克服するのに十分となるであろう。したがって、係止ピン２６２は、係止ピン受容部２４１内の格納位置内に押し込まれ、環状チャネル２１６との接触から外れ、それによってブリッジピストン２４０をハウジング２１０に対して係止解除し、ピストン２４０がハウジングボア２１２内を移動することを可能にし、バルブトレイン内での対応する運動の損失が生じる。ピストン２４０は、油圧流体を横方向ボア２４１内からハウジングボア２１２の底部まで排気し得るピストン通気通路２４９を含み得る。ハウジング通気通路２１８は、通気油圧流体がハウジング２１０の底部から出ることを可能にする。この構成は、係止ピン２６２の後ろ（すなわち、半径方向内向き表面上）の横方向ボア２４１内の油圧流体の蓄積を防止する。

本開示から認識されるように、ピストン流体通路２４５が加圧された油圧流体で充填されないとき、例えば、制御ソレノイドバルブが油圧流体の流れを遮断するとき、ピストン戻りばね２５０の付勢力は、横方向ボア２４１が環状チャネルと位置が合うまで、ブリッジピストン２４０をハウジングボア２１２内で上向きに指標付けすることができる。その時点で、係止ピン延長ばね２６４の付勢力は、係止ピン２６２を環状チャネル２１６内に延長させ、それによってブリッジピストン２４０をハウジング２１０に対して係止させるのに十分である。

図２に最もよく見ることができるように、係止ピン２６２のアンダーカット面２６３は、係止ピン２６２が展開位置に移動するときに、係止ピン２６２の環状チャネル２１６との位置合わせを提供し得る。加えて、係止ピン２６２の上側延長部分は、係止ピン２６２が展開位置に移動するときに結合を防止するために、環状チャネル２１６の上面との十分なクリアランスを許容する寸法を有し得る。認識されるように、係止ピン２６２の円筒形形状は、対応する形状の係止ピン受容部２４１内での係止ピン２６２の回転移動を可能にし得る。一方で、係止ピン受容部内の係止ピン２６２の回転の程度に関するある程度の制限は、外側制限スナップリング２７０によって提供され得る。したがって、本開示の態様によると、係止ピン２６２は、環状チャネル２１６との自己位置合わせを容易にするのに十分な回転が許容されるが、それらが展開位置に移動するときに係止ピン２６２の移動の位置合わせ不良または干渉をもたらすような程度の回転は許容されない。

図４、図５．１、および図５．２は、本開示の態様による崩壊ブリッジ４００の代替的な実施形態を図示する。これらの態様によれば、係止ピン４６２の正の位置決めおよび同期運動は、ピストン４４０内に配置された作動ピン４８０によって容易にされる。崩壊ブリッジは、ハウジング４１０を含み得、ハウジング４１０はこの場合、バルブブリッジの形態であり、その中心部分に画定された内部ハウジングボアまたは空洞４１２を有し、ハウジングボア４１２の表面に延長する環状凹部４１６を含む。ハウジング２１０の対向するバルブ係合端部４０２および４０４は、中心部分から延長し得る。ブリッジピストンまたはプランジャ４４０がハウジングボア４１２内に配置され得、上側部分４４２を含み得る。ブリッジピストンキャップ４９０は、スイベルフット１５０（図１）、およびブリッジピストンキャップ４９０を通って延長するブリッジピストンキャップ流体通路４９６などのバルブトレイン構成要素と係合するためのバルブトレイン係合接触面４９４を含み得る。縮径ブリッジピストンキャッププラグ４９８は、ブリッジピストン上のブリッジピストンキャッププラグ受容ボア４４４内に収まっていてよい。ブリッジピストン４４０はまた、ピストン戻りばね４５０を係合するために上部に画定されるばね座４４８を有する下側部分４４６を含み得、ピストン戻りばね４５０の反対側の端部は、ハウジングボア４１２の底壁４１４に抗して着座し得る。ピストン戻りばね４５０は、ピストン４４０を上向きの方向に移動させようとする付勢力をピストン４４０に適用する。ハウジング通気口４１８は、ハウジングボア４１２からの油圧流体の流れを可能にする。

本開示の態様によれば、係止アセンブリ４６０は、ハウジング４１０に対する移動のためにピストン４４０を選択的に係止および係止解除するようにブリッジピストン４４０内に配置され得る。略円筒形の形状であり得、したがって容易に形成され得る横方向または半径方向に延長するボア４４１は、ブリッジピストン４４０内に延長し得、したがって、それぞれの軸方向に位置合わせされた係止ピンハウジングまたは受容部を提供し得る。係止アセンブリ４６０は、横方向ボア４４１を形成するそれぞれの係止ピン受容部内に配置された一対の対向する係止ピン４６２を含み得る。

ピストン４４０は、作動ピン４８０を受容するための作動ピン受容ボア４４５を含み得る。作動ピン４８０は、作動ピン受容ボア４４５の内径に実質的に対応する直径を有する作動ピンの円筒形部分であり得る、外側作動ピン係合面４８２を含み得る。作動ピン４８０はまた、外側作動ピン係合面４８２と比較して縮径の円筒形部分であり得る、内側作動ピン係合面４８４を含み得る。１つ以上の円錐形の、面取りされた、または他の形状では先細りの遷移面４８６は、内側作動ピン係合面４８４と外側作動ピン係合面４８２との間に延長し得る。作動ピン４８０は、作動ピン戻りばね４８８と協働し得、作動ピン戻りばね４８８は、一方の端部において作動ピン上に形成された作動ピンばね座４８９と係合し得る。作動ピン戻りばね４８８の反対側の端部は、ブリッジピストン４４０内に画定された作動ピン戻りばね空洞４４３内に収容され得、その端壁４４７と係合し得る。認識されるように、アクチュエータ戻りばね４８８は、作動ピン４８０を、動作の係止モードである図５．１に示される位置に移動させようとする付勢力を作動ピン４８０に提供する。

作動ピン４８０は、ブリッジピストンキャップ流体通路４９６に入り、作動ピン４８０の上面上に作用する油圧流体の制御下で、作動ピン戻りばね４８８の付勢力に抗して下向きに移動され得る。この運動は、崩壊ブリッジ４００を、図５．１に示される係止状態から図５．２に示される係止解除状態に遷移させる。特に図５．１に示されるように、外側作動ピン係合面４８２が係止ピン４６２の内面と接触するとき、係止ピン４６２は、ハウジング４１０の環状チャネル４１６と接触するように延長し、作動ピン４８０による表面間接触によってその位置に正に維持される。図５．１に示される位置からの作動ピン４８０の下向きの移動は、作動ピンの内側係合面－作動ピン４８０の縮径部分－を係止ピン４６２の内面と位置合わせさせることをもたらし、それにより係止ピン４６２の横方向ボア４４１の対向する端部への格納を可能にし、図５．２に示されるように、ハウジング４１０に対するブリッジピストン４４０の係止解除を可能にする。係止ピン４６２の内向きの運動のための原動力は、特に、それらが環状チャネル４１６の下面と接触する場合に、係止ピン４６２の表面の幾何学的形状によって提供されてよく、これにより、バルブトレイン構成要素によるピストン４４０上の下向きの力が、係止ピン４６２上に正味の内向きの力を引き起こす。すなわち、チャネル４１６の下面４１９および係止ピン４６２のアンダーカット面４６３は、作動ピン４８０が係止解除位置にある場合、ピストン４４０上の下向きの力が係止ピン４６２の内向きの移動をもたらすピストン軸の軸に対してそのような角度で延長し得る。例えば、欧州特許第２９７５２３０号に開示されるように、係止ピン４６２のアンダーカット面４６３および環状凹部４１６の下面４１９は、これらの相補的な表面の係合が係止ピン４６２上の正味の内向きの力を誘導するように、円錐円錐台に従って画定され得る。

本開示から認識されるように、図４、図５．１、および図５．２に示される作動ピン４８０の使用は、係止ピン４６２の正の位置決めおよび同期移動を提供する。これは、係止ピンのいずれかまたは両方が、各々が制御される独立した性質に起因して部分的に係合または係合解除される可能性のあるシナリオが排除されるため、図２および図３を参照して上述した実施形態よりもさらなる改善を提供することができる。より具体的には、係止ピンのうちの１つが部分的に係合したままであるが他方の係止ピンが完全に係合解除されている可能性、ならびに係止ピンまたは他の構成要素に対する関連する応力集中および潜在的な損傷は、図４、図５．１、および図５．２の実施形態の同期および正の位置決めの機能によって排除される。作動ピン４６２の縮径部分が係止ピン４６２と同時に係合または係合解除されるため、部分的な係合／係合解除の可能性は、完全に排除されない場合には大幅に低減される。

本開示のさらなる態様によれば、崩壊バルブトレイン構成要素いおいて使用される係止ピンおよび作動ピンのための様々な幾何学形状および構成は、特に、位置合わせ、係止ピン、作動ピンの製造および組み立ての容易さ、ならびに本明細書で一般的に企図される崩壊バルブトレイン構成要素の組み立てに関して、さらなる利点を提供することができる。このような幾何学形状および構成の例を図６．１～図６．８、図７．１～図７．８、図８．１～図８．９、および図９～図１２に図示する。概して、これらの図に示され、本明細書でさらに詳細に説明されるように、係止ピンは、円形、長円形、または楕円形の断面を有する略円筒形の本体を含み得る。本明細書で使用される場合、前述および後述の両方において、用語「円筒形」は、円形、長円形、または楕円形の断面を有し得る形状を含むことを意図している（かつそれと解釈されるべきである）。認識されるように、非円形形状の（または実質的に長方形でさえある）係止ピンは、横方向ボア内で回転する可能性が低いが、実質的に円形形状の係止ピンは、横方向ボア２４１、４４１が、長円形または長方形形状の横方向ボアなどの非円形ボアと比較して生産することが比較的容易であり、かつより安価であり得る程度に有利である。係止ピンは、１つ以上の凹状作動ピン係合面を備え得る一方の端部に作動ピン接触面を有し得、１つ以上の凸状ハウジング係合面を備え得る反対側の端部にハウジング接触面を有し得る。

係止ピンの作動ピン接触面の凹状作動ピン係合面は、上述したように作動ピンの外径である外側作動ピン係合面（すなわち、図４の４８２）と相補的に係合するように構成され得る。このようにして、各係止ピンの凹状作動ピン係合面は、作動ピンとの位置合わせを確保し、格納位置および展開位置にあるとき、格納位置から横方向ボアからの展開位置または延長位置に移動したとき、ならびにその逆のとき、係止ピンの過剰な回転を防止するために、位置合わせ面として動作し得る。同様に、係止ピンのハウジング接触面の凸状ハウジング係合面は、ハウジング（すなわち、バルブブリッジ本体）に形成される環状チャネルの表面と相補的に係合するように構成され得る。

図６．１～図６．８を総合的に参照すると、図６．１～図６．４は等角図であり、図６．５～図６．８は、係止ピン６００の例示的な実施形態の外側端部、内側端部、側部および上部の直交投影図である。係止ピン６００は、略円筒形形状を有し得、内側端部上の作動ピン接触面６１０と、外側端部上のハウジング接触面６３０と、を含み得る。作動ピン接触面６１０は、作動ピン４８０の外側係止ピン係合面（すなわち、図４の４８２）の外径を収容するのに十分な半径を有する凹面として形成された第１の作動ピン係合面６１２を含み得、したがって、係止ピンが延長位置にあるときに係止ピン６００と作動ピンとの安定した係合を提供する。この点において、作動ピン係合面６１２はまた、係止ピンが延長位置にあるとき、係止ピンと作動ピンとの位置合わせを保持するための位置合わせ面として機能する。作動ピン接触面６１０は、それぞれ、作動ピン接触面６１０の上側部分および下側部分に第２および第３のアクチュエータピン係合面６１４および６１６をさらに含み得る。第２および第３のアクチュエータピン係合面６１４および６１６は、各々、作動ピン軸に対して一定の角度で延長し得、作動ピン４８０上のそれぞれの遷移面（すなわち、図４の４８６）と係合するように適合され得る円錐形面取り面を含み得る。円錐面６１４および６１６は、特に、係止ピンが延長位置から格納位置に移動するときに、横方向ボア内の係止ピンの位置合わせを維持し、回転を防止するための機構として機能し得る。そのような位置合わせおよび回転防止機能は、図９においてより詳細に図示され、作動ピン９８０の円錐形遷移部９８６は、係止ピン９６２の円錐形面取り位置合わせ面９１６によって係合されようとしている状態である。図９に示されている例では、係止ピン上には１つの円錐形位置合わせ面のみが設けられ、作動ピン９８０上には１つの遷移面のみが設けられる。

位置合わせ面９１６は、作動ピン９８０の外側係止ピン係合面９８２と係合する延長位置から、係止ピンが作動ピン４８０の内側係止ピン係合面９８４と係合する格納位置までのその延長位置全体の進行中に、係止ピン９６２の回転を誘導および防止するように適合される。別の方法で述べると、これらの２つの円錐面９１６および９８６が互いに係合するとき（作動ピンが摺動してブリッジピストンの係止を引き起こす場合のように）、それらの相補的な形状は、係止ピンと作動ピンとの位置合わせを促し、それによって係止ピンの回転を防止するか、または少なくとも最小化する。

係止ピン６００のハウジング接触面６３０は、外側凹面６３２と、２つのハウジング係合面６３４および６３６と、を含み得る。ハウジング係合面６３４および６３６は、ハウジングボア内の環状チャネル内の１つまたはそれぞれの面取り面と係合し得る（すなわち、図５．１の４１９または図９の９１９）。ハウジング係合面６３４および６３６は、円錐円錐台または円錐形円錐台に従って画定され得、ハウジングボア内の環状チャネル内の対応する形状の表面と係合し得る。ハウジング係合面６３４および６３６のこの形状は、環状チャネル上の表面の形状とともに、延長位置に移動するときに係止ピンの位置合わせおよび回転防止を提供するだけでなく、作動ピンが係止解除位置にあり、ブリッジピストンが下向きのバルブトレイン力を受けるときに、係止ピン上の内向きの力および格納位置への移動を容易にする。

図７．１～図７．８を総合的に参照すると、本開示の態様による係止ピン７００の別の例示的な実施形態が図示されている。この実施形態では、作動ピン接触面７１０は、作動ピン４８０（図４）の外側係止ピン係合面と係合するための第１の係合面７１２と、作動ピン接触面７１０の上側部分にある単一の面取り円錐面７１４と、を含む。係止ピン７００のハウジング接触面７３０は、同様に、ハウジング接触面７３０の上側部分上に単一の円錐面７３４が設けられている。

図８．１～図８．９は、本開示の態様による係止ピン８００の別の例示的な実施形態を総合的に図示している。この実施形態では、係止ピン８００は、作動ピン接触面８１０上に２つの円錐形面取り位置合わせ面８１４および８１６が設けられている。係止ピン８００はまた、外側凸状端面８３１、円錐形ハウジング係合面８３６、および縮径凸状内側端面８３３を含むアンダーカットハウジング接触面８３０も設けられている。この例では、凸端面の下側部分（例えば、係止ピンの厚さの半分以上）が取り除かれ、最外側の凸端面８３１と縮径凸状内側端面８３３との間で遷移する円錐面８３６を形成する。結果として生じる突出部は、図１１に最もよく示されるように、環状チャネルの曲率と密接に一致する表面を有することが好ましい。このようにして、係止ピン８００上の円錐形遷移面は、環状チャネルの対応する表面と比較的広く係合することができ、それにより適用された力をより良好に分散させ、構成要素への損傷の可能性を最小化する。この構成はまた、ハウジング接触面８３０の環状チャネルとの位置合わせに関して位置合わせの利点を提供する。特に、アンダーカットハウジング接触面８３０は、ハウジング係合面８３６の上に延長する延長誘導面８４０を提供する。本開示によって認識されるように、このように係止ピン上に比較的広く平坦な表面または円錐面を設けることは、係止ピンが環状チャネルの同様に広く平坦な表面または円錐面に延長され、それと接触するときに、係止ピンに適用される実質的な力をより良好に分布させることができる。

図８の実施形態における表面８１４および８１６、ならびに図６の実施形態における表面６１４および６１６などの、本開示の態様による作動ピン接触面上の二重円錐形面取り面のさらなる利点は、係止ピンの位置合わせおよび回転防止の改善である。図１０をさらに参照すると、このような構成は、係止ピン１８１４および１８１６上の円錐形面取り面と協働する二重遷移面１４８６および１４８７を有する作動ピン１０８０などの作動ピンと併せて使用され、係止ピンの位置合わせおよび回転防止機能が改善される。より具体的には、図１０は、係止ピン１４６２の回転が面取り面１８１６および１８１４によって制限される前に、係止ピン受容部（横方向ボア）内で許容される係止ピン１４６２の回転の程度（および円錐形ハウジング係合面１８３６の位置ずれの程度）を示す。認識されるように、二重円錐形面取り面１８１６および１８１４は、係止ピン１４６２が、係止ピンの突出部分がハウジング上の環状チャネルに入るのを防止する程度まで回転することを防止してよく、したがって、係止ピンの適切な位置合わせおよび動作を確保する。

図１２をさらに参照すると、本開示のさらなる態様によると、係止ピンは、組み立てエラーを防止するために円錐面の非対称構成が提供され得る。図８．１～図８．９および図１０で見ることができるように、円錐面８１４、１８１４および８１６、１８１６は対称ではない。図示された例では、凹状端面の通常上向きに面している部分上の円錐面１８１４は、凹状端面の通常下向きに面している部分上の円錐面１８１６と比較してより深い深さで形成される。同時に、作動ピンの円錐形面取り遷移部は、凹状端面の非対称円錐面と相補的に係合するように同様に非対称に形成され得る。結果として、図１２に図示されるように係止ピンが逆さまに挿入された場合、凹状端面の通常下向きに面している部分上の円錐面と作動ピンの円錐形面取り部との係合は、作動ピンを横方向ボアから延長させ、それにより係止ピンが作動ピンに対して最内側の位置にあっても、係止ピンにピストンから延長させ、それによりブリッジ本体内に形成されたボア内へのブリッジピストンの挿入を防止する。

本実装形態は、特定の例示的な実施形態を参照して説明されてきたが、特許請求の範囲に記載される本発明のより広範な趣旨および範囲から逸脱することなく、これらの実施形態に様々な修正および変更が行われ得ることは明らかであろう。したがって、本明細書および図面は、限定的な意味ではなく、例示としてみなされるべきである。

Claims (15)

1. １つ以上のエンジンバルブを作動するためのバルブトレインを備える内燃機関において、前記１つ以上のエンジンバルブに適用される運動を制御するための装置であって、
   前記バルブトレイン内に配置されたハウジングであって、前記ハウジングが、ハウジングボアおよび少なくとも１つのハウジング係止面を含む、ハウジングと、
   前記ハウジングボア内に配置されたピストンであって、前記ピストンが、ピストンボアおよびその中に画定された少なくとも１つの係止ピン受容部を有し、前記少なくとも１つの係止ピン受容部が、円筒形形状を有する、ピストンと、
   前記ピストンを前記ハウジングに選択的に係止するための係止アセンブリであって、前記係止アセンブリが、前記ピストンボア内の移動のために支持されるアクチュエータピンおよび前記少なくとも１つの係止ピン受容部内に配置された少なくとも１つのそれぞれの係止ピンを備え、前記少なくとも１つの係止ピンが、前記少なくとも１つの係止ピンを前記少なくとも１つの係止ピン受容部のそれぞれ１つの中に支持するための円筒形表面を有し、前記アクチュエータピンが、前記少なくとも１つの係止ピンを延長位置で支持するように適合された外側係止ピン係合面および前記少なくとも１つの係止ピンを格納位置で支持するように適合された内側係止ピン支持面を含み、それにより前記アクチュエータピンの移動が、前記少なくとも１つの係止ピンに前記ハウジング係止面と選択的に係合または係合解除させ、それにより前記ピストンを前記ハウジングに対して選択的に係止または係止解除し、また前記少なくとも１つの係止ピンは、前記アクチュエータピンと係合するように適合された係止ピン位置合わせ面であって、前記延長位置から前記格納位置までの前記係止ピンの全行程中に前記係止ピンの回転を誘導および防止するように適合され、それにより前記係止ピンが前記格納位置に移動したときに前記係止ピンを前記アクチュエータピンに対して位置合わせされた向きに維持する係止ピン位置合わせ面を含む、係止アセンブリと、を備える、装置。
2. 前記アクチュエータピンが、前記外側係止ピン係合面から前記内側係止ピン係合面まで延長する遷移面を含み、前記係止ピン位置合わせ面が、前記遷移面と係合し、前記係止ピンと前記アクチュエータピンとの位置合わせを維持するように適合された、前記係止ピン上の面取り部を備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記遷移面が、円錐形であり、前記係止ピン位置合わせ面が、円錐形面取り部を備える、請求項２に記載の装置。
4. 前記少なくとも１つの係止ピンが、前記係止ピンが前記格納位置に移動したときに、前記係止ピンを前記アクチュエータピンに対して位置合わせされた向きに維持するように適合された少なくとも２つの係止ピン位置合わせ面を含む、請求項１に記載の装置。
5. 前記アクチュエータピンが、前記外側係止ピン係合面から前記内側係止ピン係合面まで延長する第１および第２の遷移面を含み、前記少なくとも２つの係止ピン位置合わせ面が、前記第１および第２の遷移面と係合し、前記係止ピンと前記アクチュエータピンとの位置合わせを維持するように適合された、前記係止ピン上の第１および第２の面取り部を備える、請求項４に記載の装置。
6. 前記ハウジング係止面が、前記ハウジングボアの環状凹部内に画定されている、請求項１に記載の装置。
7. 前記ハウジング係止面が、前記ハウジングボアの軸に対して傾斜した表面であり、前記少なくとも１つの係止ピンが、前記ハウジング係止面に対して相補的に成形されたハウジング係合面を含む、請求項１に記載の装置。
8. 前記ハウジング係止面が、円錐形錐台の形状を有し、前記少なくとも１つの係止ピンが、前記ハウジング係止面に対して相補的に成形されたハウジング係合面を含む、請求項１に記載の装置。
9. 前記ハウジングが、バルブブリッジである、請求項１に記載の装置。
10. 前記少なくとも１つの係止ピンが、前記アクチュエータピンと係合するための少なくとも２つの非対称アクチュエータピン係合面を含み、これにより前記係止ピン受容部内の前記係止ピンの単一の向きのみが、前記係止ピンを前記ピストン内に完全に格納することを可能にする、請求項１に記載の装置。
11. 前記少なくとも１つの係止ピンが、非対称円錐形アクチュエータピン係合面を含む、請求項１０に記載の装置。
12. 前記係止ピンが、前記ハウジング表面と係合するための円錐面と、前記係止ピン受容部内の前記少なくとも１つの係止ピンを誘導するために前記円錐面の上に延長する誘導面と、を含む、請求項１に記載の装置。
13. 前記少なくとも１つの係止ピンが、前記アクチュエータピンと係合するための一対の円錐面を含む、請求項１に記載の装置。
14. 前記少なくとも１つの係止ピン受容部が、前記係止ピン受容部内の前記係止ピンの傾きに対応するように寸法決めされている、請求項１に記載の装置。
15. 前記少なくとも１つの係止ピン受容部が、２つの軸方向に位置合わせされた係止ピン受容部を備える、請求項１に記載の装置。

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