独立した位相整合およびロックピン制御を行うカムシャフト位相器
【課題】エンジン内のクランクシャフトとカムシャフトとの間の位相関係を変更するためのカムシャフト位相器を提供すること。
【解決手段】このカムシャフト位相器はローブを有するステータを含む。ステータ内に配置されるロータがステータローブが差し込まれたベーンを有し、互い違いの進角室および遅角室を画定する。ロータとステータとの間での相対回転を防止するためにロックピンシートに選択的に係合されるロックピンが設けられる。圧縮オイルによりロックピンがシートから外され、一方でロックピンをシートに係合させるためにオイルが排出される。位相関係制御バルブがロータ内に同軸に配置され、室に入るおよび室から出るオイルの流れを制御する。ロックピンオイル通路が、カムシャフト位相器の外側に配置されるロックピン制御バルブからの入力に基づいてロックピンまでオイルを連通させたりロックピンからオイルを連通させたりする。制御バルブは互いに無関係に動作可能である。
【解決手段】このカムシャフト位相器はローブを有するステータを含む。ステータ内に配置されるロータがステータローブが差し込まれたベーンを有し、互い違いの進角室および遅角室を画定する。ロータとステータとの間での相対回転を防止するためにロックピンシートに選択的に係合されるロックピンが設けられる。圧縮オイルによりロックピンがシートから外され、一方でロックピンをシートに係合させるためにオイルが排出される。位相関係制御バルブがロータ内に同軸に配置され、室に入るおよび室から出るオイルの流れを制御する。ロックピンオイル通路が、カムシャフト位相器の外側に配置されるロックピン制御バルブからの入力に基づいてロックピンまでオイルを連通させたりロックピンからオイルを連通させたりする。制御バルブは互いに無関係に動作可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は、内燃エンジンにおいてクランクシャフトとカムシャフトとの間の位相関係を変更するための油圧駆動カムシャフト位相器に関し、より詳細には、ベーンタイプのカムシャフト位相器であるそのようなカムシャフト位相器に関し、より詳細には、クランクシャフトとカムシャフトとの間の位相関係を変更するための、カムシャフト位相器内に同軸に配置される位相関係制御バルブと、カムシャフト位相器の外側に配置されるロックピンオイル制御バルブを使用してロックピンへとオイルを連通させたりロックピンからオイルを連通させたりするためのロックピンオイル通路と、を有するベーンタイプのカムシャフト位相器に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]一般的なベーンタイプのカムシャフト位相器は、通常、ステータ上で内向きに延在する複数のローブが差し込まれた、ロータ上で外向きに延在する複数のベーンを有し、それによりベーンとローブとの間で互い違いの進角室および遅角室が形成される。ステータ内でロータを回転させてそれによりエンジンカムシャフトとエンジンクランクシャフトとの間の位相関係を変更するために、エンジンオイルが進角室および遅角室のうちの一方に選択的に供給されて進角室および遅角室のもう一方から排出される。カムシャフト位相器はまた、通常、フル進角位置とフル遅角位置との中間の角度位置においてロータとステータとの間での相対回転を選択的に防止する中間ロックピンを有する。この中間ロックピンは、中間ロックピンからオイルを排出したり中間ロックピンに圧縮オイルを供給したりすることにより、それぞれ係合されたり係合を外されたりする。
【０００３】
[0003]一部のカムシャフト位相器は、内燃エンジン内に配置される１つまたは複数のオイル制御バルブを使用して、進角室、遅角室およびロックピンへの圧縮オイルの流れまたはそれらからの圧縮オイルの流れを制御する。このようなカムシャフト位相器の一例が、米国特許出願公開第２０１０／０２８８２１５号に示されている。この構成では、カムシャフト位相器との連絡のために、カムシャフトベアリングには３つの別個の供給信号が含まれる必要がある。より具体的には、カムシャフトベアリングには、進角室のための第１の通路、遅角室のための第２の通路、および、ロックピンのための第３の通路が含まれる。３つの別個の通路がカムシャフトベアリング内に含まれることにより、望ましくなく、カムシャフトの長さが増す。さらに、３つの各々の通路へのオイルまたはそれらからのオイルを制御するのに必要であるオイル制御バルブを中に実装するための内燃エンジン内での空間が制限される可能性がある。
【０００４】
[0004]実装に関する懸念事項、および、内燃エンジン内にオイル制御バルブを実装することに付随してカムシャフトベアリングの長さが増すという問題を排除するために、一部の製造業者は、カムシャフト位相器内に同軸のオイル制御バルブを設けている。この構成は、進角室および遅角室のみにオイルを供給するオイル制御バルブためには良好に機能するが、同じバルブを用いてロックピンを制御することは不利である。このようなカムシャフト位相器の一例が米国特許出願公開第２００４／００５５５５０号に示されている。進角室および遅角室に加えてロックピンへのオイルを制御するために、カムシャフト位相器内に同軸のオイル制御バルブを１つ含むことの１つの欠点は、カムシャフトの厚さが増すことであり、これは、ロックピンへさらにはロックピンからオイルを供給するための通路を収容するために必要なことである。また、オイル制御バルブが１つであることにより、ロックピン機能および位相整合機能を独立させて制御することが妨げられ、それにより中間ロックピンをそのロックピンシートに係合させることが困難となる可能性がある。
【０００５】
[0005]カムシャフトベアリング内に３つの別個の供給通路を必要としないような、位相関係を制御するためのさらにはロックピンを制御するためのバルブ機構を備える軸方向にコンパクトなカムシャフト位相器が必要とされている。また、ロックピンを制御するのに使用されるオイルとは無関係に、位相関係を変更するのに使用されるオイルを制御することを可能にするカムシャフト位相器が必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０２８８２１５号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／００５５５５０号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
[0006]簡単に言うと、内燃エンジン内のクランクシャフトとカムシャフトとの位相関係を制御可能に変更するためのカムシャフト位相器が提供される。このカムシャフト位相器は複数のローブを有するステータを含み、また、ステータとクランクシャフトとの間の回転比を固定するために内燃エンジンのクランクシャフトに接続可能である。このカムシャフト位相器はまた、ステータ内に同軸に配置されて複数のベーンを有するロータを含み、これらの複数のベーンにはステータローブが差し込まれ、それにより互い違いの進角室および遅角室が画定される。進角室は、クランクシャフトとカムシャフトとの間の位相関係を進角方向に変更するために圧縮オイルを受け、一方遅角室は、カムシャフトとクランクシャフトとの間の位相関係を遅角方向に変更するために圧縮オイルを受ける。ロータは、ロータとカムシャフトとの間で相対回転が起こるのを防止するために内燃エンジンのカムシャフトに取付可能である。ロータおよびステータのうちの一方の中にロックピンが配置されるが、これは、ロックピンがロックピンシートに係合されているときにロータとステータとの間の位相関係が変更されるのを防止するためにロータおよびステータのもう一方に選択的に係合されるためのものである。ロックピンをロックピンシートから外すために、圧縮オイルが選択的にロックピンに供給され、ロックピンをロックピンシートに係合させるために、オイルが選択的にロックピンから排出される。進角室および遅角室に入るオイルの流れおよびそれらから出るオイルの流れを制御するために、位相関係制御バルブがロータ内に同軸に配置される。ロックピンへとオイルを連通させたりロックピンからオイルを連通させたりするためのロックピンオイル通路が設けられる。このロックピンオイル通路は、カムシャフト位相器が内燃エンジンに取り付けられるときに、カムシャフト位相器の外側に配置されるロックピンオイル制御バルブに接続可能である。ロックピン制御バルブはロックピンへのオイルの流れおよびロックピンからのオイルの流れを制御するものであり、位相関係制御バルブとは無関係に作動する。
【０００８】
[0007]非限定の例としてのみ与えられる、添付図面を参照する本発明の好適な実施形態の以下の詳細な説明を読むことにより本発明のさらなる特徴および利点がより明確となる。
【０００９】
[0008]添付図面を参照して本発明をさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】[0009]本発明によるカムシャフト位相器を示す分解等角図である。
【図２】[0010]図１のカムシャフト位相器を示す軸方向断面図である。
【図３】[0011]図２の矢印３の方向に沿った、本発明によるカムシャフト位相器を示す径方向断面図である。
【図４Ａ】[0012]圧縮オイルを遅角室に供給するためのさらには進角室からオイルを排出するための第１の位置にある位相関係制御バルブを示している、図３に示される断面線４−４を通る、図１のカムシャフト位相器を示す軸方向断面図である。
【図４Ａ１】[0013]カムシャフト位相器を通るオイル流れを明瞭に示すために参照符号をなくした、図４Ａの関連要素を示す拡大図である。
【図４Ｂ】[0014]進角室に圧縮オイルを供給するためのさらには遅角室からオイルを排出するための第２の位置にある位相関係制御バルブを示す、図４Ａの軸方向断面図である。
【図４Ｂ１】[0015]カムシャフト位相器を通るオイル流れを明瞭に示すために参照符号をなくした、図４Ｂの関連要素を示す拡大図である。
【図５】[0016]図５Ａは、図１のカムシャフト位相器のブシュアダプタを示す拡大等角図である。[0017]図５Ｂは、図５Ａのブシュアダプタを示す等角断面図である。
【図６】[0018]図２の円６を示す拡大図である。
【図７Ａ】[0019]一次ロックピンおよび二次ロックピンに圧縮オイルを供給するためのオイル供給位置にあるロックピン制御バルブを示している、図３に示される断面線７−７を通る、図１のカムシャフト位相器を示す軸方向断面図である。
【図７Ｂ】[0020]一次ロックピンおよび二次ロックピンからオイルを排出するためのオイル排出位置にあるロックピン制御バルブを示す、図７Ａの軸方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[0021]本発明の好適な実施形態に従い、図１、２および３を参照すると、カムシャフト位相器１２を含む内燃エンジン１０が示されている。内燃エンジン１０はまた、複数の往復ピストン（図示せず）によって駆動されるクランクシャフト及びチェーン（図示せず）からの回転入力に基づいて回転可能であるカムシャフト１４を有する。カムシャフト１４が回転すると、内燃エンジンの技術分野でよく知られているように、吸気バルブおよび／または排気バルブ（図示せず）にバルブ上げ動作およびバルブ閉じ動作が与えられる。カムシャフト位相器１２は、クランクシャフトとカムシャフト１４との間のタイミングを変更することが可能である。このようにして、吸気バルブおよび／または排気バルブの開閉は、所望のエンジン性能を達成するために進角または遅角させることができる。
【００１２】
[0022]カムシャフト位相器１２は、内燃エンジン１０のクランクシャフトによって駆動されるチェーンまたはギア（図示せず）によって駆動されるスプロケット１６を有する。別法として、スプロケット１６はベルトによって駆動されるプーリであってもよい。スプロケット１６はカムシャフト１４を受け入れるための中央孔１８を同軸で有しており、カムシャフト１４はその中央孔１８内でスプロケット１６に対して相対的に回転することが可能である。スプロケット１６は、後でより詳細に説明するように、スプロケットボルト２２によりステータ２０に密封状態で固定される。
【００１３】
[0023]ステータ２０は概して円筒形であり、径方向内向きに延在する複数のローブ２６によって画定される複数の径方向（換言すれば、放射状）チャンバ２４を有する。示される実施形態では、４つの径方向チャンバ２４を画定する４つのローブ２６が存在するが、異なる数のローブが設けられてその数のローブと同数の径方向チャンバが画定されてよいことを理解されたい。
【００１４】
[0024]ロータ２８は中央ハブ３０を有し、この中央ハブ３０は、そこから径方向外向きに延在する複数のベーン３２と、中央ハブ３０を軸方向に貫通して延在する中央貫通孔３４とを有する。ベーン３２の数はステータ２０内に設けられる径方向チャンバ２４の数に等しい。ロータ２８はステータ２０内に同軸に配置され、それにより、各ベーン３２が各径方向チャンバ２４を進角室３６および遅角室３８に分割する。ローブ２６の径方向先端部は、径方向チャンバ２４を互いから分割するように中央ハブ３０に噛み合い可能である。好適には、ベーン３２の径方向先端部の各々は、隣接する進角室３６および遅角室３８を互いから実質的に密封するために複数のワイパーシール４０のうちの１つを有する。図示されないが、ローブ２６の径方向先端部の各々が、ワイパーシール４０の形態と同様のワイパーシールを有することができる。
【００１５】
[0025]中央ハブ３０は、そこを径方向に貫通して形成される複数のオイル通路４２Ａ、４２Ｒを有する（図３の隠れ線で最もよく確認できる）。複数のオイル通路４２Ａは、各々、進角室３６のうちの１つにオイルを供給するためにさらにはそこからオイルを供給するために進角室３６のうちの１つに流体連通され、一方、複数のオイル通路４２Ｒは、各々、遅角室３８のうちの１つにオイルを供給するためにさらにはそこからオイルを供給するために遅角室３８のうちの１つに流体連通される。
【００１６】
[0026]バイアスばね（換言すれば、付勢ばね）４４が、ロータ２８内に形成された環状ポケット４６の中かつカムシャフト位相器カバー５０の中央孔４８の中に配置される。バイアスばね４４はその一方の端部がカムシャフト位相器カバー５０に取り付けられており、他方の端部がロータ２８に取り付けられる。内燃エンジン１０が停止するとき、後のバラグラフでより詳細に説明するように、バイアスばね４４がロータ２８をステータ２０内の所定の角度位置まで付勢する。
【００１７】
[0027]カムシャフト位相器１２は、最大進角位置と最大遅角位置との間にある所定の角度位置においてロータ２８とステータ２０との間での相対回転を選択的に防止するための段階的デュアルロックピンシステム（ｓｔａｇｅｄ ｄｕａｌ ｌｏｃｋ ｐｉｎ ｓｙｓｔｅｍ）を有する。一次ロックピン５２が、ロータ２８の複数のベーン３２のうちの１つの中に形成される一次ロックピン孔５４内に摺動可能に配置される。一次ロックピン５２を中で選択的に受け入れるために、カムシャフト位相器カバー５０内に一次ロックピンシート５６が形成される。一次ロックピンシート５６は一次ロックピン５２より大きく、それにより、一次ロックピン５２が一次ロックピンシート５６内に着座されているときに、ロータ２８が所定の角度位置から各側に約５°だけステータ２０に対して相対的に回転することが可能となる。一次ロックピンシート５６が大きいことで、一次ロックピン５２を中で受け入れることがより容易になる。一次ロックピン５２が一次ロックピンシート５６内に着座されることが望まれない場合、圧縮オイルが一次ロックピン５２に供給され、それにより一次ロックピン５２が一次ロックピンシート５６から出るように押圧され、一次ロックピンばね５８が圧縮される。逆に、一次ロックピン５２が一次ロックピンシート５６内に着座されることが望まれる場合、圧縮オイルが一次ロックピン５２から排出され、それにより一次ロックピンばね５８が一次ロックピン５２をカムシャフト位相器カバー５０に向かって押圧することが可能となる。このようにして、一次ロックピン５２を一次ロックピンシート５６に位置合わせするのを可能にするようにロータ２８がステータ２０内に配置されると、一次ロックピン５２が一次ロックピンばね５８により一次ロックピンシート５６内に着座されるようになる。
【００１８】
[0028]二次ロックピン６０がロータ２８の複数のベーン３２のうちの１つの中に形成される二次ロックピン孔６２内に摺動可能に配置される。二次ロックピン６０を中で選択的に受け入れるために、カムシャフト位相器カバー５０内に二次ロックピンシート６４が形成される。二次ロックピン６０は密接に摺動する関係で二次ロックピンシート６４内に嵌合されることから、二次ロックピン６０が二次ロックピンシート６４内で受け入れられているとき、ロータ２８とステータ２０との間での相対回転が実質的に防止される。二次ロックピン６０が二次ロックピンシート６４内に着座されることが望まれない場合、圧縮オイルが二次ロックピン６０に供給され、それにより二次ロックピン６０が二次ロックピンシート６４から出るように押圧され、二次ロックピンばね６６が圧縮される。逆に、二次ロックピン６０が二次ロックピンシート６４内に着座されることが望まれる場合、圧縮オイルが二次ロックピン６０から排出され、それにより二次ロックピンばね６６が二次ロックピン６０をカムシャフト位相器カバー５０に向かって押圧することが可能となる。このようにして、二次ロックピン６０を二次ロックピンシート６４に位置合わせするのを可能にするようにロータ２８がステータ２０内に配置されると、二次ロックピン６０が二次ロックピンばね６６により二次ロックピンシート６４内に着座されるようになる。
【００１９】
[0029]所定の角度位置においてロータ２８とステータ２０との間での相対回転を防止することが望まれる場合、圧縮オイルが一次ロックピン５２および二次ロックピン６０の両方から排出され、それにより、一次ロックピンばね５８および二次ロックピンばね６６が、それぞれ、一次ロックピン５２および二次ロックピン６０をカムシャフト位相器カバー５０に向かって押圧することが可能となる。一次ロックピン５２および二次ロックピン６０を一次ロックピンシート５６および二次ロックピンシート６４にそれぞれ整合するために、圧縮オイルを進角室３６に供給すること、圧縮オイルを遅角室３８に供給すること、バイアスばね４４により押圧すること、および、カムシャフト１４からのトルクを使用すること、のうちの１つまたは複数により、ロータ２８がステータ２０に対して相対的に回転され得る。一次ロックピンシート５６は大きいため、二次ロックピン６０が二次ロックピンシート６４内に着座される前に、一次ロックピン５２が一次ロックピンシート５６内に着座される。一次ロックピン５２が一次ロックピンシート５６内に着座されている状態では、ロータ２８がステータ２０に対して相対的に約１０°回転することが可能である。二次ロックピン６０を二次ロックピンシート６４に位置合わせしてそれにより二次ロックピン６０が二次ロックピンシート６４内に着座されるのを可能にするために、圧縮オイルを進角室３６に供給すること、圧縮オイルを遅角室３８に供給すること、バイアスばね４４により付勢すること、および、カムシャフト１４からのトルクを使用すること、のうちの１つまたは複数により、ロータ２８はステータ２０に対して相対的にさらに回転され得る。進角室３６、遅角室３８、一次ロックピン５２、および、二次ロックピン６０へのオイルの供給およびそれらからのオイルを排出は後でより詳細に説明する。
【００２０】
[0030]カムシャフト位相器カバー５０は、スプロケット１６およびステータ２０を通って延在してカムシャフト位相器カバー５０にねじ込み式に係合されるスプロケットボルト２２により、ステータ２０に密封状態で取り付けられる。このようにして、スプロケット１６、ステータ２０およびカムシャフトカバー５０を軸方向および径方向において互いに固定するために、ステータ２０がスプロケット１６とカムシャフト位相器カバー５０との間でしっかりとクランプされる。
【００２１】
[0031]次に図１、２、５Ａおよび５Ｂを参照すると、ブシュアダプタ６８が密嵌状態でカムシャフト１４のポケット７０内に同軸に配置されている。ブシュアダプタ６８はまた、圧力嵌め状態でロータ２８の中央貫通孔３４内に同軸で配置されてそれらの間での相対回転を防止しており、また、中央貫通孔３４の段差特徴によって画定される中央貫通孔３４の停止面７２に当接されるまで中央貫通孔３４内に圧力嵌めされてよい。カムシャフト位相器１２がカムシャフト１４に取り付けられるとき、ブシュアダプタ６８がカムシャフト位相器１２をカムシャフト１４に同軸に整合する。これにより、カムシャフト１４を中で受けてカムシャフト位相器１２をカムシャフト１４に同軸に位置合わせするためにロータ２８内で軸方向の空間が必要とされないことから、ロータ２８を軸方向においてよりコンパクトにすることが可能となる。オイル通路の回路網は、後で詳細に説明するようにブシュアダプタ６８によって部分的に画定される。
【００２２】
[0032]カムシャフト位相器１２は、密接な嵌合状態でブシュアダプタ６８を通って軸方向に延在するカムシャフト位相器取付ボルト７４によりカムシャフト１４に取り付けられる。ロータ２８は、ポケット７０からカムシャフト１４内に軸方向に延在するねじ穴７８を備えるカムシャフト１４の軸方向面７６に接触して配置される。
【００２３】
[0033]カムシャフト１４を貫通して径方向に形成されるカムシャフト位相整合用オイル通路８２からオイルを受けるために、カムシャフト位相器取付ボルト７４とポケット７０との間で径方向に環状オイル室８０が形成される。オイルは、カムシャフトベアリング８４内の油孔（ｏｉｌ ｇａｌｌｅｒｙ）（図示せず）を通して、内燃エンジン１０からカムシャフトオイル通路８２まで供給される。カムシャフト位相器取付ボルト７４が所定のトルクまで締め付けられると、カムシャフト位相器取付ボルト７４のヘッド８６が軸方向においてロータ２８のボルト表面８８に作用する。このようにして、カムシャフト位相器１２が軸方向においてカムシャフト１４に固定され、それによりロータ２８とカムシャフト１４との間での相対回転が防止される。
【００２４】
[0034]次に図１、３、４Ａ、５Ａおよび５Ｂを参照すると、ブシュアダプタ６８が、内燃エンジン１０から位相関係制御バルブ９２まで圧縮オイルを連通させるための供給通路９０を少なくとも部分的に画定している。供給通路９０は、ブシュアダプタ６８の内径上に形成される第１の環状溝９４によって部分的に画定されてよい。第１の環状溝９４は軸方向においてロータ２８内に配置されてよい。
【００２５】
[0035]供給通路９０はさらに、軸方向においてロータ２８の中央ハブ３０内の途中まで延在する軸方向溝９６によって画定されてよい。軸方向溝９６は、ブシュアダプタ６８を通って径方向に延在する第１の接続通路９８を通して第１の環状溝９４に流体連通され得る。
【００２６】
[0036]供給通路９０はさらに、ブシュアダプタ６８の内径上に形成されかつ軸方向においてカムシャフト１４のポケット７０内に配置され得る第２の環状溝１００により、画定されてよい。第２の環状溝１００は、ブシュアダプタ６８を通って径方向に延在する第２の接続通路１０２を通して軸方向溝９６に流体連通され得る。
【００２７】
[0037]供給通路９０はさらに、ブシュアダプタ６８の外径上で、軸方向において第１の環状溝９４と第２の環状溝１００との間に形成される第３の環状溝１０４によって画定されてよい。第３の環状溝１０４は第２の接続通路１０２を通して第２の環状溝１００に流体連通され得、また、ブシュアダプタ６８の外径上で軸方向に配置されることによって軸方向溝９６に流体連通され得、したがって、軸方向溝９６は少なくとも部分的に軸方向において第３の環状溝１０４に重なる。
【００２８】
[0038]供給通路９０はさらに、カムシャフト位相器取付ボルト７４内で軸方向に形成される盲孔１０６によって画定されてよい。盲孔１０６は、ヘッド８６によって画定されるカムシャフト位相器取付ボルト７４の端部から始まり、軸方向において環状オイル室８０に位置合わせされる、カムシャフト位相器取付ボルト７４内の位置まで延在してよい。第１の径方向ドリル孔１０８がカムシャフト位相器取付ボルト７４を通って径方向に延在しており、環状オイル室８０から盲孔１０６までの流体連通を実現しており、一方で、第２の径方向ドリル孔１１０が軸方向において第１の径方向ドリル孔１０８から離間されてカムシャフト位相器取付ボルト７４を通って径方向に延在しており、盲孔１０６から第２の環状溝１００までの流体連通を実現している。
【００２９】
[0039]位相関係制御バルブ９２から内燃エンジン１０までオイルが逆流するのを防止しながら圧縮オイルが内燃エンジン１０から位相関係制御バルブ９２まで供給されるのを可能するために、軸方向において第１の径方向ドリル孔１０８と第２の径方向ドリル孔１１０との間にチェックバルブ組立体１１２が配置されてよい。チェックバルブ組立体１１２は、圧縮オイル内に存在する可能性がある異物が位相関係制御バルブ９２に到達するのを一切防止するためにフィルタ１１４を有する。チェックバルブ組立体１１２は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、本出願人に譲渡された米国特許出願第１２／９１２，３３８号により詳細に記載されている。
【００３０】
[0040]カムシャフト位相器取付ボルト７４は、第１の環状溝９４と盲孔１０６との間で流体連通を実現するために、そこを貫通して径方向に延在する供給用ドリル孔１１６を有する。供給用ドリル孔１１６は圧縮オイルが位相関係制御バルブ９２に供給されるのを可能にする。
【００３１】
[0041]供給通路９０の少なくとも一部分を画定することに加えて、ブシュアダプタ６８はさらに、圧縮オイルを位相関係制御バルブ９２から進角室３６まで選択的に連通させるためのさらにはオイルをそこから排出するための進角通路１１８を少なくとも部分的に画定する。進角通路１１８は、ブシュアダプタ６８の内径上で軸方向において第１の環状溝９４と第２の環状溝１００との間に形成される第４の環状溝１２０により少なくとも部分的に画定され得る。第４の環状溝１２０は進角オイル接続通路１２２を通してオイル通路４２Ａに流体連通され、このオイル通路４２Ａは進角室３６に流体連通されている。進角オイル接続通路１２２は第４の環状溝１２０からブシュアダプタ６８を通って軸方向に延在する。
【００３２】
[0042]カムシャフト位相器取付ボルト７４は、第４の環状溝１２０と盲孔１０６との間で流体連通を実現するための、そこを貫通して径方向に延在する進角ドリル孔１２４を有する。進角ドリル孔１２４は、圧縮オイルが位相関係制御バルブ９２から進角室３６まで選択的に供給されるのを可能にする。
【００３３】
[0043]供給通路９０および進角通路１１８の少なくとも一部分を画定することに加えて、ブシュアダプタ６８はさらに、位相関係制御バルブ９２から遅角室３８まで圧縮オイルを選択的に連通させるための遅角通路１２６を少なくとも部分的に画定する。遅角通路１２６は、軸方向においてブシュアダプタ６８の軸方向端部１３０とヘッド８６との間に形成される軸方向空間１２８によって画定され得る。軸方向端部１３０はブシュアダプタ６８の小径区間１３２によって画定されてよく、それによりロータ２８の中央貫通孔３４と小径区間１３２との間に径方向のクリアランスが設けられる。軸方向空間１２８はさらに、径方向においてロータ２８とカムシャフト位相器取付ボルト７４との間に画定される。軸方向空間１２８は、遅角室３８に流体連通されているオイル通路４２Ｒに流体連通される。
【００３４】
[0044]カムシャフト位相器取付ボルト７４は、軸方向空間１２８と盲孔１０６との間で流体連通を実現するための、カムシャフト位相器取付ボルト７４を貫通して径方向に延在する遅角ドリル孔１３４を有する。遅角ドリル孔１３４は、圧縮オイルが位相関係制御バルブ９２から遅角室３８まで選択的に供給されるのを可能にする。
【００３５】
[0045]位相関係制御バルブ９２はカムシャフト位相器取付ボルト７４内に配置され、カムシャフト位相器取付ボルト７４の溝１３８内に嵌合される保持リング１３６によりその中で保持される。位相関係制御バルブ９２は本体１４２を備えるバルブスプール１４０を有し、この本体１４２は、本体１４２とカムシャフト取付ボルト７４の盲孔１０６との間に環状のクリアランスを設けるように概して円筒形で中空であり、そのように寸法決定される。
【００３６】
[0046]バルブスプール１４０はまた、供給用ドリル孔１１６と進角ドリル孔１２４との間の流体連通を選択的に遮断するために、本体１４２から径方向外向きに延在する進角ランド部１４４を有する。進角ランド部１４４は、進角ランド部１４４と盲孔１０６との間をオイルが通過するのを実質的に防止するために、密嵌状態でカムシャフト位相器取付ボルト７４の盲孔１０６内に装着される。
【００３７】
[0047]バルブスプール１４０はまた、供給用ドリル孔１１６と遅角ドリル孔１３４との間の流体連通を選択的に遮断するために、本体１４２から径方向外向きに延在する遅角ランド部１４６を有する。遅角ランド部１４６は軸方向において進角ランド部１４４から離れるように位置決めされ、遅角ランド部１４６と盲孔１０６との間をオイルが通過するのを実質的に防止するために、密接な嵌合状態でカムシャフト位相器取付ボルト７４の盲孔１０６内に装着される。
【００３８】
[0048]次に図１、４Ａおよび６を参照すると、バルブスプール１４０が、位相関係制御バルブアクチュエータ１４８およびスプールばね１５０からの入力により盲孔１０６内で軸方向に移動可能である。スプールばね１５０は、第２の径方向ドリル孔１１０と進角ドリル孔１２４との間で盲孔１０６内に密封状態で固定されるシート１５２によりカムシャフト位相器取付ボルト７４に取り付けられている。シート１５２は盲孔１０６をスプール区間１５４とチェックバルブ区間１５６とに密封状態で分離する。スプールばね１５０の第１の端部がシート１５２の環状凹部１５８内に着座され、一方、スプールばね１５０の第２の端部がバルブスプール１４０の一方の端部内に形成されるばねポケット１６０内に着座される。このようにして、スプールばね１５０は、位相関係制御バルブアクチュエータ１４８が付勢されていないときにバルブスプール１４０をシート１５２から離れるように付勢し、それにより、圧縮オイルが供給用ドリル孔１１６から遅角ドリル孔１３４まで供給されかつオイルが進角ドリル孔１２４からバルブスプール１４０の中央通路１６２を通してさらにはヘッド８６に隣接する盲孔１０６の端部を通して排出されるように、スプール区間１５４内でバルブスプール１４０が位置決めされる。逆に、位相関係制御バルブアクチュエータ１４８が作動しているとき、圧縮オイルが進角ドリル孔１２４に供給されかつオイルが遅角ドリル孔１３４からヘッド８６に隣接する盲孔１０６の端部まで排出されるようにスプール区間１５４内でバルブスプール１４０を位置決めするために、スプールばね１５０の付勢力が打ち負かされる。
【００３９】
[0049]次に図４Ａ、７Ａおよび７Ｂを参照すると、当技術分野で知られている従来の３ウェイバルブであるロックピン制御バルブ１６４が概略的に示されている。ロックピン制御バルブ１６４はカムシャフト位相器１２の外側でカムシャフト位相器１２から離れて位置しており、好適には内燃エンジン１０内に位置する。ロックピン制御バルブ１６４はポンプ１６６から圧縮オイルを受け入れ、このポンプ１６６は好適には位相関係制御バルブ９２にも圧縮オイルを供給する。ロックピン制御バルブアクチュエータ１６８は、オイル供給位置とオイル排出位置との間でロックピン制御バルブ１６４を移動させる。
【００４０】
[0050]図７Ａに示されるようにオイル供給位置では、ポンプ１６６からの圧縮オイルがロックピン制御バルブ１６４を通過して、カムシャフト１４の周りで周方向に形成され、かつ軸方向においてカムシャフト１４を貫通して形成されたカムシャフト一次ロックピンオイル通路１７２およびカムシャフト二次ロックピンオイル通路１７４に流体連通される環状ロックピンオイル溝１７０まで供給される。カムシャフト一次ロックピンオイル通路１７２は、ロータ２８を貫通して形成されかつ一次ロックピン５２に流体連通されるロータ一次ロックピンオイル通路１７６に位置合わせされる。同様に、カムシャフト二次ロックピンオイル通路１７４は、ロータ２８を貫通して形成されかつ二次ロックピン６０に流体連通されるロータ二次ロックピンオイル通路１７８に位置合わせされる。
【００４１】
[0051]図７Ｂに示されるようにオイル排出位置では、ポンプ１６６からの圧縮オイルがロックピン制御バルブ１６４を通過して環状ロックピンオイル溝１７０まで達することが防止される。同時に、一次ロックピン５２および二次ロックピン６０からオイルを排出するために、環状ロックピンオイル溝１７０とオイルリザーバ１８０との間で流体連通が実現される。
【００４２】
[0052]図７Ａを参照すると、作動時、内燃エンジン１０のカムシャフト１４とクランクシャフトとの間の位相関係が変更されることが望まれる場合、内燃エンジン１０からの圧縮オイルが一次ロックピン５２および二次ロックピン６０に供給される。ここでの圧縮オイルの経路は矢印Ｐで示されている。これは、ロックピン制御バルブアクチュエータ１６８を使用してロックピン制御バルブ１６４をオイル供給位置に配置することによって達成される。このようにして、圧縮オイルが、環状ロックピンオイル溝１７０を通して、ポンプ１６６からカムシャフト一次ロックピンオイル通路１７２およびカムシャフト二次ロックピンオイル通路１７４まで供給される。圧縮オイルは、カムシャフト一次ロックピンオイル通路１７２およびカムシャフト二次ロックピンオイル通路１７４から、それぞれロータ一次ロックピンオイル通路１７６およびロータ二次ロックピンオイル通路１７８を通して、一次ロックピン５２および二次ロックピン６０にそれぞれ供給される。一次ロックピン５２および二次ロックピン６０に供給された圧縮オイルは、一次ロックピン５２および二次ロックピン６０を一次ロックピンシート５６および二次ロックピンシート６４からそれぞれ後退させる。
【００４３】
[0053]一次ロックピン５２および二次ロックピン６０が一次ロックピンシート５６および二次ロックピンシート６４からそれぞれ後退している状態の図４Ａおよび４Ｂを参照すると、ここでは、内燃エンジン１０のカムシャフト１４とクランクシャフトと間の位相関係が変更され得る。これは、圧縮オイルを進角室３６または遅角室３８のいずれかに供給しかつ圧縮オイルを受け入れない方の室からオイルを排出することによって達成される。圧縮オイルは、カムシャフト位相整合用オイル通路８２を通して内燃エンジン１０のポンプ１６６から環状オイル室８０まで供給される。次いで、圧縮オイルは、第１の径方向ドリル孔１０８を通過して盲孔１０６のチェックバルブ区間１５６に到達し、その後チェックバルブ組立体１１２およびフィルタ１１４を通過する。次いで、圧縮オイルは第２の径方向ドリル孔１１０を通って第２の環状溝１００に達する。圧縮オイルは、第２の環状溝１００から第２の接続通路１０２を通って第３の環状溝１０４に送られる。次いで、圧縮オイルは、軸方向溝９６および第１の接続通路９８を通して第１の環状溝９４に送られる。圧縮オイルは、第１の環状溝９４に到達すると、供給用ドリル孔１１６を通して位相関係制御バルブ９２に送られる。
【００４４】
[0054]圧縮オイルが遅角室３８に供給されることが望まれる場合、位相関係制御バルブアクチュエータ１４８が図４Ａに示されるように付勢されない動作状態に置かれる。この動作状態では、第１の接続通路９８から遅角ドリル孔１３４まで圧縮オイルを連通させるのを可能にするようにバルブスプール１４０が盲孔１０６内で位置決めされる。ここでの圧縮オイルの経路は矢印Ｐで示される。ここでは、遅角ドリル孔１３４が圧縮オイルを軸方向空間１２８まで連通させ、圧縮オイルはさらにオイル通路４２Ｒを通して遅角室３８に連通される。
【００４５】
[0055]同時に、進角ランド部１４４により、圧縮オイルが第１の接続通路９８から進角ドリル孔１２４まで連通されることが防止される。さらに同時に、進角ランド部１４４が、中央通路１６２に流体連通されるように進角ドリル孔１２４を配置することにより進角室３６からオイルを排出することを可能にする。ここでの排出されるオイルの経路は矢印Ｖで示される。このようにして、オイル通路４２Ａを通してオイルが進角室３６から排出されることが可能となる。次いで、排出されたオイルは、進角オイル接続通路１２２を通して、オイル通路４２Ａから第４の環状溝１２０まで通過する。ここではオイルは進角ドリル孔１２４を通して中央通路１６２に連通されており、オイルはカムシャフト位相器取付ボルト７４の端部を通して排出される。見易いように、図４Ａ１には参照符号がなく、さらに、矢印Ｐで示される圧縮オイルの経路および矢印Ｖで示される排出されるオイルの経路を明確に示すために、オイル通路を画定していない要素も示されていない。
【００４６】
[0056]しかし、圧縮オイルが進角室３６に供給されることが望まれる場合、位相関係制御バルブアクチュエータ１４８が図４Ｂに示されるように付勢される動作状態に置かれる。この動作状態では、第１の接続通路９８から進角ドリル孔１２４まで圧縮オイルを連通させるのを可能にするためにバルブスプール１４０が盲孔１０６内で位置決めされる。ここでの圧縮オイルの経路は矢印Ｐで示される。ここでは、進角ドリル孔１２４が圧縮オイルを第４の環状溝１２０まで連通させ、圧縮オイルはさらに進角オイル接続通路１２２およびオイル通路４２Ｒを通して進角室３６に連通される。
【００４７】
[0057]同時に、遅角ランド部１４６により、圧縮オイルが第１の接続通路９８から遅角ドリル孔１３４まで連通されることが防止される。さらに同時に、遅角ランド部１４６が、中央通路１６２に流体連通されるように遅角ドリル孔１３４を配置することにより遅角室３８からオイルを排出することを可能にする。ここでの排出されるオイルの経路は矢印Ｖで示される。このようにして、オイル通路４２Ｒを通してオイルが遅角室３８から排出されることが可能となる。次いで、排出されたオイルは、オイル通路４２Ｒから軸方向空間１２８まで通過し、さらに、遅角ドリル孔１３４を通して中央通路１６２まで通過する。次いで、オイルはカムシャフト位相器取付ボルト７４の端部を通って排出される。見易いように、図４Ｂ１には参照符号がなく、さらに、矢印Ｐで示される圧縮オイルの経路および矢印Ｖで示される排出されるオイルの経路を明確に示すために、オイル通路を画定していない要素も示されていない。
【００４８】
[0058]図７Ｂを参照すると、作動時、ロータ２８をステータ２０に対して所定の角度位置でロックすることが望まれる場合、一次ロックピン５２および二次ロックピン６０を一次ロックピンシート５６および二次ロックピンシート６４内にそれぞれ着座させるために、オイルが一次ロックピン５２および二次ロックピン６０から排出される。これは、ロックピン制御バルブアクチュエータ１６８をオイル排出位置に配置することによって達成される。オイル排出位置では、ポンプ１６６からの圧縮オイルがロックピン制御バルブ１６４を通過して環状ロックピンオイル溝１７０まで到達することが防止される。同時に、環状ロックピンオイル溝１７０とオイルリザーバ１８０との間で流体連通が実現される。このようにして、オイルが一次ロックピン５２および二次ロックピン６０から排出される。ここでの排出されるオイルの経路は矢印Ｖで示される。一次ロックピン５２および二次ロックピン６０から排出されるオイルは最初に、ロータ一次ロックピンオイル通路１７６およびロータ二次ロックピンオイル通路１７８をそれぞれ通ってカムシャフト一次ロックピンオイル通路１７２およびカムシャフト二次ロックピンオイル通路１７４まで通過する。次いで、オイルは環状ロックピン溝１７０を通ってオイルリザーバ１８０まで通過する。
【００４９】
[0059]一次ロックピン５２および二次ロックピン６０から排出されるオイルにより、一次ロックピンばね５８および二次ロックピンばね６６がカムシャフト位相器カバー５０に向かわせるように一次ロックピン５２および二次ロックピン６０をそれぞれ押圧する。しかし、一次ロックピン５２および二次ロックピン６０がすでに一次ロックピンシート５６および二次ロックピンシート６４にそれぞれ位置合わせされていない限り、一次ロックピン５２および二次ロックピン６０の一方または両方が一次ロックピンシート５６内および二次ロックピンシート６４内にそれぞれ着座されることはない。一次ロックピン５２および二次ロックピン６０を一次ロックピンシート５６内および二次ロックピンシート６４内にそれぞれ着座させるために、ロータ２８とステータ２０との位相関係を変更する必要がある場合がある。これは、ステータ２０内でロータ２８の所定の角度関係を実現するために必要に応じて、圧縮オイルを進角室３６または遅角室３８のいずれかに供給することによって達成され得る。また、これは、バイアスばね４４によりロータ２８を所定の角度位置まで押圧することによっても達成され得る。さらに、これは、カムシャフト１４からのトルクによりロータ２８を所定の角度位置まで押圧することによっても達成され得る。上で説明したように、一次ロックピン５２が最初に一次ロックピンシート５６内に着座され、それによりロータ２８が所定の角度位置の近くで保持されるようになる。次いで、二次ロックピン６０が二次ロックピンシート６４に位置合わせされている場合、二次ロックピン６０が二次ロックピンシート６４内に着座される。
【００５０】
[0060]カムシャフト１４に加えられるカムシャフト位相器１２を有する内燃エンジン１０を説明してきたが、ここでは、内燃エンジン１０が複数のカムシャフトを有してよいことおよび各カムシャフトがそれ自体のカムシャフト位相器を有してよいことを理解されたい。また、１つのカムシャフト位相器が本発明によるカムシャフト位相器を使用することができ、一方で第２のカムシャフト位相器が例えば電気作動式カムシャフト位相器といったような別のタイプのカムシャフト位相器であってよいことを理解されたい。さらに、本発明が単一バンクのシリンダを備える内燃エンジンおよび複数バンクのシリンダを備える内燃エンジンの両方に適用されることを理解されたい。
【００５１】
[0061]位相関係制御バルブアクチュエータ１４８が付勢されていないときに遅角室３８に圧縮オイルを供給し同時に進角室３６からオイルを排出するものとしてカムシャフト位相器１２の動作を説明してきた。ここでは、カムシャフト位相器１２の動作が、位相関係制御バルブアクチュエータ１４８が付勢されていないときに進角室３６に圧縮オイルを供給し同時に遅角室３８からオイルを排出するようにも構成され得ることを理解されたい。同様に、位相関係制御バルブアクチュエータ１４８が付勢されているときに進角室３６に圧縮オイルを供給し同時に遅角室３８からオイルを排出するものとしてカムシャフト位相器１２の動作を説明してきた。ここでは、カムシャフト位相器１２の動作が、位相関係制御バルブアクチュエータ１４８が作動されているときに遅角室３８に圧縮オイルを供給し同時に進角室３６からオイルを排出するようにも構成され得ることを理解されたい。
【００５２】
[0062]本発明を本発明の好適な実施形態に関連させて説明してきたが、本発明はそれらの好適な実施形態のみに限定されることを意図せず、むしろ以下の特許請求の範囲に記載される範囲のみに限定されることを意図する。
【符号の説明】
【００５３】
１０ 内燃エンジン
１２ カムシャフト位相器
１４ カムシャフト
１６ スプロケット
１８ 中央孔
２０ ステータ
２２ スプロケットボルト
２４ 径方向チャンバ
２６ ローブ
２８ ロータ
３０ 中央ハブ
３２ ベーン
３４ 中央貫通孔
３６ 進角室
３８ 遅角室
４０ ワイパーシール
４２ オイル通路
４４ バイアスばね
４６ 環状ポケット
４８ カムシャフト位相器カバーの中央孔
５０ カムシャフト位相器カバー
５２ 一次ロックピン
５４ 一次ロックピン孔
５６ 一次ロックピンシート
５８ 一次ロックピンばね
６０ 二次ロックピン
６２ 二次ロックピン孔
６４ 二次ロックピンシート
６６ 二次ロックピンばね
６８ ブシュアダプタ
７０ カムシャフトのポケット
７２ 停止面
７４ カムシャフト位相器取付ボルト
７６ カムシャフトの軸方向面
７８ ねじ穴
８０ 環状オイル室
８２ カムシャフト位相整合用オイル通路
８４ カムシャフトベアリング
８６ カムシャフト位相器取付ボルトのヘッド
８８ ボルト表面
９０ 供給通路
９２ 位相関係制御バルブ
９４ 第１の環状溝
９６ 軸方向溝
９８ 第１の接続通路
１００ 第２の環状溝
１０２ 第２の接続通路
１０４ 第３の環状溝
１０６ 盲孔
１０８ 第１の径方向ドリル孔
１１０ 第２の径方向ドリル孔
１１２ チェックバルブ組立体
１１４ フィルタ
１１６ 供給用ドリル孔
１１８ 進角通路
１２０ 第４の環状溝
１２２ 進角オイル接続通路
１２４ 進角ドリル孔
１２６ 遅角通路
１２８ 軸方向空間
１３０ ブシュアダプタの軸方向端部
１３２ ブシュアダプタの小径区間
１３４ 遅角ドリル孔
１３６ 保持リング
１３８ カムシャフト位相器取付ボルトの溝
１４０ バルブスプール
１４２ バルブスプールの本体
１４４ 進角ランド部
１４６ 遅角ランド部
１４８ 位相関係制御バルブアクチュエータ
１５０ スプールばね
１５２ シート
１５４ スプール区間
１５６ チェックバルブ区間
１５８ シートの環状凹部
１６０ ばねポケット
１６２ バルブスプールの中央通路
１６４ ロックピン制御バルブ
１６６ ポンプ
１６８ ロックピン制御バルブアクチュエータ
１７０環状ロックピンオイル溝
１７２ カムシャフト一次ロックピンオイル通路
１７４ カムシャフト二次ロックピンオイル通路
１７６ ロータ一次ロックピンオイル通路
１７８ ロータ二次ロックピンオイル通路
１８０ オイルリザーバ
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は、内燃エンジンにおいてクランクシャフトとカムシャフトとの間の位相関係を変更するための油圧駆動カムシャフト位相器に関し、より詳細には、ベーンタイプのカムシャフト位相器であるそのようなカムシャフト位相器に関し、より詳細には、クランクシャフトとカムシャフトとの間の位相関係を変更するための、カムシャフト位相器内に同軸に配置される位相関係制御バルブと、カムシャフト位相器の外側に配置されるロックピンオイル制御バルブを使用してロックピンへとオイルを連通させたりロックピンからオイルを連通させたりするためのロックピンオイル通路と、を有するベーンタイプのカムシャフト位相器に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]一般的なベーンタイプのカムシャフト位相器は、通常、ステータ上で内向きに延在する複数のローブが差し込まれた、ロータ上で外向きに延在する複数のベーンを有し、それによりベーンとローブとの間で互い違いの進角室および遅角室が形成される。ステータ内でロータを回転させてそれによりエンジンカムシャフトとエンジンクランクシャフトとの間の位相関係を変更するために、エンジンオイルが進角室および遅角室のうちの一方に選択的に供給されて進角室および遅角室のもう一方から排出される。カムシャフト位相器はまた、通常、フル進角位置とフル遅角位置との中間の角度位置においてロータとステータとの間での相対回転を選択的に防止する中間ロックピンを有する。この中間ロックピンは、中間ロックピンからオイルを排出したり中間ロックピンに圧縮オイルを供給したりすることにより、それぞれ係合されたり係合を外されたりする。
【０００３】
[0003]一部のカムシャフト位相器は、内燃エンジン内に配置される１つまたは複数のオイル制御バルブを使用して、進角室、遅角室およびロックピンへの圧縮オイルの流れまたはそれらからの圧縮オイルの流れを制御する。このようなカムシャフト位相器の一例が、米国特許出願公開第２０１０／０２８８２１５号に示されている。この構成では、カムシャフト位相器との連絡のために、カムシャフトベアリングには３つの別個の供給信号が含まれる必要がある。より具体的には、カムシャフトベアリングには、進角室のための第１の通路、遅角室のための第２の通路、および、ロックピンのための第３の通路が含まれる。３つの別個の通路がカムシャフトベアリング内に含まれることにより、望ましくなく、カムシャフトの長さが増す。さらに、３つの各々の通路へのオイルまたはそれらからのオイルを制御するのに必要であるオイル制御バルブを中に実装するための内燃エンジン内での空間が制限される可能性がある。
【０００４】
[0004]実装に関する懸念事項、および、内燃エンジン内にオイル制御バルブを実装することに付随してカムシャフトベアリングの長さが増すという問題を排除するために、一部の製造業者は、カムシャフト位相器内に同軸のオイル制御バルブを設けている。この構成は、進角室および遅角室のみにオイルを供給するオイル制御バルブためには良好に機能するが、同じバルブを用いてロックピンを制御することは不利である。このようなカムシャフト位相器の一例が米国特許出願公開第２００４／００５５５５０号に示されている。進角室および遅角室に加えてロックピンへのオイルを制御するために、カムシャフト位相器内に同軸のオイル制御バルブを１つ含むことの１つの欠点は、カムシャフトの厚さが増すことであり、これは、ロックピンへさらにはロックピンからオイルを供給するための通路を収容するために必要なことである。また、オイル制御バルブが１つであることにより、ロックピン機能および位相整合機能を独立させて制御することが妨げられ、それにより中間ロックピンをそのロックピンシートに係合させることが困難となる可能性がある。
【０００５】
[0005]カムシャフトベアリング内に３つの別個の供給通路を必要としないような、位相関係を制御するためのさらにはロックピンを制御するためのバルブ機構を備える軸方向にコンパクトなカムシャフト位相器が必要とされている。また、ロックピンを制御するのに使用されるオイルとは無関係に、位相関係を変更するのに使用されるオイルを制御することを可能にするカムシャフト位相器が必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０２８８２１５号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／００５５５５０号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
[0006]簡単に言うと、内燃エンジン内のクランクシャフトとカムシャフトとの位相関係を制御可能に変更するためのカムシャフト位相器が提供される。このカムシャフト位相器は複数のローブを有するステータを含み、また、ステータとクランクシャフトとの間の回転比を固定するために内燃エンジンのクランクシャフトに接続可能である。このカムシャフト位相器はまた、ステータ内に同軸に配置されて複数のベーンを有するロータを含み、これらの複数のベーンにはステータローブが差し込まれ、それにより互い違いの進角室および遅角室が画定される。進角室は、クランクシャフトとカムシャフトとの間の位相関係を進角方向に変更するために圧縮オイルを受け、一方遅角室は、カムシャフトとクランクシャフトとの間の位相関係を遅角方向に変更するために圧縮オイルを受ける。ロータは、ロータとカムシャフトとの間で相対回転が起こるのを防止するために内燃エンジンのカムシャフトに取付可能である。ロータおよびステータのうちの一方の中にロックピンが配置されるが、これは、ロックピンがロックピンシートに係合されているときにロータとステータとの間の位相関係が変更されるのを防止するためにロータおよびステータのもう一方に選択的に係合されるためのものである。ロックピンをロックピンシートから外すために、圧縮オイルが選択的にロックピンに供給され、ロックピンをロックピンシートに係合させるために、オイルが選択的にロックピンから排出される。進角室および遅角室に入るオイルの流れおよびそれらから出るオイルの流れを制御するために、位相関係制御バルブがロータ内に同軸に配置される。ロックピンへとオイルを連通させたりロックピンからオイルを連通させたりするためのロックピンオイル通路が設けられる。このロックピンオイル通路は、カムシャフト位相器が内燃エンジンに取り付けられるときに、カムシャフト位相器の外側に配置されるロックピンオイル制御バルブに接続可能である。ロックピン制御バルブはロックピンへのオイルの流れおよびロックピンからのオイルの流れを制御するものであり、位相関係制御バルブとは無関係に作動する。
【０００８】
[0007]非限定の例としてのみ与えられる、添付図面を参照する本発明の好適な実施形態の以下の詳細な説明を読むことにより本発明のさらなる特徴および利点がより明確となる。
【０００９】
[0008]添付図面を参照して本発明をさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】[0009]本発明によるカムシャフト位相器を示す分解等角図である。
【図２】[0010]図１のカムシャフト位相器を示す軸方向断面図である。
【図３】[0011]図２の矢印３の方向に沿った、本発明によるカムシャフト位相器を示す径方向断面図である。
【図４Ａ】[0012]圧縮オイルを遅角室に供給するためのさらには進角室からオイルを排出するための第１の位置にある位相関係制御バルブを示している、図３に示される断面線４−４を通る、図１のカムシャフト位相器を示す軸方向断面図である。
【図４Ａ１】[0013]カムシャフト位相器を通るオイル流れを明瞭に示すために参照符号をなくした、図４Ａの関連要素を示す拡大図である。
【図４Ｂ】[0014]進角室に圧縮オイルを供給するためのさらには遅角室からオイルを排出するための第２の位置にある位相関係制御バルブを示す、図４Ａの軸方向断面図である。
【図４Ｂ１】[0015]カムシャフト位相器を通るオイル流れを明瞭に示すために参照符号をなくした、図４Ｂの関連要素を示す拡大図である。
【図５】[0016]図５Ａは、図１のカムシャフト位相器のブシュアダプタを示す拡大等角図である。[0017]図５Ｂは、図５Ａのブシュアダプタを示す等角断面図である。
【図６】[0018]図２の円６を示す拡大図である。
【図７Ａ】[0019]一次ロックピンおよび二次ロックピンに圧縮オイルを供給するためのオイル供給位置にあるロックピン制御バルブを示している、図３に示される断面線７−７を通る、図１のカムシャフト位相器を示す軸方向断面図である。
【図７Ｂ】[0020]一次ロックピンおよび二次ロックピンからオイルを排出するためのオイル排出位置にあるロックピン制御バルブを示す、図７Ａの軸方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[0021]本発明の好適な実施形態に従い、図１、２および３を参照すると、カムシャフト位相器１２を含む内燃エンジン１０が示されている。内燃エンジン１０はまた、複数の往復ピストン（図示せず）によって駆動されるクランクシャフト及びチェーン（図示せず）からの回転入力に基づいて回転可能であるカムシャフト１４を有する。カムシャフト１４が回転すると、内燃エンジンの技術分野でよく知られているように、吸気バルブおよび／または排気バルブ（図示せず）にバルブ上げ動作およびバルブ閉じ動作が与えられる。カムシャフト位相器１２は、クランクシャフトとカムシャフト１４との間のタイミングを変更することが可能である。このようにして、吸気バルブおよび／または排気バルブの開閉は、所望のエンジン性能を達成するために進角または遅角させることができる。
【００１２】
[0022]カムシャフト位相器１２は、内燃エンジン１０のクランクシャフトによって駆動されるチェーンまたはギア（図示せず）によって駆動されるスプロケット１６を有する。別法として、スプロケット１６はベルトによって駆動されるプーリであってもよい。スプロケット１６はカムシャフト１４を受け入れるための中央孔１８を同軸で有しており、カムシャフト１４はその中央孔１８内でスプロケット１６に対して相対的に回転することが可能である。スプロケット１６は、後でより詳細に説明するように、スプロケットボルト２２によりステータ２０に密封状態で固定される。
【００１３】
[0023]ステータ２０は概して円筒形であり、径方向内向きに延在する複数のローブ２６によって画定される複数の径方向（換言すれば、放射状）チャンバ２４を有する。示される実施形態では、４つの径方向チャンバ２４を画定する４つのローブ２６が存在するが、異なる数のローブが設けられてその数のローブと同数の径方向チャンバが画定されてよいことを理解されたい。
【００１４】
[0024]ロータ２８は中央ハブ３０を有し、この中央ハブ３０は、そこから径方向外向きに延在する複数のベーン３２と、中央ハブ３０を軸方向に貫通して延在する中央貫通孔３４とを有する。ベーン３２の数はステータ２０内に設けられる径方向チャンバ２４の数に等しい。ロータ２８はステータ２０内に同軸に配置され、それにより、各ベーン３２が各径方向チャンバ２４を進角室３６および遅角室３８に分割する。ローブ２６の径方向先端部は、径方向チャンバ２４を互いから分割するように中央ハブ３０に噛み合い可能である。好適には、ベーン３２の径方向先端部の各々は、隣接する進角室３６および遅角室３８を互いから実質的に密封するために複数のワイパーシール４０のうちの１つを有する。図示されないが、ローブ２６の径方向先端部の各々が、ワイパーシール４０の形態と同様のワイパーシールを有することができる。
【００１５】
[0025]中央ハブ３０は、そこを径方向に貫通して形成される複数のオイル通路４２Ａ、４２Ｒを有する（図３の隠れ線で最もよく確認できる）。複数のオイル通路４２Ａは、各々、進角室３６のうちの１つにオイルを供給するためにさらにはそこからオイルを供給するために進角室３６のうちの１つに流体連通され、一方、複数のオイル通路４２Ｒは、各々、遅角室３８のうちの１つにオイルを供給するためにさらにはそこからオイルを供給するために遅角室３８のうちの１つに流体連通される。
【００１６】
[0026]バイアスばね（換言すれば、付勢ばね）４４が、ロータ２８内に形成された環状ポケット４６の中かつカムシャフト位相器カバー５０の中央孔４８の中に配置される。バイアスばね４４はその一方の端部がカムシャフト位相器カバー５０に取り付けられており、他方の端部がロータ２８に取り付けられる。内燃エンジン１０が停止するとき、後のバラグラフでより詳細に説明するように、バイアスばね４４がロータ２８をステータ２０内の所定の角度位置まで付勢する。
【００１７】
[0027]カムシャフト位相器１２は、最大進角位置と最大遅角位置との間にある所定の角度位置においてロータ２８とステータ２０との間での相対回転を選択的に防止するための段階的デュアルロックピンシステム（ｓｔａｇｅｄ ｄｕａｌ ｌｏｃｋ ｐｉｎ ｓｙｓｔｅｍ）を有する。一次ロックピン５２が、ロータ２８の複数のベーン３２のうちの１つの中に形成される一次ロックピン孔５４内に摺動可能に配置される。一次ロックピン５２を中で選択的に受け入れるために、カムシャフト位相器カバー５０内に一次ロックピンシート５６が形成される。一次ロックピンシート５６は一次ロックピン５２より大きく、それにより、一次ロックピン５２が一次ロックピンシート５６内に着座されているときに、ロータ２８が所定の角度位置から各側に約５°だけステータ２０に対して相対的に回転することが可能となる。一次ロックピンシート５６が大きいことで、一次ロックピン５２を中で受け入れることがより容易になる。一次ロックピン５２が一次ロックピンシート５６内に着座されることが望まれない場合、圧縮オイルが一次ロックピン５２に供給され、それにより一次ロックピン５２が一次ロックピンシート５６から出るように押圧され、一次ロックピンばね５８が圧縮される。逆に、一次ロックピン５２が一次ロックピンシート５６内に着座されることが望まれる場合、圧縮オイルが一次ロックピン５２から排出され、それにより一次ロックピンばね５８が一次ロックピン５２をカムシャフト位相器カバー５０に向かって押圧することが可能となる。このようにして、一次ロックピン５２を一次ロックピンシート５６に位置合わせするのを可能にするようにロータ２８がステータ２０内に配置されると、一次ロックピン５２が一次ロックピンばね５８により一次ロックピンシート５６内に着座されるようになる。
【００１８】
[0028]二次ロックピン６０がロータ２８の複数のベーン３２のうちの１つの中に形成される二次ロックピン孔６２内に摺動可能に配置される。二次ロックピン６０を中で選択的に受け入れるために、カムシャフト位相器カバー５０内に二次ロックピンシート６４が形成される。二次ロックピン６０は密接に摺動する関係で二次ロックピンシート６４内に嵌合されることから、二次ロックピン６０が二次ロックピンシート６４内で受け入れられているとき、ロータ２８とステータ２０との間での相対回転が実質的に防止される。二次ロックピン６０が二次ロックピンシート６４内に着座されることが望まれない場合、圧縮オイルが二次ロックピン６０に供給され、それにより二次ロックピン６０が二次ロックピンシート６４から出るように押圧され、二次ロックピンばね６６が圧縮される。逆に、二次ロックピン６０が二次ロックピンシート６４内に着座されることが望まれる場合、圧縮オイルが二次ロックピン６０から排出され、それにより二次ロックピンばね６６が二次ロックピン６０をカムシャフト位相器カバー５０に向かって押圧することが可能となる。このようにして、二次ロックピン６０を二次ロックピンシート６４に位置合わせするのを可能にするようにロータ２８がステータ２０内に配置されると、二次ロックピン６０が二次ロックピンばね６６により二次ロックピンシート６４内に着座されるようになる。
【００１９】
[0029]所定の角度位置においてロータ２８とステータ２０との間での相対回転を防止することが望まれる場合、圧縮オイルが一次ロックピン５２および二次ロックピン６０の両方から排出され、それにより、一次ロックピンばね５８および二次ロックピンばね６６が、それぞれ、一次ロックピン５２および二次ロックピン６０をカムシャフト位相器カバー５０に向かって押圧することが可能となる。一次ロックピン５２および二次ロックピン６０を一次ロックピンシート５６および二次ロックピンシート６４にそれぞれ整合するために、圧縮オイルを進角室３６に供給すること、圧縮オイルを遅角室３８に供給すること、バイアスばね４４により押圧すること、および、カムシャフト１４からのトルクを使用すること、のうちの１つまたは複数により、ロータ２８がステータ２０に対して相対的に回転され得る。一次ロックピンシート５６は大きいため、二次ロックピン６０が二次ロックピンシート６４内に着座される前に、一次ロックピン５２が一次ロックピンシート５６内に着座される。一次ロックピン５２が一次ロックピンシート５６内に着座されている状態では、ロータ２８がステータ２０に対して相対的に約１０°回転することが可能である。二次ロックピン６０を二次ロックピンシート６４に位置合わせしてそれにより二次ロックピン６０が二次ロックピンシート６４内に着座されるのを可能にするために、圧縮オイルを進角室３６に供給すること、圧縮オイルを遅角室３８に供給すること、バイアスばね４４により付勢すること、および、カムシャフト１４からのトルクを使用すること、のうちの１つまたは複数により、ロータ２８はステータ２０に対して相対的にさらに回転され得る。進角室３６、遅角室３８、一次ロックピン５２、および、二次ロックピン６０へのオイルの供給およびそれらからのオイルを排出は後でより詳細に説明する。
【００２０】
[0030]カムシャフト位相器カバー５０は、スプロケット１６およびステータ２０を通って延在してカムシャフト位相器カバー５０にねじ込み式に係合されるスプロケットボルト２２により、ステータ２０に密封状態で取り付けられる。このようにして、スプロケット１６、ステータ２０およびカムシャフトカバー５０を軸方向および径方向において互いに固定するために、ステータ２０がスプロケット１６とカムシャフト位相器カバー５０との間でしっかりとクランプされる。
【００２１】
[0031]次に図１、２、５Ａおよび５Ｂを参照すると、ブシュアダプタ６８が密嵌状態でカムシャフト１４のポケット７０内に同軸に配置されている。ブシュアダプタ６８はまた、圧力嵌め状態でロータ２８の中央貫通孔３４内に同軸で配置されてそれらの間での相対回転を防止しており、また、中央貫通孔３４の段差特徴によって画定される中央貫通孔３４の停止面７２に当接されるまで中央貫通孔３４内に圧力嵌めされてよい。カムシャフト位相器１２がカムシャフト１４に取り付けられるとき、ブシュアダプタ６８がカムシャフト位相器１２をカムシャフト１４に同軸に整合する。これにより、カムシャフト１４を中で受けてカムシャフト位相器１２をカムシャフト１４に同軸に位置合わせするためにロータ２８内で軸方向の空間が必要とされないことから、ロータ２８を軸方向においてよりコンパクトにすることが可能となる。オイル通路の回路網は、後で詳細に説明するようにブシュアダプタ６８によって部分的に画定される。
【００２２】
[0032]カムシャフト位相器１２は、密接な嵌合状態でブシュアダプタ６８を通って軸方向に延在するカムシャフト位相器取付ボルト７４によりカムシャフト１４に取り付けられる。ロータ２８は、ポケット７０からカムシャフト１４内に軸方向に延在するねじ穴７８を備えるカムシャフト１４の軸方向面７６に接触して配置される。
【００２３】
[0033]カムシャフト１４を貫通して径方向に形成されるカムシャフト位相整合用オイル通路８２からオイルを受けるために、カムシャフト位相器取付ボルト７４とポケット７０との間で径方向に環状オイル室８０が形成される。オイルは、カムシャフトベアリング８４内の油孔（ｏｉｌ ｇａｌｌｅｒｙ）（図示せず）を通して、内燃エンジン１０からカムシャフトオイル通路８２まで供給される。カムシャフト位相器取付ボルト７４が所定のトルクまで締め付けられると、カムシャフト位相器取付ボルト７４のヘッド８６が軸方向においてロータ２８のボルト表面８８に作用する。このようにして、カムシャフト位相器１２が軸方向においてカムシャフト１４に固定され、それによりロータ２８とカムシャフト１４との間での相対回転が防止される。
【００２４】
[0034]次に図１、３、４Ａ、５Ａおよび５Ｂを参照すると、ブシュアダプタ６８が、内燃エンジン１０から位相関係制御バルブ９２まで圧縮オイルを連通させるための供給通路９０を少なくとも部分的に画定している。供給通路９０は、ブシュアダプタ６８の内径上に形成される第１の環状溝９４によって部分的に画定されてよい。第１の環状溝９４は軸方向においてロータ２８内に配置されてよい。
【００２５】
[0035]供給通路９０はさらに、軸方向においてロータ２８の中央ハブ３０内の途中まで延在する軸方向溝９６によって画定されてよい。軸方向溝９６は、ブシュアダプタ６８を通って径方向に延在する第１の接続通路９８を通して第１の環状溝９４に流体連通され得る。
【００２６】
[0036]供給通路９０はさらに、ブシュアダプタ６８の内径上に形成されかつ軸方向においてカムシャフト１４のポケット７０内に配置され得る第２の環状溝１００により、画定されてよい。第２の環状溝１００は、ブシュアダプタ６８を通って径方向に延在する第２の接続通路１０２を通して軸方向溝９６に流体連通され得る。
【００２７】
[0037]供給通路９０はさらに、ブシュアダプタ６８の外径上で、軸方向において第１の環状溝９４と第２の環状溝１００との間に形成される第３の環状溝１０４によって画定されてよい。第３の環状溝１０４は第２の接続通路１０２を通して第２の環状溝１００に流体連通され得、また、ブシュアダプタ６８の外径上で軸方向に配置されることによって軸方向溝９６に流体連通され得、したがって、軸方向溝９６は少なくとも部分的に軸方向において第３の環状溝１０４に重なる。
【００２８】
[0038]供給通路９０はさらに、カムシャフト位相器取付ボルト７４内で軸方向に形成される盲孔１０６によって画定されてよい。盲孔１０６は、ヘッド８６によって画定されるカムシャフト位相器取付ボルト７４の端部から始まり、軸方向において環状オイル室８０に位置合わせされる、カムシャフト位相器取付ボルト７４内の位置まで延在してよい。第１の径方向ドリル孔１０８がカムシャフト位相器取付ボルト７４を通って径方向に延在しており、環状オイル室８０から盲孔１０６までの流体連通を実現しており、一方で、第２の径方向ドリル孔１１０が軸方向において第１の径方向ドリル孔１０８から離間されてカムシャフト位相器取付ボルト７４を通って径方向に延在しており、盲孔１０６から第２の環状溝１００までの流体連通を実現している。
【００２９】
[0039]位相関係制御バルブ９２から内燃エンジン１０までオイルが逆流するのを防止しながら圧縮オイルが内燃エンジン１０から位相関係制御バルブ９２まで供給されるのを可能するために、軸方向において第１の径方向ドリル孔１０８と第２の径方向ドリル孔１１０との間にチェックバルブ組立体１１２が配置されてよい。チェックバルブ組立体１１２は、圧縮オイル内に存在する可能性がある異物が位相関係制御バルブ９２に到達するのを一切防止するためにフィルタ１１４を有する。チェックバルブ組立体１１２は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、本出願人に譲渡された米国特許出願第１２／９１２，３３８号により詳細に記載されている。
【００３０】
[0040]カムシャフト位相器取付ボルト７４は、第１の環状溝９４と盲孔１０６との間で流体連通を実現するために、そこを貫通して径方向に延在する供給用ドリル孔１１６を有する。供給用ドリル孔１１６は圧縮オイルが位相関係制御バルブ９２に供給されるのを可能にする。
【００３１】
[0041]供給通路９０の少なくとも一部分を画定することに加えて、ブシュアダプタ６８はさらに、圧縮オイルを位相関係制御バルブ９２から進角室３６まで選択的に連通させるためのさらにはオイルをそこから排出するための進角通路１１８を少なくとも部分的に画定する。進角通路１１８は、ブシュアダプタ６８の内径上で軸方向において第１の環状溝９４と第２の環状溝１００との間に形成される第４の環状溝１２０により少なくとも部分的に画定され得る。第４の環状溝１２０は進角オイル接続通路１２２を通してオイル通路４２Ａに流体連通され、このオイル通路４２Ａは進角室３６に流体連通されている。進角オイル接続通路１２２は第４の環状溝１２０からブシュアダプタ６８を通って軸方向に延在する。
【００３２】
[0042]カムシャフト位相器取付ボルト７４は、第４の環状溝１２０と盲孔１０６との間で流体連通を実現するための、そこを貫通して径方向に延在する進角ドリル孔１２４を有する。進角ドリル孔１２４は、圧縮オイルが位相関係制御バルブ９２から進角室３６まで選択的に供給されるのを可能にする。
【００３３】
[0043]供給通路９０および進角通路１１８の少なくとも一部分を画定することに加えて、ブシュアダプタ６８はさらに、位相関係制御バルブ９２から遅角室３８まで圧縮オイルを選択的に連通させるための遅角通路１２６を少なくとも部分的に画定する。遅角通路１２６は、軸方向においてブシュアダプタ６８の軸方向端部１３０とヘッド８６との間に形成される軸方向空間１２８によって画定され得る。軸方向端部１３０はブシュアダプタ６８の小径区間１３２によって画定されてよく、それによりロータ２８の中央貫通孔３４と小径区間１３２との間に径方向のクリアランスが設けられる。軸方向空間１２８はさらに、径方向においてロータ２８とカムシャフト位相器取付ボルト７４との間に画定される。軸方向空間１２８は、遅角室３８に流体連通されているオイル通路４２Ｒに流体連通される。
【００３４】
[0044]カムシャフト位相器取付ボルト７４は、軸方向空間１２８と盲孔１０６との間で流体連通を実現するための、カムシャフト位相器取付ボルト７４を貫通して径方向に延在する遅角ドリル孔１３４を有する。遅角ドリル孔１３４は、圧縮オイルが位相関係制御バルブ９２から遅角室３８まで選択的に供給されるのを可能にする。
【００３５】
[0045]位相関係制御バルブ９２はカムシャフト位相器取付ボルト７４内に配置され、カムシャフト位相器取付ボルト７４の溝１３８内に嵌合される保持リング１３６によりその中で保持される。位相関係制御バルブ９２は本体１４２を備えるバルブスプール１４０を有し、この本体１４２は、本体１４２とカムシャフト取付ボルト７４の盲孔１０６との間に環状のクリアランスを設けるように概して円筒形で中空であり、そのように寸法決定される。
【００３６】
[0046]バルブスプール１４０はまた、供給用ドリル孔１１６と進角ドリル孔１２４との間の流体連通を選択的に遮断するために、本体１４２から径方向外向きに延在する進角ランド部１４４を有する。進角ランド部１４４は、進角ランド部１４４と盲孔１０６との間をオイルが通過するのを実質的に防止するために、密嵌状態でカムシャフト位相器取付ボルト７４の盲孔１０６内に装着される。
【００３７】
[0047]バルブスプール１４０はまた、供給用ドリル孔１１６と遅角ドリル孔１３４との間の流体連通を選択的に遮断するために、本体１４２から径方向外向きに延在する遅角ランド部１４６を有する。遅角ランド部１４６は軸方向において進角ランド部１４４から離れるように位置決めされ、遅角ランド部１４６と盲孔１０６との間をオイルが通過するのを実質的に防止するために、密接な嵌合状態でカムシャフト位相器取付ボルト７４の盲孔１０６内に装着される。
【００３８】
[0048]次に図１、４Ａおよび６を参照すると、バルブスプール１４０が、位相関係制御バルブアクチュエータ１４８およびスプールばね１５０からの入力により盲孔１０６内で軸方向に移動可能である。スプールばね１５０は、第２の径方向ドリル孔１１０と進角ドリル孔１２４との間で盲孔１０６内に密封状態で固定されるシート１５２によりカムシャフト位相器取付ボルト７４に取り付けられている。シート１５２は盲孔１０６をスプール区間１５４とチェックバルブ区間１５６とに密封状態で分離する。スプールばね１５０の第１の端部がシート１５２の環状凹部１５８内に着座され、一方、スプールばね１５０の第２の端部がバルブスプール１４０の一方の端部内に形成されるばねポケット１６０内に着座される。このようにして、スプールばね１５０は、位相関係制御バルブアクチュエータ１４８が付勢されていないときにバルブスプール１４０をシート１５２から離れるように付勢し、それにより、圧縮オイルが供給用ドリル孔１１６から遅角ドリル孔１３４まで供給されかつオイルが進角ドリル孔１２４からバルブスプール１４０の中央通路１６２を通してさらにはヘッド８６に隣接する盲孔１０６の端部を通して排出されるように、スプール区間１５４内でバルブスプール１４０が位置決めされる。逆に、位相関係制御バルブアクチュエータ１４８が作動しているとき、圧縮オイルが進角ドリル孔１２４に供給されかつオイルが遅角ドリル孔１３４からヘッド８６に隣接する盲孔１０６の端部まで排出されるようにスプール区間１５４内でバルブスプール１４０を位置決めするために、スプールばね１５０の付勢力が打ち負かされる。
【００３９】
[0049]次に図４Ａ、７Ａおよび７Ｂを参照すると、当技術分野で知られている従来の３ウェイバルブであるロックピン制御バルブ１６４が概略的に示されている。ロックピン制御バルブ１６４はカムシャフト位相器１２の外側でカムシャフト位相器１２から離れて位置しており、好適には内燃エンジン１０内に位置する。ロックピン制御バルブ１６４はポンプ１６６から圧縮オイルを受け入れ、このポンプ１６６は好適には位相関係制御バルブ９２にも圧縮オイルを供給する。ロックピン制御バルブアクチュエータ１６８は、オイル供給位置とオイル排出位置との間でロックピン制御バルブ１６４を移動させる。
【００４０】
[0050]図７Ａに示されるようにオイル供給位置では、ポンプ１６６からの圧縮オイルがロックピン制御バルブ１６４を通過して、カムシャフト１４の周りで周方向に形成され、かつ軸方向においてカムシャフト１４を貫通して形成されたカムシャフト一次ロックピンオイル通路１７２およびカムシャフト二次ロックピンオイル通路１７４に流体連通される環状ロックピンオイル溝１７０まで供給される。カムシャフト一次ロックピンオイル通路１７２は、ロータ２８を貫通して形成されかつ一次ロックピン５２に流体連通されるロータ一次ロックピンオイル通路１７６に位置合わせされる。同様に、カムシャフト二次ロックピンオイル通路１７４は、ロータ２８を貫通して形成されかつ二次ロックピン６０に流体連通されるロータ二次ロックピンオイル通路１７８に位置合わせされる。
【００４１】
[0051]図７Ｂに示されるようにオイル排出位置では、ポンプ１６６からの圧縮オイルがロックピン制御バルブ１６４を通過して環状ロックピンオイル溝１７０まで達することが防止される。同時に、一次ロックピン５２および二次ロックピン６０からオイルを排出するために、環状ロックピンオイル溝１７０とオイルリザーバ１８０との間で流体連通が実現される。
【００４２】
[0052]図７Ａを参照すると、作動時、内燃エンジン１０のカムシャフト１４とクランクシャフトとの間の位相関係が変更されることが望まれる場合、内燃エンジン１０からの圧縮オイルが一次ロックピン５２および二次ロックピン６０に供給される。ここでの圧縮オイルの経路は矢印Ｐで示されている。これは、ロックピン制御バルブアクチュエータ１６８を使用してロックピン制御バルブ１６４をオイル供給位置に配置することによって達成される。このようにして、圧縮オイルが、環状ロックピンオイル溝１７０を通して、ポンプ１６６からカムシャフト一次ロックピンオイル通路１７２およびカムシャフト二次ロックピンオイル通路１７４まで供給される。圧縮オイルは、カムシャフト一次ロックピンオイル通路１７２およびカムシャフト二次ロックピンオイル通路１７４から、それぞれロータ一次ロックピンオイル通路１７６およびロータ二次ロックピンオイル通路１７８を通して、一次ロックピン５２および二次ロックピン６０にそれぞれ供給される。一次ロックピン５２および二次ロックピン６０に供給された圧縮オイルは、一次ロックピン５２および二次ロックピン６０を一次ロックピンシート５６および二次ロックピンシート６４からそれぞれ後退させる。
【００４３】
[0053]一次ロックピン５２および二次ロックピン６０が一次ロックピンシート５６および二次ロックピンシート６４からそれぞれ後退している状態の図４Ａおよび４Ｂを参照すると、ここでは、内燃エンジン１０のカムシャフト１４とクランクシャフトと間の位相関係が変更され得る。これは、圧縮オイルを進角室３６または遅角室３８のいずれかに供給しかつ圧縮オイルを受け入れない方の室からオイルを排出することによって達成される。圧縮オイルは、カムシャフト位相整合用オイル通路８２を通して内燃エンジン１０のポンプ１６６から環状オイル室８０まで供給される。次いで、圧縮オイルは、第１の径方向ドリル孔１０８を通過して盲孔１０６のチェックバルブ区間１５６に到達し、その後チェックバルブ組立体１１２およびフィルタ１１４を通過する。次いで、圧縮オイルは第２の径方向ドリル孔１１０を通って第２の環状溝１００に達する。圧縮オイルは、第２の環状溝１００から第２の接続通路１０２を通って第３の環状溝１０４に送られる。次いで、圧縮オイルは、軸方向溝９６および第１の接続通路９８を通して第１の環状溝９４に送られる。圧縮オイルは、第１の環状溝９４に到達すると、供給用ドリル孔１１６を通して位相関係制御バルブ９２に送られる。
【００４４】
[0054]圧縮オイルが遅角室３８に供給されることが望まれる場合、位相関係制御バルブアクチュエータ１４８が図４Ａに示されるように付勢されない動作状態に置かれる。この動作状態では、第１の接続通路９８から遅角ドリル孔１３４まで圧縮オイルを連通させるのを可能にするようにバルブスプール１４０が盲孔１０６内で位置決めされる。ここでの圧縮オイルの経路は矢印Ｐで示される。ここでは、遅角ドリル孔１３４が圧縮オイルを軸方向空間１２８まで連通させ、圧縮オイルはさらにオイル通路４２Ｒを通して遅角室３８に連通される。
【００４５】
[0055]同時に、進角ランド部１４４により、圧縮オイルが第１の接続通路９８から進角ドリル孔１２４まで連通されることが防止される。さらに同時に、進角ランド部１４４が、中央通路１６２に流体連通されるように進角ドリル孔１２４を配置することにより進角室３６からオイルを排出することを可能にする。ここでの排出されるオイルの経路は矢印Ｖで示される。このようにして、オイル通路４２Ａを通してオイルが進角室３６から排出されることが可能となる。次いで、排出されたオイルは、進角オイル接続通路１２２を通して、オイル通路４２Ａから第４の環状溝１２０まで通過する。ここではオイルは進角ドリル孔１２４を通して中央通路１６２に連通されており、オイルはカムシャフト位相器取付ボルト７４の端部を通して排出される。見易いように、図４Ａ１には参照符号がなく、さらに、矢印Ｐで示される圧縮オイルの経路および矢印Ｖで示される排出されるオイルの経路を明確に示すために、オイル通路を画定していない要素も示されていない。
【００４６】
[0056]しかし、圧縮オイルが進角室３６に供給されることが望まれる場合、位相関係制御バルブアクチュエータ１４８が図４Ｂに示されるように付勢される動作状態に置かれる。この動作状態では、第１の接続通路９８から進角ドリル孔１２４まで圧縮オイルを連通させるのを可能にするためにバルブスプール１４０が盲孔１０６内で位置決めされる。ここでの圧縮オイルの経路は矢印Ｐで示される。ここでは、進角ドリル孔１２４が圧縮オイルを第４の環状溝１２０まで連通させ、圧縮オイルはさらに進角オイル接続通路１２２およびオイル通路４２Ｒを通して進角室３６に連通される。
【００４７】
[0057]同時に、遅角ランド部１４６により、圧縮オイルが第１の接続通路９８から遅角ドリル孔１３４まで連通されることが防止される。さらに同時に、遅角ランド部１４６が、中央通路１６２に流体連通されるように遅角ドリル孔１３４を配置することにより遅角室３８からオイルを排出することを可能にする。ここでの排出されるオイルの経路は矢印Ｖで示される。このようにして、オイル通路４２Ｒを通してオイルが遅角室３８から排出されることが可能となる。次いで、排出されたオイルは、オイル通路４２Ｒから軸方向空間１２８まで通過し、さらに、遅角ドリル孔１３４を通して中央通路１６２まで通過する。次いで、オイルはカムシャフト位相器取付ボルト７４の端部を通って排出される。見易いように、図４Ｂ１には参照符号がなく、さらに、矢印Ｐで示される圧縮オイルの経路および矢印Ｖで示される排出されるオイルの経路を明確に示すために、オイル通路を画定していない要素も示されていない。
【００４８】
[0058]図７Ｂを参照すると、作動時、ロータ２８をステータ２０に対して所定の角度位置でロックすることが望まれる場合、一次ロックピン５２および二次ロックピン６０を一次ロックピンシート５６および二次ロックピンシート６４内にそれぞれ着座させるために、オイルが一次ロックピン５２および二次ロックピン６０から排出される。これは、ロックピン制御バルブアクチュエータ１６８をオイル排出位置に配置することによって達成される。オイル排出位置では、ポンプ１６６からの圧縮オイルがロックピン制御バルブ１６４を通過して環状ロックピンオイル溝１７０まで到達することが防止される。同時に、環状ロックピンオイル溝１７０とオイルリザーバ１８０との間で流体連通が実現される。このようにして、オイルが一次ロックピン５２および二次ロックピン６０から排出される。ここでの排出されるオイルの経路は矢印Ｖで示される。一次ロックピン５２および二次ロックピン６０から排出されるオイルは最初に、ロータ一次ロックピンオイル通路１７６およびロータ二次ロックピンオイル通路１７８をそれぞれ通ってカムシャフト一次ロックピンオイル通路１７２およびカムシャフト二次ロックピンオイル通路１７４まで通過する。次いで、オイルは環状ロックピン溝１７０を通ってオイルリザーバ１８０まで通過する。
【００４９】
[0059]一次ロックピン５２および二次ロックピン６０から排出されるオイルにより、一次ロックピンばね５８および二次ロックピンばね６６がカムシャフト位相器カバー５０に向かわせるように一次ロックピン５２および二次ロックピン６０をそれぞれ押圧する。しかし、一次ロックピン５２および二次ロックピン６０がすでに一次ロックピンシート５６および二次ロックピンシート６４にそれぞれ位置合わせされていない限り、一次ロックピン５２および二次ロックピン６０の一方または両方が一次ロックピンシート５６内および二次ロックピンシート６４内にそれぞれ着座されることはない。一次ロックピン５２および二次ロックピン６０を一次ロックピンシート５６内および二次ロックピンシート６４内にそれぞれ着座させるために、ロータ２８とステータ２０との位相関係を変更する必要がある場合がある。これは、ステータ２０内でロータ２８の所定の角度関係を実現するために必要に応じて、圧縮オイルを進角室３６または遅角室３８のいずれかに供給することによって達成され得る。また、これは、バイアスばね４４によりロータ２８を所定の角度位置まで押圧することによっても達成され得る。さらに、これは、カムシャフト１４からのトルクによりロータ２８を所定の角度位置まで押圧することによっても達成され得る。上で説明したように、一次ロックピン５２が最初に一次ロックピンシート５６内に着座され、それによりロータ２８が所定の角度位置の近くで保持されるようになる。次いで、二次ロックピン６０が二次ロックピンシート６４に位置合わせされている場合、二次ロックピン６０が二次ロックピンシート６４内に着座される。
【００５０】
[0060]カムシャフト１４に加えられるカムシャフト位相器１２を有する内燃エンジン１０を説明してきたが、ここでは、内燃エンジン１０が複数のカムシャフトを有してよいことおよび各カムシャフトがそれ自体のカムシャフト位相器を有してよいことを理解されたい。また、１つのカムシャフト位相器が本発明によるカムシャフト位相器を使用することができ、一方で第２のカムシャフト位相器が例えば電気作動式カムシャフト位相器といったような別のタイプのカムシャフト位相器であってよいことを理解されたい。さらに、本発明が単一バンクのシリンダを備える内燃エンジンおよび複数バンクのシリンダを備える内燃エンジンの両方に適用されることを理解されたい。
【００５１】
[0061]位相関係制御バルブアクチュエータ１４８が付勢されていないときに遅角室３８に圧縮オイルを供給し同時に進角室３６からオイルを排出するものとしてカムシャフト位相器１２の動作を説明してきた。ここでは、カムシャフト位相器１２の動作が、位相関係制御バルブアクチュエータ１４８が付勢されていないときに進角室３６に圧縮オイルを供給し同時に遅角室３８からオイルを排出するようにも構成され得ることを理解されたい。同様に、位相関係制御バルブアクチュエータ１４８が付勢されているときに進角室３６に圧縮オイルを供給し同時に遅角室３８からオイルを排出するものとしてカムシャフト位相器１２の動作を説明してきた。ここでは、カムシャフト位相器１２の動作が、位相関係制御バルブアクチュエータ１４８が作動されているときに遅角室３８に圧縮オイルを供給し同時に進角室３６からオイルを排出するようにも構成され得ることを理解されたい。
【００５２】
[0062]本発明を本発明の好適な実施形態に関連させて説明してきたが、本発明はそれらの好適な実施形態のみに限定されることを意図せず、むしろ以下の特許請求の範囲に記載される範囲のみに限定されることを意図する。
【符号の説明】
【００５３】
１０ 内燃エンジン
１２ カムシャフト位相器
１４ カムシャフト
１６ スプロケット
１８ 中央孔
２０ ステータ
２２ スプロケットボルト
２４ 径方向チャンバ
２６ ローブ
２８ ロータ
３０ 中央ハブ
３２ ベーン
３４ 中央貫通孔
３６ 進角室
３８ 遅角室
４０ ワイパーシール
４２ オイル通路
４４ バイアスばね
４６ 環状ポケット
４８ カムシャフト位相器カバーの中央孔
５０ カムシャフト位相器カバー
５２ 一次ロックピン
５４ 一次ロックピン孔
５６ 一次ロックピンシート
５８ 一次ロックピンばね
６０ 二次ロックピン
６２ 二次ロックピン孔
６４ 二次ロックピンシート
６６ 二次ロックピンばね
６８ ブシュアダプタ
７０ カムシャフトのポケット
７２ 停止面
７４ カムシャフト位相器取付ボルト
７６ カムシャフトの軸方向面
７８ ねじ穴
８０ 環状オイル室
８２ カムシャフト位相整合用オイル通路
８４ カムシャフトベアリング
８６ カムシャフト位相器取付ボルトのヘッド
８８ ボルト表面
９０ 供給通路
９２ 位相関係制御バルブ
９４ 第１の環状溝
９６ 軸方向溝
９８ 第１の接続通路
１００ 第２の環状溝
１０２ 第２の接続通路
１０４ 第３の環状溝
１０６ 盲孔
１０８ 第１の径方向ドリル孔
１１０ 第２の径方向ドリル孔
１１２ チェックバルブ組立体
１１４ フィルタ
１１６ 供給用ドリル孔
１１８ 進角通路
１２０ 第４の環状溝
１２２ 進角オイル接続通路
１２４ 進角ドリル孔
１２６ 遅角通路
１２８ 軸方向空間
１３０ ブシュアダプタの軸方向端部
１３２ ブシュアダプタの小径区間
１３４ 遅角ドリル孔
１３６ 保持リング
１３８ カムシャフト位相器取付ボルトの溝
１４０ バルブスプール
１４２ バルブスプールの本体
１４４ 進角ランド部
１４６ 遅角ランド部
１４８ 位相関係制御バルブアクチュエータ
１５０ スプールばね
１５２ シート
１５４ スプール区間
１５６ チェックバルブ区間
１５８ シートの環状凹部
１６０ ばねポケット
１６２ バルブスプールの中央通路
１６４ ロックピン制御バルブ
１６６ ポンプ
１６８ ロックピン制御バルブアクチュエータ
１７０環状ロックピンオイル溝
１７２ カムシャフト一次ロックピンオイル通路
１７４ カムシャフト二次ロックピンオイル通路
１７６ ロータ一次ロックピンオイル通路
１７８ ロータ二次ロックピンオイル通路
１８０ オイルリザーバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃エンジンのクランクシャフトとカムシャフトとの位相関係を制御可能に変更するために内燃エンジンに使用されるカムシャフト位相器であって、
複数のローブを有するステータであって、ステータと前記クランクシャフトとの間の回転比を固定するように前記内燃エンジンの前記クランクシャフトに接続可能である、ステータと、
前記ステータ内に同軸に配置される、複数のベーンを有するロータであって、前記ベーンの間に前記ステータのローブが差し込まれて互い違いの進角室および遅角室を画定し、前記進角室は、前記クランクシャフトと前記カムシャフトとの間の位相関係を進角方向に変更するように圧縮オイルを受け入れ、前記遅角室は、前記カムシャフトと前記クランクシャフトとの間の位相関係を遅角方向に変更するように圧縮オイルを受け入れ、前記ロータは、前記ロータと前記カムシャフトとの間で相対回転が起こるのを防止するように前記内燃エンジンの前記カムシャフトに取付可能である、ロータと、
前記ロータおよび前記ステータのうちの一方の中に配置されて前記ロータおよび前記ステータのうちの他方のロックピンシートに選択的に係合するロックピンであって、前記ロックピンが前記ロックピンシートに係合されているときに前記ロータと前記ステータとの間の位相関係が変更されることが防止され、前記ロックピンを前記ロックピンシートから外すように、圧縮オイルが選択的に前記ロックピンに供給され、前記ロックピンを前記ロックピンシートに係合させるように、オイルが選択的に前記ロックピンから排出される、ロックピンと、
前記進角室および前記遅角室に入るオイルの流れと前記進角室および前記遅角室から出るオイルの流れを制御するための、前記ロータ内に同軸に配置される位相関係制御バルブと、
前記ロックピンへとオイルを連通させ前記ロックピンからオイルを連通させるための第１のロックピンオイル通路であって、前記第１のロックピンオイル通路は、前記カムシャフト位相器が前記内燃エンジンに取り付けられるときに前記カムシャフト位相器の外側に配置されるロックピンオイル制御バルブに流体連通され、且つ、前記ロックピンオイル制御バルブが、前記ロックピンへのオイルの流れおよび前記ロックピンからのオイルの流れを制御し、前記位相関係制御バルブとは独立して作動する、第１のロックピンオイル通路と
を有するカムシャフト位相器。
【請求項２】
前記第１のロックピンオイル通路が前記ロータに配置され、前記ロータと前記カムシャフトとの接続時に前記カムシャフトに配置される第２のロックピンオイル通路に流体連通される、請求項１に記載のカムシャフト位相器。
【請求項３】
前記カムシャフト位相器がさらに
前記カムシャフトのポケット内に同軸に配置可能であり、前記ロータ内に同軸に配置されるブシュアダプタと、
密な嵌合状態で前記ブシュアダプタを貫通して同軸に延在し、前記カムシャフト位相器を前記カムシャフトに取り付けるように前記カムシャフト内にねじ込み式に係合され得る、カムシャフト位相器取付ボルトと、
を有し、
前記ブシュアダプタが少なくとも部分的に
前記内燃エンジンから前記位相関係制御バルブまで圧縮オイルを連通させる供給通路であって、前記ブシュアダプタの内径を画定する内側表面上に形成される第１の環状溝により少なくとも部分的に画定される、供給通路と、
前記位相関係制御バルブから前記進角室まで圧縮オイルを選択的に連通させる進角通路と、
前記位相関係制御バルブから前記遅角室まで圧縮オイルを選択的に連通させる遅角通路と
を画定する、
請求項１に記載のカムシャフト位相器。
【請求項４】
前記供給通路がさらに、前記ロータの前記内側表面および前記ロータと前記ブシュアダプタとの間に同軸に配置される円筒形スリーブのうちの一方に形成される軸方向溝によって画定され、前記軸方向溝が、前記ブシュアダプタを貫通して径方向に延在する第１の接続通路を通して前記第１の環状溝に流体連通される、請求項３に記載のカムシャフト位相器。
【請求項５】
前記供給通路がさらに、前記ブシュアダプタの内径上に形成される第２の環状溝によって画定され、前記第２の環状溝が、前記ブシュアダプタを貫通して径方向に延在する第２の接続通路を通して前記軸方向溝に流体連通される、請求項４に記載のカムシャフト位相器。
【請求項６】
前記第２の環状溝が前記カムシャフトの前記ポケット内に配置可能である、請求項５に記載のカムシャフト位相器。
【請求項７】
前記供給通路がさらに、前記ブシュアダプタの外径上に形成される第３の環状溝によって画定され、前記第３の環状溝が前記軸方向溝および前記第２の接続通路に流体連通される、請求項５に記載のカムシャフト位相器。
【請求項８】
前記進角通路および前記遅角通路のうちの一方が、前記ブシュアダプタの内径上に形成される第４の環状溝によって画定される、請求項３に記載のカムシャフト位相器。
【請求項９】
前記進角通路および前記遅角通路の他方が、前記ブシュアダプタの軸方向端部と前記カムシャフト位相器取付ボルトとの間に形成される軸方向空間によって画定される、請求項８に記載のカムシャフト位相器。
【請求項１０】
前記カムシャフト位相器取付ボルトが、前記位相関係制御バルブを収容する軸方向孔を有する、請求項３に記載のカムシャフト位相器。
【請求項１１】
前記カムシャフト位相器取付ボルトが
前記内燃エンジンから前記軸方向孔まで圧縮オイルを連通させるように前記カムシャフト位相器取付ボルトを貫通する第１の径方向通路と、
前記軸方向孔から前記ブシュアダプタの前記供給通路まで圧縮オイルを連通させるように前記カムシャフト位相器取付ボルトを貫通する第２の径方向通路と
を有する、請求項１０に記載のカムシャフト位相器。
【請求項１２】
チェックバルブ組立体が前記第１の径方向通路と前記第２の径方向通路との間に配置され、これにより圧縮オイルが前記第１の径方向通路から前記第２の径方向通路まで連通されることが可能となり、且つ、前記第２の径方向通路から前記第１の径方向通路まで圧縮オイルが連通されることが実質的に防止される、請求項１１に記載のカムシャフト位相器。
【請求項１３】
前記ブシュアダプタが前記カムシャフト位相器を前記カムシャフトに同軸に整合する、請求項３に記載のカムシャフト位相器。
【請求項１４】
クランクシャフトおよびカムシャフトを備える内燃エンジンであって、
前記内燃エンジンの前記クランクシャフトと前記カムシャフトとの位相関係を制御可能に変更するためのカムシャフト位相器と、前記カムシャフト位相器の外側に配置されるロックピンオイル制御バルブとを備えており、
前記カムシャフト位相器は、
複数のローブを有するステータであって、ステータと前記クランクシャフトとの間の回転比を固定するように前記内燃エンジンの前記クランクシャフトに接続されるステータと、
前記ステータ内に同軸に配置される、複数のベーンを有するロータであって、前記ベーンの間に前記ステータのローブが差し込まれて互い違いの進角室および遅角室を画定し、前記進角室は、前記クランクシャフトと前記カムシャフトとの間の位相関係を進角方向に変更するように圧縮オイルを受け入れ、前記遅角室は、前記カムシャフトと前記クランクシャフトとの間の位相関係を遅角方向に変更するように圧縮オイルを受け入れ、前記ロータは、前記ロータと前記カムシャフトとの間で相対回転が起こるのを防止するように前記内燃エンジンの前記カムシャフトに取り付けられる、ロータと、
前記ロータおよび前記ステータのうちの一方の中に配置されて前記ロータおよび前記ステータのうちの他方のロックピンシートに選択的に係合するロックピンであって、前記ロックピンが前記ロックピンシートに係合されているときに前記ロータと前記ステータとの間の位相関係が変更されることが防止され、前記ロックピンを前記ロックピンシートから外すように、圧縮オイルが選択的に前記ロックピンに供給され、前記ロックピンを前記ロックピンシートに係合させるように、オイルが選択的に前記ロックピンから排出される、ロックピンと、
前記進角室および前記遅角室に入るオイルの流れと前記進角室および前記遅角室から出るオイルの流れを制御するための、前記ロータ内に同軸に配置される位相関係制御バルブと、
前記ロックピンへとオイルを連通させ前記ロックピンからオイルを連通させる第１のロックピンオイル通路とを含み、
前記ロックピンオイル制御バルブは、前記第１のロックピンオイル通路を通して前記ロックピンへのオイルの流れおよび前記ロックピンからのオイルの流れを制御し、前記位相関係制御バルブとは独立して作動する、
内燃エンジン。
【請求項１５】
前記第１のロックピンオイル通路が前記ロータに配置され、前記カムシャフトに配置される第２のロックピンオイル通路に流体連通される、請求項１４に記載の内燃エンジン。
【請求項１６】
前記カムシャフト位相器がさらに
前記カムシャフトのポケット内に同軸に配置され且つ前記ロータ内に同軸に配置されるブシュアダプタと、
密な嵌合状態で前記ブシュアダプタを貫通して同軸に延在し、前記カムシャフト位相器を前記カムシャフトに取り付けるように前記カムシャフト内にねじ込み式に係合可能である、カムシャフト位相器取付ボルトと、
を有し、
前記ブシュアダプタが少なくとも部分的に
前記内燃エンジンから前記位相関係制御バルブまで圧縮オイルを連通させる供給通路であって、前記ブシュアダプタの内径を画定する内側表面上に形成される第１の環状溝により少なくとも部分的に画定される、供給通路と、
前記位相関係制御バルブから前記進角室まで圧縮オイルを選択的に連通させる進角通路と、
前記位相関係制御バルブから前記遅角室まで圧縮オイルを選択的に連通させる遅角通路と
を画定する、
請求項１４に記載の内燃エンジン。
【請求項１７】
前記供給通路がさらに、前記ロータの前記内側表面および前記ロータと前記ブシュアダプタとの間に同軸に配置される円筒形スリーブのうちの一方に形成される軸方向溝によって画定され、前記軸方向溝が、前記ブシュアダプタを貫通して径方向に延在する第１の接続通路を通して前記第１の環状溝に流体連通される、請求項１６に記載の内燃エンジン。
【請求項１８】
前記供給通路がさらに、前記ブシュアダプタの内径上に形成される第２の環状溝によって画定され、前記第２の環状溝が、前記ブシュアダプタを貫通して径方向に延在する第２の接続通路を通して前記軸方向溝に流体連通される、請求項１７に記載の内燃エンジン。
【請求項１９】
前記第２の環状溝が前記カムシャフトの前記ポケット内に配置される、請求項１８に記載の内燃エンジン。
【請求項２０】
前記供給通路がさらに、前記ブシュアダプタの外径上に形成される第３の環状溝によって画定され、前記第３の環状溝が前記軸方向溝および前記第２の接続通路に流体連通される、請求項１９に記載の内燃エンジン。
【請求項２１】
前記進角通路および前記遅角通路のうちの一方が、前記ブシュアダプタの内径上に形成される第４の環状溝によって画定される、請求項１６に記載の内燃エンジン。
【請求項２２】
前記進角通路および前記遅角通路の他方が、前記ブシュアダプタの軸方向端部と前記カムシャフト位相器取付ボルトとの間に形成される軸方向空間によって画定される、請求項２１に記載の内燃エンジン。
【請求項２３】
前記カムシャフト位相器取付ボルトが、前記制御バルブを収容する軸方向孔を有する、請求項１６に記載の内燃エンジン。
【請求項２４】
前記カムシャフト位相器取付ボルトが
前記内燃エンジンから前記軸方向孔まで圧縮オイルを連通させるように前記カムシャフト位相器取付ボルトを貫通する第１の径方向通路と、
前記軸方向孔から前記ブシュアダプタの前記供給通路まで圧縮オイルを連通させるように前記カムシャフト位相器取付ボルトを貫通する第２の径方向通路と
を有する、請求項２３に記載の内燃エンジン。
【請求項２５】
チェックバルブ組立体が前記第１の径方向通路と前記第２の径方向通路との間に配置され、これにより圧縮オイルが前記第１の径方向通路から前記第２の径方向通路まで連通されることが可能となり、且つ、前記第２の径方向通路から前記第１の径方向通路まで圧縮オイルが連通されることが実質的に防止される、請求項２４に記載の内燃エンジン。
【請求項２６】
前記ブシュアダプタが前記カムシャフト位相器を前記カムシャフトに同軸に整合する、請求項１６に記載の内燃エンジン。
【請求項１】
内燃エンジンのクランクシャフトとカムシャフトとの位相関係を制御可能に変更するために内燃エンジンに使用されるカムシャフト位相器であって、
複数のローブを有するステータであって、ステータと前記クランクシャフトとの間の回転比を固定するように前記内燃エンジンの前記クランクシャフトに接続可能である、ステータと、
前記ステータ内に同軸に配置される、複数のベーンを有するロータであって、前記ベーンの間に前記ステータのローブが差し込まれて互い違いの進角室および遅角室を画定し、前記進角室は、前記クランクシャフトと前記カムシャフトとの間の位相関係を進角方向に変更するように圧縮オイルを受け入れ、前記遅角室は、前記カムシャフトと前記クランクシャフトとの間の位相関係を遅角方向に変更するように圧縮オイルを受け入れ、前記ロータは、前記ロータと前記カムシャフトとの間で相対回転が起こるのを防止するように前記内燃エンジンの前記カムシャフトに取付可能である、ロータと、
前記ロータおよび前記ステータのうちの一方の中に配置されて前記ロータおよび前記ステータのうちの他方のロックピンシートに選択的に係合するロックピンであって、前記ロックピンが前記ロックピンシートに係合されているときに前記ロータと前記ステータとの間の位相関係が変更されることが防止され、前記ロックピンを前記ロックピンシートから外すように、圧縮オイルが選択的に前記ロックピンに供給され、前記ロックピンを前記ロックピンシートに係合させるように、オイルが選択的に前記ロックピンから排出される、ロックピンと、
前記進角室および前記遅角室に入るオイルの流れと前記進角室および前記遅角室から出るオイルの流れを制御するための、前記ロータ内に同軸に配置される位相関係制御バルブと、
前記ロックピンへとオイルを連通させ前記ロックピンからオイルを連通させるための第１のロックピンオイル通路であって、前記第１のロックピンオイル通路は、前記カムシャフト位相器が前記内燃エンジンに取り付けられるときに前記カムシャフト位相器の外側に配置されるロックピンオイル制御バルブに流体連通され、且つ、前記ロックピンオイル制御バルブが、前記ロックピンへのオイルの流れおよび前記ロックピンからのオイルの流れを制御し、前記位相関係制御バルブとは独立して作動する、第１のロックピンオイル通路と
を有するカムシャフト位相器。
【請求項２】
前記第１のロックピンオイル通路が前記ロータに配置され、前記ロータと前記カムシャフトとの接続時に前記カムシャフトに配置される第２のロックピンオイル通路に流体連通される、請求項１に記載のカムシャフト位相器。
【請求項３】
前記カムシャフト位相器がさらに
前記カムシャフトのポケット内に同軸に配置可能であり、前記ロータ内に同軸に配置されるブシュアダプタと、
密な嵌合状態で前記ブシュアダプタを貫通して同軸に延在し、前記カムシャフト位相器を前記カムシャフトに取り付けるように前記カムシャフト内にねじ込み式に係合され得る、カムシャフト位相器取付ボルトと、
を有し、
前記ブシュアダプタが少なくとも部分的に
前記内燃エンジンから前記位相関係制御バルブまで圧縮オイルを連通させる供給通路であって、前記ブシュアダプタの内径を画定する内側表面上に形成される第１の環状溝により少なくとも部分的に画定される、供給通路と、
前記位相関係制御バルブから前記進角室まで圧縮オイルを選択的に連通させる進角通路と、
前記位相関係制御バルブから前記遅角室まで圧縮オイルを選択的に連通させる遅角通路と
を画定する、
請求項１に記載のカムシャフト位相器。
【請求項４】
前記供給通路がさらに、前記ロータの前記内側表面および前記ロータと前記ブシュアダプタとの間に同軸に配置される円筒形スリーブのうちの一方に形成される軸方向溝によって画定され、前記軸方向溝が、前記ブシュアダプタを貫通して径方向に延在する第１の接続通路を通して前記第１の環状溝に流体連通される、請求項３に記載のカムシャフト位相器。
【請求項５】
前記供給通路がさらに、前記ブシュアダプタの内径上に形成される第２の環状溝によって画定され、前記第２の環状溝が、前記ブシュアダプタを貫通して径方向に延在する第２の接続通路を通して前記軸方向溝に流体連通される、請求項４に記載のカムシャフト位相器。
【請求項６】
前記第２の環状溝が前記カムシャフトの前記ポケット内に配置可能である、請求項５に記載のカムシャフト位相器。
【請求項７】
前記供給通路がさらに、前記ブシュアダプタの外径上に形成される第３の環状溝によって画定され、前記第３の環状溝が前記軸方向溝および前記第２の接続通路に流体連通される、請求項５に記載のカムシャフト位相器。
【請求項８】
前記進角通路および前記遅角通路のうちの一方が、前記ブシュアダプタの内径上に形成される第４の環状溝によって画定される、請求項３に記載のカムシャフト位相器。
【請求項９】
前記進角通路および前記遅角通路の他方が、前記ブシュアダプタの軸方向端部と前記カムシャフト位相器取付ボルトとの間に形成される軸方向空間によって画定される、請求項８に記載のカムシャフト位相器。
【請求項１０】
前記カムシャフト位相器取付ボルトが、前記位相関係制御バルブを収容する軸方向孔を有する、請求項３に記載のカムシャフト位相器。
【請求項１１】
前記カムシャフト位相器取付ボルトが
前記内燃エンジンから前記軸方向孔まで圧縮オイルを連通させるように前記カムシャフト位相器取付ボルトを貫通する第１の径方向通路と、
前記軸方向孔から前記ブシュアダプタの前記供給通路まで圧縮オイルを連通させるように前記カムシャフト位相器取付ボルトを貫通する第２の径方向通路と
を有する、請求項１０に記載のカムシャフト位相器。
【請求項１２】
チェックバルブ組立体が前記第１の径方向通路と前記第２の径方向通路との間に配置され、これにより圧縮オイルが前記第１の径方向通路から前記第２の径方向通路まで連通されることが可能となり、且つ、前記第２の径方向通路から前記第１の径方向通路まで圧縮オイルが連通されることが実質的に防止される、請求項１１に記載のカムシャフト位相器。
【請求項１３】
前記ブシュアダプタが前記カムシャフト位相器を前記カムシャフトに同軸に整合する、請求項３に記載のカムシャフト位相器。
【請求項１４】
クランクシャフトおよびカムシャフトを備える内燃エンジンであって、
前記内燃エンジンの前記クランクシャフトと前記カムシャフトとの位相関係を制御可能に変更するためのカムシャフト位相器と、前記カムシャフト位相器の外側に配置されるロックピンオイル制御バルブとを備えており、
前記カムシャフト位相器は、
複数のローブを有するステータであって、ステータと前記クランクシャフトとの間の回転比を固定するように前記内燃エンジンの前記クランクシャフトに接続されるステータと、
前記ステータ内に同軸に配置される、複数のベーンを有するロータであって、前記ベーンの間に前記ステータのローブが差し込まれて互い違いの進角室および遅角室を画定し、前記進角室は、前記クランクシャフトと前記カムシャフトとの間の位相関係を進角方向に変更するように圧縮オイルを受け入れ、前記遅角室は、前記カムシャフトと前記クランクシャフトとの間の位相関係を遅角方向に変更するように圧縮オイルを受け入れ、前記ロータは、前記ロータと前記カムシャフトとの間で相対回転が起こるのを防止するように前記内燃エンジンの前記カムシャフトに取り付けられる、ロータと、
前記ロータおよび前記ステータのうちの一方の中に配置されて前記ロータおよび前記ステータのうちの他方のロックピンシートに選択的に係合するロックピンであって、前記ロックピンが前記ロックピンシートに係合されているときに前記ロータと前記ステータとの間の位相関係が変更されることが防止され、前記ロックピンを前記ロックピンシートから外すように、圧縮オイルが選択的に前記ロックピンに供給され、前記ロックピンを前記ロックピンシートに係合させるように、オイルが選択的に前記ロックピンから排出される、ロックピンと、
前記進角室および前記遅角室に入るオイルの流れと前記進角室および前記遅角室から出るオイルの流れを制御するための、前記ロータ内に同軸に配置される位相関係制御バルブと、
前記ロックピンへとオイルを連通させ前記ロックピンからオイルを連通させる第１のロックピンオイル通路とを含み、
前記ロックピンオイル制御バルブは、前記第１のロックピンオイル通路を通して前記ロックピンへのオイルの流れおよび前記ロックピンからのオイルの流れを制御し、前記位相関係制御バルブとは独立して作動する、
内燃エンジン。
【請求項１５】
前記第１のロックピンオイル通路が前記ロータに配置され、前記カムシャフトに配置される第２のロックピンオイル通路に流体連通される、請求項１４に記載の内燃エンジン。
【請求項１６】
前記カムシャフト位相器がさらに
前記カムシャフトのポケット内に同軸に配置され且つ前記ロータ内に同軸に配置されるブシュアダプタと、
密な嵌合状態で前記ブシュアダプタを貫通して同軸に延在し、前記カムシャフト位相器を前記カムシャフトに取り付けるように前記カムシャフト内にねじ込み式に係合可能である、カムシャフト位相器取付ボルトと、
を有し、
前記ブシュアダプタが少なくとも部分的に
前記内燃エンジンから前記位相関係制御バルブまで圧縮オイルを連通させる供給通路であって、前記ブシュアダプタの内径を画定する内側表面上に形成される第１の環状溝により少なくとも部分的に画定される、供給通路と、
前記位相関係制御バルブから前記進角室まで圧縮オイルを選択的に連通させる進角通路と、
前記位相関係制御バルブから前記遅角室まで圧縮オイルを選択的に連通させる遅角通路と
を画定する、
請求項１４に記載の内燃エンジン。
【請求項１７】
前記供給通路がさらに、前記ロータの前記内側表面および前記ロータと前記ブシュアダプタとの間に同軸に配置される円筒形スリーブのうちの一方に形成される軸方向溝によって画定され、前記軸方向溝が、前記ブシュアダプタを貫通して径方向に延在する第１の接続通路を通して前記第１の環状溝に流体連通される、請求項１６に記載の内燃エンジン。
【請求項１８】
前記供給通路がさらに、前記ブシュアダプタの内径上に形成される第２の環状溝によって画定され、前記第２の環状溝が、前記ブシュアダプタを貫通して径方向に延在する第２の接続通路を通して前記軸方向溝に流体連通される、請求項１７に記載の内燃エンジン。
【請求項１９】
前記第２の環状溝が前記カムシャフトの前記ポケット内に配置される、請求項１８に記載の内燃エンジン。
【請求項２０】
前記供給通路がさらに、前記ブシュアダプタの外径上に形成される第３の環状溝によって画定され、前記第３の環状溝が前記軸方向溝および前記第２の接続通路に流体連通される、請求項１９に記載の内燃エンジン。
【請求項２１】
前記進角通路および前記遅角通路のうちの一方が、前記ブシュアダプタの内径上に形成される第４の環状溝によって画定される、請求項１６に記載の内燃エンジン。
【請求項２２】
前記進角通路および前記遅角通路の他方が、前記ブシュアダプタの軸方向端部と前記カムシャフト位相器取付ボルトとの間に形成される軸方向空間によって画定される、請求項２１に記載の内燃エンジン。
【請求項２３】
前記カムシャフト位相器取付ボルトが、前記制御バルブを収容する軸方向孔を有する、請求項１６に記載の内燃エンジン。
【請求項２４】
前記カムシャフト位相器取付ボルトが
前記内燃エンジンから前記軸方向孔まで圧縮オイルを連通させるように前記カムシャフト位相器取付ボルトを貫通する第１の径方向通路と、
前記軸方向孔から前記ブシュアダプタの前記供給通路まで圧縮オイルを連通させるように前記カムシャフト位相器取付ボルトを貫通する第２の径方向通路と
を有する、請求項２３に記載の内燃エンジン。
【請求項２５】
チェックバルブ組立体が前記第１の径方向通路と前記第２の径方向通路との間に配置され、これにより圧縮オイルが前記第１の径方向通路から前記第２の径方向通路まで連通されることが可能となり、且つ、前記第２の径方向通路から前記第１の径方向通路まで圧縮オイルが連通されることが実質的に防止される、請求項２４に記載の内燃エンジン。
【請求項２６】
前記ブシュアダプタが前記カムシャフト位相器を前記カムシャフトに同軸に整合する、請求項１６に記載の内燃エンジン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ａ１】
【図４Ｂ】
【図４Ｂ１】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ａ１】
【図４Ｂ】
【図４Ｂ１】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【公開番号】特開２０１２−２１９８１５（Ｐ２０１２−２１９８１５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−８７４４２（Ｐ２０１２−８７４４２）
【出願日】平成２４年４月６日（２０１２．４．６）
【出願人】（５９９０２３９７８）デルファイ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド (281)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−８７４４２（Ｐ２０１２−８７４４２）
【出願日】平成２４年４月６日（２０１２．４．６）
【出願人】（５９９０２３９７８）デルファイ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド (281)
【Ｆターム（参考）】
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