(57)【要約】  第１の位置から第２の位置に移動可能なロータ組立体のパイロット弁と、ロータ組立体が中間の位相角位置に又はその近くにあるときに制限及び／又は遮断されるアドバンスチャンバ又はリタードチャンバと連通する戻り抑制ラインとを含む内燃機関用の可変カムタイミング位相器。パイロット弁が第１の位置にあるとき、パイロット弁を通した流体の流れが遮断される。パイロット弁が第２の位置にあるとき、流体は、ロータ組立体がハウジング組立体に対し中間の位相角位置に移動されかつそこに保持されるように、パイロット弁及び共通のラインを通してアドバンスチャンバからの戻り抑制ラインと、リタードチャンバからの戻り抑制ラインとの間に流れることが可能である。
2011513651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力を受け入れるための外周を有するハウジング組立体と、複数のベーンを有するハウジング内に同軸に配置されたカムシャフトに接続するためのロータ組立体とを含む内燃機関用の可変カムタイミング位相器であって、前記ハウジング組立体及び前記ロータ組立体が、ベーンによってアドバンスチャンバとリタードチャンバとに分離された少なくとも１つのチャンバを画定し、前記ハウジング組立体と前記ロータ組立体との相対角度位置を変えるように機能する前記チャンバ内の前記ベーンが、
第１の位置から第２の位置に移動可能なロータ組立体のパイロット弁と、前記ロータ組立体が中間の位相角位置に又はその近くにあるときに制限及び／又は遮断される前記アドバンスチャンバ又は前記リタードチャンバと連通する戻り抑制ラインとを備え、
前記パイロット弁が前記第１の位置にあるとき、前記パイロット弁を通した流体の流れが遮断され、前記パイロット弁が第２の位置にあるときに、前記ロータが前記ハウジングに対する前記中間の位相角位置に移動されかつそこに保持されるように、流体が、前記パイロット弁及び共通のラインを通して前記アドバンスチャンバからの前記戻り抑制ラインと、前記リタードチャンバからの前記戻り抑制ラインとの間に流れることが可能である可変カムタイミング位相器。
【請求項２】
前記パイロット弁が、油圧によって前記第１の位置に移動される、請求項１に記載の位相器。
【請求項３】
前記油圧が遠隔のオン／オフ弁によって制御される、請求項２に記載の位相器。
【請求項４】
前記油圧が前記位相器用の制御弁によって制御される、請求項２に記載の位相器。
【請求項５】
前記パイロット弁が前記第２の位置にばね付勢される、請求項１に記載の位相器。
【請求項６】
前記ロータ組立体又は前記ハウジング組立体に摺動可能に配置されたロックピンをさらに備え、前記ロックピンが、前記ロータ組立体又は前記ハウジング組立体で、端部部分が凹部に係合して前記ハウジング組立体と前記ロータ組立体との相対角度位置をロックするロック位置から、前記端部部分が前記凹部に係合しないロック解除位置に移動することができる、請求項１に記載の位相器。
【請求項７】
前記ロックピンが前記パイロット弁の部分として形成される、請求項６に記載の位相器。
【請求項８】
前記ロックピンが油圧によってロック位置からロック解除位置に移動可能である、請求項６に記載の位相器。
【請求項９】
前記油圧がオン／オフ弁によって制御される、請求項８に記載の位相器。
【請求項１０】
前記油圧が前記位相器用の制御弁によって制御される、請求項８に記載の位相器。
【請求項１１】
アドバンスライン、リタードライン、共通のライン、アドバンス戻り抑制ライン及びリタード戻り抑制ラインを通して、前記チャンバ内の前記ベーンの位置を制御するための制御弁をさらに備え、前記制御弁が、アドバンスモード、ホールド位置、リタードモード、及び戻り抑制モードに移動可能であり、前記制御弁が前記パイロット弁を前記第２の位置に移動させる、請求項１に記載の位相器。
【請求項１２】
内燃機関用の可変カムタイミング位相器であって、
駆動力を受け入れるための外周を有するハウジング組立体と、
複数のベーンを有する前記ハウジング組立体内に同軸に配置されたカムシャフトに接続するためのロータ組立体であって、前記ハウジング組立体及び前記ロータ組立体が、ベーンによってアドバンスチャンバとリタードチャンバとに分離された少なくとも１つのチャンバを画定し、前記チャンバ内の前記ベーンが前記ハウジング組立体と前記ロータ組立体との相対角度位置を変えるように機能するロータ組立体と、
アドバンスライン、リタードライン、共通のライン、アドバンス戻り抑制ライン及びリタード戻り抑制ラインを通して、前記チャンバにまた前記チャンバから流体を導くための制御弁であって、前記制御弁が、第１の穴でアドバンスモード、ホールド位置、リタードモード、及び戻り抑制モードに向かって移動可能である制御弁と、
前記ロータ組立体又は前記ハウジング組立体に摺動可能に配置されたロックピンであって、前記ロックピンが、第２の穴で、端部部分が凹部に係合して前記ハウジング組立体と前記ロータ組立体との相対角度位置をロックするロック位置から、前記端部部分が前記凹部に係合しないロック解除位置に移動することができるロックピンと、
ロータ組立体のパイロット弁であって、第１の位置から第２の位置に移動可能であり、前記ロータ組立体が中間の位相角位置にあるか又はその近くにあるときに、前記アドバンスチャンバ又は前記リタードチャンバと連通する前記アドバンス戻り抑制ライン及び前記リタード戻り抑制ラインが制限されるか又は遮断され、前記パイロット弁が前記第１の位置にあるとき、前記パイロット弁を通した流体の流れが遮断され、前記パイロット弁が第２の位置にあるとき、前記ロータが前記ハウジングに対する前記中間の位相角位置に移動されかつそこに保持されるように、流体が、前記パイロット弁及び共通のラインを通して前記アドバンスチャンバからの前記アドバンス戻り抑制ラインと、前記リタードチャンバからの前記戻り抑制ラインとの間に流れることが可能であるパイロット弁とを備え、
前記制御弁が前記アドバンスモード又は前記リタードモードに向かって移動されるか、又はホールド位置にあるとき、前記ロックピンが前記ロック解除位置に移動しかつ前記パイロット弁が前記第１の位置に移動されて、前記パイロット弁を通した前記アドバンスチャンバと前記リタードチャンバとの間の流体流を遮断し、
前記制御弁が前記戻り抑制モードに移動されたときに前記パイロット弁が前記第２の位置に移動され、前記アドバンス戻り抑制ライン又は前記リタード戻り抑制ラインが、前記パイロット弁を通して前記共通のラインと流体連通し、前記ロータ組立体が、前記ハウジング組立体に対し中間の位相角位置に移動されかつそこに保持され、前記ロックピンがロック位置に移動される可変カムタイミング位相器。
【請求項１３】
前記ロックピンが、前記ロック位置に向かってばね付勢される、請求項１２に記載の位相器。
【請求項１４】
前記ロックピンが、前記パイロット弁の部分として形成される、請求項１２に記載の位相器。
【請求項１５】
前記制御弁が、可変力ソレノイドによって前記アドバンスモード、前記リタードモード、前記戻り抑制モードに向かって、及び前記ホールド位置に移動可能である、請求項１２に記載の位相器。
【請求項１６】
前記パイロット弁が前記第２の位置にあるとき、前記制御弁が末端の行程にある、請求項１２に記載の位相器。
【請求項１７】
前記共通のラインが逆止弁をさらに備える、請求項１２に記載の位相器。
【請求項１８】
前記ロックピンが前記ハウジング組立体にあり、前記凹部が前記ロータ組立体にある、請求項１２に記載の位相器。
【請求項１９】
前記ロックピンが前記ロータ組立体にあり、前記凹部が前記ハウジング組立体にある、請求項１２に記載の位相器。
【請求項２０】
前記位相器が前記中間の位相角位置にあるとき、前記アドバンス戻り抑制ライン及び前記リタード戻り抑制ラインが、前記ハウジング組立体によって遮断される、請求項１２に記載の位相器。
【請求項２１】
前記位相器が前記中間の位相角位置にあるとき、前記アドバンス戻り抑制ライン及び前記リタード戻り抑制ラインが、前記ハウジング組立体によって少なくとも部分的に制限される、請求項１２に記載の位相器。
【請求項２２】
前記制御弁が前記戻り抑制モードに移動されたとき、前記制御弁が前記パイロット弁を前記第２の位置に移動させる、請求項１２に記載の位相器。
【請求項２３】
駆動力を受け入れるための外周を有するハウジング組立体と、複数のベーンを有するハウジング内に同軸に配置されたカムシャフトに接続するためのロータ組立体とを含む内燃機関用の可変カムタイミング位相器であって、前記ハウジング組立体及び前記ロータ組立体が、ベーンによってアドバンスチャンバとリタードチャンバとに分離された少なくとも１つのチャンバを画定し、前記ハウジング組立体と前記ロータ組立体との相対角度位置を変えるように機能する前記チャンバ内の前記ベーンが、
第１の位置から第２の位置に移動可能なロータ組立体のパイロットロック弁と、前記ロータ組立体がロックピン端部部分を備える中間の位相角位置に又はその近くにあるときに制限及び／又は遮断される前記アドバンスチャンバ又は前記リタードチャンバと連通する戻り抑制ラインとを備え、
前記パイロット弁が前記第１の位置にあるとき、前記パイロット弁を通した流体の流れが遮断され、前記パイロット弁が第２の位置にあるとき、前記ロータが前記ハウジングに対する前記中間の位相角位置に移動されかつそこに保持され、前記パイロットロック弁の前記ロックピン端部部分が前記ハウジングの凹部に係合して、前記ハウジング組立体と前記ロータ組立体との相対角度位置をロックするように、流体が、前記パイロット弁及び共通のラインを通して前記アドバンスチャンバからの前記戻り抑制ラインと、前記リタードチャンバからの前記戻り抑制ラインとの間に流れることが可能である可変カムタイミング位相器。
【請求項２４】
前記パイロットロック弁が、油圧によって前記第１の位置に移動される、請求項２３に記載の位相器。
【請求項２５】
前記油圧が前記位相器用の制御弁によって制御される、請求項２４に記載の位相器。
【請求項２６】
前記パイロット弁が前記第２の位置にばね付勢される、請求項２３に記載の位相器。
【請求項２７】
アドバンスライン、リタードライン、共通のライン、アドバンス戻り抑制ライン、及びリタード戻り抑制ラインを通して前記チャンバの前記ベーンの位置を制御するための制御弁をさらに備え、前記制御弁がアドバンスモード、リタードモード、戻り抑制モード、及びホールドモードに移動可能であり、前記制御弁が前記パイロット弁を前記第２の位置に移動させる、請求項２３に記載の位相器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変カムタイミングシステムの分野に関する。より詳細には、本発明は、中間位置に油圧ロックを有する可変カムシャフトタイミング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第６，８１４，０３８号明細書及び米国特許第６，９４１，９１３号明細書は、ロックピンをアクティブに制御するためにＶＣＴシステムを制御する同一のスプールを利用する可変カムシャフトタイミングシステムを開示している。スプールのランドの位置は、ソースオイルがロックピンと、位相器のリタードチャンバ又はアドバンスチャンバのどちらかとの両方に供給されるかどうかに直接影響する。
【０００３】
参照により本明細書に援用される米国特許第６，６６６，１８１号明細書は、アドバンス機械的ストッパとリタード機械的ストッパとの間に配置された中間の位相角位置でデフォルトに設定することができる可変カムタイミング装置を開示している。より詳細には、規定の全位相角範囲の中央のどこかの位置となるよう可変カムタイミング（ＶＣＴ）装置に命令するために、油圧戻り抑制回路が制御弁を介して作動される。
【０００４】
ロックピンの制御、及び規定の全位相角範囲の中央のどこかの位置でＶＣＴに命令するために制御弁を介して作動される油圧戻り抑制回路の制御というスプールの２つの特徴は、１つのＶＣＴ組立体に組み合わせて、スプール弁によって制御できるが、これは実用的でない。この方法に関わる問題は、１つのスプール弁に３つの油圧回路、すなわち、１つはＶＣＴを制御する油圧回路、１つはＶＣＴを既知の中間位置に命令する油圧戻り抑制回路を制御する油圧回路、及び１つはロックピンを制御する油圧回路があることである。このことは、スプール弁とスリーブとを非常に長くし、それらの製造が非常に難しくなる。さらに、３つの油圧回路をすべて制御弁に置くことにより、ＶＣＴの全体的なパッケージ長さが増大し、この長さは、自動車のパワートレインの厳しいパッケージ要件にうまく受容されない。最後に、すべての３つの制御回路を１つのスプール弁に置くことは、複雑かつ制限的な流れ回路をもたらし、したがって、各回路の性能を制限する。
【０００５】
ＧＢ２４３７３０５号明細書は、１つ又は２つのロックピンが、位相器をロック位置に戻すためにカムトルク逆転の作用下の複動ばね又は油圧回路に使用される、異なる実施形態を教示している。
【０００６】
一実施形態において、位相器内の２つの一方向弁は、一方の方向又は他方の方向のトルクに応答して、オイルがチャンバから逃れることを可能にする。ロックピンの穴の各々は、ハウジングと、ベーンが存在するロータとの間に形成された隣接するキャビティにも入るオイル穿孔部によって一方向弁に接続される。位相器がロック解除されかつオイル圧力が低下した場合、一方のロックピンはハウジングに対しロータをロックし、他方のロックピンは、エンドプレートの表面に向かって延びている。ロックピンがロックされているとき、オイルは、穿孔部を通して流れ、隣接するキャビティへの一方向弁まで通過して、第２のロックピンが係合しかつロックできる位置に位相器を移動させることができる。ロックピンがロック解除されている場合、ロックピンの直径により、流体が一方向弁に流れることが防止される。このシステムは、パッシブ制御下にある。言い換えれば、他の弁は、ロックピンに作用する流体に直接影響を及ぼさない。
【０００７】
他の実施形態において、２つの一方向弁が位相器に存在し、単一のロックピンに接続される。第３の穿孔部がロックピン穴内に通じ、この穴は、細いマニホールドプレートを通して位相の前部プレートのスロット内に通じる。スロットは、ベーンの一方によって選択的に覆われまた覆われない第１の孔をマニホールドプレートの他の２つの孔に接続するように働く。ロック位置で、ベーンは両方の孔を覆い隠す。ロック位置から離れる方への位相の任意の移動により、オイルは、カムトルク逆転の作用下で関連のキャビティから、一方向弁を介して対向する組のキャビティ内に流れることが可能である。一方向弁がキャビティに接続されると、他の一方向弁は、単一のロックピンの穴に接続される。ロックピンがロックされると、両方の一方向弁へのオイル供給は、両方の一方向弁に対し覆い隠される。ロックピンがロック解除されると、オイル供給がロックピンの縮径部に接続される。このシステムもパッシブ制御システムである。言い換えれば、バルブは、位相器内で又は遠隔で、ロック位置又はロック解除置にロックピンを移動させるための、ロックピンに作用する圧力に直接影響を及ぼさない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、全体的なパッケージ長さを同一に又はより小さく維持し、かつＶＣＴ位相器の性能を高めつつ、アクティブに制御される戻り抑制パイロット弁を使用して中間の位相角位置に位相器を配置する簡単な方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の位置から第２の位置に移動可能なロータ組立体のパイロット弁と、ロータ組立体が中間の位相角位置に又はその近くにあるときに制限されるか又は遮断されるアドバンスチャンバ又はリタードチャンバと連通する戻り抑制ラインとを含む内燃機関用の可変カムタイミング位相器。パイロット弁が第１の位置にあるとき、パイロット弁を通した流体の流れは遮断される。パイロット弁が第２の位置にあるとき、流体は、ロータ組立体がハウジング組立体に対し中間の位相角位置に移動されかつそこに保持されるように、パイロット弁及び共通のラインを通してアドバンスチャンバからの戻り抑制ラインと、リタードチャンバからの戻り抑制ラインとの間を流れることが可能である。
【００１０】
パイロット弁は、油圧によって第１の位置に移動される。油圧は、遠隔のオン／オフ弁又は位相器の制御弁によって制御することが可能である。第１の位置へのパイロット弁の移動は、遠隔のオン／オフ弁又は位相器の制御弁によってアクティブに制御される。パイロット弁は、第２の位置にばね付勢される。
【００１１】
ロックピンは、位相器内に存在してもよい。ロックピンは、油圧によってロック位置からロック解除位置に移動される。油圧は、遠隔のオン／オフ弁又は位相器の制御弁によって制御することが可能である。
【００１２】
他の実施形態において、制御弁がアドバンス位置、リタード位置、又はホールド位置に移動されたとき、ロックピンは、ロック解除位置に移動し、パイロット弁は第１の位置に移動されて、パイロット弁を通したアドバンスチャンバとリタードチャンバとの間の流体流を遮断する。制御弁が戻り抑制位置に移動されると、パイロット弁は、第２の位置に移動され、アドバンス戻り抑制ライン又はリタード戻り抑制ラインは、パイロット弁を通して共通のラインと流体連通し、ロータ組立体は、ハウジング組立体に対し中間の位相角位置に移動されかつ当該位置に保持され、ロックピンはロック位置に移動される。
【００１３】
位相器が中間の位相位置にあるとき、ロータ内のアドバンス戻り抑制ライン及びリタード戻り抑制ラインを完全に遮断するか又は実質的に遮断して、ハウジング組立体とロータ組立体との間に形成されたチャンバ内のベーンの振動を僅かにし得る。
【００１４】
ロックピンは、ロータ組立体に収納され、ハウジング組立体に係合するか、あるいはハウジング組立体に収納され、ロータ組立体に係合することが可能である。
【００１５】
代わりに、ロックピンを、パイロット弁の部分として形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】アドバンス位置に向かって移動する本発明の第１の実施形態の概略図である。
【図２】リタード位置に向かって移動する本発明の第１の実施形態の概略図である。
【図３】ホールド位置の本発明の第１の実施形態の概略図である。
【図４ａ】戻り抑制位置の本発明の第１の実施形態の概略図である。
【図４ｂ】戻り抑制位置の本発明の第１の実施形態の位相器の図面である。
【図５】リタードチャンバと流体連通したリタード戻り抑制ライン及び油圧戻り抑制回路がオンである、中間の位相角位置に向かって移動する本発明の第１の実施形態の位相器の図面である。
【図６】アドバンスチャンバと流体連通したアドバンス戻り抑制ライン及び油圧戻り抑制回路がオンである、中間の位相角位置に向かって移動する本発明の第１の実施形態の位相器の図面である。
【図７ａ】ロックピンがロック解除された第１の実施形態の位相器の断面図である。
【図７ｂ】油圧戻り抑制回路がオフであるような位置にパイロット弁が存在する第１の実施形態の位相器の断面図である。
【図８ａ】ロックピンがロックされた第１の実施形態の位相器の断面図である。
【図８ｂ】油圧戻り抑制回路がオン又は開であるような位置にパイロット弁が存在する第１の実施形態の位相器の断面図である。
【図９】ロックピンがロックされ、また油圧戻り抑制回路がオン又は開であるような位置にパイロット弁が存在する第１の実施形態の位相器の別の断面図である。
【図１０】位相器がアドバンス位置、リタード位置、又はホールド位置の任意の位置にあり、ロックピンが解放位置にあるときのパイロット弁の断面図である。
【図１１】パイロット弁が第１の位置にあり、位相器がホールド位置にあり、またパイロット弁が制御弁を通した供給によって制御される本発明の第２の実施形態の概略図である。
【図１２】パイロット弁が第２の位置にあり、位相器が中間の位相角位置にあり、またパイロット弁が制御弁を通した供給によって制御される本発明の第２の実施形態の概略図である。
【図１３】パイロット弁が第１の位置にあり、位相器がホールド位置にあり、またパイロット弁が他の油圧手段によって制御される本発明の第３の実施形態の概略図である。
【図１４】パイロット弁が第２の位置にあり、位相器が中間の位相角位置にあり、またパイロット弁が他の油圧手段によって制御される本発明の第３の実施形態の概略図である。
【図１５】パイロット弁が第１の位置にあり、位相器がホールド位置にあり、またロックピン及びパイロット弁が他の油圧手段によって制御される本発明の第４の実施形態の概略図である。
【図１６】パイロット弁が第２の位置にあり、位相器が中間の位相角位置にあり、またロックピン及びパイロット弁が他の油圧手段によって制御される本発明の第４の実施形態の概略図である。
【図１７ａ】ロックピンがパイロット弁に一体化されかつ油圧戻り抑制ロック回路が開放し、ロックピンの端部部分が凹部と係合しておらず、また位相器が戻り抑制回路を介してリタード方向にロック位置に向かって移動している本発明の第５の実施形態の概略図である。
【図１７ｂ】ロックピンがパイロット弁に一体化されかつ油圧戻り抑制ロック回路が開放し、ロックピンの端部部分が凹部と係合しておらず、また位相器が戻り抑制回路を介してアドバンス方向にロック位置に向かって移動している本発明の第５の実施形態の概略図である。
【図１７ｃ】ロックピンの端部部分がまさに凹部と整列しかつ係合しつつある本発明の第５の実施形態の概略図である。
【図１８】ロックピンがパイロット弁に一体化されかつ油圧戻り抑制ロック回路が開放し、ロックピンの端部部分が凹部と係合している本発明の第５の実施形態の別の概略図である。
【図１９】ロックピンがパイロット弁に一体化されかつ油圧戻り抑制ロック回路が閉鎖され、ロックピンの端部部分が凹部から解放され、また位相器がアドバンス位置に向かって移動している本発明の第５の実施形態の概略図である。
【図２０】ロックピンがパイロット弁に一体化されかつ油圧戻り抑制ロック回路が閉鎖され、ロックピンの端部部分が凹部から解放され、また位相器がリタード位置に向かって移動している本発明の第５の実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明において、油圧戻り抑制切換機能を管理するために、オフセット又は遠隔パイロット弁が油圧回路に付加される。
【００１８】
パイロット弁は、ロックピンに係合するか又はロックピンを解放する同一の油圧回路でオン／オフ制御可能である。これにより、ＶＣＴ制御弁は、背景技術に記載した３つの油圧回路に対し、２つの油圧回路、すなわちＶＣＴ制御回路及び組み合わせたロックピン／油圧戻り抑制制御回路に短縮される。第１の位置へのパイロット弁の移動は、遠隔のオン／オフ弁又は位相器の制御弁によってアクティブに制御される。
【００１９】
代わりに、ロックピンは存在せず、パイロット弁は、油圧弁手段によって又は位相器の制御弁を通した供給圧力によって制御される。
【００２０】
遠隔のパイロット弁を使用する利点の１つは、遠隔のパイロット弁がソレノイドによって制限されないので、制御弁よりも長い行程を有することができることである。したがって、パイロット弁は、油圧戻り抑制モード用に、より大きな流路を開放し、戻り抑制モードの作動速度を高めることができる。さらに、遠隔のパイロット弁の位置により、油圧戻り抑制回路が短縮かつ単純化され、これによって、ＶＣＴ戻り抑制モード又は位相器の中間の位相角位置の性能が向上する。
【００２１】
図１〜図２０は、スプール弁位置によって異なるＶＣＴ位相器の作動モードを示している。図に示した位置は、ＶＣＴ位相器が移動する方向を定義している。位相制御弁は、無限の数の中間位置を有し、この結果、制御弁は、ＶＣＴ位相器が移動する方向を制御するのみならず、別個のスプール位置に応じて、ＶＣＴ位相器が位置を変える速度を制御することが理解される。したがって、位相制御弁が、無限の中間位置においても動作でき、図に示した位置に限定されないことが理解される。
【００２２】
内燃機関は、エンジンの性能向上又は排出物の低減のために、カムシャフトとクランクシャフトとの間の角度を変更するための様々な機構を採用してきた。これらの可変カムシャフトタイミング（ＶＣＴ）機構の多くは、エンジンのカムシャフト（又は複数カムシャフトエンジンにおける複数のカムシャフト）上に１つ以上の「ベーン位相器」を使用する。ほとんどの場合、位相器は、カムシャフト１２６の端部に取り付けられた、１つ以上のベーン１０４を有するロータ１０５を有し、ロータは、内部にベーンがはまり込むベーンチャンバを有するハウジング組立体１００によって囲まれている。ベーン１０４をハウジング組立体１００に取り付け、同様にチャンバをロータ組立体１０５に取り付けることが可能である。ハウジングの外周１０１は、通常クランクシャフトから、又は可能ならば複数カムエンジンの他のカムシャフトから、チェーン、ベルト又はギヤを通して駆動力を受け入れるスプロケット、プーリ又はギヤを形成する。
【００２３】
第１の実施形態の図１〜図１０を参照すると、エンジンバルブの開閉力によって引き起こされるカムシャフトのトルク逆転により、ベーン１０４が移動される。アドバンスチャンバ１０２及びリタードチャンバ１０３は、カムシャフト１２６の正と負のトルク脈動に抵抗するように配置され、代わりにカムトルクによって加圧される。制御弁１０９は、所望の移動方向に応じて、アドバンスチャンバ１０２からリタードチャンバ１０３への流体流、又はその逆の流体流を許容することにより位相器のベーン１０４の移動を可能にする。
【００２４】
位相器のハウジング組立体１００は、駆動力を受け入れるための外周１０１を有する。ロータ組立体１０５は、カムシャフト１２６に接続され、ハウジング組立体１００内に同軸に配置される。ロータ組立体１０５は、ハウジング組立体１００とロータ組立体１０５との間に形成されたチャンバをアドバンスチャンバ１０２とリタードチャンバ１０３とに分離するベーン１０４を有する。ベーン１０４は、回転してハウジング組立体１００とロータ組立体１０５との相対角度位置を変えることができる。さらに、油圧戻り抑制回路１３３及びロックピン回路１２３も存在している。油圧戻り抑制回路１３３とロックピン回路１２３は、上述のように本質的に１つの回路であるが、簡明さのため別個に説明する。油圧戻り抑制回路１３３は、ばね１３１によって付勢されるパイロット弁１３０と、アドバンスチャンバ１０２をパイロット弁１３０及び共通のライン１１４に接続するアドバンス戻り抑制ライン１２８と、リタードチャンバ１０３をパイロット弁１３０及び共通のライン１１４に接続するリタード戻り抑制ライン１３４とを含む。アドバンス戻り抑制ライン１２８及びリタード戻り抑制ライン１３４は、ベーン１０４から所定の距離又は長さである。パイロット弁１３０はロータ組立体１０５内にあり、ライン１３２を通してロックピン回路１２３及びライン１１９ａに流体接続される。ロックピン回路１２３は、ロックピン１２５、ライン１３２、パイロット弁１３０、供給ライン１１９ａ、及び排出ライン１２２を含む。
【００２５】
ロックピン１２５は、ロータ組立体１０５の穴に摺動可能に収容され、ばね１２４によってハウジング組立体１００の凹部１２７に向かって付勢されその中にはまり込む端部部分を有する。代わりに、ロックピン１２５を、ロータ組立体１００に収納し、ロータ組立体１０５の凹部１２７に向かってばね１２４によって付勢してもよい。油圧戻り抑制回路１３３の開閉及びロックピン回路１２３の加圧の両方は、位相制御弁１０９の切換／移動によって制御される。
【００２６】
制御弁１０９、好ましくはスプール弁は、ロータ１０５の穴内のスリーブ１１６に摺動可能に受容された円筒状ランド１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃを有するスプール１１１と、カムシャフト１２６のパイロットとを含む。スプールの一方の端部はばね１１５に接触し、スプールの反対側端部は、パルス幅変調の可変力ソレノイド（ＶＦＳ）１０７に接触する。ソレノイド１０７はまた、電流又は電圧を変更することによって、あるいは適用可能な他の方法によって線形制御することが可能である。さらに、スプール１１１の反対側端部は、モータ又は他のアクチュエータに接触し、それらによって影響を受けてもよい。
【００２７】
スプール１１１の位置は、ばね１１５と、ＥＣＵ１０６によって制御されるソレノイド１０７とによって影響を受ける。位相器の制御に関するさらなる詳細について、以下に詳細に説明する。スプール１１１の位置により、位相器の動き（例えば、アドバンス位置、ホールド位置、又はリタード位置に向かって移動する）、ならびにロックピン回路１２３及び油圧戻り抑制回路１３３が開放している（オン）か又は閉鎖している（オフ）かどうかが制御される。言い換えれば、スプール１１１の位置により、パイロット弁がアクティブに制御される。制御弁１０９は、アドバンスモード、リタードモード、ゼロモード、及び戻り抑制モードを有する。アドバンスモードでは、スプール１１１は、流体がリタードチャンバ１０３からスプール１１１を通してアドバンスチャンバ１０２に流れることが可能であり、流体がアドバンスチャンバ１０２から出ることが遮断され、また戻り抑制弁回路１３３がオフ又は閉鎖されるような位置に移動する。リタードモードでは、スプール１１１は、流体がアドバンスチャンバ１０２からスプール１１１を通してリタードチャンバ１０３に流れることが可能であり、流体がリタードチャンバ１０３から出ることが遮断され、また戻り抑制弁回路１３３がオフであるような位置に移動する。ゼロモードでは、スプール１１１は、アドバンスチャンバ１０２及びリタードチャンバ１０３からの流体の流出を遮断し、また戻り抑制弁回路１３３がオフである位置に移動する。戻り抑制モードでは、３つの機能が同時に行われる。戻り抑制モードでの第１の機能は、スプールランド１１１ａと１１１ｂの間のライン１１２からの流体流が他のライン及びライン１１３のいずれかに入ることが、スプールランド１１１ｂによって遮断される位置にスプール１１１が移動し、位相器の制御を制御弁１０９から有効に取り除くことである。戻り抑制モードでの第２の機能は、戻り抑制弁回路１３３を開放するか又はオンにすることである。戻り抑制弁回路１３３は、ベーン１０４が中間の位相角位置に達するまで、アドバンス又はリタードに移動する位相器を完全に制御できる。戻り抑制モードでの第３の機能は、ロックピン回路１２３をベントして、ロックピン１２５が凹部１２７に係合することを可能にすることである。中間の位相角位置又は中央位置は、ハウジング組立体１００とロータ組立体１０５との間のチャンバを画定するアドバンス壁１０２ａとリタード壁１０３ａとの間のどこかにベーン１０４が存在するときにある。中間の位相角位置は、アドバンス壁１０２ａとリタード壁１０３ａとの間のどこにでも存在することができ、戻り抑制通路１２８と１３４がベーン１０４に対してどこに存在するかによって決定される。
【００２８】
パルス幅変調の可変力ソレノイド１０７の負荷サイクルに基づき、スプール１１１は、そのストロークに沿って対応する位置に移動する。可変力ソレノイド１０７の負荷サイクルが約３０％、５０％又は１００％である場合、スプール１１１は、リタードモード、ゼロモード、及びアドバンスモードそれぞれと一致する位置に移動され、パイロット弁１３０は加圧されて、第２の位置に移動し、油圧戻り抑制回路１３３は閉鎖され、またロックピン１２５が加圧されて、解放される。可変力ソレノイド１０７の負荷サイクルが０％である場合、スプール１１１は、パイロット弁１３０がベントして、第２の位置に移動するように戻り抑制モードに移動され、油圧戻り抑制回路１３３は開放し、またロックピン１２５がベントされて、凹部１２７と係合する。油圧戻り抑制回路１３３を開放し、パイロット弁１３０をベントし、ロックピン１２５をベントして、凹部１２７と係合させるために、０％の負荷サイクルがスプールストロークに沿った末端位置として選択されたが、この理由は、パワー又は制御が失われた場合、位相器がロック位置にデフォルトするからである。上に挙げた負荷サイクルの割合は、一例であり、変更可能であることに留意されたい。さらに、必要に応じて、１００％の負荷サイクルで、油圧戻り抑制回路１３３が開放し、パイロット弁１３０がベントされ、ロックピン１２５がベントされて凹部１２７と係合することが可能である。
【００２９】
図１は、アドバンス位置に向かって移動する位相器を示している。アドバンス位置に向かって移動するために、負荷サイクルが５０％より大きく、最高１００％に増大され、スプール１１１に対するＶＦＳ１０７の力が増大されてスプール１１１は、ばね１１５の力がＶＦＳ１０７の力と釣り合うまでＶＦＳ１０７によって右に移動されアドバンスモードに入る。示したアドバンスモードでは、スプールランド１１１ａはライン１１２を遮断し、ライン１１３と１１４は開放されている。カムシャフトトルクは、リタードチャンバ１０３を加圧して、リタードチャンバ１０３からアドバンスチャンバ１０２内に流体を移動させ、矢印で示した方向にベーン１０４を移動させる。流体は、リタードチャンバ１０３から出てライン１１３を通ってスプールランド１１１ａと１１１ｂの間の制御弁１０９に移動し、中央ライン１１４と、アドバンスチャンバ１０２に通じるライン１１２とに再循環して戻る。
【００３０】
補充オイルは、漏れを補充するために供給部Ｓからポンプ１２１によって位相器に供給され、軸受１２０を通してライン１１９に入る。ライン１１９は、２つのライン１１９ａと１１９ｂに分かれる。ライン１１９ｂは、入口逆止弁１１８及び制御弁１０９に通じる。制御弁１０９から、流体は、逆止弁１０８、１１０のどちらがチャンバ１０２、１０３に開放しているかに応じて、逆止弁１０８、１１０のいずれかを通してライン１１４に入る。ライン１１９ａは、ロックピン１２５に通じ、またパイロット弁１３０に通じるライン１３２に分岐する。ライン１１９ａ内の流体の圧力は、ランド１１１ｂと１１１ｃの間のスプール１１１を通して移動して、ばね１２４に対抗してロックピン１２５を解放位置に付勢し、ロックピン回路１２３を流体で満たす。ライン１１９ａ内の流体はまた、ライン１３２を通して流れて、ばね１３１に対抗してパイロット弁１３０を加圧して、リタード戻り抑制ライン１３４、アドバンス戻り抑制ライン１２８及びライン１２９が図１と図１０に示したように遮断され、かつ戻り抑制回路がオフである位置にパイロット弁１３０を移動させる。排出ライン１２２は、スプールランド１１１ｂによって遮断され、ロックピン１２５のベントを防止する。
【００３１】
図２は、リタード位置に向かって移動する位相器を示している。リタード位置に向かって移動するために、負荷サイクルは、３０％よりも大きいが、５０％未満の範囲に調整され、スプール１１１に対するＶＦＳ１０７の力が変更されて、スプール１１１は、ばね１１５の力がＶＦＳ１０７の力と釣り合うまでばね１１５によって左に移動され図のリタードモードに入る。示したリタードモードでは、スプールランド１１１ｂはライン１１３を遮断し、ライン１１２とライン１１４は開放されている。カムシャフトトルクは、アドバンスチャンバ１０２を加圧して、アドバンスチャンバ１０２内の流体をリタードチャンバ１０３内に移動させ、矢印で示した方向にベーン１０４を移動させる。流体は、アドバンスチャンバ１０２から出てライン１１２を通ってスプールランド１１１ａと１１１ｂの間の制御弁１０９に移動し、中央ライン１１４と、リタードチャンバ１０３に通じるライン１１３とに再循環して戻る。
【００３２】
補充オイルは、漏れを補充するために供給部Ｓからポンプ１２１によって位相器に供給され、軸受１２０を通ってライン１１９に入る。ライン１１９は、２つのライン１１９ａと１１９ｂに分かれる。ライン１１９ｂは、入口逆止弁１１８及び制御弁１０９に通じる。制御弁１０９から、流体は、逆止弁１０８、１１０のどちらがチャンバ１０２、１０３に開放しているかに応じて、逆止弁１０８、１１０のいずれかを通してライン１１４に入る。ライン１１９ａは、ロックピン１２５に通じ、またパイロット弁１３０に通じるライン１３２に分岐する。ライン１１９ａ内の流体の圧力は、ランド１１１ｂと１１１ｃの間のスプール１１１を通して移動して、ばね１２４に対抗してロックピン１２５を解放位置に付勢し、ロックピン回路１２３を流体で満たす。ライン１１９ａ内の流体はまた、ライン１３２を通して流れて、ばね１３１に対抗してパイロット弁１３０を加圧して、リタード戻り抑制ライン１３４及びアドバンス戻り抑制ライン１２８が図２と図１０に示したようにライン１２９から、かつ互いに遮断され、また戻り抑制回路がオフである位置にパイロット弁１３０を移動させる。排出ライン１２２は、スプールランド１１１ｂによって遮断され、ロックピン１２５及びパイロット弁１３０のベントを防止する。
【００３３】
図３は、ホールド位置の位相器を示している。この位置では、可変力ソレノイド１０７の負荷サイクルは５０％であり、スプール１１１の一方の端部に対するＶＦＳ１０７の力は、ホールドモードのスプール１１１の反対側端部に対するばね１１５の力と等しい。ランド１１１ａと１１１ｂは、ライン１１２と１１３への流体流をそれぞれ遮断する。補充オイルは、漏れを補充するために供給部Ｓからポンプ１２１によって位相器に供給され、軸受１２０を通してライン１１９に入る。ライン１１９は、２つのライン１１９ａと１１９ｂに分かれる。ライン１１９ｂは、入口逆止弁１１８及び制御弁１０９に通じる。制御弁１０９から、流体は、逆止弁１０８、１１０のどちらがチャンバ１０２、１０３に開放しているかに応じて、逆止弁１０８、１１０のいずれかを通ってライン１１４に入る。ライン１１９ａは、ロックピン１２５に通じ、またパイロット弁１３０に通じるライン１３２に分岐する。ライン１１９ａ内の流体の圧力は、ランド１１１ｂと１１１ｃの間のスプール１１１を通して移動して、ばね１２４に対抗してロックピン１２５を解放位置に付勢し、ロックピン回路１２３を満たす。ライン１１９ａ内の流体はまた、ライン１３２を通して流れ、ばね１３１に対抗してパイロット弁１３０を加圧して、リタード戻り抑制ライン１３４及びアドバンス戻り抑制ライン１２８が図３と図１０に示したようにライン１２９から、かつ互いに遮断され、また戻り抑制回路１３３がオフである位置にパイロット弁１３０を移動させる。排出ライン１２２は、スプールランド１１１ｂによって遮断され、ロックピン１２５及びパイロット弁１３０のベントを防止する。
【００３４】
図５、図６、図７ａ、図７ｂ、図１０は、中間の位相角位置に向かって移動する位相器を示している。図４ａ、図４ｂ、図８ａ、図８ｂ、図９は、中央位置又は中間の位相角位置の位相器を示している。可変力ソレノイド１０７の負荷サイクルが０％である場合、スプールは戻り抑制モードにあり、パイロット弁１３０がベントされ、油圧戻り抑制回路１３３は開放又はオンであり、ロックピン回路１２３はオフ又は閉鎖され、ロックピン１２５はベントされて、凹部１２７と係合し、ロータ１０５は、中央位置又は中間の位相角位置でハウジング組立体１００に対しロックされる。可変力ソレノイド１０７の負荷サイクルが０％に変更される前に、ベーン１０４がどこにあったかに応じて、アドバンス戻り抑制ライン１２８又はリタード戻り抑制ライン１３４が、アドバンスチャンバ１０２又はリタードチャンバ１０３それぞれにさらされる。さらに、エンジンが異常停止した場合（例えばエンジン失速）、エンジンがクランキングしているとき、可変力ソレノイド１０７の負荷サイクルは０％であり、ロータ組立体１０５は、戻り抑制回路１３３を介して中央ロック位置又は中間の位相角位置に移動し、またロックピン１２５は、ベーン１０４がエンジンの異常停止の前にハウジング組立体１００に対しいかなる位置にあったかに関係なく、中央位置又は中間の位相角位置に係合するであろう。電子制御を使用しないで中央位置又は中間の位相角位置にデフォルトするための本発明の位相器の機能は、カム位相器位置を制御するために電子制御が典型的に使用されないときのエンジンクランキングの間にも、位相器が中央位置又は中間の位相角位置に移動することを可能にする。さらに、位相器は中央位置又は中間の位相角位置にデフォルトするので、特に制御信号又はパワーが失われた場合、位相器はフェイルセーフ位置を提供し、ＶＣＴ位相器に対するアクティブな制御なしにもエンジンが発進し、駆動できることを保証する。位相器は、エンジンのクランキングの際に中央位置又は中間の位相角位置を有するので、位相器の位相のより長い行程が可能であり、較正の機会を提供する。従来技術では、より長い行程の位相器又はより長い位相角は不可能であるが、この理由は、エンジンクランキング及び始動の際に中央位置又は中間の位相角位置が存在せず、また末端のアドバンスストップ又はリタードストップにおいてはエンジンの始動が困難であるからである。
【００３５】
可変力ソレノイド１０７の負荷サイクルがまさに０％に設定されたばかりのとき、スプール１１１のＶＦＳに対する力が減少し、ばね１１５は、スプール１１１をスプールの行程のはるか左端に、図に示したような戻り抑制位置に移動させる。この戻り抑制位置で、スプールランド１１１ｂは、スプールランド１１１ａと１１１ｂの間のライン１１２からの流体流が他のライン及びライン１１３のいずれにも入ることを遮断し、位相器の制御を制御弁１０９から有効に取り除く。同時に、供給部からの流体は、ライン１１９からライン１１９ｂ及び入口逆止弁１１８を通って共通のライン１１４に流れることが可能である。流体は、ライン１１９ａを通ってロックピン１２５に流れることが、スプールランド１１１ｃによって防止される。流体はライン１１９ａに流れることができないので、ロックピン１２５はもはや加圧されず、スプール１１１を通して排出ライン１２２にベントする。同様に、パイロット弁１３０もライン１２２にベントし、パイロット弁１３０を通してライン１２９及び共通のライン１１４に、アドバンス戻り抑制ライン１２８とリタード戻り抑制ライン１３４との間の通路を開放し、言い換えれば、油圧戻り抑制回路１３３を開放する。
【００３６】
アドバンス位置の近く又はその中のハウジング組立体１００内にベーン１０４が配置され、アドバンス戻り抑制ライン１２８がアドバンスチャンバ１０２にさらされる場合、アドバンスチャンバ１０２からの流体は、アドバンス戻り抑制ライン１２８内に、開放パイロット弁１３０を通して、また共通のライン１１４に通じるライン１２９に流れる。共通のライン１１４から、流体は逆止弁１１０を通ってリタードチャンバ１０３内に流れ、ハウジング組立体１００に対しベーン１０４を移動させて、アドバンスチャンバ１０２へのアドバンス戻り抑制ライン１２８を閉鎖するか又は遮断する。ロータ組立体１０５がアドバンスチャンバ１０２からのアドバンス戻り抑制ライン１２８を閉鎖するとき、ベーン１０４は、ハウジング組立体１００とロータ組立体１０５との間に形成されたチャンバ内の中間の位相角位置又は中央位置に移動され、ロックピン１２５は凹部１２７と整列して、ロータ組立体１０５を、中央位置又は中間の位相角位置のハウジング組立体１００に対しロックする。
【００３７】
リタード位置の近く又はその中のハウジング組立体１００内にベーン１０４が配置され、リタード戻り抑制ライン１３４がリタードチャンバ１０３にさらされる場合、リタードチャンバ１０３からの流体は、リタード戻り抑制ライン１３４内に、開放パイロット弁１３０を通して、また共通のライン１１４に通じるライン１２９に流れる。共通のライン１１４から、流体は逆止弁１０８を通ってアドバンスチャンバ１０２内に流れ、ハウジング組立体１００に対しベーン１０４を移動させて、リタードチャンバ１０３へのリタード戻り抑制ライン１３４を閉鎖する。ロータ組立体１０５が、リタードチャンバ１０３からのリタード戻り抑制ライン１３４を閉鎖するとき、ベーン１０４は、ハウジング組立体１００とロータ組立体１０５との間に形成されたチャンバ内の中間の位相角位置又は中央位置に移動され、ロックピン１２５は凹部１２７と整列して、ロータ１０５を、中央位置又は中間の位相角位置のハウジング組立体１００に対しロックする。
【００３８】
アドバンス戻り抑制ライン１２８及びリタード戻り抑制ライン１３４は、位相器が中央位置又は中間の位相角位置にあるとき、アドバンスチャンバ１０２及びリタードチャンバ１０３からロータ組立体１０５によって完全に閉鎖されるか又は遮断され、アドバンス戻り抑制ライン１２８又はリタード戻り抑制ライン１３４がそれらのそれぞれのチャンバから閉鎖される正確な時間にロックピン１２５が凹部１２７に係合することが必要である。代わりに、アドバンス戻り抑制ライン１２８及びリタード戻り抑制ライン１３４が、中央位置又は中間の位相角位置で、アドバンスチャンバ１０２及びリタードチャンバ１０３に対し僅かに開放されているか又は部分的に制限されて、ロータ組立体１０５が僅かに振動することを可能にし、ロックピン１２５が凹部１２７の位置を通過して、ロックピン１２５が凹部１２７に係合できる可能性を高めてもよい。
【００３９】
図１１と図１２は、パイロット弁１３０及び油圧戻り抑制回路１３３が制御され、位相器の制御弁１０９を通して流体が供給される本発明の第２の実施形態を示している。パイロット弁の移動は、位相器の制御弁１０９によってアクティブに制御される。図１１は、ホールド位置の位相器及びゼロモードの制御弁１０９を示している。図１２は、戻り抑制モードの制御弁１０９及びオンの油圧戻り抑制回路１３３を示している。アドバンスモード及びリタードモードは示されていないが、油圧戻り抑制回路１３３がオフである第１の実施形態の図１と図２と同様である。油圧戻り抑制回路１３３は、ばね１３１によって付勢されるパイロット弁１３０と、アドバンスチャンバ１０２をパイロット弁１３０及び共通のライン１１４に接続するアドバンス戻り抑制ライン１２８と、リタードチャンバ１０３をパイロット弁１３０及び共通のライン１１４に接続するリタード戻り抑制ライン１３４とを含む。
【００４０】
図１１を参照すると、可変力ソレノイド１０７の負荷サイクルは５０％であり、スプール１１１の一方の端部に対するＶＦＳ１０７の力は、ゼロモードのスプール１１１の反対側端部に対するばね１１５の力と等しい。ランド１１１ａと１１１ｂは、ライン１１２と１１３への流体流をそれぞれ遮断する。補充オイルは、漏れを補充するために供給部Ｓからポンプ１２１によって位相器に供給され、軸受１２０を通してライン１１９に入る。ライン１１９は、２つのライン１１９ａと１１９ｂに分かれる。ライン１１９ｂは、入口逆止弁１１８及び制御弁１０９に通じる。制御弁１０９から、流体は、逆止弁１０８、１１０のどちらがチャンバ１０２、１０３に開放しているかに応じて、逆止弁１０８、１１０のいずれかを通してライン１１４に入る。ライン１１９ａはパイロット弁１３０に通じる。ライン１１９ａ内の流体の圧力は、ランド１１１ｂと１１１ｃの間のスプール１１１を通して移動して、ばね１３１に対抗してパイロット弁１３０を加圧して、リタード戻り抑制ライン１３４、アドバンス戻り抑制ライン１２８が図１１に示したように遮断され、かつ戻り抑制回路がオフである位置にパイロット弁１３０を移動させる。排出ライン１２２は、スプールランド１１１ｂによって遮断され、戻り抑制回路１３３のベント又は開放を防止する。
【００４１】
図１２は、可変力ソレノイドの負荷サイクルが０％であり、スプール１０９が戻り抑制モードにあり、パイロット弁１３０が、スプールを通して、オイル溜め又は排出口に通じる通路１２２にベントされ、また油圧戻り抑制回路１３３が開放又はオンである中央位置又は中間の位相角位置の位相器を示している。
【００４２】
可変力ソレノイド１０７の負荷サイクルが０％に変更される前に、ベーン１０４がどこにあったかに応じて、アドバンス戻り抑制ライン１２８又はリタード戻り抑制ライン１３４が、それぞれアドバンスチャンバ１０２又はリタードチャンバ１０３にさらされる。さらに、エンジンが異常停止した場合（例えばエンジン失速）、エンジンがクランキングしているとき、可変力ソレノイド１０７の負荷サイクルは０％であり、ロータ組立体１０５は、戻り抑制回路を介して中央位置又は中間の位相角位置に移動し、またロックピン１２５は、ベーン１０４がエンジンの異常停止の前にハウジング組立体１００に対しいかなる位置にあったかに関係なく、中央位置又は中間の位相角位置に係合するであろう。電子制御を使用しないで中央位置又は中間の位相角位置にデフォルトするための本発明の位相器の機能は、カム位相器位置を制御するために電子制御が典型的に使用されないときのエンジンクランキングの間にも、位相器が中央位置又は中間の位相角位置に移動することを可能にする。さらに、位相器は中央位置又は中間の位相角位置にデフォルトするので、特に制御信号又はパワーが失われた場合、位相器はフェイルセーフ位置を提供し、ＶＣＴ位相器に対するアクティブな制御なしにもエンジンが発進し、駆動できることを保証する。位相器は、エンジンのクランキングの際に中央位置又は中間の位相角位置を有するので、位相器の位相のより長い行程が可能であり、較正の機会を提供する。従来技術では、より長い行程の位相器又はより長い位相角は不可能であるが、この理由は、エンジンクランキング及び始動の際に中央位置又は中間の位相角位置が存在せず、また末端のアドバンスストップ又はリタードストップにおいてはエンジンの始動が困難であるからである。
【００４３】
可変力ソレノイド１０７の負荷サイクルがまさに０％に設定されたばかりのとき、スプール１１１のＶＦＳに対する力が減少し、ばね１１５は、スプール１１１をスプールの行程のはるか左端に、図１２に示したような戻り抑制モードに移動させる。戻り抑制モードでは、スプールランド１１１ｂは、スプールランド１１１ａと１１１ｂの間のライン１１２からの流体流が他のライン及びライン１１３のいずれにも入ることを遮断し、位相器の制御を制御弁１０９から有効に取り除く。同時に、供給部からの流体は、ライン１１９からライン１１９ｂ及び入口逆止弁１１８を通って共通のライン１１４に流れることが可能である。流体は、ライン１１９ａを通ってパイロット弁１３０に流れることが、スプールランド１１１ｃによって防止される。流体はライン１１９ａに流れることができないので、パイロット弁１３０は排出ライン１２２にベントし、パイロット弁１３０を通してライン１２９及び共通のライン１１４に、アドバンス戻り抑制ライン１２８とリタード戻り抑制ライン１３４との間の通路を開放し、言い換えれば、油圧戻り抑制回路１３３を開放するか又はオンにする。
【００４４】
アドバンス位置の近く又はその中のハウジング組立体１００内にベーン１０４が配置され、アドバンス戻り抑制ライン１２８がアドバンスチャンバ１０２にさらされる場合、アドバンスチャンバ１０２からの流体は、アドバンス戻り抑制ライン１２８内に、開放パイロット弁１３０を通って、また共通のライン１１４に通じるライン１２９に流れる。共通のライン１１４から、流体は逆止弁１１０を通ってリタードチャンバ１０３内に流れ、ハウジング組立体１００に対しベーン１０４を移動させて、アドバンスチャンバ１０２へのアドバンス戻り抑制ライン１２８を閉鎖するか又は遮断する。ロータ組立体１０５が、アドバンスチャンバ１０２からのアドバンス戻り抑制ライン１２８を閉鎖するとき、ベーン１０４は、ハウジング組立体１００とロータ組立体１０５との間に形成されたチャンバ内の中央位置又は中間の位相角位置に移動される。
【００４５】
リタード位置の近く又はその中のハウジング組立体１００内にベーン１０４が配置され、リタード戻り抑制ライン１３４がリタードチャンバ１０３にさらされる場合、リタードチャンバ１０３からの流体は、リタード戻り抑制ライン１３４内に、開放パイロット弁１３０を通って、また共通のライン１１４に通じるライン１２９に流れる。共通のライン１１４から、流体は逆止弁１０８を通ってアドバンスチャンバ１０２内に流れ、ハウジング組立体１００に対しベーン１０４を移動させて、リタードチャンバ１０３へのリタード戻り抑制ライン１３４を閉鎖する。ロータ組立体１０５が、リタードチャンバ１０３からのリタード戻り抑制ライン１３４を閉鎖するとき、ベーン１０４は、ハウジング組立体１００とロータ組立体１０５との間に形成されたチャンバ内の中央位置又は中間の位相角位置に移動される。
【００４６】
図１３と図１４は、パイロット弁１３０及び油圧戻り抑制回路１３３ａが制御され、遠隔手段１４２によって流体が供給される本発明の第３の実施形態を示している。遠隔手段１４２は、任意のオン／オフ油圧弁、例えばソレノイド弁でもよい。パイロット弁の移動は、遠隔のオン／オフ弁によってアクティブに制御される。図１３は、ホールド位置の位相器及びホールドモードの制御弁を示している。図１４は、戻り抑制モードの制御弁及びオンの油圧戻り抑制回路を示している。アドバンスモード及びリタードモードは示されていないが、油圧戻り抑制回路１３３がオフである第１の実施形態の図１と図２と同様である。油圧戻り抑制回路１３３ａは、ばね１３１によって付勢されるパイロット弁１３０と、アドバンスチャンバ１０２をパイロット弁１３０及び共通のライン１１４に接続するアドバンス戻り抑制ライン１２８と、リタードチャンバ１０３をパイロット弁１３０、共通のライン１１４及び遠隔手段１４２に接続されたライン１４４に接続するリタード戻り抑制ライン１３４とを含む。
【００４７】
図１３を参照すると、可変力ソレノイド１０７の負荷サイクルは５０％であり、スプール１１１の一方の端部に対するＶＦＳ１０７の力は、ゼロモードのスプール１１１の反対側端部に対するばね１１５の力と等しい。ランド１１１ａと１１１ｂは、ライン１１２と１１３への流体流をそれぞれ遮断する。補充オイルは、漏れを補充するために供給部Ｓからポンプ１２１によって位相器に供給され、軸受１２０を通ってライン１１９に入る。ライン１１９は、入口逆止弁１１８及び制御弁１０９に通じる。制御弁１０９から、流体は、逆止弁１０８、１１０のどちらがチャンバ１０２、１０３に開放しているかに応じて、逆止弁１０８、１１０のいずれかを通してライン１１４に入る。流体は、油圧手段１４２からパイロット弁１３０に供給され、ばね１３１に対抗してパイロット弁１３０を加圧して、リタード戻り抑制ライン１３４及びアドバンス戻り抑制ライン１２８がライン１２９から、かつ互いに遮断され、また戻り抑制回路１３３がオフである位置にパイロット弁１３０を移動させる。パイロット弁１３０及び戻り抑制回路１３３ａは、油圧手段１４２によってベントが防止される。言い換えれば、油圧手段１４２がスイッチオンされ、ライン１４４を通してパイロット弁１３０のみに流体を提供する。
【００４８】
図１４は、可変力ソレノイドの負荷サイクルが０％であり、スプール１０９が戻り抑制モードにあり、パイロット弁１３０が、排出口に通じる油圧手段１４２を通してベントされ、油圧戻り抑制回路１３３ａが開放している中央位置又は中間の位相角位置の位相器を示している。
【００４９】
可変力ソレノイド１０７の負荷サイクルが０％に変更される前に、ベーン１０４がどこにあったかに応じて、アドバンス戻り抑制ライン１２８又はリタード戻り抑制ライン１３４が、それぞれアドバンスチャンバ１０２又はリタードチャンバ１０３にさらされる。さらに、エンジンが異常停止した場合（例えばエンジン失速）、エンジンがクランキングしているとき、可変力ソレノイド１０７の負荷サイクルは０％であり、ロータ組立体１０５は、戻り抑制回路を介して中央位置又は中間の位相角位置に移動し、またロックピン１２５は、ベーン１０４がエンジンの異常停止の前にハウジング組立体１００に対しいかなる位置にあったかに関係なく、中央位置又は中間の位相角位置に係合するであろう。電子制御を使用しないで中央位置又は中間の位相角位置にデフォルトするための本発明の位相器の機能により、カム位相器位置を制御するために電子制御が典型的に使用されないときのエンジンクランキングの間にも、位相器は、中央位置又は中間の位相角位置に移動することが可能である。さらに、位相器は中央位置又は中間の位相角位置にデフォルトするので、特に制御信号又はパワーが失われた場合、位相器はフェイルセーフ位置を提供し、ＶＣＴ位相器に対するアクティブな制御なしにもエンジンが発進し、駆動できることを保証する。位相器は、エンジンのクランキングの際に中央位置又は中間の位相角位置を有するので、位相器の位相のより長い行程が可能であり、較正の機会を提供する。従来技術では、より長い行程の位相器又はより長い位相角が不可能であるが、この理由は、エンジンクランキング及び始動の際に中央位置又は中間の位相角位置が存在せず、また末端のアドバンスストップ又はリタードストップにおいてはエンジンの始動が困難であるからである。
【００５０】
可変力ソレノイド１０７の負荷サイクルがまさに０％に設定されたばかりのとき、スプール１１１のＶＦＳに対する力が減少し、ばね１１５は、スプール１１１をスプールの行程のはるか左端に、図１４に示したような戻り抑制モードに移動させる。戻り抑制モードでは、スプールランド１１１ｂは、スプールランド１１１ａと１１１ｂの間のライン１１２からの流体流が他のライン及びライン１１３のいずれにも入ることを遮断し、位相器の制御を制御弁１０９から有効に取り除く。同時に、供給部からの流体は、ライン１１９を通って入口逆止弁１１８を通じて共通のライン１１４に流れることが可能である。流体が油圧手段１４２からライン１４４を通ってパイロット弁１３０に流れることは、油圧手段１４２によって防止される。言い換えれば、油圧手段１４２はスイッチオフされ、ライン１４４の流体のベントのみを可能にするであろう。したがって、パイロット弁１３０は、ライン１４４を通して油圧手段１４２にベントし、パイロット弁１３０を通してライン１２９及び共通のライン１１４に、アドバンス戻り抑制ライン１２８とリタード戻り抑制ライン１３４との間の通路を開放し、言い換えれば、油圧戻り抑制回路１３３ａを開放する。
【００５１】
アドバンス位置の近く又はその中のハウジング組立体１００内にベーン１０４が配置され、アドバンス戻り抑制ライン１２８がアドバンスチャンバ１０２にさらされる場合、アドバンスチャンバ１０２からの流体は、アドバンス戻り抑制ライン１２８内に、開放パイロット弁１３０を通って、また共通のライン１１４に通じるライン１２９に流れる。共通のライン１１４から、流体は逆止弁１１０を通ってリタードチャンバ１０３内に流れ、ハウジング組立体１００に対しベーン１０４を移動させて、アドバンスチャンバ１０２へのアドバンス戻り抑制ライン１２８を閉鎖するか又は遮断する。ロータ組立体１０５が、アドバンスチャンバ１０２からのアドバンス戻り抑制ライン１２８を閉鎖するとき、ベーン１０４は、ハウジング組立体１００とロータ組立体１０５との間に形成されたチャンバ内の中央位置又は中間の位相角位置に移動される。
【００５２】
リタード位置の近く又はその中のハウジング組立体１００内にベーン１０４が配置され、リタード戻り抑制ライン１３４がリタードチャンバ１０３にさらされる場合、リタードチャンバ１０３からの流体は、リタード戻り抑制ライン１３４内に、開放パイロット弁１３０を通って、また共通のライン１１４に通じるライン１２９に流れる。共通のライン１１４から、流体は逆止弁１０８を通ってアドバンスチャンバ１０２内に流れ、ハウジング組立体１００に対しベーン１０４を移動させて、リタードチャンバ１０３へのリタード戻り抑制ライン１３４を閉鎖する。ロータ組立体１０５が、リタードチャンバ１０３からのリタード戻り抑制ライン１３４を閉鎖するとき、ベーン１０４は、ハウジング組立体１００とロータ組立体１０５との間に形成されたチャンバ内の中央位置又は中間の位相角位置に移動される。
【００５３】
図１５と図１６は、パイロット弁１３０、油圧戻り抑制回路１３３及びロックピン回路１２３が遠隔手段１４２によって制御される本発明の第４の実施形態を示している。遠隔手段１４２は、任意のオン／オフ油圧弁、例えばソレノイド弁でもよい。パイロット弁の移動は、遠隔手段によってアクティブに制御される。図１５は、ホールド位置の位相器及びホールドモードの制御弁１０９を示している。図１６は、戻り抑制モードの制御弁１０９及びオンの油圧戻り抑制回路１３３ａを示している。アドバンスモード及びリタードモードは示されていないが、油圧戻り抑制回路がオフである第１の実施形態の図１と図２と同様である。油圧戻り抑制回路１３３ａは、ばね１３１によって付勢されるパイロット弁１３０と、アドバンスチャンバ１０２をパイロット弁１３０及び共通のライン１１４に接続するアドバンス戻り抑制ライン１２８と、リタードチャンバ１０３をパイロット弁１３０、共通のライン１１４、及び油圧手段１４２に通じるライン１４４に接続するリタード戻り抑制ライン１３４とを含む。この実施形態では、ロックピン回路１２３ａは、ロックピン１２５、ロックピンをパイロット弁に接続するライン１３２及び油圧手段１４２に通じるライン１４４を含む。
【００５４】
図１５を参照すると、可変力ソレノイド１０７の負荷サイクルは５０％であり、スプール１１１の一方の端部に対するＶＦＳ１０７の力は、ホールドモードのスプール１１１の反対側端部に対するばね１１５の力と等しい。ランド１１１ａと１１１ｂは、ライン１１２と１１３への流体流をそれぞれ遮断する。補充オイルは、漏れを補充するために供給部Ｓからポンプ１２１によって位相器に供給され、軸受１２０を通してライン１１９に入る。ライン１１９は、入口逆止弁１１８及び制御弁１０９に通じる。制御弁１０９から、流体は、逆止弁１０８、１１０のどちらがチャンバ１０２、１０３に開放しているかに応じて、逆止弁１０８、１１０のいずれかを通してライン１１４に入る。流体は、油圧手段１４２からパイロット弁１３０に供給され、ばね１３１に対抗してパイロット弁１３０を加圧して、リタード戻り抑制ライン１３４、アドバンス戻り抑制ライン１２８及びライン１２９が遮断されかつ戻り抑制回路がオフである位置にパイロット弁１３０を移動させる。同時に、ライン１４４内の流体の圧力は、ばねに対抗してロックピン１２５を解放位置に付勢し、ロックピン回路１２３ａを満たす。パイロット弁１３０、ロックピン回路１２３ａ及び戻り抑制回路１３３ａは、油圧手段１４２によってベントが防止される。言い換えれば、油圧手段１４２がスイッチオンされ、ライン１４４を通してパイロット弁１３０及びロックピン１２５のみに流体を提供する。
【００５５】
図１６は、可変力ソレノイドの負荷サイクルが０％であり、スプール１０９が戻り抑制モードにあり、パイロット弁１３０及びロックピン１２５が、排出口に通じる油圧手段１４２を通してベントされ、また油圧戻り抑制回路１３３ａが開放している中央位置又は中間の位相角位置の位相器を示している。
【００５６】
可変力ソレノイド１０７の負荷サイクルが０％に変更される前に、ベーン１０４がどこにあったかに応じて、アドバンス戻り抑制ライン１２８又はリタード戻り抑制ライン１３４が、それぞれアドバンスチャンバ１０２又はリタードチャンバ１０３にさらされる。さらに、エンジンが異常停止した場合（例えばエンジン失速）、エンジンがクランキングしているとき、可変力ソレノイド１０７の負荷サイクルは０％であり、ロータ組立体１０５は、戻り抑制回路を介して中央位置又は中間の位相角位置に移動し、またロックピン１２５は、ベーン１０４がエンジンの異常停止の前にハウジング組立体１００に対しいかなる位置にあったかに関係なく、中央位置又は中間の位相角位置に係合するであろう。電子制御を使用しないで中央位置又は中間の位相角位置にデフォルトするための本発明の位相器の機能により、カム位相器位置を制御するために電子制御が典型的に使用されないときのエンジンクランキングの間にも、位相器は、中央位置又は中間の位相角位置に移動することが可能である。さらに、位相器は中央位置又は中間の位相角位置にデフォルトするので、特に制御信号又はパワーが失われた場合、位相器はフェイルセーフ位置を提供し、ＶＣＴ位相器に対するアクティブな制御なしにもエンジンが発進し、駆動できることを保証する。位相器は、エンジンのクランキングの際に中央位置又は中間の位相角位置を有するので、位相器の位相のより長い行程が可能であり、較正の機会を提供する。従来技術では、より長い行程の位相器又はより長い位相角が不可能であるが、この理由は、エンジンクランキング及び始動の際に中央位置又は中間の位相角位置が存在せず、また末端のアドバンスストップ又はリタードストップにおいてはエンジンの始動が困難であるからである。
【００５７】
可変力ソレノイド１０７の負荷サイクルがまさに０％に設定されたばかりのとき、スプール１１１のＶＦＳに対する力が減少し、ばね１１５は、スプール１１１をスプールの行程のはるか左端に、図１６に示したような戻り抑制モードに移動させる。戻り抑制モードでは、スプールランド１１１ｂは、スプールランド１１１ａと１１１ｂの間のライン１１２からの流体流が他のライン及びライン１１３のいずれにも入ることを遮断し、位相器の制御を制御弁１０９から有効に取り除く。同時に、供給部からの流体は、ライン１１９を通って入口逆止弁１１８に、共通のライン１１４に流れることが可能である。流体が油圧手段１４２からライン１４４と１３２を通してパイロット弁１３０及びロックピン１２５に流れることは、油圧手段１４２によって防止される。言い換えれば、油圧手段１４２はスイッチオフされ、ベントのみを可能にするであろう。したがって、パイロット弁１３０及びロックピン１２５は、ライン１４４と１３２を通して油圧手段にベントし、パイロット弁１３０を通してライン１２９及び共通のライン１１４に、アドバンス戻り抑制ライン１２８とリタード戻り抑制ライン１３４との間の通路を開放し、言い換えれば、油圧戻り抑制回路１３３ａを開放する。
【００５８】
アドバンス位置の近く又はその中のハウジング組立体１００内にベーン１０４が配置され、アドバンス戻り抑制ライン１２８がアドバンスチャンバ１０２にさらされる場合、アドバンスチャンバ１０２からの流体は、アドバンス戻り抑制ライン１２８内に、開放パイロット弁１３０を通して、また共通のライン１１４に通じるライン１２９に流れる。共通のライン１１４から、流体は逆止弁１１０を通ってリタードチャンバ１０３内に流れ、ハウジング組立体１００に対しベーン１０４を移動させて、アドバンスチャンバ１０２へのアドバンス戻り抑制ライン１２８を閉鎖するか又は遮断する。ロータ１０５が、アドバンスチャンバ１０２からのアドバンス戻り抑制ライン１２８を閉鎖するとき、ベーン１０４は、ハウジング組立体１００とロータ１０５との間に形成されたチャンバ内の中央位置に移動され、ロックピン１２５は凹部１２７と整列して、ロータ組立体１０５を、中央位置又は中間の位相角位置のハウジング組立体１００に対しロックする。
【００５９】
リタード位置の近く又はその中のハウジング組立体１００内にベーン１０４が配置され、リタード戻り抑制ライン１３４がリタードチャンバ１０３にさらされる場合、リタードチャンバ１０３からの流体は、リタード戻り抑制ライン１３４内に、開放パイロット弁１３０を通って、また共通のライン１１４に通じるライン１２９に流れる。共通のライン１１４から、流体は逆止弁１０８を通ってアドバンスチャンバ１０２内に流れ、ハウジング組立体１００に対しベーン１０４を移動させて、リタードチャンバ１０３へのリタード戻り抑制ライン１３４を閉鎖する。ロータ組立体１０５が、リタードチャンバ１０３からのリタード戻り抑制ライン１３４を閉鎖するとき、ベーン１０４は、ハウジング組立体１００とロータ組立体１０５との間に形成されたチャンバ内の中間の位相角位置又は中央位置に移動され、ロックピン１２５は凹部１２７と整列して、ロータ１０５を、中央位置又は中間の位相角位置のハウジング組立体１００に対しロックする。
【００６０】
上の図に示した位相器はまた、カムシャフト１２６に入る供給ポンプ１２１と供給ライン１１９との間に、絞り弁を含んでもよい。
【００６１】
図１７ａ〜図２０は、ロックピンがパイロット弁に一体化されてパイロットロック弁を形成する本発明の第５の実施形態を示している。パイロットロック弁の移動は、位相器の制御弁によってアクティブに制御される。図１７ａは、開放した油圧戻り抑制ロック回路によってアドバンス位置から中央位置又は中間の位相角位置に向かって移動する位相器を示している。図１７ｂは、開放した油圧戻り抑制ロック回路によってリタード位置から中央位置又は中間の位相角に向かって移動する位相器を示している。図１７ｃは、パイロットロック弁のロックピン端部が凹部に係合する直前の位相器を示している。図１８は、パイロットロック弁のロックピン端部が凹部に係合している中央位置又は中間の位相角位置の位相器を示している。図１９は、アドバンス位置に向かって移動する位相器を示している。図２０は、リタード位置に向かって移動する位相器を示している。
【００６２】
エンジンバルブの開閉力によって引き起こされるカムシャフトのトルク逆転により、ベーン１０４が移動される。アドバンスチャンバチャンバ１０２及びリタードチャンバ１０３は、カムシャフト１２６内の正と負のトルク脈動に抵抗するように配置され、代わりにカムトルクによって加圧される。制御弁１０９は、所望の移動方向に応じて、アドバンスチャンバ１０２からリタードチャンバ１０３への流体流、又はその逆の流体流を許容することにより、位相器のベーン１０４の移動を可能にする。
【００６３】
位相器のハウジング組立体１００は、駆動力を受け入れるための外周１０１を有する。ロータ組立体１０５は、カムシャフト１２６に接続され、ハウジング組立体１００内に同軸に配置される。ロータ組立体１０５は、ハウジング組立体１００とロータ組立体１０５との間に形成されたチャンバをアドバンスチャンバ１０２とリタードチャンバ１０３とに分離するベーン１０４を有する。ベーン１０４は、回転してハウジング組立体１００とロータ組立体１０５との相対角度位置を変えることができる。さらに、油圧戻り抑制ロック回路１６２も存在する。油圧戻り抑制ロック回路１６２は、ばね１６１によって付勢されるパイロットロック弁１６０と、アドバンスチャンバ１０２をパイロットロック弁１６０及び共通のライン１１４に接続するアドバンス戻り抑制ライン１２８と、リタードチャンバ１０３をパイロットロック弁１６０及び共通のライン１１４に接続するリタード戻り抑制ライン１３４と、パイロットロック弁１６０を共通のライン１１４に接続するライン１２９とを含む。アドバンス戻り抑制ライン１２８及びリタード戻り抑制ライン１３４は、ベーン１０４から所定の距離又は長さである。パイロットロック弁１６０はロータ組立体１０５内にあり、ライン１１９ａ及び排出ライン１２２に流体接続される。パイロットロック弁１６０はまた、ロックピンとして機能する端部を有する。弁１６０の一方の端部部分は、ロックピン端部部分１６０ａであり、ばね１６１によってハウジング組立体１００の凹部１４７に向かって付勢され、その中にはまり込む。代わりに、パイロットロック弁１６０を、ハウジング組立体１００に収納し、ロータ組立体１０５の凹部１４７に向かってばね１６１によって付勢してもよい。油圧戻り抑制ロック回路１６２の開閉は、位相制御弁１０９の切換／移動によって制御される。
【００６４】
位相制御弁１０９、好ましくはスプール弁は、ロータ１０５の穴内のスリーブ１１６に摺動可能に受容された円筒状ランド１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃを有するスプール１１１と、カムシャフト１２６のパイロットとを含む。スプールの一方の端部はばね１１５に接触し、スプールの反対側端部は、パルス幅変調の可変力ソレノイド（ＶＦＳ）１０７に接触する。ソレノイド１０７はまた、電流又は電圧を変更することによって、あるいは適用可能な他の方法によって線形制御することが可能である。さらに、スプール１１１の反対側端部は、モータ又は他のアクチュエータに接触し、それらによって影響を受けてもよい。
【００６５】
スプール１１１の位置は、ばね１１５と、ＥＣＵ１０６によって制御されるソレノイド１０７とによって影響を受ける。位相器の制御に関するさらなる詳細について、以下に詳細に説明する。スプール１１１の位置により、位相器の動き（例えば、アドバンス位置、ホールド位置、又はリタード位置に向かって移動するために）、ならびに油圧戻り抑制ロック回路１６２が開放している（オン）か又は閉鎖している（オフ）かどうか、及びパイロットロック弁１６０のロックピン端部部分１６０ａが、凹部１４７によって受容される（ロック）か又は凹部１４７によって受容されない（ロック解除）かどうかが制御される。制御弁１０９は、アドバンスモード、リタードモード、ゼロモード、及び戻り抑制モードを有する。アドバンスモードでは、スプール１１１は、流体がリタードチャンバ１０３からスプール１１１を通してアドバンスチャンバ１０２に流れることを可能にし、流体がアドバンスチャンバ１０２から出ることが遮断され、また油圧戻り抑制ロック回路１６２がオフ又は閉鎖しているような位置に移動する。言い換えれば、パイロットロック弁１６０は、ライン１３４と１２８の間の流体の流れを遮断し、弁１６０のロックピン端部部分１６０ａは凹部１４７に係合しない。リタードモードでは、スプール１１１は、流体がアドバンスチャンバ１０２からスプール１１１を通してリタードチャンバ１０３に流れることが可能であり、流体がリタードチャンバ１０３から出ることが遮断され、また油圧戻り抑制ロック回路１６２がオフであるような位置に移動する。言い換えれば、パイロットロック弁１６０は、ライン１３４と１２８の間の流体の流れを遮断し、弁のロックピン端部部分１６０ａは凹部１４７に係合しない。制御弁のゼロモードでは、パイロットロック弁１６０のロックピン端部部分１６０ａは、凹部１４７に係合して、パイロットロック弁１６０を、ライン１２８と１３４がパイロットロック弁１６０を通して互いに接続され、かつ油圧戻り抑制ロック回路１６２がオンである位置に移動させる。戻り抑制モードで又は油圧戻り抑制ロック回路１６２がオンであるとき、３つの機能が同時に行われる。戻り抑制モードでの第１の機能は、スプールランド１１ａと１１ｂの間のライン１１２からの流体流が他のライン及びライン１１３のいずれにも入らないよう、すべてのスプールランド１１１ｂによって遮断される位置にスプール１１１が移動し、位相の制御を制御弁１０９から有効に取り除くことである。補充オイルの連続供給は、スプールを囲むスリーブの外径の環状部を通して位相器に提供される。戻り抑制モードでの第２の機能は、油圧戻り抑制ロック回路１６２を開放するか又はオンにすることである。油圧戻り抑制ロック回路１６２は、パイロットロック弁１６０のロックピン端部部分１６０ａが凹部１４７と噛合するときにベーン１０４が図１８に示した中間の位相角位置に達するまで、アドバンス又はリタードに移動する位相器を完全に制御できる。戻り抑制モードでの第３の機能は、パイロットロック弁１６０のロックピン端部部分１６０ａに通じるライン１１９ａ内の流体をベントし、ロックピン端部部分１６０ａが凹部１４７に係合することを可能にすることである。中間の位相角位置又は中央位置は、ハウジング組立体１００とロータ組立体１０５との間のチャンバを画定するアドバンス壁１０２ａとリタード壁１０３ａとの間のどこかにベーン１０４が存在するときにある。中間の位相角位置は、アドバンス壁１０２ａとリタード壁１０３ａとの間のどこにでも存在することができ、戻り抑制通路１２８と１３４がベーン１０４に対してどこに存在するかによって決定される。
【００６６】
パルス幅変調の可変力ソレノイド１０７の負荷サイクルに基づき、スプール１１１は、そのストロークに沿って対応する位置に移動する。可変力ソレノイド１０７の負荷サイクルが約３０％、５０％又は１００％である場合、スプール１１１は、リタードモード、ホールドモード、及びアドバンスモードそれぞれと一致する位置に移動され、パイロットロック弁１６０は加圧されて、第２の位置に移動し、油圧戻り抑制ロック回路１６２は閉鎖され、またロックピン端部部分１６０ａが加圧されて、凹部１４７から解放される。可変力ソレノイド１０７の負荷サイクルが０％である場合、スプール１１１は、パイロットロック弁１６０がベントして、油圧戻り抑制ロック回路１６２が開放する位置に移動するように戻り抑制モードに移動され、またロックピン端部部分１６０ａに通じるライン１１９ａがベントされ、ロックピン端部部分１６０ａが凹部１４７と噛合する。０％の負荷サイクルは、油圧戻り抑制ロック回路１６０を開放し、パイロットロック弁１６０をベントし、またロックピン端部部分１６０ａをベントして凹部１４７と係合させるために、スプールストロークに沿った末端位置として選択されたが、この理由は、パワー又は制御が失われた場合、位相器がロック位置にデフォルトするからである。上に挙げた負荷サイクルの割合は、一例であり、変更可能であることに留意されたい。さらに、必要に応じて、１００％の負荷サイクルで、油圧戻り抑制ロック回路１６２が開放し、パイロットロック弁１６０がベントされ、ロックピン端部部分１６０ａがベントされて、凹部１４７と係合することが可能である。
【００６７】
図１９は、アドバンス位置に向かって移動する位相器を示している。アドバンス位置に向かって移動するために、負荷サイクルが５０％より大きく、最高１００％に増大され、スプール１１１に対するＶＦＳ１０７の力が増大されて、スプール１１１は、ばね１１５の力がＶＦＳ１０７の力と釣り合うまでＶＦＳ１０７によって右に移動されアドバンスモードに入る。示したアドバンスモードでは、スプールランド１１１ａはライン１１２を遮断し、ライン１１３と１１４は開放されている。カムシャフトトルクは、リタードチャンバ１０３を加圧して、リタードチャンバ１０３からアドバンスチャンバ１０２内に流体を移動させ、ベーン１０４を移動させる。流体は、リタードチャンバ１０３から出てライン１１３を通ってスプールランド１１１ａと１１１ｂの間の制御弁１０９に移動し、中央ライン１１４と、アドバンスチャンバ１０２に通じるライン１１２とに再循環して戻る。
【００６８】
補充オイルは、漏れを補充するために供給部Ｓからポンプ１２１によって位相器に供給され、軸受１２０を通してライン１１９に入る。ライン１１９は、２つのライン１１９ａと１１９ｂに分かれる。ライン１１９ｂは、入口逆止弁１１８及び制御弁１０９に通じる。制御弁１０９から、流体は、逆止弁１０８、１１０のどちらがチャンバ１０２、１０３に開放しているかに応じて、逆止弁１０８、１１０のいずれかを通してライン１１４に入る。
【００６９】
ライン１１９ａはパイロットロック弁１６０に通じる。ライン１１９ａ内の流体の圧力は、ランド１１１ｂと１１１ｃの間のスプール１１１を通して移動して、ロックピン端部部分１６０ａが解放される位置に、ばね１６１に対抗してパイロットロック弁１６０を付勢し、同時に、パイロットロック弁１６０をばね１６１に対抗して加圧して、リタード戻り抑制ライン１３４、アドバンス戻り抑制ライン１２８が図示したように遮断され、かつ油圧戻り抑制ロック回路がオフである位置にパイロットロック弁１６０を移動させる。排出ライン１２２は、スプールランド１１１ｂによって遮断され、パイロットロック弁１６０のベントを防止する。
【００７０】
図２０は、リタード位置に向かって移動する位相器を示している。リタード位置に向かって移動するために、負荷サイクルは、３０％よりも大きいが、５０％未満に変更され、スプール１１１に対するＶＦＳ１０７の力が低減されて、スプール１１１は、ばね１１５の力がＶＦＳ１０７の力と釣り合うまでばね１１５によって左に移動され図のリタードモードに入る。示したリタードモードでは、スプールランド１１１ｂはライン１１３を遮断し、ライン１１２とライン１１４は開放されている。カムシャフトトルクは、アドバンスチャンバ１０２を加圧して、アドバンスチャンバ１０２内の流体をリタードチャンバ１０３内に移動させ、ベーン１０４を移動させる。流体は、アドバンスチャンバ１０２から出てライン１１２を通ってスプールランド１１１ａと１１１ｂの間の制御弁１０９に移動し、中央ライン１１４と、リタードチャンバ１０３に通じるライン１１３とに再循環して戻る。
【００７１】
補充オイルは、漏れを補充するために供給部Ｓからポンプ１２１によって位相器に供給され、軸受１２０を通ってライン１１９に入る。ライン１１９は、２つのライン１１９ａと１１９ｂに分かれる。ライン１１９ｂは、入口逆止弁１１８及び制御弁１０９に通じる。制御弁１０９から、流体は、逆止弁１０８、１１０のどちらがチャンバ１０２、１０３に開放しているかに応じて、逆止弁１０８、１１０のいずれかを通ってライン１１４に入る。
【００７２】
ライン１１９ａはパイロットロック弁１６０に通じる。ライン１１９ａ内の流体の圧力は、ランド１１１ｂと１１１ｃの間のスプール１１１を通して移動して、パイロットロック弁のロックピン端部部分１６０ａが凹部１４７と係合しない位置に、ばね１６１に対抗してパイロットロック弁１６０を付勢し、同時に、パイロットロック弁１６０をばね１６１に対抗して加圧して、リタード戻り抑制ライン１３４及びアドバンス戻り抑制ライン１２８が図示したように遮断され、かつ戻り抑制回路がオフである位置にパイロットロック弁１６０を移動させる。排出ライン１２２は、スプールランド１１１ｂによって遮断され、パイロットロック弁１６０のベントを防止する。
【００７３】
図１７ａは、開放の油圧戻り抑制ロック回路１６２を示しており、位相器は、油圧戻り抑制ロック回路の制御下で、パイロットロック弁１６０のロックピン端部部分１６０ａが凹部１４７と整列する位置に向かってリタード方向に移動している。図１７ｂは、開放の油圧戻り抑制ロック回路を示しており、位相器は、油圧戻り抑制ロック回路１６２の制御下で、パイロットロック弁１６０のロックピン端部部分１６０ａが凹部１４７と整列する位置に向かってアドバンス方向に移動している。図１７ｃは、開放の油圧戻り抑制ロック回路を示しており、ロックピン端部部分１６０ａは凹部１４７とほぼ整列している。
【００７４】
可変力ソレノイド１０７の負荷サイクルがまさに０％に設定されたばかりのとき、スプール１１１のＶＦＳに対する力が減少し、ばね１１５は、スプール１１１をスプールの行程のはるか左端に、図１７ａ〜図１７ｃに示したような戻り抑制モードに移動させる。戻り抑制モードでは、スプールランド１１１ａ及び１１１ｂは、スプールランド１１１ａと１１１ｂの間のライン１１２からの流体流が他のライン及びライン１１３のいずれにも入ることを遮断し、位相器の制御を制御弁１０９から有効に取り除く。同時に、供給部からの流体は、制御弁１０９のスリーブの外径の環状部を通って、ライン１１９を通って入口逆止弁１１８を通して共通のライン１１４に流れることが可能である。パイロットロック弁１６０に通じるライン１１９ａ内の流体がベントされ、ばね１６１が、パイロットロック弁１６０を凹部１４７に向かって移動させて、油圧戻り抑制ロック回路１６２を開放する。パイロットロック弁１６０の移動は、凹部１４７がパイロットロック弁１６０のロックピン端部部分１６０ａと整列されるかどうかによって制限される。凹部１４７がパイロットロック弁１６０のロックピン端部部分１６０ａと整列されない場合、位相器は、油圧戻り抑制ロック回路１６２、特にライン１２８と１３４内の流体によって専ら制御される。凹部１４７がパイロットロック弁１６０のロックピン端部部分１６０ａと整列すると、ばね１６１が、凹部１４７に係合するようにパイロットロック弁１６０を移動させて、図１８に示したような位置に位相器をロックする。
【００７５】
図１７ａに示したように、アドバンス位置の近く又はその中のハウジング組立体１００内にベーン１０４が配置され、アドバンス戻り抑制ライン１２８がアドバンスチャンバ１０２にさらされる場合、アドバンスチャンバ１０２からの流体は、アドバンス戻り抑制ライン１２８内に、開放パイロット弁１６０を通して、また共通のライン１１４に通じるライン１２９に流れる。共通のライン１１４から、流体は逆止弁１１０を通してリタードチャンバ１０３内に流れ、ハウジング組立体１００に対しベーン１０４を移動させて、アドバンスチャンバ１０２へのアドバンス戻り抑制ライン１２８を閉鎖するか又は遮断する。ロータ組立体１０５がアドバンスチャンバ１０２からのアドバンス戻り抑制ライン１２８を閉鎖するとき、ベーン１０４は、図１７ｃに示したようにハウジング組立体１００とロータ組立体１０５との間に形成されたチャンバ内の中央位置又は中間の位相角位置に移動される。
【００７６】
図１７ｂに示したように、リタード位置の近く又はその中のハウジング組立体１００内にベーン１０４が配置され、リタード戻り抑制ライン１３４がリタードチャンバ１０３にさらされる場合、リタードチャンバ１０３からの流体は、リタード戻り抑制ライン１３４内に、開放パイロット弁１６０を通って、また共通のライン１１４に通じるライン１２９に流れる。共通のライン１１４から、流体は逆止弁１０８を通ってアドバンスチャンバ１０２内に流れ、ハウジング組立体１００に対しベーン１０４を移動させて、リタードチャンバ１０３へのリタード戻り抑制ライン１３４を閉鎖する。ロータ組立体１０５が、リタードチャンバ１０３からのリタード戻り抑制ライン１３４を閉鎖するとき、ベーン１０４は、図１７ｃに示したようにハウジング組立体１００とロータ組立体１０５との間に形成されたチャンバ内の中央位置又は中間の位相角位置に移動される。
【００７７】
図１７ｃは、凹部１４７がパイロットロック弁１６０のロックピン端部部分１６０ａと整列する直前の位相器を示している。この位置で、スプールランド１１１ａ及び１１１ｂは、スプールランド１１１ａと１１１ｂの間のライン１１２からの流体流が他のライン及びライン１１３のいずれにも入ることを遮断し、位相器の制御を制御弁１０９から有効に取り除く。同時に、供給部からの流体は、制御弁１０９のスリーブの外径の環状部を通って、ライン１１９を通して入口逆止弁１１８を通って共通のライン１１４に流れることが可能である。パイロットロック弁１６０に通じるライン１１９ａ内の流体がベントされ、ばね１６１が、パイロットロック弁１６０を凹部１４７に向かって移動させて、油圧戻り抑制ロック回路１６２を開放する。
【００７８】
図１８は、戻り抑制モードの位相器を示しており、パイロットロック弁１６０のロックピン端部部分１６０ａは凹部１４７に係合している。この位置で、可変力ソレノイド１０７の負荷サイクルは０％であり、スプール１１１の一方の端部に対するＶＦＳ１０７の力は、戻り抑制モードのスプール１１１の反対側端部に対するばね１１５の力と等しい。ランド１１１ｂは、ライン１１３と１１４へのまたそこからの流体流を遮断する。補充オイルは、漏れを補充するために供給部Ｓからポンプ１２１によって位相器に供給され、軸受１２０を通ってライン１１９に入る。ライン１１９は、２つのライン１１９ａと１１９ｂに分かれる。ライン１１９ｂは、入口逆止弁１１８及び制御弁１０９に通じる。ライン１１９ｂから、流体は、制御弁のスリーブの外径の環状部に入り、また逆止弁１０８、１１０のどちらがチャンバ１０２、１０３に開放しているかに応じて、逆止弁１０８、１１０のいずれかを通ってライン１１４に入る。ライン１１９ａは、パイロットロック弁１６０のロックピン端部部分１６０ａに通じる。ライン１１２内の流体は、スプール１１１及びランド１１１ａと１１１ｂによって、制御弁１０９及びアドバンスチャンバ１０２を出ることが遮断される。ライン１１９ａ内の流体は、パイロットロック弁１６０からライン１１９ａを通って、またランド１１１ｂと１１１ｃの間にオイル溜めに通じるライン１２２に、ベントする。ライン１１９ａ内の流体をベントすることによって、パイロットロック弁１６０に対するばね１６１の力は、ロックピン端部部分１６０ａが凹部１４７に係合するように弁を移動させる。
【００７９】
ホールド位置も存在しており、図３に示した位相器の位置と同様である。
【００８０】
上の実施形態のすべてにおいて、パイロット弁又はパイロットロック弁は、オン／オフ弁のような遠隔手段又は位相器の制御弁によってアクティブに制御される。
【００８１】
したがって、本明細書に記載した本発明の実施形態は、単に本発明の原理の適用の例示目的に過ぎないことを理解すべきである。図示した実施形態の詳細に対する本明細書中の言及は、それら自体が本発明に重要であると見なされるそれらの特徴を列挙する特許請求の範囲を限定するようには意図されない。
【図１】
2011513651.tif 000003
【図２】
2011513651.tif 000004
【図３】
2011513651.tif 000005
【図４ａ】
2011513651.tif 000006
【図４ｂ】
2011513651.tif 000007
【図５】
2011513651.tif 000008
【図６】
2011513651.tif 000009
【図７ａ】
2011513651.tif 000010
【図７ｂ】
2011513651.tif 000011
【図８ａ】
2011513651.tif 000012
【図８ｂ】
2011513651.tif 000013
【図９】
2011513651.tif 000014
【図１０】
2011513651.tif 000015
【図１１】
2011513651.tif 000016
【図１２】
2011513651.tif 000017
【図１３】
2011513651.tif 000018
【図１４】
2011513651.tif 000019
【図１５】
2011513651.tif 000020
【図１６】
2011513651.tif 000021
【図１７ａ】
2011513651.tif 000022
【図１７ｂ】
2011513651.tif 000023
【図１７ｃ】
2011513651.tif 000024
【図１８】
2011513651.tif 000025
【図１９】
2011513651.tif 000026
【図２０】
2011513651.tif 000027
【国際調査報告】
2011513651.tif 000028
2011513651.tif 000029