(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃エンジン（１０）においてクランクシャフトとカムシャフト（１４）との間の位相関係を制御可能に変化させるために前記内燃エンジン（１０）とともに使用するためのカムシャフトフェーザ（１２）であって、
入力部材（１８）であって、該入力部材（１８）と前記クランクシャフトとの間の回転の固定比を提供するために前記内燃エンジン（１０）の前記クランクシャフトに接続可能な入力部材（１８）と、
前記内燃エンジン（１０）の前記カムシャフト（１４）に接続可能な出力部材（２０）であって、前記入力部材（１８）とともにフェージング進角チャンバ（４６）とフェージング遅角チャンバ（４８）とを形成する出力部材（２０）と、
前記出力部材（２０）および前記入力部材（１８）に対して回転可能となるように、前記出力部材（２０）内に同軸に配置される回転バルブスプール（２８）と
を備え、
前記回転バルブスプール（２８）は、回転バルブスプール進角チャンバ（９６）および回転バルブスプール遅角チャンバ（９８）を形成し、
前記回転バルブスプール（２８）は、前記回転バルブスプール進角チャンバ（９６）に供給される油によって、前記出力部材（２０）および前記入力部材（１８）に対して遅角方向に回転され、
前記回転バルブスプール（２８）は、前記回転バルブスプール遅角チャンバ（９８）に供給される油によって、前記出力部材（２０）および前記入力部材（１８）に対して進角方向に回転され、
前記回転バルブスプール（２８）の前記進角方向の回転によって、油が前記フェージング遅角チャンバ（４８）に供給されることができ、それによって、前記出力部材（２０）は、前記入力部材（１８）に対して前記進角方向に回転され、
前記回転バルブスプール（２８）の前記遅角方向の回転によって、油が前記フェージング進角チャンバ（４６）に供給されることができ、それによって、前記出力部材（２０）は、前記入力部材（１８）に対して前記遅角方向に回転される
カムシャフトフェーザ。
【請求項２】
請求項１に記載のカムシャフトフェーザ（１２）であって、
さらに、前記回転バルブスプール進角チャンバ（９６）および前記回転バルブスプール遅角チャンバ（９８）を出入りする油の流れを制御するように軸線方向に変位可能な直線状バルブスプール（３０）を備える
カムシャフトフェーザ。
【請求項３】
請求項１に記載のカムシャフトフェーザ（１２）であって、
さらに、付勢構成（３２）を備え、
前記付勢構成（３２）は、前記回転バルブスプール（２８）が前記入力部材（１８）に対して所定の回転バルブスプール位置に進角している場合に、前記回転バルブスプール（２８）に対して前記遅角方向にトルクを加え、
前記付勢構成（３２）は、前記回転バルブスプール（２８）が前記所定の回転バルブスプール位置に遅角している場合に、前記回転バルブスプール（２８）に対して前記進角方向にトルクを加える
カムシャフトフェーザ。
【請求項４】
請求項３に記載のカムシャフトフェーザ（１２）であって、
さらに、前記出力部材（２０）が、前記所定の回転バルブスプール位置によって定まる、前記入力部材（１８）に対する所定の出力部材位置にある場合に、前記出力部材（２０）と前記入力部材（１８）との間の回転を選択的に防止する係止ピン（３１）を備える
カムシャフトフェーザ。
【請求項５】
請求項１に記載のカムシャフトフェーザ（１２）であって、
前記入力部材（１８）は、複数のローブ（３６）を有するステータ（１８）であり、
前記出力部材（２０）は、前記ステータ（１８）内に同軸に配置されるロータ（２０）であり、
前記ロータ（２０）は、前記複数のローブ（３６）と間隔を隔てて周期的に挿入された複数のベーン（４０）を有し、
前記フェージング進角チャンバ（４６）は、前記複数のベーン（４０）と前記複数のローブ（３６）とによって形成される複数のフェージング進角チャンバ（４６）のうちの１つであり、
前記フェージング遅角チャンバ（４８）は、前記複数のベーン（４０）と前記複数のローブ（３６）とによって形成される複数のフェージング遅角チャンバ（４８）のうちの１つである
カムシャフトフェーザ。
【請求項６】
請求項５に記載のカムシャフトフェーザ（１２）であって、
前記回転バルブスプール進角チャンバ（９６）は、前記回転バルブスプール（２８）によって形成される複数の回転バルブスプール進角チャンバ（９６）のうちの１つであり、
前記回転バルブスプール遅角チャンバ（９８）は、前記回転バルブスプール（２８）によって形成される複数の前記回転バルブスプール遅角チャンバ（９８）のうちの１つである
カムシャフトフェーザ。
【請求項７】
請求項６に記載のカムシャフトフェーザ（１２）であって、
前記回転バルブスプール（２８）は、前記ロータ（２０）のロータバルブスプール穴（４４）内に回転可能に配置される
カムシャフトフェーザ。
【請求項８】
請求項７に記載のカムシャフトフェーザ（１２）であって、
前記複数の回転バルブスプール進角チャンバ（９６）および前記複数の回転バルブスプール遅角チャンバ（９８）は、さらに、前記ロータバルブスプール穴（４４）によって形成される
カムシャフトフェーザ。
【請求項９】
請求項８に記載のカムシャフトフェーザ（１２）であって、
さらに、複数の回転バルブスプールベーン（８０）を備え、
前記複数の回転バルブスプールベーン（８０）の各々１つは、前記複数の回転バルブスプール進角チャンバ（９６）のうちの１つを、前記複数の回転バルブスプール遅角チャンバ（９８）のうちの１つから分離させる
カムシャフトフェーザ。
【請求項１０】
請求項９に記載のカムシャフトフェーザ（１２）であって、
前記複数の回転バルブスプールベーン（８０）の各々は、前記複数の回転バルブスプールベーン（８０）と前記ロータ（２０）との間の相対回転を防止するために、前記ロータ（２０）に固定される
カムシャフトフェーザ。
【請求項１１】
請求項１０に記載のカムシャフトフェーザ（１２）であって、
前記複数の回転バルブスプールベーン（８０）と前記ロータ（２０）との間の相対回転は、回転バルブスプールベーンリブ（１００）を有する前記複数の回転バルブスプールベーン（８０）の各々によって防止され、
前記回転バルブスプールベーンリブ（１００）は、
前記回転バルブスプールベーン（８０）から径方向外側に向けて延在し、
前記ロータ（２０）のバルブスプール穴（１４２）から径方向外側に向けて延在するそれぞれの相補的なロータノッチ（１０２）と係合する
カムシャフトフェーザ。
【請求項１２】
請求項９に記載のカムシャフトフェーザ（１２）であって、
前記回転バルブスプール（２８）は、前記複数の回転バルブスプールベーン（８０）に対して回転可能である
カムシャフトフェーザ。
【請求項１３】
請求項６に記載のカムシャフトフェーザ（１２）であって、
さらに、前記複数の回転バルブスプール進角チャンバ（９６）および前記複数の回転バルブスプール遅角チャンバ（９８）を出入りする油の流れを制御するように軸線方向に変位可能な直線状バルブスプール（３０）を備える
カムシャフトフェーザ。
【請求項１４】
請求項１３に記載のカムシャフトフェーザ（１２）であって、
前記直線状バルブスプール（３０）は、進角位置と遅角位置との間で軸線方向に変位可能であり、
油は、前記進角位置によって、油源（１９０）から前記複数の回転バルブスプール遅角チャンバ（９８）に流入することができるとともに、前記複数の回転バルブスプール進角チャンバ（９６）から排出されることができ、
油は、前記遅角位置によって、油源（１９０）から前記複数の回転バルブスプール進角チャンバ（９６）に流入することができるとともに、前記複数の回転バルブスプール遅角チャンバ（９８）から排出されることができる
カムシャフトフェーザ。
【請求項１５】
請求項１４に記載のカムシャフトフェーザ（１２）であって、
前記直線状バルブスプール（３０）は、前記進角位置に加えてデフォルト位置と、前記遅角位置と、の間で軸線方向に変位可能であり、
前記デフォルト位置は、前記複数の回転バルブスプール進角チャンバ（９６）を前記複数の回転バルブスプール遅角チャンバ（９８）との流体連通状態におく
カムシャフトフェーザ。
【請求項１６】
請求項１５に記載のカムシャフトフェーザ（１２）であって、
さらに、付勢構成（３２）を備え、
前記付勢構成（３２）は、前記回転バルブスプール（２８）が前記ステータ（１８）に対して所定の回転バルブスプール位置に進角している場合に、前記回転バルブスプール（２８）に対して前記遅角方向にトルクを加え、それによって、前記複数の回転バルブスプール遅角チャンバ（９８）から前記複数の回転バルブスプール進角チャンバ（９６）まで油が流れることを可能にすることによって、前記回転バルブスプール（２８）を前記所定の回転バルブスプール位置に位置決めするために、前記直線状バルブスプール（３０）が前記デフォルト位置にある場合に、前記回転バルブスプール（２８）を前記ロータ（２０）および前記ステータ（１８）に対して回転させ、
前記付勢構成（３２）は、前記回転バルブスプール（２８）が前記所定の回転バルブスプール位置に遅角している場合に、前記回転バルブスプール（２８）に対して前記進角方向にトルクを加え、それによって、前記複数の回転バルブスプール進角チャンバ（９６）から前記複数の回転バルブスプール遅角チャンバ（９８）まで油が流れることを可能にすることによって、前記回転バルブスプール（２８）を前記所定の回転バルブスプール位置に位置決めするために、前記直線状バルブスプール（３０）が前記デフォルト位置にある場合に、前記回転バルブスプール（２８）を前記ロータ（２０）および前記ステータ（１８）に対して回転させる
カムシャフトフェーザ。
【請求項１７】
請求項１６に記載のカムシャフトフェーザ（１２）であって、
前記付勢構成（３２）は、
前記回転バルブスプール（２８）が前記所定の回転バルブスプール（２８）位置に遅角している場合に、前記回転バルブスプール（２８）に対して前記進角方向にトルクを加える進角付勢スプリング（１４８）と、
前記回転バルブスプール（２８）が前記ステータ（１８）に対して前記所定の回転バルブスプール（２８）位置に進角している場合に、前記回転バルブスプール（２８）に対して前記遅角方向にトルクを加える遅角付勢スプリング（１５２）と
を備える
カムシャフトフェーザ。
【請求項１８】
請求項１７に記載のカムシャフトフェーザ（１２）であって、
前記ステータ（１８）の軸線方向の一端を閉じる後部カバー（２２）と、
前部カバー（２４）であって、前記複数のフェージング進角チャンバ（４６）および前記複数のフェージング遅角チャンバ（４８）が、軸線方向において前記後部カバー（２２）と前記前部カバー（２４）との間に形成されるように、前記ステータ（１８）の軸線方向の他端を閉じる前部カバー（２４）と
をさらに備え、
前記前部カバー（２４）は、該前部カバー（２４）を貫通して同軸に延在する前部カバー中央穴（６６）を有し、
前記回転バルブスプール（２８）は、前記ロータ（２０）のロータバルブスプール穴（４４）内に回転可能に配置され、
前記回転バルブスプール（２８）は、前記ロータバルブスプール穴（４４）と前記前部カバー（２４）との間で軸線方向に捕捉される
カムシャフトフェーザ。
【請求項１９】
請求項１８に記載のカムシャフトフェーザ（１２）であって、
前記回転バルブスプール（２８）は、付勢スプリング延長部（１４０）であって、前記回転バルブスプール（２８）が前記所定の回転バルブスプール（２８）位置に遅角している場合に、前記進角付勢スプリング（１４８）が前記付勢スプリング延長部（１４０）と係合するように、また、前記回転バルブスプール（２８）が前記所定の回転バルブスプール（２８）位置に進角している場合に、前記遅角付勢スプリング（１５２）が前記付勢スプリング延長部（１４０）と係合するように、前記前部カバー中央穴（６６）を通って延在する付勢スプリング延長部（１４０）を備える
カムシャフトフェーザ。
【請求項２０】
請求項１４に記載のカムシャフトフェーザ（１２）であって、
前記直線状バルブスプール（３０）は、前記進角位置に加えて保持位置と、前記遅角位置と、の間で軸線方向に変位可能であり、
前記保持位置によって、油が前記複数の回転バルブスプール進角チャンバ（９６）および前記複数の回転バルブスプール遅角チャンバ（９８）を出入りすることが防止され、それによって、前記回転バルブスプール（２８）が前記ロータ（２０）に対して回転することが防止される
カムシャフトフェーザ。
【請求項２１】
請求項６に記載のカムシャフトフェーザ（１２）であって、
さらに、付勢構成（３２）を備え、
前記付勢構成（３２）は、前記回転バルブスプール（２８）が前記ステータ（１８）に対して所定の回転バルブスプール位置に進角している場合に、前記回転バルブスプール（２８）に対して前記遅角方向にトルクを加え、
前記付勢構成（３２）は、前記回転バルブスプール（２８）が前記所定の回転バルブスプール位置に遅角している場合に、前記回転バルブスプール（２８）に対して前記進角方向にトルクを加える
カムシャフトフェーザ。
【請求項２２】
請求項２１に記載のカムシャフトフェーザ（１２）であって、
さらに、前記ロータ（２０）が、前記所定の回転バルブスプール位置によって定まる、前記ステータ（１８）に対する所定のロータ位置にある場合に、前記ロータ（２０）と前記ステータ（１８）との間の回転を選択的に防止する係止ピン（３１）を備える
カムシャフトフェーザ。
【請求項２３】
請求項２１に記載のカムシャフトフェーザ（１２）であって、
前記付勢構成（３２）は、
前記回転バルブスプール（２８）が前記所定の回転バルブスプール位置に遅角している場合に、前記回転バルブスプール（２８）に対して前記進角方向にトルクを加える進角付勢スプリング（１４８）と、
前記回転バルブスプール（２８）が前記ステータ（１８）に対して所定の回転バルブスプール位置に進角している場合に、前記回転バルブスプール（２８）に対して前記遅角方向にトルクを加える遅角付勢スプリング（１５２）と
を備える
カムシャフトフェーザ。
【請求項２４】
請求項２３に記載のカムシャフトフェーザ（１２）であって、
前記進角付勢スプリング（１４８）の一端は、前記ステータ（１８）に接続され、前記進角付勢スプリング（１４８）の他端は、前記回転バルブスプール（２８）が前記所定の回転バルブスプール位置に遅角している場合のみ、前記回転バルブスプール（２８）と係合し、
前記遅角付勢スプリング（１５２）の一端は、前記ステータ（１８）に接続され、前記遅角付勢スプリング（１５２）の他端は、前記回転バルブスプール（２８）が前記所定の回転バルブスプール位置に進角している場合のみ、前記回転バルブスプール（２８）と係合する
カムシャフトフェーザ。
【請求項２５】
内燃エンジン（１０）においてクランクシャフトとカムシャフト（１４）との間の位相関係を制御可能に変化させるために前記内燃エンジン（１０）とともに使用するためのカムシャフトフェーザ（１２）であって、
入力部材（１８）であって、該入力部材（１８）と前記クランクシャフトとの間の回転の固定比を提供するために前記内燃エンジン（１０）の前記クランクシャフトに接続可能な入力部材（１８）と、
前記内燃エンジン（１０）の前記カムシャフト（１４）に接続可能な出力部材（２０）であって、前記入力部材（１８）とともにフェージング進角チャンバ（４６）とフェージング遅角チャンバ（４８）とを形成する出力部材（２０）と、
前記出力部材（２０）および前記入力部材（１８）に対して回転可能となるように、前記出力部材（２０）内に同軸に配置される回転バルブスプール（２８）と、
前記入力部材（１８）に対する所定の回転バルブスプール（２８）位置に向けて前記回転バルブスプール（２８）に対してトルクを加える付勢構成（３２）と
を備え、
前記回転バルブスプール（２８）の進角方向の回転によって、油が前記フェージング遅角チャンバ（４８）に供給されることができ、それによって、前記出力部材（２０）は、前記入力部材（１８）に対して前記進角方向に回転され、
前記回転バルブスプール（２８）の遅角方向の回転によって、油が前記フェージング進角チャンバ（４６）に供給されることができ、それによって、前記出力部材（２０）は、前記入力部材（１８）に対して前記遅角方向に回転される
カムシャフトフェーザ。
【請求項２６】
請求項２５に記載のカムシャフトフェーザであって、
前記付勢構成（３２）は、前記回転バルブスプール（２８）が前記所定の回転バルブスプール位置に進角している場合に、前記回転バルブスプール（２８）に対して前記遅角方向にトルクを加え、
前記付勢構成（３２）は、前記回転バルブスプール（２８）が前記所定の回転バルブスプール位置に遅角している場合に、前記回転バルブスプール（２８）に対して前記進角方向にトルクを加える
カムシャフトフェーザ。
【請求項２７】
請求項２６に記載のカムシャフトフェーザであって、
前記付勢構成（３２）は、
前記回転バルブスプール（２８）が前記所定の回転バルブスプール位置に遅角している場合に、前記回転バルブスプール（２８）に対して前記進角方向にトルクを加える進角付勢スプリング（１４８）と、
前記回転バルブスプール（２８）が前記所定の回転バルブスプール位置に進角している場合に、前記回転バルブスプール（２８）に対して前記遅角方向にトルクを加える遅角付勢スプリングと
を備える
カムシャフトフェーザ。
【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位相関係を変化させるためのカムシャフトフェーザ（位相器）に関し、より詳細には、ベーン型カムシャフトフェーザであるそのようなカムシャフトフェーザに関し、さらに詳細には、ロータリーバルブスプールの位置がクランクシャフトとカムシャフトとの位相関係を決定するロータリーバルブスプールを備えるベーン型カムシャフトに関し、さらに詳細には、
ロータリーバルブスプールを位置決めするために液圧を使用するそのようなカムシャフトフェーザに関し、さらに詳細には、ロータリーバルブスプールを位置決めするために油の流れを制御するための直線状バルブスプールを備えるそのようなカムシャフトフェーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]カムシャフトフェーザは、所望のエンジン性能を達成するために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位相関係を変化させることについて公知である。Melchiorに付与された米国特許第５，５０７，２５４号（以下、Melchiorと呼ぶ）は、外向きに延在するベーンを有するロータと、内向きに延在するローブと、を備え、ロータがステータ内に配置されるとともにベーンとローブとが一緒に進角チャンバおよび遅角チャンバを形成するカムシャフトフェーザを教示している。油は、ステータ内でロータを回転させるためにフェージング油制御バルブによって方向付けられる際に、進角チャンバおよび遅角チャンバのいずれかに選択的に供給され、進角チャンバおよび遅角チャンバの他方から排出され、それによって、カムシャフトとクランクシャフトとの位相関係を変化させる。また、カムシャフトフェーザの技術において、ロータに複数のベーンを設けるとともに、ステータに複数のローブを設け、それによって、交互に配置された複数の進角チャンバおよび遅角チャンバを形成することが公知である。また、Melchiorは、進角チャンバおよび遅角チャンバから油を供給して排出するために回転され得るフェージング油制御バルブを教示している。フェージング油制御バルブは、フェージング油制御バルブの回転位置がステータに対するロータの回転位置を決定するように、エンジン速度の影響を受けやすいアームによって直接的かつ機械的に回転される。バルブスプールは、リブによって分離される第１の凹部および第２の凹部を形成する。カムシャフトのタイミングでの遅角が望まれる場合には、これらの凹部のうちの一方は、油を進角チャンバに供給するように作用し、カムシャフトのタイミングでの進角が望まれる場合には、他方の凹部は、油を遅角チャンバに供給するように作用する。位相の変化が望まれていない場合に油を供給するように作用しない凹部は、流路として作用しない。エンジン速度の影響を受けやすいアームによって直接的かつ機械的にフェージング油制御バルブを回転させることは、動作にとって十分でない場合がある。それは、最新の内燃エンジンは、所望のカムシャフト位相を決定するために、電子プロセッサ（例えば、エンジン制御モジュール）によって処理される多くのパラメータ（典型的には、エンジン性能の様々な点を監視する様々なセンサによって提供される）に依存するからである。したがって、エンジン性能の任意の数の指標を考慮して、フェージング油制御バルブを回転的に位置決めすることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５，５０７，２５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
[0003]上述したような１つ以上の欠点を最小限に抑えるか取り除くカムシャフトフェーザが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[0004]簡潔に説明すると、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位相関係を制御可能に変化させるために、内燃エンジンとともに使用するためのカムシャフトフェーザが提供される。カムシャフトフェーザは、内燃エンジンのクランクシャフトに接続可能な入力部材であって、入力部材とクランクシャフトとの回転の固定比を提供するための入力部材と、内燃エンジンのカムシャフトに接続可能な出力部材であって、入力部材とともに、位相進角チャンバおよび位相遅角チャンバを形成する出力部材と、出力部材および入力部材に対して回転可能となるように出力部材内に同軸に配置される回転バルブスプールと、を備えている。バルブスプールは、回転バルブスプール進角チャンバと、回転バルブスプール遅角チャンバと、を形成する。回転バルブスプール進角チャンバに供給される油によって、回転バルブスプールは、入力部材に対して、また、出力部材に対して遅角方向に回転される。回転バルブスプール遅角チャンバに供給される油によって、回転バルブスプールは、入力部材に対して、また、出力部材に対して進角方向に回転される。回転バルブスプールが進角方向に回転することによって、油は、遅角チャンバに供給されることができ、それによって、出力部材は、入力部材に対して進角方向に回転される。回転バルブスプールが遅角方向に回転することによって、油は、進角チャンバに供給されることができ、それによって、出力部材は、入力部材に対して遅角方向に回転される。
【０００６】
[0005]また、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位相関係を制御可能に変化させるために、内燃エンジンとともに使用するためのカムシャフトフェーザが提供される。カムシャフトフェーザは、内燃エンジンのクランクシャフトに接続可能な入力部材であって、入力部材とクランクシャフトとの回転の固定比を提供するための入力部材と、内燃エンジンのカムシャフトに接続可能な出力部材であって、入力部材とともに、位相進角チャンバおよび位相遅角チャンバを形成する出力部材と、出力部材および入力部材に対して回転可能となるように出力部材内に同軸に配置される回転バルブスプールと、入力部材に対する所定の回転バルブスプール位置に向けて回転バルブスプールにトルクを加える付勢構成と、を備えている。回転バルブスプールが進角方向に回転することによって、油は、遅角チャンバに供給されることができ、それによって、出力部材は、入力部材に対して進角方向に回転される。回転バルブスプールが遅角方向に回転することによって、油は、進角チャンバに供給されることができ、それによって、出力部材は、入力部材に対して遅角方向に回転される。
【０００７】
[0006]次の本発明の好ましい実施形態の詳細な説明（これは、単なる非限定的な例示目的で添付図面を参照して提示される）を読めば、本発明のさらなる特徴および利点がいっそう明らかになるであろう。
【０００８】
[0007]本発明は、以下の添付図面を参照してさらに説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】[0008]本発明によるカムシャフトフェーザの分解等角図である。
【図２】[0009]本発明によるカムシャフトフェーザの回転バルブスプールの分解等角図である。
【図３】[0010]図１のカムシャフトフェーザの軸線方向断面図である。
【図４】[0011]図３の断面線４−４に沿った図１のカムシャフトフェーザの径方向断面図である。
【図５】[0012]図３の断面線５−５に沿った図１のカムシャフトフェーザの径方向断面図である。
【図６】[0013]図１のカムシャフトフェーザの一部分の軸線方向断面図であり、デフォルト位置にカムシャフトフェーザの直線状バルブスプールを有している。
【図７Ａ】[0014]図６の軸線方向断面図であり、遅角位置に示された直線状バルブスプールを有している。
【図７Ｂ】[0015]図４の径方向断面図であり、図７Ａの直線状バルブスプールの位置の結果として回転された後の回転バルブスプールを示している。
【図７Ｃ】[0016]図５の径方向断面図であり、図７Ａの直線状バルブスプールの位置の結果として回転された後の回転バルブスプールを示している。
【図７Ｄ】[0017]図７Ｃの径方向断面図であり、図７Ｃに示される回転バルブスプールの位置の結果として回転された後のロータを示している。
【図７Ｅ】[0018]図７Ｃの径方向断面図であり、図７Ｃに示される回転バルブスプールの位置の結果としての油の流れの経路を明確に示すために参照符号が取り除かれている。
【図８】[0019]図６の軸線方向断面図であり、保持位置にあるカムシャフトフェーザの直線状バルブスプールを有している。
【図９Ａ】[0020]図６の軸線方向断面図であり、進角位置に示された直線状バルブスプールを有している。
【図９Ｂ】[0021]図４の径方向断面図であり、図９Ａの直線状バルブスプールの位置の結果として回転された後の回転バルブスプールを示している。
【図９Ｃ】[0022]図５の径方向断面図であり、図９Ａの直線状バルブスプールの位置の結果として回転された後の回転バルブスプールを示している。
【図９Ｄ】[0023]図９Ｃの径方向断面図であり、図９Ｃに示される回転バルブスプールの位置の結果として回転された後のロータを示している。
【図９Ｅ】[0024]図９Ｃの径方向断面図であり、図９Ｃに示される回転バルブスプールの位置の結果としての油の流れの経路を明確に示すために参照符号が取り除かれている。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[0025]本発明の好ましい実施形態によれば、図１〜５を参照すると、カムシャフトフェーザ１２を備える内燃エンジン１０が示されている。また、内燃エンジン１０は、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およびチェーン（図示せず）からの回転入力に基づいてカムシャフト軸線１６を中心として回転可能なカムシャフト１４を備えている。カムシャフト１４が回転されると、内燃エンジンの技術で周知のように、吸気バルブおよび／または排気バルブ（図示せず）に、バルブの上昇および閉動作が提供される。カムシャフトフェーザ１２によって、クランクシャフトとカムシャフト１４とのタイミングすなわち位相が変化され得る。このようにして、所望のエンジン性能を達成するために、吸気バルブおよび／または排気バルブの開閉が進角または遅角される。
【００１１】
[0026]カムシャフトフェーザ１２は、概して、入力部材として作用するステータ１８と、ステータ１８内に同軸に配置されるとともに出力部材として作用するロータ２０と、ステータ１８の軸線方向一端を閉止する後部カバー２２と、ステータ１８の軸線方向他端を閉止する前部カバー２４と、カムシャフトフェーザ１２をカムシャフト１４に取り付けるためのカムシャフトフェーザ取付ボルト２６と、ロータ２０をステータ１８に対して回転させるために油を方向付けるのに使用される回転バルブスプール２８と、回転バルブスプール２８をステータ１８に対して回転的に位置決めするために回転バルブスプール２８に油を供給するのに使用される直線状バルブスプール３０と、ロータ２０とステータ１８との相対回転を選択的に防止するための係止ピン３１と、ステータ１８に対する回転バルブスプール２８の所定の回転バルブスプール位置に回転バルブスプール２８を付勢するための付勢構成３２と、を備えている。ステータ１８に対する回転バルブスプール２８の回転位置は、ステータ１８に対するロータ２０の回転位置を決定するが、これは、軸線方向に移動してロータがステータに対して回転する方向のみを決定する典型的なバルブスプールとは異なっている。カムシャフトフェーザ１２の様々な要素について、以下の段落でより詳細に説明する。
【００１２】
[0027]ステータ１８は、略円筒状である。ステータ１８は、径方向内側に向けて延在する複数のローブ３６によって形成される複数の径方向チャンバ３４を備えている。図示される実施形態では、３つの径方向チャンバ３４を形成する３つのローブ３６があるが、ローブ３６の数と等しい数の径方向チャンバ３４を形成するために、別の数のローブ３６が設けられてもよいことが理解されるべきである。
【００１３】
[0028]ロータ２０は、ロータ中央ハブ３８を備えている。ロータ中央ハブ３８は、そこから径方向外側に向けて延在する複数のベーン４０を有している。ロータ２０は、さらに、そこを通って軸線方向に延在するロータ中央貫通穴４２と、ロータ中央貫通穴４２と同軸の段付ロータバルブスプール凹部４４であって、カムシャフト１４から遠い側のロータ２０の軸線方向端部からロータ２０内に部分的に延在する段付ロータバルブスプール凹部４４と、を備えている。ベーン４０の数は、ステータ１８に設けられる径方向チャンバ３４の数に等しい。ロータ２０は、ベーン４０の各々が径方向チャンバ３４の各々をフェージング進角チャンバ４６およびフェージング遅角チャンバ４８に分割するように、ステータ１８内に同軸に配置される。ローブ３６の径方向先端は、径方向チャンバ３４同士を互いから分離するために、ロータ中央ハブ３８と嵌合可能である。図示されていないが、ベーン４０の径方向先端の各々は、Lichtiらの米国特許出願公開第２０１４／０１２３９２０号（この開示は、参照によってその全体が本願に組み入れられる）に示されるように、隣接するフェージング進角チャンバ４６およびフェージング遅角チャンバ４８を互いから実質的にシールするためにワイパーシールを備えていてもよい。同様に、ローブ３６の径方向先端の各々も、隣接するフェージング進角チャンバ４６およびフェージング遅角チャンバ４８を互いから実質的にシールするためにワイパーシールを備えていてもよい。
【００１４】
[0029]ロータバルブスプール凹部４４は、外側ロータバルブスプール凹部穴５０と、外側ロータバルブスプール凹部穴５０に軸線方向に隣接する内側ロータバルブスプール凹部穴５２と、によって形成される。外側ロータバルブスプール凹部穴５０は、直径が内側ロータバルブスプール凹部穴５２よりも大きく、内側ロータバルブスプール凹部穴５２は、軸線方向において外側ロータバルブスプール凹部穴５０とロータ中央貫通穴４２との間にある。外側バルブスプール凹部肩部５４が、ロータバルブスプール凹部４４の表面によって形成される。外側バルブスプール凹部肩部５４は、外側バルブスプール凹部肩部５４が、環状の形状を有するとともにカムシャフト軸線１６と実質的に直交するように、内側ロータバルブスプール凹部穴５２を外側ロータバルブスプール凹部穴５０に接続する。内側ロータバルブスプール凹部穴５２は、直径がロータ中央貫通穴４２よりも大きく、したがって、内側バルブスプール凹部肩部５６がロータバルブスプール凹部４４の表面によって形成される。内側バルブスプール凹部肩部５６は、内側バルブスプール凹部肩部５６が環状の形状を有するとともにカムシャフト軸線１６と実質的に直交するように、ロータ中央貫通穴４２を内側ロータバルブスプール凹部穴５２に接続する。
【００１５】
[0030]後部カバー２２は、カバーボルト５８を使用して、カムシャフト１４に近い側のステータ１８の軸線方向端部に密閉固定される。カバーボルト５８を締めることによって、後部カバー２２とステータ１８との相対回転が防止される。後部カバー２２は、そこを通って同軸に延在する後部カバー中央穴６０を備えている。カムシャフト１４の端部は、カムシャフト１４が後部カバー２２に対して回転できるように、後部カバー中央穴６０内に同軸に受け入れられる。後部カバー２２は、また、より詳細に後述するように、係止ピン３１を選択的に受け入れる係止ピン座部６２を備えていてもよい。後部カバー２２は、また、それと一体的に形成されるか、あるいは、それに固定されるスプロケット６４を備えていてもよい。スプロケット６４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によって駆動されるように構成される。あるいは、スプロケット６４は、クランクシャフトによってカムシャフトフェーザ１２を駆動するためのベルト、または、他の公知の駆動部材によって駆動されるプーリであってもよい。代替構成では、スプロケット６４は、後部カバー２２ではなく、ステータ１８と一体的に形成されるかステータ１８に取り付けられてもよい。
【００１６】
[0031]同様に、前部カバー２４は、カバーボルト５８を使用して、後部カバー２２と反対の側のステータ１８の軸線方向端部に密閉固定される。カバーボルト５８は、後部カバー２２およびステータ１８を通過して、前部カバー２４とネジ係合し、それによって、後部カバー２２と前部カバー２４との間にステータ１８がクランプされ、ステータ１８と後部カバー２２と前部カバー２４との相対回転が防止される。このようにして、フェージング進角チャンバ４６およびフェージング遅角チャンバ４８は、軸線方向における後部カバー２２と前部カバー２４との間に形成される。前部カバー２４は、そこを通って同軸に延在する前部カバー中央穴６６を備えている。
【００１７】
[0032]カムシャフトフェーザ１２は、カムシャフトフェーザ取付ボルト２６を使用してカムシャフト１４に取り付けられる。カムシャフトフェーザ取付ボルト２６は、ロータ２０のロータ中央貫通穴４２を通って同軸に延在し、カムシャフト１４とネジ係合し、それによって、ロータ２０がカムシャフト１４にしっかりとクランプされる。より具体的には、カムシャフトフェーザ取付ボルト２６は、カムシャフトフェーザ取付ボルト肩部６８を備えている。カムシャフトフェーザ取付ボルト肩部６８は、カムシャフト軸線１６と実質的に直交し、ロータ２０の内側バルブスプール凹部肩部５６と一致する。したがって、ロータ２０は、カムシャフトフェーザ取付ボルト肩部６８とカムシャフト１４との間にクランプされる。このようにして、ステータ１８とロータ２０との相対回転によって、内燃エンジン１０のクランクシャフトとカムシャフト１４との位相すなわちタイミングの変化が生じる。
【００１８】
[0033]内燃エンジン１０のクランクシャフトに対するカムシャフト１４のタイミングを遅角させることになる、ステータ１８とロータ２０との相対回転を生じさせるために、油は、内燃エンジン１０のバルブトレインからカムシャフト１４に加えられるトルク（すなわち、カムシャフト１４のトルク反転）の結果として、フェージング遅角チャンバ４８からフェージング進角チャンバ４６へ選択的に移送される。逆に、内燃エンジン１０のクランクシャフトに対するカムシャフト１４のタイミングを進角させることになる、ステータ１８とロータ２０との相対回転を生じさせるために、油は、内燃エンジン１０のバルブトレインからカムシャフト１４に加えられるトルクの結果として、フェージング進角チャンバ４６からフェージング遅角チャンバ４８へ選択的に移送される。油をフェージング進角チャンバ４６まで供給し、また、フェージング進角チャンバ４６から排出するために、ロータ進角通路７０が、ロータ２０に設けられてもよく、油をフェージング遅角チャンバ４８まで供給し、また、フェージング遅角チャンバ４８から排出するために、ロータ遅角通路７２がロータ２０に設けられてもよい。ロータ進角通路７０は、ロータ中央ハブ３８を通って外側ロータバルブスプール凹部穴５０からフェージング進角チャンバ４６まで径方向外側に向けて延在し、ロータ遅角通路７２は、ロータ中央ハブ３８を通って外側ロータバルブスプール凹部穴５０からフェージング遅角チャンバ４８まで径方向外側に向けて延在する。油をフェージング遅角チャンバ４８からフェージング進角チャンバ４６へ移送すること、および、油をフェージング進角チャンバ４６からフェージング遅角チャンバ４８へ移送することは、詳細に後述するように、回転バルブスプール２８、再循環チェックバルブ７４および直線状バルブスプール３０によって制御される。その結果、回転バルブスプール２８は、段付ロータバルブスプール凹部４４内に同軸かつ回転可能に配置される。
【００１９】
[0034]ロータ２０および回転バルブスプール２８（これらは、一緒に作用して、ステータ１８に対してロータ２０を回転させるためのバルブとして機能する）について、引き続き図１〜５を参照してより詳細に説明する。回転バルブスプール２８は、回転バルブ本体７６と、回転バルブスプール付勢本体７８と、回転バルブスプールベーン８０と、を備えている。
【００２０】
[0035]回転バルブ本体７６は、外側ロータバルブスプール凹部穴５０内に位置する回転バルブ本体外側部分８２と、内側ロータバルブスプール凹部穴５２内に位置する回転バルブ本体内側部分８４と、によって形成され、回転バルブ本体貫通穴８６は、その中心がカムシャフト軸線１６に位置し、回転バルブ本体外側部分８２および回転バルブ本体内側部分８４を通って同軸に延在する。カムシャフトフェーザ取付ボルト２６の境界面と回転バルブ本体貫通穴８６との間を油が通過することを実質的に防止しつつ、回転バルブ本体７６がカムシャフトフェーザ取付ボルト２６に対して自由に回転することができるように、カムシャフトフェーザ取付ボルト２６は、密接摺動境界面において回転バルブ本体貫通穴８６を通って同軸に延在する。回転バルブ本体内側部分８４の境界面と内側ロータバルブスプール凹部穴５２との間を油が通過することを実質的に防止しつつ、回転バルブ本体内側部分８４が内側ロータバルブスプール凹部穴５２内で自由に回転することができるように、回転バルブ本体内側部分８４は、内側ロータバルブスプール凹部穴５２内に同軸に位置し、密接摺動境界面において内側ロータバルブスプール凹部穴５２と径方向に一致する大きさを有している。複数の回転バルブ本体フェージングチャンバ８８が、その外周から回転バルブ本体内側部分８４内に径方向に延在し、その結果、回転バルブ本体フェージングチャンバ８８は、隣接する回転バルブ本体フェージングチャンバ８８同士が複数の回転バルブ本体フェージングチャンバ壁９０のうちの１つによってシール状態で互いから分離され、また、回転バルブ本体フェージングチャンバ８８は、環のセグメントの形状に形成される。図示される実施形態では、３つの回転バルブ本体フェージングチャンバ８８が存在するが、任意の数の回転バルブ本体フェージングチャンバ８８が設けられてもよい。回転バルブ本体フェージングチャンバ８８は、内側バルブスプール凹部肩部５６に近い側の回転バルブ本体内側部分８４の軸線方向端部を形成する回転バルブ本体内側部分端部壁９２によって、一端のところで軸線方向に区切られ、回転バルブ本体フェージングチャンバ８８は、回転バルブ本体外側部分８２によって、他端のところで軸線方向に区切られる。回転バルブ本体フェージングチャンバ８８は、回転バルブ本体内側部分内壁９４によって径方向内側に向けて区切られ、内側ロータバルブスプール凹部穴５２によって径方向外側に向けて区切られる。
【００２１】
[0036]回転バルブスプールベーン８０の各々は、それぞれの回転バルブ本体フェージングチャンバ８８内に受け入れられ、それによって、回転バルブ本体フェージングチャンバ８８の各々は、回転バルブスプール進角チャンバ９６と、回転バルブスプール遅角チャンバ９８と、に分けられる。回転バルブスプールベーン８０の各々は、密接摺動境界面において、回転バルブ本体内側部分内壁９４と径方向内側に向けて一致（嵌合）するとともに内側ロータバルブスプール凹部穴５２と径方向外側に向けて一致する環のセグメントの形状で形成されており、その結果、回転バルブスプールベーン８０と回転バルブ本体内側部分内壁９４との間に形成される境界面と、回転バルブスプールベーン８０と内側ロータバルブスプール凹部穴５２との間に形成される境界面と、の間を油が通過することを実質的に防止しつつ、回転バルブ本体７６は回転バルブスプールベーン８０に対して回転することができる。回転バルブスプールベーン８０は、密接摺動境界面において、回転バルブ本体内側部分端部壁９２と軸線方向に一致するとともに、回転バルブ本体外側部分８２と軸線方向に一致する大きさを有している。その結果、回転バルブ本体７６は、回転バルブスプールベーン８０と回転バルブ本体内側部分端部壁９２との間に形成される境界面と、回転バルブスプールベーン８０と回転バルブ本体外側部分８２との間に形成される境界面と、の間を油が通過することを実質的に防止しつつ、回転バルブスプールベーン８０に対して回転することができる。このようにして、回転バルブスプール進角チャンバ９６および回転バルブスプール遅角チャンバ９８は、互いから液体的に隔離される。回転バルブスプールベーン８０の各々は、回転バルブ本体フェージングチャンバ８８の各々の角度長よりも小さい角度長を有しており、それによって、回転バルブ本体７６はロータ２０に対して回転することができることに留意すべきである。回転バルブスプールベーン８０の各々は、回転バルブスプールベーン８０とロータ２０との相対移動を防止するために、ロータ２０に固定される。図示されるように、回転バルブスプールベーン８０の各々は、回転バルブスプールベーンリブ１００によってロータ２０に固定されてもよい。回転バルブスプールベーンリブ１００は、そこから径方向外側に向けて延在するとともに、相補的なロータノッチ１０２と係合する。ロータノッチ１０２は、内側ロータバルブスプール凹部穴５２から径方向外側に向けて延在する。カムシャフトフェーザ１２の組立中において、まず、回転バルブスプールベーン８０がそれぞれの回転バルブ本体フェージングチャンバ８８に組み立てられ、次いで、回転バルブスプール２８がロータバルブスプール凹部４４内に挿入され、それによって、回転バルブスプールベーンリブ１００がロータノッチ１０２と係合する。
【００２２】
[0037]油は、回転バルブスプール２８を回転の進角方向に回転させるために、回転バルブスプール遅角チャンバ９８に選択的に供給され、回転バルブスプール進角チャンバ９６から排出される。逆に、油は、回転バルブスプール２８を回転の遅角方向に回転させるために、回転バルブスプール進角チャンバ９６に選択的に供給され、回転バルブスプール遅角チャンバ９８から排出される。明確にするために、図４，５，７Ｂ〜７Ｅ，９Ｂ〜９Ｅは、進角および遅角の方向を表す矢印を含んでいる。なぜなら、図４，７Ｃ〜７Ｅ，９Ｃ〜９Ｅでは、カムシャフトフェーザ１２を見る方向に起因して、進角が時計回りであり、遅角が反時計回りであるのに対して、図５，７Ｂ，９Ｂでは、カムシャフトフェーザ１２を見る方向に起因して、進角が反時計回りであり、遅角が時計回りであるからである。油を回転バルブスプール進角チャンバ９６に供給するとともに回転バルブスプール進角チャンバ９６から排出するために、回転バルブスプール進角通路１０４が回転バルブ本体７６に設けられてもよく、油を回転バルブスプール遅角チャンバ９８に供給するとともに回転バルブスプール遅角チャンバ９８から排出するために、回転バルブスプール遅角通路１０６が回転バルブ本体７６に設けられてもよい。回転バルブスプール進角通路１０４は、それぞれの回転バルブスプール進角チャンバ９６から回転バルブ本体７６を通って回転バルブ本体環状進角溝１０８まで延在している。回転バルブ本体環状進角溝１０８は、回転バルブ本体環状進角溝１０８が回転バルブ本体貫通穴８６から径方向外側に向けて延在するように、回転バルブ本体７６に形成されている。同様に、回転バルブスプール遅角通路１０６は、それぞれの回転バルブスプール遅角チャンバ９８から回転バルブ本体７６を通って回転バルブ本体環状遅角溝１１０まで延在している。回転バルブ本体環状遅角溝１１０は、回転バルブ本体環状遅角溝１１０が回転バルブ本体貫通穴８６から径方向外側に向けて延在するように、回転バルブ本体７６に形成されている。回転バルブ本体環状遅角溝１１０は、回転バルブ本体環状遅角溝１１０がカムシャフト１４の近くの位置にあり、回転バルブ本体環状進角溝１０８がカムシャフト１４から離れた位置にあるように、回転バルブ本体環状進角溝１０８から軸線方向に間隔が隔てられている。
【００２３】
[0038]回転バルブ本体外側部分８２は、外側ロータバルブスプール凹部穴５０内に同軸に配置されており、密接摺動境界面において外側ロータバルブスプール凹部穴５０と径方向に一致する。その結果、回転バルブ本体外側部分８２は、回転バルブ本体外側部分８２の境界面と外側ロータバルブスプール凹部穴５０との間を油が通過することを実質的に防止しつつ、外側ロータバルブスプール凹部穴５０内で自由に回転することができる。複数の供給チャンバ１１２および複数の排出チャンバ１１４が、回転バルブ本体外側部分８２の外周に形成されており、隣接する供給チャンバ１１２と排出チャンバ１１４とは、それぞれの回転バルブスプールランド１１６によって分離される。回転バルブスプールランド１１６は、ロータ進角通路７０およびロータ遅角通路７２と略同一の幅を有している。供給チャンバ１１２の各々および排出チャンバ１１４の各々は、回転バルブスプール付勢本体７８と一致する回転バルブ本体外側部分８２の軸線方向端部から回転バルブスプール付勢本体７８の長さに沿って部分的に軸線方向に延在する。環状回転バルブスプール再循環溝１１８が、回転バルブスプール付勢本体７８と一致する回転バルブ本体外側部分８２の軸線方向端部に形成されている。環状回転バルブスプール再循環溝１１８と供給チャンバ１１２との間での流体連通は、回転バルブスプール付勢本体７８と一致する回転バルブ本体外側部分８２の軸線方向面に形成された複数の再循環凹部１２０によって提供される。環状回転バルブスプール再循環溝１１８と排出チャンバ１１４との間での流体連通は、回転バルブ本体外側部分８２に形成された複数の回転バルブスプール再循環通路１２２によって提供される。回転バルブスプール再循環通路１２２の各々は、それぞれの排出チャンバ１１４から径方向内向きに延在し、次いで、環状回転バルブスプール再循環溝１１８まで軸線方向に延在する。再循環チェックバルブ７４によって、油は、より詳細に後述するように、供給チャンバ１１２から排出チャンバ１１４に油が流れることを防止しつつ、排出チャンバ１１４から供給チャンバ１１２まで流れる。再循環チェックバルブ７４の各々は、環状の形状を有するとともに環状回転バルブスプール再循環溝１１８内に嵌まる大きさを有する再循環チェックバルブプレート１２６の一部分として一体的に形成されていてもよい。この場合、再循環チェックバルブプレート１２６の厚みは、環状回転バルブスプール再循環溝１１８の深さよりも小さい。再循環チェックバルブ７４の各々は、再循環チェックバルブプレート１２６を通って形成される再循環チェックバルブスロット１３０によって形成される再循環チェックバルブアーム１２８の端部に配置されてもよい。このようにして、再循環チェックバルブ７４の各々は、リードバルブとして作用し、また、（非限定的な例示のみを目的とすると）金属薄板材料をプレス加工することによって、容易かつ経済的に形成され得る。再循環チェックバルブプレート１２６は、径方向においてインデックスが付され、再循環チェックバルブプレートねじ１３２によって環状回転バルブスプール再循環溝１１８内で保持されてもよい。再循環チェックバルブプレートねじ１３２は、再循環チェックバルブプレート１２６を通って延在するとともに回転バルブ本体外側部分８２とねじ係合する。環状回転バルブ本体係止ピン溝１３４が、回転バルブ本体外側部分８２の外周に形成される。環状回転バルブ本体係止ピン溝１３４は、軸線方向において供給チャンバ１１２と回転バルブ本体内側部分８４との間にあり、また、環状回転バルブ本体係止ピン溝１３４は、より詳細に後述するように、係止ピン３１まで油を供給するとともに係止ピン３１から油を排出するのに使用される、ロータ２０のロータ係止ピン通路１３６と整合している。回転バルブスプール係止ピン通路１３７が、より詳細に後述するように、環状回転バルブ本体係止ピン溝１３４に油を供給するとともに環状回転バルブ本体係止ピン溝１３４から油を排出するために、環状回転バルブ本体係止ピン溝１３４から回転バルブ本体貫通穴８６の内周まで延在している。
【００２４】
[0039]回転バルブスプール付勢本体７８は、軸線方向において回転バルブ本体外側部分８２と前部カバー２４との間に配置される回転バルブスプール付勢本体ベース１３８を備えており、また、前部カバー中央穴６６を通って回転バルブスプール付勢本体ベース１３８から離れる方向に軸線方向に延在する付勢引っ張りばね１４０を備えている。回転バルブスプール付勢本体ベース１３８は、環状の形状を有しており、密接摺動境界面において外側ロータバルブスプール凹部穴５０と径方向に一致する大きさを有している。その結果、回転バルブスプール付勢本体ベース１３８は、回転バルブスプール付勢本体ベース１３８の境界面と外側ロータバルブスプール凹部穴５０との間を油が通過することを実質的に防止しつつ、外側ロータバルブスプール凹部穴５０内で自由に回転することができる。回転バルブスプール付勢本体ベース１３８は、回転バルブスプール付勢本体中央貫通穴１４２を備えている。回転バルブスプール付勢本体中央貫通穴１４２は、回転バルブスプール付勢本体ベース１３８がカムシャフト軸線１６を中心として中央に位置するように、回転バルブスプール付勢本体ベース１３８を軸線方向に貫通して延在している。回転バルブスプール付勢本体中央貫通穴１４２は、密接摺動境界面においてカムシャフトフェーザ取付ボルト２６と径方向に一致する大きさを有している。その結果、回転バルブスプール付勢本体ベース１３８は、回転バルブスプール付勢本体中央貫通穴１４２の境界面と、カムシャフトフェーザ取付ボルト２６と、の間を油が通過することを実質的に防止しつつ、カムシャフトフェーザ取付ボルト２６に対して自由に回転することができる。回転バルブスプール付勢本体ベース１３８は、回転バルブスプール付勢本体ねじ１４４を使用して回転バルブ本体外側部分８２にシール状態で固定される。回転バルブスプール付勢本体ねじ１４４は、回転バルブスプール付勢本体ベース１３８を貫通して延在し、回転バルブ本体外側部分８２とねじ係合し、それによって、回転バルブスプール付勢本体ベース１３８の境界面と、回転バルブ本体外側部分８２と、の間を油が通過することが実質的に防止される。付勢スプリング延長部１４０が円弧状に形成されており、それによって、より詳細に後述するように進角付勢スプリング１４８の一端と係合するために第１の付勢スプリング延長部端部１４６が形成されるとともに、より詳細に後述するように遅角付勢スプリング１５２の一端と係合するために第２の付勢スプリング延長部端部１５０が形成される
【００２５】
[0040]直線状バルブスプール３０およびカムシャフトフェーザ取付ボルト２６（これらは、一緒に作用して、ステータ１８およびロータ２０に対して回転バルブスプール２８を回転させるためのバルブとして機能する）について、引き続き図１〜５を参照するとともに更に図６を参照して詳細に説明する。直線状バルブスプール３０は、バルブ穴１５４がカムシャフト軸線１６を中心として中央に位置するように、また、直線状バルブスプール３０がアクチュエータ１５６およびバルブスプリング１５８によってバルブ穴１５４内で軸線方向に移動されるように、カムシャフトフェーザ取付ボルト２６のバルブ穴１５４内に配置される。
【００２６】
[0041]直線状バルブスプール３０は、密接摺動境界面においてバルブ穴１５４と径方向に一致する大きさを有している。その結果、直線状バルブスプール３０は、直線状バルブスプール３０の境界面とバルブ穴１５４との間を油が通過することを実質的に防止しつつ、バルブ穴１５４内で軸線方向に自由に摺動することができる。直線状バルブスプールスプリング座部１６０が、バルブスプリング１５８の一端を受け入れるために、直線状バルブスプール３０の軸線方向の一端に形成されている。それによって、直線状バルブスプール３０とバルブ穴１５４の底部との間でバルブスプリング１５８が軸線方向に捕捉される。３つの溝が径方向に直線状バルブスプール３０内に延在している。直線状バルブスプール３０では、直線状バルブスプール供給溝１６２が、直線状バルブスプールスプリング座部１６０を形成する直線状バルブスプール３０の端部の近傍で径方向に直線状バルブスプール３０内に延在しており、直線状バルブスプール係止ピン供給溝１６４が、直線状バルブスプールスプリング座部１６０から遠い側にある直線状バルブスプール３０の端部の近傍で径方向に直線状バルブスプール３０内に延在しており、直線状バルブスプール進角供給溝１６５が、軸線方向における直線状バルブスプール供給溝１６２と直線状バルブスプール係止ピン供給溝１６４との間の位置で、径方向に直線状バルブスプール３０内に延在している。その結果、直線状バルブスプール供給溝１６２、直線状バルブスプール係止ピン供給溝１６４および直線状バルブスプール進角供給溝１６５は、直線状バルブスプール３０上に４つのランドを形成している。そこでは、直線状バルブスプール供給ランド１６６が、バルブ穴１５４の底部に近い側にある直線状バルブスプール３０の端部に配置されており、直線状バルブスプール排出ランド１６８が、直線状バルブスプール供給ランド１６６と反対側の直線状バルブスプール３０の端部に配置されており、直線状バルブスプール遅角ランド１６９が、直線状バルブスプール遅角ランド１６９が直線状バルブスプール供給ランド１６６に近い側となるように、直線状バルブスプール供給ランド１６６と直線状バルブスプール排出ランド１６８との間に配置されており、直線状バルブスプール進角ランド１７０が、直線状バルブスプール供給ランド１６６と直線状バルブスプール遅角ランド１６９との間に配置されている。直線状バルブスプール軸線方向排出通路１７２が、直線状バルブスプール軸線方向排出通路１７２がカムシャフト軸線１６を中心として中央に位置するように、直線状バルブスプールスプリング座部１６０から軸線方向に直線状バルブスプール３０内に延在している。一対の直線状バルブスプール軸線方向供給通路１７４が、直線状バルブスプール軸線方向供給通路１７４の各々が直線状バルブスプール軸線方向排出通路１７２から径方向にオフセットされるとともに直線状バルブスプール軸線方向排出通路１７２と実質的に平行となるように、直線状バルブスプール供給溝１６２から軸線方向に直線状バルブスプール３０内で延在している。直線状バルブスプール軸線方向排出通路１７２の形成を容易にするために、直線状バルブスプール軸線方向排出通路１７２の各々は、直線状バルブスプール排出ランド１６８のところで始まっていてもよく、直線状バルブスプール軸線方向供給通路１７４の各々を終端させるために、プラグ１７６が、直線状バルブスプール排出ランド１６８に近い側の直線状バルブスプール軸線方向供給通路１７４の各々の端部に配置されている。直線状バルブスプール軸線方向排出通路１７２は、第１の直線状バルブスプール径方向排出通路１７８を備えている。第１の直線状バルブスプール径方向排出通路１７８は、直線状バルブスプール軸線方向排出通路１７２から直線状バルブスプール遅角ランド１６９を通って直線状バルブスプール遅角ランド１６９の外周まで径方向外側に延在している。直線状バルブスプール軸線方向排出通路１７２は、さらに、第２の直線状バルブスプール径方向排出通路１８０を備えている。第２の直線状バルブスプール径方向排出通路１８０は、直線状バルブスプール軸線方向排出通路１７２から直線状バルブスプール進角ランド１７０を通って直線状バルブスプール進角ランド１７０の外周まで径方向外側に延在している。直線状バルブスプール軸線方向供給通路１７４の各々は、直線状バルブスプール遅角供給通路１８２を備えている。直線状バルブスプール遅角供給通路１８２は、直線状バルブスプール軸線方向供給通路１７４から直線状バルブスプール遅角ランド１６９を通って直線状バルブスプール遅角ランド１６９の外周まで径方向外側に延在している。直線状バルブスプール軸線方向供給通路１７４は、さらに、直線状バルブスプール進角供給通路１８４を備えている。直線状バルブスプール進角供給通路１８４は、直線状バルブスプール軸線方向供給通路１７４から径方向外側に直線状バルブスプール進角供給溝１６５まで延在している。直線状バルブスプール軸線方向供給通路１７４は、さらに、直線状バルブスプール係止ピン供給通路１８６を備えている。直線状バルブスプール係止ピン供給通路１８６は、直線状バルブスプール軸線方向供給通路１７４から直線状バルブスプール係止ピン供給溝１６４まで径方向外側に延在している。
【００２７】
[0042]カムシャフトフェーザ取付ボルト２６は、ボルト供給通路１８８を備えている。ボルト供給通路１８８は、油源１９０から直線状バルブスプール係止ピン供給溝１６４まで油を供給するために、バルブ穴１５４からカムシャフトフェーザ取付ボルト２６の外周まで径方向外側に延在している。油源１９０は、内燃エンジン１０の様々な要素に潤滑を提供することもできる内燃エンジン１０の油ポンプであってもよい（これは、例示のみを目的としている）。油源１９０からの油は、カムシャフト１４のカムシャフト供給通路１９２と、カムシャフトフェーザ取付ボルト２６とカムシャフト１４のカムシャフトカウンターボア１９６との間で径方向に形成された環状供給通路１９４と、を通ってボルト供給通路１８８に供給される。また、カムシャフトフェーザ取付ボルト２６は、ボルト環状進角溝１９８を備えている。ボルト環状進角溝１９８は、ボルト進角通路２００がボルト環状進角溝１９８からカムシャフトフェーザ取付ボルト２６の外周まで延在するように（そこでは、ボルト進角通路２００がボルト環状進角溝１９８から回転バルブ本体環状進角溝１０８までの流体連通を提供する）、バルブ穴１５４から径方向外側に向けて延在している。また、カムシャフトフェーザ取付ボルト２６は、ボルト環状遅角溝２０２を備えている。ボルト環状遅角溝２０２は、ボルト遅角通路２０４がボルト環状遅角溝２０２からカムシャフトフェーザ取付ボルト２６の外周まで延在するように（そこでは、ボルト遅角通路２０４がボルト環状遅角溝２０２から回転バルブ本体環状遅角溝１１０までの流体連通を提供する）、バルブ穴１５４から径方向外側に向けて延在している。ボルト環状進角溝１９８は、ボルト環状遅角溝２０２がボルト環状進角溝１９８よりもバルブ穴１５４の底部に近くなるように、ボルト環状遅角溝２０２から軸線方向に間隔が隔てられている。また、カムシャフトフェーザ取付ボルト２６は、バルブ穴１５４から径方向外側に向けて延在するボルト内側環状係止ピン溝２０６と、カムシャフトフェーザ取付ボルト２６の外周から径方向内側に向けて延在するボルト外側環状係止ピン溝２０８と、ボルト内側環状係止ピン溝２０６からボルト外側環状係止ピン溝２０８まで延在するボルト係止ピン通路２１０と、を備えている。ボルト内側環状係止ピン溝２０６は、ボルト環状進角溝１９８が軸線方向においてボルト内側環状係止ピン溝２０６とボルト環状遅角溝２０２との間にあるように、ボルト環状進角溝１９８から軸線方向に間隔が隔てられている。ボルト外側環状係止ピン溝２０８は、回転バルブ本体７６の回転バルブスプール係止ピン通路１３７と整合している。また、カムシャフトフェーザ取付ボルト２６は、その中に複数のボルトメイクアップ油通路２１２（図面には、１つのみのボルトメイクアップ油通路２１２が示されている）を備えている。ボルトメイクアップ油通路２１２は、環状供給通路１９４から回転バルブ本体メイクアップ溝２１４までの流体連通を提供する。回転バルブ本体メイクアップ溝２１４は、回転バルブ本体７６の回転バルブ本体貫通穴８６から径方内側に向けて延在しており、そこでは、複数の回転バルブ本体メイクアップ通路２１６が回転バルブ本体メイクアップ溝２１４から回転バルブスプール再循環通路１２２までの流体連通を提供する。回転バルブ本体メイクアップ溝２１４から回転バルブスプール再循環通路１２２まで油が流れることを許容しつつ、回転バルブスプール再循環通路１２２から回転バルブ本体メイクアップ溝２１４まで油が流れることを防止するために、メイクアップチェックバルブ２１８が回転バルブ本体メイクアップ通路２１６の各々に設けられている。
【００２８】
[0043]係止ピン３１は、ステータ１８内のロータ２０の所定のロータ位置のところでステータ１８とロータ２０との相対回転を選択的に防止する。このロータ位置は、図示されるように、完全進角位置（すなわち、ロータ２０はステータ１８内で回転の進角方向に可能な範囲まで回転される）と完全遅角位置（すなわち、ロータ２０はステータ１８内で回転の遅角方向に可能な範囲まで回転される）との間にあってもよい。係止ピン３１は、ロータ２０の１つのベーン４０に形成された係止ピン穴２２０内に摺動可能に配置される。係止ピン３１および係止ピン座部６２は、係止ピン３１が係止ピン座部６２内に受け入れられているときに、ステータ１８とロータ２０との間での回転を実質的に防止する。係止ピン３１が係止ピン座部６２内に着座されることが望まれない場合は、ロータ係止ピン通路１３６を通って係止ピン３１に加圧油が供給され、それによって、係止ピン３１が係止ピン座部６２の外部に押圧され、係止ピンスプリング２２２が圧縮される。逆に、係止ピン３１が係止ピン座部６２内に着座されることが望まれる場合は、ロータ係止ピン通路１３６を通って係止ピン３１から油が排出され、それによって、係止ピンスプリング２２２に係止ピン３１を後部カバー２２に向けて押圧させ、係止ピン３１は、ロータ２０がステータ１８に対する所定のロータ位置に回転されるときに、係止ピン座部６２内に着座される。加圧油を係止ピン３１に供給し、係止ピン３１から排出することは、より詳細に後述するように、直線状バルブスプール３０によって制御される。
【００２９】
[0044]本明細書で示されるように、付勢構成３２は、進角付勢スプリング１４８と遅角付勢スプリング１５２とを備えており、これらの各々は、クロックスプリングの形態をとり、そこでは、進角付勢スプリング１４８は、回転バルブスプール２８が所定の回転バルブスプール位置に対して遅角される場合のみ、回転バルブスプール２８に対して進角方向にトルクを加え、遅角付勢スプリング１５２は、回転バルブスプール２８が所定の回転バルブスプール位置に対して進角される場合のみ、回転バルブスプール２８に対して遅角方向にトルクを加える。その結果、回転バルブスプール２８がステータ１８に対して所定の回転バルブ位置にある場合には、進角付勢スプリング１４８および遅角付勢スプリング１５２は、いずれも回転バルブスプール２８に対してトルクを加えない。代替的に、回転バルブスプール２８が所定の回転バルブスプール位置にある場合には、進角付勢スプリング１４８および遅角付勢スプリング１５２は、大きさが等しく方向が反対のトルクを回転バルブスプール２８に対して加えてもよく、それによって、回転バルブスプール２８には正味のトルクが加えられない。進角付勢スプリング１４８を適宜動作させるために、進角付勢スプリング１４８は、その径方向外側端部にある外側進角付勢スプリングタング２２４と、その径方向内側端部にある内側進角付勢スプリングタング２２６と、を備えている。同様に、遅角付勢スプリング１５２は、その径方向外側端部にある外側遅角付勢スプリングタング２２８と、その径方向内側端部にある内側遅角付勢スプリングタング２３０と、を備えている。外側進角付勢スプリングタング２２４および外側遅角付勢スプリングタング２２８は、前部カバー２４に固定された付勢スプリングカバー２３２に接続されており、その結果、進角付勢スプリング１４８および遅角付勢スプリング１５２は、ステータ１８に取り付けられている前部カバー２４によってステータ１８に接続されている。付勢スプリングカバー２３２は、実質的にカップ状の形状を有しており、その結果、付勢スプリングカバー２３２は、形状が環状であるとともに進角付勢スプリング１４８と遅角付勢スプリング１５２とを径方向に取り囲む付勢スプリング側壁２３４と、形状が環状であるとともに前部カバー２４から離れた側の付勢スプリング側壁２３４の端部から径方向内側に向けて延在する付勢スプリングカバー端部壁２３６と、形状が環状であるとともに前部カバー２４に近い側の付勢スプリング側壁２３４の端部から径方向外側に向けて延在する付勢スプリングカバー取付フランジ２３８と、を備えている。付勢スプリングカバー端部壁２３６は、そこを通って軸線方向に延在する付勢スプリングカバー孔２４０を形成する。付勢スプリングカバー孔２４０によって、アクチュエータ１５６の一部分が直線状バルブスプール３０にアクセスすることができる。付勢スプリングカバー取付フランジ２３８は、付勢スプリングカバー２３２を前部カバー２４に固定するために使用される。この固定には、非限定的な例示のみを目的とすれば、付勢スプリングカバーねじ２４２が使用される。付勢スプリングカバーねじ２４２は、付勢スプリングカバー取付フランジ２３８を通って前部カバー２４にねじ係合する。回転バルブスプール２８が所定の回転バルブスプール位置に遅角される場合、付勢スプリング延長部１４０の第１の付勢スプリング延長部端部１４６は、進角付勢スプリング１４８の内側進角付勢スプリングタング２２６と係合し、それによって、進角付勢スプリング１４８がワインドアップされ、回転バルブスプール２８に対して回転の進角方向にトルクが加えられる。しかしながら、回転バルブスプール２８が所定の回転バルブスプール位置に対して遅角される場合、内側遅角付勢スプリングタング２３０は、付勢スプリング延長部１４０から係合解除され、その結果、遅角付勢スプリング１５２は、回転バルブスプール２８にトルクを加えない。逆に、回転バルブスプール２８が所定の回転バルブスプール位置に対して進角される場合、第２の付勢スプリング延長部端部１５０は、内側遅角付勢スプリングタング２３０と係合し、それによって、遅角付勢スプリング１５２がワインドアップされ、回転バルブスプール２８に対して回転の遅角方向にトルクが加えられる。しかしながら、回転バルブスプール２８が所定の回転バルブスプール位置に対して進角される場合、内側進角付勢スプリングタング２２６は、付勢スプリング延長部１４０から係合解除され、その結果、進角付勢スプリング１４８は、回転バルブスプール２８にトルクを加えない。進角付勢スプリング１４８および遅角付勢スプリング１５２の機能は、より詳細に後述する。
【００３０】
[0045]カムシャフトフェーザ１２の動作について、引き続き図１〜６を参照して説明する。ステータ１８に対する所望の回転位置にロータ２０を回転させるために、回転バルブスプール２８は、ステータ１８に対して回転バルブスプール２８の相補的な所望の回転位置に回転され、その後、ロータ２０は、フェージング進角チャンバ４６からフェージング遅角チャンバ４８まで油を移送する（進角タイミング）ことによって、または、フェージング遅角チャンバ４８からフェージング進角チャンバ４６まで油を移送する（遅角タイミング）ことによって、ステータ１８に対する所望の回転位置に回転される。さらに、直線状バルブスプール３０が使用され、回転バルブスプール進角チャンバ９６から油を排出しつつ回転バルブスプール遅角チャンバ９８まで油を供給する（進角タイミング）ことによって、または、回転バルブスプール遅角チャンバ９８から油を排出しつつ回転バルブスプール進角チャンバ９６まで油を供給する（遅角タイミング）ことによって、回転バルブスプール２８がステータ１８に対する回転バルブスプール２８の相補的な所望の回転位置に回転される。
【００３１】
[0046]ロータ２０をステータ１８に対して所定のロータ位置に位置決めすることが望まれる場合、アクチュエータ１５６には電流が印加されず、それによって、バルブスプリング１５８は、直線状バルブスプール排出ランド１６８がストッパ部材２４４（これは、非限定的な例示目的として、バルブ穴１５４から径方向外側に向けて延在するスナップリング溝内のスナップリングであってもよい）に当接するまで、直線状バルブスプール３０をバルブ穴１５４の底部から離れる方向に押圧することができる。このようにして、バルブスプリング１５８は、図６に示されるように、直線状バルブスプール３０をバルブ穴１５４内の直線状バルブスプールデフォルト位置に位置決めする。直線状バルブスプールデフォルト位置では、油源１９０からの加圧油が、カムシャフト供給通路１９２、環状供給通路１９４およびボルト供給通路１８８を通って直線状バルブスプール供給溝１６２に供給される。また、直線状バルブスプールデフォルト位置では、直線状バルブスプール供給溝１６２は、回転バルブスプール進角チャンバ９６と回転バルブスプール遅角チャンバ９８とに同時に流体連通状態におかれる。直線状バルブスプール供給溝１６２と回転バルブスプール進角チャンバ９６との流体連通は、直線状バルブスプール軸線方向供給通路１７４、直線状バルブスプール進角供給通路１８４、直線状バルブスプール進角供給溝１６５、ボルト環状進角溝１９８、ボルト進角通路２００、回転バルブ本体環状進角溝１０８および回転バルブスプール進角通路１０４を介して提供される。直線状バルブスプール供給溝１６２と回転バルブスプール遅角チャンバ９８との流体連通は、ボルト環状遅角溝２０２、ボルト遅角通路２０４、回転バルブ本体環状遅角溝１１０および回転バルブスプール遅角通路１０６を介して提供される。したがって、回転バルブスプール進角チャンバ９６と回転バルブスプール遅角チャンバ９８とは、互いに流体連通する。その結果、進角付勢スプリング１４８または遅角付勢スプリング１５２によって提供されるトルクは、回転バルブスプール２８を所定の回転バルブスプール位置まで回転させ、それによって、ロータ２０は、より詳細に後述するように、油の流れによって、所定のロータ位置まで回転される。より具体的には、ロータ２０が所定のロータ位置に進角されている場合、遅角付勢スプリング１５２は、回転バルブスプール２８を所定の回転バルブスプール位置まで回転させる。逆に、ロータ２０が所定のロータ位置に遅角されている場合、進角付勢スプリング１４８は、回転バルブスプール２８を所定の回転バルブスプール位置まで回転させる。また、直線状バルブスプールデフォルト位置では、係止ピン３１は、図３および図６に示されるように、直線状バルブスプール軸線方向排出通路１７２との流体連通状態におかれ、それによって、油は、係止ピン３１から排出されることができ、また、係止ピンスプリング２２２は、回転バルブスプール２８が進角付勢スプリング１４８または遅角付勢スプリング１５２によって所定の回転バルブスプール位置まで回転された結果としてロータ２０が所定のロータ位置まで回転された後に、係止ピン３１を後部カバー２２に向けて係止ピン座部６２内に押圧することができる。係止ピン３１から直線状バルブスプール軸線方向排出通路１７２までの流体連通は、ロータ係止ピン通路１３６、環状回転バルブ本体係止ピン溝１３４、回転バルブスプール係止ピン通路１３７、ボルト外側環状係止ピン溝２０８、ボルト係止ピン通路２１０、ボルト内側環状係止ピン溝２０６および第２の直線状バルブスプール径方向排出通路１８０を介して提供され、それによって、油は、バルブ穴１５４から排出され油源１９０に戻ることができる。
【００３２】
[0047]引き続き図１〜５を参照するとともに、さらに図７Ａ〜７Ｅを参照する。ステータ１８に対するロータ２０の回転位置を遅角させることが望まれる場合には、第１の大きさの電流がアクチュエータ１５６に印加され、それによって、アクチュエータ１５６は、直線状バルブスプール３０をバルブ穴１５４の底部に向けて僅かに押圧し、それによって、バルブスプリング１５８を僅かに圧縮する。このようにして、アクチュエータ１５６は、図７Ａに示されるように、直線状バルブスプール３０をバルブ穴１５４内の直線状バルブスプール遅角位置に位置決めする。直線状バルブスプール遅角位置では、回転バルブスプール遅角チャンバ９８は、回転バルブスプール進角チャンバ９６が直線状バルブスプール供給溝１６２と流体連通状態におかれた状態で、直線状バルブスプール軸線方向排出通路１７２との流体連通状態におかれ、それによって、油は、油が油源１９０から回転バルブスプール進角チャンバ９６内に流れ込むことを許容した状態で、回転バルブスプール遅角チャンバ９８の外部に流れ、また、回転バルブスプール２８は、図７Ｂおよび図７Ｃに示されるように回転の遅角方向に回転する。より具体的には、回転バルブスプール遅角チャンバ９８は、回転バルブスプール遅角通路１０６、回転バルブ本体環状遅角溝１１０、ボルト遅角通路２０４、ボルト環状遅角溝２０２および第１の直線状バルブスプール径方向排出通路１７８を介して直線状バルブスプール軸線方向排出通路１７２と流体連通状態におかれ、一方、回転バルブスプール進角チャンバ９６は、直線状バルブスプール軸線方向供給通路１７４、直線状バルブスプール進角供給通路１８４、直線状バルブスプール進角供給溝１６５、ボルト環状進角溝１９８、ボルト進角通路２００、回転バルブ本体環状進角溝１０８および回転バルブスプール進角通路１０４を介して直線状バルブスプール供給溝１６２と流体連通状態におかれる。また、直線状バルブスプール遅角位置では、係止ピン３１は、直線状バルブスプール供給溝１６２と流体連通状態におかれ、それによって、加圧油が油源１９０から係止ピン３１まで供給されるとともに、係止ピン３１が係止ピン座部６２まで後退される。より具体的には、係止ピン３１は、直線状バルブスプール軸線方向供給通路１７４、直線状バルブスプール係止ピン供給通路１８６、直線状バルブスプール係止ピン供給溝１６４、ボルト内側環状係止ピン溝２０６、ボルト係止ピン通路２１０、ボルト外側環状係止ピン溝２０８、回転バルブスプール係止ピン通路１３７、環状回転バルブ本体係止ピン溝１３４およびロータ係止ピン通路１３６を介して直線状バルブスプール供給溝１６２と流体連通状態におかれる。回転バルブスプール２８がステータ１８に対して遅角方向に回転される場合、回転バルブスプールランド１１６は、ロータ進角通路７０およびロータ遅角通路７２と整合しない位置へ移動され、それによって、供給チャンバ１１２とフェージング進角チャンバ４６との流体連通、および、排出チャンバ１１４とフェージング遅角チャンバ４８との流体連通が提供される。その結果、カムシャフト１４のトルク反転（これは、フェージング遅角チャンバ４８内の油を加圧する傾向にある）によって、油は、フェージング遅角チャンバ４８から、ロータ遅角通路７２、排出チャンバ１１４、回転バルブスプール再循環通路１２２、環状回転バルブスプール再循環溝１１８、再循環凹部１２０、供給チャンバ１１２およびロータ進角通路７０を介して、フェージング進角チャンバ４６まで連通される。しかしながら、カムシャフト１４のトルク反転（これは、フェージング進角チャンバ４６内の油を加圧してロータ２０に対して進角方向にトルクを加える傾向にある）が、フェージング進角チャンバ４６から油を排出することを防止する。それは、再循環チェックバルブ７４が、フェージング進角チャンバ４６からフェージング遅角チャンバ４８まで油が流れることを防止するからである。油は、図７Ｄに示されるように、回転バルブスプールランド１１６の各々がそれぞれのロータ進角通路７０およびロータ遅角通路７２と再び整合するようにロータ２０が十分遠くに回転変位されるまで、フェージング遅角チャンバ４８からフェージング進角チャンバ４６まで供給され続け、それによって、フェージング進角チャンバ４６とフェージング遅角チャンバ４８との間での流体連通（出し入れ）が再び防止され、ステータ１８に対するロータ２０の回転位置が液圧的に係止される。図７Ｅ（これは、図７Ｃと同じ断面図である）では、明確にするために参照符号が取り除かれており、ステータ１８に対してロータ２０を回転させるために再循環される油を表すために矢印Ｒが含められている。図７Ｅの矢印Ｒは、流れが図７Ｅと異なる平面にある場所（より具体的には、流れが環状回転バルブスプール再循環溝１１８および回転バルブスプール再循環通路１２２を通る場所）では点線で示されていることに留意されたい。直線状バルブスプール遅角位置に関して説明されるフェージング遅角チャンバ４８からフェージング進角チャンバ４６までの油の流れは、直線状バルブスプール３０が直線状バルブスプールデフォルト位置にある場合に遅角付勢スプリング１５２が使用されて、回転バルブスプール２８を所定の回転バルブスプール位置まで回転させるときと同じであることに留意されたい。
【００３３】
[0048]引き続き図１〜５を参照するとともに、さらに、図８を参照する。カムシャフト１４と、内燃エンジン１０のクランクシャフトと、の位相関係が変化しないことが望まれる場合には、第２の大きさの電流がアクチュエータ１５６に印加され、それによって、アクチュエータ１５６は、直線状バルブスプール３０をバルブ穴１５４の底部に向けて、直線状バルブスプール遅角位置よりも僅かに大きく押圧し、それによって、バルブスプリング１５８を直線状バルブスプール遅角位置におけるよりも僅かに大きく圧縮する。このようにして、アクチュエータ１５６は、図８に示されるように、バルブ穴１５４内の直線状バルブスプール保持位置に直線状バルブスプール３０を位置決めする。直線状バルブスプール保持位置では、回転バルブスプール進角チャンバ９６と回転バルブスプール遅角チャンバ９８との間で出し入れされる流体連通は、直線状バルブスプール遅角ランド１６９および直線状バルブスプール進角ランド１７０によってそれぞれ閉鎖され、それによって、回転バルブスプール２８が液圧によって係止されるとともに、回転バルブスプール２８との間、および、ロータ２０とステータ１８との間の相対回転が防止される。また、直線状バルブスプール保持位置では、係止ピン３１が、直線状バルブスプール供給溝１６２との流体連通状態におかれ、それによって、加圧油が油源１９０から係止ピン３１まで供給されるとともに、係止ピン３１が係止ピン座部６２から後退する。より具体的には、係止ピン３１は、直線状バルブスプール軸線方向供給通路１７４、直線状バルブスプール係止ピン供給通路１８６、直線状バルブスプール係止ピン供給溝１６４、ボルト内側環状係止ピン溝２０６、ボルト係止ピン通路２１０、ボルト外側環状係止ピン溝２０８、回転バルブスプール係止ピン通路１３７、環状回転バルブ本体係止ピン溝１３４およびロータ係止ピン通路１３６を介して、直線状バルブスプール供給溝１６２との流体連通状態におかれる。
【００３４】
[0049]引き続き図１〜５を参照するとともに、さらに図９Ａ〜９Ｅを参照する。ステータ１８に対するロータ２０の回転位置を進角させることが望まれる場合、第３の大きさの電流がアクチュエータ１５６に印加され、それによって、アクチュエータ１５６は、直線状バルブスプール３０をバルブ穴１５４の底部に向けて、直線状バルブスプール保持位置よりも僅かに大きく押圧し、それによって、バルブスプリング１５８を直線状バルブスプール保持位置におけるよりも僅かに大きく圧縮する。このようにして、アクチュエータ１５６は、図９Ａに示されるように、バルブ穴１５４内の直線状バルブスプール進角位置に直線状バルブスプール３０を位置決めする。直線状バルブスプール進角位置では、回転バルブスプール進角チャンバ９６は、直線状バルブスプール軸線方向排出通路１７２との流体連通状態におかれ、一方、回転バルブスプール遅角チャンバ９８は、直線状バルブスプール供給溝１６２との流体連通状態におかれる。それによって、油は、油源１９０から回転バルブスプール遅角チャンバ９８に流入するのを許容しつつ、回転バルブスプール進角チャンバ９６から流出し、また、回転バルブスプール２８は、図９Ｂおよび図９Ｃに示されるように、回転の進角方向に回転する。より具体的には、回転バルブスプール進角チャンバ９６は、回転バルブスプール進角通路１０４、回転バルブ本体環状進角溝１０８、ボルト進角通路２００、ボルト環状進角溝１９８および第２の直線状バルブスプール径方向排出通路１８０を介して、直線状バルブスプール軸線方向排出通路１７２との流体連通状態におかれ、一方、回転バルブスプール遅角チャンバ９８は、直線状バルブスプール軸線方向供給通路１７４、直線状バルブスプール遅角供給通路１８２、ボルト環状遅角溝２０２、ボルト遅角通路２０４、回転バルブ本体環状遅角溝１１０および回転バルブスプール遅角通路１０６を介して、直線状バルブスプール供給溝１６２との流体連通状態におかれる。また、直線状バルブスプール進角位置では、係止ピン３１は、直線状バルブスプール供給溝１６２との流体連通状態におかれ、それによって、加圧油が油源１９０から係止ピン３１まで供給され、また、係止ピン３１が係止ピン座部６２から後退される。より具体的には、係止ピン３１は、直線状バルブスプール軸線方向供給通路１７４、直線状バルブスプール係止ピン供給通路１８６、直線状バルブスプール係止ピン供給溝１６４、ボルト内側環状係止ピン溝２０６、ボルト係止ピン通路２１０、ボルト外側環状係止ピン溝２０８、回転バルブスプール係止ピン通路１３７、環状回転バルブ本体係止ピン溝１３４およびロータ係止ピン通路１３６を介して、直線状バルブスプール供給溝１６２との流体連通状態におかれる。回転バルブスプール２８がステータ１８に対して進角方向に回転される場合、回転バルブスプールランド１１６は、ロータ進角通路７０およびロータ遅角通路７２と整合しない位置に移動され、それによって、供給チャンバ１１２とフェージング遅角チャンバ４８との間、および、排出チャンバ１１４とフェージング進角チャンバ４６との間の流体連通が提供される。その結果、カムシャフト１４のトルク反転（これは、フェージング進角チャンバ４６内の油を加圧する傾向にある）によって、油は、フェージング進角チャンバ４６から、ロータ進角通路７０、排出チャンバ１１４、回転バルブスプール再循環通路１２２、環状回転バルブスプール再循環溝１１８、再循環凹部１２０、供給チャンバ１１２およびロータ遅角通路７２を介して、フェージング遅角チャンバ４８まで連通される。しかしながら、カムシャフト１４のトルク反転（これは、フェージング遅角チャンバ４８内の油を加圧するとともに、ロータ２０に対して遅角方向にトルクを加える傾向にある）は、フェージング遅角チャンバ４８から油を排出することが防止される。それは、再循環チェックバルブ７４によって、油がフェージング遅角チャンバ４８からフェージング進角チャンバ４６まで流れることが防止されるからである。油は、図９Ｄに示されるように、回転バルブスプールランド１１６の各々がそれぞれのロータ進角通路７０およびロータ遅角通路７２と再び整合するようにロータ２０が十分遠くに回転変位されるまで、フェージング進角チャンバ４６からフェージング遅角チャンバ４８まで供給され続け、それによって、フェージング進角チャンバ４６とフェージング遅角チャンバ４８との間での流体連通（出し入れ）が再び防止され、ステータ１８に対するロータ２０の回転位置が液圧的に係止される。図９Ｅ（これは、図９Ｃと同じ断面図である）では、明確にするために参照符号が取り除かれており、ステータ１８に対してロータ２０を回転させるために再循環される油を表すために矢印Ｒが含められている。図９Ｅの矢印Ｒは、流れが図９Ｅと異なる平面にある場所（より具体的には、流れが環状回転バルブスプール再循環溝１１８および回転バルブスプール再循環通路１２２を通る場所）では点線で示されていることに留意されたい。フェージング進角チャンバ４６から、直線状バルブスプール進角位置に関して説明されるフェージング遅角チャンバ４８までの油の流れは、進角付勢スプリング１４８が使用されて、直線状バルブスプール３０が直線状バルブスプールデフォルト位置にある場合に、回転バルブスプール２８を所定の回転バルブスプール位置まで回転させるときと同じであることに留意されたい。
【００３５】
[0050]フェージング進角チャンバ４６、フェージング遅角チャンバ４８、または、それらに関連する通路および境界面から漏洩する可能性がある油は、油源１９０によって提供される油から補給されることに留意されたい。油の補給は、油源１９０が、カムシャフト供給通路１９２、環状供給通路１９４、ボルトメイクアップ油通路２１２、回転バルブ本体メイクアップ溝２１４、回転バルブ本体メイクアップ通路２１６、メイクアップチェックバルブ２１８および回転バルブスプール再循環通路１２２を介して、環状回転バルブスプール再循環溝１１８まで油を供給することによって達成される。油は、必要に応じて、ロータ２０を進角または遅角させることについて上述した１つ以上のプロセスによって、環状回転バルブスプール再循環溝１１８からフェージング進角チャンバ４６またはフェージング遅角チャンバ４８まで供給されてもよい。
【００３６】
[0051]供給チャンバ１１２から、ステータ１８に対するロータ２０の所望の位相関係を達成するために体積の増加が必要となるフェージング進角チャンバ４６およびフェージング遅角チャンバ４８のいずれかまで油が独占的に流れ、一方、ステータ１８に対するロータ２０の所望の位相関係を達成するために体積の減少が必要となるフェージング進角チャンバ４６およびフェージング遅角チャンバ４８のいずれかから排出チャンバ１１４まで油が独占的に流れることに留意することが重要である。このようにして、１セットのみの再循環チェックバルブ７４は、ステータ１８に対するロータ２０の所望の位相関係を達成するために、回転バルブスプール２８内において１つの方向に作用する必要がある。その結果、反対の流れ方向に動作するチェックバルブのセット間で切り替えること、または、流れ回路と進角回路との間で切り替えることが必要ない。本明細書で説明される回転バルブスプール２８の場合、フェージング進角チャンバ４６からフェージング遅角チャンバ４８まで、または、フェージング遅角チャンバ４８からフェージング進角チャンバ４６までの流れを許容するために（流れ回路は反対方向の流れを防止する）、回転バルブスプール２８内に一方向の流れ回路が形成される。したがって、流れ回路は、構造が簡略的であるとともに安価に製造できる回転バルブスプール２８によって形成される。
【００３７】
[0052]ステータ１８に対するロータ２０の時計回りの回転は、進角カムシャフト１４として説明され、ステータ１８に対するロータ２０の反時計回りの回転は、遅角カムシャフト１４として説明されているが、この関係は、カムシャフトフェーザ１２が内燃エンジン１０の前部に取り付けられる（図示されている）のか、それとも、内燃エンジン１０の後部に取り付けられるのかに応じて、反転され得ることが理解されるべきである。
【００３８】
[0053]再循環チェックバルブ７４は、リードバルブとして図示されているが、再循環チェックバルブ７４は、公知の他の形態をとることができ、非限定的な例示のみを目的とすれば、コイルスプリングによって付勢されるボールであってもよいことが理解されるべきである。さらに、再循環チェックバルブ７４は、本明細書で実施されるものとは異なる位置に配置されてもよい。さらに、全ての供給チャンバ１１２、または、全ての排出チャンバ１１４が共通の通路と連通する場合には、単一の再循環チェックバルブ７４が使用されてもよい。
【００３９】
[0054]回転バルブスプール進角チャンバ９６および回転バルブスプール遅角チャンバ９８に供給されるとともにこれらから排出される油を使用することによって、所望の位相関係を決定するために、内燃エンジン１０の多くの監視パラメータを使用することが可能になる。それは、回転バルブスプール２８を回転させるための、回転バルブスプール進角チャンバ９６および回転バルブスプール遅角チャンバ９８への油の供給、および、これらからの油の排出を制御する直線状バルブスプール３０に指令を与えるために、多くの監視パラメータが処理され、使用され得るからである。また、回転バルブスプール２８を回転させるために、回転バルブスプール進角チャンバ９６および回転バルブスプール遅角チャンバ９８へ供給されるとともに、これらから排出される油を使用することによって、付勢構成３２を設けて、回転バルブスプール２８を、ステータ１８内の所定のロータ位置に回転させることができる。付勢構成３２は、ロータ２０を直接的に回転させるのではなく、回転バルブスプール２８を回転させるために必要であるだけであるから、進角付勢スプリング１４８および遅角付勢スプリング１５２は、ロータを直接的に回転させなければならないカムシャフトフェーザにおいて典型的に設けられる付勢スプリングと比べて、小さいばね定数を有し得る。この構成によれば、アクチュエータ１５６に電圧が印加されずに係止ピン３１が所定のロータ位置のところで係止ピン座部６２と係合することができさえすれば、ステータ１８に対してロータ２０を所定のロータ位置に移動させるための手段が提供される。
【００４０】
[0055]回転バルブスプールベーン８０は、本明細書では、ロータ２０に設けられるものとして図示され、説明されたが、回転バルブスプール２８は、回転バルブスプールベーン８０を前部カバー２４、または、ステータ１８とともに回転する他の何らかの部品に設け、それによって、回転バルブスプールベーン８０を実質的にステータ１８に設けるように再構成されてもよいことが理解されるべきである。回転バルブスプールベーン８０が、実質的にステータ１８に設けられる場合、回転バルブスプール２８は、Haltinerの米国特許出願第１４／５５４，３８５号、および、Haltinerらの米国特許出願第１４／５５４，４００号に開示されるように、ロータ２０のドリフトの自己補正を許容する。これらの出願の開示は、参照によってその全体が本明細書に組み入れられる。アクチュエータ１５６に電圧が印加されていない場合には、付勢構成３２は、ロータ２０の位置が自己補正となるようにステータ１８に対して回転バルブスプール２８を実質的に位置決めすることが留意されるべきである。
【００４１】
[0056]本発明は、その好ましい実施形態について説明されたが、それは、そのように限定されることを意図しておらず、むしろ、次の特許請求の範囲で提示される範囲によってのみ限定されることを意図している。
【符号の説明】
【００４２】
１０…内燃エンジン
１２…カムシャフトフェーザ
１４…カムシャフト
１８…ステータ
２０…ロータ
２２…後部カバー
２４…前部カバー
２８…回転バルブスプール
３０…直線状バルブスプール
３１…係止ピン
３２…付勢構成
３６…ローブ
４０…ベーン
４４…ロータバルブスプール凹部
４６…フェージング進角チャンバ
４８…フェージング遅角チャンバ
６６…前部カバー中央穴
８０…回転バルブスプールベーン
９６…回転バルブスプール進角チャンバ
９８…回転バルブスプール遅角チャンバ
１００…回転バルブスプールベーンリブ
１０２…ロータノッチ
１４０…付勢スプリング延長部
１４８…進角付勢スプリング
１５２…遅角付勢スプリング
１９０…油源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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