(57)【要約】【課題】  位相器において、流体の漏れを減少させる。【解決手段】ハウジング２に対して移動可能なロータ１を備えた位相器であって、ロータ１が、ロータ本体（ハブ）と、ハウジング２のチャンバ内を振動するようにハブと一体に設けられ、シャフト間の角度関係を維持するための複数のベーン１６，１８と、ハブと一体に設けられるとともに、ベーン位置の如何に拘らず、ロータ面が常時受入れ孔（ロックピン孔）４０を覆うことを保証する肩部２０とを備えている。キャビティは、肩部２０を収容する凹部を有している。位相器は、さらに、受入れ孔４０と係合するように配置されたロックピン３４を備えている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトおよびカムシャフト間、または一つ以上のカムシャフト間の角度関係を維持するための位相器であって、
少なくとも一つのロックピン孔と、弧状の外側壁、第１および第２の側壁によって限定された少なくとも一つのキャビティとを有するハウジングと、
ハウジングに対して移動可能なロータとを備え、
ロータが、
ハブと、
ロータと一体に設けられかつハブから突出するとともに、ロータおよびハウジングによって形成されたチャンバ内を振動するように設けられることにより、角度関係を維持する複数のベーンと、
ロータと一体に設けられかつハブからチャンバ内に突出するとともに、ベーンとともに振動することにより、ロックピン孔がベーン位置の如何に拘らずベーンチャンバの制御液圧にさらされないように、ロータ面が常時ロックピン孔を覆うことを保証する肩部とから構成されており、キャビティの第１および第２の側壁が肩部を収容する凹部を有しており、
さらに、位相器が、ベーンに配置されかつハウジングのロックピン孔と係合するように配置されたロックピンを備えている、
ことを特徴とする位相器。
【請求項２】
請求項１において、
位相器の内部にまたは位相器の直近近傍に配置された導入チェックバルブをさらに備えており、これにより、制御流体の漏れを抑制している、
ことを特徴とする位相器。
【請求項３】
請求項１において、
ロータと直交する中心線に沿って配置された中央取付けのスプールをさらに備えている、
ことを特徴とする位相器。
【請求項４】
請求項３において、
中央取付けのスプールが３つのランド部を有している、
ことを特徴とする位相器。
【請求項５】
請求項１において、
位相器をベースタイミングの逆側に押しやるオイルポンプ荷重またはカムベアリング摩擦を補償するためのトーションスプリングをさらに備えている、
ことを特徴とする位相器。
【請求項６】
クランクシャフトおよびカムシャフト間、または一つ以上のカムシャフト間の角度関係を維持するための位相器であって、
弧状の外側壁、第１および第２の側壁によって限定された少なくとも一つのキャビティを有するハウジングと、
ハウジングに対して移動可能なロータとを備え、
ロータが、
ハブと、
ロータと一体に設けられかつハブから突出するとともに、ロータおよびハウジングによって形成されたチャンバ内を振動するように設けられることにより、角度関係を維持する複数のベーンとから構成されており、
位相器が、カムシャフトの内部に配置された導入チェックバルブをさらに備えており、これにより、制御流体の漏れを抑制している、
ことを特徴とする位相器。
【請求項７】
請求項６において、
ロータと一体に設けられかつハブからチャンバ内に突出するとともに、ベーンとともに振動することにより、ロックピン孔がベーン位置の如何に拘らずベーンチャンバの制御液圧にさらされないように、ロータ面が常時ロックピン孔を覆うことを保証する肩部と、
ベーンに配置されかつハウジングのロックピン孔と係合するように配置されたロックピンとをさらに備え、
キャビティの第１および第２の側壁が肩部を収容する凹部を有している、
ことを特徴とする位相器。
【請求項８】
請求項６において、
ロータと直交する中心線に沿って配置された中央取付けのスプールをさらに備えている、
ことを特徴とする位相器。
【請求項９】
請求項８において、
中央取付けのスプールが３つのランド部を有している、
ことを特徴とする位相器。
【請求項１０】
請求項６において、
位相器をベースタイミングの逆側に押しやるオイルポンプ荷重またはカムベアリング摩擦を補償するためのトーションスプリングをさらに備えている、
ことを特徴とする位相器。
【請求項１１】
請求項２において、
導入チェックバルブがカムシャフト内に配置されており、これにより、制御流体の漏れを抑制している、
ことを特徴とする位相器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カム位相器の分野に関する。より詳細には、本発明は、内燃機関（とくにブロックエンジン）のための捩じり補助カム位相器に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の性能は、エンジンの種々のシリンダのインテークバルブを駆動するカムシャフトと、エグゾーストバルブを駆動するカムシャフトという２本のカムシャフトを使用することによって改良することが可能である。
【０００３】
典型的には、このようなカムシャフトの一方は、第１のスプロケットおよびチェーン駆動装置または第１のベルト駆動装置を介してエンジンのクランクシャフトによって駆動され、他方のカムシャフトは、第２のスプロケットおよびチェーン駆動装置または第２のベルト駆動装置を介して、前記一方のカムシャフトによって駆動される。あるいは、双方のカムシャフトが、単一のクランクシャフトにより駆動されるチェーン駆動装置またはベルト駆動装置により運転される。
【０００４】
２本のカムシャフトを備えたエンジンの性能は、エグゾーストバルブに対するインテークバルブの運転の点からまたはクランクシャフトの位置に対する各バルブの位置の点からエンジンタイミングを変更するために、一方のカムシャフト（通常はインテークバルブ駆動用のカムシャフト）の他方のカムシャフトおよびクランクシャフトに対する位置関係を変えることによって、アイドル運転の質、燃費、低減排気ガスおよび上昇トルクの観点からさらに改良を加えることが可能である。
【０００５】
引用することによってすべて本明細書の中に含まれる以下の米国特許により開示された情報を考慮することは、本発明の背景を探るのに有用である。
米国特許第 5,002,023号は、本発明の分野におけるＶＣＴシステムについて記述している。このシステムの液圧装置は、適切な作動流体要素を備えるとともに逆方向に作用する一対の液圧シリンダを有している。
【０００６】
作動流体要素は、作動流体を一方のシリンダから他方のシリンダにまたはその逆方向に選択的に移送しており、これにより、クランクシャフトに対するカムシャフトの周方向位置をアドバンスさせまたはリタードさせている。制御システムは、一方または他方のシリンダからの作動流体の排出がバルブ内のスプールを中央位置つまり零位置から一方向または他の方向に移動させることによって行われる制御バルブを使用している。
【０００７】
スプールの移動は、スプールの一端に作用する制御液圧Ｐc の増加または減少に応じて、さらにスプリングの一端に作用する液圧と他端に作用する圧縮スプリングによる機械的な押付力との間の関係に応じて、生じる。
【０００８】
米国特許第 5,107,804号は、本発明の分野における他のタイプのＶＣＴシステムについて記述しており、このシステムの液圧装置は、囲繞されたハウジング内にローブを備えたベーンを有している。このベーンは、上述の米国特許第 5,002,023号により開示された逆方向作用のシリンダに取って代わっている。
【０００９】
ベーンは、ハウジング内でローブの一方の側から他方の側にまたはその逆方向に作動流体を移動させることによりハウジングに対してベーンを一方の側から他方の側に振動させる適切な作動流体要素を有しており、ベーンはハウジングに対して振動可能つまり周方向に移動可能に構成されている。
【００１０】
このようなベーンの振動は、クランクシャフトに対するカムシャフトの位置をアドバンスまたはリタードさせるのに効果的なものである。このＶＣＴシステムの制御システムは、米国特許第 5,002,023号に開示されたものと同一であって、スプールバルブに作用する同種の力に反応する同一タイプのスプールバルブを使用している。
【００１１】
米国特許第 5,172,659号および米国特許第 5,184,578号はいずれも、スプールの一端に作用する液圧による力とスプールの他端に作用する機械的な力とを釣り合わせようとする試みによって発生する、上述したタイプのＶＣＴシステムの問題に取り組んでいる。米国特許第 5,172,659号および米国特許第 5,184,578号の双方に開示された改良制御システムは、スプールの両端に作用する液圧による力を利用している。
【００１２】
スプールの一端に作用する液圧による力は、最大液圧Ｐs でエンジンオイルギャラリから直接供給される作動流体に起因している。スプールの他端に作用する液圧による力は、減圧Ｐc 下でＰＷＭソレノイドからの作動流体に反応して作用する液圧シリンダまたはその他の倍力装置に起因している。スプールの対向端の各々に作用する力が元々同じ作動流体に基づいた液圧であるため、作動流体の圧力または粘性の変化は自己否定的なものであって、スプールの中央位置または零位置には影響を与えない。
【００１３】
米国特許第 5,289,805号は、改良されたＶＣＴ方法を提供している。この方法は、所定の設定値を追跡する挙動を生じさせる液圧ＰＷＭスプール位置制御および進んだ制御アルゴリズムを利用している。
【００１４】
米国特許第 5,361,735号においては、カムシャフトが、非振動の回転のために一端に固定されたベーンを有している。カムシャフトはまた、カムシャフトとともに回転しかつカムシャフトに対して振動可能なタイミングベルト駆動のプーリを有している。ベーンは、プーリの対向凹部内にそれぞれ受け入れられた対向配置のローブを有している。カムシャフトは、通常の運転中に発生するトルクパルスに反応して変化する傾向がある。
【００１５】
カムシャフトは、エンジン制御ユニットからの信号に反応して制御バルブのバルブ本体内でのスプールの位置を制御することによって、凹部からのエンジンオイルの流れを選択的に許容しまたは阻止することにより、アドバンスしまたはリタードするようになっている。スプールは、好ましくはステッピングモータ型の電気モータによって回転させられるロータリー・リニア運動移動手段によって一定の方向に付勢されている。
【００１６】
米国特許第 5,497,738号は、ＶＣＴシステムの実施態様で利用された最大液圧Ｐs においてエンジンオイルギャラリから直接供給された作動流体に起因してスプールの一端に作用する液圧による力を除去する制御システムについて開示している。
【００１７】
ベントスプールの他端に作用する力は、好ましくは可変力ソレノイド型の電気機械的アクチュエータによるものであり、この力は、種々のエンジンパラメータを監視するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）から出力された電気信号に反応してベントスプールに直接作用している。
【００１８】
ＥＣＵは、カムシャフト位置およびクランクシャフト位置に対応するセンサ信号を受け取り、この位置情報を利用して相対位相角を計算する。好ましくは、位相角誤差を補償するクローズドループフィードバックシステムが採用されている。可変力ソレノイドの使用が、緩慢な動的応答性の問題を解決する。
【００１９】
このような装置は、スプールバルブの機械的応答性と同程度に速くなるように設計でき、確かに従来の完全液圧差圧制御システムよりもずっと速くなっている。応答性が速くなることにより、増加したクローズドループゲインを使用することができ、これにより、構成要素の許容誤差および運転環境に対してシステムがそれほど敏感でないようにすることが可能である。
【００２０】
米国特許第 5,657,725号は、駆動のためにエンジンオイル圧を利用する制御システムを示している。このシステムは、ベーンが一端に固定されたカムシャフトを有しており、ベーンはカムシャフトとともに回転可能でカムシャフトに対して振動しないようになっている。カムシャフトはまた、カムシャフトとともに回転しかつカムシャフトとともに振動するハウジングを有している。
【００２１】
ベーンは、ハウジングの対向凹部内に受け入れられた対向ローブを有している。ベーンおよびハウジングが相対的に振動でき、これにより、カムシャフトの位相がクランクシャフトの位相に対して変化するように、凹部はローブよりも周方向長さが長くなっている。カムシャフトは、通常の運転中に受けるエンジンオイル圧および（または）カムシャフトトルクパルスに反応して方向を変える。
【００２２】
エンジン運転状態を示すエンジン制御ユニットからの信号に反応してスプールバルブ本体内のスプールの位置を制御することによって、カムシャフトは、凹部からリターンラインを通るエンジンオイルの流れを選択的に許容しまたは阻止することにより、アドバンスまたはリタードすることができる。
【００２３】
スプールは、エンジン制御ユニットからの信号に反応してその対向端に作用する液圧による力を制御することによって、選択的に配置される。ベーンは、回転中にカムシャフトが受ける一方向の摩擦トルクに対して反作用の力を作用させるように、最も端の位置に付勢されている。
【００２４】
米国特許第 6,247,434号は、エンジンオイルによって駆動される多数位置可変カムシャフトタイミングシステムを示している。このシステム内には、カムシャフトに同期して回転するようにハブがカムシャフトに固定されている。また、ハウジングがハブを囲繞しており、ハウジングは、ハブおよびカムシャフトとともに回転可能であり、所定の回転角の範囲内でハブおよびカムシャフトに対して振動可能になっている。
【００２５】
ドライブベーンは、ハウジング内において半径方向に配置されており、ハブの外面と協働する。ドリブンベーンは、ハウジング内において半径方向に配置されており、ハブの内面と協働する。ロック装置は、油圧に反応して、ハウジングおよびハブ間の相対運動を防止している。また制御装置が、ハブに対するハウジングの振動を制御している。
【００２６】
米国特許第 6,250,265号は、内燃機関のためのアクチュエータロック機構を備えた可変バルブタイミングシステムを示している。この可変バルブタイミングシステムは、ベーンが固定されたカムシャフトを有しており、ベーンは、カムシャフトとともに回転しかつカムシャフトに対して振動しないようになっている。
【００２７】
ベーンは、周方向に延びかつ半径方向外方に延びる複数のローブを有している。ベーンは、各ローブに対応する複数の凹部を有する環状ハウジングによって囲繞されており、各ローブは、対応する各凹部に受け入れられている。ハウジングがカムシャフトおよびベーンとともに回転しているときにベーンおよびカムシャフトに対するハウジングの振動を許容するように、各凹部は、ローブの周方向長さよりも長い周方向長さを有している。
【００２８】
ベーンおよびカムシャフトに対するハウジングの振動は、ローブの対向側の各凹部内の加圧エンジンオイルによって励起されている。好ましくは、凹部内の油圧は、運転中のカムシャフトの回転時に、カムシャフトのトルクパルスから一部引き出されている。環状ロックプレートは、カムシャフトおよび環状ハウジングと同芯に配置されている。
【００２９】
また、環状ロックプレートは、ロックプレートが環状ハウジングと係合してベーンに対する周方向の動きを防止する第１の位置と、ベーンに対する環状ハウジングの周方向の動きを許容する第２の位置との間で、カムシャフトの長手方向の中心軸に沿って環状ハウジングに対して移動可能になっている。ロックプレートは、第１の位置に向かってスプリングにより付勢されるとともに、エンジンオイル圧により、第１の位置から離れて第２の位置に向かって押圧される。
【００３０】
ロックプレートは、エンジンオイル圧がスプリングの付勢力に打ち勝つほど十分に高いときに、これは環状ハウジングおよびベーンの相対位置を変化させるように要求される唯一のときであるが、カムシャフトを挿通する流路によって第２の位置にさらされる。ロックプレートの移動は、クローズドループ制御システムまたはオープンループ制御システムを介して、エンジン電子制御ユニットにより制御されている。
【００３１】
米国特許第 6,263,846号は、ベーン型可変カムシャフトタイミングシステムのための制御バルブを示している。この制御バルブは、カムシャフトおよびこれに固定されてカムシャフトとともに回転するハブを有する内燃機関を含んでいる。また、ハウジングがハブを囲繞しており、ハウジングは、ハブおよびカムシャフトとともに回転可能であり、ハブおよびカムシャフトに対して振動可能になっている。
【００３２】
ドライブベーンは、ハウジング内において半径方向内方に配置されており、ハブとともに協働する。ドリブンベーンは、ハウジングと協働するようにハブ内において半径方向外方に配置されている。また、ドリブンベーンは、アドバンスチャンバおよびリタードチャンバを周方向に交互に限定するように、ドライブベーンと周方向に交互に配置されている。
【００３３】
ハブに対するハウジングの振動を制御するための構成は、電子エンジン制御ユニットと、電子エンジン制御ユニットに反応してアドバンスチャンバに対するエンジンオイル圧を調整するアドバンス制御バルブとを有している。
【００３４】
電子エンジン制御ユニットに反応するリタード制御バルブは、リタードチャンバに対してエンジンオイル圧を調整する。アドバンス通路は、アドバンス制御バルブおよびアドバンスチャンバ間でエンジンオイル圧を伝達する。リタード通路は、リタード制御バルブおよびリタードチャンバ間でエンジンオイル圧を伝達する。
【００３５】
米国特許第 6,311,655号は、ベーン取付けのロックピストン装置を有する多数位置可変カムタイミングシステムを示している。カムシャフトおよび可変カムシャフトタイミングシステムを有する内燃機関において、ロータはカムシャフトに固定されるとともに、カムシャフトに対して回転可能で振動しないように構成されている。
【００３６】
ハウジングは、ロータを囲繞するとともに、ロータおよびカムシャフトの双方に対して回転可能になっており、さらに、最リタード位置および最アドバンス位置間においてロータおよびカムシャフトの双方に対して振動可能になっている。
【００３７】
ロック装置は、ロータまたはハウジングのいずれか一方の内部に設けられるとともに、最リタード位置、最アドバンス位置およびこれらの間の位置において、ロータまたはハウジングのいずれか他方に係脱可能に係合しており、ロータおよびハウジング間の相対運動を防止している。
【００３８】
ロック装置は、ロータをハウジングに固定するために、キーとその逆側に設けられたセレーションとを備えたロックピストンを有している。制御装置は、ハウジングに対するロータの振動を制御する。
【００３９】
米国特許第 6,374,787号は、エンジンオイル圧によって駆動される多数位置可変カムシャフトタイミングシステムを示している。ハブがカムシャフトに同期して回転するようにカムシャフトに固定されている。ハウジングは、ハブを囲繞しており、ハブおよびカムシャフトとともに回転するとともに、所定の回転角の範囲内でハブおよびカムシャフトに対して振動するようになっている。
【００４０】
ドライブベーンは、ハウジング内において半径方向に配置されており、ハブの外面と協働している。ドリブンベーンは、ハブ内において半径方向に配置されており、ハウジングの内面と協働している。油圧に反応するロック装置は、ハウジングおよびハブ間の相対運動を防止している。制御装置は、ハブに対するハウジングの振動を制御している。
【００４１】
米国特許第 6,477,999号は、非振動の回転のために、その一端にベーンが固定されたカムシャフトを示している。カムシャフトはまた、カムシャフトとともに回転しかつカムシャフトに対して振動可能なスプロケットを有している。ベーンは、スプロケットの対向凹部内にそれぞれ受け入れられた対向配置のローブを有している。
【００４２】
凹部は、ベーンおよびスプロケットが互いに振動するのを許容するように、ローブよりも大きな周方向長さを有している。カムシャフトの位相は、通常の運転中に受けるパルスに反応して変化する傾向がある。
【００４３】
カムシャフトの位相は、制御バルブのバルブ本体内におけるスプールの位置を制御して、凹部からの加圧作動流体（好ましくはエンジンオイル）の流れを選択的に阻止しまたは許容することにより、アドバンスまたはリタード方向という一定の方向にのみ変化するように許容されている。
【００４４】
スプロケットは、カムシャフトの回転軸から離れて該回転軸に平行に延びる貫通通路を有している。ピンは、通路内にスライド可能に設けられており、ピンの自由端が通路を越えて突出する位置までスプリングによって弾性的に付勢されている。ベーンは、ポケットを有するプレートを備えており、該ポケットは所定のスプロケットの通路と整列している。
【００４５】
ポケットは作動流体を受け入れており、流体圧が通常の運転レベルにあるとき、ポケット内には、ピンの自由端がポケットに入らないようにするのに十分な圧力がある。その一方、液圧レベルが低いときには、ピンの自由端がポケット内に入り、カムシャフトおよびスプロケットと所定の向きに係合する。
【００４６】
加圧流体が流入するための流路を有する位相器においては、流体の漏れは望ましくないものである。さらに、クランクシャフトやカムシャフトのような部品間の一定の角度関係を維持するのにロックピンが必要であり、ロックピンは、液圧によって係合解除されるように設けられている。したがって、流体の漏れが著しく減少している構造を備えた位相器を有しているのが望ましい。
【特許文献１】米国特許第5,002,023号明細書
【特許文献２】米国特許第5,107,804号明細書
【特許文献３】米国特許第5,172,659号明細書
【特許文献４】米国特許第5,184,578号明細書
【特許文献５】米国特許第5,289,805号明細書
【特許文献６】米国特許第5,361,735号明細書
【特許文献７】米国特許第5,497,738号明細書
【特許文献８】米国特許第5,657,725号明細書
【特許文献９】米国特許第6,247,434号明細書
【特許文献１０】米国特許第 6,250,265号明細書
【特許文献１１】米国特許第 6,263,846号明細書
【特許文献１２】米国特許第 6,311,655号明細書
【特許文献１３】米国特許第 6,374,787号明細書
【特許文献１４】米国特許第 6,477,999号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４７】
本発明が解決しようとする課題は、流体の漏れを減少させることができる位相器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４８】
請求項１の発明は、クランクシャフトおよびカムシャフト間、または一つ以上のカムシャフト間の角度関係を維持するための位相器であって、少なくとも一つのロックピン孔と、弧状の外側壁、第１および第２の側壁によって限定された少なくとも一つのキャビティとを有するハウジングと、ハウジングに対して移動可能なロータとを備えている。ロータは、ハブ（ロータ本体）と、ロータと一体に設けられかつハブから突出するとともに、ロータおよびハウジングによって形成されたチャンバ内を振動するように設けられることにより角度関係を維持する複数のベーンと、ロータと一体に設けられかつハブからチャンバ内に突出するとともに、ベーンとともに振動することにより、ロックピン孔がベーン位置の如何に拘らずベーンチャンバの制御液圧にさらされないように、ロータ面が常時ロックピン孔を覆うことを保証する肩部とから構成されている。キャビティの第１および第２の側壁は、肩部を収容する凹部を有している。位相器は、さらに、ベーンに配置されかつハウジングのロックピン孔と係合するように配置されたロックピンを備えている。
【００４９】
請求項２の発明では、請求項１において、位相器の内部にまたは位相器の直近近傍に配置された導入チェックバルブをさらに備えており、これにより、制御流体の漏れを抑制している。
【００５０】
請求項３の発明では、請求項１において、ロータと直交する中心線に沿って配置された中央取付けのスプールをさらに備えている。
【００５１】
請求項４の発明では、請求項３において、中央取付けのスプールが３つのランド部を有している。
【００５２】
請求項５の発明では、請求項１において、位相器をベースタイミングの逆側に押しやるオイルポンプ荷重またはカムベアリング摩擦を補償するためのトーションスプリングをさらに備えている。
【００５３】
請求項６の発明は、クランクシャフトおよびカムシャフト間、または一つ以上のカムシャフト間の角度関係を維持するための位相器であって、弧状の外側壁、第１および第２の側壁によって限定された少なくとも一つのキャビティを有するハウジングと、ハウジングに対して移動可能なロータとを備えている。ロータは、ハブ（ロータ本体）と、ロータと一体に設けられかつハブから突出するとともに、ロータおよびハウジングによって形成されたチャンバ内を振動するように設けられることにより角度関係を維持する複数のベーンとから構成されている。位相器は、カムシャフトの内部に配置された導入チェックバルブをさらに備えており、これにより、制御流体の漏れを抑制している。
【００５４】
請求項７の発明では、請求項６において、ロータと一体に設けられかつハブからチャンバ内に突出するとともに、ベーンとともに振動することにより、ロックピン孔がベーン位置の如何に拘らずベーンチャンバの制御液圧にさらされないように、ロータ面が常時ロックピン孔を覆うことを保証する肩部と、ベーンに配置されかつハウジングのロックピン孔と係合するように配置されたロックピンとをさらに備えており、キャビティの第１および第２の側壁が、肩部を収容する凹部を有している。
【００５５】
請求項８の発明では、請求項６において、ロータと直交する中心線に沿って配置された中央取付けのスプールをさらに備えている。
【００５６】
請求項９の発明では、請求項８において、中央取付けのスプールが３つのランド部を有している。
【００５７】
請求項１０の発明では、請求項６において、位相器をベースタイミングの逆側に押しやるオイルポンプ荷重またはカムベアリング摩擦を補償するためのトーションスプリングをさらに備えている。
【００５８】
請求項１１の発明では、請求項２において、導入チェックバルブがカムシャフト内に配置されており、これにより、制御流体の漏れを抑制している。
【００５９】
本発明においては、位相器の構造体の内部または位相器の直近近傍に組み込まれた導入チェックバルブが、制御流体の漏れを減少させるのに設けられている。ロータと一体に設けられかつ複数のベーンのうちの一つおよびロータボディ間に配置された肩部が設けられている。
【００６０】
また、ロータに直交する中心線に沿って配置された中央取付けのスプールバルブが設けられている。トーションスプリングが、ベースタイミングと逆の方向に位相器に負荷をかける傾向があるオイルポンプ荷重またはカムベアリング摩擦を補償するために設けられている。
【００６１】
したがって、クランクシャフトおよびカムシャフト間、または一つ以上のカムシャフト間の角度関係を維持するための位相器が提供されている。位相器は、ロータと一体に設けられかつロータボディから突出する複数のベーンを備えたロータを有している。
【００６２】
複数のベーンは、ロータおよびハウジングによって形成されたチャンバ内で振動するように設けられており、これにより、角度関係が維持されている。位相器はまた、ロータと一体に設けられかつ複数のベーンのうちの一つおよびロータボディ間に配置された肩部を有しており、これにより、ベーン位置に拘らず、ロータ面が常時ロックピン孔を覆っている。
【００６３】
本発明およびその目的をさらに理解するためには、図面、図面の簡単な説明、本発明の好ましい実施態様の詳細な説明および特許請求の範囲に注意が向けられるべきである。
【発明の効果】
【００６４】
本発明によれば、ロータの肩部のロータ面が常時ロックピン孔を覆うようにしたので、ロックピンからの流体の漏れを減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６５】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
可変カムタイミング(VCT: Variable Cam Timing)システムにおいては、カムシャフト上のタイミングギヤが、「位相器」として知られている可変角カップリングによって置き換えられている。
【００６６】
位相器は、カムシャフトに連結されたロータと、タイミングギヤに連結された（またはタイミングギヤを一体に有する）ハウジングとを有しており、カムシャフトおよびクランクシャフトの相対的タイミングを変化させるために、角度制限の範囲内でカムシャフトがタイミングギヤから独立して回転するのを許容している。
【００６７】
本明細書中で使用される「位相器」という用語は、ハウジングおよびロータを含むとともに、カムシャフトのタイミングをクランクシャフトからオフセットさせるためにハウジングおよびロータ間の相対的角度位置を制御するすべての部品を含んでいる。多数本のカムシャフトを有するエンジンにおいては、当該分野で知られているように、各カムシャフトに一つの位相器が設けられ得るということが理解されるだろう。
【００６８】
図１ないし図８において、ロータ１は、図示しない取付フランジを介してカムシャフト（図示せず）に固定されている。ロータ１（およびロータフロントプレート）は、図示しないネジによって取付フランジに固定されている。ロータ１は、半径方向外方に突出する複数のベーンを有している。
【００６９】
本実施例では、ロータ１は、一般的な形態の一対のベーン１６と、一対の肩部２０を有する特殊な形態のベーン１８とを有している。肩部２０は、ロータボディとベーン１８との間に設けられている。各ベーン１６，１８は、図示しないハウジングボディ内の対応する凹部またはチャンバ（アドバンスチャンバまたはリタードチャンバ）に嵌まり込んでいる。
【００７０】
インナープレート、ハウジングボディおよびアウタープレートは、図示しないネジによってロータ１の回りに固定されている。これにより、アウタープレートおよびインナープレートによって囲繞されかつベーン１６，１８を保持する凹部が、流体の密封されたチャンバを構成している。
【００７１】
タイミングギヤまたはスプロケット２２が、図示しないネジによってインナープレートに連結されている。総体的に、インナープレート、ハウジングボディ、アウタープレートおよびタイミングギヤが、ここでは「ハウジング」と呼称されている。
【００７２】
図１には、本発明の第１の分解組立図が示されている。ロータ１は、図示しないハウジングとともに回転するように設けられている。ロータ１は、ロータ１の直近近傍に配置されたチェックバルブを内蔵している。ロータ１は、中心軸の回りを回転するように設けられた、実質的に円筒形状の中央部を有している。ロータ１は、ロックピン３４を位置決めしてシールするために円筒形状部の上に形成された肩部２０を有している。
【００７３】
制御液圧によって発生する抗力に抗してロックピン３４を係合させるために、ロックピンスプリング３４ａがロックピン３４に連結されている。肩部２０の上には、ベーン１８が形成されている。第２のベーン１６は、ロータ１の円筒形状部の上に直接形成されている。図から分かるように、ベーン１６、ベーン１８、肩部２０および円筒形状部は、ロータ１の一体的な部分を構成している。
【００７４】
ロータ１の円筒形状部の中央には、制御バルブスプリング３１ａ、スリーブプラグ３１を有するスリーブ３３、制御バルブ３２およびリテーナリング３２ｂを順に受け入れるように配置された円筒状中空部が設けられている。制御バルブ３１ａは、スリーブプラグ３１と係合する一端と、制御バルブ３２の一端と係合する他端とを有している。
【００７５】
この例では、３つのランド部３２ａが設けられている。制御バルブ３２の第２の端部には、リテーナリング３２ｂが配置されている。ロータ１には、ボール５０が圧入されている。連結のために、多数のダウエルピンが設けられている。たとえば、ピン５２は、タイミングのための半径方向位置を提供するのに用いられており、ピン５４は、スプリング保持プレート２６の半径方向の向きのために用いられている。
【００７６】
図２には、本発明の第２の分解組立図が示されている。図２から分かるように、同図には図１中のすべての部材が示されるとともに、その他の部材も示されている。とくに、ロータ１を実質的に内部に含むように、ハウジング２が設けられている。
【００７７】
ロータ１およびハウジング２間には、一組の部材が設けられている。これらの部材は、ベーンチップ・シールスプリング（図示せず）を介してハウジング上に配置されたベーンチップシール４４と、ベーンチップ・シールスプリング５６ａを介してロータ１上に配置されたベーンチップシール５６である。
【００７８】
中心軸に沿ってロータ１およびハウジング２の上には、アウタープレート２４が設けられている。アウタープレート２４は、対応するハウジングボルト４２の組のための一組の開孔を有している。ハウジングボルト４２は、開孔を挿通するとともに、ハウジング２上の対応する一組の受入シート部まで延びている。
【００７９】
ロータ１の他の側においてアウタープレート２４の上には、スプリング保持プレート２６が配置されている。スプリング保持プレート２６は、対応するカムシャフト取付ボルト６０の組のための一組の開孔を有している。カムシャフト取付ボルト６０は、開孔を挿通するとともに、ロータ１上の対応する一組の受入シート部まで延びている。
【００８０】
トーションスプリング２８がスプリング保持プレート２６上に設けられている。スプリング保持プレート２６は、トーションスプリング２８のための一組の適切な受入部材を有している。
【００８１】
図３には、本発明の第１の断面斜視図が示されている。実質的にすべての部材がすでに図１および図２に示されている。図３において、チェックバルブ３０の断面図が示されている。チェックバルブ３０は、ロータ１およびハウジング２の境界内に設けられている。あるいは、チェックバルブ３０は、位相器の直近近傍の任意の位置、たとえば位相器の直近近傍のカムシャフト端部に配置されていてもよい。
【００８２】
また、制御バルブ３２の断面が示されており、制御流体のためのいくつかの流路が示されている。これらの流路の機構は以下に示されている。さらに、他の部材の断面図も併せて示されている。これら他の部材とは、スプロケット２２、ハウジング２、ロータ１、ボール５０、スリーブ３３、カムシャフト取付ボルト６０、アウタープレート２４、トーショナルスプリング２８およびスプリング保持プレート２６である。
【００８３】
図４には、本発明の第２の断面斜視図が示されている。実質的にすべての部材がすでに図１、図２および図３に示されている。図４には、ロックピン３４およびロックピンスプリング３４ａの断面が示されている。理解されるように、スプロケット２２に形成された受入れ孔４０は、２本のシャフト間において一定の角度関係で位相器をロックするのに用いられている。
【００８４】
ベーン１８およびハウジング２のキャビティ間に配置されたベーンチップシール５６の断面図もまた示されている。また、注目すべき点は、ロータ１の円筒状部の上に重なって形成された肩部２０である。
【００８５】
このような構造は、ロックピン３４およびロータ１の形態が与えられると、関連する部材により囲繞される制御流体を保持するには肩部２０を有しているのが好ましいために、位相器を小型化したことによるものである。
【００８６】
図５には、本発明による第１の概略図が示されている。図５は、とくに、ロックピン３４が受入れ孔４０から係合解除されることにより位相器がロック解除状態を維持するアドバンス位置への位相変化を示している。
【００８７】
アドバンス状態への位相変化の際には、制御流体がリタードチャンバＲからアドバンスチャンバＡへの流れを許容されるように、制御バルブ３２が配置されている。これにより、ベーン１６または１８は、チャンバＲの側に移動する。
【００８８】
上述した循環経路内で制御流体が不足すれば、流体源からの制御流体が補充されるように許容されている。このことは、流体源から流体を補充することによって達成されている。流体源は、図に示すように、チェックバルブ３０を介して一方向に流体が流れるように、ＶＣＴ流路の残りの部分と一方向に流体接続している。
【００８９】
リタードチャンバＲおよびアドバンスチャンバＡの双方は、ハウジング２内においてキャビティを限定している。ベーン１６またはベーン１８と連関するキャビティは、チャンバＲおよびチャンバＡを限定している。内蔵ロックピン３４は、ロータ１によって囲繞されており、ロックピンスプリング３４ａと係合している。
【００９０】
ロックピン３４は、制御液圧のような手段によって受入れ孔４０から係合解除されている。コントローラ８０によって制御されるソレノイドのようなアクチュエータ７０が、制御バルブ３２と第１の端部で係合するように配置されている。
【００９１】
制御バルブ３２の第２の端部または逆側端部においては、制御バルブスプリング３１ａが制御バルブ３２と係合しており、アクチュエータ７０によって作用する力と釣り合っている。制御バルブ３２は、実質的にスリーブ３３内に収容されている。
【００９２】
制御流体が過剰に供給された場合には、排出口がＶＣＴ流路からの過剰な制御流体と連絡する。排出口はまた、ＶＣＴ通路内に含まれる、好ましくないエアと連絡するように機能する。
【００９３】
図６には、本発明の第２の概略図が示されている。この第２の概略図は、とくに、ロックピン３４が受入れ孔４０から係合解除されたことにより位相器がロック解除状態を維持している零位置を示している。
【００９４】
零位置においては、制御流体がリタードチャンバＲからアドバンスチャンバＡに流入するのが許容されず、アドバンスチャンバからＡリタードチャンバＲに流入するのも許容されないように、制御バルブ３２が配置されている。これにより、ロータ１およびハウジング２間の実質的な相対運動がないことによって、一定の角度関係が維持されている。
【００９５】
図５と同様に、上述した循環経路内で制御流体が不足すれば、流体源からの制御流体が補充されるように許容されている。流体源は、図に示すように、チェックバルブ３０を介して一方向に流体が流れるように、ＶＣＴ流路の残りの部分と一方向に流体接続している。
【００９６】
リタードチャンバＲおよびアドバンスチャンバＡの双方は、ハウジング２内においてキャビティを限定している。ベーン１６またはベーン１８と連関するキャビティは、チャンバＲおよびチャンバＡを限定している。内蔵ロックピン３４は、ロータ１によって囲繞されており、ロックピンスプリング３４ａと係合している。ロックピン３４は、制御液圧のような手段によって受入れ孔４０から係合解除されている。
【００９７】
コントローラ８０によって制御されるアクチュエータ７０が、制御バルブ３２と第１の端部で係合するように配置されている。制御バルブ３２の第２の端部または逆側端部においては、制御バルブスプリング３１ａが制御バルブ３２と係合しており、アクチュエータ７０によって作用する力と釣り合っている。
【００９８】
制御バルブ３２は、実質的にスリーブ３３内に収容されている。制御流体が過剰に供給された場合には、排出口がＶＣＴ流路からの過剰な制御流体と連絡する。排出口はまた、ＶＣＴ通路内に含まれる、好ましくないエアと連絡するように機能する。
【００９９】
図７には、本発明の第３の概略図が示されている。この第３の概略図は、とくに、ロックピン３４が受入れ孔４０と係合することにより、ベーン１６または１８の完全アドバンス位置において、位相器がロック状態を維持する完全アドバンス位置におけるロック位置を示している。ロック位置において、ロックピン３４は、受入れ孔４０内に延びており、これにより、ロータ１およびハウジング２間で相対運動が発生しないようになっている。
【０１００】
図８には、本発明の第４の概略図が示されている。この第４の概略図は、図５を逆転したものと見なされる。図８は、とくに、ロックピン３４が受入れ孔４０から係合解除されて位相器がロック解除状態を維持しているリタード位置への位相変化を示している。リタード状態への位相変化の際には、制御流体がアドバンスチャンバＡからリタードチャンバＲへの流れを許容されるように、制御バルブ３２が配置されている。
【０１０１】
これにより、ベーン１６または１８は、チャンバＡの側への流体移動を許容する。図５と同様に、上述した循環経路内で制御流体が不足すれば、流体源からの制御流体が補充されるように許容されている。流体源は、図に示すように、チェックバルブ３０を介してＶＣＴ流路の残りの部分と一方向に流体接続している。
【０１０２】
リタードチャンバＲおよびアドバンスチャンバＡの双方は、ハウジング２内においてキャビティを限定している。ベーン１６またはベーン１８と連関するキャビティは、チャンバＲおよびチャンバＡを限定している。内蔵ロックピン３４は、ロータ１によって囲繞されており、ロックピンスプリング３４ａと係合している。ロックピン３４は、制御液圧のような手段によって受入れ孔４０から係合解除されている。
【０１０３】
コントローラ８０によって制御されるアクチュエータ７０が、制御バルブ３２と第１の端部で係合するように配置されている。制御バルブ３２の第２の端部または逆側端部においては、制御バルブスプリング３１ａが制御バルブ３２と係合しており、アクチュエータ７０によって作用する力と釣り合っている。
【０１０４】
制御バルブ３２は、実質的にスリーブ３３内に収容されている。制御流体が過剰に供給された場合には、排出口がＶＣＴ流路からの過剰な制御流体と連絡する。排出口はまた、ＶＣＴ通路内に含まれる、好ましくないエアと連絡するように機能する。
【０１０５】
理解されるように、本発明は、スプロケット２２、ロータ１、ハウジング２、エンドプレート２４、スプリング保持プレート２６および付勢スプリング（トーションスプリング）２８のような位相器構成要素を含んでいる。位相器は、クランクシャフト（図示せず）のようなドライブシャフトに対してカムシャフト（図示せず）が位相調整された状態でカムシャフトに据え付けられるように、設計されている。
【０１０６】
ロータ１は、ロータをカムに固定するためにスプリング保持プレート２６を挿通して延びる３つの留め具６０により、カムシャフトに据え付けられている。ロータ１は、その背面側の座ぐり穴においてカムシャフトにガイドされている。座ぐり穴は、ロータ１の背面側において２ｍｍの深さを有している。
【０１０７】
エンドプレート２４およびハウジング２は、ロータ組立体に対して相対移動するカムスプロケット２２にボルト締めされている。このような相対移動は、カム捩じりエネルギーまたは油圧によって引き起こされる。位相器のベアリング面は、スプロケット２２の内径２２ｂである。
【０１０８】
本発明はさらに、いくつかの構造的特徴を有する新規なロータ組立体について教示している。第１の特徴部分は、制御流体の漏れを減少させるために、位相器の構造体の中にまたは位相器の直近近傍に設けられた導入チェックバルブ３０である。捩じり補助位相器は、トルク逆転現象によって生じる位相器の逆駆動をなくすために導入チェックバルブ３０を有している。
【０１０９】
チェックバルブ３０は、チャンバ圧が高くなることによってオイルのような制御流体が後方に流れるのを防止する場合に閉じる。チェックバルブ３０はまた、応答性を向上させるとともに、振動を減少させ、オイル消費を減少させるのに寄与する。さらに、チェックバルブ３０はまた、十分なカム捩じりが存在するとともに油圧がほとんど存在していない場合においてクランキング中に位相器が移動するのを許容する。
【０１１０】
また、導入チェックバルブ３０は、位相器の構造体の中に、またはカムシャフト構造体の内部において位相器端部のような位相器の直近近傍に、適切に配置されている。これにより、制御流体の漏れが減少している。
【０１１１】
本発明はさらに、中央取付けのスプール（制御バルブ）３２を提供している。スプール３２は、ロータ１内に取り付けられており、これにより、中央取付け以外の他のバルブのように制御システムおよび位相器間の漏出通路の数を減らしている。中央取付けのスプール３２においては、すべての制御ポートおよび制御オイル漏出路が位相器の内部に存在している。このことは、カムシャフトの構造をより簡単なものにする。
【０１１２】
本実施例においては、カムシャフトに２つのオイル通路を必要とする従来の油圧装置と比較して、カムシャフトにはただ一つの通路があればよい。中央取付けのスプール３２の設計はまた、電気機械式または電気液圧式のアクチュエータを使用できるという融通性を有している。
【０１１３】
位相器には、アクティブ・ロックピン３４が内蔵されている。アクティブ・ロックピン３４は、エンジン始動時またはクランキング時のような望ましくない状態時に位相器がロック解除されないように要求されている。ロックピン３４は、スプール３２がデフォールト位置から離れる側に移動するときに加圧されている。
【０１１４】
本実施例においては、デフォールト位置は、図７に示すような完全アドバンス位置である。なお、完全アドバンス位置の代わりに、デフォールト位置として、完全リタード位置のような他の位置が用いられてもよい。スプール３２が「外方位置」であるとき、アドバンスチャンＡは加圧され、リタードチャンバＲおよびロックピン３４は、クランクケースに通気されて、位相器を完全アドバンス位置に移動させる。
【０１１５】
ロックピンスプリング３４ａは、ロックピン３４をカムスプロケット２２の受入れ孔４０に押し込んで、完全アドバンス位置で位相器をロックする。ロックピン３４は、始動時に現在の位置で位相器をロックするのに必要である。装置または位相器がスプールバルブを用いて制御するのが困難な極端な温度条件下において位相器がロック解除されないように、アクティブ・ロックを備えていることも要求される。
【０１１６】
また、ロータ１の内部には、クッション性を有するストッパ部が設けられている。これにより、排出中のチャンバからオイルが流出するのが制限されている。このような制限は、位相器が装置の物理的停止端においてまたはその近傍において運転されているときに限って発生する。
【０１１７】
捕捉されたオイルは、ハウジング２のキャビティ壁に衝突するロータ１の衝撃力を緩和する液圧ダンパーとして作用する。クッショニングは、ベーン１８または１６の双方の肩部においてロータ１の流路開口９０および１００を形成するとともに、図７に示すような方法でハウジング２のキャビティを形成することによって達成される。
【０１１８】
本発明は、特殊なベーン形状を提供している。この特殊な形状は、ロックピンチャンバを形成するロータ１の一対の肩部２０である。ただ一つのロックピンが存在しているのであれば、ただ一つのベーン１８が特殊な形状を有している。肩部２０は、ベーン１８およびロータボディ間に配置されている。
【０１１９】
この形状（肩部２０を備えた）は、位相器がロック位置から離れているときにロックピン３４からの漏れを減少させる。肩部２０を含むこのベーン形状は、ロータ面が、ベーン位置に拘わらず、受入れ穴（ロックピン孔）４０を常時覆っているということを保証している。
【０１２０】
さらに、中央取付けのスプールバルブが提供されている。典型的な４方向バルブは４つのランド部を有している。収納スペースおよび他の形態に関連する問題を解消するために、本発明によるスプールバルブは、３つのランド部３２ａに減少されている。２つの外側ランド部は、本装置の制御に用いられるランド部である。
【０１２１】
中央の環状部は、供給オイルが装置に流入する個所である。スプール/スリーブ３３は、導入側の重なりが排出側の重なりと常時等しいかまたはこれよりも大きいように、設計されている。このことは、チャンバがオイルで満たされるときに、装置内にエアを吸い込むことになる真空状態が生成されないことを保証している。
【０１２２】
位相器の前面側にはトーションスプリング２８が設けられている。トーションスプリング２８は、あらゆる条件下で位相器がベースタイミングに到達し得ることを保証するように要求されている。
【０１２３】
ベースタイミングが完全アドバンス位置におかれているので、位相器は、該位相器をベースタイミングの逆側に押しやる傾向があるオイルポンプ荷重に打ち勝つとともにカムベアリングの摩擦に打ち勝つために、付勢スプリング２８を使用している。これらの中間トルク入力は、一般に、位相器をリタード停止端に押しやる。
【０１２４】
以下の事項は、本発明に関連する用語および概念である。
上記流体が作動流体であるということが注目されるべきである。作動流体は、ベーン位相器内でベーンを移動させる流体のことである。典型的には、作動流体はエンジンオイルを含んでいるが、これとは別個の作動流体である。
【０１２５】
本発明のＶＣＴシステムは、カムトルク駆動（ＣＴＡ）ＶＣＴシステムである。ＶＣＴシステムは、ベーンを移動させるのにエンジンバルブを開閉させる力によって生じるカムシャフト内のトルク逆転現象を使用している。ＣＴＡシステム内の制御バルブは、アドバンスチャンバからリタードチャンバへの流体の流れを許容しており、これにより、ベーンの移動を許容しまたは流体の流れを停止させて、ベーンを所定位置にロックしている。
【０１２６】
ＣＴＡ位相器はまた、漏れによる損失を補填するためにオイル導入口を有しているが、位相器を移動させるのにエンジンオイル圧を使用してはいない。ベーンは、チャンバ内に収容されるとともに、作動流体が作用する半径方向の部材である。ベーン位相器は、チャンバ内で移動するベーンによって駆動される位相器である。
【０１２７】
エンジンには、一つまたはそれ以上のカムシャフトがある。カムシャフトは、ベルト、チェーン、ギヤまたは他のカムシャフトにより駆動される。カムシャフト上には、バルブを押圧するローブが設けられている。
【０１２８】
多数本のカムシャフトを有するエンジンにおいては、大抵の場合、エグゾーストバルブ用に１本のシャフトが設けられ、インテークバルブ用に一本のシャフトが設けられている。Ｖ型エンジンは、通常、各バンクに１本ずつ２本のカムシャフトを有しているか、または各バンクにインテークバルブ用およびエグゾーストバルブ用の４本のカムシャフトを有している。
【０１２９】
チャンバは、ベーンが回転する空間領域として定義されている。チャンバは、クランクシャフトに対してバルブを先に開放させるアドバンスチャンバと、クランクシャフトに対してバルブを後で開放させるリタードチャンバとに分割されている。チェックバルブは、ただ一つの方向のみの流体の流れを許容するバルブとして定義されている。
【０１３０】
クローズドループは、一つの特性を他の特性に反応させて変化させるとともに、その変化が正しくなされたかどうかチェックして、所望の結果が得られるように作用を調整する制御システムとして定義されている。
【０１３１】
たとえば、ＥＣＵからの命令に反応して位相器位置を変化させるバルブを移動させ、実際の位相器位置をチェックして、バルブを再度正規の位置に移動させる。制御バルブは、位相器への流体の流れを制御するバルブである。制御バルブは、ＣＴＡシステムの位相器の内部に設けられている。制御バルブは、油圧またはソレノイドによって駆動される。
【０１３２】
クランクシャフトは、ピストンからの動力により、トランスミッションおよびカムシャフトを駆動する。スプールバルブは、スプール型の制御バルブとして定義されている。典型的には、スプールは穴内に配置されて、一方の通路を他方の通路に連絡している。スプールは、大抵の場合、位相器のロータの中心軸に配置されている。
【０１３３】
差圧制御システム（ＤＰＣＳ： differential pressure control system)は、スプールの各端部への作動流体圧を使用して、スプールバルブを移動させるシステムである。スプールの一端は他端よりも大きくなっており、一端に作用する流体は通常は油圧制御のＰＷＭバルブによって制御され、全供給圧はスプールの他端に供給されており、これにより、差圧が生じている。バルブ制御ユニット（ＶＣＵ： valve control unit)は、ＶＣＴシステムを制御するための制御回路である。典型的には、ＶＣＵは、ＥＣＵからの命令に反応して作動する。
【０１３４】
ドリブンシャフトは、ＶＣＴ内において動力を受ける任意のシャフトであり、大抵の場合、カムシャフトである。ドライブシャフトは、ＶＣＴ内において動力を供給する任意のシャフトであり、大抵の場合はクランクシャフトであるが、一方のカムシャフトに対する他方の駆動カムシャフトの場合もある。
【０１３５】
ＥＣＵは、車載コンピュータであるエンジン制御ユニットである。エンジンオイルは、エンジンを潤滑するのに使用されるオイルであり、制御バルブを介して位相器を駆動するのに油圧を作用させている。
【０１３６】
ハウジングは、チャンバを備えた位相器の外側部分として定義されている。ハウジングの外側部分は、タイミングベルト用のプーリ、タイミングチェーン用のスプロケットまたはタイミングギヤ用のギヤである。作動流体は、ブレーキオイルやパワーステアリングオイルと同様に、液圧シリンダに使用される任意のオイルである。
【０１３７】
作動流体は、必ずしもエンジンオイルと同じでなくてもよい。ロックピンは、位相器を所定位置にロックするように配置されている。ロックピンは、エンジン始動時や停止時のように、油圧が低すぎて位相器を保持できない場合に通常用いられる。
【０１３８】
ＯＰＡ型のＶＣＴシステムは、ベーンを移動させるのにエンジンオイル圧をベーンの一方の側または他方の側に作用させる一般的な位相器を使用している。
オープンループは、作用を確認するフィードバックを行うことなく、一つの特性を他方の特性に反応して変化させる（たとえば、ＥＣＵからの命令信号に反応してバルブを移動させる）制御システム内で用いられている。
【０１３９】
位相は、カムシャフトおよびクランクシャフト間（または、位相器が他方のカムによって駆動される場合にはカムシャフト間）の相対的角度位置として定義されている。位相器は、カムに据え付けられる全体の部分として定義されている。
【０１４０】
位相器は、典型的には、ロータおよびハウジング、さらにはスプールバルブおよびチェックバルブから構成されている。ピストン位相器は、内燃機関のシリンダ内のピストンによって駆動される位相器である。ロータは、カムシャフトに装着された、位相器の内側部分である。
【０１４１】
ＰＷＭは、電圧または流体圧のオン・オフパルスのタイミングを変化させることによって、変化する力または圧力を提供している。ソレノイドは、機械的アームを移動させるのにコイル内を流れる電流を使用する電気式アクチュエータである。可変力ソレノイド（ＶＦＳ： variable force solenoid）は、通常は供給電流のＰＷＭによってその駆動力が変化し得るソレノイドである。ＶＦＳは、オン・オフソレノイドに対向している。
【０１４２】
スプロケットは、エンジンタイミングチェーンのようなチェーンとともに使用される部材である。タイミングとは、ピストンが或る限定位置（通常は上死点（ＴＤＣ））に達する時間と他の事象が起こる時間との間の関係として定義される。たとえば、ＶＣＴまたはＶＶＴシステムにおいては、タイミングは通常、バルブが開くまたは閉じるときに関係している。点火タイミングは、点火プラグが点火するときに関係している。
【０１４３】
トーション・アシスト（ＴＡ）位相器またはトルク・アシスト位相器は、ＯＰＡ位相器の変形例であって、オイル供給ラインにチェックバルブを付加しており（つまり、単一のチェックバルブの実施態様）、または各チャンバへの供給ラインにチェックバルブを付加している（つまり、二つのチェックバルブの実施態様）。
【０１４４】
チェックバルブは、トルク逆転による油圧パルスが油圧システム内に伝搬するのを阻止するとともに、ベーンがトルク逆転により後退するのを停止させる。ＴＡシステムにおいては、前方へのトルク効果によるベーンの動きが許容されている。このため、トーション・アシストという表現が用いられている。ベーンの動きのグラフは、階段状である。
【０１４５】
ＶＣＴシステムは、位相器、制御バルブ、制御バルブアクチュエータおよび制御回路を有している。可変カムタイミング（ＶＣＴ）は、エンジンのインテークバルブおよび（または）エグゾーストバルブを駆動する一つまたはそれ以上のカムシャフト間の角度関係（位相）を制御しまたは変化させるための方法であって物ではない。角度関係はまた、クランクシャフトがピストンに連結されているところのカムおよびクランクシャフト間の位相関係を含んでいる。
【０１４６】
可変バルブタイミング（ＶＶＴ： variable valve timing）は、バルブタイミングを変化させる任意の方法である。ＶＶＴはＶＣＴに関連している。ＶＶＴは、カムの形状を変えることによって、あるいは、カムに対するカムローブの関係、カムまたはバルブに対するバルブアクチュエータの関係を変えることによって、達成される。
【０１４７】
またＶＶＴは、電気式または液圧式アクチュエータを使用してバルブを個々に制御することによって、達成される。言い換えれば、すべてのＶＣＴはＶＶＴであるが、ＶＶＴがすべてＶＣＴであるというわけではない。
【０１４８】
本発明が関連する分野の当業者は、上述の教示内容を考慮するとき、本発明の精神および本質的な特徴部分から外れることなく、本発明の原理を採用する種々の変形例やその他の実施態様を構築し得る。上述の実施態様はあらゆる点で単なる例示としてのみみなされるべきものであり、限定的なものではない。
【０１４９】
したがって、本発明が個々の実施態様に関連して説明されてきたものの、構造、順序、材料その他の変更は、本発明の範囲内においてではあるが、当該技術分野の当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】本発明の第１の分解組立図である。
【図２】本発明の第２の分解組立図である。
【図３】本発明の第１の断面斜視図である。
【図４】本発明の第２の断面斜視図である。
【図５】本発明の第１の概略図である。
【図６】本発明の第２の概略図である。
【図７】本発明の第３の概略図である。
【図８】本発明の第４の概略図である。
【符号の説明】
【０１５１】
１：  ロータ
２：  ハウジング
１６，１８：  ベーン
２０：  肩部
２８：  トーションスプリング
３０：（導入）チェックバルブ
３２：  制御バルブ（スプール）
３２ａ：  ランド部
３４：  ロックピン
４０：  受入れ孔（ロックピン孔）
【図１】
2005002992.tif 000003
【図２】
2005002992.tif 000004
【図３】
2005002992.tif 000005
【図４】
2005002992.tif 000006
【図５】
2005002992.tif 000007
【図６】
2005002992.tif 000008
【図７】
2005002992.tif 000009
【図８】
2005002992.tif 000010