(57)【要約】  車両エンジンにおける制御弁の開口を通る流れを制限するための弁（６０）であって、弁（６０）は、シェルの開放端（６８、７０）の間に延びる中心軸（Ａ）を有する管状のシェルを備える本体（６４）を有し、シェルは、基部（７２）と、シェルの内部空間に露出される内面（８２）、および、シェルを包囲する外部空間に露出される外面（８４）を有する閉塞要素（７４）とを備え、閉塞要素（７４）は、外面（８４）に作用する流体圧力に応じて中心軸（Ａ）に向かって撓むことができると共に、弁（６０）が使用中であるときに開口を選択的に閉塞するために、内面（８２）に作用する流体圧力に応じて中心軸（Ａ）から離れる方へと撓むことができるように、撓み可能連結部（７６）によって基部に連結される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両エンジンにおける制御弁の開口を通る流れを制限するための弁（６０）であって、前記弁（６０）は、シェルの開放端（６８、７０）の間に延びる中心軸（Ａ）を有する管状のシェルを備える本体（６４）を有し、前記シェルは、基部（７２）と、前記シェルの内部空間に露出される内面（８２）、および、前記シェルを包囲する外部空間に露出される外面（８４）を有する閉塞要素（７４）とを備え、前記閉塞要素（７４）は、撓み可能な連結部（７６）によって前記基部に連結され、前記閉塞要素（７４）は、前記外面（８４）に作用する流体圧力に応じて前記中心軸（Ａ）に向かって撓むことができると共に、前記内面（８２）に作用する流体圧力に応じて前記中心軸（Ａ）から離れる方へと撓むことができ、前記弁（６０）が使用中である場合に前記開口を選択的に閉塞することができ、
前記連結部（７６）は、周方向において前記閉塞要素（７４）から離れる方へと延びる一対のバネアーム（８８、９０）を備える、弁（６０）。
【請求項２】
前記閉塞要素（７４）を、前記中心軸（Ａ）に向かって、または、前記中心軸（Ａ）から離れる方へ撓ませるように、前記閉塞要素（７４）は、流体圧力が作用できるペタルを備える、請求項１に記載の弁。
【請求項３】
少なくとも１つの開口（９２、９４、９６、９８）が前記閉塞要素（７４）と前記基部（７２）との間に定められ、オイルが、前記閉塞要素（７４）と前記基部（７２）との間を流れて、前記中心軸に対して横方向に前記シェルを出ることができる、請求項１または２に記載の弁。
【請求項４】
前記バネアーム（８８、９０）は、前記閉塞要素（７４）から前記管状のシェルの両方の端に向かって離れるように分岐している、請求項１から３のいずれか一項に記載の弁。
【請求項５】
前記シェルは、複数の開口を閉塞するための複数の閉塞要素（７４）を備え、各々の閉塞要素は撓み可能連結部（７６）によって前記基部（７２）に連結される、請求項１から４のいずれか一項に記載の弁。
【請求項６】
各々の閉塞要素（７４）は、前記シェルの隣接する閉塞要素（７４）に連結される分岐するバネアーム（８８、９０）の間で入れ子にされる、請求項４に従属するときの請求項５に記載の弁。
【請求項７】
前記基部（７２）は、前記シェルの一方または両方の開放端（６８、７０）を包囲する１つまたは複数の帯片（７８、８０）によって構成される、請求項１から６のいずれか一項に記載の弁。
【請求項８】
前記閉塞要素（７４）または各々の閉塞要素（７４）は、前記管状のシェルの周方向に沿って細長い、請求項１から７のいずれか一項に記載の弁。
【請求項９】
前記連結要素（７６）または各々の連結要素（７６）は、前記シェルの周囲の周りで湾曲され、前記閉塞要素（７４）が前記シェルの前記中心軸（Ａ）に向かって撓む場合に前記連結要素（７６）の湾曲が増加するように構成される、請求項１から８のいずれか一項に記載の弁。
【請求項１０】
前記管状のシェルは略円筒形である、請求項１から９のいずれか一項に記載の弁。
【請求項１１】
流体圧力が前記閉塞要素（７４）または各々の閉塞要素（７４）の前記内面（８２）または前記外面（８４）に作用しない場合に、前記基部（７２）、前記連結部（７６）、および前記閉塞要素（７４）は略同一面に位置する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の弁。
【請求項１２】
車両エンジンでの使用のための制御弁（２０）であって、前記制御弁（２０）は、
カム位相器の進角室および遅角室それぞれとの連通のための進角ポート（２６）および遅角ポート（２８）を有する筐体（２２）と、
前記筐体（２２）の前記進角ポート（２６）および前記遅角ポート（２８）との連通のための複数の開口（４０、４２、４４）を有する内部室（３８）を有するスプール（３４）であって、前記複数の開口は、第１の開口（４０）と、第２の開口（４２）と、前記第１の開口および前記第２の開口（４０、４２）の間に位置付けられる弁開口（４４）とを含む、スプール（３４）と、
前記弁開口（４４）における流体圧力に応じて、前記閉塞要素（７４）が、流体を前記弁開口（４４）から前記内部室（３８）へと流すために前記中心軸（Ａ）に向かって撓むと共に、前記内部室（３８）における流体圧力に応じて、前記閉塞要素（７４）が、前記弁開口（４４）を閉塞し、前記内部室（３８）から前記弁開口（４４）へと流体が流れるのを防ぐために前記中心軸（Ａ）から離れる方へと撓むように、前記閉塞要素（７４）の前記内面（８２）が前記内部室（３８）に露出されると共に、前記閉塞要素（７４）の前記外面（８４）が前記弁開口（４４）に露出される状態で前記スプール（３４）の前記内部室（３８）に配置される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の弁（６０）と、
を備え、
前記進角室から前記遅角室への流体の流れを許容するが、前記遅角室から前記進角室への流体の流れを防ぐために、前記スプール（３４）の前記弁開口（４４）が前記筐体（２２）の前記進角ポート（２６）と連通し、かつ前記スプール（３４）の前記第２の開口（４２）が前記筐体（２２）の前記遅角ポート（２８）と連通している遅角位置と、前記遅角室から前記進角室への流体の流れを許容するが、前記進角室から前記遅角室への流体の流れを防ぐために、前記スプール（３４）の前記弁開口（４４）が前記筐体（２２）の前記遅角ポート（２８）と連通し、かつ前記スプール（３４）の前記第１の開口（４０）が前記筐体（２２）の前記進角ポート（２６）と連通している進角位置との間で、前記スプール（３４）は、前記筐体（２２）内で移動可能である、制御弁（２０）。
【請求項１３】
前記スプール（３４）は流体入口（４６）を備え、前記制御弁（２０）は、前記スプール（３４）の前記内部室（３８）と前記流体入口（４６）との間に設けられる、請求項１から１１のいずれか一項に記載のさらなる弁（６０）を備え、前記閉塞要素（７４）の前記内面（８２）が前記内部室（３８）において流体に露出され、前記閉塞要素（７４）の前記外面（８４）が前記流体入口（４６）において流体に露出されて、前記閉塞要素（７４）は、流体を前記流体入口（４６）から前記スプール（３４）の前記内部室（３８）へと流すために、前記流体入口（４６）における流体圧力に応じて前記中心軸（Ａ）に向かって撓むことができ、前記内部室（３８）から前記流体入口（４６）へと流体が流れるのを防ぐために、前記内部室（３８）における流体圧力に応じて前記流体入口（４６）を閉塞するように前記中心軸（Ａ）から離れる方へと撓むことができる、請求項１２に記載の制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両エンジンにおける制御弁での使用のための弁に関する。本発明は、その弁を組み込む制御弁にも関する。
【背景技術】
【０００２】
カム位相器は、エンジンのカムシャフトに対するプーリ／スプロケットの角度関係を制御するために使用される。可変カム位相器（ＶＣＰ）は、エンジンが運転している間に位相関係を変化させることができる。典型的には、カム位相器は、エンジンのトルク曲線を拡大するために、高回転で最大出力を増加させるために、および、アイドリング品質を向上させるために、デュアルオーバーヘッドカム式エンジンにおいて吸気カムを移動させるのに使用される。また、排気カムは、ＨＣおよびＮＯｘ排出を大幅に低減できる内部給気希釈制御を提供するために、または、燃費を向上させるために、カム位相器によって移動され得る。
【０００３】
カム位相器は、カムシャフトとクランクシャフトとの間の相対位置を変えるためにエンジンからの加圧された潤滑オイルを使用する油圧システムによって、カムシャフトを進角位置または遅角位置に向けて回転させ、これにより弁タイミングを変えることによって制御される。
【０００４】
カムシャフトの回転を制御するために、カム位相器には、オイルを受け入れる２つの室、すなわち、進角室および遅角室が設けられる。カムシャフトを進角方向で回転させるためには、オイルは遅角室から進角室へと汲み出され、カムシャフトを遅角方向で回転させるためには、オイルは進角室から遅角室へと汲み出される。
【０００５】
室同士の間のオイルの流れ、延いては、カムシャフトの回転は、カムシャフトトルク振動によって生成され、オイル制御弁（ＯＣＶ：Ｏｉｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｖａｌｖｅ）を介して制御される。ＯＣＶは、典型的には、進角室につながる進角ポートと、遅角室につながる遅角ポートとを有する筐体から成る。スプールが、ポート同士の間でオイルを経路で送るために筐体内で移動可能である。スプールは、オイルをエンジンから受けるオイルポートと、室同士の間でオイルを流すために筐体の進角ポートおよび遅角ポートと連通する開口とを伴う内部空洞を有する。
【０００６】
スプールに出入りする流体の流れを制御するために、スプールの１つの開口には、例えば、スプールの内部空洞の中へのオイルの流れは許容するがスプールの内部空洞から外へのオイルの流れは許容しないといった、一方向のみのオイルの流れを許容するボール弁またはバネ弁などの一方向性の弁が典型的には設けられる。スプールは、弁が異なるポートにおいて位置付けられるように移動され得、それによってポートに出入りするオイルの流れの方向を制御する。
【０００７】
しかしながら、このような弁は、嵩張る傾向があり、ＯＣＶの全体の大きさを相当に増大させる、および／または、ＯＣＶの流れの容量を低減させる。
【０００８】
エンジンオイル供給をスプール内のオイルから隔離することも、ＯＣＶでは望まれる。ＯＣＶ内のオイルは、使用中に加圧されることになる傾向があり、高圧オイルがオイルポートを後退してエンジンへと逆方向に流れる可能性があり、これは圧力の損失をもたらし、したがってカム位相システムの位相変化量性能を低下させてしまう。逆止弁が、オイルのこの逆流を防止するためにＯＣＶに組み込まれ得るが、これらの逆止弁もまた嵩張り、ＯＣＶの大きさおよび重量を増大させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この背景に対して、公知のＯＣＶに関連する問題のうちの少なくとも１つに対処することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によれば、車両エンジンにおける制御弁の開口を通る流れを制限するための弁が提供される。弁は、シェルの開放端の間に延びる中心軸を有する管状のシェルを備える本体を有する。シェルは、基部と、シェルの内部空間に露出される内面、および、シェルを包囲する外部空間に露出される外面を有する閉塞要素とを備える。閉塞要素は、外面に作用する流体圧力に応じて中心軸に向かって撓むことができると共に、弁が使用中であるときに開口を選択的に閉塞するために、内面に作用する流体圧力に応じて中心軸から離れる方へと撓むことができるように、撓み可能連結部によって基部に連結される。
【００１１】
弁の本体が薄いシェルから成るため、弁は、制御弁の内部室の中で非常に小さい空間しか取らず、制御弁の直径を増大させない、または、制御弁の内部室の容積と干渉しない。したがって、制御弁の大きさは従来の制御弁と比較して縮小でき、一方、内部室において同じ容積をなおも保持し、そのため制御弁を通る同じ流体の流れをなおも保持する。そのため、弁は、制御弁を通る流体の大きな流れをなおも許容すると共に、開状態と閉状態との間の確実な切り替えをなおも提供する特にコンパクトな設計を可能にする。
【００１２】
閉塞要素は、流体圧力が、閉塞要素を、中心軸に向かって、または、中心軸から離れる方へ撓ませるように作用できるペタルを備えてもよい。ペタルは大きな表面積を提供し、そのため、閉塞要素の表面に作用する大きな力を提供し、弁の確実な切り替えを可能にする大きな度合いの撓みをもたらす。
【００１３】
少なくとも１つの開口が閉塞要素と基部との間に定められてもよい。このような開口は、流体を閉塞要素と基部との間に特に容易に流すことができ、それによって、弁の開口が閉塞されないときに弁の流体流れとの干渉を最小にする。
【００１４】
設計の単純化のために、連結部は少なくとも１つのバネアームを備えてもよい。連結部は、周方向において閉塞要素から離れる方へと延びる一対のバネアームを備えてもよい。一対のバネアームを用いることは、閉塞要素が２つの連結点において基部に特にしっかりと連結され得る一方で、閉塞要素の撓みをなおも許容することを意味する。
【００１５】
バネアームは、分岐して閉塞要素から管状のシェルの両方の端に向かって離れる方へと移動してもよい。このようにして、閉塞要素は、シェルの２つの端の間で効果的に懸架できる。
【００１６】
シェルは、複数の開口を閉塞するための複数の閉塞要素を備えてもよく、各々の閉塞要素は撓み可能連結部によって基部に連結される。複数の閉塞要素を備え、連結部が一対の分岐するバネアームを備える実施形態では、各々の閉塞要素は、シェルの隣接する閉塞要素に連結される分岐するバネアームの間で入れ子にされてもよい。この方法で閉塞要素を入れ子にすることで、コンパクトな設計を可能にする一方で、長いバネアームを保持できる。長いバネアームは、より短いバネアームより、所与の力に対してより大きい度合いの撓みを提供し、弁の開状態と閉状態との間でのより確実な切り替えを可能にするため有利である。
【００１７】
コンパクトな設計のために、基部は、シェルの一方または両方の開放端を包囲する１つまたは複数の帯片によって構成されてもよい。
【００１８】
その閉塞要素または各々の閉塞要素は、管状のシェルの周方向に沿って細長くてもよい。このようにして、各々の閉塞要素は、周方向において対応するように細長い開口を閉塞するために使用されてもよい。このような細長い開口は、円形の開口より大きな体積の流体の流れを可能にするため有利である。
【００１９】
その連結要素または各々の連結要素は、シェルの周囲の周りで湾曲されてもよく、閉塞要素がシェルの中心軸に向かって撓むときに連結要素の湾曲が増加するように構成されてもよい。このようにして、その連結要素または各々の連結要素は、閉塞要素が中心軸に向かって撓むにつれてよりきつく効果的に丸くなることができ、閉塞要素が中心軸から離れる方へと撓むにつれて丸みを解くことができる。
【００２０】
管状のシェルは、例えば、円筒形の室の内面に当接して同一面に位置するように、実質的に円筒形であり得る。
【００２１】
流体圧力がその閉塞要素または各々の閉塞要素の内面または外面に作用しないとき、基部、連結部、および閉塞要素は実質的に同一面に位置してもよい。このようにして、力が弁に作用しないとき、弁は実質的に閉じた位置へと付勢されてもよい。
【００２２】
本発明は、車両エンジンのための制御弁にも及ぶ。制御弁は、カム位相器の進角および遅角室それぞれとの連通のための進角および遅角ポートを有する筐体と、筐体の進角および遅角ポートとの連通のための複数の開口を伴う内部室を有するスプールであって、複数の開口は、第１の開口と、第２の開口と、第１および第２の開口の間に位置付けられる弁開口とを含む、スプールと、弁開口における流体圧力に応じて、閉塞要素が、流体を弁開口から内部室へと流すために中心軸に向かって撓むと共に、内部室における流体圧力に応じて、閉塞要素が、弁開口を閉塞し、内部室から弁開口へと流体が流れるのを防ぐために中心軸から離れる方へと撓むように、閉塞要素の内面が内部室に露出されると共に、閉塞要素の外面が弁開口に露出される状態でスプールの内部室に配置される前述したような弁とを備える。スプールは、スプールの第２の開口が筐体の遅角ポートと連通している遅角位置であって、進角室から遅角室への流体の流れを許容するが、遅角室から進角室への流体の流れを防ぐために、スプールの弁開口が筐体の進角ポートと連通している、遅角位置と、スプールの第１の開口が筐体の進角ポートと連通している進角位置であって、遅角室から進角室への流体の流れを許容するが、進角室から遅角室への流体の流れを防ぐために、スプールの弁開口が筐体の遅角ポートと連通している、進角位置との間で、筐体内で移動可能である。
【００２３】
その閉塞要素または各々の閉塞要素が管状のシェルの周方向に沿って細長い実施形態では、弁開口は、管状のシェルの周方向において細長くてもよい。このようにして、開口は、開口を通る流体のより大きな流れを可能にする楕円形の断面を有してもよい。
【００２４】
スプールは流体入口を備えてもよく、その場合、制御弁は、閉塞要素の内面が内部室において流体に露出され、閉塞要素の外面が流体入口において流体に露出されるように、スプールの内部室と流体入口との間に設けられる前述したようなさらなる弁を備えてもよく、それによって、閉塞要素は、流体を流体入口からスプールの内部室へと流すために、流体入口における流体圧力に応じて中心軸に向かって撓むことができ、内部室から流体入口へと流体が流れるのを防ぐために、内部室における流体圧力に応じて流体入口を閉塞するように中心軸から離れる方へと撓むことができる。このようにして、弁はエンジンへの流体の逆流を防止するために使用されてもよい。
【００２５】
本出願の範囲内において、前の段落、請求項、ならびに／または以下の記載および図面において提示されている様々な態様、実施形態、例、および代替、特に、それらの個別の特徴は、独立して、または、任意の組み合わせで使用され得ることは、明示的に予想される。つまり、任意の実施形態または態様のすべての実施形態および／または特徴は、このような特徴が両立しない場合を除いて、任意の方法および／または組み合わせで組み合わせられ得る。
【００２６】
これより本発明の１つまたは複数の実施形態が、添付の図面を参照して、単に例として、記載される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の逆止弁が使用され得るオイル制御弁によって制御されるカム位相器組立体の斜視図である。
【図２】オイル制御弁のスプールが第１の位置にある状態での、本発明の逆止弁を組み込んでいる埋め込みオイル制御弁を伴うボルトの断面図である。
【図３】本発明の実施形態による逆止弁の斜視図である。
【図４】本発明の実施形態による逆止弁の正面図である。
【図５】本発明の実施形態による逆止弁の端面図である。
【図６】逆止弁の閉塞要素が弁の中心軸Ａに向かって変位されている状態での、図３の逆止弁の斜視図である。
【図７】逆止弁の閉塞要素が弁の中心軸Ａに向かって変位されている状態での、図３の逆止弁の端面図である。
【図８】流体圧力が閉塞要素の内面に発揮されるときの流体の漏れを指示している閉塞要素の斜視図である。
【図９】流体圧力が閉塞要素の内面に発揮されるときの流体の漏れを指示している閉塞要素の端面図である。
【図１０】流体圧力が閉塞要素の外面に発揮されるときの流体の流れを指示している閉塞要素の斜視図である。
【図１１】流体圧力が閉塞要素の外面に発揮されるときの流体の流れを指示している閉塞要素の端面図である。
【図１２】遅角位置に配置されている制御弁の断面図である。
【図１３】進角位置に配置されている制御弁の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１はカム位相器組立体１０を示している。カム位相器組立体１０は、カムシャフト１４を駆動するカム位相器１２を備えている。カム位相器１２の内部には２つの室、すなわち、進角室と遅角室とがある（見ることはできない）。ボルト１６が、カムシャフトの回転の軸においてカム位相器組立体１０に組み込まれている。オイル制御弁（ＯＣＶ）２０の形態での制御弁が、ボルト１６に組み込まれており、カム位相器１２を進角方向または遅角方向に回転させるために、カム位相器１２の進角室と遅角室との間の液体の流れを制御する。
【００２９】
図２は、ボルト１６と、組み込まれたＯＣＶ２０とを示している。ＯＣＶ２０は、この場合にはボルト１６によって定められ、内部空洞２４を有する筐体２２を備えている。径方向の開口のセット２６、２８、３０、３２は、内部空洞２４へと開放するポートを定めている。この例では、各々のセットは３つの径方向の開口を備えている。進角ポート２６はカム位相器１２の進角室につながっており、遅角ポート２８はカム位相器１２の遅角室につながっている。オイルポート３０は、高圧オイルをエンジンから受け入れるために、エンジンオイル供給へとつながっている。通気ポート３２は通気口またはドレンに接続される。
【００３０】
スプール３４が筐体２２の内部空洞２４に往復動するように受け入れられている。スプール３４は、内部室３８を定める本体３６を備えている。内部室３８は実質的に円形の断面のものである。径方向の開口のセット４０、４２、４４、４６は、内部室３８をスプール３４の外部へと連結し、この例では、各々のセットは、ＯＣＶ２０の筐体２２における開口の数に対応するために、３つの開口を備えている。スプール３４の径方向の開口４０、４２、４４、４６は、筐体の径方向の開口２６、２８、３０、３２と連通するように配置されており、そのため、進角室と遅角室との往来、および、スプール３４とエンジンオイル供給とドレンとの間でのオイルの流路を提供する。
【００３１】
より詳細には、第１の径方向の開口４０のセットが、筐体２２のオイルポート３０から離れている端に向かって、図２に示しているようにスプール３４の最も左側に設けられている。第１の開口４０は筐体２２の進角ポート２６と連通できる。スプール３４における径方向の開口４２の第２のセットは、筐体２２の遅角ポート２８と連通できる。第１の開口４０と第２の開口４２との間には、進角ポート２６または遅角ポート２８のいずれかと連通するように配置され得る径方向の弁開口４４のセットがある。第１の開口４０、第２の開口４２、および弁開口４４の右には、筐体２２のオイルポート３０と連通するオイル入口４６のセットがある。
【００３２】
筐体２２における開口４０、４２、４４、４６は、周方向において各々細長くなっている。このようにして、開口４０、４２、４４、４６は実質的に楕円の断面を各々有している。この楕円の断面は、円形の開口よりも大きな流路面積を可能にし、したがって、開口を通る流体のより大きな流れを可能にする。
【００３３】
弁開口４４およびオイル入口４６には弁６０が各々設けられている。弁６０は、概して管状であり、弁６０の外面６２がスプール３４の内面４８に当接するように、スプール３４の内部室３８に位置付けられる。弁６０は、流体をスプール３４の内部室３８へと流すことは許容するが、スプール３４の内部室３８から外へと流体が流れるのを防ぐ一方向性の弁である。そのため、弁開口４４およびオイル入口４６は入口として作用するだけであり、一方、弁を有していない第１の開口４０および第２の開口４２は、入口と出口との両方として作用できる。
【００３４】
ここで、図３、図４、および図５を参照して弁６０をより詳細に記載する。
【００３５】
弁６０は、管状のシェルを定める本体６４を備えている。この例では、管状のシェルは円筒形であり、シェルはおおよそ０．１ｍｍおよびおおよそ１０ｍｍの厚さを有する。シェル６４は内部空間６６を包囲している。シェル６４の端６８、７０は開放しており、中心軸Ａは開放端６８、７０の間で延びている。端６８、７０が開放しているため、オイルは、シェル６４を中心軸Ａと概して平行な方向で通って流れることができる。
【００３６】
シェル６４は、基部７２と、複数の閉塞要素７４と、各々の閉塞要素７４を基部７２に連結する複数の連結部７６とを備えている。連結部７６は柔軟性であり、そのため閉塞要素７４は、シェル６４の中心軸Ａに向かって、および、その中心軸Ａから離れる方へと撓むことができる。この実施形態では、基部７２、閉塞要素７４、および連結部７６は互いと一体である。シェルは、例えば、鋼鉄などの適切な材料の円筒形のシェルを、レーザー切断によってなど、切断することによって形成できる、または、シェルは、任意の他の適切な方法によって、もしくは、任意の他の適切な材料から形成されてもよい。
【００３７】
閉塞要素７４は、円筒形の周りで周方向に湾曲するペタルである。閉塞要素７４は、弁６０の内部空間６６に露出される内面８２と、シェル６４を包囲する弁６０の外部に露出される外面８４とを有する。各々の閉塞要素７４は、弁開口４４とスプール３４の流体入口４６との断面を模した楕円の形を定めるために、周方向で細長くなっている。具体的には、各々の閉塞要素７４は、弁開口４４または流体入口４６の断面より若干大きい設置面積を有する。
【００３８】
基部７２は、周縁を定めるためにシェルの開放端６８、７０を包囲する帯片７８、８０によって構成されている。第１の帯片７８は第１の開放端６８を包囲しており、第２の帯片８０は第２の開放端７０を包囲している。第１の端６８では、タブ８６が第１の帯片７８から延びている。使用中、タブ８６は、閉塞要素７４と弁開口４４との間の位置合わせおよび配向を固定する位置合わせ特徴部として作用する。
【００３９】
各々の連結要素７６は、閉塞要素７４と基部７２との間に延びる一対のバネアーム８８、９０によって定められている。バネアーム８８、９０は、この場合には図３に示しているような閉塞要素７４の左へと、シェル６４の周囲の周りの同じ後ろ方向で、閉塞要素の後端９１から離れる方へと延びている。このようにして、バネアーム７６は、円弧を定めるために、周方向でシェルの円筒の周りに湾曲されている。
【００４０】
バネアーム８８、９０は、閉塞要素７４から離れる方へと延びるにつれて分岐している。第１のバネアーム８８は、第１の帯片７８とぶつかるようにシェル６４の第１の開放端６８に向かって延びており、第２のバネアーム９０は、第２の帯片８０とぶつかるようにシェル６４の第２の開放端７０に向かって延びている。開口９２、９４がバネアーム８８、９０と帯片７８、８０との間に定められている。
【００４１】
バネアーム８８、９０は細長く、おおよそ帯片７８、８０と同じ幅のものである。アームの細長さのため、大きな開口９６が、各々の対のバネアーム８８、９０の間に定められている。
【００４２】
閉塞要素７４は、シェル６４の周方向に沿って位置合わせされる。間隔９８が、隣接する閉塞要素の間に設けられている。各々の閉塞要素７４は、隣接する閉塞要素７４のバネアーム８８、９０の間で入れ子にされるように、隣接する閉塞要素に連結されるバネアーム８８、９０の間における開口９６に重なって位置付けられている。
【００４３】
前記別の方法で、各々のバネアーム８８、９０は、バネアーム８８、９０が、後方の隣接する閉塞要素７４の傍らにおいて、その後方の閉塞要素７４とそれぞれの帯片７８、８０との間に延びるだけの十分な長さに沿って、その閉塞要素７４から離れる方へ後方に延びている。この例では、各々のバネアーム８８、９０は、その後方の隣接する閉塞要素７４の後端９１とおおよそ一致する位置において、それぞれの帯片７８、８０とぶつかっている。この入れ子の構成は、他の方法で可能であるよりも長いバネアーム８８、９０を可能とし、これは、閉塞要素７４のより容易な撓みを可能とする。
【００４４】
閉塞要素７４に作用する圧力がない場合、閉塞要素は、図３、図４、および図５に示した位置へと付勢され、その場合、閉塞要素７４、基部７２、およびバネアーム８８、９０は互いと実質的に同一面に位置する。
【００４５】
図６および図７は、閉塞要素７４がシェル６４の中心軸Ａに向かって撓むときの弁６０を示している。この撓みは、例えば流体圧力といった圧力を閉塞要素の外面８４に加え、そのときに閉塞要素７４が中心軸Ａに向かってバネアーム８８、９０のバネ力に抗して撓むことで達成することができる。
【００４６】
閉塞要素７４の撓みはバネアーム８８、９０の撓みを引き起こす。バネアーム８８、９０は、それらが帯片７８、８０に連結する位置の周りで旋回する。バネアーム７６が撓み、閉塞要素７４が中心軸Ａに向かって移動するにつれて、バネアーム７６によって定められる円弧の湾曲は増加する。したがって、閉塞要素７４が中心軸Ａに向かって撓むとき、バネアームはよりきつく効果的に丸くなる。このようにして、バネアーム８８、９０から最も遠くにある閉塞要素７４の前端１００が、中心軸に向かって最も大きい量で撓む。
【００４７】
圧力が除かれるとき、閉塞要素７４はシェルの中心軸Ａから離れる方へと変位され、バネアーム７６によって定められた円弧の湾曲は、閉塞要素７４が図３、図４、および図５に示した構成へと戻るまで再び低減する。
【００４８】
図２に戻って参照すると、弁６０がＯＣＶ２０に組み込まれるとき、閉塞要素７４は、各々の閉塞要素７４が弁開口４４または流体入口４６に隣接して配置されるようにスプール３４内に位置決めされる。このようにして、各々の閉塞要素７４の内面は、スプール３４の内部室３８における流体に露出され、各々の閉塞要素７４の外面は、弁開口４４または流体入口４６における流体に露出される。
【００４９】
図８、図９、図１０、および図１１は、異なる流れの状況の間の弁開口４４における、ＯＣＶ２０に組み込まれるときの弁６０の構成を示している。
【００５０】
図８および図９では、スプールの弁開口４４においてではなくスプールの内部室３８において、より大きな液体の圧力がある。これは、例えば、流体がボルトの内部空間へと注入され、したがって、オイル入口（図８および図９では見ることができない）を介してスプールへと注入されているためであり得る。この場合、内部室３８における流体は、閉塞要素７４の内面８２に正味の圧力を発揮する。この正味の圧力は、閉塞要素７４を、弁６０の中心軸Ａから離れる方へと、スプール３４における弁開口４４に向かって撓ませる。閉塞要素７４が弁開口４４の断面より若干大きい設置面積を有するため、閉塞要素７４は、弁開口４４を包囲するスプール３４の内面４８に当接して弁開口４４を閉塞する。図８および図９における流線から分かるように、閉塞要素７４がこの位置にある状態では、少量の流体漏れしか弁出口４４から流れ出ることができない。
【００５１】
図１０および図１１では、スプール３４の弁開口４４においてではなくスプールの内部室３８において、より小さい液体の圧力がある。これは、例えば、流体がＯＣＶの内部空間から外に方向付けられ、したがって、ドレンを介してスプールから外に方向付けられているためであり得る。この場合、弁開口４４における流体は、閉塞要素７４の外面８４に正味の圧力を発揮する。この正味の圧力は、閉塞要素７４を中心軸Ａに向かって撓ませる。
【００５２】
図１０および図１１における流線によって示されているように、シェル６４における間隔および開口は、流体が中心軸Ａに対して横方向に弁開口４４から外へ流れてシェル６４を貫流することを可能にし、そのため流体はシェル６４の内部空間に入ることができる。したがって、流体は、スプール３４の弁開口４４からシェル６４の内部空間６６へと流れることができる。
【００５３】
図１２および図１３は、ＯＣＶ２０で使用されるときのスプール３４および弁６０を示している。
【００５４】
スプール３４は、筐体２２内において、図１２に示した遅角位置と図１３に示した進角位置との間で移動可能である。
【００５５】
遅角位置では、スプール３４の弁開口４４は筐体２２の進角ポート２６と連通しており、スプール３４の第２の開口４２は筐体２２の遅角ポート２８と連通している。そのため、弁６０は進角ポート２６と位置合わせされており、流体は進角ポート２６からスプール３４へと流れることができるが、スプール３４から進角ポート２６へと流れることはできない。弁を有していないスプール３４の第２の開口４２は遅角ポート２８と位置合わせされ、そのため流体は遅角ポート２８へと自由に流れることができる。このようにして、スプール３４が遅角位置にあるとき、弁６０は、矢印Ｘの方向で進角室から遅角室への流体の流れを許容するが、遅角室から進角室への流体の流れを防ぐ。
【００５６】
進角位置では、スプール３４の弁開口４４は筐体の遅角ポート２８と連通しており、スプール３４の第１の開口４０は筐体２２の進角ポート２６と連通している。そのため、弁６０は遅角ポート２８と位置合わせされており、流体は遅角ポート２８からスプール３４へと流れることができるが、スプール３４から遅角ポート２８へと流れることはできない。弁を有していないスプール３４の第１の開口４０は進角ポート２６と位置合わせされ、そのため流体は進角ポート２６へと自由に流れることができる。このようにして、進角位置は、矢印Ｙの方向で遅角室から進角室への流体の流れを許容するが、進角室から遅角室への流体の流れを防ぐ。
【００５７】
両方の位置において、スプール３４の流体入口４６は筐体２２のオイル入口３０と位置合わせしている。両方の場合で、流体入口４６における弁６０は、オイルをオイル入口３０から流体入口４６を通ってスプール３４の内部室３８へと流すことができるように作用し、スプール３４の内部室３８から流体入口４６を通ってオイル入口３０へと戻り、延いてはエンジンへと戻って流れるオイルを防止する。このようにして、弁６０は、オイルの逆流を防止し、エンジンからのオイル供給における圧力ピークを平衡させる。
【００５８】
したがって、弁６０は、進角ポート２６と遅角ポート２８との間の流体の流れを制御し、エンジンへの流体の逆流を防止するための効果的な手段を提供する。
【００５９】
さらに、弁６０の本体６４が薄い円筒形のシェルから成るため、弁６０は、スプール３４の内部室３８内で非常に小さい大きさの空間しか取らない。具体的には、シェルがとても薄いため、弁６０は、ＯＣＶの直径を増大させない、または、内部室３８の容積と干渉しない。したがって、埋め込まれたＯＣＶ２０を伴うボルトの大きさは従来のＯＣＶと比較して縮小でき、一方、内部室において同じ容積をなおも保持し、そのため埋め込まれたＯＣＶ２０を通る同じ流体の流れをなおも保持する。
【００６０】
スプール３４における細長い開口４０、４２、４４、４６と、弁６０の対応する細長い閉塞要素７４とは、円形の開口によって許容されるよりも、より大きな体積の流体がスプール３４を通って流れることを可能にし、それによって弁の容量をさらに増大させる。
【００６１】
そのため、弁６０は、ＯＣＶを通る大きな流体の流れをなおも許容する特にコンパクトな設計を可能にする。
【００６２】
記載した実施形態では、径方向の開口のセットは３つの開口を備え、弁は対応するように３つの閉塞要素を備えているが、任意の適切な数の開口および閉塞要素が使用できることは、理解されるものである。例えば、開口および閉塞要素の数は、スプールの大きさに応じて変えられてもよい。
【００６３】
前述した管状の弁は、車両の任意の他の制御弁に組み込まれてもよいが、前述した手法で開口を選択的に閉塞するために使用されてもよい。可変カム位相器での使用のためのＯＣＶは、記載した弁の例示の用途として使用されているが、制御弁が可変カム位相器を制御するために使用される必要はないが、他の車両の用途のために使用されてもよいことは、理解されるものである。
【００６４】
本発明は、添付の請求項の範囲から逸脱することなく、多くの代替の形態を取るために変更されてもよいことは、当業者に理解されるものである。
【符号の説明】
【００６５】
１０  カム位相器組立体
１２  カム位相器
１４  カムシャフト
１６  ボルト
２０  オイル制御弁
２２  筐体
２４  内部空洞
２６  進角ポート
２８  遅角ポート
３０  オイルポート、オイル入口
３２  通気ポート
３４  スプール
３６  本体
３８  内部室
４０  第１の径方向の開口
４２  第２の径方向の開口
４４  径方向の弁開口、弁出口
４６  オイル入口、流体入口
４８  内面
６０  弁
６２  外面
６４  本体、シェル
６６  内部空間
６８  第１の開放端
７０  第２の開放端
７２  基部
７４  閉塞要素
７６  連結部、連結要素、バネアーム
７８  第１の帯片
８０  第２の帯片
８２  内面
８４  外面
８６  タブ
８８  第１のバネアーム
９０  第２のバネアーム
９１  後端
９２、９４、９６  開口
９８  間隔
１００  前端
Ａ  中心軸
Ｘ  進角室から遅角室への流体の流れ
Ｙ  遅角室から進角室への流体の流れ
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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