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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ölstrom-Steuerventil (nachfolgend als "OCV" bezeichnet), in
dem der Ölstrom
von einem auf einen anderen umgeschaltet wird, indem ein Elektromagnet-Aktuator
betätigt
wird. Insbesondere befasst sich die vorliegende Erfindung mit einer
Technik, beispielsweise zur Verwendung in einer variablen Ventilzeitsteuervorrichtung
(nachfolgend als "VVT" bezeichnet), in
der eine Vorstellphase einer Nockenwelle durch einen Öldruck variiert
werden kann.
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Gemäß dem OCV,
das in JP-2001-187979 A offenbart ist, wird ein Schieber eines Schieberventils mittels
eines Elektromagnet-Aktuators axial versetzt, um ein Umschalten
von Eingangs-/Ausgangs-Öffnungen,
die in einer Hülse
ausgebildet sind, umzuschalten.
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Der
Elektromagnet-Aktuator ist an einem Stator (ein Element zum magnetischen
Anziehen eines Kolbens) eines Kolbens mit einer ersten Volumenveränderungskammer
versehen und ist außerdem
an einer zur ersten Volumenveränderungskammer
des Kolbens gegenüberliegenden
Seite mit einer zweiten Volumenveränderungskammer versehen.
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Andererseits
ist das Schieberventil auf der Elektromagnet-Aktuator-Seite des Schiebers mit einer
dritten Volumenveränderungskammer
versehen und ist außerdem
auf einer gegenüberliegenden
Seite der dritten Volumenveränderungskammer
der Hülse
mit einer vierten Volumenveränderungskammer versehen.
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Der
Kolben und der Schieber sind so angepasst, dass sie einstückig axial
versetzt werden. Solch ein axialer Versatz des Kolbens und des Schiebers
verursacht eine Volumenveränderung
der ersten bis vierten Volumenveränderungskammer. Eine oder mehre
Lüftungslöcher, die
mit einer externen Ölbahn
in Verbindung stehen, sind in der Hülse ausgebildet. Das Lüftungsloch/die
Lüftungslöcher und
die erste bis vierte Volumenveränderungskammer
stehen miteinander durch einen Lüftungskanal
in Verbindung. Mit dem Lüftungsloch
und dem Lüftungskanal
kann Öl
zu der ersten bis vierten Volumenveränderungskammer zugeführt werden,
wodurch der Kolben und der Schieber axial bewegt werden können.
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Wie
vorstehend beschrieben, wird Öl
auf die Bewegung des Kolbens und des Schiebers hin durch das Lüftungsloch
und den Lüftungskanal
zu der ersten bis vierten Volumenveränderungskammer zugeführt oder
abgeführt.
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In
Folge dessen werden Fremdmaterialien (Abnutzungsstaub usw.), die
in dem Öl
enthalten sind, zusammen mit dem Öl in die erste bis vierte Volumenveränderungskammer
getragen.
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Die
erste und zweite Volumenveränderungskammer
ist in dem Innenraum des Elektromagnet-Aktuators ausgebildet und
wenn magnetische Fremdmaterialien (z.B. Eisenstaub und Eisenstücke) in
beide Kammern kommen, können
sie einen Teil eines magnetischen Kreislaufs bilden. Wenn dies passiert,
verliert der Magnetismus, der auf den Kolben wirkt, sein Gleichgewicht
und eine Kraft wirkt auf den Kolben in einer Richtung senkrecht
zur Achse des Kolbens. In Folge dessen gleitet der Kolben stark
gegen ein Element (z.B. eine Manschettenführung als Öldichtung), das um den Kolben
herum angeordnet ist und seine Bewegung in der Axialrichtung wird
gestört
mit einer Wahrscheinlichkeit, dass Eigenschaften, die von dem OCV
gefordert werden, nicht mehr erreichbar sind.
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Selbst
ein Fremdmaterial, das kein magnetisches Fremdmaterial ist, kann
in der ersten und zweiten Volumenveränderungskammer angelagert werden
und die Bewegung des Kolbens stören,
wodurch wahrscheinlich das OCV betriebsunwirksam wird.
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Die
vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des vorstehenden Problems
erreicht und es ist eine Aufgabe der Erfindung ein OCV bereitzustellen, das
in der Lage ist, die Menge an Fremdmaterial, das in die erste und
zweite Volumenveränderungskammer
(beidseitige Kammern, die axial bezüglich des Kolbens ausgebildet
sind), die in dem Innenraum des Elektromagnet-Aktuators ausgebildet
sind, zu vermindern oder in der Lage ist, das Eindringen von Fremdmaterial
in diese Kammern zu verhindern.
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Das
erfindungsgemäße OCV hat
einen Elektromagnet-Aktuator mit einer Spule, einem Kolben und einem
Stator, einem Schieberventil mit einer Hülse und einem Schieber, einem
Schaft zum Verriegeln des Kolbens und des Schiebers miteinander
und eine Drängeinrichtung
zum Drängen
des Kolbens und des Schiebers auf eine Seite (eine Seite, die sich
von der magnetischen Anziehungsrichtung des Kolbens unterscheidet).
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Der
Elektromagnet-Aktuator hat eine erste und zweite Volumenveränderungskammer
an beiden Axialenden des Kolbens. Das Schieberventil hat eine dritte
und vierte Volumenveränderungskammer
an beiden Axialenden des Schiebers. Die Hülse hat ein Lüftungsloch,
welches mit einer externen Ölbahn
in Verbindung steht.
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Die
erste und zweite Volumenveränderungskammer
erstreckt sich durch zumindest den Innenraum des Schafts und des
Innenraums des Kolbens hindurch, um mit dem Lüftungsloch in Verbindung zu stehen.
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1 ist
eine Axial-Schnittansicht eines OCV;
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2A und 2B sind
Schnittansichten eines Kolbens in einer Richtung orthogonal zu einer Axialrichtung
des Kolbens;
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3 ist
ein schematisches Schaubild der VVT;
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4 ist
eine Axial-Schnittansicht des OCV;
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5A, 5B und 5C sind
Schnittansichten eines Bunds in einer Richtung orthogonal zu einer
Axialrichtung des Bunds; und
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6 ist
eine Axial-Schnittansicht des OCV.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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Ein
erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
wird nachfolgend detailliert unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben. 1 ist eine
Schnittansicht des OCV und 3 ist ein
schematisches Schaubild der VVT, bei der das OCV verwendet wird.
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Zunächst wird
die VVT unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
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Die
VVT, die in dem ersten Ausführungsbeispiel
verwendet wird, ist an eine Nockenwelle (irgendeine Nockenwelle
für Einlassventile,
eine Nockenwelle für
Auslassventile oder eine Nockenwelle für sowohl Einlass- als auch
Auslassventile) in einem Verbrennungsmotor (nachfolgend einfach
als "Motor" bezeichnet) montiert
und führt
die Ventil-Öffnungs-/Schließ-Zeitsteuerung
kontinuierlich variabel durch.
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Die
VVT wird von einem VCT 1, einem Hydraulikschaltkreis 3 mit
einem OCV 2 und einer ECU (Motorsteuereinheit) 4 zum
Steuern des OCV 2 gebildet.
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Das
VCT 1 hat ein Schuhgehäuse 5 (entspricht
einem Antriebsdrehelement), das synchron mit einer Kurbelwelle des
Motors gedreht wird und einen Flügelrotor 6 (entspricht
einem angetriebenen Drehelement), der bezüglich des Schuhgehäuses 5 relativ
drehbar vorgesehen ist und der so angepasst ist, dass er einstückig mit
der Nockenwelle dreht. Der Flügelrotor 6 wird
bezüglich
des Schuhgehäuses 5 relativ
gedreht und zwar mittels eines Hydraulikaktuators, der in dem Schuhgehäuse 5 ausgebildet
ist, wodurch die Nockenwelle veranlasst wird, sich entweder auf
eine Vorstellseite oder eine Verzögerungsseite zu verändern.
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Das
Schuhgehäuse 5 ist
mit Bolzen oder dergleichen mit einem Zahnrad verbunden, welches
an eine Motorkurbelwelle montiert ist und welches mittels eines
Zahnriemens oder einer Zahnkette gedreht wird. Folglich dreht das
Schuhgehäuse 5 einstückig mit
dem Zahnrad. Wie in 3 dargestellt, ist eine Vielzahl
(drei in diesem Ausführungsbeispiel)
von im Wesentlichen abschnittsförmigen
konkaven Abschnitten 7 in dem Innenraum des Schuhgehäuses 5 ausgebildet.
Das Schuhgehäuse 5 dreht
in der Uhrzeigersinnrichtung in 3 und diese
Drehrichtung ist eine Vorstellrichtung.
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Andererseits
ist der Flügelrotor 6 an
einem Endabschnitt der Nockenwelle unter Verwendung eines Positionierungsstiftes
oder dergleichen positioniert und ist unter Verwendung von Bolzen
oder dergleichen an den Nockenwellenendabschnitt fixiert. Somit
dreht der Flügelrotor 6 einstückig mit
der Nockenwelle.
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Der
Flügelrotor 6 ist
mit Flügeln 6a versehen. Jeder
Flügel 6a teilt
den Innenraum des entsprechenden konkaven Abschnittes 7 in
eine Vorstellkammer 7a und eine Verzögerungskammer 7b.
Der Flügelrotor 6 ist
so angeordnet, dass er innerhalb eines vorherbestimmten Winkelbereichs
relativ zum Schuhgehäuse 5 drehbar
ist.
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Die
Vorstellkammer 7a ist eine Ölkammer zum hydraulischen Betätigen der
Flügel 6a hin
zur Vorstellseite und ist innerhalb des zugehörigen konkaven Abschnitts 7 auf
der Seite gegenüberliegend zur
Drehrichtung des Flügels 6a ausgebildet.
Umgekehrt ist die Verzögerungskammer 7b eine Ölkammer
zum hydraulischen Betätigen
des Flügels 6a zur Verzögerungsseite.
Die Kammern 7a und 7b werden durch ein Abdichtelement 8 oder
dergleichen flüssigkeitsdicht
gehalten.
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Der
Hydraulikkreis 3 ist eine Einrichtung zum Zuführen von Öl zu den
Vorstellkammern 7a und zu den Verzögerungskammern 7b,
was eine Differenz im Öldruck
zwischen jeder Vorstellkammer 7a und der zugehörigen Verzögerungskammer 7b verursacht
und wodurch der Flügelrotor 6 veranlasst
wird, sich relativ bezüglich
des Schuhgehäuses 5 zu
drehen. Der Hydraulikkreis 3 hat eine Ölpumpe 9, die durch
die Kurbelwelle und das OCV 2 betrieben wird, das von der Ölpumpe 9 unter
Druck eingespeistes Öl wahlweise
in die Vorstellkammern 7a und die Verzögerungskammern 7b zuführt.
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Das
OCV 2 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.
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Das
OCV 2 hat ein Schieberventil 10 mit einer Hülse 11 und
einem Schieber 12 sowie einem Elektromagnet-Aktuator 13,
um den Schieber 12 axial zu betätigen.
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Die
Hülse 11 ist
im Wesentlichen in einer Zylinderform ausgebildet und mehrere Eingangs-/Ausgangs-Öffnungen
sind darin ausgebildet. Genauer ist eine Einsetzbohrung 11a zum
gleitfähigen
axialen Unterstützen
des Schiebers 12, eine Öldruckzuführöffnung 11b,
die mit einer Ölabführöffnung der Ölpumpe 9 in
Verbindung steht, eine Vorstellkammerverbindungsöffnung 11c, die mit
der Vorstellkammer 7a in Verbindung steht, eine Verzögerungskammerverbindungsöffnung 11d,
die mit der Verzögerungskammer 7b in
Verbindung steht und eine Ablassöffnung 11e zum
Zurückbefördern des Öls in eine Ölwanne 9a,
in der in diesem ersten Ausführungsbeispiel
verwendeten Hülse 11 ausgebildet.
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Die Öldruckzuführöffnung 11b,
die Vorstellkammerverbindungsöffnung 11c und
die Verzögerungskammerverbindungsöffnung 11d sind
Löcher, die
in einer Seitenfläche
der Hülse 11 ausgebildet sind.
Die Ablassöffnung 11e,
die Vorstellkammerverbindungsöffnung 11c,
die Öldruckzuführöffnung 11b, die
Verzögerungskammerverbindungsöffnung 11d und
die Ablassöffnung 11e sind
von der linken Seite (gegenüberliegende
Seite zur Spule) zur rechten Seite (Spulenseite) ausgebildet.
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Der
Schieber 12 hat vier Großdurchmesser-Abschnitte 12a (Stege)
als Öffnungsverschlussabschnitte,
von denen jeder einen Durchmesser hat, der im Wesentlichen gleich
zum Innendurchmesser der Hülse 11 (der
Durchmesser der Einsetzbohrung 11a) ist.
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Zwischen
benachbarten Großdurchmesser-Abschnitten 12a sind
ein Kleindurchmesser-Abschnitt 12b zum Ablassen der Vorstellkammer,
wobei der Kleindurchmesser-Abschnitt so ausgebildet ist, dass er
den Verbindungszustand der Vielzahl an Eingangs-/Ausgangs-Öffnungen
(11b bis 11e) entsprechend einer axialen Position
des Schiebers 12 verändert,
ein Kleindurchmesser-Abschnitt 12c zum Zuführen von Öldruck und
ein Kleindurchmesser-Abschnitt 12d zum Ablassen der Verzögerungskammer ausgebildet.
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Der
Kleindurchmesser-Abschnitt 12b zum Ablassen der Vorstellkammer
ist zum Ablassen von Öldruck
von der Vorstellkammer 7a während der Öldruck zur Verzögerungskammer 7b zugeführt wird. Der
Kleindurchmesser-Abschnitt 12c zum
Zuführen von Öldruck ist
zum Zuführen
von Öldruck
zur Vorstellkammer 7a oder der Verzögerungskammer 7b. Der
Kleindurchmesser-Abschnitt 12d zum Ablassen der Verzögerungskammer
ist zum Ablassen von Öldruck
von der Verzögerungskammer 7b während der Öldruck zur
Vorstellkammer 7a zugeführt
wird.
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Der
Elektromagnet-Aktuator 13 hat einen Kolben 15,
einen Stator 16, eine Spule 17, ein Joch 18 und
einen Anschluss 19.
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Der
Kolben 15 ist aus einem magnetischen Metall (z.B. Eisen:
ein ferromagnetisches Material, das einen Magnetkreislauf bildet),
das magnetisch durch den Stator 16 angezogen wird. Der
Kolben 15 wird an einer Position in dem Stator 16 axial
gleitfähig unterstützt (insbesondere
in einer Manschettenführung 24 als Öldichtung).
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Der
Stator 16 ist aus einem magnetischen Metall (z.B. Eisen:
einem ferromagnetischen Material, das einen Magnetkreislauf bildet)
ausgebildet und hat einen Scheibenabschnitt 16a, der zwischen
der Hülse 11 und
der Spule 17 aufgenommen ist und einen zylindrischen Abschnitt 16b,
der einen magnetischen Fluss des Scheibenabschnitts 16a bis
in die Nähe
des Kolbens 15 leitet. Eine Hauptspalte MG (eine magnetische
Anziehungsspalte) ist zwischen dem Kolben 15 und dem zylindrischen
Abschnitt 16b ausgebildet.
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Ein
konkaver Abschnitt 16c, in den ein Endabschnitt des Kolbens 15 kontaktlos
eingefügt
wird, ist in einem Ende des zylindrischen Abschnitts 16b ausgebildet.
Der konkave Abschnitt 16c ist so ausgebildet, dass, wenn
der Kolben 15 in den Innenraum des konkaven Abschnitts 16c eintritt
und zu einem Endabschnitt des Stators 16 angezogen wird,
der Kolben 15 und der Stator 16 teilweise und
axial einander kreuzen. Das Ende des zylindrischen Abschnitts 16b ist
bei 16d so geneigt, dass die magnetische Anziehung sich
nicht relativ zu einem Hubbetrag des Kolbens 15 ändert.
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Die
Spule 17 ist eine Magnetismuserzeugungseinrichtung, welche
eine magnetische Kraft erzeugt, wenn sie mit Energie beaufschlagt
wird, um den Kolben 15 zum Stator 16 magnetisch
anzuziehen. Die Spule 17 hat eine große Anzahl an Isolierdrähten und
ist um einen Harzspulenkörper 17a gewickelt.
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Das
Joch 18 ist aus einem magnetischen Metall (z.B. Eiseneinem
ferromagnetischen Material, das einen magnetischen Kreislauf bildet)
ausgebildet und hat einen inneren Zylinderabschnitt 18a,
der den Kolben 15 um den Kolben herum umgibt und einen äußeren Zylinderabschnitt 18b,
der die Spule 17 um die Spule herum umgibt. Durch Stemmen
eines Klinkenabschnitts, der auf der rechten Seite in 1 ausgebildet
ist, wird das Joch 18 mit der Hülse 11 verbunden.
Der innere Zylinderabschnitt 18a gibt einen magnetischen
Fluss zum Kolben 15 ab und empfängt diesen von dem Kolben 15.
Eine Seitenspalte SG (eine Magnetflusslieferspalte) ist zwischen
dem Kolben 15 und dem inneren Zylinderabschnitt 18a ausgebildet.
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Der
Anschluss 19 ist eine Verbindungseinrichtung zum Herstellen
einer elektrischen Verbindung zur ECU 4 mittels einer Verbindungsleitung.
Ein Anschluss 19 hat Anschlussstücke 19a, die jeweils mit
beiden Enden der Spule 17 verbunden sind.
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Das
OCV 2 hat einen Schaft 21, der eine Linksbewegung
in 1 des Kolbens 15 zum Schieber 12 überträgt und außerdem eine
Rechtsbewegung in 1 des Schiebers 12 zum
Kolben 15 überträgt und hat
des Weiteren eine Feder 22 (Drängeinrichtung), um den Schieber 12 und
den Kolben 15 in eine Richtung (rechts in 1)
zu drängen,
in welche der gegenseitige Abstand zwischen Kolben 15 und Stator 16 größer wird.
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Der
Schaft 21 wird durch eine Innenperipheriefläche des
zylindrischen Bunds 20, der in dem Scheibenabschnitt 16a des
Stators 16 angeordnet ist in der Axialrichtung bewegbar
unterstützt.
Ein Ende des Schafts 21 stößt gegen den Schieber 12 an,
während
dessen gegenüberliegendes
Ende gegen den Kolben 15 anstößt.
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Obwohl
in diesem ersten Ausführungsbeispiel
ein Beispiel gezeigt ist, in dem der Schaft 21 und der
Schieber 12 aneinander anstoßen, können beide durch Presspassung
oder dergleichen aneinander fixiert sein. Ebenso, obwohl außerdem ein
Beispiel dargestellt ist, bei dem der Schaft 21 und der Kolben 15 gegeneinander
anstoßen,
können
beide durch Presspassung oder dergleichen aneinander fixiert sein.
Natürlich
kann der Schaft 21 sowohl an den Schieber 12 als
auch an den Kolben 15 fixiert sein.
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Obwohl
in dem veranschaulichten Beispiel die Feder 22 an einem
Ende des Schiebers 12 auf der gegenüberliegenden Seite zur Spule
(linke Seite in 1) angeordnet ist, um den Schieber 12 nach rechts
in 1 zu drängen,
kann die Feder 22 in einer anderen Position angeordnet
werden, insofern der Schieber 12 und der Kolben 15 an
den Schaft 21 fixiert sind. Beispielsweise kann die Feder 22 zwischen
dem Stator 16 und dem Kolben 15 angeordnet sein,
um den Kolben 15 nach rechts in 1 zu drängen.
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Wenn
die Spule 17 abgeschaltet wird, werden in dem OCV 2 der
Schieber 12 und der Kolben 15 mit der Drängkraft
der Feder 22 hin zur Spule (nach rechts in 1)
versetzt und kommen zum Stillstand.
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In
diesem stillstehenden Zustand wird eine maximale Spalte der Hauptspalte
MG bestimmt und die Positionierung des Schiebers 12 relativ
zur Hülse 11 wird
durchgeführt.
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Die
Bezugsnummer 23, die in 1 dargestellt
ist, kennzeichnet einen O-Ring zum Abdichten.
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Der
Schaft 21 ist einstückig
mit dem Schieber 12 oder dem Kolben 15 ausgebildet.
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Die
ECU führt
eine Tastverhältnis-Steuerung durch,
um den Betrag an elektrischem Strom (nachfolgend als "Versorgungsstromquantität" bezeichnet), der
an die Spule 17 in dem Elektromagnet-Aktuator 13 zuzuführen ist,
zu steuern. Durch Steuern der Zuführstromquantität für die Spule 17 wird
eine Axialposition des Schiebers 12 linear gesteuert und
in den Vorstellkammern 7a und den Verzögerungskammern 7b wird
ein Hydraulikdruck entsprechend einem Betriebszustand des Motors
erzeugt, um die Vorstellposition der Nockenwelle zu steuern.
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Zum
Vorstellen der Nockenwelle entsprechend einem Betriebszustand des
Fahrzeugs, erhöht die
ECU 4 die Versorgungsstromquantität für die Spule 17. Mit
der Erhöhung
der Versorgungsstromquantität
erhöht
sich die magnetische Kraft, welche die Spule 17 erzeugt
und sowohl der Kolben 15 als auch der Schieber 12 bewegen
sich auf die Seite gegenüberliegend
zur Spule (links in 1: Vorstellseite). In Folge
dessen erhöht
sich ein Durchgangsverhältnis
zwischen der Öldruckzuführöffnung 11b und der
Vorstellkammerverbindungsöffnung 11c und
gleiches passiert mit dem Durchgangsverhältnis zwischen der Verzögerungskammerverbindungsöffnung 11d und
der Ablassöffnung 11e.
In Folge dessen erhöht
sich der Öldruck
in der Vorstellkammer 7a, während der Öldruck in der Verzögerungskammer 7b abnimmt,
so dass der Flügelrotor 6 relativ
zur Vorstellseite bezüglich
des Schuhgehäuses 5 versetzt
wird und die Nockenwelle vorgestellt wird.
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Umgekehrt
verringert, zum Verzögern
der Nockenwelle entsprechend dem zum Betriebszustand des Fahrzeugs,
die ECU 4 die Versorgungsstromquantität für die Spule 17. Mit
der Verringerung der Versorgungsstromquantität verringert sich die magnetische
Kraft, welche die Spule 17 erzeugt und sowohl der Kolben 15 als
auch der Schieber 12 bewegen sich hin zur Spule (rechts
in 1: Verzögerungsseite).
In Folge dessen erhöht
sich ein Durchgangsverhältnis
zwischen der Öldruckzuführöffnung 11b und
der Verzögerungskammerverbindungsöffnung 11d und
das gleiche passiert beim Durchgangsverhältnis zwischen der Vorstellkammerverbindungsöffnung 11c und
der Ablassöffnung 11e.
In Folge dessen erhöht
sich der Öldruck
in der Verzögerungskammer 7b während der Öldruck in
der Vorstellkammer 7a abnimmt, so dass der Flügelrotor 6 bezüglich des Schuhgehäuses 5 relativ
zur Verzögerungsseite
versetzt wird und die Nockenwelle 5 verzögert wird.
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Da
sich der Kolben 15 im Innenraum des Elektromagnet-Aktuators 13 axial
bewegt, sind Volumenveränderungskammern
an beiden Axialseiten des Kolbens ausgebildet und so ausgebildet,
dass sie mit der Bewegung des Kolbens 15 ihr Volumen verändern.
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Die
Volumenveränderungskammer,
die auf der Statorseite (linke Seite in 1) des Kolbens 15 ausgebildet
ist, ist als erste Volumenveränderungskammer
A gekennzeichnet, während
die Volumenveränderungskammer,
die auf der gegenüberliegenden
Seite des Stators bezüglich
des Kolbens 15 ausgebildet ist (eine andere Seite als die
der ersten Volumenveränderungskammer
A: rechte Seite in 1), als zweite Volumenveränderungskammer
B gekennzeichnet.
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Da
sich andererseits auch der Schieber 12 im Innenraum der
Hülse 11 axial
bewegt, sind Volumenveränderungskammern
auf beiden Axialseiten der Hülse 11 ausgebildet,
die so ausgebildet sind, dass sie ihr Volumen mit der Bewegung des
Schiebers 12 verändern.
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Die
Volumenveränderungskammer,
die auf der Elektromagnet-Aktuator-Seite
(rechte Seite in 1) des Schiebers 12 ausgebildet
ist, ist als dritte Volumenveränderungskammer
C gekennzeichnet und die Volumenveränderungskammer, die auf der Seite
(linke Seite in 1) gegenüberliegend zum Elektromagnet-Aktuator
des Schiebers 12 ausgebildet ist, ist als vierte Volumenveränderungskammer
D gekennzeichnet.
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Ein
erstes Lüftungsloch 11f,
das mit der dritten Volumenveränderungskammer
C in Verbindung steht und ein zweites Lüftungsloch 11g, das
mit der vierten Volumenveränderungskammer
D in Verbindung steht, sind in der Hülse 11 ausgebildet.
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Das
erste und zweite Lüftungsloch 11f, 11g sind Ölbahnen,
die mit einer externen Ölbahn
in Verbindung stehen (einer Ölbahn,
die mit der Ablassöffnung 11e in
Verbindung steht), welche das Öl
zur Ölwanne 9a zurückbringt.
Wenn der Schieber 12 axial versetzt wird, wird das Öl in der
dritten und vierten Volumenveränderungskammer
C, D von dem ersten und zweiten Lüftungsloch 11f, 11g abgeführt.
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Die
erste und zweite Volumenveränderungskammer
A, B sind so ausgebildet, dass sie mit dem ersten Lüftungsloch 11f zumindest über eine
interne Schaftlüftungsbahn 21a,
die im Innenraum des Schafts 21 ausgebildet ist und einer
internen Kolbenlüftungsbahn 15a,
die im Innenraum des Kolbens 15 ausgebildet ist, die in
Serie geschaltet sind, in Verbindung steht. Zwischenräume, die
innerhalb und außerhalb
des Bunds 20 ausgebildet sind, sind so ausgebildet, dass
sie die erste und dritte Volumenveränderungskammer A, C zwangsweise
miteinander über den
Bund 20 verbinden.
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In
diesem ersten Ausführungsbeispiel
steht die zweite Volumenveränderungskammer
B, die innerhalb des Elektromagnet-Aktuators 13 ausgebildet ist,
mit der dritten Volumenveränderungskammer
C über
die interne Kolbenlüftungsbahn 15a,
die zentral im Kolben 15 ausgebildet ist und des Weiteren über die
interne Schaftlüftungsbahn 21a,
die zentral im Schaft 21 ausgebildet ist, in Verbindung.
Das Öl,
das in der zweiten Volumenveränderungskammer
B vorhanden ist, wird über
die interne Kolbenlüftungsbahn 15a,
die interne Schaftlüftungsbahn 21a,
die dritte Volumenveränderungskammer
C und das erste Lüftungsloch 11f ausgestoßen. Andererseits
steht die erste Volumenveränderungskammer
A in dem Elektromagnet-Aktuator 13 mit der zweiten Volumenveränderungskammer
B über
zweite Kolbenlüftungsbahnen 15b in
Verbindung, die wie Nuten in der Außenperipherie des Kolbens 15 ausgebildet
sind, wie in 2A dargestellt. Das Öl, das in
der ersten Volumenveränderungskammer
A vorhanden ist, wird über die
zweite Kolbenlüftungsbahn 15b,
die zweite Volumenveränderungskammer
B, die interne Kolbenlüftungsbahn 15a,
die interne Schaftlüftungsbahn 21a, die
dritte Volumenveränderungskammer
C und die erste Lüftungsbahn 11f ausgestoßen.
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Somit
wird das Öl,
das in der zweiten Volumenveränderungskammer
B vorhanden ist, über eine
lange Lüftungsbahn
ausgestoßen,
welche die interne Kolbenlüftungsbahn 15a,
die interne Schaftlüftungsbahn 21a,
und die dritte Volumenveränderungskammer
C enthält.
Das Öl,
das in der ersten Volumenveränderungskammer
A enthalten ist, wird über
eine noch längere
Lüftungsbahn
ausgestoßen, welche
die zweite Lüftungsbahn 15b,
die zweite Volumenveränderungskammer
B, die interne Kolbenlüftungsbahn 15a,
die interne Schaftlüftungsbahn 21a und
die dritte Volumenveränderungskammer
C enthält.
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In
diesem ersten Ausführungsbeispiel
ist eine Lüftungsnut 12e in
einer Oberfläche
des Schiebers 12 ausgebildet, gegen die der Schaft 21 anstößt, wobei
die dritte Volumenveränderungskammer
C und die interne Schaftlüftungsbahn 21a miteinander
in Verbindung gebracht werden. Jedoch ist dies nicht darauf begrenzt.
Beispielsweise kann eine Lüftungsnut
in einer Oberfläche
des Schafts 21 ausgebildet werden, gegen die der Schieber 12 anstößt.
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Da,
wie in dem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt,
die Lüftungsbahn
zum Zuführen
und Abführen
des Öls
zu und von dem Innenraum des Elektromagnet-Aktuators 13 lang
ausgeführt
ist, so dass das Volumen dieser Bahn vergrößert wird, ist es für Fremdmaterialien,
die in dem Öl
enthalten sind, schwierig, die erste und zweite Volumenveränderungskammer
A, B zu erreichen, welche innerhalb des Elektromagnet-Aktuators 13 ausgebildet
sind. Deshalb ist es möglich,
die Menge an Fremdmaterialien, die in beide Volumenveränderungskammern
A und B eintreten, zu verringern.
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Da
die Lüftungsbahn,
welche zur ersten Volumenveränderungskammer
A reicht, länger
als die Lüftungsbahn
ist, welche zur zweiten Volumenveränderungskammer B reicht, ist
es insbesondere möglich,
die Menge an Fremdmaterialien, welche in die erste Volumenveränderungskammer
A eintreten, zu verringern, dabei bildet die erste Volumenveränderungskammer
A die Hauptspalte MG.
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Infolgedessen
ist es möglich,
das Auftreten eines Betätigungsdefekts
des OCV 2, der durch Eindringen von Fremdmaterialien in
den Elektromagnet-Aktuator 13 verursacht wird, zu verhindern
und folglich ist es möglich,
die Eigenschaften, die von dem OCV 2 gefordert werden, über eine
lange Zeitdauer beizubehalten und die Zuverlässigkeit des OCV 2 zu
verbessern.
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Modifikationen
des ersten Ausführungsbeispiels
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Obwohl
in dem vorstehenden ersten Ausführungsbeispiel
zwei zweite Kolbenlüftungsbahnen 15b in
der Außenperipherie
des Kolbens 15 ausgebildet sind, ist die Anzahl an Bahnen 15b nicht
auf zwei begrenzt. Eine oder drei oder mehrere zweite Kolbenlüftungsbahnen 15b können vorgesehen
sein.
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Ohne
dass die zweiten Kolbenlüftungsbahnen 15b wie
Nuten in der Außenperipherie
des Kolbens 15 ausgebildet sind, können zweite Kolbenlüftungsbahnen 15b axial
durch den Innenraum des Kolbens 15 ausgebildet sein (außerhalb
der internen Kolbenlüftungsbahn 15a),
wie in 2B dargestellt. Außerdem ist
in diesem Fall die Anzahl an zweiten Kolbenlüftungsbahnen 15b nicht
auf drei begrenzt, sondern kann eine, zwei, vier oder mehr sein.
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Obwohl
in diesem vorstehenden ersten Ausführungsbeispiel die zweite Volumenveränderungskammer
B und die erste Volumenveränderungskammer
A über
die zweite Kolbenlüftungsbahn 15b als Beispiel
einer Lüftungsbahn,
welche die erste Volumenveränderungskammer
A erreicht, in direkte Verbindung miteinander gebracht werden, kann
auch eine Umleitung im Innenraum des Kolbens 15 vorgesehen
sein, welche eine Verbindung zwischen der internen Kolbenlüftungsbahn 15a und
der ersten Volumenveränderungskammer
A bereitstellt und dem Öl kann
es erlaubt werden, in einem Kanal zu strömen, der die interne Kolbenlüftungsbahn 15a,
die Umleitung und die erste Volumenveränderungskammer A enthält. Das
heißt
eine Lüftungsbahn
mit einer Abkürzung
zur zweiten Volumenveränderungskammer
B kann bereitgestellt werden, um das Öl zu der ersten Volumenveränderungskammer
A zuzuführen
und von dieser abzuführen.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf
die 4 und 5 beschrieben.
Die gleichen Bezugsnummern wie in dem ersten Ausführungsbeispiel
repräsentieren
die gleichen funktionellen Bauteile.
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In
diesem zweiten Ausführungsbeispiel
ist ein erstes Lüftungsloch 11f an
einem Ende der Hülse 11 auf
der Seite (linke Seite in 4) gegenüberliegend
zum Elektromagnet-Aktuator
ausgebildet. Das erste Lüftungsloch 11f steht
mit einer Volumenveränderungskammer
B in Verbindung über
die in Serie geschaltete interne Schieberlüftungsbahn 12f als
dicke und lange Bahn, die in dem Innenraum eines Schiebers 12 ausgebildet
ist, eine interne Schaftlüftungsbahn 21a,
die im Innenraum eines Schafts 21 ausgebildet ist und einer
internen Kolbenlüftungsbahn 15a,
die im Innenraum eines Kolbens 15 ausgebildet ist.
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Andererseits,
wie in 5A dargestellt, steht eine erste
und dritte Volumenveränderungskammer A,
C miteinander über
nutartige erste/dritte Verbindungsbahnen 20a in Verbindung,
die in der Innenperipherie des Bunds 20 ausgebildet sind,
um das Zuführen
und Abführen
von Öl
bezüglich
einander zu bewirken. Die erste und dritte Volumenveränderungskammer
A, C sind von der Außenseite
abgesperrt.
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Der
Außendurchmesser
des Schiebers 12 und der des Kolbens 15 werden
bezüglich
zueinander gleich festgesetzt, so dass eine Volumenveränderung
der ersten Volumenveränderungskammer
A und der der dritten Volumenveränderungskammer
C gleich zueinander sind, wenn der Kolben 15 und der Schieber 12 sich
durch den Schaft 21 bewegen. Das heißt selbst auf die Bewegung
des Kolbens 15 und des Schiebers 12 hin, ist eine
Volumenveränderung von "erster Volumenveränderungskammer
A + dritter Volumenveränderungskammer
C" gleich Null.
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Da
der Kolben 15 und der Schieber 12 so vorgesehen
sind, dass sie lediglich die Verbindung zwischen der ersten und dritten
Volumenveränderungskammer
A, C miteinander über
die erste/dritte Verbindungsbahn 20a herstellen, werden
der Innendruck der ersten Volumenveränderungskammer A und der der
dritten Volumenveränderungskammer
C zueinander gleich. Somit ist es nicht notwendig, eine Lüftungsbahn
bereitzustellen, die mit der Außenseite in
Verbindung steht, weder ist solch eine Lüftungsbahn in dem zweiten Ausführungsbeispiel
vorgesehen.
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Infolgedessen,
obwohl Öl
in die erste und dritte Volumenveränderungskammer A, C über einen dünnen Zwischenraum
eindringt, gibt es kein zwangsläufiges
Zuführen
und Abführen
von Öl
und folglich kommen Fremdmaterialien nicht in die beiden Kammern
A und C.
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Dementsprechend
ist es möglich,
das Auftreten eines Betriebsdefekts des OCV 2, der durch
Eintreten von Fremdmaterialien in die erste Volumenveränderungskammer
A verursacht wird, zu verhindern.
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Andererseits,
wie vorstehend beschrieben, wird die zweite Volumenveränderungskammer
B, die im Innenraum des Elektromagnet-Aktuators 13 ausgebildet
ist, in Verbindung mit dem ersten Lüftungsloch 11f gebracht
und zwar über
die in Serie geschaltete dicke und lange interne Schieberlüftungsbahn 12f,
die interne Schaftlüftungsbahn 21a und
die interne Kolbenlüftungsbahn 15a.
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Da
somit die Lüftungsbahn
für das
Zuführen und
Abführen
von Öl
zu und von der zweiten Volumenveränderungskammer B lang ausgebildet
ist, um dessen Volumen zu vergrößern, ist
es für
Fremdmaterialien, die in dem Öl
enthalten sind, schwierig, die zweite Volumenveränderungskammer B zu erreichen und
deshalb ist es möglich,
die Menge an Fremdmaterialien, die in die zweite Volumenveränderungskammer
B eintreten, zu verringern.
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Infolgedessen
ist es möglich,
das Auftreten eines Betriebsdefekts des OCV 2, welcher
durch das Eintreten von Fremdmaterialien in die zweite Volumenveränderungskammer
B verursacht wird, zu verhindern.
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Da
folglich das Eintreten von Fremdmaterialien in die erste und zweite
Volumenveränderungskammer
A, B, die in dem Innenraum des Elektromagnet-Aktuators 13 definiert
sind, verhindert wird, ist es möglich,
das Auftreten eines Betriebsdefekts des OCV 2 zu verhindern
und folglich ist es möglich,
die Eigenschaften, die von dem OCV 2 gefordert werden, über eine
lange Zeitdauer beizubehalten und die Zuverlässigkeit des OCV 2 zu
verbessern.
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Modifikationen
des zweiten Ausführungsbeispiels
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Obwohl
in dem vorstehenden zweiten Ausführungsbeispiel
die zwei erste/dritte Verbindungsbahn 20a wie Nuten in
der Innenperipherie des Bunds 20 ausgebildet sind, wie
in 5a dargestellt, können eine, drei oder mehr erste/dritte
Verbindungsbahnen 20a vorgesehen werden.
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Ohne
das Ausbilden der ersten/dritten Verbindungsbahn 20a in
der Innenperipherie des Bunds 20 können beide Verbindungsbahnen
wie Nuten in der Außenperipherie
des Bunds 20 ausgebildet werden, wie in 5B dargestellt.
In diesem Fall ist die Anzahl an ersten/dritten Verbindungsbahnen 20a nicht
auf zwei begrenzt, wie in 5B dargestellt, sondern
können
eine, drei oder mehr sein.
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Des
Weiteren ist die Form der ersten/dritten Verbindungsbahn 20a nicht
auf solch eine nutartige Form, wie in den 5A und 5B dargestellt,
begrenzt, sondern kann von solch einer Schnittflächenform (D Schnitt), wie in 5C dargestellt,
sein. Außerdem
ist in diesem Fall die Anzahl nicht auf eine begrenzt, sondern kann
zwei oder mehr sein.
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Drittes Ausführungsbeispiel
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Ein
drittes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
Die gleichen Bezugsnummern wie in dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel repräsentieren
die gleichen funktionellen Bauteile.
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In
dem vorstehenden zweiten Ausführungsbeispiel
werden die erste und dritte Volumenveränderungskammer A, C lediglich über die
erste/dritte Verbindungsbahn 20a in Verbindung gebracht
ohne irgendeine Lüftungsbahnverbindung
mit der Außenseite
auszubilden.
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Andererseits
wird in diesem dritten Ausführungsbeispiel,
wie in 6 dargestellt, eine erste Volumenveränderungskammer
A und eine interne Kolbenlüftungsbahn 15a miteinander
durch eine Umleitungsöffnung 21b,
die in einem kolbenseitigem Ende des Schafts 21 ausgebildet
ist, in Verbindung gebracht.
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Gemäß solch
einem Aufbau dieses dritten Ausführungsbeispiels
steht die erste Volumenveränderungskammer
A, die im Innenraum eines Elektromagnet-Aktuators 13 ausgebildet
ist, mit einem ersten Lüftungsloch 11f in
Verbindung und zwar über eine
dicke und lange interne Schieberlüftungsbahn 21f und
eine interne Schaftlüftungsbahn 21a,
die in Serie geschaltet sind, so dass es für im Öl enthaltene Fremdmaterialien
schwierig ist, die erste Volumenveränderungskammer A zu erreichen.
Selbst wenn sich des Weiteren sowohl der Kolben 15 als
auch der Schieber 12 bewegen, wird die Zufuhr oder Abfuhr (Lüften) von Öl durch
die Umleitöffnung 21b kaum durchgeführt und
ein wesentlicher Eintritt von Fremdmaterialien in die erste Volumenveränderungskammer
A wird verhindert, weil die Volumenveränderung der ersten Volumenveränderungskammer
A + dritten Volumenveränderungskammer
C gleich Null ist.
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Andererseits
steht eine zweite Volumenveränderungskammer
B, die im Innenraum des Elektromagnet-Aktuators 13 ausgebildet
ist, wie es bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
der Fall ist, mit dem ersten Lüftungsloch 11f in
Verbindung und zwar über
die in Serie geschaltete dicke und lange interne Schieberlüftungsbahn 12f,
die interne Schaftlüftungsbahn 21a und
die interne Kolbenlüftungsbahn 15a.
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Dementsprechend
ist es für
im Öl enthaltene Fremdmaterialien
schwierig, die zweite Volumenveränderungskammer
B zu erreichen und folglich ist es möglich die Menge an Fremdmaterialien,
welche in die zweite Volumenveränderungskammer
B eintreten, zu verringern.
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Somit
wird das Eintreten von Fremdmaterialien in die erste und zweite
Volumenveränderungskammer
A, B, die im Innenraum des Elektromagnet-Aktuators 13 ausgebildet
sind, verhindert und das Auftreten eines Betriebsdefekts des OCV 2 kann verhindert
werden. Infolgedessen ist es möglich,
die Eigenschaften, die von dem OCV 2 gefordert werden, über eine
lange Zeitdauer beizubehalten und folglich ist es möglich, die
Zuverlässigkeit
des OCV zu verbessern.
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Modifikationen
des dritten Ausführungsbeispiels In
dem vorstehenden dritten Ausführungsbeispiel
wird der Außendurchmesser
des Schiebers 12 und der des Kolbens 15 gleich
zueinander festgesetzt, so dass eine Volumenveränderung der ersten Volumenveränderungskammer
A und die der dritten Volumenveränderungskammer
C auf die Bewegung sowohl des Kolbens 15 als auch des Schiebers 12 hin
gleich werden. Jedoch kann eine Modifikation derart durchgeführt werden,
dass eine leichte Volumenveränderung
der ersten und dritten Volumenveränderungskammer A, C auftritt
und Lüften
leicht in der Umleitungsöffnung 21b durchgeführt wird.
Alternativ kann eine Modifikation verwendet werden, so dass eine
Volumenveränderung
der ersten Volumenveränderungskammer
A und die der dritten Volumenveränderungskammer
C verschieden sind und Lüften in
der Umleitungsöffnung 21b durchgeführt wird.
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Obwohl
in dem vorstehenden dritten Ausführungsbeispiel
die Umleitungsöffnung 21b in
einem Ende des Schafts 21 ausgebildet ist, kann eine Umleitungsöffnung wie
eine Nut in einer Oberfläche
des Kolbens 15 ausgebildet werden, die gegen den Schaft 21 anstößt. Ohne
Bereitstellen der Umleitungsöffnung 21b können die
erste und zweite Volumenveränderungskammer
A, B über
die zweite Kolbenlüftungsbahn 15b,
die in dem ersten Ausführungsbeispiel
dargestellt ist, in Verbindung miteinander gebracht werden.
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Modifikationen
Die VCT 1, die in den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschrieben
wurde, ist lediglich ein Beispiel zum Erklären der Ausführungsbeispiele
und kann irgendeinen anderen Aufbau haben, insofern die Einstellung
des Vorstellens durch einen hydraulischen Aktuator 13 durchgeführt werden
kann, der im Innenraum der VCT 1 angeordnet ist.
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Beispielsweise
ist, obwohl in den vorstehenden Ausführungsbeispielen drei konkave
Abschnitte 7 in dem Innenraum des Schuhgehäuses 5 ausgebildet
sind und drei Flügel 6a an
dem Außenperipherieabschnitt
des Flügelrotors 6 vorgesehen
sind, ist die Anzahl an konkaven Abschnitten 7 und die
der Flügel 6a nicht
speziell im Aufbau begrenzt, insofern können jeweils eine oder mehrere
vorgesehen werden.
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Obwohl
in den vorstehenden Ausführungsbeispielen
das Schuhgehäuse 5 synchron
mit der Kurbelwelle dreht und der Flügelrotor 6 einstückig mit der
Nockenwelle dreht, kann ein Aufbau verwendet werden, so dass der
Flügelrotor 6 synchron
mit der Kurbelwelle dreht und das Schuhgehäuse 5 einstückig mit
der Nockenwelle dreht.
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Obwohl
der in den vorstehenden Ausführungsbeispielen
verwendete Schiebers 12 einen Großdurchmesser-Abschnitt 12a und
die Kleindurchmesser-Abschnitte 12b-12d hat, ist
der Aufbau des Schiebers 12 nicht speziell begrenzt. Beispielsweise kann
ein zylindrischer Schieber 12 verwendet werden.
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Obwohl
in den vorstehenden Ausführungsbeispielen
Eingangs/Ausgangs-Öffnungen
(die Öldruckzuführöffnung 11b,
Vorstellkammerverbindungsöffnung 11c und
Verzögerungskammerverbindungsöffnung 11d in
den Ausführungsbeispielen) durch
Ausbilden von Löchern
in den Seitenflächen der
Hülse 11 ausgebildet
sind, ist der Aufbau der Hülse 11 nicht
speziell begrenzt. Beispielsweise können mehrere Eingangs-/Ausgangs-Öffnungen
ausgebildet werden, indem Durchgangslöcher in der Diametralrichtung
der Hülse 11 ausgebildet
werden.
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Der
Aufbau des Elektromagnet-Aktuators 13, der in den vorstehenden
Ausführungsbeispielen
beschrieben ist, ist lediglich ein Beispiel zum Erklären der
Ausführungsbeispiele
und ein anderer Aufbau kann verwendet werden. Beispielsweise kann
der Kolben 15 in der Axialrichtung der Spule 17 angeordnet
werden.
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Obwohl
in den vorstehenden Ausführungsbeispielen
der Schieber nach dem Einschalten der Spule 17 zu der Seite,
die der Spule gegenüberliegt, versetzt
wird, kann dies so modifiziert werden, dass der Schieber 12 nach
dem Einschalten der Spule 17 zur Spulenseite versetzt wird.
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Obwohl
in den vorstehenden Ausführungsbeispielen
die vorliegende Erfindung bei einem OCV 2 verwendet wird,
das mit der VCT kombiniert ist, ist die vorliegende Erfindung bei
allen OCVs der Bauart anwendbar, welche die Strömung von Öl unterbrichen oder die Strömungsrichtung
von Öl
umschalten.
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In
einem Ölströmungs-Steuerventil
(OCV) gemäß dieser
Erfindung ist eine erste Volumenveränderungskammer (A) so ausgebildet,
dass sie mit einer zweiten Volumenveränderungskammer (B) über eine
zweite Kolbenlüftungsbahn
(15b) in Verbindung steht. Die zweite Volumenveränderungskammer
(B) ist so ausgebildet, dass sie mit einem ersten Lüftungsloch
(11f) über
eine interne Kolbenlüftungsbahn (15a),
eine interne Schaftlüftungsbahn
(21a) und eine dritte Volumenveränderungskammer (C) in Verbindung
steht. Das heißt,
die Lüftungsbahn
zur zweiten Volumenveränderungskammer
(B) ist lang und dessen Volumen ist groß und die Lüftungsbahn zur zweiten Volumenveränderungskammer
(A) ist in ihrem Volumen noch länger
und größer. In
Folge dessen kann die Menge an Fremdmaterialien, welche in die erste
und zweite Volumenveränderungskammer (A,
B) eintreten, verringert werden und deshalb ist es möglich, das
Auftreten eines Betriebsdefekts des OCV (2) zu verhindern.