JP2015148229A - 油圧バルブを備えたカムシャフト調整用揺動型アクチュエーター - Google Patents

Abstract

【課題】電子的制御手段により簡素な方法で制御できるカムシャフト調整用揺動型アクチュエーターを提供する。【解決手段】カムシャフト調整用揺動型アクチュエーター４において、カム交番トルクの値が十分な状況、及び／又は油ポンプ１２からの流量の削減が必要な状況下に限定して、ソフトウェアを通じて、カムシャフトの交番トルクを使用する。カム交番トルクによる駆動でカムシャフトの交番トルクが不十分な場合、ソフトウェアは油圧バルブ３のスプールの位置を変えて若干のカムシャフトの交番トルクと同時に、油ポンプ１２から油圧流体を供給して位相調整を高速化する。【選択図】図１

Description

本発明は、２つの作動ポートを有する油圧バルブを備えたカムシャフト調整用揺動型アクチュエーターに関する。

特許文献１及び特許文献２の発明は、２つの作動ポートを有する油圧バルブを備えたカムシャフト調整用揺動型アクチュエーターに関する。これら２つの作動ポートはそれぞれ、軸方向にお互い隣接する標準開口部及びカムシャフトの交番トルクによる圧力ピークを利用する開口部を有する。この場合、カムシャフトを調整するには、負荷対象の作動ポートに油圧が供給ポートから導入される一方、圧力から解放される作動ポートはタンクポートへと導かれる。油圧バルブは複数
ポート及び複数位置のカートリッジ構造バルブとして設計される。バンド形状のリングとして設計される逆止弁は、カートリッジまたは中央ボルトの内部に挿入される。これらの逆止弁があるため、カムシャフトの交番トルクを使用すると、迅速かつ比較的低油圧でカムシャフトを調整することができる。そのために、逆止弁を開放してカムシャフトの交番トルクによる圧力ピークを利用し、逆止弁で開口部を閉鎖して解放されたポートへの逆流を防ぐ。

独国特許出願公開第１０２００６０１２７３３号 独国特許出願公開第１０２００６０１２７７５号

本発明の実施例の目的は、電子的制御手段により簡素な方法で制御できるカムシャフト調整用揺動型アクチュエーターを提供することである。

本発明の実施例によるカムシャフト調整用揺動型アクチュエーターでは、トルクが十分な状況、及び／または流量を減らすことが重要な状況に限定して、ソフトウェアを通じて、カムシャフトの交番トルクが使用される。２段階のリフトがある場合であって、その低リフト時にカムシャフトの交番トルクが不十分な場合、若干の交番トルクを使用するようにソフトウェアがスプールの位置決めを実行し、その間油を送って位相調整を高速化する。

本発明のその他の利点は、発明の詳細な説明および図面から導き出すことができる。

添付の図面に従い、以下で本発明について説明するが、類似の参照番号は類似の要素を示す。

５つの主要位置で作動することができるとともに、比例制御が可能な油圧バルブの回路図の実施例を示す図である。 油圧バルブのスプール要素の斜視図である。 スプールのランドの中の１のランドの拡大断面図である。 様々な位置での図１の油圧バルブの実装を構造的に示す図である。 様々な位置での図１の油圧バルブの実装を構造的に示す図である。 様々な位置での図１の油圧バルブの実装を構造的に示す図である。 様々な位置での図１の油圧バルブの実装を構造的に示す図である。 様々な位置での図１の油圧バルブの実装を構造的に示す図である。 様々な位置での図１の油圧バルブの実装を構造的に示す図である。 様々な位置での図１の油圧バルブの実装を構造的に示す図である。

以下の記載は模範的な実施例のみに関するものであり、発明の技術的範囲、適用性、または構成を限定することを意図するものではない。模範的な実施例に関する以下の記載は、当業者が本発明の実施例を実施するためのものである。添付の請求項の精神と請求項に記載された発明の技術的範囲を逸脱しない限り、構成要素の機能及び配置に様々な変更を加えることができることが理解できるはずである。

図１の回路図は、本発明の実施例の油圧バルブ３を示す。この油圧バルブ３は、ばね２１のばね力に抗する形で電磁石１７により作動される比例制御バルブであり、カムシャフト調整用揺動型アクチュエーター４はこの油圧バルブ３により回転する。カムシャフトとクランクシャフトの角位置は、内燃機関が作動中にカムシャフト調整用揺動型アクチュエーター４で変えることができる。カムシャフトを回転すると、吸排気バルブの開閉時点が移動し、内燃機関が負荷量及び速度に応じた最適な性能を発揮するようになる。カムシャフト調整用揺動型アクチュエーター４は、カムシャフトのクランクシャフトに対する連続的な調整を可能にする。

第１作動ポートＡ及び第２作動ポートＢは、油圧バルブ３を起点にカムシャフト調整用揺動型アクチュエーター４につながっている。油圧バルブ３は４つのポートと５つの主要な作動位置を有するため、中央遮断位置７を有する４ポート５位置バルブと定義することができる。厳密にバルブの状態は７つあるが、システム全体からの漏れを補う上で必要なため、位置７ａ、７bによって油がポートＢ、Ａにそれぞれ流れるようにして位置７、７ａ、７ｂはローターのステーターに対する位置を保持するために用いられる。作動する位置で流れる油の経路が変わるが、バルブの流動開口部は、作動が可能な状態にある漸増する（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ）位置によって変わりうる。

カムシャフト調整用揺動型アクチュエーター４を第１の回転方向１へ回すには、油圧バルブ３は中央遮断位置７の右の２つの区分を示す位置１６または位置１９のどちらか１つにある。図１では、油圧バルブ３は位置１９に移動して、油圧バルブ３がアクチュエーターによってフルストローク状態にある。回転方向１に移動する圧力室６は、第１作動ポートＡから油圧（供給ポートＰから来る）を受ける。

対照的に、位置１６または位置１９のどちらかで、第２作動ポートＢに割り当てられた圧力室５は圧力から解放される。このため、位置１９では、第２作動ポートＢはタンクポートＴ経由でタンク２０へと導かれる。中央遮断位置７と位置１９の間の中間位置７ｂ、１６では、圧力室６に供給ポートＰから来る油圧が第１作動ポートＡに印加されるが、第２作動ポートＢはタンクポートＴから遮断される。

上記の逆も成り立つ。カムシャフト調整用揺動型アクチュエーター４を第２の回転方向２へ回すには、油圧バルブ３は中央遮断位置７の左の２つの区分である位置１５または位置１８のどちらか１つにある。図１では、ばね２１により完全に伸びて、油圧バルブ３は枠内の位置１８にある。回転方向２に移動する圧力室５は、第２作動ポートＢから油圧（供給ポートＰから来る圧力）を受ける。

対照的に、位置１５または位置１８のどちらかで、第２作動ポートＡに割り当てられた圧力室６は圧力から解放される。このため、位置１８では、第２作動ポートＡがタンクポートＴ経由でタンク２０へと導かれる。中央遮断位置７と位置１８の間の中間位置１５、７ａでは、圧力室５に供給ポートＰから来る油圧が第２作動ポートＢから印加されるが、第１作動ポートＡはタンクポートＴから遮断される。

中央遮断位置７では、４のポートＡ、Ｂ、Ｐ、Ｔはすべて閉鎖される。この位置と位置７ａ、７ｂ（隣接する位置）は、ローターのステーターに対する位置を一定に保つために用いられる。

このため、位置７ａでは、供給ポートＰが第２作動ポートＢに接続される一方、第１作動ポートＡはタンクポートＴから遮断される。さらに位置７ａでは、スプールの内側ランドと中央バルブボルトまたはカートリッジのランドがお互いに作用し、第１作動ポートＡが供給ポートＰに連通するのを防ぐ。それゆえ、位置７ａでは、第１作動ポートＡがタンクポートＴと供給ポートＰとの両方に連通しないようになっている。

位置７ｂでは、供給ポートＰが第１作動ポートＡに接続される一方、第２作動ポートＢはタンクポートＴから遮断される。さらに位置７ｂでは、スプールの内側ランドと中央バルブボルトまたはカートリッジのランドがお互いに作用し、第２作動ポートＢが供給ポートＰに連通するのを防ぐ。それゆえ、位置７ｂでは、第２作動ポートＢがタンクポートＴと供給ポートＰとの両方に連通しないようになっている。位置７ａ、７ｂでは、低いポンプ圧でアクチュエーターが油で満杯の状態に保たれる利点が得られる。供給ポートＰから１の作動ポートを遮断することで、供給ポートＰはもう１つの作動ポートをより効率的に充填できる。

油圧バルブ３の２の最外部の位置１８、１９でどちらか一方のベーンに負荷をかけてカムシャフトを調整するため、供給ポートＰから導入される油とともに、カムシャフトの交番トルクによって利用可能となる再循環油を使用する。負荷がかかっているベーンに油を再循環させ、同時にタンクにオイルを供給することで、もう一方のベーンが圧力から解放される。このため、最外部の位置１８では、第１作動ポートＡに割り当てられた逆止弁ＲＳＶ−Ａからの圧力油の流量は供給ポートＰ、Ｂで利用できる。また、位置１８では、逆止弁を備えていない追加のポートＡがタンクポートＴ経由でタンク２０に排出することができる。対照的に、位置１９では、第１作動ポートＡに割り当てられた逆止弁ＲＳＶ−Ｂからの油圧流体の流量は供給ポートＰ、Ａで利用できる。また、位置１９では、逆止弁を備えていない追加のポートＢがタンクポートＴ経由でタンク２０に排出することができる。

同様に、油圧バルブ３の位置１５、１６でどちらか一方のベーンに負荷をかけてカムシャフトを調整するため、供給ポートＰから導入される油とともに、カムシャフトの交番トルクによって利用可能となる再循環油を使用する。位置１８、１９とは異なり、負荷がかかっているベーンに油を再循環させるだけで、ベーンの反対側が圧力から解放される。このため、位置１５では、第１作動ポートＡに割り当てられた逆止弁ＲＳＶ−Ａからの油圧流体の流量は供給ポートＰ、Ｂで利用できる。対照的に、位置１６では、第２作動ポートＢに割り当てられた逆止弁ＲＳＶ−Ｂからの油圧流体の流量は供給ポートＰ、Ａで利用できる。位置１５、１６では、どのポートもタンクに接続されない。

位置１５、１６、１８、１９では、圧力から解放される作動ポートＡまたはＢからのこの追加の流量が、供給ポートＰの油ポンプ１２からの流量に加えられる。供給ポートＰは、ポンプ逆止弁ＲＳＶ−Ｐ経由で油ポンプ１２に接続されており、油ポンプ１２はカムシャフト調整用揺動型アクチュエーター４による調整作業を支援すべく圧力を加える。この場合のポンプ逆止弁ＲＳＶ−Ｐは、油圧バルブ３で圧力を遮断し、それによって開放油ポンプライン１４ａ、１４ｂの場合と比べて、圧力から解放される作動ポートＡまたはＢからのピーク圧力がより多く調整作業の支援に使えるようになる。

図４〜図１０は、図１の７の位置１８、１５、７ａ、７、７ｂ、１６、１９における油圧バルブ３の構造に係る実施例を示す。

図４は、第１位置１８の油圧バルブ３を示し、ここで、図１の電磁石１７は油圧バルブ３のスプール２２を動かしていない。そのため、スプール２２のストロークはゼロである。スプール２２は、コイル型の圧力ばねとして設計されたばね２１の力に抗する形で、中心ボルト２７の内部を動くことができる。電磁石１７に面したスプール２２の端部５０は電磁石１７の作動軸棒の軸受表面を作るために封止されている一方、スプール２２のもう１つの端部５２はばね２１の端部を受け止めるため開口している。スプール２２は、保持リング５４を介して中央ボルト２７に保持される。スプール２２は、その両端部に、中央ボルト２７に導かれる外側ランド（溝山）２３、２４を有する。中央ボルト２７の端部からタンクポートＴへのアクセスが流動面２９、３０に沿って保たれるように、これら２つの外側ランド２３、２４は、部分的にこれらのランドを横切る平坦な流動面２９、３０を有する。代替の実施例では、スプール２２が中空で、タンクポートＴへの流動のために軸方向のポートボアが備えられるようにすることができる。

スプール２２の周りを通る２つの細いリブすなわちランド３１、３２は、軸方向で２つの外側ランド２３、２４に挟まれている。これらの円周リブ３１、３２は、内側に向かって中央ボルト２７から径方向に延びる２の環状ウェブ３３、３４に対応する。これらの環状ウェブ３３、３４に加え、２の軸方向の外側環状ウェブ３５、３６も備えられている。これら４つの環状ウェブ３３、３４、３５、３６が形成されるのは、５つの内側環状溝３７、３８、３９、４０、４１が中心ボルト２７に形成されているからである。中心ボルト２７の壁を貫通する５つのポートボア６０、６２、６４、６６、６８が５つの内側環状溝３７、３８、３９、４０、４１に向けて開放されている。流動条件によっては、環状溝１つに対して複数のボアを設けることもできる。

電磁石１７からボルトに沿って軸方向に並ぶ５つのポートボア６０、６２、６４、６６、６８は、第２作動ポートＢに属する標準開口部Ｂ、第２作動ポートＢに属しカムシャフトの交番トルクを利用する開口部Ｂ１、供給ポートＰ、第１作動ポートＡに属しカムシャフトの交番トルクを利用する開口部Ａ１、及び第１作動ポートＡに属する開口部Ａを形成する。

いずれの場合においても、２つの開口部Ａ、Ａ１または２つの開口部Ｂ、Ｂ１が２の作動ポートＡ、Ｂに配置されている。カムシャフトの交番トルクを利用する軸方向内側開口部Ａ１、Ｂ１は、これらに備えられている。外側ランド２３、２４のみにより内側から遮断することができる軸方向外側開口部Ａ、Ｂとは対照的に、軸方向内側開口部Ａ１、Ｂ１はバンド形状の逆止弁ＲＳＶ−Ａ、ＲＳＶ−Ｂを有する。バンド形状の逆止弁ＲＳＶ−Ａ、ＲＳＶ−Ｂはそれぞれ、中央ボルト２７の軸方向内側開口部Ａ１、Ｂ１の径方向内側に位置する内側環状溝４０、３８に挿入される。特許文献１に記載の方法で、逆止弁ＲＳＶ−Ａ、ＲＳＶ−Ｂにより、供給ポートＰの領域で油圧を加えることができる。この油圧は、カムシャフトの交番トルクにより、圧力が負荷される油圧室６または５での油圧水準を短時間上回る。そして供給ポートＰから来るこれらの油圧ピークまたはこの油圧流体流は、油ポンプ１２によって供給ポートＰに加えられる油圧とともに、負荷の対象となる油圧室６または５で利用できるようになる。

さらに、バンド形状のポンプ逆止弁ＲＳＶ−Ｐが内側環状溝３９に配置される。このポンプ逆止弁ＲＳＶ−Ｐは、基本的に２のバンド形状の逆止弁ＲＳＶ−Ａ、ＲＳＶ−Ｂと同様に作られているが、別の応答力を有することもできる。

図４の位置１８では、２つの中央リブ３１、３２が２つの環状ウェブ３３、３４と軸方向で離れているため、その間の空隙に油圧流体が入り込むことができる。同様に、中央ボルト２７では、最前部の外側ランド２３とそれに対応する環状ウェブ３５の間の空隙に圧力油が入り込むことができる。対照的に、他の外側ランド２４は、最後部の内側環状溝４１または第１作動ポートＡに属する標準開口部Ａ１を遮断する。このため、外側ランド２４と最後部の環状ウェブ３６が重なっており、重なった部分の封止は長くなっている。

これにより、位置１８では、供給ポートＰからの油圧流体が、ポンプ逆止弁ＲＳＶ−Ｐ経由で第２作動ポートＢに属する標準開口部Ｂに到達することができる。このように、その他の２つの逆止弁ＲＳＶ−Ａ、ＲＳＶ−Ｂは開口部Ａ１、Ｂ１を、供給ポートＰ及び第２作動ポートＢに属する標準開口部Ｂからの圧力から遮断する。対照的に、カムシャフトの交番トルクにより、逆止弁ＲＳＶ−Ａが第１作動ポートＡに属する標準開口部Ａ１から短期間のピーク圧力を発出させる。カムトルクが原因で作動ポートＡに関連する圧力が高い場合、その圧力は圧力Ｐよりも大きい。ＲＳＶ−Ａチェックバルブは第１作動ポートＡからの流動油に開放される一方、Ｐチェックバルブ（ＲＳＶ−Ｐ）は閉鎖される。位置１８では、第１作動ポートＡからの圧力がＡからＢへと再循環され（開口部Ａ１経由）、第１作動ポートＡがタンクポートＴへと排出する（標準開口部Ａ及び流動面３０経由）。

図５は、ストロークが０．４ｍｍのスプール２２を示す。この場合、油圧バルブ３は位置１５に位置する。位置１５は位置１８とほぼ同じで、違いはランド２４とボルト面９８の結合により第１作動ポートＡがタンクポートＴに接続できず、また第１作動ポートＡが流動面３０から遮断される場所までスプール２２が動いていることだけである。

図５の位置１５と図４の位置１８の間で、第１作動ポートＡはタンクポートＴに対してさらに開放される。これにより、第１作動ポートＡから第２作動ポートＢへの再循環と第１作動ポートＡのタンクへの排出（油圧流体の作動ポートＡからタンクポートＴへの流入）が可能になる。

図６は、ストロークが１．１ｍｍのスプール２２を示す。この場合、油圧バルブ３は位置７ａで機能する。位置７ａでは、ランド２４とボルト面９８の結合により第１作動ポートＡがタンクポートＴから遮断されており、位置１５と概ね同じである。しかし、位置７ａでは、ランド３２とウェブ３４の結合により、第１作動ポートＡは第２作動ポートＢからも遮断される。供給ポートＰは、第２作動ポートＢに接続される。

図６の位置７ａと図５の位置１５の間で、カムトルクのパルスにより第１作動ポートＡの圧力が第２作動ポートＢ及び供給ポートＰのそれを上回る場合、供給ポートＰは第２作動ポートＢへより多くアクセスでき、第１作動ポートＡからの流体流がより多く第２作動ポートＢに再循環するようになる。

図７は、ストロークが１．７ｍｍのスプール２２を示す。この場合、油圧バルブ３は中央遮断位置７に位置する。供給ポートＰは２のリブ３１、３２により閉鎖される。このため、リブ３１、３２は、対応する環状ウェブ３３、３４を相応に大きく覆う。ランド２４と面９８の結合及びランド２３と面９９の結合により、２の作動ポートＡ、Ｂはタンク排出口Ｔからも遮断される。

図７の中央遮断位置７が効率的に位置を保持している間は、この位置と図６の位置７ａとの間、またはこの位置と図８との位置７ｂの間をスプールが動き、油圧流体の漏れを補う。

図８は、ストロークが２．３ｍｍのスプール２２を示す。この場合、油圧バルブ３は位置７ｂに位置し、ランド２３とボルト面９９の結合により第２作動ポートＢがタンクポートＴから遮断されている。しかし、位置７ｂでは、ランド３１とウェブ３３の結合により、第２作動ポートＢは第１作動ポートＡからも遮断される。供給ポートＰは、第１作動ポートＡに接続される。

図９は、ストロークが３．０ｍｍのスプール２２を示す。この場合、油圧バルブ３は位置１６に位置し、ランド２３とボルト面９９の結合により第２作動ポートＢがタンクポートＴから遮断されている。カムシャフトの交番トルクにより、逆止弁ＲＳＶ−Ｂが第２作動ポートＢに属する標準開口部Ｂ１から短期間のピーク圧力を発出させる。位置１６では、第１作動ポートＡが供給ポートＰにより圧力を受け、第２作動ポートＢからの圧力がＢからＡへと再循環される（開口部Ｂ１経由で）。

図８の位置７ｂと図９の位置１６の間で、カムトルクのパルスにより第２作動ポートＢの圧力が第１作動ポートＡ及び供給ポートＰのそれを上回る場合、供給ポートＰは第１作動ポートＡにより多くアクセスでき、第２作動ポートＢからの流体流がより多く第１作動ポートＡに再循環するようになる。

図１０は、ストロークが３．４ｍｍのスプール２２を示す。この場合、油圧バルブ３は位置１９に位置している。位置１９では、２つの中央リブ３１、３２は２の環状ウェブ３３、３４と軸方向で離れているため、その間の空隙に油圧流体が入り込むことができる。同様に、最後部の外側ランド２４とそれに対応する環状ウェブ３６の間の空隙に油圧流体が入り込むことができる。対照的に、他の外側ランド２３は、最前部の内側環状溝３７すなわち第２作動ポートＢの標準開口部Ｂ１を遮断する。このため、外側ランド２３と最前部の環状ウェブ３５が長い封止が形成されて重なっている。これにより、位置１９では、供給ポートＰからの油圧流体が、ポンプ逆止弁ＲＳＶ−Ｐ経由で第１作動ポートＡの標準開口部Ａに到達することができる。この場合、その他の２の逆止弁ＲＳＶ−Ａ、ＲＳＶ−Ｂは、供給ポートＰからの圧力から開口部Ａ１、Ｂ１を遮断する。対照的に、カムシャフトの交番トルクにより、逆止弁ＲＳＶ−Ｂが第２作動ポートＢの開口部Ｂ１から短期間のピーク圧力を発出させる。このように、第２作動ポートＢからの圧力がＢからＡへと再循環され（開口部Ｂ１経由で）、第２作動ポートＢはタンクポートＴにも排出する（標準開口部Ｂ及び流動面２９経由）。

図９の位置１６と図１０の位置１９の間で、第２作動ポートＢはタンクポートＴに対してさらに開放される。これにより、第２作動ポートＢから第１作動ポートＡへの油圧流体の再循環と第２作動ポートＢのタンクへの排出（油圧流体の第２作動ポートＢからタンクポートＴへの流入）の両方が可能になる。

ここで述べるシステムの主な利点の一つが、カムトルクが所望の位相度を得るに十分であれば、油圧バルブのソフトウェア制御を通じて、再循環（位置１５、１６）のみにデューティサイクル（または流れ）を制限することができることである。エンジンオイルシステムで流動が不十分であってさらなる負荷が望ましくない場合、位置１５、１６に限定することもできる。

２段階リフトシステムで低リフトモードの場合など、カムトルクが十分でない場合、ソフトウェアは位相調整に位置１８、１９を使用する。ｒｐｍの値が高いときもカムトルクのパルスを効率的に利用するための時間がないため、必要であれば、ｒｐｍの値が高い状態で位置１８、１９を使用して位相調整速度を増加させる。タンクポートＴへ開放される流量及び位置１８、１９が始まるバルブ移動位置は、使用目的により調整が可能である。

ここで記載した実施例では、標準開口部ＡまたはＢと開口部Ａ１またはＢ１を組み合わせて、最初に中心ボルト２７の外側でそれぞれ作動ポートＡまたはＢを対象に、カムシャフト交番トルクを使用している。代替の実施例として、標準開口部ＡまたはＢと開口部Ａ１またはＢ１を組み合わせて、中心ボルト２７の内側でカムシャフト交番トルクを使用することもできる。

その他の代替の実施例では、バンド形状の逆止弁の代わりに球形の逆止弁を用いることができる。例えば、独国特許第１０２００７０１２９６７号などが示す通り、油圧バルブ内で球形の逆止弁を用いることもできる。しかし、この場合の球形の逆止弁は、必ずしもカートリッジバルブの中心バルブに組み込む必要はない。例えば、球形の逆止弁をローターで使用するとともに、スプールを中心バルブとして設計してローターハブの同軸方向及び中心を動くことができるよう配置することもできる。

バルブのそれぞれの使用状況に応じ、流動方向に沿って、フィルターを一つまたは複数、もしくはすべてのポートの前に設置することができ、こうして設置されるフィルターはスプールと中央バルブの接触面を保護する。

カムシャフトの交番トルクを両回転方向で用いる必要はなく、軸方向で最外部の２つの位置である位置１８、１９のどちらか１つを使用なくてもよい。カムシャフトの交番トルクを使用し、１回転方向のみを対象とする調整をより迅速に行うことができる。

代替の実施例では、カムシャフトの交番トルクを両回転方向で用いることもでき、この場合はバイパス逆止弁であるＲＳＶ−Ａ及びＲＳＶ−Ｂのどちらか１つを使用しなくてもよい。

また、どのような位置の組み合わせも可能である。例えば、１つまたは複数の位置または状態を、使用しなくても、加えてもよい。

セルフセンタリングを行うミッドロック機能がＡ及びＢに計量済みの油を供給し、センタリングが行われるまでＡとＢのどちらか一方で排出が行われるようにするために、他の位置を油圧バルブに備えてもよい。ピンが消耗すると、ロックピンホールに落ち、位相器をミッドロックの位置でロックする。ミッドロックについては、独国特許出願第１０２００４０３９８００号及び独国特許出願第１０２００９０２２８６９．１−１３号で述べている。

図２は、好ましいスプール２２を示しており、特にこれまでの記載を参照すると、よく分かるはずである。ランド３２の拡大図である図３が示す通り、ランド３１、３２はサメのひれの形をしていることが好ましい。機能面では、供給ポートＰを作動ポートＡまたはＢに開放するために、ランド３１、３２の移動が最小限であることが重要である。しかし、ランドが非常に細ければ、ランドの熱処理が難しくなる。スプールは、好ましくはそのベースで厚さ０．３ｍｍのランドを備え、そのランドは少なくとも１つの側面９０で先細り、実際に中心ボルト２７のウェブ３３、３４と物理的に接触する面９２で厚さが０．１から０．３ｍｍになる。上述の通り、図３はランド３２の拡大図である。他のランド３１の拡大図は図３に非常に似ているが、反転させて、先細面９０を反対側に配置した状態になる。

１または複数の先細型ランド（形状がサメのひれの形など）は、スプール２２またはボルト２７、または両方に配置することができる。また、どちらか一方、または両方のランドの側面を先細らせることもできる。

ランドを細くすることによるその他の利点としては、スプールの動きが少なくなることがある。さらに、バルブを均等に制御するタイミング特性が向上する。その理由は、位置７ａから位置７ｂまでのストロークが短くなり、一方向から他方向への移行が迅速になる。

図４〜図１０について、重なりの部分（流体の流れを防ぐ）及び開口部（流体を流動させる）の好ましい大きさについて説明する。当然ながら、それ以外の大きさの重なりの部分及び開口部も、完全に本発明の技術的範囲内である限り適用可能である。

図４では、Ｐ地点からＢ１地点までに１．５ｍｍの開口部があること、Ｂ１地点からＢ地点までに１．５ｍｍの開口部があること、Ｂ地点からＴ地点までに３．０ｍｍの重なりがあること、Ｐ地点からＡ１地点までに１．１ｍｍの開口部があること、Ａ１地点からＡ地点までに１．６ｍｍの重なりがあること、及びＡ地点からＴ地点までに０．４ｍｍの開口部があることが好ましい。

図５では、Ｐ地点からＢ１地点までに１．１ｍｍの開口部があること、Ｂ１地点からＢ地点までに１．１ｍｍの開口部があること、Ｂ地点からＴ地点までに２．６ｍｍの重なりがあること、Ｐ地点からＡ１地点までに０．７ｍｍの開口部があること、Ａ１地点からＡ地点までに１．５ｍｍの重なりがあること、及びＡ地点からＴ地点までに０．０ｍｍの重なりがあることが好ましい。

図６では、Ｐ地点からＢ１地点までに０．４ｍｍの開口部があること、Ｂ１地点からＢ地点までに０．４ｍｍの開口部があること、Ｂ地点からＴ地点までに１．９ｍｍの重なりがあること、Ｐ地点からＡ１地点までに０．０ｍｍの開口部があること、Ａ１地点からＡ地点までに０．８ｍｍの重なりがあること、及びＡ地点からＴ地点までに０．７ｍｍの重なりがあることが好ましい。

図７では、Ｐ地点からＢ１地点までに０．２ｍｍの重なりがあること、Ｂ１地点からＢ地点までに０．２ｍｍの重なりがあること、Ｂ地点からＴ地点までに１．３ｍｍの重なりがあること、Ｐ地点からＡ１地点までに０．２ｍｍの重なりがあること、Ａ１地点からＡ地点までに０．２ｍｍの重なりがあること、及びＡ地点からＴ地点までに１．３ｍｍの重なりがあることが好ましい。

図８では、Ｐ地点からＢ１地点までに０．０ｍｍの開口部があること、Ｂ１地点からＢ地点までに０．８ｍｍの重なりがあること、Ｂ地点からＴ地点までに０．７ｍｍの重なりがあること、Ｐ地点からＡ１地点までに０．４ｍｍの開口部があること、Ａ１地点からＡ地点までに０．４ｍｍの開口部があること、及びＡ地点からＴ地点までに１．９ｍｍの重なりがあることが好ましい。

図９では、Ｐ地点からＢ１地点までに０．７ｍｍの開口部があること、Ｂ１地点からＢ地点までに１．５ｍｍの重なりがあること、Ｂ地点からＴ地点までに０．０ｍｍの開口部があること、Ｐ地点からＡ１地点までに１．１ｍｍの開口部があること、Ａ１地点からＡ地点までに１．１ｍｍの開口部があること、及びＡ地点からＴ地点までに２．６ｍｍの重なりがあることが好ましい。

図１０では、Ｐ地点からＢ１地点までに１．１ｍｍの開口部があること、Ｂ１地点からＢ地点までに１．６ｍｍの重なりがあること、Ｂ地点からＴ地点までに０．４ｍｍの開口部があること、Ｐ地点からＡ１地点までに１．５ｍｍの開口部があること、Ａ１地点からＡ地点までに１．５ｍｍの開口部があること、及びＡ地点からＴ地点までに３．０ｍｍの重なりがあることが好ましい。

ここで記載した実施例は、模範的な実施例に過ぎない。記載された機能を組み合わせて別の実施例とすることも可能である。本発明の構成要素以外の機能で、特にここで記載されていない機能は、図面が示す構成要素の形状から導き出すことができる。

本発明の具体的な実施例を記載したが、当業者は、本発明の精神と範囲から逸脱しない限り様々な変更を加えてよい。例えば、逆止弁は、球状または板状の逆止弁として設計が可能である。

１ 第１回転方向
２ 第２回転方向
３ 油圧バルブ
４ カムシャフト調整用揺動型アクチュエーター
５ 圧力室
６ 圧力室
７ 中央遮断位置
１２ 油ポンプ
１７ 電磁石
２０ タンク
２１ ばね
２２ スプール
２３ 外側ランド
２４ 外側ランド
２７ 中心ボルト
３１ 中央リブ
３２ 中央リブ
３３ 環状ウェブ
３４ 環状ウェブ
３５ 環状ウェブ
３６ 環状ウェブ
３７ 内側環状溝
３８ 内側環状溝
３９ 内側環状溝
４０ 内側環状溝
４１ 内側環状溝
５４ 保持リング
９０ 先細面
Ａ 第１作動ポート
Ｂ 第２作動ポート
Ｐ 供給ポート
Ｔ タンクポート

Claims (15)

1. 油圧バルブを備えたカムシャフト調整用揺動型アクチュエーターであって、油圧バルブは２つの作動ポート、供給ポート、及びタンクポートを有し、前記供給ポートが他の作動ポートに圧力を加えている間に、前記油圧バルブは作動ポートの１つが前記タンクポートに排出するのを防ぐように構成されている、ことを特徴とするカムシャフト調整用揺動型アクチュエーター。
2. 各作動ポートが標準開口部及びカムシャフトの交番トルクによる圧力ピークを使用する追加の開口部を有する、ことを特徴とする請求項１に記載のカムシャフト調整用揺動型アクチュエーター。
3. 各標準開口部が前記タンクポートに選択的に排出するよう構成されている、ことを特徴とする請求項２に記載のカムシャフト調整用揺動型アクチュエーター。
4. 前記１つの作動ポートの前記タンクポートへの排出を防ぎかつ前記供給ポートが前記他の作動ポートに圧力を加えている間に、前記油圧バルブが前記１つの作動ポートから前記他の作動ポートへの再循環を行うことができるように構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のカムシャフト調整用揺動型アクチュエーター。
5. 前記１つの作動ポートの前記タンクポートへの排出を防ぎかつ前記供給ポートが前記他の作動ポートに圧力を加えている間に、前記油圧バルブが前記１つの作動ポートから前記他の作動ポートへの再循環を防ぐように構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のカムシャフト調整用揺動型アクチュエーター。
6. 第１の状態においては、前記１つの作動ポートの前記タンクポートへの排出を防ぎかつ前記供給ポートが前記他の作動ポートに圧力を加えている間に、前記油圧バルブが前記１つの作動ポートから前記他の作動ポートへの再循環を行うことができるように構成されており、第２の状態においては、前記１つの作動ポートの前記タンクポートへの排出を防ぎかつ前記供給ポートが前記他の作動ポートに圧力を加えている間に、前記油圧バルブが前記１つの作動ポートから前記他の作動ポートへの再循環を防ぐように構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のカムシャフト調整用揺動型アクチュエーター。
7. 前記油圧バルブが少なくとも１つの先細型のランドを有するスプール及びボルトのどちらかを少なくとも１つ備える、ことを特徴とする請求項１に記載のカムシャフト調整用揺動型アクチュエーター。
8. 前記油圧バルブが少なくとも１つのランドを有するスプール及びボルトのどちらかを少なくとも１つ備え、前記ランドの少なくとも１つの側面がサメのひれの形をしている、ことを特徴とする請求項１に記載のカムシャフト調整用揺動型アクチュエーター。
9. 各作動ポートが標準開口部及びカムシャフトの交番トルクによる圧力ピークを使用する追加の開口部を有するカムシャフト調整用揺動型アクチュエーターであって、各作動ポートの前記追加の開口部に逆止弁をさらに備える、ことを特徴とする請求項１に記載のカムシャフト調整用揺動型アクチュエーター。
10. 前記供給ポートに逆止弁をさらに備える、ことを特徴とする請求項９に記載のカムシャフト調整用揺動型アクチュエーター。
11. 前記油圧バルブが１の位置から他の位置に動く際に、前記油圧バルブが前記供給ポートから前記１つの作動ポートへのより多くの流動を可能とし、前記他の作動ポートから前記１つの作動ポートへのより多くの再循環を可能とするよう構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のカムシャフト調整用揺動型アクチュエーター。
12. 前記油圧バルブが第１の位置から第２の位置に動く際に、カムトルクのパルスにより前記１つの作動ポートの圧力が前記第２の作動ポート及び供給ポートの圧力より大きくなる場合、前記油圧バルブが前記供給ポートから前記１つの作動ポートへのより多くの流動を可能とし、前記他の作動ポートから前記１つの作動ポートへのより多くの再循環を可能とするよう構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のカムシャフト調整用揺動型アクチュエーター。
13. 前記油圧バルブが１つの位置から他の位置に動く際に、前記油圧バルブが前記１つの作動ポートから前記タンクポートへのより多くの流動を可能とし、前記１つの作動ポートから前記他の作動ポートへのより多くの再循環を可能とするよう構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のカムシャフト調整用揺動型アクチュエーター。
14. 前記２の作動ポートは第１作動ポートと第２作動ポートを備え、前記油圧バルブが
    前期第２作動ポートが前記第１作動ポートへの再循環を可能とすると同時に前記タンクポートに排出する間に、前記供給ポートが前記第１作動ポートに圧力を加える第１の状態、
    前期第２作動ポートが前記タンクポートに排出せずに前記第１作動ポートへ再循環している間に、前記供給ポートが前記第１作動ポートに圧力を加える第２の状態、及び
    前期第２作動ポートの前記第１作動ポートへの再循環及び前記タンクポートへの排出が防止されている間に、前記供給ポートが前記第１作動ポートに圧力を加える第３の状態、
    になるように構成されている、
    ことを特徴とする請求項１に記載のカムシャフト調整用揺動型アクチュエーター。
15. 前記２の作動ポートは第１作動ポートと第２作動ポートを備え、前記油圧バルブが
    前期第２作動ポートが前記第１作動ポートへの再循環を可能とすると同時に前記タンクポートに排出する間に、前記供給ポートが前記第１作動ポートに圧力を加える第１の状態、
    前期第２作動ポートが前記タンクポートに排出せずに前記第１作動ポートへ再循環している間に、前記供給ポートが前記第１作動ポートに圧力を加える第２の状態、
    前期第２作動ポートの前記第１作動ポートへの再循環及び前記タンクポートへの排出が防止されている間に、前記供給ポートが前記第１作動ポートに圧力を加える第３の状態、
    供給ポートによる前記第１作動ポートと前記第２作動ポートの両方への圧力の負荷が防止され、また両方からの前記タンクポートへの排出が防止されている第４の状態、
    前期第１作動ポートの前記第２作動ポートへの再循環及び前記タンクポートへの排出が防止されている間に、前記供給ポートが前記第２作動ポートに圧力を加える第５の状態、
    前期第１作動ポートが前記タンクポートに排出せずに前記第２作動ポートへ再循環している間に、前記供給ポートが前記第２作動ポートに圧力を加える第６の状態、及び
    前期第１作動ポートが前記第１作動ポートへの再循環を可能にすると同時に前記タンクポートに排出している間、前記供給ポートが第２作動ポートに圧力を加える第７の状態、
    になるように構成されている、
    ことを特徴とする請求項１に記載のカムシャフト調整用揺動型アクチュエーター。