JPH05106412A - 内燃機関及び内燃機関の運転方法 - Google Patents

内燃機関及び内燃機関の運転方法

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JPH05106412A
JPH05106412A JP4089053A JP8905392A JPH05106412A JP H05106412 A JPH05106412 A JP H05106412A JP 4089053 A JP4089053 A JP 4089053A JP 8905392 A JP8905392 A JP 8905392A JP H05106412 A JPH05106412 A JP H05106412A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 一対の反対に作用するシリンダを使用する装
置に比較して機械的及び液圧的構造が簡単な可変カム軸
調時装置を提供する。 【構成】 カム軸４２６は揺動回転しないようにカム軸
の端部に固定されたベーン４６０を有する。カム軸はス
プロケット４３２を支持し、そのスプロケットはカム軸
と共に回転するがカム軸と共に揺動可能である。ベーン
はスプロケットの反対のリセス４３２ａ、４３２ｂ内に
それぞれ受けられた反対のローブ４６０ａ、４６０ｂを
有している。リセスはローブより大きな円周方向長さを
有し、ベーンとローブが互いに揺動し、それによってク
ランク軸に関するカム軸の位相を変化する。カム軸は、
リセスからの戻りラインの液圧流体の流れを阻止し又は
許容することによって通常の動作中に受けるパルスに反
応して進み又は遅れの与えられた方向に変化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、クランク軸に関する単
一カム軸内燃機関のカム軸の調時又は両カム軸内燃機関
のカム軸の調時が内燃機関の一つ又はそれ以上の動作特
性を変えるために変化される内燃機関の運転方法及びそ
れに使用する可変カム軸調時装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関（以下単にエンジン）の性能が
両カム軸、すなわち一方がエンジンの種々のシリンダ吸
気弁を動作しかつ他方が排気弁を動作する両カム軸を使
用することによって改善されることは知られている。典
型的に、このようなカム軸の一方はスプロケット及びチ
エーン駆動又はベルト駆動を介してエンジンのクランク
軸によって駆動されかつカム軸の他方が第２のスプロケ
ット及びチエーン駆動又はベルト駆動を介してクランク
軸によって駆動される。代わりに、カム軸の両者は単一
のクランク軸で駆動されるチエーン駆動又はベルト駆動
によって駆動され得る。両カム軸を有するエンジンにお
けるエンジン性能が、カム軸の一方、通常はエンジンの
吸気弁を動作するカム軸の他方のカム軸及びクランク軸
に関する位置関係を変え、それにより排気弁に関する吸
気弁の動作の点で又はクランク軸の位置に関するその弁
の動作の点でエンジンの調時を変えるることによって、
アイドル特性、燃料の経済性、排気物の減少及びトルク
の増大の点で更に改善されることが知られている。
【０００３】今まで、エンジンの弁の調時におけるこの
ような変化は、エンジン潤滑オイルによって動作される
別個の液圧モータによって達成されていた。しかしなが
ら、この作動装置は追加のエネルギーを著しく消費し、
かつカム軸位相アクチュエータを適当に動作するのに迅
速な応答時間が必要であるためにエネルギー潤滑ポンプ
を大きくする必要がある。更に、これらの装置は、典型
的に、クランク軸位置とカム軸位置との間で合計で２０
°の位相調整に制限されるので、かつ典型的に、これら
の装置は２位置装置、すなわち一つの位置として完全に
調整され又はその調整が外され、或いは第２の位置とし
て位相調整が外され又は位相調整される。本発明は、自
己作動、可変調整調時装置を提供することによって、従
来技術の可変カム軸調時装置に存在するこれの問題を解
決することであり、その可変調整調時装置はそれを動作
するために外部のエネルギーを必要とせず、このような
可変カム軸調時装置の一時的な液圧作動用件を満たすた
めにエンジン潤滑ポンプの必要な大きさを大きくせず、
動作限界内で連続的に可変のカム軸対クランク軸の位相
関係を与え、かつクランク軸位置とカム位置との間で２
０°以上の位相調整を実質的に与える。
【０００４】単に一つのカム軸を有する内燃機関すなわ
ちエンジンの性能はクランク軸に関するカム軸の位置関
係を変えることによって改善されることは、知られてい
る。しかしながら、単一カム軸エンジンにおいてカム軸
を位相調整するための知られた装置は、別の液圧ポンプ
を備え、又は液圧潤滑オイルポンプに重い要求を課し、
それらは２位置装置であり、及び（又は）それらはクラ
ンク軸位置とカム軸位置との間で最大約２０°の位相調
整に制限される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、内燃
機関用の改良した可変カム軸調時装置を提供することで
ある。更に詳細には、本発明の目的は、自己作動しかつ
エンジン潤滑ポンプのピーク負荷汲み上げ要件を加重し
ない可変カム軸調時装置を提供することである。
【０００６】本発明の他の目的は、カム軸の位置が動作
限界内でクランク軸の位置に関して連続して可変である
可変カム軸調時装置を提供することである。本発明の他
の目的は、一対の反対に作用する液圧的に相互に接続さ
れた液圧シリンダを使用する装置に比較して機械的及び
液圧的に構造が簡単になった、液圧的に動作される可変
カム軸調時装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願の一つの発明は、回
転可能なクランク軸と回転可能なカム軸とを有する内燃
機関であって、カム軸がクランク軸に関して位置可変で
あり、カム軸が回転中にトルクの逆転を受け、カム軸が
カム軸と共に回転するようにカム軸に固定された少なく
とも一つのローブを有するベーンを備え、カム軸がカム
軸と共に回転するようにかつカム軸に関して揺動するよ
うにカム軸に取り付けられたハウジングを有し、ハウジ
ングがベーンの少なくとも一つのローブを受ける少なく
とも一つのリセス有をしかつハウジングがカム軸に関し
て揺動するとき少なくとも一つのリセス内で少なくとも
一つのローブの揺動を許容し、内燃機関が更にクランク
軸からハウジングに回転運動を伝達するための手段及び
カム軸に関してハウジングの位置を変えるための手段を
備える内燃機関の運転方法において、カム軸に関してハ
ウジングの位置を変えるための手段をカム軸におけるト
ルクの逆転に反応して動作させることを含んで構成され
ている。本願の他の発明は、軸線の回りで回転可能なク
ランク軸と、第２の軸線の回りで回転可能なカム軸であ
って、第２の軸線が前記軸線と平行でありかつ前記カム
軸が回転中にトルクの逆転を受けるカム軸と、少なくと
も一つのローブを有するベーンであって、前記カム軸に
取り付けられ、前記カム軸と共に回転可能でありかつ前
記カム軸に関して揺動不能であるベーンと、前記カム軸
と共に回転可能でありかつ前記カム軸に関して揺動可能
であるハウジングであって、少なくとも一つのリセスを
有し、前記少なくとも一つのリセスが前記少なくとも一
つのローブを受け、前記少なくとも一つのローブが前記
少なくとも一つのリセス内で揺動可能であるハウジング
と、回転運動をクランク軸からハウジングに伝達するた
めの回転運動伝達手段と、カム軸に関してハウジングの
位置を変えるためにカム軸のトルク逆転に反応する手段
と、を備えて構成されている。
【０００８】
【作用】本発明は内燃機関用の位相調整装置を提供し、
その装置において、カム軸の位置又は両カム軸装置にお
ける一方又は両方の位置がクランク軸に関して位相調整
され、すなわち、その装置において、カム軸は例えばマ
イクロプロセッサによって制御される作動装置によって
クランク軸に関して進められ又は遅らされて、アイドル
性能、燃料の経済性、排気又はトルクのような一つ又は
それ以上の重要なエンジンの動作特性を制御する。
【０００９】第１の実施例において、作動装置はクラン
ク軸に関してカム軸の角度位置を進め又は遅らせるため
に一対の反対に作用する液圧シリンダを使用している。
エンジンオイルの形式の液圧流体は、ローブの各々がロ
ーブによって動作されるエンジンの弁リフタのカムフォ
ロアとの接触角度を変化するときカム軸が受けるトルク
負荷の変化に応答して反対に動作するシリンダの間で伝
達される。液圧シリンダ間でのこのような流れは制御弁
及び逆止弁によって一方向で阻止され或いは許容され、
かつ制御弁の動作はエンジン制御マイクロプロセッサに
よって制御されて、位置可変カム軸の進み又は遅れが望
まれたときにのみ発生する。シリンダ間の液圧オイルの
流れが一方のカム軸が受けるトルクの変化に起因するの
で、別個のポンプ又は他の作動装置は必要とされない。
更に、進められ或いは遅らされるカム軸は反対に作用す
るシリンダの一方又は他方内に既にある液圧流体を他方
に移動することによって進められ又は遅らされるので、
この液圧流体、すなわち本実施例でエンジンオイルは、
位相の調整が行われるべき短い時間の間主潤滑ポンプを
通して流れる必要はない。このように、本発明の可変カ
ム軸調時装置は、そうでない場合に必要とするよりも極
めて大きなエンジンオイル潤滑ポンプを使用する必要は
なく、かつ可変カム軸調時装置の動作率（ａｃｔｕａｔ
ｉｏｎ ｒａｔｅ）はエンジンオイルポンプの容量によ
って制限されない。
【００１０】他の実施例において、作動装置は一つ又は
それ以上の半径方向に伸びるベーンを使用し、そのベー
ンはカム軸に関して円周方向に固定されかつカム軸上で
揺動可能なスプロケットハウジングの空洞内に受けられ
ている。液圧流体はスプロケットに関するカム軸の位置
を進め又は遅らせるために各ベーンの一方の側又は他方
の側に選択的に汲み上げられ、汲み上げ動作はカム軸の
トルクの脈動（ｐｕｌｓａｔｉｏｎ）に反動して起こ
る。スプロケットがチエーン、ベルト又は歯車によって
カム軸に接続されているとき、場合によってカム軸の位
置はクランク軸及び（又は）第２のカム軸の位置に関し
て進められ又は遅らされ、このような進み又は遅れは位
相調整されたカム軸の運動の進み／遅れ範囲に亙って連
続的に可変である。
【００１１】
【実施例】図１［Ａ］ないし図１［Ｄ］は、接触子Ｃが
その接触子ＣとエンジンブロックＢとの間に配設された
ばねＳによってローブＬ側に偏倚されているときカム軸
のローブＬが矢印Ｒの方向に回転している間に、ローブ
Ｌと弁Ｖの接触子Ｃとの間で運転中の内燃機関に起こる
相互作用を説明する。ローブＬは半円形のヒール部分Ｈ
及び突出するノーズ部分Ｎを有する。接触子Ｃとローブ
Ｌとの間の接触がローブＬのヒール部分Ｈの点Ｐ１で発
生すると、接触子Ｃ及び接触子をローブに対して偏倚す
るばねＳによってローブＬに生起される力はローブＬの
回転軸線Ａを通る線に沿ってかつ弁Ｖの動作方向に作用
し、かつカム軸には何らのトルク負荷が加えられないこ
とになる。この状態は図１［Ａ］に示されている。
【００１２】ローブＬが図１［Ａ］に示される位置から
時計回り方向に回転し続けると、ローブＬのノーズ部分
Ｎは必然的にそのノーズ部分Ｎの点Ｐ２で接触子Ｃと接
触する。点Ｐ２は回転軸線Ａを通る線から与えられた方
向にかつ図１［Ｂ］に示されるように、距離Ｄ１だけ弁
の移動方向に片寄っている。ローブＬのこの位置におい
て、トルクがカム軸に力Ｆ１の大きさと同じに加えら
れ、その力はばねＳと距離Ｄ１との積として作用する。
必然的に、ローブＬのそれ以上の回転中は、図１［Ｄ］
に示されるように、ローブＬのノーズ部分Ｎは点Ｐ４で
接触子Ｃと接触し、その点は点Ｐ２から回転軸線Ａの反
対側にあり弁Ｖの移動方向で回転軸線Ａを通る線から距
離Ｄ２だけ隔てられている。ローブＬのこの位置におい
て、トルクは力Ｆ２の大きさと同じにカム軸に加えら
れ、その力Ｆ２は距離Ｄ２を乗算した大きさで接触子Ｃ
に加えられ、その力は距離Ｄ１に関して負の大きさであ
る。したがって、ローブＬの図１［Ｄ］の位置における
カム軸のトルクは、図１［Ｂ］の位置におけるカム軸の
トルクに関して反対の方向である。ローブＬが図１
［Ｂ］の位置から図１［Ｄ］の位置に移動するとき、ロ
ーブは図１［Ｃ］の位置を通過し、その図１［Ｃ］の位
置において、ローブＬのノーズ部分Ｎが点Ｐ３で接触子
と接触しその点Ｐ３が弁Ｖの運動方向及びカム軸の回転
軸線Ａと整合されているので、カム軸上のトルクはゼロ
である。ローブが完全に３６０°回転するときローブを
支持しているカム軸が受けるトルクの変化は図２に示さ
れ、その図２において水平軸は回転角を角度で表しかつ
垂直軸はトルクを表す。この曲線は、摩擦を無視できる
と仮定すると、この仮定はローラフォロアを有するエン
ジンに対しては実質的に有効な仮定であるが、ほぼ正弦
曲線になる。
【００１３】３６０°周期の各々をに亙る回転で受ける
トルクの変化は、図１及び図２に示されているが、図３
ないし図２９の装置における可変カム軸調時装置への作
動力として利用される。図３ないし図２９に示される装
置において、クランク軸２２はそれにキー止めされたス
プロケット２４を有し、エンジン動作中のクランク軸２
２の回転はエンジンの排気カム軸２６すなわち排気弁を
動作するカム軸２６にチエーン２８によって伝達され、
そのチエーンはスプロケット２４及びカム軸２６にキー
止めされたスプロケット３０に掛けられている。示され
ていないが、チエーン２８を緊張状態に保つためにかつ
緩み側で比較的緩くするために適当なチエーン張力装置
が使用される。示されるように、スプロケット３０はス
プロケット２４の２倍の大きさである。この関係によ
り、カム軸２６の回転速度はクランク軸２２の回転速度
の１／２であり、これは４サイクルエンジンに適してい
る。チエーンの代わりにベルトも使用できる。
【００１４】カム軸２６は他のスプロケット、すなわち
スプロケット３２（図５及び図６）を支持し、そのスプ
ロケットはカム軸に関して限られた円弧で揺動するよう
に及びその他ではカム軸と共に回転するようにカム軸に
支持されている。カム軸２６の回転はチエーン３６によ
って取入れすなわち吸気カム軸３４に伝達され、そのチ
エーン３６はスプロケット３２及び吸気カム軸３４にキ
ー止めされたスプロケット３８に掛けられている。示さ
れるように、スプロケット３２及び３８は直径が同じで
カム軸２６とカム軸３４との間で等しい回転速度を与え
る。チエーン３６の代わりにベルトも使用できる。
【００１５】図８に示されるように、各カム軸２６及び
３４の端部はヘッド５０の軸受け４２及び４４にそれぞ
れ回転するように支持され、そのヘッドはボルト４８に
よってエンジンブロック、その他にボルト付けされてい
る。カム軸２６及び３４の示されていない反対端は同じ
く示されていないヘッド５０の反対端に回転するように
軸受けされている。スプロケット３８はカム軸３４の位
置においてカム軸３４にキー止めされ、その位置はヘッ
ド５０の外である。同様に、スプロケット３２及び３０
はヘッド５０の外側の位置でカム軸３２に配置され、ス
プロケット３２はスプロケット２８と横に配置されかつ
スプロケット３０はスプロケット２４と横に整合される
ようにスプロケット３２のわずか横に配置されている。
【００１６】スプロケット３２は円弧状のリテーナ５２
（図１０）を一体部品として有し、そのリテーナ５２は
スプロケット３０の円弧状の開口３０ａを通してスプロ
ケット３２から外側に伸びる。スプロケット３０はその
スプロケットにボルト付けされた液圧装置本体４６を備
え、その液圧装置本体２６は図１２ないし図１４に示さ
れている幾つかの液圧装置要素を収容し、かつ一対の反
対に作用する単作動液圧シリンダ５４及び５６の各々の
本体端部を枢動的に支持し、その液圧シリンダはカム軸
２６の軸線の両側に配置されている。シリンダ５４及び
５６のピストン端部は円弧状のブラケット５８に枢動的
に取り付けられ、かつそのブラケット５８は複数のねじ
付きファスナ６０によってスプロケット３２に固定され
ている。したがって、シリンダ５４及び５６の一方を伸
張させることによってかつ同時にシリンダ５４及び５６
の他方を引っ込めることによって、スプロケット３２の
円弧状の位置はスプロケット３０に関して変化され、も
し図４、図６及び図１３に示されるようにシリンダ５４
が伸ばされかつシリンダ５６が引っ込められならスプロ
ケット３２を進め、図３、図５、図９、図１０及び図１
２に示されるようにシリンダ５６が伸ばされかつシリン
ダ５４が引っ込められるならスプロケット３２をスプロ
ケット３０に関して遅らせる。
【００１７】いずれの場合も、スプロケット３０の位置
に関してスプロケット３２の位置を進めること又は遅ら
せることは、カム軸２６に限られた相対円弧運動を行う
ように支持けされているスプロケット３２とカム軸３４
にキー止めされたスプロケット３８との間のチエーン駆
動接続により、カム軸２６の位置に関してカム軸３４の
位置を進め又は遅らせる。この関係は、図３及び図５に
示されるようなスプロケット３０の調時マーク３０ｂの
相対位置及びカム軸３４の遅れ位置におけるスプロケッ
ト３８の調時マーク３８ａを図４及び図６に示されるよ
うなカム軸３４の進んだ位置における相対位置と比較す
ることによって描かれる。
【００１８】エンジン潤滑オイルの形式の液圧流体のシ
リンダ５４及び５６内への及びその外への流れは図１２
ないし図１４に概略的に示されており、そこにおいて、
シリンダ５４及び５６は共通の入口ライン８２を介して
流体を受ける。入口ライン８２は対向した逆止弁８４及
び８６の間の接続部で終わり、その逆止弁はそれぞれ分
岐ライン８８及び９０を介してシリンダ５４及び５６に
接続されている。逆止弁８４及び８６は、その逆止弁８
４及び８６をそれぞれ通してシリンダ５４及び５６に液
圧流体を通す環状のシート８４ａ及び８６ａをそれぞれ
有している。逆止弁８４及び８６を通る流体の流れはそ
れぞれ浮動ボール８４ｂ及び８６ｂによって阻止され、
それらの浮動ボールはそれぞればね８４ｃ及び８６ｃに
よってそれぞれシート８４ａ及び８６ａに弾力的に偏倚
されている。したがって、逆止弁８４及び８６はシリン
ダ５４及び５６の最初の充填を許容しかつシリンダから
の液圧流体の漏れを補償するための補充（ｍａｋｅ−ｕ
ｐ）液圧流体を連続的に供給する。液圧流体は、図３な
いし図１１の実施例においてカム軸２６内に組み込まれ
たスプール弁９２を介してラインに入り、かつ液圧流体
はそれぞれ戻りライン９４及び９６によってシリンダ５
４及び５６からスプール弁９２に戻される。
【００１９】スプール弁９２は円筒状の部材９８及びそ
の円筒状の部材９８内で前後に滑り可能なスプール１０
０で作られている。スプール１００は両端に円筒状のラ
ンド１００ａ及び１００ｂを備え、円筒状の部材９８内
にぴったりと嵌まったランド１００ａ及び１００ｂは以
下のようにして配置されている。すなわち、ランド１０
０ｂは図１２に示されるように、戻りライン９６から液
圧流体が出るのを阻止し、その場合カム軸３４は遅れ位
置の方向に切り換り、又は、ランド１００ａは図１３に
示されるように、液圧流体が戻りランド９４から出るの
を阻止し、その場合カム軸３４は進み方向に切り換り、
又は図１４に示されるように、ランド１００ａ及び１０
０ｂが戻りライン９４及び９６の両方から液圧流体が出
るのを阻止し、その場合カム軸３４は選ばれた中間位置
に保持される。
【００２０】部材９８内のスプール１００の位置はラン
ド１００ｂの端部に作用するばね１０２によって影響さ
れる。したがって、ばね１０２はスプール１００を図１
２ないし図１４において右の方向に弾性的に偏倚する。
部材９８内のスプール１００の位置は、更に部材９８の
部分９８ａ内の液圧流体をランド１００ａの外側に作用
させることによって影響され、そのランド１００ａの外
側に作用する液圧流体はスプールを左に偏倚し、スプー
ル１００の右への移動は円筒状部材９８の右側端部内の
スリーブ状の機械的ストッパ９８ｂによって制限され
る。シリンダ５４及び５６の一方が引っ込んでシリンダ
の他方が伸びるのは、戻りラインを通って流れる液圧流
体が部材９８の内側及びスプール１００の減径部分１０
０ｃの外側によって限定される環状の隙間１０４によっ
て入口ライン８２内に流れるので、前述のように戻りラ
イン９４又は戻りライン９６のいずれかを開放すること
によって行われる。したがって、シリンダ５４又は５６
の伸張は、収縮するすなわち引っ込むシリンダ５６又は
５４からの液圧流体をそのシリンダに直接伝達すること
によって行われる。
【００２１】円筒状の部材９８の部分９８ａ内の圧力
は、通常の構造でよい概略的に示された電気エンジン制
御ユニット（ＥＣＵ）１０８からの制御信号に応答し
て、コントローラ１０６からの圧力制御信号、好ましく
はパルス幅変調型（ＰＷＭ）の信号によって制御され
る。コントローラ１０６はエンジンの主オイル貯槽から
のエンジンオイルを入口ライン１１０を介して受け、か
つその源からのエンジンオイルを供給ライン１１２を介
して円筒状の部材９８の部分９８ａに選択的に供給す
る。コントローラ１０６からの使用済みオイルは出口ラ
イン１１４によって低圧調整弁１１６に戻され、その調
整弁は入口ライン１１０からの供給オイルを受け、かつ
低圧調整弁１１６からのオイルは出口ライン１１８によ
ってエンジンオイル溜めに戻される。出口ライン１１８
を通る流れは、出口ライン１１４内の圧力がばね１１６
ｃの偏倚作用に打ち勝つのに十分でないなら、低圧調整
弁１１６の滑動するスプール１１６ａのランド１１６ｂ
によって阻止される。このように、低圧調整弁１１６
は、コントローラ１０６の電気的又はその他の故障にも
かかわらず円筒状部材９８の部分９８ａ内を最小オイル
圧力、例えばゲージ圧１．０５ｋｇ／ｃｍ2（１５ｐ．
ｓ．ｉ．ｇ．）に保つ作用を行い、それによってシリン
ダ５４及び５６への液圧流体の供給を保って漏れ損失を
補充する。この最小のオイル圧力により、シリンダ５４
及び５６はそこからのオイルの漏れを低いレベルに保
ち、このようにしてシリンダに設計される高価なゼロ漏
れシールの必要性を排除する。
【００２２】このような連続するオイルの漏れを補充す
るためのシリンダ５４及び５６に対する補充オイルは、
円筒状の部材９８の部分９８ａからスプール１００内の
小さな内側通路１２０によって環状の隙間１０４に流
れ、その隙間から補充オイルは入口ライン８２によって
シリンダ５４及び５６に流れることができる。オイルが
隙間１０４から円筒状の部材９８の部分９８ａに流れる
のを阻止するために逆止弁１２２が内側通路１２０内に
置かれている。シリンダ５４及び５６以外の図１２ない
し図１４の概略液圧図の要素に相当する図３ないし図１
１の実施例の要素は、同じ参照番号にダッシュを付して
示される。例えば、図１２ないし図１４の入口ライン８
２に相当する図３ないし図１１の実施例の入口ラインは
参照番号８２’で示される。この点に関して、図３ない
し図１１の実施例の逆止弁８４’及び８６’はディスク
タイプであり、しかるに図１２ないし図１４の逆止弁８
４及び８６はボールタイプであり、どちらも使用可能で
ある。
【００２３】シリンダ５４及び５６はカム軸３４の正及
び負のトルクパルスに抵抗するように配置されかつそれ
によって交互に加圧される。なぜなら、どの力も等しく
かつ反対向きの反動力によって抵抗されるからである。
シリンダ５４及び５６のこのような周期的な加圧は液圧
の流れに変換され、かつスプール弁９２の円筒状の部材
９８内のスプール１００の制御された位置決めによって
かつ逆止弁８４及び８６の流れ方向感度によってスプロ
ケット３０に関するスプロケット３２の位置の変化に変
換される。
【００２４】図１２において、シリンダ５４はカム軸３
４の正のトルクパルス中に加圧されかつシリンダ５６は
負のトルクパルス中に加圧される。スプール１００の位
置により、液圧流体は、引っ込みつつあるシリンダ５４
（正のトルクパルス中）から通路８８、通路９４、空洞
すなわち隙間１０４、通路８２、逆止弁８６及び通路９
０を通して伸張しつつあるシリンダ５６内に流れること
が許容される。トルクパルスが負になったときシリンダ
５６が加圧されが、逆止弁８６が閉じかつ通路８２を通
した逆流を阻止し、しかもランド１００ｂが通路９６を
通る流体の流れを阻止するので、流体はシリンダ５６の
外に流れることはできない。したがってシリンダ５４が
引っ込められかつシリンダ５６のみが伸張するのを許容
されると、可変カム軸調時機構はカム軸３４をクランク
軸２２の位置に関して遅らされた調時方向に動かす。
【００２５】図１３はカム軸３４の位置がクランク軸２
２の位置に関して進められている状態を示している。ス
プール１００の位置は液圧流体が引っ込みつつあるシリ
ンダ５６（負のトルクパルス中）から通路９０、通路９
６、空洞１０４、通路８２、逆止弁９６及び通路８８を
通して伸張しつつあるシリンダ５４内に流れるのを許容
する。カム軸３４のトルクが正になると、シリンダ５４
は加圧されるが、逆止弁８４は閉鎖されかつ通路８２を
通る逆流を阻止ししかもランド１００ａが通路９４を通
る流体の流れを阻止するので、シリンダ５４の外に流れ
ることはできない。したがって、シリンダ５６が引っ込
められかつシリンダ５４のみが伸張するのが許容される
と、可変カム軸調時機構はカム軸３４をクランク軸２２
の位置に関して進んだ調時方向に動かす。
【００２６】図１４はスプール１００が中立位置にある
状態を示す。ランド１００ｂは出口通路９６を閉鎖する
ことによって液圧流体がシリンダ５６から出るのを阻止
する。逆止弁８６は流体がシリンダ６５から出るのを阻
止するが、補充流体がシリンダ５６内に流入してあらゆ
る漏れを補充するのを許容する。同様に、ランド１００
ａは出口通路９４を閉鎖することによって液圧流体がシ
リンダ５４を出るのを阻止する。逆止弁８４は流体がシ
リンダ５４を出るのを阻止するが、補充流体がシリンダ
５４内に流入してあらゆる漏れを補充するのを許容す
る。したがって、両シリンダからの流れを阻止すること
によってシリンダ５４及び５６が引っ込むのが阻止さ
れ、カム軸はクランク軸２２に関してカム軸３４の選ば
れた中間位置に「ロック」される。０ａは出口通路９４
を閉鎖することによって液圧流体がシリンダ５４を出る
のを阻止する。逆止弁８４は流体がシリンダ５４を出る
のを阻止するが、補充流体がシリンダ５４内に流入して
あらゆる漏れを補充するのを許容する。したがって、両
シリンダからの流れを阻止することによってシリンダ５
４及び５６が引っ込むのが阻止され、カム軸はクランク
軸２２に関してカム軸３４の選ばれた中間位置に「ロッ
ク」される。
【００２７】図１２及び図１３に示されるように、スプ
ール弁１００は完全に開いた位置にあり、液圧流体がク
ランク軸に関するカム軸の調時の変化の最大の割合で流
れるのを許容する。もし望むなら、スプール弁１００は
部分的に開かれ、液圧流体が少ない割合で流れるのを許
容し、カム軸の調時の変化の割合を制限する。したがっ
て、カム軸の調時位置及びカム軸の調時位置の変化の割
合は同じ弁で制御可能である。
【００２８】図１５及び図１６は可変カム軸調時装置の
例を概略的に示し、そこにおいて、図３ないし図１４の
例の原理が両カム軸エンジンのカム軸の相互間の又はク
ランク軸に関するいずれかの若しくは両者の位相取り
（ｐｈａｓｉｎｇ）に適用される。この実施例におい
て、鎖線で示されかつ図示しないクランク軸によって駆
動されるチエーン２２８は、排気カム軸２２６に関して
限られた円弧に亙って揺動可能にその排気カム軸に軸受
けされているスプロケット２３２の回り及び吸気カム軸
２３４に同様に軸受けされているスプロケット３２４の
回りに掛けられている。単作動液圧シリンダ２５４及び
２５６の本体端部はカム軸２２６の両側でスプロケット
２３２に枢動的に取り付けられ、かつシリンダ２５４及
び２５６のピストン端部は図３ないし図１３の実施例の
シリンダ５４及び５６と同様に制御可能にかつ液圧的に
相互に接続されている。したがって、シリンダ２５４及
び２５６の一方又は他方の伸張はそのようなシリンダの
他方の引っ込みを伴い、チエーン２２８を駆動するクラ
ンク軸（図示しない）に関するカム軸２２６の位置を場
合に応じ進め又は遅らせる。
【００２９】同様に、単作動液圧シリンダ３５４及び３
５６の本体端部はカム軸２３４の両側でスプロケット３
２４に枢動的に取り付けられ、かつシリンダ３５４及び
３５６のピストン端部はカム軸２３４にキー止めされて
いるブラケット３３０に枢動的に取り付けられている。
シリンダ３５４及び３５６は図３ないし図１４の実施例
のシリンダ５４及び５６と同様に制御可能にかつ液圧的
に相互に連結され、シリンダ２５４及び２５６と一緒に
又はそれと独立して動作する。したがって、シリンダ３
５４及び３５６の一方又は他方の伸張は他方のシリンダ
の引っ込みを伴い、クランク軸に関するカム軸２３４の
位置を場合に応じ進め又は遅らせる。一方でシリンダ２
５４及び２５６の動作を制御する方法により他方でシリ
ンダ３５４及び３５６の動作を制御する方法により、カ
ム軸２３４の進め動作及び遅らせ動作はカム軸２２６の
進み動作及び遅らせ動作と一緒に又はそれから独立して
行われる。図１５及び図１６の実施例用の液圧システム
はその図には示されていないが、図３ないし図１４の液
圧システムと同様である。
【００３０】図１７ないし図１９は他の可変カム軸調時
装置の例を示し、そこにおいて、図３ないし図１４及び
図１５及び図１６の実施例の原理がエンジンのクランク
軸に関するエンジンの単一のカム軸の位相取りに適用さ
れる。図１７ないし図１９はオーバーヘッドカム軸型の
エンジンを示しているが、図１７ないし図１９の原理は
ブロックカム軸型の単カム軸エンジンにも応用可能であ
る。
【００３１】図１７ないし図１９の実施例において、中
心線のみが示されている無端チエーン３３８は図示され
ていないクランク軸によって駆動されかつスプロケット
３３２の回りに掛けられている。スプロケット３３２は
カム軸３２６に支持されかつカム軸３２６に関して限ら
れた円弧に亙って揺動可能でまたそれと共に回転可能で
ある。単作動液圧シリンダ４５４及び４５６の本体端部
はカム軸３２６にキー止めされた液圧本体３３４に枢動
的に取り付けられ、シリンダ４５４及び４５６のピスト
ン端部はスプロケット３３２に取り付けられているブラ
ケット３３６に枢動的に取り付けられている。液圧本体
３３４は図３ないし図１４の実施例の液圧本体３３４と
同様に内部の液圧流体通路を有し、かつボルト３５２に
よって液圧本体３３４にボルト付けされたカバープレー
ト３５０によって被われている。図１７ないし図１９の
実施例用の液圧システムは図３ないし図１４の液圧シス
テムと同じであり、シリンダ４５４及び４５６以外の概
略液圧図の要素に相当する図１７ないし図１９の実施例
の要素は二つのダッシュを付した番号で示されている。
例えば、図１８及び図１９の実施例の入口ラインは参照
番号８２”で示されている。
【００３２】図１７ないし図１９の例の動作において、
カム軸３２６のトルク脈動（ｐｕｌｓａｔｉｏｎ）はカ
ム軸にキーで取り付けられているので液圧本体３３４に
よって受けられ、これらのトルク脈動は本体３３４の円
周方向の位置をスプロケット３３２に関して進め又は遅
らせ、そのスプロケット３３２はカム軸３２６に揺動可
能に取り付けられているのでトルク脈動の影響から隔離
されている。カム軸３２６のトルク脈動に反動してスプ
ロケット３３２に関する液圧本体３３４の円周方向位置
の進み又は遅れは、したがってクランク軸の円周方向位
置に関するカム軸３２６の円周方向位置の進み又は遅れ
は、前で説明したように、シリンダ４５４及び４５６用
の液圧システムによって許容され又は阻止される。エン
ジン制御ユニットからの信号に応答して動作する制御シ
ステムはいつでもシリンダ４５４及び４５６の一方から
の流れを許容し、かつシリンダ４５４及び４５６の他方
からの流れを阻止し、或いはシリンダ４５４及び４５６
の両者からの流れを阻止して液圧本体３３４の与えられ
た円周方向位置を保つ。
【００３３】図２０ないし図３１は本発明の可変カム軸
調時装置の実施例を示し、スプロケット４３２の形のハ
ウジングはカム軸４２６に揺動可能に支持されている。
オーバーヘッドカム軸型又はブロック内カム軸型のいず
れでもカム軸４２６は単カム軸エンジンのカム軸と考え
られる。代わりに、カム軸４２６は両カム軸エンジンの
吸気弁作動カム軸又は排気弁作動カム軸のいずれかであ
ってもよい。いずれの場合にも、スプロケット４３２及
びカム軸４２６は共に回転可能でありかつ概略的に示す
無端ローラチエーン４３８によってスプロケット４３２
にトルクを加えることによって回転され、そのローラチ
エーンはスプロケット４３２の回りにかつ図示しないク
ランク軸の回りに掛けられる。後で詳述するように、ス
プロケット４３２はカム軸４２６に揺動可能に支持さ
れ、その結果、カム軸の回転中にカム軸４２６に関して
限られた円弧に亙って少なくとも揺動可能であり、その
作用はクランク軸に関するカム軸４２６の位相を調整す
る。
【００３４】環状の汲み上げベーン４６０がカム軸４２
６に固定され、その汲み上げベーン４６０は一対の直径
方向に反対に伸びるローブ４６０ａ及び４６０ｂを有し
かつボルト４６２によってカム軸４２６の拡大端部４２
６ａに取り付けられている。そのボルトはベーン４６０
を通して端部４６２ａ内に伸びている。この点に関し
て、カム軸４２６は、カム軸が関連するエンジンブロッ
ク（図示しない）に関して正確に位置決めされるように
するためにスラスト肩部４２６ｂが設けられている。汲
み上げベーン４６０はドエルピン４６４によって端部４
２６ａに関して正確に位置決めされ、そのドエルピンは
汲み上げベーンと端部とを通して伸びている。ローブ４
６０ａ及び４６０ｂはスプロケット４３２の半径方向外
側に突出するリセス４３２ａ及び４３２ｂ内にそれぞれ
受けられ、各リセス４３２ａ及び４３２ｂの円周方向長
さはベーンのローブ４６０ａ及び４６０ｂの円周方向長
さより幾分大きくなっており、これによりべーん４６０
に関するスプロケット４３２の限られた揺動運動が許容
される。リセス４３２ａ及び４３２ｂは、別個の横方向
に伸びる環状板４６６及び４６８によってそれぞれロー
ブ４６０ａ及び４６０ｂの回りで閉鎖され、その環状板
はボルト４７０によってベーン４６０に関して、したが
ってカム軸４６０に関して固定され、そのボルト４７０
はローブ４６０ａ又は４６０ｂを通して一方の環状板か
ら他方の環状板に伸びている。更に、スプロケット４３
２の内周４３２ｃはベーン４６０の部分４６０ｄの外周
に関してシールされ、その部分４６０ｄはローブ４６０
ａと４６０ｂとの間にあり、ベーン４６０のローブ４６
０ａ、４６０ｂの先端はそれぞれシール受けスロット４
６０ｅ、４６０ｆが設けられている。したがって、スプ
ロケット４３２のリセス４３２ａ及び４３２ｂの各々は
液圧を保持することが可能であり、かつ各リセス４３２
ａ及び４３２ｂ内においてローブ４６０ａおいて４６０
ｂの各側の部分はそれぞれ液圧を保持することが可能で
ある。
【００３５】上記の図２０ないし図２８の実施例の構造
の機能は図２９を参照して理解される。エンジン潤滑オ
イルの形式の液圧流体は、共通の入口ライン４８２を介
してリセス４３２ａ及び４３２ｂ内に流れる。入口ライ
ン４８２は対向する逆止弁４８４と４８６との間の接続
部で終わっており、その逆止弁はそれぞれ分岐ライン４
８８、４９０によってリセス４３２ａ、４３２ｂに接続
されている。逆止弁４８４及び４８６は、液圧流体が逆
止弁４８４、４８６を通してそれぞれリセス４３２ａ、
４３２ｂに流れるのを許容するために、それぞれ環状の
シート４８４ａ及び４８４ａを備えている。逆止弁４８
４、４８６を通る液圧流体の流れは、それぞれ浮動ボー
ル４８４ｂ、４８６ｂによって阻止され、その浮動ボー
ルはそれぞればね４８４ｃ、４８６ｃによってそれぞれ
シート４８４ａ、４８６ａに弾力的に偏倚されている。
したがって、逆止弁４８４、４８６はリセス４３２ａ、
４３２ｂを初期に充填することを許容しかつリセスから
の漏れを補充するために補充液圧流体を連続的に供給す
る。液圧流体はカム軸４２６内に組み込まれたスプール
弁４９２によってライン４８２内に入り、液圧流体はそ
れぞれ戻りライン４９４、４９６によってリセス４３２
ａ、４３２ｂからスプール弁４９２に戻される。
【００３６】スプール弁４９２は、円筒状の部材４９８
とその部材４９８内で前後に滑動するスプール５００と
で作られている。スプール５００は両端に円筒状のラン
ド５００ａ及び５００ｂを備え、部材４９８内にぴった
りと嵌まっているランド５００ａ及び５００ｂは以下の
ように位置決めされる。すなわち、ランド５００ｂが戻
りライン４９６からの液圧流体の流出を阻止し、又はラ
ンド５００ａが戻りライン４９４からの液圧流体の流出
を阻止し、又は図２９に示されるようにランド５００ａ
及び５００ｂが戻りライン４９４及び４９６からの液圧
流体の流出を阻止し、そこにおいて、カム軸４２６は関
連するクランク軸に関する選ばれた中間位置を保持す
る。
【００３７】部材４９８内でのスプール５００の位置は
それぞれランド５００ａ及び５００ｂの端部に作用する
一対の反対側のばね５０２及び５０４によって影響され
る。したがって、ばね５０２はスプール５００を図２９
に示される方向で左に弾力的に偏倚し、かつばね５０４
はスプールを右に弾力的に偏倚する。部材４９８内のス
プール５００の位置は、液圧流体を部材４９８の部分４
９８ａ内でランド５００ａの外側に供給することによっ
て更に影響され、その液圧流体はスプール５００を左に
偏倚する。部材４９８の部分４９８ａはエンジンの主オ
イル貯槽（“ＭＯＧ”）３５０から直接圧力流体を受
け、このオイルはエンジンのカム軸４２６が回転すると
き軸受け５３２を潤滑する。
【００３８】部材４９８内のスプール５００の位置の制
御は制御圧力シリンダ５３４内の液圧に応答し、その制
御圧力シリンダのピストン５３４ａはスプール５００の
延長部５００Ｃに当接している。ピストン５３４ａの表
面積は部分４９８ａ内で液圧に露出しているスプール５
００の端部の表面積より大きく、好ましくは２倍の大き
さである。したがって、スプール５００に反対方向に作
用する液圧はシリンダ５３４内の圧力が部分４９８ａ内
の圧力の１／２であるとき釣り合う。これにより、もし
ばね５０２及び５０４が釣り合わされているなら、シリ
ンダ５３４内でエンジンの全オイル圧力より小さい圧力
でスプール５００は図２９に示されるように不動作すな
わち中央位置を保つ点で、スプール５００の位置の制御
を容易にし、このようにしてスプール５００が場合に応
じてシリンダ５３４内の圧力の増加又は減少によってい
ずれかの方向に移動するのを許容する。
【００３９】シリンダ５３４内の圧力は、普通の構造で
よい概略図示した電気エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）
５０８からの制御信号に応答してソレノイド５０６、好
ましくはパルス幅変調型（ＰＷＭ）がよいソレノイドに
よって制御される。前述のようにシリンダ５３４内の圧
力が部分４９８ａ内の圧力の１／２に等しいときスプー
ル５００が不動作位置にあると、ソレノイド５０６のオ
ンーオフパルスが等しく持続し、オフ持続（ｏｆｆ ｄ
ｕｒａｔｉｏｎ）に関してオン持続を増加又は減少する
ことによって、シリンダ５３４内の圧力はそのような１
／２レベルに関して増加又は減少され、それによってス
プール５００はそれぞれ右又は左に動く。ソレノイド５
０６はエンジンオイル貯槽５３０から入口ライン５０４
を通してエンジンオイルを受けかつ供給ライン５３８を
通してシリンダ５３４にそのような供給源からのエンジ
ンオイルを選択的に分配する。図２２及び図２３に示さ
れるように、シリンダ５３４は、ピストン５３４ａがス
プール５００の露出された自由端５００ｃに当接するよ
うに、カム軸４２６の露出端に取り付けられ得る。この
場合、ソレノイド５０８は好ましくは、シリンダ５３４
ａを収容するハウジング５３４ｂに取り付けられる。
【００４０】スプロケット４３２のリセス４３２ａ、４
３２ｂからの漏れを補償するためのそのリセスに対する
補充オイルはスプール５００内の小さな内側通路５２０
によって通路４９８ａから円筒状部材４９８の環状の隙
間４９８ｂに与えられ、そこから補充オイルは入口ライ
ン４８２内に流れることができる。逆止弁５２２は、オ
イルが隙間４９８ｂから円筒状部材４９８の部分４９８
ａに流れるのを阻止するために、通路５２０内に配置さ
れている。
【００４１】ベーン４６０はカム軸４２６のトルク脈動
によって時計回り方向及び反時計回り方向に交互に偏倚
されかつこれらの時計脈動はベーン４６０をしたがって
カム軸４２６をスプロケット４３２に関して揺動させ
る。しかしながら、円筒状部材４９８内のスプール５０
０の図２９の位置において、このような揺動は、ベーン
４６０のローブ４６０ａ、４６０ｂそれぞれの両側でス
プールリセス４３２ａ、４３２ｂ内の液圧流体によって
阻止される。なぜならば、システムの図２９の状態にお
いて両戻りライン４９４、４９６はスプール５００の位
置によって阻止されるので、液圧流体がリセス４３２
ａ、４３２ｂのいずれからも去ることができないからで
ある。例えば、もしカム軸４２６及びベーン４６０がス
プロケット４３２に関して反時計回り方向に移動できる
ようにしたいなら、シリンダ４３４内の圧力を円筒状部
材４９８の部分４９８ａ内の圧力の１／２より大きいレ
ベルに増大することだけが必要である。これによりスプ
ール５００は右に偏倚されかつそれによって戻りライン
４９４は開放される。装置のこの状態において、カム軸
４２６の反時計回り方向のトルク脈動は流体をリセス４
３２ａの部分の外に汲み出しかつベーン４６０のローブ
４６０ａがリセスの液圧流体が空になった部分に移動さ
せる。しかしながら、スプール５００のランド５００ｂ
によって戻りライン４９６を通る流体の流れが阻止され
るので、カム軸のトルク脈動が反対になってもスプール
５００が左に移動しない限りかつ移動するまでベーンの
逆方向の移動は起こらない。
【００４２】図２９において別個の閉鎖された通路とし
て示されているが、ベーン４６０の周囲は、ローブ４６
０ａの右側のリセス４３２ａの部分とローブ４６０ｂの
右側のリセス４３２ｂの部分との間でオイルを移送する
図２０、図２１、図２５、図２６及び図２７の開いたオ
イル通路スロットすなわち要素４６０ｃを有し、上記両
リセスの部分はローブ４６０ａ、４６０ｂの非作動側で
あり、したがって、スプロケット４３２に関するベーン
４６０の反時計回り方向の移動は戻りライン４９４を通
して流れが許容されたときに起こりかつ時計回り方向の
移動は戻りライン４９６を通して流れが許容されたとき
に起こる。
【００４３】更に、通路４８２はローブ４６０ｂとして
示されるローブ４６０ａ、４６０ｂの一方の非作動側ま
で延長部４８２ａが設けられ、良好な回転釣り合い、ベ
ーン運動の改良した減衰、ベーン４６０の支持面の改良
した潤滑のためにローブ４６０ａ、４６０ｂの非作動側
に補充オイルを連続的に供給できるようにする。
【００４４】上記のように図２９の要素に相当する図２
０ないし図２８の構造の要素は、図２９で使用された参
照番号によって図２０ないし図２８において示されてい
る。図２９のボール型の逆止弁に対して図２０ないし図
２８では逆止弁４８４及び４８６はディスク型の逆止弁
である。ディスク型の逆止弁は図２０ないし図２８の実
施例には好ましいが、他の形式の逆止弁も使用できる。
【００４５】出願日現在において本発明を実施するため
に発明者が意図した最適の態様を記載したが、当業者は
本発明の範囲内で改良、変更できる。
【００４６】
【発明の効果】エンジン潤滑ポンプのピーク負荷汲み上
げ要件を加重することなく装置を簡素化できる。また一
対の反対に作用する液圧シリンダを使用する装置に比較
して機械的及び液圧的に構造が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】［Ａ］ないし［Ｄ］は、カム軸の全回転中の種
々の時間におけるカム軸のローブとエンジンの弁のカム
フォロアとの間の接触を示す概略図である。
【図２】カム軸のローブと図１に示された形式のエンジ
ンの弁のカムフォロアとの間の接触の変化によりカム軸
が受けるトルクの変化を示すグラフである。
【図３】可変カム軸調時装置の一例を組み込んでいる両
カム軸内燃機関の部分図であってクランク軸及びカム軸
を通して横に伸びる平面で切断しかつクランク軸及び排
気カム軸に関して遅らされた位置の吸気カム軸を示す図
である。
【図４】排気カム軸に関して進められた位置にある吸気
カム軸を示す図３の位置に同様の部分図である。
【図５】図８の線５−５に沿って切断した部分図であっ
て、明確にするため幾つかの構造を除去しかつ装置の関
連する位置で示された図である。
【図６】図５と同様の部分図であって、排気カム軸に関
して進んだ位置にある吸気カム軸を示す図である。
【図７】図３に示された幾つかの構造の反対側を示す部
分図である。
【図８】図６の線８−８に沿って切断した部分図であ
る。
【図９】図３の線９−９に沿って切断した部分図であ
る。
【図１０】図３の線１０−１０に沿って切断した部分図
である。
【図１１】図３の線１１−１１に沿って切断した部分図
である。
【図１２】可変カム軸調時装置の一例の液圧装置の概略
図であって、カム軸の位相が図３に示されている装置の
遅れ位置の方向に移動されているのを示す図である。
【図１３】図１２と同様の概略図であって、カム軸が図
４に示される可変カム軸調時装置の進み位置の方向に移
動される状態を示す図である。
【図１４】図１２及び図１３と同様の概略図であって、
カム軸の位相が本発明の可変カム軸調時装置の進み位置
と遅れ位置との間の位置に保持されている状態を示す図
である。
【図１５】他の例の可変カム軸調時装置を組み込んでい
る両カム軸内燃機関の部分図である。
【図１６】図１５の線１６−１６に沿って切断した断面
図である。
【図１７】本発明の可変カム軸調時装置を単カム軸エン
ジンに適用するのを示す部分図である。
【図１８】図１７の線１８−１８に沿って切断した断面
図である。
【図１９】図１７の線１９−１９に沿って切断した断面
図である。
【図２０】本発明の可変カム軸調時装置の実施例のが適
用されたカム軸の端立面図である。
【図２１】図２０と同様の図であって、構造の一部が他
の構造をはっきり説明するために除去されている図であ
る。
【図２２】図２１の線２２−２２に沿って切断した断面
図である。
【図２３】図２１の線２３−２３に沿って切断した断面
図である。
【図２４】図２１の線２４−２４に沿って切断した断面
図である。
【図２５】図２０ないし図２４の可変カム軸調時装置の
要素の立面図である。
【図２６】図２５の要素を反対側から見た立面図であ
る。
【図２７】図２５及び図２６の要素の側立面図である。
【図２８】図２７の要素を反対側から見た立面図であ
る。
【図２９】図２０ないし図２８の可変カム軸調時装置の
単純化した概略図である。
【符号の説明】
２２ クランク軸 ２４ スプロケ
ット ２６ カム軸 ３０ スプロケ
ット ３４ カム軸 ５４、５６ シ
リンダ ３２６ カム軸 ３３２ スプロ
ケット ３３４ 液圧本体 ４５４、４５６
液圧シリンダ ４２６ カム軸 ４３２ スプロ
ケット ４６０ ベーン ４６０ａ、４６
０ｂ ローブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス・ジエイ・ベツカー アメリカ合衆国ニユーヨーク州13021，オ ーバーン，サウス・ストリート・ロード 5800 (72)発明者 ロジヤー・ピー・バターフイールド アメリカ合衆国ニユーヨーク州14847，イ ンターラーケン，カユガ・ブルーバード 8370，ロード ２ ボツクス 98 (72)発明者 スタンレー・ケイ・デンボスキー アメリカ合衆国ニユーヨーク州14850，イ サカ，メツクレンバーグ・ロード 1790 (72)発明者 フランクリン・アール・スミス アメリカ合衆国ニユーヨーク州14881，ス レイターヴイル・スプリングス，ミツドラ イン・ロード 37

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転可能なクランク軸と回転可能なカム
    軸とを有する内燃機関であって、カム軸がクランク軸に
    関して位置可変であり、カム軸が回転中にトルクの逆転
    を受け、カム軸がカム軸と共に回転するようにカム軸に
    固定された少なくとも一つのローブを有するベーンを備
    え、カム軸がカム軸と共に回転するようにかつカム軸に
    関して揺動するようにカム軸に取り付けられたハウジン
    グを有し、ハウジングがベーンの少なくとも一つのロー
    ブを受ける少なくとも一つのリセス有をしかつハウジン
    グがカム軸に関して揺動するとき少なくとも一つのリセ
    ス内で少なくとも一つのローブの揺動を許容し、内燃機
    関が更にクランク軸からハウジングに回転運動を伝達す
    るための手段及びカム軸に関してハウジングの位置を変
    えるための手段を備える内燃機関の運転方法において、 カム軸に関してハウジングの位置を変えるための手段を
    カム軸におけるトルクの逆転に反応して動作させること
    を含む内燃機関の運転方法。
  2. 【請求項２】 回転可能なクランク軸と回転可能なカム
    軸とを有する内燃機関であって、カム軸がクランク軸に
    関して位置可変でありかつ回転中にトルクの逆転を受け
    る内燃機関の運転方法において、 少なくとも一つのローブを有するベーンであって、カム
    軸に関して回転可能でありかつカム軸に関して揺動不能
    であるベーンを、カム軸に設けること、 少なくとも一つのリセスを有するハウジングであって、
    カム軸に関して回転可能でありかつカム軸に関して揺動
    可能であり、ハウジングの少なくとも一つのリセスがベ
    ーンの少なくとも一つのローブを受けかつハウジングが
    カム軸に関して揺動するとき少なくとも一つのリセス内
    で少なくとも一つのローブの揺動を許容するハウジング
    を、カム軸に設けること、 回転運動をクランク軸からハウジングに伝達するための
    手段を設けること、 カム軸に関してハウジングの位置を変えるための手段を
    設けること、 カム軸に関してハウジングの位置を変えるための手段を
    少なくとも一つのカム軸におけるトルクの逆転に反応し
    て動作させることを含む内燃機関の運転方法。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の方法において、カム軸
    に関してハウジングの位置を変えるための手段が、第１
    の方向でのカム軸のトルクパルスに反応してハウジング
    の位置がカム軸に関して第１の方向に移動するのを許容
    するための手段と、第２の方向でのカム軸のトルクパル
    スに反応してハウジングの位置がカム軸に関して第２の
    方向に移動するのを阻止する手段と、カム軸におけるト
    ルクパルスの第１及び第２の方向に関してカム軸に関す
    るハウジングの第１及び第２の移動方向を選択的に逆転
    するための手段とを備えている方法。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の方法において、少なく
    とも一つのリセスが液圧を維持でき、少なくとも一つの
    ローブが少なくとも一つのリセスを第１の部分と第２の
    部分とに分割し、カム軸に関してハウジングの位置を変
    えることが、リセスの第１の部分及び第２の部分の一方
    に液圧流体を移送することを含む方法。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載の方法において、カム軸
    に関してハウジングの位置を変えることが、更に、リセ
    スの第１の部分及び第２の部分の他方から外に液圧流体
    を同時に移送することを含む方法。
  6. 【請求項６】 請求項４に記載の方法において、液圧流
    体が内燃機関の主オイル通路からの内燃機関潤滑オイル
    である方法。
  7. 【請求項７】 軸線の回りで回転可能なクランク軸と、 第２の軸線の回りで回転可能なカム軸であって、第２の
    軸線が前記軸線と平行でありかつ前記カム軸が回転中に
    トルクの逆転を受けるカム軸と、 少なくとも一つのローブを有するベーンであって、前記
    カム軸に取り付けられ、前記カム軸と共に回転可能であ
    りかつ前記カム軸に関して揺動不能であるベーンと、 前記カム軸と共に回転可能でありかつ前記カム軸に関し
    て揺動可能であるハウジングであって、少なくとも一つ
    のリセスを有し、前記少なくとも一つのリセスが前記少
    なくとも一つのローブを受け、前記少なくとも一つのロ
    ーブが前記少なくとも一つのリセス内で揺動可能である
    ハウジングと、 回転運動をクランク軸からハウジングに伝達するための
    回転運動伝達手段と、 カム軸に関してハウジングの位置を変えるためにカム軸
    のトルク逆転に反応する手段と、を備えた内燃機関。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載の内燃機関であって、ト
    ルク逆転に反応する前記手段は、第１の方向でのカム軸
    におけるトルクパルスに反応してハウジングがカム軸に
    関して第１の方向に移動するのを許容しかつ第２の方向
    でのカム軸におけるトルクパルスに反応してハウジング
    がカム軸に関して第２の方向に移動するのを防止するた
    めの制御手段を備えている内燃機関。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載の内燃機関であって、前
    記少なくとも一つのローブが前記少なくとも一つのリセ
    スを第１の部分と第２の部分とに分割し、前記制御手段
    が前記第１の部分及び第２の部分の一方に液圧流体を移
    送するための手段を備え、前記少なくとも一つのリセス
    の前記第１の部分及び前記第２の部分の前記一方が液圧
    を維持できる内燃機関。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載の内燃機関であって、
    前記制御手段が、更に、前記第１の部分及び第２の部分
    の他方の外に液圧流体を同時に移送するための手段を備
    える内燃機関。
  11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の内燃機関であっ
    て、前記少なくとも一つのリセスの前記第１の部分及び
    第２の部分の各々が液圧を維持でき、前記制御手段が液
    圧流体を前記第１の部分及び第２の部分前記一方の外に
    移送するためにかつ液圧流体を前記第１の部分及び第２
    の部分の前記他方内に移送するために逆転されることが
    可能であり、前記内燃機関が、更に、前記制御手段の動
    作を選択的に逆転するために内燃機関の少なくとも一つ
    の運転条件に応答する内燃機関制御ユニットを備えてい
    る内燃機関。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の内燃機関であっ
    て、前記液圧流体が内燃機関潤滑オイルを含み、かつ更
    に、 潤滑オイルを前記内燃機関の一部から前記制御手段に移
    送するための導管手段と、 潤滑オイルを前記制御手段から前記内燃機関の前記部分
    に移送するための第２の導管手段とを備えている内燃機
    関。
  13. 【請求項１３】 軸線の回りで回転可能なクランク軸
    と、 第２の軸線の回りで回転可能なカム軸であって、第２の
    軸線が前記軸線と平行でありかつ前記カム軸が回転中に
    トルクの逆転を受けるカム軸と、 少なくとも第１及び第２の円周方向に隔てられたローブ
    を有するベーンであって、前記カム軸に取り付けられ、
    前記カム軸と共に回転可能でありかつ前記カム軸に関し
    て揺動不能であるベーンと、 前記カム軸と共に回転可能でありかつ前記カム軸に関し
    て揺動可能であるハウジングであって、第１及び第２の
    円周方向に隔てられたリセスを有し、前記第１及び第２
    のリセスの各々が前記第１及び第２のローブの一方を受
    けかつ前記第１及び第２のローブがその中で揺動運動す
    るのを許容するハウジングと、 回転運動をクランク軸からハウジングに伝達するための
    回転運動伝達手段と、 カム軸に関してハウジングの位置を変えるためにカム軸
    のトルク逆転に反応する手段と、を備えた内燃機関。
  14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の内燃機関であっ
    て、トルク逆転に反応する前記手段は、第１の方向での
    カム軸におけるトルクパルスに反応してハウジングがカ
    ム軸に関して第１の方向に移動するのを許容しかつ第２
    の方向でのカム軸におけるトルクパルスに反応してハウ
    ジングがカム軸に関して第２の方向に移動するのを防止
    するための制御手段を備えている内燃機関。
  15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の内燃機関であっ
    て、前記第１及び第２のローブが前記第１及び第２のリ
    セスを第１の部分と第２の部分とにそれぞれ分割し、前
    記制御手段が前記第１及び第２のリセスの各々の前記第
    １の部分及び第２の部分の一方に液圧流体を移送するた
    めの手段を備え、前記第１及び第２のリセスの前記第１
    の部分及び前記第２の部分の前記一方の各々が液圧を維
    持できる内燃機関。
  16. 【請求項１６】 請求項１５に記載の内燃機関であっ
    て、前記制御手段が、更に、前記第１及び第２のリセス
    の各々の前記第１の部分及び第２の部分の他方の外に液
    圧流体を同時に移送するための手段を備える内燃機関。
  17. 【請求項１７】 請求項１６に記載の内燃機関であっ
    て、前記第１及び第２のリセスの各々の前記第１の部分
    及び第２の部分の各々が液圧を維持でき、前記制御手段
    が液圧流体を前記第１及び第２のリセスの各々の前記第
    １の部分及び第２の部分の前記一方の外に移送するため
    にかつ液圧流体を前記第１及び第２のリセスの各々の前
    記第１の部分及び第２の部分の前記他方内に移送するた
    めに逆転されることが可能であり、前記内燃機関が、更
    に、前記制御手段の動作を選択的に逆転するために内燃
    機関の少なくとも一つの運転条件に応答する内燃機関制
    御ユニットを備えている内燃機関。
  18. 【請求項１８】 請求項１７に記載の内燃機関であっ
    て、前記液圧流体が内燃機関潤滑オイルを含み、かつ更
    に、 潤滑オイルを前記内燃機関の一部から前記制御手段に移
    送するための導管手段と、 潤滑オイルを前記制御手段から前記内燃機関の前記部分
    に移送するための第２の導管手段とを備えている内燃機
    関。
  19. 【請求項１９】 請求項１７に記載の内燃機関であっ
    て、前記第１のリセス及び前記第２のリセスの一方のリ
    セスの前記第１の部分及び第２の部分の一方の部分を前
    記第１のリセス及び第２のリセスの他方のリセスの前記
    第１の部分及び第２の部分の一方の部分と接続して、前
    記第１のリセス及び前記第２のリセスの一方のリセスの
    前記第１の部分及び第２の部分の一方の部分と前記第１
    のリセス及び第２のリセスの他方のリセスの前記第１の
    部分及び第２の部分の一方の部分との間で液圧流体の流
    れを可能にする通路手段を備える内燃機関。
  20. 【請求項２０】 請求項１９に記載の内燃機関であっ
    て、前記制御手段が、更に、 スプール弁本体と、 前記本体内で往復運動可能であって第１及び第２の隔て
    られたランドを有するスプールと、 前記第１のリセス及び第２のリセスの一方から前記弁本
    体に伸びている第１の戻りライン手段と、 前記第１のリセス及び前記第２のリセスの他方から前記
    弁本体に伸びている第２の戻りライン手段と、 前記弁本体から前記第１のリセス及び第２のリセスの各
    々に伸びている入口ライン手段とを備え、 前記第１及び第２のランドの一方が、前記弁本体内の前
    記スプールの位置の第１の範囲において前記第１の戻り
    ラインを通しての流れを阻止しかつ前記弁本体内の前記
    スプールの位置の第２の位置範囲において前記第１の戻
    りラインを通しての流れを許容し、 前記第１及び第２のランドの他方が、前記弁本体内の前
    記スプールの位置の前記第２の範囲において前記第２の
    戻りラインを通しての流れを阻止し、前記弁本体内の前
    記スプールの位置の前記第１の位置範囲において前記第
    ２の戻りラインを通しての流れを許容しかつ前記弁本体
    内の前記スプールの位置の前記第１の範囲の第２の位置
    において前記第２の戻りラインを通しての流れを阻止す
    る内燃機関。
  21. 【請求項２１】 請求項２０に記載の内燃機関であっ
    て、前記スプールの前記第１及び第２のランドの少なく
    とも一方がそこを通る通路を有し、前記通路が前記スプ
    ールを通して前記入口ライン手段へ液圧流体を流し、前
    記通路が前記入口ライン手段から前記スプールを通る液
    圧流体の流れを阻止するための逆止弁を有する内燃機
    関。
  22. 【請求項２２】 請求項２０に記載の内燃機関であっ
    て、前記内燃機関制御手段が前記弁本体内で前記スプー
    ルを往復動作させるための手段を備えている内燃機関。
  23. 【請求項２３】請求項２０に記載の内燃機関であって、
    更に、 液圧流体を前記弁本体から前記第１及び第２のリセスに
    送る配送ライン手段であって、前記第１のリセスに伸び
    ている第１の分岐及び前記第２のリセスに伸びている第
    ２の分岐を有する配送ライン手段と、 前記第１のリセスから前記弁本体への流れを阻止するた
    め、前記第１の分岐内の第１逆止弁手段と、 前記第２のリセスから前記弁本体への流れを阻止するた
    め、前記第２の分岐内の第２逆止弁手段と、を備えた内
    燃機関。
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