专利名称：阀开闭定时控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种阀开闭定时控制装置，其控制从动侧旋转部件相对于与内燃机的曲轴同步旋转的驱动侧旋转部件的相对旋转相位。
背景技术：
当前，已知一种的阀开闭定时控制装置，其在用于将从动侧旋转部件相对于驱动侧旋转部件的相对旋转相位保持为规定相位(锁止相位)的锁止机构之外，具有限制机构， 该上述限制机构由形成在从动侧旋转部件上的限制凹部、和配置在驱动侧旋转部件上且可相对于限制凹部进退的限制部件构成。例如，存在专利文献1记载的由卡合销91 (限制部件)和卡合槽观(限制凹部) 构成的限制机构。根据这种结构，因为可以在将从动侧旋转部件相对于驱动侧旋转部件的相对旋转相位限制在一定范围内后，使锁止机构动作，所以具有可以更加容易地达到锁止状态的优点。另外，专利文献1记载的阀开闭定时控制装置成为下述结构，在发动机起动时相对旋转相位不处于锁止相位的情况下，从提前角室及延迟角室排出流体。该结构在发动机起动后立即成为能够使从动侧旋转部件主动地相对于驱动侧旋转部件进行相对旋转的状态，并且在其旋转中实现锁止状态。专利文献1 日本专利3918971号
发明内容
但是，在专利文献1记载的阀开闭定时控制装置中，为了在发动机起动后立即从提前角室及延迟角室排出流体，而设置专用的切换阀110。因此，可能导致阀开闭定时控制装置的搭载性降低或成本升高。另外，如果在发动机起动时实现锁止状态，因为可能无法快速转入运转状态，所以希望可以在发动机结束动作之前实现锁止状态的结构。此外，如果使这种排出流体而锁止的锁止机构在发动机停止时实施，则流体被排出，另一方面，从动侧旋转部件及驱动侧旋转部件的转速也急剧下降，存在无法进行可靠的锁止的可能性。本发明鉴于上述情况，其目的在于提供一种阀开闭定时控制装置，其通过在发动机动作中控制限制机构及锁止机构，从而在发动机停止动作之前实现锁止状态，并且不需要用于控制限制机构及锁止机构的专用切换阀。本发明涉及的阀开闭定时控制装置的第一特征结构在于，具有驱动侧旋转部件，其相对于内燃机的曲轴而进行同步旋转；从动侧旋转部件，其相对于上述驱动侧旋转部件同轴配置，与上述内燃机的阀开闭用的凸轮轴同步旋转；流体压力室，其由上述驱动侧旋转部件和上述从动侧旋转部件形成；分隔部，其设置在上述驱动侧旋转部件及上述从动侧旋转部件的至少一个上，以将上述流体压力室分隔为提前角室和延迟角室；限制部件，其配置在上述驱动侧旋转部件或上述从动侧旋转部件中的某一个的旋转部件上，并且可以相对于另一个旋转部件进退；限制凹部，其形成在上述另一个旋转部件
5上，使上述限制部件进入，将上述从动侧旋转部件相对于上述驱动侧旋转部件的相对旋转相位，限制在从最提前角相位或最延迟角中的某一个至上述最提前角相位和上述最延迟角相位之间的规定相位为止的范围内；锁止部件，其配置在设有上述限制部件的上述一个旋转部件上，并且可以相对于上述另一个旋转部件进退；锁止凹部，其形成在上述另一个旋转部件上，使上述锁止部件进入，将上述从动侧旋转部件相对于上述驱动侧旋转部件的相对旋转相位锁止在上述规定相位处；以及连通流路，其能够将用于解除上述限制部件的限制的流体向上述锁止部件供给，但不能将用于解除上述锁止部件的锁止的流体向上述限制部件供给，上述限制部件将上述连通流路切换为连通或非连通。根据本结构，例如通过切换提前角控制和延迟角控制，可以产生下述状态限制部件的限制状态和锁止部件的锁止状态均被解除的状态；仅解除锁止部件的锁止状态的状态；以及锁止部件锁止的状态。下面，以通过来自提前角室的流体供给进行由限制部件的限制的解除，并通过来自延迟角室的流体供给进行由锁止部件的锁止的解除的情况为例进行说明。因为能够将用于解除限制部件的限制的流体供给至锁止部件，所以如果进行提前角控制，则可以实现限制部件的限制状态和锁止部件的锁止状态均被解除的状态。另外，因为用于解除锁止部件的锁止的流体未向限制部件供给，所以如果进行延迟角控制，可以实现仅解除锁止部件的锁止状态的状态。此外，因为可以通过限制部件将连通流路切换为非连通，所以在进行提前角控制时，可以实现锁止部件的锁止状态和锁止解除状态。即，因为可以通过提前角控制及延迟角控制的切换实现上述各状态，所以可以在发动机动作中实现锁止状态，另外，即使锁止状态的实现失败也可以重复进行提前角延迟角控制，实现锁止状态。第二特征结构在于，构成为可以切换为以下三种状态第一状态，其在使上述连通流路连通的状态下，解除上述限制部件的限制，并解除上述锁止部件的锁止；第2状态，其解除上述锁止部件的锁止，利用上述限制部件进行限制；以及第3状态，其在使上述连通流路不流通的状态下，限制上述限制部件，将上述锁止部件锁止。根据本结构，例如，作为通过提前角控制而同时解除限制部件及锁止部件的第1 状态，设定为可以任意地变更驱动侧旋转部件与从动侧旋转部件的相对相位的状态。通过从该状态切换为延迟角控制，可以进入第2状态，S卩，向锁止部件提供流体压力而解除维持锁止状态，并且停止向限制部件的流体压力供给而使限制部件为限制状态。此时，如果使从动侧旋转部件相对于驱动侧旋转部件的相对相位位于锁止相位附近，则之后的锁止部件的锁止更加容易。然后，重新变更为提前角控制，进入第3状态，即停止向锁止部件的流体压力供给而使锁止部件成为锁止状态。由此，通过使内燃机运转并且切换限制部件及锁止部件的状态，从而仅通过流体的提前角·延迟角控制就可以将驱动侧旋转部件与从动侧旋转部件的相对相位设定为锁止状态，从而可以可靠地实现锁止状态。第三特征结构在于，其构成为向上述提前角室及上述延迟角室中某一个供给流体，从上述第3状态转换为上述第2状态，向上述提前角室及上述延迟角室中的另一个供给流体，从上述第2状态转换为上述第1状态。根据本结构，因为通过切换向提前角室或延迟角室的流体供给，从第3状态进入第1状态，所以不需要为了解除锁止状态而设置新的切换阀，从搭载性或成本的角度有利。
第四特征结构在于，可以切换为上述第1状态、上述第2状态、上述第3状态的流体控制单元具有限制部件收容部，其设有使用于解除上述限制部件的限制的流体注入的第1流体室，并且形成在上述一个旋转部件上，收容上述限制部件；锁止部件收容部，其具有使用于解除上述锁止部件的锁止的流体注入的第2流体室、和独立于该第2流体室设置而使用于将锁止解除后的上述锁止部件保持为锁止解除状态的流体注入的第3流体室，并且形成在上述一个旋转部件上，收容上述锁止部件；限制解除流路，其使上述提前角室及上述延迟角室中的某一个与上述第1流体室连通；锁止解除流路，其使上述提前角室及上述延迟角室中的另一个与上述第2流体室连通；以及上述连通流路，其构成为使上述第1流体室和上述第3流体室连通，可以经由上述限制解除流路向上述第1流体室·上述连通流路 上述第3流体室供给流体，切换为上述第1状态，经由上述锁止解除流路向上述第2流体室供给流体，切换为上述第2状态，不向上述第1流体室·上述第2流体室·上述第3流体室中的任何一个供给流体，切换为上述第3状态。根据本结构，因为流体控制单元利用从提前角室或延迟角室中的任意一个供给的流体进行控制，所以可以利用通常的进行提前角延迟角控制的切换阀切换为第1状态、第2 状态及第3状态。因此，不需要为了实现锁止状态而设置新的切换阀，而成为从搭载性或成本角度有利的阀开闭定时控制装置。第五特征结构在于，上述限制解除流路具有限制时连通路，其可以在上述限制部件进入上述限制凹部的状态下，使上述提前角室及上述延迟角室中的某一个与上述第1流体室连通；以及解除时连通路，其可以在上述限制部件从上述限制凹部退出的状态下，使上述提前角室及上述延迟角室中的某一个与上述第1流体室连通。根据本结构，在限制部件从限制凹部退出时向第1流体室供给流体的解除时连通路，与在限制部件进入限制凹部时向第1流体室供给流体的限制时连通路独立地设置。因此，例如如果使解除时连通路与限制时连通路相比通路直径大、耐压性高，则可以经由连通流路快速地向第3流体室供给流体。由此，各连通路可以采用适合于所要求的性能的结构， 提高控制性。第六特征结构在于，上述限制时连通路构成为，在上述限制部件在从上述最提前角相位或上述最延迟角相位中的某一个至上述规定相位为止的范围内移动时，在上述驱动侧旋转部件和上述从动侧旋转部件处于从上述规定相位向上述最提前角相位或最延迟角相位的某一个偏移预先设定的相位以内时，上述提前角室及上述延迟角室中的任意一个均与上述第1流体室不连通。根据本结构，在限制部件位于限制凹部的规定相位侧的一定范围内时，限制部件不会从限制凹部退出。因此，在规定相位附近进行用于锁止的控制时，可以不解除限制部件的限制，从而提高锁止的可靠性。第七特征结构在于，检测上述凸轮轴的旋转角度的角度传感器，检测上述提前角室及上述延迟角室中的某一个与上述第1流体室通过上述限制解除流路连通的相对旋转相位，在检测出该相对旋转相位时的相对旋转移动持续规定时间后，切换相对旋转移动的方向，从上述第2状态转换至上述第1状态。在根据检测凸轮轴的旋转角度的角度传感器的检测角度，判断是提前角室及延迟角室中的某一个与第1流体室通过限制解除流路连通的相对旋转相位的情况下，如果检测角度与实际相对旋转相位存在误差，则有时无法从第2状态进入第1状态。根据本结构，即使判断由角度传感器得到的检测角度是应切换相对旋转移动方向的相位，但在实际相对旋转相位未到达该相位的情况下，也可以通过使相对旋转移动继续规定时间而使实际相对旋转相位达到该相位，从而可以提高从第2状态向第1状态变化的可靠性。第八特征结构在于执行重试控制，S卩，在上述限制部件可以进入上述限制凹部的相对旋转相位时，切换为了进入上述第2状态的相对旋转移动的方向，然后在相对旋转移动至上述限制部件可以进入上述限制凹部的相对旋转相位以外时，使相对旋转移动的方向返回，在达到上述限制部件可以进入上述限制凹部的相对旋转相位之后，再次切换相对旋转移动的方向。根据本结构，在限制部件可以进入限制凹部的相对旋转相位时，即使切换应进入第2状态的相对旋转移动的方向，也可以在未达到第2状态的情况下，通过执行再次返回限制部件可以进入限制凹部的相对旋转相位之后进行向第2状态变化的重试控制，从而提高向第2状态变化的可靠性。第九特征结构在于，构成为在上述重试控制时，切换相对旋转移动方向的相对旋转相位，成为与在此之前切换相对旋转移动的方向时的相对旋转相位相比向上述规定相位侧偏移规定间隔的相位。例如，在根据某个角度传感器的检测角度，判断用于进入第2状态的相对旋转移动方向切换定时的情况下，如果检测角度与实际相对旋转相位存在误差，则即使反复进行重试控制，有时也无法达到第2状态。根据本结构，因为可以在每次进行重试控制时实现相对旋转移动方向切换定时的调整，所以可而已进一步提高向第2状态变化的可靠性。第十特征结构在于，形成排放流路，在上述限制部件在从上述最提前角相位或上述最延迟角相位中的某一个至上述规定相位为止的范围内移动时，或上述锁止部件成为锁止状态时，在上述提前角室及上述延迟角室中任意一个未与上述第1流体室连通时，该排放流路与上述第1流体室连通并向大气开放。根据本结构，因为可以使位于第1流体室的流体经由排放流路排出，所以可以使限制部件快速进入限制凹部，从而快速实现限制状态。第十一特征结构在于，上述流体供给控制单元构成为，在内燃机的转速小于或等于预先设定的值的状态下，使上述限制部件及上述锁止部件依次向上述第1状态·上述第 2状态·上述第3状态转换。在通常的内燃机运转状态时，例如怠速运转时等内燃机转速下降的状态下，接下来使内燃机停止的可能性较高。因此，在本结构中，在内燃机的转速小于或等于预先设定的值时，使其向第3状态转换，使锁止部件锁止。即，在内燃机停止时，驱动侧旋转部件和从动侧旋转部件准确地被锁止。由此，如果是本结构的装置，则下一次内燃机起动迅速可靠。第十二特征结构在于，在上述限制部件及上述锁止部件上分别设置预紧部件，其分别将上述限制部件及上述锁止部件向上述限制凹部侧及上述锁止凹部侧预紧。如本结构所示，如果限制部件及锁止部件分别向限制凹部或锁止凹部预紧，则与动力或重力无关地，可以维持锁止状态。
图1是表示阀开闭时刻控制装置的整体结构的侧剖视图。图2是图1的II-II剖视图。图3是表示限制机构及锁止机构的结构的分解图。图4是表示限制机构及锁止机构的结构的斜视图。图5是表示发动机起动时的限制机构及锁止机构的状态的(a)俯视图和(b)剖视图。图6是表示解除锁止状态时的限制机构及锁止机构的状态的(a)俯视图和(b)剖视图。图7是表示解除限制状态的限制机构及锁止机构的状态的(a)俯视图和(b)剖视图。图8是表示保持限制解除状态及锁止解除状态时的限制机构及锁止机构的状态的(a)俯视图和(b)剖视图。图9是表示通常运转状态时的提前角控制时的限制机构及锁止机构的状态的(a) 俯视图和(b)剖视图。图10是表示通常运转状态时的限制机构及锁止机构的状态的(a)俯视图和(b) 剖视图。图11是表示锁止动作开始时的限制机构及锁止机构的状态的(a)俯视图和(b) 剖视图。图12是表示实现限制状态时的限制机构及锁止机构的状态的(a)俯视图和(b) 剖视图。图13是表示锁止状态时的限制机构及锁止机构的状态的(a)俯视图和(b)剖视图。图14是表示重试控制时的相位变化的说明图。标号说明
1阀开闭定时控制装置
2外部转子(驱动侧旋转部件)
3内部转子(从动侧旋转部件)
4流体压力室
5限制部件
6锁止部件
31分隔部
41提前角室
42延迟角室
51限制部件收容部
52限制凹部
53弹簧(预紧部件)
55第1流体室
61锁止部件收容部
62锁止凹部
63弹簧(预紧部件)
65第2流体室
66第3流体室
82限制时连通路(限制解除流路)
83解除时连通路(限制解除流路)
86排放流路
88锁止解除流路
89连通流路
具体实施例方式根据图1至图14对于本发明涉及的实施方式进行说明。首先根据图1及图2对于阀开闭定时控制装置1的整体结构进行说明。(整体结构)阀开闭定时控制装置1具有作为驱动侧旋转部件的外部转子2，其相对于未图示的发动机的曲轴而进行同步旋转；以及作为从动侧旋转部件的内部转子3，其相对于外部转子2同轴配置，与凸轮轴9同步旋转。外部转子2由以下部分构成后板21，其安装在连接凸轮轴9的一侧；前板22，其安装在与连接凸轮轴9侧相反的一侧；以及壳体23，其由后板21和前板22夹持。安装在外部转子2内部的内部转子3 —体地组装在凸轮轴9的前端部，可以相对于外部转子2在一定范围内相对旋转。如果曲轴被旋转驱动，则该旋转驱动力经由动力传递部件10传递至后板21的链轮部21a，外部转子2向图2所示的S方向旋转驱动。伴随外部转子2的旋转驱动，内部转子3向S方向旋转驱动，凸轮轴9旋转。在外部转子2的壳体23上，沿S方向彼此分离地形成向半径内侧凸出的多个突出部M。由该突出部M和内部转子23形成流体压力室4。在本实施方式中，将流体压力室 4设置在三个位置，但并不限定于此。各流体压力室4由构成内部转子3的一部分的分隔部31或安装在内部转子3上的叶片32，分隔为提前角室41和延迟角室42这两部分。分别在形成于分隔部31上的限制部件收容部51和锁止部件收容部61中收容限制部件5和锁止部件6，构成限制机构50及锁止机构60。对于这些结构如后所述。在内部转子3上形成的提前角通路43与提前角室41连通。同样地，在内部转子 3上形成的延迟角通路44与延迟角室42连通。提前角通路43及延迟角通路44经由流体供给排出机构7，向提前角室41及延迟角室42供给或排出流体，而使流体压力作用于分隔部31或叶片32。由此，内部转子3相对于外部转子2的相对旋转相位向图2的提前角方向 Sl或延迟角方向S2位移，或保持为任意的相位。此外，作为流体通常使用发动机油。外部转子2和内部转子3可以相对旋转移动的一定范围，与在流体压力室4内部分隔部31或叶片可以位移的范围相对应。提前角室41的容积最大是在最提前角相位，延迟角室42的容积最大是在最延迟角相位。即，相对旋转相位可以在最提前角相位和最延迟角相位之间位移。
在内部转子3和前板22上设置扭转弹簧8。内部转子3及外部转子2由扭转弹簧 8预紧，以使相对旋转相位向提前角方向Sl位移。下面，对于流体供给排出机构7的结构进行说明。流体供给排出机构7具有泵 71，其由发动机驱动，进行流体供给；通路切换阀72，其控制对于提前角通路43及延迟角通路44的流体供给及排出；以及贮存部74，其贮存流体。通路切换阀72由E⑶73 (发动机控制单元)控制而进行动作。通路切换阀72具有第1位置72a，其容许向提前角通路43的流体供给，容许从延迟角通路44的流体排出而进行提前角控制；第2位置72b，其禁止向提前角通路43及延迟角通路44的流体供给/ 排出，进行相位保持控制；以及第3位置72c，其容许从提前角通路43的流体排出，容许向延迟角通路44的流体供给而进行延迟角控制。本实施方式的通路切换阀72构成为，在没有来自ECU 73的控制信号的状态下，在第1位置7 进行提前角控制。(限制机构)根据图3及图4，对于将相对旋转相位限制在从最延迟角相位至中间锁止相位为止的范围(以下称为“限制范围R”)内的限制机构50的结构进行说明。所谓中间锁止相位，是指由后述的锁止机构60锁止时的相对旋转相位。限制机构50主要由以下部分构成带台阶的圆筒形的限制部件5 ；限制部件收容部51，其收容限制部件5 ；以及长孔形状的限制凹部52，其形成在后板21的表面，可以使限制部件5进入。限制部件5是将四段直径不同的圆筒层叠的形状。将该四段圆筒从后板21侧开始依次称为第1台阶部5a、第2台阶部恥、第3台阶部5c及第4台阶部5d。第2台阶部 5b构成为直径小于第1台阶部5a，从它开始，在前板22侧按照第2台阶部恥、第3台阶部 5c、第4台阶部5d的顺序而直径增大。此外，第3台阶部5c设置为，用于使第1流体室55 的容积减小，使向第1流体室5供给流体时的限制部件5的动作性提高。第1台阶部fe形成为可以进入限制凹部52中，在第1台阶部fe进入限制凹部52 时，相对旋转相位被限制在限制范围R内。在第4台阶部5d上形成圆筒形的凹部5f，收容弹簧53。另外，为了缓和限制部件5向预紧方向移动时的流体阻力而使动作性提高，在限制部件5的中心部形成通孔5g。在限制部件5与前板22之间设置栓部件M，在该栓部件M和凹部5f的底面之间安装弹簧53。在栓部件讨上形成的切槽部Ma，可以在限制部件5向前板22侧移动时，使流体通过未图示的排出流路向阀开闭定时控制装置1的外部排出，有助于限制部件5的动作性的提高。限制部件收容部51沿凸轮轴9的旋转轴芯(以下称为“旋转轴芯”)的方向而形成在内部转子3上，在从前板22侧至后板21侧的范围内贯穿内部转子3。限制部件收容部51例如是使直径不同的圆筒状空间两段层叠的形状，构成为限制部件5可以在其内部移动。限制凹部52是以旋转轴芯为中心的圆弧状，以其半径方向的位置与后述锁止凹部62略微不同的方式形成。限制凹部52构成为，在限制部件5处于与第1端部5 抵接的状态时，相对旋转相位为中间锁止相位，在限制部件5处于与第2端部52b抵接的状态时， 相对旋转相位为最延迟角相位。即，限制凹部52与限制范围R相对应。
限制部件5收容在限制部件收容部51中，并且始终由弹簧53向后板21侧预紧。 如果限制部件5的第1台阶部fe进入限制凹部52中，则相对旋转相位被限制在限制范围 R内，成为“限制状态”。如果抵抗弹簧53的预紧力，第1台阶部fe从限制凹部52退出，则限制状态解除，成为“限制解除状态”。如果将限制部件5收容在限制部件收容部51中，则由限制部件5和限制部件收容部51形成第1流体室55。如果向第1流体室55供给流体，流体压力作用在第1受压面k 上，则限制部件5抵抗弹簧53的预紧力向前板22侧移动，成为限制解除状态。对于向第1 流体室阳供给排出流体的流路的结构如后所述。(锁止机构)根据图3及图4对于将相对旋转相位锁止在中间锁止相位处的锁止机构60的结构进行说明。锁止机构60主要由以下部分构成带台阶的圆筒形的锁止部件6 ；锁止部件收容部61，其收容锁止部件6 ；以及圆孔形状的锁止凹部62，其形成在后板21的表面上，可以使锁止部件6进入。锁止部件6是例如将三段直径不同的圆筒层叠的形状。将这三段圆筒从后板21 侧开始依次称为第1台阶部6a、第2台阶部6b及第3台阶部6c。构成为直径以第1台阶部6a、第2台阶部6b、第3台阶部6c的顺序增大。第1台阶部6a可以进入锁止凹部62地形成，在第1台阶部6a进入锁止凹部62 的状态时，相对旋转相位被锁止在中间锁止相位。在从第3台阶部6c至第2台阶部6b的一部分的范围内形成圆筒形的凹部6f，收容弹簧63。另外，为了缓和锁止部件6向预紧方向移动时的流体阻力而提高动作性，在锁止部件6的中心部形成通孔6g。在锁止部件6和前板22之间设置栓部件64，在该栓部件64和凹部6f的底面之间安装弹簧63。在栓部件64上形成的切槽部64a，可以在锁止部件6向前板22侧移动时，使流体通过未图示的排出流路向阀开闭定时控制装置1的外部排出，有助于锁止部件6的动作性的提高。锁止部件收容部61沿旋转轴芯的方向形成在内部转子3上，在从前板22侧至后板21侧的范围内贯穿内部转子3。锁止部件收容部61例如是使直径不同的圆筒状空间三段层叠的形状，构成为使锁止部件6可以在其内部移动。锁止部件6收容在锁止部件收容部61中，并且始终由弹簧63向后板21侧预紧。 如果锁止部件6的第1台阶部6a进入锁止凹部62，则相对旋转相位被锁止在中间锁止相位处，成为“锁止状态”。如果抵抗弹簧63的预紧力，第1台阶部6a从锁止凹部62退出，则锁止状态解除，成为“锁止解除状态”。如果将锁止部件6收容在锁止部件收容部61中，则由锁止部件6和锁止部件收容部61形成第2流体室65及第3流体室66。如果向第2流体室56供给流体，流体压力作用在第2受压面6d上，则锁止部件6抵抗弹簧63的预紧力而向前板22侧移动，成为锁止解除状态。另外，如果向第3流体室66供给流体，流体压力作用在第3受压面6e上，则保持锁止部件6的锁止解除状态。对于向第2流体室65及第3流体室66供给排出流体的流路的结构如后所述。下面，根据图3至图5，对于限制解除流路、排放流路、锁止解除流路及连通流路进行说明。
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(限制解除流路)用于实现限制解除状态的限制解除流路，具有限制时连通路82和解除时流通路 83。限制时连通路82由后述的后板通路84、第1通路8 及供给路径85c构成，是为了解除限制状态而向第1流体室阳供给流体的流路。另外，解除时连通路83是在限制部件5 从限制凹部52退出时，为了保持限制解除状态而向第1流体室55供给流体的流路。后板通路84是在后板21的内部转子3侧的表面上形成的槽状通路，与提前角室 41连通。后板通路84构成为，仅在限制部件5位于限制范围R内的规定提前角侧的范围 (以下称为“限制解除可能范围T”)内时，与作为转子通路85—部分的第1通路8 连通。 此外，所谓限制部件5位于限制解除可能范围T内，是指第1台阶部fe完全位于限制解除可能范围T的区域内。转子通路85是在内部转子3中形成的通路，由第1通路85a、第2通路85b、供给路径85c及排出路径85d构成。第1通路8 及第2通路8 形成在内部转子3的半径方向外侧的侧表面上，沿旋转轴芯的方向连续地以直线状形成。第1通路85a的后板21侧的端部构成为，在限制部件5位于限制解除可能范围T内时与后板通路84连通。另外，第2通路85b的前板22侧的端部与排出路径85d连接。供给路径85c从第1通路8 和第2通路85b的边界部分分支，与第1流体室55连通。排出路径85d以俯视观察L字状形成在内部转子3的前板22侧的表面上，其构成为，仅在限制部件5与限制解除可能范围T相比位于提前角侧的规定范围内时，与后述的排出孔87连通。如上所述，限制时连通路82由后板通路84、第1通路8 及供给路径85c构成。 因此，在限制部件5位于限制解除可能范围T内时，通过使后板通路84和第1通路8 连通，限制时连通路82与第1流体室55连通而供给流体，使流体压力作用于第1受压面k 而解除限制状态。解除时连通路83是在内部转子3内形成的管状的通路，与提前角室41连通。解除时连通路83在限制部件5从限制凹部52退出而成为限制解除状态时，与第1流体室55 连通，从提前角室44供给流体，使流体压力作用在第1受压面k上，保持限制解除状态。此外，其构成为，在限制部件5抵抗弹簧53的预紧力而向前板22侧移动时，在解除时连通路83与第1流体室55连通的定时，供给路径85被第1台阶部fe阻断与第1流体室55的连通。S卩，向第1流体室55供给流体的通路，以成为限制时连通路82或解除时连通路83的某一个的方式择一地构成。根据该结构，在希望从第1流体室55排出流体的情况下，可以从第1流体室阳经由供给路径85c (后述的排放流路86的一部分)排出流体， 并且，断开来自解除时连通路83的流体供给。但是严格说来，其构成为，在限制时连通路82和解除时连通路83的切换时，从限制时连通路82及解除时连通路83的任意一个都向第1流体室55供给流体。这是为了防止下述情况，即，如果发生在限制时连通路82和解除时连通路83切换时任何连通路都不与第 1流体室阳连接的状况，则第1流体室阳成为暂时密闭状态，损失限制部件5的限制·解除动作的顺滑性。(排放流路)排放流路86是用于在限制部件5进入限制凹部52时，快速将成为限制部件5的移动阻力的第1流体室阳内的流体排出的流路。排放流路86由供给路径85、第2通路85b、排出路径85d及排出孔87构成。排出孔87形成为，沿旋转轴芯的方向贯穿前板22。排放流路86构成为，仅在限制部件5位于与限制解除可能范围T相比位于提前角侧的规定范围时连通，在限制部件5位于限制解除可能范围T内时不连通。根据该结构，防止在后板通路84与第1通路8 连通时，从提前角室41供给的流体直接经由排放流路86 排出。(锁止解除流路)锁止解除流路88是在内部转子3内形成的管状通路，与延迟角室42连通。锁止解除流路88是从延迟角室42向第2流体室65供给流体，使流体压力作用在第2受压面6d 上，以用于使锁止部件6从锁止凹部62退出的流路。(连通流路)连通流路89是在内部转子3上形成的管状通路，其构成为，在限制解除状态且锁止部件6向前板22侧移动一定程度的状态下，使第1流体室55与第3流体室66连通。如果解除时连通路83、第1流体室55、连通流路89及第3流体室66连通，则因为从提前角室 41向第1流体室55供给的流体也供给第3流体室，所以可以保持限制解除状态和锁止解除状态。(锁止解除时及限制解除时的动作)根据图5至图8，对于使用以上说明的限制机构50、锁止机构60及各流路解除锁止状态的顺序进行说明。在图5中表示发动机起动时的状态。在发动机起动时，进行提前角控制以使通路切换阀72位于第1位置72a。但是，因为限制部件5位于限制解除可能范围T的范围之外， 所以不会从限制时连通路82向第1流体室55供给流体。另外，因为解除时连通路83也未与第1流体室55连通，所以不会向第1流体室55供给流体。由此，维持锁止状态。在图6中表示在发动机起动后，为了首先解除锁止状态，而切换至延迟角控制时的状态。这时，经由锁止解除流路88从延迟角室42向第2流体室65供给流体，锁止部件 6从锁止凹部62退出，解除锁止状态。如果锁止状态解除，则限制部件5在限制凹部52内向延迟角方向移动。如果未图示的检测凸轮轴9的旋转角度的角度传感器检测到成为限制部件5位于限制解除可能范围T内的相对旋转相位，则ECU 73切换为提前角控制。在图7中表示这时的状态。因为后板通路84与第1通路8 连通，所以从限制时连通路82向第1流体室55 供给流体。因此，限制部件5从限制凹部52退出，限制状态解除。如果上述角度传感器的检测角度与实际的相对旋转相位存在误差，则尽管角度传感器检测到限制部件5是位于限制解除可能范围T内的相对旋转相位，也存在实际上限制部件5未到达限制解除可能范围T内的情况。在这种情况下，即使切换为提前角控制，因为限制时连通路82未与第1流体室55连通，所以无法向第1流体室55供给流体，从而无法解除限制状态。为了解决这一问题，在本实施方式中，构成为不在角度传感器检测到限制部件5 位于限制解除可能范围T内的相对旋转相位后立即切换为提前角控制，而通过从检测到的定时开始继续规定时间的延迟角控制，从而可靠地使限制部件5位于限制解除可能范围T 内。通过按照这种方式构成，可以可靠地解除限制状态。此外，用于检测相对旋转相位的传感器不限于检测凸轮轴的旋转角度的角度传感器，也可以使用其他传感器。在图8中表示通过提前角控制保持限制解除状态及锁止解除状态时的状态。这时，因为第1流体室阳和第3流体室66通过连通流路89连通，所以从提前角室41供给至第1流体室55的流体也向第3流体室供给。其结果是，保持限制解除状态及锁止解除状态。(通常运转状态时的动作)下面，根据图9及图10，对于按照上述顺序实现限制解除状态及锁止解除状态，而成为通常的运转状态时的动作进行说明。在图9中表示在通常的运转状态下进行提前角控制时的状态。提前角控制时如上所述，因为提前角室41、解除时连通路83、第1流体室55、连通流路89及第3流体室66连通，所以在保持限制解除状态及锁止解除状态的状态下进行提前角动作。在图10中表示在通常的运转状态下进行延迟角控制时的状态。这时，因为从延迟角室42向第2流体室65供给流体，所以保持锁止解除状态。另一方面，因为不向第1流体室阳供给流体，所以限制部件5被弹簧53预紧，与后板21抵接。但是，限制部件5因为在后板21的表面上滑动，所以不会对运转造成障碍。另外，因为限制凹部52和锁止凹部62 形成在沿半径方向偏离的位置，所以限制部件5不会进入锁止凹部62。(限制时及锁止时的动作)最后根据图11至图13对于先成为限制状态后成为锁止状态的顺序进行说明。在图11中表示通过提前角控制，排出路径85d和排出孔87连通，使相位旋转至排放流路86起作用的位置的状态。这时，因为从提前角室41向第1流体室55及第3流体室 66供给流体，所以保持限制解除状态及锁止解除状态(本发明中的“第1状态”)。因为排放流路86连通，所以在按照下述顺序使限制部件5进入限制凹部52时，可以从第1流体室阳排出流体，快速成为限制状态。在图12中表示切换至延迟角控制而实现限制状态的状态(本发明中的“第2状态”)。如果在限制部件5进入限制凹部52之后也维持延迟角控制，则在限制部件5位于限制解除可能范围T内、之后切换为提前角控制时，限制状态被解除。因此，在成为限制状态后，必须在限制部件位于限制解除可能范围T之前、即后板通路84和第1通路8 连通前， 切换为提前角控制。如果在限制部件5进入限制解除可能范围T之前切换为提前角控制，则因为无法向第1流体室55供给流体，限制部件5不从限制凹部52退出，而进行提前角动作。其结果是，限制部件5与限制凹部52的第1端部5 抵接。这时，因为向连通流路89的流体供给被阻断，所以锁止部件6被弹簧63预紧，进入锁止凹部52内，实现图13所示的锁止状态 (本发明中的“第3状态”)。如上所述，在本实施方式中可以通过提前角延迟角控制自由地切换第1状态、第2 状态及第3状态。因此，即使在未按照预想进行限制部件5或锁止部件6的动作而未成为锁止状态的情况下，也可以再次重复进行为了实现锁止状态的提前角延迟角控制。由此，可以在发动机动作中实现锁止状态。如上所述，在成为限制状态后，必须在限制部件5位于限制解除可能范围T前、即后板通路84与第1通路8 连通前，切换为提前角控制。但是，例如在利用未图示的检测凸轮轴9的旋转角度的角度传感器检测相对旋转相位的情况下，会在由上述角度传感器检测到的角度和实际相对旋转相位之间产生误差。由于该误差，存在尽管角度传感器检测到限制部件5是位于限制范围R内而在限制解除可能范围T以外的范围的相对旋转相位，但实际上限制部件5仍在限制解除可能范围T内的情况。如果在这种情况下切换为提前角控制，则因为限制时连通路82与第1流体室55连通，所以会向第1流体室55供给流体，限制状态会被解除。根据图14对于为了解决这一问题而在本实施方式中执行的重试控制进行说明。 图14的A表示最提前角相位，B表示最延迟角相位，C表示锁止相位，D表示后板通路84与第1通路8 连通的相位范围(以下称为“限制解除可能相位D”)。限制解除可能相位D 是与限制解除可能范围T相对应的相位。如果在角度传感器检测到未达到限制解除可能相位D，但实际的相对旋转相位达到限制解除可能相位D的情况下切换为提前角控制(ρ点)，则越过锁止相位C向提前角侧相对旋转移动。即，E⑶73判断为锁止状态未实现，而切换为延迟角控制(q点)。向下一个提前角控制的切换(r点)与P点相比在锁止相位C侧规定间隔χ处。但是，因为r点也属于限制解除可能相位D，所以无法实现锁止状态而再次切换为延迟角控制(s点)。然后， 在与r点相比再向锁止相位C侧距离规定间隔χ处的相位切换为提前角控制(t点)。t点因为未包含在限制解除可能相位D内，所以可以实现限制状态，然后实现锁止状态。如上所述，通过一边使切换为提前角控制的相位向锁止相位C侧每次偏移规定间隔X，一边执行重试控制，可以可靠地实现锁止状态。但是，在利用角度传感器检测的角度与实际的相对旋转相位的误差为暂时的情况下，也不一定一边每次向锁止相位C侧偏移规定间隔χ—边执行重试控制，也可以在每次重试控制时根据角度传感器的检测角度确定向提前角控制的切换相位。另外，规定间隔χ未必是恒定的，也可以按照递增或递减的方式设定。此外，本实施方式为将限制机构50与锁止机构60相比配置在延迟角侧的结构，也可以配置在提前角侧。这时，通过交换“提前角”和“延迟角”，可以与本实施方式同样地在发动机停止动作前实现锁止状态。工业实用性本发明可以应用于下述阀开闭定时控制装置，S卩，通过在发动机动作中控制限制机构及锁止机构，在发动机停止动作前实现锁止状态，并且不需要用于控制限制机构及锁止机构的专用切换阀。
权利要求
1.一种阀开闭定时控制装置，其特征在于，具有驱动侧旋转部件，其相对于内燃机的曲轴而进行同步旋转；从动侧旋转部件，其相对于上述驱动侧旋转部件同轴配置，与上述内燃机的阀开闭用的凸轮轴同步旋转；流体压力室，其由上述驱动侧旋转部件和上述从动侧旋转部件形成； 分隔部，其设置在上述驱动侧旋转部件及上述从动侧旋转部件的至少一个上，以将上述流体压力室分隔为提前角室和延迟角室；限制部件，其配置在上述驱动侧旋转部件或上述从动侧旋转部件中的某一个的旋转部件上，并且可以相对于另一个旋转部件进退；限制凹部，其形成在上述另一个旋转部件上，使上述限制部件进入，将上述从动侧旋转部件相对于上述驱动侧旋转部件的相对旋转相位，限制在从最提前角相位或最延迟角中的某一个至上述最提前角相位和上述最延迟角相位之间的规定相位为止的范围内；锁止部件，其配置在设有上述限制部件的上述一个旋转部件上，并且可以相对于上述另一个旋转部件进退；锁止凹部，其形成在上述另一个旋转部件上，使上述锁止部件进入，将上述从动侧旋转部件相对于上述驱动侧旋转部件的相对旋转相位锁止在上述规定相位处；以及连通流路，其能够将用于解除上述限制部件的限制的流体向上述锁止部件供给，但不能将用于解除上述锁止部件的锁止的流体向上述限制部件供给， 上述限制部件将上述连通流路切换为连通或非连通。
2.如权利要求1所述的阀开闭定时控制装置，其特征在于，构成为可以切换为以下三种状态第一状态，其在使上述连通流路连通的状态下，解除上述限制部件的限制，并解除上述锁止部件的锁止；第2状态，其解除上述锁止部件的锁止，利用上述限制部件进行限制；以及第3状态，其在使上述连通流路不连通的状态下，限制上述限制部件，将上述锁止部件锁止。
3.如权利要求2所述的阀开闭定时控制装置，其特征在于，构成为向上述提前角室及上述延迟角室中某一个供给流体，从上述第3状态转换为上述第2状态，向上述提前角室及上述延迟角室中的另一个供给流体，从上述第2状态转换为上述第1状态。
4.如权利要求2或3所述的阀开闭定时控制装置，其特征在于，可以切换为上述第1状态、上述第2状态、上述第3状态的流体控制单元具有 限制部件收容部，其设有使用于解除上述限制部件的限制的流体注入的第1流体室， 并且形成在上述一个旋转部件上，收容上述限制部件；锁止部件收容部，其具有使用于解除上述锁止部件的锁止的流体注入的第2流体室、 和独立于该第2流体室设置而使用于将锁止解除后的上述锁止部件保持为锁止解除状态的流体注入的第3流体室，并且形成在上述一个旋转部件上，收容上述锁止部件；限制解除流路，其使上述提前角室及上述延迟角室中的某一个与上述第1流体室连通；锁止解除流路，其使上述提前角室及上述延迟角室中的另一个与上述第2流体室连通；以及上述连通流路，其构成为使上述第1流体室和上述第3流体室连通， 可以经由上述限制解除流路向上述第1流体室·上述连通流路·上述第3流体室供给流体，切换为上述第1状态，经由上述锁止解除流路向上述第2流体室供给流体，切换为上述第2状态， 不向上述第1流体室·上述第2流体室·上述第3流体室中的任何一个供给流体，切换为上述第3状态。
5.如权利要求4所述的阀开闭定时控制装置，其特征在于， 上述限制解除流路具有限制时连通路，其可以在上述限制部件进入上述限制凹部的状态下，使上述提前角室及上述延迟角室中的某一个与上述第1流体室连通；以及解除时连通路，其可以在上述限制部件从上述限制凹部退出的状态下，使上述提前角室及上述延迟角室中的某一个与上述第1流体室连通。
6.如权利要求5所述的阀开闭定时控制装置，其特征在于， 上述限制时连通路构成为，在上述限制部件在从上述最提前角相位或上述最延迟角相位中的某一个至上述规定相位为止的范围内移动时，在上述驱动侧旋转部件和上述从动侧旋转部件处于从上述规定相位向上述最提前角相位或最延迟角相位的某一个偏移预先设定的相位以内时，上述提前角室及上述延迟角室中的任意一个均与上述第1流体室不连通。
7.如权利要求4至6中任意一项所述的阀开闭定时控制装置，其特征在于，检测上述凸轮轴的旋转角度的角度传感器，检测上述提前角室及上述延迟角室中的某一个与上述第1流体室通过上述限制解除流路连通的相对旋转相位，在检测出该相对旋转相位时的相对旋转移动持续规定时间后，切换相对旋转移动的方向，从上述第2状态转换至上述第1状态。
8.如权利要求2至7中任意一项所述的阀开闭定时控制装置，其特征在于，执行重试控制，即，在上述限制部件可以进入上述限制凹部的相对旋转相位时，切换为了进入上述第2状态的相对旋转移动的方向，然后在相对旋转移动至上述限制部件可以进入上述限制凹部的相对旋转相位以外时，使相对旋转移动的方向返回，在达到上述限制部件可以进入上述限制凹部的相对旋转相位之后，再次切换相对旋转移动的方向。
9.如权利要求8所述的阀开闭定时控制装置，其特征在于，构成为在上述重试控制时，切换相对旋转移动方向的相对旋转相位，成为与在此之前切换相对旋转移动的方向时的相对旋转相位相比向上述规定相位侧偏移规定间隔的相位。
10.如权利要求1至9中任意一项所述的阀开闭定时控制装置，其特征在于， 形成排放流路，在上述限制部件在从上述最提前角相位或上述最延迟角相位中的某一个至上述规定相位为止的范围内移动时，或上述锁止部件成为锁止状态时，在上述提前角室及上述延迟角室中任意一个未与上述第1流体室连通时，该排放流路与上述第1流体室连通并向大气开放。
11.如权利要求1至10中任意一项所述的阀开闭定时控制装置，其特征在于，上述流体供给控制单元构成为，在内燃机的转速小于或等于预先设定的值的状态下， 使上述限制部件及上述锁止部件依次向上述第1状态 上述第2状态 上述第3状态转换。
12.如权利要求1至11中任意一项所述的阀开闭定时控制装置，其特征在于， 在上述限制部件及上述锁止部件上分别设置预紧部件，其分别将上述限制部件及上述锁止部件向上述限制凹部侧及上述锁止凹部侧预紧。
全文摘要
本发明提供一种阀门开闭定时控制装置，其通过在发动机动作中控制限制机构及锁止机构，从而在发动机停止动作之前实现锁止状态。其具有分隔部，其设置在从动侧旋转部件上，分隔出提前角室和延迟角室；限制部件，其配置在从动侧旋转部件上，可以相对于驱动侧旋转部件进退；限制凹部，其形成在驱动侧旋转部件上，限制部件进入，将相对旋转相位限制在规定范围内；锁止部件，其配置在从动侧旋转部件上，可相对于驱动侧旋转部件进退；锁止凹部，其形成在驱动侧旋转部件上，使锁止部件进入而将相对旋转相位锁止在规定相位处；以及连通流路，其能够将用于解除限制部件的限制的流体向锁止部件供给，但不能将用于解除锁止部件的锁止的流体向限制部件供给，限制部件将流通流路切换为连通或非连通。
文档编号F01L1/34GK102356215SQ20108001278
公开日2012年2月15日 申请日期2010年2月12日 优先权日2009年7月1日
发明者宇于崎充, 安达一成, 小林昌树, 小泽保夫, 池田宪治 申请人:爱信精机株式会社