气门开闭时间控制装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种气门开闭时间控制装置。在起动发动机时，能够迅速地使驱动侧旋转部件和从动侧旋转部件的相对旋转相位达到锁定相位。该气门开闭时间控制装置（100）具有：外转子（1），与发动机（200）的曲轴（110）同步旋转；内转子（3），与外转子（1）同轴地相对于外转子（1）可相对旋转，并与开闭进气门（21）的凸轮轴（2）一起旋转；锁定机构（6），将外转子（1）和内转子（3）的相对旋转相位锁定在锁定相位，其中，外转子（1）和内转子（3）的相对旋转相位从最大迟滞角相位到锁定相位被阶段性地限制，从第一相对旋转量到最终相对旋转量的各相对旋转量中的除最终相对旋转量以外的相对旋转量被设定为最小。
【专利说明】气门开闭时间控制装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及气门开闭时间控制装置。 【背景技术】
[0002]以往，公知有一种气门开闭时间控制装置，该装置具有:与曲轴同步旋转的驱动侧旋转部件、和相对于驱动侧旋转部件可相对旋转地进行配置并与凸轮轴一起旋转的从动侧旋转部件(例如，参照专利文献I)。
[0003]上述专利文献I中公开了一种液压驱动式可变气门装置(气门开闭时间控制装置)，该装置具有:与曲轴同步旋转的壳体(驱动侧旋转部件)；叶片转子(从动侧旋转部件)，相对于壳体可相对旋转地进行配置，并与凸轮轴一起旋转；保持机构(锁定机构)，将壳体和叶片转子的相对旋转相位锁定在位于最大迟滞角相位和最大提前角相位之间的适于发动机起动的相位(锁定相位)。该液压驱动式可变气门装置的保持机构是在起动发动机时，利用由凸轮轴的扭矩变动(更迭扭矩)产生的叶片转子的抖动运动，使销(限制体)依次与多个台阶部卡合而阶段性地限制壳体和叶片转子的相对旋转相位，同时使其从最大迟滞角相位达到适于发动机起动的锁定相位。在该专利文献I中设定为，从第一级的相对旋转量(从最大迟滞角相位到最初的台阶部之间的第一相对旋转量)ΘI到最终级的相对旋转量(从最终的前一个的台阶部到最终的台阶部之间的最终相对旋转量)Θ 4之间的各相对旋转量Θ I~Θ 4中的、最终级的相对旋转量Θ 4最小。
[0004]【现有技术文献】
[0005]【专利文献】
[0006]【专利文献I】日本特开2012-92722号公报
【发明内容】
[0007]但是，在上述专利文献I的液压驱动式可变气门装置(气门开闭时间控制装置)中，设定为最终级的相对旋转量Θ 4为最小，因而最终级之前的级的相对旋转量Θ I~Θ 3相对地比最终级的相对旋转量Θ 4大，从而使销卡合在与最终级之前的级相对应的台阶部所需的叶片转子的抖动量相应地变大。
[0008]这里，由凸轮轴的扭矩变动产生的叶片转子的抖动量在曲轴刚开始转动时(该开始旋转的旋转初期)较小，然后，具有逐渐变大的倾向。即，在发动机起动时，发动机工作时用于通过液压调整相对旋转相位的工作油被填充到由叶片转子和壳体构成的液压室，该被填充的工作油在发动机起动时利用凸轮轴的扭矩变动而被逐渐排出。
[0009]如上所述,叶片转子的抖动量从曲轴刚开始转动时(曲轴转动初期)的较小状态逐渐变大，因而在最终级之前的级(例如第一级或第二级)，有时叶片转子的抖动量不能充分地变大。该情况下，如上述专利文献I的液压驱动式可变气门装置那样，使销卡合在与最终级之前的级相对应的台阶部所需的抖动量大时，销卡合在与最终级之前的级相对应的台阶部将花费时间，从而使相对旋转相位从最大迟滞角相位接近适于发动机起动的锁定相位将花费时间，其结果是，存在不能使相对旋转相位迅速地达到适于发动机起动的锁定相位这样的问题。
[0010]本发明是为解决上述课题而研发的，本发明的一个目的是提供一种气门开闭时间控制装置，在起动发动机时，能够迅速地使驱动侧旋转部件和从动侧旋转部件的相对旋转相位达到锁定相位。
[0011]为实现上述目的，本发明的一个方面的气门开闭时间控制装置具有:驱动侧旋转部件，与发动机的曲轴同步旋转；从动侧旋转部件，与驱动侧旋转部件同轴且相对于驱动侧旋转部件可相对旋转地进行配置，并与开闭发动机的进气门及排气门的至少一者的凸轮轴一起旋转；锁定机构，将驱动侧旋转部件和从动侧旋转部件的相对旋转相位锁定在锁定相位，锁定机构包括:限制体，其允许进行使相对旋转相位接近锁定相位的相对旋转，并且限制进行使所述相对旋转远离锁定相位的相对旋转；供限制体进行卡合的η个台阶部(η是自然数)，其中，从最大迟滞角相位或最大提前角相位到锁定相位，限制体依次与多个台阶部卡合，由此相对旋转相位被阶段性地限制，所述台阶部和所述限制体的位置关系设定为，使得在从最大迟滞角相位或最大提前角相位到被η个台阶部中的第一台阶部限制的第一相对旋转相位之间的第一相对旋转量、到从被η个台阶部中的第η-1台阶部限制的第η-1相对旋转相位到被第η台阶部限制的锁定相位之间的最终相对旋转量中，各相对旋转量中的除最终相对旋转量以外的第一规定相对旋转量为最小。
[0012]在本发明的一个方面的气门开闭时间控制装置中，如上所述，从驱动侧旋转部件和从动侧旋转部件的第一相对旋转量到最终相对旋转量的各相对旋转量中的最终相对旋转量以外的第一规定相对旋转量为最小，由此，与最终相对旋转量为最小的情况相比，最终级之前的级的相对旋转量容易变小。由此，在最终级之前的级下，能够抑制使限制体卡合在对应的台阶部所需的抖动量变大这一,清况，从而在由凸轮轴的扭矩变动产生的从动侧旋转部件的抖动量从曲轴刚开始转动(曲轴转动初期)的较小状态逐渐变大的情况下，也能够迅速地使限制体卡合在与最终级之前的台阶部对应的台阶部。由此，能够迅速地使相对旋转相位从最大迟滞角相位(最大提前角相位)接近锁定相位，其结果，在起动发动机时，能够迅速地使驱动侧旋转部件和从动侧旋转部件的相对旋转相位达到锁定相位。尤其是，只要第一级或第二级等的初期级的相对旋转量为最小，在从动侧旋转部件的抖动量小的曲轴刚开始转动的曲轴转动初期，也能够迅速地使限制体卡合在初期级的台阶部，从而能够更迅速地使相对旋转相位达到锁定相位。
[0013]在上述一个方面的气门开闭时间控制装置中，优选的是，第一相对旋转量构成为最小。通过这样地构成，在曲轴刚开始转动后的抖动量为最小的状态下，也能够迅速地使限制体卡合在与第一级对应的第一台阶部，从而能够更迅速地使相对旋转相位到达锁定相位。
[0014]该情况下，优选的是，在从第一相对旋转量到最终相对旋转量的各相对旋转量中，从第一相对旋转量到第二规定相对旋转量的相对旋转量依次变大。第二规定相对旋转量是第一相对旋转量以外的任意的相对旋转量。通过这样地构成，能够使相对旋转量从具有最小相对旋转量的第一级阶段性地依次变大，从而能够有效利用由凸轮轴的扭矩变动产生的抖动量逐渐变大的倾向，能够有效地使相对旋转相位从最大迟滞角相位(最大提前角相位)接近锁定相位。另外，通过使相对旋转量依次变大，在从最大迟滞角相位(最大提前角相位)到锁定相位的相位差大的情况下，也能够容易地使相对旋转相位达到锁定相位。
[0015]在上述第一相对旋转量最小的结构中，优选的是，在从第一相对旋转量到最终相对旋转量的各相对旋转量中，多个相对旋转量彼此相等。通过这样地构成，在将使第一相对旋转量最小的量分配到其他台阶的情况下，能够均等地分配，从而能够抑制特定的级的相对旋转量过大。由此，能够抑制限制体难以卡合在与特定级对应的台阶部，由此，也能够更迅速地使相对旋转相位达到锁定相位。另外，第一级和其他级(例如第二级)的相对旋转量彼此相等，除了第一级以外，若其他台阶的相对旋转量也最小，也能够更迅速地使限制体卡合在第一级或第二级等的初期的台阶部。
[0016]在上述第一相对旋转量最小的结构中，优选的是，最终相对旋转为第二小。通过这样地构成，能够减小从与最终级对应的第η-1台阶部到第η台阶部的最终相对旋转量(相位差)，从而限制体卡合在第η-1台阶部时，能够将相对旋转相位限制在接近适于发动机起动的锁定相位(第η台阶部的相对旋转相位)的位置。由此，在相对旋转相位未达到锁定相位的状态下，只要是被限制在第η-1台阶部的状态，也能够容易地起动发动机。
[0017]在上述最终相对旋转量为第二小的结构中，优选的是，从与最终相对旋转量对应的第η-1相对旋转相位到锁定相位的范围被设定成发动机能够起动的相对旋转相位的范围。通过这样地构成，在相对旋转相位未达到锁定相位的状态下，只要是被限制在第η-1台阶部的状态，也能够顺畅地起动发动机。
[0018]在上述一个方面的气门开闭时间控制装置中，优选的是，最终相对旋转量为最大。通过这样地构成，能够使最终级之前的级的相对旋转进一步减小最终相对旋转量增大的量，从而在最终级之前的级中，能够进一步抑制使限制体卡合在对应的台阶部所需的抖动量变大这一情况。由此，在由凸轮轴的扭矩变动产生的从动侧旋转部件的抖动量从曲轴刚开始转动的较小状态逐渐变大的情况下，也能够迅速地使相对旋转相位从最大迟滞角相位(最大提前角相位)接近锁定相位。
[0019]该情况下，优选的是，第η-1相对旋转相位被设定为发动机能够起动的相对旋转相位，在发动机起动时，相对旋转相位通过凸轮轴的扭矩变动从最大迟滞角相位或最大提前角相位移动到第η-1相对旋转相位,发动机起动之后,通过液压从第η-1相对旋转相位移动到锁定相位。通过这样地构成，在最终相对旋转量为最大的情况下，从最大迟滞角相位(最大提前角相位)到与第η-1台阶部对应的第η-1相对旋转相位，能够分别以更小的抖动量与限制体进行卡合，从而能够利用凸轮轴的扭矩变动迅速地使相对旋转相位接近锁定相位，并且从第η-1相对旋转相位到锁定相位，能够利用液压使相对旋转相位可靠达到锁定相位。
[0020]此外，在本申请中，还可以与上述一个方面的气门开闭时间控制装置不同地考虑以下结构。
[0021](附记项I)S卩，本申请的其他结构的气门开闭时间控制装置具有:驱动侧旋转部件，与发动机的曲轴同步旋转；从动侧旋转部件，与驱动侧旋转部件同轴且相对于驱动侧旋转部件可相对旋转地进行配置，并与开闭发动机的进气门及排气门的至少一者的凸轮轴一起旋转；锁定机构，将驱动侧旋转部件和从动侧旋转部件的相对旋转相位锁定在锁定相位，锁定机构包括:限制体，允许相对旋转相位接近锁定相位的相对旋转、且限制远离锁定相位的相对旋转；供限制体进行卡合的η个台阶部(η是自然数)，从最大迟滞角相位或最大提前角相位到锁定相位，通过使限制体依次与多个台阶部卡合，相对旋转相位被阶段性地限制，从最大迟滞角相位或最大提前角相位到被η个台阶部中的第一台阶部限制的第一相对旋转相位之间的第一相对旋转量、以及从被η个台阶部中的第η-1台阶部限制的第η-1相对旋转相位到被第η台阶部限制的锁定相位之间的最终相对旋转量，以它们之间的各相对旋转量中的初期级的相对旋转量为最小的方式，设定台阶部和限制体的位置关系。通过这样地构成，在从动侧旋转部件的抖动量小的曲轴转动初期，也能够迅速地使限制体卡合在初期级的台阶部，从而能够更迅速地使相对旋转相位达到锁定相位。
[0022](附记项2)在上述本申请的其他结构的气门开闭时间控制装置中，优选的是，初期级的相对旋转量即第一相对旋转量及第二级的第二相对旋转量中的至少一者的相对旋转量为最小。通过这样地构成，在从动侧旋转部件的抖动量小的曲轴转动初期，也能够容易地迅速地使限制体卡合在第一级或第二级的台阶部，使相对旋转相位从曲轴转动初期可靠地接近锁定相位。
[0023]根据本发明，如上所述,在起动发动机时，能够迅速地使驱动侧旋转部件和从动侧旋转部件的相对旋转相位达到锁定相位。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是表示本发明的第一实施方式的气门开闭时间控制装置的整体结构的概要图。
[0025]图2是表示在沿图1的I1-1I线的概要截面上，发动机起动时被锁定在锁定相位的状态的图。
[0026]图3是表示在沿图1的II1-1II线的概要截面上，被保持在锁定解除的状态下的状态的图。
[0027]图4是表示本发明的第一实施方式的气门开闭时间控制装置的外转子和内转子的相对旋转相位位于最大迟滞角相位的锁定动作开始时的状态的剖视图。
[0028]图5是表示本发明的第一实施方式的气门开闭时间控制装置的外转子和内转子的相对旋转相位被最初的台阶部限制的状态的剖视图。
[0029]图6是表示本发明的第一实施方式的气门开闭时间控制装置的外转子和内转子的相对旋转相位被第二个台阶部限制的状态的剖视图。
[0030]图7是表示本发明的第一实施方式的气门开闭时间控制装置的外转子和内转子的相对旋转相位被第三个台阶部限制的状态的剖视图。
[0031]图8是表示本发明的第一实施方式的气门开闭时间控制装置的外转子和内转子的相对旋转相位被最终的台阶部限制而被锁定在锁定相位的状态的剖视图。
[0032]图9是表示本发明的第一实施方式的气门开闭时间控制装置的发动机起动时的控制状态的时序图。
[0033]图10是表示本发明的第一实施方式的气门开闭时间控制装置的油控制阀(OCV)的工作结构的图。
[0034]图11是表示本发明的第二实施方式的气门开闭时间控制装置的各级的相对旋转量的图。
[0035]图12是表示本发明的第三实施方式的气门开闭时间控制装置的各级的相对旋转量的图。
[0036]图13是表示本发明的第四实施方式的气门开闭时间控制装置的各级的相对旋转量的图。
[0037]图14是表示本发明的第五实施方式的气门开闭时间控制装置的各级的相对旋转量的图。
[0038]图15是表示本发明的第六实施方式的气门开闭时间控制装置的各级的相对旋转量的图。
[0039]图16是表示本发明的第一实施方式的变形例的气门开闭时间控制装置的各级的相对旋转量的图。
[0040]附图标记说明
[0041]I 外转子(驱动侧旋转部件)
[0042]2 凸轮轴
[0043]3 内转子(从动侧旋转部件)
[0044]6 锁定机构
[0045]21进气门
[0046]6 la、6 Ib 限制体
[0047]62a、62b、62c、62d 台阶部
[0048]100气门开闭时间控制装置
[0049]110 曲轴
[0050]200发动机
【具体实施方式】
[0051]以下，基于【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。
[0052](第一实施方式)
[0053]参照图1?图10，对本发明的第一实施方式的气门开闭时间控制装置100的结构进行说明。
[0054]如图1?图3所示，第一实施方式的气门开闭时间控制装置100具有:外转子1，包含一体地形成在外周部的正时链轮11 ;对进气门21进行开闭的凸轮轴2 (参照图1);以及与凸轮轴2 —体地旋转的内转子3。该气门开闭时间控制装置100能够控制汽车用的发动机200的进气门21的开闭时间。此外，外转子I是本发明的“驱动侧旋转部件”的一例，内转子3是本发明的“从动侧旋转部件”的一例。
[0055]外转子I与曲轴110同步地旋转。具体来说，如图1所示，在正时链轮11及安装在曲轴110上的齿轮上，以具有规定张力的状态安装有环状的正时链111。由此，在发动机工作时，曲轴110旋转驱动时，外转子I借助正时链111与曲轴110同步地旋转。另外，如图2及图3所示，在外转子I上，一体地设置有从外周部向径向内侧突出的4个突部12。4个突部12沿周向相互远离地配置。另外，如图1所示，在外转子I的表侧(与配置凸轮轴2的一侧的相反侧)设置有前板13，在外转子I的里侧(配置凸轮轴2的一侧)设置有后板14。前板13及后板14分别以与外转子I的表面Ia及背面Ib抵接的状态由多个螺栓120固定安装在外转子I上。[0056]如图1所示，在凸轮轴2的前端部2a处，通过配置在凸轮轴2的旋转轴上的螺栓130将凸轮轴2固定安装在内转子3上。由此，凸轮轴2与内转子3—体旋转。另外，在发动机工作时，凸轮轴2伴随着外转子I的旋转，与内转子3 —体旋转，由此，通过设置在凸轮轴2上的凸轮压下进气门21而使其开阀。
[0057]如图1?图3所示，与凸轮轴2—体旋转的内转子3配置为与外转子I同轴且相对于外转子I可相对地旋转。另外，内转子3配置在外转子I的内侧,外周面3a相对于外转子I的4个突部12滑动。另外，如图2及图3所示，在由外转子I的4个突部12和内转子3的外周面3a划分出的4个区域中，形成有液压室4。在内转子3的与4个液压室4对应的位置，分别形成有叶片槽31。在各叶片槽31中插入有将对应的液压室4沿周向划分成提前角室41和迟滞角室42的叶片5。4个叶片5分别从内转子3向径向外侧突出，由此将对应的液压室4划分成提前角室41和迟滞角室42。另外，如图1所示，通过配置在叶片槽31底部的施力部件51，叶片5被向径向外侧施力。由此，叶片5的前端部5a以能够滑动的状态被压抵在液压室4的内周面4a。
[0058]如图1?图3所示，在凸轮轴2及内转子3上形成有:与提前角室41相连的提前角通路32 ;与迟滞角室42相连的迟滞角通路33 ；以及与后述的锁定机构6的台阶部62a?62d相连的锁定油通路34。提前角通路32、迟滞角通路33及锁定油通路34分别与后述的液压回路7连接。
[0059]如图2?图8所示，在气门开闭时间控制装置100中设置有锁定机构6，该锁定机构6在起动发动机200时，将外转子I和内转子3的相对旋转相位(曲轴110和凸轮轴2的相对旋转相位)锁定(保持)在锁定相位，该所定相位是设定在最大提前角相位和最大迟滞角相位之间的适于发动机起动(发动机能够顺畅地起动)的相位。锁定机构6构成为，在发动机起动时，使外转子I和内转子3的相对旋转相位从最大迟滞角相位阶段性地接近锁定相位。另外，锁定机构6包括:一对限制体61a及61b，其允许外转子I和内转子3的相对旋转相位接近锁定相位的相对旋转，并且限制从锁定相位远离的相对旋转；和4个台阶部62a?62d,其用于一对限制体61a及61b进行卡合。
[0060]一对限制体61a及61b沿周向相互隔开规定距离而配置。另外，如图2及图3所示，一对限制体61a及61b分别被收容在设置于外转子I的突部12上的限制体收容部15a及15b中。另外，一对限制体61a及61b以从外转子I的突部12向内转子3侧突出的方式能够沿径向直线移动而构成。另外，一对限制体61a及61b分别被弹簧63a及63b施加朝向径向内侧(内转子3侦D的力。
[0061]如图2?图8所示，4个台阶部62a?62d以切口状形成在内转子3的外周。具体来说，4个台阶部62a?62d中的最初(第一个)的台阶部(第一台阶部)62a及第三个台阶部(第三台阶部)62c被设置在与一个限制体61a对应的位置，第二个台阶部(第二台阶部)62b及最终(第四个)的台阶部(第四台阶部)62d被设置在与另一个限制体61b对应的位置。最初的台阶部62a配置在从内转子3的外周面3a向径向内侧凹陷一级的位置，第三个台阶部62c配置在比台阶部62a再向径向内侧凹陷一级的位置。另外，第二个台阶部62b配置在从内转子3的外周面3a向径向内侧凹陷一级的位置，最终的台阶部62d配置在比台阶部62b再向径向内侧凹陷一级的位置。
[0062]这里，在第一实施方式中，锁定机构6具有以下功能，在起动发动机200时，通过凸轮轴2的扭矩变动(更迭扭矩)，利用内转子3向迟滞角方向SI及提前角方向S2的抖动，使外转子I和内转子3的相对旋转相位(内转子3相对于外转子I的相对旋转相位)从最大迟滞角相位阶段性地接近锁定相位，并最终保持在锁定相位。具体来说，锁定机构6的一对限制体61a及61b依次与4个台阶部62a?62d(最初的台阶部62a、第二个台阶部62b、第三个台阶部62c、最终的台阶部62d)卡合，由此使外转子I和内转子3的相对旋转相位以4个阶段达到锁定相位。此外，关于锁定动作的详细情况将在后面说明。
[0063]另外，在第一实施方式中，一对限制体61a及61b和4个台阶部62a?62d的位置关系设定为，从最大迟滞角相位至被最初的台阶部62a限制的相对旋转相位(第一相对旋转相位)的第一级的相对旋转量(第一相对旋转量)、到被最终的前一个(第三个)台阶部62c限制的相对旋转相位(第三相对旋转相位)至被最终的台阶部62d限制的相对旋转相位(锁定相位)的最终级(第四级)的相对旋转量(最终相对旋转量)之间的各相对旋转量中的、最终级以外的级(在第一实施方式中是第一级)的相对旋转量为最小。详细来说，设定为，第一级的相对旋转量为最小，并且第二级以后到最终级的相对旋转量是第一级的相对旋转量的2倍的大小且彼此相等。此外，第一级的相对旋转量(第一相对旋转量)是本发明的“第一规定相对旋转量”的一例。
[0064]具体来说，在该第一实施方式中，如图9所示，第一级的相对旋转量为相对角度(相位差)4度，第二级以后到最终级的相对旋转量分别为相对角度8度。即，外转子I和内转子3的相对旋转相位(内转子3相对于外转子I的相对旋转相位)是以最大迟滞角相位为基准，被最初的台阶部62a限制在提前角方向S2上相对角度4度的相位(第一相对旋转相位)，并被第二个台阶部62b限制在提前角方向S2上相对角度12度的相位(第二相对旋转相位)。另外，外转子I和内转子3的相对旋转相位(内转子3相对于外转子I的相对旋转相位)是以最大迟滞角相位为基准，被第三个台阶部62c限制在提前角方向S2上相对角度20度的相位(第三相对旋转相位)，并被最终的台阶部62d及第三个台阶部62c限制在提前角方向S2上相对角度28度的锁定相位。此外，上述相对角度是以曲轴110的旋转角度为基准的旋转角(曲柄角)。
[0065]如图1?图3所示，气门开闭时间控制装置100具有液压回路7，其在发动机工作时，将利用液压调整外转子I和内转子3的相对旋转相位的工作油提供给液压室4或从该室排出。液压回路7调整填充到液压室4的提前角室41及迟滞角室42的工作油的量，用以调整液压室4内的叶片5的位置。具体来说，液压回路7通过提前角通路32来调整提前角室41内的工作油的量，并且通过迟滞角通路33来调整迟滞角室42内的工作油的量。由此，在发动机工作时，调整外转子I和内转子3的相对旋转相位，变更发动机200的进气门21的开闭时间。
[0066]另外，液压回路7以控制上述锁定机构6的锁定动作及锁定解除动作的方式而构成。具体来说，如图1所示，液压回路7包括:油泵71，用于供给工作油和锁定机构6的锁定动作用的锁定油；具有阀芯72a的电磁线圈式的OCV (油控制阀)72 ;控制0CV72的E⑶(电子控制单元)73 ;以及存储工作油及锁定油的油盘74。提前角通路32、迟滞角通路33及锁定油通路34分别与设置于0CV72的多个端口中的规定端口连接。
[0067]如图2、图3及图10所示，0CV72基于E⑶73的控制，将阀芯72a (参照图10)的位置从位置Wl以4个阶段切换到位置W4。由此，调整提前角室41及迟滞角室42的工作油的填充状态、以及台阶部62a?62d的锁定油的填充状态。具体来说，如图10所示，在发动机起动时，阀芯72a的位置被切换到位置Wl (锁定动作位置)的情况下，台阶部62a?62d内的锁定油被排出(流出)到油盘74侧，由此，限制体61a及61b成为能够插入台阶部62a?62d的状态。S卩，限制体61a及61b分别被弹簧63a及63b施力而插入台阶部62a?62d,从而成为能够进行锁定动作的状态。另外，填充到提前角室41及迟滞角室42的工作油也被排出(流出)到油盘74侦彳，液压室4的液压降低。
[0068]在发动机工作时，阀芯72a的位置被切换到位置W2 (提前角方向移动位置)的情况下，通过向台阶部62a?62d内供给锁定油，限制体61a及61b通过锁定油的液压被压回径向外侧而解除限制体61a及61b对相对旋转相位的锁定状态。而且，在该位置W2，迟滞角室42的工作油被排出，而提前角室41被供给工作油，由此外转子I和内转子3的相对旋转相位向提前角方向S2移动。
[0069]在发动机工作时或发动机停止时，阀芯72a的位置被切换到位置W3 (锁定解除保持位置)的情况下，通过向台阶部62a?62d内供给锁定油，如图3所示,在相对旋转相位的锁定状态被解除的状态下，停止工作油向提前角室41及迟滞角室42的供给或排出。由此，在发动机工作时或发动机停止时，在锁定状态被解除的状态下，外转子I和内转子3的相对旋转相位保持在当前位置。
[0070]另外，在发动机工作时，阀芯72a的位置被切换到位置W4 (迟滞角方向移动位置)的情况下，在通过向台阶部62a?62d内供给锁定油而使相对旋转相位的锁定状态被解除的状态下，提前角室41的工作油被排出，而迟滞角室42被供给工作油，由此外转子I和内转子3的相对旋转相位向迟滞角方向SI移动。
[0071]如图1所示，E⑶73能够从检测凸轮轴2的相位的凸轮角传感器73a、检测曲轴110的相位的曲柄角传感器73b、检测发动机油的温度的温度传感器73c、检测曲轴110的转速(发动机转速)的转速传感器73d、以及IG/SW (点火开关钥匙)73e取得各种检测信号。而且，E⑶73还可以从上述以外的传感器(车速传感器、水温传感器等)取得检测信号。另外，ECU73能够从凸轮角传感器73a对凸轮轴2的相位的检测结果和曲柄角传感器73b对曲轴110的相位的检测结果，取得外转子I和内转子3的相对旋转相位(曲轴110和凸轮轴2的相对旋转相位)。而且，ECU73基于从上述各种传感器取得的检测信号，控制0CV72的阀芯72a的位置，由此将外转子I和内转子3的相对旋转相位调整(移动)到适于此时的工作状态的相位。
[0072]以下，参照图4?图9，对本发明的第一实施方式的气门开闭时间控制装置100的发动机起动时的锁定动作进行说明。
[0073]首先，如图9所示，当从IG/SW730输入点火ON信号时，E⑶73进行使曲轴110转动的控制(利用起动电机使曲轴110强制旋转的动作控制)，并且进行将0CV72的阀芯72a的位置从位置W3 (锁定解除保持位置)切换到位置Wl (锁定动作位置)的控制。由此，使台阶部62a?62d内的锁定油、以及提前角室41及迟滞角室42的工作油向油盘74排出而成为能够将限制体61a及61b插入台阶部62a?62d的状态，并且能够使曲轴110转动。此时，通过利用凸轮轴2开闭驱动进气门21而产生的周期性的扭矩变动(更迭扭矩)，内转子3相对于外转子I向迟滞角方向SI及提前角方向S2交替地抖动。即，外转子I和内转子3的相对旋转相位向迟滞角方向SI及提前角方向S2交替地变动。该情况下，内转子3产生的平均扭矩通过基于曲轴转动的转动动作和凸轮轴2的扭矩变动而成为迟滞角方向SI的扭矩，外转子I和内转子3的相对旋转相位交替地向迟滞角方向SI及提前角方向S2变动的同时，存在逐渐趋向迟滞角方向SI的倾向。
[0074]而且，在外转子I和内转子3的相对旋转相位位于最大迟滞角相位(相对旋转相位:0度)的图4的状态下，内转子3的抖动量成为第一级的相对旋转量(第一相对旋转量)(相对角度4度)以上时,如图5所不,通过弹簧63a被施力的一个限制体61a插入(移动)并卡合在与第一级相对应的最初的台阶部62a。在该状态下，内转子3相对于外转子I的相对旋转相位成为4度。这里，在第一实施方式中，由于设定为第一级的相对旋转量为最小，所以一个限制体61a迅速地卡合在最初的台阶部62a。由此，内转子3在被允许向接近锁定相位的提前角方向S2相对旋转的状态下，最初的台阶部62a的壁部621a与限制体61a抵接，由此，向远离锁定相位的迟滞角方向SI的相对旋转被限制。其结果是，外转子I和内转子3的相对旋转相位是以最大迟滞角相位为基准、在提前角方向S2上的相对旋转相位(相对角度)4度的相位，向远离锁定相位的迟滞角方向SI的移动被限制。
[0075]在外转子I和内转子3的相对旋转相位(内转子3相对于外转子I的相对旋转相位)被最初的台阶部62a所限制的状态下，内转子3的抖动量成为第二级的相对旋转量(第二相对旋转量)(相对角度8度)以上时，如图6所示，通过弹簧63b被施力的另一个限制体61b被插入并卡合在与第二级相对应的第二个台阶部62b。在该状态下，内转子3相对于外转子I的相对旋转相位成为最大迟滞角相位基准的12度。此时，在相对于被最初的台阶部62a所限制的相对旋转相位靠近提前角方向S2侧的位置，通过使第二个台阶部62b的壁部621b与限制体61b抵接，内转子3向远离锁定相位的迟滞角方向SI的移动被限制。由此，外转子I和内转子3的相对旋转相位是，以最大迟滞角相位为基准，在提前角方向S2上的相对旋转相位(相对角度)12度的相位，向远离锁定相位的迟滞角方向SI的移动被限制。
[0076]在该状态下，内转子3的抖动量成为第三级的相对旋转量(第三相对旋转量)(相对角度8度)以上时，如图7所示，一个限制体61a被插入并卡合在与第三级相对应的第三个台阶部62c。在该状态下，内转子3相对于外转子I的相对旋转相位成为最大迟滞角相位基准的20度。此时，在相对于被第二个台阶部62b所限制的相对旋转相位靠近提前角方向S2侧的位置，通过使第三个台阶部62c的壁部621c与限制体61a抵接，内转子3向远离锁定相位的迟滞角方向SI的移动被限制。由此，外转子I和内转子3的相对旋转相位是，以最大迟滞角相位为基准，在提前角方向S2上的相对旋转相位(相对角度)20度的相位，向远离锁定相位的迟滞角方向SI的移动被限制。
[0077]而且，内转子3的抖动量成为最终级(第四级)的相对旋转量(最终相对旋转量)(相对角度8度)以上时，如图8所示，另一个限制体61b被插入并卡合在与最终级(第四阶梯)相对应的最终的台阶部62d。在该状态下，内转子3相对于外转子I的相对旋转相位成为最大迟滞角相位基准的28度(锁定相位)。此时,一个限制体61a与第三个台阶部62c的壁部621e抵接，另一个限制体61b与最终的台阶部62d的壁部621d抵接。由此，在相对于被第三个台阶部62c所限制的相对旋转相位更靠近提前角方向S2侧的锁定相位，内转子3向迟滞角方向SI及提前角方向S2这两个方向的移动被限制。其结果是，外转子I和内转子3的相对旋转相位是，以最大迟滞角相位为基准，在提前角方向S2上的相对旋转相位(相对角度)28度的锁定相位，向迟滞角方向SI及提前角方向S2这两个方向的移动被限制。像这样，在第一实施方式的气门开闭时间控制装置100中，在发动机起动时，外转子I和内转子3的相对旋转相位从最大迟滞角相位阶段性地接近锁定相位，并被锁定在锁定相位(28度)。由此，完成锁定动作。
[0078]在第一实施方式中，如上所述，外转子I和内转子3的从第一级的相对旋转量(第一相对旋转量)到最终级的相对旋转量(最终相对旋转量)之间的各相对旋转量中的、最终级的相对旋转量以外的相对旋转量(在第一实施方式中为第一级的相对旋转量)设为最小，由此，与最终级的相对旋转量设为最小的情况相比，最终级之前的级的相对旋转量容易变小。由此，在最终级之前的级中，能够抑制用于使限制体卡合在对应的台阶部所需的抖动量变大这一情况，从而在由凸轮轴2的扭矩变动产生的内转子3的抖动量从曲轴刚开始转动(转动初期)的较小状态逐渐变大的情况下，也能够使限制体61a (61b)迅速地卡合在与最终级之前的台阶部相对应的台阶部。由此，能够使相对旋转相位从最大迟滞角相位迅速地接近锁定相位，其结果是，起动发动机200时，能够使外转子I和内转子3的相对旋转相位迅速地达到锁定相位。
[0079]尤其是，如第一实施方式那样，若第一级的相对旋转量(第一相对旋转量)设为最小，则在内转子3的抖动量小的曲轴刚开始转动的曲轴转动初期，也能够迅速地使限制体61a与最初的台阶部62a卡合,从而能够迅速地达到锁定相位。
[0080]另外，在第一实施方式中构成为，第二级以后到最终级，相对旋转量彼此相等。由此，在将第一级的相对旋转量最小的量分配到其他级的情况下，由于能够均等地分配到第二级以后的所有的级，所以能够抑制特定级的相对旋转量变得过大。由此，能够抑制限制体61a (61b)难以卡合在与特定级相对应的台阶部，由此也能够更迅速地使相对旋转相位达到锁定相位。
[0081]尤其是，该第一实施方式的结构在以下情况下也是有效的，S卩，由曲轴刚开始转动的凸轮轴2的扭矩变动产生的抖动量小于第二级的相对旋转量(第二相对旋转量)，并且限制体61a卡合在最初的台阶部(第一台阶部)62a之后,抖动量稳定并能够确保在第二级的相对旋转量以上。
[0082](第二实施方式)
[0083]以下，参照图11，对本发明的第二实施方式的气门开闭时间控制装置IOOa进行说明。在该第二实施方式中，与上述第一实施方式不同，设定成从第一级到最终级(第四级)的各级的相对旋转量中的、第一级的相对旋转量最小、且第二级的相对旋转量第二小，并且第三级及最终级的相对旋转量彼此相等。
[0084]在第二实施方式中，如图11所示，构成为，在发动机起动时，外转子I和内转子3(参照图2及图3)的相对旋转相位(内转子3相对于外转子I的相对旋转相位)以4个阶段达到锁定相位并锁定在锁定相位。另外，设定为，以最大迟滞角相位为基准，从第一级到最终级的各级相对旋转量中的、第一级的相对旋转量(第一相对旋转量)为最小。此外，第一级的相对旋转量(第一相对旋转量)是本发明的“第一规定相对旋转量”的一例。另外，第二级的相对旋转量(第二相对旋转量)是第一级的相对旋转量的2倍大小，并且是从第一级到最终级的各级相对旋转量中的第二小的量。另外，第三级及最终级的相对旋转量被设定为第一级的相对旋转量的3倍大小且彼此相等。具体来说，第一级的相对旋转量为相对角度(相位差)4度，第二级的相对旋转量为相对角度8度，并且第三级及最终级的相对旋转量分别为相对角度12度。另外，锁定相位为36度。
[0085]此外，第二实施方式的结构与上述第一实施方式相同。
[0086]在第二实施方式中，如上所述，第一级的相对旋转量(第一相对旋转量)最小，并且第二级的相对旋转量(第二相对旋转量)第二小，由此，能够减小初始级的相对旋转量，从而在内转子3的抖动量小的曲轴转动初期，也能够迅速地使限制体61a (61b)卡合在初始级台阶部，其结果是，能够更迅速地达到锁定相位。另外，第三级及最终级的相对旋转量彼此相等。因此能够将第一级及第二级的相对旋转量减小的量均等地分配到第三级及最终级的台阶，所以第三级及最终级的相对旋转量不会变得过大，从而使限制体61a (61b)容易地卡合到第三级及最终级台阶部，其结果是，能够更迅速地使相对旋转相位到达锁定相位。
[0087]尤其是，该第二实施方式的结构在如下情况下是有效的，即，在曲轴刚开始转动的凸轮轴2的扭矩变动产生的抖动量小于第二级的相对旋转量(第二相对旋转量)，并且限制体61a刚被卡合在最初台阶部(第一台阶部)62a的抖动量为第二级的相对旋转量以上且小于第三级的相对旋转量(第三相对旋转量)，并且限制体61b被卡合在第二个台阶部(第二台阶部)62b之后，抖动量稳定并能够确保在第三级的相对旋转量以上。
[0088]另外，在第二实施方式的结构中，与上述第一实施方式同样地，构成为，最终级以外的级(第一级)的相对旋转量为最小，由此，能够迅速地使限制体61a (61b)卡合在与最终级之前的台阶部相对应的台阶部，在起动发动机200时,能够迅速地使外转子I和内转子3的相对旋转相位达到锁定相位。
[0089]此外，第二实施方式的其他效果与上述第一实施方式相同。
[0090](第三实施方式)
[0091]以下，参照图12，对本发明的第三实施方式的气门开闭时间控制装置IOOb进行说明。在该第三实施方式中，与上述第一实施方式不同，设定为从第一级到最终级(第四级)的各级的相对旋转量中的、从第一级到最终级的相对旋转量逐渐变大。
[0092]在第三实施方式中，如图12所示，构成为，在发动机起动时，外转子I和内转子3(参照图2及图3)的相对旋转相位(内转子3相对于外转子I的相对旋转相位)以4个阶段达到锁定相位并被锁定在锁定相位。另外，以最大迟滞角相位为基准，从第一级到最终级的各级的相对旋转量中的、第一级的相对旋转量(第一相对旋转量)为最小，相对旋转量从第一级到最终级依次变大。详细来说，第二级、第三级及最终级的相对旋转量分别被设定成第一级的相对旋转量的2倍、2.5倍及3倍的大小。具体来说，第一级的相对旋转量为相对角度(相位差)4度，第二级的相对旋转量(第二相对旋转量)为相对角度8度，第三级的相对旋转最(第三相对旋转量)为相对角度10度，并且最终级的相对旋转量(最终相对旋转量)为相对角度12度。另外，锁定相位为34度。此外，第一级的相对旋转量(第一相对旋转量)是本发明的“第一规定相对旋转量”的一例，最终级的相对旋转量(最终相对旋转量)是本发明的“第二规定相对旋转量”的一例。
[0093]此外，第三实施方式的其他结构与上述第一实施方式相同。
[0094]在第三实施方式中，如上所述，构成为，相对旋转量从第一级到最终级逐渐变大。由此，能够从具有最小的相对旋转量的第一级阶段性地依次增大相对旋转量，所以能够有效利用由凸轮轴2的扭矩变动产生的抖动量逐渐变大的倾向，有效地使相对旋转相位从最大迟滞角相位接近锁定相位。另外，通过依次增大相对旋转量，即使是在从最大迟滞角相位到锁定相位的相位差较大的情况下，也能够容易地使相对旋转相位达到锁定相位。
[0095]尤其是，该第三实施方式的结构在以下情况下是有效的，S卩，由曲轴刚开始转动的凸轮轴2的扭矩变动产生的抖动量小于第二级的相对旋转量(第二相对旋转量)，限制体61a与最初的台阶部(第一台阶部)62a刚卡合之后的抖动量为第二级的相对旋转量以上且小于第三级的相对旋转量(第三相对旋转量)，并且限制体61b与第二个设部(第二台阶部)62b刚卡合之后的抖动量为第三级的相对旋转量以上且小于最终级(第四级)的相对旋转量(最终相对旋转量)，并且限制体61a与第三个台阶部(第三台阶部)62c卡合之后，抖动量稳定并能够确保在最终级的相对旋转量以上。
[0096]另外，在第三实施方式的结构中，也与上述第一实施方式同样地，构成为，最终级以外的台阶(第一级)中的相对旋转量为最小，由此，能够迅速地使限制体61a (61b)卡合在与最终级之前的台阶部相对应的台阶部，从而在起动发动机200时，能够迅速地使外转子I和内转子3的相对旋转相位到达锁定相位。
[0097]此外，第三实施方式的其他效果与上述第一实施方式相同。
[0098](第四实施方式)
[0099]以下，参照图13，对本发明的第四实施方式的气门开闭时间控制装置IOOc进行说明。在该第四实施方式中，与上述第一实施方式不同，从第一级到最终级(第四级)的各级的相对旋转量中的第一级及第二级的相对旋转量彼此相等且为最小。
[0100]在第四实施方式中，如图13所示，构成为，在发动机起动时，外转子I和内转子3(参照图2及图3)的相对旋转相位(内转子3相对于外转子I的相对旋转相位)以4个阶段达到锁定相位并被锁定在锁定相位。另外，设定为，以最大迟滞角相位为基准，从第一级到最终级的各级的相对旋转量中的、第一级的相对旋转量(第一相对旋转量)和第二级的相对旋转量(第二相对旋转量)彼此相等且为最小。此外，第一级的相对旋转量(第一相对旋转量)及第二级的相对旋转量(第二相对旋转量)是本发明的“第一规定相对旋转量”的一例。另外，设定为，第三级及最终级的相对旋转量为第一级(第二级)的相对旋转量的3倍大小且彼此相等。具体来说，第一级及第二级的相对旋转量分别为相对角度(相位差)4度，第三级及最终级的相对旋转量分别为相对角度12度。另外，锁定相位为32度。
[0101 ] 此外，第四实施方式的其他结构与上述第一实施方式相同。
[0102]在第四实施方式中，如上所述，构成为，第一级和第二级的相对旋转量彼此相等，除了第一级以外，第二级的相对旋转量也为最小。由此，即使在由凸轮轴2的扭矩变动产生的抖动量为曲轴刚开始转动(曲轴转动初期)的较小状态下，也能够更迅速地使限制体61a(61b)卡合在第一级及第二级的初期台阶部，从而能够更迅速地使外转子I和内转子3的相对旋转相位到达锁定相位。另外，构成为第三级及最终级的相对旋转量彼此相等。由此，能够将第一级及第二级的相对旋转量减小的量均等地分配到第三级及最终级的台阶，所以第三级及最终级的相对旋转量不会过度增大，限制体61a (61b)变得容易卡合到第三级及最终级的台阶部，其结果是，能够更迅速地使相对旋转相位达到锁定相位。
[0103]另外，即使是在第四实施方式的结构中，也与上述第一实施方式同样地，最终级以外的级(第一级)的相对旋转量设为最小，由此，能够迅速地使限制体61a (61b)卡合在与最终级之前的台阶部相对应的台阶部。
[0104]此外，第四实施方式的其他效果与上述第一实施方式相同。[0105](第五实施方式)
[0106]以下，参照图14，对本发明的第五实施方式的气门开闭时间控制装置IOOd进行说明。首先，在说明第五实施方式的气门开闭时间控制装置IOOd的内容之前，说明成为第五实施方式的前提的技术。
[0107]以往，公知有一种技术，该技术预测是否发生发动机失速(发动机的突然停止)，在预测为发生发动机失速的情况下，使曲轴(驱动侧旋转部件)和吸气侧凸轮轴(从动侧旋转部件)的相对旋转相位移动到适于发动机起动的初期相位(锁定相位)，并且进行使变速机构向空档状态过渡的控制以使得发动机不停止工作(例如参照日本特开2012-13051号公报)。
[0108]但是，在上述以往的结构中，存在着在变速机构成为空档状态之前发动机已失速的情况，该情况下，可以认为有时不能使曲轴和吸气侧凸轮轴的相对旋转相位达到初始相位(锁定相位)。
[0109]因此，在该第五实施方式中，说明如下结构，S卩:在发动机失速时，在不能使外转子I和内转子3的相对旋转相位达到适于发动机起动的锁定相位的情况下(非正常时)，也能够容易地再起动发动机。在该第五实施方式中，与上述第一实施方式不同，设定为，从第一级到最终级(第四级)的各级的相对旋转量中的第一级的相对旋转量(第一相对旋转量)为最小，并且最终级的相对旋转量(最终相对旋转量)为第二小。此外，第一级的相对旋转量(第一相对旋转量)是本发明的“第一规定相对旋转量”的一例。
[0110]在第五实施方式中，如图14所示，构成为，在发动机起动时，外转子I和内转子3(参照图2及图3)的相对旋转相位(内转子3相对于外转子I的相对旋转相位)以4个阶段达到锁定相位并被锁定在锁定相位。另外，在预测为发生发动机失速的情况下，使未图示的变速机构向空档状态过渡，以使得发动机200不停止工作。另外，第五实施方式的气门开闭时间控制装置IOOd在发动机工作时(运转过程中)，在预测为发生发动机失速的情况下，利用液压室4 (参照图2及图3)的工作油的液压，使外转子I和内转子3的相对旋转相位移动到适于发动机起动的锁定相位。由此,如图14的双点划线所示,在发动机200停止之前，能够使外转子I和内转子3的相对旋转相位达到锁定相位。
[0111]另外，在第五实施方式中，设定为，以最大迟滞角相位为基准，从第一级到最终级的各级的相对旋转量中的第一级的相对旋转量(第一相对旋转量)为最小，相对旋转量从第一级到最终级的前一级的第三级依次变大。此外，第三级的相对旋转量(第三相对旋转量)是本发明的“第二规定相对旋转量”的一例。另外，设定为，从第一级到最终级的各级的相对旋转量中的最终级的相对旋转量(最终相对旋转量)为第二小。即，设定为，最终级的相对旋转量比第一级的相对旋转量大，但比第二级及第三级的相对旋转量小，其中，该第一级的相对旋转量是考虑了由凸轮轴2的扭矩变动产生的内转子3的抖动量而设为最小。
[0112]另外，如上所述，最终级的相对旋转量设定为第二小，由此，与最终级的相对旋转量相对应的相对旋转相位(从第三相对旋转相位到锁定相位)的范围被设定在发动机200能够起动的相对旋转相位的范围。另外，从第一级到最终级的各级的相对旋转量是考虑到在预测为发生发动机失速之后直到变速机构过渡到空档状态的时间、利用液压使外转子I和内转子3的相对旋转相位向锁定相位移动时的响应速度、以及发动机能够起动的相对旋转相位的范围等而设定的。具体来说，第一级的相对旋转量为相对角度(相位差)4度，第二级的相对旋转量(第二相对旋转量)为第一级的相对旋转量的2倍即相对角度8度。另外，第三级的相对旋转量(第三相对旋转量)为第一级的相对旋转量的2.5倍即相对角度10度，最终级的相对旋转量为第一级的相对旋转量的1.5倍即相对角度6度。另外，锁定相位为28度。
[0113]此外，第五实施方式的其他结构与上述第一实施方式相同。
[0114]在第五实施方式中，如上所述，构成为第一级的相对旋转量(第一相对旋转量)为最小，并且最终级的相对旋转量(最终相对旋转量)为第二小。由此，能够减小从与最终级相对应的最终的前一个的台阶部(第三台阶部)62c到最终的台阶部(第四台阶部)62d的相对旋转量(相位差)，从而使限制体61a卡合在最终的前一个的台阶部62c时，能够在靠近适于发动机起动的锁定相位(在最终的台阶部的相对旋转相位)的位置，限制相对旋转相位。由此，即使是在变速机构成为空档状态之前，发动机200停止工作，外转子I和内转子3的相对旋转相位未能达到适于发动机起动的锁定相位的情况下(非正常时)，只要处于被最终的前一个的台阶部62c所限制的状态下，就能够容易地再起动发动机200。
[0115]另外，在第五实施方式中，如上所述，将与最终级的相对旋转量(最终相对旋转量)相对应的相对旋转相位(从第三相对旋转相位到锁定相位)的范围设定为发动机200能够起动的相对旋转相位的范围。由此，即使是在相对旋转相位没有达到锁定相位的状态下，只要处于被最终的前一个的台阶部(第三台阶部)62c所限制的状态下，就能够可靠且顺畅地起动发动机200。
[0116]另外,在第五实施方式的结构中，也与上述第一实施方式同样地,构成为最终级以外的级(第一级)的相对旋转量为最小，由此能够迅速地使限制体61a (61b)卡合在与最终级之前的台阶部相对应的台阶部，从而在起动发动机200时，能够迅速地使外转子I和内转子3的相对旋转相位达到锁定相位。
[0117]此外,第五实施方式的其他效果与上述第一实施方式相同。
[0118](第六实施方式)
[0119]以下，参照图15，对本发明的第六实施方式的气门开闭时间控制装置IOOe进行说明。在该第六实施方式中，与上述第一实施方式不同，与最终的前一个即第三个台阶部62c相对应的相对旋转相位被设定为发动机200能够起动的相对旋转相位。
[0120]在第六实施方式中，如图15所示，构成为，在发动机起动时，外转子I和内转子3(参照图2及图3)的相对旋转相位(内转子3相对于外转子I的相对旋转相位)以4个阶段达到锁定相位并被锁定在锁定相位。另外，设定为，以最大迟滞角相位为基准，从第一级到最终级的各级的相对旋转量中的第一级的相对旋转量(第一相对旋转量)为最小，相对旋转量从第一级到最终级依次变大。即，从第一级到最终级的各级的相对旋转量中的最终级的相对旋转量(最终相对旋转量)为最大。详细来说，第二级、第三级及最终级的相对旋转量分别被设定为第一级的相对旋转量的2倍、2.5倍及4.5倍的大小。具体来说，第一级的相对旋转量为相对角度(相位差)4度，第二级的相对旋转量(第二相对旋转量)为相对角度8度。另外，第三级的相对旋转量(第三相对旋转量)为相对角度10度，最终级的相对旋转量为相对角度18度。另外，锁定相位为40度。此外，第一级的相对旋转量(第一相对旋转量)是本发明的“第一规定相对旋转量”的一例，最终级的相对旋转量(最终相对旋转量)是本发明的“第二规定相对旋转量”的一例。[0121]另外，成为最终级的起点的相对旋转相位、即与最终的前一个即第三个台阶部(第三台阶部)62c相对应的相对旋转相位(第三相对旋转相位)被设定为发动机200能够起动的相对旋转相位。详细来说，与第三个台阶部62c相对应的相对旋转相位被设定为在极低温(约_30°C)时发动机200也能够充分燃烧(发动机200无起动电机也能自发驱动)的相位。由此，外转子I和内转子3的相对旋转相位移动到与第三个台阶部62c相对应的相对旋转相位之后，发动机200被起动并能够利用液压室4的液压，从而能够利用液压使外转子I和内转子3的相对旋转相位容易地移动。而且，第六实施方式的气门开闭时间控制装置IOOe构成为，在发动机起动时，通过凸轮轴2的扭矩变动使外转子I和内转子3的相对旋转相位从最大迟滞角相位移动到与最终的前一个即第三个台阶部62c相对应的相对旋转相位，在发动机200起动后，通过液压从与第三个台阶部62c相对应的相对旋转相位移动到锁定相位。
[0122]另外，与相对于最终的前一个即发动机能够起动的第三个台阶部62c靠近迟滞角侧的台阶部(最初的台阶部62a及第二个台阶部62b)相对应的相对旋转相位被设定为在极低温(约_30°C)时，发动机不能起动或即使发动机起动也是粗怠速(rough idle)状态(发动机200的振动比正常起动时大的状态)的相对旋转相位。即，在与最初的台阶部62a及第二个台阶部62b相对应的相对旋转相位中，在极低温时，不能正常起动发动机。
[0123]此外，第六实施方式的其他结构与上述第一实施方式相同。
[0124]在第六实施方式中，如上所述，构成为最终级的相对旋转量(最终相对旋转量)为最大。由此，能够使最终级之前的级的相对旋转量减小最终级的相对旋转量增大的量，从而在最终级之前的级中，能够进一步抑制使限制体61a (61b)卡合在对应的台阶部所需的抖动量变大这一情况。由此，即使是在由凸轮轴2的扭矩变动产生的内转子3的抖动量从曲轴刚开始转动的较小状态逐渐变大的情况下，也能够使相对旋转相位从最大迟滞角相位迅速地接近锁定相位。
[0125]另外，在第六实施方式中，如上所述，将与最终的前一个台阶部(第三台阶部)62c相对应的相对旋转相位(第三相对旋转相位)设定为发动机200能够起动的相对旋转相位。而且，在发动机200起动时，通过凸轮轴2的扭矩变动，从最大迟滞角相位移动到与最终的前一个台阶部62c相对应的相对旋转相位，发动机200起动之后，通过液压从与最终的前一个台阶部62c相对应的相对旋转相位向锁定相位移动。由此，在最终级的相对旋转量最大的情况下，从最大迟滞角相位到与最终的前一个台阶部62c相对应的相对旋转相位，限制体61a (61b)能够分别以更小的抖动量进行卡合，从而能够利用凸轮轴2的扭矩变动迅速地使相对旋转相位接近锁定相位。另外，从与最终的前一个台阶部62c相对应的相对旋转相位到锁定相位，能够利用液压使相对旋转相位可靠地达到锁定相位。
[0126]另外，在第六实施方式的结构中，也与上述第一实施方式同样地，通过使最终级以外的级(第一级)的相对旋转量为最小，由此能够迅速地使限制体61a (61b)卡合在与最终级之前的台阶部相对应的台阶部，从而在起动发动机200时，能够迅速地使外转子I和内转子3的相对旋转相位达到锁定相位。
[0127]此外，第六实施方式的其他效果与上述第一实施方式相同。
[0128]此外，这里公开的实施方式在所有方面仅是例示性的，并非限制本发明。本发明的范围并非由上述实施方式的说明而是根据权利要求书的范围来确定，并且还包含与权利要求书的范围等同的意思及范围内的所有变更。
[0129]例如，在上述第一?第六实施方式中，作为本发明的凸轮轴的一例，示出了开闭发动机的进气门的凸轮轴，但本发明不限于此。在本发明中，也可以采用开闭发动机的排气门的凸轮轴，还可以采用开闭进气门及排气门双方的凸轮轴。
[0130]另外，在上述第一?第六实施方式中，示出了设定为从第一级到最终级(第四级)的各级的相对旋转量中的第一级的相对旋转量(第一相对旋转量)为最小的例子，但本发明不限于此。在本发明中，只要是从第一级到最终级的各级的相对旋转量中的除最终相对旋转量以外，第一级以外的级的相对旋转量设定为最小即可。例如，也可以设定为第二级或第三级的相对旋转量最小。
[0131]另外，在上述第一?第六实施方式中，示出了通过使限制体沿内转子(从动侧旋转部件)的径向移动而与台阶部卡合的例子，但本发明不限于此。在本发明中，也可以通过使限制体沿从动侧旋转部件的旋转轴延伸的方向移动而与台阶部卡合。
[0132]另外，在上述第一?第六实施方式中，示出了将限制体设置在外转子(驱动侧旋转部件)、且将台阶部设置在内转子(从动侧旋转部件)的例子，但本发明不限于此。在本发明中，也可以将限制体设置在从动侧旋转部件、且将台阶部设置在驱动侧旋转部件。
[0133]另外，在上述第一?第六实施方式中，示出了使外转子(驱动侧旋转部件)和内转子(从动侧旋转部件)的相对旋转相位从最大迟滞角相位以4个阶段达到锁定相位的例子，但本发明不限于此。在本发明中，只要是从最大迟滞角相位到锁定相位被阶段性地限制的结构，使驱动侧旋转部件和从动侧旋转部件的相对旋转相位从最大迟滞角相位以4个阶段以外的阶段数到达锁定相位即可。例如，也可以如图16所示的变形例的气门开闭时间控制装置IOOf那样，使驱动侧旋转部件和从动侧旋转部件的相对旋转相位从最大迟滞角相位以6个阶段达到锁定相位。像这样以6个阶段达到锁定相位的情况下，从最大迟滞角相位到锁定相位的相位差大(在图16中，将相位差设定成58度)的情况下，与以4个阶段达到锁定相位的情况相比，阶段增加，相应地容易地达到锁定相位。
[0134]另外，在该变形例中，如图16所示，设定为，从第一级到最终级(第六级)的各相对旋转量中的第一级的相对旋转量(第一相对旋转量)为最小(4度)，并且从第一级到第四级相对旋转量依次变大(第二级(8度)、第三级(10度)、第四级(12度))。只要像这样地构成，就能够减小初期的级(第一级或第二级)的相对旋转量，从而即使是在抖动量小的曲轴转动初期，也能够迅速地使限制体与初期的级的台阶部卡合，其结果是，能够更迅速地达到锁定相位。另外，由于能够从具有最小相对旋转量的第一级到第四级阶段性地依次增大相对旋转量，所以能够有效利用由凸轮轴的扭矩变动产生的抖动量逐渐变大的倾向，有效地使相对旋转相位从最大迟滞角相位接近锁定相位。另外，通过使第四阶段以后到最终级的相对旋转量彼此相等(12度)，能够将从第一级到第三级的相对旋转量减小的量均等地分配到第四级以后到最终级，从而第四级以后的相对旋转量不会过大，限制体容易与第四级以后的台阶部卡合，其结果是，能够更迅速地使相对旋转相位达到锁定相位。
[0135]尤其是，该图16所示的变形例的结构在以下情况下是有效的，S卩，由曲轴刚开始转动的凸轮轴的扭矩变动产生的抖动量小于第二级的相对旋转量(第二相对旋转量)(相对角度8度)，限制体与最初的台阶部(第一台阶部)刚卡合后的抖动量为第二级的相对旋转量以上且小于第三级的相对旋转量(第三相对旋转量)(相对角度10度)，并且限制体与第二个台阶部(第二台阶部)刚卡合后的抖动量为第三级的相对旋转量以上且小于第四级的相对旋转量(第四相对旋转量)(相对角度12度)，并且限制体与第三个台阶部(第三台阶部)刚卡合之后，抖动量稳定并能够确保在第四级的相对旋转量以上。
[0136]此外，如图16所示的变形例那样，使台阶数增加时，级数增加，相应地，具有能够容易到达锁定相位的效果，另一方面，台阶部增加，相应地构造将变得复杂。而在上述第一?第六实施方式中，通过将从最大迟滞角相位到锁定相位的阶段数减少为4个阶段，与阶段数多的情况相比，不需要增加台阶部，相应地简化构造，并能够抑制锁定机构大型化。
[0137]另外，在上述第一?第六实施方式中，示出了使外转子(驱动侧旋转部件)和内转子(从动侧旋转部件)的相对旋转相位从最大迟滞角相位阶段性地达到锁定相位的结构的例子，但本发明不限于此。在本发明中，也可以采用使驱动侧旋转部件和从动侧旋转部件的相对旋转相位从最大提前角相位阶段性地达到锁定相位的结构。即，在没有产生用于控制驱动侧旋转部件和从动侧旋转部件的相对旋转相位的工作油的液压的状态下，在通过扭簧等的施力使相对旋转相位强制地向最大提前角相位移动的结构中，也能够适用本发明。
[0138]另外，在上述第一?第六实施方式中，示出了使用一对限制体从最大迟滞角相位阶段性地达到锁定相位的结构的例子，但本发明不限于此。在本发明中，只要能够从最大迟滞角相位阶段性地达到锁定相位，也可以采用使用I个或3个以上的限制体以使得从最大迟滞角相位阶段性地达到锁定相位的结构。
【权利要求】
1.一种气门开闭时间控制装置，其特征在于，包括: 驱动侧旋转部件，与发动机的曲轴同步旋转； 从动侧旋转部件，与所述驱动侧旋转部件同轴且相对于所述驱动侧旋转部件可相对旋转地进行配置，并且与开闭所述发动机的进气门及排气门中的至少一者的凸轮轴一起旋转；以及 锁定机构，将所述驱动侧旋转部件和所述从动侧旋转部件的相对旋转相位锁定在锁定相位， 所述锁定机构包括:限制体，其允许进行使所述相对旋转相位接近所述锁定相位的相对旋转，并且限制进行使所述相对旋转远离所述锁定相位的相对旋转；供所述限制体进行卡合的η个台阶部，其中，η是自然数， 从最大迟滞角相位或最大提前角相位到所述锁定相位，所述限制体依次与多个台阶部卡合，由此所述相对旋转相位被阶段性地限制， 所述台阶部和所述限制体的位置关系设定为，使得在从所述最大迟滞角相位或所述最大提前角相位到被所述η个台阶部中的第一台阶部限制的第一相对旋转相位之间的第一相对旋转量、到从被所述η个台阶部中的第η-1台阶部限制的第η-1相对旋转相位到被第η台阶部限制的所述锁定相位之间的最终相对旋转量中，各相对旋转量中的除所述最终相对旋转量以外的第一规定相对旋转量为最小。
2. 如权利要求1所述的气门开闭时间控制装置，其特征在于， 所述第一相对旋转量构成为最小。
3.如权利要求2所述的气门开闭时间控制装置，其特征在于， 在从所述第一相对旋转量到所述最终相对旋转量的所述各相对旋转量中，从所述第一相对旋转量到第二规定相对旋转量的相对旋转量构成为依次变大。
4.如权利要求2所述的气门开闭时间控制装置，其特征在于， 在从所述第一相对旋转量到所述最终相对旋转量的所述各相对旋转量中，多个相对旋转量构成为彼此相等。
5.如权利要求3所述的气门开闭时间控制装置，其特征在于， 在从所述第一相对旋转量到所述最终相对旋转量的所述各相对旋转量中，在所述第二规定相对旋转量不是最终相对旋转量的情况下，多个相对旋转量构成为彼此相等。
6.如权利要求2~5中任一项所述的气门开闭时间控制装置，其特征在于， 所述最终相对旋转量构成为第二小。
7.如权利要求6所述的气门开闭时间控制装置，其特征在于， 从与所述最终相对旋转量对应的所述第η-1相对旋转相位到所述锁定相位的范围被设定为所述发动机能够起动的相对旋转相位的范围。
8.如权利要求1~5中任一项所述的气门开闭时间控制装置，其特征在于， 所述最终相对旋转量构成为最大。
9.如权利要求8所述的气门开闭时间控制装置，其特征在于， 所述第η-1相对旋转相位被设定为所述发动机能够起动的相对旋转相位， 在所述发动机起动时，所述相对旋转相位通过所述凸轮轴的扭矩变动从所述最大迟滞角相位或所述最大提前角相位移动到所述第η-1相对旋转相位,在所述发动机起动之后，通过液压从所述第η-1 相对旋转相位移动到所述锁定相位。
【文档编号】F01L9/02GK103573323SQ201310322557
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月29日 优先权日:2012年8月1日
【发明者】小林昌树, 野中健司, 增田胜平 申请人:爱信精机株式会社