CN103649476B - 阀开闭时期控制装置及阀开闭时期控制机构 - Google Patents

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Abstract

本发明在具有限制机构的阀开闭时期控制装置中迅速地实现限制状态。由此，该阀开闭时期控制装置能够切换成如下状态：第一状态，向连通流路供给流体，解除基于限制部件的限制，并解除基于锁定部件的锁定；第二状态，向滞后角室供给流体，解除基于锁定部件的锁定，并通过限制部件进行限制；以及第三状态，不向连通流路供给流体、且不向滞后角室供给流体，对限制部件进行限制，并对锁定部件进行锁定。向提前角室供给流体的提前角通路的最小截面积比向滞后角室供给流体的滞后角通路的最小截面积大。

Description

阀开闭时期控制装置及阀开闭时期控制机构
技术领域
本发明涉及对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进行控制的阀开闭时期控制装置及阀开闭时期控制机构。
背景技术
以往以来，公知一种阀开闭时期控制装置，除了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成规定的相位（锁定相位）的锁定机构以外，还具有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且相对于限制凹部能够进退的限制部件构成的限制机构。
例如，专利文献1记载的阀开闭时期控制装置具有由限制部件5和限制凹部52构成的限制机构。通过设置限制机构，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，由此能够使锁定机构工作，从而具有能够更容易地实现锁定状态的优点。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2011/001702号
发明内容
但是，在这样的阀开闭时期控制装置中，为了使限制机构适当地发挥功能，使限制部件5嵌入限制凹部52时，需要使嵌入动作迅速地执行。如果限制部件5的嵌入动作不迅速，则不能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，进而不能迅速地实现锁定状态。其结果是，在不能使阀开闭时期控制装置处于锁定状态的情况下发动机停止，有可能在下一次发动机起动时产生障碍。
本发明是鉴于上述情况做出的，其目的是在具有限制机构的阀开闭时期控制装置或阀开闭时期控制机构中被构成为能够迅速地实现限制状态。
用于解决问题的手段
本发明涉及的阀开闭时期控制装置的特征结构在于，具有：驱动侧旋转部件，与内燃机的曲轴同步旋转；从动侧旋转部件，与所述驱动侧旋转部件同轴地配置，并与所述内燃机的阀开闭用的凸轮轴同步旋转；流体压力室，由所述驱动侧旋转部件和所述从动侧旋转部件形成；分隔部，以将所述流体压力室分隔成提前角室和滞后角室的方式，设置在所述驱动侧旋转部件及所述从动侧旋转部件的至少一方；限制部件，被配置在所述驱动侧旋转部件或所述从动侧旋转部件的任一方的旋转部件上，并且能够相对于任意另一方的旋转部件进退；限制凹部，形成在所述另一方的旋转部件上，所述限制部件嵌入所述限制凹部，将所述从动侧旋转部件相对于所述驱动侧旋转部件的相对旋转相位限制在从最大提前角相位或最大滞后角相位的任意一方到所述最大提前角相位和所述最大滞后角相位之间的规定相位的范围；锁定部件，被配置在设置有所述限制部件的所述一方的旋转部件上，并能够相对于所述另一方的旋转部件进退；锁定凹部，形成在所述另一方的旋转部件上，所述锁定部件嵌入所述锁定凹部，将所述从动侧旋转部件相对于所述驱动侧旋转部件的相对旋转相位锁定在所述规定相位；以及连通流路，形成在所述限制部件和所述锁定部件之间，所述阀开闭时期控制装置能够切换成如下状态：第一状态，向所述连通流路供给流体，解除基于所述限制部件的限制，并解除基于所述锁定部件的锁定；第二状态，向所述提前角室及所述滞后角室中的任意一方供给流体，解除基于所述锁定部件的锁定，并通过所述限制部件进行限制；以及第三状态，不向所述连通流路供给流体、且不向所述提前角室及所述滞后角室中的所述一方供给流体，限制所述限制部件，并锁定所述锁定部件，向所述提前角室及所述滞后角室中的任意另一方供给流体的流路的最小截面积比向所述提前角室及所述滞后角室中的所述一方供给流体的流路的最小截面积大。
根据本结构，通过相对于提前角室及滞后角室的流体供给和排出的切换、及相对于连通流路的流体供给和排出的切换，能够实现如下状态：基于限制部件的限制状态和基于锁定部件的锁定状态都被解除的第一状态；仅基于锁定部件的锁定状态被解除的第二状态；以及通过锁定部件被锁定的第三状态。因此，能够在发动机停止之前达到锁定状态，在下一次的发动机起动时能够进行顺畅的起动。另外，即使锁定状态的实现失败，通过流体的供给和排出控制，也能够向各状态转移，从而在发动机运转过程中，能够再次实现锁定状态。
根据本结构，向第二状态转移时，需要向提前角室及滞后角室中的任意一方供给流体。即，为顺畅地向限制状态转移，优选从提前角室及滞后角室中的任意另一方将流体迅速地排出。因此，在本结构中，向提前角室及滞后角室中的任意另一方供给流体的流路的最小截面积比向提前角室及滞后角室中的任意一方供给流体的流路的最小截面积大。其结果是，从提前角室及滞后角室中的任意另一方容易排出流体，而能够迅速地实现限制状态。
本发明涉及的阀开闭时期控制机构的特征结构在于，具有：驱动侧旋转部件，与内燃机的曲轴同步旋转；从动侧旋转部件，与所述驱动侧旋转部件同轴地配置，并与所述内燃机的阀开闭用的凸轮轴同步旋转；流体压力室，由所述驱动侧旋转部件和所述从动侧旋转部件形成；分隔部，以将所述流体压力室分隔成提前角室和滞后角室的方式，设置在所述驱动侧旋转部件及所述从动侧旋转部件中的至少一方；限制部件，被配置在所述驱动侧旋转部件或所述从动侧旋转部件的任意一方的旋转部件上，并且能够相对于任意另一方的旋转部件进退；限制凹部，形成在所述另一方的旋转部件上，所述限制部件嵌入所述限制凹部，将所述从动侧旋转部件相对于所述驱动侧旋转部件的相对旋转相位限制在从最大提前角相位或最大滞后角相位的任意一方到所述最大提前角相位和所述最大滞后角相位之间的规定相位的范围；锁定部件，被配置在设置有所述限制部件的所述一方的旋转部件上，并能够相对于所述另一方的旋转部件进退；锁定凹部，形成在所述另一方的旋转部件上，所述锁定部件嵌入所述锁定凹部，将所述从动侧旋转部件相对于所述驱动侧旋转部件的相对旋转相位锁定在所述规定相位；连通流路，形成在所述限制部件和所述锁定部件之间；以及提前角滞后角控制阀，对向所述提前角室及所述滞后角室中的哪一方供给流体进行切换，所述阀开闭时期控制机构能够切换成如下状态：第一状态，向所述连通流路供给流体，解除基于所述限制部件的限制，并解除基于所述锁定部件的锁定；第二状态，向所述提前角室及所述滞后角室中的任意一方供给流体，解除基于所述锁定部件的锁定，并通过所述限制部件进行限制；以及第三状态，不向所述连通流路供给流体、且不向所述提前角室及所述滞后角室中的所述一方供给流体，限制所述限制部件，并锁定所述锁定部件，所述提前角滞后角控制阀与所述提前角室以及所述滞后角室中的任意另一方之间的流路的最小截面积比所述提前角滞后角控制阀与所述提前角室以及所述滞后角室中的所述一方之间的流路的最小截面积大。
根据本结构，通过相对于提前角室及滞后角室的流体的供给和排出的切换、及相对于连通流路的流体供给和排出的切换，能够实现如下状态：基于限制部件的限制状态和基于锁定部件的锁定状态都被解除的第一状态；仅基于锁定部件的锁定状态被解除的第二状态；通过锁定部件被锁定的第三状态。因此，能够在发动机停止之前达到锁定状态，在下一次的发动机起动时能够进行顺畅的起动。另外，即使锁定状态的实现失败，通过流体的供给和排出控制向各状态转移的结构，也能够在发动机过程中再次实现锁定状态。
根据本结构，向第二状态转移时，需要向提前角室及滞后角室中的任意一方供给流体。即，为顺畅地向限制状态转移，优选从提前角室及滞后角室中的任意另一方迅速地排出流体。因此，在本结构中，对向提前角室及滞后角室中的哪一方供给流体进行切换的提前角滞后角控制阀与提前角室以及滞后角室中的任意另一方之间的流路的最小截面积比提前角滞后角控制阀与提前角室以及滞后角室中的一方之间的流路的最小截面积大。其结果是，从提前角室及滞后角室中的任意另一方容易排出流体，能够迅速地实现限制状态。
本发明涉及的阀开闭时期控制装置或阀开闭时期控制机构的进一步的特征结构在于，所述连通流路与所述提前角室以及所述滞后角室中的所述另一方连通并被供给流体。
根据本结构，相对于连通流路的流体供给和排出将与相对于提前角室及滞后角室的流体供给和排出连动。因此，不需要用于切换相对于连通流路的流体供给和排出的专用阀，在成本方面及搭载性方面有利。
本发明涉及的阀开闭时期控制装置或阀开闭时期控制机构的进一步的特征结构在于，所述分隔部在所述从动侧旋转部件上设置多个，所述锁定部件及所述限制部件都被设置在多个所述分隔部中的一个所述分隔部。
根据本结构，由于在一个分隔部上设置有锁定部件及限制部件，所以能够将连通流路形成在一个分隔部上，从而能够简化结构。
本发明涉及的阀开闭时期控制装置或阀开闭时期控制机构的进一步的特征结构在于，在所述驱动侧旋转部件及所述从动侧旋转部件中的至少设置有所述限制部件的一侧的旋转部件上，具有与比所述驱动侧旋转部件更靠外的外部连通的排放流路，所述排放流路与所述限制凹部连通。
根据本结构，由于能够通过排放流路将限制凹部内的流体迅速地排出到外部，所以能够迅速地进行限制部件的进退动作。
本发明涉及的阀开闭时期控制装置或阀开闭时期控制机构的进一步的特征结构在于，所述相对旋转相位处于除了包含所述最大提前角相位在内的从所述最大提前角相位到所述规定相位的范围以外的相位范围内、或所述相对旋转相位处于除了包含所述最大滞后角相位在内的从所述最大滞后角相位到所述规定相位的范围以外的相位范围内的任意一方的相位范围内，且处于所述限制部件能够相对于所述限制凹部进退的相位范围内时，所述排放流路与比所述驱动侧旋转部件更靠外的外部的连通被切断。
根据本结构，从提前角室或滞后角室向限制凹部供给流体时，只要切断排放流路，就能够迅速地解除基于限制部件的限制。
附图说明
图1是表示阀开闭时期控制装置的整体结构的侧视剖面图。
图2是沿图1的II-II线的剖视图。
图3是表示限制机构及锁定机构的结构的分解图。
图4是表示限制机构及锁定机构的结构的立体图。
图5（a）和图5（b）分别是表示发动机起动时的限制机构及锁定机构的状态的俯视图和剖视图。
图6（a）和图6（b）分别是表示解除锁定状态时的限制机构及锁定机构的状态的俯视图和剖视图。
图7（a）和图7（b）分别是表示解除限制状态时的限制机构及锁定机构的状态的俯视图和剖视图。
图8（a）和图8（b）分别是表示保持限制解除状态及锁定解除状态时的限制机构及锁定机构的状态的俯视图和剖视图。
图9（a）和图9（b）分别是表示通常运转状态下的提前角控制时的限制机构及锁定机构的状态的俯视图和剖视图。
图10（a）和图10（b）分别是表示通常运转状态下的滞后角控制时的限制机构及锁定机构的状态的俯视图和剖视图。
图11（a）和图11（b）分别是表示锁定动作开始时的限制机构及锁定机构的状态的俯视图和剖视图。
图12（a）和图12（b）分别是表示实现限制状态时的限制机构及锁定机构的状态的俯视图和剖视图。
图13（a）和图13（b）分别是表示锁定状态下的限制机构及锁定机构的状态的俯视图和剖视图。
图14是表示重试控制时的相位变化的说明图。
具体实施方式
关于本发明涉及的实施方式，基于图1至图14进行说明。首先，基于图1及图2说明阀开闭时期控制装置1的整体结构。
（整体结构）
阀开闭时期控制装置1具有：作为驱动侧旋转部件的外部转子2，相对于作为内燃机的发动机12的曲轴11同步旋转；以及作为从动侧旋转部件的内部转子3，相对于外部转子2同轴地配置，并与凸轮轴9同步旋转。
外部转子2由以下部件构成：后板21，被安装在连接有凸轮轴9这一侧；前板22，被安装在与连接有凸轮轴9这一侧相反的一侧；以及外壳23，被后板21和前板22夹持。内装在外部转子2中的内部转子3一体地被组装在凸轮轴9的前端部，并能够相对于外部转子2在一定的范围内相对旋转。
曲轴11旋转驱动时，其旋转驱动力经由动力传递部件10被传递到后板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，从而凸轮轴9旋转。
在外部转子2的外壳23中，向径向内侧方向突出的多个突出部24沿S方向相互分离地形成。由该突出部24和内部转子3形成流体压力室4。在本实施方式中，在三个位置设置有流体压力室4，但不限于此。
各流体压力室4通过成为内部转子3的一部分的分隔部31或被安装在内部转子3上的叶片32，被分成提前角室41和滞后角室42。在形成在分隔部31上的限制部件收容部51和锁定部件收容部61中，分别收容有限制部件5和锁定部件6，构成了限制机构50及锁定机构60。关于它们的结构在后面说明。
形成在内部转子3上的提前角通路43与提前角室41连通。同样地，形成在内部转子3上的滞后角通路44与滞后角室42连通。在阀开闭时期控制装置1和流体给排机构7之间，形成有与提前角通路43连接的提前角连接路径45及与滞后角通路44连接的滞后角连接路径46。这些提前角连接路径45及滞后角连接路径46形成在凸轮轴9或设置有流体给排机构7的未图示的缸盖等。这里，将具有阀开闭时期控制装置1和流体给排机构7的机构称为阀开闭时期控制机构100。
提前角通路43及滞后角通路44经由流体给排机构7的提前角滞后角控制阀72向提前角室41及滞后角室42供给或排出流体，使流体压力作用于分隔部31或叶片32。如此，使内部转子3相对于外部转子2的相对旋转相位（以下，简称为“相对旋转相位”）向图2的提前角方向S1或滞后角方向S2变位，或保持成任意的相位。此外，作为流体，一般使用发动机机油。
外部转子2和内部转子3能够相对旋转移动的一定的范围与在流体压力室4的内部分隔部31或叶片32能够变位的范围对应。提前角室41的容积最大时的相位是最大提前角相位，滞后角室42的容积最大时的相位是最大滞后角相位。即，相对旋转相位能够在最大提前角相位和最大滞后角相位之间变位。
在内部转子3和前板22上设置有扭簧8。通过扭簧8以使相对旋转相位向提前角方向S1变位的方式对内部转子3及外部转子2施力。
以下，关于流体给排机构7的结构进行说明。流体给排机构7具有：泵71，通过发动机12驱动从而进行流体的供给；提前角滞后角控制阀72，控制流体相对于提前角通路43及滞后角通路44的供给及排出；以及存储流体的存储部74。
提前角滞后角控制阀72基于ECU73（发动机控制单元）的控制进行工作。提前角滞后角控制阀72具有：第一位置72a，允许流体向提前角通路43的供给，允许流体从滞后角通路44的排出从而进行提前角控制；第二位置72b，禁止向提前角通路43及滞后角通路44的流体给排从而进行相位保持控制；以及第三位置72c，允许流体从提前角通路43的排出，允许流体向滞后角通路44的供给从而进行滞后角控制。本实施方式的提前角滞后角控制阀72被构成为在没有来自ECU73的控制信号的状态下，在第一位置72a进行提前角控制。
（限制机构）
关于将相对旋转相位限制在最大滞后角相位至中间锁定相位（本发明中的“规定相位”）的范围（以下，称为“限制范围R”）的限制机构50的结构，基于图3及图4进行说明。中间锁定相位是指通过后述的锁定机构60锁定时的相对旋转相位。
限制机构50主要由以下部件构成：带台阶的圆筒形的限制部件5；限制部件收容部51，收容形成在内部转子3的分隔部31上的限制部件5；以及长孔形状的限制凹部52，以使限制部件5能够嵌入的方式形成在后板21的表面上。
限制部件5是例如将直径不同的圆筒进行4级层叠而成的形状。该4级的圆筒从后板21这一侧按顺序被称为第一台阶部5a、第二台阶部5b、第三台阶部5c及第四台阶部5d。第二台阶部5b被构成为其直径比第一台阶部5a的直径小，由此，在前板22这一侧，第二台阶部5b、第三台阶部5c、第四台阶部5d依次直径变大。此外，第三台阶部5c是为减小后述的第一流体室55的容积来提高向第一流体室55供给流体时的限制部件5的动作性而设置的。
第一台阶部5a形成为能够嵌入限制凹部52，第一台阶部5a嵌入限制凹部52时，相对旋转相位被限制在限制范围R内。在第四台阶部5d上形成有圆筒形的凹部5f，弹簧53被收容于其中。另外，为缓和限制部件5向施力方向移动时的流体的阻力，并提高动作性，在限制部件5的中心部形成有通孔5g。
在限制部件5和前板22之间设置有塞部件54，在该塞部件54和凹部5f的底面之间配置有弹簧53。在限制部件5向前板22这一侧移动时，形成在塞部件54上的切口部54a能够将流体经由未图示的排出流路排出到阀开闭时期控制装置1的外部，有助于提高限制部件5的动作性。
限制部件收容部51沿着凸轮轴9的旋转轴芯（以下，称为“旋转轴芯”）的方向形成在内部转子3的分隔部31上，从前板22一侧到后板21一侧贯穿分隔部31。限制部件收容部51是例如将直径不同的圆筒状的空间进行两级层叠而成的形状，并以使限制部件5能够在其内部移动的方式形成。
限制凹部52是以旋转轴芯为中心的圆弧状，其径向上的位置与后述的锁定凹部62略微不同地形成。限制凹部52如下被构成：在限制部件5与限制凹部52的第一端部52a抵接的状态时，相对旋转相位成为中间锁定相位，在限制部件5与限制凹部52的第二端部52b抵接的状态时，相对旋转相位成为最大滞后角相位。即，限制凹部52与限制范围R对应。
限制部件5被收容在限制部件收容部51，并且通过弹簧53始终向后板21这一侧被施力。限制部件5的第一台阶部5a嵌入限制凹部52时，相对旋转相位被限制在限制范围R的范围内，从而形成“限制状态”。当第一台阶部5a抵抗由弹簧53产生的施加力而从限制凹部52退出时，限制状态被解除，成为“限制解除状态”。
将限制部件5收容在限制部件收容部51时，在限制部件5的外周面和限制部件收容部51的内周面之间形成环状的第一流体室55。当向第一流体室55供给流体、流体压力作用于第一受压面5e时，限制部件5抵抗弹簧53的施加力而向前板22这一侧移动，从而成为限制解除状态。关于向第一流体室55给排流体的流路的结构在后面说明。
（锁定机构）
关于将相对旋转相位锁定在中间锁定相位的锁定机构60的结构，基于图3及图4进行说明。
锁定机构60主要由以下部件构成：带台阶的圆筒形的锁定部件6；锁定部件收容部61，收容形成在内部转子3的分隔部31上的锁定部件6；以及圆孔形状的锁定凹部62，以使锁定部件6能够嵌入的方式形成在后板21的表面上。
锁定部件6具有例如将直径不同的圆筒进行3级层叠而成的形状。该3级圆筒从后板21这一侧按顺序被称为第一台阶部6a、第二台阶部6b及第三台阶部6c。第一台阶部6a、第二台阶部6b、第三台阶部6c依次直径变大。
第一台阶部6a形成为能够嵌入锁定凹部62，第一台阶部6a嵌入锁定凹部62的状态时，相对旋转相位被锁定在中间锁定相位。在第三台阶部6c到第二台阶部6b的一部分上，形成有圆筒形的凹部6f，弹簧63被收容在其中。另外，为缓和锁定部件6向施力方向移动时的流体的阻力，并提高动作性，在锁定部件6的中心部形成有通孔6g。
在锁定部件6和前板22之间设置有塞部件64，在该塞部件64和凹部6f的底面之间配置有弹簧63。在锁定部件6向前板22这一侧移动时，形成在塞部件64上的切口部64a能够通过未图示的排出流路将流体排出到阀开闭时期控制装置1的外部，有助于提高锁定部件6的动作性。
锁定部件收容部61沿着旋转轴芯的方向形成在内部转子3的分隔部31，从前板22一侧到后板21一侧贯穿分隔部31。锁定部件收容部61是例如将直径不同的圆筒状的空间进行3级层叠而成的形状，并以使锁定部件6能够在其内部移动的方式形成。
锁定部件6被收容在锁定部件收容部61中，并且通过弹簧63始终向后板21这一侧被施力。锁定部件6的第一台阶部6a嵌入锁定凹部62时，相对旋转相位被锁定在中间锁定相位，从而形成“锁定状态”。当第一台阶部6a抵抗由弹簧63产生的施加力而从锁定凹部62退出时，锁定状态被解除，成为“锁定解除状态”。
将锁定部件6收容在锁定部件收容部61时，在锁定部件6的外周面和锁定部件收容部61的内周面之间形成环状的第二流体室65及第三流体室66。当向第二流体室65供给流体、流体压力作用于第二受压面6d时，锁定部件6抵抗弹簧63的施加力而向前板22这一侧移动，从而成为锁定解除状态。另外，向第三流体室66供给流体，流体压力作用于第三受压面6e时，锁定部件6的锁定解除状态被保持。关于相对于第二流体室65及第三流体室66供给和排出流体的流路的结构在后面说明。
以下，关于限制解除流路、排放流路、锁定解除流路及连通流路，基于图3～图13进行说明。
（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径82和解除时连通路径83。限制时连通路径82由后述的后板通路84、第一贯通路径85a及供给路径85c构成，是为了解除限制状态而向第一流体室55供给流体的流路。另外，解除时连通路径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一流体室55供给流体的流路。
后板通路84是形成在后板21的内部转子3这一侧的表面上的槽状的通路，并与提前角室41连通。后板通路84被构成为仅在限制部件5处于限制范围R的规定的滞后角侧的范围（以下，称为“可解除限制范围T”）内时，能够与构成后述的转子通路85的一部分的第一贯通路径85a连通。此外，限制部件5处于可解除限制范围T的范围内是指：限制部件5的第一台阶部5a完全位于可解除限制范围T的区域内。
转子通路85是形成在内部转子3上的通路，由第一贯通路径85a、第二贯通路径85b、供给路径85c及排出路径85d构成。第一贯通路径85a及第二贯通路85b沿旋转轴芯的方向连续地呈直线槽地形成在内部转子3的分隔部31的径向外侧的侧面。该直线槽中的比供给路径85c更靠后板21这一侧是第一贯通路径85a，比供给路径85c更靠前板22这一侧是第二贯通路径85b。第一贯通路径85a的后板21这一侧的端部被构成为，在限制部件5处于可解除限制范围T的范围内时，与后板通路84连通。另外，第二贯通路径85b的前板22这一侧的端部与排出路径85d连接。
供给路径85c从第一贯通路径85a和第二贯通路径85b的边界部分支，并与第一流体室55连通。排出路径85d以俯视L字形形成在内部转子3的分隔部31的前板22这一侧的表面，并且被构成为仅在限制部件5处于比可解除限制范围T更靠提前角侧的规定的范围时，与后述的排出孔87连通。
如上所述，限制时连通路径82由后板通路84、第一贯通路径85a及供给路径85c构成。因此，限制部件5处于可解除限制范围T的范围内时，后板通路84和第一贯通路径85a连通，由此，限制时连通路径82与第一流体室55连通并从提前角室41供给流体，使流体压力作用于第一受压面5e从而解除限制状态。
解除时连通路径83是形成在内部转子3的分隔部31上的管状的通路，并与提前角室41连通。解除时连通路径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，与第一流体室55连通并从提前角室41供给流体，使流体压力作用于第一受压面5e从而保持限制解除状态。
此外，被构成为：限制部件5抵抗弹簧53的施力而向前板22这一侧移动时，在解除时连通路径83与第一流体室55连通的定时，供给路径85c通过第一台阶部5a被切断与第一流体室55的连通。即，向第一流体室55供给流体的通路以成为限制时连通路径82及解除时连通路径83的任意一方的方式被择一地构成。通过该结构，要从第一流体室55排出流体的情况下，能够从第一流体室55经由供给路径85c（还成为后述的排放流路86的一部分）排出流体的同时，切断从解除时连通路径83的流体供给。
但是，严密来说，被构成为：在限制时连通路径82和解除时连通路径83的切换时，流体从限制时连通路径82及解除时连通路径83的任意一方被供给到第一流体室55。这是为了防止在限制时连通路径82和解除时连通路径83的切换时发生连通路都未被连接到第一流体室55的状况时，第一流体室55临时处于密闭状态，导致损害限制部件5的限制、解除动作的顺畅性。
（排放流路）
排放流路86是向阀开闭时期控制装置1的外部向大气开放，在限制部件5嵌入限制凹部52时，为缓和限制部件5的移动阻力并迅速排出第一流体室55的内部的流体的流路。排放流路86由供给路径85c、第二贯通路径85b、排出路径85d及排出孔87构成。排出孔87沿旋转轴芯的方向贯穿前板22。
排出路径85d和排出孔87被构成为：仅在限制部件5处于比可解除限制范围T更靠提前角侧的规定的范围时连通，在限制部件5处于可解除限制范围T的范围内时不连通。通过该结构，防止后板通路84和第一贯通路径85a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。
（锁定解除流路）
锁定解除流路88是形成在内部转子3的分隔部31上的管状的通路，并与滞后角室42连通。锁定解除流路88是从滞后角室42向第二流体室65供给流体，并使流体压力作用于第二受压面6d，使锁定部件6从锁定凹部62退出的流路。
（连通流路）
连通流路89是形成为连接限制部件收容部51和锁定部件收容部61的管状的通路。在限制部件5从限制凹部52退出、且锁定部件6从锁定凹部62退出的状态下，连通流路89使第一流体室55和第三流体室66连通。解除时连通路径83、第一流体室55、连通流路89及第三流体室66连通时，从提前角室41被供给到第一流体室55的流体还被供给到第三流体室66，从而能够保持限制解除状态和锁定解除状态。
（锁定解除时及限制解除时的动作）
关于使用以上说明的限制机构50、锁定机构60及各流路将锁定状态解除的顺序，基于图5～图8进行说明。
发动机起动时的状态如图5所示。在发动机起动时，由于提前角滞后角控制阀72处于第一位置72a，所以进行提前角控制。但是，由于限制部件5处于可解除限制范围T的范围外，所以流体没有从限制时连通路径82供给到第一流体室55。另外，由于解除时连通路径83也不与第一流体室55连通，所以流体没有被供给到第一流体室55。因此，锁定状态被维持。
在发动机起动后，首先，为解除锁定状态，切换到滞后角控制时的状态如图6所示。此时，经由锁定解除流路88从滞后角室42向第二流体室65供给流体，锁定部件6从锁定凹部62退出，由此锁定状态被解除。锁定状态被解除时，限制部件5在限制凹部52内向滞后角方向S2移动。
当未图示的对凸轮轴9的旋转角度进行检测的角度传感器检测到处于限制部件5位于可解除限制范围T的范围内的相对旋转相位时，ECU73切换到提前角控制。此时的状态如图7所示。由于后板通路84和第一贯通路径85a连通，所以经由限制时连通路径82从提前角室41向第一流体室55供给流体。然后，限制部件5从限制凹部52退出，由此限制状态被解除。
当上述角度传感器的检测角度和实际的相对旋转相位存在误差时，尽管角度传感器检测到处于限制部件5位于可解除限制范围T的范围内的相对旋转相位，实际上限制部件5有可能未达到可解除限制范围T的范围内。这样的情况下，即使切换到提前角控制，由于限制时连通路径82和第一流体室55不连通，所以也不经由限制时连通路径82从提前角室41向第一流体室55供给流体，不能解除限制状态。
为解决这样的问题，在本实施方式中，角度传感器检测到处于限制部件5位于可解除限制范围T的范围内的相对旋转相位之后，不立即切换到提前角控制，而从检测出的时刻开始继续进行规定时间的滞后角控制，由此，使得限制部件5可靠地位于可解除限制范围T的范围内。通过这样地构成，能够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9的旋转角度的角度传感器，还能够使用其他的传感器。
通过提前角控制保持限制解除状态及锁定解除状态时的状态如图8所示。此时，第一流体室55和第三流体室66通过连通流路89连通，从而从提前角室41被供给到第一流体室55的流体还被供给到第三流体室66。其结果是，限制解除状态及锁定解除状态被保持。
（通常运转状态下的动作）
接下来，关于通过上述顺序实现限制解除状态及锁定解除状态、并处于通常的运转状态时的动作，基于图9及图10进行说明。
在通常的运转状态下进行了提前角控制时的状态如图9所示。提前角控制时，如上所述，由于提前角室41、解除时连通路径83、第一流体室55、连通流路89以及第三流体室66连通，所以在限制解除状态及锁定解除状态被保持的状态下进行提前角工作。
在通常的运转状态下进行了滞后角控制时的状态如图10所示。此时，由于从滞后角室42向第二流体室65供给流体，所以锁定解除状态被保持。另一方面，由于没有向第一流体室55供给流体，所以限制部件5通过弹簧53向后板21这一侧被施力，从而与后板21抵接。但是，由于限制部件5在后板21的表面上滑动，所以不会对运转产生障碍。另外，由于限制凹部52和锁定凹部62形成于在径向上错开的位置上，所以限制部件5不会嵌入锁定凹部62。
（限制时及锁定时的动作）
最后，关于实现限制状态之后达到锁定状态的顺序，基于图11～图13进行说明。
排出路径85d和排出孔87连通，通过提前角控制进行相位旋转直到达到排放流路86发挥功能的位置的状态如图11所示。此时，由于从提前角室41向第一流体室55及第三流体室66供给流体，所以保持了限制解除状态及锁定解除状态（本发明中的“第一状态”）。由于排放流路86连通，所以在以下的顺序中使限制部件5嵌入限制凹部52时，能够顺畅地达到限制状态。
切换到滞后角控制而实现了限制状态的状态（本发明中的“第二状态”）如图12所示。这里，如果限制部件5嵌入限制凹部52的动作需要大量的时间，则在实现了限制状态时限制部件5有可能已经位于可解除限制范围T的范围内。由此，为实现锁定状态，接着切换到提前角控制时，经由限制时连通路径82从提前角室41向第一流体室55供给流体，限制状态有可能被解除。
为避免这样的问题，在本实施方式中，被构成为：向提前角室41供给流体的提前角通路43的最小截面积比向滞后角室42供给流体的滞后角通路44的最小截面积大。在这样的结构中，滞后角控制时，容易从提前角室41排出流体，而且，通过解除时连通路径83也促进了第一流体室55的流体的排出。因此，切换到滞后角控制时，能够迅速地使限制部件5嵌入限制凹部52，能够可靠地实现限制状态。
然后，限制部件5进入可解除限制范围T之前切换到提前角控制时，不会经由限制时连通路径82从提前角室41向第一流体室55供给流体，从而限制部件5在不从限制凹部52退出的情况下进行提前角动作。其结果是，如图13所示，限制部件5与限制凹部52的第一端部52a抵接。此时，由于向连通流路89的流体供给被切断，所以锁定部件6通过弹簧63被施力，从而嵌入锁定凹部62，由此实现限制状态及锁定状态（本发明中的“第三状态”）。
以上，在本实施方式中，通过提前角滞后角控制能够自由地切换第一状态、第二状态及第三状态。由此，假设限制部件5或锁定部件6的动作没有像设想的那样进行而没有达到锁定状态的情况下，通过反复进行提前角滞后角控制，也能够实现锁定状态。因此，能够在发动机工作过程中可靠地达到锁定状态。
如上所述，实现了限制状态之后，限制部件5位于可解除限制范围T的范围内，在后板通路84和第一贯通路径85a连通之前，需要切换到提前角控制。但是，例如，利用未图示的对凸轮轴9的旋转角度进行检测的角度传感器检测相对旋转相位的情况下，上述角度传感器的检测角度和实际的相对旋转相位之间可能产生误差。该误差成为原因，尽管角度传感器检测到处于限制部件5位于限制范围R中的除了可解除限制范围T以外的范围的相对旋转相位，但实际上限制部件5有可能达到可解除限制范围T的范围内。这样的情况下，切换到提前角控制时，由于限制时连通路径82和第一流体室55连通，所以经由限制时连通路径82从提前角室41向第一流体室55供给流体，限制状态被解除。
关于为解决这样的问题在本实施方式中执行的重试控制，基于图14进行说明。图14中，A表示最大提前角相位，B表示最大滞后角相位，C表示锁定相位，D表示后板通路84和第一贯通路径85a连通的相位范围（以下，称为“可解除限制相位D”）。此外，可解除限制相位D是与可解除限制范围T对应的相位。
虽然角度传感器检测到没有达到可解除限制相位D但实际的相对旋转相位达到可解除限制相位D的情况下，切换到提前角控制时（p点），超过锁定相位C，向提前角侧进行相对旋转移动。然后，ECU73判断为没有实现锁定状态，并切换到滞后角控制（q点）。关于向下一次的提前角控制的切换（r点），以比p点以规定间隔x的量更靠提前角侧的相对旋转相位进行。但是，如果r点处的相对旋转相位也属于可解除限制相位D，则再次超过锁定相位C，向提前角侧进行相对旋转移动。然后，ECU73再次切换到滞后角控制（s点）。然后，以比r点再以规定间隔x的量更靠提前角侧的相对旋转相位，切换到提前角控制（t点）。t点处的相对旋转相位在可解除限制相位D的范围以外，因此能够实现限制状态，然后能够实现锁定状态。
以上，为实现锁定状态，使切换到提前角控制的相对旋转相位每隔规定间隔x地向锁定相位C这一侧偏移的同时执行重试控制，由此能够可靠地实现锁定状态。但是，角度传感器的检测角度和实际的相对旋转相位之间的误差是暂时的情况下，不一定必须每隔规定间隔x地向锁定相位C这一侧偏移的同时执行重试控制，也可以在每次重试控制时基于角度传感器的检测角度决定向提前角控制的切换相位。另外，规定间隔x不需要始终恒定，也可以设定为渐增或渐减。
此外，本实施方式采用了将限制机构50配置在比锁定机构60更靠滞后角侧的结构，但也可以配置在提前角侧。此时，调换“提前角”和“滞后角”，就与本实施方式同样地，能够在发动机停止之前实现锁定状态。
［其他实施方式］
在上述实施方式中，为使限制部件5迅速地嵌入限制凹部52，被构成为形成在阀开闭时期控制装置1的内部转子3上的提前角通路43的最小截面积比滞后角通路44的最小截面积大。但是，也可以代替这样的结构，在阀开闭时期控制装置1和提前角滞后角控制阀72之间，使提前角连接路径45的最小截面积比滞后角连接路径46的最小截面积大。
产业上的可利用性
本发明能够适用于对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进行控制的阀开闭时期控制装置及阀开闭时期控制机构。
附图标记的说明
1：阀开闭时期控制装置
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：锁定部件
9：凸轮轴
11：曲轴
12：发动机（内燃机）
31：分隔部
41：提前角室
42：滞后角室
43：提前角通路（向提前角室供给流体的流路）
44：滞后角通路（向滞后角室供给流体的流路）
45：提前角连接路径（提前角滞后角控制阀和提前角室之间的流路）
46：滞后角连接路径（提前角滞后角控制阀和滞后角室之间的流路）
52：限制凹部
62：锁定凹部
72：提前角滞后角控制阀
86：排放流路
89：连通流路
100：阀开闭时期控制机构

Claims (10)

1.一种阀开闭时期控制装置，具有：
驱动侧旋转部件，与内燃机的曲轴同步旋转；
从动侧旋转部件，与所述驱动侧旋转部件同轴地配置，并与所述内燃机的阀开闭用的凸轮轴同步旋转；
流体压力室，由所述驱动侧旋转部件和所述从动侧旋转部件形成；
分隔部，以将所述流体压力室分隔成提前角室和滞后角室的方式，设置在所述驱动侧旋转部件及所述从动侧旋转部件的至少一方；
限制部件，被配置在所述驱动侧旋转部件或所述从动侧旋转部件的任意一方的旋转部件上，并且能够相对于任意另一方的旋转部件进退；
限制凹部，形成在所述另一方的旋转部件上，所述限制部件嵌入所述限制凹部，将所述从动侧旋转部件相对于所述驱动侧旋转部件的相对旋转相位限制在从最大提前角相位或最大滞后角相位的任意一方到所述最大提前角相位和所述最大滞后角相位之间的规定相位的范围；
锁定部件，被配置在设置有所述限制部件的所述一方的旋转部件上，并能够相对于所述另一方的旋转部件进退；
锁定凹部，形成在所述另一方的旋转部件上，所述锁定部件嵌入所述锁定凹部，将所述从动侧旋转部件相对于所述驱动侧旋转部件的相对旋转相位锁定在所述规定相位；以及
连通流路，形成在所述限制部件和所述锁定部件之间，
所述阀开闭时期控制装置能够切换成如下状态：
第一状态，向所述连通流路供给流体，解除基于所述限制部件的限制，并解除基于所述锁定部件的锁定；
第二状态，向所述提前角室及所述滞后角室中的任意一方供给流体，解除基于所述锁定部件的锁定，并通过所述限制部件进行限制；以及
第三状态，不向所述连通流路供给流体、且不向所述提前角室及所述滞后角室中的所述一方供给流体，限制所述限制部件，并锁定所述锁定部件，
其特征在于，
向所述提前角室及所述滞后角室中的任意另一方供给流体的流路的最小截面积，比向所述提前角室及所述滞后角室中的所述一方供给流体的流路的最小截面积大。
2.如权利要求1所述的阀开闭时期控制装置，其特征在于，所述连通流路与所述提前角室以及所述滞后角室中的所述另一方连通，并被供给流体。
3.如权利要求1所述的阀开闭时期控制装置，其特征在于，
所述分隔部在所述从动侧旋转部件上设置多个，
所述锁定部件及所述限制部件都被设置在多个所述分隔部中的一个所述分隔部。
4.如权利要求1所述的阀开闭时期控制装置，其特征在于，在所述驱动侧旋转部件及所述从动侧旋转部件中的至少设置有所述限制部件的一侧的旋转部件上，具有与比所述驱动侧旋转部件更靠外的外部连通的排放流路，所述排放流路与所述限制凹部连通。
5.如权利要求4所述的阀开闭时期控制装置，其特征在于，所述相对旋转相位处于除了包含所述最大提前角相位在内的从所述最大提前角相位到所述规定相位的范围以外的相位范围内、或除了包含所述最大滞后角相位在内的从所述最大滞后角相位到所述规定相位的范围以外的相位范围内的任意一方的相位范围内，且处于所述限制部件能够相对于所述限制凹部进退的相位范围内时，所述排放流路与比所述驱动侧旋转部件更靠外的外部的连通被切断。
6.一种阀开闭时期控制机构，具有：
驱动侧旋转部件，与内燃机的曲轴同步旋转；
从动侧旋转部件，与所述驱动侧旋转部件同轴地配置，并与所述内燃机的阀开闭用的凸轮轴同步旋转；
流体压力室，由所述驱动侧旋转部件和所述从动侧旋转部件形成；
分隔部，以将所述流体压力室分隔成提前角室和滞后角室的方式，设置在所述驱动侧旋转部件及所述从动侧旋转部件中的至少一方；
限制部件，被配置在所述驱动侧旋转部件或所述从动侧旋转部件的任意一方的旋转部件上，并且能够相对于任意另一方的旋转部件进退；
限制凹部，形成在所述另一方的旋转部件上，所述限制部件嵌入所述限制凹部，将所述从动侧旋转部件相对于所述驱动侧旋转部件的相对旋转相位限制在从最大提前角相位或最大滞后角相位的任意一方到所述最大提前角相位和所述最大滞后角相位之间的规定相位的范围；
锁定部件，被配置在设置有所述限制部件的所述一方的旋转部件上，并能够相对于所述另一方的旋转部件进退；
锁定凹部，形成在所述另一方的旋转部件上，所述锁定部件嵌入所述锁定凹部，将所述从动侧旋转部件相对于所述驱动侧旋转部件的相对旋转相位锁定在所述规定相位；
连通流路，形成在所述限制部件和所述锁定部件之间；以及
提前角滞后角控制阀，对于向所述提前角室及所述滞后角室中的哪一方供给流体进行切换，
所述阀开闭时期控制机构能够切换成如下状态：
第一状态，向所述连通流路供给流体，解除基于所述限制部件的限制，并解除基于所述锁定部件的锁定；
第二状态，向所述提前角室及所述滞后角室中的任意一方供给流体，解除基于所述锁定部件的锁定，并通过所述限制部件进行限制；以及
第三状态，不向所述连通流路供给流体、且不向所述提前角室及所述滞后角室中的所述一方供给流体，限制所述限制部件，并锁定所述锁定部件，
其特征在于，
所述提前角滞后角控制阀与所述提前角室以及所述滞后角室中的任意另一方之间的流路的最小截面积，比所述提前角滞后角控制阀与所述提前角室以及所述滞后角室中的所述一方之间的流路的最小截面积大。
7.如权利要求6所述的阀开闭时期控制机构，其特征在于，所述连通流路与所述提前角室以及所述滞后角室中的所述另一方连通，并被供给流体。
8.如权利要求6所述的阀开闭时期控制机构，其特征在于，
所述分隔部在所述从动侧旋转部件上设置多个，
所述锁定部件及所述限制部件都被设置在多个所述分隔部中的一个所述分隔部。
9.如权利要求6所述的阀开闭时期控制机构，其特征在于，在所述驱动侧旋转部件及所述从动侧旋转部件中的至少设置有所述限制部件的一侧的旋转部件上，具有与比所述驱动侧旋转部件更靠外的外部连通的排放流路，所述排放流路与所述限制凹部连通。
10.如权利要求9所述的阀开闭时期控制机构，其特征在于，所述相对旋转相位处于除了包含所述最大提前角相位在内的从所述最大提前角相位到所述规定相位的范围以外的相位范围内、或除了包含所述最大滞后角相位在内的从所述最大滞后角相位到所述规定相位的范围以外的相位范围内的任意一方的相位范围内，且处于所述限制部件能够相对于所述限制凹部进退的相位范围内时，所述排放流路与比所述驱动侧旋转部件更靠外的外部的连通被切断。
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