(57)【要約】【課題】部品点数が少なく構造が簡単なバルブタイミング制御装置を提供する。【解決手段】位相変更機構９は、カムスプロケット４１に対して相対回転可能なスプロケットホルダ６と、スプロケットホルダ６内でスライド可能に配置され、一方側の第１先端部２０ｂ及び他方側の第２先端部２０ｃがスプロケットホルダ６から突出可能に設けられた切替プランジャ２０と、スプロケットホルダ６に取付けられ、切替プランジャ２０に係合する遠心ウェイト２３と、遠心ウェイト２３を付勢する付勢部材２４と、を備える。カムスプロケット４１には、第１位相のときに第１先端部２０ｂが嵌入する第１凹部４１ｂ及び第２位相のときに第２先端部２０ｃが嵌入する第２凹部４１ｃと、が形成される。遠心ウェイト２３は、付勢部材２４によって第１位相となるように付勢される。【選択図】図３
2018162776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（Ｅ）のクランク軸（１０）の回転に連動して回転するカムスプロケット（４１）と、
前記カムスプロケット（４１）に連動して回転し、吸気バルブ（３５）及び排気バルブ（３６）を開閉するカムシャフト（３８）と、
前記カムスプロケット（４１）に対する前記カムシャフト（３８）の位相を、低速回転域の第１位相と高速回転域の第２位相とで切り替え可能な位相変更機構（９）と、を備えるバルブタイミング制御装置（５）であって、
前記位相変更機構（９）は、
前記カムシャフト（３８）と同軸に連結され、該カムスプロケット（４１）に対して相対回転可能なスプロケットホルダ（６）と、
前記スプロケットホルダ（６）内でスライド可能に配置され、一方側の第１先端部（２０ｂ）及び他方側の第２先端部（２０ｃ）が前記スプロケットホルダ（６）から突出可能に設けられた切替プランジャ（２０）と、
前記スプロケットホルダ（６）に取付けられ、前記切替プランジャ（２０）に係合する遠心ウェイト（２３）と、
前記遠心ウェイト（２３）を付勢する付勢部材（２４）と、を備え、
前記カムスプロケット（４１）には、前記第１位相のときに前記第１先端部（２０ｂ）が嵌入する第１凹部（４１ｂ）及び前記第２位相のときに前記第２先端部（２０ｃ）が嵌入する第２凹部（４１ｃ）と、が形成され、
前記遠心ウェイト（２３）は、前記付勢部材（２４）によって前記カムスプロケット（４１）に対する前記カムシャフト（３８）の位相が前記第１位相となるように付勢されており、
遠心力による前記遠心ウェイト（２３）の揺動によって、前記切替プランジャ（２０）の前記第１先端部（２０ｂ）が前記第１凹部（４１ｂ）から離脱し、前記第２先端部（２０ｃ）が前記第２凹部（４１ｃ）に係合することで、前記カムスプロケット（４１）に対する前記カムシャフト（３８）の位相が前記第１位相から前記第２位相に切り替わる、ことを特徴とするバルブタイミング制御装置（５）。
【請求項２】
前記スプロケットホルダ（６）は、前記カムスプロケット（４１）の内周側に配置され、
前記第１凹部（４１ｂ）及び第２凹部（４１ｃ）は、前記カムスプロケット（４１）の内周壁部（４１ｗ）に形成され、
前記切替プランジャ（２０）は、前記スプロケットホルダ（６）の外周面（６ｒｓ）から突出可能に設けられた、ことを特徴とする、請求項１に記載のバルブタイミング制御装置（５）。
【請求項３】
前記遠心ウェイト（２３）は、前記カムスプロケット（４１）の回転軸心（ＣＬ）と平行且つ前記カムスプロケット（４１）の回転軸心（ＣＬ）とはオフセットしたウェイト回転軸心（ＷＣＬ）を中心に前記スプロケットホルダ（６）の回転面に沿って揺動するウェイト部（２３ｗ）と、前記切替プランジャ（２０）と常時係合し該ウェイト部（２３ｗ）の揺動によって該切替プランジャ（２０）をスライドさせるウェイト係合部（２３ｐ）と、を有している、ことを特徴とする請求項２に記載のバルブタイミング制御装置（５）。
【請求項４】
前記切替プランジャ（２０）は、前記遠心ウェイト（２３）の前記ウェイト係合部（２３ｐ）と係合するプランジャ係合部（２０ｇ）が設けられたプランジャ本体部（２０ａ）に対し前記第１先端部（２０ｂ）及び前記第２先端部（２０ｃ）が相対移動可能に配置され、
前記第１先端部（２０ｂ）及び前記第２先端部（２０ｃ）は弾性部材（２０ｓｐ）により前記カムスプロケット（４１）の前記内周壁部（４１ｗ）側に付勢されている、ことを特徴とする請求項３に記載のバルブタイミング制御装置（５）。
【請求項５】
前記カムスプロケット（４１）と前記スプロケットホルダ（６）との間には、前記カムスプロケット（４１）によるトルク伝達方向の回転力により、前記カムスプロケット（４１）と前記スプロケットホルダ（６）とが反撥するように弾性付勢をするトルク調整バネ（１８）が設けられている、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のバルブタイミング制御装置（５）。
【請求項６】
前記バルブタイミング制御装置（５）は、前記カムスプロケット（４１）と前記スプロケットホルダ（６）との回転方向の相対移動距離を制限する移動制限機構（４１ｓｓ）を備え、
該移動制限機構（４１ｓｓ）は、前記カムスプロケット（４１）及び前記スプロケットホルダ（６）の何れか一方に設けられた開口（６ｓｈ）と、何れか他方に設けられ該開口（６ｓｈ）に遊嵌されたピン部材（４１ｓｐ）と、を有する、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のバルブタイミング制御装置（５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブの開閉のタイミングを可変制御するバルブタイミング制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、所定の回転域における高出力化、燃費向上、排気ガス中の有害物質の低減等を目的として吸気バルブ及び排気バルブの開閉のタイミングを制御するバルブタイミング制御装置が種々提案されている。このバルブタイミング制御装置として、例えば、特許文献１には、遠心力を利用し、スプリングとウェイトによって軸方向に移動する低速ロックピンと高速ロックピンとがカムシャフトに嵌合することで、位相変更を可能にした機械式の可変バルブタイミング機構が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６-１７０１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の機械式の可変バルブタイミング機構は、低速ロックピンと高速ロックピンの二つのピンを設けているため、部品点数が増加する。また、低速ロックピン及び高速ロックピンの二つのピンが導入される孔をカムシャフトにそれぞれ設けると共に両ロックピンを作動させる機構が夫々必要なため、構造が複雑となる。
【０００５】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数が少なく且つ構造が簡単なバルブタイミング制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、
内燃機関のクランク軸の回転に連動して回転するカムスプロケットと、
前記カムスプロケットに連動して回転し、吸気バルブ及び排気バルブを開閉するカムシャフトと、
前記カムスプロケットに対する前記カムシャフトの位相を、低速回転域の第１位相と高速回転域の第２位相とで切り替え可能な位相変更機構と、
を備えるバルブタイミング制御装置であって、
前記位相変更機構は、
前記カムシャフトと同軸に連結され、該カムスプロケットに対して相対回転可能なスプロケットホルダと、
前記スプロケットホルダ内でスライド可能に配置され、一方側の第１先端部及び他方側の第２先端部が前記スプロケットホルダから突出可能に設けられた切替プランジャと、
前記スプロケットホルダに取付けられ、前記切替プランジャに係合する遠心ウェイトと、
前記遠心ウェイトを付勢する付勢部材と、を備え、
前記カムスプロケットには、前記第１位相のときに前記第１先端部が嵌入する第１凹部及び前記第２位相のときに前記第２先端部が嵌入する第２凹部と、が形成され、
前記遠心ウェイトは、前記付勢部材によって前記カムスプロケットに対する前記カムシャフトの位相が前記第１位相となるように付勢されており、
遠心力による前記遠心ウェイトの揺動によって、前記切替プランジャの前記第１先端部が前記第１凹部から離脱し、前記第２先端部が前記第２凹部に係合することで、前記カムスプロケットに対する前記カムシャフトの位相が前記第１位相から前記第２位相に切り替わることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の構成に加えて、
前記スプロケットホルダは、前記カムスプロケットの内周側に配置され、
前記第１凹部及び第２凹部は、前記カムスプロケットの内周壁部に形成され、
前記切替プランジャは、前記スプロケットホルダの外周面から突出可能に設けられたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の構成に加えて、
前記遠心ウェイトは、前記カムスプロケットの回転軸心と平行且つ前記カムスプロケットの回転軸心とはオフセットしたウェイト回転軸心を中心に前記スプロケットホルダの回転面に沿って揺動するウェイト部と、前記切替プランジャと常時係合し該ウェイト部の揺動によって該切替プランジャをスライドさせるウェイト係合部と、を有していることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の構成に加えて、
前記切替プランジャは、前記遠心ウェイトの前記ウェイト係合部と係合するプランジャ係合部が設けられたプランジャ本体部に対し前記第１先端部及び前記第２先端部が相対移動可能に配置され、
前記第１先端部及び前記第２先端部は弾性部材により前記カムスプロケットの前記内周壁部側に付勢されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の構成に加えて、
前記カムスプロケットと前記スプロケットホルダとの間には、前記カムスプロケットによるトルク伝達方向の回転力により、前記カムスプロケットと前記スプロケットホルダとが反撥するように弾性付勢をするトルク調整バネが設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の構成に加えて、
前記バルブタイミング制御装置は、前記カムスプロケットと前記スプロケットホルダとの回転方向の相対移動距離を制限する移動制限機構を備え、
該移動制限機構は、前記カムスプロケット及び前記スプロケットホルダの何れか一方に設けられた開口と、何れか他方に設けられ該開口に遊嵌されたピン部材と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、遠心ウェイトによってスプロケットホルダ内に設けた一個の切替プランジャの第１先端部が第１凹部から離脱し、第２先端部が第２凹部に係合することで、カムスプロケットに対するカムシャフトの位相が第１位相から第２位相に切り替わる。この結果、従来のように、第１位相用ピン（低速用）と第２位相用ピン（高速用）を有する位相変更機構に比べ簡易な構造にでき、部品点数も削減できる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、切替プランジャは、カムスプロケットの内周側に配置されたスプロケットホルダ内で径方向に動作する構造であるので、バルブタイミング制御装置を径方向に小さくすることができる。また、切替プランジャは、カムスプロケットの内周側に配置されたスプロケットホルダ内で径方向に動作する構造であるので、軸方向にプランジャが動作する構造に比べ、位相変更機構は、カムシャフトの軸方向への大型化が抑えられる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、遠心ウェイトは、カムスプロケットの回転軸心と平行且つカムスプロケットの回転軸心とはオフセットしたウェイト回転軸心を中心にスプロケットホルダの回転面に沿って揺動するウェイト部と、切替プランジャと常時係合し該ウェイト部の揺動によって該切替プランジャをスライドさせるウェイト係合部と、を有するので、遠心ウェイトに作用する遠心力を利用して切替プランジャをスライドさせることができる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、切替プランジャは、遠心ウェイトのウェイト係合部と係合するプランジャ係合部が設けられたプランジャ本体部に対し第１先端部及び第２先端部が相対移動可能に配置され、第１先端部及び第２先端部は弾性部材によりカムスプロケットの内周壁部側に付勢されている。そのため、切替プランジャがスライド移動した際に、第１先端部および第２先端部がカムスプロケットの内周壁部に当接して圧縮された状態、すなわち、プランジャ本体部はスライド移動しているが第１先端部及び第２先端部がスライドしていないロストモーションが発生した後、第１先端部及び第２先端部が第１凹部及び第２凹部に対面したときに弾性付勢力によって瞬時に第１先端部及び第２先端部を第１凹部及び第２凹部に係合させることができ、応答性が向上する。
【００１６】
請求項５の発明によれば、カムスプロケットとスプロケットホルダとの間には、カムスプロケットによるトルク伝達方向の回転力に対してカムスプロケットとスプロケットホルダとが反撥する方向の弾性付勢をするトルク調整バネが設けられているので、カムシャフトとカムスプロケットとの間に生じる進角・遅角トルクの適正配分を行うことができる。
【００１７】
請求項６の発明によれば、バルブタイミング制御装置は、カムスプロケットとスプロケットホルダとの回転方向の相対移動距離を制限する移動制限機構を備え、この移動制限機構は、カムスプロケット及びスプロケットホルダの何れか一方に設けられた開口と、何れか他方に設けられ開口に遊嵌されたピン部材と、を有するので、スプロケットホルダとカムスプロケットとの相対移動距離を所定の大きさに設定することできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るバルブタイミング制御装置を備えた内燃機関の左側面図である。
【図２】図１に示す内燃機関のＡ−Ａ線に沿って切断した要部断面図である。
【図３】バルブタイミング制御装置をカムシャフトの軸線に沿って切断した要部断面図である。
【図４】バルブタイミング制御装置をカムシャフトの軸線方向から見た外観図である。
【図５】バルブタイミング制御装置におけるスプロケットホルダ内のプランジャの装着状態を示す要部断面説明図である。
【図６】バルブタイミング制御装置の遠心ウェイト及びプランジャの動作を示す概略説明図であって、低速回転域における説明図である。
【図７】バルブタイミング制御装置の遠心ウェイト及びプランジャの動作を示す概略説明図であって、低速回転域から高速回転域への移行時における説明図である。
【図８】バルブタイミング制御装置の遠心ウェイト及びプランジャの動作を示す概略説明図であって、高速回転域における説明図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るバルブタイミング制御装置をカムシャフトの軸線に沿って切断した要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の各実施形態のバルブタイミング制御装置について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態においては、自動二輪車の内燃機関にバルブタイミング制御装置を適用した場合について説明する。なお、図１及び図２においては、自動二輪車の前方をＦｒ、後方をＲｒ、左方向をＬ、右方向をＲ、上方をＵ、下方をＤとして表示する。
【００２０】
＜第１実施形態＞
先ず、本発明の第１実施形態のバルブタイミング制御装置について、図１〜図５を参照しながら説明する。
【００２１】
本実施形態の内燃機関Ｅは、図１及び図２に示すように、４つのシリンダを直列に配置した直列４気筒の水冷式４ストローク内燃機関であり、自動二輪車にクランク軸１０を左右方向に指向させて横置きに搭載される。
【００２２】
内燃機関Ｅは、クランク軸１０を収容するクランク室を形成するクランクケースと変速機構６０を収容するミッション室を形成するミッションケースとが前後に一体的に形成されてユニットケース１１を構成している。ユニットケース１１自体は、上側ユニットケース１１Ｕと下側ユニットケース１１Ｌの上下割りに構成されている。
【００２３】
上側ユニットケース１１Ｕの上部には４つのシリンダボア１２ｃを直列に配列して一体に成形されたシリンダブロック部１２が幾らか前方に傾いて上方に延出形成され、シリンダブロック部１２の上にシリンダヘッド１３が重ねられ、シリンダヘッド１３の上にはシリンダヘッドカバー１４が被せられる。一方、下側ユニットケース１１Ｌの下にはオイルパン１５が取り付けられる。
【００２４】
シリンダブロック部１２の４つのシリンダのシリンダボア１２ｃにピストン３０が往復摺動可能に嵌合され、ピストン３０はコンロッド３１を介してクランク軸１０に連結される。
【００２５】
シリンダヘッド１３には、シリンダボア１２ｃ毎に、ピストン３０に対向して形成される燃焼室３２と、燃焼室３２に開口して１対の吸気バルブ３５により開閉される吸気ポート３３が後方へ延出し、１対の排気バルブ３６により開閉される排気ポート３４が前方に延出し、さらに燃焼室３２に臨む点火プラグ３７が装着される。
【００２６】
なお、吸気ポート３３の上流側吸気通路管３３ｂにはスロットルボディ３３ａが連結されて、その上流に図示しないが、吸気管が連結され、排気ポート３４の下流側開口には排気管が連結される。
【００２７】
各吸気バルブ３５および各排気バルブ３６は、シリンダヘッド１３に回転可能に軸支されるカムシャフト３８に設けられたカム３８ｃと、該カム３８ｃと当接するロッカーアーム３９とによりクランク軸１０の回転に同期して開閉駆動される。そのために、カムシャフト３８は、右端部にカムスプロケット４１が嵌着され、クランク軸１０の右端部近傍に嵌着される駆動スプロケット１０ｓとカムスプロケット４１との間にタイミングチェーン４０が掛け渡され、クランク軸１０の半分の回転速度で回転駆動される。
【００２８】
クランク軸１０は、上側ユニットケース１１Ｕと下側ユニットケース１１Ｌとに主軸受１６を介して挟まれて回転自在に軸支され、図２に示すように、クランク軸１０の右側部分には、上記嵌着された駆動スプロケット１０ｓよりさらに右側端部に始動用被動ギヤ５７が一方向クラッチ５８を介して軸支されている。
【００２９】
また、内燃機関Ｅには、クランク軸１０の後方のミッション室内に、変速ギアｍ１〜ｍ６を備えるメイン軸６１、変速ギアｎ１〜ｎ６を備えるカウンタ軸６５、シフトフォーク７０ａ，７０ｂ，７０ｃを備えるシフトフォーク軸７０、シフトドラム７５、シフトスピンドル７７等を備えた変速機構６０が設けられている。
【００３０】
この内燃機関Ｅには、前掲の吸気バルブ３５及び排気バルブ３６の開閉タイミングを変更するバルブタイミング制御装置５がカムシャフト３８の一端側に設けられている。
【００３１】
このバルブタイミング制御装置５は、カムスプロケット４１に対するカムシャフト３８の位相を、低速回転域の第１位相と高速回転域の第２位相とに切り替えするための位相変更機構９を有している。この位相変更機構９は、図３及び図４に示すように、カムスプロケット４１の内周側に配置されたスプロケットホルダ６、このスプロケットホルダ６内に配置され該スプロケットホルダ６の径方向（矢印Ｙ方向）に移動可能な切替プランジャ２０、この切替プランジャ２０を移動させる遠心ウェイト２３、移動した切替プランジャ２０が嵌入するカムスプロケット４１の第１凹部４１ｂ及びに第２凹部４１ｃ等を備えている。
【００３２】
カムスプロケット４１には、タイミングチェーン４０に噛み合う外歯部４１ｔの内周側に環状の貫通孔４１ｈが設けられ、また、外歯部４１ｔの基部から軸方向外側（図中右側）に環状の内周壁部４１ｗが延出するように設けられている。この環状の貫通孔４１ｈ及び内周壁部４１ｗの内周側には、スプロケットホルダ６が設けられている。そして、カムスプロケット４１は、スプロケットホルダ６を貫通する複数（本実施形態では２つ）の締結ボルト５０を介してカムシャフト３８のシャフトフランジ部３８ｆと連結されている。詳細には、このスプロケットホルダ６は、カムシャフト３８と同軸に配置され、カムスプロケット４１に対して相対回転可能に取り付けられている。すなわち、カムスプロケット４１に設けられた貫通孔４１ａｈが長穴形状となっており（図５参照）、スプロケットホルダ６側からシャフトフランジ部３８ｆの螺合される締結ボルト５０が貫通孔４１ａｈ内を移動可能となっている。
【００３３】
また、スプロケットホルダ６には、該スプロケットホルダ６の回転軸心ＣＬを通り径方向に貫通するスライド溝６ｂｇが設けられている。そして、このスライド溝６ｂｇ内に切替プランジャ２０が配置されている。
【００３４】
切替プランジャ２０は、スプロケットホルダ６のスライド溝６ｂｇに沿って該スプロケットホルダ６の径方向（矢印Ｙ方向）にスライド可能に設けられている。そして、一方側の第１先端部２０ｂ及び他方側の第２先端部２０ｃがスプロケットホルダ６の外周面６ｒｓ（図５も参照）から突出可能となっている。
【００３５】
また、スプロケットホルダ６の外周面６ｒｓと摺接するカムスプロケット４１の内周壁部４１ｗには、カムスプロケット４１に対するカムシャフト３８の位相が第１位相のときに第１先端部２０ｂが嵌入する第１凹部４１ｂ（図３において下側）及びカムスプロケット４１に対するカムシャフト３８の位相が第２位相のときに第２先端部２０ｃが嵌入する第２凹部４１ｃ（図３において上側）が形成されている。第１先端部２０ｂが第１凹部４１ｂに嵌入した状態又は第２先端部２０ｃが第２凹部４１ｃに嵌入した状態では、カムスプロケット４１とカムシャフト３８とは一体に回転し、第１先端部２０ｂが第１凹部４１ｂに嵌入しておらず、且つ、第２先端部２０ｃが第２凹部４１ｃに嵌入していない状態では、カムスプロケット４１とカムシャフト３８とが相対回転する。
【００３６】
第２凹部４１ｃは、その幅方向中心が第１凹部４１ｂの幅方向中心及びスプロケットホルダ６の回転軸心ＣＬを通る線よりも僅かに反時計回りにずれるように形成されるため、第１先端部２０ｂが第１凹部４１ｂに嵌入した状態と第２先端部２０ｃが第２凹部４１ｃに嵌入した状態とでは、カムスプロケット４１に対するカムシャフト３８の位相が変わる。
【００３７】
スプロケットホルダ６には、回転による遠心力で揺動する遠心ウェイト２３が取り付けられている。より詳細には、スプロケットホルダ６には、カムスプロケット４１の回転軸心ＣＬと平行且つ回転軸心ＣＬとはオフセットした位置にウェイト貫通部６ｃが形成されている。遠心ウェイト２３は、ウェイト貫通部６ｃを挿通する偏心シャフト２３ａと、偏心シャフト２３ａの右側端部に設けられ、スプロケットホルダ６の回転面に沿って揺動するウェイト部２３ｗと、偏心シャフト２３ａの左側端部に設けられ、切替プランジャ２０と常時係合しウェイト部２３ｗの揺動によって該切替プランジャ２０をスライドさせるピン状のウェイト係合部２３ｐと、を有している。これにより、遠心ウェイト２３は、カムスプロケット４１の回転軸心ＣＬと平行且つカムスプロケット４１の回転軸心ＣＬとはオフセットしたウェイト回転軸心ＷＣＬを中心にスプロケットホルダ６の回転面に沿って揺動する。一方、切替プランジャ２０には、このウェイト係合部２３ｐが係合する長溝状のプランジャ係合部２０ｇが、スライド溝６ｂｇを横切るように形成されている（図５も参照）。
【００３８】
また、遠心ウェイト２３には、切替プランジャ２０を時計方向へ弾性付勢する付勢部材２４が設けられている。この付勢部材２４は、遠心ウェイト２３の偏心シャフト２３ａに巻き付けられていると共に一端２４ａがスプロケットホルダ６の凸部６ｄに引っ掛けられ、他端２４ｂが遠心ウェイト２３のウェイト部２３ｗに引っ掛けられている。したがって、遠心ウェイト２３は、付勢部材２４によって、図４において時計回りの方向（矢印Ｆ１方向）に常時付勢されている。
【００３９】
図３及び図５に示すように、切替プランジャ２０は、プランジャ係合部２０ｇが設けられた円筒状のプランジャ本体部２０ａと、このプランジャ本体部２０ａに対してその長手方向の両端で相対移動可能に設けられた第１先端部２０ｂ及び第２先端部２０ｃと、を有している。そして、第１先端部２０ｂ及び第２先端部２０ｃは、プランジャ本体部２０ａの両端に夫々設けられた弾性部材２０ｓｐによってカムスプロケット４１の内周壁部４１ｗ側に付勢されている。
【００４０】
ここで、第１先端部２０ｂ及び第２先端部２０ｃは、その先端大径部の直径が、プランジャ本体部２０ａの直径と略同じ径方向長さに設定され、先端大径部よりも内周側の先端小径部がプランジャ本体部２０ａ内に挿入されてプランジャ軸線方向ＰＣＬにスライド可能になっている。そして、プランジャ本体部２０ａの端部と先端大径部との間（小径部の周り）に、弾性部材２０ｓｐが組み込まれている。また、第１先端部２０ｂ及び第２先端部２０ｃは、先端小径部に設けられ径方向に延設された長穴２０ｂｈに遊嵌した規制ピン２０ａｐにより、プランジャ軸線方向ＰＣＬのスライド量が規制されている。
【００４１】
以下、カムスプロケット４１に対するカムシャフト３８の位相が切り替わるときの、動作について図６〜図８に基づいて説明する。
先ず、図６に示すように、低速回転域（第１位相）において、遠心ウェイト２３は、エンジン回転によって遠心ウェイト２３に作用する遠心力よりも付勢部材２４の付勢力が強いために、所定位置に位置している（図６（ａ）の状態）。この時は、切替プランジャ２０の第１先端部２０ｂは第１凹部４１ｂ内に嵌入し（図６（ｂ）の状態）、切替プランジャ２０の第２先端部２０ｃは第２凹部４１ｃに嵌入せず内周壁部４１ｗに当接している。第１先端部２０ｂが第１凹部４１ｂ内に嵌入していることで、カムスプロケット４１とカムシャフト３８とは一体に回転する。
【００４２】
次に、図７に示すように、高速回転域（第２位相）への移行時には、遠心ウェイト２３は、エンジン回転によって遠心ウェイト２３に作用する遠心力が付勢部材２４の付勢力に打ち勝って反時計回りの方向（図７（ａ）の矢印Ｆ２方向）に回転する。この遠心ウェイト２３の回転動作によって、ウェイト係合部２３ｐが切替プランジャ２０のプランジャ係合部２０ｇに係合しつつ切替プランジャ２０をスプロケットホルダ６のスライド溝６ｂｇに沿って第１凹部４１ｂ側から第２凹部４１ｃ側に移動させる。この移動により、切替プランジャ２０の第１先端部２０ｂが第１凹部４１ｂから離脱する（図７（ｂ）の状態）。この時、第２先端部２０ｃは、内周壁部４１ｗに当接した状態が生じる。すなわち、プランジャ本体部２０ａは、スライドして図中上側に移動するが、第２先端部２０ｃは、内周壁部４１ｗによって移動を阻まれた、所謂、ロストモーションが発生し、弾性部材２０ｓｐによって内周壁部４１ｗ側に押されている。この状態では、第１先端部２０ｂが第１凹部４１ｂに嵌入せず、且つ、第２先端部２０ｃが第２凹部４１ｃに嵌入していない状態のため、カムスプロケット４１とカムシャフト３８とが相対回転する。
【００４３】
図８に示すように、カムスプロケット４１は、常時時計回りの方向（矢印Ｘ方向）に回転しているので、カム３８ｃとロッカーアーム３９が当接する際に生じるカムトルクにより反時計回りの方向の力が作用し、カムシャフト３８が取り残され、カムスプロケット４１だけが時計回り方向に進む（矢印Ｘ方向に進む）ことで、第２凹部４１ｃが第２先端部２０ｃに対面した瞬間に、該第２先端部２０ｃが第２凹部４１ｃに進入する。この結果、カムスプロケット４１に対するカムシャフト３８の位相が第１位相から第２位相に変更され、第２先端部２０ｃが第２凹部４１ｃ内に嵌入することで、カムスプロケット４１とカムシャフト３８とは一体に回転する。
【００４４】
カムスプロケット４１に対するカムシャフト３８の位相が第２位相から第１位相に戻る場合は、図示は省略するが、回転数が低下し遠心ウェイト２３が時計回りの方向（矢印Ｆ２とは反対方向）に回転する。これにより、ウェイト係合部２３ｐが切替プランジャ２０のプランジャ係合部２０ｇに係合しつつ切替プランジャ２０をスプロケットホルダ６のスライド溝６ｂｇに沿って第２凹部４１ｃ側から第１凹部４１ｂ側に移動させる。この時も、第１先端部２０ｂは、内周壁部４１ｗによって移動を一旦阻まれた、所謂、ロストモーションが発生し、その後、第１先端部２０ｂが第１凹部４１ｂに進入する（図６の状態に戻る）。
【００４５】
本実施形態においては、カムスプロケット４１とスプロケットホルダ６との間に、トルク調整バネ１８が設けられている（図５参照）。このトルク調整バネ１８は、スプロケットホルダ６のバネ用孔６ｔｈ内の孔壁面６ｔｗと、このバネ用孔６ｔｈ内に突出したカムスプロケット４１側のトルクバネ用ピン４１ｔｐとの間に配置されている。したがって、トルク調整バネ１８は、カムスプロケット４１によるトルク伝達方向の回転力により、カムスプロケット４１とスプロケットホルダ６が反撥するように弾性付勢をすることができる。
【００４６】
また、本実施形態においては、バルブタイミング制御装置５がカムスプロケット４１とスプロケットホルダ６との回転方向の相対移動距離を制限する移動制限機構４１ｓｓを備えている（図５参照）。この移動制限機構４１ｓｓは、スプロケットホルダ６に設けられたストッパピン孔６ｓｈと、カムスプロケット４１に設けられた該ストッパピン孔６ｓｈに遊嵌されたストッパピン部４１ｓｐとで構成されている。
【００４７】
このように本実施形態においては、遠心ウェイト２３によってスプロケットホルダ６内に設けた一個の切替プランジャ２０の第１先端部２０ｂが第１凹部４１ｂから離脱し、第２先端部２０ｃが第２凹部４１ｃに係合することで、カムスプロケット４１に対するカムシャフト３８の位相を変えることができる。この結果、従来のように、第１位相用ピン（低速用）と第２位相用ピン（高速用）を有する位相変更機構に比べ簡易な構造にでき、部品点数も削減できる。
【００４８】
また、切替プランジャ２０は、カムスプロケット４１の内周側に配置されたスプロケットホルダ６内で径方向に動作する構造であるので、バルブタイミング制御装置５を径方向に小さくすることができる。また、切替プランジャ２０は、カムスプロケット４１の内周側に配置されたスプロケットホルダ６内で径方向に動作する構造であるので、軸方向に切替プランジャ２０が動作する構造に比べ、位相変更機構９は、カムシャフト３８の軸方向への大型化が抑えられる。
【００４９】
また、本実施形態においては、遠心ウェイト２３は、カムスプロケット４１の回転軸心ＣＬと平行且つカムスプロケットの回転軸心とはオフセットしたウェイト回転軸心ＷＣＬを中心にスプロケットホルダ６の回転面に沿って揺動するウェイト部２３ｗと、切替プランジャ２０と常時係合し該ウェイト部２３ｗの揺動によって該切替プランジャ２０をスライドさせるウェイト係合部２３ｐと、を有するので、遠心ウェイト２３に作用する遠心力を利用して切替プランジャ２０をスライドさせることができる。
【００５０】
また、本実施形態においては、切替プランジャ２０は、遠心ウェイト２３のウェイト係合部２３ｐと係合するプランジャ係合部２０ｇが設けられたプランジャ本体部２０ａに対し第１先端部２０ｂ及び第２先端部２０ｃが相対移動可能に配置され、第１先端部２０ｂ及び第２先端部２０ｃは弾性部材２０ｓｐによりカムスプロケット４１の内周壁部４１ｗ側に付勢されている。したがって、切替プランジャ２０は、スライド移動した際に、第１先端部２０ｂおよび第２先端部２０ｃがカムスプロケット４１の内周壁部４１ｗに当接して圧縮された状態、すなわち、プランジャ本体部２０ａはスライド移動しているが第１先端部２０ｂ及び第２先端部２０ｃがスライド移動していないロストモーションが発生した後、第１先端部２０ｂ及び第２先端部２０ｃが第１凹部４１ｂ及び第２凹部４１ｃに対面したときに、弾性付勢力によって瞬時に第１先端部２０ｂ及び第２先端部２０ｃを第１凹部４１ｂ及び第２凹部４１ｃに係合させることができ、応答性が向上する。
【００５１】
また、本実施形態においては、カムスプロケット４１とスプロケットホルダ６との間に、カムスプロケット４１によるトルク伝達方向の回転力に対してカムスプロケット４１とスプロケットホルダ６とが反撥する方向の弾性付勢をするトルク調整バネ１８が設けられているので、カムシャフト３８とカムスプロケット４１との間に生じる進角・遅角トルクの適正配分を行うことができる。
【００５２】
また、本実施形態においては、バルブタイミング制御装置５は、カムスプロケット４１とスプロケットホルダ６との回転方向の相対移動距離を制限する移動制限機構４１ｓｓを備えるので、スプロケットホルダ６とカムスプロケット４１との相対移動距離を所定の大きさに設定することできる。
【００５３】
＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態について、図９を参照して説明する。なお、図９は、第２実施形態におけるバルブタイミング制御装置をカムシャフトの軸線に沿って切断した要部断面図である。また、図９において、第1実施形態と共通する構成要素には、同一符号を付して説明を省略する。
【００５４】
本実施形態のバルブタイミング制御装置５において、第１実施形態と相違する点は、図９に示すように、カムスプロケット４１の回転軸心ＣＬ上にリニアソレノイド８０の作動アーム８１が設けられており、この作動アーム８１がカムスプロケット４１の回転軸心ＣＬと平行に移動することで、切替プランジャ２０をスプロケットホルダ６の径方向に移動させる点である。即ち、第１実施形態では遠心ウェイト２３に作用する遠心力を利用して切替プランジャ２０を移動させるのに対し、第２実施形態ではリニアソレノイド８０を利用して切替プランジャ２０を移動させる。
【００５５】
詳細には、切替プランジャ２０には、外周面に作動アーム８１の移動方向に対して傾斜した溝状のプランジャ係合部２０ｇが設けられている。そして、このプランジャ係合部２０ｇに作動アーム８１に設けられたピン状の作動アーム係合部８１ｐが遊嵌されている。したがって、作動アーム係合部８１ｐがカムスプロケット４１の回転軸心ＣＬと平行（矢印Ｚ方向）に移動することで、傾斜したプランジャ係合部２０ｇによって、切替プランジャ２０をスプロケットホルダ６の径方向（矢印Ｙ方向）に移動させることができる。
【００５６】
本実施形態によれば、リニアソレノイド８０の電気信号による制御によって、カムスプロケット４１に対するカムシャフト３８の位相を第１位相と第２位相とに自在に切り替えることができる。
【００５７】
以上、本発明の第１及び第２実施形態について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、適宜変更できる。例えば、第１実施形態では、遠心ウェイト２３と切替プランジャ２０の係合構造は、切替プランジャ２０のプランジャ係合部２０ｇに遠心ウェイト２３の突起状のウェイト係合部２３ｐが嵌入する構造としたが、この係合構造とは逆に、切替プランジャ２０側に突起を設け、遠心ウェイト２３に溝を設ける構造でもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、この移動制限機構４１ｓｓが、スプロケットホルダ６に設けられたストッパピン孔６ｓｈと、カムスプロケット４１に設けられた該ストッパピン孔６ｓｈに遊嵌されたストッパピン部４１ｓｐとで構成されていたが、ストッパピン孔がカムスプロケット４１に設けられ、ストッパピン部がスプロケットホルダ６に設けられてもよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、カムシャフトを１つ備えるＳＯＨＣのエンジン形態について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、適宜変更できる。例えば、カムシャフトを２つ備えるＤＯＨＣのエンジン形式でもよい。また、ローラーロッカーアームで吸気バルブと排気バルブを作動させてもよく、直押式ロッカーアームで吸気バルブと排気バルブを作動させてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
５        バルブタイミング制御装置
６        スプロケットホルダ
６ｒｓ    外周面
６ｓｈ    ストッパピン孔（開口）
９        位相変更機構
１０      クランク軸
１８      トルク調整バネ
２０      切替プランジャ
２０ａ    プランジャ本体部
２０ｂ    第１先端部
２０ｃ    第２先端部
２０ｇ    プランジャ係合部
２０ｓｐ  弾性部材
２３      遠心ウェイト
２３ｗ    ウェイト部
２３ｐ    ウェイト係合部
２４      付勢部材
３５      吸気バルブ
３６      排気バルブ
３８      カムシャフト
４１      カムスプロケット
４１ｂ    第１凹部
４１ｃ    第２凹部
４１ｓｓ  移動制限機構
４１ｓｐ  ストッパピン部（ピン部材）
４１ｗ    内周壁部
Ｅ        内燃機関
ＣＬ      回転軸心
ＷＣＬ    ウェイト回転軸心
【図１】
2018162776.tif 000003
【図２】
2018162776.tif 000004
【図３】
2018162776.tif 000005
【図４】
2018162776.tif 000006
【図５】
2018162776.tif 000007
【図６】
2018162776.tif 000008
【図７】
2018162776.tif 000009
【図８】
2018162776.tif 000010
【図９】
2018162776.tif 000011