专利名称：气门正时控制装置、具有该控制装置的发动机装置及车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对发动机的气门正时进行可变控制的气门正时控制装置、具有该控制装置的发动机装置及车辆。
背景技术：
一直以来，以燃料消耗性能的提高、减少排出气体中的有害物质以及作为目的的转动区域内的高输出化为目的，在开发各种对进气门或排气门的开闭定时进行控制的可变气门正时机构(VVTVariable Valve Timing)。
在可变气门正时机构中，存在例如使用油压缸或电动机等致动器的情况。然而这些致动器价格昂贵。此外如果使用这种致动器，可变气门正时机构将大型化。
一般来说与四轮机动车等相比，机动两轮车(二轮摩托车)中发动机的占有空间小。而且还追求机动两轮车的低成本化。从而在机动两轮车中，需求更廉价且小型化的可变气门正时机构。因而使用上述那样致动器的可变气门正时机构难以在机动两轮车中应用。
于是，作为能够小型化的可变气门正时机构，提出一种转动相位发生装置(参考专利文献1)。
在该转动相位发生装置中，伴随着发动机的转动，设置有两个中间部件的输入部件转动。如果作用于两个中间部件的配重部(平衡块)的离心力，比对两个中间部件进行连接的螺旋弹簧的施加力大，则输入部件与连接到凸轮轴上的输出部件的转动相位变化，气门正时改变。
由于这种转动相位发生装置由机械结构对气门正时进行控制，因而在实现低成本化的同时能够小型化。
然而该转动相位发生装置被指出存在下述问题。
在专利文献1的转动相位发生装置中，气门正时变化时，在发动机的某个转速范围内，出现作用于配重部的离心力和螺旋弹簧的施加力保持平衡的状态。如果发动机在该转速范围内继续转动，则气门正时的变化不稳定，产生被称作气门行为不稳定的游车现象。
这种游车成为产生噪音以及结构部件的耐久性下降的因素。特别是一旦因游车而凸轮轮廓变化，则出现发动机的性能和耐久性下降的情形。
针对此，具有降低了游车的气门正时控制装置(参考专利文献2)。在该气门正时控制装置中，为了降低游车，采用在转动力矩变动的切换前后将凸轮轴和从动链轮的位置关系进行固定的机构(单向离合器机构)专利文献1特开平9-324614号公报专利文献2实开平5-21104号公报发明内容发明要解决的问题然而，为了实现单向离合器机构，该机构的结构部件要求很高的加工精度。因而，不容易制造单向离合器机构。
此外，由作用在从动链轮主体的内周面和上述结构部件之间的摩擦力实现该单向离合器机构。此时，其结构部件因摩擦而容易劣化，因而必须使用耐摩擦性高的材料。因而难以实现低成本化。
解决问题的措施本发明的目的是提供一种制造简单且能够实现小型化和低成本化的气门正时控制装置、具有该控制装置的发动机装置及车辆。
(1)根据本发明一个方面的气门正时控制装置是一种根据发动机的转速对第1气门和第2气门的开闭定时进行控制的气门正时控制装置，它包括设置得能够与发动机的转动连动(同步)地转动的转动部件；第1凸轮轴，其设置得与第1气门触接、并通过与转动部件一起转动而对第1气门进行开闭；第2凸轮轴，其设置得与第2气门触接并能够相对于第1凸轮轴转动，通过与转动部件一起转动而对第2气门进行开闭；和使第2凸轮轴相对于第1凸轮轴的相位在第1相位和第2相位之间变更的相位变更机构。
相位变更机构包括第1卡接机构，该第1卡接机构在第2凸轮轴相对于第1凸轮轴具有第1相位的状态下，将第2凸轮轴卡接；和第2卡接机构，该第2卡接机构在第2凸轮轴相对于第1凸轮轴具有第2相位的状态下，将第2凸轮轴卡接。第1卡接机构设置得在将第2凸轮轴卡接的方向上被施力，并能够由离心力而沿解除第2凸轮轴的卡接的方向移动；第2卡接机构设置得在解除第2凸轮轴的卡接的方向上被施力，并能够由离心力而沿将第2凸轮轴卡接的方向移动。
在该气门正时控制装置中，转动部件与发动机的转动连动地转动，在转动部件转动的同时，第1凸轮轴和第2凸轮轴转动。从而，与第1凸轮轴触接的第1气门以及和第2凸轮轴触接的第2气门开闭。在此，第2凸轮轴能够相对于第1凸轮轴转动。
在相位变更机构中，第1卡接机构被向卡接第2凸轮轴的方向施力，第2卡接机构被向解除第2凸轮轴的卡接的方向施力。
由转动部件转动，离心力分别作用在第1卡接机构和第2卡接机构上。所述离心力发挥作用，以使第1卡接机构解除第2凸轮轴的卡接，使第2卡接机构卡接第2凸轮轴。
在发动机的转速低的场合下，在第1卡接机构中，将第2凸轮轴卡接方向上的作用力变得比解除第2凸轮轴的卡接的离心力大，从而第2凸轮轴由第1卡接机构卡接。此时在第2卡接机构中，解除第2凸轮轴的卡接方向上的作用力变得比将第2凸轮轴卡接方向上的离心力大，从而第2凸轮轴不由第2卡接机构卡接。因而，第2凸轮轴在具有相对于第1凸轮轴的第1相位状态下，由第1卡接机构卡接。
在发动机的转速高的场合下，在第1卡接机构中，将第2凸轮轴卡接方向的作用力变得比解除第2凸轮轴的卡接的离心力小，从而第2凸轮轴不由第1卡接机构卡接。此时在第2卡接机构中，解除第2凸轮轴的卡接方向上的作用力变得比将第2凸轮轴卡接方向上的离心力小，从而第2凸轮轴由第2卡接机构卡接。因而，第2凸轮轴在具有相对于第1凸轮轴的第2相位状态下，由第2卡接机构卡接。
从而，通过发动机的转速从低转速变化到高转速，或从高转速变化到低转速，第2凸轮轴相对于第1凸轮轴的相位在第1相位和第2相位之间变更。从而，对应于发动机的转速，对第1气门和第2气门的开闭定时进行控制。
此外，不使用结构部件之间的摩擦力，基于第1和第2卡接机构的互补的移动动作，执行第2凸轮轴相对于第1凸轮轴的相位切换。从而基本上不会出现由结构部件的磨耗引起的劣化，从而不使用耐磨耗性的结构部件，就能够实现气门正时控制装置的长寿命化，同时实现低成本化。
此外，不要求高的加工精度，第1和第2卡接机构的互补的移动动作仅由机械结构实现，因而容易制造。此外，无需由油压回路、电气回路和软件等构成的用于对第1和第2卡接机构的移动动作进行控制的控制系统，因而能够实现气门正时控制装置的小型化。
(2)第1卡接机构包括设置在第2凸轮轴上的第1卡接部；第1被卡接部件，其被设置得能够在由第1卡接部卡接的状态以及从第1卡接部脱离的状态之间移动；沿第1被卡接部件被第1卡接部卡接的方向对该第1被卡接部件施加作用力的第1施力部件；由离心力使第1被卡接部件沿该第1被卡接部件从第1卡接部件脱离的方向移动的第1配重；第2卡接机构包括设置在第2凸轮轴上的第2卡接部；第2被卡接部件，其被设置得能够在由第2卡接部卡接的状态以及从第2卡接部脱离的状态之间移动；沿使第2被卡接部件从第2卡接部脱离的方向对该第2被卡接部件施加作用力的第2施力部件；和由离心力使第2被卡接部件沿该第2被卡接部件被第2卡接部卡接的方向移动的第2配重；其中，第2凸轮轴设置得在第1被卡接部件从第1卡接部脱离且第2被卡接部件从第2卡接部脱离的状态下，能够相对于第1凸轮轴在第1相位和第2相位之间相对转动。
在发动机的转速低的场合下，在第1卡接机构中，第1施力部件的力变得比作用在第1配重上的离心力大。从而，第1被卡接部件卡接在第1卡接部上，第2凸轮轴由第1卡接部卡接。此时在第2卡接机构中，第2施力部件的力变得比作用在第2配重上的离心力大。从而，第2被卡接部件从第2卡接部脱离，第2凸轮轴不与第2卡接部卡接。因而第2凸轮轴在具有相对于第1凸轮轴的第1相位状态下，由第1卡接机构卡接。
在发动机的转速高的场合下，在第1卡接机构中，第1施力部件的力变得比作用在第1配重上的离心力小。从而，第1被卡接部件从第1卡接部脱离，第2凸轮轴不由第1卡接部卡接。此时在第2卡接机构中，第2施力部件的力比作用在第2配重上的离心力小。从而，第2被卡接部件插入第2卡接部，第2凸轮轴由第2卡接部卡接。因而第2凸轮轴在具有相对于第1凸轮轴的第2相位状态下，由第2卡接机构卡接。
在发动机的转速从低的转速变化到高的转速时，在第1卡接机构中，第1施力部件的力变得比作用在第1配重上的离心力小。从而，由第1卡接机构卡接的第2凸轮轴变得不由第1卡接机构卡接。从而，第2凸轮轴相对于第1凸轮轴从第1相位向第2相位转动。
在发动机的转速从高的转速变化到低的转速时，在第2卡接机构中，第2施力部件的力变得比作用在第2配重上的离心力大，由此，由第2卡接机构卡接的第2凸轮轴变得不由第2卡接机构卡接。从而，第2凸轮轴相对于第1凸轮轴从第2相位向第1相位转动。
如上所述，由第1和第2卡接部、第1和第2被卡接部件、第1和第2施力部件以及第1和第2配重，以简单的结构，实现第1和第2卡接机构的互补的移动动作。
(3)第1卡接部是设置在第2凸轮轴上的第1孔部；第1被卡接部件是设置得能够在被插入第1孔部内的状态和从第1孔部拔出的状态之间移动的第1销部件；第2卡接部是设置在第2凸轮轴上的第2孔部；第2被卡接部件是设置得能够在被插入第2孔部内的状态和从第2孔部拔出的状态之间移动的第2销部件。
在发动机的转速低的场合下，在第1卡接机构中，第1施力部件的力变得比作用在第1配重上的离心力大。从而第1销部件被插入第1孔部。第2凸轮轴由第1卡接机构卡接。此时在第2卡接机构中，第2施力部件的力变得比作用在第2配重上的离心力大，从而第2销部件从第2孔部被拔出，第2凸轮轴不由第2卡接机构卡接。因而第2凸轮轴在具有相对于第1凸轮轴的第1相位状态下，由第1卡接机构卡接。
在发动机的转速高的场合下，在第1卡接机构中，第1施力部件的力变得比作用在第1配重上的离心力小。从而第1销部件从第1孔部被拔出。第2凸轮轴不由第1卡接机构卡接。此时在第2卡接机构中，第2施力部件的力变得比作用在第2配重上的离心力小，从而第2销部件被插入第2孔部，第2凸轮轴由第2卡接机构卡接。因而第2凸轮轴在具有相对于第1凸轮轴的第2相位状态下，由第2卡接机构卡接。
在发动机的转速从低的转速变化到高的转速时，在第1卡接机构中，第1施力部件的力变得比作用在第1配重上的离心力小。从而，由第1卡接机构卡接的第2凸轮轴变得不由第1卡接机构卡接。从而，第2凸轮轴相对于第1凸轮轴从第1相位向第2相位转动。
在发动机的转速从高的转速变化到低的转速时，在第2卡接机构中，第2施力部件的力变得比作用在第2配重上的离心力大，由此，由第2卡接机构卡接的第2凸轮轴变得不再由第2卡接机构卡接。从而，第2凸轮轴相对于第1凸轮轴从第2相位向第1相位转动。
如上所述，由第1和第2孔部、第1和第2销部件、第1和第2施力部件以及第1和第2配重，以简单的结构，实现第1和第2卡接机构的互补的移动动作。
(4)相位变更机构还包括将第2凸轮轴相对于第1凸轮轴的转动动作限制在第1相位和第2相位之间的范围内的限制机构。
在发动机的转速从低的转速变化到高的转速时，由第1卡接机构卡接的第2凸轮轴变得不由第1卡接机构卡接，从而第2凸轮轴相对于第1凸轮轴从第1相位向第2相位转动。
在此，第2凸轮轴相对于第1凸轮轴的转动动作由限制机构控制在第1相位和第2相位之间的范围内，因而，使第2凸轮轴的转动可靠地在第2相位停止。在此状态下，由第1卡接机构卡接的第2凸轮轴由第2卡接机构卡接。
在发动机的转速从高的转速变化到低的转速时，由第2卡接机构卡接的第2凸轮轴变得不再由第2卡接机构卡接，从而第2凸轮轴相对于第1凸轮轴从第2相位向第1相位转动。
在此，第2凸轮轴相对于第1凸轮轴的转动动作由限制机构控制在第1相位和第2相位之间的范围内，因而，使第2凸轮轴的转动可靠地在第1相位停止。在此状态下，由第2卡接机构卡接的第2凸轮轴由第1卡接机构卡接。
(5)限制机构也可包括阻止机构，该阻止机构，当第2凸轮轴相对于第1凸轮轴的相位从第1相位变化到第2相位时，阻止第2凸轮轴的转动，当第2凸轮轴相对于第1凸轮轴的相位从第2相位变化到第1相位时，阻止第2凸轮轴的转动。
在发动机的转速从低的转速变化到高的转速时，第2凸轮轴相对于第1凸轮轴从第1相位向第2相位转动。在此，由阻止机构使第2凸轮轴相对于第1凸轮轴的转动可靠地在第2相位停止。
在发动机的转速从高的转速变化到低的转速时，第2凸轮轴相对于第1凸轮轴从第2相位向第1相位转动。在此，由阻止机构使第2凸轮轴相对于第1凸轮轴的转动可靠地在第1相位停止。
从而，第2凸轮轴相对于第1凸轮轴的相位在第1相位和第2相位之间的变更能够轻易和可靠地执行。
(6)
阻止机构可包括在第2凸轮轴上沿圆周方向设置的槽部；和固定在转动部件上，能够在槽部内移动且能够与槽部内的两端面触接的触接部件。
在发动机的转速从低的转速变化到高的转速时，第2凸轮轴相对于第1凸轮轴从第1相位向第2相位转动。在此，通过触接部件与槽部内的一端面触接，使第2凸轮轴相对于第1凸轮轴的转动可靠地在第2相位停止。
在发动机的转速从高的转速变化到低的转速时，第2凸轮轴相对于第1凸轮轴从第2相位向第1相位转动。在此，通过触接部件与槽部内的另一端面触接，使第2凸轮轴相对于第1凸轮轴的转动可靠地在第1相位停止。
从而，第2凸轮轴相对于第1凸轮轴的相位在第1相位和第2相位之间的变更能够轻易和可靠地执行。
(7)本发明另一方面的发动机装置包括具有第1气门和第2气门的发动机；和对应于发动机的转速而对第1气门和第2气门的开闭定时进行控制的气门正时控制装置；该气门正时控制装置包括设置得能够与发动机的转动连动地转动的转动部件；第1凸轮轴，其设置得与第1气门触接、并通过与转动部件一起转动而对第1气门进行开闭；第2凸轮轴，其设置得与第2气门触接并能够相对于第1凸轮轴转动，通过与转动部件一起转动而对第2气门进行开闭；和使第2凸轮轴相对于第1凸轮轴的相位在第1相位和第2相位之间变更的相位变更机构；其中，相位变更机构包括第1卡接机构，该第1卡接机构在第2凸轮轴相对于第1凸轮轴具有第1相位的状态下，将第2凸轮轴卡接；和第2卡接机构，该第2卡接机构在第2凸轮轴相对于第1凸轮轴具有第2相位的状态下，将第2凸轮轴卡接；该第1卡接机构设置得在将第2凸轮轴卡接的方向上被施力，并能够由离心力而沿解除第2凸轮轴的卡接的方向移动；该第2卡接机构设置得在解除第2凸轮轴的卡接的方向上被施力，并能够由离心力而沿将第2凸轮轴卡接的方向移动。
在该发动机装置中，由气门正时控制装置，对应于发动机的转速而对第1气门和第2气门的开闭定时进行控制。
在该气门正时控制装置中，转动部件与发动机的转动连动地转动，在转动部件转动的同时，第1凸轮轴和第2凸轮轴转动。从而，与第1凸轮轴触接的第1气门以及和第2凸轮轴触接的第2气门开闭。在此，第2凸轮轴能够相对于第1凸轮轴转动。
在相位变更机构中，第1卡接机构在将第2凸轮轴卡接的方向上被施加作用力，第2卡接机构在解除第2凸轮轴的卡接的方向上被施加作用力。
由转动部件转动，离心力分别作用在第1卡接机构和第2卡接机构上。所述离心力发挥作用，以使第1卡接机构解除第2凸轮轴的卡接，使第2卡接机构将第2凸轮轴卡接。
在发动机的转速低的场合下，在第1卡接机构中，将第2凸轮轴卡接方向的作用力比要解除第2凸轮轴的卡接的离心力大，从而第2凸轮轴由第1卡接机构卡接。此时在第2卡接机构中，解除第2凸轮轴的卡接方向上的作用力比将第2凸轮轴卡接方向上的离心力大，从而第2凸轮轴不由第2卡接机构卡接。因而，第2凸轮轴在具有相对于第1凸轮轴的第1相位状态下，由第1卡接机构卡接。
在发动机的转速高的场合下，在第1卡接机构中，将第2凸轮轴卡接方向的作用力比要解除第2凸轮轴的卡接的离心力小，从而第2凸轮轴不由第1卡接机构卡接。此时在第2卡接机构中，解除第2凸轮轴的卡接方向上的作用力比将第2凸轮轴卡接方向上的离心力小，从而第2凸轮轴由第2卡接机构卡接。因而，第2凸轮轴在具有相对于第1凸轮轴的第2相位状态下，由第2卡接机构卡接。
从而，通过发动机的转速从低转速变化到高转速，或从高转速变化到低转速，第2凸轮轴相对于第1凸轮轴的相位在第1相位和第2相位之间变更。从而，对应于发动机的转速，对第1气门和第2气门的开闭定时进行控制。
此外，不使用结构部件之间的摩擦力，基于第1和第2卡接机构的互补的移动动作，执行第2凸轮轴相对于第1凸轮轴的相位切换。从而基本上不会出现由结构部件的磨耗引起的劣化，从而不使用耐磨耗性的结构部件，能够实现气门正时控制装置的长寿命化，同时实现低成本化。
此外，第1和第2卡接机构的互补的移动动作仅由机械结构实现而不要求高的加工精度，因而容易制造。因而实现高性能和高耐久性的发动机装置。此外，无需由油压回路、电气回路和软件等构成的用于对第1和第2卡接机构的移动动作进行控制的控制系统，因而能够实现气门正时控制装置的小型化。能够实现发动机装置的小型化。
(8)本发明其它方面的车辆包括发动机装置、驱动轮以及将发动机装置所产生的动力传送到驱动轮的传送机构，其中，发动机装置包括具有第1气门和第2气门的发动机；和对应于发动机的转速而对第1气门和第2气门的开闭定时进行控制的气门正时控制装置；该气门正时控制装置包括设置得能够与发动机的转动连动地转动的转动部件；第1凸轮轴，其设置得与第1气门触接、并通过与转动部件一起转动而对第1气门进行开闭；第2凸轮轴，其设置得与第2气门触接并能够相对于第1凸轮轴转动，通过与转动部件一起转动而对第2气门进行开闭；和使第2凸轮轴相对于第1凸轮轴的相位在第1相位和第2相位之间变更的相位变更机构；其中，相位变更机构包括第1卡接机构，该第1卡接机构在第2凸轮轴相对于第1凸轮轴具有第1相位的状态下，将第2凸轮轴卡接；和第2卡接机构，该第2卡接机构在第2凸轮轴相对于第1凸轮轴具有第2相位的状态下，将第2凸轮轴卡接；该第1卡接机构设置得在将第2凸轮轴卡接的方向上被施力，并能够由离心力而沿解除第2凸轮轴的卡接的方向移动；该第2卡接机构设置得在解除第2凸轮轴的卡接的方向上被施力，并能够由离心力而沿将第2凸轮轴卡接的方向移动。
在该车辆中，由发动机装置所产生的动力通过传送机构被传送到驱动轮上，驱动轮被驱动。在此，在发动机装置中，由气门正时控制装置，对应于发动机的转速而对第1气门和第2气门的开闭定时进行控制。
此时在发动机装置的气门正时控制装置中，几乎不会出现因结构部件的磨耗所引起的劣化。从而不使用有耐磨耗性的结构部件，能够实现气门正时控制装置的长寿命化，同时实现低成本化。
此外，不要求高的加工精度，第1和第2卡接机构的互补的移动动作仅由机械结构实现，因而容易制造。因而能够实现高性能和高耐久性的车辆。此外，无需由油压回路、电气回路和软件等构成的用于对第1和第2卡接机构的移动动作进行控制的控制系统，因而能够实现气门正时控制装置和发动机装置的小型化。车辆也能小型化。
发明效果在本发明的气门正时控制装置中，几乎不会出现因结构部件的磨耗所引起的劣化。从而不使用耐磨耗性的结构部件，能够实现气门正时控制装置的长寿命化，同时实现低成本化。此外，不要求高的加工精度，第1和第2卡接机构的互补的移动动作仅由机械结构实现，因而容易制造。因而能够实现高性能和高耐久性的气门正时控制装置、发动机装置和车辆。此外，无需由油压回路、电气回路和软件等构成的用于对第1和第2卡接机构的移动动作进行控制的控制系统，因而能够实现气门正时控制装置的小型化。发动机装置和车辆也能小型化。
图1是根据本发明一实施形态的机动两轮车的示意图；图2是简要说明根据本发明一实施形态的气门正时控制装置的视图；图3是用于说明气门正时控制装置的结构的组装透视图；图4是用于说明气门正时控制装置的结构的组装透视图；图5是用于说明气门正时控制装置的结构的组装透视图；图6是沿图2(b)P-P线的气缸盖的详细剖面图；图7是将图6的侧盖拆下后的气缸盖的外观侧面图；图8是沿图6的气缸盖的R-R线的局部剖切的剖面图以及说明进气凸轮和排气凸轮的相位关系的视图；图9是用于说明排气凸轮和进气凸轮相对于图2的曲轴的相位、与由曲轴转动所引起的排气门和进气门的升程的关系的视图；
图10是用于说明气门正时控制装置的动作的剖切透视图；图11是用于说明气门正时控制装置的动作的剖切透视图；图12是用于说明气门正时控制装置的动作的剖切透视图；图13是用于说明气门正时控制装置的动作的剖切透视图；图14是用于说明气门正时控制装置的动作的剖切透视图。
具体实施例方式
下文将对本发明一实施形态的气门正时控制装置、具有该控制装置的发动机装置及车辆进行介绍。而且在本实施形态中，作为车辆，对排气量约为250cc以下的小型机动两轮车进行说明。
图1是根据本发明一实施形态的机动两轮车的示意图。
在该机动两轮车100中，将前管3设置在主体框架6的前端上。前叉2左右方向可摆动地设置在前管3上。前轮1可转动地被支撑在前叉2的下端。将手柄4安装在前管3的上端。
将发动机7保持在主体框架6的中央部上。将燃料箱8设置在发动机7的上部，将座椅9设置在燃料箱8的后方。
后臂10连接在主体框架6上，向发动机7的后方延伸。后臂10可转动地保持后轮11和后轮从动链轮12。排气管13连接在发动机7的排气口上。将消声器14安装在排气管13的后端。
将后轮驱动链轮15安装在发动机7的驱动轴26上。后轮驱动链轮15通过链条16与后轮从动链轮12相连。
发动机7包括气门正时控制装置。下文将对本实施形态的气门正时控制装置进行介绍。
图2是简要说明根据本发明一实施形态的气门正时控制装置的视图。图2(a)是显示设置在发动机7内部的气门正时控制装置的示意的俯视图，图2(b)是显示设置在发动机7内部的气门正时控制装置的示意的侧视图。
如图2所示，气门正时控制装置200设置在气缸盖7S上。气门正时控制装置200包括凸轮用从动链轮220、进气凸轮231和排气凸轮241。
由活塞21在气缸20内往复运动，使曲轴23转动，并使设置在曲轴23上的凸轮用驱动链轮24转动。
凸轮用驱动链轮24的转动力通过链条25传送到气门正时控制装置200的凸轮用从动链轮220。从而气门正时控制装置200转动。
在气门正时控制装置200中，对应于发动机7的转速和转速的变化(转速的升高和下降)，进气凸轮231和排气凸轮241的相位关系变化。从而气门正时变化。
下文将详细介绍气门正时控制装置200的结构和动作。图3～5是用于说明气门正时控制装置200的结构的组装透视图。在图3～5中，如箭头X、Y、Z所示，将相互垂直的3个方向定义为X方向、Y方向和Z方向。
气门正时控制装置200大致由锁销保持机构210(参考图3)、凸轮用从动链轮220(参考图4)、进气门凸轮轴230(参考图5)和排气门凸轮轴230(参考图5)构成。
图3显示锁销保持机构210的组装透视图。如图3所示，Z向为长度方向的两个支撑部件211、212在X方向上保持规定间距地设置。
支撑部件211具有与XZ平面平行且Z向为长度方向的大致圆弧形状的板状部211A。板状部211A沿Z向的一条边形成为圆弧形，另一条边形成为直线状。在板状部211A的上端部和下端部附近分别形成了通孔211a。
从板状部211A沿Z向的一条边的上端部和下端部沿Y向延伸地形成了突起片211B、211D。此外从板状部211A沿Z向的一条边的中央下部沿X向延伸同时沿Y向弯曲地形成了弹簧保持片211C。
在突起片211B、211D和弹簧保持片211C上分别形成了通孔211b、211d、211c。突起片211B、211D和弹簧保持片211C在Y方向上的长度按照突起片211B、弹簧保持片211C、突起片211D的顺序变短。从而，通孔211b、211c、211d在Y方向上按照上述顺序接近板状部211A。
支撑部件212具有以XZ平面为基准与支撑部件211大致对称的结构。从板状部212A沿Z向的一条边的上端部和下端部沿Y向延伸地形成了突起片212B、212D。
在板状部212A的上端部和下端部附近分别形成了通孔212a。此外，从板状部212A沿Z向的一条边的中央上部沿X向延伸同时沿Y向弯曲地形成了弹簧保持片212C。在突起片212B、212D和弹簧保持片212C上分别形成了通孔212b、212d、212c。
而且支撑部件212的突起片212B和212D在Y方向上的长度与支撑部件211的突起片211B和211D在Y方向上的长度相同。而且支撑部件212的弹簧保持片212C在Y方向上的长度与支撑部件211的弹簧保持片211C在Y方向上的长度相同。
平衡块213具有平衡块主体213a、板状延长部213d、两个筒状部213e和两个钩部213f。平衡块主体213a具有沿X方向延伸的大致长方体形状。在平衡块主体213a的与XY平面平行的一个面上(下面)上形成了沿Y方向的槽部213b和沿Z方向突出的突出部213c。在突出部213c上形成了沿X方向延伸的通孔。
从平衡块主体213a的与XY平面平行的另一个面上(上面)沿Y方向延伸地形成了延长部213d。在延长部213d在X方向的两端部分别沿X方向地形成了两个筒状部213e。
两个钩部213f从延长部213d在X方向的中央部朝向延长部213d的下侧倾斜地延伸。两个钩部213f的前端弯曲为钩状。
沿Y向延伸的高速锁销214安装在两个钩部213f上。在高速锁销214的一端部上形成了沿X方向延伸的支撑销214t。通过将支撑销214t安装在钩部213f，高速锁销214可转动地由平衡块213保持。高速锁销214的一部分能够与槽部213b触接。
将转动轴215插入平衡块213的筒状部213e内，从而转动轴215可转动地保持平衡块213。在此状态下，转动轴215的两端插入支撑部件211、212的通孔211b、212b内。从而，平衡块213可转动地保持在支撑部件211、212之间。
平衡块216具有与平衡块213相同的结构。但是在锁销保持机构210组装时，平衡块216设置得以与X方向平行的轴为基准与平衡块213对称。
在图3中，平衡块216的平衡块主体216a、延长部216d、两个筒状部216e和两个钩部216f，相当于平衡块213的平衡块主体213a、延长部213d、两个筒状部213e和两个钩部213f。
平衡块216的槽部216b和突出部216c相当于平衡块213的槽部213b和突出部213c。
沿Y向延伸的低速锁销217安装在两个钩部216f上。该低速锁销217比高速锁销214短。在低速锁销217的一端部上形成了沿X方向延伸的支撑销217t。通过将支撑销217t安装在钩部216f，低速锁销217被可转动地保持在平衡块216上。低速锁销217如后面所述可转动范围受限制。从而，低速锁销217不与槽部216b触接。
将转动轴218插入平衡块216的筒状部216e内，从而转动轴218可转动地保持平衡块216。在此状态下，转动轴218的两端插入支撑部件211、212的通孔211d、212d内。从而，平衡块216可转动地保持在支撑部件211、212之间。
由上述结构，平衡块213和216设置得在Z方向上相互相向。
分别将螺钉219插入支撑部件211的两个通孔211a和支撑部件212的两个通孔212a内。
图4显示锁销保持机构210和凸轮用从动链轮220组装时的透视图。在锁销保持机构210和凸轮用从动链轮220组装时，凸轮用从动链轮220设置得与XY平面平行。
在图4中，在锁销保持机构210中，将弹簧S1的两端安装在设置在平衡块213的突出部213c上的通孔以及弹簧保持片211C的通孔211c中。而且在锁销保持机构210中，将弹簧S2的两端安装在设置在平衡块216的突出部216c上的通孔以及弹簧保持片212C的通孔211c中。
如图4所示，凸轮用从动链轮220具有多个通孔220a～220f。在凸轮用从动链轮220的中心形成有与其它通孔相比直径最大的通孔220a。
4个通孔220b、220c、220e、220f等角度间距地形成在以凸轮用从动链轮220的通孔220a为中心的一个圆上。4个通孔220d等角度间距地形成在以凸轮用从动链轮220的通孔220a为中心的另一个圆上。4个通孔220d分别被螺纹切削加工。
在凸轮用从动链轮220的一个面220A上，在通孔220c的附近形成了突起部220T。
分别将锁销保持机构210的螺钉219螺纹接合在凸轮用从动链轮220的4个通孔220d内。从而，将锁销保持机构210保持在凸轮用从动链轮220的一个面220A侧。
而且在将锁销保持机构210固定在凸轮用从动链轮220上时，高速锁销214插入通孔220b内，低速锁销217插入通孔220c内。由图3所示结构，高速锁销214在凸轮用从动链轮220的另一个面220B侧不突出，低速锁销217在凸轮用从动链轮220的另一个面220B侧突出规定长度。
在凸轮用从动链轮220的另一个面220B侧，沿Y方向延伸的两个固定销230A、230B的一端分别插入固定在通孔220e和220f内。
图5显示将图4所示组装后的结构物(下文称为装配结构物)与进气门凸轮轴230和排气门凸轮轴240进行组装的透视图。而且，进气门凸轮轴230和排气门凸轮轴240设置得其轴线J与Y方向平行。
如图5所示，进气门凸轮轴230由进气凸轮231、台阶部232和转动轴233组成。
Y方向的进气门凸轮轴230在Y方向上在一端侧具有圆筒状的转动轴233，在中央部具有直径比转动轴233的直径稍大的台阶部232，在另一端侧具有进气凸轮231。
从转动轴233的端面中央至进气凸轮231的端面中央形成了沿Y方向延伸的转动通孔230H。即形成了在Y方向上从进气门凸轮轴230的一端至另一端的转动通孔230H。
在转动轴233的端面上，在以轴线J为中心的圆上形成了高速销导入孔233c、低速销导入孔233d以及两个销游动槽233a、233b。
高速销导入孔233c和低速销导入孔233d形成得大致夹着转动通孔230H而对向。但是高速销导入孔233c和低速销导入孔233d设置得对彼此进行连接的直线不通过轴线J。
销游动槽233a、233b形成得在以轴线J为中心的圆周方向上延伸，而且夹着转动通孔230H相互对向。
排气门凸轮轴240具有排气凸轮241、台阶部242、凸轮固定轴243和突出轴244。
排气门凸轮轴240在Y方向上在一端侧具有沿Y方向延伸的凸轮固定轴243，在中央部具有台阶部242和排气凸轮241，在另一端侧具有沿Y方向延伸的突出轴244。在凸轮固定轴243的端部上形成了链轮用螺纹孔240H。
在将装配结构物与进气门凸轮轴230和排气门凸轮轴240进行组装时，将进气门凸轮轴230和排气门凸轮轴240安装在凸轮用从动链轮220的另一个面220B侧上。
即排气门凸轮轴240的凸轮固定轴243插入进气门凸轮轴230的转动通孔230H内。从而，排气门凸轮轴240可转动地保持进气门凸轮轴230。此外，排气门凸轮轴240的凸轮固定轴243的一端从凸轮用从动链轮220的另一个面220B侧插入通孔220a内。
在此状态下，从凸轮用从动链轮220的一个面220A侧，将链轮用螺钉250螺纹接合在凸轮固定轴243的链轮用螺纹孔240H内。从而将排气门凸轮轴240固定在凸轮用从动链轮220上。
排气门凸轮轴240的排气凸轮241、台阶部242、凸轮固定轴243和突出轴244可以形成为一体，或分别形成。而且，进气门凸轮轴230的进气凸轮231、台阶部232和转动轴233可以形成为一体，或分别形成。
此外在图5中虽然图中未示出，但是在凸轮固定轴243和通孔220a的连接部上，也可以设置对排气门凸轮轴240相对于凸轮用从动链轮220的转动进行限制的固定机构。
例如也可以通过在排气门凸轮轴240的凸轮固定轴243的前端部上设置突起部，在凸轮用从动链轮220的通孔220a上设置能够与固定轴243的突起部嵌合的槽部，来实现该固定机构。
另一方面，在上述组装时，进气门凸轮轴230在由排气门凸轮轴240保持的状态下进行下述那样的定位。
在此，固定销230A、230B以及低速锁销217的一部分，在Y方向上从凸轮用从动链轮220的另一个面220B侧突出。将固定销230A插入销游动槽233a内、将固定销230B插入销游动槽233b内，将低速锁销217的一部分插入低速销导向孔233d内，对进气门凸轮轴230进行定位。
从而在完成上述组装后，进气门凸轮轴230的转动由低速锁销217和低速销导向孔233d限制。因而进气门凸轮轴230和排气门凸轮轴240一起不可转动地固定在凸轮用从动链轮220上。
下文对具有上述结构的气门正时控制装置200向发动机7的安装状态进行介绍。
图6是沿图2(b)P-P线的气缸盖7S的详细剖面图。在图6中如箭头X、Y、Z所示，将相互垂直的3个方向定义为X方向、Y方向和Z方向。而且在后述图7和图8中，同样地定义了X方向、Y方向和Z方向。
如图6所示，在气缸盖7S的中央部设置有用于安装气门正时控制装置200的空间。
在将气门正时控制装置200安装在气缸盖7S上时，分别将轴承B1、B2安装在气门正时控制装置200的转动轴233和突出轴244上。
在气缸盖7S的内部，轴承B1的与Y方向轴垂直的一端面与气缸盖7S的内部触接面BH1触接。此外，轴承B2的与Y方向轴垂直的一端面与气缸盖7S的内部触接面BH2触接。
在气门正时控制装置200被收置在气缸盖7S内部的状态下，轴承B1的与Y方向轴垂直的另一端面的一部分与连接到气缸盖7S上的固定板BH3触接。从而气门正时控制装置200可转动地被固定在气缸盖7S的内部。
在气门正时控制装置200的上部设置有两个滚针式摇臂330、340，滚针式摇臂330设置在进气门凸轮轴230的上部，安装在臂330R上的滚轮330T与进气门凸轮轴230触接。
滚针式摇臂340设置在排气门凸轮轴240的上部，安装在臂340R上的滚轮340T与排气门凸轮轴240触接。将侧盖SC安装在气缸盖7S上，从而覆盖气门正时控制装置200的锁销保持机构210侧。
图7显示将图6中的侧盖SC拆下后气缸盖7S的外侧侧视图。如图7所示，将链条25架设在凸轮用从动链轮220上。在图7中，气门正时控制装置200沿箭头Q1所示方向转动。
图8是沿图6的气缸盖7S的R-R线的局部剖切的剖面图以及用于说明进气凸轮231和排气凸轮241的相位关系的视图。
图8(a)显示沿图6的气缸盖7S的R-R线的局部剖切的剖面图。在图8(a)中，为了便于理解，对进气门和排气门的周边剖面进行剖切显示。
如图8(a)所示，设置在进气凸轮231上部的滚针式摇臂330构成为包括滚轮330T、臂330R、轴331、调整器332和螺母333。
沿X方向延伸的臂330R在其中央部由轴331可转动地保持。将滚轮330T安装在臂330R在X方向上的一端上，由螺母333将调整器332安装在另一端上。
伴随着进气凸轮231的转动操作，滚轮330T上下运动。从而臂330R以轴331为中心转动。从而，臂330R的另一端的调整器332上下运动。
进气门334的上端部位于调整器332的下端部。将气门弹簧335设置在进气门334上，气门弹簧335沿向上方向对进气门334的上端部施加力。
一旦在此状态下调整器332上下运动，则进气门334也上下运动。由此，进气门334进行开闭动作。
由此，进气凸轮231的转动力通过滚针式摇臂330传送到进气门334上。另一方面，气门弹簧335的弹力通过滚针式摇臂330传送到进气凸轮231上。
设置在进气凸轮241上部的滚针式摇臂340也具有与滚针式摇臂330相同的结构，执行相同的动作。滚针式摇臂340的滚轮340T、臂340R、轴341、调整器342和螺母343分别相当于滚针式摇臂330的滚轮330T、臂330R、轴331、调整器332和螺母333。在排气门344上设置有气门弹簧345。
而且在图8中，气门正时控制装置200沿箭头Q2的方向转动。
在本实施形态中，通过上述气门正时控制装置200的结构，进气凸轮231的相位相对于排气凸轮241的相位变化。
图8(b)是用于说明进气凸轮231和排气凸轮241的相位关系的视图。为了便于理解，在图8(b)中由粗实线表示排气凸轮241。而且由细实线及双点划线表示进气凸轮231。
如图8(b)的实线所示，在发动机7以低转速转动时，进气凸轮231的凸轮尖的前端部处于位置T1。当从此状态发动机7的转速上升并超过规定的转速时，则进气凸轮231的凸轮尖的前端部移动向位置T2。下文将转速从低值升高时的规定转速称作第1转速。
另一方面如图8(b)的双点划线所示，在发动机7以高转速转动时，进气凸轮231的凸轮尖的前端部处于位置T2。一旦从此状态，发动机7的转速下降并低于规定的转速，则进气凸轮231的凸轮尖的前端部移动向到位置T1。下文将转速从高值下降时的规定转速称作第2转速。
从而在本实施形态中，对应于发动机7的转速和转速的变化(转速的升高和下降)，进气凸轮231的相位相对于排气凸轮241的相位变化。在图8(b)中，进气凸轮231的相位变化量由角度θ表示。
如上所述，在发动机7以低转速转动的场合以及发动机7以高转速转动的场合下，气门正时不同。在发动机7低速转动时，进气门开启期间和排气门开启期间的气门重叠小，因而能够降低排气中的有害物质，提高燃料消耗性能。此外，在发动机7高速转动时，进气门开启期间和排气门开启期间的的进排气门开启重叠度变大，因而能够获得高的输出效率。
下文基于图9，对由进气凸轮231的相位相对于排气凸轮241的相位变化所引起的进排气门开启重叠度的变化进行介绍。图9是用于说明排气凸轮241和进气凸轮231相对于图2的曲轴23的相位、与由曲轴23的转动所引起的排气门344和进气门334的升程(lift)的关系的视图。
在图9中，横轴表示曲轴角(曲轴23的转动角度)，纵轴表示排气门344和进气门334的升程(排气门344和进气门334的上下方向的变位量)。
在图9中，排气门344和进气门334在升程大于0时开启，在升程为0时关闭。
显示了曲轴角为-360°～+360°的场合。在曲轴角为0°、360°和-360°时，活塞21在气缸20内处于上死点TDC，在曲轴角为180°和-180°时，活塞21在气缸20内处于下死点BDC。
图9中的粗实线241L表示由排气凸轮241转动所引起的排气门344的升程的变化。根据粗实线241L，排气门344的升程在曲轴角从约-240°至约-110°期间增加，在曲轴角从大约-110°至约20°期间减少。
图9中的实线TL1表示发动机7低速转动时由进气凸轮231转动所引起的进气门334的升程的变化。根据实线TL1，进气门334的升程在曲轴角从约40°至约170°期间增加，在曲轴角从大约170°至约330°期间减少。
从而在发动机7低速转动时，进气门334开启期间和排气门344开启期间的进排气门开启重叠度小。在图9示例中，进排气门开启重叠度为0。
另一方面，图9中的双点划线TL2表示在发动机7高速转动时由进气凸轮231转动而引起的进气门334的升程的变化。根据双点划线TL2，大约从曲轴角-30°至约100°期间，进气门334的升程增加，从曲轴角为大约100°至约230°期间，进气门334的升程下降。
因而在发动机7高速转动时，进气门334开启期间和排气门344开启期间的进排气门开启重叠度大。
通过发动机7低速转动和高速转动时进气凸轮231的相位相对于排气凸轮241的角度θ变化，进气门334开启期间和排气门344开启期间的进排气门开启重叠度的值变化，能够获得上述效果。
而且在根据本实施形态的气门正时控制装置200内，如图6所示，锁销保持机构210在Y方向的长度比较小。从而，该气门正时控制装置200的装配自由度(布置自由度)大，具有良好的通用性。因而气门正时控制装置200能够有效地在具有上述之外结构的发动机中应用。
图10～14是用于说明气门正时控制装置200动作的剖切透视图。在图10～14中，气门正时控制装置200中，锁销保持机构210、凸轮用从动链轮220以及进气凸轮230的一部分以剖切状态表示。
在图10～14中，由箭头Z所示方向定义为Z方向。在Z方向中，箭头所示方向为+方向，与此相反方向为-方向。此外图中的单点划线表示气门正时控制装置200的轴线J。
图10显示气门正时控制装置200的组装结束时的状态。在图10中，锁销保持机构210和凸轮用从动链轮220从中央部沿Z方向被剖切。固定销230B实际上如上述那样与凸轮用从动链轮220相连。
如图10所示，在气门正时控制装置200的组装结束时，平衡块213的平衡块主体213a被通过弹簧S1向-Z方向施加力。在此，平衡块213对插入凸轮用从动链轮220的通孔220b内的高速锁销214进行保持。从而，对平衡块213以转动轴215为中心的转动动作进行限制。而且在此状态下，高速锁销214的一部分与平衡块213的槽部213b触接。
另一方面，平衡块216的平衡块主体216a被通过图中未示出的弹簧S2(参考图4)向+Z方向施加力。在此，平衡块216对插入凸轮用从动链轮220的通孔220c内的低速锁销217进行保持。从而，对平衡块216以转动轴218为中心的转动动作进行限制。
而且在图10中，插入到凸轮用从动链轮220内的高速锁销214的一端，大致和进气门凸轮轴230的与轴线J垂直的触接面230M触接。
另一方面，低速锁销217插入到进气门凸轮轴230的低速销导入孔233d内。插入到低速销导入孔233d内的低速锁销217的一端，大致与低速销导入孔233d的底面触接。
如上所述，销游动槽233b沿以轴线J为中心的圆周方向延伸。在此，销游动槽233b在圆周方向的一端称作低速槽端部LP，销游动槽233b在圆周方向的另一端称作高速槽端部HP。
在图10中，插入到销游动槽233b内的固定销230B位于低速槽端部LP。由于固定销230B固定在凸轮用从动链轮220上，因而进气门凸轮轴230相对于凸轮用从动链轮220和排气门凸轮轴240沿箭头M1方向的转动被限制。
但是在图10的状态下，由于低速锁销217插入到低速销导入孔233d内，因而进气门凸轮轴230相对于凸轮用从动链轮220和排气门凸轮轴240不能够沿箭头M1方向和箭头M2方向任一个方向转动。
图11显示低速转动时气门正时控制装置200的状态。在气门正时控制装置200低速转动时，较弱离心力施加在平衡块213、216上。从而产生如粗箭头M3所示的使平衡块主体213a以转动轴215为中心进行转动的力。此外还产生如粗箭头M4所示的使平衡块主体216a以转动轴218为中心进行转动的力。
在此，一旦平衡块主体216a沿粗箭头M4所示方向转动，则产生将平衡块216所保持的低速锁销217从进气门凸轮轴230的低速销导入孔233d内拔出的力(参考箭头M6)。
在此，在低速转动时，图中未示出的弹簧S2(参考图4)对平衡块主体216a向+Z方向施加力，因而弹簧S2的弹力和作用于粗箭头M4方向上的力相平衡，因而不能完全将低速锁销217从低速销导入孔233d内拔出。
另一方面，一旦产生朝向粗箭头M3所示方向作用在平衡块主体213a上的力，则产生使平衡块213所保持的高速锁销214接近进气门凸轮轴230方向的力(参考箭头M5)。然而，由于低速锁销217的一端与触接面230M触接，因而，高速锁销214在轴线J方向上不运动。从而平衡块213a也不转动。
图12和图13显示因发动机7的转速升高而发动机7在第1转速转动时气门正时控制装置200的状态。
如上所述，在气门正时控制装置200转动时，离心力施加在平衡块213、216上。在此，一旦发动机7的转速从低值升高到高值，则更大的离心力作用在平衡块213、216上。
从而一旦发生在平衡块主体216a上的粗箭头M4方向的力比图4的弹簧S2的弹力大，则要将低速锁销217从低速销导入孔233d内拔出的箭头M6方向的力也变大。
从而如图12所示，在转速变为第1转速的同时，将低速锁销217从低速销导入孔233d内拔出。在此状态下，在高速锁销214上产生箭头M5方向上的由平衡块213的离心力所引起的力。
如上所述，一旦将低速锁销217从低速销导入孔233d内拔出，则允许进气门凸轮轴230相对于凸轮用从动链轮220和排气门凸轮轴240转动。
然而插入到销游动槽233b内的固定销230B位于低速槽端部LP。因而仅允许进气门凸轮轴230沿箭头M2方向进行转动动作。
在此如使用图8进行说明那样，气门弹簧335的弹力通过滚针式摇臂330传送到进气门凸轮轴230的进气凸轮231上。
从而在进气门凸轮轴230上，产生使其相对于凸轮用从动链轮220和排气门凸轮轴240沿箭头M1或M2方向转动的力。
下文参考图8对使进气门凸轮轴230沿箭头M1或M2方向转动的力进行介绍。
如图8所示，滚针式摇臂330的滚轮330T与进气凸轮231的上端部触接。此时，由气门弹簧335的弹力向进气凸轮213的上端部施加向下的力。
在进气凸轮231沿箭头Q2方向转动时，当凸轮尖接近滚轮330T时，由滚轮330T对进气凸轮231向下压的力发挥作用，以使进气凸轮231沿与箭头Q2方向相反方向转动。
同样在进气凸轮231沿箭头Q2方向转动时，当凸轮尖远离滚轮330T时，由滚轮330T对进气凸轮231向下压的力发挥作用，以使进气凸轮231沿箭头Q2方向转动。在本示例中，图8的箭头Q2相当于箭头M2。
在图12的状态中，通过施加使进气门凸轮轴230沿箭头M2方向转动的力，进气门凸轮轴230相对于凸轮用从动链轮220和排气门凸轮轴240沿箭头M2方向转动。
如图13所示，通过进气门凸轮轴230沿箭头M2方向转动，插入了固定销230B的销游动槽233b也以轴线J为中心转动。在此，上述销游动槽233b具有低速槽端部LP和高速槽端部HP，因而销游动槽233b沿箭头M2方向的转动由高速槽端部HP限制。
由此，通过固定销230B位于销游动槽233b的高速槽端部HP，对进气门凸轮轴230向箭头M2方向的转动动作进行限制。
因而在固定销230B位于销游动槽233b的高速槽端部HP时，高速销导入孔233c与凸轮用从动链轮220的通孔220b连通。从而，与触接面230M触接的高速锁销214的一端因作用在平衡块213上的离心力而插入高速销导入孔233c内(参考图14)。
通过进气门凸轮轴230上述那样转动，进气凸轮231相对于排气凸轮241的相位变化了角度θ。从而，发动机7的气门正时不受气门弹簧335、345的弹力的影响而稳定地变化。
此外在图10～14中虽然没有对未示出的销游动槽233a(参考图4)的作用进行介绍，但是销游动槽233a的作用与销游动槽233b的相同。
而且在图13中，图3的突起部220T如虚线所示。设置该突起部220T，以便对平衡块主体216a以转动轴218为中心的转动操作进行限制。例如一旦平衡块主体216a转动了规定量，则平衡块主体216a的一面与突起部220T触接。从而，防止平衡块主体216a沿箭头M4方向很大地转动，防止低速锁销217从通孔220c中被拔出。
图14显示了由第1转速，发动机7的气门正时变化后的气门正时控制装置200的状态。
如上所述在第1转速，发动机7的气门正时变化后的高速锁销214的一端插入高速销导入孔233c内。从而，进气门凸轮轴230不能沿箭头M1、M2的任一个方向转动。从而，在高速转动时，进气凸轮231和排气凸轮241的相位关系固定为与低速转动时不同的相位关系。
另一方面，通过发动机7的转速从高值下降，发动机7在第2转速下转动时执行与上述相反的动作。
即在图14中，一旦发动机7的转速从高值下降变为第2转速，则平衡块主体213a由弹簧S1的弹力而沿与粗箭头M3相反方向转动。因而，高速锁销214从进气门凸轮轴230的高速销导入孔233c内被拔出。
而且在图14中，平衡块主体216a由图中未示出的弹簧S2(参考图4)的弹力而沿与粗箭头M4相反的方向转动。因而，低速锁销217的一端被推压在进气门凸轮轴230的触接面230M上。
如上所述，在进气门凸轮轴230上产生使其相对于凸轮用从动链轮220和排气门凸轮轴240沿箭头M1或M2方向转动的力。
从而由作用在进气凸轮231上的气门弹簧335的弹力，进气门凸轮轴230沿箭头M1方向转动，在此，由低速锁销217插入进气门凸轮轴230的低速销导入孔233d内，进气门凸轮轴230被固定。由此，发动机7的气门正时不受气门弹簧335、345的弹力的影响而稳定地变化。
如上所述，在本实施形态中，发动机7的转速升高时和转速下降时，气门正时变化的转速不同。即第1转速和第2转速不同。
第1转速和第2转速由气门正时控制装置200的结构部件的设定来实现。例如将弹簧S1和S2的弹力设定得相互不同。此时，作用在平衡块213保持的高速锁销214的力与作用在平衡块216保持的低速锁销217的力不同。
因而，高速锁销214从高速销导入孔233c内被拔出的转速(第2转速)与低速锁销217从低速销导入孔233d内被拔出的转速(第1转速)不同。
从而发动机7的转速升高时和转速下降时气门正时变化时的转速不同。因而能够充分防止在气门正时变化时，因气门弹簧335、345的弹力的影响，气门的行为变得不稳定的游车。因而，能够防止因游车引起的凸轮轮廓的变化，防止发动机的性能和耐久性的降低。
如上所述，在本实施形态中，通过发动机7的转速从低转速向高转速变化，或从高转速向低转速变化，进气门凸轮轴230相对于排气门凸轮轴240的相位变化。从而，对应于发动机7的转速，对排气门344和进气门334的气门正时进行控制。
而且在本实施形态中，不使用结构部件之间的摩擦力，根据低速锁销217和低速销导入孔233d以及高速锁销214和高速销导入孔233c的互补的移动动作，执行进气门凸轮轴230相对于排气门凸轮轴240的相位切换。从而基本上不会出现由结构部件的磨耗引起的劣化。从而不使用耐磨耗性的结构部件，能够实现气门正时控制装置200的长寿命化，同时实现低成本化。
此外，低速锁销217和低速销导入孔233d、以及高速锁销214和高速销导入孔233c的互补的移动动作仅由机械结构来实现而不要求高的加工精度，因而容易制造。
由于无需用于对低速锁销217和低速销导入孔233d以及高速锁销214和高速销导入孔233c的移动动作进行控制的、由油压回路、电气回路和软件等构成的控制系统，因而能够实现气门正时控制装置200的小型化。
此外在本实施形态中，在发动机7的转速增大时，在第1转速下进气门凸轮轴230相对于排气门凸轮轴240的相位因锁销保持机构210而变更。在此状态下，能够对排气门344和进气门334的开闭定时进行控制。
在发动机7的转速下降时，在比第1转速低的第2转速下进气门凸轮轴230相对于排气门凸轮轴240的相位因锁销保持机构210而变更。在此状态下，能够对排气门344和进气门334的开闭定时进行控制。
通过使在发动机7(转速)上升时的第1转速和发动机7下降时的第2转速不同，发动机7的转速在第1或第2转速区域内继续时，进气门凸轮轴230相对于排气门凸轮轴240的相位不往复变化。从而，能够充分防止由排气门344和进气门334的行为不稳定所引起的游车。
(其它结构示例)在本实施形态中，气门正时控制装置200设置在SOHC(单顶置凸轮轴)结构的发动机7上。但是设有气门正时控制装置200的发动机7只要是设置有凸轮轴的结构就可以而不受局限。
例如发动机7也可以是SV(侧置式气门)结构的发动机、OHV(顶置式气门)结构的发动机、DOHC(双顶置凸轮轴)结构的发动机。
如使用图8所述那样，在上文中，气门正时控制装置200设置在具有滚针式摇臂330、340的发动机7上，但是气门正时控制装置200也可以设置在直接作用型发动机上。
如图10～14所述那样，在气门正时控制装置200上，为了向规定方向对平衡块主体213a、216a施加力，使用弹簧S1和S2。然而只要是向规定方向对平衡块主体213a、216a施加力的弹性体，也可以使用橡胶等替代弹簧S1、S2。
而且在本实施形态中，作为车辆对机动两轮车进行介绍，但是并不局限于此，气门正时控制装置200也可以设置在拖拉机和两轮车等低排气量的小型车辆以及小型船舶的发动机上。
而且在上述实施例中，发动机7相当于发动机，排气门344相当于第1气门，进气门334相当于第2气门，气门正时控制装置200相当于气门正时控制装置，凸轮用从动链轮220相当于转动部件，排气门凸轮轴240相当于第1凸轮轴，进气门凸轮轴230相当于第2凸轮轴，锁销保持机构210相当于相位变更机构，低速锁销217和低速销导入孔233d相当于第1卡接机构，高速锁销214和高速销导入孔233c相当于第2卡接机构。
而且低速销导入孔233d相当于第1卡接部，低速锁销217相当于第1被卡接部件，弹簧S2相当于第1施力部件，平衡块主体216a相当于第1配重，高速销导入孔233c相当于第2卡接部，高速锁销214相当于第2被卡接部件，弹簧S1相当于第2施力部件，平衡块主体213a相当于第2配重。
此外，低速销导入孔233d相当于第1孔部，低速锁销217相当于第1销部件，高速销导入孔233c相当于第2孔部，高速锁销214相当于第2销部件。固定销230A、230B和销游动槽233a、233b相当于限制机构或阻止机构。
此外，销游动槽233a、233b相当于槽部，低速槽端部LP和高速槽端部HP相当于槽部内的两端面，固定销230A、230B相当于触接部件，发动机7相当于发动机装置，机动两轮车100相当于车辆。
而且在图8(b)中，由实线表示的进气凸轮231相对于排气凸轮241的相位相当于第1相位，由双点划线表示的进气凸轮231相对于排气凸轮241的相位相当于第2相位。
产业上的利用可能性本发明能够应用在机动两轮车、四轮汽车等具有发动机的车辆以及船舶等上。
权利要求
1.一种对应于发动机的转速而对第1气门和第2气门的开闭定时进行控制的气门正时控制装置，其特征在于，包括被设置得能够与上述发动机的转动连动地转动的转动部件；第1凸轮轴，其被设置得与上述第1气门触接、并通过与上述转动部件一起转动而对上述第1气门进行开闭；第2凸轮轴，其被设置得与上述第2气门触接并能够相对于上述第1凸轮轴相对地转动，通过与上述转动部件一起转动而对上述第2气门进行开闭；和使上述第2凸轮轴相对于上述第1凸轮轴的相位变更为第1相位和第2相位的相位变更机构；其中，上述相位变更机构包括第1卡接机构，该第1卡接机构在上述第2凸轮轴相对于上述第1凸轮轴具有上述第1相位的状态下，将上述第2凸轮轴卡接；和第2卡接机构，该第2卡接机构在上述第2凸轮轴相对于上述第1凸轮轴具有上述第2相位的状态下，将上述第2凸轮轴卡接；该第1卡接机构被设置得在将上述第2凸轮轴卡接的方向上被施力，并能够由离心力而沿解除上述第2凸轮轴的卡接的方向移动；该第2卡接机构被设置得在解除上述第2凸轮轴的卡接的方向上被施力，并能够由离心力而沿将上述第2凸轮轴卡接的方向移动。
2.根据权利要求1所述的气门正时控制装置，其特征在于所述第1卡接机构包括设置在上述第2凸轮轴上的第1卡接部；第1被卡接部件，其被设置得能够移动至由上述第1卡接部卡接的状态以及从上述第1卡接部脱离的状态；将上述第1被卡接部件向被上述第1卡接部卡接的方向施力的第1施力部件；由离心力使上述第1被卡接部件沿该第1被卡接部件从上述第1卡接部件脱离的方向移动的第1配重；上述第2卡接机构包括设置在上述第2凸轮轴上的第2卡接部；第2被卡接部件，其被设置得能够移动至由上述第2卡接部卡接的状态以及从上述第2卡接部脱离的状态；将上述第2被卡接部件向从上述第2卡接部脱离的方向施力的第2施力部件；和由离心力使上述第2被卡接部件在被上述第2卡接部卡接的方向上移动的第2配重；其中，上述第2凸轮轴设置得在上述第1被卡接部件从上述第1卡接部脱离且上述第2被卡接部件从上述第2卡接部脱离的状态下，能够相对于上述第1凸轮轴在上述第1相位和上述第2相位之间相对转动。
3.根据权利要求2所述的气门正时控制装置，其特征在于上述第1卡接部是设置在上述第2凸轮轴上的第1孔部；第1被卡接部件是设置得能够移动至被插入上述第1孔部内的状态和从上述第1孔部拔出的状态的第1销部件；上述第2卡接部是设置在上述第2凸轮轴上的第2孔部；上述第2被卡接部件是设置得能够移动到被插入上述第2孔部内的状态和从上述第2孔部拔出的状态的第2销部件。
4.根据权利要求1所述的气门正时控制装置，其特征在于，上述相位变更机构还包括将上述第2凸轮轴相对于上述第1凸轮轴的转动动作限制在上述第1相位和上述第2相位之间的范围内的限制机构。
5.根据权利要求4所述的气门正时控制装置，其特征在于，所述限制机构包括阻止机构，该阻止机构，当上述第2凸轮轴相对于上述第1凸轮轴的相位从上述第1相位变化到上述第2相位时，阻止上述第2凸轮轴的转动，当上述第2凸轮轴相对于上述第1凸轮轴的相位从上述第2相位变化到上述第1相位时，阻止上述第2凸轮轴的转动。
6.根据权利要求5所述的气门正时控制装置，其特征在于，上述阻止机构包括在上述第2凸轮轴上沿圆周方向设置的槽部；和固定在上述转动部件上，能够在上述槽部内移动且能够与上述槽部内的两端面触接的触接部件。
7.一种发动机装置，包括具有第1气门和第2气门的发动机；和对应于上述发动机的转速而对第1气门和第2气门的开闭定时进行控制的气门正时控制装置；该气门正时控制装置包括设置得能够与上述发动机的转动连动地转动的转动部件；第1凸轮轴，其设置得与上述第1气门触接、并通过与上述转动部件一起转动而对上述第1气门进行开闭；第2凸轮轴，其设置得与上述第2气门触接并能够相对于上述第1凸轮轴转动，通过与上述转动部件一起转动而对上述第2气门进行开闭；和使上述第2凸轮轴相对于上述第1凸轮轴的相位变更成第1相位和第2相位的相位变更机构；其中，上述相位变更机构包括第1卡接机构，该第1卡接机构在上述第2凸轮轴相对于上述第1凸轮轴具有上述第1相位的状态下，将上述第2凸轮轴卡接；和第2卡接机构，该第2卡接机构在上述第2凸轮轴相对于上述第1凸轮轴具有上述第2相位的状态下，将上述第2凸轮轴卡接；该第1卡接机构设置得在将上述第2凸轮轴卡接的方向上被施力，并能够由离心力而沿解除上述第2凸轮轴的卡接的方向移动；该第2卡接机构设置得在解除上述第2凸轮轴的卡接的方向上被施力，并能够由离心力而沿将上述第2凸轮轴卡接的方向移动。
8.一种车辆，包括发动机装置、驱动轮以及将上述发动机装置所产生的动力传送到上述驱动轮的传送机构，其中，上述发动机装置包括具有第1气门和第2气门的发动机；和对应于上述发动机的转速对第1气门和第2气门的开闭定时进行控制的气门正时控制装置；该气门正时控制装置包括设置得能够与上述发动机的转动连动地转动的转动部件；第1凸轮轴，其设置得与上述第1气门触接、并通过与上述转动部件一起转动而对上述第1气门进行开闭；第2凸轮轴，其设置得与上述第2气门触接并能够相对于上述第1凸轮轴转动，通过与上述转动部件一起转动而对上述第2气门进行开闭；和使上述第2凸轮轴相对于上述第1凸轮轴的相位变更成第1相位和第2相位的相位变更机构；其中，上述相位变更机构包括第1卡接机构，该第1卡接机构在上述第2凸轮轴相对于上述第1凸轮轴具有上述第1相位的状态下，将上述第2凸轮轴卡接；和第2卡接机构，该第2卡接机构在上述第2凸轮轴相对于上述第1凸轮轴具有上述第2相位的状态下，将上述第2凸轮轴卡接；该第1卡接机构设置得在将上述第2凸轮轴卡接的方向上被施力，并能够由离心力而沿解除上述第2凸轮轴的卡接的方向移动；该第2卡接机构设置得在解除上述第2凸轮轴的卡接的方向上被施力，并能够由离心力而沿将上述第2凸轮轴卡接的方向移动。
全文摘要
本发明涉及气门正时控制装置，具有该控制装置的发动机装置及车辆。在发动机的转速低的场合下，由弹簧所引起的使低速锁销插入低速销导入孔方向的力比作用在配重上的离心力大。从而将低速锁销插入低速销导入孔内，进气门凸轮相对于排气门凸轮的相位被固定。在发动机的转速高的场合下，由作用在配重上的离心力引起的使高速锁销向插入高速销导入孔方向的力，比由弹簧引起的使高速锁销从高速销导入孔内拔出方向的力大。从而将高速锁销插入高速销导入孔内，进气门凸轮相对于排气门凸轮的相位被固定。
文档编号F01L13/00GK101080552SQ200580043369
公开日2007年11月28日 申请日期2005年12月7日 优先权日2004年12月17日
发明者山本稔, 森田敏正 申请人:雅马哈发动机株式会社