专利名称：内燃机的可变气门传动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内燃机的可变气门传动装置，包括辅助凸轮，其由可动支轴可摆动地支承，并且从动于气门传动凸轮摆动，其中所述可动支轴可以在与所述气门传动凸轮的旋转轴线正交的平面内移位；以及摇臂，其与发电机气门联动地连接，并且从动于所述辅助凸轮，所述内燃机的可变气门传动装置通过使所述可动支轴移位，能够使发动机气门的包括升程量在内的动作特性变化。
背景技术：
例如在日本专利公报特表2004-521234号和德国专利申请公开第10237104号说明书中公开了这样一种内燃机的可变气门传动装置使联动地连接于发动机气门的摇臂通过辅助凸轮摆动，其中辅助凸轮由气门传动凸轮驱动而摆动，通过改变辅助凸轮的支点来改变发动机气门的升程量和开闭时间。
但是，上述日本专利公报特表2004-521234号和德国专利申请公开第10237104号说明书所公开的装置中，摇臂的一端部由设置于气缸盖的油压挺杆可摆动地支承，与此相对，辅助凸轮由不同于气缸盖的部件支承，因而存在辅助凸轮在摇臂上的抵接位置即使在相同的运转条件下也会因热的影响而变化的可能性。另外，由于摇臂的摆动支点和辅助凸轮的摆动支点之间插设有作为其他部件的多个部件，因而存在装配误差和尺寸累积误差，由于所述装配误差和尺寸累积误差，也会引起辅助凸轮在摇臂上的抵接位置发生变化。并且，在使发动机气门的升程量变化的气门传动装置中，特别是在低升程的状态下，由于所述抵接位置相对于升程量的变化比率较大，因而可能对升程量的控制产生较大影响。
发明内容
本发明是针对上述问题而提出的，目的在于提供一种内燃机的可变气门传动装置，其能够提高在将发动机气门的升程量控制为较低的状态时的控制精度。
为了实现该目的，本发明的内燃机的可变气门传动装置，包括辅助凸轮，其由可动支轴可摆动地支承，并且从动于气门传动凸轮进行摆动，其中，所述可动支轴可在与所述气门传动凸轮的旋转轴线正交的平面内移位；以及摇臂，其与发动机气门联动地连接，并且从动于所述辅助凸轮，所述内燃机的可变气门传动装置通过使所述可动支轴移位，来使发动机气门的包括升程量在内的动作特性变化，所述内燃机的可变气门传动装置的第一特征在于，在发动机主体上支承有控制臂，所述控制臂可绕与所述气门传动凸轮的旋转轴线平行的转动轴线转动，在该控制臂上，具有与该控制臂的转动轴线平行的轴线的所述可动支轴保持在偏离所述转动轴线的位置，并且在该控制臂上还设有油压挺杆，所述油压挺杆支承所述摇臂的一端部，设置于所述摇臂的另一端部的气门抵接部与发动机气门的顶杆的上端部抵接。
根据该第一特征的结构，可摆动地支承辅助凸轮的可动支轴保持于控制臂，支承摇臂的一端部的油压挺杆设置于控制臂，因此能够将摇臂的摆动支点与辅助凸轮的摆动支点之间产生的装配误差和尺寸累积误差抑制为较小，并且即使由于热膨胀等引起尺寸变化，也能够将辅助凸轮在摇臂上的抵接位置的变化抑制为较小，从而能够提高在将发动机气门的升程量控制为较低的状态时的控制精度。
另外，本发明在上述第一特征结构的基础上，第二特征在于，所述控制臂的转动轴线配置于所述发动机气门的顶杆的上方，所述气门抵接部形成为在发动机气门处于关闭状态时，沿着以所述转动轴线为中心的圆弧，根据该结构，即使控制臂绕转动轴线转动，也能够避免在摇臂的另一端部的气门抵接部与发动机气门的顶杆之间产生较大的载荷变化，从而能够保持气门抵接部与所述顶杆的抵接，并且能够使伴随控制臂的转动而在气门抵接部与所述顶杆的接触部产生的磨损减轻。
本发明在上述第二特征结构的基础上，第三特征在于，在与所述控制臂的转动轴线垂直的平面上的投影图上，所述控制臂的转动轴线配置于所述顶杆的向上方的延长宽度内，根据所述结构，能够使控制臂的转动轴线更加接近发动机气门的顶杆的轴线，从而可实现气门传动装置的紧凑化。
本发明在上述第一至三特征任一结构的基础上，第四特征在于，所述控制臂具有沿着所述转动轴线彼此隔开间隔的一对侧壁部；和一对轴部，它们以所述转动轴线为轴线从所述两侧壁部的外表面突出，并且由发动机主体可转动地支承，在所述控制臂上设置有从动部，所述从动部配置在所述两侧壁部之间的中央部，由驱动该控制臂转动的驱动装置来驱动，在该从动部与所述两侧壁部之间分别配置有所述摇臂，所述摇臂配置成侧视时其一部分与所述从动部和所述侧壁部重叠，根据该结构，能够通过从动部和侧壁部防止由油压挺杆支承一端部的摇臂倾倒，使摇臂易于装配到控制臂上，进而使辅助凸轮也容易装配到控制臂上。
本发明在上述第四特征结构的基础上，第五特征在于，所述控制臂具有一体地连接所述两侧壁部之间的连接壁部，支承所述摇臂一端部的所述油压挺杆设置于所述连接壁部，根据该结构，能够在提高控制臂所具有的一对侧壁部的连接刚性的同时配置油压挺杆。
本发明在上述第五特征结构的基础上，第六特征在于，在一体地连接一对辅助凸轮的辅助凸轮连接部上设有与所述气门传动凸轮抵接的凸轮抵接部，在所述连接壁部与所述辅助凸轮连接部之间设置有空转用弹簧，所述空转用弹簧的中心部配置在与所述气门传动凸轮的旋转轴线正交、并通过所述凸轮抵接部的宽度方向中心部的平面内，所述空转用弹簧产生对所述辅助凸轮连接部向使所述凸轮抵接部与气门传动凸轮接触的方向施力的弹力，根据该结构，对应于从气门传动凸轮对辅助凸轮的载荷作用点来配置空转用弹簧，从而能够将空转用弹簧的弹簧载荷设定为较小，从而有助于空转用弹簧的小型化，进而有助于气门传动装置的小型化。
参照附图并根据以下详细叙述的优选实施例的说明，来明确本发明的上述、其他目的、特征及优点。
图1～图5表示本发明的第一实施例。
图1是内燃机的主要部分纵剖侧视图；图2是图1的2-2线剖面图；图3是高升程状态时沿图2中的3-3线的剖面图；图4是气门传动装置的主要部分分解立体图；图5是低升程状态时与图3对应的剖面图；图6～图9表示本发明的第二实施例；图6是与图2对应的剖面图，是沿着图8中的6-6线的剖面图；图7是气门传动装置的主要部分的分解立体图；图8是高升程状态时沿图6中的8-8线的剖面图；图9是低升程状态时与图8对应的剖面图；图10和图11表示本发明的第三实施例；图10是与图3对应的剖面图；图11是驱动装置的立体图；图12～图21表示本发明的第四实施例；图12是内燃机的主要部分的纵剖侧视图；图13是沿图12中的13-13线的箭头方向视图；图14是高气门升程状态时沿图13中的14-14线的剖面图；图15是高气门升程状态时沿图13中的15-15线的剖面图；图16是低气门升程状态时与图15对应的剖面图；图17是从一个方向观察到的可变气门传动机构的立体图；图18是从另一方向观察到的可变气门传动机构的立体图；图19是从一个方向观察到的控制臂的立体图；图20是从另一方向观察到的控制臂的立体图；图21是沿图19和图20中的箭头21方向的视图。
具体实施例方式
下面参照附图所示的本发明的实施例来对本发明的实施方式进行说明。
参照图1～图5对本发明的第一实施例进行说明，首先在图1～图4中，在构成发动机主体14的一部分的气缸盖15上配设有一对作为发动机气门的进气门16…，所述进气门16…可相对于一个气缸进行开闭动作，驱动两进气门16…开闭的气门传动装置17A包括凸轮轴19，其设有与两进气门16…分别对应的气门传动凸轮18…；一对辅助凸轮21、21，它们由可动支轴20可摆动地支承，并且从动于各气门传动凸轮18…进行摆动，所述可动支轴20可在与所述气门传动凸轮18…的旋转轴线即凸轮轴19的轴线正交的平面内移位；一对摇臂22、22，它们分别与各进气门16…联动地连接，并且分别从动于所述两辅助凸轮21…；控制臂23，其连接于可动支轴20，并可绕与所述气门传动凸轮18…即所述凸轮轴19的轴线平行的轴线转动，且将所述可动支轴20保持在偏离该转动轴线的位置；以及驱动装置24，其用于驱动该控制臂23转动，通过使所述可动支轴20移位能够改变进气门16…的包括升程量在内的动作特性。
所述两进气门16…的顶杆16a…可滑动地嵌合于导向筒25…中，所述导向筒25…设置在气缸盖15上，气门弹簧28…插设在顶杆16a…的上端所设置的保持器26…与抵接于气缸盖15的保持器27…之间，通过该气门弹簧28…，进气门16…被朝关闭方向施力。
在气缸盖15上以配置于一对进气门16…两侧的方式设有凸轮支承件29、29，协同这些凸轮支承件29…可旋转地支承所述凸轮轴19的端盖30、30紧固于凸轮支承件29…的上表面。
两摇臂22、22的一端部通过油压挺杆31…可摆动地支承于控制臂23。另外，在两摇臂22…的另一端部上设有与所述进气门16…的顶杆16a…的上端抵接的气门抵接部22a、22a。另外，在两摇臂22…的中间部通过滚针轴承32…轴支承有第一滚子33…，这些第一滚子33…分别与辅助凸轮21…滚动接触，所述辅助凸轮21…分别与各摇臂22…对应。
控制臂23构成为一体地具有侧壁部23a、23a，它们沿控制臂23的转动轴线隔开间隔地配置于所述两进气门16…的两侧；轴部23b、23b，它们与两侧壁部23a…的外表面垂直相连，并以与凸轮轴19平行的轴线为转动轴线C；连接所述两侧壁部23a…的一端部之间的第一连接壁部23c；以及连接所述两侧壁部23a…的另一端之间的第二连接壁部23d。所述轴部23b…与设置于所述凸轮支承件29…的支承孔34…可转动地嵌合。即，控制臂23由凸轮支承件29…可转动地支承。
控制臂23通过一对侧壁部23a、23a、第一连接壁部23c和第二连接壁部23d而形成为四边框状，通过第一连接壁部23c和第二连接壁部23d的加强效应，提高了控制臂23的刚性。特别是设置有该第二连接壁部23d的位置在轴部23b、23b的附近，所述轴部23b、23b是控制臂23的有最大载荷作用的部位，从而第二连接壁部23d有效地帮助控制臂23提高刚性。
该控制臂23的转动轴线C即轴部23b…的轴线设置于两进气门16…的顶杆16a…的上方，设置在摇臂22…的另一端部的所述气门抵接部22a…形成为当进气门16…处于关闭落位状态时，沿着以控制臂23的转动轴线C为中心的圆弧A(在图3中用虚线表示)。
并且，在与控制臂23的转动轴线C正交的平面上的投影图上，控制臂23的转动轴线C配置在顶杆16a…的向上方的延长宽度W(图1中用点划线表示的宽度)内。
具有与所述凸轮轴19平行的轴线的可动支轴20，贯穿两辅助凸轮21…和圆筒状的衬套35，所述两辅助凸轮21…设置于控制臂23的两侧壁部23a…的内侧，衬套35插装在两辅助凸轮21…之间，该可动支轴20的两端与所述两侧壁部23a…的内侧面抵接，分别插入在两侧壁部23a…中的螺栓36、36螺合于可动支轴20的两端部，在可动支轴20与两辅助凸轮21…之间分别插装有滚针轴承37、37。
即，通过两端可装卸地安装于控制臂23的两侧壁部29a…的可动支轴20，来可转动地支承两辅助凸轮21…，而且与可动支轴20分体的衬套35嵌合安装于可动支轴20的外周，并且装入在两辅助凸轮21、21之间。
并且在两辅助凸轮21…中，在与控制臂23的轴部23b…和所述可动支轴20之间对应的部分上，一体地连接设置有一对支承臂部21a、21a…，所述一对支承臂部21a、21a…形成为朝凸轮轴19侧敞开的大致U字状，并且朝凸轮轴19的下方延伸，在固定于两支承臂部21a、21a…的顶端之间的支轴38…上，通过滚针轴承39…轴支承有第二滚子40…，这些第二滚子40…分别与凸轮轴19的气门传动凸轮18…滚动接触。即，通过第二滚子40…与凸轮轴19的气门传动凸轮18…的接触，辅助凸轮21、21被绕可动支轴20的轴线转动驱动。
另外，关于所述支轴38…，在所述凸轮轴19的相反侧，在所述两辅助凸轮21、21上分别一体地设置有受压臂部21b、21b，在这些受压臂部21b…上作用有弹力，所述弹力分别对辅助凸轮21…向使所述第二滚子40…与气门传动凸轮18…滚动接触的一侧施力。
即，在控制臂23所具有的第二连接壁部23d上，分别对应于各辅助凸轮21…一体地设有有底圆筒状的导向筒43、43，所述导向筒43、43朝辅助凸轮21…的相反侧延伸，并在辅助凸轮21…的相反侧的端部具有端壁43a…，在与所述辅助凸轮21…的受压臂部21b…抵接的抵接件44…和导向筒43…的端壁43a…之间压缩设置空转用弹簧45…。
另外，在辅助凸轮21…的下表面设有与摇臂22…的第一滚子33…滚动接触的抵接面46…，该抵接面46通过将升程部46a和基圆部46b相连而构成，所述升程部46a用于驱动摇臂22转动，基圆部46b保持与可动支轴20的轴线的距离为等距离，以便使摇臂22保持为静止状态，升程部46a形成为呈直线状延伸，并且，在辅助凸轮21随着气门传动凸轮18的转动而转动时，升程部46a与摇臂22的第一滚子33的接触点和可动支轴20的轴线之间的距离逐渐增大。
在控制臂23所具有的第一连接壁部23c中，在与所述摇臂22…对应的部分一体地设有有底筒状的挺杆安装筒部47…，挺杆安装筒部47…朝所述可动支轴20的相反侧延伸，并且在可动支轴20的相反侧的端部具有端壁47a，在这些挺杆安装筒部47…中安装有油压挺杆31…。
油压挺杆31包括有底圆筒状的主体48，其嵌合安装于挺杆安装筒部47内，并且其封闭端与端壁47a抵接；可滑动地安装于该主体48的插棒49；止回阀52，其设在所述插棒49的一端，并插装在高压室50与形成于所述插棒49内的油室51之间，所述高压油室50形成于所述主体48的封闭端与所述插棒49的一端之间；以及回复弹簧53，其设置在主体48与插棒49之间，产生对所述插棒49向使所述高压室50的容积增大的一侧施力的弹力，摇臂22的一端部由形成于所述插棒49的另一端的球状头部49a可摆动地支承。
并且，在控制臂23上设有一直延伸到轴部23b…的、用于将油压导向所述油压挺杆31…的油压道54，油压从气缸盖15经由所述轴部23b…提供给所述油压道54。
驱动装置24包括驱动轴56，其可旋转地支承于凸轮支承件29…与端盖30…之间，并具有平行于可动支轴20的轴线；设置于该驱动轴56的驱动齿轮57；以及驱动所述驱动轴56旋转的电动机58，通过该驱动装置24，所述控制臂23被绕轴部23c…的轴线即转动轴线C转动驱动。
并且，在控制臂23所具有的第一连接壁部23c上，设有配置于两侧壁部23a…之间的中央部的作为从动部的扇形齿轮59，一对摇臂22…分别配置在控制壁23的两侧壁部23a…与所述扇形齿轮59之间，并配置成侧视时它们的一部分与所述扇形齿轮59和两侧壁部23a…重叠。
在凸轮支承件29…和端盖30…的内周，在支承所述驱动轴56的部分设有与凸轮支承件29…的油通道60连通的环状凹部61…，在驱动轴56上设有呈一条直线状延伸的油通道62，并且设有使该油通道62与所述环状凹部61…连通的连通孔63…，另外在驱动轴56上设有用于向驱动齿轮57与扇形齿轮59的啮合部喷出油通道62内的油的喷出孔64，从喷出孔64喷出的油供驱动齿轮57与扇形齿轮59的啮合部润滑用。
当通过所述驱动装置24使控制臂23配置于图3所示位置时，进气门16…的顶杆16a…的上端，通过绕可动支轴20的轴线转动的辅助凸轮21…的抵接面46…的升程部46a…中、基圆部46b…相反侧的端部，被朝打开方向驱动，在该状态下，进气门16…的升程量h最大。另外，当通过驱动装置24使控制臂23如图5所示向上方转动时，例如使进气门16…的顶杆16a…的上端与辅助凸轮21…的抵接面46…的基圆部46b…抵接，在该状态下进气门16…的升程量h最小(＝0)。
即，通过由驱动装置24驱动控制臂23转动，进气门16…的升程量变化，而通过控制臂23的转动驱动，气门传动凸轮18…与第二滚子40…接触的定时也发生变化，由此进气门16…的开闭定时变化。
下面对该第一实施例的作用进行说明，控制臂23支承于发动机主体14的气缸盖14，并可绕与气门传动凸轮18…的旋转轴线平行的转动轴线转动，在该控制臂23上，具有与该控制臂23的转动轴线C平行的轴线的可动支轴20保持在偏离所述转动轴线C的位置，并且在该控制臂23上设置有支承摇臂22…的一端部的油压挺杆31…，设置于摇臂22…另一端部的气门抵接部22a…抵接于进气门16…的顶杆16a…的上端部。
即，可摆动地支承辅助凸轮21…的可动支轴20保持在控制臂23上，支承摇臂22…的一端部的油压挺杆31…设于控制臂23，因此能够将在摇臂22…的摆动支点和辅助凸轮21…的摆动支点之间产生的装配误差和尺寸累积误差抑制为较小，并且即使由于热膨胀等而引起尺寸变化，也能够将辅助凸轮21…与摇臂22…的抵接位置的变化抑制为较小，从而能够提高将进气门16…的升程量控制为较低状态时的控制精度。
另外，控制臂23的转动轴线C配置于进气门16…的气门杆16a…的上方，设置于摇臂22…并与所述顶杆16a…的上端抵接的气门抵接部22a…形成为当进气门16…处于关闭状态时，沿着以转动轴线C为中心的圆弧A，因此即使控制臂23绕转动轴线C转动，也能够避免在摇臂22…的气门抵接部22a…与进气门16…的顶杆16a…之间产生较大的载荷变化，能够保持气门抵接部22a…与顶杆16a…的抵接，并且能够降低伴随控制臂23的转动而在气门抵接部22a…与顶杆16a…的接触部产生的磨损。
另外，在与控制臂23的转动轴线C正交的平面上的投影图上，控制臂23的转动轴线C配置于顶杆16a…的向上方的延长宽度W内，因此可使控制臂23的转动轴线C更加接近进气门16…的顶杆16a…的轴线，能够实现气门传动装置17A的紧凑化。
另外，控制臂23包括沿其转动轴线C彼此隔开间隔的一对侧壁部23a…；和一对轴部23b…，它们以转动轴线C为轴线从两侧壁部23a…的外表面突出，并由气缸盖15的凸轮支承件29…可转动地支承，在控制臂23上设有扇形齿轮59，该扇形齿轮59配置于两侧壁部23a…之间的中央部，并由驱动该控制臂23转动的驱动装置24驱动，在该扇形齿轮59与所述两侧壁部23a…之间配置有摇臂22…，摇臂22…配置成侧视时其一部分与扇形齿轮59和所述侧壁部23a…重叠。
因此通过扇形齿轮59和侧壁部23a…能够防止通过油压挺杆31…来支承一端部的摇臂22…倾倒，使摇臂22…容易装配到该控制臂23，进而使辅助凸轮21…容易装配到控制臂23。
并且控制臂23具有一体地连接两侧壁部23a…的一端之间的第一连接壁部23c，支承摇臂22…的一端部的油压挺杆31…设置于第一连接壁部23c，因此能够在提高控制臂23所具有的一对侧壁部23a…的连接刚性的同时配置油压挺杆31…。
另外，可摆动地支承辅助凸轮21、21的可动支轴20可装卸地安装于控制臂23，因此不卸下摇臂22等结构部件，就能够进行辅助凸轮21…的装卸操作，使得零件的更换作业变得容易。
另外，在可摆动地支承一对辅助凸轮21、21的可动支轴20的外周，以插设在两辅助凸轮21、21之间的方式嵌合安装有与可动支轴20分体的衬套35，因此能够简化可动支轴20的形状，并能够对各辅助凸轮21…在沿着可动支轴20的轴线的方向上的位置进行限制。
图6～图9表示本发明的第二实施例，与上述第一实施例对应的部分标以相同的参照符号，并省略详细说明。
驱动两进气门16…开闭的气门传动装置17B包括凸轮轴69，其设有由两进气门16…共用的一个气门传动凸轮68；一对辅助凸轮71、71，它们由可动支轴20可摆动地支承，并且从动于气门传动凸轮68摆动，所述可动支轴20可在与所述气门传动凸轮68的转动轴线即凸轮轴69的轴线正交的平面内移动；一对摇臂22、22，它们与各进气门16…分别联动地连接，并且分别从动于所述两辅助凸轮71…；控制臂73，其能够绕与所述气门传动凸轮68的轴线平行的轴线转动，并且将所述可动支轴20保持在偏离其转动轴线C的位置上；以及驱动该控制臂73转动的驱动装置24。
两摇臂22…的一端部通过油压挺杆31…可摆动地支承于控制臂73。另外，通过滚针轴承32…轴支承于两摇臂22…的中间部的第一滚子33…分别与辅助凸轮71…滚动接触，所述辅助凸轮71…分别对应于各摇臂22…。
控制臂73构成为一体地具有侧壁部73a、73a，它们沿着控制臂73的转动轴线隔开间隔地配置于所述两进气门16…的两侧；轴部73b、73b，它们以平行于凸轮轴19的轴线为转动轴线C，并与两侧壁部73a…的外表面垂直相连；连接所述两侧壁部73a…的一端部之间的第一连接壁部73c；以及连接两侧壁部73a…的另一端部之间的第二连接壁部73d，所述轴部73b…可转动地嵌合于凸轮支承件29…的支承孔34…。
该控制臂73的转动轴线C即轴部73b…的轴线配置于两进气门16…的顶杆16a的上方。并且，在与控制臂73的转动轴线C正交的平面上的投影图上，控制臂73的转动轴线C配置于顶杆16a…的向上方的延长宽度W(图8中点划线所示的宽度)内。
具有与所述凸轮轴19平行的轴线的可动支轴20，贯穿两辅助凸轮71…和圆筒状的衬套35，所述两辅助凸轮71…配置于控制臂73的两侧壁部73a…的内侧，衬套35插装在两辅助凸轮71…之间，该可动支轴20的两端抵接于所述两侧壁部73a…的内侧面，分别贯穿插入在两侧壁部73a…中的螺栓36、36螺合于可动支轴20的两端部，在可动支轴20与两辅助凸轮71…之间分别插装有滚针轴承37、37。
并且，两辅助凸轮71…通过辅助凸轮连接部74连接为一体，支轴75固定于设置在该辅助凸轮连接部74上的大致U字状的支承部74a上，而作为凸轮抵接部的滚子77通过滚针轴承76轴支承于该支轴75，该滚子77与凸轮轴69的气门传动凸轮68滚动接触。即，通过滚子77与凸轮轴69的气门传动凸轮68的接触，一对辅助凸轮71…被绕可动支轴20的轴线转动驱动。
另外，辅助凸轮连接部74通过空转用弹簧78被朝向使滚子77与气门传动凸轮68接触的一侧施力，该空转用弹簧78设置于控制臂73的第一连接壁部73c与辅助凸轮连接部74之间，并且其中心部配置在与气门传动凸轮68的旋转轴线正交、并且通过所述滚子77的宽度方向中心部的平面内。
即在所述辅助凸轮连接部74上一体地设有受压臂部71b，在与该受压臂部71b抵接的抵接件79与控制臂73所具有的第一连接壁部73c之间，压缩设置有空转用弹簧78。
另外，与上述第一实施例一样，在辅助凸轮71…的下表面设有与摇臂22…的第一滚子33…滚动接触的抵接面46，该抵接面46通过将升程部46a与基圆部46b相连而构成，升程部46a用于驱动摇臂22转动，基圆部46b保持其与可动支轴20的轴线的距离为等距离，以便将摇臂22保持为静止状态。
在控制臂73所具有的第一连接壁部73c上，在与所述摇臂22…对应的部分一体地设置有有底筒状的挺杆安装筒部47…，挺杆安装筒部47…朝所述可动支轴20的相反侧延伸，并且在可动支轴20的相反侧具有端壁47a…，在这些挺杆安装筒部47…上安装有油压挺杆31…。
另外，在控制臂73所具有的第一连接壁部73c上，通过驱动装置24驱动的、作为从动部的扇形齿轮59以配置于两侧壁部73a…之间的中央部的方式进行设置，一对摇臂22…分别配置于控制臂73的两侧壁部73a…与所述扇形齿轮59之间，并且该一对摇臂22…配置成在侧视时它们的一部分与所述扇形齿轮59和两侧壁部73a…重叠。
当控制臂73通过所述驱动装置24配置于图8所示的位置时，进气门16…的顶杆16a…的上端通过绕可动支轴20的轴线转动的辅助凸轮71…的抵接面46…的升程部46a…中、基圆部46b…相反侧的端部，被朝打开方向驱动，在该状态下，进气门16…的升程量h最大。另外，当通过驱动装置73而使控制臂73如图9所示向上方转动时，例如，进气门16…的顶杆16a…的上端与辅助凸轮71…的抵接面46…的基圆部46b…抵接，该状态下进气门16…的升程量h最小(＝0)。
即，通过由驱动装置24驱动控制臂73转动，进气门16…的升程量变化，而通过控制臂73的转动驱动，气门传动凸轮68与滚子77接触的定时也变化，从而进气门16…的开闭定时也变化。
根据该第二实施例，能够收到与上述第一实施例同样的效果，并且，在一体地连接一对辅助凸轮71…的辅助凸轮连接部74上，轴支承有抵接于气门传动凸轮68的滚子77，空转用弹簧78产生对辅助凸轮连接部74向使该滚子77与气门传动凸轮68接触的一侧施力的弹力，空转用弹簧78设置于控制臂73的第一连接壁部73c与辅助凸轮连接部74之间，并且使其中心部配置在与气门传动凸轮68的旋转轴线正交、并通过所述滚子77的宽度方向中心部的平面内，因此通过对应于从气门传动凸轮68对辅助凸轮71…的载荷作用点来配置空转用弹簧78，能够将空转用弹簧78的弹簧载荷设定为较小，从而有助于空转用弹簧78的小型化，进而有助于气门传动装置的小型化。
图10和图11表示本发明第三实施例，与上述第一实施例对应的部分标以相同的参照符号，并省略详细说明。
驱动一对进气门16…开闭的气门传动装置17C包括凸轮轴19，其设有分别对应于两进气门16…的气门传动凸轮18…；一对辅助凸轮21…，它们由可动支轴20可摆动地支承，并且从动于各气门传动凸轮18…而摆动，所述可动支轴20可在与所述气门传动凸轮18…的旋转轴线即凸轮轴19的轴线正交的平面内移动；一对摇臂22…，它们分别联动地连接于各进气门16…，并且分别从动于所述两辅助凸轮21…；控制臂23，其连接于可动支轴20，并且可绕与所述气门传动凸轮18…即所述凸轮轴19的轴线平行的轴线转动，并且该控制臂23将所述可动支轴20保持在偏离其转动轴线的位置上；以及驱动该控制臂23转动的驱动装置84。
所述驱动装置84包括驱动轴85和电动机58，驱动轴85一体地具有一对轴部85a、85a，它们可转动地支承在第一实施例所示的凸轮支承件29…与端盖30…之间；连接这些轴部85a…的偏心位置之间的连接壁部85b；形成为大致C字状、并设置于所述连接壁部85b的中央部的夹持部85c；所述电动机58与所述两轴部85a…中的一个连接，通过该驱动装置84驱动的从动部86以配置于两侧壁部23a…之间的中央部的方式设置于控制臂23的第一连接壁部23c。
并且，在控制臂23的第一连接壁部23c上，从动部86构成为包括朝上方延伸地一体设置于两侧壁部23a…之间的中间部的一对支承臂87、87；以及通过滚针轴承89轴支承在支轴88上的滚子90，支轴88设置于这些支承臂87…的顶端之间，滚子90由所述驱动装置84的夹持部85c夹持。
并且，通过驱动轴85绕轴部85a…的轴线转动，摇臂23绕转动轴线C转动，从而，进气门16…的包括升程量在内的动作特性变化。
另外，一对摇臂22…分别配置在控制臂23的两侧壁部23a…与所述从动部88之间，并且配置成它们的一部分在侧视时与所述从动部88和两侧壁部23a…重叠。
根据该第三实施例，也能够获得与上述第一实施例同样的效果。
下面根据图12～图21对本发明第四实施例进行说明。
如图12和图13所示，在内燃机的气缸盖111上对应各气缸可开闭地设置有一对进气门112、112，驱动这些进气门112、112开闭的可变气门传动机构113包括设有气门传动凸轮114的凸轮轴115；控制臂117，其分别通过轴部116、116可摆动地支承于在气缸盖111上设置的一对支承壁111a、111a的轴孔111b、111b内；设有使控制臂117摆动的控制凸轮118的控制轴119；辅助凸轮121，其通过可动支轴120可摆动地支承于控制臂117，并且从动于气门传动凸轮114摆动；以及一对摇臂122、122，它们分别联动地连接于进气门112、112，并且分别从动于辅助凸轮121，通过使所述可动支轴120移位，能够使进气门112、112的包括气门升程的动作特性变化。
进气门112、112的气门杆112a、112a可滑动地嵌合于导向筒123、123中，导向筒123、123设置在气缸盖111上，进气门112、112通过气门弹簧126、126被向关闭方向施力，所述气门弹簧126、126插设在保持器124、124与和气缸盖111抵接的保持器125、125之间，保持器124、124设置于顶杆112a、112a的上端。
下面根据图19～图21对控制臂117的形状进行说明。
控制臂117由单一部件构成，包括分别设有所述一对轴部116、116的一对板状的侧壁部127、127。这些侧壁部127、127隔开预定间隔平行配置，两侧壁部127、127的一端部之间通过与轴部116、116平行地延伸的第一连接壁部128相互连接，并且，它们的另一端部之间通过与轴部116、116平行地延伸的第二连接壁部129相互连接。即，从图21的方向看，控制臂117由一对侧壁部127、127、第一连接壁部128以及第二连接壁部129形成为四边框状，通过第一连接壁部128和第二连接壁部129的加强效应，提高了控制臂117的刚性。特别是，设置该第二连接壁部129的位置在轴部116、116的附近，所述轴部116、116是控制臂117的有最大载荷作用的部位，以便有效地帮助控制臂117提高刚性。
在控制臂117的侧壁部127、127上一体地突出设置有所述轴部116、116，此外还形成有用于使所述可动支轴120压入的轴孔127a、127a。控制臂117的第一连接壁部128和第二连接壁部129通过间隔壁部130连接为一体，通过该第二连接壁部129的加强效应，控制臂117的刚性进一步提高。
一对侧壁部127、127和间隔壁部130彼此平行地延伸，在它们之间形成有两个摇臂收容孔117a、117a。在间隔壁部130的靠近第一连接壁部128的位置，向上立起有一对滚子支承部130a、130a，在这些滚子支承部130a、130a上形成用于使后述的滚子轴147压入的轴孔130b、130b。在一对滚子支承部130a、130a之间形成有滚子收容凹部130c，该滚子收容凹部130c的底壁的一部分由所述第一连接壁部128构成。
在第一连接壁部128上面向摇臂收容孔117a、117a形成有一对油压挺杆安装孔128a、128a，油压挺杆安装孔128a、128a用于安装后述的油压挺杆131、131。第一连接壁部128形成有连通于油压挺杆安装孔128a、128a的排油孔128b、128b，从油压挺杆131、131排出的油经过排油孔128b、128b滴向下方。另外，在第二连接壁部129上形成有用于安装后述的施力装置142的施力装置安装孔129a。
如图13～18所示，摇臂122、122是不具有摇臂轴的类型的摇臂，形成于其一端部的凹部122a可摆动地支承于油压挺杆131的顶端的球面轴承131a，其中所述油压挺杆131安装于所述第一连接壁部128的油压挺杆安装孔128a中，并且，摇臂122、122通过其另一端部来驱动进气门112。即，在摇臂122的另一端上可滑动地支承有抵接于进气门112的顶杆112a的上端的抵接部件132，通过调整螺丝133和防松螺母134对该抵接部件132的位置进行调整，从而能够对进气门112的落位状态进行调整。滚子137通过滚珠轴承136可旋转地支承于滚子轴135，该滚子轴135架设于形成在摇臂122的中间部的滚子收容孔122b中。
摇臂122、122嵌合收容在控制臂117的由一对侧壁部127、127与间隔壁部130夹持的摇臂收容孔117a、117a中。不具有摇臂轴的摇臂122仅支承为其一端抵接于油压挺杆131，其另一端抵接于进气门112的顶杆112a，中央的滚子137抵接于辅助凸轮121，因此，其姿态不稳定而容易倾倒，所以可能导致装配作业困难。但是，在本实施例中，通过使摇臂122、122的两侧夹在侧壁部127、127与间隔壁部130之间以防倾倒，其装配作业变得容易。
在控制臂117的一对侧壁部127、127上形成的轴孔127a、127a中压入有支轴138，在该支轴138上可摆动地支承有辅助凸轮121。在从辅助凸轮121的轴向中央部突出的第一臂121a上通过滚子轴139和滚珠轴承140支承有滚子141，该滚子141与设置于凸轮轴115的气门传动凸轮114抵接。另外，在从辅助凸轮121的轴向两端部突出的一对第二臂121b、121b上形成有凸轮面121c、121c，在这些凸轮面121c、121c上抵接有所述摇臂122、122的滚子137、137。
产生使辅助凸轮121的滚子141与气门传动凸轮114抵接的弹力的施力装置142安装在施力装置安装孔129a中，所述施力装置安装孔129a形成于控制臂117的第二连接壁部129。施力装置142构成为包括压入在第二连接壁部129的施力装置安装孔129a中的导向筒143；可滑动地嵌合于导向筒143中的推压部件144；设置于推压部件144的上端并与辅助凸轮121的第一臂121a的下表面抵接的抵接部145；以及压缩设置于导向筒143与抵接部145之间并对推压部件144向突出方向施力的螺旋弹簧146。
控制臂117中连接第二连接壁部129和间隔壁部130的部分为高刚性的部分，通过在该部分支承施力装置142，能够将由于施力装置142对辅助凸轮121施加的作用力的反力而引起的控制臂117的弯曲变形抑制到最小限度。另外，施力装置142、辅助凸轮121的滚子141和气门传动凸轮114，配置在与气缸列的线正交的同一平面内(图15的纸面内)。通过该配置，来自气门传动凸轮114的载荷与来自施力装置142的载荷不会向使控制臂117倾倒的方向(相对图15的纸面倾斜的方向)作用，从而能够将控制臂117的弯曲变形抑制到最小限度，能够提高进气门112、112的气门升程的控制精度。
在形成于控制臂117的间隔壁部130的中央的滚子收容凹部130c中收容有滚子149，该滚子149通过滚珠轴承148可旋转地支承于滚子轴147，该滚子轴147压入在滚子支承部130a、130a的轴孔130b、130b中。控制轴119通过由电动机构成的致动器150而往复转动，以便推压滚子149使控制臂117绕轴部116、116摆动，在该控制轴119上设有控制凸轮118，该控制凸轮118具有由渐开线构成的凸轮面。在图14～图16中，控制轴119向顺时针方向转动时，控制臂117绕轴部116、116向逆时针方向摆动，当控制轴119向逆时针方向转动时，控制臂117绕轴部116、116向顺时针方向摆动。
在气缸盖111上设置有施力装置151，以便对控制臂117朝顺时针方向施力使滚子149与控制凸轮118抵接。施力装置151的推压部件153可滑动地嵌合于压入在气缸盖111中的导向筒152的内部，施力装置151通过螺旋弹簧154的弹力来对推压部件153向从导向筒152突出的方向施力，推压部件153的上端的球状部153a与控制臂117的第一连接壁部128的中央下表面抵接。
如上所述，由于利用控制臂117的间隔壁部130来支承滚子149，因此不需要用于支承滚子149的专用部件，从而能够减少零件数量并简化结构。特别是由于在形成于控制臂117的间隔壁部130的滚子收容凹部130c中收容滚子149，因此能够利用滚子收容凹部130c的空间来确保滚子149的安装空间，并且能够通过构成该滚子收容凹部130c的底壁的第一连接壁部128的加强效应，将由于设置滚子收容凹部130c而导致的控制臂117的刚性降低抑制在最小限度。
另外，由于通过施力装置151对控制臂117施力使滚子149与控制凸轮118抵接，因此能够防止滚子149从控制凸轮118浮起，从而使控制臂117的动作稳定，能够提高进气门112、112的气门升程的控制精度。
另外，由于通过施力装置151来推压控制臂117中的连接第一连接壁部128和间隔壁部130的位置，具体而言是被支承于第一连接壁部128的一对油压挺杆131、131夹持的位置，即推压控制臂117的刚性较高的部分，因此能够通过施力装置151的推压力来防止控制臂117弯曲，从而能够进一步提高进气门112、112的气门升程的控制精度。
特别地，控制凸轮118、与其抵接的控制臂117的滚子149、以及对控制臂117朝使滚子149与控制凸轮118抵接的方向施力的施力装置151，配置于与气缸列的线正交的同一平面内(图15的纸面内)，因此来自控制凸轮118的载荷与来自施力装置151的载荷不会作用于使控制臂117倾倒的方向(相对于图15的纸面倾斜的方向)，从而能够将控制臂117的弯曲变形抑制在最小限度，能够提高进气门112、112的气门升程的控制精度。
另外，由于在油压挺杆131、131的气缸轴线方向的下方配置施力装置151，因此能够使从油压挺杆131、131排出的油从第一连接壁部128的排油孔128b、128b滴向下方，从而能够对施力装置151有效地进行润滑。
由图12可知引导火花塞155的装卸的火花塞收容筒156压入在气缸盖111中，与该火花塞收容筒156一体形成的所述导向筒152也压入在气缸盖111。这样，通过将导向筒152与火花塞收容筒156形成为一体，能够提高该施力装置151的刚性，能够使控制臂117的动作更加稳定。
由图12和图13可知火花塞收容筒156利用形成在控制臂117的第一连接壁部128上的凹部128c、即第一连接壁部128中由支承一对油压挺杆131、131的部分夹持的空间进行配置。通过该结构能够避免控制臂117和火花塞收容筒156的干涉，通过使它们尽量接近配置，能够实现可变气门传动机构113的紧凑化。
并且，当控制臂117通过控制凸轮118配置于图14和图15所示的位置时，即控制凸轮118的最高升程部与滚子149抵接时，绕可动支轴120的轴线摆动的辅助凸轮121的凸轮面121c、121c的顶端侧(远离可动支轴120的一侧)，与摇臂122、122的滚子137、137抵接，使得摇臂122、122的摆动角增加，从而，进气门112、112的气门升程达到最大。
另外，当控制臂117通过控制凸轮118处于图16所示的位置时，即控制凸轮118的最低升程部与滚子149抵接时，绕可动支轴120的轴线摆动的辅助凸轮121的凸轮面121c、121c的基端侧(靠近可动支轴120的一侧)，与摇臂122、122的滚子137、137抵接，使得摇臂122、122的摆动角减小，从而，进气门112、112的气门升程达到最小(零)。
这样，通过使控制臂117绕轴部116、116摆动，进气门112、112的气门升程发生变化，而通过控制臂117的驱动，气门传动凸轮114、114与滚子141、141接触的定时也发生变化，从而进气门112、112的开闭定时也变化。
以上对本发明实施例进行了说明，但是本发明并不限于上述实施例，在不脱离本发明权利要求所述的本发明的范围内，可以进行各种设计变更。
例如在上述实施例中对进气门16的气门传动装置进行了说明，但是本发明也适用于作为发动机气门的排气门的气门传动装置。
另外在第四实施例中，通过滚子149来构成控制凸轮118所抵接的控制臂117的凸轮从动件，但是也可以使用滑块来构成。
权利要求
1.一种内燃机的可变气门传动装置，其包括辅助凸轮(21、71)，其由可动支轴(20)可摆动地支承，并且从动于气门传动凸轮(18、68)进行摆动，其中，所述可动支轴(20)可在与所述气门传动凸轮(18、68)的旋转轴线正交的平面内移位；以及摇臂(22)，其与发动机气门(16)联动地连接，并且从动于所述辅助凸轮(21、71)，所述内燃机的可变气门传动装置通过使所述可动支轴(20)移位，来使发动机气门(16)的包括升程量在内的动作特性变化，所述内燃机的可变气门传动装置的特征在于，在发动机主体(14)上支承有控制臂(23、73)，所述控制臂(23、73)可绕与所述气门传动凸轮(18、68)的旋转轴线平行的转动轴线转动，在该控制臂(23、73)上，具有与该控制臂(23、73)的转动轴线平行的轴线的所述可动支轴(20)保持在偏离所述转动轴线的位置，并且在该控制臂(23、73)上还设有油压挺杆(31)，所述油压挺杆(31)支承所述摇臂(22)的一端部，设置于所述摇臂(22)的另一端部的气门抵接部(22a)与发动机气门(16)的顶杆(16a)的上端部抵接。
2.根据权利要求1所述的可变气门传动装置，其特征在于，所述控制臂(23、73)的转动轴线配置于所述发动机气门(16)的顶杆(16a)的上方，所述气门抵接部(22a)形成为在发动机气门(16)处于关闭状态时沿着以所述转动轴线为中心的圆弧。
3.根据权利要求2所述的可变气门传动装置，其特征在于，在与所述控制臂(23、73)的转动轴线正交的平面上的投影图上，所述控制臂(23、73)的转动轴线配置于所述顶杆(16a)的向上方的延长宽度内。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的可变气门传动装置，其特征在于，所述控制臂(23、73)具有沿着所述转动轴线彼此隔开间隔的一对侧壁部(23a、73a)；和一对轴部(23b、73b)，它们以所述转动轴线为轴线，并从所述两侧壁部(23a、73a)的外表面突出，并且由发动机主体(14)可转动地支承，在所述控制臂(23、73)上设置有从动部(59，86)，所述从动部(59，86)配置在所述两侧壁部(23a、73a)之间的中央部，由驱动该控制臂(23、73)转动的驱动装置(24、84)来驱动，在该从动部(59，86)与所述两侧壁部(23a、73a)之间分别配置有所述摇臂(22)，所述摇臂(22)配置成侧视时其一部分与所述从动部(59，86)和所述侧壁部(23a、73a)重叠。
5.根据权利要求4所述的可变气门传动装置，其特征在于，所述控制臂(23、73)具有一体地连接所述两侧壁部(23a、73a)之间的连接壁部(23c、73c)，支承所述摇臂(22)一端部的所述油压挺杆(31)设置于所述连接壁部(23c、73c)。
6.根据权利要求5所述的可变气门传动装置，其特征在于，在一体地连接一对辅助凸轮(71)的辅助凸轮连接部(74)上设有与所述气门传动凸轮(68)抵接的凸轮抵接部(77)，所述连接壁部(73c)与所述辅助凸轮连接部(74)之间配置有空转用弹簧(78)，所述空转用弹簧(78)的中心部配置在与所述气门传动凸轮(68)的旋转轴线正交、并且通过所述凸轮抵接部(77)的宽度方向中心部的平面内，所述空转用弹簧(78)产生对所述辅助凸轮连接部(74)向使所述凸轮抵接部(77)与气门传动凸轮(68)抵接的方向施力的弹力。
全文摘要
本发明提供内燃机的可变气门传动装置，其包括辅助凸轮，其由可动支轴可摆动地支承，并从动于气门传动凸轮摆动，可动支轴可在与气门传动凸轮的旋转轴线正交的平面内移位；和摇臂，其与发电机气门联动地连接，并从动于辅助凸轮，内燃机的可变气门传动装置通过使可动支轴移位来使发动机气门的包括升程量在内的动作特性变化，控制臂支承在发动机主体上，并可绕与气门传动凸轮的旋转轴线平行的转动轴线转动，在控制臂上，保持有具有与控制臂的转动轴线平行的轴线的可动支轴，并设有支承摇臂的一端部的油压挺杆，设置于摇臂的另一端部的气门抵接部与发动机气门的顶杆的上端部抵接。从而可提高在将发动机气门的升程量控制为较低的状态时的控制精度。
文档编号F01L1/12GK1916374SQ200610115750
公开日2007年2月21日 申请日期2006年8月15日 优先权日2005年8月15日
发明者田代雅彦, 米川明之 申请人:本田技研工业株式会社