專利名稱：可變氣門裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機的可變氣門裝置，特別涉及一種可機械性地改變氣門的開啟特性的可變氣門裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，例如，如專利文獻1所公開的，根據(jù)發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀況來機械性地改變氣門的升程量、氣門正時的可變氣門裝置是公知的。在專利文獻1所述的可變氣門裝置中，在與凸輪軸平行地設(shè)置的控制軸上固定有導(dǎo)向臂，在該導(dǎo)向臂上，可自由擺動地安裝從動件的一個端部。并且，擺動凸輪可擺動地安裝在控制軸上，搖臂被推碰到該擺動凸輪面上。在從動件上，可彼此獨立旋轉(zhuǎn)的第一輥和第二輥同心地安裝，第一輥與凸輪軸的氣門凸輪抵接，第二輥與在擺動凸輪的擺動凸輪面的相反一側(cè)形成的抵接面抵接。
根據(jù)這種構(gòu)造，通過控制軸的旋轉(zhuǎn)改變導(dǎo)向臂的旋轉(zhuǎn)位置，從而使從動件移動，使控制軸到擺動凸輪與第二軸的抵接處的距離發(fā)生變化，進而改變氣門的升程量。并且，在凸輪軸的相同旋轉(zhuǎn)角度位置上，通過改變與第一輥抵接的氣門凸輪的圓周方向位置，也同時改變氣門正時。即，根據(jù)專利文獻1所述的可變氣門裝置，利用電機對控制軸的旋轉(zhuǎn)角度進行控制，從而可同時改變氣門的升程量和氣門正時。
專利文獻1日本特開2003-239712號公報專利文獻2日本特開2002-371819號公報專利文獻3日本特開2004-108302號公報專利文獻4日本特開平7-63023號公報專利文獻5日本特開2002-371816號公報在專利文獻1所述的可變氣門裝置中，驅(qū)動力從氣門凸輪經(jīng)過第一輥、第二輥傳遞到擺動凸輪。因此，使與氣門凸輪接觸的部件及與擺動凸輪接觸的部件為不同的部件，并都使用輥，從而可降低傳遞驅(qū)動力時的摩擦，從而改善內(nèi)燃機的耗油量。
但是，當采用輥作為驅(qū)動力傳遞部件時，需要注意輥和對象部件之間產(chǎn)生的接觸面壓力(赫茲應(yīng)力)。在專利文獻1所述的可變氣門裝置中，在被氣門凸輪驅(qū)動時，由于來自氣門彈簧、空動彈簧的反作用力，在氣門凸輪與第一輥的接觸部、第二輥與擺動凸輪的接觸部上產(chǎn)生了較大的接觸面壓力。因此，由于各個部件的材質(zhì)、形狀不同，可能無法確保充分的耐久性。作為降低接觸面壓力的最簡單的方法，可以擴大各個輥的直徑，但當擴大輥的直徑時，必須相應(yīng)地增大氣門凸輪和擺動凸輪之間的距離，因而會使可變氣門裝置整體大型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種可抑制傳遞驅(qū)動力時的摩擦，并且可通過小型化的構(gòu)造來確保較高的耐久性的可變氣門裝置。
第一發(fā)明為了實現(xiàn)上述發(fā)明提供一種可變氣門裝置，可機械性地改變氣門相對于凸輪軸的旋轉(zhuǎn)的開啟特性，其特征在于，具有驅(qū)動凸輪，設(shè)置在上述凸輪軸上；擺動部件，以位置固定的軸為中心進行擺動；擺動凸輪面，在上述擺動部件上形成，與支撐上述氣門的氣門支撐部件接觸并向升程方向推壓上述氣門；滑動面，在上述擺動部件上與上述驅(qū)動凸輪相對地形成；中間部件，配置在上述驅(qū)動凸輪和上述擺動部件之間，與上述驅(qū)動凸輪的凸輪面和上述滑動面都接觸；控制軸，與上述凸輪軸平行地設(shè)置，可使旋轉(zhuǎn)角度連續(xù)或多階段地變化；連動機構(gòu)，與上述控制軸的旋轉(zhuǎn)連動，改變上述中間部件的位置；其中，上述中間部件包括與上述驅(qū)動凸輪的凸輪面接觸的大直徑的第一輥、與上述第一輥同心配置且與上述滑動面接觸的小直徑的第二輥以及可使上述第一輥和上述第二輥獨立旋轉(zhuǎn)地連接上述第一輥和上述第二輥的連接軸；上述滑動面向上述驅(qū)動凸輪一側(cè)彎曲地形成。
并且，第二發(fā)明的特征在于，在上述第一發(fā)明中，在一個上述第一輥的兩側(cè)配置兩個上述第二輥，兩個上述第二輥的各個輥分別與上述滑動面接觸，并向上述滑動面輸入驅(qū)動力。
并且，第三發(fā)明的特征在于，在上述第二發(fā)明中，分別對應(yīng)兩個上述第二輥的各個輥設(shè)置上述擺動部件，分別對應(yīng)兩個上述擺動部件的各個擺動部件設(shè)置上述氣門。
并且，第四發(fā)明的特征在于，在上述第一發(fā)明中，在兩個上述第一輥之間配置一個上述第二輥，兩個上述第一輥的各個輥分別與上述驅(qū)動凸輪的凸輪面接觸，并從上述驅(qū)動凸輪接受所輸入的驅(qū)動力。
在第一發(fā)明中，當凸輪軸旋轉(zhuǎn)時，該旋轉(zhuǎn)運動從驅(qū)動凸輪傳遞到第一輥，并經(jīng)由與第一輥同軸配置的第二輥傳遞到擺動部件的滑動面。此時，雖然第一輥與驅(qū)動凸輪的凸輪面之間、及第二輥與滑動面之間產(chǎn)生了接觸面壓力，但可以通過采用比第二輥直徑大的輥作為第一輥來降低第一輥和驅(qū)動凸輪的凸輪面之間的接觸面壓力。通過向驅(qū)動凸輪面一側(cè)彎曲地形成滑動面來降低第二輥和滑動面之間的接觸面壓力。并且，通過使與滑動面接觸的第二輥的直徑小于第一輥的直徑，抑制了滑動面與驅(qū)動凸輪的凸輪面之間的距離的擴大。因此，根據(jù)第一發(fā)明，通過降低接觸面壓力可確保較高的耐久性，同時可使可變氣門裝置整體小型化。
根據(jù)第二發(fā)明，由于從驅(qū)動凸輪輸入到第一輥的驅(qū)動力和從擺動部件的滑動面輸入到兩側(cè)的第二輥的反作用力，在連接軸的中央平衡，因此可抑制連接軸的軸彎曲。特別是，根據(jù)第三發(fā)明，可將驅(qū)動力平均地傳遞到兩個氣門。
根據(jù)第四發(fā)明，由于從驅(qū)動凸輪的凸輪面輸入到第一輥的驅(qū)動力和從滑動面輸入到中央的第二輥的反作用力，在連接軸的中央平衡，因此可抑制連接軸的軸彎曲。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式涉及的可變氣門裝置的構(gòu)造的側(cè)視圖。
圖2是輥的支撐構(gòu)造的分解示意圖。
圖3是表示可變氣門裝置的構(gòu)造的正面視圖(概要圖)。
圖4是表示大升程時的可變氣門裝置的動作的圖，(A)表示氣門關(guān)閉時，(B)表示氣門開啟時。
圖5是表示小升程時的可變氣門裝置的動作的圖，(A)表示氣門關(guān)閉時，(B)表示氣門開啟時。
圖6是表示搖輥在擺動凸輪面上的位置與氣門的升程量之間的關(guān)系的圖。
圖7是表示氣門正時與升程量之間的關(guān)系的圖。
圖8是表示本發(fā)明的其他實施方式涉及的可變氣門裝置的構(gòu)造的正面視圖(概要圖)。
附圖標記說明100可變氣門裝置104氣門110搖臂112搖輥120凸輪軸122驅(qū)動凸輪124(124a、124b)驅(qū)動凸輪面130可變機構(gòu)
132控制軸134第一齒輪150擺動凸輪臂152(152a、152b)擺動凸輪面156滑動面160控制臂162第二齒輪164控制連桿166銷170第一輥172第二輥174連接軸P1第一輥在驅(qū)動凸輪面上的接觸位置P2第二輥在滑動面上的接觸位置P3i搖輥在擺動凸輪面上的初始接觸位置P3f搖輥在擺動凸輪面上的最終接觸位置具體實施方式
以下參照圖1至圖7說明本發(fā)明的實施方式。
本實施方式的可變氣門裝置的構(gòu)造圖1是表示本發(fā)明的實施方式涉及的可變氣門裝置100的構(gòu)造的側(cè)面視圖。本可變氣門裝置100具有搖臂式的機械式氣門機構(gòu)，凸輪軸120的旋轉(zhuǎn)運動通過設(shè)置在凸輪軸120上的驅(qū)動凸輪122變換為搖臂(氣門支撐部件)110的擺動運動，并變換為被搖臂110支撐的氣門104向上下方向的往復(fù)運動。驅(qū)動凸輪122具有輪廓不同的兩個凸輪面124a、124b。作為一個凸輪面的非作用面124a距凸輪軸120的中心的距離一定。作為另一個凸輪面的作用面124b，距凸輪軸120的中心的距離逐漸變大，在越過頂部以后逐漸變小。在本說明書中，當不需對非作用面124a和作用面124b都進行區(qū)分時，僅記作驅(qū)動凸輪面124。
在本可變氣門裝置100中，不是通過驅(qū)動凸輪122直接驅(qū)動搖臂110，而是在驅(qū)動凸輪122與搖臂110之間設(shè)置可變機構(gòu)130，該可變機構(gòu)130使搖臂110的擺動運動隨著驅(qū)動凸輪122的旋轉(zhuǎn)運動而進行連動。本可變氣門裝置100，通過對該可變機構(gòu)130進行可變控制，可連續(xù)改變驅(qū)動凸輪122的旋轉(zhuǎn)運動與搖臂110的擺動運動的連動狀態(tài)，從而可改變搖臂110的擺動量、擺動時間，并可連續(xù)改變氣門104的升程量、氣門正時。
如下所述，可變機構(gòu)130的主要構(gòu)成部件包括控制軸132、擺動凸輪臂(擺動部件)150、控制臂(控制部件)160、控制連桿(連桿部件)164、第一輥170、第二輥172以及用于連接第一輥170和第二輥172的連接軸174?？刂戚S132是與凸輪軸120平行的軸，配置在比搖臂110靠近凸輪軸120的旋轉(zhuǎn)方向下游的一側(cè)，其相對于凸輪軸120的相對位置固定。在控制軸132的外周面上配置有與控制軸132同心的第一齒輪134，固定在控制軸132上。并且，未圖示的致動器(例如電機)連接到控制軸132上，內(nèi)燃機的ECU通過控制致動器可將控制軸132的旋轉(zhuǎn)角度調(diào)整為任意角度。
擺動凸輪臂150可擺動地支撐在控制軸132上，其前端朝向驅(qū)動凸輪122的旋轉(zhuǎn)方向的上游一側(cè)配置。在與擺動凸輪臂150的驅(qū)動凸輪122相對的一側(cè)，形成與下述第二輥172接觸的滑動面156?；瑒用?56形成為在驅(qū)動凸輪面122一側(cè)平緩地彎曲，并且離作為擺動中心的控制軸132的中心越遠，與驅(qū)動凸輪122的凸輪基礎(chǔ)圓(非作用面124a)的距離越大。
另一方面，在擺動凸輪臂150的與滑動面156相反一側(cè)的面上，形成擺動凸輪面152(152a、152b)。擺動凸輪面152是以擺動凸輪臂150的擺動中心作為凸輪中心的凸輪面，由輪廓不同的非作用面152a和作用面152b構(gòu)成。其中，非作用面152a是凸輪基礎(chǔ)圓的圓周面，距控制軸132的中心距離一定。作為另一個面的作用面152b，從非作用面152a看來，設(shè)置在擺動凸輪臂150的前端一側(cè)，其形成為與非作用面152a平滑地連接，并且距控制軸132的中心距離(即凸輪高度)朝擺動凸輪臂150的前端逐漸變大。在本說明書中，當不區(qū)分非作用面152a和作用面152b時，僅記作擺動凸輪面152。
本可變氣門裝置100，采用了由一個驅(qū)動凸輪122驅(qū)動兩個氣門104的一凸輪二氣門驅(qū)動構(gòu)造。因此，如圖3的正面視圖(概要圖)所示，在驅(qū)動凸輪122的兩側(cè)配置一對擺動凸輪臂150。并且，在各個擺動凸輪臂150上配置有搖臂110。擺動凸輪臂150的擺動凸輪面152與搖臂110的搖輥112接觸。搖輥112可自由旋轉(zhuǎn)地安裝在搖臂110的中間部位。搖臂110的一端安裝有支撐氣門104的氣門軸102，搖臂110的另一端由油壓間隙調(diào)節(jié)器106可轉(zhuǎn)動地進行支撐。氣門軸102通過未圖示的氣門彈簧向關(guān)閉方向、即頂起搖臂110的方向施力。搖臂110由受到氣門彈簧作用力的氣門軸102支撐，搖輥112被油壓間隙調(diào)節(jié)器106推碰到擺動凸輪面152上。
并且，在擺動凸輪臂150中，形成用于掛住空動彈簧的彈簧座面158。彈簧座面158，相對于非作用面152a形成在與作用面156b相反的一側(cè)?？談訌椈墒菈嚎s彈簧，其另一個端部固定在未圖示的靜止部件上。借助從空動彈簧作用于彈簧座面158的彈力對擺動凸輪臂150施力，以使其向滑動面156一側(cè)旋轉(zhuǎn)。
控制臂160，可旋轉(zhuǎn)地支撐在凸輪軸120上。控制臂160上設(shè)有沿控制臂160的旋轉(zhuǎn)中心、即與凸輪軸120同心的圓弧而形成的扇狀的第二齒輪162?？刂票?60，調(diào)整凸輪軸120上的位置，以使第二齒輪162與第一齒輪134位于同一面內(nèi)；并且調(diào)整旋轉(zhuǎn)相位，以使第二齒輪162與第一齒輪134相對。第二齒輪162與第一齒輪134嚙合，控制軸132的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由第一齒輪134及第二齒輪162而輸入到控制臂160。即，由第一齒輪134和第二齒輪162，構(gòu)成使控制臂160的旋轉(zhuǎn)隨著控制軸132的旋轉(zhuǎn)而進行連動的旋轉(zhuǎn)連動機構(gòu)。并且，第二齒輪162的直徑設(shè)定得大于第一齒輪134的直徑，由第一齒輪134和第二齒輪162構(gòu)成使控制軸132的旋轉(zhuǎn)減速之后傳遞到控制臂160的減速機構(gòu)。
控制臂160中，控制連桿164可自由旋轉(zhuǎn)地安裝在從作為其轉(zhuǎn)動中心的凸輪軸120的中心偏離的位置上?？刂七B桿164，在其支點一側(cè)的兩個端部(在圖2中僅看到一側(cè))具有連接銷166，該連接銷166由控制臂160可自由旋轉(zhuǎn)地支撐。連接銷166在控制臂160上的位置相對于控制臂160的轉(zhuǎn)動中心，大致處于與第二齒輪162相反的一側(cè)。控制連桿164，以連接銷166為支點使前端朝向控制軸132配置。并且，在圖1中雖然省略了，但在驅(qū)動凸輪122的兩側(cè)設(shè)置了一對控制臂160，通過左右控制臂160支撐控制連桿164。
如圖2的分解圖所示，控制連桿164具有左右一對臂168，由左右臂168支撐連接軸174。連接軸174和臂168，被通過壓入、鉚接等方式固定。一個第一輥170及其兩側(cè)的兩個第二輥172可旋轉(zhuǎn)地支撐在該連接軸174上。在第一輥170與各第二輥172之間夾持墊圈178，以防止旋轉(zhuǎn)速度不同的兩個輥170、172直接接觸。比較第一輥170和第二輥172，第一輥170的直徑較大，且軸向長度較長。
控制連桿164，使其前端朝向控制軸132的方向配置，以與擺動凸輪臂150的延伸方向相對，兩個輥170、172配置得被驅(qū)動凸輪面124和滑動面156夾持。如圖3的正面視圖(概要圖)所示，驅(qū)動凸輪面124與第一輥170接觸，各擺動凸輪臂150的滑動面156與第二輥172接觸。由于擺動凸輪臂150受到的來自空動彈簧的作用力，第二輥172被滑動面156頂起，與第二輥172同軸一體的第一輥170被推壓到驅(qū)動凸輪面124上。
本實施方式的可變氣門裝置的動作接著參照圖4至圖7說明本可變氣門裝置100的動作。并且，在圖4及圖5中，為了便于明確輥170、172的動作，省略了面前一側(cè)的控制臂160和第二齒輪134的圖示。
(1)可變氣門裝置的升程動作首先，參照圖4說明可變氣門裝置100的升程動作。在圖中，(A)表示升程動作過程中關(guān)閉氣門104時的可變氣門裝置100的狀態(tài)，(B)表示升程動作過程中打開氣門104時的可變氣門裝置100的狀態(tài)。
在本可變氣門裝置100中，驅(qū)動凸輪122的旋轉(zhuǎn)運動，首先輸入到與驅(qū)動凸輪面124接觸的第一輥170中。第一輥170，與同軸一體設(shè)置的第二軸172一起以銷166為中心進行轉(zhuǎn)動，該運動被輸入到支撐第二輥172的擺動凸輪臂150的滑動面156?；瑒用?56，始終被空動彈簧(省略圖示)的作用力推碰到第二輥172上，因此擺動凸輪臂150隨著驅(qū)動凸輪122的旋轉(zhuǎn)而以控制軸132為中心進行擺動。
具體而言，當凸輪軸120從圖4(A)所示的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)時，如圖4(B)所示，第一輥170在驅(qū)動凸輪面124上的接觸位置P1從非作用面124a向作用面124b移動。相對地，第一輥170被驅(qū)動凸輪122被壓下，與同軸一體的第二軸172一起通過控制連桿164沿規(guī)定的軌跡轉(zhuǎn)動。這樣一來，擺動凸輪臂150的滑動面156被第二輥172壓下，從而以控制軸132為中心在圖中以順時針方向轉(zhuǎn)動。凸輪軸120進一步旋轉(zhuǎn)，當?shù)谝惠S170在驅(qū)動凸輪面124上的接觸位置P1超過作用面124b的頂部時，通過空動彈簧及氣門彈簧的施力，擺動凸輪臂150以控制軸132為中心在圖中逆時針方向轉(zhuǎn)動。
這樣一來，擺動凸輪臂150以控制軸132為中心進行轉(zhuǎn)動，搖輥112與擺動凸輪面152上的接觸位置P3發(fā)生變化。并且，在圖中，將搖輥112與擺動凸輪面152上的接觸位置記作P3i、P3f，這是為了區(qū)別下述初始接觸位置P3i和最終接觸位置P3f。在本說明書中，僅指搖輥112與擺動凸輪面上的接觸位置時，記作接觸位置P3。
如圖4(A)所示，當搖輥112與非作用面152a接觸時，非作用面152a距控制軸132的中心的距離是一定的，因此無論該接觸位置在哪，在搖輥112的空間內(nèi)的位置都不會變化。因此，搖臂110不會擺動，氣門104保持在一定位置上。在本可變氣門裝置100中，當搖輥112與非作用面152a接觸時，可以調(diào)整各部位的位置關(guān)系，以使氣門104為關(guān)閉狀態(tài)。
并且，如圖4(B)所示，當搖輥112與擺動凸輪面152上的接觸位置P3從非作用面152a切換到作用面152b上時，搖臂110根據(jù)作用面152b距控制軸132的中心的距離被壓下，并以油壓間隙調(diào)節(jié)器106的支撐點為中心向順時針方向擺動。這樣一來，氣門104被搖臂110壓下，并開啟。
(2)可變氣門裝置的升程量變化動作接著參照圖4至圖7說明可變氣門裝置100的升程量變化動作。其中，圖5表示可變氣門裝置100向氣門104施加較小的升程量的狀態(tài)。另一方面，上述圖4表示可變氣門裝置100向氣門104施加較大的升程量的狀態(tài)。在各圖中，(A)表示在升程動作過程中氣門104關(guān)閉時的可變氣門100的狀態(tài)，(B)表示升程動作過程中氣門104開啟時的可變氣門100的狀態(tài)。
將圖4所示的升程量變化為圖5所示的升程量時，在圖4(A)所示的狀態(tài)中，驅(qū)動控制軸132向與凸輪軸120的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向(圖中為順時針方向)旋轉(zhuǎn)，使控制臂160旋轉(zhuǎn)到圖5(A)所示的旋轉(zhuǎn)角度?？刂票?60的旋轉(zhuǎn)量由控制軸132的旋轉(zhuǎn)量、第一齒輪134(參照圖1)與第二齒輪162的齒輪比決定。兩個輥170、172通過控制連桿164與控制臂160連接，因此隨著控制臂160的旋轉(zhuǎn)，第一輥170沿驅(qū)動凸輪面124向凸輪軸120的旋轉(zhuǎn)方向的上游一側(cè)移動，第二輥172沿滑動面156向遠離控制軸132的方向移動。
由于使第二輥172向遠離控制軸132的方向移動，從擺動凸輪臂150的擺動中心C0到第二輥172與滑動面156上的接觸位置P2的距離變長，擺動凸輪臂150的擺動角幅度減小。這是因為，擺動凸輪臂150的擺動角幅度與從擺動中心C0到作為振動輸入點的接觸位置P2的距離成反比例。如各圖的(B)所示，氣門104的升程，當?shù)谝惠?70與驅(qū)動凸輪面124上的接觸位置P1位于作用面124b的頂部時達到最大，由此時的搖輥112與擺動凸輪面152上的接觸位置P3f(以下稱為最終接觸位置)決定氣門104的升程量。圖6是表示搖輥112在擺動凸輪面152上的位置和氣門升程量之間的關(guān)系的圖。如該圖所示，最終接觸位置P3f由上述擺動凸輪臂150的擺動角幅度、及各圖(A)所示的搖輥112在擺動凸輪面152上的接觸位置P3i(以下稱為初始接觸位置)決定。
在本實施方式的可變氣門裝置100中，滑動面156形成為距其擺動中心的距離越大，與驅(qū)動凸輪122的凸輪基礎(chǔ)圓(非作用面124a)的距離越大。因此，上述接觸位置P2距擺動凸輪臂150的擺動中心C0越遠，擺動凸輪臂150向滑動面156靠近驅(qū)動凸輪面124的方向傾斜。在圖中，擺動凸輪臂150以控制軸132為中心逆時針方向轉(zhuǎn)動。因此，如圖5(A)所示，搖輥112在擺動凸輪面152上的初始接觸位置P3向遠離作用面152b的方向移動。
如上所述，使控制軸132向和凸輪軸120的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向旋轉(zhuǎn)時，擺動凸輪臂150的擺動角幅度減小，并且初始接觸位置P3i向遠離作用面152b的方向移動。其結(jié)果是，如圖6所示，搖輥112可到達的最終接觸位置P3向非作用面152a一側(cè)移動，氣門104的升程量減少。并且，搖輥112位于作用面152a上的期間(曲柄轉(zhuǎn)角)，產(chǎn)生氣門104的作用角，但通過最終接觸位置P3向非作用面152a一側(cè)移動，氣門104的作用角也減小。進一步，通過使第一輥170向凸輪軸120的旋轉(zhuǎn)方向的上游一側(cè)移動，凸輪軸120位于同一旋轉(zhuǎn)角度時的第一輥170在驅(qū)動凸輪面124上的接觸位置P1向驅(qū)動凸輪122的提前角一側(cè)移動。這樣一來，擺動凸輪150相對于凸輪軸120的相位的擺動時間提前，其結(jié)果是，氣門正時(最大升程正時)提前。
圖7是表示通過可變氣門裝置100實現(xiàn)的氣門104的升程量和氣門正時之間的關(guān)系的圖表。如該圖所示，通過可變氣門裝置100，使作用角隨著氣門104的升程量的增大進行連動而增大，同時可推遲氣門正時，相反，使作用角隨著氣門104的升程量的減小進行連動而減小，同時可提前氣門正時。因此，例如氣門104是進氣門時，不使用VVT等氣門正時控制機構(gòu)，也可以對開啟特性進行可變控制，以使氣門104的開啟時間基本一定。
本實施方式的可變氣門裝置的優(yōu)點從驅(qū)動凸輪122向擺動凸輪臂150傳遞驅(qū)動力時，在驅(qū)動凸輪面124和第一輥170之間、滑動面156和第二輥172之間，分別產(chǎn)生接觸面壓力(赫茲應(yīng)力)。在本實施方式的可變氣門裝置100中，通過使第一輥170的直徑大于第二輥172，可以降低驅(qū)動凸輪面124和第一輥170之間的接觸面壓力(赫茲應(yīng)力)。并且，由于第二輥172不會接觸驅(qū)動凸輪面124，因此可使驅(qū)動凸輪面124接觸整個第一輥170，通過該接觸長度的擴大也可降低接觸面壓力。另一方面，關(guān)于第二輥172和滑動面156之間的接觸面壓力，由于滑動面156形成向驅(qū)動凸輪面124彎曲的凹曲面，所以可降低該壓力。因此，通過本實施方式的可變氣門裝置100，可確保較高的耐久性。
并且，通過使第二輥172的直徑小于第一輥170，可減小驅(qū)動凸輪面124與滑動面156之間的距離。進一步，由于第二輥172不會接觸驅(qū)動凸輪面124，因此也可使第二輥172接近第一輥170，以減小裝置的軸長方向上的長度。因此，采用本實施方式的可變氣門裝置100，如上所述，通過降低接觸面壓力可確保較高的耐久性的同時，可使裝置整體小型化。
進一步，通過在第一輥170兩側(cè)配置第二輥172，從驅(qū)動凸輪面172輸入到第一輥170的驅(qū)動力與從滑動面156輸入到兩側(cè)的第二輥172r的反作用力在連接軸174的中央相平衡。這樣一來，可抑制連接軸174的軸彎曲并提高剛性，并可將驅(qū)動力平均地傳遞到兩個氣門104。
其他實施方式以上說明了本發(fā)明的實施方式，但本發(fā)明不限于上述實施方式，可在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)進行各種變形并實施。例如可進行如下變形來實施。
在上述實施方式中，本發(fā)明采用了一凸輪兩氣門驅(qū)動構(gòu)造的可變氣門裝置，但本發(fā)明也可適用于一凸輪一氣門驅(qū)動構(gòu)造的可變氣門裝置。圖8是適用了本發(fā)明的一凸輪一氣門驅(qū)動構(gòu)造的可變氣門裝置的正面視圖(概要圖)。如圖8所示，在一凸輪一氣門驅(qū)動構(gòu)造中，將直徑較小的第二輥172配置在中央，在其兩側(cè)配置直徑較大的第一輥170。并且，來自驅(qū)動凸輪面124的驅(qū)動力被兩個第一輥170接受，從中央的第二輥172將驅(qū)動力傳遞到滑動面156。通過這種構(gòu)造，從驅(qū)動凸輪面124輸入到兩側(cè)的第一輥170的驅(qū)動力與從滑動面156輸入到中央的第二輥172的反作用力在連接軸174的中央相平衡，因此可抑制連接軸174的軸彎曲，并提高剛性。
并且，雖然在上述實施方式中將本發(fā)明應(yīng)用于搖臂方式的氣門裝置，但是也適用于直動式等其他形式的氣門裝置。
此外，適用本發(fā)明的可變氣門裝置的可變機構(gòu)不限于上述實施方式的構(gòu)造的可變機構(gòu)130。只要是具有將驅(qū)動凸輪的旋轉(zhuǎn)運動經(jīng)由中間部件傳遞到擺動部件的形式的可變機構(gòu)的可變氣門裝置，就可廣泛適用。
權(quán)利要求
1.一種可變氣門裝置，可機械性地改變氣門相對于凸輪軸的旋轉(zhuǎn)的開啟特性，其特征在于，具有驅(qū)動凸輪，設(shè)置在上述凸輪軸上；擺動部件，以位置固定的軸為中心進行擺動；擺動凸輪面，形成于上述擺動部件上，與支撐上述氣門的氣門支撐部件接觸并向升程方向推壓上述氣門；滑動面，在上述擺動部件上與上述驅(qū)動凸輪相對地形成；中間部件，配置在上述驅(qū)動凸輪和上述擺動部件之間，與上述驅(qū)動凸輪的凸輪面和上述滑動面都接觸；控制軸，與上述凸輪軸平行地設(shè)置，可連續(xù)或多階段地改變旋轉(zhuǎn)角度；以及連動機構(gòu)，隨著上述控制軸的旋轉(zhuǎn)進行連動，以改變上述中間部件的位置；上述中間部件，包括與上述驅(qū)動凸輪的凸輪面接觸的大徑的第一輥、與上述第一輥同心配置且與上述滑動面接觸的小徑的第二輥以及可使上述第一輥和上述第二輥獨立旋轉(zhuǎn)地連接上述第一輥和上述第二輥的連接軸；上述滑動面，向上述驅(qū)動凸輪一側(cè)彎曲地形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變氣門裝置，其特征在于，在一個上述第一輥的兩側(cè)配置兩個上述第二輥，兩個上述第二輥的各個輥與上述滑動面接觸，并向上述滑動面輸入驅(qū)動力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變氣門裝置，其特征在于，對應(yīng)兩個上述第二輥的各個輥設(shè)置上述擺動部件，對應(yīng)兩個上述擺動部件的各個擺動部件設(shè)置上述氣門。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變氣門裝置，其特征在于，在兩個上述第一輥之間配置一個上述第二輥，兩個上述第一輥的各個輥與上述驅(qū)動凸輪的凸輪面接觸，并接受從上述驅(qū)動凸輪輸入的驅(qū)動力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可變氣門裝置，其可抑制傳遞驅(qū)動力時的摩擦，并且可通過小型化的構(gòu)造來確保較高的耐久性。其中，使與凸輪軸(120)的驅(qū)動凸輪面(124)接觸的第一輥(170)的直徑大于與擺動部件(150)的滑動面(156)接觸的第二輥(172)的直徑，第一輥(170)和第二輥(172)通過連接軸(174)可獨立旋轉(zhuǎn)地連接。而且，滑動面(156)向驅(qū)動凸輪面(124)一側(cè)彎曲地形成。
文檔編號F01L1/18GK101014755SQ20058002913
公開日2007年8月8日 申請日期2005年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月31日
發(fā)明者立野學(xué), 江崎修一, 淺田俊昭 申請人:豐田自動車株式會社