用于内燃发动机的可变气门装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于内燃发动机的可变气门装置，在该内燃发动机中可变气门装置可变地设定发动机气门的最大升程量。
【背景技术】
[0002]近些年中，用于可变地设定发动机气门的最大升程量的可变气门装置已经在内燃发动机中投入实际使用。例如，在日本专利申请公报N0.2004-339951 (JP 2004-339951A)中描述的可变气门装置包括控制轴、凸轮和致动器，该控制轴基于轴向方向上的位置确定发动机气门的最大升程量，该凸轮改变轴的位置，该致动器使凸轮旋转。
[0003]此外，JP 2004-339951A描述了在凸轮的凸轮表面中设置有凸轮直径没有改变的保持区域，并且在凸轮的凸轮表面中也设置有凸轮直径朝向旋转方向上的一侧逐渐增大的变化区域。在JP 2004-339951A中描述的可变气门装置具有下述结构:由于发动机气门的气门弹簧的反作用力而在控制轴中产生轴向力，使得滚子一一作为附接至凸轮轴的操作构件一一压靠凸轮表面。
[0004]在可变气门装置中，当改变发动机气门的最大升程量时，使凸轮旋转以使滚子在变化区域上移动。此外，当保持发动机气门的最大升程量时，凸轮的相位控制成使滚子布置在保持区域中。在滚子——即作用构件——压靠凸轮的保持区域的状态下，凸轮轴的轴向力垂直地作用在凸轮表面上，使得由控制轴的轴向力引起的扭矩难以作用在凸轮上。因此，在JP 2004-339951A中描述的可变气门装置由于控制轴的轴向力而限制了凸轮的旋转，由此容易保持最大升程量。
[0005]同时，致动器一一在该致动器中由多个齿轮组合地构成的减速机构附接至马达一一可以用作用于驱动凸轮的致动器，从而经由减速机构使马达的旋转减速。
[0006]在滚子一一即作用构件一一由于发动机气门的气门弹簧的反作用力而压靠凸轮的保持区域的状态下，凸轮轴的轴向力垂直地作用在凸轮表面上，如上文所述。因此，由于控制轴的轴向力而引起的扭矩难以作用在凸轮上。此时，齿轮之间由于构成减速机构的齿轮之间的齿隙而容易形成间隙，这随着因控制轴的轴向力的波动等而引起的凸轮振动而引起齿轮敲击噪音。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种用于内燃发动机的可变气门装置，其中可变气门装置可以在作用构件压靠凸轮的保持区域的状态下限制减速机构中的齿轮敲击噪音的出现。
[0008]根据本发明的一个方面的可变气门装置为用于内燃发动机的可变气门装置，该可变气门装置包括控制轴、作用构件、凸轮和致动器，该控制轴构造成使得i)根据控制轴的轴向方向上的位置来确定发动机气门的最大升程量以及ii)由于来自气门弹簧的反作用力而在控制轴上作用有轴向力，该轴向力为沿控制轴的轴向方向作用的力，该作用构件附接至控制轴，该凸轮与作用构件抵接，凸轮构造成使控制轴沿控制轴的轴向方向移位，该致动器构造成通过使马达的旋转经由减速机构而减速来使凸轮枢转，减速机构由多个齿轮组合地构成，凸轮设置有变化区域和保持区域，该变化区域为当控制轴沿轴向方向移位以改变最大升程量时作用构件所抵接的区域，并且变化区域为凸轮表面倾斜成使得凸轮的直径朝向凸轮的旋转方向上的一侧逐渐增大的区域，该保持区域为当控制轴在轴向方向上的位置被保持以保持最大升程量时作用构件所抵接的区域，并且保持区域为凸轮表面倾斜成使得由于控制轴的轴向力而在凸轮中产生扭矩的区域，该扭矩的大小使得构成减速机构的齿轮彼此啮合而不被旋转。
[0009]根据上述构型，在作用构件由于来自气门弹簧的反作用力而压靠保持区域的状态下，经由作用构件而作用在凸轮上的控制轴的轴向力沿凸轮的旋转方向分解，使得由于轴向力的分力而产生了扭矩。保持区域中的凸轮表面的倾斜角度设定成使得该扭矩的大小落在使构成减速机构的多个齿轮彼此啮合并且齿轮不旋转的范围内。因此，在可变气门装置中，在最大升程量不依赖于扭矩而改变的同时，可以容易地维持构成减速机构的齿轮彼此接合的状态，由此限制由于齿隙而产生的齿轮敲击噪音。因此，在作用构件压靠凸轮的保持区域的状态下，可以限制减速机构的齿轮敲击噪音的出现。
[0010]作为保持区域，例如可以采用凸轮表面倾斜成使得凸轮直径朝向凸轮的旋转方向上的一侧逐渐增大的保持区域。通过采用该构型，在凸轮沿一个方向旋转的同时，控制轴即使在作用构件移动经过保持区域时也沿一个方向继续移位。因此，甚至在最大升程量改变时可变气门装置的行为也是稳定的。
[0011]作为凸轮，例如，可以采用包括多个保持区域和多个变化区域的凸轮，在多个保持区域中要被保持的各个最大升程量彼此不同，多个变化区域设置成将保持区域彼此连接。在包括该凸轮的可变气门装置中，最大升程量可以通过使凸轮枢转以变更与作用构件抵接的保持区域而被选择性地变更。鉴于此，在包括该凸轮的可变气门装置中，期望的是，随着作用构件与保持区域抵接时的最大升程量越大，保持区域中的凸轮表面的倾斜角度越小。
[0012]随着最大升程量越大，由于来自气门弹簧的反作用力而产生的控制轴的轴向力变得更大。因此，在更大的最大升程量时作用构件所抵接的保持区域中，要作用在保持区域上的控制轴的轴向力变得更大。
[0013]与之对比，像上述构型那样，如果在更大的最大升程量时使凸轮表面的倾斜角度在作用构件所抵接的保持区域中更小，则可以缓和由于作用在凸轮上的轴向力的大小差异而在凸轮中产生的扭矩的大小差异的出现。
[0014]总之，可以在控制轴的轴向力改变时限制在凸轮中产生的扭矩的大小的改变。因此，可以在不改变最大升程量的情况下容易地维持减速机构的齿轮彼此啮合的状态。
【附图说明】
[0015]下文将参照附图对本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义进行描述，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中:
[0016]图1为示出了应用了可变气门装置的一个实施方式的内燃发动机的气缸盖周围的结构的截面图；
[0017]图2为可变机构部的切除立体图；
[0018]图3为可变气门装置的驱动部的示意图；
[0019]图4为示出了设置在可变气门装置中的凸轮的凸轮轮廓的视图；
[0020]图5为示出了凸轮表面上的相位与直径之间的关系的曲线图；
[0021]图6为示出了滚子与凸轮表面抵接的状态的示意图；
[0022]图7为用以描述作用在凸轮上的力的示意图；
[0023]图8为根据另一实施方式的可变气门装置的驱动部的示意图；
[0024]图9为示出了根据另一实施方式的凸轮表面上的相位与直径之间关系的曲线图；以及
[0025]图10为示出了根据另一实施方式的凸轮表面上的相位与直径之间关系的曲线图。
【具体实施方式】
[0026]下文参照图1至图7对用于内燃发动机的可变气门装置的一个实施方式进行描述。如图1中所示，内燃发动机10包括气缸体11和设置在气缸体11上的气缸盖20。根据气缸数量的圆筒形气缸12形成在气缸体11内部。活塞13以可滑动的方式容置在气缸12中的每个气缸中。气缸盖20组装至气缸体11的上侧，并且燃烧室14形成为由气缸12的内周表面、活塞13的顶面以及气缸盖20的底面界定。
[0027]气缸盖20设置有与进气通道30和燃烧室14连通的进气口 21以及与排气通道40和燃烧室14连通的排气口 22。进气口 21设置有作为用于将燃烧室14与进气口 21连通以及将燃烧室14与进气口 21断开的发动机气门的进气门31。排气口 22设置有作为用于将燃烧室14与排气口 22连通以及将燃烧室14与排气口 22断开的发动机气门的排气门41。这些气门31、41被气门弹簧24沿气门关闭的方向偏置。
[0028]对应于气门31、41中的每一者在气缸盖20内部设置间隙调节器25。在间隙调节器25与气门31、41中的每一者之间设置有摇臂26。摇臂26的一个端部由间隙调节器25支承，并且摇臂26的另一端部与气门31、41中的每一者的端部部分抵接。
[0029]此外，用于分别驱动气门31、41的进气凸轮轴32和排气凸轮轴42以可旋转的方式被支承在气缸盖20中。进气凸轮32a形成在进气凸轮轴32中，并且排气凸轮42a形成在排气凸轮轴42中。与排气门41抵接的摇臂26的滚子26a与排气凸轮42a的外周表面抵接。由此，当排气凸轮轴42在发动机操作期间旋转时，摇臂26由于排气凸轮42a的作用而摇摆，其中由间隙调节器25支承的部分被当作支点。由于摇臂26的摇摆，排气门41被打开及关闭。
[0030]同时，用于改变进气门