用于内燃机的可变气阀机构的制作方法

专利名称：用于内燃机的可变气阀机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于连续控制气阀驱动输出的内燃机的可变气阀机构。
背景技术：
安装在汽车内的往复式发动机(内燃机)被设置在其汽缸盖中，配有为了引导发动机 排气并改善泵送损失而至少连续控制进气阀的气阀特性的可变气阀机构。
作为这一类型的可变气阀机构，可变气阔系统被应用，在这个系统中至少连续改变进 气阀的阀门升程量以提供进气量。许多可变气阀系统具有一种结构，在该结构中，气阀驱 动输出(阀门升程量、开/关定时、气阀打开持续时间等)，根据控制轴输入的旋转位移而 连续改变(例如，参见尚未审查的日本专利第2005—299536号公报)。
可变气阀机构的控制轴的输入一般通过一种结构来实现，在这个结构中，汽缸盖与用 作旋转驱动源的电动机和向控制轴传输由电动机的输出轴输出的控制旋转的传输机构连 接。可变气阀机构的结构包括，例如，将通过结合滚珠螺杆轴和用于驱动该螺杆轴的电动 机而获得的单元固定到汽缸盖，并通过螺旋在滚珠螺杆轴上的滚珠螺母，将电动机的控制 旋转传输到控制轴的结构(参见尚未审査的日本专利第2004—332549号公报)，将通过结 合螺杆轴和用于驱动该螺杆轴的电动机而获得的单元固定到汽缸盖，并通过螺旋在螺杆轴 上的环，将电动机的控制旋转传输到控制轴的结构(参见尚未审查的日本专利第2005 — 42642号公报)等。
可变气阀机构被要求易于可修理和可替换。特别地，作为可变气阀机构的重要部件的 电动机，较佳的是，可被快速修理或者替换。
然而，可变气阀机构的电动机被安装在传输机构中，以便与滚珠螺杆轴或螺杆轴一起 明确无误地被定位(参见尚未审查的日本专利第2004—332549号公报和第2005—42642 号公报)。由于这个原因， 一旦电动机从传输机构中被移走用以修理或替换，就难以再次 以高精度将电动机设置成与滚珠螺杆轴的轴心或螺杆轴的轴心对准。特别地，如果包括滚 珠螺杆轴或螺杆轴的传输机构的输入轴，在电动机被修理或替换后重新放回汽缸盖时，被 错误定位，那么在传输机构的滑动部就可能产生过大的摩擦力。这就需要一种可变气阀机 构，使开/关定时、和进气阀(或排气阀)的阀门升程量连续变化以具有高响应，以便根据 发动机负载状态(汽车的操作状态)迅速并连续地实现对开/关定时和阀门升程量的可变控 制。然而，如果产生过大的摩擦力，就会破坏控制响应，并且不能完全发挥发动机的性能。 过大的摩擦力还会影响可变气阀机构的耐用性。
解决这个问题的一个办法是，将电动机可分离地固定到汽缸体作为传输机构的分离 体，而不是形成单元结构。
然而，通过使电动机可分离，并不能简单地除去用于将电动机的输出轴的轴心与传输 机构的输入轴对准的令人讨厌的轴对准。那么就不可能避免响应于控制的破坏和对可变气 阀机构的耐用性的影响。
此外，可变气阀机构的电动机位于已使用的传输机构的下面(参见尚未审査的日本专 利第2004—332549号公报和第2005—42642号公报)。因而，电动机的分离可能导致润滑 油泄漏，产生环境负担。

发明内容
本发明的目的是提供一种用于内燃机的可变气阀机构，其中旋转驱动源可以被附接或 者分离而不会影响到传输机构和环境。
为了实现上述目的，根据本发明的用于内燃机的可变气阔机构具有可变气阀系统，
被固定到汽缸盖并且根据输入到控制输入构件的位移对气阀驱动输出执行可变控制；旋转
驱动源，从输出轴输出用于设置气阀特性的控制旋转；以及传输机构，位于可变气阀系统 顶IJ,利用输入轴接收从输出轴输出的控制旋转，并且将控制旋转传输至控制输入构件。旋 转驱动源被可分离地固定到发动机机体。通过使用连接器使旋转驱动源的输出轴连接到输 入轴，其中连接器使输出轴朝向输入轴移动并且将输出轴可分离地连接到输入轴。该连接 器在允许输入轴和输出轴之间偏离的同时，将输出轴的旋转传输到输入轴。
根据本发明，由于连接器的偏离允许功能，即使旋转驱动源的输出轴，在旋转驱动源 因修理而被分离后再次被安装时，或者在分离后的旋转驱动源被新的旋转驱动源替换时， 与传输机构的输入轴偏离，也可以通过使用连接器使输出轴连接到输入轴，并且将旋转驱 动源的主体茵定到发动机机体。连接器的偏离允许功能还可以使传输控制旋转而不在传输 机构产生过大摩擦力成为可能，即使输入轴和输出轴互相偏离。
在旋转驱动源因修理或替换而附接/分离时，如果旋转驱动源被附接到汽缸盖并且其轴 偏离，则控制旋转被传输而不产生过大的摩擦力。结果，保持可变响应。从而，不担心对 传输机构的影响。此外，在旋转驱动源的附接/分离中不需要高准确性，所以使得旋转驱动 源易于被安装。这提高了装配生产力和市场中的保持性。
在本发明中，较佳地，连接器被设置在包围摇杆盖和汽缸盖的内部空间中。
这使得通过使用发动机机体的供油系统来润滑连接器成为可能。还可以用供应给气阀 操作系统和链系统的雾化散射发动机油来润滑连接器。于是不需要考虑重新润滑连接器， 例如，通过施加油脂。
根据本发明，较佳地，连接器包含附接到传输机构的输入轴的第一连接构件，和附接 到旋转驱动源的输出轴并且在旋转驱动源被固定到发动机机体时与第一连接构件啮合的 第二连接构件。第一连接构件附接到输入轴，从而使其沿关于输入轴的一个径向可移位， 且第二连接构件沿关于输出轴的一个径向可移位。当第一连接构件与第二连接构件啮合 时，第一连接构件的一个径向与第二连接构件的一个径向不一致。
釆用上述结构，如果第一连接构件与输入轴之间，以及第二连接构件与输出轴之间发 生偏心，则通过在关于输入轴的径向上使第一连接构件移位以及在关于输出轴的径向上使 第二连接构件移位，来允许偏心。此外，第一和第二连接构件在旋转驱动源被固定到发动 机机体时相互啮合。因此，包含第一和第二连接构件的连接器用简单结构提供了使输入轴 和输出轴相互啮合的功能，以及允许输入轴和输出轴之间的偏心的功能。
根据本发明，较佳地，第一连接构件被附接到输入轴以便围绕输入轴的一个径向可倾 斜，且第二连接构件被附接到输出轴以便围绕输出轴的一个径向可倾斜。当第一连接构件 与第二连接构件相互啮合时，第一连接构件的一个径向与第二连接构件的一个径向不一 致。
采用上述结构，如果第一连接构件与输入轴之间，以及第二连接构件与输出轴之间存 在偏转角，则通过使第一连接构件围绕关于输入轴径向的移动倾斜，以及使第二连接构件 围绕关于输出轴径向的移动倾斜，来允许偏转角。因此，包含第一和第二连接构件的连接 器用简单结构提供了使输入轴和输出轴相互啮合的功能，以及使输入轴和输出轴偏移并且
允许输入轴和输出轴的偏转角的功能。
根据本发明，较佳地，摇杆盖具有插入口，旋转驱动源的输出轴侧可以从摇杆盖的外 部被插入到该插入口中。旋转驱动源具有被插入口所引导的插入部，从而当输出轴侧从插 入口插入到摇杆盖中时，使输出轴的端部与传输机构的输入轴的端部啮合。
采用上述结构，当旋转驱动源被固定到发动机机体时，通过将旋转驱动源的插入部插 入到摇杆盖的插入口中，旋转驱动源的输出轴的端部可以容易地与传输机构的输入轴啮 合。换言之，可以同时执行输入轴和输出轴的相互啮合，以及旋转驱动源的主体从摇杆盖 的外部与汽缸盖的固定。
较佳地，旋转驱动源具有固定到汽缸盖用以将旋转驱动源固定到发动机机体的固定
部。插入部具有弹性接触插入口的内周面的密封构件。
在上述结构中，旋转驱动源通过固定部被固定到汽缸盖，并且插入部具有弹性接触插 入口的内周面的密封构件。这减小了旋转驱动源的振动被传输到摇杆盖而引起噪音的可能 性。摇杆盖和汽缸盖之间的密封性能完全不受这个结构影响。此外，当旋转驱动源从发动 机机体中分离时，润滑油很难泄漏，从而减少了环境负担。
本发明的进一步的适用范围将从下文给出的具体描述中变得显而易见。然而，应当理 解的是，在说明本发明的较佳实施例时，具体说明和具体实例只是为了阐述而给出，因为 从该具体说明中本发明的精神和范围之内的各种变化和修改对于本领域的技术人员而言
将是显而易见的。
从下文给出的具体描述和附图中，将更全面地理解本发明，给出附图仅仅是为了进行 说明，而并不是对本发明的限定，其中
图l是内燃机，例如，直列四汽缸往复式汽油发动机的主体的透视图； 图2是沿着图1的A — A线获得的截面图3是从中移除图1中所示的摇杆盖和定时链盖的发动机的透视图4是从中移除图3的气阀操作系统的发动机的透视分解图5是沿着图3的B — B线获得的可变气阀机构的截面图6是沿着图3的C一C线获得的可变气阀机构的截面图7是从中移除旋转驱动源的发动机的透视分解图8是处于放大尺寸的旋转驱动源的透视图9和图IO是连接器的截面图。
下面将参考图1到图io所示的一个实施例说明本发明。
图1是内燃机，例如，直列四汽缸往复式汽油发动机的主体的透视图。图2是沿着图 1的A—A线获得的截面图。图3是从中移除图1中所示的摇杆盖和定时链盖的发动机的 透视图。图4是从中移除图3的气阀操作系统的发动机的透视分解图。图5是沿着图3的 B—B线获得的可变气阀机构的截面图。图6是沿着图3的C一C线获得的可变气阀机构的 截面图。图7是从中移除旋转驱动源的发动机的透视分解图。图8是处于放大视图的旋转 驱动源的透视图。图9和图IO是连接器的截面图。


具体实施方式
图1中的参考标号1表示汽缸体。参考标号2、 3和4分别表示安装在汽缸体1的上 侧的汽缸盖、覆盖汽缸盖2的上部的摇杆盖、以及放置在汽缸盖1下面的油盘。参考标号 la是设置在汽缸体1的前部中的定时链盖。
在汽缸体1中，如图5所示，形成有配置在发动机的前后方向上部分显示的四个汽缸 6。活塞7被容纳在各汽缸6中可做往复运动。活塞7被连接到通过曲柄销9a配置在汽缸 体1的前后方向上的曲柄轴9。从活塞7输出的往复运动被输出到曲柄轴9，同时被转换 为旋转运动。
在汽缸盖2下面，燃烧室11对应于如图5所示的四个汽缸6而形成。在各燃烧室ll 的两侧上，形成有一对进气口 12和一对排气口 13 (只显示了每对中的一个)。在汽缸盖2 的上侧的中心中，具有在前后方向上延伸的凹处。凹部2a的两侧横向突出。在各燃烧室 11的两侧上，用于打开和关闭进气口 12的进气阀14，和用于打开和关闭排气口 13的排气 阀15被设置到各汽缸6。仅如图5中所示，进气阀14和排气阀15都是通过气阀弹簧16 在关闭方向上偏向的正常关闭的气阀。
如图2到图6所示，构造成SOHC型气阀机构的可变气阀机构20被安装在形成于汽 缸盖2的上侧中的凹部2a上。可变气阀机构20被容纳在摇杆盖3中。可变气阀机构20 具有这样的结构，在这个结构中，凸轮轴26，连续改变进气阀14的气阀特性的可变气阀 系统21，以及打开和关闭排气阀15的摇杆臂系统22，在固定时刻被合成为一个单元。
为了参考图1到图6说明可变气阀机构20，参考标号25、 26、 27、 28和29分别表示 支撑构件、凸轮轴、排气摇杆轴、兼任进气摇杆轴的控制轴和支持轴。轴26到29是由在 发动机的前后方向上延伸的轴构件构成。在凸轮轴26中，形成有包括三个凸轮的凸轮组， 这三个凸轮诸如在图5中部分显示的进气凸轮26a和相对于图5所示的各汽缸放置在进气 凸轮26a两侧的一对排气凸轮26b。
支撑构件25被配置在汽缸盖2的上侧上的相应位置中，更具体地，例如，在汽缸列 的最前方，汽缸之间，和汽缸列的最后方。如图6所示，支撑构件25是通过将支撑器32 与适用于支撑器32的下端部的盖子33结合而被构造。凸轮轴26可旋转地被支持在夹在 形成于支撑器32下端面的轴颈面和形成于盖子33上面的轴颈面之间的位置上。控制轴28 可旋转地被支持在支撑器32中央的进气侧(宽度方向上的一侧)上。排气摇杆轴27被固 定在与位于支撑器32中央的控制轴28相反的排气侧(宽度方向上的另一侧)上。支持轴 29被固定在支撑器32的上侧。在支撑器32的两侧上，形成一对固定座34使其处于如图 6所示接近排气摇杆轴27和控制轴28的位置。采用上述结构，获得可被安装在汽缸盖2 之上的框架。
该框架相对于各汽缸配备有可变气阀系统21和摇杆臂系统22。例如，如图5所示， 可变气阀系统21具有这样的结构，在这个结构中，摇杆臂40、摆动凸轮50以及中心摇杆 臂60相互结合。
如图3和图4所示，双路臂构件被用作摇杆臂40。该臂构件的中心部，如图5所示， 被控制轴28可旋转地支持。配置在臂构件端部的调整螺杆41在框架的横向上突出。配置 在臂构件基端部的滚针42位于支持轴29侧。
如图3和图5所示，摆动凸轮50的一个端部被支持轴29可旋转地支持，且另一个端 部由向摇杆臂40的滚针42突出的摆动凸轮构件形成。形成于另一个端部的表面上的凸轮 面51开始与滚针42旋转接触。滑行辊52被可旋转地安装在摆动凸轮构件的下部。
中心摇杆臂60，如图5所示，被配置在由进气凸轮26a、控制轴28和滑行辊52包围 的位置中。中心摇杆臂60被形成为字母L的形状，具有朝向位于上方的滑行辊52延伸的 臂部61，以及在位于中心摇杆臂60侧的控制轴28之下延伸的臂部62。在臂部61的端面 中形成的斜面61a (例如，控制轴侧低，且支持轴侧高)开始与摆动凸轮50的滑行辊52 旋转接触。被臂部61和62的交叉部分支持的滑行辊63开始与进气凸轮26a的凸轮面旋转 接触，从而使得起气阀驱动输出作用的进气凸轮26a的凸轮位移通过臂部61被输出到摆动 凸轮50。将臂部62端旋转支持的销64旋转插入到形成在控制轴28中的通孔65中。该插 入的结果是，通过使用位于臂部26端的旋转点作为支持点，使中心摇杆臂60被可振动地 支持。由于中心摇杆臂60的该整体结构，当控制轴28产生旋转位移时，中心摇杆臂60 在与凸轮轴26交叉的方向上(超时或延时方向)移位，同时改变与进气凸轮26a的旋转接 触点。
该移位的结果是，从中心摇杆臂60输出的包括进气阔14的阀门升程量和开/关定时的 气阀驱动输出，同时被继续改变。凸轮面51的上部是对应于进气凸轮26a的基圆的基圆区， 且凸轮面51的下部是与基圆区连接的升程区(对应于进气凸轮26a升程区域的凸轮形状)。 因而，如果中心摇杆臂60的滑行辊63在进气凸轮26a的超时或延时方向上被移位，则摆 动凸轮50的位置被改变。其中使滚针42振动的凸轮面51的区域被相应地改变。简而言 之，基区和使滚针42振动的升程区之间的比例被改变。通过利用基区和升程区之间的比 例变化，伴随着超时或延时方向上的相位变化，进气阀14的阀门升程量，从由进气凸轮 26a顶端的凸轮形状所导致的低阀门升程量，连续改变到由从进气凸轮26a的顶端向基端 延伸区域的凸轮形状所导致的高阀门升程量。同时，进气阀14的开/关定时在气阀关闭定 时中的变化比气阀打开定时中的变化更大。
用于调节销64的突出量的螺杆构件66被拧入到通孔65中，从而使其在前进和后退 方向上能够移动(用于相对于各汽缸的气阀开/关定时和阀门升程量的调节)。
摇杆臂系统22 (排气侧)具有一对如图5所示的摇杆臂67 (仅显示一个)。摇杆臂67 位于中心摇杆臂60的两侧，并且被排气摇杆轴27可旋转地支持。位于一端的没有显示的 辊构件开始与排气凸轮26b的凸轮面旋转接触。位于另一端的调整螺杆部67a在框架横向 上突出。
由于上述结构，凸轮轴26、可变气阀系统21和摇杆臂系统22被结合成一个整体。组 成的可变气阀构件20的各固定座34，如图4和6所示，被配置在从凹部2a (汽缸盖2) 的底面突出的轮毂部17中。如图3和图6所示，用汽缸盖螺栓18使固定座34与汽缸盖2 一起被固定，汽缸盖螺栓18通过固定座34和汽缸盖2拧入汽缸体1。也就是，通过使用 具有高支持力的汽缸盖螺栓18 (由于要求汽缸盖螺栓18具有能够承受施加到汽缸盖2的 爆发力的性能，因此汽缸盖螺栓18的硬度比其它螺栓大)，使可变气阀机构20固定。特 别地，可变气阀机构20在接近排气摇杆轴27和控制轴28的点上被固定，从而使其被牢 固固定。位于最前端和最后端的支撑构件25也用另外的固定螺栓18a固定到汽缸盖2。
如图5所示，通过用上述方法安装可变气阀机构20，摇杆臂40的调整螺杆41 (用于 进气)位于固定到汽缸盖2的进气阀14的杆端，且排气摇杆臂67的调整螺杆67a位于固 定到汽缸盖2的排气阀15的杆端。参考标号68是与摆动凸轮50结合的推动器。推动器 68是通过摆动凸轮50相对于进气凸轮26a推动中心摇杆臂60的元件。
例如，如图4所示，凸轮轴26的一个端部，通过在包围汽缸盖2的凹部2a的端壁中 形成的贯通部lb，向前突出。作为定时元件的凸轮链轮70,如图1到图3所示，配备有 凸轮轴26的该突出端部。定时链72悬挂在凸轮链轮70和设置在曲柄轴9的一个端部中 的曲柄链轮71之间，从而通过曲柄输出使凸轮轴26旋转。
如图3所示，在汽缸体l的最前端，设有用于驱动控制轴28的驱动单元80。驱动单 元80具有这样的结构，在这个结构中，例如，用作旋转驱动源的电动机81，与作为电动 机81的分离体的传输机构，例如，蜗轮减速机构82相互结合。蜗轮减速机构82与可变 气阀系统21 —起被设置在汽缸盖2与摇杆盖3之间。蜗轮减速机构82通过结合，例如， 扇形蜗轮齿轮83和与蜗轮齿轮83啮合的蜗杆轴齿轮84而形成。包括蜗杆神齿轮84—的部 分被用作蜗杆轴齿轮单元85，蜗杆轴齿轮单元85是蜗轮齿轮83分离体。
如图3和图4所示，扇形蜗轮齿轮83由板状元件构成，该板状元件具有处于扇形板 体86的外周缘中的大量齿轮部87，和处于旋转中心的安装座88。扇形元件的安装座88 被固定到控制轴28的轴端，控制轴28用作从位于最前端的支撑器32 (支撑构件25)向 前突出的控制输入构件，并且齿轮部87被设置在汽缸盖2的上面。
例如，如图2和图4所示，蜗杆轴齿轮单元85具有框架90。框架90包括在汽缸盖2 的宽度方向上延伸的基座90a,和在汽缸盖2的前后方向上从基座90a的两端部延伸的一 对臂90b。在臂90b的端部，形成有如图2所示的轴承面90c。当蜗杆轴齿轮84用作蜗轮 减速机构82的输入轴时，使用中间具有蜗轮部84a的轴部84b。轴部84b的两端部被相应 的轴承面90c可旋转地支持，并且蜗轮部84a位于轴承面90c之间。轴部84b的一端从臂 90b突出。如图8到图10所示，第一连接构件91a构造具有十字榫联轴节功能(Oldham's coupling function)的连接器，十字榫联轴节功能允许轴之间的偏离，而不妨碍将一个轴的 旋转传输到另一个轴。用与轴部84b的轴心正交的销101a,将第一连接构件9!a附接到突 出轴部84b的轴端部，以便使其能够相对于轴部84b的轴心获得补偿移动cj和振动e。连 接器91具有第一连接构件91a和能够与第一连接构件91a啮合的第二连接构件91b。第一 连接构件91a、销101a和输入轴84b之间的关系，与后面将参考图9和图10详细描述的 第二连接构件91b、销101b和输入轴81c之间的关系相同。即使当第一连接构件91a和第 二连接构件91b相互连接时，也可以使第一连接构件91a和第二连接构件91b在轴向上相 对轻微地移位。在基座90a的两端部中，形成有安装座92，安装座92用于通过支撑位于 最前端的可变气阀系统21的支撑器32 (支撑构件25)将可变气阀系统21安装在汽缸盖 21上。
通过使用图4所示的固定螺栓96，将安装座92设置在接受座94上，接受座94形成 在位于最前面的支撑器32 (支撑构件25)的上侧上，g卩，位于控制轴28之上的部分上。 以这种方法，蜗杆轴齿轮单元85被安装在汽缸盖2之上以面向侧面。在安装的同时，如 图2所示，蜗杆轴齿轮84与蜗轮齿轮83啮合。特别地，蜗杆轴齿轮单元85被安装在向 汽缸盖2倾斜的位置上，从而使连接器91侧低于啮合部95，蜗杆轴齿轮84与蜗轮齿轮 83在啮合分95中相互啮合。从连接器91的第一连接构件91a输入的控制旋转(确定所要 求的诸如阀门升程量以及开/关定时等的气阀特性的旋转)，通过齿轮83和84的啮合部95 被传输到控制轴28。例如，当蜗轮83如图2中的箭头所示朝向排气摇杆轴27发生旋转位 移时，用于将齿轮83指向高阀门升程侧的控制旋转被传输到控制轴28。反之，当蜗轮齿 轮83朝向连接器91发生旋转位移时，用于将齿轮83指向低阀门升程侧的控制旋转被传 输到控制轴28。
由于可变气阀系统21的元件结构，设置控制轴28，从而使可变气阀系统21传输来的 气阀反作用力(弹性反作用力)只在一个旋转方向上，例如，在低阀门升程方向上，起作 用。蜗杆轴齿轮84因而只在一个轴向上被施加的气阀反作用力。为了接受气阀反作用力， 推力接受部96被设置在位于连接器91侧上的轴部中。更具体地，推力接受部96形成为 凸缘状并靠近位于连接器91侧的臂90b设置。推力接受部96通过形成在臂90b中的推力 面97 (如图2所示)而被可滑动地接受。通过这样做，气阀反作用力所产生的推力不会被 传输到连接器91侧。
通过使用气阀反作用力，使蜗轮齿轮83和蜗杆轴齿轮84相互啮合的轮齿方向被设置 成倾斜方向，该倾斜方向产生使蜗轮齿轮83向支撑构件25移动的力。因此，控制轴28 只在一个轴方向上被施加推力。在控制轴28起作用的推力(一个方向)被接受结构所接 受，尽管未显示，但是该接受结构由控制轴28的一端，例如，形成在位于蜗轮齿轮83侧 的一端上的推力面，以及形成在设置在最前端的支撑器32 (支撑构件25)的前表面上的 推力接受部所构成。
蜗轮齿轮83安装有消隙弹簧构件，未显示，用于抑制啮合部95中产生的后冲力，蜗 轮齿轮83和蜗杆轴齿轮84在啮合部95中相互啮合。弹簧构件被安装，以便施加有将蜗 轮齿轮83的齿轮部87的齿面压向蜗杆轴齿轮84的蜗轮部84a的齿面的力，例如，只在除 了进气阀14的阀门升程量被连续变化的区域中的低阀门升程量以外的高阀门升程量区的 区域中。通过使用消隙弹簧构件，根据可能导致高齿轮振动的高阀门升程期间中的条件， 以及不可能导致高齿轮振动的低阀门升程期间中的条件，抑制后冲力。
与上述使用的蜗杆轴齿轮单元85不同，如图2和3所示，电动机81由通过将未显示 的传统转子和传统定子结合而构建的电动机机体81a所构成。换言之，对于电动机81,电 动机机体81a在输出侧端具有柱状插入部81d，并且在机体部中附接有安装支架81b (对应 于本发明的固定部)。电动机机体81a的电动机轴81c向前延伸，穿过插入部81d的中心。 向前延伸的该电动机轴部被用作输出轴81c。如图8到图10所示，利用与输出轴81c的轴 心正交的销101b将连接器91的第二连接构件91b附接到输出轴81c的一端，从而能够获 得相对于输出轴81c的轴心的补偿移动cj和振动e。通过将销101a与销101b设置在实质 上相互正交的位置上，补偿移动a和振动e的方向实质上也相互正交。这使得可以允许输 出轴81c和输入轴84b的轴心之间的补偿偏移和/或角度偏移。如果连接器91的第一连接 构件91a和第二连接构件91b之间的啮合方向被设置为关于销101a和101b之间方向的角 度，则可以进一步允许偏移。
如图1和图2所示，插入部81d具有能够使插入部81d插入到形成在摇杆盖3的侧壁 上的圆柱插入口 3a中的形状。简而言之，插入部81d能够从摇杆盖3的外侧插入到插入口 3a中。插入口3a位于蜗杆轴齿轮单元85的第一连接构件91a的前部，并且对应于蜗杆轴 齿轮84的倾斜而向下倾斜。因此，当插入部81d从插入口 3a被插入时，通过使用作为导 向器的插入口 3a，位于前部的第二连接构件91b被指向第二连接构件91b与位于蜗杆轴齿轮端(输入轴端)的第一连接构件91a啮合的位置。换言之，通过将插入部81d插入到插 入口 3a中来连接连接器91 。第二连接构件91b相对于输出轴81c产生的补偿移动cr和振 动e的范围因结构而被限制。因而，可以进行插入而没有任何问题。第一连接构件91a也 以同样的方式相对于蜗杆轴的轴心被附接。
因为连接部设有补偿移动和振动的功能，因此即使输出轴81c的轴心与蜗杆轴的轴心 偏移，或者轴之间设有角度，也可以毫无困难地进行安装，并可靠地传输旋转。如果有偏 移，则在连接部中产生微小滑动。尽管没有特别的供油功能，但是由于连接部位于摇杆盖 3的内部，因此连接部被连续提供来自定时链72和气阀构件的散射油。这阻止了由滑动导 致的摩擦和磨损。
如图2所示，安装支架81b由L形状的支架构件构成，该支架构件可以与形成在汽缸 盖2的侧部中的电动机安装面2b附接和分离。在完成连接器91的连接后，通过固定，例 如，在摇杆盖3的外部将支架构件固定到汽缸盖2，使电动机8I被可分离地固定到汽缸盖
特别的，为了使电动机81能够轻易与汽缸盖2结合，在汽缸盖2的侧部中的横向上， 尤其是在末端位置处，形成插入部3a，且在汽缸盖2的侧面部上，尤其是在末端位置处， 电动机81放置有安装支架81b。考虑到安装在车辆中的发动机的位置，电动机81被安装 在汽缸盖2的侧部上。
面向插入口 3a的内周面的插入部81d的外周面，被附接有圆形的油密封构件98 (对 应于本发明的密封构件)，使得油密封构件98从外周面向外突出。由于油密封构件98，因 而容纳在图2所示的插入口 3a中的插入部81d仅通过油密封构件98弹性接触插入口 3a 的内周面。插入部81d的外周面的其他部分与插入口3a的内表面间隔。由于上述结构，从 电动机81传输到摇杆盖3的振动被阻挡，并且摇杆盖不会产生电动机驱动噪音。如果电 动机81被安装，则摇杆盖3不会被施加大负荷。因此，不会对摇杆盖3和汽缸盖2之间 的密封部分的表面压力有影响，所以不会发生油泄漏。
接下来将说明如此构造的可变气阀机构20的操作。
假设现在凸轮轴26被曲柄轴9的轴输出所驱动(旋转)，如图1和图2的箭头所示， 从定时链72传输曲柄轴9的轴输出。
此时，如图5所示，中心摇杆臂60的滑行辊63接受进气凸轮26a的凸轮位移。结果， 气阀驱动输出从中心摇杆臂60被输出。更具体地，通过用作支持点的销64，中心摇杆臂 60与凸轮位移一起在上下方向上振动。
摆动凸轮50的滑行辊52通过开始与滑行辊52旋转接触的倾斜面61a，接受中心摇杆
臂60的振动位移。因而，摆动凸轮50重复振动移动，在振动移动中，摆动凸轮50在沿 着倾斜面61a滚动的同时，被倾斜面61a推上和推下。由于摆动凸轮50的振动，摆动凸轮 50的凸轮面51在上下方向上作往复运动。
因为凸轮面51与摇杆臂40的滚针42在这点上旋转接触，所以凸轮面51周期性用凸 轮面51按压滚针42，作为对滚针42的按压的回应，摇杆臂40与用作支持点的控制轴28 一起振动，从而开/关一对进气阀14。
排气摇杆臂67接受相应的排气凸轮26b,并且根据凸轮26b的形状而被驱动。随后， 排气摇杆臂67与用作支持点的相应排气摇杆轴27 —起振动，从而开/关排气阀15。
假设根据来自未显示的控制器的指令，操作电动机81以获得高阀门升程量。结果， 电动机81的旋转经由连接器91被传输到蜗杆轴齿轮84，并使与蜗杆轴齿轮84啮合的扇 形蜗轮齿轮83产生旋转位移(在图2中的高升程方向上)。随后，电动机81的旋转在速 度被减小的同时，被传输到控制轴28，并且使控制轴28旋转直到达到要求的气阀特性点。 由于旋转位移，中心摇杆臂60的拐点被移位。使中心摇杆臂60的滑行辊63在进气凸轮 26a上沿旋转方向移位，直到摆动凸轮50的凸轮面51移动到如图5所示，几乎竖直的位 置上。
凸轮面51的这种位置设置了一个区域(比率)，在该区域中，凸轮面51的滚针42来 回移动到获得高阀门升程量的区域。例如，该比率被设置为提供最短基圆区和最长升程区 的比率。通过这样做，例如，驱动进气阔14，以确保最大阀门升程量。换言之，使用进气 凸轮26a的升程区的整个区域(从上到下)，驱动进气阀14。
假设为了得到低阀门升程量，在相反方向上操作电动机81直到阀门升程量变高。结 果，电动机81的旋转通过连接器91被传输到蜗杆轴齿轮84，并使扇形蜗轮齿轮83在相 反方向上(在图2所示的低升程方向上)产生旋转位移。随后，电动机81的旋转在速度 被减小的同时，被传输到控制轴28，并且使控制轴28旋转直到达到要求的气阀特性点。
由于旋转位移，中心摇杆臂60的支持点(销64)在接近进气凸轮26a移动的方向上 被旋转和移位。中心摇杆臂60的滑行辊63在与进气凸轮26a的旋转方向相反的方向上， 在进气凸轮26a上被移位。中心摇杆臂60和进气凸轮26a的旋转接触点在进气凸轮26a 上移动直到在超时方向上偏离。由于旋转接触点的可变，阀门升程曲线的顶部位置在超时 方向上被移位。作为对中心摇杆臂60的位移的响应，倾斜面61a也在超时方向上移位。中 心摇杆臂60移位的结果是，摆动凸轮50移动，使得凸轮面51被带入向下倾斜的位置。 当倾斜变大时，其中滚针42来回移动的凸轮面51的区域，变成基圆区变长且升程区变短 的比率。由于比率的变化，进气阀14逐渐从通过使用进气凸轮26a的升程区的整个区域而
被驱动的状态，转变为通过使用移位到顶部的部分升程区域以限定的方法被驱动的状态。 根据从控制轴28输入的旋转位移，包括在气阀驱动输出中的进气阀14的开/关定时和
阀门升程量被连续地变化，同时从实质上与最大阀门升程时间相同的气阀打开定时保持关
闭气阀的定时，并且大幅度改变气阀关闭定时。
当重复前述的操作时，可变气阀机构20的电动机81需要维持。例如，电动机81需
要修理或者替换，电动机81的安装支架81b被松开，并且插入部81d在竖直向下的方向
上从摇杆盖3的插入口 3a中被拉出。如图7所示，插入部81d与第二连接构件91b —起从
摇杆盖3中被拉出。接着，电动机81从汽缸盖2中被移除。移除后的电动机81接着被修
理或者被新的电动机81所替换。
修理后的电动机81或者新的电动机81被安装到汽缸盖2上。
在第二连接构件91b被如此安装以平滑地连接于第一连接构件91a后，如图7所示， 电动机81从第二连接构件91b被插入到摇杆盖3的插入口 3a中。第二连接构件91b接着 进入摇杆盖3。因此，当插入部81d到达插入口 3a时，插入部81d被插入口 3a的内周面 所引导，并且电动机81直接向位于蜗杆轴齿轮84端的第一连接构件91a移动。第二连接 构件91b随后被引导到第二连接构件91b与第一连接构件91a的啮合点。当电动机81被插 入直到安装支架81b到达汽缸盖2的电动机安装面2b时，第一连接构件91a与第二连接构 件91b相互啮合。简而言之，实现连接器91的连接。因此，当安装支架81b被栓接到电 动机安装面2b时，完成电动机81的安装。
即使电动机81被安装在汽缸盖2上的偏移位置上，由于连接器91具有在允许偏移的 同时传输旋转的功能，因此通过蜗杆轴齿轮84，电动机81的控制旋转从蜗杆轴齿轮84被 平滑地输入到控制轴28，而不会产生任何强制使蜗杆轴齿轮84的位置偏离的影响(产生 过多摩擦的影响)。
这消除了安装电动机81时，相对于电动机81的输出轴81c的轴心，使蜗轮减速机构 82 (传输机构)的蜗杆轴齿轮84 (输入轴)的轴心对准的麻烦。
电动机81的附接与分离可以被很容易地实施，而不要考虑对蜗轮减速机构82 (传输 机构)的影响。因为使用插入口3a，所以通过简单地将电动机81插入到摇杆盖3中以实 现连接器91的连接，以及简单地使用安装支架81b将电动机81从摇杆盖3的外部固定到 摇杆盖3，电动机81可以轻易地安装在汽缸盖2上，而没有令人烦恼的对准问题。特别地， 如果电动机81被安装在汽缸盖2的侧部，则即使在安装于车辆中的位置上，也可以毫无 困难地执行电动机81的安装。
已完成安装的电动机81的插入部81d具有这样的结构，在这个结构中，只有具有弹
性的油密封构件与插入口 3a的内周面保持接触。因而，可以防止电动机81的驱动噪音， 并防止气阀驱动的振动传输到摇杆盖3并从摇杆盖3发散出去。此外，对摇杆盖3和汽缸 盖2之间的密封性能没有不利影响，并且在移除电动机81时，机油不易从插入口 3a泄漏。 因此，环境负担可以被减小。
本发明不限于上述一个实施例。可以作出各种修改而不偏离本发明的要旨。例如，根 据一个实施例，本发明被应用于连续改变进气阀的气阀特性的可变气阀齿轮。然而，本发 明可以被应用于连续改变排气阀的气阀特性的可变气阀构件。
权利要求
1.一种用于内燃机的可变气阀构件，其特征在于，包括可变气阀系统，其被固定到汽缸盖并根据被输入到控制输入构件的位移对气阀驱动输出执行可变控制；旋转驱动源，从输出轴输出用于设置气阀特性的控制旋转；传输机构，位于所述可变气阀系统侧，利用输入轴接收从所述输出轴输出的所述控制旋转，并且将所述控制旋转传输至所述控制输入构件，其中，所述旋转驱动源被可分离地固定到发动机机体通过使用连接器使所述旋转驱动源的输出轴被连接到所述输入轴，所述连接器使所述输出轴朝向所述输入轴移动、并且将所述输出轴可分离地连接到所述输入轴；并且所述连接器在允许所述输入轴和所述输出轴之间偏离的同时，将所述输出轴的旋转传输到所述输入轴。
2. 如权利要求l所述的用于内燃机的可变气阀构件，其特征在于，所述连接器被设置 在包围摇杆盖和汽缸盖的内部空间中。
3. 如权利要求l所述的用于内燃机的可变气阀构件，其特征在于，其中， 所述连接器包含被附接到所述传输机构的输入轴的第一连接构件、和被附接到所述旋转驱动源的输出轴并且在所述旋转驱动源被固定到发动机机体时与所述第一连接构件啮 合的第二连接构件；所述第一连接构件被附接到所述输入轴，从而使其沿关于所述输入轴的一个径向可移 位，且所述第二连接构件沿关于所述输出轴的一个径向可移位；当所述第一连接构件与所述第二连接构件啮合时，所述第一连接构件的一个径向与所 述第二连接构件的一个径向不一致。
4. 如权利要求3所述的用于内燃机的可变气阀构件，其特征在于，其中， 所述第一连接构件被附接到所述输入轴以使其围绕所述输入轴的所述一个径向可倾斜，且所述第二连接构件被附接到所述输出轴以使其围绕所述输出轴的所述一个径向可倾 斜；当所述第一连接构件与所述第二连接构件啮合时，所述第一连接构件的所述一个径向与所述第二连接构件的所述一个径向不一致。
5. 如权利要求l所述的用于内燃机的可变气阀构件，其特征在于，其中， 所述摇杆盖具有插入口，所述旋转驱动源的输出轴侧可以从所述摇杆盖的外部被插入到所述插入口中；所述旋转驱动源具有被所述插入口所引导的插入部，从而当所述输出轴侧从所述插入 口被插入到所述摇杆盖中时，所述输出轴的端部与所述传输机构的输入轴的端部啮合。
6. 如权利要求l所述的用于内燃机的可变气阀构件，其特征在于，其中， 所述旋转驱动源具有固定部，所述固定部被固定到所述汽缸盖，用以将所述旋转驱动源固定到所述发动机机体；所述插入部具有密封构件，所述密封构件弹性接触所述插入口的内周面。
7. 如权利要求l所述的用于内燃机的可变气阀构件，其特征在于，其中， 所述旋转驱动源被固定到所述汽缸盖的侧部。
全文摘要
本发明提供一种用于内燃机的可变气阀机构，在该可变气阀构件中，可以实现旋转驱动源的附接和分离而不影响传输机构和环境。可变气阀机构具有用于将旋转驱动源(81)的输出轴(81c)可分离地连接到传输机构(82)的输入轴(84)的连接器(91)，和将旋转驱动源(81)的机体(81a)可分离地固定到汽缸盖(2)的固定部91b。旋转驱动源(81)被可分离地固定到发动机机体(2)，作为从传输机构(82)分离体。因而，即使偏移发生在输入轴和输出轴之间，也可以传输控制旋转，同时因允许连接器(91)偏移的功能而保护传输机构(82)不产生过多的摩擦力。
文档编号F01L13/00GK101338690SQ20081008717
公开日2009年1月7日 申请日期2008年3月20日 优先权日2007年7月4日
发明者村田真一, 田边干雄 申请人:三菱自动车工业株式会社