专利名称：用于内燃机的可变阀致动设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于内燃机的可变阀致动设备。
背景技术：
例如日本专利申请公报No. 6-33714 (JP-A-6-33714)公开了一种用于内燃机的可变阀致动设备。该现有技术可变阀致动设备包括进气或排气阀、低速凸轮、高速凸轮、可由低速凸轮驱动并驱动进气阀或排气阀的主摇臂，以及由高速凸轮驱动的副摇臂。此外，可变阀致动设备包括液压活塞机构，其作为用于在非连接模式与连接模式之间切换的模式切换装置，在非连接模式中，副摇臂不与主摇臂相连接，在连接模式中，副摇臂与主摇臂相连接。以此方式，在内燃机的可变阀致动设备中，当阀的打开特性伴随着由致动器执行的动作而切换时，如果构件的惯性较大或者如果在致动器驱动构件时产生在构件上的摩擦力较大，对由致动器驱动的构件进行驱动所需要的致动器的驱动力变得不方便得大。因此， 为了在使得所需的动力最小的同时切换阀的打开特性，期望前述构件的惯性较小并且产生在构件上的摩擦力较小。
发明内容
本发明提供了用于内燃机的可变阀致动设备，其减少由致动器驱动的构件的惯性并且减小产生在该构件上的摩擦力，并且伴随着由致动器执行的动作有利地切换提供给发动机的至少两个气缸的阀的打开特性。根据本发明的第一方面的用于内燃机的可变阀致动设备包括传递构件，其布置在凸轮与阀之间并且将凸轮的操作力传递到阀；凸轮轴，其上设置凸轮；导轨，其设置在圆柱形部分的外周面上，该圆柱形部分设置在凸轮轴上；主移位构件，其具有配合部分，该配合部分能与导轨配合和脱离并能沿着凸轮轴的轴向移位；构件连接轴，该构件连接轴以允许主移位构件相对于构件连接轴旋转并约束主移位构件沿着构件连接轴的轴向移动的方式连接到主移位构件；以及致动器，其产生用于使主移位构件的配合部分与导轨配合的驱动力，其中，在致动器工作时，主移位构件绕构件连接轴旋转，使得配合部分与导轨配合，并且伴随着配合部分与导轨配合时发生的主移位构件和构件连接轴的移位，改变传递构件的动作状态，使得切换为至少两个气缸设置的阀的打开特性。根据本发明的第一方面，因为主移位构件和构件连接轴以其之间可以进行相对旋转的方式连接到一起，所以在致动器进行操作以将主移位构件的配合部分与导轨配合时， 主移位构件单独旋转而不引起构件连接轴的旋转。因此，根据第一方面，变得可以减少由致动器驱动的构件的惯性并且减少产生在该构件上的摩擦力，并且有利地伴随着由致动器致动的动作切换为至少两个气缸设置的阀的打开特性。此外，在前述构造中，主移位构件、导轨和致动器可以设置成对应于内燃机的气缸中的至少一者而不是全部，并且可变阀致动设备还可以包括副移位构件，该副移位构件提供给未设置有主移位构件的至少一个其他气缸，并且经由构件连接轴与主移位构件连动地移位，其中，伴随着配合部分与导轨配合时发生的主移位构件的移位，改变提供给设置有主移位构件的气缸的传递构件的动作状态，并且伴随着与主移位构件的移位连动的副移位构件的移位，改变提供给设置有副移位构件的至少一个其他气缸的传递构件的动作状态。因此，由于在第一方面中提供的构造，可以减小由致动器驱动的构件的惯性并且减少产生在该构件上的摩擦力。此外，可以通过利用主移位构件的移位和与主移位构件的移位连动的副移位构件的移位，来改变每个气缸的传递构件的动作状态。在前述构造中，用于至少两个气缸中的每一者的传递构件可以包括第一摇臂和第二摇臂，第一摇臂能与凸轮同步地摆动，第二摇臂能够推动阀，可变阀致动设备还可以包括切换销，该切换销可移动地设置在形成于第一摇臂的销孔中和形成于第二摇臂的销孔中，其中，用于设置有主移位构件的气缸的切换销与主移位构件的移位连动地移位，并且用于设置有副移位构件的至少一个其他气缸的切换销与副移位构件的移位连动地移位，并且其中，对于设置有主移位构件的气缸，第一摇臂和第二摇臂经由切换销在其中第一摇臂与第二摇臂连接到一起的连接状态与其中第一摇臂与第二摇臂之间的连接被解除的未连接状态之间与主移位构件的移位连动地切换，并且对于设置有副移位构件的至少一个其他气缸，第一摇臂和第二摇臂经由切换销在其中第一摇臂与第二摇臂连接到一起的连接状态与其中第一摇臂与第二摇臂之间的连接被解除的未连接状态之间与副移位构件的移位连动地切换。根据前述构造，在这种类型的可变阀致动设备中，通过利用切换销的移位在第一摇臂与第二摇臂被连接到一起的状态与它们之间的连接被移除的状态之间切换，可以减少由致动器驱动的构件的惯性并且减少产生在该构件上的摩擦力，以及在前述连接状态与未连接状态之间切换。在前述构造中，构件连接轴可以设置在对第一摇臂和第二摇臂进行支撑的摇臂轴内。根据该构造，通过有效地利用存在于内燃机的气缸头上方的空间，相比于构件连接轴由与摇臂轴分离的构件支撑的构造，可以改善内燃机上的可变阀致动设备的可安装性。此外，在前述构造中，第二摇臂可以用于提供给气缸的多个阀。根据该构造，相比于一个阀由一个第二摇臂驱动的构造，通过利用由于对于两个阀使用第二摇臂而获得的未被使用的空间，可以确保用于主移位构件和副移位构件的安装空间。此外，在前述构造中，构件连接轴的外周面可以设置有具有环形或弧状的凹槽，并且构件连接轴可以穿过主移位构件的内部，并且可变阀致动器设备还可以包括销，其穿过主移位构件并且与凹槽配合。根据本发明的构造，由于形成在构件连接轴中的凹槽与穿过主移位构件的销之间的配合，可以以允许主移位构件与构件连接轴之间的相对旋转并约束它们之间沿着轴显得相对移动的方式有利地实现主移位构件与构件连接轴之间的连接。
将会在本发明的示例实施例的以下具体描述中参照幅图说明本发明的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中，相似的附图标记表示相似的元件，其中图1是示出了根据本发明的实施例的用于内燃机的可变阀致动设备的立体图；图2A和图2B是图1中示出的可变阀致动设备的除了凸轮轴之外的部分的截面图，该截面是在包括图1中示出的摇臂轴的轴线和也在图1中示出的切换销的轴线的平面上取的；图3是图1中示出的可变阀致动设备的特征的构成要素的分解立体图；以及图4是图1的可变阀致动设备的立体图，其沿着凸轮轴(以及摇臂轴)的轴线方向(更具体地，由图2A中的箭头4A表示的方向)。
具体实施例方式实施例1。下文中，将会参照图1到图4描述本发明的实施例1。[可变阀致动设备的构造](可变阀致动设备的基本构造)图1是示出了根据本发明的实施例1的用于内燃机1的可变阀致动设备10的立体图。附带地，在图1中，省略了之后描述的凸轮轴18的图示。此外，虽然图1仅示出了两个气缸(气缸1号和2号)，同时省略了其他气缸等的图示，实施例1的内燃机例如是具有四个气缸的直列四气缸发动机 G号和4号)。此外，内燃机1的每个气缸具有两个进气阀和两个排气阀。该可变阀致动设备10具有对设置在每个气缸上的两个进气阀和两个排气阀进行驱动的设备的功能。如图1所示，内燃机1的每个气缸具有彼此相邻的第一摇臂12和第二摇臂14。每个气缸的摇臂12和14由一个摇臂轴16可旋转地(可摆动地)支撑。图2A和图2B是可变阀致动设备10的除了凸轮轴18之外的部分的截面图，该截面是在包括图1中示出的摇臂轴16的轴线和下文中描述的切换销38的轴线的平面上取的。 图2A示出了处于以下描述的连接状态的可变阀致动设备10，并且图2B示出了出于以下描述的未连接状态的可变阀致动设备10。凸轮轴18通过正时链条或者正时皮带连接到曲轴 (未示出)，使其以曲轴的半速旋转。如图2A和图2B所示，凸轮轴18具有对每个气缸设置的主凸轮20和副凸轮22。此外，摇臂轴16被布置为与凸轮轴18平行。主凸轮20都被构造为具有与凸轮轴18共轴的弧形基体圆形部分以及形成为使得基体圆形部分的一部分径向向外膨胀的鼻部的凸轮(即，抬升凸轮)。此外，在实施例1中， 副凸轮22都被构造为仅具有基体圆形部分的凸轮(即，零抬升凸轮)。如图1、图2A和图2B所示，关于每个气缸，第一摇臂12具有第一滚轴24，其在使得第一滚轴24可以与主凸轮20接触的位置处安装在第一摇臂12上。通过安装到摇臂轴 16的卷簧(未示出)，第一摇臂12被推动为使得第一滚轴24永远与主凸轮20相接触。通过主凸轮20的操作力和上述卷簧的力的协同，如上所述地构造的第一摇臂12绕着作为支点的摇臂轴16摆动。此外，关于每个气缸，第二摇臂14具有在使得第二滚轴26可以接触副凸轮22的位置处可旋转地安装在第二摇臂14上。此外，在第二摇臂14的摇臂轴16侧的端部处，摇臂轴16由凸轮推杆27(或者气缸头等)经由间隙调节器(未示出)支撑，该凸轮推杆27 是内燃机1的静止构件。因为第二滚轴26从间隙调节器接收向上的力，设置在第二摇臂14 上的第二滚轴26被朝向副凸轮22推动。此外，第二摇臂14的与其摇臂轴侧相反的端部具有与两个阀28相接触的接触部分14a。具体地，第二摇臂14被用于两个阀28。更具体地，第二摇臂14被布置为使其在对于每个气缸设置的两个阀28之间的中间位置处。此外，如图1所示，每个阀28被阀弹簧30 朝向关闭方向推动。(切换机构的构造)可变阀致动设备10包括切换机构32，该切换机构32在其中第一摇臂12和第二摇臂14连接到一起的连接状态(图2A)与其中第一摇臂12和第二摇臂14之间的连接被移除的未连接状态之间切换。由于提供了切换机构32，通过在主凸轮 20的操作力经由第一摇臂12传递到第二摇臂14的状态(上述连接状态)与其中主凸轮 20的操作力不被传递到第二摇臂14的状态(前述未连接状态)之间切换，对阀28的打开特性进行切换。下文中，将会具体参照图3和图4以及图1和图2A、图2B具体描述切换机构32的构造。如图2A和图2B所示，与第一滚轴24同轴的第一销孔34a形成在第一滚轴24的支轴34内。类似地，与第二滚轴26同轴的第二销孔36a形成在第二滚轴26的支轴36内。销孔34a和36a的中心被布置在中心为摇臂轴16的弧形上，其为摇臂12和14的旋转中心。之后，当第一滚轴24与主凸轮20的基体圆形部分并且第二滚轴26与副凸轮22 的基体圆形部分相接触时，沿着轴线方向观察第一销孔34a的位置与第二销孔36a的位置重合。此外，圆柱形切换销38被可滑动地布置在销孔34a和36a中。此外，第一销孔34a 与第二摇臂14相反的端部是闭合的，并且第一销孔34a的第二摇臂14侧端部是开放的。第一销孔34a将返回弹簧40容纳在其中，该返回弹簧40将切换销38沿着第二摇臂14的方向(下文中，将其称作为“切换销的前进方向”)推动。更具体地，返回弹簧40被构造为使其在被实际安装时总是将切换销38朝向第二摇臂14侧推动。此外，第二销孔36a是其中可滑动地插入气缸活塞42的贯通孔。此外，对于气缸1 号，具有与活塞42接触的臂部分44a的第一连接臂44被布置在第二摇臂14的、与其第一摇臂12侧表面相反的侧表面上。第一连接臂44安装到摇臂轴16。另一方面，对于气缸2号，具有与活塞42相接触的臂部分46a的第二连接臂46被布置在第二摇臂14的、与第一摇臂12侧表面相反的侧表面上。第二连接臂46安装到摇臂轴16。第一连接臂44在以下方面与第二连接臂46不同。即，第一连接臂44的臂部分 44a的远端具有朝向凸轮轴18的外周部分突出的突起部分44b。此外，第一连接臂44与臂部分44a相反的端部具有由电磁螺线管54(下文中进行描述)加压的加压表面44c。附带地，气缸3号和4号所具有的连接臂与气缸2号的第二连接臂46相同。图3是图1中示出的可变阀致动设备10的特征的构成要素的分解立体图。附带地，图3省略了第一滚轴24、第二滚轴26、布置在第一和第二滚轴中的切换销38等。此外， 图4示出了图1的可变阀致动设备10的视图，其沿着凸轮轴18 (以及摇臂轴16)的轴线方向(更具体地，由图2A中的箭头4A表示的方向)。如图3和图4所示，摇臂轴16具有中空形状。在摇臂轴16内，连接轴48相对于摇臂轴16可滑动地插入。连接轴48被设置为使得对于气缸1号设置的第一连接臂44以及对于气缸2号到4号设置的第二连接臂46沿着摇臂轴16同时移位。如主要在图3中示出的，连接轴48具有与四个气缸的连接臂44和46的配置部位相对应的四个环形凹槽48a。此外，摇臂轴16的外围表面具有与连接轴48的环形凹槽48a 相对应的四个贯通孔16a。此外，如图4所示，连接轴48和其中插入连接轴48的摇臂轴16穿过每个连接臂 44和46的内部。连接臂44和46分别具有压配合销孔44d和46b，其每一者接收压配合到其中的压配合销50，如图3所示。压配合销50 (其分别通过其压配合销孔44d、46b穿过连接臂44和46中相应一者的壁)与相应的环形槽48a配合，如图4所示。环形槽48a的宽度被设置为使其基本等于压配合销50的直径。此外，摇臂轴16 的每个贯穿孔16a具有充分的尺寸，使其避免引起压配合销50与电磁螺线管54之间的干涉，因此避免在第一连接臂44 (或者第二连接臂46)伴随着电磁螺线管54的动作旋转时妨碍第一连接臂44 (或者第二连接臂46)的旋转。此外，每个贯穿孔16a具有这种纵长的孔形状，以避免引起贯穿孔16a与压配合销50之间的干涉，并且因此避免在连接轴48随着电磁螺线管54的动作沿着其轴向移动时妨碍连接轴48的移动。因为采用了前述构造，以允许第一连接臂44自由旋转但是约束第一连接臂44沿着连接轴48的轴向移动的方式，将第一连接臂44连接到连接轴48。类似地，也以允许第二连接臂46自由旋转但是约束第二连接臂46沿着轴向移动的方式，将第二连接臂46连接到连接轴48。此外，如图2A、图2B和图4所示，具有圆柱形状的圆柱形部分18a被设置在凸轮轴18的、面向设置在第一连接臂44的臂部分44a上的突起部分44b的外周表面上。圆柱形部分18a的外周表面具有沿着周向延伸的螺旋状导轨52。在该构造中，导轨52形成为螺旋形凹槽。此外，切换机构32包括电磁螺线管54，其作为提供用于使得突起部分44b与导轨 52配合(插入其中)的驱动力的致动器。基于来自电子控制单元(ECU) 56的指令对电磁螺线管54进行占空比控制。ECU 56是控制内燃机1的操作状态的电子控制单元。此外，电磁螺线管54在螺线管54的驱动轴54a能够将第一连接臂44的加压表面 44c朝向导轨52加压的位置固定到静止构件，诸如凸轮推杆27等。此外，导轨52的螺旋的朝向被设置为使得凸轮轴18沿着图4中示出的预定旋转方向旋转，在突起部分44b被插入螺旋凹槽中的同时，第一连接臂44、沿着与第一连接臂44 连动地连接的连接轴48以及由连接轴48驱动的第二连接轴46向着图2中的左侧方向移位。更具体地，图2中的左方向是其中第一连接臂44和第二连接臂46中的每一者接近其相邻的摇臂12和14同时逆着返回弹簧40的力沿着退出方向推动切换销38 (与切换销的前进方向相反)的方向。图2A中的第一连接臂44的位置(即，第一连接臂44的、切换销38由于返回弹簧 40的力而插入到第一销孔34a和第二销孔36a中的位置)被称作为“移位端Pmaxl”。当第一连接臂44被定位在移位端Pmaxl时，第一摇臂12和第二摇臂14呈现前述连接状态。图 2B中的第一连接臂44的位置(即，在切换销38从连接臂44接收由凸轮轴18的扭矩引起的力时，第一连接臂44的、切换销38和活塞42仅被分别插入到第一销孔34a和第二销孔 36a中的位置)被称作为“移位端Pmax2”。即，当第一连接臂44被定位在移位端Pmax2时， 第一摇臂12和第二摇臂14呈现前述未连接状态。在实施例1中，当第一连接臂44被定位在移位端Pmaxl时，导轨52沿着凸轮轴18的轴向的起始端52a的位置被设置为使其与突起部分44b所采取的位置相一致。当第一连接臂44被定位在移位端Pmax2时，导轨52沿着凸轮轴18的轴向的结束端52b的位置被设置为使其与突起部分44b所采取的位置相一致。即，实施例1被构造为使得第一连接臂44 在由对突起部分44b进行引导的导轨52确定的范围内，在移位端Pmaxl与移位端Pmax2之间移动。此外，如图4所示，作为在第一连接臂44到达移位端PmaX2之后使用的、在结束端 52b上的导轨52的预定部分，导轨52具有随着凸轮轴18的旋转逐渐地变得更浅的浅底部 52c。附带地，导轨52的深度除了浅底部52c之外是恒定的。此外，第一连接臂44具有通过切除加压表面44c的一部分而形成凹陷形状的切除部分44e。加压表面44c被设置为使得在第一连接臂44从移位端Pmaxl移位到移位端 Pmax2的同时保持加压表面44c与驱动轴54a的接触。之后，切除部分44e被设置在第一连接臂44上的部位处，使得当突起部分44b在第一连接臂44定位在移位端Pmax2的状态期间由于浅底部分52c的操作而被从导轨52取出到圆柱形部分18a的表面上时，切除部分 44e与驱动轴54a配合。切除部分44e形成为使其以切除部分44e与驱动轴54a的配合可以约束第一连接臂44沿着突起部分44b被插入导轨52的方向旋转并且使得配合可以约束第一连接臂44 沿着切换销38的前进方向移动的方式，与驱动轴54a配合。如上所述，切换机构32被构造为切换销38、返回弹簧40、活塞42、第一连接臂44、 第二连接臂46、连接轴48、压配合销50、导轨52以及电气化由E⑶56控制的电磁螺线管 54。[可变阀致动设备的动作](在阀作用状态期间)在阀运动状态下，电磁螺线管54 的驱动被关闭。因此，由于第一连接臂44从返回弹簧40接收的力，第一连接臂44离开凸轮轴18，并且定位在移位端Pmaxl。在这种状态下，第一摇臂12和第二摇臂14经由切换销 38相对于彼此连接到一起(前述连接状态)，如图2A所示。因此，主凸轮20的操作力被从第一摇臂12经由第二摇臂14传递到两个阀28。因此，根据主凸轮20的轮廓，执行阀28的普通抬升动作。(在阀停止控制期间)在E⑶56检测到用于执行预定阀停止动作的请求(例如， 对于内燃机1的燃料切断请求等)时，执行阀停止动作。首先，在预定时机开始电磁螺线管 54的通电。因此，第一连接臂44绕图4中的摇臂轴16(连接轴48)顺时针旋转。如上所述，第一连接臂44被以使其可以旋转的方式连接到连接轴48。因此，在第一连接臂44旋转的同时连接轴48不旋转。如果第一连接臂44如上所述地旋转，突起部分44b与导轨52配合。因此，因为突起部分44b由导轨52引导，所以凸轮轴18的扭矩被用来产生使得第一连接臂44朝向移位端PmaX2移动的力。之后，与导轨52配合的第一连接臂44的驱动力被经由其压配合销50 以及连接轴48传递到第二连接臂46。因此，与第一连接臂44连接的连接轴48以及与连接轴48连接的第二连接臂46与第一连接臂44连动地移位。当第一连接臂44道道移位端Pmax2时，切换销38返回到第一销孔34a，使得第一摇臂12和第二摇臂14呈现未连接状态。因此，主凸轮20的操作力停止从第一摇臂12向第二摇臂14传递。此外，与第二摇臂14的第二滚轴26相接触的副凸轮33是零抬升凸轮。因此，在传递到其上的主凸轮20的操作力停止之后，第二摇臂14不在提供用于对阀28进行驱动的力。因此，与主凸轮20的旋转无关，第二摇臂14处于静止状态，并且阀28的抬升动作停止在关闭阀位置。(用于保持阀停止状态的动作)此外，在第一连接臂44到达移位端PmaX2之后， 由于导轨52的浅底部52c的操作，第一连接臂44沿着使其从凸轮轴18(导轨52)分离的方向旋转。之后，当第一连接臂44被进一步旋转，使得第一连接臂44的切除部分44e与由电磁螺线管54继续驱动的驱动轴54a相一致时，第一连接臂44与驱动轴54a相接触的部位从加压表面44c切换到切除部分44e。因此，因为驱动轴54a与切除部分44e相配合，所以第一连接臂44被保持在突起部分44b离开凸轮轴18并且驱动轴54a承受返回弹簧40 的力的状态。因此，保持了第一摇臂12和第二摇臂14彼此不连接的状态，S卩，阀停止状态。 此外，根据驱动轴54a的、通过利用切除部分44e来保持第一连接臂44的动作，可以保持阀停止状态，同时避免当凸轮轴18旋转时产生的、与驱动轴54a和凸轮轴18之间的滑动有关的驱动轴54a的摩擦和磨损。(在阀返回动作期间)在ECU56检测到用于执行预定阀返回动作的请求(例如， 用于从燃料切断返回的请求(用于停止燃料切断的请求)等)时，执行用于使得阀状态从阀停止状态返回到阀运动状态的阀返回动作。通过在预定时机关闭电磁螺线管54的通电来开始阀返回动作。当电磁螺线管54的通电被关闭时，第一连接臂44的切除部分44e与电磁螺线管54的驱动轴54a之间的配合被移除。因此，用于将切换销38逆着返回弹簧40 的力保持在第一销孔34a中的力消失。由于这样，返回弹簧40的力使得切换销38沿着前进方向移动，使其返回第一摇臂12与第二摇臂14经由返回销38连接的状态，即，可以通过主凸轮20的操作力来执行阀28的抬升动作的状态。此外，随着返回销38由于返回弹簧40 的力向前进方向移动，第一连接臂44(以及与第一连接臂44连动的连接轴48和第二连接臂46)通过活塞42从移位端PmaX2返回到移位端Pmaxl。根据如上所述地构造的实施例1的可变阀致动设备10，通过利用电磁螺线管54的通电的打开和关闭、凸轮轴18的扭矩以及返回弹簧40的力，使得第一连接臂44沿着轴向的位置在移位端Pmaxl与移位端PmaX2之间移动。因此，对于安装有第一连接臂44的气缸 1号来说，变得可以将阀28的运动状态在阀运动状态与阀停止状态之间切换。此外，对于其他气缸(2号到4号)来说，也变得可以通过与第一连接臂44连动的连接轴48和第二连接臂46使得阀28的运动状态在阀运动状态与阀停止状态之间切换。因此，根据可变阀致动设备10，可以通过使用一个电磁螺线管54来切换为内燃机1的四个气缸设置的阀28的运动状态。此外，根据具有前述构造的可变阀致动设备10，通过利用凸轮轴18的转矩，可以在凸轮轴18的一次旋转期间高响应地达成阀停止状态。此外，在前述可变阀致动设备10中，第一连接臂44以允许第一连接臂44相对于连接轴48自由旋转并约束沿着轴向的移动的方式连接到连接轴48。根据该连接方法，当电磁螺线管54推动第一连接臂44时，第一连接臂44将会单独旋转而不引起连接轴48的旋转。与该构造不同，在第一连接臂固定到连接轴的构造中，当第一连接臂由于电磁螺线管的通电而旋转时，连接轴将会与其一同旋转。因此，当突起部分与导轨配合时，由电磁螺线管驱动的构件的惯性将会增加与连接轴相对应的量，并且在电磁螺线管驱动时产生在构件上的摩擦力将会增加与连接轴和摇臂轴之间的、在连接轴旋转时发生的滑动相对应的量。因此，所需的电磁螺线管的推力增加，并且变得需要大型电磁螺线管。然而，在实施例1中，第一连接臂44和连接轴48被构造为使其相对于彼此旋转。 因此，由电磁螺线管M驱动以使得突起部分44b与导轨52配合的构件的惯性可以变得较小，并且发生在该构件上的摩擦力可以变得较小。因此，可以有利地减小所需的电磁螺线管 54的推力，并且可以减小电磁螺线管M的尺寸。此外，在可变阀致动设备10中，第一连接臂44和第二连接臂46被安装在摇臂轴 16上，该摇臂轴16具有用于第一摇臂12和第二摇臂14的支撑轴的功能。此外，每个气缸的两个阀观被具有与两个阀观接触的接触部分14a的第二摇臂14同时驱动。相比于一个阀由一个第二摇臂驱动的构造，这种构造使得可以利用由于对于两个阀使用第二摇臂14 而获得的未被使用的空间，以安装用于切换阀观的动作状态的第一连接臂44和第二连接臂46。由于这样，通过有效地利用存在于内燃机1的气缸头上方的空间，可以改善内燃机1 上的可变阀致动设备10的可安装性。此外，在前述可变阀致动设备10中，将与导轨52配合的第一连接臂44的驱动力传递到另一个气缸的第二连接臂46的连接轴48被布置在摇臂轴16内。相比于连接轴由离开摇臂轴的构件支撑的构造，该构造是的可以有效地利用存在于内燃机1的气缸头上方的空间，以改善内燃机1上的可变阀致动设备10的可安装性。此外，该构造消除了对于用于支撑连接轴的组成部件的需求。此外，在摇臂被连接轴直接支撑的构造中，与实施例1的构造不同，当连接轴沿着其轴向移位时，在连接轴与接收凸轮的操作力的摇臂之间产生摩擦力。另一方面，根据实施例1的构造，因为连接轴48被布置在摇臂轴16内，所以主凸轮 20的操作力经由第一摇臂12和第二摇臂14不直接作用在连接轴48上，并且因此可以减小当连接轴48沿着其轴向移位时产生的摩擦力。以此方式，在上述实施例1中，伴随着在第一连接臂44的突起部分44b与导轨52 配合期间发生的第一连接臂44和连接轴48的移位(以及第二连接臂46的移位)，每个气缸的切换销38移位。之后，因为通过切换销38的移位使得每个气缸的第一摇臂12和第二摇臂14在连接状态与未连接状态之间切换，每个气缸的阀观的打开特性在阀运动状态与阀停止状态之间切换。然而，只要随着传递构件的动作状态伴随着当配合部分与导轨配合配合时发生的主移位构件和构件连接轴的移位而切换，对于至少两个气缸设置的阀的打开特性也切换，那么本发明的可变阀致动设备不局限于前述构造。具体地，伴随着当配合部分与导轨配合配合时发生的主移位构件和构件连接轴的移位而进行移位以切换传递构件的动作状态的构件不局限于切换销38。也就是说，例如，在与传递构件相对应的摇臂由摇臂轴可旋转地支撑的构造中，前述构件也可以是引起以下操作的构件伴随着主移位部分与构件连接轴的移动，摇臂在摇臂轴上沿着摇臂轴的轴向移位，使得接触摇臂的凸轮被切换到另一个凸轮，并且因此摇臂的动作状态被切换。或者，例如，在包括具有与凸轮接触的滚轴的摇臂的构造中，前述构件也可以是引起以下操作的构件伴随着主移位部分与构件连接轴的移动，摇臂在摇臂轴上沿着滚轴的支轴的轴向移位， 使得接触滚轴的凸轮被切换到另一个凸轮，并且因此摇臂(传递构件)的动作状态被切换。 另外或者，例如，在对应于传递构件的摇臂被摇臂轴可旋转地支撑的构造中，前述构件也可以是引起以下操作的构件伴随着主移位部分与构件连接轴的移动，摇臂轴自身沿着其自己的轴向移位，使得接触摇臂轴的凸轮被切换到另一个凸轮，并且因此摇臂的动作状态被切换。此外，例如，在具有两种凸轮的构件被安装到凸轮轴上，以使其能够沿着凸轮轴的轴向移动的构造中，前述构件也可以是引起以下操作的构件伴随着主移位部分与构件连接轴的移动，具有两种凸轮的偶见在凸轮轴的轴向上移位，使得接触传递构件的凸轮被切换到另一个凸轮，并且因此传递构件的动作状态被切换。此外，上文中参照作为可变阀致动设备10的示例描述了实施例1，其中可变阀致动设备10对于设置在内燃机的四个气缸中每一者上的两个阀进行驱动。然而，本发明的可变阀致动设备不局限于前述构造，并且可以具有其他构造，只要对于至少两个气缸设置的阀的打开特性被切换。也就是说，本发明的可变阀致动设备例如可以是被构造为对具有两个以上气缸的内燃机的全部气缸的阀进行驱动的设备，或者也可以是被构造为对具有三个以上气缸的内燃机的至少两个气缸的阀进行驱动的设备。此外，在上述实施例1中，只有四个气缸中的气缸1号设置有具有导轨52的圆柱形部分18a，并且设置有电磁螺线管M和第一连接臂44。然而，在本发明中，设置有与前述组件相对应的元件的气缸不限于此，并且可以是发动机的一个或多个气缸，只要前述气缸不对应于气缸中的每一者。或者，也可以允许采用这样的构造前述元件与气缸中的任一者分离地设置并且每个气缸设置有不具有突起部分44b的副移位构件(诸如第二连接臂46)。此外，在上述实施例1中，第一连接臂44和第二连接臂46，通过采用用于支撑第一摇臂12和第二摇臂14的摇臂轴16来可旋转地支撑第一连接臂44和第二连接臂46。然而，支撑本发明中的主移位构件或副移位构件的构件不局限于摇臂轴。即，支撑本发明中的主移位构件或副移位构件的构件例如可以是与摇臂轴分离地设置的轴。或者，本发明中的主移位构件或副移位构件可以仅由具有本发明中的构件连接轴功能的构件(例如，通过连接轴48)支撑。此外，在上述实施例1中，连接轴48布置在摇臂轴16中。然而，布置本发明中的构件连接轴的技术不局限于这种布置，而是也允许采用其中具有构件连接轴的功能的轴设置在摇臂轴的外周侧处。此外，在上述实施例1中，连接轴48具有与压配合销50配合的环形凹槽48a，来以允许第一连接臂44相对于连接轴48旋转并且约束第一连接臂44沿着连接轴48的轴向移动的方式，将第一连接臂44(以及第二连接臂46)连接到连接轴48。然而，在本发明中，用于实现以允许主移位构件自由转动并且约束主移位构件沿着轴向移动的方式实现对主移位构件进行连接的功能的元件不一定是环形槽48a。也就是说，例如在提供了如实施例1的构造那样压配合销被压配合到第一连接臂的构造并且连接轴具有与压配合销配合的凹槽的情况下，如果凹槽被设置为当第一连接臂由电磁螺线管旋转时使得压配合销将会在不使得连接轴旋转的状态下移动，那么不完全需要凹槽是环形的。例如，凹槽可以是弧形凹槽。此外，虽然在上述实施例1中副凸轮22是零抬升凸轮，但是本发明中的副凸轮不局限于零抬升凸轮。即，在如前述可变阀致动设备10的构造中，副凸轮可以具有相比于主凸轮20的鼻部实现更小抬升的鼻部。此外，上述实施例1包括电磁螺线管M，来作为产生用于将突起部分44b与导轨 52配合的驱动力的致动器。因此，可以通过采用具有良好响应的致动器来切换阀观的打开特性。然而，在本发明中，致动器不局限于此，并且例如可以是液压驱动致动器。附带地，在上述实施例1中，主凸轮20具有本发明的第一方面1的“凸轮”的功能，并且第一摇臂12和第二摇臂14都具有第一方面中的“传递构件”的功能，突起部分44b具有第一方面中的“配合部分”的功能，第一连接臂44具有第一方面中的“主移位构件”的功能，连接轴48具有第一方面中的“构件连接轴”的功能，并且电磁螺线管M具有第一方面中的“致动器”的功能。此外，在上述实施例1中，第二连接臂46都具有第一方面中的“副移位构件”的功能。此外，在上述第一实施例1中，环形凹槽48a具有第一方面中的“凹槽” 的功能，并且压配合销50具有第一方面中的“销”的功能。
权利要求
1.一种用于内燃机的可变阀致动设备，包括传递构件，其布置在凸轮与阀之间并且将所述凸轮的操作力传递到所述阀；凸轮轴，其上设置所述凸轮；导轨，其设置在圆柱形部分的外周面上，所述圆柱形部分设置在所述凸轮轴上；主移位构件，其具有配合部分，所述配合部分能与所述导轨配合和脱离并能沿着所述凸轮轴的轴向移位；构件连接轴，所述构件连接轴以允许所述主移位构件相对于所述构件连接轴旋转并约束所述主移位构件沿着所述构件连接轴的轴向移动的方式连接到所述主移位构件；以及致动器，其产生用于使所述主移位构件的配合部分与所述导轨配合的驱动力，其中，在所述致动器工作时，所述主移位构件绕所述构件连接轴旋转，使得所述配合部分与所述导轨配合，并且伴随着所述配合部分与所述导轨配合时发生的所述主移位构件和所述构件连接轴的移位，改变所述传递构件的动作状态，使得切换为至少两个气缸设置的所述阀的打开特性。
2.根据权利要求1所述的可变阀致动设备，其中，所述主移位构件、所述导轨和所述致动器设置成对应于所述内燃机的所述气缸中的至少一者而不是全部，并且所述可变阀致动设备还包括副移位构件，所述副移位构件提供给未设置有所述主移位构件的至少一个其他气缸， 并且经由所述构件连接轴与所述主移位构件连动地移位，其中，伴随着所述配合部分与所述导轨配合时发生的所述主移位构件的移位，改变提供给设置有所述主移位构件的所述气缸的所述传递构件的动作状态，并且伴随着与所述主移位构件的移位连动的所述副移位构件的移位，改变提供给设置有所述副移位构件的所述至少一个其他气缸的所述传递构件的动作状态。
3.根据权利要求2所述的可变阀致动设备，其中，用于所述至少两个气缸中的每一者的所述传递构件包括第一摇臂和第二摇臂，所述第一摇臂能与所述凸轮同步地摆动，所述第二摇臂能够推动所述阀，所述可变阀致动设备还包括切换销，所述切换销可移动地设置在形成于所述第一摇臂的销孔中和形成于所述第二摇臂的销孔中，其中，用于设置有所述主移位构件的所述气缸的所述切换销与所述主移位构件的移位连动地移位，并且用于设置有所述副移位构件的所述至少一个其他气缸的所述切换销与所述副移位构件的移位连动地移位，并且其中，对于设置有所述主移位构件的所述气缸，所述第一摇臂和所述第二摇臂经由所述切换销在其中所述第一摇臂与所述第二摇臂连接到一起的连接状态与其中所述第一摇臂与所述第二摇臂之间的连接被解除的未连接状态之间与所述主移位构件的移位连动地切换，并且对于设置有所述副移位构件的所述至少一个其他气缸，所述第一摇臂和所述第二摇臂经由所述切换销在其中所述第一摇臂与所述第二摇臂连接到一起的连接状态与其中所述第一摇臂与所述第二摇臂之间的连接被解除的未连接状态之间与所述副移位构件的移位连动地切换。
4.根据权利要求3所述的可变阀致动设备，其中，所述构件连接轴设置在对所述第一摇臂和所述第二摇臂进行支撑的摇臂轴内。
5.根据权利要求3或4所述的可变阀致动设备，其中，所述第二摇臂用于提供给气缸的多个所述阀。
6.根据权利要求1到5中任意一项所述的可变阀致动设备，其中，所述构件连接轴的外周面设置有具有环形或弧状的凹槽，并且所述构件连接轴穿过所述主移位构件的内部，并且所述可变阀致动器设备还包括销，其穿过所述主移位构件并且与所述凹槽配合。
全文摘要
本发明提供了一种用于内燃机的可变阀致动设备，包括第一连接臂，其具有突起部分，该突起部分能与导轨配合和脱离并能沿着凸轮轴的轴向移位；连接轴，其以允许第一连接臂旋转并约束第一连接臂沿着轴向移动的方式连接到第一连接臂。当电磁螺线管被通电时，第一连接臂绕连接轴旋转，使得突起部分与导轨配合。伴随着在配合时发生的连接臂的移位，改变第二摇臂的动作状态，使得切换对每个气缸设置的阀的打开特性。
文档编号F01L13/00GK102449275SQ201080023518
公开日2012年5月9日 申请日期2010年5月26日 优先权日2009年5月28日
发明者木户冈昭夫 申请人:丰田自动车株式会社