CN1637237A - 气门升程可变机构的驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种驱动控制轴的气门升程可变机构的驱动装置，该控制轴控制为了使发动机气门的提升量可变而设在发动机气门和气门凸轮之间的气门升程可变机构，具有：旋转力产生用致动器(110)；动力变换单元(111)，其把该旋转力产生用致动器(110)的旋转力变换为控制轴(61)的转动力；壳体(90)，内置有该动力变换单元(111)，同时在外面接合旋转力产生用致动器(110)，控制轴(61)的一端从发动机主体(11)的一侧向外方突出，使控制轴(61)的一端突入的壳体(90)通过反复自由装卸的固定单元安装在发动机主体(11)的一侧。由此，可以避免发动机主体的复杂化，提高保养·检修性。

Description

气门升程可变机构的驱动装置

技术领域

本发明涉及用于驱动控制轴的气门升程可变机构的驱动装置，该控制轴控制为了使发动机气门的提升量可变而设在发动机气门和气门凸轮之间的气门升程可变机构。

背景技术

本申请人在日本特开2002-364317号公报中已经提出具有使发动机气门即进气气门的提升量(气门开度)无级变化的气门升程可变机构的发动机气门传动装置，该方案的气门传动装置构成为，例如，利用由电动机驱动而旋转的蜗杆驱动扇形的蜗轮旋转，使直接连接在蜗轮上的制动杆转动，从而改变相对于进气气门的凸轮升程的传递率，蜗杆和蜗轮等驱动机构被直接装配在气缸盖或气缸体中。

可是，如果是驱动机构的主要部分内置在气缸主体中的结构，不仅发动机的结构变复杂，而且在需要保养·检修驱动机构时，存在必须将发动机主体也分解到某种程度的缺点。

发明内容

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，提供一种避免发动机主体的复杂化、并且能提高保养·检修性的气门升程可变机构的驱动装置。

为了达到上述目的，本发明是用于驱动控制轴的气门升程可变机构的驱动装置，其中，该控制轴控制为了使发动机气门的提升量可变而设在发动机气门和气门凸轮之间的气门升程可变机构，其第1特征是，具有：旋转力产生用致动器；动力变换单元，其把该旋转力产生用致动器的旋转力变换为所述控制轴的转动力；壳体，内置有该动力变换单元，同时在外面接合所述旋转力产生用致动器，所述控制轴的一端从发动机主体的一侧向外方突出，使所述控制轴的一端突入的所述壳体通过可反复自由装卸的固定单元安装在所述发动机主体的一侧。

根据这种第1特征的结构，把独立构成的驱动装置安装在发动机主体的外部，所以发动机主体不会变复杂，而且可以相对于发动机主体只装卸驱动装置，所以可以有助于提高保养·检修性。

并且，本发明的第2特征是，在上述第1特征的基础上，在构成所述发动机主体的一部分的气缸盖上，形成从外面包围所述控制轴的贮油器，油道设在所述控制轴上，其一端在所述控制轴的浸入油中的部分开口，从而把润滑油导入所述壳体内。

可是，在把独立构成的驱动装置安装在发动机主体上时，一般为了供给润滑油，在气缸盖和驱动装置的接合面凹陷设置油道，或在气缸盖内通过铸造或机械加工设置专用的油道，但这些方法用于形成油道的加工非常麻烦，而且相对油量增加需要增大油泵的容量，并且，因润滑油供给路径的背压增加造成的泵摩擦的增加牵涉到发动机的输出损耗。这样，根据上述第2特征，把在气缸盖罩内飞散的润滑油和从凸轮轴的轴承部泄漏的油储存在贮油器中，利用重力把该油供给驱动装置侧，所以不需要供油用的新能量，也不会因此而产生动力损耗。而且，例如只在凸轮架的一部分形成贮油器即可，仅通过比较简单的钻孔加工等即可形成油道，所以能够把制造成本的增加抑制在最小限度。

本发明的第3特征是，在上述第1特征的基础上，所述旋转力产生用致动器安装在所述壳体的外面，并且具有输出轴，该输出轴的轴线配置在与所述控制轴的轴线正交的平面上，所述动力变换单元被收纳在所述壳体内，并且具备：具有与所述输出轴平行的轴线的丝杠轴；和设在该丝杠轴和所述输出轴之间的减速齿轮机构。

根据这种第3特征，旋转力产生用致动器安装在壳体的外面上，并且把其输出轴的轴线配置在与控制轴的轴线正交的平面上，所以在沿着控制轴的轴线的方向上，可以抑制旋转力产生用致动器和壳体从发动机主体突出的突出量，可以使包括旋转力产生用致动器和壳体的整体结构在控制轴的轴线方向上紧凑化，能够抑制发动机的大型化。而且，从旋转力产生用致动器的输出轴输出的旋转动力通过减速齿轮机构传递到丝杠轴，能够实现旋转力产生用致动器的小型化，并且可以进一步实现紧凑化。

本发明的第4特征是，在上述第1特征的基础上，支架安装在发动机主体上，并且支撑着所述控制轴的一端侧外圆周的至少一部分且使其自由转动，在该支架上一体地设置着定位部，该定位部围绕控制轴并且其一部分从发动机主体的侧壁突出，所述壳体具有嵌合孔，并被安装在所述发动机主体的侧壁外面上，该嵌合孔用于嵌合所述定位部从所述侧壁的突出部。

根据这种第4特征，在把壳体安装在发动机主体的侧壁外面上时，通过把安装在发动机主体上的支架的定位部嵌合在壳体的嵌合孔中，即可容易提高控制轴和壳体内的动力变换单元的连接精度，该控制轴的外圆周的至少一部分由所述支架支撑着可以转动，通过使壳体在发动机主体的侧壁外面的安装位置多少具有富余量，在提高控制轴和动力变换单元的连接精度的状态下，可以把壳体安装在发动机主体的侧壁外面上。

本发明的第5特征是，在上述第4特征的基础上，所述支架安装在气缸盖上，该气缸盖与气缸盖罩一起构成所述发动机主体的一部分，在所述气缸盖和所述气缸盖罩的接合面之间夹持着所述定位部。根据这种结构，把控制轴配置在更低的位置，从而使用于改变发动机气门的工作特性的机构紧凑化，进而可以有助于发动机的小型化。

另外，本发明的第6特征是，在上述第3特征的基础上，与控制轴同轴配置的用于检测所述控制轴的转动量的传感器，安装在与所述控制轴的一端相面对的所述壳体的壁部。根据这种结构，将传感器配置成在同一轴线上与控制轴的一端部相面对，可以高精度地检测控制轴的转动量，即使这样配置传感器时，也能使包括旋转力产生用致动器、壳体和传感器的整体结构在控制轴的轴线方向上紧凑化，可以抑制发动机的大型化。

本发明的上述特征、及其他目的、特征和优点，通过以下根据附图所叙述的优选实施例的说明将更加明确。

附图说明

图1～图13表示本发明的第1实施例，图1是发动机的部分纵剖面图，是沿图2的1-1线的剖面图，

图2是沿图1的2-2线的剖面图，

图3是沿图2的3-3线的剖面图，

图4是图1的主要部分的放大图，

图5是从图4的标号5的箭头方向观看进气侧摇臂的仰视图，

图6是沿图4的6-6线的剖面图，

图7是表示调整螺栓和推杆(tappet)部件的连接状态的摇臂的主要部分放大纵剖面图，

图8是表示调整螺栓、推杆部件和摇臂的关系的立体图，

图9是升程可变机构的立体图，

图10是沿图4的10-10线的剖面图，

图11是沿图2的11-11线的剖面图，

图12是沿图2的12-12线的剖面图，

图13是表示动力变换单元的一部分的立体图，图14～图16表示本发明的第2实施例，

图14是用于表示驱动控制轴的结构的对应于图12的剖面图，

图15是沿图14的15-15线的剖面图，

图16是沿图14的16-16线的剖面图。

具体实施方式

以下，参照图1～图13说明本发明的一实施例，首先在图1中，串联多缸发动机E的发动机主体11具有：内部设有气缸孔(cylinder pore)12…的气缸体13；接合在气缸体13的顶面上的气缸盖14；接合在气缸盖14的顶面上的气缸盖罩15，在各气缸孔12…中嵌合着自由滑动的活塞16…，面对着各活塞16…的顶部的燃烧室17…形成于气缸体13和气缸盖14之间。

在气缸盖14设置着可以与各燃烧室17…相通的进气口18…和排气口19…，各进气口18…分别通过一对作为发动机气门的进气气门20…进行开闭，各排气口19…分别通过一对排气气门21…进行开闭。在设于进气气门20所具有的气门杆(stem)20a的上端部的弹簧座22和气缸盖14之间，设置对各进气气门20…向关闭方向施力的气门弹簧23。并且，在设于排气气门21所具有的气门杆21a的上端部的弹簧座24和气缸盖14之间，设置对各排气气门21…向关闭方向施力的气门弹簧25。

驱动各进气气门20…开闭的进气侧气门传动装置28是按照本发明构成的装置，各个气缸具有：每个气缸具有进气侧气门凸轮29的进气侧凸轮轴30；从动于进气侧气门凸轮29并摇动，同时与每个气缸的一对进气气门20…共同连动、连接的进气侧摇臂31；可以改变进气气门20…工作特性中的气门打开时的提升量的气门升程可变机构32，驱动排气气门21…开闭的排气侧气门传动装置33，各个气缸具有：每个气缸具有排气侧气门凸轮34的排气侧凸轮轴35；与排气侧气门凸轮34从动并摇动，同时与每个气缸的一对排气气门21…共同连动、连接的排气侧摇臂36。

一并参照图2和图3，在气缸盖14上固定着配置于各气缸两侧的上部支架38…，在各上部支架38…，从上方固定着与其共同构成进气侧凸轮架41…和排气侧凸轮架42…的盖39…、40…。而且，在构成进气侧凸轮架41…的上部支架38…和盖39之间支撑着自由旋转的进气侧凸轮轴30，在共同构成排气侧凸轮架42…的上部支架38…和盖40之间支撑着自由旋转的排气侧凸轮轴35。

排气侧摇臂36的一端部具有与排气侧凸轮轴35平行的轴线，并且通过由上部支架38支撑的排气侧摇臂轴43支撑着可以摇动，排气侧摇臂36的另一端部通过一对推杆部件55…与一对排气气门21…的气门杆21a…的上端相接触。在排气侧摇臂36的中间部设置与排气侧摇臂轴43平行的轴45，滚动接触排气侧气门凸轮34的辊子47在与所述轴45之间通过滚针轴承46枢轴支撑在排气侧摇臂36上。

这种排气侧气门传动装置33，把所述排气侧摇臂36的摇动支撑部、即排气侧摇臂轴43配置在气缸盖14上，并且配置在排气侧摇臂36与排气气门21…的连动、连接部即推杆部件55…的外侧。

在图4和图5中，设在进气侧摇臂31的一端部的气门连接部31a通过一对推杆部件56…抵接在一对进气气门20…的气门杆20a…的上端。并且，在进气侧摇臂31的另一端部设有相互连接的第1支撑部31b、和配置在第1支撑部31b下方的第2支撑部31c，第1和第2支撑部31b、31c形成为在进气气门20…的相反侧开口的大致U字状。

在进气侧摇臂31的第1支撑部31b，通过第1连接轴51和滚针轴承52枢轴支撑着与进气侧凸轮轴30的进气侧气门凸轮29滚动接触的辊子50，辊子50被配置成由大致为U字状的第1支撑部31b夹持着。

一并参照图6，进气侧摇臂31是通过轻合金的铸造等模具成形的部件，在其气门连接部31a的上面中央部，形成例如大致呈三角形状的减轻重量部53，在所述上面的相反侧表面即气门连接部31a的下面两侧形成一对减轻重量部54、54，并且该一对减轻重量部与所述减轻重量部53交替错开配置。

所述减轻重量部53、54、54是在进气侧摇臂31的模具成形时同时形成的，上方的减轻重量部53的起模斜度形成为其开口面积随着朝向气门连接部31a的上面而扩大，与此相对，下方的减轻重量部54、54的起模斜度形成为其开口面积随着朝向气门连接部31a的下面而扩大，所以减轻重量部53的内侧面的倾斜方向和减轻重量部54、54的内侧面的倾斜方向相同，在相互邻接的减轻重量部53、54，53、54之间，形成于气门连接部31a的壁部31d、31d的厚度大致相等。

一并参照图7和图8，推杆部件56形成为圆环状的凸起部(boss部)56a和船形底板部56b连接成一体的形状，底板部56b的底面56c形成圆筒面的一部分，并抵接在进气气门20的气门杆20a的上端。

在进气侧摇臂31的气门连接部31a上设有：用于旋合调整螺杆49的螺纹孔130；用于插入所述推杆部件56的凸起部56a的插入孔131，其一端在同一轴线上连接所述螺纹孔130，另一端在气门连接部31a的下面开口，插入孔131的直径大于螺纹孔130。在气门连接部31a的下面设置横穿所述插入孔131的另一端侧的卡合槽132，所述推杆部件56的底板部56b卡合在卡合槽132中，由此，推杆部件56虽然可以在凸起部56a的轴向位移，但绕轴线的旋转却受到了限制。另外，所述卡合槽132的设置位置被设定成，使推杆部件56中形成圆筒面的一部分的底面56c通过进气侧摇臂31的摇动运动总是以相同状态与进气气门20的气门杆20a面接触。

在旋合于所述螺纹孔130的调整螺杆49的前端部，在同一轴线上一体地设有嵌合在所述推杆部件56的凸起部56a中的杆部49a，在该杆部49a和所述凸起部56a之间设置弹性挡环133，该挡环用于允许它们绕轴线的相对旋转，但阻止它们在轴线方向上的相对移动。由此，在旋转操作用于进行推杆调整的调整螺杆49时，推杆部件56沿轴向位移，但由于所述卡合槽132而旋转受到限制，不能旋转，利用调整螺杆49和旋合在该调整螺杆49上并卡合在气门连接部31a上的锁紧螺母134，可以容易进行推杆调整作业。

可是，与推杆调整无关，推杆部件56的底面56c通过所述圆筒面的一部分与进气气门20的气门杆20a面接触，由此，可以降低气门杆20a和推杆部件56的接触面压力(接触面压)。并且，伴随进气侧摇臂31的摇动运动，推杆部件56和气门杆20a以面接触的方式滑动接触，由此滑动接触部的油膜厚度变大，可以实现提高推杆机构的耐久性。另外，如上所述，由于接触面压力降低，所以能够把气门杆20a的耐磨损性设定得较低，也可以适用廉价的材料，从而能够降低部件成本。

并且，所述杆部49a的前端49b由球面的一部分形成，凸起部56a的堵塞端内面也是由球面的一部分形成，杆部49a的前端49b与所述凸起部56a的堵塞端内面滑动接触。而且，杆部49a的前端49b的球面半径R1和所述推杆部件56的底面56c的球面半径R2被设定为同一中心。由此，即使来自气门杆20a的荷重F作用于所述推杆部件56的底面56c的任一部位，荷重F的作用方向如图7所示朝向所述两半径R1、R2的中心。因此，即使较大的荷重作用于推杆部件56，也不会产生推杆部件56相对于调整螺杆49偏离的力，不会产生异常噪音及推杆部件56中的杆部49a的插入部磨损等情况。并且，该机构在动作中没有滑动接触调整螺杆49的部分，所以不需要利用特别硬的材料形成调整螺杆49，可以实现降低成本。

这样，通过降低推杆部件56的表面压力(面压)来提高耐磨损性，可以增加在以往的摇臂设计中因推杆部件的耐久性而受限制的部分的设计自由度，实现紧凑、轻量且高刚性的气门系统的设计，在高升程和低升程时、以及处于它们之间的任何状态下，均可以保持上述圆筒面的面接触状态，所以最适合于提升量可变的发动机的气门系统的推杆结构。特别是在具有气门升程可变机构32的气门系统中，在低负荷的微小升程时，利用上述的推杆结构可以避免气门开始打开时变强的冲击，并且可以降低该冲击。

另外，推杆部件56的底面56c的形状除圆筒面以外，可以使用自由的曲面，例如，可以增大面压大的部分的曲率半径来提高耐久性，或也可以改变气门升程曲线。

在排气侧摇臂36的另一端部，以和上述的进气侧摇臂31的推杆结构相同的推杆结构，设置通过调整螺杆44…可以调整推杆间隙的一对推杆部件55…。

一并参照图9和图10，气门升程可变机构32具有：第1连接臂(linkarm)58，一端部可以转动地与所述进气侧摇臂31的第1支撑部31b连接，另一端部通过进气侧摇臂轴57可以转动地支撑在发动机主体11的固定位置上；第2连接臂59，一端部可以转动地与所述进气侧摇臂31的第2支撑部31c连接；可动支撑轴60，支撑着第2连接臂59的另一端部并使其可以转动，控制气门升程可变机构32的控制轴61与可动支撑轴60连接，并且可以使所述可动支撑轴60绕着与其轴线平行的轴线进行角度变位。

第1连接臂58的一端部形成为从两侧夹持进气侧摇臂31的第1支撑部31b并大致呈U字状，通过枢轴支撑在进气侧摇臂31上的第1连接轴51使辊子50可以转动地与第1支撑部31b连接。并且，支撑着第1连接臂58的另一端部并使其可以转动的进气侧摇臂轴57，由被固定在气缸盖14上的上部支架38…支撑着。

配置在第1连接臂58下方的第2连接臂59的一端部被配置成由进气侧摇臂31的第2支撑部31c夹持着，并通过第2连接轴63可以转动地连接在第2支撑部31c上。

在第1连接臂58的另一端部两侧，在上部支架38、38一体地突起设置支撑进气侧摇臂轴57的支撑凸起64、64，利用这些支撑凸起64…限制第1连接臂58的另一端部沿所述进气侧摇臂轴57的轴线方向的移动。

可是，两进气气门20…通过气门弹簧23…受到向关闭方向的弹力，在利用进气侧摇臂31向打开方向驱动被施加了向关闭方向的弹力的两进气气门20…时，进气侧摇臂31的辊子50通过气门弹簧23…的运动与进气侧气门凸轮29相接触，但是，在进气气门20…关闭的状态下，气门弹簧23…的弹力不会作用于进气侧摇臂31上，辊子50从进气侧气门凸轮29离开，有可能降低进气气门20…微量打开时的气门提升量的控制精度。因此，利用与气门弹簧23…不同的其他摇臂施力弹簧65…，对进气侧摇臂31施加使所述辊子50抵接进气侧气门凸轮29的方向的力。

所述摇臂施力弹簧65…是围绕所述支撑凸起64…的线圈状扭簧，设置在发动机主体11和进气侧摇臂31之间。即，摇臂施力弹簧65…的一端卡合在所述支撑凸起64…上，摇臂施力弹簧65…的另一端插入并卡合在与进气侧摇臂31一起动作的空心的第1连接轴51内。

第1连接臂58的另一端部形成为圆筒状，并且在侧视时，配置成使其外周位于被缠绕成线圈状的所述摇臂施力弹簧65…外周的内侧，在第1连接臂58另一端部的轴向两端，在圆周方向隔开间隔地分别突起设有多个例如一对突起部66、67，该突起部用于阻止摇臂施力弹簧65…倒向第1连接臂58侧。因此，可以避免第1连接臂58的另一端部大型化，防止摇臂施力弹簧65…的倾倒，提高第1连接臂58的另一端部的支撑刚性。

而且，所述突起部66、67是避开第2连接臂59的动作范围而进行配置，尽管突起部66、67…设在第1连接臂58的另一端部，但是也能够充分确保第2连接臂59的动作范围。

在设于发动机主体11的进气侧凸轮架41…的盖39…上，安装有朝向进气侧摇臂31的另一端侧上部供油的喷油嘴68…。

在多个上部架38…中的一个上设有引导来自未图示的油泵的油的通道69。并且，在各个上部架38…的上部设置与进气侧凸轮轴30的下半部相面对的圆弧状的凹部70…，所述通道69连通各凹部70…中的一个。另一方面，在进气侧凸轮轴30设有位于同一轴线的油通道71，在与各进气侧凸轮架41…相对应的部分，在进气侧凸轮轴30设有连通孔72…，并且使连通孔的内端与油通道71相通，而使其外端在进气侧凸轮轴30的外面开口。由此，在各进气侧凸轮架41…和进气侧凸轮轴30之间，通过所述连通孔72…供给润滑用的油。

并且，在与上部架38…一起构成进气侧凸轮架41…的盖39…的下表面设置凹部73…，在该凹部73…和上部架38…的上表面之间形成通往所述凹部70…的通道，在盖39…安装喷油嘴68…，使其与通往凹部73…并设于盖39…的通道74…连接。

这样，喷油嘴68…被安装在进气凸轮架46…的盖39…上，其中，进气凸轮架46…支撑着自由旋转的进气侧凸轮轴30，并且设于发动机主体11上，所以利用润滑进气侧凸轮轴30和进气侧凸轮架41…之间的油道，能够从喷油嘴68…供给充分高压的充足量的油。

并且，在第1和第2连接臂58、59的一端部连接进气侧摇臂31的第1和第2连接轴51、63中，从喷油器68…向其上方的第1连接轴51侧供给润滑油，所以润滑第1连接臂58和进气侧摇臂31之间的油流向下方的第2连接臂59侧。

而且，使可动支撑轴60和第2连接轴63的一部分面向中间部的油导入孔75、76，该导入孔75、76在与连接可动支撑轴60和第2连接轴63的轴线的直线正交的方向设置在第2连接臂59上。各油导入孔75、76的一端朝向第1连接轴51侧开口。因此，从第1连接臂58流向下方的油被有效地导入第2连接臂59和可动支撑轴60及第2连接轴63之间，可以利用简单且部件数量少的润滑结构一起润滑进气侧摇臂31、第1和第2连接臂58、59的连接部、以及第2连接臂59和可动支撑轴60之间，保证气门顺畅动作。

控制轴61是并列成一列的多个气缸共同由发动机主体11支撑的单一部件，其构成为在各个气缸具有以下部件，并构成一体的曲柄形状，即具有：配置在进气侧摇臂31两侧的曲柄臂61a、61a；与两曲柄臂61a、61a的基端部外表面连接成直角并且由发动机主体11支撑着可以转动的轴颈部61b、61b；连接两曲柄臂61a、61a之间的连接部61c，可动支撑轴60与控制轴61连接，并且连接两曲柄臂61a、61a之间。

控制轴61的各轴颈部61b…在接合于发动机主体11的气缸盖14的上部架38…、和从下方接合于上部架38的下部架77…之间支撑着可以转动。下部架77…被固定在上部架38…上，并且与气缸盖14是分别形成的，在气缸盖14的上面设有用于配置下部架77…的凹部78。

而且，在上部和下部架38…、77…和轴颈部61b…之间安装有滚针轴承79…，该滚针轴承79…安装在控制轴61的轴颈部61b…和上部及下部架38…、77…之间，可以对半形成(半割り)，其中，控制轴61被多个气缸共用，并且具有多个曲柄臂61a、61a…和连接部61c。

在上部和下部架38…、77…上形成控制轴用支撑凸起部80…，该控制轴用支撑凸起部80…在控制轴61的曲柄臂61a…侧突出，该控制轴用支撑凸起部用于贯穿所述轴颈部61b…。另一方面，在用于共同构成进气侧凸轮架41…的相互接合的上部架38…和盖39…，形成用于使进气侧凸轮轴30贯穿的、并朝向进气侧摇臂31突出的凸轮轴用支撑凸起部81…。在上部架38…一体地突起设有连接控制轴用支撑凸起部80…和凸轮轴用支撑凸起部81…之间的加强筋82…。

在所述加强筋82…内，向滚针轴承79…侧引导油的通道83…被设置成通到上部架38…上面的凹部70…。

排气侧气门传动装置33在气缸盖14上被设置成，将排气侧摇臂36的摇动支撑部配置在排气侧摇臂36与排气气门21…的连动、连接部的外侧，而上述进气侧气门传动装置28在气缸盖14上被设置成，将其进气侧摇臂轴57和可动支撑轴60…配置在进气侧摇臂31…与排气气门21…的连动、连接部的内侧。

而且，在进气侧和排气侧气门传动装置28、33之间，在气缸盖14上安装用于插入火花塞86的塞子筒(plug筒)87，该火花塞86安装在气缸盖14上并面对燃烧室17，该塞子筒87被倾斜配置成随着朝向上方而接近排气侧气门传动装置33。

进气侧气门传动装置28的控制轴61在进气气门20…和所述塞子筒87…之间被配置成使连接部61c…的外面与所述塞子筒87…相面对，在连接部61c…的外面形成用于避免与塞子筒87…干涉的排油槽88…。

在进气气门20…处于关闭状态时，将第2连接臂59连接在进气侧摇臂31上的第2连接轴63和控制轴61的轴颈部61b…位于同一轴线上，在控制轴61绕轴颈部61b…的轴线摇动时，可动支撑轴60在以轴颈部61b…的轴线为中心的圆弧上移动。

控制轴61在可动支撑轴60下降的方向转动，辊子50被进气侧凸轮轴30的进气侧气门凸轮29推压时，连接进气侧凸轮轴57、第1连接轴51、第2连接轴63和可动支撑轴60的四连杆变形，进气侧摇臂31向下方摇动，推杆部件56…推压进气气门20的气门杆20a…，进气气门20…以低升程打开。

另外，如果控制轴61在可动支撑轴60上升的方向转动，辊子50被进气侧凸轮轴30的进气侧气门凸轮29推压时，所述四连杆变形，进气侧摇臂31向下方摇动，推杆部件56…推压进气气门20的气门杆20a…，进气气门20…以高升程打开。

一并参照图11和图12，沿着气缸排列方向的控制轴61的一端部、即控制轴61所具有的多个轴颈部61b…中沿着所述气缸排列方向的一端侧的轴颈部61b，从发动机主体11的气缸盖14的侧壁突出，并突入到安装在该侧壁外面的外壳90内，支撑控制轴61的轴颈部61b…外周的至少一部分并安装在发动机主体11上的支架，在该实施例中是在上部架38上一体地设置定位部91，其中，该上部架38是支撑所述轴颈部61b…外周的上半部、并安装于气缸盖14的多个上部架38…中沿着所述气缸排列方向的一端侧的上部架38，定位部91围绕沿着所述气缸排列方向的一端侧的轴颈部61b，并且一部分从发动机主体11的气缸盖14和气缸盖罩15的侧壁外面突出。

气缸盖14面向气缸盖罩15的接合面92形成为平坦状，而在气缸盖罩15面向气缸盖14的接合面93中对应于所述定位部91的部分形成下方敞开的凹部93a，在气缸盖14的所述接合面92中对应于所述凹部93a的部分上设有凹陷成圆弧状并在外侧开口的凹部94。而且，在气缸盖14的侧壁内面一体地设置上下延伸的突筋14a，该突筋14a的上面形成平坦密封面95，该密封面95形成为包围所述凹部94的大致U字状，并与所述接合面92连接成一个平面。

所述定位部91具有成为一体的以下部分：被夹持部91a，形成为大致梯形状，被夹持在气缸盖14的接合面92和气缸盖罩15的接合面93的凹部93a之间；连接部91b，连接被夹持部91a和上部架38之间；圆筒状的突起部91c，与所述被夹持部91a的下部连接，其一部分从气缸盖14和气缸盖罩15的侧壁外面突出。

在该定位部91设有用于使控制轴61的所述轴颈部61b穿过的贯通孔96，在该贯通孔96的外端侧内面和所述轴颈部61b之间安装滚针轴承97。

设置在气缸盖14和气缸盖罩15的接合面92、93之间的密封部件98被安装在气缸盖罩15的接合面93上，该密封部件98形成为也介于接合面93的凹部93a的内面和所述定位部91的被夹持部91a之间。定位部91的突起部91c的下部嵌合在接合面92的凹部94中，但除该突起部91c以外的部分的定位部91的下面形成为与气缸盖14的接合面92和密封面95对应的平坦密封面99，在气缸盖14的接合面92和密封面95、和密封面99之间，安装着包围所述突起部91c的大致呈U字状的密封部件100，其两端部连接所述密封部件98。

外壳90由以下部分构成：壳体主体101；固定在该壳体主体101上的杯形壳体102；固定在壳体主体101上的盖部件103。

壳体主体101利用多个螺栓104…安装在气缸盖14的侧壁外面，并且具有成为一体的以下部分：壳部101a，其形成为使与气缸盖14相反的一侧敞开的箱形；支撑壁部101b，其连接在该壳部101a的一侧侧壁上并向下方延伸。所述壳体102从外侧方覆盖所述壳部101a的一侧侧壁和支撑壁部101b，并利用多个螺栓105…固定在壳体主体101上，所述盖部件103从所述气缸盖14的相反侧覆盖所述壳部101a，通过同时紧固所述多个螺栓104…中固定壳部101a的多个螺栓104…将所述盖部件103固定在壳部101a上。

即，外壳90利用由多个所述螺栓104…构成的固定单元可以反复装卸地安装在发动机主体11的气缸盖14上。

在所述外壳90的壳体主体101中抵接气缸盖14的侧壁外面的端壁上设置嵌合孔106，该嵌合孔106用于嵌合所述定位部91中的从气缸盖14和气缸盖罩15的侧壁外面突出的突起部91c，在嵌合孔106的内面安装着与突起部91c的外周弹性接触的环状密封部件107。

在外壳90安装有配置于该外壳90外方的旋转力产生用致动器，即电动机110，在外壳90内收纳着动力变换单元111，该变换单元111把电动机110的旋转动力变换为控制轴61的一端部即轴颈部61b的转动力。

一并参照图13，动力变换单元111具有：控制臂113，其基端部通过键112固定在突入外壳90内的轴颈部61b的一端部上；丝杠轴114，其轴线配置在与轴颈部61b的轴线正交的平面上；旋合在丝杠轴114上的螺母部件115；连接联杆118，一端通过销116与该螺母部件115连接，另一端通过销117、117与控制臂113连接；设在丝杠轴114和电动机110之间的减速齿轮机构119。

控制臂113被收纳在外壳90的壳体主体101的壳部101a内，轴线在横方向延伸的丝杠轴114的大部分在所述轴颈部61b的下方被收纳在壳部101a内，丝杠轴114的两端部由壳部101a的侧壁支撑着自由旋转。而且，丝杠轴114的一端部突入壳体102内。

电动机110具有与所述丝杠轴114的轴线平行的输出轴120，并且在丝杠轴114的下方配置于外壳90的外方，其中，丝杠轴114的轴线配置在和轴颈部61b的轴线正交的平面上，配置在外壳90的壳体主体101的壳部101a下方的电动机110，通过多个螺栓121…安装在所述壳体主体101的支撑壁部101b上，并使其输出轴120的一端部突入壳部件120内。

减速齿轮机构119设在电动机110的输出轴120和丝杠轴114之间，并被收纳在壳体102内，由固定在输出轴120上的驱动齿轮122、和与该驱动齿轮122啮合并固定在丝杠轴114的一端部的从动齿轮123构成。

在控制臂113的基端部突起设有一对被检测部124、124，该被检测部124、124配置在以控制轴61的轴颈部61b的轴线为中心的假想圆弧上，在外壳90中与所述轴颈部61b的一端部相面对的壁部即盖部件103上安装与控制轴61同轴的传感器125，例如旋转编码器，以便通过检测所述两被检测部124、124来检测控制轴61的转动量。

下面，说明该实施例的作用，在使进气气门20…的打开气门时的提升量连续变化的气门升程可变机构32中，第1和第2连接臂58、59的一端部与进气侧摇臂31并列连接着可以相对转动，进气侧摇臂31具有与一对进气气门20…连动、连接的气门连接部31a，第1连接臂58的另一端部由被发动机主体11支撑的进气侧摇臂轴57支撑着可以转动，第2连接臂59的另一端部由可以变位的可动支撑轴60支撑着可以转动。

因此，通过使可动支撑轴60无级变位，可以使进气气门20…的提升量无级变化，不需要节流阀就可以控制进气量。而且，第1和第2连接臂58、59的一端部直接连接进气侧摇臂31并可以转动，可以减少配置两连接臂58、59的空间，实现了气门传动装置的紧凑化，由于来自进气侧气门凸轮29的动力直接传递给进气侧摇臂31的辊子50，所以能够确保相对进气侧气门凸轮29的良好跟踪性。并且，可以把沿着进气侧凸轮轴30的轴线方向的进气侧摇臂31、第1和第2连接臂58、59的位置配置在大致相同位置，可以实现沿着进气侧凸轮轴30的轴线方向的进气侧气门传动装置28的紧凑化。

并且，第1连接臂58的一端部通过第1连接轴51连接进气侧摇臂31并可以转动，辊子50通过第1连接轴51由进气侧摇臂31枢轴支撑着，所以能够利用共同的第1连接轴51实现第1连接臂58的一端部与进气侧摇臂31的可以转动的连接、以及所述辊子50在进气侧摇臂31上的枢轴支撑，能够减少部件数量，同时使进气侧气门传动装置28进一步紧凑化。

在进气侧和排气侧气门传动装置28、33中具有气门升程可变机构32的进气侧气门传动装置28中，进气侧摇臂轴57和可动支撑轴60配置在进气侧摇臂31与进气气门20…的连动、连接部内侧，排气侧气门传动装置33具有的排气侧摇臂36的摇动支撑部配置在排气侧摇臂36和排气气门21…的连动、连接部外侧，所以能够使燃烧室17紧凑化，把用于获得良好的燃烧的进气气门20…和排气气门21…的夹角α(参照图1)设定得比较小，也能够避免气缸盖14的大型化，而且能够避免进气侧和排气侧气门传动装置28、33的相互干涉。

并且，排气侧气门传动装置33包括：具有排气侧气门凸轮34的排气侧凸轮轴35；和排气侧摇臂36，其为了与排气侧气门凸轮35从动并摇动而通过排气侧摇臂轴43可以摇动地支撑在发动机主体11上，同时与排气气门21…连动、连接。配置于进气侧和排气侧气门传动装置28、33之间的塞子筒87，在气缸盖14上被倾斜安装成随着朝向上方而接近排气侧气门传动装置33，所以能够把塞子筒87配置成避免与进气侧和排气侧气门传动装置28、33的干涉，可以有助于气缸盖14整体的进一步紧凑化。

可是，进气侧气门传动装置28的气门升程可变机构32所具有的控制轴61，在进气侧摇臂31的两侧由发动机主体11支撑着，并且与可动支撑轴60连接，同时使可动支撑轴60可以绕着与其轴线平行的轴线进行角度变位，通过采用双支撑提高控制轴61的支撑刚性，可以精密地进行进气气门20…的提升量可变控制。

并且，单一的所述控制轴61是并列成一列的多个气缸共用的，并由发动机主体11支撑着，所以能够避免部件数量增加，可以实现发动机E的紧凑化。

而且，控制轴61构成为曲柄形状，其具有：配置在进气侧摇臂31两侧的曲柄臂61a、61a；与两曲柄臂61a、61a的基端部外表面连接成直角并且由发动机主体11支撑着可以转动的轴颈部61b、61b；连接两曲柄臂61a、61a之间的连接部61c，可动支撑轴60与控制轴61连接，并且连接两曲柄臂61a、61a之间，所以能够增大被驱动着进行角度变位的控制轴61的刚性。

所述控制轴61的轴颈部61b…在接合于发动机主体11的气缸盖14的上部架38…、和从下方接合于上部架38的下部架77…之间支撑着可以转动，可以提高控制轴61在发动机主体11上的装配性，而且与气缸盖14是分别形成的下部架77…被固定在上部架38…上，所以能够增大支撑控制轴61时的气缸盖14的设计自由度。

而且，在上部和下部架38…、77…和轴颈部61b…之间安装有可以对开的滚针轴承79…，所以能够降低控制轴61的支撑部的磨擦损耗，提高控制轴61的装配性。

并且，在相互接合的上部和下部架38…、77…上形成在控制轴61的曲柄臂61a…侧突出的控制轴用支撑凸起部80…，贯通控制轴用支撑凸起部80的轴颈部61b…在上部和下部架38…、77…之间支撑着可以转动，所以能够进一步提高控制轴61的支撑刚性。

并且，在上部架38…和从上方接合在上部架38…上的盖39…，形成朝向进气侧摇臂31突出的凸轮轴用支撑凸起部81…，进气侧凸轮轴30贯通凸轮轴用支撑凸起部81…，并且在上部架38…和盖39…之间支撑着可以转动，所以能够把支撑进气侧凸轮轴30的部件数量控制在最小限度，提高进气侧凸轮轴30的支撑刚性。

另外，在上部架38…突起设置连接控制轴用支撑凸起部80…和凸轮轴用轴承凸起部81…之间的加强筋82…，所以能够进一步提高控制轴61和进气侧凸轮轴30的支撑刚性。

控制轴61在进气气门20…和设于气缸盖14的塞子筒87之间被配置成使其连接部61c的外表面与塞子筒87相面对，在所述连接部61c的外表面形成避免与塞子筒87干涉的排油槽88，所以能够把塞子筒87配置成更接近进气侧气门传动装置28侧，可以实现发动机E的紧凑化。

在进气侧气门传动装置28的进气侧摇臂31中，在其气门连接部31a的彼此相反的表面形成交替错开的减轻重量部53、54、54，所以能够实现进气侧摇臂31的轻量化。

而且，在进气侧摇臂31的模具成形时也形成各个减轻重量部53、54、54，但彼此邻接的减轻重量部53、54，53、54的起模斜度的方向彼此相反，所以彼此邻接的减轻重量部53、54，53、54的内侧面在同一方向倾斜，因此在彼此邻接的减轻重量部53、54，53、54之间形成于进气侧摇臂31的壁部31d、31d的厚度大致相等，可以利用厚度大致相等的壁部31d、31d保持进气侧摇臂31的刚性。

并且，进气侧气门传动装置28具有使进气气门20…的提升量可以无级变化的气门升程可变机构32，所以部件数量较多，即使具有容易成为进气侧气门传动装置28重量增加的原因的气门升程可变机构32的进气侧气门传动装置28，也能通过进气侧摇臂31的轻量化，实现进气侧气门传动装置28的轻量化，可以增大极限转数。

而且，控制轴61的一端部的轴颈部61b的一部分从发动机主体11的侧壁突出，并突入可以反复装卸地安装在该侧壁外面的外壳90内，配置在外壳90外方的电动机110安装在外壳90的外面，包括丝杠轴114的动力变换单元111被收纳在外壳90内，动力变换单元把电动机110的旋转动力变换为控制轴61的转动力，其中，丝杠轴114的轴线被配置在与控制轴61的轴线正交的平面上。即，用于驱动控制轴61转动的驱动装置是独立构成的，并且安装在发动机主体11的气缸盖14的外部，所以不会使发动机主体11变复杂，而且可以相对发动机主体11只装卸所述驱动装置，可以有助于保养·检修性的提高。

并且，电动机110具有轴线与丝杠轴114平行的输出轴120，并且安装在外壳90的外面，动力变换单元111具有设在输出轴120和丝杠轴114之间的减速齿轮机构119，并被收纳在外壳90内。

因此，可以抑制电动机110和外壳90沿着控制轴61的轴线方向从发动机主体11突出的突出量，并且从电动机110的输出轴120输出的旋转动力通过减速齿轮机构119传递给丝杠轴114，所以能够实现电动机110的小型化，可以进一步实现紧凑化。

并且，在控制轴61的一端部，配置有在同一轴线上相面对的传感器125，可以高精度地检测控制轴61的转动量，而且电动机110和外壳90形成为在沿着控制轴61的轴线方向较薄的结构，所以能够使包括电动机110、外壳90和传感器125的整体结构在控制轴61的轴线方向变紧凑，可以抑制发动机E的大型化。

另外，上部架38安装在发动机主体11的气缸盖14上，用于支撑控制轴61的轴颈部61b…的一端侧外周的至少一部分(在该实施例中为上半部)并使其可以转动，在上部架38上一体地设有定位部91，定位部91围绕控制轴61的所述轴颈部61b，并且一部分从发动机主体11的侧壁突出，在安装于发动机主体11的气缸盖14的侧壁外面的外壳90具有嵌合孔106，嵌合孔106用于嵌合定位部91中的从所述侧壁突出的部分即突起部91c，所以在把外壳90安装在气缸盖14的侧壁外面时，通过使安装在气缸盖14上的上部架38的定位部91嵌合在外壳90的嵌合孔106中，可以容易提高外周的至少一部分由上部架38支撑着可以转动的控制轴61、和外壳90内的动力变换单元111的连接精度，通过使外壳90在气缸盖14上的安装位置多少具有富余量，可以在提高控制轴61和动力变换单元111的连接精度的状态下把外壳90安装在气缸盖14的侧壁外面上。

并且，在与气缸盖罩15一起构成发动机主体11一部分的气缸盖14上安装有上部架38，在气缸盖14和气缸盖罩15的接合面92、93之间夹持着定位部91的一部分即被夹持部91a，所以能够把控制轴61配置在更低的位置，使用于改变进气气门20的打开气门时的提升量的气门升程可变机构32紧凑化，进而有助于发动机E的小型化。

参照图14～图16说明本发明的第2实施例，沿着气缸排列方向的控制轴61的一端部，即控制轴61具有的多个轴颈部61b…中沿着所述气缸排列方向的一端侧的轴颈部61b，从发动机主体11的气缸盖罩15的侧壁突出，并突入壳体140内，该壳体140可以反复装卸地安装在气缸盖14和气缸盖罩15的侧壁外面。

壳体140由以下部分构成：壳体主体141；固定在该壳体主体141上的盖部件142。壳体主体141形成为在与气缸盖14相反的一侧敞开的箱形，盖部件142从所述气缸盖14的相反侧覆盖壳体主体141，利用贯通盖部件142和壳体主体141的多个螺栓143…，把壳体140安装在气缸盖14和气缸盖罩15的侧壁外面。即，壳体140利用由多个所述螺栓143…构成的固定单元可以反复装卸地安装在发动机主体11的气缸盖14和气缸盖罩15上。

在壳体140上安装有配置于该壳体140外方的旋转力产生用致动器，即电动机110，在壳体140内收纳着动力变换单元145，该动力变换单元145把电动机110的旋转动力变换为控制轴61的一端部，即轴颈部61b的转动力。

所述壳体140是箱形部件，在该壳体140上安装有配置于该壳体140外方的旋转力产生用致动器，即电动机110，在壳体140内收纳着动力变换单元141，该动力变换单元141把电动机110的旋转动力变换为控制轴61的一端部，即轴颈部61b的转动力。

电动机110将轴线配置在与轴颈部61b的轴线正交的平面上，并且配置在壳体140的外方，通过多个螺栓145…安装在壳体140的壳体主体141的侧壁上。

动力变换单元141具有：控制臂142，其基端部固定在突入壳体140内的轴颈部61b的一端部上；丝杠轴114，其在同一轴线上连接所述电动机110；旋合在丝杠轴114上的螺母部件115；连接联杆118，一端通过销116与该螺母部件115连接，另一端通过销117、117与控制臂113连接。

可是，在控制臂142上设有在其长度方向延伸的长孔147，检测控制轴61的转动量的传感器148收纳在壳体140内，并安装在壳体主体141上，设在所述传感器148具有的传感器臂149前端的销150卡合在所述长孔147中。

在构成发动机主体11的一部分的气缸盖14中形成从外面包围控制轴61的所述轴颈部61b的贮油器151，在该实施例中，贮油器151形成在上部架38上，该上部架38是支撑所述轴颈部61b…外周的上半部、并安装在气缸盖14上的多个上部架38…中沿着所述气缸排列方向的一端侧的上部架38，油道152设在控制轴61的轴颈部61b上，用于把润滑油导入壳体140内，所述油道152的一端在轴颈部61b浸入所述贮油器151内的油中的部分开口。

而且，所述油道152由以下部分构成：与轴颈部61b设置在同一轴线上的轴向孔152a；径向孔152b，内端通到该轴向孔152a的一端，外端在贮油器151内在轴颈部61b外面开口；径向孔152c，内端通到所述轴向孔152a的另一端，外端在轴颈部61b外面开口并位于壳体140内。

由此，在气缸盖罩15内飞散的润滑油或从进气侧凸轮轴30(参照第1实施例)的轴承部泄漏的润滑油储存在贮油器151内，润滑油从浸入该贮油器151内的油面下的所述轴颈部61b的油道152被引导到壳体140内，从而在壳体140内从轴颈部61b滴下的润滑油润滑丝杠轴114和螺母部件115的旋合部。并且，落在壳体140内下部的润滑油从设于壳体140的壳体主体141下部的排油孔153返回气缸盖14侧。

根据该第2实施例，把在气缸盖罩15内飞散的润滑油和从进气侧凸轮轴30的轴承部泄漏的油储存在贮油器151内，利用重力把该油供给壳体140侧，所以不需要供给油用的新能源，也不会因此产生动力损耗。而且，例如仅在上部架38的一部分形成贮油器151即可，所以油道152仅通过比较简单的钻孔加工即可形成，能够把制造成本的增加控制在最小限度。

以上，说明了本发明的实施例，但本发明不限于此，可以在不脱离权利要求书记载的本发明的范围内进行各种设计变更。

例如，在上述实施例中，说明了把本发明适用于可以改变发动机气门即进气气门20的打开气门时的提升量的进气侧气门传动装置28的情况，但本发明可以广泛适用于与如下气门传动装置相关的装置上：即利用控制轴的转动可以改变发动机气门的工作特性的气门传动装置。

并且，作为上述第1和第2实施例的动力变换单元111、144的替代方式，也可以在控制臂设置形成于螺母部件115上面的与齿条传动装置啮合的扇形齿轮，在这种机构中，如果把应用了公知的剪形齿轮(scissors gear)的齿隙去除机构适用于齿条传动装置和扇形齿轮的啮合部，可以期望没有间隙的高精度控制。另外，如果螺母部件115采用公知的球形螺母，可以期望更加顺畅和高精度地动作。而且，由于齿条传动装置施加给齿面的力的方向一定，所以与通过旋转角度改变力的大小和方向的联杆机构相比，容易进行控制轴61的转动所需要的动力和扭转强度的相关设计。

Claims (6)

1.一种气门升程可变机构的驱动装置，其用于驱动控制轴(61)，该控制轴(61)控制为了使发动机气门(20)的提升量可变而设在发动机气门(20)和气门凸轮(29)之间的气门升程可变机构(32)，其特征在于，具有：

旋转力产生用致动器(110)；

动力变换单元(111、144)，其把该旋转力产生用致动器(110)的旋转力变换为所述控制轴(61)的转动力；

壳体(90、140)，内置有该动力变换单元(111、144)，同时在外面接合所述旋转力产生用致动器(110)；

所述控制轴(61)的一端从发动机主体(11)的一侧向外方突出，使所述控制轴(61)的一端突入的所述壳体(90、140)通过反复自由装卸的固定单元安装在所述发动机主体(11)的一侧。

2.根据权利要求1所述的气门升程可变机构的驱动装置，其特征在于，在构成所述发动机主体(11)一部分的气缸盖(14)上，形成从外面包围所述控制轴(61)的贮油器(151)；油道(152)设在所述控制轴(61)上，其一端在所述控制轴(61)浸入油中的部分开口，从而把润滑油导入所述壳体(140)内。

3.根据权利要求1所述的气门升程可变机构的驱动装置，其特征在于，

所述旋转力产生用致动器(110)安装在所述壳体(90)的外面，并且具有输出轴(120)，该输出轴(120)的轴线配置在与所述控制轴(61)的轴线正交的平面上；

所述动力变换单元(111)被收纳在所述壳体(90)内，并且具备：具有与所述输出轴(120)平行的轴线的丝杠轴(114)；设在该丝杠轴(114)和所述输出轴(120)之间的减速齿轮机构(119)。

4.根据权利要求1所述的气门升程可变机构的驱动装置，其特征在于，支架(38)安装在发动机主体(11)上，并且支撑着所述控制轴(61)的一端侧外圆周的至少一部分且使其自由转动，在该支架(38)上一体地设有定位部(91)，该定位部(91)围绕控制轴(61)并且一部分从发动机主体(11)的侧壁突出，所述壳体(90)具有嵌合孔(106)，并被安装在所述发动机主体(11)的侧壁外面上，该嵌合孔(106)用于嵌合所述定位部(91)从所述侧壁的突出部。

5.根据权利要求4所述的气门升程可变机构的驱动装置，其特征在于，所述支架(38)安装在气缸盖(14)上，该气缸盖(14)与气缸盖罩(15)一起构成所述发动机主体(11)的一部分，在所述气缸盖(14)和所述气缸盖罩(15)的接合面(92、93)之间夹持着所述定位部(91)。

6.根据权利要求3所述的气门升程可变机构的驱动装置，其特征在于，与控制轴(61)同轴配置的、用于检测所述控制轴(61)的转动量的传感器(125)，安装在与所述控制轴(61)的一端相面对的所述壳体(90)的壁部。

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