CN100434671C - 内燃机的可变升程气门传动装置 - Google Patents

Abstract

内燃机的可变升程气门传动装置，对可变升程机构所具有的控制轴进行转动驱动的致动器安装在发动机本体上，该致动器具有：电动机；减速机构；设置于控制轴和减速机构之间的传动机构；以及默认机构。在致动器(60)的壳(59)上，收容减速机构(63)的减速机构收容部(59a)和收容默认机构(65)的默认机构收容部(59c)，从两侧夹持与控制轴(54)直接连接的热脆弱部(71)。从而能够避免产生对致动器所具有的热脆弱部的热损害，并提高致动器的安装位置的自由度。

Description

内燃机的可变升程气门传动装置

技术领域

本发明涉及内燃机的可变升程气门传动装置，对能够使该内燃机气门的升程量变化的可变升程机构所具有的控制轴进行转动驱动的致动器安装在内燃机本体上，该致动器具有：电动机；减速机构，其对该电动机的输出进行减速；传动机构，其设置于所述控制轴和减速机构之间；以及默认机构，其能够在所述电动机未通电时将控制轴转动地推压到使所述内燃机气门的升程量达到预定升程量的位置。

背景技术

安装在内燃机本体上以驱动控制轴的致动器，具有：电动机；通过该电动机旋转驱动的螺纹轴；以及与一端部固定在控制轴上的杆的另一端部连接的、并且与所述螺纹轴螺合的螺母，例如由日本特开2005-42642号公报所公开的内容。

另外，为了使这样的可变升程气门传动装置的致动器的构成要素的一部分轻量化和减小摩擦，希望使用合成树脂制造，或者在致动器上安装根据环境温度而改变特性的传感器类，但是这些合成树脂的零件或传感器类不耐热。另一方面，由于致动器安装于内燃机本体，基于致动器在内燃机本体上的安装位置，致动器暴露于散热器的背风中或来自内燃机的排风系的辐射热中，从而对使用上述不耐热的热脆弱部的致动器的安装位置的自由度造成限制。

发明内容

本发明针对上述问题而提出，目的在于提供内燃机的可变升程气门传动装置，能够避免对致动器所具有的热脆弱部的热损害，并提高致动器的安装位置的自由度。

为了实现上述目的，根据本发明的第一特征，提供一种内燃机的可变升程气门传动装置，其中对能够使内燃机气门的升程量变化的可变升程机构所具有的控制轴进行转动驱动的致动器安装在内燃机本体上，该致动器具有：电动机；对该电动机的输出进行减速的减速机构；传动机构，设置于所述控制轴和减速机构之间；以及默认机构，其能够在所述电动机未通电时将控制轴转动地推压到使所述内燃机气门的升程量为预定升程量的位置，在所述致动器的壳上，收容所述减速机构的减速机构收容部和收容所述默认机构的默认机构收容部，从两侧夹持与所述控制轴直接连接的热脆弱部。

根据该第一特征的结构，热脆弱部被夹持在形成于壳上的减速机构收容部和默认机构收容部之间，因此使减速机构收容部和默认机构收容部起到对热脆弱部的隔热作用，能够避免对热脆弱部的热伤害而提高热脆弱部的耐久性，避免了对热脆弱部产生的热伤害，而能够提高致动器安装位置的自由度。

另外本发明在上述第一特征基础上第二特征在于，所述热脆弱部是检测所述控制轴的转动量的传感器，根据该结构，传感器根据环境温度而改变特性，通过在减速机构收容部和默认机构收容部之间夹持传感器，能够避免传感器直接暴露于热风和辐射热中，从而提高传感器的检测精度。

本发明在上述第一特征基础上第三特征在于，所述热脆弱部是构成所述传动机构结构的一部分并固定于所述控制轴上的合成树脂制成的蜗轮，根据该结构，通过使用合成树脂构成的蜗轮，能够使致动器轻量化并减少摩擦，而且通过在减速机构收容部和默认机构收容部之间夹持蜗轮，能够避免对蜗轮的热伤害，提高可靠性和耐久性，同时防止由于热变形等导致摩擦增大，从而节省能量。

本发明在上述第一特征基础上第四特征在于，所述默认机构的至少主要部分，被安装在所述致动器上，所述默认机构具有：默认轴，作为独立于与所述控制轴联动和连接的驱动轴的部件且具有与该驱动轴平行的轴线；转动部件，能够绕该默认轴的轴线转动且与所述默认轴联动和连接；以及默认弹簧，对该转动部件转动地推压。

根据该第四特征的结构，作为与驱动轴独立的部件且绕与该驱动轴平行的默认轴的轴线转动的转动部件，能够与驱动轴联动和连接，从而使转动部件在与电动机的在内燃机气门的升程量变化范围内的旋转相对应的不到一周的转动范围内转动。因此，能够采用一直以来所使用的耐久性和可靠性高的默认机构。

另外本发明在上述第四特征基础上第五特征在于，所述默认弹簧为螺旋型，根据该结构，能够使默认机构沿默认轴的轴线实现紧凑化。

另外本发明在上述第五特征基础上第六特征在于，在所述致动器的壳上形成默认机构收容部，该默认机构收容部收容所述默认机构的主要部分，该主要部分至少包含所述默认弹簧。在该默认机构收容部内填充润滑脂，根据该结构，由于能够降低因默认弹簧为螺旋型而引起的易于增大的滑动摩擦力，减少电动机应该发挥的动力(power)以实现节能，能够提高燃料效率。

另外本发明在上述第一特征基础上第七特征在于，在所述致动器的壳上，将用于使该壳固定于内燃机本体的螺栓插通的多个安装凸台突出设置在所述电动机周围的多个位置，并且突出设置有与这些安装凸台连接的多个肋。

根据该第七特征的结构，在壳上位于电动机周围的多个位置处，设置用于将该壳安装于内燃机本体上的安装凸台，通过与作为致动器的振动发生源的电动机对应的部分，能够将壳牢固地固定在内燃机本体上，从而能够提高安装于内燃机本体的致动器的抗振性和耐久性，并提高控制轴的控制精度和排气状态的控制性。而且，通过与各安装凸台连接的肋，能够防止在壳上产生变形，并能够避免构成致动器的多个零件中的由壳支撑并相互接触的零件之间的滑动摩擦力增加，能够降低电动机应该发挥的驱动力而实现节能。

另外本发明在上述第一特征基础上第八特征在于，所述减速机构的减速比被设定为能够相对于所需驱动转矩在最快响应时获得所述电动机的最高效率的值。

根据该第八特征的结构，即使当可变升程机构处于最苛刻的工作条件下时，也能够将电动机的发热量限制在最小程度，通过抑制电动机的发热而能够增加电动机的寿命，能够防止在致动器的壳上产生热变形，并能够避免对检测控制轴的转动量的传感器产生热影响，从而提高检测精度。并且不需要专门的冷却结构，因而能够避免致动器的大型化和成本增加。

参照附图从以下详细叙述的优选实施例的说明中，可以理解本发明的上述及其他目的、特征和优点。

附图说明

图1～图14表示本发明的一个实施例；图1是车辆安装状态下的内燃机侧视图；图2是图1的箭头2的方向视图；图3是进气侧气门传动装置的纵剖侧视图；图4是进气侧气门传动装置的分解立体图；图5是图1的主要部放大图；图6是致动器的侧视图；图7是致动器的纵剖侧视图；图8是图7的8-8线剖面图；图9是图7的9-9线剖面图；图10是说明默认机构的结构的示意图；图11是图5的11-11线剖面图；图12是表示电动机的效率、电动机产生的转矩和致动器产生的转矩的图；图13是表示对应于进气门的升程量变化的弹簧力变化的图；图14是简化表示车辆安装状态的内燃机与散热器的相对配置的俯视图；图15是第一变形例的对应于图14的俯视图；图16是第二变形例的对应于图14的俯视图；图17是第三变形例的对应于图14的俯视图。

具体实施方式

参照图1～图14对本发明的一个实施例进行说明，首先在图1和图2中，在车辆的前部，安装有使曲轴21的轴线C沿着车辆的宽度方向的多个气缸例如4个气缸的内燃机本体22，各气缸并列于平行于所述轴线C的气缸排列方向23而设置在内燃机本体22中。

所述内燃机本体22具有：旋转自由地支撑所述曲轴21的曲轴箱24；连接于该曲轴箱24的气缸体25；连接于气缸体25的气缸盖26；以及连接于气缸盖26的气缸盖罩27。在沿着所述气缸排列方向23的左侧的一端连接于气缸盖26并构成内燃机本体22的一部分的凸轮保持器28，配置为在气缸盖26和气缸盖罩27之间朝向外部。

在朝向车辆的行驶方向前方的状态下，在曲轴箱24的左端连接收纳变速器的变速箱32，从而在所述内燃机本体22的左侧、且在该变速箱32的上方形成空间。

在朝向所述气缸盖26前方侧的一侧壁26a(参照图1)上，设有对应于各气缸的进气口33…，在这些进气口33…上连接有进气系统34。另外，在朝向所述气缸盖26后方侧的一侧壁26b(参照图1)上，设有对应于各气缸的排气口35…，在这些排气口35…上连接有由遮热罩36从上方覆盖的排气歧管37。

进气系统34具有：空气滤清器108；与各气缸共通的且配置于气缸盖26前方的进气室109；连接于空气滤清器108和进气室109之间的软管等管道部件110；以及从进气室109分支到各气缸并与气缸盖26连接的多个进气管111、111…。在进气室109上一对支撑脚112、112…设置为朝向下方延伸，这些支撑脚112…通过弹性部件114支撑在安装于曲轴箱24的托架113上。

在图3和图4中，在气缸盖26上，对应每个进气通道33设置一对可开闭动作的进气门38…，驱动各进气门38…开闭的进气侧气门传动装置39具有：进气侧凸轮轴41，在各气缸中具有进气侧气门传动凸轮40；进气侧摇臂42，从动于进气侧气门传动凸轮40而摇动，并与各气缸的一对进气门38…共同联动和连接；以及可变升程机构43，能够使进气门38…的动作特性中开气门升程量发生连续变化。

在气缸盖26上固定上部保持器44…，使其配置于除了沿着所述气缸排列方向23的左侧一端以外的各气缸的两侧，与各上部保持器44…联动而自由转动地支撑进气侧凸轮轴41的端盖45…固定于上部保持器44…的上表面。另外，在沿着所述气缸排列方向23的左侧一端，进气侧凸轮轴41的端部可自由转动地支撑在凸轮轴28和气缸盖罩27之间。

在进气侧摇臂42的一端部上设有气门连接部42a，使其能够与从上方与一对进气门38…中的顶杆38a…的上端相抵接的挺杆螺丝46…进行螺合，使其进退位置可调节。另外，在进气侧摇臂42的另一端部上，设有第一支撑部42b以及配置于第一支撑部42b下方的第二支撑部42c并相互连接，第一和第二支撑部42b、42c形成为向与进气门38…反方向开口的大致U字状。

滚子47与进气侧凸轮轴41的进气侧气门传动凸轮40滚动接触，该滚子47通过第一连接轴48和滚针轴承49枢轴支撑在进气侧摇臂42的第一支撑部42b上。滚子47配置为被大致U字状的第一支撑部42b夹持。

可变升程机构43具有：第一连杆臂51，其一端部可转动地连接于所述进气侧摇臂42的第一支撑部42b，同时另一端部被固定支轴50可转动地支撑；第二连杆臂52，其一端部可转动地连接于所述进气侧摇臂42的第二支撑部42c，同时另一端部被可动支轴53可转动地支撑；以及控制轴54，其与可动支轴53相连接，能够使所述可动支轴53绕与其轴线平行的轴线进行角位移。

第一连杆臂51的一端部形成为大致U字状，而从两侧夹持进气侧摇臂42的第一支撑部42b，使滚子47通过枢轴支撑于进气侧摇臂42的第一连接轴48而与第一支撑部42b可转动地连接。另外，使第一连杆臂51的另一端部可转动地进行支撑的固定支轴50通过所述上部保持器44进行支撑。

配置于第一连杆臂51下方的第二连杆臂52的一端部配置为被进气侧摇臂42的第二支撑部42c所夹持，通过第二连接轴55与第二支撑部42c可转动地连接。

另外，两进气门38…通过未图示的气门弹簧而被向关闭气门方向施加弹簧力，在被向关闭气门方向施加弹簧力的两进气门38…通过进气侧摇臂42而向打开气门方向驱动时，进气侧摇臂42的滚子47通过气门弹簧的弹簧力而与进气侧气门传动凸轮40接触，但是在气门38…的关闭气门状态下，所述气门弹簧的弹簧力不对进气侧摇臂42产生作用，滚子47从进气侧气门传动凸轮40离开，存在进气门38…的微小开启时的气门升程量的控制精度降低的可能性。因此，通过气门弹簧之外的摇臂推压弹簧56，对进气侧摇臂42沿使所述滚子47与进气侧气门传动凸轮40抵接的方向推压。

控制轴54是共用于排成一列的多个气缸的单一结构，并构成一体的曲柄形状而对应于各气缸，具有：配置于进气侧摇臂42两侧的板54a…；与两板54a…的基端部外表面垂直连接的轴部54b…；以及连接于两板54a…之间的连接部54c…。具有与所述固定支轴50和所述轴部54b…平行的轴线的可动支轴53与控制轴54连接而连接于两板54a…之间。并且，所述轴部54b…通过所述上部保持器44…和固定于各上部保持器44…的下表面的下部保持器57…而可转动地被支撑。

另外，在进气门38…处于关闭状态时，使第二连杆臂52与进气侧摇臂42连接的第二连接轴55，与控制轴54的轴部54b同轴，若控制轴54绕轴部54b…的轴线摇动，则可动支轴53在以轴部54b…的轴线为中心的圆弧上移动。

控制轴54向可动支轴53下降的方向转动，通过进气侧凸轮轴41的进气侧气门传动凸轮40推压滚子47，则连接固定支轴50、第一连接轴48、第二连接轴55以及可动支轴53的四连杆变形，进气侧摇臂42向下方摇动，挺杆螺丝46…推压进气门38…的顶杆38a，使进气门38…以低升程开启。

另外，控制轴54向可动支轴53上升的方向转动，通过进气侧凸轮轴41的进气侧气门传动凸轮40推压滚子47，则前述四连杆变形，进气侧摇臂42向下方摇动，挺杆螺丝46…推压进气门38…的顶杆38a，使进气门38…以高升程开启。

沿着气缸排列方向23的控制轴54的一端部，即控制轴54所具有的多个轴部54b…中沿着所述气缸排列方向23的一端侧的轴部，作为连接轴部54d形成为较长，该连接轴部54d向气缸盖26的左侧方向突出，所述连接轴部54d突入安装于气缸盖26的左侧端壁外表面的致动器60的壳59内。

在图5～图7中，致动器60由壳59收容以下部件所构成：电动机62；减速机构63，对电动机62的输出进行减速；传动机构64，设置于该减速机构63和控制轴54的连接轴部54d之间；以及默认机构65的主要部分，默认机构65用于在电动机62未通电时将所述连接轴部54d即控制轴54保持于预定的转动位置。壳59包括：壳主体61；固定于该壳主体61上的第一罩74；盖部件82以及第二罩88。

减速机构63设置在以默认机构65的默认位置为零点位置能够进行正反旋转的电动机62的输出轴66以及与该输出轴66的轴线平行的驱动轴67之间，包括：固定于输出轴66的驱动齿轮68；以及啮合于该驱动齿轮68而固定于所述驱动轴67的被动齿轮69。对应于电动机62的在所述进气门38…的升程量从最大升程量变化到最小升程量例如全闭状态的动作范围内的旋转，所述驱动轴67在大于等于一周的范围内转动。另外，传动机构64由设置于所述驱动轴67的蜗轮(worm gear)70以及啮合于该蜗轮70并固定于所述控制轴54的连接轴部54d的蜗轮(worm wheel)71构成。

在壳主体61的下部，设有横截面为圆形的电动机收容孔72，其在内燃机本体22的车辆安装时朝向前后方向延伸，在该电动机收容孔72内嵌合电动机62并固定。另外，在内燃机本体22的车辆安装时，在成为后方侧侧壁的壳主体61的一侧壁上通过多个螺栓73…固定第一罩74，在壳59上，由壳主体61和所述第一罩74构成并收容所述减速机构63的减速机构收容部59a，形成为在比车辆安装时的电动机62靠后的位置在电动机62的上方延伸。

所述蜗轮70，收容于在所述电动机收容孔72上方且与该电动机收容孔72平行地设置于壳主体61中的蜗轮收容孔75中，一端部通过球轴承76旋转自由地支撑于壳主体61中，同时另一端部设置于通过滚针轴承77旋转自由地支撑于壳主体61中的驱动轴67的外周。

一并参照图8，在壳主体61的上部形成通过蜗轮收容孔75的中间部的蜗轮收容室78，在该蜗轮收容室78内收容蜗轮71。并且，在蜗轮收容室78内突入有控制轴54的连接轴部54d，蜗轮71通过螺钉80固定于连接轴部54d，该螺钉80螺合于同轴地设置于所述连接轴部54d的端部的螺丝孔79中。

另外，在气缸盖26的相反一侧，在壳主体61的上部设置开口部81，封闭该开口部81的盖部件82通过多个螺纹部件83而固定于壳主体61。并且在壳59上，由壳主体61的一部分和所述盖部件82构成并收容所述传动机构64的传动机构收容部59b形成为位于比在车辆安装时所述减速机构收容部59a靠前的位置。

并且在盖部件82上，作为检测控制轴54的转动量的位置传感器的传感器84，以朝向蜗轮65的方式通过多个螺纹部件85…进行安装，在蜗轮65上设置有卡合所述传感器84的一对检测孔86、86。

关于传动机构收容部59b，在所述减速机构收容部59a的相反侧，在壳主体61的另一侧壁上通过多个螺栓87固定第二罩88，在壳59上，由壳主体61的一部分和所述第二罩88构成并收容默认机构65的主要部分的默认机构收容部59c，形成为将传动机构收容部59b夹持在其与所述减速机构收容部59a之间。

一并参照图9，默认机构65具有：默认轴96，作为与驱动轴67独立的部件具有与该驱动轴67平行的轴线；大径齿轮92，能够绕该默认轴66的轴线转动而与驱动轴67联动和连接；弹簧保持器93，能够与大径齿轮92一起绕同一轴线旋转；回复弹簧94(参照图4)，对大径齿轮92向与弹簧保持器93抵接、卡合的方向推压；以及默认弹簧95，在大径齿轮92与弹簧保持器93抵接、卡合的状态下，对弹簧保持器93向与回复弹簧94相反方向推压。

大径齿轮92，通过两端由壳主体61和第二罩88支撑的默认轴96被旋转自由地支撑，与设置于驱动轴67的另一端部的小径齿轮97啮合。即大径齿轮92通过小径齿轮97、驱动轴67和减速机构63与电动机62联动和连接，从而大径齿轮92能够对应于电动机62的在所述进气门38…的升程量从最大升程量改变到最小升程量例如全闭的动作范围内的旋转，在小于一周的转动范围内转动。即大径齿轮92，与电动机62联动、连接，以对应于在进气门38…的升程量变化范围内的电动机62的旋转，在小于一周的转动范围内转动。

弹簧保持器93被支撑于所述默认轴96上，能够相对大径齿轮92旋转。在大径齿轮92的与弹簧保持器93相对的面上，设置以默认轴96的轴线为中心的圆弧状的槽98，在弹簧保持器93上突出设置插入所述槽98的卡合突部99。并且对应于在所述进气门38…的升程量在预定升程量和最小升程量之间变化的过程中大径齿轮92的转动，所述卡合突部99与沿所述大径齿轮92周向的所述槽98的一端抵接、卡合，在大径齿轮92使所述进气门38…的升程量在预定升程量和最小升程量之间变化而转动时，弹簧保持器93与大径齿轮92一同绕同一轴线转动。并且突出设置于弹簧保持器93上的限制突部100，对应于在使所述进气门38…的升程量从最小升程量变化为预定升程量时的弹簧保持器93的转动，与设置于第二罩88上的挡块101(参照图10)抵接，对弹簧保持器93的转动进行限制，弹簧保持器93的转动范围限制在所述预定升程量和所述最小升程量之间。

螺旋型的默认弹簧95的一端与弹簧保持器93卡合，另一端与设置于第二罩88上的销88a卡合。并且，默认弹簧95，对弹簧保持器93从所述最小升程量侧向预定升程量侧施加弹簧力，其弹簧荷重设定为比回复弹簧94大。

如图4所示，在气缸盖26内，围绕该连接轴部54d的筒状的弹簧保持器102被固定在控制轴54的连接轴部54d上，作为受扭螺旋弹簧的回复弹簧94卷装于弹簧保持器102上。并且，回复弹簧94的一端卡合于气缸盖26上，回复弹簧94的另一端卡合于所述弹簧保持器102上。

即回复弹簧94除了对大径齿轮92向与弹簧保持器93抵接、卡合的方向推压的作用外，还兼有吸收蜗轮(worm wheel)71和蜗轮(worm gear)70间的间隙的作用，该回复弹簧94设置于控制轴54的连接轴部54d和气缸盖26之间。

这样，在构成默认机构65的大径齿轮92、弹簧保持器93、回复弹簧94和默认弹簧95中，除了回复弹簧94以外的主要部分即大径齿轮92、弹簧保持器93和默认弹簧95收容于默认机构收容部59c内，仅回复弹簧94配置于气缸盖26内。并且，在默认机构收容部59c内填充润滑脂103。

参照示意表示这样的默认机构65的结构的图10，对默认机构65的作用进行说明，大径齿轮92通过回复弹簧94而被从最大升程位置向最小升程位置侧施加弹簧力，在从最小升程位置到作为进气门38…的预定升程量的默认位置的范围内被限制转动范围的弹簧保持器93，通过弹簧荷重大于回复弹簧94的默认弹簧95而被从最小升程位置向默认位置侧施加弹簧力。从而，在电动机62的未通电状态，大径齿轮92被回复弹簧94向使弹簧保持器93的卡合突部99与卡合槽98的一端抵接、卡合的位置转动推压，弹簧保持器93通过默认弹簧95转动到默认位置，通过小径齿轮97、驱动轴67、蜗轮70和蜗轮71与控制轴54联动和连接的大径齿轮92也到达默认位置，将进气门38…的升程量保持为预定量。

另外，构成致动器60的一部分并且成对的彼此啮合的蜗轮71和蜗轮70的至少一方由合成树脂制成，在本实施例中，蜗轮71例如由尼龙或PEEK(商标名；ビクトレツクス社(VICTREX公司))等合成树脂形成。

如图8所示，在壳59的壳主体61上设置连通所述蜗轮收容室78的圆筒状的筒部61a，在气缸盖26的左端壁上，同轴地围绕控制轴54的连接轴部54d的圆筒状的筒部26c设置为能够与所述筒部61a嵌合，在筒部26c的外周上安装有与筒部61a的内周弹性接触的O型圈104。即壳主体61和气缸盖26在沿着控制轴54所具有的连接轴部54d的轴线的方向彼此嵌合。

致动器60的壳59，横跨作为构成内燃机本体22的一部分的内燃机本体构成要素的气缸盖26和凸轮保持器28进行安装，壳59的壳主体61通过多个螺栓105…(参照图5)安装在气缸盖26上，并且还通过螺栓106(参照图5)安装在凸轮保持器28上。

在嵌合、固定于电动机收容孔72的电动机62周围的4个位置，在壳59的壳主体61上设置具有插通孔116…的安装凸台117…，壳主体61通过插入这些插通孔116…的螺栓105…与气缸盖26固定。

并且，在壳主体61上，突出设置有与所述各安装凸台117…连接的肋118～125，肋118、119形成为彼此交叉为X字状，以连接上方的安装凸台117…与下方的安装凸台117…，肋120形成为与下方的安装凸台117…彼此连接，肋121形成为配置在与在图5中左侧上下的安装凸台117…彼此连接，肋122、123形成为与上方的安装凸台117…连接且朝所述肋118、119的延长方向斜上方延伸，进而肋124、125形成为与所述肋122、123斜向交叉且从上方的安装凸台124、125向斜上方延伸。

另外，在与减速机构63、传动机构64和默认机构65中的至少一个对应的部分，壳主体61安装于内燃机本体22的凸轮保持器28上，在本实施例中，在对应于默认机构65的部分，壳主体61使用螺栓106固定于凸轮保持器28上。

在图11中，在壳主体61上对应于默认机构65的部分，设置具有插通孔126的安装凸台127，贯通于插入所述插通孔126的滑动衬套128的螺栓106螺合于凸轮保持器28中。即通过对应于默认机构65的部分，壳主体61通过滑动衬套128被固定于凸轮保持器28上。

另外，对进气门38…的升程量进行控制的致动器60，基本上与车辆驾驶者的油门操作联动，例如在线路行驶或环绕道路上行驶时短时间内频繁地重复进行油门操作，则致动器60的电动机62也会相应地动作，存在使流经电动机62的有效电流增大，而使电动机62发热的可能性。此时，任由电动机62发热的话，会导致电动机62寿命降低，也可能在致动器60的壳59上产生热变形，或者对检测控制轴54的转动量的传感器产生热影响而可能产生检测误差。如果因此对致动器60附加用于冷却电动机62的结构则又会导致致动器60大型化或者成本增加。

因此，对应于频繁地重复进行的油门操作而使电动机进行最快响应时，将减速机构63的减速比设定为使电动机62的效率最高。

这里，致动器60中的电动机62的效率、电动机62产生的转矩和致动器60产生的转矩对应于电动机62的转速变化而进行如图12所示的变化，在所需驱动转矩例如为10Nm时，当超过该所需转矩进行最快响应时，电动机62的转速达到其效率最高的转速例如6200rpm，如此来确定致动器60产生的转矩。并且，致动器60产生的转矩通过(电动机62产生的转矩×减速机构63的减速比)而获得，在电动机62的转速设定为例如6200rpm时，减速机构63的减速比设定为例如69.3。

下面对该实施例的作用进行说明，对能够使进气门38…的升程量变化的可变升程机构43所具有的控制轴54进行转动驱动的致动器60，具有：通过传动机构64与所述控制轴54联动、连接的驱动轴67，和使该驱动轴67在内燃机气门38…的升程量变化范围内旋转大于等于一周来发挥旋转驱动的动力的电动机62，并且设置有在电动机非通电时能够将控制轴54转动地推压到使进气门38…的升程量成为预定量的位置的默认机构65的至少主要部分，而默认机构65具有：作为与所述驱动轴67独立的部件且具有与该驱动轴67平行的轴线的默认轴96；能够绕该默认轴96的轴线转动而与所述驱动轴67联动、连接的大径齿轮92以及对大径齿轮92转动推压的默认弹簧95。

因此，绕默认轴96的轴线转动的大径齿轮92，能够与驱动轴67联动、连接以使在进气门38…的升程量变化范围内对应于电动机62的旋转在不足一周的转动范围内转动，能够采用一直以来使用的耐久性和可靠性高的默认机构65。

另外，由于默认弹簧95是螺旋型，因而能够实现默认机构65在沿着默认轴96的轴线方向的紧凑化。

另外，默认机构65如图13所示，在其动作时将进气门38的升程量保持为例如1.8mm，如图13中实线所示螺旋型的默认弹簧95的弹簧常数的斜率较小，因此施加于电动机62的负荷较小。与此相对，默认弹簧95为线圈型时，如图13中虚线所示，弹簧常数的斜率较大，因此对电动机62作用不必要的力，使电动机62的工作负荷(work load)增加。

但是，如果默认弹簧95为螺旋型，则由于在默认弹簧95的半径方向上邻接部位之间的干涉而容易使滑动摩擦力增大，但是在致动器60的壳59上形成有默认机构收容部59c，该默认机构收容部59c收容默认机构65的包含默认弹簧95的主要部分，在该默认机构收容部59c内填充有润滑脂103，因此能够降低所述滑动摩擦力，降低电动机62的输出动力，实现节能进而减少燃料消耗。

另外，一旦由于致动器60所具有的电动机62的动作而产生振动，会对控制轴54的控制精度产生影响，其结果，会对排气特性产生影响。因此，在将致动器60安装于内燃机本体22时，有必要将致动器60中的电动机62的周边部位牢固地固定于内燃机本体22，以提高抗振性和耐久性，但是，致动器60的壳59在与电动机62上相对应的部分的多个位置安装于内燃机本体22中，并且在与减速机构63、传动机构64和默认机构65中至少其一对应的部分(本实施例中对应于默认机构65的部分)安装于内燃机本体22中，将与作为致动器60的振动发生源的电动机62对应的部分牢固地固定于内燃机本体22中，并且将电动机62以外的较重的部分牢固地固定于内燃机本体22中，从而能够抑制振动。因此，能够提高安装于内燃机本体22中的致动器60的抗振性和耐久性，并且能够提高控制轴54的控制精度和排气特性的控制性。

另外在壳59上，插有用于将该壳59固定于内燃机本体22的气缸盖26上的螺栓105…的安装凸台117…，突出设置于电动机62周围的4个位置，并且将与这些安装凸台117…连接的多个肋118～125突出设置。因此，通过这些肋118～125能够防止在壳59上产生变形，并能够避免在构成致动器60的多个零件中支撑于壳59而彼此接触的零件之间的滑动摩擦力增加，从而降低电动机62的输出的驱动力，实现节能。

并且，在构成内燃机本体22的一部分的气缸盖26上安装有壳59的对应于电动机62的部分，对应于默认机构65的部分的壳59，通过滑动衬套128固定在构成内燃机本体22的一部分并与所述气缸盖26连接的凸轮保持器28上，因此，能够将壳59安装于气缸盖26和凸轮保持器28上，即使彼此连接的气缸盖26和凸轮保持器28的与致动器60相对的安装面产生偏移，也能够避免产生变形，并能够避免在构成致动器60的零件中支撑于壳59而彼此接触的零件之间的滑动摩擦力增加，从而降低电动机62的输出的驱动力，实现节能，并且能够更加提高控制轴54的控制精度和排气特性的控制性。

另外，致动器60所具有的减速机构63的减速比设定为在相对所需驱动转矩进行最快响应时能够获得电动机62的最高效率的值。

如此进行设定，则对应于例如在线路行驶或环绕道路上行驶时短时间内频繁地重复进行油门操作，在电动机62动作的可变升程机构43处于最苛刻的工作条件时，将电动机62的发热量抑制在最小限度。从而能够通过抑制电动机62的发热而增加电动机62的寿命，防止在致动器60的壳59上产生热变形，并且能够避免对检测控制轴54的转动量的传感器产生热影响从而提高检测精度。另外在本实施例中，虽然构成致动器60的减速机构63的一部分的蜗轮71由合成树脂制成，但是能够避免对该蜗轮71的热影响而使耐久性提高。并且由于不需要专门的冷却结构，而能够避免致动器60的大型化以及成本增加。

另外，在致动器60的壳59上，收容减速机构63的减速机构收容部59a和收容默认机构65的默认机构收容部59c，形成为从两侧夹持作为直接与控制轴54连接的热脆弱部的蜗轮71和传感器84。

因此，如图14所示，在将内燃机本体22以在散热器131后方横置的方式安装于车辆中的状态下，即使由箭头132所示的来自散热器131的背风从前方吹向安装于内燃机本体22的一端壁的致动器60，由箭头133表示的来自排气歧管37的辐射热从后方与致动器60接触，由于蜗轮71和传感器84被夹持在形成在壳59上的减速机构收容部59a和默认机构收容部59c之间，因此减速机构收容部59a和默认机构收容部59c起到为蜗轮71和传感器84隔热的作用，从而能够避免对蜗轮71和传感器84的热影响，提高蜗轮71和传感器84的耐久性。

特别是检测控制轴54的转动量的传感器84根据环境温度而改变特性，通过避免使传感器84直接暴露于热风和辐射热中，能够提高传感器84的检测温度。

另外，构成传动机构64的一部分且固定于控制轴54的合成树脂制的蜗轮71使致动器60轻量化并能够降低摩擦，避免对蜗轮71的热影响能够提高可靠性和耐久性，并能够防止由于热变形等而导致摩擦增加，从而实现节能。

由此避免了对蜗轮71和传感器84的热影响，能够提高致动器60的安装位置的自由度，例如图15表示的第一变形例，在将内燃机本体22纵置于散热器131后方而安装于车辆中时，即使箭头134表示的来自排气歧管37的辐射热从侧方与致动器60接触，减速机构收容部59a也能够起到为蜗轮71和传感器84隔热的作用。

图16表示本发明的第二变形例，具有一对的列BA、BB而构成V型的内燃机本体22’横置于散热器131后方而安装于车辆，在两列BA、BB的一端上安装有致动器60、60的状态下，在致动器60、60上，来自散热器131的背风以及来自排气歧管37A的辐射热如箭头135所示，从前方吹向致动器60、60，箭头136表示的来自排气歧管37B的辐射热从后方与致动器60、60接触，但是两致动器60、60…的壳59…的减速机构收容部59a…和默认机构收容部59c…能够起到同上所述的隔热作用。

另外，图17表示本发明的第三变形例，在构成V型的内燃机本体22’纵置于散热器131后方而安装于车辆中的状态下，在两列BA、BB的后端安装有致动器60、60的情况下，来自排气歧管37A和排气歧管37B的辐射热如箭头137、138所示从侧方与这些致动器60、60接触，但是两致动器60…的壳59…的减速机构收容部59a…和默认机构收容部59c…能够起到同上所述的隔热作用。

以上对本发明的实施例进行了说明，但是本发明不限于上述实施例，在不脱离权利要求记载的本发明的情况下可以进行各种设计变更。

例如可以将本发明作为内燃机气门的排气门进行相关实施。

Claims (8)

1、内燃机的可变升程气门传动装置，对能够使内燃机气门(38)的升程量变化的可变升程机构(43)所具有的控制轴(54)进行转动驱动的致动器(60)被安装在内燃机本体(22、22’)上，该致动器(60)具有：电动机(62)；减速机构(63)，其对该电动机(62)的输出进行减速；传动机构(64)，其设置于所述控制轴(54)和减速机构(63)之间；以及默认机构(65)，其能够在所述电动机(62)未通电时将控制轴(54)转动地推压到使所述内燃机气门(38)的升程量达到预定升程量的位置，其特征在于，在所述致动器(60)的壳(59)上，收容所述减速机构(63)的减速机构收容部(59a)和收容所述默认机构(65)的默认机构收容部(59c)，从两侧夹持与所述控制轴(54)直接连接的热脆弱部(71、84)。

2、如权利要求1所述的内燃机的可变升程气门传动装置，其特征在于，所述热脆弱部是检测所述控制轴(54)的转动量的传感器(84)。

3、如权利要求1所述的内燃机的可变升程气门传动装置，其特征在于，所述热脆弱部是构成所述传动机构(64)的一部分并固定于所述控制轴(54)的合成树脂制成的蜗轮(71)。

4、如权利要求1所述的内燃机的可变升程气门传动装置，其特征在于，所述默认机构(65)的至少主要部分，被安装在所述致动器(60)上，所述默认机构(65)具有：默认轴(96)，其作为独立于与所述控制轴(54)联动和连接的驱动轴(67)的部件且具有与该驱动轴(67)平行的轴线；转动部件(92)，能够绕该默认轴(96)的轴线转动且与所述驱动轴(67)联动和连接；以及默认弹簧(95)，对该转动部件(92)转动地推压。

5、如权利要求4所述的内燃机的可变升程气门传动装置，其特征在于，所述默认弹簧(95)为螺旋型。

6、如权利要求5所述的内燃机的可变升程气门传动装置，其特征在于，在所述致动器(60)的壳(59)上形成默认机构收容部(59c)，所述默认机构收容部收容所述默认机构(65)的主要部分，该主要部分至少包含所述默认弹簧(95)；在该默认机构收容部(59c)内填充润滑脂(103)。

7、如权利要求1所述的内燃机的可变升程气门传动装置，其特征在于，在所述致动器(60)的壳(59)上，将用于使该壳(59)固定于内燃机本体(22、22’)的螺栓(105)插通的多个安装凸台(117)突出设置在所述电动机(62)周围的多个位置，并且突出设置有与这些安装凸台(117)连接的多个肋(118～125)。

8、如权利要求1所述的内燃机的可变升程气门传动装置，其特征在于，减速机构(63)的减速比被设定为能够相对于所需驱动转矩在最快响应时获得所述电动机(62)的最高效率的值。

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