CN104870761B - 可变气门装置 - Google Patents

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Abstract

可变气门装置具备：驱动轴构件(2)，其与内燃机所具备的曲轴同步旋转；凸轮轴构件(3)，其具有凸轮凸起部(3a)，且旋转自如地设置于驱动轴构件(2)的周围；驱动臂部(4)，其设置于驱动轴构件(2)，与驱动轴构件一起旋转；控制套筒(8)，其设置有偏心孔(8a)，驱动轴构件(2)插通于偏心孔(8a)，控制套筒被配置成能够改变偏心孔(8a)的中心轴的位置；连结于驱动臂部(4)的驱动侧盘(5a)；以及连结于凸轮轴构件(3)的被驱动侧盘(5b)，驱动盘(5－2)在驱动侧盘(5a)和被驱动侧盘(5b)被固定了的状态下旋转，驱动侧盘(5a)和被驱动侧盘(5b)的绕中心轴线的相对位置能够改变。

Description

可变气门装置
技术领域
本发明涉及可变气门装置。
背景技术
以往，已知有对凸轮的作用角进行可变控制的可变气门装置，所述凸轮用于对安装于内燃机的进气门或排气门进行驱动。例如在专利文献1记载了使用变速接头来改变作用角的可变气门装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平11－62531号公报
发明内容
发明要解决的问题
在以往的技术中，各个汽缸可能产生阀的阀开闭正时的偏差。本发明鉴于上述课题，其目的在于提供一种能够抑制阀开闭正时的偏差的可变气门装置。
用于解决问题的手段
本发明为一种可变气门装置，其特征在于，具备：驱动轴构件，其与内燃机所具备的曲轴同步旋转；凸轮轴构件，其具有凸轮凸起部，且旋转自如地设置于所述驱动轴构件的周围；驱动臂部，其设置于所述驱动轴构件，与所述驱动轴构件一起旋转；控制套筒，其设置有偏心孔，所述驱动轴构件插通于所述偏心孔，所述控制套筒被配置成能够改变所述偏心孔的中心轴的位置；以及第一旋转构件，其包括连结于所述驱动臂部的第一构件及连结于所述凸轮轴构件的第二构件，所述第一旋转构件沿着所述偏心孔的内周壁面旋转，所述第一旋转构件在所述第一构件和所述第二构件被固定了的状态下旋转，所述第一构件和所述第二构件的绕所述驱动轴构件的中心轴线的相对位置能够改变。
在上述构成中，可以构成为：具备：第一联接构件，其连接于所述旋转臂部和所述第一构件；和第二联接构件，其连接于所述凸轮轴构件和所述第二构件，所述第一构件和所述第一联接构件的连接部位与所述第二构件和所述第二联接构件的连接部位之间的绕所述中心轴线的角度能够改变。
在上述构成中，可以构成为：按内燃机的多个汽缸的每个汽缸设置所述凸轮轴构件、所述驱动臂部及所述控制套筒，所述可变气门装置，与所述多个汽缸的至少一个汽缸对应而具备第二旋转构件，所述第二旋转构件为一体构件，且沿着所述偏心孔的内周壁面旋转，所述第一旋转构件与所述多个汽缸中的除所述至少一个汽缸以外的汽缸对应而设置。
在上述构成中，可以构成为：所述控制套筒在外周面包含第一齿轮部，所述可变气门装置具备：朝向与所述驱动轴相同方向的控制轴；第二齿轮部，其与所述多个汽缸中的至少一个汽缸对应而设置于所述控制轴的外周，能够与所述第一齿轮部卡合，且固定于所述控制轴；以及第三齿轮部，其与所述多个汽缸中的除所述至少一个汽缸以外的汽缸对应而设置于所述控制轴的外周，能够与所述第一齿轮部卡合，且能够独立于所述第二齿轮部地绕所述控制轴的中心轴线旋转。
发明效果
根据本发明，能够提供一种可抑制阀开闭正时的偏差的可变气门装置。
附图说明
图1是表示实施例1的可变气门装置的立体图。
图2是取可变气门装置的剖面、并示出其一部分的说明图。
图3是取可变气门装置1的剖面、并将其一部分放大示出的立体图。
图4是驱动轴构件的俯视图。
图5(a－1)是凸轮轴构件的立体图，图5(a－2)是从与图5(a－1)不同的方向观察的凸轮轴构件的立体图。图5(b－1)是凸轮轴构件的左侧视图，图5(b－2)是凸轮轴构件的主视图，图5(b－3)是凸轮轴构件的右侧视图。
图6(a－1)是驱动臂部的立体图，图6(a－2)是从与图6(a－1)不同的方向观察的驱动臂部的立体图。图6(b－1)是驱动臂部的左侧视图，图6(b－2)是驱动臂部的主视图，图6(b－3)是驱动臂部的右侧视图。
图7是例示驱动盘的立体图。
图8(a)是例示驱动盘的分解立体图。图8(b)是例示驱动盘的立体图。
图9(a－1)是第一联接构件(第二联接构件)的立体图，图9(a－2)是从与图9(a－1)不同的方向观察的第一联接构件(第二联接构件)的立体图。图9(b－1)是第一联接构件(第二联接构件)的左侧视图，图9(b－2)是第一联接构件(第二联接构件)的主视图，图9(b－3)是第一联接构件(第二联接构件)的右侧视图。
图10(a－1)是控制套筒的立体图，图10(a－2)是从与图10(a－1)不同的方向观察的控制套筒的立体图。图10(b－1)是控制套筒的左侧视图，图10(b－2)是控制套筒的主视图，图10(b－3)是控制套筒的右侧视图。
图11(a)是将控制轴放大了的立体图。图11(b)是例示控制轴的剖视图。
图12是例示将可变气门装置搭载于凸轮壳的状态的立体图。
图13是例示可变气门装置的剖视图。
图14(a)～图14(d)是例示可变气门装置的动作的剖视图。
图15(a)是例示旋转角度δ与角度θ的关系的示意图。图15(b)是例示升程量的示意图。
图16(a)是例示φ＝180°时的可变气门装置的动作的示意图。图16(b)是例示φ＝150°时的可变气门装置的动作的示意图。图16(c)是例示φ＝245°时的可变气门装置的动作的示意图。
图17(a)是例示旋转角度δ与角度θ的关系的示意图。图17(b)是例示升程量的示意图。
图18(a)～图18(c)是例示驱动盘的销间角度A的调整的立体图。
图19是例示偏心角度φ的调整的立体图。
图20(a)是例示销间角度A与开阀正时及作用角的关系的曲线图。图20(b)是例示转动角度与开阀正时及作用角的关系的曲线图。
图21(a)是例示调整的顺序的流程图。图21(b)是例示作用角的示意图。
图22(a)及图22(b)是例示开阀正时的测定的剖视图。
图23(a)及图23(b)是例示销间角度A的调整的立体图。
图24是例示齿轮的位置调整的剖视图。
图25是例示实施例1的第一变形例涉及的可变气门装置的驱动盘的分解立体图。
图26(a)是例示实施例1的第二变形例涉及的可变气门装置的驱动盘的剖面的立体图。图26(b)是例示实施例1的第三变形例涉及的可变气门装置的驱动盘的立体图。
图27(a)及图27(b)是例示第三变形例的销间角度A的调整的立体图。
图28(a)是例示第4变形例涉及的可变气门装置的驱动盘的立体图。图28(b)是例示驱动盘分解立体图。
图29是例示销间角度A的调整的俯视图。
图30(a)～图30(d)是表示部件配置的例子的示意图。
具体实施方式
使用附图说明本发明的实施例。其中，附图中，关于各部分的尺寸、比例等，有时图示的并非与实际完全一致。
实施例1
实施例1是调整开阀正时及作用角的例子。图1是表示实施例1的可变气门装置1的立体图。图2是取可变气门装置1的剖面并示出其一部分的说明图。图3是取可变气门装置1的剖面并放大示出其一部分的立体图。可变气门装置1装配于直列4汽缸的内燃机。可变气门装置1用于内燃机的进气门53的驱动，但也可用于排气门的驱动。内燃机从前侧起依次配置有#1汽缸、#2汽缸、#3汽缸、#4汽缸。在各汽缸各设置有2个进气门53。
如图1～图3所示，可变气门装置1具备与内燃机所具有的曲轴同步旋转的驱动轴构件2。可变气门装置1具备旋转自如地设置于驱动轴构件2的周围的凸轮轴构件3。凸轮轴构件3具有凸轮凸起部3a。可变气门装置1具有设于驱动轴构件2、并与驱动轴构件2一起旋转的驱动臂部4。可变气门装置1具备驱动盘5－1及5－2(以下，总称为驱动盘)和控制套筒8。驱动盘沿着设置于控制套筒8的偏心孔8a的内周壁面8a1旋转。将多个驱动盘中的与汽缸#1对应的驱动盘设为驱动盘5－1(第二旋转构件)。将与汽缸#2～#4对应的驱动盘设为驱动盘5－2(第一旋转构件)。
图4是驱动轴构件2的俯视图。如图4所示，驱动轴构件2在前侧的端部具备VVT(Variable Valve Timing：可变气门正时)安装部2a和轴承部2b。驱动轴构件2是中空的棒状体，具备用于供给润滑油的供油孔2c和用于使用结合销13(参照图1)来将驱动臂部4固定于驱动轴构件2的销孔2d。销孔2d贯通驱动轴构件2。销孔2d与各汽缸#1～#4对应设置。该驱动轴构件2的中心轴线为AX。
图5(a－1)是凸轮轴构件3的立体图，图5(a－2)是从与图5(a－1)不同的方向观察的凸轮轴构件3的立体图。图5(b－1)是凸轮轴构件3的左侧视图，图5(b－2)是凸轮轴构件3的主视图，图5(b－3)是凸轮轴构件3的右侧视图。如图5(a－1)～图5(b－3)所示，凸轮轴构件3为筒状的构件，与各汽缸的进气门53的数目对应地具备2个凸轮凸起部3a。凸轮轴构件3的旋转中心轴是AXcm。凸轮轴构件3以旋转中心轴AXcm与驱动轴构件2的中心轴线AX一致的方式旋转自如地设置于驱动轴构件2的周围。凸轮凸起部3a具备突出部3a1和基圆部3a2。在2个凸轮凸起部3a中的1个凸轮凸起部3a的侧面设置有销接合部3b。该销接合部3b如后述那样连接第二联接构件6b的一端。按各汽缸#1～#4分别准备凸轮轴构件3，如图1～图3所示，凸轮轴构件3旋转自如地设置于驱动轴构件2的周围。凸轮凸起部3a与摇臂51所具有的摇辊52抵接，使进气门53提升。
图6(a－1)是驱动臂部4的立体图，图6(a－2)是从与图6(a－1)不同的方向观察的驱动臂部4的立体图。图6(b－1)是驱动臂部4的左侧视图，图6(b－2)是驱动臂部4的主视图，图6(b－3)是驱动臂部4的右侧视图。如图6(a－1)～图6(b－3)所示，驱动臂部4为筒状的构件，具备筒状部4a和作为臂的板状部4b。驱动臂部4的旋转中心轴、即筒状部4a的中心轴线是AXd。驱动臂部4以其中心轴线AXd与驱动轴构件2的中心轴线AX一致的方式固定于驱动轴构件2。在筒状部4a设有为了将驱动臂部4固定于驱动轴构件2进行一体化而供结合销13(参照图1)插入的销孔4a1。在板状部4b具备如后述那样用于连接第一联接构件6a的一端的销插入孔4b1。按各汽缸#1～#4分别准备驱动臂部4，通过图1所示的结合销13而固定于驱动轴构件2。即，驱动臂部4与驱动轴构件2设置为一体，与驱动轴构件2一起旋转。参照图1～图3，驱动臂部4被配置成与凸轮轴构件3相邻。此时，驱动臂部4以不与凸轮轴构件3所具备的销接合部3b干涉的方式安装于驱动轴构件2。
图7是例示驱动盘5－1的立体图。如图7所示，驱动盘5－1具备销5c及5e、以及筒状部5g。销5c及5e向驱动盘5－1的一个面的方向突出，筒状部5g向相反的方向突出。驱动盘5－1沿着后述的控制套筒8所具备的偏心孔8a的内周壁面8a1旋转。参照图1～图3，筒状部5g插入于偏心孔8a内。驱动盘5－1的旋转中心轴、即筒状部5g的中心轴线是AXdd，与后述的设于控制套筒8的偏心孔8a的中心轴线AX2一致。在偏心孔8a的内周壁面8a1与筒状部5g之间夹装有第一轴承9。销5c与销5e所成的角度(销间角度)A例如为180°。
图8(a)是例示驱动盘5－2的分解立体图。图8(b)是例示驱动盘5－2的立体图。如图8(a)及图8(b)所示，驱动盘5－2包括驱动侧盘5a(第一构件)及被驱动侧盘5b(第二构件)。驱动侧盘5a具有销5c及槽5d。被驱动侧盘5b具有销5e、孔5f、筒状部5g及凹部5h。以槽5d与孔5f重合的方式将驱动侧盘5a与被驱动侧盘5b对合。驱动侧盘5a的一部分嵌入凹部5h。通过插入于槽5d及孔5f的螺栓5j将驱动侧盘5a和被驱动侧盘5b固定。由此形成驱动盘5－2。驱动盘5－2与驱动盘5－1同样，沿着偏心孔8a的内周壁面8a1旋转。
在图8(b)的例子中，A＝180°。如后所述，通过放松螺栓5j，可改变绕驱动轴构件2的中心轴线AX的、驱动侧盘5a与被驱动侧盘5b的相对位置。也就是说，销间角度A可以改变。在驱动侧盘5a的外周面设有刻度5i。刻度5i可以用作为销间角度A的指标。另外，由于驱动盘5－1是一体的构件，因此在驱动盘5－1中销间角度A恒定，例如为180°。
图9(a－1)是第一联接构件(第二联接构件)的立体图，图9(a－2)是从与图9(a－1)不同的方向观察的第一联接构件(第二联接构件)的立体图。图9(b－1)是第一联接构件(第二联接构件)的左侧视图，图9(b－2)是第一联接构件(第二联接构件)的主视图，图9(b－3)是第一联接构件(第二联接构件)的右侧视图。
如图9(a－1)～图9(b－3)所示，第一联接构件6a具备2个销插入孔6a1。第二联接构件6b也同样具备2个销插入孔6b1。第一联接构件6a和第二联接构件6b为同一形状。第一联接构件6a及第二联接构件6b是经由驱动盘将驱动臂部4的旋转传递到凸轮轴构件3的联接构件。第一联接构件6a的一端侧使用销7a与驱动臂部4连接，并且另一端侧使用销5c连接于驱动盘。具体而言，销7a插通于在驱动臂部4设置的销插入孔4b1和第一联接构件6a的一端侧的销插入孔6a1，通过销结合将驱动臂部4和第一联接构件6a连接。销5c插通于第一联接构件6a的另一端侧的销插入孔6a1，通过销结合将第一联接构件6a和驱动盘连接。由此，驱动臂部4的旋转被传递到驱动盘。
第二联接构件6b的一端侧使用销5e与驱动盘连接，并且另一端侧使用销7b与凸轮轴构件3连接。具体而言，销5e插通于第二联接构件6b的一端侧的销插入孔6b1，通过销结合将第二联接构件6b和驱动盘连接。销7b插通于第二联接构件6b的另一端侧的销插入孔6b1和凸轮轴构件3的销插入孔3b1，通过销结合将第二联接构件6b和凸轮轴构件3连接。由此，驱动盘的旋转被传递到凸轮轴构件3。如此，第一联接构件6a及第二联接构件6b经由驱动盘将驱动臂部4的旋转传递到凸轮轴构件3。在汽缸#2～#4，第一联接构件6a与驱动侧盘5a连接，第二联接构件6b与被驱动侧盘5b连接。
第一联接构件6a及第二联接构件6b都配置在驱动盘的销5c及5e侧。在筒状部5g侧配置控制套筒8、第二轴承10、第三轴承11及盖12。
图10(a－1)是控制套筒8的立体图，图10(a－2)是从与图10(a－1)不同的方向观察的控制套筒8的立体图。图10(b－1)是控制套筒8的左侧视图，图10(b－2)是控制套筒8的主视图，图10(b－3)是控制套筒8的右侧视图。
如图10(a－1)～图10(b－3)所示，控制套筒8具备偏心孔8a，在外周面具备齿轮部8b(第一齿轮部)和筒状部8c。控制套筒8的旋转中心轴线AX1与筒状部8c的内周圆的中心轴一致。该旋转中心轴线AX1与偏心孔8a的中心轴线AX2不同。驱动轴构件2插通于偏心孔8a及筒状部8c。在此，插通于偏心孔8a及筒状部8c的驱动轴构件2的中心轴线AX与控制套筒8的旋转中心轴线AX1、即筒状部8c的中心轴线一致。如图2及图3所示，驱动盘5的筒状部5g通过第一轴承9旋转自如地安装于偏心孔8a。通过在筒状部8c与驱动轴构件2之间夹装第二轴承10，驱动轴构件2通过第二轴承10在筒状部8c内被支撑。第三轴承11安装在筒状部8c的外侧，盖12配置在第三轴承11的外侧。由此，驱动轴构件2和控制套筒8都安装于内燃机。如图10(b－2)所示，齿轮部8b与设于控制轴14外周面的齿轮部15a啮合，随着控制轴14的旋转而使控制套筒8旋转。通过控制套筒8旋转，偏心孔8a的中心轴线AX2的位置发生变化。具体将后述。
在实施例1中，关于中心轴线AX2的位置，将调整到后述的凸轮盖55的端面高度的位置作为基准位置。该基准位置下的作用角被设为基准作用角。从该状态使控制套筒8向一方侧旋转，使得在进气门53打开期间凸轮轴构件3的旋转速度变快，在进气门53关闭期间凸轮轴构件3的旋转速度变慢。若在该状态下驱动轴构件2旋转，则由于进气门53的开阀正时提前、且闭阀正时延迟，因此作用角变大。若从基准位置使控制套筒8向另一方侧旋转，则作用角变小。具体将后述。
如图1～图3所示，在各汽缸#1～#4分别设置凸轮轴构件3、驱动臂部4、驱动盘及控制套筒8。凸轮轴构件3、驱动臂部4被驱动轴构件2插入而安装。驱动臂部4使用结合销13固定于驱动轴构件2。在销5c及5e的突出的一侧装配安装有第一联接构件6a及第二联接构件6b的驱动盘及控制套筒8。在控制套筒8的位于后端侧的筒状部8c，装配第一轴承9及第二轴承10。在第二轴承10的周围，在将可变气门装置1向内燃机搭载时配置盖12。在各汽缸分别设置第一轴承9、第二轴承10及盖12的组合。即，可变气门装置1以4个部位支撑于内燃机。
如此，在实施例1的可变气门装置1中，无需将用于使驱动轴构件2支撑于内燃机的空间和用于使控制套筒8支撑于内燃机的空间分开，就能将二者支撑于内燃机。即，可变气门装置1向内燃机的搭载性良好。在各汽缸分别设置第一轴承9、第二轴承10及盖12的组合。即，可变气门装置1以4个部位支撑于内燃机。由此，可以确保气门系统的刚性。此外，由于凸轮轴构件3不受支撑，因此不会出现凸轮凸起部3a的旋转中心轴晃动，能够实现目标的气门升程，能够获得良好的气门升程波形。
图11(a)是将控制轴14放大了的立体图。图11(b)是例示控制轴14的剖视图。如图11(a)所示，控制轴14接近驱动轴构件2设置。控制轴14的中心轴线AXC朝向与驱动轴构件2的中心轴线AX相同的方向。
如图11(a)及图11(b)所示，在控制轴14的外周，与各汽缸对应地设置多个小齿轮。将多个小齿轮中的与汽缸#1对应的小齿轮设为小齿轮15－1。将与汽缸#2～#4对应的小齿轮设为小齿轮15－2。在小齿轮15－1及15－2的外周面形成有齿轮部15a。齿轮部15a与控制套筒8的齿轮部8b卡合。小齿轮15－1通过贯通控制轴14及小齿轮15－1的销16b而固定于控制轴14。小齿轮15－1的齿轮部15a(第二齿轮部)固定于控制轴14。在小齿轮15－1插通滚针轴承17、垫圈20及衬套19－1，衬套19－1通过销16b固定于控制轴14。小齿轮15－2通过滚针轴承17、螺母18及衬套螺母19－2固定于控制轴14。在小齿轮15－2插通滚针轴承17及垫圈20。衬套螺母19－2通过销16b固定于控制轴14。螺母18紧固小齿轮15－2的螺纹部15b。通过放松螺母18，可使小齿轮15－2旋转。也就是说，小齿轮15－2的齿轮部15a(第三齿轮部)可绕中心轴线AXC旋转。
图12是例示将可变气门装置1搭载于凸轮壳54上的状态的立体图。如图12所示，驱动轴构件2和控制轴14搭载于凸轮壳54。驱动轴构件2通过凸轮盖55固定于凸轮壳54，控制轴14通过控制轴盖56固定于凸轮壳54。而且，在凸轮壳54搭载有驱动轴构件57。设于驱动轴构件57上的凸轮件58进行未图示的排气门的开闭。
接着，说明可变气门装置1的动作。图13是例示可变气门装置1的剖视图，示出与汽缸#1对应的部分。与图3的E－E剖面对应。如图13中的箭头R所示，驱动轴构件2向右旋转。
在图13中，偏心孔8a相对于驱动轴构件2的中心轴线AX向左方向偏心。偏心角度φ为凸轮盖55的端面S与直线L1所成的角，在图12中θ＝180°。直线L1是将驱动轴构件2的中心轴线AX和控制套筒8的偏心孔8a的中心轴连结的直线。角度θ是凸轮凸起部3a相对于驱动轴构件2的相对旋转角度。旋转角度δ是以与凸轮盖55的端面垂直的方向(图13的上下方向)为基准的驱动轴构件2的旋转角度。中心轴线AX与控制套筒8的旋转中心轴线AX1一致。如后所述，通过改变偏心孔8a的偏心方向、即偏心角度φ，角度θ发生变动。由于角度θ的变动，凸轮凸起部3a的旋转速度发生变化。图13的虚线圆S2表示偏心孔8a的中心的轨迹。
说明φ＝180°时的动作。图14(a)～图14(d)是例示可变气门装置1的动作的剖视图，表示图3的F－F剖面。
说明图14(a)～图14(d)所示的减速区间及增速区间。如图14(a)及图14(b)所示，驱动臂部4位于减速区间时，凸轮凸起部3a的旋转速度小于驱动轴构件2的旋转速度。如图14(c)及图14(d)所示，驱动臂部4位于增速区间时，凸轮凸起部3a的旋转速度大于驱动轴构件2的旋转速度。对宽大区间及狭小区间进行说明。如图14(a)及图14(d)所示，驱动臂部4位于宽大区间时，角度θ大于180°。如图14(b)及图14(c)所示，驱动臂部4位于狭小区间时，角度θ小于180°。也就是说，在宽大区间，凸轮凸起部3a处于比驱动臂部4提前的位置。在狭小区间，凸轮凸起部3a处于比驱动臂部4延迟的位置。
图15(a)是例示旋转角度δ与角度θ的关系的示意图。横轴表示旋转角度δ，纵轴表示θ－180°。图15(b)是例示升程量的示意图。横轴表示旋转角度δ，纵轴表示进气门53的升程量。
图15(a)所示的纵轴为0、即θ＝180°时，凸轮凸起部3a与驱动臂部4为相同速度。在θ－180°＞0、即θ＞180°时，凸轮凸起部3a比驱动臂部4提前。在θ－180°＜0、即θ＜180°时，凸轮凸起部3a比驱动臂部4延迟。在δ＝0时，驱动臂部4位于宽大区间及减速区间。也就是说，角度θ大于180°，凸轮凸起部3a逐渐减速。随着旋转角度δ的增大，θ变小。在δ＝δ1，驱动臂部4进入狭小区间。角度θ变得小于180°。在δ＝δ2，驱动臂部4进入增速区间，凸轮凸起部3a从减速转为增速。在δ＝δ3，驱动臂部4进入宽大区间，角度θ变得大于180°。在δ＝δ4，驱动臂部4进入减速区间，凸轮凸起部3a开始减速。
在摇辊52处于图13所示的位置时，如图15(b)所示，在旋转角度δ＝0°时，进气门53提升。随着旋转角度δ的增大，升程量减少达到0。也就是说进气门53闭阀。此时，驱动臂部4位于减速区间及宽大区间。随着旋转角度δ的增大，驱动臂部4进入增速区间，且刚进入宽大区间之后，升程量开始上升。也就是说，进气门53开阀。在进气门53开阀的期间，驱动臂部4进入减速区间。
接着，说明改变角度φ的例子。图16(a)是例示φ＝180°下的可变气门装置1的动作的示意图。图16(b)是例示φ＝150°下的可变气门装置1的动作的示意图。图16(c)是例示φ＝245°下的可变气门装置1的动作的示意图。
从图16(a)所示的φ＝180°的状态，使控制套筒8向右旋转30°。由此成为图16(b)所示的φ＝150°的状态。从图16(a)的状态使控制套筒8向左旋转65°。由此成为图16(c)所示的φ＝245°的状态。如以下所述，由于φ变化，阀开闭正时及作用角发生变化。
图17(a)是例示旋转角度δ与角度θ的关系的示意图。图17(b)是例示升程量的示意图。在图17(a)及图17(b)中，实线表示φ＝180°的例子，虚线表示φ＝245°的例子，点划线表示φ＝150°的例子。
如图17(a)及图17(b)所示，在φ＝245°的例子中，在增速区间及宽大区间，在θ为比φ＝180°的θ大时，进气门53开始打开。在减速区间及狭小区间，在θ为比φ＝180°的θ小时，进气门53关闭。也就是说，在φ＝245°的例子中，与φ＝180°的例子相比，进气门53提前打开且延迟关闭。因此，作用角变大。在φ＝150°的例子中，在增速区间及狭小区间，在θ为比φ＝180°的θ小时，进气门53开始打开。在减速区间及宽大区间，在θ为比φ＝180°的θ大时进气门53关闭。也就是说，在φ＝150°的例子中，与φ＝180°的例子相比，进气门53延迟打开，提前关闭。因此作用角变小。如此，可以通过偏心角度φ来改变阀开闭正时及作用角。
如图1及图12所示，在内燃机设置有多个汽缸#1～#4。有时例如由于部件的公差等而引起在各个汽缸#1～#4发生阀开闭正时(作用角)的偏差。由此，进气量及汽缸内的残留气体量也产生偏差。结果，难以实现最佳燃烧，例如导致燃料经济性及排气恶化、输出降低、操纵灵活性变差、内燃机的部件损伤等。
图18(a)～图18(c)是例示驱动盘5－2的销间角度A的调整的立体图。在图18(a)的例子中，销间角度A＝180°。通过松缓螺栓5j、使驱动侧盘5a或被驱动侧盘5b旋转，销间角度A发生变化。在图18(b)的例子中A＝175°。在图18(c)的例子中A＝185°。
图19是例示偏心角度φ的调整的立体图。如图19中的箭头所示，通过松缓螺母18，小齿轮15－2可旋转。通过使小齿轮15－2转动，齿轮部15a与控制套筒8的齿轮部8b的啮合发生变化。由此偏心孔8a的偏心角度φ发生变化。
图20(a)是例示销间角度A与开阀正时及作用角的关系的曲线图。横轴表示销间角度A，右侧的纵轴及虚线表示作用角。左侧的纵轴及实线表示开阀正时。另外，开阀正时及作用角是以A＝180°时为基准(＝0)。如图20(a)所示，销间角度A小于180°时，开阀正时向延迟侧位移(变延迟)，作用角变大。随着销间角度A变大，开阀正时向提前侧位移(变提前)，作用角变小。其中，虽然作用角的变化微小，但开阀正时变化较大。例如在A＝175～185°时，作用角约为2～－2°CA，开阀正时约为10～－10°CA。随着开阀正时的变化，阀开闭正时发生变化。
图20(b)是例示控制套筒8的转动角度与开阀正时及作用角的关系的曲线图。横轴表示控制套筒8的转动角度。通过使控制套筒8转动而偏心角度φ变化。以不使控制套筒8转动(转动角度＝0°)时的作用角及开阀正时为基准(＝0)。使控制套筒8向左旋转时，转动角度为负，向右旋转时转动角度为正。如图20(b)所示，转动角度为负时，作用角变小，开阀正时变延迟。转动角度为正时，作用角变大，开阀正时变提前。虽然开阀正时的变化微小，但作用角变化较大。开阀正时为约2～约－1°CA，作用角为约－9～9°CA。随着作用角的变化，阀开闭正时发生变化。
如上所述，通过改变驱动盘5－2的销间角度A，由此能够调整开阀正时。通过使小齿轮15－2转动，由此能够改变偏心孔8a的位置、调整作用角。通过调整作用角，由此能够调整闭阀正时。由此，抑制在汽缸之间的开阀正时的偏差。以下，说明开阀正时及作用角的调整。
作为阀开闭正时的基准，使用与汽缸#1对应的驱动盘5－1。驱动盘5－1为一体构件，因此不进行图18(a)～图18(c)所示那样的销间角度A的变更。作为作用角(闭阀正时)的基准，使用与汽缸#1对应的小齿轮15－1。小齿轮15－1固定于控制轴14，因此不通过图19所示的方法使其转动。使汽缸#2～#4的阀开闭正时及作用角(闭阀正时)接近汽缸#1的阀开闭正时及作用角。
图21(a)是例示调整的顺序的流程图。首先使所有进气门53的作用角为最大作用角(步骤S10)。测定汽缸#1～#4的阀开闭正时(步骤S11)。这是因为，在最大作用角下，阀开闭正时的偏差变大。确定开阀正时调整量及作用角(闭阀正时)调整量(步骤S12)。开阀正时调整量是指，与作为基准的汽缸#1的开阀正时相比，用于使汽缸#2～#4的开阀正时成为可允许的值的开阀正时的调整量。作用角调整量是指，与作为基准的汽缸#1的作用角(闭阀正时)相比，用于使汽缸#2～#4的作用角(闭阀正时)成为可允许的值的调整量。
调整开阀正时(步骤S13)。调整作用角(闭阀正时)(步骤S14)。测定阀开闭正时(步骤S15)，判定阀开闭正时是否在可允许的范围内(步骤S16)。在为否时，再次进行步骤S12～S15。在为是时，结束作业。
图21(b)是例示作用角的示意图。横轴表示曲轴角，纵轴表示作用角。实线表示基准作用角(例如φ＝180°)，虚线表示最大作用角(例如φ＝245°)，点划线表示最小作用角(例如φ＝150°)。在图21(b)的最大作用角与最小作用角之间，多个汽缸#2～#4的阀开闭正时存在偏差。首先，将作用角设为上述中的最大作用角(图21(a)的步骤S10)。
图22(a)及图22(b)是例示开阀正时的测定的剖视图。如图22(a)所示，在凸轮盖55设置标记55a。标记55a表示实现最大作用角的控制套筒8的位置(例如φ＝245°)。使控制套筒8旋转，以使设于控制套筒8的标记8d与标记55a相对。由此作用角成为最大。其后，使驱动轴构件2旋转，使进气门53开闭。由此，可进行阀开闭正时的测定(图21(a)的步骤S11)。如图22(b)所示，可以取代进气门53，而使用检查用的升降机59测定阀开闭正时。
图23(a)及图23(b)是例示销间角度A的调整的立体图。例如通过工具等将图23(a)所示的驱动轴构件2及控制轴14固定。由此，驱动臂部4、第一联接构件6a及控制套筒8被固定。因而，与驱动臂部4连结的驱动侧盘5a无法动作。松缓一个螺栓5j，暂时放开驱动轴构件2的固定使驱动轴构件2旋转，将驱动轴构件2再次固定。其后，松缓另一个螺栓5j，使被驱动侧盘5b为可动状态。如图23(b)中箭头所示，例如使用手或工具等使被驱动侧盘5b旋转。由此，调整销间角度A，使阀开闭正时为所希望的范围。另外，在驱动侧盘5a的外周面设置刻度5i。作为销间角度A的调整的基准，可以使用刻度5i。可以通过使凸轮轴构件3旋转而使被驱动侧盘5b旋转。也可以在驱动侧盘5a与被驱动侧盘5b之间夹着填隙片等。
图24是例示齿轮的位置的调整的剖视图。如图24所示，在凸轮盖55形成刻度55b。刻度55b的1格例如与作用角1°CA对应。通过使小齿轮15－2旋转，使控制套筒8转动。使用刻度55b，使作用角(闭阀正时)为所希望的大小。
根据实施例1，驱动侧盘5a和被驱动侧盘5b可独立旋转。因此，通过调整销间角度A，能够将开阀正时设为所希望的大小。以为一体构件的驱动盘5－1为基准，可以调整驱动盘5－2的销间角度A。由此，可以抑制汽缸之间的开阀正时的偏差。可以通过小齿轮15－2的齿轮部15a的旋转来调整作用角(闭阀正时)。以固定于控制轴14的小齿轮15－1为基准，使小齿轮15－2旋转。由此可以抑制汽缸之间的作用角(闭阀正时)的偏差。通过调整开阀正时及作用角(闭阀正时)，可以抑制阀开闭正时的偏差。
可以在所有汽缸设置驱动盘5－2及小齿轮15－2。可以将多个驱动盘5－2中的1个用作开阀正时的基准，将多个小齿轮15－2中的1个用作作用角(闭阀正时)的基准。驱动盘5－1及小齿轮15－1可以设置在汽缸#1以外的汽缸。也可以与2个以上的汽缸对应地设置驱动盘5－1及小齿轮15－1。也就是说，只要与多个汽缸中的至少一个对应地设置驱动盘5－1及小齿轮15－1即可。虽然以4汽缸的内燃机为例，但实施例也可适用于例如8汽缸等的4汽缸以外的内燃机。
在作用角大或小、阀开闭正时向提前角侧或向延迟角侧偏移的任意情况下，都能进行调整。首先，记述与基准相比、开阀正时为提前角、作用角变小、闭阀正时为延迟角的例子。
例如作为基准的汽缸#1具有以下的值。
开阀正时：BTDC(Before Top Dead Center：上止点前)5°CA
作用角：325°CA
闭阀正时：ABDC(After Bottom Dead Center：下止点后)140°CA
作为调整对象的汽缸具有以下的值。
开阀正时：BTDC1°CA
作用角：317°CA
闭阀正时：ABDC136°CA
如图18(c)所示，通过使销间角度A大出2.2°，由此使开阀正时及闭阀正时提前了4°CA，使其与基准一致(图21(a)的步骤S13)。此时作用角变小了1°CA。通过使小齿轮15－2向图24的左转旋转47°，由此使控制套筒8向右转动17°。由此使作用角为基准的325°CA(图21(a)的步骤S14)。随着作用角扩大了8°CA，闭阀正时延迟了4°CA。另外由控制套筒8的转动所致的阀开闭正时的变化几乎没有。只要通过上述调整得到允许范围内的作用角及阀开闭正时即可(图21(a)的步骤S16)。开阀正时及闭阀正时的允许范围例如可以为基准±2°CA。
接着，记述与基准相比、开阀正时为提前角、作用角变大、且闭阀正时为延迟角的例子。基准与上述相同。作为调整对象的汽缸具有以下的值。
开阀正时：BTDC9°CA
作用角：333°CA
闭阀正时：ABDC144°CA
如图18(b)所示，通过使销间角度A变小1°，由此使开阀正时延迟了2°CA。此时作用角变大了0.5°CA。通过使小齿轮15－2向图24的右转旋转30°，由此使控制套筒8向左转动11°。由此使作用角为基准的325°CA。通过控制套筒8的转动使开阀正时及闭阀正时延迟了2°CA。通过开阀正时的2°CA的延迟、由于作用角的8°CA的缩小实现的开阀正时的2°CA的延迟、和闭阀正时的8°CA的提前及2°CA的延迟，由此作用角及阀开闭正时接近基准。只要通过上述调整可得到允许范围内的作用角及阀开闭正时即可。
图25是例示实施例1的第一变形例涉及的可变气门装置的驱动盘5－2a的分解立体图。如图25所示，在被驱动侧盘5b的与驱动侧盘5a相对的面设置多个突起5k。相邻的突起5k之间的间隔例如与0.5～1°对应。使用突起5k可调整销间角度A。
图26(a)是例示实施例1的第二变形例涉及的可变气门装置的驱动盘5－2b的剖面的立体图。如图26(a)所示，驱动侧盘5a的锥5l与凹部5h卡合。由此，驱动侧盘5a通过被驱动侧盘5b而牢固地被固定。
图26(b)是例示实施例1的第三变形例涉及的可变气门装置的驱动盘5－2c的立体图。如图26(b)所示，螺钉5m插入于被驱动侧盘5b的外周面。通过螺钉5m，与被驱动侧盘5b的凹部5h卡合的驱动侧盘5a被固定。盘之间的固定可以使用例如粘结剂等。在驱动侧盘5a的外周面设置有孔5n，在被驱动侧盘5b的外周面设置有孔5o。关于孔5n及5o的作用将后述。
图27(a)及图27(b)是例示第三变形例的销间角度A的调整的立体图。如图27(a)所示，使用插入于孔5o的工具而使被驱动侧盘5b旋转。由此可以调整销间角度A。如图27(b)所示，通过在孔5n插入工具，由此将驱动侧盘5a固定。其后，可以使被驱动侧盘5b旋转。
图28(a)是例示第4变形例涉及的可变气门装置的驱动盘5－2d的立体图。图28(b)是例示驱动盘5－2d的分解立体图。如图28(a)及图28(b)所示，在驱动侧盘5a的与被驱动侧盘5b相对的一侧设置有齿轮部5p。以可穿过孔5o看到齿轮部5p的方式，将驱动侧盘5a和被驱动侧盘5b组装。
图29是例示销间角度A的调整的俯视图。在图29所示的孔5o插入工具(未图示)，将工具与齿轮部5p连结。由此，可以使被驱动侧盘5b旋转，调整销间角度A。另外，优选是在工具上设置与齿轮部5p卡合的齿轮等。这是为了使驱动侧盘5a容易旋转。
另外，螺栓5j的个数可改变，可以是3个或4个。可以使用增强螺栓5j的螺母等。也可以组合粘结剂使用。可以在驱动侧盘5a与被驱动侧盘5b之间夹着摩擦剂加以固定。也可以组合变形例。
可以改变可变气门装置1的部件配置。图30(a)～图30(d)是表示部件配置的例子的示意图。用黑点分别表示作为驱动盘与第一联接构件6a的连接部位的销5c、作为驱动盘与第二联接构件6b的连接部位的销5e、作为第一联接构件6a与驱动臂部4的连接部位的销7a、作为第二联接构件6b与凸轮轴构件3的连接部位的销7b。第一联接构件6a图示为销5c～7a之间的线段，第二联接构件6b图示为销5e～7b之间的线段。点划线的圆表示摇辊52。如箭头R所示，旋转方向为图中的向右转。
图30(a)是表示配置的一例的示意图，表示与实施例1相同的配置。在图30(a)的例子中，销7b位于销5e～5c之间且位于以销5c为基准而靠旋转方向侧。销7a位于销5c～5e之间且位于以销5e为基准而靠旋转方向侧。在开阀时，抵抗进气门53的弹簧力，驱动臂部4产生向旋转方向推压第一联接构件6a的压缩力。而且，第二联接构件6b产生向旋转方向牵拉凸轮轴构件3的拉伸力。闭阀时，通过弹簧力，第一联接构件6a产生牵拉驱动臂部4的拉伸力，凸轮轴构件3产生推压第二联接构件6b的压缩力。
在图30(b)的例子中，销7b位于销5c～5e之间且位于以销5e为基准而靠旋转方向侧。销7a位于销5e～5c之间且位于以销5c为基准而靠旋转方向侧。开阀时，在第一联接构件6a产生拉伸力，在第二联接构件6b产生压缩力。在闭阀时，在第一联接构件6a产生压缩力，在第二联接构件6b产生拉伸力。
在图30(c)的例子中，销7a及7b位于销5c～5e之间且位于以销5e为基准而靠旋转方向侧。销7a及7b从接近销5c一方起依次设置。开阀时，在第一联接构件6a及第二联接构件6b产生压缩力。在闭阀时，在第一联接构件6a及第二联接构件6b产生拉伸力。
图30(d)的例子中，销7a及7b位于销5c～5e之间且位于以销5c为基准而靠旋转方向侧。销7a及7b从接近销5c一方起依次设置。开阀时，在第一联接构件6a及第二联接构件6b产生拉伸力。在闭阀时，在第一联接构件6a及第二联接构件6b产生压缩力。
可以根据进气门53的配置、升程特性、部件的磨耗程度、部件之间的装配性等，采用图30(a)～图30(d)的任意配置。另外，实施例1也可以适用于将排气门开闭的可变气门装置。
以上，详细说明了本发明的实施例，但本发明不限于该特定实施例，在权利要求书所述的本发明的要旨的范围内可以进行各种变形、变更。
附图标记说明
2 驱动轴构件
3 凸轮轴构件
3a 凸轮凸起部
4 驱动臂部
5－1、5－2 驱动盘
5a 驱动侧盘
5b 被驱动侧盘
5c、5e 销
6a 第一联接构件
6b 第二联接构件
8 控制套筒
8a 偏心孔
8b、15a 齿轮部
14 控制轴
15－1、15－2 小齿轮

Claims (4)

1.一种可变气门装置，其特征在于，具备：
驱动轴构件，其与内燃机所具备的曲轴同步旋转；
凸轮轴构件，其具有凸轮凸起部，且旋转自如地设置于所述驱动轴构件的周围；
驱动臂部，其设置于所述驱动轴构件，与所述驱动轴构件一起旋转；
控制套筒，其设置有偏心孔，所述驱动轴构件插通于所述偏心孔，所述控制套筒被配置成能够改变所述偏心孔的中心轴的位置；以及
第一旋转构件，其包括连结于所述驱动臂部的第一构件及连结于所述凸轮轴构件的第二构件，所述第一旋转构件沿着所述偏心孔的内周壁面旋转，
所述第一旋转构件在所述第一构件和所述第二构件被固定了的状态下旋转，
所述第一构件和所述第二构件的绕所述驱动轴构件的中心轴线的相对位置能够改变。
2.根据权利要求1所述的可变气门装置，其特征在于，具备：
第一联接构件，其连结于所述驱动臂部和所述第一构件；和
第二联接构件，其连结于所述凸轮轴构件和所述第二构件，
所述第一构件和所述第一联接构件的连结部位与所述第二构件和所述第二联接构件的连结部位之间的绕所述中心轴线的角度能够改变。
3.根据权利要求1或2所述的可变气门装置，其特征在于，
按所述内燃机的多个汽缸的每个汽缸设置所述凸轮轴构件、所述驱动臂部及所述控制套筒，
所述可变气门装置与所述多个汽缸的至少一个汽缸对应而具备第二旋转构件，所述第二旋转构件为一体构件，且沿着所述偏心孔的内周壁面旋转，
所述第一旋转构件与所述多个汽缸中的除所述至少一个汽缸以外的汽缸对应而设置。
4.根据权利要求3所述的可变气门装置，其特征在于，
所述控制套筒在外周面包含第一齿轮部，
所述可变气门装置具备：
朝向与所述驱动轴构件相同方向的控制轴；
第二齿轮部，其与所述多个汽缸中的至少一个汽缸对应而设置于所述控制轴的外周，能够与所述第一齿轮部卡合，且固定于所述控制轴；以及
第三齿轮部，其与所述多个汽缸中的除所述至少一个汽缸以外的汽缸对应而设置于所述控制轴的外周，能够与所述第一齿轮部卡合，且能够独立于所述第二齿轮部地绕所述控制轴的中心轴线旋转。
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