CN1910348A - 发动机的气门传动装置 - Google Patents

Abstract

一种发动机的气门传动装置，摇臂(63)具有与气门传动凸轮(69)抵接的凸轮抵接部(65)，并且该摇臂(63)与发动机气门(19)联动地连接，对发动机气门(19)施加气门打开方向的力，所述发动机气门(19)通过气门弹簧(24)被朝气门关闭方向施力，在该摇臂(63)上可转动地连接有：可转动地支承于发动机主体的固定位置上的第一连杆臂(61)的一端部，以及由可移位的可动轴(68a)可转动地支承的第二连杆臂(62)的另一端部，通过与气门弹簧(24)不同的摇臂施力弹簧(54)，所述摇臂(63)被向使凸轮抵接部(65)与气门传动凸轮(69)抵接的方向施力。由此能够使发动机气门的升程量连续变化，并在确保气门开闭动作的跟随性的同时，实现小型化，并且能够提高发动机气门略微打开时的气门升程量的控制精度。

Description

发动机的气门传动装置

技术领域

本发明涉及一种发动机的气门传动装置，其具有使作为进气门或排气门的发动机气门的升程量连续变化的升程可变机构。

背景技术

为了使发动机气门的升程量无级地变化，在专利文献1中已经公开了这样的气门传动装置：在摇臂的一端侧具有与发动机气门抵接的气门抵接部，在摇臂的另一端部嵌合有推杆(push rod)的一端，在推杆的另一端与气门传动凸轮之间设置有连杆机构。

但是，在上述专利文献1所公开的气门传动装置中，需要在气门传动凸轮和摇臂之间确保用于配置连杆机构和推杆的较大的空间，因而使气门传动装置大型化。并且由于来自气门传动凸轮的驱动力通过连杆机构和推杆传递至摇臂，因此摇臂相对于气门传动凸轮的跟随性、即发动机气门的开闭动作跟随性不理想。

因此，本申请人已经在专利文献2中提出了这样的发动机的气门传动装置：在摇臂上可转动地连接有第一和第二连杆臂的一端部，第一连杆臂的另一端部可转动地支承于发动机主体，并通过驱动单元使第二连杆臂的另一端部移位，根据该气门传动装置能够实现气门传动装置的小型化，并且将来自气门传动凸轮的动力直接传递至摇臂，能够确保相对于气门传动凸轮的优良的跟随性。

专利文献1：日本专利公报特开平8-74534号

专利文献2：日本专利公报特开2004-36560号

但是，在上述方案的气门传动装置中，当通过摇臂向气门打开方向驱动被向气门关闭方向施力的发动机气门时，摇臂的凸轮抵接部通过气门弹簧的作用与气门传动凸轮抵接，但是在发动机气门关闭的状态下，气门弹簧的弹力不会作用于摇臂，摇臂的凸轮抵接部离开气门传动凸轮，从而可能导致发动机气门略微打开时气门升程量的控制精度降低。

发明内容

本发明鉴于上述问题提出，其目的在于提供一种发动机的气门传动装置，能够使发动机气门的升程量连续变化，并在确保气门开闭动作的跟随性的同时实现小型化，并且能够提高发动机气门略微打开时气门升程量的控制精度。

为了实现上述目的，本发明的发动机的气门传动装置，第一特征在于，包括：摇臂，其具有与气门传动凸轮抵接的凸轮抵接部，并且该摇臂与发动机气门联动地连接，对发动机气门施加气门打开方向的力，所述发动机气门通过气门弹簧被向气门关闭的方向施力；第一连杆臂，其一端部可转动地与该摇臂连接，并且其另一端部可转动地支承于发动机主体的固定位置；第二连杆臂，其一端部可转动地与所述摇臂连接，并且其另一端部由可移位的可动轴可转动地支承；驱动单元，其与可动轴连接，其能够使所述可动轴的位置改变，以使发动机气门的升程量连续地变化；以及摇臂施力弹簧，其在所述气门弹簧之外另设，对所述摇臂向使所述凸轮抵接部与所述气门传动凸轮抵接的方向施力。

本发明在第一特征的基础上，第二特征在于，作为所述凸轮抵接部的滚子，通过将第一连杆臂的一端部连接到摇臂的连接轴，轴支承于所述摇臂，设置于所述发动机主体的凸轮支承件可旋转地支承设有所述气门传动凸轮的凸轮轴，在该凸轮支承件上埋设有卡定销，在与所述可动轴的轴线正交的平面上的投影面上，所述卡定销位于第二连杆臂的可动范围之外，所述摇臂施力弹簧的一端与所述连接轴卡合，所述摇臂施力弹簧的另一端与所述卡定销卡合。

本发明在第一特征的基础上，第三特征在于，所述摇臂施力弹簧是围绕固定支轴和所述可动轴中的一方的螺旋状的扭转弹簧，所述固定支轴和所述可动轴可转动地支承所述第一和第二连杆臂的另一端部。

本发明在第三特征的基础上，第四特征在于，控制轴构成为曲柄状，并包括：配置于第二连杆臂两侧的一对曲柄臂；垂直连接两曲柄臂之间的所述可动轴；以及支轴，其在从该可动轴偏移的位置与所述曲柄臂垂直连接，并且可转动地支承于发动机主体上，在该控制轴上连接有所述驱动单元，一对所述摇臂施力弹簧分别在所述第一连杆臂的另一端部的两侧围绕所述固定支轴，在一对所述摇臂施力弹簧的内侧配置有一对所述曲柄臂。

本发明在第三或四特征的基础上，第五特征在于，支承所述固定支轴的一对支承凸起，以从两侧夹持第一连杆臂的另一端部的方式设置于发动机主体，所述摇臂施力弹簧，围绕所述两支承凸起、并设置于发动机主体与摇臂之间。

本发明在第五特征的基础上，第六特征在于，在所述第一连杆臂的另一端部以由所述固定支轴可转动地支承的方式设置有圆筒状的固定支承部，在侧视时，该固定支承部的外周配置在所述摇臂施力弹簧的外周的内侧，在所述固定支承部的轴向两端部，分别沿周向隔开间隔地突出设有多个凸部，所述多个凸部用于阻止所述摇臂施力弹簧倒向固定支承部侧。

本发明在第六特征的基础上，第七特征在于，所述凸部避开第二连杆臂的动作范围进行配置。

根据本发明的第一特征，能够通过使可动轴无级移位来使发动机气门的升程量无级变化，并且第一和第二连杆臂的一端部与摇臂可转动地直接连接，能够减小配置两连杆臂的空间从而实现气门传动装置的小型化，由于来自气门传动凸轮的动力直接传递至摇臂的凸轮抵接部，因此能够确保对气门传动凸轮的良好的跟随性。并且，摇臂通过与气门弹簧不同的摇臂施力弹簧而被向使凸轮抵接部与气门传动凸轮抵接的方向施力，因此，即使在发动机气门关闭的状态下，摇臂的凸轮抵接部也不会离开气门传动凸轮，能够提高发动机气门略微打开时的气门升程量的控制精度。

根据本发明的第二特征，能够以有效避免摇臂施力弹簧与第二连杆臂的干涉的方式配置摇臂施力弹簧。

根据本发明的第三特征，摇臂施力弹簧是围绕固定支轴和可动轴中的一方的螺旋状的扭转弹簧，所述固定支轴和所述可动轴可转动地支承所述第一和第二连杆臂的另一端部，通过配置该摇臂施力弹簧，能够减小摇臂施力弹簧的设置空间，实现气门传动装置的小型化。

根据本发明的第四特征，曲柄状的控制轴由驱动单元驱动而绕支轴的轴线转动，由可动支轴来构成所述控制轴的一部分，由此，能够容易地使可动轴移位，能够使通过驱动单元使可动轴移位的机构简化，并且由于能够使控制轴尽量接近固定支轴侧来进行配置，因此能够实现气门传动装置的小型化。

根据本发明的第五特征，能够通过一对支承凸起来对第一连杆臂的另一端部的移动进行限制，并能够在避免由摇臂施力弹簧的收缩而产生的影响波及到摇臂轴的情况下，实现摇臂施力弹簧的紧凑配置。

根据本发明的第六特征，通过防止摇臂施力弹簧倒向固定支承部侧的凸部，能够避免固定支承部的大型化，并能够提高固定支承部的支承刚性。

根据本发明的第七特征，尽管凸部设置于固定支承部，也能够充分地确保第二连杆臂的动作范围。

附图说明

图1是发动机的局部纵截面图，是沿图2中的1-1线的截面图(实施例1)。

图2是沿图1中的2-2线的截面图。(实施例1)

图3是沿图2中的3-3线的方向的视图。(实施例1)

图4是升程可变机构的侧视图。(实施例1)

图5是升程可变机构的分解立体图。(实施例1)

图6是沿图4中的6-6线的放大截面图。(实施例1)

图7是沿图4中的7-7线的截面图。(实施例1)

图8是沿图3中的箭头8方向的视图。(实施例1)

图9A是大气门升程状态下的升程可变机构的作用说明图。(实施例1)

图9B是小气门升程状态下的升程可变机构的作用说明图。(实施例1)

图10是表示发动机气门升程曲线的图。(实施例1)

图11是图3的主要部分放大图。(实施例1)

图12是表示控制臂的转角与传感器臂的转角之间关系的曲线图。(实施例1)

标号说明

10：发动机主体；19：作为发动机气门的进气门；24：气门弹簧；46：凸轮支承件；53：支承凸起；54：摇臂施力弹簧；55：卡定销；56、57：凸部；61：第一连杆臂；61b：固定支承部；62：第二连杆臂；63：摇臂；64：连接轴；65：作为凸轮抵接部的滚子；67：固定支轴；68a：可动轴；68b：曲柄臂；68c：支轴；68：控制轴；69：气门传动凸轮；72：作为驱动单元的致动器电动机；E：发动机。

具体实施方式

以下，根据附图所示的本发明的一个实施例对本发明的实施方式进行说明。

实施例1

图1～图12表示本发明的一个实施例。首先在图1中，直列多气缸的发动机E的发动机主体10具有：气缸体12，其内部设有缸膛11…；气缸盖14，其与气缸体12的顶面相接合；气缸盖罩16，其与气缸盖14的顶面相接合，在各缸膛11…中，可滑动地嵌合有活塞13…，与各活塞13…的顶部面对的燃烧室15…，形成在气缸体12与气缸盖14之间。

在气缸盖14上，设置有能够与各燃烧室15…连通的进气口17…和排气口18…，各进气口17…由一对作为发动机气门的进气门19…分别进行开闭，各排气口18由一对排气门20…分别进行开闭。进气门19的顶杆19a可滑动地嵌合在设于气缸盖14的导管21中，通过在弹簧座22与抵接在气缸盖14上的弹簧座23之间设置的气门弹簧24，各进气门19…受到向关闭气门的方向的作用力，其中所述弹簧座22设置于顶杆19a的上端部。此外，各排气门20的顶杆20a，可滑动地嵌合在设于气缸盖14的导管25中，通过在弹簧座26与抵接在气缸盖14上的弹簧座27之间设置的气门弹簧28，各排气门20…受到向关闭气门的方向的作用力，其中，弹簧座26设置于顶杆20a的上端部。

一并参照图2，在气缸盖14上，一体地设置有支承件44，其具有配置在各气缸两侧的支承壁44a…，在各支承壁44a…上接合有端盖45…、47…，端盖45…、47…协同构成进气凸轮支承件46…和排气凸轮支承件48…。于是，在进气凸轮支承件46…上，可旋转地支承有进气凸轮轴31，在排气凸轮支承件48…上，可旋转地支承有排气凸轮轴32，进气门19…由进气凸轮轴31通过气门升程可变机构33驱动，排气门20…由排气凸轮轴32通过升程-正时可变机构34驱动。

驱动排气门20…的升程-正时可变机构34已为大家所知，此处说明其概要。排气摇臂轴35由排气凸轮支承件48…中的支承壁44a…支承，在该排气摇臂轴35上，枢轴支承有一对低速用摇臂36、36的一端部，以及单一的高速用摇臂37的一端部，设置在排气凸轮轴32上的两个低速用凸轮39、39与轴支承在低速用摇臂36、36的中间部上的滚子38、38抵接，设置在排气凸轮轴32上的高速用凸轮41与轴支承在高速用摇臂37的中间部上的滚子40抵接。此外，与排气门20…的顶杆20a…的上端抵接的调节螺钉42…，可调节进退位置地旋合在低速用摇臂36、36的另一端。

而且，两低速用摇臂36、36和高速用摇臂37通过油压控制，可以切换连接和解除连接，在发动机E低速运转时，当解除低速用摇臂36、36和高速用摇臂37的连接时，则低速用摇臂36、36由对应的低速用凸轮39、39驱动，排气门20…以低升程、低开角进行开闭。此外，在发动机E高速运转时，当将低速用摇臂36、36与高速用摇臂37连接起来时，高速用摇臂37由对应的高速用凸轮41驱动，通过与高速用摇臂37接合的低速用摇臂36、36，排气门20…以高升程、高开角进行开闭。这样，通过升程-正时可变机构34，分两级控制排气门20…的升程和正时。

接下来，一并参照图3～图8，并同时对升程可变机构33的结构进行说明，该升程可变机构33包括：摇臂63，其具有作为凸轮抵接部的滚子65，该滚子65与设置在进气凸轮轴31上的气门传动凸轮69抵接；第一连杆臂61，其一端部与该摇臂63可转动地连接，并且，其另一端部可转动地支承在发动机主体10的固定位置上；第二连杆臂62，其一端部与上述摇臂63可转动地连接，并且其另一端部可转动地支承在可移位的可动轴68a上。

在摇臂63的一端部设置有气门连接部63a，其上可调节进退位置地旋合有调节螺钉70、70，该调节螺钉70、70从上方与一对进气门19…中的顶杆19a…的上端抵接。此外，摇臂63的另一端部形成为向进气门19…的相反侧敞开的大致U字状，在摇臂63的另一端部上，设置有：第一支承部63b，其用于将第一连杆臂61的一端部可转动地连接到摇臂63的另一端部上；第二支承部63c，其用于将第二连杆臂61的一端部可转动地连接到摇臂63的另一端部上，并且第二支承部63c配置在第一支承部63b的下方。而且，与进气凸轮轴31的气门传动凸轮69滚动接触的滚子65被配置成由大致U字状的第一支承部63b夹持，并且滚子65与第一连杆臂61的一端连接部同轴地轴支承在第一支承部63b上。

此外，摇臂63形成为在沿着气门传动凸轮69的转动轴线的方向上，上述气门连接部63a的宽度大于其它部分的宽度，第一和第二支承部63b、63c的宽度形成为相同的宽度。

第一连杆臂61大致形成为U字状，其具有：一对第一连接部61a、61a，从两侧夹持摇臂63；圆筒状的固定支承部61b；一对臂部61c、61c，其连接两个第一连接部61a、61a与固定支承部61b之间。

第一连杆臂61的一端部的第一连接部61a、61a，通过圆筒状的第一连接轴64，与上述摇臂63的另一端部的第一支承部63b可转动地连接，第一连接轴64贯穿并固定在设于摇臂63的第一支承部63b上的第一连接孔49中，上述滚子65通过滚针轴承60和第一连接轴64轴支承在第一支承部63b上。此外，第一支承部63b中的与上述进气凸轮轴31对置的部分的外侧面、与第一连杆臂61中的第一连接部61a、61的外侧面，形成为以第一连接轴64的轴线为中心的圆弧状，并且在从侧面观察时成重叠的状态。

配置在第一连杆臂61下方的第二连杆臂62，在其一端部具有第一连接部62a，并且在其另一端部具有可动支承部62b，第二连接部62a配置成由形成为大致U字状的第二支承部63b所夹持。在第二支承部63c上设置有第二连接孔50，该第二连接孔50与第一支承部63b的第一连接孔49，沿上述两个进气门19…的开闭动作方向即上下方向排列，第二连接部62a通过贯穿并固定在第二连接孔50中的第二连接轴66，可转动地与第二支承部63c连接。

即，摇臂63在另一端侧上部具有与气门传动凸轮69抵接的上述滚子65，该摇臂63的一端部与一对进气门19…联动地连接，上方的第一连杆臂61在其一端部所具有的第一连接部61a、61a，以及配置于第一连杆臂61下方的第二连杆臂62在其一端部所具有的第二连接部62a，上下并列地、并且可相对转动地与摇臂63的另一端部连接。

另外，在上述摇臂63上一体地设置有一对连接壁63d…，所述一对连接壁63d…连接大致为U字状的第一和第二支承部63b、63c之间。而且连接壁63d…形成为：相对于在上述两个进气门19…侧与第一和第二连接孔49、50的外缘相切的切线L，连接壁63d…的至少一部分配置在上述两个进气门19…的相反侧，并且该连接壁63d…连接第一和第二支承部63b、63c之间。

此外，在连接壁63d…上形成有凹部51…，该凹部51…配置于这样的位置：在第二连杆臂62的另一端部的可动支承部62b最接近摇臂63侧的状态下与可动轴68a对置的位置。另外，在上述连接壁63d…上，形成有例如从外侧面向内侧凹陷的重量减轻部52…。

第一连杆臂61的另一端部的固定支承部61b，可转动地支承在固定支轴67上，该固定支轴67固定支承在支承壁44a…上，该支承壁44a构成设置于发动机主体10的进气凸轮支承件46…的下部。

特别注意图6，在上述支承壁44a…上，一体地突出设置有一对支承凸起53、53，所述支承凸起53、53从轴向两侧夹持第一连杆臂61的固定支承部61b。在这些支承凸起53…上设置有：能够与上述固定支承部61b的两端面滑动接触的小直径轴部53a…，以及阶梯部53b，该阶梯部53b包围小直径轴部53a…的基端部，并且在固定支承部61b的两端面上隔开间隔地对置，固定支轴67固定支承在支承凸起53…上，并且与小直径轴部53a…同轴地贯穿小直径轴部53a…。

另外，两个进气门19…由气门弹簧24…向关闭气门的方向施加弹力，当通过摇臂63向打开气门的方向驱动被向关闭气门的方向施加弹力的两个进气门19…时，摇臂63的滚子65通过气门弹簧24…的作用，与气门传动凸轮69抵接，但在进气门19…的关闭状态下，气门弹簧24…的弹力并不作用在摇臂63上，由此滚子65离开气门传动凸轮69，在进气门19…略微打开时，存在气门升程量的控制精度降低的可能性。因此，通过与气门弹簧24…不同的摇臂施力弹簧54…，对摇臂63向使所述滚子65与气门传动凸轮69抵接的方向施力。

上述摇臂施力弹簧54…是围绕固定支轴67和可动轴68a中的一方的螺旋状的扭转弹簧，固定支轴67和可动轴68a可转动地支承作为第一和第二连杆臂61、62的另一端部的固定支承部61b和可动支承部62b，在本实施例中，上述摇臂施力弹簧54…配置成通过上述支承凸起53…上的小直径轴部53a…包围上述固定支轴67，并且上述摇臂施力弹簧54…设置在发动机主体10与摇臂63之间，其中，上述支承凸起53…突出设置于进气凸轮支承件46的支承壁部44a。亦即，围绕上述小直径轴部53a…的摇臂施力弹簧54…的一端，与埋设于进气凸轮支承件46的上述支承凸起53…的阶梯部53b…中的卡定销55…卡合，摇臂施力弹簧54…的另一端，插入并卡合在与摇臂63一体地动作的中空的第一连接轴64内。而且，上述卡定销55…以这样的方式埋设于上述支承凸起53…的阶梯部53b…中：在与上述可动轴68a的轴线正交的平面(与图4的纸面平行的平面)上的投影图上，位于第二连杆臂62的可动范围之外。

另外，第一连杆臂61的另一端部的固定支承部61b形成为圆筒状，在侧视时固定支承部61b的外周配置在卷绕成螺旋状的所述摇臂施力弹簧54…的外周的内侧，在固定支承部61b的轴向两端部，沿周向隔开间隔地分别突出设置有多个例如一对凸部56、57，所述凸部56、57用于阻止摇臂施力弹簧54…向固定支承部61b侧倾倒，这些凸部56、57避开第二连杆臂62的动作范围进行配置。

在发动机主体10上固定配置有作为油供给单元的油喷射器58…，第一和第二连接轴64、66将第一和第二连杆臂61、62的一端部的第一连接部61a…和第二连接部62a，连接到摇臂63的另一端部，并且第一和第二连接轴64、66配置在上下并列的位置上，油喷射器58…朝向第一和第二连接轴64、66中的上方的连接轴供油。在本实施例中，油喷射器58…朝向第一和第二连接轴64、66中的作为上方的连接轴的第一连接轴64供油，该油喷射器58…固定地安装在设置于发动机主体10上的进气凸轮支承件46…中的端盖45…上。

此外，在摇臂63的另一端侧的上部，设置有第一支承部63b，该第一支承部63b形成为大致U字状，并且从两侧夹持滚子65，第一连杆臂61的一端部的第一连接部61a…，通过轴支承上述滚子65的第一连接轴64，与第一支承部63b可转动地连接，上述油喷射器58…配设在上述端盖45…上，并且朝向第一连杆臂61的第一连接部61a…与第一支承部63b的重叠面供油。

一并参照图7，可动轴68a可转动地支承第二连杆臂62在其另一端部所具有的可动支承部62b，该可动轴68a设置在控制轴68上。该控制轴68构成为曲柄状，并具有：配置于第二连杆臂62两侧的一对曲柄臂68b、68b；垂直连接两曲柄臂68b、68b之间的所述可动轴68a；以及支轴68c…，其在从该可动轴68a偏移的位置与所述曲柄臂68b…垂直连接，并且可转动地支承于发动机主体10。

在彼此连接以便共同构成进气侧凸轮支承件44…的所述支承壁44a…和端盖45…上，朝向摇臂63…突出地形成有凸轮轴用支承凸起部45a…，该凸轮轴用支承凸起部45a…中贯穿有进气凸轮轴31。

所述控制轴68的两曲柄臂68b、68b配置于一对所述摇臂施力弹簧54、54的内侧，该一对所述摇臂施力弹簧54、54分别在第一连杆臂61的另一端部的两侧围绕固定支轴67，如图5所示，沿着气缸排列方向的一端侧的所述支轴68c可旋转地支承于支承孔16a，该支承孔16a设置于发动机主体10的气缸盖罩16。

这样，当摇臂63处于图4所示的上升位置时，亦即进气门19…处于关闭状态时，在枢轴支承摇臂63的下部的第二连接轴66的轴线C上，同轴地配置有控制轴68的支轴68c(参照图5)，从而，当控制轴68绕支轴68c的轴线摆动时，可动轴68a就在以支轴68c为中心的圆弧A(参照图4)上移动。

上述控制轴68的支轴68c，从气缸盖罩16的支承孔16a突出，在该支轴68c的末端固定有控制臂71，该控制臂71由安装在气缸盖14的外壁上的、作为驱动单元的致动器电动机72驱动。即，在通过致动器电动机72旋转的丝杠轴73上，啮合有螺母部件74，连结连杆76的一端通过销75枢轴支承在螺母部件74上，该连结连杆76的另一端通过销77、77与控制臂71连接。从而，当使致动器电动机72工作时，螺母部件74沿旋转的丝杠轴73移动，通过经连结连杆76与螺母部件74连接的控制臂71，控制轴68绕支轴68c摆动，由此，可动轴68a在图9A中的位置与图9B中的位置之间移动。

在气缸盖罩16的外壁面上设置有例如旋转编码器那样的旋转角传感器80，在其传感器轴80a的末端固定有传感器臂81的一端。在控制臂71上，形成有沿其长度方向呈直线状延伸的导槽82，在该导槽82中可滑动地嵌合有设置于传感器臂81的另一端的连接轴83。

丝杠轴73，螺母部件74，销75，连结连杆76，销77、77，控制臂71，旋转角传感器80，传感器臂81，以及连接轴83，容纳在从气缸盖14和气缸盖罩16的侧面突出的壁部14a、16b的内侧，覆盖壁部14a、16b端面的盖78通过螺栓79…固定在壁部14a、16b上。

在上述升程可变机构33中，当通过致动器电动机72使控制臂71从图3中的实线位置向逆时针方向转动时，与控制臂71连接的控制轴68(参照图5)向逆时针方向转动，如图9A所示，控制轴68的可动轴68a上升。在该状态下，当由进气凸轮轴31的气门传动凸轮69推压滚子65时，连接固定支轴67、第一连接轴64、第二连接轴68以及可动轴68a的四节连杆产生变形，摇臂63从点划线位置向实线位置朝下方摆动，调节螺钉70、70按压进气门19的顶杆19a…，从而以高升程打开进气门19…。

当通过致动器电动机72，使控制臂71转动到图3中的实线位置时，与控制臂71连接的控制轴68向顺时针方向转动，如图9B所示，控制轴68的可动轴68a下降。在该状态下，当由进气凸轮轴31的气门传动凸轮69推压滚子65时，上述四节连杆产生变形，摇臂63从点划线位置向实线位置朝下方摆动，调节螺钉70、70按压进气门19…的顶杆19a，从而以低升程打开进气门19…。

图10表示进气门19的升程曲线，与图9A对应的高升程时的开角、以及与图9B对应的低升程时的开角是相同的，而只有升程量发生变化。这样，通过设置升程可变机构33，在不改变进气门19…的开角的情况下，可以任意地变更升程量。

另外，在通过致动器电动机72使控制轴68摆动，以变更进气门19…的升程时，必须检测升程的大小，亦即检测控制轴68的支轴68c的转角，并将其反馈到致动器电动机72的控制中。为此，要用旋转角传感器80来检测控制轴68的支轴68c的转角。如果只检测控制轴68的支轴68c的转角，则只要将旋转角传感器直接连接到上述支轴68c上即可，但由于在低升程的区域，只要升程量稍稍发生变化，进气效率就会发生很大变化，因此，必须高精度地检测控制轴68的支轴68c的转角，并将其反馈到致动器电动机72的控制中。相对于此，在高升程的区域，即使升程量发生一些变化，进气效率也不会发生很大变化，因此，对上述转角的检测，并不要求很高的精度。

在图11中，用实线表示的控制臂71的位置对应于低升程的区域，从该处起沿逆时针方向摆动的用点划线表示的控制臂71的位置，对应于高升程的区域。在低升程的区域，由于固定在旋转角传感器80的传感器轴80a上的传感器臂81的连接轴83，与控制臂71的导槽82的末端侧(远离轴线C的一侧)卡合，因此，只要控制臂71稍稍摆动，传感器臂81就会产生很大的摆动。亦即，传感器轴80a的转角相对于控制轴68的转角的比率很大，旋转角传感器80的分辨率提高，从而可以高精度地检测控制轴68的转角。

另一方面，在控制臂71摆动到用点划线表示的位置的高升程的区域，由于固定在旋转角传感器80的传感器轴80a上的传感器臂81的连接轴83，与控制臂71的导槽82的基端侧(靠近轴线C的一侧)卡合，因此，即使控制臂71产生很大的摆动，传感器臂81也只是略微摆动。亦即，传感器轴80a的转角相对于控制轴68的转角的比率小，控制轴68的转角的检测精度比低升程时变低。

如图12的曲线图所示的那样，可知：当控制臂71的转角从低升程状态向高升程状态增加时，由于最初时传感器臂81的角度增加率很高，因此检测精度变高，逐渐地，上述增加率变低，其检测精度也变低。

这样，即使不使用昂贵的检测精度高的旋转角传感器，通过使旋转角传感器80的传感器臂81卡合在控制臂71的导槽82中，就可以确保在需要高检测精度的低升程状态下的检测精度，并且能够有助于降低成本。

此时，使控制臂71的一端侧(接近支轴68c的一侧)与传感器臂81的一端侧(接近旋转角传感器80的一侧)相互接近配置，在控制臂71的一端侧形成有导槽82，因此，可以缩短传感器臂81的长度，可以实现小型化。此外，若在控制臂71的一端侧形成导槽82，则离轴线C的距离变小，导槽82的沿圆周方向的移动量也变小，但由于传感器臂81的长度缩短，因此，可以充分确保传感器臂81的转角，可以确保旋转角传感器80的检测精度。

接下来，对该第一实施例的作用进行说明，升程可变机构33用于使进气门19…的打开气门的升程量连续变化，在该升程可变机构33中，第一和第二连杆臂61、62在其一端部具有第一和第二连接部61a、61a、62a，摇臂63在其一端部具有与一对进气门19…联动地连接的气门连接部63a，第一和第二连接部61a、61a、62a与摇臂63的另一端部并列并且可相对转动地连接，第一连杆臂61的另一端部的固定支承部61b，可转动地支承在由发动机主体10支承的固定支轴67上，第二连杆臂62的另一端部的可动支承部62b，由可移位的可动轴68a可转动地进行支承。

从而，通过使可动轴68a无级移位，可以使进气门19…的升程量无级变化，而且，第一和第二连杆臂61、62的一端部与摇臂63可转动地直接连接，可以减小配置两连杆臂61、62的空间，可以实现气门传动装置的小型化，由于来自气门传动凸轮69的动力直接传递至摇臂63的滚子65上，因此，可以确保相对于气门传动凸轮69的优良的跟随性。此外，可以将摇臂63、第一和第二连杆臂61、62在沿进气凸轮轴31的轴线方向上的位置配置在基本相同的位置，从而可以实现气门传动装置在沿进气凸轮轴31的轴线方向上的小型化。

并且，摇臂63具有：气门连接部73a，其上旋合有分别与一对进气门19…抵接的调节螺钉70…，并且能调节该调节螺钉70…的进退位置；第一和第二支承部63b、63c，它们可转动地连接第一和第二连杆臂61、62的一端部，该摇臂63形成为使沿气门传动凸轮69的转动轴线的方向上的气门连接部63a的宽度大于其它部分的宽度，因此，可以尽可能地减小摇臂63在沿气门传动凸轮69的旋转轴线的方向上的宽度，从而，也就可以实现气门传动装置的小型化。加之，由于摇臂63使第一和第二支承部63b、63c的宽度形成为相同，因此，既可以实现摇臂63的形状的简单化，又可以使摇臂63小型化。

此外，设置于摇臂63的第一支承部63b，形成为大致U字状，并且从两侧夹着滚子65，滚子65可转动地支承在第一支承部63b上，因此，可以小型地构成包括滚子65的摇臂63整体。并且，在第一连杆臂61的一端部，设置有从两侧夹着第一支承部63b的一对第一连接部61a…，并且两个第一连接部61a…通过第一连接轴64与第一支承部63b可转动地连接，滚子65通过第一连接轴64轴支承在第一支承部63b上，因此，通过共同的第一连接轴64来实现第一连杆臂61的一端部与第一支承部63b的可转动的连接，以及上述滚子65在第一支承部63b上的轴支承，从而，在实现部件个数减少的同时，可以使气门传动装置进一步小型化。

在摇臂63的第一和第二支承部63b、63c上，沿两进气门19…的开闭动作方向并列地设置有第一和第二连接孔49、50，在该第一和第二连接孔49、50中贯穿有第一和第二连接轴64、66，第一和第二连接轴64、66用于将第一和第二连杆臂61、62的一端部可转动地连接到第一和第二支承部63b、63c上，连接壁63d…设置成：相对于在两个进气门19…侧与第一和第二连接孔49、50的外缘相切的切线L，连接壁63d…的至少一部分配置在两个进气门19…的相反侧，通过该连接壁63d…第一和第二支承部63b、63c之间被连接起来，因此，可以提高第一和第二支承部63b、63c的刚性。

此外，在连接壁63d…上形成有凹部51…，凹部51…在第二连杆臂62的另一端部的第二连接部62a最接近摇臂63侧的状态下，与上述第二连接部62a对置，可以使第二连杆臂62的第二连接部62a移位到尽可能地接近摇臂63侧的位置，从而，既可以使气门传动装置小型化，又可以将进气门19…的最大升程量尽可能地设定得大。

另外，由于在连接壁63d…上形成有重量减轻部52…，因此，既可以通过连接壁63d…增大刚性，又可以抑制摇臂63的重量增加。

第一和第二连接轴64、66将第一和第二连杆臂61、62的一端部连接到摇臂63上，油喷射器58…朝向第一和第二连接轴64、66中的上方的第一连接轴64侧供油，并且该油喷射器58…固定配置在发动机主体10上，对第一和第二连杆臂61、62中的上方的第一连杆臂61与摇臂63之间进行润滑后的油流向下方，从而对下方的第二连杆臂62与摇臂63之间进行润滑。从而，可以通过简单且部件个数少的润滑结构，对摇臂63与第一和第二连杆臂61、62的连接部一起进行润滑，可以保证顺畅的气门传动动作。

并且，形成为大致U字状的第一支承部63b，从两侧夹着滚子65，并且设置在上述摇臂63上，第一连杆臂61的一端部的第一连接部61a…，通过轴支承滚子65的第一连接轴64，与第一支承部63b可转动地连接，上述油喷射器58…配设在发动机主体10上，并朝向第一连杆臂61与第一支承部63b的重叠面供油，因此，还可以润滑滚子65的轴支承部。

由于将油喷射器58…安装在以可旋转地支承进气凸轮轴31的方式设置于发动机主体10的进气凸轮支承件46…的端盖45…上，因此，能够利用用于对进气凸轮轴31与进气凸轮支承件46…之间进行润滑的油路，从油喷射器58…供给充分高压且充分量的油，其中上述进气凸轮轴31上设置有气门传动凸轮69。

另外，可变升程机构33具有形成为曲柄状的控制轴68，该控制轴68构成为包括：配置于第二连杆臂62两侧的一对曲柄臂68b、68b；垂直连接两曲柄臂68b…之间的可动轴68a；以及支轴68c，其在从该可动轴68a偏移的位置与曲柄臂68b…垂直连接，并且可转动地支承于发动机主体10，支轴68c可转动地支承于发动机主体10的气缸盖罩16，因此，通过使控制轴68绕支轴68c的轴线转动，则可以容易地使可动轴68a移位，能够简化通过致动器电动机72使可动轴68a移位的机构。

另外，进气门19…被气门弹簧24…向关闭气门的方向施力，但摇臂63通过与气门弹簧24…不同的摇臂施力弹簧54…，被向使滚子65与气门传动凸轮69抵接的方向施力，即使在进气门19…关闭的状态下，摇臂63的滚子65也不会离开气门传动凸轮69，可以提高进气门19…略微打开时的气门升程量的控制精度。

此外，摇臂施力弹簧54…是围绕固定支轴67和可动轴68a中的一方的螺旋状的扭转弹簧，上述固定支轴67和可动轴68a可转动地支承第一和第二连杆臂61、62的另一端部，在本实施例中，摇臂施力弹簧54…围绕固定支轴67，从而可以减小摇臂施力弹簧54…的设置空间，可以实现气门传动装置的小型化。

在摇臂63上通过第一连接轴64轴支承有滚子65，该第一连接轴64将第一连杆臂61的一端部连接到摇臂63上，设置于所述发动机主体10上的进气凸轮支承件46…可旋转地支承设有气门传动凸轮69的凸轮轴31，在该进气凸轮支承件46的支承壁44a…上埋设有卡定销55…，卡定销55…在与可动轴68a的轴线正交的平面上的投影面上，位于第二连杆臂62的可动范围之外，摇臂施力弹簧54…的一端与第一连接轴64卡合，摇臂施力弹簧54…的另一端与卡定销55…卡合，因此能够以有效避免摇臂施力弹簧54…与第二连杆臂62的干涉的方式配置摇臂施力弹簧54…。

一对所述摇臂施力弹簧54…分别在第一连杆臂61的另一端部的两侧围绕固定支轴67，在该一对所述摇臂施力弹簧54…的内侧配置有一对所述曲柄臂68b…，因此能够使控制轴68尽量接近固定支轴67侧进行配置，从而可实现气门传动装置的小型化。

并且，支承固定支轴67的一对支承凸起53、53，以从两侧夹持第一连杆臂61的另一端部的方式设置在发动机主体10的进气凸轮支承件46…的支承壁44a…上，并且摇臂施力弹簧54…以围绕两支承凸起53、53的方式设置在发动机主体10与摇臂63之间，因此，通过一对支承凸起53、53来限制第一连杆臂61的另一端部中的固定支承部61b的移动，并且可以使摇臂施力弹簧54…为紧凑的配置，并且可以避免由摇臂施力弹簧54…的收缩而产生的影响波及到固定支轴67。

在第一连杆臂61的另一端部，设置有圆筒状的固定支承部61b，在从侧面观察时，固定支承部61b的外周配置在摇臂施力弹簧54…的外周的内侧，该固定支承部61b由固定支轴67可转动地支承，但在固定支承部61b的轴向的两端部，沿周向隔开间隔地分别突出设置有多个凸部56、57…，所述多个凸部56、57…用于阻止上述摇臂施力弹簧54…向固定支承部61b侧倾倒。从而，既可以抑制固定支承部61b的大型化，又可以防止摇臂施力弹簧54…的上述倾倒，可以提高固定支承部61b的支承刚性。

并且，由于上述凸部56、57…避开第二连杆臂62的动作范围进行配置，因此，尽管凸部56、57设置在固定支承部61b上，也能够充分地确保第二连杆臂62的动作范围。

以上对本发明实施例进行了说明，但是本发明不限于上述实施例，在不脱离权利要求中所描述的本发明的范围内，能够对本发明进行各种设计变更。

Claims (7)

1.一种发动机的气门传动装置，其特征在于，包括：

摇臂(63)，其具有与气门传动凸轮(69)抵接的凸轮抵接部(65)，并且该摇臂(63)与发动机气门(19)联动地连接，对发动机气门(19)施加气门打开方向的力，所述发动机气门(19)通过气门弹簧(24)被向气门关闭的方向施力；

第一连杆臂(61)，其一端部可转动地与该摇臂(63)连接，并且其另一端部可转动地支承于发动机主体(10)的固定位置上；

第二连杆臂(62)，其一端部可转动地与所述摇臂(63)连接，并且其另一端部由可移位的可动轴(68a)可转动地支承；

驱动单元(72)，其与可动轴(68a)连接，其能够使所述可动轴(68a)的位置改变，以使发动机气门(19)的升程量连续地变化；以及

摇臂施力弹簧(54)，其在所述气门弹簧(24)之外另设，对所述摇臂(63)向使所述凸轮抵接部(65)与所述气门传动凸轮(69)抵接的方向施力。

2.根据权利要求1所述的发动机的气门传动装置，其特征在于，

作为所述凸轮抵接部的滚子(65)，通过将第一连杆臂(61)的一端部连接到摇臂(63)的连接轴(64)，轴支承于所述摇臂(63)，设置于所述发动机主体(10)的凸轮支承件(46)可旋转地支承设有所述气门传动凸轮(69)的凸轮轴(31)，在该凸轮支承件(46)上埋设有卡定销(55)，在与所述可动轴(68a)的轴线正交的平面上的投影面上，所述卡定销(55)位于第二连杆臂(62)的可动范围之外，所述摇臂施力弹簧(54)的一端与所述连接轴(64)卡合，所述摇臂施力弹簧(54)的另一端与所述卡定销(55)卡合。

3.根据权利要求1所述的发动机的气门传动装置，其特征在于，

所述摇臂施力弹簧(54)是围绕固定支轴(67)和所述可动轴(68a)中的一方的螺旋状的扭转弹簧，所述固定支轴(67)和所述可动轴(68a)可转动地支承所述第一和第二连杆臂(61、62)的另一端部。

4.根据权利要求3所述的发动机的气门传动装置，其特征在于，

控制轴(68)构成为曲柄状，并包括：配置于第二连杆臂(62)两侧的一对曲柄臂(68b)；垂直连接两曲柄臂(68b)之间的所述可动轴(68a)；以及支轴(68c)，其在从该可动轴(68a)偏移的位置与所述曲柄臂(68b)垂直连接，并且可转动地支承于发动机主体(10)上，在该控制轴(68)上连接有所述驱动单元(72)，一对所述摇臂施力弹簧(54)分别在所述第一连杆臂(61)的另一端部两侧围绕所述固定支轴(67)，在一对所述摇臂施力弹簧(54)的内侧配置有一对所述曲柄臂(68b)。

5.根据权利要求3或4所述的发动机的气门传动装置，其特征在于，

支承所述固定支轴(67)的一对支承凸起(53)，以从两侧夹持第一连杆臂(61)的另一端部的方式设置于发动机主体(10)，所述摇臂施力弹簧(54)围绕所述两支承凸起(53)、并设置于发动机主体(10)与摇臂(63)之间。

6.根据权利要求5所述的发动机的气门传动装置，其特征在于，

在所述第一连杆臂(61)的另一端部，以由所述固定支轴(67)可转动地支承的方式设置有圆筒状的固定支承部(61b)，在侧视时，该固定支承部(61b)的外周配置在所述摇臂施力弹簧(54)的外周的内侧，在所述固定支承部(61b)的轴向两端部，分别沿周向隔开间隔地突出设有多个凸部(56、57)，所述多个凸部(56、57)用于阻止所述摇臂施力弹簧(54)倒向固定支承部(61b)侧。

7.根据权利要求6所述的发动机的气门传动装置，其特征在于，所述凸部(56、57)避开第二连杆臂(61)的动作范围进行设置。

Images