專利名稱：內燃機的可變氣門裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種有助于根據(jù)內燃機運轉狀態(tài)改變內燃機氣門的開閉時期或者氣門升程量的內燃機的可變氣門裝置。
背景技術：
作為應用于機動車用內燃機的現(xiàn)有的可變氣門裝置，公知例如以下的專利文獻I所記載的可變氣門裝置。S卩，該可變氣門裝置構成為，利用與配設于排氣側的凸輪軸設置為一體的偏心驅動凸輪，經(jīng)由支承在配設于進氣側的控制軸的擺動凸輪，驅動進氣門，利用同樣與所述排氣側的凸輪軸設置為一體的固定凸輪，驅動排氣門，并且，所述擺動凸輪經(jīng)由連桿、旋轉自如地支承在固定于所述控制軸的控制凸輪的搖臂以及連桿臂與所述偏心驅動凸輪聯(lián)動(連係)。該可變氣門裝置根據(jù)由促動器控制的控制軸(控制凸輪)的相位改變搖臂的姿態(tài)，并且改變相對于進氣門挺桿的擺動凸輪的抵接位置，從而能夠改變進氣門的氣門升程特性。通過形成這種結構，謀求對氣門升程特性進行可變控制，并且通過降低該裝置的高度方向的寬度來提高裝載性。專利文獻1:(日本)特開2002-168105-號公報然而，在所述現(xiàn)有可變氣門裝置中，構成為驅動排氣門的固定凸輪和驅動進氣門的偏心驅動凸輪這兩者固定在同一凸輪軸，因此，在決定進氣門的氣門升程特性的情況下，就要唯一地規(guī)定出其與排氣門的氣門升程特性的關系。換言之，在改變進氣門的氣門升程特性的情況下，由于進氣門的工作角，導致該進氣門的氣門正時與排氣門的氣門正時的關系就會大大地偏離理想關系。其結果是，存在例如，在進氣門的某個工作角，該進氣門的開啟時期與排氣門的開啟時期的相對關系大大地偏離理想關系，并且導致泵氣損失增大和殘留氣體過多等不良狀況的問題。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明是鑒于所述現(xiàn)有可變氣門裝置的技術問題而做出的，目的在于提供一種可變氣門裝置，該可變氣門裝置維持良好的裝載性，并且即使在改變一個內燃機氣門的工作角的情況下，多個內燃機氣門的開閉時期的相對關系也能保持良好。本發(fā)明的第一方面發(fā)明的特征在于，包括:第一凸輪軸，其傳遞有內燃機的旋轉；第二凸輪軸，其被配設為使軸心通過所述第一凸輪軸；相位控制機構，其設于所述兩個凸輪軸的一端側，并控制該兩個凸輪軸的相對旋轉相位；旋轉凸輪，其能夠一體旋轉地設于所述兩個凸輪軸中的一個，并隨著該一個凸輪軸的旋轉開閉排氣門；驅動凸輪，其能夠一體旋轉地設于所述兩個凸輪軸中的另一個；傳動機構，其將所述驅動凸輪的旋轉運動轉換為擺動運動并進行傳遞；擺動 凸輪，其利用從該傳動機構傳遞到的擺動對進氣門或者排氣門中的一個氣門進行開閉；控制軸，其擺動自如地支承所述擺動凸輪；控制部件，其一體地設置于所述控制軸，并基于其工作姿態(tài)的變化對所述傳動機構的擺動量進行控制；促動器，其驅動所述控制軸。另外，在本發(fā)明中，由擺動凸輪驅動的驅動對象可以是進氣門和排氣門中的任一個氣門，但優(yōu)選為進氣門。本發(fā)明的第二方面發(fā)明的特征在于，包括:第一凸輪軸，其被傳遞曲軸的旋轉;第二凸輪軸，其插入設于所述第一凸輪軸的軸向孔，并能夠相對旋轉地支承于所述第一凸輪軸；相位控制 機構，其設于所述第一凸輪軸以及所述第二凸輪軸的一端側，并控制該兩個凸輪軸的相對旋轉相位；旋轉凸輪，其能夠一體旋轉地設于所述第一凸輪軸或者所述第二凸輪軸中的一個凸輪軸，并隨著該一個凸輪軸的旋轉開閉排氣門；偏心驅動凸輪，其能夠一體旋轉地設于所述第一凸輪軸或者所述第二凸輪軸中的另一個凸輪軸；搖臂，其隨著所述偏心驅動凸輪的旋轉而擺動；擺動凸輪，其通過傳遞所述搖臂的擺動來開閉進氣門；控制軸，其擺動自如地支承所述搖臂和所述擺動凸輪；控制凸輪，其相對于所述控制軸構成為偏心狀并能夠一體旋轉地設于該控制軸，根據(jù)所述控制軸的旋轉位置改變所述搖臂的工作姿態(tài)，從而改變所述擺動凸輪的擺動量；促動器，其驅動所述控制軸。本發(fā)明的第三方面發(fā)明的特征在于，包括:第一凸輪軸，其被傳遞內燃機的旋轉；第二凸輪軸，其被設為使軸心通過所述第一凸輪軸；相位控制機構，其設于所述第一凸輪軸以及所述第二凸輪軸的一端側，并控制該兩個凸輪軸的相對旋轉相位；旋轉凸輪，其能夠一體旋轉地設于所述第一凸輪軸或者所述第二凸輪軸中的一個凸輪軸，并隨著該一個凸輪軸的旋轉來開閉進氣門或者排氣門中的一個；驅動凸輪，其能夠一體旋轉地設于所述第一凸輪軸或者所述第二凸輪軸中的另一個凸輪軸；傳動機構，其將所述驅動凸輪的旋轉運動轉換為擺動運動并傳遞；擺動凸輪，其利用從所述傳動機構被傳遞的擺動開閉進氣門或者排氣門的另一個；控制軸，其擺動自如地支承所述擺動凸輪；控制部件，其一體地設于所述控制軸，并基于其工作姿態(tài)的變化對所述傳動機構的擺動量進行控制；促動器，其驅動所述控制軸。根據(jù)本發(fā)明，通過使驅動旋轉凸輪的凸輪軸和驅動擺動凸輪的凸輪軸形成為兩重結構，并構成為能夠對該兩個凸輪軸的相對旋轉相位進行控制，從而在維持良好的裝載性的情況下，即使在由擺動凸輪開閉的一個內燃機氣門的工作角變化的情況下，也能夠避免在其與其他內燃機氣門的開閉時期的相對關系方面產生不良狀況。


圖1是表示本發(fā)明的內燃機的可變氣門裝置的第一實施方式，是與拆下內燃機的氣缸蓋罩的狀態(tài)相當?shù)母┮晥D；圖2是表示第一實施方式的小升程控制時的圖1的A-A線剖視圖；圖3是表示第一實施方式的大升程控制時的圖1的A-A線剖視圖；圖4是第一實施方式的排氣側凸輪軸的主要部分的剖視圖；圖5是表不第一實施方式的相位控制機構的橫截面的圖1的B-B線剖視圖；圖6是表不第一實施方式的偏心驅動凸輪的橫截面的圖4的C-C線剖視圖；圖7是第一實施方式中的控制到中間相位的旋轉凸輪的橫截面的圖4的D-D線剖視圖8是第一實施方式中的圖4的D-D線剖視圖，圖8 Ca)是滯后角控制時的旋轉凸輪的橫截面圖，圖8 (b)是提前角控制時的旋轉凸輪的橫截面圖；圖9是表示第一實施方式的進氣門、排氣門的氣門升程特性的曲線圖；圖10表示本發(fā)明的第一實施方式的變形例，是與圖7相當?shù)钠室晥D；圖11表示本發(fā)明的第二實施方式，圖11 Ca)是表示滯后角控制時的旋轉凸輪的橫截面的與圖8相當?shù)膱D，圖11 (b)是表示提前角控制時的旋轉凸輪的橫截面的與圖8相當?shù)膱D；圖12是表示本發(fā)明的第三實施方式的與圖1相當?shù)膱D；圖13是表示第三實施方式的進氣門、排氣門的氣門升程特性的曲線圖；圖14是本發(fā)明的第四實施方式的主要部分的剖視圖；圖15是表示第四實施方式的第一進氣閥的非升程狀態(tài)的圖14的E-E線剖視圖；圖16是第四實施方式的圖14的E-E線剖視圖，圖16 (a)是表示小升程控制時的圖，圖16(b)是表不大升程控制時的圖；圖17是對第四實施方式的進氣門、排氣門的氣門升程特性的曲線圖。附圖標記說明3:排氣門10:排氣側凸輪軸11:旋轉凸輪12:偏心驅動凸輪13:外軸(第一凸輪軸)14:內軸(第二凸輪軸)21:擺動凸輪22:搖臂31:控制軸32:控制凸輪33:促動器40:相位控制機構
具體實施例方式以下，根據(jù)附圖對本發(fā)明的內燃機的可變氣門裝置的各實施方式進行詳細說明。需要說明的是，該各實施方式將本發(fā)明應用于每個氣缸具備兩個進氣門、排氣門的機動車用內燃機。即，如圖1-圖3所示，該可變氣門裝置具備:相當于進氣側凸輪軸的控制軸31、形成后述的兩重結構的排氣側凸輪軸10、傳動機構20、作為工作角可變機構的控制機構30，所述控制軸31及所述排氣側凸輪軸10在氣缸蓋I的上部兩側沿內燃機前后方向并列配置，所述傳動機構20將一體地設于所述排氣側凸輪軸10 (后述的外軸13)的偏心驅動凸輪12的旋轉運動轉換為直線運動，并向支承于控制軸31的擺動凸輪21傳遞，所述控制機構30控制所述控制軸31的旋轉位置，改變擺動凸輪21相對于設于進氣門2正上方的進氣門挺桿2a的滑動接觸位置，從而對進氣門2的氣門升程(工作角)特性進行可變控制。
所述排氣側凸輪軸10 (后述的外軸13)作為驅動軸而起作用，旋轉自如地支承在利用螺栓7固定于氣缸蓋I上端部的托架6，并且隨著經(jīng)由帶輪4以及正時皮帶5傳遞到的內燃機曲軸的旋轉而旋轉，所述帶輪4設于排氣側凸輪軸10的前端部，所述正時皮帶5卷繞于所述帶輪4。在該排氣側凸輪軸10(后述的內軸14)，在與各排氣門3、3對應的軸向位置，一體地設有使該各排氣門3、3進行開啟動作的旋轉凸輪11、11各一對，并且，在與這些各對旋轉凸輪11、11的側部鄰接的氣缸之間的位置，相對于該旋轉凸輪11、11形成為偏心形狀的所述偏心驅動凸輪12與后述的外軸13設置成一體。所述各旋轉凸輪11、11為一般的雨滴形狀并分別形成為同一凸輪輪廓，被配設為使各外周面與設于排氣門3、3上部的排氣側氣門挺桿3a、3a的上表面滑動接觸，并且，所述偏心驅動凸輪12以軸心Q僅從排氣側凸輪軸10的軸心P偏離規(guī)定量α的方式構成,并被配置在相鄰的氣缸之間且相對于各排氣側氣門挺桿3a、3a沿軸向偏離的位置。所述控制軸31形成后述的控制機構30的一部分，是用于調整該控制機構30的控制量的部件，所述控制軸31經(jīng)由配設在氣缸蓋I上的托架8而旋轉自如地被支承，在與各進氣門2、2對應的軸向位置，擺動自如地支承有使該各進氣閥2、2進行開啟動作的擺動凸輪21、21各一對。所述一對擺動凸輪21、21分別與所述雨滴形狀的旋轉凸輪的形狀不同，S卩，形成為在各外周的大致半周部位分別設有由捎帶圓形的同一輪廓構成的凸輪面21a、21a，并被配設為使該各凸輪面21a、21a與設于進氣門2、2上部的進氣側氣門挺桿2a、2a的上表面滑動接觸。具體地說，被設定為，設于所述一對擺動凸輪21、21的基端部的基圓面21b的規(guī)定范圍為基圓區(qū)間，從該基圓區(qū)間到凸輪面21a的規(guī)定范圍為斜坡區(qū)間，從該斜坡區(qū)間到前端部(凸輪尖端部)21c的規(guī)定范圍為升程區(qū)間。這一對擺動凸輪21、21分別經(jīng)由筒狀的基端部21d、21d連結為一體，該連結部附近是外徑稍大的滑動軸，除了內燃機的前端側以外，在與托架8的內周部之間形成軸承。另外，該基端部21d、21d在內周部設有支承孔21e、21e，并且外周部經(jīng)由配設在氣 缸蓋I上的托架8而旋轉自如地被支承，控制軸31旋轉自如地穿過該支承孔2Ie、2Ie。所述傳動機構20由一體地設于排氣側凸輪軸10 (后述的外軸13)的所述偏心驅動凸輪12、經(jīng)由后述的控制凸輪32擺動自如地支承于控制軸31的搖臂22、將該搖臂22的一端部與偏心驅動凸輪12聯(lián)動的連桿臂23和將搖臂22的另一端部與一個擺動凸輪21的凸輪尖端部21c聯(lián)動的連桿24構成。所述搖臂22大致形成為三角形狀，經(jīng)由設于其中央基部的凸輪通孔22a而擺動自如地支承于控制凸輪32。另外，在該搖臂22的一端部22b，貫通形成有壓入銷25的銷通孔，所述銷25用于連結該搖臂22的一端部22b和連桿臂23，而在另一端部22c，貫通形成有壓入銷26的銷通孔，所述銷26用于連結該端部22c和連桿24。所述連桿臂23沿內燃機寬度方向形成為直線狀，并配設為橫跨所述兩個軸10、31，作為一端部的直徑大的基部23a與偏心驅動凸輪12卡合，另一方面，作為從所述基部23a延伸設置的另一端部的直徑小的突出端23b經(jīng)由銷25與搖臂22的一端部22b連結。所述連桿24形成為短直線狀，在圓形的各端部24a、24b分別貫通形成有銷通孔。一端部24a經(jīng)由銷26轉動自如地與搖臂22的另一端部22c連結，另一方面，另一端部24b經(jīng)由銷27轉動自如地與擺動凸輪21的凸輪尖端部21c連結。
所述控制機構30是由控制軸31和固定于該控制軸31的作為控制部件的控制凸輪32構成的機構，控制凸輪32以使其軸心S僅從控制軸31的軸心R偏離規(guī)定量β的方式構成，利用配設于氣缸蓋I前端部的促動器33，控制該控制軸31在規(guī)定角度的范圍內轉動。即，在各進氣門2、2的升程量小(設定為小工作角)的情況下，如圖2所示，控制控制軸31轉動，以使控制凸輪32的厚壁部32a位于上側，另一方面，在各進氣門2、2的升程量大(設定為大工作角)的情況下，如圖3所示，控制控制軸31轉動，以使控制凸輪32的厚壁部32a位于下側。另外，所述促動器33是基于來自未圖示的電子控制單元的控制信號而被驅動控制的部件，所述電子控制單元判斷內燃機的運轉狀態(tài)，在內燃機起動時，各進氣門2、2被控制為變成中間升程量L2 (中間工作角D2)(參照圖9)。在此，本實施方式的可變氣門裝置構成為，如圖1及圖4所示，所述排氣側凸輪軸10被設置為能夠與所述帶輪4 一體旋轉，并且形成為由被傳遞所述曲軸的旋轉的中空狀的外軸13 (相當于本發(fā)明的第一凸輪軸)和重合配置于該外軸13的內周側的實心狀的內軸14 (相當于本發(fā)明的第二凸輪軸)構成的兩重結構，該外軸13和內軸14能夠相對旋轉。這兩個軸13、14構成為，利用相位控制機構40相對旋轉，所述相位控制機構40在排氣側凸輪軸10的后端部，安裝在這兩個軸13、14間(參照圖5)。另外，所述相位控制機構40為公知的葉片式氣門正時變更裝置，如圖5所示，主要由能夠一體旋轉地固定在外軸13的后端部的大致呈圓筒狀的殼體41和能夠一體旋轉地固定在內軸14后端部且轉動自如地收納在所述殼體41內的葉片轉子42構成。S卩，通過對由三個制動蹄41a和三個葉片42b分隔成的滯后角側油室Pr及提前角側油室Pa進行給排油壓，來改變葉片轉子42相對于殼體41的相對相位，由此，改變內軸14相對于外軸13的相對相位，所述三個制動蹄41a突出設置在所述殼體41的內周側并與所述葉片轉子42的環(huán)狀基部42a的外周面滑動接觸，所述三個葉片42b突出設置在葉片轉子42的外周側并與所述各制動蹄41a對應。此時，經(jīng)由未圖示的控制閥等對所述兩個油室Pr、Pa進行上述油壓給排控制。并且，通過在所述各葉片42b中的一個設置由卡合孔43a和鎖止銷43b構成的公知的鎖止機構43，能夠在將內軸14相對于外軸13保持在中間相位的狀態(tài)下使所述兩個軸13、14同步旋轉，所述卡合孔43a設于該葉片42b，所述鎖止銷43b在該葉片42b的側部被未圖示的彈簧彈性支承，隨著與所述卡合孔43a的吻合與述卡合孔43a卡合,從而限制葉片轉子42的自由轉動。即，在本實施方式中，當內燃機的停止條件齊備時，控制葉片轉子42使其變?yōu)樗鲋虚g相位，并且在到達該相位時釋放作用于鎖止銷43b的油壓，利用所述彈力使鎖止銷43b與卡合孔43a卡合，由此限制葉片轉子42的相對轉動。另 外，如圖6所示，所述偏心驅動凸輪12與外軸13 —體形成，以該外軸13 (排氣側凸輪軸10)的軸心P為中心，貫通形成有供內軸14穿過的內軸通孔21a。如圖7所示，通過這種一體結構，各旋轉凸輪11、11被分割形成為構成基圓區(qū)間的基端側的基圓凸輪凸起部15和主要構成升程區(qū)間的凸輪尖端側的升程凸輪凸起部16，以利用設于其接合面之間的兩個圓弧面15a、16a夾持外軸13的方式進行外嵌地固定，橫跨這兩個凸輪凸起部15、16和所述兩個軸13、14插入聯(lián)結銷17，從而使內軸14和各旋轉凸輪11、11能夠一體旋轉。具體地說，在所述基圓凸輪凸起部15的圓弧面15a的周向中間位置，沿徑向貫通形成有內徑設定得比聯(lián)結銷17的外徑稍小的、用于卡合該聯(lián)結銷17的銷卡合孔15b，并且，在所述升程凸輪凸起部16的圓弧面16a的周向中間位置，朝向凸輪尖端部也插入設置有內徑設定得比聯(lián)結銷17的外徑稍小的、用于卡合該聯(lián)結銷17的銷卡合孔16b，從而通過橫跨該兩個卡合孔15b、16b將聯(lián)結銷17壓入所述兩個凸輪凸起部15、16，連結所述兩個凸輪凸起部15、16而構成旋轉凸輪11。另外，當插入上述聯(lián)結銷17時，在所述內軸14沿徑向貫通形成有供聯(lián)結銷17插入的銷通孔14a。并且，該銷通孔14a構成為，將其內徑設定得比聯(lián)結銷17的外徑稍小，并且在壓入狀態(tài)下插入該聯(lián)結銷17，由此，謀求提高該聯(lián)結銷17的支承剛性。另外，當將聯(lián)結銷17插入該內軸14時，可以是在該聯(lián)結銷17與銷通孔14a之間存在少許徑向間隙的間隙配合，在該情況下，在內軸14與聯(lián)結銷17之間會產生少許松動，因此即使在外軸13與內軸14之間產生軸心偏差的情況下，也能夠通過所述徑向間隙吸收該軸心偏差，有助于謀求裝置的流暢動作。另一方面，在所述外軸13對置地設置有面對所述銷通孔14a的兩端開口的一對沿著周向的長孔狀的銷插入槽13a、13a，從而能夠使所述外軸13相對于內軸14僅能夠相對旋轉規(guī)定量。即，在這些各銷通孔13a、13a的周向寬度內允許內軸14相對于該外軸13的相對旋轉，且通過使聯(lián)結銷17與該各銷通孔13a、13a的端部抵接來限制內軸14相對于該外軸13的相對旋轉。以下對本實施方式的特殊作用效果進行說明。即，如圖2及圖3所示，隨著所述排氣側凸輪軸10 (外軸13)的旋轉而旋轉的偏心驅動凸輪12的旋轉運動被轉換為連桿臂23的直線運動，利用該連桿臂23的直線運動使搖臂22擺動，并經(jīng)由連桿24使擺 動凸輪21擺動，從而使各進氣門2、2進行開閉動作。此時，對于這些各進氣門2、2而言，如圖9所示，氣門升程特性會根據(jù)內燃機的運轉狀態(tài)而通過控制機構30發(fā)生變化，但首先，在內燃機起動時，如上所述，被控制為中間升程量L2。另一方面，對于所述各排氣門3、3而言，由于不具有所述那樣的控制機構30而由通常的旋轉凸輪驅動，因此，如圖9所示，隨著排氣側凸輪軸10的旋轉而變?yōu)榕c各旋轉凸輪11、11的凸輪輪廓對應的同一固定的氣門升程特性。另外，在內燃機起動時，如上所述，相位控制機構40的相位保持在中間相位(參照圖7)，各排氣門3、3的升程曲線(開閉正時)固定在中間相位T2。因此，在內燃機起動時，變?yōu)閳D9所示的中間升程L2，幾乎沒有氣門重疊，并且各進氣門2、2的關閉時期變?yōu)橄轮裹c附近，因此能夠在減少殘留氣體的同時提高有效壓縮比，并且也能夠通過提高這種充氣效率來謀求增大扭矩，其結果是，能夠實現(xiàn)良好的起動性。

接著，在內燃機起動后，如果轉變?yōu)榈托D低負載運轉狀態(tài)，則如圖2所示，利用促動器33控制控制軸31轉動，以使控制凸輪32的厚壁部32a位于上側，從而向上方提升，以使搖臂22、連桿24以及擺動凸輪21都向順時針方向轉動。其結果是，擺動凸輪21相對于各進氣側氣門挺桿2a、2a的抵接位置靠近基圓面21b，從而變?yōu)檩^小的升程量LI。在此，以往，所述排氣側驅動凸輪是所述那樣的旋轉凸輪，因此，上述升程量自不必說，對于開閉正時而言，也不得已為固定的特性。因此，各排氣門3、3的升程曲線(開閉正時)維持在中間相位T2的狀態(tài)下，該各排氣門3、3的關閉時期變?yōu)樯现裹c附近。于是，各進氣門2、2的開啟時期遲于上止點，因此，從各排氣門3、3的關閉時期到活塞下降使各進氣門2、2開啟的期間之前，變?yōu)檫M、排氣一起關閉的狀態(tài)，即變?yōu)樨摰臍忾T重疊期間，因為隨著該活塞的下降使氣缸內負壓增大，所以導致泵氣損失增大，其結果是，存在增加耗油量的問題。因此，在本實施方式中，在處于所述小升程LI的低旋轉低負載運轉時，向滯后角側油室Pr供給油壓，使內軸14相對于外軸13向滯后角側相對轉動，從而控制各排氣門3、3的開閉正時，使其變?yōu)闇蠼窍辔籘l。于是，通過這種滯后角控制，能夠縮小從各排氣門3、3關閉到各進氣門2、2開啟的期間(負的氣門重疊期間)TL，因此，抑制所述氣缸內負壓的產生，從而能夠抑制所述泵氣損失增大，其結果是，能夠謀求降低耗油量。另外，通過所述滯后角控制，各排氣門3、3的開啟時期向下止點側推遲，因此可以使活塞產生的膨脹功增加，從這一觀點來看，也有助于降低耗油量。接著，如果提高內燃機轉速而轉變?yōu)楦咝D高負載運轉狀態(tài)，則如圖3所示，利用促動器33控制控制軸31轉動，以使控制凸輪32的厚壁部32a位于下側，從而向下方下拉，以使搖臂22、連桿24以及擺動凸輪21都向逆時針方向轉動。其結果是，擺動凸輪21相對于各進氣側氣門挺桿2a、2a的抵接位置靠近凸輪尖端部21c，從而變?yōu)檩^大的升程量L3。在此，在所述排氣側驅動凸輪為現(xiàn)有的旋轉凸輪的情況下，如上所述，各排氣門3、3的開閉正時保持在中間相位T2，因此，各排氣門3、3的關閉時期和各進氣門2、2的開啟時期之間的氣門重疊OL變大。因此，存在如下問題:排出氣體被大量吸入氣缸內，使殘留氣體增多，相應地降低新氣體的充氣效率，不能產生所希望的高旋轉扭矩。因此，在本實施方式中，在變?yōu)樗龃笊蘈3的高旋轉高負載運轉時，與所述低旋轉低負載運轉相反，向提前角側油室Pa供給油壓，使內軸14相對于外軸13向提前角側相對轉動，從而控制各排 氣門3、3的開閉正時，使其變?yōu)樘崆敖窍辔籘3。于是，通過這種提前角控制，能夠使各排氣門3、3和各進氣門2，2之間的所述氣門重疊OL變小，從而能夠抑制排出氣體吸入上述氣缸內。其結果是，能夠謀求提高新氣體的充氣效率，得到所希望的高旋轉扭矩。另外，通過上述提前角控制，各排氣門3、3的開啟時期也會提前，因此，能夠減少在高旋轉區(qū)域內成為問題的排氣的壓出損失，從這一觀點來看，也有助于產生足夠的所述高旋轉扭矩。如上所述，在本實施方式的可變氣門裝置中，通過使所述排氣側凸輪軸10構成為外軸13和內軸14的兩重結構，并且利用相位控制機構40，能夠控制這兩個軸13、14相對旋轉控制，能夠使各排氣門3、3的開閉正時在Tf T3這個范圍內根據(jù)各進氣門2、2的升程量Lf L3 (工作角Df D3)的變化而變化，從而能夠避免帶來所述不良狀況。由此，對于進氣側而言，也能夠在維持使用設于排氣側凸輪軸10的偏心驅動凸輪12使各進氣門2、2進行開閉動作的特殊結構所帶來的良好的裝載性的狀態(tài)下，謀求與進氣門的工作角匹配的最合適的進氣門2、2、排氣門3、3的開閉時期的相對關系。而且，在本實施方式的情況下，圖2所示的所述小升程LI控制時的連桿臂23的角度Θ I與圖3所示的所述大升程L3控制時的連桿臂23的角度Θ 3的關系為Θ I < Θ 3，因此，隨著升程量的增大，峰值升程時的相位也稍微變化，但是，如上所述，由于各排氣門3、3的開閉正時能夠變化，所以能夠以適當修正的方式對這種相位的變化進行控制。
另外，在圖2、圖3中，在所述偏心驅動凸輪12向順時針方向旋轉時，上述的峰值升程時的相位隨著氣門升程量的增大而稍微向滯后角側變化，另一方面，在向逆時針方向旋轉的情況下，向提前角側稍微變化，但無論在哪種情況下都能夠適當修正。另外，在本實施方式中，所述偏心驅動凸輪12構成為固定于外軸13，該外軸13與內軸14相比位于從曲軸開始的扭矩傳動路徑的上游側且扭轉變形也小，因此，也謀求使經(jīng)由傳動機構20驅動的各進氣門2、2的升程曲線(工作角變化)穩(wěn)定。而且，該偏心驅動凸輪12與剛性較高的外軸13 —體成形，提高其支承剛性，因此，也有助于使經(jīng)由所述傳動機構20驅動的各進氣門2、2的工作角變化更加穩(wěn)定。另外，如圖4所示，在所述偏心驅動凸輪12的軸向兩側，在橫跨軸向范圍U內連續(xù)地形成有避讓部，并且該避讓部的橫截面收納在圖6中以斜線表示的偏心驅動凸輪12的投影面積的范圍內。故而，通過將所述避讓部的軸向范圍U設定得比連桿臂23的厚度大，能夠從軸向插入該連桿臂23，而無需使連桿臂23形成為所述現(xiàn)有公報((日本)特開2002-168105號公報)所公開的兩部分結構。圖10表示 本發(fā)明的內燃機的可變氣門裝置的所述第一實施方式的變形例，當將構成所述偏心驅動凸輪12的基圓凸輪凸起部15和升程凸輪凸起部16連結固定時，還同時采用多個螺栓18進行的聯(lián)結。S卩，在該變形例中，在所述基圓凸輪凸起部15的兩端側，與所述銷卡合孔15b平行地貫通形成有分別供螺栓18插入的一對螺栓插入孔15c、15c。另外，在這些各螺栓插入孔15c、15c的外端部，插入設置有分別收納所述各螺栓18、18的頭部18a、18a的锪孔部15d、15d，由此，能夠在利用所述各螺栓18、18連結并固定所述兩個凸輪凸起部15、16時，避免該各螺栓18、18向偏心驅動凸輪12的外周側突出而與其它結構部件等干涉等不良狀況。另外，對于所述升程凸輪凸起部16而言，也同樣以與各螺栓插入孔15c、15c相對的方式，在其兩端部外周側設有與各螺栓18、18螺合的內螺紋部16c、16c，通過使插入各螺栓插入孔15c、15c的螺栓18、18螺紋安裝于各內螺紋部16c、16c，使所述兩個凸輪凸起部15,16聯(lián)結。這樣，在本實施方式中，通過在所述兩個凸輪凸起部15、16的連結固定時同時采用多個螺栓18進行的聯(lián)結，提高該兩個凸輪凸起部15、16的連結強度，并提高各旋轉凸輪
11、11的支承剛性，換句話說，提高兩個凸輪凸起部15、16的緊密結合性，其結果是，使各圓弧面15a、16a的精度提高，有助于該各凸輪凸起部15、16的相對于外軸13的流暢轉動(滑動)。圖11(a)、(b)表示本發(fā)明的內燃機的可變氣門裝置的第二實施方式，其將所述第一實施方式中的偏心驅動凸輪12與外軸13分體地形成，并將旋轉凸輪11、11形成為一體(一個零件)結構。S卩，在本實施方式中，通過將所述偏心驅動凸輪12與外軸13分體構成，能夠將各旋轉凸輪11、11從排氣側凸輪軸10的一端側插入并固定，因此，不是所述第一實施方式中說明的那種由兩個凸輪凸起部15、16構成的兩個零件的結構，而采用整體一體形成的一個零件的結構。由此，提高各旋轉凸輪11、11的強度。另外，在本實施方式中，為了能夠使內軸14與各旋轉凸輪11、11一體旋轉，與所述第一實施方式相同，以橫跨所述兩個軸13、14的方式插入聯(lián)結銷17。
并且，該實施方式構成為如下結構:設于所述外軸13的兩個銷插入槽13a、13a的周向長度分別被設定為使所述兩個銷插入槽13a、13a以規(guī)定角度Y敞開的周向長度，所述規(guī)定角度Y比所述兩個軸13、14相對旋轉時聯(lián)結銷17相對于外軸13的相對旋轉角X (相位控制機構40的相位變化角)大，即便在例如由于超調等使各葉片42b撞擊各制動蹄41a時，即，在兩個軸13、14最大幅度地相對轉動時，也在聯(lián)結銷17與各銷插入槽13a、13a之間形成少許間隙C，使聯(lián)結銷17不與各銷插入槽13a、13a的端部抵接。由此，有助于確保該聯(lián)結銷17和各銷插入槽13a、13a的強度，并且也防止產生上述部件的撞擊聲。另外，在該實施方式中，所述內軸14大體形成為中空狀，并在軸向內部設有一連續(xù)的油道14b。由此，在該油道14b內流動的油經(jīng)由聯(lián)結銷17和銷通孔14a之間的微小間隙流出，潤滑內外軸13、14的滑動以及外軸13與各旋轉凸輪11、11之間的滑動。如上所述，在本實施方式中，通過使各旋轉凸輪11、11構成為一個零件的結構，能夠提高該各旋轉凸輪11、11的強度及支承剛性。由此，得到各旋轉凸輪11、11的更流暢的動作，并且有助于使由該各旋轉凸輪11、11驅動的各排氣門3、3的升程曲線更加穩(wěn)定。圖12及圖13表示本發(fā)明的內燃機的可變氣門裝置的第三實施方式，對于所述第一實施方式的可變氣門裝置而言，進一步在所述排氣側凸輪軸10的另一端側也設置相位控制機構44。S卩，在本實施方式中，如圖12所示，在所述帶輪4與排氣側凸輪軸10之間也安裝有與所述相位控制機構40相同結構的第二相位控制機構44，從而能夠控制該帶輪4和外軸13相對旋轉，由此，對于外軸13相對于所述曲軸的相對旋轉相位而言，具體如圖13所示，對于進氣門2、2、排氣門3、3的開閉正時而言，能夠利用該第二相位控制機構44在規(guī)定相位Tx的范圍內進行改變。通過形成為這種結構，根據(jù)本實施方式，如圖13所示，能夠與所述第一實施方式相同地抑制各排氣門3、3和各進氣門2、2的氣門重疊，并且，通過使各進氣門2、2的關閉時期相比于所述第一實施方式更提前，也能夠充分降低泵氣損失，有助于進一步降低耗油量。另外，此時，也考慮到了由于所述第二相位控制機構44的提前角控制使各排氣門3、3的開啟時期也提前而導致氣缸內的膨脹功降低，但由于各排氣門3、3的開啟時期在下止點附近，因此，可以說由提前所引起的膨脹比的降低十分微小，對耗油量的影響也比較小。因此，整體看來，各進氣門2、2關閉時期的提前所產生的耗油量降低效果方面處于上風，謀求如上所述的耗油量的降低。圖14 圖17表示本發(fā)明的內燃機的可變氣門裝置的第四實施方式，其改變所述第一實施方式的可變氣門裝置的結構，各進氣門51、52的驅動軸不是由所述排氣側凸輪軸10，而是由作為獨立的軸的進氣側凸輪軸50構成，并且在該進氣側凸輪軸50與控制軸31之間安裝有所述傳動機構20。另外，具有與所述第一實施方式相同的結構的部件用相同的附圖標記表示并省略具體說明。另外，在圖14中，將所述工作角可變機構簡稱為VEL，并將所述相位控制機構簡稱為VTC。

具體來說，在本實施方式中，如圖14所示，作為用于驅動各進氣門51、52的進氣側驅動軸的進氣側凸輪軸50沿著氣缸蓋I的內燃機前后方向配設，并經(jīng)由設于該氣缸蓋I的上部的軸承9而被旋轉自如地支承，來自未圖示的曲軸的旋轉經(jīng)由未圖示的正時皮帶等向其軸向的一端部傳遞。
在該進氣側凸輪軸50中的、與作為同一氣缸中的一個進氣門的第一進氣門51對應的軸向位置，如后文所述，轉動自如地支承有經(jīng)由連桿24與搖臂22聯(lián)動的擺動凸輪21，并且，在與作為另一個進氣門的第二進氣門52對應的軸向位置，固定有與所述第一實施方式相同的旋轉凸輪11。另外，在該進氣門側凸輪軸50(后述的外軸13)，以接近相對于所述擺動凸輪21遠離旋轉凸輪11的一側的方式，經(jīng)由驅動軸通孔12a能夠一體旋轉地壓入并固定有偏心驅動凸輪12 (參照圖15)，所述偏心驅動凸輪12具有相對于進氣門側凸輪軸50的軸心m僅偏離規(guī)定量Y的軸心n，所述驅動軸通孔12a沿著偏心驅動凸輪12的軸向(厚度方向)貫通形成。在構成所述控制機構30的控制軸31，如圖14及圖15所示，固定有偏心狀的控制凸輪32，并且在該控制凸輪32中偏心形成的直徑大的凸輪本體32a的外周，轉動自如地支承有構成傳動機構20的一部分的搖臂22。利用促動器33控制該控制軸31轉動，利用基于各種傳感器檢測到的內燃機的轉速、負載、油溫或水溫等信息而輸出的來自電子控制單元60的各種控制信號驅動并控制該促動器33。所述傳動機構20主要由配置在進氣側凸輪軸50 (擺動凸輪21)上方的搖臂22、將該搖臂22的一端部22b與偏心驅動凸輪12聯(lián)動的連桿臂23、將所述搖臂22的另一端部22c與擺動凸輪21聯(lián)動的連桿24構成。所述搖臂22經(jīng)由設于其中央基部的凸輪通孔22a擺動自如地支承于控制凸輪32，其一端部22b經(jīng)由銷25與連桿臂23的后述突出端23b相對轉動自如地連結，并且其另一端部22c經(jīng)由銷26與連桿24的一端部相對轉動自如地連結。所述連桿臂23具有直徑較大的圓環(huán)狀的基部23a和突出設置在該基部23a的外周側的突出部23b，在所述基部23a的中央位置貫通形成有嵌合孔23c，該嵌合孔23c轉動自如地外嵌于偏心形成于偏心驅動凸輪12的直徑大的凸輪本體12b。另外，在所述突出部23b貫通形成有供所述銷25旋轉 自如地插入的銷通孔23d。所述連桿24為彎折形成為 < 形的部件，其一端部經(jīng)由銷26轉動自如地連結于搖臂22的另一端部22c，另一方面，其另一端部經(jīng)由銷27轉動自如地連結于擺動凸輪21的凸輪尖％5部21c。在此，對于這種可變氣門裝置而言，在本實施方式中，如圖14所示，所述進氣側凸輪軸50通過由中空狀的外軸13 (相當于本發(fā)明的第一凸輪軸)和實心狀的內軸14 (相當于本發(fā)明的第二凸輪軸)構成的兩重結構構成能夠相對旋轉的結構，并通過安裝在這兩個軸13、14之間的與所述第一實施方式相同的相位控制機構40 (參照圖5)進行相對旋轉，所述外軸13被傳遞來自所述曲軸的旋轉，所述內軸14與該外軸13的內周側重合地配置。另夕卜，本實施方式中使用的該相位控制機構40構成為，在內燃機停止時在最滯后角位置鎖定葉片轉子42。與所述第一實施方式或者第二實施方式相同，用于驅動所述第二進氣門52的旋轉凸輪11由一個零件或者兩個零件構成，經(jīng)由聯(lián)結銷17與內軸14能夠一體旋轉地并與外軸13能夠相對轉動地構成(參照圖8 (a)、圖8 (b)或者圖11 (a)、圖11 (b))。以下對本實施方式的特殊作用效果進行說明。首先，在該可變氣門裝置中，例如如圖15所示，隨著所述進氣側凸輪軸50的外軸13的旋轉而旋轉的偏心驅動凸輪12的旋轉運動轉換為連桿臂23的直線運動，利用該連桿臂23的直線運動使搖臂22擺動，經(jīng)由連桿24使擺動凸輪21擺動，從而使第一進氣門51進行開閉動作，并且隨著所述進氣側凸輪軸50的內軸14的旋轉使旋轉凸輪11旋轉，從而使第二進氣門52進行開閉動作，但是，對于第一進氣門51而言，如圖17所示，氣門升程特性根據(jù)內燃機運轉狀態(tài)利用控制機構30進行改變。具體地說，如上所述，在本實施方式中，在內燃機起動時，控制第一進氣門51，使其在最滯后角位置(滯后角相位Tl)變?yōu)橹虚g工作角D2 (中間升程量L2)。第二進氣門52的固定升程量也是相同的中間升程量L2，滯后角相位也變?yōu)橄嗤淖顪蠼窍辔籘l。S卩，第一進氣門51和第二進氣門52具有大致相同的特性。因此，進氣側的兩個氣門51、52幾乎不會同時發(fā)生氣門重疊，并且這兩個氣門51、52的關閉時期也都變?yōu)橄轮裹c附近。因此，與所述第一實施方式相同，能夠減少殘留氣體并提高有效壓縮比，并且，也能夠通過提高充氣效率來謀求扭矩的增大，其結果是，能夠實現(xiàn)良好的起動性。接著，內燃機起動后，當轉變?yōu)榈托D低負載運轉狀態(tài)時，為了通過使進氣門開啟時期早于下止點而謀求降低泵氣損失，如圖16 (a)所示，利用促動器33轉動控制軸31，以使控制凸輪32的厚壁部32a位于上側，從而使整個搖臂22相對于進氣側凸輪軸50被向上方提升，其結果是，第一進氣門51控制在較小的工作角Dl (升程量LI)。由此，對于所述第一進氣門51而言，雖然設想了作為上述目的的降低泵氣損失的效果，但是對于第二進氣門52而言，由于不能進行這種氣門升程特性的改變，因此其關閉時期維持在下止點附近。其結果是，實際上，進行進氣直到該下止點附近，未充分地達到作為上述目的的降低泵氣損失的效果。因此，在本實施方式中，在變?yōu)樗鲂∩蘈I的低旋轉低負載運轉時，使內軸14相對于外軸13向提前角側相對轉動，以使第二進氣門52的升程曲線變?yōu)橹虚g相位T2，從而能夠將上述第二進氣門52的關閉時期提前，將該第二進氣門52的關閉時期與第一進氣門51的關閉時期設定為同一時期。由此，能夠充分地減少上述泵氣損失，其結果是，得到充分的耗油量降低效果?！ぴ诖嘶A上，通過如上所述地對該第二進氣門52的開閉正時進行提前角控制，該第二進氣門52的開啟時期也提前，因此，氣門重疊OL增大且內部EGR增加，擔心低負載運轉時的燃燒變差。然而，對于該情況而言，由于進氣側的兩個氣門51、52的開啟時期不同，因此產生進氣渦流，通過其攪拌效果改善由上述的內部EGR引起的燃燒變差。因此，也能夠謀求泵氣損失的進一步降低，并且通過增加內部EGR來提高混合氣的比熱比，從而能夠謀求耗油量的進一步降低。另外，當內燃機轉速上升而該內燃機運轉狀態(tài)變?yōu)楦咝D高負載時，為了通過縮短內燃機的一個循環(huán)時間而提高充氣效率，如圖16(b)所示，利用促動器33轉動控制軸31，以使控制凸輪32的厚壁部32a位于下側，從而使整個搖臂22相對于進氣側凸輪軸50被向下方壓下，其結果是，第一進氣門51控制在較大的工作角D3 (升程量L3)。然而，在該情況下，所述兩個進氣門51、52的開啟時期大不相同，因此進氣渦流效果明顯，從進氣初期開始就產生渦流，從而降低向氣缸內進氣的效率，不能謀求作為上述目的的充氣效率的提聞。因此，在本實施方式中，在變?yōu)樗龃笊蘈3的高旋轉高負載運轉時，使內軸14相對于外軸13進一步向提前角側相對轉動，以使第二進氣門52的升程曲線變?yōu)樘崆敖窍辔籘3，從而能夠將上述第二進氣門52的開啟時期進一步提前，使該第二進氣門52的開啟時期接近第一進氣門51的開啟時期。由此，能夠抑制上述進氣初期的渦流效果，并抑制充氣效率的降低，其結果是，能夠產生高輸出、高扭矩。從上述可知，在具有本實施方式那樣的結構的可變氣門裝置中，也使所述進氣側凸輪軸50形成為外軸13和內軸14的兩重結構，并構成為能夠利用相位控制機構40對這兩個軸13、14進行相對旋轉控制，從而能夠使第二進氣門52的開閉正時Tf T3根據(jù)第一進氣門51的工作角Df D3的變化而變化，避免帶來如上所述的各種不良狀況，其結果是，有助于將進氣側的兩個氣門51、52的開閉時期最優(yōu)化。在此，如果假設本實施方式的進氣側凸輪軸50未采用兩重結構的情況，則需要將第一凸輪軸(外軸13)和第二凸輪軸(內軸14)沿寬度方向或者高度方向間隔地設置，因此擴大內燃機寬度方向或者高度方向的尺寸，使內燃機向車輛的裝載性變差。相對于此，在本實施方式中，上述第一、第二凸輪軸構成為同軸的兩重結構，因此相對地縮小內燃機寬度方向或者高度方向，而且與所述第一實施方式相同，謀求提高向車輛的裝載性。本發(fā)明不限于所述各實施方式的結構等，在不脫離其主旨的范圍內，可以為任何結構和構造。因此，例如對于所述控制機構30而言，并不限于所述各實施方式中公開的“轉動控制軸31以使擺動凸輪21的姿態(tài)變化的結構”，例如也可以是(日本)特開2011-174416號公報所記載的“通過使控制軸沿軸向移動而使擺動凸輪的姿態(tài)變化的結構”。另外，例舉“偏心狀的驅動凸輪”對上述構成工作角可變機構的驅動凸輪進行了說明，但也可以是例如(日本)特開昭55-137305號公報中記載的“雞蛋形的驅動凸輪”。并且，對于所述旋轉凸輪11和內軸14的相對旋轉限制機構(能夠一體旋轉機構)，不僅可以是“利用所述聯(lián)結銷17限制的相對旋轉限制機構”，也可以是例如SAE-860537號論文所記載的“向內軸的內部插入六角軸而利用該六角軸限制旋轉凸輪的相對旋轉限制機構”。另外，在所述實 施方式中表示了來自曲軸的旋轉經(jīng)帶輪傳遞到外軸13的結構，但也可以是傳遞到內軸14的結構。在該情況下，旋轉凸輪11和偏心驅動凸輪12中固定(限制旋轉)于外軸13的一方構成為能夠利用相位控制機構40改變相位。此外，在所述第一 第三實施方式中，例舉將所述不驅動工作角可變機構的旋轉凸輪11固定于內軸14并構成為能夠利用相位控制機構40進行相位變更的情況進行了說明，但是反過來也可以。即，也可以將驅動工作角可變機構的偏心驅動凸輪12固定于內軸14并構成為能夠利用相位控制機構40進行相位變更。在該結構的情況下，例如在圖9中，能夠在利用工作角可變機構控制為小升程LI的升程曲線的基礎上，進一步利用相位控制機構40使相位提前，從而在使各排氣門3、3的氣門升程特性固定的狀態(tài)下，抑制所述負的氣門重疊期間TL，并且能夠使各進氣門2、2的關閉時期更加提前，進一步降低泵氣損失。另外，在所述第四實施方式中，例舉為了使所述進氣側的兩個氣門51、52的開閉時期最優(yōu)化而在進氣側凸輪軸50設置相位控制機構40的情況進行了說明，但是也可以在具有同樣結構的排氣側曲軸設置所述相位控制機構40。例如，在利用所述工作角可變機構的偏心驅動凸輪驅動同一氣缸中的一個排氣門，并利用由一定的凸輪輪廓構成的旋轉凸輪驅動另一個排氣門的結構中，也能夠對該旋轉凸輪的相位進行改變。在該結構的情況下，認為例如在所述另一個排氣門的升程曲線結束后，在進氣行程中開始所述一個排氣門的升程曲線。通過如此設定，能夠在進氣行程中經(jīng)由所述一個排氣門充分地吸入殘留氣體，與氣門重疊產生的殘留氣體的吸入相比，具有高精度地吸入大量殘留氣體的優(yōu)點。而且，由于也能夠使所述進氣行程中的排氣門的升程曲線的工作角根據(jù)內燃機運轉狀態(tài)改變，因此，包括柴油內燃機在內，能夠高效地降低NOx并且降低耗油量。以下，對能夠從所述各實施方式把握的記載在權利要求書的發(fā)明之外的技術思想進行說明。(a)在本發(fā)明第一或第二方面所記載的內燃機的可變氣門裝置中，設有連桿臂，其將所述偏心驅動凸輪的旋轉運動轉換為擺動運動并向所述搖臂傳遞。( b )在所述(a)所記載的內燃機的可變氣門裝置中，所述控制軸配置在比氣缸蓋上的進氣門與排氣門的中間位置更靠排氣門側的位置。這樣，由于能夠改變進氣側的氣門升程特性，所以能夠控制例如進氣渦流和泵氣損失等與燃燒直接相關的因素，從而有助于降低耗油量。( c )在所述(a)所記載的內燃機的可變氣門裝置中，

所述控制軸配置在比氣缸蓋上的進氣門與排氣門的中間位置更靠進氣門側的位置。這樣，由于能夠改變排氣側的氣門升程特性，所以具有改善氣體排放等優(yōu)點。(d)在本發(fā)明第一方面所記載的內燃機的可變氣門裝置中，所述旋轉凸輪構成為兩部分，以經(jīng)由少許間隙從兩側夾持的方式安裝于所述第二凸輪軸的外周并利用聯(lián)結銷固定于所述第二凸輪軸。通過該結構，能夠利用簡單的結構容易地將旋轉凸輪安裝并固定于第二凸輪軸。( e )在所述(d)所記載的內燃機的可變氣門裝置中，所述分體構成的旋轉凸輪由螺栓聯(lián)結。通過該結構，能夠更加牢固地固定旋轉凸輪，有助于提高裝置的耐久性等。(f)在所述(d)所記載的內燃機的可變氣門裝置中，所述分體構成的旋轉凸輪由于被壓入所述聯(lián)結銷而連結，并且，所述聯(lián)結銷也壓入所述第二凸輪軸。這樣，不僅是旋轉凸輪，包括第二凸輪軸在內也被壓入聯(lián)結銷，從而有助于提高旋轉凸輪的支承剛性。(g)在所述(d)所記載的內燃機的可變氣門裝置中，所述分體構成的旋轉凸輪由于被壓入所述聯(lián)結銷而連結，并且，所述聯(lián)結銷相對于所述第二凸輪軸存在少許間隙地進行插入。這樣，由于相對于第二凸輪軸存在少許間隙地插入聯(lián)結銷，所以即便在第一凸輪軸與第二凸輪軸之間產生軸心偏差的情況下，該間隙也能夠吸收該軸心偏差，謀求裝置的流暢動作。( h )在所述(d)所記載的內燃機的可變氣門裝置中，所述驅動凸輪與所述第一凸輪軸一體成形。
通過該結構，有助于使由該驅動凸輪驅動的進氣門的升程曲線穩(wěn)定。(i)在本發(fā)明第一 第三方面中任一方面所記載的內燃機的可變氣門裝置中，所述相位控制機構具備:與所述第一凸輪軸同步旋轉的殼體、旋轉自如地收納在所述殼體內并且與所述第二凸輪軸同步旋轉的葉片部件、利用沿所述葉片部件的徑向延伸的葉片在所述殼體的內部分隔成的滯后角側油室以及提前角側油室，通過選擇性地向所述滯后角側油室或者提前角側油室給排油壓，使所述殼體與所述葉片部件的相對轉動位置向滯后角側或者提前角側變化。(j)在本發(fā)明第一方面所記載的內燃機的可變氣門裝置中，在將所述擺動凸輪的擺動量控制得小的情況下，將所述第二凸輪軸的旋轉相位相對于所述第一凸輪軸向滯后角側控制。(k)在本發(fā)明第一方面所記載的內燃機的可變氣門裝置中，在將所述擺動凸輪的擺動量控制得大的情況下，將所述第二凸輪軸的旋轉相位相對于所述第一凸輪軸向提前角側控制。(I)在本發(fā)明第一方面所記載的內燃機的可變氣門裝置中，控制所述第二凸輪軸相對于所述第一凸輪軸的旋轉相位，以使進氣門的開啟時期與排氣門的關閉時期接近。

(m)在本發(fā)明第二方面所記載的內燃機的可變氣門裝置中，所述旋轉凸輪被設置為能夠與所述第一凸輪軸一體旋轉，并且，所述驅動凸輪被設置為能夠與所述第二凸輪軸一體旋轉。(η)在本發(fā)明第一 第三方面中任一方面所記載的內燃機的可變氣門裝置中，設有第二相位控制機構，其控制內燃機與所述第一凸輪軸的相對旋轉相位。由此，能夠實現(xiàn)進、排氣兩氣門的最適當?shù)拈_閉正時。( O )在所述(η )所記載的內燃機的可變氣門裝置中，在將所述擺動凸輪的擺動量控制得小的情況下，將所述第一凸輪軸的旋轉相位相對于所述內燃機的旋轉相位向提前角側控制，并將所述第二凸輪軸的旋轉相位相對于所述第一凸輪軸向滯后角側控制。(P)—種內燃機的可變氣門裝置，所述內燃機的每一個氣缸都具備一對進氣門、排氣門，即第一、第二進氣門以及第一、第二排氣門，所述可變氣門裝置具備:第一凸輪軸，其被傳遞曲軸的旋轉；第二凸輪軸，其被設為使軸心通過所述第一凸輪軸；相位控制機構，其設于所述第一凸輪軸以及所述第二凸輪軸的一端側，控制該兩個凸輪軸的相對旋轉相位；旋轉凸輪，其能夠一體旋轉地設于所述第一凸輪軸或者所述第二凸輪軸中的一個，隨著該一個凸輪軸的旋轉開閉所述第一進氣門或者第一排氣門；驅動凸輪，其能夠一體旋轉地設于所述第一凸輪軸或者所述第二凸輪軸中的另一個；傳動機構，其將所述驅動凸輪的旋轉運動轉換為擺動運動并進行傳遞；
擺動凸輪，其利用從所述傳動機構傳遞到的擺動，開閉同一氣缸中對應的另一個所述第二進氣門或者第二排氣門；控制軸，其擺動自如地支承所述擺動凸輪；控制部件，其一體地設于所述控制軸，基于其工作姿態(tài)的變化對所述傳動機構的擺動量進行控制；促動器，其驅動所述控制軸。這樣，對于旋轉凸輪驅動側而言，使支承該旋轉凸輪的凸輪軸構成為兩重結構并構成為能夠控制該兩個凸輪軸的相對旋轉相位，從而即便在使進、排氣中的同一種氣門中的一個氣門的工作角變化的情況下，也能夠配合該氣門的工作角使另一個氣門的氣門正時改變，有助于使分 別由各凸輪驅動的兩個氣門的氣門正時最適當。
權利要求
1.一種內燃機的可變氣門裝置，其特征在于，具備 第一凸輪軸，其被傳遞曲軸的旋轉； 第二凸輪軸，其插入設于所述第一凸輪軸的軸向孔，并能夠相對旋轉地支承于所述第一凸輪軸； 旋轉凸輪，其能夠一體旋轉地設于所述第二凸輪軸，并隨著該第二凸輪軸的旋轉開閉排氣門; 偏心驅動凸輪，其能夠一體旋轉地設于所述第一凸輪軸； 搖臂，其隨著所述偏心驅動凸輪的旋轉而擺動； 擺動凸輪，其通過被傳遞所述搖臂的擺動來開閉進氣門； 控制軸，其擺動自如地支承所述搖臂和所述擺動凸輪； 控制凸輪，其相對于所述控制軸構成為偏心狀并能夠一體旋轉地設于該控制軸，根據(jù)所述控制軸的旋轉位置改變所述搖臂的工作姿態(tài)，從而改變所述擺動凸輪的擺動量；相位控制機構，其對所述第一凸輪軸和所述第二凸輪軸的相對旋轉相位進行控制； 促動器，其驅動所述控制軸。
2.一種內燃機的可變氣門裝置，其特征在于，具備 第一凸輪軸，其被傳遞曲軸的旋轉； 第二凸輪軸，其插入設于所述第一凸輪軸的軸向孔，并能夠相對旋轉地支承于所述第一凸輪軸； 相位控制機構，其設于所述第一凸輪軸以及所述第二凸輪軸的一端側，并控制該兩個凸輪軸的相對旋轉相位； 旋轉凸輪，其能夠一體旋轉地設于所述第一凸輪軸或者所述第二凸輪軸中的一個凸輪軸，并隨著該一個凸輪軸的旋轉開閉排氣門； 偏心驅動凸輪，其能夠一體旋轉地設于所述第一凸輪軸或者所述第二凸輪軸中的另一個凸輪軸； 搖臂，其隨著所述偏心驅動凸輪的旋轉而擺動； 擺動凸輪，其通過傳遞所述搖臂的擺動來開閉進氣門； 控制軸，其擺動自如地支承所述搖臂和所述擺動凸輪； 控制凸輪，其相對于所述控制軸構成為偏心狀并能夠一體旋轉地設于該控制軸，根據(jù)所述控制軸的旋轉位置改變所述搖臂的工作姿態(tài)，從而改變所述擺動凸輪的擺動量； 促動器，其驅動所述控制軸。
3.一種內燃機的可變氣門裝置，其特征在于，具備 第一凸輪軸，其被傳遞內燃機的旋轉； 第二凸輪軸，其被設為使軸心通過所述第一凸輪軸； 相位控制機構，其設于所述第一凸輪軸以及所述第二凸輪軸的一端側，并控制該兩個凸輪軸的相對旋轉相位； 旋轉凸輪，其能夠一體旋轉地設于所述第一凸輪軸或者所述第二凸輪軸中的一個凸輪軸，并隨著該一個凸輪軸的旋轉來開閉進氣門或者排氣門中的一個； 驅動凸輪，其能夠一體旋轉地設于所述第一凸輪軸或者所述第二凸輪軸中的另一個凸輪軸；傳動機構，其將所述驅動凸輪的旋轉運動轉換為擺動運動并傳遞； 擺動凸輪，其利用從所述傳動機構被傳遞的擺動開閉進氣門或者排氣門的另一個； 控制軸，其擺動自如地支承所述擺動凸輪； 控制部件，其一體地設于所述控制軸，并基于其工作姿態(tài)的變化對所述傳動機構的擺動量進行控制； 促動器，其驅動所述控制軸。
4.根據(jù)權利要求I所述的內燃機的可變氣門裝置，其特征在于， 設有連桿臂，該連桿臂將所述偏心驅動凸輪的旋轉運動轉換為擺動運動并向所述搖臂傳遞。
5.根據(jù)權利要求I所述的內燃機的可變氣門裝置，其特征在于， 所述相位控制機構具備與所述第一凸輪軸同步旋轉的殼體、旋轉自如地收納在所述殼體內并與所述第二凸輪軸同步旋轉的葉片部件、通過沿所述葉片部件的徑向延伸的葉片在所述殼體的內部分隔成的滯后角側油室以及提前角側油室， 通過有選擇性地向所述滯后角側油室或者提前角側油室給排油壓，使所述殼體與所述葉片部件的相對轉動位置向滯后角側或者提前角側變化。
6.根據(jù)權利要求I所述的內燃機的可變氣門裝置，其特征在于， 在將所述擺動凸輪的擺動量控制得小的情況下，將所述第二凸輪軸的旋轉相位相對于所述第一凸輪軸向滯后角側控制。
7.根據(jù)權利要求I所述的內燃機的可變氣門裝置，其特征在于， 在將所述擺動凸輪的擺動量控制得大的情況下，將所述第二凸輪軸的旋轉相位相對于所述第一凸輪軸向提前角側控制。
8.根據(jù)權利要求I所述的內燃機的可變氣門裝置，其特征在于， 控制所述第二凸輪軸相對于所述第一凸輪軸的旋轉相位，以使進氣門的開啟時期與排氣門的關閉時期接近。
9.根據(jù)權利要求2所述的內燃機的可變氣門裝置，其特征在于， 所述旋轉凸輪被設置為能夠與所述第一凸輪軸一體旋轉， 并且，所述驅動凸輪被設置為能夠與所述第二凸輪軸一體旋轉。
10.根據(jù)權利要求I所述的內燃機的可變氣門裝置，其特征在于， 設有第二相位控制機構，其控制內燃機和所述第一凸輪軸的相對旋轉相位。
全文摘要
本發(fā)明提供一種內燃機的可變氣門裝置，其是維持良好的裝載性且使內燃機氣門的開閉時期良好的可變氣門裝置。在所述內燃機的可變氣門裝置中，進氣門、排氣門中的一個由工作角可變機構的擺動凸輪(21)驅動，另一個由旋轉凸輪(11)驅動，其中，將用于驅動所述一個內燃機氣門的凸輪軸(10)構成為由外軸(13)和內軸(14)構成的兩重結構，并且，這兩個軸(13、14)構成為，能夠利用相位控制機構(40)對相對相位進行控制，所述相位控制機構(40)由固定于外軸(13)的圓筒狀的殼體(41)和固定于內軸(14)的葉片轉子(42)構成。
文檔編號F01L13/00GK103256088SQ201310055378
公開日2013年8月21日 申請日期2013年2月21日 優(yōu)先權日2012年2月21日
發(fā)明者中村信 申請人:日立汽車系統(tǒng)株式會社