專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的氣門驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能以不同的驅(qū)動定時開閉地驅(qū)動內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣門或排氣門的內(nèi)燃機(jī)的氣門驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
近年來，開發(fā)了一種根據(jù)發(fā)動機(jī)的負(fù)載狀態(tài)或速度狀態(tài)，以最佳方式切換設(shè)置在往復(fù)運(yùn)動式內(nèi)燃機(jī)(發(fā)動機(jī))中的進(jìn)氣門或排氣門(內(nèi)燃機(jī)氣門)的工作特性即、開閉定時或開放期間的氣門驅(qū)動裝置。
在這種氣門驅(qū)動裝置中，作為切換工作特性的機(jī)構(gòu)的一種，開發(fā)了例如根據(jù)發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，有選擇地使用備有適于發(fā)動機(jī)低速旋轉(zhuǎn)時的凸輪輪廓的低速用凸輪和備有適于發(fā)動機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時的凸輪輪廓的高速用凸輪，使進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)氣門開閉地動作的技術(shù)。
例如，在專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2中，揭示了這樣一種技術(shù)，其備有通過低速用凸輪擺動并驅(qū)動內(nèi)燃機(jī)閥的驅(qū)動搖臂；和借助于具有包含低速用凸輪的凸輪輪廓的高速用凸輪擺動的高速搖臂；及用于切換驅(qū)動搖臂與高速搖臂的連接狀態(tài)及斷開狀態(tài)的連接切換機(jī)構(gòu)。
專利文獻(xiàn)1特開昭63-170513號公報；專利文獻(xiàn)2特開2001-41017號公報。
在以往技術(shù)中，借助于連接切換機(jī)構(gòu)使驅(qū)動搖臂與高速搖臂處于斷開狀態(tài)時，高速搖臂自由地擺動，驅(qū)動搖臂通過低速用凸輪擺動，以對應(yīng)于低速用凸輪的凸輪輪廓的特性，使內(nèi)燃機(jī)氣門動作。
另一方面，當(dāng)借助于連接切換機(jī)構(gòu)使驅(qū)動搖臂與高速搖臂處于連接狀態(tài)時，高速搖臂與驅(qū)動搖臂一體擺動，驅(qū)動搖臂以對應(yīng)于高速用凸輪的凸輪輪廓的特性，使內(nèi)燃機(jī)氣門動作。
在以往的氣門驅(qū)動裝置中，在驅(qū)動搖臂與高速搖臂處于連接狀態(tài)并使內(nèi)燃機(jī)閥動作時，由于高速用凸輪具有包含低速用凸輪的凸輪輪廓，所以，高速用凸輪的提升量大于低速用凸輪的提升量。因此，在低速用凸輪與驅(qū)動搖臂之間產(chǎn)生間隙的狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。
由于驅(qū)動搖臂與高速搖臂始終被偏置于凸輪側(cè)，因此，在該狀態(tài)下，通過連接切換機(jī)構(gòu)使驅(qū)動搖臂與高速搖臂處于斷開狀態(tài)時，例如，由于在最大提升時，驅(qū)動搖臂與低速用凸輪的間隙最大，所以存在驅(qū)動搖臂處于叩擊低速用凸輪的狀態(tài)的可能性。從而，其現(xiàn)狀是必須考慮驅(qū)動搖臂相對于旋轉(zhuǎn)的低速用凸輪的靠接部的結(jié)構(gòu)的剛性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述狀況提出的，其目的是提供一種能使相對于旋轉(zhuǎn)凸輪的搖臂的靠接部的支持部的剛性及阻力為最佳的內(nèi)燃機(jī)的氣門驅(qū)動裝置。
為了完成上述目的，權(quán)利要求1的內(nèi)燃機(jī)的氣門驅(qū)動裝置，其特征為，包括搖臂軸；頂端與第一進(jìn)氣門或第一排氣門連接，可自由擺動地支持在上述搖臂軸上，由第一低提升凸輪驅(qū)動的第一搖臂；設(shè)置有可與上述第一搖臂側(cè)連接的頂端，可自由擺動地支持在上述搖臂軸上，由提升量大于上述第一低提升凸輪的高提升凸輪驅(qū)動的第二搖臂；設(shè)置在上述第一搖臂的基端側(cè)，與凸輪軸的上述第一低提升凸輪靠接的第一滾子從動件；設(shè)置在上述第二搖臂的基端側(cè)，與上述凸輪軸的上述高提升凸輪靠接的第二滾子從動件；及用于切換上述第二搖臂相對于上述第一搖臂的連接狀態(tài)與斷開狀態(tài)的連接切換機(jī)構(gòu)，上述第一滾子從動件作為滑動滾子形成，同時，上述第二滾子從動件作為使用滾針軸承的滾針滾子形成。
因此，以提升量小的第一滾子從動件作為滑動滾子，提高沖擊強(qiáng)度，即使第一滾子從動件以大的力叩擊低提升凸輪，也能通過表面壓力傳遞力，不會產(chǎn)生變形或壓痕，使相對于旋轉(zhuǎn)的低提升凸輪的第一搖臂的靠接部成為考慮了剛性的結(jié)構(gòu)。第二滾子從動件相對于高提升凸輪來說，作為滾針滾子，減少摩擦，是考慮了旋轉(zhuǎn)阻力的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求2的內(nèi)燃機(jī)的氣門驅(qū)動裝置，包括搖臂軸；頂端與第一進(jìn)氣門或第一排氣門連接，可自由擺動地支持在上述搖臂軸上，由第一低提升凸輪驅(qū)動的第一搖臂；頂端與第二進(jìn)氣門或第二排氣門連接，可自由擺動地支持在上述搖臂軸上，由提升量小于上述第一低提升凸輪的第二低提升凸輪驅(qū)動的第三搖臂；設(shè)置有可與上述第一搖臂側(cè)連接的頂端，可自由擺動地支持在上述搖臂軸上，由提升量大于上述第一低提升凸輪的高提升凸輪驅(qū)動的第二搖臂；設(shè)置在上述第一搖臂的基端側(cè)，與凸輪軸的上述第一低提升凸輪靠接的第一滾子從動件；設(shè)置在上述第三搖臂的基端側(cè)，與上述凸輪軸的第二低提升凸輪靠接的第三滾子從動件；設(shè)置在上述第二搖臂的基端側(cè)，與上述凸輪軸的上述高提升凸輪靠接的第二滾子從動件；及用于切換上述第二搖臂相對于上述第一搖臂及第三搖臂的連接狀態(tài)與斷開狀態(tài)的連接切換機(jī)構(gòu)，上述第一滾子從動件與上述第二滾子從動件中的至少上述第二滾子從動件作為使用滾針軸承的滾針滾子形成，上述第三滾子從動件作為滑動滾子形成。
因此，以提升量更小的第三滾子從動件作為滑動滾子結(jié)構(gòu)，提高沖擊強(qiáng)度，即使第三滾子從動件以大的力叩擊第二低提升凸輪，也能通過表面壓力傳遞力，不會產(chǎn)生變形或壓痕，使相對于旋轉(zhuǎn)的低提升側(cè)的凸輪的第三搖臂的靠接部成為對剛性加以考慮的結(jié)構(gòu)，至少第二滾子從動件相對于高提升凸輪來說，作為滾針滾子，減少摩擦，是考慮了旋轉(zhuǎn)阻力的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求3的內(nèi)燃機(jī)的氣門驅(qū)動裝置，按照權(quán)利要求1或2記載的內(nèi)燃機(jī)的氣門驅(qū)動裝置中，其特征在于，上述滑動滾子是雙環(huán)狀滑動滾子。
因此，能提高耐久性，并減少摩擦。
圖1是表示備有本發(fā)明的實(shí)施方式一的例的氣門驅(qū)動裝置的內(nèi)燃機(jī)蓋部的俯視圖。
圖2是圖1的主要部分的放大圖。
圖3是圖2中III-III線的向視圖。
圖4是圖2中IV-IV線的向視圖。
圖5是圖2中V-V線的向視圖。
圖6是活塞支持部的斷面圖。
圖7是從凸輪軸側(cè)面觀察的搖臂的斜視圖。
圖8是從進(jìn)氣門側(cè)觀察的搖臂的斜視圖。
圖9是表示油壓系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)主要部分的斜視圖。
圖10示出了蓄能器的安裝狀況的斷面圖。
圖11是油壓系統(tǒng)的概略回路圖。
符號說明1是氣缸蓋，2、3是搖臂軸，4是凸輪軸，5是第一搖臂，6是第三搖臂，7是第二搖臂，8是氣缸單元，9是第一進(jìn)氣門，10是第一低提升凸輪，11是第二進(jìn)氣門，12是第二低提升凸輪，13是開口部，14是活塞，15是圓柱部，16是切槽，17是回復(fù)彈簧，18是油路，19是通路，20是高提升凸輪，21是第一滾子從動件，22是內(nèi)滾子，23是外滾子，24是第三滾子從動件(滑動滾子)，25、28是滾針軸承，26、29是外滾子，27是第二滾子從動件(滾針滾子)，34是切槽面，35是凸臺部，36是銷，41是油泵，42是油通路，43是油控制閥，44是蓄壓路，45是蓄能器，46是第二過濾器，47是第一過濾器，48是旁通通路，51是本體，52是彈簧，53是活塞，54是彈簧座，55是止動環(huán)，56是陽螺紋部，61是蓋，62是折流板，63是平板。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了本發(fā)明的實(shí)施方式一的例的備有氣門驅(qū)動裝置的內(nèi)燃機(jī)的蓋部的俯視圖，圖2示出了圖1的主要部分的放大狀況，圖3是圖2中III-III線的向視圖，圖4是圖2中IV-IV線的向視圖，圖5是圖2中V-V線的向視圖，圖6示出了活塞支持部的斷面，圖7是從凸輪軸側(cè)面觀察的搖臂的斜視圖，圖8是從進(jìn)氣門側(cè)觀察的搖臂的斜視圖，圖9是表示液壓系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)主要部分的斜視圖，圖10示出了蓄能器的安裝狀況的斷面，圖11示出了液壓系統(tǒng)的概略回路狀況。
如圖1所示，在氣缸蓋1上平行地固定有進(jìn)氣側(cè)的搖臂軸2和排氣側(cè)的搖臂軸3。在搖臂軸2與搖臂軸3之間的氣缸蓋1上，可自由轉(zhuǎn)動地支持有凸輪軸4。圖示的內(nèi)燃機(jī)采用在直列4缸的每個氣缸上分別設(shè)置有兩個進(jìn)氣門與兩個排氣門的結(jié)構(gòu)。
如圖1至圖5所示，在搖臂軸2上分別可自由擺動地支持有與各氣缸對應(yīng)的第一搖臂5與第三搖臂6，在第一搖臂5與第三搖臂6之間的搖臂軸2上，可自由擺動地支持有T字狀的第二搖臂7。在第一搖臂5與第三搖臂6上形成有作為連接切換機(jī)構(gòu)的氣缸單元8，第二搖臂7的T字狀頂端7a、7b可連接到氣缸單元8上。
第一搖臂5的頂端與第一進(jìn)氣門9連接，第一搖臂5的基端由第一低提升凸輪10驅(qū)動。第三搖臂6的頂端與第二進(jìn)氣門11連接，第三搖臂6的基端由提升量小于第一低提升凸輪10的第二低提升凸輪12驅(qū)動。換句話說，第一進(jìn)氣門9與第二進(jìn)氣門11分別以規(guī)定定時并以不同的提升量開閉。另外，第二低提升凸輪12也可以選擇實(shí)質(zhì)上讓第二進(jìn)氣門11處于間歇狀態(tài)的形狀。
如圖3、圖4、圖7及圖8所示，第一搖臂5與第三搖臂6上分別形成有氣缸單元8，在各氣缸單元8上與第二搖臂7的T字狀頂端7a、7b對置地形成有開口部13a、13b，在氣缸單元8上可自由滑動地備有活塞14a、14b，活塞14a、14b具有與氣缸單元8的內(nèi)壁滑動接觸的圓柱部15a、15b，同時，在圓柱部15a、15b的上部形成有連續(xù)地切開開口部13a、13b的切槽16a、16b。
活塞14a、14b被回復(fù)彈簧17a、17b向下方偏置，使切槽16a、16b始終處于面對開口部13a、13b的狀態(tài)(圖4的狀態(tài))。在搖臂2的軸心部分形成油路18，通過后述的油壓供給機(jī)構(gòu)，以規(guī)定的定時將壓力油供給該油路18。供給到油路18中的壓力油，從通路19供給氣缸單元8，通過將壓力油供給氣缸單元8，可使活塞14a、14b克服回復(fù)彈簧17a、17b的彈力上升。通過壓力油的供給所引起的活塞14a、14b的上升，使圓柱部15a、15b處于面對開口部13a、13b的狀態(tài)(圖3的狀態(tài))。
如圖1至圖5所示，第二搖臂7的T字狀頂端7a、7b與開口部13a、13b的內(nèi)部連接，第二搖臂7的基端由高提升凸輪20驅(qū)動。高提升凸輪20具有包含第一低提升凸輪10及第二低提升凸輪12的凸輪輪廓，其提升量大于第一低提升凸輪10及第二低提升凸輪12。
在活塞14a、14b被回復(fù)彈簧17a、17b朝下方偏置施力，使切槽16a、16b處于面對開口部13a、13b的狀態(tài)(不供給壓力油的狀態(tài))下，通過高提升凸輪20驅(qū)動第二搖臂7時，第二搖臂7的T字狀頂端7a、7b與開口部13a、13b內(nèi)的切槽16a、16b對置。因此，在通過高提升凸輪20驅(qū)動第二搖臂7使其擺動的情況下，第二搖臂7的T字狀頂端7a、7b嵌入(斷開狀態(tài))切槽16a、16b中，第二搖臂7的擺動不傳遞到第一搖臂5及第三搖臂6上。
因此，通過釋放氣缸單元8的壓力油，借助于第一搖臂5及第三搖臂6的擺動，使第一進(jìn)氣門9與第二進(jìn)氣門11分別以規(guī)定的定時且以不同的提升量開閉。
在將壓力油供給氣缸單元8，使活塞14a、14b克服回復(fù)彈簧17a、17b的彈力上升，并使圓柱部15a、15b處于面對開口部13a、13b的狀態(tài)時，第二搖臂7的T字狀頂端7a、7b與開口部13a、13b內(nèi)的圓柱部15a、15b對置。因此，在通過高提升凸輪20驅(qū)動第二搖臂7使其擺動的情況下，第二搖臂7的T字狀頂端7a、7b與圓柱部15a、15b靠接(連接狀態(tài))，通過氣缸單元8將第二搖臂7的擺動傳遞給第一搖臂5及第三搖臂6。
從而，借助于把壓力油供給氣缸單元8中，通過第二搖臂7的擺動所引起的第一搖臂5及第三搖臂6的擺動，第一進(jìn)氣門9與第二進(jìn)氣門11對應(yīng)于高提升凸輪20的凸輪輪廓，以大的提升量同時開閉。
將壓力油向氣缸單元8的供給以及供給的釋放、即第二搖臂7、第一搖臂5及第三搖臂6的連接狀態(tài)與斷開狀態(tài)的切換，是根據(jù)車輛行駛狀態(tài)(內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度狀態(tài))預(yù)先設(shè)定的。
例如，在內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度為低速的情況下，釋放向氣缸單元8的壓力油供給，通過第一搖臂5及第三搖臂6的擺動，分別以規(guī)定定時且以不同的提升量開閉第一進(jìn)氣門9與第二進(jìn)氣門11。由此，促進(jìn)渦流，強(qiáng)化燃燒。而且，在內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度為高速的情況下，將壓力油向氣缸單元8供給，借助于第二搖臂7的擺動所引起的第一搖臂5及第三搖臂6的擺動，使第一進(jìn)氣門9與第二進(jìn)氣門11以大的提升量同時開閉。由此，確保大量的進(jìn)氣，強(qiáng)化輸出。
如圖3及圖7所示，在第一搖臂的5基端側(cè)的與第一低提升凸輪10的靠接部上，設(shè)置有第一滾子從動件21，通過第一滾子從動件21使第一搖臂5的基端處于以最小阻力靠接在旋轉(zhuǎn)的第一低提升凸輪10上的狀態(tài)。如圖7所示，第一滾子從動件21通過多個滾針軸承25可自由旋轉(zhuǎn)地構(gòu)成外滾子26，并使外滾子26與第一低提升凸輪10滾動接觸。
如圖4及圖7所示，在第三搖臂6的基端側(cè)的與第二低提升凸輪12的靠接部上，設(shè)置有第三滾子從動件24，通過第三滾子從動件24使第三搖臂6的基端處于以無阻力靠接在旋轉(zhuǎn)的第二低提升凸輪12上的狀態(tài)。如圖7所示，第三滾子從動件24形成有作為內(nèi)滾子22與外滾子23的雙環(huán)狀滑動滾子。內(nèi)滾子22與外滾子23彼此同心狀態(tài)，自由轉(zhuǎn)動地嵌合在一起，外滾子23與第二低提升凸輪12滾動接觸。雙環(huán)狀滑動滾子與使用滾針軸承的滾針滾子相比較，在滾子旋轉(zhuǎn)為低速旋轉(zhuǎn)時摩擦變大。因此，為了減少摩擦，在內(nèi)滾子22的表面實(shí)施了例如使表面變光滑用的精加工或潤滑表面處理(溶膠涂漿處理)。結(jié)果，雙環(huán)狀滑動滾子與滾針滾子相比較，價格高且滾子低速旋轉(zhuǎn)時摩擦大。
如圖5及圖7所示，在第二搖臂7的基端側(cè)的與高提升凸輪20的靠接部上，設(shè)置有第二滾子從動件27，通過第二滾子從動件27使第二搖臂7的基端處于以無阻力靠接在旋轉(zhuǎn)的高提升凸輪20上的狀態(tài)。第二滾子從動件27通過多個滾針軸承28可自由旋轉(zhuǎn)地構(gòu)成外滾子29，并使外滾子29與高提升凸輪20滾動接觸。因此，使用要求高輸出的高提升凸輪20時，通過摩擦小的滾針滾子27驅(qū)動第一進(jìn)氣門9及第二進(jìn)氣門11，可以減少摩擦損失，更進(jìn)一步提高輸出。
另外，第一滾子從動件21也可以采用與第三滾子從動件24同樣的結(jié)構(gòu)，由內(nèi)滾子22與外滾子23構(gòu)成(雙環(huán)狀滑動滾子)，使外滾子23與第一低提升凸輪10滾動接觸。
另外，如圖1所示，在排氣側(cè)的搖臂軸3上可自由擺動地支持有排氣搖臂31a、31b，各個排氣搖臂31a、31b通過排氣凸輪驅(qū)動。
但是，設(shè)定成例如，高提升凸輪20所引起的第一進(jìn)氣門9及第二進(jìn)氣門11的提升量大，第一低提升凸輪10所引起的第一進(jìn)氣門9的提升量多少小于高提升凸輪20產(chǎn)生的提升量，并且，第二低提升凸輪12所引起的第二進(jìn)氣門11的提升量與高提升凸輪20產(chǎn)生的提升量相比相當(dāng)小。
因此，在向氣缸單元8供給壓力油(變成連接狀態(tài))，并借助于第二搖臂7的擺動所引起第一搖臂5及第三搖臂6的擺動，使第一進(jìn)氣門9及第二進(jìn)氣門11以大的提升量同時開閉的情況下，高提升凸輪20產(chǎn)生的提升量大于第二低提升凸輪12及第一低提升凸輪10所產(chǎn)生的提升量。因而，可以在第二低提升凸輪12與第三滾子從動件24之間產(chǎn)生大的間隙、第一低提升凸輪10與第一滾子從動件21之間產(chǎn)生小于第二低提升凸輪12與第三滾子從動件24的間隔的間隙的狀態(tài)下，進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。
雖然其說明省略了，但是，第一搖臂5、第二搖臂7及第三搖臂6被圖中未示的偏置裝置始終向凸輪側(cè)偏置。在向氣缸單元8供給壓力油并借助于第二搖臂7的擺動所引起第一搖臂5及第三搖臂6的擺動，使第一進(jìn)氣門9及第二進(jìn)氣門11開閉的狀態(tài)下，如果釋放向氣缸單元8的壓力油的供給，即切換到進(jìn)氣狀態(tài)時，則釋放第二搖臂7所產(chǎn)生的擺動的傳遞，通過偏置使第一搖臂5及第三搖臂6向第一低提升凸輪10及第二低提升凸輪12側(cè)擺動。
在這種情況下，例如，如果由于在最大提升時，第二低提升凸輪12與第三滾子從動件24之間的間隙變大，因此，第一搖臂5及第三搖臂6被偏置力向第一低提升凸輪10及第二低提升凸輪12側(cè)擺動時，第三滾子從動件24及第一滾子從動件21有處于叩擊第二低提升凸輪12及第一低提升凸輪10的狀態(tài)的可能性。
由于第一滾子從動件21與第一低提升凸輪10之間的間隙很小，不會有大的力作用，而第三滾子從動件24與第二低提升凸輪12的間隙大，產(chǎn)生叩擊時會有大的力作用。
因此，本發(fā)明的第三滾子從動件24采用了內(nèi)滾子22及外滾子23的雙環(huán)狀滑動滾子結(jié)構(gòu)。由于第三滾子從動件24為雙環(huán)狀滑動滾子結(jié)構(gòu)，因此，可提高沖擊強(qiáng)度，即使因大的力使第三滾子從動件24叩擊第二低提升凸輪12，也能通過表面壓力傳遞力，不會產(chǎn)生變形或壓痕，可以消除損壞外滾子23之虞。
從而，第三搖臂6的相對于旋轉(zhuǎn)的第二低提升凸輪12的靠接部采用考慮了剛性及旋轉(zhuǎn)阻力的結(jié)構(gòu)。
在上述實(shí)施方式例中，在設(shè)置有相對于提升量大的第二搖臂7來說提升量小的兩種不同的第一搖臂5與第三搖臂6的內(nèi)燃機(jī)中，雖然作為雙環(huán)狀滑動滾子的例，說明了提升量差大的第三滾子從動件24，但是，本發(fā)明的第一滾子從動件21也可以采用雙環(huán)狀滑動滾子。
不過，雙環(huán)狀滑動滾子雖然有高剛性的優(yōu)點(diǎn)，但是，也有上述的高價、而且轉(zhuǎn)子低速旋轉(zhuǎn)時摩擦大的缺點(diǎn)，因此，第一滾子從動件21采用雙環(huán)狀滑動滾子時，必須要考慮費(fèi)用和使用條件。例如，在第一低提升凸輪10為類似于高提升凸輪20的形狀的情況下，由于第一低提升凸輪10與第一滾子從動件21的間隔小，所以，最好使用滾針滾子。相反，在第一低提升凸輪10為類似于第二低提升凸輪12的形狀的情況下，由于第一低提升凸輪10與第一滾子從動件21的間隔大，所以，最好使用雙環(huán)狀滑動滾子。詳細(xì)地說，如果第一低提升凸輪10與第一滾子從動件21的間隔在第二低提升凸輪12與第三滾子從動件24的間隔的一半以下，則選擇使用滾針滾子，如果第一低提升凸輪10與第一滾子從動件21的間隔在第二低提升凸輪與第三滾子從動件24的間隔的一半以上，則選擇使用雙環(huán)狀滑動滾子。
另外，如本案的申請人申請的特開2001-41017中所示，對于切換提升量不同的兩種搖臂的結(jié)構(gòu)的單進(jìn)氣門型內(nèi)燃機(jī)來說，也可以采用以與提升量小的一側(cè)的凸輪靠接的滾子作為第一滾子從動件，做成滑動滾子的本發(fā)明。
另外，作為上述滑動滾子，雖然使用了雙環(huán)狀滑動滾子，但是，也可以采用僅由外滾子形成的單環(huán)狀滑動滾子。但是，在用單環(huán)狀滑動滾子的情況下，由于與雙環(huán)狀滑動滾子相比耐久性差，而且，有進(jìn)一步增大摩擦的問題，所以，存在使用第一低速凸輪10及第二低速凸輪12時的發(fā)動機(jī)的輸出降低的可能性，而且，在使用高速凸輪20時，由于通過滾針滾子使第一進(jìn)氣門9與第二進(jìn)氣門11動作，所以，摩擦小。從而，在使用高速凸輪20時的發(fā)動機(jī)的輸出與使用低速凸輪10、12時的發(fā)動機(jī)的輸出之間的輸出偏差進(jìn)一步增大，很容易在切換高速凸輪與低速凸輪時產(chǎn)生輸出變動，存在導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)性能惡化的可能性。因而滑動滾子最好使用雙環(huán)狀滑動滾子。
如圖8所示，由于活塞14的上部形成有切槽16，因而將回復(fù)彈簧17配置在與活塞14的軸心錯開的位置。因此，當(dāng)活塞14圍繞中心軸旋轉(zhuǎn)時，回復(fù)彈簧17的偏置力違背設(shè)計要求。因此，在本實(shí)施方式例中，如圖6、圖7所示，設(shè)置有活塞14的止轉(zhuǎn)用機(jī)構(gòu)。
如圖2、圖6、圖8所示，在活塞14的形成有切槽16的部位的外周上，形成有切槽面34，在第一搖臂5及第三搖臂6的氣缸單元8上，對應(yīng)于切槽面34形成有凸臺35(參照圖2)。切槽面34在避開氣缸單元8的開口部13并避開活塞14的背面?zhèn)鹊奈恢眯纬?，在切槽?4上將銷36以沿軸向接觸并嵌合于切槽面34上的狀態(tài)配置。銷36通過壓入等方法固定到凸臺35上，銷36配設(shè)成使其中心軸在與沿?fù)u臂軸2的水平面平行的面上延伸。
作為止轉(zhuǎn)用機(jī)構(gòu)，雖然也可以在沿著搖臂軸2的水平平面上朝直角方向等配設(shè)銷36，但是，在沿直角方向等上配設(shè)銷36的情況下，必須在活塞14的下部的圓柱部15上形成銷36的嵌合部。由于圓柱部15在氣缸單元8上嵌合滑動，處于防止油泄漏的部位，因此，在圓柱部15上形成銷36的嵌合部時，存在油泄漏的可能性。所以，將銷36配設(shè)成使其中心軸在與沿?fù)u臂軸2的水平面平行的面上延伸。
第一搖臂5及第三搖臂6通過第二搖臂7的擺動而擺動時，從第二搖臂7側(cè)的承受最大載荷的部位是活塞14的背面。因此，銷36配設(shè)在避開活塞14的背面的傾斜位置。另外，銷36固定在避開氣缸單元8的開口部13的位置的凸臺35上。因此，不會妨礙第二搖臂7的頂端7a、7b從開口部13向活塞14側(cè)移動，另外，通過活塞14的擺動力的傳遞，也是可在整個背面上進(jìn)行。
切槽面34在圓柱部15的中間部分形成，借助于銷36防止活塞14向外面脫出。另外，如圖2、圖8所示，第一搖臂5及第三搖臂6上的氣缸單元8的凸臺35沿同一方向形成，配置成活塞14的切槽面34朝向同一方向，并且銷36相互平行的狀態(tài)。因此，第一搖臂5及第三搖臂6的活塞14可以通用化，從而可降低零部件的成本，防止誤組裝的發(fā)生。
但是，在進(jìn)氣側(cè)的搖臂軸2上，在各氣缸上支持著第一搖臂5、第三搖臂6及第二搖臂7，第一搖臂5及第三搖臂6備有切換機(jī)構(gòu)，該切換機(jī)構(gòu)具有氣缸單元8及活塞14。因此，與排氣側(cè)的氣門開閉機(jī)構(gòu)相比，進(jìn)氣側(cè)的氣門開閉機(jī)構(gòu)更復(fù)雜，而且重量大。
從而，如圖1所示，進(jìn)氣側(cè)的搖臂軸2的直徑D1形成為大于排氣側(cè)的搖臂軸3的直徑D2(例如大10％的程度)。因此，能確保重量大的部分的剛性，提高氣門驅(qū)動系統(tǒng)的運(yùn)動特性。另外，由于增大了搖臂軸2的直徑D1，所以也可以增大油路18的內(nèi)徑，減少通過油路18流動的壓力油的壓力損失，提高切換機(jī)構(gòu)的性能。
下面，基于圖9至圖11說明向搖臂軸2的油路18的壓力油給排機(jī)構(gòu)、即氣缸單元8的或活塞14的驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
在氣缸蓋1的端部側(cè)，形成有使來自油泵41(參照圖11)的壓力油流通的油通路42，在油通路42上設(shè)置有用于控制向油路18的壓力油的給排的油控制閥43。從油控制閥43的上游側(cè)的油通路42分支，設(shè)有蓄壓路44，在蓄壓路44上連接有蓄能器45。蓄能器45作為一個部件固定在氣缸蓋1上。
在油控制閥43的上游側(cè)，在蓄壓路44的分支部的上游側(cè)的油通路42上，設(shè)置有第二過濾器46。圖11中的符號47是設(shè)置在油泵41的排出側(cè)的第一過濾器，48是使油泵41旁通的旁通通路，在該旁通通路上裝有圖中未示出的溢流閥。
如圖10所示，蓄能器45設(shè)置有沿垂直方向固定在氣缸蓋1上的筒狀本體51，在筒狀本體51上可自由滑動地備有被彈簧52向下方偏置的活塞53。彈簧52的上部設(shè)置有彈簧座54及止動環(huán)55，彈簧52處于被收納于本體51內(nèi)的狀態(tài)。
在本體51的下部形成有陽螺紋部56，通過將陽螺紋部56擰入氣缸蓋1的陰螺紋部57中，將蓄能器45固定在氣缸蓋1上。把蓄能器45固定在氣缸蓋1上時，本體51的上部的一部分處于從氣缸蓋1的上面突出的狀態(tài)。通過將本體51固定到氣缸蓋1上，使蓄壓路44與本體51連通，將壓力油供給到活塞53的下側(cè)，活塞53克服彈簧52的偏置力上升，使壓力油在本體51內(nèi)蓄壓。
氣缸蓋1的上部設(shè)置有蓋61，為了收集煙霧，在蓋61內(nèi)設(shè)置有折流板62及平板63。并且，平板63位于從氣缸蓋1的上面突出的本體51的上部的正上方。因此，即使拆卸止動口環(huán)55脫出，彈簧座54、彈簧52、活塞53也與平板63接觸而防止其向外飛出。
本體51的上部與平板63的間隔S1設(shè)定成比陽螺紋部56的長度S2短，因此，即使本體51相對于氣缸蓋1的螺紋固定松弛，使本體51朝脫出的方向(上方)移動，在陽螺紋部56的螺紋連接松開之前，本體51的上部也會與平板63接觸，本體51不會脫出。因此，不會把油通路42或蓄壓路44朝外部開放。
由于將蓄能器45的本體51用下部的陽螺紋部56固定在氣缸蓋1上，所以，即使在固定部產(chǎn)生油的漏泄等，也不會漏泄到外部。由此，即使簡化固定部的密封，也可抑制向外部的泄漏油。另外，本體51的固定也可以采用壓入固定、或通過凸緣與固定螺紋的組合來固定等，除借助陽螺紋部56固定的方式之外的結(jié)構(gòu)。
上述構(gòu)成的搖臂軸2的向油路18的壓力油的給排機(jī)構(gòu)中，當(dāng)借助油泵41的驅(qū)動從油通路42向蓄壓路44供給壓力油時，壓力油被第二過濾器46過濾，并供給到油控制閥43及蓄能器45、排氣側(cè)的搖臂軸3。在油控制閥43處于OFF(關(guān)閉)狀態(tài)的情況下，借助于蓄壓路44的油壓，將壓力油儲蓄到蓄能器45中。
發(fā)動機(jī)以規(guī)定的速度旋轉(zhuǎn)時，由于通過高提升凸輪20的驅(qū)動來切換，因此，油控制閥43處于ON(打開)狀態(tài)。壓力油經(jīng)由油控制閥43急劇地向進(jìn)氣側(cè)的搖臂軸2的油路18中流動。這時，壓力油的供給量不足，油通路42及蓄壓路44的油壓暫時會降低，所以蓄能器45中儲蓄的壓力油由彈簧52的彈力推出，補(bǔ)充壓力油的不足。
因此，即使對于一個氣缸有兩個氣缸單元8的切換機(jī)構(gòu)來說，也不會出現(xiàn)壓力油的不足，能以更好的響應(yīng)性供給壓力油。
由于在蓄能器45的上游側(cè)設(shè)置有第二過濾器46，因此可除去包含在蓄能器45所儲蓄的壓力油中的異物。因此，異物不會浸入蓄能器45的本體51內(nèi)，活塞53上不會產(chǎn)生粘滑運(yùn)動。
從蓄能器45推出的壓力油不會通過第二過濾器46，而是輸送給油控制閥43，因此，可消除因經(jīng)過第二過濾器46流動而產(chǎn)生的壓力損失的影響，能以良好的響應(yīng)性將壓力油供給到搖臂軸2的油路18。
作為采用上述蓄能器45的結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)及采用設(shè)置有第二過濾器46的回路結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)，以備有由第一搖臂5、第三搖臂6及第二搖臂7構(gòu)成的切換機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行了說明，但是，也可適用于備有其他結(jié)構(gòu)的切換機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)。例如，如本案的申請人申請的特開2001-41017中所揭示的那樣，對于切換提升量不同的兩種搖臂的結(jié)構(gòu)的單進(jìn)氣門型內(nèi)燃機(jī)來說，也可采用蓄能器45的結(jié)構(gòu)，或采用設(shè)置有第二過濾器46的回路結(jié)構(gòu)。
此外，在上述實(shí)施方式例中，舉出將凸輪切換機(jī)構(gòu)設(shè)置在進(jìn)氣側(cè)的搖臂軸2上的例子，進(jìn)行了說明，但是，將進(jìn)行凸輪切換的機(jī)構(gòu)設(shè)置在排氣側(cè)的情況也是適用的。
發(fā)明效果為了達(dá)到上述目的，權(quán)利要求1的內(nèi)燃機(jī)的氣門驅(qū)動裝置，其特征在于，包括搖臂軸；頂端與第一進(jìn)氣門或第一排氣門連接，可自由擺動地支持在上述搖臂軸上，由第一低提升凸輪驅(qū)動的第一搖臂；設(shè)置有可與上述第一搖臂側(cè)連接的頂端，可自由擺動地支持在上述搖臂軸上，由提升量大于上述第一低提升凸輪的高提升凸輪驅(qū)動的第二搖臂；設(shè)置在上述第一搖臂的基端側(cè)，與凸輪軸的上述第一低提升凸輪靠接的第一滾子從動件；設(shè)置在上述第二搖臂的基端側(cè)，與上述凸輪軸的上述高提升凸輪靠接的第二滾子從動件；及用于切換上述第二搖臂相對于上述第一搖臂的連接狀態(tài)與斷開狀態(tài)的連接切換機(jī)構(gòu)；上述第一滾子從動件作為滑動滾子形成，支持在上述第一搖臂的基端側(cè)，同時，上述第二滾子從動件作為使用滾針軸承的滾針滾子形成，支持在上述第二搖臂的基端側(cè)。
因此，以提升量小的第一滾子從動件作為滑動滾子，提高沖擊強(qiáng)度，即使第一滾子從動件以大的力叩擊低提升凸輪，也能通過表面壓力傳遞力，不會產(chǎn)生變形或壓痕，相對于旋轉(zhuǎn)的低提升凸輪的第一搖臂的靠接部成為對剛性加以考慮的結(jié)構(gòu)。第二滾子從動件相對于高提升凸輪來說，作為滾針滾子，減少摩擦，考慮了對旋轉(zhuǎn)阻力的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求2的內(nèi)燃機(jī)的氣門驅(qū)動裝置，其特征在于，包括搖臂軸；頂端與第一進(jìn)氣門或第一排氣門連接，可自由擺動地支持在上述搖臂軸上，由第一低提升凸輪驅(qū)動的第一搖臂；頂端與第二進(jìn)氣門或第二排氣門連接，可自由擺動地支持在上述搖臂軸上，由提升量小于第一低提升凸輪的第二低提升凸輪驅(qū)動的第三搖臂；設(shè)置有可與上述第一搖臂側(cè)連接的頂端，可自由擺動地支持在上述搖臂軸上，由提升量大于上述第一低提升凸輪的高提升凸輪驅(qū)動的第二搖臂；設(shè)置在上述第一搖臂的基端側(cè)，與凸輪軸的上述第一低提升凸輪靠接的第一滾子從動件；設(shè)置在上述第三搖臂的基端側(cè)，與上述凸輪軸的第二低提升凸輪靠接的第三滾子從動件；設(shè)置在上述第二搖臂的基端側(cè)，與上述凸輪軸的上述高提升凸輪靠接的第二滾子從動件；及用于切換上述第二搖臂相對于上述第一搖臂及第三搖臂的連接狀態(tài)與斷開狀態(tài)的連接切換機(jī)構(gòu)，上述第一滾子從動件與上述第二滾子從動件中的至少上述第二滾子從動件作為使用滾針軸承的滾針滾子形成，并支持在上述第一搖臂的基端側(cè)，上述第三滾子從動件作為滑動滾子形成，并支持在上述第三搖臂的基端側(cè)。
因此，以提升量更小的第三滾子從動件作為滑動滾子結(jié)構(gòu)，提高沖擊強(qiáng)度，即使第三滾子從動件以大的力叩擊第二低提升凸輪，也能通過表面壓力傳遞力，不會產(chǎn)生變形或壓痕，使第三搖臂的相對于旋轉(zhuǎn)的低提升側(cè)的凸輪的靠接部成為對剛性加以考慮的結(jié)構(gòu)，至少相對于高提升凸輪的第二滾子從動件作為滾針滾子，減少摩擦，是對旋轉(zhuǎn)阻力加以考慮的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求3的內(nèi)燃機(jī)的氣門驅(qū)動裝置，在權(quán)利要求1或2記載的內(nèi)燃機(jī)的氣門驅(qū)動裝置中，其特征在于，上述滑動滾子是雙環(huán)狀滑動滾子。
因此，能提高耐久性，并減少摩擦。
權(quán)利要求
1.內(nèi)燃機(jī)的氣門驅(qū)動裝置，包括搖臂軸；頂端與第一進(jìn)氣門或第一排氣門連接，可自由擺動地支持在上述搖臂軸上，由第一低提升凸輪驅(qū)動的第一搖臂；設(shè)置有可與上述第一搖臂側(cè)連接的頂端，可自由擺動地支持在上述搖臂軸上，由提升量大于上述第一低提升凸輪的高提升凸輪驅(qū)動的第二搖臂；設(shè)置在上述第一搖臂的基端側(cè)，與凸輪軸的上述第一低提升凸輪靠接的第一滾子從動件；設(shè)置在上述第二搖臂的基端側(cè)，與上述凸輪軸的上述高提升凸輪靠接的第二滾子從動件；及用于切換上述第二搖臂相對于上述第一搖臂的連接狀態(tài)與斷開狀態(tài)的連接切換機(jī)構(gòu)，其特征是，上述第一滾子從動件作為滑動滾子形成，同時，上述第二滾子從動件作為使用滾針軸承的滾針滾子形成。
2.內(nèi)燃機(jī)的氣門驅(qū)動裝置，包括搖臂軸；頂端與第一進(jìn)氣門或第一排氣門連接，可自由擺動地支持在上述搖臂軸上，由第一低提升凸輪驅(qū)動的第一搖臂；頂端與第二進(jìn)氣門或第二排氣門連接，可自由擺動地支持在上述搖臂軸上，由提升量小于第一低提升凸輪的第二低提升凸輪驅(qū)動的第三搖臂；設(shè)置有可與上述第一搖臂側(cè)連接的頂端，可自由擺動地支持在上述搖臂軸上，由提升量大于上述第一低提升凸輪的高提升凸輪驅(qū)動的第二搖臂；設(shè)置在上述第一搖臂的基端側(cè)，與凸輪軸的上述第一低提升凸輪靠接的第一滾子從動件；設(shè)置在上述第三搖臂的基端側(cè)，與上述凸輪軸的第二低提升凸輪靠接的第三滾子從動件；設(shè)置在上述第二搖臂的基端側(cè)，與上述凸輪軸的上述高提升凸輪靠接的第二滾子從動件；及用于切換上述第二搖臂相對于上述第一搖臂及第三搖臂的連接狀態(tài)與斷開狀態(tài)的連接切換機(jī)構(gòu)，其特征是，上述第一滾子從動件與上述第二滾子從動件中的至少上述第二滾子從動件作為使用滾針軸承的滾針滾子形成，上述第三滾子從動件作為滑動滾子形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的內(nèi)燃機(jī)的氣門驅(qū)動裝置，其特征是，上述滑動滾子是雙環(huán)狀滑動滾子。
全文摘要
在具有第一搖臂5、第二搖臂7及第三搖臂6，并通過壓力油的供給、釋放進(jìn)行第一進(jìn)氣門及第二進(jìn)氣門的開閉用的驅(qū)動凸輪的切換的機(jī)構(gòu)中，第三搖臂6的第三滾子從動件24形成為內(nèi)滾子22與外滾子23的雙環(huán)狀滑動滾子，提高沖擊強(qiáng)度，使相對于旋轉(zhuǎn)的第二低提升凸輪的第三搖臂6的靠接部成為對剛性加以考慮的結(jié)構(gòu)，第二滾子從動件27相對于高提升凸輪20來說，作為滾針滾子，減少摩擦，是對旋轉(zhuǎn)阻力可加以考慮的結(jié)構(gòu)。
文檔編號F01L13/02GK1514114SQ200310121438
公開日2004年7月21日 申請日期2003年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月17日
發(fā)明者岡俊彥, 長野修治, 德久勝規(guī), 治, 規(guī) 申請人:三菱自動車工業(yè)株式會社, 三菱自動車工程株式會社