JP4696215B2 - Variable valve operating device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、吸気バルブや排気バルブを駆動するバルブ駆動出力を連続的に制御する内燃機関の可変動弁装置に関する。   The present invention relates to a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that continuously controls valve drive output for driving intake valves and exhaust valves.

自動車に搭載されるレシプロ式のエンジン(内燃機関)では、エンジンの排出ガスの対策やポンピングロスの改善を図るために、シリンダヘッドに、少なくとも吸気バルブのバルブ特性を連続的に制御する可変動弁装置を搭載することが行われる。
こうした可変動弁装置の多くは、吸入空気量の調整を担うために、少なくともバルブリフト量を連続的に変化させる可変動弁機構が用いられる。多くは、カムシャフトに形成されている吸気用カムのカム変位を受けてバルブ駆動出力を出力させる構造と、得られるバルブ駆動出力(バルブリフト量や開閉タイミングや開弁期間など)を、制御シャフトから入力される回動変位にしたがい連続的に可変させる構造とを組み合わせた装置が用いられる(例えば特許文献1を参照)。
In reciprocating engines (internal combustion engines) installed in automobiles, a variable valve that continuously controls at least the valve characteristics of the intake valve at the cylinder head to prevent engine exhaust and improve pumping loss. The device is mounted.
Many of these variable valve operating devices use a variable valve operating mechanism that continuously changes at least the valve lift amount in order to adjust the intake air amount. In many cases, the structure that outputs the valve drive output in response to the cam displacement of the intake cam formed on the camshaft and the obtained valve drive output (valve lift amount, opening / closing timing, valve opening period, etc.) Is used in combination with a structure that is continuously variable according to the rotational displacement input from (see, for example, Patent Document 1).

特に、可変動弁機構では、バルブ反力に勝る駆動力でバルブ駆動出力の可変が行えるよう、制御シャフトの回動変位には、電動モータなど駆動源から出力される制御回転を伝達機構、例えばウォームギヤ機構といったギヤの噛合いを用いた減速機構を用いて、高トルクの出力で制御シャフトを駆動することが行われる(特許文献2を参照)。
ところで、ギヤの噛合いには、円滑にギヤ歯を噛み合わせるためのバックラッシュが設定されている。このバックラッシュは、ギヤ同士の打音を抑えるよう適切に設定される。しかし、可変動弁機構の場合、伝達機構には、可変動弁機構を通じて吸気バルブ側からバルブ反力が作用する。バルブ反力は、バルブ開閉に伴い変動するだけでなく、高バルブリフトになるほど大きい。しかも、高バルブリフトが多用されるエンジンの高回転数域は、高速で伸縮を繰り返すバルブスプリングや高速回転によるバルブ振動などの影響が作用するために、他の領域に比べ、大きな打音が発生しやすい。
In particular, in the variable valve mechanism, the control rotation output from the drive source such as an electric motor is transmitted to the rotational displacement of the control shaft so that the valve drive output can be varied with a drive force that exceeds the valve reaction force, for example, A control shaft is driven with a high torque output by using a speed reduction mechanism using gear engagement such as a worm gear mechanism (see Patent Document 2).
By the way, the backlash for smoothly meshing the gear teeth is set for the meshing of the gear. This backlash is appropriately set to suppress the hitting sound between the gears. However, in the case of a variable valve mechanism, a valve reaction force acts on the transmission mechanism from the intake valve side through the variable valve mechanism. The valve reaction force not only fluctuates with the opening and closing of the valve, but also increases as the valve lift increases. In addition, the high engine speed range where high valve lift is frequently used is affected by valve springs that repeatedly expand and contract at high speeds and valve vibrations caused by high speed rotations. It's easy to do.

このため、可変動弁機構は、他の機構とは異なり、かなり大きなギヤの打音が発生しやすい。
一般のギヤを用いた伝達構造では、このような場合、こうした打音の発生を抑制するためにバックラッシュを詰める構造を設けることが行われる。
そこで、可変動弁装置でも、例えば特許文献2にも開示されているようにコイルスプリングを用いて、常時、一方のギヤを、該ギヤと噛合う他方のギヤへ付勢して、ギヤ歯間のバックラッシュを詰める技術が用いられている。
特開2005−299536号公報 特開2007− 2686号公報
For this reason, unlike the other mechanisms, the variable valve mechanism is likely to generate a significantly large gear hitting sound.
In such a transmission structure using a general gear, in order to suppress the occurrence of such a hitting sound, a structure for closing backlash is provided.
Therefore, even in the variable valve operating apparatus, for example, as disclosed in Patent Document 2, a coil spring is used to constantly bias one gear to the other gear meshing with the gear so that the gap between the gear teeth. The technology that packs backlash is used.
JP 2005-299536 A Japanese Patent Laid-Open No. 2007-2686

ところで、実用上、可変動弁装置の制御の応答性は、バルブリフトが大リフトで制御されているエンジンの高負荷、高回転運転時よりも、小リフトで制御されている中・低負荷、中・低回転運転時の応答性が求められる。特に小バルブリフト領域における制御の応答性は、重要であり、ドライバーの要求や制御部の指令に素早く対応したり、刻々と変わる運転環境の変化に伴うエンジン回転の不安定も抑制することが求められる。   By the way, the responsiveness of the control of the variable valve operating device is practically high or low load when the lift is controlled by a small lift rather than during high speed operation of the engine where the valve lift is controlled by a large lift. Responsiveness during mid / low speed operation is required. Responsiveness of control is particularly important in the small valve lift area, and it is necessary to respond quickly to driver requests and control unit commands, and to suppress instability in engine rotation that accompanies changes in the driving environment. It is done.

ところが、特許文献2のように可変範囲の全域で、バックラッシュを詰める付勢力を加えると、高バルブリフト領域はその付勢力によりギヤ同士の打音の発生は抑えられるものの、小バルブリフト領域ではその付勢力が可変制御に影響を与える。具体的には、バックラッシュを詰める付勢力が、細かな可変制御応答性が求められる制御シャフトを動きにくくしてしまう。この結果、小バルブリフト領域での制御応答性を低下させてしまう。   However, as shown in Patent Document 2, when an urging force that closes backlash is applied across the entire variable range, the high valve lift region can suppress the occurrence of sound hitting between gears by the urging force, but in the small valve lift region. The biasing force affects the variable control. Specifically, the urging force that closes backlash makes the control shaft that requires fine variable control responsiveness difficult to move. As a result, the control responsiveness in the small valve lift region is reduced.

通常、この対策として、小バルブリフト領域の制御応答性を高めるために、制御回転を出力する電動モータ(駆動源)を、出力の大きなモータに変更する措置が講じられる。
しかし、これでは、小バルブリフト領域の制御応答性が高められるものの、大型の電動モータの使用が余儀なくされるために、かなりのコストの負担が強いられる。しかも、同電動モータの採用は、可変動弁装置の高重量化や大型化をきたし、NVHや搭載の問題となる。
Usually, as a countermeasure, in order to improve the control responsiveness in the small valve lift region, a measure is taken to change the electric motor (drive source) that outputs the control rotation to a motor with a large output.
However, this increases the control responsiveness in the small valve lift region, but requires the use of a large electric motor, which imposes a considerable cost burden. In addition, the adoption of the electric motor increases the weight and size of the variable valve operating apparatus, which causes NVH and mounting problems.

そこで、本発明の目的は、小バルブリフト領域の制御応答性を確保しながら、伝達機構のギヤ同士の打音の発生が効果的に抑えられる内燃機関の可変動弁装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that can effectively suppress the occurrence of hitting sound between gears of a transmission mechanism while ensuring control responsiveness in a small valve lift region. .

請求項1に記載の発明は、上記目的を達成するために、バルブ駆動用カムを有するカムシャフトと、バルブを駆動するカム面を有する揺動カムと、回動変位可能な制御シャフトに揺動自在に支持されて揺動カムとバルブ駆動用カムとの間に介在されバルブ駆動用カムの変位を揺動カムに伝達する伝達アームとを備え、制御シャフトから入力される回動変位にしたがい、伝達アームのバルブ駆動用カムと当接する位置を変更してバルブのバルブ特性を制御しながらバルブリフト量を所定の低バルブリフト〜高バルブリフト範囲において可変制御させる可変動弁機構と、駆動源から出力される、要求バルブリフト量を設定する制御回転をギヤの噛み合いにより前記制御シャフトへ伝える伝達機構と、伝達機構に設けられ、低バルブリフト〜高バルブリフト範囲のうちの高バルブリフト域においてだけに、当該伝達機構のギヤにバックラッシュを詰める付勢力を与えるバックラッシュ詰め手段とを有し、かつ可変動弁機構は、低バルブリフト〜高バルブリフト範囲のうちの高バルブリフト域以外の領域において、バルブリフト中に前記伝達アームより受ける最大荷重が制御シャフトを一方向に回動させる荷重となるように設定した。
同構成により、低バルブリフト〜高バルブリフト範囲のうちの大きな打音が発生しやすい高バルフリフト域は、伝達機構のギヤにバックラッシュを詰める付勢力を与え、他の領域は、付勢力を与えなくともよいようにした。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 swings on a camshaft having a valve drive cam, a swing cam having a cam surface for driving the valve, and a control shaft capable of rotational displacement. A transmission arm that is freely supported and is interposed between the swing cam and the valve drive cam and transmits the displacement of the valve drive cam to the swing cam, and according to the rotational displacement input from the control shaft, From the drive source, a variable valve mechanism that variably controls the valve lift amount within a predetermined low valve lift to high valve lift range while changing the position of the transmission arm that contacts the valve drive cam and controlling the valve characteristics of the valve A transmission mechanism for transmitting a control rotation for setting a required valve lift amount to the control shaft by meshing the gears, and a transmission mechanism provided in the transmission mechanism; Only in the high valve lift region of the lift range, and a backlash filling means for applying a biasing force to backlash in the gear of the transmission mechanism, and the variable valve mechanism, low valve lift to high valve lift In an area other than the high valve lift area in the range, the maximum load received from the transmission arm during the valve lift is set to be a load for rotating the control shaft in one direction.
Due to this configuration, the high valve lift range, which is likely to generate a large hitting noise in the low valve lift to high valve lift range, gives a biasing force to pack backlash in the gear of the transmission mechanism, and the other regions give a biasing force. I didn't have to.

請求項2に記載の発明は、簡単な構成でバックラッシュ詰め手段がすむよう、伝達機構は、制御シャフトに設けたウォームホイールギヤと、ウォームホイールギヤと噛合い、制御回転をウォームホイールギヤへ伝えるウォームシャフトギヤとを有したウォームギヤ減速機構で構成し、バックラッシュ詰め手段には、高バルブリフト域に設定されると、付勢力を高めながら、ウォームホイールギヤのギヤ歯をウォームシャフトギヤのギヤ歯へ押し付ける押圧機構部を採用した。 According to the second aspect of the present invention, the transmission mechanism meshes with the worm wheel gear provided on the control shaft and the worm wheel gear so that the backlash filling means can be completed with a simple configuration, and transmits the control rotation to the worm wheel gear. When the backlash stuffing means is set in the high valve lift range, the worm wheel gear gear teeth are increased while the urging force is increased. A pressing mechanism part that presses against is adopted.

請求項3に記載の発明は、一層、簡単な構造ですむよう、押圧機構部には、ウォームホイールギヤの回動支点部に巻回され、高バルブリフト域に設定されると、ウォームホイールギヤの回動変位に追従して縮む方向へ弾性変位し、ウォームホイールギヤのギヤ歯をウォームシャフトギヤのギヤ歯に押し付けるトグルばね部材を有した構成を採用した。 In the invention according to claim 3 , the press mechanism portion is wound around the rotation fulcrum portion of the worm wheel gear so as to have a simpler structure. A configuration having a toggle spring member that elastically displaces in the direction of contraction following the rotational displacement and presses the gear teeth of the worm wheel gear against the gear teeth of the worm shaft gear is adopted.

請求項1の発明によれば、大きな打音が発生しやすい高バルフリフト域は、バックラッシュを詰める付勢力の作用により、他の領域は、バックラッシュを詰める付勢力を作用させずとも、ギヤ同士の打音の発生を抑えられる。
したがって、小バルブリフト領域の制御応答性を確保しながら、伝達機構のギヤ同士の打音の発生が効果的に抑えられる
According to the first aspect of the present invention, the high balf lift region in which a large hitting sound is likely to occur is caused by the action of the urging force that packs backlash, and the other regions are geared to each other without applying the urging force that packs backlash. The occurrence of the hitting sound can be suppressed.
Therefore, it is possible to effectively suppress the occurrence of hitting sound between the gears of the transmission mechanism while ensuring control responsiveness in the small valve lift region .

請求項2の発明によれば、バックラッシュ詰め手段は、制御シャフトの駆動に有利でかつ部品点数が少なくてすむウォーム減速機構に押圧機構部を組み付ける構造を採用することにより、簡単な構成ですむ。
請求項3の発明によれば、バックラッシュ詰め手段は、トグルばね部材をウォームホイールギヤの回動支点部に巻回するという構成でよく、一層、簡単な構造ですむ。
According to the invention of claim 2, the backlash filling means can be simply configured by adopting a structure in which the pressing mechanism is assembled to the worm speed reduction mechanism which is advantageous for driving the control shaft and requires a small number of parts. .
According to the invention of claim 3, the backlash packing means may be configured to wind the toggle spring member around the rotation fulcrum portion of the worm wheel gear, and the structure can be further simplified.

以下、本発明を図1〜図10および図13に示す第1の実施形態にもとづいて説明する。
図1は、内燃機関、例えば直列4気筒レシプロ式ガソリンエンジンの本体の斜視図、図2は図1中のA−A線に沿う断面図、図3は図1中のロッカカバー、タイミングチェーンカバーを取り外したエンジンの斜視図、図4は図3中の動弁系を取り外した分解斜視図、図5は図3中のB−B線に沿う可変動弁装置の断面図、図6は図3中のC−C線に沿う可変動弁装置の断面図、図7〜図10はバックラッシュを詰める各部の構造をそれぞれ示している。
Hereinafter, the present invention will be described based on the first embodiment shown in FIGS. 1 to 10 and FIG. 13.
1 is a perspective view of a main body of an internal combustion engine, for example, an in-line four-cylinder reciprocating gasoline engine, FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a rocker cover and timing chain cover in FIG. 4 is an exploded perspective view with the valve system in FIG. 3 removed, FIG. 5 is a cross-sectional view of the variable valve system along the line BB in FIG. 3, and FIG. Sectional drawing of the variable valve operating apparatus along CC line in FIG. 3, FIGS. 7-10 has each shown the structure of each part which stuffs backlash.

図1中1は、エンジン本体を構成するシリンダブロック、2は同じくシリンダブロック1の上部に搭載されたシリンダヘッド、3は同じくシリンダヘッド2の上方を覆うロッカカバー、4は同じくシリンダブロック1の下部に設けられたオイルパン、1aはシリンダブロック1の前部に設けられたタイミングチェーンカバーである。
シリンダブロック1には、図5に示されるようにエンジンの前後方向に沿って4つの気筒6(一部だけ図示)が形成されている。これら気筒6には、ピストン7がそれぞれ往復動可能に収めてある。これらピストン7が、コンロッド8、クランクピン9aを介して、シリンダブロック1の前後方向に配設されたクランクシャフト9に連結され、ピストン7から伝わる往復運動が回転運動に変換されながらクランクシャフト9へ出力されるようにしている。
In FIG. 1, 1 is a cylinder block constituting the engine body, 2 is a cylinder head mounted on the cylinder block 1, 3 is a rocker cover that also covers the cylinder head 2, and 4 is a lower portion of the cylinder block 1. 1 is a timing chain cover provided at the front of the cylinder block 1.
As shown in FIG. 5, the cylinder block 1 is formed with four cylinders 6 (only a part of which is shown) along the longitudinal direction of the engine. In these cylinders 6, pistons 7 are housed so as to be reciprocally movable. These pistons 7 are connected to a crankshaft 9 disposed in the front-rear direction of the cylinder block 1 via connecting rods 8 and crankpins 9a, and the reciprocating motion transmitted from the pistons 7 is converted into rotational motions to the crankshaft 9. It is trying to output.

シリンダヘッド2の下面には、図5に示されるように4つの気筒6にならってそれぞれ燃焼室11が形成されている。これら燃焼室11の両側には、一対の吸気ポート12、一対の排気ポート13(いずれも片側だけ図示)が形成してある。シリンダヘッド2の上部中央は前後方向に渡り凹んでいる。そして、凹部2aの両側がそれぞれ側方に張り出している。また燃焼室11の両側には、気筒6毎に、吸気ポート12を開閉する吸気バルブ14、排気ポート13を開閉する排気バルブ15が設けられている。なお、吸気バルブ14、排気バルブ15は、いずれもバルブスプリング16(図5のみに図示)によって閉じる方向へ付勢される常閉式である。   As shown in FIG. 5, combustion chambers 11 are formed on the lower surface of the cylinder head 2 following the four cylinders 6. A pair of intake ports 12 and a pair of exhaust ports 13 (both only one side is shown) are formed on both sides of the combustion chamber 11. The upper center of the cylinder head 2 is recessed in the front-rear direction. And the both sides of the recessed part 2a have protruded to the side, respectively. On both sides of the combustion chamber 11, an intake valve 14 that opens and closes the intake port 12 and an exhaust valve 15 that opens and closes the exhaust port 13 are provided for each cylinder 6. The intake valve 14 and the exhaust valve 15 are both normally closed types that are urged in a closing direction by a valve spring 16 (shown only in FIG. 5).

シリンダヘッド2の上部に形成された凹部2aには、図2〜図6に示されるようにSOHC式の動弁機構で構成される可変動弁装置20が搭載されている。この可変動弁装置20はロッカカバー3内に収められている。可変動弁装置20には、カムシャフト26と共に、吸気バルブ14のバルブ特性を連続的に可変する可変動弁機構21と、排気バルブ15を通常の一義的に開閉させるロッカアーム機構22とを1つに集約してユニットにした構造が用いられている。   As shown in FIGS. 2 to 6, a variable valve operating device 20 composed of a SOHC valve operating mechanism is mounted in the recess 2 a formed in the upper part of the cylinder head 2. The variable valve gear 20 is housed in the rocker cover 3. The variable valve operating device 20 includes a camshaft 26, a variable valve mechanism 21 that continuously changes the valve characteristics of the intake valve 14, and a rocker arm mechanism 22 that opens and closes the exhaust valve 15 uniquely. A structure that is integrated into a unit is used.

すなわち、可変動弁装置20を説明すると、図1〜図6中25は保持部材、26はカムシャフト、27は排気用ロッカシャフト、28は吸気用ロッカシャフトを兼ねる制御シャフト、29は支持シャフトである。各シャフト26〜29は、いずれもエンジンの前後方向に延びたシャフト部材で形成される。このうちカムシャフト26には、図5の一部に示されるように気筒毎に、カム群、例えば吸気用カム26a(本願のバルブ駆動用カムに相当)と、その両側に配置された一対の排気用カム26b(図5に一部だけ図示)といった3つのカムが形成されている。   1 to 6, reference numeral 25 denotes a holding member, 26 denotes a camshaft, 27 denotes an exhaust rocker shaft, 28 denotes a control shaft that also serves as an intake rocker shaft, and 29 denotes a support shaft. is there. Each of the shafts 26 to 29 is formed of a shaft member that extends in the front-rear direction of the engine. Among these, the camshaft 26 includes a cam group, for example, an intake cam 26a (corresponding to the valve drive cam of the present application) and a pair of valves disposed on both sides of each cam as shown in a part of FIG. Three cams such as an exhaust cam 26b (only part of which is shown in FIG. 5) are formed.

保持部材25は、シリンダヘッド2の上部の各地点、例えば気筒列の最前部、気筒間、最後部にそれぞれ配置される。保持部材25は、いずれも図6に示されるようにホルダ部32と、同ホルダ部32の下端部に組付くキャップ部33との組み合わせから構成される。そして、カムシャフト26は、各ホルダ部32の下端面に形成されたジャーナル面と、キャップ部33の上面に形成されたジャーナル面との間に挟み込まれて回転自在に支持される。制御シャフト28は、各ホルダ部32の中段の吸気側(幅方向一側)で回転自在に支持される。排気用ロッカシャフト27は、各ホルダ部32の中段の制御シャフト28とは反対となる排気側(幅方向他一側)で固定される。さらに支持シャフト29は、各ホルダ部32の上部で固定される。各ホルダ部32の両側には、図6に示されるように排気用ロッカシャフト27、制御シャフト28の近辺の地点に位置して、一対の固定座34が形成される。こうした構造により、シリンダヘッド2に搭載可能なフレームを形成している。   The holding member 25 is disposed at each point on the upper part of the cylinder head 2, for example, at the frontmost part, between the cylinders, and at the rearmost part of the cylinder row. As shown in FIG. 6, the holding member 25 includes a combination of a holder portion 32 and a cap portion 33 that is assembled to the lower end portion of the holder portion 32. The camshaft 26 is sandwiched between a journal surface formed on the lower end surface of each holder portion 32 and a journal surface formed on the upper surface of the cap portion 33 and is rotatably supported. The control shaft 28 is rotatably supported on the intake side (one side in the width direction) of the middle stage of each holder portion 32. The exhaust rocker shaft 27 is fixed on the exhaust side (the other side in the width direction) opposite to the middle control shaft 28 of each holder portion 32. Further, the support shaft 29 is fixed at the upper part of each holder portion 32. As shown in FIG. 6, a pair of fixed seats 34 are formed on both sides of each holder portion 32 at positions near the exhaust rocker shaft 27 and the control shaft 28. With such a structure, a frame that can be mounted on the cylinder head 2 is formed.

同フレームには、気筒毎に、可変動弁機構21とロッカアーム機構22が組み付いている。可変動弁機構21には、いずれも例えば図5に示されるようにロッカアーム40、スイングカム50(揺動カム)、センタロッカアーム60(伝達アーム)を組み合わせた構造が用いられている。
すなわち、図3および図4に示されるようにロッカアーム40は、二股に分かれたアーム部材が用いられる。このアーム部材の中央部が図5に示されるように制御シャフト28に回動自在に支持され、アーム部材の先端部に設けたアジャストスクリュ部41をフレームの側方へ張り出させ、アーム部材の基端部に設けたニードルローラ42を支持シャフト29側へ配置させている。
In the same frame, a variable valve mechanism 21 and a rocker arm mechanism 22 are assembled for each cylinder. For example, as shown in FIG. 5, the variable valve mechanism 21 has a structure in which a rocker arm 40, a swing cam 50 (swing cam), and a center rocker arm 60 (transmission arm) are combined.
That is, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, the rocker arm 40 is an arm member divided into two parts. As shown in FIG. 5, the central portion of the arm member is rotatably supported by the control shaft 28, and an adjustment screw portion 41 provided at the distal end portion of the arm member is projected to the side of the frame, A needle roller 42 provided at the base end is disposed on the support shaft 29 side.

スイングカム50は、図3〜図5に示されるように一端部が支持シャフト29に回動自在に支持され、他端部がロッカアーム40のニードルローラ42に向かって突き出る揺動カム部材で形成される。他端面に形成されているカム面51は、ニードルローラ42と転接する。揺動カム部材の下部には滑りローラ52が回転自在に組み込まれている。
センタロッカアーム60は、図5に示されるように吸気用カム26a、制御シャフト28、滑りローラ52で囲まれる地点に配置される。センタロッカアーム60は、上方の滑りローラ52へ向かうアーム部61と、横方向となる制御シャフト28直下へ向かうアーム部62とにより、L形に形成される。アーム部61の先端面に形成されている斜面61a(例えば制御シャフト側が低、支持シャフト側が高の面)は、スイングカム50の滑りローラ52と転接する。アーム部61,62の交差する部分に支持されている滑りローラ63は、吸気用カム26aのカム面と転接し、バルブ駆動出力となる吸気用カム26aのカム変位がアーム部61を通じて、スイングカム50へ出力されるようにしている。アーム部62端に屈曲自在に支持されているピン部64は、制御シャフト28に形成されている通孔65に回動自在に差し込まれている。この差込みにより、センタロッカアーム60は、屈曲点を支点として揺動自在に支持される。このセンタロッカアーム60の組み込み構造により、制御シャフト28が回動変位すると、センタロッカアーム35は、吸気用カム26aとの転接位置を変更しながら、カムシャフト16と交差する方向(進角方向や遅角方向)へ変位する。
As shown in FIGS. 3 to 5, the swing cam 50 is formed of a swing cam member having one end rotatably supported by the support shaft 29 and the other end protruding toward the needle roller 42 of the rocker arm 40. The The cam surface 51 formed on the other end surface is in rolling contact with the needle roller 42. A sliding roller 52 is rotatably incorporated in the lower portion of the swing cam member.
As shown in FIG. 5, the center rocker arm 60 is disposed at a point surrounded by the intake cam 26 a, the control shaft 28, and the sliding roller 52. The center rocker arm 60 is formed in an L shape by an arm portion 61 that extends toward the upper sliding roller 52 and an arm portion 62 that extends directly below the control shaft 28 in the lateral direction. A slope 61 a (for example, a surface having a low control shaft side and a high support shaft side) formed on the tip surface of the arm portion 61 is in contact with the sliding roller 52 of the swing cam 50. The sliding roller 63 supported by the intersecting portion of the arm portions 61 and 62 is brought into rolling contact with the cam surface of the intake cam 26a, and the cam displacement of the intake cam 26a, which becomes a valve drive output, passes through the arm portion 61 and swing cam. Output to 50. The pin part 64 supported at the end of the arm part 62 so as to be freely bent is inserted into a through hole 65 formed in the control shaft 28 so as to be freely rotatable. By this insertion, the center rocker arm 60 is swingably supported with the bending point as a fulcrum. When the control shaft 28 is rotationally displaced by the built-in structure of the center rocker arm 60, the center rocker arm 35 changes the direction of contact with the intake cam 26a and the direction intersecting the cam shaft 16 (advance direction or delay). (Angular direction).

この変位により、センタロッカアーム60から出力されるバルブ駆動出力、例えば吸気バルブ14のバルブリフト量や開閉タイミングが、同時に連続的に可変される。すなわち、カム面51は、上部側が吸気用カム26aのベース円に相当するベース円区間とし、下部側がベース円区間に連続したリフト区間(吸気用カム26aのリフト域のカム形状に相当)としてある。これにより、センタロッカアーム60の滑りローラ63が吸気用カム26aの進角方向あるいは遅角方向へ変位すると、スイングカム50の姿勢が変化して、ニードルローラ42が揺動するカム面51の領域が変化する。つまり、ニードルローラ42が揺動するベース区間とリフト区間の比率が変わる。この進角方向の位相変化、遅角方向の位相変化を伴うベース区間、リフト区間の比率の変化を用いて、吸気バルブ14のバルブリフト量が、吸気用カム26aの頂部のカム形状がもたらす低バルブリフトから、吸気用カム26aの頂部から基端部までのカム形状がもたらす高バルブリフトまで連続的に可変される。また同時に吸気バルブ14の開閉タイミングは、開弁時期よりも閉弁時期が大きく可変されるようにしてある。   Due to this displacement, the valve drive output output from the center rocker arm 60, for example, the valve lift amount and the opening / closing timing of the intake valve 14 are continuously varied simultaneously. That is, the cam surface 51 has a base circle section corresponding to the base circle of the intake cam 26a on the upper side and a lift section (corresponding to the cam shape of the lift area of the intake cam 26a) on the lower side. . Thereby, when the sliding roller 63 of the center rocker arm 60 is displaced in the advance angle direction or the retard angle direction of the intake cam 26a, the posture of the swing cam 50 changes, and the region of the cam surface 51 on which the needle roller 42 swings is changed. Change. In other words, the ratio between the base section where the needle roller 42 swings and the lift section changes. The valve lift amount of the intake valve 14 is reduced by the cam shape at the top of the intake cam 26a by using the change in the ratio of the base section and the lift section with the phase change in the advance direction and the phase change in the retard direction. It is continuously variable from the valve lift to the high valve lift provided by the cam shape from the top to the base end of the intake cam 26a. At the same time, the opening / closing timing of the intake valve 14 is made variable so that the closing timing is larger than the opening timing.

つまり、可変動弁機構21は、低バルブリフト〜高バルブリフトまでをリフト可変範囲として、バルブリフト量や開閉タイミングが連続的に可変できるようにしてある。なお、通孔65には、ピン部64の突出し量を調整するためのねじ部材66が進退可能に螺挿してある(気筒毎のバルブ開閉時期やバルブリフト量の調整のため)。
ロッカアーム機構22(排気側)は、図5に示されるように一対のロッカアーム67をもつ(片側しか図示せず)。この一対のロッカアーム67は、センタロッカアーム35の両側に位置し、排気用ロッカシャフト27に回動自在に支持される。そして、一端部に有るローラ部材(図示しない)を排気用カム26bのカム面に転接させ、他端部に有るアジャストスクリュ部67aをフレームの側方へ張り出させている。
In other words, the variable valve mechanism 21 allows the valve lift amount and the opening / closing timing to be continuously variable with the lift variable range from the low valve lift to the high valve lift. A screw member 66 for adjusting the protruding amount of the pin portion 64 is screwed into the through hole 65 so as to be able to advance and retract (for adjusting the valve opening / closing timing and valve lift amount for each cylinder).
The rocker arm mechanism 22 (exhaust side) has a pair of rocker arms 67 as shown in FIG. 5 (only one side is shown). The pair of rocker arms 67 are positioned on both sides of the center rocker arm 35 and are rotatably supported by the exhaust rocker shaft 27. A roller member (not shown) at one end is brought into rolling contact with the cam surface of the exhaust cam 26b, and an adjusting screw portion 67a at the other end is projected to the side of the frame.

こうした各構造により、カムシャフト26、可変動弁機構21、ロッカアーム機構22を1つに集約させている。このユニット化された可変動弁装置20の各固定座34が、図4および図6に示されるように凹部2a(シリンダヘッド2)の底面から突き出ているボス部17に設置される。そして、各固定座34は、図3および図6に示されるように該固定座34およびシリンダヘッド2を通じて、シリンダブロック1へねじ込まれるシリンダヘッドボルト18により、シリンダヘッド2と一緒に固定される(共締め)。なお、最前部、最後部の保持部材25については、別の固定ボルト18aでもシリンダブヘッド2に固定してある。   With these structures, the camshaft 26, the variable valve mechanism 21, and the rocker arm mechanism 22 are integrated into one. Each fixed seat 34 of the unitized variable valve apparatus 20 is installed on the boss portion 17 protruding from the bottom surface of the recess 2a (cylinder head 2) as shown in FIGS. Each fixed seat 34 is fixed together with the cylinder head 2 by a cylinder head bolt 18 screwed into the cylinder block 1 through the fixed seat 34 and the cylinder head 2 as shown in FIGS. Tighten together). The foremost and rearmost holding members 25 are fixed to the cylinder head 2 with other fixing bolts 18a.

この可変動弁装置20の搭載により、図5に示されるように各ロッカアーム40(吸気用)のアジャストスクリュ部41は、シリンダヘッド2に組み付けてある吸気バルブ14のステム端に配置され、排気用ロッカアーム67のアジャストスクリュ部41は、シリンダヘッド2に組み付けてある排気バルブ15のステム端に配置される。なお、68は、スイングカム50に組み付くプッシャである。同プッシャ68は、スイングカム50を介してセンタロッカアーム60を吸気用カム26aへ押し付ける部品である。   As shown in FIG. 5, the adjustment valve portion 41 of each rocker arm 40 (for intake air) is disposed at the stem end of the intake valve 14 assembled to the cylinder head 2 as shown in FIG. The adjusting screw portion 41 of the rocker arm 67 is disposed at the stem end of the exhaust valve 15 assembled to the cylinder head 2. A pusher 68 is assembled to the swing cam 50. The pusher 68 is a component that presses the center rocker arm 60 against the intake cam 26 a via the swing cam 50.

またカムシャフト26の一端部は、例えば図4に示されるようにシリンダヘッド1の凹部2aを囲う端壁に有る貫通部1bを通じて、前方へ突き出る。この突き出たカムシャフト26の端部には、図1〜図3に示されるようにタイミング部品であるカムスプロケット70が設けられる。このカムスプロケット70とクランクシャフト9の一端部に設けたクランクスプロケット71間に無端状のタイミングチェーン72が掛け渡され、カムシャフト26がクランク出力で回転されるようにしている。   Further, one end portion of the camshaft 26 protrudes forward through a penetrating portion 1b provided on an end wall surrounding the concave portion 2a of the cylinder head 1 as shown in FIG. As shown in FIGS. 1 to 3, a cam sprocket 70 that is a timing component is provided at the protruding end portion of the camshaft 26. An endless timing chain 72 is stretched between the cam sprocket 70 and a crank sprocket 71 provided at one end of the crankshaft 9 so that the camshaft 26 is rotated by crank output.

図3に示されるようにシリンダヘッド1の最前部には、制御シャフト28を駆動する駆動装置80が設けられている。この駆動装置80は、可変動弁機構21と共に可変動弁装置20を構成する装置で、例えば駆動源としての電動モータ81と、電動モータ81とは別体な伝達機構、例えばウォームギヤ減速機構82を組み合わせた構造が用いられる。ウォームギヤ減速機構82には、例えば扇形のウォームホイールギヤ83とこれと噛合うウォームシャフトギヤ84との組み合わせが用いられる。そして、このうちウォームシャフトギヤ84を含む部分を、ウォームホイールギヤ83とは別体なウォームシャフトギヤユニット85としてユニット化してある。   As shown in FIG. 3, a drive device 80 that drives the control shaft 28 is provided at the foremost portion of the cylinder head 1. This driving device 80 is a device that constitutes the variable valve operating device 20 together with the variable valve operating mechanism 21. For example, an electric motor 81 as a drive source and a transmission mechanism separate from the electric motor 81, for example, a worm gear reduction mechanism 82 are provided. A combined structure is used. For the worm gear reduction mechanism 82, for example, a combination of a fan-shaped worm wheel gear 83 and a worm shaft gear 84 meshing therewith is used. Of these, the portion including the worm shaft gear 84 is unitized as a worm shaft gear unit 85 separate from the worm wheel gear 83.

すなわち、扇形のウォームホイールギヤ83は、図2〜図4に示されるように扇形板状の本体86の外周縁部に多数のギヤ歯87を有し、回動中心部に取付座88を有した板状部品が用いてある。この扇形部品の取付座88が、最前部のホルダ部32(保持部材25)から前方へ突き出ている制御シャフト28の軸端に固定ボルト89で固定され、ギヤ歯87をシリンダヘッド2の上方に配置させている。   That is, the fan-shaped worm wheel gear 83 has a large number of gear teeth 87 on the outer peripheral edge portion of the fan-shaped plate-shaped main body 86 as shown in FIGS. A plate-shaped part is used. This fan-shaped component mounting seat 88 is fixed to the shaft end of the control shaft 28 protruding forward from the foremost holder portion 32 (holding member 25) by a fixing bolt 89, and the gear teeth 87 are placed above the cylinder head 2. It is arranged.

ウォームシャフトギヤユニット85は、例えば図2〜図4に示されるようにフレーム90をもつ。フレーム90は、シリンダヘッド2の幅方向に延びるベース部90aと、同ベース部90aの両端部からシリンダヘッド2の前後方向に延びる一対のアーム部90bを有する。アーム部90bの先端部には、それぞれ軸受面90c(図2に図示)が形成されている。ウォームシャフトギヤ84は、中間にウォームギヤ歯84aをもつシャフト部84bが用いてある。このシャフト部84bの両端部がそれぞれ軸受面90cで回転自在に支持され、軸受面90c間にウォームギヤ部84bを配置させている。そして、アーム部90bを突き出るシャフト部84bの一方には、オルダム継手91を構成する雄部91aおよび雌部91bの一方、例えば雄部91aが連結してある。またベース部90aの両端部には、シリンダヘッド2に搭載するための設置座92がそれぞれ形成されている。   The worm shaft gear unit 85 has a frame 90 as shown in FIGS. The frame 90 includes a base portion 90a extending in the width direction of the cylinder head 2 and a pair of arm portions 90b extending in the front-rear direction of the cylinder head 2 from both end portions of the base portion 90a. A bearing surface 90c (shown in FIG. 2) is formed at the tip of the arm portion 90b. The worm shaft gear 84 uses a shaft portion 84b having a worm gear tooth 84a in the middle. Both end portions of the shaft portion 84b are rotatably supported by the bearing surface 90c, and the worm gear portion 84b is disposed between the bearing surfaces 90c. And one of the male part 91a and the female part 91b which comprise the Oldham coupling 91, for example, the male part 91a, is connected to one of the shaft parts 84b protruding from the arm part 90b. In addition, installation seats 92 for mounting on the cylinder head 2 are formed at both ends of the base portion 90a.

これら設置座92が、図4に示されるように固定用ボルト93を用いて、最前部のホルダ部32(保持部材25)の上部、具体的には制御シャフト28の直上となる部分に形成された受座94に設置され、ウォームシャフトギヤユニット85をシリンダヘッド2に横向きに取り付けている。この取り付けの際、図2に示されるようにウォームシャフトギヤ84がウォームホイールギヤ83と噛合う。特にウォームシャフトギヤユニット85は、ウォームシャフトギヤ84とウォームホイールギヤ83とが噛合う噛合い部95の地点より、オルダム継手91側が低くなるよう、シリンダヘッド2側へ下降させた傾斜姿勢で組み付けてある。これにより、オルダム継手91の雄部91aから入力される制御回転(バルブリフト量や開閉タイミングの要求バルブ特性を定める回転)が、両ギヤ83,84の噛合い部95を通じて、制御シャフト28へ伝達されるようにしている。これで、例えば図2中の矢印で示されるようにウォームホイールギヤ83が排気用ロッカシャフト27側へ向かう方向に回動変位するときは、高バルブリフト側へ制御する制御回転が制御シャフト28へ伝達され、反対にオルダム継手91側へ向かう方向に回動変位するときは、低バルブリフト側へ制御する制御回転が制御シャフト28へ伝達されるようにしてある。   These installation seats 92 are formed on the upper part of the foremost holder part 32 (holding member 25), specifically on the part directly above the control shaft 28, using fixing bolts 93 as shown in FIG. The worm shaft gear unit 85 is attached to the cylinder head 2 sideways. During this attachment, the worm shaft gear 84 meshes with the worm wheel gear 83 as shown in FIG. In particular, the worm shaft gear unit 85 is assembled in an inclined posture lowered to the cylinder head 2 side so that the Oldham coupling 91 side is lower than the point of the meshing portion 95 where the worm shaft gear 84 and the worm wheel gear 83 are engaged. is there. Thereby, the control rotation (rotation that determines the valve lift amount and the required valve characteristics of the opening / closing timing) input from the male portion 91a of the Oldham coupling 91 is transmitted to the control shaft 28 through the meshing portion 95 of both the gears 83 and 84. To be. Thus, for example, when the worm wheel gear 83 is rotationally displaced in the direction toward the exhaust rocker shaft 27 as shown by the arrow in FIG. 2, the controlled rotation controlled to the high valve lift side is directed to the control shaft 28. On the contrary, when the rotational displacement is made in the direction toward the Oldham coupling 91, the control rotation to be controlled to the low valve lift side is transmitted to the control shaft 28.

ここで、制御シャフト28は、可変動弁機構21の各部の組み付きにより、可変動弁機構21から伝わるバルブ反力(スプリング反力)が一回転方向、例えば低バルブリフト方向へだけ作用するように設定されている。これにより、ウォームシャフトギヤ84には、軸方向の一方向にだけしかバルブ反力が作用しない構造にしている。このバルブ反力を受けるために、オルダム継手91側のシャフト部分にはスラスト受け部96が設けられている。具体的には、スラスト受け部96は、フランジ形状に形成され、オルダム継手91側のアーム部90bと隣接した地点に配置してある。このスラスト受け部96は、アーム部90bに形成されたスラスト面97(図2に図示)で摺動自在に受け止められる。これで、バルブ反力がもたらすスラスト力が、オルダム継手91側へ伝わらないようにしている。   Here, the control shaft 28 is assembled so that each part of the variable valve mechanism 21 is assembled so that the valve reaction force (spring reaction force) transmitted from the variable valve mechanism 21 acts only in one rotation direction, for example, in the low valve lift direction. Is set. Thus, the worm shaft gear 84 has a structure in which the valve reaction force acts only in one axial direction. In order to receive this valve reaction force, a thrust receiving portion 96 is provided on the shaft portion on the Oldham coupling 91 side. Specifically, the thrust receiving portion 96 is formed in a flange shape and is disposed at a point adjacent to the arm portion 90b on the Oldham coupling 91 side. The thrust receiving portion 96 is slidably received by a thrust surface 97 (shown in FIG. 2) formed on the arm portion 90b. Thus, the thrust force caused by the valve reaction force is prevented from being transmitted to the Oldham coupling 91 side.

またウォームホイールギヤ83とウォームシャフトギヤ84とが噛合う各ギヤ歯84a,87の向きは、バルブ反力によって、ウォームホイールギヤ83自身に保持部材25へ向かわせる力を生じさせる斜め方向の向きに設定されている。これにより、制御シャフト28は、軸方向一方向にだけスラスト力が作用する構造にしている。また制御シャフト28に作用するスラスト力(一方向)は、図示しないが制御シャフト28の一端部、例えばウォームホイールギヤ83側の端部に形成されたスラスト面と、最前部のホルダ部32(保持部材25)の前面に形成されたスラスト受け部とがなす受け構造によって受け止めている。   Further, the direction of the gear teeth 84a and 87 with which the worm wheel gear 83 and the worm shaft gear 84 are engaged is an oblique direction that causes the worm wheel gear 83 itself to generate a force toward the holding member 25 by the valve reaction force. Is set. Thereby, the control shaft 28 has a structure in which a thrust force acts only in one axial direction. Further, although not shown, the thrust force (one direction) acting on the control shaft 28 includes a thrust surface formed at one end portion of the control shaft 28, for example, an end portion on the worm wheel gear 83 side, and a frontmost holder portion 32 (holding). It is received by a receiving structure formed by a thrust receiving portion formed on the front surface of the member 25).

電動モータ81は、図2および図3に示されるように通常の回転子と固定子(図示しない)とを組み合わせた電動機本体81aが用いられている。すなわち、電動モータ81には、先端部に円柱形の差込み部81dを有し、胴部に取付用ブラケット81bが取り付けられた電動機部81aが用いられる。そして、電動機部81aのモータ軸81cが差込み部81dの中央を貫通して前方へ延びている。この前方へ延びたモータ軸81cの先端部に、オルダム継手91の残る片側の部品、すなわち雌部91bが装着してある。   As shown in FIGS. 2 and 3, the electric motor 81 uses a motor main body 81a in which a normal rotor and a stator (not shown) are combined. That is, the electric motor 81 includes an electric motor portion 81a having a cylindrical insertion portion 81d at the tip and a mounting bracket 81b attached to the body. And the motor shaft 81c of the electric motor part 81a has penetrated the center of the insertion part 81d, and is extended ahead. The remaining part of the Oldham coupling 91, that is, the female portion 91b is attached to the front end portion of the motor shaft 81c extending forward.

取付け用ブラケット81bは、シリンダヘッド2の側部に形成されたモータ取付面2b(図2に図示)に対し、取り付け可能なL字形のブラケット部材から形成される。また差込み部81dは、図1および図2に示されるようにロッカカバー3の側壁に形成された円筒形の差込み口部3aに差込み可能な形状をなしている。差込み部81dの外周面には、外周面から外側へ突き出るように環状のオイルシール部材98が装着されている。   The mounting bracket 81b is formed of an L-shaped bracket member that can be attached to a motor mounting surface 2b (shown in FIG. 2) formed on the side of the cylinder head 2. Moreover, the insertion part 81d has comprised the shape which can be inserted in the cylindrical insertion port part 3a formed in the side wall of the rocker cover 3, as FIG.1 and FIG.2 shows. An annular oil seal member 98 is attached to the outer peripheral surface of the insertion portion 81d so as to protrude outward from the outer peripheral surface.

これらの構造を用いて、電動モータ81はウォームシャフトギヤユニット85に組み付けてある。すなわち、電動モータ81は、図2および図3に示されるように差込み口部3aへ差込み部81dを差し込んで、同差込み口部3aをガイドとして先端の雌部91bをウォームシャフトギヤユニット85の雄部91aに噛合わせ、その後、取付け用ブラケット81bをシリンダヘッド2のモータ取付け面2bにボルト止めすることによって、ウォームシャフトギヤユニット85に着脱可能に組み付けてある。なお、図2に示されるように差込み部81dは、差込み口部3aへ差し込むと、オイルシール部材98だけが差込み口部3aの内面と弾接し、他の差込み部81dの外周面は差込み口部3aの内面から離れる。   Using these structures, the electric motor 81 is assembled to the worm shaft gear unit 85. That is, in the electric motor 81, as shown in FIGS. 2 and 3, the insertion part 81d is inserted into the insertion part 3a, and the female part 91b at the tip is used as the male part of the worm shaft gear unit 85 with the insertion part 3a as a guide. Then, the mounting bracket 81b is bolted to the motor mounting surface 2b of the cylinder head 2 so as to be detachably assembled to the worm shaft gear unit 85. As shown in FIG. 2, when the insertion portion 81d is inserted into the insertion port portion 3a, only the oil seal member 98 elastically contacts the inner surface of the insertion port portion 3a, and the outer peripheral surface of the other insertion portion 81d is the insertion port portion. 3a away from the inner surface.

一方、ウォームギヤ減速機構82(伝達機構)には、噛合い部95に生ずるバックラッシュを詰めるバックラッシュ詰め機構100(本願のバックラッシュ詰め手段、押圧機構部に相当)が組み込まれている。このバックラッシュ詰め機構100には、低バルブリフト〜高バルブリフトまでのリフト可変範囲のうちの一部だけにバックラッシュを詰める付勢力を与える構造が用いられている。具体的には、高バルブリフト域だけに付勢力を付与する構造が用いてある。同バックラッシュ詰め機構100の構造が図7〜図11に示されている。   On the other hand, the worm gear speed reduction mechanism 82 (transmission mechanism) incorporates a backlash stuffing mechanism 100 (corresponding to the backlash stuffing means and the pressing mechanism portion of the present application) that packs backlash generated in the meshing portion 95. The backlash stuffing mechanism 100 uses a structure that applies a biasing force to stuff backlash into only a part of the variable range of lift from the low valve lift to the high valve lift. Specifically, a structure that applies an urging force only to the high valve lift region is used. The structure of the backlash stuffing mechanism 100 is shown in FIGS.

同構造には、図7〜図9に示されるように制御シャフト28の駆動に有利(高トルク)で、かつ部品点数が少なくてすむという機能をもつウォーム減速機構82に、コンパクトにトグルばね部材101を組み付けた構造が用いられている。すなわち、図8に示されるようにトグルばね部材101は、例えば素線を環状に複数状巻回して、素線の両端部101aを直径方向へ並行に突き出したスプリング部品で、自由状態(端部101aに外力が加わらない状態)から、片方の端部101aに外力を加えると、巻回したコイル部分101bがねじれ方向に弾性変位して、弾性変位に応じたスプリング力が発生する。このトグルばね部材101のコイル部分101bが、図7に示されるようにウォームホイールギヤ83の回動支点部、例えばウォームホイールギヤ83の取付座88の裏面に形成された環状のボス部88a(制御シャフト端と突き当たる部分をなす)の周りに巻回されるように組み付く。そして、ウォームホイールギヤ83の回動方向に並行に配置される両端部101aのうちの一方、例えば電動モータ81側の端部101aが、ウォームホイールギヤ83の本体86の裏面に固定、ここでは例えば裏面に形成した固定孔86aに差込むことによって固定してある。また残る端部101aは、取付座88の裏面で、コイル部分101bの一部(下側)を囲うように形成した円弧形の壁部88bにより係止され、トグルばね部材101の全体をほぼ自由状態に保たせている。この残る端部101bが、外力を受ける外力入力部103となる。   As shown in FIGS. 7 to 9, the structure is advantageous in driving the control shaft 28 (high torque) and has a function of reducing the number of parts, and a compact toggle spring member. A structure in which 101 is assembled is used. That is, as shown in FIG. 8, the toggle spring member 101 is a spring component in which, for example, a plurality of strands are wound in a ring shape and both end portions 101a of the strands are projected in parallel in the diametrical direction. When an external force is applied to one end 101a from a state in which no external force is applied to 101a), the wound coil portion 101b is elastically displaced in the torsional direction, and a spring force corresponding to the elastic displacement is generated. As shown in FIG. 7, the coil portion 101b of the toggle spring member 101 has an annular boss portion 88a (control) formed on the rotating fulcrum portion of the worm wheel gear 83, for example, the back surface of the mounting seat 88 of the worm wheel gear 83. Assemble it so that it is wound around the shaft end). One of both end portions 101a arranged in parallel with the rotation direction of the worm wheel gear 83, for example, the end portion 101a on the electric motor 81 side is fixed to the back surface of the main body 86 of the worm wheel gear 83. It is fixed by being inserted into a fixing hole 86a formed on the back surface. The remaining end portion 101a is locked by an arc-shaped wall portion 88b formed so as to surround a part (lower side) of the coil portion 101b on the back surface of the mounting seat 88, and the toggle spring member 101 is almost entirely It is kept free. This remaining end portion 101b becomes an external force input portion 103 that receives an external force.

この外力入力部103に対応して、図2および図7に示されるように保持部材25のうち、ウォームホイールギヤ83に臨む面をなす、ホルダ部32の前面には、当該端部101bと当接可能な当接部104が設けられている。当接部104は、例えばホルダ部32の前面から突き出た突起から形成される。同当接部104は、所定の地点、具体的には低バルブリフト〜高バルブリフトまでのリフト可変範囲内を回動変位するウォームホイールギヤ83のうち、例えばバルブ反力の小さい低バルブリフト域や中バルブリフト域では、外力入力部103(端部101b)と当接せず、図10に示されるようにバルブ反力の大きい高バルブリフト域に至ると、外力入力部103と当接する地点に配置されている。この当接部104により、トグルばね部材101は、高バルブリフト量の区間になると、縮む方向の弾性変位が始まり、それ以降、高バルブリフトの終わりまで、その弾性変位が進むようにしてある。   Corresponding to the external force input portion 103, as shown in FIGS. 2 and 7, the holding member 25 has a surface facing the worm wheel gear 83. A contact portion 104 that can be contacted is provided. The contact portion 104 is formed from a protrusion protruding from the front surface of the holder portion 32, for example. The contact portion 104 is, for example, a low valve lift region with a small valve reaction force in a worm wheel gear 83 that rotates and displaces within a predetermined point, specifically, a lift variable range from a low valve lift to a high valve lift. In the middle valve lift area, it does not come into contact with the external force input portion 103 (end portion 101b), but comes into contact with the external force input portion 103 when reaching the high valve lift region where the valve reaction force is large as shown in FIG. Is arranged. Due to the contact portion 104, the toggle spring member 101 starts to be elastically displaced in the direction of contraction when the high valve lift amount is reached, and thereafter, the elastic displacement proceeds to the end of the high valve lift.

つまり、トグルばね部材101は、吸気バルブ14のバルブリフト量を連続的に可変するリフト可変領域のうち、例えば高バルブリフト量の区間の領域に設定されるときだけ、ウォームホイールギヤ83のギヤ歯87の歯面を、ウォームシャフトギヤ84のウォームギヤ歯84aの歯面に押し付ける力(付勢力)が加わるように組み込んである。
つぎに、このように構成された可変動弁装置20の作用について説明する。
In other words, the toggle spring member 101 has the gear teeth of the worm wheel gear 83 only when it is set, for example, in the region of the high valve lift amount section in the lift variable region in which the valve lift amount of the intake valve 14 is continuously variable. 87 is incorporated so that a force (urging force) is applied to the tooth surface of the worm shaft gear 84 against the tooth surface of the worm gear tooth 84a.
Next, the operation of the variable valve operating apparatus 20 configured as described above will be described.

今、カムシャフト26が、図1および図2中の矢印方向に示されるようにタイミングチェーン72から伝達されるクランクシャフト9の軸出力によって駆動(回転)されるとする。
このとき、図5に示されるようにセンタロッカアーム60の滑りローラ63は、吸気用カム26aのカム変位を受けている。これにより、センタロッカアーム60からは、バルブ駆動出力が出力される。つまり、センタロッカアーム60は、カム変位にしたがい、ピン部64を支点として、上下方向へ揺動する。
Now, it is assumed that the camshaft 26 is driven (rotated) by the shaft output of the crankshaft 9 transmitted from the timing chain 72 as shown in the direction of the arrow in FIGS.
At this time, as shown in FIG. 5, the sliding roller 63 of the center rocker arm 60 receives the cam displacement of the intake cam 26a. As a result, a valve drive output is output from the center rocker arm 60. That is, the center rocker arm 60 swings in the vertical direction with the pin portion 64 as a fulcrum according to the cam displacement.

スイングカム50の滑りローラ52は、同滑りローラ52と転接する斜面61aを通じて、センタロッカアーム60の揺動変位を受けている。このため、スイングカム50は、斜面61aを転がりながら、該斜面61aで押し上げられたり下降したりする揺動運動を繰り返す。このスイングカム50の揺動により、スイングカム50のカム面51は上下方向へ往復動する。   The sliding roller 52 of the swing cam 50 receives the swinging displacement of the center rocker arm 60 through an inclined surface 61 a that is in rolling contact with the sliding roller 52. For this reason, the swing cam 50 repeats the swinging motion that is pushed up or lowered by the slope 61a while rolling on the slope 61a. As the swing cam 50 swings, the cam surface 51 of the swing cam 50 reciprocates in the vertical direction.

このとき、カム面51は、ロッカアーム40のニードルローラ42と転接しているから、カム面51でニードルローラ42を周期的に押圧する。この押圧を受けてロッカアーム40は、制御シャフト28を支点に揺動され、一対の吸気バルブ14を開閉させる。
一方、各排気用ロッカアーム67は、それぞれ排気用カム26bを受けていて、同カム26bのカム形状にならい駆動される。これにより、各排気用ロッカアーム67は、排気用ロッカシャフト27を支点に上下方向へ揺動して、それぞれ排気バルブ15を開閉させる。
At this time, since the cam surface 51 is in rolling contact with the needle roller 42 of the rocker arm 40, the cam surface 51 periodically presses the needle roller 42. In response to this pressing, the rocker arm 40 is swung with the control shaft 28 as a fulcrum to open and close the pair of intake valves 14.
On the other hand, each exhaust rocker arm 67 receives the exhaust cam 26b and is driven in accordance with the cam shape of the cam 26b. Thus, each exhaust rocker arm 67 swings in the vertical direction with the exhaust rocker shaft 27 as a fulcrum, thereby opening and closing the exhaust valve 15, respectively.

このとき、図示しない制御部の指令により、高バルブリフト量にするべく、電動モータ81が作動したとする。すると、同電動モータ81の回転が、オルダム継手91を通じて、ウォームシャフトギヤ84へ伝わり、同ウォームシャフトギヤ84と噛合う扇形のウォームホイールギヤ83を回動変位させる(図2中の高リフト方向)。これにより、電動モータ81の回転は、減速されながら制御シャフト28へ伝わり、制御シャフト28を要求バルブ特性の地点まで回動させる。この回動変位により、センタロッカアーム60の位置は変位する。これにより、センタロッカアーム60の滑りローラ63は、吸気用カム26a上を回転方向に沿って変位し、図5に示されるようにスイングカム50のカム面51を垂直に近い角度となる姿勢に位置決める。   At this time, it is assumed that the electric motor 81 is actuated to increase the valve lift amount according to a command from a control unit (not shown). Then, the rotation of the electric motor 81 is transmitted to the worm shaft gear 84 through the Oldham coupling 91, and the fan-shaped worm wheel gear 83 engaged with the worm shaft gear 84 is rotationally displaced (in the high lift direction in FIG. 2). . Thereby, the rotation of the electric motor 81 is transmitted to the control shaft 28 while being decelerated, and the control shaft 28 is rotated to the point of the required valve characteristic. Due to this rotational displacement, the position of the center rocker arm 60 is displaced. As a result, the sliding roller 63 of the center rocker arm 60 is displaced along the rotation direction on the intake cam 26a, and the cam surface 51 of the swing cam 50 is positioned so as to have an angle close to vertical as shown in FIG. Decide.

このカム面51の姿勢により、カム面51のニードルローラ42が行き交う領域(比率)は、高バルブリフト量をもたらす領域に設定される。例えば最も短いベース円区間と最も長いリフト区間となる比率に設定される。これにより、例えば吸気バルブ14は、最大のバルブリフト量を確保するように駆動される。
ここで、トグルばね部材101は、ウォームホイールギヤ83が、低バルブリフト、中バルブリフトの区間までは、図9に示されるように当接部104に到達しないため、自由な状態のままが保たれる。この間は、ウォームギヤ減速機構82には、バックラッシュを詰める付勢力は与えられないが、ウォームホイールギヤ83が高バルブリフトの区間に入ると、その時点から、図2および図10に示されるようにトグルばね部材101の外力入力部103がシリンダヘッド2側に有る当接部104と突き当たる。
Due to the posture of the cam surface 51, the region (ratio) of the cam surface 51 where the needle roller 42 crosses is set to a region that provides a high valve lift amount. For example, the ratio is set to the shortest base circle section and the longest lift section. Thereby, for example, the intake valve 14 is driven so as to ensure the maximum valve lift amount.
Here, since the worm wheel gear 83 does not reach the contact portion 104 as shown in FIG. 9 until the worm wheel gear 83 reaches the low valve lift and middle valve lift sections, the toggle spring member 101 remains free. Be drunk. During this time, the worm gear speed reduction mechanism 82 is not given an urging force to close the backlash, but when the worm wheel gear 83 enters the high valve lift section, from that point on, as shown in FIG. 2 and FIG. The external force input portion 103 of the toggle spring member 101 abuts against the contact portion 104 on the cylinder head 2 side.

そのときから、図10(a),(b)に示されるようにトグルばね部材101は弾性変位(縮む方向)が始まる。同弾性変位は、バルブリフト量が増えるにしたがい(ウォームホイールギヤ83の回動変位が進むにしたがい)、増大する。そして、この弾性変位で得られたトグルばね部材101の弾性力が、高バルブリフト域へ変位したウォームホイールギヤ83へ入力される。この弾性力により、ウォームホイールギヤ83は、ウォームシャフトギヤ84と密接する方向に付勢され、ウォームホイールギヤ83のギヤ歯87の歯面を、ウォームシャフトギヤ84のウォームギヤ歯84aの歯面に押し付ける。これで、噛合い部95におけるギヤ歯87とウォームギヤ歯84a間のバックラッシュ(隙間)は詰められる。   From that time, as shown in FIGS. 10A and 10B, the toggle spring member 101 starts to be elastically displaced (in the direction of contraction). The elastic displacement increases as the valve lift amount increases (as the rotational displacement of the worm wheel gear 83 advances). The elastic force of the toggle spring member 101 obtained by this elastic displacement is input to the worm wheel gear 83 displaced to the high valve lift region. Due to this elastic force, the worm wheel gear 83 is biased in a direction in close contact with the worm shaft gear 84, and the tooth surfaces of the gear teeth 87 of the worm wheel gear 83 are pressed against the tooth surfaces of the worm gear teeth 84 a of the worm shaft gear 84. . Thus, the backlash (gap) between the gear teeth 87 and the worm gear teeth 84a in the meshing portion 95 is filled.

これにより、大きな打音が発生しやすい可変領域、特に可変動弁機構21へ伝わる高バルブ反力や、高速で伸縮を繰り返すバルブスプリング16やバルブ振動などが作用する高バルブリフト領域で生ずる大打音の発生は抑えられる。
一方、低バルブリフト量にするとする。このときは、高バルブリフトのときとは反対方向へ電動モータ81を作動させる。すると、同電動モータ81の回転が、オルダム継手91を通じて、ウォームシャフトギヤ84へ伝わり、扇形のウォームホイールギヤ83を反対の方向へ回動変位させる(図2中の低リフト方向)。これにより、電動モータ81の回転は、減速されながら制御シャフト28へ伝わり、制御シャフト28を要求バルブ特性、例えば低バルブリフトの地点まで回動させる。
As a result, a large stroke is generated in a variable region where a large hitting sound is likely to occur, particularly in a high valve lift region where a high valve reaction force transmitted to the variable valve mechanism 21, a valve spring 16 that repeatedly expands and contracts at high speed, and valve vibrations act. The generation of sound is suppressed.
On the other hand, it is assumed that the valve lift amount is low. At this time, the electric motor 81 is operated in the opposite direction to that of the high valve lift. Then, the rotation of the electric motor 81 is transmitted to the worm shaft gear 84 through the Oldham coupling 91, and the fan-shaped worm wheel gear 83 is rotationally displaced in the opposite direction (low lift direction in FIG. 2). Thereby, the rotation of the electric motor 81 is transmitted to the control shaft 28 while being decelerated, and the control shaft 28 is rotated to a required valve characteristic, for example, a point of low valve lift.

この回動変位により、センタロッカアーム60の支点位置(ピン部64)は吸気用カム26aへ接近する方向に回動変位する。すると、センタロッカアーム60の滑りローラ63は、吸気用カム26a上を回転方向前側へ変位する。これにより、センタロッカアーム60と吸気用カム26aとの転接位置は、吸気用カム26a上を進角する方向へずれる。この転接位置の可変により、バルブリフト曲線のTOP位置が進角方向へ移動する。また斜面63も、センタロッカアーム60の移動を受けて進角方向へ変位する。このセンタロッカアーム60の移動により、スイングカム50は、カム面51が下側へ傾く姿勢に変わる。傾きが大きくなるにしたがい、ニードルローラ42が行き交うカム面51の領域は、ベース円区間が次第に長く、リフト区間が次第に短くなる比率に変わる。この比率の変化により、吸気バルブ14は、吸気用カム26aのリフト区間の全域を用いた駆動から、次第にリフト区間の頂部へ移行した部分で限定的に駆動される状態に変わる。   With this rotational displacement, the fulcrum position (pin portion 64) of the center rocker arm 60 is rotationally displaced in the direction approaching the intake cam 26a. Then, the sliding roller 63 of the center rocker arm 60 is displaced forward in the rotational direction on the intake cam 26a. As a result, the rolling contact position between the center rocker arm 60 and the intake cam 26a is shifted in the direction of advance on the intake cam 26a. By changing the rolling position, the TOP position of the valve lift curve moves in the advance direction. The slope 63 is also displaced in the advance direction in response to the movement of the center rocker arm 60. By the movement of the center rocker arm 60, the swing cam 50 changes to a posture in which the cam surface 51 is inclined downward. As the inclination increases, the area of the cam surface 51 where the needle rollers 42 come and go changes to a ratio in which the base circle section is gradually longer and the lift section is gradually shorter. Due to this change in the ratio, the intake valve 14 changes from being driven using the entire lift section of the intake cam 26a to being driven in a limited manner at a portion where it gradually shifts to the top of the lift section.

これにより、バルブ駆動出力となる吸気バルブ14の開閉タイミングとバルブリフト量は、制御シャフト28から入力される回動変位にしたがい、最大バルブリフト時とほぼ同じ開弁時期から開弁するタイミングを保ちつつ、閉弁時期を大きく変化させながら連続的に可変制御される。
このとき、トグルばね部材101の外力入力部103は、図9(a),(b)に示されるよう当接部104から離れた地点に配置されたままである。低バルブリフト領域や中バルブリフト領域の間は、その状態が継続される(高バルブリフトになるまで突き当たらない)。このため、要求バルブ特性が当該可変領域に求められている間は、ウォームホイールギヤ83にはバックラッシュを詰める付勢力は作用しない。
As a result, the opening / closing timing and valve lift amount of the intake valve 14 serving as the valve drive output are kept at the same valve opening timing as the maximum valve lift according to the rotational displacement input from the control shaft 28. On the other hand, it is continuously variably controlled while greatly changing the valve closing timing.
At this time, the external force input portion 103 of the toggle spring member 101 remains arranged at a point away from the contact portion 104 as shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b). The state continues between the low valve lift region and the middle valve lift region (does not hit until the high valve lift is reached). For this reason, while the required valve characteristic is required in the variable region, the urging force that closes backlash does not act on the worm wheel gear 83.

つまり、ギヤ同士の打音が小さい小可変領域(バルブ反力などが小のため)や中可変領域は、バックラッシュを詰める付勢力から開放される。これにより、小可変領域、特に細かな制御が求められる小バルブリフトや中バルブリフトといった可変領域では、良好な制御の応答性が確保される。
したがって、可変動弁装置20は、小可変領域の制御応答性を確保しながら、大きな打音の発生を抑えることができる。しかも、制御シャフト28を駆動する電動モータ81(駆動源)は、大容量の大型モータに変更せずにすむので、可変動弁装置20は、軽量化およびコンパクト化が保てる利点もある。特に高バルブリフト域だけを重点に、バックラッシュを詰める付勢力を作用させると、効果的に、ギヤ同士での打音の発生防止と、小可変領域における制御応答性の向上の双方を図ることができる。
That is, the small variable region (because the valve reaction force is small) and the middle variable region where the hitting sound between the gears is small are released from the biasing force that closes backlash. As a result, good control responsiveness is ensured in a small variable region, particularly in a variable region such as a small valve lift or an intermediate valve lift that requires fine control.
Therefore, the variable valve operating apparatus 20 can suppress the generation of a large hitting sound while ensuring the control response of the small variable region. In addition, since the electric motor 81 (drive source) that drives the control shaft 28 does not need to be changed to a large-capacity large motor, the variable valve operating apparatus 20 also has an advantage that the weight reduction and the compactness can be maintained. In particular, when an urging force that closes backlash is applied with emphasis only on the high valve lift range, it is possible to effectively prevent the occurrence of sound hitting between gears and improve control responsiveness in a small variable range. Can do.

しかも、伝達機構には、制御シャフト28の駆動に有利でかつ部品点数が少なくてすむウォームギヤ減速機構82を採用し、同減速機構82にバックラッシュ詰め機構100を組み付ける構造を採用すると、簡単な構造ですむ。特にバックラッシュ詰め機構100として、ウォームホイールギヤ83の回動支点部にトグルばね部材101を組み付ける構造を用いると、ウォームギヤ減速機82の構造を利用した簡単な構造ですむ。   In addition, when the transmission mechanism employs a worm gear speed reduction mechanism 82 that is advantageous for driving the control shaft 28 and requires a small number of parts, and a structure in which the backlash stuffing mechanism 100 is assembled to the speed reduction mechanism 82, a simple structure is achieved. That's okay. In particular, when a structure in which the toggle spring member 101 is assembled to the rotation fulcrum portion of the worm wheel gear 83 is used as the backlash stuffing mechanism 100, a simple structure using the structure of the worm gear speed reducer 82 is sufficient.

減速機構だけでなく、バックラッシュ詰め機構100にもタイミングチェーン72に付着している潤滑油が遠心力により飛び散り供給されるので、トグルばね部材101の組み付け部の摩耗が抑制され、ばねの接触部位の摩擦係数も安定するため、安定したばね力が発揮され、効果が維持される。
なお、図13に示されるように、スイングカム50が開弁方向に揺動する際に揺動支点S1に作用する荷重W1やスイングカム50が閉弁方向に揺動する際に揺動支点S1に作用する荷重の方向が、同図の荷重W1,W2の軌跡に示されるようにいずれも制御シャフト28の回転方向が同じ方向に設定してある。これにより、スイングカム50が開弁方向に揺動するときや、スイングカム50が閉弁方向に揺動するとき、揺動支点S1に生ずる荷重の制御シャフト28に対する回転方向は、制御シャフト28に対して時計方向回りの一方向となり、制御シャフト28が逆方向に回転することを抑制することができる。このため、制御シャフト28はバルブリフトにより一方向に付勢されることとなり、バックラッシュ詰め機構100を作用させる必要がなくなる。また、荷重W1,W2が全て制御シャフト28を同じ方向に回転させるように設定せずとも、最大荷重W3が制御シャフトを一方向に回転させるように設定するだけでもよい。
Since the lubricating oil adhering to the timing chain 72 is scattered and supplied not only to the speed reduction mechanism but also to the backlash packing mechanism 100 by centrifugal force, wear of the assembly portion of the toggle spring member 101 is suppressed, and the contact portion of the spring Since the coefficient of friction is also stable, a stable spring force is exhibited and the effect is maintained.
As shown in FIG. 13, the load W1 acting on the swing fulcrum S1 when the swing cam 50 swings in the valve opening direction and the swing fulcrum S1 when the swing cam 50 swings in the valve closing direction. The direction of the load acting on the control shaft 28 is set to the same direction as indicated by the loci of the loads W1 and W2 in FIG. Thereby, when the swing cam 50 swings in the valve opening direction or when the swing cam 50 swings in the valve closing direction, the rotation direction of the load generated at the swing fulcrum S1 with respect to the control shaft 28 is changed to the control shaft 28. On the other hand, it becomes one direction clockwise, and it can suppress that the control shaft 28 rotates in the reverse direction. For this reason, the control shaft 28 is urged in one direction by the valve lift, and it is not necessary to operate the backlash packing mechanism 100. Further, the loads W1 and W2 may not be set to rotate the control shaft 28 in the same direction, but the maximum load W3 may be set to rotate the control shaft in one direction.

図11および図12は、本発明の第2の実施形態を示す。
本実施形態は、バックラッシュ詰め機構100として、第1の実施形態のようなトグルばね部材101を用いたのではなく、例えばピストン式のプッシャ機構110を用いた構造を採用したものである。
同プッシャ機構110には、例えば図11および図12に示されるようにウォームシャフトギヤユニット85のフレーム90に、ピストンプッシャ部111を組み付け、ウォームホイールギヤ83の前面に当接部112を突設した構造が用いてある。
11 and 12 show a second embodiment of the present invention.
This embodiment employs a structure using, for example, a piston-type pusher mechanism 110 instead of the toggle spring member 101 as in the first embodiment as the backlash packing mechanism 100.
In the pusher mechanism 110, for example, as shown in FIGS. 11 and 12, a piston pusher portion 111 is assembled to a frame 90 of a worm shaft gear unit 85, and an abutting portion 112 is projected from the front surface of the worm wheel gear 83. The structure is used.

具体的には、ピストンプッシャ部111は、例えば図12に示されるようにアーム部90bの片側に形成された筒形の本体部115と、同本体部115内に直列状に収められた進退可能なピストン116、当該ピストン116を突出方向へ押圧するコイルスプリング部材118、当該コイルスプリング部材118の弾性力を調整するためのねじ式のアジャスタ部119を組み合わせた構造が用いられる。このピストンプッシャ部111は、ウォームホイールギヤ83の当接部112に対して、本体部115から突き出たピストン116の先端部が向き合うよう、横向き(ウォームホイールギヤ83と並行な向き)に配置されている。   Specifically, for example, as shown in FIG. 12, the piston pusher portion 111 has a cylindrical main body portion 115 formed on one side of the arm portion 90 b, and can be moved back and forth in series in the main body portion 115. A structure in which a piston 116, a coil spring member 118 that presses the piston 116 in the protruding direction, and a screw-type adjuster 119 for adjusting the elastic force of the coil spring member 118 is used. The piston pusher portion 111 is disposed laterally (in a direction parallel to the worm wheel gear 83) so that the tip portion of the piston 116 protruding from the main body portion 115 faces the contact portion 112 of the worm wheel gear 83. Yes.

また本体部115から突き出たピストン116の先端部とウォームホイールギヤ83の当接部112とは、第1の実施形態と同様、低バルブリフト〜高バルブリフトまでのリフト可変範囲内を回動変位するウォームホイールギヤ83のうち、例えばバルブ反力の小さい低バルブリフト域や中バルブリフト域では、図12中の実線に示されるように当接せず、バルブ反力の大きい高バルブリフト域に至ると、図12中の二点鎖線に示されるように当接するように設定されている。これにより、ピストンプッシャ部111は、高バルブリフト量の区間になると、コイルスプリング部材118の縮む方向の弾性変位が始まり、それ以降、高バルブリフトの終わりまでは、コイルスプリング部材118の縮む方向の弾性変位を伴いながらピストン116が退避動するようにしてある。これで、ピストンプッシャ部111は、吸気バルブ14のバルブリフト量を連続的に可変するリフト可変領域のうち、例えば高バルブリフト量の区間の領域に設定されるときだけ、ウォームホイールギヤ83のギヤ歯87の歯面を、ウォームシャフトギヤ84のウォームギヤ歯84aの歯面に押し付ける力(付勢力)が加わる構造にしている。なお、図12中、120は本体部115から前方へ突き出るピストン116を規制するためのクリップ部材を示す。   Further, the tip end portion of the piston 116 protruding from the main body 115 and the contact portion 112 of the worm wheel gear 83 are rotationally displaced within a lift variable range from a low valve lift to a high valve lift, as in the first embodiment. Of the worm wheel gear 83 to be operated, for example, in the low valve lift region and the middle valve lift region where the valve reaction force is small, as shown by the solid line in FIG. When it reaches, it is set to abut as shown by a two-dot chain line in FIG. As a result, when the piston pusher portion 111 reaches the section of the high valve lift amount, the elastic displacement in the direction in which the coil spring member 118 contracts starts, and thereafter, until the end of the high valve lift, the coil spring member 118 in the contracting direction. The piston 116 retreats with elastic displacement. As a result, the piston pusher 111 is set to the gear of the worm wheel gear 83 only when, for example, the region of the high valve lift amount section is set in the lift variable region in which the valve lift amount of the intake valve 14 is continuously variable. The tooth surface of the tooth 87 is configured to apply a force (urging force) to press against the tooth surface of the worm gear tooth 84 a of the worm shaft gear 84. In FIG. 12, reference numeral 120 denotes a clip member for restricting the piston 116 protruding forward from the main body 115.

このようにして第1の実施形態と同様の効果を奏する。但し、図11および図12において、第1の実施形態と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略した。
なお、本発明は上述したいずれの実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば上述した実施形態では、吸気バルブのバルブ特性を連続的に可変する可変動弁装置に本発明を適用したが、これに限らず、排気バルブのバルブ特性を連続的に可変する可変動弁装置に本発明を適用してもよい。また、上述した一実施形態では、リフト量と開閉タイミングを同時に変更できるもので説明したが、一方のみを変更するもの、例えば、不等速継手を用いて開閉タイミングを変更する可変動弁装置にも適用することができる。
In this way, the same effects as those of the first embodiment are obtained. However, in FIG. 11 and FIG. 12, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
In addition, this invention is not limited to any embodiment mentioned above, You may implement variously within the range which does not deviate from the main point of this invention. For example, in the above-described embodiment, the present invention is applied to a variable valve apparatus that continuously varies the valve characteristics of the intake valve. However, the present invention is not limited to this, and a variable valve apparatus that continuously varies the valve characteristics of the exhaust valve. The present invention may be applied to. In the above-described embodiment, the lift amount and the opening / closing timing can be changed at the same time. However, for example, a variable valve operating apparatus that changes only one of them, for example, a variable valve apparatus that changes the opening / closing timing using a constant velocity joint. Can also be applied.

本発明の第1の実施形態に係る内燃機関の概観を示す斜視図。1 is a perspective view showing an overview of an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention. 図1中のA−A線に沿う断面図。Sectional drawing which follows the AA line in FIG. ロッカカバーやタイミングチェーンカバーを取り外して可変動弁装置を露出させた内燃機関の斜視図。The perspective view of the internal combustion engine which removed the rocker cover and the timing chain cover, and exposed the variable valve apparatus. 同可変動弁装置をシリンダヘッドから取り外した斜視図。The perspective view which removed the variable valve apparatus from the cylinder head. 図3中のB−B線に沿う可変動弁装置の断面図。Sectional drawing of the variable valve apparatus which follows the BB line in FIG. 図3中のC−C線に沿う可変動弁装置の断面図。Sectional drawing of the variable valve apparatus which follows the CC line in FIG. バックラッシュ詰め機構を説明するための斜視図。The perspective view for demonstrating a backlash packing mechanism. 同機構の主要部を分解した分解斜視図。The disassembled perspective view which decomposed | disassembled the principal part of the mechanism. 低バルブリフトに設定されたときのバックラッシュ詰め機構の挙動を説明するための図。The figure for demonstrating the behavior of the backlash packing mechanism when set to a low valve lift. 高バルブリフトに設定されたときのバックラッシュ詰め機構の挙動を説明するための図。The figure for demonstrating the behavior of the backlash packing mechanism when set to a high valve lift. 本発明の第2の実施形態の要部となる、異なるバックラッシュ詰め機構を示す分解斜視図。The disassembled perspective view which shows the different backlash packing mechanism used as the principal part of the 2nd Embodiment of this invention. 同バックラッシュ詰め機構の挙動を説明するための一部断面化した側面図。The partially sectional side view for demonstrating the behavior of the backlash packing mechanism. 低バルブリフトに設定されたときの図3中のB−B線に沿う可変動弁装置の断面図。Sectional drawing of the variable valve apparatus which follows the BB line in FIG. 3 when it sets to a low valve lift.

符号の説明Explanation of symbols

2 シリンダヘッド
14 吸気バルブ
20 可変動弁装置
21 可変動弁機構
26 カムシャフト
26a吸気用カム(バルブ駆動用カム)
28 制御シャフト
81 電動モータ(駆動源)
82 ウォームギヤ減速機構(伝達機構)
83 ウォームホイールギヤ
84 ウォームシャフトギヤ
100バックラッシュ詰め機構(バックラッシュ詰め手段、押圧機構部)
101トグルばね部材
104当接部。
2 Cylinder Head 14 Intake Valve 20 Variable Valve Operating Device 21 Variable Valve Mechanism 26 Cam Shaft 26a Intake Cam (Valve Drive Cam)
28 Control shaft 81 Electric motor (drive source)
82 Worm gear reduction mechanism (transmission mechanism)
83 Worm wheel gear 84 Worm shaft gear 100 Backlash filling mechanism (backlash filling means, pressing mechanism)
101 toggle spring member 104 contact portion.

Claims (3)

バルブ駆動用カムを有するカムシャフトと、
バルブを駆動するカム面を有する揺動カムと、回動変位可能な制御シャフトに揺動自在に支持されて前記揺動カムと前記バルブ駆動用カムとの間に介在され前記バルブ駆動用カムの変位を前記揺動カムに伝達する伝達アームとを備え、前記制御シャフトから入力される回動変位にしたがい、前記伝達アームの前記バルブ駆動用カムと当接する位置を変更してバルブのバルブ特性を制御しながらバルブリフト量を所定の低バルブリフト〜高バルブリフト範囲において可変制御させる可変動弁機構と、
駆動源から出力される、要求バルブリフト量を設定する制御回転をギヤの噛み合いにより前記制御シャフトへ伝える伝達機構と、
前記伝達機構に設けられ、前記低バルブリフト〜高バルブリフト範囲のうちの高バルブリフト域においてだけに、当該伝達機構のギヤにバックラッシュを詰める付勢力を与えるバックラッシュ詰め手段とを有し、
かつ前記可変動弁機構は、低バルブリフト〜高バルブリフト範囲のうちの高バルブリフト域以外の領域において、バルブリフト中に前記伝達アームより受ける最大荷重が前記制御シャフトを一方向に回動させる荷重となるように設定した
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
A camshaft having a valve drive cam;
A swing cam having a cam surface for driving the valve, and a swingable support shaft rotatably supported by the swing drive cam and the valve drive cam. A transmission arm that transmits the displacement to the swing cam, and changes the valve characteristic of the valve by changing the position of the transmission arm that contacts the valve drive cam according to the rotational displacement input from the control shaft. A variable valve mechanism that variably controls the valve lift amount in a predetermined low valve lift to high valve lift range while controlling,
A transmission mechanism that outputs a control rotation that is output from the drive source and sets a required valve lift amount to the control shaft by meshing the gear;
Backlash stuffing means that is provided in the transmission mechanism and provides a biasing force to stuff backlash into the gear of the transmission mechanism only in the high valve lift region of the low valve lift to high valve lift range,
In the variable valve mechanism, the maximum load received from the transmission arm during valve lift rotates the control shaft in one direction in a region other than the high valve lift region in the low valve lift to high valve lift range. A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, characterized by being set to be a load.
前記伝達機構は、前記制御シャフトに設けたウォームホイールギヤと、前記ウォームホイールギヤと噛合い、前記制御回転を前記ウォームホイールギヤへ伝えるウォームシャフトギヤとを有したウォームギヤ減速機構で構成され、
前記バックラッシュ詰め手段は、前記ウォームギヤ減速機に組み付けられ、前記高バルブリフト域に設定されると、付勢力を高めながら、前記ウォームホイールギヤのギヤ歯を前記ウォームシャフトギヤのギヤ歯へ押し付ける押圧機構部を有して構成される
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の可変動弁装置。
The transmission mechanism comprises a worm gear reduction mechanism having a worm wheel gear provided on the control shaft, a worm shaft gear that meshes with the worm wheel gear and transmits the control rotation to the worm wheel gear,
When the backlash stuffing means is assembled to the worm gear reducer and is set in the high valve lift range, the pressing force presses the gear teeth of the worm wheel gear against the gear teeth of the worm shaft gear while increasing the urging force. The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 , further comprising a mechanism portion.
前記押圧機構部は、前記ウォームホイールギヤの回動支点部に巻回され、高バルブリフト域に設定されると、前記ウォームホイールギヤの回動変位に追従して縮む方向へ弾性変位し、前記ウォームホイールギヤのギヤ歯を前記ウォームシャフトギヤのギヤ歯に押し付けるトグルばね部材を有して構成される
ことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の可変動弁装置。
When the pressing mechanism portion is wound around the rotation fulcrum portion of the worm wheel gear and is set in a high valve lift region, the pressing mechanism portion is elastically displaced in a contraction direction following the rotation displacement of the worm wheel gear, The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 2 , further comprising a toggle spring member that presses the gear teeth of the worm wheel gear against the gear teeth of the worm shaft gear.
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