JP2001254609A - 油圧ラッシュアジャスタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小型かつ軽量で作動性に優れた構造のラッシュ
アジャスタ１を提供する。 【解決手段】一端が開放端となり他端が閉塞した筒形本
体２と、この筒形本体２に摺動可能に内接したプランジ
ャ３と、筒形本体２とプランジャ３とを連結して開放端
を覆うダイヤフラム８と、を備える。プランジャ３と筒
形本体２の他端との間には高圧室４を形成し、筒形本体
２の開放端側にはリザーバ室９を設け、プランジャ３の
外周面には筒形本体２に内接する筒状摺動部３ａを形成
する。この筒状摺動部３ａの内側には高圧室４及びリザ
ーバ室９に連通する連通路７ａを備えたステム部７を開
放端方向に延出するように突設し、高圧室４と連通路７
ａの間には連通路７ａから高圧室４へのみ作動油の流通
を許容するチェックバルブ手段１０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はラッシュアジャスタ
に関し、例えば内燃機関の動弁機構等における隙間調整
機構として使用可能なコンパクトで軽量な油圧式のラッ
シュアジャスタに関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の動弁機構における隙間調整機
構等としてラッシュアジャスタが用いられるが、これは
次のようなものである。

【０００３】例えば内燃機関のシリンダヘッドが燃焼室
での燃焼により高温となり、その熱が動弁機構に伝達さ
れて動弁機構も高温となる。するとシリンダヘッド及び
動弁機構の熱容量の相違等に基づき、両者間には熱膨張
差が生じ動弁機構の作動が不安定になるので、これを防
ぐために所定のタペットクリアランスを設ける必要があ
る。ラッシュアジャスタは、動弁機構の作動中に変位す
る一対の部材間に介在して、これらの間隔の変化に追随
して間隙の発生を防止するものであり、上記の熱膨張差
による部材の伸びの変化を吸収して、動弁機構の作動音
及び作動時の摩耗を減少させるものである。

【０００４】また近年、電磁力を利用して吸気弁及び排
気弁を開閉駆動する電磁駆動式の動弁機構の開発が進め
られている。このような電磁駆動式動弁機構としては、
例えば特開平７−３３２０４４号に開示されているもの
があり、これは磁性体からなり吸気排気弁に連動して進
退動作するアーマチャと、励磁電流が印加されたときに
前記アーマチャを閉弁方向へ吸引する閉弁用電磁石と、
励磁電流が印加されたときに前記アーマチャを開弁方向
へ吸引する開弁用電磁石とを備えている。

【０００５】このような電磁駆動弁でも熱膨張差が発生
し、または摩耗によって弁体が弁座に完全に着座せず、
弁体と弁座の間に間隙を生じることがある。よってアー
マチャと弁体を軸方向に離間して、これらの間にラッシ
ュアジャスタを設ける必要が生じる。このような部材間
の伸びや変化を吸収するラッシュアジャスタは、例えば
図７に示すような構造であった。

【０００６】これは上部に別体のプランジャキャップ１
０１を取り付けたプランジャ１０２を筒形のボディ１０
０内に往復動可能に配置し、プランジャ１０２とボデイ
１００とによりリザーバ室１０３を形成し、またプラン
ジャ１０２とボデイ１００は、チェックバルブ１０４を
介して連通路１０５によって連通した高圧室１０６を形
成している。高圧室１０６にはリテーナ１０７及びスプ
リング１０８が設けられ、スプリング１０８はプランジ
ャ１０２をリザーバ室１０３方向に付勢し、チェックバ
ルブ１０４はチェックボール１０９及びチェックボール
スプリング１１０を備えている。このチェックバルブ１
０４は、高圧室１０６がリザーバ室１０３に対して低圧
になった場合のみ開く。

【０００７】一方、動弁機構における弁体の開弁時に、
プランジャキャップ１０１が加圧されてプランジャ１０
２をボディ１００内に押し込む力が作用すると、高圧室
１０６内の油が加圧され、高圧室１０６内の油圧がリザ
ーバ室１０３の油圧に対して高圧になり、かつ連通路１
０５がチェックバルブ１０４により閉じられる。すると
高圧室１０６とリザーバ室１０３との間の油の授受は禁
止されるので、プランジャ１０２の押圧力は高圧室１０
６を介してボディ１００に伝達されラッシュアジャスタ
１２０は実質的に剛体となる。さらに高圧室１０６の油
が加圧されると、プランジャ１０２とボディ１００との
摺動面１１１を介して高圧室１０６から油が徐々に漏出
し、ラッシュアジャスタ１２０は油の漏出分に相当する
量だけ収縮する。

【０００８】弁体が閉弁する過程ではラッシュアジャス
タ１２０が伸長して間隙変化を吸収することになるが、
前記のラッシュアジャスタ１２０の収縮分は、弁体が開
く際のリフト量の減少となりリフトロスとして認識され
る。前記の電磁駆動弁ではこのリフトロスが必要以上に
大きくなると、弁体と弁座の衝突とアーマチャと電磁石
の衝突との間の時間差が拡大し、アーマチャの電磁石へ
の衝突音が大きくなる。したがってできるだけ収縮量の
小さいラッシュアジャスタの提供が望まれる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】かかる状況では、一般
的にもプランジャ１０２及びプランジャキャップ１０１
は高圧室１０６内に充填された油を圧縮する押圧力に耐
える剛性が要求され、かつプランジャ１０２には、ボデ
ィ１００との摺動面１１１の僅かな間隙からの油の漏出
量を調整してラッシュアジャスタ１２０の収縮量を適正
なものとする機能が要求される。

【００１０】さらに上記の電磁駆動弁における使用のた
めに、ラッシュアジャスタ１２０の収縮量を少なくして
油が漏出する摺動面１１１の間隙を小さくすると（例え
ば数ミクロン）、この間隙を保持しながらプランジャ１
０２に作用する押圧力に耐え得るような設計をすること
は容易ではない。

【００１１】これらの機能を満足するためプランジャ１
０２を肉厚にして剛性を高めようとすれば、ラッシュア
ジャスタ１２０全体の重量の増大や大型化を招き、また
高速作動を阻害することになりかねない。

【００１２】本発明はかかる事情に鑑みてされたもので
あり、小型かつ軽量で作動性に優れた構造の油圧ラッシ
ュアジャスタを提供することを課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題の達成のため
本発明は次のような構成とした。すなわち、一端が開放
端となり他端が閉塞した筒形本体と、この筒形本体に摺
動可能に内接したプランジャと、前記筒形本体とプラン
ジャとを接合して前記開放端を覆うダイヤフラムと、を
備え、プランジャと筒形本体の他端との間に高圧室を形
成するとともに筒形本体の開放端側にはリザーバ室が設
けられ、前記プランジャの外周面には筒形本体に内接す
る筒状摺動部を形成し、この筒状摺動部の内側には前記
高圧室及びリザーバ室に連通する連通路を備えたステム
部を開放端方向に延出するように突設し、前記高圧室と
前記連通路の間には連通路から高圧室へのみ油の流通を
許容するチェックバルブ手段を設けたことを特徴とす
る。このラッシュアジャスタは外部から油を供給するこ
となく伸縮を繰り返すことができる、いわゆる密封型の
ものである。

【００１４】前記ステム部は前記プランジャと別体に形
成して、このステム部とプランジャは接合手段により一
体化するようにしてもよい。接合手段としては、例えば
かしめ加工や溶接が用いられる。

【００１５】前記筒形本体または筒状摺動部は、それら
の断面が円形ものには限定されず、楕円や多角形であっ
てもよい。本発明のラッシュアジャスタは、チェックバ
ルブスプリングの付勢力を越えてプランジャを筒形本体
内に押し込む力が作用すると、高圧室内の油が加圧さ
れ、高圧室内の圧力がリザーバ室の圧力に比べて高圧と
なり、かつ連通路がチェックバルブにより閉じられる。
すると高圧室とリザーバ室との間の油の授受は禁止され
るので、プランジャの押圧力は高圧室を介して筒形本体
に伝達されラッシュアジャスタは実質的に剛体となる。
さらに高圧室の油が加圧されると、プランジャと筒形本
体との間の摺動面を介して高圧室から油が徐々にリザー
バ室に漏出し、ラッシュアジャスタは油の漏出分に相当
する量だけ収縮する。

【００１６】押圧力が作用しなくなればプランジャが反
対方向に変位し、チェックバルブが開いて油がリザーバ
室から高圧室に流入し、ラッシュアジャスタが伸長す
る。本発明の油圧ラッシュアジャスタによれば、高圧室
からの油の漏出量は筒状摺動部と筒形本体との間の間隙
で調整するが、このときプランジャに加わる押圧力をス
テム部で受けることができるため、筒状摺動部を肉薄に
することが可能となる。そのためラッシュアジャスタ全
体の収縮量をより小さくする等、要求される性能を満た
すための設計の自由度が拡大する。

【００１７】また従来のようにプランジャキャップと筒
状摺動部をそれぞれ別体に形成せずに、筒状摺動部とキ
ャップが取り付けられるステム部を一体とし、筒状摺動
部の内側において、ステム部を軸方向にオーバーラップ
させて配置することで、全高を低くして小型化及び軽量
化されたラッシュアジャスタが提供できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明のラッシュアジャスタにつ
いて図面を参照して説明する。図１は本発明のラッシュ
アジャスタの内部構造を示す断面図、図２はプランジャ
が押圧され全体が収縮した状態を示す断面図である。ラ
ッシュアジャスタ１内には油が充填され、図面において
上方が開放端となり、下端が閉塞している筒形本体２内
に往復動可能にプランジャ３が配されている。このプラ
ンジャ３の中央部にはステム部７が突設され、このステ
ム部７の上端と筒形本体２の間には、これらを互いに接
合して開放端を覆うダイヤフラム８が配設されている。
このダイヤフラム８とプランジャ３によりリザーバ室９
が画定されている。またプランジャ下面３ｃとスプリン
グ保持部２ａの底面２ｃの間には、高圧室４が形成され
る。

【００１９】前記ステム部７の軸方向に配されリザーバ
室９に連通する中空路７ａと、前記高圧室４との間には
チェックバルブ手段１０が設けられている。次にラッシ
ュアジャスタの各構成部分を詳細に説明する。

【００２０】ラッシュアジャスタ１の筒形本体２は一端
（図面では下端）が閉じた円筒状であり、その下端部に
形成されたスプリング保持部２ａと、その上方にスプリ
ング保持部２ａよりも大径のプランジャ保持部２ｂがそ
れぞれ形成されている。このプランジャ保持部２ｂに
は、円筒状のプランジャ３が軸方向に摺動自在に配設さ
れている、このプランジャ３の外周面は筒状摺動部３ａ
となり、筒形本体２の内周面である前記プランジャ保持
部２ｂに数ミクロンの極く小さな間隙（リーククリアラ
ンス）をおいて設けられている。このプランジャ保持部
２ｂの上端部の内周面にはプランジャ３のストッパとし
て機能するリテーナクリップ１１が装着されている。し
たがってプランジャ３のプランジャ保持部２ａ内におけ
る変位は、前記スプリング保持部２ａ及びプランジャ保
持部２ｂとの間の段差１２と、前記リテーナクリップ１
１により規制される。図１はプランジャ３が最大限に上
昇した状態を示し、図２はプランジャ３が最大限に下降
した状態を示している。

【００２１】前記高圧室４には、リテーナ５及びプラン
ジャスプリング６が設けられている。リテーナ５はチェ
ックボールスプリング１０ｂを介してチェックボール１
０ａを保持し、かつプランジャスプリング６の上端が外
周縁に当設している。

【００２２】一方、プランジャスプリング６の下端は底
面２ｃに当設し、リテーナ５を常時、上方に付勢してい
る。前記チェックボール１０ａ及びチェックボールスプ
リング１０ｂは、高圧室４がリザーバ室９に比べて低圧
になった場合のみ開弁するチェックバルブとして機能す
る。

【００２３】前記ステム部７は、円筒状の前記プランジ
ャ３の軸心部において開放端方向に立設されたパイプ状
をなし、この実施の形態ではその上端は筒形本体２から
突出している。ステム部７の中心には、軸方向に前記高
圧室４に連通する連通路７ａを備えており、この連通路
７ａの下端側は内径が拡大し、プランジャ３の底面まで
連通しており、その底面の開口部７ｂの縁部にはチェッ
クボール１０ａが当設している。また連通路７ａの下端
側には軸方向に直交する方向に連通する貫通路１３が、
連通路７ａから外周方向に向かって設けられ、そのため
連通路７ａはリザーバ室９にも連通している。なお、プ
ランジャ３に貫通路１３を形成するにあたり、その側部
から開削加工をする関係上、プランジャ３の側面には捨
て孔１９が形成されているが、この捨て孔１９から筒状
摺動部３ａに油が授受されることはない。

【００２４】ステム部７の開放端側の頂部７ｃにはキャ
ップ１４が冠着され、かつ当該部分の連路内にはボール
１５が圧入されて連通路７ａが閉塞されている。また頂
部７ｃと筒形本体２の上端部とを連結するように、変形
可能なダイヤフラム８が設けられリザーバ室９と外界と
を画している。ダイヤフラム８は例えばゴム製とするこ
とができ、リザーバ室９内に封入された油の容積変化に
応じて変形可能である。このとき油が外部に漏れないよ
うに取り付ける必要があるので、筒形本体２の外側面に
設けた溝２ｄ内に嵌合するホルダ１６を設け、このホル
ダ１６にダイヤフラム８の一端を加硫接着することによ
りダイヤフラム８を筒形本体２に取り付けている。

【００２５】他方、キャップ１４の側面から突出した突
出片１４ａがダイヤフラム８に一体に加硫成形されてお
り、ダイヤフラム８とキャップ１４が接合されている。
筒形本体２の下端には保持孔１７が形成され、例えば直
動型動弁系の場合にはバルブ軸端部がこれに嵌合する。

【００２６】次に、ラッシュアジャスタ１の動作を説明
する。この実施の形態において、キャップ１４に対して
は、図示しないカムの回転に応じて、図１、図２におい
て下向きの力が作用する。また前記保持孔１７には内燃
機関のバルブ軸端部が嵌合し、このバルブはバルブスプ
リングにより閉弁方向、すなわち筒形本体２の方向に付
勢されている。

【００２７】図１は、プランジャ３が最上点にある伸び
きった状態を示し、内燃機関に組み付けられる前の状態
にある。ラッシュアジャスタが内燃機関に組み付けられ
る状態では、プランジャ３はプランジャストロークの半
分（図１と図２の中間高さ）にあり、この状態からカム
シャフトが回転してカムがリフトを始めると開弁方向の
力がキャップ１４を押圧し、この押圧力がプランジャ３
に作用する。プランジャ３に作用した力がプランジャス
プリング６の付勢力を越えると、プランジャ３が下向き
に押圧されて高圧室４内の油が加圧される。このため高
圧室４の油圧はリザーバ室９の油圧より高圧になり、連
通路７ａはチェックボール１０ａにより閉塞される。連
通路７ａが閉塞されると、高圧室４とリザーバ室９との
間の油の授受が停止される。このためプランジャ３に作
用した力は高圧室４を介して筒形本体２に伝達され、プ
ランジャ３はバルブスプリング６の反力を受けながら下
向きに変位すると共に、プランジャと筒形本体２との摺
動面を介して高圧室４から油が徐々にリザーバ室９内に
漏出してプランジャ３は次第に収縮する。

【００２８】カムが最大リフトを過ぎ、さらに回転を続
けるとプランジャ３は今度は上向きに変位するようにな
る。バルブが全閉位置に到達すると、筒形本体２にバル
ブスプリング６からの反力が作用しなくなる。バルブが
全閉位置に達した後にもキャップ１４がカムのランプ部
と摺動しながら比較的緩やかに上向きに変位を持続す
る。このときプランジャ３は、プランジャスプリング６
の付勢力により筒形本体２に対して上向きに摺動しよう
とし、高圧室４の油圧は低下する。

【００２９】高圧室４内の圧力がリザーバ室９のそれよ
りも低圧になると、チェックボール１０ａが連通路７ａ
の開口部７ｂから離れることで、高圧室４とリザーバ室
９が連通し、油はリザーバ室９から高圧室４に戻り、バ
ルブの間隙を０（零）に補正する。

【００３０】このようにバルブが開弁した状態では、筒
形本体２がバルブスプリング６の反力を受けながら変位
し、高圧室４から油が少しずつリザーバ室９に漏出し、
ラッシュアジャスタ１の全体が収縮する。またバルブが
全閉位置に達するとプランジャ３が上向きに摺動するこ
とで、ラッシュアジャスタ１は上記の収縮分だけ伸長す
る。

【００３１】このようにしてラッシュアジャスタ１は、
作動中には常時、一定の伸縮を繰り返し、弁体が閉弁す
る過程ではラッシュアジャスタ１が伸長するので、シリ
ンダヘッドと動弁機構の間の間隙変化等が吸収される。
この伸縮に伴いリザーバ室９内の圧力が変化するが、そ
の変化に伴ってダイヤフラム８が変形し、リザーバ室９
内の圧力が調整される。図２はプランジャ３が最下降し
て、ラッシュアジャスタ１が最下点にある状態を示す。
この状態は、内燃機関が通常の運転状態では起こり得な
いもので、長時間の内燃機関の停止時に起こり得る状態
である。

【００３２】次にプランジャ３の別の形態について説明
する。図３はステム部７と円筒状のプランジャ３を別体
としたものを示す。この例ではプランジャ３の中央部に
貫通孔３ｂを設け、この貫通孔３ｂにステム部７を挿入
し、ステム部の下端のフランジ部７ｄがプランジャ３の
底面に接合するようにして両者が固定されている。なお
連通路７ａに連通する水平の貫通路１３の開口部はプラ
ンジャ３の内底面に設けた溝部１８に対応するように位
置させることで連通路７ａとリザーバ室９の連通を確保
する。このような構成とすればプランジャ３とステム部
７を別体でなく一体に形成する場合に比べて製造が容易
となる。

【００３３】図４は、同様にステム部７と円筒状のプラ
ンジャ３を別体としたものを示す。この例ではプランジ
ャ３の中央部に段部３ｄを形成した貫通孔３ｂを設け、
その周縁部にステム部７より僅かに径大なリング状のス
テム部７の受け部３ｅを形成している。この受け部３ｅ
には透孔３ｆを設けてこれが貫通路１３と対応する位置
にステム部７を設置し、段部３ｄをステム部７の下端に
当接するストッパとして受け部３ｅ内に挿入し、両者
を、例えばレーザ溶接することでプランジャ３とステム
部７を一体にする。

【００３４】図５は、ステム部７と円筒状のプランジャ
３を別体とした別の実施の形態を示す。プランジャ３は
下端に段部３ｇが形成された円筒状として容易に形成で
き、一方、ステム部７の下端のフランジ部７ｄは前記段
部３ｇに嵌合させ、例えばかしめ加工により一体にす
る。

【００３５】図６はステム部をプランジャ３の中央部に
一体に形成しているが、その高さは筒状摺動部３ａより
も低くなっている。かかる構成ではラッシュアジャスタ
全体の高さを大きく低減でき、よりコンパクトで軽量な
ものが提供できる。

【００３６】本発明のラッシュアジャスタは、直打方式
の動弁系に使用できる他、ローラロッカ式、スイングア
ーム式等の動弁機構においても使用可能であり、いわゆ
る従来のプランジャ部とキャップ（プランジャロッド）
を別体とすることなく一体にし、しかもこれらを軸方向
にオーバーラップさせるように配置したので、ラッシュ
アジャスタ１の全高を大幅に低減することができ、また
キャップに付加される押圧力をステム部７で受け止め、
プランジャ部が直接に受けることがないのでこれを薄肉
にできるため全体の小型化及び軽量化が図られる。特に
プランジャと筒形本体の間のクリアランスを小さくする
ことができ、収縮量の小さいラッシュアジャスタが提供
できるので、電磁駆動弁に適用するのに好適なものとな
る。

【００３７】また直動型の動弁機構ではキャップやプラ
ンジャ等の運動部の重量を軽減できるので、内燃機関の
高回転域でもカムの動きに容易に追従可能なラッシュア
ジャスタが得られる。

【００３８】さらにキャップを従来のようなフランジタ
イプではなく棒状のものとしたので、ダイヤフラムの形
状等が限定的でなくなり、設計の自由度も拡大する。

【００３９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、小型かつ
軽量で作動性に優れたラッシュアジャスタが提供され、
ラッシュアジャスタの適用可能範囲を拡大することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のラッシュアジャスタの内部構造を示
し、プランジャが最大に上昇した状態を示す断面図であ
る。

【図２】本発明のラッシュアジャスタの内部構造を示
し、プランジャが最大に下降した状態を示す断面図であ
る。

【図３】ステム部がプランジャと別体である例を示す断
面図である。

【図４】ステム部がプランジャと別体である他の例を示
す断面図である。

【図５】ステム部がプランジャと別体であるさらに他の
例を示す断面図である。

【図６】ステム部の高さがプランジャの外周部よりも低
く形成された例を示す断面図である。

【図７】従来のラッシュアジャスタの構造の一例を示す
断面図である。

【符号の説明】

１ ラッシュアジャスタ ２ 筒形本体 ３ プランジャ ４ 高圧室 ５ リテーナ ６ プランジャスプリング ７ ステム部 ８ ダイヤフラム ９ リザーバ室 １０ チェックバルブ機構 １１ リテーナクリップ １２ 段差 １３ 貫通路 １４ キャップ １５ ボール １６ ホルダ １７ 保持孔

フロントページの続き (72)発明者 保坂 明彦 神奈川県秦野市曽屋518番地 日鍛バルブ 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G016 BB36 CA04 CA19 CA27 CA33 CA36 CA51 DA19 EA13 FA30 FA35 GA01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端が開放端となり他端が閉塞した筒形本
   体と、この筒形本体に摺動可能に内接したプランジャ
   と、前記筒形本体とプランジャとを接合して前記開放端
   を覆うダイヤフラムと、を備え、 プランジャと筒形本体の他端との間に高圧室を形成する
   とともに筒形本体の開放端側にはリザーバ室が設けら
   れ、 前記プランジャの外周面には筒形本体に内接する筒状摺
   動部を形成し、 この筒状摺動部の内側には前記高圧室及びリザーバ室に
   連通する連通路を備えたステム部を開放端方向に延出す
   るように突設し、 前記高圧室と前記連通路の間には連通路から高圧室への
   み油の流通を許容するチェックバルブ手段を設けたこと
   を特徴とする油圧ラッシュアジャスタ。
2. 【請求項２】前記ステム部は前記プランジャと別体に形
   成され、これらのステム部とプランジャは接合手段によ
   り一体化されている請求項１に記載の油圧ラッシュアジ
   ャスタ。