JP2004036603A

JP2004036603A - ロッキングボールを不作動できるラッシュ調整装置

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Publication number: JP2004036603A
Application number: JP2003067758A
Authority: JP
Inventors: Ilija Djordjevic; イリジャ　ジョルジェビク
Original assignee: Stanadyne LLC
Current assignee: Stanadyne LLC
Priority date: 2002-03-13
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2004-02-05
Also published as: US6732687B2; US20030172889A1; DE10310776A1; FR2837871A1

Abstract

【課題】間隙を排除することにより、著しい音響ノーズの発生をなくし、また座の摩耗の補償をする。
【解決手段】制御ピストンが液圧的に加圧されたときに、球体がデテントから離れ、ピストンアセンブリがガイド本体内のラッシュ調整装置の拡張移動（引っ込み）に適応する弾性又はソフトストッパを提供する。ピストンは２つの作動位置だけを有することが必要とされ、第１の位置は不作動とされて移動止め又はハードストッパを確立する位置であり、第２の位置は完全に作動されて弁不作動位置を確立する位置である。好適には、象限対称に４つのデタント及びこれらのデタントに圧縮状態で関連する部品でもって、サイドローディングが除去される。更に、バックラッシュも除去される。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【背景】
本発明は、内燃エンジンのための液圧式ラッシュ調整装置に関する。
【０００２】
自動車エンジンは、走行時間の大部分の間それらの定格出力のほんの一部分のみを使用する。燃料経済の増大は、特に、エンジンシリンダの幾つかが不作動され、他のエンジンシリンダが作動し続ける場合には、定常状態走行の間エンジンシリンダへの空気ポンプ損失を減少することによりなすことができることが知られている。
【０００３】
このシリンダの不作動をなしとげる幾つかの方法がある。そのひとつの方法は、コラプス型の液圧式ラッシュ調整装置であり、これによりエンジン弁は選択的に不作動とされる。典型的な液圧式ラッシュ調整装置は、非常に簡単な装置であり、この装置は基本的には弁トレーンに直列に又は並列に取り付けられている液圧式シリンダ及びピストンアセンブリから成る。このラッシュ調整装置の作動室は、エンジン潤滑油回路に一方向逆止弁を介して接続されている。エンジン弁が開いているままの時間の間中、弁閉鎖力は作動室内に捕えられている潤滑油柱によってもっぱら支えられている。そして、圧力レベルの増大のために、最初の潤滑油充填の一部分が漏れ出て、弁トレーン長さを短くし、弁の適当な着座を保証する。弁が着座させられて弁閉鎖力が弁座により支えられるや否や、作動室内の圧力は降下する。漏洩により生じた隙間は、潤滑油回路から一方向弁（逆止弁）を介してすばやく補給される。このような隙間を排除することにより、著しい音響ノーズの発生をなくし、また座の摩耗が補償される。
【０００４】
エンジン弁の作動サイクル中（弁は開いている）、ラッシュ調整装置の収縮は外側スリーブの対応する穴にロックされた横ラッチングピンにより防止される。不作動サイクル中、二次回路からの潤滑油が（リセットばねに抗して）ラッチングピンを押して係合から離し、ラッシュ調整装置キャリヤは、この時点から、弁トレーン力を支持することができなくなり、弁は閉じたままとされる（不作動とされる）。カムにより発生する弁トレーンの動きは、ラッシュ調整装置キャリヤの下に取り付けられている単一又は複数のばねにより吸収される。
【０００５】
この設計の欠点は、第１に、再作動（特に、高速であることが重要）のために用いる非常に短い時間の間にラッチングピンがその目標穴を見つけることに関連する困難さであり、また、第２に、ラッチングピン及びその保持穴が高い曲げ（せん断）力にさらされることである。
【０００６】
【発明の概要】
本発明によれば、液圧式ラッシュ調整装置は次のように改変される。すなわち、弁不作動信号を受けることにより、ラッシュ調整装置のストッパ制限はハードストッパからソフトストッパに一層確実にかつ一定して変わる。その結果、弁閉鎖ばねに蓄えられている過剰な力がソフトストッパを介してラッシュ調整装置を動かし、その結果ラッシュ調整装置のタペット枢動点もまたオーバヘッドカムが減少した力でもってローラフィンガに作用する位置に動かされる。したがって、弁はカムシャフトの回転のいかなる部分の間でも開くことができない。ラッシュ調整装置の不作動により、フィンガアームのための枢動点は通常の位置に戻り、ラッシュ調整装置はハードストッパとされ、カムはカムタイミングにしたがって弁を開くように弁閉鎖ばねに打ち勝つことができる。
【０００７】
本質的に、従来のラッシュ調整装置は、ガイド本体内に同軸方位の液圧式制御ピストンアセンブリを組み込むことにより改変される。制御ピストンは、通常はラッチ手段、例えば複数のデテント内で他の部品に圧縮状態に荷重されている複数の硬質球体を固定し、これによりリジットストッパを提供しているが、しかし制御ピストンが液圧的に加圧されたときには、球体がデテントから離れ、ピストンアセンブリがガイド本体内のラッシュ調整装置の拡張移動（引っ込み）に適応する弾性又はソフトストッパを提供する。液圧作動は、好適には、制御ピストンアセンブリのためにギャラリー及び関連する入口ポートへの高圧油を制御するための三方ソレノイド弁又は同種の手段でもって実施される。本発明の典型的な実施において、ピストンは２つの作動位置だけを有することが必要とされ、第１の位置は不作動とされて移動止め又はハードストッパを確立する位置であり、第２の位置は完全に作動されて弁不作動位置を確立する位置である。
【０００８】
好適には、象限対称に４つのデタント及びこれらのデタントに圧縮状態で関連する部品でもって、サイドローディングが除去される。更に、本発明によれば、バックラッシュも除去される。
【０００９】
より詳細には、高出力作動中（エンジン弁が作動している）、実質的に円筒形のラッシュ調整装置タペットインサートは、タペット本体の下方部分のひとつ又はそれ以上のクロス穴に配置されてガイド本体の穴の対応する環状溝に係合しているボールのリングにより支持されている。液圧制御ピストンは、タペット本体の中心線上に配置されて、それ自身の戻しばねにより付勢され、加圧油が制御ギャラリー又は室に存在していない限りは、ボールを押し広げて離し続ける。弁作動の反作用力を支えるすべての部品はボールベアリングに同じ方法で圧縮状態で荷重され、これは摩耗及び寿命の期待に関する限り非常に利益がある。
【００１０】
加圧潤滑油が切り換えられるや否や、液圧力は制御ピストン戻しばね力に打ち勝ち、制御ピストンを下向き方向に動かし、ボールが環状溝の傾斜部を下に滑動することを許し、これによりボールが中央部に向かって動きタペットを解放する。この位置において、タペットを押し上げるようにする力はタペットの下側部分に配置されているタペット戻しばね（不作動用ばね）の力のみであり、この力は弁の作動のために必要とされる力よりも非常に小さく、これにより関連するエンジン弁の開放を防止する。
【００１１】
最も重要な個所での接触応力（ヘルツ応力）を減少するために、この液圧制御ピストンの上方部分は、好適には、４つの対称の対の上方及び下方傾斜部を画成する、複合角錐状に幾分似ている形状とされる。このような制御ピストンの作動により、ボールは下方傾斜部での支持から上方傾斜部での支持へと動く。同じ荷重で、ボールとフラット部との間の接触応力はボールとシリンダとの間の接触応力よりも非常に小さい。また、両傾斜部（上方及び下方傾斜部）の傾斜角は、ボール／傾斜部の干渋部で生ずる反作用力を最小にするように設計することができる。同様な方法において、制御ピストンのロッキング表面（下方傾斜部）は、弁作動（ボールが係合している）周期中におけるバックラッシュを排除するような小さい開先（自己ロッキング）角を有することができる。
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例について詳述する。
【００１３】
図１は、内燃エンジン１０の一部分の部分断面図であって、排気弁１２がカムシャフト１８の高いローブ１６から枢動可能なフィンガアーム２０の一端（自由端）を介して弁ステム２４の頂部２２の滑動表面に伝達された力により弁ばね１４に抗して開いている状態と、本発明によるラッシュ調整装置２６がフィンガアーム２０の他方端に固定枢動点２８を提供している通常の不作動状態を示す。
【００１４】
図２は、図１と同様な図であるが、カムシャフト１８が回転して高いローブ１６を引っ込ませ、その結果低いローブ１６’がフィンガアーム２０に作用し、これによりフィンガアームの自由端３０がラッシュ調整装置の通常の固定枢動点２８のまわりを図１に示されている位置に関して時計方向に枢動し、その結果弁ばねが弁ステムを上昇せしめて、弁部材３２が弁座３４に密接している状態を示す。
【００１５】
図３は、図２と同様な図であるが、本発明によるラッシュ調整装置を作動したことにより、フィンガアーム枢動点２８’を引っ込ませ、その結果たとえ高いローブ部分１６がアーム２０に係合したときでもアーム２０が弁ステム２４に対して弁３２を開くように十分に枢動することができない状態を示す。
【００１６】
図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは本発明の好適な実施例にしたがって改変されたラッシュ調整装置２６を示し、このラッシュ調整装置は角錐様制御ピストンアセンブリ３６を備え、通常の状態は図１及び図２に対応する“ハードストッパ”の状態である。ラッシュ調整装置２６は、普通の主又は一次ピストンアセンブリ３８と前述した二次又は制御ピストンアセンブリ３６とを包含し、これらの両ピストンアセンブリはガイド本体４４内に配置されている。図示の実施例においては、単体シリンダユニット４２がタペットとして動き、一次シリンダ４２Ａ及び二次シリンダ４２Ｂの両方を画成する。
【００１７】
主又は一次ピストンアセンブリ３８は、一次シリンダ４２Ａ内に配置されている第１のピストン４０を包含し、上記の「背景」の項で述べた従来の方法で作動する。一次液圧回路は、第１のシリンダ４２Ａに関しての一次ピストン４０の軸方向位置を調整する目的のために、一次入口ギャラリー６２及びガイド本体４４を貫通している関連するポートからの液圧流体を第１のシリンダ４２Ａのポート６０に供給する。従来と同じように、第１のピストン４０は通路５０を有し、この通路は、通常は、逆止弁５２により閉じられており、逆止弁５２はボールであり、ばね５４及び座が関連している。座は、端壁５６により支持されている他のばね５４Ａにより第１のピストン４０に対して付勢されている。図示した構成において、第１のピストンはその頭部のベント４８に通じる中空中央部４６を有する。頭部の下の細い首部はスリーブ６４の穴内に捕えられ、スリーブ８４は第１のシリンダ４２Ａの上方端に固定されている。
【００１８】
この方法において、ガイド本体４４の頂部からの第１のピストン４０の突出量（符号１００で示されている）は、第１のシリンダ４２Ａに関しての第１のピストン４０の突出量１０２を調整することにより、調整することができる。
【００１９】
本発明によれば、第２のピストンアセンブリ３６は第２の液圧回路により選択的に作動され、これによりガイド本体４４内に第１のピストンアセンブリ３８を“ソフト”引っ込みできるようにし、これによりガイド本体４４からのシリンダ４２Ａの突出量１０４が減少する。図示した実施例、すなわち第１のシリンダ４２Ａと第２のシリンダ４２Ｂとがシリンダユニット又はタペット４２により一体である実施例において、第２のピストンアセンブリ３６の移動は、また、一次ピストンアセンブリ及びそれ故第１のピストン４０を動かす。第２のピストンアセンブリ３６が動かされ（引っ込まされ）、すなわち弾性終り位置に達すると、第１のピストンアセンブリは同様にガイド本体４４内の弾性引っ込み位置となる。
【００２０】
シリンダユニット４２が引っ込み（作動）位置であるとき、図１及び図２に示されている枢動点２８は図３に符号２８’で示されるように下向きに動かされ、これによりローブ１６とアーム２０との間のてこ比を変え、その結果ローブは弁ばね１４に打ち勝って弁３２と開くようにアームに十分な力を与えることができない。本発明によれば、ラッシュ調整装置の作動状態において、図２に示されているカム位置での枢動点は、ラッシュ調整装置が不作動とされているときと同じであるが、しかし、図１に示されているカム位置では、“ソフトストッパ”は枢動点を図３に示されている位置に下向きに動かす。
【００２１】
図４の実施例において、シリンダユニット４２は、４つの円筒形のスロットを形成するに加えて、シリンダユニットの中心線を直接に囲繞する液圧制御ギャラリー又は室６６を形成するために互いに直角に交差している２つの貫通穴を除いて、ピストンシリンダ４２Ａ及び４２Ｂ間にソリッド中央区域を有する。上述の４つの円筒形スロットは、それぞれ、上述の交差する２つのクロス穴の直径と実質的に同じ直径を有する４つの剛性ボール７０を受け入れる。シリンダユニットの中心線を横切る方位とされてかつクロス穴及びボール７０の中心を通過する平面（すなわち、図４Ｂに示されている平面）において、ガイド本体４４は４つのアーチ形デテント６８を有し、これらのデテントは好適にはガイド本体４４の内面に沿う環状溝により形成されている。
【００２２】
ボール７０は横位置の穴内に支持され、その結果各デテントの下方湾曲部は符号１０４で示されているようなガイド本体４４の頂部からの第１のシリンダ４２Ａの固定突出量を維持する剛性ストッパ９２を形成する。ボール７０は、第２又は制御ピストン７４の頭部９４により剛性ストッパ９２に対して付勢されている。より詳細には、ピストン頭部９４の急勾配の下方傾斜部９６及びたな部１０６は、ピストンばね８２の上向き偏倚力と結合して、ボール７０を図１及び図２に関連して上述したような通常の弁作動に関連した掛止位置に維持する。
【００２３】
二次ピストンアセンブリ３６は開口座部７８を備えている二次シリンダ４２Ｂを有し、この二次シリンダの外径は第１のシリンダ４２Ａの、クロス穴を含む中央区域の下の部分の外径よりも小さい。クロス穴の真下のシリンダユニットの部分９０は、（後で一層詳細に述べるように）ボールを支持することができる下方穴壁のシェルフ又はトラックを画成するのみならず、肩部又はフランジも画成し、この肩部又はフランジを介してシリンダばね８４がシリンダユニットを上向きに偏倚せしめる。これに対し、デテントの下方湾曲部９２は、第１のピストン４０の頭部に加えられる下向きの力に対抗して、ガイド本体４４に関してのシリンダユニット４２の下向き移動を防止する剛性ストッパを提供し、またデテントの上方湾曲部９２’はガイド本体４４の座部に符号８６で示すように着座されているシリンダばね８４により与えられるシリンダユニット４２への上向き偏倚に対抗する剛性ストッパを提供する。
【００２４】
ラッチング部品が解放されると、後で一層詳細に説明するように、シリンダばね８４はシリンダユニット４２を介して第１のピストン４０によって作用する下向きの力のすべてを支えて、所望するソフト（すなわち、弾性）ストッパを提供し、これにより燃焼シリンダ弁３２はカムシャフト回転の間じゅう閉じたままである。弁３２は、したがって、第２のシリンダアセンブリ３６が下記の方法で“作動”されているときは、“不作動”とされている。すなわち、液圧流体が、ガイド本体４４の二次入口ポート７２を通して導入され、これによりガイド本体の内側壁の環状部６８を通過し、二次ギャラリー又は制御室６６を加圧する。この加圧は、制御ピストン７４の頭部に作用し、制御ピストン７４をピストンばね８２の偏倚力に抗して下向きに付勢する。ピストンばね８２は、二次シリンダ４２Ｂの下方端の座８０に取り付けられ、また制御ピストンの中空本体１０８内に着座されている。制御ピストンがピストン室７６内を下向きに動くと、下方傾斜部９６はボールの下側半部上に乗り、その結果ボールは実質的に静止したままである。しかしながら、制御ピストンの更なる動きにより、ボールはかなり小さい鋭角を有している上方傾斜部９８に接触し、これによりボールは中心線に向かって横内向きに動く。
【００２５】
制御ピストンがそのシリンダ４２Ｂ内に完全に引っ込められると、ボールは内向きに動いてデテント６８から離れ、その結果、ボールがデテント６８より下のガイド本体４４の内側壁に接触すると、制御室６６内の高圧力のために、シリンダユニット４２への下向きの力（図１でのピストン４０にアーム２０を介して作用するカムローブ１６による）がボールをシェルフ９０上で半径方向内向きに転動せしめる。シリンダユニット４２のこの下向き移動は、ボールによって制限されず、第２のシリンダ４２Ｂがガイド本体４４の下方端に底をつけるまで（もし必要ならば、制限をして）、ばね８４の偏倚力に抗して下向きに続ける。ポート８８は、ガイド本体４４容積の下方部分内の流体を排出せしめる。
【００２６】
図５Ａ及び図５Ｂは、ラッシュ調整装置が作動させられて引っ込められた、すなわち“ソフトストッパ”の状態を示す。これに対し、図４Ｂの断面図は、図４Ａと関連した通常の不作動状態におけるボール７０の、ガイド本体４４の溝６８、制御室６６及び制御ピストンの上方傾斜部９８との関係を示し、図５Ｂはシリンダユニット４２が図５Ａに示されている完全に引っ込められた状態における同じ関係を示す。
【００２７】
図４Ａ及び図５Ａに示されている状態間では、次のことを認識することができよう。すなわち、ガイド本体４４に関しての第１のピストン４０の総突出量１００は、シリンダユニット４２及び関連するラッチングボールがガイド本体４４内を下向きに移動した距離１１０により、１００’に変えられている。更に、次のことも認識しなければならない。すなわち、図５Ａにおいて、制御ピストン７４は底をついているが、しかしこれはハードストッパとする必要がなく、これによりシリンダばね８４と符号９０で示されるフランジ又は同種物を介してシリンダユニットに加えられる力との間の弾性関係を維持する。
【００２８】
ラッシュ調整装置の通常作動が望まれたときには、二次ギャラリー内の液圧が解放される。これにより、制御ピストン７４は二次シリンダ内を上昇し、シリンダばねはボールがデテントに到達して図４Ａ示される状態に戻るまでシリンダユニットを上向きに動かす。
【００２９】
ある適用においては、排気弁が不作動とされている間に、ハードストッパの通常の調整のために部分６２，６０，４６（図４Ａ参照）を通して一次ピストンアセンブリに入る圧力が、適当な再係合を防止し、したがって弁の再作動を防止する点までラッシュ調整装置を広げることを生じせしめる。
【００３０】
図６、図７及び図８は、これを防止するアンチポンプアップ装置を組み込んでいる他の実施例を示す。圧力／面積関係による差液圧力は、正の弁閉鎖力成分を常に有するように設計することができる。図７は、図６の制御ピストン１１２を組み込んでいるラッシュ調整装置１１４を示す（制御ピストンの傾斜角は誇張されている）。制御ピストン１１２は、後で一層詳細に述べられるように弁座１１６を形成する丸頂部と、図４に示される類似の傾斜部９８及び９６よりも小さな開先角度を形成する上方傾斜部１１８及び下方傾斜部１２０とを有する。より詳細には、これらの傾斜部は装置の中心線に対して垂直に延びる平面に関して実質的に対称な鋭角を形成する。先の実施例と同じように、制御ピストンはレッジ部分１２２から下に延びている実質的に円筒形の中空本体部分１３０を有する。先の実施例と同じように、シリンダユニット又は単体タペット１３６がガイド本体４４内に配置され、シリンダユニットが上方又は一次シリンダ１３６Ａと下方又は二次シリンダ１３６Ｂとを画成し、実質的にソリッドの中間区域において２つのクロス穴が中央制御室１３８で交差している。
【００３１】
しかしながら、この実施例においては、関連する座１２６を備えているベント１２４が第１のシリンダ１３６Ａと制御室１３８との間の材料ウェブに形成されている。制御ピストン１１２の頭部は、ベント１２４を選択的に開閉するための弁表面又は座１１６を形成する。このベントの存在はアンチポンプアップ機能を提供し、このアンチポンプアップ機能は一次シリンダ１３６Ａ内の高圧力がガイド本体４４の壁を排気弁の再作動を防止する広さまで広げるのを防止する。
【００３２】
図８Ａ−図８Ｆは、図７に示される実施例におけるシリンダユニット又はタペット１３の不作動の段階を示す。図８Ａは、排気弁が作動して燃焼室の排気ポートを順次開閉し、かつ二次液圧回路が二次ピストンアセンブリに関して不作動とされている作動状態に相当する。この作動モードにおいて、枢動表面で一次ピストン４０の頂部に課された力はハードストッパ表面１４２に捕えられているラッチングボール７０に一次ピストンアセンブリを介して伝達される。制御ピストンの下方傾斜部１２０はこのハードストッパ状態でブロッキングボールに接触する。排気弁の作動反作用力により発生した力成分は、排気弁１１６を閉じたままに維持する。一体弁１１６を備える、ここに例示した一片型制御ピストンに代わる手段が、頂部に捕えたボール弁部材を備えている制御ピストンを用いることにより等しく実施できることを認識すべきである。上方及び下方傾斜部により形成されている鋭角の頂点に隣接する制御ピストンの下方傾斜部１２０は、ブロッキングボールに対して正の下向き力を提供せず、単にボールに接触し、これにより、これらのボールがシェルフ９０上に載っている間デタント６８の下方湾曲部に対して横外向きのこれらボールの位置を維持することを保証する。
【００３３】
二次油ギャラリーが加圧され、これにより制御室１３８を加圧すると、制御ピストン１１２は弁座１２６から離れ、ピストンばね１３２の力に抗して下向きに動き始める。アーム２０のローラがカムベースサイクル上を動く間（図２参照）、タペット１３６上に作用する主たる力は不作動シリンダばね１３４の上向き力である。弁１１６が開き始めると、一次シリンダ１３６Ａ内の高圧力が弱くなり、ブロッキングボールを下方傾斜部１２０の上方に動かすことができるようにする。制御ピストンが下向きに動くことにより、ブロッキングボールが図８Ｄに示されるように上方傾斜部１１８上へ内向きに転動するまで、上記鋭角の頂点は図８Ｃに示される丘位置１４４の頂部を通過する。先に述べた実施例と同じように、制御室１３８のための主液圧作動は二次液圧回路によるポート７２を通しての加圧である。
【００３４】
図８Ｃに示される状態において、ボールは最大横向き位置であり、３：００位置のボールは制御ピストン角度の頂点に接触し、９：００位置のボールは装置の中心線から最も遠いデタントの表面に接触する。作動圧力は、制御ピストンが図８Ｄに示される位置に動くのを維持し、これによりボールはタペット１３３の直径内にとどまり、タペットはシリンダばね１３４によって下向きの力に弾性的に適応し、エンジン弁を不作動し続ける。
【００３５】
図８Ｅ及び図８Ｆに示されるように、二次ギャラリー１３８内の圧力が弱くなると、ラッチングピストン戻りばね１３２がラッチングボールをガイド本体の壁に対して押しつける。そして、タペット１３６がデタント内の所定位置に到達するや否や、ブロッキングボールは再係合する。ラッチングピストン戻りばねは、慣性により助成され、したがってボールを介してピストンを押し高圧室排気弁１１６を閉じる。一次シリンダ１３６Ａの高圧室は広がり、残りのラッシュを排除する。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃エンジンの一部分の部分断面図であって、排気弁がカムシャフトのローブから枢動可能なフィンガアームの一端（自由端）を介して弁ステムの頂部の滑動表面に伝達された力によりその弁ばねに抗して開いている状態と、本発明によるラッシュ調整装置がフィンガアームの他端に固定枢動点を提供している通常の不作動状態を示す。
【図２】図１と同様な図であるが、カムシャフトが回転してフィンガアームに作用するローブを引っ込ませ、これによりフィンガアームの自由端がラッシュ調整装置の通常固定枢動点のまわりを図１に示されている位置に関して時計方向に枢動し、その結果弁ばねが弁ステムを上昇せしめて、弁部材が弁座に密接している状態を示す。
【図３】図２と同様な図であるが、本発明によるエンジン弁不作動装置（ラッシュ調整装置）を作動したことにより、フィンガアーム枢動点を降下せしめ、その結果たとえカムのローブ部分がアームに係合したときでもアームは弁を開くように弁ステムに対して十分に枢動することができない状態を示す。
【図４Ａ】本発明の好適な実施例にしたがって改変されたラッシュ調整装置を示し、このラッシュ調整装置は複合角錐様の制御ピストンを備え、通常の状態では、図１及び図２に対応する“ハードストッパ”の状態である。
【図４Ｂ】図４Ａのラッシュ調整装置の一部分を示す。
【図４Ｃ】図４Ａのラッシュ調整装置の一部分を示す。
【図５Ａ】図４Ａのラッシュ調整装置の作動状態、すなわち“ソフトストッパ”の状態を示す。
【図５Ｂ】図５Ａのラッシュ調整装置の一部分を示す。
【図６】制御ピストンの他の形状を示す。
【図７】図６の制御ピストンが組み込まれているラッシュ調整装置を示す（制御ピストンの傾斜角は誇張されている）。
【図８Ａ】図７の実施例におけるタペット不作動の最初の段階を示す。
【図８Ｂ】図８Ａに続く段階を示す。
【図８Ｃ】図８Ｂに続く段階を示す。
【図８Ｄ】図８Ｃに続く段階を示す。
【図８Ｅ】図８Ｄに続く段階を示す。
【図８Ｆ】図８Ｅに続く段階を示す。

Claims

内燃エンジンに取り付けられている液圧式ラッシュ調整装置であって、前記内燃エンジンが燃焼シリンダと、弁座が形成されているシリンダ排気ポートと、前記弁座から離れること及び前記弁座を密封することにより前記排気ポートを開放及び閉鎖するように配置されている移動可能な排気弁と、この排気弁を関連する弁ばねの閉鎖力に抗して動かし、これにより前記排気ポートを周期的に閉鎖及び開放するのに十分な力でもってローカアームをラッシュ調整装置の枢動点上で周期的に枢動させるためのローブカム形状部を備えている回転可能なカムシャフトとを有しているものにおいて、
開口上方端を有する円筒形のガイド本体と、
このガイド本体内に配置されていると共に、一次ピストンを備え、この一次ピストンが前記ロッカアームの一端のための枢動点を提供するようにされている枢動表面にまで前記開口上方端を越えて前記ガイド本体に沿って上向きに延びている一次ピストンアセンブリと、
前記ガイド本体からの前記枢動表面の突出量を調整するために前記ガイド本体に組み入って、前記一次ピストンと協働的に関連する一次液圧流路手段と、
前記ガイド本体内の前記一次ピストンの下に配置されていると共に、同軸方位の制御ピストンを包含し、この制御ピストンが前記一次ピストンアセンブリの下に間隔を置いている制御表面を有している二次ピストンアセンブリと、
前記制御ピストンの軸方向位置を調整するために前記二次ピストンアセンブリと協働的に関連する二次液圧流路手段と、
前記一次ピストンアセンブリと前記二次ピストンアセンブリとの間に配置されているラッチ手段と、
を包含し、前記ラッチ手段が前記制御ピストンと協働し、
前記二次液圧流路手段が不作動とされているときには、前記制御ピストンが前記ラッチ手段を第１の位置に維持し、これにより前記ガイド本体に関しての前記一次ピストンアセンブリの移動についてハードストッパ制限を形成するようにし、また
前記二次液圧流路手段が高圧の液圧流体で作動されたときには、前記制御ピストンが軸方向に動かされて前記ラッチ手段が第２の位置に移動し、これにより前記二次ピストンアセンブリが前記一次ピストンアセンブリと協働して前記ガイド本体に関しての前記一次ピストンアセンブリの移動についてソフトストッパを提供するようにしたラッシュ調整装置。
請求項１記載のラッシュ調整装置において、おおよそ円筒形のタペットが前記ガイド本体内に配置されて前記ガイド本体の上方端に向かって偏倚され、前記タペットが上方部分と、中間部分と、下方部分とを有し、
前記上方部分が上方シリンダを画成し、この上方シリンダ内には前記一次ピストンが取り付けられて、この一次ピストンが前記一次ピストンアセンブリを形成し、
前記中間部分が前記ラッチ手段を部分的に画成し、
前記下方部分が下方シリンダを画成し、この下方シリンダ内には前記制御ピストンが取り付けられて、この制御ピストンが前記二次ピストンアセンブリを形成し、
更に、前記制御ピストンが前記ラッチ手段の前記第１及び第２の位置に対応する軸方向に間隔を置いている第１及び第２の位置間で前記中間部分内を移動可能であり、
前記制御ピストン及び前記ラッチ手段がそれぞれの第２の位置であるときには、前記タペットへの偏倚が前記ガイド本体に関しての前記一次ピストンアセンブリの移動のためのソフトストッパを提供するようにしたラッシュ調整装置。
請求項２記載のラッシュ調整装置において、前記ラッチ手段が複数の剛性本体を包含し、これらの剛性本体が、前記ラッチ手段の第１の位置では前記ガイド本体に係合するように前記制御ピストンの第１の位置により軸線を横切るように付勢され、また前記制御ピストンの第２の位置では前記ラッチ手段の第２の位置で前記ガイド本体から非係合するように軸線を横切るように動かされ、これにより前記タペットが前記一次ピストンアセンブリと一緒に前記ガイド本体に関して軸方向に動くことができて前記ソフトストッパを提供するようにしたラッシュ調整装置。
請求項３記載のラッシュ調整装置において、
前記ラッチ手段が前記タペットの中間部分に複数のクロス穴を包含し、これらのクロス穴が前記軸線に沿って交差して制御室を形成し、この制御室内に前記制御ピストンが配置され、
前記剛性本体が、それぞれの前記クロス穴に配置されていると共に前記クロス穴の直径に実質的に等しい直径を有する球体であり、
前記ガイド本体がデテントを包含し、これらのデテントには前記ラッチ手段及び前記制御ピストンが前記第１の位置であるときに前記球体が軸方向移動に抗してしっかりと支持され、及び
前記二次液圧流路手段が、前記制御ピストンを前記第１の位置から前記第２の位置に動かすために前記制御室への高圧流路を包含し、これにより前記球体上に前記制御ピストンにより提供される横支持を軽減し、前記球体を前記デテントから引っ込めるようにしたラッシュ調整装置。
請求項４記載のラッシュ調整装置において、前記デテントが前記ガイド本体の環状溝であるラッシュ調整装置。
請求項４記載のラッシュ調整装置において、前記制御ピストンアセンブリが、
前記制御室に配置されて複合角錐形状の頭部、及び前記第２のシリンダを通して軸方向に延びている中空本体を有するピストンと、
前記第２のシリンダ内に着座されて、前記ピストン本体内に延び、前記制御ピストンを前記制御室内へ偏倚せしめるピストンばねと、
前記クロス穴よりも下で前記ガイド本体と前記タペットとの間に着座されて、前記ガイド本体の上方端に向かう前記タペットの偏倚を与えるばねと、
を包含しているラッシュ調整装置。
請求項６記載のラッシュ調整装置において、前記制御ピストンの頭部が複数の上方傾斜部に移行する複数の下方傾斜部を有し、これらの上方及び下方傾斜部が前記軸線に関して傾斜鋭角を有し、前記下方傾斜部の傾斜角が前記上方傾斜部の傾斜角よりも小さいラッシュ調整装置。
請求項７記載のラッシュ調整装置において、前記下方傾斜部の傾斜角は前記下方傾斜部が前記上方傾斜部に近づくにつれて徐々に減少するラッシュ調整装置。
請求項４記載のラッシュ調整装置において、前記二次液圧流路手段が前記一次ピストンアセンブリと前記二次ピストンアセンブリとの間の流路を包含し、前記制御ピストンが前記ベントを開いて前記一次ピストンアセンブリからの液圧流体でもって前記制御室を加圧するための弁表面を担持しているラッシュ調整装置。
請求項１記載のラッシュ調整装置において、前記ラッチ手段が前記軸線のまわりに対称的に間隔を置いている複数の剛性本体を包含し、これらの剛性本体が前記制御ピストンの軸方向移動の影響を受けて前記第１及び第２の位置間の半径方向移動のために案内されるラッシュ調整装置。
請求項１０記載のラッシュ調整装置において、前記制御ピストンアセンブリが、
前記剛性本体に当接する複合角錐形状の頭部、及び前記第２のシリンダを通して軸方向に延びている中空本体を有するピストンと、
前記第２のシリンダ内に着座されて、前記ピストン本体内に延び、前記制御ピストンを前記制御室内へ偏倚せしめるピストンばねと、
前記クロス穴よりも下で前記ガイド本体と前記タペットとの間に着座されて、前記ガイド本体の上方端に向かう前記タペットの偏倚を与えるばねと、
を包含しているラッシュ調整装置。
請求項１記載のラッシュ調整装置において、前記ラッチ手段が複数の剛性本体を包含し、これらの剛性本体が、前記ラッチ手段の第１の位置では前記ガイド本体に係合するように前記制御ピストンの第１の位置により軸線を横切るように付勢され、また前記制御ピストンの第２の位置では前記ラッチ手段の第２の位置で前記ガイド本体から非係合するように軸線を横切るように動かされ、これにより前記一次ピストンアセンブリが前記ガイド本体に関して軸方向に動くことができて前記ソフトストッパを提供するようにしたラッシュ調整装置。
請求項１記載のラッシュ調整装置において、
前記ラッチ手段が前記タペットの中間部分に複数のクロス穴を包含し、これらのクロス穴が前記軸線に沿って交差して制御室を形成し、この制御室内に前記制御ピストンが配置され、
前記剛性本体が、それぞれの前記クロス穴に配置されていると共に前記クロス穴の直径に実質的に等しい直径を有する球体であり、
前記ガイド本体がデテントを包含し、これらのデテントには前記ラッチ手段及び前記制御ピストンが前記第１の位置であるときに前記球体が軸方向移動に抗してしっかりと支持され、及び
前記二次液圧流路手段が、前記制御ピストンを前記第１の位置から前記第２の位置に動かすために前記制御室への高圧流路を包含し、これにより前記球体上に前記制御ピストンにより提供される横支持を軽減し、前記球体を前記デテントから引っ込めるようにしたラッシュ調整装置。
請求項１記載のラッシュ調整装置において、前記デテントが前記ガイド本体の環状溝であるラッシュ調整装置。
請求項１４記載のラッシュ調整装置において、前記二次液圧流路手段が前記一次ピストンアセンブリと前記二次ピストンアセンブリとの間の流路を包含し、前記制御ピストンが前記ベントを開いて前記一次ピストンアセンブリからの液圧流体でもって前記制御室を加圧するための弁表面を担持しているラッシュ調整装置。
燃焼シリンダと、弁座が形成されているシリンダ排気ポートと、前記弁座から離れること及び前記弁座を密封することにより前記排気ポートを開放及び閉鎖するように配置されている移動可能な排気弁と、この排気弁を関連する弁ばねの閉鎖力に抗して動かし、これにより前記排気ポートを周期的に閉鎖及び開放するのに十分な力でもってロッカアームをラッシュ調整装置の枢動点上で周期的に枢動させるためのローブカム形状部を備えている回転可能なカムシャフトとを有している内燃エンジンにおいて、前記排気弁を少なくとも一回のカムシャフト回転サイクルの間じゅう選択的に閉じたままに維持する方法において、
ラッシュ調整装置を支持し、このラッシュ調整装置により担持されている複数の剛性球体を、前記ラッシュ調整装置を囲繞しているガイド本体のデテントに係合するように半径方向外向きに付勢し、これにより通常の作動中前記ラッシュ調整装置と前記ガイド本体との間の相対的移動を防止し、したがってロッカアームの一端のための固定枢動点を確立し、
少なくとも一回のカムシャフト回転にわたって前記排気弁の閉鎖が所望されたときには、前記剛性球体を前記デテントとの係合から離して半径方向内向きに動かし、前記ラッシュ調整装置を弾性力により軸方向に支持し、前記弾性力は前記ラッシュ調整装置を前記ガイド本体に関して軸方向に動かすのを許容し、したがって前記ラッシュ調整装置に前記ロッカアームのソフトストッパを提供し、これにより前記カムローブが前記ばねの閉鎖力に抗して前記排気弁を開くために前記ロッカアームに加えられないてこ比を減少するようにした方法。
請求項１６記載の方法において、
前記剛性球体が、軸線上に中心決めされていると共に軸方向に偏倚されて前記剛性球体に接触している支持ヘッドにより半径方向外向きに付勢され、及び
前記支持ヘッドを前記剛性球体との接触から離す液圧移動の結果として前記剛性球体が半径方向内向きに動かされ、
これにより前記剛性球体が半径方向内向きに動いて前記デテントから離れるようにした方法。
請求項１７記載の方法において、
支持ヘッドが前記ラッシュ調整装置内に着座されている内側ばねにより軸方向に偏倚され、及び
前記ラッシュ調整装置が前記内側ばねを囲繞する外側ばねにより支持され、この外側ばねは、前記ガイド本体により支持されている一端と、前記ラッシュ調整装置に作用して、前記ラッシュ調整装置が前記ガイド本体に関して軸方向に動くのを許容する弾性力を与える他端とを有している方法。