JP2006017071A - ラッシュアジャスタ - Google Patents

Abstract

【課題】ラッシュアジャスタにおいて、リザーバ室を適正形状とすることでこのリザーバ室を形成するダイアフラムの損傷を抑制する。
【解決手段】ボディ４１の上端部に外側に広がるフランジ部４１ａを形成し、このボディ４１にプランジャ４２を摺動自在に嵌合することで高圧室４５を形成すると共に、プランジャスプリング５０によりプランジャ４２が外方に突出する方向に付勢し、ダイアフラムの一端部をフランジ部４１ａの外周部に接合して他端部をプランジャ４２に接合することでリザーバ室５５を形成し、高圧室４５の圧力に応じてリザーバ室５５から高圧室４５への作動油の移動を許容する連通路４２ｃを設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関の動弁機構にて、各構成部材の隙間を調整するためのラッシュアジャスタに関するものである。

例えば、内燃機関においては、燃焼室での燃焼によりエンジン本体が高温となり、その熱が動弁機構に伝達されて動弁機構も高温となることから、熱膨張差が生じて動弁機構の作動が不安定になるため、これを防止するために動弁機構における各構成部材の隙間を調整するラッシュアジャスタが設けられている。このラッシュアジャスタは、動弁機構の作動中に変位する構成部材間に介在して、これらの間隔の変化に追随して隙間の発生を防止するものであり、また、動弁機構の作動音及び作動時の摩耗を減少させることができる。

内燃機関に適用される従来ラッシュアジャスタとしては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載されたラッシュアジャスタは、ボディにプランジャが摺動自在に嵌装されると共に、弾発部材により一端部が外方に突出するように付勢支持され、このプランジャの底部に凹部により高圧室が形成されると共に、ボディとプランジャとの間にダイアフラムが取付けられることでリザーバ室が形成され、高圧室とリザーバ室が連通路により連通すると共に逆止弁が設けられ、作動油リザーバ室から高圧室に流れるのを許容する一方、高圧室からリザーバ室への流れを阻止するように構成されている。

従って、カムによりロッカアームを介してプランジャが押圧されると、高圧室の圧力が高くなって逆止弁により連通路が閉じられ、プランジャが停止することでロッカアームが回動してバルブが押し下げられて開放する。そして、カムによるロッカアームの押圧動作がなくなると、高圧室の圧力が維持されたままバルブが上がりはじめ、バルブが閉じるとプランジャが弾発部材により移動してバルブクリアランスをなくすと同時に、リザーバ室から高圧室に作動油が流れて待機状態となる。

特開昭６２−０２３５０８号公報

上述した特許文献１では、ボディとプランジャとの間に外部に露出してダイアフラムを取付けることでリザーバ室を形成しており、このダイアフラムはラッシュアジャスタの先端部側、つまり、ロッカアーム側に設けられることとなり、このダイアフラムが変形することで作動油の出入りによるリザーバ室の容積変化を吸収している。即ち、プランジャが押し込まれると、連通路が閉止されるものの高圧室の作動油がボディとプランジャとの摺動部から徐々に漏れ出してリザーバ室に戻されることとなり、このとき、リザーバ室への作動油の流入に伴ってダイアフラムが膨張してリザーバ室の容積が大きくなる。つまり、リザーバ室は、高圧室から排出される作動油を受け入れるだけの所定の大きさの容積が必要である。

ところで、内燃機関が高速運転になると、その慣性力によりバルブが通常の作動範囲から外れてフルリフトを越える、所謂、バルブジャンプと呼ばれる現象を引き起こしたり、バルブの閉止時に跳ね返ってバウンドしてしまうことがある。この場合、バルブと常時接触状態にあるロッカアームも通常の揺動範囲を超えて作動する。そのため、従来のラッシュアジャスタのように、ダイアフラムがラッシュアジャスタの先端部側に位置し、且つ、この先端部側に膨張すると、バルブジャンプ現象などで必要以上に揺動したロッカアームがこの膨張したダイアフラムに接触し、ダイアフラムが損傷を受け、作動油が外部に漏洩してしまうという問題がある。

また、従来のラッシュアジャスタでは、上述したように、ダイアフラムが外部に露出し、且つ、先端部側に延出してリザーバ室を構成しているため、カムシャフトに供給される潤滑油が飛散してダイアフラムに付着しやすく、また、ブローバイガスの影響を受けるなどして表面が劣化し、寿命が短くなってしまうという問題がある。更に、ラッシュアジャスタをシリンダヘッドに組付けたり、メンテナンスのために取り外す際、誤ってダイアフラムが周辺の部材に干渉して損傷してしまうおそれもある。

本発明は、このような問題を解決するためのものであって、リザーバ室を適正形状とすることでこのリザーバ室を形成するダイアフラムの損傷を抑制したラッシュアジャスタを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のラッシュアジャスタは、外側に広がるフランジ部を有する有底筒形状をなすボディと、該ボディに摺動自在に嵌合することで高圧室を形成するプランジャと、該プランジャを前記ボディから突出する方向に付勢する付勢部材と、筒形状をなして一端部が前記フランジ部の外周に接合されて他端部が前記プランジャに接合されることでリザーバ室を形成するダイアフラムと、前記高圧室の圧力に応じて前記リザーバ室から該高圧室への作動油の移動を許容する連通路とを具えたことを特徴とするものである。

本発明のラッシュアジャスタでは、前記フランジ部は、前記ボディの上端外周部に形成されたことを特徴としている。

また、本発明のラッシュアジャスタは、有底筒形状をなすボディと、該ボディに摺動自在に嵌合することで高圧室を形成するプランジャと、該プランジャを前記ボディから突出する方向に付勢する付勢部材と、筒形状をなして一端部が前記ボディに接合されて他端部が前記プランジャに接合されることでリザーバ室を形成するダイアフラムと、前記高圧室の圧力に応じて前記リザーバ室から該高圧室への作動油の移動を許容する連通路とを具えたラッシュアジャスタにおいて、前記リザーバ室の室内幅を室内高さよりも大きく設定したことを特徴とするものである。

本発明のラッシュアジャスタでは、前記ダイアフラムは、前記ボディの上端外周部から上方に延出する縦壁部と、該縦壁部の上端部から内方に屈曲して前記プランジャに延出する横壁部とを有し、該横壁部に弛み部が形成されたことを特徴としている。

本発明のラッシュアジャスタでは、記ダイアフラムにその剛性を上げる剛性向上層が設けられたことを特徴としている。

本発明のラッシュアジャスタによれば、外側に広がるフランジ部を有する有底筒形状をなすボディにプランジャを摺動自在に嵌合することで高圧室を形成すると共に、筒形状をなすダイアフラムの一端部をフランジ部の外周に接合して他端部をプランジャに接合することでリザーバ室を形成し、高圧室の圧力に応じてリザーバ室から高圧室への作動油の移動を許容する連通路を設けたので、ダイアフラムの一端部がボディの外側に広がるフランジ部の外周に接合されることで、リザーバ室がプランジャ及びボディの外周側に広がる形状となって、ダイアフラムはプランジャの先端部から離間して位置することとなり、作動するロッカアームや周辺部材との接触などによるダイアフラムの損傷を抑制することができる。

また、本発明のラッシュアジャスタによれば、有底筒形状をなすボディにプランジャを摺動自在に嵌合することで高圧室を形成すると共に、筒形状をなすダイアフラムの一端部をボディに接合して他端部をプランジャに接合することでリザーバ室を形成し、高圧室の圧力に応じてリザーバ室から高圧室への作動油の移動を許容する連通路を設けて構成し、リザーバ室の室内幅を室内高さよりも大きく設定したので、このリザーバ室がプランジャ及びボディの外周側に広がる形状となって、ダイアフラムはプランジャの先端部から離間して位置することとなり、作動するロッカアームや周辺部材との接触などによるダイアフラムの損傷を抑制することができる。

以下に、本発明にかかるラッシュアジャスタの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施例に係るラッシュアジャスタの断面図、図２は、本実施例のラッシュアジャスタの作動状態を表す断面図、図３は、本実施例のラッシュアジャスタが適用されたエンジンの要部断面図である。

本実施例のラッシュアジャスタが適用されたエンジンにおいて、図３に示すように、シリンダヘッド１１の下部にシリンダブロック１２が組み付けられ、複数の図示しない締結ボルトにより締結されている。シリンダブロック１２には複数のシリンダボア１３が形成され、各シリンダボア１３にピストン１４が摺動自在に嵌合している。そして、シリンダブロック１２の下部に図示しないクランクシャフトが回転自在に支持されており、各ピストン１４はコネクティングロッド１５を介してこのクランクシャフトに連結されている。

燃焼室１６は、シリンダブロック１２に形成されたシリンダボア１３と、シリンダヘッド１１の下面と、ピストン１４の頂面により構成されており、天井部（シリンダヘッド１１の下面）の中央部が高くなるように傾斜したペントルーフ形状をなしている。そして、この燃焼室１６の上部、つまり、シリンダヘッド１１の下面に吸気ポート１７及び排気ポート１８が対向して形成されており、この吸気ポート１７及び排気ポート１８に対して吸気弁１９及び排気弁２０がそれぞれ位置している。この吸気弁１９及び排気弁２０は、シリンダヘッド１１に固定された各ステムガイド２１，２２により軸方向に沿って移動自在に支持されると共に、各バルブスプリング２３，２４により吸気ポート１７及び排気ポート１８を閉止する方向に付勢支持されている。また、吸気弁１９及び排気弁２０は、上端部にローラロッカアーム２５，２６の一端部が連結され、このローラロッカアーム２５，２６の他端部はシリンダヘッド１１に固定されたラッシュアジャスタ２７，２８に連結されており、吸気カムシャフト２９の吸気カム３０及び排気カムシャフト３１の排気カム３２がローラロッカアーム２５，２６を介して吸気弁１９及び排気弁２０の開閉を司る。

従って、エンジンに同期して吸気カムシャフト２９及び排気カムシャフト３１が回転すると、吸気カム３０及び排気カム３２がローラロッカアーム２５，２６を作動させ、各吸気弁１９及び排気弁２０が所定のタイミングで上下移動することで、吸気ポート１７及び排気ポート１８を開閉し、吸気ポート１７と燃焼室１６、燃焼室１６と排気ポート１８とをそれぞれ連通することができる。

燃焼室１６の側部、つまり、吸気ポート１７側のシリンダヘッド１１の下面には、この燃焼室１６に直接燃料を噴射する燃料噴射弁３３が装着されている。また、燃焼室１６の天井部中央、つまり、各吸気ポート１７及び各排気ポート１８の間のシリンダヘッド１１の下面には、点火プラグ３４が装着されている。そして、車両には電子制御ユニット（ＥＣＵ）が搭載されており、このＥＣＵは、燃料噴射弁３３の燃料噴射タイミングや点火プラグ３４による点火時期などを制御可能となっており、検出した吸入空気量、スロットル開度（アクセル開度）、エンジン回転数などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを決定している。

上述した吸気弁１９及び排気弁２０等からなる動弁機構にて、ラッシュアジャスタ２７，２８は、動弁機構における各構成部材の隙間を調整するものであり、この動弁機構の作動音及び作動時の摩耗を減少させることができる。以下に、この本実施例のラッシュアジャスタ２７，２８について説明するが、両者はほぼ同様の構成であるため、吸気弁１９側に設けられたラッシュアジャスタ２７についてのみ詳細に説明する。

ラッシュアジャスタ２７において、図１に示すように、シリンダヘッド１１に固定されるボディ４１は有底筒形状をなし、上端の外周部には外側に広がるフランジ部４１ａが形成されている。プランジャ４２は、基端部側がボディ４１内に摺動自在に嵌合しており、第１ストッパ部４２ａがボディ４１の段部４１ｂに当接する位置と、第２ストッパ部４２ｂがボディ４１に取付けられたストッパリング４３に当接する位置との間で摺動可能となっている。また、プランジャ４２は、その中心部に軸方向沿って連通路４２ｃが形成され、連通路４２ｃは上端部がプラグボール４４により閉塞される一方、下端部は凹部４２ｄを介してボディ４１の底部に開口しており、ここに高圧室４５が形成されている。

また、プランジャ４２の凹部４２ｄにはリング形状をなすバルブシート４６が固定され、このバルブシート４６には連通路４２ｃを開閉する逆止弁としてのチェックボール４７がチェックボールゲージ４８により支持され、チェックボールスプリング４９により連通路４２ｃを閉止する方向に付勢されている。そして、チェックボールゲージ４８とボディ４１の底部との間には付勢部材としてのプランジャスプリング５０が介装されており、プランジャ４２をボディ４１から突出する方向に付勢している。

ダイアフラム５１は変形可能な筒形状をなし、一端部がボディ４１のフランジ部４１ａの外周面の段部に嵌合し、その外側からリング形状をなすホルダ５２が装着され、このホルダ５２がカシメなどの方法によりボディ４１に固定されることで、ダイアフラム５１の一端部がフランジ部４１ａに接合されている。一方、プランジャ４２は先端部側がボディ４１から外方に露出し、先端が球形状をなしてローラロッカアーム２５の端部が連結可能となっている。このプランジャ４２の先端外周部には、リング形状をなす第１キャップ５３が圧入され、この第１キャップ５３上にダイアフラム５１の他端部が嵌合され、このダイアフラム５１上にリング形状をなす第２キャップ５４が圧入されている。そのため、ダイアフラム５１は他端部が２つのキャップ５３，５４に挟持されることで、プランジャ４２に接合されることとなり、このダイアフラム５１によりリザーバ室５５が形成されており、プランジャ４２に形成された貫通孔４２ｅを介して連通路４２ｃと連通している。この場合、フランジ部４１ａの上面よりも上方にストッパリング４３が取付けられることで、プランジャ４２の移動距離を十分に確保すると共に、リザーバ室５５の容積を十分に確保するようにしている。

そして、このリザーバ室５５は、室内幅Ｗを室内高さＨよりも大きく設定しており、リザーバ室５５の容積を十分に確保する一方で、ダイアフラム５１とローラロッカアーム２５との距離を大きくしている。また、このダイアフラム５１は、ボディ４１のフランジ部４１ａの外周部から上方に延出する縦壁部５１ａと、この縦壁部５１ａの上端部から内方に屈曲してプランジャ４２まで延出する横壁部５１ｂとから構成されており、この横壁部５１ｂに弛み部５１ｃが形成されている。そのため、リザーバ室５５に作動油が供給されるとき、ダイアフラム５１は、図２に示すように、この弛み部５１ｃが伸ばされることで全体として径方向における外方に変形してリザーバ室５５の容積を拡大することとなる。

また、ダイアフラム５１の表面にはその剛性を上げるための剛性向上層として、フッ素樹脂（例えば、四フッ化エチレン樹脂−ＰＴＦＥ）５６が加硫接着されている。そのため、ダイアフラム５１の表面が硬化して潤滑油やブローバイガスによる劣化が抑制されると共に、不要な変形が抑制される。

ここで、本実施例のラッシュアジャスタ２７の作用について説明する。図１に示すラッシュアジャスタ２７は、プランジャ４２が最上点に位置して伸びきった状態であり、エンジンに組み付けられるときは、このプランジャ４２が半ストローク下降した状態にある。このエンジン組付状態から、図１及び図３に示すように、カムシャフト２９が回転して吸気カム３０がローラロッカアーム２５を押圧し、吸気弁１９とラッシュアジャスタ２７のプランジャ４２の両方に荷重が作用する。すると、ラッシュアジャスタ２７のプランジャ４２がプランジャスプリング５０の付勢力に抗してボディ４１内に下降し始めると、高圧室４５内の作動油が加圧されてリザーバ室５５より高圧となり、チェックボール４７が連通路４２ｃを閉塞する。

連通路４２ｃが閉塞されると、高圧室４５からこの連通路４２ｃを通したリザーバ室５５への作動油の流動が停止され、プランジャ４２の下降も停止する。そのため、ローラロッカアーム２５はプランジャ４２の上端部を支点として揺動し、吸気弁１９を押し下げて吸気ポート１７を開放する。この動作中、ローラロッカアーム２５によりプランジャ４２は下降する方向の力を受けており、高圧室４５内の作動油がボディ４１とプランジャ４２との摺動部を通して徐々にリザーバ室５５へ戻るため、図２に示すように、プランジャ４２は下方に変位してラッシュアジャスタ２７は次第に収縮する。

このとき、ダイアフラム５１は、リザーバ室５５の容積が増大するのに伴って軸方向、つまり、プランジャ４２の先端部側へはほとんど変位せずに、径方向外側へ変位することでその容積変化を吸収する。そのため、リザーバ室５５の膨張動作によりダイアフラム５１がローラロッカアーム２５に接近することはなく、吸気弁１９が所定のリフト量を超えて作動してローラロッカアーム２５が所定の揺動範囲を超えて作動しても、ローラロッカアーム２５がダイアフラム５１に接触するおそれはなく、ダイアフラム５１が損傷を抑制することができる。

その後、吸気カム３０が最大リフトを過ぎると、高圧室４５の加圧状態が維持されたままローラロッカアーム２５が前述と逆方向に揺動し、吸気弁１９はバルブスプリング２３の付勢力により上昇して吸気ポート１７を閉止する。すると、ローラロッカアーム２５によるラッシュアジャスタ２７のプランジャ４２への押圧が終了し、このプランジャ４２はプランジャスプリング５０の付勢力により上昇し、高圧室４５は加圧状態から開放される。そして、チェックボール４７が連通路４２ｃを閉塞するのをやめ、リザーバ室５５から高圧室４５への作動油の流動を許容することとなり、リザーバ室５５の作動油が高圧室４５へ流動することでリザーバ室５５の容積が減少し、ダイアフラム５１が元の状態まで変位する。

なお、ここでは、吸気側のラッシュアジャスタ２７についてのみ説明したが、排気側のラッシュアジャスタ２８も同様の構成を有し、同様の作用効果を奏するものである。

このように本実施例のラッシュアジャスタ２７，２８にあっては、ボディ４１の上端部に外側に広がるフランジ部４１ａを形成し、このボディ４１にプランジャ４２を摺動自在に嵌合することで高圧室４５を形成すると共に、プランジャスプリング５０によりプランジャ４２が外方に突出する方向に付勢し、ダイアフラムの一端部をフランジ部４１ａの外周部に接合して他端部をプランジャ４２に接合することでリザーバ室５５を形成し、高圧室４５の圧力に応じてリザーバ室５５から高圧室４５への作動油の移動を許容する連通路４２ｃを設けている。

従って、ダイアフラム５１の一端部をボディ４１の外側に広がるフランジ部４１ａの外周部に接合することで、リザーバ室５５がプランジャ４２及びボディ４１の外周側に広がり、且つ、室内幅Ｗを室内高さＨよりも大きく設定でき、リザーバ室５５の容積を十分に確保することができる一方で、ダイアフラム５１をプランジャ４２の先端部から離間させてダイアフラム５１とローラロッカアーム２５との距離を大きくすることで、作動するロッカアーム２５，２６や周辺部材と接触しにくくなり、ダイアフラム５１の損傷を抑制することができる。

また、ダイアフラム５１を、ボディ４１のフランジ部４１ａの外周部から上方に延出する縦壁部５１ａと、この縦壁部５１ａの上端部から内方に屈曲してプランジャ４２まで延出する横壁部５１ｂとで構成し、この横壁部５１ｂに弛み部５１ｃを形成している。従って、リザーバ室５５に作動油が供給されるとき、ダイアフラム５１は、この弛み部５１ｃが伸ばされることで全体が径方向における外方に変形してリザーバ室５５の容積を拡大することとなり、この点でもローラロッカアーム２５との接触を抑制することができる。

更に、リザーバ室５５を構成するダイアフラム５１の表面にフッ素樹脂５６などの剛性向上層を設けている。従って、ダイアフラム５１の表面が硬化して潤滑油やブローバイガスによる劣化を抑制することができると共に、不要な変形を抑制して周辺部材との接触による損傷を抑制することができる。

以上のように、本発明に係るラッシュアジャスタは、リザーバ室を適正形状とすることでこのリザーバ室を形成するダイアフラムの損傷を抑制するものであり、いずれの内燃機関の動弁機構に適用して有用である。

本発明の一実施例に係るラッシュアジャスタの断面図である。 本実施例のラッシュアジャスタの作動状態を表す断面図である。 本実施例のラッシュアジャスタが適用されたエンジンの要部断面図である。

符号の説明

１９ 吸気弁
２０ 排気弁
２３，２４ バルブスプリング
２５，２６ ローラロッカアーム
２７，２８ ラッシュアジャスタ
２９ 吸気カムシャフト
３０ 吸気カム
３１ 排気カムシャフト
３２ 排気カム
４１ ボディ
４１ａ フランジ部
４２ プランジャ
４２ｃ 連通路
４５ 高圧室
４７ チェックボール
５０ プランジャスプリング（付勢部材）
５１ ダイアフラム
５１ａ 縦壁部
５１ｂ 横壁部
５１ｃ 弛み部
５５ リザーバ室
５６ フッ素樹脂（剛性向上層）

Claims (5)

1. 外側に広がるフランジ部を有する有底筒形状をなすボディと、該ボディに摺動自在に嵌合することで高圧室を形成するプランジャと、該プランジャを前記ボディから突出する方向に付勢する付勢部材と、筒形状をなして一端部が前記フランジ部の外周に接合されて他端部が前記プランジャに接合されることでリザーバ室を形成するダイアフラムと、前記高圧室の圧力に応じて前記リザーバ室から該高圧室への作動油の移動を許容する連通路とを具えたことを特徴とするラッシュアジャスタ。
2. 請求項１記載のラッシュアジャスタにおいて、前記フランジ部は、前記ボディの上端外周部に形成されたことを特徴とするラッシュアジャスタ。
3. 有底筒形状をなすボディと、該ボディに摺動自在に嵌合することで高圧室を形成するプランジャと、該プランジャを前記ボディから突出する方向に付勢する付勢部材と、筒形状をなして一端部が前記ボディに接合されて他端部が前記プランジャに接合されることでリザーバ室を形成するダイアフラムと、前記高圧室の圧力に応じて前記リザーバ室から該高圧室への作動油の移動を許容する連通路とを具えたラッシュアジャスタにおいて、前記リザーバ室の室内幅を室内高さよりも大きく設定したことを特徴とするラッシュアジャスタ。
4. 請求項１または３記載のラッシュアジャスタにおいて、前記ダイアフラムは、前記ボディの上端外周部から上方に延出する縦壁部と、該縦壁部の上端部から内方に屈曲して前記プランジャに延出する横壁部とを有し、該横壁部に弛み部が形成されたことを特徴とするラッシュアジャスタ。
5. 請求項１または３記載のラッシュアジャスタにおいて、前記ダイアフラムにその剛性を上げる剛性向上層が設けられたことを特徴とするラッシュアジャスタ。
   
   

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