JP2008267226A - ラッシュアジャスタ - Google Patents

Abstract

【課題】バリによる寿命低下を生じにくく、製造コストが低いラッシュアジャスタを提供する。
【解決手段】上端が開放した筒状のハウジング１４と、そのハウジング１４の内周に形成された雌ねじ１８にねじ係合する雄ねじ１７を外周に有するスクリュロッド１５と、そのスクリュロッド１５をハウジング１４から突出する方向に付勢するリターンスプリング１６とを有し、雌ねじ１８と雄ねじ１７は、圧力側フランク１９のフランク角が、遊び側フランク２０のフランク角よりも大きくなるように形成され、ハウジング１４は、雌ねじ１８の圧力側フランク１９に油膜排除溝２２が形成され、スクリュロッド１５のハウジング１４からの突出端３０で動弁装置のアーム６の揺動支点を支持するようにしたラッシュアジャスタ１において、周方向に分割された分割体２１Ａ，２１Ｂを組み合わせてハウジング１４を構成し、その各分割体２１Ａ，２１Ｂを塑性成形によって形成する。
【選択図】図２

Description

この発明は、エンジンの動弁装置に組み込まれるラッシュアジャスタに関する。

エンジンの吸気ポートまたは排気ポートに設けたバルブを動作させる動弁装置として、バルブに接続したバルブステムを、カムの回転に応じて揺動するアームで押し動かすようにした動弁装置が多く用いられる。

このような動弁装置において、エンジン作動中の温度上昇によって動弁装置が熱膨張すると、動弁装置の構成部材間に生じる熱膨張差によって、動弁装置の構成部材間（たとえば、アームとバルブステムの間）に隙間が発生し、その隙間によって、異音や、バルブの開閉タイミングのずれが生じることがある。また、動弁装置の摺動部の摩耗によっても、動弁装置の構成部材間（たとえば、バルブとバルブシートの間）に隙間が生じ、その隙間によって、異音等が生じることがある。

そこで、動弁装置の構成部材間の隙間を吸収するため、アームの揺動支点をラッシュアジャスタで支持し、そのラッシュアジャスタで、アームの揺動支点の位置を自動調整することが多い。

このようなラッシュアジャスタとして、上端が開放した筒状のハウジングと、そのハウジングの内周に形成された雌ねじにねじ係合する雄ねじを外周に有するスクリュロッドと、そのスクリュロッドを前記ハウジングから突出する方向（以下、「突出方向」という）に付勢するリターンスプリングとを有し、スクリュロッドのハウジングからの突出端でアームの揺動支点を支持するようにしたものが知られている（特許文献１）。

このラッシュアジャスタのスクリュロッド外周の雄ねじと、ハウジング内周の雌ねじは、スクリュロッドをハウジング内に押し込む方向（以下、「押し込み方向」という）の力が作用したときに圧力を受ける圧力側フランクのフランク角が、遊び側フランクのフランク角よりも大きく形成されている。

また、このラッシュアジャスタは、カムの回転によりスクリュロッドに押し込み方向の力が作用したときは、スクリュロッド外周の雄ねじの圧力側フランクが、ハウジング内周の雌ねじの圧力側フランクで受け止められ、スクリュロッドの軸方向位置が固定される。また、動弁装置の熱膨張などによって、アームとバルブステムの相対位置が変化したときは、その位置変化に応じて、スクリュロッドがハウジング内を回転しながら軸方向に移動し、動弁装置の構成部材間の隙間を吸収する。

ところで、ハウジング内周の圧力側フランクで、スクリュロッド外周の圧力側フランクを受け止める瞬間、圧力側フランク間に存在する潤滑油が、スクイズ効果によって油膜を形成することがある。特に、低温時は、潤滑油の粘度が大きいので、圧力側フランク間に油膜が形成されやすい。

このように、圧力側フランク間に油膜が形成されると、その油膜によって圧力側フランク間の摩擦が極めて小さくなるので、カムの回転によりスクリュロッドに押し込み方向の力が作用したときに、スクリュロッドが回転して押し込み方向に移動するおそれがある。スクリュロッドが押し込み方向に移動すると、アームの揺動支点がずれるので、バルブがバルブシートに衝撃的に着座し、異音が発生する。

そこで、圧力側フランク間の油膜を排除するため、ハウジング内周の雌ねじに、ねじ山を分断する軸方向の油膜排除溝を設け、その溝で圧力側フランク間の油膜を排除するようにしたラッシュアジャスタが知られている（特許文献２）。このラッシュアジャスタは、圧力側フランク間の潤滑油を油膜排除溝に逃がすことにより、圧力側フランク間に油膜が形成されるのを防止する。ここで、ハウジング内周の雌ねじは、タップ加工やねじ転造加工によって形成され、ハウジング内周の油膜排除溝は、切削加工（たとえば、放電加工やブローチ加工）によって形成される。
特開２００５−２４８９１２号公報 特開２０００−１３０１１４号公報

しかし、切削加工によって油膜排除溝を形成すると、油膜排除溝の縁にバリが生じ、そのバリが、ハウジング内周の雌ねじとスクリュロッド外周の雄ねじの摩耗を促進するので、ラッシュアジャスタの寿命が低下するおそれがある。特に、油膜排除溝を軸方向に形成する場合、油膜排除溝の加工は、放電加工またはブローチ加工によって行なわれるが、放電加工およびブローチ加工は、加工コストが高い。

この発明が解決しようとする課題は、バリによる寿命低下を生じにくく、製造コストが低いラッシュアジャスタを提供することである。

上記課題を解決するため、前記ハウジングを、周方向に分割された複数の分割体を組み合わせて構成し、その各分割体を塑性成形によって形成した。塑性成形としては、鍛造、プレス成形、粉末成形（例えば、粉末加圧成形、粉末射出成形）が挙げられる。

このラッシュアジャスタは、次の構成を加えると好ましい。
１）前記各分割体の合わせ面を接合する。
２）前記ハウジングの外周に外嵌リングを嵌め合わせる。
３）前記分割体の合わせ面に、他の分割体の合わせ面に形成した凹部に嵌合する凸部を形成する。
４）前記ハウジングを径方向に貫通する油路を、前記分割体の合わせ面間に形成する。

この発明のラッシュアジャスタは、分割体を塑性成形することによって、雌ねじと油膜排除溝とを形成しているので、バリが生じにくく、バリによる寿命低下を生じにくい。また、この発明のラッシュアジャスタは、雌ねじと油膜排除溝の形成を、分割体の成形と同時に行なうことができるので、油膜排除溝の切削加工が不要であり、製造コストが低い。

図１に、この発明の実施形態のラッシュアジャスタ１を組み込んだ動弁装置を示す。この動弁装置は、エンジンのシリンダヘッド２の吸気ポート３に設けられたバルブ４と、そのバルブ４に接続されたバルブステム５と、ラッシュアジャスタ１で揺動可能に支持されたアーム６とを有する。

バルブステム５は、バルブ４から上方に延び、シリンダヘッド２を摺動可能に貫通している。バルブステム５の上部外周には、環状のスプリングリテーナ７が固定され、スプリングリテーナ７の下面とシリンダヘッド２の上面の間にバルブスプリング８が組み込まれている。バルブスプリング８は、スプリングリテーナ７を介してバルブステム５を上方に付勢し、その付勢力によってバルブ４をバルブシート９に着座させている。

アーム６は、一方の端部がラッシュアジャスタ１で支持され、他方の端部がバルブステム５の上端に接触している。また、アーム６の中央部にはローラ１０が取り付けられ、ローラ１０は、アーム６の上方に設けられたカム１１に接触している。カム１１は、カムシャフト１２の外周に固定されており、カムシャフト１２が回転すると、ベースサークル１１ａに対して隆起したカム山部１１ｂが、ローラ１０を介してアーム６を押し下げる。

ラッシュアジャスタ１は、シリンダヘッド２の上面に形成された収容穴１３に収容されている。ラッシュアジャスタ１は、上端が開放した筒状のハウジング１４と、ハウジング１４に挿入されたスクリュロッド１５と、リターンスプリング１６とを有する。

図２に示すように、スクリュロッド１５の下部外周には雄ねじ１７が形成され、雄ねじ１７は、ハウジング１４の内周に形成された雌ねじ１８にねじ係合している。雄ねじ１７と雌ねじ１８は、軸線に沿った断面形状が非対称形状の鋸歯状に形成されており、スクリュロッド１５をハウジング１４内に押し込む方向の力が作用したときに圧力を受ける圧力側フランク１９のフランク角が、遊び側フランク２０のフランク角よりも大きくなっている。

ハウジング１４は、図３、図４に示すように、周方向に２分割された分割体２１Ａ，２１Ｂを組み合わせて構成されており、各分割体２１Ａ，２１Ｂの内周には、図５に示すように、雌ねじ１８のねじ山を分断する油膜排除溝２２が形成されている。各分割体２１Ａ，２１Ｂは、鍛造によって形成されており、雌ねじ１８と油膜排除溝２２は、分割体２１Ａ，２１Ｂの鍛造と同時に形成されている。

ハウジング１４の上端外周と下端外周には、図２に示すように、外嵌リング２３が嵌め合わされており、この外嵌リング２３によって分割体２１Ａ，２１Ｂが一体に保持されている。また、分割体２１Ａ，２１Ｂは、合わせ面２４Ａ，２４Ｂが互いに溶接されている。

リターンスプリング１６は、図２に示すように、スクリュロッド１５と、ハウジング１４の下部内周に形成された円周溝２５に嵌め込んで固定されたスプリング受け２６との間に組み込まれており、スクリュロッド１５をハウジング１４から突出する方向に付勢している。

スプリング受け２６には、上下の貫通孔２７が形成されており、雄ねじ１７と雌ねじ１８の間を通ってハウジング１４内に溜まった潤滑油が、スプリング受け２６の貫通孔２７と、ハウジング１４の底２８に形成された潤滑油排出孔２９とを通じて排出されるようになっている。

スクリュロッド１５は、ハウジング１４からの突出端３０が半球状に形成されている。突出端３０は、図１に示すように、アーム６の下面に形成された凹部３１に嵌合し、その凹部３１を支点としてアーム６を揺動可能に支持している。

この動弁装置は、カムシャフト１２が回転して、カム１１のカム山部１１ｂがアーム６を押し下げると、バルブ４がバルブシート９から離れて、吸気ポート３を開く。このとき、スクリュロッド１５に押し込み方向の力が作用するが、雄ねじ１７の圧力側フランク１９が雌ねじ１８の圧力側フランク１９で受け止められるので、スクリュロッド１５は軸方向位置が固定される。

さらに、カムシャフト１２が回転して、カム山部１１ｂがローラ１０の位置を過ぎると、バルブスプリング８の付勢力によってバルブステム５が上昇し、バルブ４がバルブシート９に着座して、吸気ポート３を閉じる。

また、エンジン作動中に、シリンダヘッド２、バルブステム５、アーム６など、動弁装置の構成部材間に熱膨張差が生じ、カム１１とアーム６の間の距離が大きくなったときは、スクリュロッド１５が、リターンスプリング１６の付勢力によって回転しながら突出方向に移動するので、カム１１のベースサークル１１ａとローラ１０の間に隙間が生じず、バルブ４がバルブシート９に衝撃的に着座する事態が防止される。また、バルブ４とバルブシート９の接触面が摩耗したときは、スクリュロッド１５が、バルブスプリング８の付勢力によって回転しながら押し込み方向に移動し、バルブステム５が上昇するので、バルブ４とバルブシート９の接触面間に隙間が生じない。

このラッシュアジャスタ１は、ハウジング１４の雌ねじ１８の圧力側フランク１９で、スクリュロッド１５の雄ねじ１７の圧力側フランク１９を受け止める瞬間、圧力側フランク１９，１９間に存在する潤滑油が油膜排除溝２２内に逃げるので、圧力側フランク１９，１９間に、スクイズ効果による油膜が形成されにくい。そのため、スクリュロッド１５に作用する軸方向の力を、ハウジング１４の雌ねじ１８で速やかに受け止めることができ、潤滑油の粘度が大きい低温時においても、スクリュロッド１５が押し込み方向に移動するのを防止することができる。

また、このラッシュアジャスタ１は、分割体２１Ａ，２１Ｂを鍛造することによって、雌ねじ１８と油膜排除溝２２とを形成しているので、バリが生じにくく、バリによる寿命低下を生じにくい。また、雌ねじ１８と油膜排除溝２２とを切削加工によって形成する場合に比べて、製造コストが低い。

上記実施形態では、油膜排除溝２２を、雌ねじ１８の圧力側フランク１９に、雌ねじ１８のねじ山の方向と交差して形成することにより、油膜排除溝２２による油膜排除効果を高めているが、油膜排除溝は、雌ねじ１８の圧力側フランク１９に、雌ねじ１８のねじ山の方向と平行に形成してもよい。

また、上記実施形態では、各分割体２１Ａ，２１Ｂを鍛造によって形成しているが、各分割体２１Ａ，２１Ｂは、たとえばプレス成形や、粉末成形（例えば、粉末加圧成形、粉末射出成形）など、他の塑性成形によって形成してもよい。各分割体２１Ａ，２１Ｂを粉末成形によって形成する場合、粉末成形の後に焼結を行なうことにより、分割体２１Ａ，２１Ｂの強度を確保することができる。

また、上記実施形態では、分割体２１Ａ，２１Ｂの合わせ面２４Ａ，２４Ｂを互いに溶接しているが、合わせ面２４Ａ，２４Ｂは、たとえば、拡散接合、接着剤による接合など、他の接合方法で接合してもよい。

また、上記実施形態では、周方向に２分割された分割体２１Ａ，２１Ｂを組み合わせてハウジング１４を構成しているが、ハウジング１４は、図６に示すように、周方向に３分割された分割体３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを組み合わせて構成してもよい。

分割体２１Ａ，２１Ｂの合わせ面２４Ａ，２４Ｂは、図７、図８に示すように、一方の分割体２１Ａの合わせ面２４Ａに形成した凸部３３が、他方の分割体２１Ｂの合わせ面２４Ｂに形成した凹部３４に嵌合するようにすると好ましい。このようにすると、分割体２１Ａ，２１Ｂを組み合わせる工程において、同一形状の分割体同士（例えば、分割体２１Ａ，２１Ａ同士）を誤って組み合わせる事態を防止することができ、製品の信頼性を確保することができる。

また、図９に示すように、ハウジング１４を径方向に貫通する油路３５を形成する場合、油路３５は、隣り合う分割体２１Ａ，２１Ｂの合わせ面２４Ａ，２４Ｂ間に形成すると好ましい。このようにすると、分割体２１Ａ，２１Ｂの鍛造と同時に油路３５を形成することができるので、ハウジング１４の製造コストが低い。

この発明の実施形態のラッシュアジャスタを組み込んだ動弁装置を示す正面図 図１に示すラッシュアジャスタの拡大図 図２に示すラッシュアジャスタのIII−III線に沿った断面図 図２に示すハウジングの分解斜視図 図４に示すハウジングの内周を示す展開図 図４に示すハウジングの変形例を示す端面図 図４に示すハウジングの他の変形例を示す分解斜視図 図７に示すハウジングを組み立てた状態を示す正面図 図４に示すハウジングのさらに他の変形例を示す正面図

符号の説明

１ ラッシュアジャスタ
６ アーム
１４ ハウジング
１５ スクリュロッド
１６ リターンスプリング
１８ 雌ねじ
１７ 雄ねじ
１９ 圧力側フランク
２０ 遊び側フランク
２１Ａ，２１Ｂ 分割体
２２ 油膜排除溝
２３ 外嵌リング
２４Ａ，２４Ｂ 合わせ面
３０ 突出端
３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ 分割体
３３ 凸部
３４ 凹部
３５ 油路

Claims (5)

1. 上端が開放した筒状のハウジング（１４）と、そのハウジング（１４）の内周に形成された雌ねじ（１８）にねじ係合する雄ねじ（１７）を外周に有するスクリュロッド（１５）と、そのスクリュロッド（１５）を前記ハウジング（１４）から突出する方向に付勢するリターンスプリング（１６）とを有し、前記雌ねじ（１８）と前記雄ねじ（１７）は、前記スクリュロッド（１５）をハウジング（１４）内に押し込む方向の力が作用したときに圧力を受ける圧力側フランク（１９）のフランク角が、遊び側フランク（２０）のフランク角よりも大きくなるように形成され、前記ハウジング（１４）は、前記雌ねじ（１８）の圧力側フランク（１９）に油膜排除溝（２２）が形成され、前記スクリュロッド（１５）の前記ハウジング（１４）からの突出端（３０）で動弁装置のアーム（６）の揺動支点を支持するようにしたラッシュアジャスタ（１）において、前記ハウジング（１４）を、周方向に分割された複数の分割体（２１Ａ，２１Ｂ）を組み合わせて構成し、その各分割体（２１Ａ，２１Ｂ）を塑性成形によって形成したことを特徴とするラッシュアジャスタ。
2. 前記各分割体（２１Ａ，２１Ｂ）の合わせ面（２４Ａ，２４Ｂ）を接合した請求項１に記載のラッシュアジャスタ。
3. 前記ハウジング（１４）の外周に外嵌リング（２３）を嵌め合わせた請求項１または２に記載のラッシュアジャスタ。
4. 前記分割体（２１Ａ）の合わせ面（２４Ａ）に、他の分割体（２１Ｂ）の合わせ面（２４Ｂ）に形成した凹部（３４）に嵌合する凸部（３３）を形成した請求項１から３のいずれかに記載のラッシュアジャスタ。
5. 前記ハウジング（１４）を径方向に貫通する油路（３５）を、前記分割体（２１Ａ，２１Ｂ）の合わせ面（２４Ａ，２４Ｂ）間に形成した請求項１から４のいずれかに記載のラッシュアジャスタ。

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