JP2009024581A - 動弁装置におけるラッシュアジャスタ - Google Patents

Abstract

【課題】アジャストスクリュの抵抗の低減化を図ることができるようにしたラッシュアジャスタを提供することである。
【解決手段】円筒状のボディ２１の開口端部の内周に鋸歯状の雌ねじ２２を形成し、その雌ねじ２２にアジャストスクリュ２３の外周に形成された鋸歯状の雄ねじ２４をねじ係合する。ボディ２１の内部にアジャストスクリュ２３を外方に向けて付勢するコイルばね２５を組込み、そのコイルばね２５の端部に形成された小径のコイル端部２５ａとアジャストスクリュ２３の対向部間にボール２６を組込み、そのボール２６をアジャストスクリュ２３の下面に点接触させるようにして、アジャストスクリュ２３の回転抵抗の低減化を図る。
【選択図】図１

Description

この発明は、内燃機関における動弁装置のバルブクリアランスを自動調整するラッシュアジャスタに関する。

カムの回転によって吸気バルブあるいは排気バルブ（以下、単にバルブという）を開閉させるアーム式動弁装置にはスイングアーム式（エンドピボット式）とロッカーアーム式とが存在する。スイングアーム式の動弁装置においては、カムの下方に配置されたアームの端部をピボットで支持し、そのアームをカムの回転によりピボットを中心に揺動させ、その揺動側の端部でバルブステムを押し下げてバルブを開放させるようにしている。一方、ロッカーアーム式動弁装置においては、カムの上方に設けられたロッカーシャフトを中心にしてアームを揺動自在に支持し、上記カムの回転によりアームの一端部を押し上げ、アームの他端部でバルブステムを押し下げてバルブを開放させるようにしている。

上記いずれのアーム式動弁装置においても、ラッシュアジャスタの組込みによってバルブクリアランスを自動調整している。

上記ラッシュアジャスタとして、筒状のボディに形成された鋸歯状の雌ねじにアジャストスクリュの外周に設けられた鋸歯状の雄ねじをねじ係合し、そのアジャストスクリュを上記ボディの内部に組込まれたコイルばねにより外方向に向けて付勢するようにした機械式ラッシュアジャスタが従来から知られている（特許文献１参照）。

特開２００５−２４８９１２号公報

ところで、上記ラッシュアジャスタにおいては、アジャストスクリュの後端面にコイルばねの端部を接触させた構成であるため、アジャストスクリュの回転抵抗が大きく、その回転抵抗によってアジャストスクリュの回転運動が阻害され、アジャストスクリュを軸方向に移動させることができず、バルブクリアランスを自動調整することができない可能性がある。

この発明の課題は、アジャストスクリュの回転抵抗の低減化を図り、アジャストスクリュを円滑に回転させることができるようにしたラッシュアジャスタを提供することである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、開口端部の内周に雌ねじが形成された閉塞端を有する筒状のボディと、そのボディの雌ねじにねじ係合される雄ねじを外周に有するアジャストスクリュと、ボディ内部に組込まれてアジャストスクリュを外方に向けて付勢するコイルばねとからなり、前記雌ねじと雄ねじのねじ山を、アジャストスクリュに負荷される軸方向の押込み荷重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大きい鋸歯状とした動弁装置におけるラッシュアジャスタにおいて、前記アジャストスクリュと前記コイルばねの対向部間にボールを組込んだ構成を採用したのである。

この発明に係るラッシュアジャスタにおいて、コイルばねは小径のコイル端部を有する円筒コイルばねであってもよく、あるいは、円すいコイルばねからなるものであってもよい。いずれのコイルばねも小径端のコイル端部でボールを支持する組込みとする。

ここで、ボールとして、玉軸受のボールを採用することにより、そのボールは入手が容易であり、ラッシュアジャスタのコストの低減を図ることができると共に、上記ボールは真球度、面粗度に優れているため、アジャストスクリュの回転抵抗をより低減させることができ、機能性に優れたラッシュアジャスタを提供することができる。

また、アジャストスクリュは、ボディの外部に臨む先端部に半球状のピボット部を有するスイングアーム式のものであってもよく、あるいは、ボディの外部に臨む先端にバルブステム押圧用の球面を有するロッカアーム式のものであってもよい。

上記のように、この発明においては、アジャストスクリュとコイルばねの対向端部間にボールを組込んだことにより、アジャストスクリュはボールに対して点接触する状態で回転するため、その回転抵抗は極めて小さく、アジャストスクリュをスムーズに回転させることができ、ラッシュアジャスタの機能を充分に発揮させることができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係るラッシュアジャスタＡを示し、図２は、そのラッシュアジャスタＡが組込まれたスイングアーム式動弁装置を示す。スイングアーム式動弁装置においては、シリンダヘッド１に形成された嵌合孔２にラッシュアジャスタＡを組込み、そのラッシュアジャスタＡによって一端部が支持された揺動可能なスイングアーム３の中途にローラ４を回転自在に支持し、そのローラ４をカムシャフト５に設けられたカム６の回転により押し下げてスイングアーム３を揺動させ、そのスイングアーム３の他端部でバルブステム７を押し下げて、バルブステム７の下端に設けられたバルブ８を開放させるようにしている。

ここで、バルブステム７は、上端にスプリングリテナ９を有し、そのスプリングリテナ９に負荷されるバルブスプリング１０の押圧力によってバルブステム７は下端のバルブ８がバルブシート１１に密着する方向に付勢されている。また、スイングアーム３の一端部の下面には半球状の球面座１２が形成されている。

図１に示すように、ラッシュアジャスタＡは、嵌合孔２に嵌合される円筒状のボディ２１を有している。ボディ２１は下部が閉塞し、上部が開口している。その開口端部の内周には雌ねじ２２が形成され、その雌ねじ２２にアジャストスクリュ２３の外周に形成された雄ねじ２４がねじ係合されている。

ボディ２１の内部にはアジャストスクリュ２３をボディ２１の上端開口から突出する方向に向けて付勢するコイルばね２５が組込まれている。コイルばね２５は円筒コイルばねからなる。この円筒コイルばね２５は一端に小径のコイル端部２５ａを有し、そのコイル端部２５ａがアジャストスクリュ２３の平坦な下面と対向する組込みとされ、その対向部間に組込まれたボール２６はアジャストスクリュ２３の平坦な下面の中央に点接触している。

ここで、ボール２６として、入手が容易な玉軸受のボールを採用することにより、ラッシュアジャスタのコストの低減を図ることができると共に、上記ボール２６は真球度、面粗度に優れているため、アジャストスクリュ２３の回転抵抗をより低減させることができる。

ボディ２１に形成された雌ねじ２２とアジャストスクリュ２３の外周に形成された雄ねじ２４は、アジャストスクリュ２３に負荷される押込み力を受ける圧力側フランク２７のフランク角が遊び側フランク２８のフランク角より大きい鋸歯状とされ、その鋸歯状ねじ山にコイルばね２５の押圧によってアジャストスクリュ２３が回転しつつ軸方向に移動するリード角が設けられている。

アジャストスクリュ２３のボディ２１の上端から外部に位置する上端には球面状のピボット部２９が形成され、そのピボット部２９によってスイングアーム３の一端部に形成された球面座１２が支持されている。

実施の形態で示すラッシュアジャスタＡは上記の構造からなり、そのラッシュアジャスタＡが組込まれたスイングアーム式動弁装置において、シリンダヘッド１の熱膨張によってバルブステム７とアジャストスクリュ２３間にバルブクリアランスが生じると、円筒コイルばね２５の押圧によりアジャストスクリュ２３が遊び側フランク２８に沿って回転しつつ突出する方向に移動してバルブクリアランスを吸収する。

また、アジャストスクリュ２３がバルブステム７によって押し込み力を受けると、雌ねじ２２とアジャストスクリュ２３の雄ねじ２４のねじ係合部に形成された軸方向のねじ隙間を詰めるまでアジャストスクリュ２３が軸方向に移動する。さらに押し込み力が負荷されると、互いに圧接する圧力側フランク２７により上記押し込み力を受け、アジャストスクリュ２３が回転しつつボディ２１内に没入する方向に向けて移動するのを防止する。

反対に、バルブシート１１の摩耗等によりバルブステム７の上端とカム６間の距離が縮まると、アジャストスクリュ２３はバルブステム７から負荷される軸方向の変動荷重により徐々に押し込まれて回転しつつボディ２１内に没入する方向に向けて移動し、カム６のベース円６ａがローラ４と接触するバルブ閉鎖時にバルブ８が不完全に閉鎖するのを防止する。このとき、アジャストスクリュ２３は前記軸方向の変動荷重の最小値が０となる位置からさらにねじ隙間分だけ押し込まれ、それ以上は後退しない。

一方、バルブクリアランスの調整が必要のない定常的な運転状態のときは、アジャストスクリュ２３は殆ど回転せず、雌ねじ２２とアジャストスクリュ２３の雄ねじ２４のねじ係合部間に形成された軸方向のねじ隙間の範囲内で軸方向変位を繰り返す。

ラッシュアジャスタＡにおいては、上述のように、アジャストスクリュ２３の回転による軸方向への移動によってバルブクリアランスを吸収する構成であるため、アジャストスクリュ２３と円筒コイルばね２５の接触部での摩擦トルクが大きいと、アジャストスクリュ２３の回転運動が阻害され、アジャストスクリュ２３を軸方向にスムーズに移動させることができず、バルブクリアランスを自動調整することができない。

しかし、実施の形態で示すラッシュアジャスタＡにおいては、アジャストスクリュ２３と円筒コイルばね２５の対向部間にボール２６を組込み、そのボール２６をアジャストスクリュ２３の平坦な下面の中央に点接触させた構成であるため、アジャストスクリュ２３に負荷される回転抵抗は極めて小さい。このため、バルブクリアランスの発生時、アジャストスクリュ２３はスムーズに回転して、そのバルブクリアランスを直ちに吸収することになる。

図３は、この発明に係るラッシュアジャスタの他の実施の形態を示し、図４はそのラッシュアジャスタＡが組込まれたロッカアーム式動弁装置を示す。ロッカアーム式動弁装置においては、ロッカシャフト４０を中心にして揺動自在に支持されたロッカアーム４１の一端部にカム４２に接触されるローラ４３を回転自在に支持し、ロッカアーム４１の他端部に形成された嵌合孔４４にラッシュアジャスタＡを嵌合し、上記カム４２の回転によりロッカシャフト４０を中心にロッカアーム４１を揺動させ、上記ラッシュアジャスタＡを介してバルブステム４５を押し下げて、バルブ４６を開放させるようにしている。

図３に示すように、ロッカアーム式動弁装置用のラッシュアジャスタＡは、上部が閉塞し、下部が開口する円筒状のボデイ５０の開口端部の内周に鋸歯状の雌ねじ５１を形成し、その雌ねじ５１にアジャストスクリュ５２の外周に形成された鋸歯状の雄ねじ５３をねじ係合し、そのアジャストスクリュ５２をボディ５０の内部に組込まれたコイルばね５４によってボディ５０の開口端から突出する方向に向けて付勢している。

ここで、アジャストスクリュ５２のバルブステム４５の上端と対向する下面は球面５５とされている。また、コイルばね５４は円すいコイルばねからなり、この円すいコイルばね５４は、小径のコイル端部５４ａがアジャストスクリュ５２の平坦な上面と対向する組込みとされ、その対向部間に組込まれたボール５６はアジャストスクリュ５２の平坦な上面中央に点接触している。

上記のように、アジャストスクリュ５２の平坦な上面中央にボール５６を点接触させることによって、アジャストスクリュ５２に負荷される回転抵抗の低減化を図ることができる。このため、図１に示すラッシュアジャスタＡと同様に、アジャストスクリュ５２をスムーズに回転させることができ、ラッシュアジャスタの機能を充分に発揮させることができる。

この発明に係るラッシュアジャスタの実施の形態を示す縦断正面図 図１に示すラッシュアジャスタが組込まれたスイングアーム式動弁装置の縦断正面図 この発明に係るラッシュアジャスタの他の実施の形態を示す縦断正面図 図３に示すラッシュアジャスタが組込まれたロッカアーム式動弁装置の縦断正面図

符号の説明

２１ ボディ
２２ 雌ねじ
２３ アジャストスクリュ
２４ 雄ねじ
２５ 円筒コイルばね
２５ａ コイル端部
２６ ボール
２７ 圧力側フランク
２８ 遊び側フランク
２９ ピボット部
５０ ボディ
５１ 雌ねじ
５２ アジャストスクリュ
５３ 雄ねじ
５４ 円すいコイルばね
５４ａ コイル端部
５５ 球面
５６ ボール

Claims (6)

1. 開口端部の内周に雌ねじが形成された閉塞端を有する筒状のボディと、そのボディの雌ねじにねじ係合される雄ねじを外周に有するアジャストスクリュと、ボディ内部に組込まれてアジャストスクリュを外方に向けて付勢するコイルばねとからなり、前記雌ねじと雄ねじのねじ山を、アジャストスクリュに負荷される軸方向の押込み荷重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大きい鋸歯状とした動弁装置におけるラッシュアジャスタにおいて、
   前記アジャストスクリュと前記コイルばねの対向部間にボールを組込んだことを特徴とする動弁装置におけるラッシュアジャスタ。
2. 前記コイルばねが、小径のコイル端部を有する円筒コイルばねからなり、その円筒コイルばねを小径のコイル端部でボールを支持する組込みとした請求項１に記載の動弁装置におけるラッシュアジャスタ。
3. 前記コイルばねが、円すいコイルばねからなり、その円すいコイルばねを小径端のコイル端部でボールを支持する組込みとした請求項１に記載の動弁装置におけるラッシュアジャスタ。
4. 前記ボールが、玉軸受のボールである請求項１乃至３のいずれかの項に記載の動弁装置におけるラッシュアジャスタ。
5. 前記アジャストスクリュが、前記ボディの外部に臨む先端部に半球状のピボット部を有するスイングアーム式のものからなる請求項１乃至４のいずれかの項に記載の動弁装置におけるラッシュアジャスタ。
6. 前記アジャストスクリュが、前記ボディの外部に臨む先端にバルブステム押圧用の球面を有するロッカアーム式のものからなる請求項１乃至４のいずれかの項に記載の動弁装置におけるラッシュアジャスタ。

Images