JP2009024622A - 動弁装置におけるラッシュアジャスタ - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の少ない構成でもってアジャストスクリュの摩擦トルク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を組込む。アジャストスクリュ２３のコイルばね２５のばね力を受ける座面２９に凹球面３０を設け、その凹球面３０にコイルばね２５の小径のコイル端部２５ａを線接触させるようにして、摩擦トルクの低減化を図るようにする。
【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）。

上記の機械式ラッシュアジャスタにおいては、アジャストスクリュの回転による軸方向の移動によってバルブクリアランスを自動調整する構成であるため、アジャストスクリュとコイルばね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の回転運動が阻害されて、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くなる。

そのような不都合を解消するには、図５に示すように、アジャストスクリュ６０とコイルばね６１との間にボール６２を組込んで、アジャストスクリュ６０とボール６２を点接触させることが極めて有効である。

特開２００５−２４８９１２号公報

ところで、ボール６２の組込みによる摩擦トルクの低減化においては、部品点数が多くなってコスト的に不利であると共に、ラッシュアジャスタの組立てにも手間が係るという問題が生じる。

この発明の課題は、部品点数の少ない構成でもってアジャストスクリュの摩擦トルク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。

上記の課題を解決するために、この発明においては、閉塞端を有する筒状のボディの開口端部の内周に鋸歯状の雌ねじを形成し、その雌ねじにアジャストスクリュの外周に形成さ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ボディの内部に組込まれたコイルばねによって外方に向けて付勢するようにしたラッシュアジャスタにおいて、前記アジャストスクリュの前記コイルばねのばね力を受ける座面に凹球面を形成し、その凹球面によってコイルばねの端部に形成された小径のコイル端部を受けるようにした構成を採用したのである。

ここで、凹球面をヘッダ加工により形成することによって、切削により凹球面を形成する場合に比較して、加工コストの低減を図ることができる。

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。円すいコイルばねを採用する場合は、その小径端のコイル端部を凹球面に接触させるようにする。

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、アジャストスクリュの座面に凹球面を形成し、その凹球面にコイルばねの小径のコイル端部を接触させることによって、アジャストスクリュとコイルばねとの接触が線接触となり、その接触円の半径も小さいため、アジャストスクリュに負荷される摩擦トルクの低減化を図ることができる。このため、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。

また、コイルばねには、凹球面と小径のコイル端部との接触によって調心性が負荷されてアジャストスクリュと同軸上に配置されることになる。このため、コイルばねのばね力をアジャストスクリュの中心軸上に常に負荷にすることができ、上記アジャストスクリュに傾きが生じて回転抵抗が増大するのを防止することができる。

さらに、図５に示すボールを省略し得る分、部品点数が少なくなってコスト的に有利であり、しかも、組立ての容易化を図ることができる。

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の内部には円筒コイルばね２５が組込まれ、その円筒コイルばね２５によってアジャストスクリュ２３はボディ２１の上端開口から突出する方向に向けて付勢されている。

ここで、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２６のフランク角が遊び側フランク２７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２８が形成され、そのピボット部２８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。

また、アジャストスクリュ２３の円筒コイルばね２５と対向する下側の座面２９にはヘッダ加工によって凹球面３０が形成され、その凹球面３０に円筒コイルばね２５の端部に形成された小径のコイル端部２５ａが接触し、その接触が線接触とされている。

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２７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２６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の座面２９に凹球面３０を形成し、その凹球面３０に円筒コイルばね２５の小径のコイル端部２５ａを線接触させており、しかも、その接触円の半径も小さいため、アジャストスクリュ２３に負荷される摩擦トルクは極めて小さく、円筒コイルばね２５との接触によってアジャストスクリュ２３の回転運動が阻害されるようなことがない。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。

また、コイルばね２５には、凹球面３０と小径のコイル端部２５ａとの接触によって調心性が負荷される。このため、コイルばね２５はアジャストスクリュ２３と常に同軸上に配置されることになり、コイルばね２５のばね力はアジャストスクリュ２３の中心軸上に負荷されることになるため、アジャストスクリュ２３に傾きが生じて回転抵抗が増大するようなことはない。

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円すいコイルばね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、アジャストスクリュ５２の円すいコイルばね５４のばね力を受ける座面５６には凹球面５７が形成され、その凹球面５７に円すいコイルばね５４の小径端のコイル端部５４ａが接触されている。

上記のように、アジャストスクリュ５２の座面５６に凹球面５７を形成し、その凹球面５７に円すいコイルばね５４の小径端のコイル端部５４ａを接触させることによって、アジャストスクリュ５２と円すいコイルばね５４との接触が線接触となり、その接触円の半径も小さいため、アジャストスクリュ５２に負荷される摩擦トルク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を円滑に回転させることができ、ラッシュアジャスタＡの機能を充分に発揮させることができる。

また、凹球面５７と小径のコイル端部５４ａとの接触による調心作用によって円すいコイルばね５４はアジャストスクリュ５２と常に同軸上に配置されることになる。このため、円すいコイルばね５４のばね力はアジャストスクリュ５２の中心軸上に負荷されることになり、アジャストスクリュ５２に傾きが生じて回転抵抗が増大するようなことはない。

ここで、凹球面５７をヘッダ加工により形成することによって、切削により凹球面を形成する場合に比較してコストの低減化を図ることができる。

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 従来のラッシュアジャスタを示す縦断正面図

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 圧力側フランク
２７ 遊び側フランク
２８ ピボット部
２９ 座面
３０ 凹球面
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 座面
５７ 凹球面

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の前記コイルばねのばね力を受ける座面に凹球面を形成し、その凹球面によってコイルばねの端部に形成された小径のコイル端部を受けるようにした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. 前記凹球面が、ヘッダ加工により形成された請求項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、小径のコイル端部を有する円筒コイルばねからなる請求項１又は２に記載の動弁装置におけるラッシュアジャスタ。
4. 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が凹球面に接触する組込みとした請求項１又は２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。

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