JP2009174341A - ラッシュアジャスタ - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン作動中にアジャストスクリュが回転して押し込み方向に移動するのを防止する。
【解決手段】筒状のハウジング１２と、そのハウジング１２の内周に形成された雌ねじ１３にねじ係合する雄ねじ１４を外周に有するアジャストスクリュ１５と、そのアジャストスクリュ１５をハウジング１２から上方に突出する方向に付勢するリターンスプリング１７と、アジャストスクリュ１５のハウジング１２からの突出端２１が嵌合する凹部２２をもつアーム７とを有し、アジャストスクリュ１５の突出端２１の外径側部分がアーム７の凹部２２の内面に接触するラッシュアジャスタ１において、アジャストスクリュ１５の軸心Ｌを含む平面に沿った断面での凹部２２の曲率半径Ａ_２を突出端２１の曲率半径Ａ_１よりも大きくすることにより、アジャストスクリュ１５の突出端２１に楔効果をもたせる。
【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、一端部を支点として揺動可能に支持されたアームの中央部をカムで押し下げ、そのアームの他端部でバルブステムを押し下げるようにしたものが知られている。

この動弁装置は、エンジン作動中、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の隙間が変化し、その隙間の変化によって異音や圧縮漏れを生じるおそれがある。また、動弁装置の摺動部が摩耗しても、動弁装置の構成部材間の隙間が変化し、その隙間の変化によって異音や圧縮漏れを生じるおそれがある。

この異音や圧縮漏れを防止するため、動弁装置にラッシュアジャスタを組み込み、そのラッシュアジャスタで動弁装置の構成部材間の隙間の変化を吸収することが多い。

このようなラッシュアジャスタとして、シリンダヘッドの上面に開口した収容穴に挿入される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アジャストスクリュと、そのアジャストスクリュを前記ハウジングから上方に突出する方向に付勢するリターンスプリングとを有する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は、アジャストスクリュのハウジングからの突出端が半球状であり、その突出端が、動弁装置のアームに形成された凹部に嵌合して、アームを揺動可能に支持する。ここで、エンジン作動中、アジャストスクリュには押し込み方向の力が作用するが、アジャストスクリュの雄ねじとハウジングの雌ねじの間の摩擦抵抗によってアジャストスクリュの回転が防止され、その結果、アジャストスクリュの軸方向位置が固定される。

また、このラッシュアジャスタは、アジャストスクリュの突出端の外径側部分と、アームの凹部の内面とが、いずれも、アジャストスクリュの軸心上に中心をもつ同一半径の球面であり、その球面同士の摩擦抵抗によっても、アジャストスクリュの回転が防止される。

一方、このラッシュアジャスタは、動弁装置の熱膨張などによって、アームとシリンダヘッドの相対位置が変化したときは、その位置変化に応じて、アジャストスクリュ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の変化を吸収する。
特開２００５−２７３５１０号公報

ところで、エンジンの摺動面を潤滑するエンジンオイルとして、有機モリブデン入りのエンジンオイル（以下、「ＦＭオイル」と言う）が使用されることが多い。このＦＭオイルを使用すると、二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）を含む潤滑皮膜が鉄系金属の摺動面に形成され、その潤滑皮膜によって摺動面の摩擦係数を低減することが可能となる。有機モリブデンとしては、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）やモリブデンジチオフォスフェート（ＭｏＤＴＰ）が挙げられる。

このＦＭオイルをエンジンオイルとして使用した場合、アジャストスクリュの雄ねじとハウジングの雌ねじの間にも上記潤滑皮膜が形成され、その潤滑皮膜によって、雄ねじと雌ねじの間の摩擦抵抗が小さくなるので、エンジン作動中にアジャストスクリュが回転して押し込み方向に移動し、バルブリフト量が小さくなるおそれや、バルブがバルブシートに衝撃的に着座して異音を生じるおそれがあった。

また、アジャストスクリュの雄ねじとハウジングの雌ねじの摩耗が進行したときも、雄ねじと雌ねじの間の摩擦抵抗が小さくなるので、エンジン作動中にアジャストスクリュが回転して押し込み方向に移動し、バルブリフト量が小さくなるおそれや、バルブがバルブシートに衝撃的に着座して異音を生じるおそれがあった。

この発明が解決しようとする課題は、エンジン作動中にアジャストスクリュが回転して押し込み方向に移動するのを防止することである。

上記の課題を解決するため、前記アジャストスクリュの軸心を含む平面に沿った断面での前記アームの凹部の曲率半径を、アジャストスクリュの突出端の曲率半径よりも大きくすることにより、アジャストスクリュの突出端に楔効果をもたせた。

このようなラッシュアジャスタとして、例えば、次の構成のものを挙げることができる。
１）前記アームの凹部は、前記アジャストスクリュの軸心を含む平面に沿った断面形状が円弧形状であり、その凹部の円弧中心は、凹部の円弧半径がアジャストスクリュの軸心と交わるようにアジャストスクリュの軸心からオフセットした位置に配置されており、前記アジャストスクリュの突出端は、アジャストスクリュの軸心を含む平面に沿った断面形状が、アジャストスクリュの軸心上に中心を有する円弧形状である。
２）前記アームの凹部は、前記アジャストスクリュの軸心を含む平面に沿った断面形状が、アジャストスクリュの軸心上に中心を有する円弧形状であり、前記アジャストスクリュの突出端は、アジャストスクリュの軸心を含む平面に沿った断面形状が円弧形状であり、その突出端の円弧中心は、突出端の円弧半径がアジャストスクリュの軸心から離れるようにアジャストスクリュの軸心からオフセットした位置に配置されている。
３）前記アームの凹部は、前記アジャストスクリュの軸心を含む平面に沿った断面形状が円弧形状であり、その凹部の円弧中心は、凹部の円弧半径がアジャストスクリュの軸心と交わるようにアジャストスクリュの軸心からオフセットした位置に配置されており、前記アジャストスクリュの突出端は、アジャストスクリュの軸心を含む平面に沿った断面形状が円弧形状であり、その突出端の円弧中心は、突出端の円弧半径がアジャストスクリュの軸心から離れるようにアジャストスクリュの軸心からオフセットした位置に配置されている。

このラッシュアジャスタは、前記アームの凹部の内面の中央部分に切り込みを設けることができる。

また、上記の課題を解決するため、前記アジャストスクリュの突出端の中央に凹面または平坦面を形成し、その凹面または平坦面の直径を、アジャストスクリュの突出端の直径の半分以上としたラッシュアジャスタを併せて提供する。

この発明のラッシュアジャスタは、アームの凹部でアジャストスクリュの突出端を押圧したときに、アジャストスクリュの突出端が、その楔効果によってアームの凹部に食い込むように嵌合する。そのため、エンジン作動中、アジャストスクリュの突出端の外径側部分と、アームの凹部の内面との間に大きい摩擦抵抗が生じ、その摩擦抵抗によって、アジャストスクリュの回転が効果的に防止される。

また、前記アジャストスクリュの突出端の中央に凹面または平坦面を形成し、その凹面または平坦面の直径を、アジャストスクリュの突出端の直径の半分以上としたこの発明のラッシュアジャスタは、アジャストスクリュの突出端がアームに接触したときに、その接触部分が、前記凹面または平坦面よりも外径側となるので、アジャストスクリュの突出端の摩擦抵抗が大きく、その摩擦抵抗によって、アジャストスクリュの回転を効果的に防止することができる。

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、カム６の回転に応じて揺動するアーム７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８が固定され、スプリングリテーナ８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９が組み込まれている。バルブスプリング９は、スプリングリテーナ８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１０に着座させている。

図２に示すように、ラッシュアジャスタ１は、シリンダヘッド２の上面に開口した収容穴１１に挿入される筒状のハウジング１２と、ハウジング１２の内周に形成された雌ねじ１３にねじ係合する雄ねじ１４を下部外周に有するアジャストスクリュ１５と、ハウジング１２の下端に固定された底部材１６と、アジャストスクリュ１５と底部材１６の間に組み込まれたリターンスプリング１７とからなる。

雄ねじ１４と雌ねじ１３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、アジャストスクリュ１５をハウジング１２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１８のフランク角が、遊び側フランク１９のフランク角よりも大きくなっている。

リターンスプリング１７は、下端が底部材１６で支持され、上端がスプリングシート２０を介してアジャストスクリュ１５を押圧しており、その押圧によって、アジャストスクリュ１５をハウジング１２から上方に突出する方向に付勢している。

図１に示すように、アーム７は、一方の端部下面に、アジャストスクリュ１５のハウジング１２からの突出端２１に嵌合する凹部２２を有し、アジャストスクリュ１５の突出端２１を中心として揺動可能に支持されている。また、アーム７の他方の端部下面は、バルブステム５の上端に接触し、アーム７の中央部には、アーム７の上方に配置されたカム６に接触するローラ２３が取り付けられている。

図２に示すように、アジャストスクリュ１５の突出端２１は半球状に形成されており、その外径側部分がアーム７の凹部２２の内面に接触している。また、突出端２１は、アジャストスクリュ１５の軸心Ｌを含む平面に沿った断面形状が、軸心Ｌ上に中心を有する円弧形状となるように形成されている。

凹部２２も、アジャストスクリュ１５の軸心Ｌを含む平面に沿った断面形状が円弧形状であり、凹部２２の円弧中心は、凹部２２の円弧半径Ａ_２が軸心Ｌと交わるように軸心Ｌからオフセットした位置に配置されている。また、凹部２２の円弧半径Ａ_２は、突出端２１の円弧半径Ａ_１よりも大きい。そのため、突出端２１と凹部２２の接触部分において、凹部２２の曲率半径（＝円弧半径Ａ_２）は、突出端２１の曲率半径（＝円弧半径Ａ_１）よりも大きく、その曲率半径の差によって、突出端２１に楔効果が生じるようになっている。

次に、ラッシュアジャスタ１の動作例を説明する。

エンジンの作動によりカム６が回転して、カム６のカム山部６ａがアーム７を押し下げると、バルブ４がバルブシート１０から離れて、吸気ポート３を開く。このとき、アジャストスクリュ１５に押し込み方向の力が作用するが、アジャストスクリュ１５の雄ねじ１４とハウジング１２の雌ねじ１３の間の摩擦抵抗と、アジャストスクリュ１５の突出端２１の外径側部分とアーム７の凹部２２の内面の間の摩擦抵抗とによってアジャストスクリュ１５の回転が防止され、その結果、アジャストスクリュ１５の軸方向位置が固定される。

さらに、カム６が回転して、カム山部６ａがローラ２３の位置を過ぎると、バルブスプリング９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１０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７など、動弁装置の構成部材間に熱膨張差が生じ、カム６とアーム７の間の距離が大きくなったときは、リターンスプリング１７の付勢力によってアジャストスクリュ１５が回転しながら突出方向に移動するので、カム６のベースサークル６ｂとローラ２３の間に隙間が生じない。

反対に、バルブ４とバルブシート１０の接触面が摩耗したときは、カム６のベースサークル６ｂがローラ２３の位置にあるときにも、バルブスプリング９の付勢力がアジャストスクリュ１５に押し込み荷重としてかかり続けるため、カム山部６ａがローラ２３の位置を通過する時に生じる雄ねじ１４と雌ねじ１３の間で生じる微小な滑りが累積され、アジャストスクリュ１５が押し込み方向に徐々に移動する。その結果、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１０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、アーム７の凹部２２でアジャストスクリュ１５の突出端２１を押圧したときに、突出端２１が、その楔効果によって凹部２２に食い込むように嵌合し、凹部２２の内面で締め付けられる。そのため、エンジン作動中、突出端２１の外径側部分と凹部２２の内面との間に大きい摩擦抵抗が生じ、その摩擦抵抗によって、アジャストスクリュ１５の回転が効果的に防止される。

また、このラッシュアジャスタ１は、アジャストスクリュ１５の突出端２１の摩擦抵抗が大きいので、雄ねじ１４と雌ねじ１３の間の摩擦抵抗を小さく設定することができる。そのため、エンジンオイルとしてＦＭオイルを用いた場合や、雄ねじ１４と雌ねじ１３の摩耗が進行した場合にも、エンジン作動中にアジャストスクリュ１５が回転して押し込み方向に移動するのを防止することができる。

次に、この発明の第２実施形態のラッシュアジャスタを説明する。第１実施形態と対応する部分は、同一の符号を付して説明を省略する。

図３に示すように、アジャストスクリュ１５の突出端３１は半球状に形成されており、その外径側部分がアーム７の凹部３２の内面に接触している。突出端３１は、アジャストスクリュ１５の軸心Ｌを含む平面に沿った断面形状が円弧形状であり、突出端３１の円弧中心は、突出端３１の円弧半径Ｂ_１が軸心Ｌから離れるように軸心Ｌからオフセットした位置に配置されている。

凹部３２は、アジャストスクリュ１５の軸心Ｌを含む平面に沿った断面形状が、軸心Ｌ上に中心を有する円弧形状である。また、凹部３２の円弧半径Ｂ_２は、突出端３１の円弧半径Ｂ_１よりも大きい。そのため、突出端３１と凹部３２の接触部分において、凹部３２の曲率半径（＝円弧半径Ｂ_２）は突出端３１の曲率半径（＝円弧半径Ｂ_１）よりも大きく、その曲率半径の差によって、突出端３１に楔効果が生じるようになっている。

このラッシュアジャスタは、第１実施形態と同様、アーム７の凹部３２でアジャストスクリュ１５の突出端３１を押圧したときに、突出端３１が、その楔効果によって凹部３２に食い込むように嵌合し、凹部３２の内面で締め付けられる。そのため、エンジン作動中、突出端３１の外径側部分と凹部３２の内面との間に大きい摩擦抵抗が生じ、その摩擦抵抗によって、アジャストスクリュ１５の回転が効果的に防止される。

次に、この発明の第３実施形態のラッシュアジャスタを説明する。第１実施形態と対応する部分は、同一の符号を付して説明を省略する。

図４に示すように、アジャストスクリュ１５の突出端４１は半球状に形成されており、その外径側部分がアーム７の凹部４２の内面に接触している。突出端４１は、アジャストスクリュ１５の軸心Ｌを含む平面に沿った断面形状が円弧形状であり、突出端４１の円弧中心は、突出端４１の円弧半径Ｃ_１が軸心Ｌから離れるように軸心Ｌからオフセットした位置に配置されている。

凹部４２も、アジャストスクリュ１５の軸心Ｌを含む平面に沿った断面形状が円弧形状であり、凹部４２の円弧中心は、凹部４２の円弧半径Ｃ_２が軸心Ｌと交わるように軸心Ｌからオフセットした位置に配置されている。また、凹部４２の円弧半径Ｃ_２は、突出端４１の円弧半径Ｃ_１よりも大きい。そのため、突出端４１と凹部４２の接触部分において、凹部４２の曲率半径（＝円弧半径Ｃ_２）は、突出端４１の曲率半径（＝円弧半径Ｃ_１）よりも大きく、その曲率半径の差によって、突出端４１に楔効果が生じるようになっている。

このラッシュアジャスタは、第１実施形態と同様、アーム７の凹部４２でアジャストスクリュ１５の突出端４１を押圧したときに、突出端４１が、その楔効果によって凹部４２に食い込むように嵌合し、凹部４２の内面で締め付けられる。そのため、エンジン作動中、突出端４１の外径側部分と凹部４２の内面との間に大きい摩擦抵抗が生じ、その摩擦抵抗によって、アジャストスクリュ１５の回転が効果的に防止される。

第１実施形態のラッシュアジャスタ１は、図５に示すように、アーム７の凹部２２の内面の中央部分に切り込み４５を設けることができる。このようにすると、凹部２２が広がる方向に弾性変形しやすくなるので、凹部２２で突出端２１を押圧したときに、突出端２１が凹部２２に食い込みやすい。同様に、第２，３実施形態のラッシュアジャスタにも切り込み４５を設けることができる。

次に、この発明の第４実施形態のラッシュアジャスタを説明する。第１実施形態と対応する部分は、同一の符号を付して説明を省略する。

図６に示すように、アジャストスクリュ１５の突出端５１と、アーム７の凹部５２は、いずれも、同一半径の半球状である。アジャストスクリュ１５の突出端５１の中央には凹面５３が設けられ、その凹面５３の直径Ｄ_１は、突出端５１の直径Ｄ_２の半分以上の大きさとなっている。

このラッシュアジャスタは、アジャストスクリュ１５の突出端５１がアーム７の凹部５２の内面に接触したときに、その接触部分が、凹面５３よりも外径側となる。そのため、突出端５１と凹部５２との間に生じる摩擦抵抗が大きく、その摩擦抵抗によって、アジャストスクリュ１５の回転を効果的に防止することができる。

この実施形態では、アジャストスクリュ１５の突出端５１の中央に凹面５３を形成したが、凹面５３にかえて、突出端５１の直径Ｄ_２の半分よりも大きい直径の平坦面を形成してもよい。

上記実施形態では、底部材１６をハウジング１２の下端に固定したラッシュアジャスタ１を例に挙げて説明したが、この発明は、リターンスプリング１７の下端を支持する底部をハウジング１２の下端に一体に形成したラッシュアジャスタにも適用することができる。

この発明の第１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に示す動弁装置のラッシュアジャスタ近傍の拡大断面図 この発明の第２実施形態のラッシュアジャスタを示すアジャストスクリュ突出端近傍の拡大断面図 この発明の第３実施形態のラッシュアジャスタを示すアジャストスクリュ突出端近傍の拡大断面図 図２に示すラッシュアジャスタの変形例を示すアジャストスクリュ突出端近傍の拡大断面図 この発明の第４実施形態のラッシュアジャスタを示すアジャストスクリュ突出端近傍の拡大断面図

符号の説明

１ ラッシュアジャスタ
２ シリンダヘッド
７ アーム
１１ 収容穴
１２ ハウジング
１３ 雌ねじ
１４ 雄ねじ
１５ アジャストスクリュ
１７ リターンスプリング
２１ 突出端
２２ 凹部
３１ 突出端
３２ 凹部
４１ 突出端
４２ 凹部
４５ 切り込み
５１ 突出端
５３ 凹面
Ａ_１ 突出端の円弧半径
Ａ_２ 凹部の円弧半径
Ｂ_１ 突出端の円弧半径
Ｂ_２ 凹部の円弧半径
Ｃ_１ 突出端の円弧半径
Ｃ_２ 凹部の円弧半径
Ｄ_１ 凹面の直径
Ｄ_２ 突出端の直径
Ｌ アジャストスクリュの軸心

Claims (6)

1. シリンダヘッド（２）の上面に開口した収容穴（１１）に挿入される筒状のハウジング（１２）と、そのハウジング（１２）の内周に形成された雌ねじ（１３）にねじ係合する雄ねじ（１４）を外周に有するアジャストスクリュ（１５）と、そのアジャストスクリュ（１５）を前記ハウジング（１２）から上方に突出する方向に付勢するリターンスプリング（１７）と、前記アジャストスクリュ（１５）のハウジング（１２）からの突出端（２１）が嵌合する凹部（２２）をもつアーム（７）とを有し、前記アジャストスクリュ（１５）のハウジング（１２）からの突出端（２１）が半球状であり、その突出端（２１）の外径側部分が前記アーム（７）の凹部（２２）の内面に接触するラッシュアジャスタ（１）において、前記アジャストスクリュ（１５）の軸心（Ｌ）を含む平面に沿った断面での前記アーム（７）の凹部（２２）の曲率半径（Ａ_２）を、アジャストスクリュ（１５）の突出端（２１）の曲率半径（Ａ_１）よりも大きくすることにより、アジャストスクリュ（１５）の突出端（２１）に楔効果をもたせたことを特徴とするラッシュアジャスタ。
2. 前記アーム（７）の凹部（２２）は、前記アジャストスクリュ（１５）の軸心（Ｌ）を含む平面に沿った断面形状が円弧形状であり、その凹部（２２）の円弧中心は、凹部（２２）の円弧半径（Ａ_２）がアジャストスクリュ（１５）の軸心（Ｌ）と交わるようにアジャストスクリュ（１５）の軸心（Ｌ）からオフセットした位置に配置されており、前記アジャストスクリュ（１５）の突出端（２１）は、アジャストスクリュ（１５）の軸心（Ｌ）を含む平面に沿った断面形状が、アジャストスクリュ（１５）の軸心（Ｌ）上に中心を有する円弧形状である請求項１に記載のラッシュアジャスタ。
3. 前記アーム（７）の凹部（３２）は、前記アジャストスクリュ（１５）の軸心（Ｌ）を含む平面に沿った断面形状が、アジャストスクリュ（１５）の軸心（Ｌ）上に中心を有する円弧形状であり、前記アジャストスクリュ（１５）の突出端（３１）は、アジャストスクリュ（１５）の軸心（Ｌ）を含む平面に沿った断面形状が円弧形状であり、その突出端（３１）の円弧中心は、突出端（３１）の円弧半径（Ｂ_１）がアジャストスクリュ（１５）の軸心（Ｌ）から離れるようにアジャストスクリュ（１５）の軸心（Ｌ）からオフセットした位置に配置されている請求項１に記載のラッシュアジャスタ。
4. 前記アーム（７）の凹部（４２）は、前記アジャストスクリュ（１５）の軸心（Ｌ）を含む平面に沿った断面形状が円弧形状であり、その凹部（４２）の円弧中心は、凹部（４２）の円弧半径（Ｃ_２）がアジャストスクリュ（１５）の軸心（Ｌ）と交わるようにアジャストスクリュ（１５）の軸心（Ｌ）からオフセットした位置に配置されており、前記アジャストスクリュ（１５）の突出端（４１）は、アジャストスクリュ（１５）の軸心（Ｌ）を含む平面に沿った断面形状が円弧形状であり、その突出端（４１）の円弧中心は、突出端（４１）の円弧半径（Ｃ_１）がアジャストスクリュ（１５）の軸心（Ｌ）から離れるようにアジャストスクリュ（１５）の軸心（Ｌ）からオフセットした位置に配置されている請求項１に記載のラッシュアジャスタ。
5. 前記アーム（７）の凹部（２２）の内面の中央部分に切り込み（４５）を設けた請求項１から４のいずれかに記載のラッシュアジャスタ。
6. シリンダヘッド（２）の上面に開口した収容穴（１１）に挿入される筒状のハウジング（１２）と、そのハウジング（１２）の内周に形成された雌ねじ（１３）にねじ係合する雄ねじ（１４）を外周に有するアジャストスクリュ（１５）と、そのアジャストスクリュ（１５）を前記ハウジング（１２）から上方に突出する方向に付勢するリターンスプリング（１７）とを有し、前記アジャストスクリュ（１５）のハウジング（１２）からの突出端（５１）が半球状であり、その突出端（５１）で動弁装置のアーム（７）を揺動可能に支持す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（１５）の突出端（５１）の中央に凹面（５３）または平坦面を形成し、その凹面（５３）または平坦面の直径（Ｄ_１）を、アジャストスクリュ（１５）の突出端（５１）の直径（Ｄ_２）の半分以上としたことを特徴とするラッシュアジャスタ。

Images