JP2009221955A - アーム式動弁装置におけるラッシュアジャスタ - Google Patents

Abstract

【課題】スクリュロッドを外方にスムーズに突出させることができると共に、小型、軽量化を図ることができるようにしたアーム式動弁装置におけるラッシュアジャスタを提供することである。
【解決手段】筒状のボディ２１の内周に形成された鋸歯状の雌ねじ２２にスクリュロッド２３の外周に形成された鋸歯状の雄ねじ２４をねじ係合し、そのスクリュロッド２３にリターンスプリング２７の押圧力を付与して、ボディ２１の開口端面から突出する方向に付勢する。スクリュロッド２３のボディ外部に位置する先端部にばね座２６を設け、そのばね座２６とボディ２１の開口端面間に上記リターンスプリング２７を配置して、スクリュロッド２３がボディ２１の開口端から引っ張り出される方向への力を付与して、スクリュロッド２３にモーメントが負荷されるのを防止し、スクリュロッド２３がスムーズに突出するようにする。
【選択図】図１

Description

この発明は、内燃機関におけるアーム式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。

ここで、スイングアーム式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。

ここで、スイングアーム式動弁装置に組込まれるラッシュアジャスタとして、特許文献１に記載されたものが知られ、ロッカアーム式動弁装置に組込まれるラッシュアジャスタとして、特許文献２に記載されたものが知られている。

上記いずれのラッシュアジャスタにおいても、筒状のボディの内周に鋸歯状の雌ねじを形成し、その雌ねじにスクリュロッドの外周に形成された鋸歯状の雄ねじをねじ係合し、そのスクリュロッドをリターンスプリングによってボディの開口端から突出する方向に付勢している。

特開２００５−２７３５１０号公報 特開２００６−１３２４２６号公報

ところで、上記いずれのラッシュアジャスタにおいても、筒状ボディの内部にリターンスプリングを組込み、そのリターンスプリングによりスクリュロッドの後端面を押圧して、そのスクリュロッドに突出性を付与する構成であり、しかも、リターンスプリングはボディの内部に余裕をもって組込まれているため、振動等によるリターンスプリングのずれ動きにより、そのリターンスプリングはスクリュロッドの後端面の中心に対する偏心位置を押圧することが多い。このとき、スクリュロッドにモーメントが負荷されることになり、その負荷されるモーメントによってスクリュロッドに傾きが生じ、鋸歯状雌ねじと鋸歯状雄ねじのねじ係合部に偏荷重が作用して、スクリュロッドの外方向への移動が阻害され、スムーズに突出させることができないという不都合がある。

また、雌ねじと雄ねじのねじ係合部に偏摩耗が生じ易く、耐久性に問題があり、さらに、ボディはリターンスプリングを収容可能とする軸方向長さが必要であると共に、そのリターンスプリングの端部を受ける底つきのものとする必要があり、ボディが大型化して重量も重く、タップ加工も困難であるという不都合がある。

また、エンジンへの組付け時、あるいは、メンテナンス時にスクリュロッドがボディから飛び出してばらけ、エンジン内部に落下して回収するのが困難となる場合がある。

この発明の課題は、スクリュロッドを外方にスムーズに突出させることができると共に、小型、軽量化を図ることができるようにしたアーム式動弁装置における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、筒状のボディの内周に形成された鋸歯状の雌ねじにスクリュロッドの外周に形成された鋸歯状の雄ねじをねじ係合し、そのスクリュロッドにリターンスプリングの押圧力を付与してボディの開口端面から突出する方向にスクリュロッドを付勢したアーム式動弁装置におけるラッシュアジャスタにおいて、前記スクリュロッドのボディ外部に位置する先端部にばね座を設け、そのばね座とボディの開口端面間に前記リターンスプリングを配置した構成を採用したのである。

上記のように、スクリュロッドの先端部に設けたばね座とボディの開口端面間にリターンスプリングを組込むことによって、スクリュロッドはリターンスプリングによりボディから引き出される方向の弾性力を受けるため、スクリュロッドにモーメントが負荷されるようなことがなくなり、鋸歯状雌ねじと鋸歯状雄ねじのねじ係合部に偏荷重が作用することもないので、スクリュロッドを外方にスムーズに突出させることができる。

また、ボディの内部にリターンスプリングを収容可能とするスペースや底を設ける必要がなく、ボディとして両端が開口する筒状のものを採用することができる。

ここで、スクリュロッドをリターンスプリングの自由長さ状態において鋸歯状雄ねじが鋸歯状雌ねじに１ピッチ以上ねじ係合する軸方向長さとすることにより、ラッシュアジャスタを動弁装置に組み付ける輸送の段階や、動弁装置への組付け時、あるいは、メンテナンス時にスクリュロッドがボディから飛び出してばらけるという不都合の発生を防止することができる。

この発明に係るラッシュアジャスタは、スイングアーム式動弁装置用のものであってもよく、あるいは、ロッカアーム式動弁装置用のものであってもよい。

スイングアーム式動弁装置用として使用する場合は、スクリュロッドのボディ外部に位置する先端部にアームの一端部を揺動自在に支持するピボット部を設けるようにし、また、ロッカアーム式動弁装置用として使用する場合は、スクリュロッドのボディ外部に位置する先端にバルブステムの上端と対向するフランジを設け、そのフランジの下面にバルブステムの上端面に当接される球面を設けるようにする。

上記スイングアーム式動弁装置用のラッシュアジャスタにおいては、ピボットの下面をばね座としてもよく、あるいは、上記ピボット部からスクリュロッドの後端側に少し片寄って位置に係合溝を形成し、その係合溝に取付けた止め輪をばね座としてもよい。

一方、ロッカアーム式動弁装置用のラッシュアジャスタにおいては、フランジをばね座としてもよく、あるいは、スクリュロッドの先端に球面を設け、その球面からスクリュロッドの後端側に少し片寄った位置に周方向の係合溝を形成し、その係合溝に取付けた止め輪をばね座としてもよい。

上記のように、この発明においては、スクリュロッドの先端部に設けたばね座とボディの開口端面間にリターンスプリングを組込むことにより、そのリターンスプリングによってスクリュロッドはボディの開口端から引っ張り出されるようになるため、スクリュロッドにモーメントが負荷されるのを防止することができる。

このため、鋸歯状雌ねじと鋸歯状雄ねじのねじ係合部に偏荷重が作用することがなくなり、スクリュロッドを外方にスムーズに突出させることができると共に、雌ねじと雄ねじのねじ係合部に偏摩耗が生じるのを抑制することができ、耐久性の低下を抑制することができる。

また、ボディの内部にリターンスプリングを収容可能とするスペースや底を設ける必要がなく、ボディとして両端が開口する筒状のものを採用することができるため、ラッシュアジャスタの小型、軽量化を図ることができ、しかも、雌ねじのタップ加工が容易となり、コストの低減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を組込んだ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アーム３を揺動させ、そのアーム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、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２（I）に示すように、ラッシュアジャスタＡは、嵌合孔２に嵌合されるボディ２１を有する。ボディ２１は両端が開口する筒体からなり、その内周には雌ねじ２２が形成され、その雌ねじ２２にスクリュロッド２３の外周に形成された雄ねじ２４がねじ係合されている。

スクリュロッド２３には、ボディ２１の上端開口から外部に位置する上端にアーム３の一端部に形成された球面座１２を支持する半球状のピボット部２５が形成されている。ピボット部２５の下面はばね座２６とされ、そのばね座２６とボディ２１の上側の開口端面間にリターンスプリング２７が組込まれている。リターンスプリング２７は円すいコイルばねからなる。このリターンスプリング２７はボディ２１の上側開口端から突出する方向に向けてスクリュロッド２３を付勢している。

ここで、ボディ２１の雌ねじ２２とスクリュロッド２３の雄ねじ２４におけるねじ山は、スクリュロッド２３に負荷される押込み力を受ける圧力側フランク２８のフランク角が遊び側フランク２９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リターンスプリング２７の押圧によってスクリュロッド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。

また、スクリュロッド２３は、図２（II）に示すように、リターンスプリング２７の自由長さ状態において、鋸歯状雄ねじ２４が鋸歯状雌ねじ２２に１ピッチ以上ねじ係合する軸方向長さとされている。

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、図１に示すアーム式動弁装置に対する組込み状態において、シリンダヘッド１の熱膨張によってバルブ８の閉鎖状態でカム６のベース円６ａとローラ４間にクリアランスが生じると、リターンスプリング２７の押圧によりスクリュロッド２３が遊び側フランク２９に沿って回転しつつ突出する方向に移動し、アーム３の端部を持ち上げて上記クリアランスを吸収する。

また、スクリュロッド２３がバルブステム７からアーム３を介して押し込み力を受けると、雌ねじ２２とスクリュロッド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スクリュロッド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２８により上記押し込み力を受け、スクリュロッド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の上端とカムシャフト５間の距離が縮まると、スクリュロッド２３はバルブステム７からアーム３を介して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の内部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、スクリュロッド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、スクリュロッド２３は殆ど回転せず、雌ねじ２２とスクリュロッド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。

ここで、スクリュロッド２３が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時、リターンスプリング２７からスクリュロッド２３にモーメントが負荷されると、雌ねじ２２と雄ねじ２４のねじ係合部に偏荷重が作用して、スクリュロッド２３をスムーズに突出させることができなくなる。

実施の形態で示すように、スクリュロッド２３の先端部に設けたピボット部２５の下面のばね座２６とボディ２１の開口端面間にリターンスプリング２７を組込むことにより、スクリュロッド２３はリターンスプリング２７によりボディ２１の上端開口から引き出される方向の力を受けることになり、上記リターンスプリング２７からスクリュロッド２３にモーメントが負荷されるようなことはない。

このため、鋸歯状雌ねじ２２と鋸歯状雄ねじ２４のねじ係合部に偏荷重が作用することがなくなり、スクリュロッド２３を外方にスムーズに突出させることができる。また、雌ねじ２２と雄ねじ２４のねじ係合部に偏荷重が作用することもないため、ねじ係合部が偏摩耗することもなくなり、耐久性の低下を抑制することができる。

また、リターンスプリング２７をボディ２１の外部に設けることにより、ボディ２１の内部にリターンスプリング２７を収容可能とするスペースを確保する必要や、ボディ２１の端部に底を設ける必要がなくなり、ボディ２１として両端が開口する筒状のものを採用することができる。このため、ラッシュアジャスタＡの小型、軽量化を図ることができ、しかも、雌ねじ２２のタップ加工が容易となり、コストの低減を図ることができる。

ラッシュアジャスタＡにおいては、上記のように、リターンスプリング２７によってスクリュロッド２３に突出性を付与しているため、ラッシュアジャスタＡを動弁装置に組み付ける輸送の段階や、動弁装置への組付け時、あるいは、メンテナンス時にスクリュロッド２３がボディ２１から突出する方向に移動する。

このとき、スクリュロッド２３は、図２（II）に示すように、リターンスプリング２７の自由長さ状態において雄ねじ２４が雌ねじ２２に１ピッチ以上ねじ係合する軸方向長さとされているため、飛び出してばらけるというようなことはない。

図２（I）においては、ピボット部２５の下面をばね座２６としたが、図３に示すように、ピボット部２５から下端側に少し片寄った位置に周方向の係合溝３０を形成し、その係合溝３０に取付けた止め輪３１をばね座としてもよい。

図４（I）、（II）は、ロッカアーム式動弁装置用のラッシュアジャスタＡを示す。ここで、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、上記カム４２の回転によりロッカシャフト４０を中心にアーム４１を揺動させ、そのアーム４１の他端部でバルブステム４４を押し下げて、バルブ４５を開放させるようにしている。

上記のようなロッカアーム式動弁装置においては、アーム４１の上記バルブステム４４の上端と対向する端部に嵌合孔４６を形成し、その嵌合孔４６にラッシュアジャスタＡを組込んでバルブクリアランスを調整する。

ここで、ラッシュアジャスタＡは、嵌合孔４６に嵌合固定されるボディ５０を両端開口の円筒状とし、そのボディ５０に内周に形成された鋸歯状の雌ねじ５１にスクリュロッド５２の外周に形成された鋸歯状の雄ねじ５３をねじ係合し、そのスクリュロッド５２をリターンスプリング５４によってボディ５０の開口端から突出する方向に付勢している。

上記ラッシュアジャスタＡは、アーム４１の嵌合孔４６にボディ５０を嵌合し、スクリュロッド５２の先端に形成されたフランジ５５の下面の球面５６でバルブステム４４を押圧する組付けとされ、アーム４１の揺動によってスクリュロッド５２に押込み力が負荷された際に、その押込み力を鋸歯状雌ねじ５１と鋸歯状雄ねじ５３のねじ係合部における圧力側フランク５７で受けるようにしている。５８は遊び側フランクを示す。

上記ラッシュアジャスタＡにおいても、ボディ５０の下側の開口端面とスクリュロッド５２の先端部に設けられたばね座としてのフランジ５５間にリターンスプリング５４を組込んで、スクリュロッド５２にモーメントが負荷されることのないようにしている。

なお、フランジ５５を省略し、スクリュロッド５２の先端に球面５６を設け、その球面５６から上端側に少し片寄った位置に係合溝を設け、その係合溝の止め輪を取付けて、その止め輪をばね座としてもよい。

この発明に係る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 （I）は、図１に示すラッシュアジャスタの組付け部を拡大して示す断面図、（II）は、リターンスプリングの自由長さ状態を示す断面図 スクリュロッドの先端部に設けられたばね座の他の例を示す断面図 （I）は、この発明に係る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、（II）は、（I）の一部を拡大して示す断面図

符号の説明

３ アーム
２１ ボディ
２２ 雌ねじ
２３ スクリュロッド
２４ 雄ねじ
２５ ピボット部
２６ ばね座
２７ リターンスプリング
３０ 係合溝
３１ 止め輪（ばね座）
４４ バルブステム
５０ ボディ
５１ 雌ねじ
５２ スクリュロッド
５３ 雄ねじ
５４ リターンスプリング
５５ フランジ（ばね座）
５６ 球面

Claims (6)

1. 筒状のボディの内周に形成された鋸歯状の雌ねじにスクリュロッドの外周に形成された鋸歯状の雄ねじをねじ係合し、そのスクリュロッドにリターンスプリングの押圧力を付与してボディの開口端面から突出する方向にスクリュロッドを付勢したアーム式動弁装置におけるラッシュアジャスタにおいて、
   前記スクリュロッドのボディ外部に位置する先端部にばね座を設け、そのばね座とボディの開口端面間に前記リターンスプリングを配置したことを特徴とするアーム式動弁装置におけるラッシュアジャスタ。
2. 前記ボディが両端開口の筒体からなる請求項１に記載のアーム式動弁装置におけるラッシュアジャスタ。
3. 前記スクリュロッドが、リターンスプリングの自由長さ状態において鋸歯状雄ねじが鋸歯状雌ねじに１ピッチ以上ねじ係合する軸方向長さとされた請求項１又は２に記載のアーム式動弁装置におけるラッシュアジャスタ。
4. 前記ばね座が、スクリュロッドの先端部外周に取付けられた止め輪からなる請求項１乃至３のいずれかの項に記載のアーム式動弁装置におけるラッシュアジャスタ。
5. 前記スクリュロッドが、スイングアーム式動弁装置のアームの一端部を揺動自在に支持するピボット部を先端に有する請求項１乃至４のいずれかの項に記載のアーム式動弁装置におけるラッシュアジャスタ。
6. 前記スクリュロッドが、ロッカアーム式動弁装置のバルブステムの上端と対向するフランジを有し、そのフランジの下面にバルブステムの上端面に当接される球面が形成された請求項１乃至４のいずれかの項に記載のアーム式動弁装置におけるラッシュアジャスタ。

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