JP2009257313A - スイングアーム式動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ラッシュアジャスタを簡単に組込むことができるようにした組立ての容易なスイングアーム式動弁装置を提供することである。
【解決手段】ラッシュアジャスタＡのスクリュロッド２３をボディ２１の内部にねじ込み、ラッシュアジャスタＡを収縮させた状態でアーム３の一端部をスクリュロッド２３のピボット部２７で支持し、その支持状態でボディ２１の開口端部間にばね部材３０を取付けてアーム３とラッシュアジャスタＡとを連結状態に保持すると共に、スクリュロッド２３を押込み状態に保持する。連結状態にあるアーム３とラッシュアジャスタＡとを、そのラッシュアジャスタＡのボディ２１がシリンダヘッド１に形成された嵌合孔２に嵌合されるよう、アーム３とラッシュアジャスタＡをセットでエンジンに組付け、カムシャフト５の取付け後にばね部材３０の取外しを行うようにして、スイングアーム式動弁装置の組立ての容易化を図る。
【選択図】図１

Description

この発明は、内燃機関におけるスイングアーム式動弁装置に関するものである。

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たスイングアーム式（エンドピボット式）の動弁装置においては、普通、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、筒状ボディの内周に形成された雌ねじを鋸歯状とし、その鋸歯状の雌ねじにスクリュロッドの外周に設けら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ボディの内部に組込まれたリターンスプリングにより突出する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２００５−２７３５１０号公報

ところで、上記ラッシュアジャスタにおいては、スイングアーム式動弁装置に対する組付け前の状態では、スクリュロッドがリターンスプリングにより押圧されて突出する伸張状態にあり、その伸張状態でスイングアーム式動弁装置に組み付けると、バルブが開放状態に保持されてクランキング時にエンジンが完爆せず、最悪の場合、吸排気バルブが干渉して破壊する危険がある。

このため、スイングアーム式動弁装置への組付けに際しては、上記スクリュロッドをボディの内部にねじ込んでラッシュアジャスタを収縮状態とし、そのスクリュロッドの先端を押え付ける押込み保持状態で、ラッシュアジャスタをスイングアーム式動弁装置に組付ける必要があり、組付けに非常に手間がかかるという不都合があった。

この発明の課題は、ラッシュアジャスタを簡単に組込むことができるようにした組立ての容易なスイングアーム式動弁装置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雌ねじにスクリュロッドの外周に形成された雄ねじをねじ係合し、そのスクリュロッドをボディの内部に組込まれた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たラッシュアジャスタをシリンダヘッドに形成された嵌合孔内に嵌合し、前記スクリュロッドの先端部に形成されたピボット部によりアームの一端部を支持し、そのアームをカムの回転により揺動させ、アームの他端部により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たスイングアーム式動弁装置において、前記ボディの開口端部と前記アームの一端部間に、前記リターンスプリングより弾性力の大きいばね部材を着脱自在に取付けて前記スクリュロッドを押込み状態に保持した構成を採用したのである。

上記の構成からなるスイングアーム式動弁装置において、そのスイングアーム式動弁装置の組立て前の状態において、ラッシュアジャスタのスクリュロッドをボディの内部にねじ込み、ラッシュアジャスタを収縮させた状態でアームの一端部をスクリュロッドのピボット部で支持し、その支持状態でアームの一端部とボディの開口端部間にばね部材を取付けてアームとラッシュアジャスタとを連結状態に保持すると共に、スクリュロッドを押込み状態に保持しておく。

そして、スイングアーム式動弁装置の組立てに際しては、連結状態にあるアームとラッシュアジャスタとを、そのラッシュアジャスタのボディがシリンダヘッドに形成された嵌合孔に嵌合されるようアームとラッシュアジャスタをセットでエンジンに組付け、カムが設けられたカムシャフトの取付け後にばね部材の取外しを行い、リターンスプリングの押圧によりスクリュロッドを突出させてラッシュアジャスタが機能する状態とするのである。

ここで、ばね部材として、連設片の両端に、前記アームの一端部上面に係合される係合片と、前記ボディの開口端部の外周に形成された環状の係合溝に係合される係合片を設けたクリップからなるものを採用することにより、アームの一端部とボディの開口端間の側方から抜き差しすることができるため、ばね部材を簡単に着脱することができる。

また、ばね部材をクリップとすることにより、金属線材の折曲げや合成樹脂の成形により簡単に形成することができるため、コストの安いばね部材を得ることができる。

クリップからなるばね部材の採用において、そのクリップの連設片に外方に張り出す摘みを設けおくと、上記摘みを持って着脱することができるため、取付け、取外しの容易化を図ることができる。

また、アームの一端部上面に突部を設けておくと、その突部によってアームの一端部上面に係合された一方の係合片がアームの一端側にずれ動くのを防止することができるため、クリップの外れを防止し、安定した取付け状態を得ることができる。

この発明に係るスイングアーム式動弁装置において、ラッシュアジャスタのボディの内周に形成された雌ねじおよびスクリュロッドの外周に形成された雄ねじは、鋸歯状ねじ、台形ねじ、三角ねじのいずれでもよい。

鋸歯状ねじを採用する場合、スクリュロッドを突出方向に付勢するリターンスプリングとして、圧縮コイルばねあるいは捩じりばねを用いるようにする。

一方、台形ねじあるいは三角ねじを採用する場合は、リターンスプリングとして、捩じりコイルばね、ゼンマイばね、渦巻きばね、竹の子ばね等の捩じりばねを採用する。

ここで、ラッシュアジャスタにおけるスクリュロッドを軸方向に２分割して、半球状のピボット部を先端に有するピボット部材と、外周に雄ねじを有するねじ部材を形成し、そのピボット部材とねじ部材の軸方向の対向面間に皿ばね等のばね部材を組込んで、ピボット部材とねじ部材を離反する方向に付勢することより、エンジン停止後の冷却による収縮により動弁装置の構成部材間に収縮差が生じた時、ばね部材が圧縮変形して上記収縮差を吸収し、バルブが開放状態に保持されるのを防止することができる。

上記のように、この発明においては、アームの一端部とボディの開口端部間にばね部材を取付けることにより、スクリュロッドを押込み状態に保持することができるため、スイングアーム式動弁装置の組立て時にスクリュロッドを人手によって押込み状態に保持する必要がなく、また、アームとラッシュアジャスタはセットでエンジンに組み付けることができるため、スイングアーム式動弁装置の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に示すように、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に示すように、ラッシュアジャスタＡは、図１に示す嵌合孔２に嵌合される筒状のボディ２１を有し、そのボディ２１の内周に形成された雌ねじ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。

ボディ２１は下端が閉塞し、その閉塞端とスクリュロッド２３の下面間にスプリングシート２５と圧縮コイルばねからなるリターンスプリング２６とが組込まれ、そのリターンスプリング２６によってスクリュロッド２３はボディ２１の上端開口から突出する方向に付勢されている。

スクリュロッド２３の上記ボディ２１の上端開口から外部に位置する端部にはアーム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２７が設けられている。

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２６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。

ラッシュアジャスタＡは、ボディ２１の内部に向けてのスクリュロッド２３のねじ込みによって収縮状態とされ、その収縮状態を保持するばね部材３０がアーム３の一端部とボディ２１の開口端部間に取付けられている。

図２および図３に示すように、ばね部材３０は、連設片３１の両端に対向一対の係合片３２を設け、上記連設片３１に外側方に向く摘み３３を設けたクリップからなり、金属線材の折曲げによって形成されているが、合成樹脂の成形品としてもよい。

ばね部材３０は、一方の係合片３２がアーム３の一端部上面に係合し、他方の係合片３２がボディ２１に開口端部の外周に形成された環状の係合溝３４に係合する取付けとされ、上記アーム３の一端部とボディ２１の開口端部間の側方に向けて引抜き可能とされている。

また、ばね部材３０の弾性力はリターンスプリング２６の弾性力より大きく、その取付けによってスクリュロッド２３を押込み状態に保持するようになっている。

ここで、アーム３の上面に係合する係合片３２は、アーム３の一端部上面に形成された突部３５によりアーム３の一端側にずれ動くのが防止されている。

実施の形態で示すスイングアーム式動弁装置は上記の構造からなり、そのスイングアーム式動弁装置の組立てに際しては、先ず、ラッシュアジャスタＡのスクリュロッド２３をボディ２１の内部にねじ込み、ラッシュアジャスタＡを収縮させた状態でスクリュロッドのピボット部２７によりアーム３の一端部に形成された球面座１２を支持し、その支持状態でアーム３の一端部とボディ２１の開口端部間にばね部材３０を取付けてアーム３とラッシュアジャスタＡとを連結状態に保持すると共に、スクリュロッド２３を押込み状態に保持しておく。

そして、連結状態にあるアーム３とラッシュアジャスタＡとを、そのラッシュアジャスタＡのボディ２１がシリンダヘッド１に形成された嵌合孔２に嵌合されるようにして、アーム３とラッシュアジャスタＡをセットでエンジンに組付け、カムシャフト５の取付け後にばね部材３０の取外しを行なうようにする。

上記ばね部材３０の取外しにより、リターンスプリング２６の押圧によってスクリュロッド２３が回転しつつ突出方向に移動して、アーム３のローラ４をカム６のベース円６ａに押し付け、ラッシュアジャスタＡはスイングアーム式動弁装置のバルブクリアランスを吸収する作動状態になり、スイングアーム式動弁装置の組立てが完了する。

上記のように、アーム３の一端部とボディ２１の開口端部間にばね部材３０を取付けることにより、スクリュロッド２３を押込み状態に保持することができるため、スイングアーム式動弁装置の組立て時にスクリュロッド２３を人手によって押込み状態に保持する必要がなくなり、しかも、アーム３とラッシュアジャスタＡはセットでエンジンに組み付けることができるため、スイングアーム式動弁装置を簡単に組立てることができる。

スイングアーム式動弁装置の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２６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てバルブ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６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、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。

図４は、ラッシュアジャスタＡの他の例を示す。この例に示すラッシュアジャスタＡにおいては、ボディ２１の内周に形成された雌ねじ２２およびスクリュロッド２３の外周に形成された雄ねじ２４を三角ねじとし、リターンスプリング２６として捩じりコイルばねを用い、そのリターンスプリング２６の両端に設けられた軸方向の折曲げ片２６ａ、２６ｂの一方をボディ２１の閉塞端に設けられた係合孔３６に係合し、他方をスクリュロッド２３の端面に形成された係合孔３７に係合している点で、図２に示すラッシュアジャスタＡと相違している。このため、図２と同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。

上記の構成からなるラッシュアジャスタＡにおいては、スクリュロッド２３に変動荷重を付加すると、雌ねじ２２と雌ねじ２４の圧力側フランクの接触面で僅かに滑りが生じて、スクリュロッド２３が回転しつつボディ２１の閉塞端に向けて徐々に移動するようになっている。

また、スクリュロッド２３の回転により捩じりコイルばねからなるリターンスプリング２６が捩じり変形し、その変形による復元弾性によりスクリュロッド２３が回転しつつ外方に移動し、そのスクリュロッド２３の軸方向の移動により図１に示すスイングアーム式動弁装置のバルブクリアランスを吸収するようになっている。

図４では、雌ねじ２２および雄ねじ２４を三角ねじとしたが、図５に示すように、雌ねじ２２および雄ねじ２４のそれぞれを台形ねじとしてもよい。また、リターンスプリング２６として捩じりコイルばねを採用したが、その捩じりコイルばねに代えて、ゼンマイばね、渦巻きばねあるいは竹の子ばねを採用するようにしてもよい。

図６は、ラッシュアジャスタＡのさらに他の例を示している。この例におけるラッシュアジャスタＡにおいては、スクリュロッド２３を、ピボット部２７を先端に有するピボット部材２３ａと、外周に雄ねじ２４を有するねじ部材２３ｂとに軸方向に２分割し、そのねじ部材２３ｂの軸端面に形成された角軸部３８をピボット部材２３ａの端面に設けられた角孔３９にスライド自在に嵌合してピボット部材２３ａとねじ部材２３ｂを相対的に回り止めし、上記ピボット部材２３ａとねじ部材２３ｂの対向面間にばね部材４０を組込んで、ピボット部材２３ａとねじ部材２３ｂとを相反する方向に押圧している点で図２のラッシュアジャスタＡと相違している。このため、図２と同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。

図６に示すラッシュアジャスタＡにおいては、エンジン停止後の冷却による収縮によって動弁装置の構成部材間に収縮差が生じると、ばね部材４０が圧縮変形して上記収縮差を吸収する。このため、バルブ８が開放状態に保持されるというようなことがなく、エンジンの再始動時に圧縮漏れが生じるのを防止することができる。

この発明に係るスイングアーム式動弁装置の実施の形態を示す縦断正面図 図１のラッシュアジャスタの組込み部を拡大して示す断面図 図２の縦断側面図 ラッシュアジャスタの他の例を示す断面図 ねじの他の例を示す断面図 ラッシュアジャスタのさらに他の例を示す断面図

符号の説明

Ａ ラッシュアジャスタ
１ シリンダヘッド
２ 嵌合孔
３ アーム
６ カム
７ バルブステム
８ バルブ
２１ ボディ
２２ 雌ねじ
２３ スクリュロッド
２３ａ ピボット部材
２３ｂ ねじ部材
２４ 雄ねじ
２６ リターンスプリング
２７ ピボット部
３０ ばね部材
３１ 連設片
３２ 係合片
３３ 摘み
３４ 係合溝
３５ 突部
４０ ばね部材

Claims (10)

1. 筒状のボディの内周に形成された雌ねじにスクリュロッドの外周に形成された雄ねじをねじ係合し、そのスクリュロッドをボディの内部に組込まれた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たラッシュアジャスタをシリンダヘッドに形成された嵌合孔内に嵌合し、前記スクリュロッドの先端部に形成されたピボット部によりアームの一端部を支持し、そのアームをカムの回転により揺動させ、アームの他端部により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たスイングアーム式動弁装置において、
   前記ボディの開口端部と前記アームの一端部間に、前記リターンスプリングより弾性力の大きいばね部材を着脱自在に取付けて前記スクリュロッドを押込み状態に保持したことを特徴とするスイングアーム式動弁装置。
2. 前記ばね部材が、連設片の両端に、前記アームの一端部上面に係合される係合片と、前記ボディの開口端部の外周に形成された環状の係合溝に係合される係合片を設けたクリップからなる請求項１に記載のスイングアーム式動弁装置。
3. 前記クリップの連設片に外方に張り出す摘みを設けた請求項２に記載のスイングアーム式動弁装置。
4. 前記クリップが、金属線材の折曲げ成形品からなる請求項２又は３に記載のスイングアーム式動弁装置。
5. 前記クリップが、合成樹脂の成形品からなる請求項２又は３に記載のスイングアーム式動弁装置。
6. 前記アームの一端部上面に、その上面に係合された一方の係合片がアームの一端側にずれ動くのを防止する突部を設けた請求項２乃至５のいずれかの項に記載のスイングアーム式動弁装置。
7. 前記雌ねじおよび雄ねじが鋸歯状ねじからなり、前記リターンスプリングが圧縮コイルばねからなる請求項１乃至６のいずれかの項に記載のスイングアーム式動弁装置。
8. 前記雌ねじおよび雄ねじが、鋸歯状ねじ、台形ねじおよび三角ねじの一種からなり、前記リターンスプリングが捩じりばねからなる請求項１乃至６のいずれかの項に記載のスイングアーム式動弁装置。
9. 前記捩じりばねが、捩じりコイルばね、ゼンマイばね、渦巻きばねおよび竹の子ばねの一種からなる請求項８に記載のスイングアーム式動弁装置。
10. 前記スクリュロッドを軸方向に２分割して、半球状のピボット部を先端に有するピボット部材と外周に雄ねじを有するねじ部材とを形成し、そのピボット部材とねじ部材の軸方向の対向面間にそのピボット部材とねじ部材を離反する方向に付勢するばね部材を組込んだ請求項１乃至９のいずれかの項に記載のスイングアーム式動弁装置。

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