JP2014156835A - ラッシュアジャスタ - Google Patents

Abstract

【課題】プランジャの耐摩耗性を安価に向上させることができ、環境問題やプランジャ基材軟化の問題が生じない、ラッシュアジャスタを提供する。
【解決手段】ボディ２に対してプランジャ１０が変位し、プランジャ１０の先端部がロッカアーム５４に当接するラッシュアジャスタにおいて、プランジャ１０が、プランジャ本体１１と、ロッカアーム５４の凹座５５に当接する球体３０とを含み構成され、プランジャ本体１１の先端壁１４に設けられた凹部１５に球体３０が載置された。球体３０が相手部材５４の凹座５５に当接する前において、球体３０を凹部１５から脱落しないようにプランジャ本体１１に仮止めする、クリップ３１，６１を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の動弁機構において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。

図６に示す従来の油圧式のラッシュアジャスタ９０（特許文献１）は、プランジャ９１の先端に球面部９２を一体形成し、球面部９２によりロッカアーム９３に設けられた凹座９４を支持している。カム９５によりロッカアーム９３が揺動してバルブ９６を押圧するのに伴い、凹座９４が球面部９２に対して往復回動により摺動するため、球面部９２は摩耗する。球面部９２の摩耗範囲９７は、凹座９４と接触しうる範囲、すなわち図６にクロスハッチングで示す狭い範囲に限られるため、球面部９２には高い耐摩耗性が必要となる。

一般に耐摩耗性を持たせる部位には、高硬度材料を用いる、熱処理（浸炭、窒化）を行う、表面処理（硬質Ｃｒめっき、ＣｒＮ膜形成）を行う、等の対策をとることが主流である。

しかし、上記プランジャ９１についてみると、高硬度材料を用いる場合には、プランジャ９１全体を高硬度材料で形成する必要があるので、コストが増大する。また、熱処理（浸炭、窒化）では、前記のとおり狭い摩耗範囲９７に集中して起こる摩耗を低減するのに必要な、高硬度を付与することが難しい。そこで、上記プランジャ９１については、摩耗対策として、比較的容易に高硬度を付与することができる表面処理が行われている。

特開２００４-２７８３７７号公報

ところが、表面処理のうち、硬質Ｃｒめっきは、処理後の廃液が環境問題となる。また、ＣｒＮ膜形成は、物理的蒸着法（スパッタリング法、イオンプレーティング法等）により行われ、高処理温度であるため、プランジャ基材（鋼材）が軟化する問題があり、また、コストアップとなる。

そこで、本発明は、プランジャの耐摩耗性を安価に向上させることができ、環境問題やプランジャ基材軟化の問題が生じない、ラッシュアジャスタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、ボディに対してプランジャが変位し、プランジャの先端部が相手部材に当接するラッシュアジャスタにおいて、プランジャが、プランジャ本体と、相手部材の凹座に当接する球体とを含み構成され、プランジャ本体の先端壁に設けられた凹部に球体が載置されたことを特徴とする。

ここで、相手部材としては、内燃機関の動弁機構におけるロッカアーム、バルブ、プッシュロッド等を例示することができる。

球体が相手部材の凹座に当接する前において、球体を凹部から脱落しないようにプランジャ本体に仮止めする、クリップを備えることが好ましい。

また、球体が相手部材の凹座に当接したときには、クリップは球体及び相手部材と干渉しないように退避するものであることが好ましい。

さらに、クリップは前記退避した位置に保持されるものであることが好ましい。これらの好ましい条件を満たすクリップとして、次の態様を例示できる。

（１）クリップは、円環部と、円環部から延びて球体を抱持する複数の爪部とを含んでなり、前記退避した位置では爪部がプランジャ本体に係止することにより該位置に保持される態様。

（２）クリップは、円環部と、円環部から一方に延びて球体を抱持する複数の爪部と、円環部から他方に延びてプランジャ本体に係止する係止部とを含んでなり、前記退避した位置では係止部がプランジャ本体に係止することにより該位置に保持される態様。

球体としては、鋼製、鋼以外の合金製、セラミック製等を例示できる。但し、安価な点で鋼製が好ましい。また、必須ではないが、熱処理（浸炭、窒化）、表面処理（硬質Ｃｒめっき、ＣｒＮ膜形成）等による高硬度化を行って、耐摩耗性を向上させたものでもよい。

さらに、プランジャ本体の先端壁に、凹部に開口する給油穴を設けることが好ましい。

本発明のラッシュアジャスタによれば、プランジャの耐摩耗性を安価に向上させることができ、環境問題やプランジャ基材軟化の問題が生じないという優れた効果が得られる。

実施例１のラッシュアジャスタを示し、（ａ）は全体の断面図、（ｂ）はクリップの斜視図である。 同ラッシュアジャスタを動弁機構に組み付ける際の部分断面図である。 同ラッシュアジャスタを組み付けた後の動弁機構の断面図である。 実施例２のラッシュアジャスタを示し、（ａ）は全体の断面図、（ｂ）はクリップの斜視図、（ｃ）は自由状態のクリップの断面図、（ｄ）は仮止め状態のクリップの断面図である。 同ラッシュアジャスタを動弁機構に組み付ける際の部分断面図である。 （ａ）は従来例のラッシュアジャスタを組み付けた後の動弁機構の断面図、（ｂ）はその要部拡大図である。

ボディ（２）に対してプランジャ（１０）が変位し、プランジャ（１０）の先端部が相手部材（５４）に当接するラッシュアジャスタにおいて、プランジャ（１０）が、プランジャ本体（１１）と、相手部材（５４）の凹座（５５）に当接する球体（３０）とを含み構成され、プランジャ本体（１１）の先端壁（１４）に設けられた凹部（１５）に球体（３０）が載置された。球体（３０）が相手部材（５４）の凹座（５５）に当接する前において、球体（３０）を凹部（１５）から脱落しないようにプランジャ本体（１１）に仮止めするクリップ（３１，６１）を備える。球体（３０）が相手部材（５４）の凹座（５５）に当接したときには、クリップ（３１，６１）は球体（３０）及び相手部材（５４）と干渉しないように退避し、退避した位置に保持される。

図１〜図３に示す実施例１のラッシュアジャスタ１は、ボディ２と、プランジャ１０（球体等を含む）と、逆止弁４０とを含み構成されている。

ボディ２は、上下方向に延びる筒壁３とその下端部に一体形成された底壁４とを備えた有底円筒状の部材であり、全体が鋼製である。

プランジャ１０は、プランジャ本体１１と、球体３０と、クリップ３１とを含んでなる。

プランジャ本体１１は、上下方向に延びる筒壁１２と、底壁１３と、先端壁１４とを含んでなり、全体が鋼製であり、プランジャ本体１１のボディ２に変位（繰出及び退入）可能に挿入されている。先端壁１４の上面には凹部１５が設けられている。凹部１５は、球体３０の下半球の赤道までは達しない部分が入り込んで、その少なくとも一部が平面視で周状に接するように形成されている。図示例の凹部１５は、球体３０の中心に対して下方へ中心がずれた底部の異心凹球面１６と、異心凹球面１６から連続した該異心凹球面より曲率の大きい凹球面１７又は凹円錐面とからなるものであり、球体３０の少なくとも下端部との間に隙間１８が生じるようになっている。筒壁１２の上部（先端壁１４のまわり）にはその下部よりも径の大きい膨径部１９が形成され、膨径部１９の外周には係止溝２０が設けられている。

球体３０は、ロッカアーム５４の凹座５５を揺動可能に支持するピボットとして機能するものであり、本実施例では市販の鋼球を硬化熱処理したものが用いられている。凹座５５は、球体３０の上半球の赤道までは達しない部分が入り込んで、その少なくとも一部が平面視で周状に接するように形成されている。図示例の凹座５５は、球体３０の中心に対して上方へ中心がずれた底部の異心凹球面５６と、異心凹球面５６から連続した該異心凹球面より曲率の大きい凹球面５７又は凹円錐面とからなるものであり、球体３０の少なくとも上端部との間に隙間５８が生じるようになっている。

クリップ３１は、膨径部１９の外径よりも内径が小さく外径が大きい円環部３２と、円環部３２の外縁から上方に延びて球体３０を抱持する複数の爪部３３とを含んでなり、全体がバネ性に優れた鋼板又はその他の合金板製である。爪部３３は、上方へ延びる延出部３４と、延出部３４の上端から内側へ屈曲した掛止部３５と、掛止部３５の内端から斜め外方へ屈曲した被押付部３６とを含んでなる。なお、爪部３３は、図示例では１８０°離れて２つ設けられているが、例えば３つでも４つでもよい。

後述する動弁機構への組付前（球体３０が凹座５５に当接する前）においては、円環部３２は膨径部１９の下にあってこれに係止し、延出部３４は膨径部１９の外方を上方へ延び、掛止部３５の内端は球体３０の上半球に当接してこれを抱持し、もってクリップ３１は球体３０を凹部１５から脱落しないようにプランジャ本体１１に仮止めする。

また、後述する動弁機構への組付後（球体３０が凹座５５に当接したとき）には、クリップ３１は球体３０及びロッカアーム５４と干渉しないように退避し、掛止部３５は球体３０から外れて係止溝２０に掛止するので、クリップ３１は前記退避した位置に保持される。

ボディ２の筒壁３には、後述するオイルギャラリに通じる第一溝５と、その溝底から筒壁３内に貫通する第一穴６とが設けられている。プランジャ本体１１の筒壁１２には、第一穴６に通じる第二溝２１と、その溝底から筒壁１２内に貫通する第二穴２２とが設けられ、底壁１３の中央部には貫通孔２３が設けられている。よって、オイルギャラリからプランジャ本体１１及びボディ２の内部にオイル４４が流入する。また、プランジャ本体１１の先端壁１４の中央部には凹部１５に開口する給油穴２４が設けられ、プランジャ本体１１内のオイルが流出して凹部１５と球体３０との間を潤滑する。

ボディ２の底壁４とプランジャ本体１１の底壁１３との間には、プランジャ１０を弾性力で上方に繰り出すための繰出バネ２９が設けられている。貫通孔２３の下側に取り付けられた逆止弁４０は、プランジャ１０が繰り出す時に貫通孔２３の下開口を開き、プランジャ１０が退入する時に貫通孔２３の下開口を閉じる。従って、逆止弁４０より上のプランジャ本体１１の内部は低圧油室４１となり、逆止弁４０より下のボディ２の内部は高圧油室４２となる。また、ボディ２の筒壁３の内周面とプランジャ本体１１の筒壁１２の外周面との間にリーク隙間４３が形成され、プランジャ１０が退入する時に高圧油室４２から低圧油室４１へオイルをリークさせる。

以上のように構成されたラッシュアジャスタ１は、図２に組付ける際の状態を示し、図３に組付後の状態を示すように、動弁機構に組み付けられる。その組付方法の一例を説明する。

（１）前述のとおり、動弁機構への組付前（球体３０が凹座５５に当接する前）においては、クリップ３１が、球体３０を凹部１５から脱落しないようにプランジャ本体１１に仮止めしている（図１）。この状態のラッシュアジャスタ１のボディ２をシリンダヘッド５０の取付孔５１に挿入し、シリンダヘッド５０のオイルギャラリ５２と第一溝５とを通じさせる。また、シリンダヘッドのステム孔（図示略）にバルブ５３（吸気バルブ又は排気バルブ）を組み付ける。

（２）図２（ａ）に示すように、クリップ３１の上方にロッカアーム５４の凹座５５を配置させ、クリップ３１とロッカアーム５４との間に押付治具６０を配置させる。図２（ｂ）（ｃ）に示すように、ロッカアーム５４を押し込むと、押付治具６０が被押付部３６を押し下げ、クリップ３１全体が押し下げられる。やがて、球体３０が凹座５５に当接する。その際、掛止部３５が膨径部１９の上端に当たると、爪部３３は弾性変形して外側へ開き、掛止部３５の内端は球体３０から外れて膨径部１９に乗り上げた後、係止溝２０に嵌り込む。続いて、図２（ｄ）に示すように、クリップ３１とロッカアーム５４との間から押付治具６０を取り外す。

（３）図３に示すように、カム４５を、シリンダヘッド５０の上方に配設して、ロッカアーム５４（図示例ではローラ部）に当接させ、ロッカアーム５４の先端部（図示例ではスリッパ部）をバルブ５３のステムエンドに当接させる。

動弁機構の作動時には、前述の油圧構造の働きにより、プランジャ１０がボディ２に対して繰出及び退入を繰り返して、ロッカアーム５４との間の隙間をなくすため、バルブクリアランスが自動調整される。そして、球体３０がロッカアーム５４のピボットとして働き、ロッカアーム５４がカム４５により揺動する。

本実施例１によれば、次の作用効果が得られる。
（ａ）球体３０は、プランジャ本体１１に対して独立させることで、図２（ｄ）及び図３に太線矢印で示すように、あらゆる方向に自由に回転することができるため、凹部１５と凹座５５との摺接領域が絶えず変動する。よって、摩耗範囲は球体３０の全体となるとともに、球体３０の摩耗を均一化することができる。このため、従来のように狭い摩耗範囲を特に高硬度にするために、環境問題がある硬質Ｃｒめっきや、プランジャ基材軟化の問題がある高価なＣｒＮ膜形成等の表面処理を行わなくてもよく（但し、行ってもよい）、球体３０全体を前記問題のない安価な熱処理程度で硬化すれば済む。また、球体３０自体も、市販の鋼球等を用いることができるので、安価である。

（ｂ）動弁機構への組付前（球体３０が凹座５５に当接する前）においては、クリップ３１が、球体３０を凹部１５から脱落しないようにプランジャ本体１１に仮止めするので、球体３０がプランジャ本体１１から脱落することが防止され、組付前及び組付初期の取り扱いが容易である。

（ｃ）動弁機構への組付後には、クリップ３１は球体３０及びロッカアーム５４と干渉しないように退避し、退避した位置に保持されるので、干渉による摩耗、損傷等の不具合を防止できる。

図４及び図５に示す実施例２のラッシュアジャスタは、クリップ６１の構成と組付方法においてのみ実施例１と相違し、その他は実施例１と同様である。よって、クリップ６１の構成と組付方法のみ説明し、その他は実施例１の説明を援用する。

実施例２で用いるクリップ６１は、膨径部１９の外径よりも内径及び外径が大きい円環部６２と、円環部６２の外縁から上方に延びて球体３０を抱持する複数の爪部６３と、円環部６２の外縁から下方に延びてプランジャ本体に係止する係止部６７とを含んでなり、爪部６３と係止部６７とは上下に連続している。爪部６３は、上方内側へ延びる掛止部６５と、掛止部６５の内端から斜め外方へ屈曲した被押付部６６とを含んでなる。係止部６７は、下方へ延びる延出部６８と、延出部６８の下端から内側へ屈曲した係止片６９と、係止片６９の内端から斜め外方へ屈曲した屈曲片７０とを含んでなる。なお、爪部６３及び係止部６７はそれぞれ、図示例では１８０°離れて２つ設けられているが、例えば３つでも４つでもよい。

このクリップ６１は、外力が加わっていない自由状態においては、図４（ｂ）（ｃ）に示すとおり、２つの爪部６３の掛止部６５の内端間の間隔が拡大しており（φＤ１）、２つの係止部６７の係止片６９の内端間の間隔が縮小している（φｄ１）。φＤ１＞φｄ１である。

また、このクリップ６１は、後述する動弁機構への組付前の仮止め状態においては、図４（ａ）（ｄ）に示すとおり、連続した爪部６３と係止部６７が（円環部６２と共に）弾性変形されて傾動することにより、２つの爪部６３の掛止部６５の内端間の間隔が縮小し（φＤ２）、２つの係止部６７の係止片６９の内端間の間隔が拡大するようになっている（φｄ２）。φＤ２＜φｄ２である。

後述する動弁機構への組付前（球体３０が凹座５５に当接する前）においては、係止片６９の内端は係止溝２０に嵌り込んでこれに係止し、掛止部６５の内端は球体３０の上半球に当接してこれを抱持し、もってクリップ６１は球体３０を凹部１５から脱落しないようにプランジャ本体１１に仮止めする。

また、後述する動弁機構への組付後（球体３０が凹座５５に当接したとき）には、クリップ６１は球体３０及びロッカアーム５４と干渉しないように退避し、前記自由状態に戻り、掛止部６５は球体３０から外れて膨径部１９の上端に当たり、係止片６９は膨径部１９の下に係止するので、クリップ６１は前記退避した位置に保持される。

実施例２のラッシュアジャスタ１を動弁機構に組み付ける方法は、実施例１における（２）が次の（２’）となること以外、実施例１と同様である。

（２’）図５（ａ）に示すように、クリップ６１の上方にロッカアーム５４の凹座５５を配置させ、クリップ６１とロッカアーム５４との間に押付治具６０を配置させる。図５（ｂ）（ｃ）に示すように、ロッカアーム５４を押し込むと、押付治具６０が被押付部６６を押し下げ、クリップ６１全体が押し下げられる。やがて、球体３０が凹座５５に当接する。その際、係止片６９が係止溝２０から外れて膨径部１９を乗り越えると、クリップ６１は前記自由状態に戻り、掛止部６５は球体３０から外れて膨径部１９の上端に当たり、係止片６９は膨径部１９の下に係止する。続いて、図５（ｄ）に示すように、クリップ６１とロッカアーム５４との間から押付治具６０を取り外す。

実施例２によっても、実施例１と同様の作用効果が得られる。

なお、本発明は上記実施例１、２の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で変更して具体化することもできる。

１ ラッシュアジャスタ
２ ボディ
１０ プランジャ
１１ プランジャ本体
１４ 先端壁
１５ 凹部
１９ 膨径部
２０ 係止溝
２４ 給油穴
３０ 球体
３１ クリップ
３２ 円環部
３３ 爪部
３４ 延出部
３５ 掛止部
３６ 被押付部
６１ クリップ
６２ 円環部
６３ 爪部
６５ 掛止部
６６ 被押付部
６７ 係止部
６８ 延出部
６９ 係止片
７０ 屈曲片

Claims (8)

1. ボディ（２）に対してプランジャ（１０）が変位し、プランジャ（１０）の先端部が相手部材（５４）に当接するラッシュアジャスタにおいて、プランジャ（１０）が、プランジャ本体（１１）と、相手部材（５４）の凹座（５５）に当接する球体（３０）とを含み構成され、プランジャ本体（１１）の先端壁（１４）に設けられた凹部（１５）に球体（３０）が載置されたことを特徴とするラッシュアジャスタ。
2. 球体（３０）が相手部材（５４）の凹座（５５）に当接する前において、球体（３０）を凹部（１５）から脱落しないようにプランジャ本体（１１）に仮止めする、クリップ（３１，６１）を備えた請求項１記載のラッシュアジャスタ。
3. 球体（３０）が相手部材（５４）の凹座（５５）に当接したときには、クリップ（３１，６１）は球体（３０）及び相手部材（５４）と干渉しないように退避する請求項２記載のラッシュアジャスタ。
4. クリップ（３１，６１）は前記退避した位置に保持される請求項３記載のラッシュアジャスタ。
5. クリップ（３１）は、円環部（３２）と、円環部（３２）から延びて球体（３０）を抱持する複数の爪部（３３）とを含んでなり、前記退避した位置では爪部（３３）がプランジャ本体（１１）に係止することにより該位置に保持される請求項４記載のラッシュアジャスタ。
6. クリップ（６１）は、円環部（６２）と、円環部（６２）から一方に延びて球体（３０）を抱持する複数の爪部（６３）と、円環部（６２）から他方に延びてプランジャ本体（１１）に係止する係止部（６７）とを含んでなり、前記退避した位置では係止部（６７）がプランジャ本体（１１）に係止することにより該位置に保持される請求項４記載のラッシュアジャスタ。
7. 球体（３０）は、鋼製である請求項１〜６のいずれか一項に記載のラッシュアジャスタ。
8. プランジャ本体（１１）の先端壁（１４）に、凹部（１５）に開口する給油穴（２４）を設けた請求項１〜７のいずれか一項に記載のラッシュアジャスタ。

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