JP4491367B2 - ダイアフラム及びラッシュアジャスタ - Google Patents

Description

本発明は、シール部材やバルブなどとして用いられるダイアフラム、並びに、内燃機関の動弁機構に組み付けられてこのダイアフラムが適用されるラッシュアジャスタに関するものである。

例えば、内燃機関においては、燃焼室での燃焼によりエンジン本体が高温となり、その熱が動弁機構に伝達されて動弁機構も高温となることから、熱膨張差が生じて動弁機構の作動が不安定になるため、これを防止するために動弁機構における各構成部材の隙間を調整するラッシュアジャスタが設けられている。このラッシュアジャスタは、動弁機構の作動中に変位する構成部材間に介在して、これらの間隔の変化に追随して隙間の発生を防止するものであり、また、動弁機構の作動音及び作動時の摩耗を減少させることができる。

内燃機関に適用される従来ラッシュアジャスタは、ボディにプランジャが摺動自在に嵌装されると共に、弾発部材により一端部が外方に突出するように付勢支持され、このプランジャの底部に凹部により高圧室が形成されると共に、ボディとプランジャとの間にダイアフラムが取付けられることでリザーバ室が形成され、高圧室とリザーバ室が連通路により連通すると共に逆止弁が設けられ、作動油リザーバ室から高圧室に流れるのを許容する一方、高圧室からリザーバ室への流れを阻止するように構成されている。

従って、カムによりロッカアームを介してプランジャが押圧されると、高圧室の圧力が高くなって逆止弁により連通路が閉じられ、プランジャが停止することでロッカアームが回動してバルブが押し下げられて開放する。そして、カムによるロッカアームの押圧動作がなくなると、高圧室の圧力が維持されたままバルブが上がりはじめ、バルブが閉じるとプランジャが弾発部材により移動してバルブクリアランスをなくすと同時に、リザーバ室から高圧室に作動油が流れて待機状態となる。

ところが、このようなラッシュアジャスタにあっては、ボディとプランジャとの間に外部に露出してダイアフラムを取付けることでリザーバ室を形成している。そのため、内燃機関が高速運転になってバルブジャンプ現象などが発生すると、ロッカアームが膨張したダイアフラムに接触し、ダイアフラムが損傷を受けるおそれがある。また、ダイアフラムが外部に露出していると、カムシャフトに供給される潤滑油が飛散してダイアフラムに付着しやすく、また、ブローバイガスの影響を受けるなどして表面が劣化し、寿命が短くなってしまうという問題がある。

そこで、リザーバ室を区画するダイアフラムをシリンダの内部に格納して設けることで、このダイアフラムの損傷や劣化を防止するようにしたものが、例えば、下記特許文献１に記載されている。

この特許文献１に記載されたものは、シリンダ内にプランジャを摺動自在に嵌合して油圧室を設けると共に、ダイアフラムシールにより油室を設け、油圧室と油室との間に通路を設けたラッシュアジャスタにて、ダイアフラムシールを外筒膜と内筒膜を連結膜で連結して構成し、外筒膜の膜厚を内筒膜の膜厚より厚くしたものである。従って、ダイアフラムシールをシリンダ内に格納することで、損傷や劣化を防止することができると共に、作動油の体積膨張時には、剛性の低い内筒膜が変形することで、外筒膜と内筒膜との接触による磨耗を防止することができる。

特開昭６３−１５４８０８号公報

上述した特許文献１では、ダイアフラムシールにおける外筒膜の膜厚を内筒膜の膜厚より厚くすることで、作動油の体積膨張時に、剛性の低い内筒膜を変形させて外筒膜との接触による磨耗を防止するようにしている。ところが、ダイアフラムシールは、シリンダとプランジャにより区画された限られた広さの領域内で変形するものであり、ダイアフラムシールの内筒膜を単に薄くしても、この限られた領域内で外周壁と接触させずにダイアフラムを変形させることは困難である。

本発明は、このような問題を解決するためのものであって、ダイアフラムを適正に変形させることでこの変形時における損傷を抑制して耐久性の向上を図ったダイアフラム及びラッシュアジャスタを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のダイアフラムは、単一の膜から形成されて一端部が所定位置に取付けられ、他端部が閉塞した筒形状をなすことで２つの部屋を区画するダイアフラムにおいて、膜本体の一部に脆弱部を設け、前記膜本体と前記脆弱部とを段差を介して連続させると共に、前記脆弱部が径方向における一方側に形成されたことを特徴とするものである。

また、本発明のラッシュアジャスタは、先端部にロッカアームが作用して後端部が開口した筒形状をなすボディと、該ボディに摺動自在に嵌合するプランジャと、該プランジャに対して前記ボディを前記ロッカアーム側へ突出する方向に付勢する付勢部材と、前記ボディと前記プランジャにより区画された高圧室と、端部が閉塞した筒形状をなして前記プランジャ内に装着されたダイアフラムと、前記プランジャ内に前記ダイアフラムにより区画されたリザーバ室と、前記高圧室の圧力に応じて前記リザーバ室と該高圧室との間で作動油の移動を許容する連通路とを具えたラッシュアジャスタにおいて、前記ダイアフラムを単一の膜から形成し、膜本体の一部に脆弱部を設け、前記膜本体と前記脆弱部とを段差を介して連続させると共に、前記脆弱部が径方向における一方側に形成されたことを特徴とするものである。
また、本発明のラッシュアジャスタは前記段差は、前記ダイアフラムの内周側に形成されたことを特徴とするものである。

また、本発明のラッシュアジャスタは、先端部にロッカアームが作用して後端部が開口した筒形状をなすボディと、該ボディに摺動自在に嵌合するプランジャと、該プランジャに対して前記ボディを前記ロッカアーム側へ突出する方向に付勢する付勢部材と、前記ボディと前記プランジャにより区画された高圧室と、端部が閉塞した筒形状をなして前記プランジャ内に装着されたダイアフラムと、前記プランジャ内に前記ダイアフラムにより区画されたリザーバ室と、前記高圧室の圧力に応じて前記リザーバ室と該高圧室との間で作動油の移動を許容する連通路とを具えたラッシュアジャスタにおいて、前記ダイアフラムを単一の膜から形成し、膜本体の一部に脆弱部を設け、前記膜本体と前記脆弱部とを段差を介して連続させると共に、前記脆弱部が径方向における対向する２箇所に形成されたことを特徴とするものである。

本発明のラッシュアジャスタでは、前記ダイアフラムは端部が閉塞した筒形状をなし、前記脆弱部は筒部側に形成されたことを特徴としている。

本発明のラッシュアジャスタでは、前記膜本体に対して前記脆弱部を薄肉形状としたことを特徴としている。

本発明のラッシュアジャスタでは、前記膜本体側に補強部材が装着されたことを特徴としている。

本発明のダイアフラムによれば、単一の膜から形成して一端部が所定位置に取付けられ、他端部が閉塞した筒形状をなすことで２つの部屋を区画するように構成し、膜本体の一部に脆弱部を設け、この膜本体と脆弱部とを段差を介して連続させると共に、脆弱部を径方向における一方側に形成したので、ダイアフラムは、膜本体に対して段差を基点として脆弱部側が変形することとなり、ダイアフラムを適正に変形させることで周囲の部材との接触が回避され、ダイアフラム本来の機能を損なうことなく、変形時における損傷を抑制して耐久性を向上することができる。

本発明のラッシュアジャスタによれば、ボディ内にプランジャを摺動自在に嵌合して付勢部材によりプランジャに対してボディをロッカアーム側へ突出する方向に付勢可能とし、ボディとプランジャにより高圧室を区画する一方、端部が閉塞した筒形状をなしてプランジャ内にダイアフラムを装着することでリザーバ室を区画し、高圧室の圧力に応じてリザーバ室と高圧室との間で作動油の移動を許容する連通路を設けて構成し、ダイアフラムを単一の膜から形成し、膜本体の一部に脆弱部を設け、この膜本体と脆弱部とを段差を介して連続させると共に、脆弱部を径方向における一方側に形成した。
また、本発明のラッシュアジャスタによれば、ダイアフラムを単一の膜から形成し、膜本体の一部に脆弱部を設け、この膜本体と脆弱部とを段差を介して連続させると共に、脆弱部を径方向における対向する２箇所に形成した。
従って、ダイアフラムは、膜本体に対して段差を基点として脆弱部側が変形することとなり、ダイアフラムを限られた領域内で適正に変形させることで、ボディやプランジャなどとの接触が回避され、変形時における損傷を抑制して耐久性を向上することができる。

以下に、本発明に係るダイアフラム及びラッシュアジャスタの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の実施例１に係るラッシュアジャスタの断面図、図２は、実施例１のラッシュアジャスタに適用されたダイアフラムの水平断面図、図３は、実施例１のラッシュアジャスタの作動状態を表す断面図、図４−１乃至図４−３は、実施例１のダイアフラムの変形状態を表す水平断面図、図５は、実施例１のダイアフラムに外圧が作用したときの縦方向及び横方向の変形度合を表すグラフ、図６は、実施例１のラッシュアジャスタが適用されたエンジンの要部断面図である。

本実施例のラッシュアジャスタが適用されたエンジンにおいて、図６に示すように、シリンダヘッド１１の下部にシリンダブロック１２が組み付けられ、複数の図示しない締結ボルトにより締結されている。シリンダブロック１２には複数のシリンダボア１３が形成され、各シリンダボア１３にピストン１４が摺動自在に嵌合している。そして、シリンダブロック１２の下部に図示しないクランクシャフトが回転自在に支持されており、各ピストン１４はコネクティングロッド１５を介してこのクランクシャフトに連結されている。

燃焼室１６は、シリンダブロック１２に形成されたシリンダボア１３と、シリンダヘッド１１の下面と、ピストン１４の頂面により構成されており、天井部（シリンダヘッド１１の下面）の中央部が高くなるように傾斜したペントルーフ形状をなしている。そして、この燃焼室１６の上部、つまり、シリンダヘッド１１の下面に吸気ポート１７及び排気ポート１８が対向して形成されており、この吸気ポート１７及び排気ポート１８に対して吸気弁１９及び排気弁２０がそれぞれ位置している。この吸気弁１９及び排気弁２０は、シリンダヘッド１１に固定された各ステムガイド２１，２２により軸方向に沿って移動自在に支持されると共に、各バルブスプリング２３，２４により吸気ポート１７及び排気ポート１８を閉止する方向に付勢支持されている。また、吸気弁１９及び排気弁２０は、上端部にローラロッカアーム２５，２６の一端部が連結され、このローラロッカアーム２５，２６の他端部はシリンダヘッド１１に固定されたラッシュアジャスタ２７，２８に連結されており、吸気カムシャフト２９の吸気カム３０及び排気カムシャフト３１の排気カム３２がローラロッカアーム２５，２６を介して吸気弁１９及び排気弁２０の開閉を司る。

従って、エンジンに同期して吸気カムシャフト２９及び排気カムシャフト３１が回転すると、吸気カム３０及び排気カム３２がローラロッカアーム２５，２６を作動させ、各吸気弁１９及び排気弁２０が所定のタイミングで上下移動することで、吸気ポート１７及び排気ポート１８を開閉し、吸気ポート１７と燃焼室１６、燃焼室１６と排気ポート１８とをそれぞれ連通することができる。

燃焼室１６の側部、つまり、吸気ポート１７側のシリンダヘッド１１の下面には、この燃焼室１６に直接燃料を噴射する燃料噴射弁３３が装着されている。また、燃焼室１６の天井部中央、つまり、各吸気ポート１７及び各排気ポート１８の間のシリンダヘッド１１の下面には、点火プラグ３４が装着されている。そして、車両には電子制御ユニット（ＥＣＵ）が搭載されており、このＥＣＵは、燃料噴射弁３３の燃料噴射タイミングや点火プラグ３４による点火時期などを制御可能となっており、検出した吸入空気量、スロットル開度（アクセル開度）、エンジン回転数などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを決定している。

上述した吸気弁１９及び排気弁２０等からなる動弁機構にて、ラッシュアジャスタ２７，２８は、動弁機構における各構成部材の隙間を調整するものであり、この動弁機構の作動音及び作動時の摩耗を減少させることができる。以下に、この本実施例のラッシュアジャスタ２７，２８について説明するが、両者はほぼ同様の構成であるため、吸気弁１９側に設けられたラッシュアジャスタ２７についてのみ詳細に説明する。

ラッシュアジャスタ２７はエンドピボット構造をなしており、図１に示すように、ボディ４１は、先端部にローラロッカアーム２５に揺動自在に支持される球面支持部４０を有し、後端部が開口した筒形状をなしている。プランジャ４２は、このボディ４１内に摺動自在に嵌合しており、第１ストッパ部４２ａがボディ４１の段部４１ａに当接する位置と、第２ストッパ部４２ｂがボディ４１に取付けられたストッパリング４３に当接する位置との間で摺動可能となっている。そして、このプランジャ４２の外周部にはリング形状をなすシール部材４４が装着されており、このシール部材４４がボディ４１に摺接することで、ボディ４１とプランジャ４２との摺動部における作動油の流動を防止している。また、プランジャ４２は、その中心部に軸方向沿って空間部４２ｃが形成されており、この空間部４２ｃは上端部が連通路４２ｄに連通し、この連通路４２ｄは凹部４２ｅを介してボディ４１内に開口しており、ここに高圧室４５が区画形成されている。

また、プランジャ４２の凹部４２ｅには、連通路４２ｄを開閉する逆止弁としてのチェックボール４６がチェックボールケージ４７により支持され、チェックボールスプリング４８により連通路４２ｄを閉止する方向に付勢されている。そして、チェックボールケージ４７とボディ４１の上部との間には付勢部材としてのプランジャスプリング４９が介装されている。この場合、ボディ４１の外周部がシリンダヘッド１１に設けられた取付孔１１ａに摺動自在に嵌合し、プランジャ４２の下部取付面４２ｆが取付孔１１ａの底面に固定されており、ボディ４１はプランジャスプリング４９によりシリンダヘッド１１に固定されたプランジャ４２に対して突出する方向に付勢されている。

ダイアフラム５０は変形可能な袋形状をなし、プランジャ４２の空間部４２ｃ内に位置して基端部がホルダ５１によりその下端部に固定されることで、この空間部４２ｃ内の上部がリザーバ室５２として区画形成されている。そして、プランジャ４２の外周部には、シール部材４４より上方に位置して環状溝４２ｇが形成されると共に、リザーバ室５２とこの環状溝４２ｇを連通する複数の貫通孔４２ｈが形成されている。なお、ダイアフラム５０により区画された空間部４２ｃ内の下部は給排気室５３としてシリンダヘッド１１に形成された給排気孔１１ｂを介して外部に連通している。

ところで、上述したダイアフラム５０は、プランジャ４２の空間部４２ｃ内に位置して基端部が固定されることでリザーバ室５２を区画形成しており、リザーバ室５２の作動油が高圧室４５に流動してダイアフラム５０が膨張すると、外周面がリザーバ室５２の内面に接触し、リザーバ室５２に作動油が流入すると、ダイアフラム５０は外周面がリザーバ室５２の内面から離れて収縮する。ダイアフラム５０は、伸縮性を有するように軟質材で形成されているため、膨張状態と収縮状態との間で移行するとき、外周面がリザーバ室５２の内面に擦れるとここに磨耗が発生して破損してしまうおそれがある。

そこで、この実施例１では、ダイアフラム５０を単一の膜から形成し、膜本体の一部に脆弱部を設け、この膜本体と脆弱部とを段差を介して連続させるようにしている。即ち、図１及び図２に示すように、ダイアフラム５０を上端部が閉塞した円筒形状とし、軸心に対して径方向における一方側を所定の膜厚ｔ_aを有する膜本体５０ａとし、他方側をこの膜本体５０ａの膜厚ｔ_aより薄い膜厚ｔ_bを有する脆弱部５０ｂとしている。そして、膜本体５０ａと脆弱部５０ｂとを段差５０ｃを介して連続させている。この場合、軸心Ｏに対して、ダイアフラム５０の外周半径をｒ_o、膜本体５０ａの内周半径をｒ_a、脆弱部５０ｂの内周半径をｒ_bとすると、各半径の関係は、ｒ_a＜ｒ_b＜ｒ_oとなっている。

従って、図１に示す状態から、ボディ４１が下方に押圧されて高圧室４５が高圧状態になると、チェックボールスプリング４８により連通路４２ｄが閉止され、この高圧室４５内の作動油はボディ４１とプランジャ４２の摺動部を流動し、環状溝４２ｇ及び貫通孔４２ｈを通ってリザーバ室５２に流動することとなり、ダイアフラム５０は、図３に示すように、収縮状態となってリザーバ室５２の容積が拡大され、給排気室５３は内部の空気が排気されて縮小する。一方、この図３の状態から、ボディ４１が上方に移動して高圧室４５が負圧状態になると、チェックボールスプリング４８による連通路４２ｄの閉止が解除され、リザーバ室５２内の作動油は連通路４２ｄを通って高圧室４５に流動することとなり、図１に示すように、ダイアフラム５０は伸張状態となってリザーバ室５２の容積が縮小され、給排気室５３は内部に空気が吸入されて拡大する。

このラッシュアシャスタ２７の作動時、ダイアフラム５０は収縮と膨張を繰り返すが、ダイアフラム５０は膜本体５０ａに段差５０ｃを介して脆弱部５０ｂが形成されているため、このダイアフラム５０は、図３に示すように、膜本体５０ａに対して段差５０ｃを基点として脆弱部５０ｂが変形することで収縮することとなり、この変形時に外周面がプランジャ４２の空間部４２ｃの内壁面に擦れることはない。

即ち、図４−１に示すダイアフラム５０の膨張状態から、図４−２に示す中間収縮状態を経て、図４−３に示す完全収縮状態に変形する間、ダイアフラム５０の内周面幅Ｗが、Ｗ₀→Ｗ₁→Ｗ₂と減少するのに伴って、ダイアフラム５０の軸心Ｏから最高内周面位置までの距離Ｈは、Ｈ₀→Ｈ₁→Ｈ₂とほとんど変わっていない。このことは、ダイアフラムに対する外圧の上昇に対する変形度合を表す図５のグラフからも明らかである。つまり、この図５のグラフに示すように、膜厚が一定である従来のダイアフラムは、外圧の上昇に伴って縦方向に大きく変形すると共に、横方向にも大きく変形している。一方、膜厚が左右で異なる実施例１のダイアフラム５０は、外圧の上昇に伴って縦方向に若干変形すると共に、横方向にも若干変形するだけである。ダイアフラム５０は、膨張状態で外周面がリザーバ室５２の内壁面に接触しているため、収縮時に縦方向の変形を抑えることが両者の磨耗を抑制し、この磨耗による破損を抑制することにつながる。

ここで、本実施例のラッシュアジャスタ２７の作用について説明する。図１に示すラッシュアジャスタ２７は、ボディ４１が最上点に位置して伸びきった状態であり、エンジンに組み付けられるときは、このボディ４１が概ね半ストローク下降した状態にある。このエンジン組付状態から、図１及び図６に示すように、吸気カムシャフト２９が回転して吸気カム３０がローラロッカアーム２５を押圧し、吸気弁１９とラッシュアジャスタ２７のボディ４１の両方に荷重が作用する。すると、ラッシュアジャスタ２７のボディ４１がプランジャスプリング４９の付勢力に抗してシリンダヘッド１１内に下降し始めると、高圧室４５内の作動油が加圧されてリザーバ室５２より高圧となり、チェックボール４６が連通路４２ｄを閉塞する。

連通路４２ｄが閉塞されると、高圧室４５からこの連通路４２ｄを通したリザーバ室５２への作動油の流動が停止され、ボディ４１の下降も停止する。そのため、ローラロッカアーム２５はボディ４１の上端部を支点として揺動し、吸気弁１９を押し下げて吸気ポート１７を開放する。この動作中、ローラロッカアーム２５によりボディ４１は下降する方向の力を受けており、高圧室４５内の作動油がボディ４１とプランジャ４２との摺動部から貫通孔４２ｈを通して徐々にリザーバ室５２へ戻るため、図３に示すように、ボディ４１は下方に変位してラッシュアジャスタ２７は次第に収縮する。

このラッシュアジャスタ２７の作動時、ダイアフラム５０は、リザーバ室５２の容積が増大するのに伴って収縮することでその容積変化を吸収する。即ち、ダイアフラム５０は、図４−１乃至図４−３に示すように、膜本体５０ａに対して段差５０ｃを基点として脆弱部５０ｂが変形することで収縮することとなり、この収縮変形時に外周面がリザーバ室５２の内壁面に擦れることはない。

その後、吸気カム３０が最大リフトを過ぎると、高圧室４５の加圧状態が維持されたままローラロッカアーム２５が前述と逆方向に揺動し、吸気弁１９はバルブスプリング２３の付勢力により上昇して吸気ポート１７を閉止する。すると、ローラロッカアーム２５によるラッシュアジャスタ２７のボディ４１への押圧が終了し、このボディ４１はプランジャスプリング４９の付勢力により上昇し、高圧室４５は加圧状態から開放される。そして、チェックボール４６が連通路４２ｄを閉塞するのをやめ、リザーバ室５２から高圧室４５への作動油の流動を許容することとなり、リザーバ室５２の作動油が高圧室４５へ流動することでリザーバ室５２の容積が減少し、ダイアフラム５０が元の状態まで変位する。

このラッシュアジャスタ２７の作動時、ダイアフラム５０は、リザーバ室５２の容積が減少するのに伴って膨張することでその容積変化を吸収する。即ち、ダイアフラム５０は、膜本体５０ａに対して段差５０ｃを基点として脆弱部５０ｂが変形することで膨張することとなり、この膨張変形時に外周面がリザーバ室５２の内壁面に擦れることはない。

なお、ここでは、吸気側のラッシュアジャスタ２７についてのみ説明したが、排気側のラッシュアジャスタ２８も同様の構成を有し、同様の作用効果を奏するものである。

このように実施例１のラッシュアジャスタ２７，２８にあっては、筒形状をなすボディ４１内にプランジャ４２を摺動自在に嵌合し、このボディ４１とプランジャ４２により高圧室４５を区画形成すると共に、プランジャスプリング４９によりボディ４１が前方に突出する方向に付勢し、プランジャ４２内の空間部４２ｃをダイアフラム５０により区画することで高圧室４５より後方にリザーバ室５２を形成し、高圧室４５の圧力に応じてリザーバ室５２と高圧室４５との間で作動油を移動可能に構成している。

従って、プランジャ４２の空間部４２ｃをダイアフラム５０により区画してリザーバ室５２を形成することで、このダイアフラム５０が外部に露出することはなく、作動するローラロッカアーム２５，２６や周辺部材と接触せずにこのダイアフラム５０の劣化や損傷を防止して耐久性を向上することができる。

そして、実施例１のラッシュアジャスタ２７，２８では、ダイアフラム５０を単一の膜から形成すると共に、上端部が閉塞した円筒形状とし、軸心に対して径方向における一方側を所定の膜厚ｔ_aを有する膜本体５０ａとし、他方側をこの膜本体５０ａの膜厚ｔ_aより薄い膜厚ｔ_bを有する脆弱部５０ｂとし、膜本体５０ａと脆弱部５０ｂとを段差５０ｃを介して連続させている。

従って、ダイアフラム５０は、膜本体５０ａに対して段差５０ｃを基点として脆弱部５０ｂ側が変形することとなり、膨張収縮時における縦方向の変形量を抑え、限られた領域内で適正に変形させることができ、ダイアフラム５０本来の機能を損なうことなく、この変形時にリザーバ室５２の内壁面との接触が回避され、変形時における損傷を抑制して耐久性を向上することができる。

また、プランジャ４２をボディ４１に内装して摺動自在に支持し、ローラロッカアーム２５，２６に近接する側に高圧室４５を設け、離間する側にリザーバ室を設けたことで、ボディ４１とプランジャ４２との支持位置をローラロッカアーム２５，２６側に近づけることができると共に、その摺動距離を長く確保することができ、ボディ４１がローラロッカアーム２５，２６から軸方向及び径方向に大きな押圧力を受けても、ボディ４１はスムースに移動することができ、この摺動部での摩擦力を低減して早期磨耗を抑制することができ、高いサイドロードに対する作動性及び耐久性を向上することができる。そして、プランジャ４２の外側に位置するボディ４１の先端部にローラロッカアーム２５，２６が連結されるため、ボディ４１の先端部とローラロッカアーム２５，２６との連結部（ピボット部）の径を大きくすることで、容易に強度アップを図ることができる。

更に、高圧室４５の後方にリザーバ室５２を設け、両者を直線状の連通路４２ｄにより連通したことで、作動油に異物が混入したり、異物が発生したとしても、この異物を含んだ作動油はリザーバ室５２から連通路４２ｄを通って高圧室４５に流れ込みにくく、噛み込みを防止することができる。また、高圧室４５をボディ４１の球面支持部４０側に配置することができると共に、この球面支持部４０から短い距離でピボット首部を大型化することができ、この部分の強度を向上することができる。

図７は、本発明の実施例２に係るラッシュアジャスタに適用されたダイアフラムの水平断面図、図８−１乃至図８−３は、実施例２のダイアフラムの変形状態を表す水平断面図、図９は、実施例２のダイアフラムに外圧が作用したときの縦方向及び横方向の変形度合を表すグラフである。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

本実施例のラッシュアジャスタにおいて、図７に示すように、ダイアフラム６０は変形可能な袋形状をなし、前述した実施例１と同様に、プランジャの空間部内に位置して基端部がその下端部に固定されることで、この空間部内の上部をリザーバ室として区画形成している。このダイアフラム６０は、単一の膜から形成され、上端部が閉塞した円筒形状に形成されており、軸心に対して径方向における一方側を所定の膜厚ｔ_aを有する膜本体６０ａとし、他方側をこの膜本体６０ａの膜厚ｔ_aより薄い膜厚ｔ_bを有する脆弱部６０ｂとしている。そして、膜本体６０ａと脆弱部６０ｂとを、軸心Ｏから脆弱部６０ｂ側に所定距離Ｌだけずれた位置に形成された段差６０ｃを介して連続させている。この場合、軸心Ｏに対して、ダイアフラム６０の外周半径をｒ_o、膜本体６０ａの内周半径をｒ_a、脆弱部６０ｂの内周半径をｒ_bとすると、各半径の関係は、ｒ_a＜ｒ_b＜ｒ_oとなっている。

従って、ラッシュアシャスタの作動時、ダイアフラム６０は収縮と膨張を繰り返すが、ダイアフラム６０は膜本体６０ａに段差６０ｃを介して脆弱部６０ｂが形成されているため、このダイアフラム６０は、膜本体６０ａに対して段差６０ｃを基点として脆弱部６０ｂが変形することで収縮することとなり、この変形時に外周面がリザーバ室の内壁面に擦れることはない。

即ち、図８−１に示すダイアフラム６０の膨張状態から、図８−２に示す中間収縮状態を経て、図８−３に示す完全収縮状態に変形する間、ダイアフラム６０の内周面幅Ｗが、Ｗ₀→Ｗ₁→Ｗ₂と減少するのに伴って、ダイアフラム６０の軸心Ｏから最高内周面位置までの距離Ｈは、Ｈ₀→Ｈ₁→Ｈ₂と若干減少している。このことは、ダイアフラムに対する外圧の上昇に対する変形度合を表す図９のグラフからも明らかである。つまり、この図９のグラフに示すように、膜厚が一定である従来のダイアフラムは、外圧の上昇に伴って縦方向に大きく変形すると共に、横方向にも大きく変形している。一方、膜厚が左右で異なる実施例２のダイアフラム６０は、外圧の上昇に伴って縦方向に若干変形すると共に、横方向にも若干変形するだけである。ダイアフラム６０は、膨張状態で外周面がリザーバ室の内壁面に接触しているため、収縮時に縦方向の変形を抑えることが両者の磨耗を抑制し、この磨耗による破損を抑制することにつながる。

なお、ラッシュアジャスタ自体の作動は、実施例１と同様であるため、この実施例２では説明を省略する。

このように実施例２のラッシュアジャスタにあっては、ダイアフラム６０を単一の膜から形成すると共に、上端部が閉塞した円筒形状とし、軸心に対して径方向における一方側を所定の膜厚ｔ_aを有する膜本体６０ａとし、他方側をこの膜本体６０ａの膜厚ｔ_aより薄い膜厚ｔ_bを有する脆弱部６０ｂとし、膜本体６０ａと脆弱部６０ｂとをこの脆弱部６０ｂ側にずれた段差６０ｃを介して連続させている。

従って、ダイアフラム６０は、膜本体６０ａに対して段差６０ｃを基点として脆弱部６０ｂ側が変形することとなり、膨張収縮時における縦方向の変形量を抑え、限られた領域内で適正に変形させることができる。この場合、段差６０ｃが脆弱部６０ｂ側にずれているため、収縮変形の初期時における縦方向への変形量を抑えることができ、この変形時にリザーバ室の内壁面との接触が回避され、変形時における損傷を抑制して耐久性を向上することができる。

図１０は、本発明の実施例３に係るラッシュアジャスタに適用されたダイアフラムの水平断面図、図１１は、実施例３のダイアフラムに外圧が作用したときの縦方向及び横方向の変形度合を表すグラフである。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

本実施例のラッシュアジャスタにおいて、図１０に示すように、ダイアフラム７０は変形可能な袋形状をなし、前述した実施例１と同様に、プランジャの空間部内に位置して基端部がその下端部に固定されることで、この空間部内の上部をリザーバ室として区画形成している。このダイアフラム７０は、単一の膜から形成され、上端部が閉塞した円筒形状に形成されており、軸心に対して径方向における一方側を所定の膜厚ｔ_aを有する膜本体７０ａとし、他方側をこの膜本体７０ａの膜厚ｔ_aより薄い膜厚ｔ_bを有する脆弱部７０ｂとしている。そして、膜本体７０ａと脆弱部７０ｂとを段差７０ｃを介して連続させている。この場合、軸心Ｏに対してダイアフラム７０の外周半径ｒ_o、脆弱部７０ｂの内周半径ｒ_bを設定し、軸心Ｏから所定距離Ｍだけずれた軸心Ｏ´に対して膜本体７０ａの内周半径ｒ_aを設定することで、段差７０ｃを滑らかに連続する面としている。なお、ダイアフラム７０における各半径の関係はｒ_a＝ｒ_b＜ｒ_oとなっている。

従って、ラッシュアシャスタの作動時、ダイアフラム７０は収縮と膨張を繰り返すが、ダイアフラム７０は膜本体７０ａに段差７０ｃを介して脆弱部７０ｂが形成されているため、このダイアフラム７０は、膜本体７０ａに対して段差７０ｃを基点として脆弱部７０ｂが変形することで収縮することとなり、この変形時に外周面がリザーバ室５２の内壁面に擦れることはない。

即ち、ダイアフラムに対する外圧の上昇に対する変形度合を表す図１１のグラフに示すように、膜厚が一定である従来のダイアフラムは、外圧の上昇に伴って縦方向に大きく変形すると共に、横方向にも大きく変形している。一方、膜厚が左右で異なる実施例３のダイアフラム７０は、外圧の上昇に伴って縦方向に若干変形すると共に、横方向にも若干変形するだけである。ダイアフラム７０は、膨張状態で外周面がリザーバ室５２の内壁面に接触しているため、収縮時に縦方向の変形を抑えることが両者の磨耗を抑制し、この磨耗による破損を抑制することにつながる。

なお、ラッシュアジャスタ自体の作動は、実施例１と同様であるため、この実施例３では説明を省略する。

このように実施例３のラッシュアジャスタにあっては、ダイアフラム７０を単一の膜から形成すると共に、上端部が閉塞した円筒形状とし、軸心に対して径方向における一方側を所定の膜厚ｔ_aを有する膜本体７０ａとし、他方側をこの膜本体７０ａの膜厚ｔ_aより薄い膜厚ｔ_bを有する脆弱部７０ｂとし、膜本体７０ａと脆弱部７０ｂとを滑らかな段差７０ｃを介して連続させている。

従って、ダイアフラム７０は、膜本体７０ａに対して段差７０ｃを基点として脆弱部７０ｂ側が変形することとなり、膨張収縮時における縦方向の変形量を抑え、限られた領域内で適正に変形させることができる。この場合、段差７０ｃが滑らかな面であるため、加工性を向上して低コスト化を図りながら、収縮変形の初期時における縦方向への変形量を抑えることができ、この変形時にリザーバ室５２の内壁面との接触が回避され、変形時における損傷を抑制して耐久性を向上することができる。

図１２は、本発明の実施例４に係るラッシュアジャスタの断面図、図１３は、実施例４のラッシュアジャスタに適用されたダイアフラムの水平断面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

本実施例のラッシュアジャスタにおいて、図１２及び図１３に示すように、ダイアフラム８０は変形可能な袋形状をなし、プランジャ４２の空間部４２ｃ内に位置して基端部がホルダ５１によりその下端部に固定されることで、この空間部４２ｃ内の上部がリザーバ室５２として区画形成されている。このダイアフラム８０は、単一の膜から形成されると共に、上端部が閉塞した円筒形状とし、軸心に対して径方向における一方側の内周面に合成樹脂製の補強部材８１を固定することで膜本体８０ａとし、この補強部材８１が固定されていない他方側を脆弱部８０ｂとしている。そして、ダイアフラム８０の内周面と補強部材８１との間に段差８０ｃが設けられている。

従って、ボディ４１が下方に押圧されて高圧室４５が高圧状態になると、チェックボールスプリング４８により連通路４２ｄが閉止され、この高圧室４５内の作動油はボディ４１とプランジャ４２の摺動部を流動し、環状溝４２ｇ及び貫通孔４２ｈを通ってリザーバ室５２に流動することとなり、ダイアフラム８０は収縮状態となってリザーバ室５２の容積が拡大され、給排気室５３は内部の空気が排気されて縮小する。一方、ボディ４１が上方に移動して高圧室４５が負圧状態になると、チェックボールスプリング４８による連通路４２ｄの閉止が解除され、リザーバ室５２内の作動油は連通路４２ｄを通って高圧室４５に流動することとなり、ダイアフラム８０は伸張状態となってリザーバ室５２の容積が縮小され、給排気室５３は内部に空気が吸入されて拡大する。

このラッシュアシャスタ２７の作動時、ダイアフラム８０は収縮と膨張を繰り返すが、ダイアフラム８０は膜本体８０ａに補強部材８１が固定され、段差８０ｃを介して脆弱部８０ｂが形成されているため、このダイアフラム８０は、膜本体８０ａに対して段差８０ｃを基点として脆弱部８０ｂが変形することで収縮することとなり、この変形時に外周面がプランジャ４２の空間部４２ｃの内壁面に擦れることはない。

このように実施例４のラッシュアジャスタにあっては、ダイアフラム８０を単一の膜から形成すると共に、上端部が閉塞した円筒形状とし、軸心に対して径方向における一方側の内周面に補強部材８１を固定することで膜本体８０ａとし、この補強部材８１が固定されていない他方側を脆弱部８０ｂとし、ダイアフラム８０の内周面と補強部材８１との間に段差８０ｃを設けている。

従って、ダイアフラム８０は、膜本体８０ａに対して段差８０ｃを基点として脆弱部８０ｂ側が変形することとなり、膨張収縮時における縦方向の変形量を抑え、限られた領域内で適正に変形させることができる。この場合、補強部材８１を固定して膜本体８０ａを形成しているため、ダイアフラム８０を容易に加工可能として低コスト化を図りながら、収縮変形の初期時における縦方向への変形量を抑えることができ、この変形時にリザーバ室５２の内壁面との接触が回避され、変形時における損傷を抑制して耐久性を向上することができる。

図１４は、本発明の実施例５に係るラッシュアジャスタの断面図、図１５は、実施例５のラッシュアジャスタに適用されたダイアフラムの水平断面図、図１６は、実施例５のラッシュアジャスタの作動状態を表す断面図、図１７は、実施例５のダイアフラムの変形状態を表す水平断面図、図１８は、実施例５のダイアフラムに外圧が作用したときの縦方向及び横方向の変形度合を表すグラフである。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

本実施例のラッシュアジャスタにおいて、図１４及び図１５に示すように、ダイアフラム９０は変形可能な袋形状をなし、プランジャ４２の空間部４２ｃ内に位置して基端部がその下端部に固定されることで、この空間部４２ｃ内の上部をリザーバ室５２として区画形成している。このダイアフラム９０は、単一の膜から形成され、上端部が閉塞した四角筒形状に形成されており、対向する一組の面部を所定の膜厚ｔ_aを有する膜本体９０ａとし、対向する別の一組の面部をこの膜本体９０ａの膜厚ｔ_aより薄い膜厚ｔ_bを有する脆弱部９０ｂとしている。そして、膜本体９０ａと脆弱部９０ｂとを角部に形成された段差９０ｃを介して連続させている。この場合、軸心Ｏに対して、膜本体９０ａの外周半径をｒ_a、段差９０ｃの内周半径をｒ_cとすると、各半径の関係は、ｒ_c＜ｒ_aとなっている。即ち、ダイアフラム９０は、外周面を円形状とする一方、内周面をほぼ四角形状とし、この外周面のうちの脆弱部９０ｂに該当する平行に対向する外周面を切り落とした形状となっている。

また、ダイアフラム９０は、図１７に示すように、天井部９０ｄを膜本体９０ａとして機能させるように、この膜本体９０ａの膜厚ｔ_aとほぼ同じ厚さの膜厚ｔ_dを有しており、天井部９０ｄと脆弱部９０ｂを段差９０ｅを介して連続させている。この場合、軸心Ｏに対して、天井部９０ｄの外周半径をｒ_d、段差９０ｅの内周半径をｒ_eとすると、各半径の関係は、ｒ_d＞ｒ_eとなっている。

従って、図１４に示す状態から、ボディ４１が下方に押圧されて高圧室４５が高圧状態になると、チェックボールスプリング４８により連通路４２ｄが閉止され、この高圧室４５内の作動油はボディ４１とプランジャ４２の摺動部を流動し、環状溝４２ｇ及び貫通孔４２ｈを通ってリザーバ室５２に流動することとなり、ダイアフラム９０は、図１６に示すように、収縮状態となってリザーバ室５２の容積が拡大され、給排気室５３は内部の空気が排気されて縮小する。一方、この図１６の状態から、ボディ４１が上方に移動して高圧室４５が負圧状態になると、チェックボールスプリング４８による連通路４２ｄの閉止が解除され、リザーバ室５２内の作動油は連通路４２ｄを通って高圧室４５に流動することとなり、図１４に示すように、ダイアフラム９０は伸張状態となってリザーバ室５２の容積が縮小され、給排気室５３は内部に空気が吸入されて拡大する。

このラッシュアジャスタ２７の作動時、ダイアフラム９０は収縮と膨張を繰り返すが、ダイアフラム９０は膜本体９０ａ及び天井部９０ｄに段差９０ｃ，９０ｅを介して脆弱部９０ｂが形成されているため、このダイアフラム９０は、図１６に示すように、膜本体９０ａに対して段差９０ｃを基点として脆弱部９０ｂが変形することで収縮することとなり、この変形時に外周面がプランジャ４２の空間部４２ｃの内壁面に擦れることはない。

即ち、図１７の上部に示すダイアフラム９０の膨張状態から、図１７の中間部に示す中間収縮状態を経て、図１７の下部に示す完全収縮状態に変形する間、ダイアフラム９０の内周面幅Ｗが、Ｗ₀→Ｗ₁→Ｗ₂と減少するのに伴って、ダイアフラム９０の軸心Ｏから最高内周面位置までの距離Ｈは、Ｈ₀→Ｈ₁→Ｈ₂とほとんど変わっていない。このことは、ダイアフラムに対する外圧の上昇に対する変形度合を表す図１８のグラフからも明らかである。つまり、この図１８のグラフに示すように、膜厚が一定である従来のダイアフラムは、外圧の上昇に伴って縦方向に大きく変形すると共に、横方向にも大きく変形している。一方、膜厚が左右で異なる実施例５のダイアフラム９０は、外圧の上昇に伴って縦方向及び横方向にほとんど変化しない。ダイアフラム９０は、膨張状態で外周面がリザーバ室５２の内壁面に接触しているため、収縮時に縦方向の変形を抑えることが両者の磨耗を抑制し、この磨耗による破損を抑制することにつながる。

このように実施例５のラッシュアジャスタにあっては、ダイアフラム９０を単一の膜から形成すると共に、上端部が閉塞した四角筒形状とし、対向する一組の面部を所定の膜厚ｔ_aを有する膜本体９０ａとし、対向する別の一組の面部をこの膜本体９０ａの膜厚ｔ_aより薄い膜厚ｔ_bを有する脆弱部９０ｂとし、膜本体９０ａと脆弱部９０ｂとを角部に形成された段差９０ｃを介して連続させている。

従って、ダイアフラム９０は、膜本体９０ａに対して段差９０ｃを基点として脆弱部９０ｂ側が変形することとなり、膨張収縮時における縦方向の変形量を抑え、限られた領域内で適正に変形させることができ、収縮変形の初期時における縦方向への変形量を抑えることができ、この変形時にリザーバ室５２の内壁面との接触が回避され、変形時における損傷を抑制して耐久性を向上することができる。

また、ダイアフラム９０の天井部９０ｄを膜本体９０ａとして機能させるように、この膜本体９０ａの膜厚ｔ_aとほぼ同じ厚さの膜厚ｔ_dを有しており、天井部９０ｄと脆弱部９０ｂを段差９０ｅを介して連続させている。従って、ダイアフラム９０の膨張収縮時に全高がほとんど変化せず、リザーバ室５２の内壁面との接触を確実に抑制することができる。

なお、上述した各実施例では、ダイアフラム５０，６０，７０，８０，９０の外面をほぼ均一な面とし、内面に段差５０ｃ，６０ｃ，７０ｃ，８０ｃ，９０ｃ，９０ｅを設けたが、ダイアフラム５０，６０，７０，８０，９０の内面をほぼ均一な面とし、外面に段差を設けても良く、上述と同様の作用効果を奏することができる。

以上のように、本発明に係るダイアフラム及びラッシュアジャスタは、ダイアフラムの膜本体に対して段差をもって脆弱部を連続形成することで、適正に変形するようにしたものであり、いずれの構造のダイアフラムまたはラッシュアジャスタに適用しても有用である。

本発明の実施例１に係るラッシュアジャスタの断面図である。 実施例１のラッシュアジャスタに適用されたダイアフラムの水平断面図である。 実施例１のラッシュアジャスタの作動状態を表す断面図である。 実施例１のダイアフラムの変形状態を表す水平断面図である。 実施例１のダイアフラムの変形状態を表す水平断面図である。 実施例１のダイアフラムの変形状態を表す水平断面図である。 実施例１のダイアフラムに外圧が作用したときの縦方向及び横方向の変形度合を表すグラフである。 実施例１のラッシュアジャスタが適用されたエンジンの要部断面図である。 本発明の実施例２に係るラッシュアジャスタに適用されたダイアフラムの水平断面図である。 実施例２のダイアフラムの変形状態を表す水平断面図である。 実施例２のダイアフラムの変形状態を表す水平断面図である。 実施例２のダイアフラムの変形状態を表す水平断面図である。 実施例２のダイアフラムに外圧が作用したときの縦方向及び横方向の変形度合を表すグラフである。 本発明の実施例３に係るラッシュアジャスタに適用されたダイアフラムの水平断面図である。 実施例３のダイアフラムに外圧が作用したときの縦方向及び横方向の変形度合を表すグラフである。 本発明の実施例４に係るラッシュアジャスタの断面図である。 実施例４のラッシュアジャスタに適用されたダイアフラムの水平断面図である。 本発明の実施例５に係るラッシュアジャスタの断面図である。 実施例５のラッシュアジャスタに適用されたダイアフラムの水平断面図である。 実施例５のラッシュアジャスタの作動状態を表す断面図である。 実施例５のダイアフラムの変形状態を表す水平断面図である。 実施例５のダイアフラムに外圧が作用したときの縦方向及び横方向の変形度合を表すグラフである。

符号の説明

１９ 吸気弁
２０ 排気弁
２３，２４ バルブスプリング
２５，２６ ローラロッカアーム
２７，２８ ラッシュアジャスタ
２９ 吸気カムシャフト
３０ 吸気カム
３１ 排気カムシャフト
３２ 排気カム
４１ ボディ
４２ プランジャ
４２ｄ 連通路
４５ 高圧室
４６ チェックボール
４９ プランジャスプリング（付勢部材）
５０，６０，７０，８０，９０ ダイアフラム
５０ａ，６０ａ，７０ａ，８０ａ，９０ａ 膜本体
５０ｂ，６０ｂ，７０ｂ，８０ｂ，９０ｂ 脆弱部
５０ｃ，６０ｃ，７０ｃ，８０ｃ，９０ｃ，９０ｅ 段差
５２ リザーバ室
９０ｄ 天井部

Claims (7)

1. 単一の膜から形成されて一端部が所定位置に取付けられ、他端部が閉塞した筒形状をなすことで２つの部屋を区画するダイアフラムにおいて、膜本体の一部に脆弱部を設け、前記膜本体と前記脆弱部とを段差を介して連続させると共に、前記脆弱部が径方向における一方側に形成されたことを特徴とするダイアフラム。
2. 先端部にロッカアームが作用して後端部が開口した筒形状をなすボディと、該ボディに摺動自在に嵌合するプランジャと、該プランジャに対して前記ボディを前記ロッカアーム側へ突出する方向に付勢する付勢部材と、前記ボディと前記プランジャにより区画された高圧室と、端部が閉塞した筒形状をなして前記プランジャ内に装着されたダイアフラムと、前記プランジャ内に前記ダイアフラムにより区画されたリザーバ室と、前記高圧室の圧力に応じて前記リザーバ室と該高圧室との間で作動油の移動を許容する連通路とを具えたラッシュアジャスタにおいて、前記ダイアフラムを単一の膜から形成し、膜本体の一部に脆弱部を設け、前記膜本体と前記脆弱部とを段差を介して連続させると共に、前記脆弱部が径方向における一方側に形成されたことを特徴とするラッシュアジャスタ。
3. 請求項２に記載のラッシュアジャスタにおいて、前記段差は、前記ダイアフラムの内周側に形成されたことを特徴とするラッシュアジャスタ。
4. 先端部にロッカアームが作用して後端部が開口した筒形状をなすボディと、該ボディに摺動自在に嵌合するプランジャと、該プランジャに対して前記ボディを前記ロッカアーム側へ突出する方向に付勢する付勢部材と、前記ボディと前記プランジャにより区画された高圧室と、端部が閉塞した筒形状をなして前記プランジャ内に装着されたダイアフラムと、前記プランジャ内に前記ダイアフラムにより区画されたリザーバ室と、前記高圧室の圧力に応じて前記リザーバ室と該高圧室との間で作動油の移動を許容する連通路とを具えたラッシュアジャスタにおいて、前記ダイアフラムを単一の膜から形成し、膜本体の一部に脆弱部を設け、前記膜本体と前記脆弱部とを段差を介して連続させると共に、前記脆弱部が径方向における対向する２箇所に形成されたことを特徴とするラッシュアジャスタ。
5. 請求項２または４に記載のラッシュアジャスタにおいて、前記ダイアフラムは端部が閉塞した筒形状をなし、前記脆弱部は筒部側に形成されたことを特徴とするラッシュアジャスタ。
6. 請求項２から５のいずれか一つに記載のラッシュアジャスタにおいて、前記膜本体に対して前記脆弱部を薄肉形状としたことを特徴とするラッシュアジャスタ。
7. 請求項２から５のいずれか一つのいずれか一つに記載のラッシュアジャスタにおいて、前記膜本体側に補強部材が装着されたことを特徴とするラッシュアジャスタ。

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