JP4512109B2 - 密封型ラッシュアジャスタ - Google Patents

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Description

本発明は密封型ラッシュアジャスタに関し、特にプランジャとボディとの間にシール手段を備えた密封型ラッシュアジャスタに関する。
従来、内燃機関の吸排気弁とシリンダヘッドとの間に設けられたバルブクリアランスを自動的に略零に調整するラッシュアジャスタが実用化されている。このラッシュアジャスタによれば、機能面では吸排気弁とシリンダヘッドとの干渉で発生する打音が解消されるとともに、メンテナンス面ではバルブクリアランスを定期的に点検調整する作業が不要化される。ラッシュアジャスタには、例えばエンジンオイルを利用する外部給油型がある。この外部給油型ラッシュアジャスタの場合、エンジンオイルの注入量が不適切であったり、劣化したオイルがそのまま使用されていたりするとエアや異物がオイルに混入する虞が増大し、これらの要因によりラッシュアジャスタの機能が損なわれる場合がある。すなわち、外部給油型ラッシュアジャスタにおいては、エンジンオイルのメンテナンスの良否によってラッシュアジャスタの機能が左右されてしまう。これに対して、ラッシュアジャスタにはオイル等の液体が密封された密封型ラッシュアジャスタがあり、係る密封型ラッシュアジャスタによれば、上述の機能阻害要因を排除できる。
この密封型ラッシュアジャスタに関しては、例えば特許文献1で以下に示す密封型ラッシュアジャスタが提案されている。特許文献1が提案する密封型ラッシュアジャスタは、断面X文字状に2つのリップを有するオイルシール(以下、単にXシールと称す)をボディとプランジャとの間に備えている。このXシールはシール両側にある2液を同時にシールすることができ、このためこの密封型ラッシュアジャスタでは、Xシールが密封したオイルの外部への流出と、外部からのエンジンオイルの侵入とを同時に防止するための構成となっている。
特公昭62−29605号公報
ところで上記Xシールで密封したオイルにエンジンオイルが混入することを防止するためには、2液(エンジンオイルと密封したオイル)の混合を防止する必要があり、このためにはXシールを往復運動用のシールとしても機能させる必要がある。これに対して、往復運動用のシールは一般に摺動面に磨耗低減のための潤滑油膜を必要とし、機能的には押し工程で外部に出た油膜を引き工程で内部に戻すことで外部漏れを防いでいる。しかしながら、上記Xシールを往復運動用のシールとして機能させることには無理がある。
ここで、ラッシュアジャスタに必要なプランジャの作動ストロークは通常2mmないし2.5mm程度であり、さらにエンジン停止時にはプランジャがボディの底に沈んでいるため、この状態からエンジンクランキング後、カムがベース円にある工程でプランジャが最も伸びた場合にはプランジャとボディとの摺動幅(ストローク)が2mmないし2.5mm程度を超えることもある。この点、Xシールは通常、プランジャの往復運動時にボディと摺動することなく、変形によりシール機能を維持しようとするが、例えば上記エンジン始動時などには急激にプランジャが伸び上がることに起因してボディと摺動することもある。したがってこのようなときにはXシールを往復運動用のシールとして機能させて、油膜の移動による2液の混合を防止する必要がある。
これに対して、油膜の移動による2液の混合は、本来プランジャのストロークが、Xシールがボディ摺動面と接触する巾を上回ったときに発生する。したがって2液の混合を防止するためには、プランジャのストロークに見合った大きさのXシールが必要となる。その一方で、密封型ラッシュアジャスタは内燃機関の設計の自由度を大きくするといった観点などから極力コンパクトであったほうが好ましい。しかしながら、上記プランジャのストロークを考慮すると、2液の混合を防止できるXシールでは、密封型ラッシュアジャスタの大型化は避けられないと考えられ、逆に大型化を招くことなく適用できるXシールでは、2液の混合を防止することは困難であると考えられる。すなわち、Xシールを往復運動用のシールとして機能させることには無理があり、このことから、ボディとプランジャとの間に備えた1つのシール手段で、密封したオイルの外部への流出だけでなく、外部からのエンジンオイルの侵入を同時に防止することは困難であることがわかった。
そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、外部から液体が侵入すること、及び外部から侵入してきた液体が内部に密封した液体に混入することを防止或いは抑制できる密封型ラッシュアジャスタを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明はプランジャと、該プランジャを嵌挿したボディとの間に第1のシール手段を備えた密封型ラッシュアジャスタであって、前記プランジャのうち、前記ボディから露出している部分を摺動自在にシールするとともに、前記ボディに直接或いは間接的に密着固定された状態で、前記ボディの開口端部と前記プランジャとの間に形成される隙間を覆うように配設される第2のシール手段と、前記ボディのうち、前記第1のシール手段よりも開口端部側の部分に、前記ボディの開口端部と前記プランジャとの間に形成される隙間と外部とを連通する連通孔とを備えることを特徴とする。
ここで、第2のシール手段は外部からの液体の侵入を防止或いは抑制するための構成であり、上記のような第2のシール手段を備えた本発明によれば、密封した液体の流出を防止する機能部位と、外部からの液体の侵入を防止する機能部位とを別々に備えたことで、シールをより確実に行うことができ、以って外部から液体が侵入し、内部に密封した液体に混入することを防止或いは抑制できる。また本発明によれば、第2のシール手段を上記隙間を覆うように配設することで、外部からの液体の侵入だけでなく、細かな切粉の侵入なども効果的に防止或いは抑制できる。
さらに、ここで密封型ラッシュアジャスタには、カムからロッカーアームを介して力が作用するが、このときに横方向(プランジャ摺動方向に直交する方向)の成分を有する力が作用して、プランジャに横動(首振り)が発生することがある。これに対して本発明によれば、第2のシール手段で横動も抑制できることから、外部からの液体や切粉の侵入を防止或いは抑制するだけでなく、さらにプランジャとボディとの摺動部の磨耗も抑制できる。またこのときには、第2のシール手段が密封型ラッシュアジャスタの底部から離れた位置に配設されていることから、横動の抑制効果も高いといえる。
また密封型ラッシュアジャスタとしては、本発明に示す第2のシール手段を備えることで上記のように所定の効果を奏することができるが、これに対してさらに連通孔を備えた本発明によれば、仮に液体が外部から隙間に侵入してしまった場合でも、連通孔を介して侵入してきた液体を排出できることから、以って内部に密封した液体に混入することをより好適に防止或いは抑制できる。さらに本発明によれば、上記第2のシール手段を適用した結果、隙間の内圧が上昇してしまうことを連通孔で緩和することもできる。
また本発明は前記連通孔が、前記ボディの開口端部を上にして該ボディの中心軸線が鉛直線と平行になっている状態で、該ボディの壁面外側から内側に向かって上に傾斜していてもよい。外部から侵入してきた液体を排出するにあたっては、具体的には例えば本発明のように連通孔が傾斜していることが好適である。
また本発明は前記連通孔が、さらに使用状態で前記ボディの壁面外側から内側に向かって上に傾斜していてもよい。また外部から侵入してきた液体を排出するにあたっては、さらに本発明のように連通孔が傾斜していることがより好適である。さらに本発明によれば、逆に連通孔から隙間に流体が侵入してくる虞も好適に低減できる。なお、使用状態で、とは具体的には密封型ラッシュアジャスタが組み付けられた内燃機関が運転される状態で、の意である。
また本発明は、前記連通孔が、さらに前記ボディの壁面外側から内側への流体の流通を防止する流通一方向許可手段を備えてもよい。本発明によれば、連通孔を介して外部から流体が侵入することを完全に防止できる。
本発明によれば、外部から液体が侵入すること、及び外部から侵入してきた液体が内部に密封した液体に混入することを防止或いは抑制できる密封型ラッシュアジャスタを提供できる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面とともに詳細に説明する。
図1は本実施例に係る密封型ラッシュアジャスタ(以下、単にラッシュアジャスタとも称す)100Aの構成を模式的に示す図である。ラッシュアジャスタ100Aは、基本構成としてボディ1と、プランジャ2と、チェック弁3と、プランジャスプリング4と、第1のシール部材(第1のシール手段)5と、ボールプラグ6と、キャップリテーナ7とを有して構成されている。
ボディ1は有底円筒状の部材であり、円筒内にはプランジャ2が中心軸線と平行な方向で摺動自在に嵌挿されている。ボディ1の先端部には、プランジャ2の突出を規制するためのキャップリテーナ7が配設されている。このキャップリテーナ7はプランジャ2の抜け止めとして機能する構成であり、外部から侵入しようとする液体を封止する機能は有していない。プランジャ2は円柱状の部材であり、内部にはリザーバ室10が形成されている。なお、リザーバ室10は適宜の形状に形成されていてよい。プランジャ2の先端側にはオイル(液体)を注入するための注入孔2aが形成されており、さらにこの注入孔2aには注入したオイルや気体を密封するためのボールプラグ6が圧入されている。オイルは規定量注入されており、リザーバ室10の残りの空間には気体(例えば製造雰囲気から得た空気など)が存在する。密封するオイルには例えばシリコンオイルを適用できる。
プランジャ2の後端部には高圧室11と連通する連通孔2bが形成されており、さらにこの連通孔2bにはチェック弁3が配設されている。プランジャ2の後端側には高圧室11が形成され、この高圧室11にはプランジャスプリング4が配設されている。チェック弁3は、プランジャスプリング4がプランジャ2を先端側へ突出するように付勢する際に開いて、リザーバ室10から高圧室11へのオイルの移動のみを許容し、その逆の移動を遮断する。
またプランジャ2には、摺動面からリザーバ室10に通じるリサイクル孔2cが、リザーバ室10側の開口部が、使用状態で常にオイルの油面Lよりも高圧室11側になるように形成されている。なお、本実施例に係るラッシュアジャスタ100Aは、鉛直方向に対して搭載角θだけ傾斜した状態で内燃機関50に組み付けられるため(図6(a)参照)、図1では油面Lを搭載角θだけ傾斜した状態で示している。この搭載角θはラッシュアジャスタ100Aの中心軸線と鉛直線とを含む平面上で、これらの直線がなす角となっている。また、本実施例ではこのようにラッシュアジャスタ100Aが搭載角θだけ傾きを有して組み付けられた状態が使用状態となっている。
リサイクル孔2cは、中心軸線に向かって中心軸線と直交するように形成されており、プランジャ2の摺動面には、リサイクル孔2cと同じ高さ(摺動方向における位置)で一周に亘って溝部2dが形成されている。さらに、摺動方向先端側のプランジャ2の摺動面には溝部2eが一周に亘って形成されており、この溝部2eには外部へのオイル漏洩を防止するための第1のシール部材5が配設されている。この第1のシール部材5は、ボディ1とプランジャ2との間の僅かな隙間をリサイクル孔2cよりも先端側でシールしている。第1のシール部材5には例えばXシールを適用できるが、これに限られずその他のシール用部品など適宜のシール手段を適用してよい。
上記構成をラッシュアジャスタ100Aの基本構成として、本実施例ではラッシュアジャスタ100Aがさらに第2のシール部材20Aを有している。この第2のシール部材20Aは、外部からのエンジンオイル(液体)の侵入を防止或いは抑制するための構成であり、より具体的にはエンジオイルが、ボディ1の開口端部とプランジャ2との間に形成される隙間Kに侵入することを防止或いは抑制できるようになっている。第2のシール部材20Aは、プランジャ2のうち、ボディ1から露出している部分(より具体的にはプランジャ2が最も沈下した状態でボディ1、或いはさらにキャップリテーナ7から露出している部分。以下、単に露出部と称す)を摺動自在にシールするとともに、隙間Kを覆うように形成及び配設されている。
第2のシール部材20Aは、具体的には外部からのエンジンオイルの侵入を防止或いは抑制する機能を有するシール部位として、一端部20aAと他端部20bAとを備えている。本実施例では第2のシール部材20Aの材質にはゴムが適用されている。但しこれに限られず、第2のシール部材20Aには適宜の材質が適用されてよい。本実施例ではさらに具体的には以下のようにして、第2のシール部材20Aが形成及び配設されている。なお、参考として図2に第2のシール部材20A及び後述する連通孔1aを要部として、図1に示すラッシュアジャスタ100Aの構成を拡大して部分的に示す。
第2のシール部材20Aはリング状に形成されており、キャップリテーナ7の上面に一周に亘って加硫接着されている。本実施例ではこの加硫接着されている部分が一端部20aAに相当する。このため、キャップリテーナ7をボディ1に組み付けることにより、第2のシール部材20Aは、ボディ1にキャップリテーナ7を介して間接的に密着固定される。これにより、一端部20aAがエンジンオイルの侵入を防止するシール部位として機能する。なお、参考として図3に第2のシール部材20Aが加硫接着されたキャップリテーナ7の組付け前の状態を断面で模式的に示す。
一方、第2のシール部材20Aは、内周側の他端部20bAがリップ状に形成されており、他端部20bAはさらにプランジャ2の露出部を挿通するための挿通穴Sを形成している。したがって、この挿通穴Sをプランジャ2の露出部に嵌合させた上でキャップリテーナ7をボディ1に組み付けることで、他端部20bAは露出部に密着する。これにより、他端部20bAがエンジンオイルの侵入を防止するシール部位として機能し、露出部を摺動自在にシールする。したがって、これにより第2のシール部材20Aの一端部及び他端部20aA、20bAで、内部に密封したオイルに外部からエンジンオイルが混入することを防止或いは抑制できる。
またキャップリテーナ7をボディ1に組み付けることで、第2のシール部材20Aは同時に隙間Kを覆うように配設される。このため、さらに細かな切粉の侵入なども効果的に防止或いは抑制できる。さらに第2のシール部材20Aでプランジャ2の横動も抑制できることから、プランジャ2とボディ1との摺動部の磨耗も抑制できる。また第2のシール部材20Aを備えることにより、第1のシール部材5の構造を簡素化することも可能になる。具体的には例えば第1のシール部材5にXシールの代わりにシングルリップのシールを適用することもできる。
なお、本実施例では第2のシール部材20Aで第2のシール手段が実現されていると捉えているが、プランジャ抜け防止手段として機能するキャップリテーナ7と第2のシール部材20Aとで第2のシール手段が実現されていると捉えてもよい。すなわち、第2のシール手段はこのように複数の構成からなっていてもよい。この場合には、第2のシール手段はボディ1に直接密着固定されていることになる。また第2のシール手段が備える一端部は例えばかしめや溶着やゴム自体の緊迫など、適宜の方法でボディ1に直接或いは間接的に密着固定されてよく、第2のシール手段が備える他端部は露出部を摺動自在にシール可能であれば、リップ状に限られず、その他の適宜の形状に形成されてよい。
以上のように、第2のシール部材20Aを備えたラッシュアジャスタ100Aによれば、外部からエンジンオイルが侵入し、内部に密封したオイルに混入することを防止或いは抑制できるが、これに対してラッシュアジャスタ100Aはさらに隙間Kに侵入してきたエンジンオイルを外部に排出するための連通孔1aを備えている。このため、次にこの連通孔1aについて詳述する。
連通孔1aは隙間Kに侵入してきたエンジンオイルを外部に排出する作用とともに、第2のシール部材20Aで閉じられた隙間Kの内圧上昇を抑制する作用も有する。連通孔1aは、具体的にはボディ1のうち、第1のシール部材5よりも開口端部側の部分(より具体的には隙間Kを形成する部分)に、ボディ1の壁面内側と外側とを連通するように形成されており、円孔からなる小穴で実現されている。但しこれに限られず、連通孔1aには例えばスリットなど適宜の形状を適用することができる。またキャップリテーナ7には、図4に示すように連通孔1aが塞がれることを回避するための切欠き状の逃げ部Jが形成されている。なお、逃げ部Jは適宜の形状で形成されていてよい。
ここで、ラッシュアジャスタ100Aは内燃機関50(より具体的にはシリンダヘッド30)に組み付けられた状態で、すなわち使用状態で中心軸線周りの回転をする。またラッシュアジャスタ100Aは搭載角θだけ鉛直線に対して傾きを有してシリンダヘッド30に組み付けられる。これに対して、エンジンオイルを連通孔1aから好適に排出するためには係る事情を考慮し、使用状態において連通孔1aが常に下側に存在するようにすることが好適である。このため、本実施例では図5(b)に示すようにボディ1に連通孔1aが4つ設けられている。但しこれに限られず、連通孔1aは適宜の数量設けられていてよく、例えば図5(a)に示すように3つ、或いは図5(c)に示すように6つ設けられていることも好適である。これにより、使用状態においてラッシュアジャスタ100Aが回転しても、隙間Kに侵入してきたエンジンオイルを連通孔1aから好適に排出できる。
また連通孔1aは、ボディ1の開口端部を上にしてボディ1の中心軸線が鉛直線と平行になっている状態で、ボディ1の壁面外側から内側に向かって上に傾斜している。具体的には連通孔1aは図6(a)に示すように連通孔1aの中心軸線を含み、ボディ1の中心軸線と平行な平面上で、ボディ1の中心軸線と直交する平面に対して、連通孔1aの中心軸線が傾斜角αだけ傾きを有するように形成されている。これにより、隙間Kに侵入してきたエンジンオイルが連通孔1aから排出され易くなる。
さらに本実施例ではこの傾斜角αが図6(b)に示すように搭載角θよりも大きくなるように設定されている。これにより、使用状態においても隙間Kに侵入してきたエンジンオイルを連通孔1aから好適に排出できるとともに、逆に連通孔1aから隙間Kにエンジンオイルが侵入してくる虞も低減できる。したがって、エンジンオイルが内部に密封したオイルに混入することを好適に防止或いは抑制できる。
なお、第2のシール部材20Aを備えていないラッシュアジャスタや、第2のシール部材20Aの代わりにその他の第2のシール手段を備えたラッシュアジャスタにあっても、連通孔1aを備えることで、同様に隙間Kに侵入してきたエンジンオイルが内部に密封したオイルに混入することを防止或いは抑制できる。以上により、外部からエンジンオイルが侵入すること、及び外部から侵入してきたエンジンオイルが内部に密封したオイルに混入することを防止或いは抑制できるラッシュアジャスタ100Aを実現できる。
図7は第2のシール部材20Bを要部として、本実施例に係るラッシュアジャスタ100Bの構成の一部を模式的に示す図である。ラッシュアジャスタ100Bは、キャップリテーナ7及び第2のシール部材20Aの代わりに、第2のシール部材20Bを備えている点以外、ラッシュアジャスタ100Aと同一のものとなっている。この第2のシール部材20Bはゴムからなり、シール手段としてだけではなく、プランジャ抜け防止手段としても機能する。なお、第2のシール部材20Bの材質にはゴムに限られず、その他の弾性材料など適宜の材質が適用されてよい。第2のシール部材20Bは、リップ状に形成された他端部20bBでプランジャ2の露出部を摺動自在にシールするとともに、一端部20aBがゴム自体の緊迫によりボディ1に直接密着固定された状態で、隙間Kを覆うように配設されている。
このような第2のシール部材20Bで第2のシール手段を実現することによっても、実施例1と同様、外部からエンジンオイルが侵入し、内部に密封したオイルに混入することを防止或いは抑制できる。以上により、外部からエンジンオイルが侵入すること、及び外部から侵入してきたエンジンオイルが内部に密封したオイルに混入することを防止或いは抑制できるラッシュアジャスタ100Bを実現できる。
図8は連通孔1aを要部として、本実施例に係るラッシュアジャスタ100Cの構成の一部を模式的に示す図である。ラッシュアジャスタ100Cは、連通孔1aがさらに以下に示すように形成されている点以外、ラッシュアジャスタ100Bと同一のものとなっている。なお、ラッシュアジャスタ100Aの連通孔1aをさらに以下に示すように形成してもよい。本実施例では連通孔1aがさらに使用状態で、シリンダヘッド30に形成された組付穴30aの開口端部位置Fよりも連通孔1aの最下点Pが、ボディ1の中心軸線延伸方向Yにおいて高くなるように形成されている。但し、この組付穴30aはシリンダヘッド30に限られず、その他の部品についてラッシュアジャスタ100Cを組み付けるために形成されたものであってよい。
これにより、使用状態において隙間Kに侵入してきたエンジンオイルを連通孔1aからさらに好適に排出できるとともに、連通孔1aから隙間Kにエンジンオイルが侵入してくる虞もさらに好適に低減できる。したがって、エンジンオイルが内部に密封したオイルに混入することをさらに好適に防止或いは抑制できる。以上により、外部からエンジンオイルが侵入すること、及び外部から侵入してきたエンジンオイルが内部に密封したオイルに混入することを防止或いは抑制できるラッシュアジャスタ100Cを実現できる。
図9は連通孔1aを要部として、本実施例に係るラッシュアジャスタ100Dの構成の一部を模式的に示す図である。ラッシュアジャスタ100Dは、連通孔1aにさらにボディ1の壁面外側から内側へのエンジンオイルの流通を防止する逆止弁(流通一方向許可手段)25を備えている点以外、実施例1に係るラッシュアジャスタ100Aと同一のものとなっている。係る逆止弁25を備えたラッシュアジャスタ100Dによれば、使用状態において、連通孔1aから隙間Kにエンジンオイルが侵入してくることを完全に防止できる。以上により、外部からエンジンオイルが侵入すること、及び外部から侵入したエンジンオイルが内部に密封したオイルに混入することを防止或いは抑制できるラッシュアジャスタ100Dを実現できる。
上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
ラッシュアジャスタ100Aの構成を模式的に示す図である。 第2のシール部材20A及び連通孔1aを要部として、図1に示すラッシュアジャスタ100Aの構成を拡大して部分的に示す図である。 第2のシール部材20Aが加硫接着されたキャップリテーナ7の組付け前の状態を断面で模式的に示す図である。 逃げ部Jと連通孔1aを要部として、ラッシュアジャスタ100Aを部分的に模式的に示す図である。具体的には図4(a)ではこれらを要部としてラッシュアジャスタ100Aを断面で部分的に示しており、図4(b)ではこれらを要部としたラッシュアジャスタ100Aの外観を部分的に示している。 連通孔1aが複数形成されたボディ1の形状の一例を図4(a)に示すA−A断面で模式的に示す図である。具体的には図5(a)では連通孔1aを3つ形成した場合、図5(b)では連通孔1aを4つ形成した場合、図5(c)では連通孔1aを6つ形成した場合の一例を夫々示している。 ラッシュアジャスタ100Aの使用状態を模式的に示す図である。具体的には図6(a)では内燃機関50の要部とともにラッシュアジャスタ100Aを示しており、図6(b)では連通孔1aを要部として使用状態におけるラッシュアジャスタ100Aを拡大して断面で部分的に示している。 第2のシール部材20Bを要部として、ラッシュアジャスタ100Bの構成の一部を模式的に示す図である。 連通孔1aを要部として、ラッシュアジャスタ100Cの構成の一部を模式的に示す図である。 連通孔1aを要部として、ラッシュアジャスタ100Dの構成の一部を模式的に示す図である。
符号の説明
1 ボディ
2 プランジャ
5 第1のシール部材
7 キャップリテーナ
20 第2のシール部材
20a 一端部
20b 他端部
25 逆止弁
100 密封型ラッシュアジャスタ

Claims (4)

  1. プランジャと、該プランジャを嵌挿したボディとの間に第1のシール手段を備えた密封型ラッシュアジャスタであって、
    前記プランジャのうち、前記ボディから露出している部分を摺動自在にシールするとともに、前記ボディに直接或いは間接的に密着固定された状態で、前記ボディの開口端部と前記プランジャとの間に形成される隙間を覆うように配設される第2のシール手段と、
    前記ボディのうち、前記第1のシール手段よりも開口端部側の部分に、前記ボディの開口端部と前記プランジャとの間に形成される隙間と外部とを連通する連通孔とを備えることを特徴とする密封型ラッシュアジャスタ。
  2. 前記連通孔が、前記ボディの開口端部を上にして該ボディの中心軸線が鉛直線と平行になっている状態で、該ボディの壁面外側から内側に向かって上に傾斜していることを特徴とする請求項1記載の密封型ラッシュアジャスタ。
  3. 前記連通孔が、さらに使用状態で前記ボディの壁面外側から内側に向かって上に傾斜していることを特徴とする請求項2記載の密封型ラッシュアジャスタ。
  4. 前記連通孔が、さらに前記ボディの壁面外側から内側への流体の流通を防止する流通一方向許可手段を備えることを特徴とする請求項1から3いずれか1項記載の密封型ラッシュアジャスタ。
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