JP4625472B2

JP4625472B2 - ラッシュアジャスタ

Info

Publication number: JP4625472B2
Application number: JP2007003652A
Authority: JP
Inventors: 山本　　憲; 智昭牧野
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2007-01-11
Filing date: 2007-01-11
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2027-01-11
Also published as: JP2008169756A

Description

この発明は、エンジンの動弁装置に組み込むラッシュアジャスタに関する。

エンジンの動弁装置は、一般に、シリンダヘッドの吸気ポートに取り付けられたバルブと、そのバルブから上方に延びるバルブステムと、そのバルブステムを上方に付勢するバルブスプリングと、バルブステムの上端に当接して設けられ、揺動可能に支持されたロッカアームと、そのロッカアームの上方に設けられ、ロッカアームに接触するカムとを有し、カムが回転すると、ロッカアームが揺動してバルブステムを上下に移動させ、そのバルブステムと一体に移動するバルブが、シリンダヘッドの吸気ポートを開閉する。また、シリンダヘッドの排気ポートにも、同様の動弁装置が設けられている。

このような動弁装置を備えるエンジンにおいて、エンジン作動中の温度上昇によって動弁装置が熱膨張すると、動弁装置の構成部材間に生じる熱膨張差によって、動弁装置の構成部材間（たとえば、カムとロッカアームの間）に隙間が発生し、エンジンの異音や、バルブの開閉タイミングのずれが生じることがある。また、動弁装置の摺動部の摩耗によって、動弁装置の構成部材間に隙間が発生し、エンジンの異音や、バルブの開閉タイミングのずれが生じることもある。

この問題を防止するため、ロッカアームの揺動支点をラッシュアジャスタで支持することが多い。ラッシュアジャスタは、ロッカアームの揺動支点の位置を自動調整することにより、動弁装置の構成部材間の熱膨張差や、動弁装置の摺動部の摩耗を吸収し、動弁装置の構成部材間に隙間が発生するのを防止するものである。

このようなラッシュアジャスタとして、有底筒状のハウジング内にプランジャを軸方向に摺動可能に挿入してプランジャとハウジングの底の間に圧力室を形成し、その圧力室内に組み込んだプランジャスプリングでプランジャをハウジングから突出する方向に付勢し、前記プランジャの内部にリザーバ室を形成し、前記ハウジングの外側からハウジングとプランジャを貫通して前記リザーバ室に至る流入路を設け、そのリザーバ室から作動油を流出させる流出路を前記プランジャの先端に形成し、前記リザーバ室と前記圧力室を連通する連通路を前記プランジャに設け、その連通路に、前記圧力室の圧力が前記リザーバ室の圧力よりも高くなったときに閉じるチェック弁を設け、前記プランジャの先端で動弁装置のロッカアームを支持するようにしたものが知られている（特許文献１）。

このラッシュアジャスタは、ハウジングに押し込まれる方向の力がプランジャに作用したときは、圧力室の圧力がリザーバ室の圧力よりも高くなってチェック弁が閉じ、圧力室内の作動油でプランジャに作用した力を支持する。そのため、カムがロッカアームを押し動かしてシリンダヘッドのポートを開くときに、プランジャがほとんど移動せず、ラッシュアジャスタはほぼ剛体となり、ロッカアームの揺動支点として機能する。

また、このラッシュアジャスタは、プランジャスプリングでプランジャをハウジングから突出する方向に付勢し、そのプランジャで、ロッカアームをカムに押さえ付ける方向に付勢するので、カムが回転してベースサークルの位置にきたときに、カムとロッカアームの間に隙間が生じない。
特許第３２８８７４４号公報

このラッシュアジャスタでロッカアームの揺動支点を支持した場合、エンジン停止時に、カムがロッカアームを押し動かした位置で停止すると、プランジャは、ハウジングに押し込まれる方向の力が作用したままの状態となる。この状態で長時間経過すると、上記ラッシュアジャスタは、プランジャとハウジングの摺動面間を通って圧力室内の作動油がリザーバ室に流れ、プランジャがハウジングに押し込まれる方向に次第に移動し、プランジャの下端がハウジングの底に突き当たった状態になる。

このように、プランジャの下端がハウジングの底に突き当たると、エンジンを始動させてカムが回転したときに、プランジャが、プランジャスプリングの付勢力によってハウジングから突出する方向に大きく移動するので、リザーバ室内に存在した空気が連通路を通って圧力室に吸い込まれる。

圧力室に空気が吸い込まれると、ハウジングに押し込まれる方向の力がプランジャに作用したときに、圧力室内の空気が圧縮してプランジャが移動する。そのため、カムがロッカアームを押し動かしてバルブを開くときに、ロッカアームの揺動支点が大きく移動し、エンジンの異音やバルブの開閉タイミングのずれが生じるおそれがあった。

そこで、上記のラッシュアジャスタは、連通路を通って圧力室に空気が吸い込まれるのを防止するため、リザーバ室を、前記連通路に接続する内側室と、前記給油通路に接続する外側室とに筒壁で区画し、その筒壁の上端に形成した微小隙間を通じて内側室と外側室を連通している。このようにすると、エンジンが停止して給油通路が大気圧に開放したときにも、内側室内の作動油の液面高さは、筒壁の上端の微小隙間よりも下がらないので、内側室に存在する空気の量を減らすことができ、内側室から圧力室に空気を吸い込みにくくなる。

しかし、上記のラッシュアジャスタを用いた場合にも、極寒地においては、作動油の粘度が高く、リザーバ室と圧力室の間の連通路を作動油が流れにくい。そのため、プランジャの下端がハウジングの底に突き当たった状態で、エンジンを始動させてカムが回転したときに、プランジャがハウジングから突出する方向に移動しにくく、ロッカアームとカムの間に隙間が発生し、エンジンの異音やバルブの開閉タイミングのずれが生じるという問題があった。

この発明が解決しようとする課題は、エンジン停止時に、プランジャがハウジングに押し込まれる方向に移動するのを防止したラッシュアジャスタを提供し、これにより、エンジン始動時に圧力室に空気が吸い込まれるのを防止するとともに、極寒地においても、エンジン始動時にロッカアームとカムの間に隙間が発生するのを防止することである。

上記の課題を解決するため、前記プランジャを軸方向に移動可能に貫通させる抵抗リングを前記ハウジングに対して一定の範囲で軸方向に移動可能に設け、その抵抗リングから内径側に延びる複数の抵抗爪を前記プランジャの先端側に縮径するテーパ状に傾斜させて形成し、その抵抗爪の先端を前記プランジャの外周に接触させ、前記プランジャが前記ハウジングに押し込まれる方向に移動して前記各抵抗爪と摺動するときの摺動抵抗が、前記プランジャが前記ハウジングから突出する方向に移動して前記各抵抗爪と摺動するときの摺動抵抗よりも大きくなるようにした。

この発明のラッシュアジャスタは、エンジン停止時に、プランジャは、ハウジングに押し込まれる方向の力が作用したままの状態となった場合にも、抵抗リングの抵抗爪が、抵抗爪に対するプランジャの摺動抵抗によって、ハウジングに押し込まれる方向へのプランジャの移動を制限するので、エンジンを再始動したときに、プランジャがハウジングから突出する方向にほとんど移動しない。そのため、リザーバ室から連通路を通って圧力室に空気を吸い込む事態が防止され、また、極寒地においても、ロッカアームとカムの間に隙間が発生しない。

図１に、この発明の実施形態のラッシュアジャスタ１を組み込んだ動弁装置を示す。この動弁装置は、エンジンのシリンダヘッド２の吸気ポート３に取り付けたバルブ４と、バルブ４から上方に延びるバルブステム５と、そのバルブステム５をばね座６を介して上方に付勢するバルブスプリング７とを有し、そのバルブスプリング７の付勢力によって、バルブ４がバルブシート８に押さえ付けられ、吸気ポート３を閉じている。

バルブステム５の上端は、ラッシュアジャスタ１を支点として揺動可能に支持されたロッカアーム９が当接している。ロッカアーム９には、ロッカアーム９の上方に設けられたカム１０に接触するローラ１１が取り付けられている。

カム１０は、ベースサークル１０ａに対して隆起したカム山部１０ｂを有し、カム１０が回転したときに、カム山部１０ｂがローラ１１を介してロッカアーム９を押し動かすようになっている。

ラッシュアジャスタ１は、シリンダヘッド２の上面に形成された取付け穴１２に挿入されている。ラッシュアジャスタ１は、図２に示すように、有底筒状のハウジング１３内にプランジャ１４が軸方向に摺動可能に挿入され、プランジャ１４の後端１５とハウジング１３の底１６の間に、圧力室１７が形成されている。圧力室１７内には、プランジャスプリング１８が組み込まれ、そのプランジャスプリング１８によって、プランジャ１４がハウジング１３から突出する方向に付勢されている。プランジャ１４は、先端１９でロッカアーム９を支持する。

シリンダヘッド２には、給油ポンプ（図示せず）に接続する給油通路２０が形成され、その給油通路２０が、取付け穴１２に連通している。取付け穴１２に挿入したハウジング１３の外周には、給油通路２０に対応する位置に円周溝２１が形成され、その円周溝２１内に、ハウジング１３の内周に至る貫通孔２２が形成されている。また、プランジャ１４の外周にも、貫通孔２２に対応する位置に円周溝２３が形成され、その円周溝２３内には、プランジャ１４の内部に形成されたリザーバ室２４に至る貫通孔２５が形成されている。ここで、円周溝２１、貫通孔２２、円周溝２３、貫通孔２５は、ハウジング１３の外側からハウジング１３とプランジャ１４を貫通してリザーバ室２４に至る流入路を構成している。

プランジャ１４の先端１９には、リザーバ室２４から作動油を流出させる流出路２６が形成されており、プランジャ１４の後端１５には、リザーバ室２４と圧力室１７を連通する連通路２７が形成されている。連通路２７の圧力室１７側の端部には、圧力室１７の圧力がリザーバ室２４の圧力よりも高くなったときに閉じるチェック弁２８が設けられている。

また、ハウジング１３の開放端には、プランジャ１４を貫通させる抵抗リング２９が設けられている。抵抗リング２９は、ハウジング１３に固定したリテーナ３０により、一定の範囲で軸方向に移動可能に保持されている。また、抵抗リング２９には、内径側に延びる複数の抵抗爪３１が形成され、各抵抗爪３１の先端がプランジャ１４の外周に接触している。

各抵抗爪３１は、プランジャ１４の先端１９側に縮径するテーパ状に傾斜しており、プランジャ１４がハウジング１３に押し込まれる方向に移動して各抵抗爪３１と摺動するときの摺動抵抗が、プランジャ１４がハウジング１３から突出する方向に移動して各抵抗爪３１と摺動するときの摺動抵抗よりも大きくなるようになっている。

つぎに、このラッシュアジャスタ１の動作例を説明する。

カム１０が回転すると、カム１０のカム山部１０ｂが、ローラ１１を介してロッカアーム９を押し動かし、バルブステム５を下方に移動させて吸気ポート３を開く。このとき、ラッシュアジャスタ１のプランジャ１４に、ハウジング１３に押し込まれる方向の力が作用するが、圧力室１７の圧力がリザーバ室２４の圧力よりも高くなってチェック弁２８が閉じ、圧力室１７内の作動油でプランジャ１４に作用した力を支持する。また、圧力内１７の作動油は、プランジャ１４とハウジング１３の摺動面間のリーク隙間を通ってリザーバ室２４に流れるが、リーク隙間は微小なので、プランジャ１４はほとんど移動しない。そのため、ラッシュアジャスタ１はほぼ剛体となり、ロッカアーム９の揺動支点として機能する。

さらに、カム１０が回転してカム山部１０ｂがローラ１１の位置を過ぎると、バルブスプリング７の付勢力によってロッカアーム９が上方に移動し、そのバルブステム５と一体に移動するバルブ４が吸気ポート３を閉じる。このとき、ラッシュアジャスタ１のプランジャ１４は、ロッカアーム９を、カム１０に押さえ付ける方向に付勢した状態で支持するので、ロッカアーム９がカム１０との接触を保った状態で揺動し、カム１０とロッカアーム９の間に隙間が生じない。また、このとき、圧力室１７の圧力がリザーバ室２４の圧力よりも小さくなってチェック弁２８が開き、リザーバ室２４から圧力室１７に作動油が流れる。

また、シリンダヘッド２、バルブステム５、ロッカアーム９など、上記動弁装置の構成部材間に生じる熱膨張差によってロッカアーム９とカム１０の間の距離が変化したときにも、その距離の変化に応じてプランジャ１４の位置が変化し、カム１０とロッカアーム９の間に隙間が生じない。

また、エンジン停止時に、カム１０がロッカアーム９を押し動かした位置で停止したときは、プランジャ１４は、ハウジング１３に押し込まれる方向の力が作用したままの状態となり、図５に示すように、抵抗リング２９が、ハウジング１３の開放端に当接して保持される。このとき、抵抗爪３１がテーパ状に傾斜しているので、抵抗爪３１に対するプランジャ１４の摺動抵抗が大きく、プランジャ１４は、ハウジング１３に押し込まれる方向に移動しない。そのため、エンジンを再始動したときに、プランジャ１４がハウジング１３から突出する方向に移動せず、リザーバ室２４から連通路２７を通って圧力室１７に空気を吸い込む事態が防止される。

また、極寒地において、カム１０がロッカアーム９を押し動かした位置で停止しても、抵抗爪３１に対するプランジャ１４の摺動抵抗によって、プランジャ１４は、ハウジング１３に押し込まれる方向に移動しない。そのため、エンジンを再始動したときに、ロッカアーム９とカム１０の間に隙間が発生せず、エンジンの異音やバルブ４の開閉タイミングのずれが生じない。

上記実施形態では、ハウジング１３の開放端とリテーナ３０の間に抵抗リング２９を組み込むことによって、抵抗リング２９を一定の範囲で軸方向に移動可能に保持するようにしたが、図６、７に示すように、リテーナ３２に、抵抗リング２９の下面に対向する下面保持部３３と、上面に対向する上面保持部３４とを形成し、その下面保持部３３と上面保持部３４によって、抵抗リング２９を一定の範囲で軸方向に移動可能に保持するようにしてもよい。

この発明の実施形態のラッシュアジャスタを組み込んだ動弁装置を示す正面図図１に示すラッシュアジャスタの正面断面図図２のラッシュアジャスタの抵抗リング近傍の拡大断面図図３のIV−IV線に沿った断面図図２に示すラッシュアジャスタの抵抗リングが、プランジャの移動を制限した状態を示す抵抗リング近傍の断面図図５に示すラッシュアジャスタのリテーナの変形例を示す断面図図６のVII−VII線に沿った断面図

符号の説明

１ラッシュアジャスタ
９ロッカアーム
１３ハウジング
１４プランジャ
１６底
１５後端
１７圧力室
１８プランジャスプリング
１９先端
２１円周溝
２２貫通孔
２３円周溝
２４リザーバ室
２５貫通孔
２６流出路
２７連通路
２８チェック弁
２９抵抗リング
３１抵抗爪

Claims

有底筒状のハウジング（１３）内にプランジャ（１４）を軸方向に摺動可能に挿入してプランジャ（１４）とハウジング（１３）の底（１６）の間に圧力室（１７）を形成し、その圧力室（１７）内に組み込んだプランジャスプリング（１８）でプランジャ（１４）をハウジング（１３）から突出する方向に付勢し、前記プランジャ（１４）の内部にリザーバ室（２４）を形成し、前記ハウジング（１３）の外側からハウジング（１３）とプランジャ（１４）を貫通して前記リザーバ室（２４）に至る流入路（２１，２２，２３，２５）を設け、そのリザーバ室（２４）から作動油を流出させる流出路（２６）を前記プランジャ（１４）の先端（１９）に形成し、前記リザーバ室（２４）と前記圧力室（１７）を連通する連通路（２７）を前記プランジャ（１４）の後端（１５）に形成し、その連通路（２７）に、前記圧力室（１７）の圧力が前記リザーバ室（２４）の圧力よりも高くなったときに閉じるチェック弁（２８）を設け、前記プランジャ（１４）の先端（１９）で動弁装置のロッカアーム（９）を支持するようにしたラッシュアジャスタ（１）において、前記プランジャ（１４）を軸方向に移動可能に貫通させる抵抗リング（２９）を前記ハウジング（１３）に対して一定の範囲で軸方向に移動可能に設け、その抵抗リング（２９）から内径側に延びる複数の抵抗爪（３１）を前記プランジャ（１４）の先端（１９）側に縮径するテーパ状に傾斜させて形成し、その抵抗爪（３１）の先端を前記プランジャ（１４）の外周に接触させ、前記プランジャ（１４）が前記ハウジング（１３）に押し込まれる方向に移動して前記各抵抗爪（３１）と摺動するときの摺動抵抗が、前記プランジャ（１４）が前記ハウジング（１３）から突出する方向に移動して前記各抵抗爪（３１）と摺動するときの摺動抵抗よりも大きくなるようにしたことを特徴とするラッシュアジャスタ。