JP4833142B2 - ラッシュアジャスタ - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の動弁機構における油圧式のラッシュアジャスタに関するものである。

従来、ロッカアームを支持して、バルブクリアランスを調節する油圧式のラッシュアジャスタ９０は、偏磨耗を防止するため、ロッカアームを先端で支持するプランジャ９１が円柱状を、プランジャ９１を長さ方向に摺動可能に把持しているボディ９２が筒状をしており、プランジャ９１とボディ９２とは、互いに相対回転が自由であった。

一方、支持するロッカアームには、バルブのリフト量、作用角及び開閉タイミングを制御する可変動弁機構の切替機構をロッカアーム内に有するものが提案されている（特許文献１）。このような切替機構を駆動するための油圧は、ラッシュアジャスタ９０内に設けられた油路を通じて供給されている。
米国特許出願公開第２００４／ ０７４４５９号明細書

しかし、切替機構を駆動するための油圧は、ラッシュアジャスタ９０の高さ調整機構に用いられる油圧と違い、切替機構を機敏に駆動させるため、より円滑に圧力を伝達する必要がある。そのため、プランジャ９１とボディ９２とが、互いに相対回転が自由であるとそれぞれの向きによっては、油路が狭くなったり行程が長くなったりして、流動抵抗が大きくなり、円滑に油圧を伝達できなくなっていた。特に、プランジャ９１とボディ９２間の油路については、プランジャ９１の外周に溝９４を形成して油路としているが、プランジャ９１は、直接ロッカアームの押圧を受けるため、強度を確保する上で、溝９４の深さ（水平方向）に制限があり、幅（上下方向）についても適切なリークダウン値を確保するため、ボディ９２との一定の摺接面積が必要となり、これが制限となっていた。

そこで、本発明は、ロッカアームに設けられた油圧切替機構に円滑に油圧を伝達できる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、本発明のラッシュアジャスタは、円筒内面を有するボディと、円筒内面に基端部が長さ方向に摺動可能に挿入されたプランジャとを備えたラッシュアジャスタにおいて、ボディとプランジャとの間で油を流動させる油路は、プランジャの先端部から先端部で支持されるロッカアームの可変動弁機構の油圧切替機構へ通じるように形成され、ボディとプランジャとが相対回転すると流動抵抗が変化するものであり、流動抵抗が相対的に低い位置である、ボディに形成された貫通孔と、プランジャに形成された貫通孔とが合致する位置で、ボディとプランジャとの相対回転を止める回転止め構造が設けられたことを特徴とする。

ボディの形態としては、円筒内面を有するものであれば、特に限定はされないが、ラッシュアジャスタが設けられるシリンダヘッドと一体であってもよいし、別体であってもよい。また、シリンダヘッドと別体である場合には、有底であってもよいし、有底でなくてもよい。

プランジャの形態としては、ボディの円筒内面に基端部が長さ方向に摺動可能に挿入されているものであれば、特に限定はされないが、先端部に回り止め機構を有することが好ましい。プランジャの先端部に回り止め機構が設けられることにより、プランジャの回転が止められ、ボディがシリンダヘッドと別体である場合には、ラッシュアジャスタ全体として、シリンダヘッドに形成された設置孔内での回転が止められるからである。回り止め機構としては、特に限定はされないが、水平方向に貫通する孔を有するリング状や外周の一部が切欠された形状等が例示できる。

油路としては、ボディとプランジャとの間で油を流動させ、プランジャの先端部から先端部で支持されるロッカアームの可変動弁機構の油圧切替機構へ通じるように形成され、ボディとプランジャとが相対回転すると流動抵抗が変化するものであれば、特に限定はされないが、一であってもよいし、二以上であってもよい。また、プランジャ内に設けられている油室（油溜り）と連通していてもよいし、連通していなくてもよい。

流動抵抗が変化する原因としては、油路の行程の長さが変化する場合や、油路の広狭が変化する場合等が例示できる。

回転止め構造としては、油路の流動抵抗が相対的に低い位置で、ボディとプランジャとの相対回転を止めるものであれば、特に限定はされないが、ボディ又はプランジャの一方に長さ方向に延びるガイド部を設け、他方にこのガイド部によりボディの長さ方向に移動可能かつボディとプランジャとの相対回転の方向には移動不能に嵌入された突起との組合せや、プランジャの周側面の一部が長さ方向に切欠された切欠部と、ボディの内面の一部がこの切欠部と摺接できるよう形成された凸起とからなるものが例示できる。これらの回転止め構造は、一であってもよいし、二以上であってもよい。また、長さ方向に延びるガイド部をボディに設け、このガイド部にボディの長さ方向に移動可能かつボディとプランジャとの相対回転の方向には移動不能に嵌入された突部をプランジャに設けた組合せが好ましい。

ボディに形成されているガイド部としては、ボディの長さ方向に延び、嵌入しているプランジャの突部をボディの長さ方向に移動可能かつボディとプランジャとの相対回転の方向には移動不能となるようにできるものであれば、特に限定はされないが、スリット状等が例示できる。また、プランジャがボディから抜出するのを防止できることから、ガイドの長さ方向の両至端がボディ内にあることが好ましい。

プランジャに突起を設ける態様としては、特に限定はされないが、プランジャに形成された孔にピンを圧入する態様等が例示できる。この場合に、ピンとしては、特に限定はされないが、中実ピンやスプリングピン等が例示でき、ピンをプランジャに形成された孔に圧入することによるプランジャの変形を小さくできることからスプリングピンであることが好ましい。

本発明によれば、ロッカアームに設けられた油圧切替機構に円滑に油圧を伝達できるラッシュアジャスタを提供することができる。

円筒内面を有するボディと、円筒内面に基端部が長さ方向に摺動可能に挿入されたプランジャとを備えたラッシュアジャスタにおいて、ボディとプランジャとの間で油を流動させる油路は、プランジャの先端部から先端部で支持されるロッカアームの可変動弁機構の油圧切替機構へ通じるように形成され、ボディとプランジャとが相対回転すると流動抵抗が変化するものであり、ボディに形成された貫通孔と、プランジャに形成された貫通孔とが合致する位置で、ボディとプランジャとの相対回転を止める回転止め構造が設けられたことを特徴とするラッシュアジャスタ。

図１〜図３に示すように、本実施例のラッシュアジャスタ１０は、シリンダヘッド１３に形成された設置穴１４に設けられ、有底筒状のボディ４０と、ボディ４０の円筒内面に基端部が長さ方向に摺動可能に挿入され、可変動弁機構の油圧切替機構１６（図示略）を有するロッカアーム１１を係合軸１２を介して先端部で支持するプランジャ２０とを備えている。

ボディ４０の長さ方向の中間には、周方向に延びる外溝４３が形成されている。外溝４３には、シリンダヘッド１３に設けられた送油管１５から作動油Ｐをラッシュアジャスタ１０内に導入するため、二つの外部連通孔４１がボディ４０の軸線を挟んで対向する位置に貫通している。また、ガイド部としてのピン溝４２が、ボディ４０の長さ方向にのみ延びたスリット状で、長さ方向の両至端が外溝４３内にあるようにして開口している。

プランジャ２０は、先端部に水平方向に貫通する軸孔２２を有するリング２１が形成され、軸孔２２に係合軸１２が挿入されている。また、軸孔２２の側面には噴出孔２７が開口している。先端部より基端側は円柱状をしている円柱部２３となっている。円柱部２３の長さ方向の中間には、周方向に延びる内溝２４が形成されている。内溝２４には、二つの内部連通孔２５がプランジャ２０の軸線を挟んで対向する位置に貫通し、穿孔３０が形成されている。穿孔３０には、スプリングピン３１が圧入されている。スプリングピン３１は、ボディ４０の長さ方向に移動可能かつボディ４０とプランジャ２０との相対回転方向には移動不能になるようピン溝４２に嵌入されている。プランジャ２０の底面の中心には、プランジャ２０の内部に相対的に油圧が低い油を溜めておく低圧油室３３へと繋がる弁孔２６が開口している。

プランジャ２０の内部は、低圧油室３３が形成されている。低圧油室３３は二つの内部連通孔２５及び噴出孔２７と連通している。

プランジャ２０の底面とボディ４０の内面とによって囲まれた空間は、相対的に油圧が高い油が溜まっている高圧油室３６となっている。高圧油室３６内には、弁孔２６と密接するよう弁バネ３８によって付勢されている球体３７があり、この球体３７と弁孔２６とを含んで逆止弁３９が構成されている。また、プランジャ２０の底面に当接して、プランジャ２０をボディ４０から抜出する方向に付勢しているプランジャバネ３４がある。

送油管１５を通じて供給される油圧は、外部連通孔４１からラッシュアジャスタ１０内へと伝わる。内部連通孔２５と噴出孔２７とは低圧油室３３を介して連通していることから、ラッシュアジャスタ１０内に伝わった油圧は、内部連通孔２５、低圧油室３３、を経て噴出孔２７へと伝達される。噴出孔２７へと伝わった油圧は、係合軸１２及びロッカアーム１１にそれぞれ形成された内部油路（図示略）を通じて油圧切替機構１６へと伝達される。なお、本実施例において、低圧油室３３は、油路の一部も担っている。

低圧油室３３へと送油管１５から流入した作動油Ｐの一部はラッシュアジャスタ１０の高さ調整機構に用いられる。

プランジャ２０は、プランジャバネ３４によってボディ４０から抜出される方向に付勢されている、一方、支持しているロッカアーム１１によって、プランジャバネ３４による付勢方向とは反対の方向、すなわち、ボディ４０に挿入される方向に付勢されており、両付勢力は均衡している。

プランジャバネ３４からの付勢力がロッカアーム１１からの付勢力より卓越している場合には、プランジャバネ３４からの付勢力により、プランジャ２０は、新たに均衡する位置までボディ４０から抜出される方向に移動する。これにより、高圧油室３６の容積が大きくなり、高圧油室３６内の油圧が低くなるため、低圧油室３３から逆止弁３９を通じて作動油Ｐが高圧油室３６に供給される。

一方、ロッカアーム１１からの付勢力がプランジャバネ３４からの付勢力より卓越している場合には、ロッカアーム１１からの付勢力により、プランジャ２０は、新たに均衡する位置までボディ４０に挿入される方向に移動する。これにより、高圧油室３６の容積が小さくなり、高圧油室３６内の油圧が高くなるため、高圧油室３６からプランジャ２０とボディ４０の内側面との隙間を通じて作動油Ｐが流出する。このようにして、リークダウンが行われる。

図４（ｂ）に示すように、プランジャ２０とボディ４０とが相対回動し、垂直方向からみて、二つの内部連通孔２５を結ぶ線と二つの外部連通孔４１を結ぶ線とが一致しない（直交する）と、外部連通孔４１からラッシュアジャスタ１０内へと入った作動油Ｐは、内部連通孔２５に達するために流路としては狭い内溝２４に沿って流動する必要が生じる。また、その分、油路の行程も長くなる。従って、油路の流動抵抗も高くなる。

また、外部連通孔４１が、送油管１５に面していないと、作動油Ｐは、送油管１５から外部連通孔４１まで外溝４３に沿って流動する必要が生じる。

一方、図４（ａ）に示すように、垂直方向からみて、二つの内部連通孔２５を結ぶ線と二つの外部連通孔４１を結ぶ線とが一致している、すなわち、外部連通孔４１と内部連通孔２５とが合致していると、外部連通孔４１からラッシュアジャスタ１０内へと入った作動油Ｐは、流路としては狭い内溝２４に沿って流動する必要がなく、直に内部連通孔２５に達するため、油路の行程も最短となる。従って、油路の流動抵抗も低くなる。

また、外部連通孔４１が、送油管１５に面しているので、作動油Ｐは外溝４３に沿って流動する必要がない。

ピン溝４２にスプリングピン３１が嵌入していることで、ボディ４０とプランジャ２０との相対回転は止められ、ボディ４０に対するプランジャ２０の長さ方向の移動は、ピン溝４２の長さ分だけに規制されている。従って、図４（ａ）の位置になるようにしてスプリングピン３１がピン溝４２に嵌入していることで、この状態、すなわち、油路の流動抵抗が相対的に低くなっている状態を維持できる。

プランジャ２０の先端部をリング２１形状にすることで、ロッカアーム１１をによって、プランジャ２０の回転を止めることができ、設置穴１４内でのラッシュアジャスタ１０全体の回転を止める。従って、外部連通孔４１が送油管１５に面している位置にラッシュアジャスタ１０を固定できる。

本実施例によれば、次の（ａ）〜（ｄ）の効果が得られる。
（ａ）油路の流動抵抗を相対的に低くしておけることで、ロッカアームに設けられた油圧切替機構１６に円滑に油圧を伝達することができる。
（ｂ）プランジャ２０の長さ方向の移動がピン溝４２の長さ分だけに規制されていることで、プランジャ２０がボディ４０から抜出できなくなり、プランジャ２０がボディ４０から抜出するのを防止するための抜け止め用リングを設けなくてもよい。
（ｃ）外部連通孔４１が送油管１５に面する位置にラッシュアジャスタ１０を固定できることで、より円滑に油圧切替機構１６に油圧を伝達することができる。
（ｄ）突起としてスプリングピン３１を用いることで、穿孔３０にピンを圧入することによるプランジャ２０の変形を小さくでき、リークダウン値の精度が保てる。

なお、本発明は前記実施例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実施することができる。

本実施例のラッシュアジャスタの全体図である。 同ラッシュアジャスタの垂直方向の断面図である。 同ラッシュアジャスタの垂直方向の断面図である。 プランジャとボディとの位置関係の説明図である。 従来のラッシュアジャスタの垂直方向の断面図である。

符号の説明

１０ ラッシュアジャスタ
１１ ロッカアーム
１６ 油圧切替機構
２０ プランジャ
２１ リング
２３ 円柱部
２５ 内部連通孔
２７ 噴出孔
３０ 穿孔
３１ スプリングピン
３３ 低圧油室
４０ ボディ
４１ 外部連通孔
４２ ピン溝

Claims (4)

1. 円筒内面を有するボディと、該円筒内面に基端部が長さ方向に摺動可能に挿入されたプランジャとを備えたラッシュアジャスタにおいて、
   前記ボディと前記プランジャとの間で油を流動させる油路は、該プランジャの先端部から該先端部で支持されるロッカアームの可変動弁機構の油圧切替機構へ通じるように形成され、前記ボディと前記プランジャとが相対回転すると流動抵抗が変化するものであり、
   前記流動抵抗が相対的に低い位置である、前記ボディに形成された貫通孔と、前記プランジャに形成された貫通孔とが合致する位置で、前記ボディと前記プランジャとの相対回転を止める回転止め構造が設けられたことを特徴とするラッシュアジャスタ。
2. 前記回転止め構造は、前記ボディに形成され、該ボディの長さ方向に延びるガイド部と、前記プランジャに設けられ、前記ガイド部に該ボディの長さ方向に移動可能かつ前記相対回転の方向には移動不能に嵌入された突部との組合せである請求項１記載のラッシュアジャスタ。
3. 前記突部は、プランジャに形成された孔に圧入されたスプリングピンである請求項２記載のラッシュアジャスタ。
4. 前記プランジャの先端部に該プランジャの回り止め機構を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載のラッシュアジャスタ。

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