JP4999539B2

JP4999539B2 - スイングアーム式動弁装置におけるラッシュアジャスタ

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Publication number: JP4999539B2
Application number: JP2007128035A
Authority: JP
Inventors: 栄二前野
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2007-05-14
Filing date: 2007-05-14
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2027-05-14
Also published as: US8181615B2; US20100126453A1; WO2008140079A1; JP2008280976A; DE112008001053T5

Description

この発明は、内燃機関における動弁装置の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ものである。

一般に、カムの回転によって吸気バルブあるいは排気バルブ（以下単にバルブという）を開閉させる動弁装置には、カムの回転によってバルブステムを直接押し下げてバルブを開放させるようにしたダイレクト型と、カムの回転によりアームを揺動させ、そのアームによりバルブステムを押し下げてバルブを開放させるようにしたアーム型とが存在する。

また、アーム型にはカムの下方にアームを配置し、そのアームの端部をピボットで支持するスイングアーム式と、カムの上方に設けられたロッカーシャフトを中心にしてアームを揺動自在に支持したロッカーアーム式のものがある。

上記いずれの動弁装置においても、ラッシュアジャスタの組込みによってバルブクリアランスを自動調整している。

上記ラッシュアジャスタとして、筒状のボディに形成された鋸歯状の雌ねじにアジャストスクリュの外周に設けられた鋸歯状の雄ねじをねじ係合し、そのアジャストスクリュをリターンスプリングにより外方向に向けて付勢するようにした機械式ラッシュアジャスタが従来から知られている。

上記の機械式ラッシュアジャスタにおいては、そのラッシュアジャスタが伸長する状態で動弁装置に組込まれると、エンジンのクランキング時に圧縮漏れを起こして完爆せず、また、吸排気バルブが互いに干渉して破損するおそれがあるため、収縮した状態で動弁装置に組込む必要がある。

ここで、収縮状態のラッシュアジャスタを指先で保持する構成であると、組付けに非常に手間が係る。そのような不都合を解消するため、特許文献１に記載されたラッシュアジャスタにおいては、ボディの閉塞端にピン孔を形成し、そのピン孔に挿入したピンをアジャストスクリュに形成された半径方向のピン孔に挿入してアジャストスクリュを押し込み状態に保持するようにしている。

また、特許文献２に記載されたラッシュアジャスタにおいては、低融点の蝋によりアジャストスクリュを押し込み状態に保持し、内燃機関の温度上昇により上記蝋を溶解させてアジャストスクリュの保持を解除するようにしている。

さらに、特許文献３に記載されたロッカーアーム式の動弁装置に適用されるラッシュアジャスタにおいては、ロッカアームのラッシュアジャスタの組付け側端部にコの字形の保持具を嵌合してアジャストスクリュを押し込み状態に保持するようにしている。

特開平１１−６２５１９号公報特開２０００−１１０５２３号公報特開２００７−９２６６８号公報

ところで、特許文献１のように、ピンの挿入によってアジャストスクリュを押し込み状態に保持する初期セット方法においては、ボディとアジャストスクリュの双方に小径のピン孔を加工する必要があるため、加工に手間がかかると共に、ピンのセット時、ボディのピン孔とアジャストスクリュのピン孔を一致させる必要があるため、ピンのセットに手間がかかる問題がある。また、スイングアーム式動弁装置に適用されるピボットタイプのラッシュアジャスタはシリンダヘッドに形成された嵌合孔に嵌合する組付けであるため、そのようなラッシュアジャスタには適用することができない。

また、特許文献２のように、蝋によってアジャストスクリュを押し込み状態に保持する初期セット方法においては、ダイレクト動弁装置用のラッシュアジャスタやアーム式動弁装置用のラッシュアジャスタのいずれのラッシュアジャスタにも適用可能であるが、蝋が一旦溶解すると、アジャストスクリュを押し込み状態に再セットすることができないため、エンジンのオーバーホールの際等によるラッシュアジャスタの再組付けに手間がかかる問題がある。

さらに、特許文献３のように、コの字形保持具の嵌合によってアジャストスクリュを押し込み状態に保持する初期セット方法においては、スイングアーム式動弁装置に適用されるピボットタイプのラッシュアジャスタには適用することができない。

この発明の課題は、スイングアーム式動弁装置に対して簡単に組み付けることができると共に、レンチ等の汎用の回転操作用工具によりアジャストスクリュを反復して押し込み状態に保持することができるようにしたラッシュアジャスタを提供することである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、シリンダヘッドに形成された嵌合孔内に嵌合される下端閉塞の筒状ボディと、そのボディ内に組込まれ、ボディの上端から外部に位置する上端にスイングアームの端部を揺動自在に支持する球面状のピボット部が形成されたアジャストスクリュと、前記ボディ内に組込まれてアジャストスクリュをボディから突出する方向に付勢するリターンスプリングとを有し、前記ボディの内周に雌ねじを形成し、アジャストスクリュの外周にはその雌ねじに噛合する雄ねじを設け、その雄ねじと雌ねじのねじ山を、アジャストスクリュに負荷される軸方向の押し込み荷重を受ける圧力側フランクのフランク角が遊び側フランクのフランク角より大きい鋸歯状としたスイングアーム式動弁装置におけるラッシュアジャスタにおいて、前記ボディの底面とアジャストスクリュの下面間に、そのアジャストスクリュの下面に対する接触によって前記リターンスプリングの押圧でアジャストスクリュが回転しつつ突出する方向に移動するのを防止する孔あき円板状の合成樹脂またはゴムからなる摩擦部材を組込み、前記アジャストスクリュの前記ボディの上端から外部に位置する上部に回転操作用工具が係合可能な係合孔を設けた構成を採用したのである。

ここで、摩擦部材として、上記のように、合成樹脂またはゴムからなるものを採用することにより、射出成形等で成形することができるため、摩擦部材のコストの低減に効果を挙げることができる。

上記の構成からなるラッシュアジャスタにおいて、係合孔に回転操作用工具を係合し、その回転操作用工具の回転操作によりアジャストスクリュを締付け方向に回転して、アジャストスクリュの下面を摩擦部材に圧接させることにより、その摩擦部材とアジャストスクリュの接触面に作用する摩擦抵抗によってアジャストスクリュは回転するのが阻止され、アジャストスクリュは押し込み状態に保持される。

ラッシュアジャスタはアジャストスクリュが押し込み状態に保持される初期セット状態においてシリンダヘッドに形成された嵌合孔内に組付ける。その組付け後、係合孔に回転操作用工具を係合し、その回転操作用工具の回転操作によりアジャストスクリュを弛み方向に回転してアジャストスクリュの保持を解除することにより、リターンスプリングの押圧によりアジャストスクリュが回転しつつ外方向に移動して、ラッシュアジャスタは組付け状態とされる。

ここで、アジャストスクリュを弛み方向に回転させる場合に、ボディが共回りすると、アジャストスクリュの保持を解除することができない。その共回り防止には、ボディの下面と嵌合孔の底面における少なくとも一方に溝を形成し、あるいは、ボディの下面と嵌合孔の底面における少なくとも一方を粗面として、ボディの下面と嵌合孔の底面間の摩擦抵抗を高めるのが有効である。

上記のように、アジャストスクリュを締付け方向に回転してその下面を摩擦部材に押し付けることによって、アジャストスクリュを押し込み状態に保持することができるため、スイングアーム式動弁装置にラッシュアジャスタを簡単に組み付けることができる。

また、アジャストスクリュの保持が摩擦部材に対するアジャストスクリュの下面の圧接によるものであるため、アジャストスクリュを反復して押し込み状態に保持することができ、ラッシュアジャスタの再組付けも容易に行うことができる。

さらに、アジャストスクリュの上部に回転操作用工具の係合孔を形成したことによって、レンチ等の汎用の工具を用いてアジャストスクリュの保持および保持解除を行うことができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係るラッシュアジャスタＡをスイングアーム式動弁装置に組付けた状態を示す。このスイングアーム式動弁装置においては、シリンダヘッド１に形成された嵌合孔２にこの発明に係るラッシュアジャスタＡを組込み、そのラッシュアジャスタＡによって一端部が支持された揺動可能なスイングアーム３の中途にローラ４を回転自在に支持し、そのローラ４をカムシャフト５に設けられたカム６の回転により押し下げてスイングアーム３を揺動させ、そのスイングアーム３の他端部でバルブステム７を押し下げて、バルブステム７の下端に設けられたバルブ８を開放させるようにしている。

ここで、バルブステム７は、上端にスプリングリテナ９を有し、そのスプリングリテナ９に負荷されるバルブスプリング１０の押圧力によってバルブステム７は下端のバルブ８がバルブシート１１に密着する方向に付勢されている。

また、スイングアーム３の一端部には下面に半球状の球面座１２と、上面からその球面座１２に貫通する工具挿入孔１３が形成されている。

図２および図３に示すように、ラッシュアジャスタＡは、嵌合孔２に嵌合される円筒状のボディ２１を有している。ボディ２１は、両端が開口する筒体２２と、その筒体２２の下端部に圧入されたキャップ２３とからなり、上記筒体２２の内周には雌ねじ２４が形成され、その雌ねじ２４にアジャストスクリュ２５の外周に形成された雄ねじ２６がねじ係合されている。

ボディ２１の内部には、リターンスプリング２７とスプリングシート２８が組込まれ、上記リターンスプリング２７によってアジャストスクリュ２５はボディ２１の上端開口から突出する方向に向けて付勢されている。

ここで、筒体２２の内周に形成された雌ねじ２４とアジャストスクリュ２５の外周に形成された雄ねじ２６は、アジャストスクリュ２５に負荷される押込み力を受ける圧力側フランク２９のフランク角が遊び側フランク３０のフランク角より大きい鋸歯状とされ、その鋸歯状ねじ山にリターンスプリング２７の押圧によってアジャストスクリュ２５が回転しつつ軸方向に移動するリード角が設けられている。

ボディ２１内には、キャップ２３とアジャストスクリュ２５の対向部間に孔あき円板状の摩擦部材３１が組込まれている。摩擦部材３１は合成樹脂やゴム等の摩擦係数の高い材料から形成され、その摩擦部材３１にアジャストスクリュ２５の下面を圧接させることにより、接触部に作用する摩擦抵抗によってアジャストスクリュ２５は押し込み状態に保持されるようになっている。

アジャストスクリュ２５のボディ２１の上端から外部に位置する上端には球面状のピボット部３２が形成され、そのピボット部３２によってスイングアーム３の一端部に形成された球面座１２が支持されている。また、ピボット部３２の上端には、図４に示すレンチ等の汎用の回転操作用工具Ｔが係合可能な係合孔３３が形成されている。

実施の形態で示すスイングアーム式動弁装置は上記の構造からなり、ラッシュアジャスタＡの組込みに際しては、図４に示すように、係合孔３３に回転操作用工具Ｔを係合し、その回転操作用工具Ｔの回転操作によりアジャストスクリュ２５を締付け方向に回転して、その下面を摩擦部材３１に圧接させる。

摩擦部材３１に対するアジャストスクリュ２５の圧接により、その接触部に作用する摩擦抵抗によってアジャストスクリュ２５は押し込み状態に保持され、ラッシュアジャスタＡは収縮された初期セット状態とされる。その初期セット状態において、図１に示すシリンダヘッド１の嵌合孔２内にラッシュアジャスタＡを嵌合することによって組付けが完了する。

ラッシュアジャスタＡの組付け後、アジャストスクリュ２５のピボット部３２でスイングアーム３の球面座１２が支持されるようにしてスイングアーム３の組付けを行い、そのスイングアーム３の組付け後、図５に示すように、工具挿入孔１３に回転操作用工具Ｔを挿入して係合孔３３に係合し、その回転操作用工具Ｔの回転操作によってアジャストスクリュ２５を弛み方向に回転すると、摩擦部材３１に対してアジャストスクリュ２５が離反し、アジャストスクリュ２５の保持が解除される。

このとき、アジャストスクリュ２５はリターンスプリング２７の押圧により回転しつつ突出する方向に移動し、そのアジャストスクリュ２５によりスイングアーム３の一端部が持ち上げられて、図５に示すように、ローラ４がカム６の外周に押し付けられ、スイングアーム式動弁装置は作動状態とされる。

ここで、アジャストスクリュ２５を弛み方向に回転させる場合に、ボディ２１が共回りすると、アジャストスクリュ２５の保持を解除することができない。その共回りを防止するため、図３に示すように、キャップ２３の下面に溝３４を形成して嵌合孔２の底面に対する摩擦力を高めるようにしている。

なお、嵌合孔２の底面に溝を形成してもよい。上記溝３４に代えて、ボディ２１の下面と嵌合孔２の底面における少なくとも一方を粗面として、ボディ２１の下面と嵌合孔２の底面間の摩擦抵抗を高めるようにしてもよい。

上記のように、アジャストスクリュ２５を締付け方向に回転してその下面を摩擦部材３１に押し付けることにより、アジャストスクリュ２５は押し込み状態に保持されるため、スイングアーム式動弁装置に対してラッシュアジャスタＡを簡単に組み付けることができる。

また、摩擦部材３１に対するアジャストスクリュ２５の下面の圧接によってアジャストスクリュ２５は押し込み状態に保持されるため、アジャストスクリュ２５を反復して押し込み状態に保持することができる。このため、ラッシュアジャスタＡの再組付けも容易に行うことができる。

さらに、アジャストスクリュ２５の上部に回転操作用工具Ｔの係合孔３３を形成したことによって、レンチ等の汎用の工具を用いてアジャストスクリュ２５の保持および保持解除を行うことができる。

図５に示すようなスイングアーム式動弁装置の作動状態において、シリンダヘッド１の熱膨張によってバルブステム７とアジャストスクリュ２５間にバルブクリアランスが生じると、リターンスプリング２７の押圧によりアジャストスクリュ２５が遊び側フランク３０に沿って回転しつつ突出する方向に移動してバルブクリアランスを吸収する。

また、アジャストスクリュ２５がバルブステム７によって押し込み力を受けると、雌ねじ２４とアジャストスクリュ２５の雄ねじ２６のねじ係合部に形成された軸方向のねじ隙間を詰めるまでアジャストスクリュ２５が軸方向に移動する。さらに押し込み力がかかると、互いに圧接する圧力側フランク２９により上記押し込み力を受け、アジャストスクリュ２５が回転しつつボディ２１内に没入する方向に向けて移動するのを防止する。

反対に、バルブシート１１の摩耗等によりバルブステム７の上端とカム６間の距離が縮まると、アジャストスクリュ２５はバルブステム７から負荷される軸方向の変動荷重により徐々に押し込まれて回転しつつボディ２１内に没入する方向に向けて移動し、カム６のベース円６ａがローラ４と接触するバルブ閉鎖時にバルブ８が不完全に閉鎖するのを防止する。このとき、アジャストスクリュ２５は前記軸方向の変動荷重の最小値が０となる位置からさらにねじ隙間分だけ押し込まれ、それ以上は後退しない。

一方、バルブクリアランスの調整が必要のない定常的な運転状態のときは、アジャストスクリュ２５は殆ど回転せず、雌ねじ２４とアジャストスクリュ２５の雄ねじ２６のねじ係合部間に形成された軸方向のねじ隙間の範囲内で軸方向変位を繰り返す。

この発明に係るラッシュアジャスタが組込まれたスイングアーム式動弁装置の縦断正面図図１に示すラッシュアジャスタの縦断正面図ラッシュアジャスタの底面図ラッシュアジャスタのアジャストスクリュを押し込み状態に保持した状態の断面図ラッシュアジャスタのアジャストスクリュの保持を解除した状態の断面図

符号の説明

１シリンダヘッド
２嵌合孔
３スイングアーム
２１ボディ
２４雌ねじ
２５アジャストスクリュ
２６雄ねじ
２７リターンスプリング
２９圧力側フランク
３０遊び側フランク
３１摩擦部材
３２ピボット部
３３係合孔
３４溝

Claims

シリンダヘッドに形成された嵌合孔内に嵌合される下端閉塞の筒状ボディと、そのボディ内に組込まれ、ボディの上端から外部に位置する上端にスイングアームの端部を揺動自在に支持する球面状のピボット部が形成されたアジャストスクリュと、前記ボディ内に組込まれてアジャストスクリュをボディから突出する方向に付勢するリターンスプリングとを有し、前記ボディの内周に雌ねじを形成し、アジャストスクリュの外周にはその雌ねじに噛合する雄ねじを設け、その雄ねじと雌ねじのねじ山を、アジャストスクリュに負荷される軸方向の押し込み荷重を受ける圧力側フランクのフランク角が遊び側フランクのフランク角より大きい鋸歯状としたスイングアーム式動弁装置におけるラッシュアジャスタにおいて、
前記ボディの底面とアジャストスクリュの下面間に、そのアジャストスクリュの下面に対する接触によって前記リターンスプリングの押圧でアジャストスクリュが回転しつつ突出する方向に移動するのを防止する孔あき円板状の合成樹脂またはゴムからなる摩擦部材を組込み、前記アジャストスクリュの前記ボディの上端から外部に位置する上部に回転操作用工具が係合可能な係合孔を設けたことを特徴とするスイングアーム式動弁装置におけるラッシュアジャスタ。
前記ボディの下面と嵌合孔の底面における少なくとも一方に溝を形成した請求項１に記載のスイングアーム式動弁装置におけるラッシュアジャスタ。
前記ボディの下面と嵌合孔の底面における少なくとも一方を粗面とした請求項１又は２に記載のスイングアーム式動弁装置におけるラッシュアジャスタ。