JP5253241B2 - 密封型ラッシュアジャスタ - Google Patents

Description

本発明は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ロッカーアーム、或いはロッカーアームとシリンダヘッド、さらには吸排気弁とカムシャフト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は具体的には、エンジンオイルを利用する外部給油型ラッシュアジャスタのほか、作動油が密封された密封型ラッシュアジャスタがある。密封型ラッシュアジャスタとしては、例えば特許文献１で開示されているものがある。特許文献１が開示するラッシュアジャスタでは、プランジャとボディとがそれぞれシール部材を備えており、これにより作動油の外部漏れを防止している。

このほかボディに先端部に設けられたシール部と、プランジャに形成された段差部とが作る断面形状が平行四辺形状になる構造を開示している点で、本発明と関連性があると考えられる技術が特許文献２で開示されている。また、ボディおよびプランジャが凹部を備え、対向する凹部同士が作る断面形状が概ね六角形になる構造を開示している点で、本発明と関連性があると考えられる技術が特許文献３で開示されている。

特開２００２−２８５８０８号公報 特開平３−５０３０５号公報 実開平４−７５１１１号公報

図６は密封型ラッシュアジャスタの一例である密封型ラッシュアジャスタ１００Ｘを断面で模式的に示す図である。密封型ラッシュアジャスタ１００Ｘは、基本構成としてボディ１Ｘと、プランジャ２Ｘ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５と、第２のシール部材６と、ボールプラグ７と、キャップリテーナ８とを備えている。

ボディ１Ｘは有底円筒状の部材であり、円筒内にはプランジャ２Ｘ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１Ｘのうち、大気側に位置する先端部には、プランジャ２Ｘの突出を規制するためのキャップリテーナ８が配設されている。このキャップリテーナ８はプランジャ２Ｘ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２Ｘは円柱状の部材であり、内部にはリザーバ室９１が形成されている。なお、リザーバ室９１は適宜の形状に形成されていてよい。プランジャ２Ｘのうち、大気側に位置する先端部には作動油であるオイル（液体）を注入するための注入孔２５が形成されており、さらにこの注入孔２５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７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９１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２Ｘはボディ１Ｘの底部と高圧室９２を形成している。プランジャ２Ｘのうち、高圧室９２側に位置する後端部には高圧室９２と連通する連通孔２６が形成されており、さらにこの連通孔２６にはチェック弁３が配設されている。高圧室９２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２Ｘを先端側（大気側）へ突出するように付勢する際に開いて、リザーバ室９１から高圧室９２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２Ｘには、摺動面からリザーバ室９１に通じるリサイクル孔２７が、リザーバ室９１側の開口部が使用状態で常にオイルの油面Ｓよりも高圧室９２側になるように形成されている。

ボディ１Ｘには、リング状の第１のシール部材５が設けられている。第１のシール部材５は、プランジャ２Ｘに摺接するように設けられている。第１のシール部材５はさらに具体的にはプランジャ２Ｘの外面部に対向して設けられており、この外面部の外面はボディ１Ｘとの摺動面となっている。プランジャ２Ｘには、リング状の第２のシール部材６が設けられている。第２のシール部材６は、ボディ１Ｘに摺接するように設けられている。第２のシール部材６はさらに具体的にはボディ１Ｘの内面部に対向して設けられており、この内面部の内面はプランジャ２Ｘとの摺動面となっている。第１および第２のシール部材５、６はリサイクル孔２７よりも大気側に配置されており、第２のシール部材６はさらに第１のシール部材５よりも高圧室９２側に配置されている。なお、第１および第２のシール部材５、６の材質にはゴムが適用されているが、これに限られず、適宜の材質が適用されてよい。

密封型ラッシュアジャスタ１００Ｘでは、プランジャ２Ｘをボディ１Ｘに組み付ける際に、プランジャ２Ｘに予め装着された第２のシール部材６が、ボディ１Ｘの内面に予め装着された第１のシール部材５を乗り越えることになる。このため密封型ラッシュアジャスタ１００Ｘでは、プランジャ２Ｘ組み付けの際に、第１および第２シール部材５、６が互いに捩じられたり喰い付いたりする虞があり、場合によっては第１および第２のシール部材５、６が損傷する虞もあると考えられる。この点、プランジャ２Ｘの組み付けは、第２のシール部材６に油を塗布した後に行うこととしているが、ばらつきがある上、手間もかかる点で不都合である。また、仮に油の塗布が十分であっても、例えばプランジャ２Ｘにエッジがあった場合には、プランジャ２Ｘ組み付けの際に第１シール部材５がエッジにより損傷を受ける虞もあると考えられる。

そこで本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、ボディにプランジャを組み付ける際に、シール部材に組み付け不良が発生することを防止可能な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の本発明は、ボディと、前記ボディに摺動自在に嵌挿され、前記ボディの底部との間に高圧室を形成するプランジャと、前記ボディに設けられ、前記プランジャに摺接する第１のシール部材と、前記プランジャに設けられ、前記ボディに摺接する第２のシール部材とを備え、
前記ボディに大気側内面部と、該大気側内面部よりも前記高圧室側に位置し、且つ該大気側内面部よりも面が張り出している高圧室側内面部と、前記大気側内面部および前記高圧室側内面部に接続する第１の段差部とを設けるとともに、
前記プランジャに前記大気側内面部に対向する大気側外面部と、前記高圧室側内面部に対向するとともに、前記大気側外面部よりも面が沈んでいる高圧室側外面部と、前記大気側外面部および前記高圧室側外面部に接続する第２の段差部とを設け、
前記第１の段差部がなす第１の段差量を、前記第２の段差部がなす第２の段差量よりも大きく設定し、
前記第１および第２の段差部をテーパ状に形成し、
前記第１のシール部材を前記第１の段差部から離間して前記大気側内面部に配置するとともに、前記第２のシール部材を前記第２の段差部から離間して前記高圧室側外面部に配置した密封型ラッシュアジャスタである。

本発明によれば、ボディにプランジャを組み付ける際に、シール部材に組み付け不良が発生することを防止できる。

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称す）１００Ａを断面で模式的に示す図である。 プランジャ２Ａ組み付け時のラッシュアジャスタ１００Ａの要部を断面で拡大して模式的に示す図である。 最伸張状態にある場合のラッシュアジャスタ１００Ａの要部を断面で拡大して模式的に示す図である。 最収縮状態にある場合のラッシュアジャスタ１００Ａの要部を断面で拡大して模式的に示す図である。 第１のシール部材５と第１の段差部１３の好ましい配置、および第２のシール部材６と第２の段差部２３の好ましい配置を説明する図である。 密封型ラッシュアジャスタの一例である密封型ラッシュアジャスタ１００Ｘを断面で模式的に示す図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。

本実施例に係るラッシュアジャスタ１００Ａについて図１から図５までを用いて説明する。ラッシュアジャスタ１００Ａは、ボディ１Ｘの代わりにボディ１Ａを備えている点と、プランジャ２Ｘの代わりにプランジャ２Ａを備えている点以外、ラッシュアジャスタ１００Ｘと実質的に同一のものとなっている。
ボディ１Ａは単一の内面部の代わりに、大気側内面部１１と、高圧室側内面部１２と、第１の段差部１３とを備えている点以外、ボディ１Ｘと実質的に同一のものとなっている。高圧室側内面部１２は、大気側内面部１１よりも高圧室９２側に位置し、且つ大気側内面部１１よりも面が張り出している。第１の段差部１３は大気側内面部１１および高圧室側内面部１２の間に位置するとともに、これらに接続している。
プランジャ２Ａは単一の外面部の代わりに、大気側外面部２１と、高圧室側外面部２２と、第２の段差部２３とを備えている点以外、プランジャ２Ｘと実質的に同一のものとなっている。大気側外面部２１は最収縮状態で大気側内面部１１に対向している。高圧室側外面部２２は最収縮状態で高圧室側内面部１２に対向しており、大気側外面部２１よりも面が沈んでいる。第２の段差部２３は大気側外面部２１および高圧室側外面部２２の間に位置するとともに、これらに接続している。

大気側内面部１１と高圧室側内面部１２の内面それぞれはともに円筒内面となっている。したがって、高圧室側内面部１２は大気側内面部１１よりも具体的には内径が小さくなっている（Ｂ_Ｌ＜Ｂ_Ｕ）。
大気側外面部２１と高圧室側外面部２２の外面それぞれはともに円筒外面となっている。したがって、高圧室側外面部２２は大気側外面部２１よりも具体的には外径が小さくなっている（Ｐ_Ｌ＜Ｐ_Ｕ）。
大気側内面部１１の内面と大気側外面部２１の外面とは、互いに摺動する摺動面となっている。同様に、高圧室側内面部１２の内面と高圧室側外面部２２の外面とは、互いに摺動する摺動面となっている。
第１の段差部１３がなす第１の段差量（大気側内面部１１と高圧室側内面部１２とがなす段差量）は、第２の段差部２３がなす第２の段差量（大気側外面部２１と高圧室側外面部２２とがなす段差量）よりも大きく設定されている（Ｂ_Ｕ−Ｂ_Ｌ＞Ｐ_Ｕ−Ｐ_Ｌ）。

ボディ１Ａに設けられた第１のシール部材５と、プランジャ２Ａに設けられた第２のシール部材６とは、伸張時に第１および第２のシール部材５、６間に形成される隙間容積が拡大し、収縮時に第１および第２のシール部材５、６間の当該隙間容積が縮小するように対向配置され、且つ第２のシール部材６は第１のシール部材５よりも高圧室９２側に配置されている。第１のシール部材５は具体的には大気側内面部１１に配置されており、第２のシール部材６は高圧室側外面部２２に配置されている。

また、第１のシール部材５は具体的には大気側内面部１１に設けられたリング状の第１の凹部１１１に配置されており、第２のシール部材６は高圧室側外面部２２に設けられたリング状の第２の凹部２２２に配置されている。第１の凹部１１１は第１の段差部１３から離間して設けられており、第２の凹部２２２は第２の段差部２３から離間して設けられている。この結果、第１のシール部材５は第１の段差部１３から離間して配置され、第２のシール部材６は第２の段差部２３から離間して配置されている。

この点、第１のシール部材５を第１の段差部１３から離間して配置したことから、第１のシール部材５と第１の段差部１３との間には、垂直断面において直線となる第１の直線部１４が形成されている。同様に、第２のシール部材６を第２の段差部２３から離間して配置したことから、第２のシール部材６と第２の段差部２３との間には、垂直断面において直線となる第２の直線部２４が形成されている。
第１および第２の段差部１３、２３はテーパ状に形成されている。第１および第２の段差部１３、２３は互いに略平行となるように形成されており、第１および第２の段差部１３、２３と、第１および第２の直線部１４、２４とは、垂直断面において形状が平行四辺形状となる隙間容積を形成する。

次に、隙間Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４の設定要領について説明する。まず（φＢ_Ｌ−φＰ_Ｌ）／２で表される隙間Ｃ３について説明すると、隙間Ｃ３は式（１）の考え方に基づき、リークダウン時間（ラッシュアジャスタ１００Ａが縮むために要する時間）Ｔが目標リークダウン時間になるように設定される。
Ｔ＝１／Ｋ{２４μ／（Ｐ−Ｐ_０）・（Ｌ・Ｄ／Ｃ^３）} ・・・・（１）
ここで、μは粘性係数、Ｌはボディ１Ａの摺動面の長さ、Ｄはプランジャ２Ａの外径、Ｃはボディ１Ａの内径とプランジャ２Ａの外径との間の直径クリアランス、Ｐは高圧室９２内圧力、Ｐ０は大気圧である。なお、第１および第２のシール部材５、６は隙間Ｃ３に合わせ、目標のつぶし代（圧縮率）になるように寸法が設定される。

一方、（φＢ_Ｕ−φＰ_Ｕ）／２で表される隙間Ｃ１は、リークダウンランドではないので、プランジャ２Ａの公差（例えば真円度や同軸度）を考慮し、隙間Ｃ３以上の大きさに設定する。
また、隙間Ｃ４はプランジャ２Ａ組み付け時に、第１および第２のシール部材５、６が接触しないように設定する。隙間Ｃ４は具体的には例えば０．０５ｍｍに設定することができる。
最後に（φＢ_Ｕ−φＰ_Ｌ）／２で表される隙間Ｃ２は、隙間Ｃ１と、隙間Ｃ３と、隙間Ｃ４と、第１のシール部材５のつぶし代と、第２のシール部材６のつぶし代との和で得られる値に設定する。

次にラッシュアジャスタ１００Ａの作用効果について説明する。ラッシュアジャスタ１００Ａでは、プランジャ２Ａをボディ１Ａに組み付ける前に第１のシール部材５をボディ１Ａに、第２のシール部材６をプランジャ２Ａにそれぞれ予め組み付けることができる。そしてこの状態でボディ１Ａにプランジャ２Ａを組み付ける際には、隙間Ｃ４が確保されていることから、第１および第２のシール部材５、６は互いに接することがない。したがって、第１および第２のシール部材５、６が互いに捩じられたり喰い付いたりすることもない。このためラッシュアジャスタ１００Ａでは、プランジャ２Ａ組み付け時に第１および第２のシール部材５、６の組み付け不良が発生することを防止でき、以って所望のシール性を確保できる。また、組み付け不良が発生する虞を気にすることなくプランジャ２Ａをボディ１Ａに組み付けられるため、同時にプランジャ２Ａの組み付け作業性も向上させることができる。

さらにラッシュアジャスタ１００Ａでは、第１および第２のシール部材５、６間に形成される隙間容積の形状が第１および第２の段差部１３、２３と、第１および第２の直線部１４、２４とによって垂直断面で平行四辺形状となる。そしてかかる形状により、隙間容積を縮小することが可能になる。したがってこれにより、ボディ１Ａおよびプランジャ２Ａ間の摺動抵抗を減少させることができ、以ってプランジャ２Ａの伸びをスムースにすることができる。またこれにより、シール部材５、６間へのオイル充填量を少なくすることができる。なお、隙間容積の形状が例えば図４に破線で示すように垂直断面で長方形状になる場合には、隙間容積が大きくなることからオイル抵抗も大きくなる。

また、仮に第１および第２の直線部１４、２４を設けなかった場合には、図５に破線で示すようになり、収縮時にボディ１Ａとプランジャ２Ａとの干渉が発生するところ、ラッシュアジャスタ１００Ａでは、第１および第２の直線部１４、２４を設けたことで、かかる干渉の発生を防止しつつ隙間容積を縮小できる。
このようにラッシュアジャスタ１００Ａは、ボディ１Ａにプランジャ２Ａを組み付ける際に、シール部材に組み付け不良が発生することを防止することなどができる。

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。
例えば上述した実施例では最収縮状態においても隙間容積の形状が平行四辺形状になる例について説明した。しかしながら本発明においては必ずしもこれに限られず、少なくとも最伸張状態において隙間容積の形状が平行四辺形状になればよい。この点、本発明において例えば最収縮状態の隙間容積を第１および第２の段差部で形成するようにすれば、さらに隙間容積を縮小することもできる。

１ ボディ
１１ 大気側内面部
１２ 高圧室側内面部
１３ 第１の段差部
１４ 第１の直線部
２ プランジャ
２１ 大気側外面部
２２ 高圧室側外面部
２３ 第２の段差部
２４ 第２の直線部
５ 第１のシール部材
６ 第２のシール部材

Claims (1)

1. ボディと、
   前記ボディに摺動自在に嵌挿され、前記ボディの底部との間に高圧室を形成するプランジャと、
   前記ボディに設けられ、前記プランジャに摺接する第１のシール部材と、
   前記プランジャに設けられ、前記ボディに摺接する第２のシール部材とを備え、
   前記ボディに大気側内面部と、該大気側内面部よりも前記高圧室側に位置し、且つ該大気側内面部よりも面が張り出している高圧室側内面部と、前記大気側内面部および前記高圧室側内面部に接続する第１の段差部とを設けるとともに、
   前記プランジャに前記大気側内面部に対向する大気側外面部と、前記高圧室側内面部に対向するとともに、前記大気側外面部よりも面が沈んでいる高圧室側外面部と、前記大気側外面部および前記高圧室側外面部に接続する第２の段差部とを設け、
   前記第１の段差部がなす第１の段差量を、前記第２の段差部がなす第２の段差量よりも大きく設定し、
   前記第１および第２の段差部をテーパ状に形成し、
   前記第１のシール部材を前記第１の段差部から離間して前記大気側内面部に配置するとともに、前記第２のシール部材を前記第２の段差部から離間して前記高圧室側外面部に配置した密封型ラッシュアジャスタ。
   
   

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