JP5313040B2 - ラッシュアジャスタ - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の動弁装置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。

油圧式のラッシュアジャスタとして、特許文献１に記載のものが知られている。このものは、シリンダヘッドに固定される有底筒状のボディと、ボディ内に上下動可能に収容されるプランジャとを備え、プランジャの上端部がロッカアームを支持するように構成されている。プランジャの内部は低圧室とされ、ボディの下部はプランジャの底壁によって区画された高圧室とされ、プランジャの底壁には弁口が開口されている。低圧室内にはボディの周壁の連通孔とプランジャの周壁の連通孔とを介してシリンダヘッドの給油路から供給された作動油が貯留され、弁口を通して高圧室内にも作動油が満たされている。

また、高圧室内には、球形の弁体が弁口を閉じる向きに付勢されつつ収容されている。ここで、プランジャに対してロッカアーム側から下向きの押圧力が付与されると、弁体が弁口を閉じることによって高圧室を密閉状態となし、高圧室内に充填されている作動油によってプランジャの下降が規制される。また、プランジャが上昇して高圧室の容積が増加すると、弁体が下方へ移動して弁口が開き、作動油が低圧室から高圧室内へ流入し、高圧室内に作動油が満たされた状態が保たれる。

特開２００９−４７１２７公報

ところで、内燃機関の高速運転時において、プランジャの上端位置が通常位置よりも上昇するように、ラッシュアジャスタが過度に伸長するポンプアップと呼ばれる現象が発生することがある。こうしたポンプアップが発生すると、高圧室内に流入した作動油によってプランジャの通常位置への下降が阻止され、バルブを閉じることができない状態となることがある。したがって、早期にポンプアップを解消することが求められるが、いったんポンプアップが発生すると、高圧室内の作動油をリークし難くなるという事情があり、ポンプアップを解消し得ないおそれがある。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、ポンプアップを解消可能なラッシャジャスタを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、筒状のボディと、上端部でロッカアームを支持するとともに、前記ボディ内に挿入されつつ前記ボディに対して上下動可能なプランジャと、前記プランジャの内部に形成され、作動油が貯留される低圧室と、前記ボディの下部に形成され、前記プランジャの底壁によって前記低圧室との間を仕切られるとともに、前記作動油が充填される高圧室と、前記プランジャの底壁に貫通して形成され、前記低圧室と前記高圧室とに通じる弁口と、前記高圧室内に配置され、前記低圧室と前記高圧室との圧力差に応じて上下動し、上端位置で前記弁口を閉じるとともに、下方への移動によって前記弁口を開く弁体とを備えたラッシュアジャスタであって、前記プランジャの上端位置が通常位置の範囲で駆動する場合には、前記弁体の移動ストロークが通常ストロークに保たれ、前記プランジャの上端位置が通常位置の範囲よりも上昇した範囲で駆動する場合には、前記弁体の移動ストロークが前記通常ストロークよりも長いストロークとなるように、前記弁体の移動ストロークを可変調整するストローク調整部を備え、前記高圧室内には、前記弁体を収容するリテーナと、前記リテーナと前記高圧室の内底面との間に装着され、前記リテーナをプランジャとともに上方へ付勢するバネ部材とが配置され、前記弁体の下端位置が前記リテーナの内底面のうち前記弁体が当接する当接面によって規定されており、前記ストローク調整部は、前記当接面の高さ位置を可変に調整してなり、前記ストローク調整部は、前記リテーナの底壁に形成されたバネ部によって構成され、前記バネ部は、前記プランジャの上端位置が通常位置の範囲で駆動する場合にはほぼ自然状態に保たれ、前記プランジャの上端位置が通常位置の範囲よりも上昇した範囲で駆動する場合には前記弁口との距離を拡げる向きに弾性変位するように、そのバネ力が設定され、前記バネ部は、前記リテーナの底壁に切り欠き形成され、前記リテーナの内部から前記弁体を前記弁口を閉じる向きに付勢する付勢バネが省略され、前記リテーナの内底面のうちの前記当接面を除く面は、周縁面とされ、前記バネ部がほぼ自然状態に保たれる場合には、前記当接面と前記周縁面とがほぼ同じ高さ位置に配置され、前記バネ部が前記弁口との距離を拡げる向きに弾性変位した場合には、前記当接面が前記周縁面よりも下方に配置されるところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
ポンプアップが発生し、プランジャの上端位置が通常位置の範囲よりも上昇すると、ストローク調整部によって弁体の移動ストロークが通常ストロークよりも長いストロークとなるから、弁口が開いている時間をかせぐことができ、その間に高圧室内の作動油を低圧室側へリークすることができる。したがって、プランジャの通常位置への下降が促され、ひいてはポンプアップを解消することができる。

また、ストローク調整部がリテーナの当接面の高さ位置を可変に調整してなるため、ストローク調整部がリテーナ以外の部分で構成されるよりも、構成が簡素化される。

また、ストローク調整部がリテーナの底壁に形成されたバネ部によって構成されるため、バネ部のバネ力が適正に設定されていれば、弁体の移動ストロークを自動的にかつ速やかに可変調整できる。

また、バネ部がリテーナの底壁に切り欠き形成されているから、ストローク調整部が簡易な構成で容易に形成され得る。

また、弁体を弁口を閉じる向きに付勢する付勢バネが省略される分、部品点数を削減でき、部品管理の煩わしさが減少する。

実施形態１のラッシュアジャスタの断面図 （Ａ）弁体が上端位置にあるときの逆止弁機構の断面図 （Ｂ）そのときのリテーナの内底面を上方から見た図 （Ａ）弁体が通常ストロークで下端位置にあるときの逆止弁機構の断面図 （Ｂ）そのときのリテーナの内底面を上方から見た図 （Ａ）弁体が通常よりも長いストロークで下端位置にあるときの逆止弁機構の断面図 （Ｂ）そのときのリテーナの内底面を上方から見た図 ラッシュアジャスタを含む動弁装置全体の断面図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図５によって説明する。実施形態１の油圧式ラッシュアジャスタ１０は、図５に示すように、内燃機関の動弁装置に組み込まれている。

動弁装置は、シリンダヘッド８０及びその周辺に配置され、シリンダヘッド８０には、通気孔８１（吸気ポート又は排気ポート）と、通気孔８１に連通してシリンダヘッド８０の上面に開口するステム孔８２とが形成されている。シリンダヘッド８０のステム孔８２には通気孔８１に臨む通気口を開閉するためのバルブ８４（吸気バルブ又は排気バルブ）が開弁位置と閉弁位置との間を上下動可能に装着されている。バルブ８４は常にはバルブスプリング８５によって閉弁方向（上方）に付勢された状態にあり、バルブ８４の上端部はステム孔８２の上端開口から上方へ突出して配置されている。

シリンダヘッド８０の上方にはロッカアーム８６が配置され、ロッカアーム８６の上方にはロッカアーム８６のローラ（図示せず）と摺動可能なカム８７が配置されている。また、シリンダヘッド８０の上面には有底の取付孔８８が開口して形成されている。さらに、シリンダヘッド８０の内部には給油路８９が延出して形成され、給油路８９はその延出途中で取付孔８８の内面に開口されている。

さて、ラッシュアジャスタ１０は金属製であって、ボディ１１及びプランジャ１２を備えて構成されている。ボディ１１は、図１に示すように、円形の底壁１３の周縁から円筒状の周壁１４を立ち上げた有底筒状をなし、シリンダヘッド８０の取付孔８８内に挿入されるようになっている。ボディ１１の周壁１４には、外側連通孔１５が厚み方向に貫通して形成され、この外側連通孔１５は給油路８９に連通している（図５を参照）。

プランジャ１２は、円形の底壁１６の周縁から円筒状の周壁１７を立ち上げた有底筒状をなし、ボディ１１内に嵌め込まれて、双方の周面同士を摺接させつつボディ１１に対して上下方向に移動可能とされている。プランジャ１２の内部は低圧室１８とされ、プランジャ１２の底壁１６の中央部には断面円形の弁口１９が厚み方向（上下方向）に貫通して形成されている。図２に示すように、弁口１９の下側開口縁は下向きに拡開する曲面状の上側当接面２１とされ、ここに後述する弁体２２（いわゆるチェックボール）が当接可能とされている。図１に示すように、プランジャ１２の周壁１７の外周には縮径部２３が形成され、この縮径部２３には内側連通孔２４が厚み方向に貫通して形成されている。縮径部２３とボディ１１の内周面との間には隙間が開けられ、この隙間を介して、外側連通孔１５と内側連通孔２４とが互いに連通している。

また、プランジャ１２の上端部には、上端に行くに従って窄まる略半球状（ドーム状）の支承部２５が形成されている。支承部２５にはロッカアーム８６が上方から当接され、この支承部２５によってロッカアーム８６の揺動支点が構成されている。支承部２５の上端中央部（頂部）には、上下方向に貫通する円形の孔２６が形成されている。

ボディ１１の下部には、プランジャ１２が組み付けられた状態で、プランジャ１２の底壁１６によって低圧室１８との間を仕切られる高圧室２７が形成されている。この高圧室２７内には、弁口１９とともに逆止弁機構を構成する球形の弁体２２が配置されている。弁体２２は、リテーナ３０内に収容され、低圧室１８と高圧室２７との間の圧力差に応じてリテーナ３０内で上下方向に移動可能とされている。

リテーナ３０内には、弁体２２以外の部材は収容されておらず、従来において弁体２２を弁口１９を閉じる向きに付勢する付勢バネは含まれていない。リテーナ３０の周縁に形成された突縁部３１とボディ１１の内底面との間にはバネ部材６０が装着され、このバネ部材６０の付勢力によって、突縁部３１がプランジャ１２の底壁１６の下面に押し当てられるとともに、プランジャ１２が上方へ付勢されている。低圧室１８内には給油路８９から外側連通孔１５及び内側連通孔２４を順次経て供給される作動油が貯留され、さらに低圧室１８内の作動油は弁口１９を通って高圧室２７内に充填されるようになっている。

リテーナ３０は、冷間圧延鋼板等の金属板を曲げ加工等してケージ状に成形され、図２に示すように、弁口１９と対向する位置に、平面視円形の底壁３３を有している。底壁３３の中央部には、略Ｃ字形の切り込み３４が入れられ、この切り込み３４の内側の片によってバネ部３５が構成されている。バネ部３５は、切り込み３４内に配置される円板状の本体部３６と、この本体部３６とリテーナ３０の周縁部とに連なる連結部３７とからなり、本体部３６が連結部３７を支点として上下方向に撓み変形可能とされている。本体部３６の内底面（上面）は弁体２２が当接する下側当接面３８とされている。下側当接面３８は、バネ部３５が自然状態にある場合にはリテーナ３０の周縁面３９（リテーナ３０の内底面のうちの下側当接面３８を除く面）とほぼ同じ高さ位置に水平に配置され、弁体２２との当接によってバネ部３５が撓み変形した場合にはリテーナ３０の周縁面３９よりも下方の高さ位置に斜めに配置されるようになっている。つまり、下側当接面３８の高さ位置は可変調整可能とされている。なお、弁体２２の移動ストロークは、弁口１９の上側当接面２１とリテーナ３０の下側当接面３８との間における上下方向の距離で示されるものであり、この場合において、弁体２２の上端位置は上側当接面２１との当接位置で規定され、弁体２２の下端位置は下側当接面３８との当接位置で規定される。

次に、本実施形態のラッシュアジャスタ１０の作用を説明する。
内燃機関の通常の駆動時、カム８７の回転に伴ってロッカアーム８６が揺動変位（首振り変位）することにより、ロッカアーム８６が支承部２５を押圧する。これによってプランジャ１２にロッカアーム８６側から押し下げ力が付与されると、図１及び図２に示すように、弁体２２が上側当接面２１と当接して弁口１９を閉じることで高圧室２７が密閉状態となり、高圧室２７内に充填されている作動油によってプランジャ１２の下降が規制される。その後、ロッカアーム８６側からの押し下げ力が解消されると、プランジャ１２が上昇して高圧室２７の容積が増加する。すると、弁体２２が下方へ移動して弁口１９が開かれ、それに伴って作動油が低圧室１８から高圧室２７内へ流入して、高圧室２７内に作動油が満たされた状態となる。

このように弁体２２は、上側当接面２１と下側当接面３８の両面との衝突を繰り返しながら、その移動ストロークの範囲で上下方向に往復動するようになっている。弁体２２が下端位置に至ったとき、図３に示すように、弁体２２に作用する慣性力は未だバネ部３５を弾性変位させるに及ばず、バネ部３５はほぼ自然状態に保たれている。したがって、弁体２２は、内燃機関の通常回転時（低回転時を含む）には、ほぼ自然状態に保たれたバネ部３５の下側当接面３８と上側当接面２１との間に規定されるほぼ一定の通常ストロークで上下動を繰り返すようになっている。

一方、内燃機関の高回転時には、ロッカアーム８６を含む動弁装置が高速で動作するため、サージングの発生等に起因して、バルブ８４が不要に開弁することがある。このとき、ラッシュアジャスタ１０においては、プランジャ１２の上端位置が通常の上端位置の範囲よりも上昇した位置に至るとともに、高圧室２７内に作動油が過剰に流入するようになる。このため、ラッシュアジャスタ１０が過度に伸長した状態となり、しかも高圧室２７内に流入した作動油によってプランジャ１２の下降が阻止されることにより、バルブ８４を完全に閉弁させることができない状態となる。

本実施形態においては、かかるポンプアップの発生によってラッシュアジャスタ１０が瞬時に伸び上がったときに作用する慣性力により、弁体２２が下側当接面３８に強く押し付けられて、バネ部３５の撓み動作を誘導するようになっている。したがって、図４に示すように、バネ部３５が弁口１９との距離を拡げる向きに弾性変位（撓み変形）することにより、下側当接面３８の高さ位置が周縁面３９よりも下位となり、弁体２２の移動ストロークが通常ストロークよりも長いストロークとなる。その結果、弁口１９が開いている時間が長くなり、その間に高圧室２７内の作動油が弁口１９を通って低圧室１８側へ流出される。また、弁体２２と上側当接面２１との間隔が拡がることによって弁口１９への流路面積が増加し、低圧室１８側へ流出される作動油の流量が増加する。かくしてプランジャ１２が通常の高さ位置に復帰して通常の動作を行うようになると、弁体２２に作用する慣性力が減少することによってバネ部３５の撓み状態が解消され、それに伴い、弁体２２の移動ストロークも通常ストロークに復帰することとなる。

以上説明したように本実施形態によれば、ポンプアップの発生時には、弁体２２の移動ストロークを通常ストロークよりも長くとることにより、弁体２２によるチェックを意識的に遅らせているため、このチェックの遅れを利用してポンプアップを解消することができる。一方、通常の駆動時には、弁体２２の移動ストロークは通常ストロークに保たれるから、弁体２２のチェックが遅れることはなく、良好な応答性が確保される。

この場合、バネ部３５がリテーナ３０によって構成されているため、リテーナ３０以外の部分に、弁体２２の移動ストロークを可変調整するストローク調整部を設定するよりも、構成の簡素化を図れる。しかも、バネ部３５がリテーナ３０の底壁３３に切り欠き形成されているから、より簡易な構成で容易に形成され得る。

また、プランジャ１２の上端位置が通常位置の範囲で駆動する場合にはほぼ自然状態に保たれ、プランジャ１２の上端位置が通常位置の範囲よりも上昇した範囲で駆動する場合には弾性変位するように、バネ部３５のバネ力が設定されているから、弁体２２の移動ストロークを自動的にかつ速やかに可変調整することができる。
さらに、弁体２２を弁口１９を閉じる向きに付勢する付勢バネが省略される分、部品点数を削減でき、部品管理の煩わしさが減少する。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

上記実施形態では、バネ部の本体部は円形をなしていたが、本発明によれば、バネ部の本体部は長方形等の多角形や円形以外の曲線形状であってもよい。

１０…ラッシュアジャスタ
１１…ボディ
１２…プランジャ
１６…プランジャの底壁
１８…低圧室
１９…弁口
２２…弁体
２７…高圧室
３０…リテーナ
３３…リテーナの底壁
３５…バネ部
３８…下側当接面（当接面）
６０…バネ部材
８６…ロッカアーム

Claims (1)

1. 筒状のボディと、上端部でロッカアームを支持するとともに、前記ボディ内に挿入されつつ前記ボディに対して上下動可能なプランジャと、前記プランジャの内部に形成され、作動油が貯留される低圧室と、前記ボディの下部に形成され、前記プランジャの底壁によって前記低圧室との間を仕切られるとともに、前記作動油が充填される高圧室と、前記プランジャの底壁に貫通して形成され、前記低圧室と前記高圧室とに通じる弁口と、前記高圧室内に配置され、前記低圧室と前記高圧室との圧力差に応じて上下動し、上端位置で前記弁口を閉じるとともに、下方への移動によって前記弁口を開く弁体とを備えたラッシュアジャスタであって、
   前記プランジャの上端位置が通常位置の範囲で駆動する場合には、前記弁体の移動ストロークが通常ストロークに保たれ、前記プランジャの上端位置が通常位置の範囲よりも上昇した範囲で駆動する場合には、前記弁体の移動ストロークが前記通常ストロークよりも長いストロークとなるように、前記弁体の移動ストロークを可変調整するストローク調整部を備え、
   前記高圧室内には、前記弁体を収容するリテーナと、前記リテーナと前記高圧室の内底面との間に装着され、前記リテーナをプランジャとともに上方へ付勢するバネ部材とが配置され、前記弁体の下端位置が前記リテーナの内底面のうち前記弁体が当接する当接面によって規定されており、前記ストローク調整部は、前記当接面の高さ位置を可変に調整してなり、
   前記ストローク調整部は、前記リテーナの底壁に形成されたバネ部によって構成され、前記バネ部は、前記プランジャの上端位置が通常位置の範囲で駆動する場合にはほぼ自然状態に保たれ、前記プランジャの上端位置が通常位置の範囲よりも上昇した範囲で駆動する場合には前記弁口との距離を拡げる向きに弾性変位するように、そのバネ力が設定され、
   前記バネ部は、前記リテーナの底壁に切り欠き形成され、
   前記リテーナの内部から前記弁体を前記弁口を閉じる向きに付勢する付勢バネが省略され、
   前記リテーナの内底面のうちの前記当接面を除く面は、周縁面とされ、前記バネ部がほぼ自然状態に保たれる場合には、前記当接面と前記周縁面とがほぼ同じ高さ位置に配置され、前記バネ部が前記弁口との距離を拡げる向きに弾性変位した場合には、前記当接面が前記周縁面よりも下方に配置されることを特徴とするラッシュアジャスタ。

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