JP5432742B2

JP5432742B2 - 油圧式ラッシュアジャスタ

Info

Publication number: JP5432742B2
Application number: JP2010013408A
Authority: JP
Inventors: 章飯島; 治毅木村; 公久加藤
Original assignee: Isuzu Motors Ltd; Jidosha Buhin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd; Jidosha Buhin Kogyo Co Ltd
Priority date: 2010-01-25
Filing date: 2010-01-25
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2030-01-25
Also published as: JP2011149398A

Description

本発明は、主に内燃機関の動弁機構に用いられ、特に、カムで揺動されるロッカアームに内装され、吸排気弁の間隙を調整するための油圧式ラッシュアジャスタに関するものである。

従来より大型車両では、車両の自重が大きい上に積載荷重が加わるので、減速時に大きい慣性力が働きフットブレーキ装置にかかる負担が大きくなる。このため、内燃機関の動弁機構に用いられるカムと油圧式ラッシュアジャスタを利用して圧縮開放によるエンジンブレーキをかけることがなされている。

図６は、従来の動弁機構を用いた２系統油圧式圧縮開放ブレーキ装置を示したものである。図６において、６１はシリンダ、６２はピストン、６３は排気通路、６４は排気弁である。

動弁機構は、カム６５と、そのカム６５に当接するプッシュロッド６６で揺動され、排気弁６４を開弁するロッカアーム６７とで構成される。ロッカアーム６７には、プッシュロッド６６との間隙を調整するための油圧式ラッシュアジャスタ６８が内装されている。

排気弁６４は、常時は排気通路６３を閉じるように付勢されており、排気行程でカム６５のカム山６９によりプッシュロッド６６が押し上げられた時、油圧式ラッシュアジャスタ６８を介してロッカアーム６７を回動させ、排気弁６４を押し下げて排気通路６３を開くようになっている。

このカム６５のカム山６９とおおむね１８０°対向した側にはエンジンブレーキ用のカム山７０が形成され、ピストン６２の圧縮上死点で、プッシュロッド６６を僅かに押し上げ、油圧式ラッシュアジャスタ６８、ロッカアーム６７を介して排気弁６４を僅かに開いて圧縮圧を開放することで強力なエンジンブレーキを得るようにしている。

油圧式ラッシュアジャスタ６８は、常時は油圧力により、油圧式ラッシュアジャスタ６８とプッシュロッド６６との間隔（バルブギャップ）を調整するようにその下端が、プッシュロッド６６と常時接触するように付勢されており、エンジンブレーキを付与する時には、バルブギャップを小さい（ほとんどない）状態にし、プッシュロッド６６がカム６５のエンジンブレーキ用のカム山７０をトレースすることによる突き上げのリフト力をそのままロッカアーム６７に伝達するようにし、エンジンブレーキを付与しない時には、バルブギャップを大きくしてプッシュロッド６６がカム山７０を素通りするように、その突き上げによるリフト力を吸収するようになっている。

油圧式ラッシュアジャスタの詳細を図７、図８で説明する。

油圧式ラッシュアジャスタ６８は、ロッカアーム６７に内装される筒状のアジャスタ本体７１と、そのアジャスタ本体７１に摺動自在に挿入されたソケットピストン７２と、アジャスタ本体７１内に摺動自在に設けられたニードル７３とを備える。

アジャスタ本体７１内の下部面７４とソケットピストン７２との間にアジャスト油室７５が形成され、ニードル７３の下方のアジャスタ本体７１内には、アジャスト油室７５と連通する供給油室７６が形成され、ニードル７３の上方とアジャスタ本体７１上部のプラグ７７との間のアジャスタ本体７１内には、ニードル７３を押し下げるための作動油室７８が形成される。アジャスト油室７５には、バネ７９で供給油室７６を閉じるように付勢されたチェックボール８０が設けられる。

ニードル７３は、作動油室７８内の座８１とプラグ７７との間を上下動するカップ部８２と、そのカップ部８２の下面に設けられ、チェックボール８０を操作するニードル部８３とからなり、カップ部８２はバネ８４で座８１に着座するように付勢され、その着座位置でニードル部８３を介してチェックボール８０を下部面７４の座８５から離れるように押し下げる。

排気弁６４を圧縮上死点で開放し、エンジンブレーキＯＮする時には図７に示すように、ロッカアーム６７に形成した第一給油路８６からの圧油を供給油室７６を通じてアジャスト油室７５に供給するようにし、他方ロッカアーム６７の第二給油路８７から作動油室７８に供給する圧油を停止した状態としておく。

これにより、第一給油路８６からアジャスト油室７５に供給された圧油によりソケットピストン７２がプッシュロッド６６に常時当接するように付勢され、これによりカム６５からプッシュロッド６６を介してのリフト力が油圧式ラッシュアジャスタ６８を介してロッカアーム６７を回動するようにされる。

また、エンジンブレーキＯＦＦの時には図８に示すように、第一給油路８６の圧油供給と共に、第二給油路８７からの圧油を作動油室７８に供給することにより、主にバネ８４の力で、ニードル７３のカップ部８２を座８１に着座させると共に、チェックボール８０を押し下げる。これにより、アジャスト油室７５と供給油室７６が連通し、ソケットピストン７２が摺動可能となり、プッシュロッド６６によるリフト力を吸収してロッカアーム６７に伝達しないようにされる。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、次のものがある。

米国特許第３７８６７９２号明細書特開平５−１８０３５６号公報特許第２６６４９８６号公報

ところで、図７、図８に示した油圧式ラッシュアジャスタ６８においては、図７のブレーキＯＮ時からブレーキＯＦＦに切り替える際に、作動油室７８に圧油を供給してニードル７３が座８１に着座するように押し下げるが、この際、ニードル７３のカップ部８２の上下には作動油室７８の圧油と供給油室７６の圧油とが作用するために、バネ８４の力でニードル７３を押し下げた後は、油圧力でそのブレーキＯＦＦ状態を保持している。

しかしながら、ブレーキＯＮからブレーキＯＦＦにするために作動油室７８に供給油室７６と同じ油圧をかけても、ニードル７３が下がらないことがあり、また、ブレーキＯＦＦになったとしてもニードル７３が持ち上がりブレーキＯＮのままになってしまう場合がある。

この理由を図８のＡ部拡大図である図９により説明すると、ニードル７３が図９（ａ）に示すように座８１に着座していれば、カップ部８２上部の受圧面積Ｓ１がカップ部８２下部の受圧面積Ｓ２よりも大きいため、油圧力の差によってブレーキＯＦＦの状態を保持しているが、図９（ｂ）に示すように、ニードル７３が何等かの外力、例えば、エンジン回転数が高い場合のニードル７３自身の慣性力等により持ち上がると、座８１とカップ部８２下面との間に圧油が染み込み、ニードル７３を押し下げている力はバネ８４の力のみになる。しかしながら、エンジン低回転時の低い油圧でもニードル７３を持ち上げる必要があるため、バネ８４の力には制限がある。そのため、エンジン高回転時のニードル７３の慣性力を、バネ８４のみで押さえることは不可能である。

また、ブレーキＯＮからブレーキＯＦＦにしようとしても、上記外力の影響で、ニードル７３を押し下げることができずＯＮのままとなってしまう。

つまり、従来のものでは、ニードル７３が持ち上がったままとなり、ブレーキをＯＦＦさせたくてもＯＦＦしないことがある。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、簡便で構成部品も少ないコンパクトなシステムでありながら確実な作動を得ることができる油圧式ラッシュアジャスタを提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、弁を開閉するためのカムにより揺動するロッカアームに内装されたアジャスタ本体と、そのアジャスタ本体の下端に摺動自在に嵌合すると共に上記弁と常時当接するボトムキャップと、アジャスタ本体の下面とボトムキャップ間に形成され、ボトムキャップを弁側に押圧させる圧油がチェックボールを介して供給されるアジャスト油室と、アジャスタ本体の内部に摺動自在に設けられ、上記チェックボールを開閉操作するニードルと、そのニードルの上方のアジャスタ本体内に形成され、供給される圧油でニードルを介してチェックボールを開いてアジャスト油室を開放するための作動油室とを備えた油圧式ラッシュアジャスタにおいて、ニードルを作動油室に臨んだ大径部と、アジャスト油室に至る油路に臨んだ小径部とからなる段付ニードルで形成し、アジャスタ本体に上記アジャスト油室が開放された時、ニードルの大径部下面にかかる圧油を逃す圧油排出路を形成したことを特徴とする油圧式ラッシュアジャスタである。

また、上記油圧式ラッシュアジャスタは、排気弁が圧縮上死点で開くように制御された油圧式ラッシュアジャスタであるとよい。

本発明によれば、簡便で構成部品も少ないコンパクトなシステムでありながら確実な作動を得ることができる油圧式ラッシュアジャスタを提供できる。

本発明の好適な実施の形態を示す油圧式ラッシュアジャスタを用いた圧縮開放ブレーキ装置の要部断面図である。図２（ａ）は、図１の動弁機構の２Ｂ線矢視図、図２（ｂ）は動弁機構の断面図である。図１に示した油圧式ラッシュアジャスタの拡大断面図である。圧縮開放ブレーキＯＮ時の状態の油圧式ラッシュアジャスタを示す模式図である。圧縮開放ブレーキＯＦＦ時の状態の油圧式ラッシュアジャスタを示す模式図である。従来の油圧式ラッシュアジャスタを用いた圧縮開放ブレーキ装置の要部断面図である。ブレーキＯＮ時の従来の油圧式ラッシュアジャスタの要部断面図である。ブレーキＯＦＦ時の従来の油圧式ラッシュアジャスタの要部断面図である。図９（ａ）は従来の油圧式ラッシュアジャスタのブレーキＯＦＦ正常動作時の拡大断面図であり、図９（ｂ）は異常動作時の拡大断面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

図１は、本発明の好適な実施の形態である油圧式ラッシュアジャスタを用いた圧縮開放ブレーキ装置の要部断面図であり、図２（ａ）は、その動弁機構の２Ｂ線矢視図、図２（ｂ）は動弁機構の断面図である。

図１、図２において、シリンダブロックＣＢにはシリンダ１が形成され、そのシリンダ１内に、コンロッドＣにて圧縮上死点と下死点を往復摺動するピストン２が設けられ、シリンダブロックＣＢ上部に設けられたシリンダヘッドＣＨには、排気通路３が形成され、その排気通路３を開閉する排気弁４が設けられる。

動弁機構Ｄは、カム５と、そのカム５で回動され、油圧式ラッシュアジャスタ６を介して排気弁４を開弁するロッカアーム７とで構成される。ロッカアーム７には、排気弁４との間隙を調整するための油圧式ラッシュアジャスタ６が内装される。

カム５には、エンジンの排気行程で排気弁４を開くための大きいカム山８と、その大きいカム山８とおおむね１８０°対向した側（圧縮上死点でトレースされる位置）にエンジンブレーキ用の小さいカム山９が形成される。また、大きいカム山８と、小さいカム山９の大きさの比は１０：１程度である。

ロッカアーム７は、回転軸Ｘを中心に回動され、一端部にカム５と当接して回転するローラ１０が設けられ、他端部に排気弁４と当接する油圧式ラッシュアジャスタ６が内装される。

また、ロッカアーム７の内部には、シリンダヘッドＣＨから回転軸Ｘを通じて圧油を油圧式ラッシュアジャスタ６に供給する第一給油路Ｒ１と第二給油路Ｒ２とが形成され、後述するが第一給油路Ｒ１からの圧油はアジャスト油室２１に常時供給され、第二給油路Ｒ２からの圧油は、回転軸Ｘ内に設けたソレノイド弁Ｓにより作動油室２４に給油されるようになっている。

図３は、図１，２に示した油圧式ラッシュアジャスタ６の拡大図を示したものである。

図３に示すように、油圧式ラッシュアジャスタ６は、ロッカアーム７に内装された筒状のアジャスタ本体１１と、そのアジャスタ本体１１の下端に摺動自在に嵌合すると共に排気弁４と常時当接するボトムキャップ１２と、アジャスタ本体１１内に摺動自在に設けられたニードル１３とを備える。

アジャスタ本体１１は、アジャスト油室２１を形成する大径筒状部１５と、ニードル１３を摺動自在に嵌合し、供給油室２２と作動油室２４を形成する小径筒状部１６とからなる。

大径筒状部１５は、上部のフランジ部１７を残して縮径され、その縮径部３９にボトムキャップ１２が上下摺動自在に嵌合する。小径筒状部１６の外周には、ネジ１４が形成される。

ロッカアーム７には、アジャスタ本体１１を内装すべく大径筒状部１５を収容する大径穴４０と、小径筒状部１６を収容する小径穴４１とが形成されると共に、その小径穴４１の内周面にネジ溝が形成される。

アジャスタ本体１１をロッカアーム７に内装するには、小径穴４１にアジャスタ本体１１の小径筒状部１６をねじ込み、大径筒状部１５のフランジ部１７が大径穴４０に当たるまでねじ込み、その状態で、ロッカアーム７の上部に突出した小径筒状部１６の上部にナットＮをねじ込むことで内装される。

アジャスタ本体１１内には、大径筒状部１５に位置してボトムキャップ１２を下面とするアジャスト油室２１が形成され、ニードル１３の下方の小径筒状部１６内には、アジャスト油室２１と連通する供給油室２２が形成され、ニードル１３の上方と小径筒状部１６上部に挿入されたプラグ２３との間の小径筒状部１６内には、ニードル１３を押し下げるための作動油室２４が形成される。

アジャスト油室２１が形成される大径筒状部１５には、チェックボール２６が着座する円錐状の座３７が形成され、そのアジャスト油室２１と供給油室２２とを連通する油路３８が形成される。

アジャスト油室２１の下面を区画するボトムキャップ１２は、アジャスタ本体１１のフランジ部１７の下面と排気弁４との間で摺動が規制され、アジャスト油室２１内に設けられたバネ３１により、排気弁４と当接するように付勢される。

チェックボール２６は、ホルダ２７に収容され、そのホルダ２７がアジャスト油室２１内のバネ３１によってアジャスト油室２１の上面に押しつけられて保持される。ホルダ２７内には、座３７に着座するチェックボール２６が収容され、チェックボール２６がホルダ２７の底部に設けたバネ２５で座３７に着座するように付勢される。また、ホルダ２７には、圧油の流れの妨げにならないように、例えば、底部に穴を形成したものや金網製のものを用いるとよい。

供給油室２２と作動油室２４を形成する小径筒状部１６の内壁は、供給油室２２の内径が小で、作動油室２４の内径が大となるように２段に形成される。

ニードル１３は、作動油室２４を摺動するキャップ状の大径部（大ピストン）３３と、供給油室２２を摺動する小径部（小ピストン）３４と、その小ピストン３４の下面に設けられ、油路３８を通してチェックボール２６を操作する細径部３５とから構成されて段付ニードルとされる。

大ピストン３３は、供給油室２２と作動油室２４の内径差により形成された座３２に着座するようにされる。座３２には、圧油排出路（オイル抜き穴）２８が形成される。

大ピストン３３の上方には、作動油室２４を区画するプラグ２３が設けられる。プラグ２３は、アジャスタ本体１１にねじ込まれて取り付けられるプラグ大径部２９と、そのプラグ大径部２９の下面に形成されたプラグ小径部３０とからなる。

プラグ大径部２９と大ピストン３３との間には、大ピストン３３を座３２に着座させるように付勢するバネ３６が設けられる。そのバネ３６は、プラグ小径部３０に嵌合されている。

ニードル１３は、大ピストン３３が座３２に着座した位置で、細径部３５がチェックボール２６をアジャスト油室２１上部の座３７から離れるよう保持するようになっている。

次に、本実施の形態の作用を圧縮開放ブレーキ装置の動作と共に説明する。

車両の通常走行時には、常時、第一給油路Ｒ１及び第二給油路Ｒ２からの圧油を油圧式ラッシュアジャスタ６に供給し、ニードル１３が押し下げられておりアジャスト油室２１と供給油室２２が油路３８を通じて連通しているので、ボトムキャップ１２が摺動可能となり、小さいカム山９によるロッカアーム７のリフト力を油圧式ラッシュアジャスタ６が吸収して排気弁４に伝達しないようにする。

図４に示すように、エンジンブレーキＯＮ時は、ロッカアーム７に形成した第一給油路Ｒ１からの圧油を供給油室２２と油路３８とを通じてアジャスト油室２１に供給し、他方ロッカアーム７の第二給油路Ｒ２から作動油室２４に供給する圧油をソレノイド弁Ｓを閉じることで停止しておく。

これにより、第一給油路Ｒ１からアジャスト油室２１に供給された圧油で、ニードル１３が持ち上がり、チェックボール２６でアジャスト油室２１に圧油を閉じこめるのでボトムキャップ１２が排気弁４に当接され、小さいカム山９によるリフト力がロッカアーム７を回動して油圧式ラッシュアジャスタ６を介して排気弁４を開放する。

また、エンジンブレーキＯＦＦにする時には、図５に示すように、第一給油路Ｒ１からの圧油の供給と共に、ソレノイド弁Ｓを開いて第二給油路Ｒ２からの圧油を作動油室２４に供給することで、ニードル１３の大ピストン３３の上面にかかる油圧による荷重と小ピストン３４の下面にかかる油圧による荷重との差で、大ピストン３３を座３２に着座させると共に、細径部３５でチェックボール２６を押し下げる。

これにより、アジャスト油室２１と供給油室２２が油路３８を通じて連通し、ボトムキャップ１２が摺動可能となり、小さいカム山９によるロッカアーム７のリフト力を吸収して排気弁４に伝達しないようにする。

このように、油圧式ラッシュアジャスタ６は、常時は油圧力により、排気弁４とロッカアーム７との隙間を埋め、エンジンブレーキＯＮ時には、小さいカム山９により回動されたロッカアーム７のリフト力をそのまま排気弁４に伝えるようにし、エンジンブレーキＯＦＦ時には、小さいカム山９によるリフト力を吸収するようにしている。

油圧式ラッシュアジャスタ６では、ブレーキＯＮからブレーキＯＦＦにする際、供給油室２２からの油圧は常に小ピストン３４の下面で受けることになる。小ピストン３４の径は大ピストン３３の径よりも小さいので、作動油室２４から大ピストン３３上面が受ける油圧による荷重よりも、供給油室２２から小ピストン３４下面が受ける油圧による荷重の方が必ず小さくなり、ニードル１３を確実に押し下げることができる。

また、油圧式ラッシュアジャスタ６では、ブレーキＯＦＦにした際に、仮にニードル１３が慣性力等の外力の影響で持ち上がったとしても、上述したように、ニードル１３を押し下げる力が常に働くので、すぐにニードル１３が押し下げられブレーキＯＦＦの状態を保持することができる。

本実施の形態に係る油圧式ラッシュアジャスタ６によれば、ニードル１３を段付ニードルとし、大ピストン３３上面の受圧面積が、小ピストン３４下面の受圧面積より必ず大きくなるようにしたため、エンジン回転数の上昇により慣性力等の外力が発生しても常にニードル１３を押し下げる力が生じて確実にブレーキＯＦＦとすることができる。

また、油圧式ラッシュアジャスタ６では、供給油室２２の圧油が、ニードル１３の小ピストン３４とアジャスタ本体１１の内壁との間を通って大ピストン３３下面まで到達しても、オイル抜き穴２８から排出されるので大ピストン３３下面に油圧が加わることはない。

よって、油圧式ラッシュアジャスタ６によれば、簡便で構成部材も少ないコンパクトなシステムでありながら確実な作動を得られる油圧式ラッシュアジャスタを提供できる。

上記実施の形態では、大ピストンと小ピストンが一体となったニードル１３を用いたが、別体であってもよい。

また、油圧式ラッシュアジャスタ６は、排気弁の動弁機構とほぼ同様な構成で、カムによる開閉タイミングが異なる吸気弁の動弁機構の構成部品として用いることも可能である。

４排気弁
７ロッカアーム
１１アジャスタ本体
１２ボトムキャップ
１３ニードル
２１アジャスト油室
２２供給油室
２４作動油室
２８オイル抜き穴
３３大ピストン
３４小ピストン
３８油路

Claims

弁を開閉するためのカムにより揺動するロッカアームに内装されたアジャスタ本体と、そのアジャスタ本体の下端に摺動自在に嵌合すると共に上記弁と常時当接するボトムキャップと、アジャスタ本体の下面とボトムキャップ間に形成され、ボトムキャップを弁側に押圧させる圧油がチェックボールを介して供給されるアジャスト油室と、アジャスタ本体の内部に摺動自在に設けられ、上記チェックボールを開閉操作するニードルと、そのニードルの上方のアジャスタ本体内に形成され、供給される圧油でニードルを介してチェックボールを開いてアジャスト油室を開放するための作動油室とを備えた油圧式ラッシュアジャスタにおいて、
ニードルを作動油室に臨んだ大径部と、アジャスト油室に至る油路に臨んだ小径部とからなる段付ニードルで形成し、アジャスタ本体に上記アジャスト油室が開放された時、ニードルの大径部下面にかかる圧油を逃す圧油排出路を形成したことを特徴とする油圧式ラッシュアジャスタ。
上記油圧式ラッシュアジャスタは、排気弁が圧縮上死点で開くように制御された請求項１に記載の油圧式ラッシュアジャスタ。