JP6816032B2 - 動弁機構及び機械式ラッシュアジャスタ - Google Patents

Description

本発明は、バルブクリアランス（例えば、ロッカアーム型動弁機構ではカムとロッカアームとの間の隙間、直動型動弁機構ではカムとバルブステムを覆うタペット（バケット）との間の隙間）を自動調整する動弁機構及びその動弁機構に用いられる機械式ラッシュアジャスタに関する。

自動車等の機関（エンジン）に用いられる吸気バルブや排気バルブをシリンダヘッドの吸気口や排気口に装着するに際して、例えば、バルブステムに連係されたロッカアームを機械式ラッシュアジャスタを支点として揺動するように構成し、バルブクリアランスを機械式ラッシュアジャスタの駆動（伸縮動作）によって自動調整することが広く知られている（例えば、特許文献１，２，非特許文献１参照）。

この種の機械式ラッシュアジャスタは、外側に雄ねじを形成したプランジャ（ピボット部材）と、内側に雌ねじを形成したプランジャ係合部材である筒形状のハウジングとを備え、ハウジング内側の雌ねじにプランジャ外側の雄ねじを螺合することによりねじ係合部を形成すると共に、プランジャスプリング（圧縮コイルスプリング）をハウジング内に収容し、そのプランジャスプリングによりプランジャを上方のロッカアーム側に付勢する構造とされている。そして、ハウジング側の雌ねじとプランジャ側の雄ねじとで構成する「のこ歯ねじ」の「ねじ山」の角度（リード角およびフランク角）を所定の角度に設定することにより、プランジャがハウジングから突出する方向（以下、プランジャ伸長方向という）には、同方向の軸荷重の下で、ねじ係合部でプランジャを滑り回転させることにより移動させ、プランジャがハウジング内に沈み込む方向(以下、プランジャ縮小方向という)には、同方向の軸荷重の下で、ねじ係合部に発生する摩擦によりプランジャのねじ係合部での滑り回転を抑制する（以下、これを「ねじ」が自立する、という）こととされ、これにより、バルブクリアランスが自動調整される。

特公表昭６１−５０２５５３（図１〜５） 実開平３−１２０３号公報（図１〜３） ＷＯ２０１３−１３６５０８Ａ

NTN TECHNICAL REVIEW Ｎo．75(2007)論文「エンドピボット型メカニカルラッシュアジャスタの開発」（第７８〜８５頁、図１〜４）

しかし、従来の機械式ラッシュアジャスタ（特許文献１，２および非特許文献１）は、バルブクリアランスが増加した場合に、バルブクリアランスを減少させる方向（プランジャ伸長方向）の動作は可能であるが、バルブクリアランスが減少した場合に、バルブクリアランスを増加させる方向（プランジャ縮小方向）の動作については、ねじのガタ（バックラッシュ）分の調整代はあっても、バルブクリアランスを積極的に増加させる（バルブクリアランスを零に調整する）アジャスト構造を有していない。

このため、例えば、機関（エンジン）が暖まった状態で停止した後、急激に冷えるような場合、シリンダヘッド（アルミニウム合金）とバルブ（鉄合金）の熱膨張係数の違いに起因して、バルブクリアランスが過小（負のクリアランス）状態となって、バルブのフェース面がバルブシートから浮くおそれがあるが、このような事態に対し、従来のラッシュアジャスタでは、プランジャ縮小方向（バルブクリアランスを増加させる方向）に動作できないため、バルブクリアランスの過小（負のクリアランス）状態が放置されて、冷間時に機関（エンジン）が再始動する際、バルブリフト量が過大となったり、バルブのフェース面とバルブシートとの間のシール性（燃焼室のシール性）が不良になったりすることが危惧される。

そこで、本発明者は、上記問題点を考慮し、特許文献３に示すように、「ねじ係合部を構成する「ねじ」のねじ山のリード角とフランク角を設定（例えば、リード角を１０〜４０度、フランク角を５〜４５度の範囲に設定）することにより、プランジャに伸長・縮小いずれの方向の軸荷重が作用した場合にも、プランジャを、ねじ係合部で滑り回転させて軸荷重作用方向に移動させ、軸荷重伝達部材（ロッカアーム等）およびプランジャスプリングに対するプランジャの摺接面にそれぞれ発生する摩擦トルクの総和が、プランジャをねじ係合部で滑り回転させる推力トルクを上回った場合に、ねじ係合部のねじを自立させる（プランジャのねじ係合部での滑り回転が抑制されてプランジャが該ねじ係合部で不動となる）内容を提案している。

しかし、上記特許文献３に係る機械式ラッシュアジャスタを用いた場合、前述の問題点については解消するものの、本発明者が引き続き実験を重ねたところ、以下の新たな問題が見出された。

即ち、機関（エンジン）が暖まった状態で停止した後、急激に冷えるような場合とか、バルブシート面が磨耗した場合に発生するバルブクリアランスの過小状態では、軸荷重伝達部材（ロッカアーム等）およびプランジャスプリングに対するプランジャの摺接面にそれぞれ発生する摩擦トルクの総和が、プランジャをねじ係合部で滑り回転させる推力トルクを上回る状態となる所定位置まで、プランジャがバルブクリアランスの過小状態をなくすように適正量沈み込むべきところ、プランジャが適正量以上に沈み込んで、カムのベースサークルとカムノーズ間のランプ部（バルブの加速度を調整する部分）が機能せず、カムノーズが軸荷重伝達部材を衝打する打音や、傘部のフェース面（バルブシートフェース）がバルブシートインサートに衝突する衝突音が発生する、という予期せぬ状態（新たな問題）が発生した。

この原因について本発明者が考察したところ、ねじ係合部を構成する雄ねじと雌ねじ間には、バックラッシュ（雄ねじと雌ねじ間の隙間）が必ず設けられているが、このバッククラッシュが「プランジャの沈み込み量過大」の原因であることが分かった。

詳しくは、例えば、カムの押圧力がロッカアームを介してプランジャに作用するロッカアーム式動弁機構では、カムとロッカアーム間の接触点がロッカアーム上を移動する際に、プランジャには、プランジャの軸線に沿った軸荷重の他に、カムの押圧力の作用方向の変化に起因して、軸線に対し横方向の横荷重（図５の符号Ｔ１，Ｔ２参照）も作用する。この横荷重がプランジャに作用すると、ねじ係合部のバックラッシュ（雄ねじと雌ねじ間の隙間）相当、プランジャが横荷重作用方向に揺動し、このプランジャの揺動に伴って、プランジャが滑り回転しながら軸荷重作用方向に移動する分、プランジャは、想定していた沈み込み量よりも多く沈み込むことになる。

この新たな問題に対して、ねじ係合部のバックラッシュをできるだけ小さくしてプランジャに作用する横荷重の影響を無視できれば、即ち、バックラッシュが小さいためプランジャの揺動に伴ってねじ係合部にモーメントが発生しなければ、ねじ係合部におけるプランジャの沈み込み量が適正量となって、ラッシュアジャスタは、バルブクリアランスの過小状態をなくすように的確に動作する。しかし、バックラッシュが小さくなるように、ねじ係合部を構成する雄ねじと雌ねじをねじ加工することは非常に難しく、量産するラッシュアジャスタに一定の品質を保証することは実質的に困難である。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、バルブクリアランスを自動的にかつ確実に調整できる動弁機構を提供することにある。
第２の目的は、上記動弁機構に用いられる機械式ラッシュアジャスタを提供することにある。

前記第１の目的を達成するために、次の（１）〜（６）の構成が採用されている。
（１）機関出力軸の回転に連動して回転するカムと、バルブスプリングにより閉弁方向に付勢されるバルブの軸端部と、該バルブの軸端部と前記カムとの間に介在されて該カムの押圧力を開弁力として該バルブの軸端部に伝達する動力伝達部材と、該動力伝達部材に連係され前記カムと前記動力伝達部材との間においてバルブクリアランスを調整する機械式ラッシュアジャスタと、が備えられている動弁機構において、
前記機械式ラッシュアジャスタは、
前記動力伝達部材に当接され、前記カムの押圧力及び前記バルブスプリングの付勢力が該動力伝達部材を介して伝達されるプランジャと、
前記プランジャに対してねじ係合させることにより、該プランジャと協働して該プランジャとの相対回転に基づき該プランジャを伸縮させるねじ係合部を形成し、該ねじ係合部の周方向に回転不能に保持されるプランジャ係合部材と、
前記プランジャと前記プランジャ係合部材とに関係付けられて、該プランジャを、前記動力伝達部材が前記カムに当接する方向に付勢する圧縮コイルばねと、を備え、
前記ねじ係合部は、前記プランジャに該プランジャの伸縮方向のいずれかの方向に荷重が作用したときには、該ねじ係合部に発生する摩擦トルクにより該ねじ係合部での該プランジャ係合部材に対する該プランジャの滑り回転を抑制する一方、該プランジャ係合部材に対して該プランジャを揺動させる横荷重が作用したときには、前記滑り回転の抑制を緩和するように設定されている構成とされている。

この構成によれば、ねじ係合部の設定により、プランジャにその伸縮方向のいずれかに荷重として軸荷重が作用するときには、ねじ係合部が相対的に不動となり（ねじが自立し）、カムの回転に伴う駆動力が動力伝達部材に伝達されることになる。このため、動力伝達部材を利用して、バルブを適正に開閉動作させることができる（動力伝達部材がロッカアームのときには、プランジャがロッカアームを揺動させる支点として機能）。
その一方で、プランジャに横荷重が作用した場合には、プランジャは、ねじ係合部のバックラッシュ相当だけ、プランジャに対する軸荷重の作用方向（プランジャ伸長方向（バルブクリアランスを減少させる方向）又はプランジャ縮小方向（バルブクリアランスを増加させる方向））に動作して、バルブクリアランスが調整されることになり、バルブクリアランスの調整には、バックラッシュに基づくプランジャの横荷重作用方向への揺動によるプランジャの滑り回転のみが利用され、プランジャに対する軸荷重の作用によりプランジャを滑り回転させる構造（特許文献３の構造）は利用されない。このため、プランジャに軸荷重を作用させてプランジャを滑り回転させる構造により、バルブクリアランスの調整を行う場合とは異なり、プランジャが、想定する移動量よりも多く移動することが防止される。結果、バルブクリアランスを自動的にかつ確実に調整できる。

また、ラッシュアジャスタは、プランジャに伸長・縮小いずれの方向の軸荷重が作用した場合にも、ねじ係合部に発生する摩擦トルクによりプランジャのねじ係合部での滑り回転が抑制されて「ねじが自立」するという構成であるが、ねじ係合部のバックラッシュ相当だけプランジャが横荷重によって揺動することを積極的に利用して、プランジャをねじ係合部で滑り回転させるという構成であるため、ねじ係合部のバックラッシュを従来よりも小さくする必要がなく、ねじ係合部を構成する雄ねじと雌ねじのねじ加工がそれだけ容易である。したがって、一定の品質を保証する機械式ラッシュアジャスタの量産に極めて有効である。

（２）前記（１）の構成の下で、
前記プランジャと前記プランジャ係合部材とに捩じりばねが関係付けられて、該プランジャが該プランジャ係合部材に対して伸長するための相対回転方向に付勢されている構成とされている。
この構成によれば、動弁機構として上述のような構造（上記（１）に示す動弁機構）がとられるとしても、機関（エンジン）において、冷間始動、停止、冷間再始動が順次、行われた場合に、カムが動力伝達部材に衝突的に接触することに基づいて異音が発生することを防止できる。
すなわち、機関が冷間始動する場合、触媒活性化のための高温の排気ガスによりバルブが伸び、バルブクリアランスが過小（負のクリアランス）状態となろうとすることから、プランジャは、バルブクリアランスを適正に調整すべく、プランジャ係合部材に深く入り込み（プランジャ縮小状態）、バルブクリアランスの過少状態を解消する。
しかし、上記状態で機関が停止されると、ねじ係合部においては滑り回転の抑制状態が維持され、プランジャがプランジャ係合部材に深く入り込んだ状態が保持されることになり、この後、冷間時にその機関が再始動された場合には、バルブが収縮して元に戻っている一方で、上記状態（プランジャがプランジャ係合部材に深く入り込んだ状態）が維持されていることから、そのバルブクリアランスを適正に調整すべく、プランジャが伸長しようとするものの、カムの回転によって動力伝達部材に横方向の荷重が作用しない限りプランジャが伸長できないため、プランジャは、迅速に適正な伸長状態に戻らないおそれがある。このため、上記場合には、動力伝達部材にカムのベースサークルが臨んだとき、その両者間のクリアランスが過大となり、カムは、そのオープンランプ部で動力伝達部材に衝突的に接触し、異音が発生する。
このため、プランジャとプランジャ係合部材とに捩じりばねが関係付けられて、プランジャがプランジャ係合部材に対して伸長するための相対回転方向に付勢されている構成とすることにより、バルブクリアランスがある限り、プランジャは、捩じりばねの付勢力に基づき伸長され、再始動時には、動力伝達部材にカムのベースサークルが臨んだとき、そのベースサークルは常に動力伝達部材に当接される。これにより、動弁機構として前述のような構造がとられるとしても、機関において、冷間始動、停止、冷間再始動が順次、行われた場合に、カムが動力伝達部材に衝突的に接触することに基づいて異音が発生することを防止できる。

（３）前記（２）の構成の下で、
前記圧縮コイルばねと前記捩じりばねとが、プランジャスプリングとして、一つのばね材により構成されている構成とされている。
この構成によれば、前述の（２）と同様の作用を実現しつつ、それを実現するばね材の部品点数を低減することができると共に、そのばね材を配置するための設置スペースを極力少なくすることができる。

（４）前記（２）の構成の下で、
前記圧縮コイルばねと前記捩じりばねとが、プランジャスプリングとして、別個独立して設けられている構成とされている。
この構成によれば、圧縮コイルばね及び捩じりばねを、ばね係数等の観点から個別に選択することができ、動弁機構における各ばねの付勢力調整を容易に行うことができる。

（５）前記（１）の構成の下で、
前記プランジャ係合部材が、シリンダヘッドに保持された円筒状のハウジングとされ、
前記プランジャが、該プランジャの一端を前記動力伝達部材に対する当接端として、該プランジャの一端側を前記ハウジングから突出させつつ該プランジャの一端側よりも他端側を該ハウジング内に収容するように配置され、
前記ねじ係合部が、前記プランジャの外周面に形成される雄ねじと、前記ハウジング内周面に形成されて前記雄ねじを螺合する雌ねじとにより構成されている構成とされている。
この構成によれば、動弁機構として、具体的で且つ好ましい構造のものを提供できる。

（６）前記（１）の構成の下で、
前記ねじ係合部は、該ねじ係合部を構成するねじのねじ山のリード角とフランク角とにより、前記プランジャに該プランジャの伸縮方向のいずれかの方向に荷重が作用したときには、該ねじ係合部に発生する摩擦トルクにより該ねじ係合部での該プランジャ係合部に対する該プランジャの滑り回転を抑制する一方、該プランジャ係合部材に対して該プランジャを相対的に揺動させる横荷重が作用したときには、前記滑り回転の抑制を緩和するように設定されている構成とされている。
この構成によれば、ねじ係合部を構成する「ねじ」のねじ山のリード角とフランク角の特性を利用して、前述の（１）の作用を具体的に実現できる。

前記第２の目的を達成するために、次の（７）〜（１３）の構成が採用されている。
（７）プランジャと、
前記プランジャに対してねじ係合させることにより、該プランジャと協働して該プランジャとの相対回転に基づき該プランジャを伸縮させるねじ係合部を形成するプランジャ係合部材と、
前記プランジャと前記プランジャ係合部材とに関係付けられて、該プランジャを、該プランジャ係合部材に対して該プランジャを伸長させる方向に付勢する圧縮コイルばねと、を備え、
前記ねじ係合部は、前記プランジャに該プランジャの伸縮方向のいずれかの方向に荷重が作用したときには、該ねじ係合部に発生する摩擦トルクにより該ねじ係合部での該プランジャ係合部材に対する該プランジャの滑り回転を抑制する一方、該プランジャ係合部材に対して該プランジャを相対的に揺動させる横荷重が作用したときには、前記滑り回転の抑制を緩和するように設定されている構成とされている。
この構成によれば、前記（１）の動弁機構に用いられる機械式ラッシュアジャスタとして好ましいものを提供できる。

（８）前記（７）の構成の下で、
前記プランジャと前記プランジャ係合部材とに捩じりばねが関係付けられて、該プランジャが該プランジャ係合部材に対して伸長するための相対回転方向に付勢されている構成とされている。
この構成によれば、前記（２）の動弁機構に用いられる機械式ラッシュアジャスタとして好ましいものを提供できる。

（９）前記（８）の構成の下で、
前記圧縮コイルばねと前記捩じりばねとが、プランジャスプリングとして、一つのばね材により構成されている構成とされている。
この構成によれば、前記（３）の動弁機構に用いられる機械式ラッシュアジャスタとして好ましいものを提供できる。

（１０）前記（８）の構成の下で、
前記圧縮コイルばねと前記捩じりばねとが、プランジャスプリングとして、別個独立して設けられている構成とされている。
この構成によれば、前記（４）の動弁機構に用いられる機械式ラッシュアジャスタとして好ましいものを提供できる。

（１１）前記（７）の構成の下で、
前記プランジャ係合部材が、円筒状のハウジングとされ、
前記プランジャが、該プランジャの一端側を前記ハウジングから突出させつつ該プランジャの一端側よりも他端側を該ハウジング内に収容するように配置され、
前記ねじ係合部が、前記プランジャの外周面に形成される雄ねじと、前記ハウジング内周面に形成されて前記雄ねじを螺合する雌ねじとにより構成されている構成とされている。
この構成によれば、前記（５）の動弁機構に用いられる機械式ラッシュアジャスタとして好ましいものを提供できる。

（１２）前記（７）の構成の下で、
機関出力軸の回転に連動して回転するカムと、バルブスプリングにより閉弁方向に付勢されるバルブの軸端部と、該バルブの軸端部と前記カムとの間に介在されて該カムの押圧力を開弁力として該バルブの軸端部に伝達する動力伝達部材と、を備える動弁機構において、前記カムと前記バルブの軸端部との間のバルブクリアランスを調整するために用いられ、
前記プランジャは、前記動力伝達部材に当接されて、前記カムの押圧力及び前記バルブスプリングの付勢力が該動力伝達部材を介して伝達されるように配置され、
前記プランジャ係合部材が、前記動弁機構において、該ねじ係合部の周方向に回転不能に保持される構成とされている。
この構成によれば、（１）の動弁機構に用いられる機械式ラッシュアジャスタとして好ましいものを提供できる。

（１３）前記（７）の構成の下で、
前記ねじ係合部は、該ねじ係合部を構成するねじのねじ山のリード角とフランク角とにより、前記プランジャに該プランジャの伸縮方向のいずれかの方向に荷重が作用したときには、該ねじ係合部に発生する摩擦トルクにより該ねじ係合部での該プランジャ係合部材に対する該プランジャの滑り回転を抑制する一方、該プランジャ係合部材に対して該プランジャを相対的に揺動させる横荷重が作用したときには、前記滑り回転の抑制を緩和するように設定されている構成とされている。
この構成によれば、前記（６）の動弁機構に用いられる機械式ラッシュアジャスタとして好ましいものを提供できる。

以上の説明から明らかなように、本発明に係る動弁機構によれば、バルブクリアランスを自動的にかつ確実に調整できる。
また、本発明に係る機械式ラッシュアジャスタによれば、上記動弁機構に用いられる好ましいものを提供できる。

本発明をロッカアーム式動弁機構仕様の機械式ラッシュアジャスタに適用した第１実施形態を示し、ロッカアーム式動弁機構全体の断面図である。 第１実施形態に係る機械式ラッシュアジャスタの要部を示し、（ａ）は、プランジャに形成した雄ねじのねじ山のリード角とフランク角を示す図、（ｂ）は、ハウジングに形成した雌ねじのねじ山のリード角とフランク角を示す図である。 プランジャの揺動によりプランジャがねじ係合部で滑り回転して軸荷重作用方向に移動する原理を説明する説明図である。 （ａ）〜（ｄ）は、プランジャ上端部に紙面手前から奥に向かって横荷重が入力（作用）する際のプランジャの動きを説明する図で、（ａ），（ｂ）は、伸長方向の軸荷重が作用しているプランジャに横荷重が作用した場合、（ｃ），（ｄ）は、縮小方向の軸荷重が作用しているプランジャに横荷重が作用した場合で、（ａ），（ｃ）は、横荷重の入力(作用)方向に対し左側からプランジャを見た図、（ｂ），（ｄ）は、横荷重の入力(作用)方向に対し右側からプランジャを見た図を示す。 エンジンの回転数が低い場合のバルブリフト量，プランジャに作用する横荷重およびプランジャの動き（リフトロス）を示す図である。 第１実施形態に係る動弁機構に用いられる機械式ラッシュアジャスタを示す縦断面図である。 第２実施形態に係る動弁機構に用いられる機械式ラッシュアジャスタを示す縦断面図である。 第２実施形態に係る機械式ラッシュアジャスタに用いられる捩じりばねを示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
１．図１〜図６は、第１実施形態を示す。この第１実施形態を示す図１において、符号１は、シリンダヘッド１１に組み付けられる内燃機関の動弁機構を示す。この動弁機構１としては、本実施形態においては、ロッカアーム式動弁機構が用いられ、その動弁機構１は、燃焼室Ｓに連なる吸気（排気）ポートＰを開閉する機構として、吸気（排気）ポート）Ｐを開閉する吸気バルブ又は排気バルブ（以下、バルブという）１０と、そのバルブ１０の上方に配置されるカム１９ａと、バルブ１０とカム１９ａとの間に配置される動力伝達部材としてのロッカアーム１６と、ロッカアーム１６を支持する機械式ラッシュアジャスタ（以下、ラッシュアジャスタという）２０と、を備えている。

（１−１）前記バルブ１０は、既知の如く、バルブステム１０Ａを一体的に備えており、そのバルブステム１０Ａは、吸気ポート（又は排気ポート）Ｐに連なる貫通孔に保持された円筒状のバルブ摺動ガイド１１ｂ内に摺動自在に挿通されている。バルブステム１０Ａは、その軸端部（図１中、上端部）が、シリンダヘッド１１の上面上方に突出されており、その先端部外周には、コッタ１２ａおよびスプリングリテーナ１２ｂが装着され、そのコッタ１２ａおよびスプリングリテーナ１２ｂの下方には、シリンダヘッド１１の上面上においてばね座１１ａが配置されている。このバルブステム１０Ａの外周にはバルブスプリング（圧縮コイルスプリング）１４が、遊嵌状態をもって巻回されており、そのバルブスプリング１４は、スプリングリテーナ１２ｂとばね座１１ａとの間に介装されて、バルブ１０を吸気（排気）ポートＰの開口を閉弁する方向に付勢している。符号１０ａは、バルブ１０の傘部(head)外周に形成されたテーパ形状のバルブシートフェース、符号１１ｃは、吸気（排気）ポートＰの燃焼室Ｓへの開口周縁部に形成されて、バルブシートフェース１０ａに対応するテーパ形状とされたシートインサートである。

（１−２）前記カム１９ａは、自動車用エンジンの回転に同期して回転駆動されるカムシャフト１９に固定されている。カム１９ａは、カムシャフト１９の回転に伴い回転駆動される。このカム１９ａの外周面は、既知の如く、ベースサークル１９ａ１，カムノーズ１９ａ３により構成され、そのベースサークル１９ａ１とカムノーズ１９ａ３とは、オープン側ランプ部１９ａ２１及びクローズ側ランプ部１９ａ２２により区画され、カムノーズ１９ａ３は、カムトップ１９ａ４において最も突き出されている。

（１−３）前記ロッカアーム１６は、カム３の回転駆動に基づき揺動される。ロッカアームは、その一端側がバルブステム１０Ａの軸端部に当接され、その他端側には、後述のラッシュアジャスタ２０を支持するためのソケット部１８が形成されている。このロッカアーム１６には、その長手方向中程において、ローラ軸１７ａに支承されたローラ１７ｂが設けられ、このローラ１７ｂに、前記カム１９ａが当接される。これにより、ロッカアーム１６は、カム３の回転駆動力に基づき、ラッシュアジャスタ２０を支点として揺動し、そのロッカアーム１６の揺動によって、そのカム１９ａの回転駆動力はバルブステム１０Ａに伝達される。この結果、バルブステム１０Ａは、円筒状のバルブ摺動ガイド１１ｂを摺動することになり、バルブ１０は、バルブステム１０Ａの摺動に応じて、吸気ポート（又は排気ポート）Ｐを開閉する。

（１−４）前記ラッシュアジャスタ２０は、図１、図６に示すように、プランジャ係合部材としての筒状のハウジング２２内にプランジャ２４が配設され、そのハウジング２２とプランジャ２４とにはプランジャスプリング２６が関係付けられている。

（１−４−１）ハウジング２２は、その一端側開口を上方に向けつつ、シリンダヘッド１１の上部側に形成されて上下方向に伸びるボア１３内に挿入されている。ハウジング２２は、その他端部（下端部）がボア１３の底面に当接するようにボア１３に挿入されているものの、ボア１３には圧入されていない（積極的なハウジング回り止め手段は設けられていない）。しかし、ロッカアーム１６を介してプランジャ２４を押し下げる際、そのハウジング２２他端部（下端部）とボア１３の底面との間に摩擦トルクが発生し、その摩擦トルクが、ボア１３に対するハウジング２２の回転を阻止する。このため、ハウジング２２は、ボア１３の底面との間で発生する摩擦トルクによって、ボア１３に対し回転しないように保持されている。
このハウジング２２には、その内周面において雌ねじ２３が形成され、そのハウジング２２内には、その他端部側（下端部側）において円盤形状のばね座面プレート２７ａが回転不能に収容され、そのばね座面プレート２７ａはＣリング２７ｂによりハウジング２２にその軸線方向に変位不能に固定されている。このばね座面プレート２７ａには、後述のプランジャスプリング２６を係止するための係止孔３１が形成されている。

（１−４−２）プランジャ２４には、棒状部材が用いられている。このプランジャ２４には、一端側において略半球状のピボット部２４ａが形成され、その他端側外周面には雄ねじ２５が形成されている。このプランジャ２４は、その一端側が前記ハウジング２２の一端側開口から外方に突出した状態で、雄ねじ２５がハウジング２２内周面の雌ねじ２３に螺合されており、そのピボット部２４ａは、前記ロッカアーム１６のソケット部１８内に入り込んでそのソケット部１８に係合されている。このため、カム１９ａの押圧力が軸荷重として作用するプランジャ２４と、周方向に回転しないように保持されたハウジング２２とは、プランジャ２４側の雄ねじ２５とハウジング２２側の雌ねじ２３とを介して軸方向に係合されている。
このプランジャ２４の内部には、その他端側においてばね収容孔３２が形成されている。ばね収容孔３２は、プランジャ２４の伸び方向に伸びており、そのばね収容孔３２の一端（内端）は、ばね座面３３により区画され、そのばね座面３３には、後述のプランジャスプリング２６を係止するための係止孔３４が形成されている。ばね収容孔３２の他端は、プランジャ２４の他端面から外部に開口されており、ばね収容孔３２の内部は、ばね座面プレート２７ａに臨んでいる。

（１−４−３）プランジャスプリング２６は、図１、図６に示すように、プランジャ２４のばね収容孔３２の一端を区画するばね座面３３とばね座面プレート２７ａとの間に介装されている。プランジャスプリング２６には、本実施形態においては、圧縮コイルばねとしての機能の他に、捩じりばねとしての機能を有するものが用いられており、このプランジャスプリング２６は、一定のピッチをあけつつコイル状に形成されていると共に、そのプランジャスプリング２６を形成する線材の両端部は、係止部（アーム）３５，３６として、プランジャスプリング２６の軸線方向外方に向けて折曲されている。このプランジャスプリング２６は、その軸線方向をばね収容孔３２の伸び方向に向けつつ該ばね収容孔３２に収容されており、その軸線方向一方側（図１中、下方側）の係止部３５がばね座面プレート２７ａの係止孔３１に係止され、その軸線方向他方側（図１中、上方側）の係止部３６がばね座面３３の係止孔３４に係止されている。このプランジャスプリング２６は、ハウジング２２に対するプランジャ２４の相対回転に基づき捩じりと、その解放とが可能になっていると共に、ハウジング２２に対するプランジャ２４の相対回転に基づく両者２２，２４の伸縮により圧縮と、その解放（伸長）とが可能となっている。ロッカアーム１６に対してカム１９ａのベースサークル１９ａ１が当接する形態においては、プランジャスプリング２６は、その圧縮コイルばねとしての機能が、プランジャ２４を、ハウジング２２に対して伸長する方向に付勢すると共に、捩じりばねとしての機能が、プランジャ２４を、ハウジング２２に対して伸長するための相対回転方向に付勢している。
勿論、プランジャスプリング２６のばね力は、バルブスプリング１４のばね力よりも弱いものとなっている。

（１−４−４）前記ハウジング２２における雌ねじ２３と前記プランジャ２４における雄ねじ２５とは、その両者２３，２５の螺合関係をもってねじ係合部３０を構成している。このねじ係合部３０は、プランジャ２４に伸長・縮小いずれかの方向の軸荷重が作用したときには、該ねじ係合部３０に発生する摩擦トルクによりハウジング２２に対するプランジャ２４の滑り回転を抑制してねじを自立させ（ねじ係合部３０を相対的に不動状態とすること）、プランジャ２４に横荷重が作用したときには、該プランジャ２４を滑り回転（滑り回転の抑制の緩和）させて軸荷重作用方向に移動させるように設定されており、本実施形態においては、図２（ａ），（ｂ）に拡大して示すように、雄ねじ２５及び雌ねじ２３が台形ねじをもってそれぞれ構成され、その雄ねじ２５及び雌ねじ２３のねじ山が、リード角及びフランク角をもって上記観点に沿うように設定されている。
具体的には、雄ねじ２５及び雌ねじ２３のねじ山のねじ角は、リード角が１５度未満、フランク角が５〜６０度の範囲に設定されている。リード角を１５度未満とするのは、リード角が１５度以上では、プランジャ２４に軸荷重が作用すると、プランジャ２４がねじ係合部３０において滑り回転してしまって、ねじ係合部３０に発生する摩擦トルクによって「ねじを確実に自立」させることは困難である一方、リード角が１５度未満であれば、軸荷重が作用するプランジャ２４がねじ係合部３０において滑り回転することなく、ねじ係合部３０に発生する摩擦トルクによって「ねじが自立」するからである。フランク角が５〜６０度の範囲に設定するのは、フランク角が５度未満では、ねじ係合部３０の実質的な摩擦角が小さい角ねじの範疇となって、フランク角を変化させる意義が無くなり、リード誤差等の影響を受けない高精度の加工が難しい一方、フランク角が６０度を超えると、「ねじ」の加工はし易いが、実質的な摩擦角が非常に大きいため、潤滑油による影響が大きく、エンジン運転中のリフトロスが大きくなり、実質的に使用できないからである。
より具体的には、雄ねじ２５（雌ねじ２３）のねじ山のリード角α、雄ねじ２５（雌ねじ２３）のねじ山の上側フランク角θ２５ａ（θ２３ａ）および下側フランク角θ２５ｂ（θ２３ｂ）については、例えば、リード角α＝１０度、上側フランク角θ２５ａ，θ２３ａ＝１０度、下側フランク角θ２５ｂ，θ２３ｂ＝１０度に設定することが好ましい。

（１−４−５）このようなねじ係合部３０の設定により、バルブ１０により吸気（排気）ポートＰが開閉動作されるときには、ラッシュアジャスタ２０において、その間、プランジャ２４にロッカアーム１６を介して軸荷重が作用することになり、プランジャ２４は、ねじ係合部３０に発生する摩擦トルクにより、滑り回転が抑制され、ねじ係合部３０のねじは自立して不動状態となる。このため、プランジャ２４先端のピボット部２４ａが、カムシャフト１９の回転に連係して揺動するロッカアーム１６の揺動支点として機能（作用）することになり、そのロッカアーム１６の揺動支点としての機能によりバルブ１０が上下方向に往復動作し、このとき、バルブ１０のリフト量として、図５に示すような山形状を示すことになる。

また、カム１９ａがロッカアーム１６（のローラ１７ｂ）を押圧することによりプランジャ２４に軸荷重が作用するときには、ロッカアーム１６（のローラ１７ｂ）に対するカム１９ａ１の接触点がロッカアーム１６（のローラ１７ｂ）上を移動してカム１９ａの押圧力の作用方向が変化するため、プランジャ２４に、図５の符号Ｔ１，Ｔ２に示すように、横荷重も作用する。このプランジャ２４に横荷重が作用するときには、ねじ係合部３０のバックラッシュ相当、プランジャ２４は横荷重作用方向にハウジング２２に対して揺動することになり、雌ねじ２３に対する雄ねじ２５の接触点において、雌ねじ２３のフランク面に沿う方向に横荷重に基づく反力が働く。このとき、横荷重作用方向と接触点での反力の方向とが一致しないため、この接触点での反力は、ねじ係合部３０においてプランジャ２４を滑り回転させるモーメントとして作用し、プランジャ２４は、滑り回転しながら軸荷重作用方向に移動して、バルブクリアランスの増加・減少状態を解消する。

２．プランジャ２４に横荷重が作用したときに、プランジャ２４が滑り回転しながら軸荷重作用方向に移動する原理について、図３，４を参照しつつ、より詳しく説明する。

（２−１）例えば、図３の符号Ｆ１に示すように、プランジャ２４に作用する軸荷重が上向きの場合（例えば、プランジャスプリング２６の付勢力だけが作用する形態）には、雄ねじ２５の上フランク面２５ａが雌ねじ２３の下フランク面２３ｂに接触している。接触点を符号Ｐ１で示す。図３において、上下方向に配設されたプランジャ２４先端のピボット部２４ａ（図１参照）に、横荷重Ｔが図３の紙面手前から奥側に向かって作用すると、プランジャ２４は、ねじ係合部３０の下端部、即ち、ハウジング側雌ねじ２３とねじ係合するプランジャ下端部２４ｂ（図１，４参照）を支点とし、プランジャ２４先端のピボット部２４ａが図３の紙面手前から奥側に向かって揺動する。
これにより、ねじ係合部３０（雄ねじ２５）が通常の右ねじの場合には、雄ねじ２５の左半分（図３の左半分）では、雄ねじ２５の上フランク面２５ａが、右旋回（下方向きを基準）しつつ下方に進む雌ねじ２３の下フランク面２３ｂを突き押しするように動作し、雄ねじ２５の右半分（図３の右半分）では、雄ねじ２５の上フランク面２５ａが、右旋回（上方向きを基準）しつつ上方に進む雌ねじ２３の下フランク面２３ｂから離れる方向に動作する。

このため、ハウジング側雌ねじ２３は、ねじ係合部３０の周方向に回動しないように保持されているため、雌ねじ２３の下フランク面２３ｂに対する雄ねじ２５の左半分の上フランク面２５ａの接触点Ｐ１において、右旋回（上方向き基準）しつつ上方に進む雌ねじ２３の下フランク面２３ｂに沿う方向に横荷重に基づく反力が働く。このとき、横荷重Ｔの作用方向（入力方向）と接触点Ｐ１での反力の方向とが一致しないため、接触点Ｐ１での反力が、プランジャ２４をねじ係合部３０において図３中、Ｒ１方向に滑り回転させるモーメントとして作用することになり、プランジャ２４は、バックラッシュ相当分だけ、滑り回転しながら軸荷重Ｆ１作用方向（上方）に移動する。

より具体的に説明すれば、横荷重Ｔの入力(作用)方向に対しプランジャ２４の左半分では、図４（ａ）に示すように、プランジャ２４が横荷重の入力に伴って揺動する際、雄ねじ２５の上フランク面２５ａが、周方向に回動しないように保持されているハウジング側雌ねじ２３の下フランク面２３ｂに当接し、これ以上動作（図４（ａ）左方向に移動）できない。一方、横荷重Ｔの入力(作用)方向に対しプランジャの右半分では、図４（ｂ）に示すように、プランジャ２４が横荷重の入力に伴って揺動する際、雄ねじ２５の上フランク面２５ａは、雌ねじ２３の下フランク面２３ｂから遠ざかり（図４（ｂ）右方向に移動）、制約を受けることがなくなる。この結果、雄ねじ２５の上フランク面２５ａがハウジング側雌ねじ２３の下フランク面２３ｂから反力を受け、プランジャ２４は、バックラッシュ相当分だけ、図３中、Ｒ１方向に滑り回転しながら伸長方向（上方）に移動する。

このことから、例えば、ねじ係合部３０（雄ねじ２５）が通常の右ねじであって、プランジャ２４に作用する軸荷重Ｆ１が上向きの場合は、プランジャ２４が横荷重Ｔで揺動する際に、必ず図３中、Ｒ１方向に回転しながら、軸荷重Ｆ１作用方向（伸長方向）に移動する。

（２−２）他方、図３矢印Ｆ２に示すように、プランジャ２４に作用する軸荷重が下向きの場合（例えば、バルブスプリング１４の付勢力がロッカアーム１６を介してプランジャ２４に作用する形態）では、雄ねじ２５の下フランク面２５ｂが雌ねじ２３の上フランク面２３ａに接触している。接触点を符号Ｐ２で示す。プランジャ２４先端のピボット部２４ａに横荷重Ｔが図３の紙面手前から奥側に向かって作用すると、プランジャ２４は、ねじ係合部３０の下端部（プランジャ下端部）２４ｂを支点とし、プランジャ２４先端のピボット部２４ａが図３の紙面手前から奥側に向かって揺動する。
これにより、ねじ係合部３０（雄ねじ２５）が通常の右ねじの場合は、雄ねじ２５の右半分（図３の右半分）では、雄ねじ２５の下フランク面２５ｂが、右旋回（上方向きを基準）しつつ上方に進む雌ねじ２３の上フランク面２３ａを突き押しするように動作し、雄ねじ２５の左半分（図３の左半分）では、雄ねじ２５の下フランク面２５ｂが、右旋回（下方向きを基準）しつつ下方に進む雌ねじ２３の上フランク面２３ａから離れる方向に動作する。

このため、ハウジング側雌ねじ２３は、ねじ係合部３０の周方向に回動しないように保持されているため、ハウジング側雌ねじ２３の上フランク面２３ａに対するプランジャ側雄ねじ２５の右半分の下フランク面２５ｂの接触点Ｐ２において、右旋回（下方向きを基準）しつつ下方に進む雌ねじ２３の上フランク面２３ａに沿う方向に横荷重に基づく反力が働く。このとき、横荷重Ｔの作用方向と接触点Ｐ２での反力の方向とが一致しないため、接触点Ｐ２での反力が、プランジャ２４をねじ係合部３０において図３中、Ｒ２方向に滑り回転させるモーメントとして作用することになり、プランジャ２４は、バックラッシュ相当分だけ、滑り回転しながら軸荷重Ｆ２作用方向（下方）に移動する。

より具体的に説明すれば、横荷重Ｔの入力(作用)方向に対しプランジャ２４の右半分では、図４（ｄ）に示すように、横荷重Ｔによってプランジャ２４が揺動する際、雄ねじ２５の下フランク面２５ｂが雌ねじ２３の上フランク面２３ａに当接し、これ以上動作（図４（ｄ）右方向に移動）できない。一方、横荷重Ｔの入力(作用)方向に対しプランジャ２４の左半分では、図４（ｃ）に示すように、横荷重Ｔによってプランジャ２４が揺動する際、雄ねじ２５の下フランク面２５ｂは、雌ねじ２３の上フランク面２３ａから遠ざかり、制約を受けることがなくなる（図４（ｃ）左方向に移動）。この結果、雄ねじ２５の下フランク面２５ｂがハウジング側雌ねじ２３の上フランク面２３ａから反力を受け、プランジャ２４は、バックラッシュ相当分だけ、図３中、Ｒ２方向に滑り回転しながら縮小方向（下方）に移動する。

このことから、例えば、ねじ係合部３０（雄ねじ２５）が通常の右ねじであって、プランジャ２４に作用する軸荷重Ｆ２が下向きの場合は、プランジャ２４が横荷重Ｔで揺動する際に、必ず図３中、Ｒ２方向に回転（右回転）しながら、軸荷重Ｆ２作用方向（縮小方向）に移動する。

（２−３）このように、ねじ係合部３０を構成する「ねじ」のねじ山のリード角とフランク角が所定の値（例えば、リード角α＝１０度、上側フランク角θ２５ａ，θ２３ａ＝１０度、下側フランク角θ２５ｂ，θ２３ｂ＝１０度）に設定されることにより、軸荷重が作用するプランジャ２４は、原則的には、ねじ係合部３０が相対的に不動となって（ねじが自立し）、ロッカアーム１６の揺動支点として機能（作用）し、プランジャ２４に横荷重Ｔが作用した場合に、ねじ係合部３０のバックラッシュ相当だけ、プランジャ２４伸長方向（バルブクリアランスを減少させる方向）にはもちろん、プランジャ２４縮小方向（バルブクリアランスを増加させる方向）にも動作する。

３．次に、上記ラッシュアジャスタ２０が組み込まれた動弁機構の動作について説明する。

（３−１）図１，５に示すように、カムシャフト１９（カム１９ａ）が回転することにより、ロッカアーム１６（のローラ１７ｂ）に対するカム１９ａの接触点は、カム角度が約−６０度から約＋６０度まではカムノーズ１９ａ３上にあり、これ以外のカム角度（約−６０度以下および約＋６０度以上）ではカム１９ａのベースサークル１９ａ１上にある。そして、カム角度が約−６０度から約＋６０度までのうち、カム角度が約−６０度から０度までについては、ロッカアーム１６に対するカム１９ａの接触点は、カムのオープン側ランプ部１９ａ２１からカムトップ１９ａ４までのカムノーズ１９ａ３の一側面上にあり、カム角度が０度から約＋６０度までについては、ロッカアーム１６に対するカム１９ａの接触点は、カムトップ１９ａ４からカム１９ａのクローズ側ランプ部１９ａ２２までのカムノーズ１９ａ３の他側面上にある。

（３−２）まず、ロッカアーム１６に対するカム１９ａの接触点がカム１９ａのベースサークル１９ａ１上にあるときには（カム角度が−６０度以下では）、プランジャ２４に対してプランジャスプリング２６の所定の付勢力が作用しており、この付勢力は、ねじ係合部３０（ねじ面）に発生する摩擦力とバランスして、プランジャ２４は、伸長・縮小方向に移動することなく、バルブクリアランス（カム１９ａとロッカアーム１６間の隙間）は０に保持されている。このため、プランジャ２４は、ねじ係合部３０において「ねじが自立」し不動となって、ラッシュアジャスタ２０は、ロッカアーム１６の揺動支点として機能する。

（３−３）ロッカアーム１６に対するカム１９ａの接触点が、カムのオープン側ランプ部１９ａ２１からカムトップ１９ａ４を経て反対側のクローズ側ランプ部１９ａ２２間にあるときには（図５のカム角度が−６０度から＋６０度までの範囲では）、プランジャ２４に対して、ロッカアーム１６を介して、カム１９ａによる押圧力が軸荷重として作用する。このため、プランジャ２４は、ねじ係合部３０において「ねじが自立」し不動となって、ラッシュアジャスタ２０は、ロッカアーム１６の揺動支点として機能することになり、カム１９ａの１回転に対応するバルブ１０のリフト量は、図５の破線で示すように、Ｍａｘリフト約10mmの山形状となる。なお、図５に示すバルブ１０のリフト量には、後で詳しく説明するが、プランジャ２４とハウジング２２との間のねじ係合部３０にバックラッシュがあるため、プランジャ２４が自動的に滑り回転して縮小方向に移動することに伴って発生するリフトロスδ（例えば、約0.2mm）が含まれている。

（３−４）また、このカム１９ａによる押圧力がロッカアーム１６を介してプランジャ２４に軸荷重として作用する際しては、ロッカアーム１６（のローラ１７ｂ）に対するカム１９ａの接触点がカム１９ａの回動に伴って移動して、カム１９ａのロッカアーム１６（のローラ１７ｂ）に対する押圧力作用方向が変わるため、図５に示すように、約250〜150Nの横荷重Ｔ１，Ｔ２がプランジャ２４に作用する。動弁機構１においては、この横荷重Ｔ１，Ｔ２を利用して、動弁機構１に発生する正（負）のバルブブクリアランスが調整される。

（３−４−１）ロッカアーム１６に対するカム１９ａの接触点がオープン側ランプ部１９ａ２１からカムノーズ１９ａ３に移行する際には、動弁機構１に発生している正（負）のバルブブクリアランスは、次のように調整される。

（３−４−１−１）動弁機構１における正のバルブクリアランスは、ロッカアーム１６に対するカム１９ａの接触点がカム１９ａのベースサークル１９ａ１上にあるとき、カム１９ａとロッカアーム１６のローラ１７ｂ間の隙間として顕在化している。このとき、プランジャ２４には、プランジャスプリング２６の付勢力が作用しているが、この付勢力はねじ係合部３０（ねじ面）に発生する摩擦力とバランスして、ねじ係合部３０のねじは、自立した状態に保持されている。

この状態で、ロッカアーム１６に対するカム１９ａの接触点（隙間のある接触点）がオープン側ランプ部１９ａ２１からカムノーズ１９ａ３に移行する際、その接触点の移行に伴い、プランジャ２４には横荷重Ｔ１（図５参照）が作用する。この横荷重Ｔ１が、カム１９ａの押圧力が軸荷重として作用する直前であって、プランジャスプリング２６の付勢力による伸長方向の軸荷重が作用している不動状態のプランジャ２４に、ロッカアーム１６を介して作用することになり、それに基づき、プランジャ２４が軸荷重作用方向である伸長方向に移動する。これにより、プランジャ２４が滑り回転しながらロッカアーム１６を押し上げることになり、動弁機構１に発生している正のバルブブクリアランスが０に調整される。

詳しくは、ロッカアーム１６を介してプランジャ２４に横荷重Ｔ１（図５参照）が作用すると、プランジャ２４は、雌ねじ２３と雄ねじ２５間のねじ係合部３０におけるバックラッシュ相当、プランジャ２４の下端部２４ｂを支点として横荷重Ｔ１の作用方向に揺動することになり、雌ねじ２３に対する雄ねじ２５の接触点Ｐ１（図３参照）において、雌ねじ２３の下フランク面２３ｂに沿う方向に横荷重に基づく反力が働くことになる。この接触点Ｐ１での反力が、ねじ係合部３０においてプランジャ２４を滑り回転させるモーメントとして作用し、プランジャ２４は、滑り回転しながら軸荷重作用方向（プランジャスプリング２６の付勢力作用方向、プランジャ伸長方向）に移動して、正のバルブブクリアランスを０に調整する。

（３−４−１−２）一方、動弁機構１における負のバルブクリアランスは、ロッカアーム１６に対するカム１９ａの接触点がカム１９ａのベースサークル１９ａ１上にあるとき、ロッカアーム１６（ローラ１７ｂ）がバルブスプリング１４の付勢力によりカム１９ａのベースサークル１９ａ１に押圧されることにより、カム１９ａとローラ１７ｂ間の過小な隙間（負の隙間）として顕在化している。このとき、プランジャ２４には、ロッカアーム１６を介して、バルブスプリング１４の付勢力が縮小方向の軸荷重として作用しているが、この付勢力はねじ係合部３０（ねじ面）に発生する摩擦力とバランスして、ねじ係合部３０のねじが自立した状態に保持されている。

この状態で、ロッカアーム１６に対するカム１９ａの接触点（負の隙間）がオープン側ランプ部１９ａ２１からカムノーズ１９ａ３に移行する際、その接触点の移行に伴い、プランジャ２４には横荷重Ｔ１が作用する。この横荷重Ｔ１が、カム１９ａの押圧力が軸荷重として作用する直前であって、バルブスプリング１４の付勢力だけが軸荷重として作用している不動状態のプランジャ２４に、ロッカアーム１６を介して作用することになり、それに基づき、プランジャ２４が滑り回転しながら軸荷重作用方向である縮小方向に移動する。これにより、カム１９ａがロッカアーム１６を押し下げることになり、動弁機構１に発生している負のバルブブクリアランスが０に調整される。

詳しくは、ロッカアーム１６を介してプランジャ２４に横荷重Ｔ１（図５参照）が作用すると、プランジャ２４は、雌ねじ２３と雄ねじ２５との間のねじ係合部３０におけるバックラッシュ相当、その下端部２４ｂを支点として横荷重Ｔ１の作用方向に揺動することになり、雌ねじ２３に対する雄ねじ２５の接触点Ｐ２（図３参照）において、雌ねじ２３の上フランク面２３ａに沿う方向に横荷重に基づく反力が働くことになる。この接触点Ｐ２での反力がプランジャ２４をねじ係合部３０において滑り回転させるモーメントとして作用し、プランジャ２４は、滑り回転しながら軸荷重（バルブスプリング１４の付勢力）作用方向であるプランジャ縮小方向に移動して、バルブブクリアランスを０に調整する。

（３−４−２）ロッカアーム１６に対するカム１９ａの接触点がカムノーズ１９ａ３からクローズ側ランプ部１９ａ２２に移行する際には、動弁機構１に発生している正（負）のバルブブクリアランスは、次のように調整される。

（３−４−２−１）まず、カム１９ａのベースサークル１９ａ１上に正のバルブクリアランスが存在する場合において、プランジャ２４に図５の横荷重Ｔ２が作用したときについて説明する。
ロッカアーム１６に対するカム１９ａの接触点（隙間を内在する接触点）がカムノーズ１９ａ３からクローズ側ランプ部１９ａ２２に移行する際、その接触点の移行に伴い、プランジャ２４には横荷重Ｔ２が作用する。詳しくは、カム１９ａの回転に伴い、ローラ１７ｂに対するカム１９ａの接触点がカム１９ａのクローズ側ランプ１９ａ２に近づくほどロッカアーム１６に対するカム１９ａの押圧力が弱くなり、接触点がクローズ側ランプ１９ａ２に移行する前にカム１９ａとローラ１７ｂとの間に隙間が発生する（接触点に内在していた隙間が顕在化する）。この隙間が発生（顕在化）する直前の、ロッカアーム１６に対するカム１９ａの押圧力が弱くなり、プランジャ２４に作用する軸荷重（バルブスプリング１４の反力）が殆どなくなった状態で、ロッカアーム１６に対するカム１９ａの接触点の移行に伴い横荷重Ｔ２（図５参照）がプランジャ２４に作用する。このため、プランジャスプリング２６の付勢力によって伸長方向の軸荷重が作用しているプランジャ２４に、ロッカアーム１６を介して横荷重Ｔ２（図５参照）が作用することになり、プランジャ２４は軸荷重作用方向である伸長方向に移動する。これにより、プランジャ２４がロッカアーム１６を押し上げることになり、カム１９ａのベースサークル１９ａ１上の正のバルブクリアランス（動弁機構１に発生している正のバルブブクリアランス）は０に調整される。

（３−４−２−２）一方、動弁機構１における負のバルブクリアランスは、バルブ１０が吸気（排気）ポートＰを閉じた状態、即ち、ロッカアーム１６に対するカム１９ａの接触点がカム１９ａのベースサークル１９ａ１上にあるときに、バルブ１０のシートフェース１０ａとシートインサート１１ｃ間に隙間が発生する形態として顕在化している。このとき、ロッカアーム１６のローラ１７ｂがバルブスプリング１４の付勢力によりカム１９ａに押圧されるため、ラッシュアジャスタ２０のプランジャ２４には、ロッカアーム１６を介して、バルブスプリング１４の付勢力が縮小方向の軸荷重として作用している。
このため、ロッカアーム１６に対するカム１９ａの接触点がカムノーズ１９ａ３からクローズ側ランプ部１９ａ２２に移行する直前であって、カムの押圧力が減少しバルブスプリング１４の付勢力が縮小方向の軸荷重として作用するプランジャ２４に、ロッカアーム１６を介して横荷重Ｔ２（図５参照）が作用すると、プランジャ２４が軸荷重作用方向である縮小方向に移動し、カム１９ａがロッカアーム１６を押し下げることで、動弁機構１に発生している負のバルブブクリアランスは０に調整される。

（３−４−２−３）例えば、機関（エンジン）が暖まった状態で停止した後、急激に冷えるような場合、シリンダヘッド（アルミニウム合金）とバルブ（鉄合金）の熱膨張係数の違いに起因して、バルブクリアランス過小（負）状態となって、バルブのフェース面がバルブシートから浮くおそれがある。また、バルブシート面が磨耗した場合にも、同様のこと（バルブクリアランスが過小状態となって、バルブのフェース面のバルブシートからの浮き上がり）が起こる。このようなバルブクリアランスの過小（負）状態で、機関（エンジン）を始動、駆動させると、燃焼室が密閉されず、適正な出力が得られない。

しかし、本実施形態では、バルブクリアランスの過小状態においては、バルブのリフト開始直後やリフト終了直前であって、バルブスプリング１４の付勢力のみが軸荷重として作用し自立しているプランジャ２４に、ロッカアーム１６を介して横荷重が作用し、プランジャ２４が横荷重作用方向に揺動する際に、ねじ係合部３０では接触点Ｐ２で反力が働くことでモーメントが発生する。この結果、プランジャ２４は、ねじ係合部３０において滑り回転しながら軸荷重作用方向であるプランジャ縮小方向、即ち、バルブクリアランスを増加させる方向に移動することになり、バルブクリアランスの過小状態が解消される。
このため、機関（エンジン）の駆動時には、バルブ１０によって燃焼室を確実に密閉でき、適正な出力が得られる。

（３−５）したがって、本実施形態における動弁機構１においては、プランジャ２４にその伸縮方向のいずれかに荷重として軸荷重が作用するときには、ねじ係合部３０を相対的に不動として（ねじを自立させて）、プランジャ２４を、ロッカアーム１６を揺動させる支点として機能させることができる一方、プランジャ２４に横荷重が作用した場合には、プランジャ２４は、ねじ係合部３０のバックラッシュ相当だけ、プランジャ２４に対する軸荷重の作用方向に応じた方向（プランジャ伸長方向（バルブクリアランスを減少させる方向）又はプランジャ縮小方向（バルブクリアランスを増加させる方向））に動作して、バルブクリアランスが調整されることになり、バルブクリアランスの調整には、バックラッシュに基づくプランジャ２４の横荷重作用方向への揺動によるプランジャ２４の滑り回転のみが利用され、プランジャ２４に対する軸荷重の作用によりプランジャ２４を滑り回転させる構造（特許文献３の構造）は利用されない。このため、プランジャ２４に軸荷重を作用させてプランジャ２４を滑り回転させる構造により、バルブクリアランスの調整を行う場合とは異なり、プランジャが、想定する移動量よりも多く移動することが防止され、バルブクリアランスを自動的にかつ確実に調整できることになる。

４．また、ラッシュアジャスタ２０のプランジャ２４とハウジング２２間のねじ係合部３０にバックラッシュがあるため、カム１９ａの回転に連係してバルブ１０が下降動作する際に、プランジャ２４が自動的に縮小方向に移動してリフト量が少なくなることにより、リフトロスδが発生するが、そのリフトロスδは、ラッシュアジャスタ２０の補正機能により自動的に消失される。

即ち、ロッカアーム１６に対するカム１９ａの接触点がカム１９ａのオープン側ランプ部１９ａ２１からカムノーズ１９ａ３に移行する際、ラッシュアジャスタ２０には、図１，３，４，５に示すように、軸荷重と横荷重の両方が必ず作用する。そして、横荷重Ｔ１（図５参照）が作用した場合にプランジャ２４の動く方向は、軸荷重作用方向で決まる。詳しくは、カム１９ａの接触点がカム１９ａのベースサークル１９ａ１上にあるときは（カム角度が−６０度未満では）、プランジャスプリング２６の付勢力がプランジャ２４に作用しているが、ねじ係合部３０のねじ面には、この付勢力とバランスする摩擦力が発生している。このため、プランジャ２４は、伸長・縮小方向に移動することなく、不動状態に保持され、バルブクリアランス（カム１９ａとロッカアーム１６間の隙間）は、０に保持されている。

この後、カム１９ａの接触点がベースサークル１９ａ１からオープン側ランプ部１９ａ２１に移行すると、プランジャ２４には、バルブ１０のセット荷重（カム１９ａの押圧力、即ちバルブスプリング１４の付勢力）Ｆ２が軸荷重として急激に作用する。
このプランジャ２４に縮小方向の軸荷重Ｆ２が作用した状態で、ロッカアーム１６を介して図５の符号Ｔ１で示す横荷重がプランジャ２４に作用すると、プランジャ２４は、横荷重Ｔ１作用方向に揺動する際にねじ係合部３０で滑り回転して縮小方向（図５上方）に移動する。このため、プランジャ２４の縮小方向への移動量相当だけ、ロッカアーム１６のソケット部１８が下降(ロッカアーム１６の他端側が上昇）し、バルブ１０のリフト量が減じ、これがリフトロスδ（図５参照）となる。

このリフトロスδが発生した後は、プランジャ２４は、これ以上揺動できないため、カム１９ａの接触点がカムノーズ１９ａ３のトップ１９ａ４に移行するまで、バルブ１０のリフト量は徐々に増加するが、ラッシュアジャスタ２０は縮小した状態に保持されて、リフトロスδがそのまま維持される。さらにカム１９ａが回転し、バルブ１０のリフト量がＭａｘリフトから徐々に減少する中で、プランジャ２４には、ロッカアーム１６を介して、横荷重Ｔ１とは逆方向の横荷重Ｔ２（図５照）が作用するが、プランジャ２４に作用する軸荷重は、カム１９ａの押圧力（バルブスプリング１４の付勢力）が支配的なため、横荷重Ｔ２が作用しても、ラッシュアジャスタ２０は縮小した状態のままである。即ち、Ｍａｘリフト付近では、プランジャに作用する横荷重の値は非常に小さい（ほとんど横荷重が作用しない）のに対し、カム１９ａの押圧力（バルブスプリング１４の付勢力）は最大値に近いため、プランジャ２４は揺動・滑り回転せず、ラッシュアジャスタ２０は縮小した状態に保持される。

しかし、カム１９ａの接触点がカム１９ａのクローズ側ランプ部１９ａ２２に移行すると、プランジャ２４に作用する軸荷重（カム１９ａの押圧力、即ち、バルブスプリング１４の付勢力）が減少し、プランジャスプリング２６による付勢力が軸荷重Ｆ１として作用する。このように、軸荷重の作用する方向が変わった状態で、ロッカアーム１６を介して横荷重Ｔ２が作用すると、即ち、プランジャスプリング２６による付勢力が軸荷重Ｆ１として作用するプランジャ２４に横荷重Ｔ２が作用すると、それまで縮小状態にあったプランジャ２４は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、揺動・滑り回転して軸荷重Ｆ１作用方向（伸長方向）に移動し、リフトロスδが消失する。

即ち、本実施形態では、ラッシュアジャスタ２０のプランジャ２４とハウジング２２間のねじ係合部３０にバックラッシュがあるため、ロッカアーム１６とカム１９ａとの接触点がカム１９ａのオープン側ランプ部１９ａ２１からカムノーズ１９ａ３に移行する際に、リフトロスδが発生するが、ロッカアーム１６とカム１９ａとの接触点がカムノーズ１９ａ３からクローズ側ランプ部１９ａ２２に移行する際に、リフトロスδが自動的に消失する。

このように、ラッシュアジャスタ２０のバルブクリアランス自動調整機能では、カム１回転の入力変動に対して、ラッシュアジャスタ２０が縮小・伸長するため、動弁機構１にリフトロスδが必ず発生する。逆にエンジンの通常運転中、動弁機構１にリフトロスδが発生するならば、エンジンの運転中に遭遇するバルブクリアランスの正・負の変動をラッシュアジャスタ２０が補正できることを示している。

５．さらに本実施形態においては、上述のような動弁機構構造の下、機関において、例えば、冷間始動、停止、冷間再始動が順次、行われる場合でも、再始動時までにはバルブクリアランス調整が適正に行われ、その再始動時には、ロッカアーム１６にカム１９ａのベースサークルが臨んだとき、そのベースサークルは常にロッカアーム１６に当接される。

（５−１）具体的に説明する。機関が冷間始動する場合、触媒活性化のための高温の排気ガスによりバルブが伸び、バルブクリアランスが過小（負のクリアランス）状態になろうとするため、プランジャ２４は、バルブクリアランスを適正に調整すべく、ハウジング２２内に深く入り込み（プランジャ縮小状態）、バルブクリアランスの過小状態を解消する。
しかし、上記状態で機関が停止されると、ねじ係合部３０においては滑り回転の抑制状態が維持され、プランジャ２４がハウジング２２に深く入り込んだ状態が保持されることになり、この後、冷間時にその機関が再始動されたときには、バルブ１０が収縮して元に戻っている一方で、上記状態（プランジャ２４がハウジング２２に深く入り込んだ状態）が維持されている。このため、そのバルブクリアランスを適正に調整すべく、プランジャ２４は伸長しようとするものの、カム１９ａの回転によってロッカアーム１６に横方向の荷重が作用しない限りプランジャ２４が伸長できないことから、プランジャ２４は、迅速に適正な伸長状態に戻らないおそれがある。この結果、プランジャ２４が適正な伸長状態に戻るまでの間、ロッカアーム１６にカム１９ａのベースサークルが臨んだとき、その両者間１６，１９ａのクリアランスが過大状態となっていることから、カム１９ａは、そのオープンランプ部でロッカアーム１６に衝突的に接触し、異音が発生する。

（５−２）このため、本実施形態においては、上記問題点を考慮し、プランジャスプリング２６として、捩じりばねとしての機能をも有するものが用いられ、その捩じりばねとしての機能に基づき、プランジャ２４は、常にハウジング２２に対して相対回転することによって伸長する方向に付勢されている。これにより、バルブクリアランスがある限り、プランジャ２４は、プランジャスプリング２４における捩じりばねとしての機能に基づく付勢力により相対回転されて伸長されることになり、再始動時には、ロッカアーム１６にカム１９ａのベースサークルが臨んだとき、そのベースサークルは常にロッカアーム１６に当接される。この結果、動弁機構として前述のような構造の下で、機関が、冷間始動、停止、冷間再始動を順次、行うとしても、カム１９ａがロッカアーム１６に衝突的に接触することに基づいて異音が発生することを防止できる。

（５−３）しかも本実施形態においては、プランジャスプリング２６が、一つのばね材をもって、圧縮コイルばねと捩じりばねとを兼ねる構成とされていることから、必要となるばね材の部品点数を低減することができると共に、そのばね材を配置するための設置スペースを極力少なくすることができる。これにより、プランジャ２４における狭いばね収容孔３２にばね材を収納するに当たり好ましいものにできる。

６．図７、図８は、第２実施形態を示す。この第２実施形態において、前記第１実施形態と同一構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。

（６−１）図７、図８に示す第２実施形態は、前記第１実施形態の変形例を示す。この第２実施形態においては、プランジャスプリング２６として、圧縮コイルばね２６ａと捩じりばね２６ｂとが別個独立して設けられている。
圧縮コイルばね２６ａとしては、通常のものが用いられており、その圧縮コイルばね２６ａは、プランジャ２４のばね収容孔３２の一端を区画するばね座面３３とばね座面プレート２７ａとの間に介装されることにより、プランジャ２４をハウジング２２から伸長する方向に付勢している。
捩じりばね２６ｂとしては、図８に示すように、密着コイルばね形状とされると共に、それを形成する線材の両端部を、その軸線方向外方に向けて折曲することにより係止部（アーム）３５，３６としたものが用いられている。この捩じりばね２６ｂは、圧縮コイルばね２６ａの外周側において、その軸線方向をプランジャ２４の軸線方向に向けた状態でばね座面プレート２７ａ上に配置されており、プランジャスプリング２６の軸線方向一方側（図１中、下方側）の係止部３５がばね座面プレート２７ａの係止孔３１に係止され、その軸線方向他方側（図１中、上方側）の係止部３６がプランジャ２４に係止されている。
この場合、捩じりばね２６ｂとして密着コイルばね形状のものを用いる一方で、その捩じりばね力を維持しつつプランジャ２４の伸縮動（ストローク）を確保しなければならないことから、プラジャ２４に、そのプランジャ２４の軸線方向に比較的長く伸びる係止溝３７が形成されて、その係止溝３７に係止部３６が係止されると共に、その係止部３７は、係止溝３７との係止関係を維持しつつプランジャ２４の伸縮方向に比較的長く伸びるものとなっている。この捩じりばね２６ｂは、前記第１実施形態同様、プランジャ２４を、ハウジング２２に対して伸長するための相対回転方向に付勢している。勿論この捩じりばね２６ｂのばね係数をねじ係合部３０により軸荷重に換算した値は、バルブスプリング１４のばね係数よりも小さい。

（６−２）この第２実施形態においても、前記第１実施形態と同様の作用効果を生じる他に、圧縮コイルばね２６ａ及び捩じりばね２６ｂを、ばね係数等の観点から個別に選択することができ、動弁機構１における各ばねの付勢力調整を容易に行うことができる。

７．以上実施形態について説明したが本発明にあっては、次の態様を包含する。
(i)優先権主張の基礎となる国際出願（PCT/2016/068045）に記載されている直動式動弁機構（図６、図７）、ロッカアーム式動弁機構（図８）に本発明に係る動弁機構又は機械式ラッシュアジャスタを適用すること。
(ii)雄ねじ２５、雌ねじ２３を、三角ねじをもって構成すること。
(iii)雄ねじ２５及び雌ねじ２３を、上側フランク角と下側フランク角とが異なる不等フランク角の台形ねじや三角ねじで構成すること。
(iv)雄ねじ２５及び雌ねじ２３を、リードが複数本ある２条ねじや３条ねじ等の多条ねじで構成すること。
(v)ねじ係合部３０のバックラッシュを、プランジャ２４の軸方向に連続的あるいは段階的に変化するように構成すること。

１０ バルブ
１１ シリンダヘッド
１４ バルブスプリング
１６ ロッカアーム（動力伝達部材）
１９ａ カム
２０ 機械式ラッシュアジャスタ
２２ ハウジング（プランジャ係合部材）
２３ 雌ねじ
２４ プランジャ
２５ 雄ねじ
２６ プランジャスプリング
２６ａ 圧縮コイルばね（プランジャスプリング）
２６ｂ 捩じりばね（プランジャスプリング）
Ｆ１，Ｆ２ プランジャに作用する軸荷重
Ｔ，Ｔ１，Ｔ２ プランジャに作用する横荷重
α ねじ山のリード角
θ２３ａ 雌ねじのねじ山の上側フランク角
θ２３ｂ 雌ねじのねじ山の下側フランク角
θ２５ａ 雄ねじのねじ山の上側フランク角
θ２５ｂ 雄ねじのねじ山の下側フランク角

Claims (13)

1. 機関出力軸の回転に連動して回転するカムと、バルブスプリングにより閉弁方向に付勢されるバルブの軸端部と、該バルブの軸端部と前記カムとの間に介在されて該カムの押圧力を開弁力として該バルブの軸端部に伝達する動力伝達部材と、該動力伝達部材に連係され前記カムと前記動力伝達部材との間においてバルブクリアランスを調整する機械式ラッシュアジャスタと、が備えられている動弁機構において、
   前記機械式ラッシュアジャスタは、
   前記動力伝達部材に当接され、前記カムの押圧力及び前記バルブスプリングの付勢力が該動力伝達部材を介して伝達されるプランジャと、
   前記プランジャに対してねじ係合させることにより、該プランジャと協働して該プランジャとの相対回転に基づき該プランジャを伸縮させるねじ係合部を形成し、該ねじ係合部の周方向に回転不能に保持されるプランジャ係合部材と、
   前記プランジャと前記プランジャ係合部材とに関係付けられて、該プランジャを、前記動力伝達部材が前記カムに当接する方向に付勢する圧縮コイルばねと、を備え、
   前記ねじ係合部は、前記プランジャに該プランジャの伸縮方向のいずれかの方向に荷重が作用したときには、該ねじ係合部に発生する摩擦トルクにより該ねじ係合部での該プランジャ係合部材に対する該プランジャの滑り回転を抑制する一方、該プランジャ係合部材に対して該プランジャを揺動させる横荷重が作用したときには、前記滑り回転の抑制を緩和するように設定されている、
   ことを特徴とする動弁機構。
2. 請求項１において、
   前記プランジャと前記プランジャ係合部材とに捩じりばねが関係付けられて、該プランジャが該プランジャ係合部材に対して伸長するための相対回転方向に付勢されている、
   ことを特徴とする動弁機構。
3. 請求項２において、
   前記圧縮コイルばねと前記捩じりばねとが、プランジャスプリングとして、一つのばね材により構成されている、
   ことを特徴とする動弁機構。
4. 請求項２において、
   前記圧縮コイルばねと前記捩じりばねとが、プランジャスプリングとして、別個独立して設けられている、
   ことを特徴とする動弁機構。
5. 請求項１において、
   前記プランジャ係合部材が、シリンダヘッドに保持された円筒状のハウジングとされ、
   前記プランジャが、該プランジャの一端を前記動力伝達部材に対する当接端として、該プランジャの一端側を前記ハウジングから突出させつつ該プランジャの一端側よりも他端側を該ハウジング内に収容するように配置され、
   前記ねじ係合部が、前記プランジャの外周面に形成される雄ねじと、前記ハウジング内周面に形成されて前記雄ねじを螺合する雌ねじとにより構成されている、
   ことを特徴とする動弁機構。
6. 請求項１において、
   前記ねじ係合部は、該ねじ係合部を構成するねじのねじ山のリード角とフランク角とにより、前記プランジャに該プランジャの伸縮方向のいずれかの方向に荷重が作用したときには、該ねじ係合部に発生する摩擦トルクにより該ねじ係合部での該プランジャ係合部に対する該プランジャの滑り回転を抑制する一方、該プランジャ係合部材に対して該プランジャを相対的に揺動させる横荷重が作用したときには、前記滑り回転の抑制を緩和するように設定されている、
   ことを特徴とする動弁機構。
7. プランジャと、
   前記プランジャに対してねじ係合させることにより、該プランジャと協働して該プランジャとの相対回転に基づき該プランジャを伸縮させるねじ係合部を形成するプランジャ係合部材と、
   前記プランジャと前記プランジャ係合部材とに関係付けられて、該プランジャを、該プランジャ係合部材に対して該プランジャを伸長させる方向に付勢する圧縮コイルばねと、を備え、
   前記ねじ係合部は、前記プランジャに該プランジャの伸縮方向のいずれかの方向に荷重が作用したときには、該ねじ係合部に発生する摩擦トルクにより該ねじ係合部での該プランジャ係合部材に対する該プランジャの滑り回転を抑制する一方、該プランジャ係合部材に対して該プランジャを相対的に揺動させる横荷重が作用したときには、前記滑り回転の抑制を緩和するように設定されている、
   ことを特徴とする機械式ラッシュアジャスタ。
8. 請求項７において、
   前記プランジャと前記プランジャ係合部材とに捩じりばねが関係付けられて、該プランジャが該プランジャ係合部材に対して伸長するための相対回転方向に付勢されている、
   ことを特徴とする機械式ラッシュアジャスタ。
9. 請求項８において、
   前記圧縮コイルばねと前記捩じりばねとが、プランジャスプリングとして、一つのばね材により構成されている、
   ことを特徴とする機械式ラッシュアジャスタ。
10. 請求項８において、
    前記圧縮コイルばねと前記捩じりばねとが、プランジャスプリングとして、別個独立して設けられている、
    ことを特徴とする機械式ラッシュアジャスタ。
11. 請求項７において、
    前記プランジャ係合部材が、円筒状のハウジングとされ、
    前記プランジャが、該プランジャの一端側を前記ハウジングから突出させつつ該プランジャの一端側よりも他端側を該ハウジング内に収容するように配置され、
    前記ねじ係合部が、前記プランジャの外周面に形成される雄ねじと、前記ハウジング内周面に形成されて前記雄ねじを螺合する雌ねじとにより構成されている、
    ことを特徴とする機械式ラッシュアジャスタ。
12. 請求項７において、
    機関出力軸の回転に連動して回転するカムと、バルブスプリングにより閉弁方向に付勢されるバルブの軸端部と、該バルブの軸端部と前記カムとの間に介在されて該カムの押圧力を開弁力として該バルブの軸端部に伝達する動力伝達部材と、を備える動弁機構において、前記カムと前記バルブの軸端部との間のバルブクリアランスを調整するために用いられ、
    前記プランジャは、前記動力伝達部材に当接されて、前記カムの押圧力及び前記バルブスプリングの付勢力が該動力伝達部材を介して伝達されるように配置され、
    前記プランジャ係合部材が、前記動弁機構において、該ねじ係合部の周方向に回転不能に保持される、
    ことを特徴とする機械式ラッシュアジャスタ。
13. 請求項７において、
    前記ねじ係合部は、該ねじ係合部を構成するねじのねじ山のリード角とフランク角とにより、前記プランジャに該プランジャの伸縮方向のいずれかの方向に荷重が作用したときには、該ねじ係合部に発生する摩擦トルクにより該ねじ係合部での該プランジャ係合部材に対する該プランジャの滑り回転を抑制する一方、該プランジャ係合部材に対して該プランジャを相対的に揺動させる横荷重が作用したときには、前記滑り回転の抑制を緩和するように設定されている、
    ことを特徴とする機械式ラッシュアジャスタ。