JP6954795B2

JP6954795B2 - ラッシュアジャスタ

Info

Publication number: JP6954795B2
Application number: JP2017187064A
Authority: JP
Inventors: 翔平森
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2021-10-27
Anticipated expiration: 2037-09-27
Also published as: JP2019060313A

Description

本願発明は、内燃機関のシリンダヘッドに設けられて、吸気バルブまたは排気バルブを作動させるロッカアームの揺動支点として機能する油圧式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は、シリンダヘッドに設けた取付け穴に装着される有底筒状のボデーと、前記ボデー内に回転可能及び摺動可能に挿入された中空状のプランジャとを備えており、プランジャは、ボールとばねとからなる逆止弁によって前進方向に付勢されている。

そして、プランジャには環状溝が形成されていて、環状溝のうち周方向の１か所に、その外周と内周とに連通したオイル導入穴が形成されており、プランジャの先端からオイルをロッカアームに向けて吐出することによって潤滑を行っており、プランジャに対するロッカアームの押圧力が過剰に高くなると、オイルがボールを押して底部から逃げることにより、プランジャの内部のオイルの圧力を一定に保持してロッカアームの支持反力を一定に保持している。

そして、例えば、シリンダボア軸心を水平の側に大きく傾けたスラント型内燃機関では、ラッシュアジャスタも水平の側に大きく傾いたり、略水平姿勢になったりすることがあるが、この場合、プランジャはボデーに対して回転自在に嵌まっているため、オイル導入穴が下向きに開口していると、機関の停止中にオイルがプランジャの内部から抜け出てしまって、次の始動時に無潤滑状態でロッカアームが支持されることになり、このため、始動時に異音が発生したり、ロッカアーム及びプランジャの磨耗が早まったりするおそれがある。

この点について特許文献１には、ボデー及びプランジャを、シリンダヘッドに係合したピンによって回転不能に保持することにより、プランジャが、そのオイル導入穴を上向きにした姿勢に保持されるように設定して、機関停止後もプランジャ内部にオイルが溜まった状態を維持することが開示されている。

特開２０１４−４３８０３号公報

特許文献１では、オイル導入穴が上向きとなるようにプランジャの姿勢を保持できるため、オイルがプランジャ内に溜った状態に保持することはできるが、ボデーとシリンダヘッドとに特別の加工を施さねばならないため、それだけコストが嵩むのみならず、プランジャ及びボデーの姿勢を確認しながらピンを嵌め込まなければならないため、ラッシュアジャスタの組み付けが非常に面倒になるという問題がある。

本発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。

本願発明のラッシュアジャスタは、
「シリンダヘッドに装着される有底筒状のボデーと、前記ボデー内に回転可能及び摺動可能に挿入された中空状のプランジャとを備えており、
前記プランジャに、その外周と内周とに連通したオイル導入穴と、軸心を挟んで前記オイル導入穴と反対側の部分に重心をずらす偏心手段とが形成されている」
という基本構成である。。

そして、上記基本構成において、
「前記プランジャのうち軸心を挟んで前記オイル導入穴と反対側の部位を、前記オイル導入穴を設けた部位よりも厚肉に形成することによって前記偏心手段と成している」
という特徴を設けている。

本願発明では、スラント型の内燃機関に適用するなどして、ラッシュアジャスタが傾斜姿勢又は水平姿勢になると、プランジャは、重力により、偏心した側が下になるように自動的に回転し、偏心した側が下になると、その姿勢で安定的に保持される。従って、シリンダヘッドへの組み付けの段階で、ボデーがシリンダヘッドの取付け穴に回転可能に嵌まっていたり、プランジャが回転可能な状態でボデーに嵌まっていたりしても、プランジャの姿勢を、オイル導入穴が上向きとなるように自動的に修正できる。

従って、ラッシュアジャスタの組み付けに際しては、一々姿勢を確認するような手間は不要であり、組み付け作業の手間の増大を防止できる。また、ボデーやシリンダヘッドに特別の加工を施す必要はないため、加工コストの増大も抑制できる。

偏心手段としては、例えば、比重が大きい金属からなる重りをオイル導入穴と反対側の部位に埋設又は固定するといったことも可能であるが、本願発明のように肉厚を非対称に形成して偏心手段と成すと、特別の付加部材を要することなく偏心させることができるため、部材管理の手間や組み付けの手間を無くすことができる。また、振動によって部材が外れることもないため、信頼性にも優れている。

内燃機関の部分的な縦断正面図である。（Ａ）は吸気側ラッシュアジャスタの縦断正面図、（Ｂ）は排気側のラッシュアジャスタの縦断正面図である。（Ａ）は図２のIII-III 視断面図、（Ｂ）は（Ａ）と同様の別例図、（Ｃ）は他の実施形態の縦断正面図である。

(1).基本構造
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は自動車用の内燃機関に適用している。図１は、内燃機関のヘッド部の一部をクランク軸線方向から見た状態での縦断正面図であり、内燃機関は、シリンダボア軸線Ｏを水平Ｈに大きく近づけたスラント型になっている（シリンダボア軸線Ｏが、水平Ｈに対して３０度弱の角度を成すように傾斜している。）。

内燃機関はシリンダヘッド１を有するが、本実施形態のシリンダヘッド１は、上部分２と下部分３との積層構造になっており、上部分２に設けた軸受け部に、吸気弁用カム軸４及び排気弁用カム軸５が、カムキャップ（図示せず）を介して回転自在に保持されている。当然ながら、カム軸４，５には、バルブを開閉するカム６，７が各気筒に対応して一対ずつ形成されている。なお、シリンダヘッド１の上部分２はごく大まかに表示している。

シリンダヘッド１には、一対ずつのカム６，７に対応して左右一対ずつのロッカアーム８が配置されている。ロッカアーム８は回動軸がないフリータイプであり、シリンダヘッド１の内側に位置した一端部は、弁軸９にシム１０を介して上から当接しており、他端部は、油圧式のラッシュアジャスタ１１で支持されている。敢えて述べるまでもないが、弁軸９は、ばね１２を介して閉弁方向に付勢されている。

ラッシュアジャスタ１１は、基本構造は従来と同様であり、ロッカアーム８を支持するプランジャ１３と、プランジャ１３が摺動自在及び回転自在に嵌まった有底筒状のボデー１４とを備えている。ボデー１４は、シリンダヘッド１（の下部分３）に形成された取付け穴３ａに嵌め込まれている。

プランジャ１３の底部とボデー１４の底部との間の空間は高圧室１５になっており、この高圧室１５に、支持ばね１６とチェックボール１７を有する逆止弁が配置されている。チェックボール１７は、籠状のケースに保持された補助ばね１８で支持されており、調圧穴１９を外側から塞いでいる。プランジャ１３のうちロッカアーム８に当接する先端には、潤滑穴（排出穴）２０が空いている。

ボデー１４の外周面のうちロッカアーム８に寄った部位に第１環状凹所２１が形成されており、第１環状凹所２１のうち底部側に寄った端部に１つの第１連通穴２２が空いている。第１環状凹所２１は、シリンダヘッド１の下部分３に形成されたオイル通路２３に連通している。オイル通路２３はカム軸４，５の軸線方向に長く延びている。

他方、プランジャ１３の外周面には、摺動ストロークの全範囲において第１連通穴２２と連通した第２環状凹所２４が形成されており、この第２環状凹所２４の箇所に、請求項に記載したオイル導入穴として、プランジャ１３の内外に貫通した第２連通穴２５が空いている。従って、オイルは、オイル通路２３から、第１環状凹所２１、第１連通穴２２、第２環状凹所２４、第２連通穴２５を経由してプランジャ１３の内部に流入する。

プランジャ１３は支持ばね１６で付勢されているので、プランジャ１３によってロッカアーム８が付勢されており、かつ、プランジャ１３とロッカアーム８との当接面はオイルで潤滑される。また、ロッカアーム８が揺動すると、支持ばね１６が伸縮することにより、プランジャ１３が摺動してロッカアーム８の支持力が一定に保持されている。また、オイル圧力はロッカアーム８を押すように作用している。従って、ロッカアーム８は、支持ばね１６の弾性復元力とオイルの圧力とによって支持されている。

プランジャ１３に対するロッカアーム８の押圧力が過剰になると、潤滑穴２０からのオイルの流れが止まり、すると、プランジャ１３の内部のオイルの圧力が高くなって、プランジャ１３の内部のオイルがチェックボール１７を押して高圧室１５に逃げていく。これにより、オイルによるロッカアーム８の押圧作用が低下して、プランジャ１３は支持ばね１６に抗して後退し、その結果、ロッカアーム８に対する支持力が一定になるように自動的に調節される。

(2).偏心手段
プランジャ１３の周壁は、第２連通穴２５の箇所が薄くて、外周の軸心２６を挟んで第２連通穴２５と反対側が肉厚部１３ａとなるように、肉厚を不均等にしており、これにより、重心２７を、軸心２６を挟んで第２連通穴２５と反対側にずらしている。すなわち、プランジャ１３の肉厚を、軸心２６を挟んだ両側で非対称に形成することにより、請求項に記載した偏心手段と成している。

図３のうち（Ａ）では、プランジャ１３の内周の中心を外周の軸心２６よりも上に位置させることにより、第２連通穴２５から遠ざかるほど肉厚が厚くなるように設定しているが、（Ｂ）に示すように、第２連通穴２５を挟んだ反対側のみに肉厚部（或いは内向き突条）１３ａを形成してもよい。

ラッシュアジャスタ１１は、プランジャ１３をボデー１４に組み込んだ状態で１つのユニットになっており、出荷された状態で、プランジャ１３とボデー１４との相対姿勢は一定しておらず、第１連通穴２２と第２連通穴２５との位置関係はまちまちである。

従って、ラッシュアジャスタ１１をシリンダヘッド１に組み込んだ段階では、ボデー１４における第１連通穴２２の位置はまちまちで一定していないが、組み込んだ後は、プランジャ１３は、重力によって重心２７が下になるように自然に回転して、いったん重心２７が下になると、その姿勢が保持される。

従って、機関を停止しても、プランジャ１３の内部には、油面２８を第２連通穴２５の高さ位置に保持した状態でオイルが溜まったままになる。オイルの溜まり量は、鉛直線に対するラッシュアジャスタ１１の傾斜角度が大きくなるほど（水平に対する傾斜角度が小さくなるほど）多くなり、水平姿勢では、潤滑穴２０からの漏洩を無視すると、プランジャ１３の内部は満杯状態になる（潤滑穴２０からの漏洩がある場合は、図２（Ｂ）のような傾斜姿勢のときに最も多く溜まるといえる。）。

従って、次の始動時には、クランキングと同時にロッカアーム８とプランジャ１３と間の潤滑が行われることになり、その結果、異音が発生した磨耗が進んだりすることを防止できる。なお、実施形態では、肉厚部１３ａをプランジャ１３の全長に亙って形成しているが、肉厚部１３ａは、底部寄りの半分程度に形成するなど、任意の位置に形成できる。

実施形態では、吸気側と排気側とに、自動調節式のラッシュアジャスタ１１を配置しているが、例えば、排気弁用のロッカアーム８については、固定式の支持装置で支持することも可能である。この場合は、ラッシュアジャスタ１１は使用しつつ、支持ばね１６を配置せずに、支持ばね１６にスペーサを置き換えて固定式支持装置とすることができる。この場合のロッカアーム８と弁軸９とのクリアランス調節は、シム１０によって行ったらよい。

(3).他の実施形態
図３（Ｃ）に示す第２実施形態では、偏心手段として、プランジャ１３のうち第２連通穴２５が存在する側に多数の肉盗み穴２９を形成している。図では、肉盗み穴２９は内外に貫通しているが、外周のみに開口した非貫通形状に形成してもよい。また、軸方向又は周方向に長いスリット状に形成することも可能である。いずれにしても、肉盗み穴２９は、プランジャ１３の強度を損なわない範囲で形成する必要がある。

第２実施形態の構造は、第１実施形態と置き換えることも可能であるし、併用することも可能である。併用すると、重心の移動がより大きくなるため、プランジャ１３の自動的な回転を確実化できる。

プランジャ１３に第２環状凹所２４を形成しているのは、プランジャ１３の第２連通穴２５がどの位置にあっても第１連通穴２２からオイルを流入させるためであるが、本願発明では、第２連通穴２５は上向きとなるようにプランジャ１３の姿勢が自動的に変わるため、第２環状凹所２４は必ずしも必要はない。従って、図３（Ｃ）に第３実施形態として示すように、第２連通穴２５は、プランジャ１３の外周に形成した軸方向に長い長溝３０に形成してもよい。

第３実施形態の構造では、第２環状凹所２４を形成した場合に比べてプランジャ１３の強度が高くなるため、第２連通穴２５の箇所を薄肉化したり、図３（Ｃ）のように第２連通穴２５の側に肉盗み穴２９を形成したりすることが容易になって、重心２７のずらし量を更に大きくすることができる。

本願発明は、他にも様々に具体化できる。

本願発明は、内燃機関のラッシュアジャスタに具体化できる。従って、産業上利用できる。

１シリンダヘッド
４，５カム軸
６，７カム
９ロッカアーム
９弁軸
１１ラッシュアジャスタ
１２ばね
１３プランジャ
１３ａ偏心手段を構成する肉厚部
１４ボデー
２１第１環状凹所
２２第１連通穴
２４第２環状凹所
２５第２連通穴（オイル導入穴）
２６軸心（外周の軸心）
２７重心
２８油面

Claims

シリンダヘッドに装着される有底筒状のボデーと、前記ボデー内に回転可能及び摺動可能に挿入された中空状のプランジャとを備えており、
前記プランジャに、その外周と内周とに連通したオイル導入穴と、軸心を挟んで前記オイル導入穴と反対側の部分に重心をずらす偏心手段とが形成されている構成であって、
前記プランジャのうち軸心を挟んで前記オイル導入穴と反対側の部位を、前記オイル導入穴を設けた部位よりも厚肉に形成することによって前記偏心手段と成している、
ラッシュアジャスタ。