KR20190019036A - 기계식 래시 어저스터 - Google Patents

Abstract

밸브 클리어런스를 자동 조정하는 래시 어저스터의 제공. 코일 스프링(14)에 의해 밸브 폐쇄 방향으로 바이어스된 밸브(10)의 축단부와, 동밸브 기구 구성 부재인 캠(19a) 사이에 개재되어, 밸브 클리어런스를 조정하는 래시 어저스터(20)로서, 캠(19a)의 누름력이 축력으로서 작용하는 플런저(24)와, 플런저(24)와 축방향으로 나사 결합하고, 이 나사 결합부의 둘레 방향으로 고정, 지지된 하우징(22)과, 코일 스프링(14)의 바이어스력과 역방향으로 플런저(24)를 바이어스하는 코일 스프링(26)을 구비하고, 나사 결합부의 「나사」의 나사산의 리드각(α)과 플랭크각(θ)을 소정값으로 설정하여, 축력이 작용하는 플런저(24)는 나사 결합부에서 자립하지만, 횡력(T)에 의해 백래시 상당만큼 요동할 때, 나사 결합부에서 미끄럼 회전하여 축력 방향으로 이동하여, 밸브 클리어런스의 증가·감소를 자동적으로 조정한다.

Description

기계식 래시 어저스터

본 발명은 내연 기관의 동밸브 기구에 있어서의 밸브 클리어런스(캠과 밸브 스템 간의 거리이며, 예를 들면, 로커암형 동밸브 기구에서는, 밸브 스템과 로커암과의 간극, 직동형 동밸브 기구에서는, 밸브 스템과 플런저와의 간극)를 자동 조정하기 위해 사용되는 래시 어저스터에 관한 것으로, 특히, 캠의 누름력이 축하중으로서 작용하는 플런저와, 상기 플런저와 축방향으로 나사 결합하고, 이 나사 결합부의 둘레 방향으로 회전하지 않도록 유지된 플런저 결합 부재를 구비한 기계식 래시 어저스터에 관한 것이다.

자동차 등의 엔진에 사용되는 흡기 밸브나 배기 밸브를 실린더 헤드의 흡기구나 배기구에 장착할 때, 예를 들면, 밸브 스템에 연결된 로커암이 기계식 래시 어저스터를 지지점으로 하여 요동하도록 구성하고, 밸브 클리어런스를 기계식 래시 어저스터의 구동(신축 동작)에 의해 자동 조정하는 것이 널리 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1, 2, 비특허문헌 1 참조).

이 종류의 기계식 래시 어저스터는, 내측에 암나사를 형성한 플런저 결합 부재인 통 형상의 하우징 내에, 외측에 수나사를 형성한 피벗 부재 하방 영역이 수용되고, 하우징 내에 수용한 플런저 스프링(압축 코일 스프링)에 의해 피벗 부재가 상방의 로커암측으로 바이어스된 구조이다. 그리고, 하우징측의 암나사와 피벗 부재측의 수나사로 구성하는 「톱니나사」의 「나사산」의 각도(리드각 및 플랭크각)를, 축하중에 대하여 피벗 부재가 하우징으로부터 돌출하는 방향(이하, 피벗 부재 신장 방향이라고 함)으로는, 나사 결합부에서 피벗 부재가 미끄럼 회전하고, 피벗 부재가 하우징 내로 가라앉는 방향(이하, 피벗 부재 축소 방향이라고 함)으로는, 나사 결합부에 발생하는 마찰에 의해 피벗 부재의 나사 결합부에서의 미끄럼 회전이 억제되는(이하, 이것을 「나사」가 자립한다고 함) 소정의 각도로 설정함으로써 밸브 클리어런스를 자동 조정할 수 있도록 구성되어 있다.

일본 특공표 소61-502553(도 1∼5) 일본 실개 평3-1203호 공보(도 1∼3) WO2013-136508A

NTN TECHNICAL REVIEW No.75(2007) 논문 「엔드 피벗형 기계식 래시 어저스터의 개발」(제78∼85쪽, 도 1∼4)

그러나, 종래의 기계식 래시 어저스터(특허문헌 1, 2 및 비특허문헌 1)는, 밸브 클리어런스가 증가한 경우에, 밸브 클리어런스를 감소시키는 방향(피벗 부재 신장 방향)의 동작은 가능하지만, 밸브 클리어런스가 감소한 경우에, 밸브 클리어런스를 증가시키는 방향(피벗 부재 축소 방향)의 동작에 대해서는, 나사의 덜걱거림(백래시)분의 조정값은 있어도, 밸브 클리어런스를 적극적으로 증가시키는(밸브 클리어런스를 0으로 조정하는) 어저스트 구조를 가지고 있지 않다.

상세하게는, 도 11은 종래의 기계식 래시 어저스터를 구성하는 피벗 부재의 수나사(톱니 나사)의 형상을 확대하여 나타내는 도면인데, 피벗 부재의 수나사의 「나사산」의 리드각(α')은 피벗 부재 축소 방향(도 11 하방향)·신장 방향(도 11 상방향) 어느 방향으로 작용하는 축하중에 대해서도, 피벗 부재가 나사 결합부에서 미끄럼 회전 가능한 소정 각도, 예를 들면, 15도로 설정되어 있다.

또한 상측 플랭크각(θ2)도, 나사산의 리드각(α')과의 조합으로, 피벗 부재 신장 방향의 축하중에 대하여, 나사 결합부에서 미끄럼 회전 가능한 소정 각도(예를 들면, 15도)로 설정되어 있다. 한편, 하측 플랭크각(θ1)은, 나사산의 리드각(α')과의 조합으로, 피벗 부재 축소 방향의 축하중에 대하여, 나사 결합부에 발생하는 마찰 토크에 의해 「나사가 자립하는」 소정 각도(예를 들면, 75도)로 설정되어 있다.

이 때문에, 밸브 클리어런스가 증가한 경우에는, 피벗 부재는 플런저 스프링의 스프링력에 의해 나사 결합부에서 미끄럼 회전하여 피벗 부재 신장 방향(밸브 클리어런스를 감소시키는 방향)으로 이동할 수 있지만, 밸브 클리어런스가 감소한 경우에는, 나사 결합부에 발생하는 큰 마찰 토크 때문에, 피벗 부재는 나사 결합부에서 미끄럼 회전할 수 없어 피벗 부재 축소 방향(밸브 클리어런스를 증가시키는 방향)으로 이동할 수 없다.

예를 들면, 기관(엔진)이 따뜻해진 상태에서 정지한 후, 급격하게 차가워지는 것과 같은 경우, 실린더 헤드(알루미늄 합금)와 밸브(철합금)의 열팽창 계수의 차이로 인해, 밸브 클리어런스 과소(부의 클리어런스) 상태가 되어, 밸브의 페이스면이 밸브 시트로부터 뜰 우려가 있다. 또한 밸브 시트면이 마모된 경우에도, 동일한 일(밸브 클리어런스가 과소 상태가 되어, 밸브의 페이스면의 밸브 시트로부터의 떠오름)이 일어난다.

이러한 사태에 대하여, 종래의 래시 어저스터에서는, 피벗 부재 축소 방향(밸브 클리어런스를 증가시키는 방향)으로 동작할 수 없기 때문에, 밸브 클리어런스 과소(부의 클리어런스) 상태가 방치되어, 냉간 시에 기관(엔진)이 재시동할 때, 밸브 리프트량이 과대하게 되거나, 밸브의 페이스면과 밸브 시트 간의 실링성(연소실의 실링성)이 불량하게 되거나 하는 것이 염려된다.

그래서, 발명자는, 피벗 부재 축소 방향의 축하중에 대하여, 수나사와 암나사로 구성된 나사 결합부에 발생하는 마찰 토크에 의해 「나사가 자립한다」고 하는, 종래의 「톱니나사」 대신에, 피벗 부재의 나사 결합부 이외의 부위, 예를 들면, 피벗 부재의 로커암 등의 축하중 전달 부재와의 슬라이딩 접촉면에 발생하는 마찰 토크에 의해, 피벗 부재의 플런저 결합 부재(하우징)와의 나사 결합부에 있어서의 미끄럼 회전을 저지할 수 없을지 생각했다.

즉 신장·축소 어느 방향의 축하중이 피벗 부재에 작용해도, 「나사가 자립」하지 않고, 피벗 부재가 나사 결합부에서 미끄럼 회전하지만, 피벗 부재의 주로 축하중 전달 부재(예를 들면, 로커암)와의 슬라이딩 접촉면에 발생하는 마찰 토크에 의해, 나사 결합부에서의 미끄럼 회전이 억제되(이하, 이것을 피벗 부재가 「나사 결합부에서 부동으로 된다」고 함)도록, 나사 결합부를 구성하는 「나사」의 「나사산」의 각도(리드각 및 플랭크각)를 설정하면, 피벗 부재가 나사 결합부에서 부동이 되는 상태(피벗 부재가 축방향에 정지한 상태)에서는, 래시 어저스터(의 피벗 부재)는 캠축의 회전에 연계하여 로커암이 요동(밸브가 개폐 동작)하는 지지점으로서 기능(작용)함과 아울러, 피벗 부재가 나사 결합부에서 부동이 되는 상태 이외에서는, 피벗 부재 신장 방향(밸브 클리어런스를 감소시키는 방향)으로 동작하는 것은 물론, 종래의 구조에서는 동작하지 않았던, 피벗 부재 축소 방향(밸브 클리어런스를 증가시키는 방향)으로도 동작한다고 생각했다.

그리고, 「플런저에 신장·축소 어느 방향의 축하중이 작용한 경우에도, 플런저가 나사 결합부에서 미끄럼 회전하여 축하중 작용 방향으로 이동할 수 있음과 아울러, 플런저의 축하중 전달 부재와의 슬라이딩 접촉면 및 플런저 스프링과의 슬라이딩 접촉면에 각각 발생하는 마찰 토크의 총합이, 플런저를 나사 결합부에서 미끄럼 회전시키는 추력 토크를 상회한 경우에, 나사 결합부의 나사가 자립하는, 즉 플런저의 나사 결합부에서의 미끄럼 회전이 억제되어 플런저가 이 나사 결합부에서 부동이 되도록, 나사 결합부를 구성하는 「나사」의 나사산의 리드각과 플랭크각을 설정(예를 들면, 리드각을 10∼40도, 플랭크각을 5∼45도의 범위로 설정)한다.」고 하는 발명에 대하여, 국제특허출원(PCT/2012/56841)을 행하였고, 이 출원은 WO2013-136508A(특허문헌 3)로서 이미 국제공개되었다.

그리고, 발명자는 이 특허문헌 3에 따른 기계식 래시 어저스터에 대하여, 계속해서 실험을 거듭한 바, 이하의 새로운 문제가 제기되었다.

즉 기관(엔진)이 따뜻해진 상태에서 정지한 후, 급격하게 차가워지는 것과 같은 경우라든가, 밸브 시트면이 마모된 경우에 발생하는 밸브 클리어런스 과소 상태에서는, 플런저의 축하중 전달 부재와의 슬라이딩 접촉면 및 플런저 스프링과의 슬라이딩 접촉면에 각각 발생하는 마찰 토크의 총합이, 플런저를 나사 결합부에서 미끄럼 회전시키는 추력 토크를 상회하는 상태가 되는 소정 위치까지, 플런저가 밸브 클리어런스 과소 상태를 없애도록 적정량 가라앉아야 하지만, 플런저가 적정량 이상으로 가라앉아, 캠의 베이스 서클과 캠 노즈 사이의 램프부(밸브의 가속도를 조정하는 부분)가 기능하지 않아, 캠 노즈가 로커암을 때리는 타음이나, 우산부의 페이스면(밸브 시트 페이스)이 밸브 시트 인서트에 충돌하는 충돌 소리가 발생한다고 하는 예기치 못한 상태(새로운 문제)가 발생했다.

이 원인에 대해 발명자가 고찰한 바, 나사 결합부를 구성하는 수나사와 암나사 사이에는, 백래시(수나사와 암나사 사이의 간극)가 반드시 만들어져 있는데, 이 백래시가 「플런저의 가라앉음량 과대」의 원인인 것을 알았다.

상세하게는, 예를 들면, 캠의 누름력이 로커암을 통하여 플런저에 작용하는 로커암식 동밸브 기구에서는, 캠과 로커암 간의 접촉점이 로커암 위를 이동할 때, 플런저에는, 플런저의 축선을 따른 축하중 이외에, 캠의 누름력의 작용 방향의 변화에 기인하여, 축선에 대하여 횡방향의 횡하중(도 5의 부호 T1, T2 참조)도 작용한다. 이 횡하중이 플런저에 작용하면, 나사 결합부의 백래시(수나사와 암나사 사이의 간극) 상당만큼, 플런저가 횡하중 작용 방향으로 요동하고, 이 플런저의 요동에 따라, 플런저가 미끄럼 회전하면서 축하중 작용 방향으로 이동하는 만큼, 플런저는 상정하고 있던 가라앉음량보다도 많이 가라앉게 된다.

이 새로운 문제에 대하여, 나사 결합부의 백래시를 가능한 한 작게 하여 플런저에 작용하는 횡하중의 영향을 무시할 수 있다면, 즉 백래시가 작기 때문에 플런저의 요동에 따라 나사 결합부에 모멘트가 발생하지 않으면, 나사 결합부에 있어서의 플런저의 가라앉음량이 적정량으로 되어, 래시 어저스터는 밸브 클리어런스 과소 상태를 없애도록 적확하게 동작한다. 그러나, 백래시가 작아지도록, 나사 결합부를 구성하는 수나사와 암나사를 나사 가공하는 것은 대단히 어려워, 양산하는 래시 어저스터에 일정한 품질을 보증하는 것은 실질적으로 곤란하다.

그래서, 발명자는 먼저 제안한 특허문헌 3의 발명을 개선하는 것이 아니고, 플런저에 작용하는 축하중에 대하여 나사 결합부의 「나사」가 자립하는 것을 전제로 하지만, 「나사 결합부에 존재하는 백래시를 오히려 적극적으로 이용하여, 플런저를 나사 결합부에서 미끄럼 회전시킨다」고 하는 전혀 새로운 구조를 생각해 냈다.

즉 「플런저에 신장·축소 어느 방향의 축하중이 작용한 경우에도, 나사 결합부에 발생하는 마찰 토크에 의해, 플런저의 나사 결합부에서의 미끄럼 회전이 억제되어 「나사가 자립」하지만, 플런저에 횡하중이 작용하면, 나사 결합부의 백래시 상당만큼, 플런저는 횡하중 작용 방향으로 요동하고, 그리고, 이 플런저의 요동에 따라, 플런저를 나사 결합부에서 미끄럼 회전시키는 모멘트가 발생하고, 이것에 의해, 플런저가 축하중 작용 방향으로 이동한다.」라고 하는 새로운 구조이다.

그리고, 「플런저가 횡하중에 의해 요동할 때, 축하중 작용 방향으로 미끄럼 회전한다」고 하는, 상기한 플런저의 특유한 동작은 「플런저와 플런저 결합 부재 간의 나사 결합부를 구성하는 「나사」의 나사산의 리드각과 플랭크각을 소정의 범위로 설정함」으로써 달성된다. 즉 나사 결합부의 「나사」의 나사산의 리드각과 플랭크각을 소정의 범위로 설정함으로써 축하중이 작용하는 플런저는, 원칙적으로는, 나사 결합부에서 부동(나사 결합부의 나사가 자립하는 형태)으로 되어, 캠의 회전에 연계하여 로커암이 요동 동작(밸브가 개폐 동작)하는 지지점으로서 기능(작용)함과 아울러, 예를 들면, 로커암을 통하여 플런저에 횡하중이 작용한 경우에, 플런저가 축하중 작용 방향으로 미끄럼 회전하여, 플런저 신장 방향(밸브 클리어런스를 감소시키는 방향)으로 동작하는 것은 물론, 축소 방향(밸브 클리어런스를 증가시키는 방향)으로도 동작한다고 생각했다.

그리고, 발명자는, 이 새로운 기계식 래시 어저스터를 시작하고, 그 효과를 검증한 바, 유효한 것이 확인된 것을 받아들여, 이번의 특허출원에 이른 것이다.

본 발명은, 상기 종래기술의 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 밸브 클리어런스를 자동적으로 조정할 수 있는, 종래와는 구조가 상이한 기계식 래시 어저스터를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 기계식 래시 어저스터에서는,

밸브 스프링에 의해 밸브 폐쇄 방향으로 바이어스된 밸브의 축단부와, 동밸브 기구 구성 부재인 캠과의 사이에 개재되어, 밸브 클리어런스를 조정하는 기계식 래시 어저스터에 있어서,

상기 래시 어저스터는 캠의 누름력이 축하중으로서 작용하는 플런저와, 상기 플런저와 축방향으로 나사 결합 되고, 상기 나사 결합부의 둘레 방향으로 회전하지 않도록 유지된 플런저 결합 부재와, 상기 밸브 스프링의 바이어스력 작용 방향과 역방향으로 상기 플런저를 바이어스하는 플런저 스프링을 구비하고,

상기 플런저에 신장·축소 어느 방향의 축하중이 작용한 경우에도, 상기 나사 결합부에 발생하는 마찰 토크에 의해 이 플런저의 상기 나사 결합부에서의 미끄럼 회전이 억제되어 「나사가 자립」함(=이 플런저가 상기 나사 결합부에서 부동으로 됨)과 아울러, 상기 플런저에 횡하중이 작용한 경우에, 이 플런저가 상기 나사 결합부에서 미끄럼 회전하면서 축하중 작용 방향으로 이동하도록, 상기 나사 결합부를 구성하는 「나사」의 나사산의 리드각과 플랭크각이 설정된 것을 특징으로 한다.

또한, 기계식 래시 어저스터에는, 밸브의 축단부와 캠 사이에 로커암을 통하여 간접적으로 래시 어저스터가 개재되는 로커암식 동밸브 기구 사양과, 밸브의 축단부와 캠 사이에 직접적으로 래시 어저스터가 개재되는 직동식 동밸브 기구 사양이 있다.

즉 전자(로커암식 동밸브 기구 사양의 래시 어저스터)에서는, 캠의 누름력과 밸브 스프링의 바이어스력이 로커암을 통하여 래시 어저스터(의 플런저)에 작용하는 구조인 것에 대해, 후자(직동식 동밸브 기구 사양의 래시 어저스터)는 캠의 누름력과 밸브 스프링의 바이어스력이 래시 어저스터(의 플런저와 플런저 결합 부재)에 직접 작용하는 구조이다.

또한 동밸브 기구에 대한 사양과는 별도로, 나사 결합부를 구성하는 수나사(암나사)를, 플런저와 플런저 결합 부재 중 어디에 형성할지에 따라, 이하의 제1 구조와 제2 구조를 생각할 수 있다.

즉 실시예 1, 2, 4에 나타내는 바와 같이, 내측에 암나사가 형성되고, 둘레 방향으로 회전하지 않도록 유지된 플런저 결합 부재인 통형의 하우징과, 상기 암나사와 결합하는 수나사가 외측에 형성되고, 상기 하우징과 축방향으로 나사 결합하는 플런저와, 상기 하우징 내에 장전되어, 상기 플런저를 밸브 스프링의 바이어스력 작용 방향과 역방향으로 바이어스하는 플런저 스프링을 구비한 제1 구조(도 1, 6, 8 참조)를 생각할 수 있다.

또한 실시예 3에 나타내는 바와 같이, 외측에 수나사가 형성되고, 둘레 방향으로 회전하지 않도록 유지된 플런저 결합 부재인 로드 부재와, 상기 수나사와 결합하는 암나사가 내측에 형성되고, 상기 로드 부재와 축방향으로 나사 결합하는 플런저와, 상기 로드 부재와 상기 플런저 사이에 개재되어, 상기 플런저를 밸브 스프링의 바이어스력 작용 방향과 역방향으로 바이어스하는 플런저 스프링을 구비한 제2 구조(도 7 참조)를 생각할 수 있다.

(발명의 작용) 동밸브 기구를 구성하는 래시 어저스터의 플런저에는, 캠(캠 샤프트)이 회전함으로써 축하중(캠의 누름력=밸브 스프링의 반력과 플런저 스프링의 반력의 합력)이 작용하고, 이 축하중에 의해, 수나사와 암나사로 구성된 나사 결합부에는, 플런저를 나사 결합부에서 미끄럼 회전시키려고 하는 추력 토크와, 이 미끄럼 회전을 억제하려고 하는 마찰 토크가 발생한다.

그러나, 플런저에 신장·축소 어느 방향의 축하중이 작용한 경우에도, 플런저는, 나사 결합부에 발생하는 마찰 토크에 의해 이 나사 결합부에서의 미끄럼 회전이 억제되어 「나사가 자립」하도록, 나사 결합부를 구성하는 「나사」의 나사산의 리드각과 플랭크각이 설정되어 있으므로, 엔진의 운전중(밸브 개폐 동작중), 플런저는, 원칙적으로, 나사 결합부에서 미끄럼 회전(플런저가 축하중 작용 방향으로 이동)하지 않고 부동으로 되어, 예를 들면, 축하중 전달 부재인 로커암의 요동 지지점으로서 기능한다.

또한, 예를 들면, 캠의 누름력이 로커암을 통하여 플런저에 작용하는 로커암식 동밸브 기구 사양에서는, 캠과 로커암의 접촉점이 로커암 위를 이동하여, 캠의 누름력의 방향이 변화되기 때문에, 플런저에는, 축하중 이외에 횡하중도 작용한다.

그리고, 나사 결합부에서 미끄럼 회전하지 않고 부동으로 유지되고 있는 플런저에 횡하중이 작용하면, 나사 결합부의 백래시 상당만큼, 플런저는 횡하중 작용 방향으로 요동한다. 그리고, 나사 결합부의 둘레 방향으로 회전 방지되어 있는 플런저 결합 부재에 대하여, 플런저가 요동함으로써 수나사의 암나사와의 접촉점이 둘레 방향으로 이동하지만, 횡하중 작용 방향과 접촉점의 이동 방향이 일치하지 않기 때문에, 이 접촉점의 이동이 플런저를 나사 결합부에 있어서 미끄럼 회전시키는 모멘트로서 작용하고, 이것에 의해, 플런저가 미끄럼 회전하면서 축하중 작용 방향으로 이동한다.

예를 들면, 도 3의 화살표 F1로 나타내는 바와 같이, 플런저(24)에 작용하는 축하중이 상향인 경우(예를 들면, 플런저 스프링(26)의 바이어스력만이 플런저(24)에 작용하는 형태)에서는, 플런저측 수나사(25)의 상측 플랭크면(25a)이 하우징측 암나사(23)의 하측 플랭크면(23b)에 접촉하고 있다. 접촉점을 부호 P1로 나타낸다. 그리고, 예를 들면, 상하 방향에 배열 설치된 플런저(24)의 상단부에 횡하중이 작용하는 경우를 생각하는데, 도 3에 있어서, 플런저(24)를 밖에서 보아, 횡하중(T)(도 4 참조)의 입력 방향이 지면 앞으로부터 안쪽을 향한다고 가정한다.

도 3에 있어서, 플런저(24)는 나사 결합부의 하단부(도 1에 도시하는 플런저 하단부(24b))를 지지점으로 하고, 플런저 상단부(피벗부)(24a)가 횡하중(T)의 작용 방향인 지면 앞으로부터 안쪽을 향하도록 요동한다. 그리고, 나사 결합부가 통상의 오른나사인 경우에는, 플런저측 수나사(25)의 좌측 절반에서는, 수나사(23)의 상측 플랭크면(25a)이 비스듬히 전측 하방으로 우선회하는 하우징측 암나사(23)의 하측 플랭크면(23b)을 밀어내는 방향으로 동작한다. 한편, 플런저측 수나사(25)의 우측 절반에서는, 수나사(25)의 상측 플랭크면(25a)이 비스듬히 전측 상방으로 좌선회하는 하우징측 암나사(23)의 하측 플랭크면(23b)으로부터 벗어나는 방향으로 동작한다.

그리고, 하우징측 암나사(23)는 나사 결합부의 둘레 방향으로 회동하지 않도록 유지되어 있기 때문에, 플런저측 수나사(25)의 좌측 절반의 상측 플랭크면(25a)의 하우징측 암나사(23)의 하측 플랭크면(23b)의 접촉점(P1)이 비스듬히 후측 상방으로 좌선회하는 하우징측 암나사(25)의 하측 플랭크면(25b)을 따라 이동한다.

그리고, 횡하중(T) 작용 방향과 접촉점(P1)의 이동 방향이 일치하지 않기 때문에, 접촉점(P1)의 이동이 플런저(24)를 나사 결합부에서 미끄럼 회전시키는 모멘트로서 작용하고, 이것에 의해, 플런저(24)가 백래시 상당분만큼, 미끄럼 회전하면서 축하중(F1) 작용 방향(상방)으로 이동한다.

바꾸어 말하면, 플런저(24)의 좌측 절반에서는, 도 4(a)에 도시하는 바와 같이, 플런저(24)가 요동할 때, 플런저측 수나사(25)의 상측 플랭크면(25a)이 둘레 방향으로 회전하지 않도록 유지되어 있는 하우징측 암나사(23)의 하측 플랭크면(23b)에 맞닿아, 더 이상 동작(도 4(a) 좌측 방향으로 이동)할 수 없다. 한편, 플런저(24)의 우측 절반에서는, 도 4(b)에 도시하는 바와 같이, 플런저(24)가 요동할 때, 플런저측 수나사(25)의 상측 플랭크면(25a)이 하우징측 암나사(23)의 하측 플랭크면(23b)으로부터 멀어지기 때문에, 제약을 받지 않아 동작(도 4(b) 우측 방향으로 이동)할 수 있다. 이 결과, 플런저(24)가 백래시 상당분만큼, 반시계방향(R1)으로 미끄럼 회전하면서 신장 방향으로 이동한다.

예를 들면, 나사 결합부(플런저측 수나사(25))가 통상의 오른나사이며, 플런저(24)에 작용하는 축하중(F1)이 상향인 경우에는, 반드시 플런저(24)가 반시계방향(R1)으로 회전(좌회전)하여 축하중(F1) 작용 방향(상방)으로 이동한다.

반대로, 도 3의 화살표 F2로 나타내는 바와 같이, 플런저(24)에 작용하는 축하중이 하향인 경우(예를 들면, 밸브 스프링(14)의 바이어스력이 로커암(16)을 통하여 플런저(24)에 작용하는 형태)에서는, 플런저측 수나사(25)의 하측 플랭크면(25b)이 하우징측 암나사(23)의 상측 플랭크면(23a)에 접촉하고 있다. 접촉점을 부호 P2로 나타낸다. 그리고, 플런저(24)의 상단부(피벗부)(24a)에 횡하중(T)이 지면 앞으로부터 안쪽을 향하여 작용하면, 플런저(24)는 나사 결합부의 하단부(도 1에 도시하는 플런저 하단부(24b))를 지지점으로 하여 플런저(24)의 상단부가 지면앞으로부터 안쪽을 향하도록 요동한다.

그리고, 나사 결합부(플런저측 수나사(25))가 통상의 오른나사인 경우에는, 플런저측 수나사(25)의 우측 절반에서는, 수나사(25)의 하측 플랭크면(25b)이 비스듬히 전측 상방으로 좌선회하는 하우징측 암나사(23)의 상측 플랭크면(23a)을 밀어내는 방향으로 동작한다. 한편, 플런저측 수나사(25)의 좌측 절반에서는, 수나사(25)의 하측 플랭크면(25b)이 비스듬히 전측 하방으로 우선회하는 하우징측 암나사 하측 플랭크면(23a)으로부터 벗어나는 방향으로 동작한다.

그리고, 하우징측 암나사(23)는, 나사 결합부의 둘레 방향으로 회동하지 않도록 유지되어 있기 때문에, 플런저측 수나사(25)의 우측 절반의 하측 플랭크면(25b)의 하우징측 암나사(23)의 상측 플랭크면(23a)과의 접촉점(P2)이 비스듬히 후측 하방으로 우선회하는 하우징측 암나사(23)의 하측 플랭크면(23a)을 따라 이동한다.

그리고, 횡하중(T) 작용 방향과 접촉점(P2)의 이동 방향이 일치하지 않기 때문에, 접촉점(P2)의 이동이 플런저(24)를 나사 결합부에서 미끄럼 회전시키는 모멘트로서 작용하고, 이것에 의해, 플런저(24)가 백래시 상당분만큼, 미끄럼 회전하면서 축하중(F2) 작용 방향(하방)으로 이동한다.

예를 들면, 나사 결합부(플런저측 수나사(25))가 오른나사이며, 플런저(24)에 작용하는 축하중(F2)이 하향인 경우에는, 반드시 플런저(24)가 시계방향(R2)으로 회전(우회전)하면서, 축하중(F2) 작용 방향(하방)으로 이동한다.

바꾸어 말하면, 플런저(24)의 우측 절반에서는, 도 4(d)에 도시하는 바와 같이, 플런저(24)가 요동할 때, 플런저측 수나사(25)의 하측 플랭크면(25b)이 둘레 방향으로 회전하지 않도록 유지되어 있는 하우징측 암나사(23)의 상측 플랭크면(23a)에 맞닿아, 더 이상 동작(도 4(d) 우측 방향으로 이동)할 수 없다. 한편, 플런저(24)의 좌측 절반에서는, 도 4(c)에 도시하는 바와 같이, 플런저(24)가 요동할 때, 플런저측 수나사(25)의 하측 플랭크면(25b)이, 하우징측 암나사(23)의 상측 플랭크면(23a)으로부터 멀어지기 때문에, 제약을 받지 않아 동작(도 4(c) 좌측 방향으로 이동)할 수 있다. 이 결과, 플런저(24)가 백래시 상당분만큼, 시계방향(R2)으로 미끄럼 회전하면서 축소 방향으로 이동한다.

특히, 나사 결합부를 구성하는 「나사」의 나사산의 리드각과 플랭크각을 소정의 범위로 설정함으로써 축하중이 작용하는 플런저는, 원칙적으로는, 나사 결합부가 상대적으로 부동으로 되어(나사가 자립하여), 캠의 회전에 연계하여 로커암이 요동(밸브가 개폐 동작)하는 지지점으로서 기능(작용)한다. 그리고, 플런저에 횡하중이 작용한 경우에, 플런저는 나사 결합부의 백래시 상당만큼, 플런저 신장 방향(밸브 클리어런스를 감소시키는 방향)으로 동작하는 것은 물론, 플런저 축소 방향(밸브 클리어런스를 증가시키는 방향)으로도 동작한다.

상세하게는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 로커암의 캠과의 접촉점이 캠 서클에서 캠 노즈로 이행할 때나 캠 노즈로부터 캠 서클로 이행할 때, 플런저에는 로커암 을 통하여 축하중과 함께 횡하중이 작용하지만, 밸브의 리프트 개시 직후나 리프트 종료 직전에, 나사 결합부의 백래시 상당만큼, 플런저가 횡하중에 의해 요동할 때, 수나사의 암나사와의 접촉점이 둘레 방향으로 이동하고, 이 접촉점의 이동이 플런저를 나사 결합부에 있어서 미끄럼 회전시키는 모멘트로서 작용한다. 즉 나사 결합부의 백래시 상당만큼, 플런저는 나사 결합부에서 미끄럼 회전하면서 축하중 작용 방향으로 이동하여, 밸브 클리어런스의 증가·감소 상태를 해소한다.

더욱 상세하게 설명하면, 밸브 클리어런스가 증가(캠과 로커암 사이에 간극이 발생)한 경우에는, 밸브의 리프트 개시 직후나 리프트 종료 직전의, 플런저 스프링의 바이어스력만이 축하중으로서 작용하여 자립하고 있는 플런저에 로커암을 통하여 횡하중이 작용하고, 플런저가 횡하중 작용 방향으로 요동할 때, 나사 결합부에서는 접촉점(P1)이 이동함으로써 모멘트가 발생한다. 이 결과, 플런저가 나사 결합부에서 미끄럼 회전하면서 축하중 작용 방향인 플런저 신장 방향, 즉 밸브 클리어런스를 감소시키는 방향으로 이동하여, 밸브 클리어런스 증가 상태가 해소된다.

한편, 밸브 클리어런스가 과소(캠과 로커암 사이에 마이너스의 간극이 발생)로 된 경우에는, 밸브의 리프트 개시 직후나 리프트 종료 직전의, 밸브 스프링의 바이어스력만이 축하중으로서 작용하여 자립하고 있는 플런저에, 로커암을 통하여 횡하중이 작용하고, 플런저가 횡하중 작용 방향으로 요동할 때, 나사 결합부에서는 접촉점(P2)이 이동함으로써 모멘트가 발생한다. 이 결과, 플런저가 나사 결합부에서 미끄럼 회전하면서 축하중 작용 방향인 플런저 축소 방향, 즉 밸브 클리어런스를 증가시키는 방향으로 이동하여, 밸브 클리어런스 과소 상태가 해소된다.

또한 본 발명에 따른 래시 어저스터는, 플런저에 신장·축소 어느 방향의 축하중이 작용한 경우에도, 나사 결합부에 발생하는 마찰 토크에 의해 플런저의 나사 결합부에서의 미끄럼 회전이 억제되어 「나사가 자립」한다고 하는 구성이지만, 나사 결합부의 백래시 상당만큼 플런저가 횡하중에 의해 요동하는 것을 적극적으로 이용하여, 플런저를 나사 결합부에서 미끄럼 회전시킨다고 하는 구성이기 때문에, 나사 결합부의 백래시를 종래보다도 작게 할 필요가 없어, 나사 결합부를 구성하는 수나사와 암나사의 나사 가공이 그만큼 용이하다. 따라서, 일정한 품질을 보증하는 기계식 래시 어저스터의 양산에 대단히 유효하다.

제2항에서는, 청구항 1에 기재된 기계식 래시 어저스터에 있어서, 상기 나사 결합부를 구성하는 「나사」의 나사산의 각도를 리드각이 15도 미만, 플랭크각이 5∼60도의 범위로 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 나사 결합부를 구성하는 「나사」, 즉 수나사(암나사)로서는 사다리꼴 나사와 삼각나사의 어느 것이어도 된다. 또한 상측 플랭크와 하측 플랭크의 각도가 동일한 「등 플랭크 나사」, 혹은 상측 플랭크와 하측 플랭크의 각도가 상이한 「부등 플랭크 나사」이어도 된다.

(작용) 나사 결합부를 구성하는 「나사」의 나사산의 리드각과 플랭크각에 의해, 나사 결합부의 실질적인 마찰각이 결정되지만, 리드각이 15도 이상에서는, 축하중이 작용하는 플런저가 나사 결합부에서 미끄럼 회전해 버려, 나사 결합부에 발생하는 마찰 토크에 의해 「나사를 확실하게 자립」시키는 것은 곤란하다. 한편, 리드각이 15도 미만에서는, 축하중이 작용하는 플런저가 나사 결합부에서 미끄럼 회전하지 않아, 나사 결합부에 발생하는 마찰 토크에 의해 「나사가 자립」한다.

또한 플랭크각이 5도 미만에서는, 나사 결합부의 실질적인 마찰각이 작은 각나사의 범주가 되어, 플랭크각을 변화시키는 의의가 없어져, 리드 오차 등의 영향을 받지 않는 고정밀도의 플랭크각의 가공이 어렵다. 한편, 통상은 「나사가 자립하지 않는」 큰 리드각이어도, 큰 플랭크각을 조합하면, 나사 결합부의 실질적인 마찰각이 커져, 자립 나사로서 기능한다. 그러나, 플랭크각이 60도를 초과하면, 「나사」의 가공은 하기 쉽지만, 실질적인 마찰각이 대단히 크기 때문에, 윤활유에 의한 영향이 커, 엔진 운전 중의 리프트 로스가 커져, 실질적으로 사용할 수 없다. 즉 플랭크각을 조정 패러미터로서 이용하는 의의가 없어진다.

따라서, 나사 결합부를 구성하는 「나사」의 나사산의 리드각 및 플랭크각은 플런저에 신장·축소 어느 방향의 축하중이 작용한 경우에도, 나사 결합부의 「나사가 확실하게 자립하는」, 즉 나사 결합부를 상대적으로 부동으로 할 수 있도록, 리드각은 15도 미만, 플랭크각은 5∼60도의 범위가 바람직하다. 아울러, 체결이 주목적인, 일반적인 볼트·너트 간의 나사 결합부에서는, 나사산의 리드각이 2∼3도인 것에 대해, 이송나사와 동일한 사용방식인, 래시 어저스터를 구성하는 플런저와 플런저 결합 부재 간의 나사 결합부에서는, 체결을 목적으로 하는 볼트·너트 간의 나사 결합부의 나사산의 리드각(2∼3도)의 약 3∼4배인 것이 바람직하다.

제3항에서는, 청구항 1 또는 2에 기재된 기계식 래시 어저스터에 있어서, 상기 나사 결합부의 백래시는, 상기 플런저의 축방향으로 일정하게 되도록, 또는 상기 플런저의 축방향으로 연속적 혹은 단계적으로 변화되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

나사 결합부의 백래시가 플런저의 축방향으로 일정한 구조로서는 플런저의 암나사의 유효 직경 및 플런저 결합 부재의 암나사의 유효 직경이 각각 축방향으로 일정한 형태가 해당한다.

또한 나사 결합부의 백래시가 플런저의 축방향으로 연속적으로 변화되는 구조로서는, 예를 들면, 플런저의 수나사의 유효 직경이 축방향으로 일정하지만, 플런저 결합 부재의 암나사의 유효 직경이 축방향 상방일수록 작아(또는 커)지는, 즉 플런저 결합 부재의 암나사의 유효 직경이 테이퍼 형상으로 되는 형태, 또는, 플런저 결합 부재의 암나사의 유효 직경이 축방향으로 일정한 것에 대해, 플런저의 수나사의 유효 직경이 테이퍼 형상으로 되는 형태가 해당한다.

또한 나사 결합부의 백래시가 축방향으로 단계적으로 변화되는 구조로서는, 예를 들면, 플런저의 수나사의 유효 직경이 축방향으로 일정하지만, 플런저 결합 부재의 암나사의 유효 직경이 축방향 상방일수록 단계적으로 작아(또는 커)지는 형태,또는, 반대로, 플런저 결합 부재의 암나사의 유효 직경이 축방향으로 일정한 것에 대해, 플런저의 수나사의 유효 직경이 축방향 상방일수록 단계적으로 작아(또는 커)지는 형태가 해당한다.

이상의 설명으로부터 명확한 바와 같이, 본 발명에 따른 기계식 래시 어저스터에 의하면, 밸브 클리어런스가 증가·감소 어느 측으로 변화해도, 밸브의 개폐 동작 중에, 플런저가 이 플런저에 작용하는 횡하중에 의해 백래시 상당만큼, 나사 결합부에서 요동할 때 미끄럼 회전하여, 밸브 클리어런스의 변화를 없애는 방향으로 이동하므로, 밸브 클리어런스를 자동적으로 또한 확실하게 조정할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 기계식 래시 어저스터는, 플런저에 신장·축소 어느 방향의 축하중이 작용한 경우에도, 나사 결합부에 발생하는 마찰 토크에 의해 플런저의 나사 결합부에서의 미끄럼 회전이 억제되어 「나사가 자립」한다고 하는 구성이지만, 나사 결합부의 백래시 상당만큼 플런저가 횡하중에 의해 요동하는 것을 적극적으로 이용하여, 플런저를 나사 결합부에서 미끄럼 회전시킨다고 하는 구성이기 때문에, 나사 결합부의 백래시를 종래보다도 작게 할 필요가 없어, 나사 결합부를 구성하는 수나사와 암나사의 나사 가공이 그만큼 용이하다. 따라서, 일정한 품질을 보증하는 기계식 래시 어저스터의 양산에 극히 유효하다.

청구항 2에 의하면, 나사 결합부를 구성하는 「나사」의 나사산의 리드각 및 플랭크각이 플런저에 작용하는 축하중 및 횡하중의 크기에 대응한 소정의 각도로 설정되어, 밸브 클리어런스가 변화된 경우에는, 플런저가 그 변화를 없애는 방향으로 적확하게 원활하게 이동하므로, 밸브 클리어런스를 자동적으로 또한 확실하게 게다가 스피디하게 조정할 수 있다.

청구항 3에 의하면, 나사 결합부의 횡방향에 있어서의 백래시를 플런저의 축방향으로 연속적 혹은 단계적으로 변화되도록 구성함으로써 나사 결합부에 있어서의 축방향의 백래시는 거의 0으로, 횡방향의 백래시는 크게 빠지므로, 엔진 운전 중에 발생하는 리프트 로스는 작아, 최소한의 회전수로 밸브 클리어런스 조정이 끝난다고 하는, 래시 어저스터로서 적합한 성능이 얻어진다.

도 1은 본 발명을 로커암식 동밸브 기구 사양의 기계식 래시 어저스터에 적용한 제1 실시예를 나타내며, 로커암식 동밸브 기구 전체의 단면도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 기계식 래시 어저스터의 주요부를 나타내며, (a)는 플런저에 형성한 수나사의 나사산의 리드각과 플랭크각을 도시하는 도면, (b)는 하우징에 형성한 암나사의 나사산의 리드각과 플랭크각을 도시하는 도면이다.
도 3은 플런저의 요동에 의해 플런저가 나사 결합부에서 미끄럼 회전하여 축하중 작용 방향으로 이동하는 원리를 설명하는 설명도이다.
도 4(a)∼(d)는 플런저 상단부에 지면 앞으로부터 안쪽을 향하여 횡하중이 입력(작용)될 때의 플런저의 움직임을 설명하는 도면으로, (a), (b)는 신장 방향의 축하중이 작용하고 있는 플런저에 횡하중이 작용한 경우, (c), (d)는 축소 방향의 축하중이 작용하고 있는 플런저에 횡하중이 작용한 경우이며, (a), (c)는 횡하중의 입력(작용) 방향에 대하여 좌측에서 플런저를 본 도면, (b), (d)는 횡하중의 입력(작용) 방향에 대하여 우측에서 플런저를 본 도면을 나타낸다.
도 5는 엔진의 회전수가 낮은 경우의 밸브 리프트량, 플런저에 작용하는 횡하중 및 플런저의 움직임(리프트 로스)을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명을 직동식 동밸브 기구 사양의 기계식 래시 어저스터에 적용한 제2 실시예를 나타내고, 직동식 동밸브 기구 사양의 기계식 래시 어저스터의 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예인 직동식 동밸브 기구 사양의 기계식 래시 어저스터의 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예인 로커암식 동밸브 기구 사양의 기계식 래시 어저스터의 종단면도이다.
도 9(a), (b)는 본 발명의 다른 실시예인 기계식 래시 어저스터의 종단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예인 기계식 래시 어저스터의 종단면도이다.
도 11은 종래의 기계식 래시 어저스터의 주요부인 피벗 부재의 확대 측면도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

본 발명을 로커암식 동밸브 기구 사양의 기계식 래시 어저스터에 적용한 제1 실시예를 도 1∼5에 기초하여 설명한다.

로커암식 동밸브 기구를 도시하는 도 1에 있어서, 부호 10은 실린더 헤드(11)에 설치된 흡기(배기) 포트(P)를 가로지르도록 배열 설치된 흡기 밸브(배기 밸브)로, 밸브(10)의 축단부 외주에는, 코터(12a) 및 스프링 리테이너(12b)가 장착되어 있다. 그리고, 스프링 시트면(11a)과 스프링 리테이너(12b) 사이에 밸브 스프링(14)이 개재되어, 밸브(10)는 밸브 폐쇄 방향(도 1 상방향)으로 바이어스되어 있다. 부호 11b는 원통 형상의 밸브 미끄럼운동 가이드, 부호 10a는 밸브(10)의 우산부 외주에 형성된 테이퍼 형상의 밸브 시트 페이스, 부호 11c는 흡기(배기) 포트(P)의 연소실(S)에의 개구 주연부에 형성된, 밸브 시트 페이스(10a)에 대응하는 테이퍼 형상의 시트 인서트이다.

부호 16은 로커암으로, 그 일단측이 밸브(10)의 축단부에 맞닿음과 아울러, 그 타단측에 형성된 소켓부(18)가 기계식 래시 어저스터(20)의 플런저(24) 선단의 피벗부(24a)에 결합되어 있다.

로커암(16)의 길이 방향 중간에는, 롤러 축(17a)에 지승된 롤러(17b)가 설치되고, 이 롤러(17b)에는, 캠 샤프트(19)에 설치한 캠(19a)이 맞닿아 있다.

기계식 래시 어저스터(20)는 실린더 헤드(11)에 설치한 상하 방향으로 연장되는 보어(13)에 삽입된 플런저 결합 부재인 통형의 하우징(22)과, 하우징(22) 내에 배열 설치된 플런저(24)와, 플런저(24) 내의 상하 방향에 장전된 플런저 스프링(26)을 구비하고, 하우징(22)의 내측에 형성된 암나사(23)와 플런저(24) 외측에 형성된 수나사(25)가 결합하여 나사 결합부가 구성됨과 아울러, 플런저 스프링(26)에 의해, 하우징(22)으로부터 플런저(24)가 신장하는 방향(도 1 상방향)으로 바이어스 유지되어 있다.

부호 27a는 하우징(22)내 하단부측에 수용된 원반 형상의 스프링 시트면 플레이트, 부호 27b는 스프링 시트면 플레이트(27a)를 하우징(22)에 고정하는 C링이다.

즉 캠(19a)의 누름력이 축하중으로서 작용하는 플런저(24)와, 둘레 방향으로 회전하지 않도록 유지된 플런저 결합 부재인 하우징(22)이 나사 결합부(플런저(24)측의 수나사(25)와 하우징(22)측의 암나사(23))를 통하여 축방향으로 결합하고 있다.

또한, 하우징(22)은 그 하단부가 보어(13)의 바닥면에 맞닿도록 보어(13)에 삽입되어 있지만, 보어(13)에 압입되어 있지 않다(적극적인 하우징 회전 방지 수단은 설치되어 있지 않다). 그러나, 로커암(16)을 통하여 플런저(24)를 밀어내리는 방향의 축하중이 플런저(24)에 작용할 때, 하우징(22) 하단부와 보어(13)의 바닥면 사이에 발생하는 마찰 토크가 하우징(22)의 보어(13)에 대한 회전을 저지한다. 즉 하우징(22)은, 보어(13)의 바닥면과의 사이에서 발생하는 마찰 토크에 의해, 보어(13)에 대하여 회전하지 않도록 유지되어 있다.

또한 캠(19a)의 베이스 서클(19a1)이 로커암(16)(의 롤러(17b))에 맞닿는 형태(캠 노즈(19a3)가 로커암(16)의 롤러(17b)에 맞닿지 않은 형태)에서는, 플런저(24)에는, 플런저 스프링(26)의 바이어스력과, 이 바이어스력에 균형을 이루는 나사 결합부(나사면)에 발생하는 마찰력이 작용하도록 구성되어 있다.

그리고, 도 2(a), (b)에 확대하여 나타내는 바와 같이, 플런저(24)와 하우징(22) 간의 나사 결합부를 구성하는 플런저(24)측의 수나사(25)(하우징(22)측의 암나사(23))는 각각 사다리꼴 나사로 구성되어 있다. 그리고, 수나사(25)(암나사(23))의 나사산의 리드각(α), 수나사(25)(암나사(23))의 나사산의 상측 플랭크각(θ25a (θ23a)) 및 하측 플랭크각(θ25b(θ23b))은, 플런저(24)에 신장·축소 어느 방향의 축하중이 작용한 경우에도, 나사가 자립하지만(나사 결합부가 상대적으로 부동으로 되지만), 플런저(24)에 횡하중이 작용한 경우에, 이 플런저(24)가 나사 결합부에서 미끄럼 회전하여 축하중 작용 방향으로 이동할 수 있는, 소정의 값(예를 들면, 리드각(α)=10도, 상측 플랭크각(θ25a, θ23a)=10도, 하측 플랭크각(θ25b, θ23b)=10도)으로 설정되어 있다.

즉 캠(19a)의 회동에 연계하여 로커암(16)이 밸브(10)의 축단부를 누름으로써 밸브(10)가 상하 방향으로 미끄럼 운동하여 흡기(배기) 포트(P)가 연소실(S)에 대하여 개폐 동작하지만, 그동안, 축하중이 작용하는 플런저(24)는 나사 결합부에서 부동으로 되어, 즉 나사 결합부에서의 미끄럼 회전이 억제되어(나사 결합부의 나사가 자립하여), 플런저(24) 선단의 피벗부(24a)가 캠 샤프트(19)의 회전에 연계하여 요동하는 로커암(16)의 요동 지지점으로서 기능(작용)한다.

또한 캠(19a)의 회전에 연계하여, 로커암(16)이 래시 어저스터(20)의 플런저(24) 선단의 피벗부(24a)를 지지점으로 하여 요동함으로써, 밸브(10)가 상하 방향으로 왕복 동작하고, 이때의 밸브(10)의 리프트량은 도 5에 도시하는 바와 같은 산 형상을 나타낸다.

그리고, 캠(19a)이 로커암(16)(의 롤러(17b))을 누름으로써 플런저(24)에 축하중이 작용하지만, 캠 노즈(19a3)와 로커암(16)(의 롤러(17b))의 접촉점이 로커암(16)(의 롤러(17b)) 위를 이동하여, 캠(19a)의 누름력의 작용 방향이 변화되기 때문에, 플런저(24)에는, 도 5의 부호 T1, T2에 나타내는 바와 같이 횡하중도 작용한다.

그리고, 플런저(24)에 횡하중이 작용한 경우에는, 나사 결합부의 백래시 상당만큼, 플런저(24)는 횡하중 작용 방향으로 요동한다. 즉 둘레 방향으로 회전 방지 되어 있는 하우징(22)에 대하여 이 플런저(24)가 요동함으로써 수나사(25)의 암나사(23)와의 접촉점이 암나사(23)의 플랭크면을 따라 둘레 방향으로 이동하지만, 횡하중 작용 방향과 접촉점의 이동 방향이 일치하지 않기 때문에, 이 접촉점의 이동이 플런저(24)를 나사 결합부에서 미끄럼 회전시키는 모멘트로서 작용하고, 이것에 의해, 플런저(24)가 미끄럼 회전하면서 축하중 작용 방향으로 이동하여, 밸브 클리어런스의 증가·감소 상태를 해소한다.

다음에 플런저(24)가 횡하중 작용 방향으로 요동함으로써 나사 결합부에서 플런저(24)를 미끄럼 회전시키는 모멘트가 발생하고, 이것에 의해, 플런저(24)가 미끄럼 회전하면서 축하중 작용 방향으로 이동하는 원리에 대하여, 도 3, 4를 참조하여, 상세하게 설명한다.

예를 들면, 도 3의 부호 F1으로 나타내는 바와 같이, 플런저(24)에 작용하는 축하중이 상향인 경우(예를 들면, 플런저 스프링(26)의 바이어스력만이 작용하는 형태)에서는, 수나사(25)의 상측 플랭크면(25a)이 암나사(23)의 하측 플랭크면(23b)에 접촉하고 있다. 접촉점을 부호 P1으로 나타낸다. 그리고, 도 3에 있어서, 상하 방향으로 배열 설치된 플런저(24) 선단의 피벗부(24a)(도 1 참조)에, 횡하중(T)이 도 3의 지면 앞으로부터 안쪽을 향하여 작용하면, 플런저(24)는 나사 결합부의 하단부, 즉 하우징측 암나사(23)와 나사 결합하는 플런저 하단부(24b)(도 1, 4 참조)를 지지점으로 하여 플런저(24) 선단의 피벗부(24a)가 도 3의 지면앞으로부터 안쪽을 향하여 요동한다.

그리고, 나사 결합부(수나사(25))가 통상의 오른나사인 경우에는, 수나사(25)의 좌측 절반(도 3의 좌측 절반)에서는, 수나사(25)의 상측 플랭크면(25a)이 비스듬히 전측 하방으로 우선회하는 암나사(23)의 하측 플랭크면(23b)을 밀어내도록 동작한다. 한편, 수나사(25)의 우측 절반(도 3의 우측 절반)에서는, 수나사(25)의 상측 플랭크면(25a)이 비스듬히 전측 상방으로 좌선회하는 암나사(23)의 하측 플랭크면(23b)으로부터 벗어나는 방향으로 동작한다.

그리고, 하우징측 암나사(23)는, 나사 결합부의 둘레 방향으로 회동하지 않도록 유지되어 있기 때문에, 수나사(25)의 좌측 절반의 상측 플랭크면(25a)의 암나사(23)의 하측 플랭크면(23b)의 접촉점(P1)이 비스듬히 후측 상방으로 좌선회하는 암나사(23)의 하측 플랭크면(23b)을 따라 이동한다.

그리고, 횡하중(T)의 작용 방향(입력 방향)과 접촉점(P1)의 이동 방향이 일치하지 않기 때문에, 접촉점(P1)의 이동이 플런저(24)를 나사 결합부에서 반시계방향(R1)으로 미끄럼 회전시키는 모멘트로서 작용하고, 이것에 의해, 플런저(24)가 백래시 상당분만큼, 미끄럼 회전하면서 축하중(F1) 작용 방향(상방)으로 이동한다.

바꾸어 말하면, 횡하중(T)의 입력(작용) 방향에 대하여 플런저(24)의 좌측 절반에서는, 도 4(a)에 도시하는 바와 같이, 플런저(24)가 요동할 때, 수나사(25)의 상측 플랭크면(25a)이 둘레 방향으로 회동하지 않도록 유지되어 있는 하우징측 암나사(23)의 하측 플랭크면(23b)에 맞닿아, 더 이상 동작(도 4(a) 좌측 방향으로 이동)할 수 없다. 한편, 횡하중(T)의 입력(작용) 방향에 대하여 플런저의 우측 절반에서는, 도 4(b)에 도시하는 바와 같이, 플런저(24)가 요동할 때, 수나사(25)의 상측 플랭크면(25a)이 암나사(23)의 하측 플랭크면(23b)으로부터 멀어지기 때문에, 제약을 받지 않아 동작(도 4(b) 우측 방향으로 이동)할 수 있다. 이 결과, 플런저(24)가 백래시 상당분만큼, 반시계방향(R1)으로 미끄럼 회전하면서 신장 방향(상방)으로 이동한다.

예를 들면, 나사 결합부(수나사(25))가 통상의 오른나사로서, 플런저(24)에 작용하는 축하중(F1)이 상향인 경우에는, 플런저(24)가 횡하중(T)으로 요동할 때, 반드시 반시계방향(R1)으로 회전(좌회전)하면서, 축하중(F1) 작용 방향(신장 방향)으로 이동한다.

반대로, 도 3 화살표 F2로 나타내는 바와 같이, 플런저(24)에 작용하는 축하중이 하향인 경우(예를 들면, 밸브 스프링(14)의 바이어스력이 로커암(16)을 통하여 플런저(24)에 작용하는 형태)에서는, 수나사(25)의 하측 플랭크면(25b)이 암나사(23)의 상측 플랭크면(23a)에 접촉하고 있다. 접촉점을 부호 P2로 나타낸다. 그리고, 플런저(24) 선단의 피벗부(24a)에 횡하중(T)이 도 3의 지면앞으로부터 안쪽을 향하여 작용하면, 플런저(24)는 나사 결합부의 하단부(플런저 하단부)(24b)를 지지점으로 하여 플런저(24) 선단의 피벗부(24a)가 도 3의 지면앞으로부터 안쪽을 향하여 요동한다.

그리고, 나사 결합부(수나사(25))가 통상의 오른나사인 경우에는, 수나사(25)의 우측 절반(도 3의 우측 절반)에서는, 수나사(25)의 하측 플랭크면(25b)이 비스듬히 전측 상방으로 좌선회하는 암나사(23)의 상측 플랭크면(23a)을 밀어내도록 동작한다. 한편, 수나사(25)의 좌측 절반(도 3의 좌측 절반)에서는, 수나사(25)의 하측 플랭크면(25b)이 비스듬히 전측 하방으로 우선회하는 암나사(23)의 하측 플랭크면(23a)으로부터 벗어나는 방향으로 동작한다.

그리고, 하우징측 암나사(23)는 나사 결합부의 둘레 방향으로 회동하지 않도록 유지되어 있기 때문에, 플런저측 수나사(25)의 우측 절반의 하측 플랭크면(25b)의 하우징측 암나사(23)의 상측 플랭크면(23a)과의 접촉점(P2)이 비스듬히 후측 하방으로 우선회하는 암나사(23)의 하측 플랭크면(23a)을 따라 이동한다.

그리고, 횡하중(T)의 작용 방향과 접촉점(P2)의 이동 방향이 일치하지 않기 때문에, 접촉점(P2)의 이동이 플런저(24)를 나사 결합부에서 시계방향(R2)으로 미끄럼 회전시키는 모멘트로서 작용하고, 이것에 의해, 플런저(24)가 백래시 상당분만큼, 미끄럼 회전하면서 축하중(F2) 작용 방향(하방)으로 이동한다.

예를 들면, 나사 결합부(수나사(25))가 통상의 오른나사로서, 플런저(24)에 작용하는 축하중(F2)이 하향인 경우에는, 플런저(24)가 횡하중(T)으로 요동할 때, 반드시 시계방향(R2)으로 회전(우회전)하면서, 축하중(F2) 작용 방향(축소 방향)으로 이동한다.

바꾸어 말하면, 횡하중(T)의 입력(작용) 방향에 대하여 플런저(24)의 우측 절반에서는, 도 4(d)에 도시하는 바와 같이, 횡하중(T)에 의해 플런저(24)가 요동할 때, 수나사(25)의 하측 플랭크면(25b)이 암나사(23)의 상측 플랭크면(23a)에 맞닿아, 더 이상 동작(도 4(d) 우측 방향으로 이동)할 수 없다. 한편, 횡하중(T)의 입력(작용) 방향에 대하여 플런저(24)의 좌측 절반에서는, 도 4(c)에 도시하는 바와 같이, 횡하중(T)에 의해 플런저(24)가 요동할 때, 수나사(25)의 하측 플랭크면(25b)이 암나사(23)의 상측 플랭크면(23a)으로부터 멀어지기 때문에, 제약을 받지 않아 동작(도 4(c) 좌측 방향으로 이동)할 수 있다. 이 결과, 플런저(24)가 백래시 상당분만큼, 시계방향(R2)으로 미끄럼 회전하면서 축소 방향(하방)으로 이동한다.

이와 같이, 나사 결합부를 구성하는 「나사」의 나사산의 리드각과 플랭크각이 소정의 값(예를 들면, 리드각(α)=10도, 상측 플랭크각(θ25a, θ23a)=10도, 하측 플랭크각(θ25b, θ23b)=10도)으로 설정됨으로써 축하중이 작용하는 플런저(24)는, 원칙적으로는, 나사 결합부가 상대적으로 부동이 되어(나사가 자립하여), 캠 샤프트(19)(캠(19a))의 회전에 연계하여 로커암(16)이 요동(밸브(10)가 개폐 동작)하는 지지점으로서 기능(작용)함과 아울러, 플런저(24)에 횡하중(T)이 작용한 경우에, 나사 결합부의 백래시 상당만큼, 플런저(24) 신장 방향(밸브 클리어런스를 감소시키는 방향)으로 동작하는 것은 물론, 플런저(24) 축소 방향(밸브 클리어런스를 증가시키는 방향)으로도 동작한다.

또한 도 5는 엔진의 회전수가 낮은 경우의 밸브 리프트량, 플런저에 작용하는 횡하중 및 플런저의 움직임(리프트 로스)를 나타내는 도면이지만, 도 5에 기초하여 래시 어저스터(20)의 밸브 클리어런스 조정 동작에 대해 설명한다.

도 1, 5에 도시하는 바와 같이, 캠 샤프트(19)(캠(19a))가 회전함으로써, 로커암(16)(의 롤러(17b))과 캠(19a)의 접촉점은 캠 각도가 약 -60도부터 약 +60도까지 캠 노즈(19a3) 위에 있고, 이것 이외의 캠 각도(약 -60도 이하 및 약 +60도 이상)에서는, 캠의 베이스 서클(19a1) 위에 있다.

즉 캠 각도가 약 -60도부터 0도까지는, 캠의 오픈측 램프부(19a2)로부터 캠 탑(19a4)까지의 캠 노즈(19a3)의 일측면 위에 접촉점이 있고, 캠 각도가 0도부터 약 +60도까지는, 캠 탑(19a4)으로부터 캠의 클로즈측 램프부(19a2)까지의 캠 노즈(19a3)의 타측면 위에 접촉점이 있다.

상세하게는, 우선, 로커암(16)과 캠(19a)의 접촉점이 캠의 베이스 서클(19a1) 위에 있을 때(캠 각도가 -60도 이하에서는), 플런저(24)에는, 플런저 스프링(26)의 소정의 반력(바이어스력)이 작용하고 있지만, 이 바이어스력은 나사 결합부(나사면)에 발생하는 마찰력과 균형을 이루어, 플런저(24)는 신장·축소 방향으로 이동하지 않아, 밸브 클리어런스(캠(19a)와 로커암(16) 간의 간극)가 0에 유지되고 있다.

이 때문에, 플런저(24)는, 나사 결합부에서 「나사가 자립」하여 부동으로 되고, 래시 어저스터(20)는 로커암(16)의 요동 지지점으로서 기능한다.

한편, 로커암(16)과 캠(19a)의 접촉점이, 캠의 오픈측 램프부(19a2)로부터 캠 탑(19a4)을 거쳐 반대측의 클로즈측 램프부(19a2) 사이에 있을 때(도 5의 캠 각도가 -60도부터 +60도까지의 범위에서는), 플런저(24)에는, 로커암(16)을 통하여, 캠(19a)에 의한 누름력이 축하중으로서 작용한다. 이 때문에, 플런저(24)는 나사 결합부에서 「나사가 자립」하여 부동으로 되고, 래시 어저스터(20)는 로커암(16)의 요동 지지점으로서 기능한다.

즉 로커암(16)과 캠(19a)의 접촉점의 위치와는 무관하게, 플런저(24)에는 항상 축하중이 작용하고 있기 때문에, 플런저(24)는 나사 결합부에서 「나사가 자립」하여 부동으로 되고, 래시 어저스터(20)는 로커암(16)의 요동 지지점으로서 기능한다. 이 때문에, 캠(19a)이 1회전 하는 것에 대응하는 밸브(10)의 리프트량은, 도 5의 파선으로 나타내는 바와 같이, Max 리프트 약 10mm의 산 형상으로 된다. 또한, 도 5에 나타내는 밸브(10)의 리프트량에는, 뒤에서 상세하게 설명하지만, 플런저(24)와 하우징(22) 간의 나사 결합부에 백래시가 있기 때문에, 플런저(24)가 자동적으로 미끄럼 회전하여 축소 방향으로 이동함에 따라 발생하는 리프트 로스(δ)(예를 들면, 약 0.2mm)가 포함되어 있다.

또한 플런저(24)와 하우징(22) 간의 나사 결합부에 백래시가 있기 때문에, 캠(19a)에 의한 누름력이 로커암(16)을 통하여 플런저(24)에 축하중으로서 작용할 때, 즉 로커암(16)(의 롤러(17b))과 캠(19a)의 접촉점이 캠(19a)의 회동에 따라 이동하여, 캠(19a)의 로커암(16)(의 롤러(17b))에 대한 누름력 작용 방향이 바뀌기 때문에, 도 5에 도시하는 바와 같이, 약 250∼150N의 횡하중(T1, T2)이 플런저(24)에 작용한다.

그리고, 동밸브 기구에 발생한 밸브 클리어런스를 조정하는 래시 어저스터(20)의 동작은 다음과 같이 설명할 수 있다.

동밸브 기구에 있어서의 정의 밸브 클리어런스는, 로커암(16)과 캠(19a)의 접촉점이 캠(19a)의 베이스 서클(19a1) 위에 있을 때, 캠(19a)과 로커암(16)의 롤러(17b) 간의 간극으로서 나타나고 있고, 이때의 플런저(24)에는, 플런저 스프링(26)의 바이어스력이 작용하고 있지만, 이 바이어스력은 나사 결합부(나사면)에 발생하는 마찰력과 균형을 이뤄, 나사 결합부의 나사가 자립한 상태로 유지되어 있다.

이 상태에서, 로커암(16)과 캠(19a)의 접촉점(간극이 있는 접촉점)이 오픈측 램프부(19a2)로부터 캠 노즈(19a3)로 이행할 때, 접촉점의 이행에 따라, 플런저(24)에는 횡하중(T1)이 작용한다. 상세하게는, 캠(19a)의 회전에 따라 캠(19a)과 롤러(17b)의 간극이 없어져, 캠(19a)의 누름력이 축하중으로서 작용하기 직전의, 플런저 스프링(26)의 바이어스력에 의한 신장 방향의 축하중이 작용하고 있는 부동 상태의 플런저(24)에, 로커암(16)을 통하여 횡하중(T1)(도 5 참조)이 작용하면, 플런저(24)가 축하중 작용 방향인 신장 방향으로 이동하여, 플런저(24)가 미끄럼 회전하면서 로커암(16)을 밀어올림으로써 동밸브 기구에 발생해 있는 정의 밸브 클리어런스를 0으로 조정한다.

상세하게는, 로커암(16)을 통하여 플런저(24)에 횡하중(T1)(도 5 참조)이 작용하면, 플런저(24)는 암나사(23)와 수나사(25) 간의 나사 결합부에서의 백래시 상당만큼, 플런저(24)의 하단부(24b)를 지지점으로 하여 횡하중(T1)의 작용 방향으로 요동한다. 그리고, 둘레 방향으로 회전 방지되어 있는 하우징(22)에 대하여 이 플런저(24)가 요동함으로써 수나사(25)의 암나사(23)와의 접촉점(P1)(도 3 참조)이 암나사(23)의 하측 플랭크면(23b)을 따라 둘레 방향으로 이동하지만, 이 접촉점(P1)의 이동이 플런저(24)를 나사 결합부에서 미끄럼 회전시키는 모멘트로서 작용하고, 이것에 의해 플런저(24)가 미끄럼 회전하면서 축하중 작용 방향(플런저 스프링(26)의 바이어스력 작용 방향, 플런저 신장 방향)으로 이동하여, 정의 밸브 클리어런스를 0으로 조정한다.

한편, 동밸브 기구에 있어서의 부의 밸브 클리어런스는, 로커암(16)과 캠(19a)의 접촉점이 캠(19a)의 베이스 서클(19a1) 위에 있을 때, 로커암(16)(롤러(17b))이 밸브 스프링(14)의 바이어스력에 의해 캠(19a)의 베이스 서클(19a1)에 눌려, 캠(19a)과 롤러(17b) 사이의 과소한 간극(부의 간극)으로서 나타나고 있다. 그리고, 이때의 플런저(24)에는, 로커암(16)을 통하여 밸브 스프링(14)의 바이어스력이 축소 방향의 축하중으로서 작용하고 있지만, 이 바이어스력은 나사 결합부(나사면)에 발생하는 마찰력과 균형을 이루어, 나사 결합부의 나사가 자립한 상태로 유지되고 있다.

이 상태에서, 로커암(16)과 캠(19a)의 접촉점(부의 간극)이 오픈측 램프부(19a2)로부터 캠 노즈(19a3)로 이행할 때, 접촉점의 이행에 따라, 플런저(24)에는 횡하중(T1)이 작용한다. 상세하게는, 캠(19a)의 누름력이 축하중으로서 작용하기 직전의, 밸브 스프링(14)의 바이어스력만이 축하중으로서 작용하고 있는 부동 상태의 플런저(24)에, 캠(19a)을 통하여 횡하중(T1)(도 5 참조)이 작용하면, 플런저(24)가 미끄럼 회전하면서 축하중 작용 방향인 축소 방향으로 이동하여, 캠(19a)이 로커암(16)을 밀어내림으로써 동밸브 기구에 발생한 부의 밸브 클리어런스를 0으로 조정한다.

상세하게는, 로커암(16)을 통하여 플런저(24)에 횡하중(T1)(도 5 참조)이 작용하면, 플런저(24)는, 암나사(23)와 수나사(25) 간의 나사 결합부에서의 백래시 상당만큼, 그 하단부(24b)를 지지점으로 하여 횡하중(T1)의 작용 방향으로 요동한다. 그리고, 둘레 방향으로 회전 방지되어 있는 하우징(22)에 대하여 이 플런저(24)가 요동함으로써 수나사(25)의 암나사(23)와의 접촉점(P2)(도 3 참조)이 암나사(23)의 상측 플랭크면(23a)을 따라 둘레 방향으로 이동하지만, 이 접촉점(P2)의 이동이 플런저(24)를 나사 결합부에서 미끄럼 회전시키는 모멘트로서 작용하고, 이것에 의해, 플런저(24)가 미끄럼 회전하면서 축하중(밸브 스프링(14)의 바이어스력) 작용 방향인 플런저 축소 방향으로 이동하여, 밸브 클리어런스를 0으로 조정한다.

이상은, 로커암(16)과 캠(19a)의 접촉점이 오픈측 램프부(19a2)로부터 캠 노즈(19a3)로 이행할 때, 래시 어저스터(20)의 플런저(24)에 횡하중(T1)이 작용함으로써 동밸브 기구에 발생한 정(부)의 밸브 클리어런스를 0으로 조정한다고 하는, 래시 어저스터(20)의 동작에 대하여 설명했다.

다음에 로커암(16)과 캠(19a)의 접촉점이 캠 노즈(19a3)로부터 클로즈측 램프부(19a2)로 이행할 때, 래시 어저스터(20)의 플런저(24)에 횡하중(T2)이 작용함으로써 동밸브 기구에 발생한 정(부)의 밸브 클리어런스를 0으로 조정한다고 하는, 래시 어저스터(20)의 동작에 대하여 설명한다.

우선, 도 5의 횡하중(T2)이 작용하여, 캠(19a)의 베이스 서클(19a1) 위에 정의 밸브 클리어런스가 존재하는 경우에 대하여 설명한다.

로커암(16)과 캠(19a)의 접촉점(간극을 내재하는 접촉점)이 캠 노즈(19a3)로부터 클로즈측 램프부(19a2)로 이행할 때, 접촉점의 이행에 따라, 플런저(24)에는 횡하중(T2)이 작용한다. 상세하게는, 캠(19a)의 회전을 따라, 캠(19a)과 롤러(17b)의 접촉이 캠(19a)의 클로즈측 램프(19a2)에 근접할수록 약해져, 접촉점이 클로즈측 램프(19a2)로 이행하기 전에 캠(19a)과 롤러(17b) 사이에 간극이 발생한다(접촉점에 내재하고 있던 간극이 나타남). 이 간극이 발생(나타남)하기 직전의, 로커암(16)에 대한 캠(19a)의 누름력이 약해져, 플런저(24)에 작용하는 축하중(밸브 스프링(14)의 반력)이 거의 없어진 상태에서, 캠(19a)을 통하여 접촉점의 이행에 따라 횡하중(T2)(도 5 참조)이 플런저(24)에 작용한다. 즉 플런저 스프링(26)의 바이어스력에 의한 신장 방향의 축하중이 작용하고 있는 플런저(24)에, 로커암(16)을 통하여 횡하중(T2)(도 5 참조)이 작용한다. 이 때문에, 플런저(24)가 축하중 작용 방향인 신장 방향으로 이동하여, 플런저(24)가 로커암(16)을 밀어올림으로써 캠(19a)의 베이스 서클(19a1) 위의 정의 밸브 클리어런스(동밸브 기구에 발생한 정의 밸브 클리어런스)를 0으로 조정한다.

한편, 동밸브 기구에 있어서의 부의 밸브 클리어런스는 밸브(10)가 흡기(배기) 포트(P)를 닫은 상태, 즉 로커암(16)과 캠(19a)의 접촉점이 캠(19a)의 베이스 서클(19a1) 위에 있을 때, 밸브(10)의 시트 페이스(10a)와 시트 인서트(11c) 사이에 간극이 발생하는 형태로서 나타나고 있다. 이때, 로커암(16)의 롤러(17b)가 밸브 스프링(14)의 바이어스력에 의해 캠(19a)에 눌려지기 때문에, 래시 어저스터(20)의 플런저(24)에는, 로커암(16)을 통하여, 밸브 스프링(14)의 바이어스력이 축소 방향의 축하중으로서 작용하고 있다.

이 때문에, 로커암(16)과 캠(19a)의 접촉점이 캠 노즈(19a3)로부터 클로즈측 램프부(19a2)로 이행하기 직전의, 캠의 누름력이 감소하여 밸브 스프링(14)의 바이어스력이 축소 방향의 축하중으로서 작용하는 플런저(24)에, 로커암(16)을 통하여 횡하중(T2)(도 5 참조)이 작용하면, 플런저(24)가 축하중 작용 방향인 축소 방향으로 이동하고, 캠(19a)이 로커암(16)을 밀어내림으로써 동밸브 기구에 발생한 부의 밸브 클리어런스를 0으로 조정한다.

그리고, 기관(엔진)이 따뜻해진 상태에서 정지한 후, 급격하게 차가워지는 것과 같은 경우, 실린더 헤드(알루미늄 합금)와 밸브(철합금)의 열팽창 계수의 차이에 기인하여, 밸브 클리어런스 과소(부) 상태가 되어, 밸브의 페이스면이 밸브 시트로부터 들뜰 우려가 있다. 또한 밸브 시트면이 마모된 경우에도, 동일한 일(밸브 클리어런스가 과소 상태로 되어, 밸브의 페이스면의 밸브 시트로부터의 떠오름)이 일어난다.

이러한 밸브 클리어런스 과소(부) 상태에서, 기관(엔진)을 시동, 구동시키면, 연소실이 밀폐되지 않아, 적정한 출력이 얻어지지 않는다.

그런데, 본 실시예에서는, 밸브 클리어런스 과소 상태에 있어서, 밸브의 리프트 개시 직후나 리프트 종료 직전의, 밸브 스프링(14)의 바이어스력만이 축하중으로서 작용하여 자립하고 있는 플런저(24)에, 로커암(16)을 통하여 횡하중이 작용하여, 플런저(24)가 횡하중 작용 방향으로 요동할 때, 나사 결합부에서는 접촉점(P2)이 이동함으로써 모멘트가 발생한다. 이 결과, 플런저(24)가 나사 결합부에서 미끄럼 회전하면서 축하중 작용 방향인 플런저 축소 방향, 즉 밸브 클리어런스를 증가시키는 방향으로 이동하여, 밸브 클리어런스 과소 상태가 해소된다.

이 때문에, 기관(엔진)의 구동 시에는, 밸브(10)에 의해 연소실을 확실하게 밀폐할 수 있어, 적정한 출력이 얻어진다.

또한 캠(19a)의 회동에 연계하여 로커암(16)이 플런저(24)의 피벗부(24a)를 지지점으로 하여 요동함으로써, 밸브(10)에는 소정의 리프트량이 얻어지는 바, 래시 어저스터(20)의 플런저(24)와 하우징(22) 간의 나사 결합부에 백래시가 있기 때문에, 캠(19a)의 회전에 연계하여 밸브(10)가 하강 동작할 때, 플런저(24)가 자동적으로 축소 방향으로 이동하여 리프트량이 적어짐으로써 리프트 로스(δ)가 발생한다.

즉 로커암(16)과 캠(19a)의 접촉점이 캠(19a)의 오픈측 램프부(19a2)로부터 캠 노즈(19a3)로 이행할 때, 래시 어저스터(20)에는, 도 1, 3, 4, 5에 도시하는 바와 같이, 축하중과 횡하중 모두가 반드시 작용한다. 그리고, 횡하중(T1)(도 5 참조)이 작용한 경우에 플런저(24)가 움직이는 방향은 축하중 작용 방향에서 결정된다. 상세하게는, 접촉점이 캠(19a)의 베이스 서클(19a1) 위에 있을 때는(캠 각도가 -60도 미만에서는), 플런저 스프링(26)의 바이어스력이 플런저(24)에 작용하고 있지만, 나사 결합부의 나사면에는, 이 바이어스력과 균형을 이루는 마찰력이 발생하고 있다. 이 때문에, 플런저(24)는 신장·축소 방향으로 이동하지 않고, 부동 상태로 유지되어, 밸브 클리어런스(캠(19a)와 로커암(16) 간의 간극)는 0으로 유지되고 있다.

그리고, 접촉점이 베이스 서클(19a1)로부터 오픈측 램프부(19a2)로 이행한 시점에서, 플런저(24)에는, 밸브(10)의 세트 하중(캠(19a)의 누름력, 즉 밸브 스프링(14)의 바이어스력)(F2)이 축하중으로서 급격하게 작용한다.

플런저(24)에 축소 방향의 축하중(F2)이 작용한 상태에서, 로커암(16)을 통하여 도 5의 부호 T1로 나타내는 횡하중이 작용하면, 플런저(24)는 횡하중(T1) 작용 방향으로 요동할 때에 나사 결합부에서 미끄럼 회전하여 축소 방향(도 5 상방)으로 이동한다. 이 때문에, 플런저(24)의 축소 방향으로의 이동량 상당만큼, 로커암(16)의 소켓부(18)가 하강(로커암(16)의 타단측이 상승)하여, 밸브(10)의 리프트량이 줄어, 이것이 리프트 로스(δ)(도 5 참조)가 된다.

그리고, 리프트 로스(δ)가 발생한 후는, 플런저(24)는, 더 이상 요동할 수 없기 때문에, 접촉점이 캠 노즈(19a3)의 탑(19a4)으로 이행할 때까지, 밸브(10)의 리프트량은 서서히 증가하지만, 래시 어저스터(20)는 축소한 상태로 유지되어, 리프트 로스(δ)가 그대로 유지된다. 또한 캠(19a)이 회전하여, 밸브(10)의 리프트량이 Max 리프트로부터 서서히 감소하는 중에, 플런저(24)에는, 로커암(16)을 통하여, 횡하중(T1)과는 역방향의 횡하중(T2)(도 5 참조)이 작용하지만, 플런저(24)에 작용하는 축하중은 캠(19a)의 누름력(밸브 스프링(14)의 바이어스력)이 지배적이기 때문에, 횡하중(T2)이 작용해도, 래시 어저스터(20)는 축소한 상태 그대로이다. 즉 Max 리프트 부근에서는, 플런저에 작용하는 횡하중의 값은 대단히 작은(거의 횡하중이 작용하지 않음) 것에 반해, 캠(19a)의 누름력(밸브 스프링(14)의 바이어스력)은 최대치에 가깝기 때문에, 플런저(24)는 요동·미끄럼 회전하지 않아, 래시 어저스터(20)는 축소된 상태로 유지된다.

그리고, 접촉점이 캠(19a)의 클로즈측 램프부(19a2)로 이행하면, 플런저(24)에 작용하는 축하중(캠(19a)의 누름력, 즉 밸브 스프링(14)의 바이어스력)이 감소하고, 플런저 스프링(26)에 의한 바이어스력이 축하중(F1)으로서 작용한다. 이와 같이, 축하중이 작용하는 방향이 바뀐 상태에서, 로커암(16)을 통하여 횡하중(T2)이 작용하면, 즉 플런저 스프링(26)에 의한 바이어스력이 축하중(F1)으로서 작용하는 플런저(24)에 횡하중(T2)이 작용하면, 그때까지 축소 상태에 있던 플런저(24)는, 도 4(a), (b)에 도시하는 바와 같이, 요동·미끄럼 회전하여 축하중(F1) 작용 방향(신장 방향)으로 이동하여, 리프트 로스(δ)가 소실된다.

즉 본 실시예에서는, 래시 어저스터(20)의 플런저(24)와 하우징(22) 간의 나사 결합부에 백래시가 있기 때문에, 로커암(16)과 캠(19a)의 접촉점이 캠(19a)의 오픈측 램프부(19a2)로부터 캠 노즈(19a3)로 이행할 때, 리프트 로스(δ)가 발생하지만, 로커암(16)과 캠(19a)의 접촉점이 캠 노즈(19a3)로부터 클로즈측 램프부(19a2)로 이행할 때, 리프트 로스(δ)가 자동적으로 소실된다.

이와 같이, 래시 어저스터(20)의 밸브 클리어런스 자동 조정 기능에서는, 캠 1회전의 입력 변동에 대하여, 래시 어저스터(20)가 축소·신장하기 때문에, 동밸브 기구에 리프트 로스(δ)가 반드시 발생한다. 반대로 엔진의 통상 운전 중, 동밸브 기구에 리프트 로스(δ)가 발생하면, 엔진의 운전 중에 조우하는 밸브 클리어런스의 정·부의 변동을 래시 어저스터(20)를 보정할 수 있는 것을 나타내고 있다. 다음에 본 발명의 제2 실시예를 도 6에 기초하여 설명한다.

상기한 제1 실시예에서는, 로커암식 동밸브 기구 사양의 기계식 래시 어저스터(20)를 나타내지만, 이 제2 실시예에서는, 직동식 동밸브 기구 사양의 기계식 래시 어저스터(20A)를 나타내고 있다.

부호 10은 실린더 헤드(11)에 설치된 흡기(배기) 포트(도 1의 부호 P 참조)를 가로지르도록 배열 설치된 흡기 밸브(배기 밸브)로, 그 축단부에는, 코터(12a) 및 스프링 리테이너(12b)가 장착되고, 스프링 시트면(도 1의 부호 11a 참조)과 스프링 리테이너(12b) 사이에 밸브 스프링(14)이 개재되어, 밸브(10)는 밸브 폐쇄 방향(도 6 상방향)으로 바이어스되어 있다.

한편, 밸브(10)의 바로 위에는, 캠 샤프트(19)에 설치한 캠(19a)이 배치되어 있고, 캠(19a)과 밸브(10)의 축단부(의 코터(12a)) 사이에는, 실린더 헤드(11)에 설치한 상하로 뻗는 보어(13)에 삽입된 기계식 래시 어저스터(20A)가 개재되어 있다.

즉 기계식 래시 어저스터(20A)는 실린더 헤드(11)에 설치한 보어(13)에 결합하는, 하방이 개구하는 원통형의 버킷(110)과, 내측에 암나사(23)가 형성되고, 버킷(110)의 천장 하면에 고정 일체화된 플런저 결합 부재인 원통형의 하우징(122)과, 외측에 형성된 수나사(25)를 하우징(122)측의 암나사(23)와 결합시킴으로써 하우징(122) 내에 배열 설치된, 상방이 개구되는 컵형의 플런저(124)와, 플런저(124)와 버킷(110)의 천장 사이에 개재되어, 플런저(124)를 하우징(122)으로부터 신장하는 방향(도 6의 하방향, 밸브 스프링(14)의 바이어스력이 작용하는 방향과 반대 방향)으로 바이어스하는 플런저 스프링(26)을 구비하여 구성되어 있다.

버킷(110)의 내측에는, 원반 형상으로 연장되는 격벽(111)이 일체화됨과 아울러, 격벽(111) 중앙에 형성된 수직 원통부(112)가 하우징(122)의 외주에 고정 일체화되어, 버킷(110)과 하우징(122)의 부착 강도가 확보되어 있다.

또한, 버킷(110)은 도시하지 않은 회전 방지 수단에 의해, 보어(13)에 대하여 둘레 방향으로 회전하지 않도록 유지되어 있고, 버킷(110)(래시 어저스터(20A))은 캠(19a)의 회동에 연계하여 보어(13)의 축방향으로만 슬라이딩 동작한다.

또한 플런저(124)의 하단면은 밸브(10)의 축단부에 장착된 축하중 전달 부재인 코터(12a)의 상단면에 맞닿아 있다.

그리고, 플런저(124)의 수나사(25)(하우징(122)의 암나사(23))의 나사산의 각도(리드각 및 플랭크각)는 상기한 제1 실시예의 래시 어저스터(20)에 있어서의 플런저(24)의 수나사(23)(하우징(22)의 암나사(23))의 나사산의 각도(리드각 및 플랭크각)와 동일한 각도(예를 들면, 리드각이 10도, 플랭크각이 10도)로 설정되어, 플런저(124)에 신장·축소 어느 방향의 축하중이 작용한 경우에도, 나사가 자립하지만(나사 결합부가 상대적으로 부동으로 되지만), 플런저(24)에 횡하중이 작용한 경우에, 이 플런저(24)가 나사 결합부에서 미끄럼 회전하여 축하중 작용 방향으로 이동할 수 있도록 구성되어 있다.

캠(19a)이 회전하는 경우의 래시 어저스터(20A)의 동작은 상기한 제1 실시예의 래시 어저스터(20)의 동작을 나타내는 도 3, 4와 동일하다.

즉 래시 어저스터(20A)(버킷(110))는 캠(19a)의 회전에 따라, 실린더 헤드(11)에 설치한 보어(13)에 대하여 상하 방향으로 슬라이딩할 수 있으므로, 보어(13)와 버킷(110) 사이에는 미소한 틈이 형성되어 있다.

이 때문에, 캠(19a)과 버킷(110)의 접촉점이 캠의 베이스 서클(19a1)로부터 캠 노즈(19a3)로 이행할 때, 캠(19a)을 통하여 도 6 좌측 방향의 편하중이 버킷(110)(하우징(122))에 작용한다. 그리고, 캠 노즈(19a3)로부터 베이스 서클(19a1)로 접촉점이 이행할 때는, 캠(19a)을 통하여 도 6 우측 방향의 편하중이 버킷(110)(하우징(122))에 작용한다. 즉 캠(19a)과 버킷(110)의 접촉점의 이행에 따라, 버킷(110)(하우징(122))에 편하중에 의한 모멘트가 작용하여, 버킷(110)(하우징(122))이 보어(13)에 대하여 약간(간신히) 경사짐으로써 플런저(124)에는 횡하중이 작용한다.

그리고, 플런저(124)에 횡하중이 작용하면, 하우징(122)과 플런저(124) 간의 나사 결합부의 백래시 상당만큼, 플런저(124)가 하우징(122)에 대하여 횡하중 작용 방향(도 6 좌우측 방향)으로 요동한다. 그리고, 이 플런저(124)의 요동에 따라, 수나사(25)의 암나사(23)와의 접촉점이 암나사(23)의 플랭크면을 따라 이동하지만, 하우징(122)이 회전 방지되어 있기 때문에, 나사 결합부에는 플런저(124)를 축하중 작용 방향으로 미끄럼 회전시키는 모멘트가 발생한다.

이 때문에, 동밸브 기구에 정의 밸브 클리어런스가 발생한 경우에는, 캠(19a)과 버킷(110)의 접촉점(간극이 발생한 접촉점)이 캠(19a)의 베이스 서클(19a1)로부터 캠 노즈(19a3)로 이행할 때, 캠(19a)의 누름력이 축하중으로서 작용하기 직전의, 플런저 스프링(26)의 바이어스력만이 축하중으로서 작용하고 있는 플런저(124)에 횡하중이 작용하면, 플런저(124)가 축하중 작용 방향(플런저 스프링(26)의 바이어스력 작용 방향, 즉 플런저(124)의 신장 방향)으로 미끄럼 회전하면서 이동하여, 동밸브 기구에 발생한 정의 밸브 클리어런스를 해소한다.

또한 동밸브 기구에 부의 밸브 클리어런스가 발생한 경우에는, 캠(19a)과 버킷(110)의 접촉점이 캠(19a)의 베이스 서클(19a1) 위에 있을 때는, 버킷(110)이 밸브 스프링(14)의 바이어스력에 의해 캠(19a)의 베이스 서클(19a1)에 눌려지고, 캠(19a)과 버킷(110) 사이의 과소한 간극(부의 간극)으로서 나타나고 있다. 그리고, 이 때의 플런저(124)에는, 주로 밸브 스프링(14)의 바이어스력(정확하게는, 밸브 스프링(14)의 바이어스력과 플런저 스프링(26)의 바이어스력의 차분)이 코터(12a)를 통하여 축소 방향의 축하중으로서 작용하고 있다.

그리고, 캠(19a)과 버킷(110)의 접촉점이, 캠(19a)의 베이스 서클(19a1)로부터 캠 노즈(19a3)로 이행할 때, 캠(19a)의 누름력이 축하중으로서 작용하기 직전의, 주로 밸브 스프링(14)의 바이어스력(정확하게는, 밸브 스프링(14)의 바이어스력과 플런저 스프링(26)의 바이어스력의 차분)이 축하중으로서 작용하고 있는 플런저(124)에 횡하중이 작용하면, 플런저(124)가 축하중 작용 방향(밸브 스프링(14)의 바이어스력 작용 방향, 즉 플런저(124)의 축소 방향)으로 미끄럼 회전하면서 이동하여, 동밸브 기구에 발생한 부의 밸브 클리어런스를 해소한다.

다음에 본 발명의 제3 실시예를 도 7에 기초하여 설명한다.

이 도 7에 도시하는 기계식 래시 어저스터(20B)는 상기한 제2 실시예와 마찬가지로, 직동식 동밸브 기구 사양의 기계식 래시 어저스터를 나타내고 있다.

상기한 제2 실시예의 래시 어저스터(20A)에서는 버킷(110)에 일체화된 하우징(122)의 내주에 형성된 암나사(23)와, 컵형 플런저(124)의 외주에 형성된 수나사(25)가 축방향으로 결합하도록 배열 설치되어 있다.

한편, 이 제3 실시예의 기계식 래시 어저스터(20B)에서는 버킷(110)의 천장에 하방으로 연장되는 플런저 결합 부재인 로드 부재(114)가 일체로 형성되고, 로드 부재(114)의 외주에 수나사(25)가 형성되고, 한편, 상방이 개구되는 컵형 플런저(124)의 둘레벽 내주에 암나사(23)가 형성되고, 로드 부재(114)의 수나사(25)와 플런저(124)의 암나사(23)가 축방향으로 결합하고 있다.

또한 플런저(124)에는, 플랜지 형상의 스프링 슈우(125)가 형성되고, 스프링 슈우(125)와 버킷(110)의 천장 사이에 플런저 스프링(126)이 개재되어 있다.

그 밖은 상기한 제2 실시예의 래시 어저스터(20A)와 동일하므로, 동일한 부호를 붙임으로써 그 중복된 설명은 생략한다.

다음에 본 발명의 제4 실시예를 도 8에 기초하여 설명한다.

이 도 8에 도시하는 기계식 래시 어저스터(20C)는 상기한 제1 실시예와 같이 로커암식 동밸브 기구 사양이지만, 하우징(22) 내에 배열 설치된 플런저(24A)가 수나사(25)가 형성된 플런저 기단부(24A1)와, 피벗(24a)이 형성된 플런저 선단부(24A2)로 분할된 구조로 되어 있다. 또한, 하우징(22)은, 제1 실시예와 마찬가지로, 하우징(22) 하단부와 보어(13)의 바닥면 사이에 발생하는 마찰 토크에 의해, 둘레 방향으로 회전하지 않도록 유지되어 있다.

상세하게는, 플런저 기단부(24A1)는 하우징(22)측의 암나사(23)에 결합하는 수나사(25)가 외측에 형성된, 하방으로 개구되는 컵형으로 구성되어, 하우징(22)내 하방에 배열 설치되어 있다. 그리고, 수나사(25)와 암나사(23)는 등 플랭크각의 삼각나사로 구성되고, 나사 결합부를 구성하는 수나사(25)(암나사(23))의 나사산의 각도는 상기한 제1, 제2, 제3 실시예의 경우와 같이 소정의 값(예를 들면, 리드각(α)=10도, 상측 플랭크각 및 하측 플랭크각이 10도)으로 각각 설정되어 있다. 플런저 기단부(24A1)의 천장 내면(24A1a)과 하우징(22)내 바닥면(22a) 사이에는, 플런저 스프링(26)이 개재되어, 플런저 기단부(24A1)를 상방으로 바이어스하고 있다.

한편, 플런저 선단부(24A2)는 상단부에 피벗부(24a)를 형성한 하방으로 개구되는 통형으로 구성되고, 플런저 선단부(24A2)의 외주에 설치한 단차부(24A2a)가 하우징(22)의 상단 개구부에 장착된 둥근 고리 형상 캡(28)의 내주 가장자리부에 걸어 맞추어져, 빠짐 방지되어 있다. 이 때문에, 플런저 스프링(26)에 의해, 플런저 기단부(24A1)와 플런저 선단부(24A2)가 축방향으로 가압 접촉 상태로 유지됨과 아울러, 플런저(24A)(플런저 선단부(24A2))가 하우징(22)으로부터 돌출하는 상방향(신장 방향)으로 바이어스 유지되어 있다.

그리고, 이 래시 어저스터(20C)에서는 플런저 기단부(24A1)의 수나사(25)(하우징(22)의 암나사(23))의 나사산의 리드각이, 예를 들면, 10도이고, 수나사(25)(암나사(23))의 나사산의 상측(하측) 플랭크 각도 10도의 등 플랭크각으로 설정되어, 플런저(24A)(플런저 기단부(24A1))에 신장·축소 어느 방향의 축하중이 작용한 경우에도, 나사가 자립하(나사 결합부가 상대적으로 부동으로 되)지만, 플런저(24A)에 횡하중이 작용한 경우에, 이 플런저(24A)가 나사 결합부에서 미끄럼 회전하여 축하중 작용 방향으로 이동할 수 있도록 구성되어 있다.

그 밖은, 상기한 제1 실시예의 래시 어저스터(20)와 동일하므로, 동일한 부호를 붙임으로써 그 중복된 설명은 생략한다.

또한 이 래시 어저스터(20C)의 동작은 제1 실시예의 래시 어저스터(20)의 동작(도 3, 4 참조)과 동일하므로, 그 중복된 설명은 생략한다.

또한, 상기한 제1∼제4 실시예에서는, 나사 결합부를 구성하는 수나사(25)(암나사(23))의 각도가 리드각 10도, 플랭크각(상측 플랭크각, 하측 플랭크각) 10도로 각각 설정되어 있지만, 리드각은 15도 미만, 플랭크각은 5∼60도의 범위로 설정되어 있으면 된다.

즉 나사 결합부를 구성하는 「나사」의 나사산의 리드각과 플랭크각에 의하여, 나사 결합부의 실질적인 마찰각이 결정되지만, 리드각이 15도 이상에서는, 플런저(24)에 축하중이 작용하면, 플런저(24)가 나사 결합부에서 미끄럼 회전해 버려, 나사 결합부에 발생하는 마찰 토크에 의해 「나사를 확실하게 자립」시키는 것은 곤란하다. 한편, 리드각이 15도 미만에서는, 축하중이 작용하는 플런저(24)가 나사 결합부에서 미끄럼 회전하지 않아, 나사 결합부에 발생하는 마찰 토크에 의해 「나사가 자립」한다.

또한 플랭크각이 5도 미만에서는, 나사 결합부의 실질적인 마찰각이 작은 각나사의 범주가 되어, 플랭크각을 변화시킬 의의가 없어져, 리드 오차 등의 영향을 받지 않는 고정밀도의 가공이 어렵다. 한편, 통상은 「나사가 자립하지 않는」 큰 리드각이어도, 큰 플랭크각을 조합시키면, 나사 결합부의 실질적인 마찰각이 커져, 자립 나사로서 기능한다. 그러나, 플랭크각이 60도를 초과하면, 「나사」의 가공은 하기 쉽지만, 실질적인 마찰각이 대단히 크기 때문에, 윤활유에 의한 영향이 커, 엔진 운전 중의 리프트 로스가 커져, 실질적으로 사용할 수 없고, 즉 플랭크각을 조정 패러미터로서 이용할 의의가 없어진다.

따라서, 나사 결합부를 구성하는 「나사」의 나사산의 리드각 및 플랭크각은 플런저(24)에 신장·축소 어느 방향의 축하중이 작용한 경우에도, 나사 결합부의 「나사가 확실하게 자립하는」, 즉 나사 결합부를 상대적으로 부동으로 할 수 있는, 리드각 15도 미만, 플랭크각 5∼60도의 범위가 바람직하다. 아울러, 체결이 주목적인, 일반적인 볼트·너트간의 나사 결합부에서는, 나사산의 리드각이 2∼3도인 것에 대해, 이송나사와 동일한 사용방식인, 래시 어저스터를 구성하는 플런저와 플런저 결합 부재 간의 나사 결합부에서는, 체결을 목적으로 하는 볼트·너트 간의 나사 결합부의 나사산의 리드각(2∼3도)의 약 3∼4배인 것이 바람직하다.

또한, 나사 결합부의 「나사산」의 리드각 및 플랭크각을 구체적으로 설정하는 방법으로서는, 우선, 엔진 운전 중에 발생하는 밸브의 리프트 로스(δ)로부터, 나사 결합부의 필요한 백래시 및 「나사산」의 리드각(α)을 설정하고, 다음에 플랭크각(θ)을 설정하는 것이지만, 플랭크각(θ)이 크면(작으면), 나사 결합부에서 플런저(24)가 미끄러지기 어려우므로(쉬우므로), 나사 결합부에서 플런저(24)가 미끄럼 회전하는 타이밍이나 활동성을 미세 조정하기 위해, 적절한 플랭크각(θ)을 설정한다.

통상은, 나사 결합부의 백래시가 크면, 엔진 운전 중에 발생하는 리프트 로스(δ)가 커져, 캠(19a)의 램프부(19a2)가 기능하지 않게 되어 이상음이 발생하여 큰 문제가 되므로, 백래시는 작은 편이 바람직하다. 한편, 플런저(24)의 신축 속도(캠이 1회전 하는 동안에, 플런저(24)가 신장하는 양이나 축소하는 양)는 백래시가 클수록 커지기 때문에, 백래시는 어느 정도는 큰 편이 바람직하다. 또한 암나사(23)와 수나사(25)을 조립할 때, 백래시가 클수록, 조립하기 쉽다.

그 때문에 나사 결합부의 적절한 백래시량을 실험에서 확인하면서 설정하게 된다.

상세하게는, 실제의 엔진에 있어서 래시 어저스터(20)를 작동시켰을 때의 리프트 로스(δ)와, 래시 어저스터(20)가 신축하는 최대속도를 실측하고, 백래시를 설정하고 있다. 구체적으로는, 통상 운전중의 리프트 로스(δ)(캠(19a)이 1회전 할 때의 밸브 리프트 중에, 작용하는 축하중 및 횡하중에 의해 밸브(10)가 신축하는 양)가 램프부(19a)를 초과하지 않도록(캠의 램프부(19a2)의 기능의 범위 내가 되도록), 백래시를 설정하는 것이지만, 래시 어저스터에 의한 밸브 클리어런스의 조정 속도(밸브 클리어런스를 없애는 방향으로의 플런저의 신축량)는, 가능한 한 빠른(큰) 편이 좋으므로, 리프트 로스(δ)의 크기와 플런저(24)의 신축량(신축의 최대 속도)으로부터, 백래시의 최적값을 설정한다.

또한 상기한 제1∼제4 실시예에서는, 수나사(25)(암나사(23))가 등 플랭크각(상측 플랭크각과 하측 플랭크각이 동일)의 사다리꼴 나사나 삼각나사로 구성되어 있지만, 수나사(25)(암나사(23))는 상측 플랭크각과 하측 플랭크각이 상이한 부등 플랭크각의 사다리꼴 나사나 삼각나사로 구성되어 있어도 된다.

또한 상기한 제1, 2, 4의 실시예에서는, 플런저(24, 124, 24A(24A1))의 수나사(25) 및 하우징(22, 122)의 암나사(23)가, 제3 실시예에서는, 로드 부재(114)의 수나사(25) 및 플런저(124)의 암나사(23)가, 각각 리드가 1개인 1줄 나사로 구성되어 있지만, 리드가 복수개 있는 2줄 나사나 3줄 나사 등의 다줄 나사로 구성되어 있어도 된다.

리드를 축방향 등간격으로 복수 나란히 설치한 다줄 나사는, 리드가 1줄인 1줄 나사와 비교하여, 리드의 피치를 크게 할 수 있다.

따라서, 다줄 나사에서는, 「나사」의 나사산의 각도(리드각 및 플랭크각)를 설계할 때, 「나사」의 줄수를 고려함으로써, 「나사」의 바람직한 각도(리드각 및 플랭크각)의 설정 범위를 확대할 수 있다.

또한 다줄 나사에서는, 플런저에 작용하는 축하중에 대하여, 나사 결합부에 발생하는 면압이 내려가고, 그만큼 「나사」가 마모되기 어려우므로, 플런저에 작용하는 축하중이 큰 동밸브 기구에 특히 유효한 기계식 래시 어저스터를 제공할 수 있다.

상기한 각 실시예에서는, 플런저의 암나사의 유효 직경 및 플런저 결합 부재의 암나사의 유효 직경이 각각 축방향으로 일정한 형태로 되어, 나사 결합부의 백래시, 즉 플런저측의 수나사(25)와 플런저 결합 부재측의 암나사(23) 간의 백래시가 플런저(24)의 축방향과 일정하게 되도록 구성되어 있지만, 도 9(a), (b)나 도 10에 도시하는 바와 같이, 나사 결합부의 백래시를 플런저(24)의 축방향으로 연속적 혹은 단계적으로 변화하도록 구성해도 된다.

즉, 도 9(a), (b)는 나사 결합부의 백래시가 플런저(24)의 축방향으로 연속적으로 변화되는 구조의 기계식 래시 어저스터의 종단면도, 도 10은 나사 결합부의 백래시가 플런저(24)의 축방향으로 단계적으로 변화되는 구조의 기계식 래시 어저스터의 종단면도이다.

상세하게는, 도 9(a)는 플런저(24)의 수나사(25)의 유효 직경이 축방향으로 일정하지만, 플런저 결합 부재(하우징(22))의 암나사(23)의 유효 직경이 축방향 상방일수록 큰(하방일수록 작은) 테이퍼 형상으로 형성되어, 나사 결합부의 백래시(수나사(25)와 암나사(23) 간의 백래시)가 축방향으로는 작고, 횡방향(반경 방향)으로는 크게 설정되어 있다.

한편, 도 9(b)는 플런저 결합 부재(하우징(22))의 암나사(23)의 유효 직경이 축방향으로 일정하지만, 플런저(24)의 수나사(25)의 유효 직경이 축방향 하방일수록 큰(상방일수록 작은) 테이퍼 형상으로 형성되어, 나사 결합부의 백래시(수나사(25)와 암나사(23) 간의 백래시)가 축방향으로는 작고, 횡방향(반경방향)으로는 크게 설정되어 있다.

또한, 도 10은 플런저 결합 부재(하우징(22))의 암나사(23)의 유효 직경이 축방향으로 일정하지만, 플런저(24)의 수나사(25)의 유효 직경이 축방향 하방측에서는 크고, 상방측에서는 작은, 2단계로 형성되어 있다.

상세하게는, 플런저(24)의 수나사(25)의 축방향 하방측의 유효 직경(D1)이 상방측의 유효 직경(D2)보다도 크게 형성되어, 나사 결합부의 백래시(수나사(25)와 암나사(23) 간의 백래시)가 축방향으로는 작고, 횡방향(반경방향)으로는 크게 설정되어 있다.

즉 도 9(a), (b) 및 도 10에 도시하는 래시 어저스터에서는, 나사 결합부의 축방향에 있어서의 백래시가 작으므로, 밸브(10)의 리프트 로스를 작게 할 수 있다. 또한 나사 결합부의 횡방향(반경방향)에 있어서의 백래시가 크므로, 작용하는 횡하중에 대한 플런저(24)의 요동량이 큰 만큼, 나사 결합부(수나사(25)와 암나사(23) 사이)에 있어서의 접촉점의 이동에 따라 나사 결합부에 발생하는 모멘트도 크다. 이 때문에, 플런저(24)가 나사 결합부에서 원활하게 미끄럼 회전하면서 축하중 작용 방향으로 이동하여, 동밸브 기구에 발생한 밸브 클리어런스를 0으로 조정한다.

10 밸브
11 실린더 헤드
12a 코터
13 보어
14 밸브 스프링
19a 캠
19a1 캠의 베이스 서클
19a2 캠의 램프부
19a3 캠 노즈
19a4 캠 노즈의 탑
20, 20A, 20B, 20C 기계식 래시 어저스터
22, 122 플런저 결합 부재인 하우징
23 암나사
24, 124, 24A 플런저
24a 피벗부
24b 플런저 하단부
24A1 플런저 기단부
24A2 플런저 선단부
25 수나사
26, 126 플런저 스프링
114 플런저 결합 부재인 로드 부재
F1, F2 플런저에 작용하는 축하중
T, T1, T2 플런저에 작용하는 횡하중
α 나사산의 리드각
θ23a 암나사의 나사산의 상측 플랭크각
θ23b 암나사의 나사산의 하측 플랭크각
θ25a 수나사의 나사산의 상측 플랭크각
θ25b 수나사의 나사산의 하측 플랭크각

Claims (3)

1. 밸브 스프링에 의해 밸브 폐쇄 방향으로 바이어스된 밸브의 축단부와, 동밸브 기구 구성 부재인 캠 사이에 개재되어, 밸브 클리어런스를 조정하는 기계식 래시 어저스터에 있어서,
   상기 래시 어저스터는 캠의 누름력이 축하중으로서 작용하는 플런저와, 상기 플런저와 축방향으로 나사 결합하고, 이 나사 결합부의 둘레 방향으로 회전하지 않도록 유지된 플런저 결합 부재와, 상기 밸브 스프링의 바이어스력 작용 방향과 역방향으로 상기 플런저를 바이어스하는 플런저 스프링을 구비하고,
   상기 플런저에 신장·축소 어느 방향의 축하중이 작용한 경우에도, 상기 나사 결합부에 발생하는 마찰 토크에 의해 이 플런저의 상기 나사 결합부에서의 미끄럼 회전이 억제되어 「나사가 자립」하지만, 상기 플런저에 횡하중이 작용한 경우에, 이 플런저가 상기 나사 결합부에서 미끄럼 회전하면서 축하중 작용 방향으로 이동하도록, 상기 나사 결합부를 구성하는 「나사」의 나사산의 리드각과 플랭크각이 설정된 것을 특징으로 하는 기계식 래시 어저스터.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 나사 결합부를 구성하는 「나사」의 나사산의 각도는 리드각이 15도 미만, 플랭크각이 5∼60도의 범위로 설정된 것을 특징으로 하는 기계식 래시 어저스터.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 나사 결합부의 백래시는, 상기 플런저의 축방향으로 일정하게 되도록, 또는 상기 플런저의 축방향으로 연속적 혹은 단계적으로 변화되도록 구성된 것을 특징으로 하는 기계식 래시 어저스터.
   

Images