JP2009191690A - ラッシュアジャスタ - Google Patents

Abstract

【課題】プランジャの下降時に、弁体の閉弁位置への移動が遅れることを回避する。
【解決手段】逆止弁２７は、プランジャ１２の底壁１７を貫通する弁口２８と、高圧室２５内に配されてプランジャ１２と一体的に上下動するリテーナ３０と、高圧室２５内において、弁口２８から離間してリテーナ３０に載置される開弁位置と、開弁位置よりも上方であって弁口２８を閉塞する閉弁位置との間で上下移動可能な弁体２９とを備えている。プランジャ１２が静止している状態では、弁体２９がその自重により開弁位置に保持される。
【選択図】図２

Description

本発明は、油圧式のラッシュアジャスタに関するものである。

特許文献１には、動弁装置に用いられる油圧式のラッシュアジャスタが開示されている。このラッシュアジャスタは、有底筒状のボディと、そのボディ内に上下移動可能に収容された有底筒状のプランジャとを備え、プランジャにおけるボディから突出した上端部においてロッカアームを支承するようになっている。

プランジャの中空内は低圧室とされ、ボディの下端部空間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逆止弁の弁口が開口されている。低圧室内には作動油が供給され、低圧室内の作動油の一部が、弁口を通して高圧室に満たされている。また、高圧室内には、逆止弁を構成する弁体と、弁体を弁口側（閉弁方向）へ付勢する弁バネとが収容されており、プランジャが静止している状態では、弁バネの付勢により弁体が弁口を閉塞する閉弁位置に保持されるので、逆止弁は閉弁状態となる。

プランジャが上昇する際には、弁体が弁バネの付勢に抗して下動することにより逆止弁が開弁し、低圧室内の作動油が高圧室内に流入する。一方、プランジャが下降する際には、逆止弁が閉弁状態に保たれたままで、高圧室内の作動油が、ボディの内壁とプランジャの外壁との僅かな隙間を通って流出し、高圧室から流出した作動油は、プランジャの周壁を貫通する連通孔を通って低圧室内に戻される。
特開平０５−２８８０２０号公報

このようなラッシュアジャスタにおいて動弁装置の回転数が上昇した場合には、弁体の移動速度が速くなることから、プランジャの上昇時には、弁体がその慣性力によって弁口から大きく離間し、その結果、プランジャの下降時に弁体の閉弁位置への移動が遅れ、プランジャの下降量が大きくなり過ぎることが懸念される。
尚、弁体の閉弁位置への戻りを促進する手段としては、弁バネの付勢力を高めることが考えられるが、その場合、プランジャの上昇時に弁体が弁口を閉じたままになったり、弁口の開度が不十分となり、プランジャの円滑な上昇動作に支障を来す虞がある。
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、プランジャの下降時における弁体の閉弁位置への移動の遅れを回避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、有底筒状のボディと、前記ボディの内周面に摺接しつつ上下移動可能であって、リターンスプリングによって上方へ付勢された有底筒状のプランジャと、前記プランジャ内に設けられて作動油が貯留される低圧室と、前記ボディの中空内下端部に形成され、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、開弁状態では前記低圧室から前記高圧室への前記作動油の流入を許容し、閉弁状態では前記高圧室から前記低圧室への前記作動油の流入を遮断する逆止弁とを備えたラッシュアジャスタにおいて、前記逆止弁は、前記プランジャの前記底壁を貫通する弁口と、前記高圧室内に配されて前記プランジャと一体的に上下動するリテーナと、前記高圧室内において、前記弁口から離間して前記リテーナに載置される開弁位置と、前記開弁位置よりも上方であって前記弁口を閉塞する閉弁位置との間で上下移動可能な弁体とを備えており、前記プランジャが静止している状態では、前記弁体がその自重により前記開弁位置に保持されるようになっているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
プランジャが上昇する際には、弁体がその自重により開弁位置に保持されたままの状態で、低圧室内の作動油が弁口を通って高圧室内に流入する。このとき、プランジャの上昇速度が高速であっても、弁体はリテーナに載置された状態に保たれるので、弁体と弁口との距離が大きくなることはない。したがって、その後にプランジャが下降を開始したときには、弁体が速やかに閉弁位置へ移動して弁口を閉塞する。

＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１〜図３を参照して説明する。本実施形態の油圧式のラッシュアジャスタ１０が適用される内燃機関の動弁装置（図示せず）について説明すると、動弁装置は、バルブ、ラッシュアジャスタ１０、ロッカアーム、及びカムを備えて構成され、カムの回転に伴い、ロッカアームがラッシュアジャスタ１０の上端を支点として上下方向に揺動しつつバルブを上下動させるようになっている周知の構造のものである。

次に、ラッシュアジャスタ１０について説明する。ラッシュアジャスタ１０は、ボディ１１とプランジャ１２と逆止弁２７とを備えて構成される。
ボディ１１は、円形の底面壁１３の周縁から円筒状の周面壁１４を立ち上げた有底筒状をなし、シリンダヘッド（図示せず）の上面に開口させた取付孔（図示せず）内に固定されている。ボディ１１の周面壁１４における上端に近い位置には、その内外両周面間に貫通する外部連通孔１５が形成されている。この外部連通孔１５は、シリンダヘッド内に設けた作動油供給路（図示せず）に連通している。

プランジャ１２は、円形の底壁１７の周縁から円筒状の周壁１８を立ち上げた有底筒状をなしており、上からボディ１１内に嵌め込まれ、双方の周面同士を摺接させつつ上下移動するようになっている。プランジャ１２の上端部はボディ１１の上端から上方へ突出されており、このプランジャ１２の上端部には、略半球状（ドーム状）の支承部１９が形成されている。この支承部１９の外面（上面）にはロッカアームが上から当接され、この支承部１９においてロッカアームの揺動支点を支持するようになっている。つまり、プランジャ１２には、ロッカアームから下向きの荷重が作用するようになっている。

プランジャ１２の周壁１８には、外周から内周まで貫通させた形態の内部連通孔２３が形成されている。この内部連通孔２３と上記したボディ１１の外部連通孔１５は、ボディ１１の周面壁１４の内周とプランジャ１２の周壁１８の外周との間に形成した周方向の連通路２２を介して、互いに連通している。また、プランジャ１２の底壁１７の下面には、その外周縁から下方へ同心円形状に突出させた形態のリブ２１が形成されている。プランジャ１２の中空内は低圧室２４となっている。また、ボディ１１の中空下端部には、プランジャ１２の底壁１７によって低圧室２４との間を仕切られた高圧室２５が構成されている。

逆止弁２７は、開弁状態では低圧室２４から高圧室２５への作動油の流入を許容し、閉弁状態では高圧室２５から低圧室２４への作動油の流入を遮断するようにしたものであって、弁口２８とリテーナ３０と弁体２９とを備えて構成されている。
弁口２８は、プランジャ１２の底壁１７に形成され、底壁１７の中心に同心に配置されていて底壁１７を上下に貫通する形態である。弁口２８における下側（高圧室２５側）の開口縁には、下広がり（高圧室２５側に向かって拡径するような形態）であって断面が略四半円弧状をなすシート面３１が形成されている。

リテーナ３０は、金属製であって、弁口２８と同心の円形をなす基板部３２と、基板部３２の外周縁から上方へ延出した円筒状の筒状部３３と、筒状部３３の上端縁から外周側へ同心状に且つ略半円弧状に折り返すように延出したバネ受け部３４とを備えて構成され、全体として有底筒状をなしている。基板部３２の直径は弁体２９の直径よりも大きく、基板部３２の中央部には、その上面を同心円形状に盛り上げた形態の厚肉部３５が形成されている。この厚肉部３５の直径は、後述する弁体２９の直径よりも少し小さい寸法である。また、筒状部３３には、その内周面から外周面に貫通する複数の開口部３６が周方向に等角度間隔を空けて形成されている。

かかるリテーナ３０は、高圧室２５内に配され、プランジャ１２に対し、バネ受け部３４をリブ２１の内周に嵌合させるとともに底壁１７の下面に当接させた状態で取り付けられている。また、高圧室２５内には、弁口２８と同軸状の圧縮コイルバネからなるリターンスプリング２６が収容されている。リターンスプリング２６のコイル径は、リブ２１の内径よりも小さく、リテーナ３０の筒状部３３の外径よりも大きい寸法である。かかるリターンスプリング２６は、その下端部を高圧室２５の底面（底面壁１３の上面）に当接させるとともに、上端部をバネ受け部３４の凹んだ下面に当接させることにより、リテーナ３０とボディ１１の底面壁１３との間に弾性撓みさせられた状態（弾性復元力が蓄勢された状態）で装着されている。このリターンスプリング２６の弾性復元力により、プランジャ１２とリテーナ３０が一体となってボディ１１に対して相対的に上昇するように付勢されている。

弁体２９は、鋼製（ＳＵＪ２）製の球体からなり、高圧室２５内に配されている。弁体２９は、リテーナ３０の筒状部３３内における底壁１７と厚肉部３５（基板部３２）との間で挟まれた範囲内で、開弁位置（図２を参照）と開弁位置よりも上方の閉弁位置（図３を参照）との間で僅かな寸法だけ上下動し得るように設けられている。開弁位置は、弁体２９が厚肉部３５の上面に載置される位置であり、閉弁位置は、弁体２９がシート面３１に対して液密状に当接して弁口２８を閉塞する位置である。

また、弁体２９が、開弁位置と閉弁位置との間のいずれの位置にあっても、弁体２９の上端部は、シート面３１によって囲まれた状態に保たれる。弁体２９が開弁位置にあるときには、弁体２９とシート面３１との間の水平方向（弁体２９の開弁位置と閉弁位置との間の移動方向と直角な方向）の間隔が最大となるのであるが、このときの間隔は僅かなので、弁体２９が水平方向へ大きくぶれたり弁口２８から大きく外れたりする虞はない。つまり、シート面３１は弁体２９をガイドする機能を発揮する。

本実施形態では、弁口２８の内径Ａは、２〜２．２ｍｍであり、弁体２９の直径Ｂは、弁口２８の内径よりも大きく、３ｍｍである。弁体２９の開弁位置と閉弁位置との間の上下動ストロークＣは、０．０５〜０．２ｍｍである。弁体２９が閉弁位置にあるときの、弁体２９とシート面３１との当接領域（当接円）の直径Ｄは、２．３８ｍｍである。弁体２９が開弁位置にあるときの弁体２９とシート面３１との間の最小間隔Ｅは、０．０５〜０．２ｍｍである。また、弁体２９の比重は、７．８である。

シリンダヘッドの作動油供給路からラッシュアジャスタ１０に供給された作動油は、外部連通孔１５、連通路２２、内部連通孔２３を順に通って低圧室２４内に貯留され、さらに逆止弁２７の弁口２８を通して高圧室２５内に充填されている。

次に、本実施形態の作用を説明する。
プランジャ１２が上下動せずに静止している状態では、図２に示すように、弁体２９は、その自重により、リテーナ３０の厚肉部３５の上面に載置された開弁位置にあり、逆止弁２７は開弁状態に保たれている。

プランジャ１２が静止している状態においてロッカアームからの負荷が増大すると、プランジャ１２が下降を開始する。すると、高圧室２５内の作動油が、弁体２９とシート面３１との僅かな隙間及び弁口２８を通って低圧室２４内に流入し、弁体２９とシート面３１との隙間の流体圧が低下するので、その瞬間、弁体２９がシート面３１に吸い寄せられて閉弁位置へ上昇し、図３に示すように、弁口２８が閉塞されて逆止弁２７が閉弁状態となる。プランジャ１２が下降を開始してから逆止弁２７が閉弁状態に切り替わるまでに要する時間は、ごく僅かである。逆止弁２７が閉弁した後は、プランジャ１２が下降するのに伴い、高圧室２５内の作動油が、プランジャ１２の外周面とボディ１１の内周面との間の僅かな隙間を通って流出し、内部連通孔２３から低圧室２４内に流入する。

プランジャ１２が下降している状態において、ロッカアームからプランジャ１２への負荷が解除されると、プランジャ１２がリターンスプリング２６の付勢によって上昇を開始する。すると、高圧室２５内が負圧となって弁体２９が閉弁位置から開弁位置へ下降し、弁口２８が開放されて逆止弁２７が開弁状態に切り替わる。これにより、プランジャ１２の上昇に伴って低圧室２４内の作動油が弁口２８を通って高圧室２５内に流入する。

また、プランジャ１２が上昇している状態において、ロッカアームからプランジャ１２への負荷が増大し、プランジャ１２が下降を開始すると、上記と同様に、高圧室２５内の作動油が一瞬弁口２８を通って低圧室２４内に流入し、その直後、開弁位置にあった弁体２９が閉弁位置まで上昇する。弁体２９が開弁位置にある状態では、弁体２９はリテーナ３０の厚肉部３５の上面に載置されている。換言すると、プランジャ１２の動きが下降から上昇に転じるのに伴って、弁体２９が閉弁位置から開弁位置に向かって下降したときに、弁体２９は厚肉部３５に突き当たることによって確実に閉弁位置で停止することになる。つまり、弁体２９は、所定の開弁位置を通過して過剰に下降することがない。したがって、プランジャ１２が上昇から下降に転じたときには、弁体２９の閉弁位置への戻り動作が遅れることがなく、弁体２９は速やかに閉弁位置に到達することができる。

上述のように本実施形態のラッシュアジャスタ１０の逆止弁２７は、プランジャ１２の底壁１７を貫通する弁口２８と、高圧室２５内に配されてプランジャ１２と一体的に上下動するリテーナ３０と、高圧室２５内において開弁位置と閉弁位置との間で上下移動可能な弁体２９とを備えており、プランジャ１２が静止している状態では、弁体２９がその自重によりリテーナ３０に載置されて開弁位置に保持されるようになっている。

そして、プランジャ１２が上昇する際には、弁体２９がその自重により閉弁位置に保持されたままの状態で、低圧室２４内の作動油が弁口２８を通って高圧室２５内に流入するのであるが、このとき、プランジャ１２の上昇速度が高速であっても、弁体２９はリテーナ３０に載置された状態に保たれるので、弁体２９と弁口２８との距離が大きくなることはない。したがって、その後にプランジャ１２が下降を開始したときには、弁体２９が速やかに閉弁位置へ移動して弁口２８を閉塞することができる。

尚、弁体２９の閉弁位置への戻りを促進する手段としては、弁体２９を閉弁位置側へ付勢する弁バネを設け、その弁バネの付勢力を高めることが考えられるが、その場合、プランジャ１２の上昇時に弁体２９が弁口２８を閉じたままになったり、弁口２８の開度が不十分となり、プランジャ１２の円滑な上昇動作に支障を来す虞がある。その点、本実施形態では、弁バネを用いていないので、弁バネを用いたことに起因してプランジャ１２の上昇動作に支障を来す虞はない。

また、弁体２９を閉弁位置側へ付勢する弁バネを用いない構造としたことにより、部品点数が削減される効果の他に、次の効果が期待できる。即ち、カムのカムベース円がロッカアームを押圧してプランジャ１２が静止している状態においては、逆止弁２７が開弁状態に保たれて、弁口２８における作動油の流動が許容されるので、カムベース円の寸法公差や動弁装置の急激な温度変化等に起因してロッカアームからプランジャ１２に付与される荷重が僅かに変動した場合には、逆止弁２７が開弁状態に保たれたままでプランジャ１２の上下動が許容される。これにより、バルブ、ロッカアーム、カム、プランジャ１２等における負荷の軽減及び応力集中の回避を図ることが可能である。

＜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態様も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では弁体を鋼製（ＳＵＪ２）としたが、本発明によれば、弁体を、鋼以外の金属製であってもよく、金属よりも比重の小さい窒化ケイ素を含むセラミックス製であってもよい。
（２）上記実施形態では弁体の直径を３ｍｍとしたが、本発明によれば、弁体の直径は、３ｍｍより小さくてもよく、３ｍｍより大きくてもよい。
（３）上記実施形態では、弁体の開弁位置と閉弁位置との間の上下動ストロークを０．０５〜０．２ｍｍとしたが、本発明によれば、弁体の上下動ストロークは、０．０５ｍｍより小さくてもよく、０．２ｍｍより大きくてもよい。

実施形態１のラッシュアジャスタの断面図 逆止弁が開弁している状態をあらわす部分拡大断面図 逆止弁が閉弁している状態をあらわす部分拡大断面図

符号の説明

１０…ラッシュアジャスタ
１１…ボディ
１２…プランジャ
１７…底壁
２４…低圧室
２５…高圧室
２６…リターンスプリング
２７…逆止弁
２８…弁口
２９…弁体
３０…リテーナ

Claims (1)

1. 有底筒状のボディと、
   前記ボディの内周面に摺接しつつ上下移動可能であって、リターンスプリングによって上方へ付勢された有底筒状のプランジャと、
   前記プランジャ内に設けられて作動油が貯留される低圧室と、
   前記ボディの中空内下端部に形成され、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、
   開弁状態では前記低圧室から前記高圧室への前記作動油の流入を許容し、閉弁状態では前記高圧室から前記低圧室への前記作動油の流入を遮断する逆止弁とを備えたラッシュアジャスタにおいて、
   前記逆止弁は、
   前記プランジャの前記底壁を貫通する弁口と、
   前記高圧室内に配されて前記プランジャと一体的に上下動するリテーナと、
   前記高圧室内において、前記弁口から離間して前記リテーナに載置される開弁位置と、前記開弁位置よりも上方であって前記弁口を閉塞する閉弁位置との間で上下移動可能な弁体とを備えており、
   前記プランジャが静止している状態では、前記弁体がその自重により前記開弁位置に保持されるようになっていることを特徴とするラッシュアジャスタ。

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