JP6246066B2 - ラッシュアジャスタ - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の動弁機構に設けられたラッシュアジャスタに関する。

特許文献１に開示のラッシュアジャスタは、シリンダヘッドに取り付けられる有底筒状のボディと、ボディの内周面を摺動して往復移動可能な有底筒状のプランジャとを備えている。プランジャの底壁の径方向中央部には、弁孔が設けられている。プランジャ内には、シリンダヘッドのオイルギャラリーから供給される作動油が貯留される低圧室が設けられている。ボディの底部には、このボディとプランジャの底壁との間に、低圧室から弁孔を通して流入する作動油が貯留される高圧室が設けられている。そして、ボディの高圧室には、弁孔を開閉可能な弁体が収容されている。

プランジャは、ボディに対して一部が突き出た状態で収容され、その突出先端部に、ロッカアームの一端部を支持する支承部を有している。ロッカアームの他端部は、バルブステムの上端部に当接している。ロッカアームは、中間部でカムと当接しており、カムの回転に伴ってプランジャの支承部を支点として揺動することで、バルブの開閉を行うようになっている。また、ラッシュアジャスタは、作動油の油圧に基づいて弁孔が開閉されることにより、ボディからのプランジャの突出量を適宜変化させて、ロッカアームのバルブクリアランスを調整する役割を担っている。

特開２０１１−２３６８４１号公報

ところで、上記従来のラッシュアジャスタにおいて、例えば、エンジンがカムリフト状態で停止されて相当時間が経過した場合に、プランジャがボディに底付き状態で沈み込んでいると、その後の再始動時に、プランジャが上昇して低圧室内の作動油が高圧室内に急激に流れ込むため、低圧室内の作動油の油面が弁孔へ向けて略円錐状に凹むような局所流を生じさせ、その局所流の凹み内のエアが高圧室内に作動油ともども混入することがある。こうした高圧室でのエアの噛み込みは、異音の発生やバルブリフト量の減少をもたらして動弁機構の機能低下をきたすため、その対策が希求されている。とりわけ、近年ニーズが高いエンジンの小型軽量化の要請によって、ラッシュアジャスタも小型になると、低圧室内の作動油の油面高さを充分に確保しにくく、上述したエア噛みのリスクが高くなるという事情がある。

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、小型になってもエア噛みが発生しにくいラッシュアジャスタを提供することを目的とする。

本発明は、有底筒状のボディと、前記ボディの内周面を摺動して往復移動可能な有底筒状のプランジャとを備え、前記プランジャの底壁の径方向中央部には、弁孔が設けられ、前記プランジャ内には、作動油が貯留される低圧室が設けられ、前記ボディの底部には、このボディと前記プランジャの底壁との間に、作動油が貯留される高圧室が設けられ、前記高圧室には、前記弁孔を開閉するための弁体が収容されているラッシュアジャスタであって、前記低圧室の、少なくとも前記弁孔と対向する径方向中央部には、前記低圧室から前記弁孔を通して前記高圧室へ向けて流動する作動油に対して抵抗を付与する抵抗部が設けられ、前記抵抗部が、抵抗調整部と、保持部とからなり、前記抵抗調整部が、網目状又は多孔状の、板材又はシート材であり、前記保持部が、前記プランジャに固定される部分と、内周に段付き凹部を有するリング部とを有し、前記抵抗調整部の外周が前記リング部の前記段付き凹部に嵌着固定されるところに特徴を有する。

低圧室内の作動油は、高圧室へ流動する際に、抵抗部によって少なくともプランジャの径方向中央部において流速が減ぜられるため、油面がプランジャの径方向中央部において弁孔へ向けて凹むような局所流を生じにくい。その結果、低圧室内の作動油が局所流によって高圧室へ局所的に流れ込むような事態が回避され、高圧室でのエアの噛み込みが防止される。とくに、低圧室内の作動油の油面高さを充分に確保し得ない小型のラッシュアジャスタにも適用可能であるため、汎用性に優れる。また、抵抗調整部の網目の粗さ又は孔の孔径や個数等を調整することにより、低圧室から高圧室へと流動する作動油の整流作用の安定を図ることができる。

本発明の実施例に係るラッシュアジャスタの断面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 ラッシュアジャスタを組み込んだ動弁装置の図である。

本発明の好ましい形態を以下に示す。
前記抵抗調整部には、作動油の流動を実質的に妨げない領域が確保されている。このような構成であれば、低圧室内の作動油が高圧室へ流動する際に低圧室の径方向の全域に亘って作動油の流速を均一化することができ、作動油の整流作用の安定を図ることができる。

前記保持部の前記プランジャに固定される部分は、前記プランジャに圧入により固定されている。こうすると、プランジャ内に抵抗部を簡単に組み込むことができる。

＜実施例＞
実施例に係るラッシュアジャスタ１０を図面に基づいて説明する。
まず、ラッシュアジャスタ１０を組み込んだ動弁装置について説明する。図３に示すように、動弁装置は、ラッシュアジャスタ１０と、ロッカアーム６０と、カム７０と、バルブ８０と、シリンダヘッド９０とを備えている。

シリンダヘッド９０には、通気路９１（吸気ポート又は排気ポート）が設けられている。シリンダヘッド９０の上面には、通気路９１と連通するステム孔９２が開口して設けられている。シリンダヘッド９０のステム孔９２には、バルブ８０の軸部８１が挿入されている。バルブ８０は、常にはバルブスプリング８５によって閉弁方向（上方）に付勢され、軸部８１の上端がシリンダヘッド９０の上面から上方に突き出た状態になっている。

シリンダヘッド９０の上面には、ラッシュアジャスタ１０を取り付けるための取付穴９３が開口して設けられている。また、シリンダヘッド９０の内部には給油路９４が設けられ、取付穴９３に給油路９４が開口して連通している。取付穴９３に取り付けられたラッシュアジャスタ１０は、後述する支承部１９がロッカアーム６０の長さ方向の一端部を支持する。ロッカアーム６０の長さ方向の他端部は、バルブ８０の軸部８１の上端に当接して支持されている。また、ロッカアーム６０の長さ方向中間部には、ローラ６５が回転可能に設けられている。そして、ローラ６５は、シリンダヘッド９０の上方に配置されたカム７０と接触している。このため、カム７０によってローラ６５が押動されると、ロッカアーム６０がラッシュアジャスタ１０の上端部（支承部１９）を支点としてシーソ状に揺動し、それに伴いバルブ８０が開閉するようになっている。

続いてラッシュアジャスタ１０について説明する。図１に示すように、ラッシュアジャスタ１０は、有底筒状のボディ１１と、ボディ１１内に上下に往復移動可能に組み込まれる有底筒状のプランジャ１２と、プランジャ１２内に位置決めして組み付けられる抵抗部１３とを備えている。

ボディ１１は、円板状の底壁部１４と、底壁部１４の外周縁から立ち上がる円筒状の周壁部１５とからなる。ボディ１１の周壁部１５には、ボディ通油孔１６が内外（図示左右）に貫通して設けられている。ラッシュアジャスタ１０が取付穴９３内に挿入されると、ボディ通油孔１６が給油路９４と連通するようになっている。

プランジャ１２は、円板状の底壁１７と、底壁１７の外周縁から立ち上がる円筒状の周壁１８とからなる。周壁１８の上端部には、上端へ向けて半球状に窄む支承部１９が設けられている。支承部１９の上端の径方向中央部には、頂上孔２０が上下に貫通して設けられている。支承部１９の外周面には、頂上孔２０を通して後述する低圧室２４内の作動油が供給されて潤滑される。

また、プランジャ１２は、支承部１９を含んで全体の上部を構成するアッパープランジャ１２Ａと、底壁１７を含んで全体の下部の構成するロアープランジャ１２Ｂとの２分割構造とされている。本実施例においては、ロアープランジャ１２Ｂの周壁１８内に抵抗部１３を圧入して組み付けた後、ボディ１１内にロアープランジャ１２Ｂとアッパープランジャ１２Ａとを順次挿入し、かしめリング５０でアッパープランジャ１２Ａを抜け止めするようになっている。なお、以下の説明において、単にプランジャ１２と言う場合には、アッパープランジャ１２Ａとロアープランジャ１２Ｂとが合体した状態のものを指す。

アッパープランジャ１２Ａの周壁１８には、プランジャ１２がボディ１１内に組み込まれた状態で、ボディ通油孔１６よりも高い位置で且つボディ１１の上端よりも低い位置に、プランジャ通油孔２１が内外（図示左右）に貫通して設けられている。アッパープランジャ１２Ａの周壁１８の外周面には、全周に亘って環状凹部２２が設けられている。プランジャ通油孔２１は、環状凹部２２に開口しており、プランジャ１２がボディ１１内に組み込まれた状態で、環状凹部２２を介してボディ通油孔１６と連通している。また、プランジャ１２がボディ１１内に組み込まれた状態では、周壁１８の外周面が、環状凹部２２を除いて、ボディ１１の周壁部１５の内周面と摺動可能に接触している。

ロアープランジャ１２Ｂの底壁１７の径方向中央部には、断面円形の弁孔２３が上下に貫通して設けられている。プランジャ１２の内部は低圧室２４とされている。また、ボディ１１の内部の下端部（底部）には、このボディ１１とプランジャ１２の底壁１７との間に、高圧室２５が設けられている。このため、高圧室２５と低圧室２４とは、プランジャ１２の底壁１７で仕切られつつも弁孔２３を介して互いに連通可能となっている。そして、高圧室２５には、リテーナ２６、弁体２７、第１バネ材２８及び第２バネ材２９が収容されている。

リテーナ２６は籠状であって、上端が底壁１７の下面の外周縁部に嵌め付けられて固定されている。弁体２７と第１バネ材２８とは、リテーナ２６内に収容されている。第１バネ材２８は、コイルスプリングであって、弁体２７とリテーナ２６の底部との間に配置されている。弁体２７は、球形のチェックボールであって、第１バネ材２８によって常には弁孔２３を閉じる方向に付勢されている。また、第２バネ材２９は、第１バネ材２８より大径のコイルスプリングであって、ボディ１１の底壁部１４とリテーナ２６の外周縁部との間に配置されている。第２バネ材２９は、リテーナ２６とともにプランジャ１２を上方（ボディ１１から突き出る方向）に付勢している。

取付穴９３内にラッシュアジャスタ１０が挿入され、シリンダヘッド９０の給油路９４に作動油が流動すると、該作動油は、ボディ通油孔１６及びプランジャ通油孔２１を順次経て低圧室２４内に貯留され、さらに弁孔２３を通して高圧室２５内に充填されるようになっている。

ここで、弁体２７は、第１バネ部材２８に付勢されて常には底壁１７の下面に当接している。カム７０の回転に伴い、プランジャ１２の支承部１９に対してロッカアーム６０側から下向きの押圧力が作用すると、弁体２７が底壁１７の下面に当接して弁孔２３を閉じる状態を維持しながら、高圧室２５内が密閉状態となる。このため、高圧室２５内に充填された作動油によってプランジャ１２の下降が停止される。また、ロッカアーム６０側からの押圧力が減退して、プランジャ１２が第２バネ材２９に付勢されつつ上昇すると、高圧室２５の容積が増大するとともに、弁体２７が底壁１７から離間して弁孔２３を開き、それに伴って低圧室２４内の作動油が弁孔２３を通して高圧室２５内に流れ込む。そして、プランジャ１２が上昇して高圧室２５内に作動油が流入すると、弁体２７が第１バネ材２８に付勢されつつ上昇して弁孔２３を再び閉じ、高圧室２５内に作動油が満たされた状態が維持される。こうしてプランジャ１２の支承部１９が上下に変位することによりロッカアーム６０に対する支点高さが適宜調整され、ロッカアーム６０とバルブ８０とのクリアランスがつめられるようになっている。

さて、抵抗部１３は、後述するように、低圧室２４内の作動油が高圧室２５に流れる際に作動油に抵抗を付与するためのものであって、図１及び図２に示すように、抵抗調整部３１と、抵抗調整部３１を保持する保持部３２とからなる。抵抗調整部３１は、網目状の板材又はシート材であって、ここでは平面視円形の金網によって構成されている。抵抗調整部３１の網目は、全体に亘って一様なメッシュ形状で構成され、ほぼ均一な抵抗係数を有している。

保持部３２は、円環状のリング部３３と、リング部３３の外周縁の径方向両端から外側へ張り出したあと垂下される断面略Ｌ字形の一対の脚部３４とからなる。図１に示すように、リング部３３の上面の内周縁には、全周に亘って切欠状の段付き凹部３５が設けられている。リング部３３の段付き凹部３５には、抵抗調整部３１の外周縁部が嵌着されて固定されている。

両脚部３４の外端部には、上下に延びた圧入本体部３６が設けられている。抵抗部１３がロアープランジャ１２Ｂ内に圧入して組み付けられると、両圧入本体部３６がロアープランジャ１２Ｂの周壁１８の内周面に対し上下にほぼ緊密に密着して固定されるようになっている。なお、図２に示すように、プランジャ１２内に抵抗部１３が圧入して組み付けられた状態において、プランジャ１２と抵抗部１３との間で、且つ抵抗調整部３１の外周となる領域には、低圧室２４内の作動油が高圧室２５に流れる際に作動油に抵抗を実質的に付与しない無負荷領域としての空間部３７が確保されている。なお、高圧室２５に混入したエアは、弁孔２３から空間部３７を通して頂上孔２０に至り、頂上孔２０から外部へ排出可能となっている。

ここで、抵抗部１３は、低圧室２４内に貯留される作動油に浸漬される高さ位置に配置され、詳細には、カムリフト状態でプランジャ１２が沈み込んでいてもなお作動油に浸漬されるように、低圧室２４内において弁孔２３寄りとなる下部に配置されている。また、抵抗部１３は、弁孔２３とこの弁孔２３の上方に同軸で対向する位置に抵抗調整部３１が位置するように構成され、具体的には低圧室２４の径方向中央部に抵抗調整部３１が位置するように構成されている。

次に、抵抗部１３の役割について説明する。
例えば、カムリフト状態でエンジンが停止されて相当時間が経過すると、高圧室２５内の作動油がリークされて、プランジャ１２がボディ１１に対して底付き状態で沈み込むことがある。そうすると、従来においては、その後の再始動時に、カムリフト状態が解除されてプランジャ１２が一気に上昇したときに、低圧室２４の径方向中央部に存する作動油部分が周囲よりも優先して弁孔２３へと吸い込まれる局所流を生じさせ、その局所流の凹み内のエアが弁孔２３を通して高圧室２５内に入り込む、いわゆるエア噛みが発生する懸念があった。

しかるに本実施例の場合、局所流が生じる可能性がある低圧室２４の径方向中央部に抵抗部１３が設置されているため、低圧室２４内の作動油が抵抗部１３の抵抗調整部３１の網目をすり抜ける際に流速が減ぜられ、その抵抗調整部３１を通過する径方向中央部の作動油部分と、抵抗調整部３１の外周に位置する空間部３７を通過する径方向外周部の作動油部分との流速の差が小さくなる。このため、低圧室２４内の作動油が弁孔２３に流入する手前の段階で、作動油の流速を全径に亘ってほぼ一定に揃えることができ、弁孔２３へ向けて局所流が生じる事態を回避することができる。その結果、低圧室２４内の全径に亘る作動油を弁孔２３にほぼ均一に流入させて高圧室２５へと流すことができ、低圧室２４内の作動油が局所的に高圧室２５に流れるのを防止ことができる。また、本実施例によれば、局所流の発生を未然に防止することができるため、低圧室２４の内容積を充分に確保することが困難な小型のラッシュアジャスタ１０にも好適に使用することが可能となる。

さらに、本実施例の場合、抵抗調整部３１の網目の粗さ（メッシュ）等を調整することにより、抵抗調整部３１を通過する作動油部分の流速と、空間部３７を通過する作動油部分の流速とをほぼ同一に揃えることができるため、作動油を整流する安定性を担保することができる。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような態様も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）抵抗部の抵抗調整部は、多孔状の板材又はシート材によって構成されるものであってもよい。
（２）抵抗部の材質は特に限定されず、金属製又は合成樹脂製のものから適宜選択可能である。
（３）場合によっては、低圧室の径方向中央部に加えて径方向外周部にも抵抗部を設けてもよい。
（４）ロアープランジャの周壁の上端内周面に段差状の溝を設け、溝内に抵抗部の外周縁部が嵌合支持される構成であってもよい。この場合に、溝は、周壁の内周面の全周に亘って形成されるものであってもよいし、例えば、周壁の内周面の径方向両端部等に部分的に形成されるものであってもよい。
（５）上記実施例の場合、抵抗部は平面形状であったが、抵抗部は曲面形状であってもよい。例えば、抵抗部の抵抗調整部が上方又は下方に膨出する形態であってもよい。

１０…ラッシュアジャスタ
１１…ボディ
１２…プランジャ
１３…抵抗部
１７…底壁
２３…弁孔
２４…低圧室
２５…高圧室
２７…弁体
３１…抵抗調整部

Claims (3)

1. 有底筒状のボディと、前記ボディの内周面を摺動して往復移動可能な有底筒状のプランジャとを備え、前記プランジャの底壁の径方向中央部には、弁孔が設けられ、前記プランジャ内には、作動油が貯留される低圧室が設けられ、前記ボディの底部には、このボディと前記プランジャの底壁との間に、作動油が貯留される高圧室が設けられ、前記高圧室には、前記弁孔を開閉するための弁体が収容されているラッシュアジャスタであって、
   前記低圧室の、少なくとも前記弁孔と対向する径方向中央部には、前記低圧室から前記弁孔を通して前記高圧室へ向けて流動する作動油に対して抵抗を付与する抵抗部が設けられ、
   前記抵抗部が、抵抗調整部と、保持部とからなり、
   前記抵抗調整部が、網目状又は多孔状の、板材又はシート材であり、
   前記保持部が、前記プランジャに固定される部分と、内周に段付き凹部を有するリング部とを有し、
   前記抵抗調整部の外周が前記リング部の前記段付き凹部に嵌着固定されることを特徴とするラッシュアジャスタ。
2. 前記抵抗調整部には、作動油の流動を実質的に妨げない領域が確保されていることを特徴とする請求項１記載のラッシュアジャスタ。
3. 前記保持部の前記プランジャに固定される部分は、前記プランジャに圧入により固定されていることを特徴とする請求項１又は２記載のラッシュアジャスタ。

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