JP4999526B2 - ラッシュアジャスタ - Google Patents

Description

この発明は、エンジンの動弁装置に組み込まれるラッシュアジャスタに関する。

エンジンの吸気ポートまたは排気ポートに設けたバルブを動作させる動弁装置として、バルブに接続したバルブステムを、カムの回転に応じて揺動するアームで押し動かすようにした動弁装置が多く用いられる。

このような動弁装置において、エンジン作動中の温度上昇によって動弁装置が熱膨張すると、動弁装置の構成部材間に生じる熱膨張差によって、動弁装置の構成部材間（たとえば、アームとバルブステムの間）に隙間が発生し、その隙間によって、異音や、バルブの開閉タイミングのずれが生じることがある。また、動弁装置の摺動部の摩耗によっても、動弁装置の構成部材間（たとえば、バルブとバルブシートの間）に隙間が生じ、その隙間によって、異音等が生じることがある。

そこで、動弁装置の構成部材間の隙間を吸収するため、アームの揺動支点をラッシュアジャスタで支持し、そのラッシュアジャスタで、アームの揺動支点の位置を自動調整することが多い。

このようなラッシュアジャスタとして、上端が開放した筒状のハウジングと、そのハウジングの内周に形成された雌ねじにねじ係合する雄ねじを外周に有するスクリュロッドと、そのスクリュロッドを前記ハウジングから突出する方向（以下、「突出方向」という）に付勢するスプリングとを有し、スクリュロッドのハウジングからの突出端でアームの揺動支点を支持するようにしたものが知られている。

このラッシュアジャスタのスクリュロッド外周の雄ねじと、ハウジング内周の雌ねじは、スクリュロッドをハウジング内に押し込む方向（以下、「押し込み方向」という）の力が作用したときに圧力を受ける圧力側フランクのフランク角が、遊び側フランクのフランク角よりも大きく形成されている。

また、このラッシュアジャスタは、カムの回転によりスクリュロッドに押し込み方向の力が作用したときは、スクリュロッド外周の雄ねじの圧力側フランクが、ハウジング内周の雌ねじの圧力側フランクで受け止められ、スクリュロッドの軸方向位置が固定される。また、動弁装置の熱膨張などによって、アームとバルブステムの相対位置が変化したときは、その位置変化に応じて、スクリュロッドがハウジング内を回転しながら軸方向に移動し、動弁装置の構成部材間の隙間を吸収する。

ところで、ハウジング内周の圧力側フランクで、スクリュロッド外周の圧力側フランクを受け止める瞬間、圧力側フランク間に存在するエンジン油が、スクイズ効果によって油膜を形成することがある。特に、低温時は、エンジン油の粘度が大きいので、圧力側フランク間に油膜が形成されやすい。

このように、圧力側フランク間に油膜が形成されると、その油膜によって圧力側フランク間の摩擦が極めて小さくなるので、カムの回転によりスクリュロッドに押し込み方向の力が作用したときに、スクリュロッドが回転して押し込み方向に移動するおそれがある。スクリュロッドが押し込み方向に移動すると、アームの揺動支点がずれるので、バルブがバルブシートに衝撃的に着座し、異音が発生する。

そこで、圧力側フランク間の油膜を排除するため、スクリュロッド外周の雄ねじの圧力側フランクに、ねじ山と平行な油膜排除溝を加工したラッシュアジャスタ（特許文献１）や、ハウジング内周の雌ねじに、ねじ山を分断する軸方向の溝をブローチ加工し、その溝で圧力側フランク間の油膜を排除するようにしたラッシュアジャスタ（特許文献２）が知られている。これらのラッシュアジャスタは、圧力側フランク間のエンジン油を油膜排除溝内に逃がすことにより、圧力側フランク間に油膜が形成されるのを防止する。
特表平３−５０１７５８号公報 特開２０００−１３０１１４号公報

しかし、前者のラッシュアジャスタは、油膜排除溝がねじ山と平行に形成されているので、油膜排除溝の長さが長く、油膜排除溝内のエンジン油が流動しにくい。そのため、圧力側フランク間のエンジン油が油膜排除溝に流入しにくく、圧力側フランク間の油膜を排除する効果が低かった。また、スクリュロッド外周に雄ねじを形成した後に、その雄ねじの圧力側フランクに油膜排除溝を旋削加工するのはコスト高である。

また、後者のラッシュアジャスタは、雌ねじをタップで加工し、油膜排除溝をブローチで加工するので、加工工程が多く、製造コストが高い。また、雌ねじの軸方向長さが長い場合、油膜排除溝の加工が難しかった。

この発明が解決しようとする課題は、圧力側フランク間の油膜を排除する効果が高く、製造コストが低いラッシュアジャスタを提供することである。

上記課題を解決するため、前記雌ねじに対してねじ山の方向が交差するタップで、前記雌ねじの圧力側フランクに油膜排除溝を形成した。

前記タップのねじ山の方向は、タップのリード角を前記雌ねじのリード角と異ならせることによって、前記雌ねじのねじ山の方向と交差させることができ、また、前記タップの巻き方向を前記雌ねじの巻き方向と反対方向にすることによっても、前記雌ねじのねじ山の方向と交差させることができる。

このラッシュアジャスタは、次の構成を加えると好ましい。
１）前記タップの外径を前記雌ねじの有効径よりも大きくするとともに、前記タップの谷の径を前記雌ねじの有効径よりも小さくする。
２）前記タップのピッチを、前記雌ねじのピッチよりも小さくする。

この発明のラッシュアジャスタは、前記雌ねじに対してねじ山の方向が交差するタップで油膜排除溝を形成したので、油膜排除溝の一端が雌ねじの山の頂に開放し、油膜排除溝内のエンジン油が移動しやすい。そのため、圧力側フランク間のエンジン油が油膜排除溝に流入しやすく、圧力側フランク間の油膜を排除する効果が高い。また、雌ねじと油膜排除溝をいずれもタップで加工することができるので、加工工程が少なく、製造コストが低い。

また、前記タップの巻き方向を前記雌ねじの巻き方向と反対方向にすることによって、前記タップのねじ山の方向を前記雌ねじとねじ山の方向と交差させたものは、その交差角度が大きいので、油膜排除溝と雌ねじの山の頂との交差位置にバリが発生しにくい。

また、前記タップの外径を前記雌ねじの有効径よりも大きくするとともに、前記タップの谷の径を前記雌ねじの有効径よりも小さくしたものは、雌ねじのねじ山を残しつつ、油膜排除溝を確実に形成することができる。

また、前記タップのピッチを、前記雌ねじのピッチよりも小さくしたものは、隣り合う油膜排除溝の間隔が小さいので、圧力側フランク間の油膜を排除する効果が高い。

図１に、この発明の実施形態のラッシュアジャスタ１を組み込んだ動弁装置を示す。この動弁装置は、エンジンのシリンダヘッド２の吸気ポート３に設けられたバルブ４と、そのバルブ４に接続されたバルブステム５と、ラッシュアジャスタ１で揺動可能に支持されたアーム６とを有する。

バルブステム５は、バルブ４から上方に延び、シリンダヘッド２を摺動可能に貫通している。バルブステム５の上部外周には、環状のスプリングリテーナ７が固定され、スプリングリテーナ７の下面とシリンダヘッド２の上面の間にバルブスプリング８が組み込まれている。バルブスプリング８は、スプリングリテーナ７を介してバルブステム５を上方に付勢し、その付勢力によってバルブ４をバルブシート９に着座させている。

アーム６は、一方の端部がラッシュアジャスタ１で支持され、他方の端部がバルブステム５の上端に接触している。また、アーム６の中央部にはローラ１０が取り付けられ、ローラ１０は、アーム６の上方に設けられたカム１１に接触している。カム１１は、カムシャフト１２の外周に固定されており、カムシャフト１２が回転すると、ベースサークル１１ａに対して***したカム山部１１ｂが、ローラ１０を介してアーム６を押し下げる。

ラッシュアジャスタ１は、シリンダヘッド２の上面に形成された収容穴１３に収容されている。ラッシュアジャスタ１は、図２に示すように、上端が開放した筒状のハウジング１４と、ハウジング１４に挿入されたスクリュロッド１５と、ハウジング１４の下端を閉塞する底部材１６と、スプリング１７とを有する。

スプリング１７は、底部材１６とスクリュロッド１５の間に組み込まれており、スクリュロッド１５をハウジング１４から突出する方向に付勢している。スクリュロッド１５は、ハウジング１４からの突出端１８が半球状に形成されている。突出端１８は、アーム６の下面に形成された凹部１９に嵌合しており、その凹部１９を支点としてアーム６を揺動可能に支持している。

スクリュロッド１５の下部外周には雄ねじ２０が形成され、雄ねじ２０は、ハウジング１４の内周に形成された雌ねじ２１にねじ係合している。雄ねじ２０と雌ねじ２１は、軸線に沿った断面形状が非対称形状の鋸歯状に形成されており、スクリュロッド１５をハウジング１４内に押し込む方向の力が作用したときに圧力を受ける圧力側フランク２２のフランク角が、遊び側フランク２３のフランク角よりも大きくなっている。

雌ねじ２１の圧力側フランク２２には、雌ねじ２１の巻き方向（図では右巻き）に対して反対の巻き方向（図では左巻き）のタップで、油膜排除溝２４が形成されている。油膜排除溝２４は、図３に示すように、雌ねじ２１のねじ山の方向と交差する方向に延びており、雌ねじ２１のねじ山の方向に一定の間隔をおいて複数形成されている。また、各油膜排除溝２４は、一端が雌ねじ２１の山の頂２１Ａに開放している。

油膜排除溝２４は、外径が雌ねじ２１の有効径（ねじ溝の幅Ｗ１がねじ山の幅Ｗ２に等しくなる仮想円筒２５の径）よりも大きく、かつ、谷の径が雌ねじ２１の有効径よりも小さいタップで形成されている。そのため、図４に示すように、油膜排除溝２４が、雌ねじ２１のねじ山を残しつつ、仮想円筒２５よりも外径側まで確実に形成されている。また、タップのピッチ（隣り合う油膜排除溝２４，２４の軸方向の間隔）は、雌ねじ２１のピッチよりも小さい。

この動弁装置は、カムシャフト１２が回転して、カム１１のカム山部１１ｂがアーム６を押し下げると、バルブ４がバルブシート９から離れて、吸気ポート３を開く。このとき、スクリュロッド１５に押し込み方向の力が作用するが、雄ねじ２０の圧力側フランク２２が雌ねじ２１の圧力側フランク２２で受け止められるので、スクリュロッド１５は軸方向位置が固定される。

さらに、カムシャフト１２が回転して、カム山部１１ｂがローラ１０の位置を過ぎると、バルブスプリング８の付勢力によってバルブステム５が上昇し、バルブ４がバルブシート９に着座して、吸気ポート３を閉じる。

また、エンジン作動中に、シリンダヘッド２、バルブステム５、アーム６など、動弁装置の構成部材間に熱膨張差が生じ、カム１１とアーム６の間の距離が大きくなったときは、スクリュロッド１５が、スプリング１７の付勢力によって回転しながら突出方向に移動するので、カム１１のベースサークル１１ａとローラ１０の間に隙間が生じず、バルブ４がバルブシート９に衝撃的に着座する事態が防止される。また、バルブ４とバルブシート９の接触面が摩耗したときは、スクリュロッド１５が、バルブスプリング８の付勢力によって回転しながら押し込み方向に移動し、バルブステム５が上昇するので、バルブ４とバルブシート９の接触面間に隙間が生じない。

このラッシュアジャスタ１は、ハウジング１４の雌ねじ２１の圧力側フランク２２で、スクリュロッド１５の雄ねじ２０の圧力側フランク２２を受け止める瞬間、圧力側フランク２２，２２間に存在するエンジン油が油膜排除溝２４内に逃げるので、圧力側フランク２２，２２間に、スクイズ効果による油膜が形成されにくい。そのため、スクリュロッド１５に作用する軸方向の力を、ハウジング１４の雌ねじ２１で速やかに受け止めることができ、エンジン油の粘度が大きい低温時においても、スクリュロッド１５が押し込み方向に移動するのを防止することができる。

また、このラッシュアジャスタ１は、油膜排除溝２４の一端が雌ねじ２１の山の頂２１Ａに開放しているので、油膜排除溝２４内のエンジン油が流動しやすい。そのため、ハウジング１４の雌ねじ２１の圧力側フランク２２で、スクリュロッド１５の雄ねじ２０の圧力側フランク２２を受け止める瞬間、圧力側フランク２２，２２間のエンジン油が油膜排除溝２４に流入しやすく、圧力側フランク２２，２２間の油膜を排除する効果が高い。

また、このラッシュアジャスタ１は、雌ねじ２１と油膜排除溝２４がいずれもタップで加工されているので、ハウジング１４に対する雌ねじ２１と油膜排除溝２４の加工を、１回のチャッキングで行なうことができる。そのため、加工工程が少なく、製造コストが低い。また、油膜排除溝２４をタップで加工するので、雌ねじ２１の軸方向長さが長い場合にも、油膜排除溝２４の加工が容易である。

また、このラッシュアジャスタ１は、雌ねじ２１の巻き方向に対して巻き方向が反対のタップで油膜排除溝２４を形成しているので、雌ねじ２１と油膜排除溝２４の交差角度が大きく、油膜排除溝２４と雌ねじ２１の山の頂２１Ａとの交差位置にバリが発生しにくい。

また、このラッシュアジャスタ１は、タップのピッチ（隣り合う油膜排除溝２４，２４の軸方向の間隔）が、雌ねじ２１のピッチよりも小さいので、隣り合う油膜排除溝２４，２４の間隔が小さく、圧力側フランク２２，２２間の油膜を排除する効果が高い。

上記実施形態では、タップの巻き方向を雌ねじ２１の巻き方向と反対方向にすることによって、タップのねじ山の方向を、雌ねじ２１のねじ山の方向と交差させているが、タップの巻き方向を雌ねじ２１の巻き方向と同じ方向とし、タップのリード角を雌ねじ２１のリード角と異ならせることによって、タップのねじ山の方向を、雌ねじ２１のねじ山の方向と交差させるようにしてもよい。

この発明の実施形態のラッシュアジャスタを組み込んだ動弁装置を示す正面図 図１に示すラッシュアジャスタの正面断面図 図２に示すハウジングからスクリュロッドを抜いた状態を示す拡大断面図 図３に示すハウジング内周の雌ねじの拡大断面図

符号の説明

１ ラッシュアジャスタ
６ アーム
１４ ハウジング
１５ スクリュロッド
１７ スプリング
１８ 突出端
２０ 雄ねじ
２１ 雌ねじ
２２ 圧力側フランク
２３ 遊び側フランク
２４ 油膜排除溝

Claims (5)

1. 上端が開放した筒状のハウジング（１４）と、そのハウジング（１４）の内周に形成された雌ねじ（２１）にねじ係合する雄ねじ（２０）を外周に有するスクリュロッド（１５）と、そのスクリュロッド（１５）を前記ハウジング（１４）から突出する方向に付勢するスプリング（１７）とを有し、前記雌ねじ（２１）と前記雄ねじ（２０）は、前記スクリュロッド（１５）をハウジング（１４）内に押し込む方向の力が作用したときに圧力を受ける圧力側フランク（２２）のフランク角が、遊び側フランク（２３）のフランク角よりも大きくなるように形成され、前記スクリュロッド（１５）の前記ハウジング（１４）からの突出端（１８）で動弁装置のアーム（６）の揺動支点を支持するようにしたラッシュアジャスタ（１）において、前記雌ねじ（２１）に対してねじ山の方向が交差するタップで、前記雌ねじ（２１）の圧力側フランク（２２）に油膜排除溝（２４）を形成したことを特徴とするラッシュアジャスタ。
2. 前記タップのリード角を前記雌ねじ（２１）のリード角と異ならせることによって、前記タップのねじ山の方向を前記雌ねじ（２１）のねじ山の方向と交差させた請求項１に記載のラッシュアジャスタ。
3. 前記タップの巻き方向を前記雌ねじ（２１）の巻き方向と反対方向にすることによって、前記タップのねじ山の方向を前記雌ねじ（２１）のねじ山の方向と交差させた請求項１に記載のラッシュアジャスタ。
4. 前記タップの外径を前記雌ねじ（２１）の有効径よりも大きくするとともに、前記タップの谷の径を前記雌ねじ（２１）の有効径よりも小さくした請求項１から３のいずれかに記載のラッシュアジャスタ。
5. 前記タップのピッチを、前記雌ねじ（２１）のピッチよりも小さくした請求項１から４のいずれかに記載のラッシュアジャスタ。

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