WO2010004909A1 - ラッシュアジャスタ - Google Patents

Abstract

　エンジンの組立て時やメンテナンス時に、アジャストスクリュがナット部材から外れにくいラッシュアジャスタを提供する。内周に雌ねじ（１５）を有するナット部材（１４）と、雌ねじ（１５）にねじ係合する雄ねじ（１６）を外周に有するアジャストスクリュ（１７）と、そのアジャストスクリュ（１７）にナット部材（１４）から突出する方向の回転力を付与するねじりコイルばね（１８）とを有するラッシュアジャスタにおいて、ねじりコイルばね（１８）が自由状態に復元するまでアジャストスクリュ（１７）を回転させたときに雄ねじ（１６）と雌ねじ（１５）が少なくとも１ピッチ以上の長さでねじ係合するようにする。

Description

ラッシュアジャスタ

　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、上下にスライド可能に支持されたバルブリフタをカムで押し下げ、そのバルブリフタでバルブステムを押し下げるようにしたもの（ダイレクト式動弁装置）や、中央部を支点として揺動可能に支持されたアームの一端部をカムで押し上げ、そのアームの他端部でバルブステムを押し下げるようにしたもの（ロッカアーム式動弁装置）、一端部を支点として揺動可能に支持されたアームの中央部をカムで押し下げ、そのアームの他端部でバルブステムを押し下げるようにしたもの（スイングアーム式動弁装置）などが知られている。

　これらの動弁装置は、エンジン作動中、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の隙間が変化し、その隙間の変化によって異音や圧縮漏れを生じるおそれがある。また、動弁装置の摺動部が摩耗しても、動弁装置の構成部材間の隙間が変化し、その隙間の変化によって異音を生じるおそれがある。

　この異音や圧縮漏れを防止するため、一般に、動弁装置にはラッシュアジャスタが組み込まれ、そのラッシュアジャスタで動弁装置の構成部材間の隙間の変化を吸収する。

　このようなラッシュアジャスタとして、上記スイングアーム式動弁装置においては、内周に雌ねじを有するナット部材と、前記雌ねじにねじ係合する雄ねじを外周に有するアジャストスクリュと、そのアジャストスクリュにナット部材から突出する方向の回転力を付与するねじりばねとを有し、前記アジャストスクリュが、カムの回転に応じて揺動するアームの揺動支点にかかる荷重を受けるものが知られている（特許文献１）。

　また、上記ロッカアーム式動弁装置においては、内周に雌ねじを有するナット部材と、前記雌ねじにねじ係合する雄ねじを外周に有するアジャストスクリュと、そのアジャストスクリュにナット部材から突出する方向の回転力を付与するねじりばねとを有し、前記アジャストスクリュが、カムの回転に応じて揺動するアームと、そのアームで押し下げられるバルブステムとの間にかかる荷重を受けるものが知られている（特許文献１）。

　また、上記ダイレクト式動弁装置においては、内周に雌ねじを有するナット部材と、前記雌ねじにねじ係合する雄ねじを外周に有するアジャストスクリュと、そのアジャストスクリュにナット部材から突出する方向の回転力を付与するねじりばねとを有し、前記アジャストスクリュが、カムの回転に応じて上下にスライドするリフタボディと、そのリフタボディで押し下げられるバルブステムとの間にかかる荷重を受けるものが知られている（特許文献１）。

　これらのラッシュアジャスタは、カムの回転により、アジャストスクリュに押し込み方向の荷重が負荷されたときは、アジャストスクリュがナット部材で受け止められて、アジャストスクリュの軸方向位置が固定される。また、熱膨張などによって動弁装置の構成部材間の相対位置が変化すると、その位置変化に応じて、アジャストスクリュがナット部材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の変化を吸収する。

特許第２６０７４０４号公報

　ところで、これらのラッシュアジャスタは、アジャストスクリュに対する押し込み方向の荷重を解除した状態で振動が加わると、アジャストスクリュが、ねじりばねの力によって回転しながら突出方向に移動し、ナット部材から外れるおそれがある。そのため、エンジンの組立て時やメンテナンス時に、動弁装置からカムシャフトやアームを取り外すと、アジャストスクリュがナット部材から外れることがあった。アジャストスクリュが外れた場合、そのアジャストスクリュがエンジン内に入り込むと、アジャストスクリュを拾い上げにくく、煩雑である。さらに、部品が完全にばらけると再組み立てが煩雑となり、場合によっては紛失する恐れもある。

　この発明が解決しようとする課題は、エンジンの組立て時やメンテナンス時に、アジャストスクリュがナット部材から外れにくいラッシュアジャスタを提供することである。

　上記の課題を解決するため、内周に雌ねじを有するナット部材と、前記雌ねじにねじ係合する雄ねじを外周に有するアジャストスクリュと、そのアジャストスクリュにナット部材から突出する方向の回転力を付与するねじりばねとを有するラッシュアジャスタにおいて、前記ねじりばねが自由状態（すなわち、アジャストスクリュに付与する回転力がゼロとなる状態）に復元するまで前記アジャストスクリュを回転させたときに前記雄ねじと雌ねじが少なくとも１ピッチ以上の長さでねじ係合するようにした。

　この発明は、例えば、次のラッシュアジャスタに適用することができる。
１）前記アジャストスクリュが、カムの回転に応じて揺動するアームの揺動支点にかかる荷重を受けるスイングアーム式動弁装置のラッシュアジャスタ。
２）前記アジャストスクリュが、カムの回転に応じて揺動するアームと、そのアームで押し下げられるバルブステムとの間にかかる荷重を受けるロッカアーム式動弁装置のラッシュアジャスタ。
３）前記アジャストスクリュが、カムの回転に応じて上下にスライドするリフタボディと、そのリフタボディで押し下げられるバルブステムとの間にかかる荷重を受けるダイレクト式動弁装置のラッシュアジャスタ。

　前記ねじりばねとしては、例えば、ねじりコイルばねが挙げられる。前記雄ねじと雌ねじは、鋸歯ねじ、三角ねじ、台形ねじのいずれを採用してもよい。

　この発明のラッシュアジャスタは、ねじりばねが自由状態に復元するまでアジャストスクリュを回転させたときにも、アジャストスクリュの雄ねじとナット部材の雌ねじとが少なくとも１ピッチ以上の長さでねじ係合しているので、エンジンの組立て時やメンテナンス時に、アジャストスクリュがナット部材から外れるのを防止することができる。

この発明の第１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に示すねじりコイルばねが自由状態に復元した状態を示すラッシュアジャスタ近傍の拡大断面図 この発明の第２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３に示すねじりコイルばねが自由状態に復元した状態を示すラッシュアジャスタ近傍の拡大断面図 この発明の第３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５に示すねじりコイルばねが自由状態に復元した状態を示すラッシュアジャスタ近傍の拡大断面図

　図１に、この発明の第１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、カム６の回転に応じて揺動するアーム７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８が固定され、スプリングリテーナ８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９が組み込まれている。バルブスプリング９は、スプリングリテーナ８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１０に着座させている。

　アーム７は、一方の端部がラッシュアジャスタ１で揺動可能に支持され、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７の中央部にはローラ１１が取り付けられ、ローラ１１は、アーム７の上方に設けられたカム６に接触している。カム６は、エンジンのクランクシャフト（図示せず）に同調して回転するカムシャフト１２に一体に形成されており、カムシャフト１２が回転すると、ベースサークル６ａに対して***したカム山部６ｂが、ローラ１１を介してアーム７を押し下げるようになっている。

　図１、図２に示すように、ラッシュアジャスタ１は、シリンダヘッド２の上面に開口した収容穴１３に挿入される筒状のナット部材１４と、ナット部材１４の内周に形成された雌ねじ１５にねじ係合する雄ねじ１６を下部外周に有するアジャストスクリュ１７と、アジャストスクリュ１７に回転力を付与するねじりコイルばね１８とを有する。

　図２に示すように、ねじりコイルばね１８は、その下端が、ナット部材１４の底部に形成された貫通孔１９に差し込んで回り止めされ、上端が、アジャストスクリュ１７に形成された係止孔２０に係止しており、そのねじり変形によって、アジャストスクリュ１７がナット部材１４から突出する方向の回転力をアジャストスクリュ１７に付与している。また、ねじりコイルばね１８は、自由状態（すなわち、アジャストスクリュ１７に付与する回転力がゼロとなる状態）に復元するまでアジャストスクリュ１７が回転したときに、雄ねじ１６と雌ねじ１５が少なくとも１ピッチ以上の長さでねじ係合するように組み込まれている。

　雄ねじ１６と雌ねじ１５は、アジャストスクリュ１７をナット部材１４に押し込む方向の荷重を負荷したときに圧力を受ける圧力側フランク２１のフランク角が、遊び側フランク２２のフランク角よりも大きい鋸歯状に形成されている。

　収容穴１３の内底面には、貫通孔１９と連通する排油孔２３が形成されている。そのため、ナット部材１４の上端面から雄ねじ１６と雌ねじ１５の隙間を通ってナット部材１４内に流れ込んだエンジン油は、貫通孔１９と排油孔２３とを順に通ってナット部材１４から排出される。

　アジャストスクリュ１７は、図１に示すように、ナット部材１４からの突出端２４が半球状に形成され、その突出端２４が、アーム７の端部下面に形成された凹部２５に嵌合しており、カム６の回転に応じて揺動するアーム７の揺動支点にかかる荷重を受けるようになっている。

　次に、ラッシュアジャスタ１の動作例を説明する。

　エンジンの作動によりカム６が回転して、カム６のカム山部６ｂがアーム７を押し下げると、バルブ４がバルブシート１０から離れて、吸気ポート３を開く。このとき、アジャストスクリュ１７に押し込み方向の荷重が負荷されるが、雄ねじ１６の圧力側フランク２１が雌ねじ１５の圧力側フランク２１で受け止められて、アジャストスクリュ１７の軸方向位置が固定される。

　更にカム６が回転して、カム山部６ｂがローラ１１の位置を過ぎると、バルブスプリング９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１０に着座して、吸気ポート３を閉じる。

　厳密には、カム６のカム山部６ｂがアーム７を押し下げるときに、雄ねじ１６と雌ねじ１５の圧力側フランク２１，２１間に僅かな滑りが生じ、その滑りによってアジャストスクリュ１７は押し込み方向に移動するが、カム山部６ｂがローラ１１の位置を過ぎて、押し込み方向の荷重が解除されたときに、アジャストスクリュ１７は、ねじりコイルばね１８の力によって回転しながら突出方向に移動し、元の位置に戻る。

　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７など、動弁装置の構成部材間に熱膨張差が生じ、カム６とアーム７の間の距離が大きくなったときは、カム６のカム山部６ｂがアーム７を押し下げるときのアジャストスクリュ１７の押し込み量よりも、更にカム６が回転して押し込み方向の荷重が解除されたときのアジャストスクリュ１７の突出量が大きくなる。その結果、カム６が回転するごとに、アジャストスクリュ１７が突出方向に徐々に移動するので、カム６のベースサークル６ａとローラ１１の間に隙間が生じない。

　反対に、バルブ４とバルブシート１０の接触面が摩耗したときは、カム６のベースサークル６ａがローラ１１の位置にあるときにも、バルブスプリング９の付勢力がアジャストスクリュ１７に作用するため、カム６のカム山部６ｂがアーム７を押し下げるときのアジャストスクリュ１７の押し込み量よりも、更にカム６が回転して押し込み方向の荷重が解除されたときのアジャストスクリュ１７の突出量が小さくなる。その結果、カム６が回転するごとに、アジャストスクリュ１７が押し込み方向に数ミクロンずつ移動し、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１０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、動弁装置からカムシャフト１２とアーム７を取り外した状態では、ねじりコイルばね１８の力によってアジャストスクリュ１７が回転しながら突出方向に移動するが、このとき、ねじりコイルばね１８が自由状態に復元するまでアジャストスクリュ１７が回転しても、図２に示すように、雄ねじ１６と雌ねじ１５のねじ係合が保たれる。そのため、エンジンの組立て時やメンテナンス時に、アジャストスクリュ１７がナット部材１４から外れるのを防止することができる。また、アジャストスクリュ１７がナット部材１４から外れるのを防止するための部材を設ける必要がないので、組み立てが簡単である。

　図３に、この発明の第２実施形態のラッシュアジャスタ３１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３２の吸気ポート３３に設けられたバルブ３４と、そのバルブ３４に接続されたバルブステム３５と、カム３６の回転に応じて揺動するアーム３７とを有する。

　バルブステム３５は、バルブ３４から上方に延びており、バルブステム３５の上部にはスプリングリテーナ３８が固定されている。スプリングリテーナ３８は、バルブスプリング３９によって上方に付勢され、その付勢力によってバルブ３４をバルブシート４０に着座させている。

　アーム３７は、中央部を支点軸４１で揺動可能に支持されている。アーム３７の一方の端部には、カム３６に接触するローラ４２が取り付けられ、アーム３７の他方の端部には、ラッシュアジャスタ３１が組み込まれている。アーム３７の下方に設けられたカム３６は、エンジンのクランクシャフト（図示せず）に同調して回転するカムシャフト４３に一体に形成されており、カムシャフト４３が回転すると、ベースサークル３６ａに対して***したカム山部３６ｂが、ローラ４２を押圧してアーム３７を揺動させるようになっている。

　図３、図４に示すように、ラッシュアジャスタ３１は、アーム３７の下面に開口した収容穴４４に挿入される筒状のナット部材４５と、ナット部材４５の内周に形成された雌ねじ４６にねじ係合する雄ねじ４７を外周に有するアジャストスクリュ４８と、アジャストスクリュ４８に回転力を付与するねじりコイルばね４９とを有する。

　図４に示すように、雄ねじ４７と雌ねじ４６は、上下対称の三角ねじである。ナット部材４５は、収容穴４４の縁をかしめることによって、アーム３７に回り止めされている。

　ねじりコイルばね４９は、その上端が、収容穴４４の内底面に形成された貫通孔５０に差し込んで回り止めされ、下端が、アジャストスクリュ４８に形成された係止孔５１に係止しており、そのねじり変形によって、ナット部材４５から下方に突出する方向の回転力をアジャストスクリュ４８に付与している。また、ねじりコイルばね４９は、自由状態（すなわち、アジャストスクリュ４８に付与する回転力がゼロとなる状態）に復元するまでアジャストスクリュ４８が回転したときに、雄ねじ４７と雌ねじ４６が少なくとも１ピッチ以上の長さでねじ係合するように組み込まれている。

　図３に示すように、アジャストスクリュ４８は、ナット部材４５からの突出端がバルブステム３５の上端に当接し、アーム３７とバルブステム３５の間にかかる荷重を受けるようになっている。

　このラッシュアジャスタ３１は、第１実施形態と同様、カム３６のカム山部３６ｂがアーム３７の端部を押し上げて、アジャストスクリュ４８に押し込み方向の荷重が負荷されると、雄ねじ４７が雌ねじ４６で受け止められて、ナット部材４５に対するアジャストスクリュ４８の軸方向位置が固定される。このとき、厳密には、雄ねじ４７と雌ねじ４６の間に僅かな滑りが生じ、その滑りによってアジャストスクリュ４８は押し込み方向に移動するが、更にカム３６が回転して押し込み方向の荷重が解除されたときに、アジャストスクリュ４８は、ねじりコイルばね４９の力によって回転しながら突出方向に移動し、元の位置に戻る。

　このラッシュアジャスタ３１は、動弁装置からアーム３７を取り外した状態では、ねじりコイルばね４９の力によってアジャストスクリュ４８が回転しながら突出方向に移動するが、このとき、ねじりコイルばね４９が自由状態に復元するまでアジャストスクリュ４８が回転しても、図４に示すように、雄ねじ４７と雌ねじ４６のねじ係合が保たれる。そのため、エンジンの組立て時やメンテナンス時に、アジャストスクリュ４８がナット部材４５から外れるのを防止することができる。また、アジャストスクリュ４８がナット部材４５から外れるのを防止するための部材を設ける必要がないので、組み立てが簡単である。

　図５に、この発明の第３実施形態のラッシュアジャスタ６１を組み込んだ動弁装置を示す。この動弁装置は、シリンダヘッド６２の吸気ポート６３に設けられたバルブ６４と、そのバルブ６４に接続されたバルブステム６５とを有する。

　バルブステム６５は、バルブ６４から上方に延びており、バルブステム６５の上部外周には環状のスプリングリテーナ６６が固定されている。スプリングリテーナ６６は、バルブスプリング６７によって上方に付勢され、その付勢力によってバルブ６４をバルブシート６８に着座させている。

　図５、図６に示すように、ラッシュアジャスタ６１は、シリンダヘッド６２に形成されたガイド孔６９に上下にスライド可能に挿入されるリフタボディ７０と、リフタボディ７０と一体に上下動するナット部材７１と、ナット部材７１の内周に形成された雌ねじ７２にねじ係合する雄ねじ７３を外周に有するアジャストスクリュ７４と、アジャストスクリュ７４に回転力を付与するねじりコイルばね７５とを有する。

　リフタボディ７０は、筒部７６と、筒部７６の上端に設けられた端板７７とからなり、端板７７の上面にカム７８が接触している。カム７８は、エンジンのクランクシャフト（図示せず）に同調して回転するカムシャフト７９に一体に形成され、カムシャフト７９が回転すると、ベースサークル７８ａに対して***したカム山部７８ｂがリフタボディ７０を押し下げるようになっている。ナット部材７１は、止め輪８０でリフタボディ７０に固定されている。

　図６に示すように、雄ねじ７３と雌ねじ７２は、上下対称の台形ねじである。ねじりコイルばね７５は、その上端が、ナット部材７１の上面に形成された係止溝８１に差し込んで回り止めされ、下端が、アジャストスクリュ７４に形成された係止孔８２に係止しており、そのねじり変形によって、ナット部材７１から下方に突出する方向の回転力をアジャストスクリュ７４に付与している。また、ねじりコイルばね７５は、自由状態（すなわち、アジャストスクリュ７４に付与する回転力がゼロとなる状態）に復元するまでアジャストスクリュ７４が回転したときに、雄ねじ７３と雌ねじ７２が少なくとも１ピッチ以上の長さでねじ係合するように組み込まれている。

　図５に示すように、アジャストスクリュ７４は、ナット部材７１からの突出端が、スペーサ８３を介してバルブステム６５の上端に接触しており、リフタボディ７０とバルブステム６５の間にかかる荷重を受けるようになっている。

　このラッシュアジャスタ６１は、第１実施形態と同様、カム７８のカム山部７８ｂがリフタボディ７０を押し下げて、アジャストスクリュ７４に押し込み方向の荷重が負荷されると、雄ねじ７３が雌ねじ７２で受け止められて、ナット部材７１に対するアジャストスクリュ７４の軸方向位置が固定される。このとき、厳密には、雄ねじ７３と雌ねじ７２の間に僅かな滑りが生じ、その滑りによってアジャストスクリュ７４は押し込み方向に移動するが、更にカム７８が回転して押し込み方向の荷重が解除されたときに、アジャストスクリュ７４は、ねじりコイルばね７５の力によって回転しながら突出方向に移動し、元の位置に戻る。

　このラッシュアジャスタ６１は、動弁装置からリフタボディ７０を取り外した状態では、ねじりコイルばね７５の力によってアジャストスクリュ７４が回転しながら突出方向に移動するが、このとき、ねじりコイルばね７５が自由状態に復元するまでアジャストスクリュ７４が回転しても、図６に示すように、雄ねじ７３と雌ねじ７２のねじ係合が保たれる。そのため、エンジンの組立て時やメンテナンス時に、アジャストスクリュ７４がナット部材７１から外れるのを防止することができる。また、アジャストスクリュ７４がナット部材７１から外れるのを防止するための部材を設ける必要がないので、組み立てが簡単である。

１　　　　ラッシュアジャスタ
６　　　　カム
７　　　　アーム
１４　　　ナット部材
１５　　　雌ねじ
１６　　　雄ねじ
１７　　　アジャストスクリュ
１８　　　ねじりコイルばね
３１　　　ラッシュアジャスタ
３５　　　バルブステム
３６　　　カム
３７　　　アーム
４５　　　ナット部材
４６　　　雌ねじ
４７　　　雄ねじ
４８　　　アジャストスクリュ
４９　　　ねじりコイルばね
６１　　　ラッシュアジャスタ
６５　　　バルブステム
７０　　　リフタボディ
７１　　　ナット部材
７２　　　雌ねじ
７３　　　雄ねじ
７４　　　アジャストスクリュ
７５　　　ねじりコイルばね
７８　　　カム

Claims (8)

1. 　内周に雌ねじ（１５）を有するナット部材（１４）と、前記雌ねじ（１５）にねじ係合する雄ねじ（１６）を外周に有するアジャストスクリュ（１７）と、そのアジャストスクリュ（１７）にナット部材（１４）から突出する方向の回転力を付与するねじりばね（１８）とを有するラッシュアジャスタにおいて、
   　前記ねじりばね（１８）が自由状態に復元するまで前記アジャストスクリュ（１７）を回転させたときに前記雄ねじ（１６）と雌ねじ（１５）が少なくとも１ピッチ以上の長さでねじ係合するようにしたことを特徴とするラッシュアジャスタ。
2. 　前記アジャストスクリュ（１７）が、カム（６）の回転に応じて揺動するアーム（７）の揺動支点にかかる荷重を受ける請求項１に記載のラッシュアジャスタ。
3. 　前記アジャストスクリュ（４８）が、カム（３６）の回転に応じて揺動するアーム（３７）と、そのアーム（３７）で押し下げられるバルブステム（３５）との間にかかる荷重を受ける請求項１に記載のラッシュアジャスタ。
4. 　前記アジャストスクリュ（７４）が、カム（７８）の回転に応じて上下にスライドするリフタボディ（７０）と、そのリフタボディ（７０）で押し下げられるバルブステム（６５）との間にかかる荷重を受ける請求項１に記載のラッシュアジャスタ。
5. 　前記ねじりばね（１８）が、ねじりコイルばねである請求項１から４のいずれかに記載のラッシュアジャスタ。
6. 　前記雄ねじ（１６）と雌ねじ（１５）が、鋸歯ねじである請求項１から５のいずれかに記載のラッシュアジャスタ。
7. 　前記雄ねじ（４７）と雌ねじ（４６）が、三角ねじである請求項１から５のいずれかに記載のラッシュアジャスタ。
8. 　前記雄ねじ（７３）と雌ねじ（７２）が、台形ねじである請求項１から５のいずれかに記載のラッシュアジャスタ。

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