(57)【要約】【課題】アームとアジャストスクリュの摺動部分の摩擦抵抗を減らして、エンジンの効率向上を図る。【解決手段】ハウジング１４と、ハウジング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をハウジング１４から上方に突出する方向に付勢するリターンスプリング１９とを有し、アジャストスクリュ１７のハウジング１４からの突出端に半球状のピボット部２１が形成され、そのピボット部２１が、動弁装置のアーム７に形成された凹部２２に滑り接触してアーム７を揺動可能に支持するラッシュアジャスタ１において、雄ねじ１６の圧力側フランク２３が梨地であり、その圧力側フランク２３の面粗さよりもピボット部２１の面粗さが小さい構成を採用する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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（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）を前記ハウジング（１４）から上方に突出する方向に付勢するリターンスプリング（１９）とを有し、前記雄ねじ（１６）と雌ねじ（１５）は、アジャストスクリュ（１７）をハウジング（１４）内に押し込む方向の荷重が負荷されたときに圧力を受ける圧力側フランク（２３，２５）のフランク角が、遊び側フランク（２４，２６）のフランク角よりも大きい鋸歯状に形成され、前記アジャストスクリュ（１７）のハウジング（１４）からの突出端に半球状のピボット部（２１）が形成され、そのピボット部（２１）が、動弁装置のアーム（７）に形成された凹部（２２）に滑り接触してアーム（７）を揺動可能に支持するラッシュアジャスタ（１）において、
前記雄ねじ（１６）の圧力側フランク（２３）が梨地であり、その圧力側フランク（２３）の面粗さよりも前記ピボット部（２１）の面粗さが小さいことを特徴とするラッシュアジャスタ。
【請求項２】
前記雄ねじ（１６）の圧力側フランク（２３）の面粗さをＲａ１．０〜１２．５の範囲に設定した請求項１に記載のラッシュアジャスタ。
【請求項３】
前記雄ねじ（１６）の圧力側フランク（２３）をショットブラストによって梨地とした請求項１または２に記載のラッシュアジャスタ。
【請求項４】
前記ピボット部（２１）の表面硬度をＨｖ６００以上とした請求項１から３のいずれかに記載のラッシュアジャスタ。
【請求項５】
前記アジャストスクリュ（１７）を鍛造によって成形し、前記ピボット部（２１）を鍛造まま面とした請求項１から４のいずれかに記載のラッシュアジャスタ。
【請求項６】
前記雄ねじ（１６）に硬質皮膜（２７）をコーティングした請求項１から５のいずれかに記載のラッシュアジャスタ。
【請求項７】
前記硬質皮膜（２７）が、窒化チタン皮膜、窒化クロム皮膜、ダイヤモンドライクカーボン皮膜、硬質粒子分散めっき皮膜、セラミックス皮膜のいずれかである請求項６に記載のラッシュアジャスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、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が知られている。
【０００３】
この動弁装置は、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（例えば、カムとアームの間）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（例えば、バルブとバルブシートの間）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。
【０００４】
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。
【０００５】
このようなラッシュアジャスタとして、シリンダヘッドの上面に開口した収容穴に挿入される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アジャストスクリュと、そのアジャストスクリュを前記ハウジングから上方に突出する方向に付勢するリターンスプリングとを有するものが知られている（特許文献１）。
【０００６】
このラッシュアジャスタにおいて、アジャストスクリュの雄ねじとハウジングの雌ねじは、アジャストスクリュ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）の荷重が負荷され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い鋸歯状に形成されている。
【０００７】
また、このラッシュアジャスタは、アジャストスクリュのハウジングからの突出端に半球状のピボット部が形成され、そのピボット部が、動弁装置のアームに形成された凹部に滑り接触してアームを揺動可能に支持する。
【０００８】
ここで、カムの回転に応じてアームが揺動するとき、アジャストスクリュには押し込み方向の荷重が負荷されるが、雄ねじと雌ねじの圧力側フランク間の摩擦抵抗と、アジャストスクリュのピボット部とアームの凹部の間の摩擦抵抗とによってアジャストスクリュの回転が防止され、その結果、アジャストスクリュの軸方向位置が固定される。
【０００９】
厳密には、このとき、雄ねじと雌ねじの圧力側フランク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は押し込み方向に移動するが、更にカム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は、リターンスプリングから負荷される突出方向の荷重によって突出方向に移動し、元の位置に戻る。
【００１０】
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、アジャストスクリュ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の変化を吸収する。
【特許文献１】特開２００５−２７３５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、上記ラッシュアジャスタは、カムの回転に応じてアームが揺動するときに、アームの凹部とアジャストスクリュのピボット部との間の滑りによってアームの揺動を許容するので、凹部とピボット部の摩擦抵抗が大きいと、アームの揺動抵抗が大きくなり、エンジンの効率が低下する。
【００１２】
そこで、アームの揺動抵抗を小さくするために、アームの凹部とアジャストスクリュのピボット部との間の摩擦抵抗を小さく設定することが考えられるが、このようにすると、アジャストスクリュの回転抵抗が小さくなるので、カムによる荷重が負荷されたときに、アジャストスクリュが回転して押し込み方向に大きく移動し、バルブリフト量が小さくなるおそれがあった。
【００１３】
この発明が解決しようとする課題は、アームの凹部とアジャストスクリュのピボット部との間の摩擦抵抗を小さくすることができ、かつ、カムによる荷重が負荷されたときに、アジャストスクリュが回転して押し込み方向に大きく移動するのを防止することが可能なラッシュアジャスタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するため、前記雄ねじの圧力側フランクが梨地であり、その圧力側フランクの面粗さよりも前記ピボット部の面粗さが小さい構成を採用した。このようにすると、アームの凹部とアジャストスクリュのピボット部との間の摩擦抵抗を小さくしたときにも、雄ねじの圧力側フランクが梨地なので、雄ねじと雌ねじの圧力側フランク間の摩擦によってアジャストスクリュの回転抵抗を確保することができ、カムによる荷重が負荷されたときに、アジャストスクリュが回転して押し込み方向に大きく移動するのを防止することができる。
【００１５】
前記雄ねじの圧力側フランクの面粗さは、Ｒａ１．０〜１２．５の範囲に設定することができる。前記雄ねじの圧力側フランクは、放電加工やレーザ加工によって梨地としてもよいが、ショットブラストによって梨地とすると、その圧力側フランクを硬化させて耐久性を高めることができる。このとき、ショットブラストは、ピボット部をマスキングした状態で行なうことにより、ピボット部の表面が梨地となるのを防止することができる。
【００１６】
前記ピボット部の表面硬度はＨｖ６００以上とすると、アームの凹部との摺接によるピボット部の摩耗を抑制することができる。
【００１７】
半球状のピボット部を旋削により成形すると、ピボット部の表面に旋削のリード目が残り、そのリード目によってアームの揺動抵抗が大きくなるが、前記アジャストスクリュを鍛造によって成形し、前記ピボット部を鍛造まま面とすると、ピボット部の表面が平滑となり、低いコストでアームの揺動抵抗を小さくすることができる。
【００１８】
また、前記雄ねじに硬質皮膜をコーティングすると、雄ねじの耐摩耗性がさらに向上するので、雄ねじと雌ねじの圧力側フランク間の摩擦抵抗を長期にわたって維持することが可能となる。この場合、硬質皮膜としては、窒化チタン皮膜、窒化クロム皮膜、ダイヤモンドライクカーボン皮膜、硬質粒子分散めっき皮膜、セラミックス皮膜が挙げられる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明のラッシュアジャスタは、雄ねじの圧力側フランクが梨地なので、雄ねじと雌ねじの圧力側フランク間の摩擦抵抗が大きい。そのため、アームの揺動抵抗を抑えるため、アームの凹部とアジャストスクリュのピボット部との間の摩擦抵抗を小さくしたときにも、雄ねじと雌ねじの圧力側フランク間の摩擦によってアジャストスクリュの回転抵抗を確保することができ、カムによる荷重が負荷されたときに、アジャストスクリュが回転して押し込み方向に大きく移動するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
アーム７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に対して隆起したカム山部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。
【００２３】
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ハウジング１４と、ハウジング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、ハウジング１４の下端に固定された底部材１８と、アジャストスクリュ１７と底部材１８の間に組み込まれたリターンスプリング１９とからなる。
【００２４】
リターンスプリング１９は圧縮コイルばねである。リターンスプリング１９は、下端が底部材１８で支持され、上端がスプリングシート２０を介してハウジング１４から突出する方向の軸方向力をアジャストスクリュ１７に付与しており、その軸方向力によって、アジャストスクリュ１７を突出方向に付勢している。
【００２５】
アジャストスクリュ１７は鍛造によって成形されている。アジャストスクリュ１７は、ハウジング１４からの突出端に半球状のピボット部２１が形成されており、そのピボット部２１が、アーム７の端部下面に形成された凹部２２に滑り接触してアーム７を揺動可能に支持している。
【００２６】
雄ねじ１６は、アジャストスクリュ１７をハウジング１４に押し込む方向の荷重が負荷されたときに圧力を受ける圧力側フランク２３のフランク角が、遊び側フランク２４のフランク角よりも大きい鋸歯状に形成されている。同様に、雌ねじ１５も、アジャストスクリュ１７をハウジング１４に押し込む方向の荷重が負荷されたときに圧力を受ける圧力側フランク２５のフランク角が、遊び側フランク２６のフランク角よりも大きい鋸歯状に形成されている。
【００２７】
雄ねじ１６と雌ねじ１５の間、および、ピボット部２１と凹部２２の間は、アーム７にはねかけられるエンジンオイルで潤滑されるようになっている。
【００２８】
図３に示すように、雄ねじ１６の圧力側フランク２３は、ショットブラストを施すことにより梨地となっている。さらに、図４に示すように、雄ねじ１６には、硬質のＤＬＣ皮膜２７がコーティングされており、このＤＬＣ皮膜２７のコーティングによって、雄ねじ１６の圧力側フランク２３の表面硬度が雌ねじ１５の圧力側フランク２５の表面硬度よりも高くなっている。雄ねじ１６の圧力側フランク２３の面粗さ（すなわち、ＤＬＣ皮膜２７の表面の面粗さ）は、Ｒａ１．０〜１２．５の範囲に設定されている。
【００２９】
一方、図２に示すピボット部２１は、旋削などの機械加工が施されていない鍛造まま面である。また、ピボット部２１には、ショットブラストが施されておらず、ＤＬＣ皮膜２７もコーティングされていない。アジャストスクリュ１７は浸炭焼入れされており、これにより、ピボット部２１の表面硬度がＨｖ６００以上となっている。
【００３０】
このようなアジャストスクリュ１７は、例えば、次のようにして製作することができる。
（工程１）炭素量の低い鋼材であるＳＣＭ４１５から、鍛造とねじ転造によりアジャストスクリュ１７の成形を行なう。
（工程２）このアジャストスクリュ１７の成形品に無酸化浸炭焼入れ焼戻しを施す。これにより、アジャストスクリュ１７の表面には、０．３ｍｍ程度の深さの浸炭硬化層が形成され、アジャストスクリュ１７の表面硬度がＨｖ７５０程度となる。
（工程３）アジャストスクリュ１７の雄ねじ１６の部分にショットブラストを施して雄ねじ１６の表面を、面粗さがＲａ３．０〜５．０程度の梨地にする。このとき、ショットブラストは、ピボット部２１をマスキングした状態で行ない、ピボット部２１が梨地とならないようにする。
（工程４）バレル研磨により、雄ねじ１６の表面の梨地の微細な凸部の先端を除去して滑らかにする。
（工程５）雄ねじ１６の表面にＤＬＣ皮膜２７をコーティングする。このコーティングは、ＤＬＣ皮膜２７の密着性を高めるため、雄ねじ１６の表面に中間層を形成し、その上にＤＬＣ皮膜２７を形成して行なう。ＤＬＣ皮膜２７のコーティングは、アンバランスドマグネトロンスパッタリング法（いわゆるＵＢＭＳ法）で行なうことができる。ＤＬＣ皮膜２７をコーティングした後の圧力側フランク２３の面粗さは、Ｒａ１．６〜３．２程度となる。
【００３１】
工程２における無酸化浸炭焼入れ焼戻しは、窒素ガスおよびメタノールガスの雰囲気中で行なう浸炭焼入れ焼戻しであり、粒界酸化による不完全焼入れ層（いわゆる表面異常層）が生じにくい。そのため、ショットブラストで表面異常層を除去する必要がなく、ピボット部２１をマスキングした状態で工程３のショットブラストを行なっても、ピボット部２１の耐摩耗性を確保することが可能となっている。
【００３２】
また、工程５で形成するＤＬＣ皮膜２７の厚さは１μｍ以上５μｍ以下の範囲に設定すると好ましい。ＤＬＣ皮膜２７の厚さは１μｍ以上とすると、ＤＬＣ皮膜２７が摩耗して母材が露出するのを防止することができ、５μｍ以下とすると、ＤＬＣ皮膜２７中の残留応力によって皮膜の密着力が低下するのを防止することができる。
【００３３】
次に、ラッシュアジャスタ１の動作例を説明する。
【００３４】
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と雌ねじ１５の圧力側フランク２３，２５間の摩擦抵抗と、アジャストスクリュ１７のピボット部２１とアーム７の凹部２２の間の摩擦抵抗とによってアジャストスクリュ１７の回転が防止され、その結果、アジャストスクリュ１７の軸方向位置が固定される。
【００３５】
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。
【００３６】
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の圧力側フランク２３と雌ねじ１５の圧力側フランク２５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、リターンスプリング１９から負荷される突出方向の荷重によって突出方向に移動し、元の位置に戻る。
【００３７】
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。
【００３８】
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が押し込み方向に徐々に移動し、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１０の接触面間に隙間が生じない。
【００３９】
このラッシュアジャスタ１は、雄ねじ１６の圧力側フランク２３が梨地なので、雄ねじ１６と雌ねじ１５の圧力側フランク２３，２５間の摩擦抵抗が大きい。そのため、アーム７の揺動抵抗を抑えるため、アーム７の凹部２２とアジャストスクリュ１７のピボット部２１との間の摩擦抵抗を小さくしたときにも、雄ねじ１６と雌ねじ１５の圧力側フランク２３，２５間の摩擦によってアジャストスクリュ１７の回転抵抗を確保することができ、カム６による荷重が負荷されたときに、アジャストスクリュ１７が回転して押し込み方向に大きく移動するのを防止することができる。
【００４０】
また、このラッシュアジャスタ１は、雄ねじ１６にＤＬＣ皮膜２７がコーティングされているので、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）やモリブデンジチオフォスフェート（ＭｏＤＴＰ）を添加したオイル（いわゆるＦＭオイル）をエンジンオイルに用いた場合に、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）を含む潤滑皮膜が雄ねじ１６の表面に形成されにくく、雄ねじ１６と雌ねじ１５の圧力側フランク２３，２５間の摩擦抵抗を確保することができる。
【００４１】
半球状のピボット部２１は、旋削によっても成形することができるが、このようにすると、ピボット部２１の表面に旋削のリード目が残り、そのリード目によってアーム７の揺動抵抗が大きくなるおそれがある。これに対して、この実施形態のようにアジャストスクリュ１７を鍛造によって成形し、ピボット部２１を鍛造まま面とすると、ピボット部２１の表面が平滑となり、低いコストでアーム７の揺動抵抗を小さくすることができる。
【００４２】
雄ねじ１６と雌ねじ１５のリード角は８°〜１３°の範囲に設定すると好ましい。リード角を８°以上とすると、カム６による荷重が解除されたときに、雄ねじ１６と雌ねじ１５の遊び側フランク２４，２６間の滑りによるアジャストスクリュ１７の回転を確実に許容し、アジャストスクリュ１７の突出方向への動作を確保することができる。リード角を１３°以下とすると、カム６による荷重が負荷されたときに、雄ねじ１６と雌ねじ１５の圧力側フランク２３，２５間の摩擦抵抗によってアジャストスクリュ１７の回転を確実に阻止し、アジャストスクリュ１７の軸方向位置を固定することができる。
【００４３】
上記実施形態に示すように、ピボット部２１にＤＬＣ皮膜２７をコーティングせず、ピボット部２１の表面を鉄系母材のままとすると、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）を含む潤滑皮膜がピボット部２１の表面に形成され、その潤滑皮膜によって、凹部２２とピボット部２１の間の摩擦抵抗が小さくなるので、アーム７の揺動抵抗が小さくなり、エンジンの効率が高くなるが、ピボット部２１に、ＤＬＣ皮膜２７をコーティングしてもよい。このようにしても、ＤＬＣ皮膜２７の摩擦係数は小さいので、凹部２２とピボット部２１の間の摩擦抵抗を低く抑えることができ、また、ピボット部２１の耐摩耗性を向上させることができる。ここで、ＤＬＣ皮膜２７の表面硬度はＨｖ２０００以上とすると好ましい。
【００４４】
上記実施形態では、雄ねじ１６にコーティングする硬質皮膜としてＤＬＣ皮膜２７を採用したが、ＤＬＣ皮膜２７にかえて、窒化チタン皮膜、窒化クロム皮膜、硬質粒子分散めっき皮膜、セラミックス皮膜などを採用してもよい。硬質粒子分散めっき皮膜は、硬質粒子（例えば、ＳｉＣや、Ｓｉ３Ｎ４）を分散させためっき皮膜である。
【００４５】
また、上記実施形態では、アジャストスクリュ１７をハウジング１４から突出する方向に付勢するリターンスプリング１９として、ハウジング１４から突出する方向の軸方向力をアジャストスクリュ１７に付与する圧縮コイルばねを用いたが、ハウジング１４から突出する方向の回転力をアジャストスクリュ１７に付与するねじりばね（図示せず）を用いてもよい。この場合、ねじりばねとしては、例えば、下端を底部材１８に係止し、上端をアジャストスクリュ１７のハウジング１４への挿入端に係止したねじりコイルばねを採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】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２】図１に示すラッシュアジャスタの拡大断面図
【図３】図２に示すラッシュアジャスタの雄ねじと雌ねじの拡大断面図
【図４】図３に示す雄ねじの圧力側フランクの拡大断面図
【符号の説明】
【００４７】
１        ラッシュアジャスタ
２        シリンダヘッド
７        アーム
１３      収容穴
１４      ハウジング
１５      雌ねじ
１６      雄ねじ
１７      アジャストスクリュ
１９      リターンスプリング
２１      ピボット部
２２      凹部
２３      圧力側フランク
２４      遊び側フランク
２５      圧力側フランク
２６      遊び側フランク
２７      ダイヤモンドライクカーボン皮膜
【図１】
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【図２】
2010138718.tif 000004
【図３】
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【図４】
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