(57)【要約】      （修正有）【課題】アジャストスクリュとバルブステムエンドの接触部でエッジロードが発生するのを防止することができると共に、アジャストスクリュの雄ねじを転造により加工することができるようにしたアーム式動弁装置を提供する。【解決手段】カムの回転によって揺動されるアーム１のバルブステム７の上端と対向する位置に嵌合孔１４を形成する。嵌合孔１４内に組込まれたラッシュアジャスタ２０を下端部にフランジ２７を有するナット部材２１と、そのナット部材２１にねじ係合されたアジャストスクリュ２２と、そのアジャストスクリュ２２をバルブステム７側に押圧する弾性体２３と、ナット部材２１の上端部外周に圧入されたキャップ２４とで形成する。アジャストスクリュ２２の下端部に雄ねじ３０の外径より小径のストレート部３４を設けて、アジャストスクリュ２２の雄ねじ３０を転造により加工できるようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムの回転によって揺動されるアームの揺動側端部に上下に貫通する嵌合孔を設け、その嵌合孔内にバルブステム押し下げ用のラッシュアジャスタを組込み、そのラッシュアジャスタが、前記嵌合孔内に嵌合されて上端部がアームの上面より上方に臨み、下端部にアームの下面に衝合されるフランジが設けられたナット部材と、そのナット部材の内周に形成された雌ねじにねじ係合され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バルブステムに向けて付勢する弾性体と、前記ナット部材の上端部外周に嵌合一体化されてアームの揺動側端部を前記フランジとで上下から挟持するキャップとから成り、前記ナット部材の雌ねじとアジャストスクリュの雄ねじのそれぞれをバルブステムからアジャストスクリュに負荷される軸方向の押し込み荷重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大きい鋸歯状ねじとし、その鋸歯状ねじに弾性体の押圧によりアジャストスクリュが回転しつつ軸方向に移動するリード角を設けた構成から成るアーム式動弁装置において、
前記アジャストスクリュの下端部に雄ねじの外径より小径のストレート部を設け、そのストレート部の下端に雄ねじの外径より大径の円形のシート部を設けたことを特徴とするアーム式動弁装置。
【請求項２】
前記ストレート部の軸方向長さが、前記雄ねじのピッチの０．５乃至２．５倍の範囲とされた請求項１に記載のアーム式動弁装置。
【請求項３】
前記ナット部材の内周に形成された雌ねじの下側に前記雄ねじの外径より大きく、前記シート部の外径より小径の円筒面を形成した請求項１又は２に記載のアーム式動弁装置。
【請求項４】
前記円筒面の軸方向長さが、前記雄ねじのピッチの２．５倍以上とされた請求項３に記載のアーム式動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関におけるアーム式動弁装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カムの回転によって吸気バルブあるいは排気バルブ（以下、単にバルブという）を開閉させるようにしたアーム式動弁装置には、揺動自在に支持されたアームの上方にカムシャフトを配置し、そのカムシャフトに設けられたカムによりアームを押し下げてバルブを開放させるようにしたスイングアーム式動弁装置と、アームの下方にカムシャフトを配置し、そのカムシャフトに設けられたカムによりアームの一端部を押し上げ、アームの他端部でバルブを開放させるようにしたロッカアーム式動弁装置とが存在する。
【０００３】
これらのアーム式動弁装置においては、ラッシュアジャスタの組込みによってバルブクリアランスを自動調整することが行なわれている。
【０００４】
アーム式動弁装置に組込まれるラッシュアジャスタには、特許文献１に記載された油圧式ラッシュアジャスタと、特許文献２乃至５に記載された機械式ラッシュアジャスタが従来から知られている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２３１７１１号公報
【特許文献２】実公平５−２１６０２号公報
【特許文献３】実開平２−１１４７０３号公報
【特許文献４】特開２００４−３４６８２１号公報
【特許文献５】特開２００６−１３２４２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載された油圧式ラッシュアジャスタにおいては、作動油としてエンジンオイルを用いるようにしているため、下記のような不都合がある。
【０００７】
記
(1) エンジンオイルはクランクシャフトで攪拌されるため、オイル中に気泡が混入することが多く、その気泡混入のオイルがラッシュアジャスタの圧力室に供給されると、バルブの開放時にラッシュアジャスタは気泡を圧縮することにより、バルブのリフト量が変化することになる。
(2) エンジン運転時の温度変化や圧力変化によってエンジンオイル中の溶存空気量が増大し、エンジン停止後の冷却によりオイル中から空気が分離して圧力室内に溜り、前記と同様にバルブのリフト量が変化する。
(3) エンジン再始動時に油圧が確保されるまでラッシュアジャスタの機能を維持するためのリザーバ室を必要とするため、ラッシュアジャスタが大型化し、重量も重くなる。
(4) ラッシュアジャスタに作動油を導くため、アームに小径の給油通路を加工する必要が生じ、加工が極めて困難である。
【０００８】
一方、機械式のラッシュアジャスタにおいては、油圧式ラッシュアジャスタの上記のような問題点はなく、きわめて有利である。しかしながら、特許文献２および３に記載された機械式ラッシュアジャスタにおいては、底付き筒形リフタボディの内周に雄ねじ部材のねじ係合用の雌ねじを形成する必要があり、その雌ねじのタップ加工に際してリフタボディの閉塞端部に工具の逃げを設ける必要があるため、リフタボディの軸方向長さが長くなり、ラッシュアジャスタが大型化するという不都合がある。
【０００９】
これに対して、特許文献４に記載されたラッシュアジャスタにおいては、雌ねじを内周に有するナット部材が両端開口の筒状であるため、雌ねじのタップ加工に際して工具の逃げを設ける必要がなく、ナット部材の軸方向長さの小型化を図ることができるが、アームの揺動側端部に形成されたラッシュアジャスタの嵌合孔が下部を大径とする段付き孔であり、バルブステムからラッシュアジャスタに負荷される反力を嵌合孔の大径孔部の閉塞端部で受けるようにしているため、上記反力が大きいエンジンでは、大径孔部の閉塞端が剪断破壊するおそれがある。
【００１０】
特に、近年、エンジンの高回転化に伴い、アームには軽量化を図るためにアルミダイカストからなるものが採用される場合が多くなってきている。ここで、アルミは鉄材に比較して引張り強度が低いため、嵌合孔の大径孔部の閉塞端部の剪断破壊を防ぐには大径孔部の閉塞端部の厚みを厚くする必要がある。
【００１１】
また、アルミダイカスト製のアームに設けられた段付き孔から成る嵌合孔に鋼製のラッシュアジャスタを組込んだ場合、温度変化によって両者の嵌め合い代が変化し、バルブリフト量の変動や嵌合孔の内径面に摩耗が生じるおそれがある。
【００１２】
これに対して、特許文献５に記載されたラッシュアジャスタにおいては、アームの揺動側端部に形成された嵌合孔にアジャストスクリュがねじ係合される筒状のナット部材を嵌合し、そのナット部材の下端にアームの揺動側端部の下面に衝合されるフランジを設け、ナット部材の嵌合孔から突出する上部にキャップを圧入し、そのキャップとフランジとでアームの揺動側端部を上下から挟持するようにしているため、バルブステムからラッシュアジャスタに負荷される反力は、ナット部材のフランジが衝合されたアームの揺動側端部の下面で受けられるため、アームの厚みを薄くすることができる。
【００１３】
また、アームの揺動側端部をフランジとキャップで上下から挟持するため、ラッシュアジャスタの取付けに安定した取付け状態を得ることができ、バルブリフト量の変動や嵌合孔の内径面に摩耗が生じるのを防止することができる。
【００１４】
しかしながら、特許文献５に記載されたラッシュアジャスタをバルブリフト高さが比較的高いエンジンに採用しようとした場合、アジャストスクリュの中心軸とバルブステムの中心軸の相互間における最大傾斜角度が大きくなり、アジャストスクリュとバルブステムエンドの接触部でエッジロードが生じるおそれがある。
【００１５】
このようなエッジロードを防止するには、アジャストスクリュの下端の球面部の外径を大きくすることが有効であるが、その外径を大きくするとアジャストスクリュのねじ有効径そのものが大きくなり、ラッシュアジャスタ全体の大型化に繋がり、慣性重量の増加による高速運転時の性能悪化が懸念される。
【００１６】
一方、アジャストスクリュのねじ有効径を変えずに、アジャストスクリュの下端部を拡径して大径部を形成した場合、大径部付近でのねじの転造加工が困難となり、大径部近傍では不完全ねじ部が生じ、ナット部材との間で噛み込みによる固着を生じるおそれがある。
【００１７】
そこで、アジャストスクリュの雄ねじを切削加工により形成すれば、不完全ねじ部が形成されることがなくなり、アジャストスクリュの下端に対して大径部を形成することが可能であるが、加工に時間がかかり、製作コストが高くなる。
【００１８】
この発明の第１の課題は、バルブリフト高さの大きなエンジンに採用された場合においても、アジャストスクリュとバルブステムエンドの接触部でエッジロードが発生するのを防止することができると共に、アジャストスクリュの雄ねじを転造により加工することができるようにしたアーム式動弁装置を提供することである。
【００１９】
また、この発明の第２の課題は、転造時にアジャストスクリュの下端部に万一不完全ねじ部が形成された場合でも、その不完全ねじ部の噛み込みによる固着を完全に防止することができるようにしたアーム式動弁装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記の第１の課題を解決するために、第１の発明においては、カムの回転によって揺動されるアームの揺動側端部に上下に貫通する嵌合孔を設け、その嵌合孔内にバルブステム押し下げ用のラッシュアジャスタを組込み、そのラッシュアジャスタが、前記嵌合孔内に嵌合されて上端部がアームの上面より上方に臨み、下端部にアームの下面に衝合されるフランジが設けられたナット部材と、そのナット部材の内周に形成された雌ねじにねじ係合され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バルブステムに向けて付勢する弾性体と、前記ナット部材の上端部外周に嵌合一体化されてアームの揺動側端部を前記フランジとで上下から挟持するキャップとから成り、前記ナット部材の雌ねじとアジャストスクリュの雄ねじのそれぞれをバルブステムからアジャストスクリュに負荷される軸方向の押し込み荷重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大きい鋸歯状ねじとし、その鋸歯状ねじに弾性体の押圧によりアジャストスクリュが回転しつつ軸方向に移動するリード角を設けた構成から成るアーム式動弁装置において、前記アジャストスクリュの下端部に雄ねじの外径より小径のストレート部を設け、そのストレート部の下端に雄ねじの外径より大径の円形のシート部を設けた構成を採用したのである。
【００２１】
ここで、上記ストレート部の軸方向長さが鋸歯状雄ねじのピッチの０．５倍未満であると、転造によって良好な鋸歯状雄ねじを形成することができず、また、上記ピッチの２．５倍を超えると、バルブクリアランスの調整時に、アジャストスクリュに傾きが生じ易くなり、そのアジャストスクリュの傾きにより、雄ねじと雌ねじのねじ係合部に噛み込みが生じるばかりでなく、ねじ面にかかる面圧が増加してねじ面に摩耗が生じ易くなる。
【００２２】
このため、ストレート部の軸方向長さは、雄ねじのピッチの０．５乃至２．５倍の範囲としておくのがよい。
【００２３】
上記第２の課題を解決するため、第２の発明においては、第１の発明にかかるアーム式動弁装置において、ナット部材の内周に形成された雌ねじの下側に前記雄ねじの外径より大きく、シート部の外径より小径の円筒面を形成した構成を採用したのである。
【００２４】
上記の構成からなる第２の発明において、円筒面の軸方向長さがストレート部の軸方向長さより短くなると、ストレート部を収容しきれなくなってバルブクリアランスの吸収量が少なくなるため、円筒面の軸方向長さは、前記雄ねじのピッチの２．５倍以上としておくのが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
第１の発明のように、アジャストスクリュの下端部に雄ねじの外径より小径のストレート部を設け、そのストレート部の下端に雄ねじの外径より大径のシート部を設けたことによって、バルブリフト高さが大きなエンジンに採用された場合でも、アジャストスクリュとバルブステムとが最大に傾斜する状態でシート部の下面がバルブステムの上面と接触することになり、エッジロードが発生するのを防止することができる。また、ストレート部は雄ねじの外径より小径であるため、アジャストスクリュの雄ねじを転造により加工することができる。
【００２６】
第２の発明のように、ナット部材の内周に形成された雌ねじの下側に雄ねじの外径より大きく、シート部の外径より小径の円筒面を形成したことにより、アジャストスクリュのストレート部の近傍に不完全ねじ部が万一形成された場合でも、その不完全ねじ部を円筒面内に収容することができるため、不完全ねじ部の噛み込みによる固着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】
【００２７】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、アーム１は中央部がロッカシャフト２により支持され、そのロッカシャフト２を中心に揺動可能とされている。
【００２８】
アーム１の一端部にはローラピン３を介してローラ４が回転自在に支持されている。ローラ４はカムシャフト５に設けられたカム６と接触し、そのカム６の回転によりアーム１が揺動し、そのアーム１の他端部でバルブステム７を押し下げて下端のバルブ８を開放させるようになっている。
【００２９】
ここで、バルブステム７はシリンダヘッド９に設けられたガイド孔１０内にスライド自在に挿入され、そのバルブステム７の上端部に取付けたスプリングリテナ１１とシリンダヘッド９の上面間にバルブスプリング１２が組込まれ、そのバルブスプリング１２によってバルブ８がバルブシート１３に密着する方向（閉鎖する方向）にバルブステム７が付勢されている。
【００３０】
アーム１はアルミダイカストから成る。このアーム１の他端部にはバルブステム７の上端と対応する位置に上下に貫通する嵌合孔１４が形成され、その嵌合孔１４内にバルブステム７を押し下げるラッシュアジャスタ２０が組込まれている。
【００３１】
図２に示すように、ラッシュアジャスタ２０は、嵌合孔１４内に嵌合された鋼製のナット部材２１と、そのナット部材２１内に組込まれたアジャストスクリュ２２と、このアジャストスクリュ２２をバルブステム７に向けて付勢する弾性体２３と、上記ナット部材２１の上端開口を閉塞する鋼製のキャップ２４とから成る。
【００３２】
図２および図３(Ｉ)、(ＩＩ)に示すように、ナット部材２１は両端が開口する筒状をなし、その内周には軸方向のほぼ中央から下側に雌ねじ２５が形成されている。また、雌ねじ２５の下側には円筒面２６が形成されている。
【００３３】
ナット部材２１の下端部外周にはアーム１の他端部下面に当接するフランジ２７が設けられ、そのフランジ２７の外周一部に形成された平坦面２８はアーム１の他端部下面に形成されたストッパ面２９と係合し、その係合によってナット部材２１は回り止めされている。なお、ナット部材２１の回り止め手段はこれに限定されるものではない。
【００３４】
ナット部材２１は、フランジ２７がアーム１の他端部下面に当接する状態でナット部材２１の上端部が嵌合孔１４の上端開口から上方に突出する軸方向長さを有している。
【００３５】
図２に示すように、アジャストスクリュ２２は外周に雄ねじ３０を有し、その雄ねじ３０はナット部材２１の雌ねじ２５とねじ係合している。
【００３６】
ここで、ナット部材２１の雌ねじ２５とアジャストスクリュ２２の雄ねじ３０は、バルブステム７からアジャストスクリュ２２に負荷される軸方向の押し込み荷重を受ける圧力側フランク３１のフランク角が遊び側フランク３２のフランク角より大きい鋸歯状ねじとされ、その鋸歯状ねじに弾性体２３の押圧によってアジャストスクリュ２２が回転しつつ軸方向に移動するリード角が設けられている。
【００３７】
アジャストスクリュ２２の上端面にはドライバ等の回し工具が係合可能な係合凹部３３が設けられている。また、アジャストスクリュ２２の下端部には雄ねじ３０の外径より小径のストレート部３４が形成され、そのストレート部３４の下端に円形のシート部３５が設けられている。
【００３８】
円形のシート部３５の外径は雄ねじ３０の外径より大きく、その下面は球面３６とされてバルブステム７の上端面と点接触している。
【００３９】
ここで、上記ストレート部３４の軸方向長さＬ１が鋸歯状雄ねじ３０のピッチＰの０．５倍(０．５Ｐ)未満であると、転造によって良好な鋸歯状雄ねじ３０を形成することができず、また、上記ピッチの２．５倍(２．５Ｐ)を超えると、バルブクリアランスの調整時に、アジャストスクリュ２２に傾きが生じ易くなり、そのアジャストスクリュ２２の傾きにより、雄ねじ３０と雌ねじ２５のねじ係合部に噛み込みが生じるばかりでなく、ねじ面にかかる面圧が増加してねじ面に摩耗が生じ易くなる。
【００４０】
そこで、実施の形態では、ストレート部３４の軸方向長さＬ１を、雄ねじ３０のピッチＰの０．５乃至２．５倍(０．５Ｐ乃至２．５Ｐ)の範囲としている。
【００４１】
一方、図３に示すナット部材２１に形成された円筒面２６において、その軸方向長さＬ２がストレート部３４の軸方向長さより短くなると、ストレート部３４を収容しきれなくなってバルブクリアランスの吸収量が少なくなる。
【００４２】
そこで、実施の形態では、上記円筒面２６の軸方向長さＬ２をストレート部３４の軸方向長さＬ１よりも少し長くしている。
【００４３】
前記キャップ２４は、ナット部材２１の上端部外周に圧入されてナット部材２１の下端部に設けられた前記フランジ２７とでアーム１の他端部を上下から挟持しており、その挟持によってナット部材２１は軸方向に非可動の支持とされている。
【００４４】
上記キャップ２４の端板２４ａには工具挿入孔３７が設けられ、その工具挿入孔３７からドライバ等の回し工具を挿入し、アジャストスクリュ２２の係合凹部３３に係合して回転力を付与することにより、アジャストスクリュ２２を引き上げることができ、バルブ８の突き上げを容易に解除し得るようになっている。
【００４５】
実施の形態で示すアーム式動弁装置は上記の構造からなり、図１に示すカムシャフト５が回転し、カム６の突出部６ａによってローラ４が押し上げられると、アーム１は他端部が下方に移動する方向に揺動し、バルブステム７はラッシュアジャスタ２０を介して押し下げられ、バルブ８が開放する。
【００４６】
また、カム６のベース円６ｂがローラ４に接触すると、バルブスプリング１２の押圧によりバルブステム７が上昇し、バルブ８が閉鎖する。
【００４７】
アーム１の揺動によるバルブ８の開閉において、ラッシュアジャスタ２０がバルブステム７を押し下げるとき、バルブステム７からアジャストスクリュ２２に反力が負荷される。また、バルブスプリング１２によってバルブステム７が押し上げられるとき、そのバルブステム７からアジャストスクリュ２２に押圧力が負荷され、その押圧力や上記反力はナット部材２１の雌ねじ２５とアジャストスクリュ２２の雄ねじ３０の圧力側フランク３１で受けられる。
【００４８】
このため、アジャストスクリュ２２は回転することはなく、そのアジャストスクリュ２２からナット部材２１に押圧力や反力が負荷されることになり、その押圧力や反力はナット部材２１のフランジ２７が衝合するアーム１の他端部下面の衝合面で受けられる。
【００４９】
このように、バルブステム７からラッシュアジャスタ２０のアジャストスクリュ２２に負荷される押圧力や反力等の荷重はアーム１の他端部下面で受けられ、その他端部は厚肉であるため耐久性は比較的高い。
【００５０】
このため、アーム１をアルミ合金製のものとすることが可能となり、アーム式動弁装置の軽量化を図ることができる。
【００５１】
内燃機関の温度上昇に伴うシリンダヘッド９の熱膨張等によってバルブステム７の上端面とアジャストスクリュ２２の下面間にバルブクリアランスが生じようとすると、弾性体２３の押圧力によりアジャストスクリュ２２が遊び側フランク３２に沿って回転しつつ軸方向に移動して上記バルブクリアランスを吸収する。  
【００５２】
また、アジャストスクリュ２２がバルブステム７の上端面から押し込み力を受けると、雄ねじ３０と雌ねじ２５のねじ係合部に形成された軸方向のねじ隙間を詰めるまでアジャストスクリュ２２が後退し、さらに押し込み力がかかると、互に圧接する圧力側フランク３１により上記押し込み力を受けてアジャストスクリュ２２が回転しつつ後退するのを防止する。
【００５３】
反対に、バルブ８が接触、離反するバルブシート１３の摩耗等によりバルブステム７の上端面とアジャストスクリュ２２の下面間の距離が縮まると、アジャストスクリュ２２はバルブステム７から負荷される軸方向の変動荷重により徐々に押し込まれて後退し、その後退によってカム６のベース円６ｂがローラ４と接触するバルブ閉鎖時に、バルブ８はバルブシート１３に密着する状態とされ、圧縮漏れが生じるのを防止する。このとき、アジャストスクリュ２２は前記軸方向の変動荷重の最小値が０となる位置からさらにねじのガタ分だけ押し込まれ、それ以上は後退しない。
【００５４】
実施の形態におけるアーム式動弁装置においては、アジャストスクリュ２２の下端部に雄ねじ３０の外径より小径のストレート部３４を設け、そのストレート部３４の下端に雄ねじ３０の外径より大径のシート部３５を設けているため、バルブリフト高さが大きなエンジンに採用された場合でも、アジャストスクリュ２２とバルブステム７とが最大に傾斜する状態でシート部３５の下面がバルブステム７の上面と接触する状態に保たれることになる。
【００５５】
このため、エッジロードが発生するのを防止することができると共に、ストレート部３４は雄ねじの外径より小径であるため、アジャストスクリュ２２の雄ねじ３０を転造により加工することができる。
【００５６】
また、ナット部材２１の内周に形成された雌ねじ２５の下側に雄ねじ３０の外径より大きく、シート部３５の外径より小径の円筒面２６を形成することにより、アジャストスクリュ２２のストレート部３４の近傍に不完全ねじ部が万一形成された場合でも、その不完全ねじ部を円筒面２６内に収容することができる。このため、不完全ねじ部の噛み込みによる固着を防止することができる。
【００５７】
実施の形態では、ロッカアーム式の動弁装置を例にとって説明したが、アーム式動弁装置はこれに限定されるものではない。例えば、スイングアーム式のアーム式動弁装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】この発明に係るアーム式動弁装置の実施の形態を示す縦断正面図
【図２】図１に示すラッシュアジャスタ部の拡大断面図
【図３】(Ｉ)はナット部材を示す断面図、(II)は底面図
【符号の説明】
【００５９】
１      アーム
６      カム
１４    嵌合孔
２０    ラッシュアジャスタ
２１    ナット部材
２２    アジャストスクリュ
２３    弾性体
２４    キャップ
２５    雌ねじ
２６    円筒面
２７    フランジ
３０    雄ねじ
３１    圧力側フランク
３２    遊び側フランク
３２    突出部
３４    ストレート部
３５    シート部
Ｌ１    ストレート部の軸方向長さ
Ｌ２    円筒面の軸方向長さ
Ｐ    ねじのピッチ
【図１】
2008002444.tif 000003
【図２】
2008002444.tif 000004
【図３】
2008002444.tif 000005