JPH10212909A - チェックバルブ開放装置つき油圧式ラッシュアジャスタ - Google Patents
チェックバルブ開放装置つき油圧式ラッシュアジャスタInfo
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Abstract
クル間の変動を減らし、リーク修理容易なラッシュアジ
ャスタを提供する。 【解決手段】 本体(11)の底のあるボア(13)内
にプランジャ組立体(15)が収められ、低圧室(2
1)と高圧室(23)とを形成する。上部プランジャ要
素(17)と下部プランジャ要素(19)とが含まれ、
リークダウンフローが高圧室(23)から逆止めボール
(53)を通って、低圧室(21)まで達するように、
動的密封部材(27)が下部プランジャ要素(19)と
ボア(13)との間に配置される。ラッシュアジャスタ
をより確実に作動させるため、圧縮ばね(69)によっ
て逆止めボール(53)が通常は開位置(21)に向か
って偏倚され、室(23)から室(21)への流れが増
大すると、ばね力は負け、逆止めボール(53)は所望
の座に収まる。
Description
ッシュアジャスタに関し、特に逆止め弁が圧力室からレ
ザーバに対し、少なくとも幾らかのリークダウンフロー
を供給するタイプの油圧式ラッシュアジャスタに関す
る。
スタ(時に「リフタ」とも呼ばれる)は、弁列において
その効率を維持しかつ騒音と磨耗とを減少させるため
に、変化する運転条件の下で機関の弁列構成要素間の間
隙あるいはすき間をなくす目的で、長年の間使用されて
きた。油圧式ラッシュアジャスタは、圧力室内でプラン
ジャの下に溜められている流体を介して、カムを作動さ
せる弁のエネルギーを伝達するという原理に基づいて作
動する。カムの各動作ごとに、弁を活動させる構成要素
の長さは温度変化や磨耗のために変化するので、少量の
流体が圧力室に入るかまたはそこから出ることによっ
て、プランジャの位置が調整され、その結果弁列の有効
全長が調整される。
ルに基づく作動と(2)弁作用に基づく作動との2つの
異なる事象がある。ベースサークルに基づく作動はカム
の回転の中心とカムフォロアーとの半径が一定であると
いう特徴を有し、そしてこの事象の間は、カムのエネル
ギーは伝達されない。弁作用に基づく作動はカムの回転
の中心とカムフォロアーとの半径が変動するという特徴
を有し、そのためカムのエネルギーが効果的に伝達され
て機関の弁を開閉させる。この弁作動事象期間において
は、弁ばねより生じる荷重の一部と弁列構成要素の慣性
とそしてシリンダ圧とが、弁列を通りそしてラッシュア
ジャスタを通って伝達される。この荷重は、ラッシュア
ジャスタの圧力室内における流体の圧力をプランジャ面
積に比例して増大させ、そして現在商業ベースで生産さ
れている典型的な油圧式ラッシュアジャスタにおいて
は、流体はラッシュアジャスタ本体の壁とプランジャと
の間から漏れて圧力室から逸出する。このような装置は
「従来のリークダウン型」ラッシュアジャスタと呼ばれ
る。
そしてプランジャが降下し、ラッシュアジャスタの有効
長が短くなる。ベースサークルに基づく作動中において
は、弁作動構成要素間に間隙またはすき間が存在しない
ように、ラッシュアジャスタのプランジャばねによって
プランジャを上に押し上げる。こうしたことが起こる
と、プランジャの上昇につれて生じる圧力室容積の増大
に応じて、流体はプランジャの逆止め弁を通り圧力室に
引き込まれる。弁作用に基づく作動中に弁列の有効長が
短縮されれば、正のすき間が作られそしてラッシュアジ
ャスタは延長され、周期の終末においてその初期よりも
プランジャをより高い位置に移動させる。逆に、弁作動
周期中に弁列の有効長が延長されれば、負のすき間が作
られそしてラッシュアジャスタは縮小され、周期の終末
においてその初期よりもプランジャをより低い位置に移
動させる。後者の状況は、温度上昇に応じて弁列の構成
要素が延びる時に典型的に生じる。
販されているラッシュアジャスタは、本体へのプランジ
ャのはめ込みによってのみ、高圧室からの流体の逸出
(すなわち「リークダウン」)を制御しており、したが
って本体とプランジャ間のすき間を密にする必要があ
り、また両者間で選択嵌合を行なう必要があった。この
ような特に選択嵌合によるプランジャの本体へのはめ込
みのための出費と、これに関連する従来技術の他の欠点
を克服するために、本発明の譲受人は、リークダウンフ
ローがプランジャの逆止め弁を通過するラッシュアジャ
スタをすでに開発している。この改良型のラッシュアジ
ャスタは、同時系属出願中のU.S.S.N.613,
273号に図示され記載されており、『油圧式ラッシュ
アジャスタ』としてトーマス・C.イーデルメイヤーの
名儀で1996年3月8日付けで出願され、本発明の譲
受人に譲渡され、当文書にも参考のためにとり入れられ
ている。
ラッシュアジャスタは、「密封リークダウン」システム
を有することに言及している。密封リークダウン型の開
発に伴って、このようなラッシュアジャスタは流体を入
れずに機関に組み込む必要があり、(すなわち、ラッシ
ュアジャスタを「乾式」で組み立て)、そして機関が運
転開始された後に、当該技術に熟達している者には周知
の方法によって、ラッシュアジャスタにオイルをポンプ
で送り込まなければならないことが決められていた。機
関への組み込みの前に、この種のラッシュアジャスタに
流体を充填させていれば、組立工程はほとんど不可能に
なってしまうであろう。密封リークダウン型ラッシュア
ジャスタでは、逆止め弁が高圧室とレザーバ間の唯一の
通路となるので、プランジャにかかる圧縮荷重によっ
て、流体が逆止め弁を通って移動することになる。正規
の組立速度で組立工程中において、逆止め弁を通る流体
の流れによって発生する流体力学的力は、組立を可能に
するだけ充分にラッシュアジャスタが縮小される前に、
充分に逆止め弁を閉鎖することができる。
止め弁の座が直線的なテーパのある円錐面を含むことも
従来の技術となっている。組み立てられたラッシュアジ
ャスタのテスト中に、典型的には弁座の表面の欠陥によ
り、弁が漏れるものが周期的に出現する。このような場
合、このような欠陥を除去するために弁座にホーニング
仕上げを施すことが一般的措置であり、そしてこれは典
型的にはテーパのある円錐形のホーニングホイールでな
される。当該技術に熟達している者には明らかであるよ
うに、ホーニングホイールのテーパが座のテーパとほと
んど完全に一致していなければ、このホーニング工程に
よって、漏れの原因が修復されるまえに相当な量の材料
が廃棄される結果になりかねず、座の修繕工程は、時に
は経済的にも実施するに値しないほど、時間と費用を要
することになる恐れがある。
み込む前にラッシュアジャスタに流体を充填することを
実効可能にする、密封リークダウン型の改良油圧式ラッ
シュアジャスタを提供することが本発明の目的である。
の変動を減少させるように運転することができる改良油
圧式ラッシュアジャスタを提供することも本発明のもう
1つの目的である。
つでも、この弁座を迅速にかつ経済的に修繕できるよう
なものになっている改良油圧式ラッシュアジャスタを提
供することも更にもう1つの目的である。
他の目的は、その内部に形成されている底のある第1の
ボアを形成する本体を含む油圧式ラッシュアジャスタを
内燃機関に備え付けることよって達成される。この底の
ある第1のボアの中にはプランジャ組立体が滑動するよ
うに収められており、そして底のある第1のボアとプラ
ンジャ組立体とによって圧力室が形成されている。油圧
室はプランジャ組立体内に配置され、そして流体の供給
はこの油圧室内になされる。プランジャ組立体は、圧力
室と油圧室との間の流体の連絡を可能にする弁開口を形
成し、そして逆止め弁部材は、圧力室においてそれぞ
れ、圧力の相対的減少と相対的増大に応じて弁開口を開
閉するために弁開口と機能的に連結している。偏倚手段
は通常、プランジャ組立体を底のある第1のボアの外方
に向かって付勢している。
圧力室から逆止め弁部材を通過しそして弁開口を通って
油圧室まで流動する流体の力に抗して、逆止め弁部材を
開位置に向かって偏倚させるように作動させる手段によ
って特徴づけられる。このラッシュアジャスタは更に、
逆止め弁が、開位置に向かう、弁開口から離れる動きを
制限するように作用する手段によって特徴づけられる。
て幾つかの図面で説明する。これらの図面は、必ずしも
本発明を限定するものではない。先ず図1は本発明の教
示にしたがって作られた油圧式ラッシュアジャスタを示
している。
ア13を形成する本体11を含む。一般的には15の参
照番号を付されているプランジャ組立体は、底のあるボ
ア13内に滑動するように配置されており、そして上部
プランジャ要素17と下部プランジャ要素19とを含
む。これらのプランジャ要素17および19は協同し
て、低圧室21(以後、「レザーバ」とも呼ばれる)を
形成する。底のあるボア13とプランジャ組立体15と
は協同して高圧室23(以後、「圧力室」とも呼ばれ
る)を形成する。一般的には25という参照番号を付さ
れている逆止め弁組立体は、レザーバ21と圧力室23
との間における流体の連絡を可能にするように作動させ
ることができる。
に動的密封部材27が配置されており、一般的にはカッ
プ形のリテーナ31から半径方向外側に向かって延びて
いるフランジ29がこの密封部材27に接して配置され
ている。本実施例は密封レザーバ型であるが、本発明は
従来のリークダウン型のラッシュアジャスタにも有利に
用いられることを理解すべきである。リテーナ31と、
下部プランジャ要素19の直径の小さい部分との間は、
締りばめであることが好ましい。プランジャ組立体15
とリテーナ31とはプランジャばね33によって示され
ている位置に保持される。
コレクタ溝37と交差しているポート35を通って流体
が低圧室21に供給される。この溝37は上部プランジ
ャ要素17によって形成されているポート39とも交差
しており、そして下部プランジャ要素19に開口してい
る。キャップ部材41は当該技術に熟達している者には
周知の方法でプランジャ組立体15を保持する。計量さ
れた流体は、一般的には43の参照番号を付されている
弁組立体によって機関のロッカーアーム(図示されてい
ない)に供給され、この弁組立体は、プランジャ組立体
15から外側に向かう流体の限定された流れを可能にす
るが、また低圧室21内が低圧または負圧状況の場合
に、空気の流入を防止するための逆止め弁としても作用
する。弁組立体43は、その詳細については本発明の一
部をなすわけではないが、外側に延びている部分47を
有するピン45を含んで図に示されており、この部分4
7は、上部プランジャ要素17の端末に形成されている
ポート49を通してピン45をスナップするために圧縮
されている。ヘッド51がピン45の上端に形成され、
そして隣接する面に接してすわることができ、かつ逆止
め弁として働くことが好ましい。
の例ではあるが、低圧室すなわちレザーバ21に流体を
供給するために様々な他の手段、例えば自然流下や自給
式による手段も可能であり、また様々な他の手段によっ
ても流体は供給でき、それらは全て本発明の範囲である
ことは、当該技術に熟達している者には理解できるであ
ろう。
止め弁組立体25には、弁開口57とボア59との間に
作られる面によって形成される弁座55と係合するよう
に動作することができる逆止めボール53が含まれ、上
記ボア59は下部プランジャ要素19の底部によって形
成されている。プランジャばね33の作用で、プランジ
ャ組立体15が上方に移動しつつあり、流体がレザーバ
21から弁開口57とボア59とを通って高圧室23に
流れることが可能になっている時、逆止めボール53
は、逆止め弁としての正規の状態にあり、弁座55から
離れた位置に配置されている。この様な流動を容易にす
るために、リテーナ31は複数の切欠き部分61を形成
するが、弁座55から離れている逆止めボール53の運
動を図1に示されている全開位置に制限するために、リ
テーナ31には、上面63aを備えた中実の中央部63
が含まれていることが好ましい。
端に配置されているばね座65を形成し、このばね座は
弁開口57と同心円であることが好ましい。ばね座65
には、その下端が逆止めボール53に係合しているら旋
形の圧縮ばね69が配置されている。
封リークダウン型ラッシュアジャスタは機関に「乾式」
で組み込まれるが、これは、低圧室21と高圧室23と
双方から全ての空気が追い出されるまでラッシュアジャ
スタが適正に作動しないので、望ましくない。
めボール53に作用する流体力学的な力が存在しない場
合、逆止めボール53が弁座55からの予め定められた
反復可能な距離を維持するように、ばね69はその弾性
率、巻き数などに関して選択される。プランジャ組立体
15がロッカーアームからの外力を受けるとき、このプ
ランジャ組立体15は下方に移動し始め、その結果高圧
室23の容積が減少し、そして先ずボア59を通り、次
にボール53と弁座55との間に形成されるオリフィス
を通って、高圧室23からのリークダウンフローが生じ
る。リークダウン流体は次いで弁開口57を通りそして
レザーバ21に流れ込む。本発明の重要な1側面による
と、ばね69は、逆止めボール53と弁座55との間の
周知の予測できるリークダウンオリフィスになり、その
結果、より矛盾のないリークダウンフローとラッシュア
ジャスタ作用をもたらす。
るにしたがって、高圧室23における圧力は増大し続け
そして流体が逆止めボール53を通過して流れ出す。流
体が逆止めボール53を通って流れることによって生じ
る流体力学的な抵抗力は、ばね69の下方への偏倚力に
抗して逆止めボールを上方に移動させ、その結果次第に
リークダウンフローを減少させる。この抵抗力は、流体
の速度、流体の粘性、そして逆止めボールの前面域の面
積に比例する。逆止めボールを開状態に保持するために
作用する力には、逆止めボールの慣性、逆止めボールに
作用する重力、そしてばね荷重が含まれる。結局、逆止
めボールは、弁座55と係合して、その閉位置、すなわ
ちこのボールが図2において達しつつある位置に到達す
る。ラッシュアジャスタの動作におけるこの時点におい
て、ラッシュアジャスタが効果的に「中実」の部材にな
るように、高圧室23からレザーバ21までの流体の連
絡は効果的に閉鎖され、予圧流体を高圧室23内に閉じ
込める。
立体25を含むラッシュアジャスタがサイクル間の変化
に関してその作動に悪影響を及ぼすことなく、様々な方
向と動作角度で使用できるということである。従来技術
のラッシュアジャスタでは、自身の重量によってのみ、
開に変わる。また「フリー」逆止めボールを用いるの
で、ほぼ垂直な方向から偏ったきには、より大きな動作
の不整合さえも生じることになりかねない。しかし、本
発明の逆止めボール53は、逆止めボール53と弁座5
5との間に予測可能でかつ反復可能なリークダウンオリ
フィスが存在するように、図1に示す開位置に向かって
効果的に「強制され」または偏倚される。
位置に向かって偏倚するら旋形の圧縮ばね69を含む
が、本発明はこれに限定されるものではないことは、当
該技術に熟達している者には、明らかであろう。本発明
の範囲内において、様々な他の構造を用いることも可能
であり、例えばそれは板ばねでもよく、この板バネの一
方の端末はこの場合、下部プランジャ要素19に支持さ
れており、他方の端末は逆止めボール53の上に配置さ
れており、そしてこのボール53は好ましい当実施例と
同じ方法で下方に偏倚されている。双方の場合とも、こ
の特定のラッシュアジャスタと機関への応用のための適
宜な偏倚部材を選択し、これによってラッシュアジャス
タの所望の動作を達成することは、当該技術に熟達して
いる者の能力の範囲であると考えられる。
に示されているように、逆止め弁部材に、逆止めボール
以外に円筒形の部材や他の適宜な部材が含まれていても
よく、そしてこれは本発明に関する場合でも当てはま
る。密封リークダウン型ラッシュアジャスタと共に用い
ることができるどのような逆止め弁構成要素も、本発明
と共に利用することが可能である。
の流れによって発生する流体力学的な力が逆止めボール
53を閉じるには不十分であるように、ばね69を選択
することは、本発明の重要な1側面である。このように
して、本発明のラッシュアジャスタは機関への組み込み
の前に流体を充填することができ、その場合でも組立工
程は正規の速度で実施することできる。他方では、正規
の機関運転中に上述のようにプランジャ組立体15が下
方に移動するとき、ばね69の力は、逆止め弁25が閉
じられるのを妨げるようなものであってはならない。
明のもう一つの重要な側面が示されている。これに限定
されるわけではない単なる例証としての当実施例におけ
る弁座55には、断面図で見た場合、半径Rの円の一部
が含まれている。様々な他の曲面も弁座55のために使
用できることを、当該技術に熟達している者は以下の記
述から認識するであろう。逆止めボール53と弁座55
との間の接触線は、プランジャの軸にそって見れば、円
である。
図3に示されている。逆止め弁組立体を設計する際に
は、弁座55内における逆止めボール53のくさび止め
を避けるように、夾角Aを選択することが重要である。
特定の逆止めボールと弁座の構造のために、くさび止め
を防止するのに必要な最小夾角Aを決定することは、当
該技術に熟達している者の能力の範囲内であると考えら
れる。
陥を有している場合に、本発明の弁座の構造は、迅速か
つ経済的にこれを修繕できるようになっている。このよ
うな修繕を実施するには、図3に示されている夾角Aと
ほぼ等しい円錐角を有するホーニングホイールを用いる
ことが好ましいであろう。このようにして、接触線で弁
座に逆止めボールを接触させることができると確認すれ
ば、弁座55はホーニングホイールによって、この弁座
からほんの少量の素材を研磨することにより、修繕する
ことができる。更に、弁座55の曲率は、弁座から欠陥
を除去するのにほんの少量の素材しか取り除く必要がな
いように設計されている。
が、当該技術に熟達している者にとっては当明細書を読
んで理解すれば、様々な変更や修正が本発明にもあり得
ることは明らかであろうと思われる。こうした変更や修
正は、それらが添付の請求の範囲内にある限りは、全て
本発明に含まれるものである。
タの軸方向の断面図であり、この場合プランジャの逆止
め弁は全開位置になっている。
と同様な軸方向の一部断面の拡大図である。
よび2と同様な更にもう一つの軸方向の一部断面の拡大
図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 内燃機関のための油圧式ラッシュアジャ
スタであって、該油圧式ラッシュアジャスタは、その内
部に形成されている底のある第1のボア(13)を形成
する本体(11)と、該底のある第1のボア(13)内
に滑動するように収められているプランジャ組立体(1
5)と、前記底のある第1のボア(13)と前記プラン
ジャ組立体(15)とによって形成されている圧力室
(23)と、前記プランジャ組立体(15)内に配置さ
れている油圧室(21)および該油圧室(21)内に供
給された油圧流体とを含み、前記プランジャ組立体(1
5)は前記圧力室(23)と前記油圧室(21)との間
の流体の連絡を可能にする弁開口(57)を形成し、前
記圧力室(23)における圧力の相対的減少と相対的増
大のそれぞれに対応して、前記弁開口(57)を開閉す
るために該弁開口(57)と機能的に連結している逆止
め弁部材(53)と、そして通常は前記プランジャ組立
体(15)を前記底のある第1のボア(13)の外方に
向かって付勢する偏倚手段(33)とを含む油圧式ラッ
シュアジャスタにおいて、(a)前記圧力室(23)か
ら前記逆止め弁部材(53)を通過し、そして前記弁開
口(57)を通って前記油圧室(21)へ流動する流体
の力に抗して、前記逆止め弁部材(53)を開位置に向
かって偏倚させるように作用する偏倚手段(69)と、
(b)前記逆止め弁部材(53)が、前記開位置に向か
う、前記弁開口(57)から離れる動きを制限するよう
に作用する制限手段(31、63)とを有する、内燃機
関のための油圧式ラッシュアジャスタ。 - 【請求項2】 前記底のある第1のボア(13)と前記
プランジャ組立体(15)との間に配置され、そして前
記両者間を通る流体の流れを実質上妨げるように作用す
る密封手段(27)を有する、請求項1記載の油圧式ラ
ッシュアジャスタ。 - 【請求項3】 前記プランジャ組立体(15)は、該プ
ランジャ組立体(15)の底部にある第2のボア(5
9)を形成し、そして前記弁開口(57)と自由に連絡
しており、前記逆止め弁部材(53)は前記第2のボア
(59)内に配置されている、請求項1記載の油圧式ラ
ッシュアジャスタ。 - 【請求項4】 前記逆止め弁部材(53)の運動を制限
するように作用する前記制限手段(31、63)には、
前記プランジャ組立体(15)の底部と係合している第
1の面と、その全開位置において前記逆止め弁部材(5
3)と係合している第2の面(63a)とを含むリテー
ナ(31)が含まれる、請求項3記載の油圧式ラッシュ
アジャスタ。 - 【請求項5】 前記リテーナ(31)は、前記プランジ
ャ組立体(19)の底部に支えられている部材(31)
であって、かつその上に形成されている外側に延びてい
るフランジ(29)を有する一般的にはカップ形の部材
(31)を含み、前記プランジャ組立体を偏倚する前記
偏倚手段は、前記底のある第1のボア(13)の底部と
前記フランジ(29)との間で作用するら旋形ばね(3
3)を含む、請求項4記載の油圧式ラッシュアジャス
タ。 - 【請求項6】 前記プランジャ組立体(15、19)
は、ばね座(65)を形成し、そして前記逆止め弁部材
(53)を偏倚するように作用する前記偏倚手段は、そ
の上端において前記ばね座(65)と係合しそしてその
下端において前記逆止め弁部材(53)と係合してい
る、ら旋形の圧縮ばね(69)を含む、請求項1記載の
油圧式ラッシュアジャスタ。 - 【請求項7】 前記弁開口(57)と前記プランジャ組
立体(15、19)とは、協同して前記ら旋形圧縮ばね
(69)の外側に配置されている弁座(55)を形成
し、前記プランジャ組立体(15、19)が前記底のあ
る第1のボア(13)内において下方に移動するにした
がって、前記圧力室(23)よりの流体力学的流れが前
記ら旋形圧縮ばね(69)の偏倚力に打ち勝ち、そして
前記逆止め弁部材(53)を閉位置に移動させて、前記
弁座(55)と係合させることができるように前記ら旋
形圧縮ばね(69)が選択される、請求項6記載の油圧
式ラッシュアジャスタ。 - 【請求項8】 前記プランジャ組立体(15、19)
は、弁座(55)を形成し、該弁座はその断面が湾曲面
を形成し、該弁座(55)と前記逆止め弁部材(53)
との間に円形の接触線を形成するように前記逆止め弁部
材(53)の方に向かって湾曲する、請求項1記載の油
圧式ラッシュアジャスタ。 - 【請求項9】 内燃機関のための油圧式ラッシュアジャ
スタであって、該油圧式ラッシュアジャスタは、その内
部に形成されている底のある第1のボア(13)を形成
する本体(11)と、前記底のある第1のボア(13)
内に滑動するように収められているプランジャ組立体
(15)と、前記底のある第1のボア(13)と前記プ
ランジャ組立体(15)とによって形成されている圧力
室(23)と、前記プランジャ組立体(15)内に配置
されている油圧室(21)および該油圧室(21)内に
供給された油圧流体とを含み、前記プランジャ組立体
(15)は前記圧力室(23)と前記油圧室(21)と
の間の流体の連絡を可能にする弁開口(57)を形成
し、前記圧力室(23)における圧力の相対的減少と相
対的増大のそれぞれに対応して、前記弁開口(57)を
開閉するために該弁開口(57)と機能的に連結してい
る逆止め弁部材(53)と、そして通常は前記プランジ
ャ組立体(15)を前記底のある第1のボア(13)の
外方に向かって付勢する偏倚手段(33)とを含む油圧
式ラッシュアジャスタにおいて、(a)前記プランジャ
組立体(15、19)は、弁座(55)を形成し、該弁
座はその断面において湾曲面を形成し、前記逆止め弁部
材(53)の方に向かって湾曲して、前記弁座(55)
と前記逆止め弁部材(53)との間に円形の接触線を形
成する、内燃機関のための油圧式ラッシュアジャスタ。 - 【請求項10】 前記底のある第1のボア(13)と前
記プランジャ組立体(15)との間に配置され、そして
前記両者間を通る流体の流れを実質上妨げるように作用
する密封手段(27)を含む、請求項9記載の油圧式ラ
ッシュアジャスタ。 - 【請求項11】 前記逆止め弁部材が、逆止めボール
(53)を含む、請求項9記載の油圧式ラッシュアジャ
スタ。 - 【請求項12】 前記弁座(55)と前記逆止め弁部材
(53)は協同して少なくとも30°以上の接触夾角
(A)を形成する、請求項11記載の油圧式ラッシュア
ジャスタ。 - 【請求項13】 前記弁座(55)は、その断面が半径
Rの円の1部を形成する、請求項9記載の油圧式ラッシ
ュアジャスタ。
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