JP2012067699A

JP2012067699A - 内燃機関のオイル供給装置

Info

Publication number: JP2012067699A
Application number: JP2010214035A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Harada; 健一原田; Kenichi Nakaoka; 賢一中岡; Yoshitaka Waseda; 義孝早稲田
Original assignee: JTEKT Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: JTEKT Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-09-24
Filing date: 2010-09-24
Publication date: 2012-04-05
Anticipated expiration: 2030-09-24
Also published as: JP5758603B2

Abstract

【課題】カムシャフトを軸支する軸受部ひいてはエンジン全長の短縮に有利な内燃機関のオイル供給装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る内燃機関のオイル供給装置は、一端部に可変バルブタイミング機構３０が連結されたカムシャフト２０と、可変バルブタイミング機構に駆動用オイルを供給すべくカムシャフト内部を軸方向に延びるカムシャフト内油路４４と、油圧ラッシュアジャスタにオイルを供給するための動弁系油路１５と、オイルが動弁系油路を流れた後にカムシャフト内油路に供給されるよう、動弁系油路とカムシャフト内油路とを接続する接続油路４５とを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は内燃機関のオイル供給装置に係り、特に、可変バルブタイミング機構に駆動用オイルを供給するための装置に関する。

カムシャフトの一端部に可変バルブタイミング機構を連結し、クランク位相に対するカム位相を可変としてバルブタイミングを可変にすることが知られている。可変バルブタイミング機構は一般的には油圧式であり、可変バルブタイミング機構に駆動用オイルを供給するため油路が形成されている。

一般的に、油路は、シリンダヘッドの内部から、オイルコントロールバルブ、カムシャフトの一端部を軸支する軸受部（特にカムシャフト外周面とこれを支持する軸受面との界面部）、およびカムシャフトの一端部の内部を通過して、可変バルブタイミング機構に至るよう構成されている。なお特許文献１には、バルブタイミング可変機構の作動時に油圧式ラッシュアジャスタに対するオイル通路を絞ってバルブタイミング可変機構へ強制的にオイルを供給することが開示されている。

実開平５−１８０４号公報

上述の一般的構成では、軸受部を通過する油路を形成することから、軸受部に必要な負荷容量以上に軸受部が長くなり、軸受部の長大化を招いていた。そしてこの結果、エンジン全長も長くなるという問題があった。

そこで本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その一の目的は、カムシャフトを軸支する軸受部ひいてはエンジン全長の短縮に有利な内燃機関のオイル供給装置を提供することにある。

本発明の一の態様によれば、
一端部に可変バルブタイミング機構が連結されたカムシャフトと、
前記可変バルブタイミング機構に駆動用オイルを供給すべく、前記カムシャフトの内部を軸方向に延びるカムシャフト内油路と、
油圧ラッシュアジャスタまたはロッカシャフト軸受部にオイルを供給するための動弁系油路と、
オイルが前記動弁系油路を流れた後に前記カムシャフト内油路に供給されるよう、前記動弁系油路と前記カムシャフト内油路とを接続する接続油路と、
を備えることを特徴とする内燃機関のオイル供給装置が提供される。

この構成によれば、カムシャフトの軸受部を通過する油路が不要となり、軸受部ひいてはエンジン全長を短縮することが可能である。

好ましくは、前記カムシャフト内油路が前記カムシャフトの他端面において開放され、当該開放端が前記カムシャフト内油路の入口端をなし、
前記接続油路が、前記動弁系油路の出口端と前記カムシャフト内油路の入口端とを接続する接続管により形成される。

好ましくは、前記カムシャフト内油路の入口端部に転がり軸受が設けられ、当該転がり軸受の内径面に前記接続管が挿入される。

好ましくは、前記カムシャフトの他端部に、前記カムシャフトよりも他端側に突出し且つ拡径された環状部材が取り付けられ、前記環状部材の内径面に転がり軸受が設けられ、当該転がり軸受の内径面に前記接続管が挿入される。

好ましくは、前記環状部材が、前記カムシャフトの位相を検出するためのセンサリングからなる。

好ましくは、前記転がり軸受の内輪に、一端側に突出し且つ前記カムシャフト内油路の入口端部の内周面に近接するラビリンス部が設けられる。

好ましくは、前記接続油路の一部が、前記カムシャフト内油路の最高位置より高い位置に位置される。

本発明によれば、カムシャフトを軸支する軸受部ひいてはエンジン全長の短縮に有利な内燃機関のオイル供給装置を提供することができるという、優れた効果が発揮される。

本発明の実施形態に係る内燃機関のオイル供給装置を示す斜視図である。シリンダブロックよりも上方のエンジン本体の構造を示す分解斜視図である。吸気弁を駆動するための駆動機構の構成を示す断面図である。ロッカーアームの断面図である。可変バルブタイミング機構に駆動用オイルを供給するための油路構造を示す断面図である。進角状態にある可変バルブタイミング機構を示す概略斜視図である。遅角状態にある可変バルブタイミング機構を示す概略斜視図である。カムシャフト後端部のセンサリングとカムポジションセンサを示す斜視図である。比較例の油路構造を示す断面図である。第１変形例を示す断面図である。第２変形例を示す断面図である。第３変形例を示す断面図である。第３変形例の内輪を示す図である。第３変形例の代替的な内輪を示す図である。第４変形例の油路構造を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を添付図面に基づき説明する。

図１は、本実施形態に係る内燃機関のオイル供給装置を示す。この装置におけるオイルの流れを図中矢印で示す。本実施形態の内燃機関は車両用直列４気筒４バルブエンジンである。

図示されるように、内燃機関（エンジン）１は、クランクシャフトＣＲによって駆動されるオイルポンプ２を備える。オイルポンプ２は、オイルパン３に貯留されているオイルをオイルストレーナー４を通じて吸引し、オイルフィルタ５に向けて吐出する。オイルフィルタ５を出たオイルは、シリンダブロック６のクランク軸方向に延設されたメインオイルホール７に流入する。

オイルはメインオイルホール７から各部に分配される。例えばオイルは、シリンダヘッド８とヘッドカバー９とで画成される動弁室Ｒ内の最上部に配設されたオイルデリバリーパイプ１０に分配される。オイルデリバリーパイプ１０内のオイルは、吸気カムシャフト２０および排気カムシャフト２１の長手方向の複数位置に滴下供給される。

またメインオイルホール７内のオイルは、クランクシャフトを軸支する複数のクランクジャーナル１２、クランクピン（図示せず）、オイルジェット１３、チェーンテンショナー１４にそれぞれ分配される。

さらにメインオイルホール７内のオイルは、各気筒に設けられた油圧ラッシュアジャスタ（以下ＨＬＡという）１６に供給される。この供給は、シリンダヘッド８内部に長手方向に延設されたＨＬＡ油路１５（本発明の動弁系油路に相当）を通じて行われる。ＨＬＡ油路１５は、吸気側および排気側に各一つずつ設けられ、エンジン本体のほぼ全長に沿って延びている。ここでエンジン本体とは、エンジン１の構造体ないしハウジング、すなわちシリンダブロック６、シリンダヘッド８、クランクケース１１、ヘッドカバー９およびオイルパン３からなる構造体をいう。ＨＬＡ１６は、１気筒当たりに吸気弁Ｖｉおよび排気弁Ｖｅと同数設けられ、本実施形態では１気筒当たりに吸気側に二つ、排気側に二つ設けられている。

図２は、シリンダブロック６よりも上方のエンジン本体の構造を示す。シリンダヘッド８は、下部のシリンダヘッド本体８Ａと上部のカムハウジング８Ｂとに分割して概ね構成される。そしてカムハウジング８Ｂには、カムシャフトベアリングキャップ８Ｃが上部からボルト（図示せず）により締結される。シリンダヘッドガスケット１７が、シリンダヘッド本体８Ａとシリンダブロック６の締結面の間に介在される。シリンダヘッドカバーガスケット１８が、シリンダヘッド８とヘッドカバー９の締結面の間に介在される。

図３は、一つの吸気弁Ｖｉを駆動するための駆動機構の構成を示す。この駆動機構は、吸気弁Ｖｉおよび排気弁Ｖｅのそれぞれに対して設けられている。

シリンダヘッド本体８Ａには、吸気ポート１９が形成されると共に、吸気ポート１９の出口を開閉する吸気弁Ｖｉが昇降可能に設けられている。吸気弁Ｖｉはバルブスプリング２２により閉弁方向または上昇方向に付勢される。吸気カムシャフト２０はロッカーアーム２３を介して吸気弁Ｖｉを押し下げて開弁する。ロッカーアーム２３はＨＬＡ１６との係合部を支点に回転する。ロッカーアーム２３には、図４に示されるようなローラーロッカーアームが用いられる。ロッカーアーム２３は、ローラ支持軸２４、複数のローラ２５、および接触輪としての外輪２６を有し、ロッカシャフト軸受部を構成する。ＨＬＡ油路１５がＨＬＡ１６に隣接してシリンダヘッド本体８Ａの内部に形成されている。

図５は、可変バルブタイミング機構３０に駆動用オイルを供給するための油路構造を示す。図の左右方向である吸気カムシャフト２０の長手方向或いは軸方向を、単に長手方向或いは軸方向ともいう。図の左側が吸気カムシャフト２０の一端側であり、この一端側を前端側とする。図の右側が吸気カムシャフト２０の他端側であり、この他端側を後端側とする。

本実施形態では、吸気側にのみ可変バルブタイミング機構３０を設けている。しかしながら、排気側に可変バルブタイミング機構を設け、吸気側と同様の油路構造を採用することも可能である。

吸気カムシャフト２０（以下単にカムシャフトともいう）はその前端部に前端ピース２７を有し、この前端ピース２７に可変バルブタイミング機構（以下ＶＶＴという）３０が同軸に連結されている。ＶＶＴ３０は前端ピース２７にボルト一体型オイルコントロールバルブ（以下ＯＣＶという）３１により締結されている。カムシャフト２０は、その長手方向に沿った複数の位置（特に各気筒の前後の位置）で、転がり軸受としてのニードルベアリング３２により軸支される。ニードルベアリング３２は、下側のカムハウジング８Ｂと上側のカムシャフトベアリングキャップ８Ｃにより挟持される。

特に、最前方に位置するカムハウジング８Ｂの前端壁８Ｂｆと、当該前端壁８Ｂｆに組み合わされる前端カムシャフトベアリングキャップ８Ｃｆとは、前端ニードルベアリング３２ｆを介して前端ピース２７を軸支する前端軸受部（所謂＃１ジャーナル）Ｂ１を形成すると共に、エンジン本体の前端壁をも形成する。前端ニードルベアリング３２ｆは、外輪３２ｆ１、内輪３２ｆ２および複数のローラ３２ｆ３を有する。

この前端部以外の箇所では、カムハウジング８Ｂの下部軸受壁８Ｂｌと、当該下部軸受壁８Ｂｌに組み合わされるカムシャフトベアリングキャップ８Ｃとが、ニードルベアリング３２を介して吸気カムシャフト２０を軸支する軸受部Ｂを形成する。図中右側に示す後端部では、最後方の軸受部Ｂよりさらに後方にてカムハウジング８Ｂの後端壁８Ｂｒが起立され、この後端壁８Ｂｒがエンジン本体の後端壁を形成する。ニードルベアリング３２は外輪３２１および複数のローラ３２３を有し、内輪を有しない。

本実施形態の吸気カムシャフト２０は、一定の内外径を有する中空パイプからなるカムシャフト本体２０Ａに、前記前端ピース２７と、複数のカムロブ２０Ｂとを圧入等により取り付けて概ね構成されている。カムシャフト本体２０Ａの前端部は、前端ピース２７のシャフト穴２８に圧入等により同軸に挿入固定されている。前端ピース２７には、シール等のためのフランジ２９が、前端壁８Ｂｆおよび前端カムシャフトベアリングキャップ８Ｃｆの後面に隣接して設けられている。前端ピース２７には、ＯＣＶ３１の取り付けのためのボルト穴３２も同軸に設けられている。

ＶＶＴ３０は、図６に示すように、互いに相対回転可能なカムスプロケット３３とベーン３４から概ね構成されている。カムスプロケット３３はＶＶＴ３０のハウジングをなすと共に、スプロケット３５を有する。スプロケット３５がタイミングチェーンによりクランクシャフトＣＲに連結され、カムスプロケット３３がクランクシャフトと同期回転する。ベーン３４は、前端ピース２７すなわちカムシャフト２０に実質的に固定され、カムシャフト２０と同期回転する。

カムスプロケット３３とベーン３４の間に、図６に示すような進角側油圧室３６と、図７に示すような遅角側油圧室３７とが形成されている。図６に示すように、進角側油圧室３６に駆動用オイルないし油圧が供給され且つ遅角側油圧室３７から油圧が排出されると、ベーン３４がカムスプロケット３３に対し進角側に回転され、カムシャフト２０がクランクシャフトに対し進角される。他方、図７に示すように、遅角側油圧室３７に油圧が供給され且つ進角側油圧室３６から油圧が排出されると、ベーン３４がカムスプロケット３３に対し遅角側に回転され、カムシャフト２０がクランクシャフトに対し遅角される。

図５に示すように、前端ピース２７には、ＶＶＴ３０に供給される駆動用オイルを流すための供給油路３８と、ＶＶＴ３０から排出されたオイルを動弁室Ｒ内に流すためのドレーン油路３９とが形成されている。供給油路３８の入口端はシャフト穴２８に連通される。供給油路３８は概ね前端ピース２７の軸方向に延びている。なお加工上の都合で供給油路３８の一部は前端ピース２７の外周面に開口されているが、この開口部は前端ニードルベアリング３２ｆの内輪３２ｆ２により塞がれる。

ＯＣＶ３１には、図示省略するが、油路を切り替えるための電磁スプール弁が装備されており、この電磁スプール弁がエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）により切替制御される。前端ピース２７の供給油路３８とＯＣＶ３１の入口ポートとを結ぶ第１油路４０、ＯＣＶ３１の第１ポートとＶＶＴ３０の進角側油圧室３６とを結ぶ第２油路４１、ＯＣＶ３１の第２ポートとＶＶＴ３０の遅角側油圧室３７とを結ぶ第３油路４２、およびＯＣＶ３１の出口ポートと前端ピース２７のドレーン油路３９とを結ぶ第４油路４３が、それぞれＶＶＴ３０またはＯＣＶ３１に形成されている。

ところで、カムシャフト本体２０Ａの軸心部の穴は本体内油路４４を形成する。この本体内油路４４と、前記供給油路３８およびシャフト穴２８とが、ＶＶＴ３０に駆動用オイルを供給すべくカムシャフト２０の内部を軸方向に延びる、本発明にいうカムシャフト内油路を構成する。そして本体内油路４４は、接続油路４５を介してＨＬＡ油路１５に接続され、オイルがＨＬＡ油路１５を流れた後に本体内油路４４ひいてはカムシャフト内油路に供給されるようになっている。オイルの流れを図中矢印で示す。本体内油路４４はＨＬＡ油路１５に対し下流側に位置されている。

本体内油路４４は、カムシャフト２０の後端面において開放されている。当該開放端が本体内油路４４ないしカムシャフト内油路の入口端をなす。また供給油路３８は、前端ピース２７の前端面で開放されている。当該開放端が、供給油路３８ないしカムシャフト内油路の出口端をなす。結局、カムシャフト内油路は、カムシャフト２０の全長に亘って延びている。

またＨＬＡ油路１５は、シリンダヘッド８Ａの外壁面、特に後端面において開放され、当該開放端がＨＬＡ油路１５の出口端をなす。

接続油路４５は、ＨＬＡ油路１５の出口端と本体内油路４４の入口端とを接続する、前方に開いた略Ｕ字状ないしコ字状の接続管４６により形成される。接続管４６は外部に露出されている。下方に位置する接続管４６の入口端部４６ＡはＨＬＡ油路１５に圧入して固定される。接続管４６は、ＨＬＡ油路１５を出た直後に上方に曲げられ、さらにカムシャフト２０の高さ位置で前方に曲げられる。

接続管４６の上部４６Ｂはカムハウジング後端壁８Ｂｒの穴４７を挿通され、接続管４６の出口端部４６Ｃは本体内油路４４に同軸に挿入される。カムハウジング後端壁８Ｂｒの穴４７にはオイルシール４８が設けられ、本体内油路４４の入口端部にも、接続管４６の出口端部４６Ｃとの隙間をシールするためのオイルシール４９が設けられる。接続管４６は、図示しないブラケット等により、シリンダヘッド本体８Ａおよびカムハウジング８Ｂの少なくとも一方の後端壁に外部から固定されている。図３にも接続管４６を仮想的に示す。

本体内油路４４の入口端部におけるオイルシール４９の内径は、ＨＬＡ油路１５の出口端部の内径より小さい、このため、接続管４６は、入口端部４６Ａから出口端部４６Ｃまでの間で、図示の如く徐々に、或いは段階的に縮径される。

なお、接続管４６および接続油路４５に関する構成は上述のものに限られない、接続管４６とＨＬＡ油路１５および本体内油路４４との接続にフランジや油圧カップリング等を用いてもよい。接続管４６にフレキシブルホースを用いてもよい。接続管４６をエンジン本体内部に設け、外部に露出させぬようにしてもよい。

図５に示すように、カムシャフト２０の後端部且つ外周面部には、カムシャフト２０の位相を検出するためのセンサリング５０が取り付けられている。図８に示すように、センサリング５０は、ヘッドカバー９に固定された非接触式のカムポジションセンサ５１と組み合わせて使用される。センサリング５０は、回転方向に間欠的に複数の凸部を有し、カムポジションセンサ５１がこれら凸部を検出することでカムシャフト２０の回転位相を検出する。

図５に示すように、ＨＬＡ油路１５を前方から後方へと流れてきたオイルは、その後接続油路４５に導入され、接続油路４５に沿って上昇し、本体内油路４４に供給される。そしてオイルは、本体内油路４４を後方から前方へと流れ、本体内油路４４の出口端が開放する前端ピース２７のシャフト穴２８に入る。その後オイルは、供給油路３８および第１油路４０を通じてＯＣＶ３１の入口ポートに供給される。

他方、ＯＣＶ３１の出口ポートから排出されたオイルは、第４油路４３と、前端ピース２７のドレーン油路３９とを通じて、動弁室Ｒに排出される。

本実施形態では、カムシャフト２０の軸受部に、一般的なジャーナル軸受（或いはプレーンベアリング）ではなく、転がり軸受を用いている。このため軸受部への積極給油は不要であり、軸受部に給油するための油路（周溝等）は設けられていない。転がり軸受への給油は雰囲気のオイルミスト等により行われる。

次に、本実施形態の利点を、図９に示す比較例と比較して説明する。この比較例は、前記実施形態よりも、一般的な構造に近い構造を有している。前端ピース２７には、周溝１０１が設けられており、この周溝１０１には、カムハウジング前端壁８Ｂｆの内部に形成された油路１０２から駆動用オイルが供給される。そして周溝１０１内のオイルは、前端ピース２７内に形成された供給油路１０３を通じて、第１油路４０と、ＯＣＶ３１の入口ポートとに供給される。

周溝１０１内のオイルが前方に漏れ出すのを防止するため、周溝１０１の前方で且つ前端ニードルベアリング３２ｆとの間に、半径方向外側に突出したリング状のシール部１０４が前端ピース２７に設けられる。同じく、周溝１０１内のオイルが後方に漏れ出すのを防止するため、周溝１０１の後方には、半径方向外側に突出したリング状のシール部１０５が前端ピース２７に設けられる。この比較例では、カムシャフト本体２０Ａ内の空間は油路として用いられない。他の構成は前記実施形態と同様であり、図中、同一の構成要素に同一の符号を付す。

なお、この比較例は理解の容易のため、前記実施形態とできるだけ近似した構成とした。しかしながら、前記実施形態からより離れたより一般的な構成としてもよい。例えば軸受は転がり軸受でなくジャーナル軸受であってもよいし、カムシャフトは中空パイプからなるカムシャフトではなく、より一般的な鋳造品としてもよい。周溝は、前端ピース側ではなく、軸受側に設けてもよい。

この比較例の場合だと、カムハウジング前端壁８Ｂｆの油路１０２から前端ピース２７の供給油路１０３に、駆動用オイルを供給する構造であるため、周溝１０１とその前後のシール部１０４，１０５が必須である。そのため、必要な負荷容量以上に前端軸受部Ｂ１が長くなる。前端軸受部Ｂ１は前記実施形態よりも長大化し、図示例ではΔＬだけ、前端の位置が前記実施形態より前となってしまう。このため、エンジン全長も長大化する。

また、周溝１０１の加工コストと、前端軸受部Ｂ１の長大化による材料コストとが加わり、コスト的にも不利である。さらに周溝１０１を介して径方向から軸方向へとオイル流れ方向を９０°変えるやり方は、圧力損失を増大する原因ともなり得る。

一方、図５に示す本実施形態の場合だと、ＨＬＡ油路１５のオイルを接続油路４５を介して本体内油路４４に供給し、この本体内油路４４から前端ピース２７の供給油路３８にオイルを供給する。このため、比較例のような油路としての周溝１０１、およびシール部１０４，１０５は不要であり、前端軸受部Ｂ１を、必要な負荷容量相当の長さに短縮できる。このため、エンジン全長も短縮することが可能である。

また、周溝１０１の加工が不要であり、前端軸受部Ｂ１の短縮化により材料コストも抑制できるため、コスト的にも有利である。さらに、本体内油路４４から前端ピース２７の供給油路３８へと軸方向にほぼストレートにオイルを流すことができるため、圧力損失の低減にも有利である。

このように、前記実施形態によれば、カムシャフトを軸支する軸受部ひいてはエンジン全長の短縮に有利な内燃機関のオイル供給装置を提供することが可能である。

次に、前記実施形態（以下基本実施形態という）の変形例を説明する。

図１０には第１変形例を示す。この第１変形例では、カムシャフト２０の後端部において、本体内油路４４の入口端部に転がり軸受としてのシール付ボールベアリング６０が設けられる。そしてこのボールベアリング６０の内径面６０１に接続管４６の出口端部４６Ｃが挿入される。接続管４６の出口端部４６Ｃは、ボールベアリング６０を介してカムシャフト２０の後端部に軸支される。

ボールベアリング６０は、外輪６０２、内輪６０３、複数のボール６０４、および軸方向前後のシール部材６０５を有する。内輪６０３の内径面６０１と、接続管４６の出口端部４６Ｃの外径面４６Ｄとの間には、シール部材としてのＯリング６１が設けられる。図示例ではＯリング６１を軸方向に位置決めするための溝が内径面６０１と外径面４６Ｄの両者に設けられているが、いずれか一方に設けられてもよい。

前記基本実施形態では当該挿入部においてカムシャフト２０と接続管４６との隙間に単なるシール部材としてのシールリング４９が設けられていた。このため、カムシャフト２０の回転時に摺動抵抗および回転抵抗が大きくなるのは否めない。また、シールリング４９が接続管４６に対し摺動するためシールリング４９の早期劣化も懸念される。

一方、この第１変形例では、当該隙間にボールベアリング６０を設けた。このため、カムシャフト２０の回転時における摺動抵抗および回転抵抗を低減することが可能である。また摺動箇所は実質的にボールベアリング内部の部材間だけなので、耐久性も大幅に向上することができる。

図１１には第２変形例を示す。この第２変形例では、カムシャフト２０の後端部に取り付けられたセンサリング５０Ａの構造が基本実施形態と異なる。

すなわち、センサリング５０Ａは板金プレス製であり、カムシャフト２０の後端部の外周面に圧入嵌合される取付管部６５と、取付管部６５よりも後方に位置され、且つ取付管部６５よりも拡径される支持管部６６と、支持管部６６よりも後方に位置され、且つ支持管部６６よりも拡径される環状のセンサ部６７とを一体的に有する。センサ部６７には周方向に間欠的に複数の歯が形成され、このセンサ部６７が、前記カムポジションセンサ５１によって検出される部分をなす。

センサリング５０Ａがカムシャフト２０の後端部に取り付けられると、支持管部６６およびセンサ部６７が、カムシャフト２０よりも後方に突出し且つ拡径されるようになる。支持管部６６の内径面６６Ａには、転がり軸受としてのシール付ボールベアリング６８が設けられる。そしてこのボールベアリング６８の内径面６８１に接続管４６の出口端部４６Ｃが挿入される。接続管４６の出口端部４６Ｃは、ボールベアリング６８を介してセンサリング５０Ａに軸支される。

第１変形例と同様、ボールベアリング６８は、外輪６８２、内輪６８３、複数のボール６８４、および軸方向前後のシール部材６８５を有する。内輪６８３の内径面６８１と、接続管４６の出口端部４６Ｃの外径面４６Ｄとの間には、シール部材としてのＯリング６９が設けられる。図示例ではＯリング６９を軸方向に位置決めするための溝が外径面４６Ｄのみに設けられているが、内径面６８１のみまたは両者に設けられてもよい。

この第２変形例によれば、カムシャフト２０の後端部よりも後方で且つ大径の支持管部６６にボールベアリング６８が設けられ、このボールベアリング６８に接続管４６の出口端部４６Ｃが挿入支持される。このため、第１変形例と比較して、ボールベアリング６８の内外径、ひいては接続管４６の出口端部４６Ｃの外径を大きくすることができる。

よって、より汎用的なサイズのボールベアリング６８を使用することができ、ボールベアリング６８のコストを低減できる。また、入口端部４６Ａと出口端部４６Ｃの外径が等しい一定径の接続管４６を使用することができ、接続管４６のコストをも低減できる。

なお、接続管４６をカムシャフト本体２０Ａと同一のパイプ材で形成することも可能であり、この場合にはさらなるコスト低減が可能である。さらにＨＬＡ油路１５をパイプ材で画成し、このパイプ材も接続管４６およびカムシャフト本体２０Ａと同一のパイプ材で形成すれば、より一層のコスト低減が可能である。

この第２変形例では、センサリング５０Ａが本発明の環状部材に相当する。しかしながら、環状部材は必ずしもセンサリングと共用でなくてもよい。接続管４６の取り付けのためだけに環状部材を設けてもよい。もっとも、環状部材をセンサリングと共用とすれば部品点数削減によるコスト低減が達成されるのは言うまでもない。環状部材ないしセンサリングは、板金プレス製でなくてもよく、例えば鋳造品であってもよい。

図１２には第３変形例を示す。この第３変形例では、第２変形例の構成に対し、ボールベアリング６８の内輪６８３の構造を変更している。

すなわち、内輪６８３には、前方に突出し且つ本体内油路４４の入口端部の内周面（即ちカムシャフト本体２０Ａの内径面）に近接するラビリンス部７０が設けられる。つまりラビリンス部７０を含む内輪６８３の軸方向の幅は、外輪６８２の軸方向の幅よりも大きい。

図１３に内輪６８３の外観を示す。これから分かるように、ラビリンス部７０の外周面には、軸方向に垂直な複数のラビリンス溝７１が設けられている。なお７２はＯリング６９を位置決めするための溝である。代替的に、図１４に示すように、螺旋状のラビリンス溝７１Ａを設けてもよい。ラビリンス部７０と、これが対向される本体内油路４４の内周面との間の最小クリアランスは、０．１ｍｍ以下とするのが好ましい。

この第３変形例によれば、ラビリンス部７０の存在により、ボールベアリング６８の前側のシール部材６８５に加わる油圧を低減できる。このため、カムシャフト２０の回転時における摺動抵抗および回転抵抗を低減することが可能である。

図１５には第４変形例を示す。この第４変形例では、基本実施形態の構成に対し、接続油路４５および接続管４６の構成を変更している。すなわち、接続油路４５の一部が、カムシャフト内油路の最高位置より高い位置に位置される。

より詳細には、接続管４６が、カムシャフト後端部への挿入位置よりも高い部分を有するよう屈曲されている。接続管４６において、上部４６Ｂは、カムハウジング後端壁８Ｂｒの穴４７から外部に出た直後に上方に曲げられ、さらにＵ字状に屈曲されている。こうして接続管４６には下方に開いたＵ字状の頂上部４６Ｄが設けられる。頂上部４６Ｄの内面のインコーナー側の最高位置Ｈ２は、本体内油路４４の最高位置Ｈ１よりも高い位置とされる。また当該最高位置Ｈ２は、前端ピース２７の供給油路３８の最高位置Ｈ３よりも高い位置とされる。これにより、最高位置Ｈ２は、カムシャフト内油路の最高位置より高い位置とされる。

この構成によると、エンジン停止時に、カムシャフト内油路、特に本体内油路４４のオイルが重力により接続油路４５を通じてＨＬＡ油路１５に逆流、落下し、戻されてしまうことを防止できる。すなわち、エンジン停止時に本体内油路４４にオイルを保持することができ、その後のエンジン始動時にＶＶＴ３０に速やかにオイルを供給し、ＶＶＴ３０を早期に作動開始することが可能である。

この第４変形例の構成は、第１〜第３変形例にも適用可能である。

以上、本発明の好適実施形態を詳細に述べたが、本発明の実施形態は他にも様々なものが考えられる。例えば内燃機関の用途、形式等は任意である。転がり軸受の種類も任意である。

前記ＨＬＡ油路１５の代わりに、ロッカシャフト軸受部にオイルを供給するための油路を、動弁系油路として用いてもよい。すなわち、ロッカーアームには、固定されたロッカシャフトに軸支されて回転するタイプのものがある。このものでは、各気筒のロッカシャフト軸受部に給油すべく、長手方向に延びた油路が形成されている。この油路は前記ＨＬＡ油路１５と同様の性格を持つため、動弁系油路として好適に採用可能である。

本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

１内燃機関
１６油圧ラッシュアジャスタ（ＨＬＡ）
２０吸気カムシャフト
３０可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）
４４本体内油路
４５接続油路
４６接続管
４６Ｄ頂上部
５０，５０Ａセンサリング
６０ボールベアリング
６０１内径面
６６支持管部
６６Ａ内径面
６８ボールベアリング
６８１内径面
６８３内輪
７０ラビリンス部

Claims

一端部に可変バルブタイミング機構が連結されたカムシャフトと、
前記可変バルブタイミング機構に駆動用オイルを供給すべく、前記カムシャフトの内部を軸方向に延びるカムシャフト内油路と、
油圧ラッシュアジャスタまたはロッカシャフト軸受部にオイルを供給するための動弁系油路と、
オイルが前記動弁系油路を流れた後に前記カムシャフト内油路に供給されるよう、前記動弁系油路と前記カムシャフト内油路とを接続する接続油路と、
を備えることを特徴とする内燃機関のオイル供給装置。
前記カムシャフト内油路が前記カムシャフトの他端面において開放され、当該開放端が前記カムシャフト内油路の入口端をなし、
前記接続油路が、前記動弁系油路の出口端と前記カムシャフト内油路の入口端とを接続する接続管により形成される
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のオイル供給装置。
前記カムシャフト内油路の入口端部に転がり軸受が設けられ、当該転がり軸受の内径面に前記接続管が挿入される
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のオイル供給装置。
前記カムシャフトの他端部に、前記カムシャフトよりも他端側に突出し且つ拡径された環状部材が取り付けられ、前記環状部材の内径面に転がり軸受が設けられ、当該転がり軸受の内径面に前記接続管が挿入される
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のオイル供給装置。
前記環状部材が、前記カムシャフトの位相を検出するためのセンサリングからなる
ことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関のオイル供給装置。
前記転がり軸受の内輪に、一端側に突出し且つ前記カムシャフト内油路の入口端部の内周面に近接するラビリンス部が設けられる
ことを特徴とする請求項４または５に記載の内燃機関のオイル供給装置。
前記接続油路の一部が、前記カムシャフト内油路の最高位置より高い位置に位置される
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関のオイル供給装置。