JP2013113107A - 内燃機関の補機取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 内燃機関において、カムシャフトによって駆動される補機とシリンダヘッドとの結合の安定性を高める。
【解決手段】 エンジン１の補機取付構造であって、動弁室１６を有するシリンダヘッド２と、端部に延長部５１を有する排気側カムシャフト３７と、シリンダヘッドの動弁室側の端面である結合面１７に結合され、左縁壁１３を越えて外方へと突出した下部ハウジング４２と、下部ハウジングに結合され、下部ハウジングとの間に延長部を受容するハウジング室４８を画成する上部ハウジング４３と、ハウジング室に突入するプランジャ８６を備え、第２ハウジングに支持された燃料噴射ポンプ４と、延長部に形成され、プランジャを進退させる補機駆動カム６１と、下部ハウジングに一体に設けられ、延長部を回転可能に支持する第１軸受下部５３及び第１カムキャップ５４とを有する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、内燃機関の補機取付構造に係り、詳しくはカムシャフトによって駆動される補機をシリンダヘッドに取り付ける構造に関する。

ＤＯＨＣ型の内燃機関において、インジェクタに高圧燃料を供給するインジェクションポンプ（燃料噴射ポンプ）や、ディーゼルエンジンのコモンレールに高圧燃料を供給するサプライポンプ等の燃料ポンプを、カムシャフトで駆動するようにしたものがある（例えば、特許文献１及び２）。特許文献１及び２に係る内燃機関では、カムシャフトの一端に、シリンダヘッドの縁壁を越えて外部へと突出する延長部が設けられている。延長部は、シリンダヘッドの縁壁に設けられた軸受によって片持ち支持され、突出端に燃料ポンプを駆動するためのポンプ駆動カムを有している。燃料ポンプは、ポンプ駆動カムによって駆動されるプランジャを備えており、プランジャを含むポンプ本体を支持するハウジングがシリンダヘッドの縁壁の側面にボルト締結されている。特許文献２に係る内燃機関では、燃料ポンプを支持するハウジングは、シリンダヘッドの縁壁に加え、軸受にもボルト締結されている。

特開２００３−１８４６８８号公報 特開平１１−３２４８４６号公報

燃料ポンプは、駆動抵抗（プランジャの進退抵抗）が大きいため、カムシャフトから受ける荷重が大きい。また、燃料ポンプは補機の内でも重量が大きいため、シリンダヘッドとの結合部には比較的大きな荷重が加わる。そのため、特許文献１及び２に係る内燃機関のように、カムシャフトの延長部を支持する軸受をシリンダヘッドの縁壁に設け、燃料ポンプを支持するハウジングを前記軸受とは別部材としてシリンダヘッドの縁壁に締結した場合、カムシャフトから燃料ポンプに加えられる荷重によってシリンダヘッドと燃料ポンプのハウジングとの間に口開きが生じるという問題がある。口開きが生じ、軸受と燃料ポンプのハウジングとの相対位置に変化が生じた場合には、軸受や軸受によって支持される延長部のジャーナル部に偏摩耗が生じ、振動や異音が発生する。また、特許文献２のように、燃料ポンプのハウジングを軸受に直接に締結した場合には、軸受に燃料ポンプの荷重が直接に加わり、上述した偏摩耗や振動、異音の発生が顕著となる。

本発明は、以上の問題を鑑みてなされたものであって、内燃機関において、カムシャフトによって駆動される補機とシリンダヘッドとの結合の安定性を高めることを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、内燃機関（１）の補機取付構造であって、一側に動弁室（１６）を有するシリンダヘッド（２）と、前記動弁室に回転自在に配置され、端部に延長部（５１）を同軸かつ一体に有するカムシャフト（３７）と、前記シリンダヘッドと前記延長部との間に配置され、前記シリンダヘッドの前記動弁室側の端面（１７）に結合されると共に、前記カムシャフトの延在方向において前記延長部が配置される側の前記シリンダヘッドの端部（１３）を越えて外方へと突出した第１ハウジング（４２）と、前記第１ハウジングに結合され、前記第１ハウジングとの間に前記延長部を受容するハウジング室（４８）を画成する第２ハウジング（４３）と、前記ハウジング室に突入するプランジャ（８６）を備えると共に、前記第２ハウジングに支持され、前記プランジャの進退によって駆動される補機（４）と、前記延長部に形成され、前記プランジャを進退させる補機駆動カム（６１）と、前記第１ハウジングに一体に設けられ、前記延長部を回転可能に支持する第１軸受（５３、５４）とを有することを特徴とする。

この構成によれば、第１ハウジングが補機駆動カムからカムシャフトの径方向の一方向に荷重を受けるため、動弁室側からシリンダヘッドに結合することによって、補機駆動カムから受ける荷重に対して効率良く抗することができる。すなわち、第１ハウジングとシリンダヘッドとの結合安定性が向上し、第１ハウジングとシリンダヘッドとの間に口開きが生じる虞が低減する。また、カムシャフトを支持する第１軸受を第１ハウジングに一体に形成したため、第１ハウジングは補機駆動カムから補機及び第２ハウジングを介して補機駆動カムから荷重を受ける一方、補機駆動カム、カムシャフト、第１軸受を介して補機から反力を受ける。この反力によって、第１ハウジングは、シリンダヘッド側に押さえ付けられるため、第１ハウジングとシリンダヘッドとの結合がより強固となって、第１ハウジングとシリンダヘッドとの結合面に口開きが生じる虞が低減する。

本発明の他の側面は、前記延長部の前記第１軸受に支持された部分と前記補機駆動カムとの間の部分を回転可能に支持するべく、前記第１ハウジングに一体に設けられた第２軸受（５６、５７）を更に有することを特徴とする。

この構成によれば、延長部は第１軸受及び第２軸受を介して第１ハウジングに安定的に支持される。

本発明の他の側面は、前記第２軸受は、前記カムシャフトの延在方向において、前記シリンダヘッドの前記端部よりも前記シリンダヘッドの内方に配置され、前記補機駆動カムは、前記カムシャフトの延在方向において、前記シリンダヘッドの前記端部よりも前記シリンダヘッドの外方に配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、第１軸受及び第２軸受が、第１ハウジングの、カムシャフトの延在方向においてシリンダヘッドと重なる部分に配置されているため、第１軸受及び第２軸受がシリンダブロックに支持され、延長部の支持剛性が向上する。また、補機駆動カムをシリンダヘッドの端部外方に配置することによって、シリンダヘッド内に補機駆動カムを配置するスペースを省略することができるため、シリンダヘッドの小型化が図れる。

本発明の他の側面は、前記延長部の前記補機駆動カムが設けられた部分は、前記第２軸受に片持ち支持されていることを特徴とする。

この構成によれば、延長部を片持ち支持したことによって、延長部の端部を支持する軸受を省略することができると共に、延長部を短縮することができる。これにより、第１ハウジング及び内燃機関全体のカム軸方向寸法の小型化が図れる。

本発明の他の側面は、前記延長部の前記第１軸受に支持された部分と、前記第２軸受に支持された部分との間の部分には、前記カムシャフトの延在方向を向く衝当面を備えたスラストプレート（６２）が突設され、前記第１ハウジングには、前記スラストプレートを前記カムシャフトの回転方向に回転可能に受容するスラストプレート受容溝（６４）が形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、第１軸受と第２軸受との間のデッドスペースにスラストプレートを配置したため、延長部及び第１ハウジングの小型化が図れる。

本発明の他の側面は、前記第１軸受及び前記第２軸受の少なくとも一方から溢れ出た潤滑油を前記スラストプレート受容溝に導く油溝（１２１）を有することを特徴とする。

この構成によれば、第１軸受及び第２軸受の少なくとも一方からスラストプレート受容溝に潤滑油を供給することができる。

本発明の他の側面は、前記スラストプレートは、径方向に突出する突起（６３）を有し、前記第２ハウジングには、前記突起を検出するセンサが設けられることを特徴とする。

この構成によれば、スラストプレートを角度検出のためのパルサープレートとして併用することができ、部品点数の削減が図れる。また、スラストプレートは、高い剛性を有することが一般的であり、変形し難いため、検出誤差を小さくすることができる。

本発明の他の側面は、前記動弁室には、前記延長部（５１）を有する排気側カムシャフト（３７）と、前記排気側カムシャフトと平行に配置された吸気側カムシャフト（３０）とが回転可能に支持されており、前記第１ハウジングは、前記吸気側カムシャフトの端部を回転可能に支持する吸気側軸受（６８、６９）を有する。

この構成によれば、第１ハウジングが吸気側カムシャフトを支持することによって、吸気側カムシャフトを支持するべくシリンダヘッドに設けられる軸受の一部を省略することができる。それにより、第１ハウジングを動弁室に配置するスペースを確保することができ、第１ハウジングのシリンダヘッドに対する支持面を増大させることができる。

本発明の他の側面は、前記動弁室は、前記シリンダヘッドの側縁に沿って延設された縁壁（１１〜１４）によって囲まれ、前記動弁室には、前記カムシャフトと平行に延在するロッカシャフト（３３）が配置され、前記第１ハウジングは、前記縁壁の突出端面（１７）に結合されると共に、前記動弁室内に延出した延出部（６６）と、前記ロッカシャフトの端部を支持するべく、前記延出部に一体に形成されたロッカシャフト支持部（６７）とを有することを特徴とする。

この構成によれば、第１ハウジングが吸気側ロッカシャフトを支持することによって、吸気側ロッカシャフトを支持するべくシリンダヘッドに設けられるロッカシャフト支持部の一部を省略することができる。それにより、第１ハウジングを動弁室に配置するスペースが確保される。

以上の構成によれば、内燃機関において、カムシャフトによって駆動される補機とシリンダヘッドとの結合の安定性を高めることができる。

エンジンの上部構造を示す斜視図 エンジンの上部構造を示す左側面図 燃料噴射ポンプの分解斜視図 シリンダヘッド及び下部ハウジングを示す平面図 シリンダヘッド及び下部ハウジングを示す斜視図 下部ハウジングを拡大して示す平面図 下部ハウジングを拡大して示す平面図 シリンダヘッド、下部ハウジング及び上部ハウジングを示す前側面図 図４のIX−IX断面図 図１のX−X断面図 図２のXI−XI断面図 図１のXII−XII断面図 図６のXIII−XIII断面図

以下、図面を参照して、本発明を自動車のエンジンに適用した実施形態について詳細に説明する。本実施形態に係るエンジン１は、直列４気筒４バルブＤＯＨＣ型のガソリン直噴エンジンである。図に示す方向は、車体の進行方向を前方とし、シリンダ軸線方向においてシリンダブロックに対するシリンダヘッド（ヘッドカバー）側を上方として定めている。エンジン１は、車体に横置きに配置されており、シリンダ列方向（クランク軸方向）が左右方向（車幅方向）と一致している。各図では、エンジン１のシリンダヘッド２と、シリンダヘッド２の上端に結合されるヘッドカバー３及び燃料噴射ポンプ４とに注目し、シリンダヘッド２の下端に結合されるシリンダブロック等は省略する。

図１〜図４に示すように、シリンダヘッド２は、左右方向に延在した略直方体状の下部と、下部の上端に設けられた箱形の上部とを有している。シリンダヘッドの下部には、シリンダヘッド２の下面に開口する４つの燃焼室（図示しない）と、各燃焼室から前方に延びる排気ポート（図示しない）と、各燃焼室から後方に延び、シリンダヘッドの後側面に開口する吸気ポート６とが形成されている。各排気ポートは、シリンダヘッド２の下部内部に形成された排気集合室８に連続し、排気集合室８は前端（下流端）がシリンダヘッド２の前側面に開口している。図４に示すように、シリンダヘッド２の上部は、シリンダヘッド２の下部の縁部に沿って上方へと立設された前縁壁１１、後縁壁１２、左縁壁１３及び右縁壁１４と、下部の上面をなす底壁１５とによって、上方に向けて開口する略直方体箱形の動弁室１６を画成している。前縁壁１１、後縁壁１２、左縁壁１３及び右縁壁１４の上端には、上方を向く結合面１７が形成されている。後に、詳述するが、結合面１７には、ヘッドカバー３及び燃料噴射ポンプ４が締結され、それらによって動弁室１６の上部が覆われる。

図４に示すように、シリンダヘッド２の底壁１５には、図示しないインジェクタが挿入されるインジェクタ孔２１、図示しない点火プラグが挿入されるプラグ孔２２及び図示しない吸気バルブ及び排気バルブが挿入されるバルブ孔２３が形成されている。インジェクタ孔２１、プラグ孔２２及びバルブ孔２３は、それぞれ燃焼室に連通している。

図３及び図４に示すように、底壁１５の後部には、複数の吸気側ロッカシャフト軸受２５が一体に突設されている。吸気側ロッカシャフト軸受２５には、吸気側ロッカシャフト２６が、支持されている。吸気側ロッカシャフト２６には、吸気バルブが連結された吸気側ロッカアーム２７が回転（回動）自在に軸支されている。吸気側ロッカシャフト軸受２５の突出端（上端）には、半円状の凹部が形成され、凹部を覆うように吸気側カムキャップ２８が締結されている。吸気側ロッカシャフト軸受２５の突出端及び吸気側カムキャップ２８は、吸気側カムシャフト軸受２９を形成する。吸気側カムシャフト軸受２９には、吸気側カムシャフト３０が支持されている。

底壁１５の前部には、複数の排気側ロッカシャフト軸受３２が一体に突設されている。排気側ロッカシャフト軸受３２には、排気側ロッカシャフト３３が支持されている。排気側ロッカシャフト３３には、排気バルブが連結された排気側ロッカアーム３４が回転自在に軸支されている。排気側ロッカシャフト軸受３２の突出端（上端）には、半円状の凹部が形成され、凹部を覆うように排気側カムキャップ３５が締結されている。排気側ロッカシャフト軸受３２の突出端及び排気側カムキャップ３５は、排気側カムシャフト軸受３６を形成する。排気側カムシャフト軸受３６には、排気側カムシャフト３７が回転自在に支持されている。

吸気側カムシャフト３０、排気側カムシャフト３７、吸気側ロッカシャフト２６及び排気側ロッカシャフト３３は、それぞれ、シリンダヘッド２の長手方向（左右方向）に延在している。吸気側カムシャフト３０には吸気側ロッカアーム２７を駆動する吸気側カム３８が形成され、排気側カムシャフト３７には排気側ロッカアーム３４を駆動する排気側カム３９が形成されている。吸気側カムシャフト３０及び排気側カムシャフト３７は、図示しないタイミングベルト（チェーン）を介してクランクシャフトによって回転させられる。

図３に示すように、燃料噴射ポンプ４は、ポンプ本体４１と、ポンプ本体４１をシリンダヘッド２に支持するための下部ハウジング（第１ハウジング）４２及び上部ハウジング（第２ハウジング）４３とを有している。図３及び図８に示すように、下部ハウジング４２は、左縁壁１３、前縁壁１１及び後縁壁１２の左端部の結合面１７と、底壁１５の左端部の適所から上方へと突設された複数のボス部４４とに締結され、シリンダヘッド２の左端部上方に配置されると共に、左縁壁１３を越えてシリンダヘッド２の左方外方に突出している。上部ハウジング４３は、下部ハウジング４２の上部を覆うように下部ハウジング４２に締結される。シリンダヘッド２、下部ハウジング４２及び上部ハウジング４３の締結は、下部ハウジング４２及び上部ハウジング４３を貫通し、シリンダヘッド２に螺合するボルトや、上部ハウジング４３を貫通し、下部ハウジング４２に螺合するボルトによって行われている。

下部ハウジング４２の前部であって、排気側カムシャフト３７の延長線に対応する部分の上面には、上方に向けて開口する凹部である下部ハウジング凹部４６が形成されている。上部ハウジング４３の下面であって、下部ハウジング凹部４６に対応する部分には、下方に向けて開口する凹部である上部ハウジング凹部４７が形成されている（図１２参照）。下部ハウジング凹部４６及び上部ハウジング凹部４７は、互いに組み合わされて１つのハウジング室４８を画成する。ハウジング室４８は、左右両側方に開口しており、左側部がキャップ４９によって閉塞されている（図１参照）。これにより、ハウジング室４８は、左側部の排気側カムシャフト３７に対応する部分が開口している。

図３に示すように、排気側カムシャフト３７は、その左端部に同軸かつ一体に形成された延長部５１を有している。延長部５１は、ハウジング室４８内に突入している。延長部５１の突出端（左端）は、ハウジング室４８内において、左縁壁１３よりも左方に配置されている。

図３及び図９に示すように、下部ハウジング４２の下部ハウジング凹部４６の右端部分には、延長部５１を回転可能に支持する軸受の下半部をなす第１軸受下部５３が一体に形成されている。第１軸受下部５３には軸受の上半部をなす第１カムキャップ５４がボルト締結され、第１軸受下部５３と第１カムキャップ５４との間に延長部５１が回転可能に支持される。すなわち、第１軸受下部５３及び第１カムキャップ５４は、延長部５１を支持する第１軸受を構成する。延長部５１の、第１軸受下部５３と第１カムキャップ５４とによって支持された部分を第１ジャーナル部５５とする。

下部ハウジング４２の下部ハウジング凹部４６の第１軸受下部５３よりも左方に位置する部分であって、シリンダヘッド２の左縁壁１３の外面よりも右方に位置する部分（すなわち、上方から見てシリンダヘッド２と重なる部分）には、延長部５１を回転可能に支持する軸受の下半部をなす第２軸受下部５６が一体に形成されている。第２軸受下部５６には軸受の上半部をなす第２カムキャップ５７がボルト締結され、第２軸受下部５６と第２カムキャップ５７との間に延長部５１が回転可能に支持される。すなわち、第２軸受下部５６及び第２カムキャップ５７は、延長部５１を支持する第２軸受を構成する。延長部５１の、第２軸受下部５６と第２カムキャップ５７とによって支持された部分を第２ジャーナル部５８とする。

延長部５１の第２ジャーナル部５８よりも左方に位置する部分は、第２軸受下部５６及び第２カムキャップ５７に片持ち支持されており、その外周面に燃料噴射ポンプ４を駆動するためのポンプ駆動カム（補機駆動カム）６１が形成されている。図９に示すように、ポンプ駆動カム６１は、シリンダヘッド２の左縁壁１３よりも左方に配置されている。ポンプ駆動カム６１は、ハウジング室４８内において、下部ハウジング凹部４６及び上部ハウジング凹部４７の壁面と干渉することなく回転可能となっている。

延長部５１の第１ジャーナル部５５と第２ジャーナル部５８との間の部分には、径方向外方に突出した円板状のスラストプレート６２が形成されている。スラストプレート６２は左側部及び右側部に、排気側カムシャフト３７のスラスト方向（左右方向）を向く衝止面を有すると共に、その周縁部に径方向外方に突出する突起６３を有している。図７に示すように、下部ハウジング４２の第１軸受下部５３と第２軸受下部５６との間の部分には、スラストプレート６２の一部（下端部）を回転可能に受容するスラストプレート受容溝６４が凹設されている。スラストプレート６２は、左右側部の衝止面においてスラストプレート受容溝６４の側壁に衝当することによって、排気側カムシャフト３７のスラスト方向位置を定めている。

図９に示すように、下部ハウジング４２の右端部であって、第１軸受下部５３の略下方には、動弁室１６内を下方へと延出した延出部６６が形成されている。延出部６６の下端は、左縁壁１３の結合面１７よりも下方へと延び、底壁１５に近接して配置されている。延出部６６には、右方に向けて開口する有底の円筒形状を呈する排気側ロッカシャフト支持部６７が形成されている。排気側ロッカシャフト３３の左端は、排気側ロッカシャフト支持部６７に挿入され、回転不能に結合される。

また、図５及び図６に示すように、下部ハウジング４２の右端部であって、吸気側カムシャフト３０に対応する部分には第３軸受下部６８が形成されている。第３軸受下部６８には、第３カムキャップ６９が締結され、第３軸受下部６８と第３カムキャップ６９との間に吸気側カムシャフト３０の左端が回転可能に支持される。すなわち、第３軸受下部６８及び第３カムキャップ６９は、吸気側カムシャフト３０を支持する第３軸受を構成する。下部ハウジング４２の第３軸受下部６８の下方には、動弁室１６内を下方へと延出した延出部７１が形成され、延出部７１には、右方に向けて開口する有底の円筒形状を呈する吸気側ロッカシャフト支持部７２が形成されている。吸気側ロッカシャフト２６の左端は、吸気側ロッカシャフト支持部７２に挿入され、回転不能に結合される。

図５及び図６に示すように、下部ハウジング凹部４６の底面７４上には、第２軸受下部５６の後端の側部から、左方かつ後方へと延びる結合座７５が突設されている。結合座７５は、ポンプ駆動カム６１と干渉しないように、概ねポンプ駆動カム６１の後方に延在している。結合座７５の上面は、第２軸受下部５６の第２カムキャップ５７との結合面と同一平面に形成されており、その先端部である結合座先端部７６は上部ハウジング４３と突き当たる結合面となっている。結合座７５の上面の基端部である結合座基端部７７は、第２カムキャップ５７から延出した第２カムキャップ延出部７８によって覆われている。

図１及び図３に示すように、上部ハウジング４３は、上部ハウジング凹部４７のスラストプレート６２と対向する部分と上部ハウジング４３の上面とを連通するセンサ孔８１を有している。センサ孔８１には、スラストプレート６２の突起６３を検出することによって、排気側カムシャフト３７の回転位置や回転速度を検出する回転センサ（図示しない）が挿入され、結合される。これにより、スラストプレート６２は、突起６３によって回転に応じたパルス信号を発生するパルサープレートとして機能する。

図１１及び図１２に示すように、上部ハウジング４３は、上部ハウジング凹部４７の内面（下面）と上部ハウジング４３の上面とを連通する断面円形状の貫通孔であるプランジャ支持孔８２を有している。プランジャ支持孔８２は、その軸線が排気側カムシャフト３７の延長部５１の径方向と一致し、かつ前後方向に対して傾斜するように配置されている。なお、エンジン１が傾斜して配置されている場合には、プランジャ支持孔８２の軸線が水平方向に対して傾斜するように配置されている。本実施形態では、プランジャ支持孔８２の軸線が前後方向に対して約４５°傾斜している。プランジャ支持孔８２の外端は、段違いに拡径されている。

図１１及び図１２に示すように、ポンプ本体４１は、公知のプランジャポンプであり、詳細な図示は省略するが、燃料通路（図示しない）を備えたポンプ本体ケーシング８５と、ポンプ本体ケーシング８５に出没可能に設けられたプランジャ８６とを有している。ポンプ本体４１は、プランジャ８６がポンプ本体ケーシング８５から突出する際に、ポンプ本体ケーシング８５内の燃料油路に燃料を引き込み、プランジャ８６がポンプ本体ケーシング８５内に没入する際に燃料を加圧すると共に、ポンプ本体ケーシング８５の外部に送り出す。

プランジャ８６の先端には、ローラ８７を回転自在に支持するローラホルダ８８が結合されている。ローラホルダ８８は、プランジャ８６の先端に結合された円板状の基板８９と、基板８９のプランジャ８６側と相反する方向に突設された一対の支持板９０と、基板８９の周縁部から支持板９０側と相反する方向に突出した円筒状のスカート９１とを有している。一対の支持板９０間には支持軸９２が掛け渡され、支持軸９２にはローラ８７が回転可能に軸支されている。基板８９には、プランジャ８６の進退方向に沿って貫通するオイル通孔８４が複数形成されている。基板８９とポンプ本体ケーシング８５との間には圧縮コイルばね９３が介装されている。圧縮コイルばね９３は、ローラホルダ８８を介してプランジャ８６をポンプ本体ケーシング８５から突出する方向に付勢している。

プランジャ８６がプランジャ支持孔８２に配置され、ポンプ本体ケーシング８５の一部がプランジャ支持孔８２の外端に嵌合した状態で、ポンプ本体ケーシング８５は上部ハウジング４３に締結されている。プランジャ８６は、プランジャ支持孔８２内を斜め下方に向けて延在し、ローラ８７が最下端に配置されている。このとき、ローラホルダ８８のスカート９１は、プランジャ支持孔８２の内壁に摺接し、ローラホルダ８８の一部及びローラ８７はハウジング室４８に突出し、ローラ８７がポンプ駆動カム６１に衝当（転接）している。プランジャ支持孔８２には、軸線方向に延設されたガイド溝が形成されており、スカート９１の外周面上にはガイド溝に突入するガイド凸部が形成されている。ガイド凸部がガイド溝内を摺動することによって、ローラホルダ８８のプランジャ支持孔８２に対する回転位置が定められている。排気側カムシャフト３７が回転すると、ポンプ駆動カム６１によってプランジャ８６がポンプ本体ケーシング８５に対して進退させられ、ポンプ本体４１が燃料を圧送する。以上のようにして、排気側カムシャフト３７の回転に応じて駆動する燃料噴射ポンプ４が構成されている。

図１に示すように、ヘッドカバー３は、シリンダヘッド２の動弁室１６の右端部から左端部へと延在し、その左縁部９４は、上部ハウジング４３の上面上に延出し、上部ハウジング４３の右縁部を覆っている。すなわち、ヘッドカバー３は上方から上部ハウジング４３にオーバーラップする形で結合している。ヘッドカバー３の左縁部９４と上部ハウジング４３の上面右縁部との間には、液体パッキンが介装され、シールがなされている。このようにして、動弁室１６は、ヘッドカバー３及び燃料噴射ポンプ４によって覆われている。

図１０に示すように、シリンダヘッド２の左端部分には、クランクケースに形成されたブローバイガスの通路であるケース側ブローバイ通路（図示しない）に連続するヘッド側ブローバイ通路９５が形成されている。ケース側ブローバイ通路は、一端がクランクケースのクランク室（図示しない）に連通する一方、他端がシリンダヘッド２との結合面である上端面に開口している。ヘッド側ブローバイ通路９５は、左縁壁１３内を上下方向に延在し、その下端がシリンダヘッド２の下端面に開口してケース側ブローバイ通路に連通する一方、その上端が左縁壁１３の上端面である結合面１７に開口している。

下部ハウジング４２には、上下方向に延在し、その下端が下部ハウジング４２の下端面（左縁壁１３の結合面１７と接合する面）に開口してヘッド側ブローバイ通路９５に連通する一方、その上端が下部ハウジング４２の上端面（上部ハウジング４３との結合面）に開口した下部側ブローバイ通路９６が形成されている。図３〜図６に示すように、下部側ブローバイ通路９６は、左右方向において、ポンプ駆動カム６１よりも右方であって、第１軸受下部５３と第２軸受下部５６との間に配置されている。また、下部側ブローバイ通路９６は、前後方向において、排気側カムシャフト３７と吸気側カムシャフト３０との間（第１軸受下部５３と第３軸受下部６８との間）に配置されている。より詳細には、図６に示すように、下部側ブローバイ通路９６の上端は、上方から見てスラストプレート６２と重ならないように、スラストプレート６２の後方に配置されている。

図１０に示すように、上部ハウジング４３には、上下方向に延在し、その下端が上部ハウジング４３の下端面（下部ハウジング４２との結合面）に開口して下部ハウジング４２の下部側ブローバイ通路９６の上端に連通する一方、その上端が上部ハウジング４３の上端面であって、ヘッドカバー３の左縁部９４によって覆われた部分に開口する上部側ブローバイ通路９７が形成されている。

ヘッドカバー３の上面の前部側には、下方に向けて開口する箱形のブリーザケース９８が結合されている。ブリーザケース９８は、左右方向に延在し、ヘッドカバー３の上面との間に気液分離室（ブリーザ室）９９を画成する。ブリーザケース９８の内面には、複数のバッフル板（図示しない）が突設され、内部を通過するブローバイガスからオイルミストを取り除く。ヘッドカバー３の左縁部９４には、一端が上部ハウジング４３との結合面に開口して上部側ブローバイ通路９７に連通する一方、他端がブリーザケース９８に覆われた部分に開口し、気液分離室９９に連通するカバー側ブローバイ通路１０１が形成されている。以上の構成により、クランク室のブローバイガスは、ケース側ブローバイ通路、ヘッド側ブローバイ通路９５、下部側ブローバイ通路９６、上部側ブローバイ通路９７及びカバー側ブローバイ通路１０１を順に通過して気液分離室９９に供給される。ブローバイガスは気液分離室９９においてオイルが分離された後、図示しないＰＣＶバルブ等を通過して吸気ポート６に連通する吸気配管（図示しない）に導入される。

次に、燃料噴射ポンプ４の潤滑構造について説明する。図９に示すように、排気側カムシャフト３７及びその延長部５１の内部には、軸線方向に延在する排気側カムシャフト油路１１１が形成されている。排気側カムシャフト油路１１１の左端は、延長部５１の端部においてキャップ１１２によって閉塞されている。第１ジャーナル部５５には、その外周面から排気側カムシャフト油路１１１へと延びる第１連通油路１１３が形成されている。第１ジャーナル部５５の外周面の第１連通油路１１３が開口した部分には、周方向に延在する環状の第１ジャーナル油溝１１４が形成されている。図７及び図９に示すように、第１軸受下部５３の第１ジャーナル部５５との摺接面であって、第１ジャーナル油溝１１４と対向する部分には、第１ジャーナル部５５の周方向に延在する第１軸受下部油溝１１５が形成されている。

図９に示すように、第２ジャーナル部５８には、その外周面から排気側カムシャフト油路１１１へと延びる第２連通油路１１７が形成されている。第２ジャーナル部５８の外周面の第２連通油路１１７が開口した部分には、周方向に延在する環状の第２ジャーナル油溝１１８が形成されている。図７及び図９に示すように、第２軸受下部５６の第２ジャーナル部５８との摺接面であって、第２ジャーナル油溝１１８と対向する部分には、第２ジャーナル部５８の周方向に延在する第２軸受下部油溝１１９が形成されている。

図７及び図９に示すように、スラストプレート受容溝６４の前後方向における中間部には、スラストプレート受容溝６４から左右方向へと張り出した左右一対の油溝１２１が形成されている。スラストプレート６２はスラストプレート受容溝６４の底部から離間して受容されており、左右の油溝１２１はスラストプレート受容溝６４を介して連続している。

図６に示すように、第２軸受下部５６の第２カムキャップ５７との結合面には、一端が第２軸受下部油溝１１９に連続すると共に、他端が結合座基端部７７に延びる結合座側油溝１２３が形成されている。図１３に示すように、第２カムキャップ５７及び第２カムキャップ延出部７８の第２軸受下部５６及び結合座基端部７７との結合面には、結合座側油溝１２３に沿ってキャップ側油溝１２４が形成されている。結合座側油溝１２３の結合座基端部７７における端部には、結合座７５の内部に形成されると共に、一端が結合座７５の結合座先端部７６の上面に開口した結合座内油路１２５の他端が開口している。結合座内油路１２５は、図１３に示すように、結合座基端部７７から結合座先端部７６の下方へと延びる第１の直線状通路と、結合座先端部７６から下方へと延びる第２直線状通路とによって構成されている。このように、結合座内油路１２５を２つの直線状の通路を組み合わせたＶ字状通路とすることで、結合座７５内に通路を容易に加工することができる。

上部ハウジング４３の結合座先端部７６と結合する部分には、結合座内油路１２５に連通する上部ハウジング油路１２７の一端が開口している。上部ハウジング油路１２７の他端は、プランジャ支持孔８２に開口している。

以上のように構成された燃料噴射ポンプ４の潤滑構造では、エンジン補機として公知のオイルポンプ（図示しない）からシリンダブロック及びシリンダヘッド２等を介して排気側カムシャフト３７の排気側カムシャフト油路１１１に潤滑油が供給される。排気側カムシャフト油路１１１に供給された潤滑油は、第１連通油路１１３、第１ジャーナル油溝１１４及び第１軸受下部油溝１１５を通して第１ジャーナル部５５の外周面に供給される。また、排気側カムシャフト油路１１１に供給された潤滑油は、第２連通油路１１７、第２ジャーナル油溝１１８及び第２軸受下部油溝１１９を通して第２ジャーナル部５８の外周面に供給される。第１ジャーナル部５５及び第２ジャーナル部５８の外周面に供給され、第１軸受下部５３及び第２軸受下部５６から溢れ出た潤滑油は、油溝１２１によってスラストプレート受容溝６４へと供給される。

第２軸受下部油溝１１９に供給された潤滑油は、結合座側油溝１２３、キャップ側油溝１２４、結合座内油路１２５、上部ハウジング油路１２７を通過してプランジャ支持孔８２に供給される。プランジャ支持孔８２に供給された潤滑油は、ローラホルダ８８のスカート９１の外周面に供給され、スカート９１の外周面とプランジャ支持孔８２の内周面との間で押し出されてローラホルダ８８の先端側及び基端側に移動する。ローラホルダ８８の先端側に押し出された潤滑油は、重力及びプランジャ８６の進退運動によって支持板９０及び支持軸９２の表面を伝ってローラ８７の表面へと流下し、ポンプ駆動カム６１のカム面に供給される。また、ローラホルダ８８の基端側に移動した潤滑油は、上側よりスカート９１の端部を回り込んでスカート９１の内周面側に入り、オイル通孔８４を通過してローラ８７上に流下する。このようにして、燃料噴射ポンプ４のプランジャ８６及びポンプ駆動カム６１は、排気側カムシャフト３７、下部ハウジング４２及び上部ハウジング４３に形成された油路を介して潤滑油の供給を受ける。

ローラ８７及びポンプ駆動カム６１に供給された潤滑油は、下部ハウジング凹部４６の底面７４上に落下し、捕集される。下部ハウジング４２には、下部ハウジング凹部４６の底面７４と、下部ハウジング４２の下面であって動弁室１６内に配置された部分とを連通するオイル排出孔１３０が形成されている。これにより、下部ハウジング凹部４６の底面７４上に捕集された潤滑油は、オイル排出孔１３０を通して動弁室１６内に排出される。図示しないが、シリンダヘッド２及びシリンダブロックには、動弁室１６からシリンダブロックの下部に設けられたオイルパンへと潤滑油を戻すオイル戻し通路が形成されている。他の実施形態では、オイル排出孔１３０が、動弁室１６に連通せずに、シリンダヘッド２のオイル戻し通路に直接に連通するようにしてもよい。

以上に説明した実施形態では、燃料噴射ポンプ４の下部ハウジング４２が、シリンダヘッド２の左縁壁１３、前縁壁１１及び後縁壁１２の上方を向く結合面１７に締結され、上方から見てシリンダヘッド２と重なるように、動弁室１６上に迫り出して配置されている。燃料噴射ポンプ４は、排気側カムシャフト３７のポンプ駆動カム６１から、排気側カムシャフト３７の径方向の一方向に荷重を受けるため、上方からシリンダヘッド２に結合することによって、ポンプ駆動カム６１から受ける荷重に対して効率良く抗することができる。すなわち、燃料噴射ポンプ４とシリンダヘッド２との結合安定性が向上し、下部ハウジング４２とシリンダヘッド２との間に口開きが生じる虞が低減する。

また、排気側カムシャフト３７を支持する第１軸受下部５３及び第２軸受下部５６を下部ハウジング４２に一体に形成したため、下部ハウジング４２及び上部ハウジング４３は、ポンプ駆動カム６１からプランジャ８６及びポンプ本体４１を介して荷重を受ける一方、プランジャ８６からポンプ駆動カム６１、排気側カムシャフト３７、第１軸受下部５３及び第２軸受下部５６を介して反力を受ける。反力の向きは、下部ハウジング４２をシリンダヘッド２の結合面１７側に押さえ付ける方向であるため、下部ハウジング４２とシリンダヘッド２との結合がより強固となって、口開きが生じる虞が低減する。

下部ハウジング４２は、吸気側カムシャフト３０の端部を支持する第３軸受下部６８、吸気側ロッカシャフト２６の端部を支持する吸気側ロッカシャフト支持部７２及び排気側ロッカシャフト３３の端部を支持する排気側ロッカシャフト支持部６７を一体に有するため、シリンダヘッド２の上方、すなわち動弁室１６内に延出しても、シリンダヘッド２の大型化を招くことがない。すなわち、動弁室１６内に下部ハウジング４２を配置するためのスペースを別途設ける必要がない。

また、上下方向においてシリンダヘッド２とヘッドカバー３との間に、下部ハウジング４２及び上部ハウジング４３を配置し、下部ハウジング４２及び上部ハウジング４３に上下方向に貫通する下部側ブローバイ通路９６及び上部側ブローバイ通路９７を設けたため、エンジン１のコンパクトが図れる。特に、下部側ブローバイ通路９６及び上部側ブローバイ通路９７は、前後方向において、吸気側カムシャフト３０及び吸気側ロッカシャフト２６と、排気側カムシャフト３７及び排気側ロッカシャフト３３との間であって、左右方向において第１軸受下部５３と第２軸受下部５６との間のデッドスペースに設けたため、エンジン１のコンパクト化が図れる。また、下部側ブローバイ通路９６及び上部側ブローバイ通路９７は、下部ハウジング４２及び上部ハウジング４３の概ね中央部に配置されており、この部分でシリンダヘッド２と突き当たる（接合する）ことになるため、下部ハウジング４２のシリンダヘッド２に対する結合安定性が向上する。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。本実施形態では、シリンダヘッド２に取り付けられるエンジン補機の例として燃料噴射ポンプ４を例示したが、燃料噴射ポンプ４に代えて、ウォータポンプやエアコンプレッサ等の他のエンジン補機を適用してもよい。

１…エンジン、２…シリンダヘッド、３…ヘッドカバー、４…燃料噴射ポンプ、１１…前縁壁、１２…後縁壁、１３…左縁壁、１４…右縁壁、１６…動弁室、１７…結合面、３７…排気側カムシャフト、４１…ポンプ本体、４２…下部ハウジング（第１ハウジング）、４３…上部ハウジング（第２ハウジング）、４６…下部ハウジング凹部、４７…上部ハウジング凹部、４８…ハウジング室、５１…延長部、５３…第１軸受下部、５４…第１カムキャップ、５５…第１ジャーナル部、５６…第２軸受下部、５７…第２カムキャップ、５８…第２ジャーナル部、６１…ポンプ駆動カム、６２…スラストプレート、６３…突起、６４…スラストプレート受容溝、６６…延出部、６７…排気側ロッカシャフト支持部、６８…第３軸受下部、６９…第３カムキャップ、７１…延出部、７２…吸気側ロッカシャフト支持部、７４…底面、７５…結合座、７６…結合座先端部、７７…結合座基端部、７８…第２カムキャップ延出部、８１…センサ孔、８２…プランジャ支持孔、８５…ポンプ本体ケーシング、８６…プランジャ、９５…ヘッド側ブローバイ通路、９６…下部側ブローバイ通路、９７…上部側ブローバイ通路、１０１…カバー側ブローバイ通路、１１１…排気側カムシャフト油路、１１３…第１連通油路、１１４…第１ジャーナル油溝、１１５…第１軸受下部油溝、１１７…第２連通油路、１１８…第２ジャーナル油溝、１１９…第２軸受下部油溝、１２１…油溝、１２３…結合座側油溝、１２４…キャップ側油溝、１２５…結合座内油路、１２７…上部ハウジング油路、１３０…オイル排出孔

Claims (9)

1. 一側に動弁室を有するシリンダヘッドと、
   前記動弁室に回転自在に配置され、端部に延長部を同軸かつ一体に有するカムシャフトと、
   前記シリンダヘッドと前記延長部との間に配置され、前記シリンダヘッドの前記動弁室側の端面に結合されると共に、前記カムシャフトの延在方向において前記延長部が配置される側の前記シリンダヘッドの端部を越えて外方へと突出した第１ハウジングと、
   前記第１ハウジングに結合され、前記第１ハウジングとの間に前記延長部を受容するハウジング室を画成する第２ハウジングと、
   前記ハウジング室に突入するプランジャを備えると共に、前記第２ハウジングに支持され、前記プランジャの進退によって駆動される補機と、
   前記延長部に形成され、前記プランジャを進退させる補機駆動カムと、
   前記第１ハウジングに一体に設けられ、前記延長部を回転可能に支持する第１軸受と
   を有することを特徴とする内燃機関の補機取付構造。
2. 前記延長部の前記第１軸受に支持された部分と前記補機駆動カムとの間の部分を回転可能に支持するべく、前記第１ハウジングに一体に設けられた第２軸受を更に有することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の補機取付構造。
3. 前記第２軸受は、前記カムシャフトの延在方向において、前記シリンダヘッドの前記端部よりも前記シリンダヘッドの内方に配置され、
   前記補機駆動カムは、前記カムシャフトの延在方向において、前記シリンダヘッドの前記端部よりも前記シリンダヘッドの外方に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の補機取付構造。
4. 前記延長部の前記補機駆動カムが設けられた部分は、前記第２軸受に片持ち支持されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の内燃機関の補機取付構造。
5. 前記延長部の前記第１軸受に支持された部分と、前記第２軸受に支持された部分との間の部分には、前記カムシャフトの延在方向を向く衝当面を備えたスラストプレートが突設され、
   前記第１ハウジングには、前記スラストプレートを前記カムシャフトの回転方向に回転可能に受容するスラストプレート受容溝が形成されていることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１つの項に記載の内燃機関の補機取付構造。
6. 前記第１ハウジングは、前記第１軸受及び前記第２軸受の少なくとも一方から溢れ出た潤滑油を前記スラストプレート受容溝に導く油溝を有することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の補機取付構造。
7. 前記スラストプレートは、径方向に突出する突起を有し、
   前記第２ハウジングには、前記突起を検出するセンサが設けられることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の内燃機関の補機取付構造。
8. 前記動弁室には、前記延長部を有する排気側カムシャフトと、前記排気側カムシャフトと平行に配置された吸気側カムシャフトとが回転可能に支持されており、
   前記第１ハウジングは、前記吸気側カムシャフトの端部を回転可能に支持する吸気側軸受を有することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１つの項に記載の内燃機関の補機取付構造。
9. 前記動弁室は、前記シリンダヘッドの側縁に沿って延設された縁壁によって囲まれ、
   前記動弁室には、前記カムシャフトと平行に延在するロッカシャフトが配置され、
   前記第１ハウジングは、前記縁壁の突出端面に結合されると共に、前記動弁室内に延出した延出部と、前記ロッカシャフトの端部を支持するべく、前記延出部に一体に形成されたロッカシャフト支持部とを有することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１つの項に記載の内燃機関の補機取付構造。

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