JP2014137058A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】 カムシャフトによって駆動される補機を有する内燃機関において、カムシャフトに設けられるスラスト受部の支持構造を簡素かつ小型にする。
【解決手段】 カムシャフト２０によって駆動される補機１２を有する内燃機関１であって、カムシャフトを回転可能に支持する複数の軸受部２４を備えたシリンダヘッド４と、カムシャフトの一端部を内部に受容するようにシリンダヘッドに取り付けられた補機ハウジング４１とを有し、補機ハウジングは、複数の軸受部の内で最も補機ハウジング側に配置された一端側軸受部２４Ａの側面３１Ｃと所定の空隙を介してカムシャフトの軸線方向から対向する端面４３Ａを備えた延出部４３を有し、カムシャフトは、径方向に張り出し、一端側軸受部の側面と延出部の端面との間に配置されるスラスト受部３５を有するようにした。
【選択図】 図４

Description

本発明は、カムシャフトによって駆動される補機を有する内燃機関に関する。

内燃機関において、カムシャフトの一端に燃料ポンプやディストリビュータ等の補機の駆動軸を連結し、カムシャフトの回転に応じて補機を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）。補機の駆動軸は、継手を介してカムシャフトに連結される場合や、カムシャフトと一体に形成される場合がある。

実公平６−２５６１５号公報 特開２００５−１１３７３１号公報

上記のような内燃機関は、カムシャフトと補機の駆動軸とが同軸に配置されるため、カムシャフトの軸線方向に長くなり、内燃機関が大型化するという問題がある。また、特許文献１に係る内燃機関のように、カムシャフトの端部に円板状のスラストプレート（スラスト受部）を設け、シリンダヘッドにスラストプレートを回転可能に受容するスラスト受け溝を設ける場合には、スラスト受け溝の配置スペースが必要になり、シリンダヘッド及び内燃機関が更に大型化するという問題がある。また、スラスト受け溝をシリンダヘッドに形成するため、シリンダヘッドの構造が複雑になるという問題がある。

本発明は、以上の背景を鑑みてなされたものであって、カムシャフトによって駆動される補機を有する内燃機関において、カムシャフトに設けられるスラスト受部の支持構造を簡素かつ小型にす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、カムシャフト（２０）によって駆動される補機（１２）を有する内燃機関（１）であって、前記カムシャフトを回転可能に支持する複数の軸受部（２４）を備えたシリンダヘッド（４）と、前記カムシャフトの一端部を内部に受容するように前記シリンダヘッドに取り付けられた補機ハウジング（４１）とを有し、前記補機ハウジングは、前記複数の軸受部の内で最も補機ハウジング側に配置された一端側軸受部（２４Ａ）の側面（３１Ｃ）と所定の空隙を介して前記カムシャフトの軸線方向から対向する端面（４３Ａ）を備えた延出部（４３）を有し、前記カムシャフトは、径方向に張り出し、前記一端側軸受部の側面と前記延出部の端面との間に配置されるスラスト受部（３５）を有することを特徴とする。

この構成によれば、カムシャフトに設けられたスラスト受部は、補機ハウジングに設けられた延出部と延出部に対向する軸受部との間に配置され、スラスト方向への移動が規制される。そのため、スラスト受部をスラスト方向において規制するための係合部を、シリンダヘッドに設ける必要がない。これにより、シリンダヘッドの小型化が図れる。

上記の発明において、前記シリンダヘッドは、縁部に沿って立設された側壁部（２９）を有し、前記側壁部は、前記カムシャフトの前記一端部が通過する挿通孔（３１Ａ）を有し、前記補機ハウジングは、前記側壁部の外面に取り付けられ、前記延出部は、筒形に形成され、基端が前記補機ハウジングの内部に連通する一方、延出端が開口を形成し、前記カムシャフトの前記一端部を受容すると共に前記挿通孔内に突入し、前記延出端に前記端面を備えているようにしてもよい。

この構成によれば、延出部がシリンダヘッドの内部に突入するため、シリンダヘッドとポンプハウジングとの結合安定性が向上する。

上記の発明において、前記挿通孔は、その軸線方向に所定の長さを有し、前記シリンダヘッドの内方に延出し、前記延出部は、前記挿通孔に嵌合するようにしてもよい。

この構成によれば、延出部が挿通孔に嵌合することによって、シリンダヘッドとポンプハウジングとの結合安定性が向上する。

上記の発明において、前記延出部は、少なくとも一部に内面から外面へと貫通する第１貫通孔（４５）を有し、前記挿通孔は、前記第１貫通孔に対応する部分に内面から前記シリンダヘッドの内部に貫通する第２貫通孔（６７）を有するようにしてもよい。

この構成によれば、延出部の内部に滞留したオイル及び空気が第１貫通孔及び第２貫通孔を通ってシリンダヘッドの内部に排出されるようになる。

上記の発明において、前記延出部の外面と前記挿通孔の内面との間であって、前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔よりも前記延出部の基端側の部分にはシール部材（４７）が介装されるようにしてもよい。

この構成によれば、延出部と挿通孔との結合部からのオイルの漏出が抑制される。

上記の発明において、前記補機は、燃料ポンプ（１２）であり、前記補機ハウジングに支持されたポンプ本体（４０）を有し、前記カムシャフトは、前記補機ハウジング内に位置する部分に、共に回転するポンプ駆動カム（３７）を有し、前記ポンプ本体は、前記ポンプ駆動カムに押圧されて進退するプランジャ（５４）を有し、前記補機ハウジングは、前記プランジャを進退可能に受容するプランジャ孔（４９）と、前記シリンダヘッドに形成されたヘッド側潤滑油路（８６）に連通すると共に、前記プランジャ孔の内面に開口するプランジャ孔潤滑油路（８７）とを有するようにしてもよい。

この構成によれば、燃料ポンプのプランジャとプランジャ孔との間が潤滑される。また、プランジャを伝って移動するオイルによってプランジャとポンプ駆動カムとの間にオイルが供給される。

上記の発明において、前記プランジャ孔の内面には、周方向に延びるプランジャ孔油溝（９１）が形成され、前記プランジャ孔潤滑油路は前記プランジャ孔油溝に開口するようにしてもよい。

この構成によれば、プランジャ孔油溝にオイルが保持されることによって、プランジャとプランジャ孔との間に十分なオイルが維持される。

以上の構成によれば、カムシャフトによって駆動される補機を有する内燃機関において、カムシャフトに設けられるスラスト受部の支持構造を簡素かつ小型にすることができる。

第１実施形態に係る内燃機関を示す概略側面図 第１実施形態に係る内燃機関を示す概略平面図 第１実施形態に係る内燃機関のシリンダヘッド及び燃料ポンプを示す断面図（図２のIII−III断面図） 第１実施形態に係る内燃機関のシリンダヘッド及び燃料ポンプを示す分解斜視図 第１実施形態に係る内燃機関のシリンダヘッド及び燃料ポンプを示す断面図 第１実施形態に係る内燃機関のポンプハウジングを示す断面図 第１実施形態に係る内燃機関のポンプハウジングを示す側面図 第１実施形態に係る内燃機関の油路構造を示す説明図 第２実施形態に係る内燃機関のシリンダヘッド及び燃料ポンプを示す断面図 第２実施形態に係る内燃機関のカムシャフト及びポンプ駆動軸の連結構造を示す分解斜視図 第２実施形態に係る内燃機関の油路構造を示す説明図

以下、図面を参照して、本発明を自動車の内燃機関に適用した実施形態について詳細に説明する。以下の説明では、内燃機関が搭載される車両の進行方向を前方として各方向を定める。

（内燃機関１の概略構成）
図１及び図２は、実施形態に係る内燃機関１を示す概略側面図及び概略平面図である。図１及び図２に示すように、内燃機関１はＶ型６気筒のガソリン直噴エンジンであり、動弁機構がＳＯＨＣ４バルブに構成されている。内燃機関１は、クランクシャフト（不図示）の軸線が左右方向に延在するように、車体に対して横置きに配置されている。

内燃機関１は、シリンダブロック３と、シリンダブロック３の上部に設けられた前後一対のシリンダヘッド４と、各シリンダヘッド４の上部に設けられた前後一対のヘッドカバー５と、シリンダブロック３の下部に設けられたオイルパン６とを有している。前後一対のシリンダヘッド４は、シリンダブロック３と協働して前後一対のバンク７を構成する。シリンダブロック３には、各バンク７に対応してシリンダが３つずつ形成されている。各バンクの３つのシリンダ８は左右方向に列設され、左右方向に延在するシリンダ列を形成している。

図２に示すように、後側のシリンダヘッド４は前側のシリンダヘッド４に対して右方にオフセットしてシリンダブロック３に配置されている。また、後側のシリンダヘッド４の左端部は、シリンダブロック３の左端部に対して右側にオフセットして配置されている。これにより、後側のシリンダヘッド４の左方かつシリンダブロック３の上方には、凹部１１が形成される。燃料を加圧し、インジェクタ（不図示）に供給する燃料ポンプ１２は、後側のシリンダヘッド４の左端部に取り付けられ、凹部１１内に配置される。

図１に示すように、シリンダブロック３の上方には、吸気マニホールド１３が配置されている。吸気マニホールド１３は、その前後縁部が前側及び後側のシリンダブロック３と凹部１１の上方に延出している。燃料ポンプ１２は少なくとも一部が吸気マニホールド１３の下方に配置されている。以上の構成によって、燃料ポンプ１２は、下側がシリンダブロック３、上側が吸気マニホールド１３、右側が後側のシリンダブロック３に囲まれている。これにより、車両が衝突し、車体が変形する際に、燃料ポンプ１２は、シリンダブロック３、シリンダヘッド４、及び吸気マニホールド１３に保護され、車体や他の搭載部品から荷重を受け難くなる。

（シリンダヘッドの構成）
図３は、実施形態に係る内燃機関１のシリンダヘッド４及び燃料ポンプ１２を示す断面図であり、図２のIII−III断面図である。図３に示すように、後側のシリンダヘッド４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４の下部には、シリンダヘッド４の下面に開口する３つの燃焼室１５と、各燃焼室１５から前側に延び、前面に開口する吸気ポート１６と、各燃焼室１５から後側に延び、後面に開口する排気ポート（不図示）とが形成されている。前側のシリンダヘッド４では、吸気ポート１６はシリンダヘッド４の後面に開口し、排気ポートはシリンダヘッド４の前面に開口する。シリンダヘッド４の上部は、ヘッドカバー５によって閉じられ、ヘッドカバー５との間に動弁室１７を画成する。

図１及び図３に示すように、シリンダヘッド４には、カムシャフト２０と、吸気ロッカシャフト２１と、排気ロッカシャフト２２とが、それぞれ軸線が左右に延在するように平行に設けられている。図３に示すように、カムシャフト２０は、複数のカムシャフト軸受部２４（本実施形態では５つ）によって回転可能に支持され、クランクシャフトと同期して回転する。吸気ロッカシャフト２１及び排気ロッカシャフト２２は、シリンダブロック３に設けられた複数のロッカシャフト軸受部２５に回転不能に支持され、吸気バルブ及び排気バルブを駆動するロッカアーム２６を回転可能に支持する（図３参照）。ロッカアーム２６は、カムシャフト２０に設けられたカム２７によって、カムシャフト２０の回転に応じて変位する。

図４は実施形態に係る内燃機関１のシリンダヘッド４及び燃料ポンプ１２を示す分解斜視図であり、図５は実施形態に係る内燃機関１のシリンダヘッド４及び燃料ポンプ１２を示す断面図である。図３〜図５に示すように、後側のシリンダヘッド４の上部は、下部の前縁及び後縁に沿って左右方向に延設された前後一対の側壁２８と、下部の左縁及び右縁に沿って前後方向に延設された左右一対の端壁２９とを有している。左側の端壁２９は、カムシャフト２０に対応する部分に左右方向に貫通する断面円形状の段付孔３１を有している。段付孔３１は、左右方向に所定の長さを有し、左側に大径部３１Ａ（挿通孔）を有し、右側に大径部３１Ａよりも小径に形成された小径部３１Ｂ（左端側軸受）を有している。大径部３１Ａ及び小径部３１Ｂは同軸に配置され、大径部３１Ａ及び小径部３１Ｂの境界には、左方を向く、円環状のスラスト受面３１Ｃが形成されている。

カムシャフト２０は、複数（本実施形態では５つ）のジャーナル３４を有し、最も左端側に配置されたジャーナル３４（以下、左端側ジャーナル３４Ａ）は、段付孔３１の小径部３１Ｂに回転可能に支持される。左端側ジャーナル３４Ａ以外の他のジャーナル３４は、シリンダヘッド４に設けられたカムシャフト軸受部２４に回転可能に支持されている。小径部３１Ｂは、５つのジャーナル３４をそれぞれ支持する軸受部の１つをなし、最も左側に配置された軸受部、すなわち左端側軸受部２４Ａの支持面をなす。また、スラスト受面３１Ｃは、最も左側側軸受部の左側面といえる。

小径部３１Ｂ（左端側軸受部２４Ａ）以外の他のカムシャフト軸受部２４は、シリンダヘッド４と一体に形成され、半円状の軸支持部を有する軸受下部２４Ｂと、半円状の軸支持部を有し、ボルトによって軸受下部２４Ｂに締結されるカムキャップ２４Ｃとを有している。

カムシャフト２０は、左端側ジャーナル３４Ａの左方に、径方向に突出したスラストプレート（スラスト受部）３５を有している。スラストプレート３５は、カムシャフト２０と同軸となる円板状に形成され、その直径は左端側ジャーナル３４Ａよりも大きく形成されている。スラストプレート３５の左端面及び右端面は、カムシャフト２０の軸線と直交する平面に形成されている。スラストプレート３５の右端面は、段付孔３１の面に対向して配置される。

カムシャフト２０の左端部は、段付孔３１の左方へと突出し、スラストプレート３５よりも左端側の部分にポンプ駆動カム３７を有している。ポンプ駆動カム３７は、平面カムであり、カムシャフト２０と共に回転するように接合されている。

（燃料ポンプ１２の構成）
図４に示すように、燃料ポンプ１２は、ポンプ本体４０と、ポンプ本体４０をシリンダヘッド４に支持するためのポンプハウジング４１とを有する。図６及び図７は、第１実施形態に係る内燃機関１のポンプハウジング４１を示す断面図及び側面図である。図４〜図７に示すように、ポンプハウジング４１は、所定方向に延在した外形を有し、内部にハウジング室４２を有する。ポンプハウジング４１の延在方向における一端部には、延在方向と直交する方向に円筒形状の延出部４３が形成されている。延出部４３は、基端部がハウジング室４２に連通する一方、先端部が開口を形成する。延出部４３の先端部には、延出部４３の軸線方向と直交する平面をなす円環状の延出端面４３Ａが形成されている。延出部４３の内径は一定であり、延出部４３の外径は先端部が基端部に対して縮径されている。延出部４３の先端部には、延出端面４３Ａから基端側に延びるスリット状の切欠部４５が少なくとも１つ形成されている。切欠部４５は、延出部４３の内周面から外周面へと貫通している。延出部４３の基端部の外周面であって切欠部４５よりも基端側の部分には、周方向に沿ってＯリング溝４６が凹設されている。Ｏリング溝４６には、可撓性を有するＯリング４７が嵌め付けられる。

ポンプハウジング４１の延在方向における他端部には、概ねポンプハウジング４１の延在方向に沿ってプランジャ孔４９が形成されている。プランジャ孔４９は、所定の長さを有する筒孔であり、内端部がハウジング室４２に連通すると共に、外端部がポンプハウジング４１の外面に開口している。図７に示すように、ポンプハウジング４１は、プランジャ孔４９の外端部の周囲に、平面状の本体締結座５１を有している。本体締結座５１は、プランジャ孔４９の軸線と直交する平面をなす。

図４及び図５に示すように、ポンプ本体４０は、公知のプランジャポンプであり、燃料通路（不図示）及び逆止弁を備えたポンプ本体ケーシング５３と、ポンプ本体ケーシング５３に出没可能に設けられたプランジャ５４とを有している。ポンプ本体４０は、プランジャ５４がポンプ本体ケーシング５３から突出する際に、ポンプ本体ケーシング５３内の燃料油路に燃料を引き込み、プランジャ５４がポンプ本体ケーシング５３内に没入する際に逆止弁と協働して燃料を加圧すると共に、ポンプ本体ケーシング５３の外部に送り出す。

プランジャ５４の先端には、ローラ５６を回転自在に支持するローラホルダ５７が結合されている。ローラホルダ５７は、プランジャ５４の先端に結合された円板状の基部５７Ａと、基部５７Ａのプランジャ５４側と相反する方向に突設された一対の支持部５７Ｂと、基部５７Ａの周縁部から支持部５７Ｂ側と相反する方向に突出した円筒状のスカート部５７Ｃとを有している。一対の支持部５７Ｂ間には支持軸５７Ｄが掛け渡され、支持軸５７Ｄにはローラ５６が回転可能に軸支されている。基部５７Ａには、プランジャ５４の進退方向に沿って貫通するオイル通孔（不図示）が複数形成されている。基部５７Ａとポンプ本体ケーシング５３との間には圧縮コイルばね５９が介装されている。圧縮コイルばね５９は、ローラホルダ５７を介してプランジャ５４をポンプ本体ケーシング５３から突出する方向に付勢する。

プランジャ５４がプランジャ孔４９内に挿入され、ポンプ本体ケーシング５３の一部がプランジャ孔４９の外端に嵌合した状態で、ポンプ本体ケーシング５３は本体締結座５１にボルト締結される。プランジャ５４及びプランジャ孔４９の軸線方向は一致し、ローラホルダ５７のスカート部５７Ｃがプランジャ孔４９の内周面に摺接する。プランジャ孔４９には、軸線方向に延設されたガイド溝６１が形成されており（図７参照）、スカート部５７Ｃの外周面上にはガイド溝６１に突入するガイド凸部６２が形成されている（図４参照）。ガイド凸部６２がガイド溝６１内を摺動することによって、ローラホルダ５７のプランジャ孔４９に対する回転位置が定められている。ローラホルダ５７の一部及びローラ５６はハウジング室４２内に突出する。

ポンプハウジング４１は、延出部４３が設けられた側の側部に締結面６４を有する。各締結面６４は、延出部４３の軸線方向において延出端面４３Ａよりも基端部側に配置されている。ポンプハウジング４１は、延出部４３が段付孔３１の大径部３１Ａに挿入され、シリンダヘッド４の左側の端壁２９の外面に形成された締結座６５に締結面６４が当接した状態で、シリンダヘッド４にボルト締結される。ポンプハウジング４１がシリンダヘッド４に締結された状態で、延出部４３は左右方向に延在し、プランジャ孔４９はハウジング室４２から前方かつ上方に延びる。すなわち、プランジャ孔４９は、水平面に対して傾斜し、内端部が外端部に対して下方に配置されている。

ポンプハウジング４１がシリンダヘッド４に締結された状態において、延出部４３の延出端面４３Ａは、スラストプレート３５を介してスラスト受面３１Ｃと所定の距離をおいて互いに平行に配置される。これにより、スラストプレート３５は、カムシャフト２０の軸線方向においてスラスト受面３１Ｃと延出端面４３Ａとの間に配置され、カムシャフト２０の軸線方向に移動が規制される。スラストプレート３５は、スラスト受面３１Ｃ及び延出端面４３Ａと摺接可能になっている。

延出部４３は、基端部において大径部３１Ａに嵌合し、Ｏリング４７は基端部の外周面と大径部３１Ａの内周面との間をシールする。シリンダヘッド４の左側の端壁２９には、大径部３１Ａの切欠部４５に対向する部分と動弁室１７とを連通する連通路６７が形成されている。

カムシャフト２０の左端部は延出部４３の内部を通過し、ポンプ駆動カム３７がハウジング室４２内に配置される。ポンプ駆動カム３７には、プランジャ５４の先端部に設けられたローラ５６が転接する。これにより、カムシャフト２０が回転することによってポンプ駆動カム３７が回転し、プランジャ５４はローラ５６においてポンプ駆動カム３７に押圧され、プランジャ孔４９に沿って進退する。燃料ポンプ１２は、プランジャ５４の進退によって、燃料をインジェクタへと圧送する。カムシャフト２０の左端部は、燃料ポンプ１２を駆動するポンプ駆動軸として機能する。

（油路構造）
図８は、第１実施形態に係る内燃機関１の油路構造を示す説明図である。図１、図２及び図８に示すように、シリンダブロック３の右端面にはオイルポンプ７１が設けられている。オイルポンプ７１は、クランクシャフトの回転によって駆動され、オイルパン６内に貯留されたオイルを内燃機関１の各部に圧送する。

図１、図２及び図８に示すように、シリンダブロック３には、クランクシャフトと平行にメインギャラリ７２が形成されている。オイルポンプ７１とメインギャラリ７２とは、シリンダブロック、又はシリンダブロック３の右端面に締結されるエンドプレート（不図示）に形成された上流側油路７４によって連結される。メインギャラリ７２の右端部には、前側及び後側のシリンダブロック３にそれぞれ延びる第１油路７５が形成されている。メインギャラリ７２の左端部には、前側及び後側のシリンダブロック３にそれぞれ延びる第２油路７６が形成されている。

図３、図５及び図８に示すように、カムシャフト２０は、その内部に軸線方向に沿って延びるカムシャフト油路７９を有する。吸気ロッカシャフト２１及び排気ロッカシャフト２２は、それぞれの内部に軸線方向に沿って延びる複数の吸気ロッカシャフト油路８１及び排気ロッカシャフト油路８２を有する。

図８に示すように、第１油路７５は、シリンダヘッド４に設けられたカムシャフト軸受部２４の内で最も右側に配置された右端側軸受部２４Ｄの内部へと延び、カムシャフト２０のジャーナル３４の支持面に開口している。カムシャフト油路７９は、右端側軸受部２４Ｄに支持されたジャーナル３４に連通し、第１潤滑油路と連通している。カムシャフト油路７９は、各ジャーナル３４の表面に開口し、各ジャーナル３４とカムシャフト軸受部２４との間にオイルを供給する。

図５に示すように、カムシャフト油路７９から左端側軸受部２４Ａに供給されたオイルは、左端側軸受部２４Ａの支持面から溢れ、スラストプレート３５とスラスト受面３１Ｃとの間、及びスラストプレート３５と延出端面４３Ａとの間に供給される。スラストプレート３５とスラスト受面３１Ｃ及び延出端面４３Ａに供給されたオイルのうち過剰となったものは、延出部４３の切欠部４５及び連通路６７を介してシリンダヘッド４の動弁室１７へと移動し、動弁室１７からシリンダヘッド４及びシリンダブロック３に形成されたオイル排出路（不図示）を介してオイルパン６へと戻る。

第２油路７６は、シリンダヘッド４に設けられた油圧制御装置８４に連通している。図３に示すように、油圧制御装置８４はシリンダヘッド４の左側の端壁２９であって燃料ポンプ１２よりも上方に配置されている。油圧制御装置８４は、シリンダヘッド４に形成された油路を介して吸気ロッカシャフト２１及び排気ロッカシャフト２２にオイルを供給する。吸気ロッカシャフト２１及び排気ロッカシャフト２２には、油圧によって作動が制御されるロッカアーム２６が支持されている。ロッカアーム２６は、カムシャフト２０によって駆動される駆動ロッカアーム２６Ａと、吸気バルブ又は排気バルブを押圧する従動ロッカアーム２６Ｂとを有している。駆動ロッカアーム２６Ａと従動ロッカアーム２６Ｂとは、油圧によって進退する連結ピン２６Ｃにより選択的に連結及び解除が行われる。駆動ロッカアーム２６Ａ及び従動ロッカアーム２６Ｂは、吸気及び排気ロッカシャフト油路８２を介して油圧制御装置８４からオイルの供給を受け、互いの連結、解除が選択される。

図８に示すように、シリンダヘッド４には、第２油路７６から分岐し、左側の端壁２９の締結座６５に開口する第３油路８６が形成されている。図４〜図６に示すように、ポンプハウジング４１の締結面６４であって、第３油路８６に対応する部分には、ハウジング油路８７の外端部が開口している。締結面６４には、ハウジング油路８７の外端部を囲むように環状のＯリング溝８８が形成され、Ｏリング溝８８にはＯリング８９が嵌め付けられる。Ｏリング８９は、締結面６４と締結座６５との間で挟持され、第３油路８６とハウジング油路８７との接続部をシールする。

図６に示すように、プランジャ孔４９の内周面には、周方向に延在するオイル溝９１が凹設されている。オイル溝９１は、周方向に繋がって閉環状に形成されていてもよいし、一部が開裂してＣ字状に形成されていてもよい。ハウジング油路８７の内端部は、オイル溝９１の底部に開口している。これにより、第２油路７６に供給されたオイルは、第３油路８６、ハウジング油路８７、オイル溝９１を順に通過し、プランジャ孔４９の内周面に供給される。これにより、ローラホルダ５７のスカート部５７Ｃとプランジャ孔４９の内周面との間が潤滑される。オイル溝９１は、オイル溜まり（オイルダム）として機能し、プランジャ孔４９の内周面にオイルを保持する。

プランジャ孔４９の軸線が水平面に対して傾斜しているため、プランジャ孔４９の内周面及びローラホルダ５７に供給されたオイルは、重力によってハウジング室４２側に移動する。また、ローラホルダ５７の進退運動によって、スカート部５７Ｃとプランジャ孔４９との間のオイルはハウジング室４２側に流れる。これにより、ローラホルダ５７の先端部（下端部）に設けられたローラ５６と支持軸５７Ｄ部との間、ローラ５６とポンプ駆動カム３７との間にオイルが供給され、潤滑される。

以上のように構成した内燃機関１では、カムシャフト２０のスラストプレート３５を、左端側軸受部２４Ａの側面であるスラスト受面３１Ｃと、ポンプハウジング４１の延出部４３の延出端面４３Ａとの間に配置し、スラスト受面３１Ｃ及び延出端面４３Ａによってカムシャフト２０のスラスト方向への移動を規制する。そのため、スラストプレート３５を受容するスラスト溝をシリンダヘッド４に形成する必要がなくなり、シリンダヘッド４をカムシャフト２０の軸線方向において短縮することができる。また、ポンプハウジング４１をシリンダヘッド４に締結することによって、ポンプハウジング４１とシリンダヘッド４との間でスラストプレート３５のスラスト方向への移動を規制するため、カムシャフト２０及びポンプハウジング４１のシリンダヘッド４への取付作業が容易になる。

ポンプ本体４０及びポンプハウジング４１は、ポンプ駆動カム３７からプランジャ孔４９の軸線方向に沿った荷重を受ける。延出部４３は、プランジャ孔４９と直交するように配置され、シリンダヘッド４の段付孔３１に嵌合するため、ポンプ駆動カム３７から受ける荷重は延出部４３を介してシリンダヘッド４に受け持たれる。そのため、ポンプハウジング４１はシリンダヘッド４に安定性良く支持される。延出部４３は、カムシャフト２０を受容できるように径が比較的大きく形成されるため、延出部４３と段付孔３１との結合構造の剛性が比較的高くなる。

燃料ポンプ１２は、カムシャフト油路７９に連通する第１油路７５とは異なる第２油路７６を介してオイル（潤滑油）の供給を受けるため、内燃機関１の始動時等においても十分なオイルが迅速に供給され、オイル不足による焼き付きや偏摩耗が抑制される。特に、カムシャフト油路７９を介して燃料ポンプ１２にオイルが供給される場合に対して迅速に十分なオイルが燃料ポンプ１２に供給される。

燃料ポンプ１２にオイルを供給する第２油路７６は、吸気ロッカシャフト２１及び排気ロッカシャフト２２にオイルを供給する油路を兼ねるため、内燃機関１の油路構成が簡素になる。

（第２実施形態）
以下、図９〜図１１を参照して第２実施形態に係る内燃機関１００について説明する。第２実施形態に係る内燃機関１００は、第１実施形態に係る内燃機関１に対して、ポンプ駆動カム３７を支持する軸部の構成及びポンプハウジング４１の構成が異なる。以下の説明では、第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。

図９は第２実施形態に係る内燃機関１００のシリンダヘッド４及び燃料ポンプ１２を示す断面図であり、図１０は第２実施形態に係る内燃機関１００のカムシャフト２０及びポンプ駆動軸の連結構造を示す分解斜視図である。図９及び図１０に示すように、第２実施形態に係るカムシャフト１０１は、第１実施形態にカムシャフト２０と異なり、ポンプ駆動カム３７を有さない。カムシャフト１０１の左方には、カムシャフト１０１と同軸にポンプ駆動軸１０２が、スライダ１０３を介して配置される。

ポンプ駆動軸１０２は、長手方向（左右方向）における中間部に設けられたポンプ駆動カム３７と、ポンプ駆動カム３７の右側に設けられた第１ジャーナル１０５と、ポンプ駆動カム３７の左側に設けられた第２ジャーナル１０６とを有している。ポンプ駆動軸１０２は、第１及び第２ジャーナル１０５、１０６においてポンプハウジング４１に設けられた第１軸受部１０７及び第２軸受部１０８に回転可能に支持されている。

第２実施形態に係るポンプハウジング４１は、ハウジング室４２、プランジャ孔４９及び第２軸受部１０８を有するポンプハウジング左部４１Ａと、延出部４３及び第１軸受部１０７を有するポンプハウジング右部４１Ｂとを有し、ポンプハウジング左部４１Ａ及びポンプハウジング右部４１Ｂは互いに締結される。ポンプハウジング左部４１Ａに形成されたハウジング室４２は、右方に開口し、ポンプハウジング右部４１Ｂによって開口が閉じられる。第１軸受部１０７は延出部４３の基端側に設けられている。

ポンプハウジング右部４１Ｂは、第１軸受部１０７の左側面にハウジング室４２内へと左方に突出する第１スラスト壁１１１を有している。ポンプハウジング左部４１Ａは、ハウジング室４２内へと右方に突出し、突出端面が第１スラスト壁１１１の突出端面と所定の距離をおいて対向する第２スラスト壁１１２を有している。第１及び第２スラスト壁１１１、１１２の間にはポンプ駆動カム３７が配置される。ポンプ駆動カム３７が第１及び第２スラスト壁１１２に左右方向から摺接することによって、ポンプ駆動軸１０２は第１及びポンプハウジング右部４１Ｂに対して左右方向への移動が規制される。

ポンプハウジング右部４１Ｂの延出部４３の内部には、カムシャフト１０１とポンプ駆動軸１０２とを連結するスライダ１０３が収容される。スライダ１０３は、円柱状をなし、軸線がカムシャフト１０１及びポンプ駆動軸１０２と平行になるように配置される。スライダ１０３の右端面及び左端面は、軸線と直交する平面をなす。スライダ１０３の右端面にはスライダ１０３の径方向に延在する第１凸部１１５が形成され、左端面にはスライダ１０３の径方向に延在する第２凸部１１６が形成される。第１凸部１１５と第２凸部１１６とは、それぞれの延在方向が互いに垂直となるように配置されている。

カムシャフト１０１の左端面は、カムシャフト１０１の軸線と直交する面に形成され、径方向に延在する第１スライダ溝１１７が形成されている。第１スライダ溝１１７は、両端がカムシャフト１０１の外周面に開口している。第１スライダ溝１１７には、第１凸部１１５が長手方向に沿って摺動可能に受容される。

ポンプ駆動軸１０２の右端面は、ポンプ駆動軸１０２の軸線と直交する面に形成され、径方向に延在する第２スライダ溝１１８が形成されている。第２スライダ溝１１８は、両端がポンプ駆動軸１０２の外周面に開口している。第２スライダ溝１１８には、第２凸部１１６が長手方向に沿って摺動可能に受容される。

第１凸部１１５と第１スライダ溝１１７との係合、及び第２凸部１１６と第２スライダ溝１１８との係合によって、ポンプ駆動軸１０２はカムシャフト１０１の回転に応じて回転する。ポンプ駆動軸１０２とカムシャフト１０１との間に軸ずれが生じる際には、第１凸部１１５が第１スライダ溝１１７内を摺動し、かつ第２凸部１１６が第２スライダ溝１１８内を摺動して、ポンプ駆動軸１０２はカムシャフト１０１に対して軸ずれを生じたまま平行に回転する。以上のように、カムシャフト１０１の左端部、スライダ１０３、及びポンプ駆動軸１０２の右端部は、オルダム継手を構成する。

次に、第２実施形態に係る内燃機関１００の油路構造について説明する。図１１は、第２実施形態に係る内燃機関１００の油路構造を示す説明図である。図９〜図１１に示すように、カムシャフト油路７９は、左端部に第１スライダ溝１１７に連通する第１スライダ潤滑油路１２１を有する。

シリンダブロック３に形成された第２油路７６には、ポンプハウジング４１に延びる第４油路１２２が分岐している。第４油路１２２は、シリンダブロック３とポンプハウジング右部４１Ｂとの間に架け渡された配管１２３によって一部が構成されている。ポンプハウジング右部４１Ｂには、第４油路１２２と第２軸受部１０８の支持面とを連通する第５油路１２４が形成されている。

第１ジャーナル１０５の表面には、周方向に沿って延在した環状のジャーナル油溝１２５が形成されている。ポンプ駆動軸１０２の内部には、軸線方向に沿って駆動シャフト油路１２６が形成されている。ジャーナル油溝１２５と駆動シャフト油路１２６とは、ポンプ駆動軸１０２内を径方向に延びる連通孔によって連通している。また、駆動シャフト油路１２６は、径方向に延びて第１ジャーナル１０５の表面へと開口する連通孔と、軸線方向に延びて第２スライダ溝１１８に開口する第２スライダ潤滑油路１２７とを有している。

ポンプハウジング右部４１Ｂ及びポンプハウジング左部４１Ａには、第１軸受部１０７のジャーナル油溝１２５に対応する部分と、プランジャ孔４９とを連通する第６油路１２９が形成されている。

以上の油路構造では、第１スライダ潤滑油路１２１を介してカムシャフト油路７９から、第１スライダ溝１１７と第１凸部１１５との間、及びカムシャフト１０１の左端面とスライダ１０３の右端面との間にオイルが供給される。また、第２油路７６、第４油路１２２及び第５油路１２４を介して第１軸受部１０７と第１ジャーナル１０５との間、及びジャーナル油溝１２５にオイルが供給される。ジャーナル油溝１２５に供給されたオイルは、駆動シャフト油路１２６及び第６油路１２９に供給される。駆動シャフト油路１２６に供給されたオイルは、第２スライダ潤滑油路１２７を介して第２スライダ溝１１８と第２凸部１１６との間、及びポンプ駆動軸１０２の右端面とスライダ１０３の左端面との間に供給される。また、駆動シャフト油路１２６に供給されたオイルは、連通孔を介して第２ジャーナル１０６と第２軸受部１０８との間に供給される。第６油路１２９に供給されたオイルは、プランジャ孔４９の内周面とローラホルダ５７のスカート部５７Ｃとの間に供給される。

第１ジャーナル１０５と第１軸受部１０７との間、及び第２ジャーナル１０６と第２軸受部１０８との間に供給されたオイルは、第１スラスト壁１１１及び第２スラスト壁１１２を伝って流れ、第１スラスト壁１１１の突出端面とポンプ駆動カム３７の左側面との間、及び第２スラスト壁１１２の突出端面とポンプ駆動カム３７の右側面との間に移動し、潤滑する。

第２実施形態に係る延出部４３は、第１実施形態に係る延出部４３と同様に、スラスト受面３１Ｃとの間にスラストプレート３５を規制し、カムシャフト１０１の左右方向への移動を規制する。このように、延出部４３がスラスト受面３１Ｃとの間にスラストプレート３５を規制する構成は、ポンプ駆動カム３７がカムシャフト１０１に直接に設けられている場合や、スライダ１０３を介してカムシャフト１０１に連結されたポンプ駆動軸１０２にポンプ駆動カム３７が設けられている場合のいずれも適用することができる。また、延出部４３が段付孔３１に嵌合することによって、シリンダヘッド４とのポンプハウジング４１の結合安定性が向上する。

スライダ１０３は、左右に配置されたカムシャフト１０１及びポンプ駆動軸１０２を介してオイル（潤滑油）の供給を受けるため、スライダ１０３に油路を形成する必要がない。そのため、スライダ１０３は、孔や通路を省略して剛性を高めることができる。

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。第１実施形態ではシリンダヘッド４に形成された油路を介してポンプハウジング４１にオイルを供給する構成とし、第２実施形態ではシリンダヘッド４を介さずにシリンダブロック３から配管１２３を介してポンプハウジング４１にオイルを供給する構成としたが、第２油路７６とポンプハウジング４１の油路とを連通する構成は様々な構成を適用することができる。また、上記の実施形態では、補機の一例として燃料ポンプについて説明したが、燃料ポンプに代えてディストリビュータや水ポンプを補機として適用してもよい。

１、１００…内燃機関、３…シリンダブロック、４…シリンダヘッド、１２…燃料ポンプ、２０、１０１…カムシャフト、２１…吸気ロッカシャフト、２２…排気ロッカシャフト、２４…カムシャフト軸受部、２４Ａ…左端側軸受部（一端側軸受部）、２４Ｄ…右端側軸受部、２５…ロッカシャフト軸受部、２６…ロッカアーム、２９…端壁、３１…段付孔、３１Ａ…大径部（挿通孔）、３１Ｂ…小径部、３１Ｃ…スラスト受面（側面）、３４…ジャーナル、３４Ａ…左端側ジャーナル、３５…スラストプレート（スラスト受部）、３７…ポンプ駆動カム、４０…ポンプ本体、４１…ポンプハウジング（補機ハウジング）、４１Ａ…ポンプハウジング左部、４１Ｂ…ポンプハウジング右部、４２…ハウジング室、４３…延出部、４３Ａ…延出端面、４５…切欠部（第１貫通孔）、４６…Ｏリング溝、４７…Ｏリング、４９…プランジャ孔、５３…ポンプ本体ケーシング、５４…プランジャ、５６…ローラ、５７…ローラホルダ、６２…ガイド凸部、６４…締結面、６５…締結座、６７…連通路（第２貫通孔）、７１…オイルポンプ、７２…メインギャラリ、７４…上流側油路、７５…第１油路、７６…第２油路、７９…カムシャフト油路、８１…吸気ロッカシャフト油路、８２…排気ロッカシャフト油路、８４…油圧制御装置、８６…第３油路（ヘッド側潤滑油路）、８７…ハウジング油路（プランジャ孔潤滑油路）、８８…Ｏリング溝、８９…Ｏリング、９１…オイル溝、１０３…スライダ、１１５…第１凸部、１１６…第２凸部、１１７…第１スライダ溝、１１８…第２スライダ溝、１２１…第１スライダ潤滑油路、１２２…第４油路、１２３…配管、１２４…第５油路、１２５…ジャーナル油溝、１２６…駆動シャフト油路、１２７…第２スライダ潤滑油路、１２９…第６油路

Claims (7)

1. カムシャフトによって駆動される補機を有する内燃機関であって、
   前記カムシャフトを回転可能に支持する複数の軸受部を備えたシリンダヘッドと、
   前記カムシャフトの一端部を内部に受容するように前記シリンダヘッドに取り付けられた補機ハウジングと
   を有し、
   前記補機ハウジングは、前記複数の軸受部の内で最も補機ハウジング側に配置された一端側軸受部の側面と所定の空隙を介して前記カムシャフトの軸線方向から対向する端面を備えた延出部を有し、
   前記カムシャフトは、径方向に張り出し、前記一端側軸受部の側面と前記延出部の端面との間に配置されるスラスト受部を有することを特徴とする内燃機関。
2. 前記シリンダヘッドは、縁部に沿って立設された側壁部を有し、
   前記側壁部は、前記カムシャフトの前記一端部が通過する挿通孔を有し、
   前記補機ハウジングは、前記側壁部の外面に取り付けられ、
   前記延出部は、筒形に形成され、基端が前記補機ハウジングの内部に連通する一方、延出端が開口を形成し、前記カムシャフトの前記一端部を受容すると共に前記挿通孔内に突入し、前記延出端に前記端面を備えていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
3. 前記挿通孔は、その軸線方向に所定の長さを有し、前記シリンダヘッドの内方に延出し、
   前記延出部は、前記挿通孔に嵌合することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関。
4. 前記延出部は、少なくとも一部に内面から外面へと貫通する第１貫通孔を有し、
   前記挿通孔は、前記第１貫通孔に対応する部分に内面から前記シリンダヘッドの内部に貫通する第２貫通孔を有することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関。
5. 前記延出部の外面と前記挿通孔の内面との間であって、前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔よりも前記延出部の基端側の部分にはシール部材が介装されることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関。
6. 前記補機は、燃料ポンプであり、前記補機ハウジングに支持されたポンプ本体を有し、
   前記カムシャフトは、前記補機ハウジング内に位置する部分に、共に回転するポンプ駆動カムを有し、
   前記ポンプ本体は、前記ポンプ駆動カムに押圧されて進退するプランジャを有し、
   前記補機ハウジングは、前記プランジャを進退可能に受容するプランジャ孔と、前記シリンダヘッドに形成されたヘッド側潤滑油路に連通すると共に、前記プランジャ孔の内面に開口するプランジャ孔潤滑油路とを有することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つの項に記載の内燃機関。
7. 前記プランジャ孔の内面には、周方向に延びるプランジャ孔油溝が形成され、前記プランジャ孔潤滑油路は前記プランジャ孔油溝に開口することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関。

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