JP6317297B2 - 内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に関する。

内燃機関のシリンダヘッドには給油路が形成されており、この給油路を通じてオイルポンプから汲み上げられたオイルが内燃機関の各部に供給される。
特許文献１に記載の内燃機関では、シリンダヘッドに油圧式のラッシュアジャスタが設けられている。そして、このラッシュアジャスタに給油路を通じてオイルを供給することにより、カムシャフトに設けられたカムとロッカアームとのクリアランスを調節している。

また、特許文献２に記載の内燃機関には、負圧を生成するバキュームポンプが設けられている。バキュームポンプはカムシャフトと一体に回転するロータを備えている。このため、バキュームポンプには、こうした回転体を円滑に回転させるためのオイルがシリンダヘッドに形成された給油路を通じて供給される。

特開２００９‐１２１２５８号公報 特開２００７‐２７８２０５号公報

ところで、バキュームポンプを備える内燃機関では、機関停止によってバキュームポンプの駆動が停止すると、バキュームポンプ内に残存する負圧によって、シリンダヘッドの給油路からバキュームポンプ内にオイルが吸い込まれることがある。このため、内燃機関を停止した後、再度始動したときには、給油路内に残留するオイルの量が少なくなっている場合がある。

このため、内燃機関にバキュームポンプと油圧式のラッシュアジャスタとの双方を設け、シリンダヘッドの給油路からそれぞれにオイルを供給するようにした場合には、内燃機関を停止した後、再度始動したときに、給油路からラッシュアジャスタに迅速にオイルを供給することができず、ラッシュアジャスタが動作不良になるおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、バキュームポンプとラッシュアジャスタとの双方を備える場合であっても、ラッシュアジャスタの動作不良が生じ難い内燃機関を提供することにある。

上記課題を解決するための内燃機関は、シリンダヘッドと、シリンダヘッドの内部に形成されてオイルポンプから汲み上げられたオイルが供給される給油路と、シリンダヘッドに組み付けられたカムシャフトと、カムシャフトに連結されて同カムシャフトと一体に回転するロータ、及び同ロータを収容するハウジングを有し、ロータ及びハウジングによって区画された負圧室が給油路に接続されており、ロータの回転に伴い負圧室内に負圧を生成するバキュームポンプと、給油路に接続され、同給油路から供給されたオイルを利用してカムシャフトに設けられたカムとロッカアームとのクリアランスを調節する油圧式のラッシュアジャスタと、給油路から分岐した分岐路と、を備え、分岐路の先端には、大気に開放された開放孔が設けられており、運転中に開放孔からカムシャフトにオイルを供給する一方、停止中に開放孔からバキュームポンプに空気を導入する。

上記構成によれば、内燃機関が停止して、給油路内のオイルがバキュームポンプに吸い込まれると、給油路内には分岐路の開放孔を通じて空気が導入される。そして、開放孔から導入された空気がバキュームポンプに引き込まれてバキュームポンプと大気とが連通状態になると、それ以降はバキュームポンプ内に空気が吸引されるようになり、それ以上オイルが引き込まれることが抑制される。このため、内燃機関の停止中にバキュームポンプ内に吸い込まれるオイルの量が抑えられる。

一方、内燃機関の運転中には、給油路に供給されたオイルが分岐路を通じて開放孔からカムシャフトに供給されるようになる。
したがって、上記構成によれば、給油路からバキュームポンプに吸い込まれるオイルの量を抑えて、給油路内に残留するオイルの量が少なくなることを抑えることができる。このため、内燃機関を再度始動したときにラッシュアジャスタに迅速にオイルを供給することができる。したがって、バキュームポンプとラッシュアジャスタとの双方を備える場合であっても、ラッシュアジャスタの動作不良が生じ難くなる。

また、この内燃機関の一態様では、シリンダヘッドには、カムシャフトを支持する軸受け部が形成され、軸受け部には、カムキャップが組み付けられ、軸受け部及びカムキャップによってカムシャフトを軸受けする軸受け孔が構成され、開放孔は、カムシャフトに向かって開口した状態でカムキャップに形成され、分岐路は、軸受け部及びカムキャップの内部を通じて給油路から開放孔まで延びている。

また、上記態様では、シリンダヘッドには、カムシャフトの中心軸の延伸方向に並んだ状態で複数のカムキャップが組み付けられ、複数のカムキャップのうち、前記延伸方向において最もバキュームポンプ側に位置するカムキャップに開放孔が設けられていることが望ましい。

これにより、他のカムキャップに比べてバキュームポンプに近い位置にあるカムキャップに開放孔が設けられるため、バキュームポンプから開放孔までの距離が短くなり、バキュームポンプが大気に連通するまでに給油路からバキュームポンプ内に吸い込まれるオイルの量を抑えることができる。したがって、内燃機関の停止中に給油路内に残留するオイルの量が少なくなることを一層抑えることができる。

内燃機関の一実施形態の構成を模式的に示す断面図。 同内燃機関の動弁機構の構成を示す断面図。 同動弁機構のラッシュアジャスタの構成を示す断面図。 同内燃機関に設けられたバキュームポンプの構成を示す断面図。 同バキュームポンプの分解斜視図。 同バキュームポンプのカバーを外した状態を示す側面図。 内燃機関の運転中に給油路内に供給されたオイルの流れを示す断面図。 内燃機関が停止しているときの給油路内のオイルの流れ及び分岐路内の空気の流れを模式的に示す断面図。 内燃機関が停止しているときであって、給油路内に分岐路から空気が導入されたときの給油路内のオイルの流れ及び空気の流れ示す断面図。 内燃機関が停止しているときであって、分岐路を通じてバキュームポンプ内に空気が導入されているときの状態を模式的に示す断面図。

以下、内燃機関の一実施形態について、図１〜図１０を参照して説明する。
図１に示すように、内燃機関１のシリンダヘッド２には、カムシャフト３を支持する複数の軸受け部４が設けられている。軸受け部４には、半円形状の凹部５が形成されている。各軸受け部４には、カムキャップ６がそれぞれ組み付けられている。各カムキャップ６には、軸受け部４の凹部５と対称な半円形状の凹部７が形成されている。このため、軸受け部４にカムキャップ６が組み付けられた状態では、軸受け部４及びカムキャップ６によってカムシャフト３を軸受けする軸受け孔８が構成されている。

各軸受け孔８には、カムシャフト３が挿通されており、各軸受け部４及び各カムキャップ６によってカムシャフト３が回転可能に支持されている。このように、複数のカムキャップ６は、カムシャフト３の中心軸の延伸方向に並んだ状態でシリンダヘッド２に組み付けられている。

カムシャフト３は、同カムシャフト３と一体に回転する複数のカム９を有しており、その一端（図１における右端）には、タイミングプーリー１０が接続されている。また、クランクシャフト１１の一端（図１における右端）には、クランクプーリー１２が接続されている。各プーリー１０，１２には、タイミングベルト１３が巻き掛けられている。このため、クランクシャフト１１が回転すると、クランクシャフト１１と連動してカムシャフト３が回転する。

また、クランクシャフト１１の他端（図１における左端）には、機関駆動式のオイルポンプ１４が接続されている。オイルポンプ１４は、クランクシャフト１１の回転に伴い駆動され、オイルパン１５に貯留されたオイルを汲み上げて内燃機関１の各部に供給する。

シリンダヘッド２の内部には、オイルポンプ１４から汲み上げられたオイルが供給される給油路１６が形成されている。給油路１６は、シリンダヘッド２の内部をカムシャフト３の軸方向（図１の左右方向）に延びる第１給油路１７と、同第１給油路１７とシリンダブロックの内部に形成された油路とを接続する第２給油路１８とを有している。給油路１６は、シリンダブロックの内部に形成された油路を介して、オイルポンプ１４に接続されている。

次に、図２及び図３を参照して、内燃機関１の動弁機構について説明する。
図２に示すように、カムシャフト３に固定された複数のカム９には、それぞれロッカアーム１９が当接している。ロッカアーム１９は、その一端部（図２の左端部）が機関バルブ２０によって支持されており、その他端部（図２の右端部）がラッシュアジャスタ２１に支持されている。このため、カムシャフト３の回転に伴ってカム９が回転すると、ロッカアーム１９がラッシュアジャスタ２１により支持された他端部を支点として揺動する。カム９のノーズ部２２によってロッカアーム１９を押し下げる力が作用しているときには、バルブスプリング２３の付勢力に抗して機関バルブ２０が押し下げられる。これにより、機関バルブ２０の傘部２４がシリンダヘッド２から離間して開弁状態になる。また、カム９のノーズ部２２がロッカアーム１９を押し下げた後は、バルブスプリング２３の付勢力によって機関バルブ２０は傘部２４がシリンダヘッド２に当接するまで押し上げられて、閉弁状態になる。こうして機関バルブ２０が押し上げられることに伴い、ロッカアーム１９も押し上げられる。

また、図３に示すように、ラッシュアジャスタ２１は、シリンダヘッド２に取り付けられる有底筒状のボディ２５と、同ボディ２５の内部に挿通されて同ボディ２５の軸方向（図３の上下方向）に往復動する有底筒状のプランジャ２６とを有している。このプランジャ２６の内部には低圧室２７が形成されている。低圧室２７は、プランジャ２６に設けられた連通孔２８を通じてボディ２５の供給孔２９と連通している。また、図１に示すように、各ラッシュアジャスタ２１はシリンダヘッド２に設けられた給油路１６に接続されている。図３に示すように、給油路１６にはボディ２５の供給孔２９が接続されている。このため、供給孔２９及び連通孔２８を通じて給油路１６は低圧室２７と連通しており、低圧室２７には給油路１６内からオイルが供給される。

また、プランジャ２６の頂部には、流出口３０が設けられている。プランジャ２６の頂部にはロッカアーム１９が接続される。これにより、流出口３０は、ロッカアーム１９によって覆われた状態になる。低圧室２７に供給されたオイルのうち余剰なオイルは流出口３０から漏れ出て、プランジャ２６とロッカアーム１９との隙間を通じて外部に排出される。

また、ラッシュアジャスタ２１には、プランジャ２６の底部とボディ２５の内壁とによって区画される高圧室３１も設けられている。プランジャ２６の底部には逆止弁３２により開閉される弁孔３３が形成されている。この逆止弁３２が開弁すると低圧室２７と高圧室３１とが連通され、低圧室２７から高圧室３１にオイルが流入する。

高圧室３１には、プランジャ２６をボディ２５から突出する方向（図３の上方）に付勢するばね３４が設けられている。このため、ロッカアーム１９の他端部は、プランジャ２６の頂部によって常に上方に付勢される。また、ロッカアーム１９の一端部は、機関バルブ２０のバルブスプリング２３の作用により常に上方に付勢される。これにより、ロッカアーム１９がカム９に押しつけられ、カム９やロッカアーム１９が摩耗した場合であっても、これらのクリアランスが零に調節される。

また、クリアランスを零に調節すべく、ばね３４の付勢力によってプランジャ２６がボディ２５から更に突出すると、高圧室３１の容積が増大してその内圧が低下する。このため、逆止弁３２が開弁して低圧室２７から高圧室３１にオイルが流入する。そして、高圧室３１における容積の増大分に相当する量のオイルが低圧室２７から高圧室３１に流入すると、逆止弁３２が閉弁する。こうした状態でカム９の回転によりプランジャ２６を押し下げる方向（図３の下方）の荷重がロッカアーム１９を介してプランジャ２６に作用した場合には、高圧室３１のオイルによってプランジャ２６の沈み込みが規制され、プランジャ２６はその位置に保持される。その結果、機関バルブ２０はカム９のノーズ部２２の形状に対応した所定のリフトプロフィールにて開閉される。このように、このラッシュアジャスタ２１は、給油路１６から供給されたオイルを利用してカム９とロッカアーム１９とのクリアランスを調節する油圧式のラッシュアジャスタ２１である。

また、図１に示すように、カムシャフト３の他端には、バキュームポンプ３５が接続されている。バキュームポンプ３５には、カムシャフト３に連結されて同カムシャフト３と一体に回転するロータ３６が設けられている。シリンダヘッド２には、このロータ３６を支持するロータ軸受け部３７が設けられている。ロータ軸受け部３７には、半円形状の凹部３８が形成されている。また、ロータ軸受け部３７には、ロータキャップ３９が組み付けられている。ロータキャップ３９には、ロータ軸受け部３７の凹部３８と対称な半円形状の凹部４０が形成されている。このため、このロータ軸受け部３７及びロータキャップ３９によって、ロータ３６を回転可能に支持するロータ軸受け孔４１が構成されている。

次に、図４〜図６を参照して、バキュームポンプ３５の構成について説明する。
図４及び図５に示すように、バキュームポンプ３５のハウジング４２は、筒形状をなしており、収容部４３及び同収容部４３よりも直径の小さい支持部４４を有している。図５に示すように、収容部４３の断面は略楕円形状であり、支持部４４の断面は円形状である。また、支持部４４は収容部４３に対して偏心した位置に設けられている。支持部４４の端部には拡径したフランジ４５が設けられている。図４に示すように、支持部４４のフランジ４５は、シリンダヘッド２のロータ軸受け部３７及びロータキャップ３９に固定される。支持部４４の内径はロータ軸受け孔４１の直径と略同一であり、こうしてハウジング４２が組み付けられると、支持部４４とロータ軸受け孔４１とが連通した状態になる。

図５に示すように、ハウジング４２に収容されるロータ３６は、円柱形状をなしている。ロータ３６は、ハウジング４２の支持部４４に挿通される軸部４６と、軸部４６よりも直径の大きい摺動部４７とを有している。軸部４６の軸方向における長さは、支持部４４の同軸方向における長さよりも長い。このため、支持部４４に軸部４６が挿通されると、軸部４６の一端部は支持部４４から飛び出した状態になる。このため、図４に示すように、バキュームポンプ３５が組み付けられた状態では、ロータ３６は支持部４４とロータ軸受け孔４１とに挿通された状態になり、これら支持部４４及びロータ軸受け孔４１によって回転可能に支持される。

また、図５に戻って、摺動部４７には、径方向に延びる摺動溝４８が形成されている。摺動溝４８には、同摺動溝４８に沿ってロータ３６の径方向に摺動可能にベーン４９が組み付けられる。

また、バキュームポンプ３５はカバー５０を有している。カバー５０は、ハウジング４２の収容部４３の断面形状と略同形状をなしており、ベーン４９及びロータ３６がハウジング４２の内部に収容された状態でハウジング４２に取り付けられる。

図６に示すように、ロータ３６及びベーン４９がハウジング４２に組み付けられると、ハウジング４２の収容部４３の内部には、ロータ３６及びベーン４９によって仕切られた空間Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が形成される。ロータ３６の中心軸と支持部４４の中心軸とはほぼ重なっており、ロータ３６は収容部４３に対して偏心している。また、上述したように収容部４３の断面が略楕円形状に形成されているため、ハウジング４２内においてロータ３６及びベーン４９が回転すると、ベーン４９は収容部４３にその両端が当接した状態を維持しつつ摺動溝４８内を摺動して空間Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の容積を変化させる。

図６に示す状態において、ハウジング４２における空間Ｒ１と空間Ｒ２との境界部分には、ハウジング４２の内部の空間とブレーキの真空倍力装置内の空間とを連通する吸入口５１が設けられている。このため、図６に示す状態から反時計回りにロータ３６が回転すると、空間Ｒ１とブレーキの真空倍力装置内の空間とが連通された状態になる。空間Ｒ１の容積は、ロータ３６の回転に伴い増大するため、空間Ｒ１内には負圧が生じる。そして、空間Ｒ１内に生じた負圧により、吸入口５１を介して空間Ｒ１内に真空倍力装置内の空気が吸引され、真空倍力装置内に負圧が生成される。

また、図６に示す状態から反時計回りにロータ３６が回転すると、空間Ｒ２と吸入口５１との連通が遮断された状態になる。そして、ロータ３６の回転に伴い空間Ｒ２の容積が減少していく。このため、ロータ３６の回転に伴い空間Ｒ２では空気が圧縮される。

また、図４に示すように、ハウジング４２には、空気の排出口５２も設けられている。この排出口５２は、図６に示す状態において空間Ｒ３に接続されている。このため、図６における反時計回りにロータ３６が回転して空間Ｒ３の容積が減少していく過程で、空間Ｒ３内の圧縮された空気は排出口５２を通じて排出される。

このように、バキュームポンプ３５では、ロータ３６を回転させることにより、空気を吸い込む吸気行程（図６の空間Ｒ１）と、吸い込んだ空気を圧縮する圧縮行程（図６の空間Ｒ２）と、圧縮した空気を排出する排出行程（図６の空間Ｒ３）とを繰り返し実行し、負圧を生成する。すなわち、バキュームポンプ３５が駆動されると、ハウジング４２の収容部４３及びロータ３６によって区画された各空間Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、吸気行程、圧縮行程、及び排出行程をそれぞれ繰り返し、それぞれが負圧を生成する負圧室となる。

なお、図４に示すように、排出口５２には、リードバルブ５３が設けられている。リードバルブ５３は、例えば金属からなる板状部材であり、排出口５２を塞いでいる。リードバルブ５３は、ストッパ部材５４が重ねられた状態でボルト５５を介してハウジング４２に固定されている。ストッパ部材５４は、図４における上方に位置する部分がリードバルブ５３から離間するように屈曲して延びている。このため、リードバルブ５３は、ハウジング４２とストッパ部材５４とによって挟まれた部分を支点としてその反対側の部分がストッパ部材５４側に弾性変形可能になっている。

そのため、各空間Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３のうち、排出口５２と連通している空間内の空気が圧縮されて同空間内の圧力が高まると、リードバルブ５３の一端がストッパ部材５４に当接するまで弾性変形して排出口５２を開放する。一方、空気が排出されてこの空間内の圧力が弱まると、リードバルブ５３が弾性復帰して排出口５２を塞ぐ。これにより、排出口５２を通じてハウジング４２から空気を排出することが可能になるとともに、排出口５２を通じてハウジング４２内に空気が流入することが抑えられている。

また、図４に示すように、ロータ３６の軸部４６には、円柱状のカップリング５６が連結される。図５に示すように、ロータ３６の軸部４６には、矩形状の突部５７が形成されており、カップリング５６には、同突部５７と略同型の溝５８が形成されている。このため、ロータ３６の軸部４６に形成された突部５７をカップリング５６の溝５８に差し込んで係止することにより、ロータ３６とカップリング５６とが連結される。

また、カップリング５６には、カムシャフト３が連結される。カップリング５６の一端部には矩形状の突起５９が形成されている。カムシャフト３の端部には、この突起５９と略同型の溝６０が形成されており、この溝６０にカップリング５６の突起５９を差し込んで係止することにより、カップリング５６とカムシャフト３とが連結されている。これにより、ロータ３６は、カップリング５６を介してカムシャフト３に連結されている。

図４に示すように、バキュームポンプ３５には、ベーン４９やロータ３６などの回転体が摺動する部分にオイルを供給するために、負圧室６１と連通したポンプ油路６２が形成されている。なお、負圧室６１は上述した空間Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３である。このポンプ油路６２は、ロータ３６の軸方向（図４の左右方向）に延びて摺動溝４８に開口した第１油路６３と、第１油路６３からロータ３６の径方向（図４の上下方向）に延びて外周面に開口した第２油路６４とからなる。

ロータキャップ３９の凹部４０には、ロータ３６の軸方向に延びる給油溝６５が形成されている。図４に示す状態において、給油溝６５の一端部は、ロータ３６の第２油路６４の開口と対向しており、給油溝６５の他端部は、第２油路６４よりもカムシャフト３側まで延びている。また、ロータキャップ３９の凹部４０には、周方向全周、すなわちロータ軸受け孔４１の上半周に亘って延びる上側溝６６が形成されている。上側溝６６は、給油溝６５の他端部に接続されている。

また、ロータ軸受け部３７の凹部３８には、周方向全周、すなわちロータ軸受け孔４１の下半周に亘って延びる下側溝６７が形成されている。下側溝６７は上側溝６６に接続している。これにより、下側溝６７は、上側溝６６及び給油溝６５を通じてポンプ油路６２に接続されている。

図１に示すように、ロータ軸受け部３７の内部には、給油路１６と下側溝６７とを接続する導入通路６８が設けられている。このため、給油路１６内のオイルは、導入通路６８、下側溝６７、及び上側溝６６を通じて給油溝６５に供給される。内燃機関１の運転中には、ロータ３６が回転して、第２油路６４と給油溝６５とが間欠的に連通する。そして、図４に示すように、第２油路６４と給油溝６５が連通したときには、給油溝６５内のオイルがポンプ油路６２に供給される。ポンプ油路６２に供給されたオイルは、第１油路６３の開口から摺動溝４８を通じて負圧室６１に流出する。これにより、ベーン４９とハウジング４２との間や、ロータ３６とハウジング４２との間が潤滑される。このように、負圧室６１と給油路１６とは、ポンプ油路６２、給油溝６５、上側溝６６、下側溝６７、及び導入通路６８を介して接続されている。なお、負圧室６１に供給されたオイルは、ハウジング４２内の空気と共に排出口５２から排出される。

また、図１に示すように、給油路１６には、各軸受け部４の内部を通じて軸受け孔８に開口するジャーナル油路６９がそれぞれ接続されている。
また、複数のカムキャップ６のうち、カムシャフト３の延伸方向において最もバキュームポンプ３５側（図１における左方）に位置するカムキャップ６０１には、その上端部にカム９の上方を覆うように屈曲して延びる屈曲部７０が設けられている。カムキャップ６の内部には、軸受け孔８から上方に延びるカムキャップ油路７１が形成されている。カムキャップ油路７１は、その上端部で折り返されて屈曲部７０の内部を通り、その先端に屈曲部７０におけるカムシャフト３と対向する下面７２に開口した開放孔７３を有している。このように、開放孔７３は、大気に開放されているとともに、カムシャフト３に向かって開口した状態で設けられている。

また、軸受け孔８によって支持されるカムシャフト３のジャーナル部７４のうち、カムキャップ６０１と軸受け部４とによって支持されるジャーナル部７４１には、全周に亘って延びるリング溝７５が形成されている。このため、ジャーナル油路６９を通じて給油路１６から軸受け孔８に供給されたオイルは、ジャーナル部７４１のリング溝７５を通じてカムキャップ油路７１に供給される。カムキャップ油路７１内のオイルは、開放孔７３から排出されて、カムシャフト３に供給される。したがって、本実施形態では、ジャーナル油路６９、リング溝７５、カムキャップ油路７１により、給油路１６から分岐して先端に大気開放された開放孔７３を有する分岐路７６が構成されている。この分岐路７６は軸受け部４及びカムキャップ６０１の内部を通じて給油路１６から開放孔７３まで延びている。

なお、カムシャフト３の他のジャーナル部７４には、リング溝７５が形成されていない。このジャーナル部７４を支持する軸受け孔８では、カムシャフト３が回転しているときには、その回転によってジャーナル油路６９から少量のオイルが引き込まれる。一方で、カムシャフト３の回転が停止しているときには同カムシャフト３によってジャーナル油路６９の開口が塞がれた状態になる。

次に、図７〜図１０を参照して、本実施形態の内燃機関１の作用について説明する。
図７に示すように、内燃機関１の運転中にはオイルポンプ１４が駆動されるため、給油路１６内にオイルが供給される。給油路１６内のオイルは、図７に実線の矢印で示すように同給油路１６に接続された各通路を通じて各部に供給される。すなわち、給油路１６に接続された導入通路６８に流れたオイルは、下側溝６７、上側溝６６、及び給油溝６５を通じてポンプ油路６２に流れ込み、バキュームポンプ３５内に供給される。また、給油路１６に接続されたジャーナル油路６９に流れたオイルは、軸受け孔８に供給される。なお、最もバキュームポンプ３５側に位置する軸受け部４では、ジャーナル油路６９に流れたオイルが、カムシャフト３のリング溝７５を通じてカムキャップ油路７１に供給される。そして、カムキャップ油路７１の開放孔７３からカムシャフト３にオイルが供給される。このように、内燃機関１の運転中には、給油路１６に供給されたオイルが分岐路７６を通じて開放孔７３からカムシャフト３に供給される。また、給油路１６にはラッシュアジャスタ２１も接続されているため、同給油路１６を通じてラッシュアジャスタ２１の内部にオイルが供給される。このように、内燃機関１の運転中には給油路１６及び各通路がオイルで満たされた状態になる。

一方、内燃機関１が停止すると、バキュームポンプ３５の負圧室６１には負圧が残留した状態になる。このため、図８に実線の矢印で示すように、負圧室６１と連通している給油路１６内のオイルがバキュームポンプ３５に吸い込まれる。

本実施形態では、給油路１６から分岐して先端に大気開放された開放孔７３が設けられた分岐路７６を備えている。このため、給油路１６からバキュームポンプ３５内にオイルが吸い込まれると、図８に破線の矢印で示すように、給油路１６内には分岐路７６の開放孔７３を通じて空気が導入される。

そして、図９に示すように、分岐路７６を通じて給油路１６内に空気が導入されると、給油路１６内のオイルが空気によって分断された状態になる。同一通路内を同一条件下で流れる場合には、空気の圧力損失に比べてオイルの圧力損失の方が大きくなる。すなわち、給油路１６内では、オイルよりも空気の方が流れやすい。このため、こうして空気によって給油路１６内のオイルが分断された後は、図９に破線の矢印で示すように、分岐路７６から給油路１６に優先的に空気が流れるようになり、空気によって分断されて負圧室との接続が途切れた給油路１６内のオイルは吸引が停止される。

そして、図１０に示すように、更にオイルが吸い込まれて、開放孔７３から導入された空気がバキュームポンプ３５に達すると、バキュームポンプ３５と大気とが連通状態になる。図１０に破線の矢印で示すように、この状態では、それ以降はバキュームポンプ３５内に空気が吸引されるようになり、それ以上オイルが引き込まれることが抑制される。そして、空気が吸引されてバキュームポンプ３５内の負圧が消費されると、空気の引き込みが停止する。

ところで、給油路１６に分岐路７６を備えない従来の構成では、内燃機関１が停止しているときに給油路１６からオイルのみを吸い込んでバキュームポンプ３５内の負圧を消費するため、バキュームポンプ３５内に吸い込まれるオイルの量が多くなる。

本実施形態では、上述したように、開放孔７３を有する分岐路７６を通じてバキュームポンプ３５内に空気を導入しているため、従来の構成に比べて、給油路１６からバキュームポンプ３５内に吸い込まれるオイルの量が抑えられる。

なお、従来の構成のように、給油路１６からバキュームポンプ３５に多くのオイルが吸い込まれてしまうと、給油路１６内に残留するオイルの量が少なくなる。こうした状態で内燃機関１を始動すると、給油路１６内をオイルで満たすまでに時間がかかり、すぐにラッシュアジャスタ２１にオイルを供給することができないおそれがある。こうした場合には、カム９とロッカアーム１９とのクリアランスを調節するためにプランジャ２６が突出しても、高圧室３１内にオイルを補充することができず、ロッカアーム１９からプランジャ２６に荷重が作用したときに、プランジャ２６はその位置に保持されずボディ２５内に沈み込んでしまう。その結果、ラッシュアジャスタ２１が動作不良となり、カム９のノーズ部２２の形状に対応した所定のリフトプロフィールにて機関バルブ２０を開閉することができなくなるおそれがある。

本実施形態では、バキュームポンプ３５に吸い込まれるオイルの量が抑えられ、給油路１６内に残留するオイルの量が少なくなることが抑えられる。このため、内燃機関１を再度始動したときに、オイルポンプ１４の駆動に伴い給油路１６内がすぐにオイルで満たされて、迅速にラッシュアジャスタ２１にオイルが供給されるようになる。その結果、内燃機関１の始動後にラッシュアジャスタ２１がすぐに動作可能になる。

また、大気に開放された開放孔７３を有する分岐路７６を給油路１６に接続すると、内燃機関１の運転中に開放孔７３を通じてオイルが漏れ出てしまう。本実施形態では、開放孔７３をカムキャップ６に設けて、この開放孔７３からカムシャフト３にオイルを供給するようにしたため、内燃機関１の運転中に開放孔７３から漏れ出るオイルを有効に活用することができる。

また、複数のカムキャップ６のうち、カムシャフト３の延伸方向において最もバキュームポンプ３５側に位置するカムキャップ６に開放孔７３を設けているため、バキュームポンプ３５から開放孔７３までの距離が短くなり、バキュームポンプ３５が大気に連通するまでに給油路１６からバキュームポンプ３５内に吸い込まれるオイルの量が抑えられる。

以上説明した上記実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）給油路１６から分岐し、先端に開放孔７３を有する分岐路７６を備え、内燃機関１の運転中に開放孔７３からカムシャフト３にオイルを供給する一方、停止中に開放孔７３からバキュームポンプ３５に空気を導入するようにした。このため、内燃機関１が停止しているときに、給油路１６からバキュームポンプ３５内に吸い込まれるオイルの量が抑えられ、給油路１６内に残留するオイルの量が少なくなってしまうことを抑えることができる。これにより、内燃機関１を再始動したときにラッシュアジャスタ２１に迅速にオイルを供給することができる。したがって、バキュームポンプ３５とラッシュアジャスタ２１との双方を備える場合であっても、ラッシュアジャスタ２１の動作不良が生じ難くなる。

（２）複数のカムキャップ６のうち、カムシャフト３の延伸方向において最もバキュームポンプ３５側に位置するカムキャップ６０１に開放孔７３を設けたため、バキュームポンプ３５から開放孔７３までの距離が短くなり、バキュームポンプ３５が大気に連通するまでに給油路１６からバキュームポンプ３５内に吸い込まれるオイルの量が抑えられる。したがって、内燃機関１の停止中に給油路１６内に残留するオイルの量が少なくなることを一層抑えることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することができる。
・開放孔７３が形成されるカムキャップ６は、カムシャフト３の延伸方向において最もバキュームポンプ３５側に位置するものに限られない。例えば、同方向においてバキュームポンプ３５に２番目に近い位置にあるカムキャップ６や、それよりも遠い位置にあるカムキャップ６に開放孔７３を形成してもよい。こうした場合には、開放孔７３が形成されたカムキャップ６の内部に開放孔７３と軸受け孔８とを連通するカムキャップ油路７１を形成し、このカムキャップ油路７１が形成されたカムキャップ６によって支持されるカムシャフト３のジャーナル部７４にリング溝７５を形成すればよい。こうした構成であっても、ジャーナル油路６９、リング溝７５、カムキャップ油路７１によって分岐路７６が構成されるため、内燃機関１の停止中に分岐路７６を通じてバキュームポンプ３５内に空気を導入することができる。また、例えば、最もバキュームポンプ３５側に位置するカムキャップ６とバキュームポンプ３５に２番目に近い位置にあるカムキャップ６との双方に開放孔７３を形成するなど、開放孔７３が形成されたカムキャップ６を複数設けてもよい。すなわち、複数の分岐路７６を備えるようにしてもよい。

・分岐路７６を、ジャーナル油路６９、リング溝７５、及びカムキャップ油路７１によって構成したが、リング溝７５は省略することができる。例えば、軸受け孔８に周方向に延びてジャーナル油路６９とカムキャップ油路７１とを接続する接続溝を形成するようにすれば、必ずしもリング溝７５を設ける必要はない。

・カムキャップ６において、カムシャフト３にオイルを供給できるのであれば、開放孔７３の位置は適宜変更してもよい。
・分岐路７６及び開放孔７３の構成は上述したものに限られない。例えば、給油路１６におけるバキュームポンプ３５に近い位置にある部分に、カムシャフト３の延伸方向に延びる管状のカムシャワーワイプを接続する。カムシャワーパイプには、大気に開放され、オイルを滴下することによってカムシャフト３にオイルを供給する滴下孔が形成されている。このカムシャワーパイプを通じて、内燃機関１の運転中に、給油路１６から供給されたオイルをカムシャワーパイプを通じて滴下孔からカムシャフト３に供給する一方、内燃機関１の停止中に滴下孔から吸い込まれた空気をカムシャワーパイプを通じて給油路１６に導入してバキュームポンプ３５に供給する。こうした構成によっても、上記（１）と同様の効果を得ることはできる。なお、この構成では、カムシャワーパイプが分岐路として機能し、滴下孔が開放孔として機能する。

・ロータ軸受け部３７の下側溝６７は、周方向全周に亘って設けられていなくてもよく、導入通路６８と上側溝６６とを連通できるものであればよい。
・ロータキャップ３９の上側溝６６は、周方向全周に亘って設けられていなくてもよく、給油溝６５と下側溝６７とを連通できるものであればよい。

・カムシャフト３の駆動方法は上記実施形態のものに限られない。例えば、クランクシャフト１１の一端にクランクプーリー１２に代えてクランクスプロケットを設け、カムシャフト３の一端にタイミングプーリー１０に代えてタイミングスプロケットを設ける。そして、各スプロケットにタイミングチェーンを巻き掛ける。こうした構成によっても、クランクシャフト１１に連動させてカムシャフト３を駆動することができる。また、クランクシャフト１１の一端にクランクギアを設け、このクランクギアに噛み合うタイミングギアを、カムシャフト３の一端に設けるようにしてもよい。この構成では、クランクシャフト１１の回転に伴いクランクギアを介してタイミングギアが回転する。このため、こうした構成によってもクランクシャフト１１に連動させてカムシャフト３を駆動することができる。

１…内燃機関、２…シリンダヘッド、３…カムシャフト、４…軸受け部、５…凹部、６…カムキャップ、７…凹部、８…軸受け孔、９…カム、１０…タイミングプーリー、１１…クランクシャフト、１２…クランクプーリー、１３…タイミングベルト、１４…オイルポンプ、１５…オイルパン、１６…給油路、１７…第１給油路、１８…第２給油路、１９…ロッカアーム、２０…機関バルブ、２１…ラッシュアジャスタ、２２…ノーズ部、２３…バルブスプリング、２４…傘部、２５…ボディ、２６…プランジャ、２７…低圧室、２８…連通孔、２９…供給孔、３０…流出口、３１…高圧室、３２…逆止弁、３３…弁孔、３４…ばね、３５…バキュームポンプ、３６…ロータ、３７…ロータ軸受け部、３８…凹部、３９…ロータキャップ、４０…凹部、４１…ロータ軸受け孔、４２…ハウジング、４３…収容部、４４…支持部、４５…フランジ、４６…軸部、４７…摺動部、４８…摺動溝、４９…ベーン、５０…カバー、５１…吸入口、５２…排出口、５３…リードバルブ、５４…ストッパ部材、５５…ボルト、５６…カップリング、５７…突部、５８…溝、５９…突起、６０…溝、６１…負圧室、６２…ポンプ油路、６３…第１油路、６４…第２油路、６５…給油溝、６６…上側溝、６７…下側溝、６８…導入通路、６９…ジャーナル油路、７０…屈曲部、７１…カムキャップ油路、７２…下面、７３…開放孔、７４…ジャーナル部、７５…リング溝、７６…分岐路、６０１…カムキャップ、７４１…ジャーナル部。

Claims (3)

1. シリンダヘッドと、
   前記シリンダヘッドの内部に形成されてオイルポンプから汲み上げられたオイルが供給される給油路と、
   前記シリンダヘッドに組み付けられたカムシャフトと、
   前記カムシャフトに連結されて同カムシャフトと一体に回転するロータ、及び同ロータを収容するハウジングを有し、前記ロータ及び前記ハウジングによって区画された負圧室が前記給油路に接続されており、前記ロータの回転に伴い前記負圧室内に負圧を生成するバキュームポンプと、
   前記給油路に接続され、同給油路から供給されたオイルを利用して前記カムシャフトに設けられたカムとロッカアームとのクリアランスを調節する油圧式のラッシュアジャスタと、
   前記給油路から分岐した分岐路と、を備え、
   前記分岐路の先端には、大気に開放された開放孔が設けられており、運転中に同開放孔から前記カムシャフトにオイルを供給する一方、停止中に前記開放孔から前記バキュームポンプに空気を導入する内燃機関。
2. 請求項１に記載の内燃機関において、
   前記シリンダヘッドには、前記カムシャフトを支持する軸受け部が形成され、
   前記軸受け部には、カムキャップが組み付けられ、
   前記軸受け部及び前記カムキャップによってカムシャフトを軸受けする軸受け孔が構成され、
   前記開放孔は、前記カムシャフトに向かって開口した状態で前記カムキャップに形成され、
   前記分岐路は、前記軸受け部及び前記カムキャップの内部を通じて前記給油路から前記開放孔まで延びている
   内燃機関。
3. 請求項２に記載の内燃機関において、
   前記シリンダヘッドには、前記カムシャフトの中心軸の延伸方向に並んだ状態で複数のカムキャップが組み付けられ、
   前記複数のカムキャップのうち、前記延伸方向において最もバキュームポンプ側に位置するカムキャップに前記開放孔が設けられている
   内燃機関。

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