(57)【要約】【課題】作動油の油圧が低い場合であっても安定的な作動を維持できる内燃機関のカムシャフトを提供する。【解決手段】複数の吸気カム１１ａ〜１１ｄとポンプカム１２とを備えた内燃機関の吸気カムシャフト１０であって、ポンプカム１２は、吸気カムシャフト１０の中央部を挟むように形成された一対の吸気カム１１ｃ、１１ｄの間に形成されていると共に、吸気カム１１ａ〜１１ｄよりも厚く形成されている。これにより、吸気カムシャフト１０と軸受部１３ａ〜１３ｄとのクリアランスを小さく設定することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の弁駆動用カムと燃料ポンプ駆動用カムとを備えた内燃機関のカムシャフトであって、
前記燃料ポンプ用駆動カムは、該カムシャフトの中央部を挟むように形成された一対の弁駆動用カムの間に形成されていると共に、前記弁駆動用カムよりも厚く形成されている、ことを特徴とする内燃機関のカムシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のカムシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吸気バルブあるいは排気バルブの一方又は両方を開閉するための弁駆動用カムと、燃料ポンプを駆動するために燃料ポンプ駆動カムとを設けたカムシャフトが知られている（特許文献１乃至５参照）。このようなカムシャフトの端部には、バルブタイミングを可変することができるバルブタイミング機構が設けられている。このバルブタイミング機構は、油圧によって作動される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９１８０７号公報
【特許文献２】特開２００１−３０４０７０号公報
【特許文献３】特開平８−１４１４０号公報
【特許文献４】特開２００６−２０７４４０号公報
【特許文献５】特許第３４８８５８５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、カムシャフトと、カムシャフトを回転可能に支持する軸受部との間には、所定のクリアランスが設定されている。このクリアランスは、燃料ポンプや吸気バルブあるいは排気バルブから受ける反力により、カムシャフトが撓むことを考慮して設定されている。
しかしながら、このクリアランスが大きいと、カムシャフトと軸受部との隙間から漏れる作動油の量が多くなる。特に油圧が低い場合には、供給量が漏れ量よりも少なくなり、カムシャフトの作動に支障をきたす恐れがある。
また、アイドル運転状態などの油圧が低い場合には、バルブタイミング機構へ供給される作動油の量も少なくなるため、バルブタイミングを適切に制御することが出来ない恐れがある。特に、バルブタイミング機構へ供給された作動油が、軸受部へと流れるように構成されていた場合には、上述した軸受部とカムシャフトとの隙間から作動油が漏れることとなる。
【０００５】
したがって本発明の目的は、作動油の油圧が低い場合であっても安定的な作動を維持できる内燃機関のカムシャフトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、複数の弁駆動用カムと燃料ポンプ駆動用カムとを備えた内燃機関のカムシャフトであって、前記燃料ポンプ用駆動カムは、該カムシャフトの中央部を挟むように形成された一対の弁駆動用カムの間に形成されていると共に、前記弁駆動用カムよりも厚く形成されている、ことを特徴とする内燃機関のカムシャフトによって達成できる。
この構成により、燃料ポンプ駆動用カムは、カムシャフトの略中央部に形成されるので、燃料ポンプから受ける反力によって生じるカムシャフトの撓みを抑制できる。また、燃料ポンプ駆動用カムは、弁駆動用カムよりも厚く形成されているため、カムシャフトに作用する撓みを抑制できる。以上により、カムシャフトと、カムシャフトを軸支する軸受部とのクリアランスを狭く設定することができる。これにより、カムシャフトと軸受部との隙間から漏れる作動油の量を減少させることができ、作動油の油圧が低い場合であっても、カムシャフトの作動を安定的に維持することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、作動油の油圧が低い場合であっても安定的な作動を維持できる内燃機関のカムシャフトを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。図１は、本実施例に係るカムシャフトを含むエンジンの構成を簡略化した説明図である。また、本実施例に係るエンジンは、４バルブＤＯＨＣ（ダブルオーバヘッドカムシャフト）形式の直列４気筒エンジンである。
【０００９】
吸気カムシャフト１０、排気カムシャフト２０は、それぞれ、同軸上に、吸気カム（弁駆動用カム）１１ａ〜１１ｄ、排気カム（弁駆動用カム）２１ａ〜２１ｄを備えている。吸気カム１１ａ〜１１ｄは、吸気弁（不図示）を、排気カム２１ａ〜２１ｄは、排気弁（不図示）を作動させる。吸気カムシャフト１０、排気カムシャフト２０は、鋳鉄により形成されている。
【００１０】
吸気カムシャフト１０、排気カムシャフト２０は、ぞれぞれ、軸受部１３ａ〜１３ｄ、軸受部２３ａ〜２３ｄによってシリンダヘッド（不図示）に回転可能に支持されている。軸受部１３ａ〜１３ｄ、軸受部２３ａ〜２３ｄは、シリンダヘッド（不図示）にカムキャップ（不図示）を介して固定されている。
【００１１】
吸気カムシャフト１０、排気カムシャフト２０は、クランクシャフト（不図示）によりタイミングチェーン（不図示）を介して回転駆動される。タイミングチェーンは、吸気カムシャフト１０、排気カムシャフト２０のそれぞれの軸方向一端に設けられた、タイミングギア３１、４１に巻き掛けられている。このタイミングチェーンの張力は、チェーンテンショナ（不図示）によって自動的に調整される。尚、エンジンの一連の行程（吸入、圧縮、燃料・爆発、排気行程）において、クランクシャフトは２回転し、吸気カムシャフト１０、排気カムシャフト２０は、それぞれ１回転する。
【００１２】
吸気カムシャフト１０、排気カムシャフト２０の一端部には、それぞれ、バルブタイミング機構３０、４０が設けられている。バルブタイミング機構３０、４０は、供給される油圧に応じて、それぞれ吸気カムシャフト１０、排気カムシャフト２０の位相を連続可変することにより、吸気弁、排気弁のバルブタイミング（開き、閉じ）を制御するものであり、例えばベーン型アクチュエータからなる。
バルブタイミング機構３０に供給された作動油は、吸気カムシャフト１０の軸線方向に流れ、軸受部１３ａとの隙間に流れるように構成されている。
【００１３】
また、バルブタイミング機構３０の中央部には、ポンプカム（燃料ポンプ駆動用カム）１２が形成されている。ポンプカム１２は、図１に示すように、燃料ポンプ５０がポンプカム１２の回転によって駆動するように配置されている。具体的には、燃料ポンプ５０のタペット５１がポンプカム１２と当接するように配置されており、ポンプカム１２の回転によりタペット５１が往復動する。燃料ポンプ５０は、インジェクタ（不図示）へ燃料を高圧化して圧送する。
【００１４】
ポンプカム１２は、バルブタイミング機構３０の略中央部を挟むように形成された一対の吸気カム１１ｂ、１１ｃの間に形成されている。従って、燃料ポンプ５０から吸気カムシャフト１０が受ける反力は、その中央部に集中する。従って、例えば、吸気カムシャフト１０のバルブタイミング機構３０が設けられた側と反対側の端部において、燃料ポンプ５０を駆動させるための燃料ポンプ駆動用カムを形成した場合に比べて、吸気カムシャフト１０の撓み量が小さくなる。
【００１５】
図２は、吸気カムシャフト１０のポンプカム１２周辺の内部構成を示した断面図である。
図２に示すように、吸気カムシャフト１０内部には、軸方向に伸びた給油通路１５、１６が形成されている。この給油通路１５、１６を隔てるように、ポンプカム１２が形成されている。ポンプカム１２は、軸方向と直交する方向での厚みは、図２に示すように、吸気カム１１ｂ、１１ｃよりも、厚く形成されている。このように厚く形成することにより、吸気カムシャフト１０の撓みを更に抑制することができる。また、吸気カムシャフト１０に作用する曲げやねじりも抑制することができる。
【００１６】
以上のように、吸気カムシャフト１０の撓み量を抑制することができる。
例えば、吸気カムシャフト１０のバルブタイミング機構３０が設けられた側と反対側の端部において、燃料ポンプ５０を駆動させるための燃料ポンプ駆動用カムを形成すると、燃料ポンプ５０から吸気カムシャフト１０が受ける反力によって、吸気カムシャフト１０は大きく撓むことになる。この撓み量を考慮して、吸気カムシャフト１０と、軸受部１３ａ〜１３ｄとのクリアランスを設定する必要がある。
【００１７】
しかしながら、本実施例のように、吸気カムシャフト１０の中央部にポンプカム１２を形成して、ポンプカム１２によって駆動されるように燃料ポンプ５０を配置することにより、吸気カムシャフト１０に発生する撓みを抑制することができる。撓み量を小さくすることができるので、吸気カムシャフト１０と、軸受部１３ａ〜１３ｄとのクリアランスも小さく設定することができる。
【００１８】
これにより、吸気カムシャフト１０と、軸受部１３ａ〜１３ｄとの隙間から作動油が漏れる量を抑制することができる。従って、作動油の油圧が低い場合であっても、クリアランスを小さく設定することによって、その漏れ量を抑制でき、吸気カムシャフト１０の安定した作動を維持できる。
【００１９】
また、バルブタイミング機構３０へ供給された作動油は、吸気カムシャフト１０の軸線方向を伝って、軸受部１３ａと吸気カムシャフト１０との隙間等へ供給されるように構成されているので、上述したクリアランスが大きく設定されていると、作動油の漏れ量が多くなり、バルブタイミング機構３０が保持する作動油の量が減少する。しかしながら、本実施例のように、上記クリアランスを小さく設定することにより、作動油の漏れ量を抑制でき、かつバルブタイミング機構３０への作動油を確保でき安定した作動を維持できる。これにより、クランクシャフトと吸気カムシャフト１０との相対位置ずれ量を抑制することができ、正確なバルブタイミングを維持することができる。
【００２０】
また、低温時には、高温時と比較し、吸気カムシャフト１０と、軸受部１３ａ〜１３ｄとのクリアランスは大きくなるが、上述したようにクリアランスを小さく設定することにより、低温時であっても作動油の漏れ量を抑制できる。これにより、低温時であっても、吸気カムシャフト１０及びバルブタイミング機構３０の安定的な作動を維持することができる。
【００２１】
また、燃料ポンプ５０を吸気カムシャフト１０の略中央部分、即ち、エンジンの中央部分に配置することによって、エンジン自体の大きさを小型化することができる。これにより、小型化されたエンジンルーム内においても、このようなエンジンを配置することができる。
【００２２】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施例に係るカムシャフトを含むエンジンの構成を簡略化した説明図である。
【図２】吸気カムシャフトのポンプカム周辺の内部構成を示した断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０                            吸気カムシャフト
１１ａ〜１１ｄ                  吸気カム（弁駆動用カム）
１２                            ポンプカム（燃料ポンプ駆動用カム）
１３ａ〜１３ｄ、２３ａ〜２３ｄ  軸受部
１５、１６                      給油通路
２０                            排気カムシャフト
２１ａ〜２１ｄ                  排気カム（弁駆動用カム）
３０、４０                      バルブタイミング機構
３１、４１                      タイミングギア
【図１】
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【図２】
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