(57)【要約】【課題】  内燃機関の潤滑装置において、低速運転時にはカム軸のカム面を十分潤滑できるとともに、高速運転時にはヘッドカバー内のオイルの滞留量増大を回避できる構成を提供する。【解決手段】  カム面２７を有しバルブを駆動するカム軸８と、前記カム面２７の潤滑のためのオイル噴射口を備える給油パイプ２３と、この給油パイプ２３へオイルパン３１からのオイルを供給する供給経路（９→１０→１９→２２）と、当該供給経路が設定圧力以上になると前記給油パイプ２３（ひいては、前記噴射口）へのオイルの供給を完全に遮断する弁体２４と、を備える。前記カム軸８のジャーナル部１７に対しオイルパン３１からのオイルを供給する第２供給経路（９→１０→１２→１３→１５→１６→１８）を有しており、前記弁体２４により前記給油パイプ２３へのオイル供給が遮断されているときも、前記ジャーナル部１７への前記第２供給経路を通じたオイルの供給が遮断されないように構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カム面を有しバルブを駆動するカム軸と、
前記カム面を潤滑するためにオイルを噴射する噴射口を備える給油パイプと、
当該給油パイプへオイルパンからのオイルを供給するための供給経路と、
当該供給経路の油圧が設定値以上になると前記噴射口へのオイルの供給を完全に遮断する弁体と、
を有する、内燃機関の潤滑装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の潤滑装置であって、
前記カム軸のジャーナル部に対しオイルパンからのオイルを供給するための第２供給経路を有しており、
前記弁体により前記噴射口へのオイルの供給が遮断されている場合であっても、前記カム軸の前記ジャーナル部への前記第２供給経路を通じたオイルの供給が遮断されないように構成したことを特徴とする、内燃機関の潤滑装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の潤滑装置であって、
前記弁体には、当該弁体を開弁方向に付勢する付勢バネが設けられており、
前記供給経路の油圧が設定値以上になると、前記弁体が前記付勢バネの付勢力に抗して移動することによって、前記噴射口へのオイルの供給を完全に遮断することを特徴とする、内燃機関の潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の潤滑装置の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、クランク室からヘッドカバー（例えば、ロッカカバー）内を経てエアクリーナ側へブローバイガス還元装置が設けられた構成の内燃機関が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１に開示される構成は、その第１図に示すように、クランクケース（１）の下部のクランク室（１４）がブローバイガス通路（１５）を経てロッカカバー（７）内に連通し、このロッカカバー（７）の上部に取り付けられてオイルとガスの分離を行うオイルセパレータ（１７）がブローバイガスホース（１８）を介してエアクリーナ（１９）にブローバイガスのみを導くように構成している。
【０００４】
一方、ロッカカバー（７）の内部に備えられる動弁機構（８）を潤滑するために、オイルパン（２）からのオイルをオイルポンプでカム軸（９）の通路（１０）に向けて圧送し、カム軸（９）のジャーナル部や、カム（１１）のカム面、ロッカアーム（１２）の摺動面等にオイルを供給して各部の潤滑・冷却を行う構成となっている。ロッカカバー（７）の内部のオイルは、オイル戻り通路（１３）内を自然落下することにより、オイルパン（２）に戻される。
【０００５】
このような内燃機関では、オイルポンプの吐出量は内燃機関の回転数に比例して増加する一方で、オイル戻り通路（１３）を戻るオイルの流量には限界がある。特に、Ｖ字型エンジンの構成の場合や、直列型のエンジンにおいても坂道走行を行う等の事情が場合、前記オイル戻り通路（１３）が斜めとなってしまい、そのオイル戻り性を良好に確保するのが困難である。このため、特に高速運転時には、ロッカカバー（７）にオイルが溜まってこのオイルがブローバイガス出口から噴出してしまうことがある。
【０００６】
所謂「オイル吹き」と呼ばれるこの現象は、オイルパン（２）のオイル量が減少して内燃機関の焼付きを誘発する原因となることから、確実に防止することが望まれている。前記特許文献１も同様な問題を指摘し、これを解決するために、高速運転時に上記動弁機構（８）に供給されるオイルが設定油圧以上になるとオイルの通路を絞るための油量調整弁（２０）を設ける構成を提案している。
【特許文献１】実開昭５７−４０６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献１の構成は、オイルをカム軸（９）の通路（１０）に向けて圧送してジャーナル部等の潤滑を行う構成であるため、特にオイルポンプの吐出量が少ない低速運転時には、ジャーナル部から漏れるオイルが少なく、オイルの供給不足を招来し、カム軸（９）のカム面等の潤滑が不十分となる恐れがある。
【０００８】
なお、動弁機構（８）の潤滑の方法としては、前述のカム軸（９）の通路（１０）を介して供給する方法のほか、カム軸（９）の上方に給油パイプを設けて当該給油パイプへオイルを圧送し、この給油パイプに設けられる噴射口からオイルをシャワー式に噴出させて前記カム面等を潤滑する方法が考えられる。
【０００９】
しかしながら、上記給油パイプを用いる方法では、オイルポンプの吐出量が大きい高速運転時に多量のオイルが噴射口から噴出され易く、上記特許文献１のように油量調整弁（２０）でオイルの通路を絞ったとしてもオイルの供給が過剰となって、前述の「オイル吹き」を防止することが困難である。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【００１１】
即ち、第１の発明の内燃機関の潤滑装置は、カム面を有しバルブを駆動するカム軸と、前記カム面を潤滑するためにオイルを噴射する噴射口を備える給油パイプと、当該給油パイプへオイルパンからのオイルを供給するための供給経路と、当該供給経路の油圧が設定値以上になると前記噴射口へのオイルの供給を完全に遮断する弁体と、を有することを特徴とする。
【００１２】
この構成により、給油パイプを用いたシャワー式の潤滑が実現され、特に内燃機関の低速運転時において、カム軸のカム面等を十分に潤滑・冷却することができる。また、高速運転に伴って前記供給経路の油圧が設定値以上になると、前記弁体が前記噴射口へのオイルの供給を完全に遮断するので、給油パイプからのシャワー潤滑は全く行われなくなる。従って、高速運転時において心配されるオイル供給過剰を回避し、ヘッドカバー内のオイルの滞留量の増大を防止できる。この結果、ブローバイガス出口からのオイルの噴出やそれに伴うオイルパン内のオイル量の減少を回避でき、焼付き等のトラブルを未然に防止することができる。
【００１３】
第２の発明の内燃機関の潤滑装置は、前記カム軸のジャーナル部に対しオイルパンからのオイルを供給するための第２供給経路を有しており、前記弁体により前記噴射口へのオイルの供給が遮断されている場合であっても、前記カム軸の前記ジャーナル部への前記第２供給経路を通じたオイルの供給が遮断されないように構成したことを特徴とする。
【００１４】
この構成により、内燃機関の低速運転時には、第２供給経路を通じてカム軸のジャーナル部へ油を導いて当該ジャーナル部を潤滑するのみならず、給油パイプを用いたシャワー式の潤滑が実現されるから、特に前記ジャーナル部へのオイル供給量が少なくオイルスプラッシュ量が期待できない内燃機関の低速運転時において、カム軸のカム面等を十分に潤滑・冷却することができる。また、高速運転に伴って前記供給経路の油圧が設定値以上になると、前記弁体が前記噴射口へのオイルの供給を完全に遮断し、シャワー潤滑が完全に停止されるが、このときも前記カム軸の前記ジャーナル部への第２供給経路を通じたオイルの供給は遮断されない。従って、ヘッドカバー内のオイルの滞留量の増大は回避される一方で、ジャーナル部の潤滑は確実に行われ、また高速運転によってオイルが多く供給されるジャーナル部からのオイルスプラッシュによって、カム面等も適度に潤滑することができる。
【００１５】
第３の発明の内燃機関の潤滑装置は、前記弁体には、当該弁体を開弁方向に付勢する付勢バネが設けられており、前記供給経路の油圧が設定値以上になると、前記弁体が前記付勢バネの付勢力に抗して移動することによって、前記噴射口へのオイルの供給を完全に遮断することを特徴とする。
【００１６】
この構成によって、前記弁体の開閉のための構成を簡素とでき、製造コストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る潤滑装置を備えた内燃機関の全体的な構成を示した模式断面図、図２はヘッドカバー内の様子を示す平面図一部断面図である。図３は、内燃機関の高速運転時に弁体が給油パイプに対するオイルの供給を完全に遮断する様子を示した模式断面図である。
【００１８】
図１に概略を図示される内燃機関は、シリンダブロック１と、その上部にヘッドガスケット２を介して固着されるシリンダヘッド３と、このシリンダヘッド３の上部に固定されるカム軸ケース４と、を備えている。
【００１９】
前記カム軸ケース４は、軸受部５とカムキャップ６からなる上下二分割の構造とされており、両者で形成される軸受面７によってカム軸８のジャーナル部１７が回転自在に支持されている。このカム軸８は、内燃機関の図示しないクランク軸に同期して回転し、図略の排気バルブを駆動する。
【００２０】
前記シリンダブロック１の下部にはオイルパン３１が取り付けられ、潤滑用のオイルが溜められている。この潤滑用オイルは、内燃機関の前記クランク軸によって駆動される、オイルポンプ３２によって汲み上げられる。
【００２１】
前記シリンダブロック１には圧送路９が形成され、この圧送路９は、ヘッドガスケット２に形成される孔を経由して、シリンダヘッド３に形成されたオイル導入通路１０に連通している。前記圧送路９には、油量調整のためのオリフィス１１が嵌合されている。
【００２２】
前記オイル導入通路１０はシリンダヘッド３の上面に開口している。この開口に対向して、カム軸ケース４の軸受部５の下面には凹部１２が形成されている。この凹部１２は、前記シリンダヘッド３に形成された、ジャーナル導入通路１３に連通している。このジャーナル導入通路１３には、油量調整のためのオリフィス１４が嵌合されている。
【００２３】
前記ジャーナル導入通路１３には、前記カム軸８と平行となるよう前記シリンダヘッド３に形成された、分配通路１５が連通している。該分配通路１５からは、カム軸８にジャーナル部１７が複数設けられている（図２の平面図を参照）ことに対応させて、複数のジャーナル供給通路１６が斜めに延設される（図１には一つのみを図示している）。このジャーナル供給通路１６は、カム軸ケース４に形成された潤滑通路１８にそれぞれ接続し、この潤滑通路１８の一端がカム軸ケース４の前記軸受面７に開口している。
【００２４】
一方、前記カム軸ケース４の軸受部５には、前記オイル導入通路１０に接続するようにして油孔１９が形成される。この油孔１９の一端は、カム軸ケース４の、前記軸受部５とカムキャップ６との接合部分に連通している。カム軸ケース４のカムキャップ６側には、供給溝２０が形成されている。
【００２５】
カムキャップ６の上面には、筒状の給油パイプ導入管２１が立設されている。前記供給溝２０は、当該供給溝２０から分岐するようにカムキャップ６を上下に貫通して形成される潤滑油孔２２を経由して、前記給油パイプ導入管２１の内部空間に連通している。
【００２６】
前記カム軸８の斜上方には、当該カム軸８と平行に給油パイプ２３が設置される（図２も併せて参照）。給油パイプ導入管２１の内壁には開口２５が形成されており、この開口２５が、前記給油パイプ２３の内部空間に接続している。給油パイプ２３には図２に示すように、前記カム軸８のカム面２７に対応する位置に噴射口２８が備えられており、この噴射口２８から噴射されるオイルによって、それぞれのカム面２７を潤滑できるようになっている。
【００２７】
筒状に形成された前記給油パイプ導入管２１の内壁には、筒状の弁体２４が油密を保って上下方向摺動自在に嵌合される。この弁体２４は図１に示すように、上昇して前記開口２５を遮断する位置と、下降して前記開口２５を開く位置と、に移動可能である。上記弁体２４には付勢バネ２６が弾設されて、弁体２４を下降させる方向（即ち、開弁方向）の付勢力を常時作用させている。
【００２８】
以上の構成で内燃機関が運転されると、オイルパン３１からオイルポンプ３２によって汲み上げられたオイルは、圧送路９、オイル導入通路１０を通過した後、二手に分岐する。分岐された一方は、油孔１９、供給溝２０、潤滑油孔２２を経由して給油パイプ導入管２１の内部に至り、その後は開口２５から給油パイプ２３内へ導入される。給油パイプ２３内でオイルは複数の噴射口２８に分配され、各噴射口２８からカム軸８のそれぞれのカム面２７に対してシャワー状に噴射される。こうしてカム面２７が潤滑・冷却される。
【００２９】
分岐された他方は、凹部１２及びジャーナル導入通路１３を介して分配通路１５に至り、この分配通路１５からそれぞれのジャーナル供給通路１６・潤滑通路１８を介して軸受面７に供給される。こうしてカム軸８のジャーナル部１７が潤滑・冷却される。また特に、オイルポンプ３２からの吐出速度が大きい高速回転時には、ジャーナル部１７と軸受面７との間に供給されたオイルは当該ジャーナル部１７から漏れ出るとともにカム軸８の回転に伴って飛沫となって飛散し、そのオイルスプラッシュによって、当該カム軸８のカム面２７や、図示しない排気バルブなど、各部の潤滑及び冷却を行うようになっている。
【００３０】
このように本実施形態では、ジャーナル導入通路１３・分配通路１５・ジャーナル供給通路１６・潤滑通路１８を介してジャーナル部１７の軸受面７に直接油を導くほか、給油パイプ２３を用いたシャワー式の潤滑を行っているので、特にジャーナル部１７と軸受面７の間からのオイル漏出量やオイルスプラッシュの量があまり期待できない内燃機関の低速運転時でも、カム軸８のカム面２７等を十分に潤滑・冷却することができる。
【００３１】
本実施形態では、前記圧送路９、オイル導入通路１０、油孔１９、供給溝２０、潤滑油孔２２、給油パイプ導入管２１が、本発明の「供給経路」に相当する。また、前記圧送路９、オイル導入通路１０、凹部１２、ジャーナル導入通路１３、分配通路１５、ジャーナル供給通路１６、潤滑通路１８が、本発明の「第２供給経路」に相当する。本実施形態の潤滑装置は、これら供給経路、第２供給経路のほか、前記弁体２４、前記付勢バネ２６及び前記給油パイプ２３を含んで構成されている。
【００３２】
ここで、図１〜図３に図示の内燃機関はツインカム式の内燃機関とされており、図１に示すカム軸８は、排気バルブを駆動するためのカム軸（排気側のカム軸）として構成されている。図１の右側に太線鎖線で示すのは本内燃機関の中心線であり、この中心線を挟んで反対側には、図示しないが、吸気バルブを駆動するためのカム軸（給気側カム軸）が、前記カム軸ケース４によって同様に支持されている。
【００３３】
また、この図示しない給気側のカム軸を潤滑するために、潤滑装置が備えられている。この給気側カム軸の潤滑装置は、詳細は図示しないが、図１に示した排気側カム軸の潤滑装置とほぼ同様の構成であって、そのカム面を潤滑するための給油パイプ２３や給油パイプ導入管２１、弁体２４、付勢バネ２６、及び、そのジャーナル部を潤滑するためのジャーナル導入通路１３、分配通路１５、ジャーナル供給通路１６、潤滑通路１８を含んで構成されている。
【００３４】
なお、前記排気側のカム軸８に前記ジャーナル部１７が複数形成されていることに対応して、前記カム軸ケース４には複数の軸受面７が形成されているが、このうち一つの軸受面７において、カムキャップ６の下面（前記ジャーナル部１７と摺接して前記軸受面７を構成する面）には、半円弧状の溝２９が形成されている。この溝２９は前記供給溝２０に一端を連通させるとともに、他端は、軸受部５・カムキャップ６の間に形成される中継油路３３を経由して、上述した給気側カム軸の潤滑装置のオイル通路に接続している。
【００３５】
前記カム軸８や給排気バルブや給油パイプ導入管２１や給油パイプ２３を覆うようにして、カム軸ケース４の上部にヘッドカバー３５が設けられる。このヘッドカバー３５の内部には図示しないオイル戻り通路が形成され、このオイル戻り通路は前記オイルパン３１に連通している。この構成で、オイルパン３１からオイルポンプ３２を介して排気側のカム軸８の前記潤滑装置及び給気側のカム軸（図示せず）の潤滑装置に送られて、カム軸や給排気バルブ等を潤滑・冷却してヘッドカバー３５内に流れ落ちるオイルは、オイル戻り通路を自重落下することでオイルパン３１に戻される。
【００３６】
このような潤滑装置に対して内燃機関のブローバイガス還元装置は、前述の特許文献１と同様に、以下のように構成している。即ち、シリンダブロック１の下部のクランク室３４は、図示しないブローバイガス通路を経て前記ヘッドカバー３５内に連通している。ヘッドカバー３５の上部には図示しないオイルセパレータが取り付けられている。ヘッドカバー３５内のガスは、前記オイルセパレータを通過することで分離し、ブローバイガスホースを経由してエアクリーナに送られ、再び燃焼に供される。
【００３７】
次に、前記弁体２４の動作について説明する。即ち、内燃機関の高速運転時には、クランク軸によって駆動される前記オイルポンプ３２の吐出速度が増大するので、前記供給経路（圧送路９やオイル導入通路１０や油孔１９等）の圧力が上昇する。しかしながら本実施形態では、このように供給経路の圧力が高くなって、前記付勢バネ２６のバネ力によって規定される所定の圧力以上になると、図３に示すように、弁体２４は前記付勢バネ２６に抗して上昇して、給油パイプ２３の入り口部分（前記開口２５）を完全に閉じ、給油パイプ２３へのオイルの供給（前記噴射口２８へのオイルの供給）を完全に遮断する。この結果、給油パイプ２３からのシャワー潤滑は全く行われなくなるので、高速運転時において心配されるヘッドカバー３５内のオイルの滞留量の増大を防止することができ、ブローバイガス出口からのオイルの噴出を回避することができる。これは、オイルパン３１内のオイル量の減少を回避でき、焼付き等のトラブルを未然に防止できることを意味する。
【００３８】
特に本実施形態では、高速運転時（高油圧時）に、給油パイプ２３（前記噴射口２８）へのオイルの供給を絞るのではなく完全に遮断するように弁体２４が構成されているから、ヘッドカバー３５内のオイル滞留を防止できる効果は大である。
【００３９】
なお、本実施形態では、前記給油パイプ２３（前記噴射口２８）へのオイルの供給を前記弁体２４が完全に遮断したときも、第２供給経路（凹部１２やジャーナル導入通路１３や分配通路１５やジャーナル供給通路１６や潤滑通路１８等）を通じた、カム軸８へのジャーナル部１７へのオイルの供給は遮断されていない。この結果、ジャーナル部１７へ供給されたオイルは、当該ジャーナル部１７から溢れて漏出し、高速回転するカム軸８によって飛沫となり、周囲の排気バルブ、前記カム面２７等に十分に行き渡って潤滑できる。従って、給油パイプ２３への圧油の供給を完全に停止してもカム軸８のカム面２７等の潤滑・冷却効果は十分であり、焼付き等のトラブルは確実に回避されている。
【００４０】
以上に本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は以上の実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば以下に示すように変形して実施することができる。
【００４１】
（１）本実施形態ではツインカム式の内燃機関を例示したが、これに限定されるものではなく、カム軸を一本のみ配置し、当該一本のカム軸でロッカアームを介して吸気バルブ及び排気バルブの双方を駆動する方式の内燃機関についても、本発明は同様に適用できる。
【００４２】
（２）本実施形態では前記第２供給経路がカム軸８の外側から前記ジャーナル部１７へオイルを導く構成としているが、これに限定せず、カム軸８の軸方向に内部通路を形成し、この内部通路に向けてオイルを圧送して、当該内部通路から前記ジャーナル部１７と前記軸受面７との間にオイルを供給して各ジャーナル部１７を潤滑する構成であっても良い。
【００４３】
（３）前記供給経路や前記第２供給経路には、必要に応じて、不純物を濾過するためのフィルタ等が備えられていて良い。
【００４４】
（４）また、前記付勢バネ２６を用いる構成に限らず、例えば前記弁体２４をソレノイドで駆動したり、静電気で駆動したりして、給油パイプ２３（前記噴射口２８）に対するオイルの供給／供給停止を制御する構成も考えられる。このときは、例えば前記潤滑油孔２２の内部等に圧力センサを設け、この圧力センサの検出値が所定の閾値以上になったときに、前記弁体２４を駆動して前記開口２５を完全に遮断させるように制御すれば良い。ただし、前記実施形態のように付勢バネ２６を用いると、弁体２４の開閉を簡単な構成で行える利点がある。
【００４５】
（５）弁駆動構造としては、カム面を有するカム軸によってバルブを駆動させるものであれば良く、カム面がバルブリテーナを介してバルブを駆動させるものや、カム面がロッカアームを介してバルブを駆動させるものであっても良い。
【００４６】
（６）前記の実施形態では、弁体２４は供給パイプ２３の供給パイプ導入管２１内に設けられていたが、それ以外であっても、例えば、噴射口２８付近の油通路内に弁体を設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態に係る潤滑装置を備えた内燃機関の全体的な構成を示した模式断面図。
【図２】ヘッドカバー内の様子を示す平面図一部断面図。
【図３】内燃機関の高速運転時に弁体が給油パイプに対するオイルの供給を完全に遮断する様子を示した模式断面図。
【符号の説明】
【００４８】
８  カム軸
１７  ジャーナル部
２３  給油パイプ
２４  弁体
２７  カム面
２８  噴射口
３１  オイルパン
３５  ヘッドカバー
【図１】
2005042665.tif 000003
【図２】
2005042665.tif 000004
【図３】
2005042665.tif 000005