JP4983444B2

JP4983444B2 - ラッシュアジャスタの作動油供給構造及び内燃機関

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Publication number: JP4983444B2
Application number: JP2007178868A
Authority: JP
Inventors: 昇一興津
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-07-06
Filing date: 2007-07-06
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2027-07-06
Also published as: JP2009013936A

Description

本発明は、油圧式のラッシュアジャスタを備える内燃機関に関する。

内燃機関の潤滑油を作動油として動作するラッシュアジャスタを用いて、カムとロッカーアームとの隙間を調整する技術がある。例えば、特許文献１には、内燃機関の動弁機構が備えるラッシュアジャスタに作動油を供給する構造において、複数のラッシュアジャスタへ作動油を供給する作動油通路の最下流に空気抜き孔を設けるものが開示されている。

特開平１０−２９９４４６号公報、段落番号００２２、図５、図６

しかし、特許文献１に開示された技術は、複数のラッシュアジャスタの下流に空気抜き孔が設けられるので、ラッシュアジャスタに空気が混入して気泡となり、ラッシュアジャスタの動作が不正確になるおそれがある。

そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、油圧式のラッシュアジャスタを備える内燃機関において、ラッシュアジャスタに供給される作動油に含まれる気泡の量を抑制して、ラッシュアジャスタの動作の確実性を向上させることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るラッシュアジャスタの作動油供給構造は、カムとロッカーアームとの隙間を調整する油圧式のラッシュアジャスタへ作動油を供給する構造において、前記ラッシュアジャスタへ前記作動油を供給する作動油供給経路と、前記作動油供給経路へ前記作動油を供給する作動油供給手段と、前記作動油供給経路との間に設けられて、前記作動油に含まれる気泡を集める作動油溜めと、前記作動油溜めに設けられて、前記作動油溜めから前記作動油を排出する第１の作動油排出手段と、前記作動油供給経路の途中、かつ前記ラッシュアジャスタに対して前記作動油の流れ方向上流側に設けられて、前記作動油に含まれる気泡を集める気泡捕集手段と、前記気泡捕集手段に設けられて、前記作動油供給経路から作動油を排出する第２の作動油排出手段と、を含み、前記気泡捕集手段は、前記第２の作動油排出手段に対して前記作動油の流れ方向上流側に設けられて、前記気泡を前記第２の作動油排出手段の方向へ導く気泡導入部を備え、かつ、前記第１の作動油排出手段は、前記内燃機関の回転数が第１開弁時開回転数以上となると開弁して前記作動油を排出するとともに、前記第２の作動油排出手段は、前記内燃機関の回転数が前記第１開弁時開回転数よりも高い前記第２開弁時開回転数以上となると開弁して前記作動油を排出することを特徴とする。

上記構成により、このラッシュアジャスタの作動油供給構造は、ラッシュアジャスタに供給される作動油に含まれる気泡の量を抑制して、ラッシュアジャスタの動作の確実性を向上させることができる。

本発明に係る内燃機関は、前記ラッシュアジャスタの作動油供給構造により、前記ラッシュアジャスタへ前記作動油を供給することを特徴とする。

本発明は、油圧式のラッシュアジャスタを備える内燃機関において、ラッシュアジャスタに供給される作動油に含まれる気泡の量を抑制して、ラッシュアジャスタの動作の確実性を向上させることができる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。

本実施形態は、カムとロッカーアームとの隙間を調整する油圧式のラッシュアジャスタへ作動油を供給する構造に関し、次の点に特徴がある。すなわち、ラッシュアジャスタへ作動油を供給する作動油供給経路と、この作動油供給経路へ作動油を供給する作動油供給手段との間に、作動油に含まれる気泡を集める作動油溜めを設ける。そして、作動油溜めには、作動油溜めから作動油を排出する第１の作動油排出手段を設け、作動油供給経路の途中であってラッシュアジャスタに対して作動油の流れ方向上流側には、作動油供給経路から作動油を排出する第２の作動油排出手段を設ける。

図１は、本実施形態に係る内燃機関の概略構成図である。内燃機関１は、シリンダ内に配置されたピストンの往復運動を回転運動に変換して出力として取り出す、いわゆるレシプロ式の内燃機関である。内燃機関１は、気筒３を複数備えている。図１においては、内燃機関１が備える複数の気筒３のうち、一つを示してある。複数の気筒３は、例えば、４個を直列に並べて配置される。なお、本実施形態において、気筒３の数や配置は、この形態に限定されるものではない。

この内燃機関１は、シリンダブロック３Ａと、シリンダブロック３Ａの一端部に取り付けられるシリンダヘッド２と、シリンダブロック３Ａのシリンダヘッド２が取り付けられる端部とは反対側の端部に設けられるクランクケース４とを備える。これらが内燃機関１の筐体を構成する。

気筒３の内部には、ピストン５が配置されて往復運動する。ピストン５は、コネクティングロッド６に対して回動自在に取り付けられる。また、コネクティングロッド６は、クランクケース４の内部（クランクケース内部）４Ｉに配置されるクランク軸７に対して回動自在に取り付けられる。これによって、ピストン５は、コネクティングロッド６を介してクランク軸７と連結される。

このような構成により、内燃機関１の運転時においては、ピストンの往復運動がクランク軸によって回転運動に変換されて、内燃機関の出力として取り出される。また、内燃機関１を始動するときには、クランク軸７をスタータモータによって駆動してピストン５を往復運動させる。

内燃機関１が備える気筒３には、ピストン５と、シリンダブロック３Ａと、シリンダヘッド２とにより囲まれた気筒内燃焼部３Ｂが形成される。気筒３の気筒内燃焼部３Ｂには、気筒内燃焼部３Ｂへ燃焼用の空気を導入する吸気ポート９Ｉと、気筒内燃焼部３Ｂから排ガスを排出させる排気ポート９Ｅとが接続される。なお、吸気ポート９Ｉと排気ポート９Ｅとは、シリンダヘッド２に形成される。

内燃機関１のシリンダヘッド２には、燃料噴射弁８が取り付けられている。燃料噴射弁８は、内燃機関１の各気筒３に対してそれぞれ設けられている。燃料噴射弁８は、気筒内燃焼部３Ｂへ直接燃料を噴射する。この燃料は、吸気ポート９Ｉから気筒内燃焼部３Ｂへ導入される燃焼用空気と混合気を形成し、気筒内燃焼部３Ｂで燃焼する。混合気の燃焼によって発生する圧力（燃焼圧力）によって、ピストン５が駆動される。本実施形態に係る内燃機関１は、気筒内燃焼部３Ｂへ直接燃料を噴射する、いわゆる直噴式の燃料噴射方式を用いるが、吸気ポート９Ｉ内へ燃料を噴射する、いわゆるポート噴射式の燃料噴射方式を用いてもよい。さらに、直噴式及びポート噴射式を併用してもよい。

吸気ポート９Ｉと気筒内燃焼部３Ｂとの間には吸気開口部が形成されている。この吸気開口部には、吸気バルブ１０Ｉが取り付けられており、所定のタイミングで吸気開口部を開閉する。吸気開口部が開いたときに、吸気ポート９Ｉから気筒内燃焼部３Ｂへ燃焼用空気が導入される。また、排気ポート９Ｅと気筒内燃焼部３Ｂとの間には排気開口部が形成されている。この排気開口部には、排気バルブ１０Ｅが取り付けられており、所定のタイミングで排気開口部を開閉する。排気開口部が開いたときに、気筒内燃焼部３Ｂから排気ポート９Ｅへ排ガスが排出される。

内燃機関１は、吸気バルブ１０Ｉと排気バルブ１０Ｅとを開閉させるための弁装置を備える。弁装置は、吸気カム１２Ｉが取り付けられる吸気カムシャフト１１Ｉと、排気カム１２Ｅが取り付けられる排気カムシャフト１１Ｅと、吸気側ロッカーアーム１３Ｉと、排気側ロッカーアーム１３Ｅと、吸気側ラッシュアジャスタ１４Ｉと、排気側ラッシュアジャスタ１４Ｅと、を含んで構成される。

吸気バルブ１０Ｉは、吸気ポート９Ｉと気筒内燃焼部３Ｂとの間の吸気開口部に配置され、吸気カムシャフト１１Ｉが回転することにより開閉する。また、排気バルブ１０Ｅは、排気ポート９Ｅと気筒内燃焼部３Ｂとの間の開口部分に配置され、排気カムシャフト１１Ｅが回転することにより開閉する。

吸気カムシャフト１１Ｉ及び排気カムシャフト１１Ｅは、カムシャフトハウジング１６に取り付けられる。ここで、カムシャフトハウジング１６はシリンダヘッド２に取り付けられる。吸気カムシャフト１１Ｉ及び排気カムシャフト１１Ｅは、タイミングチェーンやタイミングベルトを介して、クランク軸７の回転に連動して回転する。吸気カムシャフト１１Ｉには吸気カム１２Ｉが取り付けられており、排気カムシャフト１１Ｅには排気カム１２Ｅが取り付けられている。吸気カム１２Ｉは、吸気側ロッカーアーム１３Ｉに接しており、また、排気カム１２Ｅは、排気側ロッカーアーム１３Ｅに接している。吸気カムシャフト１１Ｉ及び排気カムシャフト１１Ｅが回転することにより、吸気カム１２Ｉ及び排気カム１２Ｅが回転する。これによって、吸気カム１２Ｉは、吸気側ロッカーアーム１３Ｉを介して吸気バルブ１０Ｉを開閉し、排気カム１２Ｅは、排気側ロッカーアーム１３Ｅを介して排気バルブ１０Ｅを開閉する。

吸気側ロッカーアーム１３Ｉの吸気バルブ１０Ｉとは反対側の支点には、吸気側ラッシュアジャスタ１４Ｉが配置されており、排気側ロッカーアーム１３Ｅの排気バルブ１０Ｅとは反対側の支点には、排気側ラッシュアジャスタ１４Ｅが配置されている。吸気側ラッシュアジャスタ１４Ｉ及び排気側ラッシュアジャスタ１４Ｅは、吸気カム１２Ｉと吸気側ロッカーアーム１３Ｉとの間の隙間、及び排気カム１２Ｅと排気側ロッカーアーム１３Ｅとの間の隙間を常に０にするものであり、内燃機関１の摺動部を潤滑するための潤滑油を作動油として動作する。吸気側ラッシュアジャスタ１４Ｉへは、作動油供給経路である吸気側油路１５Ｉを介して作動油が供給され、排気側ラッシュアジャスタ１４Ｅへは、作動油供給経路である排気側油路１５Ｅを介して作動油が供給される。ここで、吸気側油路１５Ｉと排気側油路１５Ｅとを区別する必要がない場合には、単に油路１５という。次に、吸気側ラッシュアジャスタ１４Ｉ及び排気側ラッシュアジャスタ１４Ｅの構成について説明する。

図２は、本実施形態に係る内燃機関が備えるラッシュアジャスタの取り付け部を示す装置構成図である。図３は、本実施形態に係るラッシュアジャスタの構成を示す断面図である。図４−１〜図４−３は、ラッシュアジャスタの動作を示す説明図である。なお、吸気側ラッシュアジャスタ１４Ｉ及び排気側ラッシュアジャスタ１４Ｅの構成は同一であるので、両者を区別する必要がない場合には、単にラッシュアジャスタ１４という。また、吸気カム１２Ｉと排気カム１２Ｅとを区別する必要がない場合には、単にカム１２といい、吸気側ロッカーアーム１３Ｉと排気側ロッカーアーム１３Ｅとを区別する必要がない場合には、単にロッカーアーム１３という。

上述したように、ラッシュアジャスタ１４は、吸気カム１２Ｉと吸気側ロッカーアーム１３Ｉとの間の隙間、あるいは排気カム１２Ｅと排気側ロッカーアーム１３Ｅとの間の隙間を常に０にするものである。図２に示すように、排気側ラッシュアジャスタ１４Ｅは、排気側ロッカーアーム１３Ｅの排気バルブ１０Ｅとは反対側の支点に配置されるとともに、シリンダヘッド２に取り付けられる。なお、吸気側ラッシュアジャスタ１４Ｉも排気側ラッシュアジャスタ１４Ｅと同様である。

図３に示すように、ラッシュアジャスタ１４は、本体８１と、プランジャ８２と、チェックボール８３と、チェックボールスプリング８４と、ボールリテーナ８７と、プランジャスプリング８５とを備えて構成される。本体８１は、コップ状の有底容器であり、本体８１の内側にプランジャ８２が嵌め込まれている。本体８１とプランジャ８２との間には、プランジャスプリング８５が配置されており、プランジャスプリング８５がプランジャ８２を押圧する。すなわち、プランジャスプリング８５は、プランジャ８２が本体８１から突出する方向に力を与える。

プランジャ８２は、コップ状の有底容器であり、プランジャ８２の底部には、作動油吐出孔８２Ｈが設けられている。プランジャ８２の底部と側周部とで囲まれる空間は、低圧室８８となる。また、ここで、本体８１とプランジャ８２との間に形成される空間は、高圧室８９となる。

プランジャ８２の底部外側、すなわち、プランジャ８２の底部であって本体８１の底部と対向する方には、ボールリテーナ８７が取り付けられる。ボールリテーナ８７とプランジャ８２との間には、チェックボール８３とチェックボールスプリング８４とが配置されている。チェックボール８３は、作動油吐出孔８２Ｈをプランジャ８２の底部外側から塞ぐように配置される。また、チェックボールスプリング８４は、チェックボール８３とボールリテーナ８７との間に配置されて、チェックボール８３が作動油吐出孔８２Ｈへ向かう方向の力をチェックボール８３へ付与する。

本体８１の側部には、本体側作動油供給孔８６Ａが形成されており、プランジャ８２の側部には、プランジャ側作動油供給孔８６Ｂが形成されている。本体側作動油供給孔８６Ａは、図２に示すシリンダヘッド２に形成された油路１５に開口している。また、本体側作動油供給孔８６Ａとプランジャ側作動油供給孔８６Ｂとは連通している。これによって、本体側作動油供給孔８６Ａとプランジャ側作動油供給孔８６Ｂとを介して、油路１５から低圧室８８へ作動油が供給される。このような構成により、ラッシュアジャスタ１４のプランジャ８２は、プランジャスプリング８５の反発力や作動油の圧力で、プランジャ８２が本体８１から突出する方向と平行な方向にスライドすることにより、カム１２とロッカーアーム１３との間の隙間Ｃが０になるように調整する。次に、図４−１〜図４−３を用いて、プランジャ８２の動作を説明する。

図４−１〜図４−３において、カム１２は、矢印Ｒｃ方向、すなわち時計回りに回転するものとする。図１に示す内燃機関１の運転中において、ラッシュアジャスタ１４の低圧室８８及び高圧室８９には、作動油が満たされている。カム１２が矢印Ｒｃ方向に回転してロッカーアーム１３を押すと、バルブ１０及びプランジャ８２に荷重が作用する。このとき、プランジャ８２は、本体８１へ押し込まれようとするが（図４−１における矢印Ｌａの方向）、チェックボール８３が作動油吐出孔８２Ｈを閉じるため、プランジャ８２は停止する。これによって、プランジャ８２が排気側ロッカーアーム１３Ｅを支持する支持部を中心として、ロッカーアーム１３がバルブスプリング１０Ｓを縮める方向に向かって傾斜するので、バルブ１０が図１に示す気筒内燃焼部３Ｂに向かって移動して開弁する。

図４−１に示す状態からカム１２がさらに回転して、カム１２の頂点がラッシュアジャスタ１４を過ぎると、ロッカーアーム１３は、バルブスプリング１０Ｓの力によって閉弁し始める。このとき、バルブスプリング１０Ｓの反発力はラッシュアジャスタ１４にも作用しているため、高圧室８９の油圧が低圧室８８の油圧よりも高くなる。これによって、チェックボール８３によって作動油吐出孔８２Ｈが閉じられるので、高圧室８９の油圧は保持される。

図４−２は、バルブ１０が閉じた状態を示している。バルブ１０が閉じると、高圧室８９の作動油は加圧状態から開放される。このとき、カム１２とロッカーアーム１３との間に隙間が発生しようとするが、プランジャスプリング８５の反発力によって、プランジャ８２がロッカーアーム１３をカム１２へ押し付けて、前記隙間が発生しないようにする。すなわち、プランジャスプリング８５の反発力により、ロッカーアーム１３へカム１２へ向かう力（図４−２に示す矢印Ｌｂの方向の力）を付与する。

同時に、高圧室８９の容積は大きくなるので、低圧室８８と高圧室８９との間で作動油の圧力差が発生し、この圧力差に起因して、チェックボール８３には、作動油吐出孔８２Ｈから離れる方向の力が作用する。低圧室８８と高圧室８９との間における作動油の圧力差に起因してチェックボール８３へ作用する力が、チェックボールスプリング８４の反発力よりも大きくなると、チェックボール８３が作動油吐出孔８２Ｈから離れる。これによって、図４−３に示すように、作動油吐出孔８２Ｈが開いて低圧室８８と高圧室８９との間に作動油が通過する通路が確保されるので、作動油が低圧室８８から高圧室８９へ流入して、ラッシュアジャスタ１４は、次の動作に備える。

ラッシュアジャスタ１４を動作させる作動油に空気が混入して作動油が気泡を含むようになると、ラッシュアジャスタ１４の動作が不確実になるおそれがある。その結果、バルブ１０の開閉に影響を与えるおそれがある。本実施形態では、次に説明するような構成を用いることにより、ラッシュアジャスタ１４へ供給される作動油へ含まれる気泡を抑制し、確実にラッシュアジャスタ１４を動作させる。

図５は、ラッシュアジャスタへ作動油を供給するための作動油供給構造を示す模式図である。図６は、図５に示す作動油供給構造の一部拡大図である。本実施形態に係るラッシュアジャスタの作動油供給構造（以下作動油供給構造という）２０は、図１に示す内燃機関１に備えられる。本実施形態において、作動油供給構造２０は、作動油供給経路である油路１５と、作動油溜め２２と、第１の作動油排出手段である第１チェックバルブ２４と、第２の作動油排出手段である第２チェックバルブ２５と、を含んで構成される。なお、本実施形態では、ラッシュアジャスタ１４に対して作動油Ｌの流れ方向上流側に、気泡捕集手段２３が設けられ、気泡捕集手段２３に第２チェックバルブ２５が設けられる。なお、気泡捕集手段２３は、必ずしも設ける必要はないが、これを設けることにより、作動油に含まれる気泡をより効果的に低減させることができる。したがって、気泡捕集手段２３は、設けることが好ましい。

油路１５は、これに設けられるそれぞれのラッシュアジャスタ１４へ作動油Ｌを分配して供給する。作動油溜め２２は、油路１５の入口と作動油供給手段であるオイルポンプ３０との間に設けられる。そして、オイルポンプ３０から供給される作動油Ｌを一旦溜めて、作動油Ｌに含まれる気泡を集めてから油路１５へ供給する。第１チェックバルブ２４は、作動油溜め２２に設けられて、所定の条件が満たされた場合（例えば内燃機関の回転数が所定の大きさ以上になった場合）、気泡を含んだ作動油を作動油溜め２２から排出する。第２チェックバルブ２５は、油路１５の途中、かつラッシュアジャスタ１４に対して作動油Ｌの流れ方向上流側に設けられる。そして、第２チェックバルブ２５は、所定の条件が満たされた場合（例えば内燃機関の回転数が所定の大きさ以上になった場合）、油路１５から気泡を含んだ作動油Ｌを排出する。

それぞれのラッシュアジャスタ１４は、油路１５に取り付けられるとともに、それぞれのラッシュアジャスタ１４に設けられる本体側作動油供給孔８６Ａが油路１５に開口している。油路１５には、内燃機関１の摺動部に潤滑油、すなわちラッシュアジャスタ１４へ作動油を供給するオイルポンプ３０から吐出された作動油Ｌが供給されて、それぞれのラッシュアジャスタ１４が備える本体側作動油供給孔８６Ａから、それぞれのラッシュアジャスタ１４へ配分される。このように、オイルポンプ３０は、油路１５へ作動油Ｌを供給する作動油供給手段として機能する。なお、本実施形態において、オイルポンプ３０は内燃機関１によって駆動される。

作動油Ｌは、油路１５へ供給される前に作動油溜め２２に導入され、ここで作動油Ｌ中の気泡が除去されてから油路１５へ送られる。作動油溜め２２で除去された気泡は、当該気泡を含む作動油Ｌとともに第１チェックバルブ２４を通って作動油溜め２２から排出され、作動油は内燃機関１が備えるオイルパン３１へ回収される。油路１５へ送られた作動油Ｌは、それぞれのラッシュアジャスタ１４へ供給される前に、さらに気泡が除去される。この気泡は、当該気泡を含む作動油とともに第２チェックバルブ２５を通って油路１５から排出され、作動油はオイルパン３１へ回収される。

オイルパン３１に回収された作動油Ｌは、ストレーナ３２を介してオイルポンプ３０へ吸い込まれ、作動油配管３３へ吐出される。作動油配管３３は、作動油溜め２２へ作動油Ｌを導入する作動油導入部２１へ接続されており、オイルポンプ３０から吐出された作動油Ｌは、作動油配管３３及び作動油導入部２１を通って作動油溜め２２へ供給される。次に、図６を用いて本実施形態に係る作動油供給構造２０をより詳細に説明する。

作動油導入部２１は、作動油溜め２２の底部２２Ｂから作動油溜め２２内へ作動油Ｌを導入する。ここで、作動油溜め２２の底部２２Ｂは、作動油溜め２２の下方、すなわち鉛直方向（図５の矢印Ｇ方向）側に配置される。また、作動油溜め２２の底部２２Ｂには、作動油溜め２２内の作動油を油路１５へ導入するための油路入口１５Ｉが開口している。油路入口１５Ｉは、油路１５と作動油溜め２２とを接続する作動油通路１５Ｐの入口であり、作動油溜め２２で気泡が除去された作動油Ｌを、油路１５へ導くものである。作動油溜め２２の天井部２２Ｔには、第１チェックバルブ２４が設けられている。ここで、天井部２２Ｔは、作動油溜め２２の上方、すなわち鉛直方向とは反対側に配置される。

第１チェックバルブ２４は、筐体２４Ｃと、チェックボール２４Ｂと、スプリング２４Ｓとを含んで構成される。チェックボール２４Ｂとスプリング２４Ｓとは、筐体２４Ｃの内部に配置される。気泡を含む作動油溜め２２内の作動油Ｌ１は、チェックバルブ入口２４Ｉを通って第１チェックバルブ２４へ導入され、作動油溜め２２から排出される。チェックボール２４Ｂは、スプリング２４Ｓによってチェックバルブ入口２４Ｉを塞ぐように押圧される。作動油溜め２２内における作動油Ｌの圧力が上昇し、作動油Ｌがチェックボール２４Ｂを押す力が、スプリング２４Ｓがチェックボール２４Ｂを押す力を上回ると、チェックボール２４Ｂがチェックバルブ入口２４Ｉから離れて第１チェックバルブ２４が開弁する。

図１に示す内燃機関１の回転数（以下必要に応じて機関回転数という）Ｎが高くなるほど、内燃機関１の潤滑油、すなわち作動油Ｌには気泡が発生しやすくなる。このため、本実施形態では、内燃機関１の機関回転数Ｎが高くなって、作動油溜め２２では脱泡し切れない気泡を作動油Ｌから脱泡するため、油路１５に気泡捕集手段２３を設ける。気泡捕集手段２３は、ラッシュアジャスタ１４に対して、作動油Ｌの流れ方向（図６中の矢印Ａ方向）の上流側に配置される。以下、特に断りのない限り、上流側とは作動油Ｌの流れ方向に対して上流側をいい、下流側とは作動油Ｌの流れ方向に対して下流側をいう。気泡捕集手段２３には、第２チェックバルブ２５が設けられている。第２チェックバルブ２５は、気泡捕集手段２３の上方、すなわち鉛直方向とは反対側に配置される。

気泡捕集手段２３は、ラッシュアジャスタ１４の上流側に配置され、油路１５の下方（すなわち鉛直方向側）に作動油Ｌが通過する開口を形成する仕切り板２６と、油路１５の下方に配置され、作動油Ｌを第２チェックバルブ２５の方向に導く気泡導入部である傾斜板２７とを含んで構成される。なお、気泡捕集手段２３の上流側に、さらに仕切り板２６ａを設けて、気泡の除去効率を向上させてもよい。

傾斜板２７は、油路１５の下方の内面を起点として、油路１５の下方の内面から遠ざかるように傾斜して設けられる。この傾斜板２７によって、作動油Ｌに含まれる気泡を第２チェックバルブ２５の方向に導くことができるので、効率的に気泡を第２チェックバルブ２５の近傍に集めることができる。これによって、気泡の除去効率が向上するので、ラッシュアジャスタ１４をより確実に動作させることができる。

気泡捕集手段２３の上部には、第２チェックバルブ２５が取り付けられている。第２チェックバルブ２５は、筐体２５Ｃと、チェックボール２５Ｂと、スプリング２５Ｓとを含んで構成される。チェックボール２５Ｂとスプリング２５Ｓとは、筐体２５Ｃの内部に配置される。気泡を含む作動油溜め２２内の作動油は、チェックバルブ入口２５Ｉを通って第２チェックバルブ２５へ導入され、油路１５から排出される。チェックボール２５Ｂは、スプリング２５Ｓによってチェックバルブ入口２５Ｉを塞ぐように押圧される。油路１５内における作動油Ｌの圧力が上昇し、作動油Ｌがチェックボール２５Ｂを押す力が、スプリング２５Ｓがチェックボール２５Ｂを押す力を上回ると、チェックボール２５Ｂがチェックバルブ入口２５Ｉから離れて第２チェックバルブ２５が開弁する。

作動油溜め２２の底部２２Ｂから作動油溜め２２の内部へ導入された作動油Ｌは、気泡が天井部２２Ｔの方向、すなわち重力の作用方向とは反対側へ移動する。すなわち、オイルポンプ３０から吐出された作動油Ｌ中の気泡は、作動油溜め２２の上方に移動する。このように、作動油Ｌと気泡との浮力差を利用することによって、作動油Ｌに含まれる気泡を効率よく集めることができる。すなわち、気泡が多く含まれる作動油を作動油溜め２２の上方に集め、相対的に気泡の含有量が少ない作動油を作動油溜め２２の下方に集めることができる。作動油溜め２２内における作動油Ｌの圧力が第１チェックバルブ２４の開弁圧力Ｐ１以上になると第１チェックバルブ２４が開き、気泡を含む作動油Ｌ１が作動油溜め２２の外へ排出される。これによって、作動油溜め２２内から相対的に気泡の含有量が多い作動油Ｌが除去される。

作動油溜め２２内の作動油Ｌは、作動油溜め２２の下方に配置される底部２２Ｂに設けられる油路入口１５Ｉから作動油通路１５Ｐを通って油路１５へ導入される。上述したように、作動油溜め２２の下方には、相対的に気泡の含有量が少ない作動油が集められているため、上記構成により、油路１５へ導入される作動油Ｌに含まれる気泡を低減させることができる。

油路１５へ導入された作動油Ｌは、ラッシュアジャスタ１４へ供給される前に、まず気泡捕集手段２３へ導かれる。気泡捕集手段２３を構成する仕切り板２６は、作動油Ｌ中の気泡がラッシュアジャスタ１４側へ移動することを妨げる。仕切り板２６によって移動が妨げられた気泡は、仕切り板２６の上流側における油路１５の上方へ移動する。このように、作動油Ｌと気泡との浮力差を利用することによって、気泡捕集手段２３において、作動油Ｌに含まれる気泡を効率よく集めることができる。すなわち、気泡が多く含まれる作動油を気泡捕集手段２３の上方に集め、相対的に気泡の含有量が少ない作動油Ｌを気泡捕集手段２３の下方に集めることができる。

仕切り板２６の上流側かつ気泡捕集手段２３の上方には、第２チェックバルブ２５が設けられている。油路１５内の油圧が第２チェックバルブ２５の開弁圧力Ｐ２以上になると第２チェックバルブ２５が開き、気泡捕集手段２３の上方に集められた気泡とともに作動油が油路１５の外へ排出される。これによって、気泡捕集手段２３において、相対的に気泡の含有量が多い作動油Ｌが除去される。また、相対的に気泡の含有量が少ない作動油Ｌは、仕切り板２６と油路１５の内面（より具体的には下方の内面）との間を通ってラッシュアジャスタ１４へ供給される。

図７は、作動油の油圧と機関回転数との関係を示す概念図である。上述したように、内燃機関１の機関回転数Ｎが高くなり、作動油溜め２２では脱泡し切れない気泡を作動油Ｌから脱泡するため、油路１５に気泡捕集手段２３を設けて、第２チェックバルブ２５から気泡を含む作動油を排出する。このようにするため、本実施形態において、図５、図６に示す第１チェックバルブ２４の開弁圧力Ｐ１及び第２チェックバルブ２５の開弁圧力Ｐ２を、機関回転数Ｎに応じて設定する。

図７に示すように、作動油、すなわち図１に示す内燃機関１の潤滑油の油圧は、機関回転数Ｎの上昇とともに大きくなる。これは、機関回転数Ｎの上昇とともに潤滑油が撹拌されて空気が混入しやすくなること、機関回転数Ｎの上昇とともに潤滑油の温度が上昇して潤滑油の粘度が低下する結果、空気が混入しやすくなることが原因である。本実施形態では、機関回転数がＮ１以上で第１チェックバルブ２４を開弁させて気泡を含む作動油を作動油溜め２２から排出させ、機関回転数がＮ２以上で第２チェックバルブ２５を開弁させて気泡を含む作動油を気泡捕集手段２３から排出させる。

このようにするため、例えば、第１チェックバルブ２４の開弁圧力Ｐ１を、機関回転数が第１開弁時回転数Ｎ１のときの油圧に設定し、第２チェックバルブ２５の開弁圧力Ｐ２を、機関回転数が第２開弁時回転数Ｎ２のときの油圧に設定する。ここで、Ｎ２＞Ｎ１である。開弁圧力の設定は、例えば、第１チェックバルブ２４や第２チェックバルブ２５のスプリング２４Ｓ、２５Ｓの反発力を調整したり、チェックボール２４Ｂ、２５Ｂが作動油からの圧力を受ける受圧面積を調整したりすることによって設定することができる。

上記構成により、ラッシュアジャスタ１４へ作動油を分配する油路１５とオイルポンプ３０との間に作動油溜め２２を設け、油路１５へ作動油が流入する前に作動油中の気泡を脱泡するので、ラッシュアジャスタ１４へ供給される作動油に含まれる気泡を低減できる。また、機関回転数が中速程度（例えば４０００ｒｐｍ〜６０００ｒｐｍ）までは作動油溜め２２を用いて作動油中の気泡を脱泡し、機関回転数が高回転（例えば６０００ｒｐｍ以上）になって作動油溜め２２では脱泡し切れない気泡は、油路１５中であってラッシュアジャスタ１４の上流側に設けられた気泡捕集手段２３で脱泡する。これによって、機関回転数が高い場合でも確実に作動油から気泡を脱泡できるので、図１に示す内燃機関１の運転可能な機関回転数の範囲全域において、作動油から気泡を脱泡できる。その結果、内燃機関１の運転可能な機関回転数の範囲全域において、確実にラッシュアジャスタを動作させることができる。

（変形例）
図８は、本実施形態の変形例に係る作動油供給構造を示す模式図である。図８に示す作動油供給構造２０ａは、上記実施形態に係る作動油供給構造２０とほぼ同様であるが、作動油排出手段として、電磁弁を用いる点が異なる。他の構成は上記実施形態に係る作動油供給構造２０と同様である。

作動油溜め２２には、第１解放弁２８が設けられており、それぞれの気泡捕集手段２３にはそれぞれ第２解放弁２９が設けられている。第１解放弁２８及び第２解放弁２９はともに電磁弁であり、内燃機関１を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０によって開閉動作が制御される。ＥＣＵ５０は、内燃機関１のクランク軸７に設けられるクランク角センサ４０の検出値に基づき内燃機関１の機関回転数Ｎを求める。そして、機関回転数Ｎに応じて、第１解放弁２８及び第２解放弁２９の開閉動作を制御する。次に、第１解放弁２８及び第２解放弁２９の開閉動作を制御する手順を説明する。

図９は、第１解放弁及び第２解放弁の開閉動作を制御する手順を示すフローチャートである。ステップＳ１０１において、ＥＣＵ５０は、内燃機関１が運転中であるか否かを判定する。ステップＳ１０１でＮｏと判定された場合、すなわち、ＥＣＵ５０が内燃機関１は停止していると判定した場合、本制御は終了する。

ステップＳ１０１でＹｅｓと判定された場合、すなわち、ＥＣＵ５０が内燃機関１は運転中であると判定した場合、ＥＣＵ５０は、内燃機関１の機関回転数Ｎを取得するとともに、ステップＳ１０２において、取得した機関回転数Ｎと、図７に示す第１開弁時回転数Ｎ１とを比較する。ステップＳ１０２でＹｅｓと判定された場合、すなわち、ＥＣＵ５０がＮ≧Ｎ１であると判定した場合、ステップＳ１０３へ進み、ＥＣＵ５０は、第１解放弁２８を開弁する。これによって、図８の作動油溜め２２内から気泡を含んだ作動油を排出する。

次にステップＳ１０４へ進み、ＥＣＵ５０は、内燃機関１の機関回転数Ｎを取得するとともに、取得した機関回転数Ｎと、図７に示す第２開弁時回転数Ｎ２とを比較する。ステップＳ１０４でＹｅｓと判定された場合、すなわち、ＥＣＵ５０がＮ≧Ｎ２であると判定した場合、ステップＳ１０５へ進み、ＥＣＵ５０は、第２解放弁２９を開弁する。これによって、図８の油路１５から気泡を含んだ作動油を排出する。

なお、第２解放弁２９を開弁するときには、第１解放弁２８を閉弁してもよい。これによって、油路１５内の油圧低下を抑制できるので、ラッシュアジャスタ１４をより確実に動作させることができる。また、第２解放弁２９をラッシュアジャスタ１４毎に制御してもよい。例えば、ラッシュアジャスタ１４が図４−３に示す待機状態のとき以外のタイミングで第２解放弁２９を開弁してもよい。これによって、ラッシュアジャスタ１４の高圧室８９（図４−３参照）へ作動油を供給するときにおける油路１５内の圧力低下を抑制できるので、ラッシュアジャスタ１４の高圧室８９へ確実に作動油を供給できる。

ステップＳ１０２でＮｏと判定された場合、すなわち、ＥＣＵ５０がＮ＜Ｎ１であると判定した場合、作動油溜め２２から作動油を排出させる必要はない。この場合、ステップＳ１０６へ進み、ＥＣＵ５０は、第１解放弁２８を閉弁する。また、ステップＳ１０４でＮｏと判定された場合、すなわち、ＥＣＵ５０がＮ＜Ｎ２であると判定した場合、油路１５から作動油を排出させる必要はない。この場合、ステップＳ１０７へ進み、ＥＣＵ５０は、第２解放弁２９を閉弁する。

本変形例では、第１解放弁２８及び第２解放弁２９に電磁弁を用い、機関回転数に基づいてＥＣＵ５０によって開弁及び閉弁を制御する。これによって、確実に気泡を含んだ作動油を作動油溜め２２及び油路１５から排出できるので、ラッシュアジャスタ１４へ供給される作動油へ含まれる気泡を低減できる。その結果、確実にラッシュアジャスタ１４を動作させることができる。

また、第１解放弁２８及び第２解放弁２９の開弁時期及び閉弁時期を任意に変更することができるので、作動油、すなわち内燃機関１の潤滑油の経時変化や粘度の変更により、開弁時期及び閉弁時期を変更したい場合でも容易に対応することができる。さらに、本変形例では、第１解放弁２８及び第２解放弁２９の開弁時期及び閉弁時期を制御する際のパラメータとして、機関回転数のみならず、例えば作動油の温度等も用いることができる。これによって、第１解放弁２８及び第２解放弁２９の開弁時期及び閉弁時期をより精度よく制御して、確実に作動油から気泡を取り除くことができる。その結果、ラッシュアジャスタ１４をより確実に動作させることができる。

以上、本実施形態及びその変形例では、ラッシュアジャスタへ作動油を分配する作動油供給経路と作動油供給手段との間に作動油溜めを設け、作動油供給経路へ作動油が流入する前に作動油中の気泡を脱泡するので、ラッシュアジャスタへ供給される作動油に含まれる気泡を低減できる。また、内燃機関の機関回転数が高回転になることにより作動油溜めでは脱泡し切れない気泡は、作動油供給経路中であってラッシュアジャスタの上流側に設けられる気泡捕集手段で脱泡する。これによって、機関回転数が高い場合でも確実に作動油から気泡を脱泡できるので、内燃機関の運転可能な機関回転数の範囲全域において、作動油から気泡を確実に脱泡できる。その結果、内燃機関の運転可能な機関回転数の範囲全域において、ラッシュアジャスタの動作の確実性を向上させることができる。

以上のように、本発明は、油圧式のラッシュアジャスタを備える内燃機関に有用であり、特に、ラッシュアジャスタの作動油に含まれる気泡を低減することに適している。

本実施形態に係る内燃機関の概略構成図である。本実施形態に係る内燃機関が備えるラッシュアジャスタの取り付け部を示す装置構成図である。本実施形態に係るラッシュアジャスタの構成を示す断面図である。排気側ラッシュアジャスタの動作を示す説明図である。排気側ラッシュアジャスタの動作を示す説明図である。排気側ラッシュアジャスタの動作を示す説明図である。ラッシュアジャスタへ作動油を供給するための作動油供給構造を示す模式図である。図５に示す作動油供給構造の一部拡大図である。作動油の油圧と機関回転数との関係を示す概念図である。本実施形態の変形例に係る作動油供給構造を示す模式図である。第１解放弁及び第２解放弁の開閉動作を制御する手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１内燃機関
２シリンダヘッド
３気筒
５ピストン
６コネクティングロッド
７クランク軸
８燃料噴射弁
１０Ｅ排気バルブ
１０Ｉ吸気バルブ
１１Ｅ排気カムシャフト
１１Ｉ吸気カムシャフト
１２Ｅ排気カム
１２Ｉ吸気カム
１３ロッカーアーム
１３Ｅ排気側ロッカーアーム
１３Ｉ吸気側ロッカーアーム
１４ラッシュアジャスタ
１４Ｅ排気側ラッシュアジャスタ
１４Ｉ吸気側ラッシュアジャスタ
１５油路
１５Ｅ排気側油路
１５Ｉ吸気側油路
１５Ｐ作動油通路
１５Ｉ油路入口
１６カムシャフトハウジング
２０、２０ａラッシュアジャスタの作動油供給構造（作動油供給構造）
２１作動油導入部
２２作動油溜め
２３気泡捕集手段
２４第１チェックバルブ
２５第２チェックバルブ
２６仕切り板
２７傾斜板
２８第１解放弁
２９第２解放弁
３０オイルポンプ
４０クランク角センサ
５０ＥＣＵ

Claims

カムとロッカーアームとの隙間を調整する油圧式のラッシュアジャスタへ作動油を供給する構造において、
前記ラッシュアジャスタへ前記作動油を供給する作動油供給経路と、
前記作動油供給経路へ前記作動油を供給する作動油供給手段と、前記作動油供給経路との間に設けられて、前記作動油に含まれる気泡を集める作動油溜めと、
前記作動油溜めに設けられて、前記作動油溜めから前記作動油を排出する第１の作動油排出手段と、
前記作動油供給経路の途中、かつ前記ラッシュアジャスタに対して前記作動油の流れ方向上流側に設けられて、前記作動油に含まれる気泡を集める気泡捕集手段と、
前記気泡捕集手段に設けられて、前記作動油供給経路から作動油を排出する第２の作動油排出手段と、を含み、
前記気泡捕集手段は、前記第２の作動油排出手段に対して前記作動油の流れ方向上流側に設けられて、前記気泡を前記第２の作動油排出手段の方向へ導く気泡導入部を備え、かつ、
前記第１の作動油排出手段は、前記内燃機関の回転数が第１開弁時開回転数以上となると開弁して前記作動油を排出するとともに、
前記第２の作動油排出手段は、前記内燃機関の回転数が前記第１開弁時開回転数よりも高い前記第２開弁時開回転数以上となると開弁して前記作動油を排出する、ことを特徴とするラッシュアジャスタの作動油供給構造。
請求項１に記載のラッシュアジャスタの作動油供給構造により、前記ラッシュアジャスタへ前記作動油を供給することを特徴とする内燃機関。