JPH04124459A - ３弁式内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、２個の吸気弁と１個の排気弁を備えた３弁
式の内燃機関に関するものである。

従来の技術 小型内燃機関の高速化を実現する手段として、吸気弁を
２個用いて吸入空気量を増大し、空気充填効率を高める
ことが有効である。例えば、実開昭６２−９７２６３号
公報には、２個の吸気弁をクランク軸中心を挟んでその
クランク軸中心の両側に配置し、更に１個の排気弁を一
方の吸気弁と並べてりランク軸中心の片側に配置したも
のが記載されている。また、実開昭６２−９０９７２号
公報には、やはりクランク軸中心を挟んでその両側に２
個の吸気弁を互いに振り分は配置し、その一方の吸気弁
と排気弁をクランク軸中心方向に並べて配置したものが
示されている。更にこれらの従来例において、ユニット
インジェクタは、そのノズルがシリンダ中心にほぼ一致
するようにして、前記膜・排気弁のステムと平行に垂直
に取付けている。また、これら従来例において、吸気弁
又は排気弁は、シリンダヘッド上方に配置したカム軸に
より弁腕を介して駆動するようにし、他方のユニットイ
ンジェクタは、シリンダヘッドよりも下方に配置したカ
ム軸によって、ブツシュロッドを介して駆動する構造と
なっている。すなわち、これら従来のものにおいては、
それぞれ別のカム軸を介してユニットインジェクタ及び
吸・排気弁を駆動するようにしている。他方、吸気弁を
２個用いたものではないが、同一のカム軸によってユニ
ットインジェクタや吸・排気弁を駆動するようにしたも
のとして、実開昭６３−１３８４０６号公報、及び、同
６３−９００６９号公報に記載されたものがあり、この
従来例においては、１つのカム軸で吸・排気弁を直接に
駆動し、更にその吸・排気弁を駆動する弁腕からユニッ
トインジェクタ用の弁腕ヘプッシュロッドを介して連結
している。

発明が解決しようとする課題 上記従来の構造において、まず２個の吸気弁をクランク
軸中心を挟んでその両側に振り分は配置した構造のもの
においては、これら吸気弁が上記のように、シリンダ中
心を通り且つクランク軸中心と直角な方向の線に対して
一方の片側に寄せて配置されるとともに、ユニットイン
ジェクタがその吸気弁と排気弁とに囲まれるようにして
配置されていることから、排気弁からの熱負荷がユニッ
トインジェクタに大きくかかることとなって、ユニット
インジェクタの熱環境が厳しくなるという欠点がある。

また、各吸気弁の吸気ポートは、クランク軸を挟んで互
いに対称な方向に形成されていることから、ユニットイ
ンジェクタに対する熱負荷を軽減するためにその吸気ボ
ートを有効に利用していないという欠点がある。加えて
、これら従来においては、吸・排気弁とユニットインジ
ェクタが共に別のカム軸を介して駆動されるようになっ
てあり、特に、その一方は、ブツシュロッドにより駆動
し他方はカム軸により直接駆動する構造となっているこ
とから、構造が複雑で、しかも全体に大型化し、或いは
部品点数が増大するという欠点があった。他方、吸気弁
１個、排気弁１個の２弁式のものにおいては、上記のよ
うに１つのカム軸で吸・排気弁とユニットインジェクタ
を駆動するようにしているが、この従来例においては、
吸・排気弁用の弁腕からブツシュロッドを介してユニッ
トインジェクタ用の弁腕を駆動するという非常に複雑な
構造をとっており、やはり構造が複雑で、且つ、部品点
数が増大するという欠点がある。

この発明は、これら従来の欠点を解消した３弁式の内燃
機関を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記の課題を解決するため、この出願の第１の発明は、
２個の吸気弁と１個の排気弁を備えたユニットインジェ
クタ付きの内燃機関において、クランク軸中心と直角で
且つシリンダ中心を通る線で分割される一方の側に各吸
気弁を配置し、同じくクランク軸中心を通る線と直角な
前記の線で分割される前記吸気弁とは反対の側に排気弁
を配置するとともに、ユニットインジェクタのノズル中
心をシリンダ中心付近に配置して、このユニットインジ
ェクタをカム軸方向と直角方向な方向に傾斜して配置し
たことを特徴とする。

更に、上記従来の動弁機構の欠点を解決するため、この
出願の第２の発明では、各吸気弁間の上方にカム軸を配
置し、このカム軸とユニットインジェクタ上端間に配置
した弁腕軸に燃料弁腕を取り付けて前記ユニットインジ
ェクタを駆動し、且つ、同じカム軸を排気弁に直接当接
させてこの排気弁を駆動するとともに、各吸気弁の上端
間に橋渡したブリッジを前記カムに直接当接させて、そ
れらの吸気弁を駆動することを特徴とする。

同じくこの出願の第３の発明では、吸・排気弁間の上方
にカム軸を配置し、このカム軸とユニットインジェクタ
上端間に配置した弁腕軸に燃料弁腕を取り付けて前記ユ
ニットインジェクタを駆動し、この弁腕軸とは別の弁腕
軸に取り付けたスイングアーム式の吸・排気弁腕を介し
て、それら吸・排気弁を駆動することを特徴とする。

作　　　用 上記この発明の構成によれば、吸気弁が、高温の排気弁
とは反対側に配置されているので、その排気弁側の高温
によって吸気が加熱される虞がなく、より空気充填効率
を高めることができる。また、ユニットインジェクタは
、傾斜して配置しているので、シリンダヘッド上方に配
置される動弁系の配置が取りやすく、また、カム軸と直
角な方向に傾斜することによって、このユニットインジ
ェクタを駆動する燃料弁腕との片当たりがなくなる。

そして、上記第２及び第３の発明では、シリンダヘッド
上方にカム軸を配置して、このカム軸によって、それぞ
れ両側の吸・排気弁及び燃料弁腕を駆動するようにして
いるので全体に構造が簡単となる。

実施例 第１図は、この発明の吸・排気弁及びユニットインジェ
クタの配置構造を示したものである。図において、Ｐは
クランク軸中心線であって、このクランク軸中心線Ｐと
直角な方向で、且つシリンダ中心Ｔを通る線Ｑに対し、
この線Ｑによって分割されるシリンダ５の一方の側に２
個の吸気弁１１１を配置している。そして、その線Ｑを
挟んだ反対側に排気弁２を配置し、更に、上記クランク
軸中心線Ｐと直角な線Ｑのほぼ線上であって、且つ、そ
のノズル中心Ｓがシリンダ中心Ｔ付近となるようにして
、ユニットインジェクタ４が配置されている。

第２図は、上記吸気弁１及び排気弁２に対する吸・排気
ポートの構造を示したもので、吸気ポート６．６は、共
にシリンダヘッド８の同じ側に向けて同一方向となるよ
うに形成されている。これらの吸気ボート６．６は吸気
弁１．１の並び方向とほぼ同方向に向かうものであり、
それら吸気ボート６．６より入った空気は、シリンダ中
心Ｔを取り巻くような方向に渦巻き状に流入して、簡単
にスワールが得られるような構造となっている。

他方排気ポート７は、それら吸気ポート６．６とは反対
方向に向けて形成されている。

第３図及び第４図は、上記吸・排気弁１．２とユニット
インジェクタ４の具体的な配置と、その動弁機構の具体
例を示したものである。この図で示すように、ユニット
インジェクタ４は、そのノズル中心Ｓが、前記のように
シリンダ中心Ｔ付近となるようにして配置されるととも
に、その上端側が、クランク軸中心線Ｐ（カム軸方向と
同方向）と直角な線Ｑ方向に対して、そのシリンダ中心
Ｔとは反対方向に傾斜するようにして、シリンダヘッド
８に差し込まれている。シリンダ中心Ｔを挟んで、上記
ユニットインジェクタ４とは反対側のシリンダヘッド８
を貫通して、それぞれ排気弁用ブツシュロッド１０、燃
料弁腕用ブツシュロッド１１及び吸気弁用ブツシュロッ
ド１２が、共に上下に移動自在に貫通されている。シリ
ンダヘッド８の下方に、−本のカム軸１３が、クランク
軸中心線Ｐと同方向にして配置されている。そして前記
の各ブツシュロッド１０．１１．１２の下端に設けたタ
ペット１４が、このカム軸１３上の各カムへ当接してい
る。

同じく、シリンダ中心Ｔを挟んでユニットインジェクタ
４とは反対側のシリンダへラド８上方に、吸・排気弁用
弁腕軸１５が、クランク軸中心線Ｐと平行に軸支されて
おり、この弁腕軸１５に取付けた排気弁腕１６の一端が
、前記　排気弁２の上端に当接し、他端が、そのブツシ
ュロッド１０上に当接している。同じくこの弁腕軸１５
に取付けた吸気弁用の弁腕軸１７の一端が、そのブツシ
ュロッド１２上端に当接している。そして、この吸気弁
腕１７によって駆動される吸気弁１．１の上端間には、
１個のブリッジ１８が橋渡し状に取付けられており、こ
のブリッジ１８上端のほぼ中央に設けた当て金１９に、
吸気弁腕１７の一端が当接して、この１個の吸気弁腕１
７によって、両吸気弁１．１を同時に駆動するようにし
ている。この吸・排気弁用弁腕軸１５とユニットインジ
ェクタ４間の上方に、燃料弁腕軸２１が、クランク軸中
心線Ｐと同方向にして軸支され、これに取付けた燃料弁
腕２２の一端が、ユニットインジェクタ４上端の押圧部
２３上端面に当接し、他端が、ユニットインジェクタ４
用のブツシュロッド１１上端に当接している。２４　　
は、ユニットインジェクタ４上端に取り付けた燃料調節
用のレバーで、シリンダ中心Ｔとは反対側の外方に向け
て突出している。

第５図〜第７図は、この出願の第２の発明に従って実施
される動弁転機構を備えた実施例である。

この実施例では、カム軸１３が、排気弁２の直上におい
て、クランク軸中心線Ｐと同方向に向けて配置されてい
る。そして、このカム軸１３に形成した排気カム３７が
、その排気弁２の上端において、シリンダへラド８へ摺
動自在に挿入したタペット４１へ直接当接している。更
に、このカム軸１３に形成した吸気カム３９が、前記と
同様に、吸気弁１．１間に橋渡し状に取付けたブリッジ
１８上面の当て金１９へ直接当接し、これによって、吸
気弁１．１を同時に直接当接させるようにしている。な
お、ユニットインジェクタ４を駆動させる弁腕軸３１は
、カム軸１３とユニットインジェクタ４間の上方部に軸
支され、このユニットインジェクタ４を駆動する燃料弁
腕２２がその弁腕軸３１へ取付けられて、その一端がユ
ニットインジェクタ４上端の抑圧部２３へ突出し、他端
が、カム軸１３上の燃料カム３２の上部へ当接している
。

第８図及び第９図は、この出願の第３の発明に従って実
施される動弁機構を備えた実施例である。

この実施例において、カム軸１３は、第８図で示すよう
に、ユニットインジェクタ４とは遠い側の吸気弁１直上
において、クランク軸中心線Ｐと平行に配置されている
。そして、このカム軸１３とユニットインジェクタ４上
端との間に軸支された燃料弁腕軸３１に、燃料弁腕２２
が取付けられて、前記と同様にその一端がユニットイン
ジェクタ４上端の押圧部２３上端面に当接し、他端は、
カム軸１３上の燃料カム３２へ直接当接されている。更
にそのカム軸１３よりも下方において、そのカム軸１３
を挟んでユニットインジェクタ４とは反対側にクランク
軸中心線Ｐ方向の吸・排気用弁腕軸３３が軸支され、こ
の弁腕軸３３にそれぞれ各１個の吸気弁腕３４と排気弁
腕３５とが軸支されている。これらの吸気弁腕３４と排
気弁腕３５は、共に、その一端を弁腕軸３３によって軸
支したスイングアーム式のものであって、排気弁腕３５
の他方の端部が排気弁２の上端に当接し、また同じく排
気弁腕３５の上面のほぼ中間部分の設けた当て金３６が
、カム軸１３の排気カム３７下面に当接している。また
同じく吸気弁腕３４は、前記と同様にして各吸気弁１．
１間に橋渡しされたブリッジ１８上面の当て金１９へ当
接している。更に、この吸気弁腕３４上面の中間部に設
けた当て金３８が、カム軸１３上の吸気カム３９下面に
当接して、吸気弁１．１、排気弁２及びユニットインジ
ェクタ４をプツシ二ロッドを介することなく直接カム軸
１３で駆動するようにしている。

発明の効果 この出願の第１の発明によれば、次のような効果がある
。

まず、２個の吸気弁がクランク軸中心線と直角な線を挟
んだ一方の側に配置され、排気弁が他方の側に配置され
ているので、排気弁部分の熱によって吸気弁部分が加熱
されることがなく、より空気充填効率を高めることがで
きる。他方、排気弁は、吸気弁とは反対側の広い部分に
配置されているので、その排気弁の径をも大きくするこ
とができる。これにより掃気効率を高め、より効率の良
い機関を得ることができる。加えて、ユニットインジェ
クタは一方に傾斜して配置されているので、そのユニッ
トインジェクタの着脱が容易となり、シリンダヘッド上
方部の空間が広くなって各動弁機構の配置に余裕ができ
、それらの配置が容易になるとともに、上端部がシリン
ダヘッドの側方に位置し、ノズルのメンテナンスの際の
抜き出し及び取付けが容易となる効果が得られる。勿論
ユニットインジェクタ上端部分のレバー等を操作する調
量も容易である。

この出願の第２及び第３の発明では、吸・排気弁及びユ
ニットインジェクタが、共に１つのカム軸によって駆動
されるので、従来のようにユニットインジェクタ用のカ
ム軸と吸・排気弁用のカム軸の２本を設けたものとなっ
て、それだけ構造が簡単で、部品点数も減少しコンパク
トにまとめることができる。その際、それら吸・排気弁
とユニットインジェクタは全て、ブツシュロッドを介す
ることなくカム軸によって直接駆動されるので、より構
造が簡単でコンパクトに収まることになる。

しかも、２個の吸気弁は１個のブリッジを介して、１つ
の吸気弁腕又はカム軸で直接に駆動するので、より部品
数が減少し、また動弁機構部分の構造が簡素化されて配
置に余裕ができる。

更に、この出願の第３の発明では、スイングアームを介
して駆動するので、ＯＨＣ構造でありながらこのアーム
に調整具を設けることによって弁腕間の調整が容易とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例における吸気弁及び排気弁等
の配置構造を示す概略図、第２図は吸気ボートの構造を
示すシリンダヘッド部分の水平断面図、第３図は、答弁
と動弁機構の具体例を示すシリンダヘッド部分の縦断面
図、第４図は、その吸気弁部分で縦断したシリンダヘッ
ド部分の縦断面図、第５図は、この発明の別の実施例を
示すシリンダヘッド部分及び動弁機構部分の縦断面図、
第６図は、吸気弁部分で縦断した同じ縦断面図、第７図
は、カム軸の上方から見た動弁機構部分の平面図、第８
図は、この発明の更に別の実施例を示す動弁機構及びシ
リンダヘッド部分の縦断面図、第９図は、同じく吸気弁
部分で縦断した縦断面図である。 １・・・吸気弁、３・・・排気弁、４・・・ユニットイ
ンジェクタ、８・・・シリンダヘッド、１３・・・カム
軸、１８・・・ブリッジ、２２・・・燃料弁腕、３１．
３３・・・弁腕軸、３４・・・吸気弁腕、３５・・・排
気弁腕。 特　許出願人　　ヤンマーディーゼル株式会社代理人弁
理士　　　　　樽　　本　　久　　幸第３図 第４図 第８図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２個の吸気弁と１個の排気弁を備えたユニットイン
   ジェクタ付きの内燃機関において、クランク軸中心と直
   角で且つシリンダ中心を通る線で分割される一方の側に
   各吸気弁を配置し、同じくクランク軸中心を通る線と直
   角な前記の線で分割される前記吸気弁とは反対の側に排
   気弁を配置するとともに、ユニットインジェクタのノズ
   ル中心をシリンダ中心付近に配置して、このユニットイ
   ンジェクタをカム軸方向と直角方向な方向に傾斜して配
   置したことを特徴とする３弁式内燃機関。 ２、各吸気弁間の上方にカム軸を配置し、このカム軸と
   ユニットインジェクタ上端間に配置した弁腕軸に燃料弁
   腕を取り付けて前記ユニットインジェクタを駆動し、且
   つ、同じカム軸を排気弁に直接当接させてこの排気弁を
   駆動するとともに、各吸気弁の上端間に橋渡したブリッ
   ジを前記カムに直接当接させて、それらの吸気弁を駆動
   することを特徴とする請求項１記載の３弁式内燃機関。 ３、吸・排気弁間の上方にカム軸を配置し、このカム軸
   とユニットインジェクタ上端間に配置した弁腕軸に燃料
   弁腕を取り付けて前記ユニットインジェクタを駆動し、
   この弁腕軸とは別の弁腕軸に取り付けたスイングアーム
   式の吸・排気弁腕を介して、それら吸・排気弁を駆動す
   ることを特徴とする請求項１記載の３弁式内燃機関。