JPH0447401Y2

JPH0447401Y2 -

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Publication number: JPH0447401Y2
Application number: JP1983117682U
Authority: JP
Priority date: 1983-07-27
Filing date: 1983-07-27
Publication date: 1992-11-09
Also published as: JPS6024852U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は船外機用エンジン等に適した４サイクル
水冷デイーゼルエンジンに関する。

従来のデイーゼルエンジンでは、シリンダブロ
ツクやシリンダヘツドが鋳鉄製であるので、重量
が大きく、単位重量当りの出力が小さいという問
題がある。又従来品ではシリンダブロツクとシリ
ンダヘツドを別体にし、両者をガスケツトを挟ん
でボルトにより締着しているので、部品点数が多
くなるという問題や、ガスケツト部分のシールが
不完全になる恐れがある等の問題がある。

本考案は上記従来の問題を解決するために、シ
リンダブロツクとシリンダヘツドをアルミニウム
（アルミニウム系合金を含む）により一体成形し
たデイーゼルエンジンを提供しようとするもの
で、図面により説明すると次の通りである。

垂直断面図である第１図において、クランク軸
１の中心線Ｃ−Ｃは垂直であり、クランク軸１の
上端部にフライホイール２が取り付けてある。図
示のエンジンは船外機用で、クランク軸１の下端
部内周には出力軸（図示せず）を連結するために
インボリユートスプライン３が設けてある。又図
示のエンジンでは２個の気筒５が上下に並んでお
り、各気筒の中心線Ｏ−Ｏは船体前後方向に水平
に延びている。６はピストン、７はコネクテイン
グロツドである。

シリンダブロツク１０とシリンダヘツド１１は
アルミニウムを主成分とする鋳造品により一体に
成形されている。シリンダブロツク１０とシリン
ダヘツド１１の内部には冷却水室１２が設けてあ
る。冷却水は図示されていない冷却水ポンプによ
り室１２に供給されるようになつている。シリン
ダヘツド１１内には排気ポート１３及び吸気ポー
ト１４が設けてある。又シリンダヘツド１１には
排気バルブ１５や吸気バルブ１６のステム１７，
１８を支持する筒状ボス２０やユニツトインジエ
クタ５０の取付孔の周壁を形成する筒状ボス２２
が設けてある。

筒状のボス２２は、シリンダヘツド１１の爆発
面３５を形成する天井４５から、該天井４５に対
して冷却水室１２を挟んで対向する反対側の壁部
４５′まで一体に設けてある。又排気マニホール
ド２８（第５図）もシリンダヘツド１１と一体に
設けてある。排気バルブ１５と吸気バルブ１６は
各気筒５に１個ずつ設けてある。合計４個のバル
ブ１５，１６は水平な姿勢で上下に並んでおり、
共通のカム軸２３により弁腕２４を介して後述す
る如く駆動されるようになつている。カム軸２３
や弁腕２４が収容される弁腕室２５のケース２６
は、シリンダヘツド１１の幅と概ね同一の幅を有
しており、シリンダヘツド１１の端面４７にベル
ト止めされている。

クランクケース２７はブロツク１０側の部分２
９と反対側の部分３０とに分割できるようになつ
ている。部分２９はブロツク１０と一体に成形さ
れており、部分３０はボルト３４により部分２９
に固定されている。両部分２９，３０の合せ面は
クランク軸中心線Ｃ−Ｃを含み、かつシリンダ中
心線Ｏ−Ｏと直角である。部分３０もシリンダブ
ロツク１０と同様の材料で形成されている。

次に各部の構造を詳細に説明する。第１図の拡
大部分図である第２図において、ピストン６の摺
動面を形成するライナー３１は鋳鉄製で、シリン
ダブロツク１０内に鋳ぐるみにより組み込まれて
いる。ライナー３１とシリンダブロツク１０の接
触面には鋳ぐるみ時に合金層が形成され、その合
金層によりライナー３１はシリンダブロツク１０
に固着されている。ライナー３１の先端３２は図
示の上死点位置にあるピストン６のトツプリング
３３よりもシリンダヘツド１１側へ僅かな距離
_１だけ突出し、かつシリンダヘツド１１の爆発面
３５から比較的離れた位置にある。すなわち爆発
面３５からライナー先端３２までの距離はリン
グ３３の摺動に支障のない範囲で可及的に大きく
設定されている。３６は爆発面３５の外周近傍の
コーナ部分、換言すれば燃焼室３７の近傍におい
てシリンダブロツク１０とシリンダヘツド１１が
連続する部分である。この部分３６の燃焼室３７
に面するコーナ面３６′の断面は半径Ｒの円弧状
に成形されており、またコーナ面３６′のクラン
ク室側の端部３６″は第４図に示す如く、上死点
位置におけるピストン６のトツプリング３３より
も爆発面３５側に位置させている。

上記構造を採用することにより、燃焼室３７内
での爆発力に対しコーナ部分３６の強度を充分に
高めることができる。すなわち上記爆発力に起因
する応力はコーナ部分３６に集中しやすいが、コ
ーナ面３６′にアールを付けることにより、部分
３６に対する応力を分散させ、部分３６に亀裂等
が生じることを防止できる。しかも部分３６の長
さを大きく設定したので半径Ｒを大きく設定す
ることができ、従つて応力分散効果を高めて充分
に高い強度を得ることができる。

半径Ｒはシリンダ内径の約２％以上、かつピス
トン６の移動を許容するために距離以下の値に
設定すると、部分３６の強度を充分に高め得るこ
とがテストにより確認されている。すなわちシリ
ンダ内径に対する半径Ｒの比率をｒ％とすると、
第３図の如く比率ｒが約２％よりも小さい範囲で
は、比較ｒを大きくするほど応力δが急激に減少
するが、比較ｒが約２％越えると、応力δの変化
量は小さい。従つて比較ｒが約２％以上であれ
ば、第２図の部分３６の濃度を充分に高めること
ができる。

またコーナ面３６′のクランク室側の端部３
６″を上死点位置におけるピストン６のトツプリ
ング３３よりも爆発面３５側に位置させたので、
ピストン上死点位置においてピストンリング３３
とコーナ面３６′とが接触することがなく、ピス
トンリング３３とコーナ面３６′との接触による
ピストンリング３３の変形を防止することがで
き、従つて燃焼室からクランク室側へ漏れようと
するガスに対するシール性能を向上させることが
できる。

第２図においてライナー３１の先端部３８を囲
むシリンダブロツク部分３９やシリンダヘツド１
１はクランクケース寄りのシリンダブロツク部分
４０よりも外方（矢印Ｓ方向）へ膨らんでいる。
このように部分３９を厚肉構造にすると、爆発力
を受けた際に部分３９が外方Ｓへ大きく変形する
ことを防止し、部分３９とライナー３１の間に隙
間が生じることを防止できる。従つて燃焼室３７
内のガスがライナー３１とシリンダブロツク１０
の間からクランク室へ抜けることはなく、エンジ
ン性能を高く維持することができる。シリンダブ
ロツク１０のクランクケース側部分４０には爆発
力がさほど加わらないので、部分４０を薄くして
も強度上の問題は発生せず、しかもその薄肉化に
より重量を軽減することができる。同時に部分３
９に肉を付けると、部分３９の断面積が大きくな
り、爆発面３５に加わるシリンダ方向の力を受け
る部分３９の面積が大きくなるので、コーナ部分
３６の応力も小さくできる。

第２図の拡大部分略図である第４図において、
ライナー３１の内面にはホーニングが施してあ
る。そのホーニング面４１はライナー内面のクラ
ンク室側の部分から先端寄りの部分４２まで設け
てある。部分４２は上死点位置にあるトツプリン
グ３３から約１〜４mm程度の距離₂だけ爆発面
３５側へ偏倚した位置にあり、トツプリング３３
は常にホーニング面４１上を摺動するようになつ
ている。ライナー３１の部分４２から先端３２ま
での内周面部分４３はホーニング面４１に対して
0.1〜0.2mm程度の距離₃だけ半径方向外方へ偏倚
してホーニング逃げを構成している。これにより
次のような利点を得ることができる。すなわちホ
ーニング工具はクランク室側からライナー３１内
に挿入されるが、その際にシリンダヘツド１１が
邪魔になるのでライナー先端３２までホーニング
を施すことはできない。従つて仮にホーニング前
のライナー３１が先端３２まで同一内径を有して
いるとすると、ホーニング後に先端近傍にホーニ
ングの境目（段差）が生じると共に、先端内周面
部分がホーニング面４１に比べて小径となり、ピ
ストン６がその小径先端部に噛み込むが、図示の
構造では先端部分４３に逃げが形成されているの
で、そのような不具合は生じない。又ホーニング
逃げ４３がライナー３１に設けてあるので、シリ
ンダブロツク１０（アルミニウム）にホーニング
が施されることはなく、従つてホーニング工具の
目詰りが生じることはない。

第４図において、ピストン６頂部の外周部の外
面６′は、コーナ部３６のコーナ面３６′に略隙間
のない状態で近接する湾曲面に形成されており、
これによりエンジンの圧縮比を高めることがで
き、特にデイーゼルエンジンにおいて性能を向上
させることができる。

第２図において爆発面３５を形成するシリンダ
ヘツド１１の天井４５は爆発面３５と反対側の壁
面４６が冷却水室１２に面している。冷却水室１
２の内、気筒中心寄りの室１２ａは外周寄りの室
１２ｂよりも爆発面３５から離れており、天井４
５の肉厚（例えばｈ）は中心寄りの部分が外周寄
りの部分よりも大きくなつている。天井４５の肉
厚をそのように変化させることにより、爆発面３
５に加わる爆発力に対して天井４５の強度を充分
に高め、しかも天井４５の平均肉厚を薄くして軽
量化を図ることができる。なお図示の実施例では
天井４５の肉厚は段階的に変化しているが、壁面
４６全体を概ねテーパ状にして天井４５の肉厚を
中心側へゆくにつれて滑らかに増加させることも
でき、そのようにすると強度を更に高めることが
できる。

第１図の如くシリンダヘツド１１はその内部に
吸排気用のバルブ１５，１６やポート１３，１４
を備えているので、爆発面３５から端面４７まで
の全高Ｈが大きい。しかもシリンダヘツド１１の
内部には前記ボス２０ならびにポート１３，１４
や冷却水室１２の隔壁を構成する多数のリブ４８
が設けてある。このようにシリンダヘツド１１の
全高Ｈは大きく、しかも多数のボス２０やリブ４
８で補強されているので、シリンダヘツド１１の
強度は高い。

第１図の−断面図である第５図において、
前記燃料噴射ノズル２１用のボス２２もシリンダ
ヘツド１１の強度を高めている。ボス２２は天井
４５の中心近傍から概ね気筒中心に沿つて延びて
いて、天井４５に対して冷却水室１２を挟んで対
向する反対側の壁部４５′（第１図）まで一体に
設けているので、他のボス２０（第１図）リブ４
８に比べて、シリンダヘツド１１に対する補強効
果は大きい。又ノズル２１は燃料噴射ポンプ４９
と組み合わされてユニツトインジエクタ５０を構
成しており、該インジエクタ５０が下記の如くボ
ス２２に装着されていることにより、シリンダヘ
ツド１１の強度が更に高められている。

まずユニツトインジエクタ５０の概略構造を説
明する。ユニツトインジエクタ５０はポンプ４９
のボデイ９１の先端にノズル２１のスリーブ９８
を直結したもので、ボデイ９１の内部に取り付け
たバレル９２内においてプランジヤ９３を往復さ
せることにより、ボデイ９１内の高圧燃料油路９
４を通つてポンプ４９からノズル２１へ燃料が供
給されるようになつている。そしてユニツトイン
ジエクタ５０はボデイ９１の先端寄りとスリーブ
９８の途中に環状段部９５を備え、段部９５をボ
ス２２内周の段部に押し付けた状態で、ボデイ９
１のボス２２から突出した部分が押え金具９６に
よりシリンダヘツド１１に締め付けてある。従つ
て天井４５の中心部にはユニツトインジエクタ５
０により爆発力と対抗する初期圧縮力が加わつて
おり、この点においてもシリンダヘツド１１の強
度が高められ、天井４５の変形量が小さくなつて
いる。

又ユニツトインジエクタ５０はポンプ４９を構
成する部分が大径であり、その大径部分（ボデイ
大径部）もボス２２に嵌合するようになつてい
る。従つてボス２２は直径の大きい大形補強部と
なり、この点においてもシリンダヘツド１１の強
度を高めることができる。

ノズル２１はポンプ４９から高圧が供給される
と噴射口を開くようになつている。そして前述の
如くユニツトインジエクタ５０ではポンプ４９と
ノズル２１がボデイ９１内の短い油路９４だけで
連結されているので、ポンプ４９内の燃料圧力が
ノズル２１に正確に伝わる。従つてエンジン回転
数の変化領域全体及び燃料噴射量の変化領域全体
にわたつて、ポンプ４９内の圧力に正確に対応さ
せてノズル２１から燃料を噴射でき、２次噴射を
防止することができる。又油路９４内での圧力損
失を大幅に低減できるので、ノズル２１の噴射圧
力を高め、噴霧の微粒化を促進できる。しかもノ
ズル２１の噴射動作がポンプ４９の加圧動作に対
して遅れることはない。このように２次噴射や噴
射遅れを防止でき、しかも噴霧の微粒化を促進で
きるので、最良の燃焼状態を保ち、エンジン性能
を高めることができる。又噴射遅れを防止できる
ことにより、高速運転時の性能を高めることがで
きる。しかも従来品のように噴射時期調整用のタ
イマーを設ける必要がなく、構造を簡単化できる
という利点を得ることもできる。

ノズル２１の先端は爆発面３５の略中心部にお
いて燃焼室３７内に露出しており、シリンダヘツ
ド１１には渦流室（副燃焼室）は設けられていな
い。このようにエンジンは直噴式であるので、ユ
ニツトインジエクタ５０をヘツド１１の全高Ｈに
わたつて支持することができる。従つてユニツト
インジエクタ５０の取付状態が安定化すると共
に、爆発面３５からユニツトインジエクタ５０の
他端（プロテクタ６５）までの距離を小さくし、
エンジン全体を小形化することができる。すなわ
ちユニツトインジエクタ５０はその全長が長い
が、エンジンを直噴式にすることにより、エンジ
ンの大形化を防止できる。ちなみに渦流室をシリ
ンダヘツド１１に設けると、ユニツトインジエク
タ５０は渦流室の分だけ爆発面３５から離れて位
置するので、シリンダヘツド１１やケース２６を
大形化する必要がある。

直噴式にすることにより次のような利点を得る
こともできる。すなわち仮に渦流室を設けると、
渦流室から燃焼室３７へ火炎が噴出する際に、渦
流室と、燃焼室３７の連絡通路内面に大きい熱負
荷が加わる。これに対し直噴式ではシリンダヘツ
ド１１やシリンダブロツク１０に局部的に大きい
熱負荷は加わることはない。従つてアルミニウム
は耐熱性が低いにもかかわらず、シリンダヘツド
１１やシリンダブロツク１０が熱による損傷を受
けることはない。

又アルミニウムは耐熱性は低いが熱伝導率は高
いので、燃焼室３７からシリンダブロツク１０や
シリンダヘツド１１に加わつた熱は速やかに室１
２内の冷却水へ排出される。従つてシリンダブロ
ツク１０やシリンダヘツド１１が渦熱されること
はなく、この点においても熱による損傷を防止で
きる。

なおピストン６は燃焼室３７となる窪みを頂部
の中央に備えており、ピストン頂部の外周部の外
面６′（第４図）は上死点において窪み以外の部
分が爆発面３５やその周囲のアール付きコーナ部
に略隙間のない状態で近接する湾曲面６′（第４
図）に形成されている。

図示の爆発面３５は平坦ではあるが、爆発面３
５をテーパ状（円錐形）の凹面に成形することも
できる。そのようにすると、図示の断面において
シリンダブロツク１０とシリンダヘツド１１で構
成されるアーチ構造体、すなわちピストン６の両
側のブロツク１０部分を両脚部としシリンダヘツ
ド１１を天井部とするアーチ構造体の強度が高く
なるので、シリンダブロツク１０やシリンダヘツ
ド１１の強度を高めることができる。

次にバルブ１５，１６（第５図にはバルブ１６
のみ図示）やポンプ４９の駆動機構を説明する。
弁腕室２５内には前記カム軸２３や弁腕２４の他
に、ポンプ４９用の弁腕５１も収容されている。
又バルブ１５，１６のステム１７，１８やポンプ
４９はシリンダヘツド１１から突出して弁腕室ケ
ース２６内に入り込んでいる。O₁−O₁は気筒中
心を含む垂直中心面で、ステム１７，１８は船体
進行方向に見て中心面O₁−O₁の例えば左側に隣
接している。ステム１７，１８の先端はヘツド端
面４７に比較的近い位置にある。ステム１７，１
８の先端にはプロテクタ５２が装着されており、
弁腕２４の一端部にロツクナイト５３により固定
した調整ねじ５４がプロテクタ５２に当接してい
る。弁腕２４は中間部にタペツト５５を備えてお
り、タペツト５５がカム軸２３上のカム５６で駆
動されるようになつている。合計４個の弁腕２４
は他端部が共通の弁腕軸５７で支持されている。
弁腕軸５７は弁腕室ケース２６により支持されて
いる。又弁腕軸５７は中心面O₁−O₁から左方へ
離れて位置すると共に、外周面はヘツド端面４７
から若干離れた位置にあり、その中心５７′は閉
鎖位置にあるバルブ１５，１６のプロテクタ５２
の端面（ねじ５４の当接面）よりも約２〜３mm
（バルブリフトの約1/3）だけ端面４７寄りに位置
している。

カム軸２３は、弁腕２４の後方（端面４７と反
対の側）に位置し、又ナツト５３よりも左方に位
置しており、弁腕室ケース２６に支持されてい
る。ユニツトインジエクタ用弁腕５１の弁腕軸５
９は中心面O₁−O₁の右側に隣接した位置を垂直
に延びており、カム軸２３に対してその右方に並
んでいる。ユニツトインジエクタ用の弁腕軸５９
も、弁腕室ケース２６で支持されており、弁腕室
ケース２６の中央部をクランク軸と平行に延びる
ようにして設けられている。２個の弁腕５１（一
方のみ図示）は中間部が共通の軸５９で支持され
ており、一端部に設けたカムフオロアー６０がカ
ム軸２３上のカム６１に後方から当接している。
弁腕５１の他端部にはロツクナイト６２により調
整ねじ６３が固定してある。ねじ６３の先端はプ
ランジヤ９３の先端のプロテクタ６５に当接して
いる。ねじ６３は中心面O₁−O₁に対して比較的
右方へ離れた位置にあり、従つてインジエクタ５
０全体はノズル２１側へゆくにつれて中心面O₁
−O₁に近付くように傾斜している。

弁腕室ケース２６の後面の内、右端からやや左
端寄りの部分にかけて開口６６が設けてある。弁
腕室ケース２６には開口６６を閉鎖する蓋６７が
ボルト６８により取り付けてある。弁腕室ケース
２６の左側部にはレバー式のデコンプ機構７０が
取り付けてある。デコンプ機構７０はエンジン始
動時に外部から手動で弁開放操作を行うためのも
ので、弁腕２４にはデコンプ機構７０により駆動
されるアーム７１が設けてある。

上記構造によると、カム軸２３の回転によりカ
ム５６が弁腕２４を介してバルブ１５，１６を駆
動し、それと同時にカム６１が腕５１を介してポ
ンプ４９のプランジヤ９３を駆動する。バルブ１
５，１６やポンプ４９の駆動タイミングはねじ５
４，６３の位置を変えることにより調整できる。
ねじ６３やロツクナツト６２は開口６６に面して
いるので、蓋６７を外すことにより、開口６６か
らねじ６３の位置を容易に調整することができ
る。又ねじ５４やロツクナツト５３に対して軸２
３，５９は左右に離れているので、軸２３，５９
間の隙間７２を通して開口６６からねじ５４の調
整作業を容易に行うことができる。

第１図の如く、カム軸２３は両端部と中間部が
ケース２６で支持されている。各気筒５におい
て、バルブ駆動用のカム５６，５６はポンプ駆動
用カム６１の上下に振り分けてある。又カム６１
は気筒中心線Ｏ−Ｏと同じ高さにある。カム軸２
３の下端には潤滑油ポンプ７３のポンプ軸７４が
連結されている。ポンプ７３はケース２６の下面
にボルト止めされている。ポンプ７３の入口はケ
ース２６、ヘツド１１、ブロツク１０内に設けた
きり孔製の油路７５を介してオイルパン（図示せ
ず）に接続している。オイルパンはクランク軸１
から下方へ延びる出力軸（図示せず）を囲むケー
スにより形成されている。ポンプ７３の出口はケ
ース２６、ヘツド１１、ブロツク１０内のきり孔
製油路（図示せず）を介してエンジン各部に接続
している。

カム軸２３の上端部はケース２６から突出して
おり、その突出上端部に固定したプーリー７６が
クランク軸１の上部に固定したプーリー７７にタ
イミングベルト７８を介して連結している。プー
リー７７の上側において、フライホイール２には
発電装置７９が併設されている。フライホイール
２の外周にはリングギヤ８０が設けてあり、ギヤ
８０を駆動するスタータ８１がクランクケース部
分３０に取り付けてある。ケース部分３０の底壁
（前壁）の上部には斜上方へ突出した補油口８２
が設けてある。シリンダブロツク１０にはガバナ
８３が取り付けられ、シリンダヘツド１１には始
動用の燃料噴射量増量装置８７が取り付けてあ
る。ガバナ８３はタイミングベルト７８で駆動さ
れるようになつている。ガバナ８３と増量装置８
７はレバー機構８６を介して第５図の燃料噴射ポ
ンプ４９のプランジヤ９３に連結している。

第５図の如く、クランクケース２７の後方に隣
接した位置において、ガバナ８３はシリンダブロ
ツク１０の右側に設けてあり、ブロツク１０の左
側には潤滑油こし器８４が設けてある。又燃料噴
射ポンプ４９は前述の如くノズル２１と共にユニ
ツト化してヘツド１１に組み込んである。このよ
うに図示のエンジンでは、エンジンに併設される
大形機器の内、ポンプ４９をヘツド１１に組み込
み、ガバナ８３と潤滑油こし器８４をブロツク１
０の左右に振り分けたので、エンジン全体が、第
５図の如く上方から見て、概ね卵形となり、船外
機用エンジンに適した形状になる。なおエンジン
全体は船外機のケース（図示せず）で覆われる。

８５は吸気管で、一端はヘツド１１の右側面に
おいて吸気ポート１４に接続し、他端はクランク
ケース２７の底部近傍で開口している。吸気管８
５はシリンダブロツク１０及びクランクケース２
７の右側面の沿つて設けられ、入口側の部分がク
ランクケース２７の前方へ回り込んで中心面O₁
−O₁の近傍に達している。このように長い吸気
管８５を採用することにより、吸気慣性効果を高
めてエンジン性能を向上させることができる。

上述の如く吸気管８５がクランクケース２７の
右側から前方へ回り込み、又スタータ８１がクラ
ンクケース２７から左前方へ突出しているので、
この点においてもエンジン全体の左右バランスを
取ることができる。弁腕ケース２６内において、
インジエクタ５０を右側へ突出させ、弁腕５１を
中央部に設け、カム軸２３や弁腕２４を左側に設
けたことにより、ケース２６の左右バランスを取
ることができる。

以上説明した構造によると、デイーゼルエンジ
ンのシリンダブロツク１０とシリンダヘツド１１
をアルミニウムにより一体成形したので、従来の
ようにシリンダブロツクやヘツドを鋳鉄製にする
場合に比べ、軽量化を図ることができる。又軽量
化できることにより、同一重量の従来品と比べて
高出力化を図ることができる。ブロツク１０とヘ
ツド１１をヘツドボルトで連結する必要はなく、
勿論両者１０，１１間にガスケツトを配置する必
要もないので、部品数を減らし、軽量化及び組立
作業の簡単化を図ることができる。更にヘツド１
１とブロツク１０の間に断熱材となるガスケツト
がないので、その間の熱の流れが良くなり、冷却
効果も大きくなる。ヘツドボルトによる締付けが
不要であるので、ライナー３１が変形する恐れは
ない。デイーゼルエンジンで筒内圧が高いが、ヘ
ツド１１とブロツク１０の間から燃焼ガス、冷却
水、潤滑油が漏れる恐れはない。換言すれば、ガ
ス漏れ等を考慮することなく筒内圧を高め、高出
力化を図ることができる。従来品ではガスケツト
を支持するために、シリンダブロツクとシリンダ
ヘツドの合せ面部分の肉厚を大きくする必要があ
つたが、本考案ではそのような肉厚部を廃止し、
軽量化を図ることができる。

更に前述の如く各部に種々の工夫を凝らすこと
により、シリンダブロツク１０やシリンダヘツド
１１の強度を充分に高めることができる。従つて
筒内圧の高いデイーゼルエンジンにおいてアルミ
ニウムの一体成形品でブロツク１０とヘツド１１
を形成でき、しかも所望の高出力を得られる程度
にまで筒内圧を高めることができる。特に本考案
においては、爆発力の集中しやすいコーナ部分３
６の燃焼室３７に面するコーナ面３６′の断面半
径Ｒをシリンダ内径の２％以上、かつピストン６
の移動を許容するための距離以下の値に設定し
たので、第３図に関連して先に詳細に説明した如
く、コーナ部分３６の強度を充分に高め、高出力
仕様のエンジンを構成することができる。

更に本考案によると、上述の如く円弧状断面に
成形されたコーナ面３６′に対して略隙間のない
状態で接近する湾曲面をピストン頂部の外周部の
外面に形成したので、エンジンの圧縮比を高める
ことができ、特にデイーゼルエンジンにおいて性
能を向上させることができる。

また、上記コーナ面３６′のクランク室側の端
部３６″を上死点位置におけるピストン６のトツ
プリング３３よりも爆発面３５側に位置させたの
で、ピストン上死点位置においてピストンリング
３３とコーナ面３６′とが接触することがなく、
ピストンリング３３とコーナ面３６′との接触に
よるピストンリング３３の変形を防止することが
でき、従つて燃焼室からクランク室側へ漏れよう
とするガスに対するシール性能を向上させること
ができる。

更に、ユニツトインジエクタ５０の取付孔の周
壁を形成するシリンダヘツド１１のボス２２を、
シリンダヘツド１１の爆発面３５を形成する天井
４５から、該天井４５に対して冷却水室１２を挾
んで対向する反対側の壁部４５′まで一体に設け
たので、シリンダヘツド１１の強度を充分に高め
ることができる。

又、単なる燃料噴射弁と異なり、ユニツトイン
ジエクタ５０は弁腕５１により燃焼室ケース２６
側から押されるので、ユニツトインジエクタ５０
を中央部に取り付けたヘツド１１は、その力によ
つても補強される。

更に本考案は、ピストン６の凹部により形成さ
れる燃焼室３７にシリンダヘツド１１の概ね中央
部に配置したユニツトインジエクタ５０からの燃
料が噴射される直噴式のデイーゼルエンジンを対
象としており、その様なエンジンのシリンダブロ
ツク１０とシリンダヘツド１１をアルミニウムに
より一体に成形するとともに、ユニツトインジエ
クタ５０と吸排気弁１５，１６とを駆動するため
のカム軸２３及び弁腕軸５７，５９とを支持し、
かつ、シリンダヘツド１１の幅と概ね同一の幅を
有する弁腕室ケース２６をシリンダヘツド１１に
ボルト止めし、上記弁腕軸の内のユニツトインジ
エクタ５０を駆動するための弁腕軸５９を、弁腕
室ケース２６の中央部をクランク軸１と平行に延
びるようにして設けている。

この構成によると、弁腕室ケース２６がカム軸
２３及び弁腕軸５７，５９により補強され、その
様な弁腕室ケース２６によりシリンダヘツド１１
が補強されて、シリンダヘツド１１の変形が効果
的に防止される。

特に弁腕室ケース２６の中央部にクランク軸１
と平行な弁腕軸支５９が位置していることと、弁
腕室ケース２６の幅がシリンダヘツド１１の幅と
概ね同一であることとにより上記変形防止効果が
充分に高められている。

更に、前述の円弧状断面に成形されたコーナ面
３６′を別の観点から説明すると以下の通りであ
る。

一般に、ピストンのトツプクリアランスを極力
小さくとり、主燃焼室（ボウル）内容積をできる
だけ大きくし、スキツシユ流を期待する直接噴射
式燃焼室を採用するとき、シリンダ内径Ｄが例え
ば100mmの場合、それと、トツプクリアランス
（δ1）及びコーナー半径（Ｒ：第２図）との関係
は、小型デイーゼル機関では、例えば、以下のよ
うになる。

δ1／Ｄ＝0.7mm／100mm ＝７／1000 Ｒ／Ｄ＝２／100＝20／1000 冷態時のピストン（半径方向）隙間は一般に δ2／Ｄ＝0.5mm／100mm＝５／1000 である。従つて本考案のようにＲを大きくとる
と、δ1，δ2に対してＲは３〜４倍以上となる。

ピストン頂部周縁部に面取りを施し、図示の円
弧状断面に成形された湾曲コーナ面３６′に代え
て、テーパー面（断面形状が直線の面）を形成す
ると、それに対応してシリンダ内容積が増加する
が、その増加分は、Ｒ＝1.3mmで、Ｄ＝100mmの
時、以下の通りである。

R²（4.9348×Ｄ／２−2.8404R） −πR²（（１／２）Ｄ−（２／３）Ｒ）＝410.75−260.86＝149.89 ＝約150 これによると、 100（内径）×100mmの機関で、ストローク・ボリ
ユーム＝785398mm³、圧縮比＝21で、1963mm³の圧縮
後容積、Ｒをとることによつて、 150／1963＝約８％のむだ容積の低減となる。

又、上記テーパ面を採用してシリンダ内部容積
を広げると、スキツシユ強さが小さくなるととも
に、流速低下のためにカーボンが溜まりやすくな
り、スカフの原因となりやすい。

なお本考案を具体化する場合、エンジン各部の
レイアウトを左右逆にすることもできる。クラン
クケース部分２９をシリンダブロツク１０とは別
体に設けることもできる。単気筒や３気筒以上の
エンジンに本考案を採用することもできる。船外
機用以外の用途に本考案のエンジンを使用するこ
ともできる。気筒中心線０−Ｏが垂直なエンジン
に本考案を適用することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の垂直断面図、第２図は第１図
の拡大部分図、第３図はコーナー部の半径と応力
の関係を示すグラフ、第４図は第２図の拡大部分
略図、第５図は第１図の−断面図である。１０……シリンダブロツク、１１……シリンダ
ヘツド、２３……カム軸、２６……弁腕室ケー
ス、３６……コーナ部分、３６′……コーナ面、
３７……燃焼室、Ｒ……断面半径、５０……ユニ
ツトインジエクタ、５７，５９……弁腕軸。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

ピストンの凹部により形成される燃焼室にシリ
ンダヘツドの概ね中央部に配置したユニツトイン
ジエクタからの燃料が噴射される直噴式のデイー
ゼルエンジンのシリンダブロツクとシリンダヘツ
ドをアルミニウムにより一体に成形し、ユニツト
インジエクタと吸排気弁とを駆動するためのカム
軸及び弁腕軸とを支持し、かつ、シリンダヘツド
の幅と概ね同一の幅を有する弁腕室ケースをシリ
ンダヘツドにボルト止めし、上記弁腕軸の内のユ
ニツトインジエクタを駆動するための弁腕軸を、
弁腕室ケースの中央部をクランク軸と平行に延び
るようにして設け、上記ブロツクとヘツドが連続
するコーナ部分の燃焼室に面するコーナ面の断面
形状を円弧状にするとともに、その断面半径をシ
リンダ内径の２％以上の値に設定し、ピストン頂
部の外周部の外面に上記コーナ面に略隙間のない
状態で近接する湾曲面を形成し、ピストン外周面
の上記湾曲面よりもクランク室寄りの部分にトツ
プリングを装着し、上記コーナ面のクランク室側
の端部の位置を上死点位置におけるピストンのト
ツプリングよりも爆発面側に位置させ、ユニツト
インジエクタの取付孔の周壁を形成するシリンダ
ヘツドのボスを、シリンダヘツドの爆発面を形成
する天井から、該天井に対して冷却水室を挾んで
対向する反対側の壁部まで一体に設けたことを特
徴とする４サイクル水冷デイーゼルエンジン。