JP2006002666A - Ｏｈｖ型レシプロ式内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＯＨＶ型レシプロ式内燃機関において、搭載性向上や振動抑制を図ることを目的とする。
【解決手段】 シリンダ部３５及びクランクケース部３４を有するシリンダブロック１３と、シリンダブロック１３に締結されたシリンダヘッド１４とを備え、クランクケース部３４にクランク軸１７を回転自在に支持するとともに、クランク軸１７にコンロッド１９を介してピストン２０を連結し、ピストン２０をシリンダ部３５内のシリンダ１１に摺動自在に嵌挿し、シリンダ部３５内のカム室３６に、クランク軸心Ｏと平行にカム軸２７を配設し、シリンダヘッド１４に、カム軸２７の回転により操作されるバルブ２４を配設し、シリンダ１１の中心軸線Ｙ３を、クランク軸心Ｏを通りシリンダ中心軸線Ｙ３と平行な縦軸線Ｙ１に対して、反カム軸２７側にオフセットする。
【選択図】 図１

Description

本発明はＯＨＶ型レシプロ式内燃機関に関するものである。

従来のＯＨＶ型レシプロ式内燃機関として図２に示すものがある。この内燃機関は、上部にシリンダ部１３５を、下部にクランクケース部１３４を有するシリンダブロック１１３を備え、クランクケース部１３４に水平な軸心Ｏを有するクランク軸１１７を回転自在に支持し、クランク軸１１７にクランクピン１１８を介してコンロッド１１９の一端を回転自在に連結し、コンロッド１１９の他端をピストン１２０に回転自在に連結し、ピストン１２０をシリンダ部１３５内のシリンダ１１１に摺動自在に嵌挿したものとなっている。

また、シリンダ部１３５内のカム室１３６には、クランク軸１１７と平行なカム軸１２７を配設し、シリンダヘッド１１４に、吸気及び排気バルブ１２４を配設し、シリンダブロック１１３及びシリンダヘッド１１４等に、カム軸１２７の回転によりバルブ１２４を操作する操作機構１２９を配設している。

特開２００３−２１４１６０号公報

図２に示す従来のＯＨＶ型レシプロ式内燃機関では、クランク軸１１７の軸心Ｏを通る上下方向の縦軸心Ｙ１が、クランクケース部１３４の左右外壁１３４Ａ，１３４Ｂ間の中心線Ｙ２と一致するようになっている。また、シリンダ１１１の中心軸線Ｙ３は、前記縦軸心Ｙ１及び前記中心線Ｙ２と一致するようになっている。

ところが、シリンダ１１１の側方にはカム軸１２７等が配設されているため、シリンダ部１３５は、クランクケース部１３４の中心線Ｙ２から右側の外壁１３５Ａまでの距離Ｌ１が、左側の外壁１３５Ｂまでの距離Ｌ２よりも大きくなり、クランクケース部１３４に対してカム軸１２７側に偏って配置されるようになっていた。

このため、内燃機関の左右の重量バランスが悪くなり、この内燃機関を搭載する装置への搭載性が悪化するとともに、振動も大きくなるという不都合が生じていた。

そこで、本発明は、ＯＨＶ型レシプロ式内燃機関において、搭載性向上や振動抑制を図ることを目的とする。

請求項１記載の発明は、シリンダ部３５及びクランクケース部３４を有するシリンダブロック１３と、シリンダブロック１３に締結されたシリンダヘッド１４とを備え、クランクケース部３４にクランク軸１７を回転自在に支持するとともに、クランク軸１７にコンロッド１９を介してピストン２０を連結し、ピストン２０をシリンダ部３５内のシリンダ１１に摺動自在に嵌挿し、シリンダ部３５内のカム室３６に、クランク軸心Ｏと平行にカム軸２７を配設し、シリンダヘッド１４に、カム軸２７の回転により操作されるバルブ２４を配設しているＯＨＶ型レシプロ式内燃機関において、シリンダ１１の中心軸線Ｙ３が、クランク軸心Ｏを通りシリンダ中心軸線Ｙ３と平行な縦軸線Ｙ１に対して、反カム軸２７側にオフセットされていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、クランク軸１７の前記縦軸線Ｙ１が、シリンダ部３５におけるカム軸２７配置側の外壁３５Ａと反カム軸２７配置側の外壁３５Ｂとの間の略中心Ｙ４に配設されていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、シリンダ１１の中心軸線Ｙ３が、クランク軸１７の前記縦軸線Ｙ１に対して、クランク軸１７の回転方向Ｘにオフセットされていることを特徴とする。

請求項１及び請求項２記載の発明によれば、クランクケース部のカム軸側の外壁と反カム軸側の外壁の間の中心に対して、シリンダ部のカム軸側の外壁と反カム軸側の外壁の間の中心を一致させるか又は近づけることができ、これによって、内燃機関の重量バランス良くし、搭載性の向上及び振動の抑制を図ることができる。

請求項３記載の発明によれば、ピストン、シリンダの摩擦損失を低減し、動力伝達効率を良くすることができ、また、機関サイクルの膨張行程（ピストンの下降行程）において、ピストンの摺動量に対するクランク軸の回転角を大きくすることができ、動力アップを図ることができる。

図１は、本発明の実施形態にかかるＯＨＶ型レシプロ式内燃機関の正面断面図であり、この内燃機関１０は、シリンダ部３５及びクランクケース部３４を有するシリンダブロック１３を備えている。本実施形態では、シリンダ部３５が上側、クランクケース部３４が下側に配置されており、シリンダブロック１３のシリンダ部３５側の端面にはヘッドボルトによりシリンダヘッド１４が締結され、クランクケース部３４側の端面にはオイルパン１５が設けられている。シリンダヘッド１４上にはロッカカバー１６が設けられている。

クランクケース部３４には、軸心Ｏを水平方向に向けたクランク軸１７が回転自在に支持されている。このクランク軸１７には、クランクピン１８を介してコンロッド１９の下端部が回転自在に連結され、コンロッド１９の上端部にピストン２０が回転自在に連結されている。

シリンダ部３５内には、シリンダライナー２１によって円筒形状を呈したシリンダ１１が形成されており、このシリンダ１１内に、ピストン２０が摺動自在に嵌挿されている。シリンダライナー２１とシリンダブロック１３の外壁との間にはウォータージャケット２２が形成されている。シリンダライナー２１は、シリンダブロック１３と一体に形成されているが、別体のものをシリンダブロック１３内に嵌挿するようにしてもよい。

なお、本明細書では、クランク軸１７の軸心Ｏ方向及びシリンダ１０の中心軸線Ｙ３方向に直交する方向（図１の左右方向）を左右方向とする。

シリンダブロック１３は、クランクケース部３４が、シリンダ部３５よりも左右に幅広で、シリンダ部３５から左右両側に膨出した形状となっている。

シリンダヘッド１４には、吸気ポート及び排気ポート２３が形成され、これらを開閉する吸気バルブ及び排気バルブ２４が配設されている。これらバルブ２４は上端にリテーナ２５を有し、このリテーナ２５とシリンダヘッド１４のとの間にバルブスプリング２６が介装され、このバルブスプリング２６によってバルブ２４が上方に付勢されている。

シリンダ部３５には、シリンダ１１の側方（図１の右側方）に形成されたカム室３６に、クランク軸１７の軸心Ｏと平行にカム軸２７が配設され、カム軸２７には軸心方向に複数のカム２８が設けられている。

シリンダブロック１３、シリンダヘッド１４及びロッカカバー１６には、カム軸２７の回転によりバルブ２４を操作する操作機構２９が内蔵されている。操作機構２９は、シリンダブロック１３に上下動自在に支持されたタペット３０と、タペット３０から上方に延びるプッシュロッド３１と、プッシュロッド３１の上端に連結されたロッカアーム３２とを有している。

プッシュロッド３１は、シリンダブロック１３及びシリンダヘッド１４に形成された連通路３３に配設され、ロッカアーム３２は、ロッカカバー１６内に配設されている。また、ロッカアーム３２は、一端がプッシュロッド３１の上端に連結され、他端がバルブ２４の上端に当接され、中間部が軸を介して揺動自在に支持されている。

カム軸２７は、クランク軸１７の回転に伴って回転し、タペット３０は、カム軸２７の回転によりカム２８周面に倣って上下動する。ロッカアーム３２は、タペット３０の上下動によりプッシュロッド３１を介して揺動し、バルブ２４を開閉するようになっている。

クランク軸１７は、その軸心Ｏを通りシリンダ１１の中心軸線Ｙ３と平行な上下方向の縦軸線Ｙ１が、クランクケース部３４の右側（カム軸２７側）の外壁３４Ａと左側（反カム軸２７側）の外壁３４Ｂの間の中心線Ｙ２と一致するように配置されている。一方、シリンダ１１は、側方にカム軸２７等が配設されているため、中心軸線Ｙ３が、シリンダ部３５の右側の外壁３５Ａと左側の外壁３５Ｂの間の中心線Ｙ４から反カム軸２７側にずれて配置されている。

ここで、シリンダ１１の中心軸線Ｙ３は、従来技術（図２）では、クランク軸１７の縦軸線Ｙ１と一致していたが、本発明では、縦軸心Ｙ１に対して反カム軸２７側にずれて（オフセットして）配置されている。

このため、シリンダ部３５の左右外壁３５Ａ，３５Ｂ間の中心線Ｙ４と、クランクケース部３４の左右外壁３４Ａ，３４Ｂ間の中心線Ｙ２とを一致し、クランクケース部３４の中心線Ｙ２から、シリンダ部３５の左右各外壁３５Ａ、３５Ｂまでの距離Ｌ１，Ｌ２を同じにすることができるようになっている。また、クランク軸１７の縦軸線Ｙ１を、シリンダ部３５の左右外壁３５Ａ，３５Ｂ間の中心線Ｙ４に一致することができるようになっている。

これによって、内燃機関１０は、左右の重量バランスが良好となり、振動の発生を抑制できるとともに、内燃機関１０が搭載される装置等への搭載性も良好になっている。

図１において、矢印Ｘは、クランク軸１７の回転方向を示しており、シリンダ１１の中心軸線Ｙ３は、クランク軸１７の縦軸心Ｙ１に対して回転方向Ｘにオフセットされている。図１では、クランク軸１７が左回転であるのに対し、シリンダ中心軸線Ｙ３がクランク軸１７の縦軸線Ｙ１に対して左側にオフセットされている。このような配置とすることによって、ピストン、シリンダの摩擦損失を低減し、動力伝達効率を良くすることができ、また、機関サイクルの膨張行程（ピストンの下降行程）で、ピストンの摺動量に対するクランク軸の回転角を大きくすることができ、動力アップを図ることができる。

なお、本実施形態では、シリンダ１１のオフセット量が、コンロッド１９の長さの５〜１０％とされている。このオフセット量は、クランクケース部３４の中心線Ｙ２とシリンダ部３５の中心線Ｙ４とを一致させるという点に鑑みれば、シリンダ１１の中心軸線Ｙ３からカム軸２７側の外壁３５Ａまでの距離と、反カム軸側の外壁３５Ｂまでの距離との差の半分とするのが好ましい。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく適宜設計変更可能である。例えば、クランク軸１７の縦軸線Ｙ１、クランク形成部位３４の中心線Ｙ２、及びシリンダ部３５の中心線Ｙ４は、完全に一致しなくてもよく、内燃機関の重量バランス向上等の効果を奏する程度に略一致（相互に接近）した関係にあればよい。また、シリンダ中心軸線Ｙ３のオフセット方向とクランク軸１７の回転方向Ｘとは、逆方向であってもよい。本発明に係る内燃機関１０のシリンダ１１は、単気筒であってもよいし、複数気筒であってもよい。

本発明に係るＯＨＶ型レシプロ式内燃機関は、各種装置、機械等の駆動源として有効に利用できる。

本発明の実施形態に係るＯＨＶ型レシプロ式内燃機関１０の正面断面図である。 従来技術に係るＯＨＶ型レシプロ式内燃機関１０の正面断面図である。

符号の説明

１０ 内燃機関
１１ シリンダ
１２ クランク室
１３ シリンダブロック
１７ クランク軸
１９ コンロッド
２０ ピストン
２４ バルブ
２７ カム軸
３４ クランクケース部
３５ シリンダ部

Claims (3)

1. シリンダ部（３５）及びクランクケース部（３４）を有するシリンダブロック（１３）と、シリンダブロック（１３）に締結されたシリンダヘッド（１４）とを備え、クランクケース部（３４）にクランク軸（１７）を回転自在に支持するとともに、クランク軸（１７）にコンロッド（１９）を介してピストン（２０）を連結し、ピストン（２０）をシリンダ部（３５）内のシリンダ（１１）に摺動自在に嵌挿し、シリンダ部（３５）内のカム室（３６）に、クランク軸心（Ｏ）と平行にカム軸（２７）を配設し、シリンダヘッド（１４）に、カム軸（２７）の回転により操作されるバルブ（２４）を配設しているＯＨＶ型レシプロ式内燃機関において、
   シリンダ（１１）の中心軸線（Ｙ３）が、クランク軸心（Ｏ）を通りシリンダ中心軸線（Ｙ３）と平行な縦軸線（Ｙ１）に対して、反カム軸（２７）側にオフセットされていることを特徴とするＯＨＶ型レシプロ式内燃機関。
2. クランク軸（１７）の前記縦軸線（Ｙ１）が、シリンダ部（３５）におけるカム軸（２７）配置側の外壁（３５Ａ）と反カム軸（２７）配置側の外壁（３５Ｂ）との間の略中心（Ｙ４）に配設されていることを特徴とする請求項１に記載のＯＨＶ型レシプロ式内燃機関。
3. シリンダ（１１）の中心軸線（Ｙ３）が、クランク軸（１７）の前記縦軸線（Ｙ１）に対して、クランク軸（１７）の回転方向（Ｘ）にオフセットされていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＯＨＶ型レシプロ式内燃機関。
   
   

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