JP2014234811A - Internal combustion engine - Google Patents

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宏 大澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an internal combustion engine for achieving light-weight and downsizing, and reduction of fuel consumption.SOLUTION: An internal combustion engine 10 for vertically moving a piston 13 in cylinder bores 14 and 15 by combustion inside a combustion chamber 21 includes: a crank shaft 17; a cam shaft 31; a suction valve 22; an exhaust valve 24; and a swing arm 29. A valve shaft 26 of the suction valve and the exhaust valve is distributed to both sides in a position deviated in an axial direction of the cam shaft, and inclined in a direction toward center axes AX14 and AX 15 of the cylinder bores. A contact roller 29a of the swing arm which comes into contact with a cam surface of the cam shaft is located on the center side of the cylinder bore and arranged so as to be overlapped. The crank shaft, the cam shaft and the contact roller of the swing arm are arranged in a position being off-set in a thrust direction T of the piston.

Description

本発明は、内燃機関に関し、軽量・小型化および低燃費を実現する構造に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine, and to a structure that realizes light weight, downsizing, and low fuel consumption.

内燃機関は、燃焼室に液体燃料や気体燃料を供給して燃焼させることによりピストンを上下動させており、そのピストンの往復運動をクランク軸で回転駆動に変換する機構を備えることによって、例えば、車両に駆動源として搭載される。
この種の内燃機関としては、燃焼室に配置されている吸気弁や排気弁を駆動させるバルブ駆動機構をシリンダヘッド内に組み込んでおり、そのバルブ駆動機構は、クランク軸の回転駆動力を伝達してカム軸を回転させることにより動作させるのが一般的である。
The internal combustion engine moves the piston up and down by supplying liquid fuel or gaseous fuel to the combustion chamber and combusting it, and by providing a mechanism for converting the reciprocating motion of the piston into rotational drive with a crankshaft, for example, It is mounted on a vehicle as a drive source.
In this type of internal combustion engine, a valve drive mechanism that drives an intake valve and an exhaust valve disposed in a combustion chamber is incorporated in the cylinder head, and the valve drive mechanism transmits the rotational driving force of the crankshaft. The camshaft is generally operated by rotating it.

特許文献1では、単一のカム軸と一対のロッカアームとによって吸気弁と排気弁を開閉している。また、クランク軸の回転を、一対のべベルギヤと中間軸を介してカム軸に伝達することでエンジンの小型化を図っている。   In Patent Document 1, an intake valve and an exhaust valve are opened and closed by a single camshaft and a pair of rocker arms. Further, the rotation of the crankshaft is transmitted to the camshaft through a pair of bevel gears and an intermediate shaft, thereby reducing the size of the engine.

特開2000−230607号公報JP 2000-230607 A

しかしながら、この特許文献1に記載のような内燃機関にあっては、シリンダボア中心軸付近に位置するカム軸の両側にロッカーシャフトを配置し、これらロッカーシャフトが中心部を貫通するロッカアームの外端部で吸気弁や排気弁を動作させる構造のため、吸気弁と排気弁の挟み角が大きくなり、燃焼室をコンパクト化できない。   However, in the internal combustion engine as described in Patent Document 1, rocker shafts are arranged on both sides of a cam shaft located in the vicinity of the center axis of the cylinder bore, and the outer end portion of the rocker arm through which the rocker shaft passes through the center portion. Since the intake valve and the exhaust valve are operated in this way, the angle between the intake valve and the exhaust valve becomes large, and the combustion chamber cannot be made compact.

さらに、シリンダ内のピストンは、クランク軸にコネクティングロッドを介して連結されて上下動することから、燃焼中の膨張行程時にシリンダ内壁に大きなサイドフォースで押し付けられる現象が発生してしまう。   Furthermore, since the piston in the cylinder is connected to the crankshaft via a connecting rod and moves up and down, a phenomenon occurs in which the piston is pressed against the inner wall of the cylinder with a large side force during the expansion stroke during combustion.

この結果、内燃機関や燃焼室のコンパクト化の制約の面から燃料消費の低減が難しくなっており、また、ピストンに加わるサイドフォースによる燃料消費の増加が生じていた。
そこで、本発明は、軽量小型化および燃料消費の低減を実現する内燃機関を提供することを目的としている。
As a result, it has become difficult to reduce fuel consumption due to the limitations of downsizing the internal combustion engine and the combustion chamber, and fuel consumption has increased due to side forces applied to the piston.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an internal combustion engine that realizes a reduction in weight and size and a reduction in fuel consumption.

上記課題を解決する内燃機関に係る発明の第1の態様は、燃焼室に供給する混合気を燃焼させて上下動させるピストンをシリンダボア内に収容する内燃機関であって、前記ピストンの上下動により回転するクランク軸と、前記燃焼室に開口する一対のポートを開閉する該ポート毎の弁部材と、該一対の弁部材毎に配置されて当該弁部材を開閉動作させるスイングアームと、該スイングアームに駆動力を伝達する駆動カムを有するカム軸と、前記クランク軸の回転駆動を前記カム軸の回転動力として該カム軸の一端側に伝達する動力伝達機構と、を備えて、前記スイングアームは、揺動支点に支持される基端側と、前記弁部材の軸部に接触する先端側と、これら両者の間にて前記駆動カムのカム面に接触するカム接触部と、を有しており、前記一対の弁部材の前記軸部は、前記カム軸の軸方向にずれた位置で該カム軸を中心にする両側に振り分けられ、かつ、前記カム軸の軸方向から見た姿勢が前記シリンダボアの中心軸に向かう方向に傾斜し、前記スイングアームは、前記カム軸の軸方向から見て前記カム接触部が当該スイングアームの両端側よりも前記シリンダボアの中心軸側に位置して互いに重なるように配置され、前記クランク軸、前記カム軸および前記スイングアームの前記カム接触部は、前記シリンダボアの中心軸に対して前記ピストンのスラスト側へオフセットさせた位置に配置したことを特徴とするものである。   A first aspect of the invention relating to an internal combustion engine that solves the above-described problem is an internal combustion engine that accommodates in a cylinder bore a piston that causes an air-fuel mixture supplied to a combustion chamber to burn and move up and down. A rotating crankshaft; a valve member for each port that opens and closes a pair of ports that open to the combustion chamber; a swing arm that is disposed for each pair of valve members to open and close the valve member; and the swing arm A camshaft having a drive cam that transmits a driving force to the camshaft, and a power transmission mechanism that transmits the rotational drive of the crankshaft to the one end side of the camshaft as the rotational power of the camshaft. A base end side supported by the swing fulcrum; a tip end side contacting the shaft portion of the valve member; and a cam contact portion contacting the cam surface of the drive cam between the two. And said The shaft portions of the pair of valve members are distributed to both sides centered on the cam shaft at positions shifted in the axial direction of the cam shaft, and the posture viewed from the axial direction of the cam shaft is the center of the cylinder bore The swing arm is inclined in a direction toward the shaft, and the cam contact portions are positioned on the center axis side of the cylinder bore rather than both end sides of the swing arm when viewed from the axial direction of the cam shaft, and overlap each other. The crankshaft, the camshaft, and the cam contact portion of the swing arm are arranged at positions offset to the thrust side of the piston with respect to the central axis of the cylinder bore.

上記課題を解決する内燃機関に係る発明の第2の態様は、上記第1の態様の特定事項に加え、前記一対の弁部材の前記軸部は、前記スイングアームに接触する端部が前記シリンダボアをその中心軸方向へ延長した空間内に位置し、かつ、前記シリンダボアの中心軸と交差する方向に該軸部の中心軸を延長した延長線の傾斜角度が前記ピストンのスラスト側の方が当該ピストンの反スラスト側よりも大きくなるように傾斜することを特徴とするものである。
上記課題を解決する内燃機関に係る発明の第3の態様は、上記第1または第2の態様の特定事項に加え、前記一対のポートとして、前記燃焼室に開口する吸気口と排気口とを備えて、前記ピストンのスラスト側に前記排気口よりも大面積で開口する前記吸気口を配置し、当該ピストンの反スラスト側に該排気口を配置することを特徴とするものである。
According to a second aspect of the invention relating to the internal combustion engine that solves the above problem, in addition to the specific matter of the first aspect, the shaft portion of the pair of valve members has an end portion that contacts the swing arm at the cylinder bore. Is located in the space extending in the direction of the central axis, and the inclination angle of the extension line extending the central axis of the shaft portion in the direction intersecting the central axis of the cylinder bore is greater on the thrust side of the piston. The piston is inclined so as to be larger than the anti-thrust side of the piston.
According to a third aspect of the invention relating to an internal combustion engine that solves the above problem, in addition to the specific matter of the first or second aspect, an intake port and an exhaust port that open to the combustion chamber are used as the pair of ports. In addition, the intake port having a larger area than the exhaust port is disposed on the thrust side of the piston, and the exhaust port is disposed on the anti-thrust side of the piston.

上記課題を解決する内燃機関に係る発明の第4の態様は、上記第1から第3のいずれか1つの態様の特定事項に加え、前記スイングアームは、同一形状に形成して、前記弁部材毎に設置することを特徴とするものである。
上記課題を解決する内燃機関に係る発明の第5の態様は、上記第1から第4のいずれか1つの態様の特定事項に加え、前記動力伝達機構は、前記クランク軸と前記カム軸の一端部にそれぞれ配置する第1、第2べベルギヤと、該第1、第2べベルギヤにそれぞれ噛み合わせて連動回転させる第3、第4べベルギヤと、該第3、第4べベルギヤが両端部に配置されて前記クランク軸および前記カム軸の延長線と直交する姿勢で設置されている動力伝達軸と、を備えていることを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the invention relating to the internal combustion engine that solves the above problem, in addition to the specific matter of any one of the first to third aspects, the swing arm is formed in the same shape, and the valve member It is characterized by being installed every time.
According to a fifth aspect of the invention relating to the internal combustion engine that solves the above problem, in addition to the specific matter of any one of the first to fourth aspects, the power transmission mechanism includes one end of the crankshaft and the camshaft. The first and second bevel gears arranged at the respective parts, the third and fourth bevel gears that mesh with the first and second bevel gears, respectively, and the third and fourth bevel gears at both ends. And a power transmission shaft installed in a posture orthogonal to the extension lines of the crankshaft and the camshaft.

このように、本発明の上記の第1の態様によれば、スイングアームの揺動支点と先端側との間にカム面に接触するカム接触部を配置することから、弁部材とスイングアームを自由な位置にレイアウトすることができ、燃焼室等のコンパクト化を妨げることがない。そのスイングアームは、カム接触部がシリンダボアの中心軸側に位置して重なるように配置するので、シリンダボア中心軸に対する弁部材における軸部の傾斜角を小さくすることができ、燃焼室をコンパクト化することができる。
さらに、クランク軸、カム軸およびスイングアームのカム接触部をピストンのスラスト側へオフセットさせることにより、カム軸をクランク軸に近づけることができ、また、シリンダ内のピストンが燃焼中の膨張行程時に内壁に押し付けられるサイドフォースを低減することができる。このため、クランク軸とカム軸の間の動力伝達機構をピストンの上下動方向に小型にすることができ、内燃機関のコンパクト化により燃料消費を低減することができる。また、ピストンの負荷となるサイドフォースの低減によっても燃料消費を低減することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the cam contact portion that contacts the cam surface is disposed between the swing fulcrum of the swing arm and the tip end side. It can be laid out in a free position, and does not hinder downsizing of the combustion chamber or the like. Since the swing arm is arranged so that the cam contact portion is located on the center axis side of the cylinder bore and overlaps, the inclination angle of the shaft portion of the valve member with respect to the cylinder bore center axis can be reduced, and the combustion chamber is made compact. be able to.
Furthermore, by offsetting the cam contact portions of the crankshaft, camshaft and swing arm toward the thrust side of the piston, the camshaft can be brought closer to the crankshaft, and the inner wall can be used during the expansion stroke when the piston in the cylinder is burning. It is possible to reduce the side force that is pressed against the surface. For this reason, the power transmission mechanism between the crankshaft and the camshaft can be downsized in the vertical movement direction of the piston, and fuel consumption can be reduced by making the internal combustion engine compact. In addition, fuel consumption can be reduced by reducing the side force as a load of the piston.

本発明の上記の第2の態様によれば、弁部材における軸部の傾斜角をピストンの反スラスト側に配置される弁部材よりもスラスト側に配置される弁部材の方を大きくすることにより、カム軸やスイングアームのカム接触部をピストンのスラスト側へより大きくオフセットさせることができる。このため、ピストンのスラスト側に配置される弁部材の大きさや、クランク軸とカム軸の間の動力伝達機構のサイズや、ピストンの負荷となるサイドフォースの大きさを所望に調整することができる。
本発明の上記の第3の態様によれば、排気口に比べて開口面積の大きい吸気口をピストンのスラスト側に(排気口をピストンの反スラスト側に)位置させるので、スイングアームのカム接触部も同様に、吸気口を開閉する弁部材をピストンのスラスト側にさらにオフセットさせることができる。このため、カム軸も一緒に同一側に大きくオフセットさせることができる。
According to said 2nd aspect of this invention, by making the inclination angle of the axial part in a valve member larger in the direction of the valve member arrange | positioned at the thrust side rather than the valve member arrange | positioned at the anti-thrust side of a piston. In addition, the cam contact portion of the camshaft or swing arm can be offset more largely to the thrust side of the piston. For this reason, the size of the valve member arranged on the thrust side of the piston, the size of the power transmission mechanism between the crankshaft and the camshaft, and the size of the side force that becomes the load of the piston can be adjusted as desired. .
According to the third aspect of the present invention, the intake port having a larger opening area than the exhaust port is positioned on the thrust side of the piston (the exhaust port is on the anti-thrust side of the piston). Similarly, the valve member for opening and closing the intake port can be further offset to the thrust side of the piston. For this reason, the camshaft can be largely offset together on the same side.

本発明の上記の第4の態様によれば、同一形状のスイングアームを弁部材毎に設置することから、スイングアームを共通部品にすることができる。このため、部品点数を少なくしてコスト削減と共に組付作業性を向上させることができる。
本発明の上記の第5の態様によれば、動力伝達軸とその両端側にそれぞれ配置される一対のべベルギヤを介してクランク軸からカム軸に動力を伝達することから、その動力伝達軸を短く(小型化)してコンパクトにすることができ、チェーンやベルト駆動のタイプよりも構造部材の軽量化を図ることができる。このため、効果的に燃料消費を低減することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, since the swing arm having the same shape is installed for each valve member, the swing arm can be a common component. For this reason, it is possible to reduce the number of parts, reduce the cost, and improve the assembly workability.
According to the fifth aspect of the present invention, power is transmitted from the crankshaft to the camshaft via the power transmission shaft and the pair of bevel gears respectively disposed at both ends thereof. It can be shortened (miniaturized) to be compact, and the structural member can be made lighter than a chain or belt drive type. For this reason, fuel consumption can be reduced effectively.

本発明に係る内燃機関の一実施形態を示す図であり、その全体構成を示す一方向から見た一部断面透視立面図である。1 is a view showing an embodiment of an internal combustion engine according to the present invention, and is a partially sectional perspective elevation view seen from one direction showing the overall configuration. その図1における一方向に対する直交方向から見たピストン周りを含む全体構成を示す一部断面透視立面図である。FIG. 2 is a partially sectional perspective elevational view showing an entire configuration including a periphery of a piston as viewed from a direction orthogonal to one direction in FIG. 1. その図1における一方向に対する直交方向から見た動力伝達機構周りを含む全体構成を示す一部断面透視立面図である。FIG. 2 is a partially sectional perspective elevational view showing the entire configuration including the periphery of a power transmission mechanism as viewed from a direction orthogonal to one direction in FIG. 1. そのシリンダヘッドを上方から見た要部構成を示す図1におけるA−A断面矢視図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1 showing a main part configuration of the cylinder head as viewed from above. その図2と同一方向から見たバルブ駆動機構周りを示す一部断面透視立面図である。FIG. 3 is a partially sectional perspective elevational view showing the periphery of the valve drive mechanism viewed from the same direction as FIG. 2. そのシリンダボア側から見たシリンダヘッドにおけるバルブ駆動機構のレイアウトを示す一部透視下面図である。It is a partially transparent bottom view which shows the layout of the valve drive mechanism in the cylinder head seen from the cylinder bore side.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図1〜図6は本発明に係る内燃機関の一実施形態を示す図である。
図1〜図3において、内燃機関10は、シリンダブロック11とシリンダヘッド12とを一体化したモノブロック構造に作製されて、不図示の車輪を転動走行させる駆動源として車両に搭載されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 6 are views showing an embodiment of an internal combustion engine according to the present invention.
1 to 3, an internal combustion engine 10 is manufactured in a monoblock structure in which a cylinder block 11 and a cylinder head 12 are integrated, and is mounted on a vehicle as a drive source for rolling a wheel (not shown). .

シリンダブロック11は、内部にピストン13を上下動可能に収容するシリンダボア(内筒)14、15を並列に配置する2気筒に構築されている。シリンダヘッド12は、シリンダブロック11の上部に位置してシリンダボア14、15毎に対応する燃焼室21をピストン13との間に形成している。燃焼室21は、ピストン13の上面13aに断面湾曲形状の天井面21aを対面させて形成されており、天井面21aには、吸気弁(弁部材)22で開閉する吸気ポート(吸気口)23と、排気弁(弁部材)24で開閉する排気ポート(排気口)25とが開口している。   The cylinder block 11 is constructed in two cylinders in which cylinder bores (inner cylinders) 14 and 15 that accommodate a piston 13 in a vertically movable manner are arranged in parallel. The cylinder head 12 is located above the cylinder block 11 and forms a combustion chamber 21 corresponding to each of the cylinder bores 14, 15 between the piston 13. The combustion chamber 21 is formed such that a ceiling surface 21 a having a curved cross section faces the upper surface 13 a of the piston 13, and an intake port (intake port) 23 that is opened and closed by an intake valve (valve member) 22 is formed on the ceiling surface 21 a. And an exhaust port (exhaust port) 25 opened and closed by an exhaust valve (valve member) 24 is opened.

この内燃機関10は、ガソリンなどの液体燃料またはCNG(Compressed Natural Gas)などの気体燃料と外気から取り込む燃焼空気との混合気を燃焼室21内に供給した後にプラグ30で火花点火して燃焼させることでピストン13を上下動させる。このとき、内燃機関10は、吸気タイミング時に吸気弁22が吸気ポート23を開閉して燃焼室21内に混合気を繰り返し供給し、また、排気タイミング時に排気弁24が排気ポート25を開閉して燃焼室21内の燃焼後の排気ガスを繰り返し排気する。   The internal combustion engine 10 supplies a mixture of a liquid fuel such as gasoline or a gaseous fuel such as CNG (Compressed Natural Gas) and combustion air taken from outside air into the combustion chamber 21 and then sparks and burns with a plug 30. As a result, the piston 13 is moved up and down. At this time, in the internal combustion engine 10, the intake valve 22 opens and closes the intake port 23 at the intake timing to repeatedly supply the air-fuel mixture into the combustion chamber 21, and the exhaust valve 24 opens and closes the exhaust port 25 at the exhaust timing. The exhaust gas after combustion in the combustion chamber 21 is repeatedly exhausted.

シリンダブロック11内では、シリンダボア14、15内のピストン13をそれぞれコネクティングロッド16でクランク軸17に連結して、そのピストン13の上下動をクランク軸17の回転駆動に変換して上記車輪を転動走行させる駆動力を発生する。なお、このクランク軸17は、潤滑油を貯留するオイルパンとして機能するロアケース19内に収容されている。   In the cylinder block 11, the pistons 13 in the cylinder bores 14 and 15 are respectively connected to the crankshaft 17 by connecting rods 16, and the vertical movement of the piston 13 is converted into the rotational drive of the crankshaft 17 to roll the wheels. Generate driving force to travel. The crankshaft 17 is housed in a lower case 19 that functions as an oil pan for storing lubricating oil.

シリンダヘッド12内では、燃焼室21を形成する天井面21aにおける吸気ポート23と排気ポート25の開口縁23a、25aに、弁部材として吸気弁22と排気弁24が配置されている。
吸気弁22と排気弁24は、軸部であるバルブ軸26を備え、このバルブ軸26を、コイルスプリング27が引き上げ方向に付勢することにより、その開口縁23a、25aに密接して閉塞する。
In the cylinder head 12, an intake valve 22 and an exhaust valve 24 are disposed as valve members on the opening edges 23 a and 25 a of the intake port 23 and the exhaust port 25 on the ceiling surface 21 a forming the combustion chamber 21.
The intake valve 22 and the exhaust valve 24 include a valve shaft 26 that is a shaft portion, and the valve shaft 26 is closed in close contact with the opening edges 23a and 25a when the coil spring 27 is biased in the pulling direction. .

バルブ軸26の上端部は、基端部がアジャスタピン28に揺動自在に支持されたスイングアーム29の先端部に接触している。スイングアーム29は、中間部に接触ローラ(カム接触部)29aが回転自在に取り付けられており、この接触ローラ29aの上部がカム軸31と一体回転する吸気カム32または排気カム33のカム面32a、33aと接触している。
この構造により、吸気カム32と排気カム33は、カム軸31と一体回転する際に、カム面32a、33aと接触する接触ローラ29aを押圧する駆動カムとして機能する。これにより、スイングアーム29は、アジャスタピン28の先端部28a(図5を参照)に支持される基端部29bを揺動支点として揺動し、その先端部29cに上端部26bが接触するバルブ軸26をコイルスプリング27の付勢力に抗して進退方向に移動させることができる。この結果、吸気弁22と排気弁24は、吸気ポート23と排気ポート25の開口縁23a、25aに密接する状態からリフトされて開口縁23a、25aを開口させることができる。
The upper end portion of the valve shaft 26 is in contact with the distal end portion of a swing arm 29 whose base end portion is swingably supported by the adjuster pin 28. In the swing arm 29, a contact roller (cam contact portion) 29a is rotatably attached to an intermediate portion, and the cam surface 32a of the intake cam 32 or the exhaust cam 33 whose upper portion of the contact roller 29a rotates integrally with the cam shaft 31. , 33a.
With this structure, the intake cam 32 and the exhaust cam 33 function as a drive cam that presses the contact roller 29a that contacts the cam surfaces 32a and 33a when rotating integrally with the cam shaft 31. Accordingly, the swing arm 29 swings with the base end portion 29b supported by the tip end portion 28a (see FIG. 5) of the adjuster pin 28 as a swing fulcrum, and the upper end portion 26b contacts the tip end portion 29c. The shaft 26 can be moved in the forward / backward direction against the urging force of the coil spring 27. As a result, the intake valve 22 and the exhaust valve 24 can be lifted from a state of being in close contact with the opening edges 23a and 25a of the intake port 23 and the exhaust port 25, thereby opening the opening edges 23a and 25a.

言い換えると、この吸気弁22と排気弁24は、それぞれのバルブ軸26が、図5に示すカム軸31に対して、左右両側に振り分け配置されている。この吸気弁22と排気弁24は、カム軸31の軸方向(図2の前後方向)に所定の間隔で配置されるスイングアーム29によって作動される。   In other words, the valve shafts 26 of the intake valve 22 and the exhaust valve 24 are arranged on both the left and right sides with respect to the cam shaft 31 shown in FIG. The intake valve 22 and the exhaust valve 24 are operated by a swing arm 29 disposed at a predetermined interval in the axial direction of the cam shaft 31 (the front-rear direction in FIG. 2).

すなわち、吸気弁22用のスイングアーム29と排気弁24用のスイングアーム29は、図5に示すように、カム軸31の軸方向から見て接触ローラ29aが互いに重なるよう(シリンダボア14、15の中心軸AX14、AX15の近傍に位置するよう)に配置されている。これらのスイングアーム29は、同図における表裏で向きを反対にするだけで吸気弁22と排気弁24に対し共通部品として利用可能に同一形状に形成されている。
また、スイングアーム29は、接触ローラ29aをシリンダボア14、15の中心軸AX14、AX15の近傍に位置するようにレイアウトすることにより、バルブ軸26(吸気弁22や排気弁24)の傾斜角を小さくできる。なお、図4において、吸気ポート23は、インテークマニホールド(パイプ)51に連通している。排気ポート25は、エキゾーストパイプ52に連通して、さらに触媒53に連通している。また、内燃機関10は、スタータ55の回転力で起動するようになっており、クランク軸17によってエアコンプレッサ56を駆動している。
That is, as shown in FIG. 5, the swing arm 29 for the intake valve 22 and the swing arm 29 for the exhaust valve 24 are arranged so that the contact rollers 29a overlap each other when viewed from the axial direction of the cam shaft 31 (the cylinder bores 14, 15). Are arranged in the vicinity of the central axes AX14 and AX15). These swing arms 29 are formed in the same shape so that they can be used as common parts for the intake valve 22 and the exhaust valve 24 only by reversing the directions on the front and back in the figure.
The swing arm 29 is laid out so that the contact roller 29a is positioned in the vicinity of the center axes AX14 and AX15 of the cylinder bores 14 and 15, thereby reducing the inclination angle of the valve shaft 26 (the intake valve 22 and the exhaust valve 24). it can. In FIG. 4, the intake port 23 communicates with an intake manifold (pipe) 51. The exhaust port 25 communicates with the exhaust pipe 52 and further communicates with the catalyst 53. The internal combustion engine 10 is started by the rotational force of the starter 55, and the air compressor 56 is driven by the crankshaft 17.

そして、図1に示すよう、前記カム軸31は、軸方向に離隔する2箇所に位置するようにシリンダヘッド12内に一体形成されている軸受部材36に、円盤形状部(ジャーナル部)31aを回転自在に軸受されている。このカム軸31は、クランク軸17に動力伝達機構40を介して連結されている。すなわち、カム軸31は、クランク軸17と同期回転することで、ピストン13の上下動に吸気カム32と排気カム33を連動(回転)させて吸気弁22と排気弁24を開閉動作させるようになっている。   As shown in FIG. 1, the cam shaft 31 has a disk-shaped portion (journal portion) 31 a formed on a bearing member 36 that is integrally formed in the cylinder head 12 so as to be positioned at two locations separated in the axial direction. The bearing is rotatably supported. The camshaft 31 is connected to the crankshaft 17 via a power transmission mechanism 40. That is, the camshaft 31 rotates synchronously with the crankshaft 17 so that the intake cam 22 and the exhaust cam 33 are interlocked (rotated) with the vertical movement of the piston 13 to open and close the intake valve 22 and the exhaust valve 24. It has become.

動力伝達機構40は、クランク軸17の一端部に固定されている第1べベルギヤ(傘歯車)41と、カム軸31の一端部に固定されている第2べベルギヤ42と、これら第1、第2べベルギヤ41、42のそれぞれに噛み合わせる第3、第4べベルギヤ43、44と、第3、第4べベルギヤ43、44が軸方向両端部に固定されている中間軸(動力伝達軸)45と、を備えている。これらクランク軸17とカム軸31は、軸心が互いに平行になるように、かつ、中間軸45に対して互いの軸心の延長線が直交する姿勢になるように支持されて、第1〜第4べベルギヤ41〜44をそれぞれ噛み合わせて連動するように連結されている。
この構造により、クランク軸17は、第1べベルギヤ41に噛み合い連結されている第3べベルギヤ43を回転させて、中間軸45に回転を伝達することができる。また、中間軸45の回転は、第4べベルギヤ44に噛み合い連結されている第2べベルギヤ42に伝達され、カム軸31を回転させることができる。なお、中間軸45は、シリンダブロック11の端部に配置されるフロントケース49内に特に図示することを省略する複数の軸受機構により回転自在に支持されている。
したがって、この動力伝達機構40では、クランク軸17とカム軸31の一端部側にプーリやスプロケットなどを固定してこれらにチェーンやベルトを巻き掛けることなく、クランク軸17の回転をカム軸31に伝達することができる。このため、動力伝達機構40では、クランク軸17とカム軸31の一端部に過大なテンションが掛かることがなく、カム軸31の一端部側の軸受強度を軽減することができる。
The power transmission mechanism 40 includes a first bevel gear (bevel gear) 41 fixed to one end portion of the crankshaft 17, a second bevel gear 42 fixed to one end portion of the camshaft 31, and the first, Third and fourth bevel gears 43 and 44 meshing with each of the second bevel gears 41 and 42, and an intermediate shaft (power transmission shaft) in which the third and fourth bevel gears 43 and 44 are fixed to both ends in the axial direction. 45). The crankshaft 17 and the camshaft 31 are supported in such a manner that the shaft centers are parallel to each other and that the extension lines of the shaft centers are orthogonal to the intermediate shaft 45. The fourth bevel gears 41 to 44 are connected so as to be engaged with each other.
With this structure, the crankshaft 17 can transmit the rotation to the intermediate shaft 45 by rotating the third bevel gear 43 meshingly connected to the first bevel gear 41. Further, the rotation of the intermediate shaft 45 is transmitted to the second bevel gear 42 which is meshed with and connected to the fourth bevel gear 44, and the cam shaft 31 can be rotated. The intermediate shaft 45 is rotatably supported by a plurality of bearing mechanisms, which are not particularly shown, in a front case 49 disposed at the end of the cylinder block 11.
Therefore, in the power transmission mechanism 40, the rotation of the crankshaft 17 is applied to the camshaft 31 without fixing a pulley or a sprocket to one end of the crankshaft 17 and the camshaft 31 and winding a chain or belt around them. Can communicate. For this reason, in the power transmission mechanism 40, excessive tension is not applied to one end portions of the crankshaft 17 and the camshaft 31, and the bearing strength on the one end portion side of the camshaft 31 can be reduced.

また、本実施形態の内燃機関10は、吸気弁22及び排気弁24におけるバルブ軸26の進退方向、すなわち、バルブ軸26の延長線が、シリンダブロック11内のシリンダボア14、15の中心軸AX14、AX15を通過するように傾斜されている。
具体的には、この内燃機関10のシリンダヘッド12は、シリンダボア14(シリンダボア15側でも同様)の中心軸AX14に対して吸気弁22及び排気弁24におけるバルブ軸26の延長線AX26をカム軸31に沿う方向に傾斜させて傾斜角θ1、θ2で交差するように構築されている。言い換えると、吸気弁22と排気弁24のバルブ軸26は、シリンダボア14の中心軸AX14上の交差位置から傾斜角θ1、θ2で傾斜する放射状の延長線上に乗る傾斜姿勢になるようにシリンダヘッド12内に配置されている。なお、このバルブ軸26のシリンダボア14に対する傾斜角θ1、θ2は、図1に示すようにカム軸31に対して直交する方向から見たときの傾斜角であり、図5に示すように、カム軸31の軸心方向から見たときには、中心軸AX14に対して傾斜角θ3、θ4となる。
この構造により、内燃機関10は、前記傾斜角θ1、θ2を0°とした従来の内燃機関よりも吸気カム32と排気カム33との間を離隔させることができる。このため、シリンダボア15側では、その離隔空間Sを利用して、中心軸AX15上に円盤形状部(ジャーナル部)31aと軸受部材36とを配置してカム軸31を支持している。また、シリンダボア14については、その離隔空間Sを利用して、中心軸AX14に対しカム軸31の端部側、すなわち、第2べベルギヤ42側に近接する側に偏った位置に円盤形状部(ジャーナル部)31aと軸受部材36とを配置し、カム軸31の端部を支持している。
したがって、この内燃機関10では、動力伝達機構40の第2べベルギヤ42が固定されているカム軸31の一端部側には過大な荷重が掛かることがないことから、従来必要であったカム軸31の一端部側の軸受を省略することができる。このため、カム軸31は、吸気カム32と第2べベルギヤ42の間に軸受を設けることなく、カム軸31の端部を回転自在に支持することができている。この結果、この内燃機関10では、カム軸31を短尺にして、また、円盤形状部(ジャーナル部)31aと軸受部材36の軸受を少なくして、小型化・軽量化することができ、自身の重量で消費される燃料を低減することができる。
Further, in the internal combustion engine 10 of the present embodiment, the forward and backward directions of the valve shaft 26 in the intake valve 22 and the exhaust valve 24, that is, the extension line of the valve shaft 26 is the center axis AX 14 of the cylinder bores 14 and 15 in the cylinder block 11. It is inclined to pass through AX15.
Specifically, the cylinder head 12 of the internal combustion engine 10 includes an extension line AX26 of the valve shaft 26 in the intake valve 22 and the exhaust valve 24 with respect to the central axis AX14 of the cylinder bore 14 (also on the cylinder bore 15 side). It is constructed so that it may be inclined in the direction along the line and intersect at the inclination angles θ1 and θ2. In other words, the valve head 26 of the intake valve 22 and the exhaust valve 24 is in a tilted posture such that the valve shaft 26 rides on a radial extension line inclined at the tilt angles θ1 and θ2 from the intersecting position on the center axis AX14 of the cylinder bore 14. Is placed inside. Note that the inclination angles θ1 and θ2 of the valve shaft 26 with respect to the cylinder bore 14 are inclination angles when viewed from the direction orthogonal to the cam shaft 31 as shown in FIG. 1, and as shown in FIG. When viewed from the axial direction of the shaft 31, the inclination angles are θ3 and θ4 with respect to the central axis AX14.
With this structure, the internal combustion engine 10 can separate the intake cam 32 and the exhaust cam 33 from the conventional internal combustion engine in which the inclination angles θ1 and θ2 are 0 °. For this reason, on the cylinder bore 15 side, the cam shaft 31 is supported by arranging the disk-shaped part (journal part) 31a and the bearing member 36 on the central axis AX15 using the separation space S. Further, with respect to the cylinder bore 14, a disk-shaped portion (at a position biased toward the end portion side of the cam shaft 31, that is, the side close to the second bevel gear 42 side with respect to the center axis AX 14, using the separation space S. (Journal portion) 31a and bearing member 36 are arranged to support the end of cam shaft 31.
Therefore, in this internal combustion engine 10, an excessive load is not applied to one end portion side of the cam shaft 31 to which the second bevel gear 42 of the power transmission mechanism 40 is fixed. The bearing on the one end side of 31 can be omitted. For this reason, the cam shaft 31 can rotatably support the end portion of the cam shaft 31 without providing a bearing between the intake cam 32 and the second bevel gear 42. As a result, the internal combustion engine 10 can be reduced in size and weight by shortening the camshaft 31 and reducing the number of disk-shaped portions (journal portions) 31a and bearings 36. Fuel consumed by weight can be reduced.

また、この内燃機関10の動力伝達機構40は、ピストン13の往復運動(上下動)と吸気弁22および排気弁24の開閉運動との関係から、クランク軸17の回転速度を半分に減速してカム軸31を回転させる必要がある。このため、動力伝達機構40では、第4べベルギヤ44の歯数に対して第2べベルギヤ42の歯数を2倍にしており、第4べベルギヤ44よりも第2べベルギヤ42を大径化している。
この構造により、動力伝達機構40では、カム軸31の減速を第2、第4べベルギヤ42、44の噛み合い面42a、44aで行うことにより、第1、第3べベルギヤ41、43の噛み合い面41a、43aで減速を行う場合のと比べ、カム軸31の長さを短縮することができる。
ここで、この構造では、噛み合い面42a、44aの歯数比に応じて第4べベルギヤ44よりも第2べベルギヤ42を大径化しており、これらの噛み合い面42a、44aはカム軸31の直交方向に近づく方向に傾斜する。このため、特に図示することは省略するが、カム軸31に加えられる直交方向の圧力は、第4べベルギヤ44の噛み合い面44aから第2べベルギヤ42の噛み合い面42aに加えられる圧力Fの直交成分に過ぎず、ここでもカム軸31に加えられる直交方向の圧力を小さくすることができている。このため、この動力伝達機構40では、カム軸31の第2べベルギヤ42側の軸受を省いたとしても、離隔空間Sに設置した円盤形状部(ジャーナル部)31aと軸受部材36からなる軸受で十分に信頼性高く回転自在に支持することができる。
Further, the power transmission mechanism 40 of the internal combustion engine 10 reduces the rotational speed of the crankshaft 17 by half due to the relationship between the reciprocating motion (vertical motion) of the piston 13 and the opening / closing motions of the intake valve 22 and the exhaust valve 24. It is necessary to rotate the cam shaft 31. For this reason, in the power transmission mechanism 40, the number of teeth of the second bevel gear 42 is doubled relative to the number of teeth of the fourth bevel gear 44, and the second bevel gear 42 has a larger diameter than the fourth bevel gear 44. It has become.
With this structure, in the power transmission mechanism 40, the meshing surfaces of the first and third bevel gears 41 and 43 are reduced by performing the deceleration of the camshaft 31 on the meshing surfaces 42a and 44a of the second and fourth bevel gears 42 and 44. The length of the camshaft 31 can be shortened compared with the case where deceleration is performed by 41a and 43a.
Here, in this structure, the diameter of the second bevel gear 42 is made larger than that of the fourth bevel gear 44 in accordance with the gear ratio of the meshing surfaces 42 a, 44 a, and these meshing surfaces 42 a, 44 a It inclines in the direction approaching the orthogonal direction. Therefore, although not shown in particular, the pressure in the orthogonal direction applied to the camshaft 31 is orthogonal to the pressure F applied from the meshing surface 44a of the fourth bevel gear 44 to the meshing surface 42a of the second bevel gear 42. In this case, the pressure in the orthogonal direction applied to the camshaft 31 can be reduced. For this reason, in this power transmission mechanism 40, even if the bearing on the second bevel gear 42 side of the cam shaft 31 is omitted, the power transmission mechanism 40 is a bearing composed of a disk-shaped portion (journal portion) 31a and a bearing member 36 installed in the separation space S. Sufficiently reliable and can be supported rotatably.

そして、本実施形態の内燃機関10は、まず、クランク軸17がその軸心AX17をシリンダボア14、15の中心軸AX14、AX15に対して図2および図3における左側にシフト量OS1だけずらしたオフセット位置に設置されている。
ところで、クランク軸17は、図2中に矢印で示す時計回り方向に回転するのに対して、ピストン13は、そのクランク軸17にコネクティングロッド16で連結され上下動する。このため、ピストン13は、シリンダボア14、15内で図2中の左右方向に振れながら上下動することになり、燃焼室21内の膨張行程時には、シリンダボア14、15の図2中の左側の内壁に押し付けられるサイドフォースを受けながら降下する。このときのクランク軸17のサイドフォースを受ける方向、すなわち、図2中の左方向をピストン13のスラスト方向Tという。反対に、図2中の右方向をピストン13の反スラスト方向Rという。
この構造では、クランク軸17がピストン13のスラスト方向T側にオフセットされているので、そのピストン13をできるだけ鉛直に立てた姿勢で降下させることができ、ピストン13がシリンダボア14、15の内壁に押し付けられるサイドフォースを低減することができる。この結果、ピストン13は、効率よく上下動させることができ、言い換えると、オフセットのない場合と同一の駆動力を取り出す際の燃料消費を低減することができる。
In the internal combustion engine 10 of the present embodiment, first, the crankshaft 17 is offset by shifting the axis AX17 by the shift amount OS1 to the left in FIGS. 2 and 3 with respect to the central axes AX14 and AX15 of the cylinder bores 14 and 15. In place.
Meanwhile, the crankshaft 17 rotates in the clockwise direction indicated by an arrow in FIG. 2, whereas the piston 13 is connected to the crankshaft 17 by a connecting rod 16 and moves up and down. Therefore, the piston 13 moves up and down while swinging in the left and right directions in FIG. 2 in the cylinder bores 14 and 15, and the left inner wall of the cylinder bores 14 and 15 in FIG. 2 during the expansion stroke in the combustion chamber 21. Descent while receiving the side force that is pressed against. The direction in which the side force of the crankshaft 17 is received, that is, the left direction in FIG. 2 is referred to as the thrust direction T of the piston 13. Conversely, the right direction in FIG. 2 is referred to as the anti-thrust direction R of the piston 13.
In this structure, since the crankshaft 17 is offset in the thrust direction T side of the piston 13, the piston 13 can be lowered in a posture as vertical as possible, and the piston 13 is pressed against the inner walls of the cylinder bores 14 and 15. The side force generated can be reduced. As a result, the piston 13 can be efficiently moved up and down, in other words, fuel consumption when taking out the same driving force as that without offset can be reduced.

また、内燃機関10は、図6に示すように、燃焼室21の天井面21aにおいて、ピストン13のスラスト方向T側の吸気ポート23の開口縁23aが反対側の反スラスト方向R側の排気ポート25の開口縁25aよりも大面積で開口している。これに伴って、吸気ポート23を開閉する吸気弁22も大径化して、この吸気弁22の中心22cに位置するバルブ軸26もその分、スラスト方向T側へずれることになる。
このため、カム軸31は、その軸心AX31をシリンダボア14、15の中心軸AX14、AX15に対して、クランク軸17(軸心AX17)と同様に、図2および図3における左側にシフト量OS2だけずらしたオフセット位置に設置されている。また、図5に示すように、吸気弁22のバルブ軸26は、その延長線AX26のシリンダボア14、15の中心軸AX14、AX15に対する傾斜角θ3を排気弁24側の傾斜角θ4よりも大きくするよう傾斜されている。この吸気弁22と排気弁24を動作させるスイングアーム29は、それぞれの弁に別個に取り付けられており、バルブ軸26の傾きをある程度自由に設定できる(このため、バルブ軸26の傾きを調整すれば、吸気弁22側の接触ローラ29a及びカム軸31を図3に示すようシフト量OS2だけオフセットさせることができる。この際、燃焼室21をコンパクト化するため、バルブ軸26は、シリンダボア14、15を上方へ延長した空間内に位置するように傾斜させている。なお、本実施形態では、吸気ポート23の拡大を利用してカム軸31をクランク軸17と近接する方向へオフセットさせているが、これに限るものではなく、吸気ポート23と排気ポート25が同一径で開口する場合にも、カム軸31をクランク軸17と近接する方向へオフセットさせることができる。
この構造を採用することにより、内燃機関10は、クランク軸17とカム軸31の間の間隔を、従来と比べて短縮することができ、中間軸45の長さをある程度短縮することができる。したがって、この内燃機関10では、シリンダブロック11とシリンダヘッド12の高さを短縮して小型化・軽量化することができ、消費される燃料を低減することができる。
Further, as shown in FIG. 6, the internal combustion engine 10 has an exhaust port on the anti-thrust direction R side opposite to the opening edge 23 a of the intake port 23 on the thrust direction T side of the piston 13 on the ceiling surface 21 a of the combustion chamber 21. The opening is larger in area than the 25 opening edges 25a. Along with this, the diameter of the intake valve 22 that opens and closes the intake port 23 is increased, and the valve shaft 26 located at the center 22c of the intake valve 22 is also shifted to the thrust direction T side accordingly.
For this reason, the cam shaft 31 has its axis AX31 shifted to the left side in FIGS. 2 and 3 with respect to the center axes AX14 and AX15 of the cylinder bores 14 and 15, as in the crankshaft 17 (axis AX17). It is installed at an offset position that is shifted by a small amount. Further, as shown in FIG. 5, the valve shaft 26 of the intake valve 22 makes the inclination angle θ3 of the extension line AX26 with respect to the central axes AX14 and AX15 of the cylinder bores 14 and 15 larger than the inclination angle θ4 on the exhaust valve 24 side. It is so inclined. A swing arm 29 for operating the intake valve 22 and the exhaust valve 24 is separately attached to each valve, and the inclination of the valve shaft 26 can be freely set to some extent (thereby adjusting the inclination of the valve shaft 26). 3, the contact roller 29a on the intake valve 22 side and the camshaft 31 can be offset by a shift amount OS2 as shown in Fig. 3. At this time, in order to make the combustion chamber 21 compact, the valve shaft 26 includes a cylinder bore 14, In this embodiment, the camshaft 31 is offset in the direction close to the crankshaft 17 by utilizing the enlargement of the intake port 23. However, the present invention is not limited to this, and the camshaft 31 is close to the crankshaft 17 even when the intake port 23 and the exhaust port 25 open with the same diameter. It can be offset to the direction.
By adopting this structure, the internal combustion engine 10 can shorten the distance between the crankshaft 17 and the camshaft 31 as compared with the conventional one, and can shorten the length of the intermediate shaft 45 to some extent. Therefore, in the internal combustion engine 10, the height of the cylinder block 11 and the cylinder head 12 can be shortened to reduce the size and weight, and the consumed fuel can be reduced.

このように本実施形態においては、燃焼室21のコンパクト化による燃焼効率の向上が図れ、さらに、シリンダボア14、15内で上下動するピストン13に付加されるサイドフォースを小さくして燃料消費を低減することができる。また、内燃機関1を軽量化して、燃料消費を低減することができる。   Thus, in the present embodiment, the combustion efficiency can be improved by making the combustion chamber 21 compact, and the side force added to the piston 13 that moves up and down in the cylinder bores 14 and 15 can be reduced to reduce fuel consumption. can do. Moreover, the internal combustion engine 1 can be reduced in weight and fuel consumption can be reduced.

本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、各請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。   The scope of the present invention is not limited to the illustrated and described exemplary embodiments, but includes all embodiments that provide the same effects as those intended by the present invention. Further, the scope of the invention is not limited to the combinations of features of the invention defined by the claims, but may be defined by any desired combination of particular features among all the disclosed features. .

これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。   Although one embodiment of the present invention has been described so far, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be implemented in various forms within the scope of the technical idea.

10 内燃機関
11 シリンダブロック
12 シリンダヘッド
13 ピストン
14、15 シリンダボア
17 クランク軸
21 燃焼室
22 吸気弁
23 吸気ポート
23a、25a 開口縁
24 排気弁
25 排気ポート
26 バルブ軸
27 コイルスプリング
28 アジャスタピン
29 スイングアーム
29a 接触ローラ
30 プラグ
31 カム軸
32 吸気カム
33 排気カム
40 動力伝達機構
41〜44 べベルギヤ
42a〜44a 噛み合い面
45 中間軸
AX14、AX15 中心軸
AX26 延長線
AX17、AX31 軸心
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 11 Cylinder block 12 Cylinder head 13 Piston 14, 15 Cylinder bore 17 Crankshaft 21 Combustion chamber 22 Intake valve 23 Intake port 23a, 25a Open edge 24 Exhaust valve 25 Exhaust port 26 Valve shaft 27 Coil spring 28 Adjuster pin 29 Swing arm 29a Contact roller 30 Plug 31 Cam shaft 32 Intake cam 33 Exhaust cam 40 Power transmission mechanisms 41-44 Bevel gears 42a-44a Engagement surface 45 Intermediate shaft AX14, AX15 Center shaft AX26 Extension line AX17, AX31

Claims (5)

燃焼室に供給する混合気を燃焼させて上下動させるピストンをシリンダボア内に収容する内燃機関であって、
前記ピストンの上下動により回転するクランク軸と、前記燃焼室に開口する一対のポートを開閉する該ポート毎の弁部材と、該一対の弁部材毎に配置されて当該弁部材を開閉動作させるスイングアームと、該スイングアームに駆動力を伝達する駆動カムを有するカム軸と、前記クランク軸の回転駆動を前記カム軸の回転動力として該カム軸の一端側に伝達する動力伝達機構と、を備えて、
前記スイングアームは、揺動支点に支持される基端側と、前記弁部材の軸部に接触する先端側と、これら両者の間にて前記駆動カムのカム面に接触するカム接触部と、を有しており、
前記一対の弁部材の前記軸部は、前記カム軸の軸方向にずれた位置で該カム軸を中心にする両側に振り分けられ、かつ、前記カム軸の軸方向から見た姿勢が前記シリンダボアの中心軸に向かう方向に傾斜し、
前記スイングアームは、前記カム軸の軸方向から見て前記カム接触部が当該スイングアームの両端側よりも前記シリンダボアの中心軸側に位置して互いに重なるように配置され、
前記クランク軸、前記カム軸および前記スイングアームの前記カム接触部は、前記シリンダボアの中心軸に対して前記ピストンのスラスト側へオフセットさせた位置に配置したことを特徴とする内燃機関。
An internal combustion engine that accommodates in a cylinder bore a piston that moves up and down by burning an air-fuel mixture supplied to a combustion chamber,
A crankshaft that is rotated by the vertical movement of the piston, a valve member for each port that opens and closes a pair of ports that open to the combustion chamber, and a swing that is disposed for each pair of valve members and opens and closes the valve member An arm, a camshaft having a drive cam that transmits a driving force to the swing arm, and a power transmission mechanism that transmits rotational drive of the crankshaft to the one end side of the camshaft as rotational power of the camshaft. And
The swing arm includes a base end side supported by a swinging fulcrum, a distal end side that contacts the shaft portion of the valve member, and a cam contact portion that contacts a cam surface of the drive cam between the two, Have
The shaft portions of the pair of valve members are distributed to both sides centered on the cam shaft at positions shifted in the axial direction of the cam shaft, and the posture viewed from the axial direction of the cam shaft is the cylinder bore. Inclined in the direction toward the central axis,
The swing arm is disposed so that the cam contact portions are positioned closer to the center axis side of the cylinder bore than the both end sides of the swing arm when viewed from the axial direction of the cam shaft,
The internal combustion engine, wherein the crankshaft, the camshaft, and the cam contact portion of the swing arm are arranged at a position offset toward a thrust side of the piston with respect to a central axis of the cylinder bore.
前記一対の弁部材の前記軸部は、前記スイングアームに接触する端部が前記シリンダボアをその中心軸方向へ延長した空間内に位置し、かつ、前記シリンダボアの中心軸と交差する方向に該軸部の中心軸を延長した延長線の傾斜角度が前記ピストンのスラスト側の方が当該ピストンの反スラスト側よりも大きくなるように傾斜することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。   The shaft portions of the pair of valve members are positioned in a space in which an end portion contacting the swing arm extends in the direction of the central axis of the cylinder bore and intersects the central axis of the cylinder bore. 2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein an inclination angle of an extension line obtained by extending a central axis of the portion is inclined so that a thrust side of the piston is larger than an anti-thrust side of the piston. 前記一対のポートとして、前記燃焼室に開口する吸気口と排気口とを備えて、
前記ピストンのスラスト側に前記排気口よりも大面積で開口する前記吸気口を配置し、当該ピストンの反スラスト側に該排気口を配置することを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関。
As the pair of ports, an intake port and an exhaust port that open to the combustion chamber,
3. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the intake port having a larger area than the exhaust port is disposed on a thrust side of the piston, and the exhaust port is disposed on an anti-thrust side of the piston. organ.
前記スイングアームは、同一形状に形成して、前記弁部材毎に設置することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の内燃機関。   The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the swing arm is formed in the same shape and is installed for each valve member. 前記動力伝達機構は、前記クランク軸と前記カム軸の一端部にそれぞれ配置する第1、第2べベルギヤと、該第1、第2べベルギヤにそれぞれ噛み合わせて連動回転させる第3、第4べベルギヤと、該第3、第4べベルギヤが両端部に配置されて前記クランク軸および前記カム軸の延長線と直交する姿勢で設置されている動力伝達軸と、を備えていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の内燃機関。   The power transmission mechanism includes first and second bevel gears disposed at one end portions of the crankshaft and the camshaft, and third and fourth gears engaged with the first and second bevel gears, respectively, and interlockingly rotated. A bevel gear and a power transmission shaft in which the third and fourth bevel gears are disposed at both ends and are installed in a posture orthogonal to the extension lines of the crankshaft and the camshaft. The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2024047272A1 (en) * 2022-08-31 2024-03-07 Wärtsilä Finland Oy Multi-piston engine with auxiliary devices, methods related thereto, a marine vessel and a power plant

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62253913A (en) * 1986-04-25 1987-11-05 Fuji Heavy Ind Ltd Valve stopping device in engine for automobile
JP3205309B2 (en) 1999-02-12 2001-09-04 川崎重工業株式会社 Shaft drive
DE20001974U1 (en) * 2000-02-04 2000-03-23 Heinemann Michael Internal combustion engine
DE60119993T2 (en) * 2000-09-29 2007-01-04 Edward Charles Mill Valley Mendler VALVE CONTROL DEVICE
JP4133713B2 (en) * 2003-04-01 2008-08-13 本田技研工業株式会社 Cylinder head of internal combustion engine
FR2890119B1 (en) * 2005-08-30 2007-10-05 Renault Sas INTERNAL COMBUSTION ENGINE HEAD COMPRISING A CYLINDER HEAD ADAPTED TO PROMOTE THE COMBUSTION OF A GAS MIXTURE IN THE CYLINDER
CN201031714Y (en) * 2006-10-08 2008-03-05 杨永祥 Novel motorcycle axis transmission engines valve mechanism

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