JP4336626B2 - 縦型ディーゼルエンジン - Google Patents

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Description

本発明は、縦型ディーゼルエンジンに関するものである。
従来の縦型ディーゼルエンジンとして、本発明と同様、上から順に、ブリーザ室、ロッカアーム室、上連通孔、動弁カム室、下連通孔、クランク室を配置し、これらをその順で連通させ、ロッカアーム室のオイルを上連通孔を介して動弁カム室に落下させ、このオイルと動弁カム軸からリークしたオイルとの合流オイルを、下連通孔、クランク室を順に介してオイルパンに落下させ、クランク室のブローバイガスを、下連通孔、動弁カム室、上連通孔、ロッカアーム室を順に介してブリーザ室に浮上させるようにしたものがある。(例えば、特許文献1参照)
この種のエンジンでは、オイルの落下量が多くなる下連通孔でのオイルの吹き上がりを抑制するため、ブローバイガス迂回経路が必要とされる。
この従来のエンジンでは、ブローバイガス迂回経路の構成に当たり、ギヤケースとロッカアーム室との間にブローバイガス案内用のバイパス管を介設し、クランク室のブローバイガスをギヤケースとバイパス管を順に介してロッカアーム室に流入させるようになっている。
この従来のエンジンによれば、クランク室からバイパス管を介して動弁カム室に流入させたブローバイガスは、オイル落下量の多い下連通孔を迂回するので、ブローバイガスによる下連通孔でのオイルの吹き上がりが抑制される。
特開平8−82209号公報(図1、図2参照)
この従来技術では、次の問題がある。
《問題》 新たな部品を必要とする。
ブローバイガス迂回経路の構成に当たり、ブローバイガス案内用のバイパス管という新たな部品を必要とする。
《問題》 新たな封止を必要とする。
ブローバイガス迂回経路の構成に当たり、ギヤケースとバイパス管との間、バイパス管とロッカアーム室との間で、新たな封止を必要とする。
本発明は、上記問題点を解決することができる縦型ディーゼルエンジン、すなわち、ブローバイガス迂回経路の構成に当たり、新たな部品や封止を必要としない、縦型ディーゼルエンジンを提供することを課題とする。
請求項1に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図3に例示するように、上から順に、ブリーザ室(1)、ロッカアーム室(2)、上連通孔(3)、動弁カム室(4)、下連通孔(5)、クランク室(6)を配置し、これらをその順で連通させ、
ロッカアーム室(2)のオイル(8)を上連通孔(3)を介して動弁カム室(4)に落下させ、このオイル(8)と動弁カム軸(9)からリークしたオイル(10)との合流オイル(11)を、下連通孔(5)、クランク室(6)を順に介してオイルパン(12)に落下させ、
クランク室(6)のブローバイガス(13)を、下連通孔(5)、動弁カム室(4)、上連通孔(3)、ロッカアーム室(2)を順に介してブリーザ室(1)に浮上させるようにした、縦型ディーゼルエンジンにおいて、
図2に例示するように、クランク室(6)と燃料噴射カム室(14)との間の室壁(6a)に第1連通孔(16)をあけ、燃料噴射カム室(14)とギヤケース(15)との間の室壁(14a)に第2連通孔(18)をあけ、下連通孔(5)よりも高い位置で、ギヤケース(15)と動弁カム室(4)との間の室壁(4a)に第3連通孔(20)をあけることにより、
第1連通孔(16)と、燃料噴射カム室(14)と、第2連通孔(18)と、ギヤケース(15)と、第3連通孔(20)とを順に連通させたブローバイガス迂回経路(21)を形成し、
このブローバイガス迂回経路(21)を介して、クランク室(6)のブローバイガス(13)を、動弁カム室(4)に流入させることができるようにした、ことを特徴とする縦型ディーゼルエンジン。
(請求項1に係る発明)
《効果》 新たな部品を必要としない。
図2に例示するように、ブローバイガス迂回経路(21)を形成するに当たり、既存の室壁(6a)(14a)(4a)に連通孔(16)(18)(20)をあけるだけで済み、新たな部品を必要としない。
《効果》 新たな封止を必要としない。
図2に例示するように、ブローバイガス迂回経路(21)を形成するに当たり、燃料噴射カム室(14)、ギヤケース(15)、動弁カム室(4)という既存の封止済み空間を利用するので、新たな封止を必要としない。
《効果》 ブリーザ室からのオイルの流出が抑制される。
図3に例示するように、クランク室(6)からブローバイガス迂回経路(21)を介して動弁カム室(4)に流入させたブローバイガス(13)は、オイル落下量の多い下連通孔(5)を迂回するので、ブローバイガス(13)による下連通孔(5)でのオイルの吹き上がりが抑制される。このため、ブリーザ室(1)からのオイルの流出が抑制される。
《効果》 オイルパンの油量の上限を高めることができる。
ブリーザ室(1)からのオイルの流出が抑制されるので、オイルパン(12)の油量の上限を高めることができる。このため、オイル交換回数を減らすことができる。
(請求項2に係る発明)
請求項1の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 剛性低下を最小限に抑えることができる
図3に例示するように、クランク室(6)の所定の1の分室(6b)の室壁(6a)にのみ第1連通孔(16)をあけるので、シリンダブロック(42)の剛性低下を最小限に抑えることができる。
《効果》 ブローバイガスのオイル分離性能が高い。
図6に例示するように各軸受けベアリングケース(24)に、クランク室(6)の隣り合う分室(6b)(6b)同士を連通させる分室連通孔(29)をあけたので、図3に例示するように、第1連通孔(16)のないクランク室(6)の分室(6b)のブローバイガス(13)は、第1連通孔(16)のある分室(6b)に到達するまでに、分室連通孔(29)で絞られ、オイル分離される。このため、ブローバイガス(13)のオイル分離性能が高い。
《効果》 各下連通孔でのオイルの吹き上がりが抑制される。
図6に例示するように、各軸受けベアリングケース(24)に、クランク室(6)の隣り合う分室(6b)(6b)同士を連通させる分室連通孔(29)をあけたので、図1に例示するピストン(39)の昇降に伴う各分室(6b)の圧力変動が緩和される。このため、クランク室(6)の各分室(6b)の圧力変動による各下連通孔(5)でのオイルの吹き上がりが抑制される。
(請求項3に係る発明)
請求項2の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 分室連通孔がオイルパンのオイルで塞がれることがない。
図6に例示するように、クランク室(6)の分室連通孔(29)として、軸受けベアリングケース(24)の上端部に上端切欠部(30)を形成したので、分室連通孔(29)が高い位置にあり、エンジンが大きく傾斜しても、分室連通孔(29)がオイルパン(12)のオイル(40)で塞がれることがない。
(請求項4に係る発明)
請求項2または請求項3の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 分室連通孔の総開口面積を大きく確保することができる。
図6に例示するように、クランク室(6)の分室連通孔(29)として、軸受けベアリングケース(24)の両横に一対の横切欠部(31)(31)を形成したため、クランク室(6)の分室連通孔(29)の総開口面積を大きく確保することができる。
(請求項5に係る発明)
請求項2〜請求項4の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 クランク室の各分室の圧力変動がより効果的に緩和される。
図2、図3に例示するように、区画壁(32)で区分した動弁カム室(4)の隣り合う両分室(4a)(4a)を分室連通孔(34)で連通させるとともに、この分室連通孔(34)に動弁カム軸(9)を貫通させたので、クランク室(6)の各分室(6b)が動弁カム室(4)の分室連通孔(34)でも連通し、図1に示すピストン(39)の昇降に伴うクランク室(6)の各分室(6b)の圧力変動がより効果的に緩和される。
(請求項6に係る発明)
請求項1〜請求項5の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 ブローバイガスのオイル分離性能が高い。
図5に例示するように、クランク軸中心軸線(26a)と平行な向きに見て、第2連通孔(18)のギヤケース(15)側の開口部をガバナレバー(36)と重なる位置に配置したので、第2連通孔(18)からギヤケース(15)に流入しようとするブローバイガス(13)は、ガバナレバー(36)に衝突し、オイル分離される。このため、ブローバイガス(13)のオイル分離性能が高い。
(請求項7に係る発明)
請求項1〜請求項6の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 ブローバイガスのオイル分離性能が高い。
図5に例示するように、クランク軸中心軸線(26a)と平行な向きに見て、第2連通孔(18)のギヤケース(15)側の開口部を燃料噴射カムギヤ(37)の歯と重なる位置に配置したので、第2連通孔(18)からギヤケース(15)に流入しようとするブローバイガス(13)は、回転する燃料噴射カムギヤ(37)の歯に衝突し、オイル分離される。このため、ブローバイガス(13)のオイル分離性能が高い。
(請求項8に係る発明)
請求項1〜請求項7の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 ブローバイガスのオイル分離性能が高い。
図5に例示するように、クランク軸中心軸線(26a)と平行な向きに見て、第3連通孔(20)のギヤケース(15)側の開口部を動弁カムギヤ(38)の歯と重なる位置に配置したので、ギヤケース(15)から第3連通孔(20)に流入しようとするブローバイガス(13)は、回転する動弁カムギヤ(38)の歯に衝突し、オイル分離される。このため、ブローバイガス(13)のオイル分離性能が高い。
(請求項9に係る発明)
請求項1〜請求項8の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 燃料噴射カム軸の潤滑性が高い。
図6に例示するように、クランク軸中心軸線(26a)と平行な向きに見て、第1連通孔(16)をクランク室(4)の左上に位置させた観察状態で、クランク軸(26)の回転方向(26b)が時計廻り方向となるようにしたので、クランク軸(26)からリークしたオイルが、クランク軸(26)の回転により第1連通孔(16)から燃料噴射カム室(14)に跳ね上げられる。このため、燃料噴射カム軸(41)の潤滑性が高い。
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図6はいずれも本発明の実施形態に係る縦型ディーゼルエンジンを説明する図である。
このエンジンの概要は、次の通りである。
図1に示すように、シリンダブロック(42)の上半部をシリンダ部、下半部をクランク室(6)としている。シリンダブロック(42)の前部にギヤケース(15)を取り付けている。シリンダブロック(42)の上部にシリンダヘッド(43)を組み付け、シリンダヘッド(43)の上部にヘッドカバー(44)を組み付け、ヘッドカバー(44)内にロッカアーム室(2)を設け、ヘッドカバー(44)の上部にブリーザ室(1)を設けている。シリンダブロック(42)の下部にオイルパン(12)を組み付けている。図2及び図3に示すように、シリンダブロック(42)の横側部に動弁カム室(4)を設け、この動弁カム室(4)に動弁カム軸(9)を収容している。図3に示すように、ロッカアーム室(2)と動弁カム室(4)との間に上連通孔(3)を設け、動弁カム室(4)とクランク室(6)との間に下連通孔(5)を設けている。上から順に、ブリーザ室(1)、ロッカアーム室(2)、上連通孔(3)、動弁カム室(4)、下連通孔(5)、クランク室(6)を配置し、これらをその順で連通させている。
オイルとブローバイガスの流れは、次の通りである。
図3に示すように、ロッカアーム(7)からリークしたオイル等、ロッカアーム室(2)のオイル(8)を上連通孔(3)を介して動弁カム室(4)に落下させ、このオイル(8)と動弁カム軸(9)からリークしたオイル(10)との合流オイル(11)を、下連通孔(5)、クランク室(6)を順に介してオイルパン(12)に落下させる。また、クランク室(6)のブローバイガス(13)を、下連通孔(5)、動弁カム室(4)、上連通孔(3)、ロッカアーム室(2)を順に介してブリーザ室(1)に浮上させるようにしている。
ブローバイガス迂回通路の構成は、次の通りである。
図2に示すように、シリンダブロック(42)の両横側のうち、動弁カム室(4)とは反対側の横側に燃料噴射カム室(14)を設け、図4に示すように、燃料噴射カム室(14)に燃料噴射ポンプ(52)と燃料噴射カム軸(41)とを収容している。図2に例示するように、クランク室(6)と燃料噴射カム室(14)との間の室壁(6a)に第1連通孔(16)をあけ、燃料噴射カム室(14)とギヤケース(15)との間の室壁(14a)に第2連通孔(18)をあけ、下連通孔(5)よりも高い位置で、ギヤケース(15)と動弁カム室(4)との間の室壁(4a)に第3連通孔(20)をあける。これにより、第1連通孔(16)と、燃料噴射カム室(14)と、第2連通孔(18)と、ギヤケース(15)と、第3連通孔(20)とを順に連通させたブローバイガス迂回経路(21)を形成している。このブローバイガス迂回経路(21)を介して、クランク室(6)のブローバイガス(13)を、動弁カム室(4)に流入させることができるようにしている。
クランク室の区分構造は、次の通りである。
図1に示すように、このエンジンは3気筒であり、クランク室(6)を仕切り壁(22)で気筒(28)毎の分室(6b)に区分し、仕切り壁(22)に取付孔(23)をあけ、この取付孔(23)に軸受けベアリングケース(24)を取り付け、この軸受けベアリングケース(24)に軸受けベアリング(25)を取り付け、この軸受けベアリング(25)でクランク軸(26)のジャーナル部(27)を軸受けしている。図3に示すように、下連通孔(5)を気筒(28)毎にそれぞれ設け、気筒(28)毎にクランク室(6)の分室(6b)を動弁カム室(4)に連通させるに当たり、クランク室(6)の第1気筒(28)の分室(6b)の室壁(6a)にのみ第1連通孔(16)をあけ、各軸受けベアリングケース(24)に、クランク室(6)の隣り合う分室(6b)(6b)同士を連通させる分室連通孔(29)をあけている。気筒(28)は、前から第1気筒、第2気筒、第3気筒である。
クランク室の分室連通孔の構造は、次の通りである。
図6に示すように、クランク室(6)の分室連通孔(29)は、軸受けベアリングケース(24)の両斜め上に設けた一対の斜め上切欠部(45)(45)と、上部に設けた一対の上部孔(55)(55)と、下部に設けた一対の下部孔(46)(46)と、上端部に設けた上端切欠き部(30)と、両横に設けた一対の横切欠部(31)(31)と、仕切り壁(22)の横に設けた壁切欠き部(56)とからなる。この壁切欠き部(56)は、クランク軸(26)をシリンダブロック(42)に挿入する際、クランクピン部分(26c)を通過させるのに用いる。
動弁カム室の区分構造は、次の通りである。
図2及び図3に示すように、動弁カム室(4)の複数の区画壁(32)で気筒(28)毎の分室(4b)に区分し、図3に示すように、気筒(28)毎にクランク室(6)の分室(6b)を下連通孔(5)で動弁カム室(4)の分室(4b)に連通させている。動弁カム室(4)の2個の区画壁(32)のうち、第1気筒と第2気筒の間の区画壁(32)に軸受け孔(33)をあけ、この軸受け孔(33)で動弁カム軸(9)のジャーナル部(9a)を軸受けさせるに当たり、第2気筒と第3気筒の間の区画壁(32)に分室連通孔(34)をあけ、この区画壁(32)で区分した動弁カム室(4)の隣り合う両分室(4b)(4b)を分室連通孔(34)で連通させるとともに、この分室連通孔(34)に動弁カム軸(9)を貫通させている。上連通孔(3)は合計3本あり、2本は各区画壁(32)の上方に位置し、残りの1本は動弁カム軸(9)の後端軸受け壁(53)の上方に位置している。隣り合う両分室(4b)(4b)の連通は、上記2本の連通孔(3)によっても行われている。
ギヤケース内の構造は、次の通りである。
図5に示すように、ギヤケース(15)内にタイミングギヤトレイン(47)を収容している。
タイミングギヤトレイン(47)は、クランクギヤ(48)と第1アイドルギヤ(49)と第2アイドルギヤ(50)と燃料噴射カムギヤ(37)と動弁カムギヤ(38)とで構成されている。クランク軸中心軸線(26a)と平行な向きに見て、第2連通孔(18)のギヤケース(15)側の開口部をガバナレバー(36)と重なる位置に配置し、第2連通孔(18)のギヤケース(15)側の開口部を燃料噴射カムギヤ(37)の歯と重なる位置に配置し、第3連通孔(20)のギヤケース(15)側の開口部を動弁カムギヤ(38)の歯と重なる位置に配置している。図4に示すように、ギヤケース(15)内で燃料噴射カムギヤ(37)の後方にメカニカルガバナ(51)を配置し、メカニカルガバナ(51)のガバナレバー(36)を第2連通孔(18)から燃料噴射カム室(14)に侵入させ、図6に示すように、カバナレバー(36)を燃料噴射ポンプ(52)の燃料調量ラック(54)に連動連結している。
クランク軸の回転方向は、次の通りである。
図6に示すように、クランク軸中心軸線(26a)と平行な向きに見て、第1連通孔(16)をクランク室(4)の左上に位置させた観察状態で、クランク軸(26)の回転方向(26b)が時計廻り方向となるようにしている。
本発明の実施形態に係る縦型ディーゼルエンジンの縦断側面図である。 図1のエンジンの横断平面図である。 図2のIII−III線断面図で、クランク軸を省略した図である。 図2のIV−IV線断面図である。 図2のV−V線断面図で、ギヤケース部分を示す図である。 図2のVI−VI線断面図で、クランク軸とシリンダヘッドとヘッドカバーとを省略した図である。
符号の説明
(1)…ブリーザ室、(2)…ロッカアーム室、(3)…上連通孔、(4)…動弁カム室、(4a)…室壁、(5)…下連通孔、(6)…クランク室、(6a)…室壁、(6b)…分室、 (8)…オイル、(9)…動弁カム軸、(9a)…ジャーナル部、(10)…オイル、(11)…合流オイル、(12)…オイルパン、(13)…ブローバイガス、(14)…燃料噴射カム室、(14a)…室壁、(15)…ギヤケース、(16)…第1連通孔、(17)、(18)…第2連通孔、(19)、(20)…第3連通孔、(21)…ブローバイガス迂回経路、(22)…仕切り壁、(23)…取付孔、(24)…軸受けベアリングケース、(25)…軸受けベアリング、(26)…クランク軸、(26a)…クランク軸中心軸線、(27)…ジャーナル部、(28)…気筒、(29)…分室連通孔、(30)…上端切欠部、(31)…横切欠部、(32)…区画壁、(33)…軸受け孔、(34)…分室連通孔、(35)、(36)…ガバナレバー、(37)…燃料噴射カムギヤ、(38)…動弁カムギヤ。

Claims (9)

  1. 上から順に、ブリーザ室(1)、ロッカアーム室(2)、上連通孔(3)、動弁カム室(4)、下連通孔(5)、クランク室(6)を配置し、これらをその順で連通させ、
    ロッカアーム室(2)のオイル(8)を上連通孔(3)を介して動弁カム室(4)に落下させ、このオイル(8)と動弁カム軸(9)からリークしたオイル(10)との合流オイル(11)を、下連通孔(5)、クランク室(6)を順に介してオイルパン(12)に落下させ、
    クランク室(6)のブローバイガス(13)を、下連通孔(5)、動弁カム室(4)、上連通孔(3)、ロッカアーム室(2)を順に介してブリーザ室(1)に浮上させるようにした、縦型ディーゼルエンジンにおいて、
    クランク室(6)と燃料噴射カム室(14)との間の室壁(6a)に第1連通孔(16)をあけ、燃料噴射カム室(14)とギヤケース(15)との間の室壁(14a)に第2連通孔(18)をあけ、下連通孔(5)よりも高い位置で、ギヤケース(15)と動弁カム室(4)との間の室壁(4a)に第3連通孔(20)をあけることにより、
    第1連通孔(16)と、燃料噴射カム室(14)と、第2連通孔(18)と、ギヤケース(15)と、第3連通孔(20)とを順に連通させたブローバイガス迂回経路(21)を形成し、
    このブローバイガス迂回経路(21)を介して、クランク室(6)のブローバイガス(13)を、動弁カム室(4)に流入させることができるようにした、ことを特徴とする縦型ディーゼルエンジン。
  2. 請求項1に記載した縦型ディーゼルエンジンにおいて、
    クランク室(6)を仕切り壁(22)で気筒(28)毎の分室(6b)に区分し、仕切り壁(22)に取付孔(23)をあけ、この取付孔(23)に軸受けベアリングケース(24)を取り付け、この軸受けベアリングケース(24)に軸受けベアリング(25)を取り付け、この軸受けベアリング(25)でクランク軸(26)のジャーナル部(27)を軸受けし、
    下連通孔(5)を気筒(28)毎にそれぞれ設け、気筒(28)毎にクランク室(6)の分室(6b)を動弁カム室(4)に連通させるに当たり、
    クランク室(6)の所定の1の分室(6b)の室壁(6a)にのみ第1連通孔(16)をあけ、各軸受けベアリングケース(24)に、クランク室(6)の隣り合う分室(6b)(6b)同士を連通させる分室連通孔(29)をあけた、ことを特徴とする縦型ディーゼルエンジン。
  3. 請求項2に記載した縦型ディーゼルエンジンにおいて、
    クランク室(6)の分室連通孔(29)として、軸受けベアリングケース(24)の上端部に上端切欠部(30)を形成した、ことを特徴とする縦型ディーゼルエンジン。
  4. 請求項2または請求項3に記載した縦型ディーゼルエンジンにおいて、
    クランク室(6)の分室連通孔(29)として、軸受けベアリングケース(24)の両横に一対の横切欠部(31)(31)を形成した、ことを特徴とする縦型ディーゼルエンジン。
  5. 請求項2から請求項4のいずれかに記載した縦型ディーゼルエンジンにおいて、
    動弁カム室(4)を複数の区画壁(32)で気筒(28)毎の分室(4b)に区分し、気筒(28)毎にクランク室(6)の分室(6b)を下連通孔(5)で動弁カム室(4)の分室(4b)に連通させ、
    動弁カム室(4)の複数の区画壁(32)のうち、所定の区画壁(32)に軸受け孔(33)をあけ、この軸受け孔(33)で動弁カム軸(9)のジャーナル部(9a)を軸受けさせるに当たり、
    他の区画壁(32)に分室連通孔(34)をあけ、この区画壁(32)で区分した動弁カム室(4)の隣り合う両分室(4b)(4b)を分室連通孔(34)で連通させるとともに、この分室連通孔(34)に動弁カム軸(9)を貫通させた、ことを特徴とする縦型ディーゼルエンジン。
  6. 請求項1から請求項5のいずれかに記載した縦型ディーゼルエンジンにおいて、
    クランク軸中心軸線(26a)と平行な向きに見て、第2連通孔(18)のギヤケース(15)側の開口部をガバナレバー(36)と重なる位置に配置した、ことを特徴とする縦型ディーゼルエンジン。
  7. 請求項1から請求項6のいずれかに記載した縦型ディーゼルエンジンにおいて、
    クランク軸中心軸線(26a)と平行な向きに見て、第2連通孔(18)のギヤケース(15)側の開口部を燃料噴射カムギヤ(37)の歯と重なる位置に配置した、ことを特徴とする縦型ディーゼルエンジン。
  8. 請求項1から請求項7のいずれかに記載した縦型ディーゼルエンジンにおいて、
    クランク軸中心軸線(26a)と平行な向きに見て、第3連通孔(20)のギヤケース(15)側の開口部を動弁カムギヤ(38)の歯と重なる位置に配置した、ことを特徴とする縦型ディーゼルエンジン。
  9. 請求項1から請求項8のいずれかに記載した縦型ディーゼルエンジンにおいて、
    クランク軸中心軸線(26a)と平行な向きに見て、第1連通孔(16)をクランク室(4)の左上に位置させた観察状態で、クランク軸(26)の回転方向(26b)が時計廻り方向となるようにした、ことを特徴とする縦型ディーゼルエンジン。

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