(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダを形成したシリンダブロック部と、前記シリンダブロック部と共に燃焼室を形成するシリンダヘッド部と、前記シリンダヘッド部の上面を覆うロッカーカバー部と、を備え、
前記シリンダヘッド部は、吸気管と前記燃焼室とを連通させる吸気通路と、排気管と前記燃焼室とを連通させる排気通路と、を有し、
前記排気通路を開閉する排気バルブを変位させる排気側カムシャフトを回転可能に支持する排気側カムジャーナル部を含む排気側カムフレーム部を、前記シリンダヘッド部と一体に成形し、且つ前記排気側カムシャフトを前記シリンダヘッド部側から回転可能に支持するシリンダヘッド部側の半分と、前記排気側カムシャフトを前記ロッカーカバー部側から回転可能に支持するロッカーカバー部側の半分と、に分割し、
前記吸気通路を開閉する吸気バルブを変位させる吸気側カムシャフトを回転可能に支持する吸気側カムジャーナル部を含む吸気側カムフレーム部を、前記ロッカーカバー部と一体に成形し、
前記排気側カムジャーナル部の数は、前記吸気側カムジャーナル部の数よりも多く、
前記吸気側カムフレーム部は、前記シリンダヘッド部側の半分と、前記ロッカーカバー部側の半分と、が一体に形成されていることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記シリンダヘッド部側の半分を、前記シリンダヘッド部と一体に成形し、
前記ロッカーカバー部側の半分を、前記ロッカーカバー部と一体に成形したことを特徴とする請求項１に記載した内燃機関。
【請求項３】
前記シリンダヘッド部側の半分を、前記シリンダヘッド部と一体に成形し、
前記ロッカーカバー部側の半分を、前記ロッカーカバー部と別体で成形し、
前記シリンダヘッド部側の半分に前記ロッカーカバー部側の半分を取り付けて、前記排気側カムシャフトを回転可能に支持することを特徴とする請求項１に記載した内燃機関。
【請求項４】
前記排気バルブの開閉タイミングを制御する排気バルブ開閉制御部をさらに備え、
前記排気バルブ開閉制御部は、前記排気バルブを変位させる排気側カムシャフトを作動油の油圧で駆動させて前記開閉タイミングを制御し、
前記シリンダヘッド部側の半分は、前記作動油の移動通路である作動油通路を含むことを特徴とする請求項２または請求項３に記載した内燃機関。
【請求項５】
前記排気側カムシャフトを、前記排気側カムジャーナル部で回転可能に支持される排気側シャフト部と、前記排気バルブを開閉させる排気側カムと、を一体に成形して形成したことを特徴とする請求項２から請求項４のうちいずれか１項に記載した内燃機関。
【請求項６】
前記シリンダブロック部に複数の前記シリンダを形成し、
前記シリンダブロック部と前記シリンダヘッド部とで複数の前記燃焼室を形成し、
前記シリンダヘッド部は、さらに、前記燃焼室内に燃料噴射ノズルを挿入するノズル取り付け孔を有し、
前記シリンダヘッド部の上面を、前記複数のシリンダを配列した方向に沿って、前記シリンダの軸方向から見て、前記燃焼室と重なる領域である第一領域と、隣り合う二つの前記第一領域の間の領域である第二領域と、に区分し、
前記吸気側カムジャーナル部を、前記シリンダの軸方向から見て、前記第二領域と重なる位置に配置し、
前記排気側カムジャーナル部を、前記シリンダの軸方向から見て、前記第一領域と重なる位置に配置し、
前記ノズル取り付け孔と前記燃焼室に開口した前記排気通路の開口部である排気バルブ孔との間の距離を、前記ノズル取り付け孔と前記燃焼室に開口した前記吸気通路の開口部である吸気バルブ孔との間の距離よりも長くしたことを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載した内燃機関。
【請求項７】
前記シリンダブロック部に複数の前記シリンダを形成し、
前記シリンダブロック部と前記シリンダヘッド部とで複数の前記燃焼室を形成し、
前記シリンダヘッド部は、さらに、前記燃焼室内に点火プラグを挿入するプラグ取り付け孔を有し、
前記シリンダヘッド部の上面を、前記複数のシリンダを配列した方向に沿って、前記シリンダの軸方向から見て、前記燃焼室と重なる領域である第一領域と、隣り合う二つの前記第一領域の間の領域である第二領域と、に区分し、
前記吸気側カムジャーナル部を、前記シリンダの軸方向から見て、前記第二領域と重なる位置に配置し、
前記排気側カムジャーナル部を、前記シリンダの軸方向から見て、前記第一領域と重なる位置に配置し、
前記プラグ取り付け孔と前記燃焼室に開口した前記排気通路の開口部である排気バルブ孔との間の距離を、前記プラグ取り付け孔と前記燃焼室に開口した前記吸気通路の開口部である吸気バルブ孔との間の距離以上の長さとしたことを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載した内燃機関。
【請求項８】
前記シリンダヘッド部は、さらに、前記燃焼室内に燃料噴射ノズルを挿入するノズル取り付け孔を有し、
前記吸気バルブは、前記ノズル取り付け孔と前記燃焼室に開口した前記吸気通路の開口部である吸気バルブ孔を閉鎖可能な吸気バルブヘッドを備え、
前記排気バルブは、前記ノズル取り付け孔と前記燃焼室に開口した前記排気通路の開口部である排気バルブ孔を閉鎖可能な排気バルブヘッドを備え、
前記排気バルブヘッドの質量は、前記吸気バルブヘッドの質量よりも大きく、
前記燃焼室に開口した前記排気通路の開口部である排気バルブ孔の開口面積を、前記燃焼室に開口した前記吸気通路の開口部である吸気バルブ孔の開口面積よりも大きくしたことを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか１項に記載した内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関としては、例えば、特許文献１に記載されているように、吸気側及び排気側のカムシャフトを回転可能に支持する部分（軸受部）を、共に、シリンダヘッド部に形成したものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９‐１９７７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１のように、カムシャフトの軸受部をシリンダヘッド部に形成した構成では、軸受部と共にカムシャフトを支持するカムブラケットを、ヘッドボルト等を用いて、シリンダヘッド部に取り付ける。このため、シリンダヘッド部が、カムブラケットを取り付けるための構成（ボルト孔等）が必要となる等の制約を受け、シリンダヘッド部の設計自由度が低下するという問題が発生するおそれがある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、シリンダヘッド部の設計自由度を向上させることが可能な、内燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、シリンダブロック部と共に燃焼室を形成するシリンダヘッド部と、排気側カムフレーム部とを一体に成形する。これに加え、シリンダヘッド部の上面を覆うロッカーカバー部と、吸気側カムフレーム部とを一体に成形する。
排気側カムフレーム部は、排気側カムシャフトを回転可能に支持する排気側カムジャーナル部を含む。吸気側カムフレーム部は、吸気側カムシャフトを回転可能に支持する吸気側カムジャーナル部を含む。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、吸気側カムフレーム部をロッカーカバー部と一体に成形し、排気側カムフレーム部をシリンダヘッド部と一体に成形する。これにより、シリンダヘッド部が、吸気側カムシャフトを支持するための構成が必要となる制約を受けない。
これにより、シリンダヘッド部が受ける制約を緩和させることが可能となるため、シリンダヘッド部の設計自由度を向上させることが可能な、内燃機関を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第一実施形態の内燃機関を備える車両の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第一実施形態の内燃機関の概略構成を示す平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ‐ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図２のＩＶ‐ＩＶ線断面図である。
【図５】同一の燃焼室に対して設けた、ノズル取り付け孔、排気バルブ孔、吸気バルブ孔、プラグ取り付け孔の、それぞれの位置関係を示す概念図である。
【図６】シリンダヘッド部の上面を第一領域と第二領域に区分した状態を示す概念図である。
【図７】吸気側カムフレーム部と排気側カムフレーム部の構成を示す図である。
【図８】本発明の第一実施形態の変形例を示す図である。
【図９】本発明の第一実施形態の変形例を示す図である。
【図１０】本発明の第一実施形態の変形例を示す図である。
【図１１】本発明の第一実施形態の変形例を示す図である。
【図１２】本発明の第一実施形態の変形例を示す図である。
【図１３】本発明の第一実施形態の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下の詳細な説明では、本発明の実施形態について、完全な理解を提供するように、特定の細部について記載する。しかしながら、かかる特定の細部が無くとも、一つ以上の実施形態が実施可能であることは明確である。また、図面を簡潔なものとするために、周知の構造及び装置を、略図で示す場合がある。
（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【０００９】
（車両の概略構成）
図１を用いて、第一実施形態の内燃機関（エンジン）１を備える車両の概略構成を説明する。
図１中に示すように、内燃機関１は、過給機ＣＨを接続した吸気管２から吸気した空気と、燃料タンク４内から供給を受けた燃料と、を混合した混合気を、燃焼室（図示せず）内で燃焼させる。そして、混合気の燃焼で発生したエネルギーを、トランスミッション等を含む駆動装置６へ伝達する。さらに、燃焼後の気体を、燃焼室から排気管８を介して外気へ排出する。
【００１０】
過給機ＣＨは、外気から吸入した空気を加圧または加速して、吸気管２へ供給する。
また、過給機ＣＨは、排気タービン駆動式過給機（ターボチャージャー）、または、機械駆動式過給機（スーパーチャージャー）を含む。
また、内燃機関１は、排気バルブ開閉制御部ＥＶＣを備える。
排気バルブ開閉制御部ＥＶＣは、排気側カムシャフト（図示せず）を作動油の油圧で駆動させて、排気バルブ（図示せず）の開閉タイミングを制御する。なお、排気側カムシャフト及び排気バルブの説明は、後述する。
【００１１】
また、排気バルブ開閉制御部ＥＶＣは、内燃機関１が備えるオイルポンプ（図示せず）から、作動油の供給を受けて、排気側カムシャフトを駆動させる。排気側カムシャフトの駆動に用いた作動油は、作動油の移動通路である作動油通路等を移動して、内燃機関１が備えるオイルパン（図示せず）へ回収される。
オイルパンに回収された作動油は、再び、オイルポンプから排気バルブ開閉制御部ＥＶＣへ供給される。
【００１２】
（内燃機関１の構成）
図１を参照しつつ、図２から図７を用いて、第一実施形態の内燃機関１の構成を説明する。
図２から図４中に示すように、内燃機関１は、シリンダブロック部１０と、シリンダヘッド部２０と、ロッカーカバー部ＲＣを備える。なお、図２中では、説明のために、ロッカーカバー部ＲＣの図示を省略する。
【００１３】
シリンダブロック部１０とシリンダヘッド部２０は、アルミニウム合金等の金属材料を用い、例えば、鋳造により一体に成形する。すなわち、第一実施形態の内燃機関１は、シリンダヘッド部２０とシリンダブロック部１０とを一体に鋳造して形成した構造（ヘッドブロック一体化構造）である。
したがって、第一実施形態の内燃機関１は、シリンダブロック部１０が、内燃機関１の下側の部分を形成する。また、第一実施形態の内燃機関１は、シリンダヘッド部２０が、内燃機関１の上側の部分を形成する。
【００１４】
シリンダブロック部１０には、複数のシリンダ１２を形成する。
第一実施形態では、シリンダブロック部１０に、三つのシリンダ１２を形成した場合について説明する。
各シリンダ１２は、各シリンダ１２内におけるピストン１４のストローク方向を平行に向けて配列する。なお、図３及び図４中では、説明のために、ピストン１４を、断面で図示していない。
【００１５】
ピストン１４は、燃焼室２２内における混合気の燃焼に応じて、シリンダ１２内でシリンダ１２の軸方向へ往復運動する。
また、各シリンダ１２は、コンロッド（図示せず）及びクランクシャフト（図示せず）と共に、ピストン１４のストロークを、シリンダ１２のボア径以上として形成する。なお、図４中には、ピストン１４のストロークを符号「Ｓｔ」で示し、シリンダ１２のボア径を符号「ＢＩＤ」で示す。したがって、各シリンダ１２は、以下の条件式（１）が成立する形状に形成する。
【００１６】
Ｓｔ≧ＢＩＤ  …  （１）
特に、第一実施形態では、各シリンダ１２を、以下の条件式（２）が成立する形状に形成する。
Ｓｔ＞（ＢＩＤ×１．２）  …  （２）
すなわち、第一実施形態では、ピストン１４のストロークＳｔが、シリンダ１２のボア径ＢＩＤの１．２倍を超える。
【００１７】
シリンダヘッド部２０の形状は、各シリンダ１２の上端を覆う形状とする。これにより、シリンダヘッド部２０は、シリンダブロック部１０と共に、複数の燃焼室２２を形成する。
複数の燃焼室２２は、各シリンダ１２内におけるピストン１４のストローク方向を平行に向けて配列する。
【００１８】
第一実施形態では、上述したように、シリンダブロック部１０に三つのシリンダ１２を形成する。このため、シリンダヘッド部２０が、シリンダブロック部１０と共に三つの燃焼室２２を形成する場合について説明する。
すなわち、第一実施形態では、内燃機関１を、直列３気筒の内燃機関（直列３気筒エンジン）とした場合について説明する。
【００１９】
また、シリンダヘッド部２０は、吸気通路３０と、排気通路４０と、ノズル取り付け孔２４と、プラグ取り付け孔２６を有する。
これに加え、シリンダヘッド部２０には、アウトフレーム部５０と、ヘッド側排気カムフレーム部６０を形成する。
吸気通路３０は、吸気管２と燃焼室２２とを連通させる通路である。また、吸気通路３０は、シリンダヘッド部２０の内部空間に形成する。
【００２０】
第一実施形態では、一つの燃焼室２２と吸気管２とを、二つの吸気通路３０で連通させる場合について説明する。したがって、第一実施形態では、シリンダヘッド部２０が、六つの吸気通路３０を有する。
一つの燃焼室２２と吸気管２とを連通させる二つの吸気通路３０は、三つのシリンダ１２を配列した方向（図２中では紙面の上下方向）に沿って配列する。また、一つの燃焼室２２と吸気管２とを連通させる二つの吸気通路３０は、長さ方向を、シリンダ１２の軸方向から見て、シリンダ１２の径方向と平行に向けて形成する。
【００２１】
吸気通路３０の一方の開口端は、内燃機関１の外面に開口して、吸気管２と連通する。吸気通路３０の他方の開口端は、燃焼室２２に開口して、燃焼室２２と連通する。
燃焼室２２に開口した吸気通路３０の開口部には、吸気バルブ３４が接触する。したがって、燃焼室２２に開口した吸気通路３０の開口部は、吸気バルブ３４によって開閉する吸気バルブ孔３２を形成する。
【００２２】
吸気バルブ孔３２は、吸気通路３０のうち、燃焼室２２の上面を形成する部分に開口する。
第一実施形態では、一つの燃焼室２２と吸気管２とを、二つの吸気通路３０で連通させる。このため、第一実施形態では、吸気通路３０のうち燃焼室２２の上面を形成する部分に、二つの吸気バルブ孔３２を開口させる。したがって、第一実施形態では、シリンダヘッド部２０が、六つの吸気バルブ孔３２を有する。
【００２３】
また、第一実施形態では、全ての吸気バルブ孔３２を、同形状に形成する。
一つの燃焼室２２に開口する二つの吸気バルブ孔３２は、三つのシリンダ１２を配列した方向に沿って配列する。
吸気バルブ３４は、吸気バルブステム３４ａと、吸気バルブヘッド３４ｂを備える。なお、図３中では、説明のために、吸気バルブステム３４ａと、吸気バルブヘッド３４ｂを、断面で図示していない。
【００２４】
吸気バルブステム３４ａは、棒状に形成する。また、吸気バルブステム３４ａは、一方の端部を吸気バルブガイド孔３６から突出させる。
また、吸気バルブステム３４ａは、吸気バルブスプリング３４ｃを介して、シリンダヘッド部２０に支持する。なお、図３中では、説明のために、吸気バルブスプリング３４ｃを、断面で図示していない。
【００２５】
吸気バルブスプリング３４ｃは、後述する吸気側カムシャフト３８の回転に応じて、吸気バルブステム３４ａの軸方向へ伸縮可能である。また、吸気バルブスプリング３４ｃは、弾性力で伸長して、吸気バルブヘッド３４ｂを、燃焼室２２側から吸気バルブ孔３２に接触させる。
吸気バルブガイド孔３６は、シリンダヘッド部２０の上面（アッパーデッキ）２０ａに形成した貫通孔である。
【００２６】
吸気バルブヘッド３４ｂは、吸気バルブ孔３２を閉鎖可能な形状（円形）に形成する。また、吸気バルブヘッド３４ｂは、吸気バルブステム３４ａの他方の端部に取り付けて、燃焼室２２内に配置する。
これにより、吸気バルブスプリング３４ｃを伸長させて、吸気バルブヘッド３４ｂを燃焼室２２側から吸気バルブ孔３２に接触させると、吸気バルブヘッド３４ｂが、吸気通路３０を閉鎖する。
【００２７】
吸気側カムシャフト３８は、吸気側シャフト部３８ａと、複数の吸気側カム３８ｂを備える。
吸気側シャフト部３８ａは、円柱状の部材である。また、吸気側シャフト部３８ａは、軸方向を三つのシリンダ１２を配列した方向と直交させるとともに、平面視で全吸気バルブ孔３２と重なる位置に配置する。また、吸気側シャフト部３８ａの両端部は、アウトフレーム部５０に形成した貫通孔（図示せず）内に挿通する。
【００２８】
各吸気側カム３８ｂは、吸気側シャフト部３８ａの外周面に配置する。また、各吸気側カム３８ｂは、それぞれ、平面視で吸気バルブ孔３２と重なる位置に配置する。また、各吸気側カム３８ｂは、吸気側シャフト部３８ａの軸方向から見て、長径及び短径を有する卵形状に形成する。
第一実施形態では、シリンダブロック部１０とシリンダヘッド部２０とで三つの燃焼室２２を形成し、各燃焼室２２と吸気管２とを二つの吸気通路３０で連通させる。このため、第一実施形態では、吸気側カムシャフト３８が、六つの吸気側カム３８ｂを備える。
【００２９】
吸気バルブステム３４ａの一方の端部を吸気側カム３８ｂの長径部分により押圧すると、吸気バルブスプリング３４ｃが収縮する。吸気バルブスプリング３４ｃが収縮すると、吸気バルブヘッド３４ｂは、吸気バルブ孔３２から離れ、吸気通路３０を開放する。
以上により、吸気バルブ３４は、吸気側カムシャフト３８の回転に応じて変位し、吸気通路３０を開閉する。
【００３０】
第一実施形態では、一つの燃焼室２２と吸気管２とを二つの吸気通路３０で連通させる。このため、一つの燃焼室２２に対し、二つの吸気バルブ孔３２を設ける。したがって、第一実施形態では、一つの燃焼室２２に対し、二つの吸気バルブガイド孔３６を設ける。また、二つの吸気バルブガイド孔３６は、三つのシリンダ１２を配列した方向に沿って配列する。
【００３１】
排気通路４０は、排気管８と燃焼室２２とを連通させる通路である。また、各排気通路４０は、シリンダヘッド部２０の内部空間のうち、吸気通路３０と異なる空間に形成する。
第一実施形態では、一つの燃焼室２２と排気管８とを、二つの排気通路４０で連通させる場合について説明する。したがって、第一実施形態では、シリンダヘッド部２０が、六つの排気通路４０を有する。
【００３２】
一つの燃焼室２２と排気管８とを連通させる二つの排気通路４０は、三つのシリンダ１２を配列した方向に沿って配列する。また、一つの燃焼室２２と排気管８とを連通させる二つの排気通路４０は、長さ方向を、シリンダ１２の軸方向から見て、シリンダ１２の径方向と平行に向けて形成する。
排気通路４０の一方の開口端は、内燃機関１の外面に開口して、排気管８と連通する。排気通路４０の他方の開口端は、燃焼室２２に開口して、燃焼室２２と連通する。
【００３３】
燃焼室２２に開口した排気通路４０の開口部には、排気バルブ４４が接触する。したがって、燃焼室２２に開口した排気通路４０の開口部は、排気バルブ４４によって開閉する排気バルブ孔４２を形成する。
排気バルブ孔４２は、排気通路４０のうち、燃焼室２２の上面を形成する部分において、各吸気バルブ孔３２と異なる部分に開口する。
【００３４】
第一実施形態では、一つの燃焼室２２と排気管８とを二つの排気通路４０で連通させる。このため、排気通路４０のうち燃焼室２２の上面を形成する部分に、二つの排気バルブ孔４２を開口させる。したがって、第一実施形態では、シリンダヘッド部２０が、六つの排気バルブ孔４２を有する。
また、第一実施形態では、全ての排気バルブ孔４２を、同形状に形成する。
【００３５】
また、第一実施形態では、排気バルブ孔４２及び吸気バルブ孔３２を、以下の条件式（３）が成立する形状に形成する。
ＥＸＨｖｄｉ＞ＩＮＴｖｄｉ  …  （３）
条件式（３）において、「ＥＸＨｖｄｉ」は、排気バルブ孔４２の内径であり、「ＩＮＴｖｄｉ」は、吸気バルブ孔３２の内径である。したがって、第一実施形態では、排気バルブ孔４２の開口面積を、吸気バルブ孔３２の開口面積よりも大きくする。
【００３６】
なお、図５中には、説明のために、一つの燃焼室２２に対して設けた四つの孔（排気バルブ孔４２、吸気バルブ孔３２、ノズル取り付け孔２４、プラグ取り付け孔２６）のみを図示する。
上述したように、第一実施形態では、シリンダヘッド部２０が、六つの吸気バルブ孔３２と、六つの排気バルブ孔４２を有する。さらに、第一実施形態では、全ての吸気バルブ孔３２を、同形状に形成する。これに加え、第一実施形態では、全ての排気バルブ孔４２を、同形状に形成する。
【００３７】
したがって、第一実施形態では、一つの燃焼室２２に開口する二つの排気バルブ孔４２の開口面積の合計値が、一つの燃焼室２２に開口する二つの吸気バルブ孔３２の開口面積の合計値よりも大きくなっている。
また、第一実施形態では、全排気バルブ孔４２の開口面積の合計値が、全吸気バルブ孔３２の開口面積の合計値よりも大きくなっているため、以下の条件式（４）が成立している。
【００３８】
（ＥＸＨｖｄｉ×６）＞（ＩＮＴｖｄｉ×６）  …  （４）
排気通路４０のうち燃焼室２２の屋根を形成する部分に開口する二つの排気バルブ孔４２は、三つのシリンダ１２を配列した方向に沿って配列する。
排気バルブ４４は、排気バルブステム４４ａと、排気バルブヘッド４４ｂを備える。なお、図３中では、説明のために、排気バルブステム４４ａと、排気バルブヘッド４４ｂを、断面で図示していない。
【００３９】
排気バルブステム４４ａは、棒状に形成する。また、排気バルブステム４４ａは、一方の端部を排気バルブガイド孔４６から突出させる。
また、排気バルブステム４４ａは、排気バルブスプリング４４ｃを介してシリンダヘッド部２０に支持する。なお、図３中では、説明のために、排気バルブスプリング４４ｃを、断面で図示していない。
【００４０】
排気バルブスプリング４４ｃは、後述する排気側カムシャフト４８の回転に応じて、排気バルブステム４４ａの軸方向へ伸縮可能である。また、排気バルブスプリング４４ｃは、弾性力で伸長して、排気バルブヘッド４４ｂを、燃焼室２２側から排気バルブ孔４２に接触させる。
排気バルブガイド孔４６は、シリンダヘッド部２０の上面２０ａに形成した貫通孔である。
【００４１】
排気バルブヘッド４４ｂは、排気バルブ孔４２を閉鎖可能な形状（円形）に形成する。また、排気バルブヘッド４４ｂは、排気バルブステム４４ａの他方の端部に取り付けて、燃焼室２２内に配置する。これにより、排気バルブスプリング４４ｃを伸長させて、排気バルブヘッド４４ｂを燃焼室２２側から排気バルブ孔４２に接触させると、排気バルブヘッド４４ｂが排気通路４０を閉鎖する。
【００４２】
上述したように、第一実施形態では、排気バルブ孔４２の内径ＥＸＨｖｄｉを、吸気バルブ孔３２の内径ＩＮＴｖｄｉよりも大きくする。したがって、第一実施形態では、排気バルブヘッド４４ｂの外径（排気バルブ孔４２と接触する部分の外径）を、吸気バルブヘッド３４ｂの外径（吸気バルブ孔３２と接触する部分の外径）よりも大きくする。すなわち、排気バルブヘッド４４ｂの質量を、吸気バルブヘッド３４ｂの質量よりも大きくする。
【００４３】
排気側カムシャフト４８は、排気側シャフト部４８ａと、複数の排気側カム４８ｂを備える。
第一実施形態では、排気側カムシャフト４８を、鋳造で形成した場合について説明する。
すなわち、第一実施形態では、排気側シャフト部４８ａと複数の排気側カム４８ｂとを、鋳造により一体に成形して、排気側カムシャフト４８を形成する。
【００４４】
排気側シャフト部４８ａは、円柱状の部材である。また、排気側シャフト部４８ａは、軸方向を三つのシリンダ１２を配列した方向と直交させるとともに、平面視で全排気バルブ孔４２と重なる位置に配置する。また、排気側シャフト部４８ａの両端部は、アウトフレーム部５０に形成した貫通孔（図示せず）内に挿通する。
各排気側カム４８ｂは、排気側シャフト部４８ａの外周面に配置する。また、各排気側カム４８ｂは、それぞれ、平面視で排気バルブ孔４２と重なる位置に配置する。また、各排気側カム４８ｂは、排気側シャフト部４８ａの軸方向から見て、長径及び短径を有する卵形状に形成する。
【００４５】
第一実施形態では、シリンダブロック部１０とシリンダヘッド部２０で三つの燃焼室２２を形成し、各燃焼室２２と排気管８とを二つの排気通路４０で連通させる。このため、第一実施形態では、排気側カムシャフト４８が、六つの排気側カム４８ｂを備える。
排気バルブステム４４ａの一方の端部を排気側カム４８ｂの長径部分により押圧すると、排気バルブスプリング４４ｃが収縮する。排気バルブスプリング４４ｃが収縮すると、排気バルブヘッド４４ｂは、排気バルブ孔４２から離れ、排気通路４０を開放する。
【００４６】
以上により、排気バルブ４４は、排気側カムシャフト４８の回転に応じて変位し、排気通路４０を開閉する。
第一実施形態では、一つの燃焼室２２と排気管８とを二つの排気通路４０で連通させるため、一つの燃焼室２２に対し、二つの排気バルブ孔４２を設ける。したがって、第一実施形態では、一つの燃焼室２２に対し、二つの排気バルブガイド孔４６を設ける。また、二つの排気バルブガイド孔４６は、三つのシリンダ１２を配列した方向に沿って配列する。
【００４７】
ノズル取り付け孔２４は、燃焼室２２内に燃料噴射ノズル１６を挿入する孔である。また、ノズル取り付け孔２４は、シリンダヘッド部２０の上面２０ａを貫通する貫通孔で形成する。なお、図４中では、説明のために、燃料噴射ノズル１６を、断面で図示していない。
第一実施形態では、シリンダヘッド部２０が、シリンダブロック部１０と共に三つの燃焼室２２を形成する。このため、シリンダヘッド部２０は、三つのノズル取り付け孔２４を有する。
【００４８】
また、ノズル取り付け孔２４は、以下の条件式（５）が成立する位置に形成する。
ＩＮＪ‐ＥＸＴｒ＞ＩＮＪ‐ＩＮＴｒ  …  （５）
条件式（５）において、「ＩＮＪ‐ＥＸＴｒ」は、同一の燃焼室２２に対して設けた、ノズル取り付け孔２４の中心と排気バルブ孔４２の中心との間の距離である。また、条件式（５）において、「ＩＮＪ‐ＩＮＴｒ」は、同一の燃焼室２２に対して設けた、ノズル取り付け孔２４の中心と吸気バルブ孔３２の中心との間の距離である。
【００４９】
したがって、第一実施形態では、ノズル取り付け孔２４と排気バルブ孔４２との間の距離を、ノズル取り付け孔２４と吸気バルブ孔３２との間の距離よりも長くする。
燃料噴射ノズル１６は、燃料タンク４と連結する。
また、燃料噴射ノズル１６は、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）等を用いた制御により、燃料タンク４内の燃料（ガソリン等）を、燃焼室２２内へ噴射する。
【００５０】
プラグ取り付け孔２６は、燃焼室２２内に点火プラグ１８を挿入する孔である。また、プラグ取り付け孔２６は、シリンダヘッド部２０の上面２０ａを貫通して形成する。なお、図４中では、説明のために、点火プラグ１８を、断面で図示していない。
第一実施形態では、シリンダヘッド部２０が、シリンダブロック部１０と共に三つの燃焼室２２を形成する。このため、シリンダヘッド部２０は、三つのプラグ取り付け孔２６を有する。
【００５１】
また、プラグ取り付け孔２６は、以下の条件式（６）が成立する位置に形成する。
ＳＰ‐ＥＸＴｒ≧ＳＰ‐ＩＮＴｒ  …  （６）
条件式（６）において、「ＳＰ‐ＥＸＴｒ」は、同一の燃焼室２２に対して設けた、プラグ取り付け孔２６の中心と排気バルブ孔４２の中心との間の距離である。また、条件式（６）において、「ＳＰ‐ＩＮＴｒ」は、同一の燃焼室２２に対して設けた、プラグ取り付け孔２６の中心と吸気バルブ孔３２の中心との間の距離である。
【００５２】
したがって、第一実施形態では、プラグ取り付け孔２６と排気バルブ孔４２との間の距離を、プラグ取り付け孔２６と吸気バルブ孔３２との間の距離以上の長さとする。
また、プラグ取り付け孔２６は、シリンダ１２の軸方向から見て、点火プラグ１８を挿入する燃焼室２２の中央に配置する。
点火プラグ１８は、ＥＣＵ等を用いた制御により、燃焼室２２内で火花を発生させる。
【００５３】
アウトフレーム部５０は、四枚の板状部材を枠状に組み合わせて形成し、シリンダヘッド部２０の上面２０ａに配置する。また、アウトフレーム部５０は、平面視で、シリンダヘッド部２０の周囲を取り囲む形状に形成して、シリンダヘッド部２０の外枠を形成する。
ここで、シリンダヘッド部２０の上面２０ａは、図６中に示すように、第一領域Ｅ１と、第二領域Ｅ２に区分する。
【００５４】
第一領域Ｅ１は、複数のシリンダ１２を配列した方向に沿って、シリンダ１２の軸方向から見て燃焼室２２と重なる領域である。
第二領域Ｅ２は、隣り合う二つの第一領域Ｅ１の間の領域である。
第一実施形態では、シリンダヘッド部２０が、シリンダブロック部１０と共に三つの燃焼室２２を形成する。このため、シリンダヘッド部２０の上面２０ａは、三つの第一領域Ｅ１と、二つの第二領域Ｅ２に区分する。
【００５５】
ヘッド側排気カムフレーム部６０は、板状の部材で形成し、シリンダヘッド部２０と一体に成形する。第一実施形態では、シリンダヘッド部２０に、三つのヘッド側排気カムフレーム部６０を成形した場合について説明する。
また、第一実施形態では、各ヘッド側排気カムフレーム部６０を、第一領域Ｅ１に形成する。
【００５６】
ヘッド側排気カムフレーム部６０の厚さ方向は、各シリンダ１２を配列した方向と平行に向ける。
また、ヘッド側排気カムフレーム部６０の側面は、アウトフレーム部５０の内側面と対向させる。
また、ヘッド側排気カムフレーム部６０には、ヘッド側排気開口部６０ａを形成する。
【００５７】
ヘッド側排気開口部６０ａは、ヘッド側排気カムフレーム部６０を厚さ方向に貫通するとともに、ヘッド側排気カムフレーム部６０の上面（ロッカーカバー部ＲＣと対向する面）に開口する空隙部である。
また、ヘッド側排気開口部６０ａは、ヘッド側排気カムフレーム部６０を厚さ方向から見て、半円形状に形成する（図７参照）。また、ヘッド側排気カムフレーム部６０のうち、半円形状に形成したヘッド側排気開口部６０ａの円弧部を形成する面は、ロッカーカバー部ＲＣと対向させる。
【００５８】
なお、以降の説明では、ヘッド側排気カムフレーム部６０の、半円形状に形成したヘッド側排気開口部６０ａの円弧部を形成する面を、「ヘッド側排気シャフト支持面」と記載する場合がある。
また、ヘッド側排気シャフト支持面には、作動油通路ＯＰの一方の開口端を開口させる。
【００５９】
作動油通路ＯＰの他方の開口端は、例えば、シリンダブロック部１０内で、オイルパンの上部で開口する。したがって、作動油通路ＯＰは、ヘッド側排気シャフト支持面とオイルパンとを連通させる通路を形成する。
ロッカーカバー部ＲＣ（ヘッドカバー）は、シリンダヘッド部２０に取り付けて、シリンダヘッド部２０の上面を覆う。
【００６０】
また、ロッカーカバー部ＲＣは、一つの平板部と、平板部と連続する枠状の壁部を有する。
ロッカーカバー部ＲＣの平板部のうち、シリンダヘッド部２０の上面と対向する面は、ロッカーカバー部ＲＣの下面ＲＣａを形成する。
ロッカーカバー部ＲＣの壁部が有する四箇所の内側面は、ロッカーカバー部ＲＣの内壁面ＲＣｂを形成する。
【００６１】
ロッカーカバー部ＲＣには、吸気側カムフレーム部５２と、カバー側排気カムフレーム部６２を形成する。
吸気側カムフレーム部５２は、板状の部材で形成し、ロッカーカバー部ＲＣと一体に成形する。
また、第一実施形態では、ロッカーカバー部ＲＣの下面ＲＣａに、二つの吸気側カムフレーム部５２を配置した場合について説明する。
【００６２】
第一実施形態では、各吸気側カムフレーム部５２を、ロッカーカバー部ＲＣの下面ＲＣａのうち、ロッカーカバー部ＲＣをシリンダヘッド部２０に取り付けた状態で、シリンダ１２の軸方向から見て、第二領域Ｅ２と重なる位置に配置する。
吸気側カムフレーム部５２の厚さ方向は、各シリンダ１２を配列した方向と平行に向ける。
【００６３】
また、吸気側カムフレーム部５２の側面は、ロッカーカバー部ＲＣの下面ＲＣａ及び内壁面ＲＣｂと対向させる。
また、吸気側カムフレーム部５２には、吸気側フレーム貫通孔５２ａを形成する。
吸気側フレーム貫通孔５２ａは、吸気側カムフレーム部５２を厚さ方向に貫通する貫通孔である。
【００６４】
また、吸気側フレーム貫通孔５２ａは、吸気側シャフト部３８ａのうち吸気側カム３８ｂを配置していない部分を、回転自在に挿通可能な形状に形成する。これにより、吸気側フレーム貫通孔５２ａの内壁面は、吸気側カムシャフト３８（特に、吸気側シャフト部３８ａ）を回転可能に支持する吸気側カムジャーナル部５６を形成する。
第一実施形態では、ロッカーカバー部ＲＣに、二つの吸気側カムフレーム部５２を成形した場合について説明する。したがって、第一実施形態では、ロッカーカバー部ＲＣが、二つの吸気側カムジャーナル部５６を有する。
【００６５】
また、第一実施形態では、二つの吸気側カムフレーム部５２を、ロッカーカバー部ＲＣの下面ＲＣａのうち、ロッカーカバー部ＲＣをシリンダヘッド部２０に取り付けた状態で、シリンダ１２の軸方向から見て、第二領域Ｅ２と重なる位置に配置する。
したがって、第一実施形態では、二つの吸気側カムジャーナル部５６を、それぞれ、下面ＲＣａのうち、ロッカーカバー部ＲＣをシリンダヘッド部２０に取り付けた状態で、シリンダ１２の軸方向から見て、第二領域Ｅ２と重なる位置に配置する。
【００６６】
カバー側排気カムフレーム部６２は、板状の部材で形成し、ロッカーカバー部ＲＣと一体に成形する。
また、第一実施形態では、ロッカーカバー部ＲＣの下面ＲＣａに、三つのカバー側排気カムフレーム部６２を配置した場合について説明する。
第一実施形態では、各カバー側排気カムフレーム部６２を、ロッカーカバー部ＲＣの下面ＲＣａのうち、ロッカーカバー部ＲＣをシリンダヘッド部２０に取り付けた状態で、シリンダ１２の軸方向から見て、ヘッド側排気カムフレーム部６０と重なる位置に配置する。
【００６７】
カバー側排気カムフレーム部６２の厚さ方向は、各シリンダ１２を配列した方向と平行に向ける。
また、カバー側排気カムフレーム部６２の側面は、ロッカーカバー部ＲＣの下面ＲＣａ及び内壁面ＲＣｂと対向させる。
また、カバー側排気カムフレーム部６２は、ロッカーカバー部ＲＣをシリンダヘッド部２０に取り付けた状態で、ヘッド側排気カムフレーム部６０と面接触する形状に形成する。
【００６８】
すなわち、カバー側排気カムフレーム部６２は、ロッカーカバー部ＲＣをシリンダヘッド部２０に取り付けた状態で、カバー側排気カムフレーム部６２の下面と、ヘッド側排気カムフレーム部６０の上面が面接触する形状に形成する。なお、カバー側排気カムフレーム部６２の下面は、ヘッド側排気カムフレーム部６０と対向する面である。
また、カバー側排気カムフレーム部６２には、カバー側排気開口部６２ａを形成する。
【００６９】
カバー側排気開口部６２ａは、カバー側排気カムフレーム部６２を厚さ方向に貫通するとともに、カバー側排気カムフレーム部６２の下面に開口する空隙部である。
また、カバー側排気開口部６２ａは、カバー側排気カムフレーム部６２を厚さ方向から見て、半円形状に形成する（図７参照）。また、カバー側排気カムフレーム部６２のうち、半円形状に形成したカバー側排気開口部６２ａの円弧部を形成する面は、ヘッド側排気シャフト支持面と対向させる。
【００７０】
なお、以降の説明では、カバー側排気カムフレーム部６２の、半円形状に形成したカバー側排気開口部６２ａの円弧部を形成する面を、「カバー側排気シャフト支持面」と記載する場合がある。
また、カバー側排気開口部６２ａは、カバー側排気カムフレーム部６２とヘッド側排気カムフレーム部６０を面接触させた状態で、カバー側排気カムフレーム部６２を厚さ方向から見て、ヘッド側排気開口部６０ａと共に円形の空隙部を形成する形状に形成する。すなわち、ヘッド側排気開口部６０ａとカバー側排気開口部６２ａは、同じ形状に形成する（図７参照）。
【００７１】
カバー側排気開口部６２ａとヘッド側排気開口部６０ａで形成する円形の空隙部は、排気側シャフト部４８ａのうち、排気側カム４８ｂを配置していない部分を、回転自在に挿通可能な形状に形成する。
これにより、カバー側排気開口部６２ａとヘッド側排気開口部６０ａで形成する円形の空隙部は、排気側カムシャフト４８の外周面を包囲する。すなわち、カバー側排気カムフレーム部６２は、ヘッド側排気カムフレーム部６０と共に排気側カムシャフト４８の外周面を包囲する。
【００７２】
したがって、カバー側排気カムフレーム部６２とヘッド側排気カムフレーム部６０は、排気側カムジャーナル部５８を含む排気側カムフレーム部５４を形成する。
すなわち、第一実施形態では、排気側カムフレーム部５４を、ヘッド側排気カムフレーム部６０とカバー側排気カムフレーム部６２に分割する。
ヘッド側排気カムフレーム部６０は、排気側カムフレーム部５４のうち、作動油通路ＯＰを含むとともに、排気側カムシャフト４８をシリンダヘッド部２０側から回転可能に支持する、シリンダヘッド部２０側の半分である。
【００７３】
カバー側排気カムフレーム部６２は、排気側カムフレーム部５４のうち、排気側カムシャフト４８をロッカーカバー部ＲＣ側から回転可能に支持する、ロッカーカバー部ＲＣ側の半分である。
また、カバー側排気開口部６２ａとヘッド側排気開口部６０ａで形成する円形の空隙部は、排気側カムフレーム部５４を厚さ方向に貫通する貫通孔であり、排気側カムシャフト４８の外周面を包囲する排気側フレーム貫通孔５４ａを形成する。
【００７４】
したがって、排気側フレーム貫通孔５４ａは、排気側シャフト部４８ａのうち、排気側カム４８ｂを配置していない部分を、回転自在に挿通可能な形状に形成する。
また、排気側フレーム貫通孔５４ａの内壁面は、排気側カムシャフト４８（特に、排気側シャフト部４８ａ）を回転可能に支持する排気側カムジャーナル部５８を形成する。
したがって、ヘッド側排気カムフレーム部６０は、排気側カムジャーナル部５８と、作動油通路ＯＰを含む。
【００７５】
また、第一実施形態では、各ヘッド側排気カムフレーム部６０を第一領域Ｅ１に形成する。
これに加え、各カバー側排気カムフレーム部６２を、ロッカーカバー部ＲＣの下面ＲＣａのうち、ロッカーカバー部ＲＣをシリンダヘッド部２０に取り付けた状態で、シリンダ１２の軸方向から見て、ヘッド側排気カムフレーム部６０と重なる位置に配置する。
【００７６】
これにより、第一実施形態では、三つの排気側カムフレーム部５４を、それぞれ、シリンダ１２の軸方向から見て、第一領域Ｅ１と重なる位置に配置する。したがって、第一実施形態では、三つの排気側カムジャーナル部５８を、それぞれ、シリンダ１２の軸方向から見て、第一領域Ｅ１と重なる位置に配置する。
また、第一実施形態では、二つの吸気側カムジャーナル部５６で吸気側カムシャフト３８を回転可能に支持し、三つの排気側カムジャーナル部５８で排気側カムシャフト４８を回転可能に支持する。すなわち、第一実施形態では、吸気側カムジャーナル部５６よりも多くの排気側カムジャーナル部５８で、排気側カムシャフト４８を回転可能に支持する。
【００７７】
（吸気側カムフレーム部５２の位置について）
図１から図７を参照して、吸気側カムフレーム部５２を、シリンダ１２の軸方向から見て、第二領域Ｅ２と重なる位置に配置した理由について説明する。
ヘッドブロック別体化構造の内燃機関では、吸気側カムフレーム部５２を、シリンダヘッド部２０の上面２０ａのうち、シリンダ１２の軸方向から見て、一つの燃焼室２２に対して設けた二つの吸気バルブ孔３２の間に配置する。すなわち、ヘッドブロック別体化構造の内燃機関では、吸気側カムフレーム部５２を、シリンダ１２の軸方向から見て、第一領域Ｅ１と重なる位置に配置する。
【００７８】
なお、ヘッドブロック別体化構造は、シリンダヘッド部２０とシリンダブロック部１０とを個々に鋳造する。そして、シリンダヘッド部２０とシリンダブロック部１０とを、シリンダヘッドボルトによって互いに締結した構造である。また、図２中には、説明のために、ヘッドブロック別体化構造の内燃機関でシリンダヘッドボルトの仮想的な取り付け位置を、符号「ＶＳＰ」を付して示す。
【００７９】
ヘッドブロック別体化構造の内燃機関で、吸気側カムフレーム部５２を、シリンダヘッド部２０の上面２０ａのうち、第一領域Ｅ１に配置する理由は、以下の理由である。
ヘッドブロック別体化構造の内燃機関では、シリンダヘッドボルトを取り付ける位置が、内燃機関に要求される強度等に応じて、シリンダヘッド部２０の上面２０ａのうち、隣り合う燃焼室２２に対してそれぞれ設けた吸気バルブ孔３２の間となる。
【００８０】
第一実施形態の内燃機関１は、ヘッドブロック一体化構造であり、シリンダヘッドボルトを必要としない。したがって、第一実施形態では、シリンダヘッド部２０及びシリンダブロック部１０に、シリンダヘッドボルトを挿通する開口部や空間を形成しない。
このため、第一実施形態では、ヘッドブロック別体化構造の内燃機関でシリンダヘッドボルトを配置する位置に、吸気側カムフレーム部５２を配置することが可能である。
【００８１】
（ノズル取り付け孔２４の位置について）
図１から図７を参照して、ノズル取り付け孔２４を、条件式（５）が成立する位置に形成した理由について説明する。
上述したように、ヘッドブロック別体化構造の内燃機関では、吸気側カムフレーム部５２を、シリンダヘッド部２０の上面２０ａのうち、シリンダ１２の軸方向から見て、一つの燃焼室２２に対して設けた二つの吸気バルブ孔３２の間に配置する。このため、ヘッドブロック別体化構造の内燃機関では、ノズル取り付け孔２４を、燃焼室２２の直上に形成することとなる（直上インジェクション構造）。
【００８２】
これは、燃焼室２２よりも吸気管２側には吸気側カムフレーム部５２が配置されており、燃料噴射ノズル１６を配置する空間を、確保することが困難なためである。同様に、燃焼室２２よりも排気管８側には、排気側カムフレーム部５４が配置されており、燃料噴射ノズル１６を配置する空間を、確保することが困難なためである。
第一実施形態の内燃機関１は、上述したように、ヘッドブロック別体化構造の内燃機関ではシリンダヘッドボルトを配置する位置に、吸気側カムフレーム部５２を配置することが可能である。
これにより、第一実施形態の内燃機関１は、燃焼室２２よりも吸気管２側に、燃料噴射ノズル１６を配置する空間を確保することが可能となる。したがって、第一実施形態では、ノズル取り付け孔２４を、条件式（５）が成立する位置に形成することが可能となる。
【００８３】
（プラグ取り付け孔２６の位置について）
図１から図７を参照して、プラグ取り付け孔２６を、条件式（６）が成立する位置に形成した理由について説明する。
上述したように、ヘッドブロック別体化構造の内燃機関では、ノズル取り付け孔２４を、燃焼室２２の直上に形成する。このため、ヘッドブロック別体化構造の内燃機関では、プラグ取り付け孔２６を、燃焼室２２よりも排気管８側に形成する。これは、点火プラグ１８と燃料噴射ノズル１６との干渉を回避するためである。
第一実施形態の内燃機関１は、上述したように、燃焼室２２よりも吸気管２側に、燃料噴射ノズル１６を配置する空間を確保することが可能となる。したがって、第一実施形態では、プラグ取り付け孔２６を、条件式（６）が成立する位置に形成することが可能となる。
【００８４】
（排気バルブ孔４２の開口面積、吸気バルブ孔３２の開口面積について）
図１から図７を参照して、排気バルブ孔４２の開口面積を、吸気バルブ孔３２の開口面積よりも大きくした理由について説明する。
上述したように、ヘッドブロック別体化構造の内燃機関では、吸気側カムフレーム部５２を、シリンダヘッド部２０の上面２０ａのうち、シリンダ１２の軸方向から見て、一つの燃焼室２２に対して設けた二つの吸気バルブ孔３２の間に配置する。これに加え、ヘッドブロック別体化構造の内燃機関では、排気側カムフレーム部５４を、シリンダヘッド部２０の上面２０ａのうち、シリンダ１２の軸方向から見て、一つの燃焼室２２に対して設けた二つの排気バルブ孔４２の間に配置する。
【００８５】
これは、要求される強度等に応じて、シリンダヘッド部２０の上面２０ａのうち、シリンダヘッドボルトを取り付ける位置が、一つの燃焼室２２に対して設けた二つ一組の排気バルブ孔４２の間となるためである。
第一実施形態の内燃機関１は、上述したように、燃焼室２２よりも吸気管２側に、燃料噴射ノズル１６を配置する空間を確保することが可能となる。これに加え、プラグ取り付け孔２６を、条件式（５）が成立する位置に形成することが可能となる。これにより、第一実施形態では、燃焼室２２の排気管８側において、燃焼室２２の吸気管２側よりも、空間の余裕を確保することが可能となる。
したがって、第一実施形態では、排気バルブ孔４２の開口面積を、吸気バルブ孔３２の開口面積よりも大きくすることが可能となる。
【００８６】
（動作）
図１から図７を参照して、第一実施形態の内燃機関１を用いて行なう動作の一例を説明する。
車両の使用時等、内燃機関１の作動時には、吸気管２から吸入した空気と、ノズル取り付け孔２４から燃焼室２２内へ噴射した燃料とを、燃焼室２２内で混合する。そして、燃焼室２２内で混合した空気と燃料との混合気に、点火プラグ１８が発生させた火花を着火させ、燃焼室２２内で混合気を燃焼させる。これにより、混合気の燃焼で発生したエネルギーを駆動装置６へ伝達し、燃焼後の気体を、排気管８を介して外気へ排出する。
【００８７】
第一実施形態では、吸気管２に過給機ＣＨを接続する。このため、車両の加速時等、吸気管２から燃焼室２２内へ吸入する空気の量（吸気量）を増加させる場合には、過給機ＣＨにより吸気量を強制的に増加させる。これにより、燃焼室２２内へ供給する空気の充填効率を増加させる。
そして、第一実施形態の内燃機関１は、排気バルブ孔４２の開口面積が、吸気バルブ孔３２の開口面積よりも大きい。
【００８８】
このため、単位時間あたりの、排気バルブ孔４２を通過可能な空気（排気）の量を、吸気バルブ孔３２を通過可能な空気（吸気）の量よりも多くすることが可能となる。
これにより、過給機ＣＨにより吸気量を増加させた場合であっても、吸気量に対する排気量の比率が低下することを抑制して、過給機ＣＨによる吸気量の増加分を吸収することが可能となる。
【００８９】
したがって、第一実施形態では、内燃機関１に対し、排気効率の低下を抑制して、燃焼効率の低下を抑制することが可能となる。
なお、上述した第一実施形態は、本発明の一例であり、本発明は、上述した第一実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００９０】
（第一実施形態の効果）
第一実施形態の内燃機関１であれば、以下に記載する効果を奏することが可能となる。
（１）排気側カムジャーナル部５８を含む排気側カムフレーム部５４を、シリンダヘッド部２０と一体に成形する。これに加え、吸気側カムジャーナル部５６を含む吸気側カムフレーム部５２を、シリンダヘッド部２０の上面を覆うロッカーカバー部ＲＣと一体に成形する。
【００９１】
このため、シリンダヘッド部２０が、吸気側カムシャフト３８を支持するための構成が必要となる制約を受けない。
その結果、シリンダヘッド部２０が受ける制約を緩和させることが可能となるため、シリンダヘッド部２０の設計自由度を向上させることが可能な、内燃機関１を提供することが可能となる。
【００９２】
（２）排気側カムフレーム部５４を、ヘッド側排気カムフレーム部６０とカバー側排気カムフレーム部６２に分割する。これに加え、カバー側排気カムフレーム部６２をロッカーカバー部ＲＣと一体に成形する。さらに、ヘッド側排気カムフレーム部６０にカバー側排気カムフレーム部６２を取り付けて、排気側カムシャフト４８を回転可能に支持する。
このため、シリンダヘッド部２０にロッカーカバー部ＲＣを取り付けていない状態では、ヘッド側排気カムフレーム部６０とカバー側排気カムフレーム部６２を分割した状態とすることが可能となる。さらに、シリンダヘッド部２０にロッカーカバー部ＲＣを取り付けた状態では、ヘッド側排気カムフレーム部６０とカバー側排気カムフレーム部６２を組み合わせて、排気側カムシャフト４８の外周面を包囲する状態とすることが可能となる。
その結果、排気側カムシャフト４８の構成を、排気側シャフト部４８ａと、排気側シャフト部４８ａの外周面から突出する部分を有する各排気側カム４８ｂとを一体で成形した構成とすることが可能となる。
【００９３】
（３）ヘッド側排気カムフレーム部６０が、作動油通路ＯＰを含む。
このため、排気バルブ開閉制御部ＥＶＣが排気側カムシャフト４８の駆動に用いた作動油を、ヘッド側排気カムフレーム部６０の内部と、シリンダヘッド部２０の内部を経由して、オイルパンへ移動させることが可能となる。
その結果、排気バルブ開閉制御部ＥＶＣが排気側カムシャフト４８の駆動に用いた作動油の飛散等を抑制して、作動油の回収効率を向上させることが可能となる。
【００９４】
（４）排気側カムシャフト４８を、排気側カムジャーナル部５８で回転可能に支持される排気側シャフト部４８ａと、排気バルブ４４を開閉させる複数の排気側カム４８ｂとを鋳造で一体に成形して形成する。
その結果、排気側カムシャフト４８の構成を組み立て式とした場合と比較して、排気側カムシャフト４８のコストを低減させることが可能となる。なお、組み立て式の排気側カムシャフトとは、排気側シャフト部４８ａと各排気側カム４８ｂを別体で形成し、排気側シャフト部４８ａに各排気側カム４８ｂを取り付けて形成した排気側カムシャフトである。
【００９５】
（５）排気バルブ孔４２の開口面積を、吸気バルブ孔３２の開口面積よりも大きくする。
このため、単位時間あたりの排気量を、単位時間あたりの吸気量よりも多くすることが可能である。
その結果、過給機ＣＨにより吸気量を増加させた場合であっても、吸気量に対する排気量の比率が低下することを抑制して、過給機ＣＨによる吸気量の増加分を吸収することが可能となる。
これにより、内燃機関１に対し、排気効率の低下を抑制して、燃焼効率の低下を抑制することが可能となる。このため、内燃機関１が発生させるトルクと出力を向上させることが可能となる。
【００９６】
（６）ピストン１４のストロークＳｔを、シリンダ１２のボア径ＢＩＤ以上とする。
その結果、排気量が同一であり、ストロークＳｔがボア径ＢＩＤ未満であるシリンダ１２を備える内燃機関１と比較して、ピストン１４の高速化を保持することが可能となるとともに、排気効率を向上させることが可能となる。
【００９７】
（７）ノズル取り付け孔２４と排気バルブ孔４２との間の距離ＩＮＪ‐ＥＸＴｒを、ノズル取り付け孔２４と吸気バルブ孔３２との間の距離ＩＮＪ‐ＩＮＴｒよりも長くする。
このため、ノズル取り付け孔２４の位置を、内燃機関１の排気側よりも吸気側に寄せることが可能となる。これにより、燃料噴射ノズル１６を、排気側よりも温度の低い吸気側に配置することが可能となる。
その結果、燃料噴射ノズル１６に発生するデポジット（カーボンデポジット）を低減させることが可能となる。
【００９８】
（８）プラグ取り付け孔２６と排気バルブ孔４２との間の距離ＳＰ‐ＥＸＴｒを、プラグ取り付け孔２６と吸気バルブ孔３２との間の距離ＳＰ‐ＩＮＴｒ以上の長さとする。
その結果、プラグ取り付け孔２６の位置を、内燃機関１の排気側と吸気側との間で、吸気側に寄せた位置とすることが可能となる。すなわち、点火プラグ１８を配置する位置の設計自由度が向上している。
【００９９】
（９）プラグ取り付け孔２６を、燃焼室２２の中央に配置する。
このため、点火プラグ１８が発生させる火花を、燃焼室２２の中央で発生させることが可能となる。これにより、燃焼室２２内における混合気の燃焼性能を向上させることが可能となる。
その結果、内燃機関１が発生させるトルクと出力を向上させることが可能となる。
【０１００】
（１０）一つの燃焼室２２に開口した複数の排気バルブ孔４２の開口面積の合計値を、一つの燃焼室２２に開口した複数の吸気バルブ孔３２の開口面積の合計値よりも大きくする。
このため、過給機ＣＨにより吸気量を増加させた場合であっても、吸気量に対する排気量の比率が低下することを抑制して、過給機ＣＨによる吸気量の増加分を吸収することが可能となる。
その結果、内燃機関１に対し、排気効率の低下を抑制して、燃焼効率の低下を抑制することが可能となる。このため、内燃機関１が発生させるトルクと出力を向上させることが可能となる。
【０１０１】
（１１）シリンダブロック部１０に、ピストン１４のストローク方向を平行に配列した複数のシリンダ１２を形成する。また、一体に鋳造したシリンダヘッド部２０とシリンダブロック部１０で、ピストン１４のストローク方向を平行に向けて配列した複数の燃焼室２２を形成する。
さらに、シリンダヘッド部２０の上面２０ａを、複数のシリンダ１２を配列した方向に沿って、シリンダ１２の軸方向から見て燃焼室２２と重なる第一領域Ｅ１と、隣り合う二つの第一領域Ｅ１の間の第二領域Ｅ２に区分する。これに加え、吸気側カムジャーナル部５６を、シリンダ１２の軸方向から見て、第二領域Ｅ２と重なる位置に配置する。
このため、吸気側カムフレーム部５２の間の距離を増加させずに、吸気側カムジャーナル部５６の位置を、シリンダ１２の軸方向から見て、一つの燃焼室２２に対して設けた二つの吸気バルブ孔３２の間から変位させることが可能となる。
【０１０２】
その結果、例えば、ノズル取り付け孔２４やプラグ取り付け孔２６のレイアウト、排気バルブ孔４２や吸気バルブ孔３２の形状・寸法等、シリンダヘッド部２０の設計自由度を向上させることが可能となる。
また、吸気側カムジャーナル部５６を配置する位置が、ヘッドブロック別体化構造の内燃機関でシリンダヘッドボルトを取り付ける位置による影響を受けない。
これにより、シリンダヘッド部２０及びシリンダブロック部１０の設計自由度を向上させることが可能となるため、内燃機関１の設計自由度を向上させることが可能となる。
【０１０３】
（１２）吸気側カムジャーナル部５６を、シリンダ１２の軸方向から見て、第二領域Ｅ２と重なる位置に配置する。
このため、吸気側カムフレーム部５２の間の距離を増加させずに、吸気側カムジャーナル部５６の位置を、シリンダ１２の軸方向から見て、一つの燃焼室２２に対して設けた二つの吸気バルブ孔３２の間から変位させることが可能となる。
その結果、吸気側カムフレーム部５２の間の距離を増加させることにより、吸気側カムジャーナル部５６の位置を変位させた構成の内燃機関１と比較して、内燃機関１の大型化及び重量増加を抑制することが可能となる。
【０１０４】
（１３）吸気側カムジャーナル部５６を、シリンダ１２の軸方向から見て、第二領域Ｅ２と重なる位置に配置する。
このため、吸気側カムジャーナル部５６を、一つの燃焼室２２に対して設けた二つの吸気バルブ孔３２の間に配置した場合と比較して、吸気側カムフレーム部５２とプラグ取り付け孔２６との間の距離を増加させることが可能となる。
その結果、吸気側カムジャーナル部５６を、一つの燃焼室２２に対して設けた二つの吸気バルブ孔３２の間に配置した場合と比較して、点火プラグ１８が発生させる熱の影響による、吸気側カムジャーナル部５６の変形を抑制することが可能となる。
【０１０５】
（１４）排気バルブヘッド４４ｂの質量を、吸気バルブヘッド３４ｂの質量よりも大きくする。これに加え、吸気側カムジャーナル部５６よりも多くの排気側カムジャーナル部５８で、排気側カムシャフト４８を回転可能に支持する。
このため、吸気バルブ３４よりも質量の大きい排気バルブ４４を回転に応じて変位させる排気側カムシャフト４８を、吸気側カムジャーナル部５６よりも多くの排気側カムジャーナル部５８で、排気側カムシャフト４８を回転可能に支持することが可能となる。
その結果、吸気側カムシャフト３８よりも強度が要求される排気側カムシャフト４８を、吸気側カムジャーナル部５６よりも多くの排気側カムジャーナル部５８で支持するため、排気側カムジャーナル部５８に加わる負荷を分散させることが可能となる。これにより、排気側カムフレーム部５４の耐久性を増加させることが可能となる。また、排気側カムシャフト４８を支持する安定性を向上させることが可能となる。
【０１０６】
（変形例）
（１）第一実施形態では、シリンダヘッド部２０と一体に成形したヘッド側排気カムフレーム部６０に、ロッカーカバー部ＲＣと一体に成形したカバー側排気カムフレーム部６２を取り付けて、排気側カムフレーム部５４を形成したが、これに限定するものではない。
【０１０７】
すなわち、図８中に示すように、ロッカーカバー部ＲＣと別体で形成したカバー側排気カムフレーム部６２を、ヘッド側排気カムフレーム部６０に取り付けて、排気側カムフレーム部５４を形成してもよい。
この場合、ヘッド側排気カムフレーム部６０とカバー側排気カムフレーム部６２を分割した状態から、ヘッド側排気カムフレーム部６０にカバー側排気カムフレーム部６２を取り付けて、排気側カムシャフト４８の外周面を包囲する状態とすることが可能となる。
その結果、排気側カムシャフト４８の構成を、排気側シャフト部４８ａと、排気側シャフト部４８ａの外周面から突出する部分を有する各排気側カム４８ｂとを一体で成形した構成とすることが可能となる。
【０１０８】
（２）第一実施形態では、シリンダヘッド部２０と一体に成形したヘッド側排気カムフレーム部６０に、ロッカーカバー部ＲＣと一体に成形したカバー側排気カムフレーム部６２を取り付けて、排気側カムフレーム部５４を形成したが、これに限定するものではない。
すなわち、図９中に示すように、カバー側排気カムフレーム部６２を、ヘッド側排気カムフレーム部６０と一体に成形してもよい。すなわち、排気カムフレーム部５４を、シリンダヘッド部２０と一体に成形してもよい。
この場合、ヘッド側排気カムフレーム部６０とカバー側排気カムフレーム部６２を分割した構成と比較して、排気側カムフレーム部５４を形成する工程の省略が可能となるため、製造工程の簡略化が可能となる。
これに加え、ヘッド側排気カムフレーム部６０とカバー側排気カムフレーム部６２を組み合わせる構成（ボルトやボルト孔等）を省略することが可能となるため、構成の簡略化が可能となる。
【０１０９】
（３）第一実施形態では、吸気側カムジャーナル部５６を、シリンダ１２の軸方向から見て、第二領域Ｅ２と重なる位置に配置したが、これに限定するものではない。
すなわち、図１０中に示すように、排気側カムジャーナル部５８を、シリンダ１２の軸方向から見て、第二領域Ｅ２と重なる位置に配置してもよい。
この場合、排気側カムフレーム部５４の間の距離を増加させずに、排気側カムジャーナル部５８の位置を、シリンダ１２の軸方向から見て、一つの燃焼室２２に対して設けた二つの排気バルブ孔４２の間から変位させることが可能となる。
【０１１０】
これにより、例えば、ノズル取り付け孔２４やプラグ取り付け孔２６のレイアウト、排気バルブ孔４２や吸気バルブ孔３２の形状・寸法等、シリンダヘッド部２０の設計自由度を向上させることが可能となる。
したがって、本発明では、排気側カムジャーナル部５８を配置する位置が、ヘッドブロック別体化構造の内燃機関でシリンダヘッドボルトを取り付ける位置による影響を受けない。
これにより、シリンダヘッド部２０及びシリンダブロック部１０の設計自由度を向上させることが可能となるため、内燃機関１の設計自由度を向上させることが可能となる。
【０１１１】
（４）第一実施形態では、吸気側カムジャーナル部５６を、シリンダ１２の軸方向から見て、第二領域Ｅ２と重なる位置に配置したが、これに限定するものではない。
すなわち、図１１中に示すように、吸気側カムジャーナル部５６及び排気側カムジャーナル部５８を、シリンダ１２の軸方向から見て、第二領域Ｅ２と重なる位置に配置してもよい。
【０１１２】
この場合、吸気側カムフレーム部５２の間の距離を増加させずに、吸気側カムジャーナル部５６の位置を、シリンダ１２の軸方向から見て、一つの燃焼室２２に対して設けた二つの吸気バルブ孔３２の間から変位させることが可能となる。これに加え、排気側カムフレーム部５４の間の距離を増加させずに、排気側カムジャーナル部５８の位置を、シリンダ１２の軸方向から見て、一つの燃焼室２２に対して設けた二つの排気バルブ孔４２の間から変位させることが可能となる。
【０１１３】
これにより、例えば、ノズル取り付け孔２４やプラグ取り付け孔２６のレイアウト、排気バルブ孔４２や吸気バルブ孔３２の形状・寸法等、シリンダヘッド部２０の設計自由度を向上させることが可能となる。
したがって、本発明では、吸気側カムジャーナル部５６及び排気側カムジャーナル部５８を配置する位置が、ヘッドブロック別体化構造の内燃機関でシリンダヘッドボルトを取り付ける位置による影響を受けない。
これにより、シリンダヘッド部２０及びシリンダブロック部１０の設計自由度を向上させることが可能となるため、内燃機関１の設計自由度を向上させることが可能となる。
【０１１４】
（５）第一実施形態では、内燃機関１の構成を、点火プラグ１８が発生させる火花を燃焼室２２内の混合気に着火させる構成（ガソリンエンジン）としたが、これに限定するものではない。
すなわち、内燃機関１の構成を、点火プラグ１８を用いずに、燃焼室２２内の混合気に着火させる構成（ディーゼルエンジン）としてもよい。この場合、例えば、図１２中に示すように、シリンダヘッド部２０がプラグ取り付け孔を有していない構成とする。
【０１１５】
（６）第一実施形態では、内燃機関１の構成を、直列３気筒の内燃機関（直列３気筒エンジン）としたが、これに限定するものではない。
すなわち、内燃機関１を、Ｖ型の内燃機関（Ｖ型エンジン）や、水平対向型の内燃機関（水平対向エンジン）としてもよい。
【０１１６】
（７）第一実施形態では、内燃機関１の構成を、シリンダブロック部１０に複数のシリンダ１２を形成し、シリンダヘッド部２０とシリンダブロック部１０で複数の燃焼室２２を形成する構成としたが、これに限定するものではない。
すなわち、内燃機関１の構成を、例えば、図１３中に示すように、シリンダブロック部１０にシリンダ１２を一つのみ形成し、シリンダヘッド部２０とシリンダブロック部１０で燃焼室２２を一つのみ形成する構成（単気筒エンジン）としてもよい。
【０１１７】
（８）第一実施形態では、内燃機関１の構成を、ヘッドブロック一体化構造としたが、これに限定するものではない。
すなわち、内燃機関１の構成を、ヘッドブロック別体化構造としてもよい。
（９）第一実施形態では、吸気管２の構成を、過給機ＣＨを接続した構成としたが、これに限定するものではない。
すなわち、吸気管２の構成を、過給機を接続しない構成（自然吸気：Ｎａｔｕｒａｌ  Ａｓｐｉｒａｔｉｏｎ、Ｎｏｒｍａｌ  Ａｓｐｉｒａｔｉｏｎ）としてもよい。
【符号の説明】
【０１１８】
１…内燃機関、２…吸気装置、４…燃料タンク、６…駆動装置、８…排気装置、１０…シリンダブロック部、１２…シリンダ、１４…ピストン、１６…燃料噴射ノズル、１８…点火プラグ、２０…シリンダヘッド部、２０ａ…シリンダヘッド部の上面、２２…燃焼室、２４…ノズル取り付け孔、２６…プラグ取り付け孔、３０…吸気通路、３２…吸気バルブ孔、３４…吸気バルブ、３４ａ…吸気バルブステム、３４ｂ…吸気バルブヘッド、３４ｃ…吸気バルブスプリング、３６…吸気バルブガイド孔、３８…吸気側カムシャフト、３８ａ…吸気側シャフト部、３８ｂ…吸気側カム、４０…排気通路、４２…排気バルブ孔、４４…排気バルブ、４４ａ…排気バルブステム、４４ｂ…排気バルブヘッド、４４ｃ…排気バルブスプリング、４６…排気バルブガイド孔、４８…排気側カムシャフト、４８ａ…排気側シャフト部、４８ｂ…排気側カム、５０…アウトフレーム部、５２…吸気側カムフレーム部、５２ａ…吸気側フレーム貫通孔、５４…排気側カムフレーム部、５４ａ…排気側フレーム貫通孔、５６…吸気側カムジャーナル部、５８…排気側カムジャーナル部、６０…ヘッド側排気カムフレーム部、６０ａ…ヘッド側排気開口部、６２…カバー側排気カムフレーム部、６２ａ…カバー側排気開口部、ＣＨ…過給機、ＥＶＣ…排気バルブ開閉制御部、ＲＣ…ロッカーカバー部、ＲＣａ…ロッカーカバー部ＲＣの下面、ＲＣｂ…ロッカーカバー部ＲＣの内壁面、Ｓｔ…ピストンのストローク、ＢＩＤ…シリンダのボア径、ＥＸＨｖｄｉ…排気バルブ孔の内径、ＩＮＴｖｄｉ…吸気バルブ孔の内径、ＩＮＪ‐ＥＸＴｒ…ノズル取り付け孔の中心と排気バルブ孔の中心との間の距離、ＩＮＪ‐ＩＮＴｒ…ノズル取り付け孔の中心と吸気バルブ孔の中心との間の距離、ＳＰ‐ＥＸＴｒ…プラグ取り付け孔の中心と排気バルブ孔の中心との間の距離、ＳＰ‐ＩＮＴｒ…プラグ取り付け孔の中心と吸気バルブ孔の中心との間の距離、Ｅ１…第一領域、Ｅ２…第二領域、ＯＰ…作動油通路、ＶＳＰ…シリンダヘッドボルトの仮想的な取り付け位置
【図１】
0006561580.tif 000002
【図２】
0006561580.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006561580.tif 000008
【図８】
0006561580.tif 000009
【図９】
0006561580.tif 000010
【図１０】
0006561580.tif 000011
【図１１】
0006561580.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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