(57)【要約】【課題】ディーゼル機関の出力を維持しつつ小型化を図る。【解決手段】吸気バルブ６及び排気バルブ７を直立して配置し、これらバルブの軸端部にバルブリフタ４，５を介して係合する吸気カムシャフト２及び排気カムシャフト３を、相互の干渉なく回転駆動可能な軸間距離を保って平行に隣接配置する一方、各バルブ６，７の軸をバルブリフタ４，５の軸に対して燃焼室中心軸寄りに偏心して配置した各バルブ６，７に係合するバルブリフタ４，５の軸ＯＬｉ，ＯＬｅに対して燃焼室中心軸Ｏｃ寄りに偏心して配置した。これにより、バルブ６，７を、バルブ軸相互に挟角を持たせることなく、燃焼室に直立して配置することができ、エンジン出力を確保しつつ小型化することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブ及び排気バルブを略直立して配置し、これらバルブの軸端部にバルブリフタを介して係合する吸気カムシャフト及び排気カムシャフトを、相互の干渉なく回転駆動可能な軸間距離を保って平行に隣接配置する一方、気筒毎に少なくとも１個のバルブの軸を、該バルブに係合するバルブリフタの軸に対して燃焼室中心軸寄りに偏心して配置したことを特徴とするディーゼル機関の動弁装置。
【請求項２】
前記少なくとも１個のバルブの軸は、該バルブを駆動するカムシャフトの軸に対して垂直方向に偏心して配置したことを特徴とする請求項１に記載のディーゼル機関の動弁装置。
【請求項３】
前記少なくとも１個のバルブの軸に係合するバルブリフタの、該バルブの軸と係合する座面を、該バルブの軸周りにバルブリフタが回転可能な大きさに形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のディーゼル機関の動弁装置。
【請求項４】
前記少なくとも１個のバルブに装着されるバルブスプリングを、該バルブの軸と同心に配置したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のディーゼル機関の動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼル機関の動弁装置に関し、特に、バルブ上方のカムシャフトによりバルブを駆動する直動式動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記、ディーゼル機関の直動式動弁装置では、吸気カムシャフトと排気カムシャフトとを、相互に干渉無く回転駆動できる範囲で可能な限り接近させた上で、吸気バルブの軸と排気バルブの軸とで燃焼室中心軸（シリンダボア軸）を挟み、吸・排気バルブの軸相互に若干の挟角を持たせることにより吸・排気バルブの燃焼室内への配置を成立させているが、バルブ軸相互の挟角により燃焼室上部に吸・排気弁バルブ着座面相互で挟まれる断面三角形状の空間が生じ、それが無駄空間（クレビス容積）となりエンジン出力性能悪化の要因となる。
【０００３】
そこで、吸・排気バルブを直立配置しつつ、これらバルブを開閉駆動する吸気カムシャフトと排気カムシャフトとを、シリンダヘッド下面からの距離を互いに異ならせて配置することにより、燃焼室内に吸・排気バルブを略直立で配置することを可能にし、これにより燃焼室上の無駄容積（クレビス容積）を少なくしたものがある（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１９５７２２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、吸・排気カムシャフトを上下方向でずらすことにより解決したカムシャフト間の距離の近さは、従来構造とは違う新たなカムシャフト駆動機構や、シリンダヘッド構造とする必要があり、そのため、開発工数・コスト・部品点数の増加が発生する。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、吸・排気バルブを略直立させて燃焼室上部に生じる無駄空間（クレビス容積）を抑えながら、従来の駆動機構をそのまま使用することができるようにしたディーゼル機関の動弁装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は、吸気バルブ及び排気バルブを略直立して配置すると共に、吸気カムシャフト及び排気カムシャフトを、相互の干渉なく回転駆動可能な軸間距離を保って平行に隣接配置した直動式動弁装置とする一方、気筒毎に少なくとも１個のバルブの軸を、該バルブに係合するバルブリフタの軸に対して燃焼室中心軸寄りに偏心して配置した構成とした。
【０００８】
これにより、従来同様の吸気カムシャフト及び排気カムシャフトの軸間距離に保ちつつ、吸・排気バルブの略直立させた状態での燃焼室内への配置を実現できる。
【０００９】
その結果、開発工数・コスト・部品点数の増加を招くことなく、クレビス容積の増加を防止して、エンジン出力性能の悪化を抑制することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るディーゼル機関の動弁装置の構成を示す。
【００１１】
シリンダヘッド１の上面には、吸気カムシャフト２，排気カムシャフト３が備えられ、これら吸気カムシャフト２，排気カムシャフト３に形成された各カムが、吸気バルブリフタ４，排気バルブリフタ５に係合する。そして、バルブスプリング８，９により閉弁方向に付勢された吸気バルブ６，排気バルブ７が、前記各カムの回転によりシリンダヘッド１に形成されたリフタガイド部１０，１１に沿って上下動し、開閉駆動される。前記吸気バルブ６，排気バルブ７は、気筒毎に２個ずつ備えられ、これに応じて吸気バルブリフタ４，排気バルブリフタ５と吸気バルブスプリング８，排気バルブスプリング９も２個ずつ備えられる。
【００１２】
このとき、図示のように吸気バルブ６及び排気バルブ７が略直立状態で燃焼室１２内に配置されることが求められる。
次に、上記吸気バルブ６及び排気バルブ７が略直立状態で燃焼室１２内に配置されるための構成について説明する。
【００１３】
図２は、従来の直動式動弁装置によるレイアウト（Ａ），（Ｂ）と、そのままバルブ軸を略直立させた場合に発生する問題（Ｃ），（Ｄ）及び上記本発明に係る実施形態における構成（Ｅ），（Ｆ）を示す。
【００１４】
前記直動式動弁装置において、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように吸気カムシャフト２’と排気カムシャフト３’を、カム面（カムノーズ）相互が干渉しないように燃焼室中心軸Ｏｃからのカムシャフト軸間距離Ｌ１、Ｌ２を保ちつつ、燃焼室１２’内に吸気バルブ６’及び排気バルブ７’を配置するために、従来は燃焼室中心軸Ｏｃを挟む形で吸気バルブ６’と排気バルブ７’の軸相互が燃焼室中心軸Ｏｃに対して挟角θ１，θ２を持つように傾斜して配置していた。
【００１５】
上記のように、吸・排気バルブの軸相互の挟角θ１，θ２を持たせた場合の問題点を図３に基づいて説明する。
図３（Ａ）に示すように、燃焼室中心軸Ｏｃを挟む形でバルブ軸相互に挟角θ１，θ２を持たせた場合には、燃焼室上部に無駄空間（クレビス容積）Ｖｖが発生する。この無駄空間（クレビス容積）Ｖｖの容積は、キャビティ容積Ｖｃとともにエンジン出力性能に大きな影響を及ぼし出力性能を大きく左右する。クレビス容積Ｖｖは小さいほど、キャビティ容積Ｖｃは大きいほど高出力を狙うことができる。そのためクレビス容積Ｖｖが略０値となるようなバルブ配値が求められている。
【００１６】
図４はクレビス容積Ｖｖとエンジン出力性能との相関図を示す。クレビス容積Ｖｖの増加にともない、エンジン出力性能は著しく悪化する。クレビス容積Ｖｖを小さく抑えることにより、出力性能の悪化を抑制することができることがわかる。
【００１７】
上記のような吸気バルブと排気バルブの軸相互に挟角を持たせた場合に発生する燃焼室上部の無駄空間（クレビス容積）をなくすために図２（Ｃ），（Ｄ）に示すようにカムシャフト軸間距離Ｌ１，Ｌ２を保ちつつバルブ軸を直立させると、燃焼室１２’からのバルブのはみだし部２１が発生し、そのままでは動弁装置が成立不可能となる。
【００１８】
そこで本発明においては、図２（Ｅ），（Ｆ）に示すように吸気バルブ６及び排気バルブ７を、それぞれに係合する吸気バルブリフタ４及び排気バルブリフタ５の軸ＯＬｉ，ＯＬｅに対し燃焼室中心軸Ｏｃ寄りに偏心させて配置することにより、カムシャフト軸間距離Ｌ１，Ｌ２を保ちつつバルブ軸を略直立させ、なおかつ燃焼室１２内へのバルブ６，７の配置を可能にした。
【００１９】
バルブ軸が略直立の場合、図３（Ｂ）に示すように、クレビス容積Ｖｖが略０値となって、純粋なキャビティ容積Ｖｃのみによる燃焼室の設計を行うことが可能になり、狙いどおりのエンジン出力性能を求めることが容易になる。
【００２０】
ここでは吸気バルブ６の軸及び排気バルブ７の軸を、それぞれ吸気カムシャフト２及び排気カムシャフト３の軸に対して垂直方向に偏心させて燃焼室中心軸Ｏｃ寄りに偏心させた場合を示したが（図２（Ｆ）参照）、吸気・排気バルブ軸６，７を真直ぐに燃焼室中心軸Ｏｃ方向（バルブリフタ軸と燃焼室中心軸Ｏｃとを結ぶ方向）へ偏心させた場合についても同様の効果が得られることは勿論である。
【００２１】
図５は、バルブスプリングとの好適な配置関係を説明するための図である。
（Ａ）は、バルブスプリング８の中心軸Ｏｂを吸気バルブ６の中心軸Ｏｖと同心に配置した場合を示し、（Ｂ）は、バルブスプリング８の中心軸Ｏｂをバルブリフタ４の中心軸ＯＬと同心に配置した場合を示す。
【００２２】
（Ａ）においてはバルブスプリング８が回転することにより、吸気バルブ６が回転可能となる。また吸気バルブ６の回転力はバルブリフタ４に伝わる。ここで、既述したようにバルブリフタ４の吸気バルブ６の軸頭と接触する内座面を、該吸気バルブ６の中心軸周りにバルブリフタ４が回転可能な大きさに形成されているので、バルブリフタ４も同時に回転する。この効果により、バルブリフタ４にかかる応力を集中を抑制することが可能となる。
【００２３】
しかしながら（Ｂ）においてはバルブスプリング８が回転するとバルブ６がバルブリフタ４を中心に回転することになるが、バルブ６はバルブリフタ４と偏心して装着されてバルブリフタ４を中心に回転することはできない構造のため、バルブスプリング８は回転することなく固定される。したがって、バルブリフタ４も回転しない機構となるため、バルブリフタ４に偏った応力が集中し、バルブスプリング８およびバルブリフタ４のロック現象を招きやすく、また、バルブリフタ４、リフタガイド部１０の耐久性を損ねる構造となる。したがって、（Ａ）のように、吸気バルブ６とバルブスプリング８とを同心とし、これらに対してバルブリフタ４を偏心して配置する構成とするのがよい。
【００２４】
以上は、吸気系について吸気バルブ６，バルブスプリング８，バルブリフタ４の好ましい配置関係を示したが、排気系についても同様であり、排気バルブ７とバルブスプリング９とを同心とし、これらに対してバルブリフタ５を偏心して配置する構成とするのがよい。
【００２５】
また、以上示した実施形態では、全てのバルブの軸をバルブリフタの軸に対して燃焼室中心軸寄りに偏心して配置したが、少なくとも１つのバルブの軸を同方向に偏心して配置するものであれば、効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の全体構成を示す図。
【図２】従来の直動式動弁装置によるレイアウトと、そのままバルブ軸を略直立させた場合に発生する問題及び本発明における解決例を示す図。
【図３】バルブ軸の挟角による燃焼室上部の無駄空間（クレビス容積）がある場合とない場合について示した図。
【図４】クレビス容積とエンジン出力性能との相関図を示す図。
【図５】バルブスプリングの好適な設置例を好ましくない設置例と比較して示した図。
【符号の説明】
１      シリンダヘッド
２      吸気カムシャフト
３      排気カムシャフト
４      吸気バルブリフタ
５      排気バルブリフタ
６      吸気バルブ
７      排気バルブ
８      吸気バルブスプリング
９      排気バルブスプリング
１０    リフタガイド部
１１    リフタガイド部
１２    燃焼室
Ｏｃ    燃焼室中心軸
Ｏｂ    バルブスプリングの中心軸
Ｏｖ    吸気バルブの中心軸
ＯＬｉ    吸気バルブリフタの中心軸
ＯＬｅ    排気バルブリフタの中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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