JP4220415B2 - エンジン - Google Patents

Description

本発明は、カム軸からロッカーアームを介して吸気弁と排気弁とに駆動力を伝達するエンジンに関するものである。

従来のこの種のエンジンとしては、例えば特許文献１に開示されたものがある。この公報に示されたエンジンは、自動二輪車用のもので、シリンダの軸線が車体の前方を指向する状態で車体フレームに搭載されている。このエンジンのシリンダヘッドは、車体の側方から見て上下方向の中央部に１本のカム軸が設けられており、このカム軸の上方に１本の吸気弁が設けられるとともに、前記カム軸の下方に１本の排気弁が設けられている。前記吸・排気弁は、カム軸から駆動力が吸気弁用ロッカーアームと排気弁用ロッカーアームとを介して伝達される。

前記ロッカーアームは、カム軸の上方近傍と下方近傍に位置するロッカーシャフトに回動自在に支持されたボス部と、このボス部に突設されて前記カム軸のカムに摺接するスリッパ部と、前記ボス部からスリッパ部とは逆方向に突設されて吸・排気弁のステムの先端部を押圧するアーム部とが一体に形成されている。
また、この従来のエンジンは、前記２本のロッカーシャフトの中空部に潤滑油を供給し、この中空部からロッカーシャフトとロッカーアームのボス部との嵌合部分に潤滑油を供給する潤滑装置が設けられている。この潤滑装置は、カム軸より上方に位置する吸気弁用ロッカーアームのボス部から下方へ潤滑油を吐出させ、この潤滑油によってカム軸とスリッパ部との摺接部分を潤滑する構成が採られている。
なお、本出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に密接に関連する先行技術文献を出願時までに見付け出すことはできなかった。
特開平５−１５６９０４号公報（第３−５頁、図１）

上述したようにロッカーアームを有する従来のエンジンは、シリンダヘッドが上下方向（吸・排気弁が並ぶ方向）に大形化するという問題があった。これは、ロッカーアームのアーム部の長さが所定の長さとなるように吸・排気弁のステムの先端部をカム軸から上方または下方に離間させなければならず、バルブ挾み角が大きくなってしまうからである。また、前記従来のエンジンは、吸気弁用ロッカーアームと吸気弁のステムとの接触部分がロッカーシャフトから上方に大きく離間するため、この接触部分に潤滑油が供給され難くなるという不具合もあった。

発明者らは、例えば農薬を散布したり危険地域の空中撮影などを行う無人ヘリコプタに上述したようなエンジン、すなわちロッカーアームによって吸・排気弁を駆動する構成のエンジンを搭載することを考えている。しかしながら、これを実現するためには、シリンダヘッドを小型化するばかりではなく、エンジン全体をさらに小型軽量に形成しなければならない。
本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、ロッカーアームを有するエンジンの小型化を図り、このエンジンの動弁系の潤滑性を向上させるとともに、このエンジンを無人ヘリコプタに容易に搭載できるようにすることを目的とする。

この目的を達成するため、本発明に係るエンジンは、１本のカム軸と、これの両側に配設された一対のロッカーシャフトとをシリンダヘッド上に有し、前記各ロッカーシャフトにはこれと回動自在に嵌合するボス部と、このボス部に突設されて前記カム軸に摺接するスリッパ部と、前記ボス部からスリッパ部とは逆方向に突設されて吸・排気弁を押圧するアーム部とからなる吸気弁用ロッカーアームおよび排気弁用ロッカーアームを備えたエンジンにおいて、前記両ロッカーアームのボス部における前記カム軸と対向する部位に、他方のロッカーアームのスリッパ部の先端部分が臨む切欠きを形成し、前記各ロッカーシャフトの両端に各ロッカーアームのボス部の両端が回動自在に嵌合する大径部を形成するとともに、各ロッカーシャフトの中間に細径部を形成してこの細径部とボス部との間に空間を形成し、この空間に前記ロッカーアームのボス部の切欠きを臨ませたものである。

請求項２に記載した発明に係るエンジンは、請求項１に記載した発明に係るエンジンにおいて、シリンダの軸線を略水平とし、吸気弁をカム軸の上方に、排気弁をカム軸の下方に設け、各ロッカーシャフトの両端部をシリンダヘッドに支持させ、前記各ロッカーシャフトの内部に形成された中空部に潤滑油を供給し、この中空部から径方向に延びる第１の潤滑油通路を通して各ロッカーシャフトと両ロッカーアームのボス部との嵌合部に潤滑油を供給する潤滑装置を備え、吸気弁用ロッカーアームのボス部に、一端が前記第１の潤滑油通路と対向しかつ他端がボス部の外面に開口して吸気弁用アーム部先端と吸気弁のステムとの接触部分に潤滑油を吹きかける第２の潤滑油通路と、前記ロッカーシャフトの細径部とボス部との間の空間に一端が開口する貫通孔とボス部の切欠きとからなりカム軸と各ロッカーアームのスリッパ部との接触部分に潤滑油を垂らす第３の潤滑油通路とを形成し、排気弁用ロッカーアームのボス部における平面視において排気弁のステムと重なる部位に、一端がボス部内の空間に開口しかつ他端がボス部の外面に開口して排気弁用アーム部先端と排気弁のステムとの接触部分に潤滑油を垂らす第４の潤滑油通路を形成したものである。

請求項３に記載した発明に係るエンジンは、請求項１または請求項２に記載したエンジンを水平対向型とし、このエンジンのクランク軸と両シリンダのカム軸とをクランク軸の軸線方向の一端側に位置する１本の巻掛け式伝動手段によって接続し、両シリンダのうち前記軸線方向の他端側に位置するシリンダの上部と下部であって前記巻掛け式伝動手段と隣接する部位にオイルポンプと冷却水ポンプとを支持させ、これらのポンプの入力軸を前記巻掛け式伝動手段に接続したものである。

請求項４に記載した発明に係るエンジンは、請求項３に記載した発明に係るエンジンにおいて、オイルポンプの駆動用回転輪と冷却水ポンプの駆動用回転輪を巻掛け式伝動手段のアイドラ回転輪としたものである。

本発明によれば、ロッカーアームのボス部の切欠きに他方のロッカーアームのスリッパ部を臨ませることにより、前記ボス部とスリッパ部との干渉を避けながら、ロッカーシャフトの位置を互いに接近させることができる。したがって、ロッカーアームのアーム長さを変えることなく吸・排気弁のバルブ挾み角を小さくすることができるから、従来のエンジンに較べてシリンダヘッドを小型に形成することができる。

また、本発明によれば、ロッカーアームのボス部とロッカーシャフトの細径部との間に形成された空間の分だけロッカーシャフトの位置をさらに互いに接近させることができるから、バルブ挾み角を一層小さく形成できるようになり、シリンダヘッドをさらに小型に形成することができる。

請求項２記載の発明によれば、ロッカーシャフトと、吸気弁用ロッカーアームのボス部との嵌合部に供給された潤滑油の一部が第２の潤滑油通路から噴出し、吸気弁用アーム部先端と吸気弁のステムとの接触部分に供給される。また、前記嵌合部に供給された潤滑油の一部がロッカーシャフトの細径部と前記ボス部との間の空間に流出し、この空間から前記ボス部の貫通孔と切欠き（第３の潤滑油通路）とを通って両ロッカーアームのスリッパ部とカムとの接触部分に重力あるいは遠心力で自然に垂れる。また、ロッカーシャフトと、排気弁用ロッカーアームのボス部との嵌合部に供給された潤滑油の一部が第４の潤滑油通路を通って排気弁用アーム部先端と排気弁のステムとの接触部分に重力あるいは遠心力で自然に垂れる。
したがって、請求項１に記載した発明の効果に加えて、水平シリンダとロッカーシャフトのくびれ形状およびロッカーアームの切欠きの構成を利用して簡易かつ確実にロッカーアームと吸・排気弁との接触部分やロッカーアームのスリッパ部とカムとの接触部分を潤滑することができる。このため、従来より動弁機構の潤滑性が高いエンジンを提供することができる。

請求項３記載の発明によれば、オイルポンプと冷却水ポンプとをいわゆるバンクオフセットにより巻掛け式伝動手段との間隔が相対的に大きくなる方のシリンダに支持させているから、他方のシリンダに近接するように配設した巻掛け式伝動手段に前記両ポンプを容易に接続することができる。このため、巻掛け式伝動手段をシリンダに近接させてクランク軸の軸線方向の長さを短縮することができるから、クランク軸の軸線方向にコンパクトな水平対向型エンジンを提供することができる。

請求項４記載の発明によれば、専ら巻掛け式伝動手段のアイドラ回転輪として機能する部材が不要になるから、前記伝動手段が配設されるエンジンの一端部をコンパクトに形成することができる。

以下、本発明に係るエンジンの一実施の形態を図１ないし図１２によって詳細に説明する。
図１は本発明に係るエンジンの側面図、図２は同じく平面図で、これらの図においては、無人ヘリコプタの前部の形状を二点鎖線によって描いてある。図３は本発明に係るエンジンの正面図で、同図はシリンダボディ部分を破断した状態で描いてある。図４はエンジンの横断面図、図５はタイミングチェーンの構成を説明するための正面図である。
図６は要部の断面図、図７は図６におけるVII−VII線断面図、図８は図６におけるVIII−VIII線断面図、図９は図６におけるIX−IX線断面図、図１０は図６におけるX−X線断面図である。図１１は図５におけるXI−XI線断面図、図１２は図５におけるXII−XII線断面図である。

これらの図において、符号１で示すものは、無人ヘリコプタ２の機体に搭載される水冷式水平対向型２気筒エンジンである。このエンジン１は、シリンダ３の軸線方向が機体の左右方向と平行になるとともに、クランク軸４（図３〜図５参照）の軸線方向が機体の前後方向を指向する状態で機体の前部に搭載されている。図１および図２において、エンジン１の機体後側に接続された符号５で示すものは、エンジン１の動力をメインロータ６とテールロータ（図示せず）とに伝達するための駆動装置を示し、７はエンジン１の吸気装置、８は同じく排気装置、９は降着装置、１０は機体前部を覆うカウリングを示す。このカウリング１０は、図２に示すように、エンジン１と隣接する部位がヘッドカバー１１との干渉を避けるために機体の側方へ部分的に膨出するように形成されている。この膨出部分を図２中に符号１０ａで示す。

前記エンジン１は、図３および図４に示すように、機体の左右方向に分割可能に形成されてクランク軸４を回転自在に支持する左側シリンダボディ１２および右側シリンダボディ１３と、前記左側シリンダボディ１２に取付けられた左側シリンダヘッド１４と、前記右側シリンダボディ１３に取付けられた右側シリンダヘッド１５と、これらのシリンダヘッド１４，１５に取付けられた前記ヘッドカバー１１と、前記左右のシリンダヘッド１４，１５に設けられたカム軸１６にクランク軸４から動力を伝達するためのチェーン式伝動装置１７などによって構成されている。この実施の形態によるエンジン１は、図４に示すように、機体左側（同図においても左側）に位置するシリンダ３が他方のシリンダ３より機体後側（同図の下側）に位置するように形成されている。図３および図４において、１８はコンロッドを示し、１９はピストンを示す。

前記クランク軸４は、機体前側の端部にフライホイールマグネトウ２０とスタータ用歯車２０ａが設けられ、機体後側の端部に前記駆動装置５が接続されている。
前記左側シリンダヘッド１４と右側シリンダヘッド１５には、図６および図７に示すように、２本の吸気弁２１，２１および１本の排気弁２２と、これらの吸・排気弁２１，２２を駆動する動弁装置２３とがそれぞれ設けられている。これらの左右のシリンダヘッド１４，１５は、機体の左右方向に対称となるように形成されているため、ここでは機体右側のシリンダヘッド１５について図６〜図１０によって説明する。

前記吸気弁２１は、図７に示すように、シリンダヘッド１５の上部に設けられ、前記排気弁２２は、シリンダヘッド１５の下部に設けられている。この実施の形態による排気弁２２は、図７においては同一平面上に位置するように描いてあるが、実際には、吸気弁２１の下方に平面視において二つの吸気弁２１どうしの間に位置するように配設されている。これらの吸・排気弁２１，２２は、従来からよく知られているように、バルブスプリング２４によって閉じる方向に付勢されている。

前記動弁装置２３は、前記吸・排気弁２１，２２の間に位置するようにシリンダヘッド１５の上下方向の中央部に配設された１本のカム軸１６と、このカム軸１６から吸・排気弁２１，２２に動力を伝達するための吸気弁用ロッカーアーム２５および排気弁用ロッカーアーム２６とによって構成されている。
前記カム軸１６は、図６および図８に示すように、軸線方向の両端部がシリンダヘッド１５の軸受１５ａとカムキャップ２７とに挟持され、これら両部材によって回転自在に支持されている。また、このカム軸１６の機体前側の端部は、前記軸受部分より機体の前方（図６においては右方）に突出するように形成されており、この突出側端部に後述するチェーン式伝動装置１７の一部を構成する従動スプロケット２８が取付けられている。このカム軸１６は、チェーン式伝動装置１７によりクランク軸４の回転が伝達されることによって回転する。

前記カムキャップ２７は、図６に示すように、後述する吸気弁用ロッカーアーム２５を支持する上側ロッカーシャフト３１と、排気弁用ロッカーアーム２６を支持する下側ロッカーシャフト３２とが取付けられている。これらのロッカーシャフト３１，３２は、図６〜図８に示すように、前記カム軸１６より機体外側で互いに上下方向に間隔をおいて離間し、カム軸１６と平行に延びるように配設されており、前記カムキャップ２７の円形凹部２７ａに両端部が嵌合して支持されている。また、これらのロッカーシャフト３１，３２は、カムキャップ２７をシリンダヘッド１５に固定するための固定用ボルト３３が両端部に係合している。この実施の形態による前記固定用ボルト３３は、図８に示すように、頭部とねじ部との間の棒状部分３３ａが相対的に細くなるように形成されている。これは、後述するように、前記棒状部分３３ａとボルト孔３４の孔壁面との間の空間を潤滑油通路として使用するためである。

前記ロッカーシャフト３１，３２は、図６に示すように、前記カムキャップ２７に嵌合する両端部どうしの間に前記両端部より外径が細くなる細径部３５が形成されている。すなわち、このロッカーシャフト３１，３２は、カムキャップ２７に支持される両端側の大径部３６と、これらの大径部３６，３６どうしの間に位置する前記細径部３５とから構成されている。前記大径部３６の軸線方向の長さは、ロッカーシャフト３１，３２が前記固定用ボルト３３によって位置決めされている状態で、前記円形凹部２７ａの外に一部が露出するように形成されている。この露出部分には、後述するロッカーアーム２５，２６のボス部が嵌合する。また、前記ロッカーシャフト３１，３２の軸心部には、後述する潤滑装置３７の潤滑油通路の一部を構成する中空部３８が形成されている。

前記吸気弁用ロッカーアーム２５と排気弁用ロッカーアーム２６は、図６〜図１０に示すように、円筒状に形成されて前記ロッカーシャフト３１，３２の大径部３６に回動自在に支持されたボス部４１と、このボス部４１に突設されて前記カム軸１６に摺接するスリッパ部４２と、前記ボス部４１からスリッパ部４２とは逆方向に突設されて吸気弁２１または排気弁２２を押圧するアーム部４３とがそれぞれ一体に形成されている。

前記吸気弁用ロッカーアーム２５の前記アーム部４３は、２本の吸気弁２１を押圧することができるように、ボス部４１の軸線方向の両端部にそれぞれ設けられている。排気弁２２用ロッカーアーム２６の前記アーム部４３は、ボス部４１の軸線方向の中央部に設けられている。これらのアーム部４３の先端部分には、従来からよく知られているように、バルブクリアランスを調整するためのアジャストボルト４４（図７〜図１０参照）が取り付けられている。

前記吸気弁用ロッカーアーム２５の前記スリッパ部４２と、排気弁用ロッカーアーム２６のスリッパ部４２は、カム軸１６の軸線方向に並ぶように形成されている。この実施の形態においては、吸気弁用ロッカーアーム２５のスリッパ部４２は、排気弁用ロッカーアーム２６のスリッパ部４２より機体前側（図６においては右側）に位置付けられている。
吸気弁用ロッカーアーム２５の前記ボス部４１と、排気弁用ロッカーアーム２６の前記ボス部４１は、図６、図７および図９に示すように、前記カム軸１６と対向する部位に他方のロッカーアームのスリッパ部４２の先端部分が臨む切欠き４５が形成されている。この切欠き４５は、円筒状のボス部４１の外周部を部分的に開口させるように形成されている。

この切欠き４５の開口部分の大きさは、切欠き４５内に臨むスリッパ部４２がカム軸１６の回転に伴って揺動したときにスリッパ部４２の先端部分がボス部４１に接触することがないように設定されている。すなわち、切欠き４５におけるボス部４１の軸線方向の長さは、前記スリッパ部４２の幅（前記軸線方向の長さ）より僅かに大きくなるように形成されている。また、切欠き４５におけるボス部４１の周方向の長さは、例えば図７に示すように、一方のスリッパ部４２がカム軸１６のカム１６ａの頂部に位置しかつ他方のスリッパ部４２がカムの基礎円部に位置している状態で、スリッパ部４２とボス部４１との間に隙間が形成されるように設定されている。

この実施の形態では、ボス部４１の内部に位置するロッカーシャフト３１，３２に細径部３５が形成されているから、スリッパ部４２の先端部分を前記切欠き４５を越えてボス部４１の内方空間Ｓ内にも挿入させることができる。すなわち、この実施の形態においては、スリッパ部４２と、他方のロッカーアームのボス部４１およびロッカーシャフトとの干渉を避けながら、ロッカーシャフト３１，３２の位置を従来のエンジンに較べて互いに接近させることができ、したがって吸・排気弁のバルブ挾み角を小さくすることができる。

前記ロッカーシャフト３１，３２の細径部３５は、前記切欠き４５と対応する部位にのみ形成されていれば前記スリッパ部４２との接触を避けることができるものであるが、この実施の形態では、ロッカーシャフト３１，３２の軽量化を図るために、前記切欠き４５とは対応していない部位にも延在させている。また、この実施の形態では、上述したようにロッカーシャフト３１，３２に細径部３５を形成することによりボス部４１内に形成される空間Ｓを潤滑油通路の一部として使用している。ここで、吸・排気弁用ロッカーアーム２５，２６の被潤滑部を潤滑する潤滑装置３７について説明する。

ロッカーアーム用潤滑装置３７は、カム軸潤滑用の潤滑油の一部をロッカーシャフト３１，３２の中空部３８内に供給し、この中空部３８内からロッカーアーム２５，２６の各被潤滑部に供給する構成が採られている。ロッカーアームの被潤滑部とは、ボス部４１とロッカーシャフト３１，３２の大径部３６との嵌合部と、アーム部４３と吸・排気弁２１，２２のステム２１ａ，２２ａとの接触部分と、スリッパ部４２とカム軸１６との接触部分である。

前記カム軸潤滑用の潤滑油は、図４および図８に示すように、シリンダヘッド１５内に形成された潤滑油供給用通路５１からカム軸１６の一端側の軸受部１６ｂに供給され、この軸受部１６ｂの周面に形成された環状の潤滑油通路５２から小孔１６ｃと中空部１６ｄとを通ってカム軸１６の他端側の軸受部１６ｅ（図４参照）に供給される。前記環状の潤滑油通路５２は、カム軸１６の外周面と、シリンダヘッド１５およびカムキャップ２７との間をカム軸１６の周方向に途切れることなく延びるように形成されている。

前記潤滑油供給用通路５１の上流側は、図３に示すように、機体前方に向かって右側に位置する右側シリンダボディ１３の下壁５３内に形成された潤滑油通路５４と、左右のシリンダボディ１２，１３の最下部に取付けられたオイルパン５５に形成された潤滑油通路５６などによって機体左側へ延出され、前記オイルパン５５に装着されたオイルフィルタ５７の潤滑油出口５７ａに接続されている。このオイルフィルタ５７の潤滑油入口は、左側シリンダボディ１２に装着されたオイルポンプ５８の潤滑油吐出口に接続されている。

前記オイルポンプ５８は、図５および図１１に示すように、左側シリンダボディ１２の下部であって機体前側の端部に入力軸５８ａの軸線方向が機体の前後方向と平行になるように取付けられている。このオイルポンプ５８は、前記入力軸５８ａに後述するチェーン式伝動装置１７を介してクランク軸４の回転が伝達される。前記オイルパン５５内に貯留された潤滑油を吸込み、前記潤滑油供給用通路５１に吐出する。この前記潤滑油供給用通路５１は、図示してはいないが、前記オイルフィルタ５７の下流側で右側シリンダ側と左側シリンダ側とに分岐されている。

前記潤滑油供給用通路５１から潤滑油が供給されるカム軸１６の周面の前記環状の潤滑油通路５２は、図８に示すように、カムキャップ２７内をカム軸１６側から前記固定用ボルト３３側へ延びる連通路６１と、前記固定用ボルト３３とボルト孔３４との間に形成された筒状の潤滑油通路６２とによってロッカーシャフト３１，３２の中空部３８（図４および図６参照）に接続されている。

ロッカーシャフト３１，３２の中空部３８は、図６に示すように、ロッカーシャフト３１，３２の軸心部を一端から他端へ貫通するように形成されており、ロッカーシャフト３１，３２の大径部３６におけるロッカーアーム２５，２６のボス部４１が嵌合する部位（４箇所）に径方向に延びるように形成された第１の潤滑油通路６３によって、ロッカーシャフト３１，３２とロッカーアーム２５，２６のボス部４１との嵌合部に接続されている。この中空部３８は、図６において右側の端部３８ａ（機体前側の端部）に前記筒状の潤滑油通路６２が連通されている。

潤滑油は、前記筒状の潤滑油通路６２から前記機体前側の端部３８ａに入り、この端部３８ａから中空部３８内を図６において左方へ（機体後側へ）流れる。これとともに、この潤滑油は、前記両端部３８ａ，３８ｂから前記第１の潤滑油通路６３を通ってロッカーアーム２５，２６の前記嵌合部に供給される。この結果、ロッカーシャフト３１，３２の大径部３６と前記ボス部４１との嵌合部が潤滑油によって潤滑される。

前記４箇所の第１の潤滑油通路６３のうち、吸気弁用ロッカーアーム２５との嵌合部に潤滑油を供給する二つの第１の潤滑油通路６３は、図８および図１０に示すように、吸気弁用ロッカーアーム２５のボス部４１の両端部に穿設された第２の潤滑油通路６４に接続されている。前記第２の潤滑油通路６４は、前記第１の潤滑油通路６３と対向する一端からボス部４１の径方向の外側へ延びるように形成されており、他端がボス部４１の外面に開口している。この第２の潤滑油通路６４の前記他端の開口は、吸気弁用ロッカーアーム２５のアジャストボルト４４と吸気弁２１のステム２１ａとの接触部分を指向するように形成されている。

また、この第２の潤滑油通路６４は、吸気弁用ロッカーアーム２５のスリッパ部４２がカム軸１６の基礎円部分に摺接している状態で前記第１の潤滑油通路６３に接続される位置に形成されている。すなわち、吸気弁２１が全閉状態にあるとき、換言すれば吸気弁２１のステム２１ａと吸気弁用ロッカーアーム２５との接触部分の位置が最も高くなるときに、潤滑油が前記第１の潤滑油通路６３から第２の潤滑油通路６４に供給されて前記他端の開口からオイルポンプ５８の吐出圧で噴出し、吸気弁用ロッカーアーム２５と２本の吸気弁２１のステム２１ａとの接触部分（アジャストボルト４４とステム２１ａとの間のバルブクリアランスからなる微小隙間も含む）に供給される。

前記ロッカーシャフト３１，３２と前記ボス部４１との４箇所の嵌合部に前記第１の潤滑油通路６３から供給された潤滑油は、ボス部４１とロッカーシャフト１３，３２の細径部３５との間に形成された空間Ｓ内に流出する。吸気弁用ロッカーアーム２５のボス部４１内に流出した潤滑油は、前記切欠き４５と、ボス部４１に穿設された貫通孔６５（図６，図７および図９参照）とから下方へ重力または遠心力によって自然に流下する。この切欠き４５と貫通孔６５とによって請求項２記載の発明でいう第３の潤滑油通路が構成されている。前記切欠き４５から流下した潤滑油は、その下方に位置する排気弁用ロッカーアーム２６のスリッパ部４２とカム軸１６との接触部分に付着し、このスリッパ部４２の摺接部分を潤滑する。前記貫通孔６５は、前記ボス部４１における吸気弁用ロッカーアーム２５のスリッパ部４２とカム軸１６との接触部分の上方となる部位に配設されており、この貫通孔６５を通って流下した潤滑油は前記接触部分を潤滑する。

一方、排気弁用ロッカーアーム２６のボス部４１内に流出した潤滑油は、このボス部４１の軸線方向の中央部に穿設された第４の潤滑油通路６６（図６および図９参照）を通って重力または遠心力によって自然に下方へ流下する。この第４の潤滑油通路６６は、前記ボス部４１における平面視において排気弁２２と重なる部位に配設されており、一端がボス部４１の内周面に開口しかつ他端がボス部４１の外面に排気弁用ロッカーアーム２６のアジャストボルト４４と排気弁２２のステム２２ａとの接触部分を指向するように開口している。この貫通孔を通って下方へ流下した潤滑油は、排気弁用ロッカーアーム２６と排気弁２２との接触部分を潤滑する。

このように両スリッパ部４２，４２とカム軸１６との接触部分および排気弁用ロッカーアーム２６と排気弁２２との接触部分は、オイルポンプ５８の吐出圧によらず、シリンダが水平に搭載されることを利用して重力または遠心力によって潤滑油が供給される。このため、一般的にスチール素材で重量の嵩むロッカーシャフト３１，３２の中央の細径部３５と、ロッカーアーム２５，２６の切欠き４５による軽量化が可能となる。

上述したようにロッカーアーム２５，２６の各被潤滑部とカム軸１６の軸受部を潤滑した潤滑油は、シリンダヘッド１５とヘッドカバー１１との間に形成された動弁カム室６７（図６〜図１０）の底部に流下し、ここから後述する第１の潤滑油戻り通路６８（図６参照）または第２の潤滑油戻り通路６９を通って前記オイルパン５５内に戻る。
前記第１の潤滑油戻り通路６８は、図６に示すように、動弁カム室６７の底部であって機体後側（図６においては左側）の端部に開口する第１戻し孔６８ａから潤滑油戻り用パイプ６８ｂ（図３参照）を介して前記オイルパン５５内に延びている。前記第２の潤滑油戻り通路６９は、動弁カム室６７の底部における機体前側の端部に開口する第２戻し孔６９ａからチェーン室下壁に沿ってバッフルプレート７０（図３参照）より下方のオイルパン５５内に延びている。なお、バッフルプレート７０は、クランク軸４の回転によるオイルのかき上げを防止するためのもので、この実施の形態においては、左側シリンダボディ１２と右側シリンダボディ１３とに一体成形され、シリンダボディの剛性確保と部品点数の削減を図っている。

前記カム軸１６にクランク軸４の回転を伝達するチェーン式伝動装置１７は、図４に示すように、クランク軸４の軸線方向の一端側（機体前側）に位置付けられており、図５に示すように、１本のチェーン７１によって右側シリンダヘッド１５のカム軸１６と左側シリンダヘッド１４のカム軸１６とを駆動する構成が採られている。詳述すると、このチェーン式伝動装置１７は、前記チェーン７１と、クランク軸４に一体に形成された駆動スプロケット７２と、各カム軸１６に取付けられた２個の従動スプロケット２８と、前記オイルポンプ５８の駆動用スプロケット７３と、オイルポンプ５８の上方に配設された冷却水ポンプ７４の駆動用スプロケット７５と、３個のチェーンガイド７６と、チェーンテンショナー７７などによって構成されている。また、この伝動装置１７は、エンジン１の機体前側の端部に取付けられたチェーンカバー７８（図４，５および図１１参照）と、前記ヘッドカバー１１とによって覆われている。この伝動装置１７によって請求項３に記載した発明でいう巻掛け式伝動手段が構成されている。

前記チェーン７１は、オイルポンプ５８の駆動用スプロケット７３と、冷却水ポンプ７４の駆動用スプロケット７５とによって回転時の移動経路が所定の経路となるように規制されている。すなわち、チェーン７１は、クランク軸４の駆動スプロケット７２に巻掛けられる範囲がオイルポンプ５８の駆動用スプロケット７３によって拡げられている。また、このチェーン７１は、一方のカム軸１６側から他方のカム軸１６側へ移動するときに前記駆動スプロケット７２の上方を迂回して通過するように、冷却水ポンプ７４の駆動用スプロケット７５によって移動経路が規制されている。これら二つの駆動用スプロケット７３，７５によってチェーン７１の移動経路を変えているために、この伝動装置１７は、専らアイドラスプロケットとして機能する部材は設けられていない。

前記冷却水ポンプ７４は、図１１に示すように、左側シリンダボディ１２の上部であって機体前側の端部に取付けられている。この冷却水ポンプ７４の入力軸７４ａは、左側シリンダボディ１２から機体の前方に突出され、先端部に前記駆動用スプロケット７５が取付けられている。この冷却水ポンプ７４と上述したオイルポンプ５８とを左側シリンダボディ１２に取付けるに当たっては、いわゆるバンクオフセットにより形成されるデッドスペースを有効に利用している。

すなわち、前記左側シリンダボディ１２は、図４に示すように、バンクオフセットによって右側シリンダボディ１３より機体後側に位置しているために、この左側シリンダボディ１２の機体前側の端部と前記チェーン７１との間隔が右側シリンダボディ１３とチェーン７１との間隔より広く形成される。このため、左側シリンダボディ１２と前記チェーン７１との間に上述したデッドスペースが形成される。しかし、この実施の形態においては、オイルポンプ５８と冷却水ポンプ７４とをその一部が前記デッドスペースに臨むように左側シリンダボディ１２の機体前側の端部に取付けることにより、これらの補機の左側シリンダボディ１２に対する上下方向の突出量が可及的少なくなるようにしている。この構成を採ることにより、前記デッドスペースを有効に利用してエンジン１を上下方向にコンパクトに形成することができる。

また、前記バンクオフセットにより相対的に機体後側に位置する左側シリンダボディ１２にオイルポンプ５８と冷却水ポンプ７４とを設けているから、これら両ポンプの駆動用スプロケット７３，７５の位置が左側シリンダボディ１２より機体前側へ突出するにもかかわらず、前記チェーン７１を右側シリンダボディ１３の機体前側の端部に近接させて配設することができる。すなわち、チェーン７１を巻掛けるクランク軸４の駆動スプロケット７２を可及的機体後側に位置付けることができ、クランク軸４の軸線方向の長さを短縮させることができるから、エンジン１をクランク軸４の軸線方向にコンパクトに形成することができる。

前記チェーンガイド７６は、図５および図１２に示すように、芯金７６ａと硬質ゴム７６ｂとによって弓状に湾曲するように形成され、この実施の形態では機体左側と右側のシリンダボディ１２，１３およびシリンダヘッド１４，１５と、前記チェーンカバー７８とによって両端部が挟持されるとともに、湾曲内側の突起７６ｃがシリンダボディ１２，１３の壁面に対接する状態で所定の位置に固定されている。このチェーンガイド７６の一端部は、例えば図１２に示すように、シリンダボディ１２，１３に形成された位置決め用凹陥部８１にチェーンガイド７６のピン７６ｄを嵌合させた状態で、シリンダボディ１２，１３とチェーンカバー７８とによって挟持されている。このチェーンガイド７６の他端部は、角部７６ｅが形成され、この角部７６ｅがシリンダヘッド１４，１５およびチェーンカバー７８の凹陥部（図示せず）に嵌合することによって、移動が規制されている。
構造が採られている。このようにチェーンガイド７６をシリンダボディ１２，１３に固定するに当たって取付用ボルトを使用しない構成を採ることによって、エンジン１の軽量化を図ることができる。

上述したように構成したエンジン１においては、吸気弁用ロッカーアーム２５のボス部４１と排気弁用ロッカーアーム２６のボス部４１に他方のロッカーアームのスリッパ部４２が臨む切欠き４５が形成されているから、前記ボス部４１とスリッパ部４２との干渉を避けながら、ロッカーシャフト３１，３２の位置を互いに接近させることができる。したがって、ロッカーアーム２５，２６のアーム部４３の長さを変えることなく吸・排気弁２１，２２のバルブ挾み角を小さくすることができる。

この実施の形態では、ロッカーアーム２５，２６のボス部４１とロッカーシャフト３１，３２の細径部３５との間に形成された空間の分だけロッカーシャフト３１，３２の位置をさらに互いに接近させることができるから、前記バルブ挾み角をより一層小さく形成することができる。
このため、シリンダの軸線が略水平となるように構成し、シリンダヘッド１５を上下方向に小型化することができるから、このエンジン１を搭載する無人ヘリコプタ２は、図２に示すカウリング１０の膨出部１０ａを上下方向に小さく形成することができる。

また、上述したように吸・排気弁２１，２２のバルブ挾み角が小さくなることにより、ピストン１９の頂面を平坦または凹形状となるように形成することができるから、燃焼室をコンパクトに形成することができ、燃焼効率を向上させることができる。さらに、このようにピストンを形成することができることから、ピストン１９の重心をクランク軸４に近付けることができる。すなわち、ピストン１９とコンロッド１８などからなるマスの集中を図ることができるとともに、往復運動部分の慣性重量が低減されることから必要な強度が小さくなり、軽量化を図ることができる。

加えて、シリンダヘッド１５からヘッドカバー１１を取外すことによって、吸気弁用ロッカーアーム２５のアジャストボルト４４と、排気弁用ロッカーアーム２６のアジャストボルト４４とを露出させることができるから、バルブクリアランスの調整作業を容易に行うことができる。なお、ヘッドカバー１１は、吸気系の動弁機構と排気系の動弁機構を覆うために大型に形成されているが、このヘッドカバー１１は、例えばマグネシウムなどの軽量な材料によって薄肉となるように形成することにより、重量増加となることを阻止することができる。

さらにまた、この実施の形態で示したエンジン１は、ロッカーシャフト３１，３２をカムキャップ２７に支持させているから、シリンダヘッドにロッカーシャフトを支持させる従来のエンジンに較べるとシリンダヘッドに形成するロッカーシャフト取付用ボス部の分だけシリンダヘッドの軽量化を図ることができる。

この実施の形態によるエンジン１は、ロッカーシャフト３１と、吸気弁用ロッカーアーム２５のボス部４１との嵌合部に供給された潤滑油の一部が第２の潤滑油通路６４から噴出し、吸気弁用ロッカーアーム２５と吸気弁２１との接触部分に供給される。また、このエンジン１においては、吸気弁用ロッカーアーム２５のボス部４１内に流出した潤滑油は、切欠き４５と、ボス部４１の貫通孔６５とから下方へ重力または遠心力によって自然に流下し、その下方に位置する排気弁用ロッカーアーム２６のスリッパ部４２とカム軸１６との接触部分と、吸気弁用ロッカーアーム２５のスリッパ部４２とカム軸１６との接触部分とを潤滑する。

さらに、このエンジン１においては、ロッカーシャフト３２と、排気弁用ロッカーアーム２６のボス部４１との嵌合部に供給された潤滑油の一部が第４の潤滑油通路６６を通って排気弁用ロッカーアーム２６と排気弁２２との接触部分に付着する。このため、バルブ挾み角が小さくなることと、各接触部分に潤滑油を積極的に導く通路が形成されていることとが相俟って、前記接触部分を潤滑油によって充分に潤滑することができる。
上述した実施の形態では巻掛け式伝動手段をチェーン７１によって構成する例を示したが、チェーン７１の代わりベルトを使用することもできる。

上述した実施の形態においては、両ロッカーアーム２５，２６のスリッパ部４２，４２とカム軸１６との接触部分に切欠き４５と貫通孔６５とから潤滑油を流下させる構成を採っているが、前記接触部分に潤滑油を供給するに当たっては、例えば機体前側のカムキャップ２７からカム軸１６の軸線方向に沿って前記接触部分へ潤滑油を噴出させる構成を採ることができる。この場合は、図８に示すように、カムキャップ２７に、その内部に形成された連通路６１からカム軸１６の軸線方向に沿ってカムキャップ２７を貫通するように延びる小孔９１を形成する。この小孔９１は、機体前側（図６においては右側）に位置するカムキャップ２７の内側面に開口させる。この開口の位置を図７中に二点鎖線で示す。この構成を採ることにより、潤滑油がオイルポンプ５８の吐出圧で小孔９１から前記接触部分に噴出し、この潤滑油によって両スリッパ部４２，４２とカム軸１６との接触部分が潤滑される。

上述した実施の形態では本発明に係るエンジンを無人ヘリコプタに搭載する例を示したが、本発明に係るエンジンは、自動車や自動二輪車などの車両に搭載することもできる。

本発明に係るエンジンの側面図である。 本発明に係るエンジンの平面図である。 本発明に係るエンジンの正面図である。 本発明に係るエンジンの横断面図である。 タイミングチェーンの構成を説明するための正面図である。 要部の断面図である。 図６におけるVII−VII線断面図である。 図６におけるVIII−VIII線断面図である。 図６におけるIX−IX線断面図である。 図６におけるX−X線断面図である。 図５におけるXI−XI線断面図である。 図５におけるXII−XII線断面図である。

符号の説明

１…エンジン、４…クランク軸、１６…カム軸、１７…チェーン式伝動装置、２１…吸気弁、２２…排気弁、２５…吸気弁用ロッカーアーム、２６…排気弁用ロッカーアーム、２７…カムキャップ、２８…従動スプロケット、３１，３２…ロッカーシャフト、３５…細径部、３６…大径部、３７…潤滑装置、３８…中空部、４１…ボス部、４２…スリッパ部、４３…アーム部、４５…切欠き、５８…オイルポンプ、６２…筒状の潤滑油通路、６３…第１の潤滑油通路、６４…第２の潤滑油通路、６６…第４の潤滑油通路、７２…駆動スプロケット、７３，７５…駆動用スプロケット、７４…冷却水ポンプ、Ｓ…空間。

Claims (4)

1. １本のカム軸と、これの両側に配設された一対のロッカーシャフトとをシリンダヘッド上に有し、前記各ロッカーシャフトにはこれと回動自在に嵌合するボス部と、このボス部に突設されて前記カム軸に摺接するスリッパ部と、前記ボス部からスリッパ部とは逆方向に突設されて吸・排気弁を押圧するアーム部とからなる吸気弁用ロッカーアームおよび排気弁用ロッカーアームを備えたエンジンにおいて、前記両ロッカーアームのボス部における前記カム軸と対向する部位に、他方のロッカーアームのスリッパ部の先端部分が臨む切欠きを形成し、
   前記各ロッカーシャフトの両端に各ロッカーアームのボス部の両端が回動自在に嵌合する大径部を形成するとともに、各ロッカーシャフトの中間に細径部を形成してこの細径部とボス部との間に空間を形成し、この空間に前記ロッカーアームのボス部の切欠きを臨ませたことを特徴とするエンジン。
2. 請求項１記載のエンジンにおいて、シリンダの軸線を略水平とし、吸気弁をカム軸の上方に、排気弁をカム軸の下方に設け、各ロッカーシャフトの両端部をシリンダヘッドに支持させ、前記各ロッカーシャフトの内部に形成された中空部に潤滑油を供給し、この中空部から径方向に延びる第１の潤滑油通路を通して各ロッカーシャフトと両ロッカーアームのボス部との嵌合部に潤滑油を供給する潤滑装置を備え、吸気弁用ロッカーアームのボス部に、一端が前記第１の潤滑油通路と対向しかつ他端がボス部の外面に開口して吸気弁用アーム部先端と吸気弁のステムとの接触部分に潤滑油を吹きかける第２の潤滑油通路と、前記ロッカーシャフトの細径部とボス部との間の空間に一端が開口する貫通孔とボス部の切欠きとからなりカム軸と各ロッカーアームのスリッパ部との接触部分に潤滑油を垂らす第３の潤滑油通路とを形成し、排気弁用ロッカーアームのボス部における平面視において排気弁のステムと重なる部位に、一端がボス部内の空間に開口しかつ他端がボス部の外面に開口して排気弁用アーム部先端と排気弁のステムとの接触部分に潤滑油を垂らす第４の潤滑油通路を形成してなるエンジン。
3. 請求項１または請求項２に記載したエンジンを水平対向型とし、このエンジンのクランク軸と両シリンダのカム軸とをクランク軸の軸線方向の一端側に位置する１本の巻掛け式伝動手段によって接続し、両シリンダのうち前記軸線方向の他端側に位置するシリンダの上部と下部であって前記巻掛け式伝動手段と隣接する部位にオイルポンプと冷却水ポンプとを支持させ、これらのポンプの入力軸を前記巻掛け式伝動手段に接続してなるエンジン。
4. 請求項３記載のエンジンにおいて、オイルポンプの駆動用回転輪と冷却水ポンプの駆動用回転輪を巻掛け式伝動手段のアイドラ回転輪としてなるエンジン。

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