(57)【要約】【課題】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。【解決手段】燃焼室２１内の燃焼でシリンダボア１４、１５内のピストン１３を上下動させる内燃機関１０であって、クランク軸１７と、カム軸３１と、吸気弁２２と、排気弁２４と、スイングアーム２９とを備えて、吸気弁と排気弁のバルブ軸２６は、カム軸の軸方向にずれた位置で両側に振り分けられ、かつ、シリンダボアの中心軸ＡＸ１４、ＡＸ１５に向かう方向に傾斜し、カム軸のカム面に接触するスイングアームの接触ローラ２９ａは、シリンダボアの中心側に位置して重なるように配置されており、クランク軸、カム軸およびスイングアームの接触ローラは、ピストンのスラスト方向Ｔへオフセットさせた位置に配置した。【選択図】図２
2014234811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２３０６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【発明の効果】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
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。
【符号の説明】
【００３２】
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
【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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【図６】
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