(57)【要約】【課題】部品点数を削減し、エンジンの製造性を向上することが可能なモノブロックエンジンを提供する。【解決手段】クランク軸７の軸線及びカム軸６の軸線と直交する中間軸２９と、クランク軸７と同期回転する第１ベベルギヤ３２と、中間軸２９の下端部に配置されて第１ベベルギヤ３２と噛み合う第２ベベルギヤ３３と、中間軸２９の上端部に配置された第３ベベルギヤ３４と、カム軸６と同期回転して第３ベベルギヤ３４と噛み合う第４ベベルギヤ３５とを備えてカム軸駆動機構を構成し、中間軸２９及び当該中間軸２９を支持するベアリング１９を収納する収納部３１をエンジンブロック主要部１と一体形成した。また、中間軸２９で駆動されるオイルポンプ３９を収納部３１内に配置したことにより、オイルポンプ３９をエンジンブロック主要部１と一体化することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッド及びシリンダ及びクランクケースの上半部を一体化したエンジンブロック主要部を有し、前記シリンダヘッドに配置されるカム軸にクランク軸から駆動力を伝達するカム軸駆動機構を前記クランク軸の軸線方向の何れか一方の前記エンジンブロックの端部に配置したモノブロックエンジンにおいて、
前記カム軸駆動機構は、
軸線が前記クランク軸の軸線及びカム軸の軸線と直交する中間軸と、
前記クランク軸と同期回転する第１ベベルギヤと、
前記中間軸の軸線方向の一方の端部に配置されて前記第１ベベルギヤと噛み合う第２ベベルギヤと、
前記中間軸の軸線方向の他方の端部に配置された第３ベベルギヤと、
前記カム軸と同期回転して前記第３ベベルギヤと噛み合う第４ベベルギヤとを備えて構成され、
前記中間軸及び当該中間軸を支持する軸受を収納する収納部を前記エンジンブロック主要部と一体形成したことを特徴とするモノブロックエンジン。
【請求項２】
前記収納部内に前記中間軸で駆動されるオイルポンプを配置したことを特徴とする請求項１に記載のモノブロックエンジン。
【請求項３】
前記オイルポンプの構成部材を収納するオイルポンプケースを前記収納部に一体形成したことを特徴とする請求項２に記載のモノブロックエンジン。
【請求項４】
前記軸受のうちの少なくとも一つを前記中間軸の軸線方向で前記オイルポンプと前記第２ベベルギヤとの間に配置したことを特徴とする請求項２又は３に記載のモノブロックエンジン。
【請求項５】
前記オイルポンプケースの軸線方向端部の開口を閉塞する閉塞部材を前記収納部に形成された凹部の内周に取付け、
前記オイルポンプと前記第２ベベルギヤとの間に配置される軸受を前記閉塞部材に取付けたことを特徴とする請求項４に記載のモノブロックエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両などに用いられるモノブロックエンジンに関し、シリンダヘッド、シリンダ、及びクランクケースの上半部が一体化されたモノブロックエンジンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このようなモノブロックエンジンとしては、例えば下記特許文献１に記載されるものがある。特許文献１に記載のモノブロックエンジンでは、クランク軸端に取付けたギヤによって中間プーリを駆動し、この中間プーリからカム軸側のプーリにベルトを介して駆動力を伝達している。このため、ギヤやプーリを覆う外壁に組付けやメンテナンス用の開口部を形成し、この開口部を覆うカバーやカバーとエンジンブロックとの間をシールするシール材などが必要になり、エンジンブロックの構造が複雑化していた。一方、下記特許文献２では、クランク軸でカム軸を駆動するためのカム軸駆動機構としてベベルギヤを用いている。具体的には、エンジンブロックとは別体の収納部に収納された中間軸の軸線をクランク軸の軸線及びカム軸の軸線と直交方向に配置し、中間軸の両端部にベベルギヤを取付けると共に、クランク軸と同期回転するベベルギヤ及びカム軸と同期回転するベベルギヤを設け、クランク軸のベベルギヤと中間軸のクランク軸側ベベルギヤを噛み合わせ、カム軸のベベルギヤと中間軸のカム軸側ベベルギヤを噛み合わせる。このようなカム軸の駆動機構を使用すれば、チェーンやベルトでカム軸を駆動するエンジンに比べ、エンジンの小型化が図れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６０−９７３４６号公報
【特許文献２】特開平１１−１５３００５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、前記特許文献２のエンジンでは、中間軸を収納する収納部がエンジンブロックと別体のため、特許文献１と同様にエンジンの部品点数が増加し、エンジンの製造性が悪化するという問題が生じる。
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あり、部品点数を削減し、エンジンの製造性を向上することが可能なモノブロックエンジンを提供することを目的とするものである。
【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、発明の実施態様は、シリンダヘッド及びシリンダ及びクランクケースの上半部を一体化したエンジンブロック主要部を有し、前記シリンダヘッドに配置されるカム軸にクランク軸から駆動力を伝達するカム軸駆動機構を前記クランク軸の軸線方向の何れか一方の前記エンジンブロックの端部に配置したモノブロックエンジンにおいて、前記カム軸駆動機構は、軸線が前記クランク軸の軸線及びカム軸の軸線と直交する中間軸と、前記クランク軸と同期回転する第１ベベルギヤと、前記中間軸の軸線方向の一方の端部に配置されて前記第１ベベルギヤと噛み合う第２ベベルギヤと、前記中間軸の軸線方向の他方の端部に配置された第３ベベルギヤと、前記カム軸と同期回転して前記第３ベベルギヤと噛み合う第４ベベルギヤとを備えて構成され、前記中間軸及び当該中間軸を支持する軸受を収納する収納部を前記エンジンブロック主要部と一体形成したことを特徴とするモノブロックエンジンである。
【０００６】
また、前記収納部内に前記中間軸で駆動されるオイルポンプを配置したことを特徴とするモノブロックエンジンである。
また、前記オイルポンプの構成部材を収納するオイルポンプケースを前記収納部に一体形成したことを特徴とするモノブロックエンジンである。
【０００７】
また、前記軸受のうちの少なくとも一つを前記中間軸の軸線方向で前記オイルポンプと前記第２ベベルギヤとの間に配置したことを特徴とするモノブロックエンジンである。
また、前記オイルポンプケースの軸線方向端部の開口を閉塞する閉塞部材を前記収納部に形成された凹部の内周に取付け、前記オイルポンプと前記第２ベベルギヤとの間に配置される軸受を前記閉塞部材に取付けたことを特徴とするモノブロックエンジンである。
【発明の効果】
【０００８】
而して、発明の実施態様によれば、シリンダヘッド及びシリンダ及びクランクケースの上半部を一体化したエンジンブロック主要部を有し、シリンダヘッドに配置されるカム軸にクランク軸から駆動力を伝達するカム軸駆動機構をクランク軸の軸線方向の何れか一方のエンジンブロックの端部に配置する場合に、クランク軸の軸線及びカム軸の軸線と直交する中間軸と、クランク軸と同期回転する第１ベベルギヤと、中間軸の軸線方向の一方の端部に配置されて第１ベベルギヤと噛み合う第２ベベルギヤと、中間軸の軸線方向の他方の端部に配置された第３ベベルギヤと、カム軸と同期回転して第３ベベルギヤと噛み合う第４ベベルギヤとを備えてカム軸駆動機構を構成し、中間軸及び当該中間軸を支持する軸受を収納する収納部をエンジンブロック主要部と一体形成した。この構成により、部品点数を削減し、エンジンの製造性を向上することが可能となる。
【０００９】
また、中間軸で駆動されるオイルポンプを収納部内に配置したことにより、オイルポンプをエンジンブロック主要部と一体化することができ、更に部品点数を削減し、エンジンの製造性をより一層向上することが可能となる。
また、オイルポンプの構成部材を収納するオイルポンプケースを収納部に一体形成したことにより、更に部品点数を削減し、エンジンの製造性をより一層向上することが可能となる。
【００１０】
また、軸受のうちの少なくとも一つを中間軸の軸線方向でオイルポンプと第２ベベルギヤとの間に配置したことにより、中間軸が第２ベベルギヤから受ける力とオイルポンプから受ける力を軸受によってバランスよく支持することができると共に、軸受に邪魔されずにオイルポンプの構成部材を組み付けることができ、エンジンの製造性をより一層向上することが可能となる。
【００１１】
また、オイルポンプケースの軸線方向端部の開口を閉塞する閉塞部材を収納部に形成された凹部の内周に取付け、オイルポンプと第２ベベルギヤとの間に配置される軸受を閉塞部材に取付けたことにより、オイルポンプの外径よりも外径の小さい軸受を使用することができ、軸受の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のモノブロックエンジンの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のモノブロックエンジンの内部構造図である。
【図３】図１のモノブロックエンジンの縦断面図である。
【図４】図１のモノブロックエンジンの下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明のモノブロックエンジン一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態のモノブロックエンジンの外観を示す斜視図、図２は、図１のモノブロックエンジンの内部構造図、図３は、図１のモノブロックエンジンの縦断面図である。本実施形態のモノブロックエンジンは、例えば自動二輪車や四輪自動車といった車両や、発電機などの機器に搭載される並列２気筒エンジンであり、種々の向きに搭載される場合があるが、凡そ図１のように搭載されるので、この図１の上方をエンジンの上方と定義する。
【００１４】
本実施形態のモノブロックエンジンは、モノブロックであるから、一般的に称呼されるシリンダヘッド２、シリンダ３、アッパクランクケース（クランクケース上半部）４が一体化されてエンジンブロック主要部１となっている。このエンジンブロック主要部１は、例えばアルミニウムのダイカスト製部品である。エンジンブロック主要部１のシリンダ３にはシリンダボア５が形成され、シリンダヘッド２にはカム軸６を始めとする動弁機構が配置され、アッパクランクケース４にはクランク軸７が配置される。シリンダヘッド２の上方にはヘッドカバー８が取付けられ、アッパクランクケース４の下方にはロアクランクケース（クランクケース下半部）９が取付けられ、全体でモノブロックエンジンが構成される。なお、図１中の符号Ａはシリンダヘッド２とヘッドカバー８の接合面、符号Ｂはアッパクランクケース４とロアクランクケース９の接合面を示す。
【００１５】
シリンダボア５の上端部に相当するシリンダヘッド２の下端部には燃焼室１０が形成されている。燃焼室１０には吸気ポート１１及び排気ポート１２が接続され、吸気ポート１１及び排気ポート１２の燃焼室１０端部に夫々バルブシート１３が設けられている。また、吸気ポート１１及び排気ポート１２の夫々にはバルブステムガイド１４が取付けられ、夫々のバルブステムガイド１４に吸気バルブ１５及び排気バルブ１６のバルブステムが差し込まれている。また、吸気バルブ１５及び排気バルブ１６のバルブフェースと反対側の端部、つまりバルブステムエンド側には、リテーナ及びコッターを介してバルブスプリング１７が取付けられている。なお、燃焼室１０には図示しない点火プラグが取付けられている。
【００１６】
カム軸６は、カムジャーナル１８がベアリング１９を介してシリンダヘッド２とヘッドカバー８に回転自在に支持されている。カムジャーナル１８は、２つの燃焼室１０の夫々の中央部の真上に位置し、夫々のカムジャーナル１８の両側には吸気カム２０及び排気カム２１が設けられている。吸気カム２０と吸気バルブ１５のバルブステムエンドの間、及び排気カム２１と排気バルブ１６のバルブステムエンドの間の夫々にはローラ付きロッカアーム２２が介装され、各ローラ付きロッカアーム２２とシリンダヘッド２の間には油圧ラッシュアジャスタ２３が介装されている。
【００１７】
本実施形態では、後段に詳述するように、吸気バルブ１５の軸線及び排気バルブ１６の軸線が、図３の鉛直線、つまりシリンダボア５の軸線（中心線）に対して、バルブステムエンド側が開くように、放射状に角度θだけ傾斜している。これは、バルブシート１３のシート面加工を容易にするためである。なお、吸気カム２０及び排気カム２１の夫々のカム面やローラ付きロッカアーム２２のカム接触面及びバルブステムエンド接触面は、全て吸気バルブ１５の軸線及び排気バルブ１６の軸線と直交するように、つまり接触面同士が平面接触するように形成されている。
【００１８】
各シリンダボア５内にはピストン２４が収納されている。ピストン２４は、クランク軸７のクランクピン２５とコネクティングロッド（コンロッド）２６で連結されている。クランク軸７は、クランクジャーナル２７がベアリングメタル２８を介してアッパクランクケース４及びロアクランクケース９に回転自在に支持されている。周知のように、燃焼室１０内の混合気の燃焼・爆発に伴ってピストン２４がシリンダボア５内を往復すると、その往復運動がクランク軸７の回転運動として取り出される。
【００１９】
周知のように、４サイクルエンジンでは、カム軸６は、クランク軸７の回転速度の１／２の回転速度比で且つクランク軸７の回転角度に対して所定の位相で回転する必要がある。そのため、クランク軸７の駆動力をカム軸６に伝達するカム軸駆動機構が必要となる。本実施形態では、このカム軸駆動機構に、ベベルギヤと中間軸を用いる。中間軸２９は、軸線がカム軸６の軸線及びクランク軸７の軸線と直交するように、つまり軸線を上下方向に向けて配置され、その上端部及び下端部を回転自在に支持するベアリング（軸受）１９と共に、エンジンブロック主要部１と一体形成された円筒状の収納部３１内に収納される。収納部３１は、内部が中空の凡そ半円筒状であるが、シリンダヘッド２側の上端部及びアッパクランクケース４側の下端部は中実となっており、その中実部に円孔状の凹部３０を形成し、その凹部３０にベアリング１９や後述する閉塞部材が収納されている。
【００２０】
例えば、図２、図３に示すように、クランク軸７の図示左方端部には当該クランク軸７と一体に第１ベベルギヤ３２が形成され、従って当該クランク軸７と第１ベベルギヤ３２は同期回転する。また、中間軸２９の下端部には、前記第１ベベルギヤ３２と噛み合う第２ベベルギヤ３３が当該中間軸２９と一体に形成されている。また、中間軸２９の上端部には、中間軸２９と個別の第３ベベルギヤ３４が図示しないボルトなどの固定具によって当該中間軸２９に取付けられている。また、カム軸６の図示左方端部には、前記第３ベベルギヤ３４と噛み合う第４ベベルギヤ３５が当該カム軸６と一体に形成され、従って当該カム軸６と第４ベベルギヤ３５は同期回転する。なお、第１ベベルギヤ３２と第２ベベルギヤ３３のギヤ比は１であり、第３ベベルギヤ３４と第４ベベルギヤ３５のギヤ比は２であり、その結果、カム軸６はクランク軸７の回転速度の１／２の回転速度比で回転する。
【００２１】
前述した収納部３１の下方の中実部には、前記凹部３０の上方に円筒室状のオイルポンプケース３６が当該凹部３０に連続して形成されている。オイルポンプケース３６内には、オイルポンプの構成部材であるアウタロータ３７及びインナロータ３８が収納され、インナロータ３８は中間軸２９で回転され、これらにより例えばトロコイド型のオイルポンプ３９が構成される。また、オイルポンプケース３６の下方の凹部３０の内周には、上端部が閉塞された有蓋円筒状のスペーサと呼ばれる閉塞部材４０が緊密に取付けられ、この閉塞部材４０の上蓋部でオイルポンプケース３６が閉塞されると共に、その閉塞部材４０の内周に中間軸２９の下端部を支持するベアリング１９が圧入されている。
【００２２】
このカム軸駆動機構を組立てる場合には、例えばカム軸６やクランク軸７を組付ける前に、エンジンブロック主要部１の図示下方からオイルポンプケース３６内にアウタロータ３７及びインナロータ３８を収納し、然る後、下側の凹部３０の内周に閉塞部材４０を組付け、当該閉塞部材４０の内周に下側のベアリング１９を圧入する。次に、エンジンブロック主要部１の図示下方から、第２ベベルギヤ３３を下向きにして中間軸２９を下側のベアリング１９の内輪に差し込み、圧入する。その後、上側の凹部３０の内周及び中間軸２９の上端部外周に上側のベアリング１９を圧入し、然る後、第３ベベルギヤ３４を中間軸２９の上端部に固定具で取付ける。その後、クランク軸７を組付ければ第１ベベルギヤ３２と第２ベベルギヤ３３が噛み合い、カム軸６を組付ければ第３ベベルギヤ３４と第４ベベルギヤ３５が噛み合ってカム軸駆動機構が完成する。
【００２３】
ちなみに、本実施形態では、前述したように、吸気バルブ１５の軸線及び排気バルブ１６の軸線が、シリンダボア５の軸線（中心線）に対して、バルブステムエンド側が開くように、放射状に角度θだけ傾斜している。従って、バルブシート１３のシート面も同じように傾斜している。図４の上半部は本実施形態のバルブシート加工具１００を前記角度θだけシリンダボア５の軸線に対して傾斜させてシリンダボア５の下端部から差し込んだ状態を示している。このようにバルブシート加工具１００をシリンダボア５の軸線に対して傾斜させることで、バルブシート加工具１００がシリンダボア５と干渉することがない。また、吸気バルブ１５の軸線及び排気バルブ１６の軸線を放射状に傾斜させることで、動弁系が放射状に配置されるので、燃焼室１０を半球状とすることができ、燃焼性能を向上させることができる。なお、図４の下半部は、従来のバルブシート加工部１０１を用いた場合であって、シリンダボア５の軸線に対してバルブシート加工具１０１を傾斜させていないため、バルブシート加工具１０１がシリンダボア５と干渉してしまう。
【００２４】
このように本実施形態のモノブロックエンジンでは、シリンダヘッド２及びシリンダ３及びアッパクランクケース４を一体化したエンジンブロック主要部１を有し、シリンダヘッド２に配置されるカム軸６にクランク軸７から駆動力を伝達するカム軸駆動機構をクランク軸７の軸線方向の何れか一方のエンジンブロックの端部に配置する場合に、クランク軸７の軸線及びカム軸６の軸線と直交する中間軸２９と、クランク軸７と同期回転する第１ベベルギヤ３２と、中間軸２９の軸線方向の一方の端部、即ち下端部に配置されて第１ベベルギヤ３２と噛み合う第２ベベルギヤ３３と、中間軸２９の軸線方向の他方の端部、即ち上端部に配置された第３ベベルギヤ３４と、カム軸６と同期回転して第３ベベルギヤ３４と噛み合う第４ベベルギヤ３５とを備えてカム軸駆動機構を構成し、中間軸２９及び当該中間軸２９を支持するベアリング１９を収納する収納部３１をエンジンブロック主要部１と一体形成した。この構成により、部品点数を削減し、エンジンの製造性を向上することが可能となる。また、ベベルギヤ３２〜３５や中間軸２９のベアリング１９にはオイルを供給する必要があるが、収納部３１をエンジンブロック主要部１と一体形成することで、オイルをシールするシール箇所を減少することができ、オイル漏れに対する信頼性を向上させることができる。
【００２５】
また、中間軸２９で駆動されるオイルポンプ３９を収納部３１内に配置したことにより、オイルポンプ３９をエンジンブロック主要部１と一体化することができ、更に部品点数を削減し、エンジンの製造性をより一層向上することが可能となる。また、オイルポンプ３９中のオイルのダンピング作用によりベベルギヤ３２〜３５の噛み合い時の騒音を低減することができる。
【００２６】
また、オイルポンプ３９の構成部材、即ちアウタロータ３７及びインナロータ３８を収納するオイルポンプケース３６を収納部３１に一体形成したことにより、更に部品点数を削減し、エンジンの製造性をより一層向上することが可能となる。
また、下側のベアリング１９を中間軸２９の軸線方向でオイルポンプ３９と第２ベベルギヤ３３との間に配置したことにより、中間軸２９が第２ベベルギヤ３３から受ける力とオイルポンプ３９から受ける力をベアリング１９によってバランスよく支持することができると共に、ベアリング１９に邪魔されずにオイルポンプ３９の構成部材、即ちアウタロータ３７やインナロータ３８を組み付けることができ、エンジンの製造性をより一層向上することが可能となる。
【００２７】
また、オイルポンプケース３６の軸線方向端部の開口を閉塞する閉塞部材４０を収納部３１に形成された凹部３０の内周に取付け、オイルポンプ３９と第２ベベルギヤ３３との間に配置されるベアリング１９を閉塞部材４０に取付けたことにより、オイルポンプ３９の外径よりも外径の小さいベアリング１９を使用することができ、ベアリング１９の小型化を図ることができる。また、オイルポンプ３９の構成部材、即ちアウタロータ３７やインナロータ３８を装入するための凹部３０の内径を小さくすることもできる。
【符号の説明】
【００２８】
１はエンジンブロック主要部
２はシリンダヘッド
３はシリンダ
４はアッパクランクケース（クランクケース上半部）
５はシリンダボア
６はカム軸
７はクランク軸
８はヘッドカバー
９はロアケース
１０は燃焼室
１１は吸気ポート
１２は排気ポート
１３はバルブシート
１４はバルブステムガイド
１５は吸気バルブ
１６は排気バルブ
１７はバルブスプリング
１８はカムジャーナル
１９はベアリング
２０は吸気カム
２１は排気カム
２２はローラ付きロッカアーム
２３は油圧ラッシュアジャスタ
２４はピストン
２５はクランクピン
２６はコネクティングロッド
２７はクランクジャーナル
２８はベアリングメタル
２９は中間軸
３０は凹部
３１は収納部
３２は第１ベベルギヤ
３３は第２ベベルギヤ
３４は第３ベベルギヤ
３５は第４ベベルギヤ
３６はオイルポンプケース
３７はアウタロータ
３８はインナロータ
３９はオイルポンプ
４０は閉塞部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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