KR100946746B1 - 엔진의 밸브 작동 장치 - Google Patents

Abstract

엔진 본체 한쪽의 타이밍 전동실(48)에, 크랭크축(12)과 흡기 및 배기 밸브(29i, 29e)의 머리 위에서 배치되는 캠축(36) 사이를 연결하는 타이밍 전동 장치(37)를 수용하고, 실린더 헤드(5)의 일측벽(5a)과, 타이밍 전동실(48)에 인접하는 격벽(5b)으로 캠축(36)의 양단부를 지지하며, 이 캠축(36)을 수용하는 밸브 작동실(49)을 상기 일측벽(5a) 및 격벽(5b) 사이에 구획한 밸브 작동 장치에 있어서, 타이밍 전동실(48)의 하부에는 오일 슬링거(72)를 배치하고, 상기 격벽(5b)에는, 타이밍 전동 장치(37)의 상부에서 떨어진 비산 오일을 밸브 작동실(49)로 유도하는 오일 통과 구멍(75)을 형성하며, 크랭크실(9)의 맥동 압력을 밸브 작동실(49)에 전달하고, 밸브 작동실(49)에 고인 오일을 크랭크 케이스(2) 내의 크랭크실(9)로 유하시키는 오일 복귀 통로(77)를 형성하였다. 이것에 의해, 캠축의 흡기 및 배기 밸브에 대한 머리 위 배치를 유지하면서, 오일 펌프를 사용하지 않고, 서로 분리된 타이밍 전동실 및 밸브 작동실 내를 윤활할 수 있도록 한다.

엔진, 밸브 작동 장치, 윤활, 실린더 헤드, 크랭크 축

Description

엔진의 밸브 작동 장치{VALVE GEAR OF ENGINE}

본 발명은 크랭크 케이스, 실린더 블록 및 실린더 헤드로 이루어지는 엔진 본체의 한쪽에 형성한 타이밍 전동실에, 크랭크 케이스에 지지되는 크랭크축과 흡기 및 배기 밸브의 머리 위에서 실린더 헤드에 지지되는 캠축 사이를 연결하는 타이밍 전동 장치를 수용하고, 실린더 헤드의 일측벽과 실린더 헤드에 형성되며 타이밍 전동실에 인접하는 격벽으로 캠축의 양단부를 지지하고, 이 캠축을 수용하는 밸브 작동실을 상기 일측벽 및 격벽 사이에 구획하여 이루어지는 엔진의 밸브 작동 장치의 개량에 관한 것이다.

이러한 엔진의 밸브 작동 장치는, 특허 문헌 1에 개시되는 바와 같이 이미 알려져 있다.

특허 문헌 1: 일본 특허 공개 소화 제61-182406호 공보

이러한 엔진의 밸브 작동 장치에서는, 캠축을 실린더 헤드에 장착되는 흡기 및 배기 밸브의 머리 위에 배치할 수 있고, 캠축의 밸브 개방력을 흡기 및 배기 밸브에 효율적으로 정확하게 전달할 수 있기 때문에, 엔진 출력의 향상을 도모하는 데 유리하다.

그러나, 엔진 본체 한쪽의 타이밍 전동실과, 실린더 헤드 상부의 밸브 작동실이 실린더 헤드와 일체의 격벽으로 분리된 종래의 엔진에서는, 타이밍 전동실에 배치되는 타이밍 전동 장치에 대해서는, 상기 전동 장치가 타이밍 전동실의 저류 윤활 오일을 비산함으로써 윤활을 행하고, 타이밍 전동실과 분리된 밸브 작동실에는, 크랭크실의 저류 오일을 오일 펌프로 퍼 올려서 캠축 등을 윤활하고 있다. 이러한 오일 펌프의 사용은 엔진의 콤팩트화와 비용의 저감을 방해하고 있다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 캠축의 흡기 및 배기 밸브에 대한 머리 위 배치를 유지하면서, 오일 펌프를 사용하지 않고, 타이밍 전동실 내는 물론, 밸브 작동실 내를 윤활할 수 있도록 한, 상기 엔진의 밸브 작동 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 크랭크 케이스, 실린더 블록 및 실린더 헤드로 이루어지는 엔진 본체의 한쪽에 형성한 타이밍 전동실에, 크랭크 케이스에 지지되는 크랭크축과 흡기 및 배기 밸브의 머리 위에서 실린더 헤드에 지지되는 캠축 사이를 연결하는 타이밍 전동 장치를 수용하고, 실린더 헤드의 일측벽과, 실린더 헤드에 형성되며 타이밍 전동실에 인접하는 격벽으로 캠축의 양단부를 지지하고, 이 캠축을 수용하는 밸브 작동실을 상기 일측벽 및 격벽 사이에 구획한 엔진에 있어서, 타이밍 전동실에는, 그 저부에 저류하는 윤활 오일을 비산시켜서 타이밍 전동 장치의 하부에 부착시키는 오일 슬링거(slinger)를 배치하고, 상기 격벽에는, 타이밍 전동 장치의 상부에서 떨어진 비산 오일을 밸브 작동실로 유도하는 오일 통과 구멍을 형성하며, 크랭크 케이스 내의 크랭크실에서 발생하는 맥동 압력을 밸브 작동실에 전달하고 밸브 작동실에 고인 오일을 크랭크실로 유하(流下)시키는 오일 복귀 통로를 실린더 헤드 및 실린더 블록에 형성한 것을 제1의 특징으로 한다.

또한 본 발명은 제1의 특징에 더하여, 실린더 헤드의 타측면에는, 타이밍 전동 장치의 종동(從動) 회전 부재의 캠축에의 착탈을 가능하게 하는 작업창을 개구시키고, 이 작업창을 폐쇄하는 덮개의 측벽을 상기 종동 회전 부재의 측면에 대하여 경사지게 해서, 타이밍 전동 장치의 상부에서 떨어진 비산 오일이 덮개의 측벽 내면에서 상기 종동 회전 부재측으로 반사하도록 하며, 그 반사 오일의 통과를 허용하는 관통공(透孔)을 상기 종동 회전 부재에 형성한 것을 제2의 특징으로 한다.

또한 본 발명은 제2의 특징에 더하여, 상기 격벽에, 캠축의 베어링 주위에서 상기 타이밍 전동실 및 밸브 작동실 사이를 연통(連通)하는 오일 통과 홈을 형성한 것을 제3의 특징으로 한다.

또한 본 발명은 제1 내지 제3의 특징 중 어느 하나에 더하여, 상기 오일 통과 구멍에, 밸브 작동실로부터 타이밍 전동실로의 부압의 전달만을 허용하는 일방향 밸브를 설치한 것을 제4의 특징으로 한다.

또한, 상기 종동 회전 부재는 후술하는 본 발명의 실시예 중의 종동 풀리(46)에 대응한다.

발명의 효과

본 발명의 제1의 특징에 따르면, 타이밍 전동실에서는, 오일 슬링거 및 타이밍 벨트의 작동에 의해 오일 미스트(mist)가 생성되는 한편, 크랭크실에 발생하는 맥동 압력이 오일 복귀 통로를 통하여 밸브 작동실에 전달되고, 그 결과, 상기 오일 미스트는 타이밍 전동 장치를 윤활할 뿐만 아니라, 상기 맥동 압력의 영향에 의해 격벽의 오일 통과 구멍을 거쳐 타이밍 전동실 및 밸브 작동실 사이를 왕래하게 되어, 밸브 작동실 내의 캠축을 포함하는 밸브 작동 기구부도 윤활할 수 있으며, 그 윤활을 끝낸 오일은 상기 오일 복귀 통로를 경유하여 크랭크실로 되돌아갈 수 있다.

이와 같이, 오일 슬링거 및 타이밍 전동 장치의 작동, 및 크랭크실의 맥동 압력을 이용하여, 서로 분리된 타이밍 전동실 및 밸브 작동실 내를 오일 미스트에 의해 윤활할 수 있다. 따라서 윤활 전용의 오일 펌프가 불필요하게 되어, 엔진(E) 구조의 간소화 및 콤팩트화, 그리고 비용의 저감에 이바지할 수 있다.

게다가 캠축은 종전과 같이, 흡기 및 배기 밸브에 대한 머리 위 배치를 유지할 수 있기 때문에, 엔진의 원하는 출력 성능을 확보할 수 있다.

본 발명의 제2의 특징에 따르면, 작업창의 덮개에서 반사된 비산 오일의 일부가 종동 회전 부재측을 향하고, 종동 회전 부재의 통과공을 통과하여, 타이밍 전동실에 면한 캠축의 베어링에 도달하게 되기 때문에, 그 베어링을 양호하게 윤활할 수 있다. 또한 상기 덮개를 떼어내면, 그 작업창을 통하여 타이밍 전동 장치의 종동 회전 부재의 캠축에의 착탈을 행할 수 있어, 메인터넌스성이 양호하다.

본 발명의 제3의 특징에 따르면, 상기 베어링에 도달한 오일의 일부는 상기 베어링 외주의 오일 통과 홈을 통하여 밸브 작동실로 이동하고, 밸브 작동실측으로부터도 상기 베어링을 윤활한다. 따라서 상기 베어링은 양 측면으로부터 윤활되게 되어, 그 윤활은 매우 양호해진다.

본 발명의 제4의 특징에 따르면, 크랭크실에서 발생한 맥동 압력이 밸브 작동실에 전달되면, 그 중의 부압만이 일방향 밸브를 통과하여 타이밍 전동실에 작용하기 때문에, 그 부압의 작용에 의해 타이밍 전동실의 오일 미스트를 밸브 작동실로 효율적으로 끌어들일 수 있으며, 밸브 작동실 내의 윤활성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 범용 4사이클 엔진의 종단 평면도이다.(제1 실시예)

도 2는 도 1의 2-2선에 따른 단면도이다.(제1 실시예)

도 3은 도 1의 3-3선에 따른 단면도이다.(제1 실시예)

도 4는 도 1의 크랭크축 주변부의 확대도이다.(제1 실시예)

도 5는 도 4의 화살표 5방향에서 본 도면이다.(제1 실시예)

도 6은 도 2의 6-6선에 따른 단면도이다.(제1 실시예)

도 7은 도 2의 7-7선에 따른 단면도이다.(제1 실시예)

도 8은 도 6의 8-8선에 따른 단면도이다.(제1 실시예)

도 9는 도 7의 9-9선에 따른 단면도이다.(제1 실시예)

도 10은 도 8의 화살표 10방향에서 본 도면이다.(제1 실시예)

도 11은 종동 풀리를 떼어낸 상태로 도시하는, 도 10과의 대응도이다.(제1 실시예)

도 12는 종동 풀리의 캠축에의 부착 요령 설명도이다.(제1 실시예)

도 13은 본 발명의 다른 실시예를 도시하는, 도 8과의 대응도이다.(제2 실시 예)

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

E: 엔진 2: 크랭크 케이스

3: 실린더 블록 5: 실린더 헤드

9: 크랭크실 12: 크랭크축

29i: 흡기 밸브 29e: 배기 밸브

35: 밸브 작동 장치 36: 캠축

37: 타이밍 전동 장치 41: 베어링(볼 베어링)

46: 종동 회전 부재(종동 풀리) 47: 무단 전동 부재(타이밍 벨트)

48: 타이밍 전동실 49: 밸브 작동실

55: 작업창 57: 덮개

64: 관통공 71: 오일

72: 오일 슬링거 75: 오일 통과 구멍

76: 오일 통과 홈 77: 오일 복귀 구멍

79: 일방향 밸브

본 발명의 실시형태를, 첨부 도면에 도시하는 본 발명의 바람직한 실시예에 기초하여 이하에 설명한다.

실시예 1

우선, 도 1 내지 도 4에 있어서, 범용 4사이클 엔진(E)의 엔진 본체(1)는, 하부에 고정 시트(2a)를 갖는 크랭크 케이스(2)와, 이 크랭크 케이스(2)에 일체로 연결되어서 형성되고, 위쪽을 향하여 경사진 실린더 보어(3a)를 갖는 실린더 블록(3)과, 이 실린더 블록(3)의 상단면에 개스킷(4)을 통하여 접합되는 실린더 헤드(5)를 구성 요소로 하고 있으며, 실린더 헤드(5)의 실린더 블록(3)에의 접합, 즉 체결에는, 실린더 보어(3a) 주위의 4개소에 배치되는 4개의 주 연결 볼트(6, 6…)와, 후술하는 2개의 보조 연결 볼트(7, 7…)가 사용된다.

크랭크 케이스(2)는 일측면을 개방하고 있고, 그 개방면으로부터 약간 안쪽의 내주벽에는, 상기 개방 측면측을 향하여 둘레 방향으로 늘어서는 복수의 단부(8, 8…)가 일체로 형성되며, 이들 단부(8, 8…)에는 베어링 브래킷(10)이 복수의 볼트(11, 11…)에 의해 고착된다. 이 베어링 브래킷(10)과 크랭크 케이스(2)의 타측벽에서 수평 자세의 크랭크축(12)의 양단부는 베어링(13, 13')을 통하여 지지된다. 또한 크랭크축(12)과 평행하게 인접 배치되는 밸런서축(14)의 양단부도, 마찬가지로 베어링 브래킷(10)과 크랭크 케이스(2)의 타측벽에 베어링(15, 15)을 통하여 지지된다.

도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 크랭크 케이스(2)의 외주면에는, 상기 복수의 단부(8, 8…)를 둘러싸도록 연속한 보강 리브(16)가 일체로 형성되고, 이 보강 리브(16)의 단부는, 크랭크 케이스(2)와 일체인, 실린더 블록(3)의 외측벽에 일체로 접속된다.

이리하여, 상기 보강 리브(16)는 크랭크 케이스(2)의 외주면에서, 그 내측의 복수의 단부(8, 8…)를 상호 연결되기 때문에, 이들 단부(8, 8…)에 의해 지지되는 베어링 브래킷(10)의 지지 강성, 나아가서는 이 베어링 브래킷(10)에 의한 크랭크축(12)의 지지 강성을 효과적으로 강화할 수 있고, 그 결과, 크랭크 케이스(2)의 박형 및 경량화를 도모할 수 있다. 특히, 보강 리브(16)의 단부를 실린더 블록(3)의 외측벽에 일체로 접속함으로써, 보강 리브(16)의 보강 기능이 높아지며, 베어링 브래킷(10)의 지지 강성을 보다 강화할 수 있다.

또한 크랭크 케이스(2)에는, 그 한쪽의 개방면을 폐쇄하는 사이드 커버(17)가 복수의 볼트(24, 24…)에 의해 접합된다. 크랭크축(12)의 일단부는, 출력축부로서, 이 사이드 커버(17)를 관통하여 바깥쪽으로 돌출하고, 이 출력축부의 외주면에 밀접하는 오일실(oil seal; 18)이 사이드 커버(17)에 부착된다.

다시 도 1에 있어서, 크랭크축(12)의 타단부는 크랭크 케이스(2)의 타측벽을 관통하고, 이 크랭크축(12)의 타단부에 밀접하는 오일실(19)이 상기 베어링(13')의 외측에 인접해서 크랭크 케이스(2)의 타측벽에 부착된다. 크랭크축(12)의 타단부에는 발전기(20)의 로터를 겸하는 플라이휠(21)이 고착되고, 이 플라이휠(21)의 외측면에는 냉각 팬(22)이 부설된다. 또한 크랭크축(12)의 타단부에는, 크랭크 케이스(2)에 지지되는 리코일식 스타터(23)가 대치된다.

도 1 및 도 3에 있어서, 크랭크축(12)에는, 실린더 보어(3a)에 끼워지는 피스톤(25)이 콘로드(26)를 통하여 연접된다. 실린더 헤드(5)에는, 실린더 보어(3a)에 연결되는 연소실(27)과, 이 연소실(27)에 각각 개구하는 흡기 포트(28i) 및 배기 포트(28e)가 형성되고, 이들 흡기 및 배기 포트(28i, 28e)의 연소실(27)에의 개구단을 각각 개폐하는 흡기 밸브(29i) 및 배기 밸브(29e)가 부착된다. 또한 이들 흡기 및 배기 밸브(29i, 29e)에는, 이들을 폐쇄 방향으로 압박하는 밸브 스프링(30i, 30e)이 각각 장착된다. 그리고, 이들 밸브 스프링(30i, 30e)과 협동하는 밸브 작동 장치(35)에 의해 흡기 및 배기 밸브(29i, 29e)는 개폐 구동된다.

그 밸브 작동 장치(35)에 대하여, 도 3, 도 4, 도 6 내지 도 12를 참조하면서 설명한다.

우선, 도 3, 도 4, 도 6에 있어서, 밸브 작동 장치(35)는 크랭크축(12)과 평행하게 실린더 헤드(5)에 지지되어 흡기 캠(36i) 및 배기 캠(36e)을 구비하는 캠축(36)과, 크랭크축(12) 및 캠축(36) 사이를 연결하는 타이밍 전동 장치(37)와, 흡기 캠(36i) 및 흡기 밸브(29i) 사이를 연동시키는 흡기 로커 아암(38i)과, 배기 캠(36e) 및 배기 밸브(29e) 사이를 연동시키는 배기 로커 아암(38e)으로 구성된다.

캠축(36)은 실린더 헤드(5)의 일측벽(5a)에 형성된 주머니 형상의 베어링 구멍(39)과, 실린더 헤드(5) 중간부의 격벽(5b)의 베어링 장착 구멍(40)에 끼워진 볼 베어링(41)으로 양단부가 지지된다. 또한 흡기 및 배기 로커 아암(38i, 38e)을 요동 자유롭게 지지하는 공통되는 1개의 로커축(42)은 상기 일측벽(5a)과 격벽(5b)에 각각 형성된 제1 및 제2 지지 구멍(43', 43)에 의해 양단부가 지지된다. 일측벽(5a)의 제1 지지 구멍(43')은 주머니 형상으로, 격벽(5b)의 제2 지지 구멍(43)은 관통공 형상으로 되어 있고, 제2 지지 구멍(43)의 외단부에, 로커축(42)의 외단에 선단을 접촉시키는 고정 볼트(44)가 격벽(5b)에 나사식으로 부착된다. 이리하여, 로커축(42)은 주머니 형상의 제1 지지 구멍(43')과 고정 볼트(44)에 의해 스러스트 방향의 이동이 저지되게 된다.

상기 고정 볼트(44)는 캠축(36)을 지지하는 볼 베어링(41)의 외륜(41a)의 외단면에 접촉하는 비교적 큰 직경의 플랜지 시트(44a)를 두부에 일체로 구비하고 있다.

그런데, 볼 베어링(41)의 내륜(41b)은 캠축(36)에 압입되고, 따라서, 고정 볼트(44)의 플랜지 시트(44a)가 상기와 같이 외륜(41a)의 외단에 접촉하면, 캠축(36)은 주머니 형상의 베어링 구멍(39)과 플랜지 시트(44a)에 의해 스러스트 방향의 이동이 저지되게 된다.

따라서, 1개의 고정 볼트(44)에 의해, 로커축(42) 및 캠축(36)의 양쪽의 스러스트 방향의 이동을 저지하는 것이 가능해지고, 밸브 작동 장치(35)의 부품수의 삭감 및 구조의 간소화가 도모되어, 그 콤팩트화에 기여하며, 또한 밸브 작동 장치(35)의 조립성의 향상에도 기여할 수 있다.

상기 타이밍 전동 장치(37)는 크랭크축(12)에 고착되는 이가 있는 구동 풀리(45)와, 캠축(36)에 고착되는 이를 가지며, 그 이 수가 구동 풀리(45)의 2배인 종동 풀리(46)와, 이들 구동 및 종동 풀리(45, 46)에 감기는 무단의 타이밍 벨트(47)로 구성된다. 이리하여, 크랭크축(12)의 회전은 이 타이밍 전동 장치(37)에 의해 1/2로 감속되어 캠축(36)에 전달된다. 그리고 캠축(36)의 회전에 의해, 흡기 및 배기 캠(36i, 36e)이 흡기 및 배기 로커 아암(38i, 38e)을 각각 밸브 스프링(30i, 30e)의 압박력에 대항하여 요동시키기 때문에, 흡기 및 배기 밸브(29i, 29e)를 각각 개폐할 수 있다.

이 타이밍 전동 장치(37)는 베어링 브래킷(10) 및 사이드 커버(17) 사이에 구획되는 하부실(48a)과, 실린더 보어(3a)의 한쪽에서 실린더 블록(3)에 형성되는 중간실(48b)과, 실린더 헤드(5)의 한쪽에 형성되는 상부실(48c)을 순차 연결하여 이루어지는 타이밍 전동실(48)에 수용된다. 즉, 구동 풀리(45)는 하부실(48a)에 배치되고, 종동 풀리(46)는 상부실(48c)에 배치되며, 타이밍 벨트(47)는 중간실(48b)을 통과하도록 배치된다. 이렇게 해서, 베어링 브래킷(10) 및 사이드 커버(17) 사이의 스페이스를, 타이밍 전동 장치(37)의 설치에 유효하게 이용함으로써, 엔진(E)의 콤팩트화를 도모할 수 있다.

한편, 실린더 헤드(5)에는, 그 일측벽(5a)과 격벽(5b) 사이에서, 상면을 개방한 밸브 작동실(49)이 형성되고, 이 밸브 작동실(49)에 캠축(36)의 흡기 및 배기 캠(36i, 36e), 흡기 및 배기 로커 아암(38i, 38e) 등이 수용된다. 이 밸브 작동실(49)의 개방 상면은 실린더 헤드(5)에 볼트(53)로 접합되는 헤드 커버(52)에 의해 폐쇄된다.

타이밍 전동실(48)의 상부실(48c)과 밸브 작동실(49)은 격벽(5b)에 형성된 오일 통과 구멍(75)(도 8 및 도 11 참조)과, 상기 베어링 장착 구멍(40)의 내주면에 형성된 복수의 오일 통과 홈(76)(도 6 및 도 11 참조)을 통하여 상호 연통된다.

도 6 내지 도 9에 있어서, 실린더 헤드(5)의 외단면(5c)에는, 종동 풀리(46)의 외측면이 면하도록 상부실(48c)을 개방하는 작업창(55)이 형성되고, 이 작업창(55)을 통하여 종동 풀리(46)의 타이밍 벨트(47) 내로의 삽입, 그리고 캠축(36)에의 종동 풀리(46)의 부착 작업이 행해진다. 상기 외단면(5c)에는, 작업창(55)을 폐쇄하는 덮개(57)가 실 부재(56)를 통하여 복수의 볼트(58)에 의해 접합된다.

도 6에 명시하는 바와 같이, 덮개(57)가 접합되는 실린더 헤드(5)의 외단면(5c)은 구동 풀리(45)와 반대쪽의 종동 풀리(46) 외주의 적어도 일부가 상기 작업창(55)으로부터 노출되도록, 바람직하게는 종동 풀리(46)의 구동 풀리(45)와 반대쪽의 둘레 절반 이상에 걸쳐 상기 작업창(55)으로부터 노출되도록 경사진 경사면(5c)으로 형성된다.

여기에서, 캠축(36)에의 종동 풀리(46)의 부착 구조에 대하여 설명한다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 종동 풀리(46)는 바닥이 있는 원통 형상의 허브(hub; 46a)와, 이 허브(46a)로부터 반경 방향으로 확대되는 웨브(46b)와, 이 웨브(46b)의 외주에 형성된 이가 있는 림(46c)으로 이루어져 있고, 허브(46a)는 상부실(48c)측에 돌출한 캠축(36)의 외단부 외주에 끼워 맞춰지도록 되어 있다. 이 허브(46a)의 단벽에는, 그 중심으로부터 편심한 위치를 차지하는 볼트 구멍(60)과, 이 볼트 구멍(60)의 일측으로부터 상기 편심 방향과 정반대쪽으로 연장되는 위치 결정 홈(61)이 형성된다. 또한 림(46c)의 외측면에는 제1 합인(合印)(62a)이 새겨지고, 이 제1 합인(62a)에 대응하는 제2 합인(62b)이 실린더 헤드(5)의 상기 외단면(5c)에 새겨진다. 또한 웨브(46b)에는, 그것을 관통하는 복수의 관통공(64, 64)이 형성된다.

한편, 캠축(36)의 외단부에는, 도 6 및 도 11에 도시하는 바와 같이, 상기 볼트 구멍(60)에 대응하는 나사 구멍(66)과, 위치 결정 홈(61)에 대응하는 위치 결정 핀(67)이 설치된다.

이리하여, 크랭크축(12)이 피스톤(25)의 특정 위치(예를 들면 상사점)에 대 응한 소정 회전 위치에 있고, 또한 캠축(36)이 상기 크랭크축(12)에 대한 소정의 위상 관계 위치에 있을 때, 상기 제1 합인(62a)과 제2 합인(62b), 볼트 구멍(60)과 나사 구멍(66), 위치 결정 홈(61)과 위치 결정 핀(67)은 양축(12, 36)의 중심을 지나는 직선(L)상에서 각각 합치하도록 되어 있다.

그래서, 캠축(36)에 종동 풀리(46)를 부착할 때에는, 우선, 크랭크축(12)을, 피스톤(25)의 상기 특정 위치에 대응하는 회전 위치에 고정시킨다. 다음으로 도 12의 (A)에 도시하는 바와 같이, 림(46c)의 제1 합인(62a)을 실린더 헤드(5)의 제2 합인(62b)에 맞추면서 종동 풀리(46)를, 구동 풀리(45)에 이미 걸려진 타이밍 벨트(47) 내에 삽입한다. 다음으로, 도 12의 (B)에 도시하는 바와 같이, 종동 풀리(46)의 볼트 구멍(60)에 캠축(36)의 위치 결정 핀(67)을 받아들이고, 그리고 이 위치 결정 핀(67)을 위치 결정 홈(61)으로 유도하도록 종동 풀리(46)를 타이밍 벨트(47)와 함께 움직이면, 그것에 따라 캠축(36)이 회전하여, 도 12의 (C)에 도시하는 바와 같이, 위치 결정 핀(67)이 위치 결정 홈(61)의 선단부까지 오면, 캠축(36)과 허브(46a)가 동축상에 늘어서고, 볼트 구멍(60)과 나사 구멍(66)이 서로 합치된다.

이와 같이 볼트 구멍(60)에 수용된 위치 결정 핀(67)을 위치 결정 홈(61)으로 유도한다는 매우 간단한 조작에 의해, 크랭크축(12) 및 캠축(36)의 중심을 지나는 직선(L)상에 제1 및 제2 합인(62a, 62b), 볼트 구멍(60) 및 나사 구멍(66), 그리고 위치 결정 홈(61) 및 위치 결정 핀(67)이 일제히 배열되게 된다. 그리고 이 상태를 눈으로 봄으로써, 크랭크축(12) 및 캠축(36)이 소정의 위상 관계에 있는 것 을 용이하게 확인할 수 있다.

그래서, 도 6에 도시하는 바와 같이, 부착 볼트(68)를 볼트 구멍(60)에 통과시켜서 나사 구멍(66)에 나사 결합하고, 단단히 조임으로써, 허브(46a)가 캠축(36)에 고정된다. 이렇게 해서, 미리 크랭크 케이스(2) 및 실린더 헤드(5)에 장착되는 크랭크축(12) 및 캠축(36)에, 이들의 소정의 위상 관계로, 타이밍 전동 장치(37)가 부착된다.

이 경우, 볼트 구멍(60) 및 나사 구멍(66)은, 상기 허브(46a) 및 캠축(36)의 각각의 중심으로부터 편심한 위치에 배치되어 있기 때문에, 편심한 1개의 부착 볼트(68)를 통하여 종동 풀리(46)의 회전을 캠축(36)에 확실하게 전달할 수 있고, 이 부착 볼트(68)가 느슨해지는 것을 방지할 수 있다.

또한 상기 나사 구멍(66) 및 위치 결정 핀(67)은 캠축(36)의 중심으로부터 서로 반대 방향으로 편심한 위치에 배치되기 때문에, 종동 풀리(46)의 허브(46a)의좁은 단벽에 형성되는 볼트 구멍(60) 및 위치 결정 홈(61)에, 각각 충분한 편심량을 부여할 수 있고, 이것에 의해 위치 결정 홈(61)의 위치 결정 핀(67)에 대한 위치 결정 효과와, 부착 볼트(68)의 토크 용량을 높일 수 있다.

그런데, 전술과 같이, 작업창(55)이 개구하는 실린더 헤드(5)의 외단면이 경사면(5c)으로 되어 있고, 종동 풀리(46)의 외주의 일부가 작업창(55)으로부터 노출되도록 되어 있기 때문에, 작업창(55) 밖으로 노출된 종동 풀리(46)의 일부를, 실린더 헤드(5)에 방해되지 않고, 공구 등으로 용이하게 잡을 수 있으며, 이것에 의해 종동 풀리(46)의 캠축(36)에의 부착 작업을 용이하게 행할 수 있고, 또한 그에 대하여 떼어내기도 용이해진다. 따라서 조립성 및 메인터넌스성의 향상에 기여할 수 있다.

실린더 헤드(5)의 외단면(5c), 즉 경사면(5c)에 접합되는 덮개(57)의 측벽(73)은 상기 경사면(5c)을 따라 경사지도록 형성된다. 이렇게 함으로써, 엔진 본체(1)의 두부는 그 가로 폭이 선단측을 향하여 좁아지는 형상이 되며, 엔진(E)의 콤팩트화를 도모할 수 있다.

도 7 내지 도 9에 도시하는 바와 같이, 실린더 헤드(5)에는, 작업창(55)의 아래쪽에서 작업창(55)의 바깥쪽으로 돌출하는 한 쌍의 긴 돌출부(70, 70)가 형성되어 있고, 이들 긴 돌출부(70, 70)는 상기 개스킷(4)을 통하여 실린더 블록(3)의, 상기 중간실(48b) 외측의 상단면에 중첩되어, 보조 연결 볼트(7, 7)에 의해 실린더 블록(3)에 체결된다.

이러한 보조 연결 볼트(7, 7)의 체결에 의하면, 타이밍 벨트(47)를 수용하는 중간실(48b)의 외측에 있어서도, 실린더 블록(3) 및 실린더 헤드(5)의 개스킷(4)에 대한 면압(面壓)을 충분히 높일 수 있다. 게다가 보조 연결 볼트(7, 7) 위쪽에는, 상기 경사면(5c)의 존재에 의해, 보조 연결 볼트(7, 7)를 조작하는 공구의 수용 스페이스가 충분히 확보되기 때문에, 보조 연결 볼트(7, 7)의 조임 작업을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 이에 따라 상기 긴 돌출부(70, 70)의 작업창(55) 바깥쪽으로 길게 돌출되는 양을 적게 할 수 있다는 것을 의미하며, 이것도 엔진(E)의 콤팩트화에 기여하게 된다.

또한, 보조 연결 볼트(7, 7)의 조작은 덮개(57)의 부착 전에 행하는 것이다.

다음으로, 상기 밸브 작동 장치(35)의 윤활에 대하여 설명한다.

도 1 내지 도 3, 도 6 및 도 8에 있어서, 상기 타이밍 전동실(48)의 하부실(48a)은 상기 베어링 브래킷(10)을 지지하는, 크랭크 케이스(2) 내벽의 복수의 단부(8, 8…) 사이를 통하여 크랭크 케이스(2) 내부, 즉 크랭크실(9)과 연통하고 있고, 이들 크랭크실(9) 및 하부실(48a)에는 공통되는 윤활 오일(71)이 일정량 저류된다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 하부실(48a)에는, 크랭크축(12)으로부터 기어(74, 74')를 통하여 구동되는 물레바퀴형의 오일 슬링거(72)가 그 일부를 하부실(48a)의 저류 오일(71)에 침지시키도록 해서 배치된다. 이 오일 슬링거(72)는 그 회전에 의해 오일(71)을 주위에 비산시키는 것이며, 그 비산 오일을 타이밍 벨트(47)측으로 유도하기 위한 오일 유도벽(73)이 오일 슬링거(72) 및, 구동 풀리(45)측의 타이밍 벨트(47) 주위를 둘러싸도록 해서 베어링 브래킷(10)의 외측면에 일체로 형성된다. 베어링 브래킷(10)은 비교적 작은 부품이기 때문에, 이것을 오일 유도벽(73)과 함께 용이하게 주조할 수 있다. 게다가, 베어링 브래킷(10)은 이 오일 유도벽(73)을 일체로 가짐으로써, 그 강성이 강화되어, 크랭크축(12)의 지지 강성을 높이는 데에도 유효해진다.

이리하여, 하부실(48a)에서는, 오일 슬링거(72)로부터의 비산 오일이 오일 유도벽(73)에 의해 타이밍 벨트(47)측으로 유도되고, 이 타이밍 벨트(47)에 부착된 오일은 상기 벨트(47)에 의해 상부실(48c)로 이송되며, 타이밍 벨트(47)가 종동 풀리(46)에 귄선될 때, 원심력에 의해 떨어져 주위로 비산하고, 주변의 벽에 충돌하 여 오일 미스트를 생성하며, 이 오일 미스트가 상부실(48c)을 채우게 되기 때문에, 그것에 의해 타이밍 전동 장치(37) 전체뿐만 아니라, 캠축(36)의 볼 베어링(41)을 윤활할 수 있다.

특히, 상부실(48c)에서는, 타이밍 벨트(47)로부터 떨어진 오일의 일부가 덮개(57)의 경사진 내면에 충돌하면, 종동 풀리(46)의 웨브(46b)측으로 튄다. 그리고 이 오일은 종동 풀리(46)의 관통공(64, 64)을 통과하여, 상기 볼 베어링(41)에 뿌려지기 때문에, 이것에 의해서도 상기 볼 베어링(41)을 윤활한다. 또한 상기 볼 베어링(41)에 뿌려진 오일의 일부는 상기 베어링(41) 외주의 오일 통과 홈(76)을 통하여 밸브 작동실(35)로 이동하고, 밸브 작동실(35)측으로부터도 상기 볼 베어링(41)을 윤활하게 된다. 따라서 볼 베어링(41)의 윤활은 매우 양호하게 행해진다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 밸브 작동실(49)의 저부는, 실린더 보어(3a)의 일측을 따르도록 실린더 헤드(5) 및 실린더 블록(3)에 형성된 일련의 오일 복귀 통로(77)를 통하여 크랭크실(9)에 연통된다. 이 오일 복귀 통로(77)는 밸브 작동실(49)로부터 크랭크실(9)로 오일이 유하되도록, 크랭크실(9)을 향하여 내려가고 있다.

그런데, 엔진(E)의 운전중, 크랭크실에서는, 피스톤(25)의 승강에 따른 압력의 맥동이 발생하고, 이 맥동 압력이 오일 복귀 통로(77), 오일 통과 구멍(75) 및 오일 통과 홈(76)을 통하여 밸브 작동실(49) 및 타이밍 전동실(48)에 전달될 때, 밸브 작동실(49) 및 타이밍 전동실(48) 사이에서 오일 미스트의 왕래가 일어나기 때문에, 밸브 작동 장치(35) 전체를 효과적으로 윤활할 수 있다.

그리고 윤활 후, 밸브 작동실(49)에 고인 오일은, 오일 복귀 통로(77)를 유하하여 크랭크실(9)로 되돌아간다. 또한 타이밍 전동실(48)의 저면도 하부실(48a)을 향하여 내려가고 있기 때문에, 상부실(48c)에 고인 오일은 중간실(48b)을 유하하여 하부실(48a)로 되돌아간다.

이와 같이 오일 슬링거(72) 및 타이밍 전동 장치(37)의 작동, 및 크랭크실(9)의 맥동 압력을 이용하여, 서로 분리된 타이밍 전동실(48) 및 밸브 작동실(49) 내를 오일 미스트에 의해 윤활할 수 있기 때문에, 윤활 전용의 오일 펌프가 불필요하게 되어, 엔진(E) 구조의 간소화 및 콤팩트화, 그리고 비용의 저감에 이바지할 수 있다. 게다가 캠축(36)은 흡기 및 배기 밸브(29i, 29e)에 대한 머리 위 배치를 유지할 수 있기 때문에, 엔진의 원하는 출력 성능을 확보할 수 있다.

실시예 2

다음으로, 도 13에 도시하는 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다.

이 실시예는 타이밍 전동실(48) 및 밸브 작동실(49) 사이를 연통하는 오일 통과 구멍(75)에, 밸브 작동실(49)로부터 타이밍 전동실(48)로의 부압의 전달만을 허용하는 일방향 밸브(79)가 설치된다. 그 외의 구성은 전 실시예와 동일하기 때문에, 도 13 중, 전 실시예와 대응하는 부분에는, 동일한 참조 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.

이 실시예에 있어서는, 크랭크실(9)에서 발생한 맥동 압력이 밸브 작동실(49)에 전달되면, 그 중의 부압만이 일방향 밸브(79)를 통과하여 타이밍 전동실(48)에 작용하게 되기 때문에, 그 부압의 작용에 의해 타이밍 전동실(48)의 오일 미스트를 밸브 작동실(49)로 효율적으로 끌어들일 수 있어, 밸브 작동실(49) 내의 윤활성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 설계 변경이 가능하다. 예를 들면, 벨트식의 타이밍 전동 장치(37)를 체인식의 것으로 치환할 수도 있다.

Claims (5)

1. 크랭크 케이스(2), 실린더 블록(3) 및 실린더 헤드(5)로 이루어지는 엔진 본체(1)의 한쪽에 형성한 타이밍 전동실(48)에, 크랭크 케이스(2)에 지지되는 크랭크축(12)과 흡기 및 배기 밸브(29i, 29e)의 머리 위에서 실린더 헤드(5)에 지지되는 캠축(36) 사이를 연결하는 타이밍 전동 장치(37)를 수용하고, 실린더 헤드(5)의 일측벽(5a)과, 실린더 헤드(5)에 형성되며 타이밍 전동실(48)에 인접하는 격벽(5b)으로 캠축(36)의 양단부를 지지하고, 이 캠축(36)을 수용하는 밸브 작동실(49)을 상기 일측벽(5a) 및 격벽(5b) 사이에 구획하여 이루어지는 엔진의 밸브 작동 장치에 있어서,

   타이밍 전동실(48)에는, 그 저부에 저류하는 윤활 오일(71)을 비산시켜서 타이밍 전동 장치(37)의 하부에 부착시키는 오일 슬링거(72)를 배치하고, 상기 오일 슬링거(72)는 크랭크축(12)으로부터 기어(74, 74')를 통하여 구동되며, 상기 격벽(5b)에는, 타이밍 전동 장치(37)의 상부에서 떨어진 비산 오일을 밸브 작동실(49)로 유도하는 오일 통과 구멍(75)을 형성하며, 크랭크 케이스(2) 내의 크랭크실(9)에서 발생하는 맥동 압력을 밸브 작동실(49)에 전달하고 밸브 작동실(49)에 고인 오일을 크랭크실(9)로 유하(流下)시키는 오일 복귀 통로(77)를 실린더 헤드(5) 및 실린더 블록(3)에 형성하고,

   실린더 헤드(5)의 타측면에는, 타이밍 전동 장치(37)의 종동 회전 부재(46)의 캠축(36)에의 착탈을 가능하게 하는 작업창(55)을 개구시키고, 이 작업창(55)을 폐쇄하는 덮개(57)의 측벽을 상기 종동 회전 부재(46)의 측면에 대하여 경사지게 해서, 타이밍 전동 장치(37)의 상부에서 떨어진 비산 오일이 덮개(57)의 측벽 내면에서 상기 종동 회전 부재(46)측으로 반사하도록 하며, 그 반사 오일의 통과를 허용하는 관통공(64)을 상기 종동 회전 부재(46)에 형성한 것을 특징으로 하는 엔진의 밸브 작동 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 격벽(5b)에, 캠축(36)의 베어링(41) 주위에서 타이밍 전동실(48) 및 밸브 작동실(49) 사이를 연통(連通)하는 오일 통과 홈(76)을 형성한 것을 특징으로 하는 엔진의 밸브 작동 장치.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 오일 통과 구멍(75)에, 밸브 작동실(49)로부터 타이밍 전동실(48)로의 부압의 전달만을 허용하는 일방향 밸브(79)를 설치한 것을 특징으로 하는 엔진의 밸브 작동 장치.
5. 제1항에 있어서, 크랭크 케이스(2)내의 크랭크실(9)은 상기 타이밍 전동실(48)과 연통하고, 이들 크랭크실(9) 및 타이밍 전동실(48)에 공통의 윤활 오일(71)이 저류되는 것을 특징으로 하는 엔진의 밸브 작동 장치.

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