JP2012062841A - 冷却手段付き液冷エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を維持した状態で冷却性能を十分に確保することができる冷却手段付き液冷エンジンを提供する。
【解決手段】冷却手段付き液冷エンジン１０は、ラジエータ１６で冷却された冷却液を冷却通路５４に流すことにより燃焼室４９の周囲を冷却する冷却手段４３を備えている。冷却通路５４は、シリンダブロック／ヘッド３１（シリンダブロック３２、シリンダヘッド３３）に埋設されている。さらに、冷却通路５４は、冷却液がラジエータ１６から燃焼室４９の周囲を冷却するように導かれた後、燃焼室４９の排気口１４９を開閉する排気弁５２の周囲を周回してラジエータ１６へ戻るように一筆書き状に形成されている。
【選択図】図１０

Description

本発明は、ラジエータで冷却された冷却液を冷却通路に流すことにより燃焼室の周囲を冷却する冷却手段付き液冷エンジンに関する。

冷却手段付き液冷エンジンは、例えば、発電機や作業機などの駆動源として用いられる。この冷却手段付き液冷エンジンは、一例として、シリンダブロックおよびシリンダヘッドが一体に形成され、シリンダブロックにウォータジャケットが形成され、シリンダヘッドに冷却通路が埋設されている。
シリンダブロックのウォータジャケットや、シリンダヘッドの冷却通路に冷却液を流すことにより、シリンダブロックやシリンダヘッドを冷却することが可能である（例えば、特許文献１参照。）。

特開昭６２−１５９７５０号公報

従来ウォータジャケットを構成するには、シリンダとシリンダヘッドとを分離して水路を形成する。しかしながら、シリンダとシリンダヘッドとの二つの部材となってしまい、また締結ボルトのスペースが必要となるため、小型化、軽量化が困難で、部品点数が増加する問題がある。
また、シリンダとシリンダヘッドとが一体に形成されている場合には中子で水路を形成することとなるが、低圧ダイカスト製法を採ることとなるため、製造時間が長くなり製造コストが増加する問題があった。

この対策として、ウォータジャケットに代えてシリンダブロックの外側に冷却通路を形成することで冷却性能を十分に確保することが考えられる。
しかし、シリンダブロックの外側に冷却通路を形成した場合、小型エンジンの小型化を維持することは難しい。
このため、小型エンジンの小型化を維持した状態で冷却性能を十分に確保することは困難であるとされていた。

本発明は、小型化を維持した状態で冷却性能を十分に確保することができる冷却手段付き液冷エンジンを提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、ラジエータで冷却された冷却液を冷却通路に流すことにより燃焼室の周囲を冷却する冷却手段付き液冷エンジンであって、前記冷却通路は、シリンダブロック、シリンダヘッドに埋設され、かつ、前記冷却液が前記ラジエータから前記燃焼室の周囲を冷却するように導かれた後、前記燃焼室の排気口を開閉する排気弁の周囲を周回して前記ラジエータへ戻るように、一筆書き状に形成されたことを特徴とする。

請求項２は、前記シリンダブロックおよび前記シリンダヘッドが一体に形成されたことを特徴とする。

請求項３は、前記燃焼室を開閉する吸気弁および排気弁を駆動するカムと、前記カムを支持するとともに前記冷却通路の一部を兼ねる中空状のカム軸と、を備えたことを特徴とする。

請求項４は、前記カム軸に前記冷却液を循環させるポンプが同軸上に設けられたことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、シリンダブロック、シリンダヘッドに冷却通路を埋設された（鋳ぐるまれた）状態で一筆書き状に形成した。
このように、シリンダブロック、シリンダヘッドに冷却通路を埋設することで、冷却手段付き液冷エンジンの小型化を維持することができる。
ここで、冷却通路の埋設とは、冷却通路の全体を埋設した状態や、冷却通路の一部を埋設した状態を含む。

さらに、冷却通路に冷却液を流すことで、冷却液を燃焼室の周囲に沿わせて流し、燃焼室の周囲を冷却した冷却液を排気弁の周囲に周回させて流すようにした。
よって、燃焼室の周囲を冷却液で冷却し、かつ、排気弁の周囲を冷却液で冷却することができる。

ここで、エンジンは、通常、燃焼室の周囲や排気弁の周囲が他の部位と比べて高温になる。
これにより、燃焼室の周囲や排気弁の周囲を冷却液で冷却することで、冷却性能を十分に確保することができる。
したがって、請求項１に係る発明によれば、冷却手段付き液冷エンジンの小型化を維持した状態で冷却性能を十分に確保することができる。

請求項２に係る発明では、シリンダブロックおよびシリンダヘッドを一体に形成した。このように、シリンダブロックおよびシリンダヘッドを一体に形成することで冷却手段付き液冷エンジンの小型化を維持することが可能である。
さらに、シリンダブロックおよびシリンダヘッドを一体に形成する際に、冷却通路を一筆書き状に形成した状態で埋設することができる。
これにより、一体に形成したシリンダブロックおよびシリンダヘッドに冷却通路を簡単に埋設することができる。

請求項３に係る発明では、燃焼室を開閉する吸気弁および排気弁をカムで駆動させ、このカムを中空状のカム軸で支持するようにした。そして、カム軸で冷却通路の一部を兼ねるようにした。
よって、カムを支持するために、従来必要とされていた専用のカム軸を不要にできる。
これにより、部品点数を減らすとともに専用のカム軸を設ける空間を不要にでき、冷却手段付き液冷エンジンの一層の小型化を図ることができる。

請求項４に係る発明では、冷却液を循環させるポンプをカム軸に同軸上に設けた。
よって、ポンプを支持するために、従来必要とされていた専用のポンプ軸を不要にできる。
これにより、部品点数を減らすとともに専用のポンプ軸を設ける空間を不要にでき、冷却手段付き液冷エンジンの一層の小型化を図ることができる。

本発明に係る冷却手段付き液冷エンジンを示す斜視図である。 図１の冷却手段付き液冷エンジンから外装カバーを除去した状態を示す斜視図である。 図２の３−３線断面図である。 本発明に係る冷却手段付き液冷エンジンの動弁機構を示す斜視図である。 図４の動弁機構を示す側面図である。 図４の動弁機構を示す分解斜視図である。 本発明に係る冷却手段付き液冷エンジンの吸気弁、排気弁および冷却通路を示す断面図である。 本発明に係る冷却手段を示す概略図である。 本発明に係る冷却手段を示す斜視図である。 図９の冷却手段からシリンダブロック／ヘッドを除去した状態を示す斜視図である。 図９の１１−１１線断面図である。 本発明に係る冷却手段付き液冷エンジンに備えた動弁機構の吸気弁および排気弁を作動する例を説明する図である。 本発明に係る冷却手段付き液冷エンジンに備えた吸気弁および排気弁のバルブリフト量の増減を調整する例を説明する図である。 本発明に係る冷却手段で冷却液が規定温度まで上昇していない状態においてエンジン本体を冷却する例を説明する図である。 本発明に係る冷却手段で冷却液が規定温度まで上昇している状態においてエンジン本体を冷却する例を説明する図である。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。

実施例に係る冷却手段付き液冷エンジン１０について説明する。
図１、図２に示すように、冷却手段付き液冷エンジン１０は、エンジン本体１４（図３参照）およびラジエータ１６などを含むエンジン全体１２と、エンジン全体１２を覆うカバー構造体２０とを備えた液冷型の汎用エンジンである。
液冷型の汎用エンジンとして、例えば、水冷型の汎用エンジンが挙げられる。

図３に示すように、エンジン全体１２は、シリンダブロック／ヘッド３１のシリンダブロック３２内にピストン３４が設けられたエンジン本体１４と、エンジン本体１４を冷却するラジエータ１６と、エンジン本体１４の周辺に設けられた周辺装備品１８を備えている。

エンジン本体１４のシリンダブロック／ヘッド３１は、シリンダブロック３２およびシリンダヘッド３３が一体に成形されている。
シリンダブロック／ヘッド３１の材料として、例えば、ダイカスト用アルミ材（ＡＤＣ１２）が用いられる。

エンジン本体１４は、シリンダブロック３２内にピストン３４が設けられ、ピストン３４にコンロッド３５を介してクランクシャフト３６が連結され、クランクシャフト３６がクランクケース３７で覆われている。
さらに、エンジン本体１４は、クランクケース３７から突出されたクランクシャフト３６の端部３６ａに冷却ファン３８が設けられ、シリンダヘッド３３やシリンダブロック／ヘッド３１に動弁機構４１が設けられ、シリンダヘッド３３に点火プラグ４２および冷却手段４３が設けられている。

冷却ファン３８は、フライホイール４６に同軸上に設けられている。
フライホイール４６は、クランクシャフト３６の端部３６ａに同軸上に設けられることで、クランクケース３７の上方に配置されている。
よって、冷却ファン３８は、クランクシャフト３６の端部３６ａに同軸上に設けられ、クランクケース３７の上方に配置されている。
冷却ファン３８を回転することで、外部から導入した冷却風をラジエータ１６に導くことができ、かつ、ラジエータ１６を冷却した冷却風をマフラーに導くことができる。
フライホイール４６は、クランクシャフト３６の回転を円滑に確保するための部材である。

動弁機構４１は、クランクシャフト３６の回転をカム部材（カム）４７に伝える伝達手段４８と、カム部材４７の回転で燃焼室４９を開閉する吸気弁５１（図４参照）および排気弁５２と、その他の動弁機構４１関連の部材とを備えている。
動弁機構４１によれば、クランクシャフト３６の回転を伝達手段４８でカム部材４７に伝えることでカム部材４７が回転する。カム部材４７が回転することで吸気弁５１や排気弁５２が作動する。
なお、動弁機構４１については図４〜図７において詳しく説明する。

冷却手段４３は、シリンダヘッド３３の周囲に埋設される（鋳ぐるまれる）とともにラジエータ１６に連通された冷却通路５４と、冷却通路５４の途中に設けられたウォータポンプ（ポンプ）５５およびサーモスタット５６（図８参照）とを備えている。
ウォータポンプ５５は、シリンダヘッド３３の上方に設けられるとともに伝達手段４８に連結されている。
よって、クランクシャフト３６の回転が伝達手段４８を介してウォータポンプ５５に伝えられ、ウォータポンプ５５が回転する。
なお、冷却手段４３については図８〜図１１において詳しく説明する。

ラジエータ１６は、通常用いられるエンジン冷却用のラジエータと同じ構成部材である。
このラジエータ１６は、ウォータポンプ５５の上方に設けられるとともに、冷却ファン３８に隣接して設けられている。
よって、冷却ファン３８を回転させることにより、冷却ファン３８の吸込力をラジエータ１６に付与させてラジエータ１６に冷却風を通すことができる。

このラジエータ１６に冷却手段４３の冷却通路５４（冷却通路の一部は図示せず）が連通されている。よって、エンジン本体１４を冷却した冷却液を冷却通路５４を経てラジエータ１６に循環することができる。
エンジン本体１４を冷却した冷却液をラジエータ１６に循環することで、ラジエータ１６で冷却液を冷却することができる。

すなわち、冷却手段４３およびラジエータ１６によれば、冷却通路５４内の冷却液をウォータポンプ５５で循環することにより、冷却液でエンジン本体１４を冷却できる。
ここで、冷却液が規定温度まで上昇していない場合には、サーモスタット５６の作動により、エンジン本体１４を冷却した冷却液をウォータポンプ５５を経てエンジン本体１４に循環させることができる。

一方、冷却液が規定温度まで上昇している場合には、サーモスタット５６の作動により、エンジン本体１４を冷却した冷却液をウォータポンプ５５を経てラジエータ１６に導く。
導いた冷却液をラジエータ１６で冷却し、冷却した冷却液をエンジン本体１４に循環させてエンジン本体１４を冷却する。

図１、図２に示すように、周辺装備品１８は、エンジン本体１４の周辺に設けられたマフラー、燃料タンク６２、オイルタンク６３およびエアクリーナ６４を含んでいる。
この周辺装備品１８はカバー構造体２０で覆われている。

図２、図３に示すように、カバー構造体２０は、エンジン本体１４（図３参照）およびラジエータ１６を覆うエンジンカバー２１と、エンジン本体１４の冷却ファン３８を覆うリコイルカバー２２と、周辺装備品１８のマフラーを覆うマフラーカバー２３と、エンジン全体１２を覆う外装カバー２４とを備えている。

エンジンカバー２１は、エンジン本体１４およびラジエータ１６を覆うカバー本体７１と、カバー本体７１に設けられたラジエータガード７４とを備えている。
カバー本体７１は、側面視で略Ｌ字状に形成され、冷却風を内部に導入する冷却風導入口７６を有する。この冷却風導入口７６にラジエータガード７４の支持部位７４ａを介してラジエータ１６が支持されている。
冷却風導入口７６にラジエータ１６が支持されることにより、冷却風導入口７６から取り入れた冷却風をラジエータ１６に導通させることができる。

ラジエータガード７４は、冷却風導入口７６に組み付けられた部位にガードルーバ７４ｂが形成されている。ガードルーバ７４ｂは、複数のルーバ単体が所定間隔をおいて設けられている。
よって、エンジンカバー２１の外部からガードルーバ７４ｂ（すなわち、冷却風導入口７６）を経て冷却風をカバー本体７１の上収容空間７８に導入することができる。
さらに、ラジエータガード７４にガードルーバ７４ｂを形成することにより、ラジエータガード７４でラジエータ１６を保護することができる。

カバー本体７１の天井部７１ｂの上方に隣接して冷却ファン３８が配置されている。
天井部７１ｂにはカバー開口７１ａが形成されている。
カバー開口７１ａを形成することで、冷却ファン３８がカバー開口７１ａを経てカバー本体７１の収容空間７７に連通されている。

冷却ファン３８は、リコイルカバー２２で覆われている。
リコイルカバー２２は、冷却ファン３８の外周に沿って形成された周側壁２２ａと、周側壁２２ａの上端部を塞ぐ頂部２２ｂと、周側壁２２ａの下端部に下部開口２２ｃとを有する。

リコイルカバー２２の下部開口２２ｃは、カバー開口７１ａに対峙（対向）している。
よって、リコイルカバー２２の下部開口２２ｃは、カバー開口７１ａ、収容空間７７および上収容空間７８を経て冷却風導入口７６に連通されている。
ここで、冷却風導入口７６にラジエータ１６が設けられている。さらに、ラジエータ１６は、冷却ファン３８に隣接して配置されている。

よって、冷却ファン３８を回転させることにより、冷却風導入口７６（すなわち、ラジエータ１６）に冷却風を良好に導くことができる。
これにより、ラジエータ１６内の冷却液を冷却風で好適に冷却でき、冷却した冷却液で汎用液冷エンジン１０を効率よく冷却することができる。

リコイルカバー２２にはエンジン始動用のリコイルスタータ８１が内蔵されている。
リコイルスタータ８１は、リコイルカバー２２の頂部２２ｂに設けられた支持軸８２と、支持軸８２に回転自在に支持されたプーリ８３と、プーリ８３および支持軸８２に連結されたリコイルスプリング８４と、プーリ８３に設けられたワンウエイクラッチ８５と、プーリ８３に基端部が連結されて外周に巻き付けられたケーブル８６と、ケーブル８６の先端に設けられたリコイルノブ８７（図１参照）とを備えている。

支持軸８２は、クランクシャフト３６に向けて延出されるとともに、クランクシャフト３６に対して同軸上に配置されている。
ワンウエイクラッチ８５は、係止爪（図示せず）がフライホイール４６の係止溝８８に係止されている。

よって、リコイルノブ８７を手で掴んで引っ張ることによりプーリ８３がリコイルスプリング８４のばね力に抗して回転する。プーリ８３が回転することによりフライホイール４６を介してクランクシャフト３６が回転する。
クランクシャフト３６が回転することで汎用液冷エンジン１０が始動する。汎用液冷エンジン１０が始動することで、フライホイール４６の係止溝８８から係止爪が外れる。
リコイルノブ８７から手を離すことにより、リコイルスプリング８４のばね力でプーリ８３が回転し、プーリ８３にケーブル８６が巻き付けられる。

図１、図２に示すように、外装カバー２４は、エンジン全体１２を覆うように略矩形体状に形成されたカバーである。
この外装カバー２４は、ラジエータガード７４に対応する部位に外装ルーバ９６が形成されている。
外装ルーバ９６は、複数のルーバ単体が所定間隔をおいて設けられている。

ラジエータガード７４に対応する部位に外装ルーバ９６を形成することで、外装カバー２４の外部から外気を冷却風として外装カバー２４の内部に導くことができる。
図３に示すように、外装カバー２４の内部に導いた冷却風をラジエータガード７４のガードルーバ７４ｂ（冷却風導入口７６）を経てエンジンカバー２１の上収容空間７８に導くことができる。
上収容空間７８に冷却風を導くことで、導いた冷却風がラジエータ１６を通過することができる。ラジエータ１６に冷却風を導くことでラジエータ１６内の冷却液を冷却することができる。

つぎに、動弁機構４１を図４〜図７に基づいて詳説する。なお、図４〜図７においては動弁機構４１の構成の理解を容易にするためにエンジン本体１４を立設させた状態で示す。

図４に示すように、動弁機構４１は、クランクシャフト３６の回転（動力）をカム部材４７に伝達する伝達手段４８と、伝達手段４８の従動プーリ５８に一体に形成されたカム部材４７と、カム部材４７の回転で作動する吸気用ロッカアーム１２１および排気用ロッカアーム１２２と、吸気用ロッカアーム１２１に連結された吸気弁５１と、排気用ロッカアーム１２２に連結された排気弁５２とを備えている。

伝達手段４８は、クランクシャフト３６に設けられた駆動プーリ５７と、冷却通路５４に回転自在に支持された従動プーリ５８と、駆動プーリ５７および従動プーリ５８に巻回された無端状の伝達ベルト（タイミングベルト）５９とを備えている。

クランクシャフト３６が回転することにより、駆動プーリ５７の回転が伝達ベルト５９を介して従動プーリ５８に伝えられる。
従動プーリ５８は、冷却通路５４の中心線（カム部材４７の回転中心線）１２４に対して同軸上に設けられている。
駆動プーリ５７の回転が従動プーリ５８に伝えられることで従動プーリ５８が駆動する。

図５に示すように、カム部材４７は、従動プーリ５８のうちシリンダヘッド３３の反対側の面（すなわち、外面）５８ａに一体に形成されている。
この状態において、カム部材４７は、従動プーリ５８に対して同軸上に設けられ、冷却通路５４に回転自在に支持されている。

よって、伝達ベルト５９により駆動される従動プーリ５８が、カム部材４７に対して燃焼室４９寄りに備えられている。
よって、従動プーリ５８や伝達ベルト５９を燃焼室４９やシリンダ４４側に近づけることができる。
このように、従動プーリ５８や伝達ベルト５９を燃焼室４９やシリンダ４４側に近づけることで、動弁系システムのコンパクト化を図ることができる。

さらに、従動プーリ５８を燃焼室４９寄りに配置することで、カム部材４７を燃焼室４９から離して配置することができる。カム部材４７を燃焼室４９から離すことで、燃焼室４９で発生した熱の影響を受け難くできるので樹脂材料による成形を可能にできる。
よって、カム部材４７を樹脂材料で成形し、かつ、従動プーリ５８を焼結材料で形成することで、カム部材４７に従動プーリ５８を一体に形成することが可能になる。
これにより、部品点数を削減でき、動弁系システムの一層のコンパクト化を図ることができる。

このカム部材４７は、冷却通路５４の中心線（カム部材４７の回転中心線）１２４に対して傾斜角θ１で傾斜するカム面１２５を有する。
すなわち、カム面１２５は、燃焼室４９から離れるに従って縮径するように傾斜状に形成されている。
カム面１２５は、通常のカム面と同様に、全周の一部に隆起部１２５ａが形成されている。

図４、図６に示すように、カム部材４７が作動（回転）することにより、吸気用ロッカアーム１２１および排気用ロッカアーム１２２がスイング軸１２７を軸にしてスイング作動（揺動）する。
吸気用ロッカアーム１２１は、スイング軸１２７にスイング自在に支持された吸気用アーム本体１３１と、吸気用アーム本体１３１に設けられた吸気用スリッパ（スリッパ）１３６とを有する。

吸気用アーム本体１３１は、基部１３１ａに一対の貫通孔１３２が設けられ、基部１３１ａから延出部１３３が延出され、先端部１３１ｂに取付孔１３４が設けられている。
一対の貫通孔１３２にスイング軸１２７が回動自在に差し込まれることにより、吸気用アーム本体１３１がスイング軸１２７にスイング自在に支持されている。
また、取付孔１３４に吸気弁５１の弁棒５１ａがナットで取り付けられている。
さらに、延出部１３３の先端１３３ａに吸気用スリッパ１３６を備えている。
吸気用スリッパ１３６は、カム面１２５に摺接するようにカム面１２５に対して平行に配置されている。

排気用ロッカアーム１２２は、スイング軸１２７にスイング自在に支持された排気用アーム本体１４１と、排気用アーム本体１４１に設けられた排気用スリッパ（スリッパ）１４６とを有する。

排気用アーム本体１４１は、基部１４１ａに一対の貫通孔１４２が設けられ、基部１４１ａから延出部１４３が延出され、先端部１４１ｂに取付孔１４４が設けられている。
一対の貫通孔１４２にスイング軸１２７が回動自在に差し込まれることにより、排気用アーム本体１４１がスイング軸１２７にスイング自在に支持されている。

よって、排気用アーム本体１４１および吸気用アーム本体１３１は、一本のスイング軸１２７に各々がスイング自在に支持されている。
すなわち、スイング軸１２７の中心線１２８は、吸気用ロッカアーム１２１のスイング中心線および排気用ロッカアーム１２２のスイング中心線と一致する。

また、取付孔１４４に排気弁５２の弁棒５２ａがナットで取り付けられている。
さらに、延出部１４３の先端１４３ａに排気用スリッパ１４６を備えている。
排気用スリッパ１４６は、カム面１２５に摺接するようにカム面１２５に対して平行に配置されている。

ここで、スイング軸１２７は、冷却通路５４の中心線（カム部材４７の回転中心線）１２４に対してスイング軸１２７の中心線１２８（すなわち、吸気用ロッカアーム１２１のスイング中心線および排気用ロッカアーム１２２のスイング中心線）が傾斜角θ２（図５参照）で傾斜されている。

以上説明した動弁機構４１によれば、吸気用スリッパ１３６がカム面１２５に案内されることにより吸気用ロッカアーム１２１がスイング軸１２７を中心にスイング運動する。
吸気用ロッカアーム１２１がスイング軸１２７を中心にスイング運動することで、吸気弁５１を開閉駆動することができる。

同様に、排気用スリッパ１４６がカム面１２５に案内されることにより排気用ロッカアーム１２２がスイング軸１２７を中心にスイング運動する。
排気用ロッカアーム１２２がスイング軸１２７を中心にスイング運動することで、排気弁５２を開閉駆動することができる。

ここで、図５に示すように、スイング軸１２７を冷却通路５４の中心線（カム部材４７の回転中心線）１２４に対して傾斜角θ２だけ傾斜させた。
ここで、吸気弁５１は吸気用ロッカアーム１２１に対して略直交するように設けられている。同様に、排気弁５２は排気用ロッカアーム１２２に対して略直交するように設けられている。
よって、吸気弁５１および排気弁５２をシリンダ４４の中心線４５に対して傾斜角θ３だけ傾斜させることができる。

これにより、図７に示すように、燃焼室４９のうちシリンダ内のピストンに対峙（対向）する天井面（シリンダ内のピストンに対峙する面）４９ａを略半球形状に形成することができる。
天井面４９ａに、吸気弁５１で開閉される吸気口１４８および排気弁５２で開閉される排気口１４９が形成されている。
吸気口１４８は、天井面４９ａの法線５０ａ方向に配置されている。
また、排気口１４９は、天井面４９ａの法線５０ｂ方向に配置されている。

天井面４９ａを略半球形状に形成することで、燃焼室４９の形状を最小表面積とすることができる。
また、燃焼室４９に対して法線５０ａ方向に吸気口１４８（吸気弁５１）を配置することで、吸気弁５１の着座面１４８ａを天井面４９ａの表面に沿わせることができる。
さらに、燃焼室４９に対して法線５０ｂ方向に排気口１４９（排気弁５２）を配置することで、排気弁５２の着座面１４９ａを天井面４９ａの表面に沿わせることができる。

ここで、燃焼室４９の形状を最小表面積とすることや、吸気弁５１の着座面１４８ａや排気弁５２の着座面１４９ａを天井面４９ａの表面に沿わせることは、燃焼室４９内で混合燃料を効率よく燃焼できる要因であることが知られている。
これにより、燃焼室４９の形状を最小表面積とし、かつ、吸気弁５１の着座面１４８ａや排気弁５２の着座面１４９ａを天井面４９ａの表面に沿わせることで、汎用液冷エンジン１０の燃焼効率を高めることができる。

さらに、図５に示すように、吸気弁５１および排気弁５２をシリンダ４４の中心線４５に対して傾斜させることで、吸気弁５１や排気弁５２をシリンダ４４の中心線４５から回避（オフセット）させて配置することができる。
よって、点火プラグ４２の先端部４２ａを天井面４９ａの頂部４９ｂ（図７参照）に設けることが可能になる。
天井面４９ａの頂部４９ｂは、シリンダ４４の中心線４５上や中心線４５近傍の部位である。

ここで、点火プラグ４２の先端部４２ａを天井面４９ａの頂部４９ｂ（図７参照）に設けることは、燃焼室４９内で混合燃料を効率よく燃焼できる要因であることが知られている。
これにより、点火プラグ４２の先端部４２ａを天井面４９ａの頂部４９ｂに設けることで、汎用液冷エンジン１０の燃焼効率を高めることができる。

つぎに、冷却手段４３を図８〜図１１に基づいて詳説する。なお、図８〜図１１においては冷却手段４３の構成の理解を容易にするために、動弁機構４１の説明と同様にエンジン本体１４を立設させた状態で示す。

図８に示すように、冷却手段４３は、シリンダブロック／ヘッド３１（主に、シリンダヘッド３３）およびラジエータ１６間で冷却液を循環させる冷却通路５４と、冷却通路５４の途中に設けられたウォータポンプ５５と、ウォータポンプ５５の下流側に設けられたサーモスタット５６とを備えている。

冷却通路５４は、ラジエータ１６の液出口１６ａから燃焼室４９の周囲を冷却するように冷却液が導かれた後、導かれた冷却液が排気弁５２の周囲を周回してラジエータ１６へ戻るように配管されている。

この冷却通路５４は、ウォータポンプ５５からサーモスタット５６に冷却液を案内する第１冷却通路部１５４と、サーモスタット５６からラジエータ１６に冷却液を案内する第２冷却通路部１５５と、ラジエータ１６からサーモスタット５６に冷却液を案内する第３冷却通路部１５６と、サーモスタット５６からシリンダヘッド３３に冷却液を案内する第４冷却通路部１５７と、第４冷却通路部１５７からウォータポンプ５５に冷却液を案内する第５冷却通路部（中空状のカム軸）１５８とを備えている。

冷却通路５４の材料として、例えば、パイプ材（ＳＴＫＭ１２Ａ）、ＳＵＳ３０４材、またはアルミ材（Ａ６０６１材）が用いられる。

図９、図１０に示すように、第４冷却通路部１５７は、サーモスタット５６の液出口５６ａから燃焼室４９（図８参照）の周囲を冷却するように冷却液が導かれた後、導かれた冷却液が排気弁５２の周囲を周回してウォータポンプ５５に戻るように、一筆書き状に連続的に形成されている。
すなわち、第４冷却通路部１５７は、燃焼室４９（図８参照）の外周に沿って埋設された燃焼室冷却通路部１５７ａと、排気弁５２の周囲に沿って埋設された排気口冷却通路部１５７ｂとを有する。

燃焼室冷却通路部１５７ａは、シリンダブロック３２およびシリンダヘッド３３が一体成形されたシリンダブロック／ヘッド３１に埋設される（鋳ぐるまれる）ことで、燃焼室４９（図８参照）の外周に沿って設けられている。
ここで、燃焼室冷却通路部１５７ａの埋設とは、燃焼室冷却通路部１５７ａの全体を埋設した状態や、燃焼室冷却通路部１５７ａの一部を埋設した状態を含む。

排気口冷却通路部１５７ｂは、シリンダヘッド３３に埋設される（鋳ぐるまれる）ことで、排気弁５２（排気口１４９（図８参照））の外周に沿って設けられている。
排気弁５２は、前述したように、燃焼室４９の排気口１４９（図８参照）を開閉する弁である。
ここで、排気口冷却通路部１５７ｂの埋設とは、燃焼室冷却通路部１５７ａと同様に、排気口冷却通路部１５７ｂの全体を埋設した状態や、排気口冷却通路部１５７ｂの一部を埋設した状態を含む。

また、「鋳ぐるむ」とは、燃焼室冷却通路部１５７ａや排気口冷却通路部１５７ｂをシリンダブロック／ヘッド３１内に埋設させた状態でシリンダブロック／ヘッド３１に溶着させることをいう。

よって、第４冷却通路部１５７に冷却液を流すことで、冷却液を燃焼室４９の周囲に沿わせて流し、燃焼室４９の周囲を冷却した冷却液を排気口１４９の周囲に周回させて流すことができる。
これにより、燃焼室４９の周囲を冷却液で冷却し、かつ、排気口１４９の周囲を冷却液で冷却することができる。

ここで、冷却手段付き液冷エンジン１０は、通常、燃焼室４９の周囲や排気弁５２（排気口１４９）の周囲が他の部位と比べて高温になる。
よって、燃焼室４９の周囲や排気口１４９の周囲を冷却液で冷却することで、冷却性能を十分に確保することができる。

図７、図１１に示すように、第４冷却通路部１５７は、シリンダブロック３２およびシリンダヘッド３３が一体成形されたシリンダブロック／ヘッド３１に鋳ぐるまれることによりシリンダブロック／ヘッド３１に埋設されている。
このように、シリンダブロック／ヘッド３１に第４冷却通路部１５７を埋設することで、冷却手段付き液冷エンジン１０の小型化を維持することができる。
これにより、冷却手段付き液冷エンジン１０の小型化を維持した状態で冷却性能を十分に確保することができる。

加えて、シリンダブロック３２およびシリンダヘッド３３を一体に形成した。シリンダブロック３２およびシリンダヘッド３３を一体に形成することで冷却手段付き液冷エンジン１０の小型化を維持することが可能である。
さらに、シリンダブロック３２およびシリンダヘッド３３を一体に形成する際に、第４冷却通路部１５７を一筆書き状に形成した状態で埋設することができる。
これにより、一体に形成したシリンダブロック３２およびシリンダヘッド３３（すなわち、シリンダブロック／ヘッド３１）に冷却通路を簡単に埋設することができる。

図１１に示すように、第５冷却通路部１５８は、基部１５８ａがシリンダヘッド３３に埋設され、殆どの部位１５８ｂがシリンダヘッド３３から突出され、先端部１５８ｃ近傍がシリンダヘッド３３に支持された筒状のパイプである。
すなわち、第５冷却通路部１５８は、基部１５８ａおよび先端部１５８ｃ近傍の両端部がシリンダヘッド３３に支持されている。

シリンダヘッド３３から突出された殆どの部位１５８ｂにカム部材４７および従動プーリ５８が回転自在に支持されている。
第５冷却通路部１５８は、カム部材４７および従動プーリ５８を回転自在に支持するカム軸を兼ねている。換言すれば、第５冷却通路部１５８は、カム部材４７および従動プーリ５８を支持するとともに冷却通路５４の一部を兼ねる中空状の部材である。

よって、カム部材４７を支持するために、従来必要とされていた専用のカム軸を不要にできる。
これにより、部品点数を減らすとともに専用のカム軸を設ける空間を不要にでき、冷却手段付き液冷エンジン１０の一層の小型化を図ることができる。

カム部材４７の先端外周部には複数の駆動側磁石１６１が周方向に等間隔で設けられている。
複数の駆動側磁石１６１は、ウォータポンプ５５に備えた複数の従動側磁石１６２に対峙（対向）する部位に設けられている。

第５冷却通路部１５８の先端部１５８ｃにウォータポンプ５５が回転自在に支持されている。
すなわち、第５冷却通路部１５８は、カム部材４７および従動プーリ５８を回転自在に支持するカム軸を兼ねるとともに、ウォータポンプ５５の支持軸を兼ねている。
よって、ウォータポンプ５５は、カム部材４７および従動プーリ５８に同軸上に設けられている。
換言すれば、ウォータポンプ５５は、カム軸（第５冷却通路部１５８）に同軸上に設けられている。

よって、ウォータポンプ５５を支持するために、従来必要とされていた専用のポンプ軸を不要にできる。
これにより、部品点数を減らすとともに専用のポンプ軸を設ける空間を不要にでき、冷却手段付き液冷エンジン１０の一層の小型化を図ることができる。

ウォータポンプ５５は、複数の駆動側磁石１６１に対峙（対向）するように、複数の従動側磁石１６２が周方向に等間隔で設けられている。
よって、カム部材４７および従動プーリ５８が回転することにより、複数の駆動側磁石１６１が回転する。複数の駆動側磁石１６１が回転することで、複数の駆動側磁石１６１に追従して複数の従動側磁石１６２が回転する。複数の従動側磁石１６２が回転することでウォータポンプ５５が回転する。

ウォータポンプ５５が回転することで、ウォータポンプ５５の羽根（インペラー）５５ａが回転する。ウォータポンプ５５の案内羽根５５ａが回転することで、第５冷却通路部１５８からウォータポンプ５５に案内された冷却液が案内羽根５５ａで第１冷却通路部１５４に供給される。
第１冷却通路部１５４に供給された冷却液は、第１冷却通路部１５４を経てサーモスタット５６に案内される。

サーモスタット５６は、ボディ１６４内にバルブ１６５が収容され、バルブ１６５からニードル１６７が突出され、バルブ１６５がスプリング１６６で押圧された通常のサーモスタットである。
このサーモスタット５６は、冷却液が規定温度まで上昇していない場合には、バルブ１６５内にニードル１６７が収容され、バルブ１６５がスプリング１６６の付勢力でＰ１位置に配置される。
よって、エンジン本体１４を冷却した冷却液を第４冷却通路部１５７に案内することができる。

一方、サーモスタット５６は、冷却液が規定温度まで上昇している場合には、バルブ１６５内からニードル１６７が突出され、バルブ１６５がスプリング１６６の付勢力に抗してＰ２位置に配置される。
よって、エンジン本体１４を冷却した冷却液を第２冷却通路部１５５に案内するとともに、第３冷却通路部１５６の冷却液を第４冷却通路部１５７に案内することができる。

つぎに、動弁機構４１の吸気弁５１および排気弁５２を作動する例を図１２に基づいて説明する。
図１２（ａ）に示すように、クランクシャフト３６が矢印Ａの如く回転することによりピストン３４が矢印Ｂ方向に移動する。
同時に、クランクシャフト３６が矢印Ａの如く回転することにより、駆動プーリ５７で伝達ベルト５９を矢印Ｃの如く回転する。
伝達ベルト５９が回転することにより従動プーリ５８が矢印Ｄの如く回転する。
従動プーリ５８が回転することによりカム部材４７が矢印Ｄの如く回転する。

図１２（ｂ）に示すように、カム部材４７が回転することにより、吸気用スリッパ１３６が矢印Ｅの如く移動する。吸気用スリッパ１３６が矢印Ｅの如く移動することで、吸気用ロッカアーム１２１がスイング軸１２７を軸にして矢印Ｆの如くスイング作動する。
吸気用ロッカアーム１２１がスイング作動することで吸気弁５１が矢印Ｇの如く昇降する。

同時に、カム部材４７が回転することにより、排気用スリッパ１４６が矢印Ｈの如く移動する。排気用スリッパ１４６が矢印Ｈの如く移動することで、排気用ロッカアーム１２２がスイング軸１２７を軸にして矢印Ｉの如くスイング作動する。
排気用ロッカアーム１２２がスイング作動することで排気弁５２が矢印Ｊの如く昇降する。

つぎに、冷却手段付き液冷エンジン１０のカム部材４７を冷却通路５４に沿わせて移動して吸気弁５１および排気弁５２のバルブリフト量の増減を調整する例を図１３に基づいて説明する。
図１３に示すように、カム部材４７のカム面１２５は、冷却通路５４の中心線（カム部材４７の回転中心線）１２４に対して傾斜角θ１で傾斜されている。
さらに、傾斜させたカム面１２５に吸気用スリッパ１３６や排気用スリッパ１４６が摺接されている。

よって、カム部材４７を冷却通路５４に沿わせて矢印Ｋの如く移動することにより、吸気弁５１および排気弁５２のバルブリフト量の増減を調整することができる。
加えて、カム部材４７を冷却通路５４に沿わせて矢印Ｋの如く移動することにより、ラッシュアジャスタ機構の役割を果たすことができる。

つぎに、冷却手段４３でエンジン本体１４を冷却する例を図１４、図１５に基づいて説明する。
まず、冷却液が規定温度まで上昇していない状態において、エンジン本体１４を冷却手段４３で冷却する例を図１４に基づいて説明する。

図１４（ａ）に示すように、第５冷却通路部１５８からウォータポンプ５５に冷却液が矢印Ｌの如く案内される。
冷却液が規定温度まで上昇していない場合には、バルブ１６５内にニードル１６７が収容され、バルブ１６５がスプリング１６６の付勢力でＰ１位置に配置される。

この状態において、ウォータポンプ５５から第１冷却通路部１５４を経てサーモスタット５６に冷却液を矢印Ｍの如く供給する。
サーモスタット５６に供給された冷却液は第４冷却通路部１５７に矢印Ｎの如く案内される。

図１４（ｂ）に示すように、第４冷却通路部１５７に冷却液が案内されることで、冷却液が燃焼室冷却通路部１５７ａに矢印Ｏの如く案内される。
燃焼室冷却通路部１５７ａに冷却液を流すことで、冷却液を燃焼室４９の周囲に沿わせて流すことができる。よって、燃焼室４９の周囲を冷却液で冷却することができる。

ここで、冷却手段付き液冷エンジン１０は、通常、図１０に示す排気弁５２（排気口１４９）の周囲が他の部位と比べて高温になる。
よって、燃焼室冷却通路部１５７ａを流れた冷却液を排気口冷却通路部１５７ｂに矢印Ｐの如く案内するようにした。

排気口冷却通路部１５７ｂに冷却液を流すことで、冷却液を排気口１４９の周囲に沿わせて流すことができる。よって、排気口１４９の周囲を冷却液で冷却することができる。
このように、燃焼室４９の周囲を冷却液で冷却し、かつ、排気口１４９の周囲を冷却液で冷却することで、エンジン本体１４を好適に冷却することができる。

つぎに、冷却液が規定温度まで上昇している状態において、エンジン本体１４を冷却手段４３で冷却する例を図１５に基づいて説明する。

図１５（ａ）に示すように、第５冷却通路部１５８からウォータポンプ５５に冷却液が矢印Ｌの如く案内される。
冷却液が規定温度まで上昇している場合には、バルブ１６５内からニードル１６７が突出される。よって、サーモスタット５６のバルブ１６５がスプリング１６６の付勢力に抗してＰ２位置に配置される。

この状態において、ウォータポンプ５５から第１冷却通路部１５４を経てサーモスタット５６に冷却液を矢印Ｍの如く供給する。
サーモスタット５６に供給された冷却液は第２冷却通路部１５５に矢印Ｑの如く案内される。

図１５（ｂ）に示すように、第２冷却通路部１５５に冷却液が案内されることで、冷却液がラジエータ１６に矢印Ｑの如く案内される。
ラジエータ１６に流した冷却液をラジエータ１６で冷却する。
ラジエータ１６で冷却した冷却液が第３冷却通路部１５６を経てサーモスタット５６に矢印Ｒの如くに案内される。
サーモスタット５６に案内された冷却液がサーモスタット５６を経て第４冷却通路部１５７に矢印Ｓの如く案内される。

第４冷却通路部１５７に冷却液が案内されることで、冷却液が燃焼室冷却通路部１５７ａに矢印Ｔの如く案内される。
燃焼室冷却通路部１５７ａに冷却液を流すことで、冷却液を燃焼室４９の周囲に沿わせて流すことができる。よって、燃焼室４９の周囲を冷却液で冷却することができる。

ここで、冷却手段付き液冷エンジン１０は、通常、排気弁５２（排気口１４９）の周囲が他の部位と比べて高温になる。
よって、燃焼室冷却通路部１５７ａを流れた冷却液を排気口冷却通路部１５７ｂに矢印Ｕの如く案内するようにした。

排気口冷却通路部１５７ｂに冷却液を流すことで、冷却液を排気口１４９の周囲に沿わせて流すことができる。よって、排気口１４９の周囲を冷却液で冷却することができる。
このように、燃焼室４９の周囲を冷却液で冷却し、かつ、排気口１４９の周囲を冷却液で冷却することで、エンジン本体１４を好適に冷却することができる。

なお、本発明に係る冷却手段付き液冷エンジンは、前述した実施例に限定されるものではなく適宜変更、改良などが可能である。
例えば、前記実施例では、シリンダブロック／ヘッド３１（シリンダブロック３２、シリンダヘッド３３）に冷却通路５４（第４冷却通路部１５７）を埋設する例について説明したが、これに限らないで、シリンダヘッド３３のみに第４冷却通路部１５７を埋設するように構成することも可能である。

また、前記実施例では、液冷型の汎用エンジンとして、水冷型の汎用エンジンを例示したが、冷却液として他の液体を用いることも可能である。

さらに、前記実施例で示した冷却手段付き液冷エンジン１０、ラジエータ１６、シリンダブロック／ヘッド３１、シリンダブロック３２、シリンダヘッド３３、カム部材４７、燃焼室４９、吸気弁５１、排気弁５２、冷却通路５４、ウォータポンプ５５、排気口１４９および第５冷却通路部（カム軸）１５８などの形状や構成は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。

本発明は、ラジエータで冷却された冷却液を冷却通路に流すことにより燃焼室の周囲を冷却する冷却手段付き液冷エンジンへの適用に好適である。

１０…冷却手段付き液冷エンジン、１６…ラジエータ、３１…シリンダブロック／ヘッド、３２…シリンダブロック、３３…シリンダヘッド、４７…カム部材（カム）、４９…燃焼室、５１…吸気弁、５２…排気弁、５４…冷却通路、５５…ウォータポンプ（ポンプ）、１４９…排気口、１５８…第５冷却通路部（カム軸）。

Claims (4)

1. ラジエータで冷却された冷却液を冷却通路に流すことにより燃焼室の周囲を冷却する冷却手段付き液冷エンジンであって、
   前記冷却通路は、
   シリンダブロック、シリンダヘッドに埋設され、かつ、
   前記冷却液が前記ラジエータから前記燃焼室の周囲を冷却するように導かれた後、前記燃焼室の排気口を開閉する排気弁の周囲を周回して前記ラジエータへ戻るように、一筆書き状に形成されたことを特徴とする冷却手段付き液冷エンジン。
2. 前記シリンダブロックおよび前記シリンダヘッドが一体に形成されたことを特徴とする請求項１記載の冷却手段付き液冷エンジン。
3. 前記燃焼室を開閉する吸気弁および排気弁を駆動するカムと、
   前記カムを支持するとともに前記冷却通路の一部を兼ねる中空状のカム軸と、
   を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の冷却手段付き液冷エンジン。
4. 前記カム軸に前記冷却液を循環させるポンプが同軸上に設けられたことを特徴とする請求項３記載の冷却手段付き液冷エンジン。

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