JP7846941B1

JP7846941B1 - 発電専用エンジン

Info

Publication number: JP7846941B1
Application number: JP2026000902A
Authority: JP
Inventors: 武藤　直人
Original assignee: 株式会社レンジＥ設計
Priority date: 2026-01-06
Filing date: 2026-01-06
Publication date: 2026-04-16
Anticipated expiration: 2046-01-06

Abstract

【課題】ＢＥＶの車体の大型化を抑制しうるレンジエクステンダの発電専用エンジンを提供する。【解決手段】発電専用エンジンは水平対向２気筒エンジンであって、両燃焼室に上下に並んで形成された２つの吸気ポートおよび２つの排気ポートと、上下に並んで配置されて両吸気ポートを開閉する２つの吸気バルブ８と、上下に並んで配置されて両排気ポートを開閉する２つの排気バルブ９を備えている。一方の燃焼室の両吸気バルブ８および両排気バルブ９は第１の動弁ユニット21Aにより開閉され、他方の燃焼室の両吸気バルブ８および両排気バルブ９は第２の動弁ユニット21Bにより開閉される。【選択図】図８

Description

この発明は、発電専用エンジンと、発電専用エンジンの駆動により発電するジェネレータとを備えており、４輪以上の車輪を有するバッテリー電気自動車に搭載され、バッテリー電気自動車の駆動用バッテリーに電力を補給して航続距離を延ばすバッテリー電気自動車用レンジエクステンダに用いられる発電専用エンジンに関する。

世界の主要先進国市場で、バッテリーを搭載し、バッテリーにより駆動される走行用モータのみで走行するバッテリー電気自動車（以下、場合によってはＢＥＶと称する）が急速に普及している。ＢＥＶは、バッテリーとバッテリーにより駆動される走行用モータを備えた自動車であり、乗用車、ＳＵＶ（スポーツ用多目的車）、ピックアップトラック、バンタイプトラックなどのいろいろなタイプのＢＥＶが開発されている。しかしながら、いずれのタイプのＢＥＶの場合も、搭載可能なバッテリーのエネルギー容量の課題により、航続距離が短く、かつバッテリーの充電に比較的長時間を要するという共通の問題があった。

このような問題を解決して航続距離を延ばすために種々のＢＥＶ用レンジエクステンダが提案されている。たとえば、特許文献１には、発電専用エンジンと、発電専用エンジンの駆動により発電するジェネレータと、発電専用エンジンの燃料タンクと、発電専用エンジンの冷却装置とを備えており、ＢＥＶの駆動用バッテリーに電力を補給するＢＥＶ用レンジエクステンダが記載されている。

特許文献1記載のＢＥＶ用レンジエクステンダに用いられている発電専用エンジンは水平対向エンジンであって、回転中心軸線が水平であるクランクシャフトと、クランクシャフトの両側に長手方向をクランクシャフトの長手方向と直交する方向に向けて対向するように配置された２つのシリンダと、クランクシャフトを挟んで対向するように各シリンダ内に配置されたピストンとを備えている。

上述した発電専用エンジン(50)は、図１０に示すように、回転中心軸線(R1)が水平であるクランクシャフトを回転自在に支持するとともに、シリンダが形成されたシリンダブロック(51)と、各シリンダに対応するように燃焼室が形成されるとともに、当該燃焼室に臨む２つの吸気ポートおよび２つの排気ポートが形成された２つのシリンダヘッド(52)と、各燃焼室の両吸気ポートを開閉する２つの吸気バルブと、各燃焼室の両排気ポートを開閉する２つの排気バルブと、全吸気バルブおよび全排気バルブを開閉する動弁機構と、吸気マニホールド(53)とを備えている。前記２つの吸気ポートおよび２つの吸気バルブはシリンダヘッド(52)内の燃焼室の上側部分にクランクシャフトの回転中心軸線(R1)の長手方向に並んで配置され、２つの排気ポートおよび２つの排気バルブはシリンダヘッド(52)内の燃焼室の下側部分にクランクシャフトの回転中心軸線(R1)の長手方向の前後に並んで配置されており、全吸気バルブおよび全排気バルブは動弁機構により開閉されるようになっている。

前記動弁機構は、全吸気バルブを開閉する第１の動弁ユニットと、全排気バルブを開閉する第２の動弁ユニットとから構成されており、第１の動弁ユニットが、シリンダブロック(51)内におけるシリンダの上方の高さ位置でかつクランクシャフトの真上に配置されるとともに、クランクシャフトにより水平回転中心軸線の周りに回転させられる第１のカムシャフトと、各シリンダに２つ設けられかつ第１のカムシャフトのカムにより駆動される第１のプッシュロッドと、各シリンダに２つ設けられかつ第１のプッシュロッドにより駆動される第１のロッカーアームとを備えているとともに、第１のカムシャフトのカムによる入力を全シリンダの吸気バルブに伝えるようになっており、第２の動弁ユニットが、シリンダブロック(51)内におけるシリンダの下方の高さ位置でかつクランクシャフトの真下に配置されるとともに、クランクシャフトにより水平回転中心軸線の周りに回転させられる第２のカムシャフトと、各シリンダに２つ設けられかつ第２のカムシャフトのカムにより駆動される第２のプッシュロッドと、各シリンダ毎に２つ設けられかつ第２のプッシュロッドにより駆動される第２のロッカーアームとを備えているとともに、第２のカムシャフトのカムによる入力を全排気バルブに伝えるようになっている。

特許文献１記載の発電専用エンジンの場合、発生する振動を低減しうるとともに、自動車排出ガス規制、自動車衝突安全基準にも対応可能である。

特許第７４８８５３９号公報

しかしながら、特許文献１記載のＢＥＶ用レンジエクステンダの発電専用エンジン(50)においては、２つの吸気ポートが燃焼室の上側部分に前後に並んで形成されるとともに２つの吸気バルブが燃焼室の上側部分に前後に並んで配置され、２つの排気ポートが燃焼室の下側部分に前後に並んで形成されるとともに２つの排気バルブが燃焼室の下側部分に前後に並んで配置されているので、吸気マニホールド(53)の少なくとも一部、たとえばサージタンク(531)および分岐管(532)が発電専用エンジン(50)の上面に配置されることになる。したがって、全吸気バルブを開閉する第１の動弁ユニットの第１のカムシャフトがシリンダの上方の高さ位置でかつクランクシャフトの真上に配置されることと相俟って、発電専用エンジンの上面が部分的に上方に隆起した形状になって平滑化が困難になるとともに、発電専用エンジンの上下方向の寸法が比較的大きくなる。

また、特許文献１記載の発電専用エンジン(50)では、プッシュロッドとしては、クランクシャフトの真上からシリンダヘッド(52)までの長さを有するものを用いなければならない。この場合、重量増を抑制した上でプッシュロッドの座屈を防止するためには、プッシュロッドを中空状にして周壁の肉厚を薄くし、さらに外径を大きくする必要があるが、その結果、シリンダブロックの上下方向の寸法を大きくせねばならず、又、シリンダヘッド上側に位置する吸気バルブ用の２つのロッカーアームも大型化し、シリンダヘッド(52)の上下方向の寸法を大きくしなければならない。これによっても発電専用エンジンの上下方向の寸法が比較的大きくなる。

ＢＥＶの車体へのレンジエクステンダの搭載位置は、通常フロントのエンジンルーム内、或いは、車体の床下直下部への搭載が想定される。その場合、乗員が接する車体の床面形状を可能な限り平坦面にすることが必須である。しかしながら、特許文献１記載の発電専用エンジンの場合、上述したように上面が部分的に上方に隆起した形状になり、車体の床面形状を平坦面とすることが困難である。しかも、車体の床面形状を平坦面とするには発電専用エンジンと床下面との間に余分なスペースが必要となり、発電専用エンジンの上下方向の寸法が比較的大きくなることと相俟って車体の大型化に繋がる。

この発明の目的は、上記課題を解決し、エンジン上面を平滑化し、且つ上下方向の寸法を低減しうるバッテリー電気自動車用レンジエクステンダの発電専用エンジンを提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。

1)発電専用エンジンと、発電専用エンジンの駆動により発電するジェネレータとを備えており、バッテリー電気自動車の駆動用バッテリーに電力を補給するバッテリー電気自動車用レンジエクステンダに用いられる発電専用エンジンであって、
水平な回転中心軸線を有する１つのクランクシャフトと、２つのシリンダおよびピストンと、２つの燃焼室と、各燃焼室に臨む２つの吸気ポートおよび２つの排気ポートと、各燃焼室の両吸気ポートを開閉する２つの吸気バルブと、各燃焼室の両排気ポートを開閉する２つの排気バルブと、全吸気バルブおよび全排気バルブを開閉する動弁機構とを備えた水平対向２気筒エンジンからなる発電専用エンジンにおいて、
各燃焼室の２つの吸気ポートがそれぞれ燃焼室におけるクランクシャフトの長手方向のいずれか一方に上下に並んで形成されるとともに２つの吸気バルブが上下に並んで配置され、各燃焼室の２つの排気ポートがそれぞれ燃焼室におけるクランクシャフトの長手方向のいずれか他方に上下に並んで形成されるとともに２つの排気バルブが上下に並んで配置され、
動弁機構が、一方の燃焼室の両吸気バルブおよび両排気バルブを開閉する第１の動弁ユニットと、他方の燃焼室の両吸気バルブおよび両排気バルブを開閉する第２の動弁ユニットとから構成されており、各動弁ユニットが、１つのカムシャフトと、カムシャフトに設けられた吸気用カムおよび排気用カムと、吸気用カムにより駆動される１つの吸気バルブ用プッシュロッドと、排気用カムにより駆動される１つの排気バルブ用プッシュロッドと、吸気バルブ用プッシュロッドにより駆動されてカムシャフトによる入力を両吸気バルブに伝える１つの吸気バルブ用ロッカーアームと、排気バルブ用プッシュロッドにより駆動されてカムシャフトによる入力を両排気バルブに伝える１つの排気バルブ用ロッカーアームとを備えており、第１の動弁ユニットのカムシャフトと第２の動弁ユニットのカムシャフトが、回転中心軸線がクランクシャフトの回転中心軸線と平行になるように、クランクシャフトの両側でかつシリンダよりも下方の高さ位置に配置されている、発電専用エンジン。

2)第１動弁ユニットのカムシャフトの回転中心軸線と第２動弁ユニットのカムシャフトの回転中心軸線とが、クランクシャフトの回転中心軸線が位置する鉛直面を対称中心面として面対称の関係になっている、上記1)記載の発電専用エンジン。

3)各燃焼室の２つの吸気バルブと各動弁ユニットの吸気バルブ用プッシュロッドとが、各動弁ユニットのカムシャフトの長手方向にずれて配置されており、各動弁ユニットの吸気バルブ用ロッカーアームが、両吸気バルブと吸気バルブ用プッシュロッドとの間に位置する鉛直状回転中心軸線の周りに回転自在であり、吸気バルブ用ロッカーアームの上部に、前記鉛直状回転中心軸線よりもカムシャフトの長手方向の一方に位置する吸気バルブ押圧部が設けられるとともに、同下部に、前記鉛直状回転中心軸線よりもカムシャフトの長手方向の他方に位置するプッシュロッド接触部が設けられ、吸気バルブ押圧部には、先端面が吸気バルブに接触するとともに当該先端面が球面状であるアジャストスクリューが取り付けられており、プッシュロッド接触部には吸気バルブ用プッシュロッド側を向いた受座が設けられるとともに当該受座に吸気バルブ用プッシュロッドの先端に設けられた球体部が接触しており、
各燃焼室の２つの排気バルブと各動弁ユニットの排気バルブ用プッシュロッドとが、各動弁ユニットのカムシャフトの長手方向にずれて配置されており、各動弁ユニットの排気バルブ用ロッカーアームが、両排気バルブと排気バルブ用プッシュロッドとの間に位置する鉛直状回転中心軸線の周りに回転自在であり、排気バルブ用ロッカーアームの上部に、前記鉛直状回転中心軸線よりもカムシャフトの長手方向の一方に位置する排気バルブ押圧部が設けられるとともに、同下部に、前記鉛直状回転中心軸線よりもカムシャフトの長手方向の他方に位置するプッシュロッド接触部が設けられ、排気バルブ押圧部には、先端面が排気バルブに接触するとともに当該先端面が球面状であるアジャストスクリューが取り付けられており、プッシュロッド接触部には排気バルブ用プッシュロッド側を向いた受座が設けられるとともに当該受座に排気バルブ用プッシュロッドの先端に設けられた球体部が接触している、上記1)記載の発電専用エンジン。

4)吸気バルブ用ロッカーアームが上下方向に間隔をおいて設けられた２つの吸気バルブ押圧部を備え、各吸気バルブ押圧部のアジャストスクリューの球面状の先端面が１つの吸気バルブに接触しており、排気バルブ用ロッカーアームが上下方向に間隔をおいて設けられた２つの排気バルブ押圧部を備え、各排気バルブ押圧部のアジャストスクリューの球面状の先端面が1つの排気バルブに接触している、上記3)記載の発電専用エンジン。

5)吸気バルブ用ロッカーアームおよび排気バルブ用ロッカーアームが、それぞれ付勢手段によって前記鉛直状回転中心軸線の周りに一方向に回転するように付勢され、吸気バルブ用ロッカーアームが付勢手段により回転させられる方向が、吸気バルブにより吸気ポートを閉じる方向であり、排気バルブ用ロッカーアームが付勢手段により回転させられる方向が、排気バルブにより排気ポートを閉じる方向である、上記3)記載の発電専用エンジン。

6)両シリンダの下方にオイルパンが配置されており、動弁機構の両動弁ユニットにおける吸気用カムと吸気バルブ用プッシュロッドとの接触部および排気用カムと排気バルブ用プッシュロッドとの接触部がオイルパン上に位置している、上記1)記載の発電専用エンジン。

7)燃焼室内に臨むように点火プラグが配置されており、点火プラグが、各シリンダの長手方向から見て２つの吸気バルブおよび２つの排気バルブに囲まれた区画部の中心部に位置するように配置されている、上記1)記載の発電専用エンジン。

上記1)～7)のＢＥＶ用レンジエクステンダの発電専用エンジンによれば、各燃焼室の２つの吸気ポートがそれぞれ燃焼室におけるクランクシャフトの長手方向のいずれか一方に上下に並んで形成されるとともに２つの吸気バルブが上下に並んで配置され、各燃焼室の２つの排気ポートがそれぞれ燃焼室におけるクランクシャフトの長手方向のいずれか他方に上下に並んで形成されるとともに２つの排気バルブが上下に並んで配置されているので、吸気をクランクシャフトの長手方向に沿って流すことが可能になり、吸気マニホールドを発電専用エンジンにおけるクランクシャフトの長手方向の一面および他面のうちの吸気ポートが形成された側に配置することができるとともに、排気マニホールドをクランクシャフトの長手方向の一面および他面のうちの排気ポートが形成された側に配置することができる。その結果、発電専用エンジンの上面の平滑化が可能になるとともに、発電専用エンジンの上下方向の寸法を小さくすることが可能になる。

また、カムシャフトがクランクシャフトの下方に配置されているので、クランクシャフトの回転軌道上端を発電専用エンジン内の最上端部に位置させるとともに、発電専用エンジン内のシリンダ周辺に冷却水通路や、ブローバイガス気柱振動を減衰する為のブローバイガス通路を設置することができ、これによってもエンジン上面を平滑化すると同時に、発電専用エンジンの上下方向の寸法を小さくすることが可能になる。

さらに、全プッシュロッドと全ロッカーアームとの接触点の数が特許文献１記載の発電専用エンジンの場合よりも減少するので、摺動部の摩耗抑制や冷却の目的で使用する潤滑油の量を必要最小限まで低減することができ、その結果気泡を含んだ潤滑油を分離するセパレータ機能を簡略化できるとともに潤滑油の戻し通路も細くすることができて発電専用エンジンの小型化に繋がる。

上述したように、発電専用エンジンの上面を平滑化しうるとともに、発電専用エンジンの上下方向の寸法を小さくすることが可能になるので、本発明の発電専用エンジンを用いたＢＥＶ用レンジエクステンダをＢＥＶの車体の床下直下部へ搭載した場合にも乗員が接する車体の床面形状を可能な限り平坦面にすることが可能になり、車体の大型化を抑制することができる。

しかも、両燃焼室の両吸気バルブおよび両排気バルブを開閉する動弁機構の第１および第２の動弁ユニットのプッシュロッドの数およびロッカーアームの数を特許文献１記載の発電専用エンジンに比べて半減するので、部品点数を削減することができる。さらに、動弁機構の両動弁ユニットのカムとプッシュロッドとの接触箇所の数が特許文献１記載の発電専用エンジンに比べて半減するので、大きな摩擦力が作用するカムとプッシュロッドとの摺動部の潤滑に要する潤滑油の量を低減することができ、発電専用エンジンとしての全体の小型化、コンパクト化、軽量化を図ることが可能になるとともに、コストも低減することが可能になる。

上記3)および4)の発電専用エンジンによれば、動弁機構の各動弁ユニットにおいて、比較的簡単な構成で１つの吸気バルブ用プッシュロッドおよび１つの吸気バルブ用ロッカーアームによって上下に並んだ２つの吸気バルブを開閉することができるとともに、１つの排気バルブ用プッシュロッドおよび１つの排気バルブ用ロッカーアームによって上下に並んだ２つの排気バルブを開閉することができる。また、２本の吸気バルブと２本の排気バルブの前後方向および左右方向の外側に、吸気バルブ用ロッカーアームおよび排気バルブ用ロッカーアームの鉛直状回転中心軸線を位置させることができるので、燃焼室の中心に位置する点火プラグのスペースに自由度が生れ、耐用年数が長い大型の点火プラグの使用が可能となる。

上記6)の発電専用エンジンによれば、大きな摩擦力が作用するカムとプッシュロッドとの摺動部の潤滑および冷却に使用された潤滑油が、直接オイルパンに落下して回収されるので、潤滑油の再循環が効率よく行われる。

上記7)の発電専用エンジンによれば、点火プラグの位置が、既存の乗用車で自動車排出ガス規制に対応済のＤＯＨＣ・４バルブエンジンと同様なレイアウトなり、自動車排出ガス規制に適合する基本燃焼および基本排気ガス成分を確保するための燃焼レベルを達成することができる。

この発明によるＢＥＶ用レンジエクステンダの発電専用エンジンを示す概略正面図である。図１の発電専用エンジンの内部の構成を概略的に示す前方から見た図である。この発明によるＢＥＶ用レンジエクステンダの発電専用エンジンを示す概略平面図である。図３の発電専用エンジンの内部の構成を概略的に示す上方から見た図である。図４の一部分を拡大して示す図である。図１の発電専用エンジンを概略的に示す斜視図である。 (a)は吸気ポート、吸気バルブ用ロッカーアーム、吸気バルブ、点火プラグ、排気バルブ、排気バルブ用ロッカーアーム、排気ポートの位置関係を示す図１の右側から可視化した図であり、(b)は吸気ポート、吸気バルブ、点火プラグ、排気ポート、排気バルブおよびの位置関係を示す燃焼室内側から可視化した図である。図１の発電専用エンジンの動弁系を示す斜視図である。燃焼行程時の吸気バルブおよび排気バルブの動作を示す図である。従来のＢＥＶ用レンジエクステンダの発電専用エンジンを示す概略斜視図である。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

以下の説明において、クランクシャフトの長手方向の一方、すなわち図３および図４の下側（図８に矢印Ｘで示す方向）を前、これと反対側を後というものとする。また、図１～図４の左右を左右といい、図１、図２および図７の上下を上下というものとする。

図１～図７はＢＥＶ用レンジエクステンダの発電専用エンジンの構成を概略的に示し、図８はＢＥＶ用レンジエクステンダの発電専用エンジンの動弁系を示す。図９はＢＥＶ用レンジエクステンダの発電専用エンジンの燃焼行程時の吸気バルブおよび排気バルブの動作を示す。

図１～図７において、ＢＥＶ用レンジエクステンダの発電専用エンジン(1)は、前後方向に伸びる水平な回転中心軸線(R1)を有する１つのクランクシャフト(2)と、２つのシリンダ(3)およびピストン(4)と、２つの燃焼室(5)と、各燃焼室(5)に臨む２つの吸気ポート(6)および２つの排気ポート(7)と、各燃焼室(5)の両吸気ポート(6)を開閉する２つの吸気バルブ(8)と、各燃焼室(5)の両排気ポート(7)を開閉する２つの排気バルブ(9)と、点火プラグ(10)と、全吸気バルブ(8)および全排気バルブ(9)を開閉する動弁機構(20)とを備えた水平対向２気筒エンジンからなる。すなわち、発電専用エンジン(1)は、２つのシリンダ(3)、２つのピストン(4)、２つの燃焼室(5)、４つの吸気ポート(6)、４つの排気ポート(7)、４つの吸気バルブ(8)および４つの排気バルブ(9)を備えている。

発電専用エンジン(1)は、シリンダ(3)が形成されたシリンダブロック(11)と、シリンダブロック(11)の左右両側に配置されかつ燃焼室(5)が形成されたシリンダヘッド(12)とからなり、発電専用エンジン(1)の前後いずれか一面側、この実施形態では前面側に吸気マニホールド(13)が配置されている。発電専用エンジン(2)のシリンダブロック(11)の下部における左右方向の中央部にオイルパン(14)が設けられている。シリンダブロック(11)およびシリンダヘッド(12)は、別々に形成されて相互に固定される場合と、両者が一体に形成される場合とがある。

クランクシャフト(2)はシリンダブロック(11)の左右方向の中央部において、長手方向を前後方向に向けて回転自在に支持されており、オイルパン(14)の上方にオイルパン(14)に臨むように配置されている。２つのシリンダ(3)は、長手方向を左右方向（クランクシャフト(2)の長手方向と直交する方向）に向けた状態で、クランクシャフト(2)の左右両側に位置するとともにクランクシャフト(2)を挟んで対向するようにシリンダブロック(11)に形成されている。２つのピストン(4)は、クランクシャフト(2)の左右両側に位置するとともにクランクシャフト(2)を挟んで対向するように各シリンダ(3)内に配置されている。左右２つのピストン(4)はそれぞれコンロッド(4a)を介してクランクシャフト(2)に接続されており、両ピストン(4)の往復運動によりクランクシャフト(2)が前記回転中心軸線(R1)の周りに回転させられる。

発電専用エンジン(2)の燃焼室(5)は、各シリンダヘッド(12)にシリンダ(3)に対応して形成されている。また、各燃焼室(5)に臨む２つの吸気ポート(6)および２つの排気ポート(7)は、各シリンダヘッド(12)に形成されている。各燃焼室(5)の２つの吸気ポート(6)は燃焼室(5)の前後いずれか一方、ここでは前部に上下に並んで形成され、同じく２つの排気ポート(7)は燃焼室(5)の前後いずれか他方、ここでは後部に上下に並んで形成されている。点火プラグ(10)は、各シリンダ(3)の長手方向から見て２つの吸気ポート(6)および２つの吸気バルブ(8)と２つの排気ポート(7)および２つの排気バルブ(9)に囲まれた区画部の中心部に位置するように配置されている。

図８に示すように、４つの吸気ポート(6)を開閉する吸気バルブ(8)および４つの排気ポート(7)を開閉する排気バルブ(9)は動弁機構(20)により作動させられる。動弁機構(20)は、一方、ここでは左側の燃焼室(5)に臨む両吸気ポート(6)を開閉する２つの吸気バルブ(8)および両排気ポート(7)を開閉する２つの排気バルブ(9)を作動させる第１の動弁ユニット(21A)と、他方、ここでは右側の燃焼室(5)に臨む両吸気ポート(6)を開閉する２つの吸気バルブ(8)および両排気ポート(7)を開閉する２つの排気バルブ(9)を作動させる第２の動弁ユニット(21B)とから構成されている。

各動弁ユニット(21A)(21B)は、１つのカムシャフト(22)と、カムシャフト(22)に設けられた吸気用カム(23)および排気用カム(24)と、吸気用カム(23)により駆動される１つの吸気バルブ用プッシュロッド(25)と、排気用カム(24)により駆動される１つの排気バルブ用プッシュロッド(26)と、吸気バルブ用プッシュロッド(25)により駆動されてカムシャフト(22)による入力を両吸気バルブ(8)に伝える１つの吸気バルブ用ロッカーアーム(27)と、排気バルブ用プッシュロッド(26)により駆動されてカムシャフト(22)による入力を両排気バルブ(9)に伝える１つの排気バルブ用ロッカーアーム(28)を備えている。

第１の動弁ユニット(21A)のカムシャフト(22)と第２の動弁ユニット(21B)のカムシャフト(22)は、回転中心軸線(R2)がクランクシャフト(2)の回転中心軸線(R1)と平行になるように、クランクシャフト(2)の左右両側でかつシリンダ(3)よりも下方の高さ位置に配置されており、回転中心軸線(R2)がクランクシャフト(2)の回転中心軸線(R1)が位置する鉛直面を対称中心面として面対称の関係になっている。第１の動弁ユニット(21A)の吸気用カム(23)および排気用カム(24)と、第２の動弁ユニット(21B)の吸気用カム(23)および排気用カム(24)とは、両シリンダ(3)がクランクシャフト(2)の長手方向(前後方向)に若干ずれて形成されていることに対応して、前後方向に若干ずれて配置されている。

両動弁ユニット(21A)(21B)のカムシャフト(22)は、クランクシャフト(2)に設けられたスプロッケット(29)および両カムシャフト(22)に設けられたスプロケット(31)に掛け渡されたチェーン(32)を介して、クランクシャフト(2)により回転させられる。チェーン(32)の張力はアイドラ(33)により調整されている。

吸気バルブ用プッシュロッド(25)の左右方向内端に吸気用カム(23)と摺接するリフタ(251)が設けられ、排気バルブ用プッシュロッド(26)の左右方向内端に排気用カム(24)と摺接するリフタ(261)が設けられている。

クランクシャフト(2)、カムシャフト(22)、吸気用カム(23)および排気用カム(24)はオイルパン(14)の上方に臨むように配置されている。

各燃焼室の(5)の２つの吸気バルブ(8)と各動弁ユニット(21A)(21B)の吸気バルブ用プッシュロッド(25)は、各動弁ユニット(21A)(21B)のカムシャフト(22)の長手方向（前後方向）にずれて配置されており、各動弁ユニット(21A)(21B)の吸気バルブ用ロッカーアーム(27)は、両吸気バルブ(8)と吸気バルブ用プッシュロッド(25)との間に位置する鉛直状回転中心軸線(R3)の周りに回転自在となるように、長手方向を上下方向に向けてシリンダヘッド(12)に設けられている。

吸気バルブ用ロッカーアーム(27)の上部に、鉛直状回転中心軸線(R3)よりもカムシャフト(22)の長手方向の一方、ここでは後方に位置する２つの吸気バルブ押圧部(35)が上下方向に間隔をおいて設けられており、各吸気バルブ押圧部(35)に先端面が球面状となっているアジャストスクリュー(45)が設けられている。各アジャストスクリュー(45)の球面状先端面が１つの吸気バルブ(8)に接しており、各吸気バルブ押圧部(35)はアジャストスクリュー(45)を介して１つの吸気バルブ(8)を押圧している。

また、吸気バルブ用ロッカーアーム(27)の下部に、鉛直状回転中心軸線(R3)よりもカムシャフト(22)の長手方向の他方、ここでは前方に位置するプッシュロッド接触部(36)が設けられており、プッシュロッド接触部(36)に吸気バルブ用プッシュロッド(25)側を向いた円筒面状の受座(361)が設けられるとともに受座(361)に吸気バルブ用プッシュロッド(25)の先端に設けられた球体部（図示略）が摺接している。第１動弁ユニット(21A)の吸気バルブ用ロッカーアーム(27)は、吸気バルブ(8)の周囲に配置された圧縮コイルばね(39)により回転中心軸線(R3)の周りに、図８に矢印Ａで示す方向、すなわち吸気バルブ(8)により吸気ポート(6)を閉じる方向に回転するように付勢されており、第２動弁ユニット(21B)の吸気バルブ用ロッカーアーム(27)は、吸気バルブ(8)の周囲に配置された圧縮コイルばね(39)により回転中心軸線(R3)の周りに、図８に矢印Ｂで示す方向、すなわち吸気バルブ(8)により吸気ポート(6)を閉じる方向に付勢されている。

各燃焼室の(5)の２つの排気バルブ(9)と各動弁ユニット(21A)(21B)の排気バルブ用プッシュロッド(26)は、各動弁ユニット(21A)(21B)のカムシャフト(22)の長手方向（前後方向）にずれて配置されており、各動弁ユニット(21A)(21B)の排気バルブ用ロッカーアーム(28)は、両排気バルブ(9)と排気バルブ用プッシュロッド(26)との間に位置する鉛直状回転中心軸線(R4)の周りに回転自在となるように、長手方向を上下方向に向けてシリンダヘッド(12)に設けられている。

排気バルブ用ロッカーアーム(28)の上部に、鉛直状回転中心軸線(R4)よりもカムシャフト(22)の長手方向の一方、ここでは前方に位置する２つの排気バルブ押圧部(37)が上下方向に間隔をおいて設けられており、各排気バルブ押圧部(37)に先端面が球面状となっているアジャストスクリュー(45)が設けられている。各アジャストスクリュー(45)の球面状先端面が１つの排気バルブ(9)に接しており、各排気バルブ押圧部(37)はアジャストスクリュー(45)を介して１つの排気バルブ(9)を押圧している。

また、排気バルブ用ロッカーアーム(28)の下部に、鉛直状回転中心軸線(R4)よりもカムシャフト(22)の長手方向の他方、ここでは後方に位置するプッシュロッド接触部(38)が設けられており、プッシュロッド接触部(38)に排気バルブ用プッシュロッド(26)側を向いた円筒面状の受座(381)が設けられるとともに受座(381)に排気バルブ用プッシュロッド(26)の先端に設けられた球体部(図示略)が摺接している。第１動弁ユニット(21A)の排気バルブ用ロッカーアーム(28)は、排気バルブ(9)の周囲に配置された圧縮コイルばね(41)により回転中心軸線(R4)の周りに、図８に矢印Ｃで示す方向、すなわち排気バルブ(9)により排気ポート(5)を閉じる方向に回転するように付勢されており、第２動弁ユニット(21B)の排気バルブ用ロッカーアーム(28)は、排気バルブ(9)の周囲に配置された圧縮コイルばね(41)により回転中心軸線(R4)の周りに、図８に矢印Ｄで示す方向、すなわち排気バルブ(9)により排気ポート(7)を閉じる方向に回転するように付勢されている。

そして、吸気時には、両動弁ユニット(21A)(21B)のカムシャフト(22)の吸気用カム(23)により吸気バルブ用プッシュロッド(25)が左右方向外側に移動させられ、吸気バルブ用プッシュロッド(25)の球体部により接触部(36)の受座(361)が左右方向外方に押圧されることによって、吸気用ロッカーアーム(27)が圧縮コイルばね(39)の付勢力に抗して回転中心軸線(R3)の周りに上述した方向とは反対方向に回転し、アジャストスクリュー(45)を介して吸気バルブ押圧部(35)により吸気バルブ(8)が左右方向内方に押されて吸気ポート(6)が開く。このとき、排気用ロッカーアーム(28)は圧縮コイルばね(41)の付勢力により上述した方向に回転し、排気バルブ(9)により排気ポート(7)が閉じられる。

一方、排気時には、両動弁ユニット(21A)(21B)のカムシャフト(22)の排気用カム(24)により排気バルブ用プッシュロッド(26)が左右方向外側に移動させられ、排気バルブ用プッシュロッド(26)の球体部により接触部(38)の受座(381)が左右方向外方に押圧されることによって、排気用ロッカーアーム(28)が圧縮コイルばね(41)の付勢力に抗して回転中心軸線(R4)の周りに上述した方向とは反対方向に回転し、アジャストスクリュー(45)を介して排気バルブ押圧部(37)により排気バルブ(9)が左右方向内方に押されて排気ポート(7)が開く。このとき、吸気用ロッカーアーム(27)は圧縮コイルばね(39)の付勢力により上述した方向に回転し、吸気バルブ(8)により吸気ポート(6)が閉じられる。

吸気マニホールド(13)は、サージタンク(131)およびシリンダ(3)と同数の分岐管(132)を有している。吸気マニホールド(13)のサージタンク(131)は、発電専用エンジン(1)のシリンダブロック(11)の前後いずれか一方の側面、この実施形態では前側面に配置されている。分岐管(132)はサージタンク(131)から左右方向に延びてその先端部が、発電専用エンジン(1)のシリンダヘッド(12)の左右両側面に接続されており、左側の分岐管(132)は左側の燃焼室(5)に臨む吸気ポー(6)に吸気を送り込み、右側の分岐管(132)は右側の燃焼室(5)に臨む吸気ポート(6)に吸気を送り込むようになっている。

発電専用エンジン(1)は４サイクルエンジンであり、燃焼行程時の吸気バルブ(8)および排気バルブ(9)の動作は図９に示す通りである。すなわち、左側のシリンダ(3)については、吸入、圧縮、燃焼、排気は図９の(a)(b)(c)(d)の順であり、右側のシリンダ(3)については、吸入、圧縮、燃焼、排気は図９の(c)(d)(a)(b)の順である。

発電専用エンジンを用いたＢＥＶ用レンジエクステンダは、図示は省略したが、発電専用エンジン(1)の他に、発電専用エンジン(1)の駆動により発電するジェ
ネレータ、発電専用エンジン(1)の燃料タンク、発電専用エンジン(1)の冷却装置、ＢＥＶ用レンジエクステンダを自動車に搭載する際に用いられるマウント、およびインバータなどの発電に必要な電気機器などを備えている。

ジェネレータは、シリンダブロックの前後両側のうちのサージタンクが配置された側とは反対側に配置され、ジェネレータの回転軸は、クランクシャフト(2)と同一軸線上またはクランクシャフト(2)と平行な軸線上に水平状に配置されて、伝動装置を介してクランクシャフト(2))に連結され、クランクシャフト(2)が回転することにより、増速または減速されて回転させられるようになっている。

上述したＢＥＶ用レンジエクステンダは、ＢＥＶの種々の場所に設置される。

たとえば、ピックアップトラックの場合、ＢＥＶ用レンジエクステンダはエンジンルーム内の下部や荷台の下方に配置される。バンタイプトラックの場合、ＢＥＶ用レンジエクステンダは貨物室の下方に配置される。乗用車の場合、ＢＥＶ用レンジエクステンダはエンジンルーム内の下部やトランクの下方に配置される。ＳＵＶ（スポーツ用多目的車）の場合、ＢＥＶ用レンジエクステンダはエンジンルーム内の下部や荷室の下方に配置される。いずれの場所に配置されるとしても、上述した発電専用エンジンの上面を平滑化しうるとともに、発電専用エンジンの上下方向の寸法を小さくすることが可能になるので、本発明の発電専用エンジンを用いたＢＥＶ用レンジエクステンダをＢＥＶの車体の床下直下部へ搭載した場合にも乗員が接する車体の床面形状を可能な限り平坦面にすることが可能になり、車体の大型化を抑制することができる。

この発明によるＢＥＶ用レンジエクステンダの発電専用エンジンは、ＢＥＶの車体の大型化を抑制するために好適に用いられる。

(1)：発電専用エンジン、(2)：クランクシャフト、(3)：シリンダ、(4)：ピストン、(5)：燃焼室、(6)：吸気ポート、(7)：排気ポート、(8)：吸気バルブ、(9)：排気バルブ、(10)：点火プラグ、(11)：シリンダブロック、(12)：シリンダヘッド、(14)：オイルパン、(20)：動弁機構、(21A)：第１の動弁ユニット、(21B)：第２の動弁ユニット、(22)：カムシャフト、(23)：吸気カム、(24)：排気カム、(25)：吸気バルブ用プッシュロッド、(26)：排気バルブ用プッシュロッド、(27)：吸気バルブ用ロッカーアーム、(28)：排気バルブ用ロッカーアーム、(35)：吸気バルブ押圧部、(36)：接触部、(361)：受座、(37)：排気バルブ押圧部、(38)：接触部、(381)：受座、(39)(41)：圧縮コイルばね、(45)：アジャストスクリュー。

Claims

発電専用エンジンと、発電専用エンジンの駆動により発電するジェネレータとを備えており、バッテリー電気自動車の駆動用バッテリーに電力を補給するバッテリー電気自動車用レンジエクステンダに用いられる発電専用エンジンであって、
水平な回転中心軸線を有する１つのクランクシャフトと、２つのシリンダおよびピストンと、２つの燃焼室と、各燃焼室に臨む２つの吸気ポートおよび２つの排気ポートと、各燃焼室の両吸気ポートを開閉する２つの吸気バルブと、各燃焼室の両排気ポートを開閉する２つの排気バルブと、全吸気バルブおよび全排気バルブを開閉する動弁機構とを備えた水平対向２気筒エンジンからなる発電専用エンジンにおいて、
各燃焼室の２つの吸気ポートがそれぞれ燃焼室におけるクランクシャフトの長手方向のいずれか一方に上下に並んで形成されるとともに２つの吸気バルブが上下に並んで配置され、各燃焼室の２つの排気ポートがそれぞれ燃焼室におけるクランクシャフトの長手方向のいずれか他方に上下に並んで形成されるとともに２つの排気バルブが上下に並んで配置され、
動弁機構が、一方の燃焼室の両吸気バルブおよび両排気バルブを開閉する第１の動弁ユニットと、他方の燃焼室の両吸気バルブおよび両排気バルブを開閉する第２の動弁ユニットとから構成されており、各動弁ユニットが、１つのカムシャフトと、カムシャフトに設けられた吸気用カムおよび排気用カムと、吸気用カムにより駆動される１つの吸気バルブ用プッシュロッドと、排気用カムにより駆動される１つの排気バルブ用プッシュロッドと、吸気バルブ用プッシュロッドにより駆動されてカムシャフトによる入力を両吸気バルブに伝える１つの吸気バルブ用ロッカーアームと、排気バルブ用プッシュロッドにより駆動されてカムシャフトによる入力を両排気バルブに伝える１つの排気バルブ用ロッカーアームとを備えており、第１の動弁ユニットのカムシャフトと第２の動弁ユニットのカムシャフトが、回転中心軸線がクランクシャフトの回転中心軸線と平行になるように、クランクシャフトの両側でかつシリンダよりも下方の高さ位置に配置されている、発電専用エンジン。
第１動弁ユニットのカムシャフトの回転中心軸線と第２動弁ユニットのカムシャフトの回転中心軸線とが、クランクシャフトの回転中心軸線が位置する鉛直面を対称中心面として面対称の関係になっている、請求項１記載の発電専用エンジン。
各燃焼室の２つの吸気バルブと各動弁ユニットの吸気バルブ用プッシュロッドとが、各動弁ユニットのカムシャフトの長手方向にずれて配置されており、各動弁ユニットの吸気バルブ用ロッカーアームが、両吸気バルブと吸気バルブ用プッシュロッドとの間に位置する鉛直状回転中心軸線の周りに回転自在であり、吸気バルブ用ロッカーアームの上部に、前記鉛直状回転中心軸線よりもカムシャフトの長手方向の一方に位置する吸気バルブ押圧部が設けられるとともに、同下部に、前記鉛直状回転中心軸線よりもカムシャフトの長手方向の他方に位置するプッシュロッド接触部が設けられ、吸気バルブ押圧部には、先端面が吸気バルブに接触するとともに当該先端面が球面状であるアジャストスクリューが取り付けられており、プッシュロッド接触部には吸気バルブ用プッシュロッド側を向いた受座が設けられるとともに当該受座に吸気バルブ用プッシュロッドの先端に設けられた球体部が接触しており、
各燃焼室の２つの排気バルブと各動弁ユニットの排気バルブ用プッシュロッドとが、各動弁ユニットのカムシャフトの長手方向にずれて配置されており、各動弁ユニットの排気バルブ用ロッカーアームが、両排気バルブと排気バルブ用プッシュロッドとの間に位置する鉛直状回転中心軸線の周りに回転自在であり、排気バルブ用ロッカーアームの上部に、前記鉛直状回転中心軸線よりもカムシャフトの長手方向の一方に位置する排気バルブ押圧部が設けられるとともに、同下部に、前記鉛直状回転中心軸線よりもカムシャフトの長手方向の他方に位置するプッシュロッド接触部が設けられ、排気バルブ押圧部には、先端面が排気バルブに接触するとともに当該先端面が球面状であるアジャストスクリューが取り付けられており、プッシュロッド接触部には排気バルブ用プッシュロッド側を向いた受座が設けられるとともに当該受座に排気バルブ用プッシュロッドの先端に設けられた球体部が接触している、請求項１記載の発電専用エンジン。
吸気バルブ用ロッカーアームが上下方向に間隔をおいて設けられた２つの吸気バルブ押圧部を備え、各吸気バルブ押圧部のアジャストスクリューの球面状の先端面が１つの吸気バルブに接触しており、排気バルブ用ロッカーアームが上下方向に間隔をおいて設けられた２つの排気バルブ押圧部を備え、各排気バルブ押圧部のアジャストスクリューの球面状の先端面が1つの排気バルブに接触している、請求項３記載の発電専用エンジン。
吸気バルブ用ロッカーアームおよび排気バルブ用ロッカーアームが、それぞれ付勢手段によって前記鉛直状回転中心軸線の周りに一方向に回転するように付勢され、吸気バルブ用ロッカーアームが付勢手段により回転させられる方向が、吸気バルブにより吸気ポートを閉じる方向であり、排気バルブ用ロッカーアームが付勢手段により回転させられる方向が、排気バルブにより排気ポートを閉じる方向である、請求項３記載の発電専用エンジン。
両シリンダの下方にオイルパンが配置されており、動弁機構の両動弁ユニットにおける吸気用カムと吸気バルブ用プッシュロッドとの接触部および排気用カムと排気バルブ用プッシュロッドとの接触部がオイルパン上に位置している、請求項１記載の発電専用エンジン。
燃焼室内に臨むように点火プラグが配置されており、点火プラグが、各シリンダの長手方向から見て２つの吸気バルブおよび２つの排気バルブに囲まれた区画部の中心部に位置するように配置されている、請求項１記載の発電専用エンジン。