JP2001523320A - マルチプルポジション携帯型４サイクルエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 使用者に把持されるフレームに支持された作業機械と、フレームに支持され作業機械に駆動的に接続された軽量４サイクル内燃エンジンとを備えた携帯型の使用者により把持される動力機械である。このエンジンは、クランクシャフトハウジング内に位置するクランクシャフトと、クランクシャフトハウジングに固定されたシリンダブロックを有する。クランクシャフトにはクランクケース換気通路が形成され、この通路は、クランクケースと空気・燃料導入通路に連通する吐出端部との間に延びている。カムとシリンダブロックのカムギヤ領域を介して、クランクケースの内部と弁室とを連通する通路が提供される。クランクケース内の潤滑油を攪拌して潤滑油を霧状とするためのオイルミスト発生器が、クランクシャフトに駆動的に接続されている。クランクケースとカム領域と弁室とにより、密封されたオイルミスト空間が画成され、エンジンのいかなる姿勢に係わらず、動作中にオイルミストがエンジン内全体に分散する。クランクシャフトの換気通路は、希薄なクランクケースガスをエンジンの空気・燃料吸入部に提供する。クランクケースは、エンジンが停止しているときに液状の潤滑油をクランクシャフト通路に流入させないように設計される。

Description

【発明の詳細な説明】 マルチプルポジション携帯型４サイクルエンジン 技術分野 本発明は、４サイクル内燃エンジンに関し、特に携帯型動力機械用の軽量４サ イクルエンジンに関する。 背景技術 従来、屋外用動力機械を設計するに当たっては、２サイクル内燃エンジン若し くは電動モータを使用していた。電動モータは、ライントリマー、ブロワ・バキ ュウムあるいはチェインソーのような作業機械への電力供給用に用いられる。２ サイクル内燃エンジンは比較的軽量であり、使用者は作業中に様々な方向に角度 を変えて持ち運ぶことができる。しかしながら、２サイクル内燃エンジンには周 知の通り排気ガス放出に関する問題があり、カリフォルニアの大気汚染に関する カリフォルニア・エアー・リソース・ボード（ＣＡＲＢ）や連邦ＥＰＡ規制のよ うな排気ガス放出規制に適応する必要のある地域では、２サイクル内燃エンジン の使用はできない。 ２０００年には、一酸化炭素、炭化水素及び窒素の酸化物の排出規制が法制化 される見込みであるが、２サイクル内燃エンジンにより動力を供給するアウトド ア動力機械はそれまでにこの排出規制をクリアすることが見込めない。一方、４ サイクル内燃エンジンは、アウトドア動力機械製造者からみて、この２０００年 ＣＡＲＢ排出規制をクリアさせるには際だった利点を有している。加えて、４サ イクル内燃エンジンは、２サイクル内燃エンジンに比べると動作が静寂であると いう利点も有して いる。 ２サイクル内燃エンジンは、燃焼生成物を排出するのと同時に、潤滑油を混合 した新しい燃料と空気を供給するが、これとは対照的に４サイクル内燃エンジン は、燃焼室に潤滑油が入らないような構成になっている。 ４サイクル内燃エンジンの吸排気弁領域及びカムシャフトとカム駆動部はクラ ンクケースから供給されるオイルで潤滑される。燃焼室はクランクケースとは分 離された状態にある。２サイクル内燃エンジンとは異なり、４サイクル内燃エン ジンでは潤滑油を空気／燃料の混合体中に混入することはない。クランクケース 中のオイルの膜がシリンダ壁に展開される形でシリンダ壁の潤滑が行われる。ピ ストンリングは、容積が変わる燃焼室をシールし、潤滑油と燃焼ガスが混合する のを効果的に防止している。 アウトドア用動力機械に４サイクル内燃エンジンを用いた場合の欠点としては 、重量に関する欠点を除けば、上下逆にあるいは極端に傾けた状態でエンジンを 作動させたいという使用者の要求に応えられないといった点を挙げることができ る。このような使用形態では、クランクケース内のオイルがエンジンブロックを 介してエンジンの吸排気弁領域に流出する場合があり、空気／燃料の混合体吸入 流路にも入り込む恐れがある。このような事態となると、作動中に燃料を効率的 に燃焼することができなくなる。エンジンを連続作動しているときに、たとえ比 較的短い期間であったとしても、潤滑油のシリンダ壁への流れが遮断するとピス トンの焼付きといった問題を生ずる場合がある。 アウトドア用動力機械に使用する４サイクルエンジンに係わる多くの欠点は、 米国特許第５，２４１，９３２号及び同５，４２１，２９２号に記載のある改良 技術により既に解消されている。これらの米国特許は、 本発明と同じ譲受人に対して譲渡されたものであるが、ここにはアウトドア用動 力機械の４サイクル内燃エンジンを使用する上での重さの欠点を解消するための 技術について開示されている。更に、上記米国特許には、広い範囲にわたる角度 的配置で効率的なエンジンの作動を達成するための構成が提案されている。 １９９６年３月８日に出願された同時係属中の米国特許出願第０８／６１４， ８３５号（この出願も本発明と同じ譲受人に譲渡されている）には、それ以前の 従来技術を改良した技術が開示されている。その改良は、液状潤滑油を弁室とカ ム及びカム駆動装置からの分離状態を維持しながら、エンジン内の潤滑用オイル ミストの分布を維持することができるようにしたものである。上記同時係属中の 出願に記載されているエンジンにはオイルミスト用通路がクランクシャフトとク ランクシャフトのカウンタウエイトに形成されている。クランクシャフト通路が あると、カムシャフトやエンジンのカムシャフトドライブの領域を通して、また オーバーヘッド弁室へ導かれるオイルミスト通路を通して潤滑油をオイルミスト の形で容易に分配することができる。 クランクシャフトによって駆動される潤滑オイルミスト生成器によりクランク シャフトにある液状の潤滑油が攪拌され、潤滑オイルミストが精製される。この オイルミストは、エンジンを介して一部がクランクシャフト通路によって規定さ れる流路に送られる。エンジンの作動中に生ずるクランクシャフトとクランクシ ャフトカウンターウエイトの回転による遠心力のために、オイルミスト中に含ま れる大きいサイズのオイル滴とクランクケース内の液状オイルはクランクシャフ ト通路へは入り込まないようになっている。しかしながら、微少サイズのオイル ミストは回転するクランクシャフトによって生ずる遠心力の影響を比較的受けな いため、クランクシャフト通路やエンジン潤滑装置を通る可能性がある。 発明の開示 本発明は、上述した米国特許第５，２４１，９３２号及び５，４２１，２９２ 号と、上述した同時係属中の特許出願に示されるタイプのエンジンの更なる改良 に関する。これらのエンジンとは異なり、本発明によるエンジンは、弁室の頂部 又はエンジンブロックの上側のようなエンジンの上部領域においては、通気手段 又はクランクケース掃気手段が設けられていない。そのかわりに本発明は、エン ジンにおけるクランクケースやカムシャフトやカムギヤ駆動部を含んだ複数領域 のオイルミスト密閉空間を提供している。こららのエンジンの領域は、エンジン のクランクケース部に形成されたオイルミスト流通路窓によって、互いに連通し ている。 本件の実施例では、使用者によって制御される蝶型弁を備えた空気・燃料混合 気化器を備えている。また、他の種類の空気・燃料制御手段(例えば電子制御燃 料噴射器)を備えたエンジンによっても、改良を図ることができる。 エンジン内のオイルミストは、本発明によれば、クランクシャフトによって駆 動されるオイルミスト発生器又は飛散器によって発生し、クランクケース内の液 状の潤滑油は、瞬時に霧状に変化する。同時継続中の出願によるエンジンと同様 に、本発明のクランクシャフトでは、クランクシャフトとクランクシャフトのカ ウンタウェイト内に半径方向通路が形成されている。また同時継続中の出願によ るエンジンとは異なり、本発明のエンジンによるクランクシャフト通路によって 、エンジン内及び最終的には空気・燃料導入通路にまでクランクケース内のガス を分配させている。オイルミストを含んだクランクケースのガスには遠心力が作 用するので、ガスが空気清浄器やエンジンの空気・燃料吸入部に至る前には、ガ スは十分に希薄となっている。そのことにより、効率的なエン ジンの作動が得られ、エネルギー的観点からも最も効率のよい燃焼状態を得るこ とができる。なぜなら、クランクケース内を積極的に換気している間、エンジン の気化器の制御によって決定された空気・燃料混合気が、希薄なクランクケース ガスによる悪影響を受けないからである。 本発明によるエンジンのクランクシャフト通路の入口端は、クランクケース内 の液状の潤滑油とは直接接触していない。クランクケースの形状を適切に設計す ることによって、クランクケース内の液状の潤滑油の油面が、エンジンがいかな る姿勢にあっても、クランクシャフト通路に対して常時離間させている。エンジ ンが作動しておらず、クランクケース内の潤滑油が液状であるときは、液状の潤 滑油がクランクケースの換気通路構造内に流入するのが阻止される。よって、液 状のクランクケース内の潤滑油は、エンジン頂部の吸気弁や排気弁領域に入り込 まず、また、エンジンの空気・燃料導入部に入り込むことはない。クランクケー スの換気通路とクランクケースの掃気システムは、エンジンが停止しているとき は、エンジンの弁室やカムやカムギヤ駆動領域や燃焼室とは完全に隔離されてい る。 本発明の他の目的は、鋳造によりエンジンのクランクケースの一体物として形 成された複数のバッフル（整流部材）を設けることによって、エンジンのシリン ダ領域をクランクケース領域とは物理的に分離することにある。バッフルは、シ リンダのスカート部を横切るように延びている。ピストンをクランクシャフトに 接続しているピストンロッドが、複数のバッフルにより規定される開口内を通過 して配置される。よってエンジン作動中は、ピストンより下側のシリンダ壁は、 クランクケースとは半孤立状態にあり、そのために、クランクケースからシリン ダへの潤滑油の分配量が低下できる。潤滑のための十分な潤滑油の量は維持され るが、過剰な量の潤滑油がシリンダ内に入り込むことは、バッフルによ って阻止される。かかる構成によって、エンジンの作動効率を向上させ、潤滑油 の消費を低下できる。 カムとカムギヤを取囲むカム室は、シリンダブロック内とクランクケース内に 設けられる。シリンダブロックに固定されたシリンダヘッドは、吸気口及び排気 口を形成し、シリンダヘッドに固定された弁カバーは、吸気弁と排気弁とを取囲 む弁室を画成する。弁カバー内のロッカーアームは、これらの弁を駆動し、プッ シュロッドが、カムを駆動的にロッカーアームに接続している。シリンダブロッ ク内のプッシュロッド用開口により、弁カバーとカム室とが連通する。 クランクケース内の霧状の潤滑油は、オイルミスト流通路窓を介して、カム室 に供給される。 図面の簡単な説明 第１図は、クランクシャフトの軸を含む面に沿って切断した本発明によるエン ジンの断面図である。 第１ａ図は、第１図に示されている４サイクルエンジンにより駆動される草刈 り機の外観図である。 第２図は、クランクシャフトの軸に直交する面に沿って切断した断面図である 。 第３図は、カム駆動機構を含むエンジンブロックの領域近傍位置におけるクラ ンクシャフトの軸に直交する面で切断した断面図である。 第４図は、エンジンの外観上の特徴を表した実物大のエンジン全体の外観図で ある。 第５図は、パワーシリンダの下端部におけるオイルスプラッシュバッフル構造 を示したもので、クランクシャフトの軸を含む面で切断した本発明の他の実施の 形態に基づくエンジンの断面図である。 第６図は、クランクシャフトの軸に直交する面で切断した第５図に示したエン ジンの断面図である。 第７図は、第１図、第２図及び第３図に示したエンジンクランクケースダイキ ャスティング、クランクシャフト、ピストン及びシリンダブロックキャスティン グの分解斜視図である。 発明を実施するための最良の形態 第１ａ図は、携帯用草刈り機１０を示したものである。携帯用草刈り機１０は フレーム１２を有し、フレーム１２には作業機械である回転トリマーヘッド１４ が取付けられている。また、フレーム１２の反対側には、４サイクル内燃エンジ ン１６が取り付けられている。エンジン１６にはエンジンによって駆動されるク ランクシャフトが設けられており、このクランクシャフトは、中空な管状のフレ ーム１２内に配設された可撓性ケーブル駆動装置によって、回転トリマーヘッド １４に接続されている。ハンドル及びグリップ部１８、更に肩掛け用ベルト２０ は、トリマー装置の重心近傍位置に配設されている。肩掛け用ベルト２０は、通 常は使用者の肩に掛けて使用し、作業者がハンドル及びグリップ部１８を持って トリマーの位置をコントロールし易いようにしている。補助ハンドル及びグリッ プ部２２を使用してもよい。 第１図に示されているように、エンジンはクランクシャフト用ハウジング２４ を備えており、このハウジング２４はその下端領域が液状潤滑油室２６を形成し ている。略Ｕ字形状のクランクシャフト装置２８は第１のシャフト部３０と第２ のシャフト部３２を有している。クランクシャフトスロー部３４，３６はそれぞ れシャフト部３０，３２と一体に形成されている。クランクピン３８はクランク シャフトスロー部３４，３６と合体している。 一対のクランクシャフトカウンターウエイト４０，４２は、それぞれクランク シャフトスロー部（throws）３４，３６とは反対側のクランクシャフト上に形成 されている。クランクピンはピストンロッド４６によって往復動ピストン４４に 接続されている。 クランクピンの両端部側に互いに離間して配設されシールされた軸受け４８， ５０によって、クランクシャフト２８の両端が支承されている。封止軸受け５０ は回転可能にボス３２のクランクシャフト部３０を支持している。ボス３２はク ランクシャフト用ハウジングと一体成型された鋳造物である。同様に、軸受４８ は、軸受支持部５４のクランクシャフト部３２を移動し、また軸受支持部５４は クランクケース用ハウジングの鋳造物の一部を構成している。 クランクシャフト用ハウジングには、開口部を有する端部壁５６が形成されて いる。この開口部を通ってクランクシャフト部３０が延びている。燃料シール５ ８によりクランクシャフト用ハウジングの内部とスタータープーリー機構６０と を分離している。スターターコード６２はスタータープーリーに巻き付けられて おり、スタータープーリーは６４で示す位置においてクランクシャフト部３０の 右側端部にキー結合若しくはスプライン結合されている。 クランクシャフト部２３２の左側端部は、発電機のドライブディスク６４にキ ー結合されている。後述するように、発電器はロータリーマグネット６６と点火 コイルアセンブリ６８から構成され、スパークプラグ７０に対して電気エネルギ ーを供給する。 クランクシャフト部３２の左側端部には、スプライン結合される部分が形成さ れており、この部分とアダプターシャフト７０とが嵌合し、前述したように、管 状フレーム１２の中を通って延びる可撓性駆動ケーブルと接続されている。ナイ ロンで補強されたファイバーガラスのような プラスチック材で形成されたハウジング７２は、鋳造アルミニウム合金製シリン ダブロック７４を包囲している。シリンダブロック７４には一つのシリンダボア ７５が形成されており、その内部をピストン４４が往復移動する。シリンダブロ ック７４には冷却用フィン７６が形成されている。 シャフト７０は軸受支持部７３に着座した軸受７１により支持されており、遠 心クラッチシュー７０を包囲している遠心クラッチドラム７７に接続されている 。遠心クラッチドラム７７はナイロンカバー７２で覆われている。遠心クラッチ のロータは参照番号８１で示されるようにクランクシャフト部３２に接続されて いる。 ディスク６４はキー溝が形成されているか、クランクシャフト部３２に取付け られている。このディスク６４にはインペラーブレード７８，８０が形成されて おり、遠心力エアーポンプとして機能する。エンジンが作動しているときには、 回転しているクランクシャフトによりブレード７８，８０が駆動され、吸入エア ーダクト８０からエアーを取り込み強制冷却用エアーフローを生成する。そのエ アーは冷却用フィン７６を横切って循環し、エアーフローグリッド８２を通って エンジンアセンブリーから排出される。かくして、シリンダボアの上端部に配設 されている燃焼室からの放射熱は、この冷却用エアーフローにより放熱される。 鋳造された製シリンダヘッド８４は、シリンダブロック７４のトップデッキ、 すなわち、上面に、取付けられている。当該鋳造シリンダヘッド８４には、吸気 弁開口部口（吸気口）と排気弁開口部（排気口）とが形成されており、このうち 、吸気口が８６として示されている。 やはり、ヘッド８４に形成されているスパークプラグ開口部には、スパークプ ラグ７０が設けられている。９０で示されるスパークプラグ電圧供給ラインが、 マグネットアセンブリまで延びている。 シリンダヘッド８４とシリンダブロック４４の上面により、燃焼室９２が規定 されている。 排気弁が、図１及び図２に、９４として示されている。空気／燃料混合吸気弁 が、図２に、９６として示されている。当該空気／燃料混合吸気弁は、シリンダ ヘッド８４に形成されている吸気口９８内に設けられている。 ロッカーアーム１００の一つの端部が排気弁９４に係合可能になっている。対 応するロッカーアームが、図１には示されていないが、図２中に１０２として示 されており、吸気弁を開放するようになっている。これらロッカーアームは、プ ッシュロッドにより動作するようになっており、これらブッシュロッドの一つが 、図１中に１０４として示されている。また、これら弁は、図２中に１０６及び １０８として示されている弁スプリングにより閉じるようになっている。 ロッカーアームは、弁９４及び９６の弁ステムの上端に設けられ、弁カバー１ ０７により囲まれている。当該弁カバー１０７が弁室１１０を規定している。弁 カバーは、スチールの打ち出しにより形成したものでよく、シリンダーブロック ７４の上面にボルトで取り付けられている。 図１及び３から最もよくわかるように、プッシュロッドは下方に延び、鋳造シ リンダーヘッド中に形成された略鉛直方向に延びる開口部１１２及び１３４内を 延びている。排気弁９４を動作させるプッシュロッド１０４のための開口部１１ ２と、吸気弁用のもう一方のプッシュロッド１３２のための開口部１３４とは、 後述の潤滑オイルミスト用の流路を形成するのに十分な径を有している。 エンジンカバー１０９とグリッド８２とは、ナイロンの一体モールド成形で形 成したものであってもよく、１１１においてクランクケースハウジング２４にボ ルトで取り付けられることができるようになっている。 シリンダーブロック７４は、図３を参照して後述するように、カム１１８を囲 む室１１６を規定する部分１１４を有している。 図３に最もよく示されているように、カエルの足形状をしたカムフォロワーが 、サポートシャフト１２０上で揺動可能に設けられている。サポートシャフト１ ２０は、シリンダーブロック７４に形成された開口部内に支持されている。 カム駆動ギヤ１２２が、シール５８より内側において、クランクシャフト部３ ０に固着またはしっかりと取り付けられている。駆動ギア１２２は、カムギア１ ２４に係合し、これを駆動するようになっている。カム１１８はギア１２４に固 着され、これと共に回転するようになっている。 図３に示されているように、カム１１８は、カエルの足形状カムフォロワー１ ３０のカムフォロワー部１２６及び１２８に係合されている。図３に最もよく示 されているように、フォロワー１３０は、吸気弁と排気弁のプッシュロッドの下 端部に係合している。既述のように、吸気弁用のブッシュロッドが、１３２で示 されている。また、やはり、既述のように、排気弁用のプッシュロッドが、図１ 同様、図３にも示されている。 プッシュロッド１３２は、排気弁プッシュロッド１０４用開口部１１２に対応 する略鉛直方向に延びる開口部１３４内に設けられている。開口部１１２の場合 と同様、開口部１３４によっても、カム室１１６と弁室１１０との間が連通され ている。 図３に最もよく示されているように、クランクケースハウジング２４には、内 壁１３８と内部打ち出し突起部１３６とが形成されている。この内壁１３８がク ランクケースハウジングの一部を構成している。この内壁１３８は、カムシャフ ト駆動ギア１２２を部分的に取り囲んでいる。 壁１３８には開口部または窓部１４０が形成されており、これによって、カム１ １８用の室１１６がクランクケース室２６と連通している。内部打ち出し突起部 １３６は、略放射状で、ハウジング２４の軸方向における両側に配置されている 。 図２に最もよく示されているように、飛散器またはオイルミスト生成器１４１ が設けられている。当該飛散器１４１は、カウンターウェイト４２と４０との間 に配置されている。ただし、飛散器１４１は、クランクシャフトにより駆動され ているため、別の位置に配置されているのでもよい。 接続ロッド４６が、ベアリング１４２によって、クランクピン３８に軸受けさ れている。クランクシャフトが回転するにつれ、オイルミスト生成器または飛散 器１４１が、断続的に、クランクケース室２６内のオイルに接触しオイルを攪拌 してオイルミストを生成する。このオイルミストがクランクケース室内全体に充 満する。 図２に最もよく示されているように、吸気口９８が吸気経路１４４と連通して いる。空気清浄アセンブリ１４６を介して、空気と燃料の混合物が吸気経路１４ ４を通過するようになっている。エンジンの排気経路１４８が、図２に示されて いる。排気経路は、１５０で示される排気アセンブリへ延びている。図２の１５ １で示されるように、適当なポリマー／樹脂耐熱性材料で形成した熱シールドを 、排気経路出口と鋳造エンジンとの間に配置してもいい。 ガソリンを収容したナイロン成型燃料タンクが、図２中、１５２で示されてい る。図１及び２に示されるように、タンク１５２は、クランクケース室２６の下 方に配置されている。クランクケース室２６は、図２で示されるように、エンジ ンをクランクシャフトの軸方向から見た場合に、クランクシャフトの軸の周りに 略円形形状となっている。ここで、 図２は、図１の断面から９０度ずれた面を示している。クランクケース室２６は 、クランクシャフトの移動面(throws)の領域において、実質的にクランクシャフ トの下方に位置している。 以上の記載より明らかなように、エンジンの稼働中にクランクケース内部に発 生したオイルミストは、クランクケース室全体とカム室１１６及び弁室１１０の 全体に導かれる。これは、これら室の各々が閉じた空間の中で互いに他の室と連 通していることにより、達成されている。既述したように、当該連通の一部は、 窓部１４０によって達成されている。 同時係属中の米国出願第０８／６１４，８３５号にて示されている設計とは異 なり、弁カバーもシリンダハウジングも、吸気／排気開口部を有していない。弁 室とカムハウジング部とクランクケースとによって形成されている閉じた空間部 は、稼働中にオイルミスト生成器によって生成されたオイルミストを受け入れ、 液体オイルを燃焼室より隔離しつつ、完全なエンジン潤滑を達成している。 次に、クランクケースの清掃／換気システムについて説明する。 図１に示すように、カウンターウェイト４２には、径方向に延びる径方向経路 １５６が形成されており、これが、クランクシャフト部３２に形成された軸方向 経路１５８に連通している。径方向に延びる径方向ポート１６０が、クランクシ ャフト部３２内の、シールベアリング４８とオイルシール１６２との中間の位置 に形成されている。この径方向ポート１６０により、径方向経路１５６と、クラ ンクケースハウジング内に形成されている径方向に延びる径方向経路１６４とが 連通している。経路１６４は、シリンダブロックの外部へ延びるチューブまたは 経路１６６と連通している。経路１６６は、図２中で１４６で示されているエア ークリーナの領域内で空気／燃料導入システムに連通している。 エンジンの稼働中は、径方向経路１５６は、クランクシャフトと共に、 高速で回転する。この回転による遠心運動は、大きなオイル液滴や液体オイルを 径方向外側に飛散させ、経路１５８を通るクランクケースガスが液状の潤滑油を 運んでいくのを防止している。 エンジンの空気／燃料導入システムに最終的に到達したクランクケースガスは 、潤滑油を比較的含んでいない。したがって、クランクケースガスは燃焼を妨げ ることがない。このため、放出される排気ガスの質が向上する。さらに、クラン クケースによる吸気／排気がなされないため、クランクケースガスが大気中に放 出されることがない。 図１には、文字“Ｎ”、“Ｈ”、“ＶＤ”、及び、“ＶＵ”で示される４つの 基準線が示されている。これら基準線は、エンジンが稼働していない時のエンジ ンの様々な角度向きにおけるクランクケース室２６内の潤滑油の液面を示してい る。通常の稼働時には、油面は、Ｎ−Ｎ線になる。当該基準線Ｎ−Ｎはカウンタ ーウェイト４２内の経路１５６の入口より下に位置しているのがわかる。同様に 、エンジンが水平位置にあるときも、Ｈ−Ｈ線で示される油面は経路１５６の入 口の下に位置する。 エンジンが鉛直方向下向き（すなわち、クランクシャフトの外側端部が下向き に延びるよう）に向けられると、油面はＶＤ−ＶＤ線で示されるような位置にな る。同様に、エンジンを鉛直方向上向きになるように動かすと、油面は、ＶＵ− ＶＵ線で示される位置になる。以上より明らかなように、液状潤滑油は、エンジ ンの向きに係わらず、経路１５６内に入ることが防止されている。このため、エ ンジンが停止する際にも、オイルが空気／燃料導入システム内や弁室内へ侵入す ることがない。 図５及び６は、エンジンの変更例の断面図である。これらの図は、図１及び３ に略対応している。ただし、これらの図は、オイル飛散防止用の複数のバッフル 壁（整流壁）１７０，１７２が、クランクケースハウジング内に形成されている のを示している点で、図１や３とは異なって いる。これらバッフル壁は、図１及び３の接続ロッド４６に対応する接続ロッド ４６‘に向かって延びている。 図５及び６に示されているエンジンは、図１，３のエンジン構成の構成要素に 対応する構成要素を備えており、各構成要素は、図１及び３の対応するエンジン 構成要素と同一の符号にダッシュの符号を付加したものにより、示されている。 これらオイル飛散防止用バッフル壁１７０，１７２間に形成された間隙により 、接続ロッド４６‘は、ピストンがシリンダボアの全範囲にわたって動くのに合 わせて自由に揺動することができる。ここで、バッフル壁１７０，１７２は、シ リンダボアのスカート部の下側開口部の大部分を効率的に覆っている。このため 、オイルミストがクランクケース室２６’からピストン４４‘の下方のシリンダ ボアへ入るのを、実質的に低減化している。バッフル壁の存在により、より少な い量の潤滑油がボアの表面を濡らすことになるため、潤滑油の消費を抑えつつ、 十分な潤滑油が潤滑の目的のためにシリンダ壁に到達することが可能となってい る。例えば、本発明の好適な実施例では、バッフルにより、潤滑油消費量が３ｃ ｃ／時から１ｃｃ／時まで低減化することがわかった。 エンジンの稼働時には、オイルミスト生成器１４１は、クランクケース室２６ 内の潤滑油を十分攪拌する。このように潤滑油に分け与えられたエネルギーが、 オイルミストを生成し、当該オイルミストを、室２６と室１１６及び室１１０に より規定された閉じられた空間中に拡散させる。ピストン４４の往復運動により 生成されるサイン状の圧力パルスが、このオイルミストの拡散に貢献している。 オイルミストが壁部１３８内の窓部１４０から室１１６へ移動する際、回転し ているカム駆動ギア１２２と従動ギア１２４とにより、オイルミストがオイルミ スト閉空間中へ拡散するのが助長される。すなわち、駆 動ギア１２２と従動ギア１２４の回転するギア歯が、窓部１４０を通過するオイ ルミストを拡散し、細かいオイル液滴と空気とが混ざり合うのを進行させ、かつ 、その混ざり合いが閉空間中に拡散するのを促進させる。このため、オイルミス トは、エンジンを潤滑するのに十分な量だけ拡散される。 駆動ギア１２２の歯は反時計まわりの方向に動くのが好ましく、従動ギア１２ ４の歯は時計まわりの方向に動くのが好ましい。これらの運動により、細かいオ イル液滴と空気の混合物が、室２６を横切りプッシュロッド開口部１１２及び１ ３４と弁室１１０に入ることが誘発されるからである。しかしながら、壁部１３ ８の窓部１４０がギアと反対の側に配置されている場合には、ギア１２２及び１ ２４は、ギアポンプとして機能するように構成することができる。この場合のギ アのポンプ効果は、オイルミストが閉じられた空間全体に拡散するのに貢献する 。もちろん、ギア歯の歯先円と壁部１３８との間のクリアランスが小さいほど、 ギアのポンプ効果の効率が高まる。 ギアポンプ効果は、また、ギア歯の回転方向が逆になるよう、エンジンを設計 した場合にも得られる。ただし、この場合には、窓部１４０を、図３のように配 置する。 図７は、クランクケースとシリンダブロック７４とピストン４４とクランクシ ャフト２８とを分解した状態を示す図でる。クランクケースは、２つのダイキャ スト部材で構成されており、エンジンを組立てる際にこれら２つの部材を結合し て一体のクランクケースを形成するようになっている。わかりやすくするため、 図７では、クランクケースを構成する二つのダイキャスト部品を別々の符号２４ ‘と２４“で示している。なお、これら符号２４‘と２４“とは、他の図面にお いて使用されている符号２４に対応している。 図７は、図１，２，３のエンジンのクランクケースを示している。図５及び６ のエンジンで用いられている飛散防止用バッフルは示されていない。 クランクケースハウジングの上面には、ダイキャストハウジング部品２４‘及 び２４“にそれぞれ形成されている半円部１７４’及び１７４”で規定される円 形状開口部が形成されている。シリンダ７５には下方スカート部１７６が形成さ れており、これが、開口部１７４‘／１７４“にはめられる。 クランクケース部２４‘の図には、窓部１０４が明確に見える。この窓部によ り、カム室とクランクケース室とが連通している。図７では、わかりやすいよう に、クランクケース室は、単一の符号２６ではなく符号２６’及び２６“により 示されている。 カム室１１６は一部がクランクケース部２４‘とシリンダブロック７４とによ り規定される。ここで、シリンダブロック７４はアルミニウム合金ダイキャスト により形成されている。 以上、好適な実施例を説明したが、本発明の範囲を越えない範囲で当業者によ り種々の変更が可能である。かかる変更の全てが、その均等物をも含め、添付の 請求の範囲内にあるものとする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード、ハリー ジーン アメリカ合衆国、アリゾナ州 85040、フ ェニックス、サウス 19ティーエッチ ス トリート 9001番地 (72)発明者 シェルダン、ジョン アメリカ合衆国、アリゾナ州 85248、チ ャンドラー、ハニーサックル レーン 1650番地 (72)発明者 インガワ、ヨーイチ アメリカ合衆国、アリゾナ州 85226、チ ャンドラー、ルラル ロード ＃1046 900番地 (72)発明者 ザマ、リョージ 東京都東大和市桜ヶ丘２―142―１ 小松 ゼノア 【要約の続き】 は、エンジンが停止しているときに液状の潤滑油をクラ ンクシャフト通路に流入させないように設計される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．フレームと、該フレームに載置された作業機械と、該フレームに支持され 、クランクシャフトを介して該作業機械に駆動的に接続された４サイクル内燃エ ンジンとを有する携帯型軽量動力機械であって、 該エンジンは、潤滑油室を備えたクランクケースと、シリンダボアとカム室を 備え該クランクケースに固定されたシリンダブロックとを有し、 シリンダヘッドが該シリンダブロックに固定され、 オーバーヘッド型吸気口及び排気口が該シリンダヘッドに形成され、 弁室を画成する弁カバーが設けられ、該弁室は該吸気口及び該排気口にそれぞ れ整合配置される吸気弁及び排気弁を取囲むように配置され、 該カム室には、カムとカム駆動機構が設けられ、該カム駆動機構は弁駆動用の 複数のプッシュロッドを備え、 該弁室には、該プッシュロッド、該吸気弁、該排気弁と駆動的に接続されるロ ッカーアームアセンブリが配置され、 少なくとも１つのプッシュロッド用開口が形成され、該プッシュロッドの少な くとも１個は、該プッシュロッド用開口を貫通しており、 該クランクケースの該潤滑油室は、該プッシュロッド用開口を通じて該弁室と 連通しており、 該クランクシャフトに駆動的に接続してオイルミスト発生器が設けられ、該潤 滑油室内の液状の油は、該オイルミスト発生器によって攪拌されてオイルミスト となり、 該潤滑油室とカム室との間には連通する通路が形成され、該潤滑油室と該カム 室と該弁室とによって密封されたオイルミスト空間を画成し、該エンジン内全体 にオイルミストが分布することを特徴とする携帯型軽量動力機械。 ２．フレームと、該フレームに載置された作業機械と、該フレームに支持され 、クランクシャフトを介して該作業機械に駆動的に接続された４サイクル内燃エ ンジンとを有する携帯型軽量動力機械であって、 該エンジンは、潤滑油室を備えたクランクケースと、シリンダボアとカム室を 備え該クランクケースに固定されたシリンダブロックとを有し、 シリンダヘッドが該シリンダブロックに固定され、 オーバーヘッド型吸気口及び排気口が該シリンダヘッドに形成され、 弁室を画成する弁カバーが設けられ、該弁室は該吸気口及び該排気口にそれぞ れ整合配置される吸気弁及び排気弁を取囲むように配置され、 該カム室には、カムとカム駆動機構が設けられ、該カム駆動機構は弁駆動用の 複数のプッシュロッドを備え、 該弁室には、該プッシュロッド、該吸気弁、該排気弁と駆動的に接続されるロ ッカーアームアセンブリが配置され、 少なくとも１つのプッシュロッド用開口が形成され、該プッシュロッドの少な くとも１個は、該プッシュロッド用開口を貫通しており、 該クランクケースの該潤滑油室は、該プッシュロッド用開口を通じて該弁室と 連通しており、 該クランクシャフトに駆動的に接続してオイルミスト発生器が設けられ、該潤 滑油室内の液状の油は、該オイルミスト発生器によって攪拌されてオイルミスト となり、 該潤滑油室とカム室との間には連通する通路が形成され、該潤滑油室と該カム 室と該弁室とによって密封されたオイルミスト空間を画成して、該エンジン内全 体にオイルミストが分布し、 該クランクシャフトにはクランクシャフト通路が形成され、該クランクシャフ ト通路は、該クランクシャフトからその半径方向外方に延びるクランクケースガ ス流入口部を有し、 該エンジンは該吸気口に連通する空気・燃料導入システムを備え、 該クランクシャフト通路からは、該空気・燃料導入システムに至るオイルミス ト流通路構造が延びて、クランクケース内のガスが掃気されることを特徴とする 携帯型軽量動力機械。 ３．フレームと、該フレームに載置された作業機械と、該フレームに支持され 、クランクシャフトを介して該作業機械に駆動的に接続された４サイクル内燃エ ンジンとを有する携帯型軽量動力機械であって、 該エンジンは、潤滑油室を備えたクランクケースと、シリンダボアとカム室を 備え該クランクケースに固定されたシリンダブロックとを有し、 シリンダヘッドが該シリンダブロックに固定され、 オーバーヘッド型吸気口及び排気口が該シリンダヘッドに形成され、 弁室を画成する弁カバーが設けられ、該弁室は該吸気口及び該排気口にそれぞ れ整合配置される吸気弁及び排気弁を取囲むように配置され、 該カム室には、カムとカム駆動機構が設けられ、該カム駆動機構は弁駆動用の 複数のプッシュロッドを備え、 該弁室には、該プッシュロッド、該吸気弁、該排気弁と駆動的に接続されるロ ッカーアームアセンブリが配置され、 少なくとも１つのプッシュロッド用開口が形成され、該プッシュロッドの少な くとも１個は、該プッシュロッド用開口を貫通しており、 該クランクケースの該潤滑油室は、該プッシュロッド用開口を通じて該弁室と 連通しており、 該クランクシャフトに駆動的に接続してオイルミスト発生器が設けられ、該潤 滑油室内の液状の潤滑油は、該オイルミスト発生器によって攪拌されてオイルミ ストとなり、 該潤滑油室とカム室との間には連通する通路が形成され、該潤滑油室と該カム 及びカムギヤ室と該弁室とによって密封されたオイルミスト空 間を画成して、該エンジン内全体にオイルミストが分布し、 該クランクシャフトにはクランクシャフト通路が形成され、該クランクシャフ ト通路は、該クランクシャフトの半径方向外方に延びるオイルミスト流入口部を 有し、 該エンジンは該吸気口に連通する空気・燃料導入システムを備え、 該クランクシャフト通路からは、該空気・燃料導入システムに至るオイルミス ト流通路構造が延びて、クランクケース内のガスが掃気され、 該クランクケースと該シリンダボアとの間には整流構造が設けられ、 該エンジンは更に、該シリンダボア内に設けられたピストンと、該ピストンを 該クランクシャフトに接続するためのピストンロッドとを有し、該整流構造は、 該ピストンロッドが通過できる開口が形成されて、該シリンダボアへの潤滑油の 余分な供給を制限して潤滑油の消費量を低下させたことを特徴とする携帯型軽量 動力機械。 ４．フレームと、該フレームに載置された作業機械と、該フレームに支持され 、クランクシャフトを介して該作業機械に駆動的に接続された４サイクル内燃エ ンジンとを有する携帯型軽量動力機械であって、 該エンジンは、潤滑油室を備えたクランクケースと、シリンダボアとカム室を 備え該クランクケースに固定されたシリンダブロックとを有し、 該クランクシャフトに駆動的に接続してオイルミスト発生器が設けられ、該オ イルミスト発生器は、該クランクケース室内の液状の潤滑油に作用しそれを攪拌 してオイルミストを生成し、 シリンダヘッドが該シリンダブロックに固定され、 オーバーヘッド型吸気口及び排気口が該シリンダヘッドに形成され、 弁室を画成する弁カバーが設けられ、該弁室は該吸気口及び該排気口にそれぞ れ整合配置される吸気弁及び排気弁を取囲むように配置され、 該クランクシャフトにはクランクシャフト通路が形成され、該クラン クシャフト通路は、該クランクシャフトからその半径方向外方に延びるオイルミ スト流入口部を有し、 該エンジンは該吸気口に連通する空気・燃料導入システムを備え、 該クランクシャフト通路からは、該空気・燃料導入システムに至るオイルミス ト流通路構造が延びて、クランクケース内のガスが掃気されることを特徴とする 携帯型軽量動力機械。 ５．該クランクシャフト通路は、該クランクシャフトと共に回転し、液状や液 滴状の潤滑油に遠心力を与え、該空気・燃料導入システムに希薄なクランクケー スガスの分布を提供することを特徴とする請求項２記載の携帯型軽量動力機械。 ６．該クランクシャフト通路は、該クランクシャフトと共に回転し、液状や液 滴状の潤滑油に遠心力を与え、該空気・燃料導入システムに希薄なクランクケー スガスの分布を提供することを特徴とする請求項４記載の携帯型軽量動力機械。 ７．該クランクケースと該シリンダボアとの間には整流構造が設けられ、 該エンジンは更に、該シリンダボア内に設けられたピストンと、該ピストンを 該クランクシャフトに接続するためのピストンロッドとを有し、該整流構造は、 該ピストンロッドが通過できる開口が形成されて、該シリンダボアへの潤滑油の 余分な供給を制限して潤滑油の消費量を低下させたことを特徴とする請求項１記 載の携帯型軽量動力機械。 ８．該クランクシャフトオイルミスト流入部は、該クランクケース室内の潤滑 油の油面より高い場所に、クランクシャフトガス流入口が形成され、該流入口は 、該エンジンが動作していないときに該エンジンの姿勢に無関係に油面より高く 設定されて、クランクシャフト通路内へ液状の潤滑油が流入するのを阻止してい ることを特徴とする請求項２記載の 携帯型軽量動力機械。 ９．該クランクシャフトオイルミスト流入部は、該クランクケース室内の潤滑 油の油面より高い場所に、クランクシャフトガス流入口が形成され、該流入口は 、該エンジンが動作していないときに該エンジンの姿勢に無関係に油面より高く 設定されて、クランクシャフト通路内へ液状の潤滑油が流入するのを阻止してい ることを特徴とする請求項３記載の携帯型軽量動力機械。 １０．該クランクシャフトオイルミスト流入部は、該クランクケース室内の潤 滑油の油面より高い場所に、クランクシャフトガス流入口が形成され、該流入口 は、該エンジンが動作していないときに該エンジンの姿勢に無関係に油面より高 く設定されて、クランクシャフト通路内へ液状の潤滑油が流入するのを阻止して いることを特徴とする請求項４記載の携帯型軽量動力機械。 １１．潤滑油室を備えたクランクケースと、シリンダボアとカム室を備え該ク ランクケースに固定されたシリンダブロックとを有し、 シリンダヘッドが該シリンダブロックに固定され、 オーバーヘッド型吸気口及び排気口が該シリンダヘッドに形成され、 弁室を画成する弁カバーが設けられ、該弁室は該吸気口及び該排気口にそれぞ れ整合配置される吸気弁及び排気弁を取囲むように配置され、該カム室には、カ ムとカム駆動機構が設けられ、該カム駆動機構は弁駆動用の複数のプッシュロッ ドを備え、 該弁室には、該プッシュロッド、該吸気弁、該排気弁と駆動的に接続されるロ ッカーアームアセンブリが配置され、 少なくとも１つのプッシュロッド用開口が形成され、該プッシュロッドの少な くとも１個は、該プッシュロッド用開口を貫通しており、 該クランクケースの該潤滑油室は、該プッシュロッド用開口を通じて 該弁室と連通しており、 該クランクシャフトに駆動的に接続してオイルミスト発生器が設けられ、該潤 滑油室内の液状の油は、該オイルミスト発生器によって攪拌されてオイルミスト となり、 該潤滑油室とカム室との間には連通する通路が形成され、該潤滑油室と該カム 室と該弁室とによって密封されたオイルミスト空間を画成し、該エンジン内全体 にオイルミストが分布することを特徴とする４サイクル内燃エンジン。 １２．潤滑油室を備えたクランクケースと、シリンダボアとカム室を備え該ク ランクケースに固定されたシリンダブロックとを有し、 シリンダヘッドが該シリンダブロックに固定され、 オーバーヘッド型吸気口及び排気口が該シリンダヘッドに形成され、 弁室を画成する弁カバーが設けられ、該弁室は該吸気口及び該排気口にそれぞ れ整合配置される吸気弁及び排気弁を取囲むように配置され、該カム室には、カ ムとカム駆動機構が設けられ、該カム駆動機構は弁駆動用の複数のプッシュロッ ドを備え、 該弁室には、該プッシュロッド、該吸気弁、該排気弁と駆動的に接続されるロ ッカーアームアセンブリが配置され、 少なくとも１つのプッシュロッド用開口が形成され、該プッシュロッドの少な くとも１個は、該プッシュロッド用開口を貫通しており、 該クランクケースの該潤滑油室は、該プッシュロッド用開口を通じて該弁室と 連通しており、 該クランクケースはクランクシャフトを回転可能に支持し、 該クランクシャフトに駆動的に接続してオイルミスト発生器が設けられ、該潤 滑油室内の液状の油は、該オイルミスト発生器によって攪拌されてオイルミスト となり、 該潤滑油室とカム室との間には連通する通路が形成され、該潤滑油室と該カム 室と該弁室とによって密封されたオイルミスト空間を画成して、該エンジン内全 体にオイルミストが分布し、 該クランクシャフトにはクランクシャフト通路が形成され、該クランクシャフ ト通路は、該クランクシャフトからその半径方向外方に延びるクランクケースガ ス流入口部を有し、 該エンジンは該吸気口に連通する空気・燃料導入システムを備え、 該クランクシャフト通路からは、該空気・燃料導入システムに至るオイルミス ト流通路構造が延びて、クランクケース内のガスが掃気されることを特徴とする 内燃エンジン。 １３．シリンダブロックと、該シリンダブロックの下側に配置されたクランク ケースとを備え、 該シリンダブロック内にはシリンダボアが形成され、 該シリンダボア内にはピストンが配置され、 該クランクケースは、クランクシャフトを回転可能に支持し、 該ピストンと該クランクシャフトを駆動的に接続するための接続ロッドが設け られ、 該クランクケースは潤滑油を保持し、また該エンジン内全体に潤滑油を循環さ せるための潤滑油分配手段が設けられ、 該シリンダボアと該クランクケースの間には、該クランクケース内の潤滑油を 該シリンダボアに対して半隔離状態とするための整流構造が備えられて、該シリ ンダボアへの過剰な潤滑油の供給を阻止することを特徴とする４サイクル内燃エ ンジン。 １４．該整流構造は、該接続ロッドが通過する開口を形成し、該開口によって 、該クランクケースから該シリンダボアへ流入する潤滑油の流れ面積を制限して いることを特徴とする請求項１３記載の４サイクル内 燃エンジン。 １５．潤滑油室を備えたクランクケースと、シリンダボアとカム室を備え該ク ランクケースに固定されたシリンダブロックとを有し、 シリンダヘッドが該シリンダブロックに固定され、 該シリンダヘッドには吸気口及び排気口が形成され、 弁室を画成する弁カバーが設けられ、該弁室は該吸気口及び該排気口にそれぞ れ整合配置される吸気弁及び排気弁を取囲むように配置され、 該クランクケースの潤滑油室の潤滑油を、該弁カバーを含むエンジン全体に分 散させるための潤滑油分配手段を備え、 クランクシャフトにはクランクシャフト通路が形成され、該クランクシャフト 通路は、該クランクシャフトからその半径方向外方に延びるクランクケースガス 流入口部を有し、 該吸気口に連通する空気・燃料導入システムを備え、 該クランクシャフト通路からは、該空気・燃料導入システムに至るクランクケ ースガス流通路構造が延び、クランクケース内のガスが掃気されることを特徴と する４サイクル内燃エンジン。 １６．潤滑油室を備えたクランクケースと、該クランクケースに支承されたク ランクシャフトと、シリンダボアとカム室を備え該クランクケースに固定された シリンダブロックとを有し、 シリンダヘッドが該シリンダブロックに固定され、 該シリンダヘッドには吸気口及び排気口が形成され、 弁室を画成する弁カバーが設けられ、該弁室は該吸気口及び該排気口にそれぞ れ整合配置される吸気弁及び排気弁を取囲むように配置され、 該クランクケースの潤滑油室の潤滑油を、該弁カバーを含むエンジン全体に分 散させるための潤滑油分配手段を備え、 該クランクシャフトにはクランクシャフト通路が形成され、該クラン クシャフト通路は、該クランクシャフトからその半径方向外方に延びるクランク ケースガス流入口部を有し、 該吸気口に連通する空気・燃料導入システムを備え、 該クランクシャフト通路から、該空気・燃料導入システムに至る経路と、半径 方向位置とに至る経路に延びるクランクケースガス流通路構造が設けられ、該半 径方向位置は、エンジンが直立状態に位置して該クランクシャフトが水平方向に 延びている状態で、該クランクケースの潤滑油室の油面より高い位置にあり、も ってクランクケース内のガスが掃気されることを特徴とする４サイクル内燃エン ジン。