JP2004144010A - ４サイクル内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】手持ち式作業機に使用される４サイクル内燃機関に関し、傾倒姿勢等で運転が成されても、不都合を生じないブリーザシステムを有する４サイクル内燃機関の提供。
【解決手段】４サイクル内燃機関（２）は、クランク室（４）から動弁室（８）を介し、更に、動弁室（８）の下流側に画成された、ブローバイガスのオイル成分と気体成分とを分離するためのブリーザ室（１０）を経て、エアクリーナ（１１）まで延び、クランク室（４）内の正圧によって、クランク室（４）内のブローバイガスをエアクリーナ（１１）まで送出し、燃焼室へ再循環させるための連通路（Ｐ）を有する。連通路（Ｐ）には、ブリーザ室（１０）の出口の下流側近傍にオリフィス（２６）が設けられている。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、４サイクル内燃機関に関し、より詳細には、前記内燃機関が、例えば、刈払機等の手持ち式作業機に利用され、運転中、様々な姿勢とされる４サイクル内燃機関に関する。
【０００２】
【従来技術】
例えば、刈払機、ヘッジトリマやチェーンソー等の動力源として用いられる４サイクル内燃機関において、オイルミストやブローバイガスによって動弁装置の各部を潤滑した後、エアクリーナに排出するように構成した装置が知られている。例えば、特開平９−１７０４２０号公報に開示されたＯＨＶ式４サイクル内燃機関においては、油溜室において生成されたオイルミストとクランク室内のブローバイガスが動弁室に供給され、該動弁室でオイルミストとブローバイガスの分離が行われ、オイルミストは動弁装置の各部を潤滑し、また、ブローバイガスはブリーザチューブを通してエアクリーナ側へ排出される。また、前記動弁室内に溜まった潤滑油は、前記動弁室の底部から還流路を通って前記油溜室へ戻される。
【０００３】
また、特開２００２−３８９１６号公報には、ＯＨＣ式４サイクル内燃機関に関し、動弁カム室の上方に吸い上げ室が画成されている。オイルタンク内で生成されたオイルミストは、クランク室を介し、該クランク室内で発生したブローバイガスと共に前記動弁カム室に供給される。動弁室内のオイルミスト及びブローバイガスは気液分離され、ブローバイガスは、ブリーザ室を介してエアクリーナ側に供給された後、内燃機関に吸入される。また、前記動弁カム室内のオイルミストや液化して溜まったオイルは、前記吸い上げ室へ、ピストンの昇降運動の際に生じる負圧によって吸い上げられ、オイル戻し導管を介してオイルタンクに戻される。
更に、実開昭５６−１０１４５８号公報には、ブローバイガスをエアクリーナ側に案内するガス案内路を形成した乾式エアクリーナが開示されている。
【特許文献１】
特開平９−１７０４２０号公報
【特許文献２】
特開２００２−３８９１６号公報
【特許文献３】
実開昭５６−１０１４５８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、エアクリーナ側にブローバイガスを導くように構成された手持ち式作業機用の４サイクル内燃機関（エンジン）においては、運転中、機体が様々な姿勢とされるので、どの姿勢で長時間の運転がなされてもオイルがエアクリーナエレメント側へが吐出されない構造とすることが必要である。オイルが吐出されると、エアクリーナエレメントにオイル成分が付着してしまい、早期に目詰まりをおこして、所定量の空気をキャブレターに供給することができなくなるため、エンジンの安定した運転ができず、性能が大幅に低下してしまう。
そこで、本発明は、エアクリーナ側にブローバイガスを導くように構成された４サイクル内燃機関に関し、傾倒姿勢等で運転が成されても、エアクリーナエレメント側にオイルを吐出しないようにせしめた構造をもつブリーザシステムを有する４サイクル内燃機関を提供することを目的とする。
また、本発明は、オイルが吐出された場合にもエアクリーナエレメントの早期目詰まりが生じにくく、且つ、製造・組付けが容易な構造のエアクリーナを有する４サイクル内燃機関を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、クランク室から動弁室を介し、更に、該動弁室の下流側に画成された、ブローバイガスのオイル成分と気体成分とを分離するためのブリーザ室を経て、エアクリーナまで延び、前記クランク室内の正圧によって、前記クランク室内のブローバイガスを前記エアクリーナまで送出し、燃焼室へ再循環させるための連通路を有し、該連通路には、前記ブリーザ室の出口の下流側近傍においてオリフィスが設けられている、４サイクル内燃機関によって達成することができる。
【０００６】
本発明に係る内燃機関においては、前記連通路を通って前記クランク室内のブローバイガスが前記燃焼室に再循環される。すなわち、ブローバイガスは、ピストンの下降運動によって前記クランク室内に生じる正圧によって、該クランク室から前記動弁室に送られ、該動弁室内の機構がブローバイガス中に含まれるオイルミストによって潤滑される。前記動弁室内でブローバイガスは気液分離され、液体成分は、前記連通路の上流側から前記クランクケースに流れる。また、ブローバイガスは更に、前記正圧によって前記ブリーザ室に送られ、そこでオイル成分と気体成分とが更に分離される。液体成分は、前記動弁室に流れ込み、前記連通路の上流側に流れて前記クランク室に戻る。前記ブリーザ室で分離された気体成分は、前記エアクリーナまで送出され、キャブレターの空気吸入口から前記燃焼室に送出され、再循環される。ここで、前記連通路の前記ブリーザ室の出口の下流側近傍において設けられたオリフィスは、前記正圧によって前記連通路内にオイルミストが流れるとき、所定の流れ抵抗となる。
【０００７】
本発明によれば、前記動弁室の下流側に前記ブリーザ室が画成されているので、前記４サイクル内燃機関が傾倒等されても、前記ブローバイガスの液体成分は前記ブリーザ室に流入し、溜まるので、前記動弁室内の液体が前記連通路を経て前記エアクリーナ側まで一気に流れて吐出されるのが防止される。ブローバイガスから分離された液体成分は、前記動弁室を介して前記クランク室に戻されるので、前記連通路の下流側に液体成分が流れるのが防止される。更に、前記ブリーザ室の前記出口の下流側近傍にオリフィスを設けることによって、クランクケース（油溜室）と動弁室との間の大きな圧力差が抑えられ、動弁室まで輸送されたオイル分のエアクリーナ側への流出が抑えられる。これによって、エアクリーナエレメントがオイルで汚れ、早期目詰まりを起こすのを防止することができ、前記４サイクル内燃機関の安定した運転を確保することができる。
【０００８】
また、本発明の実施の形態においては、前記動弁室と前記ブリーザ室との間の連通口は、ストレーナで覆われている。従って、前記４サイクル内燃機関が傾倒姿勢とされたとき、前記動弁室内で分離された液体成分が、前記ブリーザ室に一気に流れ込むのが防止され、かくして、前記連通路の下流側に液体成分が大量に流れて、前記エアクリーナエレメントが早期に汚れてしまうのを防止することができる。
更に、本発明の実施の形態においては、前記エアクリーナのハウジングは、前記連通路側に配置されたスペーサ部材と、該スペーサ部材に対して前記連通路とは反対側に並設されたベースプレート部材と、を有し、該ベースプレート部材及び前記スペーサ部材にキャブレターへの空気吸入口が形成されており、前記連通路の下流端通路部分は、前記スペーサ部材と前記ベースプレート部材との間に互いの対向面に沿って形成されており、前記連通路の吐出口は、前記空気吸入口に連通している。すなわち、前記ベースプレート部材と前記スペーサ部材とが合体されることによって、管状の前記下流端通路部分が形成される構造としたので、例えば、一部品に管路を形成する場合と比べて製造が容易となる。また、前記連通路の吐出口は、前記空気吸入口の近傍に位置しているので、前記エアクリーナエレメントがブローバイガスのオイル成分によって汚れるのが防止される。
【０００９】
更に、本発明の実施の形態においては、前記スペーサ部材及び前記ベースプレート部材の一方には開放チャンネルが形成され、また、前記スペーサ部材及び前記ベースプレート部材の他方は、前記開放チャンネルと対向する平坦面を有し、前記ベースプレート部材と前記スペーサ部材とが合体されることによって前記開放チャンネルが前記平坦面によって閉じられ、前記下流端通路部分が形成される。前記一方の側を前記平坦面としたので、製造加工が更に容易となり、低コストで製造することができる。
更に、本発明の実施の形態においては、前記連通路の前記吐出口は、前記エアクリーナ内の前記空気吸入口に臨んで開口している。従って、もし、前記吐出口に到達したブローバイガスに、未だ、液体成分が含まれていても、前記キャブレター空気吸入口の中にただちに吸引されるので、周囲に設けられた前記エアクリーナエレメントをオイルで汚してしまうのが防止される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明にかかる４サイクル内燃機関の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るＯＨＣ式４サイクル内燃機関の要部断面図である。また、図２は、連通路の吐出口とエアクリーナ内のキャブレターの空気吸入口との位置関係を示す、図１のＩＩ矢視図である。
図１に示すように、本実施の形態に係る４サイクル内燃機関２は、刈払機等の原動機として好適なものであり、クランク室４と、該クランク室４の上方に位置し、内部でピストン（図示せず）が上下動するシリンダ５と、該シリンダ５の上方に位置する動弁室８と、該動弁室８の上方に画成された、前記クランク室４からのブローバイガスのオイル成分と気体成分とを分離するためのブリーザ室１０と、前記シリンダ５の側方に位置するエアクリーナ１１と、を有する。また、前記４サイクル内燃機関２には、前記クランク室４から前記動弁室８を介し、更に、該動弁室８の下流側に画成された前記ブリーザ室１０を経て前記エアクリーナ１１側まで延びる連通路Ｐが設けられている。該連通路Ｐは、前記ピストンの下降運動中に生じる前記クランク室４内の正圧によって、前記クランク室４内のブローバイガスを前記エアクリーナ１１側まで送出し、前記シリンダ５内の燃焼室５ａへ再循環させるために設けられている。
【００１１】
前記連通路Ｐについて、より詳細に説明すると、該連通路Ｐの上流（前記クランク室４）側通路は、シリンダブロック１４内に形成された管路１６で構成されており、その上流端１６ａが前記クランク室４に、また、下流端１６ｂが前記動弁室８に開口している。また、前記動弁室８と前記ブリーザ室１０との間は仕切壁１８で仕切られており、そこに連通口２０が形成されている。該連通口２０は、主として気体を通過させ、一気に液体が前記ブリーザ室１０側に流入するのを防止するための、例えば、多孔性材料、網状材料、連通気泡を有するフォームラバー材料などで形成されたストレーナ２２で覆われている。
【００１２】
また、前記ブリーザ室１０について更に説明すると、前記ブリーザ室１０の底壁を構成する前記仕切壁１８には、該仕切壁１８の上面より高い段部１８ａが形成されており、該段部１８ａの上面に前記ブリーザ室１０内において上方に向けて出口２４が開口している。また、前記出口２４の下流側近傍にはオリフィス２６が設けられている。前記ブリーザ室１０は、前記仕切壁１８を含めてシリンダヘッドカバー２８に形成されており、該シリンダヘッドカバー２８を前記シリンダ５の上に組立てることによって、前記仕切壁１８を頂壁として前記動弁室８が形成される。
前記連通路Ｐの、前記ブリーザ室１０と前記エアクリーナ１１の上流側との間は、例えば、ゴムホース３０で構成されている。
前記エアクリーナ１１のハウジング１２内には、吸込まれた空気中の塵等を取り除くためのエアクリーナエレメント１３が収容されている。該エアクリーナエレメント１３は、前記ハウジング１２の外気流入部（１２ｄ）の内側に配置されている。前記エアクリーナエレメント１３は、例えば、不織布製である。
【００１３】
図３は、エアクリーナのハウジングのベースプレート部材とスペーサ部材との組立図であり、図１に示す線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った矢視図である。また、図４は、図３に示すベースプレート部材とスペーサ部材の分解図であり、互いの対向面を示す。
図１、図３及び図４に示すように、前記エアクリーナ１１の前記ハウジング１２は、前記連通路Ｐ側に配置されたスペーサ部材１２ｃと、該スペーサ部材１２ｃに対して前記連通路Ｐとは反対側に設けられたベースプレート部材１２ａと、前記連通路Ｐから更に遠い側に設けられ、前記ベースプレート部材１２ａと着脱自在に合体されて、内側に前記エアクリーナエレメント１３の収容空間を形成するカバー部１２ｂと、を並設することにより形成されている。前記スペーサ部材１２ｃと前記ベースプレート部材１２ａの略中央に、ダイヤフラム式等のキャブレター３３への空気取入口３６が、吹き返し防止板３に対向して形成されている。
【００１４】
前記連通路Ｐの下流端通路部分３２は、前記エアクリーナ１１の前記ハウジング１２側に形成されている。すなわち、前記連通路Ｐの前記下流端通路部分３２は、前記スペーサ部材１２ｃと前記ベースプレート部材１２ａとの間において、互いの対向面に沿って形成されている。より詳細には、図４に示すように、前記スペーサ部材１２ｃには、前記ベースプレート部材１２ａと対向する面に開放チャンネル３２ａが形成され、また、前記ベースプレート部材１２ａは、前記スペーサ部材１２ｃの前記開放チャンネル３２ａと対向する部分に、平坦面３２ｂを形成している。前記ベースプレート部材１２ａと前記スペーサ部材１２ｃとを対面させて合体せしめることによって、前記開放チャンネル３２ａが前記平坦面３２ｂによって閉じられ、前記下流端通路部分３２が形成される。該下流端通路部分３２の下流端に形成された吐出口３５は、図２に示すように、前記エアクリーナ１１内の前記空気吸入口３６に臨んで、その内周面に開口している。
【００１５】
本実施の形態に係る４サイクル内燃機関２は以下の通り作用する。
前記内燃機関２においては、前記連通路Ｐを通ってクランク室４内のブローバイガスが前記燃焼室５ａに再循環される。すなわち、ブローバイガスは、前記ピストンの下降運動によって前記クランク室４内に生じる正圧によって、前記クランク室４から前記動弁室８に送られ、該動弁室８内の機構が、ブローバイガス中に含まれるオイルミストによって潤滑される。前記動弁室８内でブローバイガスは気液分離され、その液体成分は、前記シリンダブロック１４内に形成された前記上流側通路１６を通って前記クランク室４に還流する。また、ブローバイガスは、更に、前記正圧によって、前記連通口２０を覆う前記ストレーナ２２を通って前記ブリーザ室１０に送出され、そこでオイル成分と気体成分とが更に分離される。その液体成分は、前記連通口２０を介して前記動弁室８に流れ込み、前記上流側通路１６を介して前記クランク室４に戻る。前記ブリーザ室１０で分離された気体成分は、前記正圧によって、更に、前記オリフィス２６を介して前記ゴムホース３０を通り、前記スペーサ部材１２ｃと前記ベースプレート部材１２ａとの間の前記下流端通路部分３２を通って、前記エアクリーナ１１まで送出される。前記連通路Ｐの最下流端である前記吐出口３５から吐出されたブローバイガスは、前記シリンダ５内に生じる負圧によって前記空気吸入口３６からただちに吸引され、前記キャブレター３３を介して前記燃焼室５ａに送出されて燃焼される。
【００１６】
ここで、前記連通路Ｐの前記ブリーザ室１０の前記出口２４に設けられた前記オリフィス２６は、前記正圧によって前記連通路Ｐ内にオイルミストが流れるとき流れ抵抗となり、前記動弁室８や前記ブリーザ室１０内に溜まった液体成分が、前記正圧によって、前記連通路Ｐの下流側にある前記エアクリーナ１１まで流れるのを防止する。
更に、前記４サイクル内燃機関２が傾倒姿勢とされた場合について説明する。まず、前記ブリーザ室１０は、前記動弁室８の上方に画成されており、また、それらの間の前記連通口２０は、前記ストレーナ２２で覆われているので、機体が傾倒されても、液体成分が前記ブリーザ室１０内に一気に流れ込むのが防止される。また、前記ブリーザ室１０内には、前記段部１８ａが形成されており、前記出口２４が前記段部１８ａに上向きに開放しているので、前記ブリーザ室１０内に溜まった液体成分が前記出口２４の中に一気に流れ込むのが防止される。更に、前記出口２４の下流近傍には前記オリフィス２６が設けられており、前記連通路Ｐの経路が縮径されているので、液体成分が前記エアクリーナ１１側に流れ込むのが更に確実に防止される。
【００１７】
このように、液体成分が前記エアクリーナ１１内に迄到達せしめられるのが防止されるが、もし、ブローバイガスが液体成分を含有していても、前記吐出口３５が前記空気吸入口３６に臨んで設けられおり、ただちにその中に吸引されるので、周囲に設けられた前記エアクリーナエレメント１３を液体成分で汚してしまうのが防止される。
【００１８】
以上の通り、本実施の形態においては、前記ブリーザ室１０の底壁を構成する前記仕切壁１８に、該仕切壁１８の上面より高い段部１８ａが形成されており、前記ブリーザ室１０の前記出口２４は、前記段部１８ａの上面に前記ブリーザ室１０内において上方に向けて開口しているので、前記ブリーザ室１０の前記底壁に溜まった液体成分が前記出口２４の中に流れ込むのが確実に防止される。
【００１９】
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
例えば、本実施の形態に係る前記４サイクル内燃機関２はＯＨＣ式であるが、これに限定されず、ＯＨＶ式の４サイクル内燃機関に前記連通路Ｐを設けてもよい。
また、前記連通路Ｐの前記上流側通路１６は前記シリンダブロック１４に形成されているが、これに限定されることなく、前記クランク室４と前記動弁室８とを連通させれば、前記シリンダブロック１４内に形成されている必要はない。
更に、前記エアクリーナ１１の前記ベースプレート部分１２ａに開放チャンネル３２ａが形成され、それを前記スペーサ部材１２ｃの平坦な面で閉じて管路を形成してもよく、また、両部材の対向面のそれぞれに開放チャンネル３２ａを形成してもよい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、エアクリーナにブローバイガスを導くように構成された４サイクル内燃機関が、傾倒姿勢等で運転が成されても、不都合が生じないブリーザシステムを有する４サイクル内燃機関を提供することができる。
また、本発明によれば、オイルがアエクリーナ側へ吐出した場合にも、エアクリーナエレメントが汚されることなく、且つ、製造・組付けが容易な構造のエアクリーナを有する４サイクル内燃機関を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るＯＨＣ式４サイクル内燃機関の要部断面図である。
【図２】連通路の吐出口とエアクリーナ内のキャブレターの空気吸入口との位置関係を示す、図のＩＩ矢視図である。
【図３】エアクリーナのハウジングのベースプレート部材とスペーサ部材との組立て図であり、図１に示す線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った矢視図である。
【図４】図３に示すベースプレート部材とスペーサ部材の分解図であり、互いの対向面を示す。
【符号の説明】
４　　　　クランク室
５ａ　燃焼室
８　　　　動弁室
１０　　　　ブリーザ室
１１　　　　エアクリーナ
１２　　　　ハウジング
１２ａ　　ベースプレート部材
１２ｃ　　スペーサ部材
１３　　エアクリーナエレメント
２２　　　　ストレーナ
２４　　　　出口
２６　　　　オリフィス
３２　　　　下流端通路部分
３２ａ　　開放チャンネル
３２ｂ　　平坦面
３３　　　　キャブレター
３５　　　　吐出口
３６　　　　空気吸入口
Ｐ　　　　連通路

Claims (5)

1. クランク室（４）から動弁室（８）を介し、更に、該動弁室（８）の下流側に画成された、ブローバイガスのオイル成分と気体成分とを分離するためのブリーザ室（１０）を経て、エアクリーナ（１１）まで延び、前記クランク室（４）内の正圧によって、前記クランク室（４）内のブローバイガスを前記エアクリーナ（１１）まで送出し、燃焼室（５ａ）へ再循環させるための連通路（Ｐ）を有し、該連通路（Ｐ）には、前記ブリーザ室（１０）の出口（２４）の下流側近傍においてオリフィス（２６）が設けられている、４サイクル内燃機関。
2. 前記動弁室（８）と前記ブリーザ室（１０）との間の連通口（２０）は、ストレーナ（２２）で覆われている、ことを特徴とする請求項１に記載の４サイクル内燃機関。
3. 前記エアクリーナ（１１）のハウジング（１２）は、前記連通路（Ｐ）側に配置されたスペーサ部材（１２ｃ）と、該スペーサ部材（１２ｃ）に対して前記連通路（Ｐ）とは反対側に並設されたベースプレート部材（１２ａ）と、を有し、該ベースプレート部材（１２ａ）及び前記スペーサ部材（１２ｃ）にキャブレター（３３）への空気吸入口（３６）が形成されており、
   前記連通路（Ｐ）の下流端通路部分（３２）は、前記スペーサ部材（１２ｃ）と前記ベースプレート部材（１２ａ）との間に互いの対向面に沿って形成されており、前記連通路（Ｐ）の吐出口（３５）は、前記空気吸入口（３６）に連通している、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の４サイクル内燃機関。
4. 前記スペーサ部材（１２ｃ）及び前記ベースプレート部材（１２ａ）の一方には開放チャンネル（３２ａ）が形成され、また、前記スペーサ部材（１２ｃ）及び前記ベースプレート部材（１２ａ）の他方は、前記開放チャンネル（３２ａ）と対向する平坦面（３２ｂ）を有し、前記ベースプレート部材（１２ａ）と前記スペーサ部材（１２ｃ）とが合体されることによって前記開放チャンネル（３２ａ）が前記平坦面（３２ｂ）によって閉じられ、前記下流端通路部分（３２）が形成される、ことを特徴とする請求項３に記載の４サイクル内燃機関。
5. 前記連通路（Ｐ）の前記吐出口（３５）は、前記エアクリーナ（１１）内の前記空気吸入口（３６）に臨んで開口している、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の４サイクル内燃機関。

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