JP2005226508A - ガバナ付きエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】 構成の簡素化及び小型軽量化が得られ、かつ円滑な動弁動作が確保できるガバナ付きエンジンを提供する。
【解決手段】 シリンダブロック２に支持軸１２を介して回転自在に軸支された円筒状のガバナケース２２内に回転に応じて揺動するフライウエイト２５を設け、フライウエイト２５の揺動に連動して軸方向に進退移動するガバナスリーブ２６の進退移動にエンジン回転数を調速するガバナ２０を有し、ガバナケース２２にクランクシャフト６に設けられたガバナドライブギヤ１１に噛み合うガバナドリブンギヤ２１及び駆動側タイミングベルトプーリ１３を一体に設け、駆動側タイミングベルトプーリ１３とカムシャフト８に設けられた従動側タイミングベルトプーリ１５とにタイミングベルト１７を掛け渡す。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ガバナ付きエンジンに関し、特にシリンダブロックに支持軸を介して回転自在に装着されてクランクシャフトと同期回転する被駆動輪の回転に基づいてエンジン回転数を調速するガバナを備えたガバナ付きエンジンに関する。

吸排気弁のカムシャフトをシリンダヘッドの上部に配置するＯＨＣ（オーバヘッドカムシャフト）タイプの汎用エンジンは、例えば、図６にその断面図を示すように、シリンダ部１０１とクランクケース１０２が一体形成されたシリンダブロック１００を有し、シリンダブロック１００にシリンダヘッド１０３が取付けられている。そして、クランクケース１０２に回転自在に取り付けられたクランクシャフト１０４とシリンダ部１０１に往復動自在に配設された図示しないピストンとがコネクティングロッドを介しして連結され、ピストンの往復動によりクランクシャフト１０４が回転駆動される。

シリンダヘッド１０３には、吸気ポートを開閉する吸気弁、排気ポートを開閉する排気弁、点火プラグ（いずれも図示せず）が設けられている。また、吸気弁を開閉動作するカム１０５を有するカムシャフト１０６がクランクシャフト１０４と平行配置されてシリンダヘッド１０３に回転自在に設けられ、カム１０５のカム面に接触して揺動するロッカアームが吸気弁に連接されている。排気弁の開閉動作は、カムシャフト１０６にカム１０５と位相をずらして取り付けられたカム及びロッカアームによって行われる。シリンダヘッド１０３には、各ロッカアームやカムシャフト１０６等の動弁機構を覆うヘッドカバー１０３ａが着脱自在に取付けられている。

クランクシャフト１０４の回転をカムシャフト１０６に伝達する動力伝達機構は、クランクシャフト１０４に設けられた駆動側タイミングベルトプーリ１１１と、カムシャフト１０６に設けられた従動側タイミングベルトプーリ１１２との間にタイミングベルト１１３が掛け渡されて構成される（例えば特許文献１参照）。

更に、クランクシャフト１０４にガバナドライブギヤ１０７が同軸上に設けられている。シリンダブロック１００のクランクケース１０２内には、エンジン回転数を調速する遠心式ガバナ１２０が設けられている。ガバナ１２０は、クランクケース１０２に支持されてクランクシャフト１０４に対して平行配置された支持軸１２１を介して回転自在に軸支された円筒状で外周にガバナドライブギヤ１０７に噛み合うガバナドリブンギヤ１２３が形成されてクランクシャフト１０４と同期回転するガバナケース１２２と、ガバナケース１２２内に配置されてガバナケース１２２の回転に応じて揺動するフライウエイト１２４と、フライウエイト１２４の揺動に連動して軸方向に進退移動するガバナスリーブ１２５とを有し、ガバナスリーブ１２５の先端にクランクケース１０２に回転自在に装着されたガバナシャフト１２６の先端部が当接し、ガバナシャフト１２６の基端に回転自在に取付けられたガバナレバー１２７が図示しない気化器にスロットルレバー及びガバナロッドを介して連結されている。

この構成によりガバナケース１２２はクランクシャフト１０４の回転と同期して回転駆動され、エンジン負荷に変動が生じた場合にクランクシャフト１０４の回転速度変化に対応してガバナスリーブ１２５が所定量移動し、この移動量によりガバナシャフト１２６、ガバナレバー１２７等を介して気化器のスロットルレバーが動作され、エンジン回転数が調速される。なお、この種の遠心式ガバナについては、特許文献２に開示されている。

特開平１０−８９４４４号公報 特開平８−３３８２７８号公報

前記汎用エンジンにあっては、クランクシャフト１０４に駆動側タイミングベルトプーリ１１１とガバナドライブギヤ１０７が同軸上で併設されることから、クランクシャフト１０４が長大になり、かつシリンダブロック１００がクランクシャフト１０４の軸方向に増大してエンジンの大型化及び重量増加の要因となり、かつ構成部品が多く構造が複雑になり製造コストの増大が懸念される。

一方、クランクシャフト１０４に設けられた駆動側タイミングベルトプーリ１１１とカムシャフト１０６に設けられた従動側タイミングベルトプーリ１１２との間に掛け渡されるタイミングベルト１１３は、比較的長尺であることから、長期間の使用や過負荷を伴う使用により延びが発生することが懸念される。タイミングベルト１１３に延びが発生すると、吸気弁や排気弁の開閉タイミングにずれが発生する要因となり、円滑な動弁動作に影響することが懸念される。

また、クランクシャフト１０４に駆動側スプロケットを設け、カムシャフト１０６に従動側スプロケットを設け、これらのスプロケット間にチェーンを掛け渡してカムシャフトを駆動するチェーンを用いた動弁機構においても同様なことが懸念される。

従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、構成の簡素化及び小型軽量化が得られ、かつ円滑な動弁動作が確保できるガバナ付きエンジンを提供することにある。

前記目的を達成する請求項１に記載のガバナ付きエンジンの発明は、シリンダブロックに支持軸を介して回転自在に装着されてクランクシャフトと同期回転する被駆動輪の回転に基づいてエンジン回転数を調速するガバナを備えたガバナ付きエンジンにおいて、前記被駆動輪が、前記クランクシャフトとカムシャフトとの間に配設され、かつ前記クランクシャフトに設けられたガバナドライブギヤと噛み合うガバナドリブンギヤ及び駆動側タイミングベルトプーリを備え、該駆動側タイミングベルトプーリと前記カムシャフトに設けられた従動側タイミングベルトプーリとの間にタイミングベルトが掛け渡されたことを特徴とする。

前記目的を達成する請求項２に記載のガバナ付きエンジンの発明は、シリンダブロックに支持軸を介して回転自在に装着されてクランクシャフトと同期回転する被駆動輪の回転に基づいてエンジン回転数を調速するガバナを備えたガバナ付きエンジンにおいて、前記被駆動輪が、前記クランクシャフトとカムシャフトとの間に配設され、かつ前記クランクシャフトに設けられたガバナドライブギヤと噛み合うガバナドリブンギヤ及び駆動側スプロケットを備え、該駆動側スプロケットと上記カムシャフトに設けられた従動側スプロケットとの間にチェーンが掛け渡されたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２のガバナ付きエンジンにおいて、前記ガバナは、前記シリンダブロックに支持軸を介して回転自在に軸支された円筒状のガバナケースと、該ガバナケース内に配置されてガバナケースの回転に応じて揺動するフライウエイトと、該フライウエイトの揺動に連動して軸方向に進退移動するガバナスリーブとを有し、該ガバナスリーブの進退移動に従ってエンジン回転数を調速する遠心式ガバナであって、前記被駆動輪が、前記ガバナケースであることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、ガバナの被駆動輪にクランクシャフトに設けられたガバナドライブギヤに噛み合うガバナドリブンギヤ及び駆動側タイミングベルトプーリを備え、駆動側タイミングベルトプーリとカムシャフトに設けられた従動側タイミングベルトプーリとの間にタイミングベルトを掛け渡すことによって、従来クランクシャフトに設けられていた駆動側タイミングベルトプーリが省略でき、クランクシャフトの短縮化及びシリンダブロックの小型軽量化が得られる。更に、被駆動輪に駆動側タイミングベルトプーリを設けることによって構成部品の削減及び構造の簡素化が得られ、製造コストの削減が期待できる。また、被駆動輪をクランクシャフトとカムシャフトとの間に配設することによって、タイミングベルトの短縮化が得られ、タイミングベルトの短縮に伴ってタイミングベルトの延びによる影響が抑制されて吸気弁や排気弁の開閉タイミングのずれが減少して円滑な動弁動作が確保できる。

請求項２の発明によれば、ガバナの被駆動輪にクランクシャフトに設けられたガバナドライブギヤに噛み合うガバナドリブンギヤ及び駆動側スプロケットを備え、駆動側スプロケットと前記カムシャフトに設けられた従動側スプロケットとの間にチェーンを掛け渡すことによって、従来クランクシャフトに設けられていた駆動側スプロケットが省略でき、クランクシャフトの短縮化及びシリンダブロックの小型軽量化が得られる。更に、ガバナの被駆動輪に駆動側スプロケットを設けることによって構成部品の削減及び構造の簡素化が得られ、製造コストの削減が期待できる。また、被駆動輪をクランクシャフトとカムシャフトとの間に配設することによって、チェーンの短縮化が得られ、チェーンの短縮に伴ってチェーンの延びによる影響が抑制されて吸気弁や排気弁の開閉タイミングのずれが減少して円滑な動弁動作が確保できる。

請求項３の発明は、ガバナの具体的例を示すもので、シリンダブロックに支持軸を介して回転自在に軸支された円筒状のガバナケース内にガバナケースの回転に応じて揺動するフライウエイトを設け、フライウエイトの揺動に連動して軸方向に進退移動するガバナスリーブの進退移動に従ってエンジン回転数を調速する遠心式ガバナであって、被駆動輪をガバナケースによって形成することで、既存のガバナを大きく変更することなく容易に構成することができる。

以下、図を参照して本発明におけるガバナ付きエンジンの実施の形態について詳細に説明する。

（第１実施の形態）
本発明の第１実施の形態を図１乃至図４を参照して説明する。図１は本実施の形態の概要を示すガバナ付き汎用エンジン１の全体断面図、図２は図１のＡ部拡大図、図３はガバナの概要説明図、図４はガバナのガバナケースの概要を示す断面図である。

エンジン１は図１乃至図３に示すように、シリンダ部３とクランクケース４が一体結合されたシリンダブロック２を有し、シリンダブロック２にシリンダヘッド５が取付けられている。そして、クランクケース４にベアリングを介して回転自在に取付けられたクランクシャフト６とシリンダ部３のシリンダボアに往復自在に配設された図示しないピストンとがコネクティングロッドを介して連結され、ピストンの往復動によりクランクシャフト６が回転駆動される。

シリンダヘッド５には、吸気ポートを開閉する吸気弁、排気ポートを開閉する排気弁、点火プラグ（いずれも図示せず）が設けられ、吸気弁を開閉動作するカム７を有するカムシャフト８がクランクシャフト６と平行配置されてシリンダヘッド５に回転自在に設けられている。このカムシャフト８の回転によってカム７のカム面に接触して揺動するロッカアームが吸気弁に連接されている。排気弁の開閉動作は、カムシャフト８にカム７と位相をずらして取り付けられたカム及びロッカアームによって行われる。シリンダヘッド５には、ロッカアームやカムシャフト８等の動弁機構を覆うヘッドカバー９が着脱自在に取付けられている。

クランクシャフト６の回転をカムシャフト８に伝達する動力伝達機構１０は、クランクシャフト６に設けられたガバナドライブギヤ１１と、クランクシャフト６とカムシャフト８との間において、シリンダブロック２にクランクシャフト６と平行に設けられた支持軸１２によって回転自在に軸支され、被駆動輪である有底円筒状で先端外周にガバナドライブギヤ１１と噛み合うガバナドリブンギヤ２１及び駆動側タイミングベルトプーリ１３が併設して形成されたガバナケース２２と、カムシャフト８に設けられた従動側タイミングベルトプーリ１５と、駆動側タイミングベルトプーリ１３と従動側タイミングベルトプーリ１５との間に掛け渡された無端状のタイミングベルト１７によって構成されている。これら、クランクシャフト６と支持軸１２とカムシャフト８は直線状に配列されている。

ガバナケース２２に形成される駆動側タイミングベルトプーリ１３は、円板状で外周に等ピッチで略矩形状の歯１４が突設形成され、従動側タイミングベルトプーリ１５も同様にその外周に等ピッチで略矩形状の歯１６が突設形成されている。タイミングベルト１７は、その内周に略矩形状の内歯１８が等ピッチで突設した無端状で、駆動側タイミングベルトプーリ１３の歯１４に隣接する内歯１８間の歯溝１９が係合し、同様に従動側タイミングベルトプーリ１５の歯１６に内歯１８間の歯溝１９が係合して駆動側タイミングベルプーリ１３と従動側タイミングベルトプーリ１５の間に掛け渡されている。

一方、ガバナ２０は、図２乃至図４示すように、シリンダブロック２にクランクシャフト６と平行配置されて取付けられた支持軸１２に回転自在に軸支された有底円筒状のガバナケース２２を有し、ガバナドライブギヤ１１に噛み合うガバナドリブンギヤ２１によってガバナケース２２がクランクシャフト６と同期して回転駆動される。このガバナケース２２内に支軸２４によってガバナケース２２の回転に伴う遠心力で揺動（拡開）するフライウエイト２５が設けられている。フライウエイト２５の基端部は支持軸１２にその軸方向に摺動自由に備えられたガバナスリーブ２６と当接し、フライウエイト２５の遠心付勢力によってガバナスリーブ２６を軸方向に摺動させる。ガバナスリーブ２６の先端にクランクケース４に回転自在に装着されたガバナシャフト２７の湾曲形成された先端部が当接し、ガバナシャフト２７の基端に回転自在に固定されたガバナレバー２８が図示しない気化器のスロットルレバーにガバナロッド２９を介して連結されている（図３参照）。

ガバナレバー２８と図示しないスピードコントロールレバーの間にはガバナスプリング３０が張設されており、ガバナレバー２８の回転量即ちガバナスリーブ２６の移動量に応じた付勢力をガバナレバー２８に付勢している。この付勢力はガバナシャフト２７を介してガバナスリーブ２６の先端に伝達され、上記遠心付勢力に対抗する方向に対抗付勢力を発生させている。

この構成により、エンジン運転中に負荷変動が生じた場合、これに起因するクランクシャフト６の回転速度変化に対応してガバナドライブギヤ１１に噛み合うガバナドリブンギヤ２１を介してクランクシャフト６と同期して回転するガバナケース２２の回転速度が変化し、ガバナケース２２の回転速度の変化に伴う遠心力によって揺動するフライウエイト２５によりガバナスリーブ２６が所定量移動し、この移動量に応じガバナシャフト２７、ガバナレバー２８等を介して気化器のスロットルレバーが動作され、エンジン回転数が調速される。

一方、クランクシャフト６に設けられたガバナドライブギヤ１１に噛み合うガバナドリブンギヤ２１によってクランクシャフト６と同期回転する駆動側タイミングベルトプーリ１３とカムシャフト８に設けられた従動側タイミングベルトプーリ１５との間に掛け渡されたタイミングベルト１７は、駆動側タイミングベルトプーリ１３がクランクシャフト６とカムシャフト８との間に配置されることから、駆動側タイミングベルトプーリ１３が従動側タイミングベルトプーリ１５に比較的接近して配置することができ、従来に比べ大幅に短縮できる。このタイミングベルト１７の短縮に伴って、長期間の使用や過負荷を伴う使用によるタイミングベルト１７の延びが減少して、タイミングベルト１７の延びによる影響が抑制されて吸気弁や排気弁の開閉タイミングのずれが減少して円滑な動弁動作が確保でき、信頼性が向上する。

また、従来クランクシャフト６と同軸上に配置されていた駆動側タイミングベルトプーリの省略に伴って、そのための配置スペースが不要になりクランクシャフト６の短縮化が得られ、かつクランクケース４のクランクシャフト６の軸方向におけるクランクケース４の縮小が可能になり、シリンダブロック２の小型軽量化が得られる。また、ガバナケース２２にガバナドリブンギヤ２１と共に駆動側タイミングベルトプーリ１３を一体形成することによって構成部品の削減が得られると共に構造の簡素化が得られ、エンジン１の製造コストの削減が期待できる。

また、ガバナケース２２の外周にガバナドリブンギヤ２１及び駆動側タイミングベルトプーリ１３を形成することによって既存のガバナ２０を大きく変更することなく、容易に本実施の形態を構成することができる。

更に、クランクシャフト６に設けられたガバナドライブギヤ１１に対するガバナケース２２に形成されたガバナドリブンギヤ２１の減速比を大きく設定することによって、従動側タイミングベルトプーリ１５の有効径を小さくでき、容易にシリンダブロック２並びにシリンダヘッド５の小型化を図ることもできる。

（第２実施の形態）
本発明の第２実施の形態について図５を参照して説明する。図５は第１実施の形態における図２に対応する要部断面図であり、図１乃至図４と対応する部分に同一符号を付することで該部の詳細な説明は省略する。

本実施の形態は、クランクシャフト６の回転をカムシャフト８に伝達する動力伝達機構１０としてチェーン３２を採用する。すなわち、第１実施の形態におけるガバナケース２２に形成される駆動側タイミングベルトプーリ１３に代えてガバナケース２２に駆動側スプロケット３１を一体形成すると共に、カムシャフト８に従動側タイミングベルトプーリ１５に代えて図示しない従動側スプロケットを設け、両スプロケット間にチェーン３２を掛け渡し、クランクシャフト６の回転をカムシャフト８に伝達する。その他の構成は、上述の第１実施の形態と同一である。

この構成により、ガバナケース２２に形成された駆動側スプロケット３１と従動側スプロケットとに掛け渡されるチェーン３２は、駆動側スプロケット３１がクランクシャフト６とカムシャフト８との間に配置されることから、駆動側スプロケット３１を従動側スプロケットに比較的接近して配置することができ、従来に比べ大幅に短縮できる。このチェーン３２の短縮に伴って、長期間の使用や過負荷を伴う使用によるチェーン３２の延びが減少して、チェーン３２の延びによる影響が抑制されて吸気弁や排気弁の開閉タイミングのずれが減少して円滑な動弁動作が確保でき、信頼性が向上する。

また、第１実施の形態と同様に従来クランクシャフト６と同軸上に配置されていた駆動側スプロケットの省略に伴って、そのための配置スペースが不要になりクランクシャフト６の短縮化及びクランクケース４を含むシリンダブロック２の小型軽量化が得られる。また、ガバナケース２２にガバナドリブンギヤ２１と共に駆動側スプロケット３１を一体形成することによって構成部品の削減が得られると共に構造の簡素化が得られ、エンジン１の製造コストの削減が期待できる。また、ガバナケース２２の外周にガバナドリブンギヤ２１及び駆動側スプロケット３１を形成することによって既存のガバナ２０を大きく変更することなく、容易に本実施の形態を構成することができる。

本発明の第１実施の形態に係り、汎用エンジンの全体断面図である。 同じく、図１のＡ部拡大図である。 同じく、ガバナの概要説明図である。 同じく、ガバナの概要を示す断面図である。 本発明の第２実施の形態に係り、汎用エンジンの要部断面図である。 従来の汎用エンジンの概要を示す全体断面図である。

符号の説明

１ エンジン
２ シリンダブロック
６ クランクシャフト
８ カムシャフト
１０ 動力伝達機構
１１ ガバナドライブギヤ
１２ 支持軸
１３ 駆動側タイミングベルトプーリ
１５ 従動側タイミングベルトプーリ
１７ タイミングベルト
２０ ガバナ
２１ ガバナドリブンギヤ
２２ ガバナケース（回転部材）
２５ フライウエイト
２６ ガバナスリーブ
２７ ガバナシャフト
３１ 駆動側スプロケット
３２ チェーン

Claims (3)

1. シリンダブロックに支持軸を介して回転自在に装着されてクランクシャフトと同期回転する被駆動輪の回転に基づいてエンジン回転数を調速するガバナを備えたガバナ付きエンジンにおいて、
   前記被駆動輪が、前記クランクシャフトとカムシャフトとの間に配設され、かつ前記クランクシャフトに設けられたガバナドライブギヤと噛み合うガバナドリブンギヤ及び駆動側タイミングベルトプーリを備え、
   該駆動側タイミングベルトプーリと前記カムシャフトに設けられた従動側タイミングベルトプーリとの間にタイミングベルトが掛け渡されたことを特徴とするガバナ付きエンジン。
2. シリンダブロックに支持軸を介して回転自在に装着されてクランクシャフトと同期回転する被駆動輪の回転に基づいてエンジン回転数を調速するガバナを備えたガバナ付きエンジンにおいて、
   前記被駆動輪が、前記クランクシャフトとカムシャフトとの間に配設され、かつ前記クランクシャフトに設けられたガバナドライブギヤと噛み合うガバナドリブンギヤ及び駆動側スプロケットを備え、
   該駆動側スプロケットと上記カムシャフトに設けられた従動側スプロケットとの間にチェーンが掛け渡されたことを特徴とするガバナ付きエンジン。
3. 前記ガバナは、前記シリンダブロックに支持軸を介して回転自在に軸支された円筒状のガバナケースと、該ガバナケース内に配置されてガバナケースの回転に応じて揺動するフライウエイトと、該フライウエイトの揺動に連動して軸方向に進退移動するガバナスリーブとを有し、該ガバナスリーブの進退移動に従ってエンジン回転数を調速する遠心式ガバナであって、
   前記被駆動輪が、前記ガバナケースであることを特徴とする請求項１または２に記載のガバナ付きエンジン。

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