JP3048775B2 - 縦軸型オーバーヘッドバルブエンジンで駆動される地表移動作業機械 - Google Patents

縦軸型オーバーヘッドバルブエンジンで駆動される地表移動作業機械

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JP3048775B2
JP3048775B2 JP4361687A JP36168792A JP3048775B2 JP 3048775 B2 JP3048775 B2 JP 3048775B2 JP 4361687 A JP4361687 A JP 4361687A JP 36168792 A JP36168792 A JP 36168792A JP 3048775 B2 JP3048775 B2 JP 3048775B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、芝刈り機等のエンジン
駆動の地表移動作業機械に関するものであり、詳しくは
エンジンをオーバーヘッドバルブ式とし、動力取出軸を
地表に水平状 に配設したシリンダ中心に対し、ほぼ垂直
方向に設けられたカム軸とし、かつ、カム室とクランク
室及びシリンダヘッド間の潤滑油量を制御し、飛沫潤滑
をなし、さらに、シリンダヘッドとカム室間に設けられ
たプッシュロッドを内包するプッシュロッドカバーを油
通路として小型化を図ったものである。
【0002】
【従来の技術】一般的に、図6に示すような芝刈り機等
のエンジン駆動の地表移動作業機械では、作業の対象と
なる地面が堅くないので、車輪Rの接触面圧を一定値以
下として作業機械の地面への沈下を防いでいるが、作業
機械の重量が大きいと車輪Rを大きくすることが必要と
なり、作業機械の重量も増加し、作業機械を搭載する台
TのハンドルAによる手押しが困難となり、エンジンE
には動力伝達部Dを介して芝刈り機の回転刈刃羽根H等
の作業機器を作動させる動力のほか車輪駆動動力が余分
に必要となるため、作業機械の重量は極力軽いことが望
まれる。従来のクランク軸の回転速度は主として360
0回転/分のものが採用されており、エンジンが大型と
なり、総重量が大きくなるなどの問題を生じている。ま
た、従来のエンジンではサイドバルブエンジンが一般的
に使用されており、平均ピストン速度が小さいため、図
7に示すように平均有効圧力も小さくなり、エンジン出
力を大きくすることが困難となり問題を生じている。さ
らに、従来のサイドバルブエンジンでは、図8に示すよ
うに、カム軸Kaがクランク軸Kr側方に位置するのが
一般的であり、また、熱効率のよいオーバーヘッドバル
ブエンジンにするとプッシュロドカバーが側方とな
り、シリンダヘッドを循環した後の油戻し通路が余分に
必要となるため、エンジンが大型となって、製造コスト
が高く、出力損失も大きくなり、また、エンジン冷却風
の排出口が下側となるため、芝刈り機の場合刈り取った
芝や砂塵を吹き飛ばして取扱いが不便であるなどの問題
を生じている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来、芝刈り
機等の地表移動作業機械に用いられるエンジンは、一般
にサイドバルブ式エンジンであり、よって、平均ピスト
ン速度、平均有効圧力の 関係上出力を大きくすることが
困難で、かつ、回転速度の関係上どうしても大型化し、
また、シリンダヘッドから、カム室、クランク室への油
戻しが余分に必要であり、かつ、効率の悪いものとなっ
ていて、エンジンが大型化し、製造コストが高く、出力
損出も大きいなどの問題を生じている。そこで、本発明
は、エンジンをオーバーヘッド式とし、これの動力取出
軸をカム軸とし、さらに、カム室とクランク室及びシリ
ンダヘッド間の潤滑油量を制御し、カムの回転で飛沫潤
滑をなし、油戻しの効率化を図って、出力損失を少なく
し、取扱い及び保守を容易にし、製造コストを安くした
縦軸型オーバーヘッドバルブエンジンで駆動される地表
移動作業機械の開発を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】発明は、上述した従来
の欠点を除去するためになされたものであって、第一
に、エンジンのクランク室に、地表に対しシリンダを水
平状に配設し、かつ、クランク歯車を備えたクランク軸
をほぼ垂直に設けて該地表の作業機械に装着しうくな
し、さらに、該クランク軸に平行状に設けられ、該クラ
ンク歯車に噛合するカム歯車及びカムを備えたカム軸
を、上記シリンダの下方側に位置するべく隣接してクラ
ンク室に設けられるカム室内に配設されて動力取出軸と
なし、該カムの回転によりシリンダヘッドに配設の排気
弁及び吸気弁を作動しうべく接続されているプッシュロ
ッドを有する弁駆動装置を設けてなる縦軸型オーバーヘ
ッドバルブエンジンで駆動される地表移動作業機械であ
って、上記カム室より上記クランク室および上記シリン
ダヘッドへの潤滑油の出入を該カム室と該クランク室お
よび該シリンダヘッド間で制御して、該カム室における
カムの回転による油の飛沫潤滑により、該クランク室お
よび該シリンダヘッドにおいて油を潤滑しうべくなした
ものとすることによる。 第二に、上記第一の構成におい
て、上記シリンダヘッドに設けられる排気弁と吸気弁と
を開閉する上記プッシュロッドの上記シリンダの内径中
心線に対する傾きを、少なくとも10度以上としてなる
とすることによる。 第三に、上記第二の構成において、
上記プッシュロッドを内包するとともに、油通路として
用いられるプッシュロッドカバーを有することにより、
上記目的を 達成しようとするものである。
【0005】
【作用】本発明においては、カム、カム歯車等をカム室
に配設し、該カム室下側へ突出されたカム軸を動力取出
軸とし、該カム室内のカム等の回転により揺動回転式リ
フター又はタペットを作動させて、これに接続してなる
プッシュロッドを作動させて、シリンダヘッドに設けら
れている吸気弁と排気弁とを開閉させる縦軸型オーバー
ヘッドバルブエンジンの、クランク室およびシリンダヘ
ッドにおける油の潤滑を、カム室内におけるカムの回転
による油の飛沫潤滑によることにより、オイルポンプを
不用として、エンジンの取扱いおよび保守を容易にする
ことが可能となる。また、シリンダヘッドに設けられる
吸気弁および排気弁を開閉する弁駆動装置のプッシュロ
ッドのシリンダ内径中心線に対する傾斜を10度以上と
することにより、カム室とシリンダヘッド間の油の出入
を円滑にして油の潤滑を容易にすることが可能となる。
さらに、上記プッシュロッドを内包するとともに、油通
路として用いられるプッシュロッドカバーを有すること
によって、好適に、カム室とシリンダヘッド間の油の出
入を円滑にして油の潤滑を容易にすることが可能とな
る。
【0006】
【実施例】以下引き続き、縦軸型オーバーヘッドバルブ
エンジンで駆動される地表移動作業機械の要旨をさらに
明確にするため、図面を使用して一実施例を説明する。
図1を利用して本発明の第一実施例を説明する。K1
本発明の縦軸型オーバーヘッドバルブエンジンE1
で駆動される地表移動作業機械であり、縦軸型オーバ
ーヘッドバルブエンジンE1、動力伝達部330a、回
転刈刃羽根H1により構成されている。さらに、縦軸型
オーバーヘッドバルブエンジンE1は、シリンダヘッド
上側隅部に設けた点火栓11a、シリンダ筒部を摺動
するピストン12a、該ピストン12aに接続されたコ
ネクティングロッド13aが配設されたシリンダ1a
と、該コネクテイグロッド13aの大端部に嵌装された
クランクピン21a、該クランクピン21aで結合され
たクランク上部アーム221a、クランク下部アーム2
22a、クランク上部軸231a、クランク下部軸23
aとよりなるクランク軸2aを内包したクランク室2
4aと、該クランク下部軸232aとカム室31a内で
噛合するカム歯車32aを備えて上部軸受331a、下
部軸受332aで支持されたカム軸33aと、該カム軸
33aに取り付けられた一個のカム34aと、該カム3
4aに当接する揺動式回転リフタ41a、該揺動式回転
リフタ41aにより往復動するプッシュロッド421
a、422a、プッシュロッドカバー43aとよりなる
弁駆動装置4aと、シリンダ1aの上部に取り付けられ
たシリンダヘッドに配設されて該プッシュロッド421
a、422aの作動により交互に開閉する吸気弁51
a、排気弁52aが配設され、クランク室24aの上部
にある導風室61a内で、クランク上部軸231aに取
り付けられた冷却ファン62a、該冷却ファン62aの
冷却風を吸排気する吸気口63a、排気口64aと、ク
ランク上部軸231aに接続される爪71aを先端に設
け、上部のリール72aに掛けたロープを引いてエンジ
ンを始動すると、該爪71aがクランク上部軸231a
から自動的に離れる断接式ロープ始動装置7aにより構
成されている。なお、カム室31a、シリンダ1aの壁
部35a、14aには潤滑油の出入を制御する小孔35
1a、141aがそれぞれ設けられている。
【0007】次に、本実施例の作用については、断接式
ロープ始動装置7aのリール71aにロープを掛けて引
張ることにより、クランク下部軸232aを介してカム
軸33aを回転し、弁駆動装置4aを作動して吸気弁5
1a、排気弁52aを交互に開閉して縦軸型オーバーヘ
ッドバルブエンジンE1を作動し、動力伝達部330a
を介して回転刈刃羽根H1を回転し上記地表移動作業機
械K1を稼働させることが可能となる。
【0008】図2を利用して第二実施例を説明する。ま
ず、本実施例の縦軸型オーバーヘッドバルブエンジンE
で駆動される地表移動作業機械K2の構成について
は、揺動式リフタの代わりに、カム軸33bに直角方向
に配設された軸芯411b、412bを摺動するタペッ
ト413b、414bが、該カム軸33bに取り付けた
2個のカム341b、342bに当接して設けられてい
るほか、縦軸型オーバヘッドバルブエンジンE2、動力
伝達部330b、回転刈刃羽根H2、シリンダ1b、点
火栓11b、ピストン12b、コネクティングロッド1
3b、壁部14b、小孔141b、クランク軸2b、ク
ランク室24b、クランク上部アーム221b、クラン
ク下部アーム222b、クランクピン21b、クランク
上部軸231b、クランク下部軸232b、カム室31
b、カム歯車32b、上部軸受331b、下部軸受33
2b、壁部35b、小孔351b、弁駆動装置4b、プ
ッシユロッド421b、422b、プッシュロッドカバ
ー43b、吸気弁51b、排気弁52b、導風室61
b、冷却ファン62b、吸気口63b、排気口64b、
断接式ロープ始動装置7b、爪71b、リール72b等
の関連については第一実施例と同様であり、さらに、
実施例の作用についても、二個のカム341b、342
bの回転により作動する弁駆動装置4bが、吸気弁51
b、排気弁52bを交互に開閉するほかは、前記した第
一実施例と同様であるので省略する。
【0009】図3を利用して第三実施例を説明する。ま
ず、本実施例の縦軸型オーバーヘッドバルブエンジン
で駆動される地表移動作業機械K3の構成について
は、揺動式回転リフタ411c、412cが、カム軸3
3cに取り付けられた二個のカム341c、342cに
より作動するほか、上記縦軸型エンジンE3、動力伝達
部330c、回転刈刃羽根H3、シリンダ1c、点火栓
11c、ピストン12c、コネクティングロッド13
c、壁部14c、小孔141c、クランク軸2c、クラ
ンク室24c、クランク上部アーム221c、クランク
下部アーム222c、クランクピン21c、クランク上
部軸231c、クランク下部軸232c、カム室31
c、カム歯車32c、上部軸受331c、下部軸受33
2c、壁部35c、小孔351c、弁駆動装置4c、プ
ッシュロッド421c、422c、プッシュロッドカバ
ー43c、吸気弁51c、排気弁52c、導風室61
c、冷却ファン62c、吸気口63c、排気口64c、
断接式ロープ始動装置7c、爪71c、リール72c等
の関連については第一実施例と同様であり、さらに、
実施例の作用についても、二個のカム341c、342
cの回転により作動する弁駆動装置4cが、吸気弁51
c、排気弁52cを交互に開閉するほかは第一実施例と
同様であるので省略する。
【0010】図4を利用して第四実施例を説明する。ま
ず、縦軸型オーバーヘッドバルブエンジンE4で駆動さ
れる地表移動作業機械K4の構成については、くの字状
のクランク上部アーム221dがクランク上部軸231
d、クランクピン21dと一体に形成されて、コネクテ
ィングロッド13dの大端部内径をクランク上部軸23
1dからクランク上部アーム221dに挿入してクラン
クピン21dに嵌込むのみで、クランク軸2dをコネク
ティングロッド13dに組込可能となっているほか、
縦軸型エンジンE4、動力伝達部330d、回転刈刃
羽根H4、シリンダ1d、点火栓11d、ピストン12
d、コネクティングロッド13d、壁部14d、小孔1
41d、クランク軸2d、クランク室24d、クランク
下部アーム222d、クランク下部軸232d、カム室
31d、カム歯車32d、カム軸33d、カム34d,
上部軸受331d、下部軸受332d、壁面35d、小
孔351d、弁駆動装置4d、揺動式回転リフタ41
d、プッシュロッド421d、422d、プッシュロッ
ドカバー43d、吸気弁51d、排気弁52d、導風室
61d、冷却ファン62d、吸気口63d、排気口64
d、断接式ロープ始動装置7d、爪71d、リール72
d等の関連については第一実施例と同様であり、また、
本実施例の作用については第一実施例と同様であるので
省略する。
【0011】図5を利用して第五実施例を説明する。ま
ず、縦軸型オーバーヘッドバルブエンジンE5で駆動さ
れる地表移動作業機械K5の構成については、カム軸3
3eがクランク軸2eに対してシリンダ1eと反対側に
配設されており、図面と直角方向の面内に図示しないタ
ペットとプッシュロッド等が配設されているほか、上記
縦軸型エンジンE5、動力伝達部330e、回転刈刃羽
根H5、シリンダ1e、ピストン12e、コネクティン
グロッド13e、クランク室24e、クランクピン21
e、クランク上部アーム221e、クランク下部アーム
222e、クランク上部軸231e、クランク下部軸2
32e、カム歯車32e、上部軸受331e、下部軸受
332e、吸気弁51e、排気弁52e、導風室61
e、冷却ファン62e、吸気口63e、排気口64e、
断接式ロープ始動装置7e、爪71e、リール72e等
の関連については第二実施例と同様であり、また、本実
施例の作用についても、第二実施例と同様であるので省
略する。
【0012】なお、本発明に係わる縦軸型オーバーヘッ
ドバルブエンジンで駆動される地表移動作業機械は、前
記した実施例のみに限定されるものではなく、かつ、
状、大きさ、材質および各構成要素の作動方法等は、前
記した目的、作用および後記する発明の効果が達成され
る範囲内においてそれぞれ任意に定められてよく、これ
らの変更はいずれも本発明の要旨を何ら変更するもので
ないことは申すまでもない。
【0013】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は、
カム、カム歯車等をカム室に配設し、該カム室下側へ突
出されたカム軸を動力取出軸とし、該カム室内のカム等
の回転により揺動回転式リフター又はタペットを作動さ
せて、これに接続してなるプッシュロッドを作動させ
て、シリンダヘッドに設けられている吸気弁と排気弁と
を開閉させる縦軸型オーバーヘッドバルブエンジンの、
ランク室およびシリンダヘッドにおける油の潤滑を、
カム室内におけるカムの回転による油の飛沫潤滑による
ことにより、オイルポンプを不用として、エンジンの取
扱いおよび保守を容易にすることが可能となる。また、
シリンダヘッドに設けられる吸排気弁を開閉するプッシ
ュロッドのシリンダ内径中心線に対する傾斜を10度以
上とすることにより、カム室とシリンダヘッド間の油の
出入を円滑にして、油の潤滑を容易にすることが可能と
なる。さらに、上記プッシュロッドを内包するととも
に、油通路として用いられるプッシュロッドカバーを有
することによって、好適に、カム室とシリンダヘッド間
の油の出入を円滑にして油の潤滑を容易にすることが可
能となる。以上説明したように、本発明は、従来にない
独特の効果を奏し、まことに実用的で優れた発明であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例を示す断面図である。
【図2】本発明の第二実施例を示す断面図である。
【図3】本発明の第三実施例を示す断面図である。
【図4】本発明の第四実施例を示す断面図である。
【図5】本発明の第五実施例を示す断面図である。
【図6】エンジン駆動の地表移動作業機械の説明図であ
る。
【図7】エンジンの平均ピストン速度と平均有効圧力の
関係を示す図表である。
【図8】従来の縦軸式エンジンの断面図である。
【符号の説明】
1a、1b、1c、1d、1e シリン 14a、14b、14c、14d、35a、35b、3
5c、35d 壁部 141a、141b、141c、141d 小孔 2a、2b、2c、2d、2e クランク軸 31a、31b、31c、31d カム室 32a、32b、32c、32d、32e カム歯車 33a、33b、33c、33d、33e カム軸 330a、330b、330c、330d、330e
動力伝達部 34a、341b、342b、341c、342c、3
4d カ 351a、351b、351c、351d 小孔 4a、4b、4c、4d 弁駆動装置 421a、422a、421b、422b、421c、
422c、421d、422d プッシュロッド43a、43b、43c、43d プッシュロッドカバ
51a、51b、51c、51d、51e 吸気弁 52a、52b、52c、52d、52e 排気 E1、E2、E3、E4、E5 縦軸型オーバヘッド
バルブエンジン H1、H2、H3、H4、H5 回転刈刃羽根 K1、K2、K3、K4、K5 地表移動作業機械
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F01M 9/10 F01M 9/10 A F02B 67/00 F02B 67/00 R (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02B 63/00 A01D 34/68 F01L 1/12 F02B 67/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地表に対しシリンダを水平状に配設し、
    かつ、エンジンのクランク室にクランク歯車を備えたク
    ランク軸をほぼ垂直に設けて該地表の作業機械に装着し
    うべくなし、さらに、該クランク軸に平行状に設けら
    れ、該クランク歯車に噛合するカム歯車及びカムを備え
    たカム軸を、上記シリンダの下方側に位置するべく隣接
    してクランク室に設けられるカム室内に配設されて動力
    取出軸となし、該カムの回転によりシリンダヘッドに配
    設の排気弁及び吸気弁を作動しうべく接続されているプ
    ッシュロッドを有する弁駆動装置を設けてなる縦軸型オ
    ーバーヘッドバルブエンジンで駆動される地表移動作業
    機械であって、 上記カム室より上記クランク室および上記シリンダヘッ
    ドへの潤滑油の出入を該カム室と該クランク室および該
    シリンダヘッド間で制御して、該カム室におけるカムの
    回転による油の飛沫潤滑により、該クランク室および該
    シリンダヘッドにおいて油を潤滑しうべくなした縦軸型
    オーバーヘッドバルブエンジンで駆動される地表移動作
    業機械。
  2. 【請求項2】 上記シリンダヘッドに設けられる排気弁
    と吸気弁とを開閉する上記プッシュロッドの上記シリン
    ダの内径中心線に対する傾きを、少なくとも10度以上
    としてなる請求項1に記載の縦軸型オーバーヘッドバル
    ブエンジンで駆動される地表移動作業機械。
  3. 【請求項3】 上記プッシュロッドを内包するととも
    に、油通路として用いられるプッシュロッドカバーを有
    することを特徴とする請求項2に記載の縦軸型オーバー
    ヘッドバルブエンジンで駆動される地表移動作業機械。
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