JP3321501B2 - ４サイクルエンジンの潤滑装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、混合気中に含ませた潤
滑油によってクランク室内や動弁機構の潤滑を行なうよ
うにした４サイクルエンジンの潤滑装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】草刈機等の携帯用作業機は様々な向きに
傾けたオールポジションで運転されるため、このような
携帯用作業機においては燃料と潤滑油とを混合させた混
合燃料を使用する２サイクルエンジンを搭載することが
一般的である。しかし、近年では、排気ガス浄化の必要
性からこのような携帯用作業機においても４サイクルエ
ンジンの搭載が検討されている。ここで、携帯用作業機
に搭載するようにした４サイクルエンジンとしては実開
平４−９３７０７号公報に開示されたものがあり、オイ
ルパンの形状を工夫することによって携帯用作業機を一
定の範囲内で傾けた場合でもオイルパン内に貯留された
潤滑油が漏れ出さないようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実開平４−９
３７０７号公報に開示された４サイクルエンジンを搭載
した携帯用作業機においては、この４サイクルエンジン
が略倒立状態となるように携帯用作業機を傾けた場合に
はオイルパンからの潤滑油の漏れ出しが発生するため、
この携帯用作業機をオールポジションで使用することは
できない。

【０００４】また、オイルパンは重量物であり、しか
も、このオイルパン内には多量の潤滑油が貯留されてお
り、さらに、動弁系部品による重量増加も加わるため、
同じ排気量の２サイクルエンジンと比べて大幅な重量増
となり、作業者の労力が増大している。

【０００５】また、潤滑油の補給、点検、交換等のメン
テナンスが必要であり、取扱上煩雑である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ピストンの往復動に伴って圧力が変動するクランク室を
有する４サイクルエンジンにおいて、気化器とクランク
室とを連通する吸気通路と、クランク室内の負圧の高ま
りにより開放されて気化器側からクランク室側への潤滑
油を含んだ混合気の導入を許容するバルブと、シリンダ
内に連通された吸気ポートとクランク室とを連通する第
一の混合気通路と、吸気バルブ及び排気バルブを開閉さ
せる動弁機構を収納する動弁機構収納空間とクランク室
とを連通する第一の混合気通路とは別経路の第二の混合
気通路と、動弁機構収納空間と吸気ポートとを連通する
一又は二以上の開口部とを設け、開口部を第一の混合気
通路と連絡する位置であって吸気バルブのスプリングシ
ートに連絡する位置に形成した。

【０００７】請求項２記載の発明は、第二の混合気通路
から動弁機構収納空間に至る空間中、潤滑油の供給を必
要とする個所の配置空間を狭く形成した。

【０００８】

【作用】請求項１記載の発明では、ピストンの往復動に
伴ってクランク室内の圧力が変動し、クランク室内の圧
力が低下する圧縮行程時には、潤滑油を含んだ混合気が
吸気通路内を通って気化器側からクランク室内へ流入す
る。一方、吸気バルブが開弁し、クランク室内の圧力が
上昇する吸気行程時には、クランク室内の混合気が第一
の混合気通路と第二の混合気通路との二つの経路を通っ
て吸気ポートからシリンダ内へ吸入される。第二の混合
気通路を通る混合気は、動弁機構収納空間及び開口部を
通過する。ここで、一旦クランク室内へ流入した後にそ
れらの二つの経路を通ってシリンダ内へ吸入される混合
気には、潤滑油が含まれている。したがって、クランク
室内の各部や動弁機構等の潤滑が行われ、各部の潤滑の
ためにオイルパンに潤滑油を貯留しておく必要がなくな
る。しかも、動弁機構収納空間に連通しない第一の混合
気通路を混合気が通過するため、混合気の過熱が防止さ
れ、吸入効率が向上する。また、開口部が第一の混合気
通路に連絡しているため、第一の混合気通路を通って来
た混合気と第二の混合気通路を通って来た混合気とが温
度的にも配分的にもバランスし、互いに混合して均一化
する。また、開口部は吸気バルブのスプリングシートに
も連絡しているため、吸気ポートに流入する混合気に含
まれる潤滑油成分が伸縮するバルブスプリングにより飛
散し、潤滑油の霧化、混合が促される。しかも、混合気
に含まれる潤滑油成分の流れ方向が吸気バルブの運動方
向に沿う方向になるため、動弁機構の潤滑性が向上す
る。

【０００９】請求項２記載の発明では、潤滑油の供給を
必要とする個所の配置空間が狭く形成されているため、
そのような個所に対する潤滑油の付着性が向上する。

【００１０】

【実施例】本発明の第一の実施例を図１ないし図３に基
づいて説明する。クランクケース１の上部にはシリンダ
２ａが形成されたシリンダブロック２が取付けられ、こ
のシリンダブロック２の上部にはシリンダヘッド３が取
付けられている。前記クランクケース１内に形成された
クランク室４には軸受（図示せず）により軸支されたク
ランクシャフト５が回転自在に設けられており、このク
ランクシャフト５には前記シリンダ２ａ内を往復動する
ピストン６がコネクティングロッド７を介して連結され
ている。また、前記クランク室４内には軸受（図示せ
ず）により軸支されたカムシャフト８が回転自在に設け
られており、このカムシャフト８の一端に圧入固定され
たカムギヤ９と前記クランクシャフト５の一端に圧入固
定されたクランクギヤ１０とが噛み合っている。なお、
前記カムギヤ９の歯数が前記クランクギヤ１０の歯数の
二倍に設定されており、前記カムシャフト８には後述す
る吸気バルブや排気バルブを開閉駆動するための吸気カ
ム１１と排気カム（図示せず）とが固定されている。

【００１１】前記シリンダヘッド３の上部にはロッカー
カバー１２が取付けられ、このロッカーカバー１２内に
動弁機構収納空間１３が形成されている。そして、この
動弁機構収納空間１３内には、前記シリンダヘッド３に
取付けられた吸気バルブ１４や排気バルブ（図示せず）
を閉弁方向へ付勢するバルブスプリング１５、吸気バル
ブ１４や排気バルブを開弁方向へ付勢するロッカーアー
ム１６、一端をロッカーアーム１６に当接させると共に
他端をタペット１７を介して前記吸気カム１１や排気カ
ムに当接させたプッシュロッド１８等からなる動弁機構
１９が収納されている。なお、前記ロッカーアーム１６
はアジャストスクリュー２０によって前記シリンダヘッ
ド３の上部に揺動自在に取付けられている。

【００１２】前記シリンダヘッド３には、前記吸気バル
ブ１４の開弁時にシリンダ２ａ内に連通される吸気ポー
ト２１と前記排気バルブの開弁時に前記シリンダ２ａ内
に連通される排気ポート（図示せず）とが形成されてい
る。前記吸気ポート２１は、二つの経路によって前記ク
ランク室４と連通されている。つまり、一方の経路とし
て、前記吸気ポート２１と前記クランク室４とを直接連
通させる第一の混合気通路２２が形成されている。ま
た、他方の通路として、前記クランク室４と前記動弁機
構収納空間１３とを連通させる第二の混合気通路２３
と、前記動弁機構収納空間１３と前記吸気ポート２１と
を連通させる開口部２４とが形成されている。ここで、
前記第二の混合気通路２３は、前記シリンダブロック２
と前記シリンダヘッド３とを貫通するようにして形成さ
れており、その第二の混合気通路２３内には、前記プッ
シュロッド１８が配置されている。また、前記開口部２
４は、前記第一の混合気通路２２と連絡する位置であっ
て、前記吸気バルブ１４を付勢するバルブスプリング１
５のスプリングシート２５に連絡する位置に形成されて
いる。

【００１３】つぎに、ダイヤフラムポンプを備えると共
に潤滑油を混合した液体燃料と空気とを混合させて潤滑
油を含んだ混合気を形成する気化器２６が設けられてお
り、この気化器２６が吸気通路２７によって前記クラン
ク室４に連通されている。なお、この吸気通路２７と前
記クランク室４との接続部には、混合気が気化器２６側
からクランク室４側へ流れることのみを許容するバルブ
であるリードバルブ２８と、このリードバルブ２８の最
大開度を規制するバルブストッパ２９とが取付けられて
いる。

【００１４】さらに、図１に示すように、前記ロッカー
カバー１２の内部には混合気ガイド部３０が形成され、
図２に示すように、前記シリンダヘッド３の内部にも三
つの混合気ガイド部３１が形成されている。これらの混
合気ガイド部３０，３１は、前記動弁機構収納空間１３
において、前記ロッカーアーム１６と前記アジャストス
クリュー２０との配置空間を狭めるような位置に形成さ
れている。

【００１５】このような構成において、ピストン６が上
昇する圧縮行程時においては、先の吸入行程時において
シリンダ２ａ内へ吸入された混合気が圧縮される。一
方、クランク室４内はピストン６の上昇に伴って負圧状
態となるためにリードバルブ２８が開弁状態となり、気
化器２６内で形成された潤滑油を含んだ混合気が吸気通
路２７内を通ってクランク室４内へ流入する。なお、こ
の圧縮行程時には、吸気バルブ１４と排気バルブとが閉
弁状態となっている。

【００１６】つぎに、圧縮された混合気がシリンダ２ａ
内で爆発する爆発行程時においては、吸気バルブ１４と
排気バルブとが閉弁状態に維持されると共にピストン６
が下降し、ピストン６の下降に伴ってクランク室４内や
動弁機構収納空間１３内及び吸気ポート２１内の圧力が
上昇する。なお、クランク室４内の圧力上昇に伴ってリ
ードバルブ２８は閉弁状態となり、クランク室４内の高
圧状態となった混合気が気化器２６側へ逆流することが
防止される。

【００１７】燃焼ガスを排出する排気行程時において
は、吸気バルブ１４が閉弁状態に維持されると共に排気
バルブが開弁された状態でピストン６が上昇し、シリン
ダ２ａ内の燃焼ガスが排気ポートから大気中へ排出され
る。なお、この排気行程時においてはピストン６の上昇
に伴ってクランク室４内等が減圧されるが、負圧状態ま
では減圧されないためにリードバルブ２８は閉弁状態に
維持される。

【００１８】つぎに、吸気バルブ１４が開弁されると共
に排気バルブが閉弁されてピストン６が下降する吸入行
程時においては、ピストン６の下降に伴って加圧された
クランク室４内の混合気が第一の混合気通路２２と第二
の混合気通路２３との二つの経路を通ってシリンダ２ａ
内に吸入される。このような混合気の流れを図３中、矢
印で例示する。

【００１９】ここで、混合気には潤滑油が含まれてい
る。したがって、４サイクルエンジンの運転に伴い、気
化器２６で形成された混合気がクランク室４内へ流入す
ると共に、第一の混合気通路２２及び第二の混合気通路
２３から吸気ポート２１を通ってシリンダ２ａ内へ吸入
されるため、クランク室４内の各部や動弁機構収納空間
１３内に収納されている動弁機構１９が混合気中に含ま
れている潤滑油によって潤滑される。従って、クランク
室４内の各部を潤滑するための潤滑油を貯留するオイル
パンが不要となり、この４サイクルエンジンを倒立状態
に傾けた場合でも潤滑油の漏れ出しが発生せず、この４
サイクルエンジンを搭載した携帯用作業機をオールポジ
ションで使用することができる。さらに、動弁機構１９
を潤滑するための専用の潤滑機構も不要となる。

【００２０】ここで、潤滑油を貯留するオイルパンが不
要となることにより、この４サイクルエンジンの小型化
と軽量化とを図ることが可能となり、２サイクルエンジ
ンと比較した場合の重量増加が極力抑えられ、メンテナ
ンス等も２サイクルエンジンの場合と同様に簡単にな
る。しかも、オイルパンを設けないためにシリンダ２ａ
の内壁に多量の潤滑油が付着するということがなくな
り、ピストン６にオイルリングを取付けることが不要と
なり、オイルリングが不要となることによってピストン
６の摺動抵抗が低減されると共に出力が向上し、さら
に、往復摺動部の重量低減により振動の発生が低減され
る。

【００２１】また、混合気に含まれている潤滑油は少量
ずつがシリンダ２ａ内へ吸入されて燃焼するため、潤滑
油を含んだ混合燃料を使用した２サイクルエンジンの見
られるような“吹き抜け”によるマフラからの白煙の発
生が起こらず、排気ガスやスモークの成分はオイルパン
を有する４サイクルエンジンと略同一になる。

【００２２】そして、シリンダ２ａに対する混合気の供
給に際しては、動弁機構収納空間１３に連通する第二の
混合気通路２３だけでなく、動弁機構収納空間１３に連
通しない第一の混合気通路２２を混合気が通過するた
め、混合気の過熱が防止され、吸入効率が向上する。

【００２３】また、開口部２４は第一の混合気通路２２
に連絡しているため、第一の混合気通路２２を通過した
混合気と第二の混合気通路２３を通過した混合気とが温
度的にも配分的にもバランスし、互いに混合して均一化
する。

【００２４】また、このような開口部２４は、吸気バル
ブ１４のスプリングシート２５にも連絡している。この
ため、吸気ポート２１に流入する混合気に含まれる潤滑
油成分が伸縮するバルブスプリング１５により飛散し、
潤滑油の霧化、混合が促される。しかも、混合気に含ま
れる潤滑油成分の流れ方向が吸気バルブ１４の運動方向
に沿う方向になるため、動弁機構１９、特に吸気バルブ
１４や図示しない排気バルブの潤滑性が向上する。

【００２５】さらに、ロッカーカバー１２及びシリンダ
ヘッド３の内部に形成された混合気ガイド部３０，３１
によって、ロッカーアーム１６とアジャストスクリュー
２０との配置空間が狭められている。このため、特に多
量の潤滑油の供給が必要であるロッカーアーム１６とア
ジャストスクリュー２０との摺動部に集中的に潤滑油が
供給され易くなり、その部分の潤滑性が良好となる。

【００２６】なお、実施に当たっては、開口部２４を複
数個設けても良い。

【００２７】ついで、本発明の第二の実施例を図４に基
づいて説明する。なお、第一の実施例と同一部分は同一
符号で示し、説明も省略する。本実施例では、クランク
室４に連通する吸気通路２７がシリンダブロック２に形
成されており、このシリンダブロック２に気化器２６が
取り付けられている。このように構成することで、気化
器２６の配置上の自由度が増す。

【００２８】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、上述のように、
圧縮行程時に潤滑油を含んだ混合気を吸気通路を介して
クランク室内へ流入させることができ、また、吸入行程
時にクランク室内の潤滑油を含んだ混合気を第一及び第
二の混合気通路に通して吸気ポートからシリンダ内へ吸
入することができ、これにより、混合気中に含まれてい
る潤滑油によってクランク室内の各部及び動弁機構の潤
滑を行なうことができる。したがって、各部を潤滑する
ための潤滑油を貯留するオイルパンを設けることが不要
になるため、携用作業機に搭載された４サイクルエンジ
ンに本発明を適用すれば、その携帯用作業機をどのよう
な向きに傾けても潤滑油の漏れ出しが起こらず、オール
ポジションで使用可能な携帯用作業機を得ることができ
る。また、オイルパンを不要とすることによって４サイ
クルエンジンの小型化と軽量化とを図ることができ、し
かも、潤滑油に関するメンテナンスが不要となるために
取り扱い性を向上させることができる。さらに、動弁機
構収納空間に連通しない第一の混合気通路を混合気が通
過するため、混合気の過熱が防止され、吸入効率を向上
させることができる。そして、開口部が第一の混合気通
路に連絡しているため、第一の混合気通路を通って来た
混合気と第二の混合気通路を通って来た混合気とを温度
的にも配分的にもバランスさせ、互いに混合させて均一
化させることができる。また、開口部は吸気バルブのス
プリングシートにも連絡しているため、吸気ポートに流
入する混合気に含まれる潤滑油成分を伸縮するバルブス
プリングにより飛散させ、潤滑油の霧化、混合を促して
潤滑性を向上させることができる。しかも、混合気に含
まれる潤滑油成分の流れ方向が吸気バルブの運動方向に
沿う方向になるため、動弁機構の潤滑性をさらに向上さ
せることができる。

【００２９】請求項２記載の発明は、上述のように、潤
滑油の供給を必要とする個所の配置空間が狭く形成され
ているため、そのような個所に対する潤滑油の付着性を
良好にし、潤滑性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例を示す全体の縦断正面図
である。

【図２】ロッカーアーム及びアジャストスクリューを共
に示すシリンダブロックの平面図である。

【図３】吸入行程時における混合気の流れを示す全体の
縦断側面図である。

【図４】本発明の第二の実施例を示した全体の縦断正面
図である。

【符号の説明】

２ａ シリンダ ４ クランク室 ６ ピストン １３ 動弁機構収納空間 １４ 吸気バルブ １９ 動弁機構 ２１ 吸気ポート ２２ 第一の混合気通路 ２３ 第二の混合気通路 ２４ 開口部 ２５ スプリングシート ２６ 気化器 ２７ 吸気通路 ２８ バルブ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01M 9/10 F01M 3/00 F01M 9/06 F02B 33/04 F02B 33/26

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストンの往復動に伴って圧力が変動す
   るクランク室を有する４サイクルエンジンにおいて、 気化器と前記クランク室とを連通する吸気通路と、 前記クランク室内の負圧の高まりにより開放されて前記
   気化器側から前記クランク室側への潤滑油を含んだ混合
   気の導入を許容するバルブと、 シリンダ内に連通された吸気ポートと前記クランク室と
   を連通する第一の混合気通路と、 吸気バルブ及び排気バルブを開閉させる動弁機構を収納
   する動弁機構収納空間と前記クランク室とを連通する前
   記第一の混合気通路とは別経路の第二の混合気通路と、 前記動弁機構収納空間と前記吸気ポートとを連通する一
   又は二以上の開口部と、 を有し、前記開口部は、前記第一の混合気通路と連絡す
   る位置で前記吸気バルブのスプリングシートに連絡して
   いることを特徴とする４サイクルエンジンの潤滑装置。
2. 【請求項２】 第二の混合気通路から動弁機構収納空間
   に至る空間中、潤滑油の供給を必要とする個所の配置空
   間が狭く形成されていることを特徴とする請求項１記載
   の４サイクルエンジンの潤滑装置。