JP3566087B2 - 四サイクルエンジン - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、四サイクルエンジン、特に、クランク軸の両端部を支持する第1及び第2軸受部を有するクランクケースと、ピストンが嵌装されるシリンダボアを有する、ヘッド一体型のシリンダバレルとからエンジン本体を構成したものゝ改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、かゝる四サイクルエンジンにおいて、クランクケースを、第1及び第2軸受部の軸線と斜めに交差する分割面で相互に接合される第1及び第2ケース半体より構成し、その第1ケース半体にシリンダバレル及び第1軸受部を、また第2ケース半体に第2軸受部をそれぞれ一体に成形したものは、例えば特開平8−177441号公報に開示されているように、公知である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
この種のエンジンでは、ピストンからクランク軸に加わる荷重によりクランク軸に発生する曲げモーメントを軽減してクランク軸の耐久性を高めるために、クランク軸の両端部を支持する第1及び第2軸受部の間隔を極力狭めることは有効である。
【0004】
しかしながら、上記従来のものでは、クランク軸に連結する動弁機構を第2ケース半体の内側に隣接して配設していているため、この動弁機構に邪魔されて第1及び第2軸受部の間隔を狭めようとする場合、動弁機構が障害となる。即ち、少なくとも一方の軸受部は、動弁機構に邪魔されてクランク軸のクランク部に隣接させることはできない。また、エンジンの組立時には、第1及び第2ケース半体を結合する前に動弁機構の一部をクランク軸に仮組みすることを余儀なくされるので、組立性も良好であるとは言い難い。
【0005】
本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、クランク軸の両端部を支持する第1及び第2軸受部の間隔を、動弁機構に干渉されることなく狭め得て、クランク軸の耐久性向上を図ることができ、しかも、第1及び第2ケース半体の結合後に動弁機構をクランク軸に組付けることができて組立性が良好となる、前記四サイクルエンジンを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、クランク軸の両端部を支持する第1及び第2軸受部を有するクランクケースと、ピストンが嵌装されるシリンダボアを有する、ヘッド一体型のシリンダバレルとからエンジン本体を構成した四サイクルエンジンにおいて、クランクケースを、第1及び第2軸受部の軸線と斜めに交差する分割面で相互に接合される第1及び第2ケース半体より構成し、その第1ケース半体にシリンダバレル及び第1軸受部を一体に成形してエンジンブロックを構成し、また第2ケース半体に第2軸受部を一体に成形し、前記エンジンブロックの、第1軸受部を一体に有する外側壁の外側面には、それとの間に動弁室を画成するサイドカバーを接合し、その動弁室には、該動弁室を横切って両端がエンジンブロックの前記外側壁とサイドカバーとで支持された中間軸に支持されると共にクランク軸に駆動される被動タイミングギヤと、この被動タイミングギヤに連設されたカムとを備えた動弁機構を収容したことを特徴とする。
【0007】
この特徴によれば、エンジンブロックの、第1軸受部を一体に有する外側壁と、その外側面に接合されるサイドカバーとの間に動弁室が画成され、その動弁室には、該動弁室を横切って両端がエンジンブロックの前記外側壁とサイドカバーとで支持された中間軸に支持されると共にクランク軸に駆動される被動タイミングギヤと、この被動タイミングギヤに連設されたカムとを備えた動弁機構を収容されるので、この動弁室に収容される動弁機構に何等干渉されることなく、第1及び第2ケース半体に形成した第1及び第2軸受部をクランク軸のクランク部の両端にそれぞれ隣接させて、それらの間隔を最小にすることができ、したがってピストンからクランク軸に加わる曲げモーメントが減少する。
【0008】
しかも、第1及び第2ケース半体の結合後でも、サイドカバーの外した状態で動弁機構の組込みを容易に行うことができる。
【0009】
さらに、比較的小部品である第2ケース半体及びサイドカバーの形状を変更するだけで、種々の用途に対応し得る各種形態の四サイクルエンジンを安価に提供することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示す本発明の実施例に基づいて説明する。
【0011】
図1は標準型に構成した四サイクルエンジンの縦断正面図、図2は図1の2−2線断面図、図3は図1の3−3線断面図、図4は発電機駆動用に構成した四サイクルエンジンの縦断正面図、図5は芝刈り用に構成した四サイクルエンジンの縦断正面図、図6はハンドヘルド型に構成した四サイクルエンジンの縦断正面図である。
【0012】
先ず、図1〜図3により、本発明を標準のホリゾンタル型四サイクルエンジンに適用した場合について説明する。
【0013】
図1及び図2において、符号Eは四サイクルエンジンを示し、そのエンジン本体1は、クランク軸2を水平に支持するクランクケース3と、ピストン4が摺動自在に嵌装されるシリンダボア5aを有するシリンダバレル5と、ピストン4の頂面との間に燃焼室6を画成するシリンダヘッド18とからなっており、クランク軸2のクランク部2cは、コンロッド7を介してピストン4に連接される。シリンダヘッド18には吸気及び排気弁8,9並びに点火栓10が設けられる。
【0014】
クランクケース3は、クランク軸2の軸線と斜めに交差する分割面Pで接合される第1ケース半体31 と第2ケース半体32 とから構成され、その第1ケース半体31 ,シリンダバレル5及びシリンダヘッド18の三者は鋳造により一体に成形されて、エンジンブロック1aを構成する。第1及び第2ケース半体31 ,32 は、複数のボルト11,11…(図2参照)により分離可能に接合される。
【0015】
クランク軸2は、クランク部2cの両側に隣接して第1及び第2ジャーナル部2j1 ,2j2 が形成されており、これら第1及び第2ジャーナル2j1 ,2j2 をボールベアリング121 ,122 を介して支持する第1及び第2軸受部131 ,132 が第1及び第2ケース半体31 ,32 にそれぞれ一体に成形される。
【0016】
エンジンブロック1aの、前記分割面Pと反対側の外側面、即ち第1軸受部13 1 を一体に有する外側壁の外側面には、それとの間に動弁室15を画成するサイドカバー14が複数のボルト(図示せず)により接合される。第2ケース半体32 及びサイドカバー14には、クランク軸2の外周面に密接するオイルシール161 ,162 がそれぞれ装着される。
【0017】
第1ケース半体31 には、第1軸受部131 の下方で動弁室15及びクランクケース3内部を相互に連通する開口部30が設けられ、これによりクランクケース3内部から動弁室15にかけて、それらの底部に潤滑オイルを貯留する油溜め17が形成される。
【0018】
動弁室15の上部は、シリンダバレル5の側壁内を通ってシリンダヘッド18の上方にまで延びており、その動弁室15の上部は、シリンダヘッド18の上面に接合されるヘッドカバー18aにより閉鎖される。動弁室15には、クランク軸2の回転により前記吸気及び排気弁8,9を開閉駆動する動弁機構19が配設される。
【0019】
図1及び図3に示すように、動弁機構19は、第1軸受部131 の外側でクランク軸2に固着される駆動タイミングギヤ20と、中間軸21に支持されて駆動タイミングギヤ20から2分に1の減速比で駆動される被動タイミングギヤ22と、この被動タイミングギヤ22の一端に連設されたカム23と、このカム23により揺動されるべく、カムフォロワ軸24に支持される一対のカムフォロワ25,25と、ロッカ軸26に支持されてそれぞれ一端を前記吸気及び排気弁8,9の弁頭に当接させる一対のロッカアーム27,27と、これらロッカアーム27,27の他端に前記カムフォロワ25,25をそれぞれ連接させる一対のプッシュロッド28,28と、吸気及び排気弁8,9をそれぞれ閉弁方向に付勢する弁ばね29,29とからなっており、カム23のリフト面がカムフォロワ25,25を介してプッシュロッド28,28を押し上げると、吸気弁8又は排気弁9が開き、カム23のベース面がカムフォロワ25、25に対面すると、弁ばね29,29の付勢力で吸気弁8又は排気弁9が閉じるようになっている。
【0020】
尚、上記中間軸21及びカムフォロワ軸24は、エンジンブロック1aの前記外側壁とサイドカバー14とにより両端部を支持される。
【0021】
サイドカバー14には、クランク軸2の下方で前記駆動タイミングギヤ20により駆動される調速用遠心ガバナー33が取付けられる。この遠心ガバナー33は、サイドカバー14の内壁に固設された支持軸34に支持される回転盤35と、支持軸34に摺動自在に嵌合する筒状のスライダー36と、このスライダー36を挟んで回転盤35に揺動自在に軸支される複数の振り子式遠心重錘37とで構成され、各遠心重錘37は、これが遠心力により半径方向外方へ揺動するときスライダー36を一方向に摺動させる作動腕37aを備えている。このスライダー36が上記一方向へ摺動すると、従来普通のように、リンク機構38を介して気化器のスロットル弁(図示せず)を閉じ側へ作動し、エンジン回転数を設定値に制御するようになっている。
【0022】
上記支持軸34は、その先端を第2軸受部132 の方向に向けた傾斜姿勢をもってサイドカバー14に固設され、これにより回転盤35は、その回転面が下方に向かってシリンダボア5aの軸線に近づく傾斜姿勢に保たれる。この回転盤35の外周には、前記駆動タイミングギヤ20に噛合する被動ギヤ40と、この被動ギヤ40に隣接する複数枚のオイル飛散羽根41とが一体に形成され、これら被動ギヤ40及びオイル飛散羽根41の下部が前記油溜め17のオイルに浸漬されるよう、回転盤35は配置される。
【0023】
図1に示すように、前記コンロッド7の下端には、コンロッド7の上下動及び揺動により油溜め17のオイルを飛散させるオイルディッパ42がボルト43により固着される。 クランク軸2の、第2ケース半体32 外に突出する一端部には、冷却ファン44を一体に形成したフライホイール45が固着され、クランク軸2の、サイドカバー14外に突出した他端部には、水平状態で使用される作業機器A、例えば水ポンプのロータが連結される。
【0024】
而して、エンジンEの組立てに際しては、クランク軸2の第1及び第2ジャーナル2j1 ,2j2 にボールベアリング121 ,122 を装着し、これらボールベアリング121 ,122 を第1及び第2ケース半体31 ,32 の第1及び第2軸受部131 ,132 内に嵌装して、両ケース半体31 ,32 を相互にボルト結合する。その後、第1軸受部131 外側の動弁室15において動弁機構19を組立て、最後にサイドカバー14及びヘッドカバー18aをエンジンブロック1aにボルト結合する。このように、第1及び第2ケース半体31 ,32 を結合して、クランク軸2を確実に支持した状態で、動弁機構19を組立てるようにしたので、従来のような仮組みをする必要がなく、その組立性が良好となる。 エンジンEの運転中、膨張行程や圧縮行程により、ピストン4からコンロッド7を介してクランク軸2のクランク部2cに荷重が加わると、その荷重を第1及び第2ケース半体31 ,32 の第1及び第2軸受部131 ,132 が支承することに伴い、特に両軸受部131 ,132 間でクランク軸2に曲げモメントが発生するが、その曲げモーメントは、両軸受部131 ,132 の間隔Lが狭いほど、小さい。ところで、前述のように、動弁機構19を第1軸受部131 外側の動弁室15に配設して、両軸受部131 ,132 を、動弁機構19に何等邪魔されることなくクランク部2cの両端に隣接させ、それらの間隔Lを最小にしてあるので、上記曲げモーメントを最小に抑えことができ、クランク軸2の耐久性向上に寄与し得る。
【0025】
またエンジンEの運転中は、クランク軸2により遠心ガバナー33が駆動されるので、その回転盤35の被動ギヤ40及び飛散羽根41が油溜め17のオイルを攪拌しながら上方へ飛散させ、その飛散油によって、動弁機構19、その他各部を潤滑することができる。
【0026】
第2ケース半体32 及びサイドカバー14は、エンジンブロック1aとは異なり、比較的小部品であるので、これらの形状や構造を変更するだけで、次のような種々の用途に対応し得る各種形態の四サイクルエンジンEを安価に提供することができる。
【0027】
図4は、第2ケース半体32 を変更して、エンジンEを発電機駆動用に構成した例を示すものである。即ち、第2ケース半体32 の外側面には複数のステータ取付けボス47が一体に突設され、これらに発電機48のステータ48sがボルト49により固着され、このステータ48sを囲繞するロータ48rはクランク軸2に固着される。また第2ケース半体32 の底壁にはアラート取付け孔50が設けられ、これにオイルアラート51のハウジング52が嵌着される。而して、エンジンEの作動により、ロータ48rを回転駆動して発電することができる。
【0028】
ハウジング52の底壁中心部には、液密のスイッチ筒53が一体に形成され、その内部にリードスイッチ54が収納され、スイッチ筒53の外周には、内周面に永久磁石55を埋設した環状のフロート56が昇降自在に嵌装される。ハウジング52には、その内部をクランクケース3の油溜め17と連通する通孔57が設けられ、油溜め17のオイルが出入りするようになっている。したがって、油溜め17のオイルレベルが規定レベル以下に低下すると、 そのオイルに浮ぶフロート56も下降して、磁石55がリードスイッチ54に近接し、その磁力の作用で該スイッチ54を閉じることにより、図示しない警報器を自動的に作動することができる。
【0029】
図5は、サイドカバー14を変更して、エンジンEを芝刈り機駆動用のバーチカル型の構成した例を示すものである。即ち、サイドカバー14の外側面には、複数のハウジング取付けボス59が一体に形成される。そしてサイドカバー14を下向きにしてエンジンEは芝刈機の刈刃ハウジング60上に搭載され、この刈刃ハウジング60が上記ハウジング取付けボス59にボルト61により固着される。この刈刃ハウジング60内でクランク軸2に刈刃62と、図示しない駆動車輪をベルト駆動するための駆動プーリ63とが取付けられる。
【0030】
このように、エンジンEがバーチカル型として使用される場合は、サイドカバー14を下向きにして、動弁室15に、動弁機構19の一部をオイルに浸漬せる油溜め17が形成されるようにする。これにより動弁機構19を支障なく潤滑することができる。
【0031】
一方、遠心ガバナー33の下部は、新たな油溜め17のオイルに依然浸漬された状態に置かれるので、その回転盤35の被動ギヤ40及び飛散羽根41がオイルを攪拌しながら上方へ飛散させ、クランクケース3の内面に反射させて、クランク軸2及びピストン4周りを確実に潤滑することができる。
【0032】
尚、このようなバーチカル型エンジンEの場合には、コンロッド7に付設したオイルディッパ42は、本来のオイル飛散機能を発揮し得ないので、これを取外しても差し支えはない。
【0033】
図6は、第2ケース半体32 を変更して、エンジンEを、例えば動力トリマを駆動するようなハンドヘルド型に構成した場合を示すものである。即ち、第2ケース半体32 には、オイルを一定量貯留するオイルタンク65が形成され、そのオイルを攪拌してオイルミストを生成するオイルスリンガ66がクランク軸2に固着される。オイルタンク65内で生成されたオイルミストは、第2ケース半体32 の通孔67を通ってクランクケース3内部に進入してクランク軸2及びピストン4周りを潤滑し、さらに動弁室15に進んで動弁機構19を潤滑し、潤滑を終えて液化したオイルは、第2ケース半体32 に設けた戻し管68を通してオイルタンク65に還流する。このように、エンジン各部をオイルミストで潤滑するようにしたので、エンジンEをどのような傾斜状態で使用するとも、潤滑に支障を来すことはない。
【0034】
クランク軸2に固着したフライホイール45には、クランク軸2の回転数が一定値以上となったとき、フライホイール45及び作業機B間を接続する遠心クラッチ69が設けられる。
【0035】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
【0036】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、クランク軸の両端部を支持する第1及び第2軸受部を有するクランクケースと、ピストンが嵌装されるシリンダボアを有する、ヘッド一体型のシリンダバレルとからエンジン本体を構成した四サイクルエンジンにおいて、クランクケースを、第1及び第2軸受部の軸線と斜めに交差する分割面で相互に接合される第1及び第2ケース半体より構成し、その第1ケース半体にシリンダバレル及び第1軸受部を一体に成形してエンジンブロックを構成し、また第2ケース半体に第2軸受部を一体に形成し、エンジンブロックの、第1軸受部を一体に有する外側壁の外側面には、それとの間に動弁室を画成するサイドカバーを接合し、その動弁室には、該動弁室を横切って両端がエンジンブロックの前記外側壁とサイドカバーとで支持された中間軸に支持されると共にクランク軸に駆動される被動タイミングギヤと、この被動タイミングギヤに連設されたカムとを備えた動弁機構を収容したので、動弁機構が第1軸受部外側の動弁室に収容されることとなり、その動弁機構に何等干渉されることなく、第1及び第2軸受部をクランク軸のクランク部の両端に隣接させて、それらの間隔を最小にすることができ、したがってクランク軸に加わる曲げモーメントを減少させ、その耐久性の向上を図ることができる。しかも、第1及び第2ケース半体の結合後でも、サイドカバーの外した状態で動弁機構の組込みを容易に行うことができ、組立性が良好である。その上、比較的小部品である第2ケース半体及びサイドカバーの形状を変更するだけで、種々の用途に対応し得る各種形態の四サイクルエンジンを安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】標準型に構成した四サイクルエンジンの縦断正面図。
【図2】図1の2−2線断面図。
【図3】図1の3−3線断面図。
【図4】発電機駆動用に構成した四サイクルエンジンの縦断正面図。
【図5】芝刈り用に構成した四サイクルエンジンの縦断正面図。
【図6】ハンドヘルド型に構成した四サイクルエンジンの縦断正面図。
【符号の説明】
E・・・・四サイクルエンジン
P・・・・分割面
1・・・・エンジン本体
1a・・・エンジンブロック
2・・・・クランク軸
3・・・・クランクケース
31 ・・・第1ケース半体
32 ・・・第2ケース半体
4・・・・ピストン
5・・・・シリンダバレル
5a・・・シリンダボア
131 ・・第1軸受部
132 ・・第2軸受部
14・・・サイドカバー
15・・・動弁室
19・・・動弁機構
21・・・中間軸
22・・・被動タイミングギヤ
23・・・カム
Claims (1)
- クランク軸(2)の両端部を支持する第1及び第2軸受部(131 ,132 )を有するクランクケース(3)と、ピストン(4)が嵌装されるシリンダボア(5a)を有する、ヘッド一体型のシリンダバレル(5)とからエンジン本体(1)を構成した四サイクルエンジンにおいて、
クランクケース(3)を、第1及び第2軸受部(131 ,132 )の軸線と斜めに交差する分割面(P)で相互に接合される第1及び第2ケース半体(31 ,32 )より構成し、その第1ケース半体(31 )にシリンダバレル(5)及び第1軸受部(131 )を一体に成形してエンジンブロック(1a)を構成し、また第2ケース半体(32 )に第2軸受部(132 )を一体に成形し、前記エンジンブロック(1a)の、第1軸受部(13 1 )を一体に有する外側壁の外側面には、それとの間に動弁室(15)を画成するサイドカバー(14)を接合し、その動弁室(15)には、該動弁室(15)を横切って両端がエンジンブロック(1a)の前記外側壁とサイドカバー(14)とで支持された中間軸(21)に支持されると共にクランク軸(2)に駆動される被動タイミングギヤ(22)と、この被動タイミングギヤ(22)に連設されたカム(23)とを備えた動弁機構(19)を収容したことを特徴とする、四サイクルエンジン。
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