JP3713125B2 - ４サイクルエンジンの潤滑装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、４サイクルエンジンの潤滑装置に関し、特にクランク室内に生じる圧力変動を用いてオイル室から潤滑用オイルを吸引し、エンジン内部の摺動部分に供給すると共に回収を行う４サイクルエンジンの潤滑装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
可搬式のいわゆる汎用エンジンは、大別すると２サイクルと４サイクルの２種類に分類することができる。２サイクルエンジンは、潤滑オイルを燃料に混合してミスト状態にした後にエンジン内部に供給しエンジン内部の潤滑を行うことから、エンジン本体の傾斜角度に拘束されることなく安定したエンジン運転を継続することが可能である。また、その構造上、軽量小型化が容易であり、馬力も高い。したがって、従来より可搬式作業用の、例えば草木向けの噴霧器や刈払機等の原動機としては２サイクルエンジンが主流として用いられていた。
【０００３】
しかし、２サイクルエンジンは、騒音が大きく燃費が悪い等の不具合があり、排気ガス中に潤滑オイルが含まれ、窒素酸化物（ＮＯｘ）や炭化水素（ＨＣ）の量が多いなどの不具合を有していた。
【０００４】
そこで、２サイクルエンジンよりも燃焼室内にて混合気を確実に燃焼させ排気ガスの清浄化をより向上させることができ、騒音や燃費等の点でも２サイクルよりも良好である４サイクルエンジンを、汎用エンジンに用いたいという要請が従来よりあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、４サイクルエンジンは、エンジン内部を潤滑するオイルタンクを別途必要とし、オイルタンク内の潤滑オイルをオイルポンプによってエンジン各部に供給し潤滑を行うことから、エンジン本体を傾けた場合に、潤滑オイルのオイルタンク内での偏り等によって潤滑オイルをエンジン各部に適切に送油することが困難となり、潤滑を正常に行うことができないというおそれがあった。
【０００６】
また、エンジン本体の傾斜時において、エンジン各部に供給された潤滑オイルが供給先、例えばバルブ駆動室等に停滞したまま回収されない傾斜状態が維持されると、各部の正常な動作を阻害するおそれがある。
【０００７】
したがって、４サイクルエンジンは、エンジン本体の姿勢変化が大きい可搬作業用の原動機として用いることは困難であった。
【０００８】
本発明は、上述の問題点を解決すべくなされたものであり、その目的は、簡単な構造でかつエンジン本体の傾斜状態に影響されずにエンジン動作状態時にエンジン内部を適切に潤滑することができる４サイクルエンジンの潤滑装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記不具合を解決するために、本発明の請求項１にかかる４サイクルエンジンの潤滑装置は、クランク室内の内面壁とクランク軸のウエブとの間に挟持されるように配設され、クランク軸に同軸上に嵌着されクランク軸と共に回転する略ディスク形状をなし、
クランク室内面壁と対峙する内面壁対峙面に凹設されクランク室内面壁との間に所定形状の空間部を形成しかつクランク室内と連通する第１連通穴を備える内面壁側凹陥部と、
ウエブと対峙するウエブ対峙面に凹設されウエブとの間に所定形状の空間部を形成しクランク室内と連通する第２連通穴を備えるウエブ側凹陥部と、
内面壁側凹陥部とウエブ側凹陥部との間を連通する貫通孔とを具備するオイル供給ポンプ部と、
所定量の潤滑オイルを常に貯留可能なオイルタンクと、
クランク室内面壁に、クランク室内に負圧を生じている期間だけ内面壁側凹陥部と連通する位置に一端が開口し、他端がオイルタンク内の潤滑オイル中に連通するオイル供給通路と、
クランク室内面壁に、クランク室内に正圧を生じている期間だけ内面壁側凹陥部と連通する位置に一端が開口し、他端がシリンダヘッド部に連通する送油通路と、を備えている。
【００１０】
したがって、ピストンの上死点への移動によってクランク室内に負圧が生ぜしめられた場合に第１連通穴を介して内面壁側凹陥部内にも負圧が生じ、この負圧によってオイル供給通路を介してオイルタンクより潤滑オイルが吸引され、内面壁側凹陥部及び貫通孔を介してウエブ側凹陥部内に流入させることができる。これにより、オイルタンクより潤滑オイルを汲み上げることができる。
【００１１】
そして、ピストンの下死点への移動によってクランク室内に加圧が生ぜしめられた場合に第１連通孔を介して内面壁側凹陥部内にも加圧が生じ、この加圧によって内面壁側凹陥部内に存在する潤滑オイルを、送油通路を介してバルブ駆動室内に圧送させることができる。したがって、ピストンの往復動によるクランク軸の回転に伴ってオイル供給ポンプ部が回転することによって、潤滑オイルをオイルタンクより汲み上げ、バルブ駆動室に供給することができる。
【００１２】
また、オイル供給ポンプ部を上述のような形状を有する略ディスク形状としたことによって容易に製造することができ、オイル供給ポンプ部自体のメンテナンスを不要とすることができる。更に、クランク室内に収納したことによって、エンジンの外部に別体に装着する場合よりもエンジン全体の小型化を図ることができる。
【００１３】
請求項２にかかる４サイクルエンジンの潤滑装置は、オイル供給ポンプ部に設けられた第１連通孔が、内壁面側凹陥部からオイル供給ポンプ部の外周面に連通するように径方向に穿設された１又は２以上の連通孔により形成され、第２連通孔が、ウエブ側凹陥部からオイル供給ポンプ部の外周面に連通するように径方向に穿設された１又は２以上の連通孔により形成されている。
【００１４】
したがって、内壁面側凹陥部及び貫通孔を介してウエブ側凹陥部に存在している潤滑オイルを、オイル供給ポンプ部の回転により発生する遠心力によって第１連通孔及び第２連通孔からクランク室内に飛散させることができる。これにより、潤滑オイルはクランク室内にてミスト状に飛散し、クランク室内の潤滑を行うことができる。
【００１５】
請求項３にかかる４サイクルエンジンの潤滑装置は、オイル供給ポンプ部に設けられた第１連通孔が、ピストンが上死点近傍位置にある際にピストン側に位置するように穿設された１又は２以上の連通孔により形成され、第２連通孔が、ピストンが下死点近傍位置にある際にピストン側に位置するように穿設された１又は２以上の連通孔により形成されている。
【００１６】
したがって、請求項２の作用と同様にクランク室内に潤滑オイルをミスト状に飛散させることができ、特にピストンとシリンダ室との摺動面及びピストンの裏側に向けて重点的に潤滑オイルを飛散させ、他よりも重点的に潤滑を図ることができる。
【００１７】
請求項４にかかる４サイクルエンジンの潤滑装置は、オイル供給ポンプ部に設けられた第１連通孔が、内面壁対峙面から所定深さ切り欠かれた切欠溝により形成され、第２連通孔が、ウエブ対峙面から所定深さ切り欠かれた切欠溝により形成されている。したがって、第１連通孔及び第２連通孔をオイル供給ポンプ部に容易に形成することができる。
【００１８】
請求項５にかかる４サイクルエンジンの潤滑装置は、クランク室内の内面壁とクランク軸のウエブとの間に挟持されるように配設され、クランク軸に同軸上に嵌着されクランク軸と共に回転する略ディスク形状をなし、
クランク室内面壁と対峙する内面壁対峙面に凹設されクランク室内面壁との間に所定形状の空間部を形成しかつクランク室内と連通する第１連通孔を備える内面壁側凹陥部と、
ウエブと対峙するウエブ対峙面に凹設されウエブとの間に所定形状の空間部を形成しクランク室内と連通する第２連通孔を備えるウエブ側凹陥部と、
内面壁側凹陥部とウエブ側凹陥部との間を連通する貫通孔とを具備するオイル回収ポンプ部と、
所定量の潤滑オイルを常に貯留可能なオイルタンクと、
クランク室内面壁に、クランク室内に負圧を生じている期間だけ内面壁側凹陥部と連通する位置に一端が開口し、他端がバルブ駆動室と連通するオイル回収通路を備えている。
【００１９】
これにより、ピストンの上死点への移動によってクランク室内に負圧が生ぜしめられた場合に第１連通穴を介して内面壁側凹陥部内にも負圧が生じ、この負圧によってオイル回収通路を介してバルブ駆動室内に存在する潤滑オイルが吸引され、内面壁側凹陥部及び貫通孔を介してウエブ側凹陥部内に流入させることができる。
【００２０】
したがって、ピストンの往復動によるクランク軸の回転に伴ってオイル回収ポンプ部が回転することによって、潤滑オイルをバルブ駆動室より回収することができる。
【００２１】
また、オイル回収ポンプ部を上述のような形状を有する略ディスク形状としたことによって容易に製造することができ、オイル回収ポンプ部自体のメンテナンスを不要とすることができる。更に、クランク室内に収納したことによって、エンジンの外部に別体に装着する場合よりもエンジン全体の小型化を図ることができる。
【００２２】
請求項６にかかる４サイクルエンジンの潤滑装置は、オイル回収ポンプ部に設けられた第１連通孔が、内壁面側凹陥部からオイル回収ポンプ部の外周面に連通するように径方向に穿設された１又は２以上の連通孔により形成され、第２連通孔が、ウエブ側凹陥部からオイル回収ポンプ部の外周面に連通するように径方向に穿設された１又は２以上の連通孔により形成されている。
【００２３】
したがって、内壁面側凹陥部及び貫通孔を介してウエブ側凹陥部に存在している潤滑オイルを、オイル回収ポンプ部の回転により発生する遠心力によって第１連通孔及び第２連通孔からクランク室内に飛散させることができる。これにより、潤滑オイルはクランク室内にてミスト状に飛散し、クランク室内の潤滑を行うことができる。
【００２４】
請求項７にかかる４サイクルエンジンの潤滑装置は、オイル回収ポンプ部に設けられた第１連通孔が、内面壁対峙面から所定深さ切り欠かれた切欠溝により形成され、第２連通孔が、ウエブ対峙面から所定深さ切り欠かれた切欠溝により形成されている。したがって、第１連通孔及び第２連通孔をオイル回収ポンプ部に容易に形成することができる。
【００２５】
請求項８にかかる４サイクルエンジンの潤滑装置は、クランク室内面壁に、クランク室内に正圧を生じている期間だけ内面壁側凹陥部と連通する位置に一端が開口し、他端がオイルタンクに連通するオイル戻し通路を備えている。
【００２６】
したがって、ピストンの下死点への移動によってクランク室内に加圧が生ぜしめられた場合に第１連通孔を介して内面壁側凹陥部内にも加圧が生じ、この加圧によって内面壁側凹陥部内に存在する潤滑オイルの一部を、オイル戻し通路を介してオイルタンク内に戻すことができる。
【００２７】
請求項９にかかる４サイクルエンジンの潤滑装置は、クランク室とオイル室との間を連通するオイル出口孔を設け、オイル出口孔にクランク室内が負圧状態の際は閉鎖し、加圧状態の際は開放する一方弁を備えている。したがって、クランク室内が加圧状態の際にクランク室内にて液状に貯留した潤滑オイルをオイルタンク内に容易に戻すことができる。さらに、加圧状態の際に一方弁が開放されるので、オイルタンク内は平均的にクランクケース内よりも高圧となり、潤滑オイルの汲み上げが短時間でできるばかりか、エンジン冷態時でも十分なオイルの供給が可能である。
【００２８】
請求項１０にかかる４サイクルエンジンの潤滑装置は、クランク室の空間部に開口するクランク室開口部と、オイルタンクの底壁面近傍位置に開口するオイルタンク第１開口部と、オイルタンクの最上方面近傍位置に開口するオイルタンク第２開口部と、クランク室開口部とオイルタンク第１開口部とオイルタンク第２開口部の間を連通するエア抜き通路とを備え、
エア抜き通路の経路途中において、エンジンが正立状態の際にクランク室開口部とオイルタンク第２開口部との間を連通し、エンジンが倒立状態の際にクランク室開口部とオイルタンク第１開口部との間を連通する切替を行う切替バルブ手段を備えたエア抜き機構を備えている。
【００２９】
したがって、エンジンの傾斜状態が正立状態であるか倒立状態であるかを問わず、常にオイルタンク内の空間部とクランク室内の空間部との間を連通状態に保つことができ、オイルタンク内のエアをクランク室内へ導入することができる。これにより、オイルタンク内の圧力状態が所定値以上の加圧状態となることを防止することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明にかかる潤滑装置が適用されるエンジンの要部を断面により概略的に示した説明図、図２は、図１をＡ方向より矢視した要部説明図である。
【００３１】
エンジン本体１は、図示したように、１つのピストン２を往復動可能に備え、ピストン２との間に形成される燃焼室１１の吸・排気を行う吸・排気バルブ１２、１３をシリンダヘッド１０に設けられた１本のカム軸１５により開閉駆動させる４サイクル単気筒型のオーバーヘッドカム（ＯＨＣ）エンジンである。
【００３２】
シリンダヘッド１０は、燃焼室１１、燃焼室１１内の吸排気を行う吸・排気バルブ１２、１３、吸・排気バルブ１２、１３を開閉駆動するカム１４を備えたカム軸１５、カム１４と吸・排気バルブ１２、１３の一部を収容するバルブ駆動室１６を備えている。カム軸１５は、クランク軸４０と平行に設けられ、クランク軸４０との間に介在された動力伝達手段Ｖによりクランク軸４０の回動に対応して回動可能に枢軸支されている。
【００３３】
シリンダブロック２０は、図２に示したように、ピストン２が往復動可能に嵌挿されるシリンダ室２１を備え、クランクケース部３０との係合によりピストン２とコンロッド３を介して連結されたクランク軸４０を回動可能に枢軸支して収容するクランク室５０の上半部を形成するクランク室上半部２２を備えている。
【００３４】
クランクケース部３０は、クランク室上半部２２と共にクランク室５０を形成するクランク室下半部３１と、バルブ駆動室１６及びクランク室５０の各摺動部分を潤滑する潤滑オイルを貯留可能なオイルタンク３２とを備えている。オイルタンク３２は、クランク室５０を下方にあってクランク室下半部３１を包囲するように設けられている
また、クランク室５０の最下方にはオイルタンク３２との間を連通するオイル出口孔５１が設けられており、オイル出口孔５１は、通常時は閉鎖されクランク室５０内の圧力状態がオイルタンク３２内よりも高い加圧状態となった場合に開放される一方弁５５により閉鎖されている。
【００３５】
クランク室５０は、クランク軸４０の軸芯を中心として形成された略円柱形状の空間を形成しており、クランク軸４０を枢軸支するメインベアリング５４をエンジン前方側（図１中、右側に示した）の内側面（以下、単に前面壁という）５２と後方側（図１中、左側に示した）の内側面（以下、単に後面壁という）５３に凹陥するように有しており、メインベアリング５４はその端面が前面壁５２あるいは後面壁５３と面一となるように配置されている。
【００３６】
クランク軸４０は、コンロッド３の大端部３ａを回動可能に連結するクランクピン部４３の両端をクランク軸４０の軸芯より所定距離偏位させた位置にて支持し、かつ自己の回転バランスを調整するカウンタウエイトの機能も有する前・後ウエブ４４、４５をクランク室５０内に有している。
【００３７】
これら前・後ウエブ４４、４５のベアリング側端面４４ａ、４５ａは、それぞれ前面壁５２及び後面壁５３と対峙するように平面状に形成されており、前・後ウエブ４４、４５に支承されたクランクピン部４３は、その軸芯を貫通しかつコンロッド３の大端部３ａにも連続するオイル通路４６が設けられている。
【００３８】
そして、前・後ウエブ４４、４５と前面壁５２及び後面壁５３との間には、エンジン本体１の潤滑を行う本実施の形態の特徴的な構成要素の一つであるオイル供給ポンプ部７０とオイル回収ポンプ部８０とが設けられている。オイル供給ポンプ部７０は、潤滑オイルをオイルタンク３２より汲み上げてバルブ駆動室１６内に供給するものであり、オイル回収ポンプ部８０は、バルブ駆動室１６内から潤滑オイルを回収するものである。また、オイル供給ポンプ部７０とオイル回収ポンプ部８０は、クランク室５０内にも潤滑オイルを供給する。
【００３９】
オイル供給ポンプ部７０とオイル回収ポンプ部８０の外形は、メインベアリング５４の径よりも大きい外径を有した外周面７１、８１と、中心にクランク軸４０を同軸上に嵌入可能な内径を有した中心穴７２、８２と、を備えた略ディスク形状をなすように形成されている。
【００４０】
そして、オイル供給ポンプ部７０及びオイル回収ポンプ部８０は、図３及び図４にそれぞれ示したように、その両側面に所定形状の凹陥部が形成されている。尚、両図とも、ピストン２が上死点にある際のクランク軸４０位置に対応した位置状態を示している。
【００４１】
また、図３において図中（ａ）はオイル供給ポンプ部の前面壁５２と対峙する面を示す説明図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面説明図、（ｃ）は前ウエブ４４と対峙する面を示す説明図であり、図４において図中（ａ）はオイル回収ポンプ部の後ウエブ４５と対峙する面を示す説明図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面説明図、（ｃ）は後面壁５３と対峙する面を示す説明図である。
【００４２】
まず最初に、オイル供給ポンプ部７０の構成について説明すると、図３に示したように、前面壁５２と対峙する面（以下、単に前面壁対峙面という）７３には、図中（ａ）に示したように、前面壁側凹陥部７４が凹設されており、上部位置から回転方向後側位置（図中左側）に半円弧状に亘ってほぼ所定幅の所定深さを有するように形成されている。この前面壁側凹陥部７４は、オイル供給ポンプ部７０をクランク軸４０に装着固定した際に、前面壁５２との間に所定の空間を形成する。
【００４３】
また、前面壁対峙面７３には前面壁側凹陥部７４から外周面７１へと連通するように切り欠かれた第１切欠孔７５が設けられている。この第１切欠孔７５は、ピストン２が上死点ＴＤＣ近傍に位置した際にピストン２側に向かうように設けられており、オイル供給ポンプ部７０が所定速度以上で回転し前面壁側凹陥部７４内に潤滑オイルが存在する場合に、その一部を遠心力によりクランク室５０内に飛散させることができる大きさに形成されている。第１切欠孔７５は、高回転出力型等のエンジン特性に合わせて適度に潤滑オイルを飛散させるようにその大きさや数量、切欠位置が設定される。
【００４４】
前ウエブ４４と対峙する面（以下、単に前ウエブ対峙面）７６には、図３（ｃ）に示したように、クランクピン部４３内のオイル通路４６とクランク室５０内空間に潤滑オイルを供給する前ウエブ側凹陥部７７が設けられている。
【００４５】
前ウエブ側凹陥部７７は、ピン潤滑用凹部７７ａと、オイル溜まり部７７ｃと、連絡溝７７ｂとにより構成されている。ピン潤滑用凹部７７ａは、クランクピン部４３のオイル通路４６と対峙しクランクピン部４３のオイル通路４６とほぼ同一径に凹設されクランクピン部４３に潤滑オイルを供給可能に形成されている。
【００４６】
オイル溜まり部７７ｃは、ピン潤滑用凹部７７ａからほぼ軸芯を挟んで反対側の回転方向前側寄り位置（図中左側）に離間して凹設され潤滑オイルを貯留可能に形成されている。
【００４７】
連絡溝７７ｂは、ピン潤滑用凹部７７ａとオイル溜まり部７７ｃとの間を連通するようにピン潤滑用凹部７７ａとほぼ同一の深さで凹設されている。
【００４８】
これらピン潤滑用凹部７７ａ、オイル溜まり部７７ｃ、連絡溝７７ｂからなる前ウエブ側凹陥部７７は、オイル供給ポンプ部７０をクランク軸４０に装着固定した際に、前ウエブ４４との間に所定空間を形成する。
【００４９】
そして、前ウエブ対峙面７６には前ウエブ側凹陥部７７から外周面７１へと連通するように切り欠かれた第２切欠孔７８が設けられている。この第２切欠孔７８は、ピストン２が下死点ＢＤＣに位置した際にピストン２側に向かうように設けられており、オイル供給ポンプ部７０が所定速度以上で回転しオイル溜まり部７７ｃ内に潤滑オイルが存在する場合に、その一部を遠心力によりクランク室５０内に飛散させることができる大きさに形成されている。
【００５０】
また、この第２切欠孔７８は、第１切欠孔７５と同様にエンジン特性に応じた潤滑オイルを飛散させるようにその大きさ、数量、切欠位置等が設定される。また、前面壁側凹陥部７４と前ウエブ側凹陥部７７は貫通孔７９によって連通されており、貫通孔７９はクランクピン部４３と対峙する位置に穿設されている。
【００５１】
次に、オイル回収ポンプ部８０の構成について説明すると、図４に示したように、後面壁５３と対峙する面（以下、単に後面壁対峙面という）８３には、図中（ｃ）に示したように、後面壁側凹陥部８４が凹設されており、上部位置から回転方向後側位置（図中左側）に半円弧状に亘ってほぼ所定幅で所定深さを有するように形成されている。この後面壁側凹陥部８４は、オイル供給ポンプ部８０をクランク軸４０に装着固定した際に、後面壁５３との間に所定空間を形成する。
【００５２】
また、後面壁対峙面８３には後面壁凹陥部８４から外周面８１へと連通するように切り欠かれた第１切欠孔８５が設けられている。この第１切欠孔８５は、ピストン２が上死点ＴＤＣ及び下死点ＢＤＣ近傍に位置した際にピストン２側に向かうように設けられており、オイル回収ポンプ部８０が所定速度以上で回転し後面壁側凹陥部８４内に潤滑オイルが存在していた場合に、遠心力によりクランク室５０内に潤滑オイルを飛散させることができる大きさに形成されている。この第１切欠孔８５は、高回転出力型等のエンジン特性に合わせて適度に潤滑オイルを飛散させるようにその大きさや数量、切欠位置が設定される。
【００５３】
また、後ウエブ４５と対峙する面（以下、単に後ウエブ対峙面）８６には、図４（ａ）に示したように、クランクピン部４３内のオイル通路４６とクランク室５０内空間に潤滑オイルを供給する後ウエブ側凹陥部８７が設けられている。
【００５４】
後ウエブ側凹陥部８７は、ピン潤滑用凹部８７ａと連絡溝８７ｂとオイル溜まり部８７ｃとにより構成されている。ピン潤滑用凹部８７ａは、クランクピン部４３のオイル通路４６と対峙しクランクピン部４３のオイル通路４６とほぼ同一径に凹設されており、クランクピン部４６に潤滑オイルを供給可能に形成されている。
【００５５】
オイル溜まり部８７ｃは、ピン潤滑用凹部８７ａからほぼ軸芯を挟んで反対側（図中下方）に位置し２段階の深さを有して凹設され潤滑オイルを貯留可能でかつ回転方向後ろ側の方が深さが浅くなるように形成されている。連絡溝８７ｂは、ピン潤滑用凹部８７ａとオイル溜まり部８７ｃとの間を連通するようにピン潤滑用凹部８７ａと同一の深さで凹設されている。
【００５６】
そして、これらピン潤滑用凹部８７ａ、オイル溜まり部８７ｃ、連絡溝８７ｂからなる後ウエブ側凹陥部８７は、オイル回収ポンプ部８０をクランク軸４０に装着固定した際に、後ウエブ４５との間に所定空間を形成する位置に設けられている。
【００５７】
また、後ウエブ対峙面８６には後ウエブ側凹陥部８７から外周面８１へと連通するように切り欠かれた第２切欠孔８８が設けられている。第２切欠孔８８は、ピストン２が下死点ＢＤＣ近傍に位置した際にピストン２側に向かうように設けられており、オイル回収ポンプ部８０が所定速度以上で回転しオイル溜まり部８７ｃ内に潤滑オイルが存在していた場合に、遠心力によりクランク室５０内に飛散させることができる大きさに形成されている。
【００５８】
また、この第２切欠孔８８は、第１切欠孔８５と同様にエンジン特性に応じた潤滑オイルを飛散させるようにその大きさ、数量、切欠位置等が設定される。そして、後面壁側凹陥部８４と後ウエブ側凹陥部８７は、貫通孔８９によって連通されており、貫通孔８９はクランクピン部４３と対峙する位置に穿設されている。
【００５９】
次に、エンジン各部に潤滑オイルを供給し、回収するオイル循環路について以下に説明する。オイル循環路は、シリンダブロック２０及びクランクケース３０に設けられており、図１に示したように、オイルタンク３２からオイル供給ポンプ部７０まで潤滑オイルを汲み上げるオイル供給通路９１と、オイル供給ポンプ部７０からバルブ駆動室１６まで潤滑オイルを送油する送油通路９２と、バルブ駆動室１６に貯留した潤滑オイルをオイル回収ポンプ部８０に導くオイル回収通路９３と、クランク室５０最下部に穿設されたオイル出口孔５１とにより構成されている。
【００６０】
オイル供給通路９１は、オイルタンク３２内に存在する部分が可撓性パイプにより構成されており、その先端部分９１ａはエンジン本体１の傾斜角に応じてオイルタンク３２内にて最下方に位置するように自由に移動し、貯留された潤滑オイルの液中に常に位置する構造となっている。
【００６１】
そして、オイル供給通路９１の他端は、クランクケース３０内を貫通して前面壁５２下側の前面壁対峙面７３と対峙する位置に開口したオイル供給口９１ｂに連通しており、その一部は前面壁側のメインベアリング５４が嵌入されている凹部内にも開口している。
【００６２】
送油通路９２は、シリンダブロック２０をクランク室５０からシリンダヘッド１０まで貫通し、その先端はカム軸１５を支承するカム軸受部１７に開口している。また、送油通路９２の基端は、前面壁５２の上方に前面壁対峙面７６と対峙する位置に開口したオイル圧送口９２ａに連通しており、その一部はメインベアリング５４が嵌入されている凹部内にも開口している。
【００６３】
オイル回収通路９３は、シリンダブロック２０をシリンダヘッド１０からクランク室５０まで貫通し、一端はバルブ駆動室１６に開口し、他端は、後面壁対峙面７６と対峙する位置に開口したオイル回収口９３ｂに連通しており、その一部は後面壁５３のメインベアリング５４が嵌入されている凹部内にも開口している。
【００６４】
次に、オイルタンク３２に設けられ、クランク室５０と常に連通しオイルタンク３２内の過度の圧力上昇を防止するエア抜き機構３３について図２を用いて以下に説明する。
【００６５】
エア抜き機構３３は、一端がクランク室５０内の側方位置でエンジン本体１を正立させた際（図の状態）にクランク軸４０の高さとほぼ同じ高さ位置に開口するクランク室開口部３４と、オイルタンク３２内の異なる場所に各々開口するオイルタンク第１開口部３５と、オイルタンク第２開口部３６とを備えている。
【００６６】
オイルタンク第１開口部３５は、オイルタンク３２の底壁面３２ａ近傍位置に開口しており、オイルタンク第２開口部３６は、オイルタンク３２の最上方位置近傍に開口している。
【００６７】
また、これらクランク室開口部３４、オイルタンク第１開口部３５、オイルタンク第２開口部３６を連通するエア抜き通路の系路途中にはクランク室開口部３４とオイルタンク第１開口部３５若しくはオイルタンク第２開口部３６との連通を切り替える切替バルブ機構３７を備えている。
【００６８】
切替バルブ機構３７は、エンジン本体１が正立した際に上下方向に伸長する略円柱形状の空間を形成している切替バルブ室３７ａと、その空間内にエンジン本体１の傾斜状態に応じて上下方向に往復移動可能に嵌挿された略円柱状の切替バルブ３７ｂとにより構成されている。
【００６９】
そして、一端がオイルタンク第１開口部３５と連通する第１エア抜き通路３８の他端は、切替バルブ室３７ａの下方位置に開口しており、一端がオイルタンク第２開口部３６と連通する第２エア抜き通路３９の他端は、切替バルブ室３７ａの上方位置に開口している。
【００７０】
これにより、エンジン本体１が正立している場合は、切替バルブ３７ｂは自重により切替バルブ室３７ａの下方に移動して第１エア抜き通路３８を閉鎖し、第２エア抜き通路３９を開放し、クランク室開口部３４と連通する構造となっている。
【００７１】
また、エンジン本体１が倒立している場合は、切替バルブ３７ｂは自重により切替バルブ室３７ａの上方に移動して第２エア抜き通路３９を閉鎖し、第１エア抜き通路３８を開放し、クランク室開口部３４と連通する構造となっている。
【００７２】
したがって、エンジン本体１を正立状態にしてエンジン運転を行った場合は、オイルタンク３２内の圧縮されたエアの一部は、オイルタンク第２開口部３６からクランク室５０内に戻すことができる。
【００７３】
また、エンジン本体１が倒立状態の場合は、オイルタンク３２内の潤滑オイルはオイルタンク３２の上方位置に移動するが、切替バルブ３７ｂが切替バルブ室３７ａの上方に移動して第２エア抜き通路３９を閉鎖し、第１エア抜き通路３８を開放することから、オイルタンク３２内の圧縮されたエアの一部は、オイルタンク開口部３５から第１エア抜き通路３８を介してクランク室５０内に戻すことができる。
【００７４】
これにより、オイルタンク３２の潤滑オイルがエア抜き機構３３を通過してクランク室５０内に流入することを防止し、エンジン本体１の傾斜状態に影響されることなく、常にオイルタンク３２とクランク室５０とを連通状態に維持してオイルタンク３２内の過度の圧力上昇を防止することができる。
【００７５】
尚、本実施の形態においてエア抜き機構３３は、エンジン本体を正立及び倒立させた際に動作する例を用いて説明したが、他にエンジン本体１を横倒しに倒した場合に動作するエア抜き機構を追加しても良い。
【００７６】
次に、上記構成を有するエンジン装置の潤滑方法について以下に説明する。まず最初に、オイル供給ポンプ部７０による潤滑オイルの供給方法について説明する。図５は、前面壁５２に設けられたオイル供給口９１ｂ及びオイル圧送口９２ａと、前面壁側凹陥部７４との位置関係を示した説明図である。
【００７７】
ピストン２が下死点ＢＤＣにある場合、図示したように、オイル供給口９１ｂは前面壁対峙面７３によって閉鎖され、オイル圧送口９２ａは前面壁側凹陥部７４と対峙して連通する（図中（ａ））。
【００７８】
そして、ピストン２が上死点へ移動を開始し、クランク軸４０が所定角度だけ回動するとオイル供給ポンプ部７０も共に回動し、オイル供給口９１ｂは前面壁側凹陥部７４と対峙して連通し、オイル圧送口９２ａは前面壁対峙面７３によって閉鎖され（図中（ｂ））、ピストン２が上死点に到達するまで、その連通状態及び閉鎖状態は維持される（図中（ｃ））。
【００７９】
この際、クランク室５０内は、ピストン２の上死点ＴＤＣへの移動によって負圧状態となる。したがって、前面壁側凹陥部７４内も負圧状態となり、潤滑オイルをオイルタンク３２から汲み上げる吸引力となる。これにより、潤滑オイルは、オイルタンク３２からオイル供給通路９１を介して汲み上げられ、オイル供給口９１ｂから前面壁側凹陥部７４内に流入する。
【００８０】
そして、前面壁側凹陥部７４内に流入した潤滑オイルの一部は、貫通孔７９を通過してクランクピン部４３のオイル通路４６及び前ウエブ側凹陥部７７内にも流入し、オイル通路４６に流入した潤滑オイルは、クランクピン部４３とコンロッド３の大端部３ａとの摺動部分を潤滑する。
【００８１】
尚、このときオイル圧送口９２ａは前面壁対峙面７３によって閉鎖されていることから、潤滑オイルは送油通路９２へは流入しない。
【００８２】
そして、前面壁側凹陥部７４と前ウエブ側凹陥部７７内に流入した潤滑オイルの一部は、ピストン２の上死点ＴＤＣへの移動によってクランク室５０内に生じた負圧力により、第１切欠孔７５及び第２切欠孔７８からクランク室５０内に飛散する。この飛散により、潤滑オイルはクランク室５０内にてミスト化され、ピストン２とシリンダ室２１との摺動面やコンロッド３等のクランク室５０内の各摺動部分の潤滑を行う。特に、ピストン２が上死点ＴＤＣ近傍にある場合に、第１切欠孔７５がピストン２側に向くように設けられているので、ピストン２の裏面側に向かって飛散させることができ、ピストン２とシリンダ室２１を重点的に潤滑することができる。
【００８３】
次に、ピストン２が上死点ＴＤＣから下死点ＢＤＣ側へ移動しクランク軸４０が所定角度だけ回動すると、オイル供給口９１ｂは前面壁対峙面７３によって閉鎖され、オイル圧送口９２ａは前面壁側凹陥部７４と対峙して連通し（図中（ｄ））、ピストン２が下死点に到達するまで（図中（ａ））、その連通状態及び閉鎖状態が維持される。
【００８４】
この際、前ウエブ側凹陥部７７と前面壁側凹陥部７４内に残留している潤滑オイルの一部は、オイル供給ポンプ部７０の回転により生じた遠心力により、第１切欠孔７５及び第２切欠孔７８からクランク室５０内に飛散し、ピストン２の下死点への移動の際と同様にクランク室５０内の潤滑を行う。特に、第２切欠孔７８は、ピストン２が下死点近傍にある場合に、第２切欠穴７８がピストン２側に向くように設けられているので、ピストン２側を重点的に潤滑することができる。
【００８５】
また、この際に、ピストン２の下死点への移動によって、クランク室５０内の圧力状態は、徐々に加圧状態となり、前面壁側凹陥部７４内も次第に加圧状態となる。したがって、前面壁側凹陥部７４内に存在している潤滑オイルは、このクランク室５０内の加圧力が圧送力となってオイル圧送口９２ａより送油通路９２側に圧送される。これにより、潤滑オイルは、送油通路９２を経由してバルブ駆動室１６内に供給され、バルブ駆動室１６内の潤滑を行うことができる。
【００８６】
次に、オイル回収ポンプ部８０の動作と作用について以下に説明する。本実施の形態において、オイル回収ポンプ部８０は、バルブ駆動室１６内に貯留している潤滑オイルの回収を行い、回収したオイルをクランク室５０内に飛散させてクランク室５０内を潤滑する動作を行う。
【００８７】
図６は、後面壁５３に設けられたオイル回収口９３ｂと後面壁側凹陥部８４との位置関係を示した説明図である。図示したように、ピストン２が下死点ＢＤＣにある場合、オイル回収口９３ｂは後面壁対峙面８３によって閉鎖されている（図中（ａ））。
【００８８】
そして、ピストン２が上死点ＴＤＣへの移動を開始し、クランク軸４０が所定角度だけ回動するとオイル回収口９３ｂは後面壁側凹陥部８４と対峙して連通し（図中（ｂ））、ピストン２が上死点ＴＤＣに到達するまで、その連通状態が維持される（図中（ｃ））。
【００８９】
この際、クランク室５０内はピストン２の移動によって負圧せしめられる。したがって、後壁面側凹陥部８７内も負圧状態となり、オイル回収通路９３を経由してバルブ駆動室１６内から潤滑オイルを吸引する吸引力となる。これにより、バルブ駆動室１６内に貯留している潤滑オイルはオイル回収口９３ｂから後面壁側凹陥部８４内に流入する。
【００９０】
そして、後面壁側凹陥部８４内に流入した潤滑オイルの一部は、貫通孔８９を通過してクランクピン部４３のオイル通路４６及び後ウエブ側凹陥部８７内にも流入し、オイル通路４６に流入した潤滑オイルは、クランクピン部４３とコンロッド３の大端部３ａとの摺動部分を潤滑する。
【００９１】
また、後面壁側凹陥部８４と後ウエブ側凹陥部８７内に流入した潤滑オイルは、クランク室５０内に生じている負圧力により、オイル回収ポンプ部８０の第１切欠穴８５及び第２切欠穴８８からクランク室５０内に飛散する。
【００９２】
そして、クランク軸４０が所定角度だけ回動すると、オイル回収通路９３は後面壁対峙面８３によって閉鎖され（図中（ｄ））、ピストン２が下死点ＢＤＣに到達するまで（図中（ａ））、その閉鎖状態が維持される。したがって、オイル回収口９３ｂから回収した潤滑オイルのバルブ駆動室１６側への逆流を防止でき、後面壁側凹陥部８４と後ウエブ側凹陥部８７内に残留している潤滑オイルを、オイル回収ポンプ部８０の回転により生じた遠心力により、第１切欠穴８５と第２切欠穴８８からクランク室５０内に飛散させることができる。
【００９３】
したがって、オイル回収ポンプ部８０は、バルブ駆動室１６内に貯留している潤滑オイルの回収を行い、回収したオイルをクランク室５０内に飛散させてクランク室５０内を潤滑することができる。
【００９４】
また、オイル供給ポンプ部７０とオイル回収ポンプ部８０により飛散され、クランク室５０内の潤滑を行ったミスト状の潤滑オイルは、クランク室５０の内面壁等に付着して液化し、クランク室５０内に貯留する。そして、ピストン２が上死点ＴＤＣから下死点ＢＤＣへ移動し、クランク室５０内に発生した加圧力が所定値を超えた際には一方弁５５が開放され、クランク室５０内に貯留した潤滑オイルはオイル出口孔５１よりオイルタンク３２に戻される。
【００９５】
したがって、エンジン本体１の傾斜角度に拘束されることなく、３６０度自由に傾斜させた状態で、常にクランク室内及びバルブ駆動室内の潤滑を行うことができ、エンジン動作を支障なく行うことができる。
【００９６】
また、オイル回収ポンプ部８０の応用例としては、後ウエブ側凹陥部を図７に示したように形成しても良い。すなわち、後ウエブ対峙面８６に凹設した肉抜き用凹陥部８７ｄと後ウエブ側凹陥部８７のオイル溜まり部８７ｃ間を連通する連絡溝８７ｅを形成し、肉抜き用凹陥部８７ｄ内にも潤滑オイルを貯留可能にしている。尚、この応用例では後ウエブ４５のベアリング側端面４５ａは、オイル回収ポンプ部８０の後ウエブ対峙面８６よりも大なる径を有する略真円形状に形成されている。
【００９７】
これにより、肉抜き用凹陥部８７ｄ内にも潤滑オイルを貯留することができ、連絡溝８７ｅの位置をオイル回収ポンプ部の軸芯からの距離を調整することによって、第１切欠穴及び第２切欠穴から飛散させる潤滑オイルの量を調整することができる。したがって、例えばエンジンが高回転型や、低回転型である場合等に応じて潤滑オイルの飛散量をより精密に設定することができる。
【００９８】
次に、本発明の第２の実施の形態について図８に基づいて以下に説明する。本実施の形態において特徴的なことは、一端が後面壁５３に開口し他端がオイルタンク３２に連通するオイル戻し通路９４を設けて、オイル回収ポンプ部８０によりバルブ駆動室１６から吸引した潤滑オイルの一部を強制的にオイルタンク３２内に戻す機能を設けたことである。尚、第１の実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
【００９９】
後面壁５３には、ピストン２が上死点ＴＤＣから下死点ＢＤＣへ移動し、クランク軸４０が所定角度だけ移動した際に、後面壁側凹陥部８４と対峙して連通し、下死点ＢＤＣまでその連通状態が維持される位置にオイル戻し口９４ａが設けられており、他端は、図８に示したように、オイルタンク内に連通している。
【０１００】
したがって、ピストン２の移動によりクランク室５０内が加圧状態である際にオイル戻し口９４ａと後面壁側凹陥部８４とは連通し、その加圧力によって後面側凹陥部８４内に存在する潤滑オイルの一部は、オイル戻し口９４ａよりオイル戻し通路９４を介してオイルタンク３２内に戻される。
【０１０１】
これにより、エンジン本体１の傾斜角度に影響されることなく、バルブ駆動室１６内の潤滑オイルを強制的に回収し、オイルタンク３２に戻すことが可能となる。
【０１０２】
尚、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や、適宜組み合わせが可能である。
【０１０３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る４サイクルエンジンの潤滑装置によれば、エンジンの傾斜状態に影響を受けることなくエンジン内部に潤滑オイルを確実に循環させることができ、エンジン各部の潤滑を図ることができる。また、潤滑を行う装置を簡単な構成とすることができ、エンジン全体の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる潤滑装置が適用されるエンジンの要部を断面により概略的に示した説明図である。
【図２】図１をＡ方向より矢視した要部説明図である。
【図３】オイル供給ポンプ部の説明図である。
【図４】オイル回収ポンプ部の説明図である。
【図５】前面壁に設けられたオイル供給口及びオイル圧送口と、前面壁側凹陥部との位置関係を示した説明図である。
【図６】後面壁に設けられたオイル回収口と後面壁側凹陥部との位置関係を示した説明図である。
【図７】オイル回収ポンプ部の一応用例を示す説明図である。
【図８】第２の実施の形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ エンジン本体
２ ピストン
３２ オイルタンク
３３ エア抜き機構
４０ クランク軸
４４ 前ウエブ
４５ 後ウエブ
５０ クランク室
５１ オイル出口孔
５２ 前面壁
５３ 後面壁
５４ メインベアリング
５５ 一方弁
７０ オイル供給ポンプ部
７４ 前面壁側凹陥部
７７ 前ウエブ側凹陥部
８０ オイル回収ポンプ部
８４ 後面壁側凹陥部
８７ 後ウエブ側凹陥部
９１ オイル供給通路
９２ 送油通路
９３ オイル回収通路
【発明の属する技術分野】
本発明は、４サイクルエンジンの潤滑装置に関し、特にクランク室内に生じる圧力変動を用いてオイル室から潤滑用オイルを吸引し、エンジン内部の摺動部分に供給すると共に回収を行う４サイクルエンジンの潤滑装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
可搬式のいわゆる汎用エンジンは、大別すると２サイクルと４サイクルの２種類に分類することができる。２サイクルエンジンは、潤滑オイルを燃料に混合してミスト状態にした後にエンジン内部に供給しエンジン内部の潤滑を行うことから、エンジン本体の傾斜角度に拘束されることなく安定したエンジン運転を継続することが可能である。また、その構造上、軽量小型化が容易であり、馬力も高い。したがって、従来より可搬式作業用の、例えば草木向けの噴霧器や刈払機等の原動機としては２サイクルエンジンが主流として用いられていた。
【０００３】
しかし、２サイクルエンジンは、騒音が大きく燃費が悪い等の不具合があり、排気ガス中に潤滑オイルが含まれ、窒素酸化物（ＮＯｘ）や炭化水素（ＨＣ）の量が多いなどの不具合を有していた。
【０００４】
そこで、２サイクルエンジンよりも燃焼室内にて混合気を確実に燃焼させ排気ガスの清浄化をより向上させることができ、騒音や燃費等の点でも２サイクルよりも良好である４サイクルエンジンを、汎用エンジンに用いたいという要請が従来よりあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、４サイクルエンジンは、エンジン内部を潤滑するオイルタンクを別途必要とし、オイルタンク内の潤滑オイルをオイルポンプによってエンジン各部に供給し潤滑を行うことから、エンジン本体を傾けた場合に、潤滑オイルのオイルタンク内での偏り等によって潤滑オイルをエンジン各部に適切に送油することが困難となり、潤滑を正常に行うことができないというおそれがあった。
【０００６】
また、エンジン本体の傾斜時において、エンジン各部に供給された潤滑オイルが供給先、例えばバルブ駆動室等に停滞したまま回収されない傾斜状態が維持されると、各部の正常な動作を阻害するおそれがある。
【０００７】
したがって、４サイクルエンジンは、エンジン本体の姿勢変化が大きい可搬作業用の原動機として用いることは困難であった。
【０００８】
本発明は、上述の問題点を解決すべくなされたものであり、その目的は、簡単な構造でかつエンジン本体の傾斜状態に影響されずにエンジン動作状態時にエンジン内部を適切に潤滑することができる４サイクルエンジンの潤滑装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記不具合を解決するために、本発明の請求項１にかかる４サイクルエンジンの潤滑装置は、クランク室内の内面壁とクランク軸のウエブとの間に挟持されるように配設され、クランク軸に同軸上に嵌着されクランク軸と共に回転する略ディスク形状をなし、
クランク室内面壁と対峙する内面壁対峙面に凹設されクランク室内面壁との間に所定形状の空間部を形成しかつクランク室内と連通する第１連通穴を備える内面壁側凹陥部と、
ウエブと対峙するウエブ対峙面に凹設されウエブとの間に所定形状の空間部を形成しクランク室内と連通する第２連通穴を備えるウエブ側凹陥部と、
内面壁側凹陥部とウエブ側凹陥部との間を連通する貫通孔とを具備するオイル供給ポンプ部と、
所定量の潤滑オイルを常に貯留可能なオイルタンクと、
クランク室内面壁に、クランク室内に負圧を生じている期間だけ内面壁側凹陥部と連通する位置に一端が開口し、他端がオイルタンク内の潤滑オイル中に連通するオイル供給通路と、
クランク室内面壁に、クランク室内に正圧を生じている期間だけ内面壁側凹陥部と連通する位置に一端が開口し、他端がシリンダヘッド部に連通する送油通路と、を備えている。
【００１０】
したがって、ピストンの上死点への移動によってクランク室内に負圧が生ぜしめられた場合に第１連通穴を介して内面壁側凹陥部内にも負圧が生じ、この負圧によってオイル供給通路を介してオイルタンクより潤滑オイルが吸引され、内面壁側凹陥部及び貫通孔を介してウエブ側凹陥部内に流入させることができる。これにより、オイルタンクより潤滑オイルを汲み上げることができる。
【００１１】
そして、ピストンの下死点への移動によってクランク室内に加圧が生ぜしめられた場合に第１連通孔を介して内面壁側凹陥部内にも加圧が生じ、この加圧によって内面壁側凹陥部内に存在する潤滑オイルを、送油通路を介してバルブ駆動室内に圧送させることができる。したがって、ピストンの往復動によるクランク軸の回転に伴ってオイル供給ポンプ部が回転することによって、潤滑オイルをオイルタンクより汲み上げ、バルブ駆動室に供給することができる。
【００１２】
また、オイル供給ポンプ部を上述のような形状を有する略ディスク形状としたことによって容易に製造することができ、オイル供給ポンプ部自体のメンテナンスを不要とすることができる。更に、クランク室内に収納したことによって、エンジンの外部に別体に装着する場合よりもエンジン全体の小型化を図ることができる。
【００１３】
請求項２にかかる４サイクルエンジンの潤滑装置は、オイル供給ポンプ部に設けられた第１連通孔が、内壁面側凹陥部からオイル供給ポンプ部の外周面に連通するように径方向に穿設された１又は２以上の連通孔により形成され、第２連通孔が、ウエブ側凹陥部からオイル供給ポンプ部の外周面に連通するように径方向に穿設された１又は２以上の連通孔により形成されている。
【００１４】
したがって、内壁面側凹陥部及び貫通孔を介してウエブ側凹陥部に存在している潤滑オイルを、オイル供給ポンプ部の回転により発生する遠心力によって第１連通孔及び第２連通孔からクランク室内に飛散させることができる。これにより、潤滑オイルはクランク室内にてミスト状に飛散し、クランク室内の潤滑を行うことができる。
【００１５】
請求項３にかかる４サイクルエンジンの潤滑装置は、オイル供給ポンプ部に設けられた第１連通孔が、ピストンが上死点近傍位置にある際にピストン側に位置するように穿設された１又は２以上の連通孔により形成され、第２連通孔が、ピストンが下死点近傍位置にある際にピストン側に位置するように穿設された１又は２以上の連通孔により形成されている。
【００１６】
したがって、請求項２の作用と同様にクランク室内に潤滑オイルをミスト状に飛散させることができ、特にピストンとシリンダ室との摺動面及びピストンの裏側に向けて重点的に潤滑オイルを飛散させ、他よりも重点的に潤滑を図ることができる。
【００１７】
請求項４にかかる４サイクルエンジンの潤滑装置は、オイル供給ポンプ部に設けられた第１連通孔が、内面壁対峙面から所定深さ切り欠かれた切欠溝により形成され、第２連通孔が、ウエブ対峙面から所定深さ切り欠かれた切欠溝により形成されている。したがって、第１連通孔及び第２連通孔をオイル供給ポンプ部に容易に形成することができる。
【００１８】
請求項５にかかる４サイクルエンジンの潤滑装置は、クランク室内の内面壁とクランク軸のウエブとの間に挟持されるように配設され、クランク軸に同軸上に嵌着されクランク軸と共に回転する略ディスク形状をなし、
クランク室内面壁と対峙する内面壁対峙面に凹設されクランク室内面壁との間に所定形状の空間部を形成しかつクランク室内と連通する第１連通孔を備える内面壁側凹陥部と、
ウエブと対峙するウエブ対峙面に凹設されウエブとの間に所定形状の空間部を形成しクランク室内と連通する第２連通孔を備えるウエブ側凹陥部と、
内面壁側凹陥部とウエブ側凹陥部との間を連通する貫通孔とを具備するオイル回収ポンプ部と、
所定量の潤滑オイルを常に貯留可能なオイルタンクと、
クランク室内面壁に、クランク室内に負圧を生じている期間だけ内面壁側凹陥部と連通する位置に一端が開口し、他端がバルブ駆動室と連通するオイル回収通路を備えている。
【００１９】
これにより、ピストンの上死点への移動によってクランク室内に負圧が生ぜしめられた場合に第１連通穴を介して内面壁側凹陥部内にも負圧が生じ、この負圧によってオイル回収通路を介してバルブ駆動室内に存在する潤滑オイルが吸引され、内面壁側凹陥部及び貫通孔を介してウエブ側凹陥部内に流入させることができる。
【００２０】
したがって、ピストンの往復動によるクランク軸の回転に伴ってオイル回収ポンプ部が回転することによって、潤滑オイルをバルブ駆動室より回収することができる。
【００２１】
また、オイル回収ポンプ部を上述のような形状を有する略ディスク形状としたことによって容易に製造することができ、オイル回収ポンプ部自体のメンテナンスを不要とすることができる。更に、クランク室内に収納したことによって、エンジンの外部に別体に装着する場合よりもエンジン全体の小型化を図ることができる。
【００２２】
請求項６にかかる４サイクルエンジンの潤滑装置は、オイル回収ポンプ部に設けられた第１連通孔が、内壁面側凹陥部からオイル回収ポンプ部の外周面に連通するように径方向に穿設された１又は２以上の連通孔により形成され、第２連通孔が、ウエブ側凹陥部からオイル回収ポンプ部の外周面に連通するように径方向に穿設された１又は２以上の連通孔により形成されている。
【００２３】
したがって、内壁面側凹陥部及び貫通孔を介してウエブ側凹陥部に存在している潤滑オイルを、オイル回収ポンプ部の回転により発生する遠心力によって第１連通孔及び第２連通孔からクランク室内に飛散させることができる。これにより、潤滑オイルはクランク室内にてミスト状に飛散し、クランク室内の潤滑を行うことができる。
【００２４】
請求項７にかかる４サイクルエンジンの潤滑装置は、オイル回収ポンプ部に設けられた第１連通孔が、内面壁対峙面から所定深さ切り欠かれた切欠溝により形成され、第２連通孔が、ウエブ対峙面から所定深さ切り欠かれた切欠溝により形成されている。したがって、第１連通孔及び第２連通孔をオイル回収ポンプ部に容易に形成することができる。
【００２５】
請求項８にかかる４サイクルエンジンの潤滑装置は、クランク室内面壁に、クランク室内に正圧を生じている期間だけ内面壁側凹陥部と連通する位置に一端が開口し、他端がオイルタンクに連通するオイル戻し通路を備えている。
【００２６】
したがって、ピストンの下死点への移動によってクランク室内に加圧が生ぜしめられた場合に第１連通孔を介して内面壁側凹陥部内にも加圧が生じ、この加圧によって内面壁側凹陥部内に存在する潤滑オイルの一部を、オイル戻し通路を介してオイルタンク内に戻すことができる。
【００２７】
請求項９にかかる４サイクルエンジンの潤滑装置は、クランク室とオイル室との間を連通するオイル出口孔を設け、オイル出口孔にクランク室内が負圧状態の際は閉鎖し、加圧状態の際は開放する一方弁を備えている。したがって、クランク室内が加圧状態の際にクランク室内にて液状に貯留した潤滑オイルをオイルタンク内に容易に戻すことができる。さらに、加圧状態の際に一方弁が開放されるので、オイルタンク内は平均的にクランクケース内よりも高圧となり、潤滑オイルの汲み上げが短時間でできるばかりか、エンジン冷態時でも十分なオイルの供給が可能である。
【００２８】
請求項１０にかかる４サイクルエンジンの潤滑装置は、クランク室の空間部に開口するクランク室開口部と、オイルタンクの底壁面近傍位置に開口するオイルタンク第１開口部と、オイルタンクの最上方面近傍位置に開口するオイルタンク第２開口部と、クランク室開口部とオイルタンク第１開口部とオイルタンク第２開口部の間を連通するエア抜き通路とを備え、
エア抜き通路の経路途中において、エンジンが正立状態の際にクランク室開口部とオイルタンク第２開口部との間を連通し、エンジンが倒立状態の際にクランク室開口部とオイルタンク第１開口部との間を連通する切替を行う切替バルブ手段を備えたエア抜き機構を備えている。
【００２９】
したがって、エンジンの傾斜状態が正立状態であるか倒立状態であるかを問わず、常にオイルタンク内の空間部とクランク室内の空間部との間を連通状態に保つことができ、オイルタンク内のエアをクランク室内へ導入することができる。これにより、オイルタンク内の圧力状態が所定値以上の加圧状態となることを防止することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明にかかる潤滑装置が適用されるエンジンの要部を断面により概略的に示した説明図、図２は、図１をＡ方向より矢視した要部説明図である。
【００３１】
エンジン本体１は、図示したように、１つのピストン２を往復動可能に備え、ピストン２との間に形成される燃焼室１１の吸・排気を行う吸・排気バルブ１２、１３をシリンダヘッド１０に設けられた１本のカム軸１５により開閉駆動させる４サイクル単気筒型のオーバーヘッドカム（ＯＨＣ）エンジンである。
【００３２】
シリンダヘッド１０は、燃焼室１１、燃焼室１１内の吸排気を行う吸・排気バルブ１２、１３、吸・排気バルブ１２、１３を開閉駆動するカム１４を備えたカム軸１５、カム１４と吸・排気バルブ１２、１３の一部を収容するバルブ駆動室１６を備えている。カム軸１５は、クランク軸４０と平行に設けられ、クランク軸４０との間に介在された動力伝達手段Ｖによりクランク軸４０の回動に対応して回動可能に枢軸支されている。
【００３３】
シリンダブロック２０は、図２に示したように、ピストン２が往復動可能に嵌挿されるシリンダ室２１を備え、クランクケース部３０との係合によりピストン２とコンロッド３を介して連結されたクランク軸４０を回動可能に枢軸支して収容するクランク室５０の上半部を形成するクランク室上半部２２を備えている。
【００３４】
クランクケース部３０は、クランク室上半部２２と共にクランク室５０を形成するクランク室下半部３１と、バルブ駆動室１６及びクランク室５０の各摺動部分を潤滑する潤滑オイルを貯留可能なオイルタンク３２とを備えている。オイルタンク３２は、クランク室５０を下方にあってクランク室下半部３１を包囲するように設けられている
また、クランク室５０の最下方にはオイルタンク３２との間を連通するオイル出口孔５１が設けられており、オイル出口孔５１は、通常時は閉鎖されクランク室５０内の圧力状態がオイルタンク３２内よりも高い加圧状態となった場合に開放される一方弁５５により閉鎖されている。
【００３５】
クランク室５０は、クランク軸４０の軸芯を中心として形成された略円柱形状の空間を形成しており、クランク軸４０を枢軸支するメインベアリング５４をエンジン前方側（図１中、右側に示した）の内側面（以下、単に前面壁という）５２と後方側（図１中、左側に示した）の内側面（以下、単に後面壁という）５３に凹陥するように有しており、メインベアリング５４はその端面が前面壁５２あるいは後面壁５３と面一となるように配置されている。
【００３６】
クランク軸４０は、コンロッド３の大端部３ａを回動可能に連結するクランクピン部４３の両端をクランク軸４０の軸芯より所定距離偏位させた位置にて支持し、かつ自己の回転バランスを調整するカウンタウエイトの機能も有する前・後ウエブ４４、４５をクランク室５０内に有している。
【００３７】
これら前・後ウエブ４４、４５のベアリング側端面４４ａ、４５ａは、それぞれ前面壁５２及び後面壁５３と対峙するように平面状に形成されており、前・後ウエブ４４、４５に支承されたクランクピン部４３は、その軸芯を貫通しかつコンロッド３の大端部３ａにも連続するオイル通路４６が設けられている。
【００３８】
そして、前・後ウエブ４４、４５と前面壁５２及び後面壁５３との間には、エンジン本体１の潤滑を行う本実施の形態の特徴的な構成要素の一つであるオイル供給ポンプ部７０とオイル回収ポンプ部８０とが設けられている。オイル供給ポンプ部７０は、潤滑オイルをオイルタンク３２より汲み上げてバルブ駆動室１６内に供給するものであり、オイル回収ポンプ部８０は、バルブ駆動室１６内から潤滑オイルを回収するものである。また、オイル供給ポンプ部７０とオイル回収ポンプ部８０は、クランク室５０内にも潤滑オイルを供給する。
【００３９】
オイル供給ポンプ部７０とオイル回収ポンプ部８０の外形は、メインベアリング５４の径よりも大きい外径を有した外周面７１、８１と、中心にクランク軸４０を同軸上に嵌入可能な内径を有した中心穴７２、８２と、を備えた略ディスク形状をなすように形成されている。
【００４０】
そして、オイル供給ポンプ部７０及びオイル回収ポンプ部８０は、図３及び図４にそれぞれ示したように、その両側面に所定形状の凹陥部が形成されている。尚、両図とも、ピストン２が上死点にある際のクランク軸４０位置に対応した位置状態を示している。
【００４１】
また、図３において図中（ａ）はオイル供給ポンプ部の前面壁５２と対峙する面を示す説明図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面説明図、（ｃ）は前ウエブ４４と対峙する面を示す説明図であり、図４において図中（ａ）はオイル回収ポンプ部の後ウエブ４５と対峙する面を示す説明図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面説明図、（ｃ）は後面壁５３と対峙する面を示す説明図である。
【００４２】
まず最初に、オイル供給ポンプ部７０の構成について説明すると、図３に示したように、前面壁５２と対峙する面（以下、単に前面壁対峙面という）７３には、図中（ａ）に示したように、前面壁側凹陥部７４が凹設されており、上部位置から回転方向後側位置（図中左側）に半円弧状に亘ってほぼ所定幅の所定深さを有するように形成されている。この前面壁側凹陥部７４は、オイル供給ポンプ部７０をクランク軸４０に装着固定した際に、前面壁５２との間に所定の空間を形成する。
【００４３】
また、前面壁対峙面７３には前面壁側凹陥部７４から外周面７１へと連通するように切り欠かれた第１切欠孔７５が設けられている。この第１切欠孔７５は、ピストン２が上死点ＴＤＣ近傍に位置した際にピストン２側に向かうように設けられており、オイル供給ポンプ部７０が所定速度以上で回転し前面壁側凹陥部７４内に潤滑オイルが存在する場合に、その一部を遠心力によりクランク室５０内に飛散させることができる大きさに形成されている。第１切欠孔７５は、高回転出力型等のエンジン特性に合わせて適度に潤滑オイルを飛散させるようにその大きさや数量、切欠位置が設定される。
【００４４】
前ウエブ４４と対峙する面（以下、単に前ウエブ対峙面）７６には、図３（ｃ）に示したように、クランクピン部４３内のオイル通路４６とクランク室５０内空間に潤滑オイルを供給する前ウエブ側凹陥部７７が設けられている。
【００４５】
前ウエブ側凹陥部７７は、ピン潤滑用凹部７７ａと、オイル溜まり部７７ｃと、連絡溝７７ｂとにより構成されている。ピン潤滑用凹部７７ａは、クランクピン部４３のオイル通路４６と対峙しクランクピン部４３のオイル通路４６とほぼ同一径に凹設されクランクピン部４３に潤滑オイルを供給可能に形成されている。
【００４６】
オイル溜まり部７７ｃは、ピン潤滑用凹部７７ａからほぼ軸芯を挟んで反対側の回転方向前側寄り位置（図中左側）に離間して凹設され潤滑オイルを貯留可能に形成されている。
【００４７】
連絡溝７７ｂは、ピン潤滑用凹部７７ａとオイル溜まり部７７ｃとの間を連通するようにピン潤滑用凹部７７ａとほぼ同一の深さで凹設されている。
【００４８】
これらピン潤滑用凹部７７ａ、オイル溜まり部７７ｃ、連絡溝７７ｂからなる前ウエブ側凹陥部７７は、オイル供給ポンプ部７０をクランク軸４０に装着固定した際に、前ウエブ４４との間に所定空間を形成する。
【００４９】
そして、前ウエブ対峙面７６には前ウエブ側凹陥部７７から外周面７１へと連通するように切り欠かれた第２切欠孔７８が設けられている。この第２切欠孔７８は、ピストン２が下死点ＢＤＣに位置した際にピストン２側に向かうように設けられており、オイル供給ポンプ部７０が所定速度以上で回転しオイル溜まり部７７ｃ内に潤滑オイルが存在する場合に、その一部を遠心力によりクランク室５０内に飛散させることができる大きさに形成されている。
【００５０】
また、この第２切欠孔７８は、第１切欠孔７５と同様にエンジン特性に応じた潤滑オイルを飛散させるようにその大きさ、数量、切欠位置等が設定される。また、前面壁側凹陥部７４と前ウエブ側凹陥部７７は貫通孔７９によって連通されており、貫通孔７９はクランクピン部４３と対峙する位置に穿設されている。
【００５１】
次に、オイル回収ポンプ部８０の構成について説明すると、図４に示したように、後面壁５３と対峙する面（以下、単に後面壁対峙面という）８３には、図中（ｃ）に示したように、後面壁側凹陥部８４が凹設されており、上部位置から回転方向後側位置（図中左側）に半円弧状に亘ってほぼ所定幅で所定深さを有するように形成されている。この後面壁側凹陥部８４は、オイル供給ポンプ部８０をクランク軸４０に装着固定した際に、後面壁５３との間に所定空間を形成する。
【００５２】
また、後面壁対峙面８３には後面壁凹陥部８４から外周面８１へと連通するように切り欠かれた第１切欠孔８５が設けられている。この第１切欠孔８５は、ピストン２が上死点ＴＤＣ及び下死点ＢＤＣ近傍に位置した際にピストン２側に向かうように設けられており、オイル回収ポンプ部８０が所定速度以上で回転し後面壁側凹陥部８４内に潤滑オイルが存在していた場合に、遠心力によりクランク室５０内に潤滑オイルを飛散させることができる大きさに形成されている。この第１切欠孔８５は、高回転出力型等のエンジン特性に合わせて適度に潤滑オイルを飛散させるようにその大きさや数量、切欠位置が設定される。
【００５３】
また、後ウエブ４５と対峙する面（以下、単に後ウエブ対峙面）８６には、図４（ａ）に示したように、クランクピン部４３内のオイル通路４６とクランク室５０内空間に潤滑オイルを供給する後ウエブ側凹陥部８７が設けられている。
【００５４】
後ウエブ側凹陥部８７は、ピン潤滑用凹部８７ａと連絡溝８７ｂとオイル溜まり部８７ｃとにより構成されている。ピン潤滑用凹部８７ａは、クランクピン部４３のオイル通路４６と対峙しクランクピン部４３のオイル通路４６とほぼ同一径に凹設されており、クランクピン部４６に潤滑オイルを供給可能に形成されている。
【００５５】
オイル溜まり部８７ｃは、ピン潤滑用凹部８７ａからほぼ軸芯を挟んで反対側（図中下方）に位置し２段階の深さを有して凹設され潤滑オイルを貯留可能でかつ回転方向後ろ側の方が深さが浅くなるように形成されている。連絡溝８７ｂは、ピン潤滑用凹部８７ａとオイル溜まり部８７ｃとの間を連通するようにピン潤滑用凹部８７ａと同一の深さで凹設されている。
【００５６】
そして、これらピン潤滑用凹部８７ａ、オイル溜まり部８７ｃ、連絡溝８７ｂからなる後ウエブ側凹陥部８７は、オイル回収ポンプ部８０をクランク軸４０に装着固定した際に、後ウエブ４５との間に所定空間を形成する位置に設けられている。
【００５７】
また、後ウエブ対峙面８６には後ウエブ側凹陥部８７から外周面８１へと連通するように切り欠かれた第２切欠孔８８が設けられている。第２切欠孔８８は、ピストン２が下死点ＢＤＣ近傍に位置した際にピストン２側に向かうように設けられており、オイル回収ポンプ部８０が所定速度以上で回転しオイル溜まり部８７ｃ内に潤滑オイルが存在していた場合に、遠心力によりクランク室５０内に飛散させることができる大きさに形成されている。
【００５８】
また、この第２切欠孔８８は、第１切欠孔８５と同様にエンジン特性に応じた潤滑オイルを飛散させるようにその大きさ、数量、切欠位置等が設定される。そして、後面壁側凹陥部８４と後ウエブ側凹陥部８７は、貫通孔８９によって連通されており、貫通孔８９はクランクピン部４３と対峙する位置に穿設されている。
【００５９】
次に、エンジン各部に潤滑オイルを供給し、回収するオイル循環路について以下に説明する。オイル循環路は、シリンダブロック２０及びクランクケース３０に設けられており、図１に示したように、オイルタンク３２からオイル供給ポンプ部７０まで潤滑オイルを汲み上げるオイル供給通路９１と、オイル供給ポンプ部７０からバルブ駆動室１６まで潤滑オイルを送油する送油通路９２と、バルブ駆動室１６に貯留した潤滑オイルをオイル回収ポンプ部８０に導くオイル回収通路９３と、クランク室５０最下部に穿設されたオイル出口孔５１とにより構成されている。
【００６０】
オイル供給通路９１は、オイルタンク３２内に存在する部分が可撓性パイプにより構成されており、その先端部分９１ａはエンジン本体１の傾斜角に応じてオイルタンク３２内にて最下方に位置するように自由に移動し、貯留された潤滑オイルの液中に常に位置する構造となっている。
【００６１】
そして、オイル供給通路９１の他端は、クランクケース３０内を貫通して前面壁５２下側の前面壁対峙面７３と対峙する位置に開口したオイル供給口９１ｂに連通しており、その一部は前面壁側のメインベアリング５４が嵌入されている凹部内にも開口している。
【００６２】
送油通路９２は、シリンダブロック２０をクランク室５０からシリンダヘッド１０まで貫通し、その先端はカム軸１５を支承するカム軸受部１７に開口している。また、送油通路９２の基端は、前面壁５２の上方に前面壁対峙面７６と対峙する位置に開口したオイル圧送口９２ａに連通しており、その一部はメインベアリング５４が嵌入されている凹部内にも開口している。
【００６３】
オイル回収通路９３は、シリンダブロック２０をシリンダヘッド１０からクランク室５０まで貫通し、一端はバルブ駆動室１６に開口し、他端は、後面壁対峙面７６と対峙する位置に開口したオイル回収口９３ｂに連通しており、その一部は後面壁５３のメインベアリング５４が嵌入されている凹部内にも開口している。
【００６４】
次に、オイルタンク３２に設けられ、クランク室５０と常に連通しオイルタンク３２内の過度の圧力上昇を防止するエア抜き機構３３について図２を用いて以下に説明する。
【００６５】
エア抜き機構３３は、一端がクランク室５０内の側方位置でエンジン本体１を正立させた際（図の状態）にクランク軸４０の高さとほぼ同じ高さ位置に開口するクランク室開口部３４と、オイルタンク３２内の異なる場所に各々開口するオイルタンク第１開口部３５と、オイルタンク第２開口部３６とを備えている。
【００６６】
オイルタンク第１開口部３５は、オイルタンク３２の底壁面３２ａ近傍位置に開口しており、オイルタンク第２開口部３６は、オイルタンク３２の最上方位置近傍に開口している。
【００６７】
また、これらクランク室開口部３４、オイルタンク第１開口部３５、オイルタンク第２開口部３６を連通するエア抜き通路の系路途中にはクランク室開口部３４とオイルタンク第１開口部３５若しくはオイルタンク第２開口部３６との連通を切り替える切替バルブ機構３７を備えている。
【００６８】
切替バルブ機構３７は、エンジン本体１が正立した際に上下方向に伸長する略円柱形状の空間を形成している切替バルブ室３７ａと、その空間内にエンジン本体１の傾斜状態に応じて上下方向に往復移動可能に嵌挿された略円柱状の切替バルブ３７ｂとにより構成されている。
【００６９】
そして、一端がオイルタンク第１開口部３５と連通する第１エア抜き通路３８の他端は、切替バルブ室３７ａの下方位置に開口しており、一端がオイルタンク第２開口部３６と連通する第２エア抜き通路３９の他端は、切替バルブ室３７ａの上方位置に開口している。
【００７０】
これにより、エンジン本体１が正立している場合は、切替バルブ３７ｂは自重により切替バルブ室３７ａの下方に移動して第１エア抜き通路３８を閉鎖し、第２エア抜き通路３９を開放し、クランク室開口部３４と連通する構造となっている。
【００７１】
また、エンジン本体１が倒立している場合は、切替バルブ３７ｂは自重により切替バルブ室３７ａの上方に移動して第２エア抜き通路３９を閉鎖し、第１エア抜き通路３８を開放し、クランク室開口部３４と連通する構造となっている。
【００７２】
したがって、エンジン本体１を正立状態にしてエンジン運転を行った場合は、オイルタンク３２内の圧縮されたエアの一部は、オイルタンク第２開口部３６からクランク室５０内に戻すことができる。
【００７３】
また、エンジン本体１が倒立状態の場合は、オイルタンク３２内の潤滑オイルはオイルタンク３２の上方位置に移動するが、切替バルブ３７ｂが切替バルブ室３７ａの上方に移動して第２エア抜き通路３９を閉鎖し、第１エア抜き通路３８を開放することから、オイルタンク３２内の圧縮されたエアの一部は、オイルタンク開口部３５から第１エア抜き通路３８を介してクランク室５０内に戻すことができる。
【００７４】
これにより、オイルタンク３２の潤滑オイルがエア抜き機構３３を通過してクランク室５０内に流入することを防止し、エンジン本体１の傾斜状態に影響されることなく、常にオイルタンク３２とクランク室５０とを連通状態に維持してオイルタンク３２内の過度の圧力上昇を防止することができる。
【００７５】
尚、本実施の形態においてエア抜き機構３３は、エンジン本体を正立及び倒立させた際に動作する例を用いて説明したが、他にエンジン本体１を横倒しに倒した場合に動作するエア抜き機構を追加しても良い。
【００７６】
次に、上記構成を有するエンジン装置の潤滑方法について以下に説明する。まず最初に、オイル供給ポンプ部７０による潤滑オイルの供給方法について説明する。図５は、前面壁５２に設けられたオイル供給口９１ｂ及びオイル圧送口９２ａと、前面壁側凹陥部７４との位置関係を示した説明図である。
【００７７】
ピストン２が下死点ＢＤＣにある場合、図示したように、オイル供給口９１ｂは前面壁対峙面７３によって閉鎖され、オイル圧送口９２ａは前面壁側凹陥部７４と対峙して連通する（図中（ａ））。
【００７８】
そして、ピストン２が上死点へ移動を開始し、クランク軸４０が所定角度だけ回動するとオイル供給ポンプ部７０も共に回動し、オイル供給口９１ｂは前面壁側凹陥部７４と対峙して連通し、オイル圧送口９２ａは前面壁対峙面７３によって閉鎖され（図中（ｂ））、ピストン２が上死点に到達するまで、その連通状態及び閉鎖状態は維持される（図中（ｃ））。
【００７９】
この際、クランク室５０内は、ピストン２の上死点ＴＤＣへの移動によって負圧状態となる。したがって、前面壁側凹陥部７４内も負圧状態となり、潤滑オイルをオイルタンク３２から汲み上げる吸引力となる。これにより、潤滑オイルは、オイルタンク３２からオイル供給通路９１を介して汲み上げられ、オイル供給口９１ｂから前面壁側凹陥部７４内に流入する。
【００８０】
そして、前面壁側凹陥部７４内に流入した潤滑オイルの一部は、貫通孔７９を通過してクランクピン部４３のオイル通路４６及び前ウエブ側凹陥部７７内にも流入し、オイル通路４６に流入した潤滑オイルは、クランクピン部４３とコンロッド３の大端部３ａとの摺動部分を潤滑する。
【００８１】
尚、このときオイル圧送口９２ａは前面壁対峙面７３によって閉鎖されていることから、潤滑オイルは送油通路９２へは流入しない。
【００８２】
そして、前面壁側凹陥部７４と前ウエブ側凹陥部７７内に流入した潤滑オイルの一部は、ピストン２の上死点ＴＤＣへの移動によってクランク室５０内に生じた負圧力により、第１切欠孔７５及び第２切欠孔７８からクランク室５０内に飛散する。この飛散により、潤滑オイルはクランク室５０内にてミスト化され、ピストン２とシリンダ室２１との摺動面やコンロッド３等のクランク室５０内の各摺動部分の潤滑を行う。特に、ピストン２が上死点ＴＤＣ近傍にある場合に、第１切欠孔７５がピストン２側に向くように設けられているので、ピストン２の裏面側に向かって飛散させることができ、ピストン２とシリンダ室２１を重点的に潤滑することができる。
【００８３】
次に、ピストン２が上死点ＴＤＣから下死点ＢＤＣ側へ移動しクランク軸４０が所定角度だけ回動すると、オイル供給口９１ｂは前面壁対峙面７３によって閉鎖され、オイル圧送口９２ａは前面壁側凹陥部７４と対峙して連通し（図中（ｄ））、ピストン２が下死点に到達するまで（図中（ａ））、その連通状態及び閉鎖状態が維持される。
【００８４】
この際、前ウエブ側凹陥部７７と前面壁側凹陥部７４内に残留している潤滑オイルの一部は、オイル供給ポンプ部７０の回転により生じた遠心力により、第１切欠孔７５及び第２切欠孔７８からクランク室５０内に飛散し、ピストン２の下死点への移動の際と同様にクランク室５０内の潤滑を行う。特に、第２切欠孔７８は、ピストン２が下死点近傍にある場合に、第２切欠穴７８がピストン２側に向くように設けられているので、ピストン２側を重点的に潤滑することができる。
【００８５】
また、この際に、ピストン２の下死点への移動によって、クランク室５０内の圧力状態は、徐々に加圧状態となり、前面壁側凹陥部７４内も次第に加圧状態となる。したがって、前面壁側凹陥部７４内に存在している潤滑オイルは、このクランク室５０内の加圧力が圧送力となってオイル圧送口９２ａより送油通路９２側に圧送される。これにより、潤滑オイルは、送油通路９２を経由してバルブ駆動室１６内に供給され、バルブ駆動室１６内の潤滑を行うことができる。
【００８６】
次に、オイル回収ポンプ部８０の動作と作用について以下に説明する。本実施の形態において、オイル回収ポンプ部８０は、バルブ駆動室１６内に貯留している潤滑オイルの回収を行い、回収したオイルをクランク室５０内に飛散させてクランク室５０内を潤滑する動作を行う。
【００８７】
図６は、後面壁５３に設けられたオイル回収口９３ｂと後面壁側凹陥部８４との位置関係を示した説明図である。図示したように、ピストン２が下死点ＢＤＣにある場合、オイル回収口９３ｂは後面壁対峙面８３によって閉鎖されている（図中（ａ））。
【００８８】
そして、ピストン２が上死点ＴＤＣへの移動を開始し、クランク軸４０が所定角度だけ回動するとオイル回収口９３ｂは後面壁側凹陥部８４と対峙して連通し（図中（ｂ））、ピストン２が上死点ＴＤＣに到達するまで、その連通状態が維持される（図中（ｃ））。
【００８９】
この際、クランク室５０内はピストン２の移動によって負圧せしめられる。したがって、後壁面側凹陥部８７内も負圧状態となり、オイル回収通路９３を経由してバルブ駆動室１６内から潤滑オイルを吸引する吸引力となる。これにより、バルブ駆動室１６内に貯留している潤滑オイルはオイル回収口９３ｂから後面壁側凹陥部８４内に流入する。
【００９０】
そして、後面壁側凹陥部８４内に流入した潤滑オイルの一部は、貫通孔８９を通過してクランクピン部４３のオイル通路４６及び後ウエブ側凹陥部８７内にも流入し、オイル通路４６に流入した潤滑オイルは、クランクピン部４３とコンロッド３の大端部３ａとの摺動部分を潤滑する。
【００９１】
また、後面壁側凹陥部８４と後ウエブ側凹陥部８７内に流入した潤滑オイルは、クランク室５０内に生じている負圧力により、オイル回収ポンプ部８０の第１切欠穴８５及び第２切欠穴８８からクランク室５０内に飛散する。
【００９２】
そして、クランク軸４０が所定角度だけ回動すると、オイル回収通路９３は後面壁対峙面８３によって閉鎖され（図中（ｄ））、ピストン２が下死点ＢＤＣに到達するまで（図中（ａ））、その閉鎖状態が維持される。したがって、オイル回収口９３ｂから回収した潤滑オイルのバルブ駆動室１６側への逆流を防止でき、後面壁側凹陥部８４と後ウエブ側凹陥部８７内に残留している潤滑オイルを、オイル回収ポンプ部８０の回転により生じた遠心力により、第１切欠穴８５と第２切欠穴８８からクランク室５０内に飛散させることができる。
【００９３】
したがって、オイル回収ポンプ部８０は、バルブ駆動室１６内に貯留している潤滑オイルの回収を行い、回収したオイルをクランク室５０内に飛散させてクランク室５０内を潤滑することができる。
【００９４】
また、オイル供給ポンプ部７０とオイル回収ポンプ部８０により飛散され、クランク室５０内の潤滑を行ったミスト状の潤滑オイルは、クランク室５０の内面壁等に付着して液化し、クランク室５０内に貯留する。そして、ピストン２が上死点ＴＤＣから下死点ＢＤＣへ移動し、クランク室５０内に発生した加圧力が所定値を超えた際には一方弁５５が開放され、クランク室５０内に貯留した潤滑オイルはオイル出口孔５１よりオイルタンク３２に戻される。
【００９５】
したがって、エンジン本体１の傾斜角度に拘束されることなく、３６０度自由に傾斜させた状態で、常にクランク室内及びバルブ駆動室内の潤滑を行うことができ、エンジン動作を支障なく行うことができる。
【００９６】
また、オイル回収ポンプ部８０の応用例としては、後ウエブ側凹陥部を図７に示したように形成しても良い。すなわち、後ウエブ対峙面８６に凹設した肉抜き用凹陥部８７ｄと後ウエブ側凹陥部８７のオイル溜まり部８７ｃ間を連通する連絡溝８７ｅを形成し、肉抜き用凹陥部８７ｄ内にも潤滑オイルを貯留可能にしている。尚、この応用例では後ウエブ４５のベアリング側端面４５ａは、オイル回収ポンプ部８０の後ウエブ対峙面８６よりも大なる径を有する略真円形状に形成されている。
【００９７】
これにより、肉抜き用凹陥部８７ｄ内にも潤滑オイルを貯留することができ、連絡溝８７ｅの位置をオイル回収ポンプ部の軸芯からの距離を調整することによって、第１切欠穴及び第２切欠穴から飛散させる潤滑オイルの量を調整することができる。したがって、例えばエンジンが高回転型や、低回転型である場合等に応じて潤滑オイルの飛散量をより精密に設定することができる。
【００９８】
次に、本発明の第２の実施の形態について図８に基づいて以下に説明する。本実施の形態において特徴的なことは、一端が後面壁５３に開口し他端がオイルタンク３２に連通するオイル戻し通路９４を設けて、オイル回収ポンプ部８０によりバルブ駆動室１６から吸引した潤滑オイルの一部を強制的にオイルタンク３２内に戻す機能を設けたことである。尚、第１の実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
【００９９】
後面壁５３には、ピストン２が上死点ＴＤＣから下死点ＢＤＣへ移動し、クランク軸４０が所定角度だけ移動した際に、後面壁側凹陥部８４と対峙して連通し、下死点ＢＤＣまでその連通状態が維持される位置にオイル戻し口９４ａが設けられており、他端は、図８に示したように、オイルタンク内に連通している。
【０１００】
したがって、ピストン２の移動によりクランク室５０内が加圧状態である際にオイル戻し口９４ａと後面壁側凹陥部８４とは連通し、その加圧力によって後面側凹陥部８４内に存在する潤滑オイルの一部は、オイル戻し口９４ａよりオイル戻し通路９４を介してオイルタンク３２内に戻される。
【０１０１】
これにより、エンジン本体１の傾斜角度に影響されることなく、バルブ駆動室１６内の潤滑オイルを強制的に回収し、オイルタンク３２に戻すことが可能となる。
【０１０２】
尚、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や、適宜組み合わせが可能である。
【０１０３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る４サイクルエンジンの潤滑装置によれば、エンジンの傾斜状態に影響を受けることなくエンジン内部に潤滑オイルを確実に循環させることができ、エンジン各部の潤滑を図ることができる。また、潤滑を行う装置を簡単な構成とすることができ、エンジン全体の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる潤滑装置が適用されるエンジンの要部を断面により概略的に示した説明図である。
【図２】図１をＡ方向より矢視した要部説明図である。
【図３】オイル供給ポンプ部の説明図である。
【図４】オイル回収ポンプ部の説明図である。
【図５】前面壁に設けられたオイル供給口及びオイル圧送口と、前面壁側凹陥部との位置関係を示した説明図である。
【図６】後面壁に設けられたオイル回収口と後面壁側凹陥部との位置関係を示した説明図である。
【図７】オイル回収ポンプ部の一応用例を示す説明図である。
【図８】第２の実施の形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ エンジン本体
２ ピストン
３２ オイルタンク
３３ エア抜き機構
４０ クランク軸
４４ 前ウエブ
４５ 後ウエブ
５０ クランク室
５１ オイル出口孔
５２ 前面壁
５３ 後面壁
５４ メインベアリング
５５ 一方弁
７０ オイル供給ポンプ部
７４ 前面壁側凹陥部
７７ 前ウエブ側凹陥部
８０ オイル回収ポンプ部
８４ 後面壁側凹陥部
８７ 後ウエブ側凹陥部
９１ オイル供給通路
９２ 送油通路
９３ オイル回収通路
Claims (10)
- ピストンを往復動可能に嵌挿したシリンダ室と、クランク軸を回動可能に枢軸支したクランク室を有するシリンダブロック部と、
吸・排気バルブを開閉駆動するカム軸を回動可能に枢軸支したバルブ駆動室を有するシリンダヘッド部と、を備え、
前記クランク室内に生じる圧力変化を用いて前記シリンダブロック部とシリンダヘッド部に潤滑オイルを供給する４サイクルエンジンの潤滑装置において、
前記クランク室内面壁と前記クランク軸のウエブとの間に挟持されるように配設され、前記クランク軸に同軸上に嵌着され前記クランク軸と共に回転する略ディスク形状をなし、前記クランク室内面壁と対峙する内面壁対峙面に凹設され前記クランク室内面壁との間に所定形状の空間部を形成しかつクランク室内と連通する第１連通孔を備える内面壁側凹陥部と、前記ウエブと対峙するウエブ対峙面に凹設され前記ウエブとの間に所定形状の空間部を形成しクランク室内と連通する第２連通孔を備えるウエブ側凹陥部と、内面壁側凹陥部とウエブ側凹陥部との間を連通する貫通孔とを具備するオイル供給ポンプ部と、
所定量の潤滑オイルを常に貯留可能なオイルタンクと、
前記クランク室内面壁に、前記クランク室内に負圧を生じている期間だけ前記内面壁側凹陥部と連通する位置に一端が開口し、他端が前記オイルタンクと連通するオイル供給通路と、
前記クランク室内面壁に、前記クランク室内に正圧を生じている期間だけ前記内面壁側凹陥部と連通する位置に一端が開口し、他端がシリンダヘッド部に連通する送油通路と、を備え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。 - 前記オイル供給ポンプ部は、
前記第１連通孔が、前記内壁面側凹陥部から前記オイル供給ポンプ部の外周面に連通するように径方向に穿設された１又は２以上の連通孔により形成され、
前記第２連通孔が、前記ウエブ側凹陥部から前記オイル供給ポンプ部の外周面に連通するように径方向に穿設された１又は２以上の連通孔により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の４サイクルエンジンの潤滑装置。 - 前記オイル供給ポンプ部は、
前記第１連通孔が、前記ピストンが上死点近傍位置にある際に前記ピストン側に位置するように穿設された１又は２以上の連通孔により形成され、
前記第２連通孔が、前記ピストンが下死点近傍位置にある際に前記ピストン側に位置するように穿設された１又は２以上の連通孔により形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の４サイクルエンジンの潤滑装置。 - 前記オイル供給ポンプ部は、
前記第１連通孔が、前記内面壁対峙面から所定深さ切り欠かれた切欠溝により形成され、
前記第２連通孔が、前記ウエブ対峙面から所定深さ切り欠かれた切欠溝により形成されていることを特徴とする請求項１〜３に記載の４サイクルエンジンの潤滑装置。 - ピストンを往復動可能に嵌挿したシリンダ室と、クランク軸を回動可能に枢軸支したクランク室を有するシリンダブロック部と、
吸・排気バルブを開閉駆動するカム軸を回動可能に枢軸支したバルブ駆動室を有するシリンダヘッド部と、を備え、
前記クランク室内に生じる圧力変化を用いて前記シリンダブロック部とシリンダヘッド部に潤滑オイルを供給する４サイクルエンジンの潤滑装置において、
前記クランク室内の内面壁と前記クランク軸のウエブとの間に挟持されるように配設され、前記クランク軸に同軸上に嵌着され前記クランク軸と共に回転する略ディスク形状をなし、前記クランク室内面壁と対峙する内面壁対峙面に凹設され前記クランク室内面壁との間に所定形状の空間部を形成しかつ前記クランク室内と連通する第１連通孔を備える内面壁側凹陥部と、前記ウエブと対峙するウエブ対峙面に凹設され前記ウエブとの間に所定形状の空間部を形成し前記クランク室内と連通する第２連通孔を備えるウエブ側凹陥部と、前記内面壁側凹陥部と前記ウエブ側凹陥部との間を連通する貫通孔とを具備するオイル回収ポンプ部と、
所定量の潤滑オイルを常に貯留可能なオイルタンクと、
前記クランク室内面壁に、前記クランク室内に負圧を生じている期間だけ前記内面壁側凹陥部と連通する位置に一端が開口し、他端が前記バルブ駆動室と連通するオイル回収通路を備え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。 - 前記オイル回収ポンプ部は、
前記第１連通孔が、前記内壁面側凹陥部から前記オイル回収ポンプ部の外周面に連通するように径方向に穿設された１又は２以上の連通孔により形成され、
前記第２連通孔が、前記ウエブ側凹陥部から前記オイル回収ポンプ部の外周面に連通するように径方向に穿設された１又は２以上の連通孔により形成されていることを特徴とする請求項５に記載の４サイクルエンジンの潤滑装置。 - 前記オイル回収ポンプ部は、
前記第１連通孔が、前記内面壁対峙面から所定深さ切り欠かれた切欠溝により形成され、
前記第２連通孔が、前記ウエブ対峙面から所定深さ切り欠かれた切欠溝により形成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の４サイクルエンジンの潤滑装置。 - 前記クランク室内面壁に、前記クランク室内に正圧を生じている期間だけ前記内面壁側凹陥部と連通する位置に一端が開口し、他端がオイルタンクに連通するオイル戻し通路を備えていることを特徴とする請求項５〜７に記載の４サイクルエンジンの潤滑装置。
- 前記クランク室と前記オイル室との間を連通するオイル出口孔を設け、
該オイル出口孔を前記クランク室内が負圧状態の際には閉鎖し、加圧状態の際には開放する一方弁を備えたことを特徴とする請求項１〜８に記載の４サイクルエンジンの循環装置。 - 前記クランク室の空間部に開口するクランク室開口部と、
前記オイルタンクの底壁面近傍位置に開口するオイルタンク第１開口部と、
前記オイルタンクの最上方面近傍位置に開口するオイルタンク第２開口部と、
前記クランク室開口部とオイルタンク第１開口部とオイルタンク第２開口部の間を連通するエア抜き通路と、
該エア抜き通路の経路途中において、前記エンジンが正立状態の際に前記クランク室開口部と前記オイルタンク第２開口部との間を連通し、
前記エンジンが倒立状態の際に前記クランク室開口部と前記オイルタンク第１開口部との間を連通する切替を行う切替バルブ手段を備えたエア抜き機構を有することを特徴とする請求項９に記載の４サイクルエンジンの潤滑装置。
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