JP3713379B2 - 内燃エンジン及び携帯型動力作業機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダの頭部に排気バルブが配設されてなる比較的小型の空冷２サイクル又は４サイクルの内燃エンジン、及びそれが搭載されたチェーンソー等の携帯型動力作業機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
チェーンソー、エンジンカッター、ヘッジトリマー等の携帯型動力作業機にあっては、その動力源として、通常、汎用空冷４サイクル内燃エンジンに比して構造が簡単で製造コストが安くて済み、また、小型軽量で重量対比出力も大きい空冷２サイクル内燃エンジン（以下、単に２サイクルエンジンと称す）が搭載される場合が多い。
【０００３】
従来よりチェーンソー等の携帯型動力作業機に使用されている一般的な２サイクルエンジンは、例えば、実公平３−１３５２７号公報等にも所載のように、通常、シリンダの頭部には点火プラグが配設され、シリンダの胴部にはピストンにより開閉される吸気ポート、掃気ポート、排気ポートが形成され、吸気、排気のためだけの独立した行程はなく、前記ピストンの２行程で１サイクルを完了するようになっている。
【０００４】
より詳細には、前記ピストンの上昇動作により前記吸気ポートから前記ピストン下方のクランク室に混合気を吸入するとともに、該混合気を前記ピストンの下降動作により予圧縮し、燃焼ガスの排気ポートへの排出を、前記掃気ポートから前記予圧縮された混合気を前記ピストン上方の燃焼作動室（燃焼室、作動室、シリンダ室等とも呼ばれるが、本明細書ではこれらを総称して燃焼作動室とする）に吹き出すことにより行う、言い換えれば、混合気のガス流動を利用して燃焼ガスの掃気を行うようになっている関係上、燃焼廃ガス（排ガス）中に未燃混合気が混入しやすく、燃焼に供せられることなく排出される混合気量、いわゆる吹き抜け損出が大きく、４サイクルエンジンに比して燃費が悪いだけでなく、排ガス中に、有害成分であるＨＣ（燃料の未燃成分）やＣＯ（燃料の不完全燃焼成分）等が多く含まれ、小型とはいえ、環境汚染が懸念されている。
【０００５】
そこで、本発明の出願人は、前記携帯型動力作業機に前記した従来の一般的な２サイクルエンジンに代えて搭載することのできる、小型軽量で燃費の向上及び有害成分排出量の低減化等を図り得るエンジンの開発を進めており、これまでにも一応の成果が得られている。
【０００６】
その一つは、ユニフロー式の２サイクルエンジンであって、特公平３−９２８８号公報、同じく特公平３−３７００７号公報、及び特公平３−３８４０８号公報等にも所載のように、シリンダの頭部に点火プラグを配設することに加えて、排気ポートを形成するとともに、これを開閉する排気バルブを配設し、空気ないし混合気供給系のポート（吸気ポート、掃気ポート等）はピストン等により開閉すべく前記シリンダの頭部以外の部位に形成し、例えば、クランク室に吸入された流体（空気又は混合気）を該クランク室内でピストンの下降動作によって加圧し、該加圧流体を前記シリンダの胴部の全周に設けた環状掃気室に圧送してそこで蓄圧するとともに、前記ピストンの下降行程の終期において前記排気バルブを開くとともに、前記環状掃気室から前記蓄圧流体を掃気流体として前記シリンダの胴部に形成された複数の掃気ポートから前記ピストン上方の燃焼作動室に吐出させて旋回を伴うユニフロー流れを生成することにより、燃焼廃ガスを排気ポートを通じて効率良く外部に追い出すようにしたものである。
【０００７】
このように、シリンダの頭部に排気バルブが設けられた頭部１バルブ式ユニフロー２サイクルエンジンにおいては、前記排気バルブは、通常、クランク軸により回転駆動されるカムを有する動弁機構により開閉するようになっており、前記排気バルブを開くタイミングを適切に設定することにより、前記従来の２サイクルエンジンに比して、掃気効率が高められて吹き抜け損出が低減され、燃費の向上及び有害成分排出量の低減化等が図られる。しかも、前記した従来の２サイクルエンジンと略同程度の重量、大きさで所要の出力が得られるので、前記携帯型動力作業機に従来の一般的な２サイクルエンジンに代えて搭載することが可能となる。
【０００８】
一方、本発明の出願人が開発している他の一つのエンジンは、前記頭部１バルブ式ユニフロー２サイクルエンジンに類似した構造を持つが、ピストンの４行程で１サイクルが完了するものであって、特願平９−６５３６２号の出願明細書にも所載のように、シリンダの頭部に点火プラグを配設することに加えて、排気ポートを形成するとともにこれを開閉する排気バルブを配設し、前記シリンダの胴部にピストンにより開閉される吸入ポート（第一ポート）及び混合気吐出ポート（第二ポート）を形成し、例えば、ピストンの上昇動作により前記吸入ポートからクランク室に混合気を吸入する一方、前記ピストン上方の燃焼作動室内の混合気を圧縮するとともに点火して爆発燃焼させ、その燃焼ガスの膨張作用により下降せしめられる前記ピストンの下降行程の終期において前記排気バルブを開き、続く前記ピストンの上昇動作により燃焼廃ガスを前記排気ポートへ押し出すとともに、前記クランク室に混合気を吸入し、最後に前記ピストンの次回の下降動作により前記燃焼作動室に前記クランク室で予圧縮された混合気を前記混合気吐出ポートから燃焼作動室内へ噴出させるようにしたものである。
【０００９】
この頭部１バルブ式４サイクルエンジンにおいては、排気行程には、実質的に排気ポートのみが開けられて他のポート（吸入ポート、混合気吐出ポート）は閉じられ、燃焼ガスをガス流動ではなくピストンにより機械的に排気ポートから外部へ押し出すようにされているので、燃焼廃ガス（排ガス）中に未燃混合気が混入しにくく、燃焼廃ガスのみを略完全かつ確実に外部に排出することができる。このため、前記従来の一般的な２サイクルエンジンはおろか前記頭部１バルブ式ユニフロー２サイクルエンジンに比しても、燃費が向上するとともに、有害成分排出量が大幅に低減される。しかも、前記した従来の一般的な２サイクルエンジンと略同程度の重量、大きさで所要の出力が得られるので、前記携帯型動力作業機に従来の２サイクルエンジンに代えて搭載することが可能となる。
【００１０】
また、上に述べた如くの頭部１バルブ式のユニフロー２サイクルエンジン及び４サイクルエンジンは、それぞれシリンダの頭部に排気ポート、排気バルブを備えること以外は、従来の一般的な２サイクルエンジンと大きさ（寸法形状）及び重量が同一排気量のもとでは略同じとなり、共通ないし類似の部品を使用することができるので、既存の製造ラインをそのまま流用することが可能となり、それらを新たに設計して製造する場合に比して開発コスト・製造コストを大幅に低くすることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した携帯型動力作業機にあっては、例えば、チェーンソーを例にとると、通常、エンジンが搭載されている本体ハウジングに作業部としてのソーチェーンとガイドバーとからなるソーチェーンセットが取り付けられるが、前記ソーチェーンは前記ガイドバーの外周案内面を摺動せしめられるので、その摺接面に潤滑油を供給することが必要とされる。
そのため、従来の携帯型動力作業機において、前記のように作業部に潤滑油を供給することが必要とされる場合には、本体ハウジング内に給油ポンプを配置し、この給油ポンプを、当該作業機に搭載されている前記した従来の一般的な２サイクルエンジンで駆動するようにされている。
【００１２】
具体的には、通常は、前記エンジンのクランク軸にポンプ駆動歯車を取り付け、このポンプ駆動歯車を介して給油ポンプに前記クランク軸の回転駆動力を伝達し、それに給油動作、つまり、本体ハウジングに設けられている潤滑油タンクから潤滑油を吸い込んで所要の場所（作業部）に吐出して供給する動作を行わせるようにされており、したがって、前記給油ポンプは、その駆動上の必要性から前記クランク軸の近傍に配備されている。
ここで、前記したように、携帯型動力作業機に従来の一般的な２サイクルエンジンに代えて前記頭部１バルブ式ユニフロー２サイクルもしくは４サイクルエンジンを搭載する場合、前記給油ポンプをクランク軸近傍に如何にして組み込むかが問題となる。
【００１３】
すなわち、前記頭部１バルブ式ユニフロー２サイクルもしくは４サイクルエンジンにおいては、従来の一般的な２サイクルエンジンと異なり、排気バルブを開閉する動弁機構が必要とされ、この動弁機構は、通常、前記した公報にも所載のように、クランク軸に外嵌固定されたカム駆動歯車を介して回転駆動されるカムを備えており、また、前記クランク軸における前記カム駆動歯車より外端側に、前記カム駆動歯車や前記カム等を覆うように歯車ケース蓋が蓋装されている。この場合、前記クランク軸の軸方向の長さは、前記本体ハウジングの大きさ（通常は左右方向の幅）により制限されるので、前記クランク軸に前記カム駆動歯車を外嵌固定するとともに前記歯車ケース蓋を蓋装した状態では、通常のやり方では、スペース的に前記給油ポンプを前記クランク軸の近傍に配備することが難しい。
そのため、前記頭部１バルブ式ユニフロー２サイクルもしくは４サイクルエンジンを携帯型動力作業機に搭載する場合には、本体ハウジングに大きな改造を施すことをできるだけ避けながら、給油ポンプをクランク軸近傍の狭いスペースに如何にして組み込むかに格別の工夫が必要とされる。
【００１４】
本発明は、上述した如くの問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、動弁機構を備えた頭部１バルブ式ユニフロー２サイクルもしくは４サイクル内燃エンジン及びそれが搭載された携帯型動力作業機において、大きな改造を施すことをできるだけ避けながら、給油ポンプをクランク軸近傍の狭いスペースに合理的に組み込むことができて、保守点検等を容易に行うことができるとともに、製造及び組み込みコストを可及的に抑えることができるようにすることにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成すべく、本発明に係る内燃エンジンは、基本的には、シリンダの頭部に排気ポートが形成されるとともに、該排気ポートを開閉する排気バルブが配設されてなり、クランク軸に前記排気バルブを開閉する動弁機構のカム駆動歯車及びポンプ駆動歯車が外嵌固定されるとともに、前記クランク軸における前記両歯車より外端側に、前記シリンダの胴部とクランクケースとにそれぞれ跨がり、かつ、上半部が前記動弁機構のカム駆動歯車を覆うと共に下半部が前記ポンプ駆動歯車を覆う歯車ケース蓋が蓋装され、該歯車ケース蓋には、前記ポンプ駆動歯車により回転せしめられるとともに、前記クランク軸に直交する軸方向に往復動せしめられるプランジャ型の往復摺動部材を内蔵した給油ポンプのポンプケースが一体的に設けられる。
【００１６】
本発明の内燃エンジンの好ましい態様では、前記往復摺動部材に、前記ポンプ駆動歯車に噛合するとともに軸方向の滑動を許容し得る従動歯車が設けられる。
さらに好ましい態様では、前記往復摺動部材は、その先端部が前記ポンプケースに装着されたストローク調節部材に当接する方向に付勢され、かつ、前記往復摺動部材の前記先端部及び前記ストローク調節部材のうちの一方に、前記往復摺動部材の回転運動に伴って該往復摺動部材を軸方向に往復摺動させるべくカム面が形成される。
【００１７】
また、他の好ましい態様では、前記ストローク調節部材は、前記ポンプケースに所定角度範囲内においてその中心軸線回りに回動可能に装着されるとともに、前記往復摺動部材の前記先端部が当接せしめられる偏心輪部が設けられる。
一方、本発明に係る携帯型動力作業機は、作業部を駆動するための動力源として前記構成の内燃エンジンが搭載されてなるもので、好ましい例としては、前記作業部が、ソーチェーンとガイドバーとからなるソーチェーンセットであり、前記給油ポンプから吐出された潤滑油を前記ソーチェーンと前記ガイドバーとの摺接面に供給するようにされる。
【００１８】
このような構成とされた本発明に係る内燃エンジン及び携帯型動力作業機においては、歯車ケース蓋に、クランク軸に外嵌固定されたポンプ駆動歯車により回転せしめられるとともに軸方向に往復動せしめられるプランジャ型の往復摺動部材を内蔵した給油ポンプのポンプケースを一体的に設けたので、クランク軸の軸方向の長さは従来の一般的な２サイクルエンジンと略同じでよく、大きな改造を施すことを要しないで給油ポンプをクランク軸近傍の狭いスペースに合理的に組み込むことができる。また、歯車ケース蓋と給油ポンプとを一体化したことにより、保守点検等を容易に行うことができるとともに、製造及び組み込みコストを可及的に抑えることができる。
【００１９】
また、本発明の頭部１バルブ式ユニフロー２サイクルもしくは４サイクル内燃エンジン及びそれが搭載された携帯型動力作業機は、従来の一般的な２サイクルエンジン及びそれが搭載された携帯型動力作業機と大きさ（寸法形状）及び重量が略同じとなり、共通ないし類似の部品を使用することができるので、既存の製造ラインをそのまま流用することが可能となり、それらを新たに設計して製造する場合に比して開発コスト・製造コストを格段に低くすることができる。
その他の作用効果は、以下に述べる本発明の好ましい実施形態の説明から明らかにされよう。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る内燃エンジン及びそれが搭載された携帯型動力作業機の一例であるチェーンソーの一実施形態を示している。
図示のチェーンソー１０は、動力源として、頭部１バルブ式４サイクルエンジン２０が、合成樹脂からなる本体ハウジング１２の中央部付近にシリンダ縦置きで搭載されている。前記本体ハウジング１２の右側部１２Ｒ（図２）の前部側に、ガイドバー１０１と、これに摺動自在に掛け回されるソーチェーン１０２と、からなるソーチェーンセット１００が作業部として取り付けられ、前記ソーチェーン１０２を、後述するように前記エンジン２０により回転駆動するようにされている。
【００２１】
前記本体ハウジング１２の後部には、前記エンジン２０を制御するためのトリガー１５、１６が配置された後ハンドル１４が配設され、前記本体ハウジング１２の中央部付近外周には概略Ｃ字ないしループ状の前ハンドル１７が、そのグリップ部１７ａを前記エンジン２０の前寄り斜め上方に位置させた状態で配設されている。この前ハンドル１７の前記グリップ部１７ａは、前記本体ハウジング２０をその後方から見て左右方向に略水平に横断するようになっており、当該チェーンソー１０を使用するときの作業性、操作性を考慮して、機体全体の重心位置等に基づいてその位置が設定されている。ここでは、前記グリップ部１７ａの周囲には、図１において仮想線で示される如くの円柱状の握り空間Ｋが必要とされることから、前記本体ハウジング１２における前記エンジン２０上方の上面部１２Ａを形成する、前カバー部１２ａと、気化器３５とエアークリーナ３７部を覆う後カバー部１２ｂの前端側部分と、は断面逆「へ」の字状に連接されている。
【００２２】
前記本体ハウジング１２内にシリンダ縦置きで搭載された前記頭部１バルブ式４サイクルエンジン２０は、排気量２０ｃｃ〜６０ｃｃ程度の比較的小型の空冷ガソリンエンジンであり、アルミダイキャストにより胴部２２と頭部２３が一体成型されたシリンダ２１と、その下部に気密的に連結された半円筒状のクランクケース２５と、を備えており、該クランクケース２５が前記本体ハウジング１２の半円筒状据え付け部１２Ｕに載置固定されている。
【００２３】
前記シリンダ２１の前記胴部２２内にはピストン３０が摺動自在に嵌挿され、また、前記シリンダ２１と前記クランクケース２５との境目部分を通るようにベアリング１０６、１０７（図２参照）を介してクランク軸２７が軸支され、該クランク軸２７に連接ロッド２９を介して前記ピストン３０が連結されている。
【００２４】
また、前記シリンダ２１の胴部２２における中心軸線Ｏより前記クランク軸２７に直交する一方の側、言い換えれば、前記本体ハウジング１２の後部側に、前記気化器３５からの混合気を前記ピストン３０下方のクランク室２６に導入するための吸入ポート３３を含む吸入通路３２が形成され、前記シリンダ２１の前記胴部２２における前記吸入ポート３３とは反対側、言い換えれば、前記本体ハウジング１２の前部側に、前記ピストン３０により前記クランク室２６内で予圧縮された混合気を前記ピストン３０上方の燃焼作動室５０に導く混合気通路４０が設けられている。
【００２５】
なお、前記気化器３５には、前記本体ハウジング１２の前記上面部１２Ａを形成する前記後カバー部１２ｂの後部寄りの下方に配置された前記エアークリーナ３７から接続管３６を介して清浄化された空気が導かれるとともに、前記本体ハウジング１２の後部側の底部に設けられた燃料タンク３８から潤滑油を混入した燃料が供給され、この潤滑油を混入した燃料が前記気化器３５により霧化され、混合気となって前記吸入通路３２を通じて前記クランク室２６に導かれるようになっている。したがって、本実施形態の前記エンジン２０においては、潤滑油が燃料と一緒に前記クランク室２６に供給され、この潤滑油によりエンジン内部の潤滑が行われるので、４サイクルエンジンで一般的なオイルパンが不要となる。
【００２６】
前記混合気通路４０は、前記シリンダ２１の前記胴部２２と、これに気密的に取り付けられた断面コ字状の通路形成用カバー部材４５と、により画成されており、その下端に位置する導出ポート４１は、前記クランク室２６に開口せしめられ、また、その上端に位置する混合気吐出ポート４２は、前記ピストン３０が下死点近傍まで下降せしめられたとき前記燃焼作動室５０に開口せしめられるようになっている（図２参照）。
【００２７】
また、前記燃焼作動室５０内の燃焼ガスと、前記クランク室２６に待機する混合気と、を機械的に隔離すべく、前記混合気通路４０内には、図１に示される如くに、その導出ポート４１を内外の圧力差に応じて開閉するように、ゴム等の弾性材料からなる舌状のリードバルブ４７が設けられている。このリードバルブ４７は、その上端部がすり割り付き丸子ネジ等により前記シリンダ２１の前記胴部２２に固定されており、全体が平板状となる自然状態では、その下半分で前記導出ポート４１を閉じ、前記燃焼作動室５０側の圧力が前記クランク室２６側の圧力より小さくなったとき、全体が外方に湾曲して前記導出ポート４１を開くようになっている。
そして、前記シリンダ２１の前記頭部２３には、キャップ４４付きの点火プラグ４３が配設されることに加えて、排気ポート５３を含む排気通路５２が形成されるとともに、前記排気ポート５３を開閉する排気バルブ５１が所定の態様で配設されている。
【００２８】
ここでは、前記点火プラグ４３と前記排気バルブ５１の全部もしくは大部分は、前記シリンダ２１の頭部２３における前記中心軸線Ｏより前記クランク軸２７に直交する一方の側、言い換えれば、前記本体ハウジング１２の後部側に偏って配設されており、後方から見て前記中心軸線Ｏより左側に前記点火プラグ４３が配設されるとともに、前記中心軸線Ｏより右側に前記排気バルブ５１が配設されており、また、前記点火プラグ４３は、従来と同様に後方側に傾斜した姿勢で前記燃焼作動室５０に臨むように配設されている。
【００２９】
前記排気バルブ５１により開閉される前記排気ポート５３を含む前記排気通路５２は、前記本体ハウジング１２の前端側に向けて略水平に伸びており、前記排気通路５２の下流側端部には、下向きＬ字状の排気管５５が接続されている。
前記排気管５５の後半分は、前記本体ハウジング１２の前部側の底部に設けられたソーチェーン用の潤滑油タンク６５の上方に配置されたマフラー６０内に挿入されて、該マフラー６０に溶接等により一体的に接合されている。
【００３０】
一方、前記排気バルブ５１は、その上端部に取り付けられたバネ受け５８と前記シリンダ２１の前記頭部２３上面との間に縮装されたコイルバネ７８の付勢力により常時閉じる方向（上方）に付勢されており、前記クランク軸２７により回転駆動されるカム７５を有する動弁機構７０により、前記コイルバネ７８の付勢力に抗して所定のタイミングで開かれるようになっている。
【００３１】
前記動弁機構７０は、図２を参照すればよくわかるように、前記排気バルブ５１を下方に押し下げるべく、前記シリンダ２１の頭部２３上において支軸８２に揺動自在に支持されたロッカーアーム８０と、このロッカーアーム８０の反バルブ側端部に螺合せしめられた調節ねじ８１にその上端が当接せしめられた、上下方向に伸び、前記シリンダ２１の前記胴部２２と後述する歯車ケース蓋１１０とで挟持されたブッシング１０８に案内されて上下摺動自在とされるプッシュロッド７９と、前記クランク軸２７の中央部より右側の部位に外嵌固定された小径歯車７２と、この小径歯車７２に噛合するように支軸７３に回転自在に支持された、前記小径歯車７２の二倍の歯数を持つ大径歯車７４と、該大径歯車７４に一体的に設けられて前記支軸７３に回転自在に支持されたカム７５と、このカム７５のカム面に従って上下方向に揺動するように支軸８４（図４参照）に支持された従動部材７７と、を備えており、前記クランク軸２７の１／２の回転速度で回転せしめられる前記カム７５のカム面の動きを、前記従動部材７７、前記プッシュロッド７９、及び前記ロッカーアーム８０を介して前記排気バルブ５１に伝達することによって、前記排気バルブ５１を開く方向に所定のタイミングで押し下げるようになっている。
【００３２】
なお、本実施形態においては、前記ロッカーアーム８０と前記支軸８２等の部材を覆うようにロッカーアームカバー８３が取り付けられ、その内部に潤滑油（グリース）を入れられるようになっている。
また、前記クランク軸２７の右端部には、図２に示される如くに、遠心クラッチ１０５と、これに一体回転可能に取り付けられたスプロケットホイール１０９と、が配設されており、該スプロケットホイール１０９には、前記ソーチェーン１０２が掛け回されている。前記遠心クラッチ１０５、前記スプロケットホイール１０９、前記ソーチェーンセット１００の基端部は、ガード部材９５により覆われている。
【００３３】
さらに、前記クランク軸２７の左端部には、フライホイールを兼ねる冷却ファン６３が取り付けられ、この冷却ファン６３の左側にはリコイルスタータ８５が配設されている。
このような構成とされた本実施形態の頭部１バルブ式４サイクルエンジン２０においては、前述した従来の一般的な２サイクルエンジンと同様に、前記ピストン３０の上昇動作により、前記吸入ポート３３から前記クランク室２６に混合気を吸入する一方、前記ピストン３０上方の前記燃焼作動室５０内の混合気を圧縮するとともに点火して爆発燃焼させ、その燃焼ガスの膨張作用により下降せしめられる前記ピストン３０の下降行程の終期において前記排気バルブ５１を開き、続く前記ピストン３０の上昇動作により燃焼廃ガスを前記排気ポート５３へ押し出すとともに、前記クランク室２６に混合気を吸入し、最後に前記ピストン３０の下降動作により、前記クランク室２６で予圧縮された混合気を前記混合気通路４０の吐出ポート４２から前記燃焼作動室５０内へ吐出させるようになされる。
【００３４】
この頭部１バルブ式４サイクルエンジン２０においては、排気行程時には、実質的に排気ポート５３のみが開けられて他のポート（吸入ポート３３、吐出ポート４２）は閉じられ、燃焼廃ガスをガス流動ではなく前記ピストン３０により機械的（強制的）に排気ポート５３へ押し出すようにされているので、燃焼廃ガス（排ガス）中に未燃混合気が混入しにくく、燃焼廃ガスを略完全かつ確実に外部に排出することができる。このため、前記した従来の一般的な２サイクルエンジンはおろか、前記した頭部１バルブ式２サイクルエンジンに比しても、燃費が向上するとともに、有害成分排出量が大幅に低減される。
【００３５】
そして、前記構成に加え、本実施形態では、図２に加えて図３を参照すればよくわかるように、前記クランク軸２７における右端側の前記ベアリング１０７と前記スプロケットホイール１０９との間に、前記カム駆動歯車７２と一体のポンプ駆動歯車１１５が外嵌されてピン１１７により、前記クランク軸２７の回転方向に対して固定されており、このポンプ駆動歯車１１５と前記スプロケットホイール１０９との間に、前記歯車ケース蓋１１０が蓋装されている。該歯車ケース蓋１１０は、図４及び図５も参照すればよくわかるように、その外周部の五ヵ所で前記シリンダ２１の前記胴部２２と、前記クランクケース２５と、にそれぞれ跨がった状態で、止めねじ１６１、１６２、１６３、１６４、１６５により取付固定されており、その上半部は前記動弁機構７０の前記大径歯車７４や前記カム７５等を覆い、その下半部は前記ポンプ駆動歯車１１５を覆うように、オイルシール１０８を介して、前記クランク軸２７に気密的に外嵌されている。
【００３６】
そして、前記歯車ケース蓋１１０の下端部には、前記本体ハウジング１２に取り付けられた前記ソーチェーン１０２と前記ガイドバー１０２との摺接面１０１ａ等の潤滑を行うための給油ポンプ１２０のポンプケース１２２が一体的に設けられている。このポンプケース１２２内には、図５を参照すればよくわかるように、前記クランク軸２７に直交する方向に伸びる、その左端部が盲蓋１２８により塞がれた段付き凹所１２４が形成されており、この凹所１２４に、前記ポンプ駆動歯車１１５により回転せしめられるとともに軸方向（前記クランク軸２７に直交する方向）に往復動せしめられるプランジャ型の往復摺動部材１３０が内蔵されている。
【００３７】
この往復摺動部材１３０は、図５において左側に位置する先端部から右側へと順次、先端凸部１３２、大径摺動部１３１、従動歯車１３５、及び、小径摺動部１３６となっており、前記従動歯車１３５と前記段付き凹所１２４の中央段部との間に縮装されたコイルバネ１４０により、前記ポンプケース１２２の左端側に装着された後述するストローク調節部材１５０に当接する方向に付勢されている。
【００３８】
前記往復摺動部材１３０に一体に設けられた従動歯車１３５は、前記クランク軸２７に外嵌固定された前記ポンプ駆動歯車１１５に噛合するとともに、軸方向の滑動を許容し得る比較的傾斜角度の小さなはす歯が刻まれており、前記ポンプ駆動歯車１１５との関係でみれば、通常のウォームホイール歯車とは逆に、径の小さな前記従動歯車１３５にウォールホイールと同様な歯が刻まれ、径の大きな前記ポンプ駆動歯車１１５にウォームと同様な歯が刻まれている。
【００３９】
また、前記往復摺動部材１３０の先端部の形状は、図７を参照すればよくわかるように、前記大径摺動部１３１の先端中央に所定高さ（例えば約１ｍｍ）の円柱状の先端凸部１３２が突設され、この先端凸部１３２を除く先端面部分が、軸方向に高低差のある曲斜面からなるカム面１３３となっている。このカム面１３３は、径方向一端側が前記先端凸部１３２と略同一面の頂面部１３３Ａとされ、その１８０度反対側が低面部１３３Ｂとなっている。
【００４０】
また、前記往復摺動部材１３０の前記小径摺動部１３６の右端側には、図５に加えて図９を参照すればよくわかるように、断面三日月状の切欠部１３７が形成されており、この切欠部１３７に対面し得る前記ポンプケース１２２の右端側の上下にそれぞれ吐出口１２６と吸入口１２５が設けられている。なお、該吸入口１２５には、前記潤滑油タンク６５内の潤滑油を吸入するためのフレキシブルパイプ１４１（図４）が接続され、前記吐出口１２６には潤滑油を前記ソーチェーンセット１００における前記ガイドバー１０１と前記ソーチェーン１０２との前記摺接面１０１ａ（図１）に導くためのフレキシブルパイプ１４２（図４）が接続されている。
一方、前記ポンプケース１２２の左端側下部に形成された貫通穴１２９には、前記往復摺動部材１３０の先端部が当接せしめられるストローク調節部材１５０が回動可能に嵌挿されている。
【００４１】
このストローク調節部材１５０は、概略段付き円柱形状をしており、図５に加えて図６、図７、及び図８を参照すればよくわかるように、下から順次、回動用横溝１５１ａ付きの頭部１５１、フランジ部１５２、下部大径嵌挿部１５３、Ｏリング１７４が装着された環状溝１５５、前記段付き凹所１２４内に挿入された大径ストッパ部１５６、この大径ストッパ部１５６の中心線Ｃ（全体の中心軸線）から所定の偏心距離（例えば約１ｍｍ）だけ偏心した位置に中心線Ｃ’（図６）を持つ偏心輪部１５７、及び、前記段付き凹所１２４上方に形成された挿入穴１２７に挿入された上部小径嵌挿部１５８からなっており、前記下部大径嵌挿部１５３には、横方向に抜け止め及び回動角度範囲規制用リミッターを兼ねるピン１７２が嵌挿される切欠凹部１５４が形成されている。
【００４２】
なお、前記ストローク調節部材１５０は、図１０（Ａ）に示される如くに、前記ピン１７２に前記大径嵌挿部１５３における一方の切欠端１５３ａが当接した回転位置から他方の切欠端１５３ｂが前記ピン１７２に当接するまでの回転角度範囲、つまり、前記切欠凹部１５４の形状に応じた回転角度範囲α（例えば９２度）内で回動可能とされ、前記大径嵌挿部１５３において前記ピン１７２が嵌挿されている部位の強度が不足するおそれがある場合や前記回転角度範囲を増減させたい場合等においては、前記切欠凹部１５４の形状を例えば図１０（Ｂ）や（Ｃ）の如くに変更すればよい。
【００４３】
前記の如くの構成とされた本実施形態の給油ポンプ１２０においては、前記クランク軸２７の回転が前記ポンプ駆動歯車１１５を介して前記往復摺動部材１３０の前記従動歯車１３５に伝達されると、前記往復摺動部材１３０が回転する。この場合、前記往復摺動部材１３０の先端部に設けられている前記カム面１３３のうちの前記低面部１３３Ｂが図５において下側に位置しているときは、前記先端凸部１３２が前記ストローク調節部材１５０の前記偏心輪部１５７に当接し、前記往復摺動部材１３０が図５において最左行位置（図５の位置）をとる。それに対し、前記カム面１３３のうちの前記低面部１３３Ｂが図５において下側から上側に回転移行するときは、前記カム面１３３のうちの前記頂面部１３３Ａ付近が前記ストローク調節部材１５０の前記大径ストッパ部１５６に摺接し、前記往復摺動部材１３０が右行して前記先端凸部１３２が前記偏心輪部１５７から離れ、続いて、前記カム面１３３のうちの前記頂面部１３３Ａが図５において下側に位置したとき、前記往復摺動部材１３０が図５において最右行位置をとる。
【００４４】
したがって、前記往復摺動部材１３０が回転せしめられるときは、該往復摺動部材１３０が図５の左右方向へ往復動し、その小径摺動部１３６における前記切欠部１３７が設けられている後端部の回転による開閉弁作用と、往復動によるポンプ作用により、前記吸入口１２５から潤滑油が吸入されるとともに、前記吐出口１２６から潤滑油が前記ガイドバー１０１と前記ソーチェーン１０２との前記摺接面１０１ａ（図１）に向けて吐出される。
この場合、前記ストローク調節部材１５０を任意角度回転させると、前記偏心輪部１５７と前記先端凸部１３２との軸方向の当接位置が変化し、それによって、前記往復摺動部材１３０の往復動のストロークが変えられるので、前記ストローク調節部材１５０により、当該給油ポンプ１２０における単位時間当たりの潤滑油吐出量を調節できる。
【００４５】
なお、前記大径ストッパ部１５６に、前記往復摺動部材１３０の前記カム面１３３が摺接するが、前記大径ストッパ部１５６と前記カム面１３３との接触形態が点接触であると、該カム面１３３に偏摩耗等の不具合が生じるおそれがあるので、前記カム面１３３の形状を、前記接触形態が線接触（径方向に伸びる線）となるように設定することが好ましい。なお、前記偏心輪部１５７と前記先端凸部１３２との接触形態は線接触となる。
【００４６】
そして、前記のような構成とされた本実施形態の頭部１バルブ式４サイクル内燃エンジン２０及びチェーンソー１０においては、歯車ケース蓋１１０に、クランク軸２７に外嵌固定されたポンプ駆動歯車１１５により回転せしめられるとともに軸方向に往復動せしめられるプランジャ型の往復摺動部材１３０を内蔵した給油ポンプ１２０のポンプケース１２２を一体的に設けたので、前記クランク軸２７の軸方向の長さは従来の一般的な２サイクルエンジンと略同じでよく、大きな改造を施すことを要しないで給油ポンプ１２０をクランク軸２７近傍の狭いスペースに合理的に組み込むことができる。また、歯車ケース蓋１１０と給油ポンプ１２０とを一体化したことにより、保守点検等を容易に行うことができるとともに、製造及び組み込みコストを可及的に抑えることができる。
【００４７】
また、本実施形態の内燃エンジン２０及びチェーンソー１０は、従来の一般的な２サイクルエンジン及びそれが搭載されたチェーンソー１０と大きさ（寸法形状）及び重量が略同じとなり、共通ないし類似の部品を使用することができるので、既存の製造ラインをそのまま流用することが可能となり、それらを新たに設計して製造する場合に比して開発コスト・製造コストを格段に低くすることができる。
【００４８】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において適宜変更できるものである。
例えば、前記実施形態においては、頭部１バルブ式４サイクルエンジンをチェーンソーに搭載した場合を説明したが、内燃エンジンとして頭部１バルブ式ユニフロー２サイクルエンジン等を搭載する場合も本発明を同様に適用でき、また、携帯型動力作業機としてエンジンカッターやヘッジトリマー等にも本発明を同様に適用できる。
【００４９】
また、前記実施形態においては、歯車ケース蓋１１０に設けられた給油ポンプ１２０は、作業部（ガイドバー１０１とソーチェーン１０２との摺接面１０１ａ等）に潤滑油を供給するためのものであるが、本発明においては、給油ポンプは前記用途に限られる訳ではなく、例えば、分離潤滑方式でエンジン各部の潤滑を行う場合には、エンジン潤滑用の給油ポンプとして利用できる。
【００５０】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明に係る内燃エンジン及びそれが搭載された携帯型動力作業機は、歯車ケース蓋に、クランク軸に外嵌固定されたポンプ駆動歯車により回転せしめられるとともに軸方向に往復動せしめられるプランジャ型の往復摺動部材を内蔵した給油ポンプのポンプケースを一体的に設けたので、クランク軸の軸方向の長さは従来の一般的な２サイクルエンジンと略同じでよく、大きな改造を施すことを要しないで給油ポンプをクランク軸近傍の狭いスペースに合理的に組み込むことができる。また、歯車ケース蓋と給油ポンプとを一体化したことにより、保守点検等を容易に行うことができるとともに、製造及び組み込みコストを可及的に抑えることができる。
また、従来の一般的な２サイクルエンジン及びそれが搭載された携帯型動力作業機と大きさ（寸法形状）及び重量が略同じとなり、共通ないし類似の部品を使用することができるので、既存の製造ラインをそのまま流用することが可能となり、それらを新たに設計して製造する場合に比して開発コスト・製造コストを格段に低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内燃エンジンの一実施形態を搭載したチェーンソーの一実施形態を示す部分切欠左側面図。
【図２】図１に示されるチェーンソーを後方から見た中央部縦断面図。
【図３】図２に示されるチェーンソーの要部を拡大して示す図。
【図４】図１に示されるチェーンソーに搭載された内燃エンジンの右側面周辺を示す拡大図。
【図５】図４に示される内燃エンジンの歯車ケース蓋部分を示す部分切欠拡大図。
【図６】図５に示される歯車ケース蓋に設けられた給油ポンプのストローク調節部材を示す水平断面図。
【図７】図６に示される給油ポンプの往復摺動部材とストローク調節部材を示す分解斜視図。
【図８】図５のVIII−VIII矢視断面図。
【図９】図５のIX−IX矢視断面図。
【図１０】（Ａ）は図８のＸ−Ｘ矢視断面図、（Ｂ）、（Ｃ）は（Ａ）部分の変形例を示す断面図。
【符号の説明】
１０ チェーンソー（携帯型動力作業機）
２０ 頭部１バルブ式４サイクルエンジン（内燃エンジン）
２１ シリンダ
２３ 頭部
２７ クランク軸
５１ 排気バルブ
５３ 排気ポート
７０ 動弁機構
７２ カム駆動歯車
１００ ソーチェーンセット（作業部）
１０１ ガイドバー
１０１ａ 摺接面
１０２ ソーチェーン
１１０ 歯車ケース蓋
１１５ ポンプ駆動歯車
１２０ 給油ポンプ
１２２ ポンプケース
１３０ 往復摺動部材
１３２ 先端凸部（先端部）
１３３ カム面
１３５ 従動歯車
１５０ ストローク調節部材
１５７ 偏心輪部
Ｃ 中心軸線

Claims (6)

1. シリンダ（２１）の頭部（２３）に排気ポート（５３）が形成されるとともに、該排気ポート（５３）を開閉する排気バルブ（５１）が配設されてなる内燃エンジン（２０）であって、
   クランク軸（２７）に前記排気バルブ（５１）を開閉する動弁機構（７０）のカム駆動歯車（７２）及びポンプ駆動歯車（１１５）が外嵌固定されるとともに、前記クランク軸（２７）における前記両歯車（７２，１１５）より外端側に、前記シリンダ（２１）の胴部（２２）とクランクケース（２５）とにそれぞれ跨がり、かつ、上半部が前記動弁機構（７０）のカム駆動歯車（７４）を覆うと共に下半部が前記ポンプ駆動歯車（１１５）を覆う歯車ケース蓋（１１０）が蓋装され、 該歯車ケース蓋（１１０）には、前記ポンプ駆動歯車（１１５）により回転せしめられるとともに、前記クランク軸（２７）に直交する軸方向に往復動せしめられるプランジャ型の往復摺動部材（１３０）を内蔵した給油ポンプ（１２０）のポンプケース（１２２）が一体的に設けられていることを特徴とする内燃エンジン。
2. 前記往復摺動部材（１３０）に、前記ポンプ駆動歯車（１１５）に噛合するとともに軸方向の滑動を許容し得る従動歯車（１３５）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内燃エンジン。
3. 前記往復摺動部材（１３０）は、その先端部（１３２）が前記ポンプケース（１２２）に装着されたストローク調節部材（１５０）に当接する方向に付勢され、かつ、前記往復摺動部材（１３０）の前記先端部（１３２）及び前記ストローク調節部材（１５０）のうちの一方に、前記往復摺動部材（１３０）の回転運動に伴って該往復摺動部材（１３０）を軸方向に往復摺動させるべくカム面（１３３）が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃エンジン。
4. 前記ストローク調節部材（１５０）は、前記ポンプケース（１２２）に所定角度範囲内においてその中心軸線（ｃ）回りに回動可能に装着されるとともに、前記往復摺動部材（１３０）の前記先端部（１３２）が当接せしめられる偏心輪部（１５７）が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃エンジン。
5. 作業部（１００）を駆動するための動力源として請求項１に記載の内燃エンジン（２０）が搭載されていることを特徴とする携帯型動力作業機。
6. 前記作業部が、ソーチェーン（１０２）とガイドバー（１０１）とからなるソーチェーンセット（１００）であり、前記給油ポンプ（１２０）から吐出された潤滑油を前記ソーチェーン（１０２）と前記ガイドバー（１０１）との摺接面（１０１ａ）に供給するようにされていることを特徴とする請求項５に記載の携帯型動力作業機。

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