JP3854049B2 - Four cycle engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は,主としてトリマその他の携帯型作業機の動力源となるハンドヘルド型四サイクルエンジンに関し,特に,クランク室を有するクランクケース,シリンダボアを有するシリンダブロック,並びに吸気ポート及び排気ポートを有するシリンダヘッドからなるエンジン本体と,クランクケースに支承されてクランク室に収容されるクランク軸と,シリンダヘッドに取付けられて吸気ポート及び排気ポートを開閉する吸気弁及び排気弁と,クランク軸の回転に連動して吸気弁及び排気弁を開閉駆動する動弁機構とを備える,四サイクルエンジンの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
かゝる四サイクルエンジンは,例えば特開平10−317931号公報に開示されるように,既に知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に開示されている四サイクルエンジンでは,クランク軸や動弁機構のための潤滑オイルを貯留するオイルタンクをクランクケースの下部に配設しているため,エンジンの全高が高くなってしまい,そのコンパクト化を困難にしている。また単一の潤滑系統で動弁機構を潤滑するようにしているため,動弁機構を隅々まで万遍なく潤滑することが困難となることがある。
【0004】
本発明は,かゝる点に鑑みてなされたもので,全高が低くコンパクトであり,しかも動弁機構を隅々まで万遍なく潤滑することを可能にする,前記四サイクルエンジンを提供することを目的とする。
【0005】
【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,クランク室を有するクランクケース,シリンダボアを有するシリンダブロック,並びに吸気ポート及び排気ポートを有するシリンダヘッドからなるエンジン本体と,クランクケースに支承されてクランク室に収容されるクランク軸と,シリンダヘッドに取付けられて吸気ポート及び排気ポートを開閉する吸気弁及び排気弁と,クランク軸の回転に連動して吸気弁及び排気弁を開閉駆動する動弁機構とを備える,四サイクルエンジンにおいて,動弁機構を,エンジン本体の一外側に配設されてクランク軸の一端部に連結される調時伝動装置と,この調時伝動装置の被動側の回転力を開閉力として吸気及び排気弁に伝達するカム装置とから構成し,その調時伝動装置を収容する第1動弁室を,調時伝動装置と同側のエンジン本体の一外側に配設するオイルタンクに一体的に連設して,その第1動弁室の一部をなすタイミングベルト案内筒の下端がオイルタンク内のクランク軸近傍まで延びるようにする一方,カム装置の少なくとも一部を収容する第2動弁室をシリンダヘッドに形成し,この第2動弁室及びクランク室に供給するオイルミストを生成すべくオイルタンク内の貯留オイルを攪拌,飛散させる一対のオイルスリンガを,調時伝動装置を挟んでクランク軸に固着し,オイルタンクで生成されたオイルミストをクランク室に供給する通孔をクランク軸に設け,この通孔のオイルタンクへの開口端を調時伝動装置とオイルスリンガとの間に配置したことを特徴とする。
【0006】
この特徴によれば,エンジン本体の一外側にオイルタンクを配設したので,エンジンの全高を大幅に下げることができる。
【0007】
しかも調時伝動装置を収容する第1動弁室をオイルタンクに一体的に連設したので,調時伝動装置の一部がオイルタンクに収められることになり,エンジンのコンパクト化を図ることができる。
【0008】
また動弁機構の潤滑系統は,オイルタンク内の飛散オイルで第1動弁室内の調時伝動装置を潤滑する系統と,オイルタンク内で生成されたオイルミストにより第2動弁室のカム装置を潤滑する2系統に分けられるので,各潤滑系統の負担が軽減することになって,動弁機構全体を万遍なく潤滑することができる。
【0009】
しかもクランク軸に固着されるオイルスリンガは,調時伝動装置を挟んで一対設けられるので,調時伝動装置に邪魔されることなく,エンジンの如何なる運転姿勢でも,オイルタンク内の貯留オイルを攪拌,飛散させて,オイルミストの生成を効果的に行うことができる。
【0010】
また,タイミングベルト案内筒の下端がオイルタンク内のクランク軸近傍まで延びるようにすると共に,オイルタンクで生成されたオイルミストをクランク室に供給する通孔をクランク軸に設け,この通孔のオイルタンクへの開口端を調時伝動装置及びオイルスリンガとの間に配置したので,その開口端を,調時伝動装置及びオイルスリンガに邪魔されることなく,オイルタンクの中心部もしくはその近傍に配置できて,エンジンの如何なる運転姿勢でも,オイルタンク内の貯留オイルの通孔への直接流入を防ぐことができ,さらに,生成されたオイルミストをタイミングベルト案内筒及びクランク軸の通孔に円滑に導くことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
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。
【0012】
図1は本発明のハンドヘルド型四サイクルエンジンの一使用例を示す斜視図,図2は上記四サイクルエンジンの縦断側面図,図3は図2の3−3線断面図,図4は図2の4−4線断面図,図5は図2の要部拡大断面図,図6は図5の要部分解図,図7は図4の7−7線断面図,図8は図4の8−8線断面図,図9は図8の9−9線断面図,図10は図5の10−10矢視図(ヘッドカバーの底面図),図11は図5の11−11線断面図,図12は上記エンジンの潤滑経路図,図13は上記エンジンの倒立状態を示す,図4との対応図,図14は同エンジンの横倒し状態を示す,図4との対応図である。
【0013】
図1に示すように,ハンドヘルド型四サイクルエンジンEは,例えば動力トリマTの動力源として,その駆動部に取付けられる。動力トリマTは,その作業状態によりカッタCを種々の方向に向けて使用されるので,その都度エンジンEも大きく傾けられ,あるいは逆さにされ,その運転姿勢は一定しない。
【0014】
先ず,このハンドヘルド型四サイクルエンジンEの外周りの構造について図2及び図3により説明する。
【0015】
ハンドヘルド型四サイクルエンジンEのエンジン本体1には,その前後に気化器2及び排気マフラ3がそれぞれ取付けられ,気化器2の吸気道入口にはエアクリーナ4が装着される。またエンジン本体1の下面には合成樹脂製の燃料タンク5が取付けられる。クランク軸13は,エンジン本体1と,このエンジン本体1の一側に隣接したオイルタンク40との両外側方に両端部を突出させており,その一端部に固着した被動部材84に伝動,連結可能なリコイル式スタータ42がオイルタンク40の外側面に取付けられる。
【0016】
クランク軸13の他端部にはフライホイールを兼ねる冷却ファン43が固着される。この冷却ファン43の外側面には,複数の取付けボス46(図2には,そのうちの1個を示す)が形成されており,この各取付けボス46に遠心シュー47が揺動自在に軸支される。この遠心シュー47は,後述する駆動軸50に固着されるクラッチドラム48と共に遠心クラッチ49を構成するもので,クランク軸13の回転数が所定値を超えると,遠心シュー47が,それ自体の遠心力によりクラッチドラム48の内周壁に圧接して,クランク軸13の出力トルクを駆動軸50に伝達するようになる。この遠心クラッチ49よりも,冷却ファン43は大径になっている。
【0017】
エンジン本体1及び,燃料タンク5を除く付属機器を覆うエンジンカバー51は,エンジン本体1の適所に固着され,このエンジンカバー51と燃料タンク5との間に冷却風取り入れ口19が設けられる。したがって,冷却ファン43の回転により,この冷却風取り入れ口19から外気が取り入れられ,エンジンE各部の冷却に供される。
【0018】
エンジンカバー51には,クランク軸13と同軸に並ぶ円錐台状の軸受ホルダ45が固着され,この軸受ホルダ45は,前記カッタCを回転駆動する駆動軸50をベアリング59を介して支持する。
【0019】
而して,エンジン本体1を間に置いて,一側にオイルタンク40及びスタータ42,他側に冷却ファン43及び遠心クラッチ49がそれぞれ配置されるので,エンジンEの左右の重量バランスが良好で,エンジンEの重心をエンジン本体1の中心部に近づけることができ,エンジンEの取り回し性が良好となる。
【0020】
またエンジン本体1と遠心シュー47との間において,遠心シュー47より大径の冷却ファン43がクランク軸13に固着されるので,冷却ファン43によるエンジンEの大型化を極力回避することができる。
【0021】
次に,エンジン本体1及びオイルタンク40の構造について図2〜図5,図6,図10,図11を参照しながら説明する。
【0022】
図2〜図5において,エンジン本体1は,クランク室6aを有するクランクケース6,一つのシリンダボア7aを有するシリンダブロック7,並びに燃焼室8a及び該室8aに開口する吸,排気ポート9,10を有するシリンダヘッド8からなっており,シリンダブロック7及びシリンダヘッド8の外周には多数の冷却フィン38が形成される。
【0023】
クランク室6aに収容されるクランク軸13は,クランクケース6の左右両側壁にボールベアリング14,14′を介して回転自在に支承される。その際,左側のボールベアリング14はシール付きとされ,右側のボールベアリング14′の外側にはオイルシール17が隣接して配設される。クランク軸13には,従来普通のように,シリンダボア7aに嵌装されたピストン15がコンロッド16を介して連接される。
【0024】
クランクケース6の左側壁には,その外側に隣接するオイルタンク40が一体に連設され,このオイルタンク40をクランク軸13のシール付きボールベアリング14側の端部が貫通するように配置される。そして,クランク軸13に貫通される,オイルタンク40の外側壁にはオイルシール39が装着される。
【0025】
オイルタンク40の天井壁には,それを貫通するように上下に延びると共に上下両端を開放した偏平断面のタイミングベルト案内筒86が一体に連設される。このベルト案内筒86の下端は,オイルタンク40内のクランク軸13近傍まで延びており,また上端部は,シリンダヘッド8と隔壁85を共有するように,シリンダヘッド8に一体に連設される。シリンダヘッド8及びベルト案内筒86の上端周縁には,一連の環状シールビード87が形成され,隔壁85は,このシールビード87より上方に突出している。
【0026】
一方,図6,図10及び図11に示すように,ヘッドカバー36の下端面には,上記シールビード87に対応する環状シール溝88aが,また該カバー36の内面には,環状シール溝88aの両側部間を連通する線状シール溝88bがそれぞれ形成され,環状シール溝88aには環状パッキン89aが装着され,線状シール溝88bには,環状パッキン89aと一体成形された線状パッキン89bが装着される。そして,環状パッキン89aにはシールビード87が,線状パッキン89bには隔壁85がそれぞれ圧接するように,ヘッドカバー36はシリンダヘッド8にボルト37により結合される。
【0027】
而して,タイミングベルト案内筒86とヘッドカバー36の一半部とで第1動弁室21aが,またシリンダヘッド8とヘッドカバー36の他半部とで第2動弁室21bがそれぞれ画成され,両動弁室21a,21bは前記隔壁85によって仕切られる。
【0028】
再び図2〜図5において,エンジン本体1及びオイルタンク40は,クランク軸13の軸線を通り且つシリンダボア7aの軸線と直交する平面で,上部ブロックBaと下部ブロックBbとに2分割される。即ち,上部ブロックBaは,クランクケース6の上半部,シリンダブロック7,シリンダヘッド8,オイルタンク40の上半部及びベルト案内筒86を一体に連ねて構成され,下部ブロックBbは,クランクケース6の下半部と,オイルタンク40の下半部とを一体に連ねて構成されるもので,これら上部及び下部ブロックBa,Bbは個別に鋳造され,各部を加工された後,複数のボルト12(図4参照)により相互に結合される。
【0029】
シリンダヘッド8には,吸気ポート9及び排気ポート10をそれぞれ開閉する吸気弁18i及び排気弁18eがシリンダボア7aの軸線と平行に設けられ,また点火栓20が,その電極を燃焼室8aの中心部に近接させて螺着される。
【0030】
次に,上記吸気弁18i及び排気弁18eを開閉駆動する動弁機構22について,図3〜図7により説明する。
【0031】
動弁機構22は,オイルタンク40内から前記第1動弁室21aにわたり配設される調時伝動装置22aと,前記第1動弁室21aから第2動弁室21bにわたり配設されるカム装置22bとで構成される。
【0032】
調時伝動装置22aは,オイルタンク40内のクランク軸13に固設した駆動プーリ23と,タイミングベルト案内筒86の上部に回転自在に軸支される被動プーリ24と,これら駆動及び被動プーリ23,24間に巻き掛けたタイミングベルト25とからなっており,被動プーリ24の,隔壁85側の端面には,カム装置22bの一部をなすカム26が一体に結合される。こうしてカム26は,シリンダヘッド8の一側に被動プーリ24と共に配置される。駆動及び被動プーリ23,24は歯付きであり,駆動プーリ23はベルト25を介して被動プーリ24を2分の1の減速比をもって駆動するようになっている。
【0033】
ベルト案内筒86の外側壁には,環状のシールビード87の内側で起立してヘッドカバー36の内面に当接もしくは近接する支持壁27が一体に形成されており,この支持壁27に設けた貫通孔28aと,隔壁85に設けた底付き孔28bにより支軸29の両端部が回転自在に支持され,この支軸29の中間部で前記被動プーリ24及びカム26が回転自在に支承される。支軸29は,ヘッドカバー36の取り付け前に,貫通孔28aから,被動プーリ24及びカム26の軸孔35,底付き孔28bへと挿入されるもので,その挿入後,ヘッドカバー36をシリンダヘッド8及びベルト案内筒86に接合すると,ヘッドカバー36の内面が支軸29の外端に対向して,その抜け止めを果たすようになっている。
【0034】
隔壁85には,第2動弁室21b側に支軸29と平行に突出する一対の軸受ボス30i,30eが一体に形成されており,カム装置22bは,前記カム26と,上記軸受ボス30i,30eにそれぞれ回転自在に支持される吸気ロッカ軸31i及び排気ロッカ軸31eと,第1動弁室21aでこれらロッカ軸31i,31eの一端にそれぞれ固着されてカム26の下面に先端を摺接させる吸気カムフォロワ32i及び排気カムフォロワ32eと,第2動弁室21bで吸気及び排気ロッカ軸31i,31eの他端にそれぞれ固着されて先端部を吸気弁18i及び排気弁18eの上端に当接させる吸気ロッカアーム33i及び排気ロッカアーム33eと,吸気弁18i及び排気弁18eにそれぞれ装着されて,それらを閉弁方向に付勢する吸気ばね34i及び排気ばね34eとからなっている。
【0035】
以上において,支軸29並びに吸気及び排気ロッカ軸31i,31eは,シリンダヘッド8及びベルト案内筒86の上端の環状のシールビード87より上方に配置される。
【0036】
而して,クランク軸13の回転時,それと共に回転する駆動プーリ23がベルト25を介して被動プーリ24及びカム26を回転させると,そのカム26が吸気及び排気カムフォロワ32i,32eを適時揺動させ,それらの揺動は,各対応するロッカ軸31i,31eを介して吸気及び排気ロッカアーム33i,33eに伝達されて,それらを揺動させるので,吸気及び排気ばね34i,34eとの協働により,吸気及び排気弁18i,18eを適時開閉することができる。
【0037】
調時伝動装置22aにおいて,被動プーリ24及びカム26は支軸29に回転自在に支承され,またその支軸29も第1動弁室21aの両側壁に回転自在に支承されるので,被動プーリ24及びカム26の回転中は,摩擦により引きずられて支軸29も回転することになり,被動プーリ24及びカム26と支軸29との回転速度差が減少し,回転摺動部の摩耗の低減を図ることができ,耐久性の向上に寄与し得る。
【0038】
ところで,比較的大径のカム26は被動プーリ24と共にシリンダヘッド8の一側に配置され,またシリンダヘッド8の直上には吸気及び排気ロッカアーム33i,33e及び比較的小径の吸気及び排気ロッカ軸31i,31eしか配置されないので,動弁機構22がシリンダヘッド8の上方に大きく嵩張ることがなく,エンジンEの全高の低下,延いてはエンジンEのコンパクト化に寄与することができる。
【0039】
また支軸29並びに吸気及び排気ロッカ軸31i,31eは,シリンダヘッド8及びベルト案内筒86の上端の一連の環状のシールビード87より上方に配置されており,したがって,ヘッドカバー36を取り外した状態では,上記シールビード87に何等邪魔されることなく,その上方で支軸29並びに吸気及び排気ロッカ軸31i,31eの組付け及び分解が可能であり,組立性及びメンテナンス性が極めて良好である。
【0040】
次に,図3〜図12によりエンジンEの潤滑系について説明する。
【0041】
図4及び図5において,オイルタンク40には,給油口40aから注入された規定量の潤滑用オイルOが貯留される。このオイルタンク40内において,クランク軸13には,前記駆動プーリ23を挟んで軸方向に並ぶ一対のオイルスリンガ56a,56bが圧入等により固着される。これらオイルスリンガ56a,56bは,互いに正反対の半径方向を向くと共に,互いに先端を軸方向に離反させるように屈曲しており,クランク軸13により回転駆動されると,エンジンEの如何なる運転姿勢でも,両オイルスリンガ56a,56bの少なくとも一方がオイルタンク40内の貯留オイルOを攪拌,飛散させ,オイルミストを生成するようになっている。このとき,発生したオイル飛沫は,第1動弁室21aからオイルタンク40内に露出した調時伝動装置22aの一部に振り掛かったり,第1動弁室21aに進入したりして,調時伝動装置22aを直接潤滑するようになっており,これが一つの潤滑系統である。
【0042】
もう一つの潤滑系統は,図3〜図5及び図12に示すように,オイルタンク40の内部とクランク室6aとの間を連通すべくクランク軸13に設けられた通孔55と,クランク室6aの下部を第2動弁室21bの下部に接続すべくエンジン本体1外側に配設されるオイル送り導管60と,第2動弁室21bに液化して溜まったオイルを吸い上げるべくシリンダヘッド8に設けられるオイル吸い上げ室74と,このオイル吸い上げ室74を第1動弁室21aを介してオイルタンク40に連通すべくシリンダヘッド8及びオイルタンク40間に形成されるオイル戻し通路78と,クランク室6aの下部に設置されてクランク室6aからオイル送り導管60への一方向のみオイルミストの流れを許容する一方向弁61とを備える。
【0043】
前記通孔55のオイルタンク40内への開口端55aは,エンジンEの如何なる姿勢でも,常に,オイルタンク40内のオイルOの液面上に露出しているように,該タンク40内の中心部もしくはその近傍に配置される。クランク軸13に固着される駆動プーリ23と一方のオイルスリンガ56aとは,上記開口端55aを塞がないように,開口端55aを間に置いて配置される。
【0044】
前記一方向弁61(図3参照)は,図示例ではリード弁から構成され,ピストン15の往復運動に伴いクランク室6aが負圧になったとき閉弁し,正圧になったとき開弁するようになっている。
【0045】
オイル送り導管60の下端部は,クランクケース6の外側面に突設された下部接続管62a(図3参照)に,また上端部は,シリンダヘッド8の外側面に突設された上部接続管62b(図4及び図8参照)にそれぞれ嵌め込まれて接続される。上部接続管62bの内部は,一方でシリンダヘッド8に形成された通路面積の大きい連通路63(図8及び図9参照)を介して第2動弁室21bの下部に連通し,他方で,オリフィス状のバイパス64(図8参照)を介してオイル戻し通路78に連通する。
【0046】
図5,図6,図10及び図11に示すように,ヘッドカバー36の天井壁には,該カバー36内の上部にブリーザ室69を画成する仕切り板65が,該天井壁に突設された複数の支柱66と,それに係止されるクリップ67とで取り付けられ,そのブリーザ室69は,一方で仕切り板65に一体に形成された第2動弁室21b側に突出する流路面積が大きい連通管68と,仕切り板65のヘッドカバー36内面との間隙gとを介して第2動弁室21bと連通され,他方でブリーザパイプ70(図3参照)を介して前記エアクリーナ4内に連通される。このブリーザ室69は,混合状態のオイル及びブローバイガスの気液分離を行うところであり,その気液分離を促進するための迷路壁72がヘッドカバー36の天井壁内面に突設される。
【0047】
仕切り板65には,その上面との間に前記オイル吸い上げ室74を画成する平面視でT字形の箱体79が溶着されており,したがって,オイル吸い上げ室74もT字形となる。
【0048】
仕切り板65には,オイル吸い上げ室74のT字形の横棒の両端部に当たる2箇所にそれぞれ連通する2本の吸い上げ管75が一体に突設される。これら吸い上げ管75は,各先端を第2動弁室21bの底面近傍まで延ばしており,それらの各先端開口部がオリフィス75aとなっている。
【0049】
また箱体79の上壁には,オイル吸い上げ室74のT字形の横棒及び縦棒の各先端部に当たる3箇所にそれぞれ連通する3本の吸い上げ管76が一体に突設される。これら吸い上げ管76は,各先端をブリーザ室69の天井面近傍まで延ばしており,それらの先端開口部がオリフィス76aとなっている。
【0050】
さらに箱体79の上壁には,その上面の窪み部79aを吸い上げ室74に連通するオリフィス80が穿設される。
【0051】
また仕切り板65には,オイル吸い上げ室74のT字形の縦棒の先端部に当たる部分に連通する1本の導管81が一体に突設され,この導管81の先端部は,第2動弁室21bの底面に開口する前記オイル戻し通路78の入口78aに,グロメット82を介して嵌合される。こうして吸い上げ室74はオイル戻し通路78と接続される。上記導管81は,第2動弁室21bの一内側面に近接して配置され,上記内側面に近接した部分に,第2動弁室21bを該導管81内に連通するオイル吸い上げ用のオリフィス81aが穿設される。
【0052】
而して,ブリーザ室69は,ブリーザパイプ70を介してエアクリーナ4内に連通しているので,エンジンEの運転中でもブリーザ室69の圧力は,略大気圧に保たれ,このブリーザ室69に流路抵抗の小さい連通管68を介して連通する第2動弁室21bはブリーザ室69と略同圧である。
【0053】
クランク室6aは,エンジンEの運転中,ピストン15の昇降により生ずる圧力脈動の正圧成分のみを一方向弁61からオイル送り導管60に吐出することから,クランク室6aは平均的に負圧状態となり,上記正圧を受ける第2動弁室21bは,流路抵抗の小さい連通管68を介してブリーザ室69と連通しているから,ブリーザ室69と略同圧となる。クランク室6aの負圧は,クランク軸13の通孔55を経てオイルタンク40に伝達し,更にオイル戻し通路78を介して吸い上げ室74に伝達するので,吸い上げ室74は,第2動弁室21bやブリーザ室69よりも低圧,オイルタンク40及び第1動弁室21aは吸い上げ室74よりも低圧となる。
【0054】
したがって,図12に示すように,クランク室6aの圧力をPc,オイルタンク40の圧力をPo,第1動弁室21aの圧力をPva,第2動弁室21bの圧力をPvb,吸い上げ室74の圧力をPs,ブリーザ室69のPbとすると,その大小関係は次式で表すことができる。
【0055】
Pvb=Pb>Ps>Po=Pva>Pc
その結果,第2動弁室21b及びブリーザ室69の圧力は吸い上げ管75,76やオリフィス80を通して吸い上げ室74へ,更にオイル戻し通路78を通してオイルタンク40へ,そしてクランク室6aへと移動する。
【0056】
エンジンEの運転中,オイルタンク40内において,クランク軸13に回転されるオイルスリンガ56a,56bが潤滑用オイルOを攪拌,飛散させることによりオイルミストが生成される。そのとき発生したオイルの飛沫は,ベルト案内筒86からオイルタンク40内に露出した調時伝動装置22aの一部,即ち駆動プーリ23及びタイミングベルト25の一部に振り掛かり,あるいは第1動弁室21aに進入して,調時伝動装置22aを直接潤滑することは既に述べた通りである。
【0057】
オイルタンク40で生成されたオイルミストは,前述の圧力の流れに従って,クランク軸13の通孔55を通してクランク室6aに吸入され,クランク軸13ピストン15周りを潤滑する。次いでピストン15の下降によりクランク室6aが正圧になると,一方向弁61の開弁により上記オイルミストはクランク室6aで発生したブローバイガスと共にオイル送り導管60及び連通路63を昇って第2動弁室21bに供給され,該室21b内のカム装置22bの各部,即ち吸気及び排気ロッカアーム33i,33e等を潤滑する。
【0058】
この場合,上記連通路63を通るオイルミストの一部は,オリフィス状のバイパス64からオイル戻し通路78へ短絡する。したがって,バイパス64の流路抵抗を適当に設定することにより,オイルミストの第2動弁室21bへの供給量を調節することができる。
【0059】
第2動弁室21b内のオイルミスト及びブローバイガスは,連通管68及び仕切り板65周りの間隙gを通ってブリーザ室69に移る。すると,その際の膨張作用及び迷路壁72との衝突作用により気液分離され,ブローバイガスは,エンジンEの吸気行程時,ブリーザパイプ70及びエアクリーナ4を順次経由してエンジンEに吸入される。
【0060】
ブリーザ室69で液化したオイルは,エンジンEの正立状態では,箱体79上面の窪み部79aに溜まるか,連通管68や間隙gを流下して第2動弁室21bの底面に溜まるので,それらの場所に待機するオリフィス80や吸い上げ管75によって吸い上げ室74へと吸い上げられる。またエンジンEの倒立状態では,上記液化オイルはヘッドカバー36の天井面に溜まることになるので,その場所に待機する吸い上げ管76によって吸い上げ室74へと吸い上げられる。
【0061】
こうして吸い上げ室74に吸い上げられたオイルは,導管81からオイル戻し通路78を通ってオイルタンク40に還流する。この場合,図示例のように,オイル戻し通路78を第1動弁室21aを介してオイルタンク40に連通させると,オイル戻し通路78を出たオイルが調時伝動装置22aに振り掛かり,その潤滑にも寄与することになり,好都合である。
【0062】
一方,オイルタンク40では,エンジンEが図13に示すように,倒立状態にされた場合,貯留オイルOが該タンク40の天井側,即ち第1動弁室21a側に移動するが,第1動弁室21aのオイルタンク40内への開口端は,ベルト案内筒86によって,貯留オイルOの液面より高い位置を占めるように設定されており,したがって,第1動弁室21aへの貯留オイルOの流入を許さず,調時伝動装置22aの過剰給油を防ぐことができると共に,オイルタンク40内に所定量のオイル量を確保して,オイルスリンガ56a,56bによるオイルミストの生成の継続が可能となる。
【0063】
またエンジンEが図14に示すように,横倒し状態にされた場合には,貯留オイルOは該タンク40の側面側に移動するが,第1動弁室21aのオイルタンク40内への開口端は,ベルト案内筒86によって,貯留オイルOの液面より高い位置を占めるように設定されており,したがって,この場合も第1動弁室21aへの貯留オイルOの流入を許さず,調時伝動装置22aの過剰給油を防ぐことができると共に,オイルタンク40内に所定量のオイル量を確保して,オイルスリンガ56a,56bによるオイルミストの生成の継続が可能となる。
【0064】
かくして,動弁機構22の潤滑系統は,オイルタンク40内の飛散オイルでオイルタンク40及び第1動弁室21a内の調時伝動装置22aとカム装置22bの一部を潤滑する系統と,第2動弁室21bに移送されたオイルミストにより第2動弁室21b内のカム装置22bの残りの部分を潤滑する系統との2系統に分けられるので,各潤滑系統の負担が軽減することになって,動弁機構22全体を万遍なく潤滑することができる。しかもオイルの飛沫やオイルミストの使用により,エンジンの如何なる運転姿勢においても,エンジンの各部を確実に潤滑することができる。
【0065】
またオイルタンク40内でミスト化されたオイルを,クランク室6aの圧力脈動と,一方向弁61の一方向移送機能を利用して循環させるようにしたので,オイルミストの循環のための専用のオイルポンプは不要であり,構造の簡素化を図ることができる。
【0066】
またオイルタンク40のみならず,クランク室6a及び第2動弁室21b間を結ぶオイル送り導管60は,エンジン本体1外側に配設されるので,エンジン本体1の薄肉化及びコンパクト化を何ら妨げず,エンジンEの軽量化に大いに寄与することができる。特に,外部配置のオイル送り導管60は,エンジン本体1から熱影響を受け難く,しかも放熱し易いので,これを通るオイルミストの冷却を促進することができる。
【0067】
またオイルタンク40はエンジン本体1の一外側に配設されるので,エンジンEの全高の大幅低下をもたらすことができ,しかも調時伝動装置22aの一部がオイルタンク40に収められるので,エンジンEの横幅の増加を極力抑えることができて,コンパクト化を図ることができる。
【0068】
本発明は,上記実施例に限定されるものではなく,その要旨の範囲を逸脱することなく種々の設計変更が可能である。例えば,一方向弁61に代えて,クランク軸13に連動して,オイル送り導管60をピストン15の下降時に導通し,その上昇時に遮断するように作動するロータリバルブを設けることもできる。またオイル吸い上げ管75,76や吸い上げ用オリフィス80,81aの個数及び設置場所は自由に選定されるものである。
【0069】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば,クランク室を有するクランクケース,シリンダボアを有するシリンダブロック,並びに吸気ポート及び排気ポートを有するシリンダヘッドからなるエンジン本体と,クランクケースに支承されてクランク室に収容されるクランク軸と,シリンダヘッドに取付けられて吸気ポート及び排気ポートを開閉する吸気弁及び排気弁と,クランク軸の回転に連動して吸気弁及び排気弁を開閉駆動する動弁機構とを備える,四サイクルエンジンにおいて,動弁機構を,エンジン本体の一外側に配設されてクランク軸の一端部に連結される調時伝動装置と,この調時伝動装置の被動側の回転力を開閉力として吸気及び排気弁に伝達するカム装置とから構成し,その調時伝動装置を収容する第1動弁室を,調時伝動装置と同側のエンジン本体の一外側に配設するオイルタンクに一体的に連設して,その第1動弁室の一部をなすタイミングベルト案内筒の下端がオイルタンク内のクランク軸近傍まで延びるようにする一方,カム装置の少なくとも一部を収容する第2動弁室をシリンダヘッドに形成し,この第2動弁室及びクランク室に供給するオイルミストを生成すべくオイルタンク内の貯留オイルを攪拌,飛散させる一対のオイルスリンガを,調時伝動装置を挟んでクランク軸に固着し,オイルタンクで生成されたオイルミストをクランク室に供給する通孔をクランク軸に設け,この通孔のオイルタンクへの開口端を調時伝動装置とオイルスリンガとの間に配置したので,エンジン本体の一外側へのオイルタンクの配設により,エンジンの全高を大幅に下げることができ,調時伝動装置の一部がオイルタンクに収められることにより,エンジンのコンパクト化を図ることができる。また動弁装置の潤滑系統は,オイルタンク内の飛散オイルで第1動弁室内の調時伝動装置を潤滑する系統と,オイルタンク内で生成されたオイルミストにより第2動弁室のカム装置を潤滑する2系統に分けられるので,各潤滑系統の負担が軽減することになって,動弁機構全体を万遍なく潤滑することができる。しかもクランク軸に固着されるオイルスリンガは,調時伝動装置を挟んで一対設けられるので,調時伝動装置の邪魔されることなく,エンジンの如何なる運転姿勢でも,オイルタンク内の貯留オイルを攪拌,飛散させて,オイルミストの生成を効果的に行うことができる。
【0070】
また,タイミングベルト案内筒の下端がオイルタンク内のクランク軸近傍まで延びるようにすると共に,オイルタンクで生成されたオイルミストをクランク室に供給する通孔をクランク軸に設け,この通孔のオイルタンクへの開口端を調時伝動装置及びオイルスリンガとの間に配置したので,クランク軸の通孔のオイルタンクへの開口端を,調時伝動装置及びオイルスリンガに邪魔されることなく,オイルタンクの中心部もしくはその近傍に配置できて,エンジンの如何なる運転姿勢でも,オイルタンク内の貯留オイルの通孔への直接流入を防ぐことができ,さらに,生成されたオイルミストをタイミングベルト案内筒及びクランク軸の通孔に円滑に導くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の四サイクルエンジンの一使用例を示す斜視図。
【図2】 上記四サイクルエンジンの縦断側面図。
【図3】 図2の3−3線断面図。
【図4】 図2の4−4線断面図。
【図5】 図2の要部拡大断面図
【図6】 図5の要部分解図。
【図7】 図4の7−7線断面図。
【図8】 図4の8−8線断面図。
【図9】 図8の9−9線断面図。
【図10】 図5の10−10矢視図(ヘッドカバーの底面図)。
【図11】 図5の11−11線断面図。
【図12】 上記エンジンの潤滑経路図。
【図13】 上記エンジンの倒立状態を示す,図4との対応図。
【図14】 同エンジンの横倒し状態を示す,図4との対応図。
【符号の説明】
E・・・・・・四サイクルエンジン
O・・・・・・オイル
1・・・・・・エンジン本体
6・・・・・・クランクケース
6a・・・・・クランク室
7・・・・・・シリンダブロック
7a・・・・・シリンダボア
8・・・・・・シリンダヘッド
9・・・・・・吸気ポート
10・・・・・排気ポート
13・・・・・クランク軸
18i・・・・吸気弁
18e・・・・排気弁
21a・・・・第1動弁室
21b・・・・第2動弁室
22・・・・・動弁機構
22a・・・・調時伝動装置
22b・・・・カム機構
40・・・・・オイルタンク
55・・・・・通孔
55a・・・・通孔のオイルタンクへの開口端
56a,56b・・・オイルスリンガ
86・・・・・タイミングベルト案内筒 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a handheld four-cycle engine mainly serving as a power source for trimmers and other portable work machines, and in particular, from a crankcase having a crank chamber, a cylinder block having a cylinder bore, and a cylinder head having an intake port and an exhaust port. The engine body, the crankshaft supported by the crankcase and housed in the crankcase, the intake and exhaust valves attached to the cylinder head to open and close the intake and exhaust ports, and the rotation of the crankshaft The present invention relates to an improvement of a four-cycle engine including a valve mechanism that opens and closes an intake valve and an exhaust valve.
[0002]
[Prior art]
Such a four-cycle engine is already known as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-317931.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the four-cycle engine disclosed in the above publication, an oil tank for storing lubricating oil for the crankshaft and the valve mechanism is disposed at the lower part of the crankcase, so that the overall height of the engine becomes high, This makes it difficult to downsize. In addition, since the valve mechanism is lubricated by a single lubrication system, it may be difficult to lubricate the valve mechanism from corner to corner.
[0004]
The present invention has been made in view of the above points, and provides the above four-cycle engine that is compact and has a low overall height, and that enables the valve mechanism to be lubricated uniformly to every corner. With the goal.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides an engine body comprising a crankcase having a crank chamber, a cylinder block having a cylinder bore, and a cylinder head having an intake port and an exhaust port, and a crankcase supported by the crankcase. A crankshaft that is housed, an intake valve and an exhaust valve that are attached to the cylinder head to open and close the intake port and the exhaust port, and a valve mechanism that opens and closes the intake valve and the exhaust valve in conjunction with the rotation of the crankshaft. In a four-cycle engine, a valve timing mechanism is arranged on the outer side of the engine body and connected to one end of the crankshaft, and the rotational force on the driven side of the timing transmission is opened and closed. And a cam device that transmits the force to the intake and exhaust valves, and the first valve chamber that houses the timing transmission device is provided with the timing transmission device. And continuously provided integrally with the oil tank disposed on one outer side of the same side of the engine body, the lower end of the timing belt guide tube forming part of the first valve chamber extends to the crankshaft near the oil tank while manner, at least a portion the second valve-operating chamber for accommodating a formed in the cylinder head, the stored oil in the oil tank to generate an oil mist supplied to the second valve-operating chamber and the crank chamber of the cam device A pair of oil slinger that stirs and scatters is fixed to the crankshaft across the timing transmission , and a through hole is provided in the crankshaft for supplying oil mist generated in the oil tank to the crank chamber. in that a open end of the oil tank between the timing transmission device and the oil slinger to Features.
[0006]
According to features of this, since the disposed oil tank to an outside of the engine body, the total height of the engine can be drastically reduced.
[0007]
In addition, since the first valve chamber for housing the timing transmission device is integrally connected to the oil tank, a part of the timing transmission device can be accommodated in the oil tank, and the engine can be made compact. it can.
[0008]
Further, the lubrication system of the valve mechanism includes a system that lubricates the timing transmission device in the first valve chamber with the scattered oil in the oil tank, and a cam device in the second valve chamber by the oil mist generated in the oil tank. Therefore, the load on each lubrication system is reduced, and the entire valve mechanism can be lubricated uniformly.
[0009]
In addition, a pair of oil slinger fixed to the crankshaft is provided across the timing transmission device, so that the stored oil in the oil tank can be agitated in any operating position of the engine without being interrupted by the timing transmission device. The oil mist can be generated effectively by scattering.
[0010]
In addition , the lower end of the timing belt guide cylinder extends to the vicinity of the crankshaft in the oil tank, and a through hole for supplying oil mist generated in the oil tank to the crank chamber is provided in the crankshaft. Having placed the open end of the tank between the timing transmission device and the oil slinger, the open end of its, the timing transmission device and without being obstructed by the oil slinger in the center or near the oil tank and can be arranged, in any operating position of the engine, it is possible to prevent direct flow of the hole of the stored oil in the oil tank, further, it facilitates the generated oil mist through hole of the timing belt guide tube and the crankshaft Ru can lead to.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described based on examples of the present invention shown in the accompanying drawings.
[0012]
1 is a perspective view showing an example of use of the hand-held four-cycle engine of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal side view of the four-cycle engine, FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4, FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the main portion of FIG. 2, FIG. 6 is an exploded view of the main portion of FIG. 8 is a sectional view taken along line 9-9 of FIG. 8, FIG. 10 is a sectional view taken along arrow 10-10 of FIG. 5 (bottom view of the head cover), and FIG. 11 is a sectional view taken along line 11-11 of FIG. FIG. 12, FIG. 12 is a lubrication route diagram of the engine, FIG. 13 is a diagram corresponding to FIG. 4 showing the inverted state of the engine, and FIG. 14 is a diagram corresponding to FIG. 4 showing the engine lying sideways.
[0013]
As shown in FIG. 1, the handheld four-cycle engine E is attached to the drive unit as a power source of a power trimmer T, for example. Power trimmer T is because it is used toward the cutter C in the direction of the seed s by its working conditions, each time the engine E is also tilted larger, or is upside down, the driving position is not constant.
[0014]
First, the structure of the outer periphery of the handheld four-cycle engine E will be described with reference to FIGS.
[0015]
A
[0016]
A
[0017]
An
[0018]
The
[0019]
Thus, with the
[0020]
Further, since the cooling
[0021]
Next, the structure of the
[0022]
In Figures 2-5, the
[0023]
The
[0024]
An
[0025]
A timing
[0026]
On the other hand, as shown in FIGS. 6, 10, and 11, an
[0027]
Thus, the
[0028]
2 to 5 again, the engine
[0029]
The
[0030]
Next, the
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
A
[0034]
The
[0035]
In the above, the
[0036]
And Thus, during rotation of the
[0037]
In the
[0038]
By the way, the relatively large-
[0039]
The
[0040]
Next, the lubrication system of the engine E will be described with reference to FIGS.
[0041]
4 and 5, the
[0042]
As shown in FIGS. 3 to 5 and FIG. 12, the other lubrication system includes a through
[0043]
The
[0044]
The one-way valve 61 (see FIG. 3) is constituted by a reed valve in the illustrated example, and closes when the
[0045]
The lower end of the
[0046]
As shown in FIGS . 5, 6, 10, and 11, a
[0047]
A T-shaped
[0048]
The
[0049]
Further, on the upper wall of the
[0050]
More upper wall of the
[0051]
The
[0052]
Thus, since the
[0053]
Since the
[0054]
Therefore, as shown in FIG. 12, the pressure of the
[0055]
Pvb = Pb>Ps> Po = Pva> Pc
As a result, the pressure in the
[0056]
During operation of the engine E, oil mist is generated in the
[0057]
The oil mist generated in the
[0058]
In this case, a part of the oil mist passing through the
[0059]
The oil mist and blow-by gas in the
[0060]
In the erecting state of the engine E, the oil liquefied in the
[0061]
The oil sucked into the
[0062]
On the other hand, in the
[0063]
As shown in FIG. 14, when the engine E is placed on its side, the stored oil O moves to the side surface of the
[0064]
Thus, the lubrication system of the
[0065]
Also, since the oil mist in the
[0066]
In addition to the
[0067]
Further, since the
[0068]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made without departing from the scope of the gist thereof. For example, instead of the one-
[0069]
【The invention's effect】
According to the onset light as described above, accommodating the engine body comprising a cylinder head having a cylinder block and an intake port and an exhaust port, and the crank chamber is supported on a crankcase having a crankcase, a cylinder bore having a crank chamber A crankshaft, an intake valve and an exhaust valve attached to a cylinder head for opening and closing an intake port and an exhaust port, and a valve operating mechanism for opening and closing the intake valve and the exhaust valve in conjunction with rotation of the crankshaft In a four-cycle engine, a valve gearing mechanism is arranged on the outer side of the engine body and connected to one end of the crankshaft, and the rotational force on the driven side of the gearing transmission is used as an opening / closing force. And a cam device that transmits to the intake and exhaust valves, and the first valve chamber that houses the timing transmission device is provided on the same side as the timing transmission device. Engine and continuously provided integrally with the oil tank disposed on one outer side of the body, the lower end of the timing belt guide tube forming part of the first valve-operating chamber to extend to the crankshaft near the oil tank On the other hand, a second valve operating chamber for accommodating at least a part of the cam device is formed in the cylinder head, and the stored oil in the oil tank is agitated to generate oil mist to be supplied to the second valve operating chamber and the crank chamber. A pair of oil slinger to be scattered is fixed to the crankshaft with the timing gearing in between, and a through hole is provided in the crankshaft for supplying oil mist generated in the oil tank to the crank chamber. because disposed between the open end of the timing transmission device and the oil slinger, and the arrangement of the oil tank to the first outer engine body, the overall height of the engine can be drastically reduced , A part of the timing transmission device by being housed in the oil tank, it is possible to reduce the size of the engine. The valve system lubrication system includes a system that lubricates the timing transmission device in the first valve chamber with the scattered oil in the oil tank, and a cam device in the second valve chamber by the oil mist generated in the oil tank. Therefore, the load on each lubrication system is reduced, and the entire valve mechanism can be lubricated uniformly. In addition, a pair of oil slinger fixed to the crankshaft is provided across the timing transmission device, so that the stored oil in the oil tank can be agitated in any operating position of the engine without being disturbed by the timing transmission device. The oil mist can be generated effectively by scattering.
[0070]
In addition , the lower end of the timing belt guide cylinder extends to the vicinity of the crankshaft in the oil tank, and a through hole for supplying oil mist generated in the oil tank to the crank chamber is provided in the crankshaft. Having placed the open end of the tank between the timing transmission device and the oil slinger, the open end of the oil tank through hole of the crankshaft, without being obstructed by the timing transmission device and the oil slinger, oil and can be placed in the center or near the tank, in any operating position of the engine, it is possible to prevent direct flow of the hole of the stored oil in the oil tank, further, the timing belt guide tube the generated oil mist and Ru can be smoothly guided to the through hole of the crankshaft.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of use of a four-cycle engine of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal side view of the four-cycle engine.
3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG.
5 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG. 2. FIG. 6 is an exploded view of the main part of FIG.
7 is a cross-sectional view taken along line 7-7 in FIG.
8 is a cross-sectional view taken along line 8-8 in FIG.
9 is a cross-sectional view taken along line 9-9 in FIG.
10 is a view taken along arrow 10-10 in FIG. 5 (a bottom view of the head cover).
11 is a sectional view taken along line 11-11 in FIG.
FIG. 12 is a lubrication route diagram of the engine.
FIG. 13 is a view corresponding to FIG. 4, showing the engine in an inverted state.
14 is a view corresponding to FIG. 4, showing the engine on its side.
[Explanation of symbols]
E ··· Four cycle engine O ···
86 ... Timing belt guide tube
Claims (1)
動弁機構(22)を,エンジン本体(1)の一外側に配設されてクランク軸(13)の一端部に連結される調時伝動装置(22a)と,この調時伝動装置(22a)の被動側の回転力を開閉力として吸気及び排気弁(18i,18e)に伝達するカム装置(22b)とから構成し,その調時伝動装置(22a)を収容する第1動弁室(21a)を,調時伝動装置(22a)と同側のエンジン本体(1)の一外側に配設するオイルタンク(40)に一体的に連設して,その第1動弁室(21a)の一部をなすタイミングベルト案内筒(86)の下端がオイルタンク(40)内のクランク軸(13)近傍まで延びるようにする一方,カム装置(22b)の少なくとも一部を収容する第2動弁室(21b)をシリンダヘッド(8)に形成し,この第2動弁室(21b)及びクランク室(6a)に供給するオイルミストを生成すべくオイルタンク(40)内の貯留オイル(O)を攪拌,飛散させる一対のオイルスリンガ(56a,56b)を,調時伝動装置(22a)を挟んでクランク軸(13)に固着し,オイルタンク(40)で生成されたオイルミストをクランク室(6a)に供給する通孔(55)をクランク軸(13)に設け,この通孔(55)のオイルタンク(40)への開口端(55a)を調時伝動装置(22a)とオイルスリンガ(56a)との間に配置したことを特徴とする,四サイクルエンジン。Engine body (1) comprising a crankcase (6) having a crank chamber (6a), a cylinder block (7) having a cylinder bore (7a), and a cylinder head (8) having an intake port (9) and an exhaust port (10) ), A crankshaft (13) supported by the crankcase (6) and housed in the crank chamber (6a), and attached to the cylinder head (8) to open and close the intake port (9) and the exhaust port (10) An intake valve (18i) and an exhaust valve (18e), and a valve mechanism (22) for driving the intake valve (18i) and the exhaust valve (18e) to open and close in conjunction with the rotation of the crankshaft (13). In a four-cycle engine,
The valve mechanism (22), and is disposed on one outer side of the engine body (1) with a crankshaft (13) timing transmitting device which is connected to one end of the (22a), the timing transmission device (22a) And a cam device (22b) for transmitting the rotational force of the driven side to the intake and exhaust valves (18i, 18e) as an opening / closing force, and a first valve chamber (21a) for accommodating the timing transmission device (22a). ) Is integrally connected to an oil tank (40) disposed on the outer side of the engine body (1) on the same side as the timing transmission device (22a), and the first valve chamber (21a) A second valve that accommodates at least a part of the cam device (22b) while the lower end of a part of the timing belt guide tube (86) extends to the vicinity of the crankshaft (13) in the oil tank (40). The chamber (21b) is formed in the cylinder head (8). A pair of oil slinger (56a, 56b) that stirs and scatters the stored oil (O) in the oil tank (40) to generate oil mist to be supplied to the two-valve chamber (21b) and the crank chamber (6a), A through hole (55) that is fixed to the crankshaft (13) across the timing transmission (22a) and supplies oil mist generated in the oil tank (40) to the crank chamber (6a) is provided in the crankshaft (13). The opening end (55a) of the through hole (55) to the oil tank (40) is disposed between the timing transmission device (22a) and the oil slinger (56a). Cycle engine.
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