JP5624012B2 - Ｏｈｖ式エンジン - Google Patents

Description

本発明は，シリンダヘッドに設けられる第１，第２機関弁を，クランクケースにクランク軸と平行に支持されるカム軸により，プッシュロッド及びロッカアームを介して開閉駆動するようにした動弁装置を備えるＯＨＶ式エンジンの改良に関する。上記第１機関弁は，吸，排気弁の一方を意味し，第２機関弁は，吸，排気弁の他方を意味する。

従来，かゝるＯＨＶ式エンジンとして，特許文献１に開示されるように，クランクケースに鉛直姿勢で支持されるクランク軸の上端部に冷却ファンを付設し，この冷却ファンにより発生した冷却風を，シリンダヘッドに対して上下方向へ流すように誘導するシュラウドを備え，シリンダヘッドに設けられる第１，第２機関弁をカム軸の軸線に沿う方向に沿って上下に配列し，これら第１，第２機関弁を開閉駆動する動弁装置を，カム軸の第１，第２カムによりそれぞれ昇降駆動される第１，第２プッシュロッドと，シリンダヘッドに軸支されて第１，第２プッシュロッド及び第１，第２機関弁の各間を連接する第１，第２ロッカアームとで，プッシュロッド式に構成したものが知られている。

特開昭５９−７０８３８号公報

従来の上記エンジンは，クランクケースに連なるシリンダブロック及びシリンダヘッドが水平方向に向けて配置されることで，その全高を低く抑えて低重心化を図ることができるため，芝刈り機，その他の各種作業機の動力源となる汎用エンジンとして有効である。しかしながら，シリンダヘッドでは，吸，排気弁を上下に配列しているため，冷却風が強く当たるシリンダヘッドの上面に近い一方の機関弁の冷却は良好となるが，その下側に位置する他方の機関弁の冷却性は低下することになる。

そこで，第１及び第２機関弁を，クランク軸の軸線と平行で且つシリンダボアの軸線を含む鉛直面の両側に配置すれば，第１，第２機関弁は，共にシリンダヘッドの，冷却風が強く当たる上面からの距離が等しくなり，両機関弁の冷却性を高めることができる。しかしながら，このように配置した第１，第２機関弁を，上記構成の動弁装置をもって開閉駆動することはできない。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，第１，第２機関弁を，クランク軸の軸線と平行で且つシリンダボアの軸線を含む平面の両側に配置しても，それらを開閉駆動し得るプッシュロッド式動弁装置を備えるエンジンを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，シリンダヘッドに設けられる第１，第２機関弁を，クランク軸の軸線と平行で且つシリンダボアの軸線を含む平面の両側に配置し，これら第１，第２機関弁を，クランクケースにクランク軸と平行に支持されるカム軸により開閉駆動する動弁装置を備えるＯＨＶ式エンジンであって，前記動弁装置を，シリンダヘッドに支持されて前記平面と前記第１，第２機関弁との各間にそれぞれ前記カム軸と平行に配置される第１，第２ロッカ軸と，前記第１ロッカ軸にそれぞれ揺動自在に支持されて各一端を前記カム軸の第１，第２カムに第１，第２プッシュロッドを介してそれぞれ連接する第１，第２ロッカアームと，前記第２ロッカ軸に揺動自在に支持されて一端を前記第１ロッカアームの他端に第１リンクを介して連接すると共に，他端を前記第２機関弁の頭部に押圧可能に当接させる第３ロッカアームと，前記第２ロッカ軸に揺動自在に支持されて一端を前記第２ロッカアームの他端に第２リンクを介して連接する第４ロッカアームと，前記第１ロッカ軸に揺動自在に支持されて一端を前記第４ロッカアームの他端に連接すると共に，他端を前記第１機関弁の弁頭に押圧可能に当接させる第５ロッカアームとで構成したことを第１の特徴とする。尚，前記第１，第２機関弁は，後述する本発明の実施形態中の吸，排気弁２９ｉ，２９ｅにそれぞれ対応し，また前記平面は，同実施形態中の鉛直面Ｐに対応する。

また本発明は，クランクケースに鉛直姿勢で支持されるクランク軸の一端部に，これにより駆動される冷却ファンを付設し，この冷却ファンにより発生した冷却風を，シリンダヘッドに対して上下方向へ流すように誘導するシュラウドを備え，また第１，第２機関弁を，クランク軸の軸線と平行で且つシリンダボアの軸線を含む鉛直面の両側に配置し，これら第１，第２機関弁を，クランクケースにクランク軸と平行に支持されるカム軸により開閉駆動する動弁装置を備えるＯＨＶ式エンジンであって，前記動弁装置を，シリンダヘッドに支持されて前記鉛直面と前記第１，第２機関弁との各間にそれぞれ前記カム軸と平行に配置される第１，第２ロッカ軸と，前記第１ロッカ軸にそれぞれ揺動自在に支持されて各一端を前記カム軸の第１，第２カムに第１，第２プッシュロッドを介してそれぞれ連接する第１，第２ロッカアームと，前記第２ロッカ軸に揺動自在に支持されて一端を前記第１ロッカアームの他端に第１リンクを介して連接すると共に，他端を前記第２機関弁の頭部に押圧可能に当接させる第３ロッカアームと，前記第２ロッカ軸に揺動自在に支持されて一端を前記第２ロッカアームの他端に第２リンクを介して連接する第４ロッカアームと，前記第１ロッカ軸に揺動自在に支持されて一端を前記第４ロッカアームの他端に連接すると共に，他端を前記第１機関弁の弁頭に押圧可能に当接させる第５ロッカアームとで構成したことを第２の特徴とする。

さらに本発明は，第２の特徴に加えて，前記第１，第２機関弁間に，この両弁間の距離がそれぞれの弁頭に向かって広がる挟み角を付与し，これら第１，第２機関弁の間を通るようにシリンダヘッドを上下方向に貫通する通風孔を設けたことを第３の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，吸，排気弁は，クランク軸の軸線と平行で且つシリンダボアの軸線を含む平面の両側に配置されるにも拘らず，それら吸，排気弁を，クランク軸に平行なカム軸を備えるプッシュロッド式の動弁装置により開閉駆動することができる。

本発明の第２の特徴によれば，クランクケースに鉛直姿勢で支持されるクランク軸の一端部に，これにより駆動される冷却ファンを付設し，この冷却ファンにより発生した冷却風を，シリンダヘッドに対して上下方向へ流すように誘導するシュラウドを備え，吸，排気弁は，クランク軸の軸線と平行で且つシリンダブロックのシリンダボアの軸線を含む鉛直面の両側に配置されるので，冷却風が強く当たるシリンダヘッドの上面又は下面の放熱の影響を略等しく受けることになり，これら吸，排気弁の冷却が共に効果的に促進され，吸，排気効率の向上により，エンジン出力の向上とエミッションの低減を図ることができる。しかも，前記配置の吸，排気弁を，クランク軸に平行なカム軸を備えるプッシュロッド式の動弁装置により開閉駆動することができる。

本発明の第３の特徴によれば，吸，排気弁間に挟み角を付与することで，燃焼室を，混合気の燃焼を良好にし得るペントルーフ型に形成することができるのみならず，吸，排気弁間に大きな通風孔を設けることができ，したがって比較的大量の冷却風が通風孔を通過して通風孔の周壁からの放熱を促すことで，それに近接した吸，排気弁の冷却を促進することができる。

本発明に係るバーチカル型ＯＨＶ式空冷エンジンの縦断平面図。 図１の２−２線拡大断面図。 図２の３−３線断面図。 図２の４−４線断面図。 図３の５矢視方向から見た動弁装置の底面図。

本発明の実施形態を添付図面に基づいて以下に説明する。

先ず，図１において，バーチカル型ＯＨＶ式空冷エンジン（以下，単にエンジンという。）Ｅのエンジン本体１は，クランクケース２と，このクランクケース２の開放した下端面に接合されるオイルパン３と，このクランクケース２の一側に一体に連設されて水平に配置されるシリンダブロック４と，このシリンダブロック４の端面にガスケット５を介して接合されるシリンダヘッド６とより構成され，シリンダブロック４及びシリンダヘッド６は，複数のボルト７（図２参照）により相互に結合される。これらシリンダブロック４及びシリンダヘッド６の各外周には放熱フィン８，９が形成される。

クランクケース２にはボールベアリング１０が装着され，オイルパン３には軸受ボス１１が一体に形成され，これらによって鉛直姿勢のクランク軸１２の上下両端部が回転自在に支承される。

シリンダブロック４に形成される水平方向のシリンダボア４ａにはピストン１５が摺動可能に嵌装され，このピストン１５は，コンロッド１６を介してクランク軸１２に連接される。

クランク軸１２の上端部には，フライホイール１７がキー結合されると共に，このフライホイール１７と，その上端面に重ねられる遠心式の冷却ファン１８と，この冷却ファン１８の中心部上端面に重ねられる始動筒１９とがナット２０により固着される。したがって，冷却ファン１８はフライホイール１７と共にクランク軸１２により回転駆動されるようになっている。

エンジン本体１の上面には，冷却ファン１８を囲みながらシリンダヘッド６側へ延びるシュラウド２１の周縁部が，エンジン本体１の上面に突設される複数のボス２２（図１にはそのうちの１個のみ示す。）にボルト２３により固着される。このシュラウド２１の，冷却ファン１８に対向する部分には，上方へ膨出したルーバ２４が連結され，このルーバ２４の内壁に，前記始動筒１９と協働してクランク軸１２をクランキングし得るリコイル式のスタータ２６が取り付けられる。

ルーバ２４は複数の冷却風導入孔２５を有しており，またシュラウド２１は，冷却ファン１８の回転により，冷却風導入孔２５から導入した冷却風Ｗをシリンダヘッド６に対して，その上方から下方へ向けて誘導するようになっている。

図２〜図４に示すように，シリンダヘッド６には，ピストン１５の頂面が臨む燃焼室２７と，この燃焼室２７に開口する吸気ポート２８ｉ及び排気ポート２８ｅとが形成されると共に，これら吸気ポート２８ｉ及び排気ポート２８ｅの燃焼室２７への各開口端部をそれぞれ開閉する吸気弁２９ｉ及び排気弁２９ｅが取り付けられ，また燃焼室２７に電極を臨ませる点火プラグ３０（図２，図５参照）が螺着される。吸気ポート２８ｉには気化器３１が，また排気ポート２８ｅにはマフラ３２がそれぞれ接続される。

図２〜図４に明示するように，吸気弁２９ｉ及び排気弁２９ｅは，クランク軸１２の軸線Ｙと平行で且つシリンダボア４ａの軸線Ｘを含む鉛直面Ｐの両側に配置される。またこれら吸，排気弁２９ｉ，２９ｅは，両弁２９ｉ，２９ｅ間の間隔が，それらの弁頭に向かって広くなるように配置されることにより，両弁２９ｉ，２９ｅ間に挟み角θが付与され，これによって前記燃焼室２７は，混合気の燃焼を良好にし得るペントルーフ型に形成される。

さらにシリンダヘッド６には，上記吸気弁２９ｉ及び排気弁２９ｅの間を通るようにシリンダヘッド６を上下方向に貫通する通風孔３３が設けられ，この通風孔３３の入口近傍に前記点火プラグ３０が配置される。

上記吸気弁２９ｉ及び排気弁２９ｅを開閉駆動するプッシュロッド式の動弁装置３５が次のように構成される。

即ち，動弁装置３５は，吸，排気カム３６ｉ，３６ｅを有してクランク軸１２と平行に配置されるカム軸３６（図１，図３，図５参照）と，クランク軸１２及びカム軸３６間を連結するタイミングギヤ列３７と，シリンダブロック４の横方向一側部に形成されるガイド孔３８ａ，３８ｂに摺動自在に支承されて前記吸，排気カム３６ｉ，３６ｅにそれぞれ摺接可能に当接する第１，第２タペット３９ａ，３９ｂと，これら第１，第２タペット３９ａ，３９ｂの各先端に各一端を球面係合させる第１，第２プッシュロッド４０ａ，４０ｂと，吸，排気弁２９ｉ，２９ｅ間においてシリンダヘッド６の端面に一体に突設される第１，第２支柱４７ａ，４７ｂ（図２〜図４参照）に支持されて前記鉛直面Ｐと吸，排気弁２９ｉ，２９ｅとの各間にそれぞれカム軸３６と平行に配置される第１，第２ロッカ軸４８ａ，４８ｂと，第１ロッカ軸４８ａにそれぞれ揺動自在に支持されて各一端を第１，第２プッシュロッド４０ａ，４０ｂの他端にそれぞれ球面係合させる第１，第２ロッカアーム４２ａ，４２ｂと，第２ロッカ軸４８ｂに揺動自在に支持されて一端を前記第１ロッカアーム４２ａの他端に第１リンク４３ａを介して連接すると共に，他端を排気弁２９ｅの頭部に弁頭調整ボルト４１ｂを介して押圧可能に当接させる第３ロッカアーム４２ｃと，前記第２ロッカ軸４８ｂに揺動自在に支持されて一端を第２ロッカアーム４２ｂの他端に第２リンク４３ｂを介して連接する第４ロッカアーム４２ｄと，第１ロッカ軸４８ａに揺動自在に支持されて一端を第４ロッカアーム４２ｄの他端に連接すると共に，他端を吸気弁２９ｉの弁頭に弁頭調整ボルト４１ａを介して押圧可能に当接させる第５ロッカアーム４２ｅと，吸，排気弁２９ｉ，２９ｅにそれぞれ装着されて各弁を閉じ方向に付勢する第１，第２弁ばね４４ａ，４４ｂとで構成される。尚，第１及び第２リンク４３ａ，４３ｂと，それに隣接するロッカアームとの連接部は球面係合部で構成される。

前記カム軸３６は，クランクケース２とオイルパン３にそれぞれ形成される軸受ボス４５ａ，４５ｂ（図１参照）により回転自在に支承され，前記タイミングギヤ列３７（図１及び図３参照）は，オイルパン３の軸受ボス１１の内端に隣接してクランク軸１２に固設される駆動ギヤ３７ａと，カム軸３６に一体に形成されて駆動ギヤ３７ａから１／２の減速比で駆動される従動ギヤ３７ｂとよりなっている。

またシリンダブロック４及びシリンダヘッド６の横方向一側部に，前記ガイド孔３８ａ，３８ｂと連通するように形成されるプッシュロッド通路４６が形成され，このプッシュロッド通路４６に前記第１，第２プッシュロッド４０ａ，４０ｂが収容される。その際，これら第１，第２プッシュロッド４０ａ，４０ｂは，それらの間に前記吸気ポート２８ｉを挟むように配置される（図５参照）。

シリンダヘッド６には，シリンダヘッド６上の動弁装置３５を覆うヘッドカバー５０がシール部材５１を介して複数のボルト５２（図３参照）により接合される。

次に，この実施形態の作用について説明する。

エンジンＥの運転中，カム軸３６がクランク軸１２よりタイミングギヤ列３７を介して回転駆動されると，吸，排気カム３６ｉ，３６ｅが第１，第２タペット３９ａ，３９ｂを介して第１，第２プッシュロッド４０ａ，４０ｂを交互にリフトさせる。

而して，第２プッシュロッド４０ｂがリフトされると，そのリフト力が第１ロッカアーム４２ａ，第１リンク４３ａ，第３ロッカアーム４２ｃへと順次伝達することにより，第３ロッカアーム４２ｃが第２弁ばね４４ｂのセット荷重に抗して揺動しながら排気弁２９ｅを開弁する。排気カム３６ｅが第２タペット３９ｂを解放すると，第２弁ばね４４ｂの反発力で第３ロッカアーム４２ｃ等を押し戻しながら排気弁２９ｅを閉弁する。

また第１プッシュロッド４０ａがリフトされると，そのリフト力が第２ロッカアーム４２ｂ，第２リンク４３ｂ，第４ロッカアーム４２ｄ，第５ロッカアームへと順次伝達することにより，第５ロッカアーム４２ｅが第１弁ばね４４ａのセット荷重に抗して揺動しながら吸気弁２９ｉを開弁する。吸気カム３６ｉが第１タペット３９ａを解放すると，第１弁ばね４４ａの反発力で第５ロッカアーム４２ｅ等を押し戻しながら吸気弁２９ｉを閉弁する。

このように，吸，排気弁２９ｉ，２９ｅは，クランク軸１２の軸線Ｙと平行で且つシリンダボア４ａの軸線Ｘを含む鉛直面Ｐの両側に配置されるにも拘らず，これら吸，排気弁２９ｉ，２９ｅをプッシュロッド式の動弁装置３５により開閉駆動することができる。

一方，クランク軸１２により回転駆動される冷却ファン１８は，ルーバ２４の冷却風導入孔２５より外気を冷却風として取り入れて半径方向外方へ圧送する。すると，その冷却風Ｗは，シュラウド２１により誘導されてシリンダヘッド６側へ流れ，そして冷却ファン１８と同側のシリンダヘッド６の上面６ａから，その周囲及び通風孔３３を下方へ向かって流れ，シリンダヘッド６を冷却していく。その際，冷却風Ｗは，シリンダヘッド６の上面６ａに強く当たるので，その上面６ａからの放熱が特に良好に行われる。

ところで，吸，排気弁２９ｉ，２９ｅは，クランク軸１２の軸線Ｙと平行で且つシリンダブロック４のシリンダボア４ａの軸線Ｘを含む鉛直面Ｐの両側に配置されるので，シリンダヘッド６の上面６ａの放熱の影響を略等しく受けることになり，これら吸，排気弁２９ｉ，２９ｅの冷却が共に効果的に促進され，吸，排気効率の向上により，エンジン出力の向上とエミッションの低減を図ることができる。

さらに挟み角θを付与される吸，排気弁２９ｉ，２９ｅ間には，上下方向に延びる大きな通風孔３３が設けられるので，比較的大量の冷却風Ｗが通風孔３３を通過して通風孔３３の周壁からの放熱を促し，それに近接した吸，排気弁２９ｉ，２９ｅの冷却を促進することができる。

しかも通風孔３３の入口近傍には点火プラグ３０が配置されるので，通風孔３３に流入する冷却風Ｗにより点火プラグ３０の冷却をも図ることができ，その耐久性の向上に寄与し得る。

本発明は，上記実施形態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。例えば，冷却ファン１８をクランク軸１２の下端部に取り付け，冷却ファン１８で発生した冷却風をシリンダヘッド６の下面側から上方へ流すようにすることもできる。また上記実施形態において，吸気弁２９ｉと排気弁２９ｉ，２９ｅとの配置を互いに逆にすることもできる。

Ｅ・・・・・ＯＨＶ式エンジン
Ｐ・・・・・平面，鉛直面
Ｘ・・・・・シリンダボアの軸線
Ｙ・・・・・クランク軸の軸線
θ・・・・・吸，排気弁間の挟み角
２・・・・・クランクケース
４・・・・・シリンダブロック
４ａ・・・・シリンダボア
６・・・・・シリンダヘッド
２１・・・・シュラウド
２９ｉ，２９ｅ・・・吸，排気弁
３３・・・・通風孔
３５・・・・動弁装置
３６・・・・カム軸
３６ｉ，３６ｅ・・・吸，排気カム
４０ａ，４０ｂ・・・第１，第２プッシュロッド
４２ａ〜４２ｅ・・・第１〜第５ロッカアーム
４３ａ，４３ｂ・・・第１，第２リンク
４８ａ，４８ｂ・・・第１，第２ロッカ軸

Claims (3)

1. シリンダヘッド（６）に設けられる第１，第２機関弁（２９ｉ，２９ｅ）を，クランク軸（１２）の軸線（Ｙ）と平行で且つシリンダボア（４ａ）の軸線（Ｘ）を含む平面（Ｐ）の両側に配置し，これら第１，第２機関弁（２９ｉ，２９ｅ）を，クランクケース（２）にクランク軸（１２）と平行に支持されるカム軸（３６）により開閉駆動する動弁装置（３５）を備えるＯＨＶ式エンジンであって，
   前記動弁装置（３５）を，
   シリンダヘッド（６）に支持されて前記平面（Ｐ）と前記第１，第２機関弁（２９ｉ，２９ｅ）との各間にそれぞれ前記カム軸（３６）と平行に配置される第１，第２ロッカ軸（４８ａ，４８ｂ）と，
   前記第１ロッカ軸（４８ａ）にそれぞれ揺動自在に支持されて各一端を前記カム軸（３６）の第１，第２カム（３６ｉ，３６ｅ）に第１，第２プッシュロッド（４０ａ，４０ｂ）を介してそれぞれ連接する第１，第２ロッカアーム（４２ａ，４２ｂ）と，
   前記第２ロッカ軸（４８ｂ）に揺動自在に支持されて一端を前記第１ロッカアーム（４２ａ）の他端に第１リンク（４３ａ）を介して連接すると共に，他端を前記第２機関弁（２９ｅ）の頭部に押圧可能に当接させる第３ロッカアーム（４２ｃ）と，
   前記第２ロッカ軸（４８ｂ）に揺動自在に支持されて一端を前記第２ロッカアーム（４２ｂ）の他端に第２リンク（４３ｂ）を介して連接する第４ロッカアーム（４２ｄ）と，
   前記第１ロッカ軸（４８ａ）に揺動自在に支持されて一端を前記第４ロッカアーム（４２ｄ）の他端に連接すると共に，他端を前記第１機関弁（２９ｉ）の弁頭に押圧可能に当接させる第５ロッカアーム（４２ｅ）とで構成したことを特徴とするＯＨＶ式エンジン。
2. クランクケース（２）に鉛直姿勢で支持されるクランク軸（１２）の一端部に，これにより駆動される冷却ファン（１８）を付設し，この冷却ファン（１８）により発生した冷却風（Ｗ）を，シリンダヘッド（６）に対して上下方向へ流すように誘導するシュラウド（２１）を備え，また第１，第２機関弁（２９ｉ，２９ｅ）を，クランク軸（１２）の軸線（Ｙ）と平行で且つシリンダボア（４ａ）の軸線（Ｘ）を含む鉛直面（Ｐ）の両側に配置し，これら第１，第２機関弁（２９ｉ，２９ｅ）を，クランクケース（２）にクランク軸（１２）と平行に支持されるカム軸（３６）により開閉駆動する動弁装置（３５）を備えるＯＨＶ式エンジンであって，
   前記動弁装置（３５）を，
   シリンダヘッド（６）に支持されて前記鉛直面（Ｐ）と前記第１，第２機関弁（２９ｉ，２９ｅ）との各間にそれぞれ前記カム軸（３６）と平行に配置される第１，第２ロッカ軸（４８ａ，４８ｂ）と，
   前記第１ロッカ軸軸（４８ａ，４８ｂ）にそれぞれ揺動自在に支持されて各一端を前記カム軸（３６）の第１，第２カム（３６ｉ，３６ｅ）に第１，第２プッシュロッド（４０ａ，４０ｂ）を介してそれぞれ連接する第１，第２ロッカアーム（４２ａ，４２ｂ）と，
   前記第２ロッカ軸（４８ｂ）に揺動自在に支持されて一端を前記第１ロッカアーム（４２ａ）の他端に第１リンク（４３ａ）を介して連接すると共に，他端を前記第２機関弁（２９ｅ）の頭部に押圧可能に当接させる第３ロッカアーム（４２ｃ）と，
   前記第２ロッカ軸（４８ｂ）に揺動自在に支持されて一端を前記第２ロッカアーム（４２ｂ）の他端に第２リンク（４３ｂ）を介して連接する第４ロッカアーム（４２ｄ）と，
   前記第１ロッカ軸（４８ａ）に揺動自在に支持されて一端を前記第４ロッカアーム（４２ｄ）の他端に連接すると共に，他端を前記第１機関弁（２９ｉ）の弁頭に押圧可能に当接させる第５ロッカアーム（４２ｅ）とで構成したことを特徴とするＯＨＶ式エンジン。
3. 請求項２記載のＯＨＶ式エンジンにおいて，
   前記第１，第２機関弁（２９ｉ，２９ｅ）間に，この両弁（２９ｉ，２９ｅ）間の距離がそれぞれの弁頭に向かって広がる挟み角（θ）を付与し，これら第１，第２機関弁（２９ｉ，２９ｅ）の間を通るようにシリンダヘッド（６）を上下方向に貫通する通風孔（３３）を設けたことを特徴とするＯＨＶ式エンジン。

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