JP5786553B2

JP5786553B2 - ２サイクルエンジン及びそれを用いたエンジン作業機

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Publication number: JP5786553B2
Application number: JP2011179904A
Authority: JP
Inventors: 陽平絹川; 石田　茂敏; 茂敏石田
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2011-08-19
Filing date: 2011-08-19
Publication date: 2015-09-30
Anticipated expiration: 2031-08-19
Also published as: JP2013040600A

Description

本発明は、刈払機等で搭載する小型２サイクルエンジンのオイル供給装置に関するものである。

刈払機やチェンソー等の小型の作業機には、動力源として小型のエンジン、特に２サイクルエンジンが広く用いられている。２サイクルエンジンは、小型軽量で大きな出力を得ることができ、燃料を供給することにより長時間の作業が可能である。しかしながら、２サイクルエンジンの場合、作業者がオイル（潤滑油）を、各機種の取扱説明書に指示された混合比率に従いガソリン等の燃料に混合し、燃料タンクに適宜補充する必要がある。

しかしながら、作業者が誤って不適切な比率でオイルを混合したり、あるいはガソリンの少量追加の際にオイルを補充せずに不適切な混合比になってしまう場合があり得る。また、オイルが混合された燃料は劣化が早く、長期間の保管には向いていないという問題があった。そこで、エンジンの信頼性や耐久性を現状以上にさらに向上させるためには、潤滑方式の見直しが重要な解決課題となる。このため、例えば特許文献１では、分離給油方式を採用し、燃料に直接オイルを混合するのではなく、別体に設けたオイルタンクからオイルを供給するようにしている。

一方、取り扱いの容易性や長期間使用しない場合の再始動の容易性から、近年、カセット式のガスボンベを用いて、ガスを燃料とするエンジンが用いられるようになってきた。ガス燃料を供給するエンジンを実現するには、４サイクルエンジンではオイル（潤滑油）の問題はおきないが、２サイクルエンジンの場合は、燃料たるガスにオイルを混合して混合油とすることができないので、オイルの供給をどうするかが重要な解決課題となる。

実開昭５８−６２１１０号公報

２サイクルエンジンにおいて分離給油方式を採用する場合であっても、刈払機やチェンソー等で用いられる小型エンジンの場合は、オイルタンク（潤滑油タンク）をどこに設けるか、そこからどのようにオイルを供給するかということが重要な設計課題となる。例えば特許文献１では、オイルを送る方法として戻し配管系と吸い込み配管系を設けて、オイルタンクからシリンダの吸気部分へと長い配管を設けている。また、この配管は外部に露出するために腐食に強いように構成する必要があった。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、作業者がエンジンにオイルを混合する作業を省き、作業の効率化を図ることができる２サイクルエンジン及びそれを用いたエンジン作業機を実現することにある。

本発明の他の目的は、オイルタンクと燃料タンクを別々に設置する分離給油方式において、オイルタンクの配置位置を最適化して、コンパクトで使いやすい２サイクルエンジン及びそれを用いたエンジン作業機を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、オイルをエンジンの中に取り込むまでのオイル流路構成をシンプル且つ高信頼性で実現し、製造コストの上昇を抑えた２サイクルエンジン及びそれを用いたエンジン作業機を提供することにある。

本願において開示される発明のうち代表的なものの特徴を説明すれば次の通りである。

本発明の一つの特徴によれば、吸気ポートと排気ポートを有するシリンダと、シリンダの内部で往復動するピストンの往復エネルギーを回転エネルギーに変換するクランクと、クランクを収容する共にシリンダを保持するクランクケースと、シリンダ内で燃焼させる燃料のタンクを有し、クランクケースから延びるクランクシャフトの一端側から動力伝達機構を介して出力が取り出される２サイクルエンジンであって、クランクケースの側面であってクランクシャフトの他端側に、吸気ポートへ供給されるオイルを貯蔵するオイルタンクを設けた。オイルタンクはクランクシャフトの軸端部を収容するように配置される。また、エンジンのスタータは、クランクシャフトの一端側であって動力伝達機構に隣接して設けられる。

本発明の他の特徴によれば、オイルタンクの内部にクランクシャフトの回転力で駆動され、オイルを吸引する吸引口と、オイルを排出する排出口を有するオイルポンプを設けた。排出口から送出されるオイルは、クランクケース及びシリンダに形成されたオイル通路を介して吸気ポートに供給されるように構成する。オイル通路は、クランクケース及びシリンダのブロック内（肉厚部分）に形成される。オイルポンプは、クランクシャフトに接する位置であって排出口がオイル通路の開口部に接するように設けられる。

本発明のさらに他の特徴によれば、オイルポンプはクランクシャフトの下側に設けられ、吸引口にはオイルタンク内のオイルを吸い上げるためのパイプが接続される。パイプの先端には不純物を濾過するためのフィルタを設けると良い。またオイルポンプには、吸入口から吸引されるオイルの一部を逃がすためのオーバーフロー出口が設けられ、オーバーフロー出口はオイルタンク内に開口する。オイルタンクは、残量が外部から目視できるように、透明又は半透明材料によって形成するか、又は、残量確認窓付きの不透明材料にて形成すると良い。オイルタンクには、オイルの注入口と注入口を封止するキャップが設けられる。

本発明によれば、クランクシャフトの他端側に、吸気ポートへ供給されるオイルを貯蔵するオイルタンクを設けたので、２サイクルの小型エンジンにおいて、ガソリンとオイルを所定の比率で混合するという煩わしい作業を省略することができる。また、オイルタンクの内部にクランクシャフトの回転力により駆動されるオイルポンプを設けたので、クランクシャフトからオイルポンプまでの動力伝達機構と、オイルポンプから排出される排出路をシンプルに構成できる。さらに、オイルタンクをクランクシャフトの軸端部を収容するように配置したので、最短距離でエンジン各部にオイルを供給することができる。

本発明によれば、スタータはクランクシャフトの一端側であって動力伝達機構に隣接して設けられるので、通常スタータが設けられるクランクシャフトの出力軸とは反対側の端部にオイルタンクを配置でき、エンジンの小型化を達成することができる。また、オイルタンクから吸気ポートまでの距離を短くすることができ、部品を縮小化した小型エンジンを提供できる。排出口から送出されるオイルは、クランクケース及びシリンダに形成されたオイル通路を介して吸気ポートに供給されるので、ゴム等のチューブを用いることなく耐久性に優れて信頼性の高いオイル通路を形成させることができる。

本発明によれば、オイル通路はクランクケース及びシリンダに穴をあけることによって形成されるので、クランクケースからシリンダの吸気ポートまで貫通させた穴を通り、エンジンのピストン上下運動により生じる負圧により、シリンダの吸気ポートよりエンジン内部に取り込むことができる。また、オイルポンプはクランクケースに固定されるので、振動等によりオイル通路が破損することなく、安定してオイルを送出することができる。さらに、オイルポンプはクランクシャフトに接する位置であって排出口がオイル通路の開口部に接するように設けられるので、オイルポンプからクランクケースまでを最短距離で接続することができる。オイルポンプをクランクシャフトの下側に設けると、オイルタンクの下部にたまったオイルを効率よく吸引することができる。

本発明によれば、パイプの先端に不純物を濾過するためのフィルタを設けたので、オイルポンプ、オイル通路や燃焼室にゴミや不純物が入ることを防止でき、信頼性が高く耐久性に優れた２サイクルエンジンを実現できる。また、オイルタンク内に開口するオーバーフロー出口が設けられるので、エンジンの回転数にかかわらずに適切な量のオイルをエンジンに供給することができる。さらに、オイルタンクは透明又は半透明材料によって形成されるか、又は、残量確認窓付きの不透明材料にて形成されるので、作業者はオイルの残量を容易に確認することができる。

本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。

本発明の実施例に係る刈払機１のエンジン部分の外観を示す部分斜視図である。本発明の実施例に係る刈払機１のエンジン部分の縦断面図である。図２のエンジン１０単体の背面図であって、オイルタンク４１、マフラー、キャブレタ等を取り外した状態を示す図である。図３のＡ−Ａ部の断面図である。図４のＢ部の拡大断面図である。図４のＣ部の拡大断面図である。図２のオイルポンプ５０の背面図である。図２のオイルポンプ５０の断面図であり、図７のＤ−Ｄ部の断面を示す。図２のオイルポンプ５０の縦断面図を示す。図２のオイルポンプ５０の動作を示す断面図であって、図７のＥ−Ｅ部の断面図を示す。本発明の実施例に係るエンジン作業機（刈払機１）の外観図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、前後左右、上下の方向は図中に示す方向であるとして説明する。

図１１はエンジン作業機の一例である刈払機１の外観図である。図１１に示すように、な小型の２サイクルエンジンを搭載した刈払機１は、操作桿１０５の先端に回転刃１０３が取り付けられ、操作桿１０５には図示しない駆動軸が配置され、駆動軸を操作桿１０５の一端側に設けたエンジンにて回転させることで、回転刃１０３等の先端工具を回転させる。回転刃１０３の近傍には、刈り払った草の飛散防止のための飛散防御カバー１０７が設けられる。操作桿１０５の後端にはハウジング２と、エンジンを覆うエンジンカバー３が取り付けられる。作業者は操作桿１０５に取り付けられたハンドル１０４を把持して、ハンドル１０４に設けられたスロットルレバー１０６を操作することにより刈払機１を操作する。スロットルレバー１０６の操作は、ワイヤー１０８にてエンジンの気化器（後述）に伝達される。

図１は、本発明の実施例に係る刈払機１のエンジン部分の外観を示す部分斜視図である。エンジン作業機の一例である刈払機１（図１１参照）は、樹脂製のハウジング２及びエンジンカバー３からなるエンジン保持部の内側にエンジンが収容され、エンジンの左側側部にはキャブレタ（図示せず）と、キャブレタとエンジンの吸気ポートを連結する気化器絶縁板２２を覆うと共に吸入する空気を濾過するエアクリーナーの格納空間を構成するエアクリーナーカバー５が設けられる。エンジンの右側側面にはマフラー（図示せず）が設けられ、作業者がマフラーに直接触れてしまうのを防止するため、樹脂製のマフラーガード４が取り付けられる。収容されるエンジンは、ピストンの往復動方向が鉛直方向となるように、いわゆる縦置きに配置され、点火プラグ１７がエンジンの上部に位置する。

エンジンの出力はハウジング２の前方側に取り出され、ハウジング２の前端側には図示しない駆動軸が接続される。ハウジング２の下側には、シリンダ１１内で燃焼されるガソリンを入れるための燃料タンク３１が設けられる。燃料タンク３１は、例えば半透明の高分子樹脂によって製造され、外部から残量を目視することができる。燃料タンク３１の一部には、燃料を入れるための注入口（図示せず）が設けられ、注入口は燃料キャップ３２にて塞がれる。燃料タンク３１の下側には、燃料タンク３１の平坦な底面部を覆う保護カバーとなるタンクガード３３が設けられる。タンクガード３３は、例えば強化プラスチックなどの強固な樹脂、あるいは金属にて形成することができ、その下部には、補強及び載置時の安定性のためにリブが形成される。

エンジンの後方部分には、オイルタンク４１が設けられる。オイルタンク４１は、エンジンの潤滑用のオイルであって、例えば２サイクルエンジン用のオイルを貯蔵する。オイルタンク４１は円筒形の容器であって、その一部（本実施例では右側側面）にオイルの注入口４２が設けられる。注入口４２の開口部分の外周側には雄ねじが形成され、キャップ４３により封止される。

図２は、本発明の実施例に係る刈払機１のエンジン部分の縦断面図である。刈払機１の主要な部分であるエンジン１０は、２サイクルの単気筒エンジンであり、クランクケース１２は、クランクシャフト１３の軸方向前後に、前側クランクケース１２ａと後側クランクケース１２ｂに分割できるタイプである。但し、シリンダ１１を一体成形にするか分割構造にするか、クランクケース１２の分割の仕方などは任意であり、他の形状にて構成しても良い。例えば、クランクケース１２は、クランクシャフト１３の軸方向の上下で分割するような形状としても良い。クランクシャフト１３にはコンロッド１５を介してピストン１４が連結され、ピストン１４がシリンダ１１の内部で上下動する。エンジン１０の吸入−圧縮−爆発−排気の行程は、公知の２サイクルエンジンと同じであるので、ここでの詳細な説明は省略する。本実施例では、シリンダ１１は、シリンダ本体円筒部、ヘッド部分、放熱フィンが、例えばアルミニウム合金の一体鋳造で形成され、シリンダ１１の上部には点火プラグ１７が取り付けられる。

クランクシャフト１３の前側（出力側）には、遠心クラッチ７を介して図示しない駆動軸の一端部がクラッチシャフト８を介して連結される。遠心クラッチ７の取り付け部であるマグネトロータ１８には、エンジン冷却用のフィンが一体に形成される。遠心クラッチ７は、その詳細構造の図示は省略しているが、クランクシャフト１３の回転数が一定以上になると遠心力によってクラッチが接続される公知の遠心クラッチを用いることができ、遠心式の揺動子と、揺動子を収納するとともに駆動軸側に連結したカップ状のクラッチドラムを用いて構成できる。遠心クラッチ７とマグネトロータ１８の間には、牽引ひもを巻回するリール２３が設けられる。リール２３に巻かれた牽引ひもの先端にはノブ２４が設けられ、作業者がエンジン始動時にノブ２４を強く引くことによってエンジンを始動することができる。

マグネトロータ１８の外周側には、その回転位置を検出することによって点火プラグ１７への高圧電流の供給を行うタイミングを決定する点火装置１９が設けられる。点火装置１９から点火プラグ１７までは、ハイテンションコード２０にて接続される。遠心クラッチ７、操作棹等の挿入部２ａはハウジング２により覆われ、ハウジング２はボルト３７等にて前側クランクケース１２ａの下部とエンジンカバー３に固定される。

エンジンカバー３は、例えばプラスチック製の覆いであり、運転時に高温になるシリンダ１１を覆い、作業者がそれらに直接触れないようにしている。そのため、エンジンカバー３には、断面がスリット状の多数の通風口が形成される。

クランクケース１２の下部には、プラスチック等の樹脂或いは金属にて製造される燃料タンク３１（図１参照）、又は、図２のようにカセットボンベ３８が択一的に取り付けられる。図２は燃料タンク３１でなくて、カセットボンベ３８を取り付けた状態の断面図である。カセットボンベ３８を取り付けるときには燃料タンク３１を外して、替わりにカセットボンベ室ハウジング３６を取り付ける。カセットボンベ室ハウジング３６には図示していないが、カセットボンベ用の接続アダプタ（図示せず）が設けられ、カセットボンベ３８を着脱可能にしている。また、カセットボンベ３８から供給されるガスは、接続アダプタから図示しないレギュレータ（高圧のカセットボンベ３８から一定圧に調整した低圧のガスを得る機器）を介してキャブレタ（図示せず）に導く。本実施例においては、カセットボンベ室ハウジング３６と燃料タンク３１（図１参照）が択一的に、ネジ３９によってエンジン１０の下部に取り付けられるように構成される。このカセットボンベ室ハウジング３６と燃料タンク３１は、製造メーカで双方をつけて販売して、ユーザ側で自由に交換できるように構成しても良いし、製造メーカがあらかじめ一方だけを取り付けて販売して、ユーザ側には交換作業をさせないように構成しても良い。

カセットボンベ室ハウジング３６は、カセットボンベ３８を内部に完全に収容すると共に、接続アダプタ（図示せず）へのカセットボンベ３８の装着が可能になるように、開閉可能な開口部（図示せず）が設けられる。カセットボンベ室ハウジング３６の底部は、刈払機１を床等に置いたときに安定するように平面状に構成するのが望ましく、かつ、十分な強度を有するように形成すると良い。

前後方向に水平に伸びるクランクシャフト１３の後端部付近には、オイルタンク４１が設けられる。本図から理解できるように、オイルの貯蔵部分となる閉鎖空間は、後側クランクケース１２ｂとオイルタンク４１によって形成され、クランクシャフト１３の後端面（後端部分）は、その閉鎖空間内（オイルタンク４１の内部空間内）に位置している。オイルタンク４１は、例えばプラスチック等の高分子樹脂の一体成形でできた円筒状の容器であり、後方側が閉鎖され、前方側の開口部がエンジン１０の後側クランクケース１２ｂにねじ止めされる。オイルタンク４１の側方にはオイルの注入口４２が設けられ、注入口４２はキャップ４３により封止される。オイルタンク４１の内部には、２サイクルエンジン用のオイルが入れられ、内部に配置されるオイルポンプ５０によってエンジン１０の回転数に応じた量のオイルが後述する吸気ポートに供給される。オイルポンプ５０は、クランクシャフト１３の後端付近の下側に設けられ、フィルタ４５及びパイプ４４を介してオイルタンク４１内のオイルを吸引する。オイルポンプ５０をクランクシャフトに接する位置であって、クランクシャフト１３の下側に設けるのは、オイルを吸引及び排出するにあたって、重力的に下側に設ける方が効率が良いからである。オイルポンプ５０はクランクシャフト１３に接続されるウォームギヤ２８によって稼働されるもので、クランクシャフト１３の回転速度に応じて送出されるオイルの量が決定される。

図３は図２のエンジン１０単体の背面図であって、オイルタンク４１、マフラー、キャブレタ２１等を取り外した状態を示す図である。本実施例ではシリンダ１１がアルミニウム合金の一体成形により形成され、前側クランクケース１２ａと後側クランクケース１２ｂのそれぞれがアルミニウム合金の一体成形により形成され。シリンダ１１には、右側側方に排気ポート２６が、左側側方には吸気ポート２５が設けられる。図３では図示していないが、クランクシャフト１３の軸を通る鉛直面からみて左右に分けてマフラーとキャブレタが配置される。

本実施例における後側クランクケース１２ｂは、オイルタンク４１の開口部を閉鎖する機能を有するもので、略正方形の接合面３４が形成される。この接合面３４にオイルタンク４１をかぶせて、複数のねじ又はボルト（図示せず）で固定することによって、所定の閉鎖空間が形成される。接合面３４の周囲には複数のネジ穴３５a、３５ｃ、３５ｄ、３５ｆが設けられ、それらには雌ねじが形成される。クランクシャフト１３の下側にはオイルポンプ５０が設けられる。オイルポンプ５０にはクランクシャフト１３の回転力が伝えられて、所定の吸気口に接続されたパイプ４４を介してオイルが吸引される。パイプ４４の先端にはゴミ等を取り除くためのフィルタ４５が設けられる。オイルポンプ５０はねじ４６によって後側クランクケース１２ｂに固定され、オイルポンプ５０の後述するオイル排出通路は後側クランクケース１２ｂに形成された後述する開口空間に接続され、開口空間からは後側クランクケース１２ｂに形成されたオイル通路７２を通って吸気ポートに送出される。

ここで、図３から理解できるように接合面３４は後側クランクケース１２ｂと等しい、あるいはそれよりも大きい外径を有し、内部にオイルポンプ５０を収容するのに十分な空間が確保される。接合面３４の上端はシリンダ１１とクランクケース１２との接合面付近に位置する。本実施例ではオイルポンプ５０はクランクシャフト１３の下側に設けられている。尚、オイルポンプ５０の位置はクランクシャフト１３の下側だけに限られずに、クランクシャフト１３の上側に位置するようでも、右側又は左側にするように配置しても良い。しかしながら、本実施例のようにクランクシャフト１３の下側に配置するようにすれば、パイプ４４の長さを短くすることができる上に、オイルポンプ５０の後述するオイル排出通路５３をオイル通路７２の位置に最適配置でき、好都合である。

図４は図３のＡ−Ａ部の断面図である。本実施例の後側クランクケース１２ｂの後端面には、オイルポンプ５０のオイル排出通路５３が接続される開口空間７１が形成される。開口空間７１とオイルポンプ５０の間にはＯリング７７を介在させて密閉され、開口空間７１側からオイルタンク４１側にオイルが漏れないように構成される。開口空間７１から上方向には縦方向にオイル通路７２が形成される。オイル通路７２は後側クランクケース１２ｂのブロック部（肉厚部分）に形成された縦方向に延びる円筒状の細い通路であって、所定量のオイルを送出するのに適切な径に設定される。後側クランクケース１２ｂは、アルミニウム合金の一体成形、例えば鋳造にて製造されるが、オイル通路７２は、鋳造後にドリル等で後側クランクケース１２ｂの肉厚部分に縦方向の穴を開けることにより形成する。

オイル通路７２の上端部分はシリンダ１１と後側クランクケース１２ｂの接合部分（矢印Ｂ）において、シリンダ１１の肉厚部分内に形成されたオイル通路７３と連結される。シリンダ１１の肉厚部分には、オイル通路７２の後側クランクケース１２ｂの接合部分から連続するオイル通路（７３〜７５）が形成され、吸気ポート２５に接続される。縦方向のオイル通路７３は横方向オイル通路７４と接続され、横方向オイル通路７４は縦方向オイル通路７５と接続され、縦方向オイル通路７５が吸気ポート２５と開口する。シリンダ１１もアルミニウム合金の一体成形、例えば鋳造にて製造されるが、オイル通路（７３〜７５）は鋳造後にドリル等でシリンダ１１の肉厚部分に縦方向の２本の穴と、それを結ぶ横方向の穴を開けて、横方向の一部（開口部）をロウ付けやピンを圧入すること等により塞ぐことによって図４に示すようなオイル通路７２〜７５を形成できる。尚、シリンダ１１の横方向オイル通路７４は、シリンダ１１とクランクケース１２の接合面においてどちらか一方又は両方に溝を形成することにより、接合部分に横方向オイル通路７４を形成して、オイル通路７２から縦方向オイル通路７５の間を接続するように構成しても良い。このように構成すれば、横方向オイル通路７４の製造コストを抑えることが可能となる。

オイル通路７５によって吸気ポート２５の内部に排出されたオイルは、ピストン１４の上下運動により生じるクランクケース１２内の負圧によりクランクケース１２へと流入する。クランクケース１２へと流入しすぎたオイルは後側クランクケース１２ｂやクランクシャフトのカウンターウェイト１６によりボールベアリングやコンロッド末端のニードルベアリングに運搬され、潤滑に使用される。以上のように、オイルポンプ５０によって吸引されたオイルは、オイル通路７２〜７５を通って吸気ポート２５の内部に排出される。この際、オイルポンプ５０はクランクシャフト１３の回転力によって駆動されるので、エンジン１０の回転速度に応じて供給量が決定され、適切な量のオイルを供給する。

後側クランクケース１２ｂの後方には、オイルタンク４１が取り付けられる。本実施例では、エンジン１０の排気量が２７ｃｃ、燃料タンク３１（図１参照）が約５００ｃｃに対して、オイルタンク４１の容量が約８０ｃｃなので、ガソリンとオイルの混合比が２０：１とすると、ガソリン１６回分の給油量に相当するオイルをオイルタンク４１内にためることができる。図４から理解できるように、オイルを収容する空間は後側クランクケース１２ｂとオイルタンク４１により画定される。後側クランクケース１２ｂとオイルタンク４１とＯリング７７が介在させた上で接合される。図４ではＯリング７７を介した接合状況を理解しやすいように、後側クランクケース１２ｂとオイルタンク４１の隙間を広く図示しているが、実際には隙間がわからない程度に後側クランクケース１２ｂとオイルタンク４１は密接される。オイルタンク４１は、例えば６本のボルトによって後側クランクケース１２ｂ固定される。そのため、オイルタンク４１には６つのボルト用の貫通穴（図示せず）が形成され、後側クランクケース１２ｂには図３で示したように６つのねじ穴３５ａ〜３５ｆが形成される。

ここで、オイルの流れについて説明する。図４において、オイルタンク４１は後側クランクケース１２ｂに装着されており、オイルタンク４１の中にオイル用のフィルタ４５とオイルポンプ５０が内蔵されている。オイルはオイルタンク４１に貯蔵される。図では、オイルが入っていない状態を図示しているが、実際には注入口４２付近までオイルを入れることができる。キャップ４３には圧力開放用の弁（図示せず）を設けると好ましく、内部の圧力を調整することによりオイルポンプ５０によるオイルの吸引がスムーズに行われる。オイルはフィルタ４５よりゴミを除去し吸入され、オイルポンプ５０に取り込まれる。エンジン１０のピストン１４の上下運動は、クランクケース１２内におけるクランクの回転運動へと変換され、クランクシャフト１３が回転する。クランクシャフト１３の後端部にはウォームギヤ２８が取り付けられ、ウォームギヤ２８のネジ送り運動がオイルポンプ５０に内蔵される駆動軸（後述）の回転運動に変換され、これがオイル運搬のポンピング運動へと変換される。このポンピング運動によって、所定量のオイルがオイルポンプ５０から開口空間７１に送られ、オイルポンプ５０でオーバーフローしたオイルがオーバーフロー通路５４からオイルタンク４１内に戻る。

一方、燃料の流れに関しては、オイル通路７２〜７５を除いてエンジン１０の基本構造は通常の２サイクルエンジンとほぼ同様であるので、燃料タンク６（図１参照）より燃料がキャブレタに取り込まれ、気化器絶縁板２２（図１参照）、シリンダ１１の吸気ポートを通過し、上述のオイルと合流する。クランクケースで合流した燃料と空気とオイルは掃気路を通じて燃焼室に取り込まれ、ピストン１４により圧縮・燃焼し、ピストン１４の上下運動によりクランクシャフト１３の回転力へと変換され、遠心クラッチ７等の動力伝達機構を介して図示しない先端工具を回転させる。

以上説明したように、本実施例では２サイクルエンジンにオイルタンク４１を設けて分離給油方式を採用したので、常に適切なオイルをエンジン内に供給することができ、安定してエンジン１０を運転することができる。本実施例のオイル収容容器は、後方側から見ると略円筒形をしているが、その形状は円筒形だけに限られず、後側クランクケース１２ｂと共同してオイル収容空間を構成し、オイルポンプ５０を内部に収容でき、所定量の容量を確保できるならばその他の任意の形状であっても良い。さらに、作業中や運搬中において、オイルタンク４１に対して強い力がかかることがあるので、オイルタンクガードや何らかの保護部材を設けるようにして、オイルタンク４１を保護するように構成すると良い。また、燃料のタンクガード３３をエンジンの後側まで延長し、一体的に保護するように構成しても良い。

図５は、図４の後側クランクケース１２ｂとシリンダ１１の接合部分（矢印Ｂ）の拡大図である。通常クランクケース１２とシリンダ１１の接合部にはガスケット７８が介在される。本実施例ではガスケット７８に加えて、オイル通路７２、７３の周囲を覆うように円環状のＯリング７９が介在される。このようにＯリング７９を介在させることによって、後側クランクケース１２ｂとシリンダ１１の接合部分からオイルが漏れることを効果的に防止することができる。

図６は、図４の後側クランクケース１２ｂとオイルタンク４１の接合部分（矢印Ｃ）の拡大図である。後側クランクケース１２ｂとオイルタンク４１の接合部分には、オイルタンク４１の接合面３４全体に沿って配置される断面が円筒形のＯリング７７が介在される。図６の状態では、後側クランクケース１２ｂとオイルタンク４１が適正トルクで締め付ける前の状態であって、Ｏリング７７が変形していない。しかしながら、図示しない取付ボルトを適正トルクで締め付けることによって後側クランクケース１２ｂとオイルタンク４１の間隔が狭まり、Ｏリング７７が扁平状態になって十分なシール性能が得られる。接合部分には、Ｏリング７７が嵌る位置決め用の凹部があるように構成しても良い。

次に図７から図１０を用いてオイルポンプ５０の詳細について説明する。図７はオイルポンプ５０の背面図であり、刈払機１の後側からオイルポンプ５０を見た状態である。オイルポンプ５０の後述する駆動軸５５のウォームホイール５６には、ウォームギヤ２８（図２参照）が噛合し、クランクシャフト１３の回転力が伝達される。オイルポンプ５０は図示しないねじによって後側クランクケース１２ｂに固定され、オイルポンプハウジング５１の左右中央付近下部には、下側にせり出すフランジ部５１ｂが設けられ、そこにはねじ穴５１ｃが形成される。オイルポンプハウジング５１の左側端部付近において、後方からオイル流入通路５２が設けられ、下側にはオーバーフロー通路５４が設けられる。オイルポンプハウジング５１の右側端部付近には、流量調整用絞り５８が設けられる。流量調整用絞り５８は、下側のマイナス溝を回すことによってオイル流入通路５２から吸引されるオイルの流量を調整するものであり、ピン６４によってオイルポンプハウジング５１から抜けないように固定され、スプリング５９によって下方向に付勢される。

図８は図７のＤ−Ｄ部の断面図である。オイルポンプ５０の駆動軸５５は、クランクシャフト１３の回転によって矢印の方向に回転し、オイル流入通路５２からオイルを吸引し、所定の送出圧力にてオイル排出通路５３からオイルを排出する。図４で説明したようにオイル排出通路５３は、開口空間７１に位置するので、排出されたオイルはオイル通路７２〜７５（図４参照）を通って吸気ポート２５（図４参照）に送出される。なお、本実施例のオイルポンプ５０では、オイル排出通路５３から排出されるオイルよりも多くの量のオイルを送出できるため、オーバーフロー通路５４を設けて、オイル排出通路５３は適正量のオイルが排出されるように構成し、オーバーフローしたオイルは、オーバーフロー通路５４から再びオイルタンク４１の内部に戻されるようにした。この構成により、エンジン１０の回転数（クランクシャフト１３の回転数）の大小によらずに適切な量のオイルを吸気ポート２５に送出することができる。

尚、オーバーフロー通路５４は必ず設けなければならないものではなく、オーバーフロー通路５４を省略して、オイル流入通路５２とオイル排出通路５３だけを有するオイルポンプとしても良い。その場合であっても駆動軸５５の形状は同じままでよい。また、図８の例ではオイル流入通路５２とオイル排出通路５３が一直線に並ぶように配置されたが、オイル流入通路方向とオイル排出方向が所定の角度を有するように、例えば９０度となるように配置しても良い。

図９はオイルポンプ５０の縦断面図であり、図４のＦ−Ｆ部の断面である。オイルポンプ５０は、オイルポンプハウジング５１の一方の端部（左側端部）付近内側であって、駆動軸５５との間に形成される空気室５７と、駆動軸５５を空気室５７から離れる方向（左方）に付勢するバネ６１と、駆動軸５５の空気室５７から離れた側（図の右側）の端部に形成される傾斜部５５ｂに当接する流量調整用絞り５８とから主に構成される。オイルポンプハウジング５１の中央付近上側には開口部５１ａが形成され、開口部５１ａからは駆動軸５５に連結されるウォームホイール５６の一部分が露出する。ウォームギヤ２８の回転力により駆動軸５５のウォームホイール５６が回転すると、駆動軸５５はバネ６１に付勢されて傾斜部５５ｂが常に流量調整用絞り５８に当接しながら回転する。駆動軸５５の右端には傾斜部５５ｂが形成されるので、駆動軸５５が回転することにより駆動軸５５の空気室５７側（図の左側）の端部が、駆動軸５５の軸方向、つまり左右方向に往復運動する。流量調整用絞り５８は、供給するオイルの量を調整するためのもので、これを回すことにより傾斜部５５ｂの当接箇所が変わり、空気室５７の容積を調整することができる。

図１０は、オイルポンプ５０の動作を示す横断面図であって、図７のＥ−Ｅ部の断面図を示す。オイルポンプ５０は、空気室５７が膨張して減圧した状態から駆動軸５５が回転すると、オイルタンク４１内のオイル７０がオイル流入通路５２から空気室５７内に吸入されながら図１０（１）の状態に移行する（吸入過程）。このときの駆動軸５５の左端と空気室絞り部右端とは距離ａとなる。

そして、図１０（１）の状態から駆動軸５５がさらに回転すると、空気室５７内が圧縮されながら図１０（２）の状態となり、この状態からさらに駆動軸５５が回転すると図１０（３）に示すようにこのときの駆動軸５５の左端と空気室絞り部右端は距離ｂとなる（但しａ＞ｂ）。この結果、空気室５７のオイル７０は圧縮される。駆動軸５５がさらに回転すると駆動軸５５に形成された窪み部５５ｃがオイル排出通路５３側に面するので、それに伴って圧縮されたオイル７０が移動してオイル排出通路５３から開口空間７１に排出されながら図１０（３）の状態となる。この際、所定の圧力にてオイル７０が送出されるので、開口空間７１に排出されたオイルは、オイル通路７２〜７５を通ってシリンダ１１の吸気ポート２５（図４参照）に供給される。図１０（３）の状態では、駆動軸５５の左端と空気室絞り部右端との距離は再び距離ｂに戻る。

図１０（３）からさらに駆動軸５５が９０度回転すると、駆動軸５５に形成された窪み部５５ｃがオーバーフロー通路５４（図８参照）と面するので、重力の作用により内部の余分なオイルがオイルタンク４１の内部に戻される。このようにして、オイルポンプ５０の駆動中は図１０（１）−（３）の状態が順に繰り返され、所定量のオイルがクランクケース１２とシリンダ１１に供給される。本実施例の構成では、エンジン１０がアイドリング時には、オイルポンプ５０の駆動軸５５の回転は低速度で、少量のオイルが吸気ポート２５に供給される。また、エンジン１０の回転（クランクシャフト１３の回転）の上昇に比例してオイルポンプ５０の駆動軸５５の回転速度が上昇するので、回転速度の増大に適した量のオイルが吸気ポート２５に供給される。以上説明したように、オイルポンプ５０を用いたエンジン潤滑用のオイルの供給を、燃料の供給とは独立して行うので、焼き付きの発生等を回避することができる。さらに、オイルが常に適切量だけエンジンに供給されるので、排気ガスをクリーンにすることができ、エンジンの耐久性を大幅に向上させることができる。

本発明によれば、２サイクルの小型エンジンにおいて、ガソリンと潤滑油を混合するという作業者の作業を省略することができるので、大変使い勝手の良い２サイクルエンジン及びそれを用いたエンジン作業機を実現できる。また、分離給油方式としたために、２サイクルエンジンをカセットガス等の液体ガスにて容易に駆動させることができる。さらに、潤滑油タンクからエンジン内に供給されるまでのオイル流路が、クランクケース及びシリンダの内部に形成された通路を通って供給され、ゴムチューブ等の別配管を用いる必要がないので配管が劣化する恐れがなく、信頼性が高く、部品数の増加を抑えた小型エンジン及びそれを用いたエンジン作業機を実現できる。

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施例では、エンジン作業機として刈払機の例で説明したが、これだけに限られずに、発電機、チェンソー、ブロワ、ヘッジトリマ等の他の作業機器においても適用可能である。

１刈払機２ハウジング２ａ挿入部
３エンジンカバー４マフラーガード５エアクリーナーカバー
６燃料タンク７遠心クラッチ８クラッチシャフト
１０エンジン１１シリンダ１２クランクケース
１２ａ前側クランクケース１２ｂ後側クランクケース
１３クランクシャフト１４ピストン
１５コンロッド１６カウンターウェイト
１７点火プラグ１８マグネトロータ
１９点火装置２０ハイテンションコード
２１キャブレタ２２気化器絶縁板
２３リール２４ノブ２５吸気ポート
２６排気ポート２８ウォームギヤ３１燃料タンク
３２燃料キャップ３２ａ〜３２ｆねじ３３タンクガード
３４接合面３５ａ〜３５ｆねじ穴
３６カセットボンベ室ハウジング３７ボルト
３８カセットボンベ３９ネジ４１オイルタンク
４２注入口４３キャップ４４パイプ
４５フィルタ４６ねじ４７ｄねじ
５０オイルポンプ５１オイルポンプハウジング
５１ａ開口部５１ｂフランジ部５１ｃねじ穴
５２オイル流入通路５３オイル排出通路５４オーバーフロー通路
５５駆動軸５５ｂ傾斜部５５ｃ窪み部
５６ウォームホイール５７空気室５９スプリング
６１バネ６４ピン７０オイル
７１開口空間７２オイル通路７３オイル通路
７４横方向オイル通路７５縦方向オイル通路７７Ｏリング
７８ガスケット１０３回転刃１０４ハンドル
１０５操作桿１０６スロットルレバー１０７飛散防御カバー
１０８ワイヤー

Claims

吸気ポートと排気ポートを有するシリンダと、
前記シリンダの内部で往復動するピストンの往復エネルギーを回転エネルギーに変換するクランクと、
前記クランクを収容する共に前記シリンダを保持するクランクケースと、
前記シリンダ内で燃焼させる燃料のタンクを有し、
前記クランクケースから延びるクランクシャフトの一端側から動力伝達機構を介して出力が取り出される２サイクルエンジンであって、
前記クランクケースの側面であって前記クランクシャフトの他端側に、前記吸気ポートへ供給されるオイルを貯蔵するオイルタンクを設け、
前記オイルタンクの内部に前記クランクシャフトの回転力で駆動されるオイルポンプを設け、
前記オイルポンプは、オイルを吸引する吸引口と、オイルを排出する排出口を有することを特徴とする２サイクルエンジン。
前記オイルタンクはクランクシャフトの軸端部を収容するように配置されることを特徴とする請求項１に記載の２サイクルエンジン。
前記２サイクルエンジンを始動するためのスタータを有し、
前記スタータは前記クランクシャフトの一端側であって前記動力伝達機構に隣接して設けられることを特徴とする請求項２に記載の２サイクルエンジン。
前記排出口から送出されるオイルは、前記クランクケース及び前記シリンダに形成されたオイル通路を介して前記吸気ポートに供給されることを特徴とする請求項２又は３に記載の２サイクルエンジン。
前記オイル通路は、前記クランクケース及び前記シリンダに穴を開けることにより形成されることを特徴とする請求項４に記載の２サイクルエンジン。
前記オイルポンプは、前記クランクシャフトに接する位置であって前記排出口が前記オイル通路の開口部に接するように設けられることを特徴とする請求項４又は５に記載の２サイクルエンジン。
前記オイルポンプは前記クランクシャフトの下側に設けられ、
前記吸引口には、前記オイルタンク内のオイルを吸い上げるためのパイプが接続されることを特徴とする請求項６に記載の２サイクルエンジン。
前記パイプの先端に不純物を濾過するためのフィルタを設けたことを特徴とする請求項７に記載の２サイクルエンジン。
前記オイルポンプには、吸入口から吸引されるオイルの一部を逃がすためのオーバーフロー出口が設けられ、
前記オーバーフロー出口は前記オイルタンク内に開口することを特徴とする請求項３から８のいずれか一項に記載の２サイクルエンジン。
前記オイルタンクは開口部を有する容器であって、前記クランクケースに前記開口部が固定されることによりオイルの貯蔵空間が形成されることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の２サイクルエンジン。
前記オイルタンクはオイルの注入口を有し、透明又は半透明材料によって形成されるか又は残量確認窓付きの不透明材料にて形成され、
前記注入口を封止するキャップが設けられることを特徴とする請求項１０に記載の２サイクルエンジン。
請求項１から１１のいずれか一項に記載の前記２サイクルエンジンを備えたことを特徴とするエンジン作業機。