JPH0421046B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は構造が簡単な小型汎用の４サイクルエ
ンジンに関するものである。

（従来技術及び本発明の問題点） 一般に小型汎用４サイクルエンジンでは低コス
トであること、軽量コンパクトであることが要望
される。

斯かる要求を満足するために、本件出願人は従
来から特開昭59−150912号のエンジンを開発し、
既に出願している。

この先行技術はクランク軸の出力軸部の２箇所
にガイド部を形成し、それぞれに連動機構を設け
て吸排気弁を開閉動作して、カム軸を廃止し、エ
ンジンをコンパクトにするようにしている。

しかしながら、ガイド部を２箇所に設けている
ので、出力軸部の長さが長くなり、エンジンの外
形が大きくなるという不具合がある。

出力軸部に切欠きが設けられているので、クラ
ンク軸の強度が低下するという不具合もある。

更にクランク軸の軸受間距離が長くなり、連動
機構の摺動子のオーバーハングも大きいので、ク
ランクケースが大型化するという不具合もある。

そこで本件発明者はクランク軸のクランクウエ
ブ端面を利用してガイド部を設ければ、これらの
不具合を解決できることに着目し、本発明を案出
するに至つた。

（発明の目的） 第１発明は、クランクウエブ端面にガイド部を
配置した４サイクルエンジンを提供することを目
的としている。

第２発明は、クランクウエブ両端面に設けられ
たガイド部で吸排気弁の双方を開閉できる４サイ
クルエンジンを提供することを目的としている。

第３発明は、ガイド部に連動機構のフオロワー
が滑かに摺接する４サイクルエンジンを提供する
ことを目的としている。

第４発明は、ガイド部の交叉部で連動機構のフ
オロワーが正規の経路でしたがつて走行する４サ
イクルエンジンを提供することを目的としてい
る。

第５発明は、ガイド部が設けられたクランクウ
エブの重量を軽減する４サイクルエンジンを提供
することを目的としている。

（発明の構成） (1) 技術的手段 第１発明は、クランク軸のクランクウエブの端
面に、クランク軸が２回転すると元の位置に戻る
ガイド溝を形成し、該ガイド溝に案内されて上下
動のみを行なう連動機構で吸気弁および排気弁の
いずれか一方又は双方を開閉制御するようにした
ことを特徴とする４サイクルエンジンである。

第２発明は、クランク軸の２枚のクランクウエ
ブの各々の端面に、クランク軸が２回転すると元
の位置に戻るガイド溝を形成し、該ガイド溝に案
内されて上下動のみを行なう連動機構をそれぞれ
設け、各連動機構により吸気弁および排気弁をそ
れぞれ開閉制御するようにしたことを特徴とする
４サイクルエンジンである。

第３発明は、クランク軸のクランクウエブの端
面に、クランク軸が２回転すると元の位置に戻る
ガイド溝を形成し、該ガイド溝に案内されて上下
動のみを行なつて吸気弁および排気弁のいずれか
一方又は双方を開閉制御する連動機構を設け、こ
の連動機構はガイド溝に摺接するフオロワーを有
しており、フオロワーは、その摺動面が平面状
に、また案内面がガイド溝の最小曲率半径より僅
かに小さな曲率半径の曲面状に形成されているこ
とを特徴とする４サイクルエンジンである。

第４発明は、クランク軸のクランクウエブの端
面に、クランク軸が２回転すると元の位置に戻る
ガイド溝を形成し、該ガイド溝に案内されて上下
動のみを行なつて吸気弁および排気弁のいずれか
一方又は双方を開閉制御する連動機構を設け、こ
の連動機構はガイド溝に摺接するフオロワーを有
しており、ガイド溝の交叉部の溝深さを、両弁の
開弁行程と閉弁行程とでは異なるように設定し、
フオロワーをガイド溝の底面に押圧するようにし
たことを特徴とする４サイクルエンジンである。

第５発明は、クランク軸のクランクウエブの端
面に、クランク軸が２回転すると元の位置に戻る
ガイド溝を形成し、該ガイド溝に案内されて上下
動のみを行なつて吸気弁および排気弁のいずれか
一方又は双方を開閉制御する連動機構を設け、ガ
イド溝の半径方向外周の部分では外側壁および底
面の一部を取除いていることを特徴とする４サイ
クルエンジンである。

(2) 作 用 第１発明では、ガイド溝をクランクウエブに設
けてエンジンを小型化する。

第２発明では、ガイド溝をクランクウエブの両
端面に設けて吸気弁、排気弁の双方を開閉する。

第３発明では、連動機構のフオロワーがガイド
部に滑かに案内される。

第４発明では、連動機構のフオロワーがガイド
溝の交叉部で正規の経路から外れることが防止さ
れる。

第５発明では、ガイド溝の外側壁および底面の
一部が取除かれているので、クランクウエブが軽
くなる。

（実施例） (1) 第１実施例 第１図を参照して本発明による第１実施例のサ
イドバルブ型の小型汎用４サイクルエンジンを説
明する。

第１図中において、１０はエンジンブロツクで
ある。エンジンブロツク１０にはシリンダ１２、
クランクケース１４等が一体に形成されている。
シリンダ１２の上端部にはシリンダヘツド１６が
取付けられており、シリンダ１２の内部にはピス
トン１８が摺動自在に嵌合している。

前記シリンダ１２の右側部には排気弁２０が設
けられており、またシリンダ１２の左側部には吸
気弁２１が同様に設けられている。なお２２は着
脱自在なサイドカバーであり、２３ａ，２３ｂは
それぞれ紙面に直交する排気通路、吸気通路であ
る。

クランクケース１４には両端支持型のクランク
軸２４が回転自在に収容されており、クランクケ
ース１４の底部はオイルパン１５ａになつてい
る。クランク軸２４は出力軸部２５ａ，２５ｂ、
クランクウエブ２５ｃ，２５ｄ、クランクピン２
５ｅからなる一体鍛造品であり、このクランクピ
ン２５ｅとピストン１８の間はコンロツド２６で
連結されている。前記出力軸部２５ａ，２５ｂの
両端部はメタル軸受２８を介してクランクケース
１４に軸支されている。なお３０はオイルシール
である。

クランクウエブ２５ｄの左端面には、吸気弁２
１用のガイド溝３２ａ（ガイド部）が設けられて
いる。このガイド溝３２ａは第２図に示すよう
に、クランクウエブ２５ｄを２周して元の位置に
戻る環状溝形に形成されている。ガイド溝３２ａ
は吸気弁２１に閉弁動作を与える閉弁部３３ａ
と、吸気弁２１にリフト動作を与えるリフト部３
３ｂと、閉弁部３３ａとリフト部３ｂを繋ぐ交叉
部３３ｃから形成されている。

閉弁部３３ａは出力軸部２５ｂと略同心状に形
成されており、リフト部３３ｂは出力軸部２５ｂ
の中心に対して偏心し、詳しくは後述する連動機
構３４ａを介して吸気弁２１に所定のリフト量を
与えるように形成されている。

また交叉部３３ｃは、第３図、第４図に示すよ
うに、閉弁部３３ａからリフト部３３ｂに向かう
吸気弁２１の開弁行程OPより、リフト部３３ｂ
からリフト部３３ｂに戻る閉弁行程程CLの方が
深さが浅く形成されている。

連動機構３４ａは、フオロワー３６とタペツト
３８等からなり、フオロワー３６はガイド溝３２
ａに摺接してタペツト３８を介してクランク軸２
４の回転運動を、吸気弁２１の昇降運動すなわち
リフト動作および閉弁動作に変換する機能を有す
る。

フオロワー３６は第５図に示すようにガイド溝
３２ａの内側壁３３ｄに摺接する下面３７ａ（摺
動面）と、ガイド溝３２ａの外側壁３３ｅに摺接
する上面３７ｂ（案内面）と、一体成形された軸
３７ｃとから形成されている。下面３７ａは略平
面状に形成されており、下面３７ａと内側壁３３
ｄは線接触するように構成されている。また上面
３７ｂは外側壁３３ｅの最小曲率半径より若干小
さな曲率半径の曲面状に形成されており、上面３
７ｂが外側壁３３ｅに摺接しながらフオロワー３
６の向きをガイド溝３２ａに沿うように揺動させ
るように構成されている。

フオロワー３６の軸３７ｃは、第６図に示すよ
うに、タペツト３８のボス部３９ａに軸３７ｃを
中心として回動自在、かつ軸３７ｃの軸方向に摺
動自在に嵌合している。フオロワー３６とタペツ
ト３８の間には、軸３７ｃの周囲に圧縮コイルス
プリング４０が縮設されており、圧縮コイルスプ
リング４０のばね力でフオロワー３６の端面３７
ｄを矢印Ａ方向すなわちガイド溝３２ａの底面３
３ｆに向かつて圧接する方向に付勢している。な
お、軸３７ｃの端部には例えばスナツプリング
（図示せず）等で抜け止めが施される場合もある。

第１図に示すように、タペツト３８の上部３９
ｂはシリンダ１２を摺動自在に貫通しており、吸
気弁２１の下端部に圧接している。タペツト３８
はバルブスプリング４２のばね力で下方へ、出力
軸部２５ｂの中心に向かつて付勢されている。

なお、右側のクランクウエブ２５ｃには排気弁
２０用のガイド溝３２ｂが形成されており、ガイ
ド溝３２ｂはガイド溝３２ａに対して略180゜程度
の位相差を隔てている。ガイド溝３２ｂと排気弁
２０の間には連動機構３４ａと同様の連動機構３
４ｂが設けられている。

次に作用を説明する。クランク軸２４が回転す
ると連動機構３４ａ，３４ｂはクランクウエブ２
５ｃ，２５ｄの回転運動をタペツト３８の昇降運
動に変換して排気弁２０、吸気弁２１を開閉す
る。

このとき例えば連動機構３４ａにおいては、フ
オロワー３６がガイド溝３２ａを摺接し、閉弁部
３３ａとリフト部３３ｂの偏倚量だけタペツト３
８を昇降させる。

またフオロワー３６が交叉部３３ｃを通過する
時には、第３図、第４図の開弁行程OPと閉弁行
程CLの溝深さに差が設けられているので、フオ
ロワー３６が交叉部３３ｃにおいて開弁行程OP
から閉弁行程CLに迷い込んだり、溝の切目によ
る大きな衝撃を受ける恐れはない。

更にフオロワー３６は第５図に示すように、平
面状の下面３７ａと、曲面状の上面３７ｂとを有
しているので、フオロワー３６はガイド溝３２ａ
の内側壁３３ｄに下面３７ａを線接触させ、上面
３７ｂの外側壁３３ｅへの接触で、フオロワー３
６の方向をガイド溝３２ａに沿うように変えなが
らガイド溝３２ｄを滑かに走行する。

(2) 第２実施例 第７図、第８図を参照して本発明の第２実施例
を説明する。なお、第７図、第８図において、第
１図と同一符号を付した部分は同一あるいは相当
部分を示す。

第７図に示すように、ガイド溝３２ｄのリフト
部３３ｂは、内側壁５０を残して外側壁および底
面が取除かれている。交叉部３３ｃの半径方向外
方には外側壁５２（第８図）が設けられている。

なお排気弁２０用の連動機構３４ｂも同様であ
る。

以上の第２実施例では、バルブスプリング４２
（第１図）のばね力でタペツト３８が内側壁５０
に押し付けられているので、フオロワー３６は内
側壁５０に沿つて摺接する。

したがつてクランクウエブ２５ｄの重量が軽く
なり、３２をクランクウエブ２５ｄの端面に設け
た場合でも、クランク軸２４のバランスが取りや
すくなる。

（発明の効果） 以上説明したように第１発明による４サイクル
エンジンは、クランク軸のクランクウエブの端面
に、クランク軸が２回転すると元の位置に戻るガ
イド溝を形成し、該ガイド溝に案内されて上下動
のみを行なう連動機構で吸気弁および排気弁のい
ずれか一方又は双方を開閉制御するようにしたの
で、次の効果を奏する。

ガイド溝３２ａをクランクウエブ２５ｄの端面
に配置したので、出力軸部２５ｂにガイド部を設
ける必要がなくなり、出力軸部２５ｂの軸方向の
長さがガイド部の分だけ短縮され、クランク軸２
４の長さを短くすることができる。このためエン
ジンブロツク１０のクランクケース１４が小さく
なり、エンジンを小型化することができる。

第２発明による４サイクルエンジンは、特に、
クランク軸の２枚のクランクウエブの各々の端面
に、クランク軸が２回転すると元の位置に戻るガ
イド溝を形成し、該ガイド溝に案内されて上下動
のみを行なう連動機構をそれぞれ設け、各連動機
構により吸気弁および排気弁をそれぞれ開閉制御
するようにしたので、次の効果を奏する。

クランクウエブ２５ｃに排気弁２０用の連動機
構３４ｂを設け、クランクウエブ２５ｄに吸気弁
２１用の連動機構３４ａを設けたので、エンジン
ブロツクのクランクケース１４を一層小型化する
ことができる。

また燃焼室を挟んで排気弁２０と吸気弁２１を
対向して配置することができるので、所謂クロス
フロー配置が容易になる。

第３発明による４サイクルエンジンは、特に、
前記ガイド溝に案内されて上下動のみを行なつて
吸気弁および排気弁のいずれか一方又は双方を開
閉制御する連動機構を設け、この連動機構はガイ
ド溝に摺接するフオロワーを有しており、フオロ
ワーは、その摺動面が平面状に、また案内面がガ
イド溝の最小曲率半径より僅かに小さな曲率半径
の曲面状に形成されているので、次の効果を奏す
る。

フオロワー３６は第５図に示すように、平面状
の下面３７ａと、曲面状の上面３７ｂとを有して
いるので、フオロワー３６はガイド部３２ａの内
側壁３３ｄに下面３７ａを線接触させ、上面３７
ｂの外側壁３３ｅへの接触で、フオロワー３６の
方向をガイド溝３２ａに沿うように変えながらガ
イド溝３２ａを滑かに走行させることができる。

したがつて比較的曲率半径の小さなガイド溝３
２ａでもフオロワー３６を正規の経路で摺接させ
ることができる。

第４発明による４サイクルエンジンは、特に、
ガイド溝の交叉部の溝深さを、両弁の開弁行程と
閉弁行程とでは異なるように設定し、フオロワー
をガイド溝の底面に押圧するようにしたので、次
の効果を奏する。

フオロワー３６が交叉部３３ｃを通過する時に
は、第３図、第４図の開弁行程OPと閉弁行程CL
の溝深さに差が設けられているので、フオロワー
３６が交叉部３３ｃにおいて、開弁行程OPから
閉弁行程OPに迷いこんだり、或は閉弁行程CLか
ら開弁行程OPに迷いこむことを防止できる。

第５発明による４サイクルエンジンは、特に、
前記ガイド溝の半径方向外周の部分では外側壁お
よび底面の一部を取除いているので、次の効果を
奏する。

ガイド溝３２ａのリフト部３３ｂは、内側壁５
０を残して外壁および底面が取除かれているの
で、クランクウエブ２５ｄの重量が軽くなり、ガ
イド溝３２ａをクランクウエブ２５ｄの端面に設
けた場合でも、クランク軸２４のバランスを容易
に取ることができる。

（別の実施例） (1) 本発明は以上の両実施例のようにサイドバル
ブ型のエンジンに限らず、オーバーヘツドバル
ブ型のエンジンにも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の４サイクルエン
ジンを示す縦断面図、第２図は第１図の−断
面部分図、第３図は交叉部の平面図、第４図は第
３図の−断面図、第５図はフオロワーの斜視
図、第６図は第２図の−断面図、第７図は本
発明の第２実施例の要部縦断面図、第８図は第７
図の−断面部分図である。１０…エンジンブ
ロツク、１４…クランクケース、２０…排気弁、
２１…吸気弁、２４…クランク軸、２５ｃ，２５
ｄ…クランクウエブ、３２ａ，３２ｂ…ガイド
溝、３４ａ，３４ｂ…連動機構、３７ａ…下面、
３７ｂ…上面、OP…開弁行程、CL…閉弁行程、
５０…内側壁、５２…外側壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ クランク軸のクランクウエブの端面に、クラ
   ンク軸が２回転すると元の位置に戻るガイド溝を
   形成し、該ガイド溝に案内されて上下動のみを行
   なう連動機構で吸気弁および排気弁のいずれか一
   方又は双方を開閉制御するようにしたことを特徴
   とする４サイクルエンジン。 ２ クランク軸の２枚のクランクウエブの各々の
   端面に、クランク軸が２回転すると元の位置に戻
   るガイド溝を形成し、該ガイド溝に案内されて上
   下動のみを行なう連動機構をそれぞれ設け、各連
   動機構により吸気弁および排気弁をそれぞれ開閉
   制御するようにしたことを特徴とする４サイクル
   エンジン。 ３ クランク軸のクランクウエブの端面に、クラ
   ンク軸が２回転すると元の位置に戻るガイド溝を
   形成し、該ガイド溝に案内されて上下動のみを行
   なつて吸気弁および排気弁のいずれか一方又は双
   方を開閉制御する連動機構を設け、この連動機構
   はガイド溝に摺接するフオロワーを有しており、
   フオロワーは、その摺接面が平面状に、また案内
   面がガイド溝の最小曲率半径より僅かに小さな曲
   率半径の曲面状に形成されていることを特徴とす
   る４サイクルエンジン。 ４ クランク軸のクランクウエブの端面に、クラ
   ンク軸が２回転すると元の位置に戻るガイド溝を
   形成し、該ガイド溝に案内されて上下動のみを行
   なつて吸気弁および排気弁のいずれか一方又は双
   方を開閉制御する連動機構を設け、この連動機構
   はガイド溝に摺接するフオロワーを有しており、
   ガイド溝の交叉部の溝深さを、両弁の開弁行程と
   閉弁行程とでは異なるように設定し、フオロワー
   をガイド溝の底面に押圧するようにしたことを特
   徴とする４サイクルエンジン。 ５ クランク軸のクランクウエブの端面に、クラ
   ンク軸が２回転すると元の位置に戻るガイド溝を
   形成し、該ガイド溝に案内されて上下動のみを行
   なつて吸気弁および排気弁のいずれか一方又は双
   方を開閉制御する連動機構を設け、ガイド溝の半
   径方向外周の部分では外側壁および底面の一部を
   取除いていることを特徴とする４サイクルエンジ
   ン。