JPH0421047B2 - - 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課題） 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。

か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都合がある。

そこで本件出願人はクランク軸クランクウエブ
端面を利用してガイド溝を設け、このガイド溝に
連動する連動機構で吸排気弁を開閉するようにし
た４サイクルエンジンを開発し、既に出願してい
る（特願昭60−108915号（特開昭61−265315号公
報参照）、出願日：昭和60年５月20日）。

しかしながら、この第２の先行技術でも、クラ
ンク軸の両ウエブを利用しているので、クランク
軸の軸方向長さが長くなり、またクランク軸のカ
ウンターウイトも大きくなる。

更に汎用エンジンの場合にはガバナーを配置す
るスペースを設けることが困難になる。

そこで本件発明者は、吸排気弁のそれぞれをス
イングアームで開閉し、スイングアームをクラン
クウエブに形成されたガイド溝で揺動させれば、
以上の問題を解消し得ることに着目し、本発明を
案出するに至つた。

（発明の目的） 本発明は、クランクウエブにガイド溝を設けた
４サイクルエンジンにおいて、更にクランク軸の
軸方向寸法を短縮することができる４サイクルエ
ンジンを提供することを目的としている。

（発明の構成） (1) 技術的手段 本発明は、クランク軸の一方のクランクウエブ
の端面に、クランク軸が２回転すると元の位置に
戻るようなガイド溝を形成し、クランク軸に沿つ
た方向の支軸に軸支され、該ガイド溝に案内され
て揺動するスイングアームを２個設け、一端が吸
気弁に連結されたプツシユロツドを一方のスイン
グアームに連結し、一端が排気弁に連結されたプ
ツシユロツドを他方のスイングアームに連結し、
各スイングアーム及びガイド溝を、吸気弁と排気
弁の開閉動作が逆に行なわれるように各棒体をリ
フト動作させるよう設定したことを特徴とする４
サイクルエンジンである。

(2) 作用 一本のガイド溝で吸排気弁双方に連動するスイ
ングアームを駆動できるので、クランク軸の軸方
向長さが短縮される。

（実施例） 第１図を参照して本発明を適用したサイドバル
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の図中の左側部には吸気弁２
０が設けられており、また吸気弁２０の裏側のシ
リンダ１２には排気弁（図示せず）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は紙面に直交する吸気通路であ
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
０および排気弁開閉用のガイド溝３２が設けられ
ている。このガイド溝３２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
戻るたすき状の溝形に形成されている。ガイド溝
３２は吸気弁２０および排気弁に閉弁動作を与え
る閉弁部３３ａと、吸気弁２０および排気弁にリ
フト動作を与えるリフト部３３ｂと、閉弁部３３
ａとリフト部３３ｂ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、詳しくは後述するスイン
グアーム３４ａ，３４ｂを介して吸気弁２０およ
び排気弁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２０および排気弁の開弁行程OPより、リ
フト部３３ｂから閉弁部３３ａに戻る閉弁行程
CLの方が深さが浅く形成されている。

吸気弁２０用のスイングアーム３４ａは、第２
図に示すようにボス部５０ａ、アーム部５２ａ、
押上部５４ａからなる一体鍛造品であり、ボス部
５０ａは支軸５６に軸支されている。支軸５６は
クランク軸２４に沿つた方向でクランクケース１
４の図中の左側壁に固定されている（第１図）。
アーム部５２ａはクランクウエブ２５ｄの左端面
に沿つて真直ぐに下方に向かつて伸びており（第
２ａ図）、押上部５４ａはアーム部５２ａと略80゜
程度の角度（挟み角度）をなして真直ぐにアーム
部５２ａより短く形成されている。

アーム部５２ａの先端部にはフオロワー３６が
設けられており、押圧部５２ａの上面にはプツシ
ユロツド３８の下端部が圧接している。フオロワ
ー３６はガイド溝３２に摺接して、スイングアー
ム３４ａおよびプツシユロツド３８を介してクラ
ンク軸２４の回転運動を、前記吸気弁２０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。

排気弁用のスイングアーム３４ｂは第２図に示
すように、ボス部５０ｂ、アーム部５２ｂ、押上
部５４ｂからなる一体鍛造品であり、ボス部５０
ｂはボス部５０ａの第１図中の左方に隣接して支
軸５６に軸支されている。アーム部５２ｂは中間
部でクランクウエブ２５ｄの左端面に向かつて屈
曲しており、第２ａ図に示すように、アーム部５
２ｂの先端部は、第２図の矢印ａ方向から見て、
アーム部５２ａの先端部と重なるように形成され
ている。

アーム部５２ｂは吸気弁２０用のアーム部５２
ａとクランク軸回転角で略180゜程度の位相差を隔
てており（第２図）、フオロワー３６によつてア
ーム部５２ａと同じガイド溝３２に案内されて、
排気弁を所定のタイミングで開閉動作させるよう
になつている。前述のアーム部５２ｂと同様に第
２図の矢印ａ方向から見て、押上部５４ｂは押上
部５４ａと重なるように屈曲して形成されている
（第２ａ図）。押上部５４ｂの上面には第２図に示
すように、排気弁用のプツシユロツド３８が圧接
している。

前記フオロワー３６は第５図に示すようにガイ
ド溝３２の内側壁３３ｄに摺接する摺接面３７ａ
と、ガイド溝３２の外側壁３３ｅに摺接する案内
面３７ｂと、一体成形された軸３７ｃとから形成
されている。摺接面３７ａは略平面状に形成され
ており、摺接面３７ａと内側壁３３ｄは線接触す
るように構成されている。また案内面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、案内面３７ｂが外
側壁３３ｅに摺接しながらフオロワー３６の向き
をガイド溝３２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、例えば吸気弁２０用のスイングアーム３４
ａのアーム部５２ａの先端部に軸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とアーム部５２
ａの間には、軸３７ｃの刺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３７ｄを
矢印Ａ方向すなわちガイド溝３２の底面３３ｆ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。

なお排気弁用のスイングアーム３４ｂにも同様
にフオロワー３６が設けられている。

第１図に示すように、プツシユロツド３８の上
部はシリンダ１２を摺動自在に貫通しており、吸
気弁２０の下端部に圧接している。プツシユロツ
ド３８はバルブスプリング４２のばね力で下方へ
付勢されており、第２図に示すようにスイングア
ーム３４ａ，３４ｂの押上部５４ａ，５４ｂを下
方に押圧し、アーム部５２ａ，５２ｂの先端部を
出力軸部２５ｂの中心に向かつて押圧するように
なつている。

次に作用を説明する。クランク軸２４が回転す
るとスイングアーム３４ａ，３４ｂはクランクウ
エブ２５ｄの回転運動をプツシユロツド３８の昇
降運動に変換して吸気弁２０および排気弁を開閉
する。

このとき例えば吸気弁２０用のスイングアーム
３４ａにおいては、フオロワー３６がガイド溝３
２に摺接し、閉弁部３３ａとリフト部３３ｂの偏
倚量に対応したリフト量だけプツシユロツド３８
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
面状の摺接面３７ａと、曲面状の案内面３７ｂと
を有しているので、フオロワー３６はガイド溝３
２の内側壁３３ｄに摺接面３７ａを線接触させ、
案内面３７ｂの外側壁３３ｅへの接触で、フオロ
ワー３６の方向をガイド溝３２に沿うように変え
ながらガイド溝３２を滑かに走行する。

以上のように吸気弁２０および排気弁は第１図
中のエンジンブロツク１０の左側部に配置されて
おり、クランクウエブ２５ｄの左端面に形成され
た１本のガイド溝３２で案内されるスイングアー
ム３４ａ，３４ｂによつて開閉動作するので、ク
ランクウエブ２５ｃには何等の動弁機構を設ける
必要がなくなり、クランク軸２４の軸方向の長さ
が短縮される。

また汎用エンジンの場合には、エンジン回転数
を一定に維持するガバナー機構が設けられるが、
第１図中のクランクウエブ２５ｃの右端面にガバ
ナー６０を設ける。

（発明の効果） 以上説明したように本発明による４サイクルエ
ンジンは、クランク軸の一方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
るようなガイド溝を形成し、クランク軸に沿つた
方向の支軸に軸支され、該ガイド溝に案内されて
揺動するスイングアームを２個設け、一端が吸気
弁に連結されたプツシユロツドを一方のスイング
アームに連結し、一端が排気弁に連結されたプツ
シユロツドを他方のスイングアームに連結し、各
スイングアーム及びガイド溝を、吸気弁と排気弁
の開閉動作が逆に行なわれるように各棒体をリフ
ト動作させるよう設定したので、次の効果を奏す
る。

吸気弁２０および排気弁は第１図中のエンジン
ブロツク１０の左側面に配置されており、クラン
クウエブ２５ｄの左端部に形成された１本のガイ
ド溝３２で案内されるスイングアーム３４ａ，３
４ｂによつて開閉動作するので、クランクウエブ
２５ｃには何等の動弁機構を設ける必要がなくな
り、クランク軸２４の軸方向の長さを短縮するこ
とができる。したがつてクランク軸２４を収容す
るクランクケース１４が小型化され、エンジンの
外形がコンパクトになる。

また汎用エンジンの場合には、エンジン回転数
を一定に維持するガバナー機構が設けられるが、
第１図中のクランクウエブ２５ｃの右端面にガバ
ナー６０を設けることができ、ガバナー６０を配
置するスペースを容易に確保できる。

（別の実施例） (1) 本発明は、サイドバルブ型に限らず、所謂
OHV型のエンジンにも適用できる。溝形状に
ついては交叉部の深さを違えるようにしたが、
同一深さとすることもできる。

【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２ａ図は第２図のａ矢視図、第３図
は交叉部の正面図、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―断面図である。１０…エンジンブロツ
ク、１４…クランクケース、２０…吸気弁、２４
…クランク軸、２５ｃ，２５ｄ…クランクウエ
ブ、３２…ガイド溝、３４ａ，３４ｂ…スイング
アーム、３７ａ…摺接面、３７ｂ…案内面、OP
…開弁行程、CL…閉弁行程。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ クランク軸の一方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よ
   うなガイド溝を形成し、クランク軸に沿つた方向
   の支軸に軸支され、該ガイド溝に案内されて揺動
   するスイングアームを２個設け、一端が吸気弁に
   連結されたプツシユロツドを一方のスイングアー
   ムに連結し、一端が排気弁に連結されたプツシユ
   ロツドを他方のスイングアームに連結し、各スイ
   ングアーム及びガイド溝を、吸気弁と排気弁の開
   閉動作が逆に行なわれるように各棒体をリフト動
   作させるよう設定したことを特徴とする４サイク
   ルエンジン。