JPH06336904A - バーチカルクランク軸エンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バーチカルクランク軸エンジンのシリンダブ
ロックの小型化を可能にする。 【構成】 上下方向に配設されたクランク軸８は、その
上部及び下部をそれぞれシリンダブロック４及びオイル
パン５に両持ち支持される。クランク軸８の駆動力を動
弁機構１５に伝達するカム軸３１は、クランク軸８に交
差するように水平方向に配設され、駆動ネジギヤ８₇ 及
び従動ネジギヤ３２の噛合により連結される。カム軸３
１を水平方向に配設したことにより、クランク軸８のピ
ン部８₄ 及びバランサーウエブ部８₃ の回転半径の内側
にカム軸３１を設けることができるため、クランク軸８
にカム軸３１を接近させてシリンダブロック４の小型化
を図ることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリンダブロック内に
クランク軸を上下方向に配設し、クランク軸の上部をシ
リンダブロックに支持するとともに該クランク軸の下部
をシリンダブロックの下面に結合したオイルパンに支持
してなるバーチカルクランク軸エンジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、芝刈機等に用いられるバーチカ
ルクランク軸エンジンにおいて、上下方向に配設したク
ランク軸の上部及び下部を、それぞれシリンダブロック
及び該シリンダブロックの下面に結合したオイルパンに
両持ち支持したものが知られている（例えば、実開平２
−１０７７０９号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のバーチカルクランク軸エンジンは、クランク軸の駆
動力を動弁機構に伝達するカム軸が該クランク軸と平
行、即ち上下方向に配設されているため、クランク軸に
設けられたピン部やバランサーウエブ部との干渉を避け
るためにカム軸をクランク軸から離れた位置に設ける必
要があり、これがシリンダブロックの大型化を招く要因
となる問題があった。

【０００４】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、シリンダブロックにカム軸を合理的に配設すること
により、該シリンダブロックの小型化を図ることを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、シリンダブロック内にクランク軸を上下
方向に配設し、クランク軸の上部をシリンダブロックに
支持するとともに該クランク軸の下部をシリンダブロッ
クの下面に結合したオイルパンに支持してなるバーチカ
ルクランク軸エンジンにおいて、クランク軸の駆動力を
動弁機構に伝達するカム軸を、クランク軸の近傍に水平
方向に配設したことを特徴とする。

【０００６】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。

【０００７】図１〜図８は本発明の一実施例を示すもの
で、図１はエンジンの縦断面図（図２の１−１線断面
図）、図２は図１の２−２線断面図、図３は図１の３方
向矢視図、図４は図１の４−４線拡大断面図、図５は図
１の５−５線拡大断面図、図６は図５の６−６線図、図
７は図１の７−７線拡大断面図、図８は図７の８−８線
断面図である。

【０００８】先ず、図１〜図３に基づいて単気筒４サイ
クルエンジンＥの全体構造を説明する。

【０００９】エンジンＥはクランクケース１、シリンダ
２及びシリンダヘッド３を一体に形成してなるシリンダ
ブロック４を備えており、シリンダブロック４の下面に
はオイルパン５が結合され、またシリンダブロック４の
クランクケース１側の側面及びシリンダヘッド３側の側
面には各々第１リコイルスタータケーシング６及びヘッ
ドカバー７が結合される。

【００１０】シリンダブロック４に上下方向に支持され
るクランク軸８は、その下端側から上端側に向けて、出
力部８₁ 、第１ジャーナル部８₂ 、バランサーウエブ部
８₃、ピン部８₄ 、第２ジャーナル部８₅ 及びフライホ
イール取付部８₆ を備えており、第１ジャーナル部８₂
がオイルパン５の中央に立設した軸受部５₁ に支持され
るとともに、第２ジャーナル部８₅ がクランクケース１
の上壁に設けた軸受部１₁ に支持される。シリンダ２の
内周に埋設されたシリンダスリーブ９に摺動自在に嵌合
するピストン１０は、クランク軸８のピン部８₄ にコネ
クティングロッド１１を介して接続される。

【００１１】上述のように、クランク軸８を両持ち支持
したことにより、片持ち支持した場合に比べてクランク
軸８の支持強度を高め、耐久性の向上と振動の低減を図
ることができる。また、オイルパン５をクランクケース
１に結合する下側の開口部からクランク軸８を組み付け
る際に、クランク軸８のバランサーウエブ部８₃ がピン
部８₄ の下側だけに設けられているため、クランク軸８
とクランクケース１の内周との干渉を最小限に抑えて組
付性を向上させることができる。

【００１２】シリンダヘッド３には点火プラグ１２、吸
気弁１３及び排気弁１４が設けられており、吸気弁１３
及び排気弁１４は動弁機構１５を介してクランク軸８に
接続される。吸気弁１３に連なる吸入ポート１６にはエ
ンジンＥの一側面に配設されたキャブレタ１７及びエア
クリーナ１８が接続され、また排気弁１４に連なる排気
ポート１９にはエンジンＥの他側面に配設されたマフラ
ー２０が接続される。キャブレタ１７及びエアクリーナ
１８には、エンジンＥの調速操作及びチョーク操作を司
る調速・チョーク機構２１が設けられる。

【００１３】クランク軸８のフライホイール取付部８₆
に複数の羽根２２₁ …を有する冷却ファン一体型のフラ
イホイール２２が支持される。第１リコイルスタータケ
ーシング６及び第２リコイルスタータケーシング２３に
覆われたリコイルスタータ２４は、前記フライホイール
２２の外周に形成した外歯ギヤ２２₂ を駆動してエンジ
ンＥを始動させる。第１リコイルスタータケーシング６
とクランクケース１との間には、ブローバイガスを吸気
系に還流させるとともに、該ブローバイガスに含まれる
オイルを分離するためのブリーザ機構２５が設けられ
る。

【００１４】フライホイール２２の周縁の１か所には、
その肉厚を他の部分よりも大きくすることによりバラン
スウエイト２２₃ が形成されており、このバランスウエ
イト２₃ の位相はクランク軸８に設けたバランサーウエ
ブ部８₃ の位相と同位相に設定される。

【００１５】上述のように、クランク軸８の下端側及び
上端側にそれぞれバランサーウエブ部８₃ 及びバランス
ウエイト２２₃ を配設したことにより、クランク軸８の
回転に伴う振動を効果的に抑制することができるばかり
か、バランサーウエブ部８₃だけでは不足するウエイト
重量を補うことができる。また、フライホイール２２が
クランク軸８の出力部８₁ 側に設けられていないので、
エンジンＥの搭載性が阻害される虞がない。

【００１６】シリンダブロック４、キャブレタ１７、エ
アクリーナ１８、マフラー２０、リコイルスタータ２４
及びフライホイール２２の上面は、平面視で矩形状に形
成されたエンジン本体カバー２６によって覆われる。

【００１７】次に、エンジンＥの動弁機構１５の構造を
詳述する。

【００１８】クランク軸８には第１ジャーナル部８₂ と
バランサーウエブ部８₃ との間に位置するように駆動ネ
ジギヤ８₇ が一体に形成されており、この駆動ネジギヤ
８₇はオイルパン５の軸受部５₁ の上部に一体に形成さ
れた断面馬蹄形状のギヤハウジング５₂ に収納される。
ギヤハウジング５₂ の上面はクランク軸８のバランサー
ウエブ部８₃ の下面に摺接しており、従って、ボールベ
アリングやスラストメタルを用いることなく、クランク
軸８に作用する下向きのスラスト力をオイルパン５によ
って受止させることができる。

【００１９】上述のように、オイルパン５に一体に形成
した断面馬蹄形状のギヤハウジング５₂ にクランク軸８
のスラスト力を受止させているので、特別のボールベア
リングやスラストメタルが不要になって部品点数の削減
及び組付性の向上が可能になる。しかも、ギヤハウジン
グ５₂ の摺動面の面積を充分に確保することにより、該
摺動面の面圧を低下させて耐久性を向上させることがで
きる。

【００２０】クランクケース１にクランク軸８と直交す
るように支持されたカム軸３１には、前記駆動ネジギヤ
８₇ に噛合する従動ネジギヤ３２と、吸気カム３３と、
排気カム３４とが設けられる。図４に示すように、シリ
ンダ２の下面に突設した一対のガイド突起２₁ ，２₁ に
は、吸気カム３３及び排気カム３４に摺接する一対のバ
ルブリフタ３５，３５が摺動自在に支持される。

【００２１】ところで、カム軸３１をクランク軸８と平
行に配設すると、このカム軸３１をクランク軸８のバラ
ンサーウエブ部８₃ 及びピン部８₄ の回転半径の外側に
支持する必要があり、そのためにクランクケース１の寸
法が大型化する問題がある。しかしながら、本実施例に
如くカム軸３１をクランク軸８と直交するように配設す
れば、カム軸３１をクランク軸８のバランサーウエブ部
８₃ 及びピン部８₄ の回転半径の内側に支持し、クラン
クケース１の小型化を図ることができる。

【００２２】従動ネジギヤ３２はオイルパン５に形成し
た断面馬蹄形状のギヤハウジング５ ₂ の開口部において
駆動ネジギヤ８₇ に噛合する。このように、ギヤハウジ
ング５₂ の内部で駆動ネジギヤ８₇ に従動ネジギヤ３２
を噛合させることにより、両ギヤ８₇ ，３２の歯形に特
別のものを用いて低騒音化を図ることなく、噛合部に発
生するギヤ音の放散を防止して騒音を低下させることが
できる。しかも、ギヤハウジング５₂ に保持されるオイ
ルにより、両ギヤ８₇ ，３２の潤滑を効果的に行わせる
ことができる。

【００２３】シリンダヘッド３に螺入した一対のピボッ
トボルト３６，３６に一対のロッカアーム３７，３７の
中央部が揺動自在に枢支される。各ロッカアーム３７，
３７の一端と各バルブリフタ３５，３５とが一対のプッ
シュロッド３８，３８を介して接続されるとともに、弁
ばね３９，３９で閉弁方向に付勢された吸気弁１３及び
排気弁１４の軸部先端に前記ロッカアーム３７，３７の
他端が当接する。プッシュロッド３８，３８は、クラン
クケース１の下部に一体に形成されてオイルパン５に連
通するプッシュロッド収納室１₄ に水平姿勢で収納され
る。

【００２４】而して、クランク軸８の回転は駆動ネジギ
ヤ８₇ 及び従動ネジギヤ３２を介してカム軸３１に伝達
され、カム軸３１をクランク軸８の２分の１の回転数で
駆動する。カム軸３１の回転は吸気カム３３及び排気カ
ム３４を介してバルブリフタ３５，３５の往復動に変換
され、バルブリフタ３５，３５の往復動はプッシュロッ
ド３８，３８及びロッカアーム３７，３７を介して吸気
弁１３及び排気弁１４に伝達される。これにより、吸気
弁１３及び排気弁１４は、吸気カム３３及び排気カム３
４の位相に応じたタイミングで開閉駆動される。

【００２５】このとき、オイルパン５及びプッシュロッ
ド収納室１₄ に貯留されたオイルの油面は水平方向に延
びるプッシュロッド３８，３８と略等しい高さに設定さ
れる（図１の鎖線ａ参照）。このようにオイルパン５に
加えてプッシュロッド収納室１₄ をオイル貯留空間とし
て利用することにより、オイルパン５の小型化を図りな
がらオイルの貯留量を充分に確保することができる。エ
ンジンＥが傾斜すると油面は図１の鎖線ｂ，ｃのように
傾斜するが、シリンダ２の下面に突設した一対のガイド
突起２₁ ，２₁ が堰として機能することにより、オイル
の油面の急激な変動を防止することができる。

【００２６】図５及び図６を併せて参照すると明らかな
ように、板体よりなるプッシュロッドガイド４０は、シ
リンダヘッド３に吸気弁１３及び排気弁１４の軸部外周
を囲繞するように突設した一対のボス部３₁ ，３₁ に嵌
合する孔４０₁ ，４０₁ と、ピボットボルト３６，３６
の螺入部外周を囲繞するように突設した一対のボス部３
₂ ，３₂ に嵌合する孔４０₂ ，４０₂ とが開設される。
プッシュロッドガイド４０は孔４０₁ ，４０₁ をボス部
３₁ ，３₁ に嵌合させ、且つ孔４０₂ ，４０₂をボス部
３₂ ，３₂ に嵌合させた状態でシリンダヘッド３に支持
され、吸気弁１３及び排気弁１４の軸部先端に設けたば
ね座４１，４１との間に縮設した前記弁ばね３９，３９
の弾発力によって固定される。プッシュロッドガイド４
０には周縁を円弧状に折り返した一対のガイド溝４
０₃ ，４０₃ が形成されており、これらガイド溝４
０₃ ，４０₃ によって一対のプッシュロッド３８，３８
がそれぞれ案内される。

【００２７】上述のように、プッシュロッドガイド４０
をシリンダヘッド３のボス部３₁ ，３₁ ；３₂ ，３₂ に
嵌合させて弁ばね３９，３９で固定することにより、プ
ッシュロッドガイド４０を固定するために専用のボルト
を用いたりピボットボルト３６，３６の形状を特別に変
更する必要がなくなり、部品点数及びコストが削減、並
びに組付性の向上を図ることができる。しかも、プッシ
ュロッドガイド４０に弁ばね３９，３９のばね座の機能
を持たせることが可能になり、部品点数及びコストの一
層の削減が達成される。

【００２８】次に、エンジンＥのブリーザ機構２５の構
造を説明する。

【００２９】図７及び図８を併せて参照すると明らかな
ように、クランクケース１と第１リコイルスタータケー
シング６との接合面にはメタルガスケット５１が挟持さ
れており、このメタルガスケット５１と第１リコイルス
タータケーシング６との間にブリーザチャンバ５２が画
成される。クランクケース１の上部には、図示せぬ通路
を介して動弁室に連通するブリーザ通路１₂ が形成され
ており、このブリーザ通路１₂ の端部に形成された弁座
１₃ に、前記メタルガスケット５１の周縁の一部をＵ字
状に切欠くことによって形成した弁体５１₁ が対向す
る。前記弁座１₃及び弁体５１₁ はブリーザ弁５３を構
成する。

【００３０】従って、ブリーザ弁５３の弁体５１₁ がブ
リーザチャンバ５２側に撓んで弁座１₃ から離間すると
ブリーザ通路１₂ がブリーザチャンバ５２に連通し、ま
た弁体５１₁ が弁座１₃ に着座するとブリーザ通路１₂
とブリーザチャンバ５２との間の連通が遮断される。

【００３１】ブリーザチャンバ５２の下部は図示せぬ通
路を介してオイルパン５の内部に連通する。また、ブリ
ーザチャンバ５２の側部に設けた継手５４とエアクリー
ナ１８に設けた継手５５とが、ブリーザチューブ５６を
介して接続される。

【００３２】而して、クランク室から動弁室に漏れたブ
ローバイガスは図示せぬ通路を介してブリーザ通路１₂
に達し、そこからブリーザ弁５３を通過してブリーザチ
ャンバ５２に流入する。ブリーザチャンバ５２において
ブローバイガスに含まれるオイルが分離され、分離され
たオイルは図示せぬ通路を介してオイルパン５に戻され
る。一方、オイルを分離されたブローバイガスはブリー
ザチューブ５６を介してエアクリーナ１８に戻され、燃
料成分の大気への放出が防止される。ブリーザチャンバ
５２側の圧力がブリーザ通路１₂ 側の圧力よりも高くな
ると、弁体５１ ₁ が弁座１₃ に着座してブリーザ弁５３
が閉弁し、ブローバイガスの動弁室への逆流が阻止され
る。

【００３３】上述のように、クランクケース１と第１リ
コイルスタータケーシング６との接合面をシールするメ
タルガスケット５１に切欠きを設けることによってブリ
ーザ弁５３の弁体５１₁ を構成しているので、弁体５１
₁ に充分な弾力性及び耐久性を持たせることが可能にな
るばかりか、ブリーザ弁５３の弁体５１₁ に専用の部材
を用いる必要がなくなり、これにより部品点数が減少し
て製造コスト及び組付工数の削減が可能となる。また、
第１リコイルスタータケーシング６を利用してブリーザ
チャンバ５２を画成しているので、部品点数のより一層
の削減が可能となる。

【００３４】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は前記実施例に限定されるものでなく、種々の設計変
更を行うことが可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、クランク
軸の上部及び下部をシリンダブロック及びオイルパンに
両持ち支持したことにより、クランク軸の支持強度を高
めて軸受部の耐久性を向上させるとともに、シリンダブ
ロックの重量を削減して小型化を図ることができる。ま
た、カム軸をクランク軸と交差させて水平方向に配設し
たことにより、クランク軸のピン部やバランサーウエブ
部と干渉することなく、カム軸をクランク軸に極めて接
近した位置に設けることが可能になり、前記クランク軸
の両持ち支持によるシリンダブロックの小型化と相俟っ
て、シリンダブロックのより一層の小型化を図ることが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】エンジンの縦断面図（図２の１−１線断面図）

【図２】図１の２−２線断面図

【図３】図３は図１の３方向矢視図

【図４】図１の４−４線拡大断面図

【図５】図１の５−５線拡大断面図

【図６】図５の６−６線図

【図７】図１の７−７線拡大断面図

【図８】図７の８−８線断面図

【符号の説明】

３ シリンダヘッド ４ シリンダブロック ５ オイルパン ８ クランク軸 １５ 動弁機構 ３１ カム軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダブロック（４）内にクランク軸
   （８）を上下方向に配設し、クランク軸（８）の上部を
   シリンダブロック（４）に支持するとともに該クランク
   軸（８）の下部をシリンダブロック（４）の下面に結合
   したオイルパン（５）に支持してなるバーチカルクラン
   ク軸エンジンにおいて、 クランク軸（８）の駆動力を動弁機構（１５）に伝達す
   るカム軸（３１）を、クランク軸（８）の近傍に水平方
   向に配設したことを特徴とする、バーチカルクランク軸
   エンジン。