JPH0816446B2 - バ−チカル内燃機関 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はクランク軸が垂直であるバーチカル内燃機
関に関する。

〔従来の技術〕

バーチカル内燃機関は、例えば芝刈機に動力源として
搭載されて用いられ、その場合は垂直のクランク軸にカ
ッターブレードが回転駆動可能に取付けられ、走行しつ
つ芝刈作業を行うことができる。

このようなバーチカル内燃機関には、例えば特開昭59
−179010号公報に記載されるように、カム軸の回転でプ
ッシュロッドを作動させ、ロッカーアームを介してバル
ブ室に配置した吸気バルブと排気バルブを開閉するOHV
動弁機構が用いられ、比較的簡単な構造で適切な出力を
得ている。このOHV動弁機構の冷却には内燃機関の駆動
によって生じるクランク室とバルブ室との圧力変動差に
よってクランク室のオイルを間欠的にバルブ室に供給
し、排気バルブ及び吸気バルブを冷却するものがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、この排気バルブはバーチカル内燃機関の排
気通路を開閉するため、吸気通路を開閉する吸気バルブ
より熱の影響が大きいが、バルブ室の下方位置に排気バ
ルブが、上方位置に吸気バルブが配置されている。従っ
て、クランク室からバルブ室に供給されるオイルは上方
に配置された吸気バルブをまず冷却し、その後下方に配
置された排気バルブを冷却することになる。この結果、
排気バルブの冷却が十分でなく、排気バルブとロッカー
アームとのバルブクリアランスが変化し、バルブタイミ
ングが変動して、内燃機関の出力低下の一原因となって
いる。

この発明は、このような実情に鑑みてなされたもの
で、バーチカル内燃機関において、動弁機構の冷却を効
果的に行うことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、この目的を達成するために、垂直なクラン
ク軸とカム軸が連動して回転し、このカム軸でプッシュ
ロッド、ロッカアームを介してシリンダヘッドのバルブ
室に配置した排気バルブと吸気バルブとを開閉するとと
もに、クランク室内に貯留されているオイルをオイルプ
ランジャにより撹拌し、クランク室とバルブ室との圧力
変動差によってクランク室のオイルが間欠的にバルブ室
に供給されるバーチカル内燃機関において、前記シリン
ダヘッドの一側方に点火プラグが偏倚させて配設され、
上下方向に並べられた吸気弁と排気弁とがシリンダヘッ
ドの他側方に偏倚させて点火プラグの側方に位置させら
れ、前記バルブ室の下方位置に吸気バルブが、上方位置
に排気バルブがそれぞれ配置され、点火プラグよりも下
方に位置する吸気管がシリンダヘッドから一側方に向か
って延設され、シリンダヘッドの一側方で吸気管の延出
側に気化器が接続され、排気管がシリンダヘッドから他
側方に向かって延設され、シリンダヘッドの他側方で排
気管の延出側にマフラが接続され、クランク軸の上端部
に冷却ファンが固定され、冷却ファンで発生する冷却風
によってシリンダブロック及びシリンダヘッドが冷却さ
れるようにされ、前記クランク室からオイルをバルブ室
へ供給する供給通路を排気バルブの上方に開口させたこ
とを構成としている。

〔作用〕

クランク軸とカム軸が連動して回転し、カム軸がプッ
シュロッド、ロッカアームを介してシリンダヘッドのバ
ルブ室に配置した排気バルブと吸気バルブとを開閉させ
る。クランク室内に貯留されているオイルがオイルプラ
ンジャによって撹拌され、クランク室とバルブ室との圧
力変動差によって、クランク室内で撹拌されたオイルが
間欠的にバルブ室に供給される。そして、バルブ室の下
方位置に吸気バルブが、上方位置に排気バルブがそれぞ
れ配置され、クランク室からバルブ室への供給通路が排
気バルブの上方に開口されているので、クランク室のオ
イルはこの供給通路を通ってバルブ室に供給される。

〔実施例〕

次に、この発明のバーチカル内燃機関の実施例を添付
図面に基づいて詳細に説明する。

図において、符号１は例えば芝刈機に搭載されるバー
チカル内燃機関で、芝刈機はこのバーチカル内燃機関１
の動力で走行する。このバーチカル内燃機関１のクラン
ク軸２は垂直方向に配置され、その下部は図示しないハ
ウジング内に伸びてカッターブレードが取付けられ、水
平面で回転可能になっている。

クランク軸２が回動可能に軸支されるクランクケース
３は縦になっており、このクランクケース３からはシリ
ンダブロック４、シリンダヘッド５からなるシリンダ部
６が水平に配置されている。シリンダ部６にはピストン
７が往復動可能に設けられ、ピストン７の作動でコンロ
ッド８を介してクランク軸２を回転させる。クランク軸
２のクランクケース３から突出する上部には冷却ファン
９を有するフライホイール10が固定され、さらにクラン
クケース３やシリンダ部６の上部はファンケース11、ト
ッパカバー12で覆われ、燃料タンク13はクランクケース
３にステー14を介して取付けられている。冷却ファンで
発生する冷却風は下方へ導かれ、シリンダブロック４及
びシリンダヘッド５を強制空冷する。

排気系15を構成する排気管16はシリンダヘッド５の上
側からシリンダヘッド５の他側方（第２図では下側方、
第３図では右側方）に向かって延設され、この排気管16
の延出側にマフラ17が接続される。吸気系18を構成する
吸気管19は、点火プラグ22より下方に配置され、シリン
ダヘッド５の下側から一側方（第２図では上側方、第３
図では左側方）に向かって延設される。この吸気管19の
延出側に接続された気化器20はシリンダヘッド５に近接
しており、エアクリーナ21は屈曲して気化器20の上方に
配置されている。さらに、点火プラグ22をシリンダヘッ
ド５の一側方に偏倚させて配設し、点火プラグ22の本体
は外側上方に向けられている。

このバーチカル内燃機関１にはOHV動弁機構が用いら
れ、クランク軸２と平行に配置されたカム軸23のギヤ24
がクランク軸２のギヤ25と噛み合い、カム軸23のカム部
26はタペット27を介してプッシュロッド28と当接してい
る。このプッシュロッド28はシリンダ軸方向に配置さ
れ、その他端部はシリンダヘッド５に支持されたロッカ
アーム29に当接し、ロッカアーム29の作動によって排気
バルブ30を開閉する。吸気バルブ31も同様にロッカアー
ム32の作動で開閉されるように構成されている。

この排気バルブ30及び吸気バルブ31はそれぞれシリン
ダヘッド５にガイド33、34を介して摺動可能に支持さ
れ、バルブスプリング35、36によって吸気通路及び排気
通路を閉じ方向に付勢されている。

そして、吸気バルブ31はバルブ室37の下方に、排気バ
ルブ30は上方にそれぞれ位置しており、排気バルブ30と
吸気バルブ31とを上下方向に並べ、シリンダヘッド５の
他側方（点火プラグ22の偏倚とは反対側）に偏倚させて
点火プラグ22の側方に位置させられる。バルブ室37とク
ランク室38はシリンダブロック４とシリンダヘッド５に
形成された供給通路39と戻し通路40とによって連通され
ている。この供給通路39はシリンダ部６の上方位置でク
ランク室38の上方からバルブ室37の上方に開口し、一方
戻し通路40はシリンダ部６の下方位置でクランク室38の
下方とバルブ室37の下方に開口している。

従って、ピストン７の作動で吸気バルブ31が開き吸気
系18からの混合気が燃焼室に供給され、燃焼室で燃焼し
た燃焼ガスは排気バルブ30が開くとき、排気系15から排
出される。このため、排気バルブ30はこの燃焼ガスによ
って吸気バルブ31より高温となる。これに対して、クラ
ンク室38内に貯留されているオイルは、ピストン７の作
動に従って作動するオイルプランジャにより撹拌され、
これによって生じたオイル飛沫が供給通路39の入口に向
けて送られる。このオイル飛沫は、クランク室38とバル
ブ室37との間に生ずる圧力差によって、供給通路39を通
ってバルブ室37側に間欠的に供給される。このオイル飛
沫は間欠的に排気バルブ30の露出部やバルブスプリング
35等に吹き付けられ、これらを冷却する。さらに、この
オイルが吸気バルブ31の露出部やバルブスプリング36等
を冷却する。

このように、比較的高温となる排気バルブ30側がまず
冷却され、ついで吸気バルブ31側が冷却されるため、排
気バルブ30側の冷却が効果的に行われ、排気バルブ30及
び吸気バルブ31の伸縮が均等に防止される。さらに、こ
れらのバルブスプリング35、36は所定の設定スプリング
力が確保され、かつそのヘタリが防止される。従って、
排気バルブ30とロッカーアーム29とのバルブクリアラン
ス、吸気バルブ31とロッカアーム32とのバルブクリアラ
ンスが熱の影響で変動することが抑制され、所定のバル
ブタイミングで内燃機関を駆動することができる。

また、排気バルブ30はバルブ室37の上部に配置され、
オイル飛沫が吹き付けられるため、オイルによる冷却に
加え、空気による冷却が行われ、一層冷却効果がある。
さらにバルブ室37に供給されたオイルは戻し通路40を介
してクランク室38に戻されるため、吸気バルブ31のガイ
ド34の間隙から燃焼室に流入することがないので、オイ
ル下り等の影響なく冷却が行われる。

〔効果〕

この発明では、クランク室内に貯留されているオイル
をオイルプランジャにより撹拌し、バルブ室の下方位置
に吸気バルブが、上方位置に排気バルブがそれぞれ配置
され、クランク室からオイルをバルブ室へ供給する供給
通路を排気バルブの上方に開口させている。従って、ク
ランク室内のオイルがオイルプランジャにより撹拌さ
れ、クランク室内でオイル飛沫が発生する。このオイル
飛沫は、クランク室とバルブ室との圧力変動差によっ
て、供給通路を通ってクランク室からバルブ室に供給さ
れ、まずバルブ室の上方位置に配置された、高温の排気
ガスの熱の影響をより多く受ける排気バルブを冷却し、
その後に下方位置に配置された、排気バルブよりも低温
の吸気バルブを冷却する。このように、温度が比較的高
い排気バルブを比較的温度の低いオイル飛沫により冷却
し、温度が比較的低い吸気バルブをやや温度の上昇した
オイル飛沫により冷却するので、動弁機構の冷却が効果
的に行われる。そして、バルブクリアランスの変動が抑
制され、吸気バルブと排気バルブのバルブタイミングを
設定値に維持することができ、出力低下が軽減される。

また、この発明では、シリンダヘッドの一側方に点火
プラグが偏倚させて配設され、吸気弁と排気弁とがシリ
ンダヘッドの他側方に偏倚させて点火プラグの側方に位
置させられ、吸気管が点火プラグよりも下方に位置し、
排気管がシリンダヘッドから他側方に向かって延設され
る。このように、高温となり易い点火プラグの周辺が開
放されるので、点火プラグが十分冷却される。

この発明では、吸気管がシリンダヘッドから一側方に
向かって延設され、シリンダヘッドの一側方で吸気管の
延出側に気化器が接続され、排気管がシリンダヘッドか
ら他側方に向かって延設され、シリンダヘッドの他側方
で排気管の延出側にマフラが接続され、クランク軸の上
端部に冷却ファンが固定され、冷却ファンで発生する冷
却風によってシリンダブロック及びシリンダヘッドが冷
却されるようにされている。このように吸気管・気化器
の吸気系と排気管・マフラの排気系とがシリンダブロッ
クの左右に振り分けて離隔させられるので、上方からの
冷却風は吸気系と排気系とにそれぞれ分かれて流れ、排
気系を通って高温となった冷却風は吸気系へ流れ難く、
冷却の効率がよい。また、吸気管と排気管を自然かつ任
意の延出で気化器とマフラにそれぞれ接続することがで
き、燃焼室と排気管とのラップ長を短くして燃焼室の加
熱を防止し、燃焼室と吸気管とのラップ長を長くして吸
気管によって燃焼室を冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のバーチカル内燃機関の実施例の断面
図、第２図は第１図のII−II線断面図、第３図はこの発
明の実施例のシリンダヘッドの側面図である。 １……バーチカル内燃機関、２……クランク軸、４……
シリンダブロック、５……シリンダヘッド、16……排気
管、17……マフラ、20……気化器、22……点火プラグ、
30……排気バルブ、31……吸気バルブ、37……バルブ
室、38……クランク室、39……供給通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】垂直なクランク軸とカム軸が連動して回転
   し、このカム軸でプッシュロッド、ロッカアームを介し
   てシリンダヘッドのバルブ室に配置した排気バルブと吸
   気バルブとを開閉するとともに、クランク室内に貯留さ
   れているオイルをオイルプランジャにより撹拌し、クラ
   ンク室とバルブ室との圧力変動差によってクランク室の
   オイルが間欠的にバルブ室に供給されるバーチカル内燃
   機関において、前記シリンダヘッドの一側方に点火プラ
   グが偏倚させて配設され、上下方向に並べられた吸気弁
   と排気弁とがシリンダヘッドの他側方に偏倚させて点火
   プラグの側方に位置させられ、前記バルブ室の下方位置
   に吸気バルブが、上方位置に排気バルブがそれぞれ配置
   され、点火プラグよりも下方に位置する吸気管がシリン
   ダヘッドから前記一側方に向かって延設され、シリンダ
   ヘッドの前記一側方で吸気管の延出側に気化器が接続さ
   れ、排気管がシリンダヘッドから前記他側方に向かって
   延設され、シリンダヘッドの前記他側方で排気管の延出
   側にマフラが接続され、クランク軸の上端部に冷却ファ
   ンが固定され、冷却ファンで発生する冷却風によってシ
   リンダブロック及びシリンダヘッドが冷却されるように
   され、前記クランク室からオイルをバルブ室へ供給する
   供給通路を排気バルブの上方に開口させたことを特徴と
   するバーチカル内燃機関。