JPH10288019A - ４サイクルエンジンの潤滑装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 どのような傾斜状態でも確実に内部潤滑を行
う４サイクルエンジンの潤滑装置を得ること。 【解決手段】 クランク室１６と仕切られかついかなる
傾斜状態でも油漏れしない構成を有する油溜室１８か
ら、ピストン２４の上昇行程中に発生する負圧を利用し
て先端に錘４３を有する吸入部４０、通路４４及び間欠
送油部４６を通じてクランク室１６に送油する。クラン
ク室１６に送られ貯留されたオイルをクランクウエッブ
６４と共に回動する突起部６５により攪拌・飛散させて
オイルミスト化し、ピストン２４の下降行程中に発生す
る正圧を利用して一方向弁７０を介し動弁室１８に送油
して各部を潤滑する。油漏れのない油溜室１８から圧力
差を利用して送油することにより、どのような傾斜状態
でも確実に内部潤滑が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、４サイクルエンジ
ン、特に手持ち式の噴霧機、刈払機等に搭載されて使用
される小型４サイクルエンジンの潤滑装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】草木向けの噴霧機や刈払機（トリマー）
に代表される手持ち式作業機は、作業者が不自由な姿勢
をとることなく作業できることが要求される。これによ
り、作業機の駆動源であるエンジンにはどんな角度に傾
けても安定して作動する能力が必須である。２サイクル
エンジンはピストンの上昇時に発生する負圧を利用して
潤滑用のオイルを燃料と共にエンジン内部に吸入し各可
動部の潤滑を行う機構を有するため自由な角度で使用可
能な構造が容易に実現される。従って、上記の作業機に
は傾斜性能に優れ小型軽量な２サイクルエンジンが広く
使用されてきている。一方、一般の４サイクルエンジン
は、設計・加工技術等の進歩により小型軽量なものは製
作できるが、クランク室下部に設けられた油溜部（オイ
ルパン）にオイルを貯留させ、そこから跳ね上げたりポ
ンプで汲み上げることで各可動部の潤滑を行う機構を採
用しているため基本的には正立させて使用せねばならな
い。すなわち、この潤滑機構が２サイクルエンジンに比
して劣った傾斜性能を４サイクルエンジンが有する要因
となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、２サイ
クルエンジンは排気ガス中の炭化水素が多い、騒音が大
きい等の問題を有しており、近年の排気ガス浄化等の観
点から、排気ガス特性が良好でかつ低騒音な４サイクル
エンジンの手持ち式作業機への利用が要請されている。
そこで４サイクルエンジンを搭載しても自由な角度で作
業できるように傾斜性能に優れた４サイクルエンジンの
潤滑装置の開発が望まれていた。

【０００４】本発明はこうした点を鑑みてなされたもの
で、その目的はどのような角度でも確実に内部潤滑を行
う４サイクルエンジンの潤滑装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、以下に示すエンジンをその手段として構成
する。

【０００６】すなわち、請求項１に係る４サイクルエン
ジンの潤滑装置は、クランク室近くに設けられた油溜部
をクランク室と仕切り、いかなる傾斜状態においても外
部に油漏れを起こさない油溜室として構成し、かつこの
油溜室の傾斜状態にかかわらず常に先端が油溜室に溜ま
ったオイルに没するよう構成した吸入部を有し、この吸
入部からクランク室に発生する負圧により油溜室内のオ
イルを前記のクランク室へ送る第１送油手段と、クラン
ク室内に設けられ第１送油手段によって送られたオイル
を攪拌してオイルミスト化する攪拌部と、クランク室と
動弁室とを連通させる連通路と、クランク室に発生する
正圧によりクランク室内に発生したオイルミストを連通
路を通して動弁室に送る第２送油手段とを備えている。

【０００７】かかる構成の潤滑装置によれば、いかなる
傾斜状態をも可能とさせる圧力差を利用して、オイルを
クランク室に送り内部潤滑を行い、そのオイルを攪拌部
によりオイルミストとした後に、再度圧力差を利用して
動弁室にオイルミストを送ってその内部部品の潤滑を行
うことが可能となる。

【０００８】次に、請求項２に係る４サイクルエンジン
の潤滑装置では、請求項１で示された第１送油手段が、
クランク室が負圧となった際にクランク室と油溜室とが
通ずるようにクランク軸に通路を設けて構成されてい
る。

【０００９】かかる構成の潤滑装置によれば、クランク
室がピストンの上昇により負圧となる作用を利用して、
油溜室内のオイルをクランク室に送ることが可能とな
る。

【００１０】また、請求項３に係る４サイクルエンジン
の潤滑装置では、上記の吸入部が撓みを許容する所定長
さの管体からなり、先端に錘が設けられている。

【００１１】こうした構成の潤滑装置によれば、先端の
錘が重力により下方に向かう作用を利用して常に油溜室
のオイルに没するよう構成することが可能である。

【００１２】次に、請求項４に係る４サイクルエンジン
の潤滑装置では、上記の第２送油手段が、クランク室が
正圧となった時にはオイルミストを送り、クランク室が
負圧となった時には送油を停止する構造の一方向弁によ
り構成されている。

【００１３】かかる構成の潤滑装置によれば、クランク
室がピストンの昇降により圧力変化する作用を利用し
て、確実にオイルミストを動弁室に送ることが可能とな
る。

【００１４】更に、請求項５に係る４サイクルエンジン
の潤滑装置では、上記の攪拌部がクランク室内で回転す
るクランクウエッブの外周に設けられた突起部として構
成されている。

【００１５】この構成を有する潤滑装置によれば、クラ
ンクウエッブの回転を利用した突起部の攪拌及び飛沫化
の作用により、クランク室に貯留したオイルが確実にオ
イルミスト化され得る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
一実施の形態について詳細に説明する。図１には本発明
の潤滑装置を備えた４サイクルエンジンの正面断面図、
図２、図３及び図４はそれぞれ図１のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ
線及びＣ−Ｃ線における断面図、そして図５は図３のＤ
−Ｄ線における断面図である。

【００１７】４サイクルエンジンＥは、左側面にエアク
リーナ２及び気化器４、右側面に排気マフラ６を配置し
て構成されており（図２参照）、シリンダヘッド１０を
一体化して有するシリンダブロック１２とクランクケー
ス１４とで形成されたクランク室１６及びクランクケー
ス１４の下部に設けられた油溜室１８を有している。こ
の油溜室１８は本発明の特徴的な構成を有しており、ク
ランクケース１４とは下面壁１４ａにて仕切られ、全体
として密閉した空間となっている。

【００１８】また、図１及び図３に示したように、油溜
室１８には、後に詳述する吸入部４０及び一方向弁７
０、更に油溜室１８内の圧力変化に応動して開閉し空気
を取入れる一方向弁７６が設けられている。これらは油
溜室１８内に圧力変化がない限り閉鎖されているので、
油溜室１８はいかなる傾斜状態においても外部に油漏れ
しない構成を有している。

【００１９】シリンダブロック１２とクランクケース１
４とは図１に示したように軸線を水平方向に設けたクラ
ンク軸２０を支承している。このクランク軸２０のクラ
ンクピンにコンロッドを介して連接するピストン２４
は、シリンダブロック１２の内部に設けられたシリンダ
１２ａに摺動自在に嵌装されている。

【００２０】図２に示したシリンダ１２ａの頂壁には、
上記の気化器４及び排気マフラ６にそれぞれ連なる吸気
ポート及び排気ポートが形成されると共に、これらを開
閉する吸気バルブ２７及び排気バルブ２９が挿設されて
いる。これらバルブを駆動するバルブ駆動部３０は、図
１に示したようにバルブ駆動ギヤ３６、カムギヤ３７、
ロッカアーム３８，３９等の部品により構成されてい
る。これらバルブ駆動部３０の各構成要素は、シリンダ
ブロック１２の頭部と側部とに形成された動弁室３４及
びこの動弁室３４とクランク室１６を連通させるよう
に、シリンダブロック１２とクランクケース１４の側部
に形成された連通路３２に配設されている。

【００２１】クランク室１６と油溜室１８との間には、
本発明の特徴的な構成要素である吸入部４０、通路４４
及び間欠送油部４６が第１送油手段として設けられてい
る。吸入部４０は、例えばゴム材のような弾性材により
容易に撓む管体４２により形成されており、その先端に
は錘４３が設けられている。すなわち、この錘４３の重
力により常に鉛直下方に撓む構成となっている。これに
より、吸入部４０の先端は、油溜室１８がいかなる傾斜
状態にあっても常に適量溜まったオイルの油面下に存在
する。吸入部４０の管体４２及び錘４３の材質は耐油
性、耐熱性を有するものが好適である。

【００２２】また、吸入部４０の他端は、クランク軸２
０周辺の断面図である図４に示したようにクランクケー
ス１４に穿設された通路４４に連通されている。この通
路４４はクランク軸２０の外周面に達し円弧状に所定範
囲広がって接している。

【００２３】一方、クランク軸２０側の間欠送油部４６
（図１参照）は、クランク室１６側からクランク軸２０
の中心近傍に所定の内径で外部に貫通することなく穿設
された通路Ｔ１及びこれに連続してクランク軸２０の半
径方向外方へ向けて穿設された通路Ｔ２により形成され
ている。この通路Ｔ２はピストン２４の上昇によりクラ
ンク室１６が負圧となる際のクランク軸２０の回転角度
内においてクランクケース１４の通路４４と連通するよ
うな配置とされている。

【００２４】従って、ピストン２４が上昇している際の
所定の時期に、吸入部４０、通路４４及び間欠送油部４
６が連通し、この時クランク室１６に発生する負圧を利
用して油溜室１８からオイルが吸引され、クランク室１
６内に送られる。

【００２５】クランク室１６には、クランク軸２０に固
着され、その表面にオイルを沿わせ回転により飛散させ
ることが可能なクランクウエッブ６４を収容している。
このクランクウエッブ６４は、その外周に１個又は複数
個の突起部６５を攪拌部として有している（図１参
照）。突起部６５はクランクウエッブ６４の円周上で１
８０度対向する位置に２個設けられ若干の折れ曲がり角
を持たせている。この突起部６５によるクランクウエッ
ブ６４の外径への突出量に応じ、クランク室１６に断面
凹形でクランクウエッブ６４の外形に沿い円弧状に拡張
した円弧溝６９を形成させ、回転動作時においてクラン
クウエッブ６４とクランク室１６の側壁との干渉を避け
ている。

【００２６】クランク室１６と連通路３２との間には、
一方向弁７０が第２送油手段として設けられている。一
方向弁７０はクランクケース１４の下部に穿設されたバ
ルブ孔７２と、ピストン２４の昇降動作に伴いクランク
室１６が正圧になった際にバルブ孔７２を開き、クラン
ク室１６が負圧になった際にバルブ孔７２を閉鎖するよ
うに、油溜室１８側からクランクケース１４にねじによ
り締結され所定の弾性を有したバルブプレート７４とに
より構成されている。バルブプレート７４の材質は耐油
性、耐熱性を有するものであればいずれでもよい。

【００２７】また、図３に示したシリンダブロック１２
には、その頭部側で一端が動弁室３４内に形成されオイ
ルと空気を分離するブリーザ室７８に配設され、他端が
エアクリーナ２に設けられ空気を開放するブリーザ管８
０が備えられている。

【００２８】更に、図３及び図５に示したように、シリ
ンダブロック１２には、それぞれ一端が動弁室３４及び
ブリーザ室７８に配設され、他端が油溜室１８に配され
てオイルを動弁室３４側から油溜室１８に戻す２本の戻
し通路８２，８４が備えられている。

【００２９】このように構成した本実施の形態の動作は
以下の通りである。図１は、４サイクルエンジンＥを搭
載した手持ち式作業機の姿勢により、エンジン本体１の
動弁室３４を上方に向けて傾斜状態にない、いわゆる正
立位置での使用状態を示している。このとき、クランク
室１６、油溜室１８及び動弁室３４には潤滑用のオイル
が適量溜まっている。油溜室１８の吸入部の先端はオイ
ル中に没している。

【００３０】この４サイクルエンジンＥを作動させる
と、ピストン２４の昇降運動によりクランク室１６に圧
力変化が生じる。すなわち、ピストン２４の上昇行程で
はクランク室１６が減圧され負圧状態となり、下降行程
ではクランク室１６が昇圧されて正圧状態となる。

【００３１】このクランク室１６が負圧になることでク
ランク室１６と油溜室１８に差圧が生じ、ピストン２４
の上昇時に油溜室１８と連通するように回動するクラン
ク軸２０に設けられた間欠送油部４６の通路Ｔ１，Ｔ２
及び吸入部４０を介してクランク室内に油溜室１８に貯
留されたオイルが送られる。

【００３２】このオイルは、重力及び回動による遠心力
の作用でクランク軸２０に固着されたクランクウエッブ
６４を伝わり、クランクウエッブ６４の端部からクラン
ク室１６内壁に飛散し、その一部をオイルミスト化しつ
つ円弧溝６９の最下部に貯留する。この貯留されたオイ
ルをクランクウエッブ６４外周に所定個数設けられた突
起部６５が、クランクウエッブ６４の回動により攪拌す
ると共に少量掬い上げて飛散させることでクランク室１
６及びシリンダ１２ａ内でオイルミスト化する。これら
オイル及びオイルミストはクランク軸２０やクランク室
１６内の各部品を潤滑する。

【００３３】上記のオイルミスト化はクランクウエッブ
６４が回動し円弧溝６９の最下部に貯留するオイルが存
在する限りにおいて連続して行われるが、ピストン２４
の上昇時の所定範囲内に通路Ｔ２に連通するよう形成さ
れた通路４４の構造により油溜室１８からクランク室１
６にオイルが過剰に供給されることはない。従って、ク
ランク室１６でのオイルの溜まり過ぎを防ぎつつ動弁室
３４へ適量のオイル（オイルミスト）を供給することが
可能であり、過剰供給による動力損失を防ぐことができ
る。所定量のオイルが送られ圧力が低下した油溜室１８
には一方向弁７６が開閉動作して空気が取り入れられる
ことから、油溜室１８内の圧力は一定の負圧に保たれ
る。

【００３４】続いて、ピストン２４の下降行程でクラン
ク室１６が正圧になると再びクランク室１６と油溜室１
８に圧力差が生じる。この場合、一方向弁７０のバルブ
プレート７４がバルブ孔７２を開き、昇圧された空気と
共にクランク室１６及びシリンダ１２ａに貯められたオ
イルミストをクランク室１６から連通路３２へ送る。

【００３５】ピストン２４の下降行程が終了し、上昇行
程に移行するとクランク室に負圧が発生するので一方向
弁７０のバルブプレート７４はこの負圧に吸引されバル
ブ孔７２を閉鎖してオイルミストの送り動作を終了す
る。

【００３６】連通路３２に送られたオイルミストは正圧
により動弁室３４に圧送されると共にバルブ駆動部３０
の各部品を潤滑する。吸気バルブ２７、排気バルブ２
９、ロッカアーム３８，３９等の位置まで送られ潤滑を
行ったオイルミストは、ブリーザ室７８に至りオイルと
空気に分離される。分離されたオイルは、図５に示した
２本の戻し通路８２，８４を通じて一定の負圧に保たれ
た油溜室１８に回収される。一方、分離された空気は、
ブリーザ管８０を通じてエアクリーナ２内に開放され
る。

【００３７】次に、４サイクルエンジンＥの作動中、手
持ち式作業機の姿勢を変化させ、図６に示したようにエ
ンジン本体１の動弁室３４を下方に向けて倒立位置で使
用したり、或いは図７に示したようにエアクリーナ２及
び排気マフラ６を上下方向に向けた傾斜位置で使用した
場合においても、潤滑用のオイル又はオイルミストが上
述の正立位置での使用と同様に４サイクルエンジンＥの
内部を潤滑する。このとき、油溜室１８内に配された吸
入部４０の先端は、その先端に固着された錘４３が重力
により速やかに移動するのに伴い、所定量貯留されたオ
イル中に常に没する。また、オイル及びオイルミストは
ピストン２４の動作により発生した所定の圧力差により
一方向に限って送られるため動弁室３４、図５に示した
戻し通路８２，８４等で逆流することがない。

【００３８】更に、図８に示したようにエンジン本体１
の駆動軸９０及びクランク軸２０を上下方向に向けた傾
斜位置で使用した場合にも、クランクウエッブの一部が
オイルに浸るのみで過剰供給に陥ることなく、油溜室１
８内の吸入部４０の先端が速やかに下方に移動し貯留さ
れたオイル中に没しオイルが送られることから、オイル
又はオイルミストが４サイクルエンジンＥの内部を適切
に潤滑する。

【００３９】なお、本発明は本実施の形態の構成に限定
されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変形
が可能である。例えば、図示では本発明に係る潤滑装置
がＯＨＶ方式の４サイクルエンジンに用いられたものを
示したが、ＯＨＣ方式等のエンジンに使用されてもよ
い。また一方向弁７０はバルブプレート７４及びバルブ
孔７２から構成されるものの他、ボールバルブ方式等に
よることも可能である。また突起部６５は若干の折れ曲
がり角を持たせているが、オイルの攪拌・飛散の作用の
強弱等を考慮して折れ曲がり角を有しないよう構成して
もよい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる４
サイクルエンジンの潤滑装置によれば、４サイクルエン
ジンがどのような傾斜状態にあっても確実にその内部の
潤滑ができるという優れた効果を呈する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る潤滑装置を備えた４サイク
ルエンジンの正面断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。

【図４】図１のＣ−Ｃ断面図である。

【図５】図３のＤ−Ｄ断面図である。

【図６】４サイクルエンジンの動弁室を下方に向けた傾
斜状態での潤滑説明図である。

【図７】４サイクルエンジンのエアクリーナ及び排気マ
フラを上下方向に向けた傾斜状態での潤滑説明図であ
る。

【図８】４サイクルエンジンの駆動軸及びクランク軸を
上下方向に向けた傾斜状態での潤滑説明図である。

【符号の説明】

Ｅ ４サイクルエンジン １２ シリンダブロック １４ クランクケース ２０ クランク軸 １６ クランク室 １８ 油溜室 ３４ 動弁室 ４０ 吸入部 ４２ 管体 ４３ 錘 ４４ 通路 ４６ 間欠送油部 ６４ クランクウエッブ ６５ 突起部 Ｔ１，Ｔ２ 通路 ７０ 一方向弁（第２送油手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今福 健治 東京都羽村市神明台２丁目10−５ 新ダイ ワ工業株式会社東京技術研究所内 (72)発明者 古口 孝信 東京都新宿区西新宿１丁目７番２号 富士 重工業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランク室近傍に設けられた油溜部から
   クランク室及び吸・排気のバルブ機構を収納した動弁室
   に送油して各部の潤滑を行い、かつ油溜部とクランク室
   と動弁室との間でオイルを循環させる４サイクルエンジ
   ンの潤滑装置において、 前記油溜部が前記クランク室と仕切られいかなる傾斜状
   態でも外部に油漏れしない油溜室として構成され、 該油溜室の傾斜状態にかかわらず常に先端が前記油溜室
   の油面下に存在するように構成された吸入部を有し、該
   吸入部から前記クランク室に発生する負圧により前記油
   溜室内のオイルを前記クランク室へ送る第１送油手段
   と、 前記クランク室内に設けられ前記第１送油手段によって
   送られたオイルを攪拌してオイルミスト化する攪拌部
   と、 前記クランク室と前記動弁室とを連通させる連通路と、 前記クランク室に発生する正圧により前記クランク室内
   のオイルミストを前記連通路を介して前記動弁室に送る
   第２送油手段と、 を備えることを特徴とする４サイクルエンジンの潤滑装
   置。
2. 【請求項２】 前記第１送油手段は、 前記クランク室が負圧となった時に前記クランク室と前
   記油溜室とを連通するようにクランク軸に通路を穿設し
   て構成されることを特徴とする請求項１に記載の４サイ
   クルエンジンの潤滑装置。
3. 【請求項３】 前記吸入部は、 可撓性を有する所定長さの管体であって、先端に錘が設
   けられることを特徴とする請求項１〜３に記載の４サイ
   クルエンジンの潤滑装置。
4. 【請求項４】 前記第２送油手段は、 前記クランク室が正圧となった時に前記オイルミストを
   送り、前記クランク室が負圧となった時に送油を停止す
   る一方向弁により構成されることを特徴とする請求項１
   〜３に記載の４サイクルエンジンの潤滑装置。
5. 【請求項５】 前記攪拌部は前記クランク室内で回動す
   るクランクウエッブの外周に設けられた突起部として構
   成されることを特徴とする請求項１〜４に記載の４サイ
   クルエンジンの潤滑装置。