JPH1182032A

JPH1182032A - 内燃エンジン及び携帯型動力作業機

Info

Publication number: JPH1182032A
Application number: JP24380097A
Authority: JP
Inventors: Akira Nagashima; 彬長島
Original assignee: Kioritz Corp
Current assignee: Kioritz Corp
Priority date: 1997-09-09
Filing date: 1997-09-09
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】チェーンソー等の携帯型動力作業機に、従来
の一般的な２サイクルエンジンに代えて、その本体ハウ
ジングを大幅に改造することを要しないで合理的に搭載
することのできる頭部１バルブ式２サイクルもしくは４
サイクルエンジンの形態をとる内燃エンジン、及びそれ
が搭載された携帯型動力作業機を提供する。【解決手段】点火プラグ４３と排気バルブ５１の実質
的に全部を、シリンダ２１の頭部２３における中心軸線
Ｏよりクランク軸２７に直交する一方の側に偏らせて配
設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダの頭部に
点火プラグと排気バルブとが配設され、空気ないし混合
気供給系のポートは前記シリンダの頭部以外の部位に形
成されている比較的小型の空冷２サイクル又は４サイク
ルの電気火花点火式内燃エンジン及びそれが搭載された
チェーンソー等の携帯型動力作業機に関する。

【０００２】

【従来の技術】チェーンソー、エンジンカッター、ヘッ
ジトリマー等の携帯型動力作業機にあっては、その動力
源として、通常、汎用空冷４サイクル内燃エンジンに比
して構造が簡単で製造コストが安くて済み、また、小型
軽量で対比重量出力も大きい空冷２サイクル内燃エンジ
ン（以下、単に２サイクルエンジンと称す）が搭載され
る場合が多い。

【０００３】従来より携帯型動力作業機に使用されてい
る一般的な２サイクルエンジンは、図８にチェーンソー
２００にシリンダ縦置きで搭載されている例が部分的に
示されているように、通常、シリンダ２２１の頭部２２
３には点火プラグ２４３が配設され、前記シリンダ２２
１の胴部２２２にはピストン２３０により開閉される吸
気ポート２５２、掃気ポート（図示せず）、排気ポート
２５３が形成され、吸気、排気のためだけの独立した行
程はなく、前記ピストン２３０の２行程で１サイクルを
完了するようになっている。

【０００４】より詳細には、前記ピストン２３０の上昇
動作により前記吸気ポート２５２から前記ピストン２３
０下方のクランク室２２６に混合気を吸入するととも
に、該混合気を前記ピストン２３０の下降動作により予
圧縮し、燃焼廃ガスの前記排気ポート２５３への排出
を、前記掃気ポートから前記予圧縮された混合気を前記
ピストン２３０上方の燃焼作動室（燃焼室、作動室、シ
リンダ室等とも呼ばれるが本明細書ではこれらを総称し
て燃焼作動室とする）２５０に吹き出すことにより行
う、言い換えれば、混合気のガス流動を利用して燃焼廃
ガスの掃気を行うようになっている関係上、燃焼廃ガス
（排ガス）中に未燃混合気が混入しやすく、燃焼に供せ
られることなく排出される混合気量、いわゆる吹き抜け
損出が大きく、４サイクルエンジンに比して燃費が悪い
だけでなく、排ガス中に有害成分であるＨＣ（燃料の未
燃成分）やＣＯ（燃料の不完全燃焼成分）等が多く含ま
れ、小型とはいえ、環境汚染が懸念されている。

【０００５】そこで、本発明の出願人は、前記携帯型動
力作業機に前記した従来の一般的な２サイクルエンジン
に代えて搭載することのできる、小型軽量で燃費の向上
及び有害成分排出量の低減化等を図り得るエンジンの開
発を進めており、これまでにも一応の成果が得られてい
る。

【０００６】その一つは、ユニフロー式の２サイクルエ
ンジンであって、特公平３−９２８８号公報、同じく特
公平３−３７００７号公報、及び特公平３−３８４０８
号公報等にも所載のように、シリンダの頭部に点火プラ
グを配設することに加えて、排気ポートを形成するとと
もにこれを開閉する排気バルブを配設し、空気ないし混
合気供給系のポート（吸気ポート、掃気ポート等）はピ
ストン等により開閉すべく前記シリンダの頭部以外の部
位に形成し、例えば、クランク室に吸入された流体（空
気又は混合気）を該クランク室内でピストンの下降動作
によって加圧し、該加圧流体を前記シリンダの胴部の全
周に設けた環状掃気室に圧送してそこで蓄圧するととも
に、前記ピストンの下降行程の終期において前記排気バ
ルブを開くとともに、前記環状掃気室から前記蓄圧流体
を掃気流体として前記シリンダの胴部に形成された複数
の掃気ポートから前記ピストン上方の燃焼作動室に噴出
させて旋回を伴うユニフローを生成することにより、燃
焼廃ガスを排気ポートから効率良く外部に追い出すよう
にしたものである。

【０００７】このように、シリンダの頭部に排気バルブ
が設けられた頭部１バルブ式ユニフロー２サイクルエン
ジンにおいては、前記排気バルブは、クランク軸により
回転駆動されるカム軸を有する動弁機構により、あるい
は、前記排気バルブを開方向に付勢する付勢手段の付勢
力と前記燃焼作動室の圧力との差により開閉するように
なっており、前記排気バルブを開くタイミングを適切に
設定することにより、前記従来の２サイクルエンジンに
比して、掃気効率が高められて吹き抜け損出が低減さ
れ、燃費の向上及び有害成分排出量の低減化等が図られ
る。しかも、前記した従来の２サイクルエンジンと略同
程度の重量、大きさで所要の出力が得られるので、前記
携帯型動力作業機に従来の２サイクルエンジンに代えて
搭載することが可能となる。

【０００８】一方、本発明の出願人が開発している他の
一つのエンジンは、前記頭部１バルブ式ユニフロー２サ
イクルエンジンに類似した構造を持つが、前記ピストン
の４行程で１サイクルが完了するものであって、特願平
９−６５３６２号の出願明細書にも所載のように、シリ
ンダの頭部に点火プラグを配設することに加えて、排気
ポートを形成するとともにこれを開閉する排気バルブを
配設し、前記シリンダの胴部にピストンにより開閉され
る吸入ポート（第一ポート）及び混合気吐出ポート（第
二ポート）を形成し、例えば、ピストンの上昇動作によ
り前記吸入ポートからクランク室に混合気を吸入する一
方、前記ピストン上方の燃焼作動室内の混合気を圧縮す
るとともに点火して爆発燃焼させ、その燃焼ガスの膨張
作用により下降せしめられる前記ピストンの下降行程の
終期において前記排気バルブを開き、続く前記ピストン
の上昇動作により燃焼廃ガスを前記排気ポートから外部
へ押し出すとともに、前記クランク室に混合気を吸入
し、最後に前記ピストンの次回の下降動作により前記燃
焼作動室に前記クランク室で予圧縮された混合気を前記
混合気吐出ポートから燃焼作動室内へ噴出させるように
したものである。

【０００９】この頭部１バルブ式４サイクルエンジンに
おいては、排気行程には、実質的に排気ポートのみが開
けられて他のポート（吸入ポート、混合気吐出ポート）
は閉じられ、燃焼廃ガスをガス流動ではなくピストンに
より機械的に排気ポートへ押し出すようにされているの
で、燃焼廃ガス（排ガス）中に未燃混合気が混入しにく
く、燃焼廃ガスのみを略完全かつ確実に外部に排出する
ことができる。このため、前記従来の一般的な２サイク
ルエンジンはおろか前記頭部１バルブ式ユニフロー２サ
イクルエンジンに比しても、燃費が向上するとともに、
有害成分排出量が大幅に低減される。しかも、前記した
従来の一般的な２サイクルエンジンと略同程度の重量、
大きさで所要の出力が得られるので、前記携帯型動力作
業機に従来の２サイクルエンジンに代えて搭載すること
が可能となる。

【００１０】また、上に述べた如くの頭部１バルブ式ユ
ニフロー２サイクルエンジン及び４サイクルエンジン
は、それぞれシリンダの頭部に排気ポート、排気バルブ
を備えること以外は、従来の一般的な２サイクルエンジ
ンと大きさ（寸法形状）及び重量が同一排気量のもとで
は略同じとなり、共通ないし類似の部品を使用すること
ができるので、既存の製造ラインをそのまま流用するこ
とが可能となり、それらを新たに設計して製造する場合
に比して開発コスト・製造コストを大幅に低くすること
ができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た如くの頭部１バルブ式ユニフロー２サイクルもしくは
４サイクルエンジンを前記携帯型動力作業機に搭載する
にあたっては、次のような問題が生じることが明らかに
なった。

【００１２】すなわち、携帯型動力作業機として前記し
た図８に示されるチェーンソー２００を例にとって説明
するに、該チェーンソー２００は、動力源として、前記
したように、一般的な２サイクル内燃エンジン２２０が
本体ハウジング２１２の中央部付近にシリンダ縦置きで
搭載されている。そして、前記本体ハウジング２１２の
平面視で前部右側部に、ガイドバー１０１とこれに摺動
自在に掛け回されるソーチェーン１０２とからなるソー
チェーンセット１００が取り付けられ、前記ソーチェー
ン１０２を前記エンジン２２０により回転駆動するよう
にされている。

【００１３】前記本体ハウジング２１２の後部には、前
記エンジン２２０を制御するためのトリガー２１５、２
１６が配置された後ハンドル２１４が配設され、前記本
体ハウジング２１２の中央部付近外周には概略Ｃ字ない
しループ状の前ハンドル２１７が、そのグリップ部２１
７ａを前記エンジン２２０の前寄り斜め上方に位置させ
た状態で配設されている。この前ハンドル２１７のグリ
ップ部２１７ａは、前記本体ハウジング２１２をその後
方から見て左右方向に略水平に横断するようになってお
り、当該チェーンソー２００を使用するときの作業性、
操作性を考慮して、機体全体の重心位置等に基づいてそ
の位置が設定されている。この場合、前記グリップ部２
１７ａの周囲には図の仮想線で示される如くの円柱状の
握り空間Ｋが、作業者の手で楽に把持して作業ができる
ように必要とされる。

【００１４】そのため、前記本体ハウジング２１２にお
ける前記エンジン２２０上方の上面部２１２Ａを形成す
る、前カバー部２１２ａと気化器２３５及びエアークリ
ーナ２３７のカバー部２１２ｂの前端側部分とは断面逆
「へ」の字状に連接されており、この上面部２１２Ａと
の干渉を避けるように、前記エンジン２２０において
は、キャップ２４４付きの前記点火プラグ４３が前記シ
リンダ２２１の頭部２２３におけるシリンダ中心軸線Ｏ
より前記吸気ポート２５２及び前記気化器２３５側、言
い換えれば、図示していないクランク軸に直交する方向
の一側で前記本体ハウジング２１２の後方側に位置せし
められるとともに、前記後方側に傾斜した姿勢で前記燃
焼作動室２５０内に臨むように配設されている。

【００１５】なお、図中の参照符号２６０、２６１は、
前記排気ポート２５３からの排ガスが導入されるマフラ
ーとその排出口、同じく２１９は、前記グリップ部２１
７ａを握る手を保護するためのプロテクター、同じく２
８６は、リコイルスタータのグリップである。

【００１６】ところが、上記のような構成のチェーンソ
ー２００の本体ハウジング２１２に、従来の一般的な２
サイクルエンジン２２０に代えて前記した如くの頭部１
バルブ式ユニフロー２サイクルもしくは４サイクルエン
ジンを搭載するには格別の工夫が必要となる。すなわ
ち、前記頭部１バルブ式ユニフロー２サイクルもしくは
４サイクルエンジンにおいては、シリンダの頭部に点火
プラグが配設されることに加えて、排気ポートが形成さ
れるとともに該排気ポートを開閉する排気バルブが配設
される。この排気バルブは、前記公報等にも示されてい
るように、シリンダの頭部の中央部ないし点火プラグと
は反対側に配設され、そのステム部が前記シリンダ頭部
から上方に大きく突出する。このため、そのままでは、
前記排気バルブが本体ハウジング２１２の上面部２１２
Ａに当たり、その中に収納することができない。

【００１７】したがって、前記頭部１バルブ式ユニフロ
ー２サイクルもしくは４サイクルエンジンをそのまま前
記チェーンソー等の携帯型動力作業機に搭載するには、
その本体ハウジングを改造しなければならないが、本体
ハウジングを改造するには膨大なコストがかかり、経済
的に得策ではないことに加えて、前ハンドルのグリップ
部の位置や全体の重心位置等との兼ね合いから、作業性
や操作性が劣ることになるおそれもあり、実際的ではな
い。

【００１８】また、シリンダ頭部に高温の排ガスが通る
排気ポートを含む排気通路が設けられることから、該排
気通路部分の冷却にも従来の一般的な２サイクルエンジ
ンとは異なる格別の態様が要求される。

【００１９】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的とするところは、チェーンソ
ー等の携帯型動力作業機に、従来の一般的な２サイクル
エンジンに代えて、その本体ハウジングを大幅に改造す
ることを要しないで合理的に搭載することのできる頭部
１バルブ式ユニフロー２サイクルもしくは４サイクルエ
ンジンの形態をとる内燃エンジン、及びそれが搭載され
た携帯型動力作業機を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成すべ
く、本発明に係る内燃エンジンは、基本的には、シリン
ダの頭部に点火プラグが配設されることに加えて、排気
ポートが形成されるとともに該排気ポートを開閉する排
気バルブが配設され、空気ないし混合気供給系のポート
は前記シリンダの頭部以外の部位に形成されている、頭
部１バルブ式ユニフロー２サイクルもしくは４サイクル
エンジンの形態をとり、前記点火プラグと前記排気バル
ブの実質的に全部が、前記シリンダの頭部におけるシリ
ンダ中心軸線よりクランク軸に直交する方向の一側に偏
って配設されていることを特徴としている。

【００２１】本発明の内燃エンジンの好ましい態様で
は、前記シリンダの胴部にピストンにより開閉される前
記空気ないし混合気供給系のポートが少なくとも一つ形
成され、より好ましい態様では、前記シリンダの胴部に
おける前記シリンダ中心軸線より前記クランク軸に直交
する方向の一側に、気化器等の混合気生成手段からの混
合気を前記ピストン下方のクランク室に導入する前記吸
入ポートが形成され、前記シリンダの胴部における他側
に、前記ピストンにより前記クランク室内で予圧縮され
た混合気を前記ピストン上方の燃焼作動室に導く混合気
通路が設けられる。

【００２２】また、他の好ましい態様では、前記シリン
ダの頭部及び胴部外周に多数の冷却フィンがそれぞれ前
記シリンダ中心軸線に直交する方向に突設され、前記排
気ポートを含む排気通路と前記燃焼作動室との間に、前
記クランク軸により回転駆動される冷却ファンにより生
成される冷却風を通す冷却空間が形成される。一方、本
発明に係る携帯型動力作業機は、前記した如くの構成を
有する内燃エンジンが動力源として本体ハウジング内に
縦置きで搭載されてなる。

【００２３】本発明の携帯型動力作業機の好ましい態様
では、前記本体ハウジングの後部に後ハンドルが配設さ
れ、前記本体ハウジングの中央部付近に前記内燃エンジ
ンが前記点火プラグ及び排気バルブを前記シリンダ中心
軸線より前記本体ハウジングの後方側に位置させた姿勢
で搭載され、かつ、前記内燃エンジンの前寄り斜め上方
に前ハンドルのグリップ部が位置せしめられる。

【００２４】また、他の好ましい態様では、前記本体ハ
ウジングの前端部に冷却空気取り入れ用開口が形成され
るとともに、前記本体ハウジングにおける後方から見て
右側部に冷却空気排出口が形成され、前記内燃エンジン
の前記シリンダ中心軸線より左側に前記点火プラグが配
設されるとともに、前記中心軸線より右側に前記排気バ
ルブが配設される。

【００２５】前記の如くに、頭部１バルブ式ユニフロー
２サイクルもしくは４サイクルエンジンの形態をとる内
燃エンジンにおいて、点火プラグと排気バルブの実質的
に全部を、シリンダの頭部におけるシリンダ中心軸線よ
りクランク軸に直交する方向の一側に偏らせて配設する
ことにより、この内燃エンジンを携帯型動力作業機に、
従来の一般的な２サイクルエンジンに代えて、その本体
ハウジングを大幅に改造することを要しないで合理的に
搭載することが可能となる。

【００２６】より詳しく説明すれば、前記内燃エンジン
を本体ハウジングの中央部付近に、前記点火プラグ及び
排気バルブをシリンダの中心軸線より前記本体ハウジン
グの後方側に位置させた姿勢で縦置きで収納するように
なせば、前記点火プラグ及び排気バルブが前記本体ハウ
ジングの上面部より下側に位置することなり、従来の一
般的な２サイクルエンジンの収納スペース内に収まる。
このため、本体ハウジングの上面部と前ハンドルのグリ
ップ部との間には従来と同様に所要の握り空間が確保さ
れ、作業性や操作性を損なうこともない。

【００２７】したがって、本発明の内燃エンジン及び携
帯型動力作業機は、それぞれ従来の一般的な２サイクル
エンジン及びそれが搭載された携帯型動力作業機と大き
さ（寸法形状）及び重量が略同じとなり、共通ないし類
似の部品を使用することができるので、既存の製造ライ
ンをそのまま流用することが可能となり、それらを新た
に設計して製造する場合に比して開発コスト・製造コス
トを格段に低くすることができる。その他の作用効果
は、以下に述べる本発明の好ましい実施形態の説明から
明らかにされよう。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して本発明
の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係る内
燃エンジンの一実施形態及びそれが搭載された携帯型動
力作業機の一つであるチェーンソーの一実施形態を示し
ている。図示のチェーンソー１０は、動力源として、頭
部１バルブ式４サイクルエンジン２０が合成樹脂からな
る本体ハウジング１２の中央部付近にシリンダ縦置きで
搭載されている。前記本体ハウジング１２の平面視で右
側部１２Ｒ（図５参照）の前部側に、ガイドバー１０１
とこれに摺動自在に掛け回されるソーチェーン１０２と
からなるソーチェーンセット１００が取り付けられ、前
記ソーチェーン１０２を後述するように前記エンジン２
０により回転駆動するようにされている。

【００２９】前記本体ハウジング１２の後部には、前記
エンジン２０を制御するためのトリガー１５、１６が配
置された後ハンドル１４が配設され、前記本体ハウジン
グ１２の中央部付近外周には概略Ｃ字ないしループ状の
前ハンドル１７が、そのグリップ部１７ａを前記エンジ
ン２０の前寄り斜め上方に位置させた状態で配設されて
いる。この前ハンドル１７のグリップ部１７ａは、前記
本体ハウジング１２をその後方から見て左右方向に略水
平に横断するようになっており、当該チェーンソー１０
を使用するときの作業性、操作性を考慮して機体全体の
重心位置等に基づいてその位置が設定されている。ここ
では、前記グリップ部１７ａの周囲には図１及び図２に
おいて仮想線で示される如くの、作業者が前記グリップ
部１７ａを把持するための円柱状の握り空間Ｋが必要と
されることから、前記本体ハウジング１２における前記
エンジン２０上方の上面部１２Ａを形成する、前カバー
部１２ａと気化器３５及びエアークリーナ３７部を覆う
後カバー部１２ｂの前端側部分とは断面逆「へ」の字状
に連接されている。以上の本体ハウジング１２とその外
周廻りの構成は前記した図８に示される従来のものと実
質的に同じである。

【００３０】前記本体ハウジング１２内にシリンダ縦置
きで搭載された頭部１バルブ式４サイクルエンジン２０
は、排気量２０ｃｃ〜３０ｃｃの比較的小型の空冷ガソ
リンエンジンであり、図１に加えて図２及び図３を参照
すればよくわかるように、アルミダイキャストにより胴
部２２と頭部２３が一体成型されたシリンダ２１と、そ
の下部に気密的に連結された半円筒状のクランクケース
２５とを備えており、該クランクケース２５が前記本体
ハウジング１２の半円筒状据え付け部１２Ｕに載置固定
されている。

【００３１】前記シリンダ２１の前記胴部２２内にはピ
ストン３０が上下摺動自在に嵌挿され、また、前記シリ
ンダ２１と前記クランクケース２５との境目部分を通る
ようにクランク軸２７が回転自在に軸支され、該クラン
ク軸２７に連接ロッド２９を介して前記ピストン３０が
連結されている。

【００３２】また、前記シリンダ２１の前記胴部２２に
おけるシリンダ中心軸線Ｏより前記クランク軸２７に直
交する方向の一側、言い換えれば、前記本体ハウジング
１２の後部側に、前記気化器３５からの混合気を前記ピ
ストン３０下方のクランク室２６に導入するための吸入
ポート３３を含む吸入通路３２が形成され、前記シリン
ダ２１の前記胴部２２における前記吸入ポート３３とは
反対側、言い換えれば、前記本体ハウジング１２の前部
側に、前記ピストン３０により前記クランク室２６内で
予圧縮された混合気を前記ピストン３０上方の燃焼作動
室５０に導く混合気通路４０が設けられている。

【００３３】なお、前記気化器３５には、前記本体ハウ
ジング１２の前記上面部１２Ａを形成する前記後カバー
部１２ｂの後部寄りの内部に配置された前記エアークリ
ーナ３７から接続管３６を介して清浄化された空気が導
かれるとともに、前記本体ハウジング１２の後部側の底
部に設けられた燃料タンク３８から潤滑油を混入した燃
料が供給され、この潤滑油を混入した燃料が前記気化器
３５により霧化された混合気となって、前記吸入通路３
２を通じて前記クランク室２６に導かれるようになって
いる。したがって、本実施形態のエンジン２０において
は、潤滑油が燃料と一緒に前記クランク室２６に供給さ
れ、この潤滑油によりエンジン内部の潤滑が行われるの
で、一般的な構成の４サイクルエンジンで一般的なオイ
ルパンが不要となる。

【００３４】前記混合気通路４０は、前記シリンダ２１
の前記胴部２３とこれに気密的かつ一体的に取り付けら
れた断面コ字状の通路形成用カバー部材４５とにより画
成されており、その下端に位置する導出ポート４１は前
記クランク室２６に開口せしめられ、また、その上端に
位置する混合気吐出ポート４２は、前記ピストン３０が
下死点近傍まで下降せしめられたとき前記燃焼作動室５
０に開口せしめられるようになっている（図３参照）。

【００３５】また、前記燃焼作動室５０内の燃焼廃ガス
と前記クランク室２６に待機する混合気とを機械的に隔
離すべく、前記混合気通路４０内には、図２に示される
如くに、その導出ポート４１を内外の圧力差に応じて開
閉するように、ゴム等の弾性材料からなる舌状のリード
バルブ４７が設けられている。このリードバルブ４７
は、その上端部がすり割り付き丸小ネジ４８、４８等に
より前記シリンダ２１の前記胴部２２に固定されてお
り、全体が平板状となる自然状態ではその下半分で前記
導出ポート４１を閉じ、前記燃焼作動室５０側の圧力が
前記クランク室２６側の圧力より小さくなったときに初
めて、全体が外方に湾曲して前記導出ポート４１を開く
ようになっている。

【００３６】そして、前記シリンダ２１の前記頭部２３
には、キャップ４４付きの点火プラグ４３が配設される
ことに加えて、排気ポート５３を含む排気通路５２が形
成されるとともに、前記排気ポート５３を開閉する排気
バルブ５１が配設されている。

【００３７】ここで、図２及び図３に加えて図５及び図
６を参照しながら前記点火プラグ４３と前記排気バルブ
５１の配置態様を詳しく説明するに、前記点火プラグ４
３と前記排気バルブ５１の全部もしくは大部分は、前記
シリンダ２１の前記頭部２３におけるシリンダ中心軸線
Ｏより前記クランク軸２７に直交する方向の一側、言い
換えれば、前記本体ハウジング１２の後部側に偏って配
設されており、後方から見て前記シリンダ中心軸線Ｏよ
り左側に前記点火プラグ４３が配設されるとともに、前
記シリンダ中心軸線Ｏより右側に前記排気バルブ５１が
配設されており、また、前記点火プラグ４３は従来と同
様に後方側に傾斜した姿勢で前記燃焼作動室５０内に臨
むように配設されている。

【００３８】前記排気バルブ５１により開閉される前記
排気ポート５３を含む前記排気通路５２は、前記本体ハ
ウジング１２の前端側に向けて略水平に伸びており、図
２に示される如くに、この排気通路５２と前記燃焼作動
室５０との間に、後述するように、前記クランク軸２７
の左端部に取り付けられて回転駆動される冷却ファン６
３により生成される冷却風を通す冷却空間Ｓが形成され
ている。

【００３９】前記排気通路５２の下流側端部にはフラン
ジ部５２ａが設けられており、このフランジ部５２ａ
に、ガスケット５４を介して概略く字状で断面小判形の
排気管５５の前端フランジ部５６が、前記本体ハウジン
グ１２の前後方向に沿って水平にねじ込まれた二本の六
角穴付きボルト５７、５７により締め付け固定されてい
る。

【００４０】前記排気管５５の後半分は、前記本体ハウ
ジング１２の前部側の底部に設けられたソーチェーン用
の潤滑油タンク６５の上方に配置されたマフラー６０内
に挿入されて該マフラー６０に溶接等により一体的に接
合されている。前記マフラー６０における前記本体ハウ
ジング１２の内方側（前記エンジン２０側）の外周面の
下部中央には、図２に示される如くに、ステー６２が溶
接等により一体に接合されており、このステー６２の下
端部が、前記シリンダ２１の前記胴部２２に取り付けら
れた前記通路形成用カバー部材４５に突設された凸部４
９に、前記本体ハウジング１２の前後方向に沿って水平
にねじ込まれた六角穴付きボルト５９により締め付け固
定されている。

【００４１】一方、前記排気バルブ５１は、その上端部
に取り付けられたバネ受け５８と前記シリンダ２１の前
記頭部２３上面との間に縮装されたコイルバネ７８の付
勢力により常時閉じる方向（上方）に付勢されており、
前記クランク軸２７により回転駆動されるカム軸７３を
有する動弁機構７０により、前記コイルバネ７８の付勢
力に抗して所定のタイミングで開かれるようになってい
る。

【００４２】前記動弁機構７０は、図３及び図７を参照
すればよくわかるように、前記排気バルブ５１を下方に
押し下げるべく、前記シリンダ２１の前記頭部２３上に
おいて支軸８２に揺動自在に支持されたロッカーアーム
８０と、このロッカーアーム８０の反バルブ側端部に螺
合せしめられた調節ねじ８１にその上端が当接せしめら
れた、上下方向に伸びるプッシュロッド７９と、前記ク
ランク軸２７の中央部より右側の部位に外嵌固定された
小径歯車７２と、この小径歯車７２に噛合するように前
記カム軸７３に外嵌固定された、前記小径歯車７２の二
倍の歯数を持つ大径歯車７４と、前記カム軸７３に外嵌
固定型されたカム７５と、このカム７５のカム面に従っ
て上下方向に揺動するように支軸８４（図７参照）に支
持された従動部材７７と、を備えており、前記クランク
軸２７の１／２の回転速度で回転せしめられる前記カム
７５のカム面の動きを前記従動部材７７、前記プッシュ
ロッド７９、及び前記ロッカーアーム８０を介して前記
排気バルブ５１に伝達することによって、該排気バルブ
５１を開く方向に所定のタイミングで押し下げるように
なっている。

【００４３】なお、本実施形態においては、前記ロッカ
ーアーム８０と前記支軸８２との摺接面の潤滑を行うた
め、それらを覆うように封止カバー８３が取り付けられ
てその中に潤滑油（グリース）を封入するようになって
おり、また、前記カム軸７３や前記支軸８４周りの潤滑
を行うべくそれらを覆うように潤滑油封止部９３が設け
られている。

【００４４】さらに、本実施形態においては、前記動弁
機構７０の前記排気バルブ５１に対する開弁動作を利用
して、前記本体ハウジング１２の前部側の底部に一体的
に設けられたソーチェーン用の前記潤滑油タンク６５に
配設されたレシプロ式の給油ポンプ１２０を駆動するポ
ンプ駆動機構１１０が付設されている。

【００４５】このポンプ駆動機構１１０は、上下方向に
揺動自在に支軸１１６に支持された揺動アーム１１５を
有し、この揺動アーム１１５のＣ字状一端部１１５ａを
前記プッシュロッド７９に垂直に取り付けられたローラ
ー状の嵌合部１１２に摺動自在に緩く嵌合させることに
よって、前記プッシュロッド７９の上下運動を前記揺動
アーム１１５の揺動運動に変換し、該揺動アーム１１５
の他端部１１５ｂにより前記給油ポンプ１２０のピスト
ンロッド１２２をコイルバネ１２４の付勢力に抗して押
し下げることにより、前記給油ポンプ１２０に給油動作
を行わせて、前記潤滑油タンク６５内の潤滑油を前記ソ
ーチェーン１０２とガイドバー１０１との摺接面等に供
給するようになっている。

【００４６】また、前記クランク軸２７の右端部には、
図３に示される如くに、遠心クラッチのクラッチドラム
１０５と、これに一体回転可能に取り付けられたスプロ
ケットホイール１０６とが配設されており、該スプロケ
ットホイール１０６には前記ソーチェーン１０２が掛け
回されている。前記遠心クラッチのクラッチドラム１０
５、前記スプロケットホイール１０６、前記ソーチェー
ンセット１００の基端部はガード部材９５により覆われ
ている。

【００４７】さらに、前記クランク軸２７の左端部に
は、フライホイールを兼用する冷却ファン６３が取り付
けられ、この冷却ファン６３にはマグネット９２が配設
され、該マグネット９２と対面し得るようにその上方に
点火コイル９１が配設されている。また、前記冷却ファ
ン６３の左側にはリコイルスタータ８５が配設されてい
る。

【００４８】前記冷却ファン６３は、前記本体ハウジン
グ１２の前端部と前記マフラー６０との間に形成された
空気取り入れ用開口９７から冷却空気を取り込むように
されており、取り込まれた冷却空気は、前記シリンダ２
１の前記頭部２３及び前記胴部２２に水平に突設された
多数の冷却フィン２４、２４、…に案内されながら前記
シリンダ２１を左側から右側へと横切り、その間に該シ
リンダ２１の、特に高温となる前記燃焼作動室５０の外
周部分、前記頭部２３、及び、前記排気通路５２を効果
的に冷却した後、前記本体ハウジング１２の右側部１２
Ｒに設けられた吹出口８９（図３）から外部に放出され
るようになっている。

【００４９】前記のような構成とされた本実施形態の頭
部１バルブ式４サイクルエンジン２０においては、前記
ピストン３０の上昇動作により前記吸入ポート３３から
前記クランク室２６に混合気を吸入する一方、前記ピス
トン３０上方の前記燃焼作動室５０内の混合気を圧縮す
るとともに前記点火プラグ４３により点火して爆発燃焼
させ、その燃焼ガスの膨張作用により下降せしめられる
前記ピストン３０の下降行程の終期において前記排気バ
ルブ５１を開き、続く前記ピストン３０の上昇動作によ
り燃焼廃ガスを前記排気ポート５３へ押し出すととも
に、前記クランク室２６に新しい混合気を吸入し、最後
に前記ピストン３０の下降動作により前記燃焼作動室５
０に前記クランク室２６で予圧縮された混合気を前記混
合気通路４０の吐出ポート４２から前記燃焼作動室５０
内に噴出させるようになされる。

【００５０】この頭部１バルブ式４サイクルエンジン２
０においては、排気行程には、実質的に排気ポート５３
のみが開けられて他のポート（吸入ポート３３、吐出ポ
ート４２）は閉じられ、燃焼廃ガスをガス流動ではなく
前記ピストン３０により機械的に排気ポート５３へ押し
出すようにされているので、燃焼廃ガス（排ガス）中に
未燃混合気が混入しにくく、燃焼廃ガスを略完全かつ確
実に外部に排出することができる。このため、前記した
従来の一般的な２サイクルエンジンはおろか前記した頭
部１バルブ式ユニフロー２サイクルエンジンに比して
も、燃費が向上するとともに、有害成分排出量が大幅に
低減される。

【００５１】そして、点火プラグ４３と排気バルブ５１
の実質的に全部を、前記シリンダ２１の頭部２３におけ
るシリンダ中心軸線Ｏよりクランク軸２７に直交する方
向の一側に偏らせて配設したので、前記したように、当
該エンジン２０をチェーンソー２０等に、従来の一般的
な２サイクルエンジンに代えて、その本体ハウジング１
２に大幅な改造を施すことを要しないで搭載することが
できる。

【００５２】より詳細には、前記エンジン２０を本体ハ
ウジング１２の中央部付近に、前記点火プラグ４３及び
排気バルブ５１を前記シリンダ中心軸線Ｏより前記本体
ハウジング１２の後方側に位置させた姿勢でシリンダ縦
置きで収納するようにしたことで、前記点火プラグ４３
及び排気バルブ５１が前記本体ハウジング１２の上面部
１２Ａの下側後方に位置することなり、従来の一般的な
２サイクルエンジンの収納スペース内に収まる。このた
め、前記本体ハウジング１２の上面部１２Ａと前記前ハ
ンドル１７のグリップ部１７ａとの間には、従来と同様
に所要の握り空間Ｋが確保され、作業性や操作性を損な
うこともない。

【００５３】したがって、本実施形態のエンジン２０及
びチェーンソー１０は、それぞれ従来の一般的な２サイ
クルエンジン及びそれが搭載されたチェーンソーと大き
さ（寸法形状）及び重量が実質的に同じとなり、共通な
いし類似の部品を使用することができるので、既存の製
造ラインをそのまま流用することが可能となり、それら
を新たに設計して製造する場合に比して開発コスト・製
造コストを格段に低くすることができる。

【００５４】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明は前記実施形態に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱
しない範囲で、設計において適宜変更できるものであ
る。例えば、前記実施形態においては、内燃エンジンと
して頭部１バルブ式４サイクルエンジンをチェーンソー
に搭載した場合を説明したが、内燃エンジンとして頭部
１バルブ式ユニフロー２サイクルエンジンにも本発明を
同様に適用でき、また、携帯型動力作業機としてエンジ
ンカッターやヘッジトリマー等にも本発明を同様に適用
できる。

【００５５】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明によれば、頭部１バルブ式ユニフロー２サイクルもし
くは４サイクルエンジンの形態をとる内燃エンジンをチ
ェーンソー等の携帯型動力作業機に、従来の一般的な２
サイクルエンジンに代えて、その本体ハウジングに大幅
な改造を施すことを要しないで、また、作業性や操作性
を損なうことなく合理的に搭載することができる。

【００５６】また、本発明に係る内燃エンジン及び携帯
型動力作業機は、それぞれ従来の一般的な２サイクルエ
ンジン及びそれが搭載された携帯型動力作業機と大きさ
（寸法形状）及び重量が略同じとなり、共通ないし類似
の部品を使用することができるので、既存の製造ライン
をそのまま流用することが可能となり、それらを新たに
設計して製造する場合に比して開発コスト・製造コスト
を格段に低くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内燃エンジンの一実施形態を搭載
したチェーンソーの一実施形態を示す部分切欠左側面
図。

【図２】図１に示されるチェーンソーの要部を拡大して
示す図。

【図３】図１に示されるチェーンソーの後方から見た縦
断面図。

【図４】図１に示されるチェーンソーの部分切欠前面
図。

【図５】図１に示されるチェーンソーの部分切欠平面
図。

【図６】図１に示されるチェーンソーの中央部拡大平面
図。

【図７】図１に示されるチェーンソーに搭載された内燃
エンジンの右側面周辺を示す拡大図。

【図８】従来のチェーンソーの一例を示す部分切欠左側
面図。

【符号の説明】

１０チェーンソー（携帯型動力作業機）１２本体ハウジング１２Ｒ右側部１４後ハンドル１７前ハンドル１７ａグリップ部２０頭部１バルブ式４サイクルエンジン（内燃エンジ
ン）２１シリンダ２２胴部２３頭部２４冷却フィン２６クランク室２７クランク軸３０ピストン３３吸入ポート３５気化器４２吐出ポート４３点火プラグ５０燃焼作動室５１排気バルブ５３排気ポート６３冷却ファン８９冷却空気排出口１００ソーチェーンセット１０１ガイドバー１０２ソーチェーンＯシリンダ中心軸線Ｓ冷却空間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダ（２１）の頭部（２３）に点火
プラグ（４３）が配設されることに加えて、排気ポート
（５３）が形成されるとともに該排気ポート（５３）を
開閉する排気バルブ（５１）が配設され、空気ないし混
合気供給系のポート（３３）、（４２）は前記シリンダ
（２１）の頭部（２３）以外の部位に形成されている内
燃エンジン（２０）において、前記点火プラグ（４３）と前記排気バルブ（５１）の実
質的に全部が、前記シリンダ（２１）の頭部（２３）に
おけるシリンダ中心軸線（Ｏ）よりクランク軸（２７）
に直交する方向の一側に偏って配設されていることを特
徴とする内燃エンジン。
【請求項２】前記シリンダ（２１）の胴部（２２）に
ピストン（３０）により開閉される前記空気ないし混合
気供給系のポート（３３）、（４２）が少なくとも一つ
形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃
エンジン。
【請求項３】前記シリンダ（２１）の胴部（２２）に
おける前記シリンダ中心軸線（Ｏ）より前記クランク軸
（２７）に直交する方向の一側に、気化器（３５）等の
混合気生成手段からの混合気を前記ピストン（３０）下
方のクランク室（２６）に導入する前記吸入ポート（３
３）が形成され、前記シリンダ（２１）の胴部（２２）
における他側に、前記ピストン（３０）により前記クラ
ンク室（２６）内で予圧縮された混合気を前記ピストン
（３０）上方の燃焼作動室（５０）に導く混合気通路
（４０）が設けられていることを特徴とする請求項１又
は２に記載の内燃エンジン。
【請求項４】前記シリンダ（２１）の頭部（２３）及
び胴部（２２）外周には、多数の冷却フィン（２４）、
（２４）、…がそれぞれ前記シリンダ中心軸線（Ｏ）に
直交する方向に突設されていることを特徴とする請求項
１ないし３のいずれか一項に記載の内燃エンジン。
【請求項５】前記排気ポート（５３）を含む排気通路
（５２）と前記燃焼作動室（５０）との間に、前記クラ
ンク軸（２７）により回転駆動される冷却ファン（６
３）により生成される冷却風を通す冷却空間（Ｓ）が形
成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいず
れか一項に記載の内燃エンジン。
【請求項６】前記ピストン（３０）の４行程で１サイ
クルが完了することを特徴とする請求項１ないし５のい
ずれか一項に記載の内燃エンジン。
【請求項７】前記ピストン（３０）の２行程で１サイ
クルを完了することを特徴とする請求項１ないし５のい
ずれか一項に記載の内燃エンジン。
【請求項８】請求項１ないし７のいずれか一項に記載
の内燃エンジン（２０）が動力源として本体ハウジング
（１２）内にシリンダ縦置き搭載されている携帯型動力
作業機。
【請求項９】前記本体ハウジング（１２）の後部に後
ハンドル（１４）が配設され、前記本体ハウジング（１
２）の中央部付近に前記内燃エンジン（２０）が前記点
火プラグ（４３）及び排気バルブ（５１）を前記シリン
ダ中心軸線（Ｏ）より前記本体ハウジング（１２）の後
方側に位置させた姿勢で搭載され、かつ、前記内燃エン
ジン（２０）の前寄り斜め上方に前ハンドル（１７）の
グリップ部（１７ａ）が位置せしめられていることを特
徴とする請求項８に記載の携帯型動力作業機。
【請求項１０】前記本体ハウジング（１２）の前端部
に冷却空気取り入れ用開口（９７）が形成されるととも
に、前記本体ハウジング（１２）における後方から見て
右側部（１２Ｒ）に冷却空気排出口（８９）が形成さ
れ、前記シリンダ（２１）の前記中心軸線（Ｏ）より左
側に前記点火プラグ（４３）が配設されるとともに、前
記シリンダ中心軸線（Ｏ）より右側に前記排気バルブ
（５１）が配設されていることを特徴とする請求項８又
は９に記載の携帯型動力作業機。
【請求項１１】前記本体ハウジング（１２）の前部右
側部（１２Ｒ）に、ガイドバー（１０１）とこれに摺動
自在に掛け回されるソーチェーン（１０２）とからなる
ソーチェーンセット（１００）が取り付けられ、前記内
燃エンジン（２０）により前記ソーチェーン（１０２）
を回転駆動するようにされていることを特徴とする請求
項７ないし１０のいずれか一項に記載の携帯型動力作業
機。