JPH1182033A - 内燃エンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼廃ガスへの未燃混合気の混入を可及的に
低減できるようにして、燃費の向上及び有害成分の排出
量の低減化を図り、かつ、排気バルブの開くタイミング
を可及的に遅くして出力性能を向上させることができる
ようにされた内燃エンジンを提供する。 【解決手段】 シリンダ２１の頭部２３に点火プラグ４
３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、前記シリンダ２１の胴部２２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が設けられてなる頭部１バルブ式４サイ
クルエンジン２０において、前記混合気通路４０に、前
記クランク室２６から前記燃焼作動室５０への混合気の
流れを許容するようにチェックバルブ４７を配設した。

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
排気ポートを含む排気通路が形成されるとともに、前記
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、比較的小型の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、通常、実公平３−１
３５２７号公報等にも所載のように、シリンダの頭部に
は点火プラグが配設され、前記シリンダの胴部にはピス
トンにより開閉される吸気ポート、掃気ポート、排気ポ
ートが形成され、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、前記ピストンの上昇動作に
より前記吸気ポートから前記ピストン下方のクランク室
に混合気を吸入するとともに、該混合気を前記ピストン
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）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、特願平９−６５３６２号出願
明細書にも所載のように、ピストンの４行程で１サイク
ルが完了する４サイクルエンジンであって、図１３に概
略図示される如くに、このエンジン１は、シリンダ２の
頭部２ｂに点火プラグ１１が配設されることに加えて、
排気ポート８が形成されるとともに、該排気ポート８ａ
を開閉する排気バルブ９が配設され、前記シリンダ２の
胴部２ａに、気化器１８からの混合気をピストン５下方
のクランク室４に導入する吸入ポート６が形成されると
ともに、前記ピストン５により前記クランク室４内で予
圧縮された混合気を前記ピストン５上方の燃焼作動室３
に導く混合気通路７が設けられ、前記吸入ポート６と前
記混合気通路７下流端（図示上端）の混合気吐出ポート
７ｂとを前記ピストン５で開閉するようにされている。

【０００７】前記吸入ポート６は、前記ピストン５が下
死点位置（図示位置）にあるとき閉じられる位置に形成
されており、また、前記混合気通路７の混合気吐出ポー
ト７ｂは、前記ピストン５が下死点近傍まで下降せしめ
られたとき開き始める位置に形成されている。前記混合
気通路７上流端（図示下端）の混合気導出ポート７ａは
前記クランク室４に常時開口せしめられ、また、前記排
気ポート８の下流側にはマフラー１３が連結されてい
る。

【０００８】かかる４サイクルエンジン１においては、
前記ピストン５の上昇動作により前記吸入ポート６から
前記クランク室４に混合気を吸入する一方、前記ピスト
ン５上方の前記燃焼作動室３内の混合気を圧縮するとと
もに、それを前記ピストン５が上死点に達する直前に前
記点火プラグ１１で点火して爆発燃焼させ、次いで、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５の下降行程の終期において、図１３（Ａ）に示さ
れる如くに、前記排気バルブ９（排気ポート８）が開
き、続く前記ピストン５の上昇動作により燃焼廃ガスを
前記排気ポート８から前記マフラー１３へ押し出すとと
もに、前記クランク室４に新しい混合気を吸入し、最後
に、図１３（Ｂ）に示される如くに、、前記ピストン５
の下降動作により前記燃焼作動室３に前記クランク室４
で予圧縮された未燃混合気Ｍを前記混合気通路７の前記
混合気吐出ポート７ｂから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から外部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、前記従来の一般的な２サイ
クルエンジンに比して、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バルブ式の
４サイクルエンジンは、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４サイクルエンジンにあって
も、次のような解決すべき課題があった。すなわち、排
気行程の初期を示す図１３（Ａ）を参照すればよくわか
るように、ピストン５が下降して下死点に達する直前に
排気バルブ９が開くが、このときには、混合気通路７の
混合気吐出ポート７ｂも開かれる。この場合、クランク
室４内の未燃混合気Ｍと燃焼作動室３内の燃焼廃ガスＥ
とを隔てるものは何もなく、それらは前記混合気通路７
を介して通じ合っているので、相互間でガス移動が生じ
るおそれがあり、特に、前記クランク室７の圧力が前記
燃焼作動室３の圧力よりも高ければ、クランク室４内の
未燃混合気Ｍが前記混合気通路７を通じて前記燃焼作動
室３内へ流出し、燃焼廃ガスＥに未燃混合気が混入する
おそれがある。燃焼廃ガス（排ガス）Ｅに未燃混合気Ｍ
が混入すると、前記した如くに、燃費が悪くなるととも
に、有害成分であるＨＣやＣＯ等が多く排出されること
になる。

【００１２】そのため、通常は、前記混合気吐出ポート
７ｂが開き始めるときの前記燃焼作動室３とクランク室
４との圧力差が実質的に０となるように、前記排気バル
ブ９が開くタイミングが設定される。具体的には、前記
排気バルブ９が開くタイミングは、ピストン５が下死点
に達する時期よりクランク角度で見て１０度以上前の比
較的早い時期に設定される（排気バルブ早開き）。

【００１３】しかしながら、このように排気バルブ９が
開くタイミングが比較的早い時期に設定されると、その
分、ピストン５を押し下げる力が減じられ、混合気の爆
発燃焼エネルギーが充分に生かされなくなくなり、出力
性能が低下する。

【００１４】本発明は、前記点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、燃焼廃ガスへの未燃
混合気の混入を可及的に低減できるようにして、燃費の
向上及び有害成分の排出量の低減化を図り、かつ、排気
バルブの開くタイミングを可及的に遅くして出力性能を
向上させることができるようにされた内燃エンジン及び
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。

【００１５】

【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、前記シリンダの胴部に、気化器
等の混合気生成手段からの混合気をピストン下方のクラ
ンク室に導入する吸入ポートが形成されるとともに、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、前記吸入ポートと前記混合気通路下流端の混
合気吐出ポートとを前記ピストンで開閉するようにされ
ている頭部１バルブ式内燃エンジンの形態をとり、前記
混合気通路に、前記クランク室から前記燃焼作動室への
混合気の流れを許容するようにチェックバルブを配設し
たことを特徴としている。

【００１６】本発明の好ましい態様では、前記チェック
バルブとして、舌状弾性片からなるリードバルブが用い
られる。また、より具体的な好ましい態様では、前記混
合気通路は、前記シリンダの前記胴部とそれに気密的に
固着された通路形成用カバー部材とにより断面コ字状な
いしＣ字状を呈するように画成されており、前記混合気
通路上流端の混合気導出ポートを開閉すべく、前記チェ
ックバルブとしてのリードバルブが前記混合気通路内に
おいてその基端部を下流側に位置せしめて前記胴部の外
周面に対接するように取り付けられる。

【００１７】他の好ましい態様では、前記混合気通路の
前記混合気吐出ポートは、前記ピストンが下死点近傍ま
で下降せしめられたとき開き始める位置に形成される。
前記のような構成とされた本発明に係る内燃エンジンに
おいては、混合気通路に配設されたリードバルブ等のチ
ェックバルブの作用により、ピストン上方の燃焼作動室
内の燃焼廃ガスとクランク室内の未燃混合気とは機械的
に隔離され、前記クランク室と前記燃焼作動室との間に
多少の圧力差が生じても相互間にガス移動は生じ難くさ
れる。このため、混合気通路の混合気吐出ポートが開か
れ、かつ、燃焼作動室側の圧力よりクランク室側の圧力
が多少高くなっても、クランク室４内の未燃混合気が前
記混合気通路７を通じて前記燃焼作動室内へ流出するこ
とが阻止され、その結果、燃焼廃ガスに未燃混合気が混
入されることが防止されて燃費の向上を図ることができ
るとともに、有害成分であるＨＣやＣＯ等の排出量を低
減することができる。

【００１８】また、リードバルブ等のチェックバルブの
感度（閉方向の付勢力等）を適宜に設定しておくことに
より、前記クランク室と前記燃焼作動室との圧力差が多
少大きくなっても、前記チェックバルブに閉状態を維持
させることができ、それによって、排気バルブを開くタ
イミングを多少遅くすることが可能となり、その結果、
混合気の爆発燃焼エネルギーが充分に生かされることに
なって、出力性能も向上する。

【００１９】さらに、前記した如くの本発明に係る内燃
エンジン及びそれを搭載したチェーンソー等の携帯型動
力作業機においては、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等の携帯
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。
本発明の他の作用効果は以下に述べる発明の実施の形態
の説明により明らかにされよう。

【００２０】

【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と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。

【００２１】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１
０２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２０により回転駆動するようにされている。、

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】前記混合気通路４０は、図８〜図１０を参
照すればよくわかるように、前記シリンダ２１の前記胴
部２３とこれにガスケット６９を介して四本のボルト類
４６により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とにより断面コ字状ない
しＣ字状を呈するように画成されており、その上流端
（図示下端）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、その下流端（図示上
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５０に開口せしめられるようになっている（図３、
図８参照）。

【００２８】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に待機する未燃混合気とを機械的
に隔離すべく、前記混合気通路４０内には、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、チェ
ックバルブとしての、ゴム等を素材とした舌状弾性片か
らなるリードバルブ４７がその基端部（リード部）４７
ａを下流側（前記混合気吐出ポート４２側）に位置せし
めて、前記胴部２２の外周に突設された導出ポート側凸
部２８ａに対接するように取り付けられている。

【００２９】このリードバルブ４７は、下流側に位置す
る前記基端部４７ａがすり割り付き丸小ネジ４８、４８
により前記シリンダ２１の前記胴部２２に突設された取
付凸部２８、２８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
側の圧力よりある程度小さくなったとき、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。

【００３０】そして、図２及び図３に加えて図５及び図
６を参照すればよくわかるように、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。

【００３１】前記点火プラグ４３と前記排気バルブ５１
の配置態様をより詳しく説明するに、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。

【００３２】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。

【００３３】また、図２、図４、図５を参照すればよく
わかるように、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上には
マフラー６０が配置されている。そして、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。

【００３４】前記排気管５５の後半分は前記マフラー６
０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４９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。

【００３５】したがって、前記マフラー６０は、前記シ
リンダ２１の前記頭部２３と前記胴部２２との上下二箇
所で前記ボルト５７、５７、５９により締結固定されて
おり、また、前記ボルト５７、５７、５９は、前記本体
ハウジング１２の前端部において前記マフラーの外周に
形成された後述する冷却空気取り入れ用の開口９７を介
して前後方向に沿って略水平に挿入されねじ込まれるよ
うになっている。

【００３６】なお、前記排気通路５２から前記マフラー
６０に導入された排ガスは、前記マフラー６０内で膨張
拡散せしめられ、それによって排気音が減衰せしめら
れ、その後、前記マフラー６０の前面部に設けられた排
出口６１から前記本体ハウジング１２の右側方に向けて
排出される。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】なお、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。

【００４０】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。

【００４１】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
の前記他端部１１５ｂにより前記給油ポンプ１２０のプ
ランジャ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１０１ａ
等に供給するようになっている。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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
空気取り入れ用の開口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
２１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右側部１２Ｒに
形成された吹出口８９（図３）から外部に放出されるよ
うになっている。次に、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の動作
を図１１及び図１２の概略図を参照しながら説明する。

【００４５】本実施形態のエンジン２０においては、基
本的には前記した図１３に示される従来の頭部１バルブ
式４サイクルエンジン１と同様に、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
４に前記気化器３５からの混合気Ｍ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、それを前記ピストン５が上死点に達
する直前に前記点火栓４３で点火して爆発燃焼させ〔図
１１（Ａ）〕、次いで、その燃焼ガスＥ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、特に、該ピストン３０が略下死点に達する時期まで
遅らせられて、図１１（Ｂ）に示される如くに、前記排
気バルブ５１（排気ポート５３）が開き、続く前記ピス
トン３０の上昇動作により燃焼廃ガスＥを前記排気ポー
ト８から前記マフラー６０へ押し出すとともに、前記ク
ランク室２６に新たに混合気を吸入し〔図１２
（Ａ）〕、最後に、図１２（Ｂ）に示される如くに、前
記排気バルブ５１が閉じられた状態での前記ピストン３
０の下降動作により前記燃焼作動室５０が負圧になると
ともに、前記クランク室２６内の未燃混合気が前記ピス
トン３０により圧縮されてその圧力が高められることか
ら、前記リードバルブ４７（混合気導出ポート４１）が
開き、前記クランク室２６で予圧縮された未燃混合気Ｍ
が前記混合気通路４０を通じて前記混合気吐出ポート４
２から前記燃焼作動室５０内に噴出せしめられる。

【００４６】かかる本実施形態のエンジン２０において
も、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、混合気吐出ポート
４２）は閉じられ、燃焼廃ガスをガス流動ではなくピス
トン３０により機械的に排気ポート５３から外部へ押し
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サイクルエンジンに比して、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、前記チェー
ンソー１０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。

【００４７】上記に加え、混合気通路４０に配設された
チェックバルブとしてのリードバルブ４７の作用によ
り、ピストン３０上方の燃焼作動室５０内の燃焼廃ガス
Ｅとクランク室２６内の未燃混合気Ｍとは機械的に隔離
され、前記クランク室２６と前記燃焼作動室５０との間
に多少の圧力差が生じても相互間にガス移動は生じ難く
される。このため、前記混合気通路４０の混合気吐出ポ
ート４２が開かれ、かつ、前記燃焼作動室５０側の圧力
よりクランク室２６側の圧力が多少高くなっても、前記
クランク室２６内の未燃混合気Ｍが前記混合気通路４０
を通じて前記燃焼作動室５０内へ流出することが阻止さ
れ、その結果、燃焼廃ガスに未燃混合気が混入されるこ
とが防止されて燃費の向上を図ることができるととも
に、有害成分であるＨＣやＣＯ等の排出量を低減するこ
とができる。

【００４８】また、リードバルブ４７の感度（弾性力）
を適宜に設定しておくことにより、前記クランク室２６
側と前記燃焼作動室５０側との圧力差が多少大きくなっ
ても、前記リードバルブ４７に閉状態を維持させること
ができ、それによって、前記したように排気バルブ５１
を開くタイミングを従来のものより遅くすることが可能
となり、その結果、混合気の爆発燃焼エネルギーが充分
に生かされることになって、出力性能も向上する。

【００４９】また、前記した如くの本実施形態のエンジ
ン２０及びそれを搭載したチェーンソー１０において
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。

【００５０】また、前記したように、混合気通路４０
を、前記シリンダ２１の胴部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とにより断面コ字状ないしＣ字状を呈するように
画成したことにより、前記シリンダ２１部分を複雑な中
子等を用いることなくシンプルな金型でダイキャストに
より製造することが可能となり、この面でもコスト低減
が図られる。

【００５１】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、チェックバルブ
としてリードバルブが用いられているが、他の形式のチ
ェックバルブを使用してもよく、また、本発明の内燃エ
ンジンは、チェーンソーに限らず、エンジンカッターや
ヘッジトリマー等の他の携帯型動力作業機にも同様に搭
載することができる。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明に係る内燃エンジンは、混合気通路にリードバルブ等
のチェックバルブを配設したことにより、燃焼廃ガスへ
の未燃混合気の混入を可及的に低減し、燃費の向上及び
有害成分の排出量の低減化を図ることができるととも
に、排気バルブの開くタイミングを可及的に遅くして出
力性能を向上させることができるという優れた効果が得
られる。

【００５３】また、本発明に係る内燃エンジン及びそれ
を搭載したチェーンソー等の携帯型動力作業機において
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等の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とそれ
が搭載された携帯型動力作業機としてのチェーンソーの
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】図１に示されるチェーンソーに搭載された内燃
エンジンの拡大中央断面図。

【図９】図８のＩＸ−ＩＸ矢視断面図。

【図１０】図８のＸ−Ｘ矢視断面図。

【図１１】図１に示されるチェーンソーに搭載された内
燃エンジンの動作説明に供される図であり、（Ａ）は燃
焼作動室の圧縮行程の説明に供される図、（Ｂ）は燃焼
作動室の膨張行程の説明に供される図。

【図１２】図１に示されるチェーンソーに搭載された内
燃エンジンの動作説明に供される図であり、（Ａ）は燃
焼作動室の排気行程の説明に供される図、（Ｂ）は燃焼
作動室の吸気行程（混合気吐出行程）の説明に供される
図。

【図１３】従来の頭部１バルブ式４サイクルエンジンの
動作説明に供される図であり、（Ａ）は燃焼作動室の膨
張行程の説明に供される図、（Ｂ）は燃焼作動室の吸気
行程（混合気吐出行程）の説明に供される図。

【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 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 ２６ クランク室 ３０ ピストン ３３ 吸入ポート ３５ 気化器 ４０ 混合気通路 ４１ 混合気導出ポート ４２ 吐出ポート ４３ 点火プラグ ４５ 通路形成用カバー部材 ４７ リードバルブ（チェックバルブ） ４７ａ 基端部 ５０ 燃焼作動室 ５１ 排気バルブ ５３ 排気ポート ６０ マフラー

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【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、前記シリン
   ダ（２１）の胴部（２２）に、気化器（３５）等の混合
   気生成手段からの混合気をピストン（３０）下方のクラ
   ンク室（２６）に導入する吸入ポート（３３）が形成さ
   れるとともに、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、前記吸入ポート（３３）と前記混
   合気通路（４０）下流端の混合気吐出ポート（４２）と
   を前記ピストン（３０）で開閉するようにされている内
   燃エンジン（２０）において、 前記混合気通路（４０）に、前記クランク室（２６）か
   ら前記燃焼作動室（５０）への混合気の流れを許容する
   ようにチェックバルブ（４７）を配設したことを特徴と
   する内燃エンジン。
2. 【請求項２】 前記チェックバルブとして、舌状弾性片
   からなるリードバルブ（４７）が用いられていることを
   特徴とする請求項１に記載の内燃エンジン。
3. 【請求項３】 前記混合気通路（４０）は、前記シリン
   ダ（２１）の前記胴部（２２）とそれに気密的に固着さ
   れた通路形成用カバー部材（４５）とにより断面コ字状
   ないしＣ字状を呈するように画成されており、前記混合
   気通路（４０）上流端の混合気導出ポート（４１）を開
   閉すべく、前記チェックバルブとしてのリードバルブ
   （４７）が前記混合気通路（４０）内においてその基端
   部（４７ａ）を下流側に位置せめて前記胴部（２２）の
   外周面に対接するように取り付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。
4. 【請求項４】 前記混合気通路（４０）の前記混合気吐
   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開かれる位置に形成されて
   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。
5. 【請求項５】 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（２０）が搭載された携帯型動力作業
   機。
6. 【請求項６】 前記内燃エンジン（２０）が本体ハウジ
   ング（１２）の略中央部にシリンダ縦置きで搭載され、
   前記内燃エンジン（２０）から排出される排ガスが導入
   されるマフラー（６０）が前記本体ハウジング（１２）
   の前部に配置され、前記シリンダ（２１）の前記胴部
   （２２）における前記マフラー（６０）側とは反対側に
   前記吸入ポート（３３）が形成され、前記シリンダ（２
   １）の前記胴部（２２）における前記マフラー（６０）
   側に、前記混合気通路（４０）が設けられていることを
   特徴とする請求項５に記載の携帯型動力作業機。