JPS62182416A - 無給油型２サイクルエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、たとえば、刈払機などに使用される無給油
型２サイクルエンジンに関するものである。

〔従来の技術〕

一般の２サイクルエンジンは、特開昭５６−２４２５号
公報に記載されているように、燃料に潤滑剤および空気
を混合して、ミスト化し、その混合された潤滑剤によっ
て、ピストン摺動面、コンロッドの小端部、大端部、さ
らには、クランクシャフトの各軸受部の潤滑を行なって
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記のように、燃料中に潤滑剤を混合するこ
とは、潤滑剤を無駄に消費するだけでなく、混合するた
めの装置、および、給油作業を特別に必要とする不利が
ある。しかも、潤滑剤を燃料に混合して燃焼させると、
排ガスが青くなるだけでなく、燃焼室、排気ボート、お
よび、マフラに多量のカーボンが付着する結果、燃焼室
の容積変化により、圧縮比が低下して、出力性能が低下
したり、または、マフラの消音孔が詰って、耐久性が損
なわれたりする不都合があった。

また、ピストン表面にもこうしたカーボンが付着して、
ピストンの放熱性が悪くなるため、熱的なトラブルが発
生していた。さらに、こうしたカーボンは、クランクケ
ース内にも付着し、これらカーボンが、掃気される際に
、シリンダのすべり面に付着するため、シリンダのすべ
り面がカーボンの付着により粗悪になる欠点があった。

また、カーボンは点火プラグの電極部分にも付着するた
め、ブリッジを発生し、短絡状態となって始動不良とな
ることもあった。さらに、潤滑剤を使用すると、給油時
のこぼれとか、潤滑剤のもれなどにより、エンジン外部
が潤滑剤によって汚損されるため、エンジンの外観が損
なわれるといった不都合もあった。

この発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、摺動面
および軸受部分のもつべき性能を維持しながら、潤滑剤
の消費をなくすとともに、潤滑剤混合のための特別な装
置とか給油作業を不要とし、あわせて、潤滑剤による各
所へのカーボンの付着を激減し、エンジン性能を有効に
維持することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この発明は、ピストンに挿
通されたピストンピンと、クランクシャフトに設けられ
たクランクピンとを連結するコンロッドの内部に、中空
部が設けられ、この中空部を、コンロッドの小端部とピ
ストンピンとの摺動部に連通させる小端導入路がコンロ
ッドの小端部に設けられるとともに、ピストンピンに、
上記摺動部とピストンピンの内方の中空部とを連通させ
る連通孔が設けられ、ピストンピンとピストンにわたっ
て、ピストンピンの中空部をピストンリング溝に連通さ
せる連通路が形成され、コンロッドの大端部と、クラン
クピンとの間に、オイル密封式の軸受が装着され、コン
ロッドの大端部にコンロッドの中空部を上記軸受の密封
空間に連通させる大端導入路が設けられ、上記コンロッ
ドとピストンピンの中空部に潤滑剤が充填されている。

〔作用〕

この発明によれば、コンロッドの中空部とピストンピン
の中空部に充填された潤滑剤が、小端導入路および連通
孔を通って、コンロッドの小端部とピストンピンとの摺
動部に供給され、さらに、連通路を通ってピストンリン
グ溝へ供給される。

また、上記潤滑剤は、大端導入路を通って、コンロッド
の大端部とクランクピンとの間のオイル密封式軸受の密
封空間へ供給される。

したがって、ピストンの摺動面からクランクシャフトに
至るエンジン内の作動系を一括的に無給油化できる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第１図は主として刈払機用として構成された２サイクル
エンジンについての実施例である。

ここにおいて、１は、アルミ系材料で形成されたクラン
クケースで、このクランクケースｌは、ファンケース２
を一体にｉする。

上記クランクケース１には、シャフト支持壁８゜８を対
向して有し、これらシャフト支持壁８，８によってクラ
ンクシャフト４を回転自在に支持しである。

仁の場合のクランクシャフト４は、第１、第２両シャフ
ト支持ベアリング６．５をシャフト支持壁８，８にそれ
ぞれ嵌合することによって支持されており、この場合の
第１、第２シャフト支持ベアリング５，５は、ともにゴ
ム板でなる密封パツキン６を有する密封式のボールベア
リングとされている。ここにおいて、上記第１、第２シ
ャフト支持ベアリング５，５は、クランクケース１の外
側寄りに配置される一方、各ベアリング５，５の内側に
は、それぞれオイルシール７．７が嵌合して設けられて
いる。

このようにオイルシール７．７を内側とし、第１、第２
シャフト支持ベアリング５，５を外側としたのは、クラ
ンクケース１内における高温ガスからできるだけ第１、
第２シャフト支持ベアリング５，５を保護し、軸受機能
と密封機能とを有効に維持させるためであり、ここにお
いて、これら第１、第２シャフト支持ベアリング５，５
とその内側のオイルシール７．７との間には、潤滑剤が
充填されている。

なお、この場合、上記各ベアリング５，５は、クランク
ケースｌがアルミ系でなる一方、クランクシャフト４が
クランクケースｌよりも耐摩耗性の高い鉄系材質で形成
されていることを配慮して、クランクケース１に対して
は摺動を許さないようにタイトに嵌合させる一方、クラ
ンクシャフト４に対してはルーズに嵌合させである。こ
のことから、第１１第２シヤフト支持ベアリング５，６
とクランクシャフト４間からの圧力変動に伴なう潤滑剤
の漏出を防止するため上記オイルシール７を設けである
。

こうして支持されたクランクシャフト４のクランクケー
ス１から突出する一端には、刈払機主軸の取付部８を有
する冷却ファン９が取り付けられ、この冷却ファン９に
よってクランクケースｌの底部に開口した冷却風取入口
１０からの冷却風を取り入れるとともに、ファンケース
２から後述するシリンダ１１へと冷却風を導く。

また、クランクシャフト４の北端には、リコイルスター
タ１２の一部を構成する従動側係止プレート１８が取り
付けられ、これに係止する駆動側係止プレート１４は、
クランクケース１から環状をなして一体に突出する取付
受部１５に取り付けられたスタータケース１６に設けら
れている。

一方、上記クランクケースｌの上部には、低摩擦とする
ため内周をＯｒメッキしたアルミ系のシリンダ１１が取
り付けられ、このシリンダ１１には、燃焼室１７にのぞ
む点火プラグ１８と、ピストン１９が設けられている。

ここにおいて、上記ピストン１９は、その外周面に低摩
擦耐熱性合成樹脂を溶射によりコーティングしである。

そのコーティング材料としては、フッ素樹脂塗料ザイラ
ン（Ｘｙｌａｎ　）　（商標名、米国Ｗｈｉｔｆｏｒｄ
　社製）ＮＯ１０５２、または、ザイラー（ＸＹＬＡＲ
）（商標名、米国Ｗｈｉｔｆｏｒｄ社製）ＮＯ２０１が
適切である。上記コーティング材料の一般的特性として
は、低摩擦で高い耐摩耗性と、耐衝撃性があることなど
があげられる。

こうしたピストン１９の外周には、ピストンリング２０
．４２が嵌合され、この場合のピストンリング２０．４
２は、低摩擦耐熱性合成樹脂、たとえば、超耐熱性ポリ
イミド樹脂であるベスペル（商標名、帝国ピストンリン
グ社製）を使用している。

ここで、上記ピストン１９よりクランクシャフト４に至
る作動系を第２図において拡大図示する。

同図において、ピストン１９には、ピストンピン２１が
嵌合されており、このピストンピン２１にコンロッド２
８の小端部２４が嵌挿されている。

また、大端部２６とクランクピン２７との間には、つぎ
のオイル密封式の軸受２５が設けられている。

つまり、この場合のオイル密封式の軸受２６は、クラン
クピン２７の外周に配置したニードルベアリング２８と
、その外周のアウタレース２９、および、１対のオイル
シール８０．８０とからなる。

上記クランクシャフト４は、クランクピン２７で合体す
る形式とされ、それに先立ってウェッブ８１の内側溝８
２内にオイルシール８０，８０ｔ−嵌合したのち、大端
部２６とクランクピン２７との間に、ニードルベアリン
グ２８とアウタレース２９とを嵌合させて、対向するク
ランクシャフト４を圧入型クランクピン２７で連結する
構造とされている。

ここにおいて、上記アウタレース２９内の密封空間３４
には、グリース状の潤滑剤が前置って充填され、この潤
滑剤がもれ出ないように１対のオイルシール８０，８０
を設けてあり、ここでは、オイルシール８０，８０とコ
ンロッド２８との干渉を避ける意味から相互間にスラス
ト隙間８８を設けて対処し、オイルシール８ｏの保護を
図ることにより、潤滑剤のもれを有効に防止している。

ところで、以上述べたピストンピン２１、コンロッド２
８およびクランクピン２７には、それぞれ中空部２１ａ
、２８ａ、２７ａが設けられ、これらの中空部２１ａ、
２８ａ、２７ａには、グリース状の潤滑剤がそれぞれ充
填されている。このコンロッド２８の中空部２８ａの一
側壁は、ビス３５により取付けられたカバー２８ｂで形
成されており、カバー２８ｂを外して、潤滑剤を補給す
ることができるようになっている。

また、上記コンロッド２８の小端部２４には、このコン
ロッド２８の中空部２８ａを小端部２４とピストンピン
２１との摺動部８６に連通させる小端導入路８７が設け
られており、また、ピストンピン２１には、上記摺動部
８６に面した潤滑剤貯留用の環状の溝８８と、摺動部８
６とピストンピン２１の内方の中空部２１ａとを連通さ
せる連通孔８９が設けられている。

さらに、ピストンピン２１の両端におけるピストン１９
との摺動部４０には、潤滑剤貯留用の環状溝４１ａとこ
の溝４１ａに設けられた小孔４１ｂとが設けられるとと
もに、ピストン１９には、通路４１０が設けられており
、これら小孔４１ｂ１環状溝４１ａおよび通路４１ｃに
よって、ピストンピン２１の中空部２１ａ％ｉ２ピスト
ンリング４２の溝４３に連通させる連通路４１が形成さ
れている。また、上記溝４８には、環状の耐熱性のフェ
ルト４４が挿入されている。

一方、；ンロツド２８の大端部２６には、コンロッド２
８の中空部２８ａをオイル密封式の軸受２５の密封空間
８４に連通させる大端導入路４５が設けられ、クランク
ピン２７に、その中空部２７ａを上記密封空間３４内に
連通させる連通孔４６が設けられている。

なお、上述したピストンピン２１およびクランクピン２
７の中空部２１ａ、２７ａは、従来のピストンピン２１
ｂとクランクピン２７ｂの端部に、それぞれ一対の蓋部
２１ｃ、２７ｃを圧入することで形成されている。

ところで、従来の２サイクルエンジンは、排気工程と掃
気工程とが若干オーバーラツプしていて、燃焼室１７内
に掃気した燃料を未燃焼のまま排気してしまうことがあ
った。

そξで、ここでは、吸気を空気のみとし、第１図のよう
に、別途に燃料を送る装置を設けることとした。

同図においてクランクシャフト４が回転すると、このク
ランクシャフト４に設けられたカム４７がプランジャ式
燃料ポンプ４８のピストン４９を押圧し、Ｂ方向へ燃料
を送る。つぎに、このカム４７が復帰すると、ピストン
４９も追従して復帰し、入方向より、新たな燃料を燃料
ポンプ４８内に吸引する。一方、Ｂ方向に送られた燃料
は燃料バイブ５０を介して燃料噴射弁５１に送られ、噴
射口６２よりシリンダ１１内に点火プラグ１８の方向へ
向は噴射される。

ここで、ピストン１９が排気ポート５８を閉めた直後に
、上記燃料噴射が行なわれるように、カム４７は調整さ
れており、また、噴射口６２は、燃焼室１７内の大きな
気圧がかからず、しかも排気ポート５８が閉まった後に
、噴射できる位置、つまり、排気ポート５８より若干、
点火プラグ１８側寄りに設けられている。

さらに、上記燃料噴射は、スロットルバルブ（図示せず
）に直結した燃料調整レバー５４により、燃料ポンプ４
８の絞りを調整することで、燃料噴射盪が調整されてい
る。

上記、構成において、コンロッド２３の中空部２８ａは
、コンロッド２８の小端部２４とピストンピン２１との
摺動部８６、ピストンリングｍ４２、クランクピン２７
の中空部２７ａ１およびコンロッド２８の大端部２６側
の軸受２５の密封空間８４のすべてと、連通孔８９，４
６、連通路４１、もしくは導入路８７．４５を介して連
通されている。

また、クランクピン２７の中空部２７ａ１コンロツド２
８の中空部２８ａ１およびピストンピン２１の中空部２
１ａには、すべてａａ剤が充填されている。

そのため、エンジンが作動し、ピストン１９、コンロッ
ド２８、およびクランクピン２７が、上下に移動すると
、オイル密封式の軸受２５の密封空間８４、上記摺動部
８６、および第２ピストンリング４２の溝４８にそれぞ
れ潤滑剤が導出される。

さらに、第２ピストンリング４２においては、この第２
ピストンリング４２の内側に装着された耐熱性フェルト
４４の毛管現象により、第２ピストンリング４２の全周
に円滑に潤滑剤が導出される。

したがって、ピストン１９からクランクシャフト４に至
る作動系全体の摺動面、および、軸受部分に対しての潤
滑剤の補給が不要となり、ここに、いわゆる、無給油式
の２サイクルエンジンを提供することができることとな
った。

その結果、潤滑剤を燃料に混合して燃焼させないので、
排ガスが透明になるだけでなく、燃焼室１７、排気ポー
ト５８、および、マフラにカーボンが付着しない結果、
燃焼室１７の容積変化により、圧縮比が低下して、出力
性能が低下したり、または、マフラの消音孔が詰って、
耐久性が損なわれたりする不都合がなくなった。

また、ピストン１９表面にもこうしたカーボンが付着し
ないので、ピストン１９の放熱性が損なわれず、したが
って、熱的なトラブルが発生しにくくなった。さらに、
こうしたカーボンは、クランクケース１内にも付着せず
、したがって、カーボンが、掃気される際に、シリンダ
１１のすべり面に付着するようなことがなく、シリンダ
１１のすべり面がカーボンの付着により粗悪になること
もなくなった。また、カーボンは点火プラグ１８の電極
部分にも付着せず、したがって、ブリッジを発生しない
ため、短絡状態となって始動不良を発生することもなく
なった。さらに、潤滑剤を使用しないので、給油時のこ
ぼれとか、潤滑剤のもれなどにより、エンジン舛部が潤
滑剤によって汚損されず、これによりエンジンの外観が
損なわれるといった不都合もなくなった。

なお、上記実施例においては、ピストンピン２１がピス
トン１９に対して回転自在に支持されていたが、ピスト
ンピン２１はピストン１９に固定されていてもよく、こ
のようにするとピストンピン２１とピストン１９との間
の潤滑が不要となり、したがって、環状溝４１ａが不要
となる。

さらに、上記実施例では、クランクピン２７に中空部２
７ａを設は潤滑剤を充填したが、コンロッド２８の大端
部２６は小端部２４に比べ低温であり、焼付きも少なり
、シたがって潤滑剤の消費量も少ないので、クランクピ
ン２７中空部２７ａの潤滑剤の充填を省略することもで
きる。なお、このようにすると、上述したクランクピン
２７の連通孔４６および蓋部２７０は不要となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、ピストンの摺
動面からクランクシャフトに至るエンジン内の作動系を
一括的に無給油化しであるので、摺動面および軸受部分
の潤滑性能を有効に維持しながら、潤滑剤消費をなくす
とともに、潤滑剤混合のための特別な装置とか給油作業
を不要とし、あわせて、潤滑剤による各所へのカーボン
の付着を激減し、エンジン性能を有効に維持することが
″？’蓬スｒ）−）−なつす、−へ

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例を示す断面図、第２図は第
１図の要部を示す拡大断面図。 ４・・・クランクシャフト、１９・・・ピストン、２１
・・・ピストンピン、２１ａ・・・ピストンピンの中空
部、２８・・・コンロッド、２８ａ・・・コンロッドの
中空部、２４・・・小端部、２５・・・オイル密封式の
軸受、２６・・・大端部、３４・・・密封空間、８６・
・・摺動部、３７・・・小端導入路、８９・・・連通孔
、４１・・・連通路、４８・・・ピストンリング溝、４
５川大端導入路。 特許出願人　　川崎重工業株式会社 代１．Ａ、弁ヨオ　　雑波　１英（外、６．［丁；・１
、 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ピストンに挿通されたピストンピンと、クランク
   シャフトに設けられたクランクピンとを連結するコンロ
   ッドの内部に、中空部が設けられ、この中空部を、コン
   ロッドの小端部とピストンピンとの摺動部に連通させる
   小端導入路がコンロッドの小端部に設けられるとともに
   、ピストンピンに、上記摺動部とピストンピンの内方の
   中空部とを連通させる連通孔が設けられ、ピストンピン
   とピストンにわたって、ピストンピンの中空部をピスト
   ンリング溝に連通させる連通路が形成され、コンロッド
   の大端部と、クランクピンとの間に、オイル密封式の軸
   受が装着され、コンロッドの大端部にコンロッドの中空
   部を上記軸受の密封空間に連通させる大端導入路が設け
   られ、上記コンロッドとピストンピンの中空部に潤滑剤
   が充填されていることを特徴とする無給油型２サイクル
   エンジン。