KR100428497B1 - 4사이클 엔진의 밸브작동기구 - Google Patents

Abstract

4사이클 엔진의 밸브작동기구에 있어서, 타이밍전동장치(22a)를 엔진본체(1) 일측에 배치하고, 캠장치(22b)를, 실린더헤드(8)의 일측에서 타이밍전동장치(22a)의 피동풀리(24)에 결합되는 캠(26)과, 실린더헤드(8)에 회전이 자유롭게 지지되는 흡기 및 배기로커(rocker)축(31i, 31e)과, 이들 로커축(31i, 31e)의 각 일단부에 고정되게 부착하여 선단부를 캠(26)에 미끄럼 접하게 되는 흡기 및 배기캠 피동자(32i, 32e)와, 흡기 및 배기로커축(31i, 31e)의 각 타단부에 고정되게 부착하여 선단부를 흡기 및 배기밸브(18i, 18e)에 접합시키는 흡기 및 배기로커암(33i, 33e)으로 구성하고, 이렇게 함으로서, 캠장치의 캠을 실린더헤드의 일측에 배치하는 것이 가능하게 되고, 엔진의 전체 높이를 효과적으로 낮게 할 수가 있다.

Description

4사이클 엔진의 밸브작동기구{VALVE-OPERATING MECHANISM IN 4-CYCLE ENGINE}

본 발명은 4사이클 엔진의 밸브작동기구에 관한 것으로, 특히, 크랭크축에 작동회전부재를 연결한 타이밍전동장치와, 이 타이밍전동장치의 피동회전부재의 회전력을, 실린더헤드에 장착한 흡기 및 배기밸브에 개폐력으로서 전달하는 캠장치로 이루어지는 밸브작동기구의 개량에 관한 것이다.

관련 4사이클 엔진의 밸브작동기구는, 예컨대 일본국 특개 2000-161074호 공보에 개시된 바와 같이, 이미 알려져 있다.

상기 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 밸브작동기구의 캠장치에서는 비교적 큰 지름의 캠을 실린더헤드의 바로 위에 배치하지 않을 수 없는 구조로 되어 있으며, 이것에 의하여 엔진의 전체 높이가 높게 되어, 엔진의 콤팩트화를 도모하는데 장해가 되어 있다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로써, 캠장치의 캠을 실린더헤드의 일측에 배치하는 것을 가능하게 하여, 엔진의 전체 높이를 낮출 수가 있고, 그 콤팩트화에 기여할 수 있고, 상기 4사이클 엔진의 밸브작동기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 핸드헬드형 4사이클 엔진의 일 사용예를 표시한 사시도.

도 2는 상기 4사이클 엔진의 종단 측면도.

도 3은 도 2의 3-3선 단면도.

도 4는 도 2의 4-4선 단면도.

도 5는 도 2의 요부 확대 단면도.

도 6은 도 5의 요부 분해도.

도 7은 도 4의 7-7선 단면도.

도 8은 도 4의 8-8선 단면도.

도 9는 도 8의 9-9선 단면도.

도 10은 도 5의 10-10의 화살표 방향에서 본 도면(헤드커버의 저면도).

도 11은 도 5의 11-11선 단면도.

도 12는 상기 엔진의 윤활 경로도.

도 13은 상기 엔진의 도립(倒立)상태를 표시하고, 도 4와의 대응도.

도 14는 상기 엔진의 엎으로 넘어진 상태를 표시하고, 도 4와의 대응도.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 오일탱크를 구비한 핸드헬드형 4사이클 엔진의 밸브작동기구로서, 이 밸브작동기구가, 크랭크축에 구동회전부재를 연결한 타이밍전동장치와, 이 타이밍전동장치의 피동회전부재의 회전력을 실린더헤드에 장착된 흡기 및 배기밸브에 개폐력으로서 전달하는 캠장치로 이루어진 핸드헬드형 4사이클 엔진의 밸브작동기구에 있어서, 타이밍전동장치를 엔진본체 일측에 배치하여, 캠장치를 실린더헤드의 일측에서 타이밍전동장치의 피동회전부재에 결합되는 캠과, 실린더헤드에 회전이 자유롭게 지지되는 흡기 및 배기로커축과, 이들 로커축의 각 일단부에 고착하여 선단부를 캠에 미끄럼 접합시키는 흡기 및 배기캠 피동자와, 흡기 및 배기로커축의 각 타단부에 고착해서 선단부를 흡기 및 배기밸브에 맞닿게 하는 흡기 및 배기로커암으로 구성하고, 오일탱크에 연속해 있는 제1밸브작동실과 제2밸브작동실과의 사이를 칸막이하도록 구획하는 격벽을 설치하고, 제1밸브작동실에는 캠, 흡기 및 배기캠 피동자를 배설하고, 제2밸브작동실에는 흡기 및 배기밸브, 흡기 및 배기로커암을 배설하고, 흡기 및 배기로커축을 상기 격벽에 회전이 자유롭게 지지한 것을 제1특징으로 한다.

또한 상기 구동회전부재는 후술하는 본 발명의 실시예에 있어서의 구동풀리(23)에, 상기 피동회전부재는 피동풀리(24)에 각각 대응한다.

이 제1특징에 의하면, 비교적 큰 직경의 캠이 실린더의 일측에 배치되는 것과, 또 실린더헤드의 바로 위에는 흡기 및 배기로커암 및 비교적 작은 직경의 흡기 및 배기로커축이 배치되는 것이므로, 밸브작동기구가 실린더헤드의 상방으로 부피가 커지는 일이 없이, 엔진의 전체 높이를 저하(低下), 나아가서는 엔진의 콤팩트화에 기여할 수가 있다.

또, 본 발명은 제1특징에 더해서, 상단을 개방하여 티이밍전동장치를 수용하는 벨트안내통을 실린더헤드에 일체적으로 연속 설치하여, 이들 실린더헤드 및 벨트안내통에, 티이밍전동장치 및 캠장치를 상방에서 덮은 헤드커버를 접합하고, 그 접합부 보다 상방에, 피동회전부재 및 캠을 지지하는 지축 및 로커축을 배치한 것을 제2특징으로 한다.

또, 상기 접합부는 후술하는 본 발명의 실시예에 있어서의 시일비드(sealbead)(87)에 대응한다.

상기 제2특징에 의하면, 헤드커버를 떼어낸 상태에서는 실린더헤드 및 벨트안내통의 헤드커버와의 접합부에 방해되는 일이 없고, 그 상방에서 지축 및 흡기 및 배기로커축의 조립 및 분해가 가능하고, 조립성 및 유지성을 양호하게 할 수가 있다.

게다가, 본 발명은 제1특징에 더하여, 상기 캠을, 엔진본체에 양단을 회전이 자유롭게 지지하는 지축의 중간부에 회전이 자유롭게 지지하는 것을 특징으로 한다.

이 제3특징에 의하면, 캠 및 지축은 개별로서 회전이 자유로움으로, 타이밍전동장치에 의한 캠의 회전중에는, 마찰에 의하여 질질끌리어서 지축도 회전하는 것이므로, 캠과 지축과의 회전속도차가 감소하여, 회전슬라이딩부의 마모의 저감을 도모할 수가 있다. 그러나, 특별한 소재나 표면처리를 사용하지 아니하여도, 캠 및 지축의 내구성의 향상에 기여할 수 있다.

게다가, 또 본 발명은 제3특징에 더하여, 상기 캠에, 이 캠과 동시에 상기 지축에 지지되는 상기 티이밍전동장치의 피동풀리를 일체적으로 형성하고, 이 타이밍전동장치를, 윤활오일을 저류(貯留)함과 동시에 그 오일을 비산(飛散)시키는 오일슬링거(oil slinger)를 수용한 오일탱크내에 임하게 한 것을 제4특징으로 한다.

이 제4특징에 의하면, 오일탱크내에서 오일슬링거에 의하여 비산된 오일이 타이밍전동장치의 일부에 뿌려지기도 하고, 이것이 타이밍전동장치의 작동에 수반해서 이 장치 전체 및 캠에까지 운반되고, 그것들을 윤활할 수가 있다.

본 발명에 있어서의 상기, 그 밖의 목적, 특징 및 이점은 첨부의 도면에 따라서 이하에 기술하는 호적한 실시예의 설명에서 명백하게 된다.

이하, 첨부 도면에 따라서 본 발명의 일실시예를 설명한다.

도 1 에 표시한 바와 같이, 핸드헬드형 4사이클 엔진(E)은, 예컨대 동력트리머(T)의 동력원으로서, 그 구동부에 설치된다. 동력트리머(T)는 그 작업상태에 의하여 커터(C)를 여러가지 방향을 향해서 사용되었으므로, 그 때마다 엔진(E)도 크게 경사지고, 또는 역으로 되어, 그 운전자세는 일정치 않다.

먼저, 이 핸드헬드형 4사이클 엔진(E)의 외주의 구조에 관하여 도 2 및 도 3에 따라 설명한다.

핸드헬드형 4사이클 엔진(E)의 엔진본체(1)에는 그 전후에 기화기(2) 및 배기머플러(3)가 각각 설치되고, 기화기(2)의 흡기도입구에는 공기청정기(4)가 장착된다. 또, 엔진본체(1)의 하면에는 합성수지제의 연료탱크(5)가 설치된다. 크랭크축(13)은 엔진본체(1)와, 이 엔진본체(1)의 일측에 인접한 오일탱크(40)와의 양 외측편에 양단부를 돌출시키고 있으며, 그 일단부에 고착한 피동부재(84)에 전동, 연결 가능한 리코일식 스타터(42)가 오일탱크(40)의 외측면에 설치된다.

크랭크축(13)의 타단부에는 플라이휠을 겸한 냉각팬(43)이 고착된다. 이 냉각팬(43)의 외측면에는 복수의 설치보스(46)(도 2에는 그 중의 1개를 표시하였음)가 형성되어 있으며, 그 각 설치보스(46)에 원심슈(47)가 요동이 자유롭게 축에 지지된다. 이 원심슈(47)는 후술하는 구동축(50)에 고착되는 클러치드럼(48)과 동시에 원심클러치(48)를 구성하는 것이므로, 크랭크축(13)의 회전수가 소정값을 초월하면, 원심슈(47)가, 그 자체의 원심력에 의하여 클러치드럼(48)의 내주벽에 압접(壓接)하여, 크랭크축(13)의 출력토크를 구동축(50)에 전달하도록 된다. 이 원심클러치(48) 보다도, 냉각팬(43)은 큰 직경으로 되어 있다.

엔진본체(1) 및 연료탱크(5)를 제거한 부속기기를 덮은 엔진커버(51)는 엔진본체(1)의 적당한 곳에 고착되고, 이 엔진커버(51)와 연료탱크(5)와의 사이에 냉각풍 도입구(19)가 마련된다. 그러나, 냉각팬(43)의 회전에 의하여, 이 냉각풍 도입구(19)에서 외기가 도입되고, 엔진(E) 각 부의 냉각에 제공된다.

엔진커버(51)에는. 크랭크축(13)과 동축에 존재하는 원추대형상의 베어링홀더(58)가 고착되고, 이 베어링홀더(58)는 상기 카터(C)를 회전구동하는 구동축(50)을 베어링(59)을 개재하여 지지한다.

그리고, 엔진본체(1)를 사이에 놓고, 일측에 오일탱크(40) 및 스타터(42), 타측에 냉각팬(43) 및 원심클러치(49)가 각각 배치되었으므로, 엔진(E)의 좌우의 중량밸런스가 양호함으로, 엔진(E)의 중심(重心)을 엔진본체(1)의 중심부(中心部)에 가까이 할 수가 있고, 엔진(E)의 처리성이 양호하게 된다.

또, 엔진본체(1)와 원심슈(47)의 사이에 있어서, 원심슈(47) 보다도 큰 직경의 냉각팬(43)이 크랭크축(13)에 고착되었으므로, 냉각팬(43)에 의한 엔진(E)의 대형화를 극력 회피할 수 있다.

다음에, 엔진본체(1) 및 오일탱크(40)의 구조에 관하여 도 2∼도 5, 도 6, 도 10, 도 11을 참조하면서 설명한다.

도 2∼도 5에 있어서, 엔진본체(1)는 크랭크실(6a)을 가진 크랭크케이스(6), 하나의 실린더보어(7a)를 가진 실린더블록(7), 또 연소실(8a) 및 이 실(8a)에 개구하는 흡ㆍ배기포트(9, 10)를 가진 실린더헤드(8)로 되어 있으며, 실린더블록(7) 및 실린더헤드(8)의 외주에는 다수의 냉각핀(38)이 형성된다.

크랭크실(6a)에 수용되는 크랭크축(13)은 크랭크케이스(6)의 좌우 양측벽에 볼베어링(14, 14')을 개재하여 회전이 자유롭게 지지된다. 이때, 좌측의 볼베어링(14)은 밀봉(seal)되어 있고, 우측의 볼베어링(14')의 외측에는 오일시일(17)이 인접하여 배설된다. 크랭크축(13)에는 종래와 같이 실린더보어(7a)에 끼워서 장치된 피스톤(15)이 연결막대(16)를 개재하여 접속된다.

크랭크케이스(6)의 좌측벽에는 그 외측에 인접하여 오일탱크(40)가 일체로 연속하여 설치되고, 이 오일탱크(40)를 크랭크축(13)의 밀봉볼베어링(14)쪽의 단부가 관통하도록 크랭크축(13)이 배치된다. 그리고, 크랭크축(13)에 관통되고 오일탱크(40)의 외측벽에는 오일시일(39)이 장착된다.

오일탱크(40)의 천정벽에는 그것을 관통하도록 상하로 연장되는 동시에 상하 양단을 개방한 편평단면의 벨트안내통(86)이 일체로 연속 설치된다. 이 벨트안내통(86)의 하단은 오일탱크(40)내의 크랭크축(13)의 근방까지 뻗어 있으며, 또 상단부는 실린더헤드(8)와 격벽(85)을 공유하도록, 실린더헤드(8)에 일체로 연속 설치된다.

실린더헤드(8) 및 벨트안내통(86)의 상단 주연에는 일련의 환형상 시일비드(seal bead)(87)가 형성되고, 격벽(85)은 이 시일비드(87) 보다 상방으로돌출하여 있다.

한편, 도 6, 도 10 및 도 11에 표시한 바와 같이, 헤드커버(36)의 하단면에는 상기 시일비드(87)에 대응하는 환형상 시일홈(88a)이, 또 상기 커버(36)의 내면에는 환형상 시일홈(88a)의 양측부 사이를 연통하는 선형상 시일홈(88b)이 각각 형성되고, 환형상 시일홈(88a)에는 환형상 패킹(89a)이 장착되고, 선형상 시일홈(88b)에는 환형상 패킹(89b)과 일체로 성형된 선형상 패킹(89b)이 장착된다. 그리고, 환형상 패킹(89a)에는 시일비드(87)가, 선형상 패킹(89b)에는 격벽(85)이 각각 압력으로 접하도록, 헤드커버(36)는 실린더헤드(8)에 볼트(37)에 의하여 결합된다.

그리고, 벨트안내통(86)과 헤드커버(36)의 일측 절반부로 제1밸브작동실(21a)이, 또 실린더헤드(8)와 헤드커버(36)의 타측 절반부로 제2밸브작동실(21b)이 각각 구획되게 형성되어, 양 밸브작동실(21a, 21b)은 상기 격벽(85)에 따라서 칸막이 된다.

다시, 도 2∼도 5에 있어서, 엔진본체(1) 및 오일탱크(40)는 크랭크축(13)의 축선을 통하는 동시에 실린더보어(7a)의 축선과 직교하는 평면으로, 상부블록(Ba)과 하부블록(Bb)으로 2 분할된다. 즉, 상부블록(Ba)은 크랭크케이스(6)의 상반부, 실린더블록(7), 실린더헤드(8), 오일탱크(40)의 상반부 및 벨트안내통(86)을 일체로 연속하여 구성되고, 하부블록(Bb)은 크랭크케이스(6)의 하반부와, 오일탱크(40)의 하반부를 일체로 연속하여 구성하는 것이므로, 이들 상부 및 하부블록(Ba, Bb)은 개별로 주조되어, 각 부를 가공된 다음, 복수의 볼트(12)(도 4 참조)에 의하여서로 결합된다.

실린더헤드(8)에는 흡기포트(9) 및 배기포트(10)를 각각 개폐하는 흡기밸브(18i) 및 배기밸브(18e)가 실린더보어(7a)의 축선과 평행으로 설치되고, 또 점화전(20)이, 그 전극을 연소실(8a)의 중심부에 근접시켜서 나착(螺着)된다.

다음에 상기 흡기밸브(18i) 및 배기밸브(18e)를 개폐 구동하는 밸브작동기구(22)에 관하여 도 3∼도 7에 따라 설명한다.

밸브작동기구(22)는 오일탱크(40)내에서 상기 제1밸브작동실(21a)에 건너서 배설되는 타이밍전동장치(22a)와, 제1밸브작동실(21a)로부터 제2밸브작동실(21b)을 건너서 배설되는 캠장치(22b)로 구성된다.

타이밍전동장치(22a)는 오일탱크(40)내의 크랭크축(13)에 고정되게 설치된 구동풀리(23)와, 벨트안내통(86)의 상부에 회전이 자유롭게 축에 지지되는 피동풀리(24)와, 이들 구동 및 피동풀리(23, 24) 사이에 감겨진 타이밍벨트(25)로 되어 있으며, 피동풀리(24)의 격벽(85)쪽의 단면에는 캠장치(22b)의 일부를 이루는 캠(26)이 일체로 결합되어 있다. 구동 및 피동풀리(23, 24)는 맞물리어 있으며, 구동풀리(23)는 벨트(25)를 개재하여 피동풀리(24)를 2분의1의 감속비를 가지고 구동하도록 되어 있다.

벨트안내통(86)의 외측벽에는 환형상의 시일비드(87)의 내측에서 기립하여 헤드커버(36)의 내면에 당접 또는 근접하는 지지벽(27)이 일체로 형성되어 있고, 이 지지벽(27)에 설치된 관통구멍(28a)과, 격벽(85)에 설치된 밑이 붙은 구멍(28b)에 의하여 지축(29)의 양단부가 회전이 자유롭게 지지되고, 이 지축(29)의 중간부에서 상기 피동풀리(24) 및 캠(26)이 회전이 자유롭게 지지된다. 지축(29)은 헤드커버(36)의 설치전에, 관통구멍(28a)에서 피동풀리(24) 및 축구멍(35), 밑이 붙은 구멍(28b)에로 삽입되는 것이므로, 그 삽입후, 헤드커버(36)를 실린더헤드(8) 및 벨트안내통(86)에 접합하면, 헤드커버(36)의 내면이 지축(29)의 외단에 대향하여, 지축(29)의 빠짐을 방지하도록 되어 있다.

격벽(85)에는 제2밸브작동실(21b)쪽에 지축(29)과 평행으로 돌출하는 한쌍의 베어링보스(30i, 30e)가 일체로 형성되어 있으며, 캠장치(22b)는 상기 캠(26)과, 상기 베어링보스(30i, 30e)에 각각 회전이 자유롭게 지지되는 흡기로커축(31i) 및 배기로커축(31e)과, 제1밸브작동실(21a)에서 이들 로커축(31i, 31e)의 일단에 각각 고착되어서 캠(26)의 하면에 선단을 미끄럼 접하게 하는 흡기캠 피동자(32i) 및 배기캠 피동자(32e)와, 제2밸브작동실(21b)에서 흡기 및 배기로커축(31i, 31e)의 타단에 각각 고착되어서 선단부를 흡기밸브(18i) 및 배기밸브(18e)의 상단에 맞닿게 하는 흡기로커암(33i) 및 배기로커암(33e)과, 흡기밸브(18i) 및 배기밸브(18e)에 각각 장착되어서, 그것들이 밸브를 닫히는 방향으로 힘이 미치는 흡기스프링(34i) 및 배기스프링(34e)으로 되어 있다.

그리고, 크랭크축(13)의 회전시, 그것과 동시에 회전하는 구동풀리(23)가 벨트(25)를 개재하여 피동풀리(24) 및 캠(26)을 회전하면, 그 캠(26)이 흡기 및 배기캠 피동자(32i, 32e)를 적시(適時)에 요동시키고, 그것들의 요동은 각 대응하는 로커축(31i, 31e)을 개재하여 흡기 및 배기로커암(33i, 33e)에 전달하여, 그것들을 요동시키므로, 흡기 및 배기스프링(34i, 34e)과의 협동에 의하여, 흡기 및 배기밸브(18i, 18e)를 적시에 개폐할 수가 있다.

타이밍전동장치(22a)에 있어서, 피동풀리(24) 및 캠(26)은 지축(29)에 회전이 자유롭게 지지되고, 또 그 지축(29)도 제1밸브작동실(21a)의 양측벽에 회전이 자유롭게 지지되어 있으므로, 피동풀리(24) 및 캠(26)의 회전중에는, 마찰에 의하여 질질 끌리어서 지축(29)도 회전하는 것이며, 피동풀리(24) 및 캠(26)과 지축(29)과의 회전속도차가 감소하고, 회전슬라이딩부의 마모의 저감을 도모할 수가 있다. 그러나, 특별한 소재나 표면처리를 하지 아니하여도, 캠(26) 및 지축(29)의 내구성의 향상에 기여할 수 있다.

그런데, 비교적 큰 직경의 캠(26)은 피동풀리(24)와 동시에 실린더헤드(8)의 일측에 배치되고, 또 실린더헤드(8)의 바로 위에는 흡기 및 배기로커암(33i, 33e) 및 비교적 작은 직경의 흡기 및 배기로커축(31i, 31e)밖에 배치하지 않으므로, 밸브작동기구(22)가 실린더헤드(8)의 상방으로 부피가 커지는 일이 없고, 엔진(E)의 전체 높이의 저하, 나아가서는, 엔진(E)의 콤팩트화에 기여할 수가 있다.

또, 지축(29) 및 흡기 및 배기로커축(31i, 31e)은 실린더헤드(8) 및 벨트안내통(86)의 상단의 일련의 환형상의 시일비드(87) 보다 상방에 배치되어 있으며, 그러나, 헤드커버(36)를 떼어낸 상태에서는 상기 시일비드(87)에 하등의 방해되는 일이 없이, 그 상방에서 지축(29) 및 흡기 및 배기로커축(31i, 31e)의 조립 및 분해가 가능하고, 조립성 및 유지성이 극히 양호하다.

다음에, 도 3∼도 12에 의하여 엔진(E)의 윤활계통에 관하여 설명한다.

도 4 및 도 5에 있어서, 오일탱크(40)에는 급유구(40a)에서 주입된 규정량의 윤활용 오일(O)이 저류되고, 이 오일탱크(40)내에 있어서, 크랭크축(13)에는 상기풀리(23)를 사이에 두고 축방향으로 존재하는 한쌍의 오일슬링거(56a, 56b)가 압입(壓入)등에 의하여 고착된다. 이들 오일슬링거(56a, 56b)는 서로 정반대의 반경방향을 향함과 동시에, 서로 선단을 축방향으로 이반(離反)하도록 굴곡되어 있고, 크랭크축(13)에 의하여 회전구동시키면, 엔진(E)의 어떠한 운동자세에도 양 오일슬링거(56a, 56b)의 적어도 한편이 오일탱크(40)내에 저류오일(O)을 교반, 비산시키고, 오일분무를 생성하도록 되어 있다. 이때, 발생한 오일 비말(飛沫)은 제1밸브작동실(21a)에서 오일탱크(40)내에 노출한 타이밍전동장치(22a)의 일부에 뿌려지기도 하고, 제1밸브작동실(21a)에 진입하기도 하여, 타이밍전동장치(22a)를 직접 윤활하도록 되어 있으며, 이것이 하나의 윤활계통이다.

더 하나의 윤활계통은 도 3∼도 5 및 도 12에 표시한 바와 같이. 오일탱크(40)의 내부와 크랭크실(6a)과의 사이를 연통해야 할 크랭크축(13)에 설치된 통공(55)과, 크랭크실(6a)의 하부를 제2밸브작동실(21b)에 접속해야 할 엔진본체(1) 외측에 배설되는 오일이송도관(60)과, 제2밸브작동실(21b)에 액화하여 괴인 오일을 빨아올려야 할 실린더헤드(8)에 설치되는 오일회수실(74)과, 이 오일회수실(74)을 제1밸브작동실(21a)을 개재하여 오일탱크(40)에 연통하여야 할 실린더헤드(8) 및 오일탱크(40) 사이에 형성되는 오일복귀통로(78)와, 크랭크실(6a)의 하부에 배설되는 크랭크실(6a)에서 오일이송도관(60)에의 일방향만이 오일분무의 흐름을 허용하는 일방향 밸브(61)를 구비한다.

상기 통공(55)의 오일탱크(40)내에의 개구단(55a)은 엔진(E)의 어떠한 자세에도 항상 오일탱크(40)내의 오일(O)의 액면상에 노출해 있도록, 이 탱크(40)내의 중심부 또는 그 근방에 배치된다. 크랭크축(13)에 고착된 구동풀리(23)와 한편의 오일스링거(56a)는 상기 개구단(55a)을 막지 않도록 개구단(55a)을 사이에 두고 배치된다.

상기 일방향밸브(61)(도 3 참조)는 도시예에서는 리드밸브로 구성되어, 피스톤(15)의 왕복운동에 수반하여 크랭크실(6a)이 부압(負壓)으로 되었을 때 밸브가 닫히고, 정압(正壓)으로 되었을 때 밸브가 열리도록 되어 있다.

오일이송도관(60)의 하단부는 크랭크케이스(6)의 외측면에 돌출된 하부접속관(62a)(도 3 참조)에, 또 상단부는 실린더헤드(8)의 외측면에 돌설된 상부접속관(62b)(도 4 및 도 8 참조)에 각각 끼워서 접속된다. 상부접속관(62a)의 내부는, 한편에 실린더헤드(8)의 형성된 통로면적이 큰 연통로(63)(도 8 및 도 9 참조)를 개재하여 제2밸브작동실(21b)의 하부에 연통되고, 다른편에 오리피스형상의 바이패스(64)(도 8 참조)를 개재하여 오일복귀통로(78)에 연통한다.

도 5, 도 10 및 도 11에 표시한 바와 같이, 헤드커버(36)의 천정벽에는 이 커버(36)내의 상부에 브리더실(69)을 구획하는 칸막이판(65)이, 이 천정벽에 돌설한 복수의 지주(66)와, 거기에 맞물리는 클립(87)으로 설치되고, 그 브리더실(69)은 한편에 칸막이판(65)에 일체로 형성된 제2밸브작동실(21b)쪽으로 돌출하는 유로면적이 큰 연통관(68)과, 칸막이판(65)과 헤드커버(36) 내면과의 간격(g)을 개재하여 제2밸브작동실(21b)과 연통되고, 다른편에 브리더파이프(70)를 개재하여 상기공기청정기(4)내에 연통된다. 이 브리더실(69)은 혼합상태의 오일 및 블로우바이가스의 기액분리를 행하는 것이며, 그 기액분리를 촉진하기 위한 미로벽(迷路壁)(72)이 헤드커버(36)의 천정벽 내면에 돌설된다.

상기 칸막이판(65)에는 그 상면과의 사이에 상기 오일회수실(74)을 평면에서 보아서 T자형의 일면을 개방한 상자형 칸막이체(79)가 용접되어 있으며, 그러나, 오일회수실(74)도 T자형으로 된다.

칸막이판(65)에는 오일회수실(74)의 T자형의 가로막대의 양단부에 해당하는 2개소에 각각 연통되는 2개의 빨아올림관(75)이 일체로 돌설된다. 이들 빨아올림관(75)은 각 선단을 제2밸브작동실(21b)의 저면 근방까지 연장되어 있으며, 그것들의 선단 개구부가 오리피스(75a)로 되어 있다.

또, 칸막이판체(79)의 상벽에는 오일회수실(74)의 T자형의 가로막대 및 세로막대의 각 선단에 해당하는 3개소에 각각 연통하는 3개의 빨아올림관(76)이 일체로 돌설된다. 이들 빨아올림관(76)은 각 선단을 브리더실(69)의 천정면 근방까지 연장되어 있으며, 그것들의 선단 개구부가 오리피스(76a)로 되어 있다.

게다가 칸막이판(79)의 상벽에는 그 상면의 구덩이부(65a)를 오일회수실(74)에 연통하는 오리피스(80)가 뚫어져 있다.

또, 칸막이판(65)에는 오일회수실(74)의 T자형의 세로막대의 선단부에 해당하는 부분에 연통하는 1개의 도관(81)이 일체로 돌설되고, 이 도관(81)의 선단부는 제2밸브작동실(21b)의 저면에 개구하는 상기 오일복귀통로(78)의 입구(78a)에 그로메트(grommet)(82)를 개재하여 맞물린다. 이렇게 하여 오일회수실(74)은 오일복귀통로(78)와 접속된다. 상기 도관(81)은 제2밸브작동실(21b)의 일측 내측면에 근접하여 배치되고, 상기 내측면에 근접한 부분에 제2밸브작동실(21b)을 상기 도관(81)내에 연통하는 오일빨아올림용 오리피스(81a)가 뚫어진다.

그리고, 브리더실(69)은 브리더파이프(70)를 개재하여 공기청정기(4)내에 연통되어 있으므로, 엔진(E)의 운전중에도 브리더실(69)의 압력은 대략 대기압으로 유지되고, 이 브리더실(69)에 유로저항이 작은 연통관(68)을 개재하여 연통되는 제2밸브작동실(21b)은 브리더실(69)과 대략 같은 압력이다.

크랭크실(6a)은 엔진(E)의 운전중, 피스톤(15)의 승강에 의하여 생기는 압력맥동의 정압성분만을 일방향밸브(61)에서 오일이송도관(60)에 토출하는 것으로서 크랭크실(6a)은 평균적으로 부압상태로 되고, 상기 정압을 받는 제2밸브작동실(21b)은 유로저항이 작은 연통관(68)을 개재하여 브리더실(69)과 연통되어 있으므로, 브리더실(69)과 대략 같은 압력이 된다. 크랭크실(6a)의 부압은 크랭크축(13)의 통공(55)을 지나서 오일탱크(40)에 전달하고, 다시 오일복귀통로(78)을 개재하여 오일회수실(74)에 전달하므로, 오일회수실(74)은 제2밸브작동실(21b)이나 브리더실(69) 보다도 저압, 오일탱크(40) 및 제1밸브작동실(21a)은 오일회수실(74) 보다도 저압으로 된다.

따라서, 도 12에 표시한 바와 같이, 크랭크실(6a)의 압력을 Pc, 오일탱크(40)의 압력을 Po, 제1밸브작동실(21b)의 압력을 Pva, 제2밸브작동실(21b)의 압력을 Pvb, 오일회수실(74)의 압력을 Ps, 브리더실(69)의 압력을 Pb로 하면, 그 대소관계는 다음 식으로 표시할 수가 있다.

Pvb ＝ Pb ＞ Ps ＞ Po ＝ Pva ＞ Pc

그 결과, 제2밸브작동실(21b) 및 브리더실(69)의 압력은 빨아올립관(75, 76)이나 오리피스(80)를 통하여 오일회수실(74)에, 다시 오일복귀통로(78)를 통하여 오일탱크(40)에, 그리고 크랭크실(6a)에로 이동한다.

엔진(E)의 운전중, 오일탱크(40)내에 있어서, 크랭크축(13)에 회전시키는 오일슬링거(56a, 56b)가 윤활유(O)를 교반, 비산시키므로써 오일분무가 생성된다. 그 때 발생한 오일의 비말은 벨트안내통(86)에서 오일탱크(40)내에 노출된 타이밍전동장치(22a)의 일부, 즉 구동브리더(23) 및 타이밍벨트(25)의 일부에 뿌리기도 하고, 혹은 제1밸브작동실(21a)에 진입하여, 타이밍전동장치(22a)를 직접 윤활하는 것은 이미 상술한 바와 같다.

오일의 비말이 타이밍전동장치(22a)의 일부에서도 뿌려지면, 그 오일은 타이밍전동장치(22a)의 작동에 수반하여, 이 타이밍전동장치(22a)만이 아니라 캠(26)에도 운반되어, 그것들을 효과적으로 윤활할 수가 있다.

오일탱크(40)에서 생성된 오일분무는 상술한 압력의 흐름에 따라서, 크랭크축(13)의 통공(55)을 통하여 크랭크실(6a)에 흡입되고, 크랭크축(13), 피스톤(15)의 둘레를 윤활한다. 다음에 피스톤(15)의 하강에 의하여 크랭크실(6a)이 정압이 되면, 일방향밸브(61)의 열림에 의하여 상기 오일분무는 크랭크실(6a)에서 발생한 블로우바이가스와 동시에 오일이송도관(60) 및 연통로(63)를 올라가서 제2밸브작동실(21b)에 공급되고, 이 밸브작동실(21b)내의 캠장치(22b)의 각 부분, 즉 흡기 및 배기로커암(33i, 33e)등을 윤활한다.

이 경우, 상기 연통로(63)를 통하여 오일분무의 일부는 오리피스형상의 바이패스(64)로부터 오일복귀통로(78)에 단락한다. 따라서, 바이패스(64)의 유로저항을 적당하게 설정하므로써 오일분무의 제2밸브작동실(21b)에의 공급량을 조절할 수가 있다.

제2밸브작동실(21b)내의 오일분무 및 블로우바이가스는 연통관(68) 및 칸막이판(65) 둘레의 간격(g)을 통해서 브리더실(69)에 이동하면, 그때의 팽창작용 및 미로벽(72)과의 충돌작용에 의하여 기액분리되고, 블로우바이가스는 엔진(E)의 흡기행정시, 브리더파이프(70) 및 공기청정기(4)를 순차 경유하여 엔진(E)에 흡입된다.

브리더실(69)에서 액화된 오일은 엔진(E)의 기립상태에서는 칸막이체(79) 상면의 구덩이부(65a)에 괴이던가, 연통관(68)이나 간격(g)을 흘러내려서 제2밸브작동실(21b)의 저면에 괴이므로, 그것들의 장소에 대기하는 오리피스(80)나 빨아올림관(75)에 따라서 오일회수실(74)에로 빨아올리게 된다. 또, 엔진(E)의 도립상태에서는 상기 액화오일은 헤드커버(36)의 천정면에 괴이게 되므로써, 그 장소에 대기하는 빨아올림관(76)에 따라서 오일회수실(74)에로 빨아올리게 된다.

이렇게 하여 오일회수실(74)에 빨아올려진 오일은 도관(81)에서 오일복귀통로(78)를 통해서 오일탱크(40)에 환류한다. 이 경우, 도시예와 같이, 오일복귀통로(78)를 제2밸브작동실(21b)을 개재하여 오일탱크(40)에 연통시키면, 오일복귀통로(78)를 나온 오일이 타이밍전동장치(22a)에 뿌려지고, 그 윤활에도 기여하는 것이 되어 형편이 좋다.

그런데, 상기 브리더실(69)은 헤드커버(36)의 천정면과, 헤드커버(36)의 내벽에 설치된 칸막이판(65)과의 사이에 구획되고, 또 상기 오일회수실(74)은 상기 칸막이판(65)의 상면과, 그것에 용착되는 칸막이체(79)와의 사이에 구획 형성되었으므로, 헤드커버(36)의 천정벽을 분할하는 일이 없이, 헤드커버(36)에 오일회수실(74) 및 브리더실(69)를 설치할 수가 있다. 그럼에도 이것들 브리더실(69) 및 오일회수실(74)은 공히 헤드커버(36)내에 존재하는 것이므로, 양 실(69, 74)에서 다소의 오일 누설이 있었다하여도, 그 오일은 제2밸브작동실(21b)에 복귀한 것만으로 어떠한 지장도 생기지 않으며, 양 실(69, 74) 둘레의 오일 밀도검사는 불필요하게 되어, 제작 코스트의 저감을 도모할 수가 있다.더구나, 칸막이체(79)는 칸막이판(65)의 헤드커버(36)에의 설치전에 칸막이판(65)에의 용착(溶)着)이 가능하고, 따라서 칸막이판(65)에의 오일회수실(74)의 형성을 간단히 할 수가 있다.

게다가 오일빨아올림관(75, 76)을 칸막이판(65) 및 칸막이체(79)에 각각 일체로 형성하는 것이므로, 오일빨아올림관(75, 76)의 형성을 간단히 할 수가 있다.

한편, 오일탱크(40)에서는 엔진(E)이 도 13에 표시한 바와 같이 도립상태로 된 경우, 저류오일(O)이 이 오일탱크(40)의 천정쪽, 즉 제1밸브작동실(21a)쪽으로 이동하지만, 제1밸브작동실(21a)의 오일탱크(40)내에의 개구단은 벨트안내통(86)에 따라서 저류오일(O)의 액면에 의하여 높은 위치를 점하도록 설정되어 있으며, 따라서, 제2밸브작동실(21b)에의 저류오일(O)의 유입을 허용하지 않고, 타이밍전동장치(22a)의 과잉 급유를 방지할 수가 있는 동시에, 오일탱크(40)내에 소정의 오일량을 확보하여, 오일슬링거(56a, 56b)에 의한 오일분무의 생성의 계속이 가능하게 된다.

또, 엔진(E)이 도 14에 표시한 바와 같이 옆으로 넘어진 상태로 된 경우에는, 저류오일(O)은 이 탱크(40)의 측면쪽에 이동하지만, 제1밸브작동실(21a)의 오일탱크(40)내에의 개구단은 벨트안내통(86)에 따라서 저류오일(O)의 액면 보다 높은 위치를 점하도록 설정되어 있으며, 따라서, 이 경우에도 제2밸브작동실(21b)에의 저류오일(O)의 유입을 허용하지 않고, 타이밍전동장치(22)의 과잉 급유를 막을 수가 있는 동시에, 오일탱크(40)내에 소정량의 오일량을 확보하여, 오일슬링거(56a, 56b)에 의한 오일분무의 생성의 계속이 가능하게 된다.

이렇게 하여, 밸브작동기구(22)의 윤활계통은 오일탱크(40)내의 비산 오일로써 오일탱크(40) 및 제1밸브작동실(21a)내의 타이밍전동장치(22a)와 캠장치(22b)의 일부를 윤활하는 계통과, 제2밸브작동실(21b)에 이송된 오일분무에 의하여 제2밸브작동실(21b)내의 캠장치(22b)의 나머지부분을 윤활하는 계통과의 2계통으로 나누어지므로, 각 윤활계통의 부담이 경감하는 것이 되어, 밸브작동기구(22) 전체를 남김없이 윤활할 수가 있다.

게다가, 오일의 비말이나 오일분무의 사용에 의하여 어떠한 운전자세에 있어서도, 엔진의 각 부를 확실하게 윤활할 수가 있다.

또, 오일탱크(40)내에서 오일분무화된 오일을 크랭크실(6a)의 압력맥동과 일방향밸브(61)의 일방향 이송기능을 이용하여 순환시키도록 하였으므로, 오일분무의 순환을 위한 전용의 오일펌프는 불필요하여, 구조의 간소화를 도모할 수가 있다.

또, 오일탱크(40) 뿐만아니라, 크랭크실(6a) 및 제2밸브작동실(21b) 사이를 잇는 오일이송도관(60)은 엔진본체(1) 외측에 배설되므로, 엔진본체(1)의 박육화(薄肉化) 및 콤팩트화를 어떠한 방해없이 엔진(E)의 경량화에 크게 기여할 수가 있다. 특히, 외부배치의 오일이송도관(60)은 엔진본체(1)에서 열의 영향을 받기 어렵고, 게다가 방열하기 쉬우므로, 이들을 통해 오일분무의 냉각을 촉진할 수가 있다.

또, 오일탱크(40)는 엔진본체(1)의 일외측에 배설되었으므로, 엔진(E)의 전체 높이의 대폭 저하를 가져올 수가 있다. 게다가 타이밍전동장치(22a)의 일부가 오일탱크(40)에 수용되므로, 엔진(E)의 횡폭의 증가를 극력 억제할 수가 있고, 콤팩트화를 도모할 수가 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 그 요지의 범위를 이탈함이 없이 여러가지 설계변경이 가능하다. 예컨대, 오일빨아올림관(75, 76)이나 빨아올림용 오리피스(80, 81a)의 개수 및 설치 장소는 자유로히 선정되는 것이다. 또, 칸막이판(65)의 하면에 칸막이체(79)를 용접하여, 오일회수실(74)을 칸막이판(65)의 하측에 형설할 수도 있다. 이 경우에는, 칸막이체(79)에 오일빨아올림관(75)을, 칸막이판(65)에 오일빨아올림관(76)을 일체로 형성하는 것이 된다.

또, 일방향밸브(61)를 대신하여, 크랭크축(13)에 연동하여 오일이송도관(60)을 피스톤(15)의 하강시에 도통하여, 그 상승시에 차단하도록 작동하는 로타리밸브를 설치할 수도 있다.

Claims (4)

1. 오일탱크(40)를 구비한 핸드헬드형 4사이클 엔진의 밸브작동기구로서, 이 밸브작동기구가, 크랭크축(13)에 연결된 타이밍전동장치(22a)와, 이 타이밍전동장치(22a)의 피동회전부재(24)의 회전력을 실린더헤드에 장착된 흡기 및 배기밸브(18i, 18e)에 개폐력으로서 전달하는 캠장치(22b)로 이루어진 핸드헬드형 4사이클 엔진의 밸브작동기구에 있어서,

   타이밍전동장치(22a)를 엔진본체(1)의 일측에 배치하여, 캠장치(22b)를 실린더헤드(8)의 일측에서 타이밍전동장치(22a)의 피동회전부재(24)에 결합되는 캠(26)과, 실린더헤드(8)에 회전이 자유롭게 지지되는 흡기 및 배기로커축(31i, 31e)과, 이들 로커축(31i, 31e)의 각 일단부에 고착하여 선단부를 캠(26)에 미끄럼 접합시키는 흡기 및 배기캠 피동자(32i, 32e)와, 흡기 및 배기로커축(31i, 31e)의 각 타단부에 고착해서 선단부를 흡기 및 배기밸브(18i, 18e)에 맞닿게 하는 흡기 및 배기로커암(33i, 33e)으로 구성하고,

   오일탱크(40)에 연속해 있는 제1밸브작동실(21a)과 제2밸브작동실(21b)과의 사이를 칸막이하도록 구획하는 격벽(85)을 설치하고, 제1밸브작동실(21a)에는 캠(26), 흡기 및 배기캠 피동자(32i, 32e)를 배설하고, 제2밸브작동실(21b)에는 흡기 및 배기밸브(18i, 18e), 흡기 및 배기로커암(33i, 33e)을 배설하고, 흡기 및 배기로커축(31i, 31e)을 상기 격벽(85)에 회전이 자유롭게 지지한 것을 특징으로 하는 4사이클 엔진의 밸브작동기구.
2. 제1항에 있어서, 상단을 개방하여 타이밍전동장치(22a)를 수용하는 벨트안내통(86)을 실린더헤드(8)에 일체적으로 연속 설치하여, 이들 실린더헤드(8) 및 벨트안내통(86)에, 타이밍전동장치(22a) 및 캠장치(22b)를 상방에서 덮는 헤드커버(36)를 접합하고, 그 접합부 보다 상방에 피동회전부재(24) 및 캠(26)을 지지하는 지축(29) 및 로커축(31i, 31e)을 배치한 것을 특징으로 하는 4사이클 엔진의 밸브작동기구.
3. 제1항에 있어서, 상기 캠(26)을, 엔진본체(1)에 양단을 회전이 자유롭게 지지되는 지축(29)의 중간부에 회전이 자유롭게 지지하는 것을 특징으로 하는 4사이클 엔진의 밸브작동기구.
4. 제3항에 있어서, 상기 캠(26)에, 이 캠(26)과 동시에 상기 지축(29)에 지지되는 상기 타이밍전동장치(22a)의 피동풀리인 피동회전부재(24))를 일체적으로 형성하고, 이 타이밍전동장치(22a)를 윤활오일(O)을 저류(貯留)함과 동시에 그 오일을 비산시키는 오일슬링거(56a, 56b)를 수용한 오일탱크(40)내에 임하게 한 것을 특징으로 하는 4사이클 엔진의 밸브작동기구.