KR19980063933A - 휴대용 엔진 - Google Patents

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마스다노부유키
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Abstract

카셋트식 가스 봄베내의 연료 가스를 이용하는 휴대용 엔진에 있어서, 엔진 본체는 그 흡기구측로부터 윤활유를 공급하기 위한 윤활유 공급 수단을 구비한다. 이 윤활유 공급 수단은, 상기 엔진 본체의 크랭크 케이스 측벽과 이 측벽의 측방에 배치된 리코일 스타터 사이의 격실에 수용되고 크랭크축에 의해 직접 구동되는 플런저를 갖는 정량 토출형 윤활유 펌프와, 유량 조정용 드로틀관을 갖고 상기 흡기구에 접속된 흡기관과 상기 펌프의 토출구를 연통시키는 토출 배관계와, 윤활유 탱크와, 이 탱크와 상기 펌프의 흡입구를 연통시키는 흡입 배관계와, 상기 펌프의 토출측과 상기 탱크를 연통시키는 반송 배관계를 갖는다.

Description

휴대용 엔진
본 발명은, 예를 들면 브러시 커터와 같이 작업 자세를 자유롭게 변경할 수 있는 휴대형 작업기 등으로의 탑재에 적합함과 동시에, 그 연료로서 카셋트식 가스 봄베내의 LPG, 부탄 등의 액화 석유 가스를 이용하는 카셋트 부착 소형 2 사이클 엔진 등의 휴대용 엔진에 관한 것이다.
LP 가스(LPG)를 연료로 사용하는 소형 2 사이클 엔진은 경량이면서 소형이기 때문에 브러시 커터 등의 작업기로의 탑재에 적합하다. 이러한 연료 가스를 이용하는 장치는 다음과 같은 많은 특징이 있다.
즉, 연료가 가스이기 때문에 가솔린 연료에 비해 연료를 원인으로 하는 배관계의 부식으로 인한 연료 공급계의 문제가 적고, 또한 연소가 좋기 때문에 배기 가스 중에 포함되는 HC, CO의 배출이 적다. 또한, 연소시키기 위해 가솔린과 윤활유의 혼합 연료를 만들 필요가 없기 때문에, 사용 연료로 인해 작업자의 손이 거칠어지거나 주위가 더러워지는 일이 없고 또한 위험도 적다. 또한, 가스이기 때문에 착화성이 가솔린에 비해 양호하여, 아이들(idle) 운전상태의 레버 위치에서의 시동이 가능하고 초크가 불필요하며 또한 시동시의 피구동측의 회전수가 낮아 안전하다. 또, 연료는 카셋트식 가스 봄베내에 밀폐되어 있기 때문에, 착탈이 용이하여 그 취급성이 양호하다.
예를 들면 LP 가스를 연료로 이용하는 소형 2 사이클 엔진으로서 일본 실용신안 공고 제 91-4774 호 공보에 개시된 엔진이 있다. 이 제안된 2 사이클 엔진은, 도 5에 도시하는 바와 같이, 착탈 가능한 가스 봄베(11)와, 이 가스 봄베(11)내의 고압 가스를 감압하여 엔진 본체(1)의 흡기구에 연속한 벤츄리관(9)에 공급하는 자동 압력조절 장치(APC)와, 가스 누설 방지 장치(12)와, 가스량 조절 밸브(13)와, 윤활유 펌프 장치(16)를 구비하고 있다. 또한, 가스 누설 방지 장치(12)를 포함하는 자동 압력조절 장치(APC)는 머플러(10)의 냉각풍 출구(10a)로부터의 배출풍을 쐬도록 배치하여, LPG의 가스화를 촉진시키도록 하고 있다.
가스 누설 방지 장치(12)와 가스량 조절 밸브(13)와 윤활유 펌프 장치(16)는, 가스 압력조절후에 자동 압력조절 장치(APC)의 하류측에 각각 배치되고, 가스 누설 방지 장치(12)는, 자동 압력조절 장치(APC)와 일체적인 구조로서, 엔진 본체(1)의 크랭크 케이스(4)내의 압력에 반응하여 가스 유로의 가스를 차단한다. 가스량 조절 밸브(13)는 가스 유로를 통해 흐르는 가스의 유량을 조절하고, 윤활유 펌프 장치(16)는 윤활유를 윤활유 탱크(15)로부터 흡인하여 벤츄리관(9)으로 분출시킨다.
또한, 윤활유 펌프 장치(16)는, 그 내부에 설치된 펌프 다이어프램의 양측에 맥압실과 펌프실을 각각 형성하고, 그 맥압실을 크랭크 케이스에 연결한 구조를 구비하여, 크랭크 케이스(4)내의 맥압을 펌프 다이어프램의 배압으로서 작용시키고, 이 다이어프램을 고동시켜 펌프 작동을 하도록 되어 있다. 그것에 의하여, 윤활유 탱크(15)내의 윤활유를 상기 벤츄리관(9)중으로 분출시켜 분무하고, 벤츄리관(9)내를 흐르는 가스와 혼합시켜 엔진 본체(1)에 공급한다.
그러나, LP 가스를 연료로 사용하는 소형 2 사이클 엔진에서는 해결할 약간의 문제가 있다. 따라서, 전술한 바와 같이 브러시 커터에 장착되는 경우를 대표하는 소형 엔진에 있어서는, 운전중의 자세가 크게 변화하기 때문에 엔진을 도립(倒立)상태로 동작시킬 수 있는 경우가 종종 필요하다. 또한, 경량이기 때문에, 엔진의 단위 중량당 출력을 증가시키고 또한 높은 회전수에서 본질적으로 구동시킬 필요가 있다. 아울러, 가급적 소형으로 제작할 필요가 있다.
한편, LP 가스를 연료로 사용하는 소형 2 사이클 엔진에 있어서는, 윤활계통이 당연히 분리형의 윤활계통으로 만들어지므로, 윤활유 펌프 기구가 필요하다. 게다가, LP 가스를 가스화하고 압력을 조절하는 기구도 필요하다. 그러나, 윤활유 펌프 기구와 연료공급기구가 추가되는 경우에는 엔진을 경량화하고 소형화하는 것이 곤란하다. 또한 엔진의 큰 자세 변경이나 높은 회전수와 같은 상태에 적합한 상기 기구를 만드는 것이 필요하다.
상기 공보에 기재된 바와 같이, 분리된 윤활계통의 소형 2 사이클 엔진용의 윤활유 펌프로서 다이어프램식의 윤활유 펌프를 채용하는 경우가 많다. 그러나, 이러한 종류의 펌프는 고속회전시에 크랭크실내의 맥압에 대한 응답성이 나쁘고 유압을 높이는 것이 곤란하기 때문에, 엔진이 고속 부하 운전을 할 때에는 윤활유의 공급량이 불충분하게 될 우려가 있다고 하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 제 1 과제는, 엔진 본체로의 윤활유 공급을 확실하게 할 수 있는 휴대용 엔진을 얻는 것에 있다.
또한, 이러한 종류의 소형 엔진은, 전술한 바와 같이 브러시 커터로 대표되는 휴대형 작업기 등에 탑재되기 때문에, 이 작업기의 취급 등에 의해 크게 경사지거나 도립하는 경우가 있다. 그러나, 상기 공보에 기재된 휴대용 엔진에서의 윤활유 탱크(15)에 있어서는, 윤활유의 누설 방지 대책을 각별히 강구하고 있지 않기 때문에, 상기 경사나 도립 등의 큰 자세 변경에 따라, 윤활유 탱크(15)로부터 윤활유가 누설될 우려가 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 제 2 과제는, 상기 제 1 과제를 해결하면서, 큰 자세 변경에 상관없이 윤활유의 누설을 방지할 수 있는 휴대용 엔진을 얻는 것에 있다.
또한, 상기 공보에 기재된 휴대용 엔진에서는, 가스 봄베(11)로부터 공급되는 LPG의 가스화를 촉진시키기 위해서, 자동 압력조절 장치(APC)를 가스 봄베(11)의 근처에 그리고 머플러(10)의 냉각풍 출구(10a)의 근방에 배치하고 있다. 그러나 가스 봄베(11)와 자동 압력조절 장치(APC)간의 거리가 가깝기 때문에, LPG가 충분히 가스화하기 전에 자동 압력조절 장치(APC)로 들어갈 우려가 있다. 또한, 가스 봄베(11)의 연료구로부터 벤츄리관(9)에 이르는 연료 가스 공급 경로는, 자동 압력조절 장치(APC), 가스 누설 방지 장치(12) 및 가스 유로용 배관 등의 많은 부품으로 형성되어 있기 때문에, 부품수가 많고 구조가 복잡하다고 하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 제 3 과제는, LPG의 가스화를 확실하게 할 수 있음과 동시에, LP 가스 연료용 공급계와 윤활유 펌프계의 구조 및 배치를 합리적이고 단순하게 할 수 있는 소형의 휴대용 엔진을 얻는 것에 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 이하의 특징을 갖는다.
우선, 본 발명은, 카셋트식 가스 봄베내의 연료 가스를 이용함과 동시에, 엔진 본체에 그 흡기구측으로부터 윤활유를 공급하는 분리형의 윤활유 공급 장치를 구비하는 휴대용 엔진을 전제로 한다.
그리고, 상기 제 1 과제를 해결하기 위하여, 분 발명에 따른 엔진의 특징은, 윤활유 공급 수단이, 엔진 본체의 크랭크 케이스 측벽과 이 측벽의 측방에 배치된 스타터 사이의 격실에 수용되고, 크랭크축 직접 구동의 플런저를 갖는 정량 토출형 윤활유 펌프와, 유량 조정용 드로틀을 가지며 상기 흡기구에 접속된 흡기관과 상기 펌프의 토출구를 연통시키는 토출 배관계와, 윤활유 탱크와, 이 탱크와 상기 펌프의 흡입구를 연통시키는 흡입 배관계와, 상기 펌프의 토출측과 상기 탱크를 연통시키는 반송(返送) 배관계를 구비하는 것이다.
상기 특징에 따르면, 윤활유 펌프는, 그 펌프 작동에 의해, 윤활유 탱크내의 윤활유를 흡입 배관계를 거쳐 흡입함과 동시에, 이 윤활유를 토출 배관계를 거쳐 흡기관으로 압송하고, 그것에 의해 엔진 본체에 윤활유를 공급한다. 이 때, 유량 조정용 드로틀은, 토출 배관계를 통과하는 윤활유의 유량을 제어하여 정량 토출을 하게 하고, 그에 따라 윤활유 펌프에서 여분으로 된 윤활유는 이 펌프의 토출 압력에 의해 반송 배관계를 거쳐 윤활유 탱크로 반송된다.
전술한 바와 같이 동작하는 정량 토출형의 윤활유 펌프는, 그 플런저를 엔진 본체의 크랭크축의 움직임에 직접 연동시켜 펌프 작동을 하도록 구성되었기 때문에, 즉 직동식이기 때문에, 다이어프램식의 것과 달리, 크랭크축의 회전에 직접 반응하여 응답성이 극히 좋음과 동시에, 그 플런저의 축방향 이동에 의해 높은 윤활유 공급압을 얻을 수 있다.
또한, 상기 제 2 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 바람직한 특징은, 상기 윤활유 탱크의 탱크 본체의 입구부에, 상기 탱크 본체 외부로부터 내부 방향으로만의 윤활유 통과를 허용하는 일방향 밸브를 설치한 것이다.
상기 특징에 따르면 이하의 효과가 얻어질 수 있다. 즉, 탱크 본체의 입구부에 설치한 일방향 밸브는, 탱크 본체의 외부로부터 내부 방향으로만의 윤활유 통과를 허용하지만, 그 반대의 통과는 허용하지 않기 때문에, 휴대용 엔진의 사용 자세가 크게 경사지거나 도립하게 되는 것과 같은 상태에 이르더라도, 상기 일방향 밸브의 역류 방지 효과에 의해, 탱크 본체내의 윤활유가 그 입구를 통해 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다. 물론, 상기 일방향 밸브는, 탱크 본체내로의 윤활유의 공급을 방해하지 않음과 동시에, 상기 펌프 작동중 윤활유의 흡출에 따라 입구부를 통해 외부로부터 도입되는 공기를 유통시키기 때문에, 탱크 본체내의 부분이 부압으로 되는 경우도 없다.
또한, 상기 제 3 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 바람직한 특징은, 상기 가스 봄베가 착탈되는 봄베 수납 홀더내에 상기 봄베의 연료구가 착탈되는 봄베 조인트를 설치하는 것과, 이 조인트내에 연료 통로를 개폐하는 연료콕을 설치하는 것과, 상기 흡기관의 상류측에 배치된 연료 가스 레귤레이터의 가스 입구와 상기 연료 통로의 출구를 열전도성이 양호한 재료로 만들어진 하나의 연료 가스 공급 배관으로 연통시키고, 이 공급 배관의 중간부를 상기 엔진 본체가 가진 냉각풍 출구에 근접시켜 배관한 것이다.
상기 특징에 따르면 이하의 효과가 얻어질 수 있다. 가스 봄베로부터 연료 가스 레귤레이터에 이르는 LPG 공급 경로는, 연료콕을 가진 봄베 조인트와 한 개의 연료 가스 공급 배관으로 형성되기 때문에 부품수가 적다. 이 공급 경로에 있어서, 그곳을 지나는 LPG의 유통과 차단은 연료콕을 개폐하여 실행한다. 또한, 한 개의 연료 가스 공급 배관은 열전도성이 양호한 재료로 만들어진 것으로, 그 중간부는 실린더 냉각풍 출구로부터 취출되는 바람을 쐬도록 실린더 냉각풍 출구에 근접되어 있기 때문에, LPG를, 그것이 연료 가스 공급 배관을 유통하는 동안에 상기 냉각풍 출구로부터 취출되는 고온의 바람으로 가열할 수 있다.
본 발명의 추가 목적과 장점은 이하의 설명에서 기술될 것이며, 일부는 그 설명으로부터 명백해질 것이고 또한 본 발명을 실시하여 알 수도 있다. 본 발명의 목적 및 장점은 첨부된 특허청구범위에서 특별하게 지적되는 것 및 그 조합에 의하여 실현 및 달성될 수도 있다.
명세서내에 합치되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 현재의 바람직한 실시예를 도시하는 것이고, 전술한 일반적인 설명과 후술하는 바람직한 실시예의 상세한 설명은 본 발명의 원리를 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LPG 카셋트 봄베 부착 소형 2 사이클 엔진 전체의 구성을 도시하는 측면도,
도 2는 도 1 중 Z-Z선에 따라 크랭크축의 일단부 주위의 구성을 도시하는 단면도,
도 3은 제 1 실시예에 따른 LPG 카셋트 봄베 부착 소형 2 사이클 엔진의 윤활유의 윤활 계통의 구성을 도시하는 도면,
도 4는 도 3 중 Y-Y선에 따라 윤활유 펌프의 일부의 구성을 도시하는 단면도,
도 5는 종래예에 따른 LPG 카셋트 봄베 부착 소형 2 사이클 엔진 전체의 구성을 도시하는 측면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
101 : 엔진 본체 104 : 크랭크 케이스
104a : 크랭크 케이스 측벽 111 : 가스 봄베
118 : 리코일 스타터(스타터) 121 : 크랭크축
123 : 흡기관 125 : 윤활유 탱크
130 : 윤활유 펌프 131 : 플런저
161 : 드로틀관(유량 조정용 드로틀) 162 : 토출 배관계
163 : 흡입 배관계 164 : 반송 배관계
165 : 탱크 본체 168 : 흡입구
169 : 토출구 170 : 반송구
172 : 일방향 밸브 S : 격실
이하, 도 1∼도 4를 참조하여 제 1 실시예에 따른 LPG 카셋트 봄베 부착 소형 2 사이클 엔진(휴대용 엔진)을 설명한다. 이 경우에 엔진은 예를 들면 브러시 커터(도시하지 않음)에 그 동력부로서 탑재된다.
도 1 중 부호(101)는 엔진 본체이다. 이 본체(101)는, 일반적인 구성의 것으로서, 실린더(102)와, 이 실린더(102)내에 축방향으로 왕복운동 가능하게 배치된 피스톤(도시하지 않음)과, 실린더(102) 하측의 크랭크 케이스(104)(도 2, 도 3 참조)내에 회전가능하게 지지되고 또한 연결봉(도시하지 않음)을 거쳐 상기 피스톤에 연결된 크랭크축(121)(도 2, 도 3 참조)을 갖고 있다. 실린더(102)는 그 측부에 도시하지는 않지만 흡기구와 배기구를 갖고 있다.
엔진 본체(101)는, 그 흡기구로 도입되는 공기와 연료 가스와 윤활유의 혼합가스를, 크랭크 케이스(104)의 크랭크실내로 공급하여 미리 압축하고, 이 예비 압축된 혼합가스를 실린더(102)내로 공급하여 점화 연소시키며, 그것에 의하여 생성된 연소 가스를 배기구 및 이것에 연속해 있는 배기 머플러(도시하지 않음)를 통해 외부로 배출하는 것이다. 또한, 이 엔진 본체(101)는 냉각 팬(도시하지 않음)을 구비하여, 이 팬의 구동에 의한 송풍으로 실린더(102)를 강제 공냉시키고 있다. 도 1 중 부호(120)는 실린더(102)의 외면상에 노출하도록 배치된 냉각 핀을 갖는 실린더 냉각풍 출구를 나타낸다.
도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이 엔진 본체(101)에는 그 흡기구에 연통하여 단열 재료제의 흡기관(123), 다시 말하면 인슐레이터가 장착되어 있음과 동시에, 이 상류측에 연료 가스 레귤레이터(124)를 거쳐 에어 클리너(114)가 장착되어 있다. 실린더(102)와 연료 가스 레귤레이터(124)의 사이에 인슐레이터(123)를 설치한 구성은, 실린더(102)와 연료 가스 레귤레이터(124) 사이의 거리를 좁혀서 엔진 전체의 소형화에 도움을 준다.
에어 클리너(114)와 흡기관(123) 사이에 설치된 연료 가스 레귤레이터(124)는, 그것에 공급되는 후술하는 LPG의 가스압을 적정한 값으로 자동적으로 유지하기 위한 자동 압력조절부(도시하지 않음)와, 혼합 가스 유량을 조절하기 위한, 다시 말하면 연료 가스와 공기의 혼합 비율을 가감하기 위한 드로틀 밸브를 구비하고 있다. 그리고, 연료 가스 레귤레이터(124)에는, 드로틀 레버(도시하지 않음)에 의해 움직이는 드로틀 와이어(119)가 장착되고, 이 와이어(119)를 거쳐 상기 드로틀 밸브의 개방도가 조절되도록 되어 있다.
본 발명에 따른 엔진은, 그 연료로서 카셋트식 가스 봄베내에 미리 충전된 LP 가스(액화 가스)를 사용하는 것이며, 예를 들면 일반적으로 시판되고 있는 LPG가 충전된 카셋트식의 LPG 가스 봄베(111)를 사용할 수 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이 가스 봄베(111)는 본 발명의 엔진의 바닥부에 대응하는 크랭크 케이스(104)의 하부에 배치된 봄베 홀더에 대응하는 봄베 수납 케이스(126)에 착탈 가능하게 장착되어 있다. 봄베 수납 케이스(126)는 엔진의 스탠드를 겸하고 있다.
봄베 수납 케이스(126)는 그 일단부에 봄베 조인트(127)를 갖고 있고, 이 조인트(127)에는 그 내부에 형성된 연료 통로(도시하지 않음)를 개폐하는 연료콕(128)이 장착되어 있다. 연료콕(128)은 수동으로 조작될 수 있다. 봄베 조인트(127)에는 LPG 가스 봄베(111)의 연료구(111a)가 삽입 및 제거될 수 있다. 가스 봄베(111)가 봄베 수납 케이스(126)에 수납되면 그 연료구(11a)가 갖는 밸브(도시하지 않음)가 자동적으로 개방되어, 가스 봄베(111)내의 LPG가 상기 연료 통로로 유출하도록 되어 있다.
봄베 조인트(127)의 연료 통로 출구에는 연료 가스 공급 배관(129)의 일단부가 접속되고, 이 배관(129)의 타단부는 상기 연료 가스 레귤레이터(124)의 가스 입구에 접속되어 있다. 연료 가스 공급 배관(129)은, 열전도성이 양호한 재료로 만들어진 구리 합금 파이프 등의 연속한 한 개의 금속 파이프로 이루어진다. 이 배관(129)과 봄베 조인트(127)는, 가스 봄베(111)로부터 연료 가스 레귤레이터(124)에 이르는 LPG 공급 경로를 이루고 있다. 그리고, 이 한 개의 연료 가스 공급 배관(129)의 중간부는, 도 1에 도시한 바와 같이 상기 실린더 냉각풍 출구(120)로부터 취출되는 바람을 직접 쐬도록 이 냉각풍 출구(120)에 근접하고, 또한 예를 들면 냉각풍 출구(120) 둘레를 돌도록 배관되어 있으므로, 그것에 의해 실린더 냉각풍 출구(120)로부터의 고온 배기풍으로 가열되고 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 크랭크축(121)의 출력측과 그 반대측의 축단부는, 크랭크 케이스 측벽(104a)으로부터 돌출되어 있다. 상기 축단부에는, 웜(121a)이 형성되어 있음과 동시에, 스타터, 예를 들면 리코일 스타터(118)의 회전 부재(118a)가 너트에 의해 고정 설치되어 있다. 리코일 스타터(118)는, 그의 커버(118b)와 크랭크 케이스 측벽(104a)의 외면의 사이에 간격 부재(122)를 두고, 커버(118b) 및 간격 부재(122)를 통해 크랭크 케이스 측벽(104a)에 나사 결합되는 복수의 볼트(119)에 의해 부착되어 있다. 이 경우에 도 1 중 부호(118c)는 리코일 스타터(118)의 당김 조작되는 스타터 핸들이다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 간격 부재(122)는 환상으로서, 이것과 크랭크 케이스 측벽(104a)과 리코일 스타터(118)의 사이에는 격실(S)이 형성되어 있고, 이 격실(S)에는 크랭크축(121)의 상기 축단부 및 회전 부재(118a)가 수용되며, 또한 상기 축단부는 간격 부재(122)의 중심부를 통해 배치되어 있다. 또한, 격실(S)내에는 정량 토출형의 윤활유 펌프(130)가 수용되어 있다. 이 경우에 도 2 중 부호(104b)는 크랭크 케이스 측벽(104a)으로부터 돌출 설치된 펌프 지지부이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 윤활유 펌프(130)는 펌프 지지부(104b)에 고정되는 펌프 본체(133)와, 크랭크축(121)의 상기 축단부측의 단부에 캠(131a)이 형성됨과 동시에 웜 휠(132)이 고정 설치된 플런저(131)와, 펌프 본체(133)의 오일 저장기(133a)의 바닥부(도 3 및 도 4에 있어서)로부터 기립하여 설치된 슬립핀(135)과, 이 핀(135)을 감아 플런저(131)를 축방향 상측으로 가압하는 스프링(136)과, 펌프 본체(133)에 고정 설치된 핀(134) 등을 구비하고 있다. 도 4 중 부호(137)는 스프링 수납용의 스토퍼링이다.
플런저(131)는 펌프 본체(133)에 설치된 플런저 끼워맞춤 구멍(133b)에 회전가능하고 축방향 이동가능하게 삽입되어 있다. 플런저(131)는 플런저 끼워맞춤 구멍(133b)의 중심축선상에 배치된 슬립핀(135)에 끼워맞춤하여, 이 핀(135)에 대하여 회전가능하고 축방향 이동가능하게 설치되어 있다.
플런저 끼워맞춤 구멍(133b)의 외부에 배치되는 플런저(131)의 웜휠(132)은, 크랭크축(121)의 웜(121a)에 맞물려 있다. 이들의 맞물림에 의해 플런저(131)가 크랭크축(121)으로 직접 움직일 수 있도록 되어 있다. 플런저(131)의 캠(131a)은 스프링(136)의 가압력에 의해 핀(134)에 미끄럼 운동가능하게 접촉하고 있다.
따라서, 플런저(131)는, 그의 1회전에 따라 핀(134)에 의해 스프링(136)에 저항하여 스토퍼링(137)측으로 축방향 이동되고(도 3에서는 밀려 내려가고), 또한 그 다음에는 스프링(136)에 의해 핀(134)측으로 축방향 이동되는(도 3에서는 밀려 올려가는) 것이며, 이렇게 하여 플런저(131)는 그 축방향으로 왕복운동하도록 되어 있다.
플런저(131)는 슬립핀(135)에 끼워맞춤한 축방향의 핀 끼워맞춤 구멍(131c)에 대하여 직각인 구멍(131b)을 갖고 있다. 펌프 본체(133)에는, 윤활유의 흡입구(138)와 윤활유의 토출구(139)와 윤활유 반송구(140)가 각각 설치됨과 동시에, 도 4에 도시한 바와 같이 플런저 끼워맞춤 구멍(133b)과 오일 저장기(133a)를 연통시키는 통로(133c)가 설치되어 있다. 흡입구(138) 및 토출구(139)는 각각 플런저 끼워맞춤 구멍(133b)에 연통하도록 설치되고, 윤활유 반송구(140)는 오일 저장기(133a)에 연통하도록 설치되어 있다.
상기 구성의 윤활유 펌프(130)의 펌프 동작을 이하에서 설명한다. 플런저(131)의 구멍(131b)이 펌프 본체(133)의 흡입구(138)에 합치했을 때에는, 플런저(131)가 스프링(136)의 가압력에 의해 흡입측[웜 휠(132)측]으로 이동되고, 그것에 의해 흡입구(138)로부터 펌프 본체(133)로 흡입된 윤활유가, 핀 끼워맞춤 구멍(131c)에 모임과 동시에 잉여분은 통로(133c)를 통하여 오일 저장기(133a)로 모인다. 또한, 플런저(131)의 구멍(131b)이 펌프 본체(133)의 토출구(139)에 합치했을 때에는, 캠(131a)과 핀(134)간의 작용으로, 플런저(131)가 스토퍼링(137)측(윤활유 압송측)으로 이동되고, 그것에 의해 핀 끼워맞춤 구멍(131c)에 모인 윤활유가 토출구(139)로 압송됨과 동시에, 오일 저장기(133a)에 모인 잉여의 윤활유는 윤활유 반송구(140)로 압송된다.
이러한 펌프 작동을 하는 윤활유 펌프(130)가 중핵(中核)을 이루는 윤활유 공급 장치는, 도 3에 도시한 바와 같이 윤활유 탱크(125)와 흡입 배관계(163)와 토출 배관계(162)와 반송 배관계(164)를 구비하고 있다.
윤활유 탱크(125)는, 상부에 윤활유 공급용 입구부(165a)를 갖는 탱크 본체(165)와, 입구부(165a)에 나사 결합하여 착탈 가능하게 장착된 캡(169)과, 이 캡(169)과 입구부(165a)의 사이에 설치된 중간커버(170)와, 환상 패킹(171)을 구비하고 있다. 이 윤활유 탱크(125)는 도 1에 도시한 바와 같이 흡기관(123)에 직결된 연료 가스 레귤레이터(124)의 옆에 수직으로 배치되어 있다. 이 배치에 의해, 엔진 전체의 돌출 부분을 적게 하여, 엔진의 레이아웃을 소형화할 수 있게 되어 있다.
중간커버(170)에는 탱크 본체(165) 외부로부터 내부 방향으로만의 윤활유 통과를 허용하는 일방향 밸브(172)가 장착되어 있다. 따라서, 이 일방향 밸브(172)를 통해서 탱크 본체(165)내로 윤활유 및 공기를 보급할 수 있지만, 탱크 본체(165) 외부로 내부의 윤활유가 누설되는 것은 일방향 밸브(172)에 의한 역지 작용(checking operation)에 의해 방지할 수 있도록 되어 있다.
흡입 배관계(163)는, 탱크 본체(165)의 바닥부와 펌프 본체(133)의 흡입구(138) 사이에 설치된 배관과, 이 배관의 탱크 본체(165)내에 배치된 단부에 장착된 오일 필터(167)로 형성되어서, 윤활유 탱크(125)와 흡입구(138)을 연통시키고 있다. 반송 배관계(164)는, 탱크 본체(165)의 바닥부와 펌프 본체(133)의 윤활유 반송구(140) 사이에 설치된 배관으로 형성되어서, 윤활유 탱크(125)와 윤활유 반송구(140)를 연통시키고 있다. 흡입 배관계(163)와 반송 배관계(164)는 윤활유 탱크(125)에서 모이고, 고무 홀더(166)에 의해 탱크 본체(165)에 액밀(液密)하게 장착되어 있다.
토출 배관계(162)는, 펌프 본체(133)의 토출구(139)에 부착된 유량 조정용 드로틀로서의 드로틀관(161)과, 이 드로틀관(161)에 일단부가 부착된 배관과, 이 배관의 타단부에 부착된 역지 밸브(168)를 갖도록 형성되어 있다. 드로틀관(160)은 토출 배관계(162)를 통하여 흐르는 윤활유의 유량을 제한하도록 구성되고, 그 제한에 의해 여분의 윤활유가 전술한 바와 같이 오일 저장기(133a)로 반송되도록 되어 있다. 또, 유량 조절 드로틀(160)은 토출 배관계(162)의 어디에 설치하여도 좋다. 역지 밸브(168)는 상기 흡기관(23)에 장착되어 있고, 상기 토출구(139)로부터 흡기관(23)측으로의 윤활유의 흐름은 허용하지만, 그 반대의 흐름은 방지하도록 되어 있다.
이러한 구성의 토출 배관계(162)를 통하여 윤활 펌프(130)로부터 압송되는 윤활유는, 그 출구에서 분무화되어 흡기관(123)내로 분출된다. 그 때문에, 이 분무화된 윤활유가 흡기관(123)내를 흐르는 공기 및 연료 가스의 흐름과 혼합하여, 공기, 가스 및 윤활유의 혼합가스가 만들어지고, 이 혼합가스가 엔진 본체(101)의 실린더(102)로 공급되는 것이다.
상기 구성의 엔진은 리코일 스타터(118)를 인장 조작하여 피스톤(도시하지 않음)을 실린더(102)내에서 상하 운동시킴으로써, 흡기구로부터 공기와 연료 가스의 혼합가스를 흡입하여, 그것을 크랭크 케이스(104)내에서 예비 압축한 후 점화 연소시키고, 또한 그 직후에 연소 가스를 배기구로부터 실린더(102) 외부로 배출함으로써 시동된다.
이렇게 해서 시동되는 LPG를 연료로 사용하는 엔진은, 드로틀 레버(도시하지 않음)에 의해 연료 가스 레귤레이터(124)에서 연료 가스의 혼합 비율을 제어할 수 있고, 그것에 의해 상기 시동에 필요한 공기와 연료 가스의 혼합비를 얻을 수 있기 때문에, 시동 조작시의 초크를 필요로 하지 않으므로 시동 조작이 용이하다. 더구나, 이 엔진은 연료가 LPG이고 그 착화성이 좋기 때문에, 아이들 상태에서의 시동이 가능하고, 시동시에 있어서 피구동측의 회전수가 작아 안전하게 시동할 수 있다.
그리고, 연료에 카셋트식 가스 봄베(111)의 LPG를 사용하는 이 2 사이클 엔진은 소형 경량임과 동시에 연료의 가스 봄베(111)의 착탈 조작이 용이하다. 연료가 LPG이기 때문에 배기 가스중으로의 미연소 가스(HC, CO)의 배출이 적고, 또한 가솔린과 오일의 혼합 연료를 만들 필요가 없기 때문에 주위나 작업자의 손 등이 더러워지는 일이 없다. 연료 공급계의 연료로 인한 부식을 원인으로 하는 문제가 없는 등의 잇점이 있어, 손에 잡는 자세가 크게 변하는 브러시 커터 등의 휴대형 작업기로의 탑재에 적합하다.
또한, 탱크 본체의 입구부(165a)에 탱크 본체(165) 외부로부터 내부로만의 윤활유 통과를 허용하는 일방향 밸브(172)를 설치하였기 때문에, 브러시 커터 작업시 등에 손에 잡는 자세가 크게 변하여, 엔진 전체가 예를 들면 크게 경사지거나 도립하는 등의 일이 있더라도, 탱크 본체(165)내의 윤활유가 외부로 누설되어 주위를 더럽히는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이 엔진을 탑재한 브러시 커터 등의 작업기를 한층 더 용이하게 취급할 수 있다. 또한, 일방향 밸브(172)는 탱크 본체(165)의 입구부를 통하여 외부로부터 도입되는 공기를 유통시키기 때문에, 윤활유 공급 장치의 동작시에 있어서 탱크 본체(165)내의 부분이 부압으로 되어, 윤활유의 흡출을 곤란하게 하는 일이 없다.
또한, 이 엔진은, 그 운전시에 있어서 엔진 본체(101)로의 윤활유의 공급은 윤활유 공급 장치의 윤활유 펌프(130)의 동작에 의해 실행하지만, 그 중핵을 이루는 정량 토출형의 윤활유 펌프(130)는, 그 플런저(131)를 엔진 본체(101)의 크랭크축(121)의 웜(121a)의 회전에 직접 연동시켜 펌프 작동을 하는 직동식의 것이다. 그렇기 때문에, 종래의 다이어프램식의 것과 달리, 이 펌프가 크랭크축(121)의 회전에 직접 반응하여 응답성이 극히 좋음과 동시에, 그 플런저(131)의 축방향 이동으로 인해 높은 윤활유 공급압을 얻을 수 있다. 따라서, 엔진의 고속 고부하 운전에도 충분히 적응하여 엔진 본체(101)로의 윤활유 공급을 확실히 실행할 수 있다.
또한, 이 엔진에 있어서는, 가스 봄베(111)로부터 연료 가스 레귤레이터(124)에 이르는 LPG 공급 경로가 갖는 한 개의 연료 가스 공급 배관(129)을 열전도성이 양호한 재료로 하고, 그의 중간부를 실린더(102)의 실린더 냉각풍 출구(120)로부터 취출되는 바람을 쐬도록 실린더 냉각풍 출구(120)에 근접시켜 배설하였기 때문에, LPG를, 그것이 연료 가스 공급 배관(120)을 유통하는 동안에 냉각풍 출구(120)로부터 취출되는 고온의 바람으로 가열할 수 있다. 그것에 의해, LPG의 가스화를 확실하게 하여 연료 가스 레귤레이터(123)로 공급할 수 있다.
또한, 이상과 같이 상기 LPG 공급 경로는, 연료콕(128)을 갖은 봄베 조인트(127)와 한 개의 연료 가스 공급 배관(129)으로 형성되기 때문에, 부품수가 적고 구조가 간단하다.
당업자라면 본 발명의 추가 장점과 변경예를 쉽게 알 수 있을 것이다. 따라서 넓은 범위에서의 본 발명은 본 명세서에서 기술 및 도시한 특정 세부사항 및 대표적 실시예에 한정되지 않는다. 그러므로 본 발명의 변경예는 첨부된 특허청구범위 및 그의 균등물로 규정되는 바와 같은 본 발명의 일반적인 개념의 정신 및 범위로부터 이탈됨이 없이 만들어질 수도 있다.
본 발명은, 이상 설명한 바와 같은 형태로 실시되고, 이하에 기재한 바와 같은 효과가 있다.
청구항 1에 기재된 발명에 따르면, 윤활유 탱크로부터 윤활유를 흡출하여 엔진 본체로 압송하는 윤활유 펌프에, 엔진 본체의 크랭크축의 움직임에 직접 연동하는 플런저를 갖고 펌프 작동을 하는 직동식의 정량 토출형 윤활유 펌프를 채용하였기 때문에, 크랭크축의 회전에 직접 반응하여 응답성이 극히 좋음과 동시에, 높은 윤활유 공급압을 얻을 수 있으며, 그에 따라 엔진의 고속 고부하 운전시에도 엔진 본체에 확실하게 윤활유를 공급할 수 있다.
청구항 2에 기재된 발명에 따르면, 상기 청구항 1에 기재된 발명의 효과에 덧붙여, 탱크 본체의 입구부에 탱크 본체 외부로부터 내부 방향으로만의 윤활유 통과를 허용하는 일방향 밸브를 설치함으로써, 본 발명의 휴대용 엔진의 경사나 도립 등의 큰 사용 자세의 변경이 있더라도, 그것에 상관없이 윤활유 탱크부터의 윤활유의 누설을 방지할 수 있음과 동시에, 펌프 작동시에 있어서 윤활유의 흡출에 따라 탱크 본체내가 부압으로 되는 일도 없다.
청구항 3에 기재된 발명에 따르면, 상기 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 발명의 효과에 덧붙여, 가스 봄베로부터 연료 가스 레귤레이터에 이르는 LPG 공급 경로를, 연료콕을 갖은 봄베 조인트와 열전도성이 양호한 재료로 만들어진 하나의 가스 공급 배관으로 형성하여, 이 LPG 공급 경로의 부품수를 적게 하였기 때문에, 구조가 간단함과 동시에, 연료 가스 공급 배관의 중간부는 실린더의 냉각풍 출구로부터 취출되는 바람을 쐬도록 배치하여, 연료 가스 공급 배관을 유통하는 LPG를 가열하도록 하였기 때문에, LPG의 가스화를 확실히 할 수 있으며, 그것을 연료 가스 레귤레이터로 공급할 수 있다.

Claims (3)

  1. 카셋트식 가스 봄베내의 연료 가스를 이용하고, 엔진 본체에 그 흡기구로부터 윤활유를 공급하기 위한 분리형의 윤활유 공급 수단을 구비하는 휴대용 엔진에 있어서,
    상기 윤활유 공급 수단이,
    a) 상기 엔진 본체의 크랭크 케이스 측벽과 이 측벽의 측방에 배치된 스타터 사이의 격실에 수용되고, 크랭크축에 의해 직접 구동되는 플런저를 갖는 정량 토출형 윤활유 펌프와,
    b) 유량 조정용 드로틀을 갖고, 상기 흡기구에 접속된 흡기관과 상기 펌프의 토출구를 연통시키는 토출 배관계와,
    c) 윤활유 탱크와,
    d) 이 탱크와 상기 펌프의 흡입구를 연통시키는 흡입 배관계와,
    e) 상기 펌프의 토출측과 상기 탱크를 연통시키는 반송 배관계를 포함하는 휴대용 엔진.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 윤활유 탱크의 탱크 본체의 윤활유 공급구에, 상기 탱크 본체의 외부로부터 내부 방향으로만의 윤활유 통과를 허용하는 일방향 밸브를 설치한 휴대용 엔진.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가스 봄베가 착탈되는 봄베 수납 홀더에 상기 봄베의 연료구가 착탈되는 봄베 조인트를 설치함과 동시에, 이 조인트에 그 연료 통로를 개폐하는 연료콕을 설치하고, 상기 흡기관의 상류측에 배치된 연료 가스 레귤레이터의 가스 입구와 상기 연료 통로의 출구를 열전도성이 양호한 재료로 만들어진 하나의 연료 가스 공급 배관으로 연통시키고, 이 공급 배관의 중간부를 상기 엔진 본체가 갖는 냉각풍 출구에 근접시켜 배관한 휴대용 엔진.
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