WO2011048848A1 - ４サイクルエンジンの潤滑装置 - Google Patents

Abstract

　クランク軸周りの潤滑不良を防止し、動弁室へのオイルの滞留を確実に抑止可能な４サイクルエンジンの潤滑装置を提供する。　４サイクルエンジン１の潤滑装置は、油溜室７が傾いて油溜室７内のオイルＡの油面の位置が変化しても油面下に位置する吸入部５５ｂからオイルＡを吸い上げてクランク室５ａに送る送油通路５４と、クランク室５ａの負圧時に動弁室３０とクランク室５ａとを連通する直通通路４７を有する。送油通路５４及び直通通路４７のクランク室５ａに開口する開口端部５４ａ、４７ａは、ピストン１３が上死点近傍位置から上死点に向かって移動する間にピストン１３の移動に伴って開口する位置に設けられる。油溜室７から動弁室３０にオイルミストを供給する供給通路５１と送油通路５４を連通する流量調整通路６７によって送油通路５４を介してクランク室５ａに供給されるオイルの流量調整が可能である。

Description

４サイクルエンジンの潤滑装置

　本発明は、４サイクルエンジンの潤滑装置に関し、さらに詳細には、様々な姿勢で使用してもエンジン内を潤滑するオイルが循環する４サイクルエンジンの潤滑装置に関する。

　草木を対象とした可搬型の刈払機（トリマー）や背負式作業機のように、作業者自身が携帯若しくは背負って作業を行う作業機の駆動エンジンとして、従来から２サイクルエンジンが用いられている。しかしながら、２サイクルエンジンは、環境問題に関する意識の高まりや排ガス規制の強化等により、４サイクルエンジンを駆動源に置き換えるニーズが高まっている。

　この４サイクルエンジンは、必要な部品数が２サイクルエンジンと比較して多いため重くなり易く、特に携帯型作業機では、作業者が作業機を携帯しながら作業を行うのが前提となるので、エンジンの軽量化が求められる。

　そこで、潤滑用のポンプを別に設けることなくクランク室内の圧力変動を利用してオイルを循環させる４サイクルエンジン用の潤滑装置が提案されている（特許文献１参照）。この潤滑装置は、クランク軸内に穿設されてオイルタンク内とクランク室内を連通する第１油路を介し、クランク室内が負圧になるのを利用してオイルタンク内で生成されたオイルミストをクランク室内に供給してクランク軸周りを潤滑する。またオイルタンク内で生成されて飛散するオイルミストは、クランク室内が正圧になるのを利用して正立状態においてオイルタンクの上方に配置された第１動弁室内の動力伝達機構（吸気弁や排気弁）や第２動弁室内のカム装置に送られてこれらの駆動部品を潤滑する。

　この潤滑装置は、クランク軸の回転に伴いピストンが移動してクランク室が負圧になると、吸い上げ管を介して動弁室内に溜まるオイルを吸引してクランク室に戻すように構成されている。

特開２００２－１４７２１３号公報（段落００４１～００５１、図５、図１０）

　一般に、クランク軸周りには高いオイルミスト濃度を必要とし、動弁室内に設けられた動力伝達機構やカム装置等の動弁装置にはクランク軸周りほど高いオイルミスト濃度を必要としない。

　この従来の潤滑装置は、オイルタンク内で生成されたオイルミストをクランク室内と動弁室内に供給するので、動弁装置に供給するオイルミスト濃度とクランク室に供給するオイルミスト濃度が実質同じものになる。そのため、オイルミストの生成が充分でなかったり、生成されたオイルミストの供給が充分でないと、クランク軸周りを充分に潤滑できなくなる。また、動弁室内へオイルミストが過剰に送り込まれると、動弁室内に滞留するオイルの量が多くなりすぎて、ブローバイガスの燃焼室への排出と共にオイルが多く排出されてしまい、オイルが早期に消費されてしまうという問題がある。

　本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、クランク軸周りの潤滑不良を防止するとともに、動弁室へのオイルの滞留を確実に抑止することができる４サイクルエンジンの潤滑装置を提供することを目的とする。

　このような課題を解決するため、本発明は、ピストンの往復動によるクランク室内の圧力変動を利用して、クランク室と別に設けられた油溜室に貯留するオイルを、クランク室及び吸・排気の各バルブ機構を収納した動弁室に供給して各部の潤滑を行いながらオイルを循環させるとともに、オイルの循環経路中に含まれるブローバイガスを動弁室から燃焼室に排出する４サイクルエンジンの潤滑装置であって、油溜室にオイルが規定量の範囲で貯留された状態で、油溜室が傾いてオイルの油面の位置が変化しても、オイルの油面下に位置する吸入部を有し、クランク室内の負圧時に油溜室とクランク室とを連通して油溜室のオイルを吸入部から吸い上げてクランク室に送る送油通路が設けられ、送油通路のクランク室内に開口する開口端部は、ピストンが上死点近傍位置から上死点に向かう移動時に開口し、ピストンが上死点近傍位置から下死点側に向かって移動する間は閉じるように設けられ、クランク室内の正圧時にクランク室と油溜室とを連通して、クランク室内で生成されるオイルミストを油溜室に送る連通路が設けられ、油溜室から動弁室にオイルミストを供給する供給通路が設けられ、クランク室内の負圧時に動弁室とクランク室とを連通する直通通路が設けられ、直通通路のクランク室内に開口する開口端部は、ピストンが上死点近傍位置から上死点に向かう移動時に開口し、ピストンが上死点近傍位置から下死点に向かって移動する間は閉じるように設けられ、送油通路と供給通路とを連通する流量調整通路が設けられ、流量調整通路を介して供給通路内の空気を送油通路に吸わせることで、送油通路を流れてクランク室に供給されるオイルの流量を調整することを構成要件とする（請求項１）。

　吸入部は、油溜室にオイルが規定量の範囲で貯留された状態で、油溜室が傾いてオイルの油面の位置が変化しても、オイルの油面下に位置するように構成される。具体的には、吸入部は、ゴム等の弾性材料製の管体と、管体の先端部に取り付けられた吸入口付きの錘とを有してなり、錘は重力により鉛直下方に移動可能に取り付けられる。このため、吸入部はエンジンが傾いても油溜室のオイルの油面下に没した状態にあるので、送油通路を介して吸入部から吸い込んだオイルをクランク室内に充分に送ることができる。

　送油通路のクランク室内に開口する開口端部は、ピストンの往復動に拘わらずに常にクランク室内に開口するものではなく、ピストンが上死点近傍位置から上死点に向かう移動時に開口し、ピストンが上死点近傍位置から下死点側に向かって移動する間は閉じるように設けられる。具体的には、開口端部は、ピストンが往復動するクランク室の側壁に設けられ、ピストンの移動に伴ってピストンで塞がれると閉じ、ピストンが開口端部から離れると開口するように設けられる。或いは、クランク軸に送油通路の一部を形成するとともに開口端部を設け、ピストンの移動位置と同期するクランク軸の回転位置に応じて開口端部を開閉し、クランク室の負圧を利用して、油溜室内のオイルをクランク軸内の送油通路及び開口端部を介してクランク室に供給するいわゆるロータリーバルブ方式にするようにしてもよい。

　ここで、液状のオイルを吸い込むためにはある程度の強い負圧が必要となる。そこで、送油通路のクランク室内に開口する開口端部は、ピストンが上死点近傍位置から上死点に向かって移動する間にピストンの移動に伴って開口し、ピストンが上死点に移動した時点では、送油通路のクランク室内に開口する開口端部は全開状態になる。また送油通路の開口端部は、ピストンが上死点近傍位置から下死点側に向かって移動する間は閉じた状態になる。このように、本発明では、クランク室内が最も強い負圧になるタイミングで油溜室とクランク室が連通するので、より効率的に油溜室からクランク室に液状のオイルを送ることができる。

　連通路は、クランク室内で生成されたオイルミストを油溜室に送るためのものであり、クランク室が正圧になるとクランク室と油溜室を連通する。このため、クランク室と油溜室との間で過度の圧力差が生じにくくなり、クランク室から油溜室にオイルミストを比較的穏やかに送ることができる。

　直通通路は、オイルミストを生成するための空気や動弁室に溜まるオイルをクランク室に戻すための通路である。直通通路のクランク室に開口する開口端部は、送油通路と同様に、ピストンの往復動に拘わらずに常にクランク室内に開口するものではなく、ピストンが上死点近傍位置から上死点に向かう移動時に開口し、ピストンが上死点近傍位置から下死点側に向かって移動する間は閉じるように設けられる。具体的には、開口端部は、ピストンが往復動するクランク室の側壁に設けられ、ピストンの移動に伴ってピストンで塞がれると閉じ、ピストンが開口端部から離れると開口するように設けられる。或いは、クランク軸に直通通路の一部を形成するとともに開口端部を設け、ピストンの移動位置と同期するクランク軸の回転位置に応じて開口端部を開閉し、クランク室の負圧を利用して、動弁室内のオイルをクランク軸内の直通通路及び開口端部を介してクランク室に戻すいわゆるロータリーバルブ方式にするようにしてもよい。

　直通通路は、ピストンが上死点に達した時点では、既に開口端部は完全に開口しているので、動弁室でオイルミストが液化してオイルが多く滞留しても、強い負圧でクランク室に液状のオイルを一気に送ることができ、動弁室へのオイルの滞留を抑止することができる。このように、本発明では、クランク室内が最も強い負圧になるタイミングで動弁室とクランク室が連通しているので、より効率的に動弁室に滞留するオイルをクランク室に送ることができる。

　ところで、クランク室の圧力変動の過程における、弱い負圧のタイミングで直通通路が開口し始めると、クランク室への空気の吸入量が多くなりすぎて、オイルを吸い込むのに充分な強さの負圧が得られない場合がある。本発明では、送油通路や直通通路が開口し始める位置を設計的に調整することで、より良くオイルを吸い込むのに適した強さの負圧を得ることができる。なお、本発明によれば、ピストンが上死点から上死点近傍位置に向かって移動する間にも送油通路や直通通路が開口したままになり、クランク室内が正圧になることで、クランク室から油溜室や動弁室にオイルやオイルミストが逆流する場合も想定される。このような場合には、オイルやオイルミストがクランク室から油溜室や動弁室へ流れるのを規制する一方向弁を、送油通路や直通通路に設けることで、逆流を防止することができる（請求項５）。

　流量調整通路は、送油通路を介してクランク室に供給されるオイルの流量を調整するためのものである。流量調整通路が供給通路内の空気を吸い込むことで、送油通路を介してクランク室に供給されるオイルの流量が調整される。この空気の吸い込み量が多ければ、送油通路を介して供給されるオイルの流量を減少させることができる。このため、流量調整通路により、必要以上のオイルがクランク室に供給されることはない。そして、流量調整通路が供給通路内の空気を吸い込む際に、同時にオイルミストや滞留するオイルを吸い込むので、動弁室へオイルミストを必要以上に供給せぬように調整することもできる。

　また本発明は、流量調整通路には、送油通路に送られる空気の流量を調整可能な流量絞りが設けられていることを構成要件とする（請求項２）。この流量絞りを調整して供給通路から吸い込まれる空気の量を調整することで、送油通路を介してクランク室に供給されるオイルの流量を調整することができる。

　また本発明は、送油通路のクランク室側に開口する開口端部は、直通通路のクランク室側の開口端部が開口する前に開口する位置に設けられていること構成要件とする（請求項３）。

　送油通路のクランク室側の開口端部は、直通通路のクランク室側の開口端部が開口する前に開口するので、送油通路の開口端部が開口した時点では直通通路の開口端部は閉じている。このため、送油通路を介して先ずクランク室にオイルを充分に供給することができ、その後に直通通路の開口端部が開口することで空気も充分に供給できる。なお、直通通路と送油通路のそれぞれの開口端部が同時に開口した状況ではクランク室にオイルに比べ粘性の低い空気が多く吸い込まれる。

　また本発明は、送油通路の開口端部及び直通通路の開口端部は、ピストンが往復動するクランク室の側壁に設けられ、これらの開口端部は、ピストンが上死点近傍位置から上死点に向かう移動時に開口し、ピストンが上死点近傍位置から下死点に向かって移動する間は閉じるように設けられ、連通路にリードバルブが設けられていることを構成要件とする（請求項４）。

　送油通路及び直通通路のそれぞれのクランク室側に開口する開口端部は、クランク室の側壁に設けられるので、ピストンの移動に伴ってこれらの開口端部を閉じた状態や開いた状態にすることができる。このため、クランク軸に設けられた油溜室とクランク室を連通する通路を介し、クランク室内の負圧を利用してクランク室内にオイルを供給するロータリーバルブ方式と比較して、本発明は、開口端部をピストンとの関係で所定のタイミングで精度よく確実に開口させることができる。

　連通路にはリードバルブが設けられているので、簡易な構造でクランク室が正圧になると同時にクランク室と油溜室を連通状態にでき、負圧になると同時にクランク室と油溜室の連通状態を遮断することができる。

　本発明に係わる４サイクルエンジンの潤滑装置によれば、油溜室にオイルが規定量の範囲で貯留された状態で、油溜室が傾いてオイルの油面の位置が変化しても、オイルの油面下に位置する吸入部を備えて、クランク室内の負圧時に油溜室とクランク室とを連通して油溜室内のオイルを吸入部から吸い上げてクランク室に送る送油通路を有し、送油油路のクランク室内に開口する開口端部を、ピストンが上死点近傍位置から上死点に向かう移動時に開口するので、油溜室が傾いても液状のオイルを充分にクランク室に供給でき、クランク軸周りの潤滑不良を防止することができる。また油溜室から動弁室にオイルミストを供給する供給通路と送油通路とを連通する流量調整通路を設けることにより、油溜室が傾いても流量調整通路によって必要以上のオイルがクランク室に供給されることはない。このため、クランク室内で生成されるオイルミストを油溜室及び供給通路を介して動弁室に必要以上に供給することもない。

　また、クランク室の負圧時に動弁室とクランク室とを連通する直通通路を設け、直通通路のクランク室内に開口する開口端部を、ピストンが上死点近傍位置から上死点に向かう移動時に開口し、ピストンが上死点近傍位置から下死点に向かって移動する間は閉じるように設けることにより、ピストンが上死点近傍位置から上死点に向かって移動すると、直通通路の一端側がクランク室内に開口して、クランク室内の負圧を効果的に直通通路に作用させることができ、ピストンが上死点近傍位置から下死点への移動時にはクランク室から動弁室へのオイルの流れを規制することができる。このため、動弁室内に溜まるオイルを確実に吸引してクランク室に戻し、動弁室内のオイルの滞留を抑止することができる。また流量調整通路によって必要以上のオイルが送油通路を介してクランク室に供給されることはなく、クランク室内で生成されるオイルミストが動弁室に必要以上に供給することもないので、動弁室内のオイルの滞留をより確実に抑止することができる。

本発明の一実施の形態に係わる４サイクルエンジンの潤滑装置において、ピストンが上死点に位置するときの潤滑装置の概略説明図を示す。 本発明の一実施の形態に係わる４サイクルエンジンの潤滑装置において、送油通路のクランク室側の開口端部が開き、直通通路のクランク室側の開口端部が閉じた状態にあるときの潤滑装置の概略説明図を示す。 本発明の変形例１に係わる４サイクルエンジンの潤滑装置において、ピストンが上死点に位置するときの潤滑装置の概略説明図を示す。 本発明の実施の形態に係る４サイクルエンジンのシリンダブロック及びクランクケースの構成を外観から模式的に示す外観側面図である。 図４Ａにおける線Ｉ－Ｉ´を模式的に示す断面図である。 図４Ａにおける線ＩＩ－ＩＩ´を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る流量絞りの構成を一方側から模式的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る流量絞りの構成を他方側から模式的に示す斜視図である。

　以下、本発明の４サイクルエンジンの潤滑装置の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。まず、本発明の一実施の形態について図１及び図２を用いて説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る４サイクルエンジンの潤滑装置において、ピストンが上死点に位置するときの潤滑装置の概略説明図であり、図２は、本発明の一実施の形態に係る４サイクルエンジンの潤滑装置において、送油通路のクランク室側の開口端部が開き、直通通路のクランク室側の開口端部が閉じた状態にあるときの潤滑装置の概略説明図である。

　４サイクルエンジン１（以下、単に「エンジン１」と記す。）は、図１に示すように、シリンダヘッド３ａが設けられたシリンダブロック３と、シリンダブロック３の下部に取り付けられてクランク室５ａを形成するクランクケース５と、クランクケース５の下方に配設された油溜室７とを備える。油溜室７は、クランクケース５と別個に設けられ、潤滑オイルＡ（以下、単に「オイルＡ」と記す。）を貯留する。

　シリンダブロック３とクランクケース５との接続部分には、クランク軸（図示せず）が回転自在に支持され、このクランク軸にはカウンタウェイトやこれに連結されたコンロッド等を介してピストン１３が連接されている。ピストン１３はシリンダブロック３内に設けられたシリンダ３ｂ内に摺動自在に挿入されている。

　シリンダブロック３内に設けられたシリンダ３ｂの上壁には、気化器（図示せず）及び排気マフラ（図示せず）にそれぞれ連通する吸気ポート及び排気ポートが設けられ、これらの各ポートには、ポートを開閉する吸気バルブ及び排気バルブが配設されている。

　これらのバルブを駆動する動弁機構２０は、クランク軸に固着されたバルブ駆動ギヤ２１、バルブ駆動ギヤ２１によって駆動されカムが連接されたカムギヤ２２、ロッカーアーム（図示せず）等の部品により構成される。この動弁機構２０のうちバルブ駆動ギヤ２１及びカムギヤ２２は、シリンダブロック３の頭部に形成された動弁室３０と油溜室７とを連通する供給通路５１の途中に設けられたバルブ駆動室５２内に収容され、ロッカーアーム等の部品は、動弁室３０内に設けられている。

　油溜室７とシリンダブロック３との間には、送油通路５４が設けられている。送油通路５４の油溜室側の端部には、吸入部５５が取り付けられている。吸入部５５は、ゴム等の弾性材料により形成されて容易に撓むことができる管体５５ａと、管体５５ａの先端部に取り付けられた吸入口付きの錘５５ｂとを有してなる。吸入部５５の錘５５ｂは、重力により鉛直下方に移動可能に取り付けられており、これにより油溜室７が傾いても、規定量の範囲で貯留されるオイルＡの油面下に吸入部５５の吸入口を没入させることができる。

　送油通路５４は、ピストン１３の上昇によりクランク室５ａ内が負圧化傾向となったときに、クランク室５ａ内と油溜室７とを連通させて油溜室７からオイルＡを吸い上げてクランク室５ａ内に供給する部分である。送油通路５４のクランク室５ａ内に開口する開口端部５４ａはクランク室５ａの側壁５ｂに設けられている。この開口端部５４ａの位置は、ピストン１３が上死点近傍位置から上死点に向かって移動する間にピストン１３の移動に伴って開口する位置に設けられ、上死点近傍位置に移動したピストン下部のスカート部１３ａの下死点方向側に位置している。従って、送油通路５４の開口端部５４ａは、ピストン１３が上死点に達した時点では既に全開している。送油通路５４の開口端部５４ａの位置の詳細については後述する。

　送油通路５４の途中には、一方向弁５７が設けられている。この一方向弁５７は、クランク室５ａの圧力変化に応じて開閉し、油溜室７内に対しクランク室５ａ内の圧力が低い状態で開いて送油通路５４を連通状態にし、クランク室５ａ内の圧力の方が高い状態で閉じるように構成されている。但し、この一方向弁５７は、必ずしも必要なものではない。一方向弁５７を設けない場合は、開口端部５４ａの開口する位置の調整が重要となる。詳細は後述する。

　クランク室５ａの底部と油溜室７との間には、クランク室５ａと油溜室７を連通する連通路５９が設けられている。この連通路５９は、クランク室５ａ内で生成されたオイルミスト及び、このオイルミストが液化したオイルを油溜室７に送るためのものである。連通路５９のクランク室側に開口する開口端部５９ａにはリードバルブ６０が設けられている。このリードバルブ６０は、クランク室５ａの圧力変化に応じて開閉可能に構成され、クランク室内が正圧になることによって開いて連通路５９を連通状態にするように構成されている。このためリードバルブ６０が開いて連通路５９が連通状態になると、クランク室５ａ内のオイルミスト及びオイルが連通路５９を通って油溜室７内に送られる。そして、クランク室５ａ内の圧力が必要以上に高まることなく、比較的穏やかにオイルミスト及びオイルが油溜室７内に送られる。

　連通路５９の油溜室側の開口端部５９ｂは、油溜室７内の略中央で開口し、油溜室７の傾斜状態に拘わらず、規定量の範囲で貯留されたオイルＡの油面上となる位置に配置されている。

　供給通路５１の開口端部５１ａは、油溜室７内の内部空間の略中央部で開口し、油溜室７の傾斜状態に拘わらず、規定量の範囲で貯留されたオイルＡの油面の位置が変化しても油面下に没することがないように配置されている。さらに、開口端部５１ａに対して開口端部５９ｂが突出するように配置している。

　このように、供給通路５１の開口端部５１ａに対し連通路５９の開口端部５９ｂが油溜室７内に突出するように配置されているので、連通路５９の開口端部５９ｂから吐出するオイルミストが供給通路５１の開口端部５１ａに直接に入ることはない。さらに好ましくは連通路５９と供給通路５１は、各開口端部側に進むに従って隣接する開口端部と離れる方向に配置されてもよい。

　連通路５９の開口端部５９ｂの近傍には、開口端部５９ｂから吐出するオイルミストを液化させる液化部４０が設けられている。液化部４０は、開口端部５９ｂから吐出するオイルミストを付着させて液化させる衝突板４１を備え、衝突板４１の供給通路側端部に、連通路５９の延伸方向後側に突出する突出部４１ａを設け、開口端部５９ｂと開口端部５１ａの間を突出部４１ａで遮蔽するように構成されている。

　このようにすると、連通路５９の開口端部５９ｂから吐出するオイルミストは衝突板４１に衝突してオイルに液化され、衝突板４１の端部から排出されて油溜室７に貯留するオイルに戻される。開口端部５９ｂから吐出して液化することなく残ったオイルミストは突出部４１ａに阻止されて供給通路５１の開口端部５１ａに直接に入ることは殆どない。

　従って、連通路５９から吐出するオイルミストはその大部分が液化される。このため、油溜室７内に貯留するオイルミストの濃度を低くすることができ、供給通路５１に供給されるオイルミストの濃度を低下させることができる。

　供給通路５１の動弁室３０側の開口端部５１ｂは、動弁室３０のシリンダブロック３側に開口している。このため、供給通路５１を流れるオイルミストはバルブ駆動室５２内の動弁機構２０を潤滑し、開口端部５１ｂから吐出して動弁室３０内に供給されて動弁室３０内のロッカーアーム等を潤滑する。

　動弁室３０内には、動弁室３０内に溜まったオイルを吸引するために吸引管４６が複数設けられている。そして、吸引管４６と連結通路４５が接続されている。連結通路４５は動弁室３０のクランク室５ａとは反対側に設けられ、吸引管４６はこれに連通して動弁室３０内のクランク室側へ延びるように設けられ、吸引管４６の先端は開口している。吸引管４６の開口先端部は、動弁室３０内のクランク室側底面からオイルを吸い上げるために、動弁室３０のクランク室側底面の近傍位置に配置されている。そして、吸引管４６は動弁室３０の隅部に配置されて、動弁室３０が上方に位置する状態でエンジン１が傾いても、いずれかの吸引管４６を介して動弁室３０内に溜まるオイルが吸引できるようになっている。

　また連結通路４５には小孔４４が複数設けられている。この小孔４４は、動弁室３０のクランク室５ａとは反対側の隅部に配置され、動弁室３０が下方に位置する反転状態にエンジン１が傾いても、いずれかの小孔４４を介して動弁室３０内に溜まるオイルを吸引できる。

　連結通路４５には直通通路４７が設けられ、クランク室５ａ内の負圧時に、動弁室３０とクランク室５ａとが直通通路４７を介して連通する。直通通路４７のクランク室５ａ内に開口する開口端部４７ａは、クランク室５ａの側壁５ｂに設けられている。この開口端部４７ａの位置は、送油通路５４の開口端部５４ａと同様に、ピストン１３が上死点近傍位置から上死点に向かって移動する間にピストン１３の移動に伴って開口する位置に設けられ、上死点近傍位置に移動したピストン下部のスカート部１３ａの下死点方向側に位置している。従って、直通通路４７の開口端部４７ａは、ピストン１３が上死点に達した時点では既に全開している。

　また直通通路４７の開口端部４７ａは、供給通路５４のクランク室側の開口端部５４ａが開口した後に開口する位置に設けられている。このため、図２に示すように、送油通路５４の開口端部５４ａが全開した状態の時点では直通通路４７の開口端部４７ａは閉じているので、クランク室内の負圧が直通通路４７に作用することなく送油通路５４に作用して、クランク室５ａに先ずオイルを充分に供給することができ、そして開口端部４７ａが開口することで、空気も充分に供給できる。

　また直通通路４７の開口端部４７ａ側に、動弁室３０からクランク室５ａ側へのオイルの流れを許容し、クランク室５ａから動弁室３０側へのオイルの流れを規制する一方向弁４８を設けるのがよい。このようにすることで、クランク室５ａから動弁室３０へオイルやオイルミストが逆流することを確実に防止することができ、その結果、動弁室３０に溜まるオイルの抑止をより確実にすることができる。

　動弁室３０の略中央部にはブリーザ通路３６の一端部が開口し、ブリーザ通路３６の他端部がエアクリーナ６３に接続されている。ブリーザ通路３６は、ブローバイガスを燃焼室へ排出することを目的として設けられている。動弁室３０内のオイルミストやブローバイガスは、ブリーザ通路３６を介してエアクリーナ６３に送られ、エアクリーナ６３に設けられたオイルセパレータ６３ａによりオイルとブローバイガスに気液分離される。ブリーザ通路３６の一端部は、動弁室３０の略中央部に開口するので、動弁室３０にオイルが多く滞留しても、容易にそのオイルを吸い込むことはない。このブリーザ通路３６には一方向弁３６ｂが設けられ、この一方向弁３６ｂによりエアクリーナ６３から動弁室３０側へのブローバイガスやオイルミストの逆流を防止している。

　気液分離されたオイルは、エアクリーナ６３とクランク室５ａを連通する環流通路６５を通ってクランク室５ａに送られる。環流通路６５にはクランク室側への流れのみを許容する一方向弁６５ａが設けられている。一方、気液分離されたブローバイガスは、吸気とともに燃焼室に送られる。

　バルブ駆動室５２の油溜室側の底部と直通通路４７との間には、バルブ駆動室５２内のオイルをクランク室５ａ内に戻すための戻し通路６６が設けられている。戻し通路６６と直通通路４７は、一方向弁４８と動弁室３０の間に接続される。クランク室５ａの負圧時には、戻し通路６６を介してバルブ駆動室５２に溜まるオイルが吸引される。この戻し通路６６は、一方向弁４８を介してクランク室５ａと接続するので、クランク室５ａからバルブ駆動室５２へオイルが逆流することは殆どない。

　このように戻し通路６６と直通通路４７とを連通するように設けることにより、供給通路５１から動弁室３０に必要以上にオイルが供給されることはない。なお、流量調整通路６７は、戻し通路６６と同様に、バルブ駆動室５２内のオイルやオイルミストを吸引する機能を持つ。

　またバルブ駆動室５２と送油通路５４との間には、流量調整通路６７が設けられている。流量調整通路６７がバルブ駆動室５２内の空気を吸い込むことで、送油通路５４を介してクランク室５ａに供給されるオイルの流量が調整される。この空気の吸い込み量が多ければ、送油通路５４を介して供給されるオイルの流量は減少する。流量調整通路６７は、バルブ駆動室５２の底部から離し、バルブ駆動室５２に滞留するオイルを吸い込みにくい位置に設けるのが良い。このようにすることで、流量調整通路６７は、バルブ駆動室５２で戻し通路６６よりも動弁室３０側に接続されているので、オイルを吸い込むこともない。

　流量調整通路６７の送油通路５４への接続位置は、送油通路５４に設けられた一方向弁５７よりも油溜室側に位置している。このため、一方向弁５７によりオイルの供給を遮断すると、一方向弁５７よりも油溜室側の送油通路５４内にはオイルが溜まり、流量調整通路６７と送油通路５４の接続部位にはオイルが溜まった状態になる。このため、流量調整通路６７から送油通路５４が空気を吸い込むタイミングで、空気だけが送油通路５４を流れることはなく、バルブ駆動室５２から送り込まれた空気とともに送油通路５４内のオイルがクランク室５ａに送られる。

　本実施の形態において、流量調整通路６７には、バルブ駆動室５２から送油通路５４に送られる空気の流量を調整する流量絞り６８が設けられている。この流量絞り６８は、流量調整通路６７の断面積より小さい断面積で形成された連通通路を有して構成されている。

　ここで、流量調整通路６７は、上述したように、バルブ駆動室５２内の空気を吸い込むことで、送油通路５４を介してクランク室５ａに供給されるオイルの流量を調整する役目を果たしている。本実施の形態の流量調整通路６７は、送油通路５４に十分な空気量を送ることができる断面積を有している。そして、流量調整通路６７に流量絞り６８を装着することで、流量調整通路６７の断面積が絞られ、送油通路５４に送るための空気量を調整している。

　このようにすることで、流量調整通路６７の製造公差の影響を受けることなく、送油通路５４に送られる空気量をより適切に、かつ、容易に調整することが可能になる。よって、流量調整通路６７の製造公差の影響を受けることなく、流量絞り６８の装着により適切な流量とすることができる。

　つまり、流量調整通路６７の断面積にバラつきが生じても、単に、流量絞り６８を装着することで、バルブ駆動室５２から吸い込まれる空気の量を調整することが可能になり、送油通路５４を介してクランク室５ａに供給されるオイルの流量を調整することができる。つまり、流量調整通路６７の製造公差を気にせず、流量絞り６８の設計のみで容易にオイルの流量調整ができる。

　なお、流量絞り６８は、流量調整通路６７と別体に設ける必要はなく、流量調整通路６７の一部として構成されてもよい。例えば、シリンダブロック３とクランクケース５のシール面に沿って流量調整通路６７の一部を形成し、シール面で送油通路５４と接続すると、流量絞り６８を容易に構成することができる。

　つまり、潤滑装置の循環経路は、送油通路５４、連通路５９、供給通路５１、吸引管４６、小孔４４、連結通路４５、直通通路４７、ブリーザ通路３６、環流通路６５、戻し通路６６、流量調整通路６７を有して構成されている。

　エンジン１が始動されると、ピストン１３の昇降運動によりクランク室５ａに圧力変化が生じ、ピストン１３の上昇時にはクランク室５ａが減圧されて負圧化傾向となり、ピストン１３の下降時にはクランク室５ａが昇圧されて正圧化傾向となる。

　クランク室５ａが負圧化傾向となり、ピストン１３の上死点近傍への移動に伴い送油通路５４の開口端部５４ａが開き始め、クランク室５ａと油溜室７が連通すると、送油通路５４にクランク室５ａ内の負圧が作用する。エンジン１が傾いても送油通路５４の吸入部５５は、油溜室７のオイルＡの油面下に没した状態にあり、油溜室７からオイルＡが吸い込まれてクランク室５ａ内に送られる。開口端部５４ａは、これが全開となった時点で直通通路４７の開口端部４７ａがまだ閉じた状態にあるので（図２参照）、クランク室５ａ内の負圧を充分に送油通路５４に作用させることができる。そのため、油面下より汲み上げられるオイルＡをクランク室５ａ内に充分に供給することができる。

　送油通路５４には流量調整通路６７が接続されている。この流量調整通路６７は供給通路５１内の空気を吸い込むことで、送油通路５４を介してクランク室５ａに供給されるオイルの流量の調整をするので、必要以上のオイルがクランク室５ａに供給されることはない。

　クランク室５ａ内に送られたオイルは、ピストン１３，クランクシャフトなどの駆動部品を潤滑し、同時にそれらの駆動部品により飛散されてオイルミストになる。オイルミストの一部はクランク室５ａの壁面に付着して再度液化される。

　図１に示すように、ピストン１３が上死点近傍から上死点側にさらに移動すると、直通通路４７の開口端部４７ａも開口し、クランク室５ａ内の負圧が直通通路４７に作用させることができる。そして、直通通路４７を介して充分な空気をクランク室５ａへ供給し、オイルミストを生成できる。また、動弁室３０内にオイルが多く滞留してもクランク室５ａに戻すことができる。

　ピストン１３が上死点から下降するときには、クランク室５ａが正圧に変わり、クランク室５ａが正圧になると、リードバルブ６０は容易に開放されて、クランク室５ａと油溜室７は連通する。そして、クランク室５ａ内からオイルミスト及びオイルが連通路５９を通って油溜室７に送られ、油溜室７内の圧力が高まる。連通路５９から吐出するオイルミストは液化部４０によって液化されてオイルとなり、油溜室７に貯留される。油溜室７内に残ったオイルミストの濃度は、クランク室５ａ内での濃度よりも低くなる。なお、クランク室５ａが正圧になると、一方向弁４８、５７によって、クランク室５ａから動弁室３０及び油溜室７へのオイルが逆流しないよう直通通路４７、送油通路５４を遮断し、次いで開口端部４７ａ、５４ａがピストン１３により閉じられる。

　なお、一方向弁４８、５７は必ずしも必要ではない。これら一方向弁４８、５７を設けない場合は、開口端部４７ａ、５４ａをより上死点側に位置させることで、クランク室５ａが正圧になる前に各開口端部４７ａ、５４ａを閉じ、直通通路４７及び送油通路５４を遮断するようにすればよい。また一方向弁４８、５７はいずれか一つでもよい。

　油溜室７内の圧力が高まることで、油溜室７内と動弁室３０の間に圧力勾配ができ、油溜室７内に溜まるオイルミストは、供給通路５１を介して動弁室３０に送られる。油溜室７から動弁室３０にオイルミストを送る過程で、供給通路５１に設けられたバルブ駆動室５２内の動弁機構２０の各部品は潤滑される。この際オイルミストの一部は液化する。

　バルブ駆動室５２で液化されてなったオイルは、戻し通路６６、直通通路４７を介してクランク室５ａに送ることができる。このため、バルブ駆動室５２でオイルが過度に滞留することを抑止でき、動弁室３０にオイルが流出することを抑止できる。またオイルが供給通路５１を塞ぐ事を防止できる。

　動弁室３０に供給されたオイルミストは、動弁室３０内に設けられた動弁機構を潤滑し、直通通路４７を介してクランク室５ａに送られる。また動弁室３０内に供給されたオイルミストが液化して滞留してもクランク室５ａ内の強い負圧が作用して、クランク室５ａ内にオイルを送ることができ、動弁室３０でオイルが滞留することを抑止できる。

　従って、動弁室３０からブリーザ通路３６を介してブローバイガスを排出する際のオイルの放出を抑えることができる。

　このように、本願発明の４サイクルエンジン１の潤滑装置は、油溜室７が傾いても送油通路５４を介して油溜室７から吸い込んだ必要かつ充分なオイルＡをクランク室５ａ内に送ることができ、クランク軸周りの潤滑不良を防止することができる。そして、必要以上のオイルをクランク室５ａに供給することはないので、動弁室３０にクランク室５ａで生成されたオイルミストを必要以上に供給することもない。また開口端部５４ａ，４７ａとピストン１３の作用、及びリードバルブ６０の作用により、オイルやオイルミストを効率よく循環することができる。さらに、動弁室３０内に溜まるオイルを確実に吸引してクランク室５ａに戻し、動弁室５ａ内のオイルの滞留を抑止することができる。

　（変形例１）
　次に、本実施の形態の４サイクルエンジンの潤滑装置の変形例１について、図３～図５Ｂを用いて説明する。図３は、本発明の変形例１に係わる４サイクルエンジンの潤滑装置において、ピストンが上死点に位置するときの潤滑装置の概略説明図であり、図４Ａは、本発明の実施の形態に係る４サイクルエンジンのシリンダブロック及びクランクケースの構成を外観から模式的に示す外観側面図であり、図４Ｂは、図４Ａにおける線Ｉ－Ｉ´を模式的に示す断面図であり、図４Ｃは、図４Ａにおける線ＩＩ－ＩＩ´を模式的に示す断面図であり、図５Ａは、本発明の実施の形態に係る流量絞りの構成を一方側から模式的に示す斜視図であり、図５Ｂは、本発明の実施の形態に係る流量絞りの構成を他方側から模式的に示す斜視図である。

　本変形例の４サイクルエンジンの潤滑装置は、上述の４サイクルエンジンの潤滑装置に対し、油溜室７とバルブ駆動室５２との間を連通する供給通路５１の一部を流量調整通路６７と兼用するように構成した点、また、これに伴い流量調整通路６７に設けられた流量絞り６８の形状が異なる点が異なり他の点は同様である。したがって、同一または相当する部分には、同一の符号を付して、その説明を省略する。

　本変形例において、流量調整通路６７は、油溜室７とバルブ駆動室５２との間を連通する通路５０の途中で分岐して送油通路５４に接続して配設されている。通路５０の分岐点５０ｐからバルブ駆動室５２に接続された通路（以下、「兼用通路５０ａ」と記す。）は供給通路５１であるとともに流量調整通路６７として機能し、分岐点５０ｐから油溜室７側へ延びる通路５０ｂは供給通路５１の一部として機能し、分岐点５０ｐから送油通路５４側へ延びる通路５０ｃは流量調整通路６７の一部として機能する。こうすることで、潤滑装置の構造をシンプルにすることができる。

　そして、流量調整通路６７には、バルブ駆動室５２から送油通路５４に送られる空気の流量を調整する流量絞り６８が着脱可能に設けられている。このとき、流量絞り６８は、シリンダブロック３とクランクケース５とに挟まれて装着されている。すなわち、流量調整通路６７に流量絞り６８を設ける際、流量絞り６８がシリンダブロック３とクランクケース５とに挟まれているため、この流量絞り６８を固定するための固定手段を別に必要とすることなく設けることが可能になる。

　本変形例の流量絞り６８は、送油通路５４の一部を構成する第１の連通通路１０１と、供給通路５１の一部の構成する第２の連通通路１０２と、第１の連通通路１０１及び第２の連通通路１０２を繋いで流量調整通路６７を形成する略直線状の第３の連通通路１００とを備え、第１の連通通路１０１と第２の連通通路１０２を反転し装着しても使用可能に構成されている。

　そして、流量絞り６８の第３の連通通路１００は、通路５０ｃとして機能し、略直線状をなして形成されている。本実施の形態において、図５Ａ及び図５Ｂに例示されるように、第１の連通通路１０１及び第２の連通通路１０２は、略同一の円筒状をなして形成されている。そして、第１の連通通路１０１及び第２の連通通路１０２は、第３の連通通路１００の中心Ａからほぼ同じ距離に位置して設けられている。

　つまり、第１の連通通路１０１及び第２の連通通路１０２は、第３の連通通路の軸Ｂ上の中心Ａから軸Ｂに対し直交方向に延出する軸Ｃに対して対称に設けられている。すなわち、本実施の形態の流量絞り６８は、第１の連通通路１０１が送油通路５４の一部を構成するとともに、第２の連通通路１０２が供給通路５１の一部を構成する第１の状態と、第１の連通通路１０１が供給通路５１の一部を構成するとともに、第２の連通通路１０２が送油通路５４の一部を構成する第２の状態とに反転させて切り換えて装着しても、送油通路５４に送られる空気量は同等となる。

　このように、本実施の形態の流量絞り６８は、反転し装着しても使用可能に構成されている。

　以上述べたように、本発明によれば、シリンダブロック３及びクランクケース５の製造公差などにより、流量調整通路６７の断面積にバラつきが生じても、単に、流量絞り６８を装着することで、バルブ駆動室５２から吸い込まれる空気の量が調整され、送油通路５４を介してクランク室５ａに供給されるオイルの流量を調整することができる。つまり、流量調整通路６７の断面積を気にせず、流量絞り６８の設計のみで容易にオイルの流量調整ができる。

　　１　４サイクルエンジン
　５ａ　クランク室
　５ｂ　側壁
　　７　油溜室
　１３　ピストン
　３０　動弁室
　４７　直通通路
　４７ａ，５４ａ　開口端部
　４８，５７　一方向弁
　５１，５０ａ，５０ｂ　供給通路
　５４　送油通路
　５５　吸入部
　５９　連通路
　６０　リードバルブ
　６７，５０ａ，５０ｃ　流量調整通路
　６８　流量絞り
　　Ａ　潤滑オイル（オイル）

Claims (11)

1. 　ピストンの往復動によるクランク室内の圧力変動を利用して、前記クランク室と別に設けられた油溜室に貯留するオイルを、前記クランク室及び吸・排気の各バルブ機構を収納した動弁室に供給して各部の潤滑を行いながらオイルを循環させるとともに、前記オイルの循環経路中に含まれるブローバイガスを前記動弁室から燃焼室に排出する４サイクルエンジンの潤滑装置であって、
   　前記油溜室にオイルが規定量の範囲で貯留された状態で、前記油溜室が傾いて前記オイルの油面の位置が変化しても、前記オイルの油面下に位置する吸入部を有し、前記クランク室内の負圧時に前記油溜室と前記クランク室とを連通して前記油溜室のオイルを前記吸入部から吸い上げて前記クランク室に送る送油通路が設けられ、
   　前記送油通路の前記クランク室内に開口する開口端部は、前記ピストンが上死点近傍位置から上死点に向かう移動時に開口し、前記ピストンが前記上死点近傍位置から下死点側に向かって移動する間は閉じるように設けられ、
   　前記クランク室内の正圧時に前記クランク室と前記油溜室とを連通して、前記クランク室内で生成されるオイルミストを前記油溜室に送る連通路が設けられ、
   　前記油溜室から前記動弁室にオイルミストを供給する供給通路が設けられ、
   　前記クランク室内の負圧時に前記動弁室と前記クランク室とを連通する直通通路が設けられ、
   　前記直通通路の前記クランク室内に開口する開口端部は、前記ピストンが上死点近傍位置から上死点に向かう移動時に開口し、前記ピストンが前記上死点近傍位置から下死点に向かって移動する間は閉じるように設けられ、
   　前記送油通路と前記供給通路とを連通する流量調整通路が設けられ、
   　前記流量調整通路を介して前記供給通路内の空気を前記送油通路に吸わせることで、前記送油通路を流れて前記クランク室に供給されるオイルの流量を調整することを特徴とする４サイクルエンジンの潤滑装置。
2. 　前記流量調整通路には、前記送油通路に送られる空気の流量を調整可能な流量絞りが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の４サイクルエンジンの潤滑装置。
3. 　前記送油通路の前記クランク室側に開口する開口端部は、前記直通通路の前記クランク室側の開口端部が開口する前に開口する位置に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の４サイクルエンジンの潤滑装置。
4. 　前記送油通路の開口端部及び前記直通通路の開口端部は、前記ピストンが往復動する前記クランク室の側壁に設けられ、
   　これらの開口端部は、前記ピストンが上死点近傍位置から上死点に向かう移動時に開口し、前記ピストンが前記上死点近傍位置から下死点に向かって移動する間は閉じるように設けられ、
   　前記連通路にリードバルブが設けられていることを特徴とする請求項１記載の４サイクルエンジンの潤滑装置。
5. 　前記送油通路には、前記油溜室から前記クランク室側へのオイルの流れを許容し、前記クランク室から前記油溜室側へのオイルの流れを規制する第一の一方向弁が備えられ、
   　前記直通通路には、前記動弁室から前記クランク室側へのオイルの流れを許容し、前記クランク室から前記動弁室側へのオイルの流れを規制する第二の一方向弁が備えられていることを特徴とする請求項３記載の４サイクルエンジンの潤滑装置。
6. 　ピストンの往復動によるクランク室内の圧力変動を利用して、前記クランク室と別に設けられた油溜室に貯留するオイルを、前記クランク室及び吸・排気の各バルブ機構を収納した動弁室に供給して各部の潤滑を行いながらオイルを潤滑させる４サイクルエンジンの潤滑装置であって、
   　前記クランク室内の負圧時に前記油溜室と前記クランク室とを連通して前記油溜室のオイルを前記クランク室に送る送油通路と、
   　前記クランク室内の正圧時に前記クランク室と前記油溜室とを連通して前記クランク室内で生成されるオイルミストを前記油溜室に送る連通路と、
   　前記油溜室から前記動弁室に前記オイルミストを供給する供給通路と、
   　前記送油通路と前記供給通路とを連通して配設され、前記供給通路内の空気を前記送油通路に吸わせることで、前記送油通路を流れて前記クランク室に供給されるオイルの流量を調整する流量調整通路と、を設けたことを特徴とする４サイクルエンジンの潤滑装置。
7. 　前記流量調整通路には、前記送油通路に送られる空気の流量を調整可能な流量絞りが設けられていることを特徴とする請求項６記載の４サイクルエンジンの潤滑装置。
8. 　前記流量絞りは、前記流量調整通路に着脱可能に設けられることを特徴とする請求項７に記載の４サイクルエンジンの潤滑装置。
9. 　前記流量絞りは、前記送油通路の一部を構成する第１の連通通路と、前記供給通路の一部の構成する第２の連通通路と、前記第１及び第２の連通通路を繋いで前記流量調整通路を形成する略直線状の第３の連通通路と、を備え、前記第１の連通通路と前記第２の連通通路を反転し装着しても使用可能に構成されることを特徴とする請求項８記載の４サイクルエンジンの潤滑装置。
10. 　前記流量調整通路の一部は、前記ピストンを摺動可能に支持するシリンダブロックと、前記クランク室を構成するクランクケースと、の間に設けられることを特徴とする請求項１又は６記載の４サイクルエンジンの潤滑装置。
11. 　前記流量絞りは、前記ピストンを摺動可能に支持するシリンダブロックと、前記クランク室を構成するクランクケースと、に挟まれて装着されることを特徴とする請求項７から９の何れか１項に記載の４サイクルエンジンの潤滑装置。

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