JP4573482B2 - バランサ付きエンジンの潤滑装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クランクケースに、シリンダの軸線と平行なガイド軸を固設し、このガイド軸にバランスウェイトのガイド孔を摺動自在に嵌合し、このバランスウェイトをクランク軸に連動手段を介して連結して、シリンダ内を摺動するピストンと反対方向にバランスウェイトを往復動させるようにしたバランサ付きエンジンにおける潤滑装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のかゝるバランサ付きエンジンは、例えば実公昭６３−３９４６５号公報に開示されているように、既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、オイルポンプにより潤滑オイルを供給して、クランク軸周りを強制潤滑することは広く行われているが、そのオイルポンプを極力小容量化することは、軽量化、コスト低減の上で望ましい。
【０００４】
本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、エンジンのバランサにオイルポンプ機能を発揮させて、使用するオイルポンプの小容量化を可能にした、バランサ付きエンジンの潤滑装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、クランクケースに、シリンダの軸線と平行なガイド軸を固設し、このガイド軸にバランスウェイトのガイド孔を摺動自在に嵌合し、このバランスウェイトをクランク軸に連動手段を介して連結して、シリンダ内を摺動するピストンと反対方向にバランスウェイトを往復動させるようにしたバランサ付きエンジンであって、バランスウェイトのガイド孔に、バランスウェイトの往復動に伴い体積を膨張、収縮させるポンプ油室を画成したものにおいて、
前記ポンプ油室に、クランク軸に駆動されて潤滑オイルを圧送するオイルポンプの吐出側を接続すると共に、該ポンプ油室をクランク軸の潤滑部に連通させて、該ポンプ油室の体積収縮時には該オイルポンプの吐出圧が抵抗となって、該ポンプ油室からのオイルの逆流が一方向弁によることなく阻止されるようにしたことを特徴とする。
【０００６】
この特徴によれば、ガイド孔内のポンプ油室はバランスウェイトの往復動により体積の膨張、収縮を繰り返してポンプ作用を発揮するのであるが、その体積収縮時には、オイルポンプの吐出圧が抵抗となってオイルの逆流が阻止されるため、オイルポンプから圧送されたオイルを効果的に昇圧してクランク軸の潤滑部に供給し、その潤滑を効果的に行うことができ、したがって小容量のオイルポンプの使用が可能となり、またオイルの逆流を防ぐ特別な一方向弁も不要であり、軽量化、低廉化に寄与し得る。
【０００７】
尚、前記連動手段は後述する本発明の実施例中の偏心軸部４２、リンク４３及びピボット４４に対応する。
【０００８】
【発明の実施の態様】
本発明の実施の態様を、添付図面に示す本発明の実施例に基づいて以下に説明する。
【０００９】
図１は本発明のバランサ付きエンジンの要部縦断側面図、図２は図１の２矢視図、図３は図１の３矢視図、図４は図１の４−４線断面図、図５は図１の５−５線断面図、図６は図２の６−６線断面図、図７は図２の７矢視図、図８は図４の８−８線断面図、図９は図６の９−９線断面図、図１０はカム軸を示す縦断面図（Ａ）、左側面図（Ｂ）及び右側面図（Ｃ）、図１１は本発明エンジンの変形例を示す縦断平面図である。
【００１０】
先ず、バランサ付きエンジンの全体構成について説明する。
【００１１】
図１、図４及び図５において、バランサ付きエンジンＥのエンジン本体１は、クランクケース２と、このクランクケース２の一側面からやゝ上向きに傾斜して突出するシリンダブロック３と、このシリンダブロック３の頭部に接合されるシリンダヘッド４とからなる。クランクケース２は、その下面の据え付け面５において各種作業機器のエンジンベッドに据え付けられるようになっている。
【００１２】
クランクケース２は、シリンダブロック３と一体に鋳造されて一端面を開放したケース本体１ａと、その開放端に結合されるサイドカバー２ｂとで構成され、これらケース本体１ａ及びサイドカバー２ｂにクランク軸６の両端部がボールベアリング７，７′及びオイルシール８，８′を介して回転自在に支承される。クランク軸６は、一端部を出力軸部６ｏ、他端部を補機取り付け軸部６ａとしてそれぞれクランクケース２外に突出させており、補機取り付け軸部６ａにフライホイール１０がキー結合されると共にボルト１１で固着され、このフライホイール１０の外端面には、エンジン本体１各部や後述する気化器３０に冷却風を供給する冷却ファン１２がボルト１３で固着される。この冷却ファン１２の外側にリコイル式エンジンスタータ１４が配設される。
【００１３】
クランクケース２の、フライホイール１０に対向する外端面には、発電機１５のステータ１５ａが取り付けられ、フライホイール１０は、このステータ１５ａの外周に配置される複数の磁石１５ｂを備えていて、発電機１５のローラを兼ねている。
【００１４】
クランク軸６は、クランクケース２内で位相差３６０°の一対のクランクピン６ｐ，６ｐを備えている。これらクランクピン６ｐ，６ｐにコンロッド１６，１６を介して一対のピストン１７，１７が連接され、これらピストン１７，１７が摺動可能に嵌合する一対のシリンダ１８，１８がシリンダブロック３に互いに平行に形成される。
【００１５】
シリンダヘッド４には、シリンダ１８，１８に対応して燃焼室２０，２０、吸気ポート２１，２１及び排気ポート２２，２２が形成されると共に、吸気ポート２１，２１及び排気ポート２２，２２を開閉する吸気弁２３，２３及び排気弁２４，２４が装着される。その際、吸気ポート２１，２１及び排気ポート２２，２２は上下に配置されて、吸気ポート２１，２１の上流端はシリンダヘッド４の上面に開口し、排気ポート２２，２２の下流端はシリンダヘッド４の下面に開口する。
【００１６】
燃焼室２０，２０に電極を臨ませる点火プラグ２５，２５は、シリンダヘッド４に、その左右両側方から螺着される。
【００１７】
図１、図２、図６及び図７に示すように、シリンダヘッド４の上面には吸気マニホールド２７がボルト２８で固着される。この吸気マニホールド２７は、吸気ポート２１，２１に個別に連通して水平に延びる一対の吸気路２９，２９を備えており、各吸気路２９，２９の上流端は、シリンダヘッド４の、前記冷却ファン１２と同側の一側方に向けて開口し、これらの開口部に２連式の気化器３０が接続される。こうして気化器３０は、前記冷却ファン１２とその半径方向で隣接配置される。
【００１８】
気化器３０の上流端には、上流端を上方へ向けた吸気ダクト３１を介してエアクリーナ３２が接続される。このエアクリーナ３２は、シリンダブロック３及びシリンダヘッド４の上方に配置される。
【００１９】
気化器３０及び吸気ダクト３１は、複数の通しボルト３３により吸気マニホールド２７に結合される。またエアクリーナ３２は、吸気ダクト３１に植設された単一の取り付けボルト３４により吸気ダクト３１に取り付けられる。
【００２０】
またシリンダヘッド４の下面には排気マニホールド３５がボルト３９で固着される。この排気マニホールド３５は、排気ポート２２，２２に共通に連通して水平に延びる単一の排気路３６を備えており、その排気路３６のシリンダヘッド４の他側方に向けて開口する。排気マニホールド３５の下流端には、気化器３０とは反対にシリンダヘッド４の他側方に配置される排気管３７が接続され、この排気管３７の上端部にはマフラ３８が接続される。こうしてエアクリーナ３２及びマフラ３８は、図２及び図３に示すように、シリンダブロック３及びシリンダヘッド４の上方にクランク軸６の軸線に沿い隣接して配置される。
【００２１】
またクランクケース２の上方には、その上面から突出したブラケット４０に支持されて、エアクリーナ３２及びマフラ３８に隣接する燃料タンク４１が配置される（図１及び図３参照）。
【００２２】
図４及び図８において、クランク軸６の中央部には偏心軸部４２が形成されており、この偏心軸部４２にリンク４３の大端部が回転自在に嵌合され、その小端部には、クランク軸６と平行なピボット４４を介してバランスウェイト４５が連結され、このバランスウェイト４５は、クランクケース２の内壁に固着されてシリンダ１８，１８の軸線と平行に延びガイド軸４６の外周に、該ウェイト４５のガイド孔４７を摺動自在に嵌合させる。このバランスウェイト４５は、エンジンＥの運転中、シリンダ１８，１８内を摺動するピストン１７，１７と反対方向に往復動するものであり、その際、両ピストン１７，１７の慣性力と略釣り合う慣性力を発揮するようになっている。
【００２３】
尚、クランク軸６は、補機取り付け軸部６ａ、駆動タイミングプーリ５７（後述する）及び偏心軸部４２を有するクランク軸半体６Ａと、出力軸部６ｏを有するクランク軸半体６Ｂとに分割され、偏心軸部４２へのリンク４３の組み付け後に、両クランク軸半体６Ａ，６Ｂの対向端部６Ａａ，６Ｂａが相互に圧入結合される。
【００２４】
而して、エンジンＥは、クランク軸６の一対のクランクピン６ｐ，６ｐに３６０°の位相差を与えることにより、等間隔爆発の並列２気筒エンジンに構成される。したがって、排気量を増加させても、爆発振動の分散により振動の低減を図ることができ、またバランスウェイト４５とピストン１７，１７との慣性力の釣合い作用によりエンジンＥの一層の振動低減を図ることができる。しかも、傾斜したシリンダヘッド４の上方及び下方に吸気及び排気マニホールド２７，３５をそれぞれ水平に配置したこと、並びに気化器３０及び排気管をシリンダヘッド４を挟んで互いに反対側に配置したことで、シリンダヘッド４周りをコンパクトに構成しつゝ、シリンダブロック３及びシリンダヘッド４の上方にエアクリーナ３２及びマフラ３８のための設置スペースを広く確保することができ、エンジンＥのコンパクト化に寄与し得る。その上、排気系による吸気系の加熱を特別な遮熱板を用いることなく回避することができ、構造の簡素化にも寄与し得る。
【００２５】
また気化器３０は、これがクランク軸６の一端に連結される冷却ファン１２と半径方向で隣接するように配置されるので、冷却ファン１２の外周のスペースを気化器の設置スペースに有効利用することができ、エンジンＥのコンパクト化に一層寄与し得る。
【００２６】
さらにシリンダブロック３及びシリンダヘッド４の上方に、エアクリーナ３２とマフラ３８とが、クランク軸６の軸方向に沿って隣接配置され、エアクリーナ３２及びマフラ３８に隣接する燃料タンク４１がクランクケース２の上方に配置されるので、シリンダブロック３、シリンダヘッド４及びクランクケース２の上方のスペースを、エアクリーナ３２、マフラ３８及び燃料タンク４１の設置スペースに有効利用することができ、エンジンＥの更なるコンパクト化を図ることができる。
【００２７】
次に、エンジンＥの潤滑系について説明する。
【００２８】
図４及び図８において、ガイド軸４６、バランスウェイト４５、ピボット４４、リンク４３及びクランク軸６には、一対のクランクピン６ｐ，６ｐの外周面に給油するための一連の潤滑油路５０が形成されると共に、この潤滑油路５０の途中にポンプ油室４８が設けられる。このポンプ油室４８は、バランスウェイト４５のガイド孔４７にガイド軸４６の先端によって画成され、バランスウェイト４５の往復動に応じて体積を膨張、収縮させるようになっている。
【００２９】
一方、サイドカバー２ｂに内壁には、クランク軸６から駆動及び被動ギヤ５１，５２を介して駆動されるオイルポンプ５３が取り付けられ、このオイルポンプ５３の吐出ポートと、ガイド軸４６に形成された潤滑油路５０の入口との間がオイルパイプ５４により接続される。
【００３０】
而して、エンジンＥの運転中、オイルポンプ５３は、クランクケース２内の底部に貯留する潤滑オイル５６をストレーナ５５を通して吸い上げて、上記オイルパイプ５４及び潤滑油路５０を通してクランクピン６ｐ，６ｐに供給し、コンロッド１６，１６との間の回転摺動面を潤滑する。
【００３１】
その際、ガイド孔４７内のポンプ油室４８は、バランスウェイト４５の往復動により体積の膨張、収縮を繰り返してポンプ作用を発揮するのであるが、その体積収縮時には、オイルポンプ５３の吐出圧が抵抗となってオイルの逆流が阻止されるため、オイルポンプ５３から圧送されるオイルを効果的に昇圧してクランクピン６ｐ，６ｐ側に供給することができ、上記潤滑を効果的に行うことができる。したがって小容量のオイルポンプ５３の使用が可能となり、またオイルの逆流を防ぐ特別な一方向弁も不要であり、軽量化、低廉化を図ることができる。
【００３２】
また潤滑油路５０の途中では、それを通過するオイルによって偏心軸部４２及びピボット４４の回転摺動面や、ガイド軸４６及びバランスウェイト４５間の摺動面を潤滑することができる。
【００３３】
次にエンジンＥの動弁系について説明する。
【００３４】
図４、図５、図９及び図１０において、クランク軸６の中央部には、偏心軸部４２に隣接する駆動タイミングプーリ５７が形成されている。一方、シリンダヘッド４には、クランク軸６と平行なカム支軸６１が取り付けられており、このカム支軸６１に回転自在に支承されるカム軸６２の中央部の従動タイミングプーリ５８と上記駆動タイミングプーリ５７との間にタイミングベルト５９が掛け渡される。これら駆動及び従動タイミングプーリ５７，５８及びベルト５９によって、クランク軸６からカム軸６２を２分の１の減速比で駆動する調時伝動装置６０が構成される。
【００３５】
カム軸６２には、従動タイミングプーリ５８を挟んで並ぶ一対の排気カム６６，６６と、これら排気カム６６，６６の外側端に隣接する吸気カム６５，６５が形成され、内側の排気カム６６，６６は、外側の吸気カム６５，６５より大径になっている。このカム軸６２は、カム支軸６１の両端部を支持すべくシリンダヘッド４に形成された一対の支持壁６７，６７により軸方向の動きを規制される。上記各支持壁６７，６７には一対の小支持壁６８，６８が一体に連設され、それらにカム支軸６１と平行なロッカ軸６９の両端部が支持される。各ロッカ軸６９には吸気ロッカアーム７０及び排気ロッカアーム７１が個別に揺動自在に支承される。吸気ロッカアーム７０は、ロッカ軸６９に基端部を支承されて先端部を吸気弁２３の頭部に調節ボルト７２を介して当接する断面コ字状の第１アーム７０ａと、この第１アーム７０ａの一側壁から延出して吸気カム６５の外周面に摺接する第２アーム７０ｂとからなっている。
【００３６】
また排気ロッカアーム７１は、前記第１アーム７０ａの基端部を覆いながらロッカ軸６９に基端部を支承されて先端部を排気弁２４の頭部に調節ボルト７３を介して当接する断面コ字状の第１アーム７１ａと、この第１アーム７１ａの一側壁から延出して排気カム６６の外周面に摺接する第２アーム７１ｂとからなっている。
【００３７】
吸気及び排気弁２３，２４には、それらを閉弁方向に付勢する弁ばね７４，７５が装着される。
【００３８】
各ロッカ軸６９は、シリンダヘッド４の外側方に向けた外端部に膨大頭部６９ａを有しており、その頭部６９ａは、動弁系を覆うべくシリンダヘッド４に結合されるヘッドカバー７６の内側面に当接するように配置される。したがって、ヘッドカバー７６の取り外し状態では、各ロッカ軸６９，６９の小支持壁６８，６８への抜き差しが可能であるが、ヘッドカバー７６の取り付け状態では、その内壁により各ロッカ軸６９，６９の小支持壁６８，６８からの離脱が阻止される。
【００３９】
ロッカ軸６９には、小支持壁６８，６８間で抜け止めピン７７が取り付けられ、この抜け止めピン７７がカム支軸６１の横孔７８に挿入されて、カム支軸６１の支持壁６７からの離脱が阻止される。
【００４０】
図１１は本発明エンジンの変形例を示すもので、調時伝動装置６０を、サイドカバー２ｂの内壁に隣接して配設した点、並びに調時伝動装置６０の従動タイミングプーリ５８がカム支軸６１の固着されると共に、このカム支軸６１にカム軸６２がキー結合され、従動タイミングプーリ５８がカム支軸６１を介してカム軸６２を駆動するようになっている点を除けば、上記実施例と同様の構成であり、図１１中、上記実施例と対応する部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【００４１】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲を逸脱することなく種々の設計変更が可能である。例えば、カム軸６２において、大径側を吸気カム６５、小径側を排気カム６６とすると共に、吸気ロッカアーム７０の内側に排気ロッカアーム７１を配置することもできる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、クランクケースに、シリンダの軸線と平行なガイド軸を固設し、このガイド軸にバランスウェイトのガイド孔を摺動自在に嵌合し、このバランスウェイトをクランク軸に連動手段を介して連結して、シリンダ内を摺動するピストンと反対方向にバランスウェイトを往復動させるようにしたバランサ付きエンジンにおいて、バランスウェイトのガイド孔内のポンプ油室はバランスウェイトの往復動により体積の膨張、収縮を繰り返してポンプ作用を発揮するのであるが、その体積収縮時には、オイルポンプの吐出圧が抵抗となってオイルの逆流が阻止されるため、オイルポンプから圧送されたオイルを効果的に昇圧してクランク軸の潤滑部に供給し、その潤滑を効果的に行うことができ、したがって小容量のオイルポンプの使用が可能となり、またオイルの逆流を防ぐ特別な一方向弁も不要であり、軽量化、低廉化に寄与し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のバランサ付きエンジンの要部縦断側面図。
【図２】 図１の２矢視図。
【図３】 図１の３矢視図。
【図４】 図１の４−４線断面図。
【図５】 図１の５−５線断面図。
【図６】 図２の６−６線断面図。
【図７】 図２の７矢視図。
【図８】 図４の８−８線断面図。
【図９】 図６の９−９線断面図。
【図１０】 カム軸を示す縦断面図（Ａ）、左側面図（Ｂ）及び右側面図（Ｃ）。
【図１１】 本発明エンジンの変形例を示す縦断平面図。
【符号の説明】
Ｅ・・・・・・エンジン
２・・・・・・クランクケース
６・・・・・・クランク軸
１７・・・・・ピストン
１８・・・・・シリンダ
４２・・・・・連動手段の一部を構成する偏心軸部
４３・・・・・連動手段の一部を構成するリンク
４４・・・・・連動手段の一部を構成するピボット
４５・・・・・バランスウェイト
４６・・・・・ガイド軸
４７・・・・・ガイド孔
４８・・・・・ポンプ油室

Claims (1)

1. クランクケース（２）に、シリンダ（１８）の軸線と平行なガイド軸（４６）を固設し、このガイド軸（４６）にバランスウェイト（４５）のガイド孔（４７）を摺動自在に嵌合し、このバランスウェイト（４５）をクランク軸（６）に連動手段（４２，４３，４４）を介して連結して、シリンダ（１８）内を摺動するピストン（１７）と反対方向にバランスウェイト（４５）を往復動させるようにしたバランサ付きエンジンであって、
   バランスウェイト（４５）のガイド孔（４７）に、バランスウェイト（４５）の往復動に伴い体積を膨張、収縮させるポンプ油室（４８）を画成したものにおいて、
   前記ポンプ油室（４８）に、クランク軸（６）に駆動されて潤滑オイル（５６）を圧送するオイルポンプ（５３）の吐出側を接続すると共に、該ポンプ油室（４８）をクランク軸（６）の潤滑部に連通させて、該ポンプ油室（４８）の体積収縮時には該オイルポンプ（５３）の吐出圧が抵抗となって、該ポンプ油室（４８）からのオイルの逆流が一方向弁によることなく阻止されるようにしたことを特徴とする、バランサ付きエンジンの潤滑装置。

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