JPH0622084Y2 - ４サイクルエンジン - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、構造が簡単な小型汎用
の４サイクルエンジンに関するものである。

【０００２】

【従来技術及びその課題】一般に小型汎用４サイクルエ
ンジンでは低コストであること、軽量コンパクトである
ことが要望される。

【０００３】斯かる要求を満足するために、従来から実
開昭５８−６６１０５号の先行技術が既に開発されてい
る。

【０００４】この先行技術では片持ちクランク軸を使用
しているが、動弁系の駆動用のカム軸をクランク軸と直
交させて配置し、クランク軸からの動力をねじ歯車でカ
ム軸に伝達している。

【０００５】しかしながら、カム軸とカム軸用の軸受が
必要であり、これらを収容するためのスペースによって
エンジンが大型化するという不具合がある。

【０００６】またカム軸とねじ歯車のためにコスト高を
招き、ねじ歯車の摩耗で信頼性が低下し、更に構造が複
雑になるという課題がある。

【０００７】

【考案の目的】本考案は、新規なカム軸駆動構造によっ
て従来のねじ歯車を使用せずに、低コストで軽量コンパ
クトであり、構造が簡単で信頼性の高い４サイクルエン
ジンを提供することを目的としている。

【０００８】

【考案の構成】本考案の４サイクルエンジンは、片持ち
クランク軸を有する４サイクルエンジンにおいて、片持
ちクランク軸の出力軸部を、２箇所に設けた軸受部で支
持し、両軸受部の間の１箇所に、出力軸部を２周して元
の位置に戻るような形状のガイド部を形成し、このガイ
ド部に案内される連動機構を設け、連動機構で４サイク
ルエンジンの吸排気弁機構を開閉動作するようにしたこ
とを特徴とするものであり、更には前記ガイド部が、た
すき状の溝からなり、溝の底面がカム面となっているも
のである。

【０００９】

【作用】ガイド部により連動機構が駆動され、連動機構
を介して吸排気弁が開閉される。出力軸部は２箇所の軸
受部で支持されているので、軸心がクランク軸に作用す
るエンジンの爆発力で偏心しないように支持される。

【００１０】

【実施例】（１）第１実施例 本考案をオーバーヘッドバルブ型の小型汎用４サイクル
エンジンに適用した場合を示す図１において、１０はエ
ンジンブロックである。エンジンブロック１０にはシリ
ンダ１２、クランクケース１４、サイドカバー１６等が
一体に形成されている。エンジンブロック１０の図中の
右下端部は斜めに切断されて開口しており、オイルパン
１０ａで密封されている。

【００１１】シリンダ１２にはピストン１８が摺動自在
に設けられており、クランクケース１４には片持ちクラ
ンク軸２０が回転自在に軸支されている。ピストン１８
と片持ちクランク軸２０はコンロッド２２で連結されて
いる。

【００１２】片持ちクランク軸２０は出力軸部２１ａ、
クランクウェブ２１ｂ、クランクピン２１ｃからなる一
体鍛造品であり、クランクピン２１ｃにはサイドプレー
ト２１ｄがボルト２１ｅで取付けられている。出力軸部
２１ａは所定の間隔を隔てた２個のベアリング２４ａ、
２４ｂでクランクケース１４に軸支されている。ベアリ
ング２４ｂはベアリング２４ａより大径であり、片持ち
クランク軸２０に作用するエンジンの爆発力を大径のベ
アリング２４ｂで受止めるとともに、ベアリング２４
ａ、２４ｂの着脱作業および出力軸部２１ａの圧入作業
が容易になるように配慮してある。２４ｃはオイルシー
ルである。

【００１３】ベアリング２４ａとベアリング２４ｂの間
の出力軸部２１ａには、吸気弁用のガイド溝２６ａ（ガ
イド部）と排気弁用のガイド溝２６ｂ（ガイド部）が隣
接して形成されている。即ち、ガイド部は両ベアリング
２４ａ、２４ｂ間の１箇所に形成されている。

【００１４】ガイド溝２６ａは片持ちクランク軸２０の
出力軸部２１ａを２周して元の位置に戻るたすき状（図
４）に形成されている。またガイド溝２６ａの底面はカ
ム面に形成されており、出力軸部２１ａの半径方向外方
に向かって張出した山部２７ａ（図１）が１箇所に設け
られている。山部２７ａの円周方向の位置は、吸気弁の
開弁時期に対応したクランク角位置に配置されている。

【００１５】ガイド溝２６ａには吸気弁用の摺動子２８
（連動機構）が連結している。摺動子２８は図２に示す
ように、上下方向に長いロッド状に形成された摺動軸部
２９ａを有するとともに、エンジンブロック１０のクラ
ンクケース１４の一部を形成する支持壁部１５ａに回動
自在かつ上下方向摺動自在に支持されている。摺動子２
８の下端部には出力軸部２１ａの略上端縁部分まで延び
る横向きアーム部２９ｂが形成されており、横向きアー
ム部２９ｂは摺動子２８の垂直軸心回りに摺動子２８と
一体に揺動自在になっている。

【００１６】横向きアーム部２９ｂの先端部にはボール
３０が回転自在に支承されており、ボール３０はガイド
溝２６ａに係合している。

【００１７】摺動軸部２９ａの上端部は支持壁部１５ａ
の上方に突出しており、この上端部には球状座面２９ｃ
が形成されている。球状座面２９ｃにはサイドカバー１
６内に配置されたプッシュロッド３２の球状端部３３ａ
が回動自在に嵌合している。

【００１８】このプッシュロッド３２の上端部はシリン
ダ１２の上方に伸びてロッカーアーム３４の一端部に下
方から圧接している。ロッカーアーム３４はシリンダ１
２の上部に揺動自在に支持されており、ロッカーアーム
３４の他端部は吸気弁３６の弁棒３７ａに圧接して吸気
弁３６を開弁するようになっている。

【００１９】排気弁用の摺動子３１は吸気弁用の摺動子
２８と同様な構造である。摺動子３１が係合しているガ
イド溝２６ｂの山部２７ｂは、前記排気弁の開弁時期に
対応したクランク角位置、すなわち山部２７ａと略１８
０度間隔を隔てた位置に配置されている。

【００２０】摺動子３１の上端部にもプッシュロッド３
２と同様のプッシュロッド３８が支持されており、プッ
シュロッド３８で吸気弁３６と同様に排気弁（図示せ
ず）を開弁するようになっている。なお図１中で４０は
ロッカーカバーである。

【００２１】次に作用を説明する。片持ちクランク軸２
０が回転すると、例えば吸気弁３６用のボール３０がガ
イド溝２６ａにガイドされ、片持ちクランク軸２０が２
回転する間にボール３０はガイド溝２６ａの全周にわた
って摺接し、山部２７ａにより吸気弁３６に１回のリフ
ト動作が与えられる。また横向きアーム部２９ｂは片持
ちクランク軸２０が２回転する間に図１の位置から左右
に１度づつ揺動し、摺動子２８の摺動軸部２９ａも回動
するが、プッシュロッド３２の球状端部３３ａが球状座
面２９ｃに回動自在に支持されているので、摺動子２８
によるプッシュロッド３２の押し上げ動作が阻害される
恐れはない。

【００２２】なお排気弁用のプッシュロッド３８につい
ても同様である。

【００２３】エンジンブロック１０のクランクケース１
４はクランクウェブ２１ｂが１個の片持ちクランク軸２
０を収容すればよいので、小型化されており、図中の右
端部を斜めに切断してオイルパン１０ａで覆うことが可
能である。

【００２４】またクランクケース１４は出力軸部２１ａ
を覆い、ベアリング２４ａ、２４ｂの２箇所で出力軸部
２１ａを軸支しているので、通常の形状のクランク軸よ
り振動が大きい片持ちクランク軸２０の出力軸部２１ａ
を、軸心が偏心しないように支持している。したがって
出力軸部２１ａにガイド溝２６ａ、２６ｂを形成した場
合でも、ガイド溝２６ａ、２６ｂの回転中心が変動せ
ず、摺動子２８、プッシュロッド３２を介して吸気弁３
６および排気弁に与えられるリフト量が正確になる。

【００２５】更にクランクケース１４の上方にサイドカ
バー１６を配置しているので、通常デッドスペースとな
るクランクケース１４の上方の空間を利用してプッシュ
ロッド３２、３８を通過させる空間部を形成することが
でき、エンジン全体をコンパクトにしている。

【００２６】（２）第２実施例 図５を参照して本考案の第２実施例を説明する。なお図
５において、図１と同一符号を付した部分は同一あるい
は相当部分を示す。

【００２７】この第２実施例はサイドバルブ式エンジン
に本考案を適用した場合で、図５中の吸気弁３６と排気
弁（図示せず）は紙面と垂直方向に隣接して配置されて
いる。

【００２８】吸気弁３６の弁棒３７ａは支持壁部１５ａ
を摺動自在な状態で貫通して下方に伸びている。弁棒３
７ａの下端は詳しくは後述する連動機構４４に圧接して
おり、連動機構４４は１個のガイド溝４８（ガイド部）
に案内されて吸気弁３６および排気弁を開閉動作するよ
うになっている。ガイド溝４８はメタル軸受４６とベア
リング２４ｂの間の出力軸部２１ａに形成されている。

【００２９】この連動機構４４は図６に示すように、ベ
ルクランク５０、支軸５２から構成されている。ベルク
ランク５０は出力軸部２１ａと平行な支軸５２に軸方向
移動自在かつ軸回りに揺動自在に嵌合している。ベルク
ランク５０の下向きアーム部５１ａはその下端部がボー
ル３０を介してガイド溝４８にそれぞれ係合している。
各ベルクランク５０の横向きアーム部５１ｂの先端部
は、各弁棒３７ａ、３７ｂの下端部にそれぞれ下側から
当接している。

【００３０】ガイド溝４８は前記図４の場合と同様に、
出力軸部２１ａを２周して元の位置に戻るたすき状にな
っている。またガイド溝４８の底面はカム面になってお
り、吸気時期と排気時期に対応するクランク角位置にそ
れぞれ山部４９ａ（図５）が形成されている。

【００３１】図５のエンジンでは、片持ちクランク軸２
０が２回転する間に、各ベルクランク５０は山部４９ａ
のカム作用によりそれぞれ吸気時期と排気時期に支軸５
２回りに揺動し、吸気弁３６と排気弁にリフト動作を与
える。

【００３２】

【考案の効果】以上説明したように本考案の４サイクル
エンジンは、片持ちクランク軸を有する４サイクルエン
ジンにおいて、片持ちクランク軸の出力軸部を、２箇所
に設けた軸受部で支持し、両軸受部の間の１箇所に、出
力軸部を２周して元の位置に戻るような形状のガイド部
を形成し、このガイド部に案内される連動機構を設け、
連動機構で４サイクルエンジンの吸排気弁機構を開閉動
作するようにしたので、片持ちクランク軸２０を有する
小型汎用エンジンにおいて、次の効果を有する。

【００３３】カム軸を廃止することができるので、大幅
なコストの低減が達成でき、またエンジンをコンパクト
にできる。

【００３４】カム軸減速用のギャやスプロケットの加工
が必要でなくなるので、加工時間を短くできる。

【００３５】機械騒音を低減することができる。

【００３６】通常の両端支持型クランク軸と比較して出
力軸部２１ａにエンジンの爆発力が強く働いて出力軸部
２１ａが大きく振動する片持ちクランク軸２０を使用し
た場合でも、ベアリング２４ａ、２４ｂによって出力軸
部２１ａの振動を防止した状態で且つ出力軸部２１ａの
回転軸心が偏心しない状態で出力軸部２１ａをクランク
ケース１４に軸支することができる。従って、ベアリン
グ２４ａとベアリング２４ｂの間の出力軸部２１ａに、
吸排気弁駆動用のガイド溝２６ａ、２６ｂを設けても、
出力軸部２１ａの軸心が偏心することがなく、吸排気弁
の開弁、閉弁時期およびリフト量を設定された特性通り
に正確に発揮することができる。またデッドスペースと
なりやすいベアリング２４ａ、２４ｂ間の軸部及び同部
上方の空間を有効に利用できるのでエンジン全体もコン
パクトにすることができる。

【００３７】

【別の実施例】（１）本考案は以上の２実施例に限定さ
れず、バルブ配置と連動機構の組合せは任意に選択自在
である。 （２）ガイド部は実施例の場合のようなガイド溝２６
ａ、２６ｂ、４８に限らず、表面凸状のガイドレールと
してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案を適用した第１実施例の４サイクルエ
ンジンを示す縦断面図である。

【図２】 摺動子を示す縦断面図である。

【図３】 図２のIII −III 断面図である。

【図４】 ガイド部の展開図である。

【図５】 本考案を適用した第２実施例の４サイクルエ
ンジンを示す縦断面図である。

【図６】 図５のVI−VI断面部分図である。

【符号の説明】 １０ エンジンブロック ２０ 片持ちクランク軸 ２１ａ 出力軸部 ２１ｂ クランクウェブ ２１ｃ クランクピン ２４ａ、２４ｂ ベアリング ２６ａ、２６ｂ ガイド溝 ２８、３１ 摺動子 ３２、３８ プッシュロッド ３６ 吸気弁 ４４ 連動機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−150912（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−66105（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 片持ちクランク軸を有する４サイクルエ
   ンジンにおいて、片持ちクランク軸の出力軸部を、２箇
   所に設けた軸受部で支持し、両軸受部の間の１箇所に、
   出力軸部を２周して元の位置に戻るような形状のガイド
   部を形成し、このガイド部に案内される連動機構を設
   け、連動機構で４サイクルエンジンの吸排気弁機構を開
   閉動作するようにしたことを特徴とする４サイクルエン
   ジン。
2. 【請求項２】 前記ガイド部は、たすき状の溝からな
   り、溝の底面はカム面となっている請求項１記載の４サ
   イクルエンジン。