JPH06341424A - バーチカルクランク軸エンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バーチカルクランク軸エンジンのクランク軸
の組付性を確保しながら該クランク軸を両持ち支持可能
にし、振動軽減及び搭載性の向上を図る。 【構成】 一対のジャーナル部８₂ ，８₅ によって両持
ち支持されたクランク軸８は、シリンダブロック４に対
する組付性を確保すべくピン部８₄ の下側にのみバラン
サーウエブ部８₃ を備える。エンジンＥの搭載性を確保
すべくクランク軸８の出力部８₁ の反対側に設けられた
フライホイール２２は、その外周の一部に前記バランサ
ーウエブ部８₃ と協働するバランスウエイト２２₃ を備
えており、これらバランサーウエブ部８₃ 及びバランス
ウエイト２２₃ によってエンジンＥの振動が効果的に軽
減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリンダヘッドを一体
に有するシリンダブロック内に、出力部とジャーナル部
とピン部とバランサーウエブ部とを有するクランク軸
を、前記出力部が下向きとなるように上下方向に配設し
てなるバーチカルクランク軸エンジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、芝刈機等に用いられるバーチカ
ルクランク軸エンジンには、部品点数を削減するために
シリンダヘッドを一体に有するシリンダブロックが多く
採用されており、このシリンダヘッド一体型のシリンダ
ブロックに出力部を下向きにした状態でクランク軸が片
持ち支持される（例えば、特公昭６４−２７８０号公報
参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のバーチカルクランク軸エンジンは、クランク軸を片
持ち支持するためにシリンダブロックの軸受部の形状が
複雑化するだけでなく、軸受部の強度を確保するために
シリンダブロックの重量が増加する問題がある。また、
片持ち式のクランク軸を採用したことにより、クランク
軸のバランサーウエブ部がピン部の片側だけになって振
動吸収効果を充分に発揮させることが困難であるばかり
か、フライホイールをクランク軸の出力部側に設ける必
要があるためにエンジンの搭載性が低下する問題があ
る。

【０００４】上記不具合を解消するために、ピン部を挟
んで一対のバランサーウエブ部と一対のジャーナル部と
を有する両持ち式のクランク軸を採用することが考えら
れるが、かかる両持ち式のクランク軸を採用すると、そ
のバランサーウエブ部が邪魔になってシリンダブロック
に対するクランク軸の組付性が大幅に低下してしまう問
題が発生する。

【０００５】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、シリンダヘッド一体型のシリンダブロックに両持ち
式のクランク軸を採用することを可能とし、前述した種
々の不具合を解消することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、シリンダヘッドを一体に有するシリンダ
ブロック内に、出力部とジャーナル部とピン部とバラン
サーウエブ部とを有するクランク軸を、前記出力部が下
向きとなるように上下方向に配設してなるバーチカルク
ランク軸エンジンにおいて、クランク軸を一対のジャー
ナル部によってシリンダブロックに両持ち支持し、バラ
ンサーウエブ部をピン部の下側にのみ設けるとともに、
前記バランサーウエブ部と協働するバランスウエイトを
クランク軸の上部に支持したフライホイールに設けたこ
とを特徴とする。

【０００７】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。

【０００８】図１〜図８は本発明の一実施例を示すもの
で、図１はエンジンの縦断面図（図２の１−１線断面
図）、図２は図１の２−２線断面図、図３は図１の３方
向矢視図、図４は図１の４−４線拡大断面図、図５は図
１の５−５線拡大断面図、図６は図５の６−６線図、図
７は図１の７−７線拡大断面図、図８は図７の８−８線
断面図である。

【０００９】先ず、図１〜図３に基づいて単気筒４サイ
クルエンジンＥの全体構造を説明する。

【００１０】エンジンＥはクランクケース１、シリンダ
２及びシリンダヘッド３を一体に形成してなるシリンダ
ブロック４を備えており、シリンダブロック４の下面に
はオイルパン５が結合され、またシリンダブロック４の
クランクケース１側の側面及びシリンダヘッド３側の側
面には各々第１リコイルスタータケーシング６及びヘッ
ドカバー７が結合される。

【００１１】シリンダブロック４に上下方向に支持され
るクランク軸８は、その下端側から上端側に向けて、出
力部８₁ 、第１ジャーナル部８₂ 、バランサーウエブ部
８₃、ピン部８₄ 、第２ジャーナル部８₅ 及びフライホ
イール取付部８₆ を備えており、第１ジャーナル部８₂
がオイルパン５の中央に立設した軸受部５₁ に支持され
るとともに、第２ジャーナル部８₅ がクランクケース１
の上壁に設けた軸受部１₁ に支持される。シリンダ２の
内周に埋設されたシリンダスリーブ９に摺動自在に嵌合
するピストン１０は、クランク軸８のピン部８₄ にコネ
クティングロッド１１を介して接続される。

【００１２】上述のように、クランク軸８を両持ち支持
したことにより、片持ち支持した場合に比べてクランク
軸８の支持強度を高め、耐久性の向上と振動の低減を図
ることができる。また、オイルパン５をクランクケース
１に結合する下側の開口部からクランク軸８を組み付け
る際に、クランク軸８のバランサーウエブ部８₃ がピン
部８₄ の下側だけに設けられているため、クランク軸８
とクランクケース１の内周との干渉を最小限に抑えて組
付性を向上させることができる。

【００１３】シリンダヘッド３には点火プラグ１２、吸
気弁１３及び排気弁１４が設けられており、吸気弁１３
及び排気弁１４は動弁機構１５を介してクランク軸８に
接続される。吸気弁１３に連なる吸入ポート１６にはエ
ンジンＥの一側面に配設されたキャブレタ１７及びエア
クリーナ１８が接続され、また排気弁１４に連なる排気
ポート１９にはエンジンＥの他側面に配設されたマフラ
ー２０が接続される。キャブレタ１７及びエアクリーナ
１８には、エンジンＥの調速操作及びチョーク操作を司
る調速・チョーク機構２１が設けられる。

【００１４】クランク軸８のフライホイール取付部８₆
に複数の羽根２２₁ …を有する冷却ファン一体型のフラ
イホイール２２が支持される。第１リコイルスタータケ
ーシング６及び第２リコイルスタータケーシング２３に
覆われたリコイルスタータ２４は、前記フライホイール
２２の外周に形成した外歯ギヤ２２₂ を駆動してエンジ
ンＥを始動させる。第１リコイルスタータケーシング６
とクランクケース１との間には、ブローバイガスを吸気
系に還流させるとともに、該ブローバイガスに含まれる
オイルを分離するためのブリーザ機構２５が設けられ
る。

【００１５】フライホイール２２の周縁の１か所には、
その肉厚を他の部分よりも大きくすることによりバラン
スウエイト２２₃ が形成されており、このバランスウエ
イト２₃ の位相はクランク軸８に設けたバランサーウエ
ブ部８₃ の位相と同位相に設定される。

【００１６】上述のように、クランク軸８の下端側及び
上端側にそれぞれバランサーウエブ部８₃ 及びバランス
ウエイト２２₃ を配設したことにより、クランク軸８の
回転に伴う振動を効果的に抑制することができるばかり
か、バランサーウエブ部８₃だけでは不足するウエイト
重量を補うことができる。また、フライホイール２２が
クランク軸８の出力部８₁ 側に設けられていないので、
エンジンＥの搭載性が阻害される虞がない。

【００１７】シリンダブロック４、キャブレタ１７、エ
アクリーナ１８、マフラー２０、リコイルスタータ２４
及びフライホイール２２の上面は、平面視で矩形状に形
成されたエンジン本体カバー２６によって覆われる。

【００１８】次に、エンジンＥの動弁機構１５の構造を
詳述する。

【００１９】クランク軸８には第１ジャーナル部８₂ と
バランサーウエブ部８₃ との間に位置するように駆動ネ
ジギヤ８₇ が一体に形成されており、この駆動ネジギヤ
８₇はオイルパン５の軸受部５₁ の上部に一体に形成さ
れた断面馬蹄形状のギヤハウジング５₂ に収納される。
ギヤハウジング５₂ の上面はクランク軸８のバランサー
ウエブ部８₃ の下面に摺接しており、従って、ボールベ
アリングやスラストメタルを用いることなく、クランク
軸８に作用する下向きのスラスト力をオイルパン５によ
って受止させることができる。

【００２０】上述のように、オイルパン５に一体に形成
した断面馬蹄形状のギヤハウジング５₂ にクランク軸８
のスラスト力を受止させているので、特別のボールベア
リングやスラストメタルが不要になって部品点数の削減
及び組付性の向上が可能になる。しかも、ギヤハウジン
グ５₂ の摺動面の面積を充分に確保することにより、該
摺動面の面圧を低下させて耐久性を向上させることがで
きる。

【００２１】クランクケース１にクランク軸８と直交す
るように支持されたカム軸３１には、前記駆動ネジギヤ
８₇ に噛合する従動ネジギヤ３２と、吸気カム３３と、
排気カム３４とが設けられる。図４に示すように、シリ
ンダ２の下面に突設した一対のガイド突起２₁ ，２₁ に
は、吸気カム３３及び排気カム３４に摺接する一対のバ
ルブリフタ３５，３５が摺動自在に支持される。

【００２２】ところで、カム軸３１をクランク軸８と平
行に配設すると、このカム軸３１をクランク軸８のバラ
ンサーウエブ部８₃ 及びピン部８₄ の回転半径の外側に
支持する必要があり、そのためにクランクケース１の寸
法が大型化する問題がある。しかしながら、本実施例に
如くカム軸３１をクランク軸８と直交するように配設す
れば、カム軸３１をクランク軸８のバランサーウエブ部
８₃ 及びピン部８₄ の回転半径の内側に支持し、クラン
クケース１の小型化を図ることができる。

【００２３】従動ネジギヤ３２はオイルパン５に形成し
た断面馬蹄形状のギヤハウジング５ ₂ の開口部において
駆動ネジギヤ８₇ に噛合する。このように、ギヤハウジ
ング５₂ の内部で駆動ネジギヤ８₇ に従動ネジギヤ３２
を噛合させることにより、両ギヤ８₇ ，３２の歯形に特
別のものを用いて低騒音化を図ることなく、噛合部に発
生するギヤ音の放散を防止して騒音を低下させることが
できる。しかも、ギヤハウジング５₂ に保持されるオイ
ルにより、両ギヤ８₇ ，３２の潤滑を効果的に行わせる
ことができる。

【００２４】シリンダヘッド３に螺入した一対のピボッ
トボルト３６，３６に一対のロッカアーム３７，３７の
中央部が揺動自在に枢支される。各ロッカアーム３７，
３７の一端と各バルブリフタ３５，３５とが一対のプッ
シュロッド３８，３８を介して接続されるとともに、弁
ばね３９，３９で閉弁方向に付勢された吸気弁１３及び
排気弁１４の軸部先端に前記ロッカアーム３７，３７の
他端が当接する。プッシュロッド３８，３８は、クラン
クケース１の下部に一体に形成されてオイルパン５に連
通するプッシュロッド収納室１₄ に水平姿勢で収納され
る。

【００２５】而して、クランク軸８の回転は駆動ネジギ
ヤ８₇ 及び従動ネジギヤ３２を介してカム軸３１に伝達
され、カム軸３１をクランク軸８の２分の１の回転数で
駆動する。カム軸３１の回転は吸気カム３３及び排気カ
ム３４を介してバルブリフタ３５，３５の往復動に変換
され、バルブリフタ３５，３５の往復動はプッシュロッ
ド３８，３８及びロッカアーム３７，３７を介して吸気
弁１３及び排気弁１４に伝達される。これにより、吸気
弁１３及び排気弁１４は、吸気カム３３及び排気カム３
４の位相に応じたタイミングで開閉駆動される。

【００２６】このとき、オイルパン５及びプッシュロッ
ド収納室１₄ に貯留されたオイルの油面は水平方向に延
びるプッシュロッド３８，３８と略等しい高さに設定さ
れる（図１の鎖線ａ参照）。このようにオイルパン５に
加えてプッシュロッド収納室１₄ をオイル貯留空間とし
て利用することにより、オイルパン５の小型化を図りな
がらオイルの貯留量を充分に確保することができる。エ
ンジンＥが傾斜すると油面は図１の鎖線ｂ，ｃのように
傾斜するが、シリンダ２の下面に突設した一対のガイド
突起２₁ ，２₁ が堰として機能することにより、オイル
の油面の急激な変動を防止することができる。

【００２７】図５及び図６を併せて参照すると明らかな
ように、板体よりなるプッシュロッドガイド４０は、シ
リンダヘッド３に吸気弁１３及び排気弁１４の軸部外周
を囲繞するように突設した一対のボス部３₁ ，３₁ に嵌
合する孔４０₁ ，４０₁ と、ピボットボルト３６，３６
の螺入部外周を囲繞するように突設した一対のボス部３
₂ ，３₂ に嵌合する孔４０₂ ，４０₂ とが開設される。
プッシュロッドガイド４０は孔４０₁ ，４０₁ をボス部
３₁ ，３₁ に嵌合させ、且つ孔４０₂ ，４０₂をボス部
３₂ ，３₂ に嵌合させた状態でシリンダヘッド３に支持
され、吸気弁１３及び排気弁１４の軸部先端に設けたば
ね座４１，４１との間に縮設した前記弁ばね３９，３９
の弾発力によって固定される。プッシュロッドガイド４
０には周縁を円弧状に折り返した一対のガイド溝４
０₃ ，４０₃ が形成されており、これらガイド溝４
０₃ ，４０₃ によって一対のプッシュロッド３８，３８
がそれぞれ案内される。

【００２８】上述のように、プッシュロッドガイド４０
をシリンダヘッド３のボス部３₁ ，３₁ ；３₂ ，３₂ に
嵌合させて弁ばね３９，３９で固定することにより、プ
ッシュロッドガイド４０を固定するために専用のボルト
を用いたりピボットボルト３６，３６の形状を特別に変
更する必要がなくなり、部品点数及びコストが削減、並
びに組付性の向上を図ることができる。しかも、プッシ
ュロッドガイド４０に弁ばね３９，３９のばね座の機能
を持たせることが可能になり、部品点数及びコストの一
層の削減が達成される。

【００２９】次に、エンジンＥのブリーザ機構２５の構
造を説明する。

【００３０】図７及び図８を併せて参照すると明らかな
ように、クランクケース１と第１リコイルスタータケー
シング６との接合面にはメタルガスケット５１が挟持さ
れており、このメタルガスケット５１と第１リコイルス
タータケーシング６との間にブリーザチャンバ５２が画
成される。クランクケース１の上部には、図示せぬ通路
を介して動弁室に連通するブリーザ通路１₂ が形成され
ており、このブリーザ通路１₂ の端部に形成された弁座
１₃ に、前記メタルガスケット５１の周縁の一部をＵ字
状に切欠くことによって形成した弁体５１₁ が対向す
る。前記弁座１₃及び弁体５１₁ はブリーザ弁５３を構
成する。

【００３１】従って、ブリーザ弁５３の弁体５１₁ がブ
リーザチャンバ５２側に撓んで弁座１₃ から離間すると
ブリーザ通路１₂ がブリーザチャンバ５２に連通し、ま
た弁体５１₁ が弁座１₃ に着座するとブリーザ通路１₂
とブリーザチャンバ５２との間の連通が遮断される。

【００３２】ブリーザチャンバ５２の下部は図示せぬ通
路を介してオイルパン５の内部に連通する。また、ブリ
ーザチャンバ５２の側部に設けた継手５４とエアクリー
ナ１８に設けた継手５５とが、ブリーザチューブ５６を
介して接続される。

【００３３】而して、クランク室から動弁室に漏れたブ
ローバイガスは図示せぬ通路を介してブリーザ通路１₂
に達し、そこからブリーザ弁５３を通過してブリーザチ
ャンバ５２に流入する。ブリーザチャンバ５２において
ブローバイガスに含まれるオイルが分離され、分離され
たオイルは図示せぬ通路を介してオイルパン５に戻され
る。一方、オイルを分離されたブローバイガスはブリー
ザチューブ５６を介してエアクリーナ１８に戻され、燃
料成分の大気への放出が防止される。ブリーザチャンバ
５２側の圧力がブリーザ通路１₂ 側の圧力よりも高くな
ると、弁体５１ ₁ が弁座１₃ に着座してブリーザ弁５３
が閉弁し、ブローバイガスの動弁室への逆流が阻止され
る。

【００３４】上述のように、クランクケース１と第１リ
コイルスタータケーシング６との接合面をシールするメ
タルガスケット５１に切欠きを設けることによってブリ
ーザ弁５３の弁体５１₁ を構成しているので、弁体５１
₁ に充分な弾力性及び耐久性を持たせることが可能にな
るばかりか、ブリーザ弁５３の弁体５１₁ に専用の部材
を用いる必要がなくなり、これにより部品点数が減少し
て製造コスト及び組付工数の削減が可能となる。また、
第１リコイルスタータケーシング６を利用してブリーザ
チャンバ５２を画成しているので、部品点数のより一層
の削減が可能となる。

【００３５】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は前記実施例に限定されるものでなく、種々の設計変
更を行うことが可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、クランク
軸を一対のジャーナル部によってエンジン本体に両持ち
支持したことにより、クランク軸の支持強度を高めて軸
受部の耐久性を向上させ、且つエンジン本体の重量を削
減することができる。また、クランク軸のバランサーウ
エブ部をピン部の下側に設けたことにより、クランク軸
を両持ち支持しながらシリンダブロックへの組付性を確
保することができる。更に、フライホイールをクランク
軸の上部に支持したことにより、フライホイールによっ
てエンジンの搭載性が阻害されることがなくなり、しか
もクランク軸のバランサーウエブ部と協働するバランス
ウエイトをフライホイールに設けたことにより、下側の
バランサーウエブ部では不足する防振効果をフライホイ
ールのバランスウエイトで補い、クランク軸の回転に伴
う振動を効果的に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】エンジンの縦断面図（図２の１−１線断面図）

【図２】図１の２−２線断面図

【図３】図３は図１の３方向矢視図

【図４】図１の４−４線拡大断面図

【図５】図１の５−５線拡大断面図

【図６】図５の６−６線図

【図７】図１の７−７線拡大断面図

【図８】図７の８−８線断面図

【符号の説明】

３ シリンダヘッド ４ シリンダブロック ８ クランク軸 ８₁ 出力部 ８₂ 第１ジャーナル部（ジャーナル部） ８₃ バランサーウエブ部 ８₄ ピン部 ８₅ 第２ジャーナル部（ジャーナル部） ２２ フライホイール ２２₃ バランスウエイト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｆ 15/26 Ａ 9030−3Ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダヘッド（３）を一体に有するシ
   リンダブロック（４）内に、出力部（８₁ ）とジャーナ
   ル部（８₂ ，８₅ ）とピン部（８₄ ）とバランサーウエ
   ブ部（８₃ ）とを有するクランク軸（８）を、前記出力
   部（８₁ ）が下向きとなるように上下方向に配設してな
   るバーチカルクランク軸エンジンにおいて、 クランク軸（８）を一対のジャーナル部（８₂ ，８₅ ）
   によってエンジン本体に両持ち支持し、バランサーウエ
   ブ部（８₃ ）をピン部（８₄ ）の下側に設けるととも
   に、前記バランサーウエブ部（８₃ ）と協働するバラン
   スウエイト（２２ ₃ ）をクランク軸（８）の上部に支持
   したフライホイール（２２）に設けたことを特徴とす
   る、バーチカルクランク軸エンジン。