JPH116427A - ４サイクルエンジンの二次空気供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二次空気供給ポンプを取り付けた４サイクル
エンジンをコンパクトな構造とする。 【解決手段】 カム室６内に設けられたカム軸１２の一
端をカム室６の外周壁５を貫通させて外部に突出させ
る。カム室６の外部に突出したカム軸１２の回転により
駆動される二次空気供給ポンプ３６をカム軸１２の先端
側に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に携帯用作業機
に用いられる４サイクルエンジンの二次空気供給装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】草刈機等の携帯用作業機は様々な向きに
傾けたオールポジションで運転されるため、このような
携帯用作業機においては、燃料とオイルとを混合させた
混合燃料を使用する２サイクルエンジンを搭載すること
が一般的である。しかし近年では、排気ガス浄化の必要
性からこのような携帯用作業機においてもオイルの消費
量を少なくできる４サイクルエンジンを搭載することが
検討されている。

【０００３】さらに、排気ガス中に含まれるＨＣ，ＣＯ
等を減少させるため、燃焼室から排気された直後の排気
ガス中に二次空気を供給してＨＣ，ＣＯを燃焼させるよ
うにした４サイクルエンジンが知られている。このよう
な二次空気供給装置を備えた４サイクルエンジンの一例
としては、特開平５−１１３１１９号公報に記載された
ものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開平５−１１３１１
９号公報に記載された二次空気供給装置を備えた４サイ
クルエンジンでは、排気ガスの吐出に伴う脈動を利用し
て大気中からの二次空気の吸入と、吸入した二次空気の
排気ポートへの供給とを行なっている。しかし、二次空
気の供給を確実行なうためには、クランク軸の回転から
駆動力を取り出す二次空気供給ポンプを設けることが望
ましい。しかし、そのような二次空気供給ポンプを取り
付けると４サイクルエンジン全体が大型化する。このた
め、携帯用作業機に搭載される４サイクルエンジンで
は、二次空気の供給を確実に行なえる二次空気供給ポン
プの取り付けは困難である。

【０００５】そこで本発明は、４サイクルエンジン全体
をコンパクトな構造にできるとともに耐久性に優れた４
サイクルエンジンの二次空気供給装置を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の４
サイクルエンジンの二次空気供給装置は、カム室の外周
壁を貫通して一端をこのカム室の外部へ突出させたカム
軸と、前記カム室の外部に突出した前記カム軸の先端側
に配置されてこのカム軸の回転により駆動される二次空
気供給ポンプと、前記二次空気供給ポンプが吸入した二
次空気をマフラ内へ供給する二次空気供給パイプと、４
サイクルエンジン内で発生したブローバイガスを前記二
次空気供給ポンプ内へ吸入させるブローバイガス吸入パ
イプとを有する。従って、４サイクルエンジンを始動さ
せると、カム軸の回転に伴って二次空気供給ポンプが駆
動される。二次空気供給ポンプの駆動により、二次空気
供給ポンプにより吸入された空気が二次空気供給パイプ
内を通ってマフラ内へ供給され、排気ガス中に含まれる
ＨＣ，ＣＯ等が燃焼することにより排気ガスが浄化され
る。また、二次空気供給ポンプ内へはブローバイガス吸
入パイプ内を通ってブローバイガスが吸入されるため、
このブローバイガス中に含まれるオイルにより二次空気
供給ポンプの摺動部が潤滑される。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明の４サイクルエンジンの二次空気供給装置において、
４サイクルエンジンの排気バルブの開弁タイミングに同
期させて二次空気供給ポンプからマフラ内へ二次空気を
供給するようにした。従って、少ない二次空気の供給量
で効率良く排気ガスの浄化を行なえる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図面に基
づいて説明する。図１は携帯用作業機等に搭載して使用
される４サイクルエンジンの全体構造を示したもので、
クランクケース１の上部にはシリンダブロック２が取付
けられ、シリンダブロック２の上部にはシリンダヘッド
３が取付けられ、シリンダヘッド３の上部にはロッカー
カバー４が取り付けられている。前記クランクケース１
の側面には図２に示すように外周壁であるクランクケー
スカバー５が取り付けられ、これらのクランクケース１
とクランクケースカバー５とに囲まれた部分がカム室を
兼ねるクランク室６とされている。

【０００９】前記クランク室６内には、両端を軸受７，
８により軸支されたクランク軸９と、両端をクランクケ
ース１に一体に形成された軸受部１０及びクランクケー
スカバー５に保持された軸受１１により軸支されたカム
軸１２とが回転自在に設けられている。前記クランク軸
９には、前記シリンダブロック２に形成されているシリ
ンダ１３内を往復摺動するピストン１４がコネクティン
グロッド１５を介して連結され、さらに、クランクギア
１６が固定されている。前記カム軸１２には吸気カム１
７と排気カム１８とが固定され、さらに、前記クランク
ギア１６と噛み合ったカムギア１９が固定されている。

【００１０】前記シリンダヘッド３の上部における前記
ロッカーカバー４により覆われた空間は動弁機構収納空
間２０とされ、この動弁機構収納空間２０には、前記シ
リンダヘッド３に取り付けられた吸気バルブ２１や排気
バルブ（図示せず）を閉弁方向に付勢するスプリング２
２、吸気バルブ２１や排気バルブを開弁方向へ付勢する
ロッカーアーム２３、一端をロッカーアーム２３に当接
させると共に他端をタペット２４ａ，２４ｂを介して前
記吸気カム１７や排気カム１８に当接させたプッシュロ
ッド２５ａ，２５ｂ等からなる動弁機構２６が収納され
ている。なお、前記ロッカーアーム２３はアジャストス
クリュー２７によって前記シリンダヘッド３の上部に揺
動自在に取り付けられている。また、前記シリンダヘッ
ド３には、前記シリンダ１３内の燃焼室へ混合気を供給
するための吸気ポート２８と燃焼室内からの燃焼ガスを
排気するための排気ポート（図示せず）とが形成されて
いる。前記吸気ポート２８には気化器２９が接続され、
この気化器２９にはエアクリーナ３０が接続されてい
る。

【００１１】前記クランク軸９の両端部はクランクケー
ス１とクランクケースカバー５とを貫通してクランク室
６外へ突出している。クランクケースカバー５を貫通し
たクランク軸９の一端にはスタータ装置３１が連結さ
れ、クランクケース１を貫通したクランク軸９の他端に
は冷却ファン（図示せず）とカッタ刃などの作業部への
動力伝達を断続する遠心クラッチ（図示せず）とが連結
されている。

【００１２】前記カム軸１２の一端は、前記クランクケ
ースカバー５を貫通してクランク室６外へ突出してい
る。クランク室６外に突出したカム軸１２の端部にはウ
ォームギア３２が固定されている。このウォームギア３
２は、オイルタンク（図示せず）内に貯留されたオイル
を前記クランク室６内へ微小量ずつ供給するオイルポン
プ３３を駆動するためのもので、このオイルポンプ３３
は、前記クランクケースカバー５の外周面であって前記
カム軸１２が貫通された箇所の近傍にボルト締めされて
取り付けられている。このオイルポンプ３３は回転しつ
つ摺動するすることによりオイルの吸入と吐出とを行な
わせるプランジャ３４を備えており、このプランジャ３
４の端部に取り付けられたギア３５と前記ウォームギア
３２とが噛み合っている。

【００１３】前記クランク室６と前記動弁機構収納空間
２０との間にはパイプ（図示せず）が接続されている。
このパイプは、クランク室６内で発生したブローバイガ
スを前記動弁機構収納空間２０内へ導くもので、このブ
ローバイガス中に含まれるオイルによって動弁機構２６
が潤滑される。

【００１４】前記オイルポンプ３３の側面部には二次空
気供給ポンプ３６が取り付けられている。この二次空気
供給ポンプ３６は前記カム軸１２により駆動されるもの
で、二次空気供給ポンプ３６の外周ケース３７内に入り
込んだ前記カム軸１２の先端部には回転体３８が固定さ
れ、この回転体３８には摺動自在にベーン３９が取り付
けられている。この二次空気供給ポンプ３６には、二次
空気を前記エアクリーナ３０から吸入するための二次空
気吸入パイプ４０と、前記動弁機構収納空間２０内から
ブローバイガスを吸入するためのブローバイガス吸入パ
イプ４１と、吸入した二次空気とブローバイガスとをマ
フラ４２内へ供給する二次空気供給パイプ４３とが接続
されている。

【００１５】前記マフラ４２は、このマフラ４２内に供
給される二次空気により排気ガス中に含まれるＨＣ，Ｃ
Ｏ等の燃焼を促進するための酸化触媒４４を備えてい
る。

【００１６】前記二次空気供給ポンプ３６によるマフラ
４２内への二次空気の供給タイミングと排気バルブの開
弁タイミングとは、図５に示すように同期するタイミン
グに設定されている。

【００１７】このような構成において、４サイクルエン
ジンの運転時にはクランク軸９とカム軸１２とが回転駆
動され、カム軸１２の回転により、オイルポンプ３３と
二次空気供給ポンプ３６とが駆動される。

【００１８】オイルポンプ３３が駆動されることによ
り、オイルタンク内のオイルが微少量（例えば、排気量
が２０〜３０ccの４サイクルエンジンにおいて５〜６cc
／ｈ程度）ずつクランク室６内へ供給される。クランク
室６内へ供給されたオイルは、カムギア１９やクランク
ギア１６などに当たって微細化され、飛散する。そし
て、微細化されて飛散したオイルがクランク室６内にお
ける各種部品の摺接部や噛合部等に付着することによ
り、それらの各種部品の潤滑が良好に行なわれる。

【００１９】４サイクルエンジンの運転に伴ってクラン
ク室６内では気化したオイルを含むブローバイガスが発
生し、このブローバイガスはパイプを通って動弁機構収
納空間２０内へ導かれ、ブローバイガス中に含まれるオ
イルにより動弁機構２６が潤滑される。

【００２０】二次空気供給ポンプ３６が駆動されること
により、エアクリーナ３０で浄化された空気が二次空気
として二次空気吸入パイプ４０内を通って二次空気供給
ポンプ３６内へ吸入され、さらに、動弁機構収納空間２
０内のブローバイガスがブローバイガス吸入パイプ４１
内を通って二次空気供給ポンプ３６内へ吸入される。そ
して、これらの二次空気とブローバイガスとは、二次空
気供給パイプ４３内を通ってマフラ４２内へ供給され
る。そして、マフラ４２内で二次空気と排気ガスとが混
合されることにより、酸化触媒４４の作用を受けて排気
ガス中に含まれるＨＣ，ＣＯ等の燃焼が促進され、マフ
ラ４２外へ排気される排気ガスが浄化される。

【００２１】本実施の形態の４サイクルエンジンでは、
カム軸１２の一端をクランク室６外へ突出させ、突出さ
せたカム軸１２の先端側に配置してオイルポンプ３３と
二次空気供給ポンプ３６とを取り付けている。このカム
軸１２をクランク室６外へ突出させ、及び、オイルポン
プ３３と二次空気供給ポンプ３６とを取り付けた箇所
は、クランク室６外へ突出しているクランク軸９に取り
付けられているスタータ装置３１の投影面内に入る。こ
のため、オイルポンプ３３と二次空気供給ポンプ３６と
の取り付けを行なっても、クランク軸９の軸方向に沿っ
た４サイクルエンジンの横幅寸法を増大させることには
ならず、４サイクルエンジンがオイルポンプ３３と二次
空気供給ポンプ３６とを取り付けているにもかかわらず
コンパクトな構造となる。

【００２２】二次空気供給ポンプ３６内へは、二次空気
が吸入されるとともにブローバイガスも吸入される。従
って、二次空気供給ポンプ３６の摺動部はブローバイガ
ス中に含まれるオイルにより潤滑され、二次空気供給ポ
ンプ３６の耐久性が向上する。

【００２３】二次空気供給ポンプ３６によるマフラ４２
内への二次空気の供給タイミングと排気バルブの開弁タ
イミングとは、図５に示すように同期されている。この
ため、マフラ４２内へ供給した二次空気を排気ガスの浄
化に有効に用いることができ、小型の二次空気供給ポン
プ３６を用いても排気ガスの浄化を良好に行なえるとと
もに、二次空気供給ポンプ３６を小型化することにより
４サイクルエンジンの出力損失が低くなる。

【００２４】

【発明の効果】請求項１記載の発明の４サイクルエンジ
ンの二次空気供給装置によれば、カム室の外周壁を貫通
して一端をこのカム室の外部へ突出させたカム軸の先端
側にこのカム軸の回転により駆動される二次空気供給ポ
ンプを配置することにより、両端部にスタータや冷却フ
ァンが取り付けられたクランク軸を軸方向に延長させる
ことがなく、しかも、二次空気供給ポンプを取り付けた
箇所はクランク軸に取り付けられているスタータ又は冷
却ファンの投影面内に入る箇所であるため、４サイクル
エンジンに二次空気供給ポンプを取り付けてもクランク
軸の軸方向に沿った４サイクルエンジンの横幅寸法を増
大させることにはならず、二次空気供給ポンプを取り付
けた４サイクルエンジンをコンパクトな構造とすること
ができる。さらに、二次空気供給ポンプ内へブローバイ
ガスを吸入させることにより、このブローバイガス中に
含まれるオイルにより二次空気供給ポンプの摺動部を潤
滑し、二次空気供給ポンプの耐久性を向上させることが
できる。

【００２５】請求項２記載の発明の４サイクルエンジン
の二次空気供給装置によれば、４サイクルエンジンの排
気バルブの開弁タイミングに同期させて二次空気供給ポ
ンプからマフラ内へ二次空気を供給するようにしたの
で、少ない二次空気の供給量で効率良く排気ガスの浄化
を行なうことができ、これにより、二次空気供給ポンプ
の小型化を図ることができるとともに二次空気供給ポン
プを小型化することによりこの二次空気供給ポンプを駆
動することに伴う４サイクルエンジンの出力損失を少な
くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す縦断正面図であ
る。

【図２】二次空気供給ポンプの取り付け構造を示す水平
断面図である。

【図３】二次空気供給ポンプに関する配管構造を示す側
面図である。

【図４】二次空気供給ポンプの構造を示す縦断側面図で
ある。

【図５】４サイクルエンジンの排気バルブの開弁タイミ
ングと二次空気供給ポンプからマフラ内へ二次空気の供
給タイミングとを示す説明図である。

【符号の説明】

５ 外周壁 ６ カム室 １２ カム軸 ３６ 二次空気供給ポンプ ４１ ブローバイガス吸入パイプ ４２ マフラ ４３ 二次空気供給パイプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カム室の外周壁を貫通して一端をこのカ
   ム室の外部へ突出させたカム軸と、前記カム室の外部に
   突出した前記カム軸の先端側に配置されてこのカム軸の
   回転により駆動される二次空気供給ポンプと、前記二次
   空気供給ポンプが吸入した二次空気をマフラ内へ供給す
   る二次空気供給パイプと、４サイクルエンジン内で発生
   したブローバイガスを前記二次空気供給ポンプ内へ吸入
   させるブローバイガス吸入パイプとを有することを特徴
   とする４サイクルエンジンの二次空気供給装置。
2. 【請求項２】 ４サイクルエンジンの排気バルブの開弁
   タイミングに同期させて二次空気供給ポンプからマフラ
   内へ二次空気を供給するようにした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二次空気供給装置。