WO2019187091A1 - エンジン - Google Patents

Abstract

エンジン（Ｅ）は、クランクケース本体（１９）と、クランクケース本体（１９）のケース開口部（１９ｂ）を覆うクランクケースカバー（２０）と、クランクシャフト（２）と、クランクケース本体（１９）の内部に位置するシリンダ基部２１ａと、クランクケース本体（１９）の外部に位置するシリンダブロック（２１ｂ）と、を備える。クランクケースカバー（２０）は、クランクケース本体（１９）の上部に着脱可能に取り付けられている。

Description

エンジン

　本発明は、芝刈り機、高圧洗浄機などの作業機に搭載可能なエンジンに関する。

　一般的に、エンジンは、クランクシャフトの両端部を支持する第１及び第２軸受部を有するクランクケースと、ピストンが嵌装されるシリンダと、を備える。例えば、特許文献１には、クランクケースを、第１及び第２軸受部の軸線と斜めに交差する分割面で相互に接合される第１及び第２ケース半体により構成し第１ケース半体にシリンダ及び第１軸受部を一体に形成するとともに、第２ケース半体に第２軸受部を一体に形成したエンジンが記載されている。

日本国特開２０１７－１６０８３３号公報

　しかしながら、特許文献１のエンジン構造では、エンジンのメンテナンスの際に第２ケース半体を取り外すことになるが、第２ケース半体を取り外した場合、ケース開口が下方を向くため、エンジンをフレームから下ろし、ケース開口が上方を向く姿勢でエンジンを分解する必要があり、作業工数が多くなるという課題があった。

　本発明は、メンテナンスの際の作業工数を減らすことができるエンジンを提供する。

　本発明は、
　第１クランクシャフト挿通孔を有する底部と、第１方向の一端部に前記底部が一体に形成され、前記第１方向の他端部にケース開口部を有する筒状部と、を備える、クランクケース本体と、
　第２クランクシャフト挿通孔を有し、前記クランクケース本体の前記ケース開口部を覆うクランクケースカバーと、
　前記第１クランクシャフト挿通孔及び第２クランクシャフト挿通孔に挿通するクランクシャフトと、
　前記クランクケース本体の内部に位置するシリンダ基部と、
　前記クランクケース本体の外部に位置するシリンダブロックと、を備え、
　前記第１方向は、エンジンの上下方向であり、
　前記クランクケースカバーが、前記クランクケース本体の上部に着脱可能に取り付けられている。

　本発明によれば、クランクケースカバーが、クランクケース本体の上部に着脱可能に取り付けられているので、エンジンのメンテナンスの際にクランクケースカバーを取り外すことで、上部からクランクケース本体の内部にアクセスすることができる。

本発明の一実施形態のエンジンの断面図である。 トップカバーを外したエンジンを前方斜め上方から見た斜視図である。 エンジンを前方斜め上方から見た分解斜視図である。 エンジン本体を前方斜め上方から見た分解斜視図である。 クランクケースカバーを外したエンジンの平面図である。 図５のＡ－Ａ断面図である。 エンジンの動弁機構を前方斜め上方から見た斜視図である。 エンジンの動弁機構を前方斜め上方から見た分解斜視図である。

　以下、本発明の一実施形態について、図１～図８を参照して説明する。なお、本実施形態のエンジンＥは、歩行型芝刈り機などに搭載される小型汎用エンジンであり、ＯＨＶエンジンを構成している。本明細書等では説明を簡単且つ明確にするためにクランクシャフト２の軸心方向を上下方向（第１方向）、上下方向と直交し、シリンダ部１ｂが延出する方向を前後方向（第２方向）、上下方向及び前後方向と直交する方向を左右方向と定義し、図面には、エンジンＥの前方をＦｒ、後方をＲｒ、左側をＬ、右側をＲ、上方をＵ、下方をＤ、として示す。

　図１～図３に示すように、本実施形態のエンジンＥは、クランクケース部１ａ及びシリンダ部１ｂを有するエンジン本体１と、クランクケース部１ａに上下方向を向いて回転可能に支持されるクランクシャフト２と、シリンダ部１ｂに摺動自在に嵌装され、コンロッド３を介してクランクシャフト２に連結されるピストン４と、シリンダ部１ｂのヘッド部１ｃに設けられる吸気バルブ５、排気バルブ６及び点火プラグ７と、シリンダ部１ｂのヘッド部１ｃを覆うヘッドカバー８と、クランクシャフト２の回転に応じて吸気バルブ５及び排気バルブ６を動作させる動弁機構９と、クランクシャフト２の上端部に連結されるフライホイール１０と、フライホイール１０の上方に配置され、エンジンＥの始動操作を行うリコイルスタータ１１と、エンジンＥの上部を覆うトップカバー１２と、燃料が貯留される燃料タンク１３と、空気を浄化するエアクリーナ１４と、燃料と空気からなる混合気を生成してシリンダ部１ｂ内に供給するキャブレタ１５と、シリンダ部１ｂから排出される排気を消音しながら排出するマフラ１６と、クランクシャフト２の回転数に応じてキャブレタ１５のスロットルバルブ（図示せず）を自動的に開閉するガバナ機構１７（図５、図６参照）と、エンジン本体１の温度に応じてキャブレタ１５のスロットルバルブを自動的に開閉するオートチョーク機構１８と、を備える。

［エンジン本体］
　図４に示すように、エンジン本体１は、クランクケース本体１９と、クランクケースカバー２０と、シリンダユニット２１と、を備える。

　図４～図６に示すように、クランクケース本体１９は、底部１９ａと、下端部に底部１９ａが一体に形成され、上端部にケース開口部１９ｂを有する筒状部１９ｃと、を備える。底部１９ａの中心部には、クランクシャフト２の下端側が挿通される第１クランクシャフト挿通孔１９ｄが形成され、筒状部１９ｃの前面部には、シリンダユニット２１のシリンダ基部２１ａが挿通するシリンダ挿通孔１９ｅが形成されている。なお、図４中、符号１９ｉは、クランクケース部１ａの内部に溜まったオイルを排出するドレン開口である。

　図４に示すように、クランクケースカバー２０は、クランクケース本体１９のケース開口部１９ｂを覆い、クランクケース本体１９と一緒にエンジン本体１のクランクケース部１ａを構成している。クランクケースカバー２０の中心部には、クランクシャフト２の上端側が挿通される第２クランクシャフト挿通孔２０ａが形成されている。図１に戻って、クランクケースカバー２０の第２クランクシャフト挿通孔２０ａに隣接して設けられる第２軸受２２と、クランクケース本体１９の第１クランクシャフト挿通孔１９ｄに隣接して設けられる第１軸受２３と、の間でクランクシャフト２が回転可能に支持される。

　クランクケースカバー２０は、複数のボルトＢ１を介してクランクケース本体１９の上端部に着脱可能に取り付けられる。具体的に説明すると、クランクケースカバー２０の周縁部には、上方からボルトＢ１が挿通される複数のボルト挿通孔２０ｂが形成される一方、クランクケース本体１９の上端部には、上方からボルトＢ１が締結される複数のボルト締結孔１９ｆが形成されており、ボルト挿通孔２０ｂを介してボルト締結孔１９ｆにボルトＢ１を締結することにより、クランクケース本体１９にクランクケースカバー２０が取り付けられ、逆に、ボルト締結孔１９ｆに対するボルトＢ１の締結を解除することにより、クランクケース本体１９からクランクケースカバー２０を取り外すことが可能になる。

　このようなクランクケース本体１９及びクランクケースカバー２０によれば、エンジンＥのメンテナンスの際にクランクケースカバー２０を取り外すことで、上部からクランクケース本体１９の内部にアクセスすることができる。特に、クランクシャフト２を取り換える際には、クランクケースカバー２０を取り外し、クランクシャフト２を抜き取ることで、容易にクランクシャフト２を交換することが可能になる。

　図４～図６に示すように、シリンダユニット２１は、クランクケース本体１９のシリンダ挿通孔１９ｅに前方から挿通され、クランクケース本体１９の内部に位置するシリンダ基部２１ａと、シリンダ基部２１ａから前方に延出し、クランクケース本体１９の外部に位置するシリンダブロック２１ｂと、を備え、シリンダユニット２１が単体でエンジン本体１のシリンダ部１ｂを構成するとともに、シリンダブロック２１ｂの前端部がヘッド部１ｃを構成している。シリンダ基部２１ａ及びシリンダブロック２１ｂの円筒部内周面は、ピストン４との摺動面であるシリンダボア２１ｃを構成し、シリンダブロック２１ｂの外周部には、多数の冷却フィン２１ｄが突設されている。

　このようなシリンダユニット２１によれば、ボア径が異なる複数種類のシリンダユニット２１を用意することにより、クランクケース本体１９及びクランクケースカバー２０を共通化しつつ、シリンダユニット２１を取り換えるだけで排気量の異なるエンジン本体１を提供することが可能になる。

　シリンダユニット２１は、複数のボルトＢ２、Ｂ３を介してクランクケース本体１９に着脱可能に取り付けられている。例えば、シリンダブロック２１ｂの後端部に、前方からボルトＢ２が挿通される複数のボルト挿通孔（図示せず）を形成する一方、クランクケース本体１９の前端部に、前方からボルトＢ２が締結される複数のボルト締結孔１９ｇを形成すれば、シリンダブロック２１ｂのボルト挿通孔を介してボルト締結孔１９ｇにボルトＢ２を締結することにより、クランクケース本体１９にシリンダユニット２１を取り付けることができ、逆に、ボルト締結孔１９ｇに対するボルトＢ２の締結を解除することにより、クランクケース本体１９からシリンダユニット２１を取り外すことが可能になる。

　ただし、本実施形態のエンジン本体１では、複数のボルトＢ２、Ｂ３を介してシリンダユニット２１をクランクケース本体１９に着脱可能に取り付けるにあたり、上端部側のボルトＢ３は、クランクケース本体１９の内部からシリンダユニット２１に締結するようにしている。具体的に説明すると、クランクケース本体１９の前端部には、クランクケース本体１９の内部から前方に向かってボルトＢ３が挿通される複数のボルト挿通孔１９ｈが形成される一方、シリンダブロック２１ｂの後端部には、後方からボルトＢ３が締結される複数のボルト締結孔（図示せず）が形成されており、ボルトＢ３は、クランクケース本体１９のボルト挿通孔１９ｈを介してシリンダブロック２１ｂのボルト締結孔に締結される。

　このようなシリンダユニット２１の取付構造によれば、少なくともシリンダブロック２１ｂの上端部側に、ボルトＢ３を前方から締結させるためのスペースを形成する必要がないので、シリンダブロック２１ｂの外部構造（例えば、冷却フィン２１ｄ）を邪魔することなく、シリンダユニット２１をクランクケース本体１９に取り付けることができ、エンジンＥの冷却性能などを向上させることが可能になる。

［動弁機構］
　図６～図８に示すように、動弁機構９は、クランクシャフト２に固着されるタイミングギヤ２４と、クランクケース本体１９の底部１９ａに回転可能に支持されるカムシャフト２５と、クランクケース本体１９の底部１９ａに段付ボルト２６を介して揺動可能に支持される一対のリフタ２７と、シリンダブロック２１ｂの前端部にロッカアームシャフト２８を介して揺動可能に支持され、一端部が吸気バルブ５又は排気バルブ６の前端部に当接する一対のロッカアーム２９と、シリンダユニット２１の下部に形成されるプッシュロッド収容部２１ｅに収容され、一対のロッカアーム２９の他端部にそれぞれリフタ２７を連結させる一対のプッシュロッド３０と、吸気バルブ５及び排気バルブ６をそれぞれ閉弁方向に付勢する一対のバルブスプリング３１と、を備える。

　カムシャフト２５は、タイミングギヤ２４と噛み合い、タイミングギヤ２４に２分の１の減速比で回転駆動されるギヤ部２５ａと、ギヤ部２５ａの回転駆動に応じて一対のリフタ２７を交互に押すカム部２５ｂと、を備える。カム部２５ｂがリフタ２７を押すと、プッシュロッド３０を介して対応するロッカアーム２９の他端部が押され、該ロッカアーム２９の一端部に連結される吸気バルブ５又は排気バルブ６が開く一方、カム部２５ｂによるリフタ２７の押しが解除されると、バルブスプリング３１の付勢力で吸気バルブ５又は排気バルブ６が閉じる。

　本実施形態のカムシャフト２５は、シリンダユニット２１のシリンダ基部２１ａよりも下方に配置されている。このようにカムシャフト２５を配置すると、エンジンＥのメンテナンスの際にクランクケースカバー２０を取り外すだけで、カムシャフト２５を取り外さなくても、上部からクランクケース本体１９の内部にアクセスすることができる。

　図６中、符号２１ｇは、プッシュロッド収容部２１ｅの後壁２１ｆに設けられた連通孔である。連通孔２１ｇは、クランクケース本体１９のドレン開口１９ｉからクランクケース部１ａの内部に溜まったオイルを外部に排出する際に最下部となる位置に設けられ、ヘッド部１ｃ及びプッシュロッド収容部２１ｅに溜まったオイルをクランクケース部１ａに導出する。したがって、オイル排出時にプッシュロッド収容部２１ｅにオイルが溜まるのをより確実に抑制できる。

　なお、前述した実施形態は、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、前述した実施形態では、前後方向を第２方向として説明したが、第２方向は左右方向としてもよい。
　また、前述した実施形態では、シリンダユニット２１をクランクケース本体１９に着脱可能としたが、シリンダユニット２１はクランクケース本体１９と一体に形成されていてもよい。

［総括］
　本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。

　（１）　第１クランクシャフト挿通孔（第１クランクシャフト挿通孔１９ｄ）を有する底部（底部１９ａ）と、第１方向の一端部に前記底部が一体に形成され、前記第１方向の他端部にケース開口部（ケース開口部１９ｂ）を有する筒状部（筒状部１９ｃ）と、を備える、クランクケース本体（クランクケース本体１９）と、
　第２クランクシャフト挿通孔（第２クランクシャフト挿通孔２０ａ）を有し、前記クランクケース本体の前記ケース開口部を覆うクランクケースカバー（クランクケースカバー２０）と、
　前記第１クランクシャフト挿通孔及び第２クランクシャフト挿通孔に挿通するクランクシャフト（クランクシャフト２）と、
　前記クランクケース本体の内部に位置するシリンダ基部（シリンダ基部２１ａ）と、
　前記クランクケース本体の外部に位置するシリンダブロック（シリンダブロック２１ｂ）と、を備え、
　前記第１方向は、エンジン（エンジンＥ）の上下方向であり、
　前記クランクケースカバーが、前記クランクケース本体の上部に着脱可能に取り付けられている、エンジン。

　（１）によれば、クランクケースカバーが、クランクケース本体の上部に着脱可能に取り付けられているので、エンジンのメンテナンスの際にクランクケースカバーを取り外すことで、上部からクランクケース本体の内部にアクセスすることができる。特に、クランクシャフトを取り換える際には、クランクケースカバーを取り外し、クランクシャフトを抜き取ることで、容易にクランクシャフトを交換することができる。

　（２）　（１）に記載のエンジンであって、
　前記クランクケース本体の内部には、カムシャフト（カムシャフト２５）が設けられ、
　前記カムシャフトは、前記シリンダ基部よりも下方に配置されている、エンジン。

　（２）によれば、カムシャフトがシリンダ基部よりも下方に配置されているので、エンジンのメンテナンスの際にクランクケースカバーを取り外すだけで、カムシャフトを取り外さなくても、上部からクランクケース本体の内部にアクセスすることができる。

　（３）　（１）又は（２）に記載のエンジンであって、
　前記エンジンは、動弁機構（動弁機構９）を備え、
　該動弁機構は、
　前記クランクシャフトに固着されるタイミングギヤ（タイミングギヤ２４）と、
　前記クランクケース本体の前記底部に回転可能に支持されるカムシャフト（カムシャフト２５）と、
　前記クランクケース本体の前記底部に揺動可能に支持される一対のリフタ（リフタ２７）と、
　ロッカアームシャフト（ロッカアームシャフト２８）を介して揺動可能に支持され、一端部が吸気バルブ（吸気バルブ５）又は排気バルブ（排気バルブ６）に当接する一対のロッカアーム（ロッカアーム２９）と、
　該一対のロッカアームの他端部に前記一対のリフタを連結させる一対のプッシュロッド（プッシュロッド３０）と、
　前記吸気バルブ及び前記排気バルブをそれぞれ閉弁方向に付勢する一対のバルブスプリング（バルブスプリング３１）と、を備え、
　前記一対のプッシュロッドは、前記シリンダブロックの下部に形成されるプッシュロッド収容部（プッシュロッド収容部２１ｅ）に収容されている、エンジン。

　（３）によれば、動弁機構の一対のプッシュロッドが、シリンダブロックの下部に形成されるプッシュロッド収容部に収容されているので、エンジンのメンテナンスの際にクランクケースカバーを取り外すだけで、プッシュロッドを取り外さなくても、上部からクランクケース本体の内部にアクセスすることができる。また、プッシュロッド収容部がシリンダブロックの下部に一体的に形成されることで、部品点数を削減でき、製造コストを下げることができる。

　（４）　（３）に記載のエンジンであって、
　前記プッシュロッド収容部には、前記クランクケース本体の内部に連通する連通孔（連通孔２１ｇ）が設けられている、エンジン。

　（４）によれば、プッシュロッド収容部に溜まった連通孔を通ってクランクケース本体の内部に流れるので、プッシュロッド収容部にオイルが溜まるのを抑制できる。

　（５）　（４）に記載のエンジンであって、
　前記連通孔は、前記クランクケース本体のドレン開口（ドレン開口１９ｉ）から前記クランクケース本体の内部に溜まったオイルを外部に排出する際に最下部となる位置に設けられている、エンジン。

　（５）によれば、連通孔は、クランクケース本体のドレン開口からクランクケース本体の内部に溜まったオイルを外部に排出する際に最下部となる位置に設けられているので、オイル排出時にプッシュロッド収容部にオイルが溜まるのをより確実に抑制できる。

Ｅ　エンジン
２　クランクシャフト
５　吸気バルブ
６　排気バルブ
９　動弁機構
１９　クランクケース本体
１９ａ　底部
１９ｂ　ケース開口部
１９ｃ　筒状部
１９ｄ　第１クランクシャフト挿通孔
１９ｅ　シリンダ挿通孔
１９ｉ　ドレン開口
２０　クランクケースカバー
２０ａ　第２クランクシャフト挿通孔
２１　シリンダユニット
２１ａ　シリンダ基部
２１ｂ　シリンダブロック
２１ｇ　連通孔
２１ｅ　プッシュロッド収容部
２４　タイミングギヤ
２５　カムシャフト
２７　リフタ
２８　ロッカアームシャフト
２９　ロッカアーム
３０　プッシュロッド
３１　バルブスプリング

Claims (5)

1. 　第１クランクシャフト挿通孔を有する底部と、第１方向の一端部に前記底部が一体に形成され、前記第１方向の他端部にケース開口部を有する筒状部と、を備える、クランクケース本体と、
   　第２クランクシャフト挿通孔を有し、前記クランクケース本体の前記ケース開口部を覆うクランクケースカバーと、
   　前記第１クランクシャフト挿通孔及び第２クランクシャフト挿通孔に挿通するクランクシャフトと、
   　前記クランクケース本体の内部に位置するシリンダ基部と、
   　前記クランクケース本体の外部に位置するシリンダブロックと、を備え、
   　前記第１方向は、エンジンの上下方向であり、
   　前記クランクケースカバーが、前記クランクケース本体の上部に着脱可能に取り付けられている、エンジン。
2. 　請求項１に記載のエンジンであって、
   　前記クランクケース本体の内部には、カムシャフトが設けられ、
   　前記カムシャフトは、前記シリンダ基部よりも下方に配置されている、エンジン。
3. 　請求項１又は２に記載のエンジンであって、
   　前記エンジンは、動弁機構を備え、
   　該動弁機構は、
   　前記クランクシャフトに固着されるタイミングギヤと、
   　前記クランクケース本体の前記底部に回転可能に支持されるカムシャフトと、
   　前記クランクケース本体の前記底部に揺動可能に支持される一対のリフタと、
   　ロッカアームシャフトを介して揺動可能に支持され、一端部が吸気バルブ又は排気バルブに当接する一対のロッカアームと、
   　該一対のロッカアームの他端部に前記一対のリフタを連結させる一対のプッシュロッドと、
   　前記吸気バルブ及び前記排気バルブをそれぞれ閉弁方向に付勢する一対のバルブスプリングと、を備え、
   　前記一対のプッシュロッドは、前記シリンダブロックの下部に形成されるプッシュロッド収容部に収容されている、エンジン。
4. 　請求項３に記載のエンジンであって、
   　前記プッシュロッド収容部には、前記クランクケース本体の内部に連通する連通孔が設けられている、エンジン。
5. 　請求項４に記載のエンジンであって、
   　前記連通孔は、前記クランクケース本体のドレン開口から前記クランクケース本体の内部に溜まったオイルを外部に排出する際に最下部となる位置に設けられている、エンジン。
    

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