(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸（２）の両端部を支持する第１及び第２軸受部（１３1 ，１３2 ）を有するクランクケース（３）と、ピストン（４）が嵌装されるシリンダボア（５ａ）を有する、ヘッド一体型のシリンダバレル（５）とからエンジン本体（１）を構成した四サイクルエンジンにおいて、
クランクケース（３）を、第１及び第２軸受部（１３1 ，１３2 ）の軸線と斜めに交差する分割面（Ｐ）で相互に接合される第１及び第２ケース半体（３1 ，３2 ）より構成し、その第１ケース半体（３1 ）にシリンダバレル（５）及び第１軸受部（１３1 ）を一体に成形してエンジンブロック（１ａ）を構成し、また第２ケース半体（３2 ）に第２軸受部（１３2 ）を一体に成形し、前記エンジンブロック（１ａ）の、第１軸受部（１３1 ）を一体に有する外側壁の外側面には、それとの間に動弁室（１５）を画成するサイドカバー（１４）を接合し、その動弁室（１５）には、該動弁室（１５）を横切って両端がエンジンブロック（１ａ）の前記外側壁とサイドカバー（１４）とで支持された中間軸（２１）に支持されると共にクランク軸（２）に駆動される被動タイミングギヤ（２２）と、この被動タイミングギヤ（２２）に連設されたカム（２３）とを備えた動弁機構（１９）を収容したことを特徴とする、四サイクルエンジン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、四サイクルエンジン、特に、クランク軸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ボアを有する、ヘッド一体型のシリンダバレルとからエンジン本体を構成したものゝ改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かゝる四サイクルエンジンにおいて、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ケース半体より構成し、その第１ケース半体にシリンダバレル及び第１軸受部を、また第２ケース半体に第２軸受部をそれぞれ一体に成形したものは、例えば特開平８−１７７４４１号公報に開示されているように、公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この種のエンジンでは、ピストンからクランク軸に加わる荷重によりクランク軸に発生する曲げモーメントを軽減してクランク軸の耐久性を高めるために、クランク軸の両端部を支持する第１及び第２軸受部の間隔を極力狭めることは有効である。
【０００４】
しかしながら、上記従来のものでは、クランク軸に連結する動弁機構を第２ケース半体の内側に隣接して配設していているため、この動弁機構に邪魔されて第１及び第２軸受部の間隔を狭めようとする場合、動弁機構が障害となる。即ち、少なくとも一方の軸受部は、動弁機構に邪魔されてクランク軸のクランク部に隣接させることはできない。また、エンジンの組立時には、第１及び第２ケース半体を結合する前に動弁機構の一部をクランク軸に仮組みすることを余儀なくされるので、組立性も良好であるとは言い難い。
【０００５】
本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、クランク軸の両端部を支持する第１及び第２軸受部の間隔を、動弁機構に干渉されることなく狭め得て、クランク軸の耐久性向上を図ることができ、しかも、第１及び第２ケース半体の結合後に動弁機構をクランク軸に組付けることができて組立性が良好となる、前記四サイクルエンジン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】
上記目的を達成するために、本発明は、クランク軸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ボアを有する、ヘッド一体型のシリンダバレルとからエンジン本体を構成した四サイクルエンジンにおいて、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ケース半体より構成し、その第１ケース半体にシリンダバレル及び第１軸受部を一体に成形してエンジンブロックを構成し、また第２ケース半体に第２軸受部を一体に成形し、前記エンジンブロックの、第１軸受部を一体に有する外側壁の外側面には、それとの間に動弁室を画成するサイドカバーを接合し、その動弁室には、該動弁室を横切って両端がエンジンブロックの前記外側壁とサイドカバーとで支持された中間軸に支持されると共にクランク軸に駆動される被動タイミングギヤと、この被動タイミングギヤに連設されたカムとを備えた動弁機構を収容したことを特徴とする。
【０００７】
この特徴によれば、エンジンブロックの、第１軸受部を一体に有する外側壁と、その外側面に接合されるサイドカバーとの間に動弁室が画成され、その動弁室には、該動弁室を横切って両端がエンジンブロックの前記外側壁とサイドカバーとで支持された中間軸に支持されると共にクランク軸に駆動される被動タイミングギヤと、この被動タイミングギヤに連設されたカムとを備えた動弁機構を収容されるので、この動弁室に収容される動弁機構に何等干渉されることなく、第１及び第２ケース半体に形成した第１及び第２軸受部をクランク軸のクランク部の両端にそれぞれ隣接させて、それらの間隔を最小にすることができ、したがってピストンからクランク軸に加わる曲げモーメントが減少する。
【０００８】
しかも、第１及び第２ケース半体の結合後でも、サイドカバーの外した状態で動弁機構の組込みを容易に行うことができる。
【０００９】
さらに、比較的小部品である第２ケース半体及びサイドカバーの形状を変更するだけで、種々の用途に対応し得る各種形態の四サイクルエンジンを安価に提供することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示す本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１１】
図１は標準型に構成した四サイクルエンジンの縦断正面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は図１の３−３線断面図、図４は発電機駆動用に構成した四サイクルエンジンの縦断正面図、図５は芝刈り用に構成した四サイクルエンジンの縦断正面図、図６はハンドヘルド型に構成した四サイクルエンジンの縦断正面図である。
【００１２】
先ず、図１〜図３により、本発明を標準のホリゾンタル型四サイクルエンジンに適用した場合について説明する。
【００１３】
図１及び図２において、符号Ｅは四サイクルエンジンを示し、そのエンジン本体１は、クランク軸２を水平に支持するクランクケース３と、ピストン４が摺動自在に嵌装されるシリンダボア５ａを有するシリンダバレル５と、ピストン４の頂面との間に燃焼室６を画成するシリンダヘッド１８とからなっており、クランク軸２のクランク部２ｃは、コンロッド７を介してピストン４に連接される。シリンダヘッド１８には吸気及び排気弁８，９並びに点火栓１０が設けられる。
【００１４】
クランクケース３は、クランク軸２の軸線と斜めに交差する分割面Ｐで接合される第１ケース半体３1 と第２ケース半体３2 とから構成され、その第１ケース半体３1 ，シリンダバレル５及びシリンダヘッド１８の三者は鋳造により一体に成形されて、エンジンブロック１ａを構成する。第１及び第２ケース半体３1 ，３2 は、複数のボルト１１，１１…（図２参照）により分離可能に接合される。
【００１５】
クランク軸２は、クランク部２ｃの両側に隣接して第１及び第２ジャーナル部２ｊ1 ，２ｊ2 が形成されており、これら第１及び第２ジャーナル２ｊ1 ，２ｊ2 をボールベアリング１２1 ，１２2 を介して支持する第１及び第２軸受部１３1 ，１３2 が第１及び第２ケース半体３1 ，３2 にそれぞれ一体に成形される。
【００１６】
エンジンブロック１ａの、前記分割面Ｐと反対側の外側面、即ち第１軸受部１３1 を一体に有する外側壁の外側面には、それとの間に動弁室１５を画成するサイドカバー１４が複数のボルト（図示せず）により接合される。第２ケース半体３2 及びサイドカバー１４には、クランク軸２の外周面に密接するオイルシール１６1 ，１６2 がそれぞれ装着される。
【００１７】
第１ケース半体３1 には、第１軸受部１３1 の下方で動弁室１５及びクランクケース３内部を相互に連通する開口部３０が設けられ、これによりクランクケース３内部から動弁室１５にかけて、それらの底部に潤滑オイルを貯留する油溜め１７が形成される。
【００１８】
動弁室１５の上部は、シリンダバレル５の側壁内を通ってシリンダヘッド１８の上方にまで延びており、その動弁室１５の上部は、シリンダヘッド１８の上面に接合されるヘッドカバー１８ａにより閉鎖される。動弁室１５には、クランク軸２の回転により前記吸気及び排気弁８，９を開閉駆動する動弁機構１９が配設される。
【００１９】
図１及び図３に示すように、動弁機構１９は、第１軸受部１３1 の外側でクランク軸２に固着される駆動タイミングギヤ２０と、中間軸２１に支持されて駆動タイミングギヤ２０から２分に１の減速比で駆動される被動タイミングギヤ２２と、この被動タイミングギヤ２２の一端に連設されたカム２３と、このカム２３により揺動されるべく、カムフォロワ軸２４に支持される一対のカムフォロワ２５，２５と、ロッカ軸２６に支持されてそれぞれ一端を前記吸気及び排気弁８，９の弁頭に当接させる一対のロッカアーム２７，２７と、これらロッカアーム２７，２７の他端に前記カムフォロワ２５，２５をそれぞれ連接させる一対のプッシュロッド２８，２８と、吸気及び排気弁８，９をそれぞれ閉弁方向に付勢する弁ばね２９，２９とからなっており、カム２３のリフト面がカムフォロワ２５，２５を介してプッシュロッド２８，２８を押し上げると、吸気弁８又は排気弁９が開き、カム２３のベース面がカムフォロワ２５、２５に対面すると、弁ばね２９，２９の付勢力で吸気弁８又は排気弁９が閉じるようになっている。
【００２０】
尚、上記中間軸２１及びカムフォロワ軸２４は、エンジンブロック１ａの前記外側壁とサイドカバー１４とにより両端部を支持される。
【００２１】
サイドカバー１４には、クランク軸２の下方で前記駆動タイミングギヤ２０により駆動される調速用遠心ガバナー３３が取付けられる。この遠心ガバナー３３は、サイドカバー１４の内壁に固設された支持軸３４に支持される回転盤３５と、支持軸３４に摺動自在に嵌合する筒状のスライダー３６と、このスライダー３６を挟んで回転盤３５に揺動自在に軸支される複数の振り子式遠心重錘３７とで構成され、各遠心重錘３７は、これが遠心力により半径方向外方へ揺動するときスライダー３６を一方向に摺動させる作動腕３７ａを備えている。このスライダー３６が上記一方向へ摺動すると、従来普通のように、リンク機構３８を介して気化器のスロットル弁（図示せず）を閉じ側へ作動し、エンジン回転数を設定値に制御するようになっている。
【００２２】
上記支持軸３４は、その先端を第２軸受部１３2 の方向に向けた傾斜姿勢をもってサイドカバー１４に固設され、これにより回転盤３５は、その回転面が下方に向かってシリンダボア５ａの軸線に近づく傾斜姿勢に保たれる。この回転盤３５の外周には、前記駆動タイミングギヤ２０に噛合する被動ギヤ４０と、この被動ギヤ４０に隣接する複数枚のオイル飛散羽根４１とが一体に形成され、これら被動ギヤ４０及びオイル飛散羽根４１の下部が前記油溜め１７のオイルに浸漬されるよう、回転盤３５は配置される。
【００２３】
図１に示すように、前記コンロッド７の下端には、コンロッド７の上下動及び揺動により油溜め１７のオイルを飛散させるオイルディッパ４２がボルト４３により固着される。  クランク軸２の、第２ケース半体３2 外に突出する一端部には、冷却ファン４４を一体に形成したフライホイール４５が固着され、クランク軸２の、サイドカバー１４外に突出した他端部には、水平状態で使用される作業機器Ａ、例えば水ポンプのロータが連結される。
【００２４】
而して、エンジンＥの組立てに際しては、クランク軸２の第１及び第２ジャーナル２ｊ1 ，２ｊ2 にボールベアリング１２1 ，１２2 を装着し、これらボールベアリング１２1 ，１２2 を第１及び第２ケース半体３1 ，３2 の第１及び第２軸受部１３1 ，１３2 内に嵌装して、両ケース半体３1 ，３2 を相互にボルト結合する。その後、第１軸受部１３1 外側の動弁室１５において動弁機構１９を組立て、最後にサイドカバー１４及びヘッドカバー１８ａをエンジンブロック１ａにボルト結合する。このように、第１及び第２ケース半体３1 ，３2 を結合して、クランク軸２を確実に支持した状態で、動弁機構１９を組立てるようにしたので、従来のような仮組みをする必要がなく、その組立性が良好となる。  エンジンＥの運転中、膨張行程や圧縮行程により、ピストン４からコンロッド７を介してクランク軸２のクランク部２ｃに荷重が加わると、その荷重を第１及び第２ケース半体３1 ，３2 の第１及び第２軸受部１３1 ，１３2 が支承することに伴い、特に両軸受部１３1 ，１３2 間でクランク軸２に曲げモメントが発生するが、その曲げモーメントは、両軸受部１３1 ，１３2 の間隔Ｌが狭いほど、小さい。ところで、前述のように、動弁機構１９を第１軸受部１３1 外側の動弁室１５に配設して、両軸受部１３1 ，１３2 を、動弁機構１９に何等邪魔されることなくクランク部２ｃの両端に隣接させ、それらの間隔Ｌを最小にしてあるので、上記曲げモーメントを最小に抑えことができ、クランク軸２の耐久性向上に寄与し得る。
【００２５】
またエンジンＥの運転中は、クランク軸２により遠心ガバナー３３が駆動されるので、その回転盤３５の被動ギヤ４０及び飛散羽根４１が油溜め１７のオイルを攪拌しながら上方へ飛散させ、その飛散油によって、動弁機構１９、その他各部を潤滑することができる。
【００２６】
第２ケース半体３2 及びサイドカバー１４は、エンジンブロック１ａとは異なり、比較的小部品であるので、これらの形状や構造を変更するだけで、次のような種々の用途に対応し得る各種形態の四サイクルエンジンＥを安価に提供することができる。
【００２７】
図４は、第２ケース半体３2 を変更して、エンジンＥを発電機駆動用に構成した例を示すものである。即ち、第２ケース半体３2 の外側面には複数のステータ取付けボス４７が一体に突設され、これらに発電機４８のステータ４８ｓがボルト４９により固着され、このステータ４８ｓを囲繞するロータ４８ｒはクランク軸２に固着される。また第２ケース半体３2 の底壁にはアラート取付け孔５０が設けられ、これにオイルアラート５１のハウジング５２が嵌着される。而して、エンジンＥの作動により、ロータ４８ｒを回転駆動して発電することができる。
【００２８】
ハウジング５２の底壁中心部には、液密のスイッチ筒５３が一体に形成され、その内部にリードスイッチ５４が収納され、スイッチ筒５３の外周には、内周面に永久磁石５５を埋設した環状のフロート５６が昇降自在に嵌装される。ハウジング５２には、その内部をクランクケース３の油溜め１７と連通する通孔５７が設けられ、油溜め１７のオイルが出入りするようになっている。したがって、油溜め１７のオイルレベルが規定レベル以下に低下すると、  そのオイルに浮ぶフロート５６も下降して、磁石５５がリードスイッチ５４に近接し、その磁力の作用で該スイッチ５４を閉じることにより、図示しない警報器を自動的に作動することができる。
【００２９】
図５は、サイドカバー１４を変更して、エンジンＥを芝刈り機駆動用のバーチカル型の構成した例を示すものである。即ち、サイドカバー１４の外側面には、複数のハウジング取付けボス５９が一体に形成される。そしてサイドカバー１４を下向きにしてエンジンＥは芝刈機の刈刃ハウジング６０上に搭載され、この刈刃ハウジング６０が上記ハウジング取付けボス５９にボルト６１により固着される。この刈刃ハウジング６０内でクランク軸２に刈刃６２と、図示しない駆動車輪をベルト駆動するための駆動プーリ６３とが取付けられる。
【００３０】
このように、エンジンＥがバーチカル型として使用される場合は、サイドカバー１４を下向きにして、動弁室１５に、動弁機構１９の一部をオイルに浸漬せる油溜め１７が形成されるようにする。これにより動弁機構１９を支障なく潤滑することができる。
【００３１】
一方、遠心ガバナー３３の下部は、新たな油溜め１７のオイルに依然浸漬された状態に置かれるので、その回転盤３５の被動ギヤ４０及び飛散羽根４１がオイルを攪拌しながら上方へ飛散させ、クランクケース３の内面に反射させて、クランク軸２及びピストン４周りを確実に潤滑することができる。
【００３２】
尚、このようなバーチカル型エンジンＥの場合には、コンロッド７に付設したオイルディッパ４２は、本来のオイル飛散機能を発揮し得ないので、これを取外しても差し支えはない。
【００３３】
図６は、第２ケース半体３2 を変更して、エンジンＥを、例えば動力トリマを駆動するようなハンドヘルド型に構成した場合を示すものである。即ち、第２ケース半体３2 には、オイルを一定量貯留するオイルタンク６５が形成され、そのオイルを攪拌してオイルミストを生成するオイルスリンガ６６がクランク軸２に固着される。オイルタンク６５内で生成されたオイルミストは、第２ケース半体３2 の通孔６７を通ってクランクケース３内部に進入してクランク軸２及びピストン４周りを潤滑し、さらに動弁室１５に進んで動弁機構１９を潤滑し、潤滑を終えて液化したオイルは、第２ケース半体３2 に設けた戻し管６８を通してオイルタンク６５に還流する。このように、エンジン各部をオイルミストで潤滑するようにしたので、エンジンＥをどのような傾斜状態で使用するとも、潤滑に支障を来すことはない。
【００３４】
クランク軸２に固着したフライホイール４５には、クランク軸２の回転数が一定値以上となったとき、フライホイール４５及び作業機Ｂ間を接続する遠心クラッチ６９が設けられる。
【００３５】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
【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ボアを有する、ヘッド一体型のシリンダバレルとからエンジン本体を構成した四サイクルエンジンにおいて、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ケース半体より構成し、その第１ケース半体にシリンダバレル及び第１軸受部を一体に成形してエンジンブロックを構成し、また第２ケース半体に第２軸受部を一体に形成し、エンジンブロックの、第１軸受部を一体に有する外側壁の外側面には、それとの間に動弁室を画成するサイドカバーを接合し、その動弁室には、該動弁室を横切って両端がエンジンブロックの前記外側壁とサイドカバーとで支持された中間軸に支持されると共にクランク軸に駆動される被動タイミングギヤと、この被動タイミングギヤに連設されたカムとを備えた動弁機構を収容したので、動弁機構が第１軸受部外側の動弁室に収容されることとなり、その動弁機構に何等干渉されることなく、第１及び第２軸受部をクランク軸のクランク部の両端に隣接させて、それらの間隔を最小にすることができ、したがってクランク軸に加わる曲げモーメントを減少させ、その耐久性の向上を図ることができる。しかも、第１及び第２ケース半体の結合後でも、サイドカバーの外した状態で動弁機構の組込みを容易に行うことができ、組立性が良好である。その上、比較的小部品である第２ケース半体及びサイドカバーの形状を変更するだけで、種々の用途に対応し得る各種形態の四サイクルエンジンを安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】標準型に構成した四サイクルエンジンの縦断正面図。
【図２】図１の２−２線断面図。
【図３】図１の３−３線断面図。
【図４】発電機駆動用に構成した四サイクルエンジンの縦断正面図。
【図５】芝刈り用に構成した四サイクルエンジンの縦断正面図。
【図６】ハンドヘルド型に構成した四サイクルエンジンの縦断正面図。
【符号の説明】
Ｅ・・・・四サイクルエンジン
Ｐ・・・・分割面
１・・・・エンジン本体
１ａ・・・エンジンブロック
２・・・・クランク軸
３・・・・クランクケース
３1 ・・・第１ケース半体
３2 ・・・第２ケース半体
４・・・・ピストン
５・・・・シリンダバレル
５ａ・・・シリンダボア
１３1 ・・第１軸受部
１３2 ・・第２軸受部
１４・・・サイドカバー
１５・・・動弁室
１９・・・動弁機構
２１・・・中間軸
２２・・・被動タイミングギヤ
２３・・・カム
【図１】
0003566087.tif 000002
【図２】
0003566087.tif 000003
【図３】
0003566087.tif 000004
【図４】
0003566087.tif 000005
【図５】
0003566087.tif 000006
【図６】
0003566087.tif 000007