(57)【要約】【課題】  ＯＨＣ型エンジンにおける動弁カムの潤滑性能を向上させることである。【解決手段】  吸気バルブと排気バルブを開閉するカム軸３３はシリンダヘッドに設けられており、カム軸３３にはクランク軸に固定される駆動側プーリとの間でタイミングベルト３７が掛け渡される従動側プーリ３６が固定されている。従動側プーリ３６の外周部にはタイミングベルト３７の歯３７ａが係合する複数の歯溝７２が周方向に並んで形成され、これらの歯溝７２は一対のフランジ部３６ｃにより挟まれている。各歯溝７２にはそれぞれ動弁カム３４に向けて貫通する貫通孔７４が形成されており、タイミングベルト３７に付着した潤滑油Ｌは歯溝７２から貫通孔７４を介して動弁カム３４に供給される。【選択図】    図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁と排気弁とを開閉するカム軸がシリンダヘッドに設けられるＯＨＣ型エンジンの潤滑装置であって、
クランク軸に固定される駆動側プーリとの間でタイミングベルトが掛け渡される従動側プーリを前記カム軸に固定し、
前記従動側プーリの前記タイミングベルトが係合する歯溝に前記カム軸の動弁カムに向けて貫通する貫通孔を形成し、
前記タイミングベルトに付着した潤滑油を前記貫通孔を介して前記動弁カムに供給することを特徴とするＯＨＣ型エンジンの潤滑装置。
【請求項２】
請求項１記載のＯＨＣ型エンジンの潤滑装置において、前記クランク軸がクランクケースに上下方向を向いて装着されることを特徴とするＯＨＣ型エンジンの潤滑装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のＯＨＣ型エンジンの潤滑装置において、前記歯溝を挟む一対のフランジ部を前記従動側プーリに設けることを特徴とするＯＨＣ型エンジンの潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は吸気弁と排気弁とを開閉するカム軸がシリンダヘッドに設けられるＯＨＣ型エンジンの潤滑装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＨＣ（Over Head Camshaft）型エンジンは吸気弁と排気弁とを開閉するカム軸がシリンダヘッドに設けられるタイプのエンジンであり、カム軸の駆動はクランク軸に固定される駆動側プーリとカム軸に固定される従動側プーリとに掛け渡されるタイミングプーリを介して行われる。
【０００３】
このようなＯＨＣ型エンジンにおいては、クランク軸が装着されるクランクケースの下端部は潤滑油を収容するオイルパンとなっており、オイルパン内の潤滑油はクランク軸に取り付けられる撥上げ具等によりケース内に撥ね上げられて、クランク軸を回転自在に支持する軸受やクランク軸のジャーナル部等の摺動面に供給される。
【０００４】
しかしながら、クランク軸に取り付けられる撥上げ具によっては、クランク軸から離れたシリンダヘッドに設けられる動弁カムにまで直接潤滑油を供給することは困難である。そこで、特許文献１に記載されるＯＨＣ型エンジンでは、クランクケース内に案内壁を設け、羽根車により撥ね上げられた潤滑油をこの案内壁によって動弁カムへ案内するようにしている。
【特許文献１】特開平１０−１４１０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載のように、クランクケース内に撥ね上げられた潤滑油を案内壁によって動弁カムに導く構造では、動弁カムに十分な量の潤滑油を供給することは困難である。特に、クランク軸やカム軸が上下方向に向けて配置されるバーチカル型のエンジンの場合では、カム軸はオイルパンに対して水平方向にずれて配置されるため、撥上げ具により飛散させた潤滑油を動弁カムに充分に供給することは困難であった。
【０００６】
本発明の目的は、ＯＨＣ型エンジンにおける動弁カムの潤滑性能を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のＯＨＣ型エンジンの潤滑装置は、吸気弁と排気弁とを開閉するカム軸がシリンダヘッドに設けられるＯＨＣ型エンジンの潤滑装置であって、クランク軸に固定される駆動側プーリとの間でタイミングベルトが掛け渡される従動側プーリを前記カム軸に固定し、前記従動側プーリの前記タイミングベルトが係合する歯溝に前記カム軸の動弁カムに向けて貫通する貫通孔を形成し、前記タイミングベルトに付着した潤滑油を前記貫通孔を介して前記動弁カムに供給することを特徴とする。
【０００８】
本発明のＯＨＣ型エンジンの潤滑装置は、前記クランク軸がクランクケースに上下方向を向いて装着されることを特徴とする。
【０００９】
本発明のＯＨＣ型エンジンの潤滑装置は、前記歯溝を挟む一対のフランジ部を前記従動側プーリに設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、タイミングベルトに付着した潤滑油を動弁カムに供給することができるので、ＯＨＣ型エンジンにおける動弁カムや動弁機構の潤滑性能を向上させることができる。
【００１１】
また、本発明によれば、動弁カムを潤滑するための専用の部品を用いることなく、タイミングベルトが掛け渡される従動側プーリの歯溝に貫通孔を設けるだけの簡単な構造で動弁カムに効率的に潤滑油を供給することができるので、ＯＨＣ型エンジンの製造コストを低減することができる。
【００１２】
さらに、本発明によれば、クランク軸に取り付けられた撥上げ具等によっては動弁カムにまで潤滑油を直接飛散させることが困難なバーチカル型のエンジンにおいても、動弁カムに効率的に潤滑油を供給することができる。
【００１３】
さらに、本発明によれば、歯溝を挟む一対のフランジ部を従動側プーリに設けるようにしたので、タイミングベルトに付着した潤滑油を効率良く貫通孔に導いて、ＯＨＣ型エンジンにおける動弁カムの潤滑性能をさらに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である潤滑装置を備えたＯＨＣ型エンジンを示す縦断面図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図３は図１および図２に示したＯＨＣ型エンジンの吸排気系を示す断面図であり、図４は図２におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００１５】
このＯＨＣ型エンジン１０のクランクケース１１は、図２に示すようにほぼ筒形となった側壁部１２ａ、および図１に示すように側壁部１２ａの上部に一体に設けられた天壁部１２ｂを有するケース本体１２と、側壁部１２ａの下部に取り付けられるオイルパン１３とを備えており、内部にはクランク室１１ａが形成されている。クランクケース１１内にはクランク軸１４が上下方向つまり垂直方向を向いて装着されており、クランク軸１４の上端部は天壁部１２ｂにボール軸受１５を介して回転自在に支持され、下端部はオイルパン１３に設けられた円筒部１６に回転自在に支持されている。このオイルパン１３内には、エンジンを構成する各部材の摺動部つまり潤滑油要求部に供給される潤滑油Ｌが収容され、潤滑油Ｌがクランク軸１４とオイルパン１３との間から漏れるのを防止するためにオイルパン１３にはオイルシール１７が装着されている。このように、このＯＨＣ型エンジン１０はクランク軸１４が上下方向を向いて配置されるバーチカル型となっており、このＯＨＣ型エンジン１０が草刈り（芝刈り）機や刈払機の動力源として使用される場合には、クランク軸１４の下端部には草刈り用の切刃が直接、或いは、図示しないシャフトを介して連結される。
【００１６】
ケース本体１２にはシリンダ１８が一体に設けられており、このシリンダ１８に水平方向を向いて形成されたシリンダボア１９内にはピストン２０が水平方向に往復動自在に装着され、ピストン２０はコネクティングロッド２１によりクランク軸１４に連結され、ピストン２０の往復動によりクランク軸１４は回転駆動される。シリンダ１８にはシリンダヘッド２２が取り付けられており、シリンダヘッド２２とシリンダ１８とピストン２０により燃焼室２３が形成される。シリンダヘッド２２には、図３に示すように、燃焼室２３に混合気を供給する吸気ポート２４と、燃焼排ガスを排出する排気ポート２５とが形成され、吸気ポート２４に連通する吸気管２６と排気ポート２５に連通する排気管２７とがシリンダヘッド２２に装着されている。シリンダヘッド２２には燃焼室２３内の混合気を点火するための点火プラグ３０が図１に示すように取り付けられている。
【００１７】
図３に示すように、シリンダヘッド２２には吸気ポート２４を開閉する吸気弁つまり吸気バルブ３１と排気ポート２５を開閉する排気弁つまり排気バルブ３２が装着されるとともに、カム軸３３がその軸方向を上下方向に向けて回転自在に組み付けられている。カム軸３３には動弁カム３４が設けられており、この動弁カム３４はカム軸３３と一体に形成され、カム軸３３とともに回転する。図２に示すように、クランク軸１４に固定される駆動側プーリ３５とカム軸３３に固定される従動側プーリ３６との間にはタイミングベルト３７が掛け渡され、カム軸３３はクランク軸１４により回転駆動され、クランク軸１４が２回転するとカム軸３３は１回転する。図３に示すように、シリンダヘッド２２に設けられたロッカーシャフト３８には、動弁カム３４の回転により所定のタイミングで吸気バルブ３１を開閉駆動するロッカーアーム３９ａと、排気バルブ３２を開閉駆動するロッカーアーム３９ｂとが揺動自在に装着されている。このように、このＯＨＣ型エンジン１０では、吸気バルブ３１と排気バルブ３２とを開閉するカム軸３３がシリンダヘッド２２に設けられ、カム軸３３に設けられる動弁カム３４は潤滑油Ｌを収容するオイルパン１３に対して水平方向にずれて配置されている。
【００１８】
なお、符号４０はタイミングベルト３７に所定の張力を付与するためのテンショナーである。
【００１９】
図１に示すように、クランクケース１１の上方にはこれを覆うようにエンジンカバー４１が取り付けられており、このエンジンカバー４１内にはクランク軸１４の上端に固定された冷却ファン４２が配置され、クランク軸１４の回転によって冷却ファン４２によりクランクケース１１の外面に沿って流れる冷却風が生成される。エンジンカバー４１にはエンジンを始動させるリコイルスタータのリコイルプーリ４３が回転自在に装着され、このリコイルプーリ４３にはリコイルロープ４４が巻き付けられている。一方、クランク軸１４には回転筒体４５が取り付けられており、リコイルプーリ４３には、これを回転させると回転筒体４５に係合してリコイルプーリ４３の回転をクランク軸１４に伝達する係合機構４６が設けられている。したがって、作業者がリコイルロープ４４を引っ張ってクランク軸１４を回転させると、クランク軸１４が回転されてエンジンを始動させることができる。
【００２０】
ガバナー機構を構成するため、図４に示すように、オイルパン１３にはガバナーホルダ５１がクランク軸１４に平行となって回転自在に装着され、ガバナーホルダ５１の外周面には、クランク軸１４に固定された駆動歯車５２に噛み合う従動歯車５３が設けられており、クランク軸１４の回転によりガバナーホルダ５１は回転駆動される。ガバナーホルダ５１には、図４に示すように、２つのガバナーウエイトつまり重り５４がそれぞれピン５５により揺動自在に取り付けられるとともに、両方の重り５４に当接するガバナー軸５６が組み込まれており、ガバナー軸５６はオイルパン１３に設けられた軸部５７に軸方向に摺動自在に嵌合している。エンジン回転数が規定回転数よりも高くなると遠心力により重り５４は図４に示すように上端部が相互に広がるように揺動してガバナー軸５６を押し上げる。クランクケース１１には、図２に示されるように、Ｌ字形状に折り曲げられたガバナーレバー５８が回動自在に装着され図示しないスロットル弁に連接されており、ガバナーレバー５８の作動端部はガバナー軸５６に対向している。これにより、エンジン回転数が規定回転数よりも高くなると、ガバナー機構により図示しないスロットル弁が閉弁し、エンジン回転数が規定回転数に維持される。
【００２１】
図１および図４に示すように、エンジンの各潤滑油要求部に対して潤滑油Ｌを供給するために、クランク軸１４にはスクレーパ６０が取り付けられている。スクレーパ６０は金属製の板材を折り曲げることにより形成されており、嵌合部６１と嵌合部６１に対して下向きに折り曲げられて形成される傾斜壁６２とを有し、嵌合部６１がクランク軸１４に圧入嵌合されることによりクランク軸１４に取り付けられている。傾斜壁６２はクランク軸１４の回転方向前方側に向けて下向きに傾斜するとともに回転軌跡の接線方向を向いており、スクレーパ６０がクランク軸１４に取り付けられた状態のもとでは上端部を除いてオイルパン１３内の潤滑油Ｌに浸漬されている。クランク軸１４とともにスクレーパ６０が回転すると、傾斜壁６２によりオイルパン１３の潤滑油Ｌが上方に撥ね上げられ、所望量の潤滑油Ｌがエンジンの各潤滑油要求部に向けて供給される。
【００２２】
図５は図１および図２に示した従動側プーリの詳細を示す斜視図であり、図６は従動側プーリとタイミングベルトの噛み合い部分を拡大して示す拡大断面図であり、図７は図６におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００２３】
図５に示すように、従動側プーリ３６はカム軸３３に固定されてカム軸３３とともに回転する円盤状の円盤部３６ａと円盤部３６ａの外周部に一体に形成される円筒状の円筒部３６ｂとを有しており、円盤部３６ａの側面には動弁カム３４が隣接して配置され、円筒部３６ｂは動弁カム３４のカム面に対向している。図６に示すように、円筒部３６ａの外周部には複数の歯７１が所定のピッチで周方向に並べて形成され、これらの歯７１の間は歯溝７２となっている。一方、タイミングベルト３７は、従動側プーリ３６の歯溝７２のピッチに対応した所定のピッチで並ぶ半円柱形状の多数の歯３７ａを備えた歯付きベルトとなっており、これらの歯３７ａを従動側プーリ３６の歯溝７２に係合させた状態つまり噛み合わせた状態でタイミングベルト３７は従動側プーリ３６に掛け渡されている。また、図７に示すように、従動側プーリ３６の円筒部３６ａの軸方向両側部には歯溝７２を挟む一対のフランジ部３６ｃが設けられ、これらのフランジ部３６ｃによりタイミングベルト３７の歯溝７２に対する軸方向へのずれが規制されている。つまり、円筒部３６ｂとこれらのフランジ部３６ｃにより従動側プーリ３６にはプーリ溝７３が形成され、タイミングベルト３７はプーリ溝７３に収容された状態で従動側プーリ３６に掛け渡されて従動側プーリ３６からの離脱が抑制されている。
【００２４】
タイミングベルト３７に付着した潤滑油Ｌを動弁カム３４に供給するために、従動側プーリ３６のそれぞれの歯溝７２には貫通孔７４が形成されている。図６に示すように、これらの貫通孔７４は、それぞれカム軸３３の径方向に沿うとともに円筒部３６ｂの外周面と内周面とに開口し、且つ、図７に示すように、円盤部３６ａに対して動弁カム３４と同一側（上側）に配置されており、つまり、各貫通孔７４は歯溝７２から動弁カム３４に向けて貫通するように円筒部３６ｂに形成されている。
【００２５】
図８は貫通孔を介して動弁カムへ潤滑油が供給される状態を示す一部切り欠き断面図であり、以下に、動弁カム３４に対する潤滑油Ｌの供給について図８に基づいて説明する。
【００２６】
エンジンが始動してクランク軸１４が回転すると、その回転が駆動側プーリ３５とタイミングベルト３７および従動側プーリ３６を介してカム軸３３に伝達され、カム軸３３の回転により吸気バルブ３１や排気バルブ３２が開閉される。また、クランク軸１４が回転すると、これに取り付けられたスクレーパ６０によりオイルパン１３内の潤滑油Ｌが撥ね上げられ、クランク軸１４の摺動部等の潤滑油要求部に潤滑油Ｌが供給される。
【００２７】
一方、スクレーパ６０により撥ね上げられた潤滑油Ｌの一部は、駆動側プーリ３５から従動側プーリ３６に向けて移動するタイミングベルト３７の歯間の部分に付着し、タイミングベルト３７とともに従動側プーリ３６に向けて移動する。潤滑油Ｌが付着したタイミングベルト３７が従動側プーリ３６にまで達すると、タイミングベルト３７の歯間に付着している潤滑油Ｌは従動側プーリ３６の歯溝７２内に取り込まれ、タイミングベルト３７がさらに移動してタイミングベルト３７の歯３７ａが従動側プーリ３６の歯溝７２に噛み合うと、歯溝７２のスペースがタイミングベルト３７の歯３７ａにより徐々に狭められて歯溝７２内の潤滑油Ｌは貫通孔７４を介して動弁カム３４に向けて（図８中に矢印で示す方向に）噴射される。このとき、歯溝７２の軸方向の両端部は一対のフランジ部３６ｃにより閉塞されているので、歯溝７２に取り込まれた潤滑油Ｌは歯溝７２の軸方向両側部から漏れ出ることなく、貫通孔７４を介して動弁カム３４に向けて効率良く噴射される。タイミングベルト３７が連続して移動するに伴って、タイミングベルト３７の各歯間に付着した潤滑油Ｌは順次従動側プーリ３６の各貫通孔７４を介して動弁カム３４に向けて供給され、これにより動弁カム３４やロッカーアーム３９ａ，３９ｂ等の動弁機構が潤滑される。
【００２８】
このように、このＯＨＣ型エンジン１０では、カム軸３３に固定される従動側プーリ３６の歯溝７２に動弁カム３４に向けて貫通する貫通孔７４を形成し、タイミングベルト３７に付着した潤滑油Ｌを貫通孔７４を介して動弁カム３４に供給するようにしたので、ＯＨＣ型エンジン１０における動弁カム３４の潤滑性能を向上させることができる。特に、動弁カム３４がオイルパン１３に対して水平方向にずれて配置され、クランク軸１４に取り付けられたスクレーパ６０によっては動弁カム３４に対して潤滑油Ｌを直接飛散させることが困難なバーチカル型のエンジンに本発明の潤滑装置を適用すると、動弁カム３４に潤滑油Ｌを効率的に供給することができる。
【００２９】
また、このＯＨＣ型エンジン１０では、動弁カム３４を潤滑するための専用の部品を用いることなく、タイミングベルト３７が掛け渡される従動側プーリ３６の歯溝７２に貫通孔７４を設けるだけの簡単な構造で動弁カム３４に効率的に潤滑油Ｌを供給することができるので、ＯＨＣ型エンジン１０の製造コストを低減することができる。
【００３０】
さらに、このＯＨＣ型エンジン１０では、歯溝７２を挟む一対のフランジ部３６ｃを従動側プーリ３６に設けて、タイミングベルト３７から歯溝７２に取り込まれた潤滑油Ｌを歯溝７２から漏れ出し難くしたので、歯溝７２に取り込まれた潤滑油Ｌを効率良く貫通孔７４に案内して、ＯＨＣ型エンジン１０における動弁カム３４の潤滑性能をさらに向上させることができる。
【００３１】
本発明は前記実施の形態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変更可能である。たとえば、図示するＯＨＣ型エンジン１０は、クランク軸１４やカム軸３３が上下方向に向けて配置されたバーチカル型とされているが、これに限らず、クランク軸１４やカム軸３３を水平に配置したタイプとしてもよい。
【００３２】
また、ＯＨＣ型エンジン１０を草刈り（芝刈り）機や刈払機の動力源に限らず、発電機等の他の機器の動力源としても使用するようにしてもよい。発電機の動力源として使用する場合には、クランク軸１４の下端部に発電体が取り付けられることになる。
【００３３】
さらに、本実施の形態においては、１本のカム軸３３を有するＯＨＣ型（ＳＯＨＣ型）エンジン１０に本発明を適用しているが、これに限らず、吸気バルブ３１を開閉させる吸気側と排気バルブ３２を開閉させる排気側の２本のカム軸３３を有するＯＨＣ型（ＤＯＨＣ型）エンジンに本発明を適用してもよい。
【００３４】
さらに、本実施の形態においては、オイルパン１３に収容された潤滑油Ｌを飛散させるスクレーパ６０としては傾斜壁６２を有するものが用いられているが、これに限らず、潤滑油Ｌを撥ね上げることができれば他の形状のスクレーパを用いてもよく、また、スクレーパに代えて、たとえば羽根車等の他の撥上げ具を用いるようにしてもよい。
【００３５】
さらに、本実施の形態においては、動弁カム３４が一体に形成されたカム軸３３に従動側プーリ３６を固定するようにしているが、これに限らず、動弁カム３４をカム軸３３に回転自在に設けるとともに従動側プーリ３６に動弁カム３４を固定あるいは一体に形成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施の形態である潤滑装置を備えたＯＨＣ型エンジンを示す縦断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図１および図２に示したＯＨＣ型エンジンの吸排気系を示す断面図である。
【図４】図２におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】図１および図２に示した従動側プーリの詳細を示す斜視図である。
【図６】従動側プーリとタイミングベルトの噛み合い部分を拡大して示す拡大断面図である。
【図７】図６におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図８】貫通孔を介して動弁カムへ潤滑油が供給される状態を示す一部切り欠き断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０      ＯＨＣ型エンジン
１１      クランクケース
１４      クランク軸
２２      シリンダヘッド
３１      吸気バルブ（吸気弁）
３２      排気バルブ（排気弁）
３３      カム軸
３４      動弁カム
３５      駆動側プーリ
３６      従動側プーリ
３６ｃ    フランジ部
３７      タイミングベルト
７２      歯溝
７４      貫通孔
Ｌ      潤滑油
【図１】
2006226215.tif 000003
【図２】
2006226215.tif 000004
【図３】
2006226215.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006226215.tif 000007
【図６】
2006226215.tif 000008
【図７】
2006226215.tif 000009
【図８】
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