(57)【要約】【課題】  環境温度が低い場合であってもエンジンの始動性を向上する。【解決手段】  シリンダ１３に設けられるシリンダヘッド２５には、燃焼室２７に新気を供給する吸気ポート２８および燃焼排ガスを排出する排気ポート２９が設けられている。シリンダヘッド２５には、燃焼室２７と排気ポート２９とを連通させるバイパス通路５６が形成され、このバイパス通路５６はバイパス弁５７により開閉される。バイパス弁５７にはこれを閉じる方向のばね力がばね部材５８により加えられるとともに、オイルポンプから供給されるエンジンオイルの圧力が加えられる。エンジン始動時にエンジンオイルの圧力が低い時に燃焼室２７内の圧力によりバイパス弁５７が開いて燃焼室２７の圧力を低下させる。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸を回転自在に支持するクランクケースと、クランク軸を回転するピストンが組み込まれるシリンダと、シリンダとにより燃焼室を形成するとともに前記燃焼室に新気を供給する吸気ポートおよび燃焼排ガスを排出する排気ポートが設けられたシリンダヘッドとを有するエンジンの始動補助装置であって、
前記燃焼室と前記排気ポートとを連通させて前記シリンダヘッドに形成されたバイパス通路を開閉するバイパス弁を前記シリンダヘッドに設け、前記シリンダヘッドに前記バイパス弁を閉じる方向のばね力を加えるばね部材を設け、前記クランク軸により駆動されるオイルポンプから供給されるエンジンオイルを前記バイパス弁に前記バイパス通路を閉じる方向に加えるオイル通路を前記シリンダヘッドに形成し、
エンジン始動時におけるエンジンオイルの圧力が低い時に前記燃焼室内の圧力により前記バイパス弁を開いて前記燃焼室の圧力を低下することを特徴とするエンジンの始動補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジン始動時に燃焼室の圧縮圧力を低下させるようにしたエンジンの始動補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
全地形走行車(ATV)等の動力源として使用されるエンジンには、手動でエンジンを始動させるためのリコイルスタータが設けられており、エンジンを始動させるスタータモータが設けられた全地形走行車のエンジンにもこれに加えてバッテリの充電不足に際して手動でエンジンを始動させることができるようにリコイルスタータが設けられているものがある。また、発電機や草刈り機等の動力源やランマー等の建設機器の動力源として使用される汎用エンジンには、エンジン始動用のリコイルスタータが設けられており、スタータモータを有する汎用エンジンにもスタータモータに加えてリコイルスタータが設けられるものがある。
【０００３】
リコイルスタータを用いた手動操作によるエンジン始動時の作業者の負荷を軽減して小さな操作力でエンジンを始動させることができるようにするための始動補助装置としてはデコンプ装置がある。４サイクルエンジンのデコンプ装置は、エンジンを始動させるときにおける低回転時の圧縮行程中に、吸気弁と排気弁の少なくともいずれか一方を僅かに開いて燃焼室の圧縮圧力を低下させるようにした装置であり、デコンプ装置は吸排気弁を駆動するための動弁カムを有するカムシャフトに組み込まれている。
【０００４】
カムシャフトを備えていない２サイクルエンジンのデコンプ装置としては、シリンダに形成されて燃焼室と排気ポート又は掃気ポートとを連通させるデコンプポートにデコンプ弁を設けて、リコイルスタータのロープによりデコンプ弁を開くようにしたデコンプ装置が特許文献１に記載されている。また、シリンダに形成されてクランク室と燃焼室とを連通させるデコンプ通路にデコンプ弁を設けて、エンジン始動後にクランク室の気圧が高くなるとデコンプ弁を開くようにしたオートデコンプ装置が特許文献２に記載されている。
【特許文献１】特開平６−１４６８３４号公報
【特許文献２】特開平９−１１２３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のデコンプ装置によってエンジンを始動させることができるのは、エンジンの使用環境の温度が定常状態の温度であってクランク室内に収容されたエンジンオイルの粘度が比較的低い状態のときであり、寒冷地などでエンジンが使用される場合には、容易にリコイルスタータによるエンジンの始動を行うことができなかった。外気温度が低いとエンジンオイルの粘度が高くなり、ピストンとシリンダボアとの摺動面やクランク軸を支持する軸受等のようにエンジン作動時に摺動する部分に付着した粘度の高いエンジンオイルによってリコイルプーリに大きな負荷が加わることになり、環境温度が低い状態のもとではエンジンを容易に始動させることが困難な場合がある。
【０００６】
本発明の目的は、環境温度が低い場合であってもエンジンの始動性を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のエンジンの始動補助装置は、クランク軸を回転自在に支持するクランクケースと、クランク軸を回転するピストンが組み込まれるシリンダと、シリンダとにより燃焼室を形成するとともに前記燃焼室に新気を供給する吸気ポートおよび燃焼排ガスを排出する排気ポートが設けられたシリンダヘッドとを有するエンジンの始動補助装置であって、前記燃焼室と前記排気ポートとを連通させて前記シリンダヘッドに形成されたバイパス通路を開閉するバイパス弁を前記シリンダヘッドに設け、前記シリンダヘッドに前記バイパス弁を閉じる方向のばね力を加えるばね部材を設け、前記クランク軸により駆動されるオイルポンプから供給されるエンジンオイルを前記バイパス弁に前記バイパス通路を閉じる方向に加えるオイル通路を前記シリンダヘッドに形成し、エンジン始動時におけるエンジンオイルの圧力が低い時に前記燃焼室内の圧力により前記バイパス弁を開いて前記燃焼室の圧力を低下することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、燃焼室と排気ポートとを連通させるバイパス通路を開閉するバイパス弁をシリンダヘッドに設け、バイパス弁に対してバイパス通路を閉じる方向にエンジンオイルの圧力とばね部材のばね力とを加え、エンジンオイルの圧力が低い場合には燃焼室の圧力によりバイパス弁がバイパス通路を開くようにしたので、エンジンが使用される環境温度が低く、エンジンオイルの粘度が高い場合には、エンジンを始動させる際のピストンの圧縮行程における負荷が小さくなり、手動であっても容易にエンジンを始動させることができる。また、スタータモータによりエンジンを始動させる場合であっても、始動時の負荷が小さくなり確実にエンジンを始動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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（Ａ）は車両用エンジンの一例を示す概略図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）における１Ｂ−１Ｂ線の方向から見たエンジンの概略図である。このエンジン１０は全地形走行車に搭載されるエンジンであり、クランク軸１１はクランクケース１２に回転自在に装着されており、クランクケース１２内に形成されるクランク室１２ａ内には潤滑油つまりエンジンオイルＬが収容されている。クランクケース１２に設けられたシリンダ１３にはピストン１４が往復動自在に組み込まれ、ピストン１４はコネクティングロッド１５によりクランク軸１１に連結され、ピストン１４の直線往復動によりクランク軸１１が回転駆動される。
【００１０】
クランクケース１２には発電体ケース１６が取り付けられており、発電体ケース１６内には発電体１７が装着される。発電体１７はクランク軸１１に取り付けられるアウターロータ１７ａと、クランクケース１２に仕切り板１８を介して取り付けられるステータ１７ｂとを有しており、エンジン１０が駆動されてクランク軸１１が回転すると、発電体１７により発電された電力が図示しないバッテリに充電される。
【００１１】
バッテリから供給される電力により図示しないスタータモータが駆動されてエンジン１０を始動するようになっているが、バッテリの充電不足によってエンジン１０をスタータモータにより始動させることができないときに、手動によりエンジン１０を始動させるため、発電体ケース１６内にはリコイルスタータ１９が設けられている。リコイルスタータ１９は発電体ケース１６に回転自在に装着されるリコイルプーリ２０を有し、リコイルプーリ２０に巻き付けられたリコイルロープ２１を引き出してリコイルプーリ２０を回転させると、リコイルプーリ２０に組み込まれた係合部材がクランク軸１１に係合してクランク軸１１が回転され、エンジン１０を手動でも始動させることができる。
【００１２】
クランクケース１２に固定されるカバー２２には、クランク軸１１に同心状となって出力軸２３が回転自在に装着されており、クランク軸１１と出力軸２３との間には遠心クラッチ２４が組み込まれている。この遠心クラッチ２４はクランク軸１１の回転数が所定値以上となると、遠心力によって出力軸２３とクランク軸１１とを連結し、クランク軸１１のトルクが出力軸２３に伝達される。出力軸２３のトルクは、図示しない変速機等の動力伝達装置を介して駆動輪に伝達される。
【００１３】
シリンダ１３にはシリンダヘッド２５が取り付けられ、シリンダヘッド２５にはロッカカバー２６が取り付けられている。シリンダヘッド２５には、図１（Ｂ）に示すように、燃焼室２７に開口して吸気ポート２８と排気ポート２９が形成されており、吸気ポート２８から燃焼室２７に供給された混合気を点火するための点火プラグ３０が図１（Ａ）に示すように燃焼室２７に突出してシリンダヘッド２５に取り付けられている。吸気ポート２８を開閉する吸気弁３１と排気ポート２９を開閉する排気弁３２がシリンダヘッド２５に装着されており、クランク軸１１の回転により吸気弁３１と排気弁３２とをクランク軸１１の回転に同期して開閉駆動するために、図１（Ａ）に示すようにシリンダヘッド２５に回転自在に装着されたカムシャフト３３とクランク軸１１にはそれぞれ被駆動側回転体としてのスプロケット３４と駆動側回転体としてのスプロケット３５が固定され、これらのスプロケット３４，３５には動力伝達要素としてのチェーン３６が掛け渡されている。カムシャフト３３が回転すると、ロッカシャフト３７に設けられたロッカアーム３８ａ，３８ｂを介して吸気弁３１と排気弁３２とがそれぞれ駆動される。このように、カムシャフト３３、ロッカシャフト３７およびロッカアーム３８ａ，３８ｂにより動弁機構３９が形成されている。
【００１４】
図１（Ｂ）に示すように、クランク軸１１に固定された駆動歯車１１ａに噛み合う被駆動歯車４１ａが固定されたポンプ駆動軸４１が回転自在にクランクケース１２に装着され、このポンプ駆動軸４１はクランクケース１２に組み込まれたオイルポンプ４２に連結され、このオイルポンプ４２により吸引されたエンジンオイルＬは、クランク軸１１を支持する軸受等の潤滑要求部に供給されるようになっている。
【００１５】
図２は図１に示された動弁機構を示す断面図であり、図３は図２における３−３線に沿う断面図である。
【００１６】
図２に示すように、スプロケット３４はねじ部材４３によりカムシャフト３３の端部に取り付けられ、カムシャフト３３に固定された止めピン４４がスプロケット３４に嵌合することによりスプロケット３４はカムシャフト３３に固定されている。カムシャフト３３の軸方向移動を規制するために、シリンダヘッド２５にはロッカシャフトカバー４５が取り付けられており、このロッカシャフトカバー４５の先端面がスプロケット３４に当接するようになっている。カムシャフト３３にはそれぞれのロッカアーム３８ａ，３８ｂの先端に摺動する動弁カム４６ａ，４６ｂが設けられており、動弁カム４６ａはロッカアーム３８ａを介して吸気弁３１を開閉駆動し、動弁カム４６ｂはロッカアーム３８ｂを介して排気弁３２を開閉駆動する。
【００１７】
カムシャフト３３にはこれの回転中心軸に平行となってデコンプ軸４７が回動自在に組み込まれており、このデコンプ軸４７の一端部にはフライウエイト４８がスプロケット３４に隣り合って固定されている。図３に示すように、スプロケット３４にはねじりコイルばね４９が装着され、このねじりコイルばね４９の一端部はフライウエイト４８に接触しており、このねじりコイルばね４９によりフライウエイト４８には図３において実線で示すように閉じる方向のばね力が加えられている。したがって、エンジン１０が停止された状態のもとでは、フライウエイト４８は図３において実線で示すように閉じた状態となり、エンジン１０が駆動されてクランク軸１１が所定の回転数以上となると、スプロケット３４の回転によりフライウエイト４８は遠心力により二点鎖線で示すように開く位置となるまで回動する。フライウエイト４８の全開位置を規制するために、フライウエイト４８に接触するストッパ５１がスプロケット３４に設けられている。
【００１８】
図４は動弁カム４６ａを示す断面図であり、デコンプ軸４７の先端部にはその一部を切り欠くことによりデコンプ軸４７の径方向に延びる突起部５２が形成されており、この突起部５２はフライウエイト４８が閉じた状態となると、図４（Ｂ）に示すように動弁カム４６ａのカム面よりも径方向外方に突出し、フライウエイト４８が開いた状態となると図４（Ａ）に示すように動弁カム４６ａのカム面よりも径方向内方に後退する。これにより、エンジン回転数が所定の回転数となるまでは、図４（Ｂ）に示すように突起部５２が動弁カム４６ａのカム面よりも外方に突出するので、エンジン１０を始動させるときにピストン１４が上死点に向けて移動する圧縮行程においては、突起部５２に接触するロッカアーム３８ａを介して吸気弁３１が僅かに開かれて燃焼室２７の圧縮圧力が低下する。このように、デコンプ軸４７およびフライウエイト４８によりデコンプ機構５３が構成されており、例えばリコイルロープ２１を引き出して手動でエンジン１０を始動させる際には、小さな操作力でエンジン１０を始動させることができる。エンジン１０が始動された後には、遠心力によりフライウエイト４８がストッパ５１に接触する全開位置となるまで回動するので、圧縮行程においても吸気弁３１は開くことなく、エンジン１０は所定の圧縮比となって円滑に回転する。
【００１９】
このようにデコンプ軸４７およびフライウエイト４８を備えたデコンプ機構５３によりエンジン始動時にはピストン１４の圧縮行程時における燃焼室２７の圧力が低下するので、リコイルロープ２１を操作して手動でエンジン１０を始動させるときに比較的小さな引っ張り力によりエンジン１０を始動させることができる。なお、デコンプ機構５３により排気弁３２を駆動させて燃焼室２７内の圧縮圧力を低下させるようにしても良い。
【００２０】
図５は本発明の一実施の形態である始動補助装置を示す断面図であり、シリンダヘッド２５にはバルブ収容孔５４が燃焼室２７に開口して形成され、このバルブ収容孔５４と排気ポート２９とを連通させる連通孔５５がシリンダヘッド２５に形成され、バルブ収容孔５４と連通孔５５とにより燃焼室２７と排気ポート２９とを連通させるバイパス通路５６が構成されている。バルブ収容孔５４内にはバイパス通路５６を開閉するバイパス弁５７が設けられ、このバイパス弁５７にはバルブ収容孔５４内に組み込まれた圧縮コイルばねからなるばね部材５８によりバイパス通路５６を閉じる方向のばね力が加えられており、ばね部材５８はシリンダヘッド２５にねじ止めされたプラグ５９に当接している。
【００２１】
シリンダヘッド２５にはオイル通路６１が形成され、このオイル通路６１はバルブ収容孔５４に連通されており、このオイル通路６１はシリンダ１３およびクランクケース１２に設けられたオイル通路６２を介してオイルポンプ４２の吐出口に連通している。したがって、エンジン１０が定常状態で駆動されているときには、オイルポンプ４２から供給されるエンジンオイルＬの圧力とばね部材５８のばね力とによりバイパス弁５７は、燃焼室２７の圧力に抗してバイパス通路５６を閉じることになる。これに対し、バルブ収容孔５４内に所定の圧力となってエンジンオイルＬの圧力が加わらないときには、ばね部材５８のばね力のみがバイパス弁５７にバイパス通路５６を閉じる方向に加わり、エンジンオイルＬの圧力が加わらないので、燃焼室２７内の圧力によってバイパス弁５７はバイパス通路５６を開くことになる。
【００２２】
上述のように、デコンプ機構５３によりエンジン始動時にはピストン１４の圧縮行程時における燃焼室２７の圧力が低下するので、リコイルロープ２１を操作して手動でエンジン１０を始動させるときに比較的小さな引っ張り力によりエンジン１０を始動させることができるが、エンジン１０が寒冷地などで使用される際にエンジン１０を始動させるときには、クランクケース１２内に収容されたエンジンオイルＬが低温のために粘性が高い状態となっており、上述したデコンプ機構５３によってもエンジン１０を少ない引っ張り力では始動させることができないことがある。
【００２３】
これに対し、図５に示す始動補助装置がシリンダヘッド２５に設けられているので、エンジンオイルＬの粘性が高いときにはオイルポンプ４２から吐出されるエンジンオイルＬの圧力が粘性のため高くならない。したがって、バイパス弁５７にはバイパス通路５６を閉じる方向の圧力が所定値以上には加わらないので、デコンプ機構５３により僅かに開かれる吸気弁３１に加えてバイパス弁５７が燃焼室２７内の圧力によってバイパス通路５６を開くことになり、より小さな引っ張り力をリコイルロープ２１に加えるだけでエンジン１０を始動させることができる。これにより、外気温度が低い状態のもとでも、円滑にエンジン１０を始動させることが可能となる。また、スタータモータによりエンジン１０を始動させる場合にもスタータモータに加わる負荷が小さいので、円滑にエンジン１０を始動させることができる。
【００２４】
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１は全地形走行車に搭載されるエンジン１０を示すが、運転者や作業者が手動等によりスタータモータを使用することなくエンジンを始動させる場合であれば、全地形走行車に限らず、二輪車や汎用エンジンにも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（Ａ）は車両用エンジンの一例を示す概略図であり、（Ｂ）は（Ａ）における１Ｂ−１Ｂ線の方向から見たエンジンの概略図である。
【図２】図１に示された動弁機構を示す断面図である。
【図３】図２における３−３線に沿う断面図である。
【図４】（Ａ），（Ｂ）は動弁カムの横断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態である始動補助装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０      エンジン
１１      クランク軸
１２      クランクケース
１３      シリンダ
１４      ピストン
１９      リコイルスタータ
２５      シリンダヘッド
３９      動弁機構
４２      オイルポンプ
５３      デコンプ機構
５４      バルブ収容孔
５５      連通孔
５６      バイパス通路
５７      バイパス弁
５８      ばね部材
６１      オイル通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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