(57)【要約】【課題】エンジンが大きな傾斜角やさらには回転を受けうる用途、特に手持ち式の動力機械での使用に適した４サイクルエンジン。【解決手段】本発明は、ピストンシリンダと、該シリンダ内に位置し且つ可動なピストンとを含む４サイクルエンジンを提供するものである。該エンジンは、該ピストンによって該シリンダの燃焼室部分から分離区画されている該シリンダに付属したクランクケース、該クランクケース内に位置し、該ピストンと動作可能に接続されたクランク部材を含む。該エンジンは、４サイクルの一巡で４サイクルエンジンを稼動させる部材、および、潤滑作用がある混合燃料を該シリンダの該燃焼部分へ導入する部材を含む。該エンジンは、混合燃料の一部の移動を促進し、クランクケース内に潤滑油リザーバを設けることなくクランクケースを潤滑にするために十分な量を該シリンダの該燃焼部分から該クランクケースへ移動させる構造および／または構成を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンシリンダ；
該シリンダに位置し該シリンダ内で可動なピストン；
該ピストンによって該シリンダの燃焼室部分から分離区画されている該シリンダに付属したクランクケース；
該クランクケース内に位置し、該ピストンと動作可能に接続されたクランク部材；
４サイクルの一巡で４サイクルエンジンを稼動させる手段；
潤滑作用がある混合燃料を該シリンダの該燃焼部分へ導入する手段；および
混合燃料の一部の移動を促進し、クランクケース内に潤滑油リザーバを設けることなくクランクケースを潤滑にするために十分な量を該シリンダの該燃焼部分から該クランクケースへ移動させる手段
を含む４サイクルエンジン。
【請求項２】
該混合燃料の一部は油性物質を一部に含み、該シリンダの該燃焼部分から該クランクケースへの該混合燃料の一部の移動を促進する手段は、該油性物質の移動を促進することを特徴とする請求項１に記載の４サイクルエンジン。
【請求項３】
該シリンダの該燃焼部分から該クランクケースへの該混合燃料の一部の移動を促進する手段は、該ピストンのピストンリングに開口隙間を含むことを特徴とする請求項２に記載の４サイクルエンジン。
【請求項４】
該シリンダの該燃焼部分から該クランクケースへの該混合燃料の一部の移動を促進する手段は、該ピストンにオイルリザーブ溝を含むことを特徴とする請求項２に記載の４サイクルエンジン。
【請求項５】
該シリンダの該燃焼部分から該クランクケースへの該混合燃料の一部の移動を促進する手段は、該ピストンに油かきリングを含むことを特徴とする請求項２に記載の４サイクルエンジン。
【請求項６】
該シリンダの該燃焼部分から該クランクケースへの該混合燃料の一部の移動を促進する手段は、該ピストンのピストンリングの開口間隙、該ピストンのオイルリザーブ溝、該ピストンの油かきリングの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２に記載の４サイクルエンジン。
【請求項７】
該油性物質は、ガス状混合物の一部であり、該シリンダの該燃焼部分から該クランクケースへの該混合燃料の一部の移動を促進する手段は、該ガス状混合物がブローバイ・ガスとして該ピストンを移動し通過することを促すことを特徴とする請求項２に記載の４サイクルエンジン。
【請求項８】
該燃焼部分へ混合燃料を導入する手段は動作可能な吸気バルブを含むことと、該エンジンを動作させる手段は４サイクルの一巡の一部として該吸気バルブの動作を制御するための手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の４サイクルエンジン。
【請求項９】
通過した該混合燃料のいくらかの移動を該クランクケースから吸気バルブを潤滑にするために方向付ける手段を含むことを特徴とする請求項８に記載の４サイクルエンジン。
【請求項１０】
クランクケースから吸気バルブを動作させるための駆動を含み、且つ、通過した該混合燃料のいくらかの移動を該駆動を潤滑にするために方向付ける手段を含むことを特徴とする請求項９に記載の４サイクルエンジン。
【請求項１１】
混合燃料を該燃焼部分へ導入する手段はキャブレータシステムを含むことと、当該エンジンは該吸気バルブを潤滑にするために使用されない通過した該混合燃料のいくらかの移動をキャブレータに方向付ける手段を含むことを特徴とする請求項９に記載の４サイクルエンジン。
【請求項１２】
混合燃料を該シリンダの該燃焼部分へ導入する手段はガソリンとオイルの混合燃料を導入することを特徴とする請求項１に記載の４サイクルエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、４サイクルエンジン、特に、該エンジンに補給される混合燃料で潤滑される４サイクルエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常２サイクル型および４サイクル型と称される２種類の主要なエンジンが利用可能である。概して、２サイクルエンジンでは、エンジンを潤滑にするために注入する燃料として、ガソリンが混ざったオイルが利用されている。これに対し、４サイクルエンジンでは、エンジンを潤滑にするためにオイルリザーバが利用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
エンジン排気量に関する規制は、排気量を最小限に抑えることを意図する。典型的には、４サイクルエンジンの排気量は、２サイクルエンジンよりも良い（つまり、低い）。しかし、４サイクルエンジンの設計のなかには、手持ち式の動力機械に利用することが難しいものがある。特に、４サイクルエンジンは、オイルリザーバが存在するため、エンジンが大きな傾斜角やさらには回転を受けうる用途に用いるには不適当な場合がある。よって、これらの問題に取り組む必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ある側面では、本発明は、ピストンシリンダと、該シリンダ内に位置し且つ可動なピストンとを含む４サイクルエンジンを提供するものである。該エンジンは、該ピストンによって該シリンダの燃焼室部分から分離区画されている該シリンダに付属したクランクケース、該クランクケース内に位置し、該ピストンと動作可能に接続されたクランク部材を含む。該エンジンは、４サイクルの一巡でエンジンを稼動させる手段、および、潤滑作用がある混合燃料を該シリンダの該燃焼部分へ導入する手段を含む。該エンジンは、混合燃料の一部の移動を促進し、クランクケース内に潤滑油リザーバを設けることなくクランクケースを潤滑にするために十分な量を該シリンダの該燃焼部分から該クランクケースへ移動させる手段を含む。
【０００５】
本発明の関連する技術分野の当業者は、添付図面を参照しながら以下の説明を読むことにより、本発明の特徴と利点を理解するであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１には、本発明の４サイクルエンジン１０の一例の断面図が図示されている。図示された例では、エンジン１０は手持ち動力工具（例えば、刈り込み道具）１２の一部である。手持ち動力工具１２のさらなる構造のいくつかは、本発明に関する１つの可能な環境を示すために図示したものであり、かかる構造および環境は本発明を限定するものではないことを理解されたい。本発明がいかなるエンジンの用途にも利用できることに留意しなくてはならない。
【０００７】
エンジン１０は、シリンダ１６を有するシリンダブロック１４を含む。シリンダヘッド１８は、シリンダ１６の一端を包囲している。点火装置２０（例えば、点火プラグ）がシリンダ１６内へ延びている。ピストン２２がシリンダ１６内に位置し、シリンダブロック１４に対して可動である。ピストン２２がシリンダ１６の燃焼室部分２４を包囲している。
【０００８】
シリンダ１６は、エンジン１０のクランクケース２８に向かって開口している。接続ロッド３０は、クランクケース２８内でピストン２２とクランクシャフト３２の間に延びている。接続ロッド３０は、それぞれ軸受け３４と３６を介してクランクシャフト３２とピストン２２に動作可能に接続している。クランクシャフト３２は、適当な軸受け３８および４０を介して回転するために支持され、動力工具１２の他の部分（例えば、刈り込み道具のヘッドドライブシャフト）に回転力を伝えるために動作可能に接続されている。
【０００９】
内部に空気清浄要素４６を有する空気清浄箱４４（図２）がキャブレータ４８に付属している。そして、キャブレータ４８は混合燃料を供給し、該燃料は点火装置２０（図１）で点火され、シリンダ１６の燃焼室部分２４内で燃焼する。当業者であれば知っているように、混合燃料の点火によってピストン２２がシリンダ１６内で移動し、次いでクランクシャフト３２の回転が起こる。
【００１０】
混合燃料に注目すると、該燃料には、燃焼要素／側面と潤滑要素／側面がある。一例では、混合燃料は、ガスと通常いわれているガソリンとオイルを含む。キャブレータ４８（図２）は、混合燃料を霧状にし、該燃料を空気流に導入する。以下、空気は混合燃料内に含まれているとの理解のもと、（例えばガスとオイルの）混合燃料と空気の組み合わせを単純に混合燃料と呼ぶこととする。
【００１１】
吸気通路５０がキャブレータ４８から、シリンダブロック１４および／またはシリンダヘッド１８を通って、シリンダ１６まで続いている。吸気バルブ５２がシリンダヘッド１８に取り付けられており、吸気通路５０とシリンダ１６の燃焼室部分２４と連通している。吸気バルブ５２は、開口して混合燃料をシリンダ１６の燃焼室部分２４へ流入させるように動作可能である。図示された例では、吸気バルブ５２はポペットバルブである。バルブスプリング５４が、バルブ５２に固定されたバルブリテイナー５６とシリンダヘッド１８または該シリンダヘッド上のスプリングヘッド（図示せず）の間に延びており、該バルブを閉状態へ付勢させている。排気バルブ５８が設けられており、吸気バルブ５２と同様に動作可能に接続されている。当業者なら知っているように、排気バルブ５８は、シリンダから燃焼ガスを放出する機能を有する。
【００１２】
図示された例について上記で論じたように、キャブレータ４８は混合燃料を提供し、混合燃料は吸気通路５０を通過して、さらに、シリンダ１６の燃焼室部分２４に開口している吸気バルブ５２を通過する。しかし、混合燃料をシリンダ１６の燃焼室部分２４へ供給するために異なる構造も可能であり、検討されることに注意されたい。例えば、キャブレータ４８を除去ないし改良し、ガスとオイルをシリンダ１６の燃焼室部分２４へ注入し、空気のみを吸気バルブ５２を通じて導入してもよい。混合燃料を導入するためのこのようなさらなる構造も本発明の範囲に属している。
【００１３】
図示された例に戻ると、吸気バルブ５２と排気バルブ５８はそれぞれバルブ駆動６２に接続されている。吸気バルブ５２のためのバルブ駆動６２（図１）のみが図示されているが、排気バルブ５８についても同様の構造があることを理解されたい。駆動６２内では、ロッカーアーム６４が、バルブ室６８内に位置する旋回マウント６６で回転運動するために取り付けられている。ロッカーアーム６４の一端はバルブ５２と係合し、該バルブを移動させ（例えば図１に図示されたように下降させ）、スプリング５４の付勢に反して該バルブを開口させるように動作可能である。
【００１４】
プッシュロッド７０は、シリンダブロック１４の通路７２を通じて延びている。プッシュロッド７０は、ロッカーアーム６４の他端と係合しており、該ロッカーアームを（例えば、図１に図示されたように上向きに）押圧し旋回させるように動作可能である。カムフォロア７４は、シリンダブロック１４内の通路７２内に位置し、プッシュロッド７０と係合している。カムフォロア７４はカムフォロア・ピン７６を介してシリンダブロック１４に対して移動するように制約されており、（例えば、図１では上向き方向の）移動力をプッシュロッド７０へ伝えることができる。
【００１５】
カムギア７８は、シリンダブロック１４内の通路７２に位置し、カムギア・ピン８０を介してシリンダブロックに対して移動するように支持されている。カムギア７８はカムフォロア７４に係合し、クランクシャフト３２のクランクギア８２に係合している。カムギア７８はクランクシャフト３２の回転に応じてカムフォロア７４に力を伝える。駆動６２は異なる構造、構成等であってもよいことを理解されたい。
【００１６】
駆動６２は、４サイクルエンジンの一巡で吸気バルブ５２を稼動させるものである。特に、吸気バルブ５２の稼動のタイミングが４ストロークエンジンの一巡内でもたらされるようにする。排気バルブ５８（図２）も同様に、４サイクルエンジンの一巡で稼動される。
【００１７】
駆動６２が延びる通路７２（図１）は、クランクケース２８とバルブ室６８を接続している。通路７２は、流体（例えばガス）がクランクケース２８とバルブ室６８の間を流れることを可能にする。特に、通路７２は、流体が、駆動６２の全ての駆動部品６４−８２の近傍を流れ且つこれらを流れ過ぎることができるようなサイズである。同様の流体流が排気バルブ５８の駆動部品にも存在する。
【００１８】
図２の実施態様では、ブリーザバルブ８８がバルブ室６８から空気清浄箱４４まで延びている。ブリーザバルブ８８は、流体（例えばガス）がクランクケース２８からバルブ室６８へ流れることを助け、さらに、エンジン１０内で燃焼する混合燃料の流れの一部となるようにガス状成分をバルブ室から空気清浄箱４４へ方向付ける手段にもなる。しかし、図３の実施態様は、空気清浄箱４４へのガス状成分の軌道が生じないようにブリーザバルブを省略している。
【００１９】
本発明の４サイクルエンジン１０は、潤滑油を別途供給せずに動作できる構造を有している。特に、クランクケース２８に別途オイルは供給されない。当該４サイクルエンジンは、シリンダ１６の燃焼室部分２４から、ピストン２２を通過し、クランクケース２８へ流れる混合燃料の一部で潤滑される。クランクケース２８内で、混合燃料の一部は、クランクケース内に位置する部品とクランクケースに開口している部品、例えば接続ロッド軸受け３４、３６などを潤滑する。クランクケースに入る混合燃料の一部は、バルブ駆動６２のための通路７２に沿ってクランクケース２８からバルブ室６８へ進行するものもある。このようにして、駆動部品６４−８２とバルブ５２と５８は潤滑される。
【００２０】
ある例では、シリンダ１６の燃焼室部分２４から、ピストン２２を通って、クランクケース２８に入る混合燃料の一部は、オイルまたは油性成分の混合燃料である。以後、シリンダ１６の燃焼室部分２４から、ピストン２２を通って、クランクケース２８に入る混合燃料の一部を、単にオイルと称する。オイルは、ピストン２２を通過して前進するブローバイ・ガスによって運ばれる。必要なだけ潤滑するには、十分な量のオイルがピストン２２を通過しなくてはならない。
【００２１】
十分な量のオイルの移動は、ピストン２２とシリンダブロック１４の間の相互作用に関連する１または複数の構造および／または構成によりなされる。該構造および／または構成により、ピストン２２からクランクケース２８へのオイルの移動が促進される。図示された例では、３つの別個の構造および／または構成が提供されている。利用される該構造／構成は、かかる構造のうちの３つ未満（例えば１つだけ）でもよく、例示した構造および／または構成と異なるものを利用することもできることを理解されたい。
【００２２】
図示された例に戻ると、第一の例は、ピストンリング１００を使用しており、該リング１００は非常に大きな端部の隙間１０２を有し、これに比例してブローバイ・ガスを運ぶ大量のオイルがピストン２２を通過することができる。ピストンリング１００は、ピストン２２の環状溝に取り付けられており、シリンダ壁と係合して、リングの端部の隙間１０２がある位置を除き、ピストンとシリンダブロック１４の間にシーリング機能を提供している。リングの端部の隙間１０２は、該リングがピストンに取り付けられた時に完全な環状とならないことで形成されるものである。従って、端部の隙間１０２は、ピストンの中心軸のまわりの円弧片に沿って延びている。端部の隙間の大きさ（つまり、円弧の長さ）は、所望の量のブローバイ・ガスがピストン２２を通過して進行できるように選択される。
【００２３】
第二の例は、１または複数の油かきリング１０４を使用している（１つのみ図示）。各油かきリング１０４は、ピストン２２の環状溝に取り付けられている。ピストン２２がシリンダ１６内を移動すると、各油かきリング１０４は、シリンダの壁に付着しているオイルをクランクケース２８の方向へ擦る。油かきリング１０４の構造は、オイルをクランクケース２８の方向へ擦る機能を有するならば、いかなるものであってもよい。たとえば、各油かきリング１０４は、方向性の擦り機能を有するようにテーパを有していてもよい。第三の例は、ピストンに環状のオイルリザーブ溝１０６を有する。オイルリザーブ溝１０６はオイルを保持する領域を提供する。
【００２４】
本発明の上記の記載から、当業者は、改良、変更および修正を思いつくであろう。該技術分野に属するそのような改良、変更および修正は、特許請求の範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の４サイクルエンジンの断面図である。
【図２】図１の４サイクルエンジンの線２−２に沿った断面図である。
【図３】図２に類似しているが、本発明の他の実施態様を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０    エンジン
１２    手持ち動力工具
１４    シリンダブロック
１６    シリンダ
１８    シリンダヘッド
２０    点火装置
２２    ピストン
２４    燃焼室部分
２８    クランクケース
３０    接続ロッド
３２    クランクシャフト
３４，３６    軸受け
６２    駆動
６４    ロッカーアーム
６６    旋回マウント
６８    バルブ室
７０    プッシュロッド
７２    通路
７４    カムフォロア
７６    カムフォロア・ピン
７８    カムギア
８０    カムギア・ピン
８２    クランクギア
１００  ピストンリング
１０４  油かきリング
１０６  オイルリザーブ溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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