(57)【要約】【課題】オイル漏れ発生を効果的に防止できるとともに、作業機に対する高い取付剛性を有し、かつ保守点検が容易な縦軸型エンジンを提供する。【解決手段】鉛直方向に延びるクランク軸９と、オイルパン２を含むクランクケース１を有する。クランクケース１の上面１ａがクランク軸９の１対のクランクウェブ１４Ａ，１４Ｂのうちの上側のクランクウェブ１４Ａの上方に位置しており、上面１ａにクランクケース１を覆うクランクケースカバー３が取り付けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直方向に延びるクランク軸を有するエンジンであって、
オイルパンを含むクランクケースを有し、
前記クランクケースの上面が前記クランク軸の１対のクランクウェブのうちの上側のクランクウェブの上方に位置しており、
前記上面に前記クランクケースを覆うクランクケースカバーが取り付けられている縦軸型エンジン。
【請求項２】
請求項１において、前記クランク軸と平行なカムシャフトを有し、前記クランク軸における上側の前記クランクウェブの上方にクランクギヤが設けられ、このクランクギヤに前記カムシャフトのカムギヤが噛み合っている縦軸型エンジン。
【請求項３】
請求項２において、さらに、エンジン回転数を制御するガバナ機構を有し、このガバナ機構を駆動するガバナギヤが前記カムギヤに噛み合っている縦軸型エンジン。
【請求項４】
請求項１において、前記クランクケースカバーに、クランク室を吸気通路に連通させるブリーザ通路の一部を構成する気液分離室が形成されている縦軸型エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランク軸が鉛直方向に配置されて芝刈り機のような作業機の駆動源に用いられる縦軸型エンジンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の従来の縦軸型エンジンは、クランク軸が鉛直方向に貫通するクランクケースと前記クランク軸にコンロッドを介して連結されたピストンを水平方向に往復動可能に収納したシリンダとを一体化してエンジン本体が形成され、このエンジン本体の下端面に、オイルパンと芝刈り機のような作業機へのマウントとを兼ねるマウント部が、ガスケットを介在して連結された構造になっている（例えば特許文献１参照）。この縦軸型エンジンは、作業機の上面に載置する配置で取り付けられて、クランク軸の下端から延出した出力軸が作業機の被駆動部に連結される。
【特許文献１】実用新案登録第２５０５５２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記縦軸型エンジンは、エンジン本体とマウント部との合わせ面がエンジン全体におけるオイルパンに近い下方位置に設けられていることに起因して、以下のような課題がある。すなわち、前記エンジンでは、オイルパン内の油面が前記合わせ面に近接しているため、エンジンの運転時に発生するエンジン自体の振動に加えて、エンジンに連結されている作業機の振動がマウント部を介してエンジン本体に伝達されたときに、オイルパン内のオイルが前記振動によって前記合わせ面を通って外部に漏れないようにシールをする必要がある。また、前記エンジンでは、エンジン本体と作業機との間に別体のマウント部が介在しているため、作業機に対するエンジン取り付けの剛性を保つ必要がある。
【０００４】
さらに、上記エンジンでは、オイルパンからシリンダおよびクランクケースへの熱伝導が前記合わせ面間に介在するガスケットにより妨げられるので、空冷されるシリンダおよびクランクケースを介したオイルパンの冷却効果が低く、オイルの温度を十分に下げることができにくい。また、エンジンの保守点検に際しては、作業機をエンジンから取り外したのちに、エンジン本体からマウント部を取り外す手順で行う必要があり、煩雑な作業を要して作業時間も長くなる。
【０００５】
また、前記エンジンでは、オイルパンの油面に近接した位置に配置されたクランクギヤにカムギヤが噛み合い、このカムギヤにガバナ機構のガバナギヤが噛み合う構成となっているので、ガバナギヤを有するガバナシャフトが、シリンダの側壁における油面に近い位置に設けられた取付孔を貫通して回動自在に支持されている。そのため、エンジン運転時には、油面に近い前記取付孔からオイルパンのオイルが漏れ出ないようにシールをする必要がある。さらに、ガバナギヤは、オイルパン内のオイルに一部を浸漬された配置で設けられて、エンジン運転時にオイルを攪拌してオイル温度を上昇させてしまう。また、前記エンジンでは、燃焼室からのブローバイガスが通るブリーザ通路の気液分離室が、シリンダブロックの中央部から外れたシリンダヘッド付近、つまりエンジン全体の側方寄りの位置に配設されているので、シリンダヘッド側が下方になるようにエンジンが傾斜したときに、気液分離室で分離されて溜まったオイルがブリーザ通路から吸気通路に漏れ出ることがある。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題に鑑みてなされたもので、クランクケースやオイルパンからのオイル漏れを防ぎ、作業機に対する高い取付剛性を有し、かつ保守点検が容易な縦軸型エンジンを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る縦軸型エンジンは、鉛直方向に延びるクランク軸を有するエンジンであって、オイルパンを含むクランクケースを有し、前記クランクケースの上面が前記クランク軸の１対のクランクウェブのうちの上側のクランクウェブの上方に位置しており、前記上面に前記クランクケースを覆うクランクケースカバーが取り付けられている。
【０００８】
この縦軸型エンジンによれば、クランク軸の１対のクランクウェブのうちの上側のクランクウェブの上方に位置するクランクケースの上面にクランクケースカバーが取り付けられているので、クランクケースの上面とクランクケースカバーとの合わせ面がオイルパンの油面に対し比較的大きく離間した上方に位置する。したがって、運転時のエンジン自体の運動やこれに連結された作業機の振動によって前記合わせ面からのオイル漏れが発生し難い。また、オイルパンはクランクケースに一体形成されているから、クランクケースを作業機に直接連結することができるために、作業機に対するエンジンの取付剛性が高くなるとともに、空冷されるクランクケースを介した熱伝導によって、オイルパン内のオイルが効果的に冷却され、オイルの温度を下げることができるので、オイルによる潤滑および冷却の機能が向上する。また、エンジンの保守点検に際しては、上方のクランクケースカバーをクランクケースから取り外せば、クランクケースの内部の点検を上方から行うことができるので、エンジンを作業機から取り外す必要がなくなるから、保守点検作業が容易となる。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態では、前記クランク軸と平行なカムシャフトを有し、前記クランク軸における上側の前記クランクウェブの上方にクランクギヤが設けられ、このクランクギヤに前記カムシャフトのカムギヤが噛み合っている。この構成によれば、クランクギヤとカムギヤとが、上側のクランクウェブの上方位置、つまり冷却ファンに近接した位置に配置される。そのため、カムギヤは、運転時に冷却ファンの冷却効果によって熱膨張を抑制されることから、クランクギヤとの間隔が殆ど変化しないように安定に保持されるで、カムギヤのバックラッシュの増大に伴う騒音発生が低減する。ここで、クランクケースの上面にクランクケースカバーが取り付けられた構造であるから、カムシャフトをクランクケース内にこれの上部開口から挿入して、カムシャフトのカムギヤをクランクシャフトのクランクギヤに噛み合うよう、容易に組み付けできる。また、シリンダの中心線位置およびコンロッドの運動位置は、これらよりも上方に配置されるクランクギヤの厚さ分だけ低くなるので、エンジンを下方の作業機に取り付けたとき、エンジンの振動が低減して、騒音発生を一層抑制できる。さらに、カムギヤは、オイルパンから上方に比較的離間した位置に配置されて、オイルを攪拌するおそれがないので、これによってもオイルの温度の低下を図ることができる。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態では、さらに、エンジン回転数を制御するガバナ機構を有し、このガバナ機構を駆動するガバナギヤが前記カムギヤに噛み合っている。この構成によれば、ガバナギヤは、上側のクランクウェブの上方に位置するカムギヤに噛み合っているので、ガバナ機構のガバナシャフトがオイルパンから上方に離間した位置に設けられた取付孔に回動自在に支持されるから、オイルパン内のオイルが前記取付孔から外部に漏れ出るおそれがない。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態では、前記クランクケースカバーに、クランク室を吸気通路に連通させるブリーザ通路の一部を構成する気液分離室が形成されている。この構成によれば、気液分離室は、クランクケースカバーに設けることから、クランクケースの内部に設ける場合のような設置スペースの制約を受けることがないので、十分な容積を有する所望の構造とすることが容易となる。例えば、気液分離室はクランクケースカバーの下面側および上面側にそれぞれ第１室および第２室を設ける構造とすることができる。そのため、気液分離室によりブリーザ通路内のブローバイガスをオイルとガスとに分離する性能が向上する。また、気液分離室は、クランクケースカバーに設けることから、エンジン全体の中央箇所に配置することが可能となり、これによって、気液分離室で分離されたオイルがエンジンの傾斜時に漏出し難くなる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明の縦軸型エンジンによれば、クランク軸の１対のクランクウェブのうちの上側のクランクウェブの上方に位置するクランクケースの上面にクランクケースカバーを取り付ける構造としたので、クランクケースの上面とクランクケースカバーとの合わせ面をオイルパンの油面に対し比較的大きく離間した上方に位置させることができ、運転時に合わせ面からのオイル漏れが発生し難い。また、オイルパンをクランクケースに一体形成した構成としたので、クランクケースを直接作業機に連結できることから、作業機に対するエンジンの取付剛性が高くなる。さらに、空冷されるクランクケースを介した熱伝導によって、オイルパン内のオイルが効果的に冷却されるので、オイルによる潤滑および冷却の機能が向上する。また、エンジンの保守点検に際しては、クランクケースカバーをクランクケースから取り外すだけでよく、エンジンを作業機から取り外す必要がなくなるから、保守点検作業が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る縦軸型エンジンＥを示す縦断面図であり、このエンジンＥでは、クランクケース１にオイルパン２が一体形成されており、クランクケース１の上面１ａに対し、クランクケースカバー３がシール用のガスケット４を介在して突き合わせた状態で固着されている。クランケース１には、シリンダ７が前方（図の左方）に突出する配置で一体形成されて、この一体形成されたクランクケース１とシリンダ７とがエンジンブロック８を構成する。
【００１４】
前記クランクケースカバー３は、エンジンブロック８の上面に取り付けられて、クランクケース１の上面開口と、シリンダ７の一部分とを覆っている。クランク軸９は、前記クランクケース１のクランク室５の内部を鉛直方向に貫通するよう配置されて、上下２個所の軸受部１０Ａ，１０Ｂにより、それぞれクランクケケースカバー３とクランクケース１に回転自在に支持されている。このクランク軸９の下端部分は、クランクケース１の下方に突出されて、芝刈り機のような作業機１１を駆動するための出力軸９ａとなる。
【００１５】
前記シリンダ７のボア７ａには、シリンダ軸方向（図１の左右方向）に往復動するピストン１２が嵌合されており、このピストン１２と前記クランク軸９とがコンロッド１３により相互に連結されている。したがって、ピストン１２の往復運動はコンロッド１３を介してクランク軸９の回転運動に変換され、そのクランク軸９の軸出力が出力軸９ａを介して作業機１１の動力として利用される。クランク軸９は、クランク軸方向に離間した１対のクランクウェブ１４Ａ，１４Ｂを上下に備えており、その１対のクランクウェブ１４Ａ，１４Ｂはクランクケース１のクランク室５内に収容されている。したがって、前記クランクケース１の上面１ａとクランクケースカバー３の下面３ａからなる合わせ面は、上側のクランクウェブ１４Ａよりも上方に位置している。また、この合わせ面１ａ，３ａは、シリンダボア７ａよりも上方に位置している。
【００１６】
また、クランク軸９の上端部には、フライホイール１７および冷却ファン１８が一体回転可能に装着されており、このフライホイール１７および冷却ファン１８は、ファンハウジング１９により覆われている。このファンハウジング１９は、燃料タンク７１およびエアクリーナ３７を内蔵したエンジンカバー７２に取り付けられている。さらに、エンジンカバー７２の上部にはリコイルスタータ２０が装着されている。一方、クランク軸９における上側のクランクウェブ１４Ａの上方の近接位置には、クランクギヤ２１が固着されている。
【００１７】
図２は、図１におけるクランクケースカバー３およびエンジンカバー７２を除去した状態の平面図である。図２において、クランクケース１のクランク室５内には、カム軸２２がクランク軸９と平行に配置され、図１の両端部２２ａ，２２ｂがクランクケースカバー３とクランクケース１とにより回転自在に支持されており、このカム軸２２の上端部分に固着された図２のカムギヤ２３が前記クランクギヤ２１に噛み合っている。したがって、カム軸２２には、クランク軸９の回転がクランクギヤ２１およびカムギヤ２３を介して伝達される。
【００１８】
一方、図１に示すように、前記シリンダ７にはシリンダヘッド２４が連結されており、そのシリンダヘッド２４の先端部にロッカーカバー２７が取り付けられ、このシリンダヘッド２４とロッカーカバー２７とによって、内部に動弁室２８が形成されている。シリンダヘッド２４には、吸気弁２９および排気弁３０が支持されており、この吸気弁２９および排気弁３０は、スプリング３１，３２により閉弁方向に付勢されているとともに、動弁室２８内に設けたロッカーアーム３３，３４の揺動により開閉駆動される。また、ロッカーアーム３３，３４は、カム軸２２の回転に伴ってカム軸２２の２つのカム２２ｃ，２２ｄによって作動されるタペット（図示せず）およびプッシュロッド（図示せず）により揺動される。
【００１９】
図３は前記エンジンＥの正面図を示す。このエンジンの吸気系を構成するエアクリーナ３７およびキャブレター３８は、エンジンＥの前面側および右方下側にそれぞれ設けられており、排気系を構成するマフラー３９は左方側に設けられている。前記エンジンＥの右側面図である図４に示すように、エアクリーナ３７は、これの一端部から下向きに延設された吸気パイプ４０を介してキャブレター３８の吸気口に接続されており、キャブレター３８で生成された混合気が図１の吸気ポート７０に供給される。
【００２０】
図５は前記エンジンＥの回転数を制御するガバナ機構４１の要部を示す縦断面図である。このガバナ機構４１は、ガバナギヤ４２の支軸４３がクランクケースカバー３の取付孔３ｂに取り付けられ、ガバナギヤ４２が、図２のカム軸２２のカムギヤ２３に噛み合わされる。このガバナ機構４１は、クランク軸９に連動したカムギヤ２３によりガバナギヤ４２が回転されると、図５に示すガバナギヤ４２と一体に回転する１対のウェイト４４Ａ，４４Ｂにエンジンの回転数に応じた遠心力が作用して、１対のウェイト４４Ａ，４４Ｂが支軸４５の回りに互いに離間する方向Ｐに回動し、これに連動してガバナシャフト４６が回動される。図４に示すように、ガバナシャフト４６が矢印方向Ｑに回動されることにより、このガバナシャフト４６に固定されたガバナレバー４７およびこれに連結されたガバナスプリング４８とのつり合いによりガバナレバー４７が駆動されて、エンジンＥの回転数が自動的に制御される。
【００２１】
クランクケースカバー３には、図６に示すように気液分離室５１が設けられている。この気液分離室５１は、クランク室５を吸気パイプ４０内の吸気通路７４に連通させるブリーザ通路５０の一部分を構成するものである。この気液分離室５１は、クランクケースカバー３の内外面側にそれぞれ第１および第２のカバープレート５２，５３を設けることにより構成されている。すなわち、クランクケースカバー３の内面（下面）には、迷路を形成するための突出壁５４と、上下両面側を連通させる連通孔５５と導出室５６の上半部５６ａとが形成されており、図７に示すように、これら突出壁５４および連通孔５５が第１のカバープレート５２により覆われて第１室５１ａが形成されている。第１のカバープレート５２とクランクケースカバー３との間に形成された入口５９から、ブローバイガスＧが第１室５１ａに侵入する。
【００２２】
図６のクランクケースカバー３の外面（上面）には、前記連通孔５５を形成する筒５７と仕切壁５８Ａ，５８Ｂとが突設され、さらに、前記導出室５６の連通孔６０が形成され、筒５７の上端開口部に、この開口部を開閉する逆止弁６１が嵌合されており、これら各部５５，５７，５８Ａ，５８Ｂ，６０が第２のカバープレート５３により覆われて第２室５１ｂが形成されている。この第２室５１ｂは、第２のカバープレート５３を取り外して示す図８のように、クランク軸受１０Ａの外周側に扇形に形成されている。図２に示すクランクケース１には、導出室５６の下半部５６ｂと、シリンダ７内に設けられたブリーザ孔６２への出口６３とが形成されている。ブリーザ孔６２は、ブリーザパイプ６４を介して、吸気パイプ４０内の吸気通路７４に連通している。
【００２３】
図６に示す気液分離室５１は、図１の燃焼室６８から漏洩したブローバイガスＧが第１室５１ａ内に導入され、このブローバイガスＧが突出壁５４に衝突することにより、ブローバイガスＧに含まれているオイル分の一部が分離されたのち、このガスＧが逆止弁６１を押し上げながら連通孔５５を上方に向け通過して第２室５１ｂ内に入り込み、仕切壁５８Ａ，５８Ｂに邪魔されながら進むことにより、含まれているオイル分がさらに分離される。オイル分が分離されたガスＧは、連通孔６０導出室５６に入り、ブリーザ孔６２およびブリーザパイプ６４を通って吸気パイプ４０内の吸気通路７４に導かれる。分離されたオイル分は、クランクケース内が負圧時にリターン孔６０ａよりクランクケース１内に戻される。
【００２４】
図１に示すように、エンジンＥは、作業機１１の上に載置した状態で、出力軸９ａを作業機１１の被駆動部に連結して取り付けられる。作業機１１が芝刈機である場合、出力軸９ａにカッタブレード８０が固定される。図３のリコイルスタータ２０の操作ハンドル６９を操作することにより、エンジンＥが始動され、出力軸９ａに連結されたカッタブレード８０が回転する。このエンジンＥの運転時には、図１のオイルパン２内に溜められたオイル６７がカム軸２２の下端に設けたオイルポンプ７７によってクランク軸９の上側の軸受部１０Ａなどに潤滑用のために送給されるので、オイル６７の運転時の油面ＯＬ２が停止時の油面ＯＬ１よりも若干低下する。
【００２５】
このエンジンＥでは、クランクケース１の上面１ａとクランクケースカバー３の下面３ａとの合わせ面が、上側のクランクウェブ１４Ａよりも上方位置であって、オイルパン２の運転時の油面ＯＬ２に対し比較的大きく離間した上方に位置している。したがって、このエンジンＥでは、運転時のエンジンＥ自体の運動やこれに連結された作業機１１の振動によって前記合わせ面からのオイル漏れが発生し難い。
【００２６】
また、オイルパン２はクランクケース１に一体形成されているから、クランクケース１を作業機１１に直接連結することができる。そのため、このエンジンＥでは、作業機１１に対する取り付けの剛性が高くなる。また、冷却ファン１８からの送風によって冷却されるクランクケース１を介した熱伝導により、オイルパン２内のオイル６７が効果的に冷却されて、オイル６７の温度を下げることができるので、この低温のオイル６７による潤滑および冷却の機能が向上する。
【００２７】
また、クランク軸９には、上側のクランクウェブ１４Ａの上方の近接位置にクランクギヤ２１が設けられ、このクランクギヤ２１にカム軸２２のカムギヤ２３が噛み合わされているので、クランクギヤ２１とカムギヤ２３とが冷却ファン１８に近接している。そのため、カムギヤ２３は、エンジンＥの運転時に冷却ファン１８からの送風による冷却効果によって熱膨張を抑制されることから、クランクギヤ２１との間隔が殆ど変化しないように安定に保持される。その結果、このエンジンＥではカムギヤ２３のバックラッシュの増大に伴う騒音発生が低減する。さらに、このカムギヤ２３は、オイルパン２から上方に比較的離間した位置に配置されて、既存のエンジンのようにオイル６７を攪拌するおそれがないので、これによってもオイル６７の温度の低下を図ることができる。
【００２８】
このように上側のクランクウェブ１４Ａよりも上方に位置するカムギヤ２３には、図５のガバナ機構４１のガバナギヤ４２が噛み合っているので、ガバナ機構４１のガバナシャフト４６を回動自在に支持するための取付孔は、オイルパン２から上方に離間した位置に設けることができるので、オイルパン２内のオイル６７が前記取付孔から外部に漏れ出るおそれがない。
【００２９】
また、シリンダ７の中心線位置およびコンロッド１３の運動位置は、これらよりも上方に配置されるクランクギヤ２１の厚さ分だけ、クランクギヤ２１が下側のクランクウェブ１４Ｂの下方に配置された従来のエンジンよりも低くなるので、エンジンＥを下方の作業機１１に取り付けたとき、エンジンＥの振動が低減して、騒音発生を一層抑制できる。
【００３０】
また、前記クランクケースカバー３に、図６のクランク室５を吸気通路７４に連通させるブリーザ通路５０の一部を構成する気液分離室５１が形成されているから、従来のエンジンのようにクランクケースの内部に設ける場合とは異なり、設置スペースの制約を受けることがないので、十分な容積を有する所望の構造とすることが容易となる。そこで、前記実施形態の気液分離室５１では、クランクケースカバー３の下面側および上面側にそれぞれ第１室５１ａおよび第２室５１ｂを設ける構造としている。これにより、気液分離室５１によりブリーザ通路５０内のブローバイガスＧをオイルとガスとに分離する性能が向上する。また、気液分離室５１は、クランクケースカバー３に設けることから、エンジンＥ全体の中央箇所に配置することが可能となり、これによって、気液分離室５１で分離されたオイル６７がエンジンＥの傾斜時に吸気通路７４に漏出し難くなる。
【００３１】
また、図１のエンジンＥの組み立てに際しては、クランクケース１の上面にクランクケースカバー３が取り付けられ、クランクギヤ２１が上側のクランクウェブ１４Ａの上方に位置している構造であるから、カム軸２２をクランクケース１内にこれの上部開口から挿入して、カム軸２２のカムギヤ２３をクランク軸９のクランクカムギヤ２１に噛み合うよう、容易に組み付けできる。一方、エンジンＥの保守点検に際しては、上方のクランクケースカバー３をクランクケース１から取り外せば、クランクケース１の内部の点検を上方から行うことができるので、エンジンＥを作業機から取り外す必要がなくなるから、保守点検作業が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係る縦軸型エンジンを示す縦断面図である。
【図２】図１におけるクランクケースカバーおよびエンジンカバーを除去した状態の平面図である。
【図３】同上のエンジンの正面図である。
【図４】同上のエンジンの右側面図である。
【図５】同上のエンジンのガバナ機構を示す縦断面図である。
【図６】同上のエンジンの気液分離室を示す縦断面図である。
【図７】クランクケースカバーの底面図である。
【図８】クランクケースカバーの平面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…クランクケース
２…オイルパン
３…クランクケースカバー
５…クランク室
９…クランク軸
１４Ａ…上側のクランクウェブ
１４Ｂ…下側のクランクウェブ
２１…クランクギヤ
２２…カム軸
２３…カムギヤ
４１…ガバナ機構
４２…ガバナギヤ
５０…ブリーザ通路
５１…気液分離室
７４…吸気通路
Ｅ…エンジン
Ｇ…ブローバイガス
【図１】
2005120973.tif 000003
【図２】
2005120973.tif 000004
【図３】
2005120973.tif 000005
【図４】
2005120973.tif 000006
【図５】
2005120973.tif 000007
【図６】
2005120973.tif 000008
【図７】
2005120973.tif 000009
【図８】
2005120973.tif 000010