(57)【要約】【課題】デコンプの作動と解除の切り換えを迅速に行うとともに、確実に作動させて信頼性を向上することができるエンジンのデコンプ装置を提供する。【解決手段】デコンプ装置１にフライウェイト吸着手段３２を設けて、エンジン停止時はフライウェイト吸着手段３２によりフライウェイト２３を吸着して閉角位置に保持する。そして、エンジン起動によりカムシャフト１１が回転し、フライウェイト２３に所定の遠心力が作用すると、フライウェイト２３の吸着による閉角位置への保持が解除する。そして、フライウェイト２３を遠心力によって閉角位置から開角位置に即時に移動させ、フライウェイト２３が閉角位置と開角位置との間の中途半端な角度位置で回転するのを防ぎ、デコンプの作動からデコンプ解除への切り換えを迅速かつ確実に行う。【選択図】図１
2005226520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムシャフトの回転に伴う遠心力によって前記カムシャフトの軸心に接近する閉角位置から前記カムシャフトの軸心より離間する開角位置まで拡開するフライウェイトと、該フライウェイトに連動して回動され、前記閉角位置でエンジンの吸気弁あるいは排気弁の少なくとも一方を強制的に半開させ、前記開角位置で前記強制的な半開を解除するデコンプカムとを有するリリースレバーと、
前記フライウェイトを吸着して前記閉角位置に保持し、該フライウェイトに所定の遠心力が作用することにより前記フライウェイトの吸着による前記閉角位置への保持を解除するフライウェイト吸着手段と、
を有することを特徴とするエンジンのデコンプ装置。
【請求項２】
前記フライウェイトは、磁性体を有し、
前記フライウェイト吸着手段は、前記磁性体に吸着して前記フライウェイトを前記閉角位置に保持し、該フライウェイトに所定の遠心力が作用することにより前記フライウェイトの吸着による前記閉角位置への保持を解除する磁力を備えた磁石であり、前記カムシャフトに固定されることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのデコンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの起動時に吸気バルブあるいは排気バルブの少なくとも一方を強制的に半開させて良好な始動性を確保するエンジンのデコンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
手動によるクランキングによりエンジンを起動する場合に、作業者の負担を軽減してエンジンの始動性をよくするために、圧縮行程時等に吸気弁、あるいは排気弁の少なくとも一方を強制的に半開させるエンジンのデコンプ装置が従来より知られている。このようなデコンプ装置には、カムシャフトに回動自在に枢着されたリリースレバーがカムシャフトの回転に伴う遠心力で作動し、圧縮行程時等に吸気弁、あるいは排気弁の少なくとも一方を強制的に半開させるメカニカル式のデコンプ装置がある。
【０００３】
図７〜図１２に一般的なメカニカル式のデコンプ装置１００の一例を示す。
【０００４】
従来のデコンプ装置１００は、図７及び図８にその一部断面側面図を示すように、カムシャフト１０１の回転に伴う遠心力によって拡開するリリースレバー１１０と、そのリリースレバー１１０の拡開を所定の付勢力で抑制するリターンスプリング１２０とを備えている。
【０００５】
リリースレバー１１０は、軸部１１１と、この軸部１１１の先端に形成されたデコンプカム１１２と、カムドリブンギヤ１０２の回転に伴う遠心力で拡開されて上記デコンプカム１１２を動作させるフライウェイト１１３とを有している。
【０００６】
リリースレバー１１０は、軸部１１１がカムドリブンギヤ１０２に設けられた軸支孔１０３に挿通支持されるとともに、カムシャフト１０１に形成された周溝に保持されたスナップリング１０４によりスラスト方向への抜け止めが施されることによって、上記カムドリブンギヤ１０２に組み付けられている。
【０００７】
また、リターンスプリング１２０は、カムドリブンギヤ１０２のピン保持孔（図示せず）に圧入されたスプリング保持用のピン１０５によって保持されており、上記フライウェイト１１３を閉角方向へ所定の付勢力で付勢している。
【０００８】
図中で符号１０６は、フライウェイト１１３の開角を規制するストッパピンであり、カムドリブンギヤ１０２に形成されたストッパピン保持孔１０７に圧入されている。
【０００９】
上記デコンプ装置１００によれば、エンジンの起動時、フライウェイト１１３は、リターンスプリング１２０の付勢力によって閉角位置に配置される。したがって、デコンプカム１１２は、図８に示すように、カムシャフト１０１のカム１０８のベースサークル部分よりも径方向外側に突出し、カムシャフト１０１が回転するごとに、その下方に位置するロッカアーム１３０を強制的に押し下げる。これにより、デコンプ装置１００は、デコンプ作動状態となり、圧縮行程時の燃焼室内圧を下げることができ、エンジンの起動時における作業者の負担を軽減することができる。
【００１０】
そして、フライウェイト１１３にかかる遠心力が次第に大きくなると、フライウェイト１１３は、リターンスプリング１２０の付勢力に抗して拡開を開始する。そして、図９及び図１０に示すように、フライウェイト１１３がストッパピン１０６に当接してその開き角が開角位置に規制されると、デコンプカム１１２は、カム１０８のベースサークル部分よりも径方向内側に格納される。これにより、デコンプ装置１００は、デコンプ解除状態となり、図示していないエンジンの吸・排気弁は、通常のタイミングで開閉される（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−２３５５１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述の従来例では、リターンスプリング１２０を用いてリリースレバー１１０のフライウェイト１１３を閉角方向に付勢しているので、フライウェイト１１３の開き角は、エンジン回転数の上昇に応じて閉角位置から開角位置まで緩やかに変化する。
【００１３】
したがって、フライウェイト１１３の遠心力がリターンスプリング１２０の付勢力に完全に勝り、フライウェイト１１３がストッパピン１０６に当接するまでの間、フライウェイト１１３は、遠心力とリターンスプリング１２０の付勢力との釣り合いによって、例えば図１１に示すように、閉角位置と開角位置との間の中途半端な角度位置に配置される。
【００１４】
このため、デコンプカム１１２が突出位置と格納位置の中間位置に配置され、デコンプ作動状態からデコンプ解除状態への切り換えを迅速に行うことが困難であった。
【００１５】
また、特にカムシャフト１０１が水平方向に延在するエンジンの場合には、フライウェイト１１３が重力の影響を受け易く、カムシャフト１０１の回転角度位置によってフライウェイト１１３の開き角に大きな差を生ずる。例えば、カムシャフト１０１の軸心に対する軸部１１１の軸心位置が図７に示す重力影響回転領域Ｑ２（下側）にあるときのフライウェイト１１３の開き角は、図７に示す正常作動回転領域Ｑ１（上側）にあるときよりも大きくなる。
【００１６】
したがって、正常作動回転領域Ｑ１ではデコンプが作動する開き角であるが重力影響回転領域Ｑ２ではデコンプが解除される開き角となるデコンプ異常解除領域がエンジン回転数の広範囲に亘って存在し、かかる範囲内のエンジン回転数ではフライウェイト１１３が重力の影響によって閉角位置と開角位置との間で往復移動し、デコンプ装置１００の作動状態が不安定となるおそれがあった。
【００１７】
また、カム１０８がその下方位置でロッカアーム１３０と摺接しているので、カムシャフト１０１の回転によりカム１０８のベースサークル部分が下方に回転移動し、ベースサークル部分とロッカアーム１３０とが摺接する位置では、軸部１１１は重力影響回転領域Ｑ２内に存在する。
【００１８】
このため、デコンプを解除するエンジン回転数に到達する前であるにもかかわらず、デコンプカム１１２がベースサークル部分よりも径方向内側に収容されて、デコンプが異常に解除されていた。したがって、デコンプを確実に作動させることが困難であり、信頼性が低いという問題があった。
【００１９】
図１２は、カムシャフト１０１が水平方向に延在するエンジンに用いられた従来のデコンプ装置１００の作動特性図である。図中で太線により示す正常作動回転領域線ｑ１は、正常作動回転領域Ｑ１におけるフライウェイト１１３の開き角とエンジン回転数との関係を示し、図中で点線により示す重力影響回転領域線ｑ２は、重力影響回転領域Ｑ２におけるフライウェイト１１３の開き角とエンジン回転数との関係を示す。また、図中のＡ点、Ｂ点、Ｃ点は、フライウェイト１１３の拡開状態が図７、図９、図１１に示す状態にあることを示す。図１２に示すように、フライウェイト１１３の開き角は、エンジン回転数の上昇に応じて緩やかに増大し、デコンプ異常解除領域が広範囲に亘って存在している。
【００２０】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、デコンプの作動と解除の切り換えを迅速に行うとともに、確実に作動させて信頼性を向上することができるエンジンのデコンプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決する請求項１に記載したエンジンのデコンプ装置の発明は、カムシャフトの回転に伴う遠心力によってカムシャフトの軸心に接近する閉角位置からカムシャフトの軸心より離間する開角位置まで拡開するフライウェイトと、フライウェイトに連動して回動され、閉角位置でエンジンの吸気弁あるいは排気弁の少なくとも一方を強制的に半開させ、開角位置で前記強制的な半開を解除するデコンプカムとを有するリリースレバーと、フライウェイトを吸着して閉角位置に保持し、フライウェイトに所定の遠心力が作用することによりフライウェイトの吸着による閉角位置への保持を解除するフライウェイト吸着手段と、を有することを特徴とする。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のエンジンのデコンプ装置において、フライウェイトは、磁性体を有し、フライウェイト吸着手段は、磁性体に吸着してフライウェイトを閉角位置に保持し、フライウェイトに所定の遠心力が作用することによりフライウェイトの吸着による閉角位置への保持を解除する磁力を備えた磁石であり、前記カムシャフトに固定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１の発明によれば、エンジン停止時はフライウェイトがフライウェイト吸着手段により吸着されて閉角位置に保持される。そして、エンジン起動によりカムシャフトを回転させ、エンジン回転数の上昇によりフライウェイトに所定の遠心力が作用すると、フライウェイト吸着手段による閉角位置への吸着保持が解除される。フライウェイトは、閉角位置への吸着保持が解除されると、その遠心力によって拡開し、閉角位置から開角位置に即時に移動する。したがって、フライウェイトが閉角位置と開角位置との間の中途半端な角度位置で回転することがなく、デコンプの作動からデコンプ解除への切り換えを迅速かつ確実に行うことができる。
【００２４】
また、カムシャフトが水平方向に延在するエンジンの場合には、フライウェイトのカムシャフトに対する角度位置に応じてデコンプが作動する開き角とデコンプが解除される開き角との間を往復移動する不安定なエンジン回転数領域（デコンプ異常解除領域）を、従来のリターンスプリングを用いたものと比較して極めて狭くすることができる。したがって、デコンプ装置の作動状態を安定させ、デコンプを確実に作動させることができ、高い信頼性を得ることができる。
【００２５】
請求項２の発明は、請求項１に記載したフライウェイトとフライウェイト吸着手段の具体的な構成を示したものであり、これによれば、フライウェイト吸着手段は、カムシャフトに固定され、フライウェイトの磁性体に吸着する磁石によって構成されており、その磁石は、フライウェイトに所定の遠心力が作用することによりフライウェイトの吸着による閉角位置への保持を解除する磁力を備えている。
【００２６】
したがって、フライウェイト吸着手段は、フライウェイトの磁性体に吸着してフライウェイトを閉角位置に保持し、フライウェイトに所定の遠心力が作用することによってフライウェイトの吸着による閉角位置への保持を解除することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、本発明の実施の形態について以下に説明する。
【００２８】
本実施の形態におけるデコンプ装置１を有するエンジンは、発電機や噴霧機等の原動機として用いられる汎用エンジンであり、シリンダヘッドに動弁機構を有したＯＨＣ４サイクルエンジンであって、特にクランクシャフト及びカムシャフトが略水平に延在する姿勢状態で使用されるエンジンである。
【００２９】
図１は、デコンプ装置の正面図、図２は、図１のデコンプ装置を一部断面により示す側面図、図３及び図５は、本実施の形態におけるデコンプ装置の作動状態を説明する図であり、図４は、図３の一部断面側面図である。
【００３０】
デコンプ装置１は、図１及び図２に示すように、カムシャフト１１と、リリースレバー２１と、フライウェイト吸着手段である磁石３２を有している。
【００３１】
カムシャフト１１は、合成樹脂製材料によって構成されており、シャフト部１２が図示しないエンジンのシリンダヘッド内に形成された動弁室内で略水平に延在する姿勢状態で回転自在に支持されている。シャフト部１２の一端側には、図示しないエンジンのクランクシャフトとの間をカムドライブチェーンによって連結するカムドリブンギヤ１３が一体に形成されている。
【００３２】
カムドリブンギヤ１３の他端面１３ｂ側には、排気カム１４が一体に形成されており、カム面１４ａが他端面１３ｂから軸方向に所定幅を有して延在するように設けられている。排気カム１４の下方位置には、ロッカアームＲが配置されており、所定の付勢力によって上方に向かって付勢されて排気カム１４のカム面１４ａに押接されている。排気カム１４は、カムシャフト１１の回転によりカム面１４ａがその軸方向全幅に亘ってロッカアームＲに摺接してロッカアームＲを上下方向に揺動させるように構成されている。
【００３３】
カム面１４ａの圧縮行程時にロッカアームＲに対向する部分、すなわち、カムローブの背面側に位置するベースサークル部分には、後述するデコンプカム２４を収容するための凹み部１５が凹設されている。凹み部１５は、カムドリブンギヤ１３の他端面１３ｂからカム面１４ａの軸方向略中央まで軸方向に沿って延在するように設けられている。
【００３４】
一方、カムドリブンギヤ１３の一端面１３ａ側に突出するシャフト部１２の一端部には、カムドリブンギヤ１３を間に介して凹み部１５に対応する部分を軸方向に沿って切り欠いた切り欠き部１６が形成されている。
【００３５】
そして、カムドリブンギヤ１３の一端面１３ａと他端面１３ｂとの間を貫通して切り欠き部１６と凹み部１５との間を連通するようにカムドリブンギヤ１３を貫通する軸支孔１７が開口形成されており、リリースレバー２１が回動自在に支持されている。
【００３６】
リリースレバー２１は、鉄などの磁性体によって構成されており、軸支孔１７に挿通され回転自在に支持される丸棒状の軸部２２と、軸部２２の基端で折曲されて径方向外側に向かって延出するフライウェイト２３と、軸部２２の先端に設けられて凹み部１５内に配置されるデコンプカム２４とを有している。
【００３７】
フライウェイト２３は、図２に示すように、軸部２２からカムドリブンギヤ１３の一端面１３ａに沿って延在し、図１に示すように、閉角位置に配置された状態でカムシャフト１１の外周面に沿うように円弧状に湾曲する形状を有しており、カムシャフト１１の回転に伴う遠心力によって軸部２２を中心として図１に示す閉角位置から図３に示す開角位置まで拡開するように構成されている。
【００３８】
デコンプカム２４は、軸部２２の先端側を平滑に切り欠いて形成されており、フライウェイト２３が図１に示すように閉角位置にあるときは、図２に示すようにカム面１４ａのベースサークル部分よりも径方向外側に向かって突出し、フライウェイト２３が図３に示すように開角位置にあるときは図４に示すようにベースサークル部分よりも径方向内側に収容される。
【００３９】
リリースレバー２１は、シャフト部１２の外周面に環状に凹設された周溝１２ａに抜け止め用のスナップリング３１を嵌着することによって、軸方向への抜け止めが施され、カムシャフト１１に組み付けられている。
【００４０】
図中で符号２６は、揺動により拡開するフライウェイト２３に当接してフライウェイト２３を開角位置に位置決めするストッパピンである。ストッパピン２６は、カムドリブンギヤ１３に穿設された貫通孔１３ｃに圧入されて一側面１３ａから突出し、フライウェイト２３と当接可能に設けられている。
【００４１】
カムシャフト１１のシャフト部１２の一端部には、フライウェイト吸着手段である磁石３２が取り付けられて固定されている。磁石３２は、閉角位置に配置されたフライウェイト２３に当接し、その磁力によってフライウェイト２３を吸着して閉角位置に保持するとともに、エンジン起動後のエンジン回転数の上昇によりフライウェイト２３に所定の遠心力が作用することによって解放する磁力を有している。
【００４２】
次に、上記構成を有するデコンプ装置１の動作について説明する。
【００４３】
エンジン停止時、リリースレバー２１のフライウェイト２３は、例えば図１に示すように磁石３２の磁力が及ぶ位置にあるときは閉角位置に配置されており、また、例えば図３に示すように磁石３２の磁力が及ばない位置にあるときは拡開した位置に配置されている。
【００４４】
かかる状態でエンジンを手動により図示しないリコイルスタータを操作してクランキングすると、クランクシャフトの回転に連動してカムシャフト１１が回転されるが、起動初期の回転速度は遅いため、フライウェイト２３に作用する遠心力は小さい。
【００４５】
したがって、すでにフライウェイト２３が閉角位置に配置されている場合（図１を参照）には、その状態を維持する一方、フライウェイト２３が拡開した位置に配置されている場合（図３を参照）には、フライウェイト２３がカムシャフト１１よりも上方に回転移動した際にフライウェイト２３の自重によって閉角位置まで揺動し、磁石３２に吸着されて閉角位置に保持される。
【００４６】
したがって、フライウェイト２３に連結する軸部２２の先端に形成されたデコンプカム２４は、カムシャフト１１に形成された排気カム１４のカム面１４ａのベースサークル部分よりも径方向外側に向かって突出し、圧縮行程時にロッカアームＲを下方に押し移動させて、図示していない排気バルブを半開させる。これにより、燃焼室内の圧力の一部が排気通路内に漏出され、起動時における作業者への負担が軽減される。
【００４７】
そして、エンジン回転数が次第に上昇すると、それに応じてフライウェイト２３に作用する遠心力が増大する。そして、所定のエンジン回転数に到達し、フライウェイト２３に作用する遠心力が磁石３２の吸引力よりも大きくなると、フライウェイト２３の閉角位置への保持が解除される。フライウェイト２３は、軸部２２を中心として軸支孔１７に揺動自在に支持されているので、磁石３２による閉角位置への保持が解除されると、その遠心力により閉角位置から開角位置に即時に移動する。
【００４８】
フライウェイト２３の開角位置への移動に応じて、フライウェイト２３に連接する軸部２２は同方向に回転する。そして、図３〜図５に示すように、フライウェイト２３がストッパピン２６に係止されて開角位置に規制されると、軸部２２に形成されたデコンプカム２４は、平滑部分がロッカアームＲに対向配置されて、カム面１４ａのベースサークル部分よりも径方向内側に収容される。したがって、デコンプカム２４によるロッカアームＲへの当接が回避され、デコンプが解除される。
【００４９】
図６は、本実施の形態におけるデコンプ装置１の作動特性図であり、図中に太線で示す正常作動回転領域線Ｇ１は、正常作動回転領域Ｑ１におけるフライウェイト２３の開き角とエンジン回転数との関係を示し、図中に破線で示す重力影響回転領域線Ｇ２は、重力影響回転領域Ｑ２におけるフライウェイト２３の開き角とエンジン回転数との関係を示す。また、図中のＤ点、Ｅ点、Ｆ点は、フライウェイト２３の拡開状態が図１、図３、図５に示す状態にあることを示す。
【００５０】
本実施の形態におけるデコンプ装置１の場合、図６に示すように、フライウェイト２３は、エンジン回転数の上昇により閉角位置から開角位置に二値的に変化し、従来のリターンスプリングのように閉角位置と開角位置との間の中途半端な角度位置（図１１参照）で回転することがない。したがって、デコンプの作動からデコンプ解除への切り換えを確実に行うことができる。
【００５１】
また、デコンプ異常解除領域、すなわち正常作動回転領域内ではデコンプが作動する開き角になり重力影響回転領域内ではデコンプが解除される開き角となるエンジン回転数の範囲が、従来のリターンスプリングの場合（図１２を参照）と比較して極めて狭い。したがって、フライウェイト２３が重力の影響によって閉角位置と開角位置との間で往復するのを防ぐことができ、デコンプ装置１の作動状態を安定させることができる。
【００５２】
尚、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施の形態では、リリースレバー２１全体を磁性体により構成した場合を例に説明したが、フライウェイト２３のみ、あるいはフライウェイト２３の一部を磁性体により構成してもよい。また、上述の実施の形態においては、排気バルブを強制的に半開させるデコンプ装置につき説明したが、吸気バルブを強制的に半開させるデコンプ装置にも適用可能であり、吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方を強制的に半開させるデコンプ装置であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本実施の形態におけるデコンプ装置の構成を説明する図である。
【図２】図１の一部断面側面図である。
【図３】本実施の形態におけるデコンプ装置の作動状態を説明する図である。
【図４】図３の一部断面側面図である。
【図５】本実施の形態におけるデコンプ装置の作動状態を説明する図である。
【図６】本実施の形態におけるデコンプ装置の作動特性図である。
【図７】従来のデコンプ装置の構成を説明する図である。
【図８】図７の一部断面側面図である。
【図９】従来のデコンプ装置の作動状態を説明する図である。
【図１０】図９の一部断面側面図である。
【図１１】従来のデコンプ装置の作動状態を説明する図である。
【図１２】従来のデコンプ装置の作動特性図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  デコンプ装置
１１  カムシャフト
１２  シャフト部
１３  カムドリブンギヤ
１４  排気カム
１５  凹み部
１６  切り欠き部
１７  軸支孔
２１  リリースレバー
２２  軸部
２３  フライウェイト
２４  デコンプカム
３１  スナップリング
３２  磁石（フライウェイト吸着手段）
Ｑ１  正常作動回転領域
Ｑ２  重量影響回転領域
【図１】
2005226520.tif 000003
【図２】
2005226520.tif 000004
【図３】
2005226520.tif 000005
【図４】
2005226520.tif 000006
【図５】
2005226520.tif 000007
【図６】
2005226520.tif 000008
【図７】
2005226520.tif 000009
【図８】
2005226520.tif 000010
【図９】
2005226520.tif 000011
【図１０】
2005226520.tif 000012
【図１１】
2005226520.tif 000013
【図１２】
2005226520.tif 000014