(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイル室（３４）内に収容された潤滑オイルをミスト化し、オイルミストによって動弁室（２０）を潤滑する４サイクル内燃機関用冷却装置であって、
クランクシャフト（１４）の回転を前記動弁室（２０）内のカム軸（２１）に伝達するための伝達機構（２４）を収容し、かつ、シリンダブロック（４）の側方において縦方向に延びる収容空間（２８）と、前記クランクシャフト（１４）によって回転駆動され、かつ、前記収容空間（２８）の下方から上方に風を送るための送風ファン（３０）と、前記シリンダブロック（４）内の燃焼室（１０）とその上方に設けられた前記動弁室（２０）との間に横方向に延び、かつ、前記収容空間（２８）からの風が流れ込む冷却用風路（４６）と、を有し、
前記冷却用風路（４６）は、左右横方向にそれぞれ延びる吸気ポート（４８）と排気ポート（５０）との間に形成され、かつ、下流側に位置する点火栓（１２）に向かって延びる主風路（５２）と、互いに対向する流入口（５４）から、前記主風路（５２）の上流側入口（５６）へと風を導くための導風路（５８）と、を有し、該導風路（５８）は、前記主風路（５２）の前記上流側入口（５６）に臨み、かつ、前記吸気ポート（４８）と前記排気ポート（５０）に沿って横方向に延びる壁部（６０）によって画成されており、該壁部（６０）は前記収容空間（２８）の中において縦方向に延びており、オイルミストを前記オイル室（３４）から前記動弁室（２０）に供給するためのオイルミスト通路（３８）が、前記壁部（６０）の中を縦方向に延びていることを特徴とする４サイクル内燃機関用冷却装置。
【請求項２】
前記シリンダブロック４の周囲には、外方に延びる複数の空冷用フィン４０が形成されており、前記オイルミスト通路３８を有する前記壁部６０は、前記複数の空冷用フィン４０を縦方向に貫通して延びていることを特徴とする請求項１に記載の４サイクル内燃機関用冷却装置。
【請求項３】
前記オイルミスト通路（３８）は、横断面において横長の前記壁部（６０）の両端部（６０ｂ）内にそれぞれ位置して縦方向に延びる循環通路（６２）を形成し、該循環通路（６２）は前記オイル室（３４）と前記動弁室（２０）とに連通し、オイルミストは前記循環通路（６２）を介して前記オイル室（３４）から前記動弁室（２０）へ、該動弁室（２０）から前記オイル室（３４）へと循環され、前記循環通路（６２）は、横断面において実質的に円形であり、前記壁部（６０）の前記両端部（６０ｂ）は、横断面において前記導風路（５８）の前記流入口（５４）を拡大するように前記循環通路（６２）の横断面形状に沿って湾曲している、ことを特徴とする請求項１または２に記載の４サイクル内燃機関用冷却装置。
【請求項４】
前記壁部（６０）の前記収容空間（２８）に臨む面には、横断面において、前記循環通路（６２）の間に凹部（６０ｃ）が形成されており、前記壁部（６０）の横断面形状は、前記収容空間（２８）に向けて開口する実質的にＣ字形をなしている、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の４サイクル内燃機関用冷却装置。
【請求項５】
前記冷却用風路（４６）は、前記主風路（５２）と、互いに対向する二つの前記流入口（５４）を有する前記導風路（５８）とで、実質的にＴ字形またはＹ字形をなしている、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の一項に記載の４サイクル内燃機関用冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、４サイクル内燃機関用の冷却装置に関し、より詳細には、シリンダヘッド部分の冷却を行う４サイクル内燃機関の冷却装置に関する。
【従来技術】
携帯式刈払機や、チェーンソーなどに使用される空冷式４サイクル内燃エンジンは、燃焼室周りや点火栓の周辺において過熱を招きやすい。このような過熱を防止するため、エンジンの冷却装置として、例えば、特許第３１６８１４０号公報に記載された装置がある。この公報には、シリンダの頂壁に点火栓を螺着したエンジン本体に、その外面との間に冷却用風路を画成するシュラウドを付設し、前記エンジン本体に支持されるクランク軸の外端に、その回転により冷却用風路に冷却風の流れを生起させる冷却羽根を有するロータを固着したエンジンの冷却装置が開示されている。この冷却装置は、前記エンジン本体に、その内部の動弁室を貫通し且つ同内部の吸排気ポート間を通って前記冷却用風路からの導入冷却風を点火栓に向かって誘導する主風路と、この主風路と交差し、前記冷却用風路から両端の入口に導入した冷却風を前記主風路へ誘導する補助導風路とが設けられている。このような冷却装置は、燃焼室や点火栓の周囲の過熱を防止することができる。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
４サイクル内燃機関には、オイル室の中に収容された潤滑オイルをミスト化し、オイルミストによって動弁室内の動弁機構を潤滑する形式のものがある。このような形式の４サイクル内燃機関において、オイルミストが過熱すると潤滑不良が生じ、また、オイルの消費過大の問題も生じる。
そこで、本発明は、特に、前記動弁室が燃焼室の上方に位置し、オイルミストが前記動弁室近傍で流れる際に特に加熱され易いＯＨＣタイプの４サイクル内燃機関において、潤滑のためのオイルミストの過熱を防止することができる４サイクル内燃機関用冷却装置を提供することを目的とする。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、オイル室内に収容された潤滑オイルをミスト化し、オイルミストによって動弁室を潤滑する４サイクル内燃機関用冷却装置であって、クランクシャフトの回転を前記動弁室内のカム軸に伝達するための伝達機構を収容し、かつ、シリンダブロックの側方において縦方向に延びる収容空間と、前記クランクシャフトによって回転駆動され、かつ、前記収容空間の下方から上方に風を送るための送風ファンと、前記シリンダブロック内の燃焼室とその上方に設けられた前記動弁室との間に横方向に延び、かつ、前記収容空間からの風が流れ込む冷却用風路と、を有し、前記冷却用風路は、左右横方向にそれぞれ延びる吸気ポートと排気ポートとの間に形成され、かつ、下流側に位置する点火栓に向かって延びる主風路と、互いに対向する流入口から、前記主風路の上流側入口へと風を導くための導風路と、を有し、該導風路は、前記主風路の前記上流側入口に臨み、かつ、前記吸気ポートと前記排気ポートに沿って横方向に延びる壁部によって画成されており、該壁部は前記収容空間の中において縦方向に延びており、オイルミストを前記オイル室から前記動弁室に供給するためのオイルミスト通路が、前記壁部の中を縦方向に延びていることを特徴とする４サイクル内燃機関用冷却装置によって達成することができる。
【０００４】
本発明においては、前記クランクシャフトの回転によって、前記送風ファンが回転すると、それによって生成された風は、前記収容空間を介して、前記冷却用風路の前記導風路の互いに対向する前記流入口を介して、前記主風路へと流れる。
本発明によれば、前記冷却用風路によって前記点火栓の周囲が冷却される。また、前記動弁室と前記点火栓との間に、前記冷却用風路が介在しているので、前記動弁室が前記点火栓部からの熱によって直接加熱されにくく、また、前記冷却用風路の中を流れる風によって、前記動弁室の底壁が冷却されるので、前記動弁室内の過熱を防止することができる。また、前記オイルミスト通路が前記収容空間内で縦方向に延びる前記壁部の中に延びているので、中を流れるオイルミストが、前記収容空間内で冷却される。これによって、潤滑不良やオイルの過剰消費を防止することができる。
【０００５】
また、本発明の実施形態においては、前記シリンダブロックの周囲には、外方に延びる複数の空冷用フィンが形成されており、前記オイルミスト通路を有する前記壁部は、前記複数の空冷用フィンを縦方向に貫通して延びている。
更に、本発明の実施形態においては、前記オイルミスト通路は、横断面において横長の前記壁部の両端部内にそれぞれ位置して縦方向に延びる循環通路を形成し、該循環通路は、前記オイル室と前記動弁室とに連通し、オイルミストは前記循環通路を介して前記オイル室から前記動弁室へ、該動弁室から前記オイル室へと循環され、前記循環通路は、横断面において実質的に円形であり、前記壁部の前記両端部は、横断面において前記導風路の前記流入口を拡大するように前記循環通路の横断面形状に沿って湾曲している。
【０００６】
更に、本発明の実施形態においては、前記壁部の前記収容空間に臨む面には、横断面において、前記循環通路の間に凹部が形成されており、前記壁部の横断面形状は、前記収容空間に向けて開口する実質的にＣ字形をなしている。
更に、本発明の実施形態においては、前記冷却用風路は、前記主風路と、互いに対向する二つの前記流入口を有する前記導風路とで、実質的にＴ字形またはＹ字形をなしている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明にかかる４サイクル内燃機関用冷却装置の実施の形態について説明する。
図１は、本実施形態にかかるＯＨＣタイプの空冷式４サイクル内燃機関の刈払機等の動力源として用いられる形態のものの縦断面図である。また、図２は、図１に示す、シリンダブロック部分および動弁機構の部分拡大図である。更に、図３は、冷却用風路を示し、図２に示すIII−IIIに沿った矢視断面図である。
【０００８】
図１に示すように、本実施形態にかかる４サイクル内燃機関２は、シリンダブロック４内で昇降運動するピストン６と、該ピストン６の上方に位置し、前記シリンダブロック４の上部のシリンダヘッド８内で前記ピストン６の上面との間で画成された燃焼室１０と、前記ピストン６の上方において前記シリンダヘッド８に設けられた点火栓１２と、クランクシャフト１４と、前記ピストン６と前記クランクシャフト１４とを連結するコネクティングロッド１８と、前記シリンダヘッド８において、前記燃焼室１０の上方に設けられた動弁室２０と、該動弁室２０内に収容された動弁機構２２（カム、ロッカアームなど）と、前記シリンダブロック４の側方に位置する、前記動弁機構２２のカムシャフト２１に前記クランクシャフト１４の回転を伝達するための伝達機構２４と、ハウジング２６によって、前記シリンダブロック４の長手（上下）方向に形成された、前記伝達機構２４を収容するための収容空間２８内と、該収容空間２８の下部に設けられた、前記クランクシャフト１４に取付けられた送風ファン３０と、前記クランク室１６の下方に、該クランク室１６とスリット３２を介して連通した、潤滑用のオイルを収容するオイル室３４と、該オイル室３４内に収容されたオイルをミスト化するためのミスト化手段３６と、該ミスト化手段３６によってミスト化されたオイルミストを前記オイル室３４から前記クランク室１６、更に、前記動弁室２０へ供給するオイルミスト通路３８と、を有する。図１および図２に示すように、前記シリンダブロック４の外周面には、前記シリンダブロック４のボアの半径方向外方に延びる複数の空冷用フィン４０が形成されている。
【０００９】
前記ミスト化手段３６は、例えば、前記オイル室３４内にＵ字状に吊り下げられ、かつ、下部が前記オイル室３４内のオイルに浸されたコイルばね、その他、オイルをミスト化できるいかなる手段であってもよく、例えば、オイルディッパーでもよい。
また、前記伝動機構２４は、前記クランクシャフト１４に取付けられた駆動プーリ４２と、前記カムシャフト２１に取付けられた従動プーリ４１と、前記駆動プーリ４２と前記従動プーリ４１に巻き掛けられたタイミングベルト４４と、で構成されている。
なお、図１における７０は、始動操作用のリコイルスタータであり、前記内燃機関２の始動後の回転駆動力は、遠心クラッチ８０を介して、ＰＴＯ軸８１から図示しない刈刃装置等へ出力される。
【００１０】
図２を見て分かるように、前記燃焼室１０とその上方に設けられた前記動弁室２０との間には、冷却用風路４６が介在されている。該冷却用風路４６は、前記ピストン６の運動方向に対して、または、前記シリンダブロック４に対して横方向に延びている。より詳細には、図３に示すように、それぞれ左右横方向に延びる吸気ポート４８および排気ポート５０との間に形成され、送風下流側に位置する前記点火栓１２に向かって延びる主風路５２と、互いに対向する流入口５４を有し、かつ、前記主風路５２の上流側入口５６に空気を導くための導風路５８と、を有する。該導風路５８は、前記主風路５２の前記上流側入口５６に臨み、かつ、前記吸気ポート４８と排気ポート５０に沿って横方向に延びる、横長の壁部６０によって画成されている。該壁部６０は、前記収容空間２８の中において縦方向に延びている。前記冷却用風路４６は、前記主風路５２と前記導風路５８とで、実質的にＹ字形通路をなしている。また、図２に示すように、前記冷却用風路４６の上壁は、前記動弁室２０の底壁２０ａで構成されている。前記壁部６０の前記導風路５８に臨む面６０ａは、横断面において、前記主風路５２の前記上流側入口５６に向かって突出する山形に形成され、かつ、前記山形の突出部の頂部両側の二つの面は、風を前記上流側入口５６に円滑に導くように、該上流側入口５６に向かって湾曲している。
【００１１】
前記壁部６０は、図１に示すように、前記収容空間２８の中に縦方向に延びている。前記オイルミスト通路３８は、前記壁部６０の中を縦方向に前記動弁室２０まで延びている。図３を見て分かるように、前記オイルミスト通路３８は、横断面において、前記壁部６０の両端にそれぞれ位置するように二本設けられている。前記オイルミスト通路３８は、それぞれ前記壁部６０の中で縦方向に延び、かつ、前記オイル室３４と前記動弁室２０とに連通し、循環通路６２を形成している。図示しないが、前記循環通路６２には、逆止弁３８ａが設けられており、前記ピストン６の昇降運動に伴って生じる、前記クランク室１６内の正負圧によって、オイルミストが前記オイル室３４と前記動弁室２０との間で循環される。
前記二本のオイルミスト通路３８は、それぞれ横断面が実質的に円形であり、横断面において、前記壁部６０の両端部６０ｂは、前記導風路５８の前記流入口５４を拡大するように、横断面が円形の前記オイルミスト通路３８に沿って湾曲している。更に、図３に示すように、前記壁部６０の前記収容空間２８に望む面には、横断面において、前記オイルミスト通路３８の間に凹部６０ｃが形成されており、全体的に前記収容空間２８に向けて開口する略Ｃ字形をなしている。すなわち、前記循環通路６２のまわりの周壁の面積（熱交換面の面積）が増大されている。また、図１および図２を見て分かるように、前記シリンダブロック４の側方においては、前記オイルミスト通路３８を有する前記壁部６０は、前記複数の空冷用フィン４０を縦方向に貫通して延びる形状に一体成形されている。
【００１２】
なお、前記ハウジング２６の上部下流側には（排風口２６ａ）が形成されており、前記冷却用風路４６を介して流れる風は、前記排風口２６ａを介して前記ハウジング２６の外に流れ出る。
図４は、冷却用風路の変形例を示す、図３と同様な図である。
重複説明を回避するため、図３に示すものと同様な部分は、同じ符号で示して説明を省略する。以下、図３に示すものと異なる部分について説明する。
図３に示す例においては、前記壁部６０の前記導風路５８に臨む面６０ａに山形突出部が形成されているのに対して、図４に示す変形例においては、前記壁部６０の前記導風路５８に臨む面６０ｄが平らであり、前記導風路５８と前記主風路５２とで、実質的にＴ字形の冷却用風路４６を形成している点で異なり、その他の点においては、図３に示すものと同様である。
【００１３】
図１乃至図４に示す冷却装置は、以下の通り作用する。
前記４サイクル内燃機関２が前記リコイルスタータ７０で起動されると、前記ピストン６の昇降運動により、前記コネクティングロッド１８を介して前記クランクシャフト１４が回転される。該クランクシャフト１４の回転に伴って、前記駆動プーリ４２が回転され、前記タイミングベルト４４を介して、前記従動プーリ４１が回転され、これによって、前記動弁室２０内の前記動弁機構２２が作動される。また、前記４サイクル内燃機関２の振動により、また、前記４サイクル内燃機関２が作業中に揺らされることにより、前記オイル室３４内のコイルばね３６が振動され、それによってオイルが波立てられて、オイルがミスト化される。ミスト化されたオイルミストは、前記ピストン６の昇降運動に伴う前記クランク室１６内の正負圧によって、前記オイルミスト通路３８を介して、前記オイル室３４、前記クランク室１６、更に、前記動弁室２０へと供給される。より詳細には、前記循環通路６２を形成する二つの前記オイルミスト通路３８のうちの一方を通って、前記クランク室１６から前記動弁室２０へオイルミストが供給され、また、他方の前記循環通路６２を介して、前記動弁室２０から前記クランク室１６、更に、前記オイル室３４へ戻る。なお、そのような循環は、前記循環経路６２に設けられた前記逆止弁３８ａによって担保される。
【００１４】
前記クランクシャフト１４の回転に伴って、前記送風ファン３０が回転する。
該送風ファン３０によって生成された風は、前記伝達機構２４が収容された前記収容空間２８の中を通って上方に流れ、更に、前記冷却用風路４６の前記導風路５８の互いに対向する二つの前記流入口５４から流がれ込む。風は更に、前記導風路５８を通って、前記主風路５２の前記上流側入口５６のところで合流し、前記上流側入口５６に流れ込んで、前記主風路５２を通りぬける。更に、風は、前記ハウジング２６に形成された前記排風口２６ａを介して、前記ハウジング２６の外へ流れる。
風が前記収容空間２８内を流れる間、その中で長手方向に延びる前記壁部６０を冷却し、その中に延びる前記オイルミスト通路３８内のオイルミストを冷却する。また、前記冷却用風路４６に空気が流れることによって、前記点火栓１２の周囲、および、前記動弁室２０内も効果的に冷却される。
【００１５】
本実施形態によれば、前記冷却用風路４６が前記点火栓１２と前記動弁室２０との間に介在されているので、前記点火栓１２部からの熱が前記動弁室２０に伝達されるのが制限される。また、前記冷却用風路４６の中を流れる風によって、前記冷却用風路４６の上壁を構成する前記動弁室２０の底壁２０ａから熱を奪い、前記動弁室２０が冷却される。したがって、前記動弁室２０内のオイルミストが冷却され、オイルの過熱および過剰消費が防止される。
また、本実施形態によれば、前記壁部６０は、前記収容空間２８の中で縦方向に延びており、また、前記オイルミスト通路３８は、前記壁部６０の中を縦方向に前記動弁室２０まで延びているので、風が前記収容空間２８内を流れる間に、前記壁部６０が冷却され、したがって、前記オイルミスト通路３８内のオイルミストも冷却され、前記動弁室２０内の潤滑不良や、オイルの過大な消耗を、より効果的に、防止することができる。
【００１６】
更に、本実施形態によれば、前記オイルミスト通路３８を有する前記壁部６０は、前記複数の空冷用フィン４０を縦方向に貫通して延びているので、高い冷却効果を得ることができる。したがって、前記オイルミスト通路３８内に流れるオイルミストの過熱および過剰消費を防止することができる。
更に、本実施形態によれば、前記オイルミスト通路３８は、横断面において、前記壁部６０の両端にそれぞれ位置する二つの前記オイルミスト通路３８を有し、前記壁部６０の両端は、横断面において、前記導風路５８の前記流入口５４を拡大するように、前記オイルミスト通路３８の断面形状に沿って湾曲している。
したがって、オイルミストが前記オイルミスト通路３８内で循環する間に冷却される。また、前記流入口５４が拡大されているので、より多くの風が前記冷却用風路４６の中に流入し、前記点火栓１２および前記動弁室２０の高い冷却効果が得られると共に、前記オイルミスト通路３８が前記流入口５４近傍に位置しているので、オイルミストの高い冷却効果を得ることができる。
【００１７】
更に、本実施形態によれば、前記壁部６０は、横断面において、前記オイルミスト通路３８の間に凹部６０ｃが形成されており、全体的に前記収容空間２８に向けて開口する略Ｃ字形をなしているので、前記オイルミスト通路３８の周囲の壁部６０の冷却壁面積が増大されているので、前記循環通路６２内を流れるオイルミストの高い冷却効果を得ることができる。
また、必要に応じて、前記従動プーリ４１の裏側（前記シリンダブロック４側）に冷却フィンを設けて、前記循環通路６２の冷却を図ってもよい。
更に、本実施形態によれば、前記冷却用風路４６は、実質的にＹ字形またはＴ字形通路をなしているので、前記導風路５８の互いに対向する前記流入口５４を介して流入した風は、前記主風路５２の前記上流側入口５６に円滑に導かれ、前記冷却用風路４６に多くの風を導くことができ、より高い冷却効果を得ることができる。
【００１８】
なお、前記壁部６０によって、前記シリンダブロック４及び前記動弁室２０を含めた全体構造の剛性も効果的に高められることは、いうまでもない。
【００１９】
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
例えば、前記実施形態においては、前記冷却用風路４６は、実質的にＹ字形またはＴ字形をなしているが、前記動弁室２０を冷却するためには、前記冷却用風路４６が前記燃焼室１０と前記動弁室２０との間に介在されていればよく、その通路の形状は問わない。
更に、前記実施形態においては、前記二本のオイルミスト通路３８で、前記循環通路６２を形成しているが、前記オイルミスト通路３８は、一本であってもよい。その場合、前記逆止弁３８ａは設けられず、オイルミストが前記オイル室３４と前記動弁室２０との間を、同じオイルミスト通路３８を介して、前記クランク室１６内の正負圧に伴って、両方向に流れるようにせしめる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、特に、前記動弁室が燃焼室の上方に位置し、オイルミストが前記動弁室近傍で流れる際に、特に、加熱され易いＯＨＣタイプの４サイクル内燃機関において、潤滑のためのオイルミストの過熱を効果的に防止することができる４サイクル内燃機関用冷却装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態にかかるＯＨＣタイプの空冷式４サイクル内燃機関の縦断面図である。
【図２】図１に示す、シリンダブロック部分および動弁機構の部分拡大図である。
【図３】冷却用風路を示し、図２に示すIII−IIIに沿った矢視断面図である。
【図４】冷却用風路の変形例を示す、図３と同様な図である。
【符号の説明】
４    シリンダブロック
１０    燃焼室
１２    点火栓
１４    クランクシャフト
２０    動弁室
２１    カム軸
２４    伝達機構
２８    収容空間
３０    送風ファン
３４    オイル室
３８    オイルミスト通路
４０    空冷用フィン
４６    冷却用風路
４８    吸気ポート
５０    排気ポート
５２    主風路
５４    流入口
５６    上流側入口
５８    導風路
６０    壁部
６０ｂ  壁部の端部
６０ｃ  凹部
６２    循環通路
【図１】
0004545361.tif 000002
【図２】
0004545361.tif 000003
【図３】
0004545361.tif 000004
【図４】
0004545361.tif 000005