(57)【要約】２サイクル機関の形をした燃焼機関と、該燃焼機関に接続されかつケーシングに配置された運動変換装置とを有する作業機械であって、前記ケーシングが前記運動変換装置を潤滑する油で充填されており、油をケーシングから燃焼機関へ搬送する搬送装置が設けられ、燃焼機関がもっぱらケーシングからの油で潤滑され、特別な油供給装置を有していないことを特徴とする作業機械。
2004521249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−燃焼機関（１）と、
−前記燃焼機関（１）により生ぜしめられた運動を作業運動に変換する、ケーシング（６）内に配置された運動変換装置（７）と、
を有し、
−前記燃焼機関（１）が前記ケーシング（６）の外又は前記ケーシング（６）内に配置されており、
−前記ケーシング（６）が前記運動変換装置（７）を潤滑するために油で充たされている
形式の作業機械において、前記燃焼機関（１）が前記ケーシング（６）からの油によって潤滑され得ることを特徴とする、作業機械。
【請求項２】
前記燃焼機関（１）がもっぱら前記ケーシング（６）からの油によって潤滑される、請求項１記載の作業機械。
【請求項３】
前記ケーシング（６）から前記燃焼機関へ油を搬送する搬送装置（１８）が設けられている、請求項１又は２記載の作業機械。
【請求項４】
前記ケーシング（６）内に存在する油量が、前記運動変換装置（７）と前記燃焼機関（１）とを、所定のサービスインターバルの間に、潤滑するために十分であるように設定されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の作業機械。
【請求項５】
前記燃焼機関（１）に供給される油が油エアロゾルである、請求項１から４までのいずれか１項記載の作業機械。
【請求項６】
前記油エアロゾルが前記ケーシング（６）において前記運動変換装置（７）によって発生させられる、請求項５記載の作業機械。
【請求項７】
前記ケーシング（６）内に前記搬送装置（１８）に連結された集め装置（１７）が油又は油エアロゾルを集めるために設けられている、請求項３から６までのいずれか１項記載の作業機械。
【請求項８】
前記搬送装置（１８）が吸込み装置を有している、請求項３から７までのいずれか１項記載の作業機械。
【請求項９】
前記搬送装置（１８）が圧力発生装置（２４から２７）を有している、請求項３から８までのいずれか１項記載の作業機械。
【請求項１０】
前記圧力発生装置が前記燃焼機関（１）の燃焼室（２３）と連結された蓄圧器（２４）を有し、該蓄圧器（２４）内の圧力が燃焼過程中又は燃焼過程直後の燃焼室（２３）からの排ガスにより生ぜしめられる、請求項９記載の作業機械。
【請求項１１】
前記搬送装置（１８）が燃焼機関（１）の運転状態に関連して制御可能である、請求項３から１０までのいずれか１項記載の作業機械。
【請求項１２】
燃焼機関（１）が少なくとも１つのシリンダ（２）と当該シリンダ（２）内で運動可能なピストン（３）を有し、前記燃焼機関（１）に供給された油又は油エアロゾルが前記ピストン（３）と前記シリンダ（２）との間の接触面の領域に施される、請求項１から１１までのいずれか１項記載の作業機械。
【請求項１３】
前記油又は油エアロゾルが前記ピストン（３）のピストンシャフト（２１）の走行面の上に施される、請求項１２記載の作業機械。
【請求項１４】
前記シリンダ（２）の走行面に又は該走行面の下側に、前記搬送装置と連結された油出口が設けられており、この油出口を通って油又は油エアロゾルがピストンシャフト（２１）の走行面並びに前記シリンダ（２）の走行面に施される、請求項１２又は１３記載の作業機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念として記載した形式の作業機械に関する。
【０００２】
駆動装置として燃焼機関を有している作業機械、特に手で誘導される作業機械、例えば地面を突固めするためのタンパは多様な形式で公知である。この場合、燃焼機関としては特に２サイクル機関が適している。この２サイクル機関は高い固有出力を有し、適当な気化器を使用した場合には位置状態とは無関係に、すなわち強く傾斜した状態でも使用することができる。
【０００３】
２サイクル機関を潤滑するためには原則的に２つの原理が公知である。すなわち油があらかじめ燃料に１：２５から１：１００の混合比で添加されている混合潤滑と油が個別の油タンクから油ポンプによってクランクケース又は気化器接続管へ圧送される個別潤滑とが公知である。両潤滑方法は状態に無関係な使用の可能性と、２サイクル機関の低い重量とに寄与する。
【０００４】
混合潤滑の場合には油が行程過程のたびに燃料に添加されなければならないのに対し、個別潤滑の場合には別個の油タンクを規則的に補充する必要がある。何故ならば２サイクル機関の場合は原則的には損失潤滑であり、したがって油循環回路を有していないからである。付加的な油タンクの重量、規則的な掃除の必要性並びに油タンク表示の準備を除いたとしても、十分な油貯え量なしで機関が始動することを阻止する安全装置が必要である。これらの装置は複雑性を高め、それ自体簡単でかつ頑丈な２サイクル機関の重量を著しく増大させる。
【０００５】
ＤＥ１９８００９０４Ａ１号明細書によれば、作業機械のための燃焼機関であって、機関の弁制御用のカム駆動装置がオイル溜めを用いて潤滑される形式のもが公知である。カム駆動装置に所属する歯車の回転運動によって、機関のクランクケースへ導かれかつそこで、運動する部分を潤滑する油霧が発生させられる。
【０００６】
本発明の課題は燃焼機関のための潤滑系を有する作業機械であって、複雑性が公知技術に較べて減じられている形式のものを提供することである。
【０００７】
本発明の課題は請求項１に記載した構成によって解決された。請求項１の特徴によれば燃焼機関はケーシングからの油によって潤滑可能である。
【０００８】
本発明は作業機械においては運動変換装置、すなわちケーシングにおける伝動装置を潤滑するために油がすでに大量に存在しているという認識から出発している。この油は本発明によれば燃焼機関を潤滑するためにも使用される。したがって伝動装置からの油は時間の経過をもって消費される。公知の個別潤滑の場合のような付加的なオイルタンクを設けること又は作業機械に油−燃料混合物を貯蔵することは不要である。
【０００９】
有利には燃焼機関はもっぱらケーシングからの油によって潤滑可能であり、ケーシング内に存在する油量はあらかじめ定められたサービスインターバルで運動変換装置と燃焼機関とを潤滑するために十分であるように設定されている。これにより操作人は規則的に油レベルを点検し、油を補充するか又は混合物を蓄える義務から解放される。むしろ、運動変換装置を受容するケーシングへ油を補充することは、このような高負荷される作業機械においてはいずれにしても定期的に実施されなければならないサービス点検の枠内で専門家によって行なわれることができる。
【００１０】
有利には運動変換装置を取囲むケーシングから燃焼機関へ油を搬送するためには搬送装置が設けられている。
【００１１】
存在する油量が限られているので、油を消費する燃焼機関を潤滑する場合には油とのきわめて経済的な関わりが必要である。
【００１２】
したがって本発明の特に有利な実施形態では、燃焼機関へ供給される油は油エアロゾルの形態で、つまり油霧として存在している。この場合、油エアロゾルは数多くの構成部分が高速で運動する運動変換装置によって発生させられ、これによって油溜めに存在する油は滴の形で跳ね飛ばされ、細かく霧化される。
【００１３】
油若しくは油エアロゾルは、本発明の別の有利な構成では、搬送装置に連結された集め装置によってケーシング内で集められる。集め過程を助けるためには、搬送装置が吸込み装置を有していると有利である。さらに油を燃焼機関に搬送できるようにするためには搬送装置が圧力発生装置を有し、この圧力発生装置がケーシング側と燃焼機関側との間に圧力勾配を生ぜしめることができるようになっていると有利である。この圧力発生装置はさらに、油もしくは油エアロゾルを圧力下におき、燃焼機関にて噴射するために用いることができる。
【００１４】
本発明の特に有利な実施例においては、圧力発生装置は燃焼機関の燃焼室に連結された蓄圧器を有している。空気−燃料混合気の点火後に燃焼機関における圧力は急激に上昇する。その際、高い圧力の一部は圧力下にある排ガスの形で燃焼室から蓄圧器へ達する。
【００１５】
すでに先きに述べたように存在する油もしくは油エアロゾルは油貯蔵量がサービスインターバルに亘って十分であるようにきわめて節約されて使用されなければならない。この場合には、油又は油エアロゾルが燃焼機関のピストンとシリンダとの間の接触面の領域に施されることができるようになっていると特に有利であることが証明された。この接触面は燃焼機関の領域で摩擦学的にもっとも高く負荷され、ひいてはもっとも潤滑が必要である領域である。
【００１６】
本発明の特に有利な実施例においては、搬送装置によって給油される油出口が設けられ、この油出口を通って油又は油エアロゾルがシリンダにおけるピストンの位置に応じてピストンシャフトの走行面とシリンダにおける油出口に向き合った走行面との上に施され得るように構成されている。これによりピストンとシリンダとの間の接触面が狙って油又は油エアロゾルで濡らされるようになる。
【００１７】
油をケーシングから燃焼機関へ導く搬送装置は有利には機関の運転状態に関連して制御可能である。例えば燃焼機関はアイドリング状態では潤滑の必要はないのに対し、全負荷状態では潤滑に対し高められた必要性が生じることが判明した。搬送装置の制御の可能性は、限られた量でしか存在しない油貯え量の経済的な取扱いをさらに増長する。
【００１８】
以下、本発明のさらなる利点と特徴を添付図面を用いて有利な実施例に基づき詳細に説明する。
【００１９】
実施例
図１には本発明による作業機械の構造が概略的に示されている。この作業機械は例えば図２の部分断面図で示された、地面を突固めるための手動誘導式のタンパであることができる。したがって図１と図２とにおける原理的に同じ構成部分には同じ符号が付けられている。
【００２０】
２サイクル機関として構成された、自体公知の燃焼機関１においては、公知の形式でシリンダ２と該シリンダ２内で運動可能なピストン３とが配置されている。ピストン３は連接棒４を介しクランク軸もしくは駆動軸５を回転させる。
【００２１】
駆動軸５は燃焼機関１のケーシングから、運動変換装置７を取囲むケーシング６内へ延び込んでいる。図２に示されたタンパの場合、運動変換装置７は歯車対８とクランク機構９と連接棒１０を介して駆動されたタンピングピストン１１とを有している。タンピングピストン１１はばね系１２を介してタンピング足１３に属する管１４にタンピング運動を与える。この作用的な原理は以前から公知であるのでこれについての詳細な説明は省略する。運動変換装置７は図１においては概略的に歯車とこの歯車を取り囲む破線で示した枠だけで示されている。
【００２２】
したがって運動変換装置７は種々の形式の歯車装置、クランク装置等を有していることができ、主として運動方向、運動形式（並進的、回転的、連続的、間断的、振動的、衝動的等）及び運動速度を変えるために用いることができる。
【００２３】
運動変換装置７の運動する構成部分は油で潤滑される。図２に示された例では油は油入口ねじ１５を取去ったあとでケーシング６と運動変換装置７へ充填され、油は最終的に油溜めの形式でタンピング足１３にて、つまり管１４内に集められる。
【００２４】
運動変換装置７の運動する構成部分の速度が高いことに基づき、油は常に跳ね上げられ、大小の油滴の形で滑動させられる。すでに短時間の内に、ケーシング６内には潤滑しようとするすべての部分を濡らす細かい油滴から成る油エアロゾルから油霧が形成される。
【００２５】
本発明による作業機械においては、ケーシング６内で滑動する油エアロゾルが取出され、燃焼機関に送られ、そこで潤滑のために用いられる。
【００２６】
このためにケーシング６内には集め装置１７が設けられている。この集め装置１７はケーシングにおける開口により形成され、この開口内へ油エアロゾルが流入する。この個所にはフィルタ又は多孔質の海綿に似た材料を設け、油エアロゾルを濾過するかもしくは最も細かい油滴だけを通過させ、場合によっては存在する汚染粒子は通過させないようにすることもできる。
【００２７】
搬送装置１８を介して、油エアロゾルは集め装置１７から、ノズル１９として構成された油出口へ導かれる。搬送装置１８は多様な形式で構成されていることができる。例えば、油エアロゾルをきわめて直径の小さいホースによって、より長い距離に亘って搬送することも考えられる。この場合には油を集め装置１７からノズル１９へ搬送するためにはわずかな圧力勾配を形成するだけで十分である。
【００２８】
搬送装置１８の構成は主として、ノズル１９にてどのような強さの圧力が発生させられなければならないかに関連している。当業者にとって一般的である搬送装置を除いたとしても、あとで図５を用いて説明する圧力発生装置が有利であることが証明された。同様に搬送装置１８に油を液状の形で、つまり油エアロゾルとしてではなく供給し、搬送装置１８ではじめてエアロゾルに変換すると有利である。このためにはインクジェット印刷機の分野で公知である技術（バブルジェット又はインキジェット原理）が適している。これに相応して例えば圧電アクチエータを用いることもできる。搬送しようとする油もしくは油エアロゾル量はきわめて少ないので搬送装置１８の搬送出力はきわめて小さくても十分である。
【００２９】
燃焼機関１における油のできるだけ経済的な消費を可能にするためには、本発明の作業装置においては、燃焼機関１は摩擦学的にもっとも高い負荷を受ける部分だけが油で濡らされるようになっている。この部分はピストン３とシリンダ２との間の接触面、特にピストン３に嵌め込まれたピストンリング２０とシリンダ２との接触面である。
【００３０】
この場合には、いわゆるピストンカート、つまりピストンリング２０の下側のピストンシャフト２１を油で濡らすことが特に有利であることが証明された。
【００３１】
図３と４は図２に示された燃焼機関１を断面して矢印Ａの方向から見た図である。
【００３２】
図３においてはピストン３は、連接棒４とピストン３とシリンダ２との間の相対位置から判るように、下死点に位置している。図４はこれに対しピストンが上死点に達する直前の位置を示している。
【００３３】
ピストン３にはピストンリング２０が嵌合させられている。
【００３４】
シリンダライナ面２２の下側、つまりシリンダ２の内面の下側においては、すでに図１と関連して説明した、油出口として役立つノズル１９が斜め上向きに挿込まれている。図３から判るように、ノズル１９を介し、油もしくは油エアロゾルは、ピストン３が下死点にあるとピストンシャフト２１に吹き付けられる。ピストン３が下死点にあるとピストンシャフト２１の外面は自由にアプローチ可能である。
【００３５】
これに対しピストン３がシリンダ２内で上へ動かされると、シリンダ２のライナ面２２が露出させられ、このライナ面２２はノズル１９により油で濡らされる。これにより、燃焼機関１のもっとも高い負荷を受ける部分が最小の油量で十分に潤滑されるようになる。搬送装置１８のすでに述べた制御装置は例えば、それがそのつどのピストン位置を考慮し、適した時点にだけ油を供給するように構成されていることができる。
【００３６】
ノズル１９の代りにピストン３の外周に延在するノズルリングを使用することもできる。油消費量をさらに減少させるためには、いわゆる片側の台形リングをピストンリング２０として用いることが有利であることが証明された。さらにピストンシャフト２１は例えばＧｒａｐｈ（Ｒ）から成る非常運転被覆層を備えていることができる。
【００３７】
しかしながら潤滑されないか又は十分には潤滑されない他の燃焼機関部分は無給潤滑層を有しているか又は高い熱的な負荷に耐えるために適宜の材料から形成される必要がある。しかしながらピストン３においては、他の構成部分を潤滑するために使用できる油残留がわずかに発生することから出発する必要がある。潤滑剤を必要とする他の滑り面（例えばクランク軸軸受装置）はシールされた、無給油潤滑された軸受を備えていることができる。
【００３８】
記述した処置によってはガソリンに対する油の混合比を１：８００に改善することができた。これは作業機械のケーシング６内に存在する油量が、サービスインターバルの間運動変換装置７を潤滑するためにも、燃焼機関１を潤滑するためにも十分であることを意味している。サービスインターバルが経過したあとで作業機械はいずれにしても専門家により点検されなければならない。この機会にケーシング６内の油のストックも再び補充される。
【００３９】
図５には搬送装置１８によって活用されることのできる圧力を準備するための本発明による可能性が示されている。
【００４０】
このためにはシリンダ２とピストン３とによって形成された燃焼室２３は逆止弁２５と絞り２６とを介して蓄圧器２４と接続されている。別の弁２７は蓄圧器２４を空けるためもしくは圧力下にあるガスを取出すために設けられている。
【００４１】
しかし、燃焼室２３における空気−燃料混合物が点火されると、ピストン３を下方に向かって動かしかつ駆動軸５を駆動するため以外にも使用されるきわめて高い圧力が発生する。きわめて高い圧力下にある排ガスの一部は、逆止弁２５を介して蓄圧器２４内に達する。したがって燃焼過程で蓄圧器２４内の圧力は、最終的に逆止弁２５にて圧力平衡が生じるまで上昇させられる。蓄圧器２４内にある圧力は搬送装置１８を駆動するためもしくは援助するために使用することのできるエネルギ媒体を成す。
【００４２】
蓄圧器２４における圧力を制限するためには図示されていない２ポート２位置方向制御弁が使用される。この２ポート２位置方向制御弁は所定の圧力に達した場合に蓄圧器２４のそれ以上の過給を中止する。蓄圧器２４の圧力が前もって規定された制御圧の下に低下すると方向制御弁は蓄圧器２４の補充を可能にする。蓄圧器２４は通常の蓄圧器の形でダイヤフラム及び充填ガスとを用いて構成されている必要はない。事情によっては、搬送装置１８のために十分な圧力を貯えかつ待機させるために短い導管片が存在するだけで十分である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による作業機械の構造を概略的に示した図。
【図２】
本発明の作業機械の１例としての地面突固め用のタンパを示した図。
【図３】
図２の矢印方向で燃焼機関を見た断面図。この場合、ピストンは下死点にある。
【図４】
図３の断面図。この場合、ピストンは上死点の直前にある。
【図５】
本発明に属する圧力発生装置を概略的に示した図。
【符号の説明】
１  燃焼機関、  ２  シリンダ、  ３  ピストン、  ４  連接棒、  ５  駆動軸、  ６  ケーシング、  ７  運動変換装置、  ８  歯車対、  ９  クランク機構、  １０  連接棒、  １１  タンピングピストン、  １２  ばね系、  １３  タンピング足、  １４  管体、  １５  油入口ねじ、  １７  潤滑装置、  １８  搬送装置、  １９  ノズル、  ２０  ピストンリング、  ２１  ピストンシャフト、  ２３  燃焼室、  ２４  蓄圧器、  ２５  逆止弁、  ２６  絞り、  ２７  弁
【国際公開パンフレット】
2004521249.tif 000003
2004521249.tif 000004
2004521249.tif 000005
2004521249.tif 000006
2004521249.tif 000007
2004521249.tif 000008
2004521249.tif 000009
2004521249.tif 000010
2004521249.tif 000011
2004521249.tif 000012
2004521249.tif 000013
2004521249.tif 000014
2004521249.tif 000015
2004521249.tif 000016
2004521249.tif 000017
2004521249.tif 000018
2004521249.tif 000019
2004521249.tif 000020
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004521249.tif 000021
2004521249.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成14年10月4日(2002.10.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−少なくとも１つのシリンダ（２）と該シリンダ（２）内で運動可能なピストン（３）とを備えた燃焼機関（１）を有し、
−付加的に、燃焼機関（１）により生ぜしめられた回転運動を地面突固め作業運動に変換する、ケーシング（６）内に配置された運動変換装置（７）を有し、
−前記燃焼機関（１）が前記ケーシング（６）の外に又は前記ケーシング（６）内に配置されており、
−前記ケーシング（６）が前記運動変換装置（７）を潤滑するための油で充たされている
地面突固め機械において、
前記燃焼機関（１）が前記運動変換装置（７）のケーシング（６）からの油によって潤滑されるように構成され、前記燃焼機関（１）に供給される油が前記ピストン（３）と前記シリンダ（２）との間の接触面の領域に施されることを特徴とする、地面突固め機械。
【請求項２】
前記燃焼機関（１）がもっぱら前記ケーシング（６）からの油によって潤滑される、請求項１記載の地面突固め機械。
【請求項３】
前記ケーシング（６）から前記燃焼機関（１）へ油を搬送する搬送装置（１８）が設けられている、請求項１又は２記載の地面突固め機械。
【請求項４】
前記ケーシング（６）内に存在する油量が、前記運動変換装置（７）と前記燃焼機関（１）とを所定のサービスインターバルの間、潤滑するために十分であるように設定されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の地面突固め機械。
【請求項５】
前記燃焼機関（１）に供給される油が油エアロゾルである、請求項１から４までのいずれか１項記載の地面突固め機械。
【請求項６】
前記ケーシング（６）において油エアロゾルが前記運動変換装置（７）によって発生させられる、請求項５記載の地面突固め機械。
【請求項７】
前記ケーシング（６）内に前記搬送装置（１８）と連結された集め装置（１７）が油又は油エアロゾルを集めるために設けられている、請求項３から６までのいずれか１項記載の地面突固め機械。
【請求項８】
前記搬送装置（１８）が吸込み装置を有している、請求項３から７までのいずれか１項記載の地面突固め機械。
【請求項９】
前記搬送装置（１８）が圧力発生装置（２４から２７）を有している、請求項３から８までのいずれか１項記載の地面突固め機械。
【請求項１０】
前記圧力発生装置が前記燃焼機関（１）の燃焼室（２３）と連結された蓄圧器（２４）を有し、該蓄圧器（２４）内の圧力が燃焼過程中又は燃焼過程直後の燃焼室（２３）からの排ガスにより生ぜしめられる、請求項９記載の地面突固め機械。
【請求項１１】
前記搬送装置（１８）が前記燃焼機関（１）の運転状態に関連して制御される、請求項３から１０までのいずれか１項記載の地面突固め機械。
【請求項１２】
油又は油エアロゾルが前記ピストン（３）のピストンシャフト（２１）の走行面に施される、請求項１から１１までのいずれか１項記載の地面突固め機械。
【請求項１３】
前記シリンダ（２）の走行面（２２）に又は該走行面（２２）の下側に、前記搬送装置（１８）と連結された油出口（１９）が設けられており、この油出口（１９）を通って油又は油エアロゾルがピストンシャフト（２１）の走行面並びにシリンダ（２）の走行面（２２）に施される、請求項１２記載の地面突固め機械。
【国際調査報告】
2004521249.tif 000023
2004521249.tif 000024
2004521249.tif 000025
2004521249.tif 000026