JP2018031382A - シリンダヘッドカバーのブリーザシステム - Google Patents

Abstract

【課題】オイルの噴出が回避できるシリンダヘッドカバーのブリーザシステムを提供する。【解決手段】本発明のシリンダヘッドカバー２のブリーザシステムは、シリンダカバー本体２１と、ブリーザプレート２３と、オイル戻しプレート２４とを含む。シリンダカバー本体２１とブリーザプレート２３により沈殿室が固定的に形成される。ブリーザプレート２３とオイル戻しプレート２４により、オイル戻し室及び吸気通路が固定的に形成される。吸気通路は、沈殿室に連通する。沈殿室はオイル戻し室に連通する。オイル戻し室内にはオイル戻し孔が設けられる。沈殿室は大気に連通する。本発明のシリンダヘッドカバーのブリーザシステムは任意に反転可能であり、潤滑油の燃焼やオイルの噴出を回避することができる。【選択図】図９

Description

本発明は、シリンダヘッドカバーの技術分野に関し、特にシリンダヘッドカバーのブリーザシステムに関する。

現在、汎用エンジンのシリンダヘッドカバーは、通常バルブ式である。バルブは、長時間に亘って使用されると損壊しやすくなり、オフになるのが遅れると、オイルの噴出が発生しやすくなる。

本発明は、オイルの噴出が回避できるシリンダヘッドカバーのブリーザシステムを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係るシリンダヘッドカバーのブリーザシステムは、シリンダカバー本体と、ブリーザプレートと、オイル戻しプレートとを含む。前記シリンダカバー本体及びブリーザプレートにより、沈殿室が固定的に形成される。前記ブリーザプレート及びオイル戻しプレートにより、オイル戻し室及び吸気通路が固定的に形成される。前記吸気通路は、沈殿室に連通する。前記沈殿室は、オイル戻し室に連通する。前記オイル戻し室内には、オイル戻し孔が設けられる。前記沈殿室は、大気に連通する。

さらに、前記シリンダカバー本体には、大気に連通する排気孔が設けられる。

さらに、前記ブリーザプレートには、オイル落し孔及びオイル落し柱が設けられる。前記オイル落し柱には、穿孔が設けられる。

さらに、前記オイル戻しプレートには、オイル戻し溝と、オイル戻し溝に連通するオイル戻し孔とが設けられる。

さらに、前記沈殿室内には、緩衝機構が設けられる。前記緩衝機構は、オイルガスの流動速度を緩衝する。

さらに、前記緩衝機構は、ゴムパッドである。

本発明に係るシリンダヘッドカバーのブリーザシステムでは、吸気通路をエンジン本体内における動弁室に連通してからオイル戻し孔を介してオイルタンクに連通し、各室間の圧差により、沈殿室内においてオイルミストを分離させ、その後にオイル戻し室内に集中させてオイルタンクに還流させる。バルブを設けないことで、長時間に亘ってもオイルの噴出を回避することができる。

本発明の好適な実施形態の４サイクルエンジンの潤滑システムの構造模式図である。 本発明の４サイクルエンジンの潤滑システムの断面図である。 本発明の４サイクルエンジンの潤滑システムの他の断面図である。 クランク室とオイルタンクとの連結構造を示す図である。 動弁室とオイルタンクとの連結構造を示す図である。 ロッカーアームの構造模式図である。 ロッカーアームの平面図である。 シリンダヘッドカバーの構造模式図である。 図８におけるＡ―Ａ線断面図である。 シリンダヘッドカバーの構造模式図である。 ブリーザプレートの構造模式図である。 オイル戻しプレートの構造模式図である。

以下、図面を参照しながら本発明について詳細に説明する。

図１に示すように、本発明の好適な実施形態の４サイクルエンジンの潤滑システムは、シリンダヘッドとシリンダブロックとが一体的に形成されたエンジン本体１、シリンダヘッドカバー２及びオイルタンク３を含む。前記シリンダヘッドカバー２及びオイルタンク３は、いずれもエンジン本体１の上端に設けられる。前記オイルタンク３はエンジン本体１の外部に位置する。

図２乃至図５に示すように、前記エンジン本体１内には、クランク室１１と、動弁室１２と、前記クランク室１１の下方に設けられるバルブ室１３とが設けられる。バルブ室１３内には、逆止弁１３１が設けられる。前記クランク室１１と動弁室１２の間は、バルブ室１３により連通される。前記エンジン本体１の上端にはシリンダヘッドカバー２が設けられ、前記エンジン本体１の下端にはフライホイール１４が設けられる。前記シリンダヘッドカバー２は大気に連通する。前記シリンダヘッドカバー２には、排気孔２１１が設けられる。前記排気孔２１１は動弁室１２に連通することで、動弁室１２の上端を大気に連通させる。前記オイルタンク３はフライホイール１４の上方に位置することで、フライホイール１４とエンジンの空きスペースを合理的に利用するようになる。このため、従来技術においてオイルタンク３がエンジン本体１内に設けられることに比べて、本発明のエンジンは全体の占有スペースが小さくなり、エンジン本体１の体積が減少し、切断機またはチェーンソーの動力源として用いられるとき、機器全体の重心が人体の重心により近づいて、使い勝手の向上を図り、制御が簡単になる。

前記バルブ室１３内には、バルブ孔及び循環流路が設けられる。バルブ室１３は、バルブ孔を介してクランク室１１に連通する。前記バルブ室１３は、循環流路を介して動弁室１２に連通する。前記逆止弁１３１はダイアフラムバルブであってバルブ室１３内に設けられて、バルブ孔の開閉に用いられる。クランク室１１内の圧力は、ピストンの昇降運動により、正圧力、負圧力を交互に繰り返すように脈動する。クランク室１１内の圧力が上昇する場合には、バルブシートによりバルブ孔を開く。クランク室１１内の圧力が低下する場合には、バルブシートによりバルブ孔を閉じる。前記クランク室１１内には、ピストンに連結されるクランク軸１１１が設けられる。

図６と図７に示すように、前記動弁室１２内には、動弁機構が設けられる。動弁機構は、タイミングギヤ１２１、タイミングベルト１２２、カム１２９、カム軸１２３、ロッカーアーム軸１２４、吸気ロッカーアーム１２５及び排気ロッカーアーム１２６を含む。前記ロッカーアーム軸１２４及びカム軸１２３は、いずれもエンジン本体１に設けられる。前記吸気ロッカーアーム１２５及び排気ロッカーアーム１２６は、いずれもロッカーアーム軸１２４に設けられる。平面図において、吸気ロッカーアーム１２５及び排気ロッカーアーム１２６はＸ字状になり、前記カム１２９はカム軸１２３に位置してカム軸１２３を回転させる。前記タイミングベルト１２２の一端はカムに連結され、タイミングベルト１２２の他端はタイミングギヤ１２１に連結される。前記タイミングベルト１２２は動弁室１２内の潤滑油ミストをカム軸１２３の一端にもたらして上端のパーツを潤滑する。前記吸気ロッカーアーム１２５と排気ロッカーアーム１２６は１つの軸に設けられるため、エンジンの幅を直接小さくするとともに、ロッカーアーム軸１２４の取付け位置を下向きに移動させるほか、ロッカーアームとピストンとの適合性を保持することができる。従来技術の、２つのロッカーアーム軸１２４を有するエンジン本体１に比べて、本発明のエンジン本体１の体積はより小さくなる。また、１つのロッカーアーム軸１２４のみを使用すると、吸気バルブ１２７と排気バルブ１２８との間のなす角が小さくなり、ロッカーアーム機構の全体スペースが小さくなる。なお、吸気バルブ１２７と排気バルブ１２８との角度を直角に近づけることが可能であるため、吸気通路をほぼ垂直に設計してもよい。こうすることで、吸気がシリンダ内に円滑に入ることができ、より高性能のエンジンが得られる。特に、エンジンの高回転時に、吸気が円滑になり、エンジンの空燃比を適切範囲内に維持し、優れた性能を発揮することができる。

前記オイルタンク３は、タンク体３１とタンクカバー３２とを含む。前記タンクカバー３２及びタンク体３１は、ねじにより固定されて収容室を形成する。前記タンク体３１及び前記タンクカバー３２には、給油孔が設けられる。給油孔内には、給油孔を密閉する密閉キャップ３３が設けられる。潤滑油は、給油孔からオイルタンク３内に注入される。前記タンク体３１には、還流通路３１１が設けられる。前記還流通路３１１の一端は収容室に連通し、前記還流通路３１１の他端はシリンダヘッドカバー２に連通する。前記タンク体３１はエンジン本体１と一体成型されるため、製造が簡単になる。前記オイルタンク３は潤滑油の貯留に用いられる。オイルタンク３内には、潤滑油を撹拌してオイルミストを生成するためのオイルミスト生成装置が設けられる。前記オイルミスト生成装置には、排油通路が設けられる。前記排油通路は、排油パイプ５１を介してオイルタンク３とクランク室１１とを連通させる。前記動弁室１２は、オイル戻しパイプ５２を介してオイルタンク３に連通する。前記シリンダヘッドカバー２の底部には、オイルタンク３に連通するオイル戻し孔２４１が設けられる。

前記オイルミスト生成装置は、回転軸、撹拌プレート４２及び中継スリーブ４３を含む。前記中継スリーブ４３は、回転軸を被覆して設けられる。回転軸は中継スリーブ４３に対して回転可能である。前記撹拌プレート４２は回転軸に固定される。前記回転軸及びカム軸１２３は一体成型されることで、製造や取付が簡単になる。前記回転軸及び各撹拌プレート４２には、いずれも排油通路が設けられる。各撹拌プレート４２の排油通路は、回転軸の排油通路に連通する。前記回転軸の排油通路は、中継スリーブ４３を介して排油パイプ５１に連結される。具体的に、前記撹拌プレート４２は２つの異形の羽根を含む。各異形の羽根には、オイル溝４２２及び取付孔が設けられる。２つの異形の羽根は、固定される。２つのオイル溝４２２は組み合わされて排油通路を形成する。前記回転軸は、取付孔内に設けられ、給油孔及び排油孔が設けられる。給油孔及び排油孔は、回転軸内の排油通路に連通する。前記給油孔は、取付孔内に位置する。前記中継スリーブ４３内には、収集室と、収集室に連通する排油室とが設けられる。前記回転軸の排油通路は収集室に連通し、すなわち、回転軸の排油孔は収集室内に位置し、前記排油室は排油パイプ５１を介してクランク室１１に連通する。前記中継スリーブ４３及びオイルタンク３は一体成型され、すなわち、中継スリーブ４３、タンク体３１及びエンジン本体１は一体成型され、製造が簡単になる。

図８乃至図１２に示すように、前記シリンダヘッドカバー２は、シリンダカバー本体２１、ゴムパッド２２、ブリーザプレート２３及びオイル戻しプレート２４を含む。前記シリンダカバー本体２１、ゴムパッド２２、ブリーザプレート２３及びオイル戻しプレート２４は上から下へ順次に重ね合って固定される。前記シリンダカバー本体２１には、大気に連通する排気孔２１１が設けられる。前記ブリーザプレート２３及びオイル戻しプレート２４には、吸気孔（吸気通路）２３１、２４３がそれぞれ設けられる。前記ブリーザプレート２３の四角縁部には、オイル落し孔２３２及びオイル落し柱２３３がそれぞれ設けられる。前記オイル落し柱２３３には、穿孔が設けられる。前記オイル戻しプレート２４には、オイル戻し溝２４２及びオイル戻し孔２４１が設けられる。前記オイル戻し孔２４１は、オイルタンク３の還流通路３１１に連通する。前記シリンダカバー本体２１及びブリーザプレート２３により沈殿室が形成され、前記ブリーザプレート２３及びオイル戻しプレート２４によりオイル戻し室が形成される。エンジンが水平に配置されて作動するとき、オイルガスは吸気孔２３１、２４３から沈殿室に入り込み、その後、ガスは排気孔２１１から排気されると同時に、ガスと共に入り込んだオイルミストはブリーザプレート２３上のオイル落し孔２３２からオイル戻し室へ流れる。潤滑油はオイル戻し室内に位置し、オイル戻し溝２４２内に収集されて、オイル戻し孔２４１を介して還流通路３１１に流入し、更にオイルタンク３に還流する。エンジンが倒置されるとき、ガスは同じく吸気孔２３１、２４３からシリンダヘッドカバー２に入り込み、その後、排気孔２１１から排気される。潤滑油はオイル落し柱２３３によりオイル戻し室へ吸入され、最終的にはオイルタンク３に流入する。同様に、エンジンがいかなる方向に傾斜しても、潤滑油はオイル落し孔２３２またはオイル落し柱２３３によりオイルタンクへ吸入される。前記ゴムパッド２２はＵ字形をなして、オイルガスの流動速度の抑制に用いられ、更に、ガスに伴う潤滑油の排出を防ぐ。

クランク室１１はピストンの上下運動により、上昇負圧が最大になるため、クランク室１１内の圧力がオイルタンク３内の圧力よりも小さい。バルブ室及び動弁室１２はシリンダヘッドカバー２の通気孔により大気に連通する。オイルタンク３はオイル戻し流路によりシリンダヘッドカバー２に連結され、シリンダヘッドカバー２により大気に間接的に連通する。そのため、オイルタンク３内の圧力は動弁室１２の圧力よりも小さい。

各室内での圧力の関係は以下の式により表示される。
Ｐｃ＜Ｐｏ＜Ｐｖ＜Ｐｔ
Ｐｃはクランク室１１内の圧力、Ｐｏはオイルタンク３内の圧力、Ｐｖは動弁室１２内の圧力、Ｐｔはシリンダヘッドカバー２内の圧力である。

エンジンの作動期間中、撹拌プレート４２はカム軸１２３に伴って回転し、貯油室の底部の潤滑油を撹拌してオイルミストを生成する。ピストンが上昇するとき、Ｐｃ＜Ｐｏであるため、潤滑油は撹拌、回転軸、中継スリーブ４３及び排油パイプ５１を順次に通過してクランク室１１に吸入されて、クランク室１１内のクランク軸１１１のリンク機構を潤滑させ、この場合に逆止弁１３１はオフ状態になる。一方、ピストンが降下するとき、逆止弁１３１がオンになってクランク室１１とバルブ室とを連通させるとともに、逆止弁１３１によりオイルガスの分離性能を向上させ、潤滑油が動弁室１２に流入し、タイミングベルト１２２により各パーツを潤滑することができ、一部の余分な潤滑油がオイル戻しパイプ５２を介して貯油室に還流する。エンジン本体１内の廃ガスは吸気孔からシリンダヘッドカバー２に入り込む。シリンダヘッドカバー２内でオイルガスは分離した後、エアフィルターに入って二次利用される。潤滑油はシリンダヘッドカバー２のオイル戻し孔２４１からオイルタンク３へ還流することにより、全ての潤滑作業を完了する。

オイルタンク３、クランク室１１、動弁室１２及びシリンダヘッドカバー２は順次に連通し、動弁室１２をオイルタンク３に直接連通させる。クランク室１１と動弁室１２との間には、逆止弁１３１が設けられる。逆止弁１３１は、クランク室１１内の圧力が上昇するとオンになり、圧力が低下するとオフになることにより、潤滑油の還流を効果的に回避することができる。クランク室１１内の圧力パルスにより、オイルタンク３で生成したオイルミストがオイルタンク３からクランク室１１、動弁室１２及びオイルタンク３へ流れて循環する。エンジンが任意に反転する場合、潤滑油はオイルミスト生成装置から各室へ流入した後にオイルタンク３へ還流することで、全体の循環が完了する。オイルミストによる潤滑は、飛沫潤滑法に比べて、パーツをより徹底的に潤滑させることができる。

上述は本発明の実施形態のみであり、本発明の権利範囲を制限するのもではない。本発明の明細書及び図面の内容に基づいて行う同等構造は、他の関連技術分野で直接または間接的に利用されてもよいが、いずれも本発明の特許請求の範囲内に属するべきである。

Claims (6)

1. シリンダヘッドカバーのブリーザシステムであって、
   シリンダカバー本体と、ブリーザプレートと、オイル戻しプレートとを含み、
   前記シリンダカバー本体及びブリーザプレートにより、沈殿室が固定的に形成され、
   前記ブリーザプレート及びオイル戻しプレートにより、オイル戻し室及び吸気通路が固定的に形成され、
   前記吸気通路は、沈殿室に連通し、
   前記沈殿室は、オイル戻し室に連通し、
   前記オイル戻し室内には、オイル戻し孔が設けられ、
   前記沈殿室は、大気に連通することを特徴とするシリンダヘッドカバーのブリーザシステム。
2. 前記シリンダカバー本体には、大気に連通する排気孔が設けられることを特徴とする請求項１に記載のシリンダヘッドカバーのブリーザシステム。
3. 前記ブリーザプレートには、オイル落し孔及びオイル落し柱が設けられ、
   前記オイル落し柱には、穿孔が設けられることを特徴とする請求項１に記載のシリンダヘッドカバーのブリーザシステム。
4. 前記オイル戻しプレートには、オイル戻し溝と、オイル戻し溝に連通するオイル戻し孔とが設けられることを特徴とする請求項１に記載のシリンダヘッドカバーのブリーザシステム。
5. 前記沈殿室内には、緩衝機構が設けられ、
   前記緩衝機構は、オイルガスの流動速度を緩衝することを特徴とする請求項１に記載のシリンダヘッドカバーのブリーザシステム。
6. 前記緩衝機構は、ゴムパッドであることを特徴とする請求項５に記載のシリンダヘッドカバーのブリーザシステム。