JP2014118917A - 手持ち式エンジン作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却ファンからの冷却風をシリンダの冷却ファン側とは反対となる側へ捲込ませて放熱フィンの付け根付近に導くことができ、シリンダの冷却効率の向上が図れる手持ち式エンジン作業機を提供する。
【解決手段】エンジン３を駆動源とする手持ち式エンジン作業機１であって、エンジン３のクランク軸４の一端側に設けられ、冷却風８を前記エンジン３の放熱フィン５ｄを有するシリンダ５の周囲に送り込む冷却ファン６と、シリンダ５に取り付けられたマフラ７と、シリンダ５とマフラ７の間に配置され、冷却ファン６からの冷却風８をクランク軸４と平行な方向に案内する導風板９と、シリンダ５を挟んで冷却ファン６が設けられている側とは反対側に設けられ、冷却風８の流れを放熱フィン５ｄの付け根側に向けて案内するようにシリンダ５側へ折り込まれた折り込み部２０とを有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンカッター、刈払い機、エンジンチェーンソー等の手持ち式エンジン作業機に係り、特にエンジンのシリンダを冷却風により強制的に冷却する技術に関するものである。

エンジンカッター等の手持ち式エンジン作業機においては、エンジンのオーバーヒートを防止するために、エンジンのクランク軸に冷却ファンを設け、冷却ファンによりエンジンのシリンダの周囲に冷却風を送ってシリンダを強制的に冷却している。

しかるに、手持ち式エンジン作業機においては、エンジンのシリンダを挟んで冷却ファンを有する側とは反対側の部位で、シリンダが送風の障害物となり、冷却風が行き渡りにくくなるという課題があった。なお、エンジンのオーバーヒートを防止する方法として、シリンダの放熱フィンを大きくして放熱面積を増やしたり、冷却ファンを大きくして全体的な風量を増やしたりする方法が知られている。しかし、これらの方法はエンジンの大型化や重量の増大を招くため、手持ち式エンジン作業機に適用することが難しい。

一方、冷却風をシリンダの冷却ファンを有する側とは反対側に送り込むために、導風板を用いるようにしたエンジンの冷却構造が提案されている（例えば特許文献１参照）。このエンジンの冷却構造によれば、一定の効果を得ることが可能となる。

特開２００３―２１４１６１号公報

しかしながら、前記エンジンの冷却構造においては、導風板により導かれる冷却風が導風板に沿ってそのまま流れてしまうため、シリンダを挟んで冷却ファンを有する側とは反対側の部位では冷却風をシリンダの放熱フィンの付け根付近まで導くことが難しく、放熱フィンの先端付近しか冷却することができなかった。放熱フィンは、シリンダ側の付け根付近がより高温となりやすいため、付け根付近に冷却風を送り込むことができれば、効果的であるが、前記エンジンの冷却構造では、シリンダを挟んで冷却ファンを有する側とは反対側の部位において放熱フィンの付け根付近まで冷却風を送り込むことは難しい。

そこで、本発明は、前述した従来の技術の有する課題を解決すべくなされたものであり、冷却ファンからの冷却風をシリンダの冷却ファンを有する側とは反対側の部位へ捲込ませて放熱フィンの付け根付近まで導くことができ、シリンダの冷却効率の向上が図れる手持ち式エンジン作業機を提供することを目的としている。

本発明は、エンジンを駆動源とする手持ち式エンジン作業機であって、前記エンジンのクランク軸の一端側に設けられ、冷却風を前記エンジンの放熱フィンを有するシリンダの周囲に送り込む冷却ファンと、前記シリンダに取り付けられたマフラと、前記シリンダと前記マフラの間に配置され、前記冷却ファンからの冷却風を前記クランク軸と平行な方向に案内する導風板と、前記シリンダを挟んで前記冷却ファンが設けられている側とは反対側に設けられ、前記冷却風を前記クランク軸と交差する方向に案内する捲込み板と、前記捲込み板によって案内された前記冷却風を前記放熱フィンの付け根側に向けて案内するように前記シリンダ側へ折り込まれた折り込み部とを有している。

前記折り込み部は、前記捲込み板に対して鈍角をなすように形成されていることが好ましい。

前記折り込み部の端点は、前記シリンダの中心線を通り前記クランク軸に平行な直線上に位置していることが好ましい。

前記シリンダの周囲に設けられたケーシング、前記導風板および前記捲込み板により形成される冷却風路が前記シリンダの周方向に沿って形成されていることが好ましい。

前記捲込み板の少なくとも一部は、前記ケーシングまたは前記導風板に接していることが好ましい。

前記捲込み板は、前記作業機の本体部に一体に形成されていることが好ましい。

前記捲込み板は、前記導風板と一体に形成されていることが好ましい。

前記捲込み板は、前記ケーシングと一体に形成されていることが好ましい。

本発明によれば、冷却ファンからの冷却風をシリンダの冷却ファン側とは反対側の部位へ捲込ませて放熱フィンの付け根付近まで導くことができ、シリンダの冷却効率の向上が図れる手持ち式エンジン作業機を提供することができる。

本発明をエンジンカッターに適用した第１実施形態を示す側面図である。 図１のＡ−Ａ線要部拡大断面図である。 本発明の第２実施形態の要部拡大断面図である。 本発明の第３実施形態の要部拡大断面図である。 本発明の第４実施形態の要部拡大断面図である。 本発明の第５実施形態の要部拡大断面図である。 本発明の第６実施形態の要部拡大断面図である。 本発明の第７実施形態の要部拡大断面図である。 本発明の第８実施形態の要部拡大断面図である。 本発明を刈払機に適用した第９実施形態を示す背面図である。 図１０のＢ−Ｂ線要部拡大断面図である。 本発明をチェーンソーに適用した第１０実施形態を示す側断面図である。 図１２のＣ−Ｃ線要部拡大断面図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基いて説明する。

本発明を手持ち式エンジン作業機の一つであるエンジンカッターに適用した第１実施形態を図１および図２に示している。図１および図２に示すようにエンジンカッター１は、作業機である円板状のカッター２を回転駆動する駆動原として例えば２サイクルエンジンからなるエンジン３を備えている。エンジン３のクランク軸４の一端には、冷却風をエンジン３のシリンダ（シリンダ筒部）５の周囲に送り込む冷却ファン６が設けられ、シリンダ５の排気口にはマフラ７が取付けられている。シリンダ５とマフラ７の間には、冷却ファン６からの冷却風８をクランク軸４と平行な方向に案内する導風板９が設けられている。また、エンジンカッター１は、エンジン３を支持する本体部であるアーム１０を有している。

エンジン３は、ピストンを摺動可能に収容したシリンダ５を有するシリンダブロック５ａと、シリンダブロック５ａの下部に設けられ、ピストンの往復動によって回転駆動されるクランク軸４を支持するクランクケース１１とを有している。シリンダブロック５ａは、シリンダボア５ｂを含むシリンダ５と、シリンダ５のヘッド部５ｃを含む周囲に形成された放熱フィン５ｄとを有している。

シリンダブロック５ａを挟んでクランク軸４と直交する方向の一側にシリンダ５の吸気口に通じる吸気管１２が接続され、他側にシリンダ５の排気口に通じるマフラ７が接続されている。また、シリンダブロック５ａを挟んでクランク軸４の一端側に冷却ファン６が設けられ、クランク軸４の他端側に遠心クラッチを介して駆動プーリが設けられている（図示省略）。

さらに、シリンダブロック５ａを挟んでクランク軸４の軸方向の一側に冷却ファン６を含むシリンダブロック５ａの周囲を覆うケーシング１３が設けられ、他側には前方（図２の右側）に延出したアーム１０が設けられ、このアーム１０の基端部にはクランク軸４の他端に取付けられた駆動プーリが配置され、アームの先端部にカッター２の回転軸が軸受を介して回転自在に設けられている（図示省略）。カッター２の回転軸には従動プーリが設けられ、従動プーリと駆動プーリとの間に無端ベルトが巻き掛けられている（図示省略）。アーム１０にはこれら駆動プーリ、従動プーリ、無端ベルト等を覆うカバー１４が取付けられている。アーム１０の基端部にはエンジンを停止するストップスイッチや、エンジン３の出力を調整するスロットルトリガ１６が配置されたリアハンドル１７が設けられていると共に、フロントハンドル１８が設けられている。

ケーシング１３は、冷却ファン６の外側に位置する第１側板部１３ａと、第１側板部１３ａの前端から導風板９に向って傾斜した第２側板部１３ｂと、第１側板部１３ａの後端から吸気管１２を横断してアーム１０に接続された第３側板部１３ｃとを有している。第３側板部１３ｃは、吸気管１２を通す開口部を有し、導風板９も排気口とマフラの接続部を通す開口部を有している（図示省略）。導風板９は、アーム１０のカバー１４の上方まで延びている。

冷却ファン６により送風される冷却風８は、ケーシング１３の第１側板部１３ａと第３側板部１３ｃとの間のコーナー部からシリンダ５に向って流れ、シリンダ５の側面に当たって両側の第１冷却風８ａと第２冷却風８ｂとに分流され、第１冷却風８ａは導風板９に沿って流れ、第２冷却風８ｂは第３側板部１３ｃに沿って流れる。この場合、従来のエンジンカッターでは、第１冷却風８ａおよび第２冷却風８ｂは、何れも平行な導風板９と第３側板部１３ｃに沿って流れてしまうため、シリンダ５を挟んで冷却ファン６を有する側とは反対側の部位（図２のシリンダの右下側の側面）に向って流れることがなかった。

そこで、第１実施形態では、シリンダ５を挟んで冷却ファン６を有する側とは反対側の部位に、冷却風である第１冷却風８ａの流れをシリンダ５側へと曲げるための捲込み板１９が設けられている。そして、この捲込み板１９は、第１冷却風８ａを放熱フィン５ｄの付け根側に向って流すべくシリンダ５側へと折り込まれた折り込み部２０を有している。

捲込み板１９は、アーム１０の長手方向に延びると共にカバー１４の上面から垂直に立ち上がっている。捲込み板１９は、下部に直角に曲げられた取付け板部１９ａを有し、この取付け板部１９ａがカバー１４の上面にネジ２１で固定されている。捲込み板１９は、長手方向の一端（図２の右側）が導風板９の先端部に位置されている。第１冷却風８ａが隙間から漏れ出ないようにするために、捲込み板１９は導風板９に接していることが好ましい。また、導風板９は第２側板部１３ｂに接していることが好ましい。

シリンダ５の周囲に設けられたケーシング１３、導風板９および捲込み板１９により形成される冷却風路８ｒがシリンダ５の周方向に沿って形成されている。捲込み板１９は、長手方向の他端（図２の左端）に折り込み部２０を有している。図示例では、折り込み部２０は捲込み板１９に対して直角に形成されている。また、折り込み部２０は、シリンダ５の中心線を通り且つクランク軸４に平行な直線２２よりも導風板９側に位置している。折り込み部２０の先端は、シリンダブロック５ａに近接されている。

以上の構成からなるエンジンカッター１によれば、シリンダ５を挟んで冷却ファン６を有する側とは反対側の部位に、冷却風の流れをシリンダ５側へと曲げるための捲込みを設け、捲込み板１９に冷却風が放熱フィン５ｄの付け根側に向うようにシリンダ５側へ折り込まれた折り込み部２０を設けているため、この折り込み部２０により発生する動圧により、冷却ファン６からの冷却風のうちマフラ側の右回りの第１冷却風８ａをシリンダ５の冷却ファン６側とは反対となる側へ捲込ませて放熱フィン５ｄの付け根付近に導くことができ、シリンダ５の冷却効率の向上が図れる。すなわち、冷却風がシリンダ５付近を流れることにより従来のエンジンカッター１のエンジンよりも効果的にシリンダ５を冷却できるため、シリンダの冷却ファンの小型化および軽量化を図ることができる。

図３から図９は、第２から第８実施形態を示している。第２実施形態では、図３に示すように捲込み板１９が、導風板９側でなく、第３側板部１３ｃ側のカバー１４上に配置されている。捲込み板１９は、長手方向の一端（図２の左側）が第３側板部１３ｃの先端部に位置され、捲込み板１９の長手方向の他端（図２の右端）に折り込み部２０を有している。

第２実施形態によれば、冷却ファン６からの冷却風のうち吸気管１２側の左回りの第２冷却風８ｂをシリンダ５の冷却ファン６側とは反対となる側の部位へ捲込ませて放熱フィン５ｄの付け根付近に押し込むように導くことができる。これにより、シリンダ５の冷却性能が改善されて冷却効率が向上し、焼き付きやノッキングなどのシリンダ温度に起因するエンジン３のオーバーヒートによるトラブルを回避でき、エンジンカッター１の高寿命化が図れる。また、シリンダ５の冷却効率が向上することで、シリンダ５や冷却ファン６を小型化することが可能となり、エンジンカッター１の小型化および軽量化を図ることができる。

第３実施形態では、図２の実施の形態と基本的には同じであるが、図４に示すように折り込み部２０が捲込み板１９に対して鈍角（９０度より大きく、１８０度より小さい角度）、好ましくは例えば１２０〜１５０度程度を成すように形成されている。これにより、折り込み部２０に発生する動圧を小さくして風量の低下を防ぐと共に円滑な流れを形成することができるため、冷却ファン６からの第１冷却風８ａの損失を低減し、より冷却効率の向上が可能となり、シリンダや冷却ファンの更なる小型化および軽量化が可能となる。また、捲込み板および折り込み部をガスケット等で作製すれば、容易かつ低コストで冷却性能の向上が図れる。

第４実施形態では、基本的には第３実施形態と同様であるが、図５に示すように折り込み部２０の端点（先端部）がシリンダ５の中心線を通り且つクランク軸に平行な直線２２上に位置するように構成されている。これにより、風路抵抗による冷却風の損失を最小限に抑えつつ、第１冷却風８ａの放熱フィン５ｄの付け根付近への押し込みを大きくすることができる。

第５実施形態では、基本的には第３実施形態と同様であるが、図６に示すように捲込み板１９の導風板９側の端部１９ｂがシリンダ５の外周面と同様に円弧状に曲げられている。これによりシリンダ５の放熱フィン５ｄと、捲込み板１９および導風板９との間の隙間が小さくなり、より効果的に第１冷却風８ａを放熱フィン５ｄの付け根付近へ押し込むことができる。

第６実施形態では、基本的な構成は第５実施形態と同様であるが、図７に示すように捲込み板１９の導風板９側の端部がＬ字の曲面状に形成されたコーナー部１９ｃを有し、このコーナー部１９ｃが導風板９に押し付けられている。これにより捲込み板１９と導風板９の隙間から冷却風が漏れるのを防ぎ、より冷却効率を向上させることができる。

第７実施形態では、基本的な構成は第５実施形態と同様であるが、図８に示すように捲込み板１９は、導風板９と一体に形成されていると共にアーム１０のカバー１４に溶接等により固着されている。これにより、部品点数の削減および組み立て工数の低減が図れると共に、捲込み板１９の振動による騒音の発生を防ぐことができる。また、捲込み板１９と導風板９の隙間から冷却風が漏れるのを防ぐことができ、より冷却効率を向上させることができる。

第８実施形態では、基本的な構成は第６実施形態と同様であるが、図９に示すように捲込み板１９のマフラ７側の一端が導風板９に当接されていると共にネジ２１でアーム１０のカバー１４に取付けられている。これにより捲込み板１９と導風板９の隙間から冷却風が漏れるのを防ぐことができ、より冷却効率を向上させることができる。また、図７の第６実施形態では取付け板部１９ａが捲込み板１９の長手方向に沿って形成されているのに対し、図９の第８実施形態では取付け板部１９ａが捲込み板１９の一端に形成されているため、構造の簡素化が図れる。

図１０、図１１は、本発明を手持ち式エンジン作業機の一つである刈払機に適用した第９実施形態を示している。本実施形態において、前記実施形態と同一部分は同一参照符号を付して説明を簡略化する。刈払機１Ａは、図示しない操作ハンドルを有する本体部であるパイプ状の操作アーム２５と、この操作アーム２５の基端部に取付けられたエンジン３と、操作アーム２５の先端部に回転可能に設けられ、カッターを取付けるためのカッター取付け部と、このカッター取付け部にエンジンからの動力を伝達するために操作アーム２５の内部に回転自在に支持された回転軸とを備えている（図示省略）。

エンジン３は、ピストンを摺動可能に収容したシリンダ５を有するシリンダブロック５ａと、シリンダブロック５ａの下部に設けられ、ピストンの往復動によって回転駆動されるクランク軸４を支持するクランクケース１１とを有している。シリンダブロック５ａは、シリンダボア５ｂを含むシリンダ５と、シリンダ５の周囲に形成された放熱フィン５ｄとを有している。

シリンダブロック５ａを挟んでクランク軸４と直交する方向の一側にシリンダ５の吸気口に通じる吸気管１２が接続され、他側にシリンダ５の排気口に通じるマフラ７が接続されている。シリンダブロック５ａとマフラ７の間にクランク軸４と平行に導風板９が取付けられている。クランク軸４の一端に冷却ファン６が取付けられ、冷却ファン６により送風される冷却風８は、ケーシング１３の第１側板部１３ａと第３側板部１３ｃとの間のコーナー部からシリンダ５に向って流れ、シリンダ５の側面に当たって両側の第１冷却風８ａと第２冷却風８ｂとに分流され、第１冷却風８ａは導風板９に沿って流れ、第２冷却風８ｂは第３側板部１３ｃに沿って流れる。

シリンダ５を挟んで冷却ファン６を有する側とは反対側の部位に、冷却風である第１冷却風８ａの流れをシリンダ５側へと曲げるための捲込み板１９が設けられている。この捲込み板１９に、第１冷却風８ａが放熱フィン５ｄの付け根側に向うようにシリンダ５側へと折り込まれた折り込み部２０が設けられている。捲込み板１９は、導風板９の端部に湾曲部１９ｄを介して直交するように導風板９に一体形成されている。折り込み部２０は、捲込み板１９に対して鈍角に形成されている。なお、図１１において、２６は冷却ファン６の上方に配置されたイグニッションコイルである。

以上の構成からなる刈払機１Ａによれば、シリンダ５を挟んで冷却ファン６を有する側とは反対側の部位に、冷却風の流れをシリンダ５側へと曲げるための捲込み板１９を設け、捲込み板１９に冷却風が放熱フィン５ｄの付け根側に向うようにシリンダ５側へと折り込まれた折り込み部２０を有しているため、この折り込み部２０により発生する動圧により、冷却ファン６からの冷却風のうちマフラ側の右回りの第１冷却風８ａをシリンダ５の冷却ファン６側とは反対となる側へ捲込ませて放熱フィン５ｄの付け根付近に導いて押し込むことができ、シリンダ５の冷却効率の向上が図れる。

図１２、図１３は本発明を手持ち式エンジン作業機の一つであるチェーンソー１Ｂに適用した第１０実施形態を示している。チェーンソー１Ｂは、本体部であるケーシング１３内にエンジン３が取付けられている。ケーシング１３にはエンジン３の出力を調整するスロットルトリガ１６が配置されたリアハンドル１７が設けられていると共に、フロントハンドル１８が設けられている。ケーシング１３にはガイドバー２８の基端部が固定され、ガイドバー２８にはソーチェーン２９が巻き掛けられている。エンジン３のクランク軸４の一端には遠心クラッチを介して駆動スプロケットが取付けられ（図示省略）、この駆動スプロケットにソーチェーン２９が巻き掛けられている。

エンジン３は、ピストンを摺動可能に収容したシリンダ５を有するシリンダブロック５ａと、シリンダブロック５ａの下部に設けられ、ピストンの往復動によって回転駆動されるクランク軸４を支持するクランクケース１１とを有している。シリンダブロック５ａは、シリンダボア５ｂを含むシリンダ５と、シリンダ５の周囲に形成された放熱フィン５ｄとを有している。

シリンダブロック５ａを挟んでクランク軸４と直交する方向の一側にシリンダ５の吸気口に通じる吸気管１２が接続され、他側にシリンダ５の排気口に通じるマフラ７が接続されている。シリンダブロック５ａとマフラ７の間にクランク軸４と平行に導風板９が取付けられている。クランク軸４の一端に冷却ファン６が取付けられ、冷却ファン６により送風される冷却風８は、ケーシング１３の主側板部１３ｘと副側板部１３ｙとの間のコーナー部からシリンダ５に向って流れ、シリンダ５の側面に当たって第１冷却風８ａと第２冷却風８ｂとに分流され、第１冷却風８ａは導風板９に沿って流れ、第２冷却風８ｂは副側板部１３ｙに沿って流れる。

シリンダ５を挟んで冷却ファン６を有する側とは反対側の部位に冷却風である第２冷却風８ｂの流れをシリンダ５側へと曲げるために、副側板部１３ｙ側に捲込み板１９が設けられている。この捲込み板１９は、第２冷却風８ｂを放熱フィン５ｄの付け根付近に押し込むべくシリンダ５側へと折り込まれた折り込み部２０を有している。捲込み板１９は、副側板部１３ｙの端部側のフレーム（本体部であるケーシング１３の一部）１３ｚに一体形成されている。折り込み部２０は、捲込み板１９に対して鈍角に形成されている。なお、図１３において、２６は冷却ファン６の近傍に配置されたイグニッションコイルである。

以上の構成からなるチェーンソー１Ｂによれば、シリンダ５を挟んで冷却ファン６を有する側とは反対側の部位に、冷却風８の流れをシリンダ５側へと曲げるための捲込み板１９を設け、捲込み板１９に第２冷却風８ｂが放熱フィン５ｄの付け根付近に向うようにシリンダ側へと折り込まれた折り込み部２０を設けているため、この折り込み部２０により発生する動圧により、冷却ファン６からの冷却風８のうち吸気管１２側の左回りの第２冷却風８ｂをシリンダ５の冷却ファン６側とは反対となる側へ捲込ませて放熱フィン５ｄの付け根付近まで導くことができ、シリンダ５の冷却効率の向上が図れる。

なお、本発明は、エンジンカッター、刈払機、チェーンソー以外の手持ち式エンジン作業機例えばヘッジトリマー等にも適用可能である。

１ エンジンカッター（手持ち式エンジン作業機）
２ カッター
３ エンジン
４ クランク軸
５ シリンダ
５ｄ 放熱フィン
６ 冷却ファン
７ マフラ
８ 冷却風
８ｒ 冷却風路
９ 導風板
１３ ケーシング
１９ 捲込み板
２０ 折り込み部
１Ａ 刈払機（手持ち式エンジン作業機）
１Ｂ チェーンソー（手持ち式エンジン作業機）

Claims (8)

1. エンジンを駆動源とする手持ち式エンジン作業機であって、
   前記エンジンのクランク軸の一端側に設けられ、冷却風を前記エンジンの放熱フィンを有するシリンダの周囲に送り込む冷却ファンと、
   前記シリンダに取り付けられたマフラと、
   前記シリンダと前記マフラの間に配置され、前記冷却ファンからの冷却風を前記クランク軸と平行な方向に案内する導風板と、
   前記シリンダを挟んで前記冷却ファンが設けられている側とは反対側に設けられ、前記冷却風を前記クランク軸と交差する方向に案内する捲込み板と、
   前記捲込み板によって案内された前記冷却風を前記放熱フィンの付け根側に向けて案内するように前記シリンダ側へ折り込まれた折り込み部と、を有する手持ち式エンジン作業機。
2. 前記折り込み部が前記捲込み板に対して鈍角をなすように形成されている請求項１に記載の手持ち式エンジン作業機。
3. 前記折り込み部の端点が前記シリンダの中心線を通り前記クランク軸に平行な直線上に位置している請求項１または請求項２に記載の手持ち式エンジン作業機。
4. 前記シリンダの周囲に設けられたケーシング、前記導風板および前記捲込み板により形成される冷却風路が前記シリンダの周方向に沿って形成されている請求項１から請求項３の何れかに記載の手持ち式エンジン作業機。
5. 前記捲込み板の少なくとも一部が前記ケーシングまたは前記導風板に接している請求項１から請求項４の何れかに記載の手持ち式エンジン作業機。
6. 前記捲込み板が前記作業機の本体部に一体に形成されている請求項１から請求項５の何れかに記載の手持ち式エンジン作業機。
7. 前記捲込み板が前記導風板と一体に形成されている請求項１から請求項５の何れかに記載の手持ち式エンジン作業機。
8. 前記捲込み板が前記ケーシングと一体に形成されている請求項１から請求項５の何れかに記載の手持ち式エンジン作業機。

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