JPH11236820A - 手で操縦される作業機 - Google Patents

手で操縦される作業機

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JPH11236820A
JPH11236820A JP33804398A JP33804398A JPH11236820A JP H11236820 A JPH11236820 A JP H11236820A JP 33804398 A JP33804398 A JP 33804398A JP 33804398 A JP33804398 A JP 33804398A JP H11236820 A JPH11236820 A JP H11236820A
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duct
case
fan impeller
fan
case bottom
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JP33804398A
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Helmut Zimmermann
ツィンマーマン ヘルムート
Werner Geyer
ガイヤー ヴェルナー
Joerg Schlossarczyk
シュロサルツィーク イェルク
Hans Nickel
ニッケル ハンス
Harald Schliemann
シュリーマン ハーラルト
Gunter Stein
シュタイン グンター
Peter Stuecke
シュトゥッケ ペーター
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Andreas Stihl AG and Co KG
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Andreas Stihl AG and Co KG
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Abstract

(57)【要約】 【課題】手で操縦される作業機の構成をできるだけ簡潔
にし、清浄な燃焼空気を簡単に案内できるようにする。 【解決手段】燃焼空気ダクト（9）を、ケース底部（7）
と、ケース底部（7）を二重底として部分的に覆ってい
るファンケース（6）のダクト壁（8）とにより画成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、ケーシングの内部
に内燃機関が配置され、内燃機関のクランク軸が工具と
ファンインペラーを駆動し、ファンインペラーがファン
ケース内に配置され、且つ空気流入口から冷却空気を吸
込んで内燃機関へ搬送し、その際燃焼空気が、クランク
軸に対して半径方向に形成されるケース底部内にファン
インペラーにより覆われるように設けた流出口を通っ
て、ケース底部とファンインペラーの端面により画成さ
れる空間から軸線方向へ放出可能で、燃焼空気ダクトを
介してエアフィルタに供給可能である、手で操縦される
パワーチェーンソー等の作業機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】米国特許第３９９４０６７号公報に開示
されているパワーチェーンソーでは、パワーチェーンソ
ーのケーシング内に空冷式の内燃機関が配置されてい
る。内燃機関のクランク軸は一端に工具用の従動部材を
担持しており、即ちガイドレール上を周回するソーチェ
ーン用の従動部材を担持している。クランク軸の他端は
ファンインペラーを駆動する。ファンインペラーはファ
ンケース内に配置されており、空気流入口を通じて冷却
空気を吸込み、内燃機関へ搬送する。ファンインペラー
の吸込み空気の一部である部分流は、燃焼空気として内
燃機関のエアフィルタへ搬出される。燃焼空気は、クラ
ンク軸に対して半径方向に形成されたケース底部にファ
ンインペラーにより覆われるように設けられた流出口を
通じて軸線方向へ搬出され、燃焼空気ダクトを介してエ
アフィルタに供給される。この公知の装置の場合、ケー
ス底部とファンインペラーの端面により画成され、遠心
分離される吸込み空気が存在している空間から空気を軸
線方向に搬出させる構成なので、エアフィルタの汚染室
には、すでに比較的清浄な燃焼空気が供給される。
【０００３】また上記公知の装置の場合、流出口がケー
ス底部の中心に形成され、即ち内燃機関のクランクケー
スに設けたクランク軸軸受に近接して設けられている。
流出口に接続している燃焼空気ダクトは、全長にわたっ
て十分大きな貫流横断面を有していなければ必要な量の
燃焼空気を搬送できないが、上記公知の装置の場合に
は、ケース底部に設けた流出口とエアフィルタとの燃焼
空気ダクトの連通、及び流動方向において下流側にある
内燃機関の気化器との連通は複雑な構成で達成されてい
る。燃焼空気ダクトのダクト案内が複雑であるために作
業機の構造体積が大きくなっており、このため作業機の
操作性及び操作の快適性に限界がある。
【０００４】
【発明が解決すべき課題】本発明の課題は、冒頭で述べ
た種類の作業機において、手で操縦される作業機の構成
をできるだけ簡潔にし、清浄な燃焼空気を簡単に案内で
きるように改良することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、請求項１
によれば、燃焼空気ダクトが、ケース底部と、ケース底
部を二重底として部分的に覆っているファンケースのダ
クト壁とにより画成されていることにより解決される。
【０００６】また請求項１２によれば、燃焼空気ダクト
が、内燃機関を有する駆動ユニットのための作業機の担
持ビームであって中空に形成されている担持ビームの中
に延在していることにより解決される。
【０００７】ケース底部と、ケース底部を二重底として
部分的に覆っているファンケースのダクト壁とにより画
成されている燃焼空気ダクト内で空気は最短距離で誘導
され、即ちクランク軸が延在している方向に対して垂直
な方向へ誘導されてエアフィルタに供給される。燃焼空
気ダクトはケース底部の大きなラジアル部分にわたって
延在することができ、したがって二重底のケース底部の
深さを浅くしても十分大きな貫流横断面が得られ、よっ
てスペースを節約して大きな貫流横断面が得られる。燃
焼空気ダクトがケース底部に設けた流出口の高さで完全
にブロワーケースの端面に設けられ、しかもダクト壁が
ケース底部の周方向から流動方向に正接的に突出するこ
とにより燃焼空気ダクトが少なくとも部分的にファンケ
ースの周方向に形成されていれば、燃焼空気ダクトを最
短に延在させて特にコンパクトな構成が得られる。この
場合ダクト壁は、ケース底部の面に対して間隔を持っ
て、ファンインペラーを軸線方向に覆っているファンケ
ースの周壁と結合されているとともに、周壁の外面にお
いて周ダクト部分を画成している。ケース底部で覆われ
ている端面ダクトに与えられている貫流横断面は燃焼空
気ダクトの貫流方向に連続的に減少しており、この場合
必要な貫流横断面は周ダクト部分を拡張することにより
提供される。
【０００８】燃焼空気ダクトは、エアフィルタまたはエ
アフィルタ空間への入口前方の端部部分において完全に
ケース底部の面の向こう側にあるのが有利であり、これ
により軸線方向の延在距離が短くなるので、ファンケー
スを内燃機関のクランクケースの近くに配置することが
でき、作業機をコンパクトに構成する上で好ましい。
【０００９】手で操縦される作業機の駆動ユニットの構
造体積を小さくするため、燃焼空気は中空に形成される
作業機の担持ビームに供給される。駆動ユニット及び案
内要素または担持要素、場合によっては作業機の他の部
品が固定されている担持ビーム内には、燃焼空気ダクト
が延在している。この場合担持ビームの壁に設けた流入
口はファンケースのケース底部に設けた流出口により覆
われる。軸線方向にファンケースから取り出された燃焼
空気を担持ビーム内へ誘導するための空気誘導結合部
は、弾性材料から成り、使用される開口部に形状拘束的
に被着可能であり、且つ付加的に振動緩衝要素としても
作用することができる結合ダクト部材と結合させるのが
有利である。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を添付の
図面を用いて説明する。図１に図示した手で操縦される
作業機はパワーチェーンソー１である。パワーチェーン
ソー１は、駆動ユニット５０と、ガイドレール上を周回
する工具、即ち駆動されるソーチェーン４１とを有して
いる。駆動ユニット５０は、パワーチェーンソー１のケ
ーシング１７内に配置されている内燃機関２を有してい
る。内燃機関２は、図示した実施形態では空冷式の２サ
イクルエンジンであり、以下で詳細に説明するファンを
介して燃焼空気と冷却空気が供給される。駆動ユニット
５０はさらに燃料タンク２３とエアフィルタ１８を有し
ている。燃焼空気は内燃機関２のシリンダ３への入口前
方においてエアフィルタ１８を貫流する。駆動ユニット
５０はパワーチェーンソー１の担持ビーム１３に固定さ
れている。担持ビーム１３はさらにパワーチェーンソー
の保持要素及びグリップ要素（ともに図示せず）を有し
ている。
【００１１】ソーチェーン４１の駆動ピニオンは、内燃
機関２の図示していない側において内燃機関のクランク
軸４により駆動される。この場合チェーンピニオンの従
動軸は、同様に図示していない遠心クラッチを介してク
ランク軸４の駆動端に結合可能である。内燃機関２の逆
の側、即ち図示した側においてクランク軸４のその端部
によりファンインペラー５を駆動させる。ファンインペ
ラー５はファンケース６内に配置されており、パワーチ
ェーンソーのケーシング１７内に空気が侵入することに
より冷却空気を吸込む。ファンケース６は、ファンイン
ペラー５と内燃機関２の間においてクランク軸４の軸線
に対し半径方向に延びているケース底部７と、ファンイ
ンペラー５を軸線方向において覆っている周壁１２とを
有している。周壁１２はファンインペラー５により搬送
される空気を誘導するものであり、内燃機関２側の底部
の一部から形成されたものである。これにより冷却空気
出口が形成される。周壁１２を適当に延在させることに
よりファンケース６は内燃機関２のほうへ開口する誘導
スパイラルとして形成され、この場合冷却空気は冷却空
気出口を通って、シリンダ３に形成された冷却リブに対
して吹きつけられる。
【００１２】ケース底部７は、ファンインペラー５によ
って覆われる流出口１１を備え、ケース底部７とファン
インペラー５によって画成されている背面室からこの流
出口１１を通して燃焼空気を吸込むことができる。吸込
み口１１は、ケース底部７の一部として形成されるひと
つまたは複数個の補強用細条板により１１‘により窓に
分割されていてよい。この種の細条板は、図で破線で示
したように、クランク軸４に対して半径方向に延びるよ
うに形成するのが有利である。ファンインペラー５によ
り覆われる背面室内には、サイクロン作用により事前に
フィルタリングされる吸込み空気が存在している。この
吸込み空気は流出口１１を通して軸線方向に放出させ、
エアフィルタ１８に供給可能である。エアフィルタ１８
は、汚染空間２１を閉鎖させるためにフィルタカバー２
０によって覆われているエアフィルタボックス１９内に
配置されている。エアフィルタ１８の清浄空気側は内燃
機関２の燃料制量装置と連通している。燃料制量装置と
は本実施形態の場合気化器である。
【００１３】燃焼空気ダクト９は、ファンケース６のケ
ース底部７に設けた流出口１１を、汚染空間２１に通じ
ているエアフィルタボックス１９の空気入口と連通させ
ている。エアフィルタボックス１９はほぼ内燃機関２の
シリンダ３の高さにあり、気化器への流動経路を短くさ
せている。気化器は通常どおりシリンダ３の新気導入部
に隣接して配置されている。ケース底部７に設けた流出
口１１はクランク軸４のシリンダ３とは逆の側にあり、
これにより、内燃機関２の近くに配置することによる燃
焼空気の不利な加熱が防止されている。燃焼空気ダクト
内の流動経路をできるだけ短くし、且つ駆動ユニット５
０のコンパクトな構成を保証して、パワーチェーンソー
１の操作性を向上させるため、ケース底部７は部分的に
二重底として形成されている。このように燃焼空気ダク
ト９はファンケース６の端面側の該当部分に形成されて
おり、この端面ダクト部分において、ケース底部７自体
とケース底部を覆っているファンケース６のダクト壁８
により画成されている。ダクト壁８はケース底部７の外
周から接線方向に突出して設けられ、ケース底部７の片
側の面に対して間隔をもってファンケース６の周壁１２
の外面に結合されている。またダクト壁８は次のように
成形されており、即ち燃焼空気ダクト９が貫流方向にお
いてまず、ダクト壁８のほかにケース底部７によって画
成されている前記端面ダクト部分を有し、次に周壁１２
においてダクト壁により画成されている周ダクト部分に
移行するように成形されている。この場合、燃焼空気ダ
クト９の貫流方向における端面ダクト部分の貫流横断面
は連続的に減少しており、これに対応して周ダクト部分
の貫流横断面は拡大されている。
【００１４】このように、コンパクトに形成された燃焼
空気ダクト９を備えるファンケース６の軸線方向におけ
る深さは可能な限り浅く、ファンケース６のケース底部
７は直接内燃機関２及びそのクランクケースに当接する
ことができるので、駆動ユニット５０の構造体積を小さ
くできる。流出口１１はクランク軸の軸線２９に対して
次のような半径方向の位置にあり、即ち流出口を有して
いるセクターにおけるケース底部７の面から突出してい
る端面ダクト部分がクランクケースの下方に配置される
ような半径方向の位置にある。吸込み空気の粒子負荷の
最適な分離結果が得られるのは、吸込み口１１の外稜の
位置半径がファンインペラー５の半径のほぼ０．５ない
し１．４倍の場合である。この場合吸込み口１１の位置
半径が０．８４倍であるのが有利である。特に優れた分
離作用は、吸込み口１１が半径方向においてファンイン
ペラー５を越えて延びている場合である。この場合の前
記外稜の位置半径はファンインペラーをほぼ５％だけ上
回るのが有利である。貫流横断面をできるだけ大きくす
るためには、吸込み口１１の内稜の半径ができるだけ小
さいのが合目的である。
【００１５】燃焼空気ダクトは、ファンケース６におい
てファンインペラー５の回転方向に延びている。燃焼空
気ダクトはその端部部分においては完全に周ダクトとし
て形成されており、縁が周回している端部接続部材を有
している。この端部接続部材には、エアフィルタボック
ス１９の入口接続部材に対する結合部を形成している弾
性的なべローズ１６が被着されている。ベローズ１６は
内燃機関２に隣接した振動間隙を橋絡しており、その弾
性的な材料特性により駆動ユニット５０の振動を緩衝さ
せる。ベローズ１６を内燃機関のための防振要素として
実施するのが有利である。燃焼ダクト９を形成したファ
ンケース６については図３及び図４を用いて後述する。
【００１６】ファンケースの他の実施形態では、燃焼空
気ダクトを短くするため、流出口はケース底部のエアフ
ィルタ側に形成されており、その結果エンジンのパワー
をロスさせない汚染粒子の好適な分離クオリティが達成
されている。ダクトの径に対する長さの比が２以下であ
るのが有利である。これは、例えば流出口をシリンダフ
ランジのフランジ面上方に位置するようにケース底部に
設けることによって可能である。燃焼空気ダクトは、コ
ンパクトな構成でタンクケースに形成されている。
【００１７】ファンインペラー５は、軸線方向の両端面
にブレードリング３０，３１を担持している。ブレード
リング３０，３１は、ファンインペラー５の基礎体から
形成されるラジアル壁３６により仕切られて位置してい
る。ファンインペラー５の内燃機関２とは逆の側には、
冷却空気を吸い込むブロワーリング３１が設けられてい
る。背面室またはケース底部７側の吸出し側にあるブレ
ード部３０は、ブロワーとしての用は成さず、背面室と
燃焼空気ダクト９を通って内燃機関２から吸込まれた燃
焼空気に含まれている汚染粒子を遠心分離するために用
いる。ファンインペラー５の構成と作用に関しては図５
を用いてさらに詳細に説明する。
【００１８】図２はパワーチェーンソーの他の構成を示
すもので、パワーチェーンソーの構成を簡潔にして、且
つ清潔な燃焼空気をファンケース６から軸線方向に吸い
出す構成を示したものである。すでに述べたように、パ
ワーチェーンソーは通常のごとく、駆動ユニットの構成
要素（内燃機関、タンク、エアフィルタ等）及びパワー
チェーンソーのケーシングを固定するための担持ビーム
１３を有している。担持ビーム１３は、内燃機関の下側
に係合するように延設された前部部分と、上向きの後部
部分とを有している。後部部分の端部には、内燃機関の
シリンダの高さに気化器２５が配置されている。さらに
担持ビーム１３には、チェーンソーのための操作レバー
を備えたハンドグリップ２４が固定されている。ハンド
グリップ２４は、担持ビーム１３の上向きの部分に形成
されたほぼ平らな壁４２の後方にある。壁４２には気化
器２５が固定されている。担持ビーム１３は本発明によ
れば中空に形成されており、その際燃焼空気ダクト９’
はこの中空の担持ビーム１３の内部に延在し、したがっ
て燃焼空気ダクトのために別個の構成部材を配置する必
要がないので、構成空間を節約できる。担持ビーム１３
の延設された前部部分は開口部４３を有している。開口
部４３はファンケース６のケース底部７に設けた開口部
１１で覆われる。ファンケース６の流出口１１と担持ビ
ーム１３の開口部４３とを気密に結合させるため弾性的
なベローズ１６’が設けられる。ベローズ１６’はその
圧縮可能な端部部分により、これら端部部分にそれぞれ
付設される開口部１１、４３と連結可能である。ファン
ケース６と担持ビーム１３とを弾性的に結合させること
により、パワーチェーンソーの作動時に生じる振動の不
利な伝達が回避される。
【００１９】図３は、図１に図示したパワーチェーンソ
ーのファンケースを、冷却空気入口を設けていないケー
シング端面側から見た斜視図である。この、冷却空気入
口を設けていない端面は、パワーチェーンソーを完全に
組み立てた状態では、パワーチェーンソーのファングリ
ッドであって空気入口として開口部を設けたファングリ
ッドで覆われる。ファンケース６は、クランク軸軸線２
９に対して垂直に形成されるケース底部７と、ケース底
部７に対して直交する方向に向けられる周壁１２とを有
している。周壁１２は、ファンケース６内で回転するフ
ァンインペラーを軸線方向において覆っている。ケース
底部７は中心に開口部４５を備え、この開口部４５を通
って内燃機関のクランク軸がファンケース６内へ突出し
てファンインペラーを駆動する。クランク軸軸線２９に
対する周壁１２の半径はファンインペラーの設定された
回転方向に増大しており、したがってファンインペラー
と周壁１２の間に空気誘導スパイラルが形成されてい
る。周壁１２は、組み立て状態において内燃機関に対向
する底部部分で開口しており、これにより空気誘導スパ
イラルの端部に指向性の冷却空気出口２２が形成され
る。すでに図１に関し説明したように、ケース底部７は
流出口１１を備えている。流出口１１は冷却空気出口２
２に対してほぼ対角線方向に対向しており、流出口１１
により燃焼空気を、ケース底部７とファンインペラーの
間に形成された背面室から軸線方向に放出させることが
できる。流出口１１の貫流横断面は、搬送されるべき燃
焼空気の質量流に応じて大きさを選定する必要があり、
本実施形態では７０゜の円弧角で延在している。
【００２０】流出口１１に接続している燃焼空気ダクト
９は、ケース底部７で覆われ二重底のケース底部を形成
する端面ダクト部分９ｓと、流動方向に続いている周ダ
クト部分９ｕとを有している。燃焼空気ダクトの流入ダ
クトの領域では周ダクト部分９uのダクト壁８sがケース
底部７の面から隆起しており、端面ダクト部分９sにお
いて、軸線方向の隆起部と燃焼空気ダクトの半径方向の
延在部とから成る貫流横断面を形成している。したがっ
て端面ダクト部分９sの領域では二重底のケース底部の
間に燃焼空気ダクトが形成され、ダクト壁８sとケース
底部７により画成される。ダクト壁８sは、燃焼空気の
貫流方向において増大的に、ケース底部７の外周から接
線方向に突出しており、ケース底部７の面に対して間隔
が増大するようにして周壁１２と結合されている。ダク
ト壁８ｕは周ダクト部分９uの領域において燃焼空気ダ
クトを周壁１２の外面で画成している。
【００２１】図示した実施形態の場合ファンケース６は
ニ分割に実施されており、ケース底部７と周壁１２を有
し周ダクト部分９ｕに属しているダクト壁８ｕの壁領域
が形成されている基礎ケースと、端面ダクト構成部分４
６から構成されている。端面ダクト構成部分４６は、フ
ァンケース６の内燃機関側の端面で基礎体のケース底部
７に結合されている。端面ダクト構成部分４６は、端面
ダクト部分９sを画成している、燃焼空気ダクトのダク
ト壁の壁領域８sを有している。壁領域８sはケース底部
７の面から突出している。壁領域８sは円弧状に延びて
おり、ファンケース６の取付け状態においては内燃機関
のクランクケースを取り囲み、これによりファンケース
６を内燃機関に近接して配置することが可能になる。
【００２２】図４からわかるように、ケース底部７の背
面には突出した取付け縁４８が形成されている。取付け
縁４８は端面ダクト構成部分４６を基礎ケースに固定す
るのを容易にする。端面ダクト構成部分４６のダクト壁
８sと、周ダクト部分９ｕを形成しているダクト壁８ｕ
とは次のような形状を有しており、即ち端面側の横断面
が減少し周方向において分割して形成されている横断面
が拡大しているにもかかわらず、燃焼空気ダクトの貫流
横断面が全体的にほぼ一様な全横断面を有し、したがっ
て必要な量の燃焼空気が流動ロスなしに吸い込み可能で
あるような形状を有している。ダクト壁８ｕは燃焼空気
ダクト端部領域において端部接続部材１５を形成してお
り、端部接続部材１５はファンケース６の周壁１２から
半径方向へ突出している。ファンケース６またはこれに
組み付け可能な端面ダクト構成部分４６のダクト壁部分
８ｕ,８ｓは周回する縁１５を形成しており、これによ
り端部接続部材１４に弾性的なベローズ１６を被着させ
ることができる。燃焼空気ダクトはファンケースに統合
的に形成されており、したがって完全に気密であり、ダ
クトの漏れ位置から汚染粒子が吸い込まれるのを阻止し
ている。
【００２３】ケース底部７には、周壁１２の開口した円
弧部分の下方に、シリンダの冷却リブへの冷却空気の供
給をさらに好都合にさせる繰り抜き部２７が設けられて
いる。またこのような繰り抜き部２７により、暖気がケ
ース底部の背面室内へ侵入し、対角線方向に対向するよ
うにケース底部７に形成されている流出口を通って、す
でに予め加熱されている燃焼空気が搬送される。これは
特にパワーチェーンソーの冬期作動時に有利である。パ
ワーチェーンソーの作動時間が比較的長い場合に温度変
化が激しいと予想される場合、したがってすでに予め加
熱されている空気の混合が有利であるが、しかし夏期作
動時においては燃焼空気の温度上昇により内燃機関が過
熱する恐れがあるような場合には、繰り抜き部２７の代
わりに、燃焼空気を軸線方向に搬出させるための第２の
流出口１１をケース底部に設けることが簡単に可能であ
る。この第２の流出口１１には第２の燃焼空気ダクトが
接続する。第２の燃焼空気ダクトは、パワーチェーンソ
ーの冬期作動時においては、適当な空気誘導装置を用い
て第１の燃焼空気ダクトに対して解放可能である。
【００２４】図５は、ファンインペラーの有利な実施形
態を示す斜視図である。ファンインペラー５は両端面に
ブレードリング３０，３１を担持している。ブレードリ
ング３０，３１は、ファンインペラー５の基礎体によっ
て形成されるラジアル壁３６により仕切られて設けられ
ている。ファンインペラー５はそのボス２８により内燃
機関のクランク軸に次のように嵌合され且つ相対回転不
能に結合され、即ち吐き出し側３３としても設けられて
いるファンインペラーの端面（この端面にブレード横断
面を半径方向に指向させるようにしてブレード部３０が
設けられている）がファンケースのケース底部に近接す
るように嵌合され且つ相対回転不能に結合されている。
これによりラジアル壁３６は、燃焼空気を前述のように
軸線方向に搬出させるための背面室を画成している。フ
ァンインペラー５の逆の側の吸込み側３２にはブレード
リング３１が形成され、その回転ブレードが冷却空気を
吸込み、ファンケース内でサイクロン作用により加速さ
せる。
【００２５】ブレード部３０のブレード横断面３４を半
径方向に指向させることにより、回転時におけるブレー
ド部３０のブロワー作用を減少させ、即ち遠心方向に指
向し、よって吸込み空気の流動方向とは逆の方向に指向
し、内燃機関のガス交換工程に影響してパワーを減少さ
せるようなブロワー作用を減少させる。ブレード部３０
のブロワー作用が弱いために背面室の負圧は小さく、そ
の結果燃焼空気ダクトを介して背面室から吸込む内燃機
関のパワーにはほとんど影響しない。ブレード部３０の
ブレード横断面３４は、半径が増大するにつれてファン
インペラーの周方向に拡大されている。このようにブレ
ードをテーパ状に実施することにより、ファンインペラ
ー５の下方における吸込み空気流の半径方向の速度勾配
が好都合になる。扇状に広がっているブレードのブレー
ド横断面３４はファンインペラー５のラジアル軸線３５
に関し非対称に形成されている。
【００２６】ブレードリング３０は、ファンインペラー
の吸込み側３２に設けたブレードリング３１よりも軸線
方向において幅狭に形成されており、したがって大きな
冷却空気質量流が搬送されて、内燃機関の冷却リブへ誘
導される。ブレード部３０の軸線方向の幅は、燃焼空気
として吸込まれる冷却空気部分流を貫流させるための背
面室の貫流横断面を実質的に決定している。背面室に大
きな貫流横断面が得られるように、ブレード部３０は可
能な限り大きなブレード高さを有している。扇状に広が
っているブレード部のサイズを有利に選定するにあたっ
ては、ラジアル壁３６とファンインペラーのケース底部
との軸線方向の間隔を大きくして、しかも背面室の幅を
できるだけ広くするのがよい。
【００２７】ブレード部３０のブレード高さは５ｍｍで
あるのが有利である。最適な分離作用を達成するには、
ブレードとケース底部７との軸線方向における間隔をで
きるだけ小さくするのがよい。この軸線方向の間隔は部
品の公差を補償し、例えば１−２ｍｍである。
【００２８】ラジアル壁３６はインペラー内側へ、吸込
み側３２のほうへ湾曲している。これに対応して、背面
室の軸線方向における延在距離はファンインペラー５の
ボス２８のほうへ増大している。背面室がその内側領域
において体積が増大することにより、内燃機関の作業周
期での交番的な吸い込みにより発生する圧力の脈動が抑
えられる。ブレード部３０は、空気流に対する可能な限
り小さなブロワー作用により、貫流空気中に含まれてい
る粒子に所望の遠心力を与え、その結果粒子は分離さ
れ、よって燃焼空気がエアフィルタに侵入する前にプレ
フィルタリングが行われる。
【００２９】ファンインペラー５は磁気点火装置のマグ
ネットホイールを形成しており、その外周に点火マグネ
ット４９を担持している。点火マグネット４９はブレー
ド部３０の吐き出し側３３に配置され、ブロワーリング
３１のラジアル壁３６の周方向に且つ軸線方向に延在し
ている。点火マグネット４９はファンインペラー５のフ
ライホイール部材４７の周面に挿着されている。ファン
インペラー５は対角線方向に対向している二つのフライ
ホイール部材４７を有している。これら二つのフライホ
イール部材４７の両方とも点火マグネットを備えていて
よい。
【００３０】点火マグネット４９及びフライホイール部
材４７をブレード部３０に配置することにより、吸込み
方向とは逆の方向の背面室への逆流を阻止するような脈
動が発生するが、ブレードリング３０のサイクロン作用
には影響しない。
【００３１】破線で示したように、ブレード部３０をフ
ァンインペラー５のフライホイール部材４７の端面から
突出させても有利である。このように構成すると、ファ
ンインペラー５の吐き出し側３３において、ブレードリ
ングの全周にわたり、遠心作用するブレードが配置され
ることになる。フライホイール部材４７の端面はインペ
ラー内側でブレード部３０の自由端の面から離隔し、こ
れによりファンインペラー５の取り付け状態において、
周回する環状間隙が背面室に生じる。このようにして、
ファンインペラー５の吐き出し側３３で空気が貫流する
際の音の発生を抑えることができる。
【００３２】背面室及び燃焼空気ダクト内での空気案内
時の流動抵抗を抑えるため（この流動抵抗は、内燃機関
の吸込み力により解消されねばならない）、ファンイン
ペラー５の吐き出し側３３に、ブロワーとして可能な限
り無効なブレード部のほかに、ファンケース底部に設け
た流出口と同じ半径方向の位置にスラストブロワーリン
グを形成してもよい。このスラストブロワーリングは、
ファンインペラーが回転すると流出口を通過して、燃焼
空気を流出口から燃焼空気ダクト内へ押しやり、よって
内燃機関の吸込み力を支援する。
【００３３】図６はファンインペラーの閉じた実施形態
における断面図であり、即ちファンインペラー５の吐き
出し側が一緒に回転するカバーディスク４０により半径
方向において覆われている実施形態を示すものである。
カバーディスク４０は、ファンインペラー５のラジアル
壁３６とともに、求心的な貫流を可能にするダクト状の
背面室部分１０’を画成している。ファンインペラーの
ブロワーリング３１によって吸込まれ、前述したように
ファンケース内で遠心分離される冷却空気の一部の部分
流は、燃焼空気４４として使用するため、ブレード部３
０を通じて、閉じた背面室部分１０’内へ吸込まれる。
ファンケースのケース底部７とカバーディスク４０の間
に形成されている背面室１０から内燃機関は前述したよ
うにケース底部７の流出口９を通じて燃焼空気を軸線方
向に吸込む。カバーディスク４０には周方向に相前後し
て切欠き３８が形成されている。これらの切欠き３８
は、カバーディスク４０により背面室部分１０’から仕
切られている背面室１０内へ燃焼空気４４を侵入させ
る。カバーディスク４０の個々の切欠き３８の間にはス
ラストブロワーブレードが配置されている。スラストブ
ロワーブレードは、そのスラストにより、背面室ダクト
１０’、特にブレード部３０を半径方向に貫流する際に
発生する圧力ロスを回収するために用いる。ファンイン
ペラーのカバーディスク４０とケース底部７との間に形
成されている空間は、半径方向において流出口１１の外
側で非摺動性のパッキンにより閉鎖されており、よって
この経路上での背面室１０内への空気流動は回避されて
おり、燃焼空気４４は閉じている背面室ダクト１０’を
通過するよう強制される。この実施形態では、背面室１
０はラビリンス型スラストパッキン３９により密封され
ている。
【００３４】図示した実施形態ではカバーディスク４０
は二重壁に形成されており、これにより閉じた背面室ダ
クトはまず、ブレード部３０の入口から内側にある切欠
き３８のほうへ求心的に第１の部分１０’内へ案内さ
れ、切欠きの後方において第２の部分１０’’のほうへ
方向づけられている。ケース底部７の吐出し口１１は半
径方向において可能な限り外側にあるので、燃焼空気４
４は背面室１０に侵入して燃焼空気ダクト９内へ流入す
る前に第２の背面室ダクト部分１０”内で加速される。
【図面の簡単な説明】
【図１】パワーチェーンソーの斜視図である。
【図２】パワーチェーンソーの担持ビームに形成された
燃焼空気ダクトの斜視図である。
【図３】ファンケースの斜視図である。
【図４】図３のファンケースを逆の側から見た斜視図で
ある。
【図５】ファンインペラーの斜視図である。
【図６】ファンインペラーを閉じた構成にした実施形態
の斜視図である。
【符合の説明】
１ パワーチェーンソー ２ 内燃機関 ４ クランク軸 ５ ファンインペラー ６ ファンケース ７ ケース底部 ８，８ｕ，８ｓ ダクト壁 ９，９ｕ，９ｓ 燃焼空気ダクト １０ 背面室 １１ 流出口 １８ エアフィルタ ４１ ソーチェーン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 35/10 Ｆ０２Ｍ 35/10 ３０１Ｋ (72)発明者 イェルク シュロサルツィーク ドイツ連邦共和国 デー・71364 ヴィネ ンデン ポストトーア23 (72)発明者 ハンス ニッケル ドイツ連邦共和国 デー・71554 コッテ ンヴァイラー レルヒェンシュトラーセ ６ (72)発明者 ハーラルト シュリーマン ドイツ連邦共和国 デー・71334 ヴァイ ブリンゲン ガルゲンベルクシュトラーセ 31 (72)発明者 グンター シュタイン ドイツ連邦共和国 デー・71364 ヴィネ ンデン ヴィーゼンタールシュトラーセ 27／４ (72)発明者 ペーター シュトゥッケ アメリカ合衆国 バージニア州 23462 バージニア ビーチ ウェラー ブールヴ ァード 234

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ケーシング（17）の内部に内燃機関（2）が
    配置され、内燃機関（2）のクランク軸（4）が工具（4
    1）とファンインペラー（5）を駆動し、ファンインペラ
    ー（5）がファンケース（6）内に配置され、且つ空気流
    入口から冷却空気を吸込んで内燃機関（2）へ搬送し、
    その際燃焼空気が、クランク軸（4）に対して半径方向
    に形成されるケース底部（7）内にファンインペラー
    （5）により覆われるように設けた流出口（11）を通っ
    て、ケース底部（7）とファンインペラー（5）の端面
    （３３）により画成される空間（10）から軸線方向へ放
    出可能で、燃焼空気ダクト（9，9ｕ，9ｓ）を介してエ
    アフィルタ（18）に供給可能である、手で操縦される作
    業機において、 燃焼空気ダクト（9，9ｕ，9ｓ）が、ケース底部（7）
    と、ケース底部（7）を二重底として部分的に覆ってい
    るファンケース（6）のダクト壁（8，8ｕ，8ｓ）とによ
    り画成されていることを特徴とする作業機。
  2. 【請求項２】ダクト壁（8，8ｕ，8ｓ）が、ケース底部
    （7）の外周から接線方向に突出しており、且つケース
    底部（7）の面に対して間隔を持って、ファンインペラ
    ー（5）を軸線方向に覆っているファンケース（6）の周
    壁（12）と結合されているとともに、周壁（12）により
    画成される燃焼空気ダクト（9，9ｕ，9ｓ）の周ダクト
    部分（9ｕ）を形成していることを特徴とする、請求項
    １に記載の作業機。
  3. 【請求項３】ケース底部（７）で覆われている端面ダク
    ト（９ｓ）に与えられている貫流横断面が燃焼空気ダク
    ト（９，９ｕ，９ｓ）の貫流方向に連続的に減少してお
    り、これに対応して周ダクト部分（９ｕ）の貫流横断面
    が拡大されていることを特徴とする、請求項２に記載の
    作業機。
  4. 【請求項４】空気ダクト（９，９ｕ，９ｓ）がその端部
    部分において完全に周ダクト（９ｕ）として形成されて
    いることを特徴とする、請求項１または２に記載の作業
    機。
  5. 【請求項５】ファンケース（６）に、エアフィルタ（１
    ８）を接続させるための、または内部にエアフィルタを
    配置したエアフィルタボックス（１９）の汚染室（２
    １）を接続させるための燃焼空気ダクト（９，９ｕ，９
    ｓ）の端部接続部材（１４）が形成されており、端部接
    続部材（１４）が周回する縁を有し、振動間隙を橋絡し
    てエアフィルタ（１８）またはエアフィルタボックス
    （１９）と結合させるための弾性的なべローズ（１６）
    が内燃機関に隣接するように前記周回する縁に被着され
    ていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれ
    か一つに記載の作業機。
  6. 【請求項６】周壁（１２）が、内燃機関（２）側の底部
    部分から繰り抜かれて冷却空気出口（２２）を形成して
    おり、燃焼空気ダクト（９，９ｕ，９ｓ）の端部接続部
    材（１４）が冷却空気出口（２２）に近接していること
    を特徴とする、請求項１に記載の作業機。
  7. 【請求項７】ファンケース（６）が内燃機関（２）のほ
    うへ開口した誘導スパイラルとして形成されていること
    を特徴とする、請求項１から６までのいずれか一つに記
    載の作業機。
  8. 【請求項８】ケース底部（７）に設けた吐出し口（１
    １）が、クランク軸（４）の内燃機関（２）とは逆の側
    にあることを特徴とする、請求項１から７までのいずれ
    か一つに記載の作業機。
  9. 【請求項９】吐出し口（１１）の外稜の支持半径がファ
    ンインペラー（５）の半径の０．５倍ないし１．４倍で
    あることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか
    一つに記載の作業機。
  10. 【請求項１０】吐出し口（１１）の横断面がケース底部
    （７）の周方向に延設されていることを特徴とする、請
    求項１から９までのいずれか一つに記載の作業機。
  11. 【請求項１１】ファンケース（６）が多分割に構成さ
    れ、且つケース底部（７）と周壁（１２）を有している
    基礎体と、ケース底部（７）の面から突出している燃焼
    空気ダクト（９）の壁部分を有する端壁構成部分（４
    ６）とを有していることを特徴とする、請求項１から１
    ０までのいずれか一つに記載の作業機。
  12. 【請求項１２】ケーシング（17）の内部に内燃機関
    （2）が配置され、内燃機関（2）のクランク軸（4）が
    工具（41）とファンインペラー（5）を駆動し、ファン
    インペラー（5）がファンケース（6）内に配置され、且
    つ空気流入口から冷却空気を吸込んで内燃機関（2）へ
    搬送し、その際燃焼空気が、クランク軸（4）に対して
    半径方向に形成されるケース底部（7）内にファンイン
    ペラー（5）により覆われるように設けた流出口（11）
    を通って、ケース底部（7）とファンインペラー（5）の
    端面（３３）により画成される空間（10）から軸線方向
    へ放出可能で、燃焼空気ダクト（9，9ｕ，9ｓ）を介し
    てエアフィルタ（18）に供給可能である、手で操縦され
    る作業機において、 燃焼空気ダクト（９）が、内燃機関（２）を有する駆動
    ユニット（５０）のための作業機の担持ビーム（１３）
    であって中空に形成されている担持ビーム（１３）の中
    に延在していることを特徴とする作業機。
  13. 【請求項１３】ファンインペラー（５）が軸線方向の両
    端面にブレードリング（３０，３１）を担持し、ブレー
    ドリング（３０，３１）が、ファンインペラー（５）の
    基礎体により形成されるラジアル壁（３６）により仕切
    られており、ファンインペラー（５）の吸込み側（３
    ２）に、冷却空気を吸込むブロワーリング（３１）が形
    成され、吐出し側（３３）に、ほぼ半径方向に指向する
    ブレード横断面（３４）を備え、且つラジアル壁（３
    ６）により画成された背面室（１０）内へ突出している
    ブレード部（３０）が形成されていることを特徴とす
    る、請求項１から１２までのいずれか一つに記載の作業
    機。
  14. 【請求項１４】ブレード部（３０）のブレード横断面
    （３４）が、半径の増大に伴ってファンインペラー
    （５）の周方向に拡大しており、ラジアル軸線（３５）
    に対して非対称に形成されていることを特徴とする、請
    求項１３に記載の作業機。
  15. 【請求項１５】ブレード部（３０）がブロワーリング
    （３１）よりも軸線方向において幅狭であることを特徴
    とする、請求項１３または１４に記載の作業機。
  16. 【請求項１６】ブレード部（３０）のブレード高さが可
    能なかぎり大きく、ラジアル壁（３６）とケース底部
    （７）との軸線方向の間隔の少なくとも四分の一である
    ことを特徴とする、請求項１３から１５までのいずれか
    一つに記載の作業機。
  17. 【請求項１７】ラジアル壁（３６）が、インペラーの内
    側へ、ファンインペラー（５）の吸込み側（３２）のほ
    うへ湾曲していることを特徴とする、請求項１３から１
    ６までのいずれか一つに記載の作業機。
  18. 【請求項１８】ファンインペラー（５）が、吐出し側
    （３３）に、ブレード部（３０）に加えて、ケース底部
    （７）に設けた吐出し口（１１）を通過するブレードリ
    ング（３７）を備えていることを特徴とする、請求項１
    ３から１７までのいずれか一つに記載の作業機。
  19. 【請求項１９】ファンインペラー（５）の吐出し側（３
    ３）が、一緒に回転するカバーディスク（４０）により
    半径方向において覆われており、カバーディスク（４
    ０）は、ケース底部（７）における吐出し口（１１）の
    半径方向の位置に切欠き（３８）を有し、カバーディス
    ク（４０）とケース底部（７）の間にして半径方向にお
    いて吐出し口（１１）の位置の外側に、背面室（１０）
    の摺動しないパッキン（３９）が配置されていることを
    特徴とする、請求項１３から１８までのいずれか一つに
    記載の作業機。
  20. 【請求項２０】ファンインペラー（５）がその周面に点
    火マグネット（４９）を担持し、点火マグネット（４
    ９）は、吐出し側（３３）に配置され、軸線方向におい
    て少なくともラジアル壁（３６）まで延びていることを
    特徴とする、請求項１３から１９までのいずれか一つに
    記載の作業機。
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