CN103061858B - 背负式作业机 - Google Patents

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Abstract

本发明能够减轻背负式作业机的动力源的内燃发动机产生的热量给作业人员带来的负担。由罩子部件(12)构成的发动机(14)及排气消音器(38)周围的强制风冷用空气通道具有：沿着汽缸体(18)的吸气一侧延伸的第一空气通道(62)；沿着汽缸体(18)的反冲起动器(32)一侧延伸的第二空气通道(64)；沿着汽缸体(18)的排气一侧延伸的第三空气通道(66)；以及用分隔板(52)与该第三空气通道(66)分开的出口通道(70)。第二空气通道(64)和第三空气通道(66)的合流部(72)具有向外侧膨出的形状。该合流部(72)的底部具有向着出口通道(72)的排出口(50a)而朝斜下方倾斜的形状。

Description

背负式作业机
技术领域
本发明涉及割草机、动力撒播机、送风机以及套头修剪机等具备动力源的作业机，尤其涉及将作为动力源的内燃发动机背在背上进行作业的背负式作业机。
背景技术
例如专利文献1～3所述，已知有割草机、送风机之类将动力源背在背上进行作业的背负式作业机。具体是，专利文献1和2记载了背负式割草机，专利文献3则记载了背负式送风机。另外，专利文献1和2记载了在背负框(框体)上装载内燃发动机且使之能够以垂直轴为中心转动的技术。
背负式作业机是将作为热源的内燃发动机背在背上进行作业的，因此需要应对内燃发动机产生的热量。专利文献1提出了将内燃发动机的废气向下方排出的技术。具体是，专利文献1提出将废气管的末端管插入发动机的转动轴(垂直轴)中，并使该末端管的开口端向着下方敞开。这样，即使因废气向着作业人员的后方且向下方排出而使发动机以垂直轴为中心转动，废气也不会直接接触作业人员。
专利文献
专利文献1：日本实用新型专利申请实开昭63-112428号公报
专利文献2：日本发明专利申请特开平10-248350号公报
专利文献3：日本发明专利申请特开2005-90435号公报
背负式作业机中采用风冷式发动机。发动机性能的提高显著，并且既实现了小型化又具备高输出，因此要求减轻发动机的热量给作业人员带来的负担。另外，为了提高背负式作业机的作业性，有效的方法是使发动机的重心尽量接近人体，但从这一点出发，不仅要求减轻发动机的热量给作业人员带来的负担，还要求减轻发动机的噪音给作业人员带来的负担。
发明内容
本发明的主要目的在于减轻背负式作业机的动力源、即内燃发动机的热量给作业人员带来的负担。
本发明的另一目的在于减轻背负式作业机的内燃发动机的噪音给作业人员带来的负担。
为了实现上述技术目的，本发明提供一种背负式作业机，该背负式作业机将风冷式内燃发动机(14)可转动地装载在作业人员背负的背负架(6)上，且将该内燃发动机(14)作为动力源，其特征在于，具备：风扇(56)，该风扇(56)被所述内燃发动机(14)驱动且将外部空气吸入，以生成用于将所述内燃发动机加以冷却的风冷空气；以及罩子部件(12)，该罩子部件(12)将所述内燃发动机(14)的至少上部和该内燃发动机的排气消音器(38)包围，从而形成让由所述风扇(56)生成的风冷空气通过的风冷空气通道(60)，所述风冷空气通道(60)具备：第一空气通道(62)，该第一空气通道(62)沿着所述内燃发动机(14)的汽缸体(18)的与所述排气消音器(38)相反一侧的侧面(18b)延伸；第二空气通道(64)，该第二空气通道(64)与所述第一空气通道相连且沿着所述汽缸体(18)的与所述风扇(56)相反一侧的侧面(18c)延伸；第三空气通道(66)，该第三空气通道(66)沿着所述汽缸体(18)的处于所述排气消音器(38)一侧的侧面(18d)延伸，以及出口通道(70)，该出口通道(70)与所述第二空气通道(64)及所述第三空气通道(66)连通而延伸，并且包含所述排气消音器(38)的配置空间，还具有向着所述风扇(56)一侧的空间敞开的排出口(50a)。
本发明用罩子部件包围了风冷式发动机，因此能够减轻作业人员听到的发动机噪音。另外，由于将被发动机驱动的风扇吸入的外部空气送入罩子部件的内部来将发动机强制风冷，因此发动机产生的热量通过风冷空气向外部排出，从而能够减轻发动机的热量给作业人员带来的负担。
被风扇吸入罩子部件中的风冷空气通过第一空气通道而将汽缸体的与所述排气消音器相反一侧的侧面加以冷却，接着转移到第二空气通道而将汽缸体的与风扇相反一侧的侧面加以冷却。然后，风冷空气进入出口通道并从该出口通道向外部排出。由于在该出口通道中配置了排气消音器，因此冷却空气与从该排气消音器排出的废气一同从排出口向外部排出。
被风扇吸入罩子部件中的风冷空气还通过第三空气通道，并将汽缸体的处于排气消音器一侧的侧面加以冷却，然后，第三空气通道的冷却空气与所述第二空气通道的冷却空气合流而进入出口通道。第二空气通道的冷却空气能够比较顺畅地进入出口通道，且从该第二空气通道流出的速度较快的气流会牵动第三空气通道的冷却空气，这样能够提高发动机的冷却效率。
在本发明的较佳实施方式中，所述第二空气通道(64)和所述第三空气通道(66)间的合流部(72)具有向外侧膨出的形状，这样能够使第二空气通道的冷却空气顺畅地转移到出口通道(70)。另外，在本发明的较佳实施方式中，罩子部件包围发动机的至少上部、即除了曲轴箱以外的部分和排气消音器，并通过风扇从发动机下部的周围区域将外部空气吸入。
本发明的其它目的及作用效果可从对本发明的较佳实施方式的详细说明中获知。
附图说明
图1是从斜上方看实施例的背负式割草机的立体图。
图2是从图1的割草机上取下了上方罩子后的背负式割草机的立体图。
图3是将图2的割草机局部剖切后的立体图。
图4是从排气消音器一侧看图2的背负式割草机的图。
图5是从排气消音器一侧斜看图1的背负式割草机的图。
图6用于说明在实施例的背负式割草机中，即使发动机转动，从罩子部件排出的风冷空气也不会接触作业人员的情况。
图7是用于说明实施例的背负式割草机的由覆盖发动机及排气消音器的罩子部件形成的风冷空气通道的图。
(符号说明)
1 实施例的背负式作业机(割草机)
6 背负架(框体)
12 罩子部件
14 风冷式二冲程单缸发动机
18 汽缸体
18b 汽缸体的处于吸气一侧的侧面
18c 汽缸体的处于反冲起动器一侧的侧面
18d 汽缸体的处于排气一侧的侧面
18e 汽缸体的处于挠性轴一侧的侧面
20 汽缸体的散热片
24 挠性轴
32 反冲起动器
34 吸气系统
36 排气系统
38 排气消音器
38a 排气口
40 罩子部件的下方罩子
40a 下方罩子的底部
42 罩子部件的上方罩子
50 下方罩子的排出筒部
50a 排出筒部的排出口
52 分隔板
56 离心风扇
60 风冷空气通道
62 第一空气通道(处于吸气一侧)
64 第二空气通道(处于反冲起动器一侧)
66 第三空气通道(处于排气一侧)
70 出口通道
72 合流部
具体实施方式
实施例
以下，基于附图说明本发明的较佳实施例。
图1是从斜后方看实施例的背负式作业机的一例、即背负式割草机的立体图。图1中，背负式割草机1具有侧视呈L字形的背负架(框体)6，该背负架6具有与作业人员的背部相向的垂直框部2、从该垂直框部2的下端横向延伸的水平框部4，与过去同样，动力源10装载在背负架2的水平框部4上，动力源10能够相对于水平框部4而自由转动。其具体结构在专利文献2中已有详细说明，因此此处通过援引专利文献2的内容来省略其说明，在图6中用箭头A表示动力源10的转动方向。
图2是与图1实质上相同的图，表示将动力源10中包含的罩子部件12的一部分取下后的割草机1。内燃发动机14是风冷式的单缸二冲程汽油发动机。图2中画出了发动机14的汽缸体18。图2中的符号17为火花塞。图3也是与图1实质上相同的图，是将汽缸体18的局部剖切后的图。图3中的符号18a是缸膛，符号20是散热片。散热片20如已知的那样形成于汽缸体18的周围。
内燃发动机14的旋转力与过去同样，经过离心离合器(未图示)而向作业部输出。图中，符号22表示包围离心离合器的离合器罩。该离合器罩22设于发动机14的一侧，通过连结到离合器罩22内的挠性轴24而将发动机输出取出。另外，挠性轴24的前端与作业杆连接，由此将发动机输出经过挠性轴24传递到配置在作业杆前端的割刀。
图1～图3中所示的符号30是点火线圈，点火线圈30配置在离合器罩22的上方、即汽缸体18的一侧。另一方面，在发动机14的另一侧、即隔着缸膛18a(图3)而与离合器罩22相反的一侧，配设着反冲起动器32，通过作业人员操纵反冲起动器32来使发动机14起动。
内燃发动机14的吸气系统34和排气系统36隔着缸膛18a(图3)而互为相向配设，俯视时将吸气系统34和排气系统36加以连接的假想的第一直线L1与将上述离合器罩22和反冲起动器32加以连接的假想的第二直线L2正交。
内燃发动机14及配设在其周围的点火线圈30、排气系统36被罩子部件12包围。罩子部件12由包围排气消音器38的下部的下方罩40和包围内燃发动机14的上部及排气消音器38的上部的上方罩42构成，上方罩42和下方罩40都是合成树脂成形品。上方罩42可相对于下方罩40进行装拆。
图4是从侧方看取下了上方罩42后的割草机1的发动机14的图，图5则是从斜侧方看安装了上方罩42后的割草机1的发动机部分的图。图4和图5中所示的符号44表示燃料箱，燃料箱44位于内燃发动机14的下方。
如图4和图5所示，上方罩42用螺钉46(见图5)固定在下方罩40上。下方罩40具备向着离合器罩22一侧、即挠性轴24一侧延伸的排出筒部50，该排出筒部50处于排气消音器38的高度水平。排出筒部50具有矩形截面的形状，该排出筒部50的排出口50a向着离合器罩22一侧的空间而沿水平方向敞开，离合器罩22则位于与反冲起动器32相反的一侧。
由下方罩40和上方罩42构成的罩子部件12用上方罩42来包围内燃发动机14的汽缸体18及汽缸盖16以及排气系统36(排气消音器38的上部)，且用下方罩40来包围排气系统36(排气消音器38的下部)，由此既能发挥消音功能，又能将发动机14及排气系统36产生的热量引导至排出筒部50并强制地将热量从排出口50a向罩子部件12的外部排出。当然，也可以用罩子部件12将整个发动机14包围。另外，排气消音器38处于排出筒部50的高度水平，并且排气消音器38的排气口(见后述的图7中的符号38a)向着排出筒部50敞开。即，排气消音器38的排出口向着离合器罩22一侧的空间沿水平方向敞开，从排气消音器38排出的废气则通过排出筒部50的排出口50a向外部排出。
图7用于说明对内燃发动机14实施强制性风冷的气流。图7中的符号52表示金属制的分隔板，该分隔板52夹装在汽缸体18和排气消音器38之间。更具体地说，分隔板52以竖立在汽缸体18与排气消音器38之间的状态固定位置，该分隔板52与汽缸体18的处于排气消音器38一侧的侧面18d平行且隔开一定间隔配置，从而在汽缸体18与排气消音器38之间形成了沿着汽缸体18的侧面的风冷空气通道(后述的第三空气通道66)(图2、图3)。
继续来看图7，符号56表示离心风扇。该离心风扇56夹装在内燃发动机14和前述的离心离合器之间，受内燃发动机14驱动而旋转。该离心风扇56被离合器罩22包围，在该离合器罩22上形成了外部空气吸入口(未图示)，通过该外部空气吸入口而从曲轴箱(未图示)与燃料箱44(图4)之间的间隙以及吸气系统34的下方区域向离心风扇56供给外部空气。
离心风扇56吸入的外部空气通过发动机14的上部(汽缸体18及汽缸盖16)的周围并通过前述的排出筒部50的排出口50a后排出，由于是通过产生大量的热的汽缸体18及汽缸盖16的周围，因此吸收了发动机14的热量而将发动机14冷却。
图7又是用于说明发动机14及排气消音器38周围的通道形状的俯视图。汽缸体18如前所述，具有散热片20，该散热片20具有从上看时呈矩形的外形轮廓。以下说明汽缸体18周围的风冷空气通道60，该风冷空气通道60由沿着汽缸体18的处于吸气一侧的侧面18b延伸的第一空气通道62、沿着汽缸体18的处于反冲起动器32一侧的侧面18c延伸的第二空气通道64、沿着汽缸体18的处于排气一侧的侧面18d延伸的第三空气通道66构成。在图7中，限定风冷空气通道60的实线应理解为表示限定罩子部件12的风冷空气通道60的壁面、即内表面的形状。
用离心风扇56吸入风冷空气通道60的外部空气沿着汽缸体18的处于挠性轴24一侧的侧面18e上升，从而将该挠性轴24一侧的侧面18e加以冷却，与此同时，分流到吸气一侧的侧面18b(第一空气通道62)和排气一侧的侧面18d(第三空气通道)，并且一边沿着吸气一侧的侧面18b以及排气一侧的侧面18d向反冲起动器32一侧移动，一边将吸气一侧以及排气一侧的侧面18b、18d加以冷却。沿着吸气一侧的侧面18b而向反冲起动器32一侧移动的空气接着进入汽缸体18的处于反冲起动器32一侧的侧面18c(第二空气通道64)，且一边沿着这个反冲起动器32一侧的侧面18c向排气一侧移动，一边将该反冲起动器32一侧的侧面18c加以冷却。
通过排气一侧的侧面18d(第三空气通道66)而向反冲起动器32侧方向移动的空气与通过汽缸体18的处于反冲起动器32一侧的侧面18c(第二空气通道64)而向排气一侧移动的空气合流。
夹装在发动机14和排气消音器38之间的前述分隔板52也可以是在罩子部件12的内部形成风冷空气的出口通道70的部件。即，分隔板52构成了将上述第三空气通道66与出口通道70分隔的分隔壁。
前述的排气消音器38位于出口通道70，如前所述，该排气消音器38的排气口38a(图7)如上所述向着出口通道70的下游、即排出筒部50的排出口50a敞开。
继续参照图7，用符号72来表示第三空气通道66(排气一侧的侧面18d)和第二空气通道64(反冲起动器32一侧的侧面18c)间的合流部。从图中可知，俯视看风冷空气通道60时，合流部72具有向外侧膨出且圆滑地环绕的通道形状。而且这个向外侧膨出的合流部72构成了气流的反转部，能够使第三空气通道66的气流、即向着反冲起动器32的气流反转，从而改变方向，成为向着离心风扇56一侧的空间(排出筒部50的排出口50a)的气流。
通过汽缸体18的处于排气一侧的第三空气通道66的气流一边反转一边进入出口通道70。通过汽缸体18的处于反冲起动器32一侧的第二空气通道64的气流则作大致90°的转向后进入出口通道70，因此能比较顺畅地进入出口通道70。所以，通过第二空气通道64的气流与通过第三空气通道66的气流相比速度更快。并且在实施例中，合流部72具有向外侧膨出并且圆滑地环绕的形状，因此速度较快地通过第二空气通道64的气流能够顺畅地进入出口通道70，并且通过第二空气通道64的速度较快的气流一边吸引通过第三空气通道66的气流一边使该第三空气通道66的气流反转而将其引导到出口通道70，通过该出口通道70而将风冷空气与废气一同向离心风扇56一侧的空间排出。因此，能够提供风冷空气排出效率良好的强制风冷系统。
通过提高风冷空气的排出效率，能够将汽缸体18周围的第一～第三空气通道62、64、66的通道宽度尽量设计得较窄，通过缩小这个通道宽度，能够将离心风扇56送出的风冷空气有效地用于发动机冷却。
从图4和图5可知，从侧面看发动机14时，下方罩40的底部40a呈弯曲的形状，具有从反冲起动器32一侧向着排出筒部50一侧而朝斜下方倾斜的形状，这种倾斜形状是向着下方圆滑地环绕成凸出状。上述下方罩40的底部40a的形状构成了上述风冷空气通道60的合流部72的底部。
通过这样将合流部72的底部形成向着排出筒部50一侧倾斜的形状，能够将合流部72处的风冷空气的下层气流顺畅地引导到排出筒部50。由此能够防止一部分风冷空气滞留在合流部72。这样能够进一步提高风冷空气的排出效率。
图2所示的符号74表示下方罩40的靠近反冲起动器32及排气消音器38的部分的内外双层侧壁结构。这种内外双层结构74由相互分开的内壁部74a和外壁部74b构成。这是因为考虑到作业人员的手会接触到，要使外壁部74b维持更低的表面温度。
发动机14被由下方罩40及上方罩42构成的罩子部件12包围了其大部分，因此能够减轻作业人员听到的发动机噪音。
如前所述，背负式割草机1是将发动机14背在背上，一边左右摆动作业部一边割草。作为其工作状态，可以采取将挠性轴24从背负架6的右侧拉出而使作业部位于作业人员的前方进行作业的右肋下状态，也可以是将挠性轴24从背负架6的左侧拉出而使作业部位于作业人员的前方进行作业的左肋下状态。发动机14配合上述各种状态而转动。即使发动机14最大限度地转动，由于风冷空气及废气向发动机14的离心风扇56一侧的空间排出，因此风冷空气及废气不会接触作业人员。图6中用箭头B表示风冷空气的排出范围。
另外，背负式割草机1是使吸收了发动机14及排气消音器38的热量的风冷空气通过排出口50a而作为指向水平方向的气流向外部排出，因此能够防止已排出的风冷空气被再度吸入离心风扇56。
本发明是割草机、动力撒播机、送风机以及套头修剪机等具有作为动力源的内燃发动机的作业机，适用于将内燃发动机背负在背上进行作业的背负式作业机。

Claims (6)

1.一种背负式作业机，将风冷式内燃发动机能转动地装载在作业人员背负的背负架上，且将该内燃发动机作为动力源，其特征在于，具备：
吸气系统及排气系统，该吸气系统和排气系统隔着缸膛而互为相向配设；
风扇，该风扇被所述内燃发动机驱动且将外部空气吸入，以生成用于将所述内燃发动机加以冷却的风冷空气；以及
罩子部件，该罩子部件将所述内燃发动机的至少上部和该内燃发动机的排气消音器包围，从而形成让由所述风扇生成的风冷空气通过的风冷空气通道，
所述风冷空气通道具备：
所述吸气系统侧的第一空气通道，该第一空气通道沿着所述内燃发动机的汽缸体的与所述排气消音器相反一侧的侧面延伸，始终接收来自所述风扇的风冷空气；
第二空气通道，该第二空气通道与所述第一空气通道相连且沿着所述汽缸体的与所述风扇相反一侧的侧面延伸，始终接收来自所述第一空气通道的风冷空气；
所述排气系统侧的第三空气通道，该第三空气通道沿着所述汽缸体的处于所述排气消音器一侧的侧面延伸，始终接收来自所述风扇的风冷空气；以及
出口通道，该出口通道始终与所述第二空气通道及所述第三空气通道连通而延伸，并且包含所述排气消音器的配置空间，还具有向着所述风扇一侧的空间敞开的排出口，始终接收通过所述第二空气通道及所述第三空气通道的风冷空气，并通过排出口向外部排出。
2.如权利要求1所述的背负式作业机，其特征在于，
所述第二空气通道和所述第三空气通道之间的合流部具有向外侧膨出的形状。
3.如权利要求2所述的背负式作业机，其特征在于，
所述罩子部件的与所述合流部对应的部位的底部呈弯曲形状，
与该合流部对应的部位的底部侧视时具有向着所述出口通道的排出口一侧而朝斜下方倾斜的形状。
4.如权利要求1至3中任一项所述的背负式作业机，其特征在于，
在所述内燃发动机和所述排气消音器之间夹装有板部件，
通过该板部件来构成将所述第三空气通道和所述出口通道分隔的分隔壁。
5.如权利要求1～3中任一项所述的背负式作业机，其特征在于，
所述汽缸体的冷却散热片具有俯视时呈矩形的外形轮廓。
6.如权利要求1～3中任一项所述的背负式作业机，其特征在于，
所述排气消音器的排气口向着所述出口通道的排出口敞开。
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