JP2000071181A - 手で操縦される作業機の駆動ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】作業機、特にその駆動ユニットの重量と製造コ
ストを低減させる。 【解決手段】駆動ユニット（３０）の金属シャーシー部
分（４）は、両クランクケース半部分の一方のクランク
ケース半部分としてのクランク室（３）を含み、且つク
ランク軸の軸線（２）に対してほぼ垂直に位置するフラ
ンジ面（８）を有している。フランジ面（８）は、少な
くとも部分的にクランク室（３）の露出端部によって形
成されている。ファンケース（１０）はプラスチックか
ら成り、そのケース底部（１１）によりフランジ面
（８）に当接するように固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、内燃機関とクラン
クケースとを備えた、手で操縦される作業機（たとえば
パワーチェーンソー）の駆動ユニットであって、内燃機
関のクランク軸が、作業機の工具と、ファンケースの内
部でクランク軸の駆動ピンで保持されているファンホイ
ールとを駆動し、クランクケースが金属材料から成り、
且つ内燃機関のシリンダと固定連結されるとともに、二
つのクランクケース部分に分割形成され、クランク軸の
軸線が、互いに結合可能なクランクケース部分の分離面
内に位置している前記駆動ユニットに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】駆動ユニットが内燃機関を有しているパ
ワーチェーンソーはドイツ特許第４０１１９２９号公報
から知られている。内燃機関のクランク軸はクランクケ
ースの片側に、ガイドレール上を周回するソーチェーン
を駆動するためのチェーンピニオンを担持している。さ
らにクランク軸はファンホイールを駆動する。ファンホ
イールはファンケース内に設けられ、クランクケースの
逆の側でクランク軸の駆動ピンで保持されている。内燃
機関のクランクケースは金属材料から成っており、且つ
２つの部分から構成されている。互いに結合可能なこれ
らクランクケース部分の分離面内にクランク軸の軸線が
ある。クランクケースは内燃機関のシリンダに固定さ
れ、この場合クランクケースの上部部分はシリンダと一
体に鋳造され、ピストンを有しているクランクケースの
下部部分と統合される。

【０００３】この公知の駆動ユニットのケーシングは、
穴を備えた接続ベースを有している。穴には内燃機関を
クランクケースとともに上方から予め挿着可能で、接続
ベースのフランジ状に形成された受容部分に固定可能で
ある。この公知のパワーチェーンソーの場合、内燃機関
用の接続ベースはグリップフレームに挿着されている。
グリップフレームは、強度が大きく、防振特性に優れ、
軽量なプラスチックから成っている必要がある。また、
手で操縦され、操作者によって担持される作業機全体の
重量は、できるだけ操作性に優れていることを考慮すれ
ば軽量である必要がある。前記公知のパワーチェーンソ
ーでは、組立てを容易にするため、接続ベースは内燃機
関を受容するのに用いられ、荷重される構造全体に必要
な剛性を付与しているが、付加的な構成要素であるた
め、作業機の重量と製造コストを増大させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、作業
機、特にその駆動ユニットの重量と製造コストを低減さ
せることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するため、駆動ユニットの金属シャーシー部分が、
両クランクケース半部分の一方のクランクケース半部分
としてのクランク室を含み、且つクランク軸の軸線に対
してほぼ垂直に位置するフランジ面を有し、フランジ面
が、少なくとも部分的にクランク室の露出端部によって
形成されていること、ファンケースがプラスチックから
成り、そのケース底部によりフランジ面に当接するよう
に固定されていることを特徴とするものである。

【０００６】駆動ユニットの金属シャーシー部分は、両
クランクケース半部分の一方のクランクケース半部分と
してのクランク室を有し、内燃機関を支持している。作
動時にクランク軸と内燃機関により生じる動力学的な力
は、金属材料の既知の優れた材料特性によりシャーシー
によって吸収される。内燃機関の機能にとって必要であ
るが、力の荷重を受けないファンケースはプラスチック
から成り、クランク軸の軸線に対してほぼ垂直に位置し
ている端面により、金属シャーシー部分のフランジ面に
当接するように固定されている。これにより、プラスチ
ック成分が多いので、駆動ユニット全体の重量が低減す
る。プラスチック部分は、ほぼ平坦に実施されているこ
とができるフランジ面に低作業コストで結合させること
ができる。金属シャーシー部分と一体に形成されるクラ
ンク室は、クランクケースの分離面に関しシリンダに対
向しているのが合目的である。合目的には鋳付けされる
上部クランクケース半部分を備えたシリンダは、駆動ユ
ニットの組立ての際に金属シャーシー部分に挿着するこ
とができ、クランク室と継ぎ合わせることができる。金
属シャーシー部分とファンケースの間にしてフランジ面
内にパッキンを配置するのが合目的である。

【０００７】金属シャーシー部分は、工具の案内要素を
固定するための接続アンカーを有しているのが有利であ
る。手で操縦される作業機の使用時に発生する力とモー
メントは、内燃機関を支持するための金属シャーシー部
分により吸収され、作業機の担持グリップへ転送される
ので、このために他の重い部材を必要としない。ファン
ケースは金属シャーシー部分とともにねじ止めされ、こ
の場合ねじ頭はファンケース側から接近可能であり、し
たがって簡単で迅速な組立てが可能である。

【０００８】金属シャーシー部分に工具用の潤滑剤室が
画成されており、潤滑剤室は作業機の工具用クランク軸
の駆動ピンの近くに配置されている。潤滑剤室がフラン
ジ面内で開口し、且つねじ止め可能な潤滑剤カバーによ
り閉鎖可能であれば、容易な保守と充填が可能である。
潤滑剤カバーがプラスチックから製造されていれば、作
業機はさらに軽量になる。潤滑剤カバーがプラスチック
から成り、しかもファンケースと一体に形成されている
のが有利である。

【０００９】ファンケースがクランク軸の軸線方向へ延
設されて金属シャーシー部分の下方へ案内されて、金属
シャーシー部分のケース壁に接していれば、材料の節
約、よって軽量化が可能である。金属製のケース壁は、
当接するプラスチック部分により付加的に支持されるの
で、必要に応じては、より薄壁に実施してもよい。屈曲
したクランク軸が回転しているクランク室の領域には、
シャーシーの壁に半径方向の段部が形成され、この段部
にプラスチックのファンケースが係合してクランク室を
さらに支持するようにしてもよい。

【００１０】本発明の他の構成は従属項、および図面を
用いた以下の本発明の一実施形態の説明から明らかであ
る。

【発明の実施の形態】

【００１１】図面を見やすくするため、全図において同
一の部材には同一の符号を使用している。図５は手で操
縦される作業機の斜視図であり、本実施形態ではパワー
チェーンソー４０である。パワーチェーンソー４０の駆
動ユニット３０は内燃機関４１を有している。内燃機関
４１は、そのクランク軸４２により、ガイドレール２１
上を周回するソーチェーンを駆動する。クランク軸４２
は、ファンケース１０の内部でクランク軸４２の駆動ピ
ン４５で保持されているファンホイール４３を回転駆動
させる。ファンホイール４３はブレード５２を備えてい
る。ブレード５２はファンホイール４３が回転すると空
気を吸込み、ファンケース１０の周壁１２へ遠心分離さ
せる。内燃機関の冷気は周壁１２に沿って誘導されて、
内燃機関４１のシリンダ４６の冷却フィンへ吹き付けら
れる。

【００１２】ファンケース１０には燃焼空気管路１３が
形成されている。燃焼空気管路１３により、ファンケー
ス１０の内部から来る空気の一部分が内燃機関のシリン
ダ４６へ分岐される。燃焼空気管路１３は接続部材５０
を介してエアフィルタケース４９に開口しており、エア
フィルタケース４９の内部空間５１内には、フィルタエ
レメント４８が燃焼空気の流動経路内に配置されてい
る。さらに駆動ユニットは、内燃機関４１に燃料を供給
するための燃料タンク４７を有している。駆動ユニット
３０は、チェーンソー４０のエンジンケース（破線で示
した部分）内に収容されている。駆動ユニット３０また
はその構成部品、特に内燃機関４１は、シャーシー１
（図１）で担持されている。

【００１３】図１は、パワーチェーンソーの駆動ユニッ
トのシャーシー１の斜視図である。シャーシー１は、ガ
イドレール２１上を周回するソーチェーン２２を駆動す
る内燃機関（ここには図示せず）を収容している。シャ
ーシー１はプラスチック部品または金属部品から成り、
シャーシー部分４はダイカストマグネシウム合金から製
造されている。金属シャーシー部分は、一体に鋳造され
たクランク室３を有している。クランク室３は、内燃機
関の分割されたクランクケースの半分を形成している。
クランク軸の軸線２は、クランクケースの分離面７内に
ある。クランクケースの上半部分は剛性があり、有利に
は内燃機関のシリンダと一体に形成されており、クラン
ク軸の挿入後、ピストンとともにクランク室３と統合さ
れる。クランク室３はクランクケースの分離面７に関し
てシリンダに対向しており、フランジ面を有している。
このフランジ面には、内燃機関を組み立てる際に、クラ
ンクケース上半分の対向部材を取り付けることができ
る。クランクケースを備えたシリンダはシャーシー１に
簡単に取り付け可能であり、合目的にはねじ結合部を介
してクランク室３と連結可能である。

【００１４】クランク軸の軸線２に対して垂直に位置し
ている側面２６には、作業機を完全に組み立てた状態で
クランク軸の駆動ピンが突出する受容穴５が穿設されて
いる。駆動ピンは、ソーチェーン２２を駆動するための
チェーンピニオンを駆動させる。チェーンピニオンとク
ランク軸の間にはクラッチ、たとえば遠心クラッチを配
置することができる。金属シャーシー部分４は、チェー
ンピニオンのための受容穴５に隣接して、ソーチェーン
２２のためのガイドレール２１を固定するための接続ア
ンカー６を有している。パワーチェーンソーの使用時に
は、金属シャーシー部分４に一体に形成されるこの接続
アンカー６を介して、ガイドレール２１に作用する力が
シャーシーへ誘導される。

【００１５】さらにシャーシー１はファンケース１０を
有している。ファンケース１０は、内燃機関のほうへ開
口する誘導スパイラルとして形成されている。ケース底
部１１に設けた開口部を通ってクランク軸がファンケー
ス１０内へ突出し、ここには図示していないファンホイ
ールを担持している。ファンホイールは、軸線方向にお
いてファンケース１０の周壁１２によって覆われる。内
燃機関によって駆動されるファンホイールは、新気を吸
込んで周壁に沿って内燃機関へ搬送し、内燃機関の冷却
フィンに吹き付ける。ファンケース１０はさらに燃焼空
気管路１３を有しており、燃焼空気管路１３により、フ
ァンホイールによって吸い込まれた空気の一部分は内燃
機関のシリンダへ案内される。

【００１６】金属シャーシー部分４は、クランク軸の軸
線２に対してほぼ垂直に位置しているフランジ面を有し
ている。このフランジ面にファンケース１０が固定され
ている。フランジ面８内にはクランク室３の自由端が位
置している。この場合、ファンケース１０の、プラスチ
ックから成っているケース底部１１は、少なくともクラ
ンク室３の領域において密に接するように固定されてい
る。

【００１７】図３は金属シャーシー部分４の平面図で、
クランク軸の軸線２に対して垂直に形成されるフランジ
９が図示されている。フランジ９には、ファンケースを
固定するためにケース底部で支持される固定ねじを受容
するためのねじ穴１８が設けられている。固定ねじのね
じ頭はファンケース側から接近できるので、駆動ユニッ
トの簡単な組み立てが保証されている。金属シャーシー
部分４には潤滑剤室１４が設けられている。潤滑剤室１
４はクランク軸の軸線２の方向において金属体に形成さ
れており、パワーチェーンソーのソーチェーンのための
潤滑剤を含有している。潤滑剤室１４はフランジ面内に
あり、その縁はファンケースのための固定フランジ９の
一部である。ここには図示していない潤滑剤室１４のカ
バーは、潤滑剤室１４によって形成されるフランジ領域
にパッキンを介してねじ止めされる。カバーは複数の個
所で、ここでは潤滑剤室横断面の４つの隅角部で、フラ
ンジ９と密封結合されている。

【００１８】駆動ユニットをコンパクトに構成し、著し
く軽量化するため、図２において符号１５で示した潤滑
剤室１４のカバーはファンケース１０と一体に形成され
ており、軽量なプラスチックから成っている。プラスチ
ックから成っているファンケース１０と金属シャーシー
部分４の間の密封部１６は、潤滑剤室カバー１５を密封
するため、クランク室３の領域でパッキンに分割形成さ
れている。この場合、連続した密封部１６をフランジ平
面内に設けるのも有利である。大部分が金属シャーシー
部分４内に形成されている潤滑剤室１４の容積を、プラ
スチック部分に軸線方向に延設した延設部１４’により
拡大させてもよい。プラスチックケース１０の形状安定
性を向上させるため、個々の構成要素（燃焼空気管路１
３／ファンケース１０／潤滑剤室のプラスチックケース
１４’）の間に残っている自由空間は、プラスチック部
分のケース底部２３を形成する、軽量で形状安定なハニ
カム構造体で充填されている。

【００１９】特に、燃焼空気管路を長尺に実施する場合
は、燃焼空気管路を金属シャーシー部分４に補強的に結
合させるのが合目的である。図１ないし図３に図示した
スタッド１９はクランク室３に固定支持されており、ク
ランク室３の分離面７の両側で燃焼空気管路１３に結合
されている。スタッド１９は、支持有効面の拡大によ
り、プラスチック部分１０全体と金属シャーシー部分４
との確実な結合を提供している。図３からわかるよう
に、クランク軸の軸線２の潤滑剤室１４とは逆の側にお
いて他の２つの支持点がスタッド１９により与えられて
いる。これらの支持点はクランク室３の分離面７の両側
に位置している。スタッド１９に設けたねじ込み穴１８
は、潤滑剤室１４のフランジ領域に設けた結合部１８の
穴対を通る仮想線上にないので、シャーシーの曲げ応
力、特にプラスチック部分の曲げ応力は小さい。特にク
ランク室の分離面７とフランジ面の切断軸線のまわりで
のトルクに対して、分離面７から間隔を持って位置して
いるスタッド１９の結合点１８が反作用を及ぼす。

【００２０】金属シャーシー部分４の重量は、クランク
室３の領域において比較的薄壁であることにより軽量に
なっている。この場合、クランク室の強度は、クランク
軸の軸線２に対して半径方向に位置する補強リブ１７に
より与えられている。

【００２１】図４の金属シャーシー部分４の断面図から
明らかであるように、クランク室３の壁は、クランク室
内に配置されている屈曲したクランク軸の延在態様に応
じて段部２４を備えている。ケース底部１１によって金
属シャーシー４に密接しているプラスチックケース１０
はクランク室３の下方へ延びて、金属シャーシー４のケ
ース壁に接している。ケース底部１１と金属シャーシー
４の間にしてフランジ面８内に付加的なパッキン１６を
配置してもよい。このパッキン１６は、別個のパッキン
部材として、或いはクランク室３の自由端領域と共通の
パッキンとして潤滑剤室のフランジ部分に設けられる。
ファンケース１０の、フランジ面８を越えて案内されて
いる突出部２５は、クランク室３の段部２４に係合して
いる。このように、補強リブ１７を用いてクランク室３
を補強することにより、コンパクトな構成でありなが
ら、互いに接している大きな面積の金属部分とプラスチ
ック部分の相互支持が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】手で操縦される作業機の駆動ユニットのシャー
シーの斜視図である。

【図２】図１のシャーシーの背面側の斜視図である。

【図３】金属シャーシー部分のフランジ面の側面図であ
る。

【図４】シャーシーの前面側の断面図である。

【図５】手で操縦される作業機の斜視図である。

【符号の説明】

１ シャーシー ２ クランク軸の軸線 ３ クランク室 ４ 金属シャーシー部分 ６ 接続アンカー ７ 分離面 ８ フランジ面 １０ ファンケース １１ ファンケース底部 １３ 燃焼空気管路 １４ 潤滑剤室 １５ 潤滑剤カバー １６ パッキン １７ 補強リブ １９ スタッド ２１ ガイドレール（案内要素） ２２ ソーチェーン（工具） ３０ 駆動ユニット

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関とクランクケースとを備えた、手
   で操縦される作業機の駆動ユニットであって、内燃機関
   のクランク軸が、作業機の工具（２２）と、ファンケー
   ス（１０）の内部でクランク軸の駆動ピンで保持されて
   いるファンホイールとを駆動し、クランクケースが金属
   材料から成り、且つ内燃機関のシリンダと固定連結され
   るとともに、二つのクランクケース部分に分割形成さ
   れ、クランク軸の軸線（２）が、互いに結合可能なクラ
   ンクケース部分の分離面（７）内に位置している前記駆
   動ユニットにおいて、 駆動ユニット（３０）の金属シャーシー部分（４）が、
   両クランクケース半部分の一方のクランクケース半部分
   としてのクランク室（３）を含み、且つクランク軸の軸
   線（２）に対してほぼ垂直に位置するフランジ面（８）
   を有し、フランジ面（８）が、少なくとも部分的にクラ
   ンク室（３）の露出端部によって形成されていること、
   ファンケース（１０）がプラスチックから成り、そのケ
   ース底部（１１）によりフランジ面（８）に当接するよ
   うに固定されていることを特徴とする駆動ユニット。
2. 【請求項２】クランク室（３）が、クランクケースの分
   離面（７）に関しシリンダに対向していることを特徴と
   する、請求項１に記載の駆動ユニット。
3. 【請求項３】金属シャーシー部分（４）が、工具（２
   ２）の案内要素（２１）を固定するための接続アンカー
   （６）を有していることを特徴とする、請求項１または
   ２に記載の駆動ユニット。
4. 【請求項４】ファンケース（１０）が金属シャーシー部
   分（４）とともにねじにより固定されており、ねじ頭が
   ファンケース（１０）側から接近可能であることを特徴
   とする、請求項１から３までのいずれか一つに記載の駆
   動ユニット。
5. 【請求項５】金属シャーシー部分（４）に潤滑剤室（１
   ４）が画成されており、潤滑剤室（１４）はフランジ面
   （８）内で開口しており、且つねじ止め可能な潤滑剤カ
   バー（１５）により閉鎖可能であり、潤滑剤カバー（１
   ５）が有利にはファンケース（１０）と一体に形成され
   ていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれ
   か一つに記載の駆動ユニット。
6. 【請求項６】クランク室（３）が、その外面に、クラン
   ク軸の軸線（２）に対して半径方向に形成される補強リ
   ブ（１７）を備えていることを特徴とする、請求項１か
   ら５までのいずれか一つに記載の駆動ユニット。
7. 【請求項７】ファンケース（１０）が金属シャーシー部
   分（４）の下方へ延びて、金属シャーシー部分（４）の
   ケース壁に接し、クランク室（３）の壁の半径方向の段
   部によって形成される金属シャーシー部分（４）の半径
   方向の中間空間に特に形状拘束的に係合していることを
   特徴とする、請求項６に記載の駆動ユニット。
8. 【請求項８】ファンケース（１０）に燃焼空気管路（１
   ３）が形成され、この燃焼空気管路（１３）により空気
   をファンケース（１０）の内部空間から内燃機関へ搬送
   可能で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駆動ユニット。
9. 【請求項９】金属シャーシー部分（４）で支持されるス
   タッド（１９）が、クランク室（３）の分離面（７）の
   両側において燃焼空気管路（１３）に結合されているこ
   とを特徴とする、請求項８に記載の駆動ユニット。
10. 【請求項１０】金属シャーシー部分（４）とファンケー
    ス（１０）の間にしてフランジ面（８）内にパッキン
    （１６）が配置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駆動ユニット。