JP2000508398A - 駆動ユニット - Google Patents

駆動ユニット

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ネースルンド,ウルフ
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アクティエボラゲット エレクトロルクス
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Abstract

(57)【要約】 本発明はチェーンソー、刈込み機、生け垣刈込み機のような手持ち加工具用の駆動ユニットに関し、この駆動ユニットは本質的に燃料タンク(3)と、エンジンユニット(4)とを具備し、このエンジンユニットは気化器(5)のような燃料供給装置(5)と、マフラ(6)と、クランクケース排気燃焼エンジン(7)とを備え、このクランクケース排気燃焼エンジンはシリンダ(8)と、ピストン(15)と、中心(17)を備えたクランクシャフトを備える。本発明ではエンジン(7)はエンジンシリンダ壁(10)および/またはエンジンクランクケース(11)の隣接部分内に配置された少なくとも一つの入口ポート(9)を有し、入口ポート(9)から燃料供給ユニット(5)までのエンジンの入ロダクト(13)の長さはエンジンのシリンダストローク(18)の1.8倍、好ましくはシリンダストローク(18)の2.0倍より長い。

Description

【発明の詳細な説明】 駆動ユニット 技術分野 本発明はチェーンソー、刈込機または生垣刈込機のような手持ち加工具用の駆 動ユニットに関し、この駆動ユニットは本質的に燃料タンクとエンジンユニット とを備えたハウジング部分を具備し、このエンジンユニットは気化器のような燃 料流しユニットと、マフラと、クランクケース排気型燃焼エンジンとを備え、こ のクランクケース排気型燃焼エンジンはシリンダと、ピストンと、クランクシャ フトとを備える。 背景技術 軽量でコンパクトなデザインという要求があるため携帯用加工具は通常クラン クケース排気型2サイクルエンジンで駆動される。しかしながらクランクケース 排気型4サイクルエンジンも考えられる。エンジンはクランクケース排気である ため燃料中のオイルで潤滑される。これは工具が駆動中に異なる方向、即ち横方 向または上下方向に用いられ扱われることを意味する。工具は普通は入口ダクト に接続された気化器を有するが、低圧噴射システムも利益がある。工具は多くの 位置で用いられるので燃料滴が入口ダクトの内側に溜まり、工具の傾斜が変わっ た時にシリンダ内へ流れ落ちる危険性がある。このためエンジンが停止してしま う。この危険性が最も高いのはエンジン回転数が比較的小さいときである。この ために気化器は通常入口ポートの近くに配置されるので、入口ダクトが短くなる 。しかしながら作動速度でのエンジン出力を考えると長い入口ダク トを用いることが好ましい。しかしながらこれは上述した障害や純粋な空間的な 問題につながる可能性がある。このため通常は気化器をシリンダ上部に隣接して 配置し、ある種の熱保護バッフルを設ける。この熱保護バッフルは気化器での温 度上の問題がなおも生じる可能性がある同時に複雑さを含んでいる。さらに入口 ダクトは普通はクランクケースに向かって斜め下方へと方向転換している。この ため吸入ガスが排気ポート周りの重要な領域の冷却を補助することはない。 本発明の目的は上記概略的な問題を実質的に低減することにある。 発明の開示 上記目的は添付の請求の範囲で明らかな特徴を備えた本発明の駆動ユニットに より達成される。 本発明の駆動ユニットは本質的に少なくとも一つの入口ポートがエンジンシリ ンダ壁および/またはエンジンクランクケースの隣接部分に配置され、入口ポー トから燃料供給ユニットまでのエンジンの入口ダクトの長さがエンジンのシリン ダストロークの1.8倍、好ましくはシリンダストロークの2.0倍より長いこ とを特徴とする。入口ダクトが長いことには利点があるが、上述した多くの危険 性を含んでいる。燃料滴が入口ダクトに溜まってしまう危険性を低減するには入 口ダクトの引き回しを念入りに考える必要がある。更に入口ダクトが長い予加熱 部分を有するとこの予加熱部分が燃料滴を気化し、上述した危険性を低減するの で有利である。入口ダクトを適切に角度付けすることによりシリンダの排気ポー トおよびピストンの隣接部分周りに冷却効果が生じる。本発明のこれら及び他の 特徴及び利点は添付図面の種々の実施例の以下の詳細な説明から明 らかである。 図面の簡単な説明 添付図面を参照し種々の実施例を用いて本発明を詳細に説明する。図中におい て異なる図面での同じ参照番号は互いに対応する部分を示している。 選択可能な部分は記号’および一点鎖線で示されており、例えば図1の把手2 0’は把手20の選択可能な部品である。 図1は側断面図であって本発明の駆動ユニットを示している。本実施例の駆動 ユニットはチェーンソー用であり、案内バー23が一点鎖線で記されている。し かしながら駆動ユニットを生垣刈込機または刈込機に応用することもできる。 図2は図1の部分拡大図である。 概略的な図1において参照番号1は本発明の駆動ユニットを示している。駆動 ユニットは本質的に燃料タンク3とエンジンユニット4とを有するハウジング部 分2からなる。エンジンユニット4はクランクケース排気型燃焼エンジン7から なり、この燃焼エンジンは気化器のような燃料供給ユニット5とマフラ6とを備 える。図示した駆動ユニットは所謂『上部把手』型チェーンソー用、即ち上部に 把手があるチェーンソー用である。このタイプのチェーンソーは通常小さくて軽 く且つバランスがよく、ある種の切断を一方の手だけで行える。チェーンソーは 把手20で持たれ、この把手はスロットル把手である。ここには操作者の指で制 御されるスロットルコントローラ21が設けられる。しかしながら駆動ユニット を他の応用に用いることもできる。所謂刈込機に用いられる場合、駆動ユニット は把手20を備えておらず、駆動ユニットに接続されたリグチューブ上に配置さ れる。この場合、エンジン回転数を制御し且つ停止す るための制御ケーブルおよび/または電気ケーブルが把手から駆動ユニットまで 延びる。リグチューブはその中心を参照番号17で示されたエンジンのクランク シャフトの延長上、即ち図面の平面に向かって垂直に延びる。 通常スタータロープを用いて工具をスタートさせる時、工具は地面25に置か れている。駆動ユニット1を従来の把手を備えたチェーンソー用として用いるこ ともできる。この種のチエーンソーはスロットルコントローラ21’を備えた後 部把手20’と図示していない側部把手とを有する。この場合には把手20が排 除されている。この種のチェーンソーは常に二本の手で用いるべきであり、これ は安全性の点で推奨できる。双方ともソーチェーンを備えた案内バー23が従来 のように配設される。 図2は駆動ユニット1の拡大図である。エンジンユニット4はハウジング部分 2に取り付けられ、このハウジング部分2はスロットルコントローラ21を備え た把手20を具備する。当該エンジンユニット4は通常は25ccと100cc との間の排気量の1シリンダ2ストロークエンジンである。これは空冷され、こ のために多数の冷却フィン26と図示していない一つの冷却ファンとを備える。 エンジンユニットはピストン15を備えたシリンダ8を有し、このピストン15 はピストンロッド29を備え、このピストンロッド29は中心17を備え且つエ ンジンのクランクシャフトを回転する。エンジンは入口ポート9を有し、この入 口ポート9はそれに対応する入口ダクト13を備える。さらにエンジンは排気ポ ート16を有し、この排気ポート16はそこに直接取り付けられたマフラ6を備 える。点火プラグ24がエンジンの燃焼室14に接続される。これらは全て全体 として従来のものであるのでこれ以上は説明しない。ピストン15はその上死点 に位置する。シリンダの中心線30はク ランクシャフトの中心17を通って延びる。この場合、クランクピン31も中心 線30上に位置する。クランクシャフトの中心17とクランクピンの中心31と の間の距離は図示したエンジンのシリンダストローク18の半分である。 エンジンは極端に長い入口ダクト13を有する。これにより普通の作動速度で のエンジン引張力が増大される機会が生まれ、作動速度での高いパワーおよび/ または綺麗な排気ガスを提供する。排気側での絞りを増大したため出力を維持し つつ、即ち出力および/またはエミッションの利益を維持しつつ排気エミッショ ンが低減される。このように改善されるのは現在のエンジン回転数でより高いエ ンジン充填効率が得られるからである。これはより好ましいヘルツホルツ共鳴周 波数により達成される。共鳴周波数は本質的には入口ダクトの長さとシリンダス トローク18により比較的良好に反射されるクランクケース容積との関係で決ま る。計算上、エアフィルタ32から入口ポート9までの距離が『入口ダクト』の 長さとして最も代表的である。しかしながら圧力変動による乱れ、所謂『四分の 一波』を低減するために燃料供給ユニット5に隣接してフィルタを配置すること も有利である。これら駆動ユニットに長い入口ダクトを用いないのには多くの理 由がある。コンパクトで軽量という要求を考えると入口ダクトが長いと明らかに 大きな空間をとり、手持ち加工具としては致命的である。しかしながら工具を取 り扱う時のずっと重大な問題は特にアイドリング時にエンジンが停止してしまう 危険性である。これは燃料滴が長い入口ダクト13に溜まってしまうことに起因 する。工具を取り扱う時に燃料がエンジンにたれ、その結果、停止してしまう。 しかしながら入口ダクトの幾何学的に非常に念入りに考えられた形状を用い、且 つ入口ダクトの長い予加熱部分を用いることにより、これら危険要素を低減でき ることが分か った。通常エンジンはエンジンシリンダ壁10および/またはエンジンのクラン クケースの隣接部分内に配置された入口ポート9を有する。この配置が入口ダク ト13を有利に引き回す状態を生む。好ましくは入口ポートの開閉はピストン1 5の動きにより制御されるが、入口ダクトは所謂リード弁を備えることもできる 。好ましくは入口ポート9から燃料供給ユニット5までの入口ダクトの長さはエ ンジンのシリンダストローク18の1.8倍、好ましくはシリンダストローク1 8の2.0倍より長い。 入口ダクト13は長い予加熱端部分12を有する。燃料滴はこの部分で気化さ れるので燃料混合気が均質となる。端部分12はこれがシリンダ8の固定された 熱伝達部分を形成し且つその長さがエンジンのシリンダストロークの0.8倍、 好ましくはシリンダストロークの1.0倍より長いように形成される。好ましく は端部分12はシリンダ8とワンピースで鋳造されるが、確実に取り付けられる チューブであってもよい。 図面に明示したように入口ダクト13は燃焼室14を備えたシリンダ上部を向 いている。別の場合でばこれら工具の入口ダクトは通常反対の方向、すなわちク ランクケースに向かって下がる。これにより流入抵抗が幾分か低くなる。シリン ダ上部を向いていると流入ガスがエンジンの排気ポートでピストン15およびシ リンダ壁10を冷却するという利点が生じる。従ってエンジン焼きつきの危険性 が低下する。本願ではシリンダは殆ど完全に横になっており、入口ダクト13は シリンダの中心線30に対して大きく傾いている。しかしながら冷却効果は比較 的小さな傾斜でも得られる。決め手は入口ポート9までのエンジンの入口ダクト 13の端部分12がシリンダの軸線延長上に対して垂直な方向ではなく、排気ポ ート16およびシリンダの燃焼室14の方を向いていることである。それで吸入 ガスはピストンまたはシリンダ壁のいずれかに向かって偏向されるので望ましい 冷却効果が生まれる。 上述したように本発明の駆動ユニットを生垣刈込機のようなクランクシャフト が鉛直な加工具とクランクシャフトが水平な工具との両方に用いることができる 。この方位は工具が水平な地面に配置された時の方位である。図示した実施例で はクランクシャフト17は本質的に水平であり、シリンダ8は本質的に水平な軸 線方向延在部を有し、即ちその中心線30は鉛直線に対して45°以上傾いてお り、その入口ダクト13および燃料供給ユニット5はシリンダ8の上部、即ちク ランクシャフトの中心17とシリンダの中心線30とを通って延びる平面の上方 に本質的に位置する。燃料供給ユニットの位置と入口ダクトの引き回しとは非常 に重要である。本実施例では入口ダクトはシリンダへ向かって下方へと均一に傾 斜して延び、シリンダのところで曲がり、それから厳密な意味で入口ポート9の ところで幾分か急勾配に延びる。工具が平らな地面25に立って、同時にアイド リングしている時、入口ダクトの内側の幾つかの燃料滴が常にシリンダ内へ流れ 落ちる。この連続的な燃料供給は多量の燃料が突然流れ落ちる場合よりも都合が よい。このことは入口ダクトが燃料溜まりがある水平部分を有すべきであると起 こる。使用者が工具を持ち上げた時、溜まった燃料は他の傾斜により解放され、 工具に流れ落ち、エンジンを停止してしまう。図2には端部分12内の接続部3 8が示されている。分かりやすいように接続部は図2の拡大図でのみ示した。こ れは入口ダクト13をクランクケース11と組み合わせるので燃料滴が入口ダク トからクランクケースに流れる。このためアイドリングが改善される。好ましく は接続部は端部分12の壁へと流出する直径約3mmの収集部分と、クランクケ ースへと流出する約1mmの小さな直径の別の部分とを有する。端 部分12の外側開口に隣接して接続部38を配置することにより、端部分の開口 を介して穴をドリル加工することが可能となり且つ容易となる。 本実施例では入口ダクト13は一方では都合のよい予加熱端部分12からなり 、他方では端部分12に対応し且つ燃料供給ユニット5へと続く上流部分19か らなる。上流部分19は本質的に滑らかな内側を有する。別の場合では入口ダク トの上流部分19として折り畳まれた弾性(ゴム)構造を用いるのが一般的であ る。これは耐振動気化器を用いることが一般的であるからである。この場合、エ ンジンユニット4はハウジング部分に弾性的に吊り下げられ、燃料供給ユニット 5はハウジング部分内へと取り付けられ、入口ダクトの上流部分19はゴムのよ うな従順(柔軟)な材料から作製される。ここではエンジン自体が動き、気化器 および把手20を備えた駆動ユニットの振動はずっと小さい。この場合、三つの 弾性アタッチメント37、普通は厳密な意味での燃焼エンジンを取り付けるため のスチールバネが用いられる。上流部分19は駆動ユニットの運動中心に隣接し て位置し、その結果、上流部分19の動きが小さく、平らなチューブを用いるこ とが可能となる。従って上流部分19は本質的に端部分12と同じ方向へ燃料供 給ユニット5まで続く。 ここではシリンダへ向かって下がる均一な傾斜が創りだされ、シリンダは実質 的に水平になっている。入口ダクト13は一般的に点火プラグ24が配置された シリンダ8の上部から離れるように延びる。入口ポート9は好ましくはシリンダ 壁10内に配置される。この構成により一方では長い予加熱部分を備えた長い入 口ダクト13の状態、他方では燃料供給ユニット5の有利な配置の状態が創りだ される。従って上記燃料供給ユニットはエンジンの最も温かい部分から遠く離れ て位置し、これには明らかに利点がある。エアフィル タ32がある種のクイック締結具で燃料供給ユニット5に接続される。この場合 、フィルタ32を締結するネジ把手33がある。フィルタ32は駆動ユニットの 一方の側に位置し、この側は本質的にシリンダの上部分が位置する側とは反対側 である。これによりネジ把手33と保護カバー34とを緩めることによりフィル タ32を交換することが容易になる。 図示した頂部把手ソーの実施例では、シリンダは最も下方、即ち中心線30は 水平な地面25に対して15°より小さく傾斜し、工具の下方縁部に沿って延び る。ここではスロットルコントローラ21を備えた把手20はエンジンユニット の上方に位置し、それに非常に近い。把手の長手方向は本質的にシリンダの中心 線30と平行である。これにより良好なバランス特性を備えた全高の低いソーが 可能となる。把手20は良好なバランスに貢献するクランクシャフトの中心17 の直ぐ上方に本質的には厳密な意味でのスロットル把手が位置するよう遙か前方 に位置する。燃料供給ユニット5は把手20内の凹部22の前方、即ちシリンダ の頂部分からより離れるように位置する。これは長い入口ダクト13が強力なエ ンジンに貢献するだけでなく、工具の全高を低くするために把手が低く配置され ていることを意味する。スロットルコントローラ21により絞りを提供するには 、把手20内の従来の安全キャッチ35を押し込まなければならない。持ち上げ 穴36が把手の後部に配置される。持上げストラップをこの穴に接続することに より使用者はチェーンソーを運ぶことができ、両手が自由である。ソーチェーン を備えたソーの案内バー23は本質的には燃料供給ユニット5と同じ方向、即ち シリンダの上部から離れるように向いている。このことは木に突き刺さったソー を外す時に特に有利である。弾性的に吊り下げられたエンジンユニットはそれか ら燃料供給ユニット5に向かう方向に動 き、ラバーチューブは引っ張られ又は折り畳まれる代わりに圧縮される。このこ とは耐久性の点で利点がある。この場合、ハウジング部分2は三つのタンクを有 し、一つは付属拡張タンク27を備えた燃料タンク3であり、もう一つはチェー ンオイル用のタンク28である。当然のことながら、この種のタンクはチェーン ソーとしての応用に特別なものである。水平シリンダでの一つの問題はマフラ6 がシリンダの下方で終わってしまうことである。この種の問題はこの場合、排気 ポート16および図示していない排気ダクトが鉛直角度に対して15°の角度で 方向転換していると低減される。この方向転換によりマフラ6は一方の側に対す る対応する角度で方向転換するのでより大きな空間が得られる。この場合、入口 ポート9は15°の等しく大きな角度で方向転換される。しかしながら入口ポー トは必ずしも他のものと同じ角度で方向転換しなければならないわけではない。 明らかに方向転換の角度は変化し、従って幾分か大きく又は小さい。図面から明 らかなようにクランクケースの半体の一つはシリンダ内に一体的とされ、入口ダ クトの端部分12はクランクケースの半体の分割面まで下方へと走る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S D,SZ,UG),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AT ,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA, CH,CN,CU,CZ,CZ,DE,DE,DK,D K,EE,EE,ES,FI,FI,GB,GE,HU ,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ, LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MD,M G,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT ,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SK, TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,UZ,V N (72)発明者 フローイド,マグヌス スウェーデン国,エス―561 39 フスク バーナ,モスベーゲン 6

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.チェーンソー、刈込み機または生け垣刈込み機のような手持ち加工具用の 駆動ユニット(1)であって、本質的に燃料タンク(3)を備えたハウジング部分(2) とエンジンユニット(4)とを具備し、該エンジンユニットが気化器(5)のような燃 料供給ユニット(5)と、マフラ(6)と、クランクケース排気燃焼エンジン(7)とを 備え、該クランクケース排気燃焼エンジンがシリンダ(8)と、ピストン(15)と、 中心(17)を備えたクランクシャフトとを備える駆動ユニットにおいて、前記エン ジン(7)が前記エンジンシリンダ壁(10)および/またはエンジンクランクケース( 11)の隣接部分に位置する少なくとも一つの入口ポート(9)を有し、前記入口ポー ト(9)から前記燃料供給ユニット(5)までのエンジンの入口ダクト(13)の長さがエ ンジンのシリンダストローク(18)の1.8倍、好ましくはシリンダストローク(1 8)の2.0倍より長いことを特徴とする駆動ユニット。 2.前記エンジンの入口ダクト(13)の端部分(12)はそれがシリンダ(8)の固定 された熱伝達部分を形成し、前記エンジンのシリンダストロークの0.8倍、好 ましくはシリンダストロークの1.0倍より長い長さを有するように形成される ことを特徴とする請求項1に記載の駆動ユニット(1)。 3.前記入口ポート(9)までの前記エンジンの入口ダクト(13)の端部分(12)が 前記シリンダの軸線方向延在部に対して垂直な方向とは異なり、前記排気ポート (16)および前記シリンダの燃焼室(14)の方を向いており、前記エンジンの排気ポ ート(16)での前記ピストン(15)とシリンダ壁(10)とが冷却されることを特徴とす る請求項1または2に記載の駆動ユニット(1)。 4.前記工具が水平な地面に配置された時に前記駆動ユニットシ ャフト(17)が本質的に水平であり、前記シリンダ(8)が本質的に軸線方向の延長 部を有し、即ちその中心線(30)が鉛直線に対して45°より大きく傾斜し、その 入口ダクト(13)および燃料供給ユニット(5)が本質的にシリンダ(8)の頂部に位置 し、即ちクランクシャフトの中心(17)とシリンダの中心(30)とを通って延びる平 面の上方に位置することを特徴とする前記請求項のいずれか一つに記載の駆動ユ ニット(1)。 5.前記エンジンの入口ダクト(13)の上流部分(19)が端部分(12)に対応し、燃 料供給ユニット(5)まで続くことを特徴とする前記請求項のいずれか一つに記載 の駆動ユニット(1)。 6.スロットルコントローラ(21)を備えた把手(20)は前記把手の長手方向が前 記シリンダの中心線(30)と本質的に平行であるように前記エンジンユニット(4) の上方に位置することを特徴とする請求項4または5に記載の駆動ユニット(1) 。 7.厳密な意味での前記スロットル把手(21)は前記クランクシャフトの中心(1 7)の直ぐ上に本質的に配置されることを特徴とする請求項6に記載の駆動ユニッ ト(1)。 8.前記燃料供給ユニット(5)は前記把手(20)内の凹部(22)の前方、即ち前記 シリンダ上部から離れる方向に配置されることを特徴とする請求項6または7に 記載の駆動ユニット(1)。 9.前記入口ポート(9)は前記シリンダ壁(10)内に配置され、その開閉は前記 ピストン(15)の動きにより制御されることを特徴とする前記請求項のいずれか一 つに記載の駆動ユニット(1)。 10.チェーンソーの応用ではソーチェーンを備えたソーの案内バー(23)は前 記燃料供給ユニット(5)と同じ方向、即ち前記シリンダ上部から離れる方向に本 質的に向いていることを特徴とする請求項4〜9のいずれか一つに記載の駆動ユ ニット(1)。 11.前記エンジンユニット(4)は弾性的にハウジング部分(2)に吊り下げられ 、前記燃料供給ユニット(5)は前記ハウジング部分に取り付けられ、前記エンジ ンの入口ダクト(13)の上流部分(19)はゴムのような柔軟な材料から作製されるこ とを特徴とする請求項5〜10に記載の駆動ユニット(1)。 12.前記上流部分(19)は本質的に滑らかな内側を有することを特徴とする請 求項11に記載の駆動ユニット(1)。 13.前記上流部分(19)は駆動ユニット(1)の一方の側に配置された前記燃料 供給ユニット(5)まで前記端部分(12)と同じ方向に本質的に続き、前記側は一般 のように点火プラグ(24)を備えたシリンダ上部が配置されている駆動ユニットの 側とは本質的に反対側であることを特徴とする請求項5、11または12に記載 の駆動ユニット(1)。
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