JP2002202012A - エンジン作業機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エア抜き作業を不要としたエンジン作業機を
提供すること。 【解決手段】 内蔵タンクと外付タンク２との切り替え
が可能な切替手段１１，１２を有し、その内蔵タンク又
は外付タンク２から燃料をエンジンへと供給し、未使用
燃料を再びもとのタンクへと戻す、循環ポンプ１８によ
って燃料を循環させる流路をもったものであって、切替
手段１１からエンジンへの供給流路１３，１５上に設け
られた密閉構造の第１タンク３１と、エンジンから切替
手段１２への戻り流路１４，１６上に設けられた密閉構
造の第２タンク３２とを、第１タンク３１を第２タンク
３２より下位に配置して接続管３４で連結し、その接続
管３４に電源ＯＮ時に閉弁して電源ＯＦＦ時に開弁する
ようにした電磁弁３３を設けたエア抜き装置３０を有す
るエンジン作業機１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外付けタンクを接
続することができる発電機や油圧ユニットなどのエンジ
ン作業機に関し、特に、作業者による配管内のエア抜き
作業を不要としたエア抜き装置を備えるエンジン作業機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築や土木工事などの現場では、発電
機、コンプレッサ、溶接機、油圧ユニットなどのエンジ
ン作業機が稼働している。そうした各種エンジン作業機
は、エンジンへ燃料を供給するための燃料タンクを内蔵
しているが、作業機自身の小型化の要求もあって、タン
ク容積が制限され、稼働時間が長くなる作業に対応させ
て十分にタンクを大きくすることができなかった。その
ため、内蔵タンク内の燃料だけでは連続して運転できる
時間が制限されてしまうため、エンジン作業機によって
は、内蔵タンクに比べて容積の大きい外付タンクを接続
し、長時間の連続運転を可能にしたものがある。

【０００３】そうしたエンジン作業機では、外付タンク
からの燃料供給を受けようとした場合、接続した燃料ホ
ースなどに入っているエアを吸い込んでエンジンを停止
させてしまうので、エンジン作業機を稼働させる前に予
め外付タンクの燃料ホース内からエア抜きを行う必要が
あった。ここで、図４は、外付タンクを接続したエンジ
ン作業機の燃料配管を示した図である。エンジン作業機
１００は、その本体に、外付タンク１２０との間で連結
する燃料ホース１２１，１２２の接続口１２３，１２４
が突設されている。接続口１２３は、外付タンク１２０
からの燃料をエンジンへと送る供給側であり、供給流路
１０３に接続されている。また、接続口１２４は、使用
されなかった燃料を外付タンク１２０へと戻す戻り側で
あり、戻り流路１０４に接続されている。

【０００４】エンジン作業機１００は、不図示の内蔵タ
ンクを備えており、その内蔵タンクと外付タンク１２０
とを切り替えるための３方コック１０１，１０２が設け
られている。即ち、３方コック１０１，１０２は、供給
流路１０３と戻り流路１０４とを、外付タンク１２０側
の燃料ホース１２１，１２２と、不図示の内蔵タンク側
の流路とのいずれか一方に切り替えるためのものであ
る。そして、その３方コック１０１，１０２に接続され
た供給流路１０３から戻り流路１０４までの循環流路に
は、燃料内の水分を除去するためのウォーターセパレー
タ１０５、燃料を循環させるための循環ポンプ１０６、
燃料内の異物を除去するための燃料フィルタ１０７、そ
して噴射ノズル１１１を介してエンジンへ燃料を噴射さ
せるための噴射ポンプ１０８が順に設けられている。

【０００５】循環ポンプ１０６は、エア抜き用の手動ポ
ンプ１１２が一体になって構成されたものであり、作業
者による手動ポンプ１１２の操作によって配管内のエア
抜きが行われる。特に、外付タンク１２０を接続した場
合は、燃料ホース１２１内にエアが入っているため、エ
ア抜きは必ず行われる作業である。そこで、作業者によ
って手動ポンプ１１２が操作されると、外付タンク１２
０から燃料が吸い上げられ、矢印で示すように燃料ホー
ス１２１から供給流路１０３を通って流れ、更に戻り流
路１０４へと押し出されて、燃料ホース１２２から再び
外付タンク１２０へと戻される。このとき、エアは、燃
料と一緒になって流れ、外付タンク１２０内へと排出さ
れる。エアの有無は、流路を構成する配管が透明、或い
は半透明のものであるため、作業者の目視によって確認
できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のエン
ジン作業機は、こうしたエア抜き作業が必要であったた
め、作業開始までの時間のロスが大きく、また手動ポン
プ１１２による作業者への負担も大きかった。エア抜き
が必要となるのは、主に外付タンク１２０を接続した
際、燃料ホース１２１内にエアが入っているためである
が、その燃料ホース１２１の長さは作業状況などによっ
て異なり、場合によっては１０〜１５ｍ程もある。従っ
て、燃料ホース１２１，１２２が長い場合には、時間の
ロスや作業者への負担は当然大きくなる。また、手動ポ
ンプ１１２に替えて電動ポンプを利用したものであって
も、燃料ホース１２１，１２２が長い場合にはある程度
の時間は必要であった。

【０００７】更に、どのようなポンプの場合であって
も、エアを完全に排出できたか否かを確認する必要があ
るため、作業開始までにはある程度の準備時間を要する
のは避けられないことであった。一方、外付タンク１２
０にはドラム缶などが使用され、燃料の減少を知らせる
手段のないのがほとんどである。従って、注意していな
いと、燃料切れによってエアを吸い込み、エンジンを停
止させてしまう。そして、エアを吸い込んでしまえば、
折角前に燃料ホース１２１内のエア抜きを行ったにもか
かわらず、燃料補充後も再びエア抜きを行わなくてはな
らなかった。

【０００８】そこで、本発明は、かかる課題を解決すべ
く、エア抜き作業を不要としたエンジン作業機を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のエンジン作業機
は、内蔵タンクと外付タンクとの切り替えが可能な切替
手段を有し、その内蔵タンク又は外付タンクから燃料を
エンジンへと供給し、未使用燃料を再びもとのタンクへ
と戻す、循環ポンプによって燃料を循環させる流路をも
ったものであって、前記切替手段からエンジンへの供給
流路上に設けられた密閉構造の第１タンクと、前記エン
ジンから切替手段への戻り流路上に設けられた密閉構造
の第２タンクとを、第１タンクを第２タンクより下位に
配置して接続管で連結し、その接続管に電源ＯＮ時に閉
弁して電源ＯＦＦ時に開弁するようにした電磁弁を設け
たエア抜き装置を有することを特徴とする。

【００１０】また、本発明のエンジン作業機は、前記エ
ア抜き装置において、前記第１タンクに接続された供給
流路の二次側接続口が当該第１タンクの床面付近に、前
記第２タンクに接続された戻り流路の二次側接続口が当
該第２タンクの天井面付近に、そして前記接続管の接続
口が、前記第１タンクの天井面付近と第２タンクの床面
付近とにそれぞれ設けられたものであることが望まし
い。また、本発明のエンジン作業機は、前記エア抜き装
置が、前記第１タンクに接続された供給流路の二次側接
続口よりも上の位置の液面を検出する液面検出スイッチ
を有することが望ましい。また、本発明のエンジン作業
機は、前記エア抜き装置が、前記第２タンクの天井面
に、燃料を補充するための燃料供給口が設けられたもの
であることが望ましい。

【００１１】本発明のエンジン作業機では、先ず、準備
として第１タンク及び第２タンク内に燃料を充填させる
が、その際、エンジン作業機の停止時には電磁弁が開い
ているため、例えば燃料供給口から燃料を入れれば、上
の第２タンクから下の第１タンクへと燃料が流れ、両タ
ンクに燃料を満たすことができる。そして、外付タンク
を接続した最初の運転では、電磁弁が閉じることによっ
て第２タンクと分離された第１タンク内に排出すべきエ
アが蓄えられ、その第１タンク内の燃料液面より下に接
続口を設けた二次側の供給流路からエンジン側へと燃料
が送られる。このとき、外付タンクの燃料切れは、第１
タンク内の燃料液面を検出する液面検出スイッチで検出
することができる。

【００１２】エンジン作業機は、運転停止により電磁弁
が開き、第１タンクと第２タンクとの空間が連通するた
め、第２タンク内の燃料が下の第１タンクへと流れ込
み、逆にエアが第２タンクへと送られる。そして、エン
ジン作業機の２回目以降の運転によって戻りの燃料が第
２タンク内に次第に満たされ、それに伴って押し出され
たエアが順次排出される。従って、本発明のエンジン作
業機によれば、自動的にエア抜きが行われるため、これ
までエンジンを始動させる前に行っていた作業者による
エア抜き作業が不要になった。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るエンジン作業
機の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説
明する。図１は、外付タンクを接続したエンジン作業機
における燃料配管を示した図である。エンジン作業機１
は、その本体に、外付タンク２との間で連結する燃料ホ
ース３，４の接続口５，６が突設されている。接続口５
は、外付タンク２からの燃料をエンジンへと送る供給側
であり、接続口６は、エンジンで使用されなかった燃料
を外付タンク２へと戻す戻り側である。

【００１４】エンジン作業機１は、不図示の内蔵タンク
を備えており、その内蔵タンクと外付タンク２とを切り
替えるための３方コック１１，１２が設けられている。
即ち、その３方コック１１，１２は、エンジン側へ燃料
を送り、またエンジンからの未使用燃料を戻すための供
給流路１３と戻り流路１４とを、外付タンク２に連通す
る燃料ホース３，４側と、不図示の内蔵タンクに連通す
る流路側とのいずれか一方に切り替えるためのものであ
る。

【００１５】そして、供給流路１３と戻り流路１４と
は、本発明の特徴をなすエア抜き装置３０に接続され、
そのエア抜き装置３０の供給側から戻り側へ燃料が循環
するように流路１５，１６が接続されている。そうした
供給流路１５から戻り流路１６の間には、燃料内の水分
を除去するためのウォーターセパレータ１７、燃料を循
環させるための循環ポンプ１８、燃料内の異物を除去す
るための燃料フィルタ１９、そして噴射ノズル２１を介
してエンジンへ燃料を噴射させるための噴射ポンプ２０
が順に設けられている。なお、本実施形態では、従来例
のものと同様に手動ポンプ２２を一体にした循環ポンプ
１８が使用されている。これは、ウォーターセパレータ
１７の水抜き作業やフィルタ１９交換後のエアー抜きに
必要だからである。

【００１６】次に、図２は、エア抜き装置３０の構造を
示した断面図である。エア抜き装置３０は、上下に２個
の密閉型タンク３１，３２が配置され、そうした下に位
置する第１タンク３１と上に位置する第２タンク３２と
は、電磁弁３３を設けた接続管３４によって接続されて
いる。電磁弁３３は、接続管３４において第１タンク３
１と第２タンク３２とを連通・遮断させるための開閉弁
であり、常時開弁したノーマルオープンタイプであり、
エンジン作業機１が稼働した通電時に閉弁するようにし
たものである。また、第２タンク３２には、その天井面
に燃料を補充するための燃料供給口３５が設けられてい
る。

【００１７】第１タンク３１には、燃料の液面が所定の
高さ以下にならないように、液面検出スイッチ３６が設
けられている。即ち、第１タンク３１には、接続された
供給流路１３，１５のうち二次側の供給流路１５の接続
口１５ａが床面付近に設けられており、液面検出スイッ
チ３６は、この接続口１５ａよりも高い位置で液面を検
出するような位置に設けられている。液面検出スイッチ
３６の検出によって、燃料液面が接続口１５ａより低く
ならないようにすることで、供給流路１５内にエアが入
り込まないようにするためである。一方、第２タンク３
２に接続された戻り流路１４，１６は、二次側の戻り流
路１４の接続口１４ａが天井面付近に設けられている。
第２タンク３２内のエアが、そこに充填される燃料によ
って外付タンク２側へと全て押し出されるようにするた
めである。

【００１８】そして、第１タンク３１と第２タンク３２
との間に接続された接続管３４は、第１タンク３１内の
エアが第２タンク３２側へと抜けるように、その第１タ
ンク３１の天井面付近に設けられ、また第２タンク３２
内の燃料が第１タンク３１へと流れるように、その第２
タンク３２の床面付近に設けらている。更に、第１タン
ク３１と第２タンク３２とは、排出すべきエア（燃料ホ
ース３内に存在するエア）が全て入るだけの十分な容積
をもった大きさを有している。特に、第１タンク３１
は、液面検出スイッチ３６で検出する高さ以上に燃料が
入った状態で、エアが入るだけの容積が必要である。

【００１９】次に、エンジン作業機１におけるエア抜き
装置３０の作用について説明する。特に、外付タンク２
から燃料を供給する場合について説明するが、内蔵タン
クからの場合でも同様である。ここで、図３は、エア抜
き装置におけるエア抜き工程を（ａ）〜（ｄ）に示した
図である。そこで先ず、エンジン作業機１に外付タンク
２が接続された場合には、３方コック１１，１２によっ
て外付タンク２側（燃料ホース３，４側）に流路が開け
られる。また、準備として、図３（ａ）に示すように第
１タンク３１と第２タンク３２とに燃料が充填される。
この場合、エンジン作業機１が停止状態の電磁弁３３は
開いており、第１タンク３１と第２タンク３２とは、接
続管３４によって連通している。そのため、第２タンク
３２の燃料供給口３５から燃料が入れられれば、図３
（ａ）に示すように第１タンク３１と第２タンク３２と
に燃料が充填される。

【００２０】続いて、エンジン作業機１に電源が入れら
れると、循環ポンプ１８によって外付タンク２から吸い
上げられた燃料は、図１の矢印で示すように、燃料ホー
ス３からエア抜き装置３０を通って供給流路１３，１５
を流れ、使用されなかった燃料が再びエア抜き装置３０
を通り、戻り流路１６，１４から燃料ホース４、そして
外付タンク２へと戻される。こうして外付タンク２から
供給された燃料は、噴射ポンプ２０から噴射ノズル２１
へと送られ、エンジンに噴射されてエンジン作業機１が
稼働することとなる。本実施形態のエンジン作業機１で
は、予めエア抜きを行うことなくいきなりエンジンを始
動させるが、エア抜きは次のような手順で自動的に行わ
れる。

【００２１】エンジン作業機１の電源が入れられ、循環
ポンプ１８が駆動して外付タンク２から燃料が吸い上げ
られると、燃料ホース３内にあったエアがエア抜き装置
３０の第１タンク３１へと送られる。このときエア抜き
装置３０は、通電された電磁弁３３が閉じて接続管３４
が遮断され、第１タンク３１と第２タンク３２とが分離
される。そこで、第１タンク３１内では、図３（ａ）に
示すように充填されていた燃料が循環ポンプ１８によっ
て二次側へ送られる一方、一次側からはエアが送り込ま
れるため、その第１タンク３１内にはエアが貯まってい
く。

【００２２】このとき、第１タンク３１は、十分な容積
を有しているので、排出すべきエアは全て第１タンク３
１内に蓄えられ、液面が供給流路１５の接続口１５ａよ
りも高い位置になるだけの燃料が残っている。そのた
め、外付タンク２から燃料が送られてくる間は液面検出
スイッチ３６より液面が下がることはなく（図２参
照）、二次側の供給流路１５の接続口１５ａは常に液面
より下側になるので、第１タンク３１内のエアがエンジ
ン側へ入り込むことはない。

【００２３】こうして、エンジン作業機１では、これま
で前もって抜き取られていたエアが、エア抜き装置３０
の第１タンク３１内に一時的に蓄えられた状態で運転が
続けられる。従って、エンジン作業機１の運転中は、第
１タンク３１内の燃料が循環ポンプ１８に吸い上げら
れ、それによって負圧になった第１タンク３１へ外付タ
ンク２から燃料が順次吸い上げられて送られ、エンジン
への燃料供給が行われる。一方、未使用の燃料は、戻り
流路１６を通って戻りタンク３２へと送られ、そこに充
填されている燃料が順次押し出されて外付タンク２へと
流れる。そのため、第２タンク３２は、エンジン作業機
１の運転中、常に燃料が満たされた状態になっている。

【００２４】ところで、エンジン作業機１の運転によっ
て外付タンク２内の燃料がなくなると、第１タンク３１
へ燃料が送られないため、第１タンク３１内の燃料液面
が下がり、一定以下になったところで液面検出スイッチ
３６から動作信号が出力される。この動作信号によっ
て、エンジン作業機１は自動停止し、警報ランプなどの
警報手段が作動する。従って、第１タンク３１における
供給流路１５の接続口１５ａより燃料液面が下がらない
ため、エンジン側にエアが入り込むのを防止することが
できる。仮に、エアが入ってしまった場合には、手動ポ
ンプ２２を動作させ、エア抜きを行う必要がある。そし
てまた、警報手段による警報の後、一定時間をおいてエ
ンジン作業機１を自動停止させるようにすれば、警報ラ
ンプによって燃料不足を確認した作業者が外付タンク２
への燃料補充を行うことによって、更に長時間の連続運
転が可能となる。

【００２５】次に、例えば作業の終了により、電源を切
ってエンジン作業機１のエンジンが止められると、循環
ポンプ１８の停止によって燃料の流れが止められ、また
エア抜き装置３０は、その電磁弁３３が開いて第１タン
ク３１と第２タンク３２とが接続管３４で連通する。そ
のため、図３（ｃ）に示すように、上位の第２タンク３
２内に充填されていた燃料が下位の第１タンク３１へと
流れ込み、逆に第１タンク３１に蓄えられていたエアが
第２タンク３２へと押し出される。このとき、第２タン
ク３２の容積は、第１タンク３１に蓄えられるエアの体
積以上であるため、第１タンク３１は、第２タンク３２
から流れ込んだ燃料によって満たされることとなる。

【００２６】そして、再び電源が入れられてエンジン作
業機１が稼働すると、循環ポンプ１８によって外付タン
ク２から吸い上げられた燃料は、図１の矢印で示すよう
に、燃料ホース３からエア抜き装置３０を通って供給流
路１３，１５を流れ、使用されなかった燃料がエア抜き
装置３０を通り、戻り流路１６，１４から燃料ホース
４、そして外付タンク２へと戻される。このとき、燃料
ホース３内にあったエアは先の運転によって集められて
第２タンク３２内に蓄えられているため、循環ポンプ１
８の一次側には既にエアは存在しない。従って、外付タ
ンク２から循環ポンプ１８、そして噴射ポンプ２０への
流路３，１３，１５には燃料だけが流れることとなる。

【００２７】また、第２タンク３２へと送られた戻りの
燃料は、戻り流路１４の接続口１４ａが図２に示すよう
に第２タンク３２の天井面付近に設けられているため、
最初は第２タンク３２内に貯められて外付タンク２へは
戻されない。しかし、その後第２タンク３２内の燃料の
量が徐々に増していき、それに伴って液面が上昇するた
め、第２ランク３２からエアが外付タンク２側へと押し
出されていく。そして、やがては第２タンク３２及び燃
料ホース４内に満たされた燃料によって完全にエアが排
出される。

【００２８】こうして、本実施形態のエンジン作業機１
では、外付タンク２を接続した後の最初の運転では、エ
ア抜き装置３０の第１タンク３１内に排出すべきエアが
一旦蓄えられたまま運転が続けられ、そして、第１タン
ク３１内に蓄えられたエアは、エンジン作業機１の停止
後に第２タンク３２へと移され、更に２回目以降の運転
によって排出される。従って、本実施形態のエンジン作
業機１によれば、自動的にエア抜きが行われるため、こ
れまでエンジンを始動させる前に行っていたエア抜き作
業が不要になり、エア抜きに対する作業者の手間や時間
のロスがなくなった。

【００２９】ところで、ドラム缶などの外付タンク２
は、一般的に残量確認手段を持っていないため、従来
は、エア抜きを行っても燃料切れによってエアを吸って
しまい、再度エア抜きを行わなければならなかった。一
方、エンジン作業機１が、燃料切れによってエアが吸い
込んでしまった場合には、エア抜き装置３０が二次側の
エアには機能しないため、従来と同様、手動ポンプ２２
でエア抜きを行う必要がある。しかし、本実施形態で
は、液面検出スイッチ３６を設け、その動作信号を利用
してエンジン作業機１を自動停止させるようにしたた
め、そうした問題はなく、作業者のエア抜き作業を完全
に排除することができた。また、第２タンク３２の燃料
供給口３５から燃料を補充するようにしたので、第１タ
ンク３１と第２タンク３２へ容易に燃料を充填させるこ
とができる。

【００３０】以上、エンジン作業機の一実施形態につい
て説明したが、本発明は、これに限定されることなく、
その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、液面検出スイッチ３６は、光学式やフロー式な
どのいずれかに限定されるものではない。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、切替手段からエンジンへの供
給流路上に設けられた密閉構造の第１タンクと、エンジ
ンから切替手段への戻り流路上に設けられた密閉構造の
第２タンクとを、第１タンクを第２タンクより下位に配
置して接続管で連結し、その接続管に電源ＯＮ時に閉弁
して電源ＯＦＦ時に開弁するようにした電磁弁を設けた
エア抜き装置を装着させたので、エア抜き作業を不要と
したエンジン作業機を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】外付タンクを接続したエンジン作業機の一実施
形態を示した燃料配管図である。

【図２】エア抜き装置の構造を示した断面図である。

【図３】エア抜き装置におけるエア抜き工程を（ａ）〜
（ｄ）に示した図である。

【図４】外付タンクを接続した従来のエンジン作業機に
おける燃料配管を示した図である。

【符号の説明】

１ エンジン作業機 ２ 外付タンク ３，４ 燃料ホース １３，１５ 供給流路 １４，１６ 戻り流路 １８ 循環ポンプ ３０ エア抜き装置 ３１ 第１タンク ３２ 第２タンク ３３ 電磁弁 ３４ 接続管 ３６ 液面検出スイッチ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内蔵タンクと外付タンクとの切り替えが
   可能な切替手段を有し、その内蔵タンク又は外付タンク
   から燃料をエンジンへと供給し、未使用燃料を再びもと
   のタンクへと戻す、循環ポンプによって燃料を循環させ
   る流路をもったエンジン作業機において、 前記切替手段からエンジンへの供給流路上に設けられた
   密閉構造の第１タンクと、前記エンジンから切替手段へ
   の戻り流路上に設けられた密閉構造の第２タンクとを、
   第１タンクを第２タンクより下位に配置して接続管で連
   結し、その接続管に電源ＯＮ時に閉弁して電源ＯＦＦ時
   に開弁するようにした電磁弁を設けたエア抜き装置を有
   することを特徴とするエンジン作業機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のエンジン作業機におい
   て、 前記エア抜き装置は、前記第１タンクに接続された供給
   流路の二次側接続口が当該第１タンクの床面付近に、前
   記第２タンクに接続された戻り流路の二次側接続口が当
   該第２タンクの天井面付近に、そして前記接続管の接続
   口が、前記第１タンクの天井面付近と第２タンクの床面
   付近とにそれぞれ設けられたものであることを特徴とす
   るエンジン作業機。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載のエンジン
   作業機において、 前記エア抜き装置は、前記第１タンクに接続された供給
   流路の二次側接続口よりも上の位置の液面を検出する液
   面検出スイッチを有することを特徴とするエンジン作業
   機。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
   のエンジン作業機において、 前記エア抜き装置は、前記第２タンクの天井面に、燃料
   を補充するための燃料供給口が設けられたものであるこ
   とを特徴とするエンジン作業機。