JP2007320004A - 携帯型作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】粉塵の分離能力を向上させることができる粉塵分離機を備えた携帯型作業機を提供すること。
【解決手段】携帯型作業機を分離フィン３２が立設された分離ファン３３と、分離ファン３３の外側を囲む側壁５３および分離ファン３３と対向する対向面５２を備えたファンハウジング６と、対向面５２に設けられて粉塵を含む空気を吸入する吸入口５５と、対向面５２の分離フィン３２と対向する部分より内側に設けられて粉塵が分離された空気をフィルタボックス７へ送る送出口５６と、側壁５３に設けられて空気から分離された粉塵が排出される排出口５７とを含んで構成した。つまり、送出口５６を側壁５３に沿って進む粉塵の進行経路上には設けず、対向面５２の分離フィン３２と対向する部分より内側に設けたので、粉塵が分離された空気を送出口５６からフィルタボックス７へ送出することができ、粉塵の分離能力を向上させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、カットオフソーやチェーンソーなどの携帯型作業機に関する。

コンクリート塊等を切断するカットオフソーや、樹木の剪定等に使用するチェーンソーなどに用いられる携帯型作業機では、切断時に多量に発生する粉塵のため、エアフィルタが早期に目詰まりを起こしやすく、エアフィルタの頻繁な掃除や交換をする必要があるなどメンテナンスに手間がかかるという問題があった。
そのため、近年の携帯型作業機では、吸入した空気から粉塵を取り除いてエアフィルタへ送る粉塵分離機を備えたものがあり、このような粉塵分離機として、例えば、吸入した空気を冷却空気としてエンジン周りに送り込む冷却ファンを利用したものがある（特許文献１）。

具体的な構造を説明すると、特許文献１の粉塵分離機１００は、図７に示されるように、径方向外側に冷却フィン３１が立設された冷却ファン３と、冷却ファン３を覆うファンハウジング６とを含んで構成されている。ファンハウジング６には、冷却ファン３中央部分と対向した部分に、外部と連通する吸入口５５が設けられているとともに、冷却フィン３１と対向した部分に、図示しないエアフィルタが配置されたフィルタボックス７と連通する送出口５６が設けられている。

このように構成された粉塵分離機１００では、吸入口５５から吸入された粉塵を含む空気は冷却フィン３１によって強制渦流とされる。強制渦流とされることによる遠心場により、比重の重い粉塵には遠心力が作用し、冷却ファン３の中央部分から径方向外側へ速い速度で飛ばされる。このとき、冷却フィン３１を通過する際に、エンジンからの負圧により送出口５６から空気が送出されるが、送出口５６は粉塵の進行方向に対して垂直方向に開口しているので、速度の速い粉塵はほとんど送出されず、きれいな空気だけがフィルタボックス７へ送出される。また、冷却フィン３１を通過した粉塵を含む空気は、ファンハウジング６と冷却ファン３との間の開口部４１から冷却空気としてエンジン周りへ送られ、最終的には外部へ排出される。

スウェーデン特許公表第４４２２３２号明細書

しかしながら、前記特許文献１の技術では、粉塵には遠心分離効果により速い速度が与えられているが、粉塵の進行経路上に送出口５６が設けられているので、送出口５６付近を通る粉塵が容易に送出されてしまうという問題がある。
本発明の目的は、粉塵の分離能力を向上させることができる粉塵分離機を備えた携帯型作業機を提供することにある。

本発明の請求項１に係る携帯型作業機は、分離フィンが立設された分離ファンと、 前記分離ファンの外側を囲む側壁および前記分離ファンと対向する対向面を含んで構成されたファンハウジングと、前記対向面に設けられて粉塵を含む空気を吸入する吸入口と、前記対向面の前記分離フィンと対向する部分より内側に設けられて粉塵が分離された空気をフィルタボックスへ送る送出口と、前記側壁に設けられて前記空気から分離された粉塵が排出される排出口とを備えていることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る携帯型作業機は、請求項１に記載の携帯型作業機において、 前記分離ファンは、エンジンによって回転駆動されることを特徴とする。

本発明の請求項３に係る携帯型作業機は、請求項２に記載の携帯型作業機において、 前記分離ファンは、冷却ファンの裏側に形成されていることを特徴とする。

本発明の請求項４に係る携帯型作業機は、請求項３に記載の携帯型作業機において、 前記排出口は、前記ファンハウジングによって囲まれた空間のうち、分離ファン側の空間と、冷却ファン側の空間とを連通していることを特徴とする。

本発明の請求項５に係る携帯型作業機は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の携帯型作業機において、前記分離フィンは径方向に沿って直線状に設けられていることを特徴とする。

本発明の請求項６に係る携帯型作業機は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の携帯型作業機において、前記分離フィンは、径方向の外側に向かうに従って前記分離ファンの回転方向と逆方向になめらかに曲がった形状をしていることを特徴とする。

本発明の請求項７に係る携帯型作業機は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の携帯型作業機において、前記対向面の前記分離フィンの内側に対応した位置には、周方向に分離壁が立設され、前記分離壁と前記分離ファンとの間には、隙間が形成されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、分離ファンでの強制渦流による遠心分離効果により、粉塵を含む空気から分離された粉塵は、分離フィンの外側に位置する側壁に沿って旋回し、側壁に設けられた排出口から排出される。一方、粉塵が分離された清浄な空気は、分離フィンの外側に位置する側壁により遠心場から離れて分離フィンの内側に入り込み、送出口からフィルタボックスへ送出される。すなわち、送出口は対向面の分離フィンと対向する部分より内側に設けられており、側壁に沿って進む粉塵の進行経路上には設けられていないので、送出口からは従来と比べて清浄な空気を送出させることができ、粉塵の分離能力を大幅に向上させることができる。

請求項２の発明によれば、分離ファンはエンジンによって回転駆動されるので、分離ファン専用の駆動装置を不要として構造を簡素にできる。

請求項３の発明によれば、分離ファンは、もともとデッドスペースとして存在していた冷却ファンの裏側の空間を利用して設けられているため、分離ファン専用のスペースを新たに確保する必要がなく、携帯型作業機の小型化を促進できる。

請求項４の発明によれば、排出口が、ファンハウジングによって囲まれた空間の内、分離ファン側の空間と、冷却ファン側の空間とを連通しているので、分離ファン側の空間から排出口を通って冷却ファン側の空間に送られてきた粉塵を冷却ファンによって自動的に排出できる。

請求項５の発明によれば、分離フィンは径方向に沿って直線状に設けられているので、取り込んだ空気を効果的に渦流とすることができ、粉塵に十分な遠心力を作用させて粉塵の分離能力をより向上させることができる。

請求項６の発明によれば、分離フィンは、径方向の外側に向かうに従って分離ファンの回転方向と逆方向になめらかに曲がった形状をしているので、取り込んだ空気をより効果的に渦流とすることができる。

請求項７の発明によれば、対向面の分離フィンの内側に対応した位置には周方向に分離壁が立設されている。そのため、吸入された粉塵を含む空気は分離壁の外側を旋回することになり、送出口側へ直接流れにくくなるので、粉塵が送出口から送出されるのをより確実に防止できる。そのうえ、粉塵を含む空気が分離壁の外側を旋回することにより、粉塵に、より一層遠心力を作用させることができ、粉塵の分離能力をさらに向上させることができる。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態のカットオフソー１（携帯型作業機）に搭載されたエンジン２周りの構造を示す側面図、図２は、粉塵分離機１０の分解斜視図、図３は、粉塵分離機１０の断面図、図４は、冷却ファン３を裏側から見た図、図５は、本実施形態の作用を説明するための図である。ただし、図２のハウジング部５については、上部を切断した状態で示している。

コンクリート塊や路盤材等を切断する手持式のカットオフソー１は、図１に示されるように、エンジン２を搭載したカットオフソー本体１２と、カットオフソー本体１２から前方に向けて設けられたガイド部材１３と、ガイド部材１３先端に取り付けられた図示略のカッタヘッドと、カッタヘッドに装着されたカッタブレード１４とを備えている。そして、エンジン２のクランクシャフト２０の一端側に設けられた図示略のクラッチハウジングと、カッタヘッドに設けられた図示略のプーリとにはベルトが巻き回され、このベルトによりエンジン２からの動力がカッタブレード１４に伝達され、カッタブレード１４が回転駆動される。

このような本実施形態のカットオフソー１のエンジン２には、強制渦流形の粉塵分離機１０が設けられている。
図２に示されるように、粉塵分離機１０は、エンジン２のクランクシャフト２０の他端側に取り付けられて反時計回りに回転駆動される冷却ファン３と、冷却ファン３を収納するファンハウジング６とを含んで構成されている。ファンハウジング６は、エアフィルタ７０が配置されたフィルタボックス７と吸気通路７１を介して連通している。

図２および図３に示されるように、冷却ファン３は、裏側（ハウジング部５側）が略平坦な円盤状に形成された円盤状部３０と、円盤状部３０の表側（カバー部４側）に立設された冷却フィン３１と、円盤状部３０の裏側に立設された分離フィン３２とを含んで構成されている。冷却フィン３１は、分離フィン３２よりも大きく形成され、エンジン２を冷却するために十分な風量の冷却空気を生じさせることができる。分離フィン３２は、図４に示されるように径方向に沿って直線状に設けられ、取り込んだ空気を効果的に渦流とすることができる。このように本実施形態では、冷却ファン３の裏側に分離フィン３２が立設されてラジアルファン型式の分離ファン３３が形成されている。

ここで、分離ファン３３は、もともとデッドスペースとして存在していた冷却ファン３の裏側の空間を利用して設けられているため、分離ファン３３専用のスペースを新たに確保する必要がなく、カットオフソー１の小型化を促進できる。

ファンハウジング６は、冷却ファン３の表側を覆うカバー部４と、裏側を覆うハウジング部５とを含んで構成されている。
カバー部４は、カットオフソー本体１２を覆う外装カバーの一部であり、カバー部４には、冷却フィン３１に空気を送るためのスリット４０が多数設けられているとともに、カバー部４の上部には、冷却フィン３１からの冷却空気をエンジン２周りへ送るための排出口４１が設けられている。

ハウジング部５は、クランクケース２１と一体に形成され、分離ファン３３側が収容される凹状の収容部５０と、収容部５０の外側に形成された渦状の通路５１とを備えている。本実施形態では、この収容部５０に分離ファン３３側が収容されることで、ファンハウジング６内部の分離ファン３３側の空間により、渦流室６０が形成されている。

収容部５０は、分離ファン３３と対向する略円形状の対向面５２と、分離ファン３３の外側を囲む環状の側壁５３とを含んで構成されている。対向面５２には、分離フィン３２の内側に沿って形成された円筒状の分離壁５４が立設されている。この分離壁５４と円盤状部３０との間には、分離フィン３２の高さの略半分程度の隙間が形成されている。

対向面５２の下側には、粉塵を含む空気を外部から渦流室６０に吸い入れる吸入口５５が設けられている。対向面５２の分離壁５４によって囲まれた部分の上側には、吸気通路７１と連通する送出口５６が設けられている。側壁５３の斜め下部側には、渦流室６０と冷却ファン３の表側とを連通する排出口５７が開口している。

なお、冷却ファン３の円盤状部３０内部には、図示しない磁石が設けられているとともに、ハウジング部５には、この磁石が通過することによる磁束の変化によって誘導電力を発生するコイル部５８が設けられ、このコイル部５８で発生する誘導電力がエンジン点火プラグ２２（図５）に供給されるようになっている。

以下には、本実施形態の作用を説明する。
図３および図５に示されるように、分離ファン３３（冷却ファン３）が回転することにより吸入口５５から粉塵を含む空気が渦流室６０に吸入され、強制渦流とされる。強制渦流とされることによる遠心場により、比重の重い粉塵には遠心力が作用するため、粉塵は吸入された空気から分離ファン３３の径方向外側に分離される。分離された粉塵は、渦流室６０を側壁５３に沿って進んで行き、排出口５７から冷却ファン３の表側に送られる。表側に送られた粉塵は、冷却フィン３１によって生じた冷却空気と共に、通路５１を通って排出口４１からエンジン２周りに送られ、最終的に外部に排出される。

これに対し、粉塵が分離された空気は、エンジン２側からの負圧によって一部が円盤状部３０と分離壁５４との隙間を通って送出口５６からフィルタボックス７へ送出され、エアフィルタ７０により細かい粉塵がろ過された後にエンジン２側へ送られる。

この際、送出口５６が側壁５３に沿って旋回する粉塵の進行経路上ではない部分、すなわち、対向面５２の分離壁５４に囲まれた部分に設けられているので、送出口５６から粉塵が分離された清浄な空気を確実に送出することができ、粉塵の分離能力を向上させることができる。

しかも、対向面５２には分離ファン３３の内側に沿って形成された分離壁５４が立設されているので、渦流室６０に吸入された空気は、直接には送出口５６からは送出されず、分離壁５４の外側で旋回することになる。そのため、粉塵により遠心力を作用させることができ、粉塵の分離能力を一層向上させることができる。

そのうえ、排出口５７がファンハウジング６によって囲まれた空間のうち、冷却ファン３の裏側の空間である渦流室６０と冷却ファン３の表側の空間とを連通するので、渦流室６０から排出口５７を通って表側へ送られてきた粉塵を、冷却ファン３によりエンジン２周りを通して外部へ自動的に排出できる。しかも、排出口５７は、側壁５３に沿って進む粉塵の進行方向と粉塵に作用する重力の方向とが略等しくなる位置に開口しているので、粉塵をより確実に排出口５７内に落とし入れて冷却ファン３の表側へ送ることができる。

さらに、本実施形態では、フィルタボックス７に送られる空気は、エンジン２冷却用の空気として生成されたものではないので、従来とは異なって冷却空気の流量を減らすことなくエンジン２を効果的に冷却できる。

〔第２実施形態〕
図６は、本実施形態の冷却ファン３を裏側から見た図である。なお、本実施形態において第１実施形態と同一部材および同一機能部位には同一符号を付し、ここでのそれらの説明を省略または簡略化する。
本実施形態は、図６に示されるように、分離フィン３２の形状が第１実施形態とは異なり、径方向の外側に向かうに従って冷却ファン３の回転方向と逆方向になめらかに曲がった形状をしている点が特徴であり、その他の構成は、第１実施形態と同様である。

このような本実施形態でも、前記実施形態と同様な構成により同様な効果を得ることができるうえ、分離フィン３２は、径方向の外側に向かうに従って冷却ファン３の回転方向と逆方向になめらかに曲がった形状をしているので、渦流室６０に取り込んだ空気をより効果的に渦流とすることができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、本実施形態では、分離ファン３３は冷却ファン３の裏側に形成されていたが、冷却ファン３とは別に設けられていてもよい。その場合、分離ファン３３はエンジン２によって回転駆動されていなくてもよい。分離壁５４は必要に応じて設けられていればよく、ない場合でも本発明に含まれる。また、排出口５７は渦流室６０と冷却ファン３の表側とを連通していなくてもよく、カットオフソー１の外部と連通していてもよい。

本発明は、カットオフソーに限らずチェーンソーや刈払機などの粉塵が発生する中で使用される携帯型作業機に特に有効に利用できる。

本発明の第１実施形態に係るカットオフソー（携帯型作業機）に搭載されたエンジン周りの構造を示す側面図。 粉塵分離機の分解斜視図。 粉塵分離機の断面図。 冷却ファンを裏側から見た図。 作用を説明するための図。 本発明の第２実施形態の冷却ファンを裏側から見た図。 従来例の粉塵分離機の断面図。

符号の説明

１…カットオフソー（携帯型作業機）、２…エンジン、３…冷却ファン、６…ファンハウジング、７…フィルタボックス、３２…分離フィン、３３…分離ファン、５０…側壁、５２…対向面、５４…分離壁、５５…吸入口、５６…送出口、５７…排出口、６０…渦流室（分離ファン側の空間）。

Claims (7)

1. 分離フィンが立設された分離ファンと、
   前記分離ファンの外側を囲む側壁および前記分離ファンと対向する対向面を含んで構成されたファンハウジングと、
   前記対向面に設けられて粉塵を含む空気を吸入する吸入口と、
   前記対向面の前記分離フィンと対向する部分より内側に設けられて粉塵が分離された空気をフィルタボックスへ送る送出口と、
   前記側壁に設けられて前記空気から分離された粉塵が排出される排出口とを備えている
   ことを特徴とする携帯型作業機。
2. 請求項１に記載の携帯型作業機において、
   前記分離ファンは、エンジンによって回転駆動される
   ことを特徴とする携帯型作業機。
3. 請求項２に記載の携帯型作業機において、
   前記分離ファンは、冷却ファンの裏側に形成されている
   ことを特徴とする携帯型作業機。
4. 請求項３に記載の携帯型作業機において、
   前記排出口は、前記ファンハウジングによって囲まれた空間のうち、分離ファン側の空間と、冷却ファン側の空間とを連通している
   ことを特徴とする携帯型作業機。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の携帯型作業機において、
   前記分離フィンは径方向に沿って直線状に設けられている
   ことを特徴とする携帯型作業機。
6. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の携帯型作業機において、
   前記分離フィンは、径方向の外側に向かうに従って前記分離ファンの回転方向と逆方向になめらかに曲がった形状をしている
   ことを特徴とする携帯型作業機。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の携帯型作業機において、
   前記対向面の前記分離フィンの内側に対応した位置には、周方向に分離壁が立設され、
   前記分離壁と前記分離ファンとの間には、隙間が形成されている
   ことを特徴とする携帯型作業機。

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