JP2010084673A - Engine tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は動力源としてエンジンを有するエンジン工具に関するものである。 The present invention relates to an engine tool having an engine as a power source.
携帯用のエンジン工具においては、動力源であるエンジンの回転数を制御するためキャブレターのスロットルバルブの開度により流入空気の量と風速を変化させ、燃料の流入量を変えることにより回転数を制御している。一般的に作業者はスロットルバルブに接続されたスロットルレバーを操作することで、スロットルレバーの引き量に応じたバルブの開度を得ることができ、最もスロットルレバーを引いた状態で流入空気の量を最大として高速のエンジン回転数を得られる全開状態とし、スロットルレバーを引かない状態では、最低限の流入空気の量を残した全閉状態として作業休止時の低速のエンジン回転数(いわゆるアイドリング状態)を得る構成となっている。 In portable engine tools, in order to control the rotational speed of the engine, which is the power source, the amount of inflow air and wind speed are changed by the opening of the throttle valve of the carburetor, and the rotational speed is controlled by changing the amount of inflow of fuel. is doing. In general, the operator can obtain the opening degree of the valve according to the pulling amount of the throttle lever by operating the throttle lever connected to the throttle valve, and the amount of inflow air with the throttle lever pulled most If the throttle lever is not pulled and the throttle lever is not pulled, the engine is fully closed with the minimum amount of inflow air left, and the engine speed is low when the work is stopped (the so-called idling state). ).
このように、エンジンは作業を休止しているときには低速のアイドリング状態となる。しかしながら、このアイドリング状態の時も、エンジンが停止しない程度の回転数を保っているため、騒音や振動が発生すると共に、燃料を僅かづつ消費してしまうという問題があった。 In this way, the engine is in a low-speed idling state when the operation is paused. However, even in this idling state, the engine speed is maintained so that the engine does not stop, so that noise and vibration are generated and fuel is consumed little by little.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、作業休止中はエンジンを停止させることで無駄な燃料の消費を防止し燃費を向上させることで環境に優しいエンジン工具を提供することである。また作業休止中はエンジンを停止させることでより低騒音なエンジン工具を提供することである。また、エンジンの始動停止と作業に適した回転数の制御を一つのスイッチで行えるようにし操作性を向上させることである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art and to prevent unnecessary fuel consumption and improve fuel consumption by stopping the engine during work suspension. It is to provide environmentally friendly engine tools. Further, it is to provide a lower noise engine tool by stopping the engine during the operation stop. Another object is to improve the operability by allowing the engine to be started and stopped and to control the number of revolutions suitable for work with a single switch.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの特徴を説明すれば、次の通りである。 Of the inventions disclosed in the present application, typical features will be described as follows.
本発明の一つの特徴によれば、エンジンと、前記エンジンを始動させる始動装置とを備えたエンジン工具において、前記エンジンの駆動を制御するオンオフスイッチを設け、前記オンオフスイッチがON状態にある際には前記エンジンの回転数が作業域まで上昇すると共に、前記オンオフスイッチがOFF状態にある際には前記エンジンが停止することとした。 According to one aspect of the present invention, in an engine tool including an engine and a starting device for starting the engine, an on / off switch for controlling driving of the engine is provided, and the on / off switch is in an ON state. The engine speed increases to the working area, and the engine stops when the on / off switch is in the OFF state.
本発明の別の特徴によれば、セルモータを更に備え、前記エンジンが停止状態にある状態で前記オンオフスイッチがONになると前記セルモータが回転し、前記エンジンが始動するよう構成することができる。 According to another feature of the present invention, a cell motor may be further provided, and the cell motor may be rotated to start the engine when the on / off switch is turned on while the engine is in a stopped state.
本発明の別の特徴によれば、前記オンオフスイッチがOFF状態の際に、前記エンジンを停止させるストップモードと、前記エンジンの回転数を低回転状態に維持するアイドリングモードとを選択可能なセレクトスイッチを更に備えていることができる。 According to another feature of the present invention, when the on / off switch is in an OFF state, the select switch can select a stop mode for stopping the engine and an idling mode for maintaining the engine speed at a low speed. Can be further provided.
本発明の別の特徴によれば、前記エンジンのキャブレターのスロットル開度を操作して回転数を制御するスロットルモータと、前記スロットルモータを駆動する駆動手段と、前記エンジンの回転数を設定する回転数設定手段と、前記回転数設定手段の出力に応じて前記スロットルモータの駆動手段に駆動信号を出力する制御手段とを更に備えていることができる。 According to another aspect of the present invention, a throttle motor that controls a rotational speed by operating a throttle opening of a carburetor of the engine, a drive unit that drives the throttle motor, and a rotation that sets the rotational speed of the engine Number setting means and control means for outputting a drive signal to the drive means for the throttle motor in accordance with the output of the rotation speed setting means can be further provided.
本発明の別の特徴によれば、前記制御手段は、前記オンオフスイッチがON状態にある際に、前記エンジンが前記回転数設定手段で設定された回転数になるようスロットルモータを制御することができる。 According to another feature of the present invention, the control means controls the throttle motor so that the engine has a rotational speed set by the rotational speed setting means when the on / off switch is in an ON state. it can.
本発明の別の特徴によれば、前記セルモータ及び前記制御手段に電力を供給する電池パックを更に備えることができる。 According to another feature of the present invention, a battery pack for supplying electric power to the cell motor and the control means can be further provided.
本発明の別の特徴によれば、前記電池パックの残容量を検出する電池残量検出手段を更に備え、前記電池パックの残容量が所定の値以下になった場合は、前記オンオフスイッチがOFF状態になった際にも前記エンジンを停止させず、前記エンジンの回転数を低回転状態で維持することができる。 According to another feature of the present invention, the battery pack further comprises a battery remaining amount detecting means for detecting the remaining capacity of the battery pack, and the on / off switch is turned off when the remaining capacity of the battery pack becomes a predetermined value or less. Even when the engine is in a state, the engine can be maintained at a low rotation speed without stopping the engine.
本発明の別の特徴によれば、イグニッションコイルの発電エネルギーを前記制御手段の電源とする電源回路と、前記電池パックの接続の有無を検出する電池接続検出手段とを更に備え、前記電池パックが接続されていない場合は、前記オンオフスイッチがOFF状態になった際にも前記エンジンを停止させず、前記エンジンの回転数を低回転状態で維持することができる。 According to another feature of the present invention, the battery pack further comprises: a power supply circuit that uses the generated energy of the ignition coil as a power source of the control means; and battery connection detection means for detecting whether or not the battery pack is connected. If not connected, the engine can be maintained at a low speed without stopping the engine even when the on / off switch is turned off.
本発明の別の特徴によれば、前記制御手段の駆動電源が前記エンジンに接続されたイグニッションコイルの出力により与えられることができる。 According to another feature of the invention, the drive power of the control means can be provided by the output of an ignition coil connected to the engine.
請求項1の発明によれば、前記エンジンの駆動を制御するオンオフスイッチを設け、前記オンオフスイッチがON状態にある際には前記エンジンの回転数が作業域まで上昇すると共に、前記オンオフスイッチがOFF状態にある際には前記エンジンが停止するように構成したことにより、作業休止時にエンジンを停止可能となり無駄な燃料を消費することなく低燃費で環境に優しいエンジン工具の提供が可能となる。また、作業休止時にはエンジンを停止させるので、より低騒音なエンジン工具の供給が可能となる。 According to the first aspect of the present invention, an on / off switch for controlling the driving of the engine is provided, and when the on / off switch is in the ON state, the engine speed increases to a work area and the on / off switch is turned off. Since the engine is configured to stop when it is in a state, it is possible to stop the engine when the work is stopped, and it is possible to provide an engine tool that is low in fuel consumption and friendly to the environment without consuming unnecessary fuel. In addition, since the engine is stopped when the operation is stopped, it is possible to supply a lower noise engine tool.
請求項2の発明によれば、セルモータを更に備え、前記エンジンが停止状態にある状態で前記オンオフスイッチがONになると前記セルモータが回転し、前記エンジンが始動するようにしたことで、スイッチの操作のみでエンジンを直に再始動することができるので、非作業時にエンジンを停止させるようにしても、作業の再開が容易となり、快適な作業が可能となる。 According to a second aspect of the present invention, a cell motor is further provided, and when the on / off switch is turned on while the engine is in a stopped state, the cell motor is rotated to start the engine. Thus, the engine can be restarted directly, so that even if the engine is stopped during non-working, the work can be easily restarted and comfortable work can be performed.
請求項3の発明によれば、前記オンオフスイッチがOFF状態の際に、前記エンジンを停止させるストップモードと、前記エンジンの回転数を低回転状態に維持するアイドリングモードとを選択可能なセレクトスイッチを更に備えているので、従来通りのアイドリングモードと、環境性に優れたストップモードを作業者が任意に選択することができるため、作業状態に応じた工具の使用が可能となる。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a select switch capable of selecting a stop mode for stopping the engine and an idling mode for maintaining the engine speed at a low speed when the on / off switch is in the OFF state. Further, since the operator can arbitrarily select a conventional idling mode and a stop mode excellent in environmental performance, the tool can be used in accordance with the working state.
請求項4の発明によれば、エンジンのキャブレターのスロットル開度を操作して回転数を制御するスロットルモータと、スロットルモータを駆動する駆動手段と、エンジンの回転数を設定する回転数設定手段と、回転数設定手段の出力に応じて前記スロットルモータの駆動手段に駆動信号を出力する制御手段とを更に備えたことで、モータによってスロットル開度を操作することができ、一定の回転数で安定した作業を行うことが可能となる。 According to the invention of claim 4, the throttle motor for controlling the rotational speed by operating the throttle opening of the carburetor of the engine, the drive means for driving the throttle motor, and the rotational speed setting means for setting the rotational speed of the engine And a control means for outputting a drive signal to the throttle motor drive means in accordance with the output of the rotation speed setting means, so that the throttle opening can be operated by the motor and stable at a constant speed. Work can be performed.
請求項5の発明によれば、前記制御手段は、前記オンオフスイッチがON状態にある際に、前記エンジンが前記回転数設定手段で設定された回転数になるようスロットルモータを制御するようにしたことで、作業者がオンオフスイッチの引き量を調整する手間が無く、エンジンの始動停止と作業に適した回転数への制御が一つのスイッチで可能となり操作性を向上させることができる。 According to a fifth aspect of the present invention, the control means controls the throttle motor so that the engine has a rotational speed set by the rotational speed setting means when the on / off switch is in an ON state. As a result, there is no need for the operator to adjust the pulling amount of the on / off switch, and the engine can be started and stopped and the number of revolutions suitable for the work can be controlled with a single switch, thereby improving the operability.
請求項6の発明によれば、前記セルモータ及び前記制御手段に電力を供給する電池パックを更に備えることにより、エンジンが駆動状態に無い時にも、セルモータを駆動させることが可能となる。 According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to drive the cell motor even when the engine is not in a driving state by further including a battery pack for supplying electric power to the cell motor and the control means.
請求項7の発明によれば、前記電池パックの残容量を検出する電池残量検出手段を更に備え、前記電池パックの残容量が所定の値以下になった場合は、前記オンオフスイッチがOFF状態になった際にも前記エンジンを停止させず、前記エンジンの回転数を低回転状態で維持するようにしたことで、電池パックの残容量が少ない時には電池の消耗を最低限に抑えることができる。 According to a seventh aspect of the present invention, the battery pack further comprises battery remaining amount detecting means for detecting the remaining capacity of the battery pack, and the on / off switch is turned off when the remaining capacity of the battery pack becomes a predetermined value or less. When the battery pack becomes low, the engine is not stopped and the engine speed is maintained at a low speed, so that when the remaining capacity of the battery pack is low, battery consumption can be minimized. .
請求項8の発明によれば、イグニッションコイルの発電エネルギーを前記制御手段の電源とする電源回路と、前記電池パックの接続の有無を検出する電池接続検出手段とを更に備え、前記電池パックが接続されていない場合は、前記オンオフスイッチがOFF状態になった際にも前記エンジンを停止させず、前記エンジンの回転数を低回転状態で維持するようにしたことにより、電池パックが接続されていない時にも従来通りの作業性を確保することが可能となる。 According to an eighth aspect of the present invention, the battery pack further includes a power supply circuit that uses the generated energy of the ignition coil as a power source of the control unit, and a battery connection detection unit that detects whether or not the battery pack is connected. If not, the battery pack is not connected because the engine is not stopped and the engine speed is maintained at a low speed even when the on / off switch is turned off. Sometimes, it becomes possible to ensure the workability as before.
請求項9の発明によれば、前記制御手段の駆動電源が前記エンジンに接続されたイグニッションコイルの出力により与えられることで、イグニッションコイルの発電エネルギーを制御回路の電源として併用することができ、電池パックの容量が少ない又は非接続の状態でも、制御回路を駆動することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, the driving power of the control means is given by the output of the ignition coil connected to the engine, so that the power generation energy of the ignition coil can be used together as the power source of the control circuit. The control circuit can be driven even when the pack has a small capacity or is not connected.
本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the following description and drawings.
図1は本発明の第一の実施形態に係る回路図、図2は本発明の第一の実施形態に係る工具全体概略図であり、ここでは例として刈払機に適用した場合を示す。刈払機23は、エンジン20を有し、操作杆21を介して作業部22に駆動力を伝達することで、作業を行えるように構成されている。操作杆21の中央付近には、作業者が作業時に刈払機23を保持するための操作ハンドル19を備えており、操作ハンドル19にはエンジン20の回転数を操作するためのオンオフスイッチ5が配置されている。
FIG. 1 is a circuit diagram according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an overall schematic diagram of a tool according to the first embodiment of the present invention. Here, a case where the present invention is applied to a brush cutter is shown as an example. The
本実施形態における刈払機23は、エンジン20の下部付近に配置された電池パック1からの電力によって駆動する、後述する制御回路2を備えており、エンジン20の熱の影響を受けにくいよう操作杆21の操作ハンドル19の取付部付近に配置されている。また、制御回路2はメインスイッチ3、オンオフスイッチ5、セレクトスイッチ6及び回転数設定回路8等のスイッチ類の制御を行っており、各種のスイッチも制御回路付近に設けられている。メインスイッチ3は、OFF時には接点3aが開き制御回路2への電源供給を遮断するとともに、接点3bが閉じられる。接点3bは図示しないイグニッションコイルに接続されており、接点3bが閉じると図示しないイグニッションコイルが短絡されエンジン20は停止する。ON時には接点3bが開きエンジン20が始動可能になるとともに、接点3aが閉じ電池パック1の電圧が5Vを出力するDC/DCコンバータ4に供給され、制御回路2が動作を開始する。オンオフスイッチ5は、ONの状態の間はエンジンの回転数が後述する回転数設定回路の出力に従って作業に適した回転数に制御される。セレクトスイッチ6は、オンオフスイッチ5がOFF状態の時のエンジン20の状態をアイドリングとストップの2つのモードを選択可能である。回転数設定回路8は、可変抵抗器8a、抵抗8b、コンデンサ8c等によって構成されるもので、段階的な回転数設定が可能となっている。尚、制御回路2はマイコン7によって動作を制御されており、図示しないCPU、ROM、RAM、タイマ、A/D変換器等を内蔵している。
The
エンジン20は始動装置として、図示しない手動式のスタータと、セルモータ9を有する。セルモータ9は図示しないエンジン20のクランクシャフトを図示しないギヤと蓄力装置を介して回転させることによりエンジン20を始動できるようになっている。
The
また、刈払機23はスロットルモータ11を備え、マイコン7の出力信号により駆動回路12を介して正逆に駆動され図示しないギャブレターのスロットルを所定の位置に保持し、エンジン20の回転数を制御する。本実施形態においては、正転逆転の切替が容易で、回転角が回転角検出回路なしで制御可能でかつ静止時のトルクも大きいステッピングモータを用いている。
Further, the
また、制御回路2はリレー13、電池電圧検出回路14、電池残量表示回路15を備え、リレー13は、マイコン7からの信号により図示しないイグニッションコイルを短絡することによりエンジン20を停止することが出来る。電池電圧検出回路14は電池電圧から電池の残容量を推定し、電池残量表示回路15は電池の電圧が所定値より高ければLEDを消灯させ、所定値より低くなれば、LEDを点灯させ作業者に電池の残容量が残り少ないことを報知する。電池残量表示回路15は操作ハンドル19に配置されているため、作業者が刈払機23を保持した状態で常に電池残量を確認できるようになっている。
The
次に図3のフローチャートを用いて動作を説明する。メインスイッチ3がオンされると接点3aが閉じ、制御回路2に電池パック1の電圧が供給されることでマイコン7が動作を開始する。ステップ301は初期設定処理であり、ポートの入出力設定等の初期処理を行う。
ステップ302において回転数設定手段8からの電圧をA/D変換し回転数指令値として読み取る。ステップ303においてオンオフスイッチ5の状態を確認し、ステップ304においてセレクトスイッチ6の状態を確認し、それぞれマイコン7内の図示しないメモリに最新の状態判別値として記憶するとともに前回の状態判別値はメモリの別のエリアに前回状態判別値として記憶する。
Next, the operation will be described with reference to the flowchart of FIG. When the
In step 302, the voltage from the rotation speed setting means 8 is A / D converted and read as a rotation speed command value. In step 303, the state of the on / off
ステップ305において電池電圧検出回路14を介して電池電圧を検出し予め定められた第1の所定値より電池電圧が低いときは電池の残容量が残り少ないと判断し、ステップ307において電池残量表示手段15のLEDを点灯させ電池残容量が残り少ないことを使用者に報知するとともにステップ308において、先にステップ304で読込んだセレクトスイッチ6の状態判別値を、実際の状態に関わらずアイドリングモードに書き換える。ステップ309において先に読込んだオンオフスイッチ5の状態判別値が前回の状態判別値と異ならない場合はステップ302に戻り、前回の状態判別値と異なる場合すなわちオンオフスイッチ5が操作された場合はステップ310に進む。
In step 305, the battery voltage is detected via the battery
ステップ310においてオンオフスイッチ5の状態判別値がオンであればステップ311に進みセレクトスイッチ6の状態判別値を確認する。セレクトスイッチ6の状態判別値がアイドリングモードの場合はステップ313に進み回転数指令値の値に応じてスロットルモータ駆動回路12に駆動信号を出力しスロットルモータ11を駆動しエンジンの回転数が回転数設定手段8で設定された所定値になるよう制御する。また、ステップ311においてセレクトスイッチ6の状態判別値がストップモードであれば、ステップ312に進みセルモータ9を駆動回路10を介して駆動しエンジンを始動後、ステップ313で回転数設定手段8で設定された所定の回転数にエンジンを制御し、ステップ302に戻る。
ステップ310において、オンオフスイッチ5の状態判別値がオフの場合はステップ314に進みセレクトスイッチ6の状態判別値を確認する。セレクトスイッチ6の状態判別値がアイドリングモードであればステップ315に進みスロットルモータ11を駆動回路12を介して駆動しエンジンをアイドリング状態にするとともにステップ302に戻る。セレクトスイッチ6の状態判別値がストップモードであればステップ316に進みリレー13を駆動し、図示しないイグニッションコイルを短絡しエンジン20を停止させた後、ステップ302に戻る。リレー13はエンジン20を停止させた後に開放状態に戻る。この時オンオフスイッチ5の状態判別値がオフになってから予め定められた所定の時間経過後にエンジン20を停止させても良い。
If the state determination value of the on / off
In step 310, when the state determination value of the on / off
上記実施形態では電源として電池パック1を用いて動作を説明したが、図4に示すように図示しないイグニッションコイルの出力電圧を図示しない安定化回路で安定化し、ダイオード17を介して制御回路2に電源を供給してもよい。この場合充電制御回路18を介して電池パック1を充電することも可能である。また、電池パック1がセットされていない場合は、エンジン始動後にイグニッションコイルの出力電圧が安定してからしか制御回路2は動作を開始できないので、エンジン始動時にセルモータ9は駆動できない。従って手動でエンジンを始動することになる。エンジン始動後は制御回路2が動作するので、スロットルモータ11を駆動して、回転数の切替を行うことは可能である。ただしセレクトスイッチ6がストップモードになっていた場合オンオフスイッチ5をオフに操作するたびにエンジン20を停止していたのでは手動でのエンジン始動が煩雑となり作業効率が低下するので、電池電圧検出回路14の出力が第1の所定値より小さい第2の所定値より更に小さい場合、電池パック1が接続されていないと判断し、セレクトスイッチ6の状態に関わらず作業休止時はエンジンの回転数をアイドリング状態とすることで操作性を損なうことがなくなる。また、電池パック1の電圧が第2の所定値より大きく第1の所定値より小さい場合は、電池の残容量が残り少ないと判断し電池残量表示手段15のLEDを点灯させ電池残容量が残り少ないことを使用者に報知するとともに、セレクトスイッチ6の状態に関わらず作業休止時はエンジンの回転数をアイドリング状態とすることで電池パック1の消耗を抑え、充電制御回路18を介して電池パック1に充電を行い電池電圧が回復したらセレクトスイッチ6の状態に応じて作業休止時にアイドリングかストップにすることも出来る。(フローチャートの開示は省略)
また、イグニッションコイルのパルス状出力からエンジン20の回転数を検出し、エンジン20の回転数を制御回路にフィードバックすることにより、エンジン20の負荷が変化しても回転数を一定に保つような構成とすればさらに操作性が向上する。
In the above embodiment, the operation is described using the battery pack 1 as a power source. However, as shown in FIG. 4, the output voltage of an ignition coil (not shown) is stabilized by a stabilization circuit (not shown), and is supplied to the
Further, the configuration is such that the rotational speed of the
以上、本発明を示す実施形態に基づき説明したが、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、本発明における実施形態ではオンオフスイッ5が回転数設定手段8で設定された所定の回転数にエンジンを制御するように構成したが、オンオフスイッチのON状態を段階的に区切り、引き量に対応した設定回転数になるようにスロットルモータ11を制御することで、微妙な引き量の調整を不要としながら、一定のエンジン回転数に制御を行うことが可能となり、作業性の向上が図れる。
As mentioned above, although demonstrated based on embodiment which shows this invention, this invention is not limited to the above-mentioned form, A various change is possible within the range which does not deviate from the meaning. For example, in the embodiment of the present invention, the on / off
また、セレクトスイッチ6は、OFF状態の時の動作パターンを設定するものとしたが、OFF状態をアイドリング状態と停止状態を有するものとして構成し、セレクトスイッチ6がオンオフスイッチ5を離してもアイドリング状態にしかならないようにするロック手段からなり、ロック手段を外した時にオンオフスイッチが停止状態となることを許容するように構成しても良い。
The select switch 6 sets the operation pattern in the OFF state, but the OFF state is configured to have an idling state and a stop state, and the idling state is maintained even when the select switch 6 releases the on / off
1は電池パック、3はメインスイッチ、4はDC/DCコンバータ、5はオンオフスイッチ、6はセレクトスイッチ、7はマイコン、9はセルモータ、11はスロットルモータ、13はリレー、14は電池電圧検出回路である。 1 is a battery pack, 3 is a main switch, 4 is a DC / DC converter, 5 is an on / off switch, 6 is a select switch, 7 is a microcomputer, 9 is a cell motor, 11 is a throttle motor, 13 is a relay, 14 is a battery voltage detection circuit It is.
Claims (9)
前記エンジンを始動させる始動装置とを備えたエンジン工具において、
前記エンジンの駆動を制御するオンオフスイッチを設け、前記オンオフスイッチがON状態にある際には前記エンジンの回転数が作業域まで上昇すると共に、前記オンオフスイッチがOFF状態にある際には前記エンジンが停止することを特徴とするエンジン工具。 Engine,
In an engine tool comprising a starting device for starting the engine,
An on / off switch for controlling the driving of the engine is provided, and when the on / off switch is in the ON state, the engine speed increases to a work area, and when the on / off switch is in the OFF state, the engine Engine tool characterized by stopping.
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