JP2011027006A

JP2011027006A - エンジン

Info

Publication number: JP2011027006A
Application number: JP2009172235A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Taguchi; 斉田口; Takafumi Iwasaki; 崇書岩嵜
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2009-07-23
Filing date: 2009-07-23
Publication date: 2011-02-10
Anticipated expiration: 2029-07-23
Also published as: JP5377136B2

Abstract

【課題】低温環境下でエンジンを正常に作動させることにある。
【解決手段】エンジンにはエンジン回転数を一定に保持するガバナ機構が設けられる。このガバナ機構はリンク機構４５を介してキャブレターに連結される。ガバナ機構は、エンジン回転数が上昇するとスロットルバルブを閉じるようにキャブレターを制御する一方、エンジン回転数が低下するとスロットルバルブを開くようにキャブレターを制御する。このように、ガバナ機構の動作をキャブレターに伝達するリンク機構４５にはリンクカバー５０が取り付けられる。これにより、雪の付着を防止して凍結によるリンク機構４５の作動不良を回避することが可能となる。また、リンクカバー５０には冷却風をシリンダ２２に向けて案内する導風板５３が設けられる。これにより、冷却風を暖めて温風を生成することが可能となり、温風を用いてキャブレターの凍結を防止することが可能となる。
【選択図】図７

Description

本発明は、低温環境下で使用されるエンジンに関する。

低温環境下で使用されるエンジンにあっては、各作動部の凍結防止対策を施すことが重要となっている。例えば、気化熱が奪われて低温となるキャブレターを備えたエンジンにおいては、所謂アイシング現象によってキャブレターが正常に作動しないおそれがあるため、キャブレターの凍結防止対策が必須となっている。そこで、冷却ファンからシリンダに送られた冷却風を、シリンダからキャブレターに送るようにしたエンジンが提案されている(例えば、特許文献１参照)。これにより、温風によってキャブレターを暖めることができるため、キャブレターの凍結を防止してエンジンを正常に作動させることが可能となる。

特開２００３−５６４０８号公報

しかしながら、低温環境下でエンジンを正常に作動させるためには、キャブレターだけでなく他の作動部に対しても凍結防止対策を施すことが必要であった。例えば、除雪機等に搭載されるエンジンにおいては、エンジン回転数が一定に保たれて使用されることから、エンジン回転数に応じてキャブレターを調整するガバナ機構を備えている。このガバナ機構はリンク機構を介してキャブレターに連結されるため、リンク機構が凍結して作動不能となった場合には、キャブレターを調整することができずに、エンジン故障や運転不調を招くことになっていた。

本発明の目的は、低温環境下でエンジンを正常に作動させることにある。

本発明のエンジンは、冷却風を生成する冷却ファンと、クランク軸に回転駆動され、遠心力によって作動するガバナ機構と、エンジン吸気系に設けられ、混合気を生成するキャブレターと、前記ガバナ機構と前記キャブレターとに接続され、前記ガバナ機構の動作を前記キャブレターに伝達するリンク機構と、前記リンク機構を覆うカバー部と、前記冷却ファンからの風をエンジン高温部に案内する第１導風部とを備えるリンクカバーとを有することを特徴とする。

本発明のエンジンは、前記カバー部と前記第１導風部とは一体成型されることを特徴とする。

本発明のエンジンは、前記エンジン高温部からの気流を前記キャブレターに案内する第２導風部を有することを特徴とする。

本発明によれば、リンクカバーのカバー部によってリンク機構を覆うようにしたので、リンク機構の凍結を防止してエンジンを正常に作動させることが可能となる。また、リンクカバーに第１導風部を設けるようにしたので、冷却風をエンジン高温部に向けて案内することができ、冷却風を暖めて温風を生成することが可能となる。これにより、温風を用いてキャブレターの凍結を防止することができ、エンジンを正常に作動させることが可能となる。

本発明の一実施の形態であるエンジンが搭載される除雪機を示す斜視図である。図１の矢印Ａ方向からエンジンを示す側面図である。図１の矢印Ｂ方向からエンジンを示す側面図である。エンジンを示す斜視図である。 (Ａ)はガバナ機構を示す斜視図である。(Ｂ)はガバナ機構の作動状態を示す断面図である。リンク機構の構成を示す概略図である。 (Ａ)は燃料タンクを外した状態のエンジンを示す分解斜視図である。(Ｂ)は燃料タンクに加えてリンクカバーを外した状態のエンジンを示す分解斜視図である。リンクカバーの構造を示す斜視図である。冷却風の送風径路を示す説明図である。冷却風の送風径路を示す説明図である。他の形式の除雪機を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態であるエンジン１０が搭載される除雪機１１を示す斜視図である。

図１に示すように、除雪機１１の前部に設けられるハウジング１２には、雪を掻き込む螺旋状のオーガ１３が収容されている。ハウジング１２のほぼ中央部に形成される開口部１４には、雪を上方に吹き飛ばすインペラ１５が設けられている。また、ハウジング１２の開口部１４には、インペラ１５によって飛ばされた雪を案内するシュータ１６が接続されている。オーガ１３およびインペラ１５を回転駆動するため、除雪機１１には動力源としてのエンジン１０が搭載されている。さらに、エンジン１０には図示しない除雪用の動力伝達機構が組み付けられ、この動力伝達機構を介してオーガ１３およびインペラ１５にエンジン動力が伝達されている。

また、除雪機１１にはエンジン１０に駆動される駆動輪１７が設けられている。エンジン１０には図示しない走行用の動力伝達機構が組み付けられ、この動力伝達機構を介して駆動輪１７にエンジン動力が伝達されている。さらに、除雪機１１には作業者によって操作される操作ハンドル１８が設けられている。操作ハンドル１８の近傍には、オーガ１３やインペラ１５を駆動する際に操作される除雪用クラッチレバー、駆動輪１７を駆動する際に操作される走行用クラッチレバー、シュータ１６の投雪方向を調整する調整レバー等が設けられている。なお、図示する除雪機１１は駆動輪１７を備えているが、これに限られることはなく、駆動輪１７に代えてクローラ(無限軌道)を設けるようにしても良い。

続いて、除雪機１１に搭載されるエンジン１０の構造について説明する。図２は図１の矢印Ａ方向からエンジン１０を示す側面図である。図３は図１の矢印Ｂ方向からエンジン１０を示す側面図である。図４はエンジン１０を示す斜視図である。なお、図３の側面図は、後述するファンカバー３１の一部を切り欠いて示した側面図となっている。

図２に示すように、クランク軸２０を収容するクランクケース２１には、シリンダ２２およびシリンダヘッド２３が傾斜して組み付けられている。また、シリンダヘッド２３の図示しない排気ポートにはマフラー２４が接続されており、このマフラー２４はシリンダヘッド２３の上方に設置されている。なお、シリンダ２２およびシリンダヘッド２３には第２導風部としてのシリンダカバー２５が取り付けられている。また、マフラー２４には第２導風部としてのマフラーカバー２６が取り付けられている。図３に示すように、エンジン吸気系を構成するシリンダヘッド２３の図示しない吸気ポートには、混合気を生成するキャブレター２７が接続されている。また、キャブレター２７には第２導風部としてのキャブレターカバー２８が取り付けられている。さらに、キャブレター２７に燃料を供給するため、クランクケース２１の上方には燃料タンク２９が搭載されている。キャブレター２７には吸気量を調整する図示しないスロットルバルブが組み込まれ、このスロットルバルブにはスロットルレバー２７ａが連結されている。

図３および図４に示すように、クランクケース２１には下部に吸気口３０を備えたファンカバー３１が組み付けられている。このファンカバー３１内にはクランク軸２０に連結される冷却ファン３２が収容されている。冷却ファン３２によって生成される冷却風は、シリンダカバー２５やマフラーカバー２６の内側に設けられる隙間に案内される。これにより、エンジン高温部であるシリンダ２２、シリンダヘッド２３、マフラー２４に対し、冷却風が吹き付けられるようになっている。さらに、ファンカバー３１内には、クランク軸２０にワンウェイクラッチ機構を介して連結されるリコイルプーリ３３が収容されている。リコイルプーリ３３にはロープが巻き付けられており、このロープに連結されるハンドル３４を引くことでエンジン１０を始動させることが可能となる。なお、クランクケース２１には、コネクタ３５を備えた始動用モータ３６が組み付けられている。コネクタ３５に外部電源を接続して始動用モータ３６を駆動することにより、エンジン１０を始動することが可能となっている。

また、図２に示すように、クランクケース２１内にはエンジン回転数を一定に調節するガバナ機構４０が収容されている。ここで、図５(Ａ)はガバナ機構４０を示す斜視図である。また、図５(Ｂ)はガバナ機構４０の作動状態を示す断面図である。図５(Ａ)および(Ｂ)に示すように、ガバナ機構４０は、クランク軸２０によって回転駆動されるガバナケース４１を有している。ガバナケース４１内には、遠心力によって傾動するウエイト４２が設けられるとともに、ウエイト４２の傾動動作によって押し出されるプッシュロッド４３が設けられている。また、Ｌ字形状のガバナシャフト４４は、クランクケース２１に回動自在に組み付けられている。このガバナシャフト４４の先端部は、プッシュロッド４３に対向して配置されている。そして、ガバナケース４１の回転数が上昇してウエイト４２が外側に傾動すると、プッシュロッド４３が押し出されてガバナシャフト４４を回動させることになる。

このガバナシャフト４４の回動動作をキャブレター２７に伝達するため、ガバナシャフト４４とキャブレター２７との間にはリンク機構４５が設けられている。ここで、図６はリンク機構４５の構成を示す概略図である。図６に示すように、クランクケース２１から突出するガバナシャフト４４には、ガバナレバー４６が取り付けられている。また、リンク機構４５のガバナレバー４６とキャブレター２７のスロットルレバー２７ａとは、ガバナロッド４７を介して連結されている。エンジン回転数が上昇してプッシュロッド４３が押し出されると、ガバナレバー４６は後述するガバナスプリング４８に抗して矢印ａ方向に回動し、スロットルバルブを閉じる方向にスロットルレバー２７ａを操作する。一方、エンジン回転数が低下してプッシュロッド４３の押し出し力が低下すると、ガバナスプリング４８によってガバナレバー４６は矢印ｂ方向に引き込まれ、スロットルバルブを開く方向にスロットルレバー２７ａが操作される。このように、エンジン負荷の変動に伴ってエンジン回転数が変動する状況であっても、遠心力に応じて作動するガバナ機構４０によってエンジン回転数が一定に保たれるようにスロットルレバー２７ａが調整される。

また、ガバナレバー４６には、ガバナスプリング４８を介してスピードコントロールレバー４９(以下、コントロールレバーという)が連結されている。図３および図４に示すように、エンジン１０の側面部に設けられるコントロールレバー４９は、所望のエンジン回転数を得るために操作されるレバーとなっている。図６に示すように、コントロールレバー４９を高速側に操作すると、ガバナスプリング４８が伸びてバネ力が大きく設定される。これにより、ガバナレバー４６が矢印ｂ方向に強く引き込まれるため、ガバナ機構４０によって調整されるエンジン回転数を高く設定することが可能となる。一方、コントロールレバー４９を低速側に操作すると、ガバナスプリング４８が縮んでバネ力が小さく設定される。これにより、ガバナレバー４６が矢印ｂ方向に弱く引き込まれるため、ガバナ機構４０によって調整されるエンジン回転数を低く設定することが可能となる。

このように、リンク機構４５を介してキャブレター２７が制御されるため、エンジン回転数を適切に制御するためには、リンク機構４５の作動状態を良好に保つことが必要である。特に、寒冷地において使用される除雪機用のエンジンにあっては、露出するリンク機構に対して雪が付着することから、リンク機構が凍結して作動不能となるおそれがある。そこで、本発明のエンジン１０にはリンクカバー５０が設けられており、リンクカバー５０によってリンク機構４５を覆うようにしている。以下、リンクカバー５０の構造および機能について説明する。

図７(Ａ)は燃料タンク２９を外した状態のエンジン１０を示す分解斜視図である。また、図７(Ｂ)は燃料タンク２９に加えてリンクカバー５０を外した状態のエンジン１０を示す分解斜視図である。さらに、図８はリンクカバー５０の構造を示す斜視図である。まず、図７(Ａ)および(Ｂ)に示すように、クランクケース２１上に配置されるリンクカバー５０は、クランクケース２１の上面と燃料タンク２９との間に設けられている。リンクカバー５０には、ガバナレバー４６を覆うカバー部５１が形成されている。このカバー部５１はガバナレバー４６を囲う壁５２を備えており、壁５２によってクランクケース２１と燃料タンク２９との隙間が塞がれている。このように、壁５２を備えるリンクカバー５０を設けることにより、ガバナレバー４６に対する雪の付着を防止することが可能となる。これにより、ガバナレバー４６の凍結による作動不良を防止することができ、キャブレター２７を適切に制御することが可能となる。なお、リンクカバー５０のカバー部５１は部分的に切り欠かれているが、これらの切り欠きは燃料タンク２９との干渉を避けるための切り欠きとなっている。

また、寒冷地において使用される除雪機用のエンジン１０にあっては、前述したリンク機構４５の凍結を防止するだけでなく、気化熱を奪われて低温となるキャブレター２７の凍結を防止することが重要となる。そこで、図８に示すように、リンクカバー５０には壁５２から延びる第１導風部である導風板５３が形成されている。

ここで、図９および図１０は冷却風の送風径路を示す説明図である。なお、図９および図１０においては、白抜きの矢印を用いて冷却風の送風径路を示している。図９に示すように、冷却ファン３２を回転させることにより、ファンカバー３１の吸気口３０から外気が取り込まれ、ファンカバー３１の図示しない送風口から冷却風が送風される。続いて、冷却風は、燃料タンク２９とリンクカバー５０の導風板５３とに沿って、シリンダカバー２５やマフラーカバー２６の内側に案内される。すなわち、冷却ファン３２から出力される冷却風は、導風板５３によってシリンダ２２、シリンダヘッド２３、マフラー２４に案内され、これらのエンジン高温部を冷却する。そして、シリンダ２２やマフラー２４から熱を奪って温風となった気流は、シリンダカバー２５やマフラーカバー２６からキャブレターカバー２８内に案内され、キャブレター２７を暖めることになる。このように、シリンダ２２やマフラー２４の周囲を通過して暖められた温風をキャブレター２７に案内することができ、キャブレター２７の凍結を防止して正常に作動させることが可能となる。

前述したように、シリンダ２２やマフラー２４を冷却した冷却風をキャブレター２７に案内するためには、まず冷却ファン３２からシリンダ２２やマフラー２４に対する送風径路を確保する必要がある。このため、従来のエンジンにおいては、冷却ファン３２からの冷却風をシリンダ２２やマフラー２４に向けて案内する導風板を別途設けるようにしていた。これに対し、本発明のエンジン１０においては、冷却風を案内する導風板５３がリンクカバー５０のカバー部５１に一体成型されている。これにより、導風板を単独で設置する場合に比べて、製造コストや組立コストを大幅に削減することが可能となる。また、燃料タンク２９と導風板５３に沿って冷却風を案内することができるため、冷却ファン３２からの冷却風を有効に活用できる。さらに、リンクカバー５０は柔軟性を有するプラスチック材料を用いて形成されている。これにより、リンクカバー５０を変形させることができるため、クランクケース２１に燃料タンク２９を固定する際の緩衝材としてリンクカバー５０を機能させることが可能となる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、図示するエンジン１０はオーガ１３を備えた除雪機１１に搭載されているが、これに限られることはなく、他の形式の除雪機や他の装置に対して本発明のエンジン１０を適用しても良い。ここで、図１１は他の形式の除雪機６０を示す斜視図である。図１１に示すように、除雪機６０の前部に設けられるハウジング６１には、雪を掻き出すためのブラシ６２が収容されている。このような除雪機６０に搭載されるエンジン６３であっても、凍結のおそれがある低温環境下で使用されることから、本発明を有効に適用することが可能となる。

１０エンジン
２０クランク軸
２２シリンダ(エンジン高温部)
２３シリンダヘッド(エンジン高温部)
２４マフラー(エンジン高温部)
２５シリンダカバー(第２導風部)
２６マフラーカバー(第２導風部)
２７キャブレター
２８キャブレターカバー(第２導風部)
４０ガバナ機構
４５リンク機構
５０リンクカバー
５１カバー部
５３導風板(第１導風部)
６３エンジン

Claims

冷却風を生成する冷却ファンと、
クランク軸に回転駆動され、遠心力によって作動するガバナ機構と、
エンジン吸気系に設けられ、混合気を生成するキャブレターと、
前記ガバナ機構と前記キャブレターとに接続され、前記ガバナ機構の動作を前記キャブレターに伝達するリンク機構と、
前記リンク機構を覆うカバー部と、前記冷却ファンからの風をエンジン高温部に案内する第１導風部とを備えるリンクカバーとを有することを特徴とするエンジン。
請求項１記載のエンジンにおいて、
前記カバー部と前記第１導風部とは一体成型されることを特徴とするエンジン。
請求項１または２記載のエンジンにおいて、
前記エンジン高温部からの気流を前記キャブレターに案内する第２導風部を有することを特徴とするエンジン。