JP2011251348A

JP2011251348A - エンジンカッター

Info

Publication number: JP2011251348A
Application number: JP2010124785A
Authority: JP
Inventors: Tomomasa Nishikawa; 智雅西河; Hideyuki Tanimoto; 英之谷本
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2010-05-31
Filing date: 2010-05-31
Publication date: 2011-12-15

Abstract

【課題】エンジン停止後にカッターを速やかに停止可能なエンジンカッターを提供する。
【解決手段】エンジンカッターは、エンジン２と、エンジン２のクランクシャフト２０に接続されるクラッチ入力部材２１とエンジン側プーリ１１に接続されるクラッチドラム２４とを有する遠心クラッチ２５と、エンジン側プーリ１１とカッターを駆動するカッター側プーリとに巻き掛けられてエンジン２の出力をカッターに伝達するベルト１２と、遠心クラッチ２５のクラッチドラム２４に制動力を与える電磁ブレーキ３２を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンカッター、特に制動装置を備えるエンジンカッターに関する。

従来から、例えば特許文献１に示すようなエンジンカッターがコンクリートやアスファルト等の切断作業に用いられている。このようなエンジンカッターは、エンジンを収容した本体と、本体から前方へ突出するアームと、アームの先端に回転可能に取付けられたカッターを備える。エンジンの動力は、クランクシャフトから遠心クラッチを介して遠心クラッチの出力軸に取付けられたエンジン側プーリに伝わる。そして、エンジン側プーリに伝わった動力は、アームの先端側に設けられカッターに接続するカッター側プーリとエンジン側プーリとに巻き回されたベルトにより、カッター側プーリに伝わり、カッターを回転させる。

実開昭６３−１９８５０２号公報

ところで、このようなエンジンカッターは、カッターのイナーシャが大きく、エンジンが停止した後もカッターが回り続けるため、カッターの回転が停止するまでに時間がかかるという課題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、エンジン停止後にカッターを速やかに停止可能なエンジンカッターを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にかかるエンジンカッターは、
エンジンと、
該エンジンの出力軸に接続される入力部と駆動プーリに接続される出力部とを有する遠心クラッチと、
前記駆動プーリとカッターを駆動する従動プーリとに巻き掛けられて前記エンジンの出力を前記カッターに伝達するベルトと、
前記カッターに制動力を与えるブレーキと、を備える、
ことを特徴とする。

また、前記ブレーキは、前記遠心クラッチの前記出力部に制動力を与えてもよい。

さらに、前記ブレーキが電磁ブレーキであってもよい。

また、前記遠心クラッチの前記出力部はクラッチドラムから構成され、
前記電磁ブレーキは、前記クラッチドラムと一体に回転する複数のコイルと、前記コイルに接続されるブラシと、前記コイルを通過する磁束を発生させる磁石と、から構成されてもよい。

さらに、前記クラッチドラムは、円板状壁面と、該円板状壁面の周縁部に設けられる環状周面と、を有し、
前記コイルは、前記クラッチドラムの回転軸を中心に円周方向に環を成すように前記円板状壁面上に配置されてもよい。

また、前記エンジンの出力を調整するスロットルレバーの操作有無を検出するスロットルスイッチと、
前記エンジンを停止させるストップスイッチと、
前記スロットルスイッチがスロットルレバーの非操作を検出した場合、または、前記ストップスイッチが操作された場合に、前記コイルと前記ブラシを短絡するブレーキ制御手段と、を更に備えてもよい。

さらに、前記コイルと前記ブラシとの間に設けられ、前記電磁ブレーキで発生する電力を蓄える蓄電手段と、
該蓄電手段から供給される電力により前記エンジンを始動するセルモータと、を更に備えてもよい。

また、前記ブレーキ制御手段は、前記コイルと前記ブラシが短絡時に前記電磁ブレーキで発生する電力を前記蓄電手段に供給してもよい。

さらに、前記コイルと前記ブラシとの間に設けられ、前記電磁ブレーキで発生する電力が供給されて発熱する、作業者が把持するハンドルに配置される電熱ヒータを更に備え、
前記ブレーキ制御手段は、前記エンジンの作動中に前記電磁ブレーキから前記電熱ヒータに電力を供給してもよい。

本発明によれば、エンジンカッターは遠心クラッチの出力部に制動力を与えるブレーキを備えるので、エンジン停止後にカッターを速やかに停止することができる。

本発明に係るエンジンカッターの一部を断面で示した側面図。図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。図２の要部拡大図。図３のクラッチドラム部分の構成を拡大した分解断面図。図１のエンジンカッターの制御回路図。図５の変形例を示す図。本発明に係るエンジンカッターの変形例を示す図１に相当する図。図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図。図７のエンジンカッターの制御回路図。本発明に係るエンジンカッターの別の変形例を示す図１に相当する図。

以下、本発明の実施形態を添付図面に沿って説明する。図１に示すように、エンジンカッター１は、２サイクルエンジン（エンジン）２を支持する本体部３を備える。本体部３は、エンジン２を停止するストップスイッチ４と、エンジン２の出力を調整するスロットルトリガ５が配置されたリアハンドル６と、フロントハンドル７を備える。また、本体部３は、リアハンドル６の延出方向（図の左方向）と逆方向（図の右方向）に延び、本体部３と離れた側の端部に円板状のカッター８が回転可能に取付けられたアーム９を備える。アーム９の両端部には、カッター８の回転軸に取付けられたカッター側プーリ（従動プーリ）１０と、エンジン２の出力軸に遠心クラッチを介して接続されるエンジン側プーリ（駆動プーリ）１１とがそれぞれ回転可能に支持される。カッター側プーリ１０とエンジン側プーリ１１とにはベルト１２が巻き掛けられ、エンジン２の出力はエンジン側プーリ１１からベルト１２、カッター側プーリ１０を経由してカッター８に伝達される。

図２に示すように、エンジン２は、往復動するピストン１３を収容するシリンダボア１４が形成されたシリンダブロック１５を有する。ピストン１３の往復動はピストンピン１６、コンロッド１７、クランクピン１８を介してクランクケース１９に回転可能に支持されるクランクシャフト２０に伝達される。クランクケース１９から突出するクランクシャフト２０には、クランクシャフト２０の回転数が所定以上になると遠心力で外方に広がるクラッチ入力部材（入力部）２１が取付けられる。クラッチ入力部材２１の外周には円板状壁面２２と円板状壁面２２の周縁部に設けられる環状周面２３を有する鋼材等の磁性材料から成るクラッチドラム（出力部）２４が設けられる。クラッチ入力部材２１とクラッチドラム２４とは、クランクシャフト２０の回転数が所定以上になるとクラッチ入力部材２１がクラッチドラム２４の環状周面２３の内壁に接触してクランクシャフト２０の回転をクラッチドラム２４に伝達する遠心クラッチ２５を構成する。クラッチドラム２４の円板状壁面２２には孔部２６が設けられ、孔部２６にエンジン側プーリ１１が圧入されることでクラッチドラム２４にエンジン側プーリ１１が固定される。また、クラッチドラム２４の円板状壁面２２には、クラッチドラム２４の回転軸を中心に円周方向に環を成すように複数のコイルが扁平に配置された扁平状のコイルディスク２７が固定される。

図３に示すように、クラッチドラム２４の外側にはクラッチドラム２４を覆うように本体３に固定された鋼材等の磁性材料から成るブレーキハウジング２８が設けられる。また、ブレーキハウジング２８の外方には、ブレーキハウジング２８、エンジン側プーリ１１、ベルト１２、アーム９（図１参照）、カッター側プーリ１０（図１参照）を覆うカバー２９が設けられる。ブレーキハウジング２８には、コイルディスク２７に配置されたコイルを通過する磁束、つまりコイルディスク２７あるいは円板状壁面２２を面に垂直に通過する磁束を発生させる、円板状壁面２２上に設けられたコイルディスク２７に対向するように円周方向に離間して配置された複数の磁石３０が設けられる。なお、磁石３０は円環状に形成され、周方向に配列された複数の磁極を有して構成されていてもよい。また、ブレーキハウジング２８には、コイルディスク２７に当接して回路を構成するコイルをコイルディスク２７の回転に伴って逐次切り替える２つのブラシ３１が設けられる。なお、ブレーキハウジング２８とクラッチドラム２４は磁性材料で構成されているため、磁石３０の磁路としても作用する。これらのコイルディスク２７、ブレーキハウジング２８、磁石３０、ブラシ３１は、２つのブラシ３１を電気的に接続してコイルディスク２７のコイルの端部を短絡させることでコイルディスク２７つまりクラッチドラム２４の回転を停止させる電磁ブレーキ（ブレーキ）３２を構成する。なお、電磁ブレーキ３２のブラシ３１を負荷に接続することで、電磁ブレーキ３２を発電機としても利用することもできる。

図４に示すように、コイルディスク２７は、円板面上に環を形成するように配列した略環状の複数のコイルがそれぞれ設けられた４枚のコイルディスク部３３と円板面上に環を形成するように配列した略環状の複数のコイルとともにブラシ３１に当接するコイルに接続されたコミュテータが形成されたエンジン側プーリ１１側に配置されるコイル・コミュテータディスク部３４とを備え、コイルディスク部３３とコイル・コミュテータディスク部３４を所定のコイルが所定のコミュテータと電気的に接続するように積層して構成される。コイルディスク２７はクラッチドラム２４の円板状壁面２２上に接着等により固定される。

図５に示すように、電磁ブレーキ３２の２つのブラシ３１の間には、エンジン２を停止させる操作時に回路を閉じるストップスイッチ４と、スロットルトリガ５の非操作時に回路を閉じるスロットルスイッチ３５とが並列に接続される。そして、ストップスイッチ４とスロットルスイッチ３５は電磁ブレーキ３２を制御するブレーキ制御部（ブレーキ制御手段）３６を構成する。ブレーキ制御部３６は、エンジン２を停止するためにストップスイッチ４が操作された場合、またはスロットルトリガ５が操作されていない場合に、２つのブラシ３１を電気的に接続してコイルを短絡させて電磁ブレーキ３２を作動させ、コイルディスク２７に回転を停止させるブレーキ力を発生させてクラッチドラム２４の回転を停止させる。なお、図６に示すように、単にストップスイッチ４のみを電磁ブレーキ３２の２つのブラシ３１の間に接続し、ストップスイッチ４の操作時のみ電磁ブレーキ３２を作動させる構成としてもよい。

このように構成されたエンジンカッター１によれば、電磁ブレーキ３２がカッター８と連動して回転する遠心クラッチ２５のクラッチドラム２４側に設けられるので、回転するカッター８にブレーキ力を作用させることが可能となり、エンジン停止操作時等に速やかにカッター８の回転を停止させることができる。また、電磁ブレーキ３２は、扁平状のコイルディスク２７を用いるので、特に回転軸方向に関して搭載するためのスペースを大幅に抑制することが可能となる。したがって、例えばクラッチドラム２４の円板状壁面２２上等、既存のデッドスペースを電磁ブレーキ３２の配置に利用することが可能となるうえ、電磁ブレーキ３２を搭載することによりエンジンカッター１の寸法の増大を抑えることもできる。さらに、電磁ブレーキ３２はコイルディスク２７に配置されたコイルを短絡させることでブレーキ力を発生させるため、電磁ブレーキ３２の制御回路の構成が単純でコストを抑えることもできる。また、電磁ブレーキ３２はブラシ３１部分を除いて非接触で作用するため、メンテナンスの頻度を抑えることもできる。

なお、エンジンカッター１は上述の構造に限られるものでは無く、例えば、図７乃至図９に示すエンジンカッター１０１であってもよい。なお、以下の説明において、上述のエンジンカッター１と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明は省略する。図７に示すように、エンジンカッター１０１はエンジン２の下方に充電可能なバッテリ（蓄電手段）３７を備えるとともに、エンジン２を始動するためのセルモータを作動させるエンジン始動スイッチ３８を備える。なお、バッテリ３７はキャパシタでもよい。図８に示すように、セルモータ３９は、クランクケース１９から遠心クラッチ２５と反対方向（図８の右方向）突出するクランクシャフト２０に取付けたマグネトロータ４０に回転力を与えてクランクシャフト２０を回転させることでエンジン２を始動する。そして、図９に示すように、電磁ブレーキ３２の２つのブラシ３１の間には、エンジン２を停止させる操作時に回路を閉じるストップスイッチ４とバッテリ３７が直列に接続されるとともに、バッテリ３７にはセルモータ３９とエンジン始動スイッチ３８が直列に接続される。

このように構成されたエンジンカッター１０１によれば、ブレーキ制御部３６は、エンジン２を停止するためにストップスイッチ４が操作された場合に電磁ブレーキ３２を発電機として作動させて、バッテリ３７に充電しながらコイルディスク２７に回転を停止させるブレーキ力を発生させてクラッチドラム２４の回転を停止させる。また、エンジン２を始動するためにエンジン始動スイッチ３８が操作された場合には、セルモータ３９はバッテリ３７に充電された電力により作動してエンジンを始動する。したがって、上述のエンジンカッター１と同様にエンジン停止操作時等に速やかにカッター８の回転を停止させることができる等の効果が得られる。また、カッター８を停止させるために発生するエネルギーを回収してエンジン始動時に再利用するため、切断作業中にエンジン２の出力の低下を招くことが無く、エネルギーを有効に利用することができる。

また、エンジンカッター１、１０１の構成を、例えば図１０に示すように、フロントハンドル７にヒータ４１を追加したエンジンカッター２０１のように変更してもよい。このエンジンカッター２０１は、電磁ブレーキ３２にヒータ４１を接続し、エンジン２の作動中に電磁ブレーキ３２を発電機として作動させてヒータ４１に電力を供給する。このようなエンジンカッター２０１では、上述のエンジンカッター１、１０１と同様の効果が得られるほか、低温作業時に作業者の快適性が増し作業性を向上させることができる。なお、ヒータ４１に変えて照明装置や給水用のアタッチメントを接続する構成としてもよい。

なお、本発明のエンジンカッターは、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。

１エンジンカッター
２エンジン
３本体部
４ストップスイッチ
５スロットルトリガ
６リアハンドル
７フロントハンドル
８カッター
９アーム
１０カッター側プーリ
１１エンジン側プーリ
１２ベルト
２０クランクシャフト
２１クラッチ入力部材
２２円板状壁面
２３環状周面
２４クラッチドラム
２５遠心クラッチ
２７コイルディスク
２８ブレーキハウジング
３０磁石
３１ブラシ
３２電磁ブレーキ

Claims

エンジンと、
該エンジンの出力軸に接続される入力部と駆動プーリに接続される出力部とを有する遠心クラッチと、
前記駆動プーリとカッターを駆動する従動プーリとに巻き掛けられて前記エンジンの出力を前記カッターに伝達するベルトと、
前記カッターに制動力を与えるブレーキと、を備える、
ことを特徴とするエンジンカッター。
前記ブレーキは、前記遠心クラッチの前記出力部に制動力を与える、
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンカッター。
前記ブレーキが電磁ブレーキである、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジンカッター。
前記遠心クラッチの前記出力部はクラッチドラムから構成され、
前記電磁ブレーキは、前記クラッチドラムと一体に回転する複数のコイルと、前記コイルに接続されるブラシと、前記コイルを通過する磁束を発生させる磁石と、から構成される、
ことを特徴とする請求項３に記載のエンジンカッター。
前記クラッチドラムは、円板状壁面と、該円板状壁面の周縁部に設けられる環状周面と、を有し、
前記コイルは、前記クラッチドラムの回転軸を中心に円周方向に環を成すように前記円板状壁面上に配置される、
ことを特徴とする請求項４に記載のエンジンカッター。
前記エンジンの出力を調整するスロットルトリガの操作有無を検出するスロットルスイッチと、
前記エンジンを停止させるストップスイッチと、
前記スロットルスイッチがスロットルトリガの非操作を検出した場合、または、前記ストップスイッチが操作された場合に、前記コイルと前記ブラシを短絡するブレーキ制御手段と、を更に備える、
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載のエンジンカッター。
前記コイルと前記ブラシとの間に設けられ、前記電磁ブレーキで発生する電力を蓄える蓄電手段と、
該蓄電手段から供給される電力により前記エンジンを始動するセルモータと、を更に備える、
ことを特徴とする請求項６に記載のエンジンカッター。
前記ブレーキ制御手段は、前記コイルと前記ブラシが短絡時に前記電磁ブレーキで発生する電力を前記蓄電手段に供給する、
ことを特徴とする請求項７に記載のエンジンカッター。
前記コイルと前記ブラシとの間に設けられ、前記電磁ブレーキで発生する電力が供給されて発熱する、作業者が把持するハンドルに配置される電熱ヒータを更に備え、
前記ブレーキ制御手段は、前記エンジンの作動中に前記電磁ブレーキから前記電熱ヒータに電力を供給する、
ことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載のエンジンカッター。