JP2014199024A - エンジン作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】カバー内に生じた水溜り等に電子回路が沈没するのを防止する。【解決手段】エンジン作業機は、クランク軸に取り付けられたマグネトロータと、マグネトロータを収納したファンケースカバー３５と、エンジンの始動時に弁を開いて燃料パイプからシリンダ内に追加燃料を供給する始動装置とを備えている。始動装置は、マグネトロータが備えた磁石を検知するホールＩＣが搭載されたホールＩＣ基板３２と、ホールＩＣでの検知結果に基づき、弁の開閉を制御する制御回路が搭載されたメイン基板３０とを有している。メイン基板３０は、ファンケースカバー３５におけるマグネトロータの基板収納部より下部に設けられたファンケースカバー底部３５ａに縦置きで設置されている。【選択図】図５

Description

本発明は、エンジンの始動時に弁を開いて燃料パイプからシリンダ内に追加燃料を供給する始動装置を備えたエンジン作業機に関する。

エンジンには、下記の特許文献１に示す自動二輪車のようにセンサを備えたり、制御回路を備えたものがある。センサや制御回路は、回路基板上に搭載されてクランクケースカバー等のカバー内に収納される。

特開平４−２０３２２６号公報

刈払機のように屋外で使用されるエンジン作業機では、回路基板をカバー内に収納してもカバーの隙間等から水が浸入し、カバー内に生じた水溜りが等に電子回路が沈没する虞があった。

本発明は斯かる課題に鑑みてなされたもので、メイン基板に搭載された電子回路が水溜り等に沈没するのを防止することを目的とする。

このような目的を達成するために、本発明のエンジン作業機は、マグネトロータを収納する空間と、該空間の下部に形成されたファンケースカバー底部とを備え、メイン基板により制御されるエンジン作業機であって、該メイン基板は、前記ファンケースカバー底部に設置されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記ファンケースカバー底部の基板収納部に配置した前記メイン基板を樹脂材でファンケースに固着させたことを特徴とする。
また、本発明は、ホールＩＣ基板が、前記ファンケースカバー底部と前記基板収納部との間、又は、前記基板収納部内に配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記ホールＩＣ基板は、前記マグネトロータの磁石設置面にホールＩＣの搭載面を向けて配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記ホールＩＣ基板は、前記メイン基板と直交して配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記エンジン作業機は温度を読み取るサーミスタを備え、前記サーミスタを、ファンケース又はシリンダケースとクランクケースを締結しているネジにより固定したことを特徴としたことを特徴とする。
また、本発明は、前記エンジン作業機は温度を読み取るサーミスタを備え、前記サーミスタを、燃料タンクに設置したことを特徴とする。

本発明によれば、メイン基板に搭載された電子回路が水溜り等に沈没するのを防止できる。

本発明の一実施形態のエンジン作業機を示す斜視図である。 図１のエンジンの内部構造を示す縦断面図である。 図１の始動装置の内部構造を示す断面図である。 図１のエンジンを示す正面図である。 図１のエンジン作業機の始動装置のメイン基板，スイッチ基板，ホールＩＣ基板をファンケースカバーに配置した状態を示す概略図である。 図１のエンジン作業機のファンケースカバー内を示す斜視図である。 マグネトロータの磁石とホールＩＣ基板との位置関係を示す斜視図である。 マグネトロータの磁石とホールＩＣ基板との位置関係を示す斜視図である。 マグネトロータの磁石とホールＩＣ基板との位置関係を示す斜視図である。 サーミスタを燃料タンクに設置した状態を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

図１に示すエンジン作業機１は、メインパイプ１Ａの上端にエンジン１０が連結固定され、下端には円板状の刈刃１Ｂが回転可能に固定されている。メインパイプ１Ａの上部には、ハンドル１Ｃが取り付けられている。ハンドル１Ｃには、刈刃１Ｂの回転を制御するレバー１Ｄが設けられている。エンジン１０の駆動は、メインパイプ１Ａの内部に通された回転軸を介して刈刃１Ｂに伝達される。

図２は、エンジン１０の内部構造を示す縦断面図である。
エンジン１０は、２サイクルの小型エンジンであって、クランク軸１３がメインパイプ１Ａと同軸上に配置されている。クランクケース１４からは、ピストンが上下方向に往復運動するよう、シリンダ１１が略垂直方向に伸びるように配置されている。シリンダ１１の上端には、イグニッションコイルで発生した高圧電流がプラグキャップ２５ａを介して伝達される点火プラグ２５が取り付けられている。エンジン１０の上側部分は、例えばプラスチック等の合成樹脂の一体成形によって製造された上部カバー７で覆われている。

クランクケース１４の下側には、２サイクル用のオイルとガソリンの混合燃料が入れられる燃料タンク２７が設けられている。燃料タンク２７内の混合燃料は、気化器４０，始動装置２５０から伸びる燃料パイプ４３によって吸引される。

燃料パイプ４３は、貫通穴２７ｂを通して燃料タンク２７内に延びており、先端にはゴミの吸引を防ぐためにフィルタ４４が設けられている。燃料タンク２７内には、貫通穴２７ｃを通してリターンパイプ４６が延びている。燃料パイプ４３と燃料タンク２７との間、及び、燃料タンク２７とリターンパイプ４６との間は、ゴムブッシュ４５，４７によってそれぞれシールされている。

シリンダ１１の左側方には、マフラー１６がボルト１７によってシリンダ１１に取り付けられている。マフラー１６は、シリンダ１１から排出される燃焼ガスが外部へ排出される際の排気音を低減するものである。マフラー１６は、例えばプラスチック等の合成樹脂の一体成形によって製造されたマフラーカバー８で覆われている。

シリンダ１１の右側方には、気化器４０が設けられる。気化器４０は、２本のネジ２１でインシュレータ１９に取り付けられている。気化器４０には、手動で操作されるチョークレバー４１が設けられている。気化器４０には、混合燃料を燃料タンク２７から吸い上げるためのプライミングポンプ４２が設けられている。

プライミングポンプ４２は半球状の透明バルブであり、混合燃料が到達したことを作業者が目視にて確認できるようになっている。作業者は、エンジン１０の始動直前にリターンパイプ４６に燃料が流れるまでプライミングポンプ４２を繰り返し押して、気化器４０に燃料を吸い上げる。

気化器４０の余剰燃料の排出口にはリターンパイプ４６が接続されている。気化器４０とシリンダ１１との間には、気化器４０を固定するためのインシュレータ１９が、ネジ２０でシリンダ１１に取り付けられる。

インシュレータ１９と気化器４０の間には、エンジン１０の始動時にシリンダの内部に追加燃料を供給する始動装置２５０が設けられている。始動装置２５０は、燃料パイプ４３の端部に接続され、燃料パイプ４３とは独立した燃料パイプ４４で気化器４０の流入口にも接続されている。始動装置２５０は、ソレノイドを用いて燃料パイプ４３から吸引される混合燃料をインシュレータ１９室内に直接送るための追加燃料通路の開閉弁である。

図３は始動装置２５０の内部構造を示す図である。
プランジャ２５４の先端側には、プランジャ突当部２５８が設けられている。プランジャ突当部２５８は、プランジャ２５４の先端部２５４ａが当接することで、ソレノイドバルブ固定部２５６の空間２５６ａの連通を遮断する。

ソレノイドバルブ固定部２５６の出口側には、円筒形の突出部２５６ｂが形成されている。突出部２５６ｂは、固定用アダプタ２１５に形成された吸気通路１５ａに連結される取付穴に接続される。この取付穴は、固定用アダプタ１５の上面から下方向に形成され吸気通路１５ａに貫通する円筒形の穴である。突出部２５６ｂと取付穴の接合部分には、接合部分からの燃料漏れを防止するためのＯリング２５９ｂが配置されている。

始動装置２５０は、電磁石（ソレノイド）の磁力を用いてプランジャ２５４を動かすことで弁（先端部２５４ａ）を開閉し、燃料流入通路から燃料庫に分岐する流路への混合燃料の流れを制御する。

始動装置２５０は、ハンドル１Ｃに装着された乾電池クミ３３に実装されている単四乾電池３３ａの電力でソレノイドが駆動される。ソレノイドの駆動は、ＩＣ等の制御回路を構成する電子回路が搭載されたメイン基板３０で制御される。始動装置２５０は、気化器４０への燃料の吸い上げ操作完了時に始動装置２５０への燃料の吸い上げも完了するよう燃料パイプ４３の経路途中に設けられている。

メイン基板３０は、タクトスイッチ３１ａ並びにＬＥＤ３１ｂが搭載されたスイッチ基板３１、ホールＩＣ３２ａが搭載されたホールＩＣ基板３２、４本の単四乾電池３３ａを収納した乾電池クミ３３、及び始動装置２５０に実装されたソレノイドバルブ（弁）と、リードワイヤ２５３ａ，２５３ｂ，２５３ｃ，２５３ｄで連結されている。

また、メイン基板３０には、外気温、シリンダ温度、或いは燃料温度を読み取るサーミスタ３４が接続されている。メイン基板３０は、サーミスタ３４で読み取った温度に基づき、最適な始動用燃料がインシュレータ１９の内部に送り込まれるよう、始動装置２５０のソレノイドを駆動する。スイッチ基板３１では、タクトスイッチ３１ａが押されるとＬＥＤ３１ｂが点灯し、単四乾電池３３ａの電池残量を目視で確認できるようになっている。

図４は、エンジン１０の正面図である。ファンケース側面部３５ｂは、エンジン作業機１を使用する際に、作業者の腰に当たらないように設置されている。タクトスイッチ３１ａのスイッチ部は、作業中に誤ってタクトスイッチ３１ａが押されないよう、ファンケース側面部３５ｂの上面部よりも下側になるように配置されている。

サーミスタ３４は、ファンケースカバー３５と共にクランクケース１４を締結しているネジでクランクケース１４に固定されて、精度の良い温度勾配を検知可能となっており、クランクケース１４に直接取付けられる場合に比べてピーク温度も低く抑えられている。

図５，６は、始動装置のメイン基板３０，スイッチ基板３１，ホールＩＣ基板３２をファンケースカバーに配置した状態を示す概略図である。メイン基板３０は、水溜り等に電子回路が沈没しないよう、回路搭載面をファンケース底部３５ａの底板に直交させた縦置きで、ファンケース底部３５ａ内に配置されている。ファンケース底部３５ａには、ファンケース底部３５ａにメイン基板３０が配置された後でウレタン材が充填され、メイン基板３０の防水が図られている。

スイッチ基板３１は、タクトスイッチ３１ａが搭載されていてウレタン材などでコーティングできないために、水溜り等に沈没しないよう、ファンケース底部３５ａではなくファンケース側面部３５ｂに設置されている。スイッチ基板３１は、リコイルを引いている際にＬＥＤ３１ｂの作業者が点灯状態を目視で容易に確認できるよう、リコイルスタータのスタートハンドル１Ｃ側に配置されている。

ホールＩＣ基板３２は、マグネトロータ５の側面部に設置された２つの磁石５１，５２が回転中にホールＩＣ３２ａの上面部を交互に通過するよう、ファンケースカバー３５におけるマグネトロータ５の収納部とファンケースカバー底部３５ａとの間の空間３５ｃ内に配置されている。磁石５１，５２は、マグネトロータ５の回転方向に並んで配置されており、本実施形態では磁石５１がＮ極，磁石５２がＳ極を外側に向けている。ホールＩＣ基板３２は、ホールＩＣ３２ａの上面部をマグネトロータ５の側面部に向けているため、メイン基板３０に対して直交した姿勢となっている。

図７に示すように、マグネトロータ５が矢印方向に回転すると、まず、図８に示すように、ホールＩＣ基板３２の上方に磁石５１が移動してきて、ホールＩＣ３２ａで検知される。ホールＩＣ３２ａの電圧は通常３．３Ｖとなっているが、ホールＩＣ３２ａが磁石５１を検知することで、この電圧が０Ｖとなる。ホールＩＣ３２ａの電圧が０Ｖになると、始動装置２５０のソレノイドバルブがＯＮとなる。

続いて、図９に示すように、ホールＩＣ基板３２の上方に移動してきた磁石５２がホールＩＣ３２ａで検知されると、ホールＩＣ３２ａの電圧は３．３Ｖになり、始動装置２５０のソレノイドバルブがＯＦＦとなる。図９に示すように、磁石５２がホールＩＣ基板３２の上方を通過しても、ホールＩＣ３２ａの電圧は３．３Ｖを保ち、始動装置２５０のソレノイドバルブがＯＦＦとなっている。このため、マグネトロータ５の回転停止時にホールＩＣ３２ａの上方に磁石５１，５２の何れが位置していても、ソレノイドバルブが誤動作することはない。

本実施形態によれば、ファンケースカバー３５におけるマグネトロータ５の収納部より下部に設けられたファンケースカバー底部３５ａにメイン基板３０を縦置きで設置することで、メイン基板３０に搭載された電子回路が水溜り等に沈没するのを防止できる。

しかも、本実施形態によれば、ファンケースカバー底部３５ａに樹脂を充填することで、メイン基板３０に搭載された電子回路が水溜り等に沈没するのを効果的に防止できる。

また、ホールＩＣ基板３２をファンケースカバー底部３５ａとマグネトロータ５の収納部との間の空間３５ｃに配置することで、マグネトロータ５に設けられた磁石５１，５２に近接させ、ホールＩＣ３２ａで確実に検知できるようになる。

上記実施形態では、ファンケースカバー３５のマグネトロータ５の収納部とファンケースカバー底部３５ａとの間に位置し、これらとは隔てられた空間３５ｃにホールＩＣ基板３２を配置した場合について説明したが、ファンケースカバー３５におけるマグネトロータ５の収納部内にホールＩＣ基板３２を配置してもよい。

また、上記実施形態では、ファンケースカバー底部３５ａに樹脂が充填されている場合について説明したが、ファンケースカバー底部３５ａに樹脂が充填されていなくてもよい。また、ホールＩＣ基板３２は、メイン基板３０と直交して配置されていなくてもよい。また、始動装置２５０を燃料パイプ４３側の途中でなくリターンパイプ４６側の途中に設けてもよい。また、始動装置２５０に独立した専用の燃料パイプを設けるように構成しても良い。

上記実施形態では、サーミスタ３４がファンケースカバー３５と共にネジでクランクケース１４に固定されている場合について説明した。しかしながら、クランクケース１４を締結しているネジでサーミスタ３４をシリンダ１１を収容するシリンダケースと固定していもよい。

また、上記実施形態では、サーミスタ３４がファンケースカバー３５と共にクランクケース１４に固定されている場合について説明したが、図９に示すように、サーミスタ３４を燃料タンク２７に設置してもよい。

図１０は、サーミスタ３４を燃料タンク２７に設置した状態を示す縦断面図である。
サーミスタ３４は、サーミスタ３４が備える圧着端子の穴部に燃料パイプ４３を通し、固定ブッシュでゴムブッシュ４５に突き当てて設置されている。これにより、サーミスタ３４で燃料タンク２７内の燃料の温度を検知できるようになっている。なお、燃料タンク２７の内部に直接、サーミスタ３４を挿入して燃料温度を検知しても良いが、図９に示す設置方法であれば、燃料タンク２７は現行品を変更しないで使用できる。

また、本発明は、刈払機に限られずチェンソー，カッター等のその他のエンジン作業機にも適用できる。また、上記実施形態では２サイクルエンジンを用いて説明したが、サーミスタ３４を燃料タンク２７に設置する場合には、２サイクルエンジンだけでなく４サイクルエンジンにも同様に適用できる。さらに、上記実施形態ではセルモータ付きのエンジンを例にして説明したが、セルモータ無しのエンジンにも本発明は同様に適用できる。

１ エンジン作業機
１Ａ メインパイプ
１Ｂ 刈刃
１Ｃ ハンドル
１Ｄ レバー
５ マグネトロータ
７ 上部カバー
８ マフラーカバー
１０ エンジン
１１ シリンダ
１３ クランク軸
１４ クランクケース
１５ 取付ボス
１５ａ 取付穴
１５ｂ ネジ穴
１５ｃ 貫通穴
１６ マフラー
１６ａ 排気口
１７ ボルト
１９ インシュレータ
２０ ネジ
２１ ネジ
２４ エアクリーナ
２５ 点火プラグ
２５ａ プラグキャップ
２６ エアクリーナカバー
２７ 燃料タンク
２７ｂ 貫通穴
２７ｃ 貫通穴
２７ｄ 貫通穴
２８ キャップ
３０ メイン基板
３１ スイッチ基板
３１ａ タクトスイッチ
３１ｂ ＬＥＤ
３２ ホールＩＣ基板
３２ａ ホールＩＣ
３３ 乾電池クミ
３３ａ 単四乾電池
３４ サーミスタ
３５ ファンケースカバー
３５ａ ファンケースカバー底部
３５ｂ ファンケースカバー側面部
３５ｃ 空間
３６ シリンダカバー
３８ ストップスイッチ
３９ グリップ部
３９ａ 開口部
４０ 気化器
４１ チョークレバー
４２ プライミングポンプ
４３ 燃料パイプ
４４ フィルタ
４５ ゴムブッシュ
４７ ゴムブッシュ
４６ リターンパイプ
２５０ 始動装置

Claims (7)

1. マグネトロータを収納する空間と、該空間の下部に形成されたファンケースカバー底部とを備え、メイン基板により制御されるエンジン作業機であって、
   該メイン基板は、前記ファンケースカバー底部に設置されていることを特徴とするエンジン作業機。
2. 前記ファンケースカバー底部の基板収納部に配置した前記メイン基板を樹脂材でファンケースに固着させたことを特徴とする請求項１記載のエンジン作業機。
3. ホールＩＣ基板が、前記ファンケースカバー底部と前記基板収納部との間、又は、前記基板収納部内に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載のエンジン作業機。
4. 前記ホールＩＣ基板は、前記マグネトロータの磁石設置面にホールＩＣの搭載面を向けて配置されていることを特徴とする請求項３に記載のエンジン作業機。
5. 前記ホールＩＣ基板は、前記メイン基板と直交して配置されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のエンジン作業機。
6. 前記エンジン作業機は温度を読み取るサーミスタを備え、
   前記サーミスタを、ファンケース又はシリンダケースとクランクケースを締結しているネジにより固定したことを特徴としたことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のエンジン作業機。
7. 前記エンジン作業機は温度を読み取るサーミスタを備え、
   前記サーミスタを、燃料タンクに設置したことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のエンジン作業機。

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