JP2014234752A

JP2014234752A - エンジン作業機

Info

Publication number: JP2014234752A
Application number: JP2013116051A
Authority: JP
Inventors: 村上　卓宏; Takahiro Murakami; 卓宏村上; 祥和河野; Sachikazu Kono; 上村　淳一; Junichi Kamimura; 淳一上村; 砂押　光広; Mitsuhiro Sunaoshi; 光広砂押; 辰徳片岡; Tatsunori Kataoka
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2014-12-15

Abstract

【課題】
ソレノイドを用いた燃料供給装置を駆動するための制御回路と電池を効率良く実装したエンジン作業機を実現する。
【解決手段】
マグネトロータと、マグネトロータを覆うファンケース３５を有するエンジン作業機１において、燃料供給通路に燃料を供給する追加の燃料供給装置２５０を設け、燃料供給装置２５０を制御する制御回路を収容する空間（３５ｃ）と燃料供給装置２５０を駆動するための乾電池５５を収容する電池室（３５ｂ、５３）をファンケース３５に設けた。制御回路の取り付け位置は、ファンケース３５のマグネトロータに対向する側（裏側）とし、マグネトロータの磁石の回転軌跡と隣接する位置に、磁石の近接を検出する磁気検出素子を設ける。乾電池５５は外部から容易にアクセスできる上に、作業の支障にならない位置に配置される。
【選択図】図４

Description

本発明は、刈払機、カルチベータなどのエンジン作業機に関し、ソレノイドを用いた燃料供給装置を駆動するための制御回路と電池を効率良く実装したエンジン作業機に関する。

刈払機やチェンソー等の小型の作業機には、動力源として小型のエンジンが広く用いられている。図１６はエンジン作業機の一例である刈払機１０１の外観図である。図１６に示すように、小型の２サイクルエンジンを搭載したエンジン作業機は、パイプ状のメインパイプ５に図示しない駆動軸を通し、この駆動軸を、メインパイプ５の一端に設けたエンジンにて回転させることで、メインパイプ５の他端に設けた回転刃６を回転させる。回転刃６の近傍には、刈り払った草の飛散防止のための飛散防御カバー６ａが設けられる。エンジン作業機は図示しない肩掛け用吊りベルト等で携帯されるもので、メインパイプ５の長手中央部付近に作業者が操作するための正面視略Ｕ字状を呈するハンドル４が取り付けられる。エンジン作業機１の回転数は、グリップ部３の近傍に取り付けられたスロットルレバー７により作業者により制御される。スロットルレバー７の操作は、スロットルワイヤー１８によってエンジンの気化器に伝達される。グリップ部３の先端付近にはエンジンを停止させるためのスイッチ２９（図では見えない）が設けられる。

このような手持ち式のエンジン作業機において、特許文献１に開示されるように動力源として小型のエンジンが広く用いられている。エンジンは、小型軽量で大きな出力を得ることができ、燃料を補給することにより長時間の作業が可能となるという利点を有する。一方、エンジンは混合気の燃焼によってピストンを往復運動させる必要があるので、電気モータに比べると始動に手間取ることがあり得る。近年では作業者の負担軽減のために始動性の容易なエンジン作業機が求められている。

特許３４００１９１号公報

手持ち式刈払機等の小型のエンジン作業機には２サイクルエンジンが広く用いられ、その始動性の向上の為に気化器に手動式のチョーク機構を設けたものが一般的である。エンジンの始動を行う作業者は、エンジンの冷間時であって外気温が低い場合にはチョーク機構を作動させて、気化器における吸入空気量を絞るとともに負圧を発生させ、強制的に燃料を吸い出す状態にしてシリンダ内部に吸入される混合気を濃くして燃料の量を多くする。しかしながら、従来の小型のエンジンにおいては、作業者が手動にてチョークを動作させているので、チョークを動作させるタイミングやチョークを解除するタイミング、チョークの作動量をどの程度にするかを決定しなければならず、作業者にとって負担であった。また、チョークの操作が適切でない場合には、却ってエンジンの始動に手間取ってしまうことがあった。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、追加の燃料供給装置を用いて始動時に多量の燃料をエンジンの内部に吸入させて始動性を向上させたエンジン作業機を提供することにある。

本発明の他の目的は、ソレノイドを用いた燃料供給装置を設け、燃料供給装置を駆動するための制御回路とそれらの電源たる電池を効率良く実装したエンジン作業機を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、電池を収容する電池室と、制御回路基板を収容する基板収容室を、ファンケースを用いて構成するようにしたエンジン作業機を提供することにある。

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。
本発明の一つの特徴によれば、ピストンが往復運動可能なシリンダと、シリンダを保持するとともに、クランク室を形成するクランクケースと、クランク軸に設けられシリンダを冷却する冷却風を生成するマグネトロータと、マグネトロータを覆うファンケースと、を有するエンジンによって作業機器を稼働させるエンジン作業機において、エアクリーナからシリンダに至る燃料供給通路に燃料を供給する燃料供給装置と、燃料供給装置による燃料供給を電子的に制御する制御回路を設け、制御回路をファンケースによって保持するようにした。ファンケースは樹脂材からなる成形品であって、制御回路を搭載する回路基板は、ファンケースのマグネトロータに対向する側に取り付けられ、ファンケースのマグネトロータ側には回路基板を収容する基板収容室が設けられる。このように回路基板をファンケースに設置される基板収容室に収容した。さらに、基板収容室を覆う基板ホルダを設け、基板ホルダとファンケースによって回路基板を囲う構成とし、内部の回路基板を覆うように樹脂材を充填した。これらの構成により、絶縁性をあげるとともに、シリンダから伝達される熱の影響を抑制することができる。また、回路基板を竿部等に設けた場合に懸念させるリードワイヤの断線などを効果的に防止することができる。

本発明の他の特徴によれば、回路基板のマグネトロータの磁石の回転軌跡と隣接する位置に、磁石の近接を検出するホールＩＣ等の磁気検出素子を設けた。磁気検出素子は回路基板上であって、マグネトロータの側面部に設置してある２つの磁石が回転中に磁気検出素子の上面部を交互に通過する位置に配置されるため、制御回路はエンジンのクランク角を正確に検出することができる。

本発明の他の特徴によれば、ファンケースに燃料供給装置の駆動用及び制御回路の電源用の電池を収容する電池室を形成した。電池室は乾電池を収容する電池ホルダを収容するための開口部を有する空間であって、開口部は開閉可能なカバーにて覆われる。電池室は、ファンケースのマグネトロータとは対向しない側（つまり外側）に設けると良い。このように構成したことにより、作業者は外部から容易に電池を交換することができる。

本発明の他の特徴によれば、ファンケースはクランクケース又はシリンダにネジ又はボルトにて固定されるようにし、サーミスタはこのネジ又はボルトを用いて電池室内に固定される。このようにサーミスタをファンケースとクランクケースを締結しているネジ又はボルトにより固定したことで、サーミスタ部に生じる熱害を抑制でき、サーミスタの損傷を防止できる。また、サーミスタはクランクケースの同様の温度勾配を読み取ることができるため、外気は低温であるがシリンダが３０℃以上となった場合の燃料供給の停止についても制御装置は精度良く制御できるようになった。さらに、ファンケースの電池室内の温度をサーミスタで検出することで、エンジン作業機を過負荷で連続使用する場合において温度上昇値を監視できるため、エンジン作業機を過負荷で連続使用する場合において、ファンケースの溶損を未然に防止できるようになった。

本発明の他の特徴によれば、制御回路に対して、電源スイッチを２極スイッチとしたので、エンジン作業機のキルスイッチと制御回路の電源スイッチとを連動させてオンオフすることができる。これより、電源スイッチをオンすれば、エンジン作業機のキルスイッチの解除、及び制御回路の電源オンが１操作で行うことができ、かつ、電源オンと共に制御回路に配置したＬＥＤを点灯させるように構成すれば、作業者が電源スイッチの状態を目視確認できる。

本発明のさらに他の特徴によれば、気化器と前記シリンダを接続するインシュレータに燃料供給装置を設け、燃料タンクから気化器への燃料を吸い上げるためのプライマリポンプを、ファンケースに設置したので、始動時においてプライマリポンプを目視しやすい位置に配置することができ、プライマリポンプの操作忘れによる燃料供給装置と気化器への燃料未充填による始動不可などの不具合を効果的に防止ができる。

本発明では、ソレノイドを用いた燃料供給装置を駆動するための制御回路とその電源となる電池をファンケースを用いて効率良く実装することが出来たので、コンパクトで信頼性の高いエンジン作業機を実現できた。

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。

本発明の実施例に係るエンジン作業機１の内部構造を示す縦断面図である。本発明の実施例に係るエンジン作業機１の正面図である。本発明の実施例に係るエンジン作業機１の斜視図であって、前方側斜め下から見た図である。本発明の実施例に係るエンジン作業機１の斜視図であり、図３の状態から電池カバー５４を取り外した状態を示す図である。本発明の実施例に係るエンジン作業機１の斜視図であり、図４と同じ状態であって別の角度から見た斜視図である。本発明の実施例に係るエンジン作業機１の斜視図であり、図３の状態から電池ホルダ５３と乾電池５５を、外した状態を示す図である。図１の燃料供給装置の斜視図である。図１の燃料供給装置の側面図である。図１の燃料供給装置の正面図である。図９のＡ−Ａ部の断面図であって、ソレノイドバルブ２５１が追加の燃料供給路（円筒空間２５６ｂ）を閉じている状態を示す図である。図９のＡ−Ａ部の断面図であって、ソレノイドバルブ２５１が追加の燃料供給路（円筒空間２５６ｂ）を開いている状態を示す図である。図１の基板ホルダ２２及びそれに搭載されるメイン基板３０、ホールＩＣ基板３２の拡大図である。図２のファンケース３５の裏側（マグネトロータに対面する側）からみた図であり、基板ホルダ２２を取り付けた状態を示す図である。図２のファンケース３５の外側（マグネトロータとは反対側）から見た図である。本発明の実施例に係るエンジン作業機の縦断面図であり、図１５（２）はファンケースと電池室と基板収容室の位置関係を説明するための図である。従来例の刈払機１０１の外観を示す斜視図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。なお、以下の図において、同一の部品を用いる部分には同一の符号を付して、繰り返しの説明は省略する。

図１は、エンジン作業機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が刈払機１０１のメインパイプ５と同軸上に配置され、シリンダ１１がクランクケース１４から略垂直方向に伸びるように配置され、図示しないピストンが上下方向に往復運動する。シリンダ１１の一方の側方（右側）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、シリンダ１１の他方の側方（左側）には気化器４０が設けられる。気化器４０の側面にはエアクリーナ２４が設けられ、エアクリーナ２４はエアクリーナカバー２６にて覆われる。図示しないイグニッションコイルで発生された高圧電流は、図示しないイグニッションコードとプラグキャップ２５ａを介して点火プラグ２５に伝達される。本実施例においてはエンジン１０の上側部分は上部カバー８によって覆われ、マフラー１６はマフラーカバー９によって覆われる。

上部カバー８及びマフラーカバー９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る。エンジン１０のクランクケース１４の下側には、燃料タンク２７が設けられる。燃料タンク２７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、エンジン１０の気化器４０、燃料供給装置２５０から伸びる燃料パイプ４３によって燃料タンク２７から混合燃料が吸引される。燃料パイプ４３の先端にはゴミの吸引を防ぐためにフィルタ４８が設けられる。気化器４０には、手動で動作させる図示しないチョークレバーが設けられる。チョークレバーの構造や動作は公知であるので、ここでの詳細な説明は省略する。気化器４０とシリンダ１１の間には吸入通路を形成すると気化器４０を固定するためのインシュレータ１９が、ネジ２０にてシリンダ１１に取り付けられる。気化器４０は２本のネジ２１（図では１本のみ図示）によってインシュレータ１９に取り付けられる。燃料タンク２７には、燃料パイプ４３とリターンパイプ４６を貫通させるための貫通穴２７ｂ、２７ｃが形成され、それらの間はゴムブッシュ４５、４７によってシールされる。

本実施例では、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燃料供給装置２５０がインシュレータ１９と気化器４０の間に設けられており、さらに燃料供給装置２５０に追加の燃料を供給するための燃料パイプとして専用のものを準備するのではなく、気化器４０に燃料を供給するための燃料パイプ４３の経路途中に燃料供給装置２５０が介在されるように構成した。燃料パイプ４３の端部は燃料供給装置２５０に接続される。燃料供給装置２５０からは接続用の燃料パイプ４４が延びて気化器４０の流入口（図示せず）に接続される。気化器４０の余剰燃料の排出口（図示せず）にはリターンパイプ４６が接続され、リターンパイプ４６の端部は貫通穴２７ｃを通って燃料タンク２７の内部に戻される。このように燃料供給装置２５０をインシュレータ１９と気化器４０の間に配置して、燃料を供給するための燃料パイプ４３の経路に設けたので、燃料タンク２７として従来装置と全く同じであって、２つの貫通穴２７ｂ、２７ｃだけを有する形状のものをそのまま用いることができる。また、インシュレータ１９、気化器４０の構成は変更する必要がないので、本発明を実現するに当たって従来の構成部分を変更する必要がなく、容易に実現できる。尚、燃料供給装置２５０への燃料供給通路は種々の変形が可能である。例えば、燃料供給装置２５０を燃料パイプ４３側の途中でなくリターンパイプ４６側の途中に設けるように構成しても良いし、独立した専用の燃料パイプを用いるように構成しても良い。

気化器４０には、混合燃料を燃料タンク２７から気化器４０に吸い上げるためのプライマリポンプ４２が設けられる。作業者はエンジン１０の始動直前にプライマリポンプ４２を繰り返し押すことにより、気化器４０に燃料を吸い上げる。プライマリポンプ４２は半球状の透明バルブであって気化器４０から伸びるパイプ４１の先端に取り付けられるため、作業者は透明バルブ部分に混合燃料が到達したことをもって気化器４０に燃料が到達していることを目視にて確認することができる。プライマリポンプ４２は、配管中の空気を排出して配管内を燃料で充満するために用いられ、２つの係止爪４２ａによって後述するファンケースに取り付けられる。尚、図１ではプライマリポンプ４２がファンケースに取り付けられる前の状態を示しているので注意されたい。本実施例では燃料供給装置２５０を燃料パイプ４３の経路途中に設けたために、気化器４０への燃料の吸い上げ操作完了は、燃料供給装置２５０への燃料の吸い上げ操作完了をも意味するので、始動時に燃料供給装置２５０に燃料が来ていないというトラブルを確実に阻止できる。

燃料供給装置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の内部の燃料供給通路内に直接送るための燃料供給装置であり、特に始動時に用いられ、気化器４０による燃料供給に加えて追加の燃料を供給する。燃料供給装置２５０を設ける場所は、エアクリーナ２４からシリンダ１１の燃焼室に至る燃料供給通路のいずれかの位置で良いが、本実施例では気化器４０とインシュレータ１９の間に配置するようにした。燃料供給装置２５０は電力によって駆動される開閉弁たるソレノイド（後述）を含んで構成される。メイン基板３０には、エンジン１０の温度を測定する温度測定手段と、エンジンの回転を検出する回転検出手段を含む制御回路が設けられ、制御回路は温度測定手段と回転検出手段の出力に基づいてソレノイドの開閉タイミングを電気的に制御する。ソレノイドを動かすための電源として小型の一次電池又は二次電池を用いることができるが、本実施例では入手の容易な単四形の乾電池５５を４本用いるようにした。

メイン基板３０は燃料供給装置２５０から延びるリードワイヤ２５３ｂによって電気的に接続され、メイン基板３０を収容する基板ホルダ２２の内部に収容される。基板ホルダ２２は後述するファンケースの内壁に取り付けられる。燃料供給装置２５０と制御回路の電源となる４本の乾電池５５は電池ホルダ５３に収容され、電池ホルダ５３とメイン基板３０はリードワイヤ２５３ａによって接続される。メイン基板３０にはリードワイヤ３４ａを介して環境温度を監視するためにサーミスタ３４が接続される。サーミスタ３４は、丸形の圧着端子にサーミスタをカシめて固定したもので、サーミスタ３４によって読み取った外気温、或いはシリンダ温度が制御回路によって検出され、制御回路は最適な始動用追加燃料をインシュレータ１９の内部に送り込む。本実施例ではサーミスタ３４は一つしか設けられないが、２つ以上のサーミスタを用いて、温度上昇或いは温度勾配が異なる２点の温度を監視するように構成しても良い。設置箇所は、例えば、クランクケース等のエンジン部と、ファンケースの電池収容室内又は基板収容室内などが挙げられる。

メイン基板３０からは１組のリード線、即ち、制御回路オンオフ用リードワイヤ２９ａ、２９ｂがスイッチ２９に接続される。スイッチ２９はエンジン１０をストップさせるためのストップスイッチを利用するものであり、スイッチ２９を端子が４つある２極スイッチを用い、スイッチ２９にはエンジンストップ用のリードワイヤ２３も接続される。スイッチ２９は運転中のエンジンへの点火用の電力供給を遮断してエンジンを停止するためのキルスイッチであるが、本実施例ではスイッチ２９を操作してエンジン停止させると同時にメイン基板３０に搭載された制御回路の電源もオフとなるように２極スイッチにて構成した。スイッチ２９を、エンジン運転側（キルスイッチＯＦＦ）に切り換えた際に、メイン基板３０に搭載された制御回路の電源がオンとなる。尚、メイン基板３０に搭載された制御回路は、エンジンの始動時にだけ稼働させれば十分であるので、メイン基板３０に搭載された図示しない遅延タイマー等によって、制御回路の電源がオンになった後にエンジンが始動したら、又は、電源がオンになってから所定の時間が経過したら制御回路の電源を自らオフにするように構成すると良い。メイン基板３０にはＬＥＤ３１が設けられ、制御回路の電源がオンになっている際に点灯する。基板ホルダ２２には更にホールＩＣ３２ａとそれを搭載するためのホールＩＣ基板３２が設けられるが、これらの詳細については図１２にて後述する。

図２は燃料供給装置を配置したエンジン作業機の正面図である。エンジン１０の左側（図でみると右側）には燃料供給装置２５０と気化器４０が設けられる。図２においてはプライマリポンプ４２がファンケース３５の取り付け穴を有するポンプ固定部３５ｄに取り付けられた状態を示している。プライマリポンプ４２は前方側に向くようにファンケース３５に取り付けられる。メイン基板３０はファンケース３５の下側付近であってファンケース３５の裏側（クランク側）に配置される。その配置位置において、ファンケース３５の形状は下方に突出する基板収容部３５ｃが形成され、その左側寄りのところにはＬＥＤ３１の光が透過するための貫通穴３５ｅが設けられる。ファンケース３５はメインパイプ５を貫通させるための貫通穴３５ａが形成され、前方からみて貫通穴３５ａの下側には電池取り出し用の開口部を有する電池ホルダ５３が取り付けられ、電池ホルダ５３の開口部は電池カバー５４によって覆われる。

図３は本発明の実施例に係るエンジン作業機１の斜視図であって、前方側斜め下から見た図である。本実施例ではエンジン作業機１の前方側であって、メインパイプ５を貫通させる貫通穴３５ａが形成されたファンケース３５の一部に、電池を収容するための電池収容部３５ｂを形成し、電池収容部３５ｂに電池ホルダ５３を取り付け、電池ホルダ５３の開口部を電池カバー５４で塞ぐようにした。このようにファンケース３５の電池収容部３５ｂと電池ホルダ５３と電池カバー５４によって燃料供給装置２５０の電池室が形成される。ここで電池室の位置関係が理解できるように、電池室はファンケース３５の貫通穴３５ａよりも下方側において、図示しないマグネトロータ及び遠心クラッチを覆う漏斗状に形状された覆い部分から前方に突出するように形成される。その突出部分たる電池室は略箱型に形成される。電池ホルダ５３はファンケース３５の電池収容部３５ｂに、例えば２本のネジ５６によってネジ止めされる。一方、ファンケース３５の後端付近から下側に突出する基板収容部３５ｃが形成される。基板収容部３５ｃは裏側に基板ホルダ２２が固定されるものであり、メイン基板３０及びホールＩＣ基板３２を収容するための所定の大きさを有している。但し、脚部として機能するタンクガード４９の最下部よりも基板収容部３５ｃの最下部が十分上側に位置するように構成することが重要である。

図４は本発明の実施例に係るエンジン作業機１の斜視図であり、図３の状態から電池カバー５４を取り外した状態を示す図である。電池カバー５４は、内部に電池を脱着するときに取り外される覆い部材であって、電池カバー５４には２箇所の掛止爪（図示せず）が形成され、係止爪が穴部５３ｃに掛合することにより保持される。ここでは図３の状態から、２つのネジ５７を外した後に、メインパイプ５の軸方向前側に電池カバー５４をスライドさせることによって電池ホルダ５３から電池カバー５４を取り外した状態を示している。この状態では、４本の単四形の乾電池５５をアクセスすることができる。

図５は本発明の実施例に係るエンジン作業機１の斜視図であり、図４と同じ状態であって別の角度から見た斜視図である。電池ホルダ５３には４本の乾電池を保持するためのホルダ部と乾電池を取り出すための開口部５３ａが形成され、ホルダ部には４本の単四形乾電池が収容される。尚、本実施例では単四形乾電池を用いているが、これだけに限定されずに単三形乾電池やその他の一次又は二次電池を用いるように構成しても良い。電池ホルダ５３は２つのネジボス５３ｂにてネジ５８を用いて電池収容部３５ｂにネジ止めされる。図ではよく見えないが電池ホルダ５３には電池のプラス又はマイナス端子と接触するための複数の金属端子が設けられ、金属端子から延びる２本のリードワイヤ２５３ａ（図１参照）がメイン基板３０（図１参照）に接続されるが、電池ホルダ５３と電池収容部３５ｂの間の空間内に配置されるため、図５のように電池カバー５４を取り外して、さらに乾電池５５を取り外した状態ではリードワイヤ２５３ａは見えないため、作業者が誤って引っ張ってしまうようなことを防止できる。

図６は本発明の実施例に係るエンジン作業機１の斜視図であり、図５の状態から２本のネジ５８を取り外して電池ホルダ５３を取り外した状態を示す図である。ファンケース３５には電池ホルダ５３を保持するための仕切り板３５ｇと、電池ホルダ５３を固定するための２つのネジボス３５ｆが形成される。ファンケース３５は３本のボルト（３７ａ〜３７ｂ）によってハウジング又はクランクケース１４にネジ止めされる。ここでボルト３７ｂはクランクケース１４に形成されたネジ穴に螺合されるが、このボルト３７ｂによってサーミスタ３４の丸形の圧着端子を固定する。このように固定することにより、エンジン１０が完全に冷えている状態においては、サーミスタ３４によって外気温を測定することができる。また、エンジン１０が始動した後はクランクケース１４の温度を直接測定することができるので、メイン基板３０に搭載される制御回路は、エンジン１０を停止してから十分冷え切らないうちに再始動する場合に、エンジン１０の温度を正確に測定することができ、再始動時に燃料供給装置２５０を可動しなければならないか否かを精度良く判定することができる。またサーミスタ３４は、電池ホルダ５３とファンケース３５によって囲まれる空間内に配置されるので、作業者がサーミスタ３４を触れることができないので、作業者が触った際の衝撃や静電気によりサーミスタ３４が破損する恐れを効果的に防止できる。なお、サーミスタ３４の設置位置は、クランクケース１４に直接、取付けた場合に比べてピーク温度が低くなるめ、サーミスタ３４の高温による損傷を防止できる。

図７は燃料供給装置２５０の全体形状を示す斜視図である。燃料供給装置２５０は固定用アダプタ１５を含んで構成され、固定用アダプタ１５が気化器４０とインシュレータ１９の間に固定されることにより燃料供給装置２５０がエンジン１０に固定される。固定用アダプタ１５の断面形状はインシュレータ１９と同じ断面形状をしており、中央には吸気通路１５ａが形成され、吸気通路１５ａの両側にネジ２１を貫通させるための２つのネジ穴１５ｂと、パルス穴１５ｃが設けられる。パルス穴１５ｃは、クランク室内の圧力を気化器４０へと伝えてダイヤフラム（図示せず）を動作させるために設けられるものである。固定用アダプタ１５はインシュレータ１９と同じ樹脂の一体成形、又は、気化器４０と同じアルミニウム合金により製造されると好ましい。固定用アダプタ１５はインシュレータ１９と同じ樹脂の一体成形、又は、気化器４０と同じアルミニウム合金により製造されると好ましい

固定用アダプタ１５の上側にはソレノイドバルブ固定部２５６が配置され、ソレノイドバルブ固定部２５６の上側にはソレノイドバルブ２５１が配置され、これらが２つのボルト２６０によって固定用アダプタ１５に固定される。ソレノイドバルブ固定部２５６には、燃料を燃料供給装置２５０内に供給するための燃料流入通路２６１ａと、燃料供給装置２５０内から燃料を排出して気化器４０に送るための燃料排出通路２６１ｂが設けられる。燃料流入通路２６１ａと燃料排出通路２６１ｂの流路は、平行になるように配置され、それぞれに燃料パイプ４３、４４（図１参照）が接続される。

図８は燃料供給装置２５０の側面図である。ここでいう側面とは図１の右側から燃料供給装置２５０の単体を見た側面図である。ソレノイドバルブ２５１からは２本のリードワイヤ２５３ｂが延びるように設けられ、これらは図１にしめしたようにメイン基板３０に接続される。

図９は図１の燃料供給装置２５０の正面図である。燃料供給装置２５０を装着することにより気化器４０とインシュレータ１９の距離は、固定用アダプタ１５の厚さｄの分だけ離れることになる。しかしながら、その厚さはソレノイドバルブ２５１の厚さとほぼ同等程度ですむので、実装上も吸気通路長も問題ないものである。吸気通路的に調整したい場合には、インシュレータ１９の形状を変更すればよいので、気化器４０に関しては従来から用いられるものをそのまま用いることができる。燃料タンク２７から燃料供給装置２５０に燃料パイプ４３を介して供給された燃料の大部分は、燃料排出通路２６１ｂから排出されて燃料パイプ４４を介して気化器４０に供給される。

図１０は図９のＡ−Ａ部の断面図であって燃料供給装置２５０の内部構造を示す図である。ソレノイドバルブ２５１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）を開閉することにより、燃料流入通路２６１ａから燃料庫の役割を果たすソレノイドバルブ固定部２５６に分岐する流路への混合燃料の流れの制御を行う。ソレノイドバルブ２５１は、吸気通路１５ａよりも下側に配置した方がエンジン作業機１にコンパクトに実装できるが、下側に配置すると負圧の力のみでプランジャ２５４の部分から燃料を引き込むため追加燃料供給量があまり多くならない。そこで、本実施例ではソレノイドバルブ２５１を吸気通路１５ａよりも上側に配置したので、始動用燃料をより多く供給できる。ソレノイドバルブ２５１を上側に配置する利点は、排気量が大きいエンジン作業機の場合に特に顕著である。

プランジャ２５４の先端には、先端部２５４ａが当接することによってソレノイドバルブ固定部２５６の空間２５６ａと円筒空間２５６ｂとの連通を遮断させるプランジャ突当部２５８が設けられる。空間２５６ａは、燃料流入通路２６１ａと燃料排出通路２６１ｂを流路に接続されており、エンジン１０を稼働させる際には空間２５６ａ内に燃料が満たされた状態になる。図１０においてはプランジャ２５４の先端部２５４ａがプランジャ突当部２５８と接しているため、空間２５６ａ側から円筒空間２５６ｂへは燃料が流れない状態にある。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２５６ｃが形成され、突出部２５６ｃが形成される。突出部２５６ｃは固定用アダプタ１５に形成された吸気通路１５ａに連結される取付穴１５ｄに接続される。取付穴１５ｄ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２５６ｃと取付穴１５ｄの接合部分にはＯリング２５９が配置されて、接合部分からの燃料漏れを防止している。

図１１は、図１０と同じ断面図であって、ソレノイドバルブ２５１に駆動電力を供給してプランジャ２５４を移動させ、空間２５６ａ側から円筒空間２５６ｂへの燃料流路を開放させた状態を示す図である。図１０の状態と比べてプランジャ２５４の先端部２５４ａの位置が、ソレノイドバルブ２５１側に近づくことにより先端部２５４ａがプランジャ突当部２５８から離れていることが理解できよう。この操作によって、燃料流入通路２６１ａから流入する燃料の一部が円筒空間２５６ｂに流入し、残りの燃料が燃料排出通路２６１ｂから気化器４０に流出する。ソレノイドバルブ２５１は、駆動電力を供給することによりプランジャ２５４が図１０の位置から瞬時に図１１の位置に移動し、駆動電力を遮断することによりプランジャ２５４が図１１の位置から瞬時に図１１の位置に戻る。本実施例においては、メイン基板３０に搭載された制御回路によって、プランジャ２５４の制御を行うことにより、空間２５６ａ側から円筒空間２５６ｂへの燃料供給量が調整される。

図１２は、基板ホルダ２２及びそれに搭載されるメイン基板３０、ホールＩＣ基板３２の拡大図であり、図１２（１）は基板ホルダ２２を前側から見た図、即ち、ファンケース３５と対面する側を示す図である。基板ホルダ２２は合成樹脂の一体成形にて形成され、一面が開口面となっている筐体であって、内部にメイン基板３０が収容される。メイン基板３０には燃料供給装置２５０のソレノイドバルブ２５１の動作を制御するための制御回路が搭載される。制御回路には、電源回路やマイクロコンピュータを用いた演算部が収容される。ホールＩＣ基板３２はメイン基板３０に対してほぼ直交するように配置され、ホールＩＣ基板３２には、図示しないマグネトロータの側面部に設置される２つの磁石（図示せず）の回転軌跡の近傍に位置するようにホールＩＣ３２ａが搭載される。マグネトロータの回転の際に、ホールＩＣ３２ａの上面部を２つの永久磁石が交互に通過することにより、ホールＩＣ３２ａが正確に磁石の通過時期に読み取ることができ、検出信号を制御回路に出力する。図示しないマグネトロータはエンジン１０のクランク軸１３に直結されるため、制御回路はホールＩＣ３２ａの出力を監視することによってエンジン１０のクランク角度を正確に検出することができ、それに応じた燃料供給装置２５０の制御を行うことが出来る。このようにホールＩＣ３２ａにより回転パルスを検出する構成としているため、イグニッションコイルと制御回路とを連結させなくて良いという利点がある。また、制御回路はイグニッションコイルからの高電圧を直接、受けることがないので、仮にＦＥＴ等が損傷して降圧不可となった場合においても、高電圧負荷による基板ショートによって火花が散るような破損、或いはイグニッションコイルからのノイズの影響を回避できるため、精度の良い回転数の検知が可能となった。

メイン基板３０はＬＥＤ３１を搭載した構成とし、図１２（２）に示すように下から見た際に、基板ホルダ２２の開口面からＬＥＤ３１の頭部を突出させた状態になるようにメイン基板３０上に電子素子やＬＥＤ３１を搭載し、基板ホルダ２２の皿状又は凹状に形成された内部空間のほぼ全体をウレタン材３３にて充填することにより、メイン基板３０、及びホールＩＣ基板３２の防水を図り、水濡れ等によるショートを防止できるようにした。この際、ＬＥＤ３１の頭部を開口面から突出させた状態で基板ホルダ２２にウレタン材３３で固着させる構成とした。突出させたＬＥＤ３１の頭部は、ファンケース３５に形成された貫通穴３５ｅ（図２参照）を介して外部から視認できるように配置される。基板ホルダ２２は矢印５２の方向にファンケース３５の取り付け位置（後述）に装着され、リブ２２ａ、２２ｂのネジ穴に貫通されるネジによってファンケース３５に固定される。この際、メイン基板３０とホールＩＣ基板３２を搭載するための前後方向長さとしてはあまり必要とされないので、基板の収容のためにエンジン作業機の前後長さが大きくなることを効果的に抑制することができる。

図１２（３）は基板ホルダ２２を後側から見た図であって、マグネトロータと対面する側の図である。基板ホルダ２２の後側には貫通穴等が形成されない上、基板ホルダ２２の樹脂面にすべて覆われるため、内部に収容されたメイン基板３０やホールＩＣ基板３２が静電気により電気的に破損することや、外から押圧力が掛かることよる物理的な破損することを効果的に防止することができ、防水性の高い回路基板の搭載方法を実現できた。

図１３は、基板ホルダ２２をファンケース３５に配置した状態を示す概略図である。ファンケース３５の後側面には、基板ホルダ２２を取り付けるための窪んだ凹状部分が形成され、そこに基板ホルダ２２が搭載され、リブ２２ａ、２２ｂのネジ穴に図示しないネジを用いて固定される。ファンケース３５は貫通穴３５ａから後方に向かうに従って外径が徐々に大きくなる漏斗状の形状であって、強度向上のために裏側面には複数の補強用のリブ３５ｈが形成される。また基板ホルダ２２の周囲にも複数の補強用の複数のリブ３５ｉが形成される。基板ホルダ２２が取り付けられる部分にはリブ３５ｉは形成されないので、基板ホルダ２２をネジ止めにより固定することにより、ファンケース３５の後壁面と基板ホルダ２２によってメイン基板３０やホールＩＣ基板３２等の回路基板を収容するための基板収容室が画定される。ファンケース３５には、ネジを貫通させるための３つの貫通穴３６ａ〜３６ｂが形成される。

ファンケース３５の貫通穴３６ｃの左方には、プライマリポンプ４２を固定するためのポンプ固定部３５ｄが一体に形成される。このようにプライマリポンプ４２を気化器４０に固定するのではなくファンケース３５によって固定するように構成したので、作業者が操作をし易い位置にプライマリポンプ４２を配置することができるようになった。基板ホルダ２２は、ＬＥＤ３１の頭部を突出させた上面側とファンケース３５を合わせるように配置して固定される。このような構成としたことにより、ファンケース３５、或いは基板ホルダ２２が損傷した場合においても、ネジを外すことでファンケース３５から基板ホルダ２２を簡単に分離・交換できるため、メンテナンス性が大幅に向上した。

図１４は図２のファンケース３５の外側（マグネトロータとは反対側）から見た図である。ここでは電池ホルダ５３を取り外した状態を示している。サーミスタ３４は、ファンケース３５とクランクケース１４を連結するボルト３７ｂにて固定される構成とし、かつ、サーミスタ３４を設置した後に、電池ホルダ５３をネジ５８でファンケース３５に固定することでサーミスタ３４の周辺を合成樹脂の壁（モールド材）で囲う構成とした。これにより、静電気などの影響によるサーミスタ３４の破損を防止することができると共に、リードワイヤ３４ａを外部に出さないようにできるので断線を防止できる。また、サーミスタ３４はボルト３７ｂによりファンケース３５と共にクランクケース１４に連結されているため、エンジン１０の冷間時には外気温度を検知でき、エンジン１０の始動後にはエンジン１０の精度の良い温度勾配を検知することができる。

図１５（１）は本発明の実施例に係るエンジン作業機の縦断面図であり、図１５（２）はファンケースと電池室と基板収容室の位置関係を説明するための図である。図１５（１）に示すようにファンケース３５は、マグネトロータ３９の前方側を覆うように取り付けられ、マグネトロータ３９によって生成される冷却風の風路を形成する。ファンケース３５の内部には、マグネトロータ３９に取り付けられる遠心クラッチ機構が設けられる。遠心クラッチ機構は、遠心ドラム５０とクラッチシュー５１を含んで構成される。本実施例では図１５（２）に示すように、ファンケース３５の形状を工夫して、ファンケース３５に電池室と基板収容室を接続する又は設けるように構成した。電池室は、ファンケース３５と一体に形成した電池収容部３５ｂと電池ホルダ５３と電池カバー５４によって構成されるものであり、この内部に乾電池５５を収容するための空間（電池収容空間）が画定される。本実施例では電池収容部３５ｂと電池ホルダ５３と電池カバー５４は、プラスチック等の合成樹脂の成形品にて製造される。この電池室の内部に乾電池５５が配置されるが、乾電池５５は電池室の後壁と所定の距離ｄ_ｓだけ隔てるように配置される。このように乾電池５５の後端側を所定の間隔を隔てて配置するようにしたので、エンジン１０側の熱が乾電池５５に伝わりにくくすることができる。電池室の前端部分はファンケース３５の前端位置よりもある程度後方に位置するように形成すると好ましく、電池室がファンケース３５の前端部分より距離ｄ_１だけ後退した位置にした。電池室の前後方向の長さｄ_Ｂは乾電池５５の軸方向長さに対して十分長くなるように設定される。

基板収容室はファンケース３５と一体成形で製造される基板収容部３５ｃと、それに後方側から装着される基板ホルダ２２によって形成され、ファンケース３５の下側に配置される。この基板収容部はマグネトロータ３９の外周縁に隣接するように配置することが重要であり、基板収容部に配置されるホールＩＣ３２ａ（図１２参照）が磁石の近接を検出できるように、ホールＩＣ基板３２がマグネトロータ３９の磁石の回転軌跡と隣接する位置に配置される。基板収容部の軸方向（前後方向）長さｄ_ｃは、マグネトロータ３９の軸方向長さｄ_Ｍの範囲内にほぼ収まるか、又は半分以上がオーバーラップするような位置関係とすると良い。基板収容部の下端は、本体ハウジング３８側のタンクガード４９の下端よりも上側に位置するように配置して、エンジン作業機１を濡れた床においてしまった際にも基板収容部が水没しにくい位置関係とすると良い。

本実施例によれば、追加の燃料供給装置を用いて始動性を大幅に向上させることができるエンジン作業機において、ファンケースに、乾電池を収容する電池ケースと、制御回路を搭載することによって、実装効率を上げて小型化を維持することができた。また、搭載される回路基板の破損を効果的に防止できて信頼性の高くて寿命の長いエンジン作業機を実現できた。さらに、冷間時の外気温と運転時のシリンダの熱を効果的に検出できるサーミスタを配置し、温度制御を用いることにより燃料供給装置による始動用燃料の追加供給の供給量を可変させると共に、ホールＩＣによる回転数制御により燃料の供給タイミングを一定にしたので、状況に合わせた最適な始動制御を行うエンジン作業機を実現できた。

以上、本発明を複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例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、上述の実施例では刈払機に用いられるエンジン作業機に適用される例で説明したが、作業機の種類は刈払機だけに限られずに、チェンソー、カッター等のその他のエンジン作業機においても同様に適用できる。また、上述の実施例では２サイクルエンジンを用いて説明したが４サイクルエンジンにも同様に適用できる。さらに、上述の実施例ではリコイルスタータ式のエンジンの例をもとに説明したが、セルモータ付きのエンジンとして、電池からセルモータと燃料供給装置の双方に電力を供給する構成としても良い。さらに、上述の実施例では燃料供給装置２５０と気化器４０を併用する形状としたが、気化器４０を用いずに燃料供給装置２５０だけでエンジン１０を駆動する形式、あるいは、その他の燃料供給装置を用いたエンジン作業機のバッテリと制御回路基板の搭載方法に応用しても良い。

１エンジン作業機３グリップ部
４ハンドル５メインパイプ
６回転刃６ａ飛散防御カバー
７スロットルレバー８上部カバー
９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固定用アダプタ
１５ａ吸気通路１５ｂネジ穴
１５ｃパルス穴１５ｄ取付穴
１６マフラー１７ボルト
１８スロットルワイヤー１９インシュレータ
２０、２１ネジ２２基板ホルダ
２２ａ、２２ｂリブ２３エンジンストップ用リードワイヤ
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、２７ｃ貫通穴
２８燃料キャップ２９スイッチ
２９ａ、２９ｂ制御回路オンオフ用リードワイヤ
３０メイン基板３１ＬＥＤ
３２ホールＩＣ基板３２ａホールＩＣ
３３ウレタン材３４サーミスタ
３４ａリードワイヤ３５ファンケース
３５ａ貫通穴３５ｂ電池収容部
３５ｃ基板収容部３５ｄポンプ固定部
３５ｅ貫通穴３５ｆネジボス
３５ｇ仕切り板３５ｈ、３５ｉリブ
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ貫通穴３７ａ、３７ｂ、３７ｃボルト
３８本体ハウジング３９マグネトロータ
４０気化器４１パイプ
４２プライマリポンプ４２ａ係止爪
４３、４４燃料パイプ４５、４７ゴムブッシュ
４６リターンパイプ４８フィルタ
４９タンクガード５０遠心ドラム
５１クラッチシュー５３電池ホルダ
５３ａ開口部５３ｂネジボス
５３ｃ穴部５４電池カバー
５５乾電池５６、５７、５８ネジ
１０１刈払機１０８上部カバー
２５０燃料供給装置２５１ソレノイドバルブ
２５３ａ、２５３ｂリードワイヤ２５４プランジャ
２５４ａ先端部２５６ソレノイドバルブ固定部
２５６ａ空間２５６ｂ円筒空間
２５６ｃ突出部２５８プランジャ突当部
２５９リング２６０ボルト
２６１ａ燃料流入通路２６１ｂ燃料排出通路

Claims

ピストンが往復運動可能なシリンダと、前記シリンダを保持するとともにクランク室を形成するクランクケースと、クランク軸に設けられ前記シリンダを冷却する冷却風を生成するマグネトロータと、前記マグネトロータを覆うファンケースと、を有するエンジンによって作業機器を稼働させるエンジン作業機において、
エアクリーナから前記シリンダに至る燃料供給通路に燃料を供給する燃料供給装置と、前記燃料供給装置による燃料供給を制御する制御回路を設け、
前記制御回路を前記ファンケースによって保持することを特徴とするエンジン作業機。
前記制御回路を搭載する回路基板は、前記ファンケースの前記マグネトロータに対向する側に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のエンジン作業機。
前記ファンケースに、前記燃料供給装置を駆動するための電池を収容する電池室を形成したことを特徴とする請求項２に記載のエンジン作業機。
前記ファンケースは樹脂材からなる成形品であって、前記マグネトロータ側に前記回路基板を収容する基板収容室が設けられ、前記回路基板の前記マグネトロータの磁石の回転軌跡と隣接する位置に、前記磁石の近接を検出する磁気検出素子を設けたことを特徴とする請求項３に記載のエンジン作業機。
前記基板収容室を画定する基板ホルダを設け、前記基板ホルダと前記ファンケースによって前記回路基板を囲うようにしたことを特徴とする請求項４に記載のエンジン作業機。
前記基板収容室の前記回路基板を覆うように樹脂材を充填することを特徴とする請求項５に記載のエンジン作業機。
前記電池室は、乾電池を収容する電池ホルダを収容するための開口部を有する空間であって、前記開口部は開閉可能なカバーにて覆われることを特徴とする請求項３から６のいずれか一項に記載のエンジン作業機。
前記ファンケースは前記クランクケース又は前記シリンダにネジ又はボルトにて固定され、
前記ネジ又はボルトを用いてサーミスタを前記電池室内に固定することを特徴とする請求項７に記載のエンジン作業機。
前記エンジンを停止するためのキルスイッチを設け、前記キルスイッチを２極スイッチとして、前記キルスイッチの操作と前記制御回路の電源スイッチとを連動させたことを特徴とする請求項１に記載のエンジン作業機。
気化器と前記シリンダを接続するインシュレータに前記燃料供給装置を設け、
燃料タンクから前記気化器への燃料を吸い上げるためのプライマリポンプを、前記ファンケースに設置したことを特徴とする請求項１に記載のエンジン作業機。