JP2015037392A - エンジン作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】地面に設置する際の信頼性が高く、かつ作業の際の作業者の負担を小さくしたエンジン作業機を得る。【解決手段】エンジン４０の前方側には、樹脂材料で構成されたスタンド７０が装着される。スタンド７０は、エンジン４０の前方側でエンジン４０に固定され、鉛直方向下側に延伸し、更に下側から後方側に向かって徐々に湾曲して延伸し、その先端（後端部）は燃料タンク６０の後端部よりも前方に位置し、前後方向において燃料タンク６０の最下部が存在する付近に位置する。このため、このスタンド７０は、燃料タンク６０の下側の前半分のみを覆い、後半分は覆わない。【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンを動力源として動作するエンジン作業機、例えば刈払機の構成に関する。

生垣等の切断作業を行う刈払機としては、エンジンを動力源として、先端に設けられた刈刃が回転する構成のものが用いられる。この際、作業者は、刈刃を所望の箇所に移動させてこの切断作業を行う。一般に、刈払機全体の構成は、エンジンが重い場合であっても、こうした作業が用途となるように工夫されている。具体的には、切断に用いられる刈刃が細長いシャフトの先端に設けられ、シャフトの後端にエンジンや燃料タンクが設けられる。

こうした刈払機の形状の一例を図７に示す。図７（ａ）は、この刈払機３１０の形態を示す側面図であり、図７（ｂ）は、その後端部側を拡大した図である。図７（ａ）は、この刈払機３１０が地上に設置された際の形態を示しておあり、以下においては、上下方向とはこの場合における上下方向を意味し、この図における左側を前方、右側を後方とする。

この刈払機３１０においては、前後方向に細長いシャフト２０の先端に、回転する刈刃１１が設けられる。シャフト２０の後端側には、刈刃１１を駆動するための駆動部３０が設けられる。駆動部３０における動力源としては、２サイクル空冷式のエンジン４０が用いられる。シャフト２０の内部には、シャフト２０と同軸とされ、エンジン４０のクランク軸（図示せず）と遠心クラッチによって接続された駆動軸（図示せず）が設けられる。クランク軸の回転速度が高まり遠心クラッチが接続された際には、この駆動軸はエンジン４０によって回転運動をする。この回転運動が、シャフト２０の先端に設置されたギヤケース１２に伝達され、適切な減速比で刈刃１１を回転させる。シャフト２０における前後方向の中央付近には、作業者が把持するためのハンドル１３が左右にそれぞれ設けられている。刈刃１１の下側には、刈り取られた草木が作業者側に飛散することを抑制するための飛散防御カバー１４が設けられる。

駆動部３０において、エンジン４０の左右（紙面手前側と向こう側）には、それぞれ吸気口、排気口が設けられ、吸気口側には気化器及びエアクリーナ５０が、排気口側にはマフラーがそれぞれ接続されている。エンジン４０の後端側には、クランク軸を強制的に回転させることによってエンジン４０を始動させるスタータ（リコイルスタータ）４１が設けられている。

気化器には、エアクリーナ５０を介して空気が導入されると同時に、燃料（混合ガソリン）も供給され、これらによって生成された混合気がエンジン４０に供給される。燃料は、エンジン４０の下部に固定された燃料タンク６０内に溜められ、燃料タンク６０からチューブを介して気化器に導かれる。作業者は、燃料タンク６０に設けられたタンクキャップ６１を取り外し、燃料タンク６０内に燃料を供給することができる。燃料タンク６０は、半透明の樹脂材料で構成されるため、作業者は、燃料タンク６０内部の燃料の残量あるいは油面を目視で確認することができる。

この刈払機３１０を使用するに際しては、作業前に燃料タンク６０に給油が行われる。この給油の際に、エンジン４０に設置された点火プラグやこれに接続される配線、エンジン本体等に燃料が付着することを抑制するために、一般には燃料タンク６０及びタンクキャップ６１は、エンジン４０よりも下側に設けられる。このため、刈払機３１０の後端側の下部には、燃料タンク６０が位置する。

一方、前記の通り、燃料タンク６０は、半透明かつ耐油性の軽量なプラスチック材料で構成される。こうした材料で構成された燃料タンク６０の機械的強度は高くない。

このため、特許文献１に記載の刈払機においては、図７（ｂ）に示されるように、この刈払機３１０を地面に設置する際にこれを支持すると共に、燃料タンク６０の下側を覆い、樹脂材料で構成された保護カバー（スタンド）３５０が装着される。図７（ａ）に示されるように、この刈払機３１０を地上に設置する際には、飛散防御カバー１４と保護カバー３５０が接地する。保護カバー３５０は、燃料タンク６０の下面側を前後方向にわたり覆い、かつ後方のスタータ４１も覆うように設けられており、複数のボルトによってエンジン４０や燃料タンク６０に固定される。これによって、この刈払機３１０を地面に設置した際において、保護カバー３５０が接地することによってこの刈払機３１０が支持され、かつ燃料タンク６０が地面に接触することが抑制され、スタータ４１も保護される。特に、保護カバー３５０が燃料タンク６０を覆う範囲を広くし、その肉厚を厚くすることによって、燃料タンク６０の保護効果を高くすると共に、刈払機３１０の支持も確実に行うことができる。

図７（ｃ）は、後方側で刈払機３１０を支持するために、保護カバー（スタンド）３５０の代わりに、より単純な形状をもつスタンド３６０を用いた場合の構成を示す図である。このスタンド３６０は、エンジン４０の前方において下側に向かって延伸し、その先端部が燃料タンク６０よりも下側となる単純な形状を具備する。前記の保護カバー３５０とは異なり、燃料タンク６０の下側を覆わないためにその保護効果は小さくなるものの、刈払機の機械的支持を行うことができる。スタンド３６０は単純な構成であるために、前記の保護カバー（スタンド）３５０よりも軽量とすることができる。

特開２００９−１９７７７０号公報

前記の保護カバー３５０のように、燃料タンク６０の下部を覆う範囲を広くした場合には、保護カバー３５０全体が大型化し、重量が増加した。更に、こうした大型の保護カバー３５０をエンジン４０や燃料タンク６０に固定するためには多くのボルトが必要となり、例えば前方で２本、後方で２本の計４本のボルトが必要となった。このため、刈払機３１０の後端側の重量は大きく増加した。作業者は刈刃１１とエンジン４０の間のシャフト２０を操作することによって刈刃１１を所望の箇所に移動させるため、保護カバー３５０のように後端側が重くなる構造の刈払機３１０を操作するに際しては、作業者の負担が大きくなった。

一方、燃料タンク６０等を覆う範囲を狭くし、刈払機を設置した際に駆動部３０を単に機械的に支持するだけの役割を担う小さなスタンド３６０を用いることによって、こうした問題点を解消することができる。しかしながら、こうした場合には、スタンド３６０の機械的強度あるいは駆動部３０に対するその固定強度を高めることが困難であるために、刈払機を地面に設置する際の信頼性が低くなり、燃料タンクの保護効果も小さくなった。

すなわち、地面に設置する際の信頼性が高く、かつ作業の際の作業者の負担が小さくなる刈払機を得ることは困難であった。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、上記の問題点を解決する発明を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明のエンジン作業機は、エンジンと、前記エンジンを後端側に搭載し前記エンジンによる回転運動を先端側に伝達するシャフトと、前記エンジンに供給される燃料が溜められ前記エンジンの下側に装着された燃料タンクと、前記エンジン又は前記燃料タンクに固定され前記燃料タンクよりも下側に突出したスタンドと、を具備するエンジン作業機であって、前記スタンドは、前記エンジンの前方において前記エンジン又は前記燃料タンクに固定されるスタンド締結部と、前記スタンド締結部から下側に向かって延伸すると共に下側から後方側に向かって徐々に湾曲する湾曲部と、を具備し、前記湾曲部の後端部は、前後方向における前記燃料タンクの後端部よりも前方に位置し、かつ、上下方向において、前記後端部と前記燃料タンクとの間には空隙が設けられたことを特徴とする。
本発明のエンジン作業機において、前記スタンドは、前記スタンド締結部においてのみ前記エンジン又は前記燃料タンクに固定されたことを特徴とする。
本発明のエンジン作業機において、前記スタンド締結部は、下側から前記エンジン又は前記燃料タンクに固定されたことを特徴とする。
本発明のエンジン作業機において、前記スタンド締結部は、前側から前記エンジン又は前記燃料タンクに固定されたことを特徴とする。
本発明のエンジン作業機において、前記湾曲部は、前記後端部から前方に向かって部分的に形成された切り込み部を具備することを特徴とする。
本発明のエンジン作業機において、前記燃料タンクは、前記燃料タンク内の燃料が外部から目視できる材料で構成されたことを特徴とする。
本発明のエンジン作業機は、前記回転運動によって駆動される刈刃を前記シャフトの先端側に具備する刈払機であることを特徴とする。

本発明は以上のように構成されているので、地面に設置する際の信頼性が高く、かつ作業の際の作業者の負担を小さくしたエンジン作業機を得ることができる。

本発明の実施の形態となる刈払機の形態を示す側面図（ａ）、その駆動部周辺の拡大図（ｂ）である。 本発明の実施の形態となる刈払機において用いられるスタンドの側面図（ａ）、斜視図（ｂ）である。 本発明の実施の形態となる刈払機において用いられるスタンドにおける衝撃荷重Ｆｉ及びスタンド変形量δの、湾曲部の水平方向の長さＸに対する依存性を示す図である。 本発明の実施の形態となる刈払機において用いられるスタンドの第１の変形例の側面図（ａ）、斜視図（ｂ）である。 本発明の実施の形態となる刈払機において用いられるスタンドの第２の変形例の側面図（ａ）、斜視図（ｂ）である。 本発明の実施の形態となる刈払機において用いられるスタンドの第３の変形例の側面図（ａ）、斜視図（ｂ）である。 従来の刈払機の構成を示す図である。

本発明の実施の形態となるエンジン作業機である刈払機の構成について説明する。この刈払機において用いられるスタンドは、燃料タンクの前方のみを覆うために、小型で軽量となる。一方で、刈払機を地面に設置した際の支持強度も充分となる。

図１（ａ）は、この刈払機１０の形態を示す側面図であり、図１（ｂ）は、その後端付近を拡大した図である。この刈払機１０における、刈刃１１、ギヤケース１２、ハンドル１３、飛散防御カバー１４、シャフト２０、駆動部３０、エンジン４０、スタータ４１、エアクリーナ５０、燃料タンク６０、タンクキャップ６１については、図７の構成と同様である。

エンジン４０の前方側には、樹脂材料で構成されたスタンド７０が装着される。スタンド７０は、エンジン４０の前方側でエンジン４０に固定され、鉛直方向下側に延伸し、更に下側から後方側に向かって徐々に湾曲して延伸し、その先端（後端部）は燃料タンク６０の後端部よりも前方に位置し、前後方向において燃料タンク６０の最下部が存在する付近に位置する。このため、このスタンド７０は、燃料タンク６０の下側の前半分のみを覆い、後半分は覆わない。スタンド７０の後端部と燃料タンク６０の間の上下方向における間隔は図１（ｂ）におけるＧで示される。Ｇは、荷重によってスタンド７０が荷重により湾曲した場合においても、スタンド７０が燃料タンク６０と接することがないように設定される。

図２は、このスタンド７０のみの形態を示す側面図（ａ）、斜視図（ｂ）である。このスタンド７０は、エンジン４０の前方において下側に向かって垂下した鉛直部７１と、鉛直部７１から連続的に徐々に後方に向きを変える湾曲部７２で構成される。鉛直部７１の上端部の左右２箇所にはスタンド締結部７３が設けられ、スタンド締結部７３がエンジン４０あるいは燃料タンク６０に接した形態で、このスタンド７０は固定される。このため、スタンド締結部７３には、スタンド締結部７３を上下方向に貫通する取り付け穴７４が設けられ、スタンド７０を固定するためのボルトがこの取り付け穴７４を下側から貫通し、エンジン４０あるいは燃料タンク６０に下側からネジ止めされる。燃料タンク６０にも取り付け穴を設け、取り付け穴７４と燃料タンク６０の取り付け穴をボルトが貫通した状態でエンジン４０にネジ止めされる構成として、スタンド７０と燃料タンク６０とを同時にエンジン４０に固定してもよい。このように、このスタンド７０は、エンジン４０の前方のみにおいて固定される。湾曲部７２の下面は、刈払機１０を設置した際に地面と接するスタンド設置面７５となる。

この構造のスタンド７０においては、刈払機１０を地面に設置する際に、湾曲部７２（スタンド設置面７５）が接地する。ただし、スタンド７０の総体積を図７（ａ）（ｂ）における保護カバー（スタンド）３５０と比べて小さく、半分以下とすることができる。このため、このスタンド７０を軽量とすることができる。

次に、荷重によるこのスタンド７０の変形と、この刈払機１０を落下させた際にスタンド７０に作用する衝撃荷重について説明する。これらは、図２（ａ）に示される湾曲部７２の水平方向の長さＸに依存し、スタンド７０が片持ち梁であると単純化してこれらの算出を行うことができる。この場合、図２（ｂ）に示されるように、湾曲部７２の幅をｂ、厚さをｔとすると、その断面２次モーメントＩは（１）式で表される。

このＩを用いると、湾曲部７２の先端の上下方向の移動量（スタンド変形量）δは、スタンド７０に作用する荷重をＷ、スタンド７０の縦弾性係数をＥとすると、（２）式で表される。

すなわち、スタンド変形量δは、湾曲部７２の水平方向の長さＸの３乗に比例する。

一方、刈払機１０を高さｈから落下させた際にスタンド７０に作用する衝撃荷重Ｆｉは、重力加速度をｇ、スタンド７０のバネ定数をＫとすると、（３）式で与えられる。

ここで、Ｋは（４）式で与えられる。

これより、衝撃荷重Ｆｉは、Ｘの−３／２乗に比例する。このため、スタンド変形量δ、衝撃荷重ＦｉのＸ依存性は、図３に示される通りとなる。ここで望まれる特性は、δ、Ｆｉが共に小さいことであるが、Ｘをある程度以上とすればＦｉを充分小さくすることができる。一方、δのＸ依存性は大きく、Ｘの増大に伴ってδは増大するものの、δを零に近くする必要はなく、前記の通り、δ＜Ｇとなるように設定すればよい。このため、スタンド７０の材料やｂ、ｔを設定することによって、前後方向において燃料タンク６０の最下部が存在する付近にスタンド７０の先端が位置するように調整することができる。

また、図２に示されるように、このスタンド７０は、前方の２箇所の取り付け穴７４においてのみボルトでエンジン４０あるいは燃料タンク６０に下側からネジ止め固定され、その後方側では固定されないため、スタンド７０をエンジン４０に固定するために用いられるボルトは２本である。このため、ボルトによる重量の増加も発生しない。これに対して、図７（ｂ）に示された従来の保護カバー（スタンド）３５０においては、前方だけでなく後方もボルトを用いて固定される。このため、図７（ａ）（ｂ）の構成においてはシャフト２０の後端側が特に重くなり、こうした刈払機３１０を使用するに際しては、作業者の負担が大きくなった。一方、このスタンド７０を用いた場合には、特に後端側を軽くすることができるため、シャフト２０を操作する際の作業者の負担を小さくすることができる。

また、内部の油面が外部から目視できるように燃料タンク６０は半透明の材料で構成されている。これに対し、この広い範囲を覆う従来の保護カバー（スタンド）３５０は、この油面の確認の際の障害となった。これに対し、上記のスタンド７０を用いた場合には、燃料タンク６０の後半部は覆われないために、作業者が燃料タンク６０内の燃料を目視で確認することも容易である。

また、例えば、図７（ｃ）に示された単純な構造のスタンド３６０を用いた場合には、全体をより軽量とすることが可能である。しかしながら、この場合には、特に落下時において地面と接するのはスタンド３６０の最先端部分（最下端部分）のみとなり、衝撃を吸収する体積が小さく、耐衝撃性が低くなる。また、スタンド３６０による燃料タンクの保護効果が小さくなることも明らかである。これに対して、上記のスタンド７０においては、湾曲部７２の後端付近の下面全体がスタンド接地面７５となるため、接地面積がこれよりも大きくなり、耐衝撃性が高くなる。また、燃料タンク６０の保護効果が高くなることも明らかである。

図４（ａ）（ｂ）は、上記のスタンド７０の第１の変形例であるスタンド１７０の構成を図２と同様に示す。このスタンド１７０にも、前記のスタンド７０と同様に、鉛直部１７１、湾曲部１７２、スタンド締結部１７３、取り付け穴１７４、スタンド設置面１７５が設けられる。ただし、図４（ｂ）に示されるように、湾曲部１７２における中央部の後方側には、後端部から前方に向かって部分的に除去された切り込み部１７６が設けられている。この切り込み部１７６を形成することによって、スタンド１７０の機械的強度を大きく低下させずに全体の体積を小さくし、このスタンド１７０をより軽量とすることができる。

図５（ａ）（ｂ）は、上記のスタンド７０の第２の変形例であるスタンド１８０の構成を図２と同様に示す。このスタンド１８０にも、前記のスタンド７０と同様に、鉛直部１８１、湾曲部１８２、スタンド設置面１８５が設けられる。ただし、スタンド締結部１８３は鉛直部１８１の上端部分とされ、前記の取り付け穴７４、１７４とは異なりスタンド締結部１８３を前後方向に貫通する取り付け穴１８４が形成される。このため、スタンド１８０は、取り付け穴１８４を前後方向に貫通するボルトによって前側からエンジン４０等に固定される。この場合においても、スタンド１８０は、前方側でのみ２本のボルトを用いて固定される。

この構成のスタンド１８０は、図５に示されるように、１枚の板を湾曲させた単純な形態とすることができるため、全体を軽量化することが容易である。

また、図６（ａ）（ｂ）は、前記のスタンド７０の第３の変形例であるスタンド１９０の構成を図３と同様に示す。この構成においては、前記のスタンド１８０と同様に、鉛直部１９１、湾曲部１９２、スタンド締結部１９３、取り付け穴１９４、スタンド接地面１９５が設けられる。ただし、全体を軽量化することができるために、湾曲部１９２に切り込み部１９６が形成されている。これにより、スタンド１９０の重量を特に軽くすることができる。

その他、上記と同様のスタンド締結部、湾曲部を具備するスタンドであれば、同様にシャフト、エンジン、燃料タンクが用いられる刈払機に使用することができ、同様の効果を奏することは明らかである。

また、上記の例においては、エンジン作業機が刈払機であるものとしたが、同様にシャフト、エンジン、燃料タンクが用いられるエンジン作業機であれば、同様の効果を奏することは明らかである。

１０、３１０ 刈払機
１１ 刈刃
１２ ギヤケース
１３ ハンドル
１４ 飛散防御カバー
２０ シャフト
３０ 駆動部
４０ エンジン
４１ スタータ（リコイルスタータ）
５０ エアクリーナ
６０ 燃料タンク
６１ タンクキャップ
７０、１７０、１８０、１９０、３６０ スタンド
７１、１７１、１８１、１９１ 鉛直部
７２、１７２、１８２、１９２ 湾曲部
７３、１７３、１８３、１９３ スタンド締結部
７４、１７４、１８４、１９４ 取り付け穴
７５、１７５、１８５、１９５ スタンド設置面
１７６、１９６ 切り込み部
３５０ 保護カバー（スタンド）

Claims (7)

1. エンジンと、前記エンジンを後端側に搭載し前記エンジンによる回転運動を先端側に伝達するシャフトと、前記エンジンに供給される燃料が溜められ前記エンジンの下側に装着された燃料タンクと、前記エンジン又は前記燃料タンクに固定され前記燃料タンクよりも下側に突出したスタンドと、を具備するエンジン作業機であって、
   前記スタンドは、
   前記エンジンの前方において前記エンジン又は前記燃料タンクに固定されるスタンド締結部と、前記スタンド締結部から下側に向かって延伸すると共に下側から後方側に向かって徐々に湾曲する湾曲部と、を具備し、
   前記湾曲部の後端部は、前後方向における前記燃料タンクの後端部よりも前方に位置し、かつ、上下方向において、前記後端部と前記燃料タンクとの間には空隙が設けられたことを特徴とするエンジン作業機。
2. 前記スタンドは、前記スタンド締結部においてのみ前記エンジン又は前記燃料タンクに固定されたことを特徴とする請求項１に記載のエンジン作業機。
3. 前記スタンド締結部は、下側から前記エンジン又は前記燃料タンクに固定されたことを特徴とする請求項２に記載のエンジン作業機。
4. 前記スタンド締結部は、前側から前記エンジン又は前記燃料タンクに固定されたことを特徴とする請求項２に記載のエンジン作業機。
5. 前記湾曲部は、前記後端部から前方に向かって部分的に形成された切り込み部を具備することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のエンジン作業機。
6. 前記燃料タンクは、前記燃料タンク内の燃料が外部から目視できる材料で構成されたことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のエンジン作業機。
7. 前記回転運動によって駆動される刈刃を前記シャフトの先端側に具備する刈払機であることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のエンジン作業機。

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