JP2015081586A - エンジン作業機の吸気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】チェンソー等のエンジン作業機におけるエンジン吸入空気中のダスト分離機能を向上する。
【解決手段】エンジンに連結された冷却用ファン５の回転で生じる冷却空気流をエンジンの被冷却部に導く冷却空気通路８が形成されたファンカバー６の冷却空気通路８壁に、冷却空気流の進行方向と略直交する方向に冷却空気の一部を取り入れる吸気取入口１０を開口し、吸気取入口１０からエンジン吸気系のエアクリーナ吸入口に導く吸気導入通路を配設した。
【選択図】 図９

Description

本発明は、チェンソーなど作業時に切削屑等のダストを発生する作業機であって、エンジンを動力源とするエンジン作業機に関する。

チェンソー等においては、作業時に本体の周辺に木材の切削屑（ダスト）が大量に発生し、エンジン吸気系のエアクリーナのフィルタがダストによる目詰まりを生じやすく、清掃作業やフィルタの交換作業を頻繁に行う必要がある。

このため、特許文献１では、エンジンの冷却ファン５により送風される冷却用空気の中からダストの少ないファンケース内周側の空気の一部をエアクリーナの吸入口に導いて、フィルタの目詰まり抑制を図っている。

特許第４５３３２９６号

特許文献１に記載のものでは、冷却空気の一部を取り入れる取入口を覆って遮蔽部材が突出して配設されている。このため、空気流が遮蔽部材に当たり、また、空気流と逆向きに空気を取り入れるので空気流に乱れを生じやすく、該乱れによって切削屑が拡散して取入口から進入し、ダスト分離機能が損なわれていた。
また、冷却空気の流動抵抗が増大して冷却性能が損なわれることもあった。

本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、冷却用空気流の乱れを抑制しつつ冷却空気の一部をエンジン吸入空気として取り入れることにより、冷却性能を損なうことなくダスト分離機能を向上させることを目的とする。

このため本発明は、本体ケース内に、駆動用のエンジン及び該エンジンに駆動されて回転する冷却用ファンを備え、前記本体ケースに連結されファンカバーに前記冷却ファン５の回転で生じる冷却空気流を前記エンジン外壁に導く冷却空気通路が形成されたエンジン作業機であって、
前記冷却空気通路壁に吸気取入口を開口し、該吸気取入口から前記冷却空気流の進行方向と略直交する方向に冷却空気の一部を取り入れてエンジン吸気系のエアクリーナ吸入口に導く吸気導入通路を配設したことを特徴とする。

冷却空気通路壁に開口された吸気取入口から前記冷却空気流の進行方向と略直交する方向に冷却空気の一部を取り入れるため、冷却空気流に生じる乱れが抑制される。
したがって、冷却空気に含まれるダストの流れも乱れにくく吸気取入口への侵入が抑制されるため、エンジン吸入空気からのダスト分離機能が向上し、エアクリーナのフィルタの目詰まりが抑制され、清掃作業やフィルタの交換作業の頻度を低減できる。
また、冷却空気流の乱れの抑制により流動抵抗の増大が抑制され、冷却性能を良好に維持できる。

第１実施形態の本発明に関わる部分を断面で示したチェンソーの概要構成を示す正面図 同上チェンソーの、冷却ファンを示す斜視図 同じくファンカバーの内側を示す斜視図 同じくファンカバーの外側を示す斜視図 同じくファンカバーに連結されるダクトカバーを示す斜視図 同じくファンカバーに連結されるダクトカバーを示す正面図 同じく第２エアダクトを示す斜視図 同じく第２エアダクトを示す正面図 同じく要部断面を詳細に示す正面図 同じく図９のＢ−Ｂ矢視断面図 同じく図９のＢ−Ｂ矢視断面図 第２実施形態の要部横断面図 同じくファンカバーの内側を示す斜視図 同じくファンカバーの外側を示す斜視図

以下に図面を参照して、本発明をチェンソーに適用した実施の形態について説明する。
図１は、本発明に関わる部分を断面で示したチェンソーの概要構成を示す。
チェンソー１は、本体ケース２内部に収納されたエンジン３によってスプロケットを駆動することにより、該スプロケットとガイドバーの周縁部に巻回されたソーチェーンを走行させて、木材等の切削作業を行うようになっている。

エンジン３は、本体ケース２の上壁に連結されたハンドル（トップハンドル）４に配設されたレバーを操作することにより駆動を制御される。
エンジン３の駆動軸は、ソーチェーンが配設される前後方向と直交する左右方向に延び、一方の端部（左端部）には、エンジン３を冷却する冷却ファン５が連結され、冷却ファン５はエンジン３によって回転駆動される。冷却ファン５は、図２に示すように、周方向一定間隔で渦巻状に傾斜するように複数個のフィン５ａを有する。

冷却ファン５外側には、中央部が円形状に開口され、冷却ファン５の周縁部を覆うファンカバー６が配設される。図３及び図４は、ファンカバー６の内側と外側とを示す。ファンカバー６の外側には、図９に示すように、冷却空気取入口７ａが多数開口されたスタータケース７が配設され、ファンカバー６及びスタータケース７は、本体ケース２の側壁（左側側壁）に連結される。

ファンカバー６の内側（裏側、本体３側）の周縁部には、冷却ファン５の回転で生じる冷却空気流を本体ケース２内のエンジン外壁（被冷却部）に導く環状の冷却空気通路８が形成される。
冷却空気通路８は、上端部の通路幅が狭く反時計回り方向に徐々に通路幅が増大し、後端部は、冷却空気の出口として本体ケース２の内部に向かって傾斜するように形成されている。

そして、チェンソー１の作業時にエンジン３が駆動されて冷却ファン５が図１で反時計回りに回転すると、フィン５ａの回転による遠心作用で、冷却ファン５の中央部に負圧を生じる。これにより、図１及び図１０に実線矢印で示すように、外気が冷却空気取入口７ａを介してスタータケース７内に導入され、ファンカバー６の中央開口から冷却ファン５の中心部に導かれた後、渦巻状をなす複数個のフィン５ａの回転により、冷却空気通路８内を上部の幅狭な通路から反時計回りの旋回流を形成しつつ流動し、後端部の出口部から本体ケース２内部に向かって流出する。

これにより、冷却空気は、本体ケース２内に収納されたエンジン３のシリンダ外等の被冷却部に吹き付けられて該被冷却部を冷却し、さらに本体ケース２の内部を通って他の被冷却部（マフラ等）を冷却した後、図示しない出口から外部に放出される。

かかる冷却空気の中からダストの少ない空気を取り入れ、吸気としてエンジン３に供給する吸気装置が以下のように形成されている。
図３及び図４に示すように、冷却空気通路８壁の出口部分には、冷却空気の一部を取り入れる縦長スリット状の吸気取入口１０が開口され、その上方には、方形状の吸気出口１１が開口される。
ファンカバー６の外側（表側）には、吸気取入口１０及び吸気出口１１を囲んで突出する周壁１２が立設され、該周壁１２に図５、図６に示す形状を有したダクトカバー１３が図１０に示すように嵌合して密閉され、該周壁１２及びダクトカバー１３により、第１エアダクト１４（上流側の吸気導入通路）が形成される。

ダクトカバー１３は、スタータケース７の内壁から突出する突部７ａによって押され、これにより、周壁１２からの離脱が防止される。
吸気出口１１のファンカバー６内側に突出する周縁フランジ部には、エンジン本体に形成された中間ポート３１の入口が接合される。
中間ポート３１は上方に方形状の出口が開口され、該出口には内周面に係合突起１５ａが形成されたアダプタ１５がネジ１６により締結される。

一方、下流側の吸気導入通路がゴム製の第２エアダクト１７によって形成される。第２エアダクト１７は、図７及び図８に示すように四角形断面形状で、内部通路が潰れない剛性、強度を有する一方、中間部の屈曲した部分の肉厚が他の部分より薄めに形成されて容易に変形する柔軟性も有している。
該第２エアダクト１７の下端部（上流端部）には、係合溝１７ａを有した下側フランジ部１７Ａが形成され、図９に示すように、該係合溝１７ａをアダプタ１５の係合突起１５ａに係合させて、第２エアダクト１７の下側フランジ部１７Ａを、アダプタ１５を介して中間ポート３１の出口に接続する。

第２エアダクト１７の上端部（下流端部）は、外周壁を先細まり状に突出させた上側フランジ部１７Ｂが形成され、図９に示すように、上側フランジ部１７Ｂをエアクリーナ９に形成された係合孔に差し込んで係合させることにより、エアクリーナ９の吸入口９ａに接続する。
このようにして、吸気取入口１０から第１エアダクト１４、中間ポート３１及び第２エアダクト１７を経てエアクリーナ９の吸入口９ａに至る吸気導入通路が構成される。

かかる吸気導入通路によるエンジン３の吸気作用を説明する。
チェンソー１の作業時にエンジン３が駆動されると、上述したように冷却空気流が生じる。ここで、図１及び図１０に点線矢印で示すように、冷却空気通路４の出口部から本体ケース２内部に向かって流出する冷却空気流から、一部の空気が吸気負圧により吸気取入口１０から該冷却空気流の流動方向と略直角な方向に第１エアダクト１４内に吸入される。該吸入された一部の空気は、中間ポート３１、第２エアダクト１７を経てエアクリーナ９の吸入口９ａに導入され、図１１に示すエアクリーナ９のフィルタ９ｂによって除塵された後、図１に示すように、気化器１８で燃料と混合され、混合気となって吸気通路１９を介してエンジン３のシリンダ（燃焼室）内に吸入される。

ここで、チェンソー１の作業時は、チェンソー１の周辺にソーチェーンによって切削させた切削屑（ダスト）が多量に発生する。このため、スタータケース１７内に取り込まれた冷却空気は、ダストを多く含んでいるが、冷却空気通路８を流動する際に、空気より質量の大きいダストの多くは遠心力によって冷却空気通路８の外周壁に当たり、該外周壁に沿って流下しつつ底部に溜まり、排出口から排出して除去される。このようにして、冷却空気中の切削屑を効率良く除去することができる。

そして、冷却空気通路８の出口部を流動する冷却空気中に残ったダストも、冷却空気の流動方向に沿った流動方向の慣性が大きいため、該流動方向とは空気取り入れ方向が略直角する吸気取入口１０から第１ダクト１４内への切削屑の進入が抑制される。

また、吸気取入口１０が冷却通路面に開口され、特許文献１に開示されたような冷却空気の流動を妨げる障害物（段差を有した突起）も有しないため、冷却空気流の乱れ（ダスト流の乱れ）が抑制され、これにより、吸気取入口１０から第１ダクト１４内へのダスト進入の抑制効果をより高めることができる。

以上のように、吸気導入通路内へのダスト進入抑制効果を高められることにより、エンジン吸入空気からのダスト分離機能が向上し、エアクリーナ９のフィルタ９ｂのダストによる目詰まりが抑制され、清掃作業やフィルタの交換作業の頻度を大幅に低減でき、エンジンの耐久性も向上する。
また、上記のように、冷却空気の流動を妨げる障害物を有さず冷却空気流の乱れの抑制できることにより、流動抵抗の増大が抑制され、冷却性能を良好に維持できる。

また、本実施形態では、上記の他、以下の効果が得られる。
ダスト分離機能を有した吸気導入通路を形成するために、追加される主要部品は、ダストカバー１３及び第２エアダクト１７の２点で済み、製造及び組み立てコストを軽減できる。
また、ハンドル（トップハンドル）４はエンジン３からの振動伝達を軽減するため、エンジン本体に対して相対変位可能な構造とすることが一般的であるが、第２ダクト１７をゴム製としたため、該変位に対応できる柔軟性を有し、一方、四角形断面形状として内部通路が潰れなない剛性を容易に確保することができる。

また、以上のように部品点数を少なくし、第２エアダクト１７を変形可能なゴム製としたこと等により、メンテナンスの回数・手間も大幅に減らすことができる。
また、ハンドル４は、気化器１８、エアクリーナ９とは一体で、エンジン本体とはゴム製の第２エアダクト１７で連結されているため、エンジン本体からの振動を遮断できる。
エアクリーナ９室を密閉できるので、吸気騒音を低減できる。

図１２〜図１４は、本発明の第２の実施形態の要部を示す。
本第２実施形態では、吸気取入口１０の冷却空気上流側に隣接するファンカバー６の冷却空気通路壁部分に、エンジンの被冷却部に冷却空気流を指向させるように冷却ファン５の径方向に沿って滑らかに湾曲させたガイド面６ａが形成される。
このようなガイド面６ａを形成したことにより、冷却空気流は、エンジン３の被冷却部、例えば、特に高温なシリンダ外壁上部の冷却フィン形成部に向かって強く吹き当たるため、冷却性能を向上できる。

本実施形態においても、ガイド面６ａは滑らかに湾曲して形成されるため、冷却空気流の乱れは抑制され、さらに、冷却空気中のダストは吸気取入口１０からより離れる方向に流動するため、ダストの吸気取入口１０への進入抑制効果は良好に維持される。したがって、第１実施形態と同様、エアクリーナのフィルタの目詰まりが抑制され、清掃作業やフィルタの交換作業の頻度を低減でき、エンジン３の耐久性を向上できる。

その他の、第１実施形態で得られる効果は、第２実施形態においても同様に得られる。
また、本発明は、チェンソーの他、ヘッジトリマー、ブロワなど、作業によってダストを発生するエンジン作業機、あるいは、外気中にダストの多い環境で使用されるあらゆるエンジン作業機に適用することができる。

１…チェンソー、２…本体ケース、３…エンジン、４…ハンドル、５…冷却ファン、５ａ…フィン、６…ファンカバー、７…スタータケース、７ａ…突部、８…冷却空気通路、９…エアクリーナ、９ａ…吸入口、９ｂ…フィルタ、１０…吸気取入口、１１…吸気出口、１２…周壁、１３…ダクトカバー、１４…第１エアダクト、１７…第２エアダクト、３１…中間ポート

Claims (8)

1. 本体ケース内にエンジンを備え、前記本体ケースに連結されたファンカバーに、前記エンジンに連結された冷却用ファンの回転で生じる冷却空気流を前記エンジンの被冷却部に導く冷却空気通路が形成されたエンジン作業機であって、
   前記ファンカバーの冷却空気通路壁に前記冷却空気流の進行方向と略直交する方向に冷却空気の一部を取り入れる吸気取入口を開口し、前記吸気取入口からエンジン吸気系のエアクリーナ吸入口に導く吸気導入通路を配設したことを特徴とするエンジン作業機の吸気装置。
2. 前記吸気取入口は、前記冷却空気通路壁の出口近傍に開口さ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の吸気装置。
3. 前記吸気取入口の冷却空気上流側に隣接する冷却空気通路壁部分に、エンジンの被冷却部に冷却空気流を指向させるように前記冷却ファンの径方向に沿って滑らかに湾曲させたガイド面を形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジン作業機の吸気装置。
4. 前記吸気導入通路は、前記吸気取入口に連通する上流側部分が、前記ファンカバーと一体に形成されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のエンジン作業機の吸気装置。
5. 前記吸気導入通路の上流側部分は、前記ファンカバーの外側に前記吸気取入口と該吸気取入口の上方に形成された吸気出口を囲んで突出する周壁と、該周壁に嵌合される蓋部材とで構成されることを特徴とする請求項４に記載のエンジン作業機の吸気装置。
6. 上流端部が前記吸気導入通路の上流側部分に接続され、下流端部が前記エアクリーナ吸入口に接続される吸気導入通路の下流側部分は、弾性部材で形成されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のエンジン作業機の吸気装置。
7. 前記吸気導入通路の下流側部分は、四角形状断面を有して形成されていることを特徴とする請求項６に記載のエンジン作業機の吸気装置。
8. 前記吸気導入通路の上流側部分と、下流側部分とは、エンジン本体に形成された中間ポートを介して接続されることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のエンジン作業機の吸気装置。