JP2015190372A

JP2015190372A - スイッチ取付構造

Info

Publication number: JP2015190372A
Application number: JP2014067625A
Authority: JP
Inventors: 和明松本; Kazuaki Matsumoto
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2015-11-02

Abstract

【課題】簡単な構成により可動部へのダストの付着を抑制したスイッチ取付構造を提供する。【解決手段】エンジン１の出力軸１５０に取り付けられエンジンを冷却する冷却風Ｗを発生する冷却ファン１７０と、冷却ファンの周囲に設けられるファンカバー１７１と、ファンカバーにおける冷却ファンの回転時に内部が大気圧よりも高圧となる領域の外面部に取り付けられたスイッチ３００とを備えるスイッチ取付構造を、ファンカバーの内部からスイッチの可動部分まで気流を通過させる流路１７３、３１４を形成した構成とする。【選択図】図３

Description

本発明は、クランクシャフトに取り付けられた冷却ファンによってエンジンを強制空冷するエンジンにスイッチを取り付けるスイッチ取付構造に関し、特に簡単な構成により可動部へのダストの付着を抑制したものに関する。

各種機械の駆動用動力源として用いられる汎用エンジンの外装部分には、例えばエンジン停止スイッチ等のスイッチが設けられる。
しかし、農業機械や建設機械等のように、塵埃の多い環境で使用される機械にセットされるエンジンの場合、周囲を浮遊する埃等がスイッチの内部に入り込み、電極や軸部などの可動部分を摩耗させ、スイッチの機能不良、破損が生じることが問題となる。
特にエンジン停止スイッチが故障した場合には、エンジンが停止しないという事態を招く。

埃等に起因するスイッチの故障等を防止する従来技術として、例えば特許文献１には、エアシリンダによって変速を行う変速機のギヤシフトユニットにおいて、エアシリンダからの排出エアを、スイッチの接点部付近に噴出させることが記載されている。
特許文献２には、スイッチの可動接点を回動可能として固定接点に対して摺動させ、接点間のゴミを自動的に排出させることが記載されている。
特許文献３には、スイッチの内部にスイッチ操作に連動して伸縮する空気室を設けて、空気室に連通接続された空気管の先端を可動接点に近接させて空気を噴出させることが記載されている。

実開昭５９− ４３７４４号公報特開平９−２３１８６８号公報特開平６− ５１４５号公報

しかし、上述したように圧縮空気や接点の回動によってスイッチの接点への埃等の侵入を防止しようとした場合、構造が複雑となって部品点数、コストが増加することになるため、簡素かつ低コストであることが重視される汎用エンジンに適用することは現実的ではない。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、簡単な構成により可動部へのダストの付着を抑制したスイッチ取付構造を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、エンジンの出力軸に取り付けられ前記エンジンを冷却する冷却風を発生する冷却ファンと、前記冷却ファンの周囲に設けられるファンカバーと、前記ファンカバーにおける前記冷却ファンの回転時に内部が大気圧よりも高圧となる領域の外面部に取り付けられたスイッチとを備えるスイッチ取付構造であって、前記ファンカバーの内部から前記スイッチの可動部分まで気流を通過させる流路を形成したことを特徴とするスイッチ取付構造である。

請求項２に係る発明は、前記スイッチは、前記ファンカバーの外面部に固定される第１部材と、前記第１部材に対して相対変位可能に取り付けられる第２部材と、前記第１部材と前記第２部材との間に形成される空間部内に配置され、前記相対変位に応じて接点を開閉される電極とを有し、前記流路は、前記ファンカバー内から前記空間部の内部まで気流を通過させることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ取付構造である。
請求項３に係る発明は、前記スイッチは、一方の端部が前記ファンカバーの外面部に対向して配置され前記ファンカバーに対して相対回転する軸部を有し、前記流路は、前記ファンカバーの外面部に形成された開口を介して前記気流を前記軸部へ案内することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスイッチ取付構造である。

本発明によれば、冷却ファンが発生する気流の一部をスイッチの可動部分まで通過させる流路を形成することによって、可動部分の周囲を大気圧に対して高圧とし、ここからスイッチ外部へ漏出する気流を形成することができる。
これによって、スイッチの周囲の塵埃の侵入防止、及び、スイッチの内部に存在する塵埃の付着防止、排出を図ることができ、簡素な構成によってスイッチの可動部への塵埃等の侵入や付着を防止することができる。

本発明を適用したスイッチ取付構造の実施例を有するエンジンを、クランクシャフトの中心軸を含む鉛直面で切って見た断面図である。図１のエンジンの分解斜視図である。本発明を適用したスイッチ取付構造の実施例１であるエンジン停止スイッチ周辺部の断面図である。本発明を適用したスイッチ取付構造の実施例２であるエンジン停止スイッチ周辺部の断面図である。本発明を適用したスイッチ取付構造の実施例３であるエンジン停止スイッチ周辺部の断面図である。

本発明は、簡単な構成により可動部へのダストの付着を抑制したスイッチ取付構造を提供する課題を、ブロワハウジングの外周面部にスイッチを取り付け、ブロワファンが発生する冷却風の一部を、ブロワハウジングに形成した開口からスイッチの軸部、電極部等の可動部分に導入することによって解決した。

以下、本発明を適用したスイッチ取付構造の実施例１について説明する。
実施例１のスイッチ取付構造は、例えば、農業機械、建設機械等の駆動用動力源として用いられる発電体付き汎用エンジンのエンジン停止スイッチに設けられるものである。
図１は、実施例１のスイッチ取付構造を有するエンジン及び発電体を、クランクシャフトの中心軸を含む鉛直面で切って見た断面図である。
図２は、図１のエンジン及び発電体の分解斜視図である。

エンジン１００は、例えば単気筒４ストロークＯＨＣの汎用ガソリンエンジンであって、アキシャルギャップ型の発電体２００が設けられている。
エンジン１００は、クランクケース１１０、メインベアリングカバー１２０、シリンダ、シリンダヘッド、クランクシャフト１５０、フライホイール１６０、ブロワファン１７０、リコイルスタータ１８０等を有して構成されている。
（シリンダ、シリンダヘッドは図示しない。）

クランクケース１１０は、クランクシャフト１５０等を収容する容器状の部分である。
クランクケース１１０は、例えばアルミニウム系合金の鋳物によって、シリンダ１３０と一体に形成されている。
クランクケース１１０における発電体２００とは反対側の端部には、メインベアリングカバー１２０によって閉塞される開口が形成されている。

メインベアリングカバー１２０は、クランクケース１１０の開口を閉塞する蓋状の部材である。
シリンダは、ピストンが挿入される円筒状の部分であって、クランクケース１１０と一体に形成されている。

シリンダヘッドは、シリンダのクランクケース１１０とは反対側の端部に設けられている。
シリンダヘッドは、シリンダ及びピストンの冠面とともに燃焼室を構成する。
シリンダヘッドには、点火栓、吸気ポート、排気ポート及び各ポートを開閉するバルブとその駆動系などが設けられている。
また、図２に示すように、シリンダヘッドには、エアクリーナ１４１、キャブレタ１４２、マフラ１４３等が取り付けられている。

クランクシャフト１５０は、エンジン１００の出力軸であって、ジャーナル部１５１、クランクピン１５２、クランクウェブ１５３、発電体側出力軸部１５４、ネジ部１５５等を有し、さらに、メインベアリング１５６、オイルシール１５７等が設けられている。

ジャーナル部１５１は、クランクケース１１０及びメインベアリングカバー１２０に回転可能に支持される軸部である。
ジャーナル部１５１は、メインベアリング１５６を介して、クランクケース１１０及びメインベアリングカバー１２０にそれぞれ支持されている。
また、メインベアリング１５６に対してクランクケース１１０の外部側に隣接して、クランクケース１１０内からのオイルの漏出を防止するため、オイルシール１５７が設けられている。

クランクピン１５２は、ピストンとクランクシャフト１５０との間で力の伝達を行うコネクティングロッドが接続される部分であって、ジャーナル部１５１に対して偏心した軸状に形成されている。
クランクウェブ１５３は、ジャーナル部１５１とクランクピン１５２とを連結するクランクアーム、及び、クランクアームに対して実質的に軸対称に配置されるクランクウェイトを一体に形成したものである。

発電体側出力軸部１５４は、クランクケース１１０から突出して形成された軸部であって、後述するアキシャルギャップ型の発電体２００の継手部材であるアダプタ２４０が接続される部分である。
発電体側出力軸部１５４は、実質的に全長にわたって均一な外径を有する平行軸である。
ネジ部１５５は、発電体側出力軸部１５４の端部から突き出して形成され、ワッシャ１５５とともにナット１５５ａが締結される部分である。

また、クランクシャフト１５０におけるオイルシール１５７側の端部には、例えば農業機械、建設機械等の図示しないセット機器が接続される。

フライホイール１６０は、発電体側出力軸部１５４に発電体２００のアダプタ２４０を介して取り付けられた円盤状の部材であって、エンジンのトルク変動を抑制する回転質量体である。
フライホイール１６０の中央部には、後述する発電体２００のアダプタ２４０が取り付けられるテーパ穴１６１が形成されている。
また、フライホイール１６０のクランクケース１００側の面部における中央部には、周辺部よりもフライホイール１６０の厚さが小さくなるように形成された凹部１６２が設けられている。

ブロワファン１７０は、フライホイール１６０のクランクケース１１０側とは反対側の面部に取り付けられ、中央部側から取り込んだ空気を外径側へ吹き出す複数のベーン（羽根）を備えている。
ブロワファン１７０の周囲には、ブロワファン１７０をカバーするとともに、発生した冷却風Ｗを所定の流路へ案内するブロワハウジング（ファンカバー）１７１が設けられている。
リコイルスタータ１８０は、ブロワハウジング１７１と隣接して設けられ、ユーザがエンジンの始動操作を行うものである。

発電体２００は、エンジン１００によって駆動され発電を行うものであり、ロータ２１０とステータ２２０，２３０とが軸方向に対向して配置されたアキシャルギャップ型のものである。
発電体２００は、ロータ２１０、第１ステータ２２０、第２ステータ２３０、アダプタ２４０、第１ハウジング２５０、第２ハウジング２６０等を備えて構成されている。

ロータ２１０は、アダプタ２４０を介してクランクシャフト１５０の発電体側出力軸部１５４に固定され、クランクシャフト１５０とともに回転する部材である。
ロータ２１０は、中央部に円形開口を有する平板状の円盤であって、磁性体によって形成され、所定のパターンでＮＳの着磁が施されている。

第１ステータ２２０は、ロータ２１０のエンジン１００側に設けられ、ロータ２１０の表面と微小な間隔を隔てて対向する複数のコイルを備えている。
第１ステータ２２０は、第１ハウジング２５０を介して、エンジン１００のクランクケース１１０に固定されている。

第２ステータ２３０は、ロータ２１０のエンジン１００側とは反対側に設けられ、ロータ２１０の表面と微小な間隔を隔てて対向する複数のコイルを備えている。
第２ステータ２２０は、第１ハウジング２５０と結合されて発電体２００の筐体を構成する第２ハウジング２６０を介して、エンジン１００のクランクケース１１０に固定されている。

アダプタ２４０は、クランクシャフト１５０の発電体側出力軸部１５４に接続されるとともに、ロータ２１０及びフライホイール１６０が固定される部材である。

第１ハウジング２５０及び第２ハウジング２６０は、それぞれ第１ステータ２２０、第２ステータ２３０を保持する保持部材であるとともに、協働して発電体２００の筐体を構成する部材である。
第１ハウジング２５０、第２ハウジング２６０は、それぞれ耐熱性を有するナイロン樹脂等の樹脂系材料を用いて、インジェクション成型によって一体に形成されている。

また、ブロワハウジング１７１の外周面には、以下説明するエンジン停止スイッチ３００が取り付けられている。
エンジン停止スイッチ３００は、ユーザの操作によって開閉される一対の電極を有し、電極の導通時に点火信号を停止してエンジンを停止させるものである。
図３は、実施例１におけるエンジン停止スイッチ周辺部の断面図である。
エンジン停止スイッチ３００は、基部３１０、ノブ部３２０等を有して構成されている。

基部３１０は、ブロワハウジング１７１の表面に形成された取付面部１７２に、例えばビス等の機械的締結手段によって固定される部分である。
基部３１０は、フランジ部３１１、円筒部３１２、凹部３１３等を、例えば樹脂材料をインジェクション成形して一体に形成されている。

フランジ部３１１は、取付面部１７２に締結される平板状の部材であって、ビスが挿入される開口が形成されている。
円筒部３１２は、ノブ部３２０の軸部３２３が挿入される部分であって、フランジ部３１１の中央部からブロワハウジング１７１の外径側へ突き出して形成されている。
円筒部３１２の外周面の一部には、基部３１０に固定された固定電極３１２ａが取り付けられている。
凹部３１３は、円筒部３１２の基部付近におけるフランジ部３１１のブロワハウジング１７１側の面部を凹ませて形成されている。
凹部３１３は、ノブ部３２０の軸部３２３の先端部及びこれに係止されるクリップ３２３ａが収容されるものである。

ノブ部３２０は、基部３１０に取り付けられ、ユーザが操作して基部３１０に対して相対回転させることによってスイッチをオンオフするものである。
ノブ部３２０は、円筒部３２１、端面部３２２、軸部３２３等を、例えば樹脂材料をインジェクション成形して一体に形成されている。

円筒部３２１は、基部３１０の円筒部３１２と実質的に同心となるように配置され、ユーザが手指によりつまんで所定の回転中心軸回りに回転させ、スイッチ操作を行う入力部である。
ノブ部３２０の円筒部３２１の内周面と、基部３１０の円筒部３１２の外周面とは、所定の間隔を隔てて対向して配置されている。
円筒部３２１の基部３１０側の端部は、不可避的に設けられる微小な隙間を介して、基部３１０のフランジ部３１１と対向して配置されている。

端面部３２２は、円筒部３２１の基部３１０側とは反対側の端部を閉塞する円盤状の部分である。
端面部３２２には、ノブ部３２０の回転中心軸回りにおける基部３１０に対する位相（角度位置）に応じて、基部３１０側に設けられた固定電極３１２ａと離接する可動電極３２２ａが取り付けられている。
エンジン停止スイッチ３００は、可動電極３２２ａが図３に示すように固定電極３１２ａと接するとオンとなり、離間するとオフとなる。

軸部３２３は、端面部３２２の中央部からブロワハウジング１７１側に突出して形成された円柱状の部分であって、ノブ部３２０の回転中心軸と同心に配置されている。
軸部３２３は、基部３１０の円筒部３１２に回動可能に挿入され、先端部は凹部３１３内に収容されるクリップ３２３ａによって抜け止め、保持が行われる。

実施例１においては、ブロワハウジング１７１の取付面部１７２における基部３１０の凹部３１３と対向する領域に、複数の開口１７３を形成している。
エンジン１００の運転時に、ブロワファン１７０が回転すると、ブロワハウジング１７１内部における外周面付近は大気圧に対して高圧（正圧）となり、ブロワファン１７０が発生する冷却風Ｗの一部は、開口１７３から噴出して、取付面部１７２と凹部３１３との間へ流入する。
流入した気流は、図３に矢印で示すように、円筒部３１２と軸部３２３との間の隙間や、フランジ部３１１と取付面部１７２との隙間等を通って外部へ排出される。
これによって、エンジン停止スイッチ３００における外部に露出した各隙間からは、運転中はスイッチ内部から外部へ常時気流が排出されている状態となり、周囲を浮遊するダストＤが隙間から内部へ侵入し、接点や軸部などの可動箇所に入って故障等の原因となることを防止できる。
また、運転停止時等に内部に入ってしまったダストＤは、この気流によって可動部への付着が防止されるとともに、気流に同伴して外部へ排出される。
特に、軸部３２３の先端部には、開口１７３から噴出する冷却風Ｗが直接吹き付けられることから、埃等の付着を確実に防止することができる。

次に、本発明を適用したスイッチ取付構造の実施例２について説明する。
以下説明する各実施例において、上述した実施例１と実質的に共通する箇所には同じ符号を付して説明を省略する。
図４は、実施例２におけるエンジン停止スイッチ周辺部の断面図である。
実施例２においては、基部３１０における取付面部１７２と対向する裏面部から、ノブ部３２０の円筒部３２１の内径側に形成され、電極の接点部分が配置される空間部Ｓまで連通する連通孔３１４を形成し、開口１７３から基部３１０の裏面部側に噴きこまれた冷却風Ｗの一部を、連通孔３１４を介して空間部Ｓ内に導入している。
実施例２においては、連通孔３１４を設けたことによって、接点部分が設けられる空間部Ｓ内への気流の導入量を増加させ、上述した実施例１の効果をより確実に得ることができる。

次に、本発明を適用したスイッチ取付構造の実施例３について説明する。
図５は、実施例３におけるエンジン停止スイッチ周辺部の断面図である。
実施例３においては、取付面部１７２に形成された開口１７３を拡大するとともに、ノブ部３２０の軸部３２３の内部を貫通し、冷却風Ｗの一部を空間部Ｓ内に導入する連通孔３２４を設けている。
連通孔３２４は、軸部３２３の先端部端面からその中心軸に沿って延在するとともに、空間部Ｓ近傍の領域において、軸部３２３の径方向に沿うようにほぼ直角に屈曲して形成されている。
以上説明した実施例３においても、上述した実施例２の効果と実質的に同様の効果を得ることができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
スイッチ取付構造やエンジン等の構成は、上述した実施例の構成に限らず、適宜変更することが可能である。
例えば、スイッチの構成は、各実施例のような回転ノブ式のスイッチに限らず、例えば押ボタンスイッチやシーソースイッチ等適宜変更することが可能である。
また、本発明は、エンジン停止スイッチ以外の他の機能を有するスイッチにも適用することができる。
また、冷却風をファンカバーからスイッチの可動部に導入する流路の形状や構造も特に限定されない。
また、実施例ではスイッチをブロワハウジング（ファンカバー）の外周面部に設けているが、ブロワファンの回転時に内部が大気圧よりも高圧（正圧）となる領域であれば、例えば側面部等の他の箇所に設けてもよい。

１００エンジン１１０クランクケース
１２０メインベアリングカバー１４１エアクリーナ
１４２キャブレタ１４３マフラ
１５０クランクシャフト１５１ジャーナル部
１５２クランクピン１５３クランクウェブ
１５４発電体側出力軸部１５５ネジ部
１５５ａナット１５６メインベアリング
１５７オイルシール１６０フライホイール
１６１テーパ穴１６２凹部
１７０ブロワファン１７１ブロワハウジング
１７２取付面部１７３開口
１８０リコイルスタータ
２００発電体２１０ロータ
２２０第１ステータ２３０第２ステータ
２４０アダプタ２５０第１ハウジング
２６０第２ハウジング
３００エンジン停止スイッチ３１０基部
３１１フランジ部３１２円筒部
３１２ａ固定電極３１３凹部
３１４連通孔３２０ノブ部
３２１円筒部３２２端面部
３２２ａ可動電極３２３軸部
３２３ａクリップ３２４連通孔
Ｗ冷却風Ｓ空間部

Claims

エンジンの出力軸に取り付けられ前記エンジンを冷却する冷却風を発生する冷却ファンと、
前記冷却ファンの周囲に設けられるファンカバーと、
前記ファンカバーにおける前記冷却ファンの回転時に内部が大気圧よりも高圧となる領域の外面部に取り付けられたスイッチと
を備えるスイッチ取付構造であって、
前記ファンカバーの内部から前記スイッチの可動部分まで気流を通過させる流路を形成したこと
を特徴とするスイッチ取付構造。
前記スイッチは、前記ファンカバーの外面部に固定される第１部材と、前記第１部材に対して相対変位可能に取り付けられる第２部材と、前記第１部材と前記第２部材との間に形成される空間部内に配置され、前記相対変位に応じて接点を開閉される電極とを有し、
前記流路は、前記ファンカバー内から前記空間部の内部まで気流を通過させること
を特徴とする請求項１に記載のスイッチ取付構造。
前記スイッチは、一方の端部が前記ファンカバーの外面部に対向して配置され前記ファンカバーに対して相対回転する軸部を有し、
前記流路は、前記ファンカバーの外面部に形成された開口を介して前記気流を前記軸部へ案内すること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスイッチ取付構造。