JP2016200097A - 送風作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの駆動によりボリュート内の遠心ファンを回転させて空気を噴出させる送風作業機において、エンジンカバー内のエンジンを適切に冷却する。【解決手段】背負式エンジンブロワ１０では、エンジン３０にはエンジンカバー４０内でシリンダ３２の周囲とマフラ３６の周囲とからクランクケース３３の周囲を仕切る第１仕切り板４１と、マフラ３６の周囲からシリンダ３２の周囲を仕切る第２仕切り板４２とを設け、第２仕切り板４２にはエンジンカバー４０との間にシリンダ３２の周囲とマフラ３６の周囲とを連通させる通風路４３を形成するようにし、第１送風口２１ｂから送り出された冷却風をシリンダ３２の周囲を通し、シリンダ３２の周囲を通した冷却風を通風路４３を通過させることによりマフラ３６の周囲を通すようにするとともに、第２送風口２１ｃから送り出された冷却風をクランクケース３３の周囲を通すようにした。【選択図】図４

Description

本発明は、エンジンの駆動により回転する遠心ファンを回転させて空気を送り出す送風作業機に関する。

特許文献１には送風作業機の一例として背負式ブロワが開示されており、この背負式ブロワは作業者が背負う背負フレームと、背負フレームに搭載したボリュートと、ボリュート内に回転可能に設けた遠心ファンと、遠心ファンを回転駆動させる内燃機関であるエンジンと、エンジンの外側を覆うエンジンカバーとを備えている。

この背負式ブロワのエンジンは周知の４サイクルエンジンであり、上下に摺動自在に支持されたピストンの上側を燃焼室としたシリンダと、シリンダの下部に一体的に設けられて下部に潤滑油を貯えるオイルパンを有したクランクケースとを備えている。クランクケースには遠心ファンを回転させるクランクシャフトが支持されており、クランクシャフトはコネクティングロッドによってピストンに連結されている。シリンダの上部には燃焼室と連通した吸気ポートと排気ポートとが設けられており、吸気ポートにはキャブレターが接続されており、排気ポートにはマフラが接続されている。このエンジンは、吸気、圧縮、燃焼及び排気行程の４行程により、ピストンをシリンダ内で往復動させ、ピストンの往復動によりクランクシャフトを回転させ、クランクシャフトに取り付けた遠心ファンを回転させる。このエンジンで４行程を実行させるときには、キャプレターで霧化させたガソリン等の燃料は吸気ポートを通ってシリンダ内の燃焼室に送られ、送られた燃料は圧縮後に燃焼し、燃焼後の排気ガスは排気ポートを通ってマフラに送られ、マフラから外部に排出される。

背負式ブロワにおいては、ボリュートのエンジン側に送風口が形成されており、ボリュート内に設けた遠心ファンを回転させたときに、送風口からエンジンに冷却風が送られ、エンジンはこの冷却風によって冷却されるようになっている。

特開２００７−１９２１７８号公報

特許文献１の背負式ブロワにおいては、ボリュートの送風口から送られた冷却風によりエンジンを冷却するようにしているが、エンジンカバー内にて冷却風をエンジンの特に冷却の必要となるシリンダ上部及びクランクケースに導くようにしたものでないため、エンジンのシリンダ上部及びクランクケースが十分に冷却されないことがあった。さらに、このような背負式ブロワでは、エンジンの駆動音及びファン音をできるだけ低減させるために、エンジンの外側を覆うエンジンカバーをできるだけ密閉性を高く覆うのが好ましい。しかし、エンジンカバーによってエンジンをできるだけ密閉性を高く覆うと、エンジンカバー内にエンジンから発生した熱が篭もりやすくなり、さらにエンジンの冷却を困難とする要因となっていた。本発明は、エンジンの駆動によりボリュート内の遠心ファンを回転させて空気を噴出させる送風作業機において、エンジンカバー内のエンジンを適切に冷却することを目的とする。
目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、エンジンと、エンジンにより回転する遠心ファンと、遠心ファンを回転可能に収容して空気を噴出させるボリュートと、エンジンの少なくともボリュート側と反対側を覆うエンジンカバーとを備え、エンジンは、上下に摺動自在に支持されたピストンの上側を燃焼室としたシリンダと、シリンダの下部に一体的に設けられて下部に潤滑油を貯えるオイルパンを有したクランクケースと、クランクケースに回転可能に支持されて遠心ファンを回転させるクランクシャフトと、ピストンとクランクシャフトを連結するコネクティングロッドと、シリンダの上部に設けられて燃焼室と連通した吸気ポートと排気ポートと、排気ポートに接続されて燃焼室からの燃焼排気を大気に放出させるマフラとを有し、ボリュートのエンジン側にはシリンダと対向する位置とクランクケースに対向する位置とに冷却風を送る第１及び第２送風口を形成して、ボリュートの第１及び第２送風口から送り出される冷却風によりシリンダとクランクケースとを冷却するようにした送風作業機であって、エンジンにはエンジンカバー内でシリンダの周囲とマフラの周囲とからクランクケースの周囲を仕切る第１仕切り板と、マフラの周囲からシリンダの周囲を仕切る第２仕切り板とを設け、第２仕切り板にはエンジンカバーとの間にシリンダの周囲とマフラの周囲とを連通させる通風路を形成するようにし、第１送風口から送り出された冷却風をシリンダの周囲を通し、シリンダの周囲を通した冷却風を通風路を通過させることによりマフラの周囲に送り出すようにするとともに、第２送風口から送り出された冷却風をクランクケースの周囲を通すようにしたことを特徴とする送風作業機を提供するものである。

上記のように構成した送風作業機においては、エンジンのクランクケースは第１仕切り板によりシリンダの周囲とマフラの周囲とから仕切られた状態でボリュートの第２送風口から送り出される冷却風により冷却され、エンジンのシリンダは第１及び２仕切り板によりクランクケースの周囲及びマフラの周囲から仕切られた状態でボリュートの第１送風口から送り出される冷却風により冷却される。このように、送風作業機では、エンジンの特に冷却の必要なシリンダとクランクケースとを第１及び第２仕切り板により他の部分から仕切られた状態にして、ボリュートからの冷却風をシリンダとクランクケースとを別々に通過させるようにしたため、特に冷却の必要なシリンダとクランクケースとを他の部分の熱の影響を受けることなく確実に冷却させることができるようになった。また、第２仕切り板にはエンジンカバーとの間にシリンダの周囲とマフラの周囲とを連通させる通風路を形成したので、第１送風口から送り出された冷却風は、シリンダを冷却させてから通風路を通過してマフラも冷却させることができる。このとき、冷却風はシリンダ側から通風路を通ってマフラ側に導かれる流れによって、マフラの熱がシリンダ側に導かれるのを防ぐことができ、シリンダがマフラの熱の影響をさらに受けにくくすることができた。さらに、エンジンカバーには第１及び第２仕切り板により冷却用の外気の取り込み用の開口を設ける必要がなくなったので、エンジンから発生する騒音がエンジンカバーの外側に漏れるのを抑制することができた。

上記のように構成した送風作業機においては、ボリュートの空気の通路と対向する位置にマフラを配置し、ボリュートにはマフラ側の空気を負圧吸引するための吸気口を形成するのが好ましく、このようにしたときには、ボリュートの第１送風口から送られた冷却風がシリンダ側から通風路を通ってマフラ側に送られ、マフラを冷却した冷却風は吸気口を通ってボリュート内に吸引されるようになり、エンジンカバーには第１及び第２仕切り板によりマフラを仕切った部分で冷却用の開口を設ける必要がなく、マフラから発生する騒音がエンジンカバーの外側に漏れるのを抑制することができた。

上記のように構成した送風作業機においては、第１及び第２仕切り板に断熱機能を持たせるのが好ましく、このようにしたときには、マフラとシリンダの熱がクランクケースに伝わりにくくなるとともに、マフラの熱がシリンダに伝わりにくくなった。

本発明の背負式ブロワの斜め後方から見た斜視図である。 図１の左右方向の中央部の縦方向断面図である。 遠心ファンを一部破断した正面図である。 エンジンカバーを２点鎖線で示すことで内部のエンジンが現れるようにした背面図である。 エンジンカバーを２点鎖線で示すことで内部のエンジンが現れるようにした平面図である。

以下、本発明の送風作業機の一実施形態として背負式エンジンブロワの実施形態を添付図面を参照して説明する。図１に示したように、背負式エンジンブロワ１０は、作業者が背負う背負フレーム１１と、背負フレーム１１に搭載したボリュート２０と、ボリュート２０内に回転可能に設けた遠心ファン２４と、遠心ファン２４を回転させるエンジン３０と、エンジン３０を覆うエンジンカバー４０とを備えている。

背負フレーム１１は作業者がボリュート２０とエンジン３０とを背負って運ぶためのものである。背負フレーム１１は、作業者の背中に沿って配置される背板部１２と、背板部１２の下端から後方に延びる台座部１３とからなり、側面から見た形状がＬ字形をしている。背負フレーム１１の台座部１３には前側にボリュート２０が搭載され、後側にエンジン３０が搭載されている。台座部１３に搭載されたエンジン３０はボリュート２０の後側に一体的に組み付けられている。

図１及び図２に示したように、ボリュート２０は内部に渦形室を有した本体部２１を備えており、本体部２１の前面側には吸気開口２１ａが形成されている。本体部２１の渦形室は前後方向を軸線方向とする中心軸として渦形に形成され、本体部２１には上部から側方に延びる噴出筒部２２が一体的に形成されている。本体部２１のエンジン３０側となる後面には第１及び第２送風口２１ｂ，２１ｃが形成されており、第１送風口２１ｂはエンジン３０のシリンダ３２と対向する位置に形成されており、第２送風口２１ｃはエンジン３０のクランクケース３３と対向する位置に形成されている。噴出筒部２２には送風管２３が連通接続されており、噴出筒部２２から噴き出される空気は送風管２３によって地面等の所望の場所に導かれるようになっている。

図２に示したように、ボリュート２０の本体部２１内には遠心ファン２４が前後方向を軸線回りとして回転可能に支持されており、遠心ファン２４には上述したボリュート２０の後側に一体的に組み付けたエンジン３０のクランクシャフト３７が固定されている。遠心ファン２４をエンジン３０の駆動によって回転させると、本体部２１の前面側の吸気開口２１ａから空気が吸い込まれ、吸い込まれた空気は主として噴出筒部２２から噴出され、併せて、第１及び第２送風口２１ｂ，２１ｃからエンジン３０側に冷却のための冷却風として送り出される。

図２及び図３に示したように、遠心ファン２４は円板形の主板２５と、主板２５の前側で離間した位置に同心的に配置されて、中央部に開口部２６ａを有した円環形の側板２６と、主板２５と側板２６との間にて周方向に配置された複数の羽根２７とを有したクローズ型の遠心ファンである。遠心ファン２４は金型を用いて樹脂材を一体成形したものである。この遠心ファン２４はＮＺ音と呼ばれる不快音の発生を防ぐために複数の羽根２７を不等間隔で周方向に配置している。また、羽根２７は緩やかなカーブを描くＳ字形をしており、羽根２７の傾き角度と形状を下記に示す２つの条件式を満たすように設定することで、金型を放射状にスライドさせることができるようにしている。
θ＝θ₁−θ₂＋θ_p＋θ_R
θ＞０

図２及び図４に示したように、エンジン３０は、周知の４サイクルエンジンであり、上部にシリンダ３２と下部にクランクケース３３とを一体的に設けたシリンダブロック３１を備えている。シリンダ３２にはピストン３４が上下に摺動自在に支持されており、シリンダ３２の上部を構成するシリンダヘッド３２ａとピストン３４の上面との間は燃焼室３５となっている。シリンダヘッド３２ａには気化器で生成した混合気を燃焼室３５に導く吸気ポートと、燃焼室３５で発生した燃焼排気を排出する排気ポートとが設けられている。排気ポートには燃焼室３５からの燃焼排気を大気に放出させるマフラ３６が接続されている。

クランクケース３３にはクランクシャフト３７が回転可能に支持されており、クランクシャフト３７はシリンダ３２内のピストン３４にコネクティングロッド３８による連結されている。クランクシャフト３７にはコネクティングロッド３８の反対側にバランスウェイト３７ａが設けられており、クランクシャフト３７の回転の際に生じる振動がバランスウェイト３７ａにより抑制されている。また、クランクケース３３の下部は潤滑油を貯えるオイルパン３３ａとなっている。オイルパン３３ａの潤滑油はクランクシャフト３７が回転する際にバランスウェイト３７ａによってシリンダ３２とクランクケース３３内で跳ね上げられ、跳ね上げられた潤滑油は主としてシリンダ３２とピストン３４との間の潤滑に供される。

エンジン３０の後側にはエンジンカバー４０が設けられており、エンジンカバー４０はエンジン３０の上面及び側面を含めてボリュート２０の反対側を覆っている。エンジンカバー４０はエンジン３０の駆動時に発生する騒音を外側に漏出するのを抑制するものである。エンジン３０にはエンジンカバー４０内でシリンダ３２とマフラ３６とからクランクケース３３を仕切る第１仕切り板４１が設けられており、エンジンカバー４０内でマフラ３６からシリンダ３２を仕切る第２仕切り板４２が設けられている。第１及び第２仕切り板４１，４２には発泡材等の断熱材が貼着されている。シリンダ３２とマフラ３６の周囲の熱は第１仕切り板４１によってクランクケース３３の周囲に伝わりにくくなっており、マフラ３６の周囲の熱は第２仕切り板４２によってシリンダ３２に伝わりにくくなっている。エンジンカバー４０の内周面には第１及び第２仕切り板４１，４２と対向する位置に内側に突き出るリブ（図示省略）が形成されている。また、エンジンカバー４０の内周面には第２仕切り板４２と対向する位置にリブの一部を欠落させることで通風路４３を形成している。

上記のように構成した背負式エンジンブロワ１０の作動について説明する。エンジン３０を駆動させたときには、周知の吸入、圧縮、燃焼及び排気行程よりなる４行程を１サイクルとしてピストン３４をシリンダ３２内で上下に２回往復動させる。具体的には、吸気ポートから燃焼室３５に吸引した混合気を圧縮後に燃焼させ、燃焼させた燃焼排気を排気ポートから排出させる。この４行程よりなる１サイクルを実行させたときに、ピストン３４が上下に２往復し、ピストン３４にコネクティングロッド３８により連結されているクランクシャフト３７が２回転する。ボリュート２０内の遠心ファン２４はクランクシャフト３７の回転によって回転してボリュート２０の前面側の吸気開口２１ａから空気を吸い込む。ボリュート２０内に吸い込まれた空気は噴出筒部２２から噴き出し、噴出筒部２２から噴き出した空気は送風管２３を通って地面に噴き出される。作業者が送風管２３の先端開口を作業者の前側で左右方向に回動させることで、作業者の前側の地面に広範囲に散る落葉等を吹き集めることができる。

エンジン３０を駆動させたときには、シリンダ３２は混合気が燃焼室３５で燃焼するために高温となっている。また、クランクケース３３はシリンダ３２とピストン３４との間を潤滑する潤滑油を貯えるオイルパン３３ａが下部に設けられていること、シリンダ３２からの伝熱、ピストン３４が上下に往復動した摩擦によって温度が高くなっている。さらに、マフラ３６は燃焼室３５で燃焼させた燃焼排気が通過するために特に高温となっている。この背負式エンジンブロワ１０では、エンジン３０の各部の冷却のために、ボリュート２０の本体部２１の第１及び第２送風口２１ｂ，２１ｃから遠心ファン２４の回転によってエンジン３０に冷却風を送り出し、エンジン３０の各部を第１及び第２送風口２１ｂ，２１ｃから送り出された冷却風によって冷却している。

具体的には、エンジン３０はエンジンカバー４０内にてクランクケース３３の周囲を第１仕切り板４１によってシリンダ３２及びマフラ３６の周囲とから仕切るようにしており、クランクケース３３を第１仕切り板４１により高温のシリンダ３２及びマフラ３６の熱の影響を受けにくくしている。また、エンジン３０はエンジンカバー４０内にてシリンダ３２の周囲を第２仕切り板４２によってマフラ３６の周囲から仕切るようにしており、シリンダ３２を第２仕切り板４２により特に高温のマフラ３６の熱の影響を受けにくくしている。

このように、エンジンカバー４０内ではシリンダ３２、クランクケース３３及びマフラ３６は第１及び第２仕切り板４１，４２にて各々を仕切られた状態となっている。この状態で、ボリュート２０の第１送風口２１ｂから送り出された冷却風はシリンダ３２の周囲を通過してシリンダ３２を冷却し、冷却風は第２仕切り板４２とエンジンカバー４０の内周面との間の通風路４３を通過してマフラ３６の周囲に送りだされてマフラ３６を冷却して外側に排出される。また、ボリュート２０の第２送風口２１ｃから送り出された冷却風はクランクケース３３の周囲を通過してクランクケース３３を冷却し、冷却風はエンジンカバー４０の下部から外側に排出される。

上記のように構成した背負式エンジンブロワ１０では、エンジン３０の特に冷却の必要なシリンダ３２とクランクケース３３とを第１及び第２仕切り板４１，４２により他の部分から仕切られた状態にして、ボリュート２０からの冷却風をシリンダ３２とクランクケース３３とを別々に通過させるようにしたため、特に冷却の必要なシリンダ３２とクランクケース３３とを他の部分の熱の影響を受けることなく確実に冷却させることができるようになった。また、第２仕切り板４２にはエンジンカバー４０との間にシリンダ３２の周囲とマフラ３６の周囲とを連通させる通風路４３を形成したので、第１送風口２１ｂから送り出された冷却風は、シリンダ３２を冷却させてから通風路４３を通過してマフラ３６も冷却させることができる。このとき、冷却風はシリンダ３２側から通風路４３を通ってマフラ３６側に導かれる流れによって、マフラ３６の周囲の熱がシリンダ３２側に導かれるのを防ぐことができ、シリンダ３２がマフラ３６の周囲の熱の影響をさらに受けにくくすることができた。さらに、エンジンカバー４０には第１及び第２仕切り板４１，４２により冷却用の外気の取り込み用の開口を設ける必要がなくなったので、エンジン３０から発生する騒音がエンジンカバー４０の外側に漏れるのを抑制することができた。

上記のように構成した背負式エンジンブロワ１０においては、ボリュート２０の空気の通路として噴出筒部２２と対向する位置にマフラ３６が配置されている。ボリュート２０の噴出筒部２２にはマフラ３６の周囲の空気を負圧吸引するための吸気口２２ａ（図４に示した）を形成したときには、ボリュート２０の第１送風口２１ｂから送られた冷却風がシリンダ３２側から通風路４３を通ってマフラ３６側に送られ、マフラ３６を冷却した冷却風は吸気口２２ａを通ってボリュート２０内に吸引されるようになる。このようにしたときには、エンジンカバー４０には第１及び第２仕切り板４１，４２によりマフラ３６を仕切った部分で冷却用の開口を設ける必要がなく、マフラ３６から発生する騒音がエンジンカバー４０の外側に漏れるのを抑制することができた。

上記の実施形態では、送風作業機の一実施形態として背負式エンジンブロワ１０を用いて説明したが、本発明はこれに限られるものでなく、作業者が把持して使用する手持ち式エンジンブロワ、または、背負式または手持ち式の集塵機においても適用できるものであり、これらの手持ち式エンジンブロワまたは集塵機であっても同様の作用効果を得ることができる。

１０…送風作業機（背負式エンジンブロワ）、１１…背負フレーム、２０…ボリュート、２１ｂ…第１送風口、２１ｃ…第２送風口、２２…噴出筒部、２４…遠心ファン、３０…エンジン、３２…シリンダ、３３…クランクケース、３４…ピストン、３５…燃焼室、３６…マフラ、３７…クランクシャフト、３８…コネクティングロッド、４０…エンジンカバー、４１…第１仕切り板、４２…第２仕切り板、４３…通風路。

Claims (3)

1. エンジンと、
   前記エンジンの駆動により回転する遠心ファンと、
   前記遠心ファンを回転可能に収容して空気を噴出させるボリュートと、
   前記エンジンの少なくとも前記ボリュート側と反対側を覆うエンジンカバーとを備え、
   前記エンジンは、上下に摺動自在に支持されたピストンの上側を燃焼室としたシリンダと、前記シリンダの下部に一体的に設けられて下部に潤滑油を貯えるオイルパンを有したクランクケースと、前記クランクケースに回転可能に支持されて前記遠心ファンを回転させるクランクシャフトと、前記ピストンと前記クランクシャフトを連結するコネクティングロッドと、前記シリンダの上部に設けられて前記燃焼室と連通した吸気ポートと排気ポートと、前記排気ポートに接続されて前記燃焼室からの燃焼排気を大気に放出させるマフラとを有し、
   前記ボリュートの前記エンジン側には前記シリンダと対向する位置と前記クランクケースに対向する位置とに冷却風を送る第１及び第２送風口を形成して、前記ボリュートの第１及び第２送風口から送り出される冷却風により前記シリンダと前記クランクケースとを冷却するようにした送風作業機であって、
   前記エンジンには前記エンジンカバー内で前記シリンダの周囲と前記マフラの周囲とから前記クランクケースの周囲を仕切る第１仕切り板と、前記マフラの周囲から前記シリンダの周囲を仕切る第２仕切り板とを設け、前記第２仕切り板には前記エンジンカバーとの間に前記シリンダの周囲と前記マフラの周囲とを連通させる通風路を形成するようにし、
   前記第１送風口から送り出された冷却風を前記シリンダの周囲を通し、前記シリンダの周囲を通した冷却風を前記通風路を通過させることにより前記マフラの周囲に送り出すようにするとともに、前記第２送風口から送り出された冷却風を前記クランクケースの周囲を通すようにしたことを特徴とする送風作業機。
2. 請求項１に記載の送風作業機において、
   前記ボリュートの空気の通路と対向する位置に前記マフラを配置し、
   前記ボリュートには前記マフラ側の空気を負圧吸引するための吸気口を形成したことを特徴とする送風作業機。
3. 請求項１または２に記載の送風作業機において、
   前記第１及び第２仕切り板に断熱機能を持たせたことを特徴とする送風作業機。

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