JP2020051403A - エンジン作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】排気ガスを所望方向に導く管部材が、部品点数や製品重量を増加させることなく設けられるとともに、管部材の位置ずれや破損が抑制されたエンジン作業機を実現する。【解決手段】ヘッジトリマ１は、エンジンから出力される駆動力をブレードアッセンブリに伝達する駆動機構を含む本体と、前記エンジンの排気ガスが流入する流入口と前記流入口から流入した排気ガスが流出する流出口とを含むマフラ３０と、マフラ３０から流出した排気ガスが流入する第１端部４０ａと第１端部４０ａとは反対側の第２端部とを含み、第１端部４０ａから流入した排気ガスを所定方向に導いて前記第２端部から放出するテールパイプ４０と、を有する。テールパイプ４０は、前記本体に固定される一方、マフラ３０には固定されておらず、マフラ３０に対する第１端部４０ａの移動量が、ガスケット５０によって所定の範囲内に規制される。【選択図】図７

Description

本発明は、エンジンを駆動源とする作業機に関するものである。

今日、エンジンを駆動源とする各種作業機が製造され、販売されている。エンジンを駆動源とする作業機は、一般に「エンジン作業機」と呼ばれる。主に枝葉の剪定作業などに用いられるヘッジトリマ（刈込機）は、エンジン作業機の一例である。エンジン作業機の一つであるヘッジトリマは、駆動源であるエンジンと、エンジンから出力される駆動力を伝達する駆動機構と、駆動機構を介して伝達される駆動力によって往復駆動される作業具としてのブレードと、を備えている。

ヘッジトリマを含むエンジン作業機には、エンジンから排出される排気ガスの圧力および温度を下げて排気音（騒音）を抑えたり、排気ガス中の有害物質を浄化したりする目的でマフラが設けられる。さらに、マフラを備えるエンジン作業機には、排気ガスの排出方向をコントロールするための管部材が設けられることがある。例えば、特許文献１に記載されているヘッジトリマのマフラには、管部材としての排気管が設けられている。この排気管は、マフラから下方に向かって排出される排気ガスを前方に導いて、排気ガスが草木や作業者に当たることを防止する。

国際公開第２０１７／１８７８９３号

多くの場合、排気ガスの排出方向をコントロールするためにエンジン作業機に設けられる管部材は、エンジン作業機の本体（例えば、駆動機構が収容されるギアケース）に固定される一方、マフラには固定されない。この場合、振動などによってマフラに対する管部材の位置がずれ、マフラから排出される排気ガスの全部または一部が管部材に流入しなくなる虞がある。一方、管部材をマフラに固定するためには、ボルトなどの固定部材が別途必要となり、部品点数や製品重量の増加を招く虞がある。また、管部材をマフラに溶接した場合、振動によって溶接個所が疲労し、クラックなどが発生する虞がある。

本発明の目的は、マフラから排出される排気ガスを所望方向に導く管部材が、部品点数や製品重量を増加させることなく設けられるとともに、管部材の位置ずれや破損が抑制されたエンジン作業機を提供することである。

本発明のエンジン作業機は、エンジンと、前記エンジンから出力される駆動力を作業具に伝達する駆動機構と、を含む本体と、前記エンジンから排出される排気ガスが流入する流入口と、前記流入口から流入した排気ガスが流出する流出口と、を含むマフラと、前記マフラから流出した排気ガスが流入する第１端部と当該第１端部とは反対側の第２端部とを含み、前記第１端部から流入した排気ガスを所定方向に導いて前記第２端部から放出する排気管と、を有する。前記排気管は、前記本体に固定される一方、前記マフラには固定されず、前記マフラに対する前記第１端部の移動量が、規制手段によって所定の範囲内に規制される。

本発明によれば、マフラから排出される排気ガスを所望方向に導く管部材が、部品点数や製品重量を増加させることなく設けられるとともに、管部材の位置ずれや破損が抑制されたエンジン作業機が実現される。

本発明が適用されたヘッジトリマの側面図である。 図１に示されるヘッジトリマの平面図である。 図１に示されるヘッジトリマの断面図である。 マフラカバーが取り外された図１に示されるヘッジトリマの側面図である。 マフラの分解斜視図である。 ガスケット，スパークアレスタ，接続管およびテールパイプの拡大斜視図である。 マフラとテールパイプとの接続状態を示す説明図である。

以下、本発明が適用されたエンジン作業機の一例について図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態に係るエンジン作業機は、エンジンを駆動源とするヘッジトリマである。

図１，図２に示されるヘッジトリマ１は、ハウジング２と、ハウジング２から突出する作業具としてのブレードアッセンブリ３と、を備える。以下の説明では、ハウジング２に対するブレードアッセンブリ３の突出方向（図１，図２の紙面左方向）を「前方」、これと反対方向（図１，図２の紙面右方向）を「後方」と定義する。また、前後方向と直交する２方向のうち、図１の紙面上方向を「上方」、図１の紙面下方向を「下方」と定義する。さらに、前後方向と直交する２方向のうち、図２の紙面上方向を「右側」、図２の紙面下方向を「左側」と定義する。

図１，図２に示されるように、ハウジング２の後部にはメインハンドル（リアハンドル４）が設けられており、ハウジング２の前部にはサブハンドル（フロントハンドル５）が設けられている。メインハンドル４はハウジング２から後方に向かって延びており、サブハンドル５はハウジング２から上方に向かって立ち上がっている。ヘッジトリマ１を使用する作業者は、一方の手でリアハンドル４を把持し、他方の手でフロントハンドル５を把持してヘッジトリマ１を操作する。

メインハンドル４には、メインスイッチ６およびスロットル７が設けられている。メインスイッチ６をＯＮにした状態でリコイルスタータのハンドル８を引っ張ると、エンジン９（図３）が始動する。また、スロットル７の操作量に応じてエンジン９（図３）の回転数が増減する。尚、図３に示されるエンジン９は、シリンダ９ａ，ピストン９ｂ，出力軸９ｃなどから構成される２サイクルエンジンである。

図３に示されるように、ハウジング２の下部には金属製のケース１０が設けられており、エンジン９はハウジング２に覆われている。これらハウジング２，エンジン９，ケース１０などによってヘッジトリマ１の主要部が構成されている。つまり、本実施形態に係るヘッジトリマ１は、少なくもハウジング２，エンジン９およびギアケース１０を含む本体１１を有する。言い換えれば、ハウジング２，エンジン９およびギアケース１０は、ヘッジトリマ１の本体１１の一部である。そして、本体１１には、リアハンドル４およびフロントハンドル５が一体的に設けられているとともに、本体１１から前方に向かってブレードアッセンブリ３が突出している。

図３に示されているケース１０はマグネシウム製であり、以下の説明では「ギアケース１０」と呼ぶ。ギアケース１０には、エンジン９から出力される駆動力をブレードアッセンブリ３に伝達する駆動機構２０が収容されている。駆動機構２０は、ギアやカムロッドなどから構成されており、エンジン９から出力される回転駆動力を往復駆動力に変換してブレードアッセンブリ３に伝達する。ブレードアッセンブリ３は、ブレードガイド３ａと、ブレードガイド３ａに沿って延びる２枚のブレード（上側ブレード３ｂ，下側ブレード３ｃ）と、を含んでいる。上側ブレード３ｂはブレードガイド３ａの下に配置され、下側ブレード３ｃは上側ブレード３ｂの下に配置されている。換言すれば、上側ブレード３ｂは、ブレードガイド３ａと下側ブレード３ｃとに挟まれている。上側ブレード３ｂおよび下側ブレード３ｃは、ブレードガイド３ａにスライド可能に装着されている。具体的には、上側ブレード３ｂおよび下側ブレード３ｃは、ブレードガイド３ａに、当該ブレードガイド３ａに沿って前後に往復動可能に連結されている。駆動機構２０から出力される往復駆動力は上側ブレード３ｂおよび下側ブレード３ｃにそれぞれ入力される。この結果、上側ブレード３ｂおよび下側ブレード３ｃが前後に往復動し、枝葉などが切断される。尚、上側ブレード３ｂが前方に向かって駆動されるとき、下側ブレード３ｃは後方に向かって駆動される。一方、上側ブレード３ｂが後方に向かって駆動されるとき、下側ブレード３ｃは前方に向かって駆動される。

図４に示されるように、ヘッジトリマ１には、エンジン９（図３）から排出される排気ガスを処理するマフラ３０が設けられている。図示されているマフラ３０は、エンジン９（図３）の左側に配置されており、シリンダ９ａ（図３）の左側面に固定されている。通常、マフラ３０は、図１，図２に示されている樹脂製のマフラカバー１２に覆われている。

図５に示されるように、マフラ３０は、第１ボディ部材３１と第２ボディ部材３２とからなる箱型のマフラボディ３３を有する。シリンダ９ａ（図３）の左側面と対向する第１ボディ部材３１の側壁には、エンジン９の排気ポートから排出される排気ガスが流入する流入口３１ａが設けられている。一方、第２ボディ部材３２の底壁には、排気ガスが流出する流出口３２ａが設けられている。つまり、第１ボディ部材３１および第２ボディ部材３２は、互いに突き合わされて一体化され、流入口３１ａおよび流出口３２ａを備えるマフラボディ３３を形成している。

マフラボディ３３の内部は、仕切板３４により、第１ボディ部材３１側の空間（第１空間）と、第２ボディ部材３２側の空間（第２空間）と、に区画されている。仕切板３４には保持穴３４ａが設けられており、保持穴３４ａには円筒状の触媒３５が挿入されている。触媒３５は仕切板３４を貫通しており、触媒３５の一端は第１空間に突出し、触媒３５の他端は第２空間に突出している。第２空間に突出している触媒３５の端部には、複数の貫通孔が設けられた触媒キャップ３６が装着されている。

また、マフラボディ３３の内部には、仕切板３４を貫通して第１ボディ部材３１と第２ボディ部材３２とに跨る円筒状のカラー（スペーサ）３７が設けられている。マフラボディ３３は、第２ボディ部材３２、カラー３７，第１ボディ部材３１をこの順で貫通するボルト３８によってエンジン９（図３）に固定される。

エンジン９（図３）から排出された排気ガスは、マフラ３０（マフラボディ３３）の流入口３１ａから第１空間に流入し、触媒３５を経由して第２空間に移動し、マフラ３０（マフラボディ３３）の流出口３２ａから流出する。この間に、排気ガスの圧力および温度が低下するとともに、排気ガス中の有害物質が触媒３５によって浄化される。

再び図４を参照する。マフラ３０の下方には排気管としてのテールパイプ４０が配置されている。テールパイプ４０は、本体１１（ギアケース１０）に固定されている一方、マフラ３０には固定されていない。テールパイプ４０の固定構造については後に詳述する。尚、テールパイプ４０は、通常は図１に示されている樹脂製のパイプカバー１３に覆われている。

図５に示されるように、テールパイプ４０は、マフラ３０の流出口３２ａに臨む第１端部４０ａと、第１端部４０ａと反対側の第２端部４０ｂと、を有する。テールパイプ４０は、第１端部４０ａから流入した排気ガスを所定方向に導いて第２端部４０ｂから放出する。図４に示されるように、テールパイプ４０は、全体として前方に向かって延在しており、第２端部４０ｂは前方に向かって開口している。つまり、テールパイプ４０は、マフラ３０から排出される排気ガスを前方に導き、前方に向かって放出する。

図５に示されるように、マフラボディ３３とテールパイプ４０の第１端部４０ａとの間には、封止部材５０，スパークアレスタ６０および接続管７０がこの順で介在している。封止部材５０は、マフラボディ３３と接続管７０との間の気密を保持する板状のガスケットであり、金属板と、金属板の表面に貼付された黒鉛テープと、を有する。スパークアレスタ６０は、マフラボディ３３の内部で発生した火花や火炎がテールパイプ４０に侵入することを防止する金属メッシュである。接続管７０は、流出口３２ａから流出する排気ガスをテールパイプ４０に導く案内管である。

図６に示されるように、ガスケット５０は、マフラボディ３３の流出口３２ａ（図５）に連通する開口部５１が形成された上板５２と、上板５２の幅方向両側に設けられ、上板５２に対して略直交する一対の側板５３ａ，５３ｂと、を有する。もっとも、上板５２および側板５３ａ，５３ｂは一体である。具体的には、黒鉛テープによって被覆された金属板の一部を折り曲げることによって、上板５２と、互いに対向する一対の側板５３ａ，５３ｂと、を有するガスケット５０が形成されている。図５に示されるように、ガスケット５０は、マフラボディ３３（第２ボディ部材３２）の底壁外面に、流出口３２ａと開口部５１とが連通するように当接されている。また。図７に示されるように、ガスケット５０は、一対の側板５３ａ，５３ｂが左右方向において対向する向きでマフラボディ３３（第２ボディ部材３２）の底壁外面に当接されている。上板５２の前後方向端部には側板は設けられず、左右方向両側に側板５３ａ、５３ｂが設けられるのみである。

図６に示されるように、スパークアレスタ６０は、ガスケット５０の上板５２と略同一の形状および外寸を有し、ガスケット５０の内側に配置されている。具体的には、スパークアレスタ６０は、一対の側板５３ａ，５３ｂの間であって、上板５２の下方に配置されている。

図７に示されるように、接続管７０は、マフラボディ３３（第２ボディ部材３２）から下方に向かって延在し、テールパイプ４０の第１端部４０ａの内側に進入している。図６に示されるように、接続管７０の上部には、スパークアレスタ６０と略同一の形状および外寸を有するフランジ７１が一体成形されている。フランジ７１は、接続管７０とガスケット５０の開口部５１とがスパークアレスタ６０を介して連通するように、スパークアレスタ６０の下面に当接されている。図５，図６に示されるように、スパークアレスタ６０の下面に当接されているフランジ７１は、当該フランジ７１，スパークアレスタ６０およびガスケット５０（上板５２）を貫通するボルト７２によってマフラボディ３３（第２ボディ部材３２）に固定されている。つまり、フランジ７１を含む接続管７０，スパークアレスタ６０およびガスケット５０は、これらを下方から上方に向かって串刺しにするボルト７２によってマフラボディ３３（第２ボディ部材３２）の底壁に固定されている。

再び図７を参照する。上記のとおり、マフラボディ３３から下方に向かって延在している接続管７０の一部（下部）は、テールパイプ４０の第１端部４０ａの内側に進入している。接続管７０の外径はテールパイプ４０の第１端部４０ａの内径よりも小さく、第１端部４０ａの内周面と接続管７０の外周面との間には隙間Ｄが存在している。

ここで、図６に示されるように、テールパイプ４０は、接続管７０の延在方向（上下方向）に延びるとともに、第１端部４０ａを含む第１領域４１と、接続管７０の延在方向と交差する方向（前後方向）に延びるとともに、第２端部４０ｂを含む第２領域４２と、第１領域４１と第２領域４２とを繋ぐ湾曲した第３領域４３と、に区別できる。もっとも、テールパイプ４０は、連続する一本の金属パイプであり、第１領域４１，第２領域４２，第３領域４３の区別は、説明の便宜上の区別である。

図４に示されるように、テールパイプ４０は、第２領域４２の異なる２箇所において本体１１（ギアケース１０）に固定されている。具体的には、図４，図７に示されるように、ギアケース１０から延びる２つのブラケット４４のそれぞれがテールパイプ４０の第２領域４２に係合している。それぞれのブラケット４４の先端には、環状の保持部４４ａが設けられており、この保持部４４ａにテールパイプ４０の第２領域４２が挿通されている。それぞれの保持部４４ａは、テールパイプ４０が潰れない程度に、テールパイプ４０を締め付けている。よって、テールパイプ４０がマフラ３０に対して前後方向，左右方向および上下方向に移動することは殆どない。一方、テールパイプ４０に振動が加わると、第２領域４２の中心軸を回転軸としてテールパイプ４０が回転することがある。第２領域４２の中心軸を回転軸としてテールパイプ４０が回転すると、テールパイプ４０の第１端部４０ａが図７に示される矢印ａ−ｂ方向に回動する。つまり、テールパイプ４０の第１端部４０ａがマフラ３０に対して左右に首振りする。言い換えれば、テールパイプ４０の第１端部４０ａが接続管７０の径方向に移動する。

しかし、本実施形態では、ガスケット５０の側板５３ａ，５３ｂがテールパイプ４０の第１端部４０ａの外側（右側および左側）に延在している。言い換えれば、テールパイプ４０の第１端部４０ａは、左右方向において対向する一対の側板５３ａ，５３ｂに挟まれている。よって、振動によってテールパイプ４０の第１端部４０ａがマフラ３０に対して右側（矢印ａ方向）に移動すると（首振りすると）、当該第１端部４０ａが側板５３ａの内面に当接し、それ以上の移動が規制される。また、振動によってテールパイプ４０の第１端部４０ａがマフラ３０に対して左側（矢印ｂ方向）に移動すると（首振りすると）、当該第１端部４０ａが側板５３ｂの内面に当接し、それ以上の移動が規制される。つまり、マフラ３０に対するテールパイプ４０の第１端部４０ａの移動量がガスケット５０の側板５３ａ，５３ｂによって所定の範囲内に規制される。したがって、振動によってテールパイプ４０がマフラ３０（接続管７０）から外れることがない。

また、第１端部４０ａの移動量を規制する部材としてガスケット５０を用いたため、規制部材としてボルトやリブなどの新たな部材を追加する必要が無く、部品点数や製品重量を増加させること無く第１端部４０ａの移動量を規制できる。第１端部４０ａの移動量の規制をガスケット５０を折り曲げることで形成した側板５３ａ、５３ｂによって行う構成としたため、加工を簡単なものとし、組立性を向上できる。尚、テールパイプ４０の第１端部４０ａが矢印ａ−ｂ方向に回動する移動量に比べて、前後方向への移動量は小さく、ほぼ無い。このため、側板５３ａ、５３ｂは上板５２の左右方向両端にのみ設けられ、前後方向両端には側板は設けられない。したがって、上板５２の上下左右それぞれの端部に側板を設け、側板によって第１端部４０ａを取り囲むように構成した場合と比べ、構造を簡単にでき製品重量の増加を抑制できる。

さらに、本実施形態では、テールパイプ４０の第１端部４０ａの外周面とガスケット５０の側板５３ａ，５３ｂの内面との間のクリアランスが、第１端部４０ａの内周面と接続管７０の外周面との間の隙間Ｄよりも小さく設定されている。よって、テールパイプ４０の第１端部４０ａがマフラ３０に対して右側（矢印ａ方向）に移動した場合、第１端部４０ａの内周面が接続管７０の外周面に接触する前に、第１端部４０ａの外周面が側板５３ａの内面に当接する。また、テールパイプ４０の第１端部４０ａがマフラ３０に対して左側（矢印ｂ方向）に移動した場合、第１端部４０ａの内周面が接続管７０の外周面に接触する前に、第１端部４０ａの外周面が側板５３ｂの内面に当接する。つまり、テールパイプ４０の第１端部４０ａの移動量は、当該第１端部４０ａと接続管７０とが接触しない範囲内に規制される。したがって、テールパイプ４０がマフラ３０（接続管７０）から外れることがより一層確実に防止されるだけでなく、テールパイプ４０と接続管７０とが干渉し、これらが変形したり、破損したりすることも防止される。

以上のように、本実施形態におけるガスケット５０は、マフラ３０に対するテールパイプ４０の第１端部４０ａの移動量を所定の範囲内に規制する規制手段である。また、ガスケット５０の側板５３ａ，５３ｂのそれぞれは、テールパイプ４０の第１端部４０ａの外側に配置される規制片である。そして、テールパイプ４０の第１端部４０ａは、接続管７０と規制片である側板５３ａまたは側板５３ｂとの間に挟まれて、マフラ３０に対する移動量が所定の範囲内に規制されている。さらに、側板５３ａ，５３ｂは、テールパイプ４０の第１端部４０ａを挟んで対向する一対の規制片でもある。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。また、本発明は、ヘッジトリマ以外のエンジン作業機、例えばチェーンソーや刈払機などにも適用することができる。

１…ヘッジトリマ、２…ハウジング、３…ブレードアッセンブリ、３ａ…ブレードガイド、３ｂ…上側ブレード、３ｃ…下側ブレード、４…メインハンドル（リアハンドル）、５…サブハンドル（フロントハンドル）、６…メインスイッチ、７…スロットル、８…ハンドル、９…エンジン、９ａ…シリンダ、９ｂ…ピストン、９ｃ…出力軸、１０…ケース（ギアケース）、１１…本体、１２…マフラカバー、１３…パイプカバー、２０…駆動機構、３０…マフラ、３１…第１ボディ部材、３１ａ…流入口、３２…第２ボディ部材、３２ａ…流出口、３３…マフラボディ、３４…仕切板、３４ａ…保持穴、３５…触媒、３６…触媒キャップ、３７…カラー、３８…ボルト、４０…テールパイプ、４０ａ…第１端部、４０ｂ…第２端部、４１…第１領域、４２…第２領域、４３…第３領域、４４…ブラケット、４４ａ…保持部、５０…封止部材（ガスケット）、５１…開口部、５２…上板、５３ａ，５３ｂ…側板、６０…スパークアレスタ、７０…接続管、７１…フランジ、７２…ボルト、Ｄ…隙間

Claims (7)

1. エンジンによって駆動される作業具を備えるエンジン作業機であって、
   前記エンジンと、前記エンジンから出力される駆動力を前記作業具に伝達する駆動機構と、を含む本体と、
   前記エンジンから排出される排気ガスが流入する流入口と、前記流入口から流入した排気ガスが流出する流出口と、を含むマフラと、
   前記マフラから流出した排気ガスが流入する第１端部と当該第１端部とは反対側の第２端部とを含み、前記第１端部から流入した排気ガスを所定方向に導いて前記第２端部から放出する排気管と、を有し、
   前記排気管は、前記本体に固定される一方、前記マフラには固定されておらず、
   前記マフラに対する前記第１端部の移動量が、規制手段によって所定の範囲内に規制されている、
   エンジン作業機。
2. 前記マフラは、前記流入口および前記流出口が設けられたマフラボディと、前記排気管の前記第１端部の内側に進入し、前記流出口から流出する排気ガスを前記排気管に案内する接続管と、を有し、
   前記規制手段は、前記第１端部の、前記接続管の径方向への移動量を所定の範囲内に規制する、
   請求項１に記載のエンジン作業機。
3. 前記規制手段は、前記第１端部の移動量を、当該第１端部と前記接続管とが接触しない範囲内に規制する、
   請求項２に記載のエンジン作業機。
4. 前記規制手段は、前記排気管の前記第１端部の外側に配置される規制片を有し、
   前記第１端部は、前記接続管と前記規制片との間に挟まれて、前記マフラに対する移動量が所定の範囲内に規制されている、
   請求項２または３に記載のエンジン作業機。
5. 前記規制手段は、前記排気管の前記第１端部を挟んで対向する一対の前記規制片を有する、
   請求項４に記載のエンジン作業機。
6. 前記マフラボディと前記接続管との間に介在する板状の封止部材を有し、
   前記規制片は、前記封止部材の折り曲げられた一部である、
   請求項４または５に記載のエンジン作業機。
7. 前記排気管は、前記接続管の延在方向に延びるとともに、前記第１端部を含む第１領域と、前記接続管の延在方向と交差する方向に延びるとともに、前記第２端部を含む第２領域と、を有し、
   前記排気管の前記第２領域が前記本体に固定されている、
   請求項２〜６のいずれか一項に記載のエンジン作業機。

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