JP2021080878A - Power work machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、吸気系にエアクリーナやスロットル弁が配備されたエンジンを作業用動力源として持つ動力作業機に係り、特に、エンジンを制御するためのエンジン制御ユニットの配置態様に特徴を有する動力作業機に関する。 The present invention relates to a power work machine having an engine in which an air cleaner and a throttle valve are provided in an intake system as a work power source, and in particular, a power work machine characterized in an arrangement mode of an engine control unit for controlling the engine. Regarding.
吸気系にエアクリーナやスロットル弁が配備されたエンジンを作業用動力源として持つ動力作業機において、スロットル弁の開度(スロットル開度と称する)の制御、燃料供給量の制御、点火時期の制御等を行うため、マイクロコンピュータを使用したエンジン制御ユニット(以下、単に制御ユニットと称する)を備えるものがある(例えば特許文献1、2参照)。
In a power work machine that has an engine equipped with an air cleaner and throttle valve in the intake system as a work power source, control of throttle valve opening (called throttle opening), control of fuel supply amount, control of ignition timing, etc. Some engine control units using a microcomputer (hereinafter, simply referred to as control units) are provided (see, for example,
制御ユニットは、通常、所要の電子部品が実装されたプリント配線基板を内蔵する薄箱状とされ、配線の引き廻し等を考慮して制御対象の近く、例えばスロットル開度の制御を行うのであれば、スロットル弁駆動用モータの近くに配置するのが望ましい。 The control unit is usually in the shape of a thin box containing a printed wiring board on which necessary electronic components are mounted, and controls the throttle opening near the control target in consideration of wiring routing, for example. For example, it is desirable to place it near the throttle valve drive motor.
しかしながら、制御ユニットはCPU等の内蔵部品が発熱することに加えて、動力作業機においては、制御対象に近いエンジン本体(例えばシリンダ)周りに制御ユニットを配置すると、高温となるシリンダからの熱を受けて内蔵部品が劣化しやすくなるので、制御ユニットの配置態様には格別の工夫が要求される。 However, in the control unit, in addition to the heat generated by the built-in parts such as the CPU, in the power work machine, when the control unit is arranged around the engine body (for example, the cylinder) close to the control target, the heat from the cylinder which becomes high temperature is generated. As a result, the built-in parts are liable to deteriorate, so special ingenuity is required for the arrangement mode of the control unit.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、シリンダからの熱による制御ユニットの劣化を生じ難くされた動力作業機を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a power working machine in which deterioration of a control unit due to heat from a cylinder is less likely to occur.
上記目的を達成すべく、本発明に係る作動力作業機は、基本的には、吸気系にエアクリーナが配備されたエンジンを作業用動力源として持ち、前記エンジンを制御するための制御ユニットが前記エアクリーナとエンジン本体との間で、かつ、前記エンジン本体の外表面からは離隔させて配置されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the operating force working machine according to the present invention basically has an engine in which an air cleaner is provided in an intake system as a working power source, and a control unit for controlling the engine is described above. It is characterized in that it is arranged between the air cleaner and the engine body and separated from the outer surface of the engine body.
好ましい態様では、前記制御ユニットが前記エンジン本体から離隔されることにより、前記制御ユニットと前記エンジン本体との間に外気流通空間が形成される。 In a preferred embodiment, the control unit is separated from the engine body, so that an outside air flow space is formed between the control unit and the engine body.
更に好ましい態様では、前記外気流通空間は、エンジン外部に向けて開口する。 In a more preferred embodiment, the outside air flow space opens toward the outside of the engine.
更に好ましい態様では、前記外気流通空間に、前記エンジンの冷却ファンによって生成される冷却風の一部が流されるように構成される。 In a more preferred embodiment, a part of the cooling air generated by the cooling fan of the engine is configured to flow through the outside air flow space.
他の好ましい態様では、前記エアクリーナは、前記エンジン本体側に配在された基体ケース部と、外気吸入口を形成し、前記基体ケース部に脱着可能に取り付けられる蓋状ケース部とを有し、前記基体ケース部と前記蓋状ケース部とで囲まれた空間にエアーフィルタが配備される。 In another preferred embodiment, the air cleaner has a base case portion arranged on the engine body side and a lid-shaped case portion forming an outside air suction port and detachably attached to the base case portion. An air filter is provided in a space surrounded by the substrate case portion and the lid-shaped case portion.
更に好ましい態様では、前記基体ケース部に、前記制御ユニットが挿入されて保持される収容部が設けられる。 In a more preferred embodiment, the substrate case portion is provided with an accommodating portion into which the control unit is inserted and held.
更に好ましい態様では、前記制御ユニットは、所要の電子部品が実装された配線基板を内蔵する箱状部を有し、該箱状部が前記基体ケース部の側面から前記収容部に挿入されて保持されて前記エンジン本体の外表面からその厚み方向に離隔せしめられる。 In a more preferred embodiment, the control unit has a box-shaped portion incorporating a wiring board on which necessary electronic components are mounted, and the box-shaped portion is inserted into and held in the housing portion from a side surface of the base case portion. It is separated from the outer surface of the engine body in the thickness direction.
更に好ましい態様では、前記基体ケース部が下側、前記蓋状ケース部が上側に配在される。 In a more preferred embodiment, the base case portion is arranged on the lower side and the lid-shaped case portion is arranged on the upper side.
更に好ましい態様では、前記基体ケース部は、前記エンジン本体に取り付けられる。 In a more preferred embodiment, the substrate case is attached to the engine body.
更に好ましい態様では、前記収容部と前記エンジン本体の外表面との間に外気流通空間が形成される。 In a more preferred embodiment, an outside air flow space is formed between the accommodating portion and the outer surface of the engine body.
別の好ましい態様では、前記制御ユニットは、前記エアクリーナ内を流れる吸気によって冷却されるように構成される。 In another preferred embodiment, the control unit is configured to be cooled by air intake flowing through the air cleaner.
別の好ましい態様では、前記エンジンは縦置きで配置され、前記エアクリーナは、前記エンジン本体の頭部上に配置される。 In another preferred embodiment, the engine is placed vertically and the air cleaner is placed on the head of the engine body.
別の好ましい態様では、前記制御ユニットは、前記エンジンのスロットル弁の開度を制御するようにされる。 In another preferred embodiment, the control unit is adapted to control the opening degree of the throttle valve of the engine.
本発明に係る動力作業機では、エンジンを制御するための制御ユニットがエアクリーナとエンジン本体との間で、かつ、エンジン本体の外表面からは離隔させて配置されているので、制御ユニット周辺部に熱が溜まりにくくできる。そのため、シリンダからの熱による制御ユニットの劣化を生じ難くできる。 In the power work machine according to the present invention, since the control unit for controlling the engine is arranged between the air cleaner and the engine body and separated from the outer surface of the engine body, it is arranged in the peripheral portion of the control unit. It can prevent heat from accumulating. Therefore, deterioration of the control unit due to heat from the cylinder can be less likely to occur.
以下、本発明の一実施形態を図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[畔草刈機の概略構成]
図1は、本発明に係る動力作業機である畔草刈機の実施形態の外観を概略的に示す斜視図である。
[Outline configuration of shore mower]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing the appearance of an embodiment of a shore mower, which is a power work machine according to the present invention.
図示実施形態の畔草刈機1は、車体2の前後左右に車輪5を備えた自走式で、車体2に対して、棹状ハンドル11とその上部に設けられた矩形枠状ハンドル12とからなる操作ハンドル10が左右に旋回可能に設けられ、走行しながら平面に加えて斜面の草刈りも行えるようになっている。車体2の中央部の下側には、回転する左右一対の刃物(図示せず)を覆うように幅広のカバー6が設けられ、車体2の中央部の上側には、作業用動力源としてのリコイルスタータ24付き空冷4ストロークエンジン(以下、単にエンジンと称する)20が縦置きで搭載されている。
The
エンジン20の下側には、その動力を減速等して車輪5や刃物に伝達及び遮断するための動伝機構部3が設けられている。動伝機構部3内のクラッチ等を操作するため、棹状ハンドル11の上部にはパネル13が設けられ、該パネル13や棹状ハンドル11の上部等には、刃物への動力伝達を断接するための刃物用レバー14等のワイヤ引張式のレバー類が設けられるとともに、エンジン停止スイッチ16が設けられている。
On the lower side of the
また、矩形枠状ハンドル12には、エンジン20の気化器40のスロットル弁42(図10)を開閉操作するためのスロットルレバー15(主クラッチレバーとも称される)が回動可能に設けられている。このスロットルレバー15を作業者が手指で矩形枠状ハンドル12(の上辺部)に合わせるように握り込むと、操作ハンドル10等に内蔵されたスロットルスイッチがON状態とされ、スロットルレバー15から作業者が手指を離すと根元に設けられた復元ばねにより元の矩形枠状ハンドル12(の上辺部)から離れた位置に戻り、このときは、スロットルスイッチがON状態からOFF状態にされる。スロットルスイッチの操作状態(ON/OFF)は、後述する制御ユニット50に入力される。
Further, the rectangular frame-
エンジン20は、シリンダ26やシリンダカバー27(図6)からなるエンジン本体25を有する。エンジン本体25の上部に、エンジン20を制御するための制御ユニット50が内側に配在されたエアクリーナ30、バタフライ型のスロットル弁42を内蔵した気化器40が設けられ(後で詳述)、エンジン本体25の下部に、燃料タンク60(図2〜図4)が設けられている。
The
[エンジン周りの構成]
次に、エンジン20周りの構成について説明する。
[Configuration around the engine]
Next, the configuration around the
図2は、図1に示される畔草刈機のエンジン周りを示す斜視図、図3は、図2に示されるエンジン周りにおいてエアクリーナ部分を分解して示す斜視図である。 FIG. 2 is a perspective view showing the engine of the shore mower shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a perspective view showing the air cleaner portion disassembled around the engine shown in FIG.
エンジン20の吸気系に配備された気化器40は、エンジン本体25の上部側面に設けられ、気化器40におけるスロットル弁42(図10)の下側には、スロットル弁42の開度(スロットル開度と称する)を増減して、作業用回転数及びアイドル回転数を一定に保つべく配備された電子式ガバナーのスロットル弁駆動部を構成するステッピングモータ45(以下、単にモータ45と称する)が設けられている。モータ45は、後述する制御ユニット50から供給される制御パルス信号(パルス数及びパターン)によりその回転角度(ステップ数)及び回転方向が制御されるようになっている。なお、気化器40及びモータ45周りの構成については、後で補足的に説明する。
The
一方、本実施形態のエンジン20は、図示はしていないが、クランク軸に直結された冷却ファンを兼ねるフライホイールを有し、従来より公知のフライホイールマグネト方式の点火系が設けられるとともに、冷却ファンの内周部とシリンダ26(図6)側の不動部(クランクケース)との間に発電機が設けられ、該発電機の発電電力は、制御ユニット50やモータ45の駆動等に使用される。なお、エンジン本体25の内部構造等は、従来よりよく知られており、本発明の特徴部分(制御ユニット50の配置態様)にはほとんど関与しないので、説明が煩瑣になるのを避けるため、詳細な説明を省略する。
On the other hand, although not shown, the
制御ユニット50は、エンジン20の制御を行うためのもので、例えば、前述したスロットルスイッチの操作状態(ON/OFF)を入力としてモータ45を制御する制御パルス信号を供給することにより、スロットル弁42の開度を制御する。この制御ユニット50は、後で詳細に説明するように、エンジン20の吸気系に配備されたエアクリーナ30内に配置されている。
The
制御ユニット50は、図8(斜め下側から視た分解斜視図)及び図9(配置姿勢の断面図)に示される如くに、平面視矩形の薄箱状部(上下方向の厚さが薄い箱状部)53と該薄箱状部53の一端側(組立状態での外側に露出する側)において突出するコ字状突出部54とからなる側面視L形状で下面側が開口したユニットケース52を有する。該ユニットケース52(の薄箱状部53)内には、プリント配線基板55が複数本(図示例では2本)の取付ビス56により固定されて内蔵されている。プリント配線基板55には、図示は省略しているが、CPU、ROM、RAM、入出力回路等で構成されたマイクロコンピュータが搭載されるとともに、スイッチング素子、小型小容量のバッテリ(電源)として機能するコンデンサ、ダイオード、抵抗器等の他の必要な電子部品が実装されている。さらに、プリント配線基板55の一端側(ユニットケース52のコ字状突出部54側)には、雌コネクタ(ソケット)57が所定個数横並びで設けられている。これらの雌コネクタ57は、図示しない雄コネクタ(プラグ)を介して、例えば、電源用(前記発電機からのCPU等駆動用の電力供給)、入力用(点火系からのエンジン回転数計測用の回転信号の供給、スロットルスイッチの操作状態(ON/OFF)の入力)、及び、出力用(モータ45への制御パルス信号の供給)に使用される。
The
図示は省略しているが、プリント配線基板55に実装された電子部品を保護するため、ユニットケース52の薄箱状部53内は樹脂で封止されている。
Although not shown, the inside of the thin box-shaped
次に、エアクリーナ30周りの構成について説明する。
Next, the configuration around the
エアクリーナ30は、縦置きで配置されたエンジン本体25の頭部上に配置されており、エンジン本体25側に配在されて複数本(図示例では4本)の取付ボルト33によりエンジン本体25に(基体ケース部31の内周側で)取り付けられた基体ケース部31と、複数本(図示例では2本)の蝶ボルト34により前記基体ケース部31に覆い被さるように脱着可能に(蓋状ケース部32の外周側で)取り付けられた、平面視が基体ケース部31より大きな蓋状ケース部32とを有する。つまり、本実施形態のエアクリーナ30において、基体ケース部31が下側、蓋状ケース部32が上側になるように配在されている。このエアクリーナ30は、図2、図3に加えて、図4〜図7(特に図6)を参照すればよくわかるように、基体ケース部31と蓋状ケース部32とで囲まれた空間に、表面積を増やすために山折りと谷折りを繰り返した蛇腹状のエアーフィルタ35が配備されるとともに、このエアーフィルタ35上に平面視がエアーフィルタ35より若干大きなプレフィルタ36が載せられている。
The
詳細には、基体ケース部31の上部に設けられた断面L形で矩形枠状の受け面部31aにエアーフィルタ35の環状保持部35aが係止されている。エアーフィルタ35とプレフィルタ36とは、基体ケース部31の矩形枠状の受け面部31aと蓋状ケース部32の天井部32aに設けられた複数個の押さえ板部32bとの間に挟まれるようにして押圧保持されている。したがって、複数本の蝶ボルト34を弛めるだけで蓋状ケース部32を基体ケース部31から脱着してエアーフィルタ35とプレフィルタ36を取り出すことができるので、エアーフィルタ35とプレフィルタ36の保守点検や交換等を容易に行うことができ、エアクリーナ30のメンテナンス性が向上する。
Specifically, the
また、蓋状ケース部32の下部と基体ケース部31の上部との間には、下面が開口した環状の外気吸入口32cが形成され、基体ケース部31の一端側隅部側面には、吸気接続口31cが横向きに突設されている。吸気接続口31cは、L形の上側吸気接続管46、下側吸気接続管47が順次接続され、下側吸気接続管47は気化器40に接続され、気化器40はインシュレータを兼ねる吸入管48を介してシリンダ26(図6)の吸気口に接続されている。ここで、上記吸気接続口31c、上側吸気接続管46、下側吸気接続管47、気化器40、及び吸入管48で側面視U字状の吸気通路が画成されている。
Further, an annular outside
上記に加え、基体ケース部31におけるやや上部寄りの中間部に、制御ユニット50(のユニットケース52)における、コ字状突出部54を除いた薄箱状部53がその厚み方向(ここでは上下方向)に直交する方向(ここでは横方向)から挿入されて保持される、一側面が開口した矩形の収容部37が設けられている。収容部37の下端面は、エンジン本体25の頭部上面(ここでは、動弁室22の頂面)から所定距離だけその厚み方向に離隔するように各部の寸法形状が設定されており、収容部37の下端面とエンジン本体25の頭部上面との間には外気流通空間Sが形成されている。制御ユニット50は、基体ケース部31の側面(開口)から、その開口側を下にしてユニットケース52の薄箱状部53を収容部37にその先端が突き当たるまで押し込んで、複数本(図示例では4本)の取付ボルト38により収容部37に(基体ケース部31の内側から)固定するようにされる。
In addition to the above, a thin box-shaped
これにより、制御ユニット50は、エアクリーナ30とエンジン本体25との間で、かつ、エンジン本体25の外表面(頭部上面)からは(その厚み方向に)離隔させて配置されていることになる。制御ユニット50を上記のように配置することにより、配線の接続、引き回しを容易に行うことができる。また、制御ユニット50を上記のように取り付けることにより、複数本の蝶ボルト34を弛めて蓋状ケース部32を基体ケース部31から脱着してエアーフィルタ35とプレフィルタ36を取り出せば、複数本の取付ボルト38を弛めるだけで制御ユニット50を収容部37から(横方向に)引き出して取り出すことができる。
As a result, the
このような構成とされた本実施形態の畔草刈機1においては、エンジン20の稼働時には、図6において太い実線矢印で示されているように、外気は蓋状ケース部32の下部と基体ケース部31の上部との間に形成された外気吸入口32cから吸入され、この吸入された空気は、蓋状ケース部32の上部(天井部32aの押さえ板部32b間)からプレフィルタ36及びエアーフィルタ35を通って基体ケース部31の吸気接続口31cに向かう。プレフィルタ36及びエアーフィルタ35を通過する際には塵埃が捕捉除去されて浄化されるとともに、プレフィルタ36及びエアーフィルタ35を通って吸気接続口31cに向かう際には、収容部37周りを通るので、収容部37に保持されている制御ユニット50は、エアクリーナ30内を流れる吸気により冷却される。
In the
また、収容部37(制御ユニット50)は、エンジン本体25の外表面からは離隔させて配置され、収容部37(制御ユニット50)の下端面とエンジン本体25の頭部上面(動弁室22の頂面)との間に外気流通空間Sが形成されていることにより、図6において太い破線矢印で示されているように、エンジン20の冷却ファンによって生成される冷却風の一部は、基体ケース部31の下部と動弁室22とシリンダカバー27の上端面との間に形成された上流開口28から外気流通空間Sを通って反対側(コ字状突出部54側)の下方に向いた下流開口(外部に向けて直接開口する部分)29に抜ける。そのため、外気流通空間Sにシリンダ26からの熱が溜まらなくなり、また、外気流通空間Sを流れる冷却風により、収容部37に保持されている制御ユニット50が冷却される。
Further, the accommodating portion 37 (control unit 50) is arranged so as to be separated from the outer surface of the engine
[作用効果]
上記のように、本実施形態の畔草刈機(動力作業機)1では、エアクリーナ30内に、制御ユニット50の少なくともユニットケース52の薄箱状部53がその厚み方向(上下方向)に直交する方向(横方向)から(換言すれば、基体ケース部31の側面(開口)から)挿入されて保持される収容部37が設けられ、制御ユニット50は、エアクリーナ30とエンジン本体25との間で、かつ、エンジン本体25の外表面からは離隔させて配置されているので、制御ユニット50周辺部に熱が溜まりにくくできる。また、制御ユニット50を、エンジン20の冷却ファンによって生成される冷却風やエアクリーナ30内を流れる吸気によって冷却することもできる。そのため、シリンダ26からの熱による制御ユニット50の劣化を生じ難くできる。
[Action effect]
As described above, in the shore mower (power work machine) 1 of the present embodiment, at least the thin box-shaped
この場合、薄箱状の制御ユニット50を、エンジン本体25の外表面から厚み方向に離隔させて配置することにより、制御ユニット50を配置するためのスペースは最小限で済むとともに、配線の接続、引き回しを容易に行うことができる。さらに、エアクリーナ30の大型化を招くことなく、また、エアクリーナ30の機能を損なうこともなく、保守点検やエアーフィルタ35、プレフィルタ36の交換等に支障を来すこともない。
In this case, by arranging the thin box-shaped
なお、上記実施形態においては、エアクリーナ30及び制御ユニット50は、エンジン本体25の頭部上に配置されているが、これに限られる訳ではなく、エアクリーナ30及び制御ユニット50を、エンジン本体25の側部(横)等に配置してもよいことは勿論である。
In the above embodiment, the
[気化器及びモータ周りの構成]
次に、気化器40及びモータ45周りの構成を補足説明する。図10は、図4のA部を、モータガードや下側吸気接続管等を取り除いて示す部分拡大図である。
[Configuration around the vaporizer and motor]
Next, the configurations around the
上記実施形態では、図10に加えて、図4、図5を参照すればよくわかるように、エンジン本体25の外側にむきだし配置されたモータ45を保護するため、コ字状のモータガード62が複数本(図示例では2本)のボルト63により下側吸気接続管47と共に気化器40に共締め固定されている。モータ45の下面(コ字状のモータガード62の下方)は、エンジン本体25の下部に設けられた燃料タンク60(図2〜図4)により保護される。モータ45は、気化器40のスロットル弁42の軸(スロットル軸ともいう)43に直付けされ(つまり、モータ軸とスロットル軸は平行)、気化器40周りの取付性、始動時に燃料を送るための手動ポンプ44の操作性、エンジン20の振動方向(上下方向)等を考慮して、気化器40のスロットル弁42の軸43は、エンジン20(の中心線)に対して若干(約30度)傾けて配置され、この軸43をモータ45で直接回動させるようになっている。
In the above embodiment, as can be clearly seen by referring to FIGS. 4 and 5 in addition to FIG. 10, a
なお、上記実施形態においては、動力作業機として畔草刈機を例示して説明したが、動力作業機は、それに限られることはなく、チェーンソー、芝刈り機、刈払機等であってもよい。畔草刈機のような車輪が付いた動力作業機は、比較的に重く姿勢を変えにくいが、作業者は上側からメンテナンスを簡単に行うことができ、チェーンソー等の手持ち式作業機は、比較的に小型であり各部品が小さく細かい作業となるが、作業者は上側からメンテナンスを簡単に行うことができる。 In the above embodiment, the shore grass mower has been described as an example of the power work machine, but the power work machine is not limited to this, and may be a chainsaw, a lawn mower, a brush cutter, or the like. Power work machines with wheels such as shore mowers are relatively heavy and difficult to change posture, but workers can easily perform maintenance from above, and hand-held work machines such as chainsaws are relatively. Although it is small and each part is small and detailed work is required, the operator can easily perform maintenance from above.
1 畔草刈機(動力作業機)
2 車体
3 動伝機構部
5 車輪
20 空冷4ストロークエンジン(エンジン)
24 リコイルスタータ
25 エンジン本体
26 シリンダ
27 シリンダカバー
28 上流開口
29 下流開口
30 エアクリーナ
31 基体ケース部
31a 受け面部
31c 吸気接続口
32 蓋状ケース部
32c 外気吸入口
35 エアーフィルタ
35a 環状保持部
36 プレフィルタ
37 収容部
40 気化器
42 スロットル弁
43 スロットル弁の軸
44 手動ポンプ
45 ステッピングモータ
46 上側吸気接続管
47 下側吸気接続管
48 吸入管
50 制御ユニット
52 ユニットケース
53 薄箱状部
54 コ字状突出部
55 プリント配線基板
57 雌コネクタ
60 燃料タンク
62 モータガード
S 外気流通空間
1 Side mower (power work machine)
2 Body 3 Motion transmission mechanism 5
24
Claims (13)
前記エンジンを制御するための制御ユニットが前記エアクリーナとエンジン本体との間で、かつ、前記エンジン本体の外表面からは離隔させて配置されていることを特徴とする動力作業機。 It is a power work machine that has an engine with an air cleaner installed in the intake system as a work power source.
A power work machine characterized in that a control unit for controlling the engine is arranged between the air cleaner and the engine main body and separated from the outer surface of the engine main body.
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