JP3781430B2 - ガソリン駆動式チェーンソー用復旧式点火スイッチ - Google Patents

Description

発明の背景
発明の技術分野
この発明は、概して、点火回路に関し、さらに詳細には、可搬式動力工具用の点火回路およびシステムに関するものである。
関連する技術の説明
チェーンソー、ストリングトリマー、ヘッジトリマー、縁かがり機およびブロワのような可搬式動力工具は、一般に、手動によるコールドスタートの間に、エンジンに燃料の混合比の高い混合気を供給するために、手動によるチョークが必要となる２サイクルガソリンエンジンを有している。そのような動力工具は、従来、マニュアル操作式チョーク装置および別個の点火または「停止（kill）」スイッチを具備している。点火スイッチは、エンジン内の燃料の点火を可能とする点火または作動位置と、点火が止められる停止位置との間を手動で移動され得る。点火スイッチは、主として、オペレータが所望のときに動力を切断することができるように設けられている。
従来、動力工具のコールドスタートを容易にする、エンジンに燃料濃度の高い混合気を供給するためのチョーク装置の手動操作は、点火スイッチの作動位置への必要不可欠な復旧からは完全に独立している。通常はチョーク装置を操作することを覚えているオペレータであっても、しばしば、エンジンを始動させようとする前に点火スイッチを作動位置に手動で移動させることを忘れることがある。
点火スイッチを作動位置に配置することを忘れると、動力工具の始動が妨げられ、エンジンへの燃料の供給し過ぎによって、エンジンがかぶってしまうことになる。エンジンのかぶりは、エンジンの始動を困難あるいは不可能にするので、オペレータは、その後、点火スイッチを作動位置に切り替え、かつ、一般には、エンジンの「かぶり」状態が解消するまで、一定の時間待つことを強いられる。
この問題に対応して、種々の解決策が提案されている。米国特許第２７９１２０７号明細書に述べられている１つの解決策は、組み合わせられたチョークおよび点火あるいは停止スイッチアクチュエータを用いている。このアクチュエータは、エンジンのチョークを調節するために進退させられて、点火スイッチを作動位置とオフ位置との間で移動させるために回転させられる。このアクチュエータが作動位置に配されて、エンジンをチョーク状態とするために引き起こされたときには、「オフ」位置に回転させることができない。同様に、アクチュエータが「オフ」位置に配されたときには、エンジンをチョーク状態とするために引き起こすことができない。
他の解決策は、米国特許第５２０９１９６号明細書に開示されている。この特許’１９６は、点火スイッチを含む動作モードセレクタを開示している。このモードセレクタは、オフ、アイドル、コールドスタートおよびウォームスタートのような種々の位置の間を移動することができる。点火スイッチは、スロットルおよびチョークフラップにリンクを介して接続されている。米国特許第４０７９７０８号明細書および第５２１５０４９号明細書は、スロットルおよびチョークフラップの位置を制御する他のセレクタスイッチを示している。
オペレータが点火スイッチを作動位置に配しないでエンジンを始動させようとするために起こるこの問題を解決するための他の方法は、米国特許第４９１９０９１号明細書に述べられている。この特許’０９１は、点火スイッチを作動あるいは始動位置に自動的に復旧するための装置を開示している。この点火スイッチユニットは、始動位置に付勢される掛け金部材を具備している。ユーザが取り扱うことができる点火スイッチを有する位置決め部材は、前記掛け金部材に係合し、かつ、該掛け金部材を「オフ」位置に保持する。エンジンが、停止まで惰走するときに、位置決め部材は、掛け金部材との係合を解除して、該掛け金部材がその静止あるいは始動位置に移動することを許容する。’０９１の第２の実施形態は、点火不能にするための位置に掛けられ得る押圧アクチュエータを具備している。
上述した特許は、オペレータが点火スイッチを停止から作動位置に復旧することを怠ることを防止するための種々の装置および方法を開示している。しかしながら、これらの特許によって提示された解決策は、一般には、装備するのに高価であり、その結果、より高価な可搬式動力工具になってしまうことになる。さらに、これらの特許のいくつかに示されているように、点火スイッチおよびチョークの操作を単一のセレクタスイッチに統合することは、独立して操作できる別個のチョーク装置および点火スイッチに慣れてきているオペレータにとっては望ましくないものである。結局、これらの特許により示されているセレクタスイッチあるいは機構では、動力工具の操作を迅速に終わらせることが必要である場合に、オペレータがこれを迅速に見つけて操作することが困難である。
したがって、この技術分野において、チョーク装置と停止スイッチとを機能的に連結し、それによって、燃料比率のの高い混合気をエンジンに供給するチョーク装置の操作が、必ず、点火スイッチを作動位置に移動させて動力工具を始動可能とする簡易かつ廉価な装置が必要である。また、この技術分野において、チョーク装置がその通常あるいは非チョーク位置に配されているときに、点火スイッチの独立した操作を可能とする装置が必要である。結局、この技術分野において、チョーク装置とは独立して操作し得る点火スイッチを有する従来式と同様の動力工具であるが、チョーク装置が非チョーク位置からチョーク位置に移動されたときに作動位置に自動的に移動されるように、チョーク装置が点火スイッチに機能的に連結されている装置が必要である。
発明の概要
この発明は、チェーンソー、ストリングトリマー、ヘッジトリマー、縁かがり機あるいはブロワのような可搬式動力工具のための点火システムであって、点火スイッチが、チョーク装置の通常位置すなわち第１位置からのチョーク位置すなわち第２位置への移動によって、停止位置から作動位置に自動的に復旧される点火システムを提供する。
この発明によれば、チョーク装置は、通常位置すなわち第１位置とチョーク位置すなわち第２位置との間で手動により移動可能であり、かつ、点火スイッチは、作動位置と停止位置との間で手動により移動可能である。チョーク装置と点火スイッチとは部材によって機能的に連結されており、それによって、チョーク装置のチョーク位置すなわち第２位置への移動が点火スイッチを作動位置に移動させ、チョーク装置が通常位置すなわち第１位置に配されているときには、点火スイッチはチョーク装置とは独立して自由に移動することができる。
さらに、この発明によれば、チョーク装置はハンドルとシャフトとを具備している一方、前記チョーク装置と点火スイッチとを連結している部材は、点火スイッチと一体的に形成されるレバーによって与えられている。
さらに、この発明によれば、前記ハンドルおよび前記シャフトは通常位置とチョーク位置との間で長手方向に移動することができる。シャフトは、ハンドルおよびシャフトが通常位置からチョーク位置に移動されるときに、前記レバーに係合してこれを回転させるアームを具備している。レバーの回転により、点火スイッチが旋回あるいは回転される。
【図面の簡単な説明】
この発明のこれらの特徴および他の特徴は、以下の記載および図面を参照することにより明らかである。ここで、
図１Ａは、この発明を組み込んだチェーンソーの動力ヘッドを示す側面図であり、
図１Ｂは、図１Ａに示されたチェーンソーの動力ヘッドの後部を示す側面図であり、
図２Ａは、図１Ａおよび図１Ｂに示された動力ヘッドを示す平面図であり、
図２Ｂは、図２Ａに示された動力ヘッドをトップカバーを取り外した状態で示す平面図であり、
図３は、図１Ａ〜図２Ｂに示される動力ヘッドの縦断面図であり、
図４は、図３の線４−４から見た動力ヘッドの縦断面図であり、
図５Ａは、図４の線５−５に沿って見た通常の第１位置におけるチョークノブの断面図であり、
図５Ｂは、図４の線５−５に沿って見たチョークの第２位置におけるチョークノブの断面図であり、
図６Ａは、図４の線６−６に沿って見た停止位置あるいは作動防止位置における点火スイッチの断面図であり、
図６Ｂは、図４の線６−６に沿って見た作動位置あるいは点火可能位置における点火スイッチの断面図であり、
図７Ａは、この発明に係る点火回路を示しており、
図７Ｂは、図７Ａに示した点火回路の概要図である。
好ましい実施形態の詳細な説明
図面、特に、図１Ａ、図１Ｂおよび図２Ａを参照すると、この発明を組み込んだチェーンソーの動力ヘッド１０が示されている。動力ヘッド１０は、２サイクル内燃式エンジン１６が搭載されかつ一組のカバーまたはガード１８が取り付けられた第１および第２の側部１２，１４を有するシャーシを具備している。この第１および第２のシャーシ側部１２，１４は、協同して燃料タンク２０、チェーンオイルタンク２２および後部ハンドル２４を画定している。後部ハンドル２４には、スロットル２６が取付けられている。このスロットル２４は、オペレータがエンジン１６およびそれによって、当業者に周知のように適当なギヤを介してエンジンのクランクシャフトに動作可能に取り付けられた切断チェーン（図示略）の動作速度を制御するために操作するものである。エンジン１６は、取付ボルト（図示略）によって各シャーシ側部に下から固定されている。
オペレータは、動力ヘッド１０の外部において、スロットル２６に加えて種々の調節部材を操作することができる。これらの調節部材は、手動式ロープスタータハンドル２８、第１バルブ３０、燃料供給のアイドルおよびチョークを調節するための２重螺旋キャブレタ調節装置３２、点火スイッチ３４およびチョーク装置４４のチョークハンドルまたはノブ３６を具備している。前記ロープスタータハンドルは、当業者に周知のように、エンジン１６の始動のためにフライホイール（図示略）を回転させるためにオペレータによって引っ張られる。点火モジュール４０（図７Ａ，７Ｂ）は、フライホイールに近接配置されており、周知のように、フライホイールが回転するとスパークプラグ６６に電流パルスを伝送する。
図２Ｂおよび図４を参照すると、チェーンソー動力ヘッド１０の内部が示されている。キャブレタ４２は、エンジン１６の後方に配置されている。チョーク装置４４は、キャブレタ４２に対して後方および下方に間隔を空けて配置されており、チョークノブ３６から内方に延びるチョークシャフト４６を具備している。このチョークシャフト４６は、リンク４８を介して、キャブレタ４２内への空気の導入を制御するバタフライバルブに接続されている。チョークノブ３６およびチョークシャフト４６が通常位置すなわち第１位置からチョーク位置すなわち第２位置に移動すると、バタフライバルブ５０が旋回して閉鎖され、比較的燃料の濃厚な、空気と燃料の混合気がエンジン１６に供給される。
図４，図５Ａおよび図５Ｂを参照すると、付随するアーム５２を含むようにチョークシャフト４６が図示されている。このアーム５２は、前記チョークリンク４８に近接する概略前記シャフト４６の端部に配置されており、点火スイッチ３４に関連してレバー５４の一部に係合するように操作することができる。
前記点火スイッチ３４は、動力後部後部ハンドル２４のチョークノブ３６に対して反対側に設けられている。この点火スイッチ３４は、第１のシャーシ側部１２（図４）に横たわるカバー３８に回転可能に取り付けられており、停止または点火防止位置（図６Ａ）と作動または点火可能位置（図６Ｂ）との間で回転移動可能である。点火スイッチ３４は、該点火スイッチ３４が停止位置に配されるときに平坦な金属製バネ５８に係合するスイッチ接触子５６を具備している。該スイッチ接触子５６とバネ５８との間の係合により、以下に、図７Ａおよび図７Ｂを参照してさらに詳細に説明するように、点火回路が接地される。点火システムのための接地経路の一部としての機能に加えて、金属製バネ５８は、点火スイッチ３４を作動位置に保持する。
点火スイッチ３４は、チョーク組立体４４と機能的に連結されたレバー５４を一体的に具備している。図２Ｂおよび図４に最もよく示されているように、点火スイッチ３４は、ネジ６０によって第１のシャーシ側部に回転可能に取り付けられ、レバー５４は、第２のシャーシ側部１４に横たわるカバー３８に軸支されあるいは回転可能に据え付けられている。レバー５４は、細長い軸と、該レバー５４の軸線から広がるＵ字状オフセット部分６２とを具備している。該オフセット部分６２は、チョーク組立体４４が通常位置、すなわち第１位置（図５Ａ）に配されているときに下方および内側に短い距離だけ延び、チョークノブ３６とシャフト４６とが通常位置（図５Ａ）から、図５Ｂに示されるチョーク位置に向けて外側に引かれると、チョークシャフト４６に付随するアーム５２によって係合され、レバーをその軸線回りに回転させて、点火スイッチ３４を図６Ａに示される停止位置から図６Ｂに示される作動位置に移動あるいは回転させる。
この発明に包含される可搬式動力工具の点火回路６４は、図７Ａおよび図７Ｂに示されている。フライホイールに隣接配置される点火モジュール４０は、フライホイールにより運ばれる永久磁石の回転に応じて電流パルスを発生する。電流パルスは、点火プラグ６６に伝送され、シリンダ内の燃料−空気混合気に点火するために使用される。
点火モジュール４０は、アース線６８，７６によってエンジンのアース７０に、また、リード線７２によって点火スイッチ３４の接触子５６に接続されている。板バネ５８は、ネジ７４およびエンジンアース線７６を介してアース７２に接続されている。したがって、点火スイッチの接触子５６が金属製板バネ５８に係合したときには、点火モジュール４０が接地され、電流パルスが点火プラグ６６に供給されることはない。他方、点火スイッチ接触子５６が板バネ５８との係合を外れて回転されたときには、点火モジュールは接地されず、したがって、電流パルスを点火プラグ６６に伝送することが可能となる。
図示されたチェーンソーの始動については、前述の説明および図面を参照して以下に説明する。チェーンソーがコールドスタートされるときには、チョークノブ３６およびチョークシャフト４６が通常位置すなわち第１位置からチョーク位置すなわち第２位置へ外側に引かれる。チョークシャフト４６の長手方向の移動は、バタフライバルブ５０をさらに閉鎖する位置に回転移動させ、エンジン１６に供給される空気−燃料混合気に供給される空気の量が減じられる。
チョークシャフト４６の移動も、そこに付随するアーム５２を、レバー５４のオフセット位置６２に係合させ、該レバー５４をその長手軸回りに回転させる。レバー５４の回転により、点火スイッチ接触子５６が板バネ５８に係合して点火モジュール３４を接地している停止位置から、点火スイッチ接触子５６が金属製バネ５８から離れて点火モジュール４０が点火プラグ６６に電流パルスを供給することを可能にする作動位置まで、点火スイッチ３４が回転する。
点火バルブ３０は、キャブレタ４２に燃料装荷を供給するために何回もポンピングされる。その後、ロープスタータ２８が、フライホイールを回転させるために１回以上引っ張られ、点火プラグ６６への火花発生パルスを点火モジュール４０に供給させる。エンジン１６を始動あるいは「点火」しようとするときには、チョーク組立体４４が、通常位置すなわち第１位置とチョーク位置すなわち第２位置との中間の半チョーク位置に移動される。点火スイッチ３４は、金属製板バネ５８によって始動位置に維持される。チョーク組立体４４を半チョーク位置に配置することにより、バタフライバルブ５０を通して追加の空気が流れることができ、キャブレタ４２からエンジン１６に供給される空気−燃料混合気の燃料濃度がより薄くなる。ロープスタータ２８を引くことにより、シリンダ内の空気−燃料混合気が点火され、エンジン１６が始動する。チョークノブ３６およびチョークシャフト４６は、その後、バタフライバルブ５０をその通常の作動位置に開くように、それらの通常位置すなわち第１位置に向けて内側に押圧される。
動力工具を停止したいと望む場合には、点火スイッチ３４は単に作動位置から点火モジュール４０が接地されて点火プラグ６６への電流パルスの供給が停止される停止位置へ回転されあるいは旋回されるだけである。点火スイッチ３４の停止位置への移動は、板バネ５８の付勢力に抗して行われるが、レバー５４のオフセット部分６２から比較的内側に間隔を空けているチョークシャフトアーム５２とは干渉しない。
この発明は、チョーク組立体４４が、内燃式エンジン１６のコールドスタートのためのチョーク位置に配されているときに、点火スイッチ３４を始動位置に配されていることを保証する一方、チョーク組立体がその通常作動位置に配されているときに、点火スイッチ３４を該チョーク組立体４４と干渉することなく停止位置に戻すことを可能とする装置を提供するものである。上述したこの発明の好ましい実施形態により示されるチョーク組立体４４と点火スイッチ３４との動作を連結するための手段は、経済的で信頼性が高く、かつ、従来の制御機能およびオペレータにより期待されかつ望まれる配置を保持するものである。
この発明の好ましい実施形態は、図示されかつここに説明されているけれども、これと同一のものに限定されるものではなく、この発明の範囲内に配されるそれらの任意かつ全ての変形例をも包含するものであると解されべきである。

Claims (17)

1. 可搬式動力工具用点火システムであって、
   通常位置すなわち第１位置とチョーク位置すなわち第２位置との間を手動により移動可能なチョーク組立体と、
   作動位置と停止位置との間を手動により移動可能な点火スイッチと、
   前記チョーク組立体の前記チョーク位置への移動によって前記点火スイッチが前記作動位置に移動させられ、かつ、前記チョーク組立体が前記通常位置に配されているときには、前記点火スイッチが前記チョーク組立体とは独立して移動自在となるように、前記チョーク組立体と前記点火スイッチとを機能的に連結する部材とからなることを特徴とする点火システム。
2. 前記点火スイッチが、点火回路の一部を構成し、該点火スイッチは、前記作動位置に配されているときにエンジン内の燃料−空気混合気の点火を可能とし、かつ、前記停止位置に配されているときに点火を防止することを特徴とする請求項１記載の点火システム。
3. 前記チョーク組立体が、ハンドルとシャフトとからなり、前記シャフトがキャブレタに機能的に連結され、かつ、該キャブレタによってエンジンに供給される混合気の燃料−空気比率を調整するために用いられることを特徴とする請求項２記載の点火システム。
4. 前記ハンドルおよびシャフトが、前記第１位置において点火システムに関して相対的に内方に、前記第２位置において点火システムに関して外側に相対的に突出していることを特徴とする請求項３記載の点火システム。
5. 前記部材が、前記点火スイッチに一体的に形成されたレバーであることを特徴とする請求項１記載の点火システム。
6. 前記チョークシステムが、ハンドルとシャフトとからなり、前記シャフトがキャブレタに機能的に接続され、かつ、キャブレタによってエンジンに供給された混合気の燃料−空気比率を調整するために用いられ、前記ハンドルおよびシャフトが、前記第１位置に配されているときに点火システムに関して相対的に内方に、前記第２位置に配されているときに点火システムに関して外側に相対的に突出していることを特徴とする請求項５記載の点火システム。
7. 前記ハンドルおよびシャフトの前記第２位置への移動により、前記点火スイッチを停止位置から作動位置に旋回させる前記レバーが回転させられることを特徴とする請求項６記載の点火システム。
8. 前記シャフトが、前記ハンドルおよびシャフトが前記第１位置から前記第２位置に向けて長手方向に移動するときに、前記レバーに係合してこれを回転する付随的なアームを有することを特徴とする請求項７記載の点火システム。
9. 可搬式動力工具用点火システムであって、
   ユーザが操作できるハンドルとシャフトとからなり、
   前記ハンドルおよびシャフトが点火システムに関して相対的に内側に配される通常位置すなわち第１位置と前記ハンドルおよびシャフトが点火システムに関して外側に相対的に突出した位置に配されるチョーク位置すなわち第２位置との間で移動可能なチョーク組立体と、
   点火回路の一部を構成し、点火が許容される作動位置と点火が防止される停止位置との間を移動することができる点火スイッチと、
   前記チョーク組立体の前記第２位置への移動が前記点火スイッチを前記作動位置に移動させ、前記チョーク組立体が前記第１位置に配されているときに前記点火スイッチが前記チョーク組立体とは独立して移動自在に配されるように、前記チョーク組立体と前記点火スイッチとを機能的に連結する部材とを具備することを特徴とする点火システム。
10. 前記部材が、前記点火スイッチと一体的に形成されたレバーであることを特徴とする請求項９記載の点火システム。
11. 前記ハンドルおよびシャフトの前記第１位置から第２位置への長手方向の移動により、前記点火スイッチを前記停止位置から前記作動位置へ移動させる前記レバーが回転させられることを特徴とする請求項１０記載の点火システム。
12. 前記シャフトが、前記ハンドルおよびシャフトが前記第１位置から前記第２位置へ移動するときに前記レバーに係合してこれを回転させる、付随的なアームを具備し、前記レバーの回転が前記点火スイッチを前記停止位置から前記作動位置にピボットのように移動させるものであることを特徴とする請求項１１記載の点火システム。
13. シャーシに固定されるエンジンと、
    該エンジン内部において燃焼させるために、該エンジンに燃料−空気混合気を供給するように機能的に据え付けられたキャブレタと、
    前記キャブレタに前記エンジンから供給された前記混合気の燃料−空気の比率を調節するために機能的に接続されるとともに、通常位置すなわち第１位置とチョーク位置すなわち第２位置との間を移動可能に配されユーザが操作できるハンドルを具備していて、前記第２位置に配されているときに前記燃料−空気混合気の燃料濃度を高くするチョーク組立体と、
    エンジン内の燃料−空気混合気の点火を許容する作動位置と、前記混合気の点火を防止する停止位置との間を移動可能な点火スイッチと、
    前記チョーク組立体の前記第１位置から第２位置への移動により、前記点火スイッチが前記停止位置から前記作動位置に移動されて、燃料濃度の高い混合気が前記キャブレタを介して前記エンジン内に導入される間に前記エンジンの始動を許容ずるように前記チョーク組立体と前記点火スイッチとを機能的に連結する部材とを具備することを特徴とする可搬式動力工具。
14. 前記部材が、前記点火スイッチに一体的に形成されたレバーであることを特徴とする請求項１３記載の可搬式動力工具。
15. 前記チョーク組立体が、前記ハンドルから内方に延び、かつ、前記キャブレタに機能的に接続されたシャフトを具備することを特徴とする請求項１４記載の可搬式動力工具。
16. 前記レバーが、前記シャフトの下に横たわるオフセット部分を具備し、該オフセット部分が、前記シャフトおよびハンドルが前記第１位置から前記第２位置に移動されたときに、前記シャフトによって係合されるものであることを特徴とする請求項１５記載の可搬式動力工具。
17. 前記シャフトが付随するアームを具備し、該アームが、前記オフセット部分に係合可能であり、かつ、前記ハンドルおよびシャフトが前記第１位置から前記第２位置に移動されたときに前記レバーを回転させることができ、該レバーの回転が、前記点火スイッチを前記停止位置から前記作動位置に回転させるものであることを特徴とする請求項１６記載の可搬式動力工具。

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