JP3980476B2

JP3980476B2 - 小型エンジンおよび刈払機

Info

Publication number: JP3980476B2
Application number: JP2002380235A
Authority: JP
Inventors: 弘広岡; 貴充飯倉
Original assignee: 富士ロビン株式会社
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2022-12-27
Also published as: JP2004208543A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型エンジンおよび刈払機に関し、さらに詳しくは、可搬型の空冷エンジンにおけるクラッチケーシングの冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
可搬型の小型エンジンが適用される機種の一つに刈払機がある。
刈払機は、先端に回転刃を備えた操作桿内に回転軸を挿通し、その軸端の一方には回転刃が連動可能に設けられ、軸端の他方は小型エンジンのクランク軸に対して遠心クラッチを介して連動できるようになっている。
遠心クラッチは、クラッチケーシング内に納められ、クラッチケーシングは、操作桿内に位置する回転軸が刈払い時に左右に振られたりするための負荷に耐えるように比較的剛性の高いアルミニュウム製等が用いられていた。
【０００３】
近年、軽量化と製造コスト低減のためにクラッチケーシングを合成樹脂により製造することが行われてきており、このため、回転軸と連結される遠心クラッチは、その支軸をクラッチケーシング内に装備されている軸受け内を挿通されて支持されるようになっている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
実公平１−３２５０８号公報（第１頁左欄最終行乃至右欄第１６行）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、クラッチケーシングに装備されている軸受けは回転軸の高速回転時に発熱し、周辺部の温度を高めることがあり、軸受けの外輪を支持しているクラッチケーシングの温度上昇を招きやすくなる。このため、クラッチケーシングの熱変形や溶解が生じて軸受けの支持が困難となるという不具合がある。特にクラッチケーシングは温度上昇を見込んで耐熱性樹脂が用いられるが、これによって放熱性が悪化し、却って温度上昇による不具合を生じやすくなるのが現状である。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来の小型エンジン、特に熱に弱い材質のケーシングにおける問題に鑑み、熱変形や溶解の虞を解消することができるケーシングを備えた小型エンジンを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、クランクケース（１Ａ）に軸支され一端にエンジン本体を冷却するための冷却ファン（２）を備えたクランク軸（Ａ４）と、前記クランクケース（１Ａ）に固定されて前記冷却ファン（２）を収容している合成樹脂製のファンケーシング（１Ｂ）とを備え、前記ファンケーシング（１Ｂ）に軸支され一端に動力伝達軸（７）を挿通可能な被動軸（３）と、前記クランク軸（Ａ４）とを、前記被動軸（３）の他端および前記クランク軸（Ａ４）の一端側に設けられた遠心クラッチ（６）を介して伝動可能に設けると共に、前記ファンケーシング（１Ｂ）内部に前記被動軸（３）を前記軸支位置で回転自在に支持するベアリング（４）を配置した、可搬型の小型空冷エンジンにおいて、該ベアリング（４）の外周にはスリーブ（５）を装填して該ベアリング（４）を嵌合支持させ、該ベアリング（４）の発熱による前記ファンケーシング（１Ｂ）の熱変形や溶解を防止すべく該スリーブ（５）には、前記冷却ファン（２）からの冷却風と接触するよう前記冷却ファン（２）側に向けて突出する突起が形成され、該突起は、前記ベアリング（４）の周方向で複数のフィン（５Ａ）により構成されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明に加えて、前記フィン（５Ａ）は、前記ベアリング（４）の径方向に延出させて、あるいは径方向に対して傾斜させて延出させて配置されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明に加えて、上記スリーブ（５）は、コア材の表面にコア材よりも高い熱伝導性を有する熱良導体で構成されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のうちの一つに記載の可搬型の小型空冷エンジンを刈払機（１０）に用いることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本実施形態による小型エンジンの概略図であり、同図において、小型エンジン１は、シリンダブロックにウオータージャケットを持たない空冷エンジンであり、エンジン本体のクランクケース１Ａにボルト１５等により取り付けられてクラッチケーシングを兼ねる合成樹脂製のファンケーシング１Ｂを備えている。
エンジン本体には、周知のシリンダヘッドＡ１，シリンダブロックＡ２およびピストンＡ３を内蔵し、クランク軸Ａ４を軸支するクランクケース１Ａを備えている。
クランク軸Ａ４には、ダイナモＡ５およびシリンダブロックＡ２を主に冷却を行う冷却ファン２が固定されている。
【００１４】
ファンケーシング１Ｂには、クランク軸Ａ４と遠心クラッチ６を介して伝動される被動軸３を軸支するためのベアリング４が、被動軸３の延出位置近傍（便宜上、図１において符号１Ｂ１で示す位置）に配置されており、ベアリング４の外周には、ファンケーシング１Ｂの内面との間にスリーブ５が配置されている。
被動軸３は遠心クラッチ６を構成する一部材であるクラッチドラム６Ａと一体とされ、遠心クラッチ６を介してクランク軸Ａ４と連動することができ、内部には、動力伝達軸７が挿嵌されて連動させるようになっている。本実施形態では、動力伝達軸７が後で説明する刈払機の操作桿内に挿通されて回転刃を駆動する軸に相当している。
【００１５】
スリーブ５は、アルミニュウム合金などの熱良導体で成形された部材であり、ファンケーシング１Ｂ内でベアリング４の支持位置に装填されてベアリング４の外輪が嵌合支持されている。
スリーブ５としては、上述したアルミニュウムなどの金属製に限らず、例えばコア材でスリーブ形状を構成し、その表面にコアよりも高い熱伝導性を有する材料を塗布若しくは積層させて熱伝導度を高めるようにして製造コストを低減させることも可能である。
【００１６】
スリーブ５は、その一部が冷却ファン２に向けて突出する形状とされている。
冷却ファン２に向けて突出する一部は、図２に示すようにスリーブ５と一体成形若しくは別体を植設されてベアリング４の周方向に複数設けられたフィン５Ａで構成され、フィン５Ａは、図３に示すように、径方向に延出する形状若しくは図示しないが、径方向に対して傾斜させて延出する形状とされている。なお、図２において符号５Ｂは、ファンケーシング１Ｂの延出位置近傍に嵌合した際の掛かり止め部であり、フィン５Ａと掛かり止め部５Ｂとでスリーブ５の軸方向両端をファンケーシング１Ｂに係止することにより脱落を防止している。
径方向に対して傾斜させる場合も含めてフィン５Ａの延出形態は、冷却ファン２からの冷却風との接触状態を考慮して設定することが望ましい。例えば、冷却風との接触時間を長くできる形態の一つである径方向に対して傾斜させるとフィン５Ａの周辺からの伝熱を効率よく放熱することができる。
【００１７】
フィン５Ａは、スリーブ５と同じ材質若しくはスリーブ５よりも熱良導体を用いることもでき、スリーブ５よりも高い熱伝導性を有する場合には、スリーブ５への熱伝導を抑えることによりベアリング４との嵌合精度を維持させるようにすることもできる。
【００１８】
本実施形態は以上のような構成であるから、小型エンジン１のエンジン本体内では、冷却ファン２の回転によりクランクケース１Ａに設けられている吸気口Ｐ１，さらにはファンケーシング１Ｂの開口Ｐ２からも導入された空気が、図１において矢印で示すように、冷却ファン２の近傍を通過してその遠心力によりファンケーシング１Ｂ内でダイナモＡ５およびシリンダヘッドＡ１を通過して冷却して外部に排気される。なお、開口Ｐ２においては、エンジンの回転数等の条件変化により、上述したように外気を取り込める場合だけでなく、内部からの空気が外方に排出される場合もある。
【００１９】
冷却ファン２の近傍で冷却ファン２に向けて突出するフィン５Ａを有したスリーブ５は、冷却ファン２の近傍を通過する冷却風と接触することにより熱が奪われる。このため、ベアリング４からスリーブ５に伝わる熱がフィン５Ａによって放熱されることになるので、ベアリング４の温度上昇が抑えられることになる。
スリーブ５は、ベアリング４とファンケーシング１Ｂとの間に介在しているので、ベアリング４の放熱が促進されることでファンケーシング１Ｂへの伝熱が抑えられることになり、これにより、ファンケーシング１Ｂの熱変形や溶解が防止されることになる。
【００２０】
上述した小型エンジン１は、図４に示す刈払機１０に用いることができる。
刈払機１０は、小型エンジン１が軸端の一方に設けられ軸端の他方に回転刃１１を有し、内部に被動軸３と連動可能な動力伝達軸７（図１参照）が挿通されている操作桿１２を備えており、操作桿１２の途中には、操作ハンドル１３が取り付けられている。刈払機１０は、操作ハンドル１３に設けられているスロットルレバー１３Ａの操作により小型エンジン１側の回転数を変化させて回転刃１１の回転数を調整しながら刈払い作業を行うことができる。
【００２１】
この刈払機１０において操作桿１２の軸端の一方に位置する小型エンジン１は、操作桿１２の軸端の一方が挿通される位置にファンケーシング１Ｂが位置しており、比較的作業者の体に近い部分に位置することになる。このような構成において、ファンケーシング１Ｂはベアリング４との間に介在されたスリーブ５によってベアリング４からの熱が伝わりにくい状態とされているので、ファンケーシング１Ｂが不用意に温度上昇することがない。このため、作業者が不用意にファンケーシングを触った場合でも安全を確保することができる。
しかも、ベアリングの焼損などが生じないので、刈払機としての耐久性を維持して寿命を延ばすことも可能となる。
【００２２】
例えば、特開平１０−９２７６号公報に開示されているように、放熱面積を増やすための放熱フィンを軸受け部周辺に設けた構成があるが（同公報中、段落「０００８」欄、図４）、この構成では軸受け部周辺の容積拡大に繋がり、構造の大型化を招く。このため、なるべく小型化で軽量化することが望ましいとされる刈払機には不適な構成が得られてしまうが、本実施形態では、このような構造の大型化を解消することができる。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、クランクケースに軸支され一端にエンジン本体を冷却するための冷却ファンを備えたクランク軸と、前記クランクケースに固定されて前記冷却ファンを収容している合成樹脂製のファンケーシングとを備え、前記ファンケーシングに軸支され一端に動力伝達軸を挿通可能な被動軸と、前記クランク軸とを、前記被動軸の他端および前記クランク軸の一端側に設けられた遠心クラッチを介して伝動可能に設けると共に、前記ファンケーシング内部に前記被動軸を前記軸支位置で回転自在に支持するベアリングを配置した、可搬型の小型空冷エンジンにおいて、該ベアリングの外周にはスリーブを装填して該ベアリングを嵌合支持させ、該ベアリングの発熱による前記ファンケーシングの熱変形や溶解を防止すべく該スリーブには、前記冷却ファンからの冷却風と接触するよう前記冷却ファン側に向けて突出する突起が形成され、該突起は、前記ベアリングの周方向で複数のフィンにより構成されているので、ベアリングの冷却効果が高まり、合成樹脂製のファンケーシングの熱変形や溶解を未然に防止し、ベアリングの良好な支持状態を維持できると共に、構造の大型化を解消した小型化で軽量化された可搬型の小型空冷エンジンが得られる。
【００２４】
請求項２記載の発明によれば、スリーブに設けられているフィンが径方向若しくは径方向に対して傾斜させ延出させて配置されているので、請求項１の発明の効果に加え、冷却ファンからの冷却風との接触状態を最適化してベアリングの冷却効果を向上させることができる。
【００２５】
請求項３記載の発明によれば、スリーブは、コア材の表面にコア材よりも高い熱伝導性を有する熱良導体で構成されているので、請求項１の発明の効果に加え、ベアリングの放熱を良好に行わせることができると共に、ベアリングとの嵌合精度を維持することができる。
【００２６】
請求項４記載の発明によれば、ベアリングに支持される回転軸の回転数が高い傾向の刈払機に合成樹脂製のファンケーシングを備えた可搬型の小型空冷エンジンを用いた場合でもベアリングの良好な放熱効果を維持することができるので、ベアリングの焼損を招くことなく耐久性を維持することが可能となると共に刈払機の軽量化を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る小型エンジンの概略構成を説明するための図である。
【図２】図１に示した小型エンジンに用いられるスリーブの構成を示す側面図である。
【図３】図２に示したスリーブの正面図である。
【図４】図１に示した小型エンジンを用いる刈払機の構成を示す図である。
【符号の説明】
１小型エンジン
１Ａクランクケース
１Ｂファンケーシング
２冷却ファン
３被動軸
４ベアリング
５スリーブ
５Ａ突起で構成されたフィン
６遠心クラッチ
１０刈払機
Ａ４クランク軸

Claims

クランクケース（１Ａ）に軸支され一端にエンジン本体を冷却するための冷却ファン（２）を備えたクランク軸（Ａ４）と、前記クランクケース（１Ａ）に固定されて前記冷却ファン（２）を収容している合成樹脂製のファンケーシング（１Ｂ）とを備え、前記ファンケーシング（１Ｂ）に軸支され一端に動力伝達軸（７）を挿通可能な被動軸（３）と、前記クランク軸（Ａ４）とを、前記被動軸（３）の他端および前記クランク軸（Ａ４）の一端側に設けられた遠心クラッチ（６）を介して伝動可能に設けると共に、前記ファンケーシング（１Ｂ）内部に前記被動軸（３）を前記軸支位置で回転自在に支持するベアリング（４）を配置した、可搬型の小型空冷エンジンにおいて、
該ベアリング（４）の外周にはスリーブ（５）を装填して該ベアリング（４）を嵌合支持させ、該ベアリング（４）の発熱による前記ファンケーシング（１Ｂ）の熱変形や溶解を防止すべく該スリーブ（５）には、前記冷却ファン（２）からの冷却風と接触するよう前記冷却ファン（２）側に向けて突出する突起が形成され、該突起は、前記ベアリング（４）の周方向で複数のフィン（５Ａ）により構成されていることを特徴とする可搬型の小型空冷エンジン。
請求項１記載の可搬型の小型空冷エンジンにおいて、前記フィン（５Ａ）は、前記ベアリング（４）の径方向に延出させて、あるいは径方向に対して傾斜させて延出させて配置されていることを特徴とする可搬型の小型空冷エンジン。
請求項１または２記載の可搬型の小型空冷エンジンにおいて、上記スリーブ（５）は、コア材の表面にコア材よりも高い熱伝導性を有する熱良導体で構成されていることを特徴とする可搬型の小型空冷エンジン。
請求項１乃至３のうちの一つに記載の可搬型の小型空冷エンジンを用いることを特徴とする刈払機。