JP5206451B2

JP5206451B2 - エンジン工具

Info

Publication number: JP5206451B2
Application number: JP2009020547A
Authority: JP
Inventors: 貴幹堀内; 新喜大津; 光広砂押
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2009-01-30
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2029-01-30
Also published as: JP2010174829A

Description

本発明は、チェンソーやブロワ、刈払機等のようなエンジンを用いたエンジン工具に関するものである。

従来のエンジン工具において、オイル室に溜められたオイルを摺動部へ供給する方法としては、溜めたオイルを撹拌し飛沫を直接付着させる、あるいは撹拌によってミスト状となったオイルを循環させて付着させる、またはポンプ等によってオイル室から吸い込んだオイルを摺動部へ吐き出す等がある。また、摺動部へ供給されたオイルはオイル室へ通じる通路等から自重で戻るか、ピストンの往復運動によるクランク室の圧力変動を利用し強制的に戻すようにしている。

特許文献１には、２つの吸込口を有するポンプによってオイルを摺動部へ供給する構成を備えたエンジンが開示されている。

米国特許出願公開第２００８／００８３３９２号明細書

従来の構造において、摺動部へ供給されたオイルをオイル室へ戻すのに自重を利用した方式では、傾斜や倒立で使用されるエンジン工具においてはオイルを戻しきれず、オイル室以外の場所に溜まってしまい摺動部へのオイル供給ができなくなる問題がある。またピストン往復運動によるクランク室の容積変動を利用しオイルを強制的にオイル室へ戻すタイプでは、逆止弁を設けるなどしなければならず、複雑な構造になってしまう。

特許文献１の構成では、オイル吸込口を２つ設けているためポンプ自体が大きくなってしまうと共にポンプの強度が弱くなってしまう。

そこで、本発明は、エンジンを大型化することなく、傾斜や倒立で使用される場合でも安定して摺動部へのオイル供給を行うことができるエンジン工具の提供を目的としている。

本発明は、上記した課題を解決するため、外枠と、該外枠内に位置するシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に支持されたピストンと、前記外枠内に入れられた潤滑剤と、該ピストンの動きに連動し前記潤滑剤を吸い込むための吸込部を有するポンプ手段と、該吸込部と連通し前記潤滑剤が通る吸込通路と、前記潤滑剤を少なくとも前記ピストンの摺動を円滑に行うように供給するエンジン工具であって、前記吸込通路を、前記吸込部と連通した第一通路と、該第一通路と連通可能な複数の第二通路とを有する構成とし、回転位置に応じて前記第一通路といずれかの第二通路とを連通させる案内部を設けたことを特徴とするエンジン工具を提供する。

この様な構成によれば、潤滑剤を複数の吸込通路から吸い込むことができるため、潤滑剤が必要な部分に安定して潤滑剤を供給することができる。また、一つの吸込部で複数の吸込通路から潤滑剤を吸込み可能でありポンプ手段を小型化することができる。

また、径方向外周にカムを有し、前記ポンプ手段と連結されて回転して前記潤滑剤を前記外枠内に供給するカムシャフトと、該カムに当接し前記カムシャフトの回転に連動して前記ピストンの摺動方向に摺動するリフタと、を有し、該カムシャフトの回転によって前記潤滑剤を前記外枠内に供給することが好ましい。

この様な構成によれば、カムシャフトの回転によって潤滑剤を容易に外枠内に供給することができる。

また、前記案内部は、前記カムシャフト上に設けられていることが好ましい。この様な構成によれば、簡単な構成で第一通路と第二通路を連結することができる。

また、前記ポンプ手段は、前記カムシャフト上に設けられており、
前記カムシャフトの回転に連動して前記ポンプ手段を構成するポンプが回転することによって前記潤滑剤を吸い込むことが好ましい。この様な構成によれば、カムシャフトの回転に連動して容易に潤滑剤を吸込口に供給することができる。

また、前記カムシャフトは、前記ポンプ手段の排出口と連通する排出通路と、径方向の孔が形成され、該孔から前記外枠内に前記潤滑剤を排出することが好ましい。この様な構成によれば、カムシャフトとは別に潤滑剤を流す部材を設ける必要がなく部品点数を少なくすることができる。

また、前記潤滑剤は、前記カムシャフトの回転によって前記吸込通路介して前記孔から前記外枠内に排出されることが好ましい。この様な構成によれば、カムシャフトの遠心力によって効率よく孔から潤滑剤を外枠内に排出することができる。

また、前記外枠は、前記ピストンの前後方向、上下方向及び左右方向を覆うように構成され、前記複数の第二通路は、少なくとも２つ以上の前記方向に位置することが好ましい。この様な構成によれば、複数の第二通路の少なくとも２つが異なる位置にあるため、エンジン工具の使用状態によらず潤滑剤を外枠内に供給することができる。

本発明によれば、エンジン工具の使用体勢にかかわらず安定して摺動部へのオイル供給を行うことができる。

本発明の実施の形態にかかるエンジン工具の斜視図。本発明の実施の形態にかかるエンジン部の断面図。図２のＡ−Ａ断面図。図３のＢ−Ｂ断面図。図３のＣ−Ｃ断面図。右傾斜時のエンジンの断面図。左傾斜時のエンジンの断面図。倒立時のエンジンの断面図。

本発明となるエンジン工具の実施の形態について図１乃至図８を用いて説明する。先ず、本発明のエンジン工具について図１を用いて説明する。図１に示すようにエンジン工具例えば刈払機１００は、駆動源となるエンジン１と、エンジン１が一端側に取付けられエンジン１からの動力を伝達する不図示のドライブシャフトを内蔵する長尺パイプ２と、長尺パイプ２の略中間位置に取り付けられ作業者が把持するハンドル３と、長尺パイプ２の他端側に取り付けられた刈刃取付部４と、刈刃取付部４に取り付けられドライブシャフトによって駆動する回転刈刃５と、を備えた構成をしている。作業者がハンドル３を把持してハンドル３に設けられた操作部を操作することにより、エンジン１からの回転力がドライブシャフトを介して回転刈刃５に伝達されて草等を刈り込むことができる。

次に、エンジン１の内部構造について図２乃至図５を用いて説明する。図２に示すように、エンジン１は、シリンダ６内に摺動可能に支持され往復運動するピストン７と、シリンダ６を保持しクランクシャフト８を回転可能に保持するクランクケース９とを有する。尚、クランクケース９は後述するシリンダヘッドカバー２３と共に外枠と構成する。シリンダ６には、シリンダ摺動（往復）方向の上方側に形成されピストン７と共に燃焼室６ａが形成されると共に、ポート６ｂの開閉を行うバルブ１０が保持されており、ポート６ｂとバルブ１０は後述するプッシュロッド２０、２１の動作に連動して動作するように吸気用と排気用とが別々に設けられている。ピストン７の往復運動はコンロッド１１を介してクランクシャフト８に伝達されてクランクシャフト８の回転運動に変換され、クランクシャフト８の回転運動は図示しないクラッチを介してドライブシャフトに伝達される。また、クランクシャフト８の外周にはギヤ１２が設けられており、ドライブシャフト（クランクシャフト８）の回転は、ギヤ１２と嵌合するギヤ１３を介してクランク室１４内にあるカムシャフト１７に伝達される。カムシャフト１７にはその軸方向に所定間隔で配置されたカム１５、１６が設けられており、カム１５、１６にはカムシャフト１７の回転軸に対し直交方向に摺動可能なリフタを構成するタペット１８、１９が当接しており、タペット１８、１９の他端（反カム側）にはタペット１８、１９の摺動に連動して摺動するタペットと共にリフタを構成するプッシュロッド２０、２１がクランクケース９に保持されている。

ピストン７の摺動方向上方であるシリンダ６上部にはロッカーアーム２２が吸気用と排気用とでそれぞれ別々に揺動可能に保持され、ロッカーアーム２２の一端側は吸気用と排気用とのそれぞれのバルブ１０に当接し、他端側はプッシュロッド２０、２１に当接しており、これらはシリンダヘッドカバー２３で覆われている。クランクケース９の下部には潤滑剤となるオイル２４を溜めるオイル室２５が仕切り壁９ａによって形成されており、仕切り壁９ａにはクランク室１４とオイル室２５をつなぐ戻し穴９ｂが設けられている。尚、ロッカーアーム２２はロッカーアーム室２７に設けられている。

図３に示すように、カムシャフト１７の一端側にはカムシャフト１７の回転で作動するポンプ手段の一部を構成するトロコイドポンプ２６が設けてあり、トロコイドポンプ２６の吸込部は第一通路を構成すると共に吸込部の一部となる吸込通路２６ａに連通しており、吸込通路２６ａの反ポンプ側はカムシャフト１７の外周部に通じている。尚、吸込通路２６ａの反ポンプ側はカムシャフトの外周を囲むように形成されている。

オイル室２５、ロッカーアーム室２７及びクランク室１４には、それぞれオイル２４の吸込口２５ａ、２５ｂ、２７ａ、１４ａを設け、各吸込口はそれぞれ第二通路を構成する吸込通路２８、２９、３０、３１に連通しており、各吸込通路の吸込通路出口は図４に示すようにカムシャフト１７の外周部に別々に通じている。すなわち、各吸込通路は、外枠（クランクケース１４等）のあらゆる位置からカムシャフト１７につながっている。

カムシャフト１７の外周部には一方向に向けて設けられた案内部を構成する通路１７ａ（溝）が形成されており、図３及び図５に示すように通路１７aはトロコイドポンプ２６の吸込通路２６aと通じている。又、吸込通路２６ａは通路１７ａに対向しカムシャフト１７を覆うようにクランクケース９に設けられている。したがって、カムシャフト１７の回転によって、トロコイドポンプ２６の吸込通路２６ａ（第一通路）と、吸込通路２８、２９、３０、３１（第二通路）の一つが通路１７aを介して断続的に連通するようになっている。トロコイドポンプ２６は、第一通路２６ａ、第二通路２８〜３１及び通路１７ａを介してトロコイドポンプ２６の吸込部に供給された潤滑剤を、吐出口２６ｂから排出するように構成されている。吐出口２６ｂから排出された潤滑剤は、２つの通路に分かれて排出される。一方の通路は、カムシャフト１７の軸内に設けた吐出通路１７ｂを通じてカムシャフト１７の径方向に設けられクランク室１４内に向けられた吐出穴１７ｃへつながっていると共に、他方の通路は吐出通路３２を通じロッカーアーム室２７につながっている。ロッカーアーム室２７は戻し通路６ｃを通じクランク室１４につながっている。

上記構成において、通常の使用状態である正立時は図２に示すような状態であり、エンジン１が回転中のオイル２４は、通路１７ａが第二通路である吸込通路２８のところに位置した際にトロコイドポンプ２６によってオイル室２５の吸込口２５ａから吸い込まれ、吸込通路２８、通路１７ａ、吸込通路２６ａ（吸込通路が形成される）を介してトロコイドポンプ２６に供給され、その後、吐出口２６ｂから２つの通路を介してクランク室１４を通ってオイル室２５に戻る。一方の通路は、カムシャフト１７の吐出通路１７ｂ導かれ回転するカムシャフト１７の遠心力によってカムシャフト１７の吐出穴１７ｃからクランク室１４に撒かれ、カムシャフト１７が回転しながら吐出穴１７ｃからオイル２４が撒かれることによって霧状にされてクランクシャフト８やピストン７等の潤滑を行い、他方の通路は吐出通路３２からロッカーアーム室２７内に吐き出されロッカーアーム２２等の潤滑を行う。クランク室１４内に撒かれたオイル２４は、自重で落下し戻し穴９ｂからオイル室２５へ戻り、ロッカーアーム室２７へ撒かれたオイル２４は自重で戻し通路６ｃからクランク室１４を経由してオイル室２５へ戻ることによって、オイル２４の循環経路が成立しオイル２４の循環を行うことができる。

図６に示すような右傾斜状態においては、通路１７ａが第二通路である吸込通路３１のところに位置した際に吸込口１４ａから吸込通路３１を介してオイル２４をトロコイドポンプ２６で吸い込み（すなわち、第一通路２６ａ、通路１７ａ、第二通路３１で吸込通路が形成される）、クランク室１４に撒かれたオイル２４はクランク室１４の吸込口１４ａから、ロッカーアーム室２７に撒かれたオイル２４は戻し通路６ｃからクランク室１４に入りそれぞれ再びトロコイドポンプ２６に吸い込まれ循環経路が成立する。

図７に示すような左傾斜状態においては、通路１７ａが第二通路である吸込通路２９のところに位置した際にオイル２４をオイル室２５から吸込口２５ｂ、吸込通路２９を介して吸込み（すなわち、第一通路２６ａ、通路１７ａ、第二通路２９で吸込通路が形成される）、クランク室１４に撒かれたオイル２４は戻し穴９ｂからオイル室２５に戻り、ロッカーアーム室２７に撒かれたオイル２４はロッカーアーム室２７の吸込口２７ａからそれぞれ再びトロコイドポンプ２６に吸い込まれ循環経路が成立する。

図８に示すような倒立状態においては、通路１７ａが第二通路である吸込通路３０のところに位置した際にオイル２４をオイル室２５から吸込口２７ａ、吸込通路３０を介して吸込み（すなわち、第一通路２６ａ、通路１７ａ、第二通路３０で吸込通路が形成される）、クランク室１４とロッカーアーム室２７に撒かれたオイル２４は、ロッカーアーム室２７の吸込口２７ａから再びトロコイドポンプ２６に吸い込まれ、循環経路が成立する。

以上のように、エンジン１が図２乃至図８のようにどの様な状態においてもトロコイドポンプ２６によってオイルを吸い込むことができクランクケース１４内にオイル２４を供給することができる。また、オイル２４を吸い込む箇所と空気を吸い込む箇所が混在するため、トロコイドポンプ２６内でオイル２４と空気が混ざり気泡を含んだ状態になる。このため吐き出されたオイル２４はミスト化しやすい状態にあり、ミスト状のオイル２４を循環させ潤滑を行う場合においても有効である。

上記した実施の形態ではオイル２４の循環ポンプにトロコイドポンプ２６を使用したが、ベーンポンプやピストンポンプなどを使用してもよい。ピストンポンプのように吸い込みと吐き出しの工程が交互に行われるポンプの場合のカムシャフト外周への吸い込み口の配置は、ポンプの吸い込み工程時に回転軸の通路１７ａと各吸い込み口が通じるようにすればよい。

また、本実施の形態では、第二通路を４つ設けているが、必要性や目的に応じて４つより少ない２つでもよいし逆に６つ等に多くしてもよい。第二通路を多くすることによってエンジンの使用状態の変化により対応することができる。

さらに、図４に示すように４つの第二通路の径寸法を同じとしたが、案内部１７ａと対向する部分を大きくしてもよいし、ある通路のみ全体として径寸法を大きくしてもよい。図２が通常の使用状態を示しているため、特に第二通路２８の径寸法を大きくすれば通常状態での潤滑をより効果的に行うことができる。

１はエンジン、２は長尺パイプ、３はハンドル、４は刈刃取付部、５は刈刃、６はシリンダ、７はピストン、８はクランクシャフト、９はクランクケース、１４はクランク室、１７ａは案内部、２４はオイル、２５はオイル室、２６はポンプ手段（トロコイドポンプ）、２８〜３１は吸込通路である。

Claims

外枠と、
該外枠内に位置するシリンダと、
該シリンダ内に摺動可能に支持されたピストンと、
前記外枠内に入れられた潤滑剤と、
該ピストンの動きに連動し前記潤滑剤を吸い込むための吸込部を有するポンプ手段と、
該吸込部と連通し前記潤滑剤が通る吸込通路と、
径方向外周にカム面を有し、前記ポンプ手段と連結して回転し前記潤滑剤を前記外枠内に供給するカムシャフトと、
前記カム面に当接し前記カムシャフトの回転に連動して前記ピストンの摺動方向に摺動するリフタと、を有し、
前記潤滑剤を少なくとも前記ピストンの摺動を円滑に行うように供給するエンジン工具であって、
前記吸込通路を、前記吸込部と連通した第一通路と、該第一通路と連結可能な複数の第二通路とを有する構成とし、
回転位置に応じて前記第一通路といずれかの第二通路とを連通させる案内部を前記カムシャフト上に設けたことを特徴とするエンジン工具。
前記ポンプ手段は、前記カムシャフト上に設けられており、
前記カムシャフトの回転に連動して前記ポンプ手段を構成するポンプが回転することによって前記潤滑剤を吸い込むことを特徴とする請求項１に記載のエンジン工具。
前記カムシャフトは、前記ポンプ手段の排出口と連通する排出通路と、径方向の孔が形成され、
該孔から前記外枠内に前記潤滑剤を排出することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のエンジン工具。
前記潤滑剤は、前記カムシャフトの回転によって前記吸込通路介して前記孔から前記外枠内に排出されることを特徴とする請求項３に記載のエンジン工具。
前記外枠は、前記ピストンの前後方向、上下方向及び左右方向を覆うように構成され、
前記複数の第二通路は、少なくとも２つ以上の前記方向に位置することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のエンジン工具。