JP5286977B2 - ブロワ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンによりファンを回転し、吸い込んだ空気を排出口から吹き出すことで、落葉や刈り草等を吹き寄せるための作業に使用するブロワ装置のファンの取付方法の改良に関する。
従来、この種のブロワ装置としては、例えば特許文献1において、エンジンの駆動により装置内のファンを回転し、ハウジングの吸気口から吸入した空気をハウジングの排出口から噴出する構造のものが知られている。従来のブロワ装置とその使い方を、図13、14を用いて説明する。2サイクル又は4サイクルエンジン等の駆動手段によって駆動されるブロワ装置101は、ファンの排出口にパイプ119、ノズル118を取り付け、ハンドル部107を握ってブロワ装置101を保持しながら、ノズル118をブロー対象物100たる落葉や刈り草等に向け、風圧によりそれらを吹き寄せるものである。
また、ブロワ装置101は図14に示すように、吸引口側にバキュームパイプ155、延長パイプ156、吸引パイプ157を取り付け、排出口側にベントパイプ158を介して集塵バック159を取り付け、落葉や刈り草等を吸引して集塵バック159に集めるという使い方も可能である。
特開2001−140800号公報
一般に、ブロワ装置においては、エンジンへのファンの固定はフライホイールを介して行われる。しかし、この固定の仕方が不十分だと、ファンの芯ぶれが起きたり、回転中に振動が起きたりすることがあった。そこで、芯ぶれが起きないようにフライホイールの固定するために様々な工夫が行われてきた。
図11は、従来技術によるファン111の形状を示す斜視図であり、図12はファン111の取り付け構造を示す断面図である。図11において、ファン111はいわゆる遠心ファンと呼ばれるもので、軸方向に吸引される空気を半径方向外側に導き、円周方向に排出する。そのために半径方向に延びる複数のフィン139が形成される。ファン111の内周側は、平面の円形領域175が形成され、この領域の外周付近2カ所にファン111を固定するためのねじ穴176が形成される。
図12において、エンジンのクランク軸143にボルト締めでフライホイール131が固定される。フライホイール131の前端には、2カ所のねじ穴入口が突起状に形成され、ファン111が2つのネジ177によって固定されることにより、ファン111の後端面とフライホイール131が軸方向に接する。このようにファン111を固定すれば、円周方向の2カ所においてファン111が固定されるので芯ぶれが生じにくい。しかしながら、この固定方法では、図11から理解できるようにファン111の内周側に円形の平面領域175が必要とされ、その領域ではフィン139が設けられていないため、ファン111の効率が十分では無かった。この構造では風の流れを乱すことなく、風量を十分確保するためには、ファン111を大型化する必要があった。
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、本発明の主な目的は、ファンの取付け構造を改良し、芯出しをし易いブロワ装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、ファンの取り付け構造を改善して回転方向のブレの発生を防止できるブロワ装置を提供することにある。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの特徴を説明すれば、次の通りである。
本発明の一つの特徴によれば、エンジンにより駆動され、フライホイールを介してファンを回転させるブロワ装置において、フライホイール及びファンは、エンジンの駆動軸に取付部材によって固定される。取付部材の先端側には、ファンの取付穴を貫通してボルト又はナットによってファンを固定するためのねじ部が形成され、取付部材の軸方向中間付近には多角形部が形成される。ファンの後端には多角形部と回転方向で当接可能な内壁部が形成される。取付部材の後端側は、駆動軸に形成されたねじ手段に螺合する第2のねじ部が形成され、第2のねじ部によってフライホイールがエンジンの駆動軸に固定される。
本発明の他の特徴によれば、フライホイールの軸方向前面に突起部が形成され、ファンの後端面から軸方向に延在する略円柱形の突出部が形成され、突出部の後端部外周側において、突出部と突起部が円周方向に接触する。ファンの突出部は内側に空間を有し、内壁部は突出部の内側に形成される。内壁部の内径は多角形部の外形より大きく、多角形部は六角形状に形成すると好ましい。突起部は、フライホイールの円周方向に連続又は非連続に設けられる。
請求項1の発明によれば、フライホイール及びファンを取り付ける取付部材の軸方向中間付近には多角形部が形成され、ファンの後端には多角形部と回転方向で当接可能な内壁部が形成されるので、取付部材に対してファンが相対的に回転してしまうことを防止でき、ファンの回転方向へのがたつきを効果的に防止することができる。
また、ファンの後面から軸方向に延在する突出部が形成され、突出部の後端部外周側において、突出部と突起部が円周方向に接触するので、ファンの芯だしを行うことができ、ファンの芯ぶれが発生しても突出部が突起部と接触してファンの径方向への移動を制限するので、ファンの振動やぶれ等を効果的に防止することができる。
請求項2の発明によれば、取付部材の後端側は、駆動軸に形成されたねじ手段に螺合する第2のねじ部が形成され、第2のねじ部によってフライホイールが駆動軸に固定されるので、取付部材はフライホイールを駆動軸に取り付けるためのナットとしての役割を兼用することができる。
請求項の発明によれば、内壁部は2つの平行な内壁を有するので、突出部に取付部材の多角形部を収容するスペースをもたせる役目を果たすことができ、少ないスペースで効率よく取付部材を配置することができる。また、内壁間の距離は多角形部の対向する2つの辺の距離より大きいので、多角形部と内壁が若干の隙間を隔てるかあるいは軽く接触する程度にすることができ、ファンの芯だしを可能にできる。
請求項の発明によれば、多角形部は六角形状であるので、制作が容易であり、また、取付部材を駆動軸に固定する際に、スパナ等の一般的な工具で締めつけることが可能となる。
請求項の発明によれば、突起部は、フライホイールの円周方向に非連続で設けられるので、フライホイールの前面側の形状変更を最小限にとどめることができる。また、突起部が少ない箇所であることは、がたつきが生じる恐れも少なくなるので、精度良くファンの芯出しをすることができる。
本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、同一の機能を有する部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。
図1は、本発明の実施形態に係るブロワ装置1の全体を示す斜視図である。ブロワ装置1は、主に、メインハウジング2と、メインハウジング2内に収容される2サイクル又は4サイクルのエンジン(図示せず)と、後述する送風用のファンを収納するファンハウジング3と、ファンハウジング3に形成される吸引口を覆う防塵カバー4と、エンジン部分を覆うエンジンカバー5と、ファンにより発生された風を排出するための排出管により構成される。排出管は、本実施形態では、着脱可能な2つのパイプ19と、ノズル18で構成された例を示している。しかし、排出管はこの構成に限られるものではなく、任意の本数のパイプ19とノズル18の組み合わせでも、任意の本数のパイプ19だけでも、又は、ノズル18だけでも良い。メインハウジング2及びファンハウジング3の下部には2つの脚部6a、6bが形成され、これら脚部の側方には、ハンドルの役目も兼用する脚部6cが取り付けられる。
ハウジングの上部にはブロワ装置1を運搬したり、作業中に保持するためのハンドル部7が形成される。ハンドル部7によって、図13で示したようにブロワ装置1を保持して作業ができる。また、ブロワ装置1を横に倒して、右手でハンドル部7を、左手で脚部6cを把持すれば、先端のノズル18の角度を90度回転させることができ、作業環境に応じて多様な持ち方ができる。
図2は、本発明の実施形態に係るブロワ装置1を示す斜視図であり、防塵カバー4を開いた状態を示す。ブロワ装置1のハンドル部7の下側には、スロットルトリガ8が設けられ、ハンドル部7の前方左側側面にはスロットルを任意の位置で保持できるスロットル調整レバー9が設けられる。メインハウジング2の右側側方には、図示しないエンジンが収納される。メインハウジング2の左側側方には、ファン11を覆い、ファン11により生成された空気流を円周方向に案内する流路が形成するファンハウジング3が取り付けられる。尚、本実施例においてブロワ装置1全体の左右、前後の方向は、ハンドル部を把持する作業者(図13)から見た方向を指すものとして説明する。ファンハウジング3の円周方向の端部には排出口17が形成され、ファン11によって排出される空気が、排出口17から前方に排出される。円形の排出口17は、軸方向の片側面がメインハウジング2により形成され、他方の面がファンハウジング3によって形成され、それぞれの内周部には複数のリブが形成される。排出口17の外周面には、パイプ19又はノズル18を取り付けるための突出部14が、180度隔てた2カ所に設けられる。防塵カバー4は、取付軸10によって開閉可能となるようにファンハウジング3に固定され、閉状態時にはネジ穴4cを介して、図示しないネジによってメインハウジング2に固定される。
ファンハウジング3において、防塵カバー4が取り付けられる外縁部付近には、切り欠きが設けられた複数のリブ3a、3bが形成され、防塵カバー4を閉めた際に、ファンハウジング3と防塵カバー4の間に空気の流路を形成するようにされる。さらに、防塵カバー4には、空気の通過を可能とし、大きなゴミの進入を防ぐ多数のスリット4a、4bが形成される。尚、この防塵カバー4は、防塵のためだけでなく、回転中のファン11に異物が入るのを防ぐためのプロテクターとしての役目も果たす。
図2に示すように、防塵カバー4は取付軸10を中心に回転角で120度くらい開くことができる。また、図14で示したように、バキュームパイプ155を吸引口13にセットして落葉や刈り草等を吸引して集塵バック159に集めるという使い方も可能である。 吸引口13は、ファンハウジング3からファン11の軸方向に延びる円筒形の開口であり、開口付近の円周方向3カ所に、軸方向に延びる突出部13aが形成され、防塵カバー4を閉めたときでも突出部13aの間の空隙から空気が吸引できる構造になっている。このような吸引口13の形状は、例えば、プラスチックにてファンハウジング3と一体的に成型することにより容易に製造できる。
図3は、ブロワ装置1から防塵カバー4及びファンハウジング3を取り外した状態を示す左側面図である。例えば遠心ファンであるファン11は、図示しないエンジンのクランク軸に直接又は間接的にボルト41によって固定される。図3では、ファン11は反時計回りに回転して円周方向に空気流を発生させ、ハウジングの形状により図中の3つの矢印で示す方向に強い空気流を発生させる。排出口17付近には、ハウジングの強度を向上させる複数のリブ81、82が内壁側に形成される。リブ81、82はメインハウジング2の排出口17付近の強度向上を図るだけでなく、空気流の整流効果を持たせることも可能である。
図4は、ブロワ装置1のクランク軸43を通る鉛直面での断面図である。メインハウジング2及びエンジンカバー5で画定される領域内にエンジン20が配置され、駆動軸たるクランク軸43の先端にフライホイール31が取付部材42によって固定される。取付部材にはファン11がナット41によって固定される。
ファン11を回転させるエンジン20は、本実施例では2サイクルエンジンであり、ピストン24に往復上下動するシリンダ21内に、燃料と空気の混合気を送り、点火プラグ22によって所定のタイミングで点火することによって駆動力を得るものである。
クランク軸43の、フライホイール31と反対側にはリコイルスタータなどのスタータ装置25が取り付けられる。尚、スタータ装置25は公知のものを利用することができ、図4においてはリコイルスタータ25の内部構造の図示は省略してある。その他、エンジン20の周辺には、燃料タンク27、燃料タンクキャップ28、キャブレター(図示せず)、エアクリーナ(図示せず)などが取り付けられるが、エンジン20の主要部の構造は公知であるので詳しい説明は省略する。尚、エンジン20としては、2サイクルエンジンだけでなく、4サイクルエンジンを用いることも可能である。
図5は、図4のファン11の取り付け部の部分断面図である。本明細書においては、図5中に示した方向を「ファン取り付け部分の前後方向」と定義して説明する。ファン11は、貫通孔45の前側において円環形状のワッシャ46を介してボルト41により取付部材42に固定される。取付部材42は、エンジンのクランク軸43に取り付けられる。フライホイール31の後端面には複数のフィン44が形成され、前端面31aには突出部34が形成され、ファン11の後端側は突出部の内周側まで円筒部35が延びる。突出部34と円筒部35は径方向に接触する。メインハウジング2の一部には、取付部材42及びファン11をエンジン側から突出させるための開口15が設けられ、開口15の周囲は前側から(ファン11側から)見て凹部16が形成され、ファン11の後面11aから突出して軸方向後方に伸びる円筒リブ33と隣接して配置される。この凹部16と円筒リブ33は、いわゆるラビリンス構造を形成するもので、ファン11側からメインハウジング2の開口15を介してエンジン側に、又は、この逆方向に空気の流れが発生することを低減させている。
図6は、本発明の実施形態によるファン11とフライホイール31の取り付け構造を示す斜視図である。ファン11の中心部には、貫通孔45が形成され、その周りにはワッシャ46を取り付けるための円形の平坦領域が形成される。この平坦領域の大きさは図11で示した従来技術の円形領域に比べてかなり小さくて済む。このように平坦領域の径が小さいので、フィン39を外周から内周部に大きく延在させて形成できるので、同じ外径のファン11でありながら風量を増大でき、ブロワ装置1の送風効率を上げることができる。尚、ファン11はプラスチックなどの高分子樹脂あるいは金属で製造できる。
取付部材42は、クランク軸43に形成された雄ねじ部と噛合する雌ねじ部42aと、軸方向中間付近に形成される多角形部42bと、ファン11の貫通孔45と当接する主軸部42cと、ボルト41を噛合させるために外周部に雄ねじが形成された雄ねじ部42dの4つの部分から形成され、鉄などの金属にて製造される。ここで、図6においては、雄ねじ部42dのねじ山は図示を省略している。多角形部42bは、円筒部35の内壁と当接し、回転方向に両者が相対的移動をしないようにするために形成されたものである。多角形部42bは、少なくとも2つ以上の平面部を有する形状であると良く、本実施形態ではボルトと同様に六角形である。このように多角形部42bを六角形状とすれば、クランク軸43にフライホイール31を挿入し、取付部材42の雌ねじ部42a(この雌ねじ部が締め付けボルトの役目を果たす)をクランク軸43に形成された雄ねじ部と噛合させればよい。この際、スパナなどの公知の工具によって多角形部42bを回転させることができる。
フライホイール31の前面側には、180度離れた位置に2カ所の突出部34が一体に成型される。フライホイール31は、例えばアルミニウム製や他の軽金属にて製造される。
図7は、ファン11とフライホイール31の取り付け構造を示す斜視図であり、図6と別の方向から見た図である。ファン11には、その後面11aから延長して延びる円筒部35と、円筒部35と一体に成型され円筒部35から半径方向外側に延在する複数のリブ36が形成される。円筒部35の内側には、平行に伸びる2つ目の内壁35aが形成され、内壁35aが取付部材42の多角形部42bの2辺と対面する。ファン11の後面側であって、円筒部35との取付部付近には、リブ36が形成される。これは円筒部35の強度を確保するために設けられるものである。ファン11の後面11aは部分的に軸方向肉厚が薄くなっている窪み38が形成され、この結果複数の半径方向に延びるリブ37が形成される。さらに、ファン11の後面には、ラビリンス構造を形成するための円筒リブ33が形成される。
図8は、ファン11の取り付け部の側面図である。本図においては、メインハウジング2の記載は省略している。フライホイール31の外周側には、その回転位置を検出することによって図示しない点火プラグへの高圧電流の供給を行うタイミングを決定するためのマグネット32が取り付けられる。
図9(1)は、図8のA−A断面と、A−A断面からフライホイール31側を見た状態を示す図である。ここで、2つの突出部34の内側の形状は、円筒部35の外径に沿った形の円弧状であり、両者は少なくともファン11の芯ぶれが発生した際に接触して、芯ぶれによる方向への移動を制限する働きをする。そのため、通常時から突出部34と円筒部35は接触していても良いし、通常時は微少な距離を隔てて非接触として、芯ぶれ時に接触するように配置しても良い。このように、方向に接触する円筒部35とリブ36を設け、これらはファン11がフライホイール61との芯ぶれが発生してもそれぞれ接触して径方向へのファン11の移動を制限するので、ファン11の振動やぶれなどを効果的に防止することができる。
図9(2)は、図8のB−B断面と、B−B断面からファン11を見た状態を示す図である。ここで、内壁35aと突出部34の間には、図面の上下方向に伸びる補強リブ35bが形成される。
図10は、図8のA−A断面における円筒部35と多角形部42bの断面形状を示す図である。図10(1)は円筒部35の断面であり、円筒部35には多角形部42bを収容するための2つの平行な内壁35aが形成される。平行な内壁35aの距離はW1である。内壁35aの外周側には、半径方向に伸びる補強リブ35bが形成され、補強リブ35bの両側は、肉抜きされた肉抜き部35cがある。補強リブ35bは、内壁35aの剛性を上げる効果があるものの、補強リブ35bと肉抜き部35cは、主に製造上の容易性から設けられるものであって、これらが無くてそれらの部分をすべて樹脂で埋まるように円筒部35を構成しても良い。
図10(2)は、多角形部42bの断面であり、内壁35aに対応する2つの辺の距離はW2である。本実施形態においては、W1がW2よりも僅かながら大きく、若干の隙間を隔てるように構成すると良い。多角形部42bを円筒部35の内側に圧入して強固に固定することも考えられるが、そうすると圧入時に芯がずれていた場合に調整することができないので、本実施形態のように若干の隙間を隔てるか、あるいは軽く接触する程度にして、ファン11の芯だしを可能にする方が好ましい。
このように構成することにより、多角形部42bが内壁35aと当接することによりファン11が取付部材42に対して相対的に回転することを防止することができ、これらの構成がファン11の回り止めの機能を果たす。このため、多角形部42bの他の4辺は内壁35aと接触しなくても良い。また、回り止めの機能達成のためには、多角形部42bの断面は6角形だけに限られず、少なくとも2つの直線状の輪郭を有するならば他の形状であっても良い。
上述した回り止め機能を達成するために、円筒部35の外周側にリブなどを形成することも考えられるが、円筒部35の外周側にリブを設けると必要なスペースが大きくなる。よって本実施形態の形状は、外周側に回り止めの機構を設けることに比べて、円筒部35の内側で回り止めすることにより、ファン11の後面のリブが径方向に広がらないためメインハウジング2の開口15を小さくできるという利点を有する。そして、メインハウジング2の開口15が小さくなると、ファン11側からエンジン20側にゴミが入り難いという利点がある。
以上説明したように、本実施形態によるファン11の取り付け構造によれば、径方向に接触する部材たる、突出部34と円筒部35が軸方向と鉛直な断面においてそれぞれが半径方向にオーバーラップするように形成されるので、ファンの芯ぶれが発生してもそれぞれ接触して径方向へのファンの移動を制限するので、ファンの振動やぶれなどを効果的に防止することができる。また、突出部34は円周方向に連続して又は非連続で設けられるので、フライホイール31及びファン11の形状に合わせて突出部34の形状や配置を決定することができるので、これらと一体成型にて簡単に製造することができる。また、一体成型で製造することにより、部品点数を減らすことができる。
尚、本発明によるファン11の取り付け構造は、実施形態の記載に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、突出部34として円周方向の2カ所に設けたが、3カ所以上設けても良い。また、円周方向に断続的に設けるのではなく、連続して円筒形状のリブとして設けても良い。さらに、突出部34を円筒部35の外周側に配置したが、円筒部35の内周側に設けても良い。さらに、円筒部35は円周方向に連続した形状であるが、切り欠き等を設けて、連続しない形状とし、円筒部35と接触する箇所にだけ接触部材を設けるようにしても良い。
本発明の実施形態に係るブロワ装置の全体を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るブロワ装置のブロワ装置1の防塵カバー4を開いた状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るブロワ装置の防塵カバー4及びファンハウジング3を取り外した状態を示す側面図である。 本発明の実施形態によるブロワ装置のクランク軸43を通る鉛直面での断面図である。 本発明の実施形態によるファン11の取り付け構造を示す断面図である。 本発明の実施形態によるファン11とフライホイール31の取り付け構造を示す斜視図である。 本発明の実施形態によるファン11とフライホイール31の取り付け構造を示す斜視図であり、図6とは別の方向から見た図である。 本発明の実施形態によるファン11の取り付け部の側面図である。 (1)は図8のA−A断面と、A−A断面からフライホイール31側を見た状態を示す図であり、(2)は図8のB−B断面と、B−B断面からファン11を見た状態を示す図である。 図8のA−A断面における円筒部35と多角形部42bの断面形状を示す図であり、(1)は円筒部35の断面図、(2)は多角形部42bの断面図である。 従来技術によるファン111の形状を示す斜視図である。 従来技術によるファン111の取り付け構造を示す断面図である。 従来技術によるブロワ装置とその使い方を説明するための図である。 従来技術によるブロワ装置を吸引装置として使用する使い方を説明するための図である。
符号の説明
1 ブロワ装置 2 メインハウジング 3 ファンハウジング
3a、3b リブ 4 防塵カバー
4a、4b (防塵カバーの)スリット
4c ネジ穴 5 エンジンカバー 6a、6b、6c 脚部
7 ハンドル部 8 スロットルトリガ 9 スロットル調節レバー
10 取付軸 11 ファン 11a (ファンの)後面
13 吸引口 13a 突出部 14 突出部
15 (メインハウジングの)開口
16 (メインハウジングの)凹部
17 排出口 18 ノズル 19 パイプ
20 エンジン 21 シリンダ 22 点火プラグ
24 ピストン 25 スタータ装置 27 燃料タンク
28 燃料タンクキャップ
31 フライホイール 31a (フライホイール)の後端面
32 マグネット 33 円筒リブ 34 (フライホイールの)突出部
35 (ファンの)円筒部 35a (円筒部の)内壁
35b 補強リブ 35c 肉抜き部 36、37 (ファンの)リブ
38 窪み 39 フィン 41 ボルト
42 取付部材 42a 雌ねじ部 42b 多角形部
42c 主軸部 42d 雄ねじ部 43 クランク軸 44 フィン
45 貫通孔 46 ワッシャ
100 ブロー対象 101 ブロワ装置 103 ファンハウジング
107 ハンドル部
110 取り付け位置 118 ノズル 119 パイプ
144 ネジ 150 スイッチカバー

Claims (5)

  1. エンジンにより駆動され、フライホイールを介してファンを回転させるブロワ装置において、
    前記フライホイール及び前記ファンは、前記エンジンの駆動軸に取付部材によって固定され、
    前記取付部材の先端側には、前記ファンの取付穴を貫通してボルト又はナットによって前記ファンを固定するためのねじ部が形成され、前記取付部材の軸方向中間付近には多角形部が形成され、
    前記ファンの後端面から軸方向に延在する突出部が形成され、前記突出部の内側には前記多角形部と回転方向で当接可能な内壁部が形成され
    前記フライホイールの軸方向前面に突起部が形成され、
    前記突出部の外側において、前記突出部と前記突起部が径方向に接触することを特徴とするブロワ装置。
  2. 前記取付部材の後端側は、前記駆動軸に形成されたねじ手段に螺合する第2のねじ部が形成され、該第2のねじ部によって前記フライホイールが前記駆動軸に固定されることを特徴とする請求項1に記載のブロワ装置。
  3. 前記内壁部には2つの平行な内壁を有し、前記内壁間の距離は前記多角形部の対向する2つの辺の距離より大きいことを特徴とする請求項1又は2のいずれか一項に記載のブロワ装置。
  4. 前記多角形部は六角形状であることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載のブロワ装置。
  5. 前記突起部は、前記フライホイールの円周方向に非連続で設けられることを特徴とする請求項のいずれか一項に記載のブロワ装置。
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