JP5759778B2 - エンジン動力作業機 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンを動力源として駆動されるエンジン動力作業機に関するものであり、特に、エンジンへ燃料を圧送するポンプの配置に特徴を有するエンジン動力作業機に関する。

発電機や水ポンプ等の作業機をエンジンで駆動するエンジン動力作業機において、エンジンや作業機の上面を覆うようにして燃料タンクをパイプからなるフレームに取り付けた構造が知られる（特許文献１）。また、燃料タンクをフレームの上部に配置するとともに、エンジンのシリンダをフレーム内で斜め方向に指向させて配置した発電機も知られる（特許文献２）。

特開平１０−１９６３９１号公報 特開平１１−３４３８６０号公報

特許文献１、２に記載されているように、フレームの上部に配置されている燃料タンクはエンジンや作業機本体（発電機や水ポンプ等）の上部を覆う上部カバーとなり、エンジンや作業機本体に上方から降りかかる水滴やほこり等に対する保護機能を果たすことができる。燃料タンクはこのような機能を果たすことからエンジン動力作業機の上部に配置するのが望ましい。

エンジンに電子制御式燃料噴射装置を採用する際、燃料噴射弁に燃料を圧送する燃料ポンプの配置位置を決定する必要がある。通常は、燃料タンク内の上面に燃料ポンプを取り付けることが考えられるが、燃料配管の取り回し長さが長くなるし、燃料ポンプの作動音の防音や、配管の防水や外力からの保護が課題となる。一方、燃料タンク内の下面に燃料ポンプを配置する場合は、燃料吸入口やフィルタを横置きにして燃料タンク内の最下面に燃料ポンプを配置しないと燃料タンクの燃料をすべて使えないし、燃料吸入口やフィルタを下方に位置させるために燃料ポンプの取り付け構造が複雑になるというような課題があった。

本発明の目的は、上記課題に対して、燃料ポンプの容量を有効に使用でき、かつ構造を複雑にしない燃料ポンプの配置を可能にするエンジン動力作業機を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明は、エンジンおよび作業機を下部に配置し、燃料タンクをエンジンおよび作業機の上方に配置した電子制御式燃料噴射装置を有するエンジン動力作業機において、前記燃料タンクの底面に外側から取り付けられた燃料ポンプを備えている点に第１の特徴がある。

また、本発明は、前記エンジンが、クランクケースと該クランクケースから前記燃料タンクの底面に向けて斜め上方に延びているシリンダヘッドとからなり、前記燃料ポンプが、前記シリンダヘッドより低位置にある前記クランクケース側部に張り出して配置されている点に第２の特徴がある。

また、本発明は、前記燃料タンク底面に形成された拡張部を備え、前記燃料ポンプが、前記拡張部内にフィルタおよび燃料吸入口を位置させて該拡張部に取り付けられている点に第３の特徴がある。

また、本発明は、前記燃料ポンプが、ポンプケースに収容され、該ポンプケースが前記燃料タンクまたは前記拡張部の底面に固定されている点に第４の特徴がある。

また、本発明は、前記ポンプケースが、筒体にフランジが設けられた外形を有しており、前記筒体の内側にさらに内部筒体を設け、該内部筒体によって前記燃料ポンプを保持しているとともに、前記フランジが、シール手段を介在させて前記燃料タンクまたは前記拡張部の底面にボルト止めされている点に第５の特徴がある。

また、本発明は、前記内部筒体が、上方が燃料タンクに連通されているとともに、下方はキャップによって封止されており、前記内部筒体に保持されている前記燃料ポンプの吐出口が、前記内部筒体と前記キャップとの間に形成されるバッファ空間に突き出ている点に第６の特徴がある。

また、本発明は、前記バッファ空間には圧力レギュレータが取り付けられ、該圧力レギュレータには背圧を気相に帰す管路が設けられている点に第７の特徴がある。

また、本発明は、前記作業機が、エンジンで駆動される発電機または水ポンプである点に第８の特徴がある。

上記第１〜第８の特徴を有する本発明によれば、エンジンや作業機等の複雑な外形とシンプルな外形の燃料タンク底面との間に形成される空間を有効に利用して燃料ポンプを配置することができる。

第２の特徴を有する本発明によれば、燃料タンク底面とエンジンとの間に形成されるより大きい空間に燃料ポンプを配置することができる。

第３の特徴を有する本発明によれば、燃料ポンプのフィルタ等を拡張室に収容できるので、燃料タンクの容量を目一杯に活用することができる。

第４の特徴を有する本発明によれば、ポンプケースを使用して燃料ポンプを保持できるので、燃料タンクへの取り付け構造を任意に選択することができる。

第５の特徴を有する本発明によれば、燃料ポンプを燃料タンクに対して着脱自在であるのでメンテナンス作業が容易になる。

第６の特徴を有する本発明によれば、燃料ポンプから吐出された燃料を、バッファ空間を介して外部に供給できるので、供給圧を安定化させることができる。

第７の特徴を有する本発明によれば、圧力レギュレータの背圧を気相に帰すことによって吐出圧力をより一層安定化させることができる。

第８の特徴を有する本発明によれば、エンジン駆動される発電機や水ポンプという外形が複雑に入り組んでいる作業機と一般に平坦な底面を有する燃料タンクとの間に生じる空間を有効に利用して燃料ポンプを配置することができる。

本発明の一実施形態に係るエンジン発電機の斜視図である。 エンジン発電機の正面図である。 第２実施形態に係るエンジン発電機の正面図である。 第３実施形態に係るエンジン発電機の燃料ポンプ断面図である。 ポンプケースの内部を示す斜視図である。 ポンプケースの上部外観を示す斜視図である。 ポンプケースの下部外観を示す斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係るエンジン動力作業機であるエンジン発電機の斜視図である。エンジン発電機１は、移動可能なように車輪ＷＦを有している。本明細書では、車輪ＷＦが設けられている側をエンジン発電機１の「前部」と呼び、車輪ＷＦの軸が延在している方向を「幅方向」と呼ぶ。

エンジン発電機１は、パイプからなるメインフレーム２と、メインフレーム２の上部において前部および後部に掛け渡された１対の上部サブフレーム３、３と、メインフレーム２の下部において幅方向に掛け渡された前部サブフレーム４と、メインフレーム２の下部において幅方向に掛け渡された１対の底部サブフレーム５、５と、メインフレーム２の上寄りでメインフレーム２の４隅に両端がそれぞれ結合されたタンク支持フレーム６とからなる発電機フレーム７を備える。

底部サブフレーム５、５のうち、前部寄りのものには車輪ＷＦの車軸８が支持され、底部サブフレーム５、５のうち、後部寄りのものには幅方向に分離して配置された１対のスタンド９（一方のみ図示）が支持される。

底部サブフレーム５、５の上には、さらにエンジン１０と発電機１１とが搭載される。エンジン１０のシリンダヘッド１２の後部にはエアクリーナ１３が配置され、発電機１１の一側（エンジン発電機１の後部から見て左側）にはマフラ１４が配置される。また、発電機１１の他側（エンジン発電機１の後部から見て右側）には、制御部と表示部とを含む操作パネル１５（裏側を図示している）が配置される。

タンク支持フレーム６には、４隅に図示しないブラケットが設けられ、燃料タンク１６の上下方向中程から周囲に張り出している上下会合部の４箇所を前記ブラケットにボルト・ナット１７の組を用いて固定することにより、発電機フレーム７に燃料タンク１６を搭載させている。

なお、１対の上部サブフレーム３、３には、それぞれ止め金具１８、１８を用いてハンドル１９、１９が取り付けられる。ハンドル１９、１９の端部にはオペレータが掴むことができるゴム製のグリップ２０、２０が被せられる。

この構成のエンジン発電機１は、エアクリーナ１３の右側に隣接しているエンジン１０のリコイルスタータ（図示せず）を備えており、このリコイルスタータを引くことによってエンジン１０が回転される。リコイルスタータによってエンジン１０が回転されると発電機１１は回転して発電し、その発電電力で制御部が起動して燃料ポンプ（詳細は後述）が駆動されるとともに、エンジン１０の点火信号が出力されて燃料タンク１６からエンジン１０の燃料噴射弁（図示せず）に燃料が圧送される。所定タイミングで燃料噴射弁が開いて燃料が空気と共に燃焼室に給送され、図示しない点火装置によって混合気に点火されるとエンジン１０が始動される。エンジン１０が始動すると発電機１１は発電を開始し、従来周知の制御が行われて発電動作が継続され、発電機１１の出力電圧が所定の出力端（アウトレットまたはソケット）に接続される。アウトレットは操作パネル１５上に設けることができる。

次に、燃料タンク１６に取り付けられる燃料ポンプについて説明する。図２はエンジン発電機１の正面図である。図２において、エンジン１０は、クランクケース２１とクランクケース２１から燃料タンク１６の底面に向けて斜め上に突き出たシリンダヘッド１２とからなる。エンジン１０および発電機１１の上方には燃料タンク１６が位置している。燃料タンク１６の底面は平らであるので、エンジン１０および発電機１１と燃料タンク１６との間には大きいスペースはないようにみえるが、平らな底面を有する燃料タンク１６と外形が凹凸であるエンジン１０や発電機１１との間には比較的大きいスペースが存在している。特に、シリンダヘッド１２は斜め上に突き出ているので燃料タンク１６との隙間は小さくなっているが、クランクケース２１は外周形状が円弧になっており、かつクランクケース２１はシリンダヘッド１２よりも低位置にあるので、クランクケース２１と燃料タンク１６との間には比較的大きいスペースが生じている。そこで、クランクケース２１と燃料タンク１６との間に生じているこのスペースに燃料ポンプ２２を配置する。

燃料タンク１６の底面には、燃料タンク１６の拡張部（拡張箱）２３を接合し、この拡張箱２３に下方から外形が円柱状の燃料ポンプ２２を取り付けている。燃料ポンプ２２の燃料吸入口２４は拡張箱２３の内部に臨んでおり、燃料吸入口２４に取り付けられるフィルタ２５は拡張箱２３内に収容されている。燃料吸入口２４やフィルタ２５は燃料タンク１６から下方に延在されている拡張箱２３内に位置するので、燃料タンク１６の容量は有効に活用できる。燃料ポンプ２２の吐出口には燃料パイプ２６が接続され、燃料パイプ２６の端部は、エンジン１０に設けられる燃料噴射弁（インジェクタ）２７に接続される。

図３は燃料ポンプの取り付け態様の変形例（第２実施形態）を示す図であり、図２と同符号は同一または同等部分である。図３の例では、拡張箱２３をさらに下方に拡張して拡張箱２３の容量を拡張している。クランクケース２１と燃料タンク１６との間に生じているスペースをできるだけ大きく利用して、実質的に燃料タンク１６の容量を拡張している。燃料噴射装置を有するエンジン１０ではキャブレータ方式で燃料を供給するのと違い、燃料ポンプ２２の高さ位置を問わないので、スペースが許す限り拡張箱２３を下方へ拡張してより大きい燃料貯留容積を確保することができる。

図４は、本発明の第３実施形態に係る燃料ポンプの断面図である。図５はポンプケースの内部を示す斜視図であり、図６は燃料ポンプケースのケース本体を上側から見た斜視図であり、図７はケース本体３１を下側から見た斜視図であり、図４と同符号は同一または同等部分を示す。

図４〜図７において、燃料ポンプ２２はポンプケース３０に収容されて燃料タンク１６に取り付けられる。ポンプケース３０はケース本体３１とケース本体３１の底部を覆うキャップ３２とからなり、ケース本体３１の上部には取り付け用のフランジ３３が設けられている。一方、燃料タンク１６の底面にはケース本体３１のフランジ３３を受ける取り付け座（環状プレート）３４が溶接等の方法で接合されている。

取り付け座３４は複数箇所（例えば４箇所）に雌ネジ３５を有しており、該雌ネジ３５と整合するようにケース本体３１のフランジ３３に設けられるボルト通し孔２９を通したボルト３６が該雌ネジ３５に螺合する。フランジ３３には取り付け座３４との対向面にシール溝が形成され、このシール溝に嵌るＯ（オー）リング３７によって、フランジ３３と取り付け座３４とのシールが確保される。

ケース本体３１は筒体であるが、さらにその内部には、燃料ポンプ２２を保持する内部筒体３８を有する。内部筒体３８はケース本体３１の筒形状に対して偏心して設けられ、燃料ポンプ２２の外形と一致する内径ｄを有する。内部筒体３８は上下が開放されており、上部の開放部を燃料吸入口２４が貫通してその先端つまり燃料タンク１６側にフィルタ２５が取り付けられる。

内部筒体３８の周囲は上部が開放して燃料タンク１６に連通しており、下部はレギュレータ収容部３９を除いて閉鎖されている。レギュレータ収容部３９は内部筒体３８と平行に延びる筒体であり、圧力レギュレータ４０を収容している。圧力レギュレータ４０は弁体とバネとからなる周知の構造とすることができる。レギュレータ収容部３９には圧力安定チューブ４１が被せられる。圧力安定チューブ４１は燃料タンク１６内に延長され、圧力レギュレータ４０の背圧を気相に帰す機能を果たす。圧力レギュレータ４０の背圧を気相に帰すことで、燃料ポンプ２２の吐出圧力を安定化させることができる。なお、圧力安定チューブ４１はより良く吐出圧力を安定化させるという意味で設けるのが好ましいが、必須ではない。

キャップ３２は燃料パイプ２６を接合するコネクタ部４２を有する。また、キャップ３２は燃料ポンプ２２の駆動モータ（図示せず）に電力を供給するリード線４３を外部のハーネス４４に接続するための電極４５を備える。電極４５はキャップ３２と一体でモールド成型するのが好ましい。

第３実施形態では、ポンプケース３０を燃料タンク１６の底面に取り付けた例を示したが、この構造を第１および第２実施形態に適用して、拡張箱２３の底面に燃料ポンプ２２を収容したポンプケース３０を取り付けるようにしてもよい。

燃料ポンプ２２の動作時、燃料タンク１６内の燃料は、燃料タンク１６の最下部に位置するフィルタ２５を通過して、燃料吸入口２４から燃料ポンプ２２内に導入される。そして、吐出口４６から吐出される燃料はケース本体３１とキャップ３２との間の空間（バッファ）４７に溜まる。バッファ４７に溜まっている燃料の圧力は、圧力レギュレータ４０で一定の圧力に調整される。さらに、燃料はキャップ３２のコネクタ部４２から吐出されて、前記燃料パイプ２６を経てインジェクタ２７に給送される。

本発明を、実施形態に従って説明したが、本発明はこの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した事項と周知技術に基づいて変形が可能である。例えば、燃料ポンプ２２はクランクケース２１の底部に近接した位置に設けるのに限らず、燃料タンク１６とエンジン１０および発電機１１との間の空間に突出させて配置してあればよい。また、エンジン動力作業機はエンジンで駆動される発電機に限らず、エンジンで駆動される水ポンプであってもよい。

１…エンジン発電機、 ２…メインフレーム、 ７…発電機フレーム、 １２…シリンダヘッド、 １６…燃料タンク、 ２１…クランクケース、 ２２…燃料ポンプ、 ２３…拡張箱、 ２４…燃料吸入口、 ２５…フィルタ、 ２６…燃料パイプ、 ２７…燃料噴射弁、 ３０…ポンプケース、 ３１…ケース本体、 ３２…キャップ、 ３４…取り付け座、 ３８…内部筒体、 ４０…圧力レギュレータ、 ４５…電極、 ４６…吐出口、 ４７…バッファ

Claims (5)

1. エンジン（１０）および作業機（１１）を下部に配置し、燃料タンク（１６）をエンジン（１０）および作業機（１１）の上方に配置した電子制御式燃料噴射装置を有するエンジン動力作業機（１）において、
   前記燃料タンク（１６）の底面に外側から取り付けられた燃料ポンプ（２２）を備え、
   前記燃料タンク（１６）底面に形成された拡張部（２３）を備え、
   前記燃料ポンプ（２２）が、前記拡張部（２３）内にフィルタおよび燃料吸入口を位置させて該拡張部（２３）に取り付けられており、
   前記ポンプケース（３０）が、筒体（３１）にフランジ（３３）が設けられた外形を有しており、
   前記筒体（３１）の内側にさらに内部筒体（３８）を設け、該内部筒体（３８）によって前記燃料ポンプ（２２）を保持しているとともに、
   前記フランジ（３３）が、シール手段（３７）を介在させて前記燃料タンク（１６）または前記拡張部（２３）の底面にボルト止めされており、
   前記内部筒体（３８）が、上方が燃料タンク（１６）に連通されているとともに、下方はキャップ（３２）によって封止されており、
   前記内部筒体（３８）に保持されている前記燃料ポンプ（２２）の吐出口が、前記内部筒体（３８）と前記キャップ（３２）との間に形成されるバッファ空間（４７）に突き出ており、
   前記バッファ空間（４７）には圧力レギュレータ（４０）が取り付けられ、該圧力レギュレータ（４０）には背圧を気相に帰す管路（４１）が設けられており、
   前記内部筒体（３８）、前記圧力レギュレータ（４０）および前記管路（４１）が前記ポンプケース（３０）に収納されていることを特徴とするエンジン動力作業機。
2. 前記エンジン（１０）が、クランクケース（２１）と該クランクケース（２１）から前記燃料タンク（１６）の底面に向けて斜め上方に延びているシリンダヘッド（１２）とからなり、
   前記燃料ポンプ（２２）が、前記シリンダヘッド（１２）より低位置にある前記クランクケース（２１）側部に張り出して配置されていることを特徴とする請求項１記載のエンジン動力作業機。
3. 前記燃料ポンプ（２２）が、ポンプケース（３０）に収容され、該ポンプケース（３０）が前記燃料タンク（１６）または前記拡張部（２３）の底面に固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジン動力作業機。
4. 前記作業機（１１）が、エンジン（１０）で駆動される発電機であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエンジン動力作業機。
5. 前記作業機（１１）が、エンジン（１０）で駆動される水ポンプであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のエンジン動力作業機。