JP5915485B2 - エンジン作業機 - Google Patents

Description

本発明は、チェンソーやパワーカッタ等の携帯型のエンジン作業機に関する。

エンジンを駆動源とした手持ち式つまり携帯型のエンジン作業機には、チェンソーやパワーカッタ等がある。チェンソーは木材などの作業対象物を切断するためのチェーン形の鋸刃であるソーチェーンが作業機本体に設けられている。パワーカッタは、石材やコンクリートの筋付けや切断のためのディスクカッタが作業機本体に設けられている。このようなエンジン作業機に搭載されるエンジンは、クランク軸が回転自在に装着されたクランクケースと、ピストンが直線往復動自在に組み込まれたシリンダとからなるエンジン本体を有しており、クランク軸の一方の突出端部には冷却ファンが装着され、強制空冷エンジンとなっている。冷却ファンにより生成される冷却風は、冷却ファンに対してエンジンの反対側に向けてエンジンに沿って吹き付けられてエンジンが強制冷却される。エンジン停止時には冷却ファンの回転が停止するので、エンジン停止後には自然空冷によってエンジンの冷却が行われる。

燃料と空気の混合気をエンジンに供給するために、エンジンにはインシュレータを介して気化器が装着されており、エンジンが停止すると気化器およびインシュレータの内部における混合気の流動も停止する。このため、混合気による気化器およびインシュレータの冷却効果がなくなるので、シリンダからインシュレータを介して気化器に熱伝導が発生し、気化器の温度が上昇する。気化器の温度上昇が大きくなり過ぎると、ガソリンつまり燃料の多くが蒸発することになるため、気化器からエンジンに充分な燃料を供給することができなくなり、エンジンの再始動が困難になる。特に、携帯型のエンジン作業機に用いられるエンジンは、小型化の要求が強く、インシュレータをできるだけ短くすることが求められている。このため、携帯型のエンジン作業機においては、エンジン運転時の強制空冷を効率良く行う必要があるだけでなく、インシュレータを長くすることなく気化器の温度上昇を抑えるべく、シリンダやインシュレータの自然空冷を促進して気化器の温度上昇を低減することが重要な技術課題となっている。

特許文献１には、導風リブを点火プラグの上流側にシリンダに向けて垂設し、シリンダと導風リブとの間に小隙間を形成し、点火プラグに抜ける冷却風を規制するようにしたエンジンが記載されている。

実開平６−１８６２２号公報

しかしながら、導風リブにより点火プラグに抜ける冷却風を規制すると、点火プラグよりも下流側のシリンダにおける放熱フィンには殆ど冷却風が案内されずに、点火プラグカバーに形成された開口部から冷却風が外部に排出され、強制空冷を効果的に行うことができない。一方、エンジン停止時においては、シリンダの放熱フィンから重力方向の上方に向かう自然対流の気流が発生し、エンジンの自然空冷が行われることになる。しかしながら、強制空冷を効果的に行うために、導風リブをトップフィンにほぼ密着させるように隣接させると、自然空冷の効率の悪化を招くという悪循環が生じることになる。さらに、導風リブにより点火プラグに抜ける冷却風を規制するようにすると、自然対流の気流も導風リブにより規制されることになるので、点火プラグを露出させるために比較的大きな面積の開口部をカバーに形成しても、この開口部は自然空冷を行うことができない。しかも、自然空冷が有効となる開口部の面積は平面視における投影面積となるので、傾斜した点火プラグカバーに形成された開口部を自然空冷に有効に活用することはできない。

チェンソーやパワーカッタ等のエンジン作業機においては、一般的に、シリンダ上方に作業者が把持するためのハンドルが設けられている。このため、開口部の位置によっては、エンジン停止時において自然対流の高温の上昇気流がハンドルないしハンドルを把持する作業者の手に触れることになり、作業性を損なう恐れがある。さらに、チェンソーにおいては、そのコンパクト化のために燃料タンクキャップが冷却ファン側に設けられているのが一般的である。このため、チェンソーの使用後のエンジン停止時に給油のためにエンジン本体が横倒しつまり横置き姿勢とされることが多い。したがって、給油時等の横置き姿勢においても、効果的に自然空冷を行う必要がある。従来のエンジン作業機においては、このような横置き姿勢における冷却効率が不十分である。

このように、従来のエンジン作業機のエンジンにおいては、エンジン運転時の強制空冷とエンジン停止時のエンジン残留熱の自然空冷とを両立させて、エンジン冷却効率を高めることができない。

本発明の目的は、エンジンの冷却効率を向上することにある。

本発明のエンジンは、クランク軸が回転自在に組み込まれるクランクケース、および前記クランク軸を回転するピストンが往復動自在に組み込まれるシリンダからなるエンジン本体と、前記クランク軸により回転駆動される回転工具が装着される作業機本体とを有するエンジン作業機であって、前記クランク軸の一方の突出端部に取り付けられ、強制冷却風を生成する冷却ファンと、前記強制冷却風の排出口が前記クランク軸の他方の突出端側に設けられ、前記エンジン本体の頂部を覆うエンジンカバーと、前記エンジンカバーの内面に突出して設けられ、前記シリンダに沿って前記クランク軸の前記突出端部側から反対側に向けて流れる強制冷却風を横切る方向に伸びる導風リブとを有し、前記エンジンカバーに前記導風リブに対して強制冷却風の下流側を外部に開口させる開口部を、前記導風リブの前記エンジンカバー側の基端部に近接して設けることを特徴とする。

本発明のエンジン作業機は、前記導風リブと前記開口部とを前記シリンダカバーに複数設けることを特徴とする。本発明のエンジン作業機は、前記シリンダの吸気口に取り付けられるインシュレータに対向させて前記開口部と前記導風リブとを設けることを特徴とする。本発明のエンジン作業機は、点火プラグよりも強制冷却風の下流側に前記開口部と前記導風リブとを設けることを特徴とする。本発明のエンジン作業機は、前記シリンダの吸気口に取り付けられるインシュレータに対向させて上流側の開口部と導風リブとを設け、点火プラグよりも強制冷却風の下流側に下流側の開口部と導風リブとを設けることを特徴とする。本発明のエンジン作業機は、前記シリンダカバーの幅方向中心部を境界として前記冷却ファン側に設けられる開口部の面積を前記冷却ファンに対して反対側に設けられる開口部の面積よりも小さくすることを特徴とする。

本発明のエンジン作業機は、自然冷却風が通過する通気開口部を、前記エンジンカバーの前記冷却ファン側の側壁部に設け、当該通気開口部よりも前記冷却ファン側に強制冷却風を前記シリンダに向けて案内する導風ガイドを設けることを特徴とする。本発明のエンジン作業機は、前記導風ガイドの先端は、前記冷却ファンの羽根よりも前記シリンダ側にまで伸びていることを特徴とする。本発明のエンジン作業機は、前記導風ガイドと前記シリンダとの間に、前記作業機本体が正立状態のときに自然冷却風を前記通気開口部に案内する隙間を形成することを特徴とする。本発明のエンジン作業機は、前記シリンダのフィンに切欠き部を設け、当該切欠き部により前記隙間に連通する自然冷却風の流路を形成することを特徴とする。

本発明のエンジン作業機は、前記通気開口部の内周面の少なくとも一部は、前記シリンダのトップフィンよりも上方に設けられていることを特徴とする。本発明のエンジン作業機は、前記冷却ファン側の前記側壁部は、下方に向けて広がる方向に傾斜しており、傾斜した前記側壁部に前記通気開口部を設けることを特徴とする。本発明のエンジン作業機は、前記クランク軸の前記冷却ファン側から前記エンジンカバーに対して隙間を介して当該エンジンカバーを横切って前記クランク軸の反対側にまで伸びる操作ハンドルを前記作業機本体に設け、それぞれの前記開口部を前記クランク軸を介して前記操作ハンドルの反対側に設けることを特徴とする。本発明のエンジン作業機は、それぞれの前記開口部を迂回させて前記作業機本体にハンドルを配置し、当該ハンドルと前記それぞれの開口部とが上下方向および幅方向に重ならないようにしたことを特徴とする。

エンジンにはシリンダに向けて冷却風を生成するためにクランク軸の突出端部に冷却ファンが設けられており、冷却風はクランク軸の他方の端部側に向けて供給される。シリンダの頂部を覆うエンジンカバーの内面には、冷却ファンから吐出された強制冷却風を横切る方向に伸びて導風リブが設けられ、導風リブの下流側には開口部が設けられている。これにより、強制冷却風は開口部から外部に排出されることなく、エンジンカバーの冷却ファンに対して反対側に向けて強制冷却風がシリンダに沿って案内され、エンジン駆動時には強制冷却風によりエンジンを効率的に冷却することができる。一方、エンジン停止時にはエンジンの残留熱による上昇気流はシリンダカバーに設けられた開口部から外部に排出されるので、エンジンの自然空冷が効率的に行われる。このように、エンジンの強制冷却と自然空冷とがともに達成され、エンジンの冷却効果を向上することができる。

一実施形態のエンジン作業機としてのチェンソーを示す平面図である。 図１におけるＡ−Ａ線断面図である。 エンジンを運転させた強制空冷時における冷却風の流れを示す図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。 エンジンを停止させチェンソーが正立状態のもとにおける自然空冷時の冷却風の流れを示す図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。 図１に示されたシリンダカバーの外面を示す斜視図である。 シリンダカバーの内面を示す斜視図である。 図６の平面図である。 他の実施形態のエンジン作業機としてのチェンソーを示す平面図である。 図８における矢印Ｃ方向から見たチェンソーの背面図である。 エンジンを運転させた強制空冷時における冷却風の流れを示す図８におけるＤ−Ｄ線断面図である。 エンジンを停止させチェンソーが正立状態のもとにおける自然空冷時の冷却風の流れを示す図８におけるＤ−Ｄ線断面図である。 エンジンを停止させチェンソーが横向き状態のもとにおける自然空冷時の冷却風の流れを示す図８におけるＤ−Ｄ線断面図である。 図８に示されたシリンダカバーの外面を示す斜視図である。 シリンダカバーの内面を示す斜視図である。 図１４の平面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。エンジン作業機としてのチェンソー１０は、図２に示されるように、エンジン１１が組み込まれる作業機本体１２を有している。エンジン１１は駆動軸つまりクランク軸１３が回転自在に組み込まれるクランクケース１４と、ピストン１５が直線往復動自在に組み込まれるシリンダ１６とからなるエンジン本体１１ａを有しており、クランクケース１４とシリンダ１６はそれぞれアルミ合金により製造される。ピストン１５はコネクティングロッド１７によりクランク軸１３に連結されており、ピストン１５の往復運動がコネクティングロッド１７を介してクランク軸１３の回転運動に変換される。

図３および図４に示されるように、クランク軸１３の一方の突出端部１３ａには冷却ファン１８が取り付けられている。冷却ファン１８は作業機本体１２に取り付けられるエンジンケース１１ｂ内に収容されている。冷却ファン１８はエンジンケース１１ｂに取り付けられるファンカバー１９ａにより覆われており、ファンカバー１９ａの外側にはファンケース１９ｂが取り付けられている。ファンケース１９ｂの内部には始動装置つまりリコイルスタータ２０が設けられており、始動用グリップ２０ａを操作することによりエンジン１１が始動される。クランク軸１３の他方の突出端部１３ｂには、遠心クラッチ２１を介してスプロケット２２が連結されており、スプロケット２２はクランク軸１３に対して回転自在に装着されている。作業機本体１２には、図１に二点鎖線で示されるようにガイドバー２３が取り付けられている。ガイドバー２３の周囲には回転工具としてのソーチェーン２４が装着され、ソーチェーン２４はスプロケット２２に掛け渡されており、ソーチェーン２４はエンジン１１により遠心クラッチ２１を介して回転駆動される。このように、クランク軸１３の一方の突出端部１３ａ側はファン駆動側端部となっており、反対側の突出端部１３ｂは工具駆動側端部つまり出力側端部となっている。

エンジン本体１１ａはクランク軸１３が作業機本体１２に対して横方向となって作業機本体１２に取り付けられている。作業機本体１２の後部には後ハンドル２５が後方に突出して設けられ、作業機本体１２にはクランク軸１３の一方の突出端部１３ａ側から他方の突出端部１３ｂ側にエンジン１１を跨ぐように操作ハンドルとしての前ハンドル２６が配置されている。前ハンドル２６の一端部つまりファン側の脚部２６ａは作業機本体１２の一方側の前端部に固定され、他端部つまり工具駆動側の脚部２６ｂは後ハンドル２５に固定されている。前ハンドル２６の工具駆動側の脚部２６ｂとシリンダ１６の距離は、ファン側の脚部２６ａとシリンダ１６の距離よりも短く設定されており、作業者は右手で後ハンドル２５を把持し、左手で前ハンドル２６の側部を把持した状態のもとで、チェンソー１０により木材等の作業対象物の切断作業を行う。作業機本体１２の工具駆動側には遠心クラッチ２１とスプロケット２２を覆うサイドカバー２７が取り付けられている。作業者は高速回転する回転工具としてのソーチェーン２４が配置される回転工具側の脚部２６ｂを把持することなく、前ハンドル２６の側部つまり冷却ファン１８側を把持して作業を行う。作業機本体１２には前ハンドル２６よりも前方側に迫り出してハンドガード２８が設けられている。

図２に示されるように、シリンダ１６には作業機本体１２の後方側に向けてクランク軸１３に対して直角方向に吸気口３１が開口し、吸気口３１の反対側には排気口３２が作業機本体１２の前方に向けて開口している。シリンダ１６には吸気口３１に連通する流路が設けられたインシュレータ３３が取り付けられ、インシュレータ３３には気化器３４が取り付けられている。インシュレータ３３は耐熱性を有し、シリンダ１６よりも熱伝導率が極めて小さい高分子樹脂により製造されており、シリンダ１６の熱が気化器３４に伝わることを防止している。気化器３４の入口側にはクリーナ支持部３５が設けられており、このクリーナ支持部３５にはフィルタエレメント３６が取り付けられる。気化器３４にはフィルタにより清浄化された外部空気と、図示しない燃料タンクからの燃料が供給され、気化器３４により空気と燃料の混合気が生成され、混合気は吸気口３１からエンジン本体１１ａ内に供給される。供給された混合気は点火プラグ３７により点火される。シリンダ１６には排気口３２に連通させてマフラ３８がボルト３９により取り付けられており、排気口３２から排出される燃焼ガスはマフラ３８を介して外部に排出される。

エンジンケース１１ｂにはエンジンカバー４０が取り付けられており、エンジン本体１１ａはエンジンカバー４０により覆われている。エンジンカバー４０と前ハンドル２６との間には隙間が設けられており、前ハンドル２６は隙間を介してエンジンカバー４０を横切るように設けられている。エンジンカバー４０はカバー基部４１とこれに取り付けられるシリンダカバー４２とを備えており、シリンダカバー４２はシリンダ１６の頂部を覆っている。シリンダカバー４２の先端には、図５および図６に示されるように、カバー基部４１に係合する係合突起４３が設けられている。シリンダカバー４２によりフィルタエレメント３６が覆われており、インシュレータ３３と気化器３４の間には遮熱板４４が設けられている。遮熱板４４とシリンダカバー４２とにより気化器室４５が形成されており、気化器３４は気化器室４５内に収容される。気化器３４を気化器室４５内に組み込むことにより、木屑や粉塵等が気化器３４内に流入することが防止され、気化器３４やフィルタエレメント３６が汚損することが抑制される。シリンダカバー４２は止めねじ４６によりエンジン１１に取り付けられる。

図１に示されるように、冷却ファン１８の冷却風吐出口１８ａはシリンダカバー４２に向けて開口している。冷却ファン１８が駆動されると、ファンケース１９ｂの通気口２９ｂからファンカバー１９ａの流入口２９ａに外気が流入し、冷却ファン１８により強制冷却風Ｆが生成される。生成された強制冷却風Ｆはシリンダカバー４２に向けて吐出される。シリンダ１６の排気口３２側には図２に示されるように放熱板４７が取り付けられており、冷却ファン１８により生成されて冷却風吐出口１８ａから吐出した強制冷却風Ｆは、図１において矢印で示すように、遮熱板４４と放熱板４７とシリンダ１６とにより形成されるエンジン冷却室５０を通って、エンジンカバー４０の工具駆動端部側に設けられた排出口５１から外部に排出される。シリンダカバー４２の内面に沿って流れる強制冷却風Ｆの流れ方向を示すと、図７に矢印で示す方向となる。

シリンダカバー４２の幅方向中央部は、図２および図５に示されるように、エンジン１１の前方に向けて下向きに傾斜した前側傾斜壁部４８ａと、エンジン１１の後方に向けて下向きに傾斜した後側傾斜壁部４８ｂとを有している。シリンダカバー４２のファン側にはエンジン１１に向けて広がるように傾斜した傾斜側壁部４９ａが設けられている。シリンダカバー４２の出力側には、図７および図６に示されるように、切欠き部４９ｂが設けられており、切欠き部４９ｂとエンジンケース１１ｂとの間に、排出口５１が形成されている。

図６および図７に示されるように、シリンダカバー４２の内面にはシリンダカバー４２の幅方向つまりクランク軸１３に沿う方向に仕切り板５２が設けられており、この仕切り板５２は図２に示した遮熱板４４に突き当てられる。シリンダカバー４２の内面の幅方向中央部には導風板５３が仕切り板５２に平行に伸びてシリンダカバー４２の内面から突出して設けられている。この導風板５３の強制冷却風の最上流側には、導風リブ５４が一体に設けられており、導風リブ５４は仕切り板５２と導風板５３との間に連なって、強制冷却風等のように、エンジンカバー４０の幅方向に流れる空気を横切る方向に伸びている。導風リブ５４は、図７においてクランク軸１３に対して直角方向の長手方向線をＳとすると、この長手方向線Ｓに対して傾斜している。この傾斜方向は、導風リブ５４のエンジンカバー４０の先端部側が強制冷却風Ｆの下流側となる方向となっている。

導風リブ５４の強制冷却風の下流側には、間隔を隔て４つの開口部５５が設けられており、それぞれの開口部５５によりシリンダカバー４２の内部は前側傾斜壁部４８ａの部分で外部に連通している。開口部５５は、導風リブ５４の下流側に導風板５３の伸びる方向に沿って並べて設けられており、それぞれの開口部５５は導風板５３の基端部の近傍に開口している。このように、開口部５５は導風リブ５４の下流側に設けられているので、強制冷却風が開口部５５から外部に排出することが導風リブ５４により阻止されることになる。導風リブ５４に衝突した強制冷却風は導風リブ５４によりシリンダ１６の上面の前側に案内される。導風リブ５４とそれぞれの開口部５５は、図２に示されるように、吸気口３１に取り付けられるインシュレータ３３に対向しており、エンジン停止時におけるシリンダ１６の残留熱により発生する自然対流の上昇気流である自然冷却風ＣＡ１が開口部５５から外部に排出される。これにより、自然空冷によって素早く残留熱が外部に排出される。

シリンダカバー４２の内面には、図３および図７に示されるように、点火プラグ３７よりも強制冷却風Ｆの下流側に位置させて４つの導風リブ５６ａ〜５６ｄが突出しており、それぞれの導風リブ５６ａ〜５６ｄは強制冷却風Ｆを横切る方向に伸びている。それぞれの導風リブ５６ａ〜５６ｄは、図７に示されるように、長手方向線Ｓにほぼ平行となるとともに間隔を隔てて並列配置されている。４つの導風リブ５６ａ〜５６ｄのうち最上流側から３つの導風リブ５６ａ〜５６ｃは、図７に示されるように、仕切り板５２側の側面が導風板５３のほぼ延長上に位置しており、反対側の側面は上流側から下流側に向けて段階的にエンジン１１の前方に向けて突出している。最下流側の導風リブ５６ｄの前側面はこれに隣り合う導風リブ５６ｃの側面とほぼ一致している。それぞれの導風リブ５６ａ〜５６ｄの下流側に位置させてシリンダカバー４２の前側傾斜壁部４８ａには、開口部５７ａ〜５７ｄが形成されている。開口部５７ａ〜５７ｄは、導風リブ５６ａ〜５６ｄの下流側であって、導風リブ５６ａ〜５６ｄのシリンダカバー４２の基端部の近傍に設けられており、それぞれの導風リブ５６ａ〜５６ｄの長手方向の寸法幅に対応する長さの長穴である。

このように、開口部５７ａ〜５７ｄは導風リブ５６ａ〜５６ｄの下流側に設けられているので、強制冷却風が開口部５７ａ〜５７ｄから外部に排出することが導風リブ５６ａ〜５６ｄにより阻止されることになる。導風リブ５６ａ〜５６ｄに衝突した強制冷却風の一部は、それぞれの導風リブ５６ａ〜５６ｄの先端面とシリンダ１６の上面との間に形成される流路５８を介して排出口５１に流れるとともに、他の一部は導風リブ５６ａ〜５６ｄによりシリンダ１６の上面の前側に案内される。導風リブ５６ａ〜５６ｄとそれぞれの開口部５７ａ〜５７ｄは、図３および図４に示されるように、シリンダ１６のうち冷却ファン１８に対して反対側の上面に対向しており、エンジン停止時におけるシリンダ１６の残留熱により発生する自然対流の上昇気流である自然冷却風ＣＡ２が開口部５７ａ〜５７ｄから外部に排出される。これにより、自然空冷によって素早く残留熱が外部に排出される。

図示するように、シリンダカバー４２には、インシュレータ３３に対向する導風リブ５４および開口部５５が設けられるとともに、点火プラグ３７よりも強制冷却風の下流側に導風リブ５６ａ〜５６ｄおよび開口部５７ａ〜５７ｄが設けられており、導風リブ５４および開口部５５はそれぞれ上流側の導風リブおよび開口部となっている。これに対し、導風リブ５６ａ〜５６ｄおよび開口部５７ａ〜５７ｄは下流側の導風リブおよび開口部となっている。

上流側の導風リブ５４は１つのみとなっているが、４つの開口部５５に対応させてそれぞれの強制冷却風の上流側に導風リブ５４を設けるようにすると、上流側には４つの導風リブが設けられた形態となる。逆に、下流側には４つの導風リブ５６ａ〜５６ｄが設けられているが、最上流側に１つの導風リブを設けるようにすると、下流側の導風リブは１つとなる。さらに、開口部の数は上流側の開口部と下流側の開口部とを１つずつとした形態よりも、図示するように複数の開口部を上流側と下流側とに設けることにより、自然放熱効果をより高めることができる。上流側と下流側の開口部の数は上述した４つに限られることなく、任意の数に設定される。

エンジン１１が駆動されると、冷却ファン１８が回転することにより気流が発生する。気流はエンジンケース１１ｂとファンカバー１９ａにより形成されるボリュート室５９から冷却風吐出口１８ａにまで案内される。冷却風吐出口１８ａから吐出された強制冷却風Ｆは、点火コイル６０に沿って流れた後、図１および図３において矢印で示すように、エンジンカバー４０によってシリンダ１６に案内され、シリンダ１６を冷却した後に排出口５１から外部へ排出される。このとき、強制冷却風Ｆは冷却風吐出口１８ａからまず上方に流れ、シリンダカバー４２によってシリンダ１６に向けて偏向される。その後、図１に示されるように、強制冷却風Ｆは導風リブ５４によって気化器室４５側からシリンダ１６側に案内されてシリンダ１６の前側部に向かう。これにより、強制冷却風Ｆがシリンダ１６を冷却せずにシリンダ１６と気化器室４５の間を通り抜けて外部へ排出されることが防止され、強制冷却風は確実にシリンダ１６に向けて案内され、エンジン１１の強制冷却が効果的に行われる。

強制冷却風Ｆがシリンダ１６に沿って流れているときには、開口部５５、５７ａ〜５７ｄが冷却風吐出口１８ａよりも下流側に設けられるとともに開口部５５、５７ａ〜５７ｄの上流側には導風リブ５４，５６ａ〜５６ｄが設けられているので、強制冷却風Ｆがそれぞれの開口部から外部に排出されることがない。強制冷却風Ｆは点火プラグ３７を通り過ぎると、導風リブ５６ａ〜５６ｄにより点火プラグ３７の後方側に回り込む。これにより、点火プラグ３７の冷却風下流側とシリンダ１６の冷却風下流側を効果的に冷却することができる。また、複数の並列状態の導風リブ５６ａ〜５６ｄの先端面とシリンダ１６との間には流路５８が形成されているので、強制冷却風Ｆはシリンダ１６の上面に沿って案内される。それぞれの開口部５７ａ〜５７ｄの上流側には導風リブ５６ａ〜５６ｄが設けられているので、強制冷却風が開口部５７ａ〜５７ｄから外部に漏出されることが阻止され、強制冷却風Ｆによるエンジン１１の冷却効果が低下することはない。それぞれの導風リブ５６ａ〜５６ｄは全ての強制冷却風を横切る長さとはなっていないので、開口部５７ａ〜５７ｄから木屑等がシリンダカバー４２内に侵入しても、導風リブ５６ａ〜５６ｄの前端側よりも前方を流れる強制冷却風によって直ちに外部に排出されることになる。これにより、木屑等の異物がシリンダカバー４２内に留まることが防止される。

エンジン１１の駆動が停止されると、冷却ファン１８の回転が停止し、強制冷却風の流れが停止する。このときには、エンジン１１の残留熱は自然対流による自然空冷により放熱される。自然空冷による上昇気流の自然冷却風ＣＡ１，ＣＡ２は、図２および図４において矢印で示すように、高温のシリンダ１６ないしシリンダ１６の残留熱を受けた付属部品の周囲から発生し、上方に向けて流れる。このときには、それぞれの開口部５５、５７ａ〜５７ｄは上下方向に開口されているので、シリンダ１６等の周囲から発生した気流は、その流れが妨げられることなく外部に排出される。これにより、シリンダカバー４２の内部に熱が篭もらないので、シリンダ１６およびインシュレータ３３の自然空冷が効果的に行われる。また、インシュレータ３３を介してシリンダ１６の残留熱が気化器３４に伝わり難くなり、気化器３４の温度上昇を効果的に低減することができる。

さらに、それぞれの開口部はクランク軸１３を中心として前ハンドル２６に対して作業機本体１２の後方側にずれて形成されており、前ハンドル２６は開口部の前方側に迂回しているので、自然対流の気流が前ハンドル２６および前ハンドル２６を把持する作業者の手に触れることがなく、エンジン作業機の作業性を損なうことがない。また、開口部はシリンダカバー４２の幅方向中心部を境界として冷却ファン側の開口面積の総和は、これと反対側つまり冷却ファン１８に対して反対側の開口面積の総和よりも小さく設定されているので、自然対流の気流はクランク軸１３の突出端部１３ｂ側に多く排出されることになり、冷却ファン１８側に設けられたリコイルスタータ２０の始動用グリップ２０ａを操作する作業者に手に自然対流の気流が触れることが極めて少なく、チェンソー１０の再始動作業の妨げになることがない。

図８〜図１５は、他の実施の形態であるエンジン作業機としてのチェンソーを示す。これらの図においては、図１〜図７に示されたチェンソーを構成する部材と共通する部材には、同一の符号が付されている。

図８〜図１５に示されるチェンソー１０は、エンジンカバー４０の構造が図１〜図７に示されたエンジンカバー４０と相違していることを除いて、上述したチェンソーと同一であり、重複した部分の説明を省略する。

図９に示されるように、エンジン１１のファン側の側面には、燃料タンクキャップ６１が配置されている。図２に示されるように、気化器３４の下方には燃料タンク６２が設けられており、燃料タンク６２内への燃料供給は、エンジン１１のファン側の側面が上方を向くように作業機本体１２を横向き状態のもとで行われる。この横向き状態のもとでは、クランク軸１３は上下方向を向くことになる。エンジン１１のファン側の側面には、さらに、オイルタンクキャップ６３が配置されている。マフラ３８の下方には、図２に示されるように、潤滑油を収容するオイルタンク６４が設けられており、図示しないオイルポンプにより潤滑油が駆動装置に供給されるようになっている。

エンジンカバー４０を構成するシリンダカバー４２は、上述のように、下方に向けて広がる方向に傾斜した傾斜側壁部４９ａを有している。冷却ファン側の側壁部である傾斜側壁部４９ａには、通気開口部６５が設けられており、通気開口部６５は、図１３に示されるように、上下方向に伸びる長孔により形成されている。通気開口部６５は、シリンダカバー４２の前後方向に所定の隙間を隔てて複数設けられている。図１２に示されるように、クランク軸１３が上下方向を向くように作業機本体１２が横倒し状態つまり横向き姿勢となったときには、自然冷却風が矢印ＣＡ５で示されるように通気開口部６５を通過する。通気開口部６５は、傾斜側壁部４９ａに設けられていので、エンジン本体１１ａが正立状態となると、斜め上方を向く。

エンジンカバー４０を構成するカバー基部４１には、図１０〜図１２に示されるように、冷却ファン１８により生成された強制冷却風をシリンダ１６に向けて案内する導風ガイド６６が設けられている。この導風ガイド６６は、強制冷却風の上流側であって、シリンダ１６のシリンダフィン６７のうち最上部に設けられたトップフィン６７ａよりもクランク軸１３側に配置されている。強制冷却風は、図１０において矢印Ｆで示されるように、トップフィン６７ａよりも下側に部分に沿って流れて排出口５１から外部に流出するようになっている。導風ガイド６６の先端６８は、冷却ファン１８の羽根の根元６９よりもシリンダ１６側にまで伸びており、強制冷却風は導風ガイド６６に案内されて、確実にシリンダ１６に向けて案内される。

この導風ガイド６６を、図１０に二点鎖線で示されるように、先端部が上向きとなるように傾斜させると、強制冷却風の一部は、図３に示されるように、トップフィン６７ａとシリンダカバー４２との間に沿って流れることになる。導風ガイド６６の傾斜角度を変化させると、トップフィン６７ａの上側を流れる強制冷却風と、下側を流れる強制冷却風との割合を変化させることができる。

導風ガイド６６の先端６８とトップフィン６７ａとの間に隙間７１が形成されている。この隙間７１は、図１１に示されるように、作業機本体１２が正立状態のもとで、シリンダ１６に沿って上方に流れる自然冷却風をトップフィン６７ａよりも上方に案内する。隙間７１を通過した自然冷却風は、図１１に示されるように、通気開口部６５から外部に排出される。この隙間７１に対応させて、シリンダ１６のフィンには、切欠き部７２が設けられており、切欠き部７２により隙間７１に連通する自然冷却風の通路が形成される。これにより、隙間７１を通過して通気開口部６５に流れる自然冷却風が形成される。

図１０に示されるように、通気開口部６５の内周面全体は、トップフィン６７ａよりも上方となっている。しかし、内周面の少なくとも一部がトップフィン６７ａよりも上方となっていれば、自然冷却風を外部に排出することができる。

エンジン運転時におけるエンジン冷却の動作について説明する。クランク軸１３が回転しているので、図１０に示されるように、冷却ファン１８により強制冷却風の気流Ｆが発生し、この気流によってエンジン１１の強制空冷が行われる。気流Ｆは、ボリュート室５９および冷却風吐出口１８ａからエンジン冷却室５０に供給される。強制冷却風は、点火プラグ３７に向かって上方に流れ、導風ガイド６６によりシリンダ１６に向けて案内されてシリンダ１６に沿って流れてシリンダ１６を冷却する。シリンダ１６を冷却した後の強制冷却風は、サイドカバー２７側の排出口５１から外部に排出される。このとき、導風ガイド６６が通気開口部６５と冷却ファン１８との間を横切るようにシリンダ１６に向けて突出しているので、通気開口部６５は導風ガイド６６により完全に覆われることになり、強制冷却風が通気開口部６５から洩れ出すことがなく、通気開口部６５がエンジン冷却に悪影響を与えることが防止される。導風ガイド６６の先端６８は、冷却ファン１８の羽根の根元６９よりもシリンダ１６に延在しているので、隙間７１から上方に強制冷却風が洩れることが防止される。さらに、導風ガイド６６により強制冷却風をトップフィン６７ａの下側に案内すると、開口部５５、５７ａ〜５７ｄから気流が外部に漏れ出すことがない。一部の強制冷却風をトップフィン６７ａの上側に案内しても、導風リブにより開口部５５、５７ａ〜５７ｄから気流が外部に漏れ出すことが防止される。

このように、エンジン運転時においては、エンジン１１が効果的に冷却される。また、シリンダ１６のシリンダフィン６７は、切欠き部７２以外の部分が導風ガイド６６の先端６８よりもエンジンカバー４０の側壁に向けて延在しているので、その分の放熱面積が増大し、さらに冷却効果を高めることができる。

次に、チェンソー１０が通常の操作状態である正立姿勢となっている状態におけるエンジン停止時のエンジン冷却の動作について説明する。エンジン停止時においては、クランク軸１３は回転しないため、冷却ファン１８も回転せず、冷却ファン１８による気流は発生しない。そのため、運転中に温度上昇したエンジン１１の残留熱により、エンジン表面から高温の上昇気流が発生し、自然冷却風によりエンジン冷却が行われる。このとき、吸気口３１からインシュレータ３３を介して気化器３４へ熱伝導が起こり、気化器３４の温度が上昇する。燃料がガソリンの場合には、５５〜６０℃でガソリン成分の多くが蒸発する。そのため、気化器３４が５５〜６０℃に達すると、燃料タンク６２から気化器３４に燃料が供給されても、燃料はエンジン１１に供給される前に直ちに蒸発してしまい、十分に燃料をエンジン１１に供給することが困難となる。

図示するチェンソー１０においては、図１１に示されるように、エンジン冷却室５０内に自然対流が発生する。自然冷却風ＣＡ３は、シリンダ１６の各フィンから発生する高温の上昇気流であり、シリンダカバー４２のサイドカバー２７側の排出口５１から外部に排出される。自然冷却風ＣＡ２は、図４に記載された場合と同様に、主にトップフィン６７ａから発生する高温上昇気流であり、開口部５５、５７ａ〜５７ｄから外部に排出される。自然冷却風ＣＡ４はトップフィン６７ａ、シリンダフィン６７から発生する上昇気流である。トップフィン６７ａと他のシリンダフィン６７と導風ガイド６６の間には、隙間７１が設けられ、さらに切欠き部７２により自然冷却風の通路が形成されているので、自然冷却風ＣＡ４はスムーズにエンジン冷却室５０の上方へ移動する。エンジン冷却室５０の上部のシリンダカバー４２に達した自然冷却風ＣＡ４は、通気開口部６５の内周面の少なくとも一部がトップフィン６７ａよりも上方となっているので、自然冷却風ＣＡ４がエンジン冷却室５０の上部に篭もることなく、スムーズにエンジンカバー４０の外部に排出される。

通気開口部６５がシリンダカバー４２に設けられていないと、シリンダ１６の冷却ファン１８側で発生した高温の上昇気流は、シリンダカバー４２に沿ってサイドカバー２７側まで移動し、自然冷却風ＣＡ２，ＣＡ３と合流した後にエンジンカバー４０の外部に排出されることになる。これに対し、冷却ファン１８側で発生した高温上昇気流の自然冷却風ＣＡ４は、冷却ファン１８側の通気開口部６５から直ちにエンジンカバー４０の外部へ排出されるので、極めて冷却効果が高くなる。さらに、通気開口部６５は、図８に示されるように、前ハンドル２６とは上下方向に重なっておらず、エンジン本体１１ａの前方側に迂回しているので、自然冷却風ＣＡ４は前ハンドル２６を加熱することがない。

以上のように、エンジン停止時における熱源であるシリンダ１６の自然空冷を大幅に促進することができるので、インシュレータ３３を介して気化器３４に熱伝導される熱量を低減することができ、気化器３４の温度上昇を抑制することができる。

次に、チェンソー１０が横置き姿勢となっている状態におけるエンジン停止時のエンジン冷却の動作について説明する。チェンソー１０においては、燃料タンクキャップ６１とオイルタンクキャップ６３は、冷却ファン１８側に配置されるのが一般的である。したがって、例えば、燃料タンク６２に燃料給油する際には、図１２に示されるように、サイドカバー２７が下向きとなるように、チェンソー１０は横向き姿勢に横倒しされることが多い。この状態のときには、シリンダ１６およびシリンダフィン６７から発生した高温上昇気流による自然冷却風ＣＡ６は、エンジンカバー４０の内面に沿って上昇した後、ファンケース１９ｂの通気口２９ｂから外部に排出される。この自然冷却風ＣＡ６は通気口２９ｂに向けて大きく偏向することになり、その流れはスムーズではない。特に、エンジン１１のコンパクト化のために、点火コイル６０がシリンダ１６に取り付けられると、自然冷却風ＣＡ６の流れはスムーズとならない。

一方、トップフィン６７ａから発生した高温上昇気流による自然冷却風ＣＡ５は、図１２に示されるように、開口部５５，５７ａ〜５７ｄから排出さることなく、真っ直ぐに上方に向かった後に、通気開口部６５から外部に排出される。この自然冷却風ＣＡ５の流れは、傷害物に干渉されることなく、極めてスムーズである。しかも、シリンダ１６は点火プラグ３７の近傍が最も高温になるが、点火プラグ３７とその近傍のトップフィン６７ａから発生する高温の上昇気流である自然冷却風ＣＡ５が通気開口部６５からスムーズに排出されるので、エンジン冷却効率を大幅に向上させることができる。さらに、通気開口部６５は、チェンソー１０が横向き姿勢となっているときにも、前ハンドル２６に対して上下方向に重なることがないので、エンジンカバー４０から排出された自然冷却風ＣＡ５が前ハンドル２６を熱することがない。

以上により、サイドカバー２７を下側とした横向き姿勢においても、エンジン停止時における熱源であるシリンダ１６の自然空冷を大幅に促進することができるので、インシュレータ３３を介して気化器３４に伝導する熱量を低減することができ、気化器３４の温度上昇を抑制することができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、図示するエンジン１１はエンジン作業機としてのチェンソー１０に搭載されているが、パワーカッタのエンジンとしても図示するエンジンを適用することができ、さらには刈払機や刈込機等の他のエンジン作業機のエンジンとしても適用することができる。チェンソー１０に搭載されるエンジン１１は、チェンソー１０が基盤の上に配置されるときにはクランク軸１３が水平となり、エンジン本体１１ａは上下方向を向くことになる。これに対して、エンジン本体が作業機本体に傾斜して搭載されるエンジン作業機や、クランク軸が上下方向に向いて作業機本体に搭載されるエンジン作業機においては、シリンダの頂部を覆うシリンダカバーには、エンジン作業機が基盤に配置されたときに、シリンダの頂部よりも上側となる部位に開口部と導風リブが設けられることになる。

１０…チェンソー、１１…エンジン、１１ａ…エンジン本体、１１ｂ…エンジンケース、１２…作業機本体、１３…クランク軸、１３ａ，１３ｂ…突出端部、１４…クランクケース、１５…ピストン、１６…シリンダ、１７…コネクティングロッド、１８…冷却ファン、１８ａ…冷却風吐出口、１９ａ…ファンカバー、１９ｂ…ファンケース、２０…リコイルスタータ、２０ａ…始動用グリップ、２１…遠心クラッチ、２２…スプロケット、２３…ガイドバー、２４…ソーチェーン、２５…後ハンドル、２６…前ハンドル、２７…サイドカバー、２８…ハンドガード、３１…吸気口、３２…排気口、３３…インシュレータ、３４…気化器、３５…クリーナ支持部、３６…フィルタエレメント、３７…点火プラグ、３８…マフラ、３９…ボルト、４０…エンジンカバー、４１…カバー基部、４２…シリンダカバー、４３…係合突起、４４…遮熱板、４５…気化器室、４６…止めねじ、４７…放熱板、４８ａ…前側傾斜壁部、４８ｂ…後側傾斜壁部、４９ａ…傾斜側壁部、４９ｂ…切欠き部、５０…エンジン冷却室、５１…排出口、５２…仕切り板、５３…導風板、５４…導風リブ、５５…開口部、５６ａ〜５６ｄ…導風リブ、５７ａ〜５７ｄ…開口部、５８…流路、５９…ボリュート室、６０…点火コイル、６１…燃料タンクキャップ、６２…燃料タンク、６３…オイルタンクキャップ、６４…オイルタンク、６５…通気開口部、６６…導風ガイド、６７…シリンダフィン、６７ａ…トップフィン、６８…先端、６９…羽根の根元、７１…隙間、７２…切欠き部。

Claims (14)

1. クランク軸が回転自在に組み込まれるクランクケース、および前記クランク軸を回転するピストンが往復動自在に組み込まれるシリンダからなるエンジン本体と、前記クランク軸により回転駆動される回転工具が装着される作業機本体とを有するエンジン作業機であって、
   前記クランク軸の一方の突出端部に取り付けられ、強制冷却風を生成する冷却ファンと、
   前記強制冷却風の排出口が前記クランク軸の他方の突出端側に設けられ、前記エンジン本体の頂部を覆うエンジンカバーと、
   前記エンジンカバーの内面に突出して設けられ、前記シリンダに沿って前記クランク軸の前記突出端部側から反対側に向けて流れる強制冷却風を横切る方向に伸びる導風リブとを有し、
   前記エンジンカバーに前記導風リブに対して強制冷却風の下流側を外部に開口させる開口部を、前記導風リブの前記エンジンカバー側の基端部に近接して設けることを特徴とするエンジン作業機。
2. 前記導風リブと前記開口部とを前記エンジンカバーに複数設けることを特徴とする請求項１記載のエンジン作業機。
3. 前記シリンダの吸気口に取り付けられるインシュレータに対向させて前記開口部と前記導風リブとを設けることを特徴とする請求項１または２記載のエンジン作業機。
4. 点火プラグよりも強制冷却風の下流側に前記開口部と前記導風リブとを設けることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンジン作業機。
5. 前記シリンダの吸気口に取り付けられるインシュレータに対向させて上流側の開口部と導風リブとを設け、点火プラグよりも強制冷却風の下流側に下流側の開口部と導風リブとを設けることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のエンジン作業機。
6. 前記エンジンカバーの幅方向中心部を境界として前記冷却ファン側に設けられる開口部の面積を前記冷却ファンに対して反対側に設けられる開口部の面積よりも小さくすることを特徴とする請求項５記載のエンジン作業機。
7. 自然冷却風が通過する通気開口部を、前記エンジンカバーの前記冷却ファン側の側壁部に設け、当該通気開口部よりも前記冷却ファン側に強制冷却風を前記シリンダに向けて案内する導風ガイドを設けることを特徴とする請求項１記載のエンジン作業機。
8. 前記導風ガイドの先端は、前記冷却ファンの羽根よりも前記シリンダ側にまで伸びていることを特徴とする請求項７記載のエンジン作業機。
9. 前記導風ガイドと前記シリンダとの間に、自然冷却風を前記通気開口部に案内する隙間を形成することを特徴とする請求項７または８記載のエンジン作業機。
10. 前記シリンダのフィンに切欠き部を設け、当該切欠き部により前記隙間に連通する自然冷却風の流路を形成することを特徴とする請求項９記載のエンジン作業機。
11. 前記通気開口部の内周面の少なくとも一部は、前記シリンダのトップフィンよりも上方に設けられていることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載のエンジン作業機。
12. 前記冷却ファン側の前記側壁部は、下方に向けて広がる方向に傾斜しており、傾斜した前記側壁部に前記通気開口部を設けることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか１項に記載のエンジン作業機。
13. 前記クランク軸の前記冷却ファン側から前記エンジンカバーに対して隙間を介して当該エンジンカバーを横切って前記クランク軸の反対側にまで伸びる操作ハンドルを前記作業機本体に設け、それぞれの前記開口部を前記クランク軸を介して前記操作ハンドルの反対側に設けることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のエンジン作業機。
14. それぞれの前記開口部を迂回させて前記作業機本体にハンドルを配置し、当該ハンドルと前記それぞれの開口部とが上下方向および幅方向に重ならないようにしたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のエンジン作業機。

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