JP6260140B2 - エンジン作業機 - Google Patents

Description

本発明は、小型のエンジンが用いられるエンジン作業機、例えば刈払機の構造に関する。

刈払機、送風機、チェーンソー、パワーカッタ等、作業者が携帯して使用する携帯用作業機や、発電機には、動力源として小型のエンジンが用いられる。

こうした刈払機の形状の一例を図１１に示す。図１１（ａ）は、この刈払機３１０の形態を示す側面図であり、図１１（ｂ）は、その後端部側を拡大した部分断面図である。図１１（ａ）は、この刈払機３１０が地上に設置された際の形態を示しており、以下においては、上下方向とはこの場合における上下方向を意味し、この図における左側を前方、右側を後方とする。

この刈払機３１０においては、前後方向に細長いシャフト２０の先端（一端）側に、回転する刈刃１１が設けられる。シャフト２０の後端（他端）側には、刈刃１１を駆動するための駆動部３３０が設けられる。駆動部３３０における動力源としては、２サイクル空冷式のエンジン４０が用いられる。シャフト２０の内部には、シャフト２０と同軸とされエンジン４０のクランク軸と遠心クラッチ（共に図示せず）によって接続された駆動軸（図示せず）が設けられる。クランク軸の回転速度が高まり遠心クラッチが接続された際には、この駆動軸はエンジン４０によって回転運動をする。この回転運動が、シャフト２０の先端に設置されたギヤケース１２に伝達され、適切な減速比で刈刃１１を回転させる。シャフト２０における前後方向の中央付近には、作業者が把持するためのハンドル１３が左右にそれぞれ設けられている。刈刃１１の下側には、刈り取られた草木が作業者側に飛散することを抑制するための飛散防御カバー１４が設けられる。また、作業者がハンドル１３を把持した操作がしやすいように、シャフト２０におけるハンドル１３と駆動部３３０の間は、シャフト２０の外径が柔軟な材料によって局所的に太くされた腰当て部２１が形成されている。作業者は、ハンドル１３を把持しこの腰当て部２１等を腰で支持することによって、刈払い作業を行うことができる。

駆動部３３０において、エンジン４０の左右（図１１（ａ）における紙面手前側と向こう側）には、それぞれ吸気口、排気口が設けられ、吸気口側には気化器（後述）及びエアクリーナ５０が、排気口側にはマフラー（後述）がそれぞれ接続されている。エンジン４０の後端側には、クランク軸を強制的に回転させることによってエンジン４０を始動させるスタータ（リコイルスタータ）４１が設けられている。一方、エンジン４０の前端側においては、クランク軸に冷却ファン（図示せず）が固定され、クランク軸の回転に伴って冷却ファンが生成される。この冷却風は、冷却ファン等を覆うファンケース１３１内を通り、エンジン４０の中で高温となるシリンダ（図示せず）を冷却するようにその風路は形成される。

気化器には、エアクリーナ５０を介して空気が導入されると同時に、燃料（混合ガソリン）も供給され、これによって混合気が生成され、エンジン４０に供給される。燃料は、エンジン４０の下部に固定された燃料タンク６０内に溜められ、燃料タンク６０からチューブを介して気化器に導かれる。作業者は、燃料タンク６０に設けられたタンクキャップ６１を取り外し、燃料タンク６０内に燃料を供給することができる。

この刈払機３１０を使用するに際しては、作業前に燃料タンク６０に給油が行われる。この給油の際に、エンジン４０に設置された点火プラグやこれに接続される配線等に燃料が付着することを抑制するために、一般には燃料タンク６０及びタンクキャップ６１は、エンジン４０よりも下側に設けられる。このため、刈払機３１０の後端側の下部には、燃料タンク６０が位置する。

図１１（ｂ）に示されるように、この刈払機３１０を地面に設置する際にこれを支持すると共に、燃料タンク６０の下側を覆う、樹脂材料で構成された保護カバー（スタンド）１５が装着される。また、ハンドル１３の先端には、作業者が把持しやすい形状とされたグリップ１６が設けられる。

作業時における刈刃１１（エンジン４０）の回転速度は、気化器におけるスロットル弁軸の軸回りの設定角度で調整できるが、刈刃１１に加わる負荷等によって、実際の回転速度は変動する。回転速度が大きく変動した場合には、刈り払い作業が困難となる。更に、回転速度が大きく低下した場合には、冷却風が弱くなり、エンジン４０の冷却効率が低下する。このため、原動機付自転車等とは異なり、上記の刈払機３１０においては、作業中におけるエンジン４０の回転数は略一定となるように制御される。このため、エンジン４０の動作モードとしては、低回転数が維持され遠心クラッチが接続されないために刈刃１１が駆動されないアイドリング状態と、これよりも高い略一定の回転数が維持され遠心クラッチが接続され刈刃１１が駆動される作業状態、の２種類に大別される。

例えば、特許文献１に記載されるように、動作状態におけるこうした制御を、冷却風の強度をフィードバックして単純な構成で行わせる風力ガバナが使用されている。この風力ガバナにおいては、ファンケース１３１内における冷却風のあたる箇所にガバナ板が設置される。ガバナ板は気化器におけるスロットル開度を制御するスロットル弁軸に接続され、スロットル弁軸を軸として回動するように設定される。

この構成においては、エンジン４０の回転数が低下し冷却風の強度が低下した場合には、スロットル弁軸はスロットル開度を大きくする方向に付勢される。逆に、エンジン４０の回転数が高まり冷却風の強度が高まった場合には、ガバナ板は、スロットル弁軸を、スロットル開度を小さくする方向に回動させる。このため、エンジン４０の回転数が略一定となるような制御が行われる。

また、アイドリング状態と作業状態とを切り替える操作は、図１１（ａ）において、作業者がグリップ１６を把持しながら、グリップ１６に隣接して設けられたスロットルレバー１７を引く（握る）操作をすることによって行われる。スロットルレバー１７には、気化器７０側と接続されたスロットルワイヤ（図示せず）が装着され、作業者がスロットルレバー１７を握ることによって、スロットルワイヤがハンドル１３側に引かれる。これによって、気化器７０は作業状態とされるように制御される。

こうした構成は、気化器のスロットル弁軸に接続された小型のガバナ板（風力ガバナ）を用いることによって容易に実現できるため、小型のエンジンが用いられる携帯型のエンジン作業機においては特に有効である。このため、こうした構成は、刈払機以外のエンジン作業機においても有効である。

特開平６−１２３２４３号公報

上記の動作においては、作業状態におけるエンジン４０の回転数は略一定となるように自動的に制御される。しかしながら、例えば、刈払機の使用状況によっては、設定された回転数では刈払い作業がしにくい場合もある。こうした場合には、作業状態における回転数を、刈払い作業の作業中に再設定できることが好ましい。

作業状態における回転数を作業中に設定できる構成とする場合には、特に気化器７０周辺の構成を複雑にすることが必要となる。あるいは、電気的にこの制御を行うことも可能であるが、この場合においても、複雑な機構が必要となる。しかしながら、前記の通り、刈払機等のエンジン作業機には小型軽量であることが要求されるため、こうした複雑な機構を設けることは好ましくない。

すなわち、作業状態におけるエンジン回転数を作業中に容易に変更できる軽量なエンジン作業機を得ることは困難であった。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、上記の問題点を解決する発明を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明のエンジン作業機は、冷却ファンが固定されたクランク軸を有する空冷エンジンと、回転速度制御軸の軸回りの設定角度によって前記クランク軸の回転速度を制御する出力制御手段と、前記出力制御手段から離間したハンドルに設けられたスロットルレバーと、前記クランク軸の回転に伴って前記冷却ファンによって生成された冷却風からガバナ板が受ける力を用いて前記回転速度制御軸を操作することによって前記回転速度を制御する風力ガバナと、を具備するエンジン作業機であって、前記風力ガバナにおいて、前記ガバナ板が前記冷却風から受ける力によって前記回転速度を低下させる方向に前記回転速度制御軸が付勢され、かつ前記回転速度制御軸に固定されたアームにその一端が装着されたガバナスプリングの弾性力によって前記回転速度を上昇させる方向に前記回転速度制御軸が付勢され、前記アームに当接して前記回転速度を低下させる方向に前記回転速度制御軸を操作するように付勢されたアーム係止部がその一端に設けられたスロットルワイヤが用いられ、前記スロットルワイヤの他端が前記スロットルレバーに接続され、前記スロットルレバーが引かれない状態において、前記アーム係止部は前記回転速度制御軸を前記ガバナ板が前記冷却風から受ける力と同じ方向に付勢することで、前記回転速度をアイドリング状態まで低下させ、前記スロットルレバーが引かれた状態において、前記ガバナ板が前記冷却風から力を受けることで低下した前記回転速度が、前記アイドリング状態より高い回転数範囲で複数に切替可能とされたことを特徴とする。
本発明のエンジン作業機において、前記回転速度制御軸は前記出力制御手段を貫通し、前記回転速度制御軸の一端側に前記ガバナ板が固定され、前記回転速度制御軸の他端側に前記アームが固定されたことを特徴とする。
本発明のエンジン作業機は、前記出力制御手段に導入される空気が通過するエアクリーナが、前記出力制御手段に固定されたエアクリーナボックスに装着され、前記エアクリーナボックスに取付位置が切替可能とされて取り付けられたガバナスプリング取付部に、前記ガバナスプリングの他端が係止されたことを特徴とする。
本発明のエンジン作業機は、前記スロットルレバーが引かれた状態において、前記ガバナ板が前記冷却風から力を受けることで低下した前記回転速度が、前記ハンドル側からの操作で切替可能とされたことを特徴とする。
本発明のエンジン作業機は、前記ガバナスプリングの他端の前記出力制御手段に対する取付位置が、前記ハンドルから、ガバナ調整用ワイヤを介して調整可能とされたことを特徴とする。
本発明のエンジン作業機は、前記ガバナスプリングの他端の前記出力制御手段に対する取付位置が、前記ハンドルに設けられた切替ダイヤルによって調整可能とされたことを特徴とする。
本発明のエンジン作業機は、前記クランク軸の回転運動によって駆動される刈刃をシャフトの一端側に具備し、前記空冷エンジン、前記出力制御手段、及び前記風力ガバナを、前記シャフトの他端側に具備する刈払機であることを特徴とする。
本発明のエンジン作業機は、冷却ファンが固定されたクランク軸を有する空冷エンジンと、回転速度制御軸の軸回りの設定角度によって前記クランク軸の回転速度を制御する出力制御手段と、前記クランク軸の回転に伴って前記冷却ファンによって生成された冷却風からガバナ板が受ける力を用いて前記回転速度制御軸を操作することによって前記回転速度を制御する風力ガバナと、を具備するエンジン作業機であって、前記風力ガバナにおいて、前記ガバナ板が前記冷却風から受ける力によって前記回転速度を低下させる方向に前記回転速度制御軸が付勢され、かつ前記回転速度制御軸に固定されたアームにその一端が装着されたガバナスプリングの弾性力によって前記回転速度を上昇させる方向に前記回転速度制御軸が付勢され、前記出力制御手段に対する前記ガバナスプリングの他端の取付位置が、複数箇所に切替可能とされ、前記ガバナスプリングの他端の前記出力制御手段に対する取付位置が、前記出力制御手段から離間したハンドルから、ガバナ調整用ワイヤを介して調整可能とされたことを特徴とする。

本発明は以上のように構成されているので、作業状態におけるエンジン回転数を作業中に容易に変更できる軽量なエンジン作業機を得ることができる。

本発明の実施の形態となる刈払機における駆動部の構成を示す正面図である。 駆動部における風力ガバナの動作を示す図である。 本発明の実施の形態となる刈払機における駆動部の構成を示す背面図である。 本発明の実施の形態となる刈払機において用いられる風力ガバナ周辺の動作を示す図である。 本発明の実施の形態となる刈払機におけるガバナスプリング取付部周辺の構造を拡大した図である。 本発明の実施の形態となる刈払機の変形例における駆動部の構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態となる刈払機の変形例における駆動部において用いられる風力ガバナ周辺の動作を示す図である。 本発明の実施の形態となる刈払機の変形例におけるハンドルの構成を示す側面図である。 本発明の実施の形態となる刈払機におけるファンケース等で覆われた駆動部の構成を示す正面図である。 本発明の実施の形態となる刈払機におけるファンケース等で覆われた駆動部の構成を示す上面図である。 刈払機の全体構成を示す図である。

本発明の実施の形態となるエンジン作業機（刈払機）の構成について説明する。ここでは、小型の空冷エンジンが使用され、作業状態において回転数を略一定に保つ制御には、風力ガバナが使用される。

図１は、この刈払機における駆動部３０周囲の構成を前方側から見た正面図である。ここでは、ファンケースを透視して見た内部の構造が示されている。エンジン４０の上部には、燃焼室、ピストン等を内部に有するシリンダ４３が設けられる。シリンダ４３の外面には冷却フィンが多数形成されている。シリンダ４３の左側（図１における右側）に設けられた吸気口（図示せず）には気化器（出力制御手段）７０が装着され、気化器７０の左側（図１における右側）には更にエアクリーナ５０が装着されている。エアクリーナ５０は、気化器７０等に固定されたエアクリーナボックス５１に装着され、エアクリーナカバー５２で覆われた状態で、エアクリーナ５０を介した吸気が可能とされる。また、シリンダ４３の右側（図１における左側）に設けられた排気口にはマフラー８０が装着されている。エンジン４０（シリンダ４３）からの排気は、マフラー８０を介して行われる。使用時に高温となるマフラー８０は、マフラーカバー８１で覆われている。

エンジン４０において、シリンダ４３の下側には、内部にクランク軸４２を有するクランクケース４４が設けられている。クランク軸４２は、シリンダ４３内部におけるピストンの上下運動に伴って回転する。クランク軸４２は、図１中の紙面垂直方向（図１１（ａ）における前後方向）に延伸している。前記の通り、クランク軸４２の前方側には、冷却ファンが一体化されたマグネトロータ４５と遠心クラッチ４６とが装着される。一方、クランク軸４２の後方側（図１に示された側の反対側）においては、前記の通り、スタータ（リコイルスタータ）４１が装着され、これによって、始動時にクランク軸４２を強制的に回転させることができる。マグネトロータ４５の回転に伴ってジェネレータコイル（図示せず）に電流が流れ、この電流は、点火コイル４７に流れ、点火プラグを点火させることのできる程度の高電圧まで昇圧される。

エンジン４０が始動後には、吸気の際に発生する負圧によって燃料が燃料タンク６０側から気化器７０側に吸い上げられる。エンジン４０の始動前においては、気化器７０まで燃料を導く必要があり、このためにプライミングポンプ６２が設けられている。作業者がプライミングポンプ６２を操作することにより、始動前において燃料タンク６０から気化器７０まで燃料を導くことができる。

上記と同様の構成のエンジンと気化器の組み合わせは、エンジン作業機だけではなく、原動機付自転車等、他の機械にも用いられている。ただし、原動機付自転車等の場合には、気化器と地面（水平面）とのなす角度は使用時（運転時）には大きく変動することがない。これに対して、上記の刈払機３１０の場合には、切断の角度を調整するために、シャフト２０をほぼ水平とする場合もあり、シャフト２０を水平面から大きく傾斜させて作業を行う場合もある。このため、気化器７０の水平面に対する角度は使用に際して大きく変動する場合がある。

気化器の形式としては、様々なものがあるが、このように水平面に対する角度が大きく変動した場合においても安定して気化器に燃料を導き混合気を生成できる形式として、ダイヤフラム式のものがある。ダイヤフラム式の気化器においては、気化器内部に設けられ弾性体で構成されたダイヤフラムで仕切られた燃料室中に燃料が吸い上げられ、一定量が溜められる。これによって、気化器の角度によらずに安定して混合気を供給することができる。このため、気化器７０としては、ダイヤフラム式のものが好ましく用いられ、そのスロットル開度は、スロットル弁軸（回転速度制御軸）７１の軸回りの角度によって設定される。こうした用途においては、スロットル弁軸７１の回転によってバタフライ弁の設定角度が調整され、これによってスロットル開度の調整が行われるバタフライ式の気化器が特に好ましく用いられる。すなわち、エンジン作業機においては、ダイヤフラム式であり、かつスロットル開度がバタフライ弁を用いて調整される構成の気化器が特に好ましく用いられる。

作業時における刈刃１１（エンジン４０あるいはクランク軸４２）の回転速度は、気化器７０におけるスロットル弁軸７１の軸回りの設定角度で調整できるが、刈刃１１に加わる負荷等によって、実際の回転速度は変動する。回転速度が大きく変動した場合には、刈り払い作業が困難となる。更に、回転速度が大きく低下した場合には、冷却風が弱くなり、エンジン４０の冷却効率が低下する。このため、原動機付自転車等とは異なり、上記の刈払機３１０においては、作業中におけるエンジン４０（クランク軸４２）の回転数は略一定となるように制御される。このため、エンジン４０の動作モードとしては、低回転数が維持され遠心クラッチ４６が接続されないために刈刃１１が駆動されないアイドリング状態と、これよりも高い略一定の回転数が維持され遠心クラッチ４６が接続され刈刃１１が駆動される作業状態、の２種類に大別される。

この駆動部３０においては、動作状態におけるこうした制御を冷却風の強度をフィードバックして単純な構成で行わせるために、風力ガバナ９０が使用されている。この風力ガバナ９０においては、ファンケース内における冷却風のあたる箇所にガバナ板９１が設置される。ガバナ板９１は、ガバナロッド９２を介してダイヤフラム式の気化器７０におけるスロットル開度を制御するスロットル弁軸７１に接続され、スロットル弁軸７１を軸として回動するように設定される。

図２（ａ）〜（ｃ）は、状態に応じた風力ガバナ９０の動作を示す図であり、図１における風力ガバナ９０周辺の構造が示されている。図２（ａ）は、回転数が低い場合（冷却風の風力が弱い場合）、図２（ｃ）は回転数が高い場合（冷却風が強い場合）、図２（ｂ）はこれらの中間の場合を示している。ここで、スロットル弁軸７１は、図２における反時計回りの場合にスロットル開度を大きくする（回転数を上昇させる）方向に設定される。ここでは、ガバナ板９１が冷却風によって受ける圧力が高まると、ガバナ板９１が、スロットル開度が小さくなる方向にスロットル弁軸７１を回動させるような設定とされている。一方、図２におけるスロットル弁軸７１の紙面向こう側には、アーム（図示せず）が固定され、このアームには、ガバナスプリング９３の一端（下端）が係止されている。ガバナスプリング９３の他端（上端）は、気化器７０に固定されたエアクリーナボックス５１に上側で係止されているため、アームは、ガバナスプリング９３の弾性力によって上側に引っ張られる。アームがガバナスプリング９３によって引っ張られることによって、スロットル弁軸７１は、スロットル開度が大きくなる方向に付勢されている。

この構成においては、エンジン４０の回転数が低下し冷却風の強度が低下した場合（図２（ａ））には、ガバナスプリング９３は、スロットル弁軸７１をスロットル開度を大きくする方向に回動させる。逆に、エンジン４０の回転数が高まり冷却風の強度が高まった場合（図２（ｃ））には、ガバナ板９１は、スロットル弁軸７１を、スロットル開度を小さくする方向に回動させる。このため、エンジン４０（クランク軸４２）の回転数が略一定となるような制御が行われる。

また、アイドリング状態と作業状態とを切り替える操作は、図１１（ａ）において、作業者がグリップ１６を把持しながら、グリップ１６に隣接して設けられたスロットルレバー１７を引く（握る）操作をすることによって行われる。スロットルレバー１７には、気化器７０側と接続されたスロットルワイヤ（図示せず）が装着され、作業者がスロットルレバー１７を握ることによって、スロットルワイヤがハンドル１３側に引かれる。これによって、気化器７０は作業状態とされ、図２の動作が可能となるように制御される。

図２に示されたように、風力ガバナ９０において、気化器（出力制御手段）７０のスロットル弁軸（回転速度制御軸）７１には、ガバナ板９１とガバナスプリング９３によって互いに逆向きの力（トルク）が加わる。このため、実際の動作においては、ガバナ板９１が冷却風から受ける圧力と、ガバナスプリング９３の弾性力によって受ける力とが釣り合う点でガバナ板９１の位置あるいはスロットル弁軸７１の設定角度は定まる。このスロットル弁軸７１の設定角度（スロットル開度）に対応した回転数が、作業状態におけるエンジン４０の設定回転数となる。

ここで、ガバナスプリング９３の弾性力を強くし、スロットル弁軸７１を図２における反時計回りに付勢する力を強くすれば、エンジン４０の回転数は高く設定される。逆に、ガバナスプリング９３の弾性力を弱くし、スロットル弁軸７１を図２における反時計回りに付勢する力を弱くすれば、エンジン４０の回転数は低く設定される。このため、作業状態において、他の構成を変えなくとも、ガバナスプリング９３の弾性力を調整することができれば、作業状態におけるエンジン４０の設定回転数を調整することができる。

ただし、作業状態における動作中にガバナスプリング９３自身を交換することは困難である。この代わりに、ガバナスプリング９３の他端の位置を変えることによって、実質的にこの弾性力を変えることができる。この場合、ガバナスプリング９３の他端をその一端から離す方向に移動すれば、弾性力が大きくなり、ガバナスプリング９３の他端をその一端に近づける方向に移動すれば、弾性力が小さくなる。

一方、前記の通り、図２の動作が行われるような設定とするためには、スロットルワイヤを用いた制御も行われる。このため、ガバナスプリングの他端の位置を可変とした状態で、アイドリング状態と作業状態とを切り替えるためのスロットルワイヤによる操作も行われる。本発明の実施の形態に係る刈払機においては、これらの動作が簡易な構造によって実現される。

図３は、この刈払機における駆動部３０の背面図である。ここでは、エアクリーナ５０、エアクリーナカバー５２が取り外された状態が示されている。図３は、気化器７０等を図１とは逆向きに見た図であるため、図３においては、スロットル弁軸７１は、時計回りの場合にスロットル開度が大きくなる（回転数を上昇させる）方向に設定される。

気化器７０におけるスロットル弁軸７１には、アーム９４が固定され、図３におけるアーム９４の左側には、ガバナスプリング９３の下端（一端）が係止されている。ガバナスプリング９３の上端（他端）は、アーム９４よりも上側に位置するガバナスプリング取付部９５に係止されている。この構成により、アーム９４の左側は、ガバナスプリング９３の弾性力によって図中上側に付勢され、スロットル弁軸７１は、図１における時計回りに付勢される。これにより、前記の通り、スロットル弁軸７１は、ガバナスプリング９３によってスロットル開度が大きくなる方向に付勢される。

一方、アイドリング状態と作業状態とを切り替えるために、スロットルワイヤ１００が用いられる。スロットルワイヤ１００は、アウターチューブ１０１内に摺動自在に設けられ、アウターチューブ１０１は、気化器７０側に固定されたスロットルワイヤ取付部１０２に取付ナット１０３によって固定される。スロットルワイヤ１００は、スロットルワイヤ取付部１０２の上側でアウターチューブ１０１から露出し、露出した一端（上端）には、アーム９４の右側に下側から当接するアーム係止部１０４が固定される。また、アーム係止部１０４とスロットルワイヤ取付部１０２との間には、スロットルワイヤ１００を巻回するようにスロットルリターンスプリング１０５が設けられている。スロットルリターンスプリング１０５の伸びに伴って、アーム係止部１０４及びスロットルワイヤ１００は上側に向かって付勢され、アーム係止部１０４がアーム９４側に向かって付勢される。このため、アーム９４の左側においては、ガバナスプリング９３によってアーム９４（スロットル弁軸７１）は時計回りに付勢され、アーム９４の右側においては、スロットルリターンスプリング１０５によってアーム９４は反時計回りに、互いに逆方向に付勢される。

ただし、スロットル弁軸７１の回りでガバナスプリング９３がアーム９４に与えるトルクよりも、スロットルリターンスプリング１０５がアーム９４に与えるトルクの方が大きくなるように設定される。このため、スロットルリターンスプリング１０５が伸びた状態においては、ガバナスプリング９３の状態に関わらず、アーム係止部１０４がアーム９４の右側において下側から当接し、スロットル弁軸７１は反時計回り（図３における時計回り）に付勢される。このため、スロットルワイヤ１００が操作されない状態では、スロットル開度は小さくなる状態とされる。この状態がアイドリング状態となる。

一方、作業者が図１１（ａ）に示されるスロットルレバー１７を握り、スロットルリターンスプリング１０５に逆らってスロットルワイヤ１００を図３における下側に引くことができる。図４は、こうした動作を行う前後のスロットル弁軸７１周囲の動作を示す図である。

図４（ａ）は、アイドリング状態を示す。この状態から、スロットルワイヤ１００が下側に引かれ、アーム係止部１０４が下側に移動し、アーム係止部１０４がアーム９４から離間した場合、図４（ｂ）に示されるように、ガバナスプリング９３によって、アーム９４（スロットル弁軸７１）は、時計回り（スロットル開度を大きくする方向）に付勢される。これによって、エンジン４０の回転数が高まり、作業状態とされる。その後は、図２に示された風力ガバナ９０における動作が、下側に移動したアーム係止部１０４とアーム９４が当接しない範囲内で行われる。すなわち、スロットル弁軸７１の設定角度が、ガバナ板９１が冷却風から受ける圧力とガバナスプリング９３の弾性力とが釣り合う角度となり、エンジン４０の回転数がこの設定角度に対応した回転数となるような制御が自動的に行われる。

ここで、ガバナスプリング９３の上端（他端）が係止されたガバナスプリング取付部９５は、エアクリーナボックス５１において、上下方向の位置が切替可能とされる。図５は、このガバナスプリング取付部９５のエアクリーナボックス５１に対する取付部分を拡大した図である。ガバナスプリング取付部９５は、図５におけるその左側のスライド部９６に固定されている。スライド部９６は、エアクリーナボックス５１の気化器７０側の内面に沿って上下方向にスライドして移動可能とされて固定される。スライド部９６の下側には、弾性を有してその下端部が左側に付勢された係止片９６１が形成されており、この下端部には、図中左側に凸となり図５中の紙面と垂直方向に延伸した係止突起９６２が形成されている。一方、エアクリーナボックス５１の内面におけるスライド部９６の下側には、図５中の紙面と垂直方向に延伸した溝である係止溝５１１、５１２が２列並行に設けられている。スライド部９６の上下方向に位置に応じ、係止突起９６２は、係止溝５１１、５１２のいずれかに係止される。すなわち、この構成により、スライド部９６及びガバナスプリング取付部９５は、係止溝５１１、５１２に対応した２つの位置のいずれかに固定される。図５においては、係止突起９６２は下側の下側の係止溝５１２に係止され、ガバナスプリング取付部９５は２つの位置のうち下側の位置に固定されている。

図４（ｃ）は、図４（ｂ）の状態から、ガバナスプリング取付部９５の取付位置を係止溝５１１に対応した上側に移動した場合の状態を示す図である。アーム９４の設定角度が図４（ｂ）の状態でガバナスプリング取付部９５の取付位置が上側に移動した場合には、ガバナスプリング９３の弾性力が大きくなるために、アーム９４（スロットル弁軸７１）は時計回りに回動し、図４（ｃ）に示された角度となり、エンジン４０の回転数が高まる。風力ガバナ９０によって、この新たな位置（新たな設定回転数）を中心とした制御が行われる。

このため、上記の構成においては、作業状態におけるエンジン４０の回転数が、低速（図４（ｂ））と高速（図４（ｃ））の２種類に切り替えられる。この切替は、ガバナスプリング取付部９５の、エアクリーナボックス５１に対する取付位置の変更のみで行われるため、作業状態（刈刃１１を駆動させた状態）においても、この切替動作を容易に行うことができる。

なお、図４（ｄ）は、図４（ｃ）の状態から作業者が再びスロットルレバー１７を離し、スロットルワイヤ１００を図中の上側に移動させた場合の状態を示す。この状態においては、ガバナスプリング９３の上端部が上側に移動しているために、図４（ａ）の状態よりもガバナスプリング９３の全長が長くなっている（弾性力が大きくなっている）。この状態においても、ガバナスプリング９３がアーム９４に及ぼすトルクよりも、スロットルリターンスプリング１０５がアーム９４に及ぼすトルクの方が大きくなるように設定すれば、アーム９４（スロットル弁軸７１）の設定角度を図４（ａ）と同様とし、アイドリング状態とすることができる。すなわち、ガバナスプリング９３の上端部の取付位置に関わらず、作業者がスロットルレバー１７から手を離すことによって、アイドリング状態とすることができる。

上記の構成において、ガバナ板９１やスロットルワイヤ１００等とスロットル弁軸７１との接続は、従来より使用されるエンジン作業機においても同様であり、最大の特徴は、ガバナスプリング取付部９５のエアクリーナボックス５１（あるいは気化器７０）に対する取付位置が複数設定可能とされた点である。例えば、ガバナスプリング取付部９５自身を、エアクリーナボックス５１上における上下方向におけるスライド式の切替スイッチの形態とすれば、この取付位置の変更を容易に行うことができる。また、単純な構造によってこの構成のガバナスプリング取付部９５を実現することができる。上記の構成においては、こうした単純な構造によって、作業中におけるエンジン４０（刈刃１１）の回転数の調整を可能としている。このため、作業状態におけるエンジン回転数を作業中に容易に変更できる軽量なエンジン作業機を得ることができる。

図３〜５の例においては、ガバナスプリング取付部９５のエアクリーナボックス５１に対する取付位置が２種類設定された。しかしながら、係止溝の数を増やすことにより、この取付位置を３種類（３箇所）以上とすることも可能であり、これに応じて、作業状態における回転数の設定を３種類以上とすることができることは明らかである。

また、図３〜５の例においては、ガバナスプリング取付部９５の取付位置の調整は、エアクリーナボックス５１上で行われた。これに対して、この切替操作を、エンジン作業機における他の箇所で行える構成とすることもできる。図６は、この切替操作がハンドル１３側で行われる駆動部１３０の構成を示す斜視図である。この構成においては、前記のスロットルワイヤ１００と同様に、ガバナスプリング調整用ワイヤが用いられ、ガバナスプリング調整用ワイヤによってガバナスプリング取付部の位置が調整される。図６においては、エアクリーナ５０、エアクリーナボックス５１、エアクリーナカバー５２が取り外された状態が示されている。

図６の構成においては、スロットル弁軸７１に対してアーム１９４が固定される。ここで、アーム１９４においては、前記のアーム９４とは異なり、スロットルワイヤ１００の先端に装着されたアーム係止部１０４とガバナスプリング１９３とが、スロットル弁軸７１に対して共に右側に設けられる。このため、アーム１９４においては、その右側の部分のみがアーム係止部１０４又はガバナスプリング１９３によって付勢される。

この構成においては、使用されるガバナスプリング１９３の一端は、図３〜５の構成とは異なり、アーム１９４の右側（アーム係止部１０４と同じ側）においてアーム１９４に下側から係止され、ガバナスプリング１９３の他端は下側に位置する。この構成においても、ガバナスプリング１９３の弾性力によってスロットル弁軸７１が、エンジン１０の回転数を高める方向（時計回り）に付勢されることは明らかである。

前記のスロットルワイヤ１００、アーム係止部１０４等も前記と同様に用いられ、アウターチューブ１０１が、気化器７０側に固定されたスロットルワイヤ取付部２０２に取付ナット１０３によって固定される。更にここでは、スロットルワイヤ１００とほぼ並列とされたガバナスプリング調整用ワイヤ１１０が用いられる。ガバナスプリング調整用ワイヤ１１０は、アウターチューブ１１１内に摺動自在に設けられ、アウターチューブ１１１は、スロットルワイヤ取付部２０２に対して、アウターチューブ１０１と同様に取付ナット１１２によって固定される。ガバナスプリング調整用ワイヤ１１０は、スロットルワイヤ取付部２０２の上側でアウターチューブ１１１から露出し、露出した上端（一端）に、ガバナスプリング取付部１９５が固定される。このガバナスプリング取付部１９５には、ガバナスプリング１９３の他端が係止される。

この構成において、ガバナスプリング調整用ワイヤ１１０を下側に引けば、ガバナスプリング取付部１９５を下側に移動させ、ガバナスプリング１９３の弾性力を高めることができる。すなわち、作業状態におけるエンジン４０の回転数を高めることができる。逆に、この状態からガバナスプリング調整用ワイヤ１１０を上側に移動させれば、ガバナスプリング取付部１９５を上側に移動させ、ガバナスプリング１９３の弾性力を低下させることができる。このように、ガバナスプリング調整用ワイヤ１１０を用いることによって、作業状態におけるエンジン４０の回転数を調整することができる。ガバナスプリング調整用ワイヤ１１０の操作は、スロットルワイヤ１００と同様に、気化器７０等から離間した箇所から行うことができる。

図７は、この構成における、アイドリング状態（ａ）、低回転の作業状態（ｂ）、高回転の作業状態（ｃ）の場合のスロットル弁軸７１周辺の状態を示す図であり、図４（ａ）〜（ｃ）に対応する。ここでは、図７（ａ）は、スロットルワイヤ１００が引かれていない状態を示し、図７（ｂ）、（ｃ）は、スロットルワイヤ１００が引かれた状態を示している。また、図７（ａ）（ｂ）は、ガバナスプリング調整用ワイヤ１１０が引かれていない状態を示し、図７（ｃ）は、ガバナスプリング調整用ワイヤ１１０が引かれた状態を示している。

図６、７は、スロットルワイヤ１００とガバナスプリング調整用ワイヤ１１０の気化器７０側の端部（一端）側の構成を示していた。一方、ガバナスプリング調整用ワイヤ１１０の他端側の構成の一例について説明する。図８は、この構成の一例を示す側面図であり、図１１におけるハンドル１３の先端付近の構成に対応する。この構成においては、ハンドル１３の先端付近に設けられたグリップ１６の先端側に、スロットルレバーピボット１７１を中心として回動可能にスロットルレバー１７が設けられ、スロットルワイヤ１００の他端は、スロットルレバー１７に装着される。作業者がスロットルレバー１７を握り、その右端部を上側に移動させることによって、スロットルワイヤ１００をハンドル１３側に引き、スロットルワイヤ１００を図６、７において下側に引く操作を行うことができる。

一方、グリップ１６よりも内側（図８中右側）には、刈刃１１の回転速度を調整するためのダイヤル式の速度調整機構（切替ダイヤル）１８が設けられる。速度調整機構１８においては、ハンドル１３に固定された目盛部１８１と、ハンドル１３と同軸に形成され、ハンドル１３の周囲で段階的に回動可能な構成とされた切替部１８２が設けられる。目盛部１８１には、刈刃１１の３段階の回転速度に対応する記号（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ）がハンドル１３の外周方向（図８における上下方向）に表示されており、切替部１８２において示された三角形のインジケータが、切替部１８２の回動によって３段階の回転速度に対応する記号のいずれかに対応した位置で固定される構成とされる。ハンドル１３の内部において、切替部１８２にはガバナスプリング調整用ワイヤ１１０の他端が接続される。この構成においては、切替部１８２の回動角度によって、ガバナスプリング調整用ワイヤ１１０の引き量を設定することができる。このため、気化器７０側における図７に示された動作を実現することができる。

図８の構成においては、作業者は、グリップ１６を把持しながら、スロットルレバー１７の操作をすると同時に、切替部１８２を回動させ、刈刃１１の回転速度を調整することができる。一般に、スロットルレバー１７の操作と比べて、刈刃１１の回転速度の調整（切替部１８２の操作）の頻度は少ないため、スロットルレバー１７をグリップ１６よりも先端側に設け、速度調整機構１８をこれから離間させてグリップ１６よりも内側に設けた構成は、作業者にとって使い易いことは明らかである。

また、前記の通り、ガバナスプリング取付部の取付位置（刈刃１１の設定回転速度）としては、複数が設定可能である。上記のようなダイヤル式の速度調整機構１８を用いた場合には、より多くの取付位置の設定が容易であり、その切替動作も容易である。また、上記のように表示がなされた目盛部１８１を用いることにより、作業者がこの切替動作をより確実に行うことができる。

次に、上記の構成を具備する駆動部周辺の外側の形状について説明する。図１１に示されたように、上記の構成を具備する駆動部においては、実際には、その前方側がファンケースに覆われ、この内部で冷却風が流れることによって、エンジン４０の冷却が効率的に行われる。この際、この冷却風によって風力ガバナ９０も動作する。図９は、本発明の実施の形態に係る刈払機におけるファンケース３１に覆われた形状を前方から見た正面図であり、図１０は、その上面図である。ファンケース３１は、その内部で冷却風が円滑に流れるような形状とされた状態で駆動部３０の前面側を覆う。また、エアクリーナカバー５２によって、前記の風力ガバナ９０周囲の構成も保護される。

ここで、図１１に示されるように、作業者は、ハンドル１３（グリップ１６）を把持してこの刈払機を操作し、前記の通り、作業者は腰当て部２１を腰に当接させた状態で作業を行う。この際に、駆動部３０の各部も作業者に当接することになる。この際、前記の通り、エンジン４０の左右には、気化器７０等、マフラー８０等がそれぞれ設けられているため、これらのうちの一方が作業者に近接する。この際、排気ガスが放出されかつ高温となるマフラー８０が作業者に近接することは好ましくない。このため、一般的には、気化器７０等が作業者側となるように、図１、３に示されるように、気化器７０等がエンジン４０の左側となるように設定され、作業者はこの刈払機を自身の右側に携えて作業を行う。このため、作業中にはエアクリーナ５０を覆うエアクリーナカバー５２等が作業者と当接する。

エンジン４０の左側（気化器７０側）においては、気化器７０、エアクリーナ５０が順次設けられており、エアクリーナ５０は、エアクリーナ５０とエンジン４０との間に配された気化器７０よりも大きい。このため、ファンケース３１やエアクリーナカバー５２が装着されない状態では、駆動部３０における左側（作業者と当接する側）は、段差が非常に大きくなった構造となっている。こうした構造物が作業中に作業者に当接する場合には、安定して刈払機１０を保持することが困難である、あるいは、保持することが作業者にとって苦痛となる。このため、ファンケース３１、エアクリーナカバー５２は、この作業者と当接する側の表面が円滑となるように構成される。

しかしながら、一方で、作業者が、気化器７０をドライバ等を用いて調整する場合もある。こうした調整作業を、エアクリーナカバー５２を外さない状態で行えることが好ましい。また、一般に、冷間時のエンジン４０の始動に際しては、気化器５０におけるチョーク機構が用いられる。チョーク機構においては、作業者がチョークレバーを引くことによってチョークバルブが閉まり、通常の動作状態と比べて燃料比率が高い混合気が形成される。始動時において一時的にこうした混合気をエンジン４０に供給することによって、始動性を高めることができる。このため、図１〜７では記載が省略されていたが、実際にはチョークレバー７２も気化器７０に装着され、このチョークレバー７２が回動あるいはその先端が大きく移動できるような構成とされる。この操作も、エアクリーナカバー５２を外さない状態で行えることが好ましい。

このため、上記のファンケース３１においては、図９に示されたように、クランク軸４２が設けられた側から図中右上側において向かって延伸し、その下側において気化器７０の一部を露出させる気化器カバー部３１１を具備する。図１０（上面図）に示されるように、気化器カバー部３１１は、エアクリーナカバー５２側に向かって延伸し、気化器カバー部３１１とエアクリーナカバー５２との境界付近は円滑な表面となるように形成される。一般に、作業者は、刈払機１０を右脇の下側に携えて作業を行うために、図９における右上側に気化器カバー部３１１を配することによって、作業者に当接する側を円滑な形状とすることができる。また、気化器カバー部３１１で覆われた内部に電気配線等を配設することもできる。この場合には、作業者と当接することによって電気配線等が損傷することも抑制される。また、気化器カバー部３１１の下側において露出した気化器７０をドライバ等を用いて調整することもできる。

一方、右側のエアクリーナカバー５２の表面には、上下方向に細長い凹部５２１が設けられており、凹部５２１の内部にチョークレバー７２の先端が設けられる。チョークレバー７２の先端は、凹部５２１内で上下方向に移動する設定とされる。これにより、作業者は、エアクリーナカバー５２１を装着した状態でチョークレバー７２を操作することができる。例えばチョークレバー７２を気化器カバー部３１１の下側に配することも不可能ではないが、ストローク量の大きなチョークレバー７２を気化器カバー部３１１の下側に配した場合、その操作が困難となる。これに対して、凹部５２１内にチョークレバー７２を設けた場合には、その操作が容易である。また、チョークレバー７２の先端が凹部５２１内に収まる構成とすれば、作業者が接触することによってチョークレバー７２が不意に操作される可能性も低い。更に、凹部５２１を、チョークレバー７２がストロークできるだけの細長い形状とすることができるため、凹部５２１が設けられたエアクリーナカバー５２が作業者に接触しても、刈払機１０の保持が困難となったり、保持することが作業者にとって苦痛となることもない。

なお、上記の例においては、気化器７０をスロットル弁軸７１が貫通し、その一端側にガバナ板９１、ガバナロッド９２が固定され、他端側にアーム９４、１９４、ガバナスプリング９３、１９３等が固定された。しかしながら、スロットル弁軸における同一の側にこれらを全て設けることも可能である。この場合、スロットル弁軸が気化器を貫通する構造である必要はない。しかしながら、気化器の周囲の構成を単純にし、動作を円滑に行わせるために、上記の構成が特に好ましい。

また、上記の構成以外にも、ガバナスプリングの他端側の位置が切替可能な構成であれば、同様の効果を奏することは明らかである。例えば、図３等、図６等に示された以外の構成を用いて、ガバナスプリングの他端側の位置を変えることもできる。更に、風力ガバナにおいて上記の制御を行うことができる限りにおいて、エンジンにおいて使用される出力制御手段やエンジン全体の構成は任意である。

また、上記の例においては、エンジン作業機が刈払機であるものとしたが、同様にエンジンが用いられる駆動部を具備し、作業者が携えて使用されるエンジン作業機であれば、同様の効果を奏することは明らかである。

１１ 刈刃
１２ ギヤケース
１３ ハンドル
１４ 飛散防御カバー
１５ 保護カバー（スタンド）
１６ グリップ
１７ スロットルレバー
１８ 速度調整機構（切替ダイヤル）
２０ シャフト
２１ 腰当て部
３０、１３０、３３０ 駆動部
３１、１３１ ファンケース
４０ エンジン（空冷エンジン）
４１ スタータ（リコイルスタータ）
４２ クランク軸
４３ シリンダ
４４ クランクケース
４５ マグネトロータ（冷却ファン）
４６ 遠心クラッチ
４７ 点火コイル
５０ エアクリーナ
５１ エアクリーナボックス
５２ エアクリーナカバー
６０ 燃料タンク
６１ タンクキャップ
６２ プライミングポンプ
７０ 気化器
７１ スロットル弁軸
７２ チョークレバー
８０ マフラー
８１ マフラーカバー
９０ 風力ガバナ
９１ ガバナ板
９２ ガバナロッド
９３、１９３ ガバナスプリング
９４、１９４ アーム
９５、１９５ ガバナスプリング取付部
９６ スライド部
１００ スロットルワイヤ
１０１、１１１ アウターチューブ
１０２、２０２ スロットルワイヤ取付部
１０３、１１２ 取付ナット
１０４ アーム係止部
１０５ スロットルリターンスプリング
１１０ ガバナスプリング調整用ワイヤ
１７１ スロットルレバーピボット
１８１ 目盛部（速度調整機構）
１８２ 切替部（速度調整機構）
３１０ 刈払機（エンジン作業機）
３１１ 気化器カバー部（ファンケース）
５１１、５１２ 係止溝
５２１ 凹部（エアクリーナカバー）
９６１ 係止片
９６２ 係止突起

Claims (8)

1. 冷却ファンが固定されたクランク軸を有する空冷エンジンと、回転速度制御軸の軸回りの設定角度によって前記クランク軸の回転速度を制御する出力制御手段と、前記出力制御手段から離間したハンドルに設けられたスロットルレバーと、前記クランク軸の回転に伴って前記冷却ファンによって生成された冷却風からガバナ板が受ける力を用いて前記回転速度制御軸を操作することによって前記回転速度を制御する風力ガバナと、を具備するエンジン作業機であって、
   前記風力ガバナにおいて、前記ガバナ板が前記冷却風から受ける力によって前記回転速度を低下させる方向に前記回転速度制御軸が付勢され、かつ前記回転速度制御軸に固定されたアームにその一端が装着されたガバナスプリングの弾性力によって前記回転速度を上昇させる方向に前記回転速度制御軸が付勢され、
   前記アームに当接して前記回転速度を低下させる方向に前記回転速度制御軸を操作するように付勢されたアーム係止部がその一端に設けられたスロットルワイヤが用いられ、前記スロットルワイヤの他端が前記スロットルレバーに接続され、
   前記スロットルレバーが引かれない状態において、前記アーム係止部は前記回転速度制御軸を前記ガバナ板が前記冷却風から受ける力と同じ方向に付勢することで、前記回転速度をアイドリング状態まで低下させ、
   前記スロットルレバーが引かれた状態において、前記ガバナ板が前記冷却風から力を受けることで低下した前記回転速度が、前記アイドリング状態より高い回転数範囲で複数に切替可能とされたことを特徴とするエンジン作業機。
2. 前記回転速度制御軸は前記出力制御手段を貫通し、
   前記回転速度制御軸の一端側に前記ガバナ板が固定され、
   前記回転速度制御軸の他端側に前記アームが固定されたことを特徴とする請求項１に記載のエンジン作業機。
3. 前記出力制御手段に導入される空気が通過するエアクリーナが、前記出力制御手段に固定されたエアクリーナボックスに装着され、前記エアクリーナボックスに取付位置が切替可能とされて取り付けられたガバナスプリング取付部に、前記ガバナスプリングの他端が係止されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン作業機。
4. 前記スロットルレバーが引かれた状態において、前記ガバナ板が前記冷却風から力を受けることで低下した前記回転速度が、前記ハンドル側からの操作で切替可能とされたことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン作業機。
5. 前記ガバナスプリングの他端の前記出力制御手段に対する取付位置が、前記ハンドルから、ガバナ調整用ワイヤを介して調整可能とされたことを特徴とする請求項４に記載のエンジン作業機。
6. 前記ガバナスプリングの他端の前記出力制御手段に対する取付位置が、前記ハンドルに設けられた切替ダイヤルによって調整可能とされたことを特徴とする請求項５に記載のエンジン作業機。
7. 前記クランク軸の回転運動によって駆動される刈刃をシャフトの一端側に具備し、
   前記空冷エンジン、前記出力制御手段、及び前記風力ガバナを、前記シャフトの他端側に具備する刈払機であることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のエンジン作業機。
8. 冷却ファンが固定されたクランク軸を有する空冷エンジンと、回転速度制御軸の軸回りの設定角度によって前記クランク軸の回転速度を制御する出力制御手段と、前記クランク軸の回転に伴って前記冷却ファンによって生成された冷却風からガバナ板が受ける力を用いて前記回転速度制御軸を操作することによって前記回転速度を制御する風力ガバナと、を具備するエンジン作業機であって、
   前記風力ガバナにおいて、前記ガバナ板が前記冷却風から受ける力によって前記回転速度を低下させる方向に前記回転速度制御軸が付勢され、かつ前記回転速度制御軸に固定されたアームにその一端が装着されたガバナスプリングの弾性力によって前記回転速度を上昇させる方向に前記回転速度制御軸が付勢され、
   前記出力制御手段に対する前記ガバナスプリングの他端の取付位置が、複数箇所に切替可能とされ、
   前記ガバナスプリングの他端の前記出力制御手段に対する取付位置が、前記出力制御手段から離間したハンドルから、ガバナ調整用ワイヤを介して調整可能とされたことを特徴とするエンジン作業機。

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