JP6398736B2

JP6398736B2 - エンジン作業機

Info

Publication number: JP6398736B2
Application number: JP2015005446A
Authority: JP
Inventors: 直人一橋; 陽平絹川; 淳久下沼
Original assignee: Koki Holdings Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2015-01-14
Filing date: 2015-01-14
Publication date: 2018-10-03
Anticipated expiration: 2035-01-14
Also published as: JP2016130501A

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に関し、特に風力ガバナーを用いたエンジンのスロットル機構の改良に関するものである。

刈払機、送風機、チェーンソー、パワーカッター等、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。図１３は従来のエンジン作業機５０１の一例である刈払機の外観図である。図１３に示すように、小型の２サイクルエンジンを搭載したエンジン作業機５０１は、パイプ上のメインパイプ５０４に図示しない駆動軸を通じ、この駆動軸をメインパイプの一端に設けられたエンジン５１０にて回転させることで、メインパイプ５０４の他端に設けた回転刃５１２を回転させる。回転刃５１２の近傍には、刈り取った草の飛散防止のための飛散防御カバー５１３が設けられる。エンジン作業機５０１は図示しない肩掛け用吊りベルト等で携帯されるものでメインパイプ５０４の長手中央部付近に作業者が操作するための正面視略Ｕ字状を呈するハンドル５０８が取り付けられる。エンジンの回転数は、グリップ部５０９に取り付けられたスロットルレバー５０７により作業者により制御される。スロットルレバー５０７の操作はスロットルワイヤ５７１によってエンジン５１０の気化器５４０に伝達される。エンジン作業機５０１で用いられるようなエンジン５１０は小型軽量で大きな出力を得ることができる汎用エンジンであって、燃料を補給することにより長時間の作業が可能となる。

エンジン作業機５０１による作業時には、作業状況に応じた最適な回転数（作業回転数）にエンジン回転数を一定に保つことが重要である。作業回転数としては、低い方が消費燃料、騒音、振動が少なくて済むため、必要最小限のエンジン回転数とするのが好適である。しかしながら、作業回転数が低いと出力が足りない上に、刈払機等のエンジン作業機では先端工具に掛かる負荷の状況などによって作業時のエンジンの回転数が変動しやすい。そこでエンジン作業機において、作業時のエンジン回転数を自動で一定に保つ速度維持装置が提案されている。例えば特許文献１では、エンジンの回転力を利用して生成される冷却風の強度をスロットル軸にフィードバックすることにより、単純な構成で気化器のスロットルの増減を行う風力ガバナーが提案されている。特許文献１では、気化器のスロットル弁の回転軸（スロットル軸）に接続された小型の風力ガバナーを用い、冷却風の流路内にガバナー板を配置するようにして、冷却風の強さによってガバナー板が受ける力が変化するため、スロットル軸のバネによる付勢力とガバナー板が受ける力との均衡点が移動してスロットル軸の開度が変化する。この方法は、小型のエンジン作業機で広く採用される強制空冷式のエンジンにおいて特に有効である。

特開平６−１２３２４３号公報

風力ガバナーを用いたエンジンにおいては、作業状態におけるエンジンの回転数は略一定となるように自動的に制御される。例えば、エンジンのアイドリング回転数が３０００ｒｐｍ、最高許容回転数が１１０００ｒｐｍの小型エンジンの場合には、作業時の作業回転数は負荷変動による増減を考慮して８０００ｒｐｍとされる。しかしながら、発明者らの検討によるとエンジン作業機による作業の使用状況によっては、設定された回転数（８０００ｒｐｍ）では刈払い等の作業がしにくい場合もあり、設定された回転数をさらに上昇させて作業回転数を最高出力回転数付近（例えば９０００ｒｐｍ）とした方が良い場合があることがわかった。このような場合には、刈払い作業の作業中に作業回転数を変更できるように構成すると好ましい。

作業回転数を変更するには、風力ガバナーによるスロットル軸のバランス位置を変えれば良い。しかしながら、スロットル軸のバランス位置を変更できるように可変調整機構を設けると気化器周辺の構成が複雑になる。また、電気的にそのような制御を行うことも可能ではあるが、電気的な制御のための回路や、マイクロプロセッサ等の実装が必要になり、エンジン作業機の製造コストの上昇につながる。通常、刈払機等のエンジン作業機には小型軽量であること、安価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。一方、風力ガバナーによるスロットル軸の維持角度を変更できるようにしても、その変更のために作業を一旦終了してから変更操作を行なうのであれば、操作性が良いとは言えない。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、作業を行う際のエンジン回転数（作業回転数）を容易に変更できるようにした風力ガバナー付きのエンジン作業機を提供することにある。
本発明の他の目的は、気化器のスロットル軸からファン室内への風力ガバナーの取り回し構造を改良して冷却効率を向上させたエンジン作業機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、ピストンを往復移動させる空冷式のシリンダと、クランク軸の回転力を利用して回転する冷却ファンと、冷却ファンを収容するファン室とシリンダを収容するシリンダ室を画定するシリンダカバーと、シリンダカバーの外部に配置された気化器と、冷却ファンによって生成された冷却風からガバナー板が受ける力を用いて気化器のスロットル軸を操作する風力ガバナーと、を有するエンジン作業機であって、シリンダカバーに気化器側からシリンダ側に向かって開口する開口部を設け、風力ガバナーを開口部よりシリンダカバーの内部に案内することによりガバナー板をファン室内に配置した。風力ガバナーは、スロットル軸に対して直交する方向に延びるアーム部を有し、アーム部の一端側がスロットル軸に固定され、他端側が開口部を貫通し、開口部は、アーム部のスロットル軸を軸心とした回動を許容するようにスロットル軸を中心とした円の接線方向に細長い形状とした。このように風力ガバナーをシリンダカバーの外部からシリンダ室に向かって案内したので、開口部の形状を細長いものとして空気漏れが少ない形状とすることができた。

本発明の他の特徴によれば、風力ガバナーは、アーム部から直交する方向に延びる片持ち式のビーム部を有し、スロットル軸及びビーム部はエンジンのクランク軸と平行に延びるように配置され、ガバナー板はこのビーム部に設けられるように構成した。この構成によりビーム部は冷却風の強さにより良好に回動することができる。また、アーム部とビーム部を接続する直交部は、シリンダカバーの内側に配置されるようにした。このように冷却風の抵抗を受けやすい直交部をファン室内に配置せずにシリンダ室内に配置したので、風力ガバナーを配置したことによる冷却効率の低下を抑制することができた。さらに、風力ガバナーは、アーム部が開口部を介してシリンダ室に延び、シリンダ室内で直交部にてアーム部にビーム部が接続され、ビーム部がシリンダ室からファン室に延びるようにしたので、ファン室から外部（気化器側）には開口部を有しない。

本発明のさらに他の特徴によれば、風力ガバナーは金属の板材をプレス加工することにより製造され、アーム部の一部にスロットル軸にネジ止めをするためのネジ穴を設けた。シリンダカバーは合成樹脂製の成形によって製造され、アーム部とガバナー板の間にファン室を画定する壁面が位置する。これによりガバナー板から気化器側に直接冷却風が漏れることはない。また、ガバナー板は、ビーム部からスロットル軸の軸線に近づく方向、つまり揺動空間の内側に延びるように設けられるので、冷却ファンによって生成された冷却風の流速が高い部分にビーム部を配置しなくてすむので、冷却風の流れを阻害することを抑制できた。

本発明によれば、冷却風を生成するボリュート形状のファン室に、気化器側につながる開口を設けないように構成できたので、ファン室から外部への空気漏れを防ぐことができた。また、シリンダカバーに形成する風力ガバナーの案内用の開口部の位置を変更したので、開口部の幅を十分細くする事ができた。さらに、ファン室への風力ガバナーの取り回しは、シリンダ室から行うようにしたので、取り回し用の開口から空気が漏れたとしてもシリンダ側に流れるだけなので、エンジンの冷却効果を高めることができた。
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。

本発明の実施例におけるエンジン作業機のエンジン部分の縦断面図である。図１のＡ−Ａ部の断面図である。エンジン作業機の操作部１００を示す図であり、（１）は上面図であり、（２）は側面図である。本発明の実施例におけるエンジンのアイドリング時の状態を示す図であって、（１）は気化器４０の後方側から見た背面図であり、（２）は気化器４０の前方側から見た正面図であり、（３）はその際の操作部１００の操作状況を示す縦断面図である。スロットルレバーの操作状況を説明するための模式図であり、（１）は従来の構造を示す図であり、（２）は本実施例に係る構造を示す図である。本発明の実施例における開度規制材４４に対するスロットルレバー４３の収容状況を示す説明図であって、（１）は開度規制材４４の断面形状を示す図であり、（２）は開度規制材４４単体の斜視図である。図２の風力ガバナー５０の単体形状を示す斜視図である。図１のシリンダカバー１１単体の外観形状を示す斜視図である。風力ガバナー５０のファン室２４内への配置状況を説明するための図である。本発明の実施例におけるエンジンの作業時（第１の作業回転時）の状態を示す図であって、（１）は気化器４０の後方側から見た背面図であり、（２）は気化器４０の前方側から見た正面図であり、（３）はその際の操作部１００の操作状況を示す縦断面図である。本発明の実施例におけるエンジンの作業時（第２の作業回転時）の状態を示す図であって、（１）は気化器４０の後方側から見た背面図であり、（２）は気化器４０の前方側から見た正面図であり、（３）はその際の操作部１００の操作状況を示す縦断面図である。本発明の実施例におけるエンジンの作業時（最大出力時）の状態を示す図であって、（１）は気化器４０の後方側から見た背面図であり、（２）は気化器４０の前方側から見た正面図である。従来のエンジン作業機の一例（刈払機）を示す斜視図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、前後、上下の方向は図中に示す方向であるとして説明する。

図１は、本発明の実施例におけるエンジン作業機のエンジン部分の縦断面図である。ここでは、図１３にて説明したような刈払機に適用された際のエンジン部分であって、刈払機に最適なハウジングやファンケースの形状とされている。エンジン１０は、２サイクルの小型エンジンであって、クランク軸１４がメインパイプ５０４（図１３参照）と同軸上に配置され、シリンダ１３がクランクケース１５から略垂直方向上側に伸びるように配置され、ピストン２６（図２で後述）がシリンダ１３内を上下方向に往復運動可能とされる。吸気口に気化器４０とエアクリーナが接続され、排気口にマフラー２５が接続される。クランク軸１４の前側（出力側）には、遠心クラッチ２９を介して図示しない駆動軸の一端部が連結される。遠心クラッチ２９が取り付けられるマグネトロータ１７には、エンジン冷却用のファンが一体に形成される。点火コイル２０で発生された高圧電流は、図示しない高圧コードとプラグキャップ１９を介して点火プラグ（図示せず）に伝達される。クランクケース１５の下側には、燃料タンク２１が設けられる。燃料タンク２１には、ガソリンとオイルの混合油が入れられ、燃料タンク２１の開口部には燃料キャップ２１ａが設けられる。

気化器４０にはスロットル軸４１が配置され、バタフライ式のスロットル弁（図示せず）の揺動中心となるスロットル軸４１と連動して図示しない吸気通路内でスロットル弁（図示せず）が開閉することでエンジン１０への吸気量を調整し、回転速度ないし出力が調整される。作業状態においてエンジン１０の回転数を略一定に保つ制御には、風力ガバナー５０が使用される。スロットル軸４１は、気化器４０の後側面から前側面まで貫通して外部に露出し、前側には風力ガバナー５０がネジ５８によって取り付けられる。風力ガバナー５０はガバナー板５１を有し、シリンダカバー１１に形成された開口部１２を介して気化器４０側から冷却風の風路内に挿入され、クランクケース１５、ファンケース１６、シリンダカバー１１によって形成されるファン室２４内に収容される。エンジン１０のクランク軸１４には冷却ファンが形成されたマグネトロータ１７が取り付けられる。マグネトロータ１７には冷却用のフィン１７ａが一体的に形成され、マグネトロータ１７が回転することで冷却風ＣＡをシリンダ１３に供給するので、シリンダ１３を空気にて冷却することができる。

ガバナー板５１は、冷却風ＣＡを受けることでスロットル軸４１に所定方向（図１では時計回り）の回動トルクを伝達させることができ、スロットル軸４１が回動することでエンジン１０の回転速度が調整される。エンジン作業機による作業中に、先端工具から受ける負荷によってエンジン１０の回転数が低下すると、冷却風ＣＡが減少するため風力ガバナー５０はスロットル軸４１を中心に反時計回りに回転させる。図１の方向から見たスロットル軸４１の反時計回りは、スロットルを開く方向に作用するので、エンジン１０の回転速度が上昇して作業回転数に復帰するように作用する。一方、先端工具から受ける負荷の減少又は消失によってエンジン１０の回転数が上昇すると、冷却風ＣＡが増加するため風力ガバナー５０はスロットル軸４１を中心に時計回りに回転する。図１の方向から見たスロットル軸４１の時計回りは、スロットルを閉じる方向に作用するので、エンジン１０の回転速度を下げて作業回転数を維持するように作用する。

図２は図１のＡ−Ａ部の断面図である。シリンダ１３の左側には気化器４０等の吸気機器が配置され、右側の排気口１３ｂには、マフラー２５等の排気機器が配置される。シリンダ１３の吸気口１３ａには図中点線で示す吸気通路３９の一部を形成するインシュレータ３８が設けられ、インシュレータ３８には気化器４０が設けられる。インシュレータ３８は樹脂又は軽金属製の一体成形にて製造することができ、二本のネジにてシリンダ１３に固定できる。気化器４０はネジ３１にてインシュレータ３８に固定される。気化器４０としては、例えばエンジン１０の傾きに関係なく一定油面を保つことができ、安定して使用できるダイヤフラム式のものを使用できる。気化器４０の吸気通路３９内には、スロットル軸４１に固定されるスロットル弁（図示せず）が設けられる。気化器４０への吸気の上流側には、空気中の塵埃を取り除くためのエアフィルタ４８が設けられ、エアフィルタ４８を収容するエアクリーナ室はエアクリーナカバー１８にて覆われる。スロットル軸４１は気化器４０の前側側面から後側側面まで貫通する。スロットル軸４１の後側の端部にはスロットルレバー４３が設けられる。スロットルレバー４３は、開度規制材４４（詳細は後述）を介して操作されるものであり、スロットル軸４１の前端側には、風力ガバナー５０がネジ５８によって固定される。

クランク軸１４（図１参照）の前側端部にはマグネトロータ１７が設けられる。マグネトロータ１７は、エンジン１０の回転変動を抑制するためのフライホイールとしての機能と、点火用の高圧電流を発生させるための機能の一部と、エンジン１０を冷却するために冷却風を生成するための冷却ファンの機能を果たす。マグネトロータ１７は例えばアルミニウム合金の一体成形によって製造され、円周方向に複数のフィンが形成され、マグネトロータ１７の回転によって複数のフィンにより外気が吸引され、ファンケース１６の内部のファン室２４において所定方向に冷却風を流してシリンダ１３の放熱フィンに向けて送風される。マグネトロータ１７の外周の一部には図示しないマグネットが設けられ、マグネットと点火コイル２０により発生された高圧電流は、図示しないイグニッションコードとプラグキャップ１９（図１参照）を介して図示しない点火プラグに伝達される。マグネトロータ１７の前方側には遠心クラッチ２９が設けられ、遠心クラッチ２９と図示しない駆動力伝達機構を介して作業機器（ここでは図１３の回転刃５１２）を駆動する。遠心クラッチ２９はエンジン１０の回転数が上がれば回転刃５１２を回転させ、エンジン１０の回転数が所定回転数（クラッチ接続回転数）未満に下がれば回転刃５１２への動力伝達を遮断する。エンジン１０の後方側であってクランク軸１４の後端側にはエンジン１０の始動用のリコイルスタータ２２が設けられる。リコイルスタータ２２にはスタータハンドル２３が設けられる。リコイルスタータ２２としては公知のものを用いれば良いので、ここでの詳細な説明は省略する。

風力ガバナー５０のガバナー板５１はファン室２４の内部に配置される。風力ガバナー５０をファン室２４に取り回すためにシリンダカバー１１には開口部１２が形成され、開口部１２を介して風力ガバナー５０がシリンダカバー１１の外部から内部空間に位置づけられ、その状態にて揺動可能なように配置される。ここで開口部１２は、ファン室２４の壁面に直接面するのでなくシリンダ１３の側面に配置するようにした。これにより、冷却ファンによって放射状に生じる冷却風ＣＡ（図１参照）が直接開口部１２から外部に流れることがないため、開口部１２からの冷却風のシリンダカバー１１の外部への漏れを効果的に防止できる。また、開口部１２がクランク軸１４方向に関してファン室２４よりも気化器４０に近い位置に配置されているので、スロットル軸４１をファン室２４の近傍又は内部まで伸ばす必要が無い。それゆえに、エアクリーナカバー１８にスロットル軸４１および風力ガバナー５０に対して外部からの接触を防止する機能を持たせる上で、エアクリーナカバー１８を小型化することができる。従って、風力ガバナー機構をコンパクトに構成できる。

図３はエンジン作業機の操作部１００を示す図であり、（１）は上面図であり、（２）は側面図である。操作部１００は、図１３におけるハンドル５０８の右手側に設けられるものであって、図１３のグリップ部５０９及びスロットルレバー５０７に替えて設けられる。操作部１００は作業者が片手（右手）で把持するために把持部１０１が形成され、把持部１０１の先端には把持しながら人差し指で引くための操作レバー１０３が設けられる。操作レバー１０３の反対側には操作レバーロック材１０２が設けられ、作業者が把持部１０１を把持することによって操作レバーロック材１０２が押し込まれた状態とされ、この押し込まれた状態の時だけ操作レバー１０３の引き操作が許容される。操作レバーロック材１０２の先端側には運転中のエンジン１０を停止させるためのキルスイッチ１０５が設けられる。

操作部１００には、操作レバー１０３の操作を気化器４０に伝達する連結部材たるスロットルワイヤ７１が収容されたアウターチューブ７０が接続され、スロットルワイヤ７１を操作するための操作レバー１０３が設けられる。アウターチューブ７０にはキルスイッチ１０５の配線も併設される。操作部１００には、さらに操作レバー１０３の回動量を切り替えるための切替操作部１０４が設けられ、切替操作部１０４を点線の位置まで押し込む場合と、そうでない場合とで操作レバー１０３の回動量を切り替えることができる。本実施例のエンジン１０においては、通常は操作レバー１０３を一杯に引いた状態にて作業を行う。操作レバー１０３の回動量は、スロットル開度に連動するので、回動量を増やすことによって作業を行う際の作業回転数を更に高回転に設定することが可能となる。ここでは連結部材を一本のワイヤーにて実現しているが、細棒状の連結部材であっても良いし、その他のリンクするための部材であっても良い。

次に図４を用いて、操作レバー１０３を用いたスロットル操作に応じた気化器４０のスロットル動作について説明する。図４は本発明の実施例におけるエンジン１０のアイドリング時の状態を示す図であって、（１）は気化器４０の後方側から見た背面図であり、（２）は気化器４０の前方側から見た正面図（図２のＢ−Ｂ部の部分断面図）であり、（３）はその際の操作部１００の操作状況を示す縦断面図である。気化器４０にはスロットル軸４１と連動するスロットルレバー４３が配置され、スロットルレバー４３は操作レバー１０３の引き量に連動して操作される。（３）において操作レバー１０３は揺動軸１０６によって所定角の回動が可能なように軸支され、捻りバネ１０７にて操作レバー１０３が戻るように付勢される。操作レバー１０３の一部にはロック爪１０３ａが形成され、操作レバーロック材１０２のロック爪１０２ａと係合することにより、操作レバーロック材１０２を押し込まない状態では操作レバー１０３を引く動作ができない。この状態では、図４（１）に示すように開度規制部８０がリターンスプリング７５によって上方向に付勢され、それによってスロットルレバー４３の下側接触点４３ａがタイコ７３の上面７３ａに接触し、スロットルレバー４３の上端位置がアイドリング位置Ｉになるように規制している。スロットル軸４１には図示しないねじりバネが取り付けられており、常時、スロットル軸４１を回転速度ないし出力を増大させる方向（図４（１）ではスロットル軸４１の時計回り）に回動させるよう付勢している。一方、図４（２）にて示すようにガバナー板５１は冷却風ＣＡを受けることでスロットル軸４１を回転速度ないし出力を低下させる方向（図４（１）に当てはめるとスロットル軸４１の時計回り）に回動させるトルクを発生させる。図４の状況においては、スロットルレバー４３と閉鎖面４４ｂとの間は距離が開いているが、スロットルレバー４３はアイドリング位置においてスロットルストッパ６０がアジャストスクリュー６２に当接して、スロットルレバー４３のエンジン回転数が低下する方向の回転（図４（１）では反時計回り）が阻止されため、スロットル軸４１はガバナー板５１から受ける力によらずスロットルレバー４３はアイドリング位置Ｉの位置に固定される。

ここで、図５を用いて開度規制材４４を用いたスロットルレバー４３の操作について説明する。従来の気化器においては、図５（１）にて示すようにスロットルワイヤ５７１によってスロットルロッド５７２が引かれ矢印５４９の方向に移動する。スロットルロッド５７２の末端には、タイコ５７３が設けられ、スロットルレバー５４３の下側接触点５４３ａがタイコ５７３の上面に当接する。スロットルレバー５４３はバネ５４５によってスロットルが開く方向（スロットル軸５４１を矢印５４７に回る方向）に付勢される。この状態において、スロットル軸５４１の他方側の端部には風力ガバナーが設けられ、冷却風によって矢印５４８又はその反対方向のいずれかにスロットル軸５４１を回転させる力が作用される。従って、矢印５４７と矢印５４８の力の大きさと、タイコ５７３の位置関係に応じてそれらによる回動バランス点にスロットル軸５４１の位置が定まる。尚、スロットルレバー５４３の下側接触点５４３ａとタイコ５７３は固定されているわけではないので、接触又は離合が可能である。

本実施例では、スロットルロッド７２の先端のタイコ７３に開度規制材４４を固定した。開度規制材４４は、スロットルレバー４３の回転速度低下方向（図では反時計回り）の移動範囲をも規制するための部材であり、スロットルレバー４３のスロットルが開く方向（図中時計回り）はタイコ７３の上面にて開度が規制され、スロットルが閉じる方向には開度規制材４４の閉鎖面４４ｂにて閉度が規制される。このように操作レバー１０３を引いた状態ではスロットルレバー４３が閉鎖面４４ｂとの接触により制限され、操作レバー１０３を引かない状態（アイドリング時）ではスロットルレバー４３とタイコ７３の上面との接触により制限されることにより、スロットルレバー４３はタイコ７３と閉鎖面４４ｂで制限される範囲内において移動する。スロットルレバー４３の回動バランス点がタイコ７３と閉鎖面４４ｂの間のいずれの位置になるかは、スロットル軸を付勢する弾性部材４５による矢印４７の力と、風力ガバナー５０により作用する矢印４８の力の強さと、閉鎖面４４ｂとタイコ７３との位置関係により決定される。尚、ここでは理解を助けるために弾性部材４５をコイルバネであるかのように図示したが、弾性部材４５の種類は任意であり、捻りバネやその他のバネ、又はその他の反発手段を用いてスロットル軸４１に対する所定方向の回転力を付与するようにしても良い。開度規制材４４はスロットルロッド７２のタイコ７３にネジ止めされ、スロットルワイヤ７１に接続されるスロットルロッド７２と連動して移動する。本実施例では開度規制材４４とタイコ７３によって開度規制部８０が構成され、開度規制部８０によってスロットルレバー４３の設定最高開度位置と設定最低開度位置が制限されることになる。但し、操作レバー１０３を引いている際には、スロットルレバー４３の最大出力側の移動制限を開度規制部８０により規制する必要はほとんどない。

図６（１）は開度規制材４４の断面形状及びスロットルレバー４３周辺の断面図であり、（２）は開度規制材４４単体の斜視図である。開度規制材４４は合成樹脂又は軽金属製のコップ状の部材であって一方に底部となる閉鎖面４４ｂを有し、開口側４４ａにスロットルロッド７２の末端のタイコ７３にて閉塞することにより筐体が構成される。開度規制材４４とタイコ７３の固定の仕方は任意であるが、本実施例ではネジ穴４４ｄ（図８（２）参照）を貫通させて軸方向と直交する方向にネジ７４にて固定する。開度規制材４４の断面形状は略円形であるが、円形だけで無く四角形状又はその他の形状であっても良い。開度規制材４４はタイコ７３を介してスロットルロッド７２（図４（１）参照）に保持されるだけであり、気化器４０やその他の部材とは非接触状態で保持されるか、又は摺動可能な状態で保持される。コップ状の開度規制材４４の側面には、軸方向に細長い切り抜き部４４ｃを有しており、切り抜き部４４ｃを介してスロットルレバー４３の一部が内部に収容される。スロットルレバー４３と切り抜き部４４ｃの間は小隙間となるように構成され、スロットルレバー４３は開度規制材４４の閉鎖面４４ｂとタイコ７３の上面（スロットルロッド７２とは反対の面）７３ａ以外は原則として接触しないように構成される。これにより、エンジン作業機の振動がスロットルレバー４３ないし開度規制材４４に作用した際も、スロットルレバー４３が開度規制材４４から脱落することがない。このようなスロットルレバー４３の操作機構を改良したことにより、スロットルレバー４３の開度規制材４４に対する相対移動の範囲を所定の範囲内にとどめることができる上に、開度規制材４４の動作の信頼性が高まり、エンジン１０の作業回転速度維持の安定性を高めることができた。

図７は風力ガバナー５０の単体形状を示す斜視図である。風力ガバナー５０は、金属製の板材をプレス加工及び折り曲げ加工をして製造されるものであり、ネジ５８を貫通させて固定するネジ穴５２を含み、揺動軸に直交して延びるアーム５３と、アーム５３の揺動面に直交する方向に折り曲げられたビーム５４により基本骨格が形成される。ビーム５４には冷却風ＣＡを受けるために所定の面積を有するガバナー板５１が形成される。冷却風ＣＡは矢印５９の方向から流れるために、ガバナー板５１をビーム５４の下側に形成して冷却風ＣＡを効果的に受風できるようにすると共に、冷却風の流れをできるだけ乱すことが無いようにした。アーム５３は、その一端側がクランク軸１４と平行に設けられるスロットル軸４１にネジ止めによって固定されるため、ガバナー板５１はスロットル軸４１を中心にクランク軸１４に対して略上下方向に揺動可能とされる。この揺動方向は冷却風ＣＡの流れる方向とほぼ一致する。アーム５３の長手方向に平行な辺の一方には、アーム５３の剛性を上げるための折り曲げ部５５が形成される。ここで、折り曲げ部５５はネジ穴５２付近から直交部５６まで連続して形成されるのでは無く、直交部５６から長手方向に所定の長さ部分（矢印５３ａの部分）には形成されない。これは矢印５３ａの部分にてシリンダカバー１１の開口部１２に貫通させるためであり、矢印５３ａの部分でシリンダカバー１１の外側空間から内側空間に貫通される。よって直交部５６、ビーム５４及びガバナー板５１はシリンダカバー１１の内側に配置されることになる。

ガバナー板５１は、ビーム５４からスロットル軸４１の軸線に近づく方向に延びるように配置される。この構造はビーム５４が揺動部分の外周縁となり、ガバナー板５１が外周側にて固定され内周側に延びる形状である。このような形状の風力ガバナー５０が揺動軸（スロットル軸４１の軸線）を中心に揺動する。矢印５３ａの部分は平板状であって軸方向の厚さが十分薄いため、シリンダカバー１１に形成される開口部１２の幅（スロットル軸４１の回転軸と平行方向の幅ｄ）は細めですむ上に、ガバナー板５１の大きさや形状の設計の自由度を十分確保することができる。ここで、ビーム５４のうち直交部５６に近い付近の矢印５４ａの部分にはガバナー板５１が形成されない。これはこの矢印５４ａの部分にてシリンダ室２８からファン室２４に配置されるからである。尚、本実施例では風力ガバナー５０の形状は上述のものだけに限られずに、明確なビーム部分とガバナー板を分けて形成せずに、これらを一体に構成し、直交部５６に近い矢印５４ａ部分の細い径方向幅の部分を形成しさえすれば良い。その場合であっても、ガバナー板５１の大部分とアーム５３との間に、ファン室側壁１１ｂが位置するように構成できるので本実施例の効果を同様に得ることができる。さらに、風力ガバナーは金属製だけで無く、合成樹脂製の成形品にて製造するようにしても良い。

図８はシリンダカバー１１単体の外観形状を示す斜視図である。シリンダカバー１１は、例えばプラスチック等の合成樹脂の一体成形によって製造されるものであり、シリンダ１３に形成される冷却フィンの周囲には、空気を内部から外部に通過させるためのスリット状の風窓が多数形成される。シリンダカバー１１の左側には、マグネトロータ１７が回転することで冷却風をシリンダ１３に供給するためのファン室２４（図２参照）を形成するために、シリンダ１３のすぐ左側の側壁１１ａよりも外側に突出するファン室側壁１１ｂが形成される。ファン室側壁１１ｂと側壁１１ａは、左側位置が異なる段差状になっており、段差状部分にファン室後壁１１ｃが形成される。従来の風力ガバナーにおいては、ファン室後壁１１ｃ部分を利用して風力ガバナー５０をシリンダカバー１１の外側から内側に貫通させていたが、本実施例では開口部１２を、側壁１１ａとファン室後壁１１ｃの角部の近傍であって、シリンダ１３に面した側壁１１ａ側に形成して、ファン室を画定する壁面を形成するようにした。さらに、風力ガバナー５０の形状を工夫して、開口部１２を通過するのはスロットル軸４１と直交する板状部材とした。開口部１２は、アーム５３のスロットル軸４１を軸心とした回動を許容するようにスロットル軸４１を中心とした円の接線方向に延びる細長い形状とする。これにより開口部１２の前後方向の幅ｄを薄くすることができた。このように開口部１２には風力ガバナー５０のアーム５３の細長い部分（図７の矢印５３ａの部分）を貫通させるようにしたので、ファン室２４に発生する冷却風が、風力ガバナー５０を貫通させるための開口部分を介して漏れることを大幅に低減することができ、風力ガバナー５０を設けたことによる冷却効果の低下を抑制することができた。また、開口部１２はシリンダカバー１１の下端部から上方向に細長く切り欠くような形状なので、合成樹脂製のシリンダカバー１１の成形加工時に開口部１２を形成することができるので、製造原価の上昇を抑制することができた。

図９は風力ガバナー５０のファン室２４内への配置状況を説明するための図である。シリンダカバー１１は主にシリンダ１３の周囲とマグネトロータ１７の風路の一部を形成するものであり、横断面図でみるとシリンダ室２８とファン室２４を覆うものである。風力ガバナー５０はシリンダカバー１１に対して、外部に位置する気化器４０から、クランク軸１４と直交する方向に延びてシリンダカバー１１の内部空間たるシリンダ室２８に入る。開口部１２は、図６にて示したようにシリンダカバー１１の外側からシリンダ室２８に貫通するように形成されるものであって、スロットル軸４１を中心とした仮想円の接線方向に細長い形状とされる。インシュレータ３８と気化器４０との間には金属製の遮熱板３７が設けられ、シリンダ１３側からの熱が気化器４０側に直接伝わらないように構成される。遮熱板３７の前方側は風力ガバナー５０の直交部５６付近までに延びるように形成される。シリンダ室２８内に延びた風力ガバナー５０のアーム５３の先端の直交部５６はシリンダ室２８内に位置し、直交部５６からビーム５４がファン室２４内に延びて、ファン室２４の内部空間にガバナー板５１が位置する。ここで、クランク軸１４の軸方向であって図中のＣ方向にファン室２４の内部から見ると、アーム５３がファン室２４の壁部分（図６に示すファン室側壁１１ｂ）によって覆われることになる。つまり、マグネトロータ１７によって生成されて流速が一番高くなる外周面や側壁部分（図６に示すファン室側壁１１ｂ）に開口部が無いということになる。よって、ファン室２４の内部の空気が外部に漏れなくなる上に、風力ガバナー５０の動作を良くし、シリンダ１３の冷却効果を向上させる。尚、ビーム５４が通過する開口部分を介してファン室２４からシリンダ室２８に空気が漏れたとしても、冷却対象がシリンダ１３であるため冷却効果を損なうことはない。

以上のように、風力ガバナー５０の形状を変更した上に、ファン室２４への流入経路をシリンダカバー１１の外部から直接ファン室２４に延在させるのでは無くて、シリンダカバー１１の外部からシリンダ室２８を介してファン室２４に延在させるようにしたので、ボリュート形状のファン室２４からシリンダカバー１１の外部に漏れる空気を減らすことができ、風力ガバナー５０を用いたエンジン作業機における冷却効果の向上を図ることができた。また、ファン室側壁１１ｂ（図６参照）に風力ガバナー５０を貫通させるための穴を開ける場合は、円弧状の大きめの開口部を設ける必要があるのに対し、本願はアーム５３が揺動するための狭い幅ｄの開口部１２を設けるだけですむので空気の漏れる量を大幅に低減できる。

次に、図１０を用いてエンジン１０の作業時（第１の作業回転時）の状態を説明する。図１０においては、作業者が把持部１０１を把持しながら操作レバー１０３を一杯に引いた状態であり、このときエンジンは設定された作業回転数（例えば８０００ｒｐｍ）で回転する。ここでは操作部１００の切替操作部１０４により円柱状のストッパー１０４ａを操作レバー１０３の回動軌道上に挿入することで、操作レバー１０３を操作した際の回動量が第１の状態（回動角θ_１）に規制される。操作レバー１０３の動作によるスロットルワイヤ７１の引き量に応じて、タイコ７３はリターンスプリング７５に抗して移動してスロットルレバー４３との物理的接触が解除される。それと共に、閉鎖面４４ｂの位置が変化するが、スロットルワイヤ７１を引いた直後はエンジン１０の回転数が低いため、風力ガバナー５０から受ける力が小さいので、スロットルレバー４３の上側接触点４３ｂが閉鎖面４４ｂと接触する。この時に、閉鎖面４４ｂの位置がアイドリング位置Ｉよりも回転速度ないし出力を増大させるスロットル開度位置に位置するため、エンジン１０の回転速度はアイドリング時よりも高い位置に保たれ、作業が可能な状態まで回転速度が上昇する。この際の回転速度、すなわち作業回転にまでエンジン回転数（第１の回転数Ｎ_１）が加速すると、冷却風ＣＡの風量が増大してガバナー板５１に風力を与えることでスロットル軸４１に回転速度を低下させる方向、すなわちスロットルレバー４３をアイドリング位置Ｉに戻す方向に回動させることになるが、スロットルレバー４３が閉鎖面４４ｂと物理的に接触しているので、ガバナー板５１の作用による回転速度の所定回転数以下への低下が抑止され、第１の回転数を維持させることができる。他方、冷却風ＣＡの風量が低下してガバナー板５１に与える風力が弱まるとスロットル軸４１に回転速度を増大させる方向、すなわちスロットルレバー４３を最大出力位置Ｗの方向に回動させることになるが、スロットルレバー４３はタイコ７３と所定の距離を隔てているので、ガバナー板５１の作用による回転速度の増大が許容される。尚、作業時においては、スロットルを開けて最大出力位置Ｗとしても、エンジン１０の回転数が操作レバー１０３を操作した状態である第１、第２の作業回転数の無負荷時又は軽負荷時よりも低くなることがあることに注意されたい。

次に、図１１を用いてエンジン１０の作業時（第２の作業回転時）の状態を説明する。図１１において、切替操作部１０４によりストッパー１０４ａを操作レバー１０３の回動軌道上から離脱させることで、操作レバー１０３を操作した際の回動量を増やして回動角θ_２（但しθ_１＜θ_２）の第２の状態となる。この際の操作レバー１０３の動作によるスロットルワイヤ７１の引き量に応じて、閉鎖面４４ｂの位置が変化する。従って、スロットルレバー４３と閉鎖面４４ｂが物理的接触する位置が変化するため、それに応じてエンジンの回転数を第２の回転数Ｎ_２（但しＮ_２＞Ｎ_１）に固定することができる。なお、図１０に対して図１１はアイドリング位置Ｉから遠い位置、すなわち最大出力位置Ｗに近いため、図１１の方が高い作業回転速度の状態となる。この際の回転速度、すなわち作業回転数（第２の回転数Ｎ_２）までエンジン１０が加速すると、冷却風ＣＡの風量が増大してガバナー板５１に風力を与えることでスロットル軸４１に回転速度を低下させる方向、すなわちスロットルレバー４３をアイドリング位置Ｉに戻す方向に作用させることになるが、スロットルレバー４３が閉鎖面４４ｂと物理的に接触しているので、ガバナー板５１の作用による回転速度の所定回転数以下への低下が抑止され、第２の回転数を維持させることができる。他方、冷却風ＣＡの風量が低下してガバナー板５１に与える風力が弱まるとスロットル軸４１に回転速度を増大させる方向、すなわちスロットルレバー４３を最大出力位置Ｗの方向に回動させることになる。この状態を示すのが図１２である。

図１２は、作業機器からエンジン１０に加わる負荷により、エンジン１０の回転速度が低下して冷却風ＣＡの風量が低下した状態を示す図である。エンジン１０の回転速度が低下して冷却風ＣＡの風量が低下すると、ガバナー板５１に作用する風力が低下するため、スロットル軸４１に作用する回転速度を低下させる方向の回動トルクが減少する。スロットル軸４１は図示しないねじりバネによって常時スロットル軸４１を回転速度が増加する方向に付勢しているため、風力ガバナー５０によるトルクに対してねじりバネのトルクが相対的に大きくなるため、スロットル軸４１はエンジン１０の回転を増大させる方向（スロットル開度を大きくする方向）に回転する。この際の最終的な位置は、スロットルレバー４３の上側接触点４３ｂが最大出力位置Ｗと一致する位置となる。この上側接触点４３ｂが最大出力位置Ｗにある時には、スロットルレバー４３の下側接触点４３ａとタイコ７３は非接触状態にあるが、スロットル軸４１が回転速度を増大させる方向、すなわちスロットルレバー４３を最大出力位置Ｗにしようとする方向において、スロットルストッパ６０が突き当て部６１と接触するので、これ以上のスロットル軸４１の回転はできない。このようにスロットルレバー４３を開度規制材４４とタイコ７３にて構成される開度規制部８０にて操作するようにしたので、スロットルレバー４３は確実に最大出力位置Ｗに保持されてエンジン１０の回転を加速させて最大出力を得ることができる。なお、スロットルストッパ６０の形状を変更して、気化器４０に形成された突き当て部６１との当接位置を替えることでスロットル軸４１の最大出力位置Ｗを変更することができる。

以上のように本実施例によれば、スロットルワイヤとスロットルレバーの接続機構を変更して、スロットルレバー４３を開度規制材４４によって操作するように構成したので、複数の作業回転数を設定しても、その作業回転数から所定の回転範囲内においてエンジン１０を作動させることができる。また、本実施例の機構は、気化器４０近傍に開度規制材４４を設けるだけで別途のワイヤーケーブルを設ける必要が無いので、操作部１００から気化器４０へのワイヤーケーブルの本数を増やすこと無く、風力ガバナー５０における作業回転数を変更できるエンジン作業機を実現できた。

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施例ではエンジン１０とは離れたハンドルに操作部１００を有する刈払機の例で説明したが、操作部１００の位置は任意であり、エンジン１０のハウジングに操作部が形成されるようなエンジン作業機においても同様に適用することができる。

１０エンジン１１シリンダカバー
１１ａ側壁１１ｂファン室側壁
１１ｃファン室後壁１２開口部
１３シリンダ１３ａ吸気口
１３ｂ排気口１４クランク軸
１５クランクケース１６ファンケース
１７マグネトロータ１７ａフィン
１８エアクリーナカバー１９プラグキャップ
２０点火コイル２１燃料タンク
２１ａ燃料キャップ２２リコイルスタータ
２３スタータハンドル２４ファン室
２５マフラー２６ピストン
２８シリンダ室２９遠心クラッチ
３１ネジ３７遮熱板
３８インシュレータ３９吸気通路
４０気化器４１スロットル軸
４２流量調整ネジ４３スロットルレバー
４３ａ下側接触点４３ｂ上側接触点
４４開度規制材４４ａ開口側
４４ｂ閉鎖面４４ｃ切り抜き部
４４ｄネジ穴４５弾性部材
４６燃料流入口４８エアフィルタ
５０風力ガバナー５１ガバナー板
５２ネジ穴５３アーム
５４ビーム５５折り曲げ部
５６直交部５８ネジ
５９冷却風の方向６０スロットルストッパ
６１突き当て部６２アジャストスクリュー
７０アウターチューブ７１スロットルワイヤ
７２スロットルロッド７３タイコ
７４ネジ７５リターンスプリング
８０開度規制部１００操作部
１０１把持部１０２操作レバーロック材
１０２ａロック爪１０３操作レバー
１０３ａロック爪１０４切替操作部
１０４ａストッパー１０５キルスイッチ
１０６揺動軸１０７捻りバネ
５０１エンジン作業機５０４メインパイプ
５０７スロットルレバー５０８ハンドル
５０９グリップ部５１０エンジン
５１２回転刃５１３飛散防御カバー
５４０気化器５４１スロットル軸
５４３スロットルレバー５４３ａ下側接触点
５４５バネ５７１スロットルワイヤ
５７２スロットルロッド５７３タイコ
ＣＡ冷却風（の流れ）
Ｉ（スロットルレバーの）アイドリング位置
Ｗ（スロットルレバーの）最大出力位置

Claims

ピストンを往復移動させる空冷式のシリンダと、クランク軸の回転力を利用して回転する冷却ファンと、前記冷却ファンを収容するファン室と前記シリンダを収容するシリンダ室を画定するシリンダカバーと、前記シリンダカバーの外部に配置された気化器と、前記冷却ファンによって生成された冷却風からガバナー板が受ける力を用いて前記気化器のスロットル軸を操作する風力ガバナーと、を有するエンジンを用いて作業機器を駆動するエンジン作業機において、
前記シリンダカバーに前記気化器側から前記シリンダ側に向かって開口する開口部を設け、前記風力ガバナーを前記開口部より前記シリンダカバーの内部に案内することにより前記ガバナー板を前記ファン室内に配置したことを特徴とするエンジン作業機。
前記風力ガバナーは、前記スロットル軸に対して直交する方向に延びるアーム部を有し、前記アーム部の一端側が前記スロットル軸に固定され、他端側が前記開口部を貫通し、
前記開口部は、前記アーム部の前記スロットル軸を軸心とした回動を許容するように前記スロットル軸を中心とした円の接線方向に細長い形状とされることを特徴とする請求項１に記載のエンジン作業機。
前記風力ガバナーは、前記アーム部から直交する方向に延びるビーム部を有し、
前記スロットル軸及びビーム部は前記エンジンのクランク軸と平行に延びるように配置され、
前記ガバナー板はビーム部に設けられることを特徴とする請求項２に記載のエンジン作業機。
前記アーム部と前記ビーム部を接続する直交部が、前記シリンダカバーの内側に配置されることを特徴とする請求項３に記載のエンジン作業機。
前記風力ガバナーは、前記アーム部が前記開口部を介して前記シリンダ室に延び、
前記シリンダ室内で前記直交部にて前記アーム部に前記ビーム部が接続され、
前記ビーム部が前記シリンダ室から前記ファン室に延びることを特徴とする請求項４に記載のエンジン作業機。
前記風力ガバナーは金属の板材をプレス加工することにより製造され、前記アーム部の一部に前記スロットル軸にネジ止めをするためのネジ穴を有することを特徴とする請求項５に記載のエンジン作業機。
前記シリンダカバーは合成樹脂製の成形によって製造され、
前記アーム部と前記ガバナー板の間に前記ファン室を画定する壁面が位置することを特徴とする請求項６に記載のエンジン作業機。
前記ガバナー板は、前記ビーム部から前記スロットル軸の軸線に近づく方向に延びるように設けられることを特徴とする請求項７に記載のエンジン作業機。