JP6434849B2 - 携帯式作業機 - Google Patents

Description

本発明は携帯式作業機に関する。より詳しくは、エンジン温度をパラメータとして各種の制御を行う制御ユニットを備えたチェーンソー、ブロワ、刈払機などの携帯式作業機に関する。

現在の自動車用エンジン及びオートバイ用エンジンは、その制御に電子式コントローラが採用されている。特許文献１はチェーンソーを示す。チェーンソーや刈払機のような携帯式作業機は、典型的には、空冷式の単気筒エンジンと気化器との組み合わせが採用されている。この種の作業機に適用されるエンジンの制御も電子化が進んでいる。

特許文献２は、エンジンの始動時の制御に電子式コントローラを採用した作業機を開示している。具体的に説明すると、特許文献２に開示の作業機は、マイクロコンピュータを備えている。マイクロコンピュータは、エンジンの起動と共に発電を開始する発電機構から電源の供給を受ける。マイクロコンピュータにはエンジン回転数信号が入力される。そして、マイクロコンピュータは、エンジン起動直後のエンジン回転数が所定の回転数よりも高いときに点火プラグの動作を止める失火制御を実行する。

特許文献３は、エンジン制御のために温度検出部材をシリンダーヘッドに設置することを提案している。温度検出部材はバイメタルとケーシングとで構成されている。具体的に説明すると、シリンダーヘッドは凹部を有する。凹部にバイメタルを挿入した状態で温度検出部材がシリンダーヘッドにボルト止めされる。

ケーシングには、バイメタルと、第１、第２のコントロールバルブとが収容されている。第１のコントロールバルブはスタータコントロール用である。第２のコントロールバルブはリークエアコントロール用である。第１、第２コントロールバルブはバイメタルによって直接的に駆動される。スタータコントロールバルブ及びリークエアコントロールバルブは気化器に関係している。エンジン温度が上昇すると、スタータコントロール用の第１のコントロールバルブが閉じ方向に変位する。他方、リークエアコントロール用の第２のコントロールバルブは開き方向に変位する。これによりエンジンに供給される混合気がリッチからリーンに変化する。

特許文献３は、気化器に通じるエア通路に関連した２つのニードルバルブと、この２つのニードルバルブを固定したバイメタルとを組み合わせた温度検出部材の取付位置及び取付構造を開示している。

JP特開２０００−５２２８０号公報 JP特開２０１０−１５１１２５号公報 JP特開昭５６−５４９４０号公報

前述したように、自動車用エンジンやオートバイ用エンジンは、今現在、電子制御が主流となっている。携帯式作業機の単気筒エンジンにおいても電子制御を組み込み、一層高精度にエンジン特性を改善する傾向にある。携帯式作業機の電子制御を例示すると、エンジン温度をパラメータとする制御、典型的には、特許文献３のように、例えば始動時の燃料増量補正制御を挙げることができる。

携帯式作業機に採用される空冷エンジンは、エンジン負荷とエンジン温度との間に関連性がある。すなわち、エンジン負荷が増大すると、これを受けて短時間にエンジン温度が上昇する。逆に、エンジン負荷が無くなると、エンジン温度が低下する。エンジンの状態を知るのにエンジン温度は検知し易い。このため、携帯式作業機の電子制御において、エンジン温度をパラメータとする制御が採用される。具体例を挙げれば、運転時のエンジン負荷に応じた燃料制御である。

本発明の目的は、エンジン温度を検出する温度センサの応答性を高めることのできる空冷エンジンを提供することにある。

本発明の更なる目的は、エンジン温度を検出する温度センサ部品の組み付け作業及び交換作業を軽減することのできる空冷エンジンを提供することにある。

本発明の更なる目的は、温度センサと制御ユニットとの間の配線の断線事故の発生を抑制できる空冷エンジンを提供することにある。

上記の技術的課題を達成するために、本発明は、
エンジン温度をパラメータとして携帯式作業機の制御を行う制御ユニットを有する携帯式作業機であって、
空冷式のエンジン本体と、
該エンジン本体のシリンダブロックのシリンダ部分に形成された取付部と、
伝熱性端子を含む温度センサ部品であって、前記エンジン温度を検出して、該検出したエンジン温度を前記制御ユニットに供給する温度センサ部品と、
該温度センサ部品の前記伝熱性端子を前記取付部に固定するための固定部品とを有し、
前記取付部が、前記制御ユニットを前記シリンダ部分に固定するためのねじ穴付きボスであり、
前記固定部品がボルトである、ことを特徴とする携帯式作業機を提供する。

上記固定部品は、前記取付部を構成するねじ穴付きボスに螺合するボルトである。シリンダブロックは燃焼室を形成する部材である。本発明は、シリンダブロックに形成された取付部に温度センサ部品が取り付けられる。したがって、温度センサ部品によってエンジン温度を応答性良く検知することができる。

本発明では、温度センサ部品はシリンダブロックのシリンダ部分に取り付けられる。シリンダブロックのシリンダ部分は周知のように燃焼室を有する。

温度センサ部品に含まれる伝熱性端子を介してシリンダブロックの熱がセンサ本体により検出される。そして、検出した温度は、センサ本体からリード線を介して制御ユニットに伝達される。温度センサ部品の設置位置として、上記制御ユニットの接続端子に極力近い位置であるのがよい。エンジン本体はその一部がエンジンカバーによって覆われる。エンジンカバーは脱着可能である。エンジンカバーによって覆われる部位に温度センサ部品を配置するのがよい。エンジンカバーを取り外した状態においてリード線を含む温度センサ部品の全体を露出させることができる部位に温度センサ部品を配置するのが良い。これにより、携帯式作業機のメーカにおいて温度センサ部品をエンジン本体に組み付けるとき、または、ユーザが故障した温度センサを交換するときに、エンジンカバーを取り外すだけで、リード線を含む温度センサ部品の全体を露出させることができる。これにより、温度センサ部品の組み付け作業及び交換作業を容易に行うことができる。温度センサ部品のリード線は他の部品と干渉しない部位に上記取付部を配置するのがよい。これにより、温度センサ部品と制御ユニットとを接続するリード線の断線事故の発生を抑制することができる。

本発明の他の目的、作用効果は、以下の本発明の好ましい実施例の詳細な説明から明らかになろう。

本発明を適用した携帯式作業機の駆動部分の斜視図である。 図１に示す携帯式作業機において、エンジン本体及びこれに関連して制御ユニットが配置された部分を示す図である。 図２に対応した分解図である。 本発明を適用した携帯式作業機の駆動部分の側面図であり、図１に対応した図である。 制御ユニットを取り外した携帯式作業機の駆動部分の斜視図であり、図１に対応した図である。 実施例に含まれる温度センサ部品の斜視図である。 図６のVII―VII線に沿って切断した温度センサ部品の断面図である。 実施例の携帯式作業機の概要を説明するための図である。 図８の要部を抽出した図である。 ねじ穴付き専用取付部に温度センサ部品をボルトで固定する例を説明するための図である。

以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。

図１は実施例の概念図である。エンジン本体の一部を覆うエンジンカバーを取り外した状態で図示する図１を参照して、参照符号１００は携帯式作業機の駆動部分を示す。図示の駆動部分１００はチェーンソーの本体部分に相当する。駆動部分１００はエンジン本体２と気化器４とを含む。エンジン本体２は２ストローク内燃エンジンで構成されている。この２ストローク内燃エンジンは単気筒であり、また、空冷式である。

図１の参照符号６は空冷フィンを示す。空冷フィン６はシリンダブロックのシリンダ部分８に形成されている。上記シリンダブロック（後に説明する図９の参照符号６４）はアルミニウム合金から作られている。アルミニウム合金は周知のように熱伝導性に優れている。

シリンダ部分８の頂部には点火プラグ１０が取付けられている。図示を省略したが、シリンダ部分８の頂部にはネジ穴を備えた取付座がシリンダ部分８と一体成形されている。他方、点火プラグ１０はその先端部にネジ山を有する。周知のように、点火プラグ１０は上記取付座に螺着される。

エンジン本体２は、ハンドル１２に配置されたスロットルレバー１４を操作することにより、エンジン出力が制御される。エンジン出力軸つまりクランクシャフト（後に説明する図８の参照符号１６）の一端にファンローター１８が取付けられている。

参照符号２０は電子式の制御ユニットを示す。制御ユニット２０は、脱着可能なエンジンカバーによって覆われる。制御ユニット２０は、樹脂で固められたマイコンを含む。図２は、制御ユニット２０及びその周辺の拡大図である。図３は、図１に示す作業機の駆動部分１００の側面図であり、制御ユニット２０を取り外した状態で示す図である。図４は、図２に示す駆動部分１００の側面図である。

制御ユニット２０はベースプレート２２に支持されている。ベースプレート２２は鉄系材料から作られている。図４を参照して、制御ユニット２０はベースプレート２２を介してシリンダ部分８に２本のボルト２４を使って固定される。ボルト２４は既知のようにねじ山を備えている。制御ユニット２０をシリンダ部分８に固定したときには、ファンローター１８に対して位置決めされた状態となる。

図３、図５、図８を参照して、ファンローター１８は、その外周面に磁石２６が固定されている。他方、制御ユニット２０は、ファンローター１８の外周面に向けて伸びる鉄心２８を有する。制御ユニット２０は、鉄心２８の先端面と、板状の磁石２６との間のクリアランスが所定値となるように位置決めされる。

回転するファンローター１８に配置した磁石２６と、これに隣接して位置する鉄心２８は発電機構の一部を構成する。エンジン本体２が動作を開始することで発電が行われ、この電力を受けて制御ユニット２０が動作する。

図３、図５、図８、図９の参照符号３０はボスを示す。ボス３０はねじ穴を有する。この２つのボス３０の各々に上記各ボルト２４が受け入れられる。２つのボス３０を使って制御ユニット２０がシリンダブロック６４のシリンダ部分８に固定される。

図１、図２の参照符号４０は温度センサ部品を示す。図６は温度センサ部品４０を示す。温度センサ部品４０は金属製の扁平な端子つまりワッシャ４２を有する。図７は、図６のVII−VII線に沿って切断した図である。ワッシャ４２は伝熱性材料から作られており、典型的には金属から作られている。図示のワッシャ４２の変形例として、Ｙ字状の端子であってもよい。

図６を参照して、伝熱性ワッシャ４２はスリット付きチューブ又は少なくとも一対の互いに対向した爪４４を有する。円筒状のセンサ本体４６はスリット付きチューブ又は互いに対向した爪４４の中に挿入され、そして、スリット付きチューブ又は互いに対向した爪４４を変形させることによってセンサ本体４６が固定されている。すなわち、温度センサ部品４０は、スリット付きチューブ又は互いに対向した爪４４を備えた伝熱性ワッシャ４２と、スリット付きチューブ又は互いに対向した爪４４に固定されたセンサ本体４６で構成されている。

温度センサ部品４０は、伝熱性ワッシャ４２を通じてエンジン温度をセンサ本体４６に伝える。センサ本体４６が検知したエンジン温度を制御ユニット２０に供給する。

図８は、温度センサ部品４０の取り付け部位を説明するための図である。温度センサ部品４０は、好ましくは、制御ユニット２０を固定するための２つのボス３０のうち、最も近いボス３０に配置される。図９は、図８の要部拡大図である。図８、図９を参照して、ボス３０には、断熱性のスリーブ５０を介してベースプレート２２が配置され、そして、このベースプレート２２とボルト２４のヘッド２４Ｈとの間に温度センサ部品４０が配置されている。

すなわち、ボス３０にはボルト２４が締結される。ボス３０とボルトヘッド２４Ｈとの間には、ボス３０側から、順に、断熱性スリーブ５０、ベースプレート２２、ワッシャ４２（温度センサ部品４０）が配置され、これら断熱性スリーブ５０、ベースプレート２２、ワッシャ４２（温度センサ部品４０）は共通のボルト２４によって固定される。ボルト２４は金属製である。

温度センサ部品４０のセンサ本体４６から延出するリード線５２は、制御ユニット２０の端子２０aに接続される。変形例として、別途用意した配線によってセンサ本体４６と制御ユニット２０とを接続するようにしてもよい。

なお、図８に見られる参照符号６０はリコイルスタータを示す。エンジン本体２を起動するとき、周知のように、作業者は、リコイルスタータ６０に関連したリコイルグリップつまり操作部材６２を手で引き上げる操作を行う。

図８は、また、シリンダブロック６４がシリンダ部分８とアッパークランクケース部分６６とで構成されていることを示す。アッパークランクケース部分６６にはロアクランクケース６８が固定される。周知のように、アッパークランクケース部分６６とロアクランクケース６８によってクランク室（図示せず）が形成される。なお、シリンダ部分８には、その内部にピストン（図示せず）が往復動可能に配置され、ピストンによって燃焼室が形成される。

上記の実施例によれば、温度センサ部品４０は、制御ユニット２０のベースプレート２２を固定する金属製ボルト２４によってボス３０に共締めされる。これにより温度センサ部品４０の優れた組み付け性及びメンテナンス性を実現できる。このメンテナンスには温度センサ部品４０の交換を含む。

ボス３０は、燃焼室を構成するシリンダ部分８に位置している。したがって、エンジン本体２の熱は、金属製のボルト２４を通じて温度センサ部品４０に伝わる。換言すれば、エンジン本体２の熱は、ボルト２４を介してであるが直接的に且つリアルタイムに温度センサ部品４０に伝わる。また、アルミニウム合金製のシリンダブロック６４のシリンダ部分８に隣接して温度センサ部品４０が配置されている。したがって、空冷フィン６から放出された熱を含む雰囲気の中に温度センサ部品４０が位置している。これらのことにより、エンジン本体２の温度を検出する目的で配置されたセンサ本体４６は優れた応答性を有する。

また、センサ本体４６は制御ユニット２０に隣接して位置しているため、センサ本体４６と制御ユニット２０とを接続する配線つまりリード線５２は短くて足りる。また、センサ本体４６が制御ユニット２０に隣接して位置することで、他の部材（例えばケーシング）を跨ぐことなくリード線５２を配索できることから、リード線５２の断線事故を招く虞のある部品とリード線５２との干渉問題を意識する必要はない。

図１〜図９を参照して説明した実施例では、温度センサ部品４０を取り付けるボス３０は、本来的には制御ユニット２０をエンジン本体２に固定する部位である。このように、本来的に別の目的に使用するねじ穴付き取付部位つまりシリンダブロック６４（アッパークランクケース部分６６を含む）に形成されたボスや取付座などを利用することで、シリンダブロック６４の成型型を作り直す必要がない。

すなわち、シリンダブロック６４が、エンジン本体２に関連する部品を、ボルトなどのネジ付き部品を使って固定するためのボスや取付座などの取付部を有する場合がある。このために、ねじ穴付き取付部がシリンダブロック６４と一体成形される場合には、このねじ穴付き取付部を利用して温度センサ部品４０（伝熱性ワッシャ４２）を固定するのがよい。これによりシリンダブロック６４の成型型をそのまま利用して温度センサ部品４０をシリンダブロック６４に固定することができる。

シリンダブロック６４に形成されたねじ穴付き取付部の一例として、点火プラグ１０を取り付けるための座を挙げることができる。伝熱性ワッシャ４２を挿入した状態で点火プラグ１０をシリンダブロック６４に固定することで、シリンダ部分８の頂部に温度センサ部品４０を設置することができる。

温度センサ部品４０を設置するのを主目的として、図１０に示すように、シリンダブロック６４の任意の箇所に専用取付部７０を用意し、ボルト７２を使って温度センサ部品４０を専用取付部７０に固定するようにしてもよい。変形例として、図示を省略したが、専用取付部７０をネジ部材で構成してもよい。シリンダブロック６４にネジ部材を配置させる手法として、シリンダブロック６４のねじ穴に上記ネジ部材を固定してもよい。また、ネジ部材の一端を埋め込んでシリンダブロック６４を鋳造してもよい。このネジ部材に螺着するナットを使って温度センサ部品４０をシリンダブロック６４に固定することができる。

この専用取付部７０は、シリンダブロック６４の好ましくは燃焼室に相当する部位に配置するのがよい。具体的には、シリンダブロック６４の軸線に沿った高さレベルにおいて、点火プラグ１０から掃気ポートまでの範囲又は点火プラグ１０から排気ポートまでの範囲に専用取付部７０を配置するのが良い。これにより燃焼室の温度を応答性良くセンサ本体４６で検出することができる。

また、温度センサ部品４０は、エンジンカバーを取り外すだけで、温度センサ部品４０のセンサ本体４６及びリード線５２の全体を露出させることができる位置に配置するのがよい。また、温度センサ部品４０は制御ユニット２０に極力近い位置となるように、温度センサ部品４０の配置位置を設定するのが好ましい。すなわち、制御ユニット２０の端子２０aに隣接した位置に専用取付部７０を配置するのが良い。最も好ましくは、リード線５２と干渉する部材が存在しない部位に専用取付部７０を配置するのがよい。

図１に図示の携帯式作業機の駆動部分１００は、図示を省略したがエンジンカバーを含んでいる。このエンジンカバーによってエンジン本体２が覆われる。エンジンカバーを取り外すことで、温度センサ部品４０のセンサ本体４６及びリード線５２の全体を露出させることができる。したがって、温度センサ部品４０が故障したときに、温度センサ部品４０の交換作業は容易である。

１００ 携帯式作業機の駆動部分
２ エンジン本体
４ 気化器
６ 空冷フィン
８ シリンダブロックのシリンダ部分
１０ 点火プラグ
１８ ファンローター
２０ 電子式の制御ユニット
２０a 制御ユニットの端子
２４ 制御ユニットを固定するためのボルト
２６ 磁石
２８ 鉄心
３０ 制御ユニットを固定するためのボス
４０ 温度センサ部品
４２ 伝熱性ワッシャ（端子)
４６ センサ本体
５２ センサ本体から延出するリード線
７０ 専用の取付部
７２ 専用取付部のボルト

Claims (6)

1. エンジン温度をパラメータとして携帯式作業機の制御を行う制御ユニットを有する携帯式作業機であって、
   空冷式のエンジン本体と、
   該エンジン本体のシリンダブロックのシリンダ部分に形成された取付部と、
   伝熱性端子を含む温度センサ部品であって、前記エンジン温度を検出して、該検出したエンジン温度を前記制御ユニットに供給する温度センサ部品と、
   該温度センサ部品の前記伝熱性端子を前記取付部に固定するための固定部品とを有し、
   前記取付部が、前記制御ユニットを前記シリンダ部分に固定するためのねじ穴付きボスであり、
   前記固定部品がボルトである、ことを特徴とする携帯式作業機。
2. 前記エンジン本体が単気筒２ストローク内燃エンジンで構成されている、請求項１に記載の携帯式作業機。
3. 前記取付部が、前記シリンダブロックの軸線に沿った高さレベルにおいて、点火プラグを取り付ける点火プラグ取付部から掃気ポートまでの範囲に配置されている、請求項２に記載の携帯式作業機。
4. 前記携帯式作業機が前記エンジン本体の一部を覆う脱着可能なエンジンカバーを有し、
   該エンジンカバーによって覆われる部位に、前記温度センサ部品及び前記制御ユニットが配置される、請求項３に記載の携帯式作業機。
5. 前記温度センサ部品と前記制御ユニットとの間の配線が他の部材と干渉しない部位に、前記取付部が配置されている、請求項４に記載の携帯式作業機。
6. 前記エンジン本体は、クランクシャフトに固定されたファンローターと、該ファンローターの外周面に配置された磁石とを有し、
   前記制御ユニットは、該制御ユニットから前記ファンローターに向けて延出する鉄心を有し、
   前記磁石と前記鉄心が発電機構の一部を構成している、請求項１〜５に記載の携帯式作業機。
   

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