JP6435712B2 - エンジン作業機 - Google Patents

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Description

本発明は特にイグニッションコイルを備えたエンジンにより駆動されるエンジン作業機に関する。
チェンソーやカッタ等の可搬型のエンジン作業機には、動力源として小型のエンジンが広く用いられている。エンジン作業機で用いられる小型の2サイクルエンジンや4サイクルエンジンは、気化器によって燃料と空気の混合気を生成し、シリンダに吸引された混合気を点火プラグで点火することによって燃焼が行われる。小型のエンジンにおいては、点火時期の制御のためにフライホイールマグネトを用いることが多い。フライホイールマグネトは、イグニッションンコイルとフライホイールから主に構成され、フライホイールの外周面の一箇所に設けられたマグネットの近接離間によりイグニッションコイルに高電圧を誘起させ、この高電圧を点火プラグに供給することにより、シリンダ内で火花を発生させる点火装置である。
エンジン作業機では、点火プラグへの電圧の供給状態を制御することで、エンジンの駆動を制御している。作業者は、手動スイッチを導通側に操作することで、イグニッションコイルがアース線を介してエンジン等のアースに接続して短絡され、点火コイルへの電力供給が絶たれてエンジンが停止する仕組みとなっている。
特開2011−190732号公報
エンジン作業機では、エンジンが振動源となり、エンジンに取付けたイグニッションコイルに振動が伝わることで、長期間の使用によってイグニッションコイルとアース線の接続部である圧着端子が磨耗し、イグニッションコイルとアースとの接続が不安定となる虞があった。
上記課題に鑑み、本発明は、振動による圧着端子の磨耗を抑制し、エンジンを確実に停止可能なエンジン作業機を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明のエンジン作業機は、点火プラグと、前記点火プラグに電圧を印加して放電させるイグニッションコイルを備え、前記イグニッションコイルを電線を介してアースと接続することで前記点火プラグの放電を停止するエンジンと、前記エンジンのクランクシャフトの出力を受けて作動する作業具と、前記エンジンに取り付けられて前記イグニッションコイルを覆うカバーと、を備えるエンジン作業機であって、前記カバーは、前記エンジンに取り付けられた状態で、前記電線の前記イグニッションコイルとの接続部と前記イグニッションコイルとの相対移動を規制するよう前記接続部を支持する支持手段を有する、ことを特徴とする。
本発明のエンジン作業機によれば、イグニッションコイルに接続された端子磨耗を抑制でき、エンジンを確実に停止できる。
本発明の実施例に係るエンジン作業機(エンジンカッタ1)の外観を示す斜視図である。 エンジンカッタ1のエンジン部分を示す図である。 高圧線16と電線17の配線を示す図である。 本発明の実施例に係るイグニッションコイル14の電線16の固定手段を示す斜視図である。 本発明の実施例に係る第1リブ20eの断面を示す図である 本発明の実施例に係る第2リブ20fの断面を示す図である 本発明の実施例に係るエンジン作業機の図1と反対側の側面を示す側面図である。 図1のノズル部41の部分を示す拡大断面図である。 図1のA−A線における給水ホース40の配置を示す拡大断面図である。 図1のB−B線における給水ホース40の保持部を示す拡大断面図である。 ブレードカバー3が前進限位置に回動した状態における本発明の実施例に係る携帯用切断機の外観を示す側面図。
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、本実施例にかかるエンジン作業機の外観を示す斜視図である。本実施例においては、エンジン作業機の例としてエンジンカッタに適用した場合を示している。図1において、エンジンカッタ1の先端部にはコンクリートなどを切断するための切断砥石等のブレード(作業具)2が設けられており、エンジンを動力源として図示しないベルトによりブレード2を回転させる。ブレード2の周囲にはブレード2の覆いとしてのブレードカバー3が設けられており、ブレード2が飛散した場合や被切断物の破片の飛散を抑制する。エンジンカッタ1の中心付近の上方には作業者が把持する為のフロントハンドル4が設けられ、後端部にはリアハンドル5が設けられている。
リアハンドル5にはエンジンの気化器(図示せず)の空気量をスロットル弁により操作して回転数を制御する為の操作レバー(図示せず)が設けられている。操作レバーの操作は、図示しないワイヤーにてエンジンの気化器に伝達される。エンジン側面にはリコイルスタータ6が設けられており、リコイルスタータ6のノブ7を引くことで、リコイルスタータ6内部のカム(図示せず)が回転する。エンジンが停止している状態において、リコイルスタータ6のノブを引くことでカムとエンジンのクランクシャフトが噛み合い、回転力を与えることでエンジンを始動させる。カムとクランクシャフトの接続は、エンジン始動後に解除される。リコイルスタータ6は、エンジンカッタ1の側部であってクランクシャフト11の端部を覆って取り付けられるカバー(第二カバー)として構成され、リコイルスタータ6の図示しないロープリール等の収容部からクランクシャフト11の外周側に拡がった湾曲面に網目状に形成された複数の吸気孔を備えて構成されている。リコイルスタータ6のカバーとしての作用により、冷却ファン12への異物の侵入を抑制することができる。
エンジンカッタ1は、例えば2サイクル又は4サイクルの内燃機関であるエンジンによって駆動させられるものである。図2はエンジンカッタ1のエンジン部分の図面である。エンジン8は鋳造品のクランクケース9の上方にシリンダ10が鉛直方向に延びる単気筒2サイクルエンジンである。クランクケース9内には紙面鉛直方向に延在されたクランクシャフト11が設けられている。クランクシャフト9には図示しないコンロッドを介してシリンダ10内の図示しないピストンが連結されている。
クランクシャフト11の端部にはシリンダを空冷するための冷却ファン12が取付けられている。冷却ファン12は外周端面にマグネット13を備え、冷却ファン12にはイグニッションコイル14が隣接して設けられ、イグニッションコイル14はマグネット13の回転軌道の外周に所定のギャップを有してクランクケース9に固定されている。シリンダ10には図示しない気化器からエンジン内部へ供給された混合気を燃焼させるための点火プラグ15が設置されている。点火プラグ15はイグニッションコイル14と高圧線16により電気的に連結されている。
イグニッションコイル14には高圧線16とは別に電線17が取付けられており、電線17のもう一端は手動スイッチ18に取付けられている。手動スイッチ18には電線17とは別にアース線19が取り付けられており、アース線19の他端はクランクケース9に取り付けられている。クランクケース9はマグネシウムやアルミ合金からなる金属製であり、アース(フレームグラウンド)として作用する。電線17はイグニッションコイル14と手動スイッチ8の中間位置付近においてクランクケース9に取り付けられる構成が望ましいが、クランクケース9に限らずアースとしての機能を達成すればシリンダ10であってもよい。
図3は高圧線16と電線17の配線を示す図である。エンジン8には、クランクケース9の側面を覆うようにファンガイド20が設けられている。ファンガイド20は樹脂等の材料を射出成形することで成形されている。ファンガイド20は、リコイルスタータ6とクランクケース9の間において、クランクケース9に図示せぬボルトにより取り付けられるリコイルスタータ6と共締めして挟持することで取り付けられている。ファンガイド20には遠心ファンである冷却ファン12の中央に開口する冷却風取り込み用の穴20aが設けられており、穴20aより取り込まれた空気は冷却ファン12により外周側に送られた後、シリンダ10側に送風される。ファンガイド20には、回転方向(図2、図3の方向でクランクシャフト11を中心に反時計回り)に徐々に拡大するガイドが形成され、冷却風はガイドに沿って上方のシリンダ側に向けられ、後述するシリンダカバー21に導入される。
ファンガイド20にはクランクケース9側の面からリコイルスタータ6側の面にイグニッションコイル14に取り付けられた高圧線16と電線17のみを通すための切り欠きである開口部20bが設けられており、開口部20bを小さくすることで冷却風が漏れ難い構造となっている。ファンガイド20のリコイルスタータ6には高圧線16と電線17を保持する為の第1保持部20cと、電線17を保持する為の第2保持部20dが穴20aの周囲に複数設けられている。第1保持部20cと第2保持部20dはファンガイド20の弾性を利用したクリップ状に形成され、高圧線16および電線17は、第1保持部20cまたは第2保持部20dの開放側から押し込むことで、振動によってずれたり脱落しない程度に好適に保持されている。
シリンダカバー21はシリンダ10を覆うように設けられており、図示せぬボルトによりクランクケース9に取り付けられている。シリンダカバー21は冷却ファン12からの冷却風によりシリンダ10を効果的に冷却するための風路を形成している。ファンガイド20とシリンダカバー21の境界は互いの部品の図示せぬ壁が重なりあうことで、冷却風が漏れない構造となっている。
2サイクルエンジンの吸気−圧縮−膨張−排気の動作については、公知の2サイクルエンジンと同じであるため、ここでの詳細な説明は省略する。イグニッションコイル14は、マグネット13の近接離間により一次コイル発生する電流を二次コイルから昇圧して取り出して点火プラグ15で火花を飛ばすものである。エンジンを停止する場合は、手動スイッチ18を導通側へ操作し、イグニッションコイル14をアース(クランクケース9)へ接続することで、点火プラグ15への電力供給を停止する仕組みである。
本発明の実施例に係るイグニッションコイル14の電線17の支持手段を図4に示す。電線17には接続端子22が取り付けられており、接続端子22はイグニッションコイル端子14aに取り付けられる。接続端子22は、導体金属をプレス成型した端子22aと端子22aを覆うように成型されたウレタン等の樹脂カバー22bで構成されている。イグニッションコイル14を覆うファンガイド20は、樹脂等の材料を射出成型することで製作している。ファンガイド20にはクランクケース9側に突出する突出部としての第1リブ20e(支持手段)と第2リブ20f(支持手段)がファンガイド20に一体で成型されている。
図5は本発明の実施例に係る第1リブ20eの断面を示す図面である。また図6は本発明の実施例に係る第2リブ20fの断面を示す図面である。図5と図6で示す通り、第1リブ20eと第2リブ20fは、クランクケース9にイグニッションコイル14、ファンガイド20を組み立てた状態で、イグニッションコイル14に取り付けた接続端子22の樹脂カバー22bに適度に干渉するように設計されている。
また、第1リブ20eと第2リブ20fは、接続端子22のイグニッションコイル端子14aへの差し込み方向で離間して設けられ、第2リブ20fによりイグニッションコイル端子14aの根本部を押さえ、第1リブ20eにより前記根本部より細い箇所を押さえる構造となっている。
エンジン作業機において、イグニッションコイル14と接続端子22は、エンジンのピストンの上下運動により生じる振動によって、接続端子22とイグニッションコイル端子14aが相対的に振動することにより磨耗する場合がある。接続端子22が磨耗し電線17とイグニッションコイル14が導通しなくなった場合、手動スイッチを操作してもイグニッションコイル14とアースとの接続が不安定となり、エンジンが停止できなくなる恐れがある。しかし、本発明では、接続端子22はファンガイド20に設けた第1リブ20eと第2リブ20fにより、樹脂カバー22bを介して押圧される。これにより、接続端子22はファンガイド20とイグニッションコイル端子14aと挟み込まれるため、エンジンの振動により接続端子21とイグニッションコイル端子14aが相対的に移動することを規制するように支持することができ、接続端子の磨耗を抑制することが可能となる。尚、本願においては、接続端子22とイグニッションコイル端子14aとの差し込み箇所周辺を接続部としており、支持手段により支持される箇所は必ずしも接続端子22の真上でなくてもよく、抜け止めの効果が十分に得られる範囲であればよい。
また、差し込み方向で離間して設けられる第1リブ20eと第2リブ20fにより接続端子22の付近を支持したことで、広い範囲を支持できるため安定性を向上できるとともに、第1リブ20eにより支持する箇所を第2リブ20fより細い箇所としたことで、接続端子22のイグニッションコイル端子14aからの抜け止めを確実にして耐久性をより向上させている。
また、電線17はイグニッションコイル14に接続する為の端子22を有し、端子22は合成樹脂の被膜で覆われており、支持手段は、合成樹脂の被膜を付勢可能なカバーから突出したリブ20e,20fとしたため、ファンガイド20のエンジン8側の面からリブを突出するだけの簡便な方法で、端子22を固定することができる。また、イグニッションコイル14は、エンジン作業機1の回転軸に接続された冷却ファン12と、冷却ファン12の外周面の一箇所にマグネット13を有し、冷却ファン12のマグネット13の回転により電力を発生するイグニッションコイル14からなり、冷却ファン12はシリンダを冷却するための冷却風を発生させる羽根を有し、ファンガイド20は冷却ファン12の冷却風の風路を形成したことにより、イグニッションコイル14を覆うファンガイド20が冷却ファン12の風路を形成しており、かつそのファンガイド20にリブ20e,20fまたは弾性体を取り付けるだけで、端子22の固定が可能となり部品点数の増加を抑制できる。
次に、本願発明の特徴の一つである給水ホースの接続構造について説明する。図7は、本願発明のエンジンカッタ1について、図1の視点と反対側からみた側面を示す図である。図7の側面においては、エンジンカッタ1の先端部には設けられたブレード2に対して、エンジン8の動力をブレード2に伝達する機構を収容したアーム34が示されており、エンジン8に接続されたプーリa31とブレード2に接続されたプーリb32をベルト33を介してブレード2を回転させる構造となっている。ブレードカバー3はハンドル3aを備え、アーム34にブレード2の回転中心を中心として回動可能に保持されている。アーム34にはベルト33の覆いとして先端側にアームカバー35が取り付けられている。アーム34とアームカバー35はフランジナット36によりエンジン8に保持されている。
エンジンカッタ1には、水道や可搬式のタンク等の水源に一端が接続されたホースの他端を接続する為のカプラ38と、水の供給を制御するためのバルブ39が設けられている。バルブ39は、ホースが接続された状態での取り回しを考慮してエンジンカッタ1の底面付近に設けられ、後方側からホースが接続される構造となっている。バルブ39には給水ホース40の一端が接続されている。給水ホース40の他端はブレードカバー3に設けられたノズル部41に接続されている。給水ホース40は可撓性を有する断面中空の一般的な樹脂ホースである。
図8はノズル部41の部分断面を示す図である。ノズル部41はノズルボルト42、ジョイント43、ナット44から構成されている。ノズル部41はブレード2を対称に、ブレードカバー3の両側面に配置されている。ジョイント43は、ノズルボルト42とナット44によりブレードカバー3に固定されている。一方の側面のジョイント43には給水ホース40の一端が取り付けられている。両側面のジョイント43はホース45により連結されている。給水ホース40とホース45はキャップ46によりジョイント43に固定されている。
ジョイント43に接続されたノズルボルト42は、ブレードカバー3の開口を貫通してブレード側に露出するよう配置されている。ジョイント43とノズルボルト42は内部が空洞になっており、給水源からの水はカプラ38、バルブ49、給水ホース40を通りノズル部41に到達し、ノズルボルト42の穴42aからブレード2に向けて放出される。
図9は図1のA−A線における給水ホース40の配置を示す拡大断面を示す図である。アーム34の先端には、回転軸であるスピンドル34cが回転可能に支持され、スピンドルには、一端にブレード2が装着され、他端にベルト33が巻回されるプーリ32が一体回転可能に固定されており、プーリ32とブレード2の間には、軸受を保持するスピンドル支持部34aがブレード2側に突出して設けられている。ブレードカバー3は、アーム34のスピンドル支持部34aの外周に弾性体34bを介して回動可能に保持されている。弾性体34bはリング状に形成された2部品からなり、ブレードカバー3の中央に形成された取付穴の縁部を挟持しており、これによりエンジン8の振動がブレードカバー3に直接伝達されないよう構成されている。給水ホース40はアーム34とブレードカバー3の隙間に配置されている。給水ホース40は、スピンドル支持部34aの外周に接することで支持されている。
図10はB−B線における給水ホース40の保持部を示す拡大断図である。ゴム製の一対のフロントフット50はエンジンカッタ1の両側面に配置されるようにフットホルダ51に取り付けられている。フットホルダ51はボルト52によりフロントハンドル4の底部に固定されている。フットホルダ51のアーム34側にはコの字状のリブ51aが配置されており、このリブ51aとフットホルダ51のフロントフット50を保持する外周部51bにより紙面鉛直方向に空洞51cを形成している。この空洞51cに給水ホース40を通すことにより、給水ホース40をフットホルダ51に保持可能としている。給水ホース40は、カプラ38とジョイント43との中間に位置するフットホルダ51で保持されることにより、重力による垂下や、ブレードカバー3を後方側に回動させた場合の撓みによる変形を抑制し、地面へ当接することを抑制できる。給水ホース40はブレードカバー3とアーム34の隙間に配置されるため、壁際などの切断作業をおこなっても給水ホース40が被削材に接触することを抑制でき、給水ホース40の断線を抑制することが可能である。
また、ブレードカバー3はブレード2の回転軸中心を中心として回動可能にアーム34に保持されている為、ブレードカバー3を回動させた場合、ブレードカバー3に取り付けたノズル部41も同様に回動することになる。図11に示すようにブレードカバー3を前進限位置に回動した場合、ノズル部41位置はバルブ39から最も離れた場所に位置することになる。給水ホース40の長さは図7の状態で十分な長さを確保する必要がある。しかし図7に示すようにブレードカバー3を後退限位置に回動した場合、ノズル部41の位置はバルブ39に最も近づくため、給水ホース40の長さが余ることになる。本願発明においては、給水ホース40は、ブレードカバー34とアーム34によって回転軸方向への移動が規制されるとともに、アーム34のスピンドル保持部34aによって撓み方向にもガイドされるため、ブレードカバー3が回動した場合であっても、スピンドル支持部34aに沿って給水ホース40の一部が支持され、ホース40の撓みによる作業性の悪化を抑制できる。さらに、給水ホース40はフットホルダ51の空洞51cにより周方向の移動を規制されるため、給水ホース40はフットホルダ51とアーム34間でなだらかな曲率で曲がることになる。これにより給水ホース40が水平面Hへ接近して接触することが抑制可能となる。
本発明のエンジン作業機では、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の改良や変形が可能である。例えばファンガイド20と一体で成型された第1リブ20eと第2リブ20fの代わりに、弾性体をファンガイド20のクランクケース9側の面に貼り付けることでも同様の効果を得ることが可能である。これによれば、ファンガイド20が取り付けられる際に、ファンガイド20と接続端子22との間で弾性体が圧縮されることで、接続端子22に付勢力が作用して支持力を高めることが可能となるとともに、カバーに弾性体を取付けるだけの簡便な方法で実現することができる。また、前述の弾性体を、第1リブ20eと第2リブ20fの構成と併用してもよく、リブの先端に弾性体を備えるようにしてもよい。上述の実施例では、クランクケース9にイグニッションコイル14を取り付けた場合について説明したが、シリンダ10にイグニッションコイル14を配置したエンジン作業機であっても良い。
また、エンジン作業機は、エンジンカッタだけに限定されずに、チェンソー、刈払機等の任意のエンジン作業機であっても良い。
また、本明細書に記載の発明のうち給水ホース40の接続構造を特徴とする発明においては、駆動源をエンジンとするものに限られず、例えば電動モータを駆動源とする電気カッタや電気チェンソー等であってもよく、その場合、電力源としてはAC(交流)電源によるものであっても、DC(直流)によるものであって電池を本体に搭載したものであってもよい。
1 エンジンカッタ、 2 ブレード、 3 ブレードカバー、 4 フロントハンドル、5 リアハンドル、 6 リコイルスタータ、 7 ノブ、 8 エンジン、 9 クランクケース、 10 シリンダ、 11 クランクシャフト、 12 冷却ファン、 13 マグネット、 14 イグニッションコイル、 14a イグニッションコイル端子、 15 点火プラグ、 16 高圧線 17 電線、 18 手動スイッチ、 19 アース線、 20 ファンガイド、 20a 穴、 20b 開口部、 20c 第1保持部、 20d 第2保持部、 20e 第1リブ 20f 第2リブ、 21 シリンダカバー、 22 接続端子、 22a 端子、 22b 樹脂カバー、 31 プーリa、 32 プーリb、 33 ベルト、 34 アーム、 35 アームカバー、 36 フランジナット、 37 スロットルレバー、 38 カプラ、 39 バルブ、 40 給水ホース、 41 ノズル部、 42 ノズルボルト、 42a 穴、 43 ジョイント、 44 ナット、 45 ホース、 46 キャップ、 50 フロントフット、 51 フットホルダ、 51a リブ 51b 外周部、 51c 空洞、 52 ボルト、 H 水平面

Claims (8)

  1. 点火プラグと、前記点火プラグに電圧を印加して放電させるイグニッションコイルを備え、前記イグニッションコイルを電線を介してアースと接続することで前記点火プラグの放電を停止するエンジンと、前記エンジンのクランクシャフトの出力を受けて作動する作業具と、前記エンジンに取り付けられて前記イグニッションコイルを覆う第一カバーと、を備えるエンジン作業機であって、
    前記イグニッションコイルは、前記クランクシャフトに接続されて冷却ファンが形成されたマグネトーに近接して前記エンジンに固定され、前記第一カバーは、前記エンジンに取り付けられた状態で、前記マグネトーを覆うとともに、中央に開口を有して前記冷却ファンにより生じた冷却風を取り込みながら前記冷却ファンの外周を覆って冷却風路の一部を形成するファンガイドとして作用し
    前記エンジンからみて前記第一カバーの外側に取り付けられ、前記第一カバーの前記開口を覆うとともに、外周側に複数の吸気口を有する第二カバーを更に備え、
    前記第一カバーは、前記電線の前記イグニッションコイルとの接続部と前記イグニッションコイルとの相対移動を規制するよう前記接続部を支持する支持手段を有前記第一カバーが前記エンジンに固定されることで、前記支持手段が前記接続部に作用することを特徴とするエンジン作業機。
  2. 前記支持手段は、前記第一カバーの前記エンジン側の面から突出する突出部である、ことを特徴とする請求項1に記載のエンジン作業機。
  3. 前記電線の接続部はイグニッションコイルに接続する為の端子であり、前記端子は合成樹脂の被膜で覆われており、前記支持手段は、前記エンジンに取り付けられた状態で前記突出部により前記被膜を押圧する、ことを特徴とする請求項2に記載のエンジン作業機。
  4. 前記支持手段は、前記接続部と前記第一カバーとの間に挟持される弾性体であることを特徴とする請求項1に記載のエンジン作業機。
  5. 前記支持手段は、前記接続部の接続方向に離間して複数設けられる、ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載のエンジン作業機。
  6. 前記支持手段は、前記第一カバーの前記エンジン側に有し、
    前記第一カバーは、前記第二カバー側に、前記電線を保持する第二の支持手段を有する、ことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載のエンジン作業機。
  7. 前記電線は、前記イグニッションコイルと前記アースとの間に、接続状態を切り替えるスイッチを備えることを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか一項に記載のエンジン作業機。
  8. 前記イグニッションコイルは、前記クランクシャフトの前記作業具への出力側の他端側に配置され、前記エンジンの後方側に設けられて前記エンジンの駆動を制御する操作レバーを備えるリアハンドルと、前記エンジンの前方側に設けられるフロントハンドルとを備えることを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか一項に記載のエンジン作業機。
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