JP6819507B2 - エンジン作業機 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンを動力源とする作業機に関するものである。

エンジンを動力源とする各種作業機（例えば、チェーンソー，刈払機，送風機，ヘッジトリマ）が知られている。これらエンジン作業機には、排気ガスが放出される際の音（排気音）を低減させる等の目的でマフラが装備される。マフラは、その内部を高音・高圧の排気ガスが通過するため高温となる。そこで、作業者が高温のマフラ表面に触れることがないように、マフラの周囲を覆うカバー（マフラカバー）が設けられるのが通常である。かかる目的を有するマフラカバーは、少なくともマフラの側面及び上面を覆う略箱形の形状を有することが多い。

特開２０１３−２２７９１８号公報

上記のように、マフラはその略全体がマフラカバーによって覆われている。一方、エンジン停止後もマフラはしばらく高温状態のままとなる。このため、マフラカバー内に熱がこもり、マフラ及びマフラカバーのみでなく、その周囲の温度も上昇する。通常、マフラやマフラカバーの周囲にはキャブレタや燃料タンクが配置されており、マフラカバー内にこもった熱の影響でキャブレタ内や燃料タンク内の燃料の温度が上昇すると、始動性が悪化したり、燃料が気化したりするおそれがある。そこで、多くのマフラカバーには、内部の熱を逃がすために複数の開口部が設けられる。

ここで、マフラから発せられる熱で当該マフラの周囲の空気の温度が上昇すると、マフラとマフラカバーとの間の空間内で空気の自然対流が発生する。つまり、高温の空気がマフラとマフラカバーとの間の空間内を上昇する。このため、マフラカバー内にこもった熱を効率良く逃がすためには、マフラカバーの上面に開口部を設けることが好ましい。

しかし、マフラカバーの上面に開口部を設けると、当該開口部からマフラカバー内に異物が入り込み易くなるという新たな問題が発生する。例えば、エンジン作業機の一例であるチェーンソーの場合、その使用中に大量の木粉や木屑が周囲に飛散する。よって、マフラカバーの上面に開口部が設けられていると、周囲に飛散した木粉や木屑が開口部からマフラカバー内に入り込み易くなる。また、エンジン作業機の他の一例である刈払機やヘッジトリマの場合、切断された枝葉がマフラカバー上面に設けられた開口部からマフラカバー内に入り込み易くなる。

本発明の目的は、マフラカバー内への異物の侵入を抑止しつつ、マフラカバー内の熱を効率良く排出することである。

本発明のエンジン作業機は、動力源であるエンジンから排出される排気ガスが通過するマフラと、前記マフラを覆うマフラカバーと、前記マフラカバーの上面部に設けられた複数の開口部と、前記マフラカバーの前記上面部から立ち上がり、前記複数の開口部を取り囲む壁部と、を有する。

本発明によれば、マフラカバー内への異物の侵入を抑止しつつ、マフラカバー内の熱を効率良く排出することができる。

本発明が適用されたチェーンソーの一例を示す斜視図である。 図１に示されるチェーンソーの側面図である。 図１に示されるチェーンソーの平面図である。 図２中のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図２中のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 マフラカバーが外された状態の図１に示されるチェーンソーの側面図である。 マフラカバーの斜視図である。 マフラカバーの側面図である。 マフラカバーの断面図である。 マフラカバーの部分平面図である。 風窓が設けられたマフラカバーの側面図である。

以下、本発明が適用されたエンジン作業機の一例について説明する。本実施形態に係るエンジン作業機は、樹木の伐採等に用いられるチェーンソーである。

図１〜図３に示されるように、本実施形態に係るチェーンソー１は、本体２と、本体２から突出するガイドバー（「チェーンバー」と呼ばれることもある。）３と、ガイドバー３に掛け回されたソーチェーン４（図３では省略されている。）と、を有する。以下の説明では、本体２に対するガイドバー３の突出方向を「前方」、本体２に対するガイドバー３の突出方向と反対方向を「後方」と定義する。つまり、図２，図３の紙面右側を「前方」、紙面左側を「後方」と定義する。また、図２の紙面上側を「上方」、紙面下側を「下方」と定義し、図３の紙面上側を「左方（左側）」、紙面下側を「右方（右側）」と定義する。

図４，図５に示されるように、本体２は、動力源としてのエンジン５と、減速機構を介してエンジンによって回転駆動されるスプロケット（不図示）と、を備えている。ガイドバー３（図２）は、スプロケットと略同一の平面上に配置されており、ガイドバー３に掛け回されているソーチェーン４（図２）の後端部はスプロケットに掛け回されている。すなわち、ソーチェーン４は、スプロケットとガイドバー３とに亘って掛け回されており、スプロケットが回転駆動されると、ガイドバー３の外周部に沿ってソーチェーン４が回動する。作業者は、回動するソーチェーン４を樹木などの対象物に押し当てることによって、対象物を切断したり、削ったりすることができる。

図１〜図３に示されるように、本体２には第１グリップ７および第２グリップ８が設けられている。また、第２グリップ８の前方には、ブレーキレバー９が設けられている。後方に向かって延びている第１グリップ７にはエンジン５（図４，図５）の回転数をコントロールするためのスロットルトリガ７ａが設けられている。作業者によってスロットルトリガ７ａが操作されると、その操作量に応じてエンジン５の回転数が増減し、これに伴ってソーチェーン４の回動速度が変化する。第２グリップ８及びブレーキレバー９は、本体２を左右に横断するように延びている。通常、作業者は、右手で第１グリップ７を握り、左手で第２グリップ８を握って作業を行う。また、第１グリップ７を握っている右手の人差し指でスロットルトリガ７ａを操作する。ブレーキレバー９はキックバッグ等が発生した際にソーチェーン４を緊急停止させるための安全装置である。ブレーキレバー９が後方に引かれるとブレーキが解除され、ブレーキレバー９が前方に押されるとブレーキが作動してソーチェーン４が急停止される。

ガイドバー３は、固定機構によって本体２に取り付けられているとともに、調整機構によって本体２に対して進退される。ここで、“ガイドバー３が本体２に対して進退する”とは、ガイドバー３が本体２に対して前進および後退することを意味する。ガイドバー３が本体２に対して前進すると、ガイドバー３とスプロケットとの間の距離が拡大し、両者に亘って掛け回されているソーチェーン４に作用する張力が増大する。一方、ガイドバー３が本体２に対して後退すると、ガイドバー３とスプロケットとの間の距離が縮小し、両者に亘って掛け回されているソーチェーン４に作用する張力が減少する。すなわち、調整機構によってガイドバー３を本体２に対して進退させることにより、ソーチェーン４の張り具合（テンション）を調節することができる。尚、ガイドバー３の後部にはガイドバー３の長手方向に沿って延びる長穴が形成されており、この長穴による案内に従ってガイドバー３が進退移動する。

図４，図５に示されるように、本体２には、エンジン５に供給される燃料を貯留する燃料タンク１０と、エンジン５によって回転駆動される冷却ファン１１と、エンジン５から排出される排気ガスが通過するマフラ１２と、が設けられている。燃料タンク１０はエンジン５の前方に配置され、冷却ファン１１はエンジン５の左側方に配置され、マフラ１２はエンジン５の右側方に配置されている。より具体的には、図４に示されるように、冷却ファン１１は、エンジン５のクランクケース５ａの左側方に配置されており、マフラ１２は、エンジン５のシリンダ５ｂの右側方に配置されている。また、冷却ファン１１は、複数の吸気口が形成されたファンケース１１ａによって覆われている。

図１等に示されるように、本体２の上面には、燃料供給口を開閉する燃料キャップ１３が設けられている。燃料タンク１０（図４）に燃料を補充する際には、燃料キャップ１３を取り外して燃料供給口を開放し、開放された燃料供給口に燃料を注ぎ入れる。燃料供給口に注ぎ入れられた燃料は、所定の流路を通って燃料タンク１０に流入する。

図４，図５に示されるエンジン５が始動すると、スプロケットが回転駆動されると同時に冷却ファン１１も回転駆動される。冷却ファン１１が回転すると、本体２の内部（図３等に示されるハウジング４２の内部）に、矢印によって模式的に示した気流（冷却風）が発生し、エンジン５及びマフラ１２が冷却される。

図４，図５に示されるように、マフラ１２は略箱形の形状を有し、その内部には触媒１４が収容されている。エンジン５のシリンダ５ｂと対向するマフラ１２の左側面には、シリンダ５ｂの排気ポートに接続される排ガス入口が設けられており、この排ガス入口を通してエンジン５から排出される排気ガスがマフラ１２内に流入する。マフラ１２の内部には邪魔板（バッフルプレート）によって仕切られた複数の空間を経由する排ガス流路が設けられている。マフラ１２内に流入した排気ガスは、複雑な排ガス流路を通過する過程で段階的に膨張し、圧力及び温度が低下する。排ガス流路を通過した排気ガスは、マフラ１２の右側面に設けられている複数の排ガス出口から外部に放出される。図６に示されるように、本実施形態におけるマフラ１２には３つの排ガス出口１５ａ，１５ｂ，１５ｃが設けられている。これら排ガス出口１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、上下方向の向きに関しては一致しているが、前後方向の向きに関しては一致していない。具体的には、排ガス出口１５ｃは前方に向かって傾斜している一方、排ガス出口１５ａ，１５ｂは後方に向かって傾斜している。

図１等に示されるように、本体２には、マフラ１２を覆う合成樹脂製のマフラカバー２０が設けられている。図７，図８に示されるように、マフラカバー２０は、対向する右側部２１及び左側部２２と、対向する前面部２３及び背面部２４と、対向する上面部２５及び底面部２６と、を有し、全体として略箱形の形状を有する。図１等に示されるように、マフラカバー２０は、その左側部２２（図７）がハウジング４２と対向する向きでハウジング４２の側面４２ａ（図３）に装着されてマフラ１２を覆っている。この結果、排ガス出口１５ａ，１５ｂ，１５ｃ（図６）が設けられているマフラ１２の右側面とマフラカバー２０の右側部２１（図７）とが対向している。同様に、マフラ１２の前面とマフラカバー２０の前面部２３、マフラ１２の背面とマフラカバー２０の背面部２４、マフラ１２の上面とマフラカバー２０の上面部２５、マフラ１２の底面とマフラカバー２０の底面部２６、がそれぞれ対向している。また、図４，図５に示されるように、マフラ１２の各面とこれに対向するマフラカバー２０の各部の内面との間には空間（隙間）２７が存在している。

図７に示されるように、マフラカバー２０の各部には複数の開口部が設けられている。具体的には、マフラカバー２０の上面部２５には複数の第１開口部３１が設けられており、マフラカバー２０の右側部２１，前面部２３及び背面部２４には、それぞれ複数の第２開口部３２が設けられている。複数の第２開口部３２の中で開口面積が最大である第２開口部３２ａは、マフラカバー２０の右側部２１と底面部２６とに跨っている。また、複数の第２開口部３２の中で開口面積が２番目に大きい第２開口部３２ｂも、マフラカバー２０の右側部２１と底面部２６とに跨っている。マフラ１２の排ガス出口１５ａ，１５ｂ（図６）から放出される排気ガスは、主に第２開口部３２ａを通ってマフラカバー２０の外に排出され、排ガス出口１５ｃ（図６）から放出される排気ガスは、主に第２開口部３２ｂを通ってマフラカバー２０の外に排出される。

さらに、隣接する第２開口部３２の間にはルーバー状のリブ３３が形成されている。これらリブ３３は、マフラカバー２０の外に排気ガスをスムーズに排出させる整流効果と、マフラカバー２０の強度を高める補強効果と、を奏する。

図９，図１０に示されるように、本実施形態では、マフラカバー２０の上面部２５に、平面視において略長方形の５つの第１開口部３１が設けられている。これら５つの第１開口部３１は、前後方向に沿って一列に並んでおり、隣接する第１開口部３１の間にはリブ３４が設けられている。

図９に示されるように、マフラカバー２０には、上面部２５の周縁２５ａから立ち上がる壁部４０が一体成形されている。図７，図１０に示されるように、壁部４０は、平面視において略コ字形に形成されており、複数の第１開口部３１を城壁のように取り囲んでいる。具体的には、複数の第１開口部３１を三方（前方、左方及び後方）から取り囲んでいる。図９に示されるように、上面部２５に対する壁部４０の高さ（Ｈ１，Ｈ２）は約１０ｍｍである。壁部４０は、ハウジング４２の側面４２ａの法線方向、つまり左右方向において、第１開口部３１を挟んで側面４２ａと反対側（左方）には設けられているが、第１開口部３１よりも側面４２ａ側（右方）には設けられておらず、ハウジング４２の一部が壁部４０の役割を果たしている。また、第２グリップ８はハウジング４２の側面４２ａからマフラカバー２０上へと突出する突出部となっている。

既述のとおり、図４に示されるエンジン５が始動すると、エンジン５を冷却する冷却ファン１１が回転し、本体２の内部（ハウジング４２の内部）に、矢印によって模式的に示される気流（冷却風）が生成され、エンジン５及びマフラ１２が冷却される。このとき、図５に示されるように、エンジン５の周囲を通過した冷却風の少なくとも一部は、その後にマフラ１２とマフラカバー２０との間の空間２７を通過し、第１開口部３１からマフラカバー２０の外に流出する。また、エンジン５の周囲を通過した冷却風の一部は、マフラ１２とマフラカバー２０との間の空間２７を通過して第１開口部３１からマフラカバー２０の外に流出し、冷却風の他の一部は、マフラ１２とマフラカバー２０との間の空間２７を通過して第２開口部３２からマフラカバー２０の外に流出する。

上記のように、エンジン５の運転中は、主に冷却ファン１１によって生成される冷却風によってエンジン５及びマフラ１２が冷却される。しかし、エンジン５が停止すると冷却ファン１１も同時に停止する一方、マフラ１２はその後しばらくの間は高温状態のままとなる。よって、マフラ１２から発せられる熱によってマフラ１２の周囲の空気の温度が上昇し、マフラ１２とマフラカバー２０との間の空間２７内で空気の自然対流が発生する。つまり、高温の空気がマフラ１２とマフラカバー２０との間の空間２７内を上昇する。マフラ１２とマフラカバー２０との間の空間２７内を上昇した高温の空気は、マフラカバー２０の上面部２５に設けられている第１開口部３１を通ってマフラカバー２０の外に流出する。

以上のように、本実施形態に係るチェーンソー１では、マフラカバー２０の上面部２５に複数の第１開口部３１が設けられているので、マフラカバー２０内に高温の空気が滞留することがなく、マフラカバー２０内に熱がこもることもない。さらに、マフラカバー２０には、複数の第１開口部３１が設けられている上面部２５から立ち上がり、これら複数の第１開口部３１を取り囲む壁部４０が設けられており、第１開口部３１からの異物の侵入が抑制されている。一方、マフラカバー２０の上面部２５に複数の第１開口部３１を設けると、これら第１開口部３１が設けられていない状態との対比では、マフラカバー２０の上面部２５の強度が低下する。特に、隣接する第１開口部３１の間に形成される細いリブ３４（図９）は脆弱になりやすい。しかし、本実施形態では、第１開口部３１及びリブ３４がマフラカバー２０の上面部２５から立ち上がる城壁のような壁部４０よって取り囲まれている。よって、マフラカバー２０の上面部２５に伐採された枝や飛散した木片などが直接ぶつかる可能性や、運搬中にマフラカバー２０の上面部２５をどこかにぶつける可能性などが低減される。また、第１開口部３１の間に設けられるリブ３４は、第１開口部３１を通って上昇する高温の空気に周囲が覆われるため高温になりやすい。一方、壁部４０の内側に第１開口部３１が設けられるものの、壁部４０の両側が高温の空気に覆われるわけではなく、壁部４０の温度はリブ３４の温度よりも低い。壁部４０の方がリブ３４よりも上面部２５の法線方向における突出量が大きいため、切断された木片等がリブ３４に接触する可能性が低減され、被切断物が温度による影響を受けることが抑制される。尚、ハウジング４２の一部も壁部４０と同様の役割を果たすため、壁部４０は第１開口部３１から見てハウジング４２とは異なる方向となる三方のみあればよく、このように構成することで壁部４０の一部を省略でき構造を簡略化できる。

本発明は上記実施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、上記実施形態では、壁部４０がマフラカバー２０に一体成形されていた。しかし、マフラカバー２０とは別体の壁部４０をマフラカバー２０に取り付けてもよい。壁部４０はマフラカバー２０の上面部２５に対して垂直に立ち上がっていてもよく、斜めに立ち上がっていてもよい。もっとも、マフラカバー２０の上面部２５に覆い被さるように壁部４０を内向きに傾斜させると、第１開口部３１からの異物の侵入をより効果的に防止することができる。

また、壁部４０は、複数の第１開口部３１を二方又は四方から取り囲んでいてもよい。図１１に示されるように、壁部４０に、当該壁部４０を貫通する複数の風窓４１を設けてもよい。図示されているような風窓４１を設けることにより、第１開口部３１を通してマフラカバー２０の外に流出した空気を素早く周囲に拡散させることができる。

１ チェーンソー
２ 本体
３ ガイドバー
４ ソーチェーン
５ エンジン
５ａ クランクケース
５ｂ シリンダ
７ 第１グリップ
７ａ スロットルトリガ
８ 第２グリップ
９ ブレーキレバー
１０ 燃料タンク
１１ 冷却ファン
１１ａ ファンケース
１２ マフラ
１３ 燃料キャップ
１４ 触媒
１５ａ、５ｂ，１５ｃ 排ガス出口
２０ マフラカバー
２１ 右側部
２２ 左側部
２３ 前面部
２４ 背面部
２５ 上面部
２５ａ 周縁
２６ 底面部
２７ 空間
３１ 第１開口部
３２，３２ａ，３２ｂ 第２開口部
３３、３４ リブ
４０ 壁部
４１ 風窓
４２ ハウジング
４２ａ 側面

Claims (7)

1. エンジンを動力源とするエンジン作業機であって、
   前記エンジンの一部を覆うハウジングと、
   前記エンジンから排出される排気ガスが通過するマフラと、
   前記マフラを覆い、上面部が前記ハウジングの側面に対して交差する方向に延びるように、前記ハウジングに固定されるマフラカバーと、
   前記マフラカバーの前記上面部に設けられた複数の開口部と、
   前記マフラカバーの前記上面部から立ち上がり、前記ハウジングの前記側面との間に前記複数の開口部を挟むように設けられる壁部と、を有するエンジン作業機。
2. 前記壁部は、前記マフラカバーと一体成形され、前記マフラカバーの前記上面部の周縁から立ち上がっている、請求項１に記載のエンジン作業機。
3. 前記壁部が前記複数の開口部を三方から取り囲んでいる、請求項１又は２に記載のエンジン作業機。
4. 前記壁部に、当該壁部を貫通する風窓が設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のエンジン作業機。
5. 前記エンジンを冷却する冷却ファンを有し、
   前記冷却ファンの回転によって生成された冷却風の少なくとも一部は、前記エンジンの周囲を通過した後に前記マフラと前記マフラカバーとの間の空間を通過し、前記開口部から前記マフラカバーの外に流出する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のエンジン作業機。
6. 前記ハウジングの前記側面から前記開口部の側へ突出する突出部を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のエンジン作業機。
7. エンジンを動力源とするエンジン作業機であって、
   前記エンジンから排出される排気ガスが通過するマフラと、
   前記マフラを覆うマフラカバーと、
   前記マフラカバーの上面部に設けられた複数の開口部と、
   前記マフラカバーの前記上面部から立ち上がり、前記複数の開口部を取り囲む壁部と、を有し、
   前記壁部に、当該壁部を貫通する風窓が設けられている、エンジン作業機。

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