JP7041247B2 - 汎用エンジン - Google Patents

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Description

本発明は、汎用エンジンに関する。
従来、例えば刈払機のような小型作業機の駆動源として用いられる汎用エンジンが知られている(例えば、特許文献1参照)。このような刈払機では、先端にブレードが取り付けられたドライブシャフトの基端に、汎用エンジンが取り付けられる。
特開2017-53233号公報
ところで、刈払機のような小型作業機では、小型でありながらも高出力な汎用エンジンが求められる。しかしながら、高出力化すると発生する熱量も増大するところ、従来の汎用エンジンではエンジン本体を十分冷却できていないのが現状であり、冷却構造に改善の余地があった。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、十分な冷却機能を有する汎用エンジンを提供することにある。
(1) 本発明は、シリンダ(例えば、後述のシリンダ11)に接続された排気系部品(例えば、後述の排気系部品13,排気ポート131,キャニスターマフラ132,排気バルブ133,排気バルブガイド134)を有するエンジン本体(例えば、後述のエンジン本体10)と、前記エンジン本体を冷却する冷却機構(例えば、後述の冷却機構9)と、を備える汎用エンジン(例えば、後述の汎用エンジン1)であって、前記冷却機構は、回転することで冷却風を発生させる冷却ファン(例えば、後述の冷却ファン90)と、前記冷却ファンの回転により発生した冷却風を吹き出す吹き出し部(例えば、後述の吹き出し部92)と、前記吹き出し部から吹き出された前記冷却風を、前記シリンダ及び前記排気系部品に向けて誘導するエアガイド(例えば、後述のエアガイド93)と、を備える、汎用エンジンを提供する。
(1)の発明では、エンジン本体を冷却する冷却機構として、回転することで冷却風を発生させる冷却ファンと、冷却ファンの回転により発生した冷却風を吹き出す吹き出し部と、吹き出し部から吹き出された冷却風をシリンダ及び排気系部品に向けて誘導するエアガイドと、を設ける。これにより、冷却ファンの回転により生じた冷却風を、吹き出し部からシリンダ及び排気系部品に向けて効率良く誘導することができる。そのため、汎用エンジンの高出力化に伴い高熱化し易いシリンダ及び排気系部品を効率良く冷却できる。
(2) (1)の発明において、前記エアガイドは、前記冷却ファンの上方に配置され、屈曲部(例えば、後述の屈曲部933)が前記排気系部品側に向いた状態で前記吹き出し部に向かって延びる断面略L字状のエアガイド本体(例えば、後述のエアガイド本体931)と、前記エアガイド本体を前記エンジン本体側に固定する固定部(例えば、後述の固定部932)と、を有することが好ましい。
(2)の発明では、吹き出し部から吹き出された冷却風をシリンダ及び排気系部品に向けて誘導するエアガイドを、冷却ファンの上方に配置され、屈曲部が前記排気系部品側に向いた状態で吹き出し部に向かって延びる断面略L字状のエアガイド本体と、エアガイド本体をエンジン本体側に固定する固定部と、を含んで構成する。これにより、吹き出し部から吹き出された冷却風を確実にシリンダ及び排気系部品に向けて誘導でき、シリンダ及び排気系部品を効率良く冷却できる。
(3) (1)又は(2)の発明において、前記吹き出し部は、内側に突出して形成され前記エアガイドに向けて前記冷却風を指向させる凸部(例えば、後述の凸部921)を有することが好ましい。
(3)の発明では、吹き出し部において、内側に突出して形成されエアガイドに向けて冷却風を指向させる凸部を設ける。これにより、冷却風は、吹き出し部から吹き出される際に凸部によってエアガイドに向けて指向される。そのため、吹き出し部から吹き出された冷却風をより確実にシリンダ及び排気系部品に向けて誘導でき、シリンダ及び排気系部品をより効率良く冷却できる。
本発明によれば、十分な冷却機能を有する汎用エンジンを提供できる。
本発明の一実施形態に係る汎用エンジンの前方斜視図である。 本発明の一実施形態に係る汎用エンジンの後方斜視図である。 本発明の一実施形態に係る汎用エンジンの正面図である。 本発明の一実施形態に係る汎用エンジンの背面図である。 本発明の一実施形態に係る汎用エンジンの平面図である。 本発明の一実施形態に係る汎用エンジンの第1縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る汎用エンジンの第2縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る汎用エンジンの第3縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る汎用エンジンの第1横断面図である。 本発明の一実施形態に係る汎用エンジンの第2横断面図である。
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係る汎用エンジン1の前方斜視図である。図2は、本実施形態に係る汎用エンジンの後方斜視図である。図3は、本実施形態に係る汎用エンジンの正面図である。図4は、本実施形態に係る汎用エンジンの背面図である。図5は、本実施形態に係る汎用エンジンの平面図である。図6は、本実施形態に係る汎用エンジン1の第1縦断面図である。図7は、本実施形態に係る汎用エンジン1の第2縦断面図である。図8は、本実施形態に係る汎用エンジン1の第3縦断面図である。図9は、本実施形態に係る汎用エンジン1の第1横断面図である。図10は、本実施形態に係る汎用エンジン1の第2横断面図である。
ここで、図8の第3縦断面図は、図7の第2縦断面図よりもトップカバー2の前面22側における縦断面図であり、図7の第2縦断面図は、図6の第1縦断面図よりもトップカバー2の前面22側における縦断面図である。また、図10の第2横断面図は、図9の第1横断面図よりも下方における横断面図である。図6は部分縦断面図であり、図9は部分横断面図である。
なお、汎用エンジンとは、自動車用や2輪車用等のように、用途が特定されていない多目的エンジンを意味する。
本実施形態に係る汎用エンジン1は、例えば刈払機のような小型作業機の駆動源として用いられる。汎用エンジン1は、小型に見えるにも関わらず従来よりも高馬力の4ストロークエンジンである。汎用エンジン1は、360度傾斜させても運転が可能であり、刈払機のような手持ち作業機の駆動源として好適である。刈払機に用いられる場合、汎用エンジン1は、先端にブレードが取り付けられたドライブシャフトの基端に取り付けられる。
汎用エンジン1は、エンジン本体10と、冷却機構9と、トップカバー2、ボトムカバー3及びインナーカバー25を含んで構成されるシュラウド4と、燃料タンク5と、エアクリーナ6と、リコイルスタータ7と、タンクガード51と、給油キャップ52と、燃料チューブ53と、燃料戻しチューブ54と、遠心クラッチ8と、を備える。
エンジン本体10は、シリンダブロック14と、シリンダブロック14に連結されるクランクケース16と、を有する。シリンダブロック14には、シリンダ11及びシリンダヘッド15が一体形成されている。シリンダ11は、ピストン110を摺動自在に収納し、ピストン110はクランクシャフト17に連結されている。シリンダ11には、点火プラグ140と、吸気ポート121を有する吸気系部品12と、排気ポート131、キャニスターマフラ132、排気バルブ133、排気バルブ133を支持する排気バルブガイド134等を有する排気系部品13が接続される。クランクケース16は、クランクシャフト17を支持する。
冷却機構9は、エンジン本体10を冷却するための冷却風を供給する。この冷却機構9については、後段で詳述する。
トップカバー2は、汎用エンジン1の上部に配置され、エンジン本体10(シリンダブロック14やクランクケース16等)の上部を覆うカバーである。トップカバー2は、底面が開口した略ドーム状のカバーであり、シリンダ11及びシリンダヘッド15が一体形成されたシリンダブロック14等を覆うように形成される。また、汎用エンジン1の両側方のうちの一方(図では左側方)には、排気ポート131やキャニスターマフラ132が収容配置されており、トップカバー2はこれらを覆うように形成されている。なお、キャニスターマフラ132は、後述する燃料タンク5とエンジン本体10との間に配置され、熱膨張した気化燃料を一次的に取り込んで減圧することで蒸散を防ぐとともに、排気が外部へ排出される際に発生する音(排気音)や吸気管に空気が吸い込まれる際に発生する音(吸気音)を低減する。
トップカバー2には、通気口が複数形成されている。具体的には、上面通気口2aと、側面通気口2bと、背面通気口2cが形成されている。これら上面通気口2a、側面通気口2b及び背面通気口2cは、エンジン本体10、特にシリンダ11や排気系部品13から生じる熱の放出に利用される。また、後述する冷却ファン90からの冷却風が、エンジン本体10等の冷却に利用された後、これら複数の通気口から放出される。
上面通気口2aは、上記排気系が配置される汎用エンジン1の左側方において、後述するブリッジ部20の外側面を構成する外側面部203に形成されている。上面通気口2aは、外側から内側に向かって斜め上方向に延びる複数の切欠きで構成される。
側面通気口2bは、上記排気系が配置される汎用エンジン1の左側面24に形成されている。側面通気口2bは、左側面24の背面側において前後方向に延びる複数の切欠きで構成される。
背面通気口2cは、トップカバー2の背面23の広範囲に亘って形成されている。背面通気口2cは、左右方向に延びて長さの異なる複数の切欠きで構成される。
また、トップカバー2の上面21には、一対のブリッジ部20,20が対向配置されるように形成されている。これら一対のブリッジ部20,20は、トップカバー2の上面21の中央部に対して互いに対称な形状を有している。一対のブリッジ部20,20は、トップカバー2の上面21から突出するように形成されており、トップカバー2の頂部を構成する。また、これら一対のブリッジ部20,20は、トップカバー2の前面22から上面21を通って背面23まで連続して延びている。即ち、これら一対のブリッジ部20,20により、トップカバー2の前面22と背面23は橋掛けされている。
一対のブリッジ部20,20はそれぞれ、その表面を構成する表面部201と、表面部201と汎用エンジン1の上面21とを繋ぐ内側面を構成する内側面部202及び外側面を構成する外側面部203と、を有する。これら一対のブリッジ部20,20は、図5に示すように汎用エンジン1の平面視で、略平行に対向配置されている。
各ブリッジ部20の表面を構成する表面部201は、トップカバー2の前面22と段差無く連続しており、また、トップカバー2の背面23とも段差無く連続している。表面部201は、汎用エンジン1の正面視で、上方ほど幅が狭い先細りの形状を有している。同様に、汎用エンジン1の背面視でも、上方ほど幅が狭い先細りの形状を有している。そのため、図5に示すように汎用エンジン1の平面視で、一対のブリッジ部20,20は、前面22側ほど幅寸法が大きくなっており、同様に背面23側ほど幅寸法が大きくなっている。これにより、汎用エンジン1の高出力化によって大型化し、横幅が大きくなった場合であっても、一対のブリッジ部20,20により視線が縦方向に誘導される結果、全体としてシャープでスリムな印象となり、小さく見えるようになっている。
また、各ブリッジ部20の表面を構成する表面部201は、汎用エンジン1の正面視で、外側に向かうに従い下方に傾斜している。即ち、一対のブリッジ部20,20の表面部201,201は、内側ほど上方に位置し、外側ほど下方に位置している。これにより、汎用エンジン1の上下を逆にして載置した場合には、一対のブリッジ部20,20の表面部201,201の両内側部分が優先的に設置面に接するため、一対のブリッジ部20,20が支持部として機能し、安定した姿勢が確保される。同時に、汎用エンジン1の上面21が設置面に直接接することがなく設置面積が小さくなり、上面21に傷が付くのが抑制され、上面21に付されるラベルの保護が可能となっている。
各ブリッジ部20の表面とトップカバー2の上面21とを繋ぐ内側面を構成する内側面部202は、汎用エンジン1の正面視で、汎用エンジン1の上面21からブリッジ部20の表面に向かうに従い外側に傾斜している。即ち、一対のブリッジ部20,20の内側面部202,202は、トップカバー2の上面21から各ブリッジ部20の表面に向かうに従い互いに離隔するように形成されている。これにより、汎用エンジン1を上下逆にした状態で載置した場合に、支持部として機能する一対のブリッジ部20,20に外側方向の力が作用する結果、より安定した姿勢が確保される。
各ブリッジ部20の表面とトップカバー2の上面21とを繋ぐ外側面を構成する外側面部203は、外側ほど下方に傾斜している。これにより、より一層シャープでスリムな外観形状が得られるようになっている。
ボトムカバー3は、汎用エンジン1の下部に配置され、エンジン本体10の下部を覆うカバーである。ボトムカバー3は、汎用エンジン1の正面視で略半円状のカバーであり、クランクシャフト17に連結されて回転するフライホイール910に設けられた冷却フィン91や上記シリンダブロック14に連結されるクランクケース16等を覆うように形成される。なお、フライホイール910は、回転中の慣性を利用して、シリンダ数の少ない汎用エンジン1の円滑な低速回転を可能とする。本実施形態では、このフライホイール910の周縁部に複数の冷却フィン91が形成され、これにより冷却ファン90が構成されている。
ボトムカバー3の前面側には、図示しない刈払機のドライブシャフトが連結される連結孔30が形成されている。この連結孔30内には、ドライブシャフトをクランクシャフト17の回転速度の増減のみで接続又は遮断する遠心クラッチ8が配置されており、ドライブシャフトはこの遠心クラッチ8を介してクランクシャフト17に接続される。なお、遠心クラッチ8は、クランクシャフト17とともに回転するクラッチシュー81が遠心力によってドライブシャフト上のクラッチドラムへ押し付けられることでトルクが伝達され、クランクシャフト17の回転速度が下がって遠心力が弱くなるとばね82の復元力によってクラッチシュー81がクラッチドラムから離れることでトルク伝達が遮断される。
以上説明したように、トップカバー2、ボトムカバー3及びインナーカバー25を含んで構成されるシュラウド4は、シリンダ11及びシリンダヘッド15が一体形成されたシリンダブロック14と、このシリンダブロック14に連結されるクランクケース16と、を含んで構成されるエンジン本体10を覆うように形成されている。シュラウド4は、樹脂部材で構成され、エンジン本体10にボルトで固定されている。このシュラウド4の形状が、汎用エンジン1の外観形状を主として構成する。
燃料タンク5は、汎用エンジン1の下部に配置される。燃料タンク5は、汎用エンジン1の下部全体を構成し、汎用エンジン1の正面視で略円弧状に延びている。
燃料タンク5には、汎用エンジン1の両側方のうちエアクリーナ6が配置される吸気側の側方(図では右側方)に、燃料供給口を塞ぐ給油キャップ52と、燃料をエンジン本体に供給する燃料チューブ53と、燃料を燃料タンク5に循環させる燃料戻しチューブ54が配置されている。
燃料タンク5の背面側には、燃料タンク5の背面側を覆い、汎用エンジン1の左右方向の中央部分において上下方向に延びる板状の保護部材であるタンクガード51が配置されている。このタンクガード51には、リコイルスタータ7を取り付けるための取付孔51aが形成されている。なお、リコイルスタータ7は、グリップ71の他に図示しないプーリやプーリに巻き付けられグリップ71に接続されたロープ等を含んで構成され、ユーザによるグリップ71の操作によってクランクシャフト17に回転力を与えて汎用エンジン1を始動させる。
汎用エンジン1の両側方のうち吸気側の側方(図では右側方)には、エアクリーナ6が配置されている。エアクリーナ6は、気化器61の上流側に連結されており、吸気を浄化する。
次に、本実施形態に係る汎用エンジン1の冷却機構9について、図6~図10を参照して詳しく説明する。
本実施形態の冷却機構9は、冷却ファン90と、吹き出し部92と、エアガイド93と、を有する。
冷却ファン90は、上述したようにフライホイール910の周縁部に複数の冷却フィン91が形成されることで構成される。この冷却ファン90は、クランクシャフト17の回転により該クランクシャフト17と同軸配置されたフライホイールが一体回転することにより回転し、冷却風を発生させる。
吹き出し部92は、冷却ファン90の回転により発生した冷却風を、汎用エンジン1内に吹き出す。吹き出し部92は、冷却ファン90の吸気側の側方(図では右側方)に配置されている。吹き出し部92は、冷却風が流通する通路となっており、吹き出し部92の内部には、内側に突出することでエアガイド93に向けて冷却風を指向させる凸部921が形成されている。より詳しくは、凸部921は、吹き出し部92を構成する通路出口の外周部において、内側に向かって突出して形成されている。
エアガイド93は、吹き出し部92から吹き出された冷却風を、シリンダ11や排気系部品13(排気ポート131、キャニスターマフラ132、排気バルブ133、排気バルブガイド134等。以下同じ。)に向けて誘導する。エアガイド93は、冷却ファン90の上方に配置される。また、エアガイド93は、屈曲部933が排気系部品13側に向いた状態で吹き出し部92に向かって延びる断面略L字状のエアガイド本体931と、エアガイド本体931をエンジン本体10側に固定する固定部932と、を有している。
より詳しくは、エアガイド本体931は、吹き出し部92側から排気系部品13側に向かうに従い、汎用エンジン1の前面22側からエンジン本体10側に向かって傾斜して延びている。これにより、吹き出し部92から吹き出された冷却風が、より確実にエンジン本体10及び排気系部品13に誘導されるようになっている。
また、固定部932は、点火プラグ140に接続されるハイテンションコードが挿通されて嵌合する嵌合部932aと、シリンダブロック14側に向かって突出してシリンダブロック14の隙間に係合する係合部932bと、を有する。これら嵌合部932a及び係合部932bにより、エアガイド本体931はエンジン本体10に固定されている。
次に、本実施形態に係る汎用エンジン1のキャニスターマフラ132の固定具であるスタッドボルト132aに対する冷却について、図8等を参照して詳しく説明する。
図8に示すように、シュラウド4とキャニスターマフラ132との間には、吹き出し部92からエンジン本体10の上部に向けて吹き出された冷却風が、上方から下方に向かって流通可能な空間Sが形成されている。この空間Sは、シュラウド4を構成するトップカバー2の排気系部品13側の左側面24が外側に膨出することで形成されている。空間Sは、キャニスターマフラ132の上部から下部にかけて形成されており、下方ほどキャニスターマフラ132との間のクリアランスが大きく確保されている。この空間Sにより、エンジン本体10の上部(シリンダブロック14等)から冷却風がキャニスターマフラ132の周囲に流れ込み、キャニスターマフラ132が冷却される。
また、空間Sを形成するシュラウド4(トップカバー2の排気系部品13側の左側面24)の内壁面には、キャニスターマフラ132をエンジン本体10に固定するスタッドボルト132aに向けて冷却風を誘導する返し部40が形成されている。返し部40は、トップカバー2とボトムカバー3との間に配置されてシュラウド4を構成するインナーカバー25に形成されている。より詳しくは、キャニスターマフラ132の下部に配置されたスタッドボルト132aに向けて、インナーカバー25の内壁面が内側に突出することで返し部40が形成されている。図8に示す縦断面視で、返し部40は、内側ほど下方に傾斜する傾斜面を有している。上方から流れ込んできた冷却風は、この傾斜面により、スタッドボルト132aに向けて誘導される。
なお、上記の返し部40により冷却風が誘導されるスタッドボルト132aは、キャニスターマフラ132の下部に配置されている。キャニスターマフラ132の固定具としては、下部に配置されたスタッドボルト132a以外にも、キャニスターマフラ132の上部や中部にも配置されているが(図8及び図10参照)、最も熱が籠り易く高温化し易いキャニスターマフラ132の下部に配置されたスタッドボルト132aに対して、冷却風を誘導するのが有効である。図8に示すように、スタッドボルト132aの先端は、エンジン本体10を構成するクランクケース16の取付部であるボス16aに挿入されて固定されている。
以上の構成を備える本実施形態に係る汎用エンジン1により奏される効果について、図6~図10を参照して以下に説明する。
本実施形態では、エンジン本体10を冷却する冷却機構9として、回転することで冷却風を発生させる冷却ファン90と、冷却ファン90の回転により発生した冷却風を吹き出す吹き出し部92と、吹き出し部92から吹き出された冷却風をシリンダ11及び排気系部品13に向けて誘導するエアガイド93と、を設けた。
これにより、冷却ファン90の回転により生じた冷却風を、吹き出し部92からシリンダ11及び排気系部品13に向けて効率良く誘導することができる。そのため、汎用エンジン1の高出力化に伴い高熱化し易いシリンダ11及び排気系部品13を効率良く冷却できる。
また、本実施形態では、吹き出し部92から吹き出された冷却風をシリンダ11及び排気系部品13に向けて誘導するエアガイド93を、冷却ファン90の上方に配置され、屈曲部933が排気系部品13側に向いた状態で吹き出し部92に向かって延びる断面略L字状のエアガイド本体931と、エアガイド本体931をエンジン本体10側に固定する固定部932と、を含んで構成した。これにより、吹き出し部92から吹き出された冷却風を、断面略L字状のエアガイド本体931で受けて確実にシリンダ11及び排気系部品13に向けて誘導でき、シリンダ11及び排気系部品13を効率良く冷却できる。
また、本実施形態では、吹き出し部92において、内側に突出して形成されエアガイド93に向けて冷却風を指向させる凸部921を設けた。これにより、冷却風は、吹き出し部92から吹き出される際に凸部921によってエアガイド93に向けて指向される。そのため、吹き出し部92から吹き出された冷却風をより確実にシリンダ11及び排気系部品13に向けて誘導でき、シリンダ11及び排気系部品13をより効率良く冷却できる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は本発明に含まれる。
1 汎用エンジン
10 エンジン本体
11 シリンダ
13 排気系部品
90 冷却ファン
91 冷却フィン
92 吹き出し部
93 エアガイド
131 排気ポート(排気系部品)
132 キャニスターマフラ(排気系部品)
133 排気バルブ(排気系部品)
134 排気バルブガイド(排気系部品)
921 凸部
931 エアガイド本体
932 固定部
932a 嵌合部
932b 係合部
933 屈曲部

Claims (4)

  1. シリンダに接続された排気系部品を有するエンジン本体と、前記エンジン本体を冷却する冷却機構と、を備える汎用エンジンであって、
    前記冷却機構は、
    回転することで冷却風を発生させる冷却ファンと、
    前記冷却ファンの回転により発生した冷却風を吹き出す吹き出し部と、
    前記吹き出し部から吹き出された前記冷却風を誘導するエアガイドと、を備え、
    前記排気系部品は、前記汎用エンジンの一側方に配置され、
    前記吹き出し部は、前記汎用エンジンの他側方に配置され、
    前記吹き出し部の外周部に、内側に向かって突出して形成される凸部が設けられ、
    前記エアガイドは、前記冷却ファンの上方に配置され、前記吹き出し部側から前記排気系部品側に向かうに従い、前記冷却ファンが設けられる前記汎用エンジンの前面側から、前記汎用エンジンの内方かつ前記排気系部品に向かって傾斜して延びる、汎用エンジン。
  2. 前記冷却ファンは、前記エンジン本体に設けられたクランクシャフトと同軸配置されたフライホイールに形成された冷却フィンを有し、
    前記エアガイドは、前記汎用エンジンの前面側から前記汎用エンジンの内方に向かって傾斜して延びるエアガイド本体を有する、請求項1に記載の汎用エンジン。
  3. 前記エアガイド本体は、屈曲部が前記排気系部品側に向いた断面略L字状である、請求項2に記載の汎用エンジン。
  4. 前記エアガイドは、前記エアガイド本体を前記エンジン本体に固定する固定部と、
    点火プラグに接続されるハイテンションコードが挿通されて嵌合する嵌合部と、を備える、請求項2又は3に記載の汎用エンジン。
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