KR101937602B1 - 엔진, 셀프 스타터 유닛, 및 엔진의 사양 변경 방법 - Google Patents

엔진, 셀프 스타터 유닛, 및 엔진의 사양 변경 방법 Download PDF

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가즈히로 마키
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미츠비시 쥬코 메이키 엔진 가부시키가이샤
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Abstract

엔진은, 엔진 본체에 장착되며 크랭크 샤프트의 크랭킹을 실행하는 스타터 모터를 구비한다. 엔진은 배터리 팩(37)을 추가로 구비한다. 배터리 팩은, 상기 엔진 본체에 장착되며 상기 스타터 모터를 구동하기 위한 전력을 공급하는 리튬계 전지를 구비한다.

Description

엔진, 셀프 스타터 유닛, 및 엔진의 사양 변경 방법{ENGINE, SELF-STARTER UNIT, AND METHOD FOR ALTERING ENGINE SPECIFICATIONS}
본 발명은 엔진, 셀프 스타터 유닛, 및 엔진의 사양 변경 방법에 관한 것이다.
본원은 2014년 10월 29일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제 2014-219908 호에 근거하여 우선권을 주장하며, 그 내용을 여기에 원용한다.
농업용의 작업기 등에 이용되는 이른바 범용 엔진은, 로프를 잡아당김으로써 크랭킹을 실행하는, 이른바 리코일 스타터를 구비하고 있는 경우가 많다. 이 리코일 스타터는 로프를 힘차게 또한 크게 잡아당길 필요가 있기 때문에, 중년 이상의 사용자 등에게 엔진의 시동 조작이 부담이 되는 경우가 있다.
자동차 등에서는, 엔진 시동을 위해서 셀프 스타터를 탑재하고 있다. 이와 같이 셀프 스타터를 이용한 경우는 스위치 조작만으로 엔진을 용이하게 시동할 수 있다. 이 셀프 스타터의 전원은 유지보수나 용량의 관점에서 납 축전지가 이용되는 경우가 많다. 엔진의 시동에 이용하는 납 축전지는 일반적으로 크고 무겁다. 자동차 등의 차량과 같이 설치 공간이 충분히 있는 경우에는 문제가 되지 않지만, 농업용의 작업기 등에 탑재하려고 하면, 중량 증가나 설치 공간의 확보의 점에서 설치가 곤란하게 되는 경우가 있다.
특허문헌 1에는, 작업기 등의 엔진 시동 시에 생기는 사용자의 부담을 경감하는 기술이 제안되어 있다. 이 특허문헌 1은, 전동 모터의 동력을 이용하여 크랭킹을 실행하는 셀프 스타터를 소형 엔진에 대해 부가하는 동시에, 소형 엔진과는 다른 위치에 마련된 스위치 박스에 리튬계 2차전지로 이루어지는 배터리 팩을 수용하고 있다.
일본 특허 제 4549258 호 공보
특허문헌 1에 기재된 기술은 소형 엔진의 엔진 본체와는 다른 장소인 작업기의 핸들에 설치된 스위치 박스 내에 배터리 팩을 수용하고 있다. 그 때문에, 스위치 박스가 배터리 팩의 수용 공간의 분량만큼 대형화되는 동시에, 스위치 박스의 중량이 증가해 버린다. 이에 의해, 핸들의 조작성이 저하되는 등의 악영향이 생겨 버릴 가능성이 있다.
본 발명은 엔진 시동을 용이하게 실행할 수 있는 동시에, 엔진 출력에 의해 구동되는 장치의 대형화나 중량 증가에 수반하는 조작성 저하를 억제하는 것이 가능한 엔진, 셀프 스타터 유닛, 및 엔진의 사양 변경 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1 태양에 의하면, 엔진은, 엔진 본체에 장착되며 크랭크 샤프트의 크랭킹을 실행하는 스타터 모터를 구비한다. 엔진은, 상기 엔진 본체에 장착되며 상기 스타터 모터를 구동하기 위한 전력을 공급하는 리튬계 전지를 구비하는 배터리 팩을 추가로 구비한다.
이와 같이 구성함으로써, 엔진을 스타터 모터에 의해 시동 가능하게 되는 동시에, 엔진을 탑재하는 작업기 등의 장치에 스타터 모터를 구동하기 위한 전원을 설치할 필요가 없다. 리튬계 전지를 이용하고 있는 것에 의해, 스타터 모터를 구동하기 위해서 필요한 전지의 크기를, 납 축전지를 사용하는 경우보다 작게 할 수 있다. 그 때문에, 배터리 팩을 소형화하여 엔진 본체의 데드 스페이스 등에 용이하게 장착할 수 있다. 그 결과, 엔진 시동을 용이하게 실행할 수 있는 동시에, 엔진 출력에 의해 구동되는 장치의 대형화나 중량 증가에 수반하는 조작성 저하를 억제하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 제 2 태양에 의하면, 엔진은, 제 1 태양에 있어서, 상기 크랭크 샤프트의 축선 방향으로, 상기 엔진 본체의 크랭크 케이스의 제 1 측에 상기 엔진 본체의 실린더부로 냉각풍을 공급하는 팬이 배치되어 있어도 좋다. 상기 크랭크 케이스의 제 2 측에 상기 스타터 모터가 배치되어 있어도 좋다. 상기 스타터 모터 및 상기 리튬계 전지는 상기 크랭크 샤프트의 축선을 사이에 두고, 상기 실린더부와는 반대측에 배치되어 있어도 좋다.
이와 같이 구성함으로써, 엔진 본체 중에서 가장 온도가 높아지는 실린더로부터 가장 먼 위치에 배터리 팩을 배치할 수 있다. 배터리 팩과 함께, 스타터 모터도 실린더부로부터 가장 먼 위치에 배치할 수 있다. 그 때문에, 스타터 모터나 배터리 팩의 온도 상승을 억제할 수 있다. 나아가, 스타터 모터와 배터리 팩 사이에서 대전류가 흐르는 배선을 짧게 하여, 배선에 의한 저항분을 저감할 수 있다. 그 결과, 스타터 모터나 리튬계 전지의 부담을 경감하고, 고효율로 또한 안정적으로 스타터 모터를 구동할 수 있다.
본 발명의 제 3 태양에 의하면, 엔진은, 제 2 태양에 있어서의 배터리 팩이, 상기 팬을 덮는 팬 커버에 장착되어 있어도 좋다.
냉각풍을 실린더로 송입하는 팬을 덮는 팬 커버는 팬에 도입하는 외기의 통로가 된다. 그 때문에, 엔진 본체에 있어서의 다른 개소보다 상대적으로 온도가 낮아진다. 그 결과, 배터리 팩의 온도 상승을 더욱 억제할 수 있다.
본 발명의 제 4 태양에 의하면, 엔진은, 제 1 태양 내지 제 3 태양 중 어느 하나의 태양에 있어서, 상기 엔진 본체에 장착되며 상기 엔진 본체의 시동 조작을 실행하는 스위치부를 구비하고, 상기 배터리 팩이 상기 스위치부의 하방에 배치되어 있어도 좋다.
이와 같이 구성함으로써, 엔진 본체에 장착되는 스위치부의 하방의 공간을 유효 이용할 수 있다.
본 발명의 제 5 태양에 의하면, 엔진은, 제 1 태양 내지 제 4 태양 중 어느 하나의 태양에 있어서의 배터리 팩이 브래킷을 거쳐서 상기 엔진 본체에 장착되어 있어도 좋다.
이와 같이 구성함으로써, 엔진 본체에 대해 브래킷을 착탈하는 것만으로, 엔진 본체에 대한 배터리 팩의 착탈을 실행할 수 있다. 그 결과, 조립 시나 유지보수 시 등에 엔진 본체에 대해 배터리 팩을 용이하게 착탈할 수 있다.
본 발명의 제 6 태양에 의하면, 엔진은, 제 5 태양에 있어서의 스위치부와 배터리 팩이 하나의 브래킷을 거쳐서 상기 엔진 본체에 장착되어 있어도 좋다.
이와 같이 구성함으로써, 스위치부와 배터리 팩을 일체로 하여 엔진 본체에 장착할 수 있다. 예컨대, 스위치부가 엔진 본체에 대해 브래킷을 거쳐서 장착되어 있는 경우에는, 스위치부용의 브래킷을, 배터리 팩을 엔진 본체에 장착하기 위한 브래킷으로서 공용할 수 있다.
본 발명의 제 7 태양에 의하면, 엔진은, 제 1 태양 내지 제 6 태양 중 어느 하나의 태양에 있어서의 상기 스타터 모터가 크랭킹을 실행하고 있을 때에만 상기 배터리 팩으로부터 상기 스타터 모터로의 통전을 실행하는 제어부를 구비하고 있어도 좋다.
이와 같이 구성함으로써, 스타터 모터가 크랭킹을 실행하고 있지 않은 경우에 배터리 팩으로부터 방전되는 것을 억제할 수 있다. 엔진 본체가 갖는 발전기로부터 배터리 팩을 충전하는 경우에는, 충전 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제 8 태양에 의하면, 셀프 스타터 유닛은 엔진의 크랭킹을 실행하는 스타터 모터를 구비한다. 이 셀프 스타터 유닛은, 상기 엔진에 장착되며 상기 스타터 모터에 전력을 공급하는 리튬계 전지를 구비하는 배터리 팩을 추가로 구비한다. 이 셀프 스타터 유닛은 상기 배터리 팩으로부터 상기 스타터 모터로의 전력 공급을 제어하는 제어부를 추가로 구비한다.
이 셀프 스타터 유닛을 엔진 본체에 장착함으로써, 엔진 시동을 용이하게 실행할 수 있는 동시에, 엔진 출력에 의해 구동되는 장치의 대형화나 중량 증가에 수반하는 조작성 저하를 억제할 수 있다.
본 발명의 제 9 태양에 의하면, 셀프 스타터 유닛은, 제 8 태양에 있어서의 제어부가, 상기 스타터 모터가 크랭킹을 실행하고 있을 때만 상기 배터리 팩으로부터 상기 스타터 모터로의 통전을 실행하도록 해도 좋다.
이와 같이 구성함으로써, 스타터 모터가 크랭킹을 실행하고 있지 않은 경우에 배터리 팩으로부터 방전되는 것을 억제할 수 있다. 엔진 본체에 탑재된 발전기로부터 배터리 팩을 충전하는 경우에는, 그 충전 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제 10 태양에 의하면, 엔진의 사양 변경 방법은, 리코일 스타터를 구비하는 엔진에 대해 제 8 태양 또는 제 9 태양의 셀프 스타터 유닛을 장착하는 공정을 포함한다.
예컨대, 시동 장치로서 리코일 스타터만을 갖는 엔진에 대해 배터리 팩을 구비하는 셀프 스타터 유닛을 장착한다. 이에 의해, 엔진 출력에 의해 작동하는 장치측에 배터리 팩을 설치할 공간을 확보하는 일 없이, 스타터 모터에 의한 크랭킹 기능을 엔진에 추가할 수 있다. 그 결과, 비상시의 시동 장치로서 리코일 스타터를 남긴 채로, 통상시에는 용이하게 엔진을 시동할 수 있다.
상기 엔진, 셀프 스타터 유닛, 및 엔진의 사양 변경 방법에 의하면, 엔진 시동을 용이하게 실행할 수 있는 동시에, 엔진 출력에 의해 구동되는 장치의 대형화나 중량 증가에 수반하는 조작성 저하를 억제하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 있어서의 엔진의 정면도,
도 2는 본 발명의 실시형태에 있어서의 엔진의 배면도,
도 3은 본 발명의 실시형태에 있어서의 엔진의 좌측면도,
도 4는 본 발명의 실시형태에 있어서의 엔진의 상면도,
도 5는 본 발명의 실시형태에 있어서의 키 박스의 커버를 분리한 상태의 사시도,
도 6은 본 발명의 실시형태에 있어서의 키 박스의 커버를 분리한 상태의 평면도,
도 7은 본 발명의 실시형태에 있어서의 셀프 스타터 유닛의 개략 구성을 도시하는 전기 회로,
도 8은 본 발명의 실시형태의 변형예에 있어서의 셀프 스타터 유닛 장착 공정을 도시하는 도면.
(실시형태)
이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 엔진, 셀프 스타터 유닛, 및 엔진의 사양 변경 방법에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 있어서의 엔진의 정면도이다. 도 2는 본 발명의 실시형태에 있어서의 엔진의 배면도이다. 도 3은 본 발명의 실시형태에 있어서의 엔진의 좌측면도이다. 도 4는 본 발명의 실시형태에 있어서의 엔진의 상면도이다.
이 실시형태에 있어서의 엔진(1)은 이른바 범용 엔진이다. 엔진(1)은, 예컨대, 농업용의 작업기 등의 구동원으로서 이용되는 단기통의 공랭식 4스트로크 엔진이다.
도 1 내지 도 4에 도시하는 바와 같이, 엔진(1)은, 엔진 본체(2)와, 연료 탱크(3)와, 에어클리너 박스(4)와, 소음기(5)와, 리코일 스타터(6)와, 셀프 스타터 유닛(7)을 주로 구비하고 있다.
엔진 본체(2)는, 그 실린더부(10)가 크랭크 샤프트(11)의 직경 방향 외측을 향해 연장된다. 실린더부(10)는 크랭크 케이스부(12)에 대해 측방으로 경사지도록 마련되어 있다. 연료를 비축하는 연료 탱크(3)는 크랭크 케이스부(12)의 상방에 배치되어 있다. 이 실시형태에 있어서의 엔진 본체(2)는 그 배면측에 출력축(13)이 노출되어 있다. 이 출력축(13)은 크랭크 샤프트(11)에 대해 감속 기구(도시 생략)를 거쳐서 연계되어 있다.
연료 탱크(3)는, 상방에서 보아, 코너부가 곡면에 의해 면취된 사각형 형상으로 형성되어 있다. 이 연료 탱크(3)는, 그 수평 투영 면적이 크랭크 케이스부(12)의 수평 투영 면적보다 약간 작아지는 크기로 형성되어 있다. 연료 탱크(3)는, 그 높이가 폭 및 안길이보다 작은 편평한 형상으로 형성되어 있다. 이 연료 탱크(3)는 연료를 공기와 혼합하기 위한 연료 분사 장치, 또는 기화기에 대하여, 자중에 의해 연료를 송입한다. 이 실시형태에서는 기화기(14)(도 3 참조)를 이용하고 있다.
에어클리너 박스(4)와 소음기(5)는 각각 연료 탱크(3)와 수평 방향으로 나란하게 배치되어 있다. 에어클리너 박스(4)는 전후 방향의 제 1 측에 배치되며, 소음기(5)는 전후 방향으로 에어클리너 박스(4)와는 반대인 제 2 측에 배치되어 있다. 에어클리너 박스(4)와 소음기(5)는 각각 연료 탱크(3)와 마찬가지로, 상방에서 보아 코너부가 곡면에 의해 면취된 사각형 형상으로 되어 있다.
에어클리너 박스(4)는 에어클리너(도시 생략)를 내장하고 있다. 이 에어클리너 박스(4)의 하방에는 기화기(14)가 배치되어 있다. 에어클리너 박스(4)는 에어클리너에 의해 외기에 포함되는 먼지 등을 제거한다. 이 에어클리너에 의해 먼지 등이 제거된 흡기는 기화기(14)에 공급된다. 기화기(14)는 실린더부(10)의 전방측에 형성된 흡기 포트(도시 생략)에 접속되어 있다.
에어클리너 박스(4)는 기화기(14)의 전방측을 덮는 스커트부(4a)를 갖고 있다. 이 스커트부(4a)에는, 엔진(1)의 온/오프 스위치(16)(도 1 참조)를 전방을 향해 노출시키기 위한 창부(窓部)(4b)가 형성되어 있다. 스커트부(4a)에는, 높이 방향으로 연료 탱크(3)와 크랭크 케이스부(12)의 중간 위치에 절결부(17)가 형성되어 있다. 이 절결부(17)에는, 좌우로 요동 가능한 스로틀 레버(18a)가 배치되어 있다. 이 스로틀 레버(18a)를 좌우로 요동시킴으로써, 시동 후에 있어서의 엔진(1)의 회전수가 조정 가능하게 되어 있다. 절결부(17)에는, 추가로, 스로틀 레버(18a)의 하방에 좌우로 요동 가능하게 초크 레버(18b)가 배치되어 있다.
소음기(5)는 실린더부(10)의 배기 포트(도시 생략)에 접속되어 있다. 이 소음기(5)는, 엔진(1)의 배기 소음을 저감한 후, 배기를 외부, 보다 구체적으로는, 좌측방을 향해 방출한다.
리코일 스타터(6)는 크랭크 케이스부(12)의 전면측에 장착되어 있다. 이 리코일 스타터(6)는 스프링, 릴, 레버, 로프(모두 도시 생략), 및 하우징(21) 등을 구비하고 있다.
이 리코일 스타터(6)는, 핸들(20)이 선단에 장착된 로프가 릴에 권회되어 있으며, 핸들(20)이 인장되면 릴이 회전한다. 이 릴은 레버와 플라이 휠을 거쳐서 엔진 본체(2)의 크랭크 샤프트(11)에 접속되어 있다. 크랭크 샤프트(11)에 고정된 플라이 휠은 릴과 풀리의 상대 회전을 일방향만 허용하는 리코일 클로(도시 생략)를 구비하고 있다. 로프가 잡아당겨져 릴이 회전했을 때에만, 레버가 릴의 회전 동력을, 플라이 휠을 거쳐서 크랭크 샤프트에 전달한다. 예컨대, 핸들(20)로부터 사용자가 손을 떼는 등을 한 경우에는, 스프링의 탄성력에 의해 로프가 릴에 권취된다. 플라이 휠에는, 냉각 팬(도시 생략)이 일체로 형성되어 있으며, 크랭크 샤프트(11)가 회전함으로써, 외부로부터 도입된 공기가 실린더부(10)의 외주면을 냉각하는 냉각풍으로서 송입된다.
리코일 스타터(6)는 외기를 도입하는 개구부(21a)가 복수 형성된 하우징(21)을 구비하고 있다. 이 하우징(21)은 냉각 팬을 수용하는 팬 커버(22)(도 3 참조)에 장착되어 있다. 이 팬 커버(22)는 크랭크 케이스부(12)에 고정되어 있다.
이에 의해, 하우징(21)의 개구부(21a)로부터 유입되는 외기는 팬 커버(22) 내의 냉각 팬에 의해 실린더부(10)를 향해 송입된다. 냉각 팬에 의해 송입된 냉각풍은 실린더부(10)의 외표면에서 열교환을 실행하고, 실린더부(10)를 냉각한 후, 배면측으로부터 외부로 방출된다. 이 실시형태에 있어서, 하우징(21)은 수지로 형성되며, 팬 커버(22)는 금속으로 형성되어 있다. 리코일 스타터(6)는 상기 내부 구조를 구비하는 것에 한정되지 않는다. 리코일 스타터(6)는 여러 가지 내부 구조를 구비한 것을 적용 가능하다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 셀프 스타터 유닛(7)은 스타터 모터(30)와 키 박스(31)를 구비하고 있다.
스타터 모터(30)는, 상술한 리코일 스타터(6)를 대신하여, 엔진 시동 시의 크랭킹을 실행한다. 이 실시형태에 있어서의 스타터 모터(30)는 브러시를 갖는 직류 모터이다. 스타터 모터(30)는, 그 로터축(32)이 엔진(1)의 크랭크 샤프트(11)의 축선(O1) 방향으로 연장되도록 하여 엔진 본체(2)에 장착되어 있다. 보다 구체적으로는, 크랭크 샤프트(11)의 축선(O1) 방향에서, 크랭크 케이스부(12)의 제 1 측에 냉각 팬이 배치되고, 크랭크 케이스부(12)의 제 2 측에 스타터 모터(30)가 배치되어 있다. 즉, 스타터 모터(30)는 크랭크 샤프트(11)의 축선(O1) 방향에서 크랭크 케이스부(12)를 사이에 두고 냉각 팬과는 반대측에 배치되어 있다.
크랭크 케이스부(12)는, 수평 방향으로 크랭크 샤프트(11)를 사이에 두고 실린더부(10)와는 반대측, 또한, 크랭크 샤프트(11)보다 상측의 부분(12a)이 크랭크 샤프트(11)의 주위보다 안길이 방향의 두께가 얇게 형성되어 있다. 상술한 스타터 모터(30)는 이 크랭크 케이스부(12)의 두께가 얇게 형성되어 있는 부분에 장착되어 있다. 여기서, 크랭크 케이스부(12)에 장착된 스타터 모터(30)는 크랭크 케이스부(12)의 가장 배면측의 단부(12b)(도 3 참조)로부터 배면측으로 돌출되지 않는 길이 치수로 형성되어 있다. 스타터 모터(30)의 로터축(32)은, 그 선단부(도시 생략)가 스타터 모터(30)의 구동 시에만 플라이 휠에 형성된 기어에 맞물리도록 되어 있다. 즉, 스타터 모터(30)를 구동시킴으로써 스타터 모터(30)의 동력이 플라이 휠에 전달되어, 엔진(1)의 시동이 가능해진다.
도 1, 도 2 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 키 박스(31)는 엔진 본체(2)의 팬 커버(22)에 장착되어 있다. 보다 구체적으로는, 키 박스(31)는 팬 커버(22)의 측면(22a)의 상부에 배치되도록 하여 엔진 본체(2)에 장착되어 있다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 있어서의 키 박스의 커버를 분리한 상태의 사시도이다. 도 6은 본 발명의 실시형태에 있어서의 키 박스의 커버를 분리한 상태의 평면도이다.
도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 키 박스(31)는 브래킷(34)과, 커버(도 4 참조)(35)와, 키 스위치(36)와, 배터리 팩(37)을 구비하고 있다.
브래킷(34)은 주판부(40)와 측벽부(41)를 구비하고 있다. 이 실시형태에 있어서의 브래킷(34)은 금속판에 의해 형성되어 있다.
주판부(40)는 엔진(1)의 상하 방향으로 연장되도록 하여, 상술한 팬 커버(22)의 측방에 배치된다. 이 주판부(40)는, 나사 등이 관통 삽입되어 크랭크 케이스부(12)에 고정되는 고정부(40a)를 갖고 있다. 도 6에서, 도면부호 "40b"는 커버(35)를 나사 등에 의해 고정하는 커버 고정부이다.
측벽부(41)는 주판부(40)의 단연(端緣)으로부터 각각 수직으로 솟아올라 있다. 전측의 단연으로부터 솟아오른 측벽부(41)에는, 그 상부(41a)에, 원기둥 형상의 키 스위치(36)를 고정하기 위한 원형의 관통 구멍(42)이 형성되어 있다. 이 관통 구멍(42)을 거쳐서 키 스위치(36)의 조작부(36a)(도 5 참조)가 엔진(1)의 전면측에 노출되어 있다.
브래킷(34)은, 측벽부(41)의 하부(41b)에, 배터리 팩(37)을 수용하는 수용부(43)를 구비하고 있다. 이 수용부(43)는 주판부(40)와 전후 2개의 측벽부(41)의 하부(41b)에 의해 형성되어 있다. 여기서, 전측의 측벽부(41) 중 수용부(43)를 형성하는 하부(41b)는, 키 스위치(36)가 장착되는 상부(41a)보다, 주판부(40)로부터 솟아오르는 방향의 높이 치수가 약간 작게 형성되어 있다.
키 스위치(36)는 스타터 모터(30)를 작동시킬 때에 사용자에 의해 조작된다. 사용자는 스타터 모터(30)를 작동시킬 때에 키 스위치(36)의 키 실린더에 대해 키를 꽂고 소정 방향으로 회전시킨다. 이에 의해, 배터리 팩(37)과 스타터 모터(30) 사이에 폐회로가 형성되어, 스타터 모터(30)에 통전된다. 이 키 스위치(36)의 키 실린더는 스타터 모터(30)를 작동시키지 않는 초기 위치를 향해 가압되어 있으며, 엔진(1)이 시동한 후는, 사용자가 키로부터 손을 뗌으로써 스타터 모터(30)의 작동이 정지된다.
배터리 팩(37)은 상술한 수용부(43)의 크기에 대응하는 직방체로 형성되어 있다. 배터리 팩(37)의 두께 치수(T)는 측벽부(41)의 하부(41b)의 높이 치수(H)보다 약간 작게 형성되어 있다. 배터리 팩(37)의 길이 치수(L1)는 측벽부(41)의 하부(41b)의 길이 치수(L2)와 동등해지도록 형성되어 있다. 배터리 팩(37)의 폭 치수(D1)는 주판부(40)의 폭 치수(D2)와 동등해지도록 형성되어 있다.
도 7은 본 발명의 실시형태에 있어서의 셀프 스타터 유닛의 개략 구성을 도시하는 전기 회로이다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 키 스위치(36)는 제어부(45)를 구비하고 있다. 제어부(45)는 배터리 팩(37)으로부터 스타터 모터(30)로의 전력 공급을 제어한다. 보다 구체적으로는, 제어부(45)는 배터리 팩(37)과 스타터 모터(30)를 접속하는 배선의 도중에 마련된 계전기(46)의 온·오프를 제어함으로써, 스타터 모터(30)로의 전력 공급을 제어한다. 즉, 제어부(45)는 계전기(46)의 조작 코일부(47)에 흐르는 전류를 제어함으로써 계전기(46)의 접점(48)을 개방·폐색시킨다. 이 실시형태에 있어서의 계전기(46)는 상개 접점(常開接点)을 이용하고 있다.
키 스위치(36)에는 발전기(49)가 추가로 접속되어 있다. 이 발전기(49)는 엔진 본체(2)에 마련되며, 크랭크 샤프트(11)의 회전 에너지를 전기 에너지로 변환한다.
배터리 팩(37)은 내부에 복수의 전지 셀과 그 보호 회로(모두 도시 생략)를 구비하고 있다. 이 실시형태에 있어서의 전지 셀은 리튬이온 2차전지로 이루어진다. 여기서, 배터리 팩(37)을 구성하는 전지 셀은 리튬이온 2차전지에 한정되지 않으며, 마이너스극에 리튬을 포함하는 리튬계 전지이면 좋다. 이 실시형태에 있어서의 배터리 팩(37)은 리튬이온 2차전지를 이용함으로써, 니켈 수소 2차전지 등의 전지보다 충방전 특성의 개선 및 소형화를 도모하고 있다. 도 7에서는, 도시 형편 상, 배터리 팩(37)과 스타터 모터(30) 사이에 마련되는 레귤레이터를 생략하고 있다.
다음에, 상술한 셀프 스타터 유닛(7)의 작용을 설명한다.
우선, 사용자가 키를 돌리는 조작을 실행하면, 계전기(46)의 조작 코일부(47)에 통전되어 접점(48)이 닫힌다. 이에 의해, 배터리 팩(37)으로부터 스타터 모터(30)로 전력이 공급된다. 사용자가 키 조작을 멈추면, 키 실린더가 초기 위치로 되돌아와, 조작 코일부(47)로의 통전이 정지되고, 접점(48)이 열린다. 이에 의해 스타터 모터(30)가 정지된다. 엔진(1)이 시동되면 발전기(49)로부터 전력이 출력되고, 이 전력이 키 스위치(36)를 거쳐서 배터리 팩(37)에 공급되어, 각 전지 셀이 충전된다.
상술한 실시형태의 엔진(1)에 의하면, 엔진(1)을 스타터 모터(30)에 의해 시동할 수 있게 되는 동시에, 엔진(1)을 탑재하는 작업기 등의 장치에 스타터 모터(30)를 구동하기 위한 배터리 팩 등의 전원을 설치할 필요가 없다. 리튬계 전지를 이용하고 있는 것에 의해, 스타터 모터(30)를 구동하기 위해 필요한 전지의 크기를, 납 축전지를 사용하는 경우보다 작게 할 수 있다. 그 때문에, 배터리 팩(37)을 소형화하여 엔진 본체(2)의 데드 스페이스 등에 용이하게 장착할 수 있다. 그 결과, 엔진 시동을 용이하게 실행할 수 있는 동시에, 엔진 출력에 의해 구동되는 작업기 등의 장치의 대형화나 중량 증가에 수반하는 조작성 저하를 억제하는 것이 가능하게 된다.
또한, 엔진 본체(2)에 대해 브래킷(34)을 착탈하는 것만으로, 엔진 본체(2)에 대한 배터리 팩(37)의 착탈을 실행할 수 있다. 그 결과, 조립 시나 유지보수 시 등에 엔진 본체(2)에 대해 배터리 팩(37)을 용이하게 착탈할 수 있다.
또한, 엔진 본체(2) 중에서 가장 온도가 높아지는 실린더부(10)로부터 가장 먼 위치에 배터리 팩(37)을 배치할 수 있다. 또한, 배터리 팩(37)과 함께, 스타터 모터(30)도 실린더부(10)로부터 가장 먼 위치에 배치할 수 있다. 그 때문에, 스타터 모터(30)나 배터리 팩(37)의 온도 상승을 억제할 수 있다. 또한, 스타터 모터(30)와 배터리 팩(37) 사이의 대전류가 흐르는 배선을 짧게 하여, 배선에 의한 저항분을 저감할 수 있다. 그 결과, 스타터 모터(30)나 배터리 팩(37)을 구성하는 리튬계 전지의 부담을 경감하여, 고효율로 또한 안정적으로 스타터 모터(30)를 구동할 수 있다.
또한, 키 박스(31)가, 냉각풍의 통로를 형성하고 엔진 본체(2)에 있어서의 다른 개소보다 상대적으로 온도가 낮아지는 팬 커버(22)에 장착되어 있음으로써, 배터리 팩(37)의 온도 상승을 더욱 억제할 수 있다.
또한, 키 스위치(36)가 장착되는 키 박스(31)에 있어서, 키 스위치(36)의 하방에 배터리 팩(37)이 배치되어 있음으로써, 키 스위치(36)의 하방의 공간을 유효 이용할 수 있다.
또한, 키 스위치(36)와 배터리 팩(37)을 하나의 브래킷(34)에 장착할 수 있다. 그 때문에, 키 스위치(36)와 배터리 팩(37)을 일체로 한 후에, 엔진 본체에 장착할 수 있다. 또한, 키 스위치(36)를 엔진 본체(2)에 장착하기 위한 브래킷을, 배터리 팩(37)을 엔진 본체(2)에 장착하기 위한 브래킷(34)으로서 공용할 수 있다. 그 결과, 부품 점수를 저감할 수 있는 동시에, 장착 작업을 간소화할 수 있다.
또한, 스타터 모터(30)가 크랭킹을 실행하고 있지 않은 경우에, 제어부(45)에 의해 배터리 팩(37)과 스타터 모터(30) 사이의 배선을 개방할 수 있다. 그 때문에, 크랭킹 시 이외에 있어서의 배터리 팩의 방전을 억제할 수 있다. 또한, 엔진 본체(2)가 갖는 발전기(49)로부터 배터리 팩(37)을 충전하는 경우에는, 충전 효율을 향상시킬 수 있다.
(실시형태의 변형예)
상술한 실시형태에서는, 엔진(1)이 셀프 스타터 유닛(7)을 미리 구비하는 경우에 대해 설명했다. 그러나, 상술한 셀프 스타터 유닛(7)은, 사용자에게 납입 완료나 재고 중의 리코일 스타터(6)만을 시동 장치로서 구비하는 엔진에 장착하는 도 8에 도시하는 셀프 스타터 유닛 장착 공정(단계(S01))을 실행함으로써, 사양 변경(개조)도 가능하다.
이와 같이 함으로써, 배터리 팩(37)을 설치하는 전용의 공간을 갖지 않는 작업기 등의 장치에 대하여, 엔진(1)의 스타터 모터(30)에 의한 크랭킹 기능의 추가를 용이하게 실행할 수 있다. 그 결과, 비상시의 시동 장치로서 리코일 스타터를 남긴 채로, 통상시에는 스타터 모터(30)에 의해 용이하게 엔진(1)을 시동할 수 있다.
본 발명은, 상술한 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 상술한 실시형태에 여러 가지의 변경을 가한 것을 포함한다. 즉, 실시형태에서 예로 든 구체적인 형상이나 구성 등은 일 예에 지나지 않으며, 적절히 변경이 가능하다.
예컨대, 상술한 실시형태에서는, 실린더부(10)가 크랭크 케이스부(12)에 대해 경사 배치되는 엔진(1)에 셀프 스타터 유닛(7)을 마련하는 경우에 대해 설명했다. 그러나, 실린더부(10)는 상술한 실시형태의 배치에 한정되지 않는다. 예컨대, 실린더부(10)가 크랭크 케이스부(12)로부터 연직 방향으로 연장되는 엔진에 적용해도 좋다. 또한, 연료 탱크(3), 에어클리너 박스(4), 및 소음기(5) 등의 배치는 상술한 실시형태의 배치에 한정되지 않는다. 예컨대, 연료를 빨아올리는 연료 펌프를 마련하고 연료 탱크(3)를 크랭크 케이스부(12)의 하방에 배치하도록 해도 좋다.
또한, 셀프 스타터 유닛(7)의 배치는 상술한 실시형태의 배치에 한정되지 않는다. 연료 탱크(3) 등의 배치에 따라서 적절히 이동하도록 해도 좋다.
또한, 상술한 실시형태에서는, 키 스위치(36)와 배터리 팩(37)을 동일한 브래킷(34)에 고정하는 경우에 대해 설명했다. 그러나, 키 스위치(36)와 배터리 팩(37)은 개별의 브래킷을 거쳐서 엔진 본체(2)에 고정되어 있어도 좋다.
또한, 브래킷(34)을 거쳐서 배터리 팩(37)을 엔진 본체(2)에 장착하는 경우에 대해 설명했다. 그러나, 이 구성에 한정되지 않는다. 예컨대, 브래킷(34)을 이용하지 않고 배터리 팩(37)을 엔진 본체(2)에 직접 장착하도록 해도 좋다.
또한, 키 스위치(36)의 하방에 배터리 팩(37)을 배치하는 경우에 대해 설명했지만, 키 스위치(36)의 하방 이외의 데드 스페이스에 배터리 팩(37)을 배치하도록 해도 좋다. 배터리 팩(37)의 배치는 엔진 본체(2)에 장착되어 있으면 좋고, 상술한 실시형태의 배치에 한정되지 않는다.
또한, 수평 방향에서, 스타터 모터(30)와 냉각 팬을 크랭크 샤프트(11)를 사이에 두고 서로 반대측에 배치하도록 했다. 그러나, 냉각 팬 측에 스타터 모터(30)를 배치할 공간이 있는 경우에는, 스타터 모터(30)와 냉각 팬을 동일한 측에 배치하도록 해도 좋다.
상술한 실시형태에서는, 배터리 팩(37)의 형상이 직방체 형상으로 형성되는 경우나, 배터리 팩(37)의 내부에 보호 회로를 구비하는 경우에 대해 설명했다. 그러나, 배터리 팩(37)은 직방체 형상으로 형성된 것이나, 보호 회로를 구비하는 것에 한정되지 않는다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명은 엔진, 셀프 스타터 유닛, 및 엔진의 사양 변경 방법에 적용할 수 있다. 이 엔진, 셀프 스타터 유닛, 및 엔진의 사양 변경 방법에 의하면, 엔진 시동을 용이하게 실행할 수 있는 동시에, 엔진 출력에 의해 구동되는 장치의 대형화나 중량 증가에 수반하는 조작성 저하를 억제하는 것이 가능하게 된다.
1: 엔진 2: 엔진 본체
3: 연료 탱크 4: 에어클리너 박스
4a: 스커트부 5: 소음기
6: 리코일 스타터 7: 셀프 스타터 유닛
10: 실린더부 11: 크랭크 샤프트
12: 크랭크 케이스부 12a: 부분
13: 출력축 14: 기화기
15: 흡기 포트 16: 스위치
17: 절결부 18a: 스로틀 레버
18b: 초크 레버 19: 배기 포트
20: 핸들 21: 하우징
22: 팬 커버 30: 스타터 모터
31: 키 박스 32: 로터축
34: 브래킷 35: 커버
36: 키 스위치 36a: 조작부
37: 배터리 팩 40: 주판부
40a: 고정부 40b: 커버 고정부
41: 측벽부 41a: 상부
41b: 하부 42: 관통 구멍
45: 제어부 46: 계전기
47: 조작 코일부 48: 접점
49: 발전기 O1: 축선

Claims (10)

  1. 엔진 본체에 장착되며 크랭크 샤프트의 크랭킹을 실행하는 스타터 모터와,
    상기 엔진 본체에 장착되며 상기 스타터 모터를 구동하기 위한 전력을 공급하는 리튬계 전지를 구비하는 배터리 팩을 포함하고,
    상기 크랭크 샤프트의 축선 방향으로, 상기 엔진 본체의 크랭크 케이스의 제 1 측에 상기 엔진 본체의 실린더부로 냉각풍을 공급하는 팬이 배치되고, 상기 크랭크 케이스의 제 2 측에 상기 스타터 모터가 배치되며,
    상기 스타터 모터 및 상기 배터리 팩은 상기 크랭크 샤프트의 축선을 사이에 두고 상기 실린더부와는 반대측에 배치되어 있는
    엔진.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 팩은 상기 팬을 덮는 팬 커버에 장착되어 있는
    엔진.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔진 본체에 장착되며 상기 엔진 본체의 시동 조작을 실행하는 스위치부를 구비하고,
    상기 배터리 팩은 상기 스위치부의 하방에 배치되어 있는
    엔진.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 팩은 브래킷을 거쳐서 상기 엔진 본체에 장착되어 있는
    엔진.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 스위치부와 상기 배터리 팩은 하나의 브래킷을 거쳐서 상기 엔진 본체에 장착되어 있는
    엔진.
  7. 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스타터 모터가 크랭킹을 실행하고 있을 때에만 상기 배터리 팩으로부터 상기 스타터 모터로의 통전을 실행하는 제어부를 구비하는
    엔진.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 크랭크 샤프트의 축선 방향으로, 엔진 본체의 크랭크 케이스의 제 1 측에 상기 엔진 본체의 실린더부로 냉각풍을 공급하는 팬, 및 리코일 스타터가 배치된 엔진의 사양 변경 방법에 있어서,
    엔진의 크랭킹을 실행하는 스타터 모터와, 상기 스타터 모터로의 전력을 공급하는 리튬계 전지를 구비하는 배터리 팩과, 상기 배터리 팩으로부터 상기 스타터 모터로의 전력 공급을 제어하는 제어부를 구비하는 스타터 유닛을, 상기 크랭크 케이스의 제 2 측, 또한 상기 크랭크 샤프트의 축선을 사이에 두고 상기 실린더부와는 반대측에 장착하는 공정을 포함하는
    엔진의 사양 변경 방법.
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