WO2015012061A1

WO2015012061A1 - エンジン及びエンジン作業機

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Publication number: WO2015012061A1
Application number: PCT/JP2014/067143
Authority: WO
Inventors: 村上　卓宏; 高野　信宏; 上村　淳一; 砂押　光広; 祥和河野
Original assignee: 日立工機株式会社
Priority date: 2013-07-24
Filing date: 2014-06-27
Publication date: 2015-01-29

Abstract

　始動時に多量の燃料をエンジンの内部に吸入させて始動性を向上させたエンジン及びエンジン作業機を提供する。気化器とエアクリーナ室７１の間に、気化器とは独立して燃料を注入させるものであって、電気的に制御可能な追加燃料供給装置５０を設け、エアクリーナ室の近傍に追加燃料供給装置を制御するための制御回路用のメイン基板１００と、追加燃料供給装置に電力を供給するための乾電池１２１を収容した。エアクリーナ室は、エアクリーナを保持する基台７０と、基台に固定されるカバー部材により構成され、乾電池を収容する電池室とメイン基板を収容する基板室が基台７０に設けられる。電池室と基板室は、エアクリーナ室とは別々のカバー部材８１、８３により覆われる。

Description

エンジン及びエンジン作業機

本発明は、チェンソーや刈払機、カルチベータ等に用いられるエンジン及びそれを用いたエンジン作業機に関するものである。

刈払機やチェンソー等の小型の作業機には、動力源として小型のエンジンが広く用いられている。図１７は、エンジン作業機の一例である刈払機の外観図である。図１７に示すように、小型の２サイクルエンジンを搭載したエンジン作業機２０１は、パイプ状のメインパイプ５に図示しない駆動軸を通し、この駆動軸をメインパイプ５の一端に設けたエンジンにて回転させることで、メインパイプ５の他端に設けた回転刃６を回転させる。図示しないエンジンはボリュートケース２３５とエンジンカバー２０８にカバーされる。回転刃６の近傍には、刈り払った草の飛散防止のための飛散防御カバー６ａが設けられる。エンジン作業機２０１は、図示しない肩掛け用吊りベルト等で携帯されるもので、メインパイプ５の長手中央部付近に作業者が操作するための正面視略Ｕ字形を呈するハンドル４が取り付けられる。エンジンの回転数は、グリップ部３に取り付けられたスロットルレバー７により作業者によって制御される。スロットルレバー７の操作は、ワイヤー１８によってエンジンの気化器に伝達される。　

エンジン作業機２０１で用いられるようなエンジンは、小型軽量で大きな出力を得ることができ、燃料を供給することにより長時間の作業が可能となる。一方、エンジンは混合気の燃焼によってピストンを往復運動させる必要があるので、電気モータに比べると始動に手間取ることがある。そこで特許文献１では始動燃料供給器を設けて、そこに適量の始動用燃料が貯えておいて、リコイル式スタータでクランク軸を駆動させる際に、始動燃料供給器の供給用ボタンを押圧操作して、貯留室にある適量の始動補助用燃料を手動にて気化器に供給するようにした手動式の追加燃料供給装置が提案されている。

実公平６－４９８９５号公報

手持ち式刈払機等の小型のエンジン作業機には２サイクルエンジンが広く用いられ、その始動性の向上の為に気化器に手動式のチョーク機構を設けたものが一般的である。エンジンの始動を行う作業者は、エンジンの冷間時であって外気温が低い場合にはチョーク機構を作動させて、気化器における吸入空気量を絞るとともに負圧を発生させ、強制的に燃料を吸い出すことによりシリンダ内部に吸入される混合気を濃くする。しかしながら、従来の小型のエンジンにおいては、作業者が手動にてチョークを動作させるので、チョークを動作させるタイミングや解除するタイミング、チョークの作動量をどの程度にするかを作業者が決定しなければならず負担となっていた。また、チョークの操作が適切でない場合には、却ってエンジンの始動に手間取ってしまうことがあった。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、気化器とは別経路の追加燃料供給路を設け、始動時に燃料供給路から燃料を追加供給するようにして始動性を向上させたエンジン及びエンジン作業機を提供することにある。本発明の他の目的は、追加燃料を供給する装置をバッテリにより駆動し、制御装置により始動時の燃料追加供給を電子的に制御するようにしたエンジン及びエンジン作業機を提供することにある。本発明の更に他の目的は、追加燃料供給装置と、バッテリ及び制御装置をエアクリーナ取り付け部にコンパクトに実装するようにしたエンジン及びエンジン作業機を提供することにある。本発明の更に他の目的は、エンジンの熱によるバッテリの温度上昇を低減するとともに、エンジンの吸排気による汚れを防止できるようにバッテリと制御装置を実装したエンジン及びエンジン作業機を提供することにある。

本願において開示される発明のうち代表的なものの特徴を説明すれば次の通りである。本発明の一つの特徴によれば、気化器と、気化器の吸入側に設けられるエアクリーナ室と、エアクリーナ室から燃焼室に至る吸気通路に気化器とは独立して燃料を注入させる追加燃料供給装置を有するエンジンにおいて、追加燃料供給装置は電力によって電気的に制御可能であり、追加燃料供給装置を制御するための制御回路と、追加燃料供給装置に電力を供給するためのバッテリを、エアクリーナ室に隣接して設けるようにした。エアクリーナ室に隣接して搭載したことによりバッテリとして乾電池を用いる場合であっても、シリンダの温度上昇による影響の受けにくくすることができ、電池寿命を延ばすことができる。また、メイン基板をエアクリーナ部に設置することにより、絶縁、或いは、シリンダから伝達される温度を抑制することができ、メイン基板を竿部に設けた場合に懸念させるリードワイヤの断線などを防止することができる。さらに、イグニッションコイルと始動装置用の制御回路とを連結させないため、制御回路がイグニションコイルからの高電圧を直接受けることがないので、半導体素子等が損傷しても高電圧負荷等による基板ショートによって火花が散るような破損を防止できる上に、イグニションコイルからのノイズの影響を回避できる。　

本発明の他の特徴によれば、追加燃料供給装置はバッテリの電力によってソレノイドバルブの開閉するようにした電磁弁である。エアクリーナ室は、エアクリーナを保持する基台と、基台に固定されるカバー部材により画定され、制御回路とバッテリは、基台に固定されるように構成した。このため　基台には、バッテリを収容する電池室と制御回路を搭載する回路基板を搭載する基板室を形成した。また、制御回路を搭載する回路基板を基板室の内部に配置した上で、ウレタン材等でメイン基板を硬化させる構成としたので、雨などが降った際に懸念されるメイン基板のショートを防止できる上に、静電気による電子部品の破損も防止できる。電池室は着脱式の一次バッテリ又は二次バッテリを収容するものであって、入手の容易性から乾電池を用いると良い。　

本発明の他の特徴によれば、電池室と基板室は、エアクリーナ室の外部に独立して設けられ、カバー部材とは別のカバーによって覆うようにした。追加燃料供給装置は、基台と気化器の間に挟むようにして配置すると好ましい。また、ソレノイドバルブからなる追加燃料供給装置を、エアクリーナカバーで囲う構成とすることで、製品落下時などによる衝撃によるソレノイドバルブの破損を防止できる。さらに、基板室近傍に、追加燃料供給装置の電源スイッチを設けた。さらに、電源スイッチと、電源スイッチがオンになった際に点灯する点灯手段を基板室のカバー部材に設けた。このようにスイッチ、ＬＥＤからなるスイッチ基板部を覆うカバーを、吸気口とフィルタを固定するエアクリーナカバーで覆わない構成とすることで、エアクリーナカバーを付けた状態で始動装置の電源オン、ＬＥＤの点灯状態を目視確認することができる。

本発明の他の特徴によれば、エンジンの温度を測定する温度測定手段を設け、制御手段によるソレノイドバルブの開口時間を制御する際にエンジン温度が考慮されるように構成した。サーミスタは、キャブレタとエアクリーナを締結しているネジにより固定する構成すると良く、この場合、シリンダと同様の温度勾配を読み取ることができるため、外気は低温でシリンダが３０℃以上となった場合の燃料供給の停止についても精度良く制御することも可能となる。また、サーミスタはメイン基板上に設置する構成としても良く、これより、サーミスタの損傷防止、リード線の断線防止、サーミスタ部に生じる熱害を効果的に抑制できる。　

本発明の他の特徴によれば、電源スイッチと同一面に、燃料タンクから前記気化器へ燃料を吸い上げるためのプライマリポンプを配置した。このように、電源スイッチが配置される操作パネルの設置方向と、プライマリポンプの設置方向とを同一面上として、エンジンに対して同じ側にこれらを設けるようにしたので、始動装置使用時にプライマリポンプの操作忘れを防止できる。また、始動装置の操作パネルをリコイル取付け位置の近傍にできることから、リコイル時にＬＥＤの点灯状態を容易に目視確認できる。更に、リードワイヤをエアクリーナ内部で、吸気口部とは連通させない位置に配置することができるため、リードワイヤの断線防止、或いは、吸気口部より吹き返しにより燃料が吐出した場合においてもリードワイヤに燃料が付着することを回避できるため、ショート防止も図ることができる。

本発明により、始動時に多量の燃料をエンジンの内部に吸入させて始動性を向上させたエンジン及びエンジン作業機を実現できた。本発明の上記および他の目的、ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載、及び図面から明らかになるであろう。

本発明の実施例に係るエンジン作業機１の斜視図である。本発明の実施例に係るエンジン作業機１の背面図である。本発明の実施例に係るエンジン作業機１の正面図であって、一部を断面図で示す図である。追加燃料供給装置５０を制御するための回路基板と電池ホルダの構成を示す図である。本発明の実施例に係るエンジン作業機１の内部構造を示す縦断面図である。本発明の実施例に係るエンジン作業機１のエアクリーナカバー２６を取り外した状態を示す斜視図である。図１のエアクリーナカバー２６単体の斜視図であって、（１）は外側から見た図であり、（２）は内側から見た図である。本発明の実施例に係るエンジン作業機１の斜視図であり、エアクリーナカバー２６と、電池室及び基板室のカバーを取り外した状態を示す斜視図である。エアクリーナ基台７０の詳細を示す側面図であり、電池室カバー８１と基板室カバー８３を取り外している状態を示す図である。図３の追加燃料供給装置５０の斜視図である。図３の追加燃料供給装置５０の正面図である。図１１のＢ－Ｂ部の断面図であって、ソレノイドバルブ５１が追加の燃料供給路（プランジャ突当部５８）を閉じている状態を示す図である。図１１のＢ－Ｂ部の断面図であって、ソレノイドバルブ５１が追加の燃料供給路（プランジャ突当部５８）を開いている状態を示す図である。図１のエアクリーナ基台７０単体の形状を示す斜視図であり、裏側（気化器４０側）から見た図である。である。図１のエアクリーナ基台７０単体の形状を示す斜視図であり、表側（エアクリーナ２４がセットされる側）から見た図である。図１のエアクリーナ基台７０単体の形状を示す斜視図であり、エアクリーナカバー２６及び追加燃料供給装置５０を取り付けた状態を裏側から見た図である。従来例のエンジン作業機２０１の外観を示す斜視図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。なお、以下の図において、同一の部品を用いる部分には同一の符号を付して、繰り返しの説明は省略する。

図１は、本発明の実施例に係るエンジン作業機１の外観形状を示すための斜視図である。本実施例ではエンジン本体部分に特徴があり、メインパイプ５より前方側の構成は図１７で示した従来のエンジン作業機２０１の構成と同じであるので、エンジン作業機１の前側部分の図示を省略している。本実施例では、後述するエンジンがシリンダカバー８やボリュートケース３５によって覆われ、右側にマフラーカバー９で覆われたマフラーが配置され、左側に気化器やエアクリーナ室（ともに後述）が配置され、キャップ２８を有する燃料タンクがエンジン本体の下側に配置される。エアクリーナ室はエアクリーナ基台７０とエアクリーナカバー２６によって形成され、これらは後述する気化器に固定される。エアクリーナカバー２６は回転ノブ２６ａを回転させることによりエアクリーナ基台７０から取り外すことができる。本実施例では従来のエンジン作業機の構成から、エアクリーナ室を画定するエアクリーナ基台７０部分の形状を大きく変更し、エアクリーナ室に隣接して電池室８２と基板室８４を設けるように構成した。電池室８２はエアクリーナ室の前側に配置されるものであり、その長手方向が上下方向となるような略直方体の筐体である。基板室８４はエアクリーナ室の下側に配置されるものであって、電池室８２と隣接して設けられ、その長手方向が前後方向となるような略直方体の筐体である。　

図２は、本発明の実施例に係るエンジン作業機１の背面図である。エンジンのシリンダ（後述）の左側には、シリンダの吸気ポートと連結するインシュレータ１９を介して気化器４０が設けられ、気化器４０の外側（左側）には吸入する空気を濾過するエアクリーナの格納空間を構成するエアクリーナカバー２６が設けられる。シリンダ１１（図３参照）の側方（右側）にはマフラー１６が設けられ、マフラー１６の後面側には、排気ガスの出口となる排気口１６ａが設けられる。マフラー１６は、作業者が直接触れてしまうのを防止するため、樹脂製のマフラーカバー９で覆われる。クランク軸と同軸上であってその後端にはリコイルスタータ３６が設けられ、リコイルスタータ３６にはスタータハンドル３７が設けられる。エンジンの下側には開口部にキャップ２８が取り付けられた燃料タンク２７が設けられる。エンジンを始動するときは、スタータハンドル３７を勢いよく引くことによりクランク軸を回転させる。エアクリーナ２４の周囲に設けられる電池室の電池室カバー８１と基板室の基板室カバー８３は、作業者がエンジン作業機を使用する際に、作業者の腰に当ることがないように設置している。本実施例ではエアクリーナカバー２６の回転ノブ２６ａとほぼ同一面となるように配置される。　

図３は、エンジン作業機１の内部構造を示す縦断面図である。エンジン１０は、２サイクルの小型エンジンであって、クランク軸１３が刈払機のメインパイプ（図示せず）と同軸上に配置され、シリンダ１１がクランクケース１４に設けられるクランク軸１３から略垂直方向に伸びるように配置され、図示しないピストンが上下方向に往復運動する。シリンダ１１の一方の側方（右側）にはマフラー１６がボルト１７によってシリンダ１１に取り付けられ、シリンダ１１の他方の側方（左側）には気化器４０が設けられる。マフラー１６はシリンダ１１から排出される燃焼ガスが外部へ排出される際の排気音を低減するものであって、金属製で箱状に形成され、内部には複数の膨張室が設けられる。　

シリンダカバー８及びマフラーカバー９は、例えばプラスチック等の合成樹脂の一体成形によって製造される。エンジン１０のクランクケース１４の下側には、燃料タンク２７が設けられる。燃料タンク２７には、２サイクル用のオイルとガソリンの混合燃料が入れられ、燃料パイプ４３によって燃料タンク２７から混合燃料が吸引され気化器４０に送られる。燃料パイプ４３の先端にはゴミの吸引を防ぐためにフィルタ４８が設けられる。気化器４０とシリンダ１１の間には吸入通路を形成するとともに気化器４０を固定するためのインシュレータ１９が設けられ、インシュレータ１９はネジ２０にてシリンダ１１に取り付けられる。気化器４０は２本のネジ２１（図では１本のみ図示）によってインシュレータ１９に取り付けられる。気化器４０から燃料タンク２７までのリターン経路には、混合燃料を吸い上げるためのプライマリポンプ４２が設けられる。作業者はエンジン１０の始動直前に、リターンパイプ４６に燃料が流れるまでプライマリポンプ４２を繰り返し押すことにより気化器４０に燃料を吸い上げる。気化器４０からは、燃料パイプ４４によって追加燃料供給装置５０に接続され、さらに追加燃料供給装置５０から燃料パイプ４５によってプライマリポンプ４２に接続され、プライマリポンプ４２からリターンパイプ４６によって燃料タンク２７へ燃料が環流する。　

プライマリポンプ４２は半球状の透明バルブで構成され、作業者は透明バルブ部分に混合燃料が到達したことをもって気化器４０に燃料が到達したことを目視にて確認することができる。この気化器４０への燃料を吸い上げ操作は従来から行なわれているものであるが、追加燃料供給装置５０は気化器４０とプライマリポンプ４２の途中に設けたために、プライマリポンプ４２への燃料の吸い上げ操作完了は、追加燃料供給装置５０への燃料の吸い上げ操作完了をも意味するので、始動時に追加燃料供給装置５０に燃料が来ていないというトラブルを確実に阻止できる。燃料タンク２７には、燃料パイプ４３とリターンパイプ４６を貫通させるための貫通穴２７ａ、２７ｂが形成され、それらの間はゴムブッシュ４７ａ、４７ｂによってシールされる。

追加燃料供給装置５０は、ソレノイドを用いて燃料パイプ４４から吸引される混合燃料を吸気通路の内部に直接送るための追加燃料通路の開閉弁である。追加燃料供給装置５０は気化器４０の動作とは独立しているものであるため、エアクリーナ２４からクランク室に至る吸入通路中の任意の箇所に配置することが可能であるが、本実施例では実装上の容易さから、気化器４０とエアクリーナ２４を収容するエアクリーナ室の間に設けられる。このように追加燃料供給装置５０を気化器４０とエアクリーナ室の間に配置して、気化器からのリターンパイプの途中に追加燃料供給装置５０を設けたので、シリンダ１１からインシュレータ１９、気化器４０までの構成は何も変更する必要がないので、本実施例の構成を容易に実現できる。また、燃料タンク２７の形状や、２つの貫通穴２７ａ、２７ｂの位置なども、従来から用いられている形状をそのまま用いることができる。　

吸入する空気を濾過するエアクリーナ２４を収容するエアクリーナ室は、エアクリーナ基台７０とエアクリーナカバー２６によって形成される。本実施例のエアクリーナ基台７０は、プライマリポンプ４２を固定するための基台としての役割を果たすと共に、追加燃料供給装置５０に電力を供給するバッテリの収納庫としての役割、追加燃料供給装置５０を駆動するための制御装置を搭載する回路基板を収容する役割、さらには、制御装置の電源をオンするためのスイッチや動作状況を示す表示手段等を搭載する役割を果たすものである。図において、メイン基板１００はエアクリーナ基台７０の下部の基板室８４において、その面が鉛直方向になる様に配置される。ここでは、基板室８４内を、例えばウレタン等の樹脂１１３を充填することによりメイン基板１００を覆って硬化させるようにして防水性を高めている。基板室８４を封止する基板室カバー８３側にはスイッチ１１１が設けられる。スイッチ１１１のすぐ上側にはプライマリポンプ４２が位置するため、エンジン始動時に作業者は、プライマリポンプ４２を複数回押すことにより、プライマリポンプ４２内まで燃料を吸い上げて、スイッチ１１１を押すことにより追加燃料供給装置５０の電源をＯＮにする。その後に、スタータハンドル３７を引くことによりエンジン１０を始動する。この始動の際に操作するプライマリポンプ４２、スイッチ１１１が近接して左側側面に集中的に配置されているため、作業性を良くすることができた。

図４は追加燃料供給装置５０を制御するための回路基板と電池ボックスの構成を示す図である。回路基板は、メイン基板１００とスイッチ基板１１０によって構成され、メイン基板１００にはリード線８６によって電池ホルダ１２０が接続される。本実施例においては、これらすべてをエアクリーナ基台７０に取り付けられるように構成した。追加燃料供給装置５０は電池ホルダ１２０に装着される４本の単四型乾電池（後述）の電力によって駆動されるものあり、追加燃料供給装置５０に含まれる後述するソレノイドの駆動は、メイン基板１００に搭載された制御回路によって制御される。メイン基板１００には、マイコンや半導体記憶回路等を搭載し、コンピュータプログラムを実行することにより追加燃料供給装置５０を稼動させる。スイッチ基板１１０は、追加燃料供給装置５０の電源をオンにするためのスイッチ１１１と、電源がオンになった際に点灯するＬＥＤ１１２を搭載するための基板であって、メイン基板１００とリード線８７によって接続される。スイッチ１１１は、例えばソフトタッチ式のスイッチとすることができ、本実施例ではスイッチ１１１をタッチすると制御回路の電源がＯＮとなり、ＬＥＤ１１２が点灯して追加燃料供給装置のスタンバイ完了とともに、乾電池の電池残量を目視にて確認することができる。この際、乾電池の電圧が正常ならば連続点灯し、電圧が低下している場合は点滅するというように電圧に応じて点灯状況を変化させると良い。追加燃料供給装置５０はエンジン１０が一旦始動したら動作させる必要が無いため、制御回路は所定時間経過後、例えば１分後に電源を自ら落とすように制御する。

メイン基板１００には環境温度を監視するためにサーミスタ８９がリード線８８により接続される。サーミスタ８９は、シリンダ１１に固定されるインシュレータ１９の温度を測定することによって、エンジン１０の温度を推定するためのものであって、エンジン１０の温度を直接的に又は間接的に測定できる箇所に取り付けられる。本実施例では、エアクリーナ基台７０を固定するネジ２１を用いて固定すると良い。尚、サーミスタ８９を設ける位置はその他の箇所でも良く、例えば、メイン基板１００上にサーミスタ８９を配置するように構成しても良い。サーミスタ８９の出力はメイン基板１００上のマイコンに入力される。このように、サーミスタ８９をクランクケース１４に直接取り付けるのでは無く、エアクリーナ基台７０の近傍に設けたのでピーク温度が低くてすみ、サーミスタ８９の高温による損傷を防止できる。制御回路はサーミスタ８９によって読み取った外気温から最適な量の始動用燃料を決定して、必要であれば追加燃料供給装置５０を動作させて燃料を気化器４０の上流側（エアクリーナ室側）の吸気通路内に送り込む。リード線８５は追加燃料供給装置５０に実装されるソレノイドバルブ５１とメイン基板１００を接続するためのものであり、図３の矢印Ａの部分に接続される。

図５は本発明の実施例に係るエンジン作業機１の内部構造を示す縦断面図である。エンジン（本体）１０は、２サイクルの小型エンジンであって、クランク軸１３がメインパイプ５（図１７参照）と同軸上に配置され、ピストン１２がシリンダ１１内を上下方向に往復移動する。イグニッションコイル２３ａで発生された高圧電流は、イグニッションコード２３ｂとプラグキャップ２５ａを介して点火プラグ２５に伝達される。クランク軸１３の前側（出力側）には、遠心クラッチ３０を介して図示しない駆動軸の端部が軸受３３にて回転可能に軸支されるクラッチシャフト３２を介して連結される。遠心クラッチ３０が取り付けられるマグネトロータ２２には、エンジン冷却用のファンが一体に形成される。遠心クラッチ３０は、クランク軸１３の回転数が一定以上になると遠心力によってクラッチシュー（揺動子）がクラッチドラムに接続される公知の遠心クラッチである。本実施例の始動装置として、クランク軸１３の後端側に手動式のリコイルスタータ３６が設けられる。

図６はエンジン作業機１のエアクリーナカバー２６を取り外して、さらにエアクリーナ２４も取り外した状態を示す斜視図である。本実施例ではエアクリーナ基台７０によって、エアクリーナ室７１と、電池室８２と、基板室８４が形成される。また、エアクリーナ室７１を覆うためのエアクリーナカバー２６（図１参照）は、電池室８２を覆う電池室カバーと基板室８４を覆う基板室カバーとは独立して形成される。基板室カバー８３には外部からスイッチ１１１を操作することが可能とされ、スイッチ１１１の近傍にはスイッチ基板１１０（図４参照）に搭載されるＬＥＤ１１２を配置させるための貫通穴８３ｂが形成される。基板室カバー８３も貫通穴８３ｂを通して２本のネジ（図示せず）によってエアクリーナ基台７０に固定される。本実施例においては、電池室８２と、基板室８４がエアクリーナ室７１の前方側及び下方側になるように、左側側面視で略Ｌ字形になるように配置され、電池室８２と、基板室８４とエアクリーナ室７１との間にプライマリポンプ４２が配置される。スイッチ１１１と、ＬＥＤ１１２からなる操作部は、プライマリポンプ４２の下側部に配置しており、外側からみてやや窪んだ凹部を形成して、そこにスイッチ１１１を配置することにより作業中に誤ってスイッチ１１１を押さないような配慮がなされている。また、リコイルスタータ３６のスタータハンドル３７と同じ側（エンジン１０の左側部分）の近傍にスイッチ基板１１０を配置しているため、スタータハンドル３７を引いている際に、ＬＥＤ１１２の点灯状態を容易に目視確認することができる。このようにプライマリポンプ４２、スイッチ１１１及びＬＥＤ１１２がエンジン作業機１の同じ側面に集中して設けたので、作業者にとって始動時の操作性が大変良いエンジンを実現できた。　

図７はエアクリーナカバー２６単体の斜視図であって、（１）は外側から見た図であり、（２）は内側から見た図である。エアクリーナカバー２６は、エアクリーナ基台７０側に回転ノブ２６ａから延びる固定ボルト２６ｃを螺合又は掛合させることにより固定することによって所定の容積を有するエアクリーナ室７１（図６参照）を形成するものである。エアクリーナカバー２６の裏側には、エアクリーナ基台７０側の箱状部分内に配置されるエアクリーナ２４を押さえるためのリブ２６ｄが形成される。　

図８はエンジン作業機１のエアクリーナカバー２６、電池室カバー、基板室カバーを取り外した状態を示す斜視図である。電池室には４本の単四型乾電池が並べて収容される。４本の乾電池は電池室内で直列接続され、メイン基板１００に搭載される制御回路に電力が供給される。図８では基板室８４に収容されるメイン基板１００が取り外されている状態を示している。　

次に図９を用いてエアクリーナ基台７０の詳細構造を説明する。この図は、エアクリーナ基台７０から電池室カバー８１と基板室カバー８３を取り外している状態を示す側面図である。電池室カバー８１と基板室カバー８３はそれぞれ独立して形成され、独立してネジ止めされる。従って、電池室８２に収納される乾電池を交換するときには電池室カバー８１だけを外せば良いので、エアクリーナカバー２６を外す必要が無く、メインテナンス性に優れる。また、本実施例では基板室８４と電池室８２を独立した区画として構成して、それぞれを独立したカバー（電池室カバー８１、基板室カバー８３）にて密閉するので、内部に水やほこりが入る恐れを低減させることができる。特に電池交換を行う際でも基板室カバー８３を外す必要が無いので、基板収容部内に水や埃が入る恐れを小さくすることができる。また、電池室と基板室は、エアクリーナ室の外気吸入口７０ｈと連通しない箇所に配置している。　

電池室カバー８１は略長方形の板状の部材であり、図示しない２本のネジをネジ穴８１ａに貫通させてネジボス７０ｅに螺合させることにより、電池室８２が密閉される。基板室カバー８３は、基板室８４を覆う役割を果たすと共に、スイッチ１１１を保持するスイッチ基板１１０（図４参照）を取り付けるための基台としての役割も果たすもので、基板室カバー８３は略長方形の板状の部材であり、図示しない２本のネジをネジ穴８３ａに貫通させてネジボス７０ｆに螺合させることにより、電池室８２が密閉される。図９によって、追加燃料供給装置５０からリード線８５を介してのメイン基板１００への配線状況、メイン基板１００から電池ホルダ１２０へのリード線８６の配線状況、メイン基板１００からスイッチ基板１１０へのリード線８７の配線状況、メイン基板１００からサーミスタ８９の配線状況がわかるであろう。サーミスタ８９はエアクリーナ基台７０を気化器４０と共にインシュレータ１９に固定するためのネジ２１（図３参照）によってエアクリーナ基台７０と共に固定される。サーミスタ８９からのリード線８８は外気を吸引するための貫通穴７０ｈを介して外側からエアクリーナ室７１の内部に配線される。尚、図９では追加燃料供給装置５０を取り付ける前の状況を図示しているが、追加燃料供給装置５０はエアクリーナ基台７０の裏側（気化器４０側）に取り付けられるので、リード線８５の長さは図示の状態よりも短くて済み、またその配線もエアクリーナ基台７０上で行えるので、コンパクトに構成することができる。尚、リード線８５の途中にコネクタ６８を介在させると、追加燃料供給装置５０だけを交換するような場合に作業性が良くなる。

エアクリーナ基台７０のエアクリーナ室７１を形成する内部には、エアクリーナ基台７０を２本のネジ２１（１本のみ図示）にてインシュレータ１９に固定するためのネジ穴７０ｂが形成される。また、２つのネジ穴７０ｂの間に吸気口が設けられるが、本実施例では始動時に吸気口を塞ぐことにより始動時の混合気を濃くするためのチョーク板７９が設けられる。チョークレバー７８の中心には小さな穴が空いており、チョークレバー７８を矢印６９の方向に移動させることによりチョーク板７９を移動させることができる。図９ではチョーク板７９によって吸気口を閉じている状態を示すが、本実施例のチョーク機構は、乾電池１２１が未装着であったり、乾電池１２１の電圧降下であったり、その他の何らかの理由によって追加燃料供給装置５０を動作させることができない場合にだけ用いられるので、追加燃料供給装置５０が正常動作するとき、即ち、スイッチ１１１をオンにしてＬＥＤ１１２が正常に点灯するような場合には、チョーク機構を作動させる必要は無い。エアクリーナ室７１のエアクリーナ２４を固定する部分の外周側には、外気を吸引するための２つの貫通穴７０ｈが設けられる。　

図１０は追加燃料供給装置５０の全体形状を示す斜視図である。追加燃料供給装置５０は、固定用アダプタ６５を含んで構成され、固定用アダプタ６５は気化器４０とエアクリーナ基台７０の間に固定される。固定用アダプタ６５の断面形状は気化器４０端部に装着が容易な形状とされており、中央には吸気通路６５ａが形成され、吸気通路６５ａの両側にネジ２１を貫通させるための２つのネジ穴６５ｂが設けられる。本実施例では、固定用アダプタ６５の一部をエアクリーナカバー２６の固定のためのネジボス側、又は掛止部材側として作用させるために、側面視が十字形となる様な形状として、吸気通路６５ａよりも下側に延びる端部付近にネジ穴６５ｃを形成した。固定用アダプタ６５の材質は、金属又は樹脂の一体成形で製造できる。　

ソレノイドバルブ５１は、吸気通路６５ａよりも上側になるように配置したので、重力の作用により始動用燃料をより多く吸気通路６５ａ内に供給できるため効率が良い。ソレノイドバルブ５１は、２つのボルト６０によって固定用アダプタ６５に固定される。ソレノイドバルブ５１と吸気通路６５ａの間には、燃料を追加燃料供給装置５０内に供給するための燃料流入通路６１ａと、追加燃料供給装置５０内から燃料を排出するための燃料排出通路６１ｂが設けられる。燃料流入通路６１ａから燃料排出通路６１ｂへの流路は、直線になるように配置され、気化器４０からリターンパイプ４６までの燃料の環流の抵抗にならないようにしている。これは、燃料タンク２７から追加燃料供給装置５０までの燃料供給路を専用に設けるのではなく、気化器４０からプライマリポンプ４２に燃料を送る燃料パイプ４５に追加燃料供給装置５０を設置することで、従来から存在する燃料供給路を利用しており、気化器４０から追加燃料供給装置５０に燃料パイプ４５を介して供給された燃料の大部分は燃料排出通路６１ｂからリターンパイプ４６を介して燃料タンク２７に排出されることになる。ソレノイドバルブ５１の近傍にはバルブボディ５２ａが突出し、バルブボディ５２ａからはリード線８５が延びるように設けられる。　

図１１は追加燃料供給装置５０の正面図である。ここでいう正面とは、図１のように設置された際の方向（図１の矢印の方向）を基準に示している。追加燃料供給装置５０を装着することにより気化器４０とエアクリーナ２４との距離は、固定用アダプタ６５の厚さｄ分（左右方向幅分）だけ離れることになる。しかしながら、気化器４０の上流側の長さの変化であって、エンジン１０の動作にはほとんど影響が無く気化器４０も従来のものを用いることができる。追加燃料供給装置５０は、バルブボディ５２ａの突出部分とリード線８５が厚さｄの部分よりも左側に突出することになる。そのため、突出部分を後述するエアクリーナ基台７０に形成された凹部分に収容するように構成したが、その構成については後述する。　

図１２は図５のＢ－Ｂ部の断面図であって追加燃料供給装置５０の内部構造を示す図である。追加燃料供給装置５０は、電磁石（ソレノイド）の磁力を用いてプランジャ５４を動かすことで弁（先端部５４ａ）を開閉することにより、燃料流入通路６１ａと連通する空間５７から供給孔６５ｆに分岐する流路への混合燃料の流れの制御を行う。ソレノイドバルブ５１は、バルブボディ５２ａに図示しない電磁石が内蔵され、ボルト６０のネジ座を構成する固定金具５２ｂによって覆われる。プランジャ５４は一方の端部が可動片５３によって保持され、他方の端部がプランジャ突当部５８を開閉するための弁となる。供給孔６５ｆは、固定用アダプタ６５の上面から下方向に形成されて吸気通路６５ａに開口する円筒形の穴である。プランジャ５４の先端には、先端部５４ａが当接することによって固定用アダプタ６５の空間５７と、固定用アダプタ６５の出口側となる円筒形の供給孔６５ｆとの連通を遮断させるプランジャ突当部５８が設けられる。燃料流入通路６１ａから燃料排出通路６１ｂまでの燃料通路は抵抗が少ないように構成することが重要であり、本実施例では流入方向と排出方向が一直線上に位置するように構成される。尚、流入方向と排出方向は必ずしも一直線である必要はなく、十分に流路抵抗を少なく構成できるならば、流入方向と排出方向が９０度曲がるような構成であっても良い。このように流入方向と排出方向の制約を設けないならば、追加燃料供給装置５０の実装上の制約を少なくすることができる。

図１３は、図１２と同じ断面図であって、プランジャ５４を移動させて燃料流路を開放させた状態を示す図である。図５の状態と比べてプランジャ５４の位置が、ソレノイドバルブ５１側に近づくことにより、先端部５４ａがプランジャ突当部５８から離れていることが理解できよう。この操作によって、燃料流入通路６１ａから流入する燃料の一部が供給孔６５ｆから吸気通路６５ａに流入することで、気化器４０に始動用燃料が流出する。

図１４は、図１のエアクリーナ基台７０単体の形状を示す斜視図であり、裏側（気化器４０側）から見た図である。エアクリーナ基台７０はエアクリーナ室を形成する筐体を構成するだけで無く、本実施例では電池室８２と基板室８４を固定するための基台としての役割を果たす。エアクリーナ基台７０はプラスチック等の合成樹脂の一体成形で構成するのが好ましく、剛性を高めるために水平方向に延びる複数の補強リブ７２～７４と、垂直方向に延びる補強リブ７５、７６が形成される。補強リブ７２～７４の一部には、リード線を案内するための切欠部７２ａ、７３ａ、７４ａが形成されリード線を嵌め込むことにより固定する。エアクリーナ基台７０の裏側には、追加燃料供給装置５０を固定するための取付部７０ｇが形成される。取付部７０ｇは固定用アダプタ６５の形状に沿ったリブが隆起した形状とされ、固定用アダプタ６５に形成される吸気通路６５ａやネジ穴６５ｂに対応した貫通穴が形成される。取付部７０ｇの上側には、追加燃料供給装置５０のバルブボディ５２ａ（図１０参照）の突出部分を収容するとともにリード線８８を案内するための凹部７０ｉが形成される。取付部７０ｇの下側には、エアクリーナ室７１に外気を取り込むための貫通穴７０ｈが形成される。

図１５は、エアクリーナ基台７０単体の形状を示す斜視図であり、表側（エアクリーナ２４がセットされる側）から見た図である。ここではチョークレバー７８とチョーク板７９を含むチョーク機構が取り付けられた状態を示している。エアクリーナ室７１には固定ボルト２６ｃを貫通させるための貫通孔７０ｃが形成される。電池室８２には２つのネジボス７０ｅが形成され、基板室８４には２つのネジボス７０ｆが形成される。エアクリーナカバー２６（図７参照）、電池室カバー８１（図９参照）、基板室カバー８３（図９参照）を、それぞれ単独で取外すことも可能となるため、作業者がフィルタの掃除や、電池交換を容易に行える。尚、これらカバーが接合する開口部には、図１５の太線で示す位置にゴムパッキン等のシール部材を介在させるようにして防水性や密閉性を高めるようにすると良い。エアクリーナ基台７０にはプライマリポンプ４２を固定するための穴部７０ｄが形成される。

図１６はエアクリーナ基台７０単体の形状を示す斜視図であり、エアクリーナカバー２６、追加燃料供給装置５０及びプライマリポンプ４２を取り付けた状態を裏側から見た図である。本実施例では追加燃料供給装置５０とメイン基板１００、スイッチ基板１１０、電池ホルダ１２０をエアクリーナ基台７０上にすべて搭載するために、気化器４０に取り付ける着脱可能な部材に本実施例の特徴的な構成物をすべて搭載できるので、組み立て性が大変良い。尚、サーミスタ８９は通常は手で触れることができない場所に設けているので、静電気などの影響によるサーミスタの破損を防止することができると共に、リード線を使用せずに設置できるので断線を防止することができる。

本実施例によれば、多量の始動用の燃料を供給できる追加燃料供給装置を設けて電子的に始動時の燃料追加供給を制御するようにしたので、エンジン作業機の始動性を大幅に向上させることができた。

以上、本発明を複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、電池室８２を覆う電池室カバー８１の部分をさらにエアクリーナカバー２６でさらに覆うような構成としても良く、この場合、乾電池１２１を２重のカバーで覆うことができるので直射日光による温度上昇を低減させることもできる。また、上述の実施例では刈払機に用いられるエンジン作業機に適用される例で説明したが、作業機の種類は刈払機だけに限られずに、チェンソー、カッター等のその他のエンジン作業機においても同様に適用できる。また、上述の実施例では２サイクルエンジンを用いて説明したが４サイクルエンジンにも同様に適用できる。さらに、上述の実施例では手動式スタータ付きのエンジンの例をもとに説明したが、セルモータを用いたエンジンにも同様に適用できる。

１　エンジン作業機　　　　　　　　　　３　グリップ部
４　ハンドル　　　　　　　　　　　　　５　メインパイプ
６　回転刃　　　　　　　　　　　　　　６ａ　飛散防御カバー
７　スロットルレバー　　　　　　　　　８　シリンダカバー
９　マフラーカバー　　　　　　　　　　１０　エンジン
１１　シリンダ　　　　　　　　　　　　１２　ピストン
１３　クランク軸　　　　　　　　　　　１４　クランクケース
１５　脚部　　　　　　　　　　　　　　１６　マフラー
１６ａ　排気口　　　　　　　　　　　　１７　ボルト
１８　ワイヤー　　　　　　　　　　　　１９　インシュレータ
２０、２１　ネジ　　　　　　　　　　　２２　マグネトロータ
２３ａ　イグニッションコイル　　　　　２３ｂ　イグニッションコード
２４　エアクリーナ　　　　　　　　　　２５　点火プラグ
２５ａ　プラグキャップ　　　　　　　　２６　エアクリーナカバー
２６ａ　回転ノブ　　　　　　　　　　　２６ｃ　固定ボルト
２６ｄ　リブ　　　　　　　　　　　　　２７　燃料タンク
２７ａ、２７ｂ　貫通穴　　　　　　　　２８　キャップ
３０　遠心クラッチ　　　　　　　　　　３２　クラッチシャフト
３３　軸受　　　　　　　　　　　　　　３５　ボリュートケース
３６　リコイルスタータ　　　　　　　　３７　スタータハンドル
４０　気化器　　　　　　　　　　　　　４２　プライマリポンプ
４３、４４、４５　燃料パイプ　　　　　４６　リターンパイプ
４７ａ、４７ｂ　ゴムブッシュ　　　　　４８　フィルタ
５０　追加燃料供給装置　　　　　　　　５１　ソレノイドバルブ
５２ａ　バルブボディ　　　　　　　　　５２ｂ　固定金具
５４　プランジャ　　　　　　　　　　　５４ａ　先端部
５７　空間　　　　　　　　　　　　　　５８　プランジャ突当部
６０　ボルト　　　　　　　　　　　　　６１ａ　燃料流入通路
６１ｂ　燃料排出通路　　　　　　　　　６５　固定用アダプタ
６５ａ　吸気通路　　　　　　　　　　　６５ｂ、６５ｃ　ネジ穴
６５ｅ　取付孔　　　　　　　　　　　　６５ｆ　供給孔
６８　コネクタ　　　　　　　　　　　　７０　エアクリーナ基台
７０ａ　吸気通路　　　　　　　　　　　７０ｂ　ネジ穴
７０ｃ　貫通孔　　　　　　　　　　　　７０ｄ　穴部
７０ｅ、７０ｆ　ネジボス　　　　　　　７０ｇ　取付部
７０ｈ　貫通穴　　　　　　　　　　　　７０ｉ　凹部
７１　エアクリーナ室　　　　　　　　　７２、７３、７４　補強リブ
７２ａ、７３ａ、７４ａ　切欠部　　　　７５、７６　補強リブ
７８　チョークレバー　　　　　　　　　７９　チョーク板
８１　電池室カバー　　　　　　　　　　８１ａ　ネジ穴
８２　電池室　　　　　　　　　　　　　８３　基板室カバー
８３ａ　ネジ穴　　　　　　　　　　　　８３ｂ　貫通穴
８４　基板室　　　　　　　　　　　　　８５～８８　リード線
８９　サーミスタ　　　　　　　　　　　１００　メイン基板
１１０　スイッチ基板　　　　　　　　　１１１　スイッチ
１１２　ＬＥＤ　　　　　　　　　　　　１１３　樹脂
１２０　電池ホルダ　　　　　　　　　　１２１　乾電池
２０１　エンジン作業機

Claims

気化器と、前記気化器の吸入側に設けられるエアクリーナ室と、前記エアクリーナ室から燃焼室に至る吸気通路に前記気化器とは独立して燃料を注入させる追加燃料供給装置を有するエンジンであって、前記追加燃料供給装置は電力によって電気的に制御可能であり、前記追加燃料供給装置を制御するための制御回路と、前記追加燃料供給装置に電力を供給するためのバッテリを、前記エアクリーナ室に隣接して設けたことを特徴とするエンジン。
前記エアクリーナ室は、エアクリーナを保持する基台と、前記基台に固定されるカバー部材により画定され、前記制御回路と前記バッテリは、前記基台に固定されることを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
前記基台には、前記バッテリを収容する電池室と前記制御回路を搭載する回路基板を搭載する基板室が設けられることを特徴とする請求項２に記載のエンジン。
前記電池室と前記基板室は、前記エアクリーナ室の外部に独立して設けられ、前記カバー部材とは別のカバーによって覆われることを特徴とする請求項３に記載のエンジン。
前記追加燃料供給装置は、前記基台と前記気化器の間に配置されることを特徴とする請求項４に記載のエンジン。
前記バッテリは乾電池であることを特徴とする請求項５に記載のエンジン。
前記基板室近傍に、前記追加燃料供給装置の電源スイッチを設けたことを特徴とする請求項６に記載のエンジン。
前記電源スイッチと、前記電源スイッチがオンになった際に点灯する点灯手段を前記基板室のカバー部材に設けたことを特徴とする請求項７に記載のエンジン。
前記電源スイッチと同一面に、燃料タンクから前記気化器へ燃料を吸い上げるためのプライマリポンプを設けたことを特徴とする請求項８に記載のエンジン。
請求項１から９のいずれか一項に記載のエンジンを備えたことを特徴とするエンジン作業機。