WO2015129357A1

WO2015129357A1 - エンジン作業機

Info

Publication number: WO2015129357A1
Application number: PCT/JP2015/051862
Authority: WO
Inventors: 村上　卓宏
Original assignee: 日立工機株式会社
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2015-01-23
Publication date: 2015-09-03
Also published as: JP2015161296A

Abstract

エンジンの始動を容易に行うことができ、かつ軽量なエンジン作業機を得る。回転軸２０１を係合部１０４Ａに係合させた状態で、作業者がロープ２０２を引く動作を繰り返し行うことによって、回転軸２０１を正方向に回転させることができる。これによって、蓄力軸１０４を駆動し、蓄力式駆動部１００におけるゼンマイバネ１０３に蓄力をすることができる。その後、ゼンマイバネ１０３が充分蓄力された後に、クランク軸４３を駆動することができる。この際、ゼンマイバネ１０３に蓄力がされるために、この際にクランク軸４３が駆動されるトルクは、作業者がロープ２０２によってリール２０３を回転させるトルクよりも充分に大きくすることができる。

Description

エンジン作業機

本発明は、小型のエンジンが用いられるエンジン作業機、例えば刈払機等の構造に関する。

刈払機、送風機、チェーンソー、パワーカッタ等、作業者が携帯して使用する携帯用作業機や、発電機には、動力源として小型のエンジンが用いられる。　

こうした刈払機の形状の一例を図１０に示す。図１０（ａ）は、この刈払機３１０の形態を示す側面図であり、図１０（ｂ）は、その後端部側に設けられた動力部を拡大した部分断面図である。図１０（ａ）は、この刈払機３１０が地上に設置された際の形態を示しており、以下においては、上下方向とはこの場合における上下方向を意味し、この図における左側を前方、右側を後方とする。　

この刈払機３１０においては、前後方向に細長い操作棹２０の後端（一端）側には、刈刃１１を駆動するための動力部３３０が設けられ、先端（他端）側に、回転する刈刃１１が設けられる。動力部３３０における動力源としては、小型かつ軽量の２サイクル空冷式のエンジン３４０が用いられる。操作棹２０の内部には、操作棹２０と同軸とされエンジン３４０のクランク軸と遠心クラッチ（共に図示せず）によって接続された伝達軸（図示せず）が設けられる。クランク軸の回転速度が高まり遠心クラッチが接続された際には、この伝達軸はエンジン３４０によって回転運動をする。この回転運動が、操作棹２０の先端に設置されたギヤケース１２に伝達され、適切な減速比で刈刃１１を回転させる。刈刃１１の下側には、刈り取られた草木が作業者側に飛散することを抑制するための飛散防御カバー１４が設けられる。操作棹２０における前後方向の中央付近には、作業者が把持するためのハンドル１３が左右に（図１０（ａ）における紙面垂直方向に２つ）それぞれ設けられている。　

動力部３３０において、エンジン３４０の左右（図１０（ａ）における紙面手前側と向こう側）には、それぞれ吸気口、排気口が設けられ、吸気口側には気化器（図示せず）及びエアクリーナ５０が、排気口側にはマフラ（図示せず）がそれぞれ接続されている。

気化器には、エアクリーナ５０を介して空気が導入されると同時に、燃料（混合ガソリン）も供給され、これによって混合気が生成され、エンジン３４０に供給される。燃料は、エンジン３４０の下部に固定された燃料タンク６０内に溜められ、燃料タンク６０からチューブを介して気化器に導かれる。作業者は、燃料タンク６０に設けられたタンクキャップ６１を取り外し、燃料タンク６０内に燃料を供給することができる。エンジン３４０の運転時には、吸気の際に発生する負圧によって燃料が燃料タンク６０側から気化器側に吸い上げられる。燃料タンク６０の下には、刈払機３０が地面に設置される際にこれを支持すると共に、燃料タンク６０の下側を覆う、樹脂材料で構成された保護カバー（スタンド）１５が装着される。　

この刈払機３１０を使用するに際しては、まず、エンジン３４０を始動する必要がある。始動のためには、気化器まで燃料を供給した状態で、停止しているエンジン３４０のクランク軸を強制的に回転させる必要がある。このため、特許文献１に記載されるように、クランク軸を手動で回転させることによってエンジン３４０を始動させる手動式のスタータ（リコイルスタータ）３４１が設けられている。スタータ３４１においては、ワンウェイクラッチを介してクランク軸に接続されたリールにロープが接続され、このロープを作業者が強く引くことによって、エンジン３４０内部におけるピストンの圧縮の際の圧力に逆らって強制的にクランク軸を回転させることができる。また、ロープが引かれた後では、バネによって自動的にロープはリール側に巻き戻される構成とされる。このため、こうした１回の操作でエンジン３４０が始動しない場合でも、作業者は、エンジン３４０が始動するまでロープを引く操作を繰り返し行うことができる。

また、エンジン３４０の温度が高い状態（停止後間もない状態）と比べて、一般的に冷間時にはエンジン３４０の始動は容易ではない。こうした場合には、始動時のみエンジン３４０に供給される混合気の燃料濃度を一時的に通常運転時よりも高めた方が始動は容易となる。このため、気化器には、その操作によって一時的に混合気を濃くするチョークレバーも設けられる。この場合、始動の際には、チョークレバーを操作（オンして混合気を濃くした状態でスタータ３４１を操作してエンジン３４０を始動し、エンジン３４０が始動した後でチョークレバーの動作を解除（オフ）して混合気を通常の濃度として、エンジン３４１を運転することができる。　

上記の構成のスタータ３４１は非常に単純な構成であるために軽量であり、スタータ３４１が用いられたとしても、これが刈払機３１０全体の中で占める重量はわずかであり、刈払機３１０全体を軽量とすることができる。また、チョークレバーも、通常の気化器において装備されており、チョークレバーに関わる機構が全体に占める重量もわずかである。このため、上記の構成の刈払機３１０を軽量とすることができる。また、上記のとおり、スタータ３４１の操作は非常に単純であるため、これを用いてエンジン３４０を容易に始動することができ、刈払機３１０を用いた作業を行うことができる。

特開２０１３－４０６００号公報

しかしながら、刈払機が使用される環境（例えば気温、湿度等）は様々であり、環境に応じてエンジンを始動させるために最適な条件は変化する。この際、上記の構成によってエンジンを始動する際に、チョークレバーをオンする操作、あるいはこれをオフする操作が適切に行われない場合もあった。例えば、上記のとおり、気温が低くエンジンの温度も低い場合にはチョークレバーをオンすることによって混合気を充分に濃くすることが有効であるが、エンジン停止後間もないためにエンジンの温度が高くなっている場合には、チョークレバーを操作しない（オフする）場合の方がエンジンの始動は容易である。こうした場合には、チョークレバーをオンすることによってむしろ始動は困難となる。こうしたチョークレバーの操作の判断は作業者によってその都度なされるため、操作が適正に行われなかったために始動が困難となった場合もあった。また、厳寒時には、チョークレバーをオンした場合でもエンジンの始動は容易ではなかった。　

このように始動が困難となった場合には、スタータの１回の操作ではエンジンは始動せず、始動するまで作業者はスタータを繰り返し操作する必要があり、作業者にとってはエンジンの始動が大きな負担となった。こうした問題は、特に作業者の腕力が弱い場合においては、顕著となった。

こうした問題を解消するためには、刈払機において使用されるエンジンにおいても、自動車等に搭載されるエンジンのように、モータ（セルモータ）によって強制的にクランク軸を連続的に回転させるセルスタータを装着することが有効である。しかしながら、この場合には、セルスタータに加え、その電源となる電池も必要になるため、これらが装着されたエンジン全体の重量は大きく増加する。こうした状況は、作業者が携帯して使用する刈払機等にとって好ましくないことは明らかであるため、従来は、刈払機等にはセルスタータの使用は一般的ではなかった。　

すなわち、エンジンの始動を容易に行うことができ、かつ軽量なエンジン作業機を得ることは困難であった。とは困難であった。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、上記の問題点を解決する発明を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。本発明のエンジン作業機は、エンジンが搭載されるエンジン作業機であって、蓄力されたゼンマイバネによって前記エンジンのクランク軸にワンウェイクラッチを介して回転させる蓄力式駆動部を具備し、蓄力軸を回転させることによって前記ゼンマイバネが蓄力される構成とされ、外部の回転軸が着脱可能とされた係合部が前記蓄力軸に設けられたことを特徴とする。本発明のエンジン作業機において、前記係合部は、前記蓄力軸の端部に形成された非円形状部であることを特徴とする。本発明のエンジン作業機において、前記係合部は、前記エンジン作業機の載置時において前記クランク軸よりも上方に設けられたことを特徴とする。本発明のエンジン作業機は、前記エンジンがその一端側に固定された操作棹と、当該操作棹に装着され作業者に把持されるハンドルと、前記ハンドルを挟んで前記操作棹の他端側に設けられ、前記エンジンによって駆動される刈刃と、を具備する刈払機であることを特徴とする。本発明のエンジン作業機は、前記係合部が含まれる領域に着脱可能とされ、前記回転軸と前記回転軸を回転させる始動機構とが設けられた始動装置を具備することを特徴とする。本発明のエンジン作業機は、前記係合部が含まれる領域に着脱可能とされ、前記回転軸と前記回転軸を回転させる始動機構とが設けられた始動装置を具備し、前記係合部が含まれる領域に装着されない状態の前記始動装置又は前記始動装置を構成する一部を前記操作棹に固定する始動装置固定具が前記操作棹に設けられたことを特徴とする。本発明のエンジン作業機は、モータによって前記回転軸を駆動する前記始動機構が用いられた前記始動装置を具備することを特徴とする。本発明のエンジン作業機は、手動によって前記回転軸を駆動する前記駆動機構が用いられた前記始動装置を具備することを特徴とする。本発明のエンジン作業機は、モータによって前記回転軸を駆動する前記始動機構が用いられた前記始動装置と、手動によって前記回転軸を駆動する前記始動機構が用いられた前記始動装置とが、相互に切り替え可能に前記係合部が含まれる領域に装着可能とされたことを特徴とする。

本発明は以上のように構成されているので、エンジンの始動を容易に行うことができ、かつ軽量なエンジン作業機を得ることができる。

本発明の実施の形態となる刈払機における動力部の構成を示す、クランク軸に沿った断面図である。本発明の実施の形態となる刈払機における動力部を前方から見た透視図である。本発明の実施の形態となる刈払機において用いられる蓄力式駆動部の動作を模式的に示す図である。本発明の実施の形態となる刈払機において用いられる蓄力軸の端面の形状の２つの例である。本発明の実施の形態となる刈払機の動力部において、手動式の始動装置が使用される際の形態を示す図である。本発明の実施の形態となる刈払機の動力部において、電動式の始動装置（その１）が使用される際の形態を示す図である。本発明の実施の形態となる刈払機の動力部において、電動式の始動装置（その２）が使用される際の形態を示す図である。本発明の実施の形態となる刈払機における動力部の変形例の構成を示す、クランク軸に沿った断面図である。本発明の実施の形態となる刈払機の構成を示す側面図である。一般的な刈払機の構成を示す図である。

本発明の実施の形態となるエンジン作業機（刈払機）の構成について説明する。ここでは、小型のエンジンが使用され、このエンジンを始動させるための機構に特徴を有する。このエンジン作業機においては、エンジンの始動のために、蓄力式の駆動機構が用いられる。蓄力式の駆動機構においては、蓄力軸を回転させることによって、ゼンマイバネに蓄力がなされる。ゼンマイバネに充分蓄力がなされた後で、ゼンマイバネの反力によってエンジンのクランク軸が駆動されることによって、エンジンが始動する。この際、ゼンマイバネに蓄力されるために、大きなトルクがクランク軸に加わり、エンジンの始動を容易に行うことができる。　

ここで、この駆動機構においては、蓄力軸を外部から回転させることができる構成とされている。このため、蓄力軸を回転させるための機構（始動装置）をエンジンに固定する必要はないため、刈払機自身を軽量化することができる。また、始動装置が着脱可能であるために、複数の種類の始動装置を適宜選択して用いることができる。　

図１は、ここで用いられる動力部３０の構成を示す、この動力部３０は、図１０における動力部３３０に代わりに用いられる。図１は、エンジン４０のクランク軸に沿った断面図であり、図２は、前方側（図１における左側）から見たその透視図である。ここで用いられるエンジン４０は、２サイクルの空冷エンジンであり、その始動に関わる機構以外については、通常知られるものと同様である。

このエンジン４０においては、シリンダ４１中におけるピストン４２の上下方向の往復運動がクランク軸４３の回転運動に変換されて出力される。クランク軸４３の回転運動は、遠心クラッチ４４を介して操作棹２０中の伝達軸２１に伝達される。シリンダ４１の上側には、ピストン４２の上側に形成された燃焼室に導入され圧縮された混合気を点火する点火プラグ４５が装着され、点火プラグ４５にはこれに通電をするためのプラグキャップ４６が装着される。この電流は、クランク軸４３の回転に伴ってジェネレータ（図示せず）で発生した電流がイグニッションコイル（図示せず）で昇圧されることによって生成され、適正なタイミングで点火プラグ４５に流れる。シリンダ４１は、上側から上部カバー４７で覆われており、クランク軸４３に固定された冷却ファン（図示せず）によって生成された冷却風が、上部カバー４７で覆われた内部を流れることによって、シリンダ４１が冷却（空冷）される。　

図２に示されるように、エンジン４０の左側（図２における右側）に設けられた吸気口には、気化器７０が、インシュレータ７１を介してシリンダ４１に接続されている。気化器７０には、その左側に装着されたエアクリーナ５０を通して空気が導入される。また、エンジン４０の下側には、燃料タンク６０が設けられ、作業者はタンクキャップ６１を取り外してこの中に燃料（ガソリンと２サイクル用オイルの混合燃料）を供給することができる。気化器７０には、燃料タンク６０内の燃料パイプ６２の先端に設けられた燃料フィルタ６３から燃料パイプ６２を介して燃料が供給される。エンジン４０の運転中においては、ピストン４２の上下運動（クランク軸４３の回転運動）に伴って発生した負圧によって、エアクリーナ５０から気化器７０に空気が吸入され、この流れによって燃料も気化器７０に吸い上げられ、空気と燃料との混合気が生成されてシリンダ４１内の燃焼室に導入される。　

また、エンジン４０の右側（図２における左側）に設けられた排気口には、箱状のマフラ８０が装着され、排気ガスはマフラ８０を通ってから大気中に排出される。マフラ８０中には複数の膨張室が設けられ、これらの内部には触媒が設けられているために、排気ガスの浄化が行われ、かつ排気音の低減も行われる。運転時に高温となるマフラ８０も、マフラカバー８１で覆われている。

エンジン４０の始動後（運転時）には、燃料は負圧によって気化器７０側に吸い上げられるものの、始動時（運転前）において気化器７０内に燃料が存在しない場合には、まず、燃料を気化器７０側に導く必要がある。このため、気化器７０には、手動で動作するプライミングポンプ７２が装着されている。作業者がプライミングポンプ７２を操作する（押す）ことによって、気化器７０側に向かう圧力を発生させ、燃料タンク６０側から燃料パイプ６２を経由して気化器７０側に燃料を導くことができる。プライミングポンプ７２は透明の樹脂材料で構成された半球状であり、この中に燃料があることを目視で確認することができる。また、気化器７０内に燃料が溜められた後、余分な燃料はリターンパイプ６４を介して再び燃料タンク６０内に送られる。燃料タンク６０は半透明の樹脂材料で構成されるため、燃料がリターンパイプ６４から燃料タンク６０に戻る状況も目視で確認することができる。燃料パイプ６２とリターンパイプ６４は、それぞれ燃料タンク６０上部に設けられた貫通孔６２ａ、６４ａを貫通し、貫通孔６２ａと燃料パイプ６２の間、貫通孔６４ａとリターンパイプ６４の間は、ゴムブッシュ６２ｂ、６４ｂで密封されている。　

また、気化器７０で生成される混合気の濃度（空気に対する燃料の比率）は、気化器７０の設定で定まり、この設定は、運転時において効率的にエンジン４０の出力が発揮されるように最適化される。しかしながら、一般には、エンジン４０の温度が低い場合（冷間時）の始動時には、混合気の濃度は、運転時の濃度よりも高くした方が、エンジン４０を容易に始動することができる。このため、気化器７０においては、チョークレバー７３が設けられる。チョークレバー７３がオンされた（引かれた）場合においては、空気の通路を狭窄させることによって混合気の濃度を高めることができる。このため、作業者は、始動時にチョークレバー７３を引いた状態でエンジン４０を始動し、エンジン４０が始動したら、チョークレバー７３を戻すことによって、エンジン４０を運転状態とすることができる。このため、冷間時にエンジン４０を始動させるためには、通常は、まずプライミングポンプ７２を用いて燃料を気化器７０まで導き、チョークレバー７３を引いた状態で、クランク軸４３を強制的に回転させることが必要となる。

上記の動力部３０においては、クランク軸４３を強制的に回転させるために、クランク軸４３の後方（図１における右方）に、蓄力されたゼンマイバネによってクランク軸４３を回転させる蓄力式駆動部１００が設けられている。図３は、蓄力式駆動部１００の図１におけるＡ－Ａ方向の断面図を蓄力の状況に応じて示した図である。ここで、図３（ａ）においては初期状態、図３（ｂ）においては蓄力された状態、図３（ｃ）においては蓄力が開放されクランク軸４３を回転させる際の状態、がそれぞれ示されている。　

蓄力式駆動部１００においては、ケース１０１の内部に、ゼンマイケース１０２が内部にゼンマイバネ１０３を収容した状態で回転可能に設けられる。ゼンマイケース１０２は、後方（図１における右側）に設けられた蓄力軸１０４と接続される。また、ゼンマイバネ１０３が図３（ｂ）に示されるように巻かれることによって蓄力がなされる。一方、ゼンマイケース１０２の中央には中心軸１０５が設けられ、中心軸１０５は、前方（図１における左側）に設けられたワンウェイクラッチ１０６と接続される。ワンウェイクラッチ１０６は、正回転（通常運転時におけるクランク軸４３が回転する方向の回転）時においては、中心軸１０５からクランク軸４３へ回転を伝達するが、クランク軸４３から中心軸１０５側へは回転を伝達しない。このため、クランク軸４３が停止している場合に、中心軸１０５を正回転させれば、クランク軸４３を駆動（回転）させることができ、エンジン４０を始動させることができる。一方、始動後に中心軸１０５が停止した場合、クランク軸４３が回転しても中心軸１０５はクランク軸４３の回転の影響を受けない。

図３に示されるように、ゼンマイバネ１０３は、中心軸１０５を巻回する形態でゼンマイケース１０２内に装着される。ゼンマイバネ１０３の内側端部は中心軸１０５に固定され、その外側端部はゼンマイケース１０２の内面に固定される。また、ゼンマイケース１０２の外面には、爪１０７が設けられ、この爪１０７は、ゼンマイバネ１０３の端部を固定しており、ゼンマイバネ１０３がゼンマイケース１０２から脱落することを防止している。また、ゼンマイケース１０２は蓄力軸１０４に圧入されており、蓄力軸１０４が駆動することでゼンマイケース１０２も駆動することができる。一方、中心軸１０５とゼンマイケース１０２は分離した構造になっており、ゼンマイケース１０２からの駆動力はゼンマイバネ１０３を介して中心軸１０５に伝達されることになる。このため、クランク軸４３が固定された場合には、蓄力軸１０４を回転させることによって、図３（ｂ）に示されるようにゼンマイバネ１０３を巻き、蓄力をすることができる。　

ここで、蓄力軸１０４の後端には、外部からこれを回転させることができるように、外部の回転軸を係合させることのできる係合部１０４Ａが設けられている。具体的には、後方側（図１における右側）から見た蓄力軸１０４の端面の形状を図４（ａ）に示すように、蓄力軸１０４の後端部には、四角形の凹部とされた係合部１０４Ａが形成されている。係合部１０４Ａと同様の形状を具備する凸部を先端に具備する回転軸を係合部１０４Ａに係合させることによって、蓄力軸１０４を正回転させることができる。このため、中心軸１０５が固定された状態で、蓄力軸１０４（ゼンマイケース１０２）を正回転させ、ゼンマイバネ１０３に蓄力をした図３（ｂ）の状態とすることができる。なお、係合部１０４Ａの形状は、こうした動作が可能である限りにおいて任意であり、例えば図４（ｂ）に示されるように、係合部１０４Ａを六角形状としたり、スプライン軸や対角上の二面など、凹部が形成された非円形であり動力の伝達が可能であればよい。また、蓄力軸１０４の係合部１０４Ａは凸部として形成したが、凹部として形成し、凸部により回転させるようにしてもよい。

ここで、前記の通り、ゼンマイケース１０２を正回転側に駆動した場合には、ゼンマイバネ１０３を介して連結された中心軸１０５も正回転側に駆動され、これによってクランク軸４３も正回転側に駆動される。しかしながら、動作していない状態のエンジン４０において、ピストン４２が上死点に向かう圧縮行程においては燃焼室の圧力が高まり、この圧力に逆らえる力を加えない限り、クランク軸４３を更に正回転させることはできない。このため、この圧力によって、クランク軸４３及び中心軸１０５が回転することは抑制され、ゼンマイバネ１０３にこの圧力に逆らえる力が蓄力されるまでは中心軸１０５は固定され、蓄力軸１０４（ゼンマイケース１０２）の回転に伴って、図３（ｂ）に示されるように蓄力がなされる。　

その後、ゼンマイバネ１０３が充分蓄力され、ピストン４２による圧縮の際の圧力に逆らうことのできる程度の力が蓄力されたら、ゼンマイバネ１０３によって、中心軸１０５及びクランク軸４３が回転する。この際には、図３（ｃ）に示されるようにゼンマイバネ１０３に蓄えられた力が一気に解放されるため、ピストン４２が複数回往復するようにクランク軸４３を強い力で回転させることができる。これによって、エンジン４０が始動する。エンジン４０が始動しクランク軸４３が自発的に回転した後は、ワンウェイクラッチ１０６の存在によって、クランク軸４３の回転が中心軸１０５側に伝達されることは抑制される。このため、蓄力軸１０４もクランク軸４３の回転の影響を受けない。すなわち、ワンウェイクラッチ１０６によって、エンジン４０の始動後には中心軸１０５よりも後方側はエンジン４０の影響を受けることがない。　

このため、上記の動力部３０においては、蓄力軸１０４（係合部１０４Ａ）を外部から正回転させることによって、エンジン４０を容易に始動することができる。ここで、蓄力式駆動部１００は、上記のとおり、軽量なワンウェイクラッチ１０６、ゼンマイバネ１０３等で構成されるため、蓄力式駆動部１００を軽量とすることができる。このため、刈払機全体を軽量とすることができる。

一方、係合部１０４Ａを介して蓄力軸１０４を回転させる始動装置は、刈払機とは別体として、エンジン４０の始動時においてのみ蓄力軸１０４に装着可能なものを用いることができる。この始動装置としては、係合部１０４Ａに係合可能な回転軸と、この回転軸を駆動する始動機構を具備するものであれば、任意のものを用いることができる。この始動方式としては、手動、電動、あるいは、高圧空気によるものを用いることができる。ただし、刈払機のように、主に屋外で使用されるエンジン作業機の場合には、設備用力との接続を要さない手動、あるいは電池を電源とした電動が特に好ましい。　

図５は、手動の始動装置２００が用いられる際の構成を示す図である。ここで用いられる始動装置２００としては、通常知られるリコイルスタータ、例えば特開２０１２－１４０９０４号公報に記載の構造によって回転軸を駆動するものを用いることができる。図５の右側においては、始動装置２００の回転軸２０１に沿った断面が示されている。回転軸２０１の前端（図５における左端）は、係合部１０４Ａと係合するように、軸方向視において四角形状とされる。

この始動装置２００においては、ロープ２０２が巻回されたリール２０３が用いられ、リール２０３からロープ２０２を引き出すことによって、リール２０３が正回転する。リール２０３が正回転した場合には、その前方にあるプーリ２０４も正回転し、プーリ２０４に固定された回転軸２０１が回転する。また、バネ２０５によって、引き出されたロープは、リール２０３に巻き戻されるが、この際には、ラチェット機構によって、巻き戻される際の逆回転はプーリ２０４側には伝達されない。リール２０３、プーリ２０４等はカバー２０６で覆われ、ロープ２０２はカバー２０６から外側に引き出されている。　

このため、回転軸２０１を係合部１０４Ａに係合させた状態で、作業者がロープ２０２を引く動作を繰り返し行うことによって、回転軸２０１を正方向に回転させることができる。これによって、蓄力軸１０４を駆動し、蓄力式駆動部１００におけるゼンマイバネ１０３に蓄力をすることができる。その後、前記の通り、ゼンマイバネ１０３が充分蓄力された後に、クランク軸４３を駆動することができる。この際、ゼンマイバネ１０３に蓄力がされるために、この際にクランク軸４３が駆動されるトルクは、作業者がロープ２０２によってリール２０３を回転させるトルクよりも充分に大きくすることができる。このため、通常のリコイルスタータを用いてエンジンを始動する場合と比べて、容易にエンジン４０を始動させることができる。

この構成においては、回転軸２０１を係合部１０４Ａに係合させた状態で始動装置２００のカバー２０６を蓄力式駆動部１００のケース１０１に固定できるように、例えば、カバー２０６、ケース１０１の一方に凹部、他方にこれに係合する凸部を設けることが好ましい。　

こうした始動装置２００を用いることによって、エンジン４０の始動時においてのみ図５左側の形態とし、始動した後には始動装置２００を取り外し、刈払機を使用することができる。エンジン４０の始動時には始動装置２００が装着されるために全体は重くなるが、始動作業は刈払機を地面等に載置した状態で行われるために、その重量は問題とはならない。また、蓄力式駆動部１００が用いられるために、エンジン４０の始動は特に容易となり、ゼンマイバネ１０３における蓄力が開放される１回の動作によって容易にエンジン４０を始動させることができる。一方、作業時には始動装置２００は装着されないため、刈払機(エンジン４０)を軽量とすることができる。

次に、電動式の始動機構を具備する始動装置を用いる場合について説明する。図６は、この始動装置２１０を使用する場合の形態を図５と同様に示す。始動機構２１０における大きな構成要素は、回転軸２１１を駆動するＤＣモータ２１２と、その電源となる蓄電池２１３であり、ＤＣモータ２１２はモータケース２１４に、蓄電池２１３は蓄電池ケース２１５内に収容されている。始動装置２１０においては、全長を短くするために、モータケース２１４と蓄電池ケース２１５とが、回転軸２１１と垂直な方向において隣接している。蓄電池２１３からの電流は、ターミナル２１６を介して制御回路２１７で制御されてからＤＣモータ２１２に流れる。このオン・オフは、モータケース２１４又は蓄電池ケース２１５の表面に設けられたスイッチ（図示せず）で制御することができる。ＤＣモータ２１２の出力軸にはピニオンギヤ２１８が固定され、ピニオンギヤ２１８の回転が遊星歯車機構２１９を介して始動に適正な減速比でスピンドル２２０に伝達される。回転軸２１１はスピンドル２２０に固定される。制御回路２１７によって、ＤＣモータ２１２に流される電流が適正に制御されるため、過負荷時のＤＣモータ２１２等の焼損等を防止することができる。　

この始動装置２１０も、前記の手動式の始動装置２００と同様に用いることができる。すなわち、回転軸２１１を係合部１０４Ａに係合させ、スイッチをオンすることにより、エンジン４０を容易に始動させることができる。この際、モータケース２１４をケース１０１に係合させることができる構成とすることが好ましい。ＤＣモータ２１２と蓄電池２１３を具備するために、この始動装置２１０は前記の手動式の始動装置２００よりも重くなるが、やはり作業時には始動装置２１０は不要となるために、始動装置２１０を取り外し、刈払機を軽量とすることができる。

また、図７（ａ）に、電動式の始動装置２１０の変形例である始動装置２３０を用いた場合の構成を示す。前記の始動装置２１０においては、全長を短縮するために、モータケース２１４と蓄電池ケース２１５とが長手方向（回転軸２１１の方向）と垂直な方向において並んだ構成とされた。これに対し、この始動装置２３０においては、モータケース２３１と蓄電池ケース２３２とが長手方向で連結される。このため、始動装置２３０は前後方向で細長くなるものの、作業者がこれを把持しやすくなる。このため、この構成の場合には、モータケース２３１をケース１０１に係合させることなく、作業者がモータケース２３１を把持して回転軸２３３を係合部１０４Ａに係合させることが容易となる。この際、モータケース２３１の表面にスイッチ２３４を設ければ、回転軸２３３を係合部１０４Ａに係合させながら、このスイッチ２３４を操作することも容易である。　

この始動装置２３０においては、前後方向の全長が長くなるために、取り扱いを容易とするため、図７（ｂ）に示されるように蓄電池ケース２３２とモータケース２３１の間で屈曲が可能とすることが好ましい。蓄電池ケース２３２とモータケース２３１の間には電気配線は設けられるが、回転を伝達するための機械的構造物は存在しないため、ヒンジ構造等を用いて、こうした構成とすることは容易である。　

また、こうした構成の始動装置２３０を用いる場合には、蓄力式駆動部をこれに対応した構成とすることにより、エンジン４０の始動をより容易とすることもできる。図８（ａ）、（ｂ）は、この場合における構成を図７（ａ）（ｂ）と同様に示す。ここで用いられる蓄力式駆動部１１０においては、ゼンマイケース１０２、ゼンマイバネ１０３、中心軸１０５、ワンウェイクラッチ１０６については、前記の蓄力式駆動部１００と同様に用いられ、ワンウェイクラッチ１０６とクランク軸４３との間の接続も同様である。ただし、ここで用いられる蓄力軸１１１は、クランク軸４３の延長線上には設けられず、クランク軸４３よりも上側に設けられる。この蓄力軸１１１は、蓄力軸１１１に固定されたゼンマイケース駆動ギヤ１１２を介してゼンマイケース１０２を駆動する。蓄力軸１１１の後端部が係合部１１１Ａとなることは前記の場合と同様である。ケース１１３は、これらの構成全体を覆うために、前記のケース１０１よりの上下方向に大きくなる。なお、この場合には、蓄力軸１１１（回転軸２３３）を回転させる方向は、クランク軸４３の正方向と逆の方向となる。

一般に、刈払機におけるエンジン４０の始動は、刈払機を地面に載置した状態で行われる。また、図１等に示されるように、一般にクランク軸４３はエンジン４０における下方に設けられる。このため、始動時においては、通常はクランク軸４３は地面に近い箇所に位置する。こうした場合においては、図８に示されるように、蓄力軸１１１をクランク軸４３よりも高くすることによって、始動装置２３０の操作が特に容易となる。特に、細長い始動装置２３０を屈曲させた状態での使用が容易となる。なお、この形態で手動式の始動装置２００を用いることができることも明らかである。また、クランク軸に対して蓄力軸が角度を有して構成され、蓄力軸の係合部がクランク軸より高い位置にくるようにしてもよい。なお、操作性を考慮しなければ、蓄力軸がクランク軸４３の延長線上にあっても、始動装置２３０を始動させることも可能である。　

また、特に刈払機においては、こうした細長い始動装置２３０を、これを蓄力式駆動部に接続しない状態において、刈払機自身に装着することもできる。図９は、こうした刈払機４００の構成を示す側面図であり、図９（ａ）は、始動装置２３０を装着した際の形態、図９（ｂ）は装着しない場合の形態をそれぞれ示す。図９（ａ）（ｂ）においては刈刃１１の記載が、図９（ｂ）においては更にハンドル１３の記載が省略されている。

この構成においては、操作棹２０の中央付近に設けられた始動装置固定具２２を用いて始動装置２３０を操作棹２０に沿って固定することができる。この際、操作棹２０の固有振動モードにおける腹の部分（振動の振幅が大きくなる部分：図９においては中央部）に細長い始動装置２３０を装着すれば、刈払機４００の全体重量は重くなるものの、始動装置２３０が錘の役目を果たすことで操作棹２０の振動や変形を抑制することもできる。また、始動装置２３０を使用しない際にこれを紛失することも防止される。　

図７、８に示されるように始動装置２３０をエンジン４０の後端部に装着した状態では、刈払機の後端部が特に重くなるために、操作棹に装着されたハンドルを用いて刈払機を操作することが困難となり、作業性が悪くなる。これに対して、細長い始動装置２３０が操作棹２０に沿って装着された図９の構成においては、始動装置２３０の重量が作業性に及ぼす悪影響は低減される。

また、例えば、モータケースと蓄電池ケースとが分離可能とされる場合には、これらのうちの一方のみ、例えばモータケースのみを装着できる構成とすることもできる。他の作業機器の電源としても使用可能な蓄電池ケースが用いられる場合には、こうした形態が特に好ましく、刈払機に装着される部分の重量を低減することができる。このように、始動装置の一部のみを刈払機に装着することもできる。また、特にこのように装着される部品が小さく軽量となる場合には、操作棹における装着位置の自由度が高くなり、更に、操作棹以外、例えば燃料タンクと保護カバーの隙間にこれを装着することもできる。　

また、上記のように、始動装置としては、手動式の始動装置２００、電動式の始動装置２１０、２３０を用いることができるが、これらにおける回転軸の先端部分が係合部と係合可能である限りにおいて、どの始動装置を用いるかは任意である。例えば、通常は作業が特に容易である電動式の始動装置２１０、２３０を用いる構成とし、蓄電池の残量がなくなりモータを回転させることが困難となった場合の非常用として手動式の始動装置２００を用いることもできる。　

上記の例においては、エンジン作業機が刈払機であるものとしたが、同様にエンジンが用いられる作業機、例えばチェーンソー、カルチベータ等においても、上記の構成が有効であることは明らかである。また、エンジンの構成は任意であり、４サイクルエンジンにおいても上記の構成は有効である。

１１　刈刃
１２　ギヤケース
１３　ハンドル
１４　飛散防御カバー
１５　保護カバー（スタンド）
２０　操作棹
２１　伝達軸
２２　始動装置固定具
３０、３３０　動力部
４０、３４０　エンジン
４１　シリンダ
４２　ピストン
４３　クランク軸
４４　遠心クラッチ
４５　点火プラグ
４６　プラグキャップ
４７　上部カバー
５０　エアクリーナ
６０　燃料タンク
６１　タンクキャップ
６２　燃料パイプ
６２ａ、６４ａ　貫通孔
６２ｂ、６４ｂ　ゴムブッシュ
６３　燃料フィルタ
６４　リターンパイプ
７０　気化器
７１　インシュレータ
７２　プライミングポンプ
７３　チョークレバー
８０　マフラ
８１　マフラカバー
１００、１１０　蓄力式駆動部
１０１、１１３　ケース
１０２　ゼンマイケース
１０３　ゼンマイバネ
１０４、１１１　蓄力軸
１０４Ａ、１１１Ａ　係合部
１０５　中心軸
１０６　ワンウェイクラッチ
１０７　爪
２００、２１０、２３０　始動装置
２０１、２１１、２３３　回転軸
２０２　ロープ
２０３　リール
２０４　プーリ
２０５　バネ
２０６　カバー
２１２　ＤＣモータ
２１３　蓄電池
２１４、２３１　モータケース
２１５、２３２　蓄電池ケース
２１６　ターミナル
２１７　制御回路
２１８　ピニオンギヤ
２１９　遊星歯車機構
２２０　スピンドル
２３４　スイッチ
３１０、４００　刈払機
３４１　スタータ（リコイルスタータ）

Claims

エンジンが搭載されるエンジン作業機であって、蓄力されたゼンマイバネによって前記エンジンのクランク軸をワンウェイクラッチを介して回転させる蓄力式駆動部を具備し、蓄力軸を回転させることによって前記ゼンマイバネが蓄力される構成とされ、外部の回転軸が着脱可能とされた係合部が前記蓄力軸に設けられたことを特徴とするエンジン作業機。
前記係合部は、前記蓄力軸の端部に形成された非円形状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。
前記係合部は、前記エンジン作業機の載置時において前記クランク軸よりも上方に設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン作業機。
前記エンジンがその一端側に固定された操作棹と、当該操作棹に装着され作業者に把持されるハンドルと、前記ハンドルを挟んで前記操作棹の他端側に設けられ、前記エンジンによって駆動される刈刃と、を具備する刈払機であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエンジン作業機。
前記係合部が含まれる領域に着脱可能とされ、前記回転軸と前記回転軸を回転させる始動機構とが設けられた始動装置を具備することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のエンジン作業機。
前記係合部が含まれる領域に着脱可能とされ、前記回転軸と前記回転軸を回転させる始動機構とが設けられた始動装置を具備し、前記係合部が含まれる領域に装着されない状態の前記始動装置又は前記始動装置を構成する一部を前記操作棹に固定する始動装置固定具が前記操作棹に設けられたことを特徴とする請求項４に記載のエンジン作業機。
モータによって前記回転軸を駆動する前記始動機構が用いられた前記始動装置を具備することを特徴とする請求項５又は６に記載のエンジン作業機。
手動によって前記回転軸を駆動する前記駆動機構が用いられた前記始動装置を具備することを特徴とする請求項５又は６に記載のエンジン作業機。
モータによって前記回転軸を駆動する前記始動機構が用いられた前記始動装置と、手動によって前記回転軸を駆動する前記始動機構が用いられた前記始動装置とが、相互に切り替え可能に前記係合部が含まれる領域に装着可能とされたことを特徴とする請求項５又は６に記載のエンジン作業機。