JP2015094256A - Work machine equipped with two-cycle internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は2サイクル内燃エンジンを備えた作業機に関し、このエンジンは一般的には空冷式の単気筒である。 The present invention relates to a working machine having a two-cycle internal combustion engine, which is generally an air-cooled single cylinder.
空冷式の小型2サイクル内燃エンジンは、刈払機、パワーブロワー、ヘッジトリマ、チェーンソー、枝払い機、散布機など様々なポータブル作業機に用いられている。この業界では、厳しさを増す排気ガス規制への対応が大きな課題となっている。特許文献1、2は、排気ガス浄化に効果的なエンジン構造の典型例を開示している。
Air-cooled small two-cycle internal combustion engines are used in various portable work machines such as brush cutters, power blowers, hedge trimmers, chainsaws, debranching machines, and spreaders. In this industry, dealing with exhaust gas regulations that are becoming more severe has become a major issue.
特許文献1に開示の2サイクル内燃エンジンは、いわゆる反転掃気方式のエンジンである。反転掃気方式のエンジンは、その掃気が混合気によって行われる。シリンダの直径方向に互いに対面して配置された吸気ポートと排気ポートとを有している。すなわち、エンジンを平面視したときに吸気ポートと排気ポートとが略180°離れて配置されている。吸気ポートはクランク室に連通している。そして、このエンジンは、吸気ポートと排気ポートとを通る仮想線を挟んでその両側に夫々掃気ポートが配置されている。これら吸気ポート、排気ポート、掃気ポートはピストンによって開閉される。すなわち、特許文献1に開示のエンジンはピストンバルブ方式のエンジンである。特許文献1は反転掃気方式のエンジンの構造を詳しく説明していることから、この特許文献1の全文を本明細書に援用する。 The two-cycle internal combustion engine disclosed in Patent Document 1 is a so-called reverse scavenging engine. In a reverse scavenging engine, the scavenging is performed by an air-fuel mixture. It has an intake port and an exhaust port which are arranged facing each other in the diameter direction of the cylinder. That is, when the engine is viewed in plan, the intake port and the exhaust port are disposed approximately 180 degrees apart. The intake port communicates with the crank chamber. In this engine, scavenging ports are arranged on both sides of an imaginary line passing through the intake port and the exhaust port. These intake port, exhaust port, and scavenging port are opened and closed by a piston. That is, the engine disclosed in Patent Document 1 is a piston valve type engine. Since Patent Document 1 describes in detail the structure of an inverted scavenging engine, the entire text of Patent Document 1 is incorporated herein by reference.
特許文献2に開示の2サイクル内燃エンジンは、いわゆる層状掃気方式のエンジンである。層状掃気方式のエンジンは、掃気行程の初期に、燃料を含まないフレッシュエア(先導エア)を最初に燃焼室に入れ、次いで、混合気を燃焼室に入れる。図2に開示のエンジンも、上記反転掃気方式のエンジンと同様にピストンバルブ方式のエンジンである。特許文献2は層状掃気の構造を詳しく説明していることから、この特許文献2の全文を本明細書に援用する。
The two-cycle internal combustion engine disclosed in
他にもポータブル作業機用の2サイクル内燃エンジン及びこれを搭載した作業機に関する様々な発明が提案されている。特許文献3に開示の発明は、正立したエンジンのシリンダヘッド周りの熱気が作業者に伝わり易いという問題を技術的課題としている。ここに、「正立」とは、クランク室を下に、シリンダヘッドを上にした状態をいう。特許文献3の発明は、上記の技術的課題を達成するために、エンジンを倒立した状態で配置し、そして排気ポートを後方に向けて開口させて、エンジンの後方に排気系を配置することを提案している。ここに、「倒立」とは、クランク室を上に、シリンダヘッドを下にした状態をいう。特許文献3に開示の実施例は刈払機である。実施例のエンジンでは、気化器が、倒立したエンジンの上つまりクランク室の上に搭載され、この気化器の上にエアクリーナが位置決めされている。また、燃料タンクが遠心クラッチ装置の周囲に配置されている。 In addition, various inventions relating to a two-cycle internal combustion engine for a portable work machine and a work machine equipped with the same have been proposed. The invention disclosed in Patent Document 3 has a technical problem that the hot air around the cylinder head of an upright engine is easily transmitted to an operator. Here, “upright” means a state in which the crank chamber is down and the cylinder head is up. In order to achieve the above technical problem, the invention of Patent Document 3 arranges the engine in an inverted state, opens the exhaust port toward the rear, and arranges the exhaust system behind the engine. is suggesting. Here, “inverted” refers to a state in which the crank chamber is up and the cylinder head is down. An example disclosed in Patent Document 3 is a brush cutter. In the engine of the embodiment, the carburetor is mounted on the inverted engine, that is, on the crank chamber, and the air cleaner is positioned on the carburetor. A fuel tank is disposed around the centrifugal clutch device.
特許文献4は、可撓性の線状刈刃(ナイロンコード)を備えた刈払機の振動を抑制する改良発明を提案している。この特許文献4で実施例として開示の刈払機は2サイクル内燃エンジンを有し、このエンジンは倒立した状態で搭載されている。排気系部品であるサイレンサーはエンジンの後方に配置されている。倒立したエンジンのクランク室の後方には気化器が配置され、この気化器の後方にエアクリーナが配置されている。すなわち、このエンジンは吸気ポート及び排気ポートが共に後方に向けて開口されている。 Patent Document 4 proposes an improved invention for suppressing vibration of a brush cutter provided with a flexible linear cutting blade (nylon cord). The brush cutter disclosed as an example in Patent Document 4 has a two-cycle internal combustion engine, and this engine is mounted in an inverted state. The silencer, which is an exhaust system component, is arranged behind the engine. A carburetor is disposed behind the crank chamber of the inverted engine, and an air cleaner is disposed behind the carburetor. That is, in this engine, both the intake port and the exhaust port are opened rearward.
この特許文献4に開示の刈払機にあっては、燃料タンクがクランク室の上方に位置決めされている。そして、エンジンの前方には冷却ファンを囲むファンハウジングが配設され、このファンハウジングの前方に遠心クラッチ装置が位置決めされている。 In the brush cutter disclosed in Patent Document 4, the fuel tank is positioned above the crank chamber. A fan housing surrounding the cooling fan is disposed in front of the engine, and the centrifugal clutch device is positioned in front of the fan housing.
特許文献5は、刈払機、散布機などの小型内燃エンジンのスロットル機構に関する改良発明を提案している。特許文献5で実施例として開示の刈払機は2サイクル内燃エンジンを有し、このエンジンは正立した状態で搭載されている。エンジン出力軸の延び方向つまり刈払機の操作桿の延び方向を「前後方向」と呼ぶと、気化器がエンジンの左側に配置され、エンジンの右側に排気系部品が配置されている。なお、特許文献5に開示の発明は、作業者が操作するスロットルレバーと吸気系の出力制御弁との間に揺動可能な中継アームを介在させることを提案している。 Patent Document 5 proposes an improved invention relating to a throttle mechanism of a small internal combustion engine such as a brush cutter or a spreader. The brush cutter disclosed as an example in Patent Document 5 has a two-cycle internal combustion engine, and this engine is mounted in an upright state. When the extension direction of the engine output shaft, that is, the extension direction of the operating rod of the brush cutter is referred to as the “front-rear direction”, the carburetor is arranged on the left side of the engine and the exhaust system parts are arranged on the right side of the engine. The invention disclosed in Patent Document 5 proposes that a swingable relay arm is interposed between a throttle lever operated by an operator and an output control valve of an intake system.
特許文献6は、前述した反転掃気方式のエンジン(特許文献1)の排気ガス浄化効果を維持しつつ小型化が可能な2サイクル内燃エンジンを提案している。この特許文献6が提案するエンジンを説明すると、吸気ポートと排気ポートとは、シリンダの縦軸線を中心として略90°離れて配置されている。そして、掃気ポートは、吸気ポートと排気ポートとで挟まれる90°の領域と、該90°の領域に対抗する270°の領域とに夫々配置されている。特許文献6に開示の実施例はチェーンソーである。このチェーンソーに対してエンジンは横置きで搭載されている。具体的には、エンジンは、吸気ポートが上方に開放し、排気ポートが横方向に開放した状態でチェーンソーに搭載される。
特許文献7は2サイクル内燃エンジンを開示している。このエンジンは、特許文献1と同様に反転掃気方式のエンジンである。すなわち、特許文献7に開示のエンジンは、シリンダの直径方向に互いに対抗して配置された吸気ポートと排気ポートとを有している。そして、エンジンを平面視したときに、吸気ポートと排気ポートとを結ぶ仮想線の両側に掃気ポートが配置されている。また、このエンジンは、特許文献1と同様に、ピストンバルブ方式である。特許文献7は、排気系部品(排気マフラー)を設置する設計上の自由度を高めることを目的として、排気ポートの軸線とクランクシャフトの軸線との間の角度が90°よりも小さな角度、実施例では15°〜85°となるように作業機に搭載することを提案している。 Patent Document 7 discloses a two-cycle internal combustion engine. This engine is a reverse scavenging engine as in Patent Document 1. That is, the engine disclosed in Patent Document 7 has an intake port and an exhaust port that are arranged to face each other in the diameter direction of the cylinder. When the engine is viewed in plan, scavenging ports are arranged on both sides of a virtual line connecting the intake port and the exhaust port. Further, this engine is a piston valve type as in Patent Document 1. In Patent Document 7, the angle between the axis of the exhaust port and the axis of the crankshaft is smaller than 90 ° for the purpose of increasing the degree of design freedom for installing exhaust system parts (exhaust muffler). In the example, it is proposed to be mounted on the work machine so as to be 15 ° to 85 °.
特許文献1に開示のエンジンは反転掃気方式のエンジンの典型例である。このエンジンは正立した状態で刈払機に搭載されている。ここに「正立」とはクランク室を下に、シリンダヘッド(点火プラグ)を上にした状態をいう。そして、シリンダは、その吸気ポート、排気ポートが刈払機の横方向に向けて開口され、掃気ポートが刈払機の前後方向に対峙して位置する状態で刈払機に搭載されている。すなわち、刈払機に搭載されたエンジンは、クランクシャフトの軸線と直交する方向に吸気ポート及び排気ポートが開口している。勿論、吸気ポートには、吸気系部品である気化器が接続され、また、気化器にエアクリーナが接続される。また、排気ポートには排気系部品であるサイレンサーが接続される。 The engine disclosed in Patent Document 1 is a typical example of a reverse scavenging engine. This engine is mounted on the brush cutter in an upright state. Here, “upright” means a state in which the crank chamber is down and the cylinder head (ignition plug) is up. The cylinder is mounted on the brush cutter such that its intake port and exhaust port are opened in the lateral direction of the brush cutter, and the scavenging port is located opposite to the longitudinal direction of the brush cutter. That is, the engine mounted on the brush cutter has an intake port and an exhaust port opened in a direction perpendicular to the axis of the crankshaft. Of course, a carburetor which is an intake system component is connected to the intake port, and an air cleaner is connected to the carburetor. A silencer, which is an exhaust system component, is connected to the exhaust port.
上記の説明から分かるように、刈払機のような作業機は、吸気系部品と排気系部品とが、クランクシャフトの軸線と直交する方向つまり横方向に対抗して配置されている。 As can be seen from the above description, in a working machine such as a brush cutter, an intake system component and an exhaust system component are arranged to oppose a direction orthogonal to the axis of the crankshaft, that is, a lateral direction.
刈払機のような作業機は、周知のように、前端部に作業具(刃物)を有し、後端部に駆動部(エンジン及びその補機並びに燃料タンク)を有している。メーカには、常に、作業機の作業性を高める努力が要求される。 As is well known, a working machine such as a brush cutter has a working tool (cutlery) at the front end and a drive unit (engine and its auxiliary equipment and fuel tank) at the rear end. Manufacturers are always required to make efforts to improve workability of work machines.
作業機の作業性や安全性を高めるのに駆動部の小型化は効果的である。作業機における駆動部の小型化には2つの意味がある。一つは、駆動部の前後方向長さ寸法を小さくすることである。他の一つは、駆動部の幅方向長さ寸法を小さくすることである。ここに「前後方向」とはクランクシャフトの延び方向をいう。「幅方向」とはクランクシャフトと直交する方向をいう。 Miniaturization of the drive unit is effective in improving workability and safety of the work machine. The downsizing of the drive unit in the work machine has two meanings. One is to reduce the longitudinal dimension of the drive unit. The other one is to reduce the width dimension of the drive unit. Here, the “front-rear direction” refers to the extending direction of the crankshaft. The “width direction” refers to a direction orthogonal to the crankshaft.
刃物を備えた作業機の典型例が刈払機や、歩道と芝との境目などを形成するローンエッジェーである。このような作業機は、操作桿の長手方向の途中にハンドルを有し、このハンドルにスロットルレバーが配置されている。このように駆動部の前方にスロットルレバーを配置した作業機にあっては、スロットルレバーはスロットルケーブルによって吸気系の出力制御弁(バタフライバルブ又はロータリバルブ)に機械的に連結される。作業者はスロットルレバーを操作することでエンジン出力を制御することができる。特許文献5は、前述したように、スロットルレバーと出力制御弁との間に揺動可能な中継アームを介在させることを提案しているが、このような中継アームを設けると、部品点数が増加し、メンテナンス性を悪化させたり、スロットルワイヤーの寸法管理を困難にする。よりシンプルに構成するのに、スロットルレバーと出力制御弁との間の距離が短く且つ直線的であるのが理想的である。 Typical examples of working machines equipped with cutting tools are brush cutters and lawn edges that form the boundary between the sidewalk and the lawn. Such a working machine has a handle in the middle of the operating rod in the longitudinal direction, and a throttle lever is disposed on the handle. Thus, in the working machine in which the throttle lever is arranged in front of the drive unit, the throttle lever is mechanically connected to the output control valve (butterfly valve or rotary valve) of the intake system by the throttle cable. The operator can control the engine output by operating the throttle lever. As described above, Patent Document 5 proposes that a swingable relay arm is interposed between the throttle lever and the output control valve. However, if such a relay arm is provided, the number of parts increases. This deteriorates maintainability and makes it difficult to manage the dimensions of the throttle wire. Ideally, the distance between the throttle lever and the output control valve should be short and linear for a simpler construction.
本件発明者は、排気ガス規制を念頭に置いたなかで、作業性や安全性の観点に立脚して作業機の有るべき姿を追求する過程で本発明を案出するに至ったものである。 The inventor of the present invention has come up with the present invention in the process of pursuing a working machine that should be based on the viewpoint of workability and safety, with exhaust gas regulations in mind.
本発明の目的は、反転掃気方式の2サイクル内燃エンジンを含む駆動部を小型化できる作業機を提供することにある。 The objective of this invention is providing the working machine which can reduce the size of the drive part containing the 2 cycle internal combustion engine of a reverse scavenging system.
本発明の更なる目的は、層状掃気方式の2サイクル内燃エンジンを含む駆動部を小型化できる作業機を提供することにある。 A further object of the present invention is to provide a working machine capable of reducing the size of a drive unit including a two-cycle internal combustion engine of a stratified scavenging system.
本発明の更なる目的は、ピストンバルブ方式の2サイクル内燃エンジンを含む駆動部を小型化できる作業機を提供することにある。 It is a further object of the present invention to provide a working machine capable of reducing the size of a drive unit including a piston valve type two-cycle internal combustion engine.
本発明の更なる目的は、掃気通路が一体成形されたシリンダを備えた2サイクル内燃エンジンを含む駆動部を小型化できる作業機を提供することにある。 A further object of the present invention is to provide a working machine capable of reducing the size of a drive unit including a two-cycle internal combustion engine having a cylinder in which a scavenging passage is integrally formed.
上記の技術的課題は、本発明によれば、
2サイクル内燃エンジンを含む駆動部を備え、該2サイクル内燃エンジンが正立姿勢で搭載された作業機であって、
前記駆動部が、
前記エンジンのクランクシャフトの先端に連結された遠心クラッチ装置と、
前記作業機を平面視したときに前記エンジンのシリンダの前部に位置決めされた吸気ポートと、
前記遠心クラッチ装置の上方に配置された気化器であって、前記吸気ポートに連なる気化器と、
該気化器の前方又は上方に配置されたエアクリーナと、
前記作業機を平面視したときに前記シリンダの後部に位置決めされた排気ポートと、
該排気ポートに連なる排気系部品と、
前記エンジンを平面視したときに、前記クランクシャフトの軸線の左右に配置された掃気ポートとを含むことを特徴とする作業機を提供することにより達成される。
According to the present invention, the above technical problem is
A working machine comprising a drive unit including a two-cycle internal combustion engine, wherein the two-cycle internal combustion engine is mounted in an upright posture,
The drive unit is
A centrifugal clutch device connected to a tip of a crankshaft of the engine;
An intake port positioned at the front of a cylinder of the engine when the working machine is viewed in plan,
A carburetor disposed above the centrifugal clutch device, the carburetor connected to the intake port;
An air cleaner disposed in front of or above the vaporizer;
An exhaust port positioned at the rear of the cylinder when the working machine is viewed in plan;
An exhaust system component connected to the exhaust port;
This is achieved by providing a working machine including scavenging ports arranged on the left and right of the axis of the crankshaft when the engine is viewed in plan.
前記作業機の典型例が刈払機やローンエッジャーのように駆動部の先端に操作桿を備え、この操作桿の前端に作業部を備えた作業機である。 A typical example of the working machine is a working machine having an operating rod at the front end of the driving unit and a working unit at the front end of the operating rod, such as a brush cutter or a lawn edger.
本発明の好ましい実施形態では、駆動部から前方に延びる操作桿を備えた作業機である。この作業機は、
前記駆動部が、
前記エンジンのクランクシャフトの先端に連結された遠心クラッチ装置と、
前記作業機を平面視したときに前記エンジンのシリンダの前部に位置決めされた吸気ポートと、
前記遠心クラッチ装置の上方に配置された気化器であって、前記吸気ポートに連なる気化器と、
該気化器の前方又は上方に配置されたエアクリーナと、
前記作業機を平面視したときに前記シリンダの後部に位置決めされた排気ポートと、
該排気ポートに連なる排気系部品と、
前記エンジンを平面視したときに、前記クランクシャフトの軸線の左右に配置された掃気ポートとを含み、
前記エンジンの動力が、前記遠心クラッチ装置及び該遠心クラッチ装置に連結された動力伝達シャフトを介して、操作桿の先端に配置された作業部に伝達される。
In preferable embodiment of this invention, it is a working machine provided with the operating rod extended ahead from a drive part. This work machine
The drive unit is
A centrifugal clutch device connected to a tip of a crankshaft of the engine;
An intake port positioned at the front of a cylinder of the engine when the working machine is viewed in plan,
A carburetor disposed above the centrifugal clutch device, the carburetor connected to the intake port;
An air cleaner disposed in front of or above the vaporizer;
An exhaust port positioned at the rear of the cylinder when the working machine is viewed in plan;
An exhaust system component connected to the exhaust port;
A scavenging port disposed on the left and right of the axis of the crankshaft when the engine is viewed in plan,
The power of the engine is transmitted to the working unit disposed at the tip of the operating rod via the centrifugal clutch device and a power transmission shaft connected to the centrifugal clutch device.
吸気ポート及び排気ポートは、シリンダを平面視したときに、クランクシャフトの軸線上に位置していてもよい。また、クランクシャフトの軸線から吸気ポート、排気ポートのいずれか一方又は双方が左右にオフセットしていてもよい。また、本発明に含まれる2サイクル内燃エンジンは、典型的には、ピストンによって前記吸気ポート、前記排気ポート、前記掃気ポートが開閉される。 The intake port and the exhaust port may be located on the axis of the crankshaft when the cylinder is viewed in plan. In addition, either or both of the intake port and the exhaust port may be offset left and right from the axis of the crankshaft. In the two-cycle internal combustion engine included in the present invention, typically, the intake port, the exhaust port, and the scavenging port are opened and closed by a piston.
本発明の好ましい実施形態では、前記駆動部が冷却ファンを更に有し、該冷却ファンが前記クランクシャフトの後端部に組み付けられている。 In a preferred embodiment of the present invention, the drive unit further includes a cooling fan, and the cooling fan is assembled to a rear end portion of the crankshaft.
また、本発明の好ましい実施形態では、前記気化器及びその下方に位置する前記遠心クラッチ装置の側方に燃料タンクが配置され、該燃料タンクが上下方向に延びている。 Moreover, in preferable embodiment of this invention, a fuel tank is arrange | positioned at the side of the said carburetor and the said centrifugal clutch apparatus located in the downward direction, and this fuel tank is extended in the up-down direction.
本発明の他の目的、本発明の作用効果は、以下に説明する本発明の実施例の詳細な説明から明らかになろう。 Other objects and effects of the present invention will become apparent from the detailed description of the embodiments of the present invention described below.
以下に、添付の図面に基づいて、本発明を適用した刈払機を例に好ましい実施例を説明する。 Hereinafter, preferred embodiments will be described with reference to the accompanying drawings, taking a brush cutter to which the present invention is applied as an example.
図1は実施例の刈払機の後端部分の斜視図である。図1を参照して、刈払機100は、その後端部に駆動部2を有し、駆動部2はケース4で覆われている。このケース4は、複数のプラスチック成型品やマグネシウムなどの軽量金属部品を組み合わせることにより作られている。図中、参照符号6はプライマリポンプであり、8はチョークノブである。駆動部2の後端にはリコイルスタータのグリップ10が位置決めされている。作業者がグリップ10を所定量引っ張ることによりエンジンを始動させることができる。
FIG. 1 is a perspective view of a rear end portion of the brush cutter according to the embodiment. Referring to FIG. 1, the
ケース4は前方に延長して操作桿54の一部を構成している。操作桿54の前端には、従来と同様に刈刃が配設されている。刈刃は駆動部2が生成する動力によって回転する。刈刃と駆動部2との間には、従来と同様に、ハンドル(図示せず)を有し、このハンドルにはスロットルレバー(図示せず)が取り付けられている。スロットルレバーを操作することにより駆動部2が発生する動力を制御することができる。
The case 4 extends forward and constitutes a part of the
図1に示す参照符号12は燃料タンクである。参照符号14は燃料タンク12のキャップを示す。後に説明するように、燃料タンク12は駆動部2の側部の前部分に配置されている。
ケース4のうち駆動部2を包囲する部分4aの前端部には、その頂面の一部を構成するカバー16が位置決めされている。このカバー16はエアクリーナ(後に説明する)のケースの一部を構成する。
A
図2、図3は、刈払機100に正立した状態で搭載された単気筒2サイクル内燃エンジンを示す。図2は、刈払機100の前後方向に延びる垂直面で切断した断面図である。図3は、刈払機100の幅方向に延びる垂直面で切断した断面図である。ここに、「前後方向」とは操作桿の延び方向つまりクランクシャフトの軸線方向をいう。「幅方向」とはクランクシャフトと直交する方向をいう。
2 and 3 show a single-cylinder two-cycle internal combustion engine mounted on the
図示のエンジン20は典型的には空冷式の2サイクル内燃エンジンであり、また、エンジン20は単気筒である。エンジン20は、前述したように正立した状態で刈払機100に搭載される。すなわち、エンジン20は、クランク室22を下にし、点火プラグ24を上にした姿勢で刈払機100に搭載される。
The illustrated
図2を参照して、シリンダ34を平面視したときに、該シリンダ34の前部に吸気ポート26が位置決めされ、この吸気ポート26は前方に向けて開放している。この吸気ポート26に後に説明する気化器28(図4、図5)が接続される。吸気ポート26はクランク室22に連通している。
Referring to FIG. 2, when the
排気ポート30は、シリンダ34の後部に位置決めされている。この排気ポート30は、この実施例では、後方に向けて開放しているが、側方に開放してもよい。排気ポート30には、後に説明するサイレンサーなどの排気系部品32(図5)が連結される。
The
シリンダ34の周面に位置する掃気ポート36は燃焼室38に開放されている。掃気ポート36は、吸気ポート26と排気ポート30とを結ぶ仮想線を挟んでその左右に配置されている。そして、左右の掃気ポート36は、右側及び左側に夫々一2つの掃気ポート36A、36Bで構成され、エンジン20は、合計4つの掃気ポート36を有している。この掃気ポート36は、典型的には吸気ポート26側に向けて指向される。
A scavenging
掃気ポート36は、シリンダブロックに一体成形された掃気通路40を通じてクランク室22に連通している。すなわち、掃気通路40は上下方向に延び、その上端が掃気ポート36に連通し、下端がクランク室22に連通している。掃気行程において、掃気ポート36を通じてクランク室22内の混合気が燃焼室に導入される。
The scavenging
掃気ポート36及び排気ポート30はピストン42によって開閉される。すなわち、この2サイクル内燃エンジン20はピストンバルブ方式のエンジンである。ピストン42はコンロッド44を介してクランクシャフト46に連結されている。ピストン42の上下の往復動はクランクシャフト46によって回転運動に変換され、そして、このクランクシャフト46によって出力される。
The scavenging
上記の構成は、いわゆる反転掃気方式のエンジンの基本構成である。反転掃気方式のエンジンに関しては前述した引用文献1に詳細に記載されていることから、この引用文献1の全文を援用することにより、反転掃気方式のエンジン20の詳細な説明を省略する。上記エンジン20の変形例として、掃気行程において、先ず、混合気を含まないフレッシュエアで掃気を行い、次いで混合気で掃気を行う、いわゆる層状掃気方式のエンジンであってもよい。
The above configuration is a basic configuration of a so-called reverse scavenging engine. Since the reverse scavenging engine is described in detail in the cited reference 1, the detailed description of the
図4〜図7は、刈払機100の駆動部2を示す。この駆動部2は、これに操作桿、この操作桿の中に挿通される動力伝達シャフト、刈刃などをアタッチメント方式で装着することにより刈払機100が製造される。刈刃を作業部と呼ぶと、作業部は複数の種類が用意される。作業部は刈払機のように回転する刈刃であってよいし、シャフトヘッジトリマのように往復動する部材であってもよい。
4 to 7 show the
図4は駆動部2を斜め前方から見た斜視図であり、燃料タンク12の図示を省略してある。図5は、駆動部2をクランクシャフト46の軸線を通る垂直面で切断した縦断面図である。図6は、駆動部2を斜め前方から見た斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view of the
図2、図5を参照して、クランクシャフト46の前端には遠心クラッチ装置50が連結される。この遠心クラッチ装置50は、従来と同様に、遠心クラッチと、これを包囲するドラムとで構成されている。図2の参照符号52は、遠心クラッチ装置50を包囲するクラッチケースを示す。エンジン20の出力は遠心クラッチ装置50を介して動力伝達シャフト(図示せず)に伝達され、そして、この動力伝達シャフトの先端の刈刃(図示せず)に伝達される。この動力伝達シャフトは操作桿54の中に挿通される。
2 and 5, a centrifugal
図5から最もよく分かるように、クランクシャフト46の後端部には冷却ファン58が取り付けられている。この冷却ファン58によってエンジン20が強制的に空冷される。なお、冷却ファン58の後方にリコイルスタータ66が組み付けられる。このリコイルスタータ66は前述したグリップ10(図1)を所定量引っ張ることにより動作してエンジン20を始動させる。エンジン20は、反転掃気方式のエンジンであってもよいし、層状掃気方式のエンジンであってもよい。
As best seen in FIG. 5, a cooling
図4、図5を参照して、気化器28はエンジン20の前方に位置決めされる。具体的にはエンジン20の吸気ポート26は前述したように前方に向けて開放している。この吸気ポート26の前方且つ遠心クラッチ装置50の上方に気化器28が配設されている。
4 and 5, the
図6の参照符号60はエアクリーナケースを示す。このエアクリーナケース60は上方に向けて開放した状態で気化器28の上方に設置されている。エアクリーナケース60にはエアクリーナエレメント(図示せず)が組み付けられ、そして、カバー16(図1)で覆われる。エアクリーナケース60、エアクリーナエレメント、カバー16はエアクリーナを構成する要素である。エアクリーナ、気化器28は吸気系部品である。エアクリーナで浄化したエアが気化器28に供給される。
変形例として、エアクリーナを気化器28の前方に配置してもよい。
As a modification, an air cleaner may be disposed in front of the
図5を再び参照して、エンジン20の後方には排気ポート30に連なるサイレンサーなどの排気系部品32が位置決めされている。この排気系部品32は、図5から最もよく分かるように冷却ファン58の上方に配設されている。図7は、駆動部2を斜め前方から見た斜視図であり、燃料タンク12を取り外した状態で図示してある。この図7から分かるように、排気系部品32は、エンジン20の後方から側方に延びる形状を有している。すなわち、排気系部品32はシリンダ34の後方及び側方に延びる形状を有している。
Referring to FIG. 5 again, an
図6を再び参照して燃料タンク12の形状を説明すると、燃料タンク12は正面視したときにL字状の形状を有し、遠心クラッチ装置50及び気化器28の側方を上下方向に延びる本体12Aと、本体12Aの下端から横方向に延びて遠心クラッチ装置50に接近する下端部12Bとを有している。
Referring to FIG. 6 again, the shape of the
図8は燃料タンク12の形状の変形例を説明するための図である。図8に図示のように、燃料タンク12の形状として、その下部が後方に延びる形状を採用しても良い。
FIG. 8 is a view for explaining a modification of the shape of the
上記の説明から理解できるように、刈払機100の駆動部2は、反転掃気方式且つピストンバルブ方式のエンジン20と、その吸気系を構成する気化器28及びエアクリーナと、排気系部品32と、冷却ファン58と、遠心クラッチ装置50を含んでいる。そして、刈払機100に搭載されたエンジン20は前方吸気、後方排気である。
As can be understood from the above description, the
図5から最もよく分かるように、前方吸気のエンジン20の吸気ポート26の近傍に配置した気化器28の高さレベルは、気化器28を遠心クラッチ装置50の上方に配置したとしても遠心クラッチ装置50と干渉しない高さレベルである。換言すれば、気化器28との干渉を気にすることなく、遠心クラッチ装置50をエンジン20に接近した状態で組み付けることができる。
As best seen in FIG. 5, the height level of the
また、後方排気のエンジン20の排気ポート30は、その高さレベルが吸気ポート26よりも高い。したがって、クランクシャフト46の後端に組み付けた冷却ファン58は大径の冷却ファンを採用することができる。すなわち、冷却ファン58は、排気ポート30及びこれに直接的に連結した排気系部品32と干渉しないことが前提となるが大径化できる。
Further, the
比較として、エンジン20の前方に冷却ファン58、遠心クラッチ装置50を配置したと仮定したときに、冷却ファン58は、排気ポート30に比べて相対的に低い高さレベルに位置する吸気ポート26との干渉を回避するために小径の冷却ファンを採用しない限り冷却ファン58をエンジン20の中心に接近させることはできない。換言すれば、大径の冷却ファン58を採用するのであれば、冷却ファン58をエンジン20の中心から遠ざける必要がある。このことは駆動部2の軸長(前後方向長さ)が長くなることにもつながる。
As a comparison, when it is assumed that the cooling
この比較例の説明から分かるように、大径の冷却ファン58を採用しても駆動部2の前後方向長さを拡大することなく、前方吸気、後方排気のエンジン20の後方に冷却ファン58を配置できる。また、吸気ポート26及び気化器28が相対的に高いレベルに位置しているため遠心クラッチ装置50をエンジン20の中心に接近した状態で組み付けることができる。つまり駆動部2の前後方向長さを必要最小限に抑えたなかで気化器28及び大径の冷却ファンン58を配置することができる。
As can be seen from the description of this comparative example, even if a large-
換言すれば、従来のレイアウトつまり側方吸気、側方排気のエンジンでは吸気ポート及び排気ポートの下方領域はデッドスペースとなるが、実施例のように前方吸気、後方排気のレイアウトを採用することにより、吸気ポート26及び排気ポート30の下方領域を遠心クラッチ装置50及び冷却ファン58の設置空間として活用しつつ駆動部2の前後方向長さを必要最小限に抑えることができる。
In other words, in the conventional layout, that is, in the side intake and side exhaust engines, the lower area of the intake port and the exhaust port becomes a dead space, but by adopting the layout of the front intake and the rear exhaust as in the embodiment, In addition, it is possible to minimize the length in the front-rear direction of the
また、遠心クラッチ装置50に隣接して且つその上方に配置した気化器28の上方の空間にエアクリーナを配置することで比較的大容量のエアクリーナを無理なく配置することができる。
Further, by arranging the air cleaner in the space above the
図3、図4、図6、図7に示す参照符号34Aは、シリンダ34が側方に向けて突出した膨出部を示し、この膨出部34Aによって掃気通路40が形成されている。シリンダ34はダイキャスト品であるが、このシリンダ34を成形する際に、下方に開放した掃気通路40が一体成形される。この掃気通路40をクランク室22に連通させるには、掃気通路40を規定する膨出部34Aをシリンダ34の下端まで存在させるのがよい。図3などから分かるように、シリンダ34の膨出部34Aはエンジン20の前後方向ではなくて幅方向に位置している。したがって、遠心クラッチ装置50や冷却ファン58との干渉を念頭に置いて膨出部34Aの下端部を設計する必要は全くない。図3などから分かるように実施例に含まれるシリンダ34の膨出部34A(掃気通路40)はほぼ同じ形状で真っ直ぐに上下方向に延びている。換言すれば、上下方向に延びる掃気通路40は、その上端から下端までほぼ同じ断面形状を有している。この掃気通路40の形状は、シリンダ34をダイキャスト成形するときに型抜きが容易である。また、層状掃気方式のエンジンに適用すれば、膨出部34Aを大きく形成して掃気通路40に導入する空気量を増加させることが可能であり、掃気通路形状の設計の自由度も高まる。
図9は、実施例の刈払機100に含まれる駆動部2の概略構成図である。駆動部2を平面視したときに、正立姿勢で刈払機100に搭載されたエンジン20は前方吸気、後方排気となるように位置決めされている。クランクシャフト46の軸線を参照符号CLで示す。クランクシャフト46の軸線CLは、クランクシャフト46に遠心クラッチ装置50を介して直列に連結された動力伝達シャフトの軸線と共軸である。図中、参照符号66はリコイルスタータを示す。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of the
図9を引き続き参照して、実施例の刈払機100に含まれるエンジン20は、その吸気ポート26及び排気ポート30が、平面視したときに、クランクシャフト46の軸線CL上に位置している。また、吸気ポート26はクランクシャフト46の軸線CLに沿って前方に延びて、この軸線CL上に配置された気化器28に連結されている。また、気化器28は、この軸線CL上に配置されたエアクリーナ(エアクリーナケース60)に連結されている。同じように、排気ポート30もクランクシャフト46の軸線CLに沿って後方に延びて排気系部品32に連結されている。
With continued reference to FIG. 9, the
図10〜図14は駆動部2の様々な実施例を示す。これらの実施例の説明において上述した第1実施例と同じ要素には同じ参照符号を付して、その詳しい説明を省略する。
10 to 14 show various embodiments of the
図10は第2実施例の刈払機の駆動部120を示す。図10を参照して、第2実施例の刈払機の駆動部120は、吸気ポート26及び排気ポート30を軸線CLから左右にオフセットして配置させ、また、気化器28を吸気ポート26と同じに軸線CLから左にオフセットして位置決めし、排気系部品32も排気ポート30と同じに軸線CLから右にオフセットして位置決めした例を示す。勿論、吸気ポート26は遠心クラッチ装置50の上方に位置し、また、排気ポート30は冷却ファン58の上方に位置している。この第2実施例の変形例として、図11に示す第3実施例の刈払機の駆動部130のように、吸気ポート26及び気化器28を軸線CLから右にオフセットさせ、他方、排気ポート30及び排気系部品32を軸線CLから左にオフセットさせてもよい。
FIG. 10 shows the driving
これら第2、第3実施例では、排気ポート30が後方に向けて開放されているが、排気ポート30を側方に向けて開放させるようにしてもよい。
In these second and third embodiments, the
図12は、第4実施例の刈払機の駆動部140を示す。図12を参照して、第4実施例の刈払機の駆動部140では、冷却ファン58の上方に位置する排気ポート30が側方に向けて開放されている。その結果、排気系部品32がクランクシャフト46の軸線CLから側方にオフセットした位置に位置決めされている。
FIG. 12 shows the driving
図13は、第5実施例の刈払機の駆動部150を示す。図13を参照して、第5実施例の刈払機の駆動部150は、冷却ファン58の上方に位置する排気ポート30がクランクシャフト46の軸線CLから側方(図示例では右方)にオフセットして位置決めされている。そして、排気ポート30を軸線CLから側方(図示例では右方)にオフセットさせたことに関連して左右の掃気通路40、40を排気ポート30から所定の距離となるように、一方(図示例では右)の掃気通路40が吸気ポート26に接近し、他方(図示例では左)の掃気通路40が吸気ポート26から遠ざかるように左右の掃気通路40、40が位置決めされている。
FIG. 13 shows a
この第5実施例の刈払機の駆動部150では、排気ポート30を側方に向けて開放させる構成が採用されているが、排気ポート30を後方に向けて開放させるようにしてもよい。
In the brush
図14は、第6実施例の刈払機の駆動部160を示す。この第6実施例の駆動部160は、上述した第5実施例の駆動部150の変形例でもある。図14を参照して、第6実施例の刈払機の駆動部160は、遠心クラッチ装置50の上方に位置する吸気ポート26がクランクシャフト46の軸線CLから側方(図示例では左方)にオフセットして位置決めされている。
FIG. 14 shows a
本発明は、刈払機、シャフトヘッジトリマ、パワープルーナー、ローンエッジャーのように駆動部から前方に延びる操作桿を備えた作業機に好適に適用できる。操作桿の先端に配置される作業部は、刈払機のように回転する刃物であってもよいし、シャフトヘッジトリマのように往復動する刃物であってもよく、パワープルーナーのように、先端にチェーンソーが取り付けられた作業機であってもよい。 The present invention can be suitably applied to a working machine having an operation rod extending forward from a drive unit such as a brush cutter, a shaft hedge trimmer, a power pruner, and a lawn edger. The working part arranged at the tip of the operation rod may be a cutter that rotates like a brush cutter, or may be a cutter that reciprocates like a shaft hedge trimmer, or a tip like a power pruner. A working machine with a chain saw attached thereto may be used.
100 実施例の刈払機
2 駆動部
10 グリップ(リコイルスタータ)
12 燃料タンク
16 カバー(エアクリーナのケースの一部を構成)
20 2サイクル内燃エンジン
22 クランク室
24 点火プラグ
26 吸気ポート
28 気化器
30 排気ポート
32 サイレンサーなどの排気系部品
34 シリンダ
34A 膨出部(掃気通路)
36 掃気ポート
38 燃焼室
40 掃気通路
42 ピストン
46 クランクシャフト
CL クランクシャフトの軸線(動力伝達シャフトの軸線)
50 遠心クラッチ装置
52 クラッチケース
54 操作桿
58 冷却ファン
60 エアクリーナケース
66 リコイルスタータ
DESCRIPTION OF
12
20 2-cycle
36
50
Claims (10)
前記駆動部が、
前記エンジンのクランクシャフトの先端に連結された遠心クラッチ装置と、
前記作業機を平面視したときに前記エンジンのシリンダの前部に位置決めされた吸気ポートと、
前記遠心クラッチ装置の上方に配置された気化器であって、前記吸気ポートに連なる気化器と、
該気化器の前方又は上方に配置されたエアクリーナと、
前記作業機を平面視したときに前記シリンダの後部に位置決めされた排気ポートと、
該排気ポートに連なる排気系部品と、
前記エンジンを平面視したときに、前記クランクシャフトの軸線の左右に配置された掃気ポートとを含むことを特徴とする作業機。 A working machine comprising a drive unit including a two-cycle internal combustion engine, wherein the two-cycle internal combustion engine is mounted in an upright posture,
The drive unit is
A centrifugal clutch device connected to a tip of a crankshaft of the engine;
An intake port positioned at the front of a cylinder of the engine when the working machine is viewed in plan,
A carburetor disposed above the centrifugal clutch device, the carburetor connected to the intake port;
An air cleaner disposed in front of or above the vaporizer;
An exhaust port positioned at the rear of the cylinder when the working machine is viewed in plan;
An exhaust system component connected to the exhaust port;
And a scavenging port arranged on the left and right of the axis of the crankshaft when the engine is viewed in plan.
該操作桿の先端に作業部が配置されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の作業機。 An operating rod extending forward from the drive unit;
The working machine according to any one of claims 1 to 6, wherein a working unit is disposed at a tip of the operating rod.
該冷却ファンが前記クランクシャフトの後端部に組み付けられている、請求項1〜8のいずれか一項に記載の作業機。 The driving unit further includes a cooling fan;
The work machine according to any one of claims 1 to 8, wherein the cooling fan is assembled to a rear end portion of the crankshaft.
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