(57)【要約】【課題】従来の携帯用エンジン工具に比べ、燃費を向上させ環境に優しい携帯用エンジン工具を提供する。合わせて操作性を向上させた携帯用エンジン工具を提供する。【解決手段】  エンジンの回転数を制御するキャブレターのスロットルバルブを回動させるスロットルモータとエンジンを始動するセルモータとを搭載し、オンオフスイッチの操作に応じて、エンジンを作業に適した回転数と停止状態を切替可能とする。【選択図】図１
2010084673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンを始動させる始動装置とを備えたエンジン工具において、
前記エンジンの駆動を制御するオンオフスイッチを設け、前記オンオフスイッチがＯＮ状態にある際には前記エンジンの回転数が作業域まで上昇すると共に、前記オンオフスイッチがＯＦＦ状態にある際には前記エンジンが停止することを特徴とするエンジン工具。
【請求項２】
セルモータを更に備え、前記エンジンが停止状態にある状態で前記オンオフスイッチがＯＮになると前記セルモータが回転し、前記エンジンが始動することを特徴とする請求項１に記載のエンジン工具。
【請求項３】
前記オンオフスイッチがＯＦＦ状態の際に、前記エンジンを停止させるストップモードと、前記エンジンの回転数を低回転状態に維持するアイドリングモードとを選択可能なセレクトスイッチを更に備えていることを特徴とする請求項１から請求項２の何れか一項に記載のエンジン工具。
【請求項４】
前記エンジンのキャブレターのスロットル開度を操作して回転数を制御するスロットルモータと、前記スロットルモータを駆動する駆動手段と、前記エンジンの回転数を設定する回転数設定手段と、前記回転数設定手段の出力に応じて前記スロットルモータの駆動手段に駆動信号を出力する制御手段とを更に備えていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載のエンジン工具。
【請求項５】
前記制御手段は、前記オンオフスイッチがＯＮ状態にある際に、前記エンジンが前記回転数設定手段で設定された回転数になるようスロットルモータを制御することを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載のエンジン工具。
【請求項６】
前記セルモータ及び前記制御手段に電力を供給する電池パックを更に備えることを特徴とする請求項４に記載のエンジン工具。
【請求項７】
前記電池パックの残容量を検出する電池残量検出手段を更に備え、前記電池パックの残容量が所定の値以下になった場合は、前記オンオフスイッチがＯＦＦ状態になった際にも前記エンジンを停止させず、前記エンジンの回転数を低回転状態で維持することを特徴とする請求項６記載のエンジン工具。
【請求項８】
イグニッションコイルの発電エネルギーを前記制御手段の電源とする電源回路と、前記電池パックの接続の有無を検出する電池接続検出手段とを更に備え、前記電池パックが接続されていない場合は、前記オンオフスイッチがＯＦＦ状態になった際にも前記エンジンを停止させず、前記エンジンの回転数を低回転状態で維持することを特徴とする請求項６若しくは請求項７記載のエンジン工具。
【請求項９】
前記制御手段の駆動電源が前記エンジンに接続されたイグニッションコイルの出力により与えられることを特徴とする請求項４から請求項８の何れか一項に記載のエンジン工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は動力源としてエンジンを有するエンジン工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯用のエンジン工具においては、動力源であるエンジンの回転数を制御するためキャブレターのスロットルバルブの開度により流入空気の量と風速を変化させ、燃料の流入量を変えることにより回転数を制御している。一般的に作業者はスロットルバルブに接続されたスロットルレバーを操作することで、スロットルレバーの引き量に応じたバルブの開度を得ることができ、最もスロットルレバーを引いた状態で流入空気の量を最大として高速のエンジン回転数を得られる全開状態とし、スロットルレバーを引かない状態では、最低限の流入空気の量を残した全閉状態として作業休止時の低速のエンジン回転数（いわゆるアイドリング状態）を得る構成となっている。
【０００３】
【特許文献１】実開平６−６７８４１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、エンジンは作業を休止しているときには低速のアイドリング状態となる。しかしながら、このアイドリング状態の時も、エンジンが停止しない程度の回転数を保っているため、騒音や振動が発生すると共に、燃料を僅かづつ消費してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、作業休止中はエンジンを停止させることで無駄な燃料の消費を防止し燃費を向上させることで環境に優しいエンジン工具を提供することである。また作業休止中はエンジンを停止させることでより低騒音なエンジン工具を提供することである。また、エンジンの始動停止と作業に適した回転数の制御を一つのスイッチで行えるようにし操作性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
本発明の一つの特徴によれば、エンジンと、前記エンジンを始動させる始動装置とを備えたエンジン工具において、前記エンジンの駆動を制御するオンオフスイッチを設け、前記オンオフスイッチがＯＮ状態にある際には前記エンジンの回転数が作業域まで上昇すると共に、前記オンオフスイッチがＯＦＦ状態にある際には前記エンジンが停止することとした。
【０００８】
本発明の別の特徴によれば、セルモータを更に備え、前記エンジンが停止状態にある状態で前記オンオフスイッチがＯＮになると前記セルモータが回転し、前記エンジンが始動するよう構成することができる。
【０００９】
本発明の別の特徴によれば、前記オンオフスイッチがＯＦＦ状態の際に、前記エンジンを停止させるストップモードと、前記エンジンの回転数を低回転状態に維持するアイドリングモードとを選択可能なセレクトスイッチを更に備えていることができる。
【００１０】
本発明の別の特徴によれば、前記エンジンのキャブレターのスロットル開度を操作して回転数を制御するスロットルモータと、前記スロットルモータを駆動する駆動手段と、前記エンジンの回転数を設定する回転数設定手段と、前記回転数設定手段の出力に応じて前記スロットルモータの駆動手段に駆動信号を出力する制御手段とを更に備えていることができる。
【００１１】
本発明の別の特徴によれば、前記制御手段は、前記オンオフスイッチがＯＮ状態にある際に、前記エンジンが前記回転数設定手段で設定された回転数になるようスロットルモータを制御することができる。
【００１２】
本発明の別の特徴によれば、前記セルモータ及び前記制御手段に電力を供給する電池パックを更に備えることができる。
【００１３】
本発明の別の特徴によれば、前記電池パックの残容量を検出する電池残量検出手段を更に備え、前記電池パックの残容量が所定の値以下になった場合は、前記オンオフスイッチがＯＦＦ状態になった際にも前記エンジンを停止させず、前記エンジンの回転数を低回転状態で維持することができる。
【００１４】
本発明の別の特徴によれば、イグニッションコイルの発電エネルギーを前記制御手段の電源とする電源回路と、前記電池パックの接続の有無を検出する電池接続検出手段とを更に備え、前記電池パックが接続されていない場合は、前記オンオフスイッチがＯＦＦ状態になった際にも前記エンジンを停止させず、前記エンジンの回転数を低回転状態で維持することができる。
【００１５】
本発明の別の特徴によれば、前記制御手段の駆動電源が前記エンジンに接続されたイグニッションコイルの出力により与えられることができる。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、前記エンジンの駆動を制御するオンオフスイッチを設け、前記オンオフスイッチがＯＮ状態にある際には前記エンジンの回転数が作業域まで上昇すると共に、前記オンオフスイッチがＯＦＦ状態にある際には前記エンジンが停止するように構成したことにより、作業休止時にエンジンを停止可能となり無駄な燃料を消費することなく低燃費で環境に優しいエンジン工具の提供が可能となる。また、作業休止時にはエンジンを停止させるので、より低騒音なエンジン工具の供給が可能となる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、セルモータを更に備え、前記エンジンが停止状態にある状態で前記オンオフスイッチがＯＮになると前記セルモータが回転し、前記エンジンが始動するようにしたことで、スイッチの操作のみでエンジンを直に再始動することができるので、非作業時にエンジンを停止させるようにしても、作業の再開が容易となり、快適な作業が可能となる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、前記オンオフスイッチがＯＦＦ状態の際に、前記エンジンを停止させるストップモードと、前記エンジンの回転数を低回転状態に維持するアイドリングモードとを選択可能なセレクトスイッチを更に備えているので、従来通りのアイドリングモードと、環境性に優れたストップモードを作業者が任意に選択することができるため、作業状態に応じた工具の使用が可能となる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、エンジンのキャブレターのスロットル開度を操作して回転数を制御するスロットルモータと、スロットルモータを駆動する駆動手段と、エンジンの回転数を設定する回転数設定手段と、回転数設定手段の出力に応じて前記スロットルモータの駆動手段に駆動信号を出力する制御手段とを更に備えたことで、モータによってスロットル開度を操作することができ、一定の回転数で安定した作業を行うことが可能となる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、前記制御手段は、前記オンオフスイッチがＯＮ状態にある際に、前記エンジンが前記回転数設定手段で設定された回転数になるようスロットルモータを制御するようにしたことで、作業者がオンオフスイッチの引き量を調整する手間が無く、エンジンの始動停止と作業に適した回転数への制御が一つのスイッチで可能となり操作性を向上させることができる。
【００２１】
請求項６の発明によれば、前記セルモータ及び前記制御手段に電力を供給する電池パックを更に備えることにより、エンジンが駆動状態に無い時にも、セルモータを駆動させることが可能となる。
【００２２】
請求項７の発明によれば、前記電池パックの残容量を検出する電池残量検出手段を更に備え、前記電池パックの残容量が所定の値以下になった場合は、前記オンオフスイッチがＯＦＦ状態になった際にも前記エンジンを停止させず、前記エンジンの回転数を低回転状態で維持するようにしたことで、電池パックの残容量が少ない時には電池の消耗を最低限に抑えることができる。
【００２３】
請求項８の発明によれば、イグニッションコイルの発電エネルギーを前記制御手段の電源とする電源回路と、前記電池パックの接続の有無を検出する電池接続検出手段とを更に備え、前記電池パックが接続されていない場合は、前記オンオフスイッチがＯＦＦ状態になった際にも前記エンジンを停止させず、前記エンジンの回転数を低回転状態で維持するようにしたことにより、電池パックが接続されていない時にも従来通りの作業性を確保することが可能となる。
【００２４】
請求項９の発明によれば、前記制御手段の駆動電源が前記エンジンに接続されたイグニッションコイルの出力により与えられることで、イグニッションコイルの発電エネルギーを制御回路の電源として併用することができ、電池パックの容量が少ない又は非接続の状態でも、制御回路を駆動することができる。
【００２５】
本発明の上記及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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は本発明の第一の実施形態に係る回路図、図２は本発明の第一の実施形態に係る工具全体概略図であり、ここでは例として刈払機に適用した場合を示す。刈払機２３は、エンジン２０を有し、操作杆２１を介して作業部２２に駆動力を伝達することで、作業を行えるように構成されている。操作杆２１の中央付近には、作業者が作業時に刈払機２３を保持するための操作ハンドル１９を備えており、操作ハンドル１９にはエンジン２０の回転数を操作するためのオンオフスイッチ５が配置されている。
【００２７】
本実施形態における刈払機２３は、エンジン２０の下部付近に配置された電池パック１からの電力によって駆動する、後述する制御回路２を備えており、エンジン２０の熱の影響を受けにくいよう操作杆２１の操作ハンドル１９の取付部付近に配置されている。また、制御回路２はメインスイッチ３、オンオフスイッチ５、セレクトスイッチ６及び回転数設定回路８等のスイッチ類の制御を行っており、各種のスイッチも制御回路付近に設けられている。メインスイッチ３は、ＯＦＦ時には接点３ａが開き制御回路２への電源供給を遮断するとともに、接点３ｂが閉じられる。接点３ｂは図示しないイグニッションコイルに接続されており、接点３ｂが閉じると図示しないイグニッションコイルが短絡されエンジン２０は停止する。ＯＮ時には接点３ｂが開きエンジン２０が始動可能になるとともに、接点３ａが閉じ電池パック１の電圧が５Ｖを出力するＤＣ／ＤＣコンバータ４に供給され、制御回路２が動作を開始する。オンオフスイッチ５は、ＯＮの状態の間はエンジンの回転数が後述する回転数設定回路の出力に従って作業に適した回転数に制御される。セレクトスイッチ６は、オンオフスイッチ５がＯＦＦ状態の時のエンジン２０の状態をアイドリングとストップの２つのモードを選択可能である。回転数設定回路８は、可変抵抗器８ａ、抵抗８ｂ、コンデンサ８ｃ等によって構成されるもので、段階的な回転数設定が可能となっている。尚、制御回路２はマイコン７によって動作を制御されており、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ、Ａ／Ｄ変換器等を内蔵している。
【００２８】
エンジン２０は始動装置として、図示しない手動式のスタータと、セルモータ９を有する。セルモータ９は図示しないエンジン２０のクランクシャフトを図示しないギヤと蓄力装置を介して回転させることによりエンジン２０を始動できるようになっている。
【００２９】
また、刈払機２３はスロットルモータ１１を備え、マイコン７の出力信号により駆動回路１２を介して正逆に駆動され図示しないギャブレターのスロットルを所定の位置に保持し、エンジン２０の回転数を制御する。本実施形態においては、正転逆転の切替が容易で、回転角が回転角検出回路なしで制御可能でかつ静止時のトルクも大きいステッピングモータを用いている。
【００３０】
また、制御回路２はリレー１３、電池電圧検出回路１４、電池残量表示回路１５を備え、リレー１３は、マイコン７からの信号により図示しないイグニッションコイルを短絡することによりエンジン２０を停止することが出来る。電池電圧検出回路１４は電池電圧から電池の残容量を推定し、電池残量表示回路１５は電池の電圧が所定値より高ければＬＥＤを消灯させ、所定値より低くなれば、ＬＥＤを点灯させ作業者に電池の残容量が残り少ないことを報知する。電池残量表示回路１５は操作ハンドル１９に配置されているため、作業者が刈払機２３を保持した状態で常に電池残量を確認できるようになっている。
【００３１】
次に図３のフローチャートを用いて動作を説明する。メインスイッチ３がオンされると接点３ａが閉じ、制御回路２に電池パック１の電圧が供給されることでマイコン７が動作を開始する。ステップ３０１は初期設定処理であり、ポートの入出力設定等の初期処理を行う。
ステップ３０２において回転数設定手段８からの電圧をＡ／Ｄ変換し回転数指令値として読み取る。ステップ３０３においてオンオフスイッチ５の状態を確認し、ステップ３０４においてセレクトスイッチ６の状態を確認し、それぞれマイコン７内の図示しないメモリに最新の状態判別値として記憶するとともに前回の状態判別値はメモリの別のエリアに前回状態判別値として記憶する。
【００３２】
ステップ３０５において電池電圧検出回路１４を介して電池電圧を検出し予め定められた第１の所定値より電池電圧が低いときは電池の残容量が残り少ないと判断し、ステップ３０７において電池残量表示手段１５のＬＥＤを点灯させ電池残容量が残り少ないことを使用者に報知するとともにステップ３０８において、先にステップ３０４で読込んだセレクトスイッチ６の状態判別値を、実際の状態に関わらずアイドリングモードに書き換える。ステップ３０９において先に読込んだオンオフスイッチ５の状態判別値が前回の状態判別値と異ならない場合はステップ３０２に戻り、前回の状態判別値と異なる場合すなわちオンオフスイッチ５が操作された場合はステップ３１０に進む。
【００３３】
ステップ３１０においてオンオフスイッチ５の状態判別値がオンであればステップ３１１に進みセレクトスイッチ６の状態判別値を確認する。セレクトスイッチ６の状態判別値がアイドリングモードの場合はステップ３１３に進み回転数指令値の値に応じてスロットルモータ駆動回路１２に駆動信号を出力しスロットルモータ１１を駆動しエンジンの回転数が回転数設定手段８で設定された所定値になるよう制御する。また、ステップ３１１においてセレクトスイッチ６の状態判別値がストップモードであれば、ステップ３１２に進みセルモータ９を駆動回路１０を介して駆動しエンジンを始動後、ステップ３１３で回転数設定手段８で設定された所定の回転数にエンジンを制御し、ステップ３０２に戻る。
ステップ３１０において、オンオフスイッチ５の状態判別値がオフの場合はステップ３１４に進みセレクトスイッチ６の状態判別値を確認する。セレクトスイッチ６の状態判別値がアイドリングモードであればステップ３１５に進みスロットルモータ１１を駆動回路１２を介して駆動しエンジンをアイドリング状態にするとともにステップ３０２に戻る。セレクトスイッチ６の状態判別値がストップモードであればステップ３１６に進みリレー１３を駆動し、図示しないイグニッションコイルを短絡しエンジン２０を停止させた後、ステップ３０２に戻る。リレー１３はエンジン２０を停止させた後に開放状態に戻る。この時オンオフスイッチ５の状態判別値がオフになってから予め定められた所定の時間経過後にエンジン２０を停止させても良い。
【００３４】
上記実施形態では電源として電池パック１を用いて動作を説明したが、図４に示すように図示しないイグニッションコイルの出力電圧を図示しない安定化回路で安定化し、ダイオード１７を介して制御回路２に電源を供給してもよい。この場合充電制御回路１８を介して電池パック１を充電することも可能である。また、電池パック１がセットされていない場合は、エンジン始動後にイグニッションコイルの出力電圧が安定してからしか制御回路２は動作を開始できないので、エンジン始動時にセルモータ９は駆動できない。従って手動でエンジンを始動することになる。エンジン始動後は制御回路２が動作するので、スロットルモータ１１を駆動して、回転数の切替を行うことは可能である。ただしセレクトスイッチ６がストップモードになっていた場合オンオフスイッチ５をオフに操作するたびにエンジン２０を停止していたのでは手動でのエンジン始動が煩雑となり作業効率が低下するので、電池電圧検出回路１４の出力が第１の所定値より小さい第２の所定値より更に小さい場合、電池パック１が接続されていないと判断し、セレクトスイッチ６の状態に関わらず作業休止時はエンジンの回転数をアイドリング状態とすることで操作性を損なうことがなくなる。また、電池パック１の電圧が第２の所定値より大きく第１の所定値より小さい場合は、電池の残容量が残り少ないと判断し電池残量表示手段１５のＬＥＤを点灯させ電池残容量が残り少ないことを使用者に報知するとともに、セレクトスイッチ６の状態に関わらず作業休止時はエンジンの回転数をアイドリング状態とすることで電池パック１の消耗を抑え、充電制御回路１８を介して電池パック１に充電を行い電池電圧が回復したらセレクトスイッチ６の状態に応じて作業休止時にアイドリングかストップにすることも出来る。（フローチャートの開示は省略）
また、イグニッションコイルのパルス状出力からエンジン２０の回転数を検出し、エンジン２０の回転数を制御回路にフィードバックすることにより、エンジン２０の負荷が変化しても回転数を一定に保つような構成とすればさらに操作性が向上する。
【００３５】
以上、本発明を示す実施形態に基づき説明したが、本発明は上述の形態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、本発明における実施形態ではオンオフスイッ５が回転数設定手段８で設定された所定の回転数にエンジンを制御するように構成したが、オンオフスイッチのＯＮ状態を段階的に区切り、引き量に対応した設定回転数になるようにスロットルモータ１１を制御することで、微妙な引き量の調整を不要としながら、一定のエンジン回転数に制御を行うことが可能となり、作業性の向上が図れる。
【００３６】
また、セレクトスイッチ６は、ＯＦＦ状態の時の動作パターンを設定するものとしたが、ＯＦＦ状態をアイドリング状態と停止状態を有するものとして構成し、セレクトスイッチ６がオンオフスイッチ５を離してもアイドリング状態にしかならないようにするロック手段からなり、ロック手段を外した時にオンオフスイッチが停止状態となることを許容するように構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第一の実施形態を示す回路図。
【図２】本発明の第一の実施形態を示す工具全体概略図。
【図３】本発明の制御方法の第一の実施形態を示すフローチャート。
【図４】本発明の第二の実施形態を示す回路図。
【符号の説明】
【００３８】
１は電池パック、３はメインスイッチ、４はＤＣ／ＤＣコンバータ、５はオンオフスイッチ、６はセレクトスイッチ、７はマイコン、９はセルモータ、１１はスロットルモータ、１３はリレー、１４は電池電圧検出回路である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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