(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却ファンと、シリンダブロックと、前記シリンダブロックを覆うシュラウドとを備えた空冷エンジンの冷却構造であって、
前記シリンダブロック頂部に、シリンダの軸心と交差する方向に延びる上板が設けられ、
前記シリンダブロックと吸気ユニットとの間に介装された吸気側ガスケットが上方に延長されて前記上板に接触することにより、前記上板と吸気側ガスケットとの間が封止され、
前記シリンダブロックと排気ユニットとの間に介装された排気側ガスケットが上方に延長されて前記上板に接触することにより、前記上板と排気側ガスケットとの間が封止され、
前記シリンダブロックと前記上板と前記吸気側ガスケットと前記排気側ガスケットとにより、前記冷却ファンからの冷却風を流す冷却通路が形成され、
前記冷却ファンから送給された冷却風が、前記シュラウド、前記吸気側ガスケットおよび前記排気側ガスケットによって前記冷却通路に導かれる空冷エンジンの冷却構造。
【請求項２】
請求項１において、前記上板は、金属の板材からなり、前記シリンダブロックに締結部材により締結されている空冷エンジンの冷却構造。
【請求項３】
請求項１または２において、前記上板における冷却ファン側の端部に、斜め下方に向かって延びて冷却風を前記冷却通路に導くガイド部が形成されている空冷エンジンの冷却構造。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項において、前記上板に点火プラグと点火コイルユニットとを接続する点火コードのガイド溝が形成されている空冷エンジンの冷却構造。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項において、前記吸気側ガスケットおよび前記排気側ガスケットが下方に延長されて、前記シリンダブロックとクランクケースとの間のシリンダガスケットに接触することにより、前記吸気側ガスケットおよび前記排気側ガスケットと前記シリンダガスケットとの間が封止されている空冷エンジンの冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として刈払機のような作業機を駆動する小型の空冷式２サイクルエンジンの冷却構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
小型の２サイクルエンジンのような空冷式エンジンは一般に冷却ファンを有し、この冷却ファンが生成する冷却風を、冷却ファンを覆うファンカバーとシリンダの側面および上面を覆うシリンダカバー（シュラウド）とで構成した冷却風通路により、シリンダに導き、シリンダから熱を奪った風をシリンダカバー外に放出してエンジンを冷却している。このエンジンの冷却効率を高めるために、シリンダの上面に金属性の風止板を取り付け、さらに、シリンダカバーから下方に突出する樹脂製の導風板を一体形成して、シリンダへ風を効率よく導くように図ったものがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７２９６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１では、シリンダの高熱が樹脂製の導風板に伝達されるのを抑制するために、樹脂製の導風板と金属性の風止板との間に隙間を形成する必要があり、この隙間から冷却風が漏れるので、冷却効率が十分高いとはいえなかった。
【０００５】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、冷却風を有効に活用して冷却効率を向上させることができる空冷エンジンの冷却構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明にかかる空冷エンジンの冷却構造は、冷却ファンを備えたエンジンのシリンダブロック頂部に、シリンダの軸心と交差する方向に延びる上板が設けられ、前記シリンダブロックと吸気ユニットとの間に介装された吸気側ガスケットが上方に延長されて前記上板に接触することにより、前記上板と吸気側ガスケットとの間が封止され、前記シリンダブロックと排気ユニットとの間に介装された排気側ガスケットが上方に延長されて前記上板に接触することにより、前記上板と排気側ガスケットとの間が封止され、前記シリンダブロックと前記上板と前記吸気側ガスケットと前記排気側ガスケットとにより、前記冷却ファンからの冷却風を流す冷却通路が形成されている。
【０００７】
この構成によれば、前記上板と吸気側ガスケットと排気側ガスケットとにより、冷却ファンからの冷却風を流す冷却通路の外壁が形成され、上板と、吸気側ガスケットおよび排気側ガスケットとの間が封止されているので、冷却通路内で冷却風が漏れることがない。その結果、冷却風を有効に活用して、空冷エンジンの冷却効率を向上させることができる。吸気側および排気側ガスケットは一般に耐熱性を有しているから、高温の上板に接触させても問題はない。
【０００８】
本発明において、前記上板は、金属の板材からなり、前記シリンダブロックに締結部材により締結されていることが好ましい。この構成によれば、上板は、金属の板材を折り曲げ加工することで形成され、締結部材によりシリンダブロックに締結されるから、構造が簡単になる。また、この上板にエンジン停止時の放熱板としての機能を持たせることで、インシュレータの厚みを抑えることができ、その結果、エンジンが軽量化する。
【０００９】
本発明において、前記上板における冷却ファン側の端部に、斜め下方に向かって延びて冷却風を前記冷却通路に導くガイド部が形成されていることが好ましい。この構成によれば、ガイド部により冷却風がスムーズに導かれ、冷却効率が一層向上する。
【００１０】
本発明において、前記上板に点火プラグと点火コイルユニットとを接続する点火コードのガイド溝が形成されていることが好ましい。この構成によれば、点火コードをガイド溝内に配置することで、点火コードの位置が安定するうえに、上板の端縁の外側で小さな曲げ角度で曲がるので、上板の端縁との接触による点火コードの外面の摩耗が抑制される。また、上板が金属板で構成される場合、点火コードを上板に接触させることで、点火コードのノイズ発生レベルを抑制することができる。
【００１１】
本発明において、前記吸気側ガスケットおよび前記排気側ガスケットが下方に延長されて、前記シリンダブロックとクランクケースとの間のシリンダガスケットに接触することにより、前記吸気側ガスケットおよび前記排気側ガスケットと前記シリンダガスケットとの間が封止されていることが好ましい。この構成によれば、シリンダブロック下部にあたる冷却通路下部をシリンダガスケットで覆うことで、シリンダブロック両側部をほぼ完全に覆う冷却通路が形成され、冷却効率がより一層向上する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の空冷エンジンの冷却構造によれば、前記上板と吸気側ガスケットと排気側ガスケットとにより、冷却ファンからの冷却風を流す冷却通路の外壁が形成され、上板と吸気側ガスケットとの間および上板と排気側ガスケットとの間が封止されているので、冷却通路内で冷却風が漏れることがない。その結果、冷却風を有効に活用して、空冷エンジンの冷却効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る冷却構造を備えた空冷エンジンを搭載した刈払機を示す斜視図である。
【図２】同上の空冷エンジンの背面断面図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【図４】同上のシュラウドを取り外した状態の小型エンジンを示す斜視図である。
【図５】図２のV−V線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る小型エンジンＥを搭載した携帯型作業機の一種である刈払機１を示し、導電性金属であるアルミニウム合金製の長いメインパイプ２の基端部にエンジンＥが取り付けられ、先端部に作業工具としての回転式刈刃３が取り付けられている。メインパイプ２の内部に鉄系のドライブシャフト（図示せず）が挿通され、ドライブシャフトの基端部がエンジンＥに連結され、先端部が回転式刈刃３に連結されている。メインパイプ２には、エンジンＥの近傍箇所に肩掛け用ベルト４とＵ字状のハンドル７とが取り付けられている。作業者はベルト４を肩に掛けることによって刈払機１を保持し、ハンドル７の両端部のグリップ８を握って操作することにより、エンジンＥによって駆動される刈刃３で雑草などを刈り取る。刈刃３の回転数は、ハンドルの一端部近傍に設けられたスロットルレバー９の操作により調節される。
【００１５】
エンジンＥをメインパイプ２の反対側から見た部分断面正面図を図２に示す。このエンジンＥは、２サイクルエンンジンであり、シリンダ１０ａとシリンダヘッド１０ｂとが一体形成されたシリンダブロック１０を有し、このシリンダブロック１０が、ボルト５によって耐熱性のシリンダガスケット６を介してクランクケース１１に連結されて、エンジン本体ＥＢを形成している。シリンダブロック１０およびクランクケース１１は、例えばアルミニウム合金の鋳造により形成される。このシリンダヘッド１０ｂの頂部に点火プラグ２０が装着されている。シリンダブロック１０の外周には、複数の冷却フィン１０ｄが鋳造により一体形成されている。
【００１６】
シリンダ１０ａの吸気ポート１２には、耐熱性の樹脂からなるインシュレータ１３を介して燃料供給装置１４が連結され、この燃料供給装置１４の上流側にエアクリーナ１７が連結されている。本実施形態では、燃料供給装置１４として気化器が用いられている。これらインシュレータ１３、燃料供給装置１４およびエアクリーナ１７が吸気ユニット１６を構成する。シリンダ１０ａの排気ポート１８には排気ユニットを構成するマフラ１９が接続されている。燃料タンク３３はクランクケース１１の下部に取り付けられている。
【００１７】
図２のIII−III線断面図である図３に示すように、シリンダブロック１０のシリンダ１０ａのボアにピストン１５が摺動自在に収納され、このピストン１５がクランクケース１１に支持されたクランク軸２１にコンロッド３５を介して連結されている。このクランク軸２１の一端部（前端部）にフライホィ−ルを兼ねる冷却ファン２２が取り付けられ、その外方にエンジンＥの出力を刈払機１のドライブシャフトに伝達するための遠心クラッチ２３が取り付けられている。冷却ファン２２の外周部には磁石２５が埋設されている。
【００１８】
冷却ファン２２はクランクケース１１に取り付けられたファンハウジング２６により覆われており、このファンハウジング２６がクラッチハウジング４５を介してメインパイプ２（図１）の基端部（後端部）に連結されている。クランク軸２１の他端部（後端部）にはスタータプーリー２４が取り付けられ、その外方に、スタート時にスタータプーリー２４を介してクランク軸２１を回転させる手動式のリコイルスタータ２７が配置されている。
【００１９】
シリンダブロック１０の前側には、図示を省略したイグニッションコイルなどにより形成された高電圧発生回路が内蔵された点火コイルユニット２８が配置されている。この点火コイルユニット２８は、内蔵したイグニッションコイルと冷却ファン２２に埋め込まれて冷却ファン２２と共に回転する磁石２５とにより、点火プラグ２０に点火を作動させるための高電圧を発生する。点火コイルユニット２８は、導線の外周を絶縁被服で覆った点火コード２９を介して点火プラグ２０に接続されている。点火コイルユニット２８は、例えばボルトのような締結部材４１によりエンジン本体ＥＢに、電気的に接地された状態で固定されている。
【００２０】
点火コイルユニット２８、シリンダブロック１０およびマフラ１９（図２）は、樹脂製のシュラウド３０により覆われている。シュラウド３０は、ファンハウジング２６とクランクケース１１にボルト（図示せず）で固定されている。一方、図２に示すように、燃料供給装置１４およびエアクリーナ１７は、シュラウド３０とは別体のエアクリーナキャップ３２により覆われている。なお、シュラウド３０は、シリンダブロック１０を覆うメインカバー部と、これとは別体に設けられてマフラ１９を覆うサブカバー部とに分割して、両者を連結した構造としてもよい。
【００２１】
図２に示すように、シリンダブロック１０の頂部に、シリンダ１０ａの軸心Ｃ１と交差する方向に延びる上板４０が設けられている。上板４０は、アルミニウム合金のような金属の板材からなり、図４に示すように、シリンダブロック１０の頂部にボルトのような締結部材４２により締結されている。本実施形態では、上板４０はアルミニウム製の板材で構成されているが、これに限定されない。また、本実施形態では、上板４０とシリンダブロック１０とは別体であるが、上板４０をシリンダブロック１０の頂部に、冷却フィン１０ｄと同様に一体形成してもよい。上板４０には貫通孔４０ａが形成されており、点火プラグ２０は、この貫通孔４０ａに挿通したのち、図２に示すシリンダヘッド１０ｂに形成されたねじ孔１０ｃにねじ込むことにより、シリンダブロック１０に装着されている。点火プラグ２０の上部はシュラウド３０の上部の挿通孔３０ａから外部に突出し、この突出部分は、シュラウド３０に着脱自在に取り付けられたプラグキャップ３１により覆われている。
【００２２】
図３に示すように、上板４０における冷却ファン２２側（前側）の端部に、シリンダブロック１０から離れる方向（外側となる前方）に向かって斜め下方に延びて冷却風Ｗを後方のシリンダ１０側に導くガイド部４４が形成されている。本実施形態では、上板４０を曲げ加工することでガイド部４４を形成している。図４に示すように、上板４０のガイド部４４の表面に、点火コード２９を配置するためのガイド溝４６が形成されている。点火コード２９をガイド溝４６に配置した状態で、図２のシュラウド３０がシリンダブロック１１に取り付けられ、シュラウド３０に設けた押圧部３０ｂにより点火コード２９がガイド溝４６に押し付けられるように支持される。このように、点火コード２９がガイド溝４６内に配置されることで、点火コード２９の位置が安定する。
【００２３】
また、ガイド溝４６が設けられていない場合、図３に二点鎖線で示すように、点火コード２９が大きな曲げ角度θ１で曲げられるのに対し、ガイド溝４６が存在することにより、小さな曲げ角度θ２で曲げられるので、上板４０の端縁との接触による点火コード２９の外面の摩耗が抑制される。さらに、点火コード２９をガイド溝４６に押し付けることで、上板４０を介して点火コード２９とエンジン本体ＥＢとが電気的に接続される。
【００２４】
平面図である図５から分かるように、シリンダブロック１０は、軸心Ｃ１方向から見て角部を丸めた矩形であり、上板４０も矩形である。
【００２５】
図２に示すように、シリンダ１０ａと吸気ユニット１６の一部であるインシュレータ１３との間に、耐熱性の吸気側ガスケット４８が介装されている。吸気側ガスケット４８は、鋼製の板金にカーボン層または耐熱ゴムをコーティングしたもので、インシュレータ１３とともに、ボルトのような締結部材４９によって、シリンダブロック１０に締結されている。吸気側ガスケット４８の上部は、シリンダ側となる内面が上板４０の一側端面（左端面）に接触し、さらに上板４０の上方にまで延長されて、上板４０と吸気側ガスケット４８との間が封止されている。吸気側ガスケット４８の下端部は、シリンダ側の内面がシリンダガスケット６の一側端面に接触して、吸気側ガスケット４８とシリンダガスケット６との間が封止されている。
【００２６】
シリンダブロック１０と排気ユニットであるマフラ１９との間に、耐熱性の排気側ガスケット５０が介装されている。排気側ガスケット５０は、鋼製の板金にカーボン層をコーティングしたもので、マフラ１９とともに、ボルトのような締結部材５１によって、シリンダブロック１０に締結されている。排気側ガスケット５０の上部は、シリンダ側となる内面が上板４０の他側端面（右端面）に接触し、さらに上板４０の上方にまで延長されて、上板４０と排気側ガスケット５０との間が封止されている。排気側ガスケット５０は下方に延長されてマフラ１９の下方を覆っている。この排気側ガスケット５０のシリンダ側の内面がシリンダガスケット６の他側端面に接触して、排気側ガスケット５０とシリンダガスケット６との間が封止されている。
【００２７】
上板４０は、吸気側および排気側ガスケット４８、５０の間に圧接されて、図５に示すように、両ガスケット４８、５０と隙間なく接している。ただし、上板４０と両ガスケット４８、５０との接触方法はこれに限定されず、例えば、上板４０にスリットを形成し、このスリットに両ガスケット４８、５０の上端部を嵌合するようにしてもよい。また、上板４０のシリンダ側内面（下面）を吸気側ガスケット４８および／または排気側ガスケット５０の上端面に接触させてもよい。このように、シリンダ１０ａと上板４０と吸気側ガスケット４８と排気側ガスケット５０との間に、図３に示す冷却ファン２２からの冷却風Ｗを流す冷却通路５２が形成される。つまり、上板４０、吸気側ガスケット４８および排気側ガスケット５０により冷却通路５２を覆う外壁が形成され、シリンダブロック１０により冷却通路５２の内壁が形成されている。
【００２８】
つぎに、この実施形態の冷却風Ｗの流れについて説明する。図３のエンジンＥが始動して、冷却ファン２２が回転すると、冷却ファン２２から送給された冷却風Ｗの大部分は、図２のシュラウド３０、吸気側ガスケット４８および排気側ガスケット５０によって冷却通路５２に導かれる。その際、図３の点火コイルユニット２８を冷却し、さらにガイド部４４によって、シリンダブロック１０の冷却フィン１０ｄの間を通るようにして後方に導かれてシリンダブロック１０を冷却したのち、昇温した冷却風Ｗとなって、シュラウド３０の後側に形成された通気孔３０ｃを通って外部に排出される。
【００２９】
上記構成において、図２に示す上板４０と吸気側ガスケット４８と排気側ガスケット５０とにより、図３の冷却ファン２２からの冷却風Ｗを流す冷却通路５２の外壁が形成され、上板４０と、吸気側ガスケット４８（図２）および排気側ガスケット５０（図２）との間が封止されているので、冷却通路５２内で冷却風Ｗが漏れることがない。その結果、冷却風Ｗを有効に活用して、エンジンＥの冷却効率を向上させることができる。図２の吸気側および排気側ガスケット４８，５０は一般に耐熱性を有しているから、高温の上板４０に接触させても問題はない。
【００３０】
図４の上板４０は、金属の板材を折り曲げ加工することで形成され、締結部材４２によりシリンダブロックに締結されるから、構造が簡単になる。また、この上板４０にエンジン停止時の放熱板としての機能を持たせることで、インシュレータ１３の厚みを抑えることができ、その結果、エンジンＥが軽量化する。
【００３１】
図３に示すように、上板４０における冷却ファン２２側の端部に、斜め下方に向かって延びて冷却風Ｗを冷却通路５２に導くガイド部４４が形成されているので、ガイド部４４により冷却風Ｗがスムーズに導かれ、冷却効率が一層向上する。
【００３２】
図４に示すように、上板４０に点火プラグ２０と点火コイルユニット２８とを接続する点火コード２９のガイド溝４６が形成されているので、点火コード２９をガイド溝４６内に配置することで、点火コード２９の位置が安定するうえに、図３に示すように、上板４０の端縁の外側で小さな曲げ角度θ２で曲がるので、上板４０の端縁との接触による点火コード２９の外面の摩耗が抑制される。また、点火コード２９を金属製の上板４０に接触させることで、点火コード２９のノイズ発生レベルを抑制することができる。
【００３３】
図２に示すように、吸気側ガスケット４８および排気側ガスケット５０とシリンダガスケット６との間が封止されているので、シリンダブロック１０下部にあたる冷却通路５２下部をシリンダガスケット６で覆うことで、シリンダブロック１０両側部をほぼ完全に覆う冷却通路５２が形成され、冷却効率がより一層向上する。
【００３４】
以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能であり、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。たとえば、上記実施形態では、上板４０に形成したガイド溝４６に点火コード２９を配置しているが、上板４０に切欠を形成し、この切欠にグロメットを装着して、該グロメットで点火コード２９を支持するようにすることもできる。また、上記実施形態では、燃料供給装置１４として気化器を用いているが、「燃料噴射」のような他の燃料供給装置を用いることもできる。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００３５】
６  シリンダガスケット
１０  シリンダブロック
１０ａ  シリンダ
１６  吸気ユニット
１９  マフラ（排気ユニット）
２２  冷却ファン
２８  点火コイルユニット
２９  点火コード
４０  上板
４２  締結部材
４４  ガイド部
４６  ガイド溝
４８  吸気側ガスケット
５０  排気側ガスケット
５２  冷却通路
Ｃ１  シリンダの軸心
Ｅ        エンジン
ＥＢ      エンジン本体
【図１】
0005622536.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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