(57)【要約】【課題】エンジンを容易に始動することができ、かつ安全に使用することのできるエンジン作業機を得る。【解決手段】フレーム２はパイプ形状の部材で構成され、フレーム２の前方の上側にエンジン２０が搭載される。その後方において、フレーム２が後方上側に向かって延伸し、左右方向にそれぞれ分岐した２本のハンドル３（３ａ、３ｂ）となっている。このエンジン２０を始動するために用いられるセルスタータユニットは、セルモータを内部に具備するモータユニット５０、このオン・オフの制御を行うスイッチユニット７０で構成される。このうち、モータユニット５０はエンジン２０の上側に固定され、スイッチユニット７０は、モータユニット５０あるいはエンジン２０から離間して、ハンドル３（３ａ）の後端側に固定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと、当該フレームに搭載されたエンジンと、前記フレームにおいて前記エンジンが搭載された箇所から前記エンジンから離間した位置まで延伸し作業者によって把持されるハンドルと、前記エンジンによって駆動され前記エンジンの下側に設けられた刃部と、を具備するエンジン作業機であって、
前記エンジンの始動を行うために前記エンジンのクランク軸に接続されたセルモータ及び当該セルモータへ供給する電流を制御する制御回路が前記エンジンに固定された構成をもつモータユニットを具備することを特徴とするエンジン作業機。
【請求項２】
前記モータユニットにバッテリが取り付けられる構成とされたことを特徴とする請求項１に記載のエンジン作業機。
【請求項３】
前記セルモータのオンオフを制御するスイッチが設けられ前記エンジンから離間して前記ハンドルに固定されたスイッチユニットを更に備える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。
【請求項４】
前記制御回路が収容された収容空間に樹脂が充填されてい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。
【請求項５】
前記モータユニットを覆うハウジングは、当該ハウジングにおける接合部分、又は前記ハウジングと前記エンジンとの間にシール構造を備えて構成され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。
【請求項６】
前記エンジンには前記エンジンに供給される燃料を保持する燃料タンクが固定され、前記モータユニットにおいて前記バッテリが取り付けられる位置は、前記燃料タンクに前記燃料を供給する際に使用される給油口よりも鉛直方向上側に設けられたことを特徴とする請求項２に記載のエンジン作業機。
【請求項７】
前記エンジン中で回転するクランク軸に固定されたクラッチの外周面には磁石が固定され、前記磁石の磁界を検出するホールＩＣが前記モータユニットに設けられ、前記クラッチの外周面と前記ホールＩＣの測定面とが平行とされたことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のエンジン作業機。
【請求項８】
前記制御回路は、前記ホールＩＣの出力によって前記クランク軸の回転数を検知し、当該回転数が予め設定された値を超えた際に前記セルモータをオフする制御を行うことを特徴とする請求項７に記載のエンジン作業機。
【請求項９】
前記ハンドルは、前記フレームにおいて前記エンジンが搭載された箇所と前記スイッチユニットが固定された箇所の間に存在する回動軸を中心として折り曲げ可能な構成とされたことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のエンジン作業機。
【請求項１０】
カルチベータであることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のエンジン作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型のエンジンを動力源として具備するエンジン作業機、例えばカルチベータに関する。
【背景技術】
【０００２】
作業者が移動させて使用するエンジン作業機、例えばカルチベータの動力源としては、小型のエンジン（２サイクル、４サイクル）が広く使用されている。カルチベータとしては、バッテリによって駆動されるモータを動力源とするコードレスのものも存在するが、エンジンを動力源とするカルチベータは、低価格でかつ大きな出力を得ることができ、耕刃を高トルクで回転させることができる。更に、このカルチベータは、燃料タンクに所定の量の燃料を溜めておくことにより、長時間での連続使用も可能であるため、特に好ましく用いられている。
【０００３】
カルチベータにおいては、作業時に耕刃に泥等が付着するために、耕刃を中心とした装置全体を作業後に水洗することが必要となる。このためには、装置を防水・防滴構造とすることが必要であると共に、泥や洗浄後の水分の除去を容易にするために、装置全体を単純な構成とすることが好ましい。また、作業者がカルチベータを容易に操作でき、かつ軽量とするためにも、単純な構成とすることが好ましいことは明らかである。
【０００４】
また、カルチベータを用いて耕耘作業を円滑に行うためには、耕刃を回転させるトルクが充分に大きいことが要求され、このためには、使用されるエンジンの排気量は大きいことが好ましい。一方で、エンジンを使用する場合にはエンジンを始動させる作業が必要になり、この始動を作業者が容易に行うためには、エンジンの排気量は小さいことが好ましい。これらの点を考慮して、使用されるエンジンの排気量は例えば４０ｃｃ程度とされる場合が多い。また、構造を単純にするために、エンジンの始動には手動スタータが用いられる場合が多い。この場合には、充分な混合気がシリンダに導入されるまで作業者がスタータハンドルを引く操作を行ってエンジンを強制的に回転させることによって、エンジンを始動することができ、その後で耕耘作業を行うことができる。こうしたカルチベータの構成は、例えば特許文献１に記載されている。
【０００５】
カルチベータには、小型かつ高出力の２サイクルエンジンが使用される場合が多く、その始動時には、エンジンに接続された気化器に設けられたチョーク機構が使用される。チョーク機構をオンとすることにより、気化器における吸入空気量を絞り、かつ負圧を発生させ、強制的に燃料を吸い出すことによって、シリンダ内部に供給される混合気を濃くし、特に冷間時における始動性を向上させることができる。エンジンが定常運転とされた後には、チョーク機構はオフされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】公開実用新案昭６３−７９４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、こうした構成を用いた場合であっても、カルチベータのエンジンを手動で始動することは、実際には作業者にとって必ずしも容易ではない。
【０００８】
まず、始動時には、スタータハンドルを手動で引く操作によってエンジンの回転数を１０００ｒｐｍ程度とすることが必要であり、体力を要するため、体力の弱い作業者にとっては、この作業は重労働となった。特に、チョーク機構の操作が不適切であったために混合気が濃くなりすぎて点火プラグが燃料で濡れた場合や、逆に混合気が薄い場合には、エンジンの始動は容易ではなくなるため、始動のために繰り返しスタータハンドルを引く操作が必要になる。このような場合には、エンジン始動は特に重労働となった。
【０００９】
こうした問題を解決するためには、手動スタータの代わりに、電動式のセルモータを用いたセルスタータを用いることが有効であることは明らかである。この場合には、バッテリによって駆動されるセルモータを用いてエンジンを回転させることによってエンジンを始動することができる。この場合には、作業者はセルモータのスタートスイッチを操作するだけでエンジンを始動することができるため、作業者の負担は大きく減少する。
【００１０】
しかしながら、このような電気式の機構を用いる際には、安全のために過電流等に対する対策を施す必要がある。また、いわゆるソフトスタート等、始動時のモータの回転を最適に制御する操作を行うことが好ましいため、マイコン等を用いることが必要になり、多くの電子部品を用いた複雑な構成が必要となる。更に、カルチベータにおいては、前記の通り、これらの電子部品において泥や水等による漏電やショート等が発生することを抑制するための機構も必要となる。このため、例えばカルチベータにセルスタータを用いた場合には、構造が複雑となるために、その導入は容易ではない。
【００１１】
すなわち、エンジンを容易に始動することができ、かつ安全に使用することのできるカルチベータ（エンジン作業機）を得ることは困難であった。
【００１２】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、フレームと、当該フレームに搭載されたエンジンと、前記フレームにおいて前記エンジンが搭載された箇所から前記エンジンから離間した位置まで延伸し作業者によって把持されるハンドルと、前記エンジンによって駆動され前記エンジンの下側に設けられた刃部と、を具備するエンジン作業機であって、前記エンジンの始動を行うために前記エンジンのクランク軸に接続されたセルモータ及び当該セルモータへ供給する電流を制御する制御回路が前記エンジンに固定された構成をもつモータユニット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、前記モータユニットにバッテリが取り付けられる構成とされたことを特徴とする。
本発明のエンジン作業機は、前記セルモータのオンオフを制御するスイッチが設けられ前記エンジンから離間して前記ハンドルに固定されたスイッチユニットを更に備えることを特徴とする。
本発明のエンジン作業機は、前記制御回路が収容された収容空間に樹脂が充填されていることを特徴とする。
本発明のエンジン作業機において、前記モータユニットを覆うハウジングは、当該ハウジングにおける接合部分、又は前記ハウジングと前記エンジンとの間にシール構造を備えて構成されることを特徴とする。
本発明のエンジン作業機において、前記エンジンには前記エンジンに供給される燃料を保持する燃料タンクが固定され、前記モータユニットにおいて前記バッテリが取り付けられる位置は、前記燃料タンクに前記燃料を供給する際に使用される給油口よりも鉛直方向上側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、前記エンジン中で回転するクランク軸に固定されたクラッチの外周面には磁石が固定され、前記磁石の磁界を検出するホールＩＣが前記モータユニットに設けられ、前記クラッチの外周面と前記ホールＩＣの測定面とが平行とさ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、前記制御回路は、前記ホールＩＣの出力によって前記クランク軸の回転数を検知し、当該回転数が予め設定された値を超えた際に前記セルモータをオフする制御を行うことを特徴とする。
本発明のエンジン作業機において、前記ハンドルは、前記フレームにおいて前記エンジンが搭載された箇所と前記スイッチユニットが固定された箇所の間に存在する回動軸を中心として折り曲げ可能な構成とされたことを特徴とする。
本発明のエンジン作業機は、カルチベータであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は以上のように構成されているので、エンジンを容易に始動することができ、かつ安全に使用することのできるエンジン作業機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態となるカルチベータの使用時における側面図である。
【図２】本発明の実施の形態となるカルチベータの折り畳み時における側面図である。
【図３】本発明の実施の形態となるカルチベータにおけるエンジンの、気化器、マフラーを含む水平方向に沿った断面図である。
【図４】本発明の実施の形態となるカルチベータにおけるエンジンの、モータユニットを含む上下方向に沿った断面図である。
【図５】本発明の実施の形態となるカルチベータにおけるモータユニットの断面図及びスイッチユニットとの間の接続を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態となるカルチベータにおけるスイッチユニットの斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態となるカルチベータのセルスタータユニットにおいて用いられる制御回路の構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態となるカルチベータにおいて、セルスタータユニットの代わりに手動スタータが用いられる際の構成を示すエンジンを含む断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態となるエンジン作業機として、カルチベータの構成について説明する。このカルチベータには小型のエンジンが搭載され、このエンジンによって回転する耕刃を具備する。また、エンジンの始動を行うためのセルスタートシステムを具備する。このカルチベータにおいては、セルスタートシステムにおける重量の大きな構成要素はエンジンに固定され、軽量な構成要素のみが作業者の手元に設置される。これによって、作業が容易となる重量バランスが得られる。この際、セルモータの制御やこれによるエンジンの始動も制御性よく行うことができ、これらの防水性、安全性も確保される。
【００１７】
図１は、このカルチベータ１の構成を示す側面図である。このカルチベータ１においては、ハンドル３が設けられたフレーム２にエンジン２０が搭載され、エンジン２０の上側にこれを始動するために動作するモータユニット５０が搭載される。また、フレーム２は収納や持ち運びの際に折り畳みが可能な構成とされ、図１は、このカルチベータ１が使用される際の形態を示し、図２は、ハンドル３が折り畳まれた際の形態を示す側面図である。以下、前後方向、上下方向とは、図１に示されるように、このカルチベータ１が使用される際の形態を基準にして定義されるものとする。図１は、左側からこのカルチベータ１を見た側面図となっている。
【００１８】
図１において、フレーム２はパイプ形状の部材で構成され、フレーム２の前方の上側にエンジン２０が搭載される。その後方において、フレーム２が後方上側に向かって延伸し、左右方向にそれぞれ分岐した２本のハンドル３（３ａ、３ｂ）となっている。図１においては、左側のハンドル３ａのみが示されている。なお、以下では、同様に左右にそれぞれ設けられている構成要素については、左側にａ、右側にｂを付して示す。ハンドル３（３ａ）の先端（後端）には、作業者がこれを把持しやすいようにグリップ５（５ａ）が設けられている。また、ハンドル３の後端側は、作業者がこれを把持しやすいように適宜曲げ加工が施された形状とされ、図１の構成では、後端部が後方下側に向かって曲がるような加工が施されている。また、左右のハンドル３ａ、３ｂは、連結バー８５ａで連結され、補強される。グリップ５ａの近傍には、安全レバー６が設けられており、安全のため、作業者が安全レバー６を握った状態でのみエンジン２０が動作する構成とされる。また、エンジン２０の回転数（出力）を調整するためのスロットルレバー（図示せず）もグリップ５の近傍に設けられている。
【００１９】
エンジン２０の下方には、ギヤケース１６が設けられ、ギヤケース１６中のウォームギヤを用いてエンジン２０の回転軸の回転速度が減速された状態で、左右方向（紙面垂直方向）に延伸する回転軸を中心に略放射状とされた内側耕刃７ａ、外側耕刃８ａがギヤケース１６の下側で回転する設定とされる。なお、ハンドル３と同様に、内側耕刃７、外側耕刃８も左右の両側にそれぞれ設けられており、図１においては、左側の内側耕刃７ａ、外側耕刃８ａのみが示されている。内側耕刃７ａは、左右方向における中心から見て内側に配された２つの耕刃であり、外側耕刃８ａは、左右方向における中心から見て外側に配された２つの耕刃である。すなわち、内側耕刃７ａ、外側耕刃８ａを地面に接した状態で回転させることによって耕耘作業が行われる。内側耕刃７ａ、外側耕刃８ａの大きさ、形状は、耕耘作業に適したように適宜設定される。内側耕刃７ａ、外側耕刃８ａとフレーム２の下側の間には、耕耘作業の際に内側耕刃７ａ、外側耕刃８ａ側から飛散する泥等がフレーム２等に付着することを抑制するための飛散防護カバー１０が設けられている。
【００２０】
エンジン２０を搭載した箇所の後方におけるフレーム２からは、ハンドル３以外にも、下側後方に向かって操作棒１２が設けられている。操作棒１２からは、下側に向かってアーム１３が固定され、アーム１３の下端部側には、回転自在の状態で尾輪１４が設けられる。この構成により、作業者は、ハンドル３を操作し、内側耕刃７ａ、外側耕刃８ａを地面から浮かせ、かつ尾輪１４を接地させることによって、容易にこのカルチベータ１を移動させることができる。
【００２１】
このエンジン２０を始動するために用いられるセルスタータユニットは、セルモータを内部に具備するモータユニット５０、このオン・オフの制御を行うスイッチユニット７０で構成される。このうち、モータユニット５０はエンジン２０の上側に固定され、スイッチユニット７０は、モータユニット５０あるいはエンジン２０から離間して、ハンドル３（３ａ）の後端側に固定される。
【００２２】
セルモータの電源となるバッテリ９０は、図１に示されるように、バッテリ取付方向８８（上から下方向）に沿ってモータユニット５０の後方側面に取り付けられる。バッテリ９０の取り外しは、左右に形成されたリリースボタン９１（図１では左側のみ表示）を作業者が押しながら、バッテリ９０をバッテリ取付方向８８の逆方向（下から上方向）にスライドさせることによって、行われる。バッテリ９０の充電は、バッテリ９０をモータユニット５０から取り外した状態で、別途準備された充電器によって行われる。バッテリ９０としては、例えばインパクトドライバ等で広く用いられている１４．４Ｖ程度のリチウムイオン電池パックを用いることができる。ただし、所望の性能をもつものであれば、任意の二次電池、あるいは一次電池を用いることもできる。
【００２３】
図１において、エンジン２０を搭載した箇所の後方において、フレーム２には、折り曲げ軸（回動軸）Ｘが設けられており、その後方のハンドル３（３ａ）は、折り曲げ軸Ｘを中心にして下側に折り曲げることができる構成とされる。図２は、このようにしてフレーム２のハンドル３側が折り曲げられた際の形態を示す。ここでは、尾輪１４等は取り外されている。この際、内側耕刃７（７ａ）、外側耕刃８（８ａ）の回転外縁位置１８（図２における破線の円）と重ならないように、スイッチユニット７０をハンドル３（３ａ）の先端部に近い位置に設置すれば、折り畳み時において内側耕刃７（７ａ）、外側耕刃８（８ａ）とスイッチユニット７０とが干渉することはない。
【００２４】
図３は、エンジン２０とその周囲の構成を示す断面図である。図３は、エンジンの駆動軸（クランク軸）に垂直な方向、あるいは図１における水平方向（前後方向あるいは左右方向）に平行な断面を示している。ここでは、モータユニット５０は含まれない部分の断面が示されている。このカルチベータ１においては、クランク軸２２と上下方向が平行となるようにエンジン２０が配置される。また、図１における前後、左右方向は、図３においても示されている。このエンジン２０は、２サイクルエンジンであり、シリンダ２３中の燃焼室で、ピストン（図示せず）が前後方向に往復運動することによって、クランク軸２２が回転する。このため、シリンダ２３は、クランク軸２２が内部に設けられたクランクケース２４から前方側に向かって延伸する形態とされる。このエンジン２０は空冷式であるため、シリンダ２３の外周には、複数の冷却フィンが設けられている。燃焼室内の混合気に点火するために、シリンダ２３の前端には点火プラグ４３が設置される。点火プラグ４３にはイグニッションコード（図３においては図示せず）接続され、これらの接続部分は絶縁性のプラグキャップ４２で保護されている。
【００２５】
このエンジン２０における吸気・排気は、それぞれシリンダ２３の右側・左側で行われ、右側から気化器３３が、左側からマフラー２５が、それぞれシリンダ２３に固定される。
【００２６】
シリンダ２３の右側では、インシュレータ３５がネジ３６によってシリンダ２３における吸気口に固定され、気化器３３は、ネジ３７によってインシュレータ３５に対して固定される。これによって、気化器３３はシリンダ２３に固定される。エンジン２０（クランクケース２４）の後方（図３中下側）側には、内部に所望の量の燃料を溜めることのできる燃料タンク３１が固定される。燃料タンク３１の内部には、燃料タンク３１の外部から２本のパイプ（燃料パイプ２７ａ、リターンパイプ２７ｂ）が導入され、これらのパイプは共に気化器３３に接続される。燃料パイプ２７ａは燃料タンク３１の内部から燃料を気化器３３に導入するために用いられ、リターンパイプ２７ｂは、気化器３３から燃料を燃料タンク３１の内部に戻すために用いられる。燃料タンク３１への燃料の供給は、作業者が燃料キャップ３２を取り外した際の開口（給油口）から行われる。燃料としては、２サイクルオイルとガソリンとが予め混合された混合ガソリンが用いられる。燃料タンク３１内の燃料は、異物の導入を防止するために燃料パイプ２７ａの先端に設けられたフィルタ２８を介して燃料パイプ２７ａに導入され、混合気を形成するために気化器３３に導かれる。また、気化器３３の後部には、作業開始時において燃料を気化器３３に導くための半球状かつ透明のプライミングポンプ３８が設けられている。プライミングポンプ３８は、これを手動で押すことによって動作するポンプであり、このカルチベータ１を使用する前（エンジン２０を始動する前）に、作業者がプライミングポンプ３８を繰り返し操作することによって、燃料を燃料パイプ２７ａを介して気化器３３内に導くことができる。その後、混合気を生成できるだけの燃料が気化器３３内に導かれた後に、余分な燃料はリターンパイプ２７ｂから燃料タンク３１内に戻される。作業者は、透明なプライミングポンプ３８内の燃料を確認することにより、気化器３３に充分に燃料が供給されたことを認識でき、プライミングポンプ３８の動作を停止することができる。また、気化器３３には、燃料と共に混合気を形成する空気も導かれる。この空気は右側からエアクリーナボックス４６中を介して導入され、この際に、エアフィルタ４４によって、異物の導入が抑制される。
【００２７】
シリンダ２３の左側において、マフラー２５は、シリンダ２３の左側に形成された排気口にボルト２６によって固定され、シリンダ２３から排出される排気ガスは、マフラー２５を介して外気に放出される。マフラー２５の内部には複数の膨張室が形成され、触媒装置（図示せず）も設けられ、消音と共に排気ガスの浄化も行われる。
【００２８】
図３の構成において、運転時に特に温度が高くなるシリンダ２３、マフラー２５は、それぞれ上部カバー２９、マフラーカバー３０で覆われ、作業者等が直接これらに接触することがないような形態とされる。上部カバー２９、マフラーカバー３０は共に例えばプラスチック等の合成樹脂の一体成形で形成され、シリンダ２３、マフラー２５を覆うように固定される。
【００２９】
図４は、図３におけるＡ−Ａ方向の断面であり、クランク軸２２に沿った（上下方向に沿った）断面が示されている。ここでは、エンジン２０を含む周囲において、気化器３３、マフラー２５等は含まれず、エンジン２０の上側に固定されたモータユニット５０が含まれる断面が示されている。エンジン２０に対して上側（図中では右側）にモータユニット５０が固定され、下側（図中では左側）にギヤケース（図示せず）が設置される。このカルチベータ１においては、エンジン２０を始動するために用いられるモータユニット５０が直接エンジン２０に固定される。
【００３０】
また、図５は、モータユニット５０とスイッチユニット７０の間の接続と、モータユニット５０の構成を更に詳細に示す図である。ここでは、説明のためにスイッチユニット７０は側面図で、モータユニット５０は図４を反転させた断面図で示している。
【００３１】
まず、モータユニット５０における機械的動作に関わる機構について説明する。
【００３２】
図４において、クランク軸２２における下側（図中では左側：モータユニット５０と反対の側）には、マグネトロータ４０が固定され、クランク軸２２の回転と共にマグネトロータ４０が回転する。マグネトロータ４０の表面には冷却用のファンも形成されるため、この回転に伴って冷却風も生成され、この冷却風は上部カバー２９、マフラーカバー３０内に流れ、これによってシリンダ２３、マフラー２５等が冷却される。ジェネレータ中でマグネトロータ４０が回転することによってジェネレータで発電が行われ、この電力は、点火時期を制御された上で、イグニッションコイル３９で昇圧されてからイグニッションコード４１を介して点火プラグ４３に供給される。なお、下側（図４中左側）において、クランク軸２２は連結パイプ１５、ギヤケース１６に接続されているが、これらの記載は図４では省略されている。
【００３３】
モータユニット５０においては、略円筒形状のハウジング５１内にセルモータ５２、減速機構５３等が収容されている。ハウジング５１の下側（図中左側）端は円形の開口部５１ａが形成されており、この開口部５１ａが、エンジン２０（クランクケース２４）側に形成された円筒形状の取り付け部４５に嵌合し、ボルトやラッチ機構等、周知の固定方法によって密封されて固定される。この際、防水のために開口部５１ａと取り付け部４５をＯリング等でシールすることがより好ましい。
【００３４】
ハウジング５１は、セルモータ５２の回転軸５２ａの中心軸を通る面で２分割されるように構成される。分割された部分同士は、複数のネジ（図示せず）で固定されるため、図５に示されるように、このネジ止めに使用される複数のネジボス５１ｂが設けられている。また、防水のために、ハウジング５１内部に泥や水が侵入しないように、内部が密閉された構成とされる。このため、ハウジング５１の２分割された部分の接合部は、シール部材（Ｏリング等）でシールされる構成とされ、前記の開口部５１ａ以外の開口も設けられていない。また、ハウジング５１における接合部分には、適宜インローが形成されていてもよい。図５に示されるように、ハウジング５１からは被覆コード６８がモータユニット５０の外部に導出されるが、その取り出し口も、コードブッシュ６９ａによってシールされる。
【００３５】
セルモータ５２は、公知のブラシ付き直流モータであり、その直流電源は電源コード６７ａを介して供給される。セルモータ５２の回転軸５２ａは減速機構５３に接続され、所定の減速比で減速される。減速機構５３においては、遊星歯車機構が用いられる。この遊星歯車機構については、図５に詳細に示されている。減速機構５３においては、セルモータ５２の回転軸５２ａに固定されたピニオン５４が、その外側に配された複数のアイドルギヤ５５と噛合し、アイドルギヤ５５は更にその外側においてこれらを取り囲むリングギヤ５６の内側と噛合する。複数のアイドルギヤ５５は、これらのキャリアとなるスピンドル５７に取り付けられる。この構成により、回転軸５２ａの回転速度が減速されてスピンドル５７の回転として出力され、スピンドル５７にクラッチ係合具５８がネジ５９によって取り付けられる。図５に示されるように、スピンドル５７は、２つのボールベアリング６０ａ、６０ｂによってハウジング５１に対して回転自在に支持される。クラッチ係合具５８は、樹脂製の一体成形で構成されるが、機械的強度が要求されるため、内部には金属製の補強具５８ａが鋳込まれている。
【００３６】
一方、エンジン２０側では、クランク軸２２の上端（図４中右端）側には、クラッチ係合具５８の外周を覆うように円筒形のクラッチドラム４８が固定され、クラッチドラム４８の内周に形成されたクラッチ爪４９とクラッチ係合具５８と係合する設定とされる。この構成により、回転軸５２ａの回転速度が減速されてスピンドル５７の回転として出力される。このため、スピンドル５７の回転がクラッチ係合具５８、クラッチドラム４８を介してクランク軸２２に伝達される。これによって、セルモータ５２の回転出力がクランク軸２２に伝達され、セルモータ５２を用いてエンジン２０を始動させることができる。
【００３７】
上記の構造のモータユニット５０は、上記の通り、クラッチドラム４８とスピンドル５７とが係合し、ハウジング５１における開口部５１ａがクランクケース２４の取り付け部４５に嵌合するようにして、ネジ等によってエンジン２０に装着される。
【００３８】
次に、上記の動作を制御するための機構について説明する。このモータユニット５０においては、リブ８０が形成され、リブ８０の内部に、後述する制御回路が形成された回路基板（メインＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）８１が設置される。防水のために、回路基板８１が収納された状態で、リブ８０の内部はウレタン材（樹脂）８２で充填されている。
【００３９】
前記の通り、ハウジング５１の内部は密閉されるため、使用時にセルモータ５２の温度は上昇しやすくなるが、セルモータ５２は定常的には駆動されず、エンジン２０の始動時においてのみ駆動されるため、大きな温度上昇は通常は発生しない。ただし、この温度をモニターするために、温度検知用のサーミスタ６４がセルモータ５２に取り付けられており、この出力が信号線６７ｂによって電源コード６７ａと共に制御回路（回路基板８１）に接続される。これによって、セルモータ５２の温度が上昇したことを制御回路が認識することができ、これに応じた制御が行われ、より安全にこのカルチベータを使用することができる。例えば、セルモータ５２のコイルの被覆が劣化する１２０℃以上の温度となった場合に、電流を遮断する（流さない）制御を行わせることができる。
【００４０】
また、クランク軸２２側に固定されたクラッチドラム４８の外周部には２個の磁石１６０が配置される。これによる磁場を、モータユニット５０或いはクランクケース２４側に固定されたホールＩＣ１５９が検知し、この出力を制御回路が読み出すことによって、制御回路がクランク軸２２（クラッチドラム４８）の回転数を認識することができる。これにより、制御回路は、クランク軸２２の回転数が所定のアイドリング回転数に達した場合には、エンジン２０が始動したと認識し、セルモータ５２に供給する電流を遮断し、セルモータ５２をオフすることができる。この際、図４に示されるように、磁石１６０が設置されたクラッチドラム４８の外周面とその外側のホールＩＣ１５９の測定面とを平行（上下方向：図４においては左右方向）とすることによって、ホールＩＣ１５９による検出感度が高くなり、エンジン２０の回転数の検出精度が高まる。
【００４１】
図５には、上記のモータユニット５０と別体とされたスイッチユニット７０の構成も示されている。ここでは、スイッチユニット７０を左側（他方のハンドル３ｂがある側と反対側）から見たスイッチユニット７０の側面図が示されている。また、図６は、これと異なる方向から見たスイッチユニット７０周囲の斜視図である。
【００４２】
このスイッチユニット７０とモータユニット５０とは、被覆コード６８で接続されている。スイッチユニット７０も、ハウジング７１の内部が密閉された防水構造とされ、被覆コード６８の導入部にはコードブッシュ６９ｂが設けられている。スイッチユニット７０のハウジング７１も、図６に示されるように、ハウジング７１ａ、７１ｂに２分割でき、スイッチユニット７０が取り付けられるハンドル３ａの軸方向と平行な面で２分割できる構成とされる。この分割された部分同士は、複数のネジ７３によって固定される。また、ハウジング７１に設けられた取付ボス７２を用いて、ハウジング７１はハンドル３ａにネジ８５によって固定される。この際、ハンドル３ａ側にこのネジ８５を貫通させる穴を形成させておけば、スイッチユニット７０が作業時においてハンドル３ａの長手方向や外周方向に移動することが抑制される。
【００４３】
スイッチユニット７０における左側の表面には、電源を投入するための電源スイッチ７４と、セルモータ５２を駆動するためのスタートスイッチ７５とが、略長方形の凹部７８において設けられている。作業者は、使用時にはまず電源スイッチ７４をオンし、スタートスイッチ７５を押すことによって、セルモータ５２を駆動することができる、セルモータ５２は、スタートスイッチ７５が押されている間のみ駆動する設定とされる。電源スイッチ７４、スタートスイッチ７５を凹部７８に設けることによって、作業者が作業中に誤ってこれらのスイッチに触れ、これらのスイッチが誤ってオンとされることが抑制される。また、電源スイッチ７４、スタートスイッチ７５は押しボタンスイッチであるが、防止のために、これらはスイッチカバー（図示せず）で覆われている。
【００４４】
図７はモータユニット５０の構成を示す回路図である。バッテリ９０は、セルモータ５２の電源として機能し、図７においては、３つの電池が直列に接続されて構成されている。セルモータ５２の制御は、制御回路１０２によって行われる。制御回路１０２において、電源スイッチ７４、スタートスイッチ７５以外の構成要素はモータユニット５０の内部に収容され、電源スイッチ７４、スタートスイッチ７５はスイッチユニット７０に設けられている。制御回路１０２においては、マイコン１１８が、電源スイッチ７４、スタートスイッチ７５、サーミスタ６４等に応じて、ＦＥＴ（スイッチング用トランジスタ）１０７、１１７、１２１を用いてセルモータ５２を制御する。この際、抵抗器１０８、１０９、１１１、１１２、１２４、コンデンサ１１３、１１４、１１５も回路を構成する部品として用いられる。マイコン１１８は、レギュレータ１１６で形成押された定電圧で動作する。また、セルモータ５２、サーミスタ６４から制御回路１０２までの接続は被覆コード６８によって行われる。
【００４５】
マイコン１１８は、サーミスタ６４の出力電圧によってセルモータ５２の温度、抵抗器１２４の端子電圧によってスタートスイッチ７５の開閉状態、抵抗器１１１と抵抗器１１２の間の電圧によってバッテリ９０の電圧を、それぞれ認識する。これに応じて、ＦＥＴ１１７、１２１のゲート電圧を制御し、ＦＥＴ１１７、１２１のオン・オフを制御する。ここで、ＦＥＴ１２１はセルモータ５２のオン・オフを直接制御し、ＦＥＴ１２１がオンとされることによって、セルモータ５２にはバッテリ９０からの直流電流が供給される。スタートスイッチ７５がオフとされたら、ＦＥＴ１２１もオフとされ、セルモータ５２が停止する設定とされる。なお、図７の回路構成では記載を省略しているが、ホールＩＣ１５９によってエンジン２０の回転数をマイコン１１８が認識し、これに応じた制御をすることもできる。例えば、セルモータ５２がオンされた後でエンジン２０の回転数が所定の値を超えた場合には、エンジン２０が始動したと判定し、スタートスイッチ７５がオンの状態であっても強制的にＦＥＴ１２１をオフし、セルモータ５２をオフすることができる。更に、図７の制御回路はエンジン２０の始動時の制御のみに用いられるが、エンジン２０の始動後の運転における回転制御にも用いることもできる。
【００４６】
エンジン２０を始動するためには、モータユニット５０にバッテリ９０が取り付けられた状態で、まず。作業者が電源スイッチ７４を押す。これによって、ＬＥＤ７７（図５におけるスイッチユニット７０の上方に設置）が点灯し、電源がオンとされたことを作業者が認識することができる。この状態で、作業者がスタートスイッチ７５を押すと、これが押されている間においてのみ、セルモータ５２がオンとされる。図５において、セルモータ５２の回転軸５２ａ、ピニオン５４、アイドルギヤ５５、リングギヤ５６、スピンドル５７、クラッチ係合具５８の順にトルクが伝達され、最終的にクランク軸２２が回転する。これによってエンジン２０を始動することができる。エンジン２０が始動したのを確認した後に、作業者はスタートスイッチ７５の押下を解除すればよい。
【００４７】
上記の構成のカルチベータ１においては、上記のセルスタータユニットを用いて、作業者が容易にエンジン２０を始動することができる。この際、モータユニット５０、スイッチユニット７０等においては、上記の通り内部が密封されて防水、防滴対策が施されているため、このカルチベータ１全体を水洗する場合にも、作業上の安全や信頼性も確保される。
【００４８】
また、下部のエンジン２０に直接モータユニット５０を固定し、作業者の手元であるハンドル３の上部側には軽量なスイッチユニット７０のみを設けたため、内側耕刃７、外側耕刃８側を安定させることができる。このため、このカルチベータ１は重量バランスに優れ、これを用いた作業がしやすいため、作業効率が向上する。この際、スイッチユニット７０は単純な構成をもち、小型軽量であるため、これを一方のハンドル３ａにおいてのみ設置しても、カルチベータ１における左右の重量バランスは劣化しない。また、重量のある構成要素はエンジン２０付近に集中し、ハンドル３側は軽量であるため、このカルチベータ１を、図２の形状に折り畳む作業も容易である。
【００４９】
また、図１におけるモータユニット５０のバッテリ９０の取り付け位置を、図３における燃料キャップ３２よりも鉛直方向上側に配置することが、特に好ましい。この場合には、作業者が燃料タンク３１に給油をする際に、バッテリ９０の取り付け部に誤って燃料を飛散させることが抑制される。これにより、充電の度に取り外されるバッテリ９０の取り付け面が燃料（オイルが混合されたガソリン）によって劣化することが抑制され、更に信頼性、安全性が高まる。バッテリ９０自身の劣化も抑制される。
【００５０】
また、前記の通り、上記のカルチベータ１においては、ホールＩＣ１５９を用いてエンジン２０の回転数が認識され、制御回路（マイコン１１８）がこれに応じた制御を行うことができる。この際、図４に示されるように、ホールＩＣ１５７の測定面とクラッチドラム４８の外周面とを平行とした状態で、防水対策が施されたモータユニット５０内にホールＩＣ１５９を設置することができる。このため、ホールＩＣ１５９を用いてエンジン２０の回転数を正確に測定することができ、かつホールＩＣ１５９の保護も図ることができる。
【００５１】
上記の通り、このカルチベータ１においては、セルスタータユニットとして、モータユニット５０とスイッチユニット７０が組み合わせて用いられている。ただし、前記の通り、モータユニット５０は、ネジ等によってエンジン２０に装着される。また、スイッチユニット７０も、ネジ８５によってハンドル３ａに固定される。このため、モータユニット５０、スイッチユニット７０をそれぞれエンジン２０、ハンドル３ａから取り外すことも容易である。この場合、このセルスタータユニットの代わりに、手動スタータを取り付けることもできる。例えばバッテリ９０の残量が不足してエンジン２０の始動が困難になった場合等において、こうした構成は有効である。  
【００５２】
図８は、この場合のエンジン２０周囲の構造を図４に対応させて示す断面図である。ここで用いられる手動スタータ１４０においては、リール１４１をロープ１４２で手動で回転させ、リール１４１側に固定されたクラッチ係合具１５８が、前記のクラッチ係合具５８の代わりに、エンジン２０側のクラッチドラム４８の内側に形成されたクラッチ爪４９と係合する構成とされる。ロープ１４２を作業者が引いた後には、リール１４１はスプリング１４３によって初期の位置まで巻き戻る構成とされる。この構成は周知のリコイルスタータと同様である。この手動スタータ１４０は、前記のモータユニット５０の代わりに、同様にして取り付け部４５に装着できる。
【００５３】
すなわち、上記のカルチベータ１においては、セルスタータユニットの代わりに手動スタータ１４０を取り付けて使用することも容易である。
【００５４】
なお、上記の構成においては、エンジン作業機がカルチベータであるものとした。しかしながら、小型のエンジンが用いられ、これによって刃部が駆動されて動作するエンジン作業機であれば、エンジン始動のためにセルスタータユニットが用いられ、かつ作業者が把持するハンドルの側が軽量であり、かつエンジン作業機全体を水洗いする際の防水機能を具備することが有効であることは明らかである。このため、上記の構成は、カルチベータに限らず、こうしたエンジン作業機全般において有効である。
【符号の説明】
【００５５】
１  カルチベータ（エンジン作業機）
２  フレーム
３、３ａ、３ｂ  ハンドル
５、５ａ、５ｂ  グリップ
６  安全レバー
７、７ａ、７ｂ  内側耕刃
８、８ａ、８ｂ  外側耕刃  
９  締付ノブ  
１０  飛散防護カバー
１２  操作棒
１３  アーム
１４  尾輪
１５  連結パイプ
１６  ギヤケース  
１８  （耕刃の）回転外縁位置
２０  エンジン
２１  ピストン
２２  クランク軸
２３  シリンダ
２４  クランクケース
２５  マフラー
２６  ボルト
２７ａ  燃料パイプ
２７ｂ  リターンパイプ
２８  フィルタ
２９  上部カバー
３０  マフラーカバー
３１  燃料タンク
３２  燃料キャップ
３３  気化器
３４  チョークレバー
３５  インシュレータ
３６、３７  ネジ
３８  プライミングポンプ
３９  イグニッションコイル
４０  マグネトロータ
４１  イグニッションコード
４２  プラグキャップ
４３  点火プラグ
４４  エアフィルタ
４５  取り付け部
４６  エアクリーナボックス
４８  クラッチドラム
４９  クラッチ爪
５０  モータユニット
５１  ハウジング
５１ａ  開口部
５１ｂ  ネジボス
５２  セルモータ
５２ａ  回転軸
５３  減速機構
５４  ピニオン
５５  アイドルギヤ
５６  リングギヤ
５７  スピンドル
５８  クラッチ係合具
５９  ネジ
６０ａ、６０ｂ  ボールベアリング
６４  サーミスタ
６７ａ  電源コード
６７ｂ  信号線
６８  被覆コード
６９ａ、６９ｂ  コードブッシュ
７０  スイッチユニット
７１、７１ａ、７１ｂ  ハウジング
７２  取付ボス
７３  ネジ
７４  電源スイッチ
７５  スタートスイッチ
７７  ＬＥＤ
７８  凹部  
８０  リブ
８０ａ  開口部
８１  回路基板
８２  ウレタン材（樹脂）
８５ａ  ハンドルフレーム
８５ｂ  ネジ
８６  ターミナル
８７  水抜き穴 
８８  バッテリ取付方向
９０  バッテリ
９０ａ  底面  （図になし）
９１  リリースボタン
１０２  制御回路
１０７、１１７、１２１  ＦＥＴ
１０８、１０９、１１１、１１２、１２４  抵抗器
１１３、１１４、１１５  コンデンサ
１１６  レギュレータ
１１８  マイコン
１４０  手動スタータ（リコイルスタータ）
１４１  リール
１４２  ロープ
１４３  スプリング
１４９  ハウジング
１５８  クラッチ係合具
１５９  ホールＩＣ
１６０  磁石
Ｘ  折り曲げ軸（回動軸）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014196720.tif 000009
【図８】
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