(57)【要約】      （修正有）【課題】着脱の容易なセルスタータユニットを有するエンジン作業機を提供する。【解決手段】カルチベータ等のエンジン作業機１のエンジン２０のクランク軸の先端に、セルモータを有するモータユニット５０を配置した。モータユニット５０は防水構造とされ、セルモータを駆動する制御基板と始動スイッチをスイッチユニット７０に配置し、モータユニット５０とスイッチユニット７０を被覆コード６８にて配線する。スイッチユニット７０は右側のハンドル３ａであってグリップ５ａの直下に配置され、着脱可能なバッテリ９０が装着される。ハンドル３ａ、３ｂはフレーム２に対して回動可能であり、収納時には回動されるがその際にもスイッチユニット７０は外側耕刃８ａ、内側耕刃７ａと干渉しない位置関係となる。スイッチユニット７０内には制御回路用の回路基板が収容されるが、回路基板の周囲をウレタン剤にて完全に覆うことにより防水又は防滴構造とした。【選択図】図１
2014148966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームに固定されるエンジンと、
前記エンジンの出力軸に接続され、前記フレームの下側に配置されるギヤケースと、
前記ギヤケースに接続される駆動軸と、
前記駆動軸に取り付けられる作業機器と、
前記フレームから後上方に延びるように固定される左右のハンドルを有するエンジン作業機において、
前記エンジンにセルモータを装着し、
前記セルモータへ電力を供給する着脱可能なバッテリを保持すると共に前記セルモータの制御を行う制御回路とスイッチを搭載するスイッチユニットを設け、
前記スイッチユニットは前記セルモータとリードワイヤにより接続され、
前記スイッチユニットは前記ハンドルの一方側に取り付けられることを特徴とするエンジン作業機。
【請求項２】
前記スイッチユニットを装着する位置は、片方の前記ハンドルであって、前記フレームよりも上方かつ、前記ハンドルの先端に設けられるグリップよりも下方に設けられ、
前記バッテリは前記スイッチユニットに、上から下方向に取り付けられる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】
前記スイッチユニットは、前記ハンドルの上側半分の領域内に固定され、
前記スイッチが、対向する他方のハンドル側に面する位置に配置され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】
前記ハンドルは前記フレームに対して折り曲げ可能であって、作業時の位置と収納時の位置に固定でき、
前記ハンドルを収納した際に、前記スイッチユニットが前記作業機器の動作領域と重複しない範囲に位置するように前記スイッチユニットが前記ハンドルに取り付けられることを特徴とする請求項３に記載のエンジン作業機。
【請求項５】
前記セルモータは、減速ギヤとクラッチとの係合部をハウジング内に一緒に収容したモータユニットとして構成され、前記モータユニットは前記エンジンのクランク軸と同軸上であって、前記ギヤケース側と反対側に装着されることを特徴とする請求項４に記載のエンジン作業機。
【請求項６】
前記モータユニットを前記エンジンに装着した際に、前記モータユニット内に水が入らないように前記セルモータと前記減速ギヤを配した領域を全閉としたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のエンジン作業機。
【請求項７】
前記制御回路に搭載する回路基板を前記スイッチユニットの内側にて一面を除いて囲まれた収容室内に搭載した後に前記収容室内を樹脂にて充填させ、
前記スイッチユニットの内外を貫通させる水抜き穴を設けたことを特徴とする請求項６に記載のエンジン作業機。
【請求項８】
前記スイッチユニットは二分割式のハウジングを有し、前記収容室は片方のハウジング内壁に形成された箱状のリブにより形成され、
前記リブ高さを前記片方のハウジングの分割面よりも突出させて他方のハウジング側に延在するように構成した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】
前記スイッチユニットにおいて前記スイッチを設置する前記ハウジングの取付面を、前記スイッチの設置場所以外の外周面に比べて低くなるように凹部を形成したことを特徴とする請求項８に記載のエンジン作業機。
【請求項１０】
前記モータユニット内に前記セルモータの温度を検知する温度検知手段を設け、
前記制御回路は前記セルモータの温度が所定温度以上に上昇した時に前記セルモータの回転を阻止することを特徴とする請求項６から９のいずれか一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】
本発明は小形のエンジンを用いて耕刃等の作業機器を駆動するエンジン作業機に関し、特にエンジンの始動を容易にするとともに防水性に優れたセルモータを有するエンジン作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
小形のカルチベータや芝刈り機等の動力源として小型の２サイクル、あるいは４サイクルエンジンなどが広く用いられている。エンジン作業機はコードレス作業機と比較すると、低価格な構成にて、大きな出力を得ることができ、燃料を補給することにより長時間の作業が可能となるという利点がある。エンジン作業機のうちカルチベータや芝刈り機等の作業機は、泥等により刃部が汚れることがあり、使用後は丸洗いをして掃除をすることがある。カルチベータにおいて、さらにパワー不足の仕様では耕耘作業が円滑に行えないことから、エンジン始動が容易に行える２０ｃｃ程度の小型エンジンではなくて、エンジンの始動がより困難となる４０ｃｃ前後の排気量の２サイクルエンジンを用いることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１９１７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンジンの排気量を大きくすることにより作業性を大きく向上させることができるが、手動式スタータによるエンジン始動が困難になるという問題が生じる。この問題を解決するためにセルスタータを設けることが考えられるが、単純にＤＣモータを回転させるだけでは円滑にエンジンを始動するには不十分でありマイコン等の電子部品を用いて、ソフトスタート、過電流保護などを実施することが望ましい。また、これらの電子部品は、ショート等により破損、焼損しないように十分な対策をすることが重要である。しかしながら、丸洗いをすることがあるエンジン作業機の場合は、セルスタータ等の電子部品を容易に実装することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、手動スタータの代わりにセルスタータにてエンジンを始動させることで始動性を向上させたエンジン作業機を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、セルモータを稼働させるバッテリと制御回路を搭載するユニットをエンジン本体部から離れた箇所に設置して、操作がし易いエンジン作業機を実現することにある。
【０００７】
本発明のさらに他の目的は、セルスタータの防水性を高め、エンジン作業機の水洗い時、あるいは水たまりがあるような作業場での作業中にセルモータ部、スイッチユニット部、制御回路収容部を濡らしてしまった場合においても、不具合が生じないようにしたエンジン作業機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
本発明の一つの特徴によれば、フレームに固定されるエンジンと、エンジンの出力軸に接続され、フレームの下側に配置されるギヤケースと、ギヤケースに接続される駆動軸と、駆動軸に取り付けられる作業機器と、フレームから後上方に延びるように固定される左右のハンドルを有するエンジン作業機において、エンジンにセルモータを装着し、セルモータへ電力を供給するバッテリを保持すると共にセルモータの制御を行う制御回路とスイッチを搭載するスイッチユニットを別途設け、スイッチユニットはセルモータとリードワイヤにより接続される別体形式としてハンドルの一方側に取り付けるようにした。セルモータ部分はユニット状に構成し、エンジンに簡単に取り付けることができるようにした。スイッチユニットを装着する位置は、ハンドル片方側であって、フレームよりも上方かつ、ハンドルの先端に設けられるグリップよりも下方に位置するようにし、バッテリをスイッチユニットの上から下方向に取り付けるように構成した。
【００１０】
本発明の他の特徴によれば、スイッチユニットは、ハンドルの上側半分の領域内に固定され、スイッチが、対向する他方のハンドル側に面する位置に配置される。ハンドルはフレームに対して折り曲げ可能であって、作業時の位置と収納時の位置に固定でき、ハンドルを収納した際に、スイッチユニットが作業機器の動作領域と重複しない範囲に位置するようにした。セルモータは、減速ギヤとクラッチとの係合部をハウジング内に一緒に収容したモータユニットとして構成され、モータユニットはエンジンのクランク軸と同軸上であって、ギヤケース側と反対側に装着される。
【００１１】
本発明のさらに他の特徴によれば、モータユニットをエンジンに装着した際に、モータユニット内に水が入らないようにセルモータと減速ギヤを配した領域を全閉構造、密閉構造とする。この密閉度合いは、完全密閉としても良いし、半完全密閉状態としても良い。また、制御回路に搭載する回路基板をスイッチユニットの内側にて一面を除いて囲まれた収容室内に搭載した後に収容室内を樹脂にて充填させ、スイッチユニットの内外を貫通させる水抜き穴を設けた。スイッチユニットは二分割式のハウジングを有し、収容室は片方のハウジング内壁に形成された箱状のリブにより形成され、リブ高さを片方のハウジングの分割面よりも突出させて他方のハウジング側に延在するように構成した。スイッチユニットのスイッチを設置する取付面は、前記スイッチの設置場所以外の外周面のハウジングに比べて低くなるように凹部を形成した。さらに、モータユニット内にセルモータの温度を検知する温度検知手段を設け、制御回路はセルモータの温度が所定温度以上に上昇した時にセルモータの回転を阻止する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、スイッチユニットはセルモータとリードワイヤにより接続され、スイッチユニットはハンドルの一方側に取り付けられるので、従来のエンジン作業機に対して容易にセルスタータ機構を付加することができる。また、バッテリを保持するスイッチユニットをハンドルに取り付けるので、エンジン本体側の改造をする必要がない。
請求項２の発明によれば、スイッチユニットを装着する位置は、片方のハンドルであって、フレームよりも上方かつ、ハンドルの先端に設けられるグリップよりも下方に設けられので、使い易い位置にスイッチユニットを配置することができる。さらに、バッテリはスイッチユニットに、上から下方向に取り付けられるので、作業中に振動にてバッテリがスイッチユニットから脱落することを防止できる。
請求項３の発明によれば、スイッチユニットは、ハンドルの上側半分の領域内に固定され、スイッチが対向する他方のハンドル側に面する位置に配置されるので、作業者の片手が届きやすく、しかも親指で操作がしやすい使い易いスイッチを実現できる。
請求項４の発明によれば、ハンドルを収納した際に、スイッチユニットが作業機器の動作領域と重複しない範囲に位置ので、収納操作の時にスイッチユニットをぶつけて破損することを効果的に防止でき、耐久性の高いエンジン作業機を実現できる。
請求項５の発明によれば、モータユニットはエンジンのクランク軸と同軸上であって、ギヤケース側と反対側に装着されるので、従来装着されていたリコイルスタータに換えて容易にモータユニットを取り付けることができる。
【００１３】
請求項６の発明によれば、モータユニット内に水が入らないようにセルモータと減速ギヤを配した領域を全閉としたので、耕耘作業の終了時に水洗いをしてもモータユニットが浸水する恐れがないエンジン作業機を実現できる。
請求項７の発明によれば、制御回路の全体を収容室内で樹脂にてすべて覆うと共にスイッチユニットの内外を貫通させる水抜き穴を設けたので、回路部品が雨水などにより濡れることを防止でき、ショート、焼損等の問題を回避できる。
請求項８の発明によれば、リブ高さを片方のハウジングの分割面（ＰＬ面）よりも突出させて他方のハウジング側に延在するように構成したので、簡単なハウジング形状により回路部品を樹脂にて完全に覆う構成を実現することができる。
請求項９の発明によれば、スイッチユニットのスイッチを外周面に比べて低い凹部に配置したので、作業者が誤ってスイッチを押してしまう問題をほぼ回避することができ、安全性を一層高めることができる。
請求項１０の発明によれば、モータユニット内にセルモータの温度を検知する温度検知手段を設け、制御回路はセルモータの温度が所定温度以上に上昇した時にセルモータの回転を阻止するので、熱によるモータの破損や焼損を効果的に防止することができる。
【００１４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例に係るセルスタータ付きのカルチベータ１の全体を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例に係るセルスタータ付きのカルチベータ１の側面図である。
【図３】本発明の実施例に係るカルチベータ１のハンドルを折り曲げて、収納形態となった場合における斜視図である。
【図４】本発明の実施例に係るカルチベータ１のハンドルを折り曲げて、収納形態となった場合における側面図である。
【図５】本発明の実施例に係るカルチベータ１のハンドルを折り曲げて、収納形態となった場合における上面図である。
【図６】図１のエンジン２０の内部構造を示す横断面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ部におけるエンジン２０の断面図である。
【図８】本発明の実施例に係るスイッチユニット７０とモータユニット５０取付け状態を示す図である。
【図９】本発明のセルスタータ機構の回路図である。
【図１０】スイッチユニット７０の右側のハンドル３ａへの取付けた状態を示す斜視図である。
【図１１】スイッチユニット７０の内部構造を示す側面図であって、バッテリ９０と左側のハウジング７１ｂを取り外した状態を示す図である。
【図１２】ハウジングへ基板を搭載する前の内部状態を示す側面図であって、左側ハウジング７１ｂを取り外した状態を示す図である。
【図１３】図１１のＢ−Ｂ部の断面図である。
【図１４】右側ハウジング７１ａ単体の断面図である。
【図１５】本発明の実施例に係るエンジン２０に手動式のリコイルスタータ１４０を取付けた構造を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１６】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図においてエンジン作業機の一例としてカルチベータを用いるものとし、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、前後左右、上下の方向は図中に示す方向であるとして説明する。
【００１７】
図１は、本実施例に係るカルチベータ１にセルスタータユニットを設置した状態を示す斜視図であり、図２は側面図である。図２においてハンドルの上側半分は右側のハンドル３ａだけを図示している。カルチベータ１はパイプによって構成されるフレーム２の上にエンジン２０を搭載し、エンジン２０から延びる出力軸の下側には作業機器が接続される。この作業機器は、ギヤケース１６と、ギヤケース１６を介して取り付けられる内側耕刃７ａ、７ｂと外側耕刃８ａ、８ｂを含んで構成される。内側耕刃７ａ、７ｂ及び外側耕刃８ａ、８ｂとフレーム２の間には飛散防護カバー１０が設けられる。フレーム２の後方側折り曲げ部分付近からは、尾輪１４を保持すると共に尾輪１４の上下移動をさせるための抵抗棒１２が揺動可能に接続される。抵抗棒１２は進行方向に対する抵抗を与えて耕耘刃を土に潜り混ませるためにも用いられ、高さを変えることで耕耘する深さを調整できる。抵抗棒１２には車輪軸１３が固定され、車輪軸１３の下端には尾輪１４が回転可能に設けられる。フレーム２の後方側にはパイプ状のハンドル３ａ、３ｂが延びるように配置され、それらの先端にはグリップ５ａ、５ｂが設けられる。左右のハンドル３ａ、３ｂは連結バー４にて連結される。グリップ５ａの近傍には安全レバー６が設けられる。
【００１８】
セルスタータ機構（セルスタータユニット）は、モータユニット５０とスイッチユニット７０から構成されており、双方は、被覆コード６８（図８参照）で連結される。モータユニット５０は、エンジン２０の鉛直方向に配置されるクランク軸（図示せず）の上端側に取り付けられるものであって、モータユニット５０の回転軸（後述）がクランク軸と同軸となるように配置され、図示しない４本のボルトにてクランクケースに固定される。一方、スイッチユニット７０は、右側のハンドル３ａの連結バー４との接続部分付近に固定される。図２に示すようにスイッチユニット７０は、バッテリ９０を保持すると共に内部に制御回路が収容され、２つのスイッチ（電源スイッチ７４とスタートスイッチ７５）が設けられる。着脱可能なバッテリ９０は、例えばインパクトドライバ等の電動工具で広く用いられる１４．４Ｖ等のリチウムイオン電池パックを用いることができ、矢印８８のようにバッテリ９０を上から下方向に移動させることによりスイッチユニット７０に取り付けられる。スイッチユニット７０のハウジングから外部に露出するように電源スイッチ７４とスタートスイッチ７５の２つのスイッチ手段が２本のハンドル３ａ、３ｂの内側に向くように設置される。
【００１９】
スイッチユニット７０はネジ８５によりハンドル３ａに固定される。バッテリ９０の上側両端部にはリリースボタン９１が設けられ、バッテリ９０をスイッチユニット７０から取り外す際には、人差し指と親指で左右のリリースボタン９１を挟むように押しながら矢印８８と反対方向、即ち上側にスライドさせる。ここでグリップ５ａと装着時のバッテリ９０の上端（又はハウジング７１の上端）との距離が、バッテリ９０の装着必要長（装着時にスイッチユニット７０に対してスライドさせるのに必要な長さ）ｄに対してＤ＞ｄの関係となるようにスイッチユニット７０の取付位置を決定することが重要である。バッテリ９０の充電は、スイッチユニット７０から取り外して、専用の充電器（図示せず）にて充電するように構成すると良い。尚、本実施例では市場での入手容易性、汎用性から電動工具用の電池パックを用いるようにしたが、それだけに限られずにその他の任意の一次電池、二次電池を用いるように構成しても良い。
【００２０】
図３は、カルチベータ１のハンドル３ａ、３ｂを折り曲げて収納形態とした場合における斜視図である。収納状態においては、左右両側の締付ノブ９を回してネジ９ａとの締め付けを緩め、フレーム２に対してハンドル３ａ、３ｂを下側に回動（図２の方向に見て時計回り）させるようにした。この際ハンドル３ａ、３ｂとフレーム２の一部が、床等に載置する際の脚部の役割を果たす。この状態においては、相対移動させているのはフレーム２とハンドル３ａ、３ｂだけであるので、フレーム２の一方側にエンジン２０が位置し、フレーム２の他方側に連結パイプ１５が延び、連結パイプ１５の先端にギヤケース１６と、ギヤケース１６から延びる駆動軸１７に内側耕刃７ａ、７ｂと外側耕刃８ａ、８ｂが設けられる。ここで、ハンドル３ａを折り曲げた場合において、スイッチユニット７０が内側耕刃７ａ、７ｂと外側耕刃８ａ、８ｂのいずれにも干渉しない配置とすることが重要である。また、この収納形態において、スイッチユニット７０が床やその他の部位に当たりやすい位置に無いことが重要である。本実施例においては、スイッチユニット７０の近傍にはグリップ５ａが位置するため、カルチベータ１の移動の際にスイッチユニット７が当たる前にグリップ５ａがあたることがほとんどであるので、スイッチユニット７を破損する恐れを大幅に低減できる。また収納形態とした際にスイッチユニット７０に搭載されるバッテリ９０の底面９０ａ（通常、製品ラベルが貼られている部分）が上側に位置するので、収納時であってもバッテリ９０の着脱を容易に行うことができ、バッテリ９０の充電を行う際の脱着操作が容易である。
【００２１】
図４は、カルチベータ１のハンドル３ａ、３ｂを折り曲げて収納形態とした場合における側面図である。ここで側面から見た際に、内側耕刃７ａ、７ｂと外側耕刃８ａ、８ｂの回転時の最外位置となる回転外縁位置１８に対してスイッチユニット７０が外側に位置するようにした。そのため、内側耕刃７ａ、７ｂ又は外側耕刃８ａ、８ｂ（但し、一番接触の可能性が高いのは外側耕刃８ａ）の位置がどの位置にあってもハンドル３ａ、３ｂの折り曲げ時にスイッチユニット７０が内側耕刃７ａ、７ｂ又は外側耕刃８ａ、８ｂと干渉することを防止できる。
【００２２】
図５は、カルチベータ１のハンドル３ａ、３ｂを折り曲げて収納形態とした場合における上面図である。図５から理解できるようにスイッチユニット７０はハンドル３ａと連結バー４との接続部付近に配置される。この位置の場合は、左右方向でみてグリップ５ａと外側耕刃８ａと外側位置がほぼ等しくなるので、つまりスイッチユニット７０が左右方向外側に突出しないので、スイッチユニット７０の追加による収納形態の大型化を防止できる。尚、エンジン２０にモータユニット５０を設けたことにより、フレーム２に対して前方側にモータユニット５０が突出する形態となる。この形態に差し障りがあるようならば、モータユニット５０の配置位置（クランク軸と同軸で無く平行に設ける）や、薄型化したモータを用いる等の対策をとれば良い。また、フレーム２の形状を変えてモータユニット５０よりもグリップ５ａ、５ｂと反対側に突出するようにしても良い。
【００２３】
図６は、本実施例に係るエンジン２０の内部構造を示す横断面図である。エンジン２０は、２サイクルの小型エンジンであって、クランク軸２２がギヤケース１６に接続される連結パイプ１５（ともに図２参照）と同軸上に配置される。シリンダ２３はクランクケース２４から前方向に伸びるように横置きに配置され、図示しないピストンが前後方向に往復運動する。シリンダ２３の一方の側方（左側）にはマフラー２５が２本のボルト２６（図では１本のみしか見えない）によってシリンダ２３に取り付けられ、シリンダ２３の他方の側方（左側）には気化器３３が設けられる。マフラー２５はシリンダ２３から排出される燃焼ガスが外部へ排出される際の排気音を低減するものであって、金属製で箱状に形成される。マフラー２５の内部には複数の膨張室が設けられ、排気ガスの浄化のために図示しない触媒装置が設けられる。上部カバー２９及びマフラーカバー３０は、例えばプラスチック等の合成樹脂の一体成形によって製造される。エンジン２０のクランクケース２４の後方側には、燃料タンク３１が設けられる。燃料タンク３１には、２サイクル用のオイルとガソリンの混合燃料が入れられ、エンジン２０の気化器３３から伸びる燃料パイプ２７ａによって燃料タンク３１から混合燃料が吸引される。燃料パイプ２７ａの先端にはゴミの吸引を防ぐためにフィルタ２８が設けられ、燃料を入れるための開口部（図示せず）には燃料キャップ３２が設けられる。
【００２４】
気化器３３には、手動で動作させるチョークレバー３４が設けられる。チョークレバー３４の構造や動作は公知であるので、ここでの詳細な説明は省略する。気化器３３とシリンダ２３の間には吸入通路を形成すると共に気化器３３を固定するためのインシュレータ３５が、２本のネジ３６（図６では１本のみ図示）にてシリンダ２３に取り付けられる。気化器３３は２本のネジ３７（図６では１本のみ図示）によってインシュレータ３５に取り付けられる。気化器３３には、混合燃料を燃料タンク３１から気化器３３に吸い上げるためのプライミングポンプ３８が設けられる。プライミングポンプ３８は半球状の透明バルブであり、作業者はエンジン２０の始動直前に、リターンパイプ２７ｂに燃料が流れるまでプライミングポンプ３８を繰り返し押すことにより気化器３３に燃料を吸い上げる。気化器３３にはエアフィルタ４４を収容する空間を形成するエアクリーナボックス４６が接続される。
【００２５】
図７は図６のＡ−Ａ部におけるエンジン２０の断面図であって、モータユニット５０の内部構造を示す縦断面図である。イグニッションコイル３９で発生された高圧電流は、イグニッションコード４１とプラグキャップ４２を介して点火プラグ４３に伝達される。ピストン２１は、クランク軸２２に対して前後方向に往復移動をし、クランク軸２２の一端側（ここでは左側）に冷却用のフィンと一体に構成されるマグネトロータ４０が設けられ、クランク軸２２の他端側（ここでは左側）にモータユニット５０が取り付けられる。モータユニット５０は、ハウジング５１の円形の開口部５１ａがエンジン２０のクランクケース２４の取付部４５に固定される。取付部４５への固定の仕方は複数本のボルト（図示しない４本のボルト）を用いる方法、ラッチ機構を用いてワンタッチで装着する方法等、公知の固定方法を用いることができる。本実施例は、円筒状のハウジング５１に通気口等の開口や貫通穴を設けずに、クランクケース２４に固定した後にセルモータ５２や減速機構５３の収容空間が密閉構造となるようにした。この密閉性を保つために開口部５１ａ付近には、図示しないＯリング等のシール部材を介して取付部４５との間を密着させるか、又は／及び、接合面の全周をインロー構造にする等にて防水性を向上させると良い。
【００２６】
セルモータ５２は、公知のブラシ付き直流モータであって、電源線６７ａによって外部から供給される直流により駆動される。本実施例では、モータユニット５０のハウジング５１にスリット等の通風口を設けずに密閉構造とする。一方、セルモータ５２を収容する空間を密閉とすると、セルモータ５２を長時間駆動させ続けると内部が発熱する恐れがある。そこで、本実施例ではセルモータ５２の一部に温度検知用のサーミスタ６４を設けて、その出力を信号線６７ｂにより電源線６７ａと共に後述する制御回路に伝達するようにした。セルモータ５２の出力は減速機構５３によって所定の減速比で減速され、クラッチ係合具５８に伝達される。クラッチ係合具５８はクランク軸２２の後端に固定されたクラッチドラム４８の内側に設けられたクラッチ爪４９と係合するので、セルモータ５２の回転がクランク軸２２に伝達され、ピストン２１がシリンダ２３内で上下に往復移動する。
【００２７】
図８は本実施例に係るセルスタータユニットの全体構成を示すであり、説明の都合上スイッチユニット７０側は側面図で示し、モータユニット５０側は断面図で示している。本実施例のセルスタータユニットは、作業終了後に水洗いされることが多いカルチベータでの使用でも支障が無いように防水又は防滴構造としたことに特徴がある。また、モータユニット５０は従来から用いられるリコイルスタータに代えてボルトオンで装着できるように構成したので、エンジン２０側の構成を変えることなくセルスタータ付きのカルチベータが実現できる。スイッチユニット７０は、モータユニット５０との間で防水効果のある被覆コード６８で接続され、電動工具で広く用いられているバッテリ９０が着脱可能に構成される。カルチベータ１に用いることを考えると、スイッチユニット７０側においても全体を防水又は防滴構造とすることも考えられるが、本実施例ではできるだけ内部に水が入らないような構成とすると共に、もし水が入っても容易に外部に排出されるようにした。さらに、電子素子を搭載した回路基板には水が付着しないように完全に防水構造としたが、そのスイッチユニット７０の内部構造については後述する。
【００２８】
スイッチユニット７０のハウジング７１は、ハンドル３ａのパイプの軸方向と平行な面にて２つに分割可能なように構成され、２つの分割されるハウジングは複数のネジ７３によって固定される。また、ハウジング７１の一部には取付ボス７２が形成され、ネジ８５によってハンドル３ａにネジ止めされる。尚、ハンドル３ａにはネジ８５を貫通させるネジ穴を設けるようにすれば、スイッチユニット７０がハンドル３ａの軸方向（上下方向）に移動したり、円筒状のパイプからなるハンドル３ａの周方向に移動してしまうことを防止できる。またネジ８５の他方側に、図示しない蝶ナットを用いて固定するようにしてスイッチユニット７０をハンドル３ａへ容易に脱着できるように構成しても良い。ハウジング７１の一方の側、即ち、対向する他方のハンドル３ｂに面する位置には電源スイッチ７４とセルモータ５２を回転させるためのスタートスイッチ７５が設けられる。スイッチユニット７０にはバッテリ９０が装着されるが、その底面９０ａ側が作業者側に向くように配置され、両側に位置するリリースボタン９１がグリップ５ａ、５ｂを把持する作業者からみて左右両側に位置するように配置される。
【００２９】
モータユニット５０には、主にハウジング５１内に収容された直流式のセルモータ５２と、セルモータ５２の回転数を減速する減速機構５３によって構成される。ハウジング５１はセルモータ５２の回転軸５２ａの軸方向を通る面により２分割可能に構成され、複数のネジ（図示せず）によりネジ止めされるため、複数のネジボス５１ｂが設けられる。またモータユニット５０の防水対策のため、ハウジング５１の全周にインローを設けて、かつ、風窓を設置しない構成とした。尚、モータユニット５０をエンジン２０の装着した際に、ハウジング５１の内部空間が密閉されて防水効果が得られるように、２分割可能なハウジング５１の接合面は密着して水を通さないように構成することが重要である。この際、図示しないシール部材を構成又は介在させるようにしても良い。一方、ハウジング５１を密閉してしまうとモータユニット５０の内部への浸水を防止できるが、密閉したためにセルモータ５２の連続駆動時には温度上昇が懸念される。そのため、セルモータ５２に直接、温度検知用サーミスタ６４を配置して、後述する制御回路によってセルモータ５２の温度を監視する構成とした。制御回路はサーミスタ６４により検出された温度が、コイルの被覆が劣化する１２０℃程度になった場合、セルモータ５２への電源供給を停止させるようにした。
【００３０】
減速機構５３は任意の減速機構を用いることができるが、本実施例では遊星歯車機構を用いたものであって、セルモータ５２の回転軸５２ａに取り付けられるピニオン５４と、複数のアイドルギヤ５５と、リングギヤ５６により構成される。減速機構５３には複数のアイドルギヤ５５のキャリアとして作用するスピンドル５７が接続される。スピンドル５７の端部にはクラッチ係合具５８がネジ５９によって取り付けられる。クラッチ係合具５８は図７に示したクラッチ爪４９と係合することによりセルモータ５２による駆動力をクランク軸２２側に伝達し、ピストン２１を往復動させるものである。ここではクラッチ係合具５８は樹脂の一体成形で製造され、その強度を向上させるために内部に金属製の補強具５８ａが鋳込まれている。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に対して回転可能に保持される。被覆コード６８のモータユニット５０側にはコードブッシュ６９ａが設けられる。コードブッシュ６９ａは、被覆コード６８とハウジング５１との直接の接触を防いで断線を防止するためと、外部からハウジング５１、７１の内部に水が入らないように防水性保持のために設けられる。
【００３１】
図９は本実施例に係るセルスタータユニットの回路図である。セルスタータユニットは、エンジン２０の始動のためにセルモータ５２が設けられ、セルモータ５２を駆動するためのバッテリ９０が接続される。セルモータ５２は始動制御手段となる制御回路１０２によって制御される。制御回路１０２は、３つのＦＥＴ１０７、１１７、１２１と、抵抗器１０８、１０９、１１１、１１２、１２４、１２５と、電源スイッチ７４及び７５と、コンデンサ１１３、１１４、１１５と、レギュレータ１１６と、マイコン１１８を含んで構成される。セルモータ５２には温度を検出するためのサーミスタ６４が設けられる。
【００３２】
マイコン１１８はレギュレータ１１６によって供給される定電圧にて駆動され、複数設けられたＡ／Ｄ変換ポートには、セルモータ５２の温度を示すサーミスタ６４の出力信号、スタートスイッチ７５の開閉状態を検出するための抵抗器１２４の端子電圧、抵抗器１１１及び１１２によるバッテリ９０の電圧を示す信号が入力される。マイコン１１８はＦＥＴ１１７、１２１のゲート信号の送出を行うことにより、ＦＥＴ１１７、１２１のソース−ドレイン間の導通又は遮断を制御する。
【００３３】
ＦＥＴ１２１はセルモータ５２を回転させる開閉手段となるもので、マイコン１１８の指令（ゲート信号の供給）によってＦＥＴ１２１のソース−ドレイン間が導通状態となり、バッテリ９０からの直流電流がセルモータ５２に供給される。マイコン１１８は、作業者がスタートスイッチ７５を離したら、ＦＥＴ１２１のソース−ドレイン間を遮断してセルモータ５２の回転を停止させる。本回路図では図示していないが、マイコン１１８にエンジンの回転を示す出力信号を入力するようにしてマイコン１１８がエンジン回転数に応じて始動制御を行うように構成しても良い。また本実施例ではマイコン１１８は始動制御用にだけ用いているが、始動後のエンジン回転数制御に用いるように構成しても良い。
【００３４】
エンジン２０の始動方法としては、スイッチユニット７０にバッテリ９０を取付けた後、電源スイッチ７４を押すとＬＥＤ７７が点灯し、作業者に対して始動準備が完了したことを表示する。この状態からスタートスイッチ７５を押している間のみセルモータ５２が駆動される。セルモータ５２が始動すると、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の順に伝達トルクが加わり、最終的にクランク軸２２を回転させてエンジン２０を始動させることができる。作業者はエンジンが始動したらスタートスイッチ７５の押下を解除する。
【００３５】
次に図１０〜図１４を用いてスイッチユニット７０の詳細構造について説明する。図１０はスイッチユニット７０を右側のハンドル３ａへの取付けた状態を示す斜視図である。スイッチユニット７０のハウジング７１の上面部には、ハンドル部のパイプ材と連結可能となるフック状の取付ボス７２が配置され、電源スイッチ７４とスタートスイッチ７５はハウジング７１の左側側面部に設置される。なお、電源スイッチ７４とスタートスイッチ７５には、防水のためにそれぞれがスイッチカバーにて覆われるようにする。また、電源スイッチ７４とスタートスイッチ７５は、ハウジング７１の外郭に対して窪む形状とされた凹部７８内に配置され、作業者の手が作業中に電源スイッチ７４に接触したとしても簡単に電源ＯＮにならないようにし、耕耘作業中に不用意にスイッチを押してしまうことを防止した。凹部７８は、略長方形の窪み部分であって、この窪み部分内に電源スイッチ７４とスタートスイッチ７５のボタン部分が配置される。電源スイッチ７４とスタートスイッチ７５は２本のハンドル３ａ、３ｂに対して、内側面に設置する形として、スイッチの押圧部分が左側のハンドル３ｂに面するように構成した。この配置により作業者が右手の親指で容易にスイッチのボタンを押すことができる。さらに、電源スイッチ７４と、スタートスイッチ７５の配置を、２本のハンドル３ａ、３ｂに対して内側面に設置することで、木の枝などが接触することによるスイッチの誤動作も回避できる。
【００３６】
スイッチユニット７０は、ハンドル３ａと連結バー４の接続部分付近にネジ８５により固定されるため、セルスタータユニットを使わない場合には、モータユニット５０とスイッチユニット７０をカルチベータ１から容易に分離して、図１５にて後述する手動スタータ１４０への交換も容易に行うことができる。モータユニット５０とスイッチユニット７０を繋いでいる被覆コード６８には断線を防止する目的から、外周部にゴム材が塗布されており、更に、被覆コード６８とモータユニット５０、およびスイッチユニット７０との連結部分にはゴム状のコードブッシュ６９ａ、６９ｂが設けられる。これらコードブッシュ６９ａ、６９ｂをモータユニット５０のハウジング５１、およびスイッチユニット７０のハウジング７１で挟み込むことで、コードブッシュ６９ａ、６９ｂを配置した部分からの雨水の侵入を防止できる。
【００３７】
図１１はスイッチユニット７０の内部構造を示す側面図であって、バッテリ９０と左側のハウジング７１ｂを取り外した状態を示す図である。スイッチユニット７０のハウジング７１には、バッテリ９０を取り付けるためにバッテリ９０の形状に対応して形成された取付部７１ｄと段差部７１ｅが設けられ、バッテリ９０の電源を伝達するための複数のターミナル８６が設けられる。本図から理解できるように、ハウジング７１に段差部７１ｅが設けられるため、装着されたバッテリ９０が作業時の振動等により脱落することを効果的に防止できる。ハウジング７１は右側のハウジング７１ａと左側のハウジング７１ｂは複数のネジ（図示せず）によって固定される。そのためハウジング７１ｂには複数のネジボス７３ｂが設けられる。ハウジング７１の内部には制御回路を搭載するための回路基板８１が収容されるが、本実施例では略箱状のリブ８０に囲まれた部分に回路基板８１が収容される。本実施例ではリブ８０に囲まれた部分が、１面だけを開口させた筐体（回路基板８１の収容室）として形成され、回路基板８１をその内部に収納した後に、このリブ８０による収容室の内側全体にウレタン材８２を注入して完全又はほぼ完全に回路基板８１を覆うようにした。これより、仮にハウジング７１内が浸水したとしても回路基板８１及びその基板上に搭載される電子素子に水が付着することを防止できる。
【００３８】
図１２はハウジング７１へ基板を搭載する前の内部状態を示す側面図であって、左側ハウジング７１ｂを取り外した状態を示す図である。また、本図ではハウジング７１とバッテリ９０の位置関係を示すために、バッテリ９０を装着した状態を示している。但し、ハウジング７１ａのリブ８０に囲まれた収容室には回路基板８１が装着されていない状態である。図から理解できるようにハウジング７１ａの内壁とから枠状に左側のハウジング７１ｂ側に突出するリブ８０によって所定の空間（収容室）が形成される。尚、ハウジング７１ａの一部には内部に侵入した水を抜くための水抜き穴（貫通穴）８７が設けられる。水抜き穴８７を設ける箇所や個数は適宜設定しても良い。
【００３９】
図１３は図１１のＢ−Ｂ部の断面図である。回路基板８１を収容するためのリブ８０は、右側のハウジング７１ｂから左側に向かって突出するように構成される。この図で理解できるように電源スイッチ７４と、スタートスイッチ７５の配置を、ハウジング７１ｂの内側壁面７１ｃに対して内側に窪むように凹部７８を形成した。回路基板８１はリブ８０にて囲まれる空間内に、リブ８０の開口部８０ａから挿入される。その後、リブ８０にて囲まれる空間内にウレタン材８２が充填される。
【００４０】
図１４は右側のハウジング７１ａ単体の断面図である。本実施例では収容される回路基板８１の大きさに合わせてリブ８０の形状が決定されるが、本実施例では分割面よりも左側に位置するように構成し、開口部８０ａの位置が距離Ｔだけ左側ハウジング７１ｂ内に突出するように構成される。またハウジング７１ａにはネジボス７３ｂが形成されるが、リブ８０も含めてこれらはプラスチック等の合成樹脂の一体成形により製造される。尚、開口部８０ａの位置は内部に収容する回路基板８１の大きさによって設定すれば良く、開口部８０ａが左側ハウジング７１ｂ内にまで突出させ無くても良い。しかしながら、突出させるようにすれば防水性のきわめて高い回路基板８１の収容室を実現できる。
【００４１】
図１５は、本実施例に係るエンジン２０に手動スタータ取付け時の内部構造を示す縦断面図である。本実施例では、従来の手動スタータを用いたカルチベータにセルスタータユニットを設けたので、例えば、蓄電池の電池残量が不足してセルスタータを起動できない場合の救済装置としてリコイルスタータ等の手動スタータ１４０を装着できる。手動スタータ１４０は、リール１４１、ロープ１４２、スプリング１４３、ハウジング１４９、及び、クラッチ係合具１５８を含んで構成される。この手動スタータ１４０の取付面の形状は、モータユニット５０の取付部４５と同形状であり、手動スタータ１４０を図示しない４本のボルトにてクランクケース２４に容易に取付けることができる。
【００４２】
以上、本発明を複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例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、上述の実施例ではエンジン作業機の一例としてカルチベータを用いて説明したが、モータユニットとスイッチユニットを用いる作業機の種類は、チェンソー、カッター、刈払機、芝刈り機等の、その他のエンジン作業機においても同様に適用できる。また、上述の実施例では２サイクルエンジンを用いて説明したが、２サイクルエンジンだけでなく４サイクルエンジンにも同様に適用できる。
【符号の説明】
【００４３】
１  カルチベータ                          ２  フレーム
３ａ、３ｂ  ハンドル                      ４  連結バー
５ａ、５ｂ  グリップ                      ６  安全レバー
７  スイッチユニット                      ７ａ  内側耕刃
８ａ  外側耕刃                            ９  締付ノブ
９ａ  ネジ                                １０  飛散防護カバー
１２  抵抗棒                              １３  車輪軸
１４  尾輪                                １５  連結パイプ
１６  ギヤケース                          １７  駆動軸
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  取付部                              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
５８ａ  補強具                            ５９  ネジ
６０ａ、６０ｂ  ボールベアリング          ６４  サーミスタ
６７ａ  電源線                            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  ハウジング
７１ａ  （右側）ハウジング                ７１ｂ  （左側）ハウジング
７１ｃ  内側壁面                          ７１ｄ  取付部
７１ｅ  段差部                            ７２  取付ボス
７３  ネジ                                ７３ｂ  ネジボス
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
８５  ネジ                                ８６  ターミナル
８７  水抜き穴                            ８８  矢印
９０  バッテリ                            ９０ａ  底面
９１  リリースボタン                      １０２  制御回路
１０７、１１７、１２１  ＦＥＴ
１０８、１０９、１１１、１１２、１２４、１２５  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
【図１】
2014148966.tif 000003
【図２】
2014148966.tif 000004
【図３】
2014148966.tif 000005
【図４】
2014148966.tif 000006
【図５】
2014148966.tif 000007
【図６】
2014148966.tif 000008
【図７】
2014148966.tif 000009
【図８】
2014148966.tif 000010
【図９】
2014148966.tif 000011
【図１０】
2014148966.tif 000012
【図１１】
2014148966.tif 000013
【図１２】
2014148966.tif 000014
【図１３】
2014148966.tif 000015
【図１４】
2014148966.tif 000016
【図１５】
2014148966.tif 000017