(57)【要約】【課題】  空冷式内燃エンジンの冷却性能を可及的に向上させることができる動力ユニットを提供する。【解決手段】  内燃エンジン９のクランク軸１２の一端部１２Ｌに、前記内燃エンジン９の少なくともシリンダ１０を冷却するための送風を行う第一の送風ファン１９を連結し、前記クランク軸１２の他端部１２Ｒに、少なくとも前記シリンダ１０を冷却するための送風を行う第二の送風ファン２６を連結した。【選択図】    図２
2006307690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空冷式の内燃エンジン（９）を有する動力ユニット（３）であって、前記内燃エンジン（９）のクランク軸（１２）の一端部（１２Ｌ）に連結されて前記内燃エンジン（９）の少なくともシリンダ（１０）を冷却するための送風を行う第一の送風ファン（１９）と、前記クランク軸（１２）の他端部（１２Ｒ）に連結されて少なくとも前記シリンダ（１０）を冷却するための送風を行う第二の送風ファン（２６）と、を備えている、動力ユニット。
【請求項２】
前記第二の送風ファン（２６）による気流（Ａ２）を前記シリンダ（１０）を冷却した後の前記第一の送風ファン（１９）による気流（Ａ１）に合流させ、且つ、該合流した気流（Ａ３）を前記内燃エンジン（９）の排気マフラー（３５）側へと案内する送風ガイド（２４，３２，３４）を備えている、請求項１に記載の動力ニュニット。
【請求項３】
前記クランク軸（１２）を回転自在に支持するクランクケース（１３）と前記第二の送風ファン（２６）との間に吸気口（３１）が配設され、前記第二の送風ファン（２６）が、前記クランク軸（１２）に固着される円板（２９）と、該円板（２９）の前記クランクケース（１３）側の面に形成された多数のフィン（３０）と、を備えている、請求項１又は２に記載の動力ユニット。
【請求項４】
前記クランクケース（１３）と前記フィン（３０）との間を仕切るように該フィン（３０）に近接せしめて配設されるとともに前記クランクケース（１３）との間で前記吸気口（３１）を画成する仕切壁（４１）を備えている、請求項３に記載の動力ユニット。
【請求項５】
前記仕切壁（４１）と、前記送風ガイドの少なくとも一部（３２）と、を一体に有するアダプタ（３７）を備えている、請求項４に記載の動力ユニット。
【請求項６】
前記第二の送風ファン（２６）が、リコイルスタータ装置（２７）を構成するスタータリール（４４）の回転を前記クランク軸（１２）へと伝達するためのラチェットポールホルダー（２８）を兼ねたものとされ、前記スタータリール（４４）を回転自在に支持するスタータケース（３３）が前記アダプタ（３７）に対して取付可能とされている、請求項５に記載の動力ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力ユニットに関し、特に、携帯式又は手持式の動力作業機の構成要素として用いて好適な、小型の空冷式内燃エンジンを含む動力ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
小型の空冷式内燃エンジンを含む動力ユニットは、携帯式又は手持式の動力作業機の動力源として、広く用いられている。
【０００３】
前記動力ユニットにおいては、前記内燃エンジンの良好な冷却性が求められる。通常は、クランク軸に固着されるマグネトロータに送風フィンを設けることにより、前記マグネトロータに送風ファンとしての機能を持たせ、該送風ファンにより前記内燃エンジンのシリンダの周囲に送風して、前記内燃エンジンを冷却できるようにしてある。また、下記特許文献１には、前記マグネトロータの前記送風フィンに加えて、リコイルスタータ装置を構成する起動プーリにも送風フィンを設けることが記載されている。
【特許文献１】実公平２−１０２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１において、前記起動プーリの前記送風フィンは、リコイルスタータ装置の冷却を目的として設けられたものであり、内燃エンジンのシリンダの冷却に貢献するものとはされていない。
【０００５】
本発明は、前記の如き事情に鑑みてなされたもので、空冷式内燃エンジンの冷却能力を可及的に向上させることができる動力ユニットを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明に係る動力ユニットは、空冷式の内燃エンジンを有する動力ユニットであって、前記内燃エンジンのクランク軸の一端部に連結されて前記内燃エンジンの少なくともシリンダを冷却するための送風を行う第一の送風ファンと、前記クランク軸の他端部に連結されて少なくとも前記シリンダを冷却するための送風を行う第二の送風ファンと、を備えたものである（請求項１）。
【０００７】
前記動力ユニットにおいて、前記シリンダは、前記第一の送風ファンと前記第二の送風ファンとからの送風により冷却される。よって、単一の送風ファンで冷却する場合に比べて、冷却性能が良好となる。また、前記クランク軸の両端部のそれぞれに前記送風ファンのそれぞれが連結されているので、前記送風ファン同士の間で重量配分を適切なものにすることにより、前記クランク軸の回転時における動的バランスを整えて、動力ユニットの振動を可及的に低減せしめることができる利点もある。
【０００８】
好適な実施の一形態として、前記第二の送風ファンによる気流を前記シリンダを冷却した後の前記第一の送風ファンによる気流に合流させ、且つ、該合流した気流を前記内燃エンジンの排気マフラー側へと案内する送風ガイドを備えたものとすることもできる（請求項２）。このようにすれば、第一に、前記第一の送風ファンによる気流と前記第二の送風ファンによる気流とが、前記シリンダの回りで停滞することが防止されるので、前記内燃エンジンの冷却性が阻害されることがなく、好適である。第二に、前記第一及び第二の送風ファンによる気流は、前記シリンダの冷却に関与した後にも、前記排気マフラーの冷却に貢献できるので、前記内燃エンジン全体としての冷却能力が一層向上する。
【０００９】
他の好適な実施の一形態として、前記クランク軸を回転自在に支持するクランクケースと前記第二の送風ファンとの間に吸気口が配設され、前記第二の送風ファンが、前記クランク軸に固着される円板と、該円板の前記クランクケース側の面に形成された多数のフィンと、を備えたものとすることもできる（請求項３）。この場合、前記クランク軸の回転により前記第二の送風ファンが回転すると、前記多数のフィンの作用で前記吸気口から機体内に冷却用空気が吸入され、該空気が前記シリンダの冷却に貢献する。加えて、前記吸気口が、前記クランクケースと前記第二の送風ファンとの間に配設されているので、前記吸気口から吸入された空気によって、前記クランクケースが冷却され、且つ、該クランクケースと前記クランク軸との間のオイルシールや軸受部も効果的に冷却されるので、耐久性も向上する。
【００１０】
好適な実施の一形態として、前記クランクケースと前記フィンとの間を仕切るように該フィンに近接せしめて配設されるとともに前記クランクケースとの間で前記吸気口を画成する仕切壁を備えたものとすることもできる（請求項４）。この場合、前記第二の送風ファンの回転により、前記吸気口の空気が、前記仕切壁を迂回するようにして、該仕切壁と前記フィンとの間の狭い隙間から前記フィン側へと吸入される。よって、前記第二の送風ファンによる吸気効率及び送風効率が良好となり、前記内燃エンジンの冷却能力がさらに向上する。
【００１１】
好適な実施の一形態として、前記仕切壁と、前記送風ガイドの少なくとも一部と、を一体に有するアダプタを備えたものとすることもできる（請求項５）。このようにすれば、部品点数を少なくできるほか、前記動力ユニットの組立作業も容易となり、好適である。
【００１２】
好適な実施の一形態として、前記第二の送風ファンが、リコイルスタータ装置を構成するスタータリールの回転を前記クランク軸へと伝達するためのラチェットポールホルダーを兼ねたものとされ、前記スタータリールを回転自在に支持するスタータケースが前記アダプタに対して取付可能とされたものとすることもできる（請求項６）。このようにすれば、構成が集約的且つ簡潔となるので、装置のコンパクト化及び軽量化に資することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための一形態について説明する。ここでは、本発明に係る動力ユニットを、携帯式作業機としての手持式パワーブロワの動力源として適用した場合を例に挙げて説明する。前記パワーブロワは、落ち葉の吹き寄せ作業等に用いて好適な、それ自体周知の送風作業機である。
【００１４】
図１は、本実施の形態に係る手持式パワーブロワの使用状態を示す全体斜視図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図、図３は、第一及び第二の送風ファンによる冷却風の流れを示す概略斜視図、図４は、サイドガイドを有するアダプタ、前記第二の送風ファン及びスタータケースを示す分解斜視図である。
【００１５】
図１に示すように、前記手持式パワーブロワ１の機体２は、本実施の形態に係る動力ユニット３と、該動力ユニット３によって駆動される作業部材としての、中央吸気口４ａを有する遠心式のブロワ４と、該ブロワ４の吐風口５に連結された吐風管６と、を備えている。前記パワーブロワ１には、前記機体２を作業者Ｗが片手で保持するためのハンドル７と、該ハンドル７を握った手の指で操作可能なスロットルトリガー８と、が取り付けられている。作業者Ｗは、前記ハンドル７を片手で握って、前記スロットルトリガー８で前記動力ユニット３の出力を制御しながら、前記吐風管６から吹き出す強風により、落ち葉Ｌ等の吹き寄せ作業をすることができる。
【００１６】
図２に示すように、前記動力ユニット３は、空冷式の小型の内燃エンジン９を備えている。該内燃エンジン９は、シリンダ１０内でピストン１１を往復摺動させるための、それ自体周知の形式のクランク軸１２を備えている。該クランク軸１２は、クランクケース１３内に回動自在に支持され、カウンタウエイト１４を一体的に有している。該カウンタウエイト１４は、連接棒１５を介しての前記ピストン１１の往復動で前記クランク軸１２が回転せしめられる際に、その回転に応じたつり合い力を反対方向に作用せしめる。
【００１７】
前記クランク軸１２の一端部である左端部１２Ｌは、前記クランクケース１３から左外方へと突出しており、前記左端部１２Ｌには、マグネトロータ１６と、前記ブロワ４の遠心ファン１７と、が固着されている。前記マグネトロータ１６は、前記クランクケース１３側の面に多数の第一のフィン１８を一体に有することにより、少なくとも前記シリンダ１０を冷却するための送風を行う第一の送風ファン１９を兼ねたものとなっている。該第一の送風ファン１９は、前記クランク軸１２の回転により、前記動力ユニット３の機体ケース２０の下部に形成された第一の吸気口２１から外気を吸入し、前記マグネトロータ１６の外周面に固着された磁石２２に対向するように前記シリンダ１０の左横に配設されたマグネトコイル２３側へと送風する。前記第一の送風ファン１９による気流Ａ１は、送風ガイドとしても機能するシリンダカバー２４の内面に案内されて、前記シリンダ１０の外周面に形成された多数の冷却フィン２５に接触しながら右横向きに流れ、前記シリンダ１０のほぼ全体を冷却する。
【００１８】
一方、前記クランク軸１２の他端部である右端部１２Ｒは、前記クランクケース１３から右外方へと突出しており、前記右端部１２Ｒには、少なくとも前記シリンダ１０を冷却するための送風を行う第二の送風ファン２６が固着されている。該第二の送風ファン２６は、本実施の形態では、前記内燃エンジン９を起動せしめるためのリコイルスタータ装置２７を構成するラチェットポールホルダー２８を兼ねるものとされている。すなわち、前記第二の送風ファン２６は、前記クランク軸１２に相対回動不能に固着される円板２９と、該円板２９の前記クランクケース１３側の面に形成された多数の第二のフィン３０と、を備え、前記円板２９の中央部に、前記ラチェットポールホルダー２８がカップ状に一体形成されている。したがって、前記第二の送風ファン２６は、前記クランク軸１２に固着される前記ラチェットポールホルダー２８に、前記円板２９と前記多数の第二のフィン３０とを一体に形成したものと言うこともでき、あるいは、前記ラチェットポールホルダー２８が前記第二の送風ファン２６を兼ねていると言うこともできる。
【００１９】
該第二の送風ファン２６は、前記クランク軸１２の回転により、前記クランクケース１３の下部と前記第二の送風ファン２６の下部との間の第二の吸気口３１から外気を吸入し、前記シリンダ１０側へと送風する。前記第二の送風ファン２６による気流Ａ２は、前記シリンダ１０の右外側面１０ａに対面するサイドガイド３２によって斜め上方へ案内されて、前記シリンダ１０の主として前記右外側面１０ａを冷却する。該右外側面１０ａは、前記第一の送風ファン１９による送風だけでは十分な冷却作用を受けにくい部位であるので、前記第二の送風ファン２６を設けたことにより、前記シリンダ１０の全体が効果的に冷却されることになる。
【００２０】
図３に示すように、前記サイドガイド３２は、同じく送風ガイドとして機能する前記シリンダカバー２４及び後述する外側面には開口部を有しないスタータケース３３の上壁部３４（図２参照）と協働して、前記第二の送風ファン２６による気流Ａ２を前記シリンダ１０の風下側において冷却後の前記第一の送風ファン１９による気流Ａ１に合流させ、且つ、該合流した気流（合流冷却風）Ａ３を前記内燃エンジン９の排気マフラー３５側へと案内する作用をも奏する。よって、該排気マフラー３５は、前記合流冷却風Ａ３によって冷却されることになり、前記排気マフラー３５の冷却も効果的に行える。
【００２１】
図１に示すように、前記排気マフラー３４は、前記ハンドル７を前記作業者Ｗが片手で握って前記吐風管６を前方斜め下向きにして行う通常の送風作業時に、前記機体２の前面に位置するマフラーカバー３６にスリット状に形成された排気口３６ａから、前記作業者Ｗの前方へ向けて排気ガス及び前記合流冷却風Ａ３が排気されるように配設されている。このため、前記ハンドル７を前記作業者Ｗが右手で握って前記機体２を体の右側に位置させて使用しても、前記ハンドル７を前記作業者Ｗが左手で握って前記機体２を体の左側に位置させて使用しても、前記作業者Ｗが前記排気ガスを浴びてしまうことはない。他の実施の形態として、前記排気口３６ａ及び前記排気マフラー３５は、前記通常の送風作業時において前記作業者Ｗの後方へ前記排気ガス等が排気される向きに配設しても良い。
【００２２】
図４に示すように、前記サイドガイド３２は、前記クランクケース１３に対して着脱自在なアダプタ３７の一部として形成されている。該アダプタ３７は、前記クランクケース１３に一体形成された複数の取付用突部３８を受け入れる取付孔３９を備えている。前記クランクケース１３に対して前記アダプタ３７が取り付けられ、該アダプタ３７に対して前記スタータケース３３が取り付けられて、前記取付孔３９にねじ結合するプラグボルト４０によって、前記アダプタ３７と前記スタータケース３３とが固定される。
【００２３】
図２に示すように、前記アダプタ３７の前記クランクケース１３への取付状態において、前記サイドガイド３２の下端部３２ａは、前記第二の送風ファン２６の前記円板２９の右方外側に位置し、前記サイドガイド３２の上端部３２ｂは、シリンダヘッド１０ｂの上面とほぼ同じ高さに位置している。そして、気流案内面となる前記サイドガイド３２の内面３２ｃは、前記シリンダ１０の前記右外側面１０ａに対向し、且つ、図４に示すように、前記排気マフラー３５の方向Ｍへと延び出している。
【００２４】
図２及び図４を総合すると分かるように、前記アダプタ３７には、前記サイドガイド３２に加え、前記クランクケース１３と前記第二のフィン３０との間を仕切る仕切壁４１も一体形成されている。該仕切壁４１は、前記第二のフィン３０に近接せしめて配設されていて、前記仕切壁４１の下部は、前記クランクケース１３との間で前記吸気口３１を画成する。前記第二の送風ファン２６の回転により、前記吸気口３１の外部の空気は、前記仕切壁４１を迂回するようにして、該仕切壁４１と前記第二のフィン３０との間の狭い隙間から該第二のフィン３０側へと吸入される。よって、前記第二の送風ファン２６による吸気効率及び送風効率が良好となり、前記シリンダ１０の冷却性が一層向上する。前記仕切壁４１は、前記第二の送風ファン２６の前記円板２９との間に吸気室４２を画成するとともに、前記第二のフィン３０による吸気流を逃すことなく前記サイドガイド３２へと案内する送風ガイドとしても作用する。
【００２５】
前記第二の送風ファン２６の回転によって前記吸気口３１から吸入される外気は、前記クランクケース１３の右外側面１３ａの冷却にも貢献し、且つ、前記クランクケース１３と前記クランク軸１２との間の軸受部に介装されたシール部材４３の冷却にも貢献する。また、前記クランクケース１３と前記リコイルスタータ装置２７との間に前記吸気室４２が介在しているので、該吸気室４２が断熱室として作用して、前記機体２の前記リコイルスタータ装置２７側が、前記クランクケース１３側の熱から効果的に保護される利点もある。
【００２６】
図２に示すように、前記リコイルスタータ装置２７は、それ自体周知の構成のものであり、前記ラチェットポールホルダー２８に対向して配設されたスタータリール４４を備えている。該スタータリール４４は、前記クランクケース１３に対して前記アダプタ３７とともに固定可能な前記スタータケース３３内に回動自在に支持されている。すなわち、該スタータケース３３の内面側中央部に、前記ラチェットポールホルダー２８と同一軸線Ｘ上に位置するリール支軸４５が突設され、該リール支軸４５に、前記スタータリール４４のボス部４６が回動自在に嵌入され、抜け止めねじ４７で回動自在に固定されている。前記スタータリール４４にはスタータロープ４８が巻き付けられていて、前記スタータリール４４と前記スタータケース３３の内面との間には、スタータハンドル４９によって前記スタータロープ４８を引き出した後に、該スタータロープ４８の巻き取り方向へと前記スタータリール４４を自動的に戻し回動せしめるためのゼンマイ５０が介装されている。前記スタータリール４４の前記ボス部４６を前記ラチェットポールホルダー２８側へ延長して形成したボス延長部５１の外周には、前記ラチェットポールホルダー２８を回転駆動するためのラチェットカム５２が一体に形成されている。
【００２７】
一方、前記クランク軸１２の前記右端部１２Ｒ側に回り止め固定された前記ラチェットポールホルダー２８には、前記ラチェットカム５２と係合する遠心ラチェットポール５３が揺動自在に取り付けられている。該遠心ラチェットポール５３は、リターンスプリング５４によって、常時は前記ラチェットカム５２と係合する内方位置に保持されている。作業者Ｗが、前記スタータロープ４８に連結されている前記スタータハンドル４９を引くと、前記スタータリール４４の回転により、互いに係合している前記ラチェットカム５２と前記遠心ラチェットポール５３と、を介して、前記ラチェットポールホルダー２８、すなわち、前記クランク軸１２が回転駆動され、前記ピストン１１が上下に往復動せしめられる。それ自体周知の機構で前記内燃エンジン９が始動すると、前記クランク軸１２の自力高速回転による遠心力で、前記遠心ラチェットポール５３が前記リターンスプリング５４の付勢力に抗して外方へと振り出されるので、前記遠心ラチェットポール５３と前記ラチェットカム５２との係合が、自動的に解除される。
【００２８】
ところで、図２を参照して既に述べたように、前記クランク軸１２の前記左端部１２Ｌには、前記マグネトロータ１６と前記遠心ファン１７とが固着されている。周知のように、前記マグネトロータ１６は、前記磁石２２を含むことからその重量が大きい。同様に、前記遠心ファン１７も、送風作業用の吐出気流を強力に生じさせることができるように大型に形成されているので、その重量が大きい。これに対し、前記クランク軸１２の前記右端部１２Ｒに固着されている前記ラチェットポールホルダー２８及び前記遠心ラチェットポール５３は、はるかに軽量である。よって、前記第二の送風ファン２６を有していない従来の内燃エンジンの場合には、前記クランク軸１２には、その軸線Ｘに沿って前記ピストン１１の往復動軸線Ｙの左右両側で、差が大きい不均一な大きさの荷重が作用していることになる。この状態で前記クランク軸１２が高速回転すると、該クランク軸１２の重荷重側、すなわち、図２の前記左端部１２Ｌ側に大きな振れが生じてしまうので、前記パワーブロワ１の作動時の振動が大きくなって、手持ち作業が不快となるほか、長時間継続して使用する場合には、疲労も大きくなってしまう。
【００２９】
一方、本発明の実施の形態では、前記ラチェットポールホルダー２８が前記第二の送風ファン２６を兼ねるものとされ、少なくとも前記円板２９及び前記多数の第二のフィン３０の重量分だけは前記左右荷重のアンバランスが補正されることに加えて、前記第二の送風ファン２６の回転負荷効果によっても、前記クランク軸１２の振れが抑制されることになる。すなわち、前記第二の送風ファン２６は、前記動力ユニット３の前記マフラーカバー３６やスタータケース３３等の冷却作用を奏するだけでなく、前記クランク軸１２の左右のバランスを保持せしめるためのバランサーとしても作用する。よって、前記第二の送風ファン２６の重量は、前記パワーブロワ１の許容全体重量の範囲内で、前記バランサーとしての作用が可能な限り好適に奏される、適正重量に設定するのが好ましい。
【００３０】
また、前記スタータケース３３の外側面には開口部が形成されていないので、雨水等がリコイルスタータ装置２７内に侵入することを防止できる。よって、作動不良等を防止でき、好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施の形態に係る手持式パワーブロワの使用状態を示す全体斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
【図３】第一及び第二の送風ファンによる冷却風の流れを示す概略斜視図である。
【図４】サイドガイドを有するアダプタ、第二の送風ファン及びスタータケースを示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３２】
３    動力ユニット
９    空冷式内燃エンジン
１０  シリンダ
１２  クランク軸
１２Ｌ  クランク軸の一端部（左端部）
１２Ｒ  クランク軸の他端部（右端部）
１３  クランクケース
１９  第一の送風ファン
２４  送風ガイド（シリンダカバー）
２６  第二の送風ファン
２７  リコイルスタータ装置
２８  ラチェットポールホルダー
２９  円板
３０  フィン（第二のフィン）
３１  吸気口
３２  送風ガイド（サイドガイド）
３３  スタータケース
３４  送風ガイド（スタータケースの上壁部）
３５  排気マフラー
３７  アダプタ
４１  仕切壁
４４  スタータリール
Ａ１  第一の送風ファンによる気流
Ａ２  第二の送風ファンによる気流
Ａ３  合流した気流
【図１】
2006307690.tif 000003
【図２】
2006307690.tif 000004
【図３】
2006307690.tif 000005
【図４】
2006307690.tif 000006