(57)【要約】      （修正有）【課題】作業中のエンジンの停止によって遠心クラッチの接続が遮断された際に、先端工具側の回転を制動する。【解決手段】遠心クラッチを介して先端工具を駆動するエンジン作業機において、作業中に停止スイッチによりエンジンを停止させる際に、クラッチドラム４０の回転速度がクラッチシュー３１の回転速度よりも速くなることを抑制するブレーキ手段を設けた。ブレーキ手段はクラッチシュー４０の内部に設けられ、クラッチドラム４０側に保持されるカムプレート４５と、クラッチシュー３１側に固定されるブレーキ爪３８を含む。クラッチシュー３１とクラッチドラム４０が通常の第１の方向と反対の第２の方向に相対回転するときは、ブレーキ爪３８の爪部３８ａをカムプレート４５に係合させることによってクラッチドラム４０の第２の方向への相対回転が抑制される。これによりエンジン停止後に先端工具が慣性により回り続けることを抑制できる。【選択図】図６
2018105239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンの駆動力により回転するクラッチシュー及び前記クラッチシューの外周を覆うクラッチドラムを有し、回転時の遠心力によって前記クラッチシューが前記クラッチドラムに接触することで動力伝達が行われる遠心クラッチと、
前記遠心クラッチを介して駆動される先端工具と、を有するエンジン作業機であって、
前記エンジンが減速又は停止する際に、前記クラッチドラムの回転速度が前記クラッチシューの回転速度よりも速くなることを抑制するブレーキ手段を前記クラッチドラムの内部に設けたことを特徴とするエンジン作業機。
【請求項２】
前記ブレーキ手段は、前記クラッチシューの回転軸の軸方向において、前記クラッチシューと前記クラッチドラムの取付部との間に設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】
前記ブレーキ手段は、前記クラッチドラム側に保持されるカムプレートと、前記クラッチシュー側に固定され前記カムプレートと係合する揺動式のブレーキ爪を含み、
前記エンジンの駆動力により前記クラッチシューが前記クラッチドラムに対して第１の方向に相対回転するときには前記カムプレートと前記ブレーキ爪は係合せず、
前記クラッチシューが前記クラッチドラムに対して前記第１の方向とは反対の第２の方向に相対回転するときには前記ブレーキ爪が前記カムプレートと係合することによって前記クラッチドラムの前記第２の方向への相対回転を抑制させ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】
前記ブレーキ爪はバネ手段により突起部が前記クラッチドラムの回転軸側に揺動するように付勢され、
前記カムプレートは、前記突起部の内側にて回転するものであって、外周側に前記突起部と係合する窪み部が複数形成され、
前記突起部が前記カムプレートの窪み部と係合することで、前記クラッチドラムの前記第２の方向への相対回転を抑制す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】
前記エンジンのクランク軸に固定されるマグネトロータを有し、
前記クラッチシューは、前記マグネトロータに接続されたボルトによって揺動可能に軸支され、
前記ブレーキ爪は、前記ボルトによって前記マグネトロータに対し揺動可能に軸支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】
前記突起部は、
前記エンジンの高速回転時には前記バネ手段の付勢力に打ち勝って遠心力によって、径方向内側から外側に揺動可能とされ、
前記エンジンの回転速度が前記遠心クラッチの接続回転速度以下の際に、前記カムプレートの窪み部と係合することを特徴とする請求項５に記載のエンジン作業機。
【請求項７】
前記クラッチシューと前記ブレーキ爪の前記突起部は、遠心力により、いずれも前記クラッチドラムの回転軸から離れる側へ揺動する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】
前記クラッチシューと前記クラッチドラムとが前記第２の方向に相対回転したときに回転力を蓄積する蓄力手段を設けたことを特徴とする請求項４乃至７のいずれか一項に記載のエンジン作業機。
【請求項９】
前記カムプレートは前記クラッチドラムに対して回転可能なように軸支され、
前記蓄力手段はウズマキバネを含み、前記ウズマキバネの一端が前記カムプレートに接続され、他端が前記クラッチドラムに接続されることにより前記カムプレートは前記クラッチドラムに対する相対回転を制限する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】
エンジンと、
前記エンジンの駆動力により回転するクラッチシュー及び前記クラッチシューの外周を覆うクラッチドラムを有し、回転時の遠心力によって前記クラッチシューが前記クラッチドラムに接触することで動力伝達が行われる遠心クラッチと、
前記遠心クラッチを介して駆動される先端工具と、を有するエンジン作業機であって、
前記クラッチシューは、前記エンジンの駆動力により前記クラッチドラムに対して第１の方向に相対回転するように回転可能であり、
前記クラッチシューが前記クラッチドラムに対して前記第１の方向とは逆の第２の方向に相対回転したときの回転力を蓄積するとともに、蓄積した回転力により前記クラッチシューと前記クラッチドラムとを前記第１の方向に相対回転させる逆回転手段を設けたことを特徴とするエンジン作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンを用いた小型の作業機に関するものであって、特に遠心クラッチ機構にブレーキ機構を内蔵したエンジン作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
刈払機やチェンソー等の小型の作業機には、動力源として小型のエンジンが広く用いられている。図９は従来のエンジン作業機１０１の一例である刈払機の外観図である。図９に示すように、小型の２サイクルエンジンを搭載したエンジン作業機１０１は、中空のメインパイプ１０５に図示しない駆動軸を通し、この駆動軸をメインパイプ１０５の一端に設けられたエンジン１１０にて回転させることで、メインパイプ１０５の他端に設けた回転刃１０６を回転させる。回転刃１０６の近傍には、刈り取った草の飛散防止のための飛散防御カバー１０７が設けられる。エンジン作業機１０１は図示しない肩掛け用吊りベルト等で携帯されるものでメインパイプ１０５の長手中央部付近に作業者が操作するための正面視略Ｕ字状を呈するハンドル１０４が取り付けられる。エンジン１１０の回転数は、グリップ部１０８に取り付けられたスロットルレバー１０９により作業者により制御される。スロットルレバー１０９の操作はワイヤー１２０によってエンジン１１０の図示しない気化器に伝達される。
【０００３】
エンジン作業機１０１は、駆動源であるエンジンから先端工具までの動力伝達経路に、遠心クラッチ（図示せず）を有する。遠心クラッチは、エンジンの回転数が小さいとき（アイドル状態）には動力が伝達されず、エンジンの回転数が増加したとき（高回転状態）には遠心力により動力伝達経路が接続されることにより、エンジンの動力が先端工具へ伝達される。遠心クラッチを介して先端工具に動力を伝達する構成では、エンジンが高回転状態からアイドル状態又は停止状態となった際には、先端工具の回転を抑制する手段は無いのが一般的であるので、先端工具及び先端工具に接続されたクラッチドラムは慣性により空転する。この空転時間を短くするために特許文献１では、遠心クラッチの接続回転速度以下にエンジン回転数が落ちた際の先端工具の空転を抑制する手動のブレーキ機構を設けている。このブレーキ機構は遠心クラッチとは別に設けられるものである。また、特許文献２では、遠心クラッチのクラッチドラムの外周側に複数の係止条を設け、クラッチドラムの外周側から係止条にブレーキ爪の先端部を引っかけることによりクラッチドラムの回転を抑制するブレーキ機構付きの刈払機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１０１１３７号公報
【特許文献２】実公昭５２−５０１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ブレーキ機構の追加は、製造コストの上昇だけで無く、その設置スペースの問題があり、携帯型のエンジン作業機の大型化を伴ってしまう。また、ブレーキ操作を手動で行う場合は、作業者の操作も煩雑になる虞がある。エンジン作業機が刈払機の場合、回転刃の部分につた等が絡まったり引っかかったりした場合、一旦エンジンを停止させて回転刃を逆回転させ、被加工材を取り除くという特有の作業が必要となる場合があり、作業性が悪かった。
【０００６】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、遠心クラッチ付きのエンジン作業機において、エンジン回転の低下又は停止によって遠心クラッチの接続回転数以下になった際に、クラッチドラムの回転を制動することにより先端工具に制動力を与えて作業性を向上させることにある。
本発明の他の目的は、遠心クラッチ付きのエンジン作業機において、エンジンを停止させ後に先端工具側を所定量だけ逆回転させることにより、先端工具に絡まった被加工材を容易に取り除くことができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願において開示される発明のうち代表的な特徴を説明すれば次のとおりである。
本発明の一つの特徴によれば、エンジンと、エンジンの駆動力により回転するクラッチシュー及びクラッチシューの外周を覆うクラッチドラムを有し、回転時の遠心力によってクラッチシューがクラッチドラムに接触することで動力伝達が行われる遠心クラッチと、遠心クラッチを介して駆動される先端工具と、を有するエンジン作業機であって、エンジンが減速又は停止する際にクラッチドラムの回転速度がクラッチシューの回転速度よりも速くなることを抑制するブレーキ手段を設けた。ブレーキ手段を設ける位置は、クラッチシューの内側、回転軸の軸方向にみてクラッチシューとクラッチドラムの取付部との間である。ブレーキ手段は、クラッチドラム側に保持されるカムプレートと、クラッチシュー側に固定されカムプレートと係合する揺動式のブレーキ爪を含んで構成される。ブレーキ手段は、エンジンの駆動力によりクラッチシューがクラッチドラムに対して第１の方向に相対回転するときにはカムプレートとブレーキ爪は係合せず、クラッチシューがクラッチドラムに対して第１の方向とは反対の第２の方向に相対回転するときにはブレーキ爪がカムプレートと係合することによってクラッチドラムの第２の方向への相対回転を抑制する。
【０００８】
本発明の他の特徴によれば、ブレーキ爪はバネ手段により突起部がクラッチドラムの回転軸側に揺動するように付勢され、カムプレートは突起部の内側にて回転するものであって、外周側に突起部と係合する窪み部が複数形成され、突起部がカムプレートの窪み部と係合することで、クラッチドラムに対するクラッチシューの第２の方向への相対回転を抑制する。また、エンジンのクランク軸に固定されるマグネトロータを有し、クラッチシューはマグネトロータに接続されたボルトによって揺動可能に軸支され、ブレーキ爪は同じボルトによってマグネトロータに対し揺動可能に軸支される。突起部はエンジンの高速回転時にはバネ手段の付勢力に打ち勝って遠心力によって径方向内側から外側に揺動可能とされ、エンジンの回転速度が遠心クラッチの接続回転速度以下の際に、カムプレートの窪み部と係合する。これらクラッチシューとブレーキ爪の突起部はいずれも遠心力によりクラッチドラムの回転軸から離れる側へ揺動する。
【０００９】
本発明のさらに他の特徴によれば、クラッチシューとクラッチドラムとが第２の方向に相対回転したときに回転力を蓄積する蓄力手段を設けた。このため、カムプレートはクラッチドラムに対して回転可能なように軸支される。蓄力手段はウズマキバネを含み、ウズマキバネの一端がカムプレートに接続され、他端がクラッチドラムに接続されることによりカムプレートはクラッチドラムに対する相対回転を制限する。つまり、クラッチシューは、エンジンの駆動力によりクラッチドラムに対して第１の方向に相対回転するように回転可能であり、クラッチシューがクラッチドラムに対して第１の方向とは逆の第２の方向に相対回転したときの回転力を蓄積するとともに、蓄積した回転力によりクラッチシューとクラッチドラムとを第１の方向に相対回転させるようにした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、エンジンにより駆動される第１の方向とは逆の第２の方向に、クラッチシューとクラッチドラムとが相対回転することを抑制するブレーキ手段を有するため、エンジンが高回転状態から停止し、遠心クラッチの動力伝達が解除されたときには、先端工具が空転することなくエンジンに合わせて速やかに停止させることができる。また、ブレーキ手段がクラッチドラム内部に設けられ、軸方向においてクラッチシューと異なる位置に設けられるため、クラッチドラムの径方向への大型化を抑制することができ、エンジン作業機をコンパクトに構成することができる。さらに、ウズマキバネに蓄積した回転力により、エンジンが停止した状態でクラッチシューとクラッチドラムとを第１の方向に相対回転させることが可能な蓄力手段を有するため、ブレーキ手段作動後に先端工具を逆回転させることができ、先端工具に絡まったり引っかかったりした被切断部材を容易に取り除くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例に係るエンジン作業機におけるエンジン１０の縦断面図である。
【図２】本発明の実施例に係るエンジン作業機におけるエンジン１０の正面図であり、ファンカバー４とそれにより保持されるクラッチドラム４０等を取り外した状態を示す図である。
【図３】図１のクラッチドラム４０部分の形状を示す図であり、（１）は回転軸線Ａ１を通る縦断面図であり、（２）は回転軸線Ａ１の後方側から見た背面図である。
【図４】図３の状態からボルト４８とカムプレート４５を取り外した状態を示す図であり、（１）は回転軸線Ａ１を通る縦断面図であり、（２）は回転軸線Ａ１の後方側から見た背面図である。
【図５】ブレーキ爪３８の形状を説明するための、ブレーキ爪３８付近の部分拡大断面図である。
【図６】遠心クラッチ３０に取り付けられるブレーキ爪３８を説明するための図であり、（１）はブレーキ爪３８によるクラッチドラム４０のブレーキ効果が得られない状態を示し、（２）はブレーキ爪３８によるクラッチドラム４０のブレーキ効果が得られる状態を示す。
【図７】作業中のエンジンをアイドル回転速度に低下させる際の、エンジンとクラッチドラムの回転速度の関係を示すグラフである。
【図８】作業中のエンジンを停止させる際の、エンジンとクラッチドラムの回転速度の関係を示すグラフである。
【図９】従来のエンジン作業機１０１の一例である刈払機の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１２】
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、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。
【００１３】
図１は、本実施例に係るエンジン作業機の内部構造を示す縦断面図である。エンジン１０は、２サイクルの小型エンジンであって、クランク軸１３がメインパイプ１０５（図８参照）と同軸上に配置され、シリンダ１１がクランクケース１４から略垂直方向上側に伸びるように配置され、ピストン１２がシリンダ１１内を上下方向に往復移動する。クランク軸１３の前側（出力側）には、マグネトロータ２２が設けられ、後側にはリコイルスタータ２９が設けられる。リコイルスタータ２９は、リールに巻かれたスタータロープを作業者がスタータハンドルを引くことによってエンジンを始動する手動式のスタータである。リコイルスタータ２９はスタータカバー９によって覆われる。マグネトロータ２２は、エンジン点火用の高圧電流を発生させる手段を構成すると共に、エンジン冷却用のフィンが形成されるものである。マグネトロータ２２の外周部、ここでは上部にイグニッションコイル２３が設けられる。イグニッションコイル２３で発生された高圧電流は、イグニッションコード２４とプラグキャップ２５ａを介して点火プラグ２５に伝達される。
【００１４】
エンジン１０のクランクケース１４の下側には、燃料タンク２７が設けられる。燃料タンク２７には、２サイクル用のガソリンとオイルの混合油が入れられ、後述する気化器１８（図２参照）に送られる。燃料タンク２７の下側にはタンクガードを兼ねた脚部７が設けられる。マグネトロータ２２の前方側には遠心クラッチ３０の伝達側の部品、即ちクラッチシュー３１（図２にて後述）が２本のボルト３４にて固定される。そのため、マグネトロータには、ネジボス２２ａが形成される。遠心クラッチ３０の被伝達側は、軸方向一方側に開口を有する円筒状のクラッチドラム４０と、クラッチドラム４０の軸方向他方側の閉鎖面から軸方向に延びる円筒状のクラッチシャフト４３によって構成される。クラッチシャフト４３は、その外周側がベアリング２１によってファンカバー４に軸支されるものであって、クラッチドラム４０に伝達される回転力をクラッチシャフト４３を介して駆動軸６に伝達する。クラッチシャフト４３の内周側は、円筒状に形成され、駆動軸６が挿入される。駆動軸６とクラッチシャフト４３は共回りしないように固定される。駆動軸６は、メインパイプ１０５（図８参照）の内部空間を通して先端工具側のギヤ機構に伝達される。
【００１５】
遠心クラッチ３０は、クランク軸１３の回転数が一定回転速度以上になると遠心力によって揺動子たるクラッチシュー３１が径方向外側に移動し、クラッチドラム４０と接触することにより伝達側のクラッチシュー３１から、被伝達側のクラッチドラム４０へ動力を伝達する自動クラッチ機構である。クランク軸１３の回転数が一定回転速度以上の高速回転から減速して、一定回転速度未満になると遠心力が低下し、クラッチスプリング３５（図２にて後述）の力によってクラッチシュー３１がクラッチドラム４０から離反してクラッチ接続遮断状態になる。本実施例ではさらに、クラッチドラム４０の内側にブレーキ機構及び逆回転機構を収容した。遠心クラッチ３０の内部空間であって、クラッチシュー３１よりも前方側には、カムプレート４５が設けられる。カムプレート４５はクラッチドラム４０と同軸上に設けられる部品であって、ブレーキ爪３８と係合することによりクラッチドラム４０のクランク軸１３に対する相対回転を停止させ、又は、停止後のクラッチドラム４０を所定の回転だけ逆回転させるための部材である。
【００１６】
図２は、本発明の実施例に係るエンジン作業機におけるエンジン１０の正面図であり、ファンカバー４とそれにより保持されるクラッチドラム４０等を取り外した状態を示す図である。エンジン１０の左側には、エンジン１０の吸気ポートを連結するインシュレータ１７を介して気化器１８が設けられ、気化器１８の左側には吸入する空気を濾過するエアクリーナの格納空間を構成するエアクリーナカバー２６が設けられる。エンジン１０の右側にはマフラー１６が設けられる。マフラー１６は、作業者が直接触れてしまうのを防止するため、樹脂製のマフラーカバー８で覆われる。エンジン１０は、その上部が上部カバー２によって覆われる。クランクケース１４の下側には燃料タンク２７が設けられる。燃料タンク２７は、半透明の高分子樹脂により形成される容器であって、開口部に取り付けられるキャップ２８を外すことによってガソリンと所定比率のオイルを混合した混合燃料を入れることができる。
【００１７】
エンジン１０のマグネトロータ２２の前方側には２本のボルト３４によって太線で示すクラッチシュー３１が固定される。クラッチシュー３１は揺動アームの先端側に円弧状のシュー保持部材３２が形成され、その外周側にシュー面３２ａが形成されたものである。クラッチシュー３１は軸対称に対向する位置に２つ設けられ、これらのクラッチシュー３１の穴部３１ｂに掛止されるコイル状のクラッチスプリング３５によって互いに接近する方向に付勢される。エンジン１０が回転してクラッチシュー３１の回転速度が高くなると、シュー保持部材３２の質量が受ける遠心力によってクラッチスプリング３５の付勢力に打ち勝ちながらシュー面３２ａが外周側に移動し、クラッチドラム４０（図１参照）の内周面と接触する。シュー面３２ａは、クラッチドラム４０の内周側を外側方向に押圧することによってクラッチシュー３１とクラッチドラム４０の相対回転が抑制され、それらが一体に回転することになる（クラッチ接続状態）。
【００１８】
本実施例における遠心クラッチ３０には、クラッチシュー３１の取り付け用のボルト３４と同軸上に揺動式のブレーキ爪３８が取り付けられる。ブレーキ爪３８は、先端が対向するカムプレート４５（図１参照）側に接近するように折り曲げられた爪部３８ａを有する揺動部材である。ブレーキ爪３８は、クラッチシュー３１と同軸上にて遠心力によって同じ方向に揺動可能にされ、ボルト３４と同軸上に配置されたねじりコイルバネ３９によって、遠心力がかかっていない際に爪部３８ａが内周側に位置するように付勢される。エンジン１０が高速回転をすると、軸支点から爪部３８ａ側部分の質量によって、ねじりコイルバネ３９の付勢力に打ち勝って爪部３８ａが径方向外側に移動する。
【００１９】
図３はクラッチドラム４０部分の形状を示す図であり、（１）は回転軸線Ａ１を通る縦断面図であり、（２）は回転軸線Ａ１の後方側から見た背面図である。（１）に示すようにクラッチドラム４０は、後方側に開口を有するカップ状の形状であり、外周部分に円筒面４１が形成され、回転軸線Ａ１方向で開口側と反対側の面が閉鎖面４２となる。閉鎖面４２の中心付近にはクラッチシャフト４３が接続される。本実施例のクラッチドラム４０とクラッチシャフト４３は一体成形にて製造されるが、これらを別体部品で形成して溶接等により接続するようにしても良い。クラッチシャフト４３は前方側に延びる円筒部４３ｂが形成されると共に、後方側であってクラッチドラム４０の内部空間側に延びる円筒部４３ｃが形成され、円筒部４３ｃの内部はネジ穴４３ａが形成される。円筒部４３ｃの外周側には、中心に貫通孔４５ａを有するカムプレート４５が装着される。カムプレート４５の貫通孔４５ａと円筒部４３ｃの外周面は容易に摺動可能なように所定の隙間を隔てる形状とされ、エンジン１０側から座金組込六角ボルト４８にて固定される。座金組込六角ボルト４８はカムプレート４５の後方側への抜け止め用であって、座金４８ａの先端側面（ねじ頭とは反対側に位置する円環面)は円筒部４３ｃを締め付けるものの、カムプレート４５を軸線方向に締め付ける訳ではない。従って、カムプレート４５はクラッチドラム４０に対して相対回動可能となる。
【００２０】
カムプレート４５の円筒面４５ｂの外周側には、ウズマキバネ５０が設けられる。ウズマキバネ５０は、薄い金属板によるバネ面を長手方向に巻き込んだもので、その中心軸を巻き込むことで渦巻き状の内周側端部と外周側端部に対して相対回転方向の変化を与える。蓄力された力を開放するときは、これが伸びる方向に変形するから外周側と内周側に対して、中心軸を中心に相対回転させる。ウズマキバネ５０の外周側端部は、クラッチドラム４０の円筒面４１の一部に形成された貫通穴４１ｂを用いてリベット等の固定具５２により固定される。一方、ウズマキバネ５０の内周側端部は、カムプレート４５の円筒面４５ｂの一部に形成された掛止部４５ｃにて固定される。このようにカムプレート４５は、ウズマキバネ５０によってクラッチドラム４０に対する回転方向の移動が制限されるので、カムプレート４５に対してぜんまい式のバネを巻く方向にクラッチドラム４０が相対回転することでエネルギーを貯蔵することができ、蓄積されたバネ力を解放することでカムプレート４５に対してクラッチドラム４０を反対方向に相対回転させることができる。尚、ウズマキバネ５０のバネ力を０とした状態、即ち、カムプレート４５とクラッチドラム４０とを相対回転不能の状態としても良い。
【００２１】
図３（２）はカムプレート４５の形状を示す図である。カムプレート４５には、ボルト４８の座金４８ａと相対する円環面４６が形成され、円環面４６からクラッチシュー側へ突出するものであって、周方向に向けて斜めに形成され周方向一方側に、周方向と直交する面となる爪部４７ａが、周方向に等間隔で４箇所形成される。当接面たる爪部４７ａを形成するため、径方向外側に突出する突起部４７ｂが形成され、突起部４７ｂから次の爪部４７ａへは径が小さくなると共に、ブレーキ爪３８が最内側に移動した際に安定して爪部３８ａを保持するように窪ませた窪み部４７ｃが形成される。窪み部４７ｃは突起部４７ｂに対して径方向にも軸方向前方にも窪んだ形状となる。このように、駆動軸６側に接続されるものであってクラッチドラム４０の内側に配置されるカムプレート４５と、それに係合するブレーキ爪３８によりブレーキ手段が構成されるため、ブレーキ手段をクラッチドラム４０の内部に収めたコンパクトブレーキ手段を実現できる。
【００２２】
図４は図３の状態からボルト４８とカムプレート４５を取り外した状態を示す図であり、（１）は回転軸線Ａ１を通る縦断面図であり、（２）は回転軸線Ａ１の後方側から見た背面図である。ウズマキバネ５０は、初期状態では周方向へ巻き取る力が加えられていないため、巻き取りが緩んだ状態にある。ウズマキバネ５０の内周側端部は、フック部５０ａになっており、フック部５０ａがカムプレート４５の掛止部４５ｃ（図３参照）に固定される。この結果、運転中の遠心クラッチ３０が接続状態にあるときに、何らかの理由によりエンジンを止めた際に、遠心クラッチ３０が遮断状態になって、クランク軸１３の回転速度がよりも惰性で回るクラッチドラム４０の回転速度が高くなった場合に、カムプレート４５がブレーキ爪３８によってブレーキ爪３８側の回転速度よりも高い回転速度で回ることが阻止される。しかしながら、カムプレート４５がブレーキ爪３８側の回転速度よりも高くなる速度差のうち、最初のエネルギーはウズマキバネ５０の巻き取りエネルギーに蓄積され、巻き取りが完了したらカムプレート４５とクラッチドラム４０との相対回転が不能となるため、カムプレート４５によるクラッチドラム４０のブレーキ作用も果たすことができる。このようにして、減速エネルギーを蓄力する手段をウズマキバネとすることで、クラッチドラム４０が停止した後に、クラッチドラム４０を一定量だけ逆回転させる逆回転手段を実現できる。尚、ウズマキバネ５０のバネ力を０とし、カムプレート４５とクラッチドラム４０とを相対回転不能とした場合、クラッチドラム４０を逆回転させるバネ力はほとんど得られないが、この場合もカムプレート４５とブレーキ爪３８によりブレーキ手段が構成されているため、クラッチドラム４０がクラッチシュー３１より高い回転速度で回転することは抑制される。
【００２３】
図５はブレーキ爪３８の形状を説明するための、ブレーキ爪３８付近の部分拡大断面図である。ブレーキ爪３８はボルト３４を貫通穴３８ｂに貫通させることにより、クラッチシュー３１と同軸上に軸支される揺動部材である。ボルト３４はブレーキ爪３８の貫通穴３８ｂを貫通させるようにして取り付けられる。ボルト３４の先端側にはネジ山３４ａが形成され、マグネトロータ２２に形成されたネジボス２２ａに螺合される。ネジボス２２ａとクラッチシュー３１との間にはワッシャ３３が介在される。ブレーキ爪３８は厚板状の部材の先端が、クラッチドラム４０の取付部たるクラッチシャフト４３側に突出するように曲げられた爪部３８ａを形成した金属部材である。ブレーキ爪３８とクラッチシュー３１の間には皿バネ３６が介在される。クラッチシュー３１をボルト３４にて軸支する円筒部３１ｂの外周側には、ブレーキ爪３８を特定方向に付勢するためのねじりコイルバネ３９が設けられる。
【００２４】
図６は遠心クラッチ３０に取り付けられるブレーキ爪３８を説明するための図であって、図３のＢ−Ｂ部の断面図である。クラッチシュー３１はボルト３４を中心に揺動する構造である。（１）は、クラッチドラム４０の回転速度がクラッチシュー３１のクランク軸１３回りの回転速度よりも遅い状態を示している。この状態は停止中の状態も含み、エンジン１０の回転速度がクラッチ接続回転数未満の状況である。エンジンの始動後であってクラッチ接続回転数未満の場合は、クラッチシュー３１側はクランク軸１３と共に回転方向に回転する一方で、クラッチシュー３１のシュー面３２ａがクラッチドラム４０の内側には接していない（クラッチ接続遮断状態）。従って、クラッチドラム４０及びカムプレート４５は停止したままの状態である。このとき、クラッチシュー３１はクラッチドラム４０に対して図中で反時計回りに回転するので、この速度領域ではクラッチシュー３１はクラッチドラム４０に対して第１の方向に相対回転している状態になる。その際には、ブレーキ爪３８が、カムプレート４５の突起部４７ｂの一方側に形成された傾斜面４７ｄにより案内されながらブレーキ爪３８が外周側に揺動させながら相対回転をするので、ブレーキ爪３８によるクラッチドラム４０へのブレーキ効果は働かない。
【００２５】
図６（２）はクラッチドラム４０の回転速度がクラッチシュー３１のクランク軸１３回りの回転速度よりも早い状態になった場合の状況を示す。作業機器による作業を行う状態ではエンジン１０は高速で回転して遠心クラッチ３０の接続状態にあり、クラッチシュー３１が図中の回転方向に回転し、クラッチドラム４０も回転方向に回転し、クラッチシュー３１に対しクラッチドラム４０は相対回転しない状態にある。この高速回転中のエンジン１０のスロットルレバー１０９を戻してアイドル状態に減速させると、又は、回転中のエンジン１０の停止スイッチを操作してエンジンを停止させるとエンジン１０の回転数が低下するにつれて、ブレーキ爪３８は、点線３８ｄの揺動軌跡で示すように内側に移動し、同様にして、シュー面３２ａも点線３２ｃの揺動軌跡で示すようにして内側に移動する。爪部３８ａの内周側への付勢位置は、ブレーキ爪３８の爪部３８ａとは反対側の端部３８ｃがストッパ３７に当接することにより規定される。（２）の状態は、シュー面３２ａがクラッチドラム４０と非接触になった後の状態を示しており、遠心クラッチ３０の接続が遮断された状態である。この状態では、急激に回転速度が低下するエンジン１０の回転速度よりも、作業機器の回転等により慣性で回り続けようとするクラッチドラム４０及びカムプレート４５の回転速度の方が速くなる。つまり、クラッチシュー３１の回転は即座に停止し、クラッチドラム４０は慣性によって図中反時計回りに回転し続け、クラッチシュー３１がクラッチドラム４０に対して正回転方向とは反対の逆回転方向（第２の方向）に相対回転する状態となる。この状態になると、ブレーキ爪３８がカムプレート４５の傾斜面４７ｄにより案内されながら爪部４７ａに即座に係合するので、クラッチドラム４０がクラッチシュー３１の回転速度、即ちエンジン回転速度を超えた回転速度で回転することが阻止され、効果的なブレーキ効果を得ることができる。このブレーキ作用を説明するための速度曲線が図７及び図８である。
【００２６】
図７は、高速回転で作業中のエンジンを、アイドル回転速度に低下させる際の、エンジンとクラッチドラムの回転速度の関係を示すグラフである。縦軸がクランク軸１３とクラッチドラム４０の回転速度（ｒｐｍ）を示し、横軸が時間（ｓｅｃ．）を示す。エンジン１０のアイドル回転数は約３０００ｒｐｍであり、遠心クラッチ３０が接続される回転数は約５５００ｒｐｍである。（１）は従来のエンジン作業機の状況を示すもので、時刻ｔ０〜ｔ１においてスロットルレバー１０９を全開状態にして作業を行うが、この際のエンジン回転数は、約１００００ｒｐｍである。時刻ｔ０からｔ１において作業者がスロットルレバー１０９を一杯に引いて作業している際には、エンジン回転数７１とクラッチドラム回転数７２は同期して回転しているため、矢印７１ａ、７２ａのように同速度である。時刻ｔ１で作業者がスロットルレバー１０９をオフにすると、矢印７１ｂ、７２ｂのようにエンジン回転数７１が急激に低下するが、遠心クラッチ３０が接続状態にあるためエンジン回転数７１とクラッチドラム回転数７２は同期して低下する。しかしながら、遠心クラッチ３０の接続回転数（５５００ｒｐｍ）以下となると、クラッチ接続遮断状態となるため、先端工具が接続されたクラッチドラム４０と、クランク軸１３に接続されたクラッチシュー３１側はそれぞれが慣性力に応じて回転して、徐々に回転速度が低下する。エンジン回転数７１は圧縮抵抗等の大きさから矢印７１ｃのように素早く回転速度が低下して、時刻ｔ２にてアイドル回転数、即ち３０００ｒｐｍ程度に落ち着く。一方、クラッチドラム４０は矢印７２ｃ〜７２ｅに至るように徐々に速度が低下し、時刻ｔ４にてエンジン回転数７１と同速となり、時刻ｔ６にて停止する。この速度低下状況は先端工具の種類や慣性力などにより左右されるが、回転刃１０６（図９参照）の場合は回転抵抗が小さいため、エンジン１０の回転低下よりもゆっくり低下する。このように従来のブレーキ機構の内エンジン作業機においては、エンジン１０をアイドリング回転速度に落としても、時刻ｔ２〜ｔ６のように慣性力にて回転刃１０６が回り続ける。
【００２７】
図７（２）（３）は本実施例のエンジン１０の速度低下状況を示す。ここでは、ブレーキ機構の効果を説明するために、（２）ではウズマキバネ５０のバネ力が０の場合（カムプレート４５とクラッチドラム４０を相対回転不能にした場合）を示している。矢印７１ａ、７３ａで示す作業時及び、時刻ｔ１でスロットルをオフにして矢印７１ｂ、７３ｂのようにクラッチ接続回転数まで低下するまでのエンジン回転数７１とクラッチドラム回転数７３は（１）と同じである。本実施例では、遠心クラッチ３０の内部に、自動で作用するブレーキ爪３８を設けたために、クラッチ接続回転速度以下に落ちたクラッチ接続遮断状態において、クラッチドラム４０の回転速度がクラッチシュー３１側の回転速度（＝クランク軸１３の回転速度）を超えることが無い。従って矢印７１ｃ、７３ｃのようにクラッチドラム４０の回転速度がエンジン１０の回転速度に同期して低下する。そして時刻ｔ３にてアイドリング回転速度に到達すると、エンジン回転数７１は一定回転数を保つ。一方、クラッチドラム回転数７３は、慣性力により回り続けるが矢印７３ｅのように一定の割合で速度が低下し、時刻ｔ５にて停止する。ここで、（１）と（２）を比較すると理解できるように、本実施例ではブレーキ爪３８とカムプレート４５を用いたブレーキ機構を設けたので、従来の矢印７３ｃ付近のクラッチドラム４０が慣性力で回り続ける部分を効果的に制動することができるので、従来のクラッチドラム４０の停止タイミングを時刻ｔ６から時刻ｔ５に十分早めることが可能となった。
【００２８】
図７（３）はウズマキバネ５０のバネ力が所定の値を有する場合の状態を説明する。ウズマキバネ５０は、図８（３）にて後述する停止後の逆回転機構を実現するための設けられるバネ手段である。稼働中のエンジン１０のアイドリング回転速度を低下させる際の挙動は、矢印７１ａ、７４ａから、矢印７１ｂ、７４ｂに至る全開回転数から接続回転数（５５００ｒｐｍ）に至るまでの速度カーブは（１）（２）と同じである。これは、この回転範囲ではクラッチシュー３１がクラッチドラム４０と接続された状態にあるからである。遠心クラッチ３０の接続回転数（５５００ｒｐｍ）以下となり、クラッチ接続遮断状態になると、エンジン回転数７１は、矢印７１ｃのように（１）及び（２）と同様に低下し、時刻ｔ３０にてアイドリング回転数に到達する。一方、クラッチドラム回転数７４は、矢印７４ｃのようにわずかにエンジン回転数７１よりも上昇した状態で解消する。これは、この回転数の差をウズマキバネ５０のバネ力に変換されて、エネルギーが蓄積されるからである。その後矢印７４ｄのようにウズマキバネ５０の反動により、エンジン回転数７１とクラッチドラム回転数７４が一致しないわずかな振動状態が生ずるが、時刻ｔ３０以降は矢印７４ｆのようにクラッチドラム回転数７４は所定の比率にて徐々に低下し、時刻ｔ５０にて停止する。ここでは、時刻ｔ３と時刻ｔ３０、及び、時刻ｔ５と時刻ｔ５０はさほど差がないものである。
【００２９】
次に図８を用いて、高速回転している作業中のエンジンを停止させる際の、エンジン回転数８１とクラッチドラム回転数８２〜８４との速度の関係を説明する。縦軸と横軸の関係は図７と同じである。（１）は従来のエンジン作業機の状況を示すもので、時刻ｔ０〜ｔ１においてスロットルレバー１０９を全開状態にして作業を行い、時刻ｔ１において作業者が図示しないエンジン停止スイッチをオンにしてエンジン１０を停止したものとする。すると、矢印８１ｂ〜８１ｃのようにエンジン回転数８１は急低下して、時刻ｔ２０にてエンジン１０の回転が停止する。一方、クラッチドラム回転数８２は、遠心クラッチ３０の接続回転数（５５００ｒｐｍ）までは、矢印８２ａ〜８２ｂのようにエンジン回転数８１と同じ速度にて変動し、それ以降のクラッチ接続遮断状態においては先端工具側の慣性力によって自由回転をして、矢印８２ｃのように低下する。尚、矢印８２ｃは先端工具に外からの負荷が何もかかっていない状態の減速を示している。
【００３０】
図８（２）（３）は本実施例のエンジン１０の速度低下状況を示す。ここでは、ブレーキ機構の効果を説明するために、（２）ではウズマキバネ５０のバネ力が０の場合（カムプレート４５とクラッチドラム４０を相対回転不能にした場合）を示している。矢印８１ａ、８３ａで示す作業時及び、時刻ｔ１で図示しないエンジン停止スイッチをオンにして矢印８１ｂ、８３ａのようにクラッチ接続回転数まで低下するまでのエンジン回転数８１とクラッチドラム回転数８３は（１）と同じである。本実施例では、遠心クラッチ３０の内部に、自動で作用するブレーキ爪３８を設けたために、クラッチ接続回転速度以下に落ち、クラッチ接続遮断状態のなった場合においても、クラッチドラム４０の回転速度がクラッチシュー３１側の回転速度（＝クランク軸１３の回転速度）を超えることが無い。従って矢印８１ｃ、８３ｃのようにクラッチドラム４０の回転速度がエンジン１０の回転速度に同期して低下する。そして時刻ｔ６１にエンジン１０及び先端工具が停止する。本実施例ではブレーキ爪３８とカムプレート４５を用いたブレーキ機構を設けたので、従来は時刻ｔ６０付近で停止していたクラッチドラム４０を、時刻ｔ６１にて素早く止めることが可能となった。
【００３１】
図８（３）はウズマキバネ５０のバネ力が所定の値を有する場合の状態を説明する。矢印８１ａ、８４ａに示す全開回転数、全開回転数から遠心クラッチ３０の接続回転数（５５００ｒｐｍ）に至る矢印８１ｂ、８４ｂの速度領域は（２）と同じである。しかしながらクラッチ接続遮断状態となった後には、ブレーキ爪３８がカムプレート４５と係合し、生ずる回転速度差をウズマキバネ５０に蓄力する。このため、クラッチドラム回転数８４は、（１）の矢印８２ｃのような速度低下とならずに、矢印８４ｃのように低下する。そして、時刻ｔ６２のエンジン回転数８１のゼロ到達に遅れて、時刻ｔ６３にて先端工具が停止するが、その後、蓄力されたウズマキバネ５０のバネ力によって、クラッチシュー３１に対しクラッチドラム４０は矢印８４ｅのように逆方向に回転した後、ウズマキバネ５０により矢印８４ｆのように正逆方向に回転することにより減速して時刻ｔ６４にて停止する。慣性力によっては、わずかな正転方向への回転が再度起こることもある。以上のように、クラッチドラム４０と先端工具の減速エネルギーをウズマキバネ５０に蓄力するようにし、先端工具の停止後に所定の逆回転をおこなうようにしたので、安価にてクラッチドラム４０を所定量だけ逆回転させる逆回転手段を実現できた。
【００３２】
以上、本発明を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、ウズマキバネ５０を用いた蓄力手段が不要の場合は、カムプレート４５をクラッチドラム４０に固定することにより、クラッチ接続回転数未満の場合に、クランク軸１３の回転速度以上でクラッチドラムが回転しないようにするブレーキ機構だけとすることができる。その場合は、ウズマキバネ５０の設置スペースが不要となるので、その分だけクラッチドラム４０の回転軸線Ａ１方向に占めるスペースを削減することができ、ブレーキ機構付きであってもコンパクトな遠心クラッチ３０を実現できる。尚、上述の実施例にかかる遠心クラッチ機構は、駆動対象の作業機器の種類を問わないので、様々な遠心クラッチ付きのエンジン作業機に適用できる。
【符号の説明】
【００３３】
２  上部カバー      ４  ファンカバー      ６  駆動軸      ７  脚部
８  マフラーカバー      ９  スタータカバー      １０  エンジン
１１  シリンダ      １２  ピストン      １３  クランク軸
１４  クランクケース      １６  マフラー      １７  インシュレータ
１８  気化器      ２１  ベアリング      ２２  マグネトロータ
２２ａ  ネジボス      ２３  イグニッションコイル
２４  イグニッションコード      ２５  点火プラグ      ２５ａ  プラグキャップ
２６  エアクリーナカバー      ２７  燃料タンク      ２８  キャップ
２９  リコイルスタータ      ３０  遠心クラッチ      ３１  クラッチシュー
３１ｂ  穴部      ３２  シュー保持部材      ３２ａ  シュー面
３２ｂ  円筒部      ３３ ワッシャ      ３４  ボルト      ３４ａ  ネジ山
３５  クラッチスプリング      ３６  皿バネ      ３７  ストッパ
３８  ブレーキ爪      ３８ａ  爪部      ３８ｂ  貫通穴
３８ｃ  端部      ３９  ねじりコイルバネ      ４０  クラッチドラム
４１  円筒面      ４１ｂ  貫通穴      ４２  閉鎖面
４３  クラッチシャフト      ４３ａ  ネジ穴      ４３ｂ  円筒部
４３ｃ  円筒部      ４５  カムプレート      ４５ａ  貫通孔
４５ｂ  円筒面      ４５ｃ  掛止部      ４６  円環面      ４７ａ  爪部
４７ｂ  突起部      ４７ｃ  窪み部      ４７ｄ  傾斜面      ４８  ボルト
４８ａ  座金      ５０  ウズマキバネ      ５０ａ  フック部
５２  固定具      ７１  エンジン回転数
７２〜７４  クラッチドラム回転数      ８１  エンジン回転数
８２〜８４  クラッチドラム回転数      １０１  エンジン作業機
１０４  ハンドル      １０５  メインパイプ      １０６  回転刃
１０７  飛散防御カバー      １０８  グリップ部      １０９  スロットルレバー
１１０  エンジン      １２０  ワイヤー
Ａ１  （クランク軸の）回転軸線
【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】
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【図８】
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【図９】
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