(57)【要約】      （修正有）【課題】作業者がエンジン作業機を始動させた後に放置していることに気づかなくても、マフラーの温度上昇や触媒の劣化を低減させることができるエンジン駆動式の作業機を提供する。【解決手段】本発明によるエンジン駆動式の作業機１は、制御装置１８とマフラーを有する。制御装置１８は、ファーストアイドル状態において、エンジン２の始動時から、エンジン２が所定の抑制回転数よりも高い回転数で回転することを阻止する回転数抑制モードで作動する。制御装置１８は、回転数抑制モードで作動している期間が所定の期間を経過したら、エンジン２を強制的に停止させる。【選択図】図２
2018204496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯式のエンジン作業機（１）であって、
内燃エンジン（２）と、
前記内燃エンジン（２）によって駆動される作動部（４）と、
前記内燃エンジン（２）と前記作動部（４）との間に配置された遠心クラッチ（６）と、
前記内燃エンジン（２）の回転数を検出して前記回転数を制御する制御装置（１８）と、を有し、
前記内燃エンジン（２）は、スロットルバルブ（１０）を含む気化器（８）を有し、
前記遠心クラッチ（６）は、前記内燃エンジン（２）の回転数が所定のクラッチイン回転数よりも高い回転数であるときに前記内燃エンジン（２）と前記作動部（４）とを連結して、前記内燃エンジン（２）の回転を前記作動部（４）に伝達し、
前記制御装置（１８）は、前記内燃エンジン（２）の気化器（８）のスロットルバルブ（１０）を半開位置にしたまま前記内燃エンジン（２）を運転するファーストアイドル状態において、前記内燃エンジン（２）の始動時から、前記内燃エンジン（２）の失火サイクルを適宜行なわせることによって前記内燃エンジン（２）が所定の抑制回転数よりも高い回転数で回転することを阻止する回転数抑制モードで作動し、
更に、前記内燃エンジン（２）の排気ガスを浄化する触媒（２０ａ）を内蔵したマフラー（２０）を有し、
前記制御装置（１８）は、前記回転数抑制モードで作動している期間が所定の期間を経過したら、前記内燃エンジン（２）を強制的に停止させる、エンジン作業機（１）。
【請求項２】
前記所定の抑制回転数は、クラッチイン回転数である、請求項１に記載のエンジン作業機（１）。
【請求項３】
前記所定の期間は、所定の時間である、請求項１又は２に記載のエンジン作業機（１）。
【請求項４】
前記所定の期間は、前記内燃エンジン（２）の回転が所定の累積回数に達するまでの期間である、請求項１又は２に記載のエンジン作業機（１）。
【請求項５】
前記所定の期間は、前記マフラー（２０）の温度が所定の温度に達するまでの期間である、請求項１又は２に記載のエンジン作業機（１）。
【請求項６】
前記所定の期間は、前記内燃エンジン（２）の失火回数が所定の累積回数に達するまでの期間である、請求項１又は２に記載のエンジン作業機（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン作業機に関し、詳細には、マフラーを備えた携帯式のエンジン作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
チェーンソー、刈払機、ヘッジトリマーなどの、マフラーを備えた携帯式のエンジン作業機が知られている。マフラー内には、内燃エンジンの排気ガスを浄化する触媒が内蔵されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、エンジン作業機は、内燃エンジンと、作動部（例えばチェーンソーの場合、刃のついたチェーン）と、内燃エンジンと作動部の間に配置された遠心クラッチを有している。遠心クラッチは、内燃エンジンの回転数が所定のクラッチイン回転数よりも高いときに、内燃エンジンと作動部とを連結し、それにより、内燃エンジンの回転が、作動部に伝達される。
【０００４】
エンジン作業機の内燃エンジンは、それに設けられた気化器のスロットルバルブが全閉位置にあるとき、クラッチイン回転数よりも低い回転数で安定して回転するように設計されている。この状態は、アイドル状態（通常のアイドル状態）と呼ばれている。
【０００５】
内燃エンジンを、特に暖機が不十分な状態で、始動させるとき、内燃エンジンの始動及び運転を安定化させるために、気化器のスロットルバルブを半開位置にして内燃エンジンに供給する空気量を増大させた状態で、内燃エンジンを始動させ、スロットルバルブを半開位置に維持したままエンジンを運転することが一般的に行われている。この状態は、ファーストアイドル状態と呼ばれている。
【０００６】
内燃エンジンを始動させるとき、作動部が不意に作動することを阻止するために、一般的には、作動部にブレーキをかけておく。ファーストアイドル状態では、スロットルバルブが半開状態にあり、内燃エンジンの回転数がクラッチイン回転数よりも高くなることがあるので、安全のために、特にブレーキを併用した始動が好ましい。ファーストアイドル状態でブレーキを使用しないで始動してしまった場合、始動時に作動部が作動し得る。このような場合においても、より安全性の高い始動操作を可能にするために、始動後の内燃エンジンの回転数を所定の抑制回転数よりも高くなることを阻止する回転数抑制モードで作動可能な制御装置がエンジンに搭載されている。抑制回転数をクラッチイン回転数又はそれよりも低い回転数に設定した場合、遠心クラッチは、内燃エンジンと作動部を連結しないので、例えば、チェーンソーの刃は回転しない。また、抑制回転数をクラッチイン回転数よりも少し高い回転数に設定した場合、例えば、チェーンソーの刃は極めて低速で回転することがあるが、ブレーキによって回転を停止させることができる。
【０００７】
制御装置は、内燃エンジンの始動時から回転数抑制モードで作動する。具体的には、制御装置は、内燃エンジンの回転数を検出し、内燃エンジンの回転数が抑制回転数よりも高くなることが予想されるとき（抑制回転数よりも低い所定の回転数を越えたとき）、内燃エンジンの点火装置を不作動にする失火サイクルを行い、エンジンの回転数を抑制回転数よりも高くなることを阻止する。それに加えて、点火装置の点火時期を遅角させることによって、エンジンの回転数が抑制回転数よりも高くなることを阻止してもよい。
【０００８】
一方、制御装置が回転数抑制モードで作動したままであると、スロットルバルブを全開位置にしても、内燃エンジンの回転数を抑制回転数よりも高くすることが阻止される。その結果、遠心クラッチが連結せず、内燃エンジンの回転が作動部に伝達されなかったり、チェーンの刃が極めて低速でしか回転しなかったりする。したがって、エンジン作業機を作動させるために、回転数抑制モードを適当なタイミングで解除することが必要である（例えば、特許文献２参照）。例えば、エンジン作業機のスロットルレバーを一度全開位置にした後で、スロットルレバーを戻すと、回転数抑制モードが解除され、エンジン作業機はアイドル状態になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１６−１４８３１８号公報
【特許文献２】特開２０１６−０７９８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
エンジン作業機を始動させた後すぐに作業を開始しないで、放置されることがある。例えば、エンジン作業機を始動させた後、しばらくエンジン作業機を持ち歩いたり、エンジン作業機を暖めるために置いたりする場合である。この場合、ファーストアイドル状態及び回転数抑制モードがしばらく維持されることになる。
【００１１】
また、エンジン作業機を始動させた後に放置した状態（以下、「放置状態」という。）と、エンジン作業機のアイドル状態とを、見た目や音によって判別することは難しい。具体的には、回転数抑制モードにおいて抑制回転数がクラッチイン回転数以下に設定されているとき、例えば、チェーンソーの刃は、放置状態において停止している。また、チェーンソーの刃は、アイドル状態においても停止している。更に、放置状態におけるエンジンの回転音は、アイドル状態におけるエンジンの回転音とそれほど変わらない。したがって、チェーンソーが放置状態にあるのかアイドル状態にあるのかを作業者が見た目や音で判別することが難しい。その結果、作業者は、エンジン作業機が放置状態にあることに気づきにくい。また、回転数抑制モードにおいて抑制回転数がクラッチイン回転数よりも少し高い回転数に設定されており且つ放置状態においてブレーキを作動させて、例えば、チェーンソーの刃を停止させているとき、エンジンの回転音は、アイドル状態におけるエンジンの回転音とそれほど変わらない。したがって、チェーンソーが放置状態にあるのかアイドル状態にあるのかを作業者が音で判別することが難しい。その結果、エンジン作業機が放置状態（回転数抑制モードが解除されていない状態）にあることに気づきにくい。
【００１２】
上述したように、回転数抑制モードにおいて失火サイクルが行われると、混合気が燃焼されないので、内燃エンジンの排気ガスに未燃焼ガスが含まれる。また、回転数抑制モードにおいて点火時期が遅角されると、混合気全体が燃焼する前に排気ポートが開くので、内燃エンジンの排気ガスに未燃焼ガスが含まれる。未燃焼ガスは、マフラーの触媒と反応して浄化されるときに熱を発し、触媒の温度を上昇させる。したがって、エンジン作業機が放置状態にあると、マフラーの温度を上昇させたり、触媒の耐久性を低下させたりする場合がある。
【００１３】
そこで、本発明は、作業者がエンジン作業機を始動させた後に放置していることに気づかなくても、マフラーの温度を上昇させたり、触媒の耐久性を低下させたりすることを防止することができる携帯式のエンジン作業機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】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明による携帯式のエンジン作業機は、内燃エンジンと、内燃エンジンによって駆動される作動部と、内燃エンジンと作動部との間に配置された遠心クラッチと、内燃エンジンの回転数を検出して回転数を制御する制御装置と、を有し、内燃エンジンは、スロットルバルブを含む気化器を有し、遠心クラッチは、内燃エンジンの回転数が所定のクラッチイン回転数よりも高い回転数であるときに内燃エンジンと作動部とを連結して、内燃エンジンの回転を作動部に伝達し、制御装置は、内燃エンジンの気化器のスロットルバルブを半開位置にしたまま内燃エンジンを運転するファーストアイドル状態において、内燃エンジンの始動時から、内燃エンジンの失火サイクルを適宜行なわせることによって内燃エンジンが所定の抑制回転数よりも高い回転数で回転することを阻止する回転数抑制モードで作動し、更に、内燃エンジンの排気ガスを浄化する触媒を内蔵したマフラーを有し、制御装置は、回転数抑制モードで作動している期間が所定の期間を経過したら、内燃エンジンを強制的に停止させることを特徴としている。
【００１５】
このように構成されたエンジン作業機では、制御装置は、ファーストアイドル状態において、内燃エンジンの始動時から、内燃エンジンの失火サイクルを適宜行なわせることによって内燃エンジンが所定の抑制回転数よりも高い回転数で回転することを阻止する回転数抑制モードで作動する。そして、制御装置は、回転数抑制モードで作動している期間が所定の期間を経過したら、内燃エンジンを強制的に停止させる。これにより、作業者がエンジン作業機を始動させた後に放置していることに気づかなくても、マフラーの温度を上昇させたり、触媒の耐久性を低下させたりすることを防止することができる。
【００１６】
本発明の実施形態において、好ましくは、所定の抑制回転数は、クラッチイン回転数である。
【００１７】
本発明の実施形態において、所定の期間は、所定の時間であってもよいし、内燃エンジンの回転が所定の累積回数に達するまでの期間であってもよいし、マフラーの温度が所定の温度に達するまでの期間であってもよいし、内燃エンジンの失火回数が所定の累積回数に達するまでの期間であってもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によるエンジン作業機により、ファーストアイドル状態及び回転数抑制モードが比較的長い期間継続することによってマフラーの温度を上昇させたり、触媒の耐久性を低下させたりすることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】チェーンソーの斜視図である。
【図２】チェーンソーの駆動部の断面図である。
【図３】スロットルバルブとチョークバルブの概略図である。
【図４】チェーンソーの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図面を参照して、本発明による携帯式のエンジン作業機であるチェーンソーを説明する。図１に示すように、チェーンソー１は、内燃エンジン２と、内燃エンジン２によって駆動される作動部４である刃付きチェーンと、内燃エンジン２と作動部４との間に配置された遠心クラッチ６（図２参照）を有している。遠心クラッチ６は、内燃エンジン２の回転数が所定のクラッチイン回転数よりも高い回転数のときに内燃エンジン２と刃付きチェーン４とを連結して、内燃エンジン２の回転を刃付きチェーン４に伝達する。また、チェーンソー１は、遠心クラッチ６の出力側を停止させるブレーキ（図示せず）を作動させるブレーキレバー７を有している。チェーンソー１における内燃エンジン２、刃付きチェーン４、遠心クラッチ６、及びその他の構造は、従来のものであり、その詳細な説明を省略する。
【００２１】
図２に示すように、内燃エンジン２は、好ましくは、２サイクルガソリンエンジンであり、図３に示すように、内燃エンジン２に設けられた気化器８は、スロットルバルブ１０と、チョークバルブ１２を有している。スロットルバルブ１０及びチョークバルブ１２は、従来既知のものである。スロットルバルブ１０とチョークバルブ１２は、独立に作動するように構成されていてもよいし、一定の動きを行うように連動していてもよい。本実施形態では、チョークレバー１４（図１参照）を操作したときに、チョークバルブ１２が全開位置から全閉位置になるとともに、スロットルバルブ１０が全閉位置から半開位置になるように構成されている（図３（ａ）参照）。更に、チョークレバー１４を戻したときに、チョークバルブ１２が全閉位置から全開位置になり、スロットルバルブ１０が半開位置のままであるように構成されている（図３（ｂ）参照）。更に、スロットルバルブ１０は、スロットルレバー１６（図１参照）を作動させて戻すことによって、半開位置から全閉位置に戻るように構成されている（図３（ｃ）参照）。
【００２２】
内燃エンジン２はまた、内燃エンジン２の回転数を検出して前記回転数を制御する制御装置１８を有している。本実施形態では、内燃エンジン２のクランクシャフト２ａに取付けられたマグネト（フライホイールと一体）２ｂを検出し（図２参照）、それをプログラム処理することによって、内燃エンジン２の回転数を検出する。回転数は、例えば、内燃エンジン２のクランク軸２ａの１回転に要する時間（クランク軸周期）を検出し、それに基づいて計算する。
【００２３】
エンジン作業機１はまた、マフラー２０を有している。マフラー２０は、ハウジングの形態を有し、内燃エンジン２の排気ガスを浄化する触媒２０ａを内蔵している。具体的には、マフラー２０は、ハウジング内を２つの部屋（図示せず）に仕切る仕切り（図示せず）を有し、触媒２０ａは、仕切りのところに設けられている。かくして、マフラー２０は、排気ガスが一方の部屋に導入され、触媒２０ａを通って、他方の部屋から外部に排気されるように構成されている。
【００２４】
次に、内燃エンジン２の始動方法を説明する。
【００２５】
チョークレバー１４を操作して、チョークバルブ１２を全開位置から全閉位置に移動させるとともに、スロットルバルブ１０を半開位置にする（図３（ａ）参照）。これをファーストアイドル起動と呼び、特に内燃エンジン２が冷えているときの冷態起動に効果的である。次いで、リコイルロープ２０（図１参照）を引いて、内燃エンジン２を始動させる。チョークバルブ１２が全閉位置にあるため、クランクケース２ｃ（図２参照）内が負圧になったときに、燃料が多く供給され、燃焼しやすい状態になる。リコイルロープ２０を何回か引いて、初爆が聞こえたら、内燃エンジン２が燃焼可能な状態になったことが分かる。
【００２６】
次いで、チョークレバー１４を元に戻す。それにより、チョークバルブ１２が全開位置に移動し、スロットルバルブ１０は半開位置に維持される（図３（ｂ）参照）。次いでリコイルロープ２０を引いて、内燃エンジン２を始動させる。スロットルバルブ１０が半開位置にあるので、内燃エンジン２は、ファーストアイドル状態で運転される。
【００２７】
制御装置１８は、内燃エンジン２のスロットルバルブ１０を半開位置にしたまま内燃エンジン２を回転させるファーストアイドル状態において、内燃エンジン２の始動時から、内燃エンジン２がクラッチイン回転数よりも高い回転数で回転することを阻止する回転数抑制モードで作動する。例えば、制御装置１８は、回転数抑制モードにおいて、内燃エンジン２の失火サイクルを適宜行うことによって、内燃エンジン２がクラッチイン回転数よりも高い回転数で回転することを阻止する。具体的には、内燃エンジン２の回転数が、クラッチイン回転数よりも低い所定の回転数（例えば、３２００ｒｐｍ）を越えたとき、点火プラグ２ｄ（図２参照）を作動させない失火サイクルを行い、内燃エンジン２の回転数の上昇を阻止する。ファーストアイドル状態における内燃エンジン２の回転数は約３０００〜４５００ｒｐｍである。
【００２８】
回転抑制モードにおいて失火サイクルを行うと、未燃焼ガスが生じ、それが排気され、マフラーへと供給される。また、点火時期を遅角させると、混合気全体が燃焼する前に排気ポートが開くので、未燃焼ガスが生じ、それが排気され、マフラーへと供給される。未燃焼ガスがマフラー２０に入ると、マフラー２０内の触媒２０ａは、未燃焼ガスと反応して、排気ガスを浄化する。また、反応による熱により、触媒２０ａの温度を上昇させる。その結果、マフラー２０自体の温度が上昇し、触媒２０ａの耐久性が低下するおそれがある。
【００２９】
本発明では、制御装置１８は、回転数抑制モードで作動している期間が所定の期間を経過したら、内燃エンジン２を強制的に停止させる。これにより作業者がエンジン作業機を始動させた後に放置していることに気づかなくても、マフラーの温度を上昇させたり、触媒の耐久性を低下させたりすることを防止することができる。
【００３０】
内燃エンジン２を強制的に停止させるには、制御装置１８により、燃料の供給を停止させたり、点火を停止したりすればよい。
【００３１】
所定の期間は、所定の時間、例えば、１０〜３０秒である。変形例として、所定の期間は、内燃エンジン２の回転が所定の累積回数に達するまでの期間、例えば、５００〜１５００回転であってもよい。また、所定の期間は、マフラー２０の温度が所定の温度、例えば、１５０〜４００℃に達するまでの期間であってもよい。この場合、マフラー２の入口又は出口に温度センサを設けるのがよい。また、所定の期間は、内燃エンジン２の失火回数が所定の累積回数に達するまでの期間、例えば、４００〜１２００回であってもよい。
【００３２】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００３３】
１  チェーンソー（携帯式のエンジン作業機）
２  エンジン
２ｄ  点火装置
４  刃付きチェーン（作動部）
６  遠心クラッチ
８  気化器
１０  スロットルバルブ
１８  制御装置
２０  マフラー
２０ａ  触媒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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