(57)【要約】【課題】手で操作される作業機において、必要な操作要素の数量を低減し、作業機の操作を容易にする。【解決手段】点火装置をオンにしスタート装置を作動させるための共通の操作レバー（１３）が設けられている。操作レバー（１３）は、少なくとも、ストップ位置（０）と作動位置（Ｉ）とスタート位置とへ位置調整可能であり、作動位置（Ｉ）はストップ位置（０）とスタート位置との間にある。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃エンジンと、点火装置と、前記内燃エンジンのためのスタート装置とを備え、該スタート装置が電動機（２２）を含み、該電動機（２２）を駆動するために、切換え装置を介して前記電動機（２２）と接続されているバッテリー（１０）が設けられている手で操縦される作業機において、
前記点火装置をオンにし前記スタート装置を作動させるための共通の操作要素が設けられ、該操作要素が、少なくとも、ストップ位置（０）と作動位置（Ｉ）とスタート位置とへ位置調整可能であり、前記作動位置（Ｉ）が前記ストップ位置（０）と前記スタート位置との間にあることを特徴とする作業機。
【請求項２】
前記スタート装置の作動とともに、燃料調製装置の調整を行うことを特徴とする、請求項１に記載の作業機。
【請求項３】
前記調整のために、気化器内の弁を機械的に調整し、または、噴射弁およびスロットルバルブを電気的に制御することを特徴とする、請求項２に記載の作業機。
【請求項４】
前記操作要素として、シングルレバー軸（１４）で支持される操作レバー（１３）が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の作業機。
【請求項５】
前記操作レバー（１３）が、前記シングルレバー軸（１４）とともに、後部グリップ（４）の横の領域に位置するようにエンジンケース（２）に配置されていることを特徴とする、請求項４に記載の作業機。
【請求項６】
前記操作レバー（１３）が前記ストップ位置（０）と前記作動位置（Ｉ）でそれぞれロック保持されることを特徴とする、請求項４に記載の作業機。
【請求項７】
前記操作レバー（１３）の前記スタート位置でチョークバルブがロック固定され、前記内燃エンジンの作動中にスロットルレバーを操作することによって復帰させることを特徴とする、請求項６に記載の作業機。
【請求項８】
前記操作レバー（１３）が前記スタート位置に関しキーレバーとして構成され、前記作動位置（Ｉ）へ自動的に復帰されることを特徴とする、請求項４に記載の作業機。
【請求項９】
前記操作レバー（１３）の前記ストップ位置（０）で前記点火装置がオフにされ、短絡接点が閉じられていることを特徴とする、請求項４に記載の作業機。
【請求項１０】
前記作動位置（Ｉ）と前記スタート位置において前記点火装置と前記内燃エンジン用のエンジン制御器（１７）とがオンにされていることを特徴とする、請求項４に記載の作業機。
【請求項１１】
前記スタート装置を起動するまで前記操作レバー（１３）が所定の時間前記スタート位置で保持され、前記所定の時間がほぼ０．０５秒ないし３秒であることを特徴とする、請求項８に記載の作業機。
【請求項１２】
前記操作レバー（１３）が、その位置に依存して、制御要素を介して前記気化器（１８）のスロットルバルブまたはチョークバルブに作用することを特徴とする、請求項４に記載の作業機。
【請求項１３】
前記気化器（２８）が噴射弁（３１）を備え、前記操作レバー（１３）により電気機械式アクチュエータ（３０）を介して前記スロットルバルブが制御され、または前記気化器（２８）内の補助空気経路が開放されることを特徴とする、請求項１２に記載の作業機。
【請求項１４】
スロットルレバー（７）のためのロック装置が設けられ、該ロック装置は、補助切換え装置の操作によって該ロック装置の操作が有効になったときだけ前記スタート装置の起動を可能にすることを特徴とする、請求項１に記載の作業機。
【請求項１５】
前記ストップ位置（０）に関し、前記操作レバー（１３）の前記作動位置（Ｉ）への回転角度がほぼ３０゜であり、前記スタート位置への回転角度がほぼ５５゜であることを特徴とする、請求項４に記載の作業機。
【請求項１６】
前記バッテリー（１０）の充填状態を表示するための、必要に応じてオン可能な充電状態表示装置（１２，２７）が設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の作業機。
【請求項１７】
前記充電状態表示装置（１２，２７）が前記操作レバー（１３）を前記スター位置へ操作することによってオンにすることができることを特徴とする、請求項１６に記載の作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の、内燃エンジンを備えた手で操縦される作業機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
手で操縦される作業機の内燃エンジンをスタートさせるため、通常はロープ引張り操作型装置が使用される。さらに、特許文献１では、駆動要素と被駆動要素との間のエネルギー伝達システムに沿ってその中央部に配置されるバッファ／エネルギーアキュムレータ装置を備えたスターターがすでに提案された。バッファ／エネルギーアキュムレータ装置は、駆動要素による駆動プロセスの間に、該駆動プロセスによって供給されるパワーを蓄積することを可能にするために設けられている。この場合、駆動要素は駆動パワー源として用いられる電動機である。
【０００３】
さらに、特許文献２からは、小型単気筒ユニットの内燃エンジンのためのスタート装置が知られている。このスタート装置は、スターターモータとしての電動機と、スタート回転数を低下させるための減速装置と、ハイピッチねじ山を備えた中間軸とを含んでいる。さらにピニオンが設けられ、その内径部は、中間軸のハイピッチねじ山と協働するハイピッチねじ山を有している。また、スタートさせる内燃エンジンのフライホイールが設けられている。フライホイールは外径部にギヤリングを有し、該ギヤリングにはスタート過程時に中間軸のピニオンが噛み合う。ピニオンが噛み合うことで生じる電動機とフライホイールとの間の歯車伝動装置内には、動力伝達経路上に補助的に回転弾性部材が配置されている。この回転弾性部材はスプリングアキュムレータとして構成されている。
【０００４】
このようなスタート装置の操作は、通常、その外部に設けられているスイッチによって行われる。たとえば電気スイッチまたはキーとして構成されるこのような接点を操作する場合、電動機が制御される。気化器内のバルブの調整および点火装置の起動は、たとえば内燃エンジンで作動する手で操縦される作業機で知られているような他の操作要素によって行われる。これは誤操作を生じさせることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１５６２Ａ１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第４２１５５０９Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、冒頭で述べた種類の手で操作される作業機において、必要な操作要素の数量を低減し、作業機の操作を容易にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、請求項１の構成を備えた手で操縦される作業機によって解決される。
【０００８】
操作要素での点火および燃料供給に対する機能とスタート過程に対する機能との組み合わせにより、構成が簡潔になるとともに、必要な部品の数量が低減する。従って製造コストおよび組み立てコストの低減にもなる。さらに、このようにしてこれらの機能は誤操作が阻止されるように互いに同調していることが可能になる。
【０００９】
有利な構成によれば、操作要素として、シングルレバー軸で支持される操作レバーが設けられている。シングルレバー軸を用いたこのような支持は構成的に簡潔であり、そこで保持される操作レバーの操作に支障が生じない。好ましくは、操作レバーは、シングルレバー軸とともに、後部グリップの横の領域に位置するようにエンジンケースに配置されている。これにより、後部グリップを保持している操作者の手を該後部グリップから離すことなく、操作レバーを操作することが可能である。
【００１０】
ストップ位置と操作位置とは比較的長い時間にわたって占められるので、操作レバーがストップ位置と作動位置でそれぞれロック保持されるのが有利である。もちろん、ストップ位置を暫定的に実施してもよく、或いは、暫定的(tastend)ストップ位置とロックストップ位置との組み合わせも可能である。操作レバーのスタート位置でチョークバルブがロック固定され、内燃エンジンの作動中にスロットルレバーを操作することによってチョークバルブを復帰させようにしてよい。操作レバーがスタート位置に関しキーレバーとして構成され、作動位置へ自動的に復帰されるのが合目的である。これにより、操作レバーがスタート装置を起動させるために必要な時間以上にわたってスタート位置に留まらないよう保証されている。これとは択一的に、操作レバーのスタート位置がロック可能に実施されていてよい。操作レバーのストップ位置で点火装置は好ましくはオフにされ、点火装置をブリッジする短絡接点は閉じられている。
【００１１】
作動位置とスタート位置においては、好ましくは点火装置と内燃エンジン用のエンジン制御器とはオンにされている。同様に作動位置とスタート位置で、たとえば弁制御装置を介して実現される燃料供給装置が起動される。スタート過程の望ましくない導入を避けるため、スタート装置を起動するまで操作レバーが所定の時間前記スタート位置で保持され、所定の時間がほぼ０．０５秒ないし３秒であるのが合目的である。これにより、前記所定の時間中に操作レバーがスタート位置で保持される場合にだけスタート過程が導入されるよう保証されている。
【００１２】
操作レバーによって、該操作レバーの位置に依存して、好ましくは同時に気化器のスロットルバルブとチョークバルブとが操作される。この場合、操作レバーは制御要素を介してスロットルバルブまたはチョークバルブに作用する。他の実施態様では、気化器は噴射弁を備え、操作レバーにより電気機械式アクチュエータを介してスロットルバルブが制御され、または気化器内の補助空気経路が開放される。スタート過程に対しては、スロットルバルブが調整され、チョークバルブが閉じられ、または完全に閉じられていないのが合目的である。これにより、内燃エンジンのスタートに対して必要な濃厚な混合気が調達される。
【００１３】
内燃エンジンのスタート直後に該内燃エンジンが比較的高い回転数で運転されるのを避けるため、スロットルレバーのためのロック装置が設けられ、該ロック装置は、補助切換え装置の操作によって該ロック装置の操作が有効になったときだけスタート装置の起動を可能にするのが合目的である。このようなロック装置は機械的または電子機械的に実施してよく、他のロック機構に加えて設けられる。たとえば、スロットルバルブを調整ポジションでロックすることができる。
【００１４】
ストップ位置に関し、操作レバーの作動位置への回転角度がほぼ３０゜であり、スタート位置への回転角度がほぼ５５゜であるように操作レバーをシングルレバー軸によりエンジンケース内に配置するのが合目的であることが明らかになった。バッテリーの容量がスタート過程のために十分であるかどうかを確認するため、バッテリーの充填状態を表示するための、必要に応じてオン可能な充電状態表示装置を設けるのが合目的である。この場合、特別な構成では、充電状態表示装置は操作レバーをスター位置へ操作することによってオンにすることができる。このようにして、スタート過程が導入されるまでに操作レバーをスタート位置に保持しなければならないような時間内で充填状態表示が行われる。充填状態表示装置は、合目的には、受容ケース内へ押し込み可能なバッテリーパックに配置されている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電子スタート装置とシングルレバー軸を備えた操作レバーとを有するパワーチェーンソーを示す図である。
【図２】パワーチェーンソーの、シングルレバー軸を備えた操作レバーの領域の部分拡大図である。
【図３】操作レバーの個々の位置を示す図である。
【図４】電子スタートシステムの作用原理を説明する図である。
【図５】気化器の電気機械式制御の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に図示したパワーチェーンソー１は、エンジンケース２から突出している剣状鋸５と、エンジンケース２に配置されてパワーチェーンソー１を操縦するのに用いる前部グリップ３および後部グリップ４とを備えている。パワーチェーンソー２内には、電動機を含んでいるスタートユニットが設けられている。スタートユニットについては後で詳細に説明する。後部グリップ４は上部グリップ領域６を有し、上部グリップ領域６には、スロットルレバー７とロックレバー８とが支持されている。後部グリップ４はさらに下部グリップ領域９を有し、下部グリップ領域９はバッテリーパック１０のための受容ケースとして構成されている。バッテリーパック１０は、たとえば発光装置２７の形態の充電状態表示装置を備えている。さらに、下部グリップ領域９には、スタート過程を制御するための制御器が設けられている。この制御器については後述する。
【００１７】
後部グリップ４の横にはエンジンケース２に操作レバー１３が配置されている。操作レバー１３は、本実施形態では、シングルレバー軸上で回動可能な操作レバーとして構成されている。もちろん他の構成の操作要素および／または移動可能な操作要素も考えられる。重要なことは、操作レバー１３が３つのポジションを占めることができ、すなわち停止状態のためのポジションと、作動のためのポジションと、スタートのためのポジションとである。内燃エンジンの作動のためのポジションは、内燃エンジンの停止状態のためのポジションとスタートのためのポジションとの間にある。
【００１８】
図２は、操作レバー１３および後部グリップ４の領域におけるパワーチェーンソー１の一部分の拡大図である。この図からわかるように、エンジンケース２内に回動可能に支持されている操作レバー１３は３つのポジション、すなわち「０」、「Ｉ」、「スタート」に位置調整可能である。スタートに対しては、時計方向の回転矢印の符号がある。位置「０」は「オフ／サービス」を意味しており、すなわち点火装置はオフにされている。操作レバー１３は気化器のスロットルバルブおよびチョークバルブと機械的に結合されていてよい。これとは択一的に、電気機械式操作手段も考えられる。重要なことは、「０」位置でスロットルバルブが閉じており、チョークバルブが開いていることである。
【００１９】
位置「Ｉ」は「作動」を意味しており、この場合点火装置はオンにされており、スロットルバルブは操作者の操作に応じて制御され、チョークバルブは開いている。「スタート」を意味する回転矢印をもった位置でスタート過程が導入され、この場合点火装置はオンであり、スロットルバルブは作動状態にあり、チョークバルブは閉じており、またはほぼ閉じた状態にあり、パワーチェーンソーの駆動エンジンに対する始動過程の経過を制御する制御ユニットに電気信号が送られる。安全上の理由から、スロットルレバーのためのロック装置が作動状態にあり、よって始動過程の間にスロットルレバー７の操作が行われないことが保証されている場合にのみ、前記電気信号を制御ユニットに送って、この場合だけ始動過程を続行するようにしてもよい。
【００２０】
図３は操作レバーの位置を図示したものであり、操作レバー１３はシングルレバー軸１４で支持され、その回転軸線のまわりに回転可能である。操作レバー１３はその最上位ポジション「０」にあり、すなわち角度位置０゜のストップ位置にある。角度位置０゜のストップ位置とはロック位置であり、すなわち操作力が操作レバー１３に作用するので操作レバー１３がこの位置でロックされているような位置である。操作レバーはポジション「０」からシングルレバー軸１４の回転軸線のまわりに下方へ回動することができる。この場合、本実施形態では３０゜の角度を回動した後に操作レバー１３’はポジション「Ｉ」で位置「作動」を占める。この位置も同様にロック位置である。ポジション「Ｉ」から操作レバー１３は上方へ回動することができ、その際ポジション「０」が暫定的に制御され(tastend angesteuert)、さらに回動すると、操作レバー１３は最終的にロック位置「０」に留まる。
【００２１】
操作レバーはポジション「Ｉ」から下方へ回動することができ、すなわち回転矢印を記した位置へ回動することができ、これによってエンジンの始動過程を開始することができる。図３では、操作レバー１３”はポジション「０」から５５゜の角度だけ回転した位置を占めている。スタート位置とは暫定的な位置であり、すなわち操作者の操作が操作レバー１３”を止めている間だけ操作レバー１３”はこの位置に留まる。その後操作レバーは復帰ばねの力によって作動位置「Ｉ」（符号１３’で示した）へ戻る。
【００２２】
図４は、図１に図示したパワーチェーンソー１のための電子スタートシステムの作用原理を示している。エンジンケース２の図示部分には、シングルレバー軸に固定されている操作レバー１３があり、操作レバー１３は矢印１５で示すように上方および下方へ移動可能であり、本実施形態によれば前記３つの位置「０」、「Ｉ」、「回転矢印の位置」を占めることができる。すでに図２に関し説明したように、操作レバーの位置に応じて気化器１８のスロットルバルブとチョークバルブが作用を受け、このために、図４には図示していないバーが設けられている。これとは択一的に、操作レバー１３によって生成される信号によって制御される電気機械式位置調整手段を設けてもよい。チョーク操作の電子的な支援が行われない場合に限り、ソフトチョークが設けられる。チョークバルブをバーを介して操作する場合、操作レバー１３を離すと、該操作レバー１３は作動位置へ復帰するので、チョークバルブが再び開く。ポジション「０」で点火装置はオフになっており、すなわち燃料供給・弁制御装置１６とエンジン制御器１７とはオフになっている。弁制御はＭ−Ｔｒｏｎｉｋを介して行うことができる。このような制御においては、スタート条件と作業機状態との間での電子式バランシングが可能である。操作レバー１３のポジション「Ｉ」では点火操作はオンであり、したがって燃料供給・弁制御装置１６もエンジン制御器１７も作動している。
【００２３】
操作レバー１３を下方へ、スタート位置へ押すことによって電子接点が閉じ、よって制御器１９に電気信号が送られて、パワーチェーンソーの駆動エンジン２０のスタートを準備する。制御器１９はバッテリーパック１０に接続されており、好ましくは充電表示装置１２のためのキー２１を備えている。制御器１９は電動機２２を制御するために用いられ、電動機２２のモータ軸にはピニオン２３が取り付けられ、ピニオン２３は平歯車伝動装置２４と噛み合っている。平歯車伝動装置２４は、従動側で、ばねケース２６の壁に固定されている歯車２５と噛み合っている。ばねケース２６内には、図面では見えないコイルばねが配置されている。コイルばねはその半径方向外側端部でもってばねケース２６と固定結合され、その半径方向内側端部でもって駆動エンジン２０のクランク軸と連結されており、より厳密には、コイルばねが弛緩したときにクランク軸を回転させるように連結されている。従ってコイルばねはスプリングアキュムレータの機能を果たす。
【００２４】
駆動エンジン２０をスタートさせるため、上述したように、操作レバー１３をスタート位置へ移動させ、この位置で所定時間保持する。この時間はたとえば０．０５秒と３秒との間である。このようにして、スタートが意図されたことを確認する。従って、操作レバー１３を不意に短時間操作しただけでは、誤って触れたものと認識される。前記所定時間の間に、充電状態表示装置１２を用いてバッテリーパック１０の充電状態を表示させることができる。この表示は制御器１９に設けたキー１９を介して行うこともできる。操作レバー１３をスタートポジションへ操作したときに内燃エンジンが作動していることが検知されると（回転数検知）、スタート過程は開始されない。
【００２５】
操作レバー１３をスタートポジションへ操作するための前記所定時間（たとえば３秒）が終了すると、制御器１９によって電動機２２がバッテリーパック１０に接続される。内燃エンジンが作動すると、操作レバー１３を離し、これによって、復帰ばねが設けられているので操作レバー１３は作動位置（ポジション「Ｉ」）へ戻る。バッテリーパック１０からの電流は電動機２２を駆動し、これによってピニオン２３が回転し、ピニオン２３は減速平歯車装置２４により歯車２５と、コイルばねの半径方向外側端部が固定されているばねケース２６とを回転させる。ばねケース２６のこの回転により、所定の弾性力に達するまでコイルばねが緊張する。コイルばねが緊張している間、該コイルばねの内側端部が固定されている内側軸と、この軸と連結可能な駆動エンジン２０のクランク軸との回転は阻止される。
【００２６】
コイルばねの緊張力が、駆動エンジン２０のクランク軸を回転させて駆動エンジンの始動が可能であるほどに十分になってはじめて、内側軸が解放され、その結果駆動体を介してクランク軸が十分迅速に回転して、燃料供給制御の際に点火列が発生し、この点火列が駆動エンジン２０を始動させる。すでに前述したように、安全処置としてスロットルレバーロック装置を設けることができる。スロットルレバーロック装置はエンジン制御器１７に対する導電線の接触を遮断し、その結果操作レバー１３を押しただけの不慮の始動過程が回避されるよう保証される。補助的なロック機構によってスロットルバルブをスタート位置に固定することができ、その結果駆動エンジンの始動の際に操作者はスロットルレバー７（図１および図２を参照）を操作することができず、よって所定の燃料量を越えることがない。
【００２７】
図５はエンジンケース２内の操作レバー１３を示すもので、操作レバー１３はポジション「Ｉ」にあって、電気接続線３３を介して電気機械式アクチュエータ３０およびエンジン制御器３２と接続されている電気スイッチ２９を閉じている。電気スイッチ２９が閉じていると、電気機械式アクチュエータ３０は気化器２８をスタート位置へもたらし、エンジン制御器３２が作動し、これによって気化器２８内の噴射弁３１も制御される。このような気化器にはチョークバルブは必要ない。図５の装置は、図４に図示した気化器内のバルブを機械的に制御する実施形態に対する択一的な実施形態として設けてよく、他の点ではスタート装置に変更はない。
【００２８】
充電状態を表示するための他の信号（操作レバー１３、または、図４に関してすでに説明したようにキー２１によって補助的に発生可能）により、発光装置２７に光学信号が送られる。発光装置２７は複数個のフィールドを含んでいてよく、図示した実施形態では、１つの中央の円形面と、これに対し放射状に配置される複数個の線条部とを含んでいてよい。なお、充電状態は色で表示することができ、たとえばバッテリーがフルに充電されていることを示す発光色グリーンによる点滅および／または継続光、バッテリーがすぐに空になることを示す発光色オレンジおよび／または長い点滅、バッテリーが空であることを示す発光色赤および／または短いパルスによる点滅で表示することができる。
【００２９】
合目的な構成によれば、暫定的なストップ位置とプッシュロックストップ位置とを組み合わせてよい。さらに、前記ロック装置を用いてスロットルバルブをスタートポジションで固定するのが有利である。充電表示装置としては、カラー光学信号および／または時間的に変化可能な光学信号を放つ発光装置を含むものが提案される。スタート装置が伝動装置とスプリングアキュムレータとを含んでいるのが特に有利である。
【符号の説明】
【００３０】
１          パワーチェーンソー
２          エンジンケース
４          後部グリップ
７          スロットルレバー
１０        バッテリー
１２，２７  充填状態表示装置
１３        操作レバー
１４        シングルレバー軸
１７        エンジン制御器
２２        電動機
２８        気化器
３０        アクチュエータ
３１        噴射弁
０          ストップ位置
Ｉ          作動位置
【図１】
2011127593.tif 000003
【図２】
2011127593.tif 000004
【図３】
2011127593.tif 000005
【図４】
2011127593.tif 000006
【図５】
2011127593.tif 000007