(57)【要約】  携帯型作業装置はエンジン・ハウジング（２００）を含む。内燃機関（２０２）はエンジン・ハウジング（２００）内に配置され、シリンダ（２０４）とクランクシャフトを含む。ファンホイール（２１４）は直接又は間接にこのクランクシャフトによって駆動されて、ファンホイール（２１４）が軸Ａのまわりで回転する。ファン・ハウジング（２１６）がファンホイール（２１４）を囲み、それと協同動作する。燃焼空気導入部（２２４）がファンホイール（２１４）の径方向外側に位置して内燃機関（２０２）に空気を導く。さらに、燃焼空気導入部（２２４）は燃焼空気導入ポート（２２６）と燃焼空気ダクト（２２８）を含む。燃焼空気導入ポート（２２６）には第１のエッジ（２３０）が設けられ、この第１のエッジはファンホイール（２１４）の周縁（２２０）に径方向で隣接する。軸Ａから径方向にシリンダ（２０４）の主方向と平行な方向に伸びる第１のラインＬ１と軸Ａから径方向に第１のエッジ（２３０）と交わるような方向に延びる半径Ｌ２との間の角Ｘは70゜未満、好ましくは66゜未満、さらに好ましくは62゜未満である。
2013513058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯型作業装置であって、
エンジン・ハウジング（２００）と、
エンジン・ハウジング（２００）に配置され、シリンダ（２０４）とクランクシャフトを備える内燃機関（２０２）と、
クランクシャフトによって軸Ａのまわりで回転するように駆動されるファンホイール（２１４）と、
ファンホイール（２１４）を囲み、それと協同動作するファン・ハウジング（２１６）と、
ファンホイール（２１４）の径方向外側に位置し、内燃機関（２０２）に空気を導く燃焼空気導入部（２２４）であって、燃焼空気導入部（２２４）は燃焼空気導入ポート（２２６）と燃焼空気ダクト（２２８）とを含み、燃焼空気導入ポート（２２６）は第１のエッジ（２３０）を備え、第１のエッジ（２３０）がファンホイール（２１４）の周縁（２２０）と径方向で隣接した位置にある燃焼空気導入部（２２４）と、
を備え、
軸Ａから径方向にシリンダ（２０４）の主方向と平行な方向に延びる第１のラインＬ１と軸Ａから径方向に第１のエッジ（２３０）と交わるように延びる半径Ｌ２の間の角Ｘが、７０゜未満、好ましくは６６゜未満、さらに好ましくは６２゜未満、であることを特徴とする携帯型作業装置。
【請求項２】
角Ｘが５８゜未満、好ましくは５４゜未満、さらに好ましくは５０゜未満、であることを特徴とする請求項１に記載の携帯型作業装置。
【請求項３】
角Ｘが４６゜未満、好ましくは４２゜未満、さらに好ましくは３８゜未満、であることを特徴とする請求項２に記載の携帯型作業装置。
【請求項４】
ファンホイール（２１４）の周縁（２２０）の径方向外側ですぐ近くに位置するそらせ板（３０４）が、ファンホイール（２１４）から吹き出される空気の流れを、少なくともその空気がファンホイール（２１４）と共に循環し続けることを妨げるように、ファンホイール（２１４）から遠ざける方向に導くことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の携帯型作業装置。
【請求項５】
燃焼空気導入部（２２４）がそらせ板（３０４）と共に単一ユニットを形成し、ユニットがファン・ハウジング（２１６）における空気の流れを分離し、低い粒子密度の流れを燃焼空気導入ポート（２２６）に導き、高い粒子密度の流れを内燃機関（２０２）の少なくともシリンダ（２０３）を冷却するために用いられるように分離できることを特徴とする請求項４に記載の携帯型作業装置。
【請求項６】
ファン・ハウジング・カバー（３０２）がファン・ハウジング（２１６）の一部を成し、燃焼空気導入部（２２４）の少なくとも一部が該ファン・ハウジング・カバー（３０２）と共に一体ユニットを形成することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の携帯型作業装置。
【請求項７】
内燃機関（２０２）がクランクケースを備え、燃焼空気導入部（２２４）の一部はクランクケース内に形成されることを特徴とする請求項６に記載の携帯型作業装置。
【請求項８】
ファン・ハウジング・カバー（３０２）と燃焼空気導入部（２２４）がプラスチック材料で作られ、燃焼空気導入部（２２４）は少なくとも２つのパーツ（４０２，４０４）を溶接又はのり付けによって接合して形成されることを特徴とする請求項６に記載の携帯型作業装置。
【請求項９】
燃焼空気導入ポート（２２６）に、第１のエッジ（２３０）の下流でファンホイール（２１４）に対して径方向外側に配置された第２のエッジ（２３２）が設けられ、第２のエッジ（２３２）は、ファンホイール（２１４）の径方向外側の周縁（２２０）での第１のエッジ（２３０）と交わる接線として定義される接線Ｔに関してファンホイール（２１４）と同じ側に配置されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の携帯型作業装置。
【請求項１０】
ファンホイール（２１４）はフィン（２１８）を備え、フィン（２１８）の少なくともいくつかはそれぞれ（２１８）ファンホイール（２１４）の周縁（２２０）に外側エッジ（２２２）を有し、第１及び第２のエッジ（２３０，２３２）の少なくとも一方はフィン（２１８）の少なくともひとつの外側エッジ（２２２）に平行な方向から少なくとも５゜、好ましくは少なくとも１０゜、さらに好ましくは少なくとも１５゜外れていることを特徴とする請求項９に記載の携帯型作業装置。
【請求項１１】
内燃機関（２０２）にマフラーが設けられ、マフラー・ハウジング（２１２）の一部分はファン・ハウジング（２１６）の一部を成すことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の携帯型作業装置。
【請求項１２】
遮蔽部（２３４）が燃焼空気導入ポート（２２６）のすぐ近くに配置され、遮蔽部（２３４）は好ましくは軸Ａに対して少なくとも５゜，好ましくは少なくとも１０゜、さらに好ましくは少なくとも１５゜の角距離に延びていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の携帯型作業装置。
【請求項１３】
遮蔽部（２３４）の少なくとも一部分（２３５）が平面からずれていることを特徴とする請求項１２に記載の携帯型作業装置。
【請求項１４】
遮蔽部（２３４）が燃焼空気導入部（２２４）と一体ユニットを形成していることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の携帯型作業装置。
【請求項１５】
携帯型作業装置が横型シリンダ形態のチェインソー（１００）であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の携帯型作業装置。
【請求項１６】
第１のエッジ（２３０）は半径Ｌ２に沿って軸Ａから径方向距離ｄ１に配置され、第１のエッジ（２３０）とファン・ハウジング（２１６）の間の半径Ｌ２に沿った距離ｄ２は少なくとも0.65ｄ１、好ましくは少なくとも0.7ｄ１、さらに好ましくは少なくとも0.75ｄ１、であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の携帯型作業装置。
【請求項１７】
携帯型作業装置であって、
エンジン・ハウジング（２００）と、
エンジン・ハウジング（２００）に配置され、シリンダ（２０４）とクランクシャフトを備える内燃機関（２０２）と、
クランクシャフトによって軸Ａのまわりで回転するように駆動されるファンホイール（２１４）と、
ファンホイール（２１４）を囲み、それと協同動作するファン・ハウジング（２１６）と、
ファンホイール（２１４）の周縁（２２０）の径方向外側すぐ近くに位置し、内燃機関（２０２）に空気を導く燃焼空気導入部（２２４）であって、燃焼空気導入ポート（２２６）と燃焼空気ダクト（２２８）を含む燃焼空気導入部（２２４）と、
ファンホイール（２１４）の周縁（２２０）の径方向外側すぐ近くに位置し、ファンホイール（２１４）から吹き出される空気の流れをファンホイールから遠ざけるように導いて少なくともその空気がファンホイール（２１４）と共に循環し続けることを妨げるそらせ板（３０４）と、
を備え、
燃焼空気導入部（２２４）はそらせ板（３０４）と一体ユニットを形成し、
ユニットは、低い粒子密度の流れが燃焼空気導入部（２２４）に導かれ、高い粒子密度の流れが少なくとも内燃機関（２０２）のシリンダ（２０４）を冷却するために用いられるように、流れを分離することを特徴とする携帯型作業装置。
【請求項１８】
燃焼空気導入ポート（２２６）に第１のエッジ（２３０）が設けられ、第１のエッジ（２３０）はファンホイール（２１４）の周縁（２２０）に径方向に隣接して位置し、軸Ａから径方向にシリンダ（２０４）の主方向に平行な方向に延びる第１のラインＬ１と軸Ａから径方向に第１のエッジ（２３０）と交わるような方向に延びる半径Ｌ２の間の角Ｘが７０゜未満、好ましくは６６゜未満、さらに好ましくは６２゜未満、であることを特徴とする請求項１７に記載の携帯型作業装置。
【請求項１９】
携帯型作業装置であって、
エンジン・ハウジング（２００）と、
エンジン・ハウジング（２００）に配置され、シリンダ（２０４）とクランクシャフトを備える内燃機関（２０２）と、
軸Ａのまわりで回転するように直接又は間接にクランクシャフトによって駆動されるファンホイール（２１４）と、
ファンホイール（２１４）を囲み、それと協同動作するファン・ハウジング（２１６）と、
ファンホイール（２１４）の周縁（２２０）の径方向外側に位置し、内燃機関（２０２）に空気を導く燃焼空気導入部（２２４）であって、燃焼空気導入部（２２４）は燃焼空気導入ポート（２２６）と燃焼空気ダクト（２２８）を含み、燃焼空気導入ポート（２２６）には第１のエッジ（２３０）が設けられ、第１のエッジ（２３０）はファンホイール（２１４）の周縁（２２０）に径方向で隣接し、第１のエッジ（２３０）はファンホイール（２１４）の径方向に延びる半径Ｌ２に沿って軸Ａから径方向距離ｄ１に配置され、半径Ｌ２は軸Ａ及び第１のエッジ（２３０）と交わる燃焼空気導入部（２２４）と、
を備え、
第１のエッジ（２３０）とファン・ハウジング（２１６）の間の半径Ｌ２に沿った距離ｄ２は、少なくとも0.65ｄ１、好ましくは少なくとも0.7ｄ１、さらに好ましくは少なくとも0.75ｄ１であることを特徴とする携帯型作業装置。
【請求項２０】
距離ｄ２が少なくとも0.8ｄ１、好ましくは少なくとも0.85ｄ１、さらに好ましくは少なくとも0.9ｄ１であることを特徴とする請求項１９に記載の携帯型作業装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チェインソー、動力カッター、又は苅込機、など、それだけに限定されないが、内燃機関を動力とする携帯型作業装置に関する。詳しくは、本発明はそのような内燃機関の冷却に関する。また、本発明は、そのような内燃機関のための空気浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を動力とする手持ちの携帯型作業装置は当業者には周知である。このような装置を設計するとき、高い出力対重量比が重要な目標となる。上記の比を高めようとするときの制限因子は冷却性能であり、これを向上させる必要がある。
【０００３】
普通、内燃機関は作業装置のエンジン・ハウジングに収容され内燃機関のクランクシャフトが適当な伝達機構によって作業工具に結合される。さらに、内燃機関は直接又は間接にラジアルファンのファンホイールを駆動し、このラジアルファンが、内燃機関のシリンダの冷却フランジを冷却空気の流れにさらすことによって内燃機関の冷却が行われる。普通、ファンホイールはファンホイールを囲むらせん状のファン・ハウジングと協同動作する。ファンホイールは内燃機関のクランクシャフトに直接又は間接に取り付けられ、好ましくは、ファンホイールはクランクシャフトと同じ速度で回転する。ファンホイールはその中心を通して空気を引き込み、遠心力で空気を径方向外側へ吹き出すように構成される。
【０００４】
好ましくは、燃焼空気導入部はファンホイールと径方向で隣接した位置にあり、燃焼空気を内燃機関に導くのに用いられる。燃焼空気は内燃機関に到達する前に空気フィルタを通過する。ファンホイールと径方向で隣接した燃焼空気導入部の位置によって、空気の流れの中の粒子、例えば塵粒子、に働く遠心力を利用して、浄化された空気の流れが燃焼空気導入部に入るようにすることができる。このような遠心力の利用は、しばしば遠心浄化と呼ばれる。浄化された燃焼空気の流れは空気フィルタの目詰まりの危険を小さくし、使用期間の長さを延ばすことができる。ほこりが多い環境では空気フィルタの目詰まりは特に問題になる。燃焼空気導入部に入らなかった空気の流れは、好ましくは内燃機関の冷却に用いられ、特に内燃機関のシリンダの冷却に用いられる。しかし、上記のような燃焼空気導入部の位置の問題点は、それが冷却空気の流れの道筋にあり、そのために冷却能力が低下することである。
【０００５】
さらに、燃焼空気導入部の下流に、ファンホイールの周縁のすぐ近くにそらせ板（deflector）を設けることができる。そらせ板はファンホイールに対して径方向外側に延びて空気の流れをファンホイールからそらすようにする。これによって空気と粒子がファンホイールと共に循環することが防がれる。空気と粒子がラジアルファン内にとどまると、ファンは望むように空気を引き込むことができなくなるので、冷却能力が低下する。しかし、そらせ板はラジアルファンと作業装置の全体構成をさらに複雑にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の第１の目的は、携帯型作業装置のための効率的な冷却と十分な空気浄化のシステムを提供することである。本発明の別の目的は、単純な設計で部品の数が少ない携帯型作業装置のための効率的な冷却と十分な空気浄化のシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
携帯型作業装置は、エンジン・ハウジングと、そのエンジン・ハウジング内に配置された内燃機関を含む。内燃機関はシリンダとクランクシャフトを含む。ファンホイールが直接又は間接にクランクシャフトによって駆動されて、ファンホイールはある軸Ａのまわりで回転する。さらに、ファン・ハウジングがファンホイールを囲みファンホイールと協同してエンジンに燃焼空気及び／又は冷却空気を供給する。さらに、燃焼空気導入部がファンホイールの径方向外側に位置して空気を内燃機関へ導く。燃焼空気導入部は、燃焼空気導入ポートと燃焼空気ダクトを含む。燃焼空気導入ポートはファンホイールの周縁に径方向で隣接する第１のエッジを備える。
【０００８】
少なくとも第１の目的は、以下のパラグラフ及び請求項１に記載されている携帯型作業装置であって、軸Ａからシリンダの主方向と平行な方向に径方向に延びる第１のラインＬ１と軸Ａから第１のエッジと交わるような方向に延びる第２のラインＬ２との間の角Ｘが、Ｌ１とＬ２を側面図で見たとき、７０゜未満、好ましくは６６゜未満、さらに好ましくは６２゜未満である携帯型作業装置によって達成される。上記の角Ｘの値は、冷却空気の流れの擾乱が従来技術のものよりも小さく、冷却空気の十分な浄化と供給が確保できるようなものである。冷却空気の流れの擾乱が小さくなるということは、冷却能力の改善を意味する。
【０００９】
請求項２と３によれば、角Ｘは５８゜未満であり、好ましくは５４゜未満、さらに好ましくは５０゜未満である。さらに、角Ｘは、４６゜未満であり、好ましくは４２゜未満、さらに好ましくは３８゜未満である。これらの条件はさらに、冷却空気の流れの擾乱がさらに小さいということを意味し、しかもなお燃焼空気の十分な浄化と供給を保証することが判明している。
【００１０】
請求項４によれば、ファンホイールから外へ吹き出される空気の流れをファンホイールから離れるように導くためにファンホイールの径方向外側にファンホイールの周縁のすぐ近くにそらせ板（deflector）が設けられる。そらせ板は少なくとも空気がファンホイールと共に循環し続けることを防ぐ。これによって冷却能力が保たれる。また、そらせ板は冷却空気をそれが最も必要とされるところに、例えばシリンダ又はマフラーの方へ導くように設計することができる。
【００１１】
請求項５によれば、燃焼空気導入部とそらせ板は単一のユニットを形成する。このユニットは空気の流れを分離して、粒子密度が低い流れが燃焼空気導入ポートに導かれ、粒子密度が高い流れを用いてシリンダ及び／又はエンジンの他の部分を冷却することができる。燃焼空気導入部とそらせ板を一体のユニットとして作ることによって、ファン・ハウジングの部品の数が減る。これは製品全体の重量を減らすことができ、よりシンプルな設計が可能であることを意味する。部品の数が減ると製造プロセスが単純になり、組立時間が多分短縮される。また、このやり方では、２つでなく１つのエッジしかファンホイールに隣接して配置されないので、従来のやり方よりも騒音の発生が少なくなる。すなわち、ファンホイールのフィンは、ファンホイールの１回転あたり１回しかエッジを通過しない。従来のやり方では、２つの別々のエッジ、燃焼空気導入部エッジとそらせ板エッジ、が設けられており、ファンホイールのフィンは１回転で２つのエッジを通過することになる。
【００１２】
請求項６によれば、別のファン・ハウジング・カバーがファン・ハウジングの一部を成し、燃焼空気導入部の少なくとも一部がファン・ハウジング・カバーと一体のユニットを形成する。これも部品の数を減らし、製造プロセスを単純化し、組立時間を短縮する。もちろん、これはまた、ラジアルファンの解体も簡単にする。
【００１３】
さらに請求項７によれば、内燃機関はクランクケースを含み、燃焼空気導入部の一部がこのクランクケース内に形成される。請求項８によれば、ファン・ハウジング・カバーと燃焼空気導入部はプラスチック材料で作られ、燃焼空気導入部は少なくとも２つのパーツを溶接又はのり付けによって接合することで形成される。
【００１４】
さらに請求項９と１０によれば、燃焼空気導入ポートはまた、第２のエッジを含み、それは第１のエッジの下流でファンホイールに対して径方向外側に配置される。第２のエッジは、ファンホイールの径方向外側周縁への接線と定義され第１のエッジと交わる接線Ｔに関してファンホイールと同じ側に配置される。このような第２のエッジの位置は、塵粒子やその他の粒子が燃焼空気導入部に入り込むことを防ぎ、しかも燃焼空気導入部における十分な空気圧を保証し、内燃機関に十分な空気を供給できる。さらに、ファンホイールの少なくともいくつかのフィンはそれぞれファンホイールの周縁に外側エッジを有し、第１のエッジと第２のエッジの少なくとも一方は、フィンの少なくともひとつの外側エッジと平行な方向から少なくとも５゜、好ましくは少なくとも１０゜、さらに好ましくは少なくとも１５゜、外れている。このような構成はラジアルファンで発生する騒音をさらに減少させる。
【００１５】
請求項１１によれば、エンジンにはマフラー・ハウジングを含むマフラーが設けられる。マフラー・ハウジングはマフラーを囲み、マフラー・ハウジングの一部はまたファン・ハウジングの一部を成す。これによりマフラーの効率的な冷却が保証され、重量が減少し、設計が単純化され、製造プロセスが単純化され、組立時間が短縮される。
【００１６】
請求項１２によれば、燃焼空気導入ポートのすぐ近くに遮蔽部が設けられる。遮蔽部は軸Ａに対して少なくとも５゜、好ましくは少なくとも１０゜、さらに好ましくは少なくとも１５゜の角距離に延びる。この構成により、遮蔽部は粒子がシリンダから反跳して、又はファン・ハウジング内の他の部分から、例えばマフラーから反跳して燃焼空気導入部に入り込むことが防がれる。これは燃焼空気の浄化を改善する。遮蔽部がないと、既に遠心力で分離され、いろいろな部分との衝突で方向が変えられた粒子が燃焼空気導入部に入り込んで空気フィルタを目詰まりさせる結果になる可能性がある。遮蔽部の利点は少なくとも２０゜、２５゜、又は３０゜という角距離でも明らかである。遮蔽部は好ましくは平坦であるが、構成はもちろんいろいろであってよい。
【００１７】
請求項１３によれば、遮蔽部の少なくとも一部は平面からずれる。これは跳ね返る粒子が燃焼空気導入部に入り込むのを防ぐために非常に有利であることが判明している。また、遮蔽部が空気の流れを導くように形成することもできる。
【００１８】
請求項１４によれば、遮蔽部はまた燃焼空気導入部と一体のユニットを形成する。さらに、請求項１５によれば、携帯型作業装置は横型シリンダ形態のチェインソーである。横型シリンダ形態と組み合わされた一体化されたそらせ板／燃焼空気導入部はシリンダとマフラーの排気ポートの効率的な冷却という点で好適であることが分かった。
【００１９】
請求項１７によれば、携帯型作業装置はエンジン・ハウジングを含み、内燃機関はそのエンジン・ハウジングに配置される。内燃機関はシリンダとクランクシャフトを含む。ファンホイールはクランクシャフトによって駆動されて、軸Ａのまわりでファンホイールは回転する。ファン・ハウジングはファンホイールを囲み、それと協同動作する。燃焼空気導入部はファンホイールの径方向外側でその周縁のすぐ近くにあり、空気を内燃機関に導く。燃焼空気導入部は燃焼空気導入ポートと燃焼空気ダクトを含む。そらせ板はファンホイールの径方向外側に周縁のすぐ近くにあり、このそらせ板が空気の流れとファンホイールから外側へ吹き出された粒子を導き、少なくとも空気と粒子がファンホイールと共に循環し続けることを防ぎ、燃焼空気導入部はそらせ板と一体のユニットを形成し、このユニットが空気の流れを分離して低い粒子密度の流れが燃焼空気導入部に導かれ、高い粒子密度の流れは内燃機関のシリンダを冷却するために用いられるようにすることができる。上記の構成は効率的な冷却と十分な空気浄化システムを可能にするだけでなく、少数のコンポーネントによるシンプルな設計を与える。コンポーネントの数を減らすことは、製品全体の重量を減らすことを意味する。これはもちろん、作業者が運ぶものであり、汎用性が要である手持ちの携帯型作業装置にとってきわめて有利になる。コンポーネントの数が少ないことは製造プロセスが単純になることを意味する。
【００２０】
請求項１９によれば、携帯型作業装置はエンジン・ハウジングを含む。内燃機関はこのエンジン・ハウジングに配置され、内燃機関はシリンダとクランクシャフトを有する。ファンホイールは直接又は間接にクランクシャフトによって駆動されて、軸Ａのまわりでファンホイールは回転する。ファン・ハウジングはファンホイールを囲み、それと協同動作する。燃焼空気導入部はファンホイールの径方向外側でその周縁のすぐ近くにあり、空気を内燃機関に導く。燃焼空気導入部は燃焼空気導入ポートと燃焼空気ダクトを含む。燃焼空気導入ポートは第１のエッジを備え、この第１のエッジはファンホイールの周縁に径方向に隣接して位置し、ファンホイールの径方向に延び軸Ａ及び第１のエッジと交わる半径Ｌ２に沿って軸Ａから径方向距離ｄ１に配置され、半径Ｌ２に沿った第１のエッジとファン・ハウジングとの距離ｄ２は少なくとも0.65ｄ１であり、好ましくは少なくとも0.7ｄ１であり、さらに好ましくは少なくとも0.75ｄ１である。ｄ２に関するこのような条件は、冷却空気の流れが燃焼空気導入部によってあまり乱されないということを意味する。冷却空気の流れの断面積は燃焼空気導入部の存在によってあまり減少しないからである。これは良好な冷却能力を与える。もっと大きなｄ２の値、例えば0.8ｄ１，0.85ｄ１、又は0.9ｄ１という値は冷却能力にさらに有利になるであろう。
【００２１】
本発明のその他の利点は詳細な説明から明らかになるであろう。
好ましい実施形態についての以下の説明で添付図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例に係わるチェインソーを示す図である。
【図２Ａ】本発明のある実施形態に係わるチェインソーのエンジン・ハウジングを示す部分側面図である。
【図２Ｂ】本発明の別の実施形態に係わるチェインソーのエンジン・ハウジングを示す部分側面図である。
【図３】本発明のある実施形態に係わるエンジン・ハウジングを示す側面図である。
【図４】本発明のある実施形態に係わるファン・ハウジング・カバーのいろいろなコンポーネントを示す図である。
【図５】本発明のある実施形態に係わる組み立てられたファン・ハウジング・カバーを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。図面には、本発明のひとつ以上の態様を組み込んだ実施例が示されている。しかし、本発明は多くの異なる形で実施できるものである、ここで示された実施形態に限定されると解してはならない。これらの実施形態は、この開示を十全かつ完全なものにし、当業者に本発明の範囲を十分に伝えるために示される。例えば、本発明のひとつ以上の態様は、他の実施形態でも、他のタイプの装置でも利用できる。図面において、同じ参照数字は同じような要素を指す。
【００２４】
図１は、本発明のある実施例に係わるチェインソー１００を示す。図１に示された実施例はチェインソー１００であるが、本発明は適当な任意のタイプの携帯型作業装置に組み込むことができ、チェインソー１００での利用だけに限定されないことは当業者には理解されるであろう。さらに、本発明は異なるタイプの実施形態で、いろいろなタイプの携帯型作業装置に、例えば刈払い機、回転鋸、吸引・送風機、などに、組み込むことができる。
【００２５】
図１に示されているように、チェインソー１００はボディ１０２と作業エレメント１０４を含む。ボディ１０２は、内燃機関（以下「エンジン」と呼ぶ）を囲むエンジン・ハウジングと伝達アセンブリを含む。本発明の他のいろいろな実施形態では、エンジンは２行程内燃機関又は４行程内燃機関である。さらに、エンジン・ハウジングは本発明の範囲から逸脱することなくモジュラー構造又は一体構造を有する。本発明のある実施形態では、ボディ１０２はさらにサイドカバー１０６を含む。本発明のある実施形態では、サイドカバー１０６はエンジン・ハウジングに取り付けられた別のコンポーネントである。本発明の別の実施形態では、サイドカバー１０６はエンジン・ハウジングと一体で形成される。さらに、サイドカバー１０６は多数の空気取り込み開口１０８を含み、エンジンのいろいろなコンポーネントに周辺空気を取り込むことができる。
【００２６】
さらに、ボディ１０２はまた、トップ・ハンドル１１０とサイド・ハンドル１１２を含む。しかし、他のタイプのハンドル構成、例えばリア・ハンドル構成も可能である。トップ・ハンドル１１０とサイド・ハンドル１１２の少なくとも一方はチェインソー１００の手動操作を助けるためのグリップ部分を含むことができる。さらに、ガード１１４を設けてカッティング作業のさいに速く動く作業工具１０４に対してユーザーを安全に防護することができる。
【００２７】
図１に示されるように、本発明のある実施形態では、作業工具１０４はガイドバー１０６を含む。チェイン（図示せず）はガイドバー１０６の周縁ガイド・スロットに支持され、このガイド・スロットは連続であっても不連続であってもよい。動作時、エンジンが伝達アセンブリによってチェインを駆動する。本発明のいろいろな実施形態で、伝達アセンブリは、例えば、それだけに限定されないが、ひとつ以上の歯車、ひとつ以上の摩擦部材、ひとつ以上のベルト・ドライブ、又はそれらの組合せ、の少なくともひとつを含む。
【００２８】
図２Ａは、本発明のある実施形態に係わるチェインソー１００のエンジン・ハウジング２００を示す部分側面図である。サイドカバー１０６など、チェインソー１００のいろいろなコンポーネントは分かりやすいように図２Ａには示されていない。エンジン・ハウジング２００はエンジン２０２を囲んでいる。さらに、エンジン２０２はシリンダ２０４とクランクケース（図示せず）を含む。しかし、エンジン２０２は本発明の本質から逸脱することなく２つ以上のシリンダを含むことができる。図２Ａに示されるように、エンジン・ハウジング２００内でシリンダ２０４の主方向は実質的に水平方向に向いている（以下、横型シリンダ形態と呼ぶ）。しかし、シリンダ２０４の他のいろいろな向きも本発明の範囲内で可能である。シリンダ２０４はシリンダ・ボア２０６を含み、そのボアの中でピストン２０８が往復する。さらに、燃焼チャンバ２１０内での空気と燃料混合物の燃焼がピストン２０８を駆動する。ピストン２０８は結合ロッド（図示せず）を介してクランクシャフト（図示せず）に結合される。空気と燃料混合物が添加された後、排気ガスがシリンダ２０４を出てエンジン２０２の排気通路を通過する。本発明のある実施形態では、排気通路のまわりにマフラー・ハウジングが設けられ、排気ガスが発生する騒音を実質的に減少させる。
【００２９】
本発明のある実施形態では、ファンホイール２１４がファン・ハウジング２１６の内側に配置される。本発明のある実施形態では、ファンホイール２１４はラジアル・ファンホイールである。ファンホイール２１４は燃焼空気をエンジン２０２に、そして冷却空気をエンジン２０２のいろいろなコンポーネントに、例えば、それだけに限定されないが、シリンダ２０４及びマフラー・ハウジング２１２に、供給するように構成される。ファンホイール２１４は実質的に軸Ａのまわりで回転するように構成される。さらに、ファン・ハウジング２１６は実質的にらせん形で、ファンホイール２１４の動作を助けるようになっている。本発明のある実施形態では、ファン・ハウジング２１６はエンジン・ハウジング２００に取り付けられた別のコンポーネントである。本発明の別の実施形態では、ファン・ハウジング２１６はエンジン・ハウジング２００と一体的に形成される。本発明のある実施形態では、マフラー・ハウジング２１２の少なくともある部分がファン・ハウジング２１６の一部を成す。
【００３０】
本発明のある実施形態では、ファンホイール２１４は直接クランクシャフトに取り付けられ、ファンホイール２１４の回転速度が実質的にクランクシャフトの回転速度と等しくなる。しかし、本発明の他のいろいろな実施形態では、ファンホイール２１４はひとつ以上の中間コンポーネントを介して、例えば、それだけに限定されないが、ひとつ以上の歯車、摩擦ドライブ、ベルト・ドライブ、又はそれらの組合せ、を介して間接的にクランクシャフトによって駆動される。このような場合、ファンホイール２１４の回転速度はクランクシャフトの回転速度と実質的に等しい、又は異なる。本発明のある実施形態では、ファンホイール２１４は多数のフィン２１８を含む。図２Ａに示されるように、フィン２１８は実質的にＳ字形であり、各フィン２１８はファンホイール２１４の径方向外側周縁２２０（以下、“周縁２２０”と呼ぶ）まで延びている。場合によって、すべてのフィンが周縁２２０まで延びているわけではない。少なくともいくつかのフィン２１８はそれぞれファンホイール２１４の周縁２２０に隣接する外側エッジを含む。フィン２１８の他のどんな形状、数、及び構成も本発明の本質から外れることなく可能であることは当業者に明らかであろう。
【００３１】
本発明のある実施形態では、燃焼空気導入部２２４はファンホイール２１４の径方向外側に位置する。燃焼空気導入部２２４は燃焼空気導入ポート２２６と燃焼空気ダクト２２８を含み、燃焼空気をエンジン２０２に供給する。燃焼空気導入部２２４とエンジン２０２の間にはひとつ以上のフィルタ部材及び／又はチャンバ（図示せず）が設けられている。さらに、本発明のある実施形態では、燃焼空気導入部２２４はエンジン２０２のクランクケースに結合されてクランクケースに燃焼空気を供給する。
【００３２】
本発明のある実施形態では、燃焼空気導入ポート２２６は第１のエッジ２３０と第２のエッジ２３２を含む。第１のエッジ２３０はファンホイール２１４の周縁２２０に隣接した位置にある。さらに、第２のエッジ２３２は第１のエッジ２３０の下流に、ファンホイール２１４の周縁２２０に関して径方向外側にある。第１のエッジ２３０と第２のエッジ２３２は平行である又は平行でない。もちろん、燃焼空気導入ポートは別の形であってよい、例えば、それだけに限定されないが、円形又は楕円形であってもよい。好ましくは、第１のエッジ２３４は真直であるが、いろいろな形、例えばカーブした形であってもよい。ギザギザの形であってもよい。上記第１のエッジの位置は、図２Ａのように、軸Ａに直角方向の断面側面図で最もよく示される。
【００３３】
図２Ａに示されるように、第１のラインＬ１は軸Ａから径方向にシリンダ２０４の主方向と実質的に平行な方向に延びる。さらに、半径Ｌ２は軸Ａから径方向に、半径Ｌ２が燃焼空気導入ポート２２６の第１のエッジ２３０と交わるように延びており、この第１のエッジ２３０は図２Ａにおけるように断面側面図で見られる。本発明のある実施形態では、第１のラインＬ１と半径Ｌ２の間の角Ｘは、約７０゜未満、好ましくは約６６゜未満、さらに好ましくは約６２゜未満、である、ここでＸは上記の断面側面図で見たものである。本発明の別の実施形態では、角Ｘは、約５８゜未満、好ましくは約５４゜未満、さらに好ましくは約５０゜未満、である。本発明のさらに別の実施形態では、角Ｘは、約４６゜未満、好ましくは約４２゜未満、さらに好ましくは約３８゜未満、である。このような構成は、冷却空気の流れが燃焼空気導入部によってあまり乱されないようにする。
【００３４】
さらに、図２Ａに示されているように、接線Ｔは、ファンホイール２１４の周縁２２０への接線であって、第１のエッジ２３０と交わる接線と定義される。本発明のある実施形態では、第２のエッジ２３２は、接線Ｔに関してファンホイール２１４と同じ側に配置される。この構成は燃焼空気の浄化という点で非常に有益であることが判明している。さらに、本発明のある実施形態では、第１のエッジ２３０は少なくともひとつのフィン２１８の外側エッジ２２２と平行な方向から角度で少なくとも約５゜、好ましくは少なくとも約１０゜、さらに好ましくは少なくとも約１５゜外れている。これはラジアルファンで発生する騒音の減少につながる。
【００３５】
図２Ｂは、本発明の別の実施形態に係わるエンジン・ハウジング２００を示す部分側面図である。図２Ｂに示されているように、第１のエッジ２３０は軸Ａから径方向距離ｄ１に位置している。径方向距離ｄ１は実質的に半径Ｌ２に沿っている。本発明のある実施形態では、第１のエッジ２３０とファン・ハウジング２１６の間の半径Ｌ２に沿った距離ｄ２は、少なくとも0.65ｄ１、好ましくは少なくとも0.7ｄ１、さらに好ましくは0.75ｄ１である。本発明の別の実施形態では、距離ｄ２は、少なくとも0.8ｄ１、好ましくは少なくとも0.85ｄ１、さらに好ましくは0.9ｄ１である。ｄ２に関するこれらの条件は、冷却空気の流れの断面積が従来のやり方によるものに比べて燃焼空気導入部の位置で大きくなるということを意味する。したがって、冷却空気の流れは燃焼空気導入部によってあまり影響されない。これは冷却能力にとって非常に有益であることが判明している。
【００３６】
さらに、本発明のある実施形態では、図２Ａと２Ｂに示されているように、遮蔽部２３４が燃焼空気導入ポート２２６のすぐ近くに配置される。遮蔽部２３４は好ましくは平坦であるが、必ずしもそうである必要はなく、軸Ａに対して少なくとも約５゜、好ましくは少なくとも約１０゜、さらに好ましくは少なくとも約１５゜、の角距離に延びている。さらに、角距離は少なくとも２０゜、２５゜、又は３０゜であってよい。本発明のある実施形態では、遮蔽部２３４の少なくともひとつの偏向部分２３５（特に図４又は図５を見よ）が平面から偏向している。遮蔽部２３４は少なくとも部分的にシリンダ２０４（又はファン・ハウジングの他の部分、又は他のところ）から反跳した分離した空気の流れの中の粒子が最終的に燃焼空気導入部２２４に入り込むことを防ぐ。燃焼空気導入部２２４をこのような反跳する粒子から守ることは、燃焼空気の浄化を向上させる効率的な方法であることが判明している。本発明のある実施形態では、遮蔽部２３４と燃焼空気導入部２２４は一体のユニットを形成する。もちろん、遮蔽部２３４の多くの異なる形態が可能である。好ましくは、遮蔽部２３４は燃焼空気導入部２２４の上流の空気の流れを部分的に囲む。好ましくは、遮蔽部２３４の少なくとも一部又は主な部分は軸Ａに直交する平面と平行である。
【００３７】
図３は、本発明のある実施形態に係わるエンジン・ハウジング２００を示す側面図である。図３に示されるように、ファン・ハウジング・カバー３０２がファン・ハウジング２１６上に配置されている。本発明のある実施形態では、ファン・ハウジング・カバー３０２はファン・ハウジング２１６の一部を成す。さらに、燃焼空気導入部２２４の少なくとも一部とファン・ハウジング・カバー３０２は一体ユニットを形成する。
【００３８】
そらせ板３０４がファンホイール２１４の周縁２２０の径方向外側にすぐ近くに位置している。そらせ板３０４は、ファンホイール２１４から吹き出された空気の流れと粒子をファンホイールから遠ざける方へ、例えば、それだけに限定されないが、径方向外側へ導くように構成され、それによって少なくとも空気、とそして多分粒子、がファンホイール２１４と共に再循環することを防ぐ。本発明のある実施形態では、そらせ板３０４はファン・ハウジング・カバー３０２の一部であってよい（図４と５を見よ）。
【００３９】
図２Ａ、２Ｂ及び３を参照して、チェインソー１００の動作中、ファンホイール２１４は回転して周辺空気をサイドカバー１０６にある多数の取り込み開口１０８を通して引き込む。しかし、空気はボディ１０２にある他のどの開口を通しても入ることができるということは当業者には明らかであろう。周辺空気は粒状の不純物、例えば、それだけに限定されないが、鋸屑、埃、破片、などを含むことがある。ファンホイール２１４の回転は周辺空気に対して実質的に遠心力による浄化を引き起こす。遠心力により、粒子密度が高い流れは粒子密度が低い流れから分離される。さらに、単一ユニットとしての燃焼空気導入部２２４とそらせ板３０４の構成により、粒子密度が低い流れは燃焼空気として燃焼空気導入ポート２２６に入り、他方、粒子密度が高い流れはシリンダ２０４を冷却するために用いられる。実際、単一ユニットを形成する燃焼空気導入部２２４とそらせ板３０４は非常に有益であることが判明している。すなわち、前述のことから明らかなように、この単一ユニットは少なくとも２つの仕事を行う、すなわち、燃焼空気の流れを冷却空気の流れから分離すること、及び流れをファンホイールから遠ざけるように導くことである。そらせ板も、冷却空気の流れを、例えば、内燃機関のシリンダの方へ（及び／又はエンジンの冷却が必要な他の部分の方へ）導くように設計できる。
【００４０】
本発明のある実施形態では、燃焼空気導入部２２４とそらせ板３０４のこのタイプの配置が横型シリンダ形態に特に適している。
【００４１】
図４は、本発明のある実施形態に係わるファン・ハウジング・カバー３０２のいろいろなコンポーネントを示す。図４に示されるように、ファン・ハウジング・カバー３０２は燃焼空気導入部２２４の第１のパート４０２と第２のパート４０４を含む。本発明のある実施形態では、遮蔽部２３４が第２のパート４０４と一体化している。しかし、本発明の他のいろいろな実施形態では、遮蔽部２３４は燃焼空気導入部２２４の第１のパート４０２と一体化している、又は別のコンポーネントになっている。ファン・ハウジング・カバー３０２は、本発明の範囲内で、他の任意の一体構造又はモジュラー構造を有することができるということは当業者には明らかであろう。さらに、第２のパート４０４はいろいろなプロセスで、例えば、それだけに限定されないが、溶接、ろう付け、のり付け、などによって、第１のパート４０２に取り付けられる。ファン・ハウジング・カバー３０２のこのような形態は、製造プロセスを単純化し、部品の数が少ないコンパクトな構成を生み出す。
【００４２】
図５は、本発明のある実施形態に係わる一体化されたファン・ハウジング・カバー３０２を示す。図５に示されるように、ファン・ハウジング・カバー３０２は燃焼空気導入部２２４と、そらせ板３０４と、遮蔽部２３４を含む。これらのコンポーネントをすべてファン・ハウジング・カバー３０２で一体化すると、製造プロセスが単純化され、多分、組立時間が短縮されるであろう。本発明のある実施形態では、ファン・ハウジング・カバー３０２のひとつ以上のコンポーネントがプラスチックで作られる。しかし、ファン・ハウジング・カバー３０２のひとつ以上のコンポーネントを他の適当な材料で、例えば、それだけに限定されないが、金属、複合材料、などで作ることができるということは当業者には明らかであろう。
【００４３】
本発明の好ましい実施形態と実施例が図面と明細書で開示され、そこでは特定の用語が用いられているが、それらは一般的な説明的な意味でのみ用いられ、制限することを意図しておらず、本発明の範囲は以下の特許請求の範囲で示されている。
【図１】
2013513058.tif 000003
【図２Ａ】
2013513058.tif 000004
【図２Ｂ】
2013513058.tif 000005
【図３】
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【図４】
2013513058.tif 000007
【図５】
2013513058.tif 000008
【国際調査報告】
2013513058.tif 000009
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2013513058.tif 000011
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