(57)【要約】【課題】シリンダブロックを全周に亘って効率良く冷却することができるエンジン及びエンジン作業機を提供する。【解決手段】クランクシャフト１９の一方端に取り付けられた冷却ファン３１によって形成される空気流でシリンダブロック１２を冷却するエンジン１であって、クランクシャフト１９の他方端に回転方向変換機構である遊星歯車機構４０を介して取り付けられ、形成する空気流でシリンダブロック１２を冷却するアシストファン５０を備えている。【選択図】図２
2015098815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトの一方端に取り付けられた冷却ファンによって形成される空気流でシリンダブロックを冷却するエンジンであって、
前記クランクシャフトの他方端に回転方向変換機構を介して取り付けられ、形成する空気流で前記シリンダブロックを冷却するアシストファンを具備することを特徴とするエンジン。
【請求項２】
前記冷却ファン及び前記アシストファンは、遠心ファンであることを特徴とする請求項１記載のエンジン。
【請求項３】
前記冷却ファンによって形成される空気流は、主に前記冷却ファンが設けられている前記シリンダブロックの一方面側から一側面側に至る空気流となり、前記シリンダブロックの一方面側及び一側面側を冷却すると共に、
前記アシストファンによって形成される空気流は、主に前記アシストファンが設けられている前記シリンダブロックの他方面側から他側面側に至る空気流となり、前記シリンダブロックの他方面側及び他側面側を冷却することを特徴とする請求項１又は２記載のエンジン。
【請求項４】
前記冷却ファンによって形成される空気流が冷却する前記シリンダブロックの一側面側には、マフラーが設けられていると共に、
前記アシストファンによって形成される空気流が冷却する前記シリンダブロックの他側面側には、気化器が設けられていることを特徴とする請求項３記載のエンジン。
【請求項５】
前記回転方向変換機構は、前記クランクシャフトの回転を減速する遊星歯車機構であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のエンジン。
【請求項６】
前記クランクシャフトの他方端には、前記遊星歯車機構を介してリコイルスタータが取り付けられていることを特徴とする請求項５記載のエンジン。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のエンジンを備える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、空冷式のエンジン及びそのエンジンを備えた刈払い機、チェンソーおよびブロア等のエンジン作業機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空冷式のエンジンは、一般的に、クランク軸の一端に取り付けた冷却ファンによって形成される空気流をシリンダブロックに導くことで、シリンダブロックの冷却を行っている。（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−７４８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術では、冷却ファンによって形成される空気流は、冷却ファンが取り付けられているシリンダブロックの一方面側から両側面側に、そして両側面側から冷却ファンが取り付けられていない他方面側に供給されることなるため、下流に位置する面（特に、冷却ファンが取り付けられていない他方面側）の冷却効率が低下してしまい、シリンダブロックを全周に亘って効率良く冷却することができないという問題点があった。
【０００５】
本発明は以上のような状況に鑑みなされたものであって、上記課題を解決し、シリンダブロックを全周に亘って効率良く冷却することができるエンジン及びエンジン作業機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のエンジンは、クランクシャフトの一方端に取り付けられた冷却ファンによって形成される空気流でシリンダブロックを冷却するエンジンであって、前記クランクシャフトの他方端に回転方向変換機構を介して取り付けられ、形成する空気流で前記シリンダブロックを冷却するアシストファンを具備することを特徴とする。
さらに、本発明のエンジンにおいて、前記冷却ファン及び前記アシストファンは、遠心ファンであっても良い。
さらに、本発明のエンジンにおいて、前記冷却ファンによって形成される空気流は、主に前記冷却ファンが設けられている前記シリンダブロックの一方面側から一側面側に至る空気流となり、前記シリンダブロックの一方面側及び一側面側を冷却すると共に、前記アシストファンによって形成される空気流は、主に前記アシストファンが設けられている前記シリンダブロックの他方面側から他側面側に至る空気流となり、前記シリンダブロックの他方面側及び他側面側を冷却しても良い。
さらに、本発明のエンジンにおいて、前記冷却ファンによって形成される空気流が冷却する前記シリンダブロックの一側面側には、マフラーが設けられていると共に、前記アシストファンによって形成される空気流が冷却する前記シリンダブロックの他側面側には、気化器が設けられていても良い。
さらに、本発明のエンジンにおいて、前記回転方向変換機構は、前記クランクシャフトの回転を減速する遊星歯車機構であっても良い。
さらに、本発明のエンジンにおいて、前記クランクシャフトの他方端には、前記遊星歯車機構を介してリコイルスタータが取り付けられていても良い。
また、本発明のエンジン作業機は、上述のエンジンを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、クランクシャフトの他方端に回転方向変換機構を介して取り付けられたアシストファンによって形成される空気流で、アシストファンが取り付けられている他方面側からもシリンダブロックを冷却することができるため、シリンダブロックを全周に亘って効率良く冷却することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係るエンジンの実施の形態を搭載したエンジン作業機を示す図である。
【図２】図１に示すエンジンの断面図である。
【図３】図１に示すエンジンを後端側から見た図である。
【図４】図１に示す冷却ファン及びアシストファンによって形成される空気流を説明するための説明図である。
【図５】図２に示す遊星歯車機構の構成を示す図である。
【図６】本発明に係るエンジンの実施の形態を搭載したコンプレッサを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
図１は、本実施の形態のエンジン１を搭載したエンジン作業機２を示す。エンジン作業機２は、エンジン１から操作棹３に内蔵された動力伝達手段であるドライブシャフト３ａを介して回転動力を前端の図示しない先端工具（回転刃、チェーンソー、カットソー等）に伝達し、先端工具を駆動させる。
【００１０】
操作棹３はアルミニウム等からなる長尺状のパイプであり、作業者がエンジン作業機２を保持して作業を行うための操作ハンドル４と、燃料供給機構を操作するスロットルワイヤに係止されたスロットルレバー５とが取り付けられている。
【００１１】
操作桿３の後端には、エンジン１が取り付けられている。エンジン１は、空冷式のエンジンであり、図２に示すように、シリンダヘッド１１がシリンダブロック１２の上部に一体に形成され、シリンダブロック１２の下部にはクランクケース１３が取り付けられている。
【００１２】
シリンダブロック１２の周囲にはエンジン１を冷却するための冷却フィン１４が形成され、シリンダブロック１２のシリンダ（シリンダボア）１５内では、図２中で上死点に位置しているピストン１６がシリンダ軸線の方向（図２中の上下方向）に上下動する。ピストン１６はピストンピン１７、コンロッド１８を介してクランクケース１３のクランク室１３ａに回転可能に支持されたクランクシャフト１９に接続されている。
【００１３】
クランクシャフト１９の前端部には、回転側面に磁石が取り付けられたマグネトロータ２０がクランクシャフト１９と一体的に回転可能に連結されている。そして、マグネトロータ２０には、クラッチ機構２１が接続され、クラッチ機構２１はエンジン１の回転動力を出力軸２２に伝達する。出力軸２２は、操作棹３に内蔵されたドライブシャフト３ａに接続されており、操作棹３の前端に取り付けられた先端工具を駆動する。
【００１４】
図３を参照すると、エンジン１の左側、すなわちクランクシャフト１９の軸方向の前方に向かって左側には、気化器２３が取り付けられている。ガソリン等の液体燃料を貯蔵する燃料タンク２４は、スタンド２５に支持され、気化器２３の下側からエンジン１の下側に延出するように配置されている。燃料タンク２４に貯蔵された液体燃料は、ピストン１６の上昇により燃料タンク２４から気化器２３へと供給され、気化器２３内で空気と液体燃料とが混合され、シリンダ１５内へ混合気として供給される。
【００１５】
図２を参照すると、シリンダブロック１２の前方側には、イグニッションコイル２６が取り付けられており、イグニッションコイル２６の固定子が所定の間隔を持ってマグネトロータ２０に対置されている。イグニッションコイル２６は、プラグコード２７を通じて点火プラグ２８に結線されている。マグネトロータ２０及びイグニッションコイル２６によって発電された高圧電流は、プラグコード２７を通じて点火プラグ２８に通電され、点火プラグ２８の点火によってシリンダ１５内に供給された混合気が燃焼される。これにより、ピストン１６が押し下げられ、ピストンピン１７、コンロッド１８、クランクシャフト１９を介して出力軸２２に回転動力が伝達され、先端工具が駆動される。
【００１６】
図３に示すように、エンジン１の右側、すなわちクランクシャフト１９の軸方向の前方に向かって右側には、マフラー２９が接続されており、マフラー２９を介して排気ガス（排気）が外部へ排出される。なお、符号３０は、マフラー２９を収納するマフラカバーである。
【００１７】
また、マグネトロータ２０には、エンジン１を冷却するための冷却ファン３１が一体に形成されている。冷却ファン３１は、遠心ファンである。冷却ファン３１の半径方向外側には、図４に示すように、冷却ファン３１により生じる空気流を整流し、シリンダブロック１２の前方側に導くボリュート部３２が設けられている。なお、図４は、エンジン１を上方側から見た図である。本実施の形態において、クランクシャフト１９（冷却ファン３１）は、前方に向かって時計回りに回転される。従って、冷却ファン３１によって前方側から取り入れられた空気は、ボリュート部３２によって冷却ファン３１の左側、すなわちクランクシャフト１９の軸方向の前方に向かって左側を通って上方に導かれ、図４に示す矢印Ａのように、冷却ファン３１が設けられているシリンダブロック１２の前方側からマフラー２９が設けられているシリンダブロック１２の右側に至る空気流となり、シリンダブロック１２の前方側及び右側を冷却する。
【００１８】
クランクシャフト１９の後端部には、遊星歯車機構４０を介して、エンジン１を冷却するためのアシストファン５０と、エンジン１を始動するためのリコイルスタータ６０とが取り付けられている。
【００１９】
遊星歯車機構４０は、図５に示すように、クランクシャフト１９の後端側に連結された内歯車４１と、ボールベアリングによって回転自在に支持されたシャフト４２に形成されている太陽歯車４３と、内歯車４１と太陽歯車４３とに噛合する２つの遊星歯車４４とで構成されている。なお、図５において、（ａ）は遊星歯車機構４０の分解斜視図であり、（ｂ）は遊星歯車機構４０の斜視図である。そして、シャフト４２は、アシストファン５０の中心孔５１に圧入されていると共に、遊星歯車４４は、アシストファン５０の圧入されたカムフォロア４５のスタッド４６に取り付けられている。従って、アシストファン５０は、図５（ｂ）に矢印Ｃで示すクランクシャフト１９（冷却ファン３１）に連結された内歯車４１の回転方向とは反対方向の、矢印Ｄで示す前方に向かって反時計回りに回転される。
【００２０】
アシストファン５０は、遠心ファンである。アシストファン５０の半径方向外側には、図４に示すように、アシストファン５０により生じる空気流を整流し、シリンダブロック１２の後方側に導くボリュート部５２が設けられている。アシストファン５０によって後方側から取り入れられた空気は、ボリュート部５２によってアシストファン５０の右側、すなわちクランクシャフト１９の軸方向の前方に向かって右側を通って上方に導かれ、図４に示す矢印Ｂのように、アシストファン５０が設けられているシリンダブロック１２の後方側から気化器２３が設けられているシリンダブロック１２の左側に至る空気流となり、シリンダブロック１２の後方側及び左側を冷却する。これにより、シリンダブロック１２の筒温の、特にリコイルスタータ６０が設けられている後方側の温度上昇を低減させることができる。なお、アシストファン５０はマグネトロータ２０と独立しており、点火プラグ２８への通電タイミングに影響を与えることないことから、回転側面に複数の磁石を取り付けて発電を行うことが可能であり、始動時など比較的回転数が低い状態においても電磁バルブ等の所望の付加装置を駆動させるために必要な電力を生成することが可能となる。
【００２１】
リコイルスタータ６０は、シャフト４２に取り付けられ、リコイルスタータ６０とクランクシャフト１９の間に遊星歯車機構４０が設置された構成になっている。従って、リコイルスタータ６０からクランクシャフト１９に伝達する回転トルクは、遊星歯車機構４０のギア比の緒元を変更することで容易に高くすることができるため、各排気量に合った形で、リコイルスタータ６０の引き荷重を低減することが可能になる。これにより、エンジン１の始動性を大幅に改善することができる。
【００２２】
以上、説明したように、本実施の形態は、クランクシャフト１９の一方端に取り付けられた冷却ファン３１によって形成される空気流でシリンダブロック１２を冷却するエンジン１であって、クランクシャフト１９の他方端に回転方向変換機構である遊星歯車機構４０を介して取り付けられ、形成する空気流でシリンダブロック１２を冷却するアシストファン５０を備えている。
この構成により、アシストファン５０が取り付けられている他方面側からもシリンダブロック１２を冷却することができるため、シリンダブロック１２を全周に亘って効率良く冷却することができる。
【００２３】
さらに、本実施の形態によれば、冷却ファン３１及びアシストファン５０は、遠心ファンであり、冷却ファン３１によって形成される空気流は、冷却ファン３１が設けられているシリンダブロック１２の一方面側から一側面側に至る空気流となり、シリンダブロック１２の一方面側及び一側面側を冷却すると共に、アシストファン５０によって形成される空気流は、アシストファン５０が設けられているシリンダブロック１２の他方面側から他側面側に至る空気流となり、シリンダブロック１２の他方面側及び他側面側を冷却するように構成されている。
この構成により、アシストファン１９によって形成される空気流を、冷却ファン３１によって形成される空気流とぶつかることなくシリンダブロック１２に導くことができる。
【００２４】
さらに、本実施の形態によれば、回転方向変換機構は、クランクシャフト１９の回転を減速する遊星歯車機構４０であり、冷却ファン３１によって形成される空気流が冷却するシリンダブロック１２の一側面側には、マフラー２９が設けられていると共に、アシストファン５０によって形成される空気流が冷却するシリンダブロック１２の他側面側には、気化器２３が設けられている。
この構成により、発熱量が多いマフラー２９が設けられているシリンダブロック１２の一側面側に強い空気流を供給して冷却効率を高めることができ、シリンダブロック１２を全周に亘って効率良く冷却することができる。
なお、マフラー２９の冷却を特に重点的に行いたい場合には、アシストファン１９と冷却ファン３１による空気流をともにマフラー２９側に向かうよう構成してもよい。
【００２５】
さらに、本実施の形態によれば、前記クランクシャフトの他方端には、遊星歯車機構４０を介してリコイルスタータ６０が取り付けられている。
この構成により、リコイルスタータ６０からクランクシャフト１９に伝達する回転トルクを、遊星歯車機構４０のギア比の緒元を変更することで容易に高くすることができ、リコイルスタータ６０の引き荷重を低減することが可能になる。
【００２６】
以上、本発明を本実施の形態をもとに説明した。本実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせ等にいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
例えば、本実施の形態では、操作棹３を有する刈払機等のエンジン作業機２にエンジン１を搭載した例について説明したが、本発明に係るエンジン１は、チェンソー、ブロワ等のエンジン作業機に搭載されていてもよい。
さらに、本発明に係るエンジン１は、携帯型のエンジン作業機２に限ることなく、図６に示すコンプレッサ７０のように、据え置き型のエンジン作業機２に搭載されていても良い。コンプレッサ７０においても、エンジン１をクランク軸の軸方向に挟んで冷却ファン３１とアシストファン５０が設けられることで、エンジン１において冷却ファン３１側からみて裏側にあたる図面右側面の温度上昇を効率的に低減させることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１  エンジン
２  エンジン作業機
３  操作棹
３ａ  ドライブシャフト
４  操作ハンドル
５  スロットルレバー
１１  シリンダヘッド
１２  シリンダブロック
１３  クランクケース
１３ａ  クランク室
１４  冷却フィン
１５  シリンダ
１６  ピストン
１７  ピストンピン
１８  コンロッド
１９  クランクシャフト
２０  マグネトロータ
２１  クラッチ機構
２２  出力軸
２３  気化器
２４  燃料タンク
２５  スタンド
２６  イグニッションコイル
２７  プラグコード
２８  点火プラグ
２９  マフラー
３０  マフラカバー
３１  冷却ファン
３２  ボリュート部
４０  遊星歯車機構
４１  内歯車
４２  シャフト
４３  太陽歯車
４４  遊星歯車
４５  カムフォロア
４６  スタッド
５０  アシストファン
５１  中心孔
５２  ボリュート部
６０  リコイルスタータ
７０  コンプレッサ
【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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