(57)【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軸に設けられる冷却ファンと、  
前記エンジンのシリンダに混合気を送る気化器と、  
前記気化器によって吸引される空気を浄化するエアフィルタと、  
前記エアフィルタを収容する浄化室を有する携帯型作業機において、  
前記冷却ファンによって生成された冷却風の一部を吐き出す吐出通路と吐出口を設け、  
前記吐出口と隣接された吸入口から外気を吸入して、吸入通路を介して前記浄化室に空気を導くようにし、
前記吸入口の近傍に、上側及び側方において前記吸入口の一部を覆うように延在するカバー部材を設け、前記吐出口の吐出方向が前記カバー部材の外側を向き、前記吐出口の延長上の少なくとも一部が前記吸入口の延長上を交差するように前記吐出口を前記吸入通路に対して傾けて配置したことを特徴とする携帯型作業機。
【請求項２】
前記吐出方向と前記吸入口の吸入方向の交差角は、９０度以上１８０度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機。
【請求項３】
前記吐出口の開口面積を、前記吸入口の開口面積以上に設定したことを特徴とする請求項１又は２に記載の携帯型作業機。  
【請求項４】
前記吐出口及び前記吸入口は、前記冷却ファンと前記浄化室を結ぶ範囲内に設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の携帯型作業機。  
【請求項５】
前記エンジンを収容する本体ハウジングと、前記本体ハウジングに取り付けられるものであって前記冷却ファンを覆う導風カバーを設け、
前記吐出口及び前記吸入口は前記導風カバーに形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の携帯型作業機。  
【請求項６】
前記冷却ファンの周囲に渦巻型冷却風路を設け、前記渦巻型冷却風路において前記冷却ファンの中心からの距離が最小となる位置に、前記吐出通路の取入口を配置したことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の携帯型作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンを動力源とする携帯型作業機に関し、特に浄化室への空気取入口の形状を工夫した携帯型作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
チェンソーなどに代表される携帯型作業機においては、木屑や粉塵などが多い野外環境にて使用されることが多い。そのため、燃焼用の吸入空気中に含まれる木屑や粉塵などを除去するため、エンジンに燃料を供給する気化器にエアフィルタを取り付けるのが普通である。吸気音を低減させるために気化器やエアフィルタを収容するような浄化室が設置される。また、エアフィルタの目詰まりを防止するため、特許文献１のように吸入空気を浄化するための機構を有する構造を設けた携帯型作業機が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−１９０１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１はエンジンチェンソーに関するものであり、吸入空気に含まれる木屑を冷却ファンの吸引力を利用して回収する構造となっているが、冷却ファンの吸引力が浄化室に作用する構造となっているため、浄化室の圧力が低くなり易く、エンジンの吸入空気量が低下し易いので、エンジンの出力をさらに向上させるには工夫が必要であった。携帯型作業機、特にチェンソーやカッタなどは冷却ファン側に把持部を設けることが多く、作業上、冷却ファンが上側となり、駆動軸における他端に設けられた作業用先端工具が重力方向下側となる傾斜姿勢が正立姿勢と同様に使用頻度が高い。特許文献１の技術では、吸入空気を取り出す吸入口が駆動軸と略平行な方向において、ガイドバーと反対側に開口しているため、ガイドバーを下側にする傾斜姿勢となった場合、重力方向上側から落ちてくる木屑が直接吸入口に流入するので、吸入空気に大量の木屑が混入する恐れがあり、携帯型作業機の傾斜姿勢によって吸入空気の浄化の効果が低下してしまう恐れがあった。
【０００５】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、木屑や粉塵などによって浄化室の圧力低下を防止できる携帯型作業機を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、簡単な構成の吸引口によって、木屑や粉塵などが浄化室に流入することを効果的に抑制することができる携帯型作業機を提供することにある。
【０００７】
本発明のさらに他の目的は、携帯型作業機の傾斜姿勢によって吸入効果及び防塵効果が低下することがない携帯型作業機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願において開示される発明のうち代表的なものの特徴を説明すれば次の通りである。
【０００９】
本発明の一つの特徴によれば、エンジンと、エンジンの駆動軸に設けられる冷却ファンと、エンジンのシリンダに混合気を送る気化器と、気化器によって吸引される空気を浄化するエアフィルタと、エアフィルタを収容する浄化室を有する携帯型作業機において、冷却ファンによって生成された冷却風の一部を吐き出す吐出通路と吐出口を設け、吐出口と隣接された吸入口から外気を吸入して、吸入通路を介して浄化室に空気を導くように構成し、吸入口の近傍に、上側及び側方において吸入口の一部を覆うように延在するカバー部材を設け、吐出口の吐出方向がカバー部材の外側を向き、吐出口の延長上の少なくとも一部が吸入口の延長上を交差するように吐出口を吸入通路に対して傾けて配置した。この構成において、吐出口から大気に吐き出される冷却風の少なくとも一部が吸入口の延長上を交差するよう流れるようにした。
【００１０】
本発明の他の特徴によれば、吐出方向と吸入方向の交差角は、９０度以上１８０度未満とすると好ましい。吐出口の開口面積は、吸入口の開口面積と同等、又はそれ以上に設定すると好ましい。吐出口及び吸入口は、冷却ファンと浄化室を結ぶ範囲内に設けられる。
【００１１】
本発明のさらに他の特徴によれば、エンジンを収容する本体ハウジングと、本体ハウジングに取り付けられるものであって冷却ファンを覆う導風カバーを設け、吐出口及び吸入口は導風カバーに形成されるように構成した。冷却ファンの周囲には渦巻型冷却風路が設けられ、渦巻型冷却風路において冷却ファンの中心からの距離が最小となる位置に、吐出通路の取入口を配置した。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、冷却ファンによって生成された冷却風の一部を吐き出す吐出通路と吐出口を設け、吐出口と隣接された吸入口から外気を吸入して、吸入通路を介して浄化室に空気を導くようにしたので、吸入口において、隣接して配置される吐出口から吐き出される風により、周囲の木屑や粉塵などが吸入口に近づくことを抑制することができる。この結果、吸入口より浄化室に吸引される吸入空気に含まれる木屑や粉塵などの混入量を低減し、吸入空気を浄化することができる。さらに、吸入口は大気に開放されているため、エンジンの吸引力以外の要因で浄化室の圧力が低下することがほぼなく、エンジンの吸入空気量を維持し易くなるので、出力を向上させ易くなる。また、吸入口の近傍に、上側及び側方において吸入口の一部を覆うように延在するカバー部材を設け、吐出口の吐出方向がカバー部材の外側を向き、吐出口の延長上の少なくとも一部が吸入口の延長上を交差するように吐出口を吸入通路に対して傾けて配置したので、重力方向上側から落ちてくる木屑を吸入口に近づくことを抑制することができる。この効果は携帯型作業機の姿勢に依存せず、どのような傾斜姿勢においても安定して吸入空気を浄化する効果を得ることができる。
【００１７】
本発明によれば、吐出口及び吸入口は、冷却ファンと浄化室を結ぶ範囲内に設けられるので、吐出通路、吐出口、吸入通路、吸入口を冷却ファン付近にコンパクトに構成することができる。また、冷却ファン側は作業用先端工具が配置される側に対して飛散する木屑や粉塵などの量が少ないため、より木屑や粉塵などの混入量が少ない吸入空気を浄化室に吸入することができる。また、冷却ファンを覆う導風カバーを設け、吐出口及び吸入口は導風カバーに形成されるので、導風カバーの形状を変えることで複雑な形状の吐出口及び吸入口を実現することができる。これにより本発明実施のための製造コストの上昇を最小に押さえることができる。
【００２０】
本発明によれば、渦巻型冷却風路において冷却ファンの中心からの距離が最小となる位置に、吐出通路の取入口を配置したので、エンジンを冷却するための風量の低下を最小限に抑制し、従来とほぼ同等の冷却風量を得ることができる。これは、渦巻型冷却風路において、冷却ファンの中心からの距離が小さい領域は、冷却風路面積が小さく、冷却ファンによって加速された流速成分のほとんどが壁面に衝突することによる圧力上昇に変換される領域であり、冷却風量に対する寄与率が小さいためである。
【００２１】
本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例に係るチェンソー１の側面図である。
【図２】本発明の実施例に係るチェンソー１の上面図であって、一部を断面図（図１のＡ−Ａ断面）で示した図である。
【図３】本発明の実施例に係るチェンソー１の側面図であって、一部を断面図（図２のＢ−Ｂ断面）で示した図である。
【図４】本発明の実施例に係るチェンソーの背面図であって、一部を断面図（図２のＣ−Ｃ断面）で示した図である。
【図５】本発明の実施例に係るチェンソー１の側面図であって、ファンカバー１０を取り外した状態を示した図である。
【図６】図３に示した吐出口６３と吸入口６４付近の部分拡大図である（その１）。
【図７】図３に示した吐出口６３と吸入口６４付近の部分拡大図である（その２）。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２３】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。本実施例においては携帯型作業機の例としてチェンソー１を用いて説明する。本明細書では作業者がチェンソー１を保持した際を基準に、図中に示す方向を前後、上下左右方向と定義して説明する。
【００２４】
図１は本発明の実施例に係るチェンソー１の側面図であり、チェンソー１の正立姿勢における状態を示す。チェンソー１は、２サイクルや４サイクルエンジンなどの小型のエンジンを動力源とし、本体ハウジング４の前方にガイドバー２を突出させ、ガイドバー２の周縁に作業用先端工具であるソーチェーン（図示せず）を装着したものである。チェンソー１を用いてエンジンの回転によってソーチェーンを高速で回転させることにより木や枝などの切断が可能となる。チェンソー１の上方には、メインハンドル３が設けられ、メインハンドル３の前端付近から横及び下方向にフロントハンドル６が延びるように設けられる。
【００２５】
メインハンドル３は、作業者が右手で把持するためのハンドルであり、フロントハンドル６は作業者が左手で把持するためのハンドルである。メインハンドル３の上部付近には、セーフティトリガ７ａが設けられ、前端付近には後述するイグニッションスイッチ７ｂ（図２参照）が設けられる。メインハンドル３の前方側には、作業者の手に、枝や切断物などがあたらないように保護する役割をするハンドガード１２が設けられる。本体ハウジング４の左側部分は、空気を通過させるための複数のスリット１０ａが形成されたファンカバー１０で覆われる。
【００２６】
ファンカバー１０の内側には、エンジンを始動するためのリコイル式のスターター（図示せず）が収容され、ファンカバー１０の上部付近を貫通してスターターを引くためのスターターハンドル１３が取り付けられる。本体ハウジング４の前方側の内部には、図示しない燃料タンクとチェーンオイルタンクが配置され、燃料タンクキャップ１４と、チェーンオイルタンクキャップ１５が設けられる。メインハンドル３の後端部付近であってチェンソー１の本体部は、本体ハウジング４で覆われる。
【００２７】
チェンソー１を用いた伐木作業においては、大量の木屑が発生し、周囲に飛散する。そのため、木屑が空気と共にエンジンの内部に吸引されると動作不良などの不具合の原因となるため、吸入空気に木屑が混入しない構造が必要となる。そこで、本体ハウジング４の後方上部には後述する浄化室が設けられる。浄化室は開口面を有し、その開口面はノブ２８にて固定される浄化室カバー２９で閉鎖される。本体ハウジング４の浄化室を覆う付近には、気化器のアイドリング時の回転数を調整するためのスロットル開度や燃料流量を調整するためのネジを浄化室の外部より工具を用いて調整することができるよう、スロットル調整ネジ用空孔２６、燃料調整用工具挿入孔２５が設けられる。
【００２８】
図２は、本発明の実施例に係るチェンソー１の上面図であって、一部を断面図（図１のＡ−Ａ断面）で示した図である。本体ハウジング４の内部にはエンジンが収容され、駆動軸５４の一端側（左側）に冷却ファン５１が配置され、他端側（右側）にはガイドバー２が配置される。冷却ファン５１は、フライホイールとしての機能を果たすもので、円盤状の部分から複数のフィン軸方向に延びるように一体的に形成される。冷却ファン５１の近傍には、冷却風をエンジンに導くための導風カバー８が設けられ、更に導風カバー８の外側には、高速回転する冷却ファン５１に大きな異物が混入しないよう保護するファンカバー１０に覆われる。
【００２９】
冷却ファン５１の回転によって生成される冷却風の一部は、本体ハウジング４及び導風カバー８によって形成される吐出通路６２によって取り出され、吐出口６３より導風カバー８とファンカバー１０の間の空間に、矢印Ｘのごとく大気に吐き出される。一方、吐出口６３に隣接して後方側に吸入口６４が設けられる。吸入口６４は、吸入通路６５を介して浄化室３０と連通し、矢印Ｙのごとくエンジンの吸気工程によって空気が浄化室３０に吸入される。本実施例では、吐出口６３から矢印Ｘの方向に排出する排出方向と、吸入口６４から矢印Ｙの方向に吸入する吸入方向が、互いに交差するように配置される。
【００３０】
浄化室３０は後方側に開口部が形成された半密閉空間であり、開口部は浄化室カバー２９によって開閉可能なように覆われる。浄化室カバー２９は、ノブ２８（図１参照）にて固定される。浄化室３０の内部にはエンジンに適切な量の燃料を供給するための気化器５６と、気化器５６から延びる接続管５７の端部に取り付けられ、エンジンに微小な木屑等が吸入されるのを抑制するエアフィルタ３１が設けられる。
【００３１】
図３は本発明の実施例に係るチェンソー１の側面図であって、一部を断面図（図２のＢ−Ｂ断面）で示した図である。本体ハウジング４の内部には２サイクルのエンジン５０が収容され、本体ハウジング４の左側には、冷却ファン５１が設けられる。冷却ファン５１は、エンジン５０の駆動軸（クランクシャフト）５４にボルト等によって固定されるものである。冷却ファン５１の周囲は、回転中心からの距離が徐々に大きくなる渦巻型冷却風路６０が設置され、冷却風は矢印６１に示すように渦巻型冷却風路６０に案内され、エンジン５０および点火コイル５５を冷却する。冷却ファン５１の外周側の一部には、点火コイル５５によって点火用の高圧電気を発生させるための永久磁石（図示せず）が設けられる。点火コイル５５で発生された高圧電気は、点火コイル５５から伸びる高圧コードによって図示しない点火プラグに供給される。
【００３２】
冷却ファン５１によって生成される冷却風の大部分は、矢印６１のようにエンジン５０のシリンダ部に導かれ、シリンダ部の外周及びヘッドの周囲を流れた後に本体ハウジング４の外部に排出される。一方、冷却ファン５１によって生成される冷却風の一部は、取入口５９から矢印Ｘの方向に導かれる。取入口５９は、渦巻型冷却風路６０において冷却ファン５１の中心からの距離が最小となる位置付近に配置されており、ここで取り出された冷却風の一部が図２で示した吐出通路６２を介して吐出口６３に導かれる。矢印Ｘの空気流は、図２で説明したように浄化室３０に直接導かれるものではなく、吐出口６３から外部に排出される。
【００３３】
ここで、渦巻型冷却風路６０において、冷却ファン５１の回転軸（駆動軸５４）の中心からの距離が小さい領域は、冷却風路面積が小さく、冷却ファン５１によって加速された流速成分のほとんどが壁面に衝突することによる圧力上昇に変換される領域であり、エンジン５０および点火コイル５５に向かう冷却風量に対する寄与率が小さい。そのため、吐出通路６２の取入口５９を冷却ファン５１の回転中心からの距離が最小となる位置付近に配置することで、エンジン５０および点火コイル５５を冷却するための風量の低下を最小限に抑制し、従来とほぼ同等の冷却風量を得ることができる。
【００３４】
図４は本発明の実施例に係るチェンソーの背面図であって、一部を断面図（図２のＣ−Ｃ断面）で示した図である。吸入口６４から吸入される空気は、図中の矢印Ｙで示すように流れて浄化室３０の内部に導かれる。吸入口６４の近傍付近においては、重力方向上側から吸入口６４を覆うようにファンカバー１０が延在することにより、ファンカバー１０の外部側において重力方向上側から木屑等が吸入口６４に向かって矢印７１の方向に落下する木屑等を確実に抑制することができる。
【００３５】
尚、チェンソー１においては、チェンソー１の左側面（ファンカバー１０）が上になるように９０度右向きに横倒しさせて、ソーチェーンが斜め面又は水平面で回転するようにして切断作業を行うことがある。この際、冷却ファン５１、吸入口６４、フロントハンドル６の垂直部分６ａが本体ハウジング４に対して重力方向上側に位置することになり、本体ハウジング４に対してガイドバー２は重力方向下側に位置することになる。このような作業姿勢は、伐木作業において正立姿勢と同様に使用頻度が高い姿勢である。このような横向き姿勢においても、吸入口６４の上側延長上、すなわち重力方向上側付近はファンカバー１０によって覆われているので、チェンソー１の横倒し操作時に矢印７２に示すように重力方向上側から木屑等が吸入口６４に向かって落下したとしても、ファンカバー１０にて木屑等が吸入口６４に入ることを確実に抑制することができる。
【００３６】
図５は本発明の実施例に係るチェンソー１の側面図であって、本体ハウジング４からファンカバー１０を取り外した状態を示した図である。導風カバー８の側面であって、冷却ファン５１の駆動軸５４と同軸上に円形の開口８ａが設けられる。冷却ファン５１が回転することによって開口８ａから外気が吸引される。冷却ファン５１は、木屑等を発生および飛散させるガイドバー２（エンジン５０の駆動軸５４の右側に配置）とは、エンジン５０および本体ハウジング４を介在して反対側（左側）に位置するので、木屑の飛散量がガイドバー２側と比較して少ない左側にて吸入空気を取り込むことができる。
【００３７】
導風カバー８の側面であって冷却ファン５１と浄化室３０の間の領域には、吐出口６３と吸入口６４が設けられる。図１に示す側面図からわかるように吐出口６３と吸入口６４は、導風カバー８とファンカバー１０の間の空間に開口する。本実施例では、吐出通路６２、吐出口６３、吸入通路６５、吸入口６４を冷却ファン５１が配置される側（左側側面）に配置したことで、各部をコンパクトに構成することができた。
【００３８】
吸入口６４は吐出口６３から排出する空気を直接取り込むのではなく、吐出口６３から斜め後方に吐き出される風が、吸入口６４の延長上（吸入口付近の管路の延長した空間）を交差して流れるように構成した。この状態を説明するのが図６である。図６は、図３に示した吐出口６３と吸入口６４付近の部分拡大図である。本実施例では、吐出口６３の開口面積を吸入口６４の開口面積と同等以上に設定した。また、吐出口６３の突出方向を、吸入口６４の吸入方向と交差する様にし、その交差角度がθとなるように構成した。このように吐出口６３の突出方向を、吸入口６４の吸入方向と交差するように構成したので、木屑が吸入口６４に接近することを効果的に抑制することができる。吐出通路６２と吸入通路６５は、仕切り壁６７によってそれぞれの通路に分断されている。
【００３９】
吐出口６３と吸入口６４は、導風カバー８に形成されており、導風カバー８の内壁に形成された溝部と、本体ハウジング４の外壁側に形成された溝部及び仕切り壁６７を合わせることにより形成される。このように形成することにより、吐出口６３と吸入口６４を設けることによる導風カバー８と本体ハウジング４の製造コストの上昇を低く抑えることが可能となる。本実施例では吐出口６３の開口面積を、吸入口６４の開口面積と同等以上に設定した。このような面積比に設定すれば、吸入口６４近傍の広範囲に渡って吐き出される風を作用させることができるので、木屑が吸入口６４に接近することを抑制する効果をより高めることができる。この状態を示すのが図７である。図７は、空気の流れを説明するために理想的な流れを示したものである。
【００４０】
図７で理解できるように、吐出口６３から吐き出される吐出空気は、仕切り壁６７の傾斜面６７ａによって所定方向に導かれて、流入空気の流路とオーバーラップするように流れる。このオーバーラップの度合いは完全にオーバーラップさせても良いし、一部のみをオーバーラップさせても良い。このように、吐き出される風によって、吸入口の開口付近を覆うように構成することにより、吸入口６４近傍に木屑等が接近することを抑制することができる。この効果はチェンソー１の姿勢によって低下することが少なく、どのような姿勢においても安定して効果を得ることができる。尚、実際には導風カバー８の近くにファンカバー１０が設けられること、乱流などの影響により必ずしも図示のように理想的に空気が流れるわけではない。しかしながら、吐出口６３から吐き出される吐出空気を用いることによって、吸入口６４に木屑等が接近することを効果的に抑制できるものである。
【００４１】
以上説明したように本実施例では、吐出口６３から吐き出される風により、木屑等が吸入口６４に接近することを抑制することができるので、浄化室３０に吸入される空気に木屑が混入することを効果的に抑制することができ、エアフィルタ３１の汚損を大きく抑制することができる。
【００４２】
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、本実施例の携帯型作業機としてチェンソーを用いて説明したが、本発明はチェンソーに限定されず、エンジンの駆動軸の一端に冷却ファンおよび冷却風路を有し、気化器の吸入口にエアフィルタとエアフィルタを収容する浄化室を有する携帯型作業機であれば適用が可能である。
【００４３】
また、本実施例では吐出通路と吸入通路を本体ハウジングおよび導風カバーによって形成したが、それ以外の部品を追加したり、それ以外の部品の形状によって形成しても良い。また、本実施例では吸入口の重力方向上側から吸入口を覆うカバー材としてファンカバー１０を利用したが、それ以外の部品を追加したり、それ以外の部品の形状によって形成しても良い。さらに、本実施例では吸入口から見て冷却ファン側に吐出口を隣接させたが、吸入口から見て冷却ファンから遠い側に隣接配置したり、吸入口の重力方向上側あるいは下側に吐出口を配置しても良い。
【符号の説明】
【００４４】
１  チェンソー      ２  ガイドバー      ３  メインハンドル
４  本体ハウジング      ５  マフラーカバー      ６  フロントハンドル
６ａ  垂直部分      ７ａ  セーフティトリガ      ７ｂ  イグニッションスイッチ
８  導風カバー      ８ａ  （導風カバーの）開口      １０  ファンカバー
１０ａ  スリット      １２  ハンドガード      １３  スターターハンドル
１４  燃料タンクキャップ        １５  チェーンオイルタンクキャップ
２５  燃料調整用工具挿入孔      ２６  スロットル調整ネジ用空孔
２８  ノブ      ２９  浄化室カバー      ３０  浄化室
３１  エアフィルタ      ５０  エンジン      ５１  冷却ファン
５４  （エンジンの）駆動軸      ５５  点火コイル      ５６  気化器
５７  接続管      ５９  取入口      ６０  渦巻型冷却風路
６２  吐出通路      ６３  吐出口      ６４  吸入口
６５  吸入通路      ６７  仕切り壁      ６７ａ  （仕切り壁の）傾斜面
【図１】
0005737609.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005737609.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005737609.tif 000006
【図６】
0005737609.tif 000007
【図７】
0005737609.tif 000008