(57)【要約】【課題】熱変形や溶解の虞を解消することができるケーシングを備えた小型エンジンを提供する。【解決手段】クランクケース（１Ａ）に軸支され、一端に冷却ファン（２）を備えたクランク軸（Ａ４）と、前記クランクケース（１Ａ）に固定されて前記冷却ファン（２）を収容している合成樹脂製のファンケーシング（１Ｂ）とを備え、前記ファンケーシング（１Ｂ）に軸支された被動軸（３）と前記クランク軸（Ａ４）とを遠心クラッチ（６）を介して伝動可能に設けると共に、前記ファンケーシング（１Ｂ）内部に前記被動軸（３）を回転自在に支持するベアリング（４）を配置し、該ベアリング（４）の外周にはスリーブ（５）を装填して該ベアリング（４）を嵌合支持させ、該スリーブ（４）の一部（５Ａ）を前記冷却ファン（２）側に突出させて構成したことを特徴とする。【選択図】    図１
2004208543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクケース（１Ａ）に軸支され、一端に冷却ファン（２）を備えたクランク軸（Ａ４）と、
前記クランクケース（１Ａ）に固定されて前記冷却ファン（２）を収容している合成樹脂製のファンケーシング（１Ｂ）とを備え、
前記ファンケーシング（１Ｂ）に軸支された被動軸（３）と前記クランク軸（Ａ４）とを遠心シンクラッチ（６）を介して伝動可能に設けると共に、前記ファンケーシング（１Ｂ）内部に前記被動軸（３）を回転自在に支持するベアリング（４）を配置し、該ベアリング（４）の外周にはスリーブ（５）を装填して該ベアリング（４）を嵌合支持させ、該スリーブ（５）の一部（５Ａ）を前記冷却ファン（２）側に突出させて構成したことを特徴とする小型エンジン。
【請求項２】
請求項１記載の小型エンジンにおいて、
前記スリーブ（５）における冷却ファン（２）側に突出する部分が突起で形成され、該突起は、前記ベアリングの周方向で複数のフィン（５Ａ）により構成されていることを特徴とする小型エンジン。
【請求項３】
請求項１または２記載の小型エンジンにおいて、
前記冷却ファン（２）側に突出する前記スリーブ（５）のフィン（５Ａ）は該スリーブ（５）と一体成形若しくは植設されて複数設けられていることを特徴とする小型エンジン。
【請求項４】
請求項３記載の小型エンジンにおいて、
前記フィン（５Ａ）は、前記ベアリング（４）の径方向に延出させて、あるいは径方向に対して傾斜させて延出させて配置されていることを特徴とする小型エンジン。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちの一つに記載の小型エンジンにおいて、  上記スリーブ（５）は熱良導体で構成されていることを特徴とする小型エンジン。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちの一つに記載の小型エンジン（１）を用いることを特徴とする刈払機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型エンジンおよび刈払機に関し、さらに詳しくは、可搬型の空冷エンジンにおけるクラッチケーシングの冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
可搬型の小型エンジンが適用される機種の一つに刈払機がある。
刈払機は、先端に回転刃を備えた操作桿内に回転軸を挿通し、その軸端の一方には回転刃が連動可能に設けられ、軸端の他方は小型エンジンのクランク軸に対して遠心クラッチを介して連動できるようになっている。
遠心クラッチは、クラッチケーシング内に納められ、クラッチケーシングは、操作桿内に位置する回転軸が刈払い時に左右に振られたりするための負荷に耐えるように比較的剛性の高いアルミニュウム製等が用いられていた。
【０００３】
近年、軽量化と製造コスト低減のためにクラッチケーシングを合成樹脂により製造することが行われてきており、このため、回転軸と連結される遠心クラッチは、その支軸をクラッチケーシング内に装備されている軸受け内を挿通されて支持されるようになっている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
実公平１−３２５０８号公報（第１頁左欄最終行乃至右欄第１６行）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、クラッチケーシングに装備されている軸受けは回転軸の高速回転時に発熱し、周辺部の温度を高めることがあり、軸受けの外輪を支持しているクラッチケーシングの温度上昇を招きやすくなる。このため、クラッチケーシングの熱変形や溶解が生じて軸受けの支持が困難となるという不具合がある。特にクラッチケーシングは温度上昇を見込んで耐熱性樹脂が用いられるが、これによって放熱性が悪化し、却って温度上昇による不具合を生じやすくなるのが現状である。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来の小型エンジン、特に熱に弱い材質のケーシングにおける問題に鑑み、熱変形や溶解の虞を解消することができるケーシングを備えた小型エンジンを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、クランクケース（１Ａ）に軸支され、一端に冷却ファン（２）を備えたクランク軸（Ａ４）と、前記クランクケース（１Ａ）に固定されて前記冷却ファン（２）を収容している合成樹脂製のファンケーシング（１Ｂ）とを備え、前記ファンケーシング（１Ｂ）に軸支された被動軸（３）と前記クランク軸（Ａ４）とを遠心シンクラッチ（６）を介して伝動可能に設けると共に、前記ファンケーシング（１Ｂ）内部に前記被動軸（３）を回転自在に支持するベアリング（４）を配置し、該ベアリング（４）の外周にはスリーブ（５）を装填して該ベアリング（４）を嵌合支持させ、該スリーブ（５）の一部（５Ａ）を前記冷却ファン（２）側に突出させて構成したことを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明に加えて、前記スリーブ（５）における冷却ファン（２）側に突出する部分が突起で形成され、該突起は、前記ベアリングの周方向で複数のフィン（５Ａ）により構成されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明に加えて、前記冷却ファン（２）側に突出する前記スリーブ（５）のフィン（５Ａ）は該スリーブ（５）と一体成形若しくは植設されて複数設けられていることを特徴としている。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明に加えて、前記フィン（５Ａ）は、前記ベアリング（４）の径方向に延出させて、あるいは径方向に対して傾斜させて延出させて配置されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のうちの一つに記載の発明に加えて、上記スリーブ（５）は熱良導体で構成されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のうちの一つに記載の小型エンジン（１）を刈払機（１０）に用いることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本実施形態による小型エンジンの概略図であり、同図において、小型エンジン１は、シリンダブロックにウオータージャケットを持たない空冷エンジンであり、エンジン本体のクランクケース１Ａにボルト１５等により取り付けられてクラッチケーシングを兼ねる合成樹脂製のファンケーシング１Ｂを備えている。
エンジン本体には、周知のシリンダヘッドＡ１，シリンダブロックＡ２およびピストンＡ３を内蔵し、クランク軸Ａ４を軸支するクランクケース１Ａを備えている。
クランク軸Ａ４には、ダイナモＡ５およびシリンダブロックＡ２を主に冷却を行う冷却ファン２が固定されている。
【００１４】
ファンケーシング１Ｂには、クランク軸Ａ４と遠心クラッチ６を介して伝動される被動軸３を軸支するためのベアリング４が、被動軸３の延出位置近傍（便宜上、図１において符号１Ｂ１で示す位置）に配置されており、ベアリング４の外周には、ファンケーシング１Ｂの内面との間にスリーブ５が配置されている。
被動軸３は遠心クラッチ６を構成する一部材であるクラッチドラム６Ａと一体とされ、遠心クラッチ６を介してクランク軸Ａ４と連動することができ、内部には、動力伝達軸７が挿嵌されて連動させるようになっている。本実施形態では、動力伝達軸７が後で説明する刈払機の操作桿内に挿通されて回転刃を駆動する軸に相当している。
【００１５】
スリーブ５は、アルミニュウム合金などの熱良導体で成形された部材であり、ファンケーシング１Ｂ内でベアリング４の支持位置に装填されてベアリング４の外輪が嵌合支持されている。
スリーブ５としては、上述したアルミニュウムなどの金属製に限らず、例えばコア材でスリーブ形状を構成し、その表面にコアよりも高い熱伝導性を有する材料を塗布若しくは積層させて熱伝導度を高めるようにして製造コストを低減させることも可能である。
【００１６】
スリーブ５は、その一部が冷却ファン２に向けて突出する形状とされている。冷却ファン２に向けて突出する一部は、図２に示すようにスリーブ５と一体成形若しくは別体を植設されてベアリング４の周方向に複数設けられたフィン５Ａで構成され、フィン５Ａは、図３に示すように、径方向に延出する形状若しくは図示しないが、径方向に対して傾斜させて延出する形状とされている。なお、図２において符号５Ｂは、ファンケーシング１Ｂの延出位置近傍に嵌合した際の掛かり止め部であり、フィン５Ａと掛かり止め部５Ｂとでスリーブ５の軸方向両端をファンケーシング１Ｂに係止することにより脱落を防止している。
径方向に対して傾斜させる場合も含めてフィン５Ａの延出形態は、冷却ファン２からの冷却風との接触状態を考慮して設定することが望ましい。例えば、冷却風との接触時間を長くできる形態の一つである径方向に対して傾斜させるとフィン５Ａの周辺からの伝熱を効率よく放熱することができる。
【００１７】
フィン５Ａは、スリーブ５と同じ材質若しくはスリーブ５よりも熱良導体を用いることもでき、スリーブ５よりも高い熱伝導性を有する場合には、スリーブ５への熱伝導を抑えることによりベアリング４との嵌合精度を維持させるようにすることもできる。
【００１８】
本実施形態は以上のような構成であるから、小型エンジン１のエンジン本体内では、冷却ファン２の回転によりクランクケース１Ａに設けられている吸気口Ｐ１，さらにはファンケーシング１Ｂの開口Ｐ２からも導入された空気が、図１において矢印で示すように、冷却ファン２の近傍を通過してその遠心力によりファンケーシング１Ｂ内でダイナモＡ５およびシリンダヘッドＡ１を通過して冷却して外部に排気される。なお、開口Ｐ２においては、エンジンの回転数等の条件変化により、上述したように外気を取り込める場合だけでなく、内部からの空気が外方に排出される場合もある。
【００１９】
冷却ファン２の近傍で冷却ファン２に向けて突出するフィン５Ａを有したスリーブ５は、冷却ファン２の近傍を通過する冷却風と接触することにより熱が奪われる。このため、ベアリング４からスリーブ５に伝わる熱がフィン５Ａによって放熱されることになるので、ベアリング４の温度上昇が抑えられることになる。スリーブ５は、ベアリング４とファンケーシング１Ｂとの間に介在しているので、ベアリング４の放熱が促進されることでファンケーシング１Ｂへの伝熱が抑えられることになり、これにより、ファンケーシング１Ｂの熱変形や溶解が防止されることになる。
【００２０】
上述した小型エンジン１は、図４に示す刈払機１０に用いることができる。
刈払機１０は、小型エンジン１が軸端の一方に設けられ軸端の他方に回転刃１１を有し、内部に被動軸３と連動可能な動力伝達軸６（図１参照）が挿通されている操作桿１２を備えており、操作桿１２の途中には、操作ハンドル１３が取り付けられている。刈払機１０は、操作ハンドル１３に設けられているスロットルレバー１３Ａの操作により小型エンジン１側の回転数を変化させて回転刃１１の回転数を調整しながら刈払い作業を行うことができる。
【００２１】
この刈払機１０において操作桿１２の軸端の一方に位置する小型エンジン１は、操作桿１２の軸端の一方が挿通される位置にファンケーシング１Ｂが位置しており、比較的作業者の体に近い部分に位置することになる。このような構成において、ファンケーシング１Ｂはベアリング４との間に介在されたスリーブ５によってベアリング４からの熱が伝わりにくい状態とされているので、ファンケーシング１Ｂが不用意に温度上昇することがない。このため、作業者が不用意にファンケーシングを触った場合でも安全を確保することができる。
しかも、ベアリングの焼損などが生じないので、刈払機としての耐久性を維持して寿命を延ばすことも可能となる。
【００２２】
刈払機に上述した構成、つまり、冷却作用を有する構成を備えた小型エンジンを用いた場合の例として、例えば、特開平１０−９２７６５号公報に開示されているように、放熱面積を増やすための放熱フィンを軸受け部周辺に設けた構成があるが（同公報中、段落「０００８」欄、図２）、この構成では軸受け部周辺の容積拡大に繋がり、構造の大型化を招く。このため、なるべく小型化で軽量化することが望ましいとされる刈払機には不適な構成が得られてしまうが、本実施形態では、このような構造の大型化を解消することができる。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、合成樹脂製のファンケーシング内に配置されているベアリングの外周に金属製のスリーブを配置し、該スリーブの一部を冷却ファンに向けて突出させているので、冷却ファンからの冷却風に曝されることによりベアリングの放熱を行うことができる。これにより、ベアリングの温度上昇を抑えてファンケーシングの異常過熱による熱変形や溶解を未然に防止してベアリングの良好な支持状態を維持することが可能となる。
【００２４】
請求項２記載の発明によれば、冷却ファン側に向けて突出するスリーブの一部がベアリングの周方向で複数設けられたフィンで構成されているので、放熱面積を確保してベアリングの冷却効果を高めることが可能となる。
【００２５】
請求項３記載の発明によれば、スリーブに設けられているフィンがスリーブと一体成形若しくは植設されているので、加工性の良い方法で簡易に製造することが可能となる。
【００２６】
請求項４記載の発明によれば、スリーブに設けられているフィンが径方向若しくは径方向に対して傾斜させて配置されているので、冷却ファンからの冷却風との接触状態を最適化してベアリングの冷却効果を向上させることが可能となる。
【００２７】
請求項５記載の発明によれば、スリーブが熱良導体で構成されているので、放熱効果の高い材質を用いることでベアリングの放熱を良好に行わせることができる。特にアルミニュウムなどの金属あるいはスリーブよりも高い熱伝導率を有する材料をフィンの表面に塗布したり積層したりすることでフィン自体の放熱性を高めることも可能となる。
【００２８】
請求項６記載の発明によれば、ベアリングに支持される回転軸の回転数が高い傾向の刈払機に小型エンジンを用いた場合でもベアリングの良好な放熱効果を維持することができるので、ベアリングの焼損を招くことなく耐久性を維持することが可能となると共に刈払機の軽量化を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る小型エンジンの概略構成を説明するための図である。
【図２】図１に示した小型エンジンに用いられるスリーブの構成を示す側面図である。
【図３】図２に示したスリーブの正面図である。
【図４】図１に示した小型エンジンを用いる刈払機の構成を示す図である。
【符号の説明】
１      小型エンジン
１Ａ    クランクケース
１Ｂ    ファンケーシング
２      冷却ファン
３      被動軸
４      ベアリング
５      スリーブ
５Ａ    突起で構成されたフィン
６      遠心クラッチ
１０    刈払機
Ａ４    クランク軸
【図１】
2004208543.tif 000003
【図２】
2004208543.tif 000004
【図３】
2004208543.tif 000005
【図４】
2004208543.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成15年1月14日(2003.1.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
クランクケース（１Ａ）に軸支され、一端に冷却ファン（２）を備えたクランク軸（Ａ４）と、
前記クランクケース（１Ａ）に固定されて前記冷却ファン（２）を収容している合成樹脂製のファンケーシング（１Ｂ）とを備え、
前記ファンケーシング（１Ｂ）に軸支された被動軸（３）と前記クランク軸（Ａ４）とを遠心クラッチ（６）を介して伝動可能に設けると共に、前記ファンケーシング（１Ｂ）内部に前記被動軸（３）を回転自在に支持するベアリング（４）を配置し、該ベアリング（４）の外周にはスリーブ（５）を装填して該ベアリング（４）を嵌合支持させ、該スリーブ（５）の一部（５Ａ）を前記冷却ファン（２）側に突出させて構成したことを特徴としている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、クランクケース（１Ａ）に軸支され、一端に冷却ファン（２）を備えたクランク軸（Ａ４）と、前記クランクケース（１Ａ）に固定されて前記冷却ファン（２）を収容している合成樹脂製のファンケーシング（１Ｂ）とを備え、前記ファンケーシング（１Ｂ）に軸支された被動軸（３）と前記クランク軸（Ａ４）とを遠心クラッチ（６）を介して伝動可能に設けると共に、前記ファンケーシング（１Ｂ）内部に前記被動軸（３）を回転自在に支持するベアリング（４）を配置し、該ベアリング（４）の外周にはスリーブ（５）を装填して該ベアリング（４）を嵌合支持させ、該スリーブ（５）の一部（５Ａ）を前記冷却ファン（２）側に突出させて構成したことを特徴としている。