(57)【要約】【課題】  負荷変動に応じた効率の良いスロットル開度の調整を自動的に行うことで、作業者の労力の軽減、作業効率、燃費、及び安全性を向上させることができるエンジン回転数自動制御手段を備えたエンジン駆動式作業用機具を実現する。【解決手段】  スロットル制御モータ８と、作業用回転数に達したエンジン回転数が作業用回転数に対応する作業用閾値の範囲外に変動した際にエンジン回転数を作業用閾値の範囲内に自動的にシフトさせるための制御信号をスロットル制御モータ８へ出力するコントローラ１とを備えたエンジン回転数制御手段１００を有するエンジン駆動式作業用機具を提供する。【選択図】  図１
2007051621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業時のエンジン回転数と非作業時のエンジン回転数とを切り替えるための作業スイッチと、スロットル開度を制御するためのスロットル制御モータと、スロットル制御モータの駆動を制御するための制御信号を出力するコントローラとを備えたエンジン回転数制御手段を有するエンジン駆動式作業用機具であって、
当該コントローラは、
作業者が当該作業スイッチを切り替えることにより当該エンジン回転数をアイドリング回転数から作業用回転数に上昇させるための制御信号をスロットル制御モータへ出力し、
当該作業用回転数に達した当該エンジン回転数が当該作業用回転数に対応する作業用閾値の範囲外に変動した際に当該エンジン回転数を当該作業用閾値の範囲内に自動的にシフトさせるための制御信号をスロットル制御モータへ出力する
ことを特徴とするエンジン駆動式作業用機具。
【請求項２】
前記コントローラが、
前記エンジン回転数制御手段において制御が実行されている期間中、イグニッションコイル導線を介して入力されるエンジンパルスに基づいてエンジン回転数を常に算出し、
当該算出されたエンジン回転数が、前記作業用回転数に対応する作業用閾値の範囲外である場合、当該エンジン回転数を当該作業用閾値の範囲内にシフトさせるために必要なモータ操作量を算出し、
当該モータ操作量を表す信号をスロットル制御モータへ出力する
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン駆動式作業用機具。
【請求項３】
複数の作業用回転数を切り替えるための多段スイッチをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンジン駆動式作業用機具。
【請求項４】
前記コントローラは、作業スイッチまたはメインスイッチがオフである入力信号に基づいてエンジン回転数を駆動用閾値未満に低減させるようにスロットル制御モータを制御することを特徴とする請求項１に記載のエンジン駆動式作業用器具。
【請求項５】
前記コントローラは、エンジン回転数が駆動用閾値未満でありかつエンジン駆動式作業用機具のメインスイッチがオフである場合にエンジンを停止させるストップスイッチリレーを作動させることを特徴とする請求項１に記載のエンジン駆動式作業用機具。
【請求項６】
前記エンジン回転数制御手段は、スロットル開度がアイドリング位置であるか否かを検出して前記コントローラへ検出信号を出力するアイドリング位置検出センサを有することを特徴とする請求項１に記載のエンジン駆動式作業用機具。
【請求項７】
前記イグニッションコイル導線がキャパシタと接続され、当該キャパシタを前記エンジン回転数制御手段の電源とした構成であることを特徴とする請求項２に記載のエンジン駆動式作業用機具。
【請求項８】
刈払機、芝刈機、または粉砕機であることを特徴とする請求項１に記載のエンジン駆動式作業用機具。
【請求項９】
可搬式刈払機であることを特徴とする請求項１に記載のエンジン駆動式作業用機具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン回転数自動制御手段を有するエンジン駆動式作業用機具に関するものであり、具体的には、回転刃に対する負荷変動に応じたスロットル開度の調整を自動的に行い得るエンジン回転数自動制御手段を有するエンジン駆動式作業用機具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の刈払機３００の構成を図８に示す。
【０００３】
刈払機３００は、回転刃２２およびエンジン（原動機）３が覆管２１と連結した構成を有する。覆管２１はハンドル２４およびグリップ２５を備え、ハンドル２４は回動可能なスロットル操作レバー２６を備える。覆管２１内には駆動軸（図中には示さず）が回動可能に挿入されており、駆動軸の先端には連動機構（図中には示さず）を介して回転刃２２が連結されている。また、駆動軸の他端はクラッチハウジング（図中には示さず）に収納された遠心クラッチとともにエンジン２３に連結されている。
【０００４】
また、図中には示さないが、刈払機３００は、エンジン２３を始動するためのスタータおよび刈払機３００を安全に停止させるための停止スイッチを備えている。
【０００５】
このような構成を有する刈払機３００は、草を刈るために、駆動軸を介してエンジン２３の出力を回転刃２２に伝達し、回転刃２２を回転させる。作業者は、ハンドル２４および／またはグリップ２５を両手で把持し、覆管２１をスイングさせて作業を行い得るとともに、スロットル操作レバー２６を操作することによって、ワイヤ２７を介してエンジン２３内部のキャブレタ（図中には示さず）のスロットル弁の開度を調整し、エンジン２３の出力を調整し得る。
【０００６】
スタータによって始動したエンジン２３は、通常はアイドリング回転を維持しており、必要に応じて高回転になる。このようなエンジン機能を果たすために、通常スロットル開度を保持する張力がキャブレタのスロットル弁に付与されており、エンジン２３の回転を上昇させるために、ワイヤ２７を介してスロットル弁と連結されているスロットル操作レバー２６を、当該張力に逆らって作業者が回動させる必要がある。
【０００７】
一般に、固定式のスロットル操作レバー２６ではレバー内部に設けられた抵抗によって、反発式のスロットル操作レバー（図中には示さず）では作業者の手の握り具合によって、エンジンの回転が保持される。
【０００８】
固定式のスロットル操作レバー２６を備えた刈払機３００では、エンジン２３の回転が保持されているので回転刃２２の回転も保持される。よってかような刈払機３００を操作して草を刈る際、草が負荷となって回転刃２２の回転が低下するとともに、その負荷は駆動軸を介してエンジン２３に伝達され、その結果、エンジンの回転数および出力が低下し、刈払い作業の効率が低下する。この場合、作業者は、作業効率を向上させるために、スロットル操作レバー２６を高回転位置に調整しなおしてエンジン２３の回転をより上昇させる。しかし、エンジン２３を高回転にて使用すると燃費が非常に悪くなる。さらに、負荷から開放された後の回転刃２２は一気に回転数が上昇して空転状態となり、作業者に恐怖心を与えてしまう。
【０００９】
作業効率と燃費とを両立させながら作業を進めるためには、作業者は、エンジン回転に応じてスロットル操作レバー２６の位置を調整しなければならないが、かような操作は煩雑であり作業者に負担を強いる。刈払い作業は危険を伴うので、煩雑な操作は避けられるべきである。
【００１０】
反発式のスロットル操作レバーを備えた刈払機では、作業者の手の握り具合によってスロットル操作レバーを調整することができるが、かような操作は作業者の指に過度の負担がかかり、スロットル操作レバーの位置を一定に保つことが困難になる。
【００１１】
作業者がスロットル操作レバー位置を頻繁に調整することなく、そして作業者の手指に負担をかけたりすることなく、スロットル操作を行う技術が、特許文献１に開示されている。
【００１２】
特許文献１に記載の技術は、ハンドル部分に設けられた操作スイッチを作業者が操作することにより生じる電気信号に基づいてエンジン回転数を調整するものである。この技術における作業者の動作は、上述した固定式または反発式のスロットル操作レバーより少ないので、小さな操作力にてエンジン回転数を調整することができる。
【特許文献１】特開２００３−３０１７２９公報（平成１５年１０月２４日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１の技術では、エンジンの高回転（高出力）を発生させる判断は作業者に委ねられ、回転刃にかかる負荷変動に応じて作業者が頻繁にスイッチを操作しなければならないという点で従来の技術と変わりない。
【００１４】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、作業時に作業部位に生じる負荷に起因して作業効率が低下するエンジン駆動式作業用機具において、作業者に頻繁で煩雑な操作を要求することなく作業効率を自動的に維持し得るエンジン駆動式作業用機具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るエンジン駆動式作業用機具は、上記課題を解決するために、作業時のエンジン回転数と非作業時のエンジン回転数とを切り替えるための作業スイッチと、スロットル開度を制御するためのスロットル制御モータと、スロットル制御モータの駆動を制御するための制御信号を出力するコントローラとを備えたエンジン回転数制御手段を有し、
コントローラは、
作業者が作業スイッチを切り替えることによりエンジン回転数をアイドリング回転数から作業用回転数に上昇させるための制御信号をスロットル制御モータへ出力し、
作業用回転数に達したエンジン回転数が作業用回転数に対応する作業用閾値の範囲外に変動した際にエンジン回転数を作業用閾値の範囲内に自動的にシフトさせるための制御信号をスロットル制御モータへ出力する
ことを特徴としている。
【００１６】
本発明に係るエンジン駆動式作業用機具は、上記構成を採用することにより、作業者が作業スイッチを操作するだけでエンジン回転数を設定された回転数まで自動的に上昇または下降し得るため、作業スイッチ操作の煩雑さを解消することができる。また、本発明に従えば、作業時の負荷変動に応じてスロットル開度が自動的に調整されるのでエンジン回転数を一定に保持したまま作業を行うことができる。
【００１７】
本発明に係るエンジン駆動式作業用機具において、上記コントローラは、非作業時にエンジン回転数をアイドリング回転数に保持するための制御信号をスロットル制御モータへ出力することが好ましい。
【００１８】
本発明に係るエンジン駆動式作業用機具は、上記構成を採用することにより、アイドルスクリュを備えないエンジンであっても回転数をアイドリング回転数にて正常に保持することができる。
【００１９】
本発明に係るエンジン駆動式作業用機具において、上記コントローラは、
エンジン回転数制御手段において制御が実行されている期間中、イグニッションコイル導線を介して入力されるエンジンパルスに基づいてエンジン回転数を常に算出し、
算出されたエンジン回転数が、作業用回転数に対応する作業用閾値の範囲外である場合、エンジン回転数を作業用閾値の範囲内にシフトさせるために必要なモータ操作量を算出し、
モータ操作量を表す信号をスロットル制御モータへ出力する
ことが好ましい。
【００２０】
本発明に係るエンジン駆動式作業用機具は、上記構成を採用することにより、作業者が意識することなくエンジン回転数の変動に応じて必要なだけスロットル開度が自動的に調整されるため、作業効率および燃費を向上させ得る。さらに、作業者は、負荷変動によるエンジン回転数の上下を気にすることなく作業に集中することができ、よって安全性を向上させることができる。
【００２１】
本発明に係るエンジン駆動式作業用機具は、複数の作業用回転数を切り替えるための多段スイッチをさらに備えていることが好ましい。
【００２２】
本発明に係るエンジン駆動式作業用機具は、以上のように、複数の作業用回転数を切り替えるための多段スイッチをさらに備えているので、作業者は、作業中に任意に作業用回転数を容易に変更し得るという効果を奏する。
【００２３】
本発明に係るエンジン駆動式作業用機具において、上記コントローラは、作業スイッチまたはメインスイッチがオフである入力信号に基づいてエンジン回転数を駆動用閾値未満に低減させるようにスロットル制御モータを制御することが好ましい。
【００２４】
本発明に係るエンジン駆動式作業用機具は、以上のように、作業スイッチまたはメインスイッチがオフである場合にエンジン回転数が駆動用閾値未満に速やかに低減する。それゆえ、作業を所望しない時にはエンジン無負荷状態を迅速に提供し、作業者の安全を確保し得る。
【００２５】
本発明に係るエンジン駆動式作業用機具において、上記コントローラは、エンジン回転数が駆動用閾値未満でありかつエンジン駆動式作業用機具のメインスイッチがオフである場合にエンジンを停止させるストップスイッチリレーを作動させることが好ましい。
【００２６】
本発明に係るエンジン駆動式作業用機具は、以上のように、エンジン回転数が駆動用閾値未満でありかつメインスイッチがオフである場合にのみコントローラがストップスイッチリレーを作動させるので、エンジン駆動式作業用機具を構成する各部品に急激なエンジン停止に伴う損傷を与えないという効果を奏する。また上述したように、メインスイッチがオフである場合にはエンジン回転数が駆動用閾値未満に速やかに低減するので、作業者が作業中の何らかの理由によりメインスイッチを急にオフしても、エンジンを迅速に停止し得、作業者の安全を確保し得る。
【００２７】
本発明に係るエンジン駆動式作業用機具において、上記エンジン回転数制御手段は、スロットル開度がアイドリング位置であるか否かを検出してコントローラへ検出信号を出力するアイドリング位置検出センサを有することが好ましい。
【００２８】
通常、スロットル開度がアイドリング位置であっても実際のエンジン回転数がアイドリング回転まで低下するまでには若干の時間差がある。よって、エンジン回転数に依存してスロットル開度を判定しようとすると、スロットル開度がアイドリング位置より小さくなる恐れがある。しかし、本発明に係るエンジン駆動式作業用機具は、以上のように、スロットル開度数がアイドリング位置であるか否かを検出するためのアイドリング位置検出センサをさらに備えているので、アイドルスクリュを備えないエンジンであってもアイドリング位置を厳密に制御し得、所望しないエンジン停止を回避し得るという効果を奏する。
【００２９】
本発明に係るエンジン駆動式作業用機具において、上記イグニッションコイル導線はキャパシタと接続され、当該キャパシタを前記エンジン回転数制御手段の電源とした構成であることが好ましい。
【００３０】
本発明に従えば、市販のエンジン駆動式作業用機具においてエンジンにすでに搭載されているイグニッションコイルにキャパシタのみを追加することにより電源として用いているので、電池等の電源を設置する必要がなく、作業者は煩わしい充電または電池交換をする必要がなく、電池切れによる動作不良を解消することができる。さらに、追加部品がキャパシタのみであるので装置を小型化、軽量化することができ、製造コストを低減することができる。
【００３１】
本発明に係るエンジン駆動式作業用機具は、刈払機、芝刈機、または粉砕機であることが好ましい。
【００３２】
本発明に係るエンジン駆動式作業用機具は、可搬式刈払機であることが好ましい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係るエンジン駆動式作業用機具は、以上のように、エンジン回転数が作業用回転数に対応する作業用閾値の範囲外に変動した際にエンジン回転数を作業用閾値の範囲内に自動的にシフトさせるための制御信号をスロットル制御モータへ出力するコントローラを備えているので、作業時の負荷変動に応じてスロットル開度を自動的に調整される。それゆえ、エンジン回転数を一定に保持したまま作業を行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明の一実施形態に係るエンジン駆動式作業用機具が可搬式刈払機である場合を例に、以下説明する。なお、本明細書中で使用される場合、「エンジン駆動式作業用機具」は、駆動源をエンジンとして、エンジン回転を直接的または間接的に用いて作業を行うための機具が意図され、特に、エンジン回転に基づいて旋回運動を発生させて作業を行う機具が意図される。また、本発明に係るエンジン駆動式作業用機具において、作業時のエンジン回転数は「作業用回転数」であり、非作業時のエンジン回転数は「アイドリング回転数」である。本明細書中で使用される場合、「駆動用閾値未満」のエンジン回転数は、エンジンが無負荷にて自然に空転している状態が意図され、「アイドリング回転数」は、始動後のエンジン最小回転数が意図される。
【００３５】
また、本明細書中で使用される場合、「作業用閾値」は、エンジン回転数を作業用回転数に維持するために設けられたエンジン回転数の所定値が意図され、所望の作業用回転数として容認され得る下限値である「下限閾値」、および所望の作業用回転数として容認され得る上限値である「上限閾値」からなる。また「駆動用閾値」は、エンジンが無負荷状態から負荷状態に切り替わる際のエンジン回転数が意図される。すなわち、作業時にエンジン回転数が閾値未満に低下すると、遠心クラッチが切れてエンジン無負荷状態になる。
【００３６】
先ず、本実施形態に係る刈払機２００の構成および操作について図３〜５に基づいて説明すると以下の通りである。
【００３７】
図３は、本実施形態に係る刈払機２００の構成を示す斜視図である。図３に示すように、本実施形態に係る刈払機２００は、回転刃２２およびエンジン２３と、ハンドル２４（２４ａ・２４ｂ）およびグリップ２５を備えた覆管２１とを連結した構成を有する。一方のハンドル２４ａには、エンジン回転を動作状態（オン）または停止状態（オフ）に保持するためのメインスイッチ２、動作状態のエンジン回転数をアイドリング回転数（非作業時のエンジン回転数）と作業用回転数（作業時のエンジン回転数）との間で切り替えるための作業スイッチ３が設けられている。また、覆管２１には、作業に適した作業用回転数を設定するための多段スイッチ４が設けられたボックス１０が備えられている。
【００３８】
多段スイッチ４が設けられたボックス１０の構成を図４に、メインスイッチ２および作業スイッチ３が設けられたハンドル２４ａの構成を図５に示す。ボックス１０は、覆管２１に取り付けられており、操作量補正用設定スイッチ７をあわせて有している。図４では、多段スイッチ４と操作量補正用スイッチ７とをあわせて有するボックス１０を示したが、これらは必ずしも同一部材上に存在する必要はなく、必要に応じて別々に設けられていてもよい。また、覆管２１に取り付けられている多段スイッチ４は作業中に頻繁に操作するものではないため、作業を妨げない限り刈払機２００の任意の部位に設置することができる。しかし、作業者が刈払い作業中に設定変更を行い得ることを考慮すれば、多段スイッチ４は、図３に示すようにグリップ２５付近にあることが好ましい。また、メインスイッチ２および作業スイッチ３の形状は図５に示すものに限られず、適宜変更され得る。
【００３９】
なお、作業スイッチ３自体が多段スイッチの形態であってもよい。
【００４０】
本実施形態に係る刈払機２００が電源を有する場合は、作業者がメインスイッチ２をオンし、セルまたはスタータ（図示せず）によりエンジン２３が始動される。始動したエンジン２３の回転数はアイドリング回転数で維持される。さらに作業者が作業スイッチ３をオンすることにより、エンジン回転数が設定された作業用回転数に上昇する。その結果、作業者は、刈払機２００を用いて刈払い作業を行い得る。作業後に、作業者が作業スイッチ３をオフすることにより、エンジン回転数がアイドリング回転数まで下降する。次いで、作業者がメインスイッチ２をオフすることにより、エンジン２３が停止する。多段スイッチ４での作業用回転数の設定は、エンジン始動前に行っても始動後に行ってもよく、作業中であってもよい。
【００４１】
本実施形態に係る刈払機２００が電源を有さない場合は、作業者がスタータ（図示せず）によってエンジン２３を始動させることにより、始動されたエンジン２３の回転数はアイドリング回転数で維持される。よって、メインスイッチ２はオン機能を有さずにオフ機能のみを有しておればよい。
【００４２】
図４に示すような従来の刈払機３００では、作業時には、回転刃２２に対する負荷によってエンジン回転数が低下した際に、上昇させるためにはスロットル操作レバー２６を操作するなどの煩雑な動作を必要とする。しかし、本実施形態に係る刈払機２００では、エンジン回転数自動制御手段１００によって、回転刃２２に対する負荷変動に応じてエンジン回転数を一定に保持するように制御されている。
【００４３】
また、従来の刈払機３００では、エンジン回転数が十分に下降していない状態で作業者がメインスイッチ（図示せず）をオフすると、刈払機を構成する各部品に急激なエンジン停止に伴う損傷を与えてしまう。しかし、本実施形態に係る刈払機２００では、作業時に作業者がメインスイッチ２または作業スイッチ３をオフするとエンジン回転数が直ちに無負荷状態（駆動用閾値未満）に低下するように、エンジン回転数自動制御手段１００によって制御されている。よって、作業者の安全が確保され、刈払機の部品の損傷が回避され得る。
【００４４】
本実施形態に係る刈払機２００に搭載されるエンジン回転数自動制御手段１００の第１の実施形態について図１〜２に基づいて説明すると以下の通りである。
【００４５】
図１は、本実施形態に係るエンジン回転数自動制御手段１００の機能ブロック図を示す。図１に示すように、エンジン回転数自動制御手段１００は、メインスイッチ２、作業スイッチ３および多段スイッチ４、ならびにコントローラ１、イグニッションコイル導線５、アイドル位置検出センサ６、操作量補正用設定スイッチ７、スロットル制御モータ８およびストップスイッチリレー９を有してなる。コントローラ１は、メインスイッチ２、作業スイッチ３、多段スイッチ４、イグニッションコイル導線５、アイドル位置検出センサ６および操作量補正用設定スイッチ７と接続されて回路を形成しており、これらから入力された信号（入力信号）を処理して出力信号を生成する。コントローラ１はまた、スロットル制御モータ８およびストップスイッチリレー９と接続されて回路を形成しており、生成した出力信号をスロットル制御モータ８およびストップスイッチリレー９に出力してこれらを制御する。
【００４６】
なお、本実施形態において、コントローラ１は、演算部、記憶部などの複数の機能部位を併せ持つ構成を有している。コントローラ１において、記憶部に格納されたプログラムを演算部が実行し、図示しない入出力回路などの周辺回路を制御することによって、制御が実現される。周辺回路としては、種々の設定値（例えば、アイドリング回転数、駆動用閾値、作業用閾値など）を格納する格納部、演算部において算出された実際のエンジン回転数値と格納されている値とを比較する比較部、比較結果に基づいて演算部において算出された値に応じてスロットル制御モータを制御する制御部などの間に形成される回路などが挙げられるが、これらに限られない。これらの機能ブロックは、全て演算部の制御を受けており、これら機能ブロックは、その具体的な構成、機能等は特に限定されるものではない。
【００４７】
図３に示されるような刈払機２００が電源を有する場合は、メインスイッチ２がオンされると、電源からエンジン回転数自動制御手段１００に電力が供給されて、コントローラ１での制御が開始される。
【００４８】
エンジン２３が始動されると、エンジンパルス（イグニッションパルス）がイグニッションコイル導線５を介してコントローラ１に絶えず入力される。コントローラ１は、入力されたエンジンパルスに基づいてエンジン回転数を常に算出している。エンジンパルスを検出するためのラインを、イグニッションコイル導線５をクランプして得てもイグニッションコイル導線５から新たなラインを分枝させて得てもよい。この場合、イグニッションコイル導線は、一次側であっても二次側であってもよい。
【００４９】
エンジン２３の始動後かつ作業前、すなわち、メインスイッチ２がオンでありかつ作業スイッチ３がオフである場合は、コントローラ１は、アイドリング回転に必要なスロットル開度を維持するための操作量を算出し、算出した操作量に基づいてスロットル制御モータ８を駆動させる。駆動されたスロットル制御モータ８により、スロットルバルブはアイドリング位置まで変更されて維持される。なお、本明細書中で使用される場合、「スロットル開度」は「スロットルバルブ（弁）の角度」が意図される。
【００５０】
エンジン２３がアイドルスクリュ（図示せず）を備える場合は、エンジンのアイドリング回転数に必要なスロットル開度は手動で設定され得るので、アイドリング回転数を維持するためにスロットル制御モータ８をコントローラ１によって駆動する必要はない。
【００５１】
このようにスロットル制御モータ８は、エンジン内部のキャブレタのスロットル開度を制御するものであり、コントローラ１は、スロットル制御モータ８の駆動を制御するための制御信号を出力するものである。
【００５２】
スロットルバルブには、アイドリング位置を検出するためのアイドリング位置検出センサ１７が備えられている。スロットルバルブがアイドリング位置に到達したことはアイドリング位置検出センサ１７によって検出され、その検出された信号がコントローラ１に入力される。なお、アイドリング位置検出センサ１７は、スロットルバルブ外部に設けられてスロットルバルブの位置を検出する態様であってもよい。
【００５３】
必要なエンジン回転数を供給するようにスロットル制御モータ８を駆動させるための操作量は、多段スイッチ４から入力された設定情報に基づいてコントローラ１にて算出される。例えば、図４に、３ノッチの形態の多段スイッチ４を示す。
【００５４】
可搬式刈払機に用いられる排気量２０〜２５ｃｃ程度の２サイクルエンジンの場合、好ましい作業用回転数は約６０００〜８０００ｒｐｍであり、駆動用閾値は約５０００ｒｐｍである。図４に示す多段スイッチ４は、６０００ｒｐｍ、７０００ｒｐｍ、８０００ｒｐｍなどの回転数が予め振り分けられており、作業用回転数の設定は、多段スイッチ４を切り替えることにより行われる。例えば、多段スイッチ４の回転数を６０００ｒｐｍに設定した状態で作業スイッチ３をオンすると、エンジン回転数はアイドリング回転数から６０００ｒｐｍまで上昇し、次いで、作業スイッチ３をオフすると、エンジン回転数は再びアイドリング回転数まで下降する。排気量２０〜２５ｃｃ程度の２サイクルエンジンの場合、好ましいアイドリング回転数は約２５００〜３０００ｒｐｍ程度であるが、使用環境によって適宜変更され得る。
【００５５】
作業スイッチ３が作業者によってオンされると、コントローラ１は、多段スイッチ４から入力された作業用回転数と実際の回転数とを比較し、その偏差に基づきスロットル開度操作量を算出し、算出した操作量に基づいてスロットル制御モータ８を駆動させる。その結果、エンジン回転数がアイドリング回転数から作業用回転数に上昇する。なお、操作量補正用設定スイッチ７をさらに設けて、算出したモータ操作量を操作量補正用設定スイッチ７からの信号に基づいて補正し、補正した操作量だけスロットル制御モータ８を駆動することがより好ましい。
【００５６】
エンジン回転数が作業用回転数に達したとしても、作業を開始すれば、刈払い作業によって生じる負荷に起因してエンジン回転数が低下する。しかし、本実施形態に係る刈払機２００では、エンジン回転数は、コントローラ１による自動制御を介して設定された作業用回転数にて常に維持される。
【００５７】
コントローラ１は、（１）エンジン回転数制御手段１００において制御が実行されている期間中、イグニッションコイル導線５を介して入力されるエンジンパルスに基づいてエンジン回転数を常に算出し、（２）算出されたエンジン回転数が、作業用回転数に対応する作業用閾値の範囲外である場合、エンジン回転数を作業用閾値の範囲内にシフトさせるために必要なモータ操作量を算出し、（３）モータ操作量を表す信号をスロットル制御モータへ出力する。
【００５８】
メインスイッチ２がオンされると算出されるエンジン回転数は、コントローラ１の記憶部に記録される。また、コントローラ１の記憶部には、多段スイッチ４で設定される作業用回転数に対応するエンジン回転数の作業用閾値（上限閾値および下限閾値）が予め記録されている。メインスイッチ２および作業スイッチ３が両方ともオンである場合、コントローラ１の演算部は、記憶部に格納されたプログラムに従って、記憶部に記録された実際のエンジン回転数と記憶部に予め記録されている作業用閾値とを比較する。実際のエンジン回転数が下限閾値よりも低下した場合または上限閾値を超えた場合、コントローラ１の演算部は、実際のエンジン回転数と作業用閾値（上限閾値または下限閾値）との偏差を補うために必要なモータ操作量を算出し、スロットル制御モータへ信号を出力する。
【００５９】
すなわち、刈払い作業時の負荷によりエンジン回転数が低下し始めると、コントローラ１は、メインスイッチ２のオン信号、作業スイッチ３のオン信号、および下限閾値を下回るエンジン回転数との偏差に基づいて、スロットル開度を所望の角度に制御するために必要な正の操作量を算出し、スロットル制御モータ８をさらに駆動する。また、回転刃２２が負荷から開放されてエンジン回転数が上昇すると、コントローラ１は、メインスイッチ２のオン信号、作業スイッチ３のオン信号、および上限閾値を上回るエンジン回転数との偏差に基づいて、スロットル開度を所望の角度に制御するために必要な負の操作量を算出し、スロットル制御モータ８の駆動を低減させる。
【００６０】
作業を終えた作業者によって、作業スイッチ３がオフされると、その信号が入力されたコントローラ１は、エンジン回転数が直ちに駆動用閾値未満に低下するようにスロットル制御モータ８を駆動させると同時に、スロットル制御モータ８の制御に必要な操作量を「アイドリング量」と判定し、スロットル開度がアイドリング位置になるようにスロットル制御モータ８を駆動させる。その結果、エンジン回転数が作業用回転数からアイドリング回転数に下降する。次いで、作業者がメインスイッチ２をオフすることにより、コントローラ１はストップスイッチリレー９を作動させてエンジン２３を停止させる。
【００６１】
以上のように、コントローラ１は、エンジン内部のキャブレタのスロットル開度を制御するに際して、（１）作業者が作業スイッチを切り替えることによりエンジン回転数をアイドリング回転数から作業用回転数に上昇させるための制御信号をスロットル制御モータへ出力し、（２）作業用回転数に達したエンジン回転数が作業用回転数に対応する作業用閾値の範囲外に変動した際にエンジン回転数を作業用閾値の範囲内に自動的にシフトさせるための制御信号をスロットル制御モータへ出力する。エンジンがアイドルスクリュを備えない場合は、コントローラ１は、非作業時にエンジン回転数をアイドリング回転数に保持するための制御信号をスロットル制御モータへ出力し、これによりエンジン回転数はアイドリング回転数にて正常に保持され得る。また、コントローラ１は、作業者が作業スイッチを切り替えることによりエンジン回転数を作業用回転数からアイドリング回転数に下降させるための制御信号をスロットル制御モータへ出力する。
【００６２】
なお、本発明の目的が、作業中にエンジンの負荷状態を維持することにあることから、「下限閾値」が「駆動用閾値」より高く設定されなければならないことは当業者によって容易に理解され得る。すなわち、「作業用閾値」は、用いるエンジンによって固有の駆動用閾値に基づいて適宜設定され得る。
【００６３】
仮に、作業者が作業スイッチ３をオフした後にメインスイッチ２をオフした場合であっても、コントローラ１は、先行する作業スイッチ３のオフ情報に基づいてエンジン回転数を直ちに駆動用閾値未満に低下させ、引き続き、メインスイッチ２のオフ情報に基づいてストップスイッチリレー９を作動させてエンジン２３を停止させる。
【００６４】
また、作業者が作業スイッチ３をオフすることなくメインスイッチ２をオフした場合であっても、コントローラ１は、メインスイッチ２のオフ情報に基づいてコントローラ１は、エンジン回転数を直ちに駆動用閾値未満に低下させ、引き続き、ストップスイッチリレー９を作動させてエンジン２３を停止させる。
【００６５】
したがって、作業者が作業スイッチ３またはメインスイッチ２をオフした場合は、コントローラ１は、エンジン回転数を直ちに駆動用閾値未満に低下するようにスロットル制御モータ８を駆動し、エンジン回転数が駆動用閾値未満であることが検出された際にメインスイッチ２がオフ状態であれば、エンジン２３を停止させるようにストップスイッチリレー１６を作動させる。
【００６６】
エンジン回転数自動制御手段１００における制御の流れを、図２に示すフローチャートに従って説明する。
【００６７】
作業者がメインスイッチ２をオンすることにより、コントローラ１は制御を開始する（ステップＳ１）。エンジン始動時には、作業スイッチ３はオフであり、よってエンジン回転はアイドリング回転である。なお、制御の開始から終了までの間、コントローラ１には、イグニッションコイル導線５からのエンジンパルスが絶えず入力されている。
【００６８】
コントローラ１は、エンジン回転数が０か否かを判別し（ステップＳ２）、エンジンが首尾よく始動しなかった場合は、制御を終了する（ステップＳ３）。コントローラ１は、ステップＳ２にてエンジンが正常に動いていると判定した場合はステップＳ４に進み、メインスイッチ２および作業スイッチ３がオンであるかオフであるかを判別する。
【００６９】
作業開始前の状態では作業スイッチがオフであるので、コントローラ１は、スロットル開度がアイドリング位置であることを判別する（ステップＳ８）。次いで、コントローラ１は、メインスイッチ２がオンであることを検出した上で（ステップＳ９）、スロットル開度がアイドリング位置を維持するようにスロットル制御モータ８を駆動する（ステップＳ１０）。何らかの理由によりメインスイッチ２がオフされたことをステップＳ９にて検出した場合、コントローラ１は、ストップスイッチリレーを作動させてスロットル制御モータを停止させ（ステップＳ１１）、エンジン回転数が０になると制御が終了する（ステップＳ３）。
【００７０】
作業スイッチ３がオンされると、コントローラ１は、ステップＳ４にてＹＥＳと判定してステップＳ５に進み、多段スイッチ４から取得した作業用回転数とアイドリング回転数との偏差に基づいて、スロットル制御モータを駆動すべき操作量（モータ操作量）を算出する。さらに、操作量補正用設定スイッチ７がオンされている場合は、コントローラ１は、算出した上記操作量を補正し（ステップＳ６）、補正後の操作量に応じてスロットル制御モータを駆動する（ステップＳ７）。その結果、エンジン回転数は多段スイッチ４における設定値まで上昇する。
【００７１】
作業中に生じた回転刃２２に対する負荷によってエンジン回転数が下限閾値より低下すると、コントローラ１は、エンジン回転数を作業用回転数に維持するようにスロットル制御モータを駆動するためにステップＳ５〜Ｓ７を実行する。その結果、エンジン回転数は自動的に所望の作業用回転数を維持し続ける。また回転刃２２が負荷から開放されてエンジン回転数が上限閾値を超えると、コントローラ１は、エンジン回転数を作業用回転数に維持するようにスロットル制御モータを駆動するためにステップＳ５〜Ｓ７を実行し、スロットル制御モータ８の駆動を低減させる。その結果、エンジン回転数は自動的に所望の作業用回転数を保持し得る。
【００７２】
作業を終えた作業者によって作業スイッチ３がオフされると、ステップＳ４にてＮＯと判定したコントローラ１はステップＳ８に進み、エンジン回転数が駆動用閾値未満であるか否かを判別する。ここで、コントローラ１は、エンジン回転数が駆動用閾値以上であることを検出した場合は、エンジン回転数を低下するようにスロットル制御モータ８を駆動する（ステップＳ１２）。
【００７３】
作業スイッチ３がオフにされた後にエンジン回転数が駆動用閾値未満まで低下したことを検出した場合は、コントローラ１は、メインスイッチがオンであるかオフであるかを判別する（ステップＳ９）。メインスイッチがオンである場合、コントローラ１は、スロットル開度がアイドリング位置を維持するようにスロットル制御モータ８を駆動し（ステップＳ１０）、メインスイッチがオフである場合は、ストップスイッチリレーを作動させてスロットル制御モータを停止させ（ステップＳ１１）、エンジン回転数が０になった後に制御が終了する（ステップＳ３）。
【００７４】
なお、作業スイッチ３がオン状態であるにもかかわらずメインスイッチ２がオフされた場合は、ステップＳ４にてその情報を検出したコントローラ１は、ステップＳ８に進み上述したような制御を迅速に行う。
【００７５】
本実施形態に係る刈払機２００は、上述したような制御を行うエンジン回転数自動制御手段１００を備えているので、回転刃２２に対する負荷変動に応じてエンジン回転数を一定に保持するように制御されている。また、本実施形態に係る刈払機２００は、上述したような制御を行うエンジン回転数自動制御手段１００を備えているので、エンジン回転数が作業用回転数である状態で作業者がメインスイッチ２をオフしても、刈払機構成部品に損傷を与えることなくエンジン２３を停止させるように制御されている。
【００７６】
続いて、本実施形態に係る刈払機２００に搭載されるエンジン回転数自動制御手段の第２の実施形態について図６〜７に基づいて説明すると以下の通りである。
【００７７】
図６は、本発明に係るエンジン回転数自動制御手段１０１の機能ブロック図を示す。図６に示すように、エンジン回転数自動制御手段１０１は、第１の実施形態に係るエンジン回転数自動制御手段１００と同様に、メインスイッチ２、作業スイッチ３および多段スイッチ４、ならびにコントローラ１、イグニッションコイル導線５、アイドル位置検出センサ６、操作量補正用設定スイッチ７、スロットル制御モータ８およびストップスイッチリレー９を有し、さらに、キャパシタ１０を有してなる。よって、エンジン回転数自動制御手段１０１を搭載する刈払機２００が電源を有していなくても、エンジン回転数自動制御手段１０１は所望の制御機能を発揮し得る。
【００７８】
なお、本実施形態においてもまた、第１の実施形態と同様に、コントローラ１は、演算部、記憶部などの複数の機能部位を併せ持つ構成を有している。コントローラ１において、記憶部に格納されたプログラムを演算部が実行し、図示しない入出力回路などの周辺回路を制御することによって、制御が実現される。周辺回路としては、種々の設定値（例えば、アイドリング回転数、駆動用閾値、作業用閾値など）を格納する格納部、演算部において算出された実際のエンジン回転数値と格納されている値とを比較する比較部、比較結果に基づいて演算部において算出された値に応じてスロットル制御モータを制御する制御部などの間を結ぶ回路が挙げられるが、これらに限られない。これらの機能ブロックは、全て演算部の制御を受けており、これら機能ブロックは、その具体的な構成、機能等は特に限定されるものではない。
【００７９】
本実施形態に係る刈払機２００が電源を有さない場合は、作業者がスタータ（図示せず）によってエンジン２３が始動するとともにイグニッションコイルにおいて電流が発生する。よって、電源を有していなくても、イグニッションコイルからわずかに放出される電流をイグニッションコイル導線５と接続されたキャパシタ１０に蓄えて用いることにより、エンジン回転数自動制御手段１０１を機能させかつスロットル制御モータ８を駆動させるに十分の電流を供給することができる。また、メインスイッチ２はオン機能を有さずにオフ機能のみを有しておればよい。
【００８０】
エンジン回転数自動制御手段１０１における制御の流れを、図７に示すフローチャートに従って説明する。
【００８１】
エンジンの始動（ステップＳ１３）に伴いキャパシタ１０への蓄電（ステップＳ１４）、引き続くキャパシタ１０からの電力供給（発電）（ステップＳ１５）が開始すると、エンジン回転数自動制御手段１０１の制御が開始する（ステップＳ１６）。コントローラ１による制御は、制御終了（ステップＳ１８）までの間、第１の実施形態に係るエンジン回転数自動制御手段１００と同様に行われる（第１の実施形態におけるステップＳ１〜Ｓ１１に対応する第２の実施形態におけるステップＳ１６〜Ｓ２７）。エンジン回転数自動制御手段１０１の制御が開始すると、エンジンパルスがイグニッションコイル導線５を介してコントローラ１に絶えず入力される。コントローラ１は、入力されたエンジンパルスに基づいてエンジン回転数を常に算出している。
【００８２】
本実施形態に係る刈払機２００が電源を有さない場合は、メインスイッチ２がオフされていない限りエンジンパルス数＞０であるので、コントローラ１は、「０ではないエンジンパルス数」が入力されることにより上述した「メインスイッチ２がオンである」状態を認識する。
【００８３】
また、キャパシタ１０とイグニッションコイル導線５とを接続するためのラインを、イグニッションコイル導線５から新たなラインを分枝させればよい。なお、キャパシタと接続するイグニッションコイル導線は、一次側導線であることがより好ましい。
【００８４】
なお、イグニッションコイルからの発電は微弱であるが、電力供給を最も必要とするスロットル制御モータのサイズを小さくすることによって、小容量のキャパシタからの電力供給であってもエンジン回転数自動制御手段１０１の制御を行うことができる。
【００８５】
本発明に係るエンジン駆動式作業用機具が可搬式刈払機である場合を例にして説明してきたが、作業時に作業部位に生じる負荷に起因して作業効率が低下するエンジン駆動式作業用機具（例えば、芝刈機または粉砕機）であれば、本発明の技術が適用し得ることを、本明細書を読んだ当業者は容易に理解する。
【００８６】
なお、上記各実施形態では、本発明に係るエンジン駆動式作業用機具を構成する各部材が、「ＣＰＵなどの演算手段がＲＯＭやＲＡＭなどの記録媒体に格納されたプログラムコードを実行することで実現される機能ブロックである」場合を例にして説明したが、同様の処理を行うハードウェアで実現してもよい。また、処理の一部を行うハードウェアと、当該ハードウェアの制御や残余の処理を行うプログラムコードを実行する上記演算手段とを組み合わせても実現することもできる。さらに、上記各部材のうち、ハードウェアとして説明した部材であっても、処理の一部を行うハードウェアと、当該ハードウェアの制御や残余の処理を行うプログラムコードを実行する上記演算手段とを組み合わせても実現することもできる。なお、上記演算手段は、単体であってもよいし、装置内部のバスや種々の通信路を介して接続された複数の演算手段が共同してプログラムコードを実行してもよい。
【００８７】
なお、本明細書の記載を読んだ当業者は、当該分野において公知の種々の制御方法（例えば、比例・積分・微分制御（ＰＩＤ制御）など）を容易に改変して本発明を実施することができることを、容易に理解する。
【００８８】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、エンジン駆動式作業用機具を用いる分野において幅広く活用され得る技術であり、例えば、刈払機、芝刈機、または粉砕機、特に可搬式刈払機の分野においては、本発明のユーザーフレンドリーな技術がさらなる商品開発に大いに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態を示すものであり、本発明に係るエンジン回転数自動制御手段の要部構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示すエンジン回転数自動制御手段における制御の流れを示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る刈払機の構成を示す斜視図である。
【図４】図４は、図３に示す刈払機における多段スイッチの一実施形態を示す正面図（Ａ）および側面図（Ｂ）である。
【図５】図５は、図３に示す刈払機における作業スイッチの一実施形態を示す正面図（Ａ）および側面図（Ｂ）である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態を示すものであり、本発明に係るエンジン回転数自動制御手段の要部構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、図６に示すエンジン回転数自動制御手段における制御の流れを示すフローチャートである。
【図８】図８は、従来の刈払機の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００９１】
１    コントローラ
２    メインスイッチ
３    作業スイッチ
４    多段スイッチ
５    イグニッションコイル導線
６    アイドル位置検出センサ
７    操作量補正用設定スイッチ
８    スロットル制御モータ
９    ストップスイッチリレー
１０    ボックス
１１    キャパシタ
２１    覆管
２２    回転刃
２３    エンジン
２４    ハンドル
２５    グリップ
２６    スロットル操作レバー
２７    ワイヤ
１００    エンジン回転数自動制御手段
１０１    エンジン回転数自動制御手段
２００    本発明の一実施形態に係るエンジン駆動式作業用機具（刈払機）
３００    従来の刈払機
【図１】
2007051621.tif 000003
【図２】
2007051621.tif 000004
【図３】
2007051621.tif 000005
【図４】
2007051621.tif 000006
【図５】
2007051621.tif 000007
【図６】
2007051621.tif 000008
【図７】
2007051621.tif 000009
【図８】
2007051621.tif 000010