(57)【要約】【課題】    冷却空気による冷却効率を良好に維持でき、かつ小型化を促進できる携帯型作業機を提供すること。  【解決手段】携帯型作業機であるカットオフソーにおいて、エンジンにより回転駆動するファン２３の周囲に第１ボリュート２６を設け、第１ボリュート２６の内側に第２ボリュート２７を設け、ファン２３の表面に第１ボリュート２６に対応した第１フィン２４を設け、裏面に第２ボリュート２７に対応した第２フィン２５を設け、第１フィン２４では冷却用空気を生成して第１ボリュート２６からエンジン周りに噴出させ、第２フィン２５で生成した空気のうち、第２ボリュート２７にて粉塵が分離された空気をクリーナボックス２１内に送って吸気として用いるようにした。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯型作業機において、
エンジンにより回転駆動するファンと、
ファンの周囲に設けられた第１ボリュートと、
第１ボリュートの内側または外側に設けられた第２ボリュートとを備え、
前記ファンの表裏面のうちの一方の面には前記第１ボリュートに対応した第１フィンが設けられ、他方の面には前記第２ボリュートに対応した第２フィンが設けられ、
前記第１ボリュートは、前記第１フィンで吸引された空気を前記エンジン冷却用の冷却空気として噴出可能に設けられ、
前記第２ボリュートの内周寄りの領域は、前記エンジンの吸気用流路と連通し、外周寄りの領域は前記エンジンの周囲に開放している
ことを特徴とする携帯型作業機。
【請求項２】
請求項１に記載の携帯型作業機において、
前記第２ボリュートの下流側の前記吸気流路途中にはサイクロン型の遠心分離部が設けられている
ことを特徴とする携帯型作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯型作業機に係り、例えばカットオフソーやチェーンソーなどの手持ち可能な携帯型作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンクリート塊等を切断する携帯型作業機として、エンジン駆動の手持ち式カットオフソーが知られている（例えば特許文献１）。カットオフソーは、エンジンカッタやハンディカッタと称されることもある。このようなカットオフソーを用いた作業では、コンクリート塊切断時にコンクリート粉塵が多量に発生する。このため、粉塵を捕集するためのエンジン用エアクリーナが早期に目詰まりを起こし、エアクリーナを頻繁に掃除や交換する必要があるなど、メンテナンスに手間がかかるという問題があった。
【０００３】
そこで、近年のカットオフソーでは、粉塵をエンジンのシリンダ内に吸い込まないようにするための工夫がなされており、エアクリーナの長期使用、あるいは同じメンテナンス頻度であっても、より小型のエアクリーナで対処できるようになっている。例えば前記特許文献１のカットオフソーでは、吸い込んだ空気を冷却空気としてエンジン周りに送り込む冷却ファンが設けられているが、この冷却ファンは、エンジンを覆うカバーの一部に形成されたボリュート（渦形室）内に収容されており、冷却空気を効率よくエンジン側に送り込むようになっている。そして、このボリュートを利用することで、シリンダ内への粉塵の吸入を防止する対策が施されている。
【０００４】
すなわち、冷却ファンに吸い込まれる空気には、前述したように粉塵が多量に含まれているが、この粉塵混じりの空気を冷却ファンによりボリュートを通して噴き出させると、ボリュートでの遠心分離機能により粉塵が分離させるのであり、粉塵が分離された空気をエアクリーナに送り、粉塵を含む空気をエンジン冷却に用いることで、エアクリーナでの負担を軽減させている。具体的な構造としては、ボリュート内の内側（中央側）を流れる空気からは粉塵が分離されることに着目し、この領域とエアクリーナが配置されるクリーナボックスとを専用の流路で連通させることで、粉塵の少ない空気をエアクリーナ側に送り込むようになっている。
【０００５】
【特許文献１】スウェーデン特許公表第４４２２３２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１の技術では、冷却ファンから送られる冷却空気の一部がエンジンの吸気用としてクリーナボックスに送られるため、その分エンジンを冷却するための風量が減り、冷却効率が低下するという問題がある。そこで、冷却ファンのフィン部分を大きくし、風量を稼ぐことも考えられるが、これでは冷却ファンが大型化するためにカットオフソー全体の小型化が阻害されるという問題が生じる。
【０００７】
本発明の目的は、冷却空気による冷却効率を良好に維持でき、かつ小型化を促進できる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】
本発明の請求項１に係る携帯型作業機は、エンジンにより回転駆動するファンと、
ファンの周囲に設けられた第１ボリュートと、第１ボリュートの内側または外側に設けられた第２ボリュートとを備え、前記ファンの表裏面のうちの一方の面には前記第１ボリュートに対応した第１フィンが設けられ、他方の面には前記第２ボリュートに対応した第２フィンが設けられ、前記第１ボリュートは、前記第１フィンで吸引された空気を前記エンジン冷却用の冷却空気として噴出可能に設けられ、前記第２ボリュートの内周寄りの領域は、前記エンジンの吸気用流路と連通し、外周寄りの領域は前記エンジンの周囲に開放していることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２に係る携帯型作業機は、請求項１に記載の携帯型作業機において、前記第２ボリュートの下流側の前記吸気流路途中にはサイクロン型の遠心分離部が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上において、請求項１の発明によれば、エンジンの吸気として送られる空気は、第２フィンで生成され、かつ第２ボリュートで粉塵が遠心分離されたものであり、エンジン冷却用の冷却空気として生成されたものではないので、第１フィンで生成された冷却空気の流量が減るということはなく、エンジンを効率的に冷却できる。また、ファンの裏面側のフィンを、もともとデットスペースとして存在するファンの裏面側の空間を利用して設けることで、そのフィン専用のスペースを新たに確保する必要がないため、表面側のフィンのみを大きくして同等の風量を得る場合に比して、ファンの張り出し量を小さくでき、作業機を小型化できる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、前記第２ボリュートで１段目の遠心分離が行われ、下流側の遠心分離部で２段目の遠心分離が行われるから、エンジンに供給される空気をより一層清浄化でき、エアクリーナでの負担を大幅に軽減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態のカットオフソー（携帯型作業機）１に搭載されたエンジン２周りの構造を示す側面図である。図２は、エンジン２周りを示す底断面図である。図３は、エンジン２周りの要部を示す側面図、図４は、前記要部の平面図、図５は、図４のV−V線断面図である。
【００１３】
図１、図２において、カットオフソー１は、コンクリート塊や路盤材等を切断する手持ち式の携帯型作業機であって、エンジン２を搭載した作業機本体１１と、作業機本体１１から前方側に向けて設けられた図示略のガイド部材と、ガイド部材先端に取り付けられるカッタヘッドと、カッタヘッドに装着されるカッタブレード１２とを備えている。エンジン２のクランクシャフト１３の一端側には遠心クラッチ用のクラッチハウジング１４が設けられ、このクラッチハウジング１４とカッタヘッドに設けられたプーリとにはベルトが巻回され、これにより、カッタヘッド側のプーリに連結されたブレード装着部がベルトを介してエンジン２により駆動され、カッタブレード１２が回転する。
【００１４】
エンジン２の後方側、すなわち把手１５側には、図３ないし図５に示すように、合成樹脂製で箱状に形成されたクリーナボックス２１が設けられている。このクリーナボックス２１は、エンジン２の吸気ポート側に配置されたキャブレター２２にスクリュー等で固定されており、内部に図示略のエアフィルタを収容可能である。一方、クランクシャフト１３の他端側（前記クラッチハウジング１４が設けられる側とは反対側）には、エンジン２冷却用の冷却空気、およびクリーナボックス２１に吸気用の空気を送り込むファン２３が設けられており、さらにファン２３の外側には、ラチェット機構を介してリコイルスタータ１６が設けられている。
【００１５】
ここで、ファン２３は、表面（リコイルスタータ１６側の面）に形成された第１フィン２４と、裏面（エンジン２側の面）に形成された第２フィン２５とを備えている。第１フィン２４は、第２フィン２５よりも大きく、噴き出される風量も大きい。このようなファン２３は、周囲に形成された第１、第２ボリュート２６，２７内に収容されている。これら第１、第２ボリュート２６，２７は、エンジン２の半割構造のクランクケース１７を構成する一方のケース部材２８にて形成されている。
【００１６】
具体的に、ケース部材２８は、もう一方のケース部材２９にスクリュー止めされるケース本体部３１と、ケース本体部３１に対して複数の支持リブ３２および拡開壁部３３を介して形成され、かつフレームとしても機能するハウジング部３４とで構成され、このハウジング部３４に第１、第２ボリュート２６，２７が形成されている。複数の支持リブ３２間は、図２、図５に示すように、エンジン２側とファン２３側とを連通させる開口部３２Ａとなっており、開口部３２Ａを通して入り込む空気がファン２３の第２フィン２５で吸引され、第２ボリュート２７内を流れる。勿論、第１フィン２４で吸引される空気は、従来と同様に、作業機本体１１を覆うカバーに設けられた空気吸引用のスリット等から吸引され、第１ボリュート２６内を流れる。
【００１７】
つまり、第１ボリュート２６は、ファン２３の第１フィン２４に対応して形成され、第２ボリュート２７は、第２フィン２５に対応して形成されているのである。また、第２フィン２７は、ファン２３の裏面とケース本体部３１との間に必然的に形成される空間を利用して突設されており、第２フィン２７を突設するための専用の空間が特別に形成されているわけではない。
【００１８】
そして、以上のような第１、第２ボリュート２６，２７はそれぞれ、吸引する空気中から粉塵を分離する遠心分離機能を有しているが、本実施形態では特に、第２ボリュート２７での遠心分離機能が重要となる。第１ボリュート２６は、粉塵を分離するよりはむしろ、十分な風量の冷却空気を生成し、噴流するように設けられている。
【００１９】
すなわち、外周側の第１ボリュート２６を通る冷却空気は、第１ボリュート２６先端側（空気の流れ方向の下流側）に設けられた噴出口２６Ａから噴出し、エンジン２を十分な風量で冷却する。この際、冷却空気中には切断作業時に発生するコンクリート粉塵が含まれるが、この冷却空気は、図５中に白抜き矢印（空気の流れ）および黒矢印（粉塵の流れ）で示すように、クリーナボックス２１に入り込むことがないため、大量の粉塵がクリーナボックス２１内のエアクリーナを早期に詰まらせる心配がない。
【００２０】
これに対して、第２ボリュート２７を通る空気の一部は、遠心分離機能で粉塵が分離された比較的清浄なものとされてクリーナボックス２１内に送り込まれ、分離された粉塵を含む残りの空気は、エンジン２周囲に噴出するようになっている。以下には、そのような空気の流れを生じさせるための第２ボリュート２７の構成について詳説する。
【００２１】
第２ボリュート２７は、第１ボリュート２６との境界として設けられた境界壁部３５を含んで形成されている。境界壁部３５の突端は、ファン２３の裏面と近接しており、この裏面が壁面となって第２ボリュート２７と第１ボリュート２６とが互いに遮蔽されることになる。第２ボリュート２７の先端側には、この第２ボリュート２７とクリーナボックス２１側とを連通させるパイプ状の連通部材３６が取り付けられている。この連通部材３６からエンジン２までの流路が本発明に係る吸気用流路３７である。
【００２２】
連通部材３６によれば、その一端に設けられた流入口３８は、第２ボリュート２７の内周側の領域に位置している。従って、渦状に旋回しながら第２ボリュート２７内を通る空気において、この空気内に含まれる比重の大きい粉塵は、遠心力により境界壁部３５に寄せられて外周側の領域を流れ、この領域を流れる空気と共にエンジン２の周囲に開放した噴出口２７Ａから噴出する。そして、粉塵を殆ど含まない比較的清浄な空気は、第２ボリュート２７の内側を流れ、連通部材３６を通ってクリーナボックス２１側に向かうことになる。
【００２３】
このように、本実施形態のカットオフソー１によれば、ファン２３には、エンジン２冷却用の冷却空気を生成する第１フィン２４と、クリーナボックス２１内に送り込むための空気を生成する第２フィン２５とが設けられ、このファン２３の周囲には、第１フィン２４で生成された冷却空気をエンジン２の周囲に噴出させる第１ボリュート２６と、第２フィン２５で生成された空気の一部を吸気としてクリーナボックス２１側に送り、かつ残りの空気をエンジン２側に噴出させる第２ボリュート２７とが設けられている。
【００２４】
このことからすれば、クリーナボックス２１に送られる空気は、エンジン２冷却用の冷却空気として生成されたものではないので、従来とは異なって冷却空気の流量が減るということはなく、エンジン２を効率的に冷却できる。また、クリーナボックス２１内に送り込まれる空気からは粉塵が除去されているため、クリーナボックス２１内のエアクリーナが早期に目詰まりを起こすことがなく、メンテナンス性が良好である。しかも、第２フィン２５は、もともとデットスペースとして存在していたファン２３の裏面側の空間を利用して突設されているため、第２フィン２５専用のスペースを新たに確保する必要がない。このため、第１フィン２４を大きくして同等の風量を得る場合に比して、ファン２３の張り出し量を小さくでき、カットオフソー１を小型化できる。
【００２５】
ところで、本実施形態では、連通部材３６の他端側は、クリーナボックス２１に一体に設けられたサイクロン型遠心分離部４１の空気導入部４２に接続されている。遠心分離部４１は、空気導入部４２と連通した複数（本実施形態では３つ）のサイクロン室４３を備えている。サイクロン室４３の内部構造は一般的なサイクロン型の遠心分離器と略同様であるため、ここではその詳細な図示および説明を省略するが、空気の流れで説明すると概略次の通りである。
【００２６】
すなわち、空気導入部４２を通った空気は先ず、サイクロン室４３の入口に設けられた渦流発生部４４で渦流となり、渦流となることで空気中の粉塵はサイクロン室４３の内周面に寄せられ、先端の縮径した排出口４５から一部の空気と共に排出される。また、サイクロン室４３内の渦流の中央側には、空気中から粉塵が分離されたより清浄な空気が存在する。この清浄な空気は、サイクロン室４３内の中央に引き込まれた引込チューブ４６を通して、エンジン２での吸引時の負圧によりクリーナボックス２１内に導かれ、エアクリーナで濾過された後に、送出口４７からキャブレター２２に送られる。
【００２７】
このように、本実施形態によれば、前述した第２ボリュート２７で１段目の遠心分離が行われ、遠心分離部４１にて２段目の遠心分離が行われるため、クリーナボックス２１に流入する空気中からコンクリート粉塵をより確実に除去でき、エアクリーナの目詰まりを一層生じ難くしてメンテナンス性を格段に向上させることができる。また、メンテナンス期間を従来と同じに設定すれば、エアクリーナを大幅に小型化できることになる。
【００２８】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば前記実施形態では、クリーナボックス２１にサイクロン型の遠心分離部４１が設けられていたが、このような遠心分離部は必要に応じて設けられればよく、第２ボリュート２７による１段目の遠心分離で粉塵を十分に除去できる場合には、省略可能である。
【００２９】
また、前記実施形態では、冷却空気を通す第１ボリュート２６が第２ボリュート２７の外側に設けられていたが、第２ボリュートを第１ボリュートの外側に設けてもよく、この場合には、冷却空気生成用の第１フィンをファンの裏面側に設け、第２フィンを表面側に設ける必要がある。
【００３０】
さらに、前記実施形態では、第１、第２ボリュート２６，２７が共にケース部材２９のハウジング部３４に形成されていたが、ファンの表面側のフィンに対応したボリュートに関しては、当該ファンを覆う外装カバーの裏面側に形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、カットオフソーに限らず、チェーンソーにも利用できる。特に乾燥木材を切断する場合は、大量の木粉が発生するが、この木粉を粉塵としてクリーナボックスに吸い込まないためにも本発明は有効である。その他、粉塵が発生する中で用いられる任意の携帯型作業機に本発明を利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係る携帯型作業機に搭載されたエンジン周りの構造を示す側面図。
【図２】エンジン周りを示す底断面図。
【図３】エンジン周りの要部を示す側面図。
【図４】前記要部の平面図。
【図５】図４のV−V線断面図。
【符号の説明】
【００３３】
１…携帯型作業機であるカットオフソー、２…エンジン、２３…ファン、２４…第１フィン、２５…第２フィン、２６…第１ボリュート、２７…第２ボリュート、３７…吸気用流路、４１…遠心分離部。
【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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