(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械ケーシング（３）内に配置された工具駆動のための空冷式内燃機関（２）を具備する手動式作業機械にして、内燃機関（２）のクランク軸（２４）に固定保持されかつ内燃機関（２）に対し開放された冷却空気らせん体（５）内に収納された送風機羽根車（４）を備え、更には機械ケーシング（３）に空気入口（３３）が構成され、これを通って周辺空気が冷却空気らせん体（５）内に吸入可能でありかつ内燃機関（２）に供給可能である前記作業機械において、
送風機羽根車（４）と内燃機関（２）との間に位置する冷却空気らせん体（５）の底部（７）に第２の冷却空気流入口（８）が構成され、これを通じ、内燃機関（２）のクランクケーシング（５０）と機械ケーシング（３）との間に形成された機械ケーシング（３）内の吸入室（６）が、冷却空気らせん体（５）の冷却空気を導く部分と接続していて、吸入室（６）が、機械ケーシング（３）の１個または複数個の第２の流入開口部（３４）と流動接続していて、この第２の流入開口部（３４）が、冷却空気らせん体（５）に対し反対に位置する内燃機関（２）側に位置することを特徴とする作業機械。
【請求項２】
冷却空気流入口（８）がクランク軸（２４）のシリンダ（２１）に対し反対側に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の作業機械。
【請求項３】
送風機羽根車（４）が両端面側にそれぞれ１つの吸入羽根輪体（３９、４０）を担持していることを特徴とする、請求項１または２に記載の作業機械。
【請求項４】
吸入羽根輪体（３９、４０）が送風機羽根車（４）の半径方向の隔壁（４１）により隔離されて位置することを特徴とする、請求項３に記載の作業機械。
【請求項５】
内燃機関（２）に関し外側に位置する第１の吸入羽根輪体（３９）が、内側に位置する第２の吸入羽根輪体（４０）よりも大きな軸方向幅を有することを特徴とする、請求項３または４に記載の作業機械。
【請求項６】
送風機羽根車（４）が工具（１０）を駆動するクランク軸（２４）の被動ピン（２５）に配置されていることを特徴とする、請求項１ないし５の１つに記載の作業機械。
【請求項７】
冷却空気らせん体（５）が機械ケーシング（３）に保持される送風機蓋体（３０）により被覆され、この送風機蓋体に空気吸入用の第１の流入開口部（３３）が開けられていることを特徴とする、請求項１ないし６の１つに記載の作業機械。
【請求項８】
送風機蓋体（３０）がつぼ状に構成されかつその内部にクランク軸（２４）と協動するクラッチ（２７）が収納され、更には第１の流入開口部（３３）が送風機蓋体（３０）の周囲にてクラッチ（２７）の高さに配置されていることを特徴とする、請求項７に記載の作業機械。
【請求項９】
第２の流入開口部（３４）がスタータ蓋体（３１）に配置され、このスタータ蓋体が、工具（１０）を駆動するクランク軸（２４）の被動ピン（２５）に対向位置するクランク軸（２４）のクランク軸ピン（２６）およびこのクランク軸ピン（２６）と協動する内燃機関（２）の始動のためのスタータ装置（３５）を収納することを特徴とする、請求項１ないし８の１つに記載の作業機械。
【請求項１０】
冷却空気らせん体（５）の底部（７）の第２の冷却空気流入口（８）への機械ケーシング（３）内の流動経路が、内燃機関（２）の燃料タンク（２９）により部分的に境界されていることを特徴とする、請求項１ないし９の１つに記載の作業機械。
【請求項１１】
内燃機関（２）の気化器（２８）の範囲に機械ケーシング（３）内の吸入室（６）への流動入口（４９）が設けられていることを特徴とする、請求項１ないし１０の１つに記載の作業機械。
【請求項１２】
内燃機関（２）が四行程原動機であることを特徴とする、請求項１ないし１１の１つに記載の作業機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、請求項１の前提部に記載の形式の、空冷内燃機関を具備する刈払機、パワーチェーンソウ等のような手動式作業機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の作業機械では、工具は機械ケーシング内に配置された内燃機関により駆動される。内燃機関用冷却空気を供給するため、送風機羽根車が設けられ、この送風機羽根車は内燃機関のクランク軸に相対回転不能に保持され、そして内燃機関に対し開放された冷却空気らせん体内で回転する。
【０００３】
ドイツ特許公開第１９７５２７９８号明細書には、原動機の運転時に回転する送風機羽根車が周辺空気を送風機蓋体を通して冷却空気らせん体内に吸入する作業機械が開示されている。冷却空気流は、冷却空気らせん体から内燃機関のシリンダに流出し、排気スリットを経て機械ケーシングから導出される。冷却空気らせん体の底部には開口部が設けられており、これに原動機の空気フイルタへの燃焼空気管路が接続している。このようにして、冷却空気流から分流が分岐されて燃焼空気として内燃機関に供給される。
【０００４】
ドイツ特許公開第１９６１８６６９号明細書には、冷却空気らせん体の底部に燃焼空気流入口を配置した手動式作業機械が開示され、その場合燃焼空気は機械ケーシングの内部空間から該流入口を通って供給され、原動機へ流動方向に接続する燃焼空気管路内へ導入される。
【０００５】
手動式作業機械の場合、機械ケーシングは小さくかつコンパクトに構成されねばならず、それによってずんぐりと作られた内燃機関に高い温度が生じ得る。特に作業機械の機械ケーシング内に四行程原動機を装着する場合、外部空気冷却にもかかわらず明らかに高い温度が生ずる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上に記した形式の作業機械を改良し、内燃機関の冷却を改善することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、本発明により、請求項１の特徴とする構成により解決される。
【０００８】
【発明の作用および効果】
本発明では、冷却空気らせん体の底部に第２の冷却空気流入口を構成し、これを通じて機械ケーシングの内部空間の範囲が冷却空気らせん体の冷却空気を導く部分と接続している。この場合、２つの冷却空気流が互いに独立に供給され、ともに原動機の冷却のため原動機ブロックに吹き付けられる。原動機に供給される冷却空気の１部としての冷たい周辺空気は、シリンダヘッドの範囲における原動機温度を低く保持する。冷却空気らせん体の底部の第２の冷却空気流入口を通って、原動機により加熱された空気が機械ケーシングの内部空間範囲から導出されるので、シリンダに対し反対に位置する機械ケーシングの空間範囲においても空気運動が行われる。つまり、内燃機関およびその周辺にある構成部材の範囲の内部空間内の空気の加熱に対して反対に作用する。冷却空気らせん体の底部の第２の冷却空気流入口がシリンダに反対のクランク軸側に配置され、それによって内燃機関のクランクケーシングの下方の空間範囲から空気が吸出されるのが有利である。
【０００９】
送風機羽根車の軸方向に逆の両方向に冷却空気流を供給するため、送風機羽根車が両端面側にそれぞれ１つの吸入羽根輪体を備えるのが有利である。吸入羽根輪体は半径方向の隔壁により隔離されて位置するのが有利であり、それにより送風機羽根車の両端面側における吸入作用が高められる。内燃機関の反対に位置する第１の吸入羽根輪体が、内燃機関の方に向いた内側の第２の吸入羽根輪体よりも大きな軸方向幅を有するのが有利である。かくして、内燃機関に供給される冷却空気流の大部分が、第１の吸入羽根輪体により作業機械の周辺から吸入される。
【００１０】
送風機羽根車が工具を駆動するクランク軸の被動ピンに配置されているときは、被動ピンと協動するクラッチが吸入される冷却空気流により接触流過され冷却される。特にクラッチの滑り運転時には、クラッチの有効な冷却を確実にすることができる。冷却空気らせん体は機械ケーシングに保持される送風機蓋体により被覆され、この送風機蓋体に空気吸入用の流入開口部が開けられており、これを通って周辺空気が冷却空気らせん体内に吸入される。送風機蓋体はつぼ状に構成され、その内部にクランク軸と協動するクラッチを収納するのが有利である。その場合、流入開口部は送風機蓋体の周囲にてほぼクラッチの高さに配置される。
【００１１】
本発明の有利な構成において、内燃機関のクランクケーシングと機械ケーシングとの間に形成された機械ケーシングの内部空間の１部が、機械ケーシングの１個または複数個の第２の流入開口部と流動接続しており、その場合機械ケーシングの第２の流入開口部から冷却空気らせん体の底部の第２の冷却空気流入口への流動経路が次のように、すなわち機械ケーシング内の冷却保持すべき構成部材が供給される冷却空気により接触流過されるように導かれる。第２の流入開口部は、冷却空気らせん体に対し反対に位置する内燃機関側に位置し、それによって内燃機関の被動側の第１の冷却空気流入口による以外の作業機械の周辺範囲から冷却空気を供給するのが有利である。
【００１２】
冷却空気らせん体の底部の第２の冷却空気流入口への流動経路は、内燃機関の燃料タンクにより部分的に境界されており、よって燃料タンクは空気誘導の用をなしかつ吸入した周辺空気により冷却される。さらに、内燃機関のクランクケーシングに隣接して位置する内部空間の吸入部分へは、内燃機関の気化器の範囲に流動入口を設けることができ、ここから気化器を冷却する冷却空気の部分流を吸入することができる。空気誘導のため、機械ケーシング内におよび機械に壁等のごとき付属部分を設けることができる。
【００１３】
冷却空気らせん体の底部の第２の冷却空気流入口へ冷却空気を供給するための第２の流入開口部は、被動ピンに対向位置するクランク軸のクランク軸ピンおよびクランク軸ピンと協動する内燃機関のスタータ装置を収納するスタータ蓋体に配置することができる。このようにして、内燃機関の始動のためのスタータ装置、例えば引きひもスタータの加熱が阻止される。スタータ蓋体および引きひもスタータのスタータ握りが冷却されることにより、操作者の触れるべき構成部材の温度が低く抑えられる。
【００１４】
冷却空気を独立の部分流で異なる方向から吸入することは、冷却空気供給に際し周辺空気からの汚染粒子が冷却空気流入に添加されにくいという特長がある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例を図面により詳細に説明する。
図１に示す手動式作業機械は、草やその他の繁茂せる植物を刈る刈払機１である。刈払機１は操作桿１１を備え、これにハンドル１３がほぼ直角に固定されている。ハンドル１３の両端には握り１４が構成され、この握り１４は刈払機１を操作するため操作者１５により握られている。操作者１５は、携帯ベルト１９により手動式刈払機１を担持している。
【００１６】
操作桿１１の後側端部に駆動ユニット１２が配置され、この駆動ユニットには内燃機関を収納するケーシング３を有する。操作桿１１は管として構成され、そして駆動軸（図２）を収納し、この駆動軸を介して内燃機関は操作桿１１の前端部にて操作可能な回転工具を駆動する。回転工具は、図示の実施例では、有角伝動装置１８を介して駆動可能でありかつ矢印１７の方向に往復して刈るべき面に沿い動かされる板状刃１０である。
【００１７】
図２は、刈払機の操作桿の後側端部に配置した駆動ユニット１２の縦断面図である。作業機械の機械ケーシング３内に内燃機関２が配置され、本実施例では、この内燃機関は空冷式四行程原動機であるが、しかし二行程原動機とすることもできる。単一シリンダ式四行程原動機２は、通常のように、１つのシリンダ２１を備え、このシリンダ内に往復ピストン２２が縦移動可能に配置され、そしてクランク駆動部を介してクランク軸２４を回転駆動する。クランク軸およびクランク駆動部の回転部分は、シリンダ２１に接続するクランクケーシング５０内に配置されている。クランクケーシング５０に対し反対に位置するシリンダ２１の上側では、シリンダヘッド２０が燃焼室を閉止しており、その際シリンダヘッド２０に混合気点火のための点火栓２３が収納されている。
【００１８】
内燃機関２は、そのクランク軸２４でもって刈払機１の工具を駆動し、その場合工具に至る駆動軸１６は管として構成された操作桿１１内に収納されている。この場合簡単のため、駆動軸１６のうち接続部のみ示す。回転軸線４２の周りのクランク軸の回転運動は、遠心クラッチ２７を介して駆動軸１６に伝達される。クラッチ２７の遠心体は、クランク軸２４の被動ピン２５により連行され、原動機回転数が充分である場合、遠心体を被覆しかつ操作桿１１内の駆動軸１６と相対回転不能に結合されているクラッチ鐘状体と係合する。
【００１９】
クランク軸２４は、クランクケーシング５０の両側でクランク軸ピンとともに外へ出ている。内燃機関２の被動側の反対にある後側でクランクケーシング５０から出ているクランク軸ピン２６は、作業機械の始動のためのスタータ装置３５と協動する。本実施例では、スタータ装置は引きひもスタータであり、その場合ひもロールが駆動ユニット１２の機械ケーシング３に固定されかつつぼ状に構成されたスタータ蓋体３１内に収納されている。取手３６を引張ることにより、引きひもスタータ３５の引きひもはひもロールから巻き戻され、その際クランク軸ピン２６が回転させられる。
【００２０】
四行程原動機２は、作業機械の運転時には送風機羽根車４により吸入される冷却空気でもって冷却される。送風機羽根車４は、クランク軸の被動ピン２５に相対回転不能に保持され、そしてクラッチ２７とクランクケーシング５０との間に配置されている。送風機羽根車４は、内燃機関に対し開いている冷却空気らせん体５内に収納されている。冷却空気らせん体５（図３）は、つぼ状に構成されかつクランク軸の回転軸線４２に対し半径方向に構成された底部７を有する。底部７の縁部には、送風機羽根車４を軸方向に覆う周壁９が構成されている。原動機２への冷却空気は、周壁９にて導かれる。冷却空気流は、周壁９の端部で冷却空気らせん体５を離れ、そして点火栓２３の範囲の原動機２のシリンダヘッド２０に吹き付ける。冷却空気は、ケーシングキャップにより覆われたシリンダヘッド２０の周りを流れ、そして駆動ユニット１２の後側部にてスタータ蓋体３１に隣接して位置するケーシングキャップの出口格子３２を通って機械ケーシング３を離れる。
【００２１】
冷却空気らせん体５内への第１の空気流入口は、底部７に対し反対に位置する冷却空気らせん体の端面側を覆いかつ機械ケーシング３に保持される送風機蓋体３０により形成される。送風機蓋体３０は、遠心クラッチ２７を収納しかつ漏斗状に拡がるつぼの形状に構成されている。送風機蓋体３０の先のとがった前端は、操作桿１１に接合する。送風機蓋体３０の周囲には開放スリット３３（図５）が構成され、送風機羽根車４はこの開放スリット３３を通して駆動ユニット１２の周辺空気を冷却空気らせん体５内へ吸入する。開放スリット３３はほぼクラッチ２７の高さにあり、よってクラッチ２７は流入する第１の冷却空気流４４（図５）により冷却され続ける。
【００２２】
冷却空気らせん体５内への第２の冷却空気流入口８は、冷却空気らせん体５の底部７に構成されている。それにより、２つの冷却空気流が互いに独立に軸方向に正反対の向きに冷却空気らせん体５内に吸入され、そしてともにシリンダヘッド２０に吹き付けられる。冷却空気らせん体５の底部にある第２の空気流入口８を通しては、機械ケーシング３の内部から暖かい空気が導出される。流動空気のために機械ケーシング内で空気運動がある場合、機械ケーシング内に配置された構成部材が冷却される。第２の冷却空気流入口８は、クランク軸２４の原動機に対し反対にある側にて、冷却空気らせん体５の底部７に構成されている。それによって冷却空気は、クランクケーシング５０に隣接して機械ケーシング３により境界される吸入室６から導出される。図３に示すように、冷却空気流入口８は、冷却空気らせん体５の底部７にクランク軸軸受３８に隣接して構成されており、そして図示の実施例では、約１８０°の円弧角に亘り延びているので、それによって第２の冷却空気流入口８に対し充分な通過横断面が保証されている。
【００２３】
２つの冷却空気流を供給するための送風機羽根車４について、図４のａに示す前側図および冷却空気らせん体５の底部の方の側の図４のｂに示す後側図により、以下に詳細に説明する。送風機羽根車４は両端面側にそれぞれ１つの吸入羽根輪体３９、４０を担持し、これらの羽根輪体は半径方向の隔壁４１により分離されて位置する。この場合、隔壁４１はハブ４３から送風機羽根車の周囲まで延び、ここで両吸入羽根輪体３９、４０の羽根は終わっている。本実施例では、送風機羽根車４の組立て位置にて内燃機関に関し外方に位置する、送風機蓋体３０を通して第１の冷却空気流を供給するための吸入羽根輪体３９は、冷却空気らせん体５の底部の入り口を通して第２の冷却空気流を供給するために設けられた第２の吸入羽根輪体４０よりも大きな軸方向幅を有する。供給する冷却空気流をどのように調節すべきかに従って、羽根輪体を他の寸法とすることも合目的である。
【００２４】
本実施例では、送風機羽根車により供給する全冷却空気流の大きな部分流を外側の羽根輪体により冷たい周辺空気から吸引し、シリンダヘッドの有効な冷却を保証する。第２の吸入羽根輪体４０は機械ケーシング内の空気運動を確実にし、そして原動機のクランクケーシングの範囲およびシリンダの反対の機械ケーシング部分に配置された他の構成部材の範囲における過度に高い温度を防止する。送風機羽根車は直径上対向位置する２つの平衡質量体５１を有しており、本実施例ではこれらの平衡質量体は第２の吸入羽根輪体４０に構成され、送風機羽根車の軸方向に隔壁４１を越えて第１の吸入羽根輪体３９内に延びている。平衡質量体５１には、作業機械の運転中内燃機関の磁石点火装置と協動する点火マグネット５２が埋設されている。
【００２５】
冷却空気らせん体５の第２の冷却空気流入口８に付設されかつ内燃機関２のクランクケーシング５０に隣接して構成された吸入室６（図２）は、機械ケーシング３の第２の流入開口部と流動接続しており、この流入開口部を通って空気は機械ケーシング３内に流入し、ついで吸入室６内に流入する。図５に示すように、吸入室６内に流入する冷却空気４５は、駆動ユニットの送風機蓋体３０に対向位置する側にて供給される。従って、送風機羽根車は機械ケーシング３の前側部にて送風機蓋体３０を通して第１の冷却空気流４４を吸入し、そして対向位置する側にて第２の冷却空気流４５を吸入するので、冷却空気は互いに無関係に機械ケーシング３の周辺から吸入されて内燃機関に導入される。このようにして、作業機械の空気吸入への汚染粒子の付加の危険は、２つの別個の流動経路により低減される。第２の冷却空気流入用の流入開口部は、図示の実施例では、スタータ蓋体３１に構成しており、その場合大きな流入横断面が得られ、これにより流入する冷却空気の流速低下が行われる。これは、流入開口部の損耗防止作用となる。
【００２６】
図６は、駆動ユニット後側部の平面図であり、スタータ蓋体３１が機械ケーシング３に配置され、そして内燃機関２から流出する冷却空気用の流出格子３２が構成されているところが示されている。図８に別個の構成部材として斜視図にて示すスタータ蓋体３１に、流入開口部３４がクランク軸の回転軸線４２の内燃機関に対向位置する側にて周方向に配置されているので、クランクケーシングの下方にて第２の冷却空気流が吸入される吸入室への流動経路が短くなる。流入開口部３４は、引きひもスタータのひも巻胴を収納するスタータ蓋体３１のつぼ状わん曲部に構成されている。ひも巻胴３７からここには図示しない握りにより、引きひもスタータの引きひもが巻き戻されて、内燃機関は始動させられる。
【００２７】
第２の冷却空気流用の吸入室は、冷却空気らせん体５とスタータ蓋体３１の流入開口部３４との間に構成されている。図６にて、冷却空気らせん体５の底部が流入開口部３４を通して看取でき、また冷却空気らせん体の底部の冷却空気流入口により、送風機羽根車４の第２の吸入羽根輪体４０への直接の流動経路が与えられる。
【００２８】
図７は、内燃機関のクランクケーシング５０に隣接する吸入室６の高さにおける駆動ユニットの横断面図である。本発明により冷却空気らせん体の底部７の冷却空気流入口を通って第２の冷却空気流を供給することは、機械ケーシング内に収納された内燃機関のその他の構成部材および装置を効率よく冷却することを可能にする。その際、吸入室６内に吸入される冷却空気の流動経路は冷却すべき構成部材に沿うて設けられる。図示の実施例においては、スタータ蓋体の流入開口部を通しての吸入室６内への軸方向流入に付加して、内燃機関の気化器２８に隣接して流動入口４９が設けられている。流動入口４９は、気化器２８と燃料タンク２９との間に構成されているので、気化器２８と燃料タンク２９は付加的に吸入される冷却空気流により冷却される。流動入口４９は、隔壁４７により内燃機関のシリンダより隔離されているので、送風機羽根車の吸入羽根輪体４０は、スタータ蓋体を通しての冷却空気に付加して、燃料タンク２９と気化器２８の範囲の流動入口４９を通しても冷却空気を吸入する。本実施例では、隔壁４７が気化器２８を内燃機関の混合気入口と接続する気化器フランジ４８に構成されている。燃料タンク２９の冷却によりタンクの内圧が低下するので、タンク蓋を開けるとき急激な圧力補償およびこれに伴う欠点の生ずることはない。有利な場合、脱気弁の配置を省略できる。
【００２９】
駆動ユニットのコンパクトな構成では、本発明の冷却装置を具備する燃料タンク２９をクランクケーシングに隣接して配置することができる。流動入口４９を通って、気化器２８の範囲から熱風が吸い出され、冷却空気らせん体内にて冷却空気流に混ぜ合わされるので、気化器作動温度は低下する。
【図面の簡単な説明】
【図１】手動式刈払機の平面図である。
【図２】刈払機の駆動ユニットの断面図である。
【図３】冷却空気らせん体の斜視図である。
【図４】ａ  送風機羽根車の前側を示す斜視図である。
ｂ  送風機羽根車の後側を示す斜視図である。
【図５】駆動ユニットの側面図である。
【図６】駆動ユニットの後側図である。
【図７】駆動ユニットの横断面図である。
【図８】スタータ蓋体の斜視図である。
【符号の説明】
２              内燃機関
３              機械ケーシング
４              送風機羽根車
５              冷却空気らせん体
６              内部空間（吸入室）
７              冷却空気らせん体の底部
８              第２の冷却空気流入口
１０            工具
２１            シリンダ
２４            クランク軸
２５            被動ピン
２６            クランク軸ピン
２７            遠心クラッチ
２８            気化器
２９            燃料タンク
３０            送風機蓋体
３３            第１の流入開口部（開放スリット）
３４            第２の流入開口部
３９、４０      吸入羽根輪体
３５            スタータ装置
４１            隔壁
５０            クランクケーシング
【図１】
0003833075.tif 000002
【図２】
0003833075.tif 000003
【図３】
0003833075.tif 000004
【図４】
0003833075.tif 000005
【図５】
0003833075.tif 000006
【図６】
0003833075.tif 000007
【図７】
0003833075.tif 000008
【図８】
0003833075.tif 000009