特許 6555961 エンジン作業機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6555961

(24)【登録日】2019年7月19日

(45)【発行日】2019年8月7日

(54)【発明の名称】エンジン作業機

(51)【国際特許分類】

   F02B 63/00 20060101AFI20190729BHJP

   F02B 63/02 20060101ALI20190729BHJP

   F01P 5/04 20060101ALI20190729BHJP

   F01P 5/06 20060101ALI20190729BHJP

   F02N 3/02 20060101ALI20190729BHJP

   F02F 7/00 20060101ALI20190729BHJP

【ＦＩ】

   F02B63/00 D

   F02B63/02

   F01P5/04 D

   F01P5/06 501

   F01P5/06 510A

   F01P5/06 510B

   F02N3/02 P

   F02F7/00 301Z

   F02B63/00 C

【請求項の数】7

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-149752(P2015-149752)

(22)【出願日】2015年7月29日

(65)【公開番号】特開2017-31820(P2017-31820A)

(43)【公開日】2017年2月9日

【審査請求日】2018年5月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】509264132

【氏名又は名称】株式会社やまびこ

(74)【代理人】

【識別番号】100086771

【弁理士】

【氏名又は名称】西島 孝喜

(74)【代理人】

【識別番号】100088694

【弁理士】

【氏名又は名称】弟子丸 健

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100095898

【弁理士】

【氏名又は名称】松下 満

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123607

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 徹

(72)【発明者】

【氏名】山崎 隆広

(72)【発明者】

【氏名】白井 健

(72)【発明者】

【氏名】上田 峻輔

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 健太

【審査官】 金田 直之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−３０７６９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２１０１３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−００２１４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０２１４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０２−１３５２０２（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｂ ６３／００−６３／０２

Ｆ０１Ｐ ５／０４− ５／０６

Ｆ０２Ｆ １／００− １／４２， ７／００

Ｆ０２Ｎ ３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジン作業機（１）であって、
エンジンユニット（２）と、ハウジング（４）と、羽根付きロータ（６）と、を有し、 前記エンジンユニット（２）は、クランクケース（１０）と、前記クランクケース（１０）のドライブ側から延びるドライブ側シャフト（１６ａ）と、前記クランクケース（１０）のマグネト側から延びるマグネト側シャフト（１６ｂ）と、前記クランクケース（１０）と前記ドライブ側シャフト（１６ａ）及び前記マグネト側シャフト（１６ｂ）との間をシールするオイルシール（１８ａ、１８ｂ）を含み、
前記ハウジング（４）は、第１の壁（２０）と、ドライブ側において前記クランクケース（１０）に隣接して設けられた第２の壁（２２ａ）と、マグネト側において前記クランクケース（１０）に隣接して設けられた第３の壁（２２ｂ）と、を含み、
前記羽根付きロータ（６）は、前記第３の壁（２２ｂ）を越えて延びる前記マグネト側シャフト（１６ｂ）に固定され且つ前記第３の壁（２２ｂ）を越えたところに配置され、 前記クランクケース（１０）と前記第１の壁（２０）との間に、空気通路（２４）が設けられ、前記空気通路（２４）は、前記ドライブ側シャフト（１６ａ）のオイルシール（１８ａ）の周りの前記クランクケース（１０）に沿って空気流が流れるように前記ドライブ側シャフト（１６ａ）のオイルシール（１８ａ）の近傍に設けられた入口開口（３２）と、前記羽根付きロータ（６）に面するように前記第３の壁（２２ｂ）に設けられた出口開口（３４）と、を有し、
前記羽根付きロータ（６）の回転により、前記入口開口（３２）から前記空気通路（２４）を通って前記出口開口（３４）に流れる空気流を生じさせることを特徴とするエンジン作業機（１）。

【請求項2】

さらに、前記第２の壁（２２ａ）に取付けられ且つ前記ドライブ側シャフト（１６ａ）を少なくとも部分的に包囲する要素（２８）を有することを特徴とする請求項１に記載のエンジン作業機（１）。

【請求項3】

前記要素は、オイルポンプ（２８）又はリコイルケースであることを特徴とする請求項２に記載のエンジン作業機（１）。

【請求項4】

前記入口開口（３２）は、第１の壁（２０）又は第２の壁（２２ａ）に設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンジン作業機（１）。

【請求項5】

前記入口開口（３２）は、第１の壁に設けられ、且つ、前記ドライブ側シャフト（１６ａ）のオイルシール（１８ａ）の軸線方向位置と同じ軸線方向位置に設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンジン作業機（１）。

【請求項6】

前記出口開口（３４）は、前記羽根付きロータ（６）の羽根（６ｂ）と同じ方向に傾斜する細長い孔であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のエンジン作業機（１）。

【請求項7】

前記第１の壁（２０）は、前記入口開口（３２）の近くに配置され且つ前記ドライブ側シャフト（１６ａ）を横断する方向に延びるリブ（３６）を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のエンジン作業機（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジン作業機に関し、更に詳細には、エンジンユニットのオイルシールを冷却する機能を有するエンジン作業機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のエンジン作業機のエンジンユニットは、クランクケースと、クランクシャフトを有しており、クランクシャフトは、クランクケースのドライブ側から延びるドライブ側シャフトと、クランクケースのマグネト側から延びるマグネト側シャフトとを含んでいる。また、エンジンユニット内の気密性を確保するオイルシールが、クランクケースとドライブ側シャフト及びマグネト側シャフトとの間に設けられている。また、マグネト側シャフトに羽根付きのロータ（例えば，羽根付きフライホイール）が取付けられ、羽根付きロータの回転により、エンジンユニット（特に、エンジンユニットの上部のフィン付きシリンダブロック）を冷却する空気流を生じさせる（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平８−２１０１３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

マグネト側シャフトのオイルシールの周りのクランクケースは、羽根付きロータの近くにあるので、羽根付きロータの回転によって生じた空気流により冷却される。一方、マグネト側シャフトと反対側にあるドライブ側シャフトのオイルシールの周りのクランクケースは、羽根付きロータの回転によって生じた空気流が到達しにくく、かかる空気流による冷却は難しい。そのため、ドライブ側シャフトのオイルシールの冷却は、一般に、外気との接触に依存している。しかしながら、ドライブ側シャフトのオイルシールの周りのクランクケースがカバーで覆われる等、オイルシールと外気との接触機会が少なくなると、オイルシールが高温になり、変形しやすくなる。オイルシールの変形により、エンジンユニット内の気密性が保たれなくなり、エンジンの停止を引き起こすことがある。特に、ドライブ側シャフトにオイルポンプやリコイルケースが取付けられる場合、ドライブ側シャフトのオイルシールの冷却が困難になる。

【0005】

そこで、本発明の目的は、エンジンユニットのドライブ側シャフトのオイルシールを効果的に冷却するエンジン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】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明によるエンジン作業機は、エンジンユニットと、ハウジングと、羽根付きロータと、を有し、エンジンユニットは、クランクケースと、クランクケースのドライブ側から延びるドライブ側シャフトと、クランクケースのマグネト側から延びるマグネト側シャフトと、クランクケースとドライブ側シャフト及びマグネト側シャフトとの間をシールするオイルシールを含み、ハウジングは、第１の壁と、ドライブ側においてクランクケースに隣接して設けられた第２の壁と、マグネト側においてクランクケースに隣接して設けられた第３の壁と、を含み、羽根付きロータは、第３の壁を越えて延びるマグネト側シャフトに固定され且つ第３の壁を越えたところに配置され、クランクケースと第１の壁との間に、空気通路が設けられ、空気通路は、ドライブ側シャフトのオイルシールの近傍に設けられた入口開口と、羽根付きロータに面するように第３の壁に設けられた出口開口と、を有し、羽根付きロータの回転により、入口開口から空気通路を通って出口開口に流れる空気流を生じさせることを特徴としている。

【0007】

このように構成されたエンジン作業機では、羽根付きロータの回転により、出口開口付近に負圧を生じさせ、大気圧と負圧との間の圧力差を利用して、第１の壁の入口開口から空気通路を通って出口開口に流れる空気流を生じさせる。入口開口が、ドライブ側シャフトのオイルシールの近傍に設けられているので、空気流が、ドライブ側シャフトのオイルシールの周りのクランクケースに沿って流れ、それにより、オイルシールを冷却することができる。

【0008】

本発明によるエンジン作業機の実施形態において、好ましくは、さらに、第２の壁に取付けられ且つドライブ側シャフトを少なくとも部分的に包囲する要素を有し、かかる要素は、オイルポンプであってもよいし、リコイルケースであってもよい。

【0009】

このように構成されたエンジン作業機では、ドライブ側シャフトのオイルシールと外気との接触機会が特に少なくなるので、入口開口から流入した空気流によるドライブ側シャフトのオイルシールの冷却がより効果的になる。

【0010】

本発明によるエンジン作業機の実施形態において、入口開口は、第１の壁に設けられてもよいし、第２の壁に設けられてもよい。

【0011】

入口開口が第１の壁に設けられる実施形態において、好ましくは、入口開口は、ドライブ側シャフトのオイルシールの軸線方向位置と同じ軸線方向位置に設けられる。

【0012】

本発明によるエンジン作業機の実施形態において、好ましくは、出口開口は、羽根付きロータの羽根と同じ方向に傾斜する細長い孔である。

【0013】

このように構成されたエンジン作業機では、羽根付きロータの回転により出口開口付近に生じた負圧を効果的に維持し、それにより、第１の壁の入口開口から空気通路を通って出口開口に流れる空気流を効果的に生じさせる。

【0014】

本発明によるエンジン作業機の実施形態において、好ましくは、第１の壁は、入口開口の近くに配置され且つドライブ側シャフトを横断する方向に延びるリブを有する。

【0015】

このように構成されたエンジン作業機では、入口開口から流入した空気が、リブによってオイルシールの周りのクランクケースの部分に案内され且つ集中させられるので、かかる部分の冷却効果を高めることができる。また、リブにより、入口開口から流入した空気の滞留を防止することができる。

【発明の効果】

【0016】

以上説明したとおり、本発明によるエンジン作業機により、ドライブ側シャフトのオイルシールを効果的に冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】一部を省略した本発明によるエンジン作業機の斜視図である。

【図2】本発明によるエンジン作業機の垂直方向断面図である。

【図3】本発明によるエンジン作業機のハウジングの斜視図である。

【図4】本発明によるエンジン作業機の水平方向断面図である。

【図5】一部を省略した本発明によるエンジン作業機の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１及び図５に示すように、本発明によるエンジン作業機１は、例えば、チェーンソーであり、主に、エンジンユニット２と、ハウジング４と、羽根付きロータ６を有している。

【0019】

図２に示すように、エンジンユニット２は、シリンダブロック８と、クランクケース１０を有している。エンジンユニット２は、更に、ピストン１２と、コネクティングロッド１４と、クランクシャフト１６を有している。クランクシャフト１６は、クランクケース１０のドライブ側から延びるドライブ側シャフト１６ａと、クランクケース１０のマグネト側から延びるマグネト側シャフト１６ｂを含んでいる。ドライブ側シャフト１６ａ及びマグネト側シャフト１６ｂは、軸線方向Ａに延びている。エンジンユニット２は、更に、クランクケース１０とドライブ側シャフト１６ａの間をシールする第１のオイルシール１８ａと、クランクケース１０とマグネト側シャフト１６ｂの間をシールする第２のオイルシール１８ｂを有している。クランクケース１０の下面は、シャフト１６ａ、１６ｂの軸線を中心とする円筒の一部分を構成するような輪郭を有して湾曲している（図示せず）。

【0020】

図１〜図３に示すように、ハウジング４は、第１の壁である底壁２０と、ドライブ側においてクランクケース１０と隣接して設けられた第２の壁であるドライブ側壁２２ａと、マグネト側においてクランクケース１０と隣接して設けられた第３の壁であるマグネト側壁２２ｂを含んでいる。

【0021】

図２に示すように、底壁２０は、エンジンユニット２の下方に位置し、すなわち、シリンダブロック８と反対側のクランクケース１０の部分に対向するように配置されている。また、図３に示すように、底壁２０は、シャフト１６ａ、１６ｂの軸線を中心とする円筒の一部分を構成するような輪郭を有して湾曲し、エンジンユニット２が取付けられる２つの取付け面２０ａ、２０ｂを有している。取付け面２０ａ、２０ｂは各々、底壁２０の隆起部分であり、軸線方向Ａに延びている。また、取付け面２０ａ、２０ｂは、軸線方向Ａと垂直な方向Ｂに離間している。後述するように、取付け面２０ａ、２０ｂにエンジンユニット２が取付けられたとき、クランクケース１０と底壁２０の間に空気通路２４が形成される。

【0022】

図１〜図３に示すように、ドライブ側壁２２ａは、底壁２０からエンジンユニット２に沿ってドライブ側シャフト１６ａを越えて上方に延びている。ドライブ側壁２２ａは、ドライブ側シャフト１６ａが貫通する孔２６を有している。

【0023】

図２及び図４に示すように、本実施形態では、エンジン作業機１は、さらに、ドライブ側シャフト１６ａを少なくとも部分的に包囲する要素であるオイルポンプ２８を有している。オイルポンプ２８は、孔２６を側方から覆うようにドライブ側壁２２ａに取付けられ、ドライブ側シャフト１６ａは、オイルポンプ２８を貫通している。図４に示すように、オイルポンプ２８は、チェーンソーのチェーン３０ａの駆動部３０ｂの潤滑のためのものであり、駆動部３０ｂは、カバー３０ｃによって密封されている。

【0024】

図２及び図３に示すように、マグネト側壁２２ｂは、底壁２０からクランクケース１０に沿ってマグネト側シャフト１６ｂの下方まで延びている。すなわち、マグネト側壁２２ｂは、マグネト側シャフト１６ｂよりも上方を覆っていない。それにより、エンジンユニット２のシリンダブロック８は、羽根付きロータ６に対して開放されている。

【0025】

図２に示すように、羽根付きロータ６は、マグネト側壁２２ｂを越えて延びるマグネト側シャフト１６ｂに固定され且つマグネト側壁２２ｂを越えたところに配置されている。羽根付きロータ６は、フライホイール部分６ａと、フライホイール６ａの外面に設けられた複数の羽根６ｂを有している。図５に示すように、羽根６ｂは、正面から見て、半径方向外方に向かうにつれて反時計回りに傾斜する輪郭を有している。

【0026】

図２に示すように、クランクケース１０と底壁２０との間に、空気通路２４が設けられている。詳細には、エンジンユニット２が底壁２０の隆起部分である取付け面２０ａ、２０ｂに取付けられることにより、クランクケース１０が底壁２０よりも上に位置する。また、取付け面２０ａ、２０ｂのところでの空気の出入りがないので、ドライブ側からマグネト側に軸線方向Ａに延びる空気通路２４が形成される。空気通路２４は、シャフト１６ａ、１６ｂの軸線を中心とする薄肉円筒の一部分を構成するような輪郭を有している。

【0027】

空気通路２４は、ドライブ側シャフト１６ａのオイルシール１８ａの近傍において底壁２０に設けられた入口開口３２（図３参照）と、羽根付きロータ６に面するようにマグネト側壁２２ｂに設けられた出口開口３４（図３及び図５参照）を有している。入口開口３２は、軸線方向Ａにおいて、ドライブ側シャフト１６ａのオイルシール１８ａの位置と同じ位置に設けられることが好ましい。本実施形態では、入口開口３２が、オイルシール１８ａの下方に設けられている。なお、空気通路２４は、本実施形態では、ドライブ側において、ドライブ側壁２２ａ及びオイルポンプ２８によって実質的に閉鎖され、マグネト側において、出口開口３４以外のマグネト側壁２２ｂによって実質的に閉鎖されている。

【0028】

図２及び図３に示すように、底壁２０は、入口開口３２の近くに配置され且つ軸線方向Ａと垂直な方向（ドライブシャフト１６ａを横切る方向）Ｂに延びるリブ３６を有している。リブ３６は、クランクケース１０と接触せず、空気通路２４のための切欠き３６ａを有している。

【0029】

出口開口３４は、羽根付きロータ６の羽根６ｂと同じ方向に傾斜する１つの細長い孔であり、マグネト側シャフト１６ｂの下方に位置している。かかる孔形状は、羽根付きロータ６の回転により出口開口３４付近に生じた負圧を効果的に維持し、それにより、底壁２０の入口開口３２から空気通路２４を通って出口開口３４に流れる空気流を効果的に生じさせるのに役立つ。また、出口開口３４は、入口開口３２と軸線方向Ａにおいて実質的に整列している。

【0030】

次に、本発明によるエンジン作業機の作動を説明する。

【0031】

エンジン作業機１を作動させると、羽根付きロータ６の回転により、外気からエンジンユニット２のシリンダブロック８に向かう空気流が形成される。それにより、マグネト側壁２２ｂと羽根付きロータ６との間が負圧になる。その結果、入口開口３２から空気通路２４を通って出口開口３４に流れる空気流を生じさせる。入口開口３２が、ドライブ側シャフト１６ａのオイルシール１８ａの近傍に設けられているので、空気流が、オイルシール１８ａの周りのクランクケース１０に沿って流れ、それにより、オイルシール１８ａを冷却することができる。また、入口開口３２から流入した空気が、リブ３６によってオイルシール１８ａの周りのクランクケース１０の部分に案内され且つ集中させられるので、かかる部分の冷却効果を高めることができる。また、リブ３６により、入口開口３２から流入した空気の滞留を防止することができる。

【0032】

かかる空気通路２４は、オイルポンプ２８がドライブ側壁２２ａに取付けられ且つドライブ側シャフト１６ａがオイルポンプ２８を貫通している場合に特に有用である。すなわち、オイルポンプ２８及びカバー３０ｃにより、ドライブ側のオイルシール１８ａと外気との接触機会が特に少なくなるので、入口開口３２から流入した空気流によるドライブ側のオイルシール１８ａの冷却がより効果的になる。

【0033】

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

【0034】

上記実施形態では、入口開口３２は、底壁２０において、オイルシール１８ａの下方に設けられていたけれども、空気流がオイルシール１８ａの周りのクランクケース１０に沿って流れれば、オイルシール１８ａの斜め下方に設けられていてもよいし、オイルシール１８ａの側方に設けられていてもよい。また、入口開口３２は、ドライブ側シャフト１６ａのオイルシール１８ａの軸線方向位置と同じ軸線方向位置に設けられていたけれども、空気流がオイルシール１８ａの周りのクランクケース１０に沿って流れれば、他の位置に設けられてもよい。また、入口開口３２の数は任意である。

【0035】

上記実施形態では、出口開口３４は、マグネト側シャフト１６ｂの下方に配置されていたけれども、出口開口３４は、正面から見て、シャフト１６ａ、１６ｂの軸線を中心とし且つかかる軸線に対して右下に位置する４分の１円内又は左下に位置する４分の１円内に配置されてもよい。好ましくは、出口開口３４は、羽根付きロータ６の回転により生じる負圧が比較的高い上記左下に位置する４分の１円内に配置される。

【0036】

入口開口３２から空気通路２４を通って出口開口３４に流れる空気流を効果的に生じさせるために、入口開口３２及び出口開口３４の配置は、軸線方向Ａに整列することが好ましいが、かかる空気流が生じれば、それ以外の配置であってもよい。

【0037】

上記実施形態では、入口開口３２は底壁２０に設けられていたけれども、空気流がオイルシール１８ａの周りのクランクケース１０に沿って流れれば、入口開口３２はドライブ側壁２２ａに設けられてもよい。

【0038】

上記実施形態では、フライホイール部分６ａの外側（エンジンユニット２の側と反対側）に羽根６ｂが設けられていたが、フライホイール部分６ａの内側にも羽根を設けて、空気通路２４から積極的に空気を吸引してもよい。

【0039】

上記実施形態では、ドライブ側壁２２ａに取り付けられ且つドライブ側シャフト１６ａを少なくとも部分的に包囲する要素として、オイルポンプ２８が設けられていたけれども、かかる要素は、エンジンユニット２を始動させるときに使用されるリコイルスタータを収容したリコイルケースであってもよいし、その他の要素であってもよい。

【0040】

上記実施形態では、エンジン作業機は、チェーンソーであったが、それに限らず、その他のエンジン作業機であってもよい。かかるエンジン作業機は、例えば、エンジンカッタ、刈払機、ヘッジトリマ、ブロワである。

【0041】

上記実施形態では、クランクケース１０がシリンダブロック８に対して下方に配置されたエンジン作業機１を説明したけれども、クランクケース１０がシリンダブロック８に対して斜め下方に配置されていてもよいし、横方向に配置されていてもよい。

【符号の説明】

【0042】

１ エンジン作業機
２ エンジンユニット
４ ハウジング
６ 羽根付きロータ
６ｂ 羽根
１０ クランクケース
１６ａ ドライブ側シャフト
１６ｂ マグネト側シャフト
１８ａ、１８ｂ オイルシール
２０ 底壁（第１の壁）
２２ａ ドライブ側壁（第２の壁）
２２ｂ マグネト側壁（第３の壁）
２４ 空気通路
２８ オイルポンプ（要素）
３２ 入口開口
３４ 出口開口
３６ リブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】