JP4726766B2 - 強制空冷エンジン - Google Patents

Description

本発明は、エンジン本体の上方に下から冷却ファン、ファンカバー、リコイルスタータ、リコイルスタータカバーを備えた強制空冷エンジンに関する。

歩行型除雪機は、冷却ファンを回転することで空気を取り込み、取り込んだ空気でエンジン本体を冷却する強制冷却エンジンを備えたものがある。
歩行型除雪機は、寒冷地で使用するため、エンジン始動時においてエンジンの温度上昇が遅い。このため、キャブレターのジェットノズル付近で過冷却状態になり、空気中の水蒸気が凍結することが考えられる。
さらに、歩行型除雪機は、降雪地域で使用するため、例えば降雪時にエンジン内に雪が侵入することが考えられる。

この対策として、強制冷却エンジンを、吸気通路の過冷却や雪侵入を防止するように構成し、この強制冷却エンジンを動力源として備えた歩行型除雪機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−６８７３５公報

特許文献１の歩行型除雪機は、エンジンに空気を導く流路の途中に迷路部を形成したものである。この迷路部に空気を通過させることで、空気中の雪粉を取り除いたり、空気の流れを抑えたりすることが可能である。

しかし、流路の途中に迷路部を形成するためには、複数の部材が必要になり構成が複雑になる。
さらに、流路の途中に迷路部を形成するためには、迷路を形成する空間が必要になり、構成をコンパクトにまとめることが難しい。

本発明は、構成の簡素化が図れ、かつ、コンパクト化を図ることができる強制空冷エンジンを提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、エンジン本体の上方に下から冷却ファン、ファンカバー、リコイルスタータ、リコイルスタータカバーを備え、前記リコイルスタータカバーのリコイル開口部から空気を取り込み、取り込んだ空気を前記ファンカバー内に導く強制空冷エンジンであって、前記リコイルスタータカバー内で、かつ前記リコイルスタータおよび前記ファンカバー間に、前記強制空冷エンジンの過冷却および前記強制空冷エンジン内への雪侵入を防止する過冷却／雪侵入防止部材が設けられ、この過冷却／雪侵入防止部材は、前記リコイルスタータカバーの底面に対面したプレートからなり、このプレートと前記リコイルスタータカバーの底面との間に隙間が形成され、前記リコイル開口部は、前記リコイルスタータの外周側に形成され、前記過冷却／雪侵入防止部材に設けた空気導入用の導入開口部が、前記リコイルスタータの直下に配置されるとともに、前記導入開口部の周縁が前記リコイルスタータの外周と前記リコイル開口部の内周との間に配置され、前記周縁には、全周にわたり上方へ隆起する環状突起が設けられたことを特徴とする。

請求項２は、前記過冷却／雪侵入防止部材と前記リコイルスタータカバーとで形成した空気を導く導入空間の空間総面積Ｓ１と、前記リコイル開口部の開口総面積Ｓ２との関係を、Ｓ１＜Ｓ２としたことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、リコイルスタータカバー内に過冷却／雪侵入防止部材を設けた。過冷却／雪侵入防止部材で、強制空冷エンジンの過冷却や強制空冷エンジン内への雪侵入を防止する。
リコイルスタータカバー内に過冷却／雪侵入防止部材を設けるだけで、過冷却や雪侵入を防止できるので、構成の簡素化を図ることができるという利点がある。

さらに、過冷却／雪侵入防止部材をリコイルスタータカバー内に設けることで、既存の空間を利用して過冷却／雪侵入防止部材を設けることが可能である。
これにより、過冷却／雪侵入防止部材を設けるための空間を新たに形成する必要がなく、コンパクト化を図ることができるという利点がある。

加えて、請求項１に係る発明では、リコイル開口部を、リコイルスタータの外周側に形成し、過冷却／雪侵入防止部材に設けた導入開口部の周縁を、リコイルスタータの外周とリコイル開口部の内周との間に配置させた。
よって、導入開口部の周縁をリコイル開口部に対してリコイルスタータ寄りに配置することができる。
これにより、リコイル開口部から侵入した雪を過冷却／雪侵入防止部材で確実に受け止めて、ファンカバー内に雪が侵入することを防ぐことができるという利点がある。

一方、導入開口部の周縁を、リコイルスタータの外周とリコイル開口部の内周との間に配置させることで、リコイルスタータの外側に配置することができる。
これにより、過冷却／雪侵入防止部材で受け止めた雪が積もった際に、積もった雪で、リコイルスタータの構成部材が凍結することを防ぐことができるという利点がある。
なお、リコイルスタータの構成部材としては、リコイルスタータに備えられ、ラチェットと連結可能な連結部材（ラチェットは、クランクシャフトの上端部に設けられた部材である）などが該当する。

さらに、請求項１に係る発明では、周縁の全周にわたって環状突起を設けた。
これにより、過冷却／雪侵入防止部材で受け止めた雪が溶けた場合、溶けた雪が導入開口部からファンカバー内に侵入することを防ぐことができるという利点がある。
さらに、請求項１に係る発明では、過冷却／雪侵入防止部材で確実に受け止めた雪が溶けると、溶けた雪は隙間から外部に排出される。

請求項２に係る発明では、空気を導く導入空間の空間総面積Ｓ１と、リコイル開口部の開口総面積Ｓ２との関係を、Ｓ１＜Ｓ２とすることで、空気の導入量を好適に抑えることができる。
このように、空気の導入量を好適に抑えることで、強制空冷エンジンの過冷却を防ぐことができるという利点がある。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」は作業者から見た方向にしたがい、前側をＦｒ、後側をＲｒ、左側をＬ、右側をＲとして示す。

図１は本発明に係る強制空冷エンジンを備えた歩行型除雪機を示す斜視図である。
歩行型除雪機１０は、機体１１の左右側にそれぞれ左右のクローラ走行部１２，１３を備え、左右のクローラ走行部１２，１３の回転方向を切り換える回転方向切換装置１５を備え、回転方向切換装置１５を覆うカバー１７を備え、回転方向切換装置１５に走行クラッチ１８を介して回転を伝える強制空冷エンジン１９を備え、機体１１の左右側に左右のスイングパイプ２１，２２をスイング自在に備え、左右のスイングパイプ２１，２２の後端部２１ａ，２２ａに左右のハンドル２４，２５をそれぞれ備え、左右のスイングパイプ２１，２２の前端部に排雪板２６を備える。

左クローラ走行部１２は、前部の駆動輪２８と後部の遊転輪２９とにクローラベルト３１を巻き掛け、駆動輪２８を回転方向切換装置１５などを介して強制空冷エンジン１９に連結したクローラ式の走行部である。
右クローラ走行部１３は、左クローラ走行部１２と左右対称の部材であり、構成部材に同一符号を付して説明を省略する。

回転方向切換装置１５は、走行クラッチ１８を介して強制空冷エンジン１９に連結されるとともに、ファイナルドライブ機構（図示せず）を介して左右のクローラ走行部１２，１３に連結されている。
強制空冷エンジン１９の回転は、走行クラッチ１８、回転方向切換装置１５および前記ファイナルドライブ機構を介して左右のクローラ走行部１２，１３に伝達される。

カバー１７は、回転方向切換装置１５を覆うように形成されるとともに、左右のクローラ走行部１２，１３間に配置されている。
このカバー１７は、機体１１に取り付けられている。

強制空冷エンジン１９は、出力軸であるクランクシャフト３３を備え、このクランクシャフト３３を縦置き、すなわち下方に延ばした形式のバーチカルエンジンである。

左ハンドル２４は、左スイングパイプ２１の後端部２１ａから車体後方に向けて上り勾配に延出され、後端部に左グリップ５１を備え、左グリップ５１の近傍に走行クラッチレバー５２が設けられている。
走行クラッチレバー５２は、走行クラッチ１８を接続状態と遮断状態とに切り換えるレバーである。

右ハンドル２５は、右スイングパイプ２２の後端部２２ａから車体後方に向けて上り勾配に延出され、後端部に右グリップ５４を備え、右グリップ５４の近傍に前後進切換レバー５５が設けられている。
前後進切換レバー５５は、回転方向切換装置１５の一部を構成する部材である。

この歩行型除雪機１０は、左右のグリップ５１，５４を左右の手で握った状態で、左右のクローラ走行部１２，１３を正転させることで前進走行し、左右のクローラ走行部１２，１３を逆転させることで後進走行する。

図２は本発明に係る強制空冷エンジンの側面図、図３は本発明に係る強制空冷エンジンの平面図である。
強制空冷エンジン１９は、シリンダブロックやクランクケースなどからなるエンジン本体３４と、エンジン本体３４を覆うエンジンカバー３５と、エンジンカバー３５の開口を覆うファンカバー３６と、ファンカバー３６の開口を覆うリコイルスタータカバー３７と、エンジンカバー３５の前側および右側部に配置された燃料タンク３８と、エンジンカバー３５の左側部に配置された排気マフラー３９とを備える。
エンジンカバー３５の左側部には、排気マフラー３９に臨む部位に、空気を排出する空気排出口３５ａが形成されている。

図４は図３の４−４線断面図、図５は図４のスタータカバー、リコイルスタータおよび過冷却／雪侵入防止部材を分解した状態を示す図である。
強制空冷エンジン１９は、クランクシャフト３３に冷却ファン６１が同軸上に設けられ、冷却ファン６１がファンカバー３６で覆われ、ファンカバー３６にリコイルスタータカバー３７が取り付けられ、リコイルスタータカバー３７内にリコイルスタータ６２が収納され、リコイルスタータカバー３７内で、かつリコイルスタータ６２およびファンカバー３６間に過冷却／雪侵入防止部材６４が設けられている。
リコイルスタータ６２は、リコイルスタータカバー３７で覆われている。

すなわち、エンジン本体３４の上方に、下から冷却ファン６１、ファンカバー３６、リコイルスタータ６２、リコイルスタータカバー３７が備えられている。

クランクシャフト３３の上端部３３ａに冷却ファン６１が嵌合され、冷却ファン６１の上面にラチェット７１がナット７２で取り付けられている。
ラチェット７１は、エンジン始動時に連結部材７３の下方移動により連結部材７３に連結可能で、エンジン始動後に連結部材７３の通常位置（上方）への復帰により連結部材７３との連結を解除可能な部材である。
連結部材７３が下方移動した状態を図４に想像線で示す。

リコイルスタータ６２は、リコイルスタータカバー３７の軸部７５にプーリ７６が回転自在にボルト止めされている。
プーリ７６に始動用ロープ７７が巻き付けられ、始動用ロープ７７の先端部にグリップ７８（図３参照）が取り付けられ、プーリ７６に連結部材７３が設けられている。
プーリ７６は環状カバー８４で覆われている。
環状カバー８４は、リコイルスタータカバー３７に一体に形成されている。

グリップ７８で始動用ロープ７７を引っ張ることでプーリ７６を回転させるとともに連結部材７３を下方移動させる。プーリ７６の回転が連結部材７３、ラチェット７１を介してクランクシャフト３３に伝わる。
クランクシャフト３３が回転して、強制空冷エンジン１９が始動する。強制空冷エンジン１９が始動することで、連結部材７３が通常位置へ復帰し、ラチェット７１と連結部材７３との連結が解除される。
クランクシャフト３３の回転が冷却ファン６１に伝わり、冷却ファン６１が回転する。

ファンカバー３６、過冷却／雪侵入防止部材６４およびリコイルスタータカバー３７の３つの部材は、３本のスタッド８１およびナット８２（図６も参照）で共締めされ、エンジンカバー３５に取り付けられている。
過冷却／雪侵入防止部材６４は、ファンカバー３６とリコイルスタータカバー３７との間に挟持されている。
ファンカバー３６は、冷却ファン６１の上方で、かつ冷却ファン６１と同軸上にファン開口部８３が形成されている。ファン開口部８３の外径Ｄ１は、冷却ファン６１の外径Ｄ２より小さく形成されている。

図６は本発明に係る過冷却／雪侵入防止部材を示す斜視図である。
リコイルスタータカバー３７は、円形状の頂部８５と、頂部８５の外側の環状傾斜部８６とで略円錐台形に形成され、環状傾斜部８６の外周に３個の取付部８７が等間隔に突設されている。
３個の取付部８７に取付孔８７ａがそれぞれ形成されている。取付孔８７ａはスタッド８１に嵌入される。

円形状の頂部８５の裏面側に、リコイルスタータ６２（図４参照）が回転自在に支持されている。
環状傾斜部８６に、略矩形状のリコイル開口部８８…が複数個放射状に形成されている。換言すると、リコイル開口部８８…は、リコイルスタータ６２の外周側に環状に形成されている。
以下、リコイル開口部８８…のうち、リコイルスタータ６２側の端部８８ａに接する円弧（想像線で示す）をリコイル開口部８８…の内周９１として説明する。
取付部８７は肉厚Ｔを厚くすることで、取付部８７の底面８７ｂが、環状傾斜部８６の底面８６ａに対して下方に配置されている。

よって、図４に示すように、取付部８７の底面８７ｂを過冷却／雪侵入防止部材６４に載置させた状態において、環状傾斜部８６の底面８６ａが過冷却／雪侵入防止部材６４に対して上方に位置する。
これにより、環状傾斜部８６の底面８６ａと過冷却／雪侵入防止部材６４との間に隙間８９が形成される。
なお、環状傾斜部８６の底面８６ａと過冷却／雪侵入防止部材６４との間に隙間８９を形成した理由は図８で詳しく説明する。

過冷却／雪侵入防止部材６４は、外形が円弧状に形成され、外周に３個の取付片６５が等間隔に突設され、中央に空気導入用の導入開口部６６が形成され、導入開口部６６の周縁６６ａに環状突起６７が設けられたプレートである。

環状突起６７は、導入開口部６６の周縁６６ａ全周にわたって形成されるとともに、上方へ隆起するように形成された突片である。
導入開口部６６の周縁６６ａに環状突起６７を設けることで、導入開口部６６からファンカバー内に雪が侵入することを防ぐことができる。
さらに、環状突起６７を設けることで、過冷却／雪侵入防止部材６４で受け止めた雪が溶けた場合、溶けた雪がファンカバー内に侵入することを防ぐことができる。
なお、環状突起６７を設けた理由は図８で詳しく説明する。

３個の取付片６５に取付孔６５ａがそれぞれ形成されている。取付孔６５ａ…はスタッド８１…に嵌入される。
取付孔６５ａ…をスタッド８１…に嵌入させた状態で、過冷却／雪侵入防止部材６４がファン開口部８３の環状突片８３ａに載置される。

図４に戻って、空気導入用の導入開口部６６は、リコイルスタータ６２の直下に配置されるとともに、導入開口部６６の周縁６６ａがリコイルスタータ６２の外周９２とリコイル開口部８８…の内周９１（図６参照）との間に配置されている。
すなわち、導入開口部６６の外径Ｄ３、リコイルスタータ６２の外径Ｄ４、リコイル開口部８８…の内径Ｄ５との関係が、Ｄ４＜Ｄ３＜Ｄ５となる。
リコイル開口部８８…の内径Ｄ５は、リコイル開口部８８…の内周９１の直径である。

導入開口部６６の外径Ｄ３とリコイルスタータ６２の外径Ｄ４との関係をＤ４＜Ｄ３とすることで、導入開口部６６の周縁６６ａに形成した環状突起６７を、リコイルスタータ６２の外側に配置することができる。
これにより、過冷却／雪侵入防止部材６４で受け止めた雪で、リコイルスタータ６２の構成部材（連結部材７３など）が凍結することを防ぐことができる。
なお、リコイルスタータ６２の構成部材の凍結防止については図８で詳しく説明する。

また、導入開口部６６の外径Ｄ３とリコイル開口部８８…の内径Ｄ５との関係をＤ３＜Ｄ５とすることで、周縁６６ａの環状突起６７を、リコイル開口部８８…の上端を結んだ円弧の内側に配置することができる。
これにより、リコイル開口部８８…から侵入した雪を過冷却／雪侵入防止部材６４で確実に受け止めることができる。
なお、周縁６６ａの環状突起６７を、リコイル開口部８８…の上端を結んだ円弧の内側に配置した理由は図８で詳しく説明する。

過冷却／雪侵入防止部材６４の環状突起６７と、リコイルスタータカバー３７の環状カバー８４とは、同軸上に形成されている。環状突起６７の上端部と、環状カバー８４の下端部とは、互いに対向配置されている。

環状突起６７と環状カバー８４とで形成した導入空間６８は空間総面積がＳ１である。
導入空間６８は、空気をファンカバー３６内に導く空間である。
また、リコイル開口部８８…は、開口総面積がＳ２である。
そして、空間総面積Ｓ１および開口総面積Ｓ２の関係は、Ｓ１＜Ｓ２である。
これにより、空気の導入量を好適に抑えて強制空冷エンジン１９の過冷却を防ぐことができる。
なお、空間総面積Ｓ１および開口総面積Ｓ２の関係をＳ１＜Ｓ２とした理由は図７で詳しく説明する。

つぎに、過冷却／雪侵入防止部材６４の作用を図７〜図８に基づいて説明する。
図７（ａ），（ｂ）は本発明に係る強制空冷エンジンに空気を導く例を説明する図である。
（ａ）において、強制空冷エンジン１９が駆動することで、クランクシャフト３３が矢印Ａの如く時計回り方向に回転する。クランクシャフト３３の回転が冷却ファン６１に伝わり、冷却ファン６１が矢印Ａの如く時計回り方向に回転する。

冷却ファン６１が回転することで、リコイル開口部８８…から空気が矢印Ｂの如く取り込まれる。リコイル開口部８８…から取り込まれた空気は、導入空間６８を経て矢印Ｃの如く導入開口部６６まで導かれる。
導入開口部６６まで導かれた空気は、導入開口部６６を経てファンカバー３６内に矢印Ｄの如く導かれる。ファンカバー３６内に導かれた空気は、エンジン本体３４側に導かれる。

ここで、導入空間６８の空間総面積Ｓ１と、リコイル開口部８８…の開口総面積Ｓ２との関係は、Ｓ１＜Ｓ２である。
よって、導入空間６８から導かれる空気の導入量を好適に抑えることができる。
このように、導入空間６８から導かれる空気の導入量を好適に抑えることで、強制空冷エンジン１９の過冷却を防ぐことができる。

（ｂ）において、エンジン本体３４側に導かれた空気は、エンジン本体３４のシリンダブロック（図示せず）まで導かれる。シリンダブロックは導かれた空気で冷却される。
シリンダブロックを冷却した空気は、エンジンカバ−３５の空気排出口３５ａから排気マフラー３９に導かれる。
排気マフラー３９は導かれた空気で冷却される。排気マフラー３９を冷却した空気は矢印Ｅの如く排出される。

図８は本発明に係る強制空冷エンジンに雪が侵入することを防止する例を説明する図である。
歩行型除雪機１０の使用時または放置時に雪が降っている場合、雪はリコイル開口部８８…から矢印Ｆの如くリコイルスタータカバー３７内に侵入する。
ここで、空気導入用の導入開口部６６は、リコイルスタータ６２の直下に配置されるとともに、周縁６６ａの環状突起６７がリコイルスタータ６２とリコイル開口部８８…との間に配置されている。

よって、周縁６６ａの環状突起６７が、リコイル開口部８８…の上端を結んだ円弧の内側に配置される。これにより、リコイル開口部８８…から矢印Ｆの如く侵入した雪を過冷却／雪侵入防止部材６４で確実に受け止めることができる。
したがって、ファンカバー３６内に雪が侵入することを防ぐことができる。

過冷却／雪侵入防止部材６４で確実に受け止めた雪が溶けると、溶けた雪は隙間８９から矢印Ｇの如く外部に排出される。

ここで、過冷却／雪侵入防止部材６４には周縁６６ａに環状突起６７が設けられている。
よって、過冷却／雪侵入防止部材６４の平坦部６４ａに落下した雪が溶けた場合に、溶けた雪が導入開口部６６からファンカバー３６内に侵入することを防ぐことができる。
これにより、強制空冷エンジン１９のファンカバー３６内に雪が侵入することを防止することができる。

さらに、環状突起６７をリコイルスタータ６２の外周９２とリコイル開口部８８…の内周９１（図６参照）との間に配置することで、環状突起６７を、リコイルスタータ６２の外側に配置することができる。
よって、過冷却／雪侵入防止部材６４の平坦部６４ａで受け止めた雪が積もった際に、積もった雪がリコイルスタータ６２側に侵入することを防止できる。
これにより、積雪によってリコイルスタータ６２に備えた連結部材７３などが凍結することを防止できる。

以上説明したように、過冷却／雪侵入防止部材６４を設けることで、過冷却／雪侵入防止部材６４で、強制空冷エンジン１９の過冷却や強制空冷エンジン１９内への雪侵入を防止する。
リコイルスタータカバー３７内に過冷却／雪侵入防止部材６４を設けるだけで、過冷却や雪侵入を防止できるので、構成の簡素化を図ることができる。

さらに、過冷却／雪侵入防止部材６４をリコイルスタータカバー３７内に設けることで、既存の空間を利用して過冷却／雪侵入防止部材を設けることが可能である。
これにより、過冷却／雪侵入防止部材６４を設けるための空間を新たに形成する必要がなく、コンパクト化を図ることができる。

なお、前記実施の形態では、強制空冷エンジン１９を歩行型除雪機１０に適用した状態を例示したが、これに限らないで、強制空冷エンジン１９を他の作業機などに適用することも可能である。

また、前記実施の形態では、リコイル開口部８８の形状を略矩形状にした例について説明したが、これに限らないで、円形などの他の形状にすることも可能である。

本発明は、エンジン本体の上方に下から冷却ファン、ファンカバー、リコイルスタータ、リコイルスタータカバーを備えた強制空冷エンジンへの適用に良好である。

本発明に係る強制空冷エンジンを備えた歩行型除雪機を示す斜視図である。 本発明に係る強制空冷エンジンの側面図である。 本発明に係る強制空冷エンジンの平面図である。 図３の４−４線断面図である。 図４のスタータカバー、リコイルスタータおよび過冷却／雪侵入防止部材を分解した状態を示す図である。 本発明に係る過冷却／雪侵入防止部材を示す斜視図である。 本発明に係る強制空冷エンジンに空気を導く例を説明する図である。 本発明に係る強制空冷エンジンに雪が侵入することを防止する例を説明する図である。

符号の説明

１０…歩行型除雪機、１９…強制空冷エンジン、３４…エンジン本体、３６…ファンカバー、３７…リコイルスタータカバー、６１…冷却ファン、６２…リコイルスタータ、６４…過冷却／雪侵入防止部材、６６…導入開口部、６６ａ…周縁、６７…環状突起、６８…導入空間、８８…リコイル開口部、８９…隙間、９１…リコイル開口部の内周、９２…リコイルスタータの外周。

Claims (2)

1. エンジン本体の上方に下から冷却ファン、ファンカバー、リコイルスタータ、リコイルスタータカバーを備え、前記リコイルスタータカバーのリコイル開口部から空気を取り込み、取り込んだ空気を前記ファンカバー内に導く強制空冷エンジンであって、
   前記リコイルスタータカバー内で、かつ前記リコイルスタータおよび前記ファンカバー間に、前記強制空冷エンジンの過冷却および前記強制空冷エンジン内への雪侵入を防止する過冷却／雪侵入防止部材が設けられ、この過冷却／雪侵入防止部材は、前記リコイルスタータカバーの底面に対面したプレートからなり、このプレートと前記リコイルスタータカバーの底面との間に隙間が形成され、
   前記リコイル開口部は、前記リコイルスタータの外周側に形成され、
   前記過冷却／雪侵入防止部材に設けた空気導入用の導入開口部が、前記リコイルスタータの直下に配置されるとともに、前記導入開口部の周縁が前記リコイルスタータの外周と前記リコイル開口部の内周との間に配置され、
   前記周縁には、全周にわたり上方へ隆起する環状突起が設けられたことを特徴とする強制空冷エンジン。
2. 前記過冷却／雪侵入防止部材と前記リコイルスタータカバーとで形成した空気を導く導入空間の空間総面積Ｓ１と、前記リコイル開口部の開口総面積Ｓ２との関係を、Ｓ１＜Ｓ２としたことを特徴とする請求項１に記載の強制空冷エンジン。

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