JP2015068313A - エンジン及びエンジン作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】構成がシンプルで装置の大型化を防ぐことができるオートデコンプ装置付きのエンジン及びエンジン作業機を提供する。【解決手段】フライホイール４０を有するエンジンにおいて、エンジンの回転速度が低い時に遠心量によってフライホイール４０の外周よりも移動するカム４６を設け、カム４６の凸部４６ａは、開閉レバー５４と接触することで燃焼室と外気とを連通させるデコンプ装置５０を自動的に作動状態にする。エンジンの回転速度が高い時はアーム部４５を外周側に移動させて凸部４６ａを内側に移動させるので、凸部４６ａは弁開閉レバー５４とは接触しない。デコンプ装置５０はイグニッションコイル用の固定用ボス１２に固定され、燃焼室と連通するバイパス通路（１２ａ、１２ｂ）は固定用ボス１２を利用して形成される。【選択図】図４

Description

本発明は、主に刈払機、チェンソー等の手持ちエンジン作業機器用のエンジン及びエンジン作業機に関し、特にエンジンのシリンダ内の減圧を目的とするデコンプ装置の改良に関するものである。

刈払機やチェンソー等の小型の作業機には、動力源として小型のエンジンが広く用いられている。図６は従来のエンジン作業機１０１の一例である刈払機の外観図である。図６に示すように、小型の２サイクルのエンジン１１０を搭載したエンジン作業機１０１は、パイプ状のメインパイプ１０４に図示しない駆動軸を通し、この駆動軸をメインパイプ１０４の一端に設けたエンジン１１０にて回転させることで、メインパイプ１０４の他端に設けた回転刃１０３を回転させる。エンジン１１０の下部付近には、ガソリンとオイルの混合燃料を入れる燃料タンク１２７が設けられる。回転刃１０３はギヤユニット１０２に設けられたスピンドル（図示せず）に対して着脱可能であり、回転刃１０３の近傍には、刈り払った草の飛散防止のための飛散防御カバー１０５が設けられる。エンジン作業機１０１は図示しない肩掛け用吊りベルト等によってフック１１３を吊り下げながら作業されるもので、メインパイプ１０４の長手中央部付近に操作者が操作するための正面視略Ｕ字状を呈するハンドル１０６が取り付けられる。ハンドル１０６の先端部分には樹脂製のグリップ１０７ａ、１０７ｂが設けられる。エンジンの回転速度は、グリップ１０７ａ近傍に取り付けられたスロットルレバー１０９により操作者により制御される。スロットルレバー１０９はロックレバー１１２を引きながら操作するもので、その引き量はワイヤ１２８によってエンジン１１０の気化器に伝達される。

エンジン作業機１０１で用いられるようなエンジン１１０は、小型軽量で大きな出力を得ることができる汎用エンジンであって、燃料を供給することにより長時間の作業が可能となる。刈払機、チェンソーなどに代表されるエンジン工具の多くは、高出力、小型、軽量が求められるため、リコイルスタータによる手動始動が多く、エンジン１１０にはスタータハンドル１２９が設けられる。近年、スタータハンドル１２９を引く際の操作者の負担を軽減するために、手動のデコンプ装置を設け、燃焼室内の圧力が抜けるようにしたものもあるが、操作者がエンジンの始動時にデコンプ装置を毎回操作する必要があり、操作忘れの可能性があるという問題があった。そこで特許文献１では、クランク軸の回転力を利用して作動レバーなどを動かし、それによってデコンプ装置を自動的に動作させるようにしたエンジンが提案されている。

特開平６−５０１１６号公報

特許文献１では、クランク軸の回転を利用してリンク機構などを介し、自動でデコンプ装置を開閉する機構を開示しており、始動時にデコンプ装置の作動忘れを防止することができ大変有用である。しかしながら、特許文献１の技術では装置が大型化することが避けられず、重量増加の問題があり、小型で携帯して使用されるエンジン作業機用のエンジンに採用するのは難しいという問題があった。また、特許文献１の技術を適用するのに、従来から用いられているエンジンに対して変更すべき構成部品が多いのでコストアップに繋がってしまうという問題があり、さらには操作者が毎回開閉する必要があり操作性が悪いという問題や、耐久性やメンテナンス性の課題も残っていた。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、操作者による操作を不要として自動的に作動するようにしたオートデコンプ機構付きのエンジン及びエンジン作業機を実現することにある。
本発明の他の目的は、構成がシンプル且つ小型軽量であって、製造コストの上昇を抑えたオートデコンプ機構付きのエンジン及びエンジン作業機を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、耐久性が高くてメンテナンスが容易なオートデコンプ機構付きのエンジン及びエンジン作業機を提供することにある。

本願において開示される発明のうち代表的なものの特徴を説明すれば次の通りである。
本発明の一つの特徴によれば、クランクケースと、クランクケースに固定され燃焼室を形成するシリンダと、シリンダの内部を往復移動するピストンと、クランク軸と、クランク軸に接続される冷却ファンを兼用するフライホイールと、デコンプ装置を有するエンジンにおいて、デコンプ装置は燃焼室の圧縮の一部を抜くための可動弁と、可動弁の操作レバーを有し、クランク軸の回転速度が低い時だけフライホイールの径方向外側に移動する凸部を有する遠心式開閉装置をフライホイールに設け、凸部が外側に移動した際に操作レバーが接触するような位置にデコンプ装置を配置することにより、フライホイールの低速回転時にデコンプ装置を動作状態にするように構成した。この構成により、操作者がリコイルスタータを引いた際の燃焼室内の圧力が自動的に抜けるため、操作者はスタータを軽く引っ張ることができ、エンジンの始動操作を容易にできる。

本発明の他の特徴によれば、遠心式開閉装置はフライホイールの外周付近に配置され、凸部はフライホイールが設定回転数未満の際に遠心力によって外側に移動し、設定回転数以上の際には遠心力によって径方向内側に移動して外側への突出量が小さくなるようにした。遠心式開閉装置は、揺動軸を中心に径方向に揺動可能に支持されるアーム部と、アーム部と一体で回転するカムを有し、凸部はカムに形成される。アーム部は弾性部材によりフライホイールの停止時又は低速回転時にフライホイールの内周方向に引き込むように付勢される。このため、操作者がリコイルスタータを引いた最初の回転の際はエンジン回転速度が十分低いため、アーム部に働く遠心力が小さく、カムは揺動することなく外側に突出した状態の凸部がデコンプの弁開閉レバーと接触する。この結果、デコンプ装置の可動弁がバイパス通路を解放状態とするので、燃焼室と外気が自動的に連通することになる。

本発明の他の特徴によれば、エンジンには、点火プラグに供給される高圧電流を生成するイグニッションコイルを有し、フライホイールにイグニッションコイルに作用するマグネットが設けられ、遠心式開閉装置とマグネットは、フライホイール上であって回転バランスのとれる位置に配置される。このように、イグニッションコイルの発電用マグネットと対向するよう遠心式開閉装置が取付けられるので、マグネットの回転バランスを調整するためのバランサー（質量体）の代わりとしても代用でき、フライホイール（マグネトロータ）の重量が無駄に増加することを抑制できる。また、点火時期の関係からマグネットはピストンがＴＤＣ付近においてイグニッションコイルを通過するように配置されるが、デコンプ装置がイグニッションコイル近郊にあるとピストンがＢＤＣ付近にある時にデコンプ装置の弁が開くことになるため、動作タイミング的にみても効率の良い位置にデコンプ装置を配置することができる。シリンダを冷却するための空気流を生成するためのフィンがフライホイールに一体に設けられるので、従来のフィン付きのマグネトロータの形状を変更するだけで容易に本願発明を実現できる。

本発明の他の特徴によれば、シリンダに、イグニッションコイルを固定するためにシリンダの径方向外側に延びる固定用ボスを設け、固定用ボスに燃焼室と連通する連通穴を開け、この連通穴と接続されるようにデコンプ装置が固定用ボスに取り付けた。このように燃焼室と外気を連通するバイパス通路を固定用ボスの内部に形成したため、シリンダとイグニッションコイルとの間にデコンプ装置を設ける構成とすることで、デコンプ装置用に専用のボスを別途設ける必要がなく、従来の構造を大幅に変更することなく簡単に自動デコンプ装置付きのエンジンを実現できる。また、固定用ボス部はピストンの移動方向と垂直方向に延び、固定用ボス部の途中からピストンの移動方向と平行方向にデコンプ装置を取り付けるための取付穴を形成し、取付穴にデコンプ装置を取り付けるので、フライホイール外周側と固定用ボスの間の空間を有効に用いてデコンプ装置を搭載できる。さらに、デコンプ装置は可動弁と、可動弁を移動させる弁開閉レバーを有し、可動弁の移動方向は連通穴と略垂直方向且つフライホイールの径方向であるので、プッシュロッドなどを介してデコンプ装置を間接的に操作することが不要となり、遠心式開閉装置によってデコンプ装置を直接操作することが可能となり、動作の信頼性が向上する。デコンプ装置の弁開閉レバーには、凸部との接触面が湾曲するように構成されるので、凸部と弁開閉レバーの接触時にスムーズに当たることで無駄な応力を低減し、耐久性を向上させることができる。

本発明のさらに他の特徴によれば、クランク軸の回転速度が高い時は、凸部がフライホイールの内径方向に移動し、弁開閉レバーと接触しない。そのため、操作者は常に軽い状態からスタータハンドルを引くことができる。また、エンジンが始動すると、燃焼室の爆発力により可動弁が閉じられ、同時に回転速度が上昇することで、アーム部が遠心力により冷却ファン外周方向に移動する。そして、アームの移動に伴いカムは回動し、冷却ファン外周からカムの突出量が小さくなり、デコンプの弁開閉レバーと接触することがなくなり、エンジンを通常どおり使用できる。また、エンジンを停止させた時、徐々に回転速度が落ちて遠心力が小さくなるため、アーム部が冷却ファン内径方向に移動してカムの凸部の外周側への突出量が増加する。この凸部の突出量が大きくなることで、再びデコンプ装置の弁開閉レバーと接触するので、燃焼室と外気を連通状態とすることができる。そして次回、操作者がスタータハンドルを引いた際にも、最初から低い荷重で引っ張ることができ、疲労を軽減できる。また、何らかの誤作動により弁が開放されなくても、リコイルを引いた際に、確実に弁開放が行われる。

本発明のさらに他の特徴によれば、エンジンのクランク軸の軸方向に見て、遠心式開閉装置がイグニッションコイルとシリンダの間に配置した。よって、シリンダとフライホイール間の空間をうまく利用してデコンプ装置を効果的に配置することができ、デコンプ装置の搭載によるエンジンの大型化を阻止できる。

本発明によれば、エンジンの始動の際に操作者がデコンプ装置の操作する必要が無くなる上に、エンジンの大型化や大幅な重量増加することなく、シンプルで耐久性の高い自動デコンプ装置付きのエンジンを実現できた。また、従来のエンジンに対してデコンプ装置を取り付けるために改造箇所も、シリンダの一部の形状と機械加工を変更することと、フライホイール（マグネトロータ）を変更するだけで、その他の箇所の機械加工や変更は不要なので、従来のエンジンに対してわずかな改造を施すだけで本発明を容易に実施できる。

本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。

本発明の実施例に係るエンジン作業機の縦断面図である。 図１のフライホイール４０単体の背面図である。 図１のデコンプ装置５０の縦断面図である。 フライホイール４０によるデコンプ装置５０の作動原理を示した図である（極低速回転時）。 フライホイール４０によるデコンプ装置５０の作動原理を示した図である（高速回転時）。 従来のエンジン作業機１０１の全体構成を示す斜視図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、前後、上下の方向は図中に示す方向であるとして説明する。図１は本発明の実施例に係るエンジン作業機１のエンジン部分の縦断面図であって、シリンダ軸線１８ａとクランク軸線１８ｂを通る断面図である。本実施例においては、図６で示したエンジン作業機１０１のうち、エンジンの一部分にだけ改良を施して実現したものであり、改良部分以外の構成は図６で示す構造と同一である。

図１は、本実施例に係るエンジン作業機の内部構造を示す縦断面図である。エンジン（本体）１０は、２サイクルの小型エンジンであって、本実施例ではファンケース６やトップカバー７等による合成樹脂製のハウジングに収容される。エンジン１０は、カウンターウェイト１６を軸支するクランク軸１５がメインパイプ１０４（図６参照）と同軸上に配置され、シリンダ１１がクランクケース１７から略垂直方向上側に伸びるように配置され、コネクティングロッド１４に軸支されるピストン１３がシリンダ１１内を上下方向に往復移動する。シリンダ１１とピストン１３により燃焼室１９が形成される。イグニッションコイル２３で発生された高圧電流は、イグニッションコード２４を介して点火プラグ２５に伝達される。エンジン１０のクランクケース１７の下側には、燃料タンク１２７（図６参照）が設けられ、２サイクル用のガソリンとオイルの混合燃料が入れられ、図示しない気化器に送られる。

クランク軸１５の前側（出力側）には、クラッチシュー３２を有する遠心クラッチ機構３０を介して図示しない駆動軸の端部がクラッチシャフト３６を介して連結される。遠心クラッチ機構３０が取り付けられるフライホイール４０の後側には、エンジン冷却用の羽根４１が一体に形成される。フライホイール４０と羽根４１は、例えばアルミニウム合金等の金属による一体成形によって製造できるが、もちろんそれ以外の材料や形状にて製造しても良い。遠心クラッチ機構３０は、クランク軸１５の回転速度が一定以上になると遠心力によってクラッチシュー（揺動子）３２がクラッチドラム３４に接続される公知のクラッチ機構である。クラッチシャフト３６は２組のベアリング３５によってファンケース６に回転可能に保持される。エンジン１０の駆動力は、クランク軸１５に取り付けられるフライホイール４０に固定される遠心クラッチ機構３０を介してクラッチドラム３４に伝わり、そこからさらにメインパイプ１０４内に設けられたシャフト（図示しない）を介してギヤユニット１０２、回転刃１０３（ともに図６参照）へと伝えられる。

クランク軸１５の後側の端部付近（矢印３８で示す箇所）には、始動装置として手動式のリコイルスタータ（図示省略）が設けられる。リコイルスタータは、リールに巻かれたスタータロープをスタータハンドル１２９（図６参照）で引くことにより速い速度で回転させ、その回転力によって遠心式クラッチを作用させて、クラッチドラム３７が固定されるクランク軸１５を回転させるようにした公知の手動式スタータである。

本実施例のシリンダ１１は空冷式であって、放熱のための複数の放熱フィンが形成される。ファンケース６やトップカバー７によるハウジングによって、羽根４１によって生成された空気流がシリンダ１１の放熱フィンに当たることにより、シリンダ１１が冷却される。シリンダ１１には、イグニッションコイル２３をネジ２６にて固定するためにピストン１３の移動方向と垂直方向に延びる固定用ボス１２が形成される。固定用ボス１２はシリンダ１１と一体成形にて製造されるもので、例えばアルミニウム合金で製造される。固定用ボス１２のピストン１３と離れた側の端部には、ねじ穴１２ｅが形成され、そのねじ穴１２ｅにネジ２６を螺合させることによってイグニッションコイル２３がシリンダ１１の冷却ファン外周部と近接するように配置固定される。従来のエンジンにおける固定用ボス１２は、ねじ穴１２ｅを形成するためだけに設けられるのでそのボスのサイズ、特に断面サイズが小さめであったが、本実施例においては、ねじ穴１２ｅの先端部（ピストンに近い端部）と燃焼室１９との間を細い径のさらなる通路（貫通穴１２ａ）を形成し、燃焼室１９と外気を連通させるためのバイパス通路を形成するように構成した。ここでは従来、固定用ボス１２に対して前から後ろ方向にねじ穴１２ｅの穿孔加工をしていたのに加えて、ねじ穴１２ｅよりも細い径の穴をねじ穴１２ｅの底部（後端付近）から燃焼室に向かって穿孔することにより、貫通穴１２ａを機械加工によって形成することができる。貫通穴１２ａの端部は、ネジ２６によりイグニッションコイル２３が取り付けられることで塞がれることになる。

貫通穴１２ａが形成された固定用ボス１２にはデコンプ装置５０が取り付けられる。デコンプ装置５０は、デコンプレッション機構であって、エンジン１０の始動時に燃焼室１９内の圧力の一部を外気に解放してピストン１３による圧縮作業を容易にし、エンジン１０を始動しやすくするための装置である。本実施例ではデコンプ装置５０の下端付近に、デコンプ装置５０を操作させる弁開閉レバー５４が設けられ、弁開閉レバー５４を押し込む（弁開閉レバー５４を上側に移動させる）ことによりバイパス通路を介して燃焼室１９内の圧力の一部を大気中に解放することができる。デコンプ装置５０の弁開閉レバー５４は、シリンダ軸線１８ａ方向とほぼ平行に移動可能となるように配置され、弁開閉レバー５４が押し込まれることによりデコンプ装置５０が稼働する状態となる。デコンプ装置５０を稼働させた状態で、ピストン１３がシリンダ１１内で移動して最初の燃焼（初爆）が起こると、その圧力変動でデコンプ装置５０の可動弁（後述）が自動的に元の位置（デコンプ装置５０が作動しない状態の初期位置）に復帰して、バイパス通路による燃焼室と外気の連通状態を解除する。弁開閉レバー５４は可動弁の下端に一体的に又は別体式で形成される円弧状に形成される湾曲面を有する操作部材であって、その操作は後述するカム４６によって行われる。

図２は、エンジン作業機のフライホイール４０単体の背面図である。フライホイール４０は、クランク軸１５の一端側にボルトにて固定され、クランク軸１５と同一速度で回転する慣性体であって、ある程度の質量を有し、エンジンのトルクの変動が急激に生じた場合に慣性質量によって、エンジンの回転速度（回転数）の変動を穏やかにするための作用を果たす。この慣性モーメントの大きさは、エンジン１０の排気量、出力特性や、回転刃１０３等の作業機器に応じて最適となるように設計される。本実施例に係るエンジン１０におけるフライホイール４０は、マグネット（永久磁石）を用いて高電圧の交流電流を発電する機構（マグネトー）を構成する部品（マグネトロータ）としての役割を果たすと共に、エンジン１０を冷却する空気流を起こすための冷却ファンとしての役割と、エンジン１０の回転力を伝達又は遮断するための遠心クラッチ機構３０を取り付けるための部品としての役割と、遠心式開閉装置４３を取り付ける部品としての役割を果たすものである。

フライホイール４０には、イグニッションコイル２３で発電をするために、２つの磁性体４２ａ、４２ｂ及びマグネットが径方向外側に配置される。一方、磁性体４２と回転角にて約１８０度隔てた側には、デコンプ装置５０を稼働させるための遠心式開閉装置４３が設けられる。遠心式開閉装置４３は、エンジン１０の回転速度が設定値よりも低い回転速度の時、例えば２０００ｒｐｍ以下の時にフライホイール４０の外周（外縁部）よりも、径方向外側に突出する凸部となるカム４６を有し、カム４６は突出状態においてデコンプ装置５０の弁開閉レバー５４と接触することで、デコンプ装置５０が燃焼室１９と外気とを連通する状態にセットする。遠心式開閉装置４３は、揺動軸４４を中心に回動又は揺動可能に支持されたカム４６とカム４６と一体に回動又は揺動するアーム部４５が備わり、圧縮バネ等の弾性部材４７によってアーム部４５の端部が常時フライホイール４０の内径方向に引っ張るように構成される。遠心式開閉装置４３は、磁性体４２に対してクランク軸１５を中心に対向する位置（ほぼ回転対称となる位置）に取付けられる。このように遠心式開閉装置４３は、エンジン１０が停止時に、フライホイール４０外周よりも突出したカム４６の凸部を有するカム４６が回転可能に支持され、カム４６にはカム４６と一体で回転するアーム部４５が設けられ、アーム部４５は弾性部材４７によりフライホイール４０の内周方向に引き込むように設けたので、アーム部４５の質量と弾性部材４７のバネ定数を適性に設計することにより、エンジン回転速度の設計値を決めることで、デコンプ装置５０の可動弁５３の開閉タイミングを任意に設定することができる。また、通常、フライホイール４０は、軽量化のためアルミ合金にて製造されており、磁性体４２を挿入すると回転のアンバランスが生じる。そこで、バランスをとるため磁性体４２とは反対側にバランサー（質量体）を挿入するが、本実施例では遠心式開閉装置４３をバランサーとして磁性体４２とは反対側に設けてやれば、フライホイール４０の重量を変えなくてもすむ。このように構成したので、重量増加を防ぎつつフライホイール４０に取り付けられる構成要素を回転バランスよく搭載することができる。

エンジン１０の停止時又は極低速回転時には、カム４６がフライホイール４０の外周縁より外側に突出する。カム４６は、外周側へ突出した際にデコンプ装置５０の弁開閉レバー５４と接触して、弁開閉レバー５４を移動させるように設定される。エンジン１０が設定値よりも高い回転速度の時には、カム４６が回動することによって外周側に突出している部分（凸部）がフライホイール４０の内径方向に移動し、この結果カム４６が弁開閉レバー５４と接触しなくなる。フライホイール４０の外周付近には、冷却風を起こすための複数の羽根４１が、周方向にほぼ等間隔にて形成されるが、遠心式開閉装置４３の設置部分だけの羽根４１が省略される。このように、遠心式開閉装置４３をフライホイール４０に設けたので、フライホイール４０の低速回転によって、デコンプ装置５０を稼働状態にセットすることが可能となる。

図３はデコンプ装置５０の縦断面図であり、可動弁（デコンプ弁）５３の移動方向中心軸を通り、且つ、クランク軸１５の軸方向と垂直方向となる断面図である。デコンプ装置５０は、ハウジング５１とストッパ基台５５と、可動弁５３と、弁開閉レバー５４によって主に構成される。デコンプ装置５０は固定用ボス１２の長手方向と垂直に形成された断面形状が円形の取付け穴１２ｃに取り付けられるものであって、略円筒形のハウジング５１が取付け穴１２ｃに固定される。この固定方法は、ハウジング５１の外周面に雄ねじ部を形成し、取付け穴１２ｃの内周面に雌ねじ部を形成し、Ｏリング５９を介在させてこれらを螺合させるように構成しても良いし、圧入、接着、ねじ止め等のその他の方法によって固定しても良い。固定用ボス１２は、中心軸５８を通る上部付近に横穴となる貫通穴１２ａが形成される。この貫通穴１２ａは図１からわかるようにねじ穴１２ｅと同軸に形成される穴であって、シリンダ１１の燃焼室１９に開口する。貫通穴１２ａから下方向に縦穴たる貫通穴１２ｂが形成され、貫通穴１２ａは弁移動空間１２ｄに開口する。

デコンプ装置５０のハウジング５１は、可動弁５３を嵌挿させることにより弁機構を実現するための略円筒形の形状であって、中央に貫通路５１ａが形成され、貫通路５１ａからは直交する２つの貫通路５１ｂが形成される。これら貫通路５１ａ、５１ｂは、貫通穴１２ａ、１２ｂと共に燃焼室１９から外気へ連通するためのバイパス通路を形成するものである。このバイパス通路は、貫通路５１ａの一端側（上端側）において可動弁５３の弁部５３ａがハウジング５１と接触又は離合することにより、開閉操作がされる。可動弁５３の上側端部は、円錐状に広がる形状とされた弁部５３ａとされており、貫通路５１ａの上端部の形状も弁部５３ａとぴったりと嵌合するような漏斗状に形成される。尚、弁動作を実現するための可動弁５３とハウジング５１の相対形状は任意であり、必ずしも図３の形状に限られないが、燃焼室１９（図１参照）で爆発が起きた際に弁移動空間１２ｄ内が高圧になるため、その高圧で可動弁５３が確実に閉鎖状態に維持されるような形状とすることが重要である。

貫通路５１ａはバイパス通路に加えて可動弁５３の移動通路としての機能を果たすため、ストッパ基台５５に形成させる貫通路５５ａと連続するように構成される。ストッパ基台５５は、下方向に移動した可動弁５３が燃焼室内の圧力変動によって移動しないように固定するストッパ機構を保持するための部材であって、中心軸５８に対して垂直方向に移動する２つのスチールボール５６を収容するための空間を形成する。スチールボール５６は、ストッパ基台５５に形成された断面形状が円形の横穴部５５ｂの内部に収容されスプリング５７によって可動弁５３に接近する方向に付勢される。可動弁５３の一部には、円周方向に連続するように内側にくぼむ凹部５３ｃが形成される。凹部５３ｃは可動弁５３がバイパス通路を閉鎖する際にスチールボール５６と良好に当接するような位置に形成され、断面形状が半円形またはそれに近い形状をしており、エンジン１０の初爆によって可動弁５３に燃焼による高圧力がかかった際に下側に移動した可動弁５３を保持する。ストッパ基台５５は中心軸５８を含む平面において２分割されるように構成されると良く、その断面位置は、スチールボール５６の移動方向と垂直方向となるように設定すると製造上も有利である。ハウジング５１とストッパ基台５５は任意の固定方法にて固定される。

可動弁５３の下端側（遠心式開閉装置４３に近い側）の操作される端部５３ｂには、弁開閉レバー５４が取り付けられる。弁開閉レバー５４は、遠心式開閉装置４３のカム４６にて操作されるために接触する当接部となるものであり、カム４６との接触抵抗を少なくするために、フライホイール４０の回転方向と平行な方向に湾曲するよう形成される。湾曲面の向きはフライホイール４０の外周面とは反対側のＲを描くように形成される。弁開閉レバー５４のカム４６との接触面が湾曲するように構成したのは、カム４６との接触時にスムーズに当たることで、無駄な応力を低減し、耐久性を向上させるためである。弁開閉レバー５４と可動弁５３は金属の一体成形で構成しても良いし、別体部品で製造してそれらを接合するように構成しても良い。

次に図４を用いて、本実施例のデコンプ装置の動作を説明する。図４はエンジン停止時または、 フライホイール４０が極低速にて回転している際の図であって、カム４６が弁開閉レバー５４に当接した状態を示す図である。フライホイール４０の外縁付近には、揺動軸４４が固定され、揺動軸４４と同軸にカム４６が取り付けられ、カム４６はアーム部４５と相対回転不能なように固定されるか、または一体に製造される。アーム部４５の外周側に位置する一方側が揺動軸４４にて軸支されるため、フライホイール４０が高速にて回転するとアーム部４５の他端側（内周側）が、遠心力により外側に移動する。この移動を抑止するために、アーム部４５の他端側には圧縮バネ等の弾性部材４７の一端（外周側の端部）が固定される。弾性部材４７の他端（内周側の端部）は固定部４８によりフライホイール４０に固定される。従って、アーム部４５の径方向外側への移動は、遠心力と弾性部材４７のバネ力の釣り合ったところにとどまることになる。遠心力がほとんど発生しない停止時や極低速回転時には、アーム部４５の揺動軸４４から離れた端部（取付部４５ａが形成される付近）が弾性部材４７の作用により最も内周側に移動した状態になる。この状態では図４で示すように、アーム部４５に固定されるカム４６の凸部４６ａが外側（フライホール４０から見て径方向外側）に移動することとなり、フライホイール４０の外周面又は外周縁よりも外側に所定量だけ突出する形となるので、その突出した状態のままフライホイール４０が回転するとカム４６の凸部４６ａが弁開閉レバー５４に接触することになる。この突出量は、弁開閉レバー５４と接触することにより、可動弁５３を動かすことができるように設定することが重要である。弁開閉レバー５４はフライホイール４０の外周面と反対方向に湾曲する曲面とされるため、弁開閉レバー５４が押されて、矢印の方向に可動弁５３が移動して燃焼室１９と外気がバイパス通路にて連通される状態となる。この際、凹部５３ｃとスチールボール５６との当接状態が解除されるが、スチールボール５６はスプリング５７によって引き続き可動弁５３の凹部５３ｃの下方付近を押圧するため、可動弁５３は上方に移動させたままの状態で保持されることになる。

本実施例ではデコンプ装置５０の弁開閉レバー５４と、遠心式開閉装置４３のカム４６が接触するように構成されるため、エンジン１０が停止寸前においてフライホイール４０が所定の回転速度以下になると自動的に弁開閉レバー５４が上方に押され、デコンプ装置５０が稼働状態となり、燃焼室１９と外気がバイパス通路を介して連通する。また、エンジン１０の停止寸前に可動弁５３が解放位置にならなかったとしても、操作者がスタータハンドル１２９（図６参照）を引くと、最初のカム４６と弁開閉レバー５４とが対向する位置にて接触し、弁開閉レバー５４が押され、デコンプ装置５０が稼働状態となるため、操作者が軽い荷重でスタータハンドルを引くことができる。このように従来の手動のデコンプ装置と違い、自動でデコンプ装置５０がオンとなるため、操作者がわざわざデコンプ装置を操作する必要が無く、デコンプ装置５０の操作忘れを防ぐことができ、操作性が良くて始動性が良いエンジンを実現できる。また、デコンプ装置５０はイグニッションコイル２３を固定するための固定用ボス１２に設けられ、バイパス通路も固定用ボス１２を用いて形成されるので、従来から存在するシリンダ１１の一部をわずかに変更するだけで本実施例を実現でき、エンジンを従来より大型化することなく、わずかなコストアップで本実施例を実現できる。

次に、エンジン１０が初爆を起こすと、デコンプ装置５０の可動弁５３が下方向に押され、可動弁５３の弁部５３ａが貫通路５１ａを閉鎖する状態となるため、燃焼室１９と外気との連通状態が解消される。一方、エンジン１０の回転が上昇し、ある設定回転速度より上昇すると遠心式開閉装置４３のアーム部４５に遠心力がかかるため、アーム部４５がフライホイール４０の外周方向に移動する。アーム部４５が外周側に移動すると、カム４６は回転支持部たる揺動軸４４を中心として回転するため、カム４６の凸部４６ａがフライホイール４０の径方向内側に移動することになる。つまり、凸部４６ａのフライホイール４０の外周縁から径方向外側への突出量が小さくなる。このように、設定回転数よりも高い回転速度の時は、カム４６の凸部４６ａが弁開閉レバー５４と接触しなくなるので、デコンプ装置５０を稼働状態にすることはない。また、凸部４６ａと弁開閉レバー５４が非接触の状態が続くため、エンジン１０の通常運転に何ら悪影響を与えることはない。この凸部４６ａと弁開閉レバー５４が接触しなくなった状態を示すのが図５である。フライホイール４０が所定の回転速度以上の場合は、アーム部４５が径方向外側に移動するため、揺動軸４４を中心にカム４６が回転し（図５では時計回り方向）、カム４６の凸部４６ａがフライホイール４０の最外周縁位置（ここでは磁性体４２の外周縁位置）より内周側か、又はほとんど出っ張らない位置にまで待避する。また、フライホイール４０には、アーム部４５とカム４６の回転を制限するためのストッパ４９が設けられており、カム４６の側面がストッパ４９と良好に当接する位置においてアーム部４５が保持されるので、エンジン１０の高速回転（作業機を稼働させるための常用回転）が良好に行われることになる。

そして、操作者がエンジン１０を停止させる際に、フライホイール４０の回転速度が落ち、ある設定値以下の回転速度になるとアーム部４５がフライホイール４０の内径方向に引っ張られ、フライホイール４０の外周縁から径方向外側にカム４６の凸部４６ａが大きく突出するため、カム４６が弁開閉レバー５４と接触して可動弁５３の弁部５３ａが開き、バイパス通路が解放され、燃焼室１９と外気が連通状態とされる。これにより、次回、操作者がスタータハンドル１２９（図６参照）を引っ張った際にはデコンプ装置５０が動作する状態となっているため、初めから軽い状態で引くことができる。また、何らかの誤作動が生じ、デコンプ装置５０の可動弁５３が閉じられた状態でも、スタータハンドル１２９を引きはじめた際に、即座にデコンプ装置５０が稼働状態になるので、操作者は、常に軽い状態で引くことができる。

尚、カム４６の凸部４６ａがフライホイール４０の外周縁から径方向外側に移動する回転数（設定回転数）は、任意に設定することができるが、常用最高回転数１００００ｒｐｍ、アイドリング回転数３０００ｒｐｍの２０〜６０ｃｃの汎用エンジンの場合は、例えば５００〜２０００ｒｐｍ以下の回転速度にてカム４６と弁開閉レバー５４と接触するように設定すれば良い。

以上、本実施例によれば、エンジンスタート時の操作者の負担を軽減し、大型化、重量増加することなく、耐久性の高い自動でデコンプ装置５０の可動弁５３を開閉する２サイクルエンジンを実現できる。また、本実施例では遠心式開閉装置４３をフライホイール４０に配置したので、可動弁のための開閉装置にフライホイール４０の遠心力を確実に利用できる上に、クランク軸１５に新たに構成部品を取付ける必要もないため、手持ち式のエンジン作業機に求められるエンジンの小型化を損なうことがなく本発明を実現できる。また、遠心式開閉装置４３をフライホイール４０の外周近くに配置したので、フライホイール４０の外周縁が燃焼室１９近くを通るというエンジンにおいて、燃焼室１９の近傍に設ける必要があるデコンプ装置５０を配置するのには好適であり、エンジンの小型化を維持できる。さらに、本実施例の構成では、クランク軸１５に遠心式開閉装置を取付けるような構成と違って、プッシュロッドや複雑なリンク機構を介す必要がなくなるので、構成が単純であり耐久性の向上が可能となる。

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施例ではデコンプ装置５０の弁開閉レバー５４を可動させるための凸部４６ａが円弧方向に移動する、即ち揺動するカム機構にて実現したが、弁開閉レバー５４を移動させることができる何らかの形状の部材が、遠心力によって径方向外側に曲線的に又は直線的に移動する機構にて実現するようにしても良い。さらに、エンジン作業機の例として刈払機の例で説明したが、作業機器の種類は刈り払い用の機器に限られずに、チェンソー、カッタ、カルチベータ等のその他の作業機器用のエンジンにおいても同様に適用できる。

１ エンジン作業機 ６ ファンケース
７ トップカバー １０ エンジン
１１ シリンダ １２ 固定用ボス
１２ａ 貫通穴（横穴） １２ｂ 貫通穴（縦穴）
１２ｃ 取付け穴 １２ｄ 弁移動空間
１２ｅ ねじ穴 １３ ピストン
１４ コネクティングロッド １５ クランク軸
１６ カウンターウェイト １７ クランクケース
１８ａ シリンダ軸線 １８ｂ クランク軸線
１９ 燃焼室 ２３ イグニッションコイル
２４ イグニッションコード ２５ 点火プラグ
２６ ネジ ３０ 遠心クラッチ機構
３２ クラッチシュー ３４ クラッチドラム
３５ ベアリング ３６ クラッチシャフト
３７ クラッチドラム ４０ フライホイール
４１ 羽根 ４２、４２ａ、４２ｂ 磁性体
４３ 遠心式開閉装置 ４４ 揺動軸
４５ アーム部 ４５ａ （アーム部の）取付部
４６ カム ４６ａ （カムの）凸部
４７ 弾性部材 ４８ 固定部
４９ ストッパ ５０ デコンプ装置
５１ ハウジング ５１ａ、５１ｂ （ハウジングの）貫通路
５３ 可動弁 ５３ａ 弁部
５３ｂ 端部 ５３ｃ 凹部
５４ 弁開閉レバー ５５ ストッパ基台
５５ａ （ストッパ基台の）貫通路 ５５ｂ （ストッパ基台の）横穴部
５６ スチールボール ５７ スプリング
５８ （デコンプ装置の）中心軸 ５９ Ｏリング
１０１ エンジン作業機 １０２ ギヤユニット
１０３ 回転刃 １０４ メインパイプ
１０５ 飛散防御カバー １０６ ハンドル
１０７ａ、１０７ｂ グリップ １０９ スロットルレバー
１１０ エンジン １１２ ロックレバー
１１３ フック １２７ 燃料タンク
１２８ ワイヤ １２９ スタータハンドル

Claims (12)

1. クランクケースと、前記クランクケースに固定され燃焼室を形成するシリンダと、前記シリンダの内部を往復移動するピストンと、クランク軸と、クランク軸に接続されるフライホイールと、デコンプ装置を有するエンジンであって、
   前記デコンプ装置は前記燃焼室の圧縮の一部を抜くための可動弁と、前記可動弁の操作レバーを有し、
   前記フライホイールに、前記クランク軸の回転速度が低い時だけ前記フライホイールの径方向外側に移動する凸部を有する遠心式開閉装置を設け、
   前記凸部が外側に移動した際に前記操作レバーが接触する位置に前記デコンプ装置を配置することにより、前記フライホイールの低速回転時に前記デコンプ装置を動作状態にすることを特徴とするエンジン。
2. 前記遠心式開閉装置は前記フライホイールの外周付近に配置され、前記凸部は前記フライホイールが設定回転数未満の際に遠心力によって外側に移動し、設定回転数以上の際には遠心力によって径方向内側に移動して外側への突出量が小さくなることを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
3. 前記遠心式開閉装置は、揺動軸を中心に径方向に揺動可能に支持されるアーム部と、前記アーム部と一体で回転するカムを有し、前記アーム部は弾性部材により前記フライホイールの停止時又は低速回転時に前記フライホイールの内周方向に引き込むように付勢され、前記凸部は前記カムに形成されることを特徴とする請求項２に記載のエンジン。
4. 点火プラグに供給される高圧電流を生成するイグニッションコイルを有し、
   前記フライホイールに前記イグニッションコイルに作用するマグネットが設けられ、
   前記遠心式開閉装置と前記マグネットは、前記フライホイール上であって回転バランスのとれる位置に配置されることを特徴とする請求項３に記載のエンジン。
5. 前記シリンダを冷却するための空気流を生成するための羽根が前記フライホイールに一体に設けられることを特徴とする請求項４に記載のエンジン。
6. 前記シリンダに、前記イグニッションコイルを固定するために前記シリンダの径方向外側に延びる固定用ボスを設け、
   前記固定用ボスに前記燃焼室と連通する連通穴を開け、前記連通穴と接続されるように前記デコンプ装置が前記固定用ボスに取り付けられることを特徴とする請求項５に記載のエンジン。
7. 前記固定用ボス部は前記ピストンの移動方向と垂直方向に延び、
   前記固定用ボス部の途中から前記ピストンの移動方向と平行方向に前記デコンプ装置を取り付けるための取付穴を形成し、
   前記取付穴に前記デコンプ装置を取り付けることを特徴とする請求項６に記載のエンジン。
8. 前記デコンプ装置は可動弁と、前記可動弁を移動させる弁開閉レバーを有し、前記可動弁の移動方向は前記連通穴と略垂直方向且つ前記フライホイールの径方向であることを特徴とする請求項７に記載のエンジン。
9. 前記クランク軸の回転速度が高い時は、前記凸部が前記フライホイールの内径方向に移動し、前記弁開閉レバーと接触しないことを特徴とする請求項８に記載のエンジン。
10. 前記遠心式開閉装置は、前記イグニッションコイルと前記シリンダの間に配置されることを特徴とする請求項９に記載のエンジン。
11. 前記デコンプ装置の弁開閉レバーには、前記カムとの接触面が湾曲していることを特徴とする請求項１０に記載のエンジン。
12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載のエンジンを用いて作業機器を駆動させることを特徴とするエンジン作業機。

Images