Position regulating apparatus for engine operating machine

本発明は、エンジン作業機の位置規制装置に関するものであり、特に、位置規制装置の各部材の強度や各部材と作業機を囲むフレーム部材とのクリアランスの変更や修正に柔軟に対応するのに好適な構造を有するエンジン作業機の位置規制装置に関する。

エンジン発電機等、エンジンで駆動される作業機（以下、「エンジン発電機」で代表して説明する）は外力による衝撃が外部フレームからエンジン発電機の本体に直接伝わらないように、また、逆に、エンジンの振動が外部フレームに伝わらないように緩衝手段が設けられる。

例えば、特許文献１には、フレーム側プレートと発電機側プレートとの間にゴム等の弾性部材を介装するとともに、発電機側プレートから突出したピン部がフレーム側プレートに設けられた一対のストッパ部の間に位置するように設けられた発電機のマウント装置が記載されている。 このマウント装置では発電機に外力が作用した場合、弾性部材で緩衝するとともに、ピン部がストッパに当接して発電機の動きを規制する。

特許文献２には、発電機ベースと、発電機およびエンジンを支持するコモンベースとを有し、発電機ベースとコモンベースとを、両者の間に防振ゴムを介装して遊嵌した構造を有するエンジン発電機が記載されている。 このエンジン発電機では、エンジンが振動した際に、発電機ベースとコモンベースとが接触して騒音源とならないように、発電機ベースとコモンベースとは十分な隙間を有して取り付けられている。

特許文献１、２に記載されているような緩衝手段や弾性部材付きのマウント装置は主としてエンジン発電機の下部をベース部材またはフレームに固定して支持させる部材として機能するものである。 これとは別に、エンジン発電機の上部分に設けた金属板からなる位置規制板（以下、「バンプストッパ」という）を使用して上部の揺れを規制することがある。 一般に、エンジン発電機は外部フレームで囲まれており、例えば、運搬中に運搬車両の振動や運搬クレーンの揺れ等によってエンジン発電機が通常の運転中より大きい揺れ幅で揺れることあるので、エンジン発電機の一部分が外部フレームから外側にはみ出すようなことがないようにバンプストッパが設けられる。 バンプストッパはエンジン発電機が大きく揺れた場合に、外部フレームに当接してエンジン発電機が外部フレームから外側にはみ出さないように位置規制する。

バンプストッパはエンジン発電機の外部フレームが外部より衝撃を受けた際に、まず他の部材よりも先に外部フレームと接触するように外部フレームとの間隙が設定される。 これによって、エンジン発電機本体が外部フレームに直接接触することを回避してエンジン発電機を保護する。

図８は、バンプストッパを使用した従来の位置規制装置の一例を示す図である。 図８において、バンプストッパ２００は金属板（例えば、鋼板）のピースからなり、主部分２０１と主部分２０１に直交する補強部材２０２、２０３、および２０４とを有する。 この例では、補強部材２０２は、バンプストッパ２００をエンジン２０５に取り付けるのに適した断面形状がＬ型の取り付け部である。 バンプストッパ２００は、取り付け部２０２を通したボルト２０６を使ってエンジン２０５に固定される。 バンプストッパ２００の補強部材２０４はブラケット２０７と対向する位置に配置され、ブラケット２０７はエンジン発電機の外部フレームの一部であるビーム２０９の水平部分に、下方から通されたボルト２１０を使って取り付けられる。

図８のバンプストッパ２００は、エンジン発電機が図中上下左右に振動した場合、あるいは、外部フレームに外力Ｆが加わってビーム２０９が変形した場合などに、その先端つまり補強部材２０４側がブラケット２０７に当接するので、エンジン２０５にはビーム２０９から伝達される外力が直接伝わらない。 また、バンプストッパ２００がビーム２０９に当接するので、大きい振幅の振動が加わったときにも、エンジン発電機の可動部分が外部フレームから外側にはみ出すのが防止される。

バンプストッパは、エンジンや補機類の少々の仕様変更に対しても、その都度、形状やレイアウト等を変更しなければならなかった。 例えば、バンプストッパに対応するフレーム側の部材（前記ブラケット２０７）との間に必要なクリアランスを確保したり、ブラケットの強度を確保したりするために、バンプストッパの板厚や形状、レイアウト等の大幅な変更が求められることがある。 このような変更が製品開発終了間近つまり量産間際で生じた場合には、バンプストッパやストッパが対向するフレームの形状を直ちに変更することは困難であるので、製品の開発日程が遅れたりコストが増大したりするという課題があった。

本発明の目的は、上記課題に対して、エンジンや補機類の少々の変更に対しても、関連部材の板厚や形状およびレイアウト等の大幅な設計を必要としないエンジン作業機の位置規制装置を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明は、エンジンおよびエンジンで駆動される作業機からなる作業機本体と、該作業機本体の周囲を取り囲む外部フレームとを有するエンジン作業機の位置規制装置において、前記作業機本体に取り付けられ、作業機本体外周から端部が突出して配置され、好ましくは水平姿勢で設置される棒部材と、前記外部フレームに設けられ、前記作業機本体の水平方向の位置を予め設定した範囲に規制するため、前記範囲に相当する間隔をおいて前記棒部材の両端面に対向して配置される前記棒部材の受け板とを具備し、前記棒部材が、その中央部より両端側に偏った位置に設けた屈曲部を有するクランク形状を有している点に第１の特徴がある。

また、本発明は、前記受け板が、前記棒部材の端面に対向する垂直部分と、該垂直部分に直交する水平部分とからなる点に第２の特徴がある。

また、本発明は、前記作業機がエンジンで駆動される発電機であり、前記棒部材が前記エンジンのハウジングに固定される点に第３の特徴がある。

また、本発明は、前記棒部材に接合されるステーを備え、前記エンジンのハウジングにボスが設けられ、前記ボスに前記ステーを連結することによって前記棒部材が前記エンジンに固定されている点に第４の特徴がある。

上記特徴を有する本発明によれば、エンジン作業機が大きい外力を受けて作業機本体が揺れたときに、棒部材の端部が受け板に衝突して作業機本体の位置変化が規制される。 特に棒部材は屈曲部を有しているので、棒部材の端部が受け板に衝突した際に棒部材に曲げモーメントが働いて衝突のエネルギが吸収緩和される。 棒部材の屈曲部を成型する曲げ成型加工手順を変更するだけで、棒部材の強度変更に対応することができる。 したがって、例えば、エンジン作業機の量産間際での変更に対応して棒部材を容易に形状変更することができる。

第２の特徴を有する本発明によれば、棒部材の端部が、比較的広い面積を確保できる受け板の垂直部材に当接させられるので、作業機本体の上下および前後方向への変位にも対応しつつ、水平方向の位置規制を確実に行うことができる。

第３の特徴を有する本発明によれば、エンジンのハウジングに棒部材を取り付けた場合でも、棒部材は屈曲部で衝突エネルギを吸収して緩衝するので、エンジンのハウジングが損傷するのを回避しつつ位置規制することができる。

第４の特徴を有する本発明によれば、ステーを棒部材に接合することによって、ハウジングの外周面に対する棒部材の取り付け位置の選択自由度が高められるので、例えば、空き状態となっている既存のボスを利用して棒部材をエンジンに取り付けることができる。

本発明の一実施形態に係るバンプストッパを有するエンジン発電機の左前方から見た斜視図である。

本発明の一実施形態に係るバンプストッパを有するエンジン発電機の左側面図である。

エンジンの後方斜視図である。

バンプストッパを取り付けたエンジン発電機の要部斜視図である。

バンプストッパを取り付けたエンジン発電機の要部平面図である。

図５のＡ−Ａ矢視図である。

図５のＢ−Ｂ断面図である。

従来技術に係るバンプストッパを示す図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。 図１は本発明の一実施形態に係る位置規制装置を有するエンジン発電機の斜視図であり、図２は同側面図である。 図１、図２において、エンジン発電機１は、エンジン２と、エンジン２によって駆動される発電機３とからなる発電機本体４を備える。 本明細書では、エンジン２が配置されている側をエンジン発電機１の前側、発電機３が配置されている側をエンジン発電機１の後側という。

発電機本体４を取り囲む外部フレーム７は、鋼管からなるメインフレーム８と、左右二手に分かれているメインフレーム８の下部を互いに連結する下ビーム９と、メインフレーム８の上部を前後方向で互いに連結する２本の上ビーム１０と、上ビーム１０の前後方向中間部から下方に延在してメインフレーム８の下部に接合される垂直ビーム１１とを含んでいる。 下ビーム９は前後に間隔をおいて２本設けられ、上ビーム１０および垂直ビーム１１はそれぞれ左右に１箇所ずつ、つまり一対ずつ設けられる。 上ビーム１０および垂直ビーム１１は発電機本体４の左側に位置するもののみを図示しているが、右側のものも同様の位置に設けられる。 垂直ビーム１１には、発電機本体４の水平方向での大きい揺れを抑制する位置規制装置の一部分としてバンプストッパ４０の対向位置に配置したバンプストッパ受け６０が接合される。 バンプストッパ４０とバンプストッパ受け６０についての詳細はさらに後述する。

燃料タンク６は、発電機本体４の上方全体を広く覆うように形成されており、大容量を確保しているとともに、発電機本体４に上方から水やほこりが降りかかりにくくする発電機本体カバーとしても作用する。 燃料タンク６の上部を左右方向に跨って左右の上ビーム１０に両端がそれぞれ連結される２本の横方向パイプ１２が設けられる。 ２本の横方向パイプ１２はブラケット１３で互いに連結され、ブラケット１３には吊り輪１４が接合される。

エンジン２と発電機３との間から引き出される排気管に連結されて発電機３の左側上方で前後方向に延在するマフラ１７を備える。 発電機本体４は、下ビーム９、９上に対して前後左右の４箇所に固定される緩衝部材付きのマウント装置９０によって外部フレーム７に設置される。 マウント装置９０は緩衝部材（例えば、ゴムからなる）を有していて、水平方向および上下方向において所定の範囲で発電機本体４は変位可能であり、運転に伴う振動を吸収することができる。 なお、マウント装置９０は特許文献１に記載したような周知のものを使用できる。

エンジン２は空冷４サイクルエンジンであり、エンジン２の前側に設けられる空気取り込み口２０から取り込まれる外気によって冷却される。 空気取り込み口２０の背後つまり後側には、エンジン２に連結されて回転するファン（図示せず）が設けられ、このファンの回転によって、エンジン２内に取り込まれる空気の流れＦ１、Ｆ２が生じる。

エンジン２に隣接して、空気取り込み口２０の前側上方寄りに、エンジン発電機１の運転を操作する操作ボックス５が設けられ、操作ボックス５の後側の、発電機本体４の上方には燃料タンク６が設けられる。 操作ボックス５は操作パネル１５と操作パネル１５の背面にあって自動電圧制御装置（ＡＶＲ）を含む各種制御用の部品や電気配線が収容されるケース１６とを備える。 操作パネル１５には、チョークボタン１５１、エンジンスイッチ１５２、ブレーカスイッチ１５３、液晶モニタ１５４、ならびに複数の出力コンセント１５５およびアース端子１５６等が配置される。

前記空気の流れＦ１およびＦ２のうち、特に、流れＦ１は、操作ボックス５のケース１６に沿って流れるので、ケース１６の外部周辺、特に下部周辺は空気の流れがないケース１６の上部に対して圧力が低くなる。 したがって、ケース１６の下面１６ａおよび上部１６ｂにそれぞれ開口を設けておくことにより、ケース１６の下部開口から外部に排出される空気の流れが生じ、これに伴って、上部開口からケース１６の内部に新たな空気が取り込まれる。 エンジン２の運転中はこのような空気の流れが持続されて、操作ボックス５のケース１６内は、強制的に空冷される。

特に、ケース１６の下面１６ａを、操作パネル１５を形成している鉛直面に対して垂直ではなく（つまり水平面ではなく）前側が低く後側が高い傾斜面として、空気取り込み口２０に対しても斜めに対向するようにしているので、下面１６ａに沿って流れる空気Ｆ１の流速はより大きくなり、ケース１６の下部周辺とケース１６の上部との圧力差をより大きくすることができる。

図３は、エンジン２の後方斜視図である。 エンジン２は、２つのシリンダ２１、２２を所定のバンク角を有して配置したＶ型ツインエンジンであり、シリンダ２１、２２の下方には図示しないクランク部を有するクランクシャフトを支持するクランク室２３を備える。 クランク室２３の後方面２４（発電機３側）には、クランクシャフトから延びる出力軸２５が突出している。 シリンダ２１、２２の後方側には、各シリンダ２１、２２の燃焼室に通ずる排気口２６、２７が設けられ、これらの排気口２６、２７に連結される図示しない排気管はマフラ１７（図１参照）に連結される。

シリンダ２１、２２の上方にはエアクリーナ２８が設けられ、エアクリーナ２８の前側には、シリンダ２１、２２に空気を送り込む図示しない吸気管が設けられる。 エンジン２は電動スタータ方式であり、スタータモータ２９がクランク室２３の側方に配置される。 シリンダ２１、２２の上部には、エンジン２の運搬時に使用される吊り輪３０ａ、３０ｂが結合されている。

エンジン２のケースまたはエンジンブロック７０の、シリンダ２１、２２の後方側には、排気口２６、２７にそれぞれ隣接して、水平後方に突出したボス３１、３２が設けられる。 ボス３１、３２にはネジ孔３３、３４が穿たれる。 このネジ孔３３、３４を有するボス３１、３２は、後述するバンプストッパをボルトでボス３１、３２に取り付けるのに利用することができる。

図４はバンプストッパを取り付けたエンジン発電機１を後方左上から見た要部斜視図、図５は同平面図、図６は図５のＡ−Ａ矢視図、図７は図６のＢ−Ｂ断面図である。 位置規制装置としてのバンプストッパ４０は棒状のストッパ本体（例えば、直径１２ｍｍの鋼製丸棒）４１を有する。 ストッパ本体４１は２箇所に屈曲部４１ａ、４１ｂが設けられる。 屈曲部４１ａ、４１ｂは、それぞれの端部４１ｃ、４１ｄが、両屈曲部４１ａ、４１ｂの間に挟まれたストッパ本体４１の直線部分４１ｅの延在方向と平行であって、かつ直線部分４１ｅの軸から偏倚量Δ４１だけ偏ってクランク形状となるように形成される。 バンプストッパ本体４０は、その両端が発電機本体４の外周面から外部フレーム７側に突出しており、かつ発電機本体４を構成する部品のどれよりも外部フレーム７に近接して位置するように構成される。

バンプストッパ本体４１の直線部分には、屈曲部４１ａ、４１ｂに隣接してステー４２、４３が接合される。 図６から理解できるように、ステー４２、４３は、ストッパ本体４１の外周の半分に沿って湾曲された取付部４４、４５と、取付部４４、４５からストッパ本体４１に直交して延在している平面部分４６、４７とからなる。 平面部分４６、４７にはカラー４８、４９がそれぞれ接合される。 カラー４８、４９は、貫通孔４８ａ、４９ａを有しており、貫通孔４８ａ、４９ａが平面部分４６、４７に直交するように配置されて接合される。 カラー４８は、屈曲部４１ａに近接して平面部分４６の左寄りに位置して接合され、カラー４９は、屈曲部４１ｂに近接して平面部分４７のほぼ中央位置に接合される。

さらに、ストッパ本体４１の直線部分４１ｅには、ステー４２、４３に隣接して中央側寄りにブラケット５０、５１が接合される。 ブラケット５０、５１は、カラー４８、４９が延在している方向に延在している水平部分５０ａ、５１ａをそれぞれ有する。 水平部分５０ａ、５１ａのストッパ本体４１側の面（下面）には、ナット５２、５６、および５４がそれぞれ溶接されるとともに、水平部分５０ａ、５１ａには、ナット５２、５６、および５４にそれぞれ螺着される図示しないボルトが通る孔５５、５３、および５７が形成される。

ストッパ本体４１に対する取付部４４、４５やブラケット５０、５１の接合、ならびにステー４２、４３の平面部分４６、４７に対するカラー４８、４９の接合は、例えば、溶接によるのがよい。

バンプストッパ４０は、ステー４２、４３の平面部分４６、４７と、平面部分４６、４７にそれぞれ接合されるカラー４８、４９の貫通孔４８ａ、４９ａとにボルト５８、５９を通し、これらボルト５８、５９をエンジン２に形成されるボス３１、３２に螺着させる。 これによって、バンプストッパ４０はエンジン２に固定支持される。

ブラケット５０、５１は、例えば、燃料タンク６等、発電機本体４の上方に配置される部品や部材を支持するために利用することができる。

外部フレーム７の垂直ビーム１１には、バンプストッパ受け６０が接合される。 バンプストッパ受け６０は、水平部分６１、６２と垂直部分６３とからなり、垂直部分６３の正面がバンプストッパ４０のストッパ本体４１の両端４１ｃ、４１ｄの端面に対面するように配置される。 つまり、発電機本体４が左右に大きく振動した際に、ストッパ本体４１の両端４１ｃと、４１ｄとが、それぞれ対面する垂直部分６３に当接するようにバンプストッパ受け６０およびバンプストッパ４０が配置される。

なお、バンプストッパ受け６０は、図４に示した形状に限らず、ストッパ本体４１の端面が当接する垂直部分を有し、この垂直部分に水平部分が交差する構成であればよい。 例えば、図８に示したブラケット２０７のように、垂直部分の両端から水平部分が同一方向に延在するものではなく、それぞれが垂直部分から互いに反対方向に延在しているものであってもよい。 また、図８に示したブラケットの水平部分のうち、上方の部分を省略したＬ型断面のものを使用することもできる。 便宜上、図８に示したブラケット２０７のようなものを、単純なＬ型断面のブラケットと区別して、「二重Ｌ型断面」のブラケットと呼ぶ。

上記構成のエンジン発電機に外力が加わった場合、発電機本体４はマウント９０の緩衝材が有する可動範囲で左右上下に変位する。 通常の運転中に生じる振動ではバンプストッパ４０は外部フレーム７に取り付けたバンプストッパ受け６０に当たることはない。

しかし、通常の運転中には生じないような大きい外力が加わると、発電機本体４は大きく揺れることがあり、そのときには、発電機本体４の他のどの部材よりも外部フレーム７に近接しているバンプストッパ４０の両端部４１ｃ、４１ｄがまずストッパ受け６０に衝突する。 これにより、発電機本体４の変位は制限されて、外部フレーム７の内側に位置が規制される。 ここで、ストッパ本体４１は、該ストッパ本体４１の端部が中央部に対して変位量Δ４１だけ偏るように屈曲部４１ａ、４１ｂを設けてクランク形状に形成されているので、ストッパ受け６０に端部が衝突したストッパ本体４１には曲げモーメントが発生する。 したがって、屈曲部がない棒部材の端部をストッパ受けに対面しているのと比べて衝撃によって生じるエネルギをよりよく吸収することができる。

本実施形態で示したストッパ本体４１は、シンプルな形状の丸棒を屈曲させたものであるので、屈曲部の曲げの程度を変更することでバンプストッパ４０の強度調整や隣接部材との位置対応関係を自在に変更できる。 また、この変更に際しては、隣接部材の型の変更やバンプストッパ４０自体の変更をすることなく、バンプストッパ４０のストッパ本体４１の成形加工手順を変更するだけでエンジン発電機の重量や形状変更等に対応できるので、量産間際の変更に対しても自由度が大きい。

本発明を、実施例に従って説明したが、本発明はこの実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載した事項と周知技術に基づいて変形が可能である。 例えば、位置規制装置は、エンジン発電機に限らず、エンジンと作業機とを外部フレームで囲んだエンジン作業機に広く適用できる。 エンジン作業機としては、発電機の他エンジンで駆動される水ポンプや水ポンプで水を圧送する高圧洗浄機等がある。

バンプストッパ４０は、エンジン２の側部のボス３１、３２に取り付けるのに限らない。 要は、発電機本体４の上部（上半分）のうち、剛性が高い部材、つまり、肉厚が厚かったり、ステーやリブで補強されていたりする部材に取り付ければよい。 例えば、エンジン２のほか発電機３も、ハウジングとしてアルミニューム製の肉厚ブロックを有しているので、このブロックにバンプストッパ４０を固定してもよい。

バンプストッパ４０のカラー４８、４９に対応したボス３１、３２は、バンプストッパ４０を取り付けるための専用のものでなくてもよい。 エンジン２や発電機３には、周辺部品を取り付けるためのボスやボルト孔が設けられ、これらのボスやボルト孔は機種や仕向地等の仕様に対応できるように位置を変えて設けられる。 しかし、機種や仕向地毎にその都度、エンジンや発電機の収容ブロックの型を変更することは好ましくないので、多くのボスやボルト孔を設けて、必要に応じてそれらの一部を使用するようにしていることがある。 したがって、使用されないで空いているボスやボルト孔が存在することがある。 そこで、バンプストッパ４０の取り付けに、このような既存の空いているボスやボルト孔を使用してもよい。 なお、空いているボスやボルト孔を使用する場合、バンプストッパ４０が必ずしも水平に設置されないことがあるが、おおむね水平であれば位置規制装置として機能する。

また、バンプストッパ４０のストッパ本体４１は横断面が完全な円である丸棒に限らず、丸棒を長手方向に面取りして横断面を多角形としたもの、つまり角材であってもよい。 但し、角材は容易に曲げられる方向が決まってくるので、丸棒であるのがより好ましい。

１…エンジン発電機、 ２…エンジン、 ３…発電機、 ４…発電機本体、 ５…操作ボックス、 ６…燃料タンク、 ７…外部フレーム、 ９…下ビーム、 １０…上ビーム、 １１…垂直ビーム、 １７…マフラ、 ２０…空気取り込み口、 ２６、２７…排気口、 ２８…エアクリーナ、 ３１、３２…ボス、 ４０…バンプストッパ、 ４１…バンプストッパ本体（棒部材）、 ４２、４３…ステー、 ４８、４９…カラー、 ６０…ストッパ受け（受け板）、 ６１…水平部分、 ６２、６３…垂直部分

バンプストッパ本体４１の直線部分４１ｅには、屈曲部４１ａ、４１ｂに隣接してステー４２、４３が接合される。 図６から理解できるように、ステー４２、４３は、ストッパ本体４１の外周の半分に沿って湾曲された取付部４４、４５と、取付部４４、４５からストッパ本体４１に直交して延在している平面部分４６、４７とからなる。 平面部分４６、４７にはカラー４８、４９がそれぞれ接合される。 カラー４８、４９は、貫通孔４８ａ、４９ａを有しており、貫通孔４８ａ、４９ａが平面部分４６、４７に直交するように配置されて接合される。 カラー４８は、屈曲部４１ａに近接して平面部分４６の左寄りに位置して接合され、カラー４９は、屈曲部４１ｂに近接して平面部分４７のほぼ中央位置に接合される。