(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に備えられた気化器のフロート室からノズルに燃料を供給する通路の途中に挿入されたバルブと該バルブを駆動するソレノイドとを有してソレノイドが励磁されている間前記バルブが開いて前記フロート室と前記ノズルとの間を連通させ、前記ソレノイドが非励磁状態にされたときに前記バルブが閉じて前記フロート室とノズルとの間の連通を断つ燃料カットバルブ装置と、  内燃機関を運転する際に閉じられる電源スイッチを有していて、該電源スイッチを通して前記ソレノイドに励磁電流を流し、前記電源スイッチが開かれたときに前記ソレノイドへの励磁電流の供給を停止するソレノイド駆動回路とを備えた内燃機関用気化器の燃料遮断装置において、
前記ソレノイド駆動回路は、
前記内燃機関の点火時期に内燃機関用点火装置の点火コイルの一次コイルに誘起する電圧を検出する毎にリセット信号を発生するリセット信号発生回路と、
前記リセット信号発生回路がリセット信号を発生する毎にリセットされて時限動作を開始するタイマ回路と、
前記電源スイッチが閉じ、かつ前記タイマ回路が時限動作を行っている間オン状態を保持して前記ソレノイドに励磁電流を流し、前記タイマ回路が時限動作を完了したときにオフ状態になって前記ソレノイドを非励磁状態にするソレノイド駆動用スイッチ回路とを具備し、
前記タイマ回路の動作時限は、前記内燃機関が点火動作開始回転数で回転しているときの前記内燃機関の点火間隔に等しく設定されていることを特徴とする内燃機関用気化器の燃料遮断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長期間使用されない状態で保管される内燃機関の気化器内の燃料が外気と触れることにより変質して機関の始動が不能になったり、機関の始動時に大量の未燃焼ガスが排出されたりするのを防止するために、機関の停止時に気化器内の燃料を外気と遮断するようにした内燃機関用気化器の燃料遮断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
小形建設用機械や農業用機械などの作業機の駆動に用いられる汎用内燃機関では、季節などによって使用期間が限定され、長期間運転されずに保管されることが多い。そのため、この種の機関では、長期間保管されている間に、その気化器のフロート室内に溜った燃料が空気に触れて変質し、機関を運転しようとした際に、その始動が不能になったり、機関から大量の未燃焼ガスが排出されたりするという不具合があった。
【０００３】
これを防止するために、機関が停止した際に、気化器のフロート室とノズルとの間の連通を断って、フロート室内の燃料を外気と遮断するようにした燃料遮断装置が用いられている。
【０００４】
従来のこの燃料遮断装置は、気化器のフロート室とノズルとの間の燃料通路の途中に挿入された燃料カット用のバルブと該バルブを駆動するソレノイドとを有して、ソレノイドが励磁されている間バルブが開いてフロート室とノズルとを連通させ、ソレノイドが非励磁状態にされたときにバルブが閉じてフロート室とノズルとの間の連通を断つ燃料カットバルブ装置と、内燃機関を運転する際に閉じられる電源スイッチ（通常はキースイッチ）を有して、該電源スイッチを通してソレノイドに励磁電流を流し、電源スイッチが開かれたときにソレノイドへの励磁電流の供給を停止するソレノイド駆動回路とを備えていて、内燃機関を運転しないときには上記バルブが閉じることにより、気化器のフロート室とノズルとの間の連通を断って、フロート室内を外気から遮断するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
汎用内燃機関の点火装置では、点火電源として機関により駆動される磁石発電機が用いられることが多い。磁石発電機は、機関の回転数がある回転数に達しないと、点火動作を可能にするための出力電圧を発生することができないため、機関の始動時には、機関の回転数が所定の回転数（点火動作開始回転数という。）に達するまでの間燃料の着火は行われない。
【０００６】
従来の燃料遮断装置を用いた場合には、電源スイッチを閉じて燃料カット用のバルブが開いた状態で機関を始動させる際に、点火装置が点火動作を開始する回転数に達するまでの間も機関の気筒に燃料が供給されるため、機関が始動するまでの間に相当量の未燃ガスが機関から排出されるという問題があった。
【０００７】
特に、内燃機関に負荷が結合された状態で始動操作（クランキング）を行う場合には、機関の回転数が始動回転数に達するまでの時間が長くなるため、未燃ガスの排出量が多くなるという問題があった。また内燃機関の運転中に過負荷状態が生じて機関がストール（停止）する際にも未燃ガスが排出するのを避けられなかった。
【０００８】
本発明の目的は、内燃機関を運転しないときに気化器内の燃料が変質するのを防ぐことができるだけでなく、機関を始動する際、及び機関が運転中にストールした際に大量の未燃焼ガスが排出されるのを防止することができるようにした内燃機関用気化器の燃料遮断装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内燃機関に備えられた気化器のフロート室からノズルに燃料を供給する通路の途中に挿入されたバルブと該バルブを駆動するソレノイドとを有してソレノイドが励磁されている間バルブが開いてフロート室とノズルとの間を連通させ、ソレノイドが非励磁状態にされたときにバルブが閉じてフロート室とノズルとの間の連通を断つ燃料カットバルブ装置と、内燃機関を運転する際に閉じられる電源スイッチを有していて、該電源スイッチを通してソレノイドに励磁電流を流し、電源スイッチが開かれたときにソレノイドへの励磁電流の供給を停止するソレノイド駆動回路とを備えた内燃機関用気化器の燃料遮断装置に係わるものである。
【００１０】
本発明においては、上記ソレノイド駆動回路が、内燃機関の点火時期に内燃機関用点火装置の点火コイルの一次コイルに誘起する電圧を検出する毎にリセット信号を発生するリセット信号発生回路と、該リセット信号発生回路がリセット信号を発生する毎にリセットされて時限動作を開始するタイマ回路と、電源スイッチが閉じ、かつタイマ回路が時限動作を行っている間オン状態を保持してソレノイドに励磁電流を流し、タイマ回路が時限動作を完了したときにオフ状態になってソレノイドを非励磁状態にするソレノイド駆動用スイッチ回路とを備えている。
【００１１】
上記タイマ回路の動作時限は、内燃機関が点火動作開始回転数（内燃機関用点火装置の点火動作が開始される回転数をいう。）で回転しているときの内燃機関の点火間隔にほぼ等しく設定されている。
【００１２】
上記のように構成すると、内燃機関を運転しないときには、バルブが閉じた状態を保持して気化器のフロート室内を外気と遮断するので、気化器のフロート室内に溜った燃料が外気に触れて変質するのを防止することができる。
【００１３】
また機関の始動時に回転数が点火動作開始回転数よりも低い状態にある間は、点火コイルの一次コイルに誘起する電圧が低く、リセット信号発生回路からリセット信号が発生しないため、タイマ回路は時限動作を開始せず、ソレノイド駆動用スイッチ回路がオフ状態になっている。このように、機関の回転数が点火動作開始回転数よりも低い状態では、ソレノイド駆動用スイッチ回路がオフ状態になっていて、燃料カット用バルブが閉じたままの状態にあり、機関の気筒には燃料が供給されないため、内燃機関から未燃ガスが排出されることはない。
【００１４】
内燃機関の回転数が点火動作開始回転数以上になると、内燃機関用点火装置が点火動作を開始し、点火コイルの一次コイルに高い電圧が誘起するようになるため、該一次コイルの誘起電圧によりリセット信号発生回路からリセット信号が発生するようになり、該リセット信号が発生する毎にタイマ回路がリセットされる。タイマ回路の動作時限は、機関が点火動作開始回転数で回転しているときの内燃機関の点火間隔にほぼ等しく設定されているので、機関が点火動作開始回転数以上の回転数で回転している状態では、タイマ回路の時限動作がとぎれることなく行われることになり、ソレノイド駆動用スイッチ回路がオン状態に保持される。従って、始動回転数以上の回転数では、燃料カットバルブが開かれた状態に保持され、気化器から機関の気筒に燃料が供給されるので、機関の運転には何等支障をきたさない。
【００１５】
なお本発明において、タイマ回路の動作時限を、点火動作開始回転数における点火間隔に「ほぼ」等しくするとしているのは、タイマの動作時限は、点火動作開始回転数における点火間隔に等しくすることを基本とするが、実際の機関における点火動作開始回転数は厳密には一定とはいえず、機関の使用環境や燃料の質等により変わり得るため、タイマ回路の動作時限を一定値に設定しておいても、該動作時限と点火動作開始回転数における点火間隔との間に多少のずれが生じるのは避けられないからである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係わる内燃機関用気化器の燃料遮断装置の一構成例を示したもので、同図において、１は図示しない内燃機関に備えられた気化器のフロート室からノズルに燃料を供給する通路の途中に挿入された燃料カット用のバルブ２と該バルブを駆動するソレノイド３とを備えた燃料カットバルブ装置である。
【００１７】
バルブ２は、ソレノイド３に励磁電流Ｉs が供給されて、該ソレノイドが励磁されている間開いて気化器から内燃機関の気筒に燃料が供給されるのを許容し、ソレノイド３が非励磁状態にされたときに閉じて気化器から機関の気筒に燃料が供給されるのを阻止する。
【００１８】
ソレノイド３を駆動するため、バッテリを備えた直流電源４から電源スイッチ５を通してソレノイド３に供給される励磁電流を制御するソレノイド駆動回路６が設けられている。図示のソレノイド駆動回路６は、内燃機関用点火装置７に設けられた点火コイル７０１の一次コイル７０１ａに誘起する電圧を検出する毎にリセット信号を発生するリセット信号発生回路６０１と、該リセット信号発生回路６０１がリセット信号を発生する毎にリセットされて時限動作を開始するタイマ回路６０２と、電源スイッチ５が閉じ、かつタイマ回路６０２が時限動作を行っている間オン状態を保持してソレノイド３に励磁電流を流し、タイマ回路６０２が時限動作を完了したときにオフ状態になってソレノイド３を非励磁状態にするソレノイド駆動用スイッチ回路６０３とを備えている。
【００１９】
図示の内燃機関用点火装置７は、内燃機関のクランク軸により駆動される磁石発電機に設けられた点火コイル７０１と、該点火コイルの一次コイル７０１ａの両端間にコレクタエミッタ間回路が接続された一次電流断続用トランジスタＴr1と、該トランジスタＴr1の導通を制御するトランジスタ制御回路７０２とを備えた周知の電流遮断式の装置である。
【００２０】
この点火装置においては、内燃機関の回転に伴って点火コイル７０１の一次コイルに交流電圧が誘起する。この交流電圧の正の半サイクルが立上がると、一次コイル７０１ａから制御回路７０２内に設けられた電流通路を通してトランジスタＴr1にベース電流が供給され、該トランジスタＴr1がオン状態になる。これにより点火コイルの一次コイルからトランジスタＴr1のコレクタエミッタ間を通して点火コイルの一次電流が流れる。トランジスタ制御回路７０２は、一次コイル７０１ａの両端の電圧を検出する電圧検出回路と、該電圧検出回路が検出している電圧が設定値を超えたときにトランジスタＴr1のベースエミッタ間を短絡する半導体スイッチとを備えていて、点火コイルの一次電流が十分に大きくなって、一次コイル７０１ａの両端の電圧が設定値を超えたときに、トランジスタＴr1のベースエミッタ間を短絡して、トランジスタＴr1をオフ状態にする。
【００２１】
トランジスタＴr1がオフ状態にされると、点火コイルの一次電流が遮断されるため、該点火コイルの一次コイルには、それまで流れていた一次電流を流し続けようとする向きの高いパルス状の電圧が誘起する。この電圧が更に昇圧されて、二次コイル７０１ｂに点火用の高電圧が誘起し、該高電圧が機関の気筒に取り付けられた点火プラグ８に印加される。従って点火プラグ８に火花が生じ、機関が点火される。
【００２２】
上記のように、点火装置７が点火動作を行うのは、内燃機関の回転数が点火動作開始回転数以上になって、磁石発電機内に設けられた点火コイルの一次コイルに十分に高い電圧が誘起するようになってからである。機関の回転数が点火動作開始回転数に達しない状態では、トランジスタＴr1を通して流れる点火コイルの一次電流が不足し、該一次電流が遮断されたときに一次コイル７０１ａに誘起する電圧が低いため、点火コイルの二次コイルに誘起する電圧は点火プラグ８の放電開始電圧に達することができず、点火動作は行われない。
【００２３】
図示のソレノイド駆動回路６のリセット信号発生回路６０１は、トランジスタＴr2と、ダイオードＤ1 と、抵抗Ｒ1 ないしＲ3 とからなっている。内燃機関の回転数が点火動作開始回転数以上になって、機関の点火時期に点火コイルの一次コイル７０１ａに誘起する一次電圧ｖ1 が十分に高くなると、該一次コイルの誘起電圧によりトランジスタＴr2にベース電流が与えられるため、該トランジスタＴr2が導通する。トランジスタＴr2が導通している間、該トランジスタのコレクタエミッタ間電圧が低レベルになり、この低レベルの信号がリセット信号Ｖr としてタイマ回路６０２のリセット端子に与えられている。
【００２４】
タイマ回路６０２は、リセット信号発生回路６０１がリセット信号Ｖr を発生する毎にリセットされて時限動作を開始し、時限動作を行っている間その出力端子から高レベルの出力電圧ＶT を出力する。タイマ回路６０２の動作時限Ｔは、内燃機関が点火動作開始回転数（内燃機関用点火装置７が点火動作を開始する際の回転数）で回転しているときの点火装置７の点火間隔にほぼ等しく設定されている。タイマ回路６０２は、リセット信号Ｖr によりリセットされて時限動作を開始した後、動作時限Ｔが経過するとその出力電圧ＶT を低レベルの状態に変化させるが、時限動作終了前に再びリセット信号Ｖr が与えられた場合には、該リセット信号が与えられるのと同時に時限動作が最初に戻されるため、出力電圧ＶT を高レベルの状態に保持する。
【００２５】
ソレノイド駆動用スイッチ回路６０３は、ＮＰＮトランジスタＴr3及びＰＮＰトランジスタＴr4と、抵抗Ｒ4 ないしＲ8 とからなり、タイマ回路６０２が時限動作を行っていて該タイマ回路が高レベルの出力電圧を出力している間トランジスタＴr3にベース電流が与えられて該トランジスタＴr3がオン状態になる。トランジスタＴr3がオン状態になると、トランジスタＴr4にベース電流が流れるため、該トランジスタＴr4がオン状態になる。トランジスタＴr4はタイマ回路が時限動作を行っている間オン状態を保持し、該トランジスタＴr4がオン状態になっている間、直流電源４から電源スイッチ５と抵抗Ｒ8 とトランジスタＴr4のエミッタコレクタ間とを通してソレノイド３に励磁電流Ｉs が流れて、バルブ２が開かれる。タイマ回路６０２の時限動作が完了すると、トランジスタＴr3及びトランジスタＴr4がオフ状態になるため、ソレノイド３は非励磁状態になり、バルブ２が閉じられる。
【００２６】
次に、図１に示した燃料遮断装置を用いた内燃機関の始動時の動作を図２を用いて説明する。図２は、機関の始動時の回転数Ｎの変化の一例と、図１の各部の電圧の波形とを内燃機関を始動する際の時間ｔの経過に対して示したものである。
【００２７】
電源スイッチ５が閉じられた状態で、時刻ｔ0 で内燃機関の始動クランキングが開始されると、図２（Ａ）に示すように機関の回転数が上昇していく。内燃機関の回転数が点火動作開始回転数Ｎo より低い間は、図２（Ｂ）に示すように、点火装置７の一次コイル７０１ａに誘起する電圧ｖ1 がきわめて低いため、リセット信号発生回路６０１はリセット信号Ｖr （図２Ｃ）を発生しない。そのため、図２（Ｃ）に示すように、タイマ回路６０２の出力電圧ＶT は低レベルのままであり、ソレノイド駆動用スイッチ回路６０３のトランジスタＴr4はオフ状態に保持されている。このときソレノイド３は非励磁状態となっているのでバルブ２は閉じられたままである。このように、内燃機関の回転数が点火動作開始回転数に達しない状態では、バルブ２が閉じた状態にあって、内燃機関の気筒には燃料が供給されないので、未燃ガスが排出されることはない。
【００２８】
内燃機関の回転数Ｎが点火装置７の点火動作開始回転数以上になると、点火コイルの一次コイル７０１ａには、図２（Ｂ）に示すように点火時期ｔ1 ，ｔ2 ，…でパルス状の一次電圧ｖ1 が誘起し、この一次電圧ｖ1 が発生する毎にリセット回路６０１から図２（Ｃ）に示すようにリセット信号Ｖr が発生する。タイマ回路６０２は、リセット信号Ｖr が発生する毎にリセットされ、時限動作を行っている間出力電圧Ｖr を高レベルの状態にする。タイマ回路の動作時限は、内燃機関の回転数Ｎが点火動作開始回転数に達したときの点火間隔にほぼ等しく設定されているため、回転数が点火動作開始回転数を超えている状態では、図２（Ｄ）に示すように、タイマ回路が高レベルの出力電圧を出力し続け、ソレノイド駆動用スイッチ回路６０３のトランジスタＴr4がオン状態を保持する。従って、点火動作開始回転数以上の回転数では、ソレノイド３に励磁電流Ｉs （図２Ｅ）が流れ続けてバルブ２が開いた状態に保持される。このように、機関が点火動作開始回転数以上の回転数で回転している状態では、バルブ２が開いた状態を保持して、機関の気筒に燃料が供給されるのを許容するため、内燃機関の運転は支障なく行われる。
【００２９】
内燃機関が運転中に過負荷が加わってストールし、内燃機関の回転数が内燃機関用点火装置７の点火動作開始回転数よりも低い値まで低下すると、点火装置７の点火動作が停止するので、バルブ２が閉じ、機関の気筒への燃料の供給が停止する。このように、機関が過負荷により停止する際にも、回転数が点火動作開始回転数未満になった時点で燃料カット用バルブが閉じるので、未燃ガスが排出されることがない。
【００３０】
上記の例では、内燃機関用点火装置７が電流遮断式の装置からなっているが、一般に、内燃機関用の点火時装置は、点火時期に点火コイルの一次電流に急激な変化を生じさせることにより二次コイルに点火用高電圧を誘起させるようになっていて、点火時期には一次コイルにパルス状の高い電圧が誘起するので、磁石発電機を点火電源として用いる他の形式の点火装置、例えば、コンデンサ放電式の点火装置が用いられる場合にも本発明を適用することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、内燃機関の気化器のフロート室からノズルに至る燃料供給通路の途中にソレノイドで駆動される燃料カット用のバルブを挿入して、内燃機関を運転していないとき、及び機関の回転数が点火動作開始回転数よりも低いときに該バルブを閉じた状態に保持し、内燃機関の回転数が点火動作回転数を超えているときにのみ該バルブを開くようにしたので、内燃機関が長期間運転されずに保管される場合に、気化器内の燃料が変質するのを防ぐことができるだけでなく、内燃機関の始動時や、機関の停止時などに機関から多くの未燃ガスが排出されるのを防ぐことができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃料遮断装置の構成例を示した回路図である。
【図２】内燃機関の始動の際の回転数の変化と図１の燃料遮断装置の各部の電圧、電流波形とを時間に対して示した線図である。
【符号の説明】
１  燃料供給制御装置
２  バルブ
３  ソレノイド
４  直流電源
５  電源スイッチ
６  ソレノイド駆動用スイッチ回路
６０１  リセット信号発生回路
６０２  タイマ回路
６０３  ソレノイド駆動用スイッチ回路
７  内燃機関用点火装置
７０１  点火コイル
７０１ａ  一次コイル
７０１ｂ  二次コイル
７０２  トランジスタ制御回路
８  点火プラグ
Ｔr1〜Ｔr4  トランジスタ
Ｄ1   ダイオード
Ｒ1 〜Ｒ8 抵抗
【図１】
0003654328.tif 000002
【図２】
0003654328.tif 000003