(57)【要約】【課題】  始動時に多量の燃料及び空気をエンジンの内部に吸入させて始動性を向上させたエンジン作業機を提供する。【解決手段】  気化器４０とインシュレータ１９の間に取付アダプタ１５を介して、追加燃料供給装置２５０と追加空気供給装置５０を設けた。追加燃料供給装置２５０は、ソレノイドを用いて燃料パイプ４３から吸引される混合燃料を吸気通路内に直接送り、追加空気供給装置５０には、ソレノイドを用いて空気パイプ７１からの空気を吸気通路内に直接送るものである。追加燃料供給装置２５０と追加空気供給装置５０は、バッテリボックス３に装着されるバッテリ８０の電力によって駆動され、制御回路９０によってその開閉が電子的に制御される。【選択図】図１
2014098330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクと、
シリンダ内に前記燃料タンクから送られる燃料と空気の混合気を供給する気化器と、
ピストンが往復運動可能なシリンダと、
前記シリンダを保持するとともにクランク室を形成するクランクケースと、を有するエンジンによって作業機を稼働させるエンジン作業機であって、
前記気化器とは独立して、前記エンジンに燃料を供給する追加燃料供給手段と空気を供給する追加空気供給手段を設けたことを特徴とするエンジン作業機。
【請求項２】
前記追加燃料供給手段は、前記気化器から前記クランクケースに至る吸気通路において燃料を供給し、
前記追加空気供給手段は、前記気化器から前記クランクケースに至る吸気通路において空気を供給することを特徴と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。
【請求項３】
前記気化器と前記シリンダの間には吸気通路を形成するインシュレータが設けられ、
前記追加燃料供給手段及び前記追加空気供給手段は前記インシュレータに直接取り付けられるか、又は取付アダプタを介して取り付けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン作業機。
【請求項４】
前記取付アダプタは前記インシュレータと前記気化器の間に設けられ、前記インシュレータと同じ断面形状の吸気通路を有し、前記吸気通路に対して交差する方向に前記追加燃料供給手段からの通路と前記追加空気供給手段からの通路が開口することを特徴とする請求項３に記載のエンジン作業機。
【請求項５】
前記追加燃料供給手段からの前記開口と、前記追加空気供給手段からの前記開口は、互いに対向する位置に設けられることを特徴とする請求項４に記載のエンジン作業機。
【請求項６】
前記追加燃料供給手段は燃料供給通路と第１のソレノイドバルブを有し、
前記追加空気供給手段は空気供給通路と第２のソレノイドバルブを有することを特徴とする請求項５に記載のエンジン作業機。
【請求項７】
前記第１及び第２のソレノイドバルブの開閉を制御する制御手段を設け、前記制御手段は前記第１及び第２のソレノイドバルブは連動して又は非連動に開閉を制御することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のエンジン作業機。
【請求項８】
前記制御手段は、前記エンジンの始動時に前記第１及び第２のソレノイドバルブを開いて追加燃料及び追加空気を供給することを特徴とする請求項７に記載のエンジン作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チェンソー、刈払機、カルチベータなどのエンジン作業機に関し、特にチョーク操作の自動化をはかりエンジンの始動性を向上させたエンジン作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
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８は従来のエンジン作業機１００１の一例である刈払機の外観図である。図８に示すように、小型の２サイクルエンジンを搭載したエンジン作業機１００１は、パイプ状のメインパイプ１００４に図示しない駆動軸を通し、この駆動軸を、メインパイプ１００４の一端に設けたエンジン１０１０にて回転させることで、メインパイプ１００４の他端に設けた回転刃１０１２を回転させる。回転刃１０１２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１０１３が設けられる。エンジン作業機１００１は図示しない肩掛け用吊りベルト等で携帯されるもので、メインパイプ１００４の長手中央部付近に作業者が操作するための正面視略Ｕ字状を呈するハンドル１００８が取り付けられる。エンジン１０１０の回転数は、グリップ部１００９近傍に取り付けられたスロットルレバー１００７により作業者により制御される。スロットルレバー１００７の操作は、ワイヤー１０４５によってエンジン１０１０の気化器に伝達される。
【０００３】
エンジン作業機１００１で用いられるようなエンジン１０１０は、小型軽量で大きな出力を得ることができ、燃料を補給することにより長時間の作業が可能となる。一方、エンジンは混合気の燃焼によってピストンを往復運動させる必要があるので、電気モータに比べると始動作業が煩雑である。近年では作業者の負担軽減のために始動性の容易なエンジン作業機が求められている。例えば特許文献１では、バッテリとセルモータを内蔵させて、セルモータによって始動性を向上させたエンジン作業機が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許３４００１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
手持ち式刈払機等の小型のエンジン作業機には２サイクルエンジンが広く用いられ、その始動性の向上の為に気化器に手動式のチョーク機構を設けたものが一般的である。エンジンの始動を行う作業者は、エンジンの冷間時であって外気温が低い場合にはチョーク機構を作動させて、気化器における吸入空気量を絞るとともに負圧を発生させ、強制的に燃料を吸い出すような状態にすることによりシリンダ内部に吸入される混合気を濃くする。しかしながら、従来の小型のエンジンにおいては、作業者が手動にてチョークを動作させているので、チョークを動作させるタイミングやチョークを解除するタイミング、チョークの作動量をどの程度にするかを決定しなければならず、作業者にとって負担であった。また、チョークの操作が適切でない場合には、却ってエンジンの始動に手間取ってしまうことがあった。
【０００６】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、始動時に多量の燃料をエンジンの内部に吸入させて始動性を向上させたエンジン作業機を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、気化器とは別経路の燃料供給路と空気供給路を設け、始動時にそれらを用いて始動性を向上させたエンジン作業機を提供することにある。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、追加の燃料供給路と追加の空気供給路を効率よく実装すると共に、小型バッテリ、もしくは乾電池などの電源と制御装置を用いてそれらを制御するようにした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】
【０００９】
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。
【００１０】
本発明の一つの特徴によれば、燃料タンクと、シリンダ内に燃料タンクから送られる燃料と空気の混合気を供給する気化器と、ピストンが往復運動可能なシリンダと、シリンダを保持するとともにクランク室を形成するクランクケースと、を有するエンジンによって作業機器を稼働させるエンジン作業機であって、気化器とは独立してエンジンに追加の空気を供給する空気供給路と、気化器とは独立して燃料を供給する燃料供給路を設け、それらに追加燃料供給手段と追加空気供給手段を接続した。追加燃料供給手段と追加空気供給手段は主に始動補助装置として動作するが、始動後のエンジン回転数の制御用、燃焼状態の改善用に用いることも可能である。気化器とシリンダの間には吸気通路を形成するインシュレータが設けられ、追加燃料供給手段及び追加空気供給手段はインシュレータに直接取り付けられるか、又は取付アダプタを介して取り付けられる。
【００１１】
本発明の他の特徴によれば、取付アダプタはインシュレータと気化器の間に設けられ、インシュレータと同じ断面形状の吸気通路を有し、吸気通路に対して交差する方向に追加燃料供給手段からの通路と追加空気供給手段からの通路が開口するように構成した。追加燃料供給手段からの開口と、追加空気供給手段からの開口は、互いに対向する位置に設けられる。追加燃料供給手段は燃料供給通路と第１のソレノイドバルブを有し、追加空気供給手段は空気供給通路と第２のソレノイドバルブを有する。
【００１２】
本発明の更に他の特徴によれば、第１及び第２のソレノイドバルブの開閉を制御する制御手段を設け、制御手段は第１及び第２のソレノイドバルブは連動して又は非連動に開閉を制御する。制御手段は、着脱式の小型バッテリ、あるいは乾電池の電力によってソレノイドバルブを開閉させるもので、エンジンの始動時に第１及び第２のソレノイドバルブを開いて追加燃料及び追加空気を供給する。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、気化器とは独立して燃料を供給する追加燃料供給手段と空気を供給する追加空気供給手段を設けたので、空気供給量と燃料供給量を共に増やした状態でエンジン始動ができる。
請求項２の発明によれば、追加燃料供給手段及び追加空気供給手段は、気化器からシリンダに至る吸気通路において燃料及び空気を供給するので、気化器及びシリンダの構成を何ら変えること無く追加燃料供給手段及び追加空気供給手段を設けることができる。
請求項３の発明によれば、追加燃料供給手段及び追加空気供給手段はインシュレータに直接取り付けられるか、又は取付アダプタを介して取り付けられるので、形状を変更した新規のインシュレータを用いるか、取付アダプタを介するだけで従来のエンジン作業機に追加燃料供給手段及び追加空気供給手段を実装することができる。
請求項４の発明によれば、取付アダプタはインシュレータと気化器の間に設けられるので、従来から用いられるインシュレータ用の固定ネジを長いものに変えるだけで容易に取り付けることができる。また、その際にも気化器側の形状を変える必要が無いので、製造コストアップを抑えることができる。
請求項５の発明によれば、追加燃料供給手段、追加空気供給手段からの開口が互いに対向する位置に設けられるので、取付アダプタの上下方向に又は左右方向に追加燃料供給手段、追加空気供給手段を設けることができるので実装効率が良く、エンジン作業機の大型化を防止することができる。
請求項６の発明によれば、追加燃料供給手段と追加空気供給手段はそれぞれソレノイドバルブを有するので、簡単な電磁弁機構で燃料と空気の供給量を電子的に制御することができる。
請求項７の発明によれば、制御手段が第１及び第２のソレノイドバルブを連動して又は非連動に開閉を制御するので、きめ細かな空燃比制御を行うことができる。
請求項８の発明によれば、制御手段は、エンジンの始動時に第１及び第２のソレノイドバルブを開いて追加燃料及び追加空気を供給するので、始動性の良好なエンジン作業機を実現できる。
【００１４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例に係るエンジン作業機１の内部構造を示す縦断面図である。
【図２】図１の追加空気供給装置５０及び追加燃料供給装置２５０の形状を示す斜視図である。
【図３】図１の追加空気供給装置５０及び追加燃料供給装置２５０の側面図である。
【図４】図１の追加空気供給装置５０及び追加燃料供給装置２５０の正面図である。
【図５】図１の追加空気供給装置５０及び追加燃料供給装置２５０の内部構造を示す断面図であって、図４のＡ−Ａ部の断面である（その１）。
【図６】図１の追加空気供給装置５０及び追加燃料供給装置２５０の内部構造を示す断面図であって、図４のＡ−Ａ部の断面である（その２）。
【図７】本発明の実施例に係るエンジン作業機１の回路図である。
【図８】従来のエンジン作業機１００１の全体形状を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１６】
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。なお、以下の図において、同一の部品を用いる部分には同一の符号を付して、繰り返しの説明は省略する。
【００１７】
図１は、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１０は、２サイクルの小型エンジンであって、クランク軸１３が刈払機のメインパイプ（図示せず）と同軸上に配置され、シリンダ１１がクランクケース１４から略垂直方向に伸びるように配置され、図示しないピストンが上下方向に往復運動する。シリンダ１１の一方の側方（右側）にはマフラー１６がボルト１７によってシリンダ１１に取り付けられ、シリンダ１１の他方の側方（左側）には気化器４０が設けられる。気化器４０にはエアフィルタ２４を保持するためのクリーナボックス２６が接続され、エアフィルタ２４を介して外気が吸引される。図示しないイグニッションコイルで発生された高圧電流は、図示しないイグニッションコードとプラグキャップ２５ａを介して点火プラグ２５に伝達される。本実施例においてはエンジン１０の上側部分は上部カバー７によって覆われ、マフラー１６はマフラーカバー８によって覆われる。マフラー１６はシリンダ１１から排出される燃焼ガスが外部へ排出される際の排気音を低減するものであって、金属製で箱状に形成される。マフラー１６の内部には複数の膨張室を設けられ、排気ガスの浄化のために触媒装置（図示せず）が設けられる。
【００１８】
上部カバー７及びマフラーカバー８は、例えばプラスチック等の合成樹脂の一体成形によって製造される。エンジン１０のクランクケース１４の下側には、燃料タンク２７が設けられる。燃料タンク２７には、燃料キャップ２８を開けて２サイクル用のオイルとガソリンの混合燃料が入れられ、追加燃料供給装置２５０から伸びる燃料パイプ４３によって燃料タンク２７から混合燃料が吸引される。燃料パイプ４３の先端にはゴミの吸引を防ぐためにフィルタ４４が設けられる。気化器４０には、手動で動作させるチョークレバー４１が設けられる。チョークレバー４１の構造や動作は公知であるので、ここでの詳細な説明は省略する。気化器４０とシリンダ１１の間には吸気通路を形成すると共に気化器４０を固定するためのインシュレータ１９が、２本のネジ２０（図では１本のみ図示）にてシリンダ１１に取り付けられる。気化器４０は２本のネジ２１（図では１本のみ図示）によってインシュレータ１９に取り付けられる。気化器４０には、混合燃料を燃料タンク２７から気化器４０に吸い上げるためのプライミングポンプ４２が設けられる。
【００１９】
本実施例では、エンジン１０にシリンダの内部に追加燃料を供給する追加燃料供給装置２５０と、追加空気を供給する追加空気供給装置５０が、インシュレータ１９と気化器４０の間に設けられる。追加燃料供給装置２５０と追加空気供給装置５０は、特にエンジン１０の始動性を改善するために設けられる始動補助装置であって、気化器４０に隣接して設けられる。さらに追加燃料供給装置２５０に追加の燃料を供給するための燃料供給路として、燃料タンク２７から気化器４０へ接続される燃料パイプ４３の経路途中に追加燃料供給装置２５０が介在されるように構成し、気化器４０へ供給される燃料は追加燃料供給装置２５０を介して供給されるように構成した。このため通常は燃料タンク２７から気化器４０に燃料を供給するための燃料パイプ４３の端部を追加燃料供給装置２５０に接続し、追加燃料供給装置２５０から燃料パイプ２４３にて気化器４０の流入口（図示せず）に接続される。気化器４０の余剰燃料の排出口（図示せず）にはリターンパイプ４６が接続され、リターンパイプ４６の端部は燃料タンク２７の内部に開口する。燃料タンク２７には、燃料パイプ４３とリターンパイプ４６を貫通させるための貫通穴が形成され、それらの間はゴムブッシュ４５、４７によってシールされる。
【００２０】
このように追加空気供給装置５０及び追加燃料供給装置２５０を、インシュレータ１９と気化器４０の間に配置して、燃料を供給するための燃料パイプ４３と、空気を供給するための空気パイプ７１を設けた。燃料タンク２７としては従来装置と全く同じであって、２つの燃料パイプ４３とリターンパイプ４６用の２つの貫通孔を有する形状のものをそのまま用いることができる。また、インシュレータ１９、気化器４０の構成は変更する必要がなく、ネジ２１として従来よりも長いものを用いてインシュレータ１９と気化器４０の間に追加空気供給装置５０と追加燃料供給装置２５０を介在させれば良く、本発明を実現するに当たって従来の構成部分をほとんど変更する必要がなく、容易に本実施例を実現できる。
【００２１】
気化器４０には、混合燃料を燃料タンク２７から気化器４０に吸い上げるためのプライミングポンプ４２が設けられる。プライミングポンプ４２は手動式の燃料ポンプあり、作業者はエンジン１０の始動直前に、リターンパイプ４６に燃料が流れるまでプライミングポンプ４２を繰り返し押すことにより、気化器４０に燃料を吸い上げる。プライミングポンプ４２は半球状の透明バルブにて覆われる、作業者は透明バルブ部分に混合燃料が到達したことをもって気化器４０に燃料が到達したことを目視にて確認することができる。この気化器４０への燃料を吸い上げ操作は従来から行なわれているものであるが、追加燃料供給装置２５０は気化器４０に燃料を供給するための燃料パイプ４３の経路途中に設けたために、気化器４０への燃料の吸い上げ操作完了は、追加燃料供給装置２５０への燃料の吸い上げ操作完了をも意味するので、始動時に追加燃料供給装置２５０に燃料が来ていないというトラブルを確実に阻止できる。追加燃料供給装置２５０には、気化器４０に燃料を供給するための燃料パイプ２４３が接続される。つまり、混合燃料は追加燃料供給装置２５０を経由した後に、燃料パイプ２４３から気化器４０を経由して、最後にリターンパイプ４６により燃料タンク２７に戻ることになる。
【００２２】
追加燃料供給装置２５０は、ソレノイドを用いて燃料パイプ４３から吸引される混合燃料を気化器４０からインシュレータ１９に至る吸気管路に直接送るための追加燃料通路の開閉弁である。また、追加空気供給装置５０は、ソレノイドを用いて空気パイプ７１から吸引される空気（大気）を気化器４０からインシュレータ１９に至る吸気通路内に直接送るための追加空気通路の開閉弁であり、追加空気供給装置５０には空気を供給するための空気パイプ７１が独立した状態で設置される。空気パイプ７１の先端にはゴミの吸引を防ぐためにフィルタ７２が設けられる。追加燃料供給装置２５０及び追加空気供給装置５０はバッテリ８０の電力によって駆動されるものあり、それらの駆動は、ターミナル基台８５と共にバッテリボックス３に搭載される制御回路基板に搭載される制御回路（制御手段）によって制御される。制御回路基板には、ＩＣ等の制御回路を構成する電子回路が搭載されている。
【００２３】
バッテリボックス３と追加空気供給装置５０、追加燃料供給装置２５０は複数のリード線４８により接続される。バッテリボックス３には、追加空気供給装置５０、追加燃料供給装置２５０のスイッチ３８が設けられる。スイッチ３８は、制御回路による追加空気供給装置５０、追加燃料供給装置２５０の制御を行うためのスイッチであり、エンジン１０を始動させる際に“ＯＮ”にすることにより制御回路を起動させる。エンジン１０が始動したら制御回路によって自動的にスイッチがオフにされる。バッテリボックス３はハウジング３９が形成され、ハウジング３９に端部には開口部３９ａが形成され、開口部３９ａから内部に小型のバッテリ８０が装着される。バッテリ８０は、略円筒形であってハウジング３９に装着及び取り外しが可能なようにパック形式又はカセット形式に構成される。バッテリ８０の内部には、例えば複数の乾電池、又は、複数の二次電池を収容する。二次電池を用いる場合は、例えば１４５００サイズのリチウムイオン電池セル（図示せず）を複数本収容できる。バッテリ８０の後端部（図では下側）の形状には、ハウジング３９の下端の開口部３９ａを覆うように形成される。開口部３９ａに続くバッテリ８０の装着空間の他端にはターミナル基台８５が設けられ、ターミナル基台８５から開口部３９ａに向かって複数のターミナル８４が延びるように設けられる。バッテリ８０の前端部（図では上側）には、複数の端子８３が設けられ、バッテリ８０をハウジング３９に装着することにより端子８３はハウジング３９側に形成されるターミナル８４と接触するので、バッテリ８０の電力がリード線４８を用いて追加燃料供給装置２５０及び追加空気供給装置５０に供給される。ターミナル基台８５の上側には、追加空気供給装置５０、追加燃料供給装置２５０を制御する制御回路基板９０が設けられる。
【００２４】
図２は追加空気供給装置５０及び追加燃料供給装置２５０の全体形状を示す斜視図である。追加空気供給装置５０と追加燃料供給装置２５０は取付アダプタ１５により連結され、取付アダプタ１５が気化器４０とインシュレータ１９の間に固定される。取付アダプタ１５の吸気の流入方向と垂直な断面形状はインシュレータ１９と同じ断面形状をしており、中央には吸気通路１５ａが形成され、吸気通路１５ａの両側にネジ２１を貫通させるための２つのネジ穴１５ｂと、パルス穴１５ｃが設けられる。取付アダプタ１５はインシュレータ１９と同じ樹脂の一体成形、又は、気化器４０と同じアルミニウム合金により製造されると好ましい。
【００２５】
取付アダプタ１５の上側には追加燃料供給装置２５０が配置される。追加燃料供給装置２５０は、取付アダプタ１５の上側に配置されるソレノイドバルブ固定部Ｂ２５７、ソレノイドバルブ固定部２５６、ソレノイドバルブ２５１により主に構成される。ソレノイドバルブ固定部Ｂ２５７は取付アダプタ１５に接する位置に配置され、ソレノイドバルブ固定部Ｂ２５７の上側にはソレノイドバルブ固定部２５６が配置され、ソレノイドバルブ固定部２５６の上側にはソレノイドバルブ２５１が配置され、これらが２つのボルト２６１によって取付アダプタ１５に固定される。尚、ソレノイドバルブ固定部２５６とソレノイドバルブ固定部Ｂ２５７は一体に形成されていても良い。取付アダプタ１５の上面には、ボルト２６１と螺合する２つの雌ねじ部（図示せず）が形成される。ソレノイドバルブ固定部２５６には、燃料を追加燃料供給装置２５０内に供給するための燃料流入通路２６０ａと、追加燃料供給装置２５０内から燃料を排出するための燃料排出通路２６０ｂが設けられる。燃料流入通路２６０ａから燃料排出通路２６０ｂへの流路は、直線上になるように配置され、燃料タンク２７から気化器４０までの燃料供給の障害にならないようにしている。ソレノイドバルブ２５１からは２本のリードワイヤ２５３が延びるように設けられ、後述する制御回路によりソレノイドを駆動するための電力が供給される。
【００２６】
取付アダプタ１５の下側には追加空気供給装置５０が配置される。追加空気供給装置５０は、基本的には追加燃料供給装置２５０と同じ構造であり、ソレノイドバルブ固定部Ｂ２５７、ソレノイドバルブ２５１をそのまま流用することも可能である。ソレノイドバルブ固定部Ｂ５７は取付アダプタ１５の下側にて接する位置に配置され、ソレノイドバルブ固定部Ｂ５７の下側にはソレノイドバルブ固定部５６が配置され、ソレノイドバルブ固定部５６の下側にはソレノイドバルブ５１が配置され、これらが２つのボルト６１によって取付アダプタ１５に固定される。尚、ソレノイドバルブ固定部５６とソレノイドバルブ固定部Ｂ５７は一体に形成されていても良い。取付アダプタの下面には、ボルト６１と螺合する２つの雌ねじ部（図示せず）が形成される。ソレノイドバルブ固定部５６には、空気を追加空気供給装置５０内に供給するための空気流入通路６０が設けられる。尚、燃料排出通路２６０ｂに相当する排出用の通路は不要で有るため、流入側の通路だけが設けられる。ソレノイドバルブ５１からは２本のリードワイヤ５３が延びるように設けられ、後述する制御回路によりソレノイドを駆動するための電力が供給される。
【００２７】
図３は追加空気供給装置５０、追加燃料供給装置２５０の左側面図である。ここでいう側面とは、図１の矢印の方向を基準に示している。取付アダプタ１５の断面形状は、インシュレータ１９（図１参照）の、気化器４０側の取付面と同じ断面形状を有し、中央付近に吸気通路１５ａが形成され、その両側（前後方向）には２つのネジ穴１５ｂが形成される。追加空気供給装置５０の構成部品において、ソレノイドバルブ５１とソレノイドバルブ固定部Ｂ５７は追加燃料供給装置２５０と同一部品を用いることができ、ソレノイドバルブ固定部５６の右側側面は、図３の形状とほぼ同じである。ソレノイドバルブ５１、ソレノイドバルブ固定部５６、ソレノイドバルブ固定部Ｂ５７は２本のボルト６１によって取付アダプタ１５にネジ止めされる。追加空気供給装置５０、追加燃料供給装置２５０からの供給通路は、気化器４０からインシュレータ１９への流入方向（吸入管路の軸方向）と直交する方向に開口するように配置される。前側のネジ穴１５ｂと吸気通路１５ａの間であってやや下方には、パルス穴１５ｃが設けられる。
【００２８】
図４は図１の追加空気供給装置５０、追加燃料供給装置２５０の正面図である。追加空気供給装置５０、追加燃料供給装置２５０を装着することにより気化器４０とインシュレータ１９の距離は、取付アダプタ１５の厚さ分（左右方向幅分）だけ離れることになる。しかしながら取付アダプタ１５の厚さはわずかで有り、ソレノイドバルブ５１、２５１の厚さも取付アダプタ１５とほぼ同等程度の厚さであるので、実装上も吸気通路長も問題ないものである。また吸気通路の全体の長さを調整したい場合には、インシュレータ１９の形状を変更すればよいので、気化器４０に関しては従来から用いられるものをそのまま用いることができる。追加燃料供給装置２５０側には、燃料流入通路２６０ａと燃料排出通路２６０ｂが設けられる。これは、燃料タンク２７から追加燃料供給装置２５０までの燃料供給路を専用に設けるのではなく、燃料タンク２７から気化器４０に燃料を送る燃料パイプを兼用するためであり、燃料タンク２７から追加燃料供給装置２５０に燃料パイプ４３を介して供給された燃料の大部分は、燃料排出通路２６０ｂから排出されて燃料パイプ２４３を介して気化器４０に供給される。このように従来の燃料タンク２７から気化器４０に至る燃料供給通路の途中に追加燃料供給装置２５０を設けた形となるため、燃料タンク２７の構成を従来のエンジン作業機から一切変更する必要が無い。燃料流入通路２６０ａから燃料排出通路２６０ｂまでの燃料通路は抵抗が少ないように構成することが重要である。本実施例では流入方向と排出方向が一直線上に位置するように構成されるが、流入方向と排出方向は必ずしも一直線である必要はなく、流路抵抗を十分少なく構成できるならば、流入方向と排出方向が９０度曲がるような構成であっても良い。このように流入方向と排出方向の制約を設けないならば、追加燃料供給装置２５０の実装上の制約を少なくすることができる。
【００２９】
追加空気供給装置５０には空気パイプ７１が接続される空気流入通路６０が設けられる。空気流入通路６０による管路は、追加空気供給装置５０だけに接続される専用のものなので、排出側の通路を設ける必要は無い。尚、空気パイプ７１の先端にはフィルタ７２（図１参照）が設けられるが、空気パイプ７１を設けずに空気流入通路６０に直接フィルタ７２を設けるような構成としても良い。ここで重要なことは、何らかの電磁的開閉弁（ここではソレノイドバルブ５１）にて取付アダプタ１５を介して追加の空気を気化器４０からインシュレータ１９に至る通路内に供給することにある。従って、追加空気供給装置５０の構成は他の構成によっても良いが、本実施例のように追加燃料供給装置２５０と同じ構成とすれば、部品の共用化がはかれるため製造コストの上昇を抑えることが可能となる。
【００３０】
図５は図４のＡ−Ａ部の断面図であって追加空気供給装置５０、追加燃料供給装置２５０の内部構造を示す図である。ソレノイドバルブ５１、２５１、及び、ソレノイドバルブ固定部Ｂ５７とソレノイドバルブ固定部Ｂ２５７は追加空気供給装置５０と追加燃料供給装置２５０で共通部品であり、その形状は同じである。ソレノイドバルブ固定部２５６の断面形状は、燃料排出通路２６０ｂが設けられる点以外の構造は実施例のソレノイドバルブ固定部５６の形状と同じであり、プランジャ２５４の先端には、先端部２５４ａが当接することによってソレノイドバルブ固定部２５６の円筒空間２５６ａと円筒空間２５７ａとの連通を遮断させるプランジャ突当部２５８が設けられる。同様に、追加空気供給装置５０のプランジャ５４の先端には、先端部５４ａが当接することによってソレノイドバルブ固定部５６の円筒空間５６ａと円筒空間５７ａとの連通を遮断させるプランジャ突当部５８が設けられる。
【００３１】
追加燃料供給装置２５０は、電磁石（ソレノイド）の磁力を用いてプランジャ２５４を動かすことで弁（先端部２５４ａ）を開閉することにより、燃料流入通路２６０ａからソレノイドバルブ固定部Ｂ２５７に分岐する流路への混合燃料の流れの制御を行う。ソレノイドバルブ固定部２５６の出口側には円筒形の突出部２５６ｂが形成され、突出部２５６ｂは所定の大きさの円筒空間２５７ａの内部に挿入される。突出部２５６ｂと円筒空間２５７ａの接合部分には２つのＯリング２５９ａが配置されて、接合部分からの燃料漏れを防止している。ソレノイドバルブ固定部Ｂ２５７には流出側に延びる突出部２５７ｂが形成され、突出部２５７ｂの内部には燃料通路２５７ｃが形成される。突出部２５７ｂは固定用の取付アダプタ１５に形成された吸気通路１５ａに連結される貫通穴１５ｄに接続される。貫通穴１５ｄは、取付アダプタ１５の上面から下方向に形成され吸気通路１５ａに貫通する円筒形の穴であって、気化器４０からインシュレータ１９に繋がる吸気通路に開口する貫通穴である。ここでは、ソレノイドバルブ２５１のプランジャ２５４が、インシュレータ１９側への混合気の流入方向と直交する方向に移動するように配置される。突出部２５７ｂと貫通穴１５ｄの接合部分にはＯリング２５９ｂが配置されて、接合部分からの燃料漏れを防止している。このように追加燃料供給手段は、燃料供給通路たるソレノイドバルブ固定部２５６とソレノイドバルブ固定部Ｂ２５７により構成される。
【００３２】
追加空気供給装置５０は、プランジャ５４を動かすことで弁（先端部５４ａ）を開閉することにより、空気流入通路６０からソレノイドバルブ固定部Ｂ５７に分岐する流路への空気の流れの制御を行う。ソレノイドバルブ固定部５６の出口側には円筒形の突出部５６ｂが形成され、突出部２５６ｂは所定の大きさの円筒空間５７ａの内部に挿入される。突出部５６ｂと円筒空間５７ａの接合部分にはＯリング５９ａが配置されて、接合部分からの空気漏れを防止している。ソレノイドバルブ固定部Ｂ５７には流出側に延びる突出部５７ｂが形成され、突出部５７ｂの内部には空気通路５７ｃが形成される。突出部５７ｂは取付アダプタ１５に形成された吸気通路１５ａに連結される貫通穴１５ｅに接続される。貫通穴１５ｅは、取付アダプタ１５の下面から上方向に形成され吸気通路１５ａに貫通する円筒形の穴である。突出部５７ｂと貫通穴１５ｅの接合部分にはＯリング５９ｂが配置されて、接合部分からの空気漏れを防止している。このように追加空気供給手段は、燃料供給通路たるソレノイドバルブ固定部５６とソレノイドバルブ固定部Ｂ５７により構成される。追加空気供給装置５０のソレノイドバルブ５１のプランジャ５４は、インシュレータ１９側への混合気の流入方向と直交する方向に移動するように配置され、貫通穴１５ｄと対向する位置に貫通穴１５ｅが設けられる。ここで、追加燃料供給量と追加空気供給量の比率に応じて、燃料通路２５７ｃと空気通路５７ｃの直径を最適な比率を設定すると良い。
【００３３】
図６は、図５と同じ断面図であって、プランジャ５４、２５４を移動させて燃料流路と空気通路を開放させた状態を示す図である。図５の状態から、ソレノイドバルブ２５１に通電することによりプランジャ２５４を移動させ、プランジャ２５４の位置がソレノイドバルブ２５１側に近づくことによりプランジャ２５４の先端部２５４ａがプランジャ突当部２５８から離れる。この操作によって、燃料流入通路２６０ａ（図４参照）から流入する燃料の一部が円筒空間２５６ａから燃料通路２５６ｃに流入し、残りの燃料が燃料排出通路２６０ｂ（図４参照）から気化器４０に流出する。同様に、空気流入通路６０（図４参照から流入する空気は、円筒空間５６ａに流入する。ソレノイドバルブ５１に通電することによりプランジャ５４を移動させ、プランジャ５４の位置がソレノイドバルブ５１側に近づくことによりプランジャ５４の先端部５４ａがプランジャ突当部５８から離れる。この操作によって、空気流入通路６０（図４参照）から流入する空気が円筒空間５６ａから空気通路５６ｃに流入する。尚、プランジャ５４、２５４への通電は後述する制御回路によって任意のタイミング、任意の開度にて制御可能である。また、プランジャ５４、２５４を同期して開閉させることも、非同期に開閉させることも任意である。
【００３４】
図７は、ソレノイドバルブ５１、２５１を動作させるための制御回路図である。エンジン作業機１には、主に始動時に利用される２つのソレノイドバルブ５１、２５１を駆動するためのバッテリ８０が設けられる。ソレノイドバルブ５１、２５６は制御回路基板９０に搭載されるマイコン１１８によって制御され、マイコン１１８による制御のためにエンジン１０の回転数を検出するための回転数検出コイル１０５が設けられる。制御回路基板９０には、４つのＦＥＴ１０７、１１７、１２１、１２２と、抵抗器１０８、１０９、１１１、１１２、１２０と、スイッチ３８と、コンデンサ１１３、１１４、１１５と、レギュレータ１１６と、マイコン１１８等が搭載される。
【００３５】
マイコン１１８はレギュレータ１１６によって供給される定電圧にて駆動され、複数有するＡ／Ｄ変換ポートには、エンジンの温度を示すサーミスタ１１９の出力信号、抵抗１１１及び１１２によるバッテリ８０の電圧を示す信号、回転数検出コイル１０５の出力信号が入力される。サーミスタ１１９は、例えばクランクケース１４かシリンダ１１の温度を直接又は間接的に測定することによって、エンジン１０の温度を検知するためのものであって、例えばＲ形（丸形）の圧着端子にサーミスタをカシメて固定し、圧着端子をボルトによりクランクケース１４又はシリンダ１１に固定される。エンジン回転信号はエンジン１０のマグネトロータ（図示せず）に取り付けられたマグネットからの磁束を回転数検出コイル１０５によって電圧に変換し、マイコン１１８に入力されることで検出される。マイコン１１８はこれらの入力値から所定の論理演算を行い、ＦＥＴ１１７、１２１、１２２のゲート信号の送出を行うことにより、ＦＥＴ１１７、１２１、１２２のソース−ドレイン間の導通又は遮断を制御する。
【００３６】
ＦＥＴ１２１は追加燃料用のソレノイドバルブ２５１を開閉させるスイッチとなるもので、マイコン１１８の指令（ゲート信号の供給）によってＦＥＴ１２１のソース−ドレイン間が導通状態となり、バッテリ８０からの直流電流がリードワイヤ２５３を介してソレノイドバルブ２５１に供給される。ＦＥＴ１２２はソレノイドバルブ５１を開くスイッチとなるもので、マイコン１１８の指令（ゲート信号の供給）によってＦＥＴ１２２のソース−ドレイン間が導通状態となり、ソレノイドバルブ５１が開く。ソレノイドバルブ５１、２５１を開くタイミングはマイコン１１８によって制御され、エンジン１０の図示しないマグネトロータの外周の所定位置に配置されたホールＩＣ１０４の出力を用いてソレノイドバルブ５１を適切なタイミングで開閉制御する。例えば、マグネトロータに設けられた磁石がホールＩＣ１０４の近傍を通過したときに、開口時間１０ｍｓで開口回数１０回のタイミングでプランジャ５４、２５４が後退して燃料を供給する。ソレノイドバルブ５１、２５４による追加燃料供給のタイミングは、ホールＩＣ１０４の設定位置を変えることにより変えることができ、開口時間や開口回数を変えることによって、燃料の供給量を変えることができる。
【００３７】
制御回路は、例えばソレノイドバルブ５１、２５１を動作させるエンジン回転数を設定して、その回転数以下の場合にソレノイドバルブ５１、２５１を動作させ、その回転数以上に上がったらソレノイドバルブ５１、２５１を動作させないという制御が可能である。例えば、エンジン１０を始動させる際にソレノイドバルブ５１、２５１を動作させるが、エンジン１０が始動してアイドリング回転付近（例えば２８００ｒｐｍ付近）でソレノイドバルブ５１、２５１を用いた回転数制御を継続し、エンジン回転数が所定の閾値（例えば５０００ｒｐｍ）を越えたらソレノイドバルブ５１、２５１の動作を終了させて、気化器４０による回転数制御に移行させることができる。
【００３８】
本実施例によれば、気化器４０よりエンジン１０に供給される燃料供給通路とは別に、制御回路で作動する追加燃料供給装置２５０、追加空気供給装置５０を設けて独立した始動用の燃料及び空気の供給流路を設けた。さらに、エンジンの温度を測定する温度測定手段と、エンジンの回転を検出する回転検出手段を設け、制御回路は温度測定手段と回転検出手段の出力に基づいてソレノイドバルブの開閉タイミングを制御するように構成した。この始動用の燃料と空気の供給流路は、周囲温度又はエンジン１０の温度に応じて、及び、クランク角度に応じて最適なタイミングで、最適な量になるようにソレノイドバルブ５１、２５１のプランジャ５４、２５４によってクランク室への燃料流入が制御される。この結果、クランクケース１４内部のクランク室に始動用燃料が到達する時間を短縮化することができ、始動性を向上させることができるようになった。さらに、シリンダ近傍の部材にサーミスタを配置し、温度制御により始動装置を介した始動用燃料の追加供給の供給量を可変させると共に、ホールＩＣによる回転数制御により燃料の供給タイミングを一定にしたので、状況に合わせた最適な始動制御が実現できた。
【００３９】
尚、実施例にある空気流入通路についても燃料流入通路とすることで、２つの燃料流入通路を有する構成とすることも可能である。なお、この場合、２つの燃料流入通路の流路径を例えば、φ０．５ｍｍとφ２ｍｍなどのように設定することで、追加燃料の多量から極小に設定することが容易になるため、排気量の大きなエンジンについても本実施例からなる始動装置を実装することが可能となる。
【００４０】
以上、本発明を複数の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、上述の実施例では刈払機に用いられるエンジン作業機に適用される例で説明したが、作業機の種類は刈払機だけに限られずに、チェンソー、カッター等のその他のエンジン作業機においても同様に適用できる。また、上述の実施例では２サイクルエンジンを用いて説明したが、第２の実施例は２サイクルエンジンだけでなく４サイクルエンジンにも同様に適用できる。また、上述の実施例ではバッテリをハンドル部に設けるようにしたが、その他の箇所に設けても良く、エンジンを覆うカバーの内部に設けても良いし、燃料タンクに設けるように構成しても良い。さらに、上述の実施例ではリニア式のソレノイドを用いたが、ロータリソレノイドバルブや、その他の電子制御か可能な任意の弁機構でも良い。さらに、上記実施例では従来製品に本発明を付加しやすいように取付アダプタ１５を用いて追加空気供給装置５０、追加燃料供給装置２５０をインシュレータ１９と気化器４０の間に取り付けるように構成したが、インシュレータ１９と取付アダプタ１５を一体的に構成して、インシュレータ１９にそれらを直接取り付けるように構成しても良い。
【符号の説明】
【００４１】
１  エンジン作業機                      ３  バッテリボックス
７  上部カバー                          ８  マフラーカバー
１０  エンジン                          １１  シリンダ
１３  クランク軸                        １４  クランクケース
１５  取付アダプタ                      １５ａ  吸気通路
１５ｂ  ネジ穴                          １５ｃ  パルス穴
１５ｄ、１５ｅ  貫通穴                  １６  マフラー
１７  ボルト                            １９  インシュレータ
２０、２１  ネジ                        ２４  エアフィルタ
２５  点火プラグ                        ２５ａ  プラグキャップ
２６  クリーナボックス                  ２７  燃料タンク
２８  燃料キャップ                      ３８  スイッチ
３９  ハウジング                        ３９ａ  開口部
４０  気化器                            ４１  チョークレバー
４２  プライミングポンプ                ４３  燃料パイプ
４４  フィルタ                          ４５  ゴムブッシュ
４６  リターンパイプ                    ４８  リード線
５０  追加空気供給装置                  ５１  （第２の）ソレノイドバルブ
５１ａ  本体ユニット                    ５１ｂ  固定金具
５２  可動片                            ５３  リードワイヤ
５４  プランジャ                        ５４ａ  先端部
５６  ソレノイドバルブ固定部            ５６ａ  円筒空間
５６ｂ  突出部                          ５６ｃ  空気通路
５７  ソレノイドバルブ固定部Ｂ          ５７ａ  円筒空間
５７ｂ  突出部                          ５７ｃ  空気通路
５８  プランジャ突当部                  ５９ａ、５９ｂ  Ｏリング
６０  空気流入通路                      ６１  ボルト
７１  空気パイプ                        ７２  フィルタ
８０  バッテリ                          ８３  端子
８４  ターミナル                        ８５  ターミナル基台
９０  制御回路基板                      １０４  ホールＩＣ
１０５  回転数検出コイル                １０８  抵抗器
１１２  抵抗                            １１３  コンデンサ
１１６  レギュレータ                    １１８  マイコン
１１９  サーミスタ                      ２４３  燃料パイプ
２５０  追加燃料供給装置                ２５１  （第１の）ソレノイドバルブ
２５１ａ  本体ユニット                  ２５１ｂ  固定金具
２５２  可動片                          ２５３  リードワイヤ
２５４  プランジャ                      ２５４ａ  先端部
２５６  ソレノイドバルブ固定部          ２５６ａ  円筒空間
２５６ｂ  突出部                        ２５６ｃ  燃料通路
２５７  ソレノイドバルブ固定部Ｂ        ２５７ａ  円筒空間
２５７ｂ  突出部                        ２５７ｃ  燃料通路
２５８  プランジャ突当部                ２５９ａ、２５９ｂ  Ｏリング
２６０ａ  燃料流入通路                  ２６０ｂ  燃料排出通路
２６１  ボルト                          １００１  エンジン作業機
１００４  メインパイプ                  １００７  スロットルレバー
１００８  ハンドル                      １００９  グリップ部
１０１０  エンジン                      １０１２  回転刃
１０１３  飛散防御カバー                １０４５  ワイヤー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2014098330.tif 000007
【図６】
2014098330.tif 000008
【図７】
2014098330.tif 000009
【図８】
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