(57)【要約】      （修正有）【課題】混合燃料エンジンにおける燃料供給装置に関し、外部空気と燃料を混合する混合器本体において、あらゆる混合状態の複数種の燃料を使用した場合でも、適切な空燃比に容易に設定可能な、低コストの燃料供給装置を提供する。【解決手段】２種類の燃料のいずれか、またはこれらを前もって混合された燃料を使用するエンジンの燃料供給装置に関し、外部空気と燃料を混合形成するキャブレターにおいて、外部空気と燃料の混合位置より上流側の燃料導入部に、該混合位置に供給する燃料の流量を調整するニードル弁５を設けるとともに、ニードル弁５を調整操作する操作部３を混合器本体に追設し、追設位置より燃料の流量を調整操作可能に構成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種類の燃料のいずれか、またはこれらを前もって混合された燃料を使用するエンジンの燃料供給装置に関し、外部空気と燃料を混合する混合器本体内において、外部空気と燃料の混合位置より上流側の燃料導入部に、該混合位置に供給する燃料の流量を調整する調整部を設けるとともに、該調整部を調整操作する操作部を混合器本体に追設し、該追設位置より前記燃料の流量を調整操作可能に構成したことを特徴とする混合燃料エンジンにおける燃料供給装置。
【請求項２】
前記調整部は前記混合器の混合燃料の貯溜部に配置され、該貯溜部から混合気形成部への混合燃料供給量を調整する調整弁であり、該調整弁を操作する操作部に、前記調整弁の調整位置を表示する表示部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の混合燃料エンジンにおける燃料供給装置。
【請求項３】
前記操作部は調整弁の弁軸方向に沿って混合器本体外に延在した操作軸と該操作軸の回動部よりなり、該回動部の回動操作により前記操作軸を介して前記調整弁を開度調整可能に構成した操作部の操作に基づいて前記調整弁の調整位置を表示する表示部を混合器本体外に延在する操作軸廻りに設けたことを特徴とする請求項１記載の混合燃料エンジンにおける燃料供給装置。
【請求項４】
前記表示部は、前記操作軸の移動量に対し拡大表示する拡大表示部を設けたしたことを特徴とする請求項２又は３記載の混合燃料エンジンにおける燃料供給装置。
【請求項５】
前記調整部は前記混合器に配設した第一ネジ部に螺合して、回動により進退することで混合燃料の流量を調整する針弁を有する針弁構造を含み、操作部は前記針弁に連動して該針弁を回動操作する操作軸を含み、前記表示部は該操作軸の外周部に配設され第二ネジ部に螺合した指示部材と、前記操作軸の回動により前記指示部材が前記操作軸の軸線方向にのみ移動可能にすると共に、前記調整弁の位置を表示する目盛を配した案内部とを備え、前記第二ネジ部は前記第一ネジ部よりネジピッチを大きくしたことを特徴とする請求項３記載の混合燃料エンジンにおける燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予め混合された燃料の混合割合に基づいて、エンジンに使用される混合燃料の流量調整機構を備えた燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題や原油価格の高騰により、エンジンの燃料として、従来のガソリンや軽油の他、アルコール系燃料やガス燃料といった多種化が進んでいる。これら燃料をエンジンで使用する場合、各燃種専用の燃料供給装置を使用するのが一般的である。
例えば、環境問題の観点から植物を原料としたアルコール系燃料は、一般に使用されるガソリンと比べ発熱量が低く、理論空燃比も異なる。このため、ガソリン仕様の気化器にアルコール系燃料を使用した場合、空燃比が薄くなり、運転性が悪化することから、安定した運転性を確保するには燃料流量を増大したセットにする必要がある。また、ガス燃料においてもＬＰＧに代表されるプロパンとブタンは、それぞれ発熱量や理論空燃比が異なる。プロパン仕様のミキサーにおいてブタンを使用した場合、空燃比が濃くなることで、運転性が悪化することから、燃料流量を減少したセットにする必要がある。
一方で、場所毎の燃料供給のインフラや、使用時期等の環境条件に伴い、これら多種燃料が混合される。このため、多種燃料の混合割合にあわせた燃料供給装置を使用する必要がある。
上記のように、各燃種または、混合割合専用の燃料供給系とすることは、あらゆる燃料供給のインフラに対応することができないこと、また異なる燃料を給油することでエンジン性能に悪影響を及ぼし、故障の原因となることから、多種燃料が市販される地域で使用するエンジンとしては、自動車を始めとして多種燃料対応（フレキシブルフューエル化）が進んでいる。
【０００３】
このような対応に伴い電子制御による燃料流量制御技術が特許文献１、特公平６−２１５７８号公報に開示されている。添付の図５に示すように、アルコールと、アルコールとは別異の異種燃料との混合燃料を主燃料とするエンジンにおいて、混合燃料を蓄える主燃料タンク０１と、ガソリンを蓄えている補助燃料タンク０４と、フロート室０３が主燃料タンク０１に連通する混合器である気化器０２と、気化器０２のメインウェル０１０の上部とノズル２６と連結する主通路０９と、補助燃料タンク０４とメインウェル０１０の上部とを連通する補助通路０８とを備え、補助通路０８の中間部に介装された流量制御弁０６と、ノズル０２６からエンジンＥに供給される主燃料タンク０１からの混合燃料と補助タンク０４からのガソリンとの混合比を調整するための混合燃料におけるアルコールの混合率を検知するアルコール混合率センサＤが主燃料タンク０１に配置されている。アルコール混合率センサＤからの検出値に基づいて、流量制御弁０６を制御する制御手段０１６とが備わった混合燃料エンジンＥが開示されている。
エアクリーナ０２０で塵、ごみ等を浄化された空気が気化器０２で混合燃料と混合形成され混合燃料エンジンで燃焼される。
【０００４】
この構成によると、混合燃料を蓄える主燃料タンク０１の混合割合と、水温センサ０１４からの検出値によって制御手段０１６が流量調整弁０６を制御してガソリンの流量を調整している。
主燃料タンク０１、補助燃料タンク０４及び流量調整弁０６等多くの構成部品を備えており、構成が複雑でコストが高くなる懸念を有している。
また、構成が複雑であることは、故障の原因要素も多くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平６−２１５７８号公報
【特許文献２】特開平６−１３７２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
また、別の特許文献２には、混合燃料の組成を表す目盛に合わせて、混合燃料の流量調整用可変ボリューム１０の撮み１１を変位させて、この撮み１１の変位量を電気信号に変換させて、コントローラ１３に入力させる。コントローラ１３は電気信号に基づいて、予め設定されたマップからステッピングモータ１４を駆動して、混合燃料の流量調整を行っている。
この特許文献２においても、混合燃料の流量調整を電子制御で行っており、構成が複雑となり、コストが高くなる懸念を有している。
【０００７】
そこで、本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、混合燃料エンジンにおける燃料供給装置に関し、外部空気と燃料を混合する混合器本体において、あらゆる混合状態の複数種の燃料を使用した場合でも、適切な空燃比に容易に設定可能な、低コストの燃料供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明はかかる目的を達成するもので、２種類の燃料のいずれか、またはこれらを前もって混合された燃料を使用するエンジンの燃料供給装置に関し、外部空気と前記燃料を混合する混合器本体内において、前記外部空気と前記燃料の混合位置よりも上流側の燃料導入部に、該混合位置に供給する燃料の流量を調整する調整部を設けるとともに、該調整部を調整操作する操作部を混合器本体に追設し、該追設位置より前記燃料の流量を調整操作可能に構成したことを特徴とする。
【０００９】
かかる発明によれば、混合燃料の混合割合に基づいてエンジンへの燃料供給量を調整する調整装置を混合器に配設したので、使用者の混合燃料の割合変更に応じて対応できる。また、操作部を機体（混合器）本体外より操作することができるので、混合燃料の混合比率に基づいて、機体本体外より容易に最適位置に調整操作することが可能となり、適切な空燃比を容易に設定できる。
従って、あらゆる混合状態における複数種の燃料を使用した場合でも、適切な空燃比によりエンジンは良好な状態で安定した運転が可能となる。
【００１０】
また、本願発明において好ましくは、前記調整部は前記混合器の燃料の貯溜部に配置され、該貯溜部から混合気形成部への燃料供給量を調整する調整弁であり、該調整弁を操作する操作部に、前記調整弁の調整位置を表示する表示部とを備えるとよい。
【００１１】
また、本願発明において好ましくは、前記操作部は調整弁の弁軸方向に沿って混合器本体外に延在した操作軸と該操作軸の回動部よりなり、該回動部の回動操作により前記操作軸を介して前記調整弁を開度調整可能に構成した操作部の操作に基づいて前記調整弁の調整位置を表示する表示部を混合器本体外に延在する操作軸廻りに設けるとよい。
【００１２】
このような構成により、表示装置を見ながら操作部を機体（混合器）本体外より操作することができるので、混合燃料の混合比率に基づいて、調整弁を最適位置に調整操作することが可能となり、適切な空燃比に設定できる。
また、調整後の使用燃料の混合比率が目視できるので、給油者が前回と異なる場合においても燃料タンク内の残油情報が把握できるため、再給油時の燃料選定に誤りが無くなる。
【００１３】
また、本願発明において好ましくは、前記表示部は、前記操作軸の移動量に対し拡大表示する拡大表示部を設けるとよい。
【００１４】
このような構成により、表示装置の表示部が調整弁の移動量に対し拡大表示されるので、調整弁の調整を微調整し易くなり、適切な空燃比の設定が可能となる。
【００１５】
また、本願発明において好ましくは、前記調整部は前記混合器に配設した第一ネジ部に螺合して、回動により進退することで混合燃料の流量を調整する針弁を有する針弁構造を含み、操作部は前記針弁に連動して該針弁を回動操作する操作軸を含み、前記表示部は該操作軸の外周部に配設され第二ネジ部に螺合した指示部材と、前記操作軸の回動により前記指示部材が前記操作軸の軸線方向にのみ移動可能にすると共に、前記調整弁の位置を表示する目盛を配した案内部とを備え、前記第二ネジ部は前記第一ネジ部よりネジピッチを大きくしたことを特徴とする。
【００１６】
このような構成により、操作軸の回転操作により、針弁移動量が拡大されて表示されるので、混合燃料の流量調整が容易となり、適切な空燃比の設定が可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、混合燃料の混合割合に基づいてエンジンへの燃料供給量を調整する調整装置を混合器に配設したので、使用者の混合燃料の割合変更に対し、針弁移動量が拡大されて表示される表示部の組成を示す目盛を目安とし、操作部を回転操作することで、容易に適切な空燃比の設定が可能となり、エンジンは良好な状態で安定した運転が可能となる。
また、調整後の使用燃料の混合比率が目視できるので、給油者が都度異なる場合においても、燃料タンク内の残油情報が把握できることから、再給油時の燃料選定に誤りが無くなる。  
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る概略構成図を示す。
【図２】本発明の実施形態に係る要部拡大詳細図を示す。
【図３】本発明の実施形態に係る、（Ａ）はガソリンとエタノールとの混合燃料使用の場合の調整装置外観図、（Ｂ）はプロパンとブタンとの混合燃料使用の場合の調整装置外観図を示す。
【図４】本発明の第２実施形態に係る概略構成図を示す。
【図５】本発明に係る、従来技術の概略説明図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は本発明の実施形態における混合器の概略断面図を示し、図２は実施形態の要部拡大図である。
１はエアクリーナＡからの空気と混合燃料Ｆを混合形成する混合器本体であるキャブレターである。空気と混合燃料Ｆで混合形成された混合気体はエンジンＥに供給されて、エンジンＥの燃焼室（図示省略）で燃焼される。キャブレター１とエンジンＥとの間にはエンジンＥの熱がキャブレター１に伝熱しないように、伝熱防止部材Ｒが介装されている。
空気と混合燃料Ｆを混合形成する混合器であるキャブレター１には混合燃料Ｆタンク（図示省略）に連通したフロートチャンバー１２が配設されている。フロートチャンバー１２内にはフロート１４の位置を検知して混合燃料Ｆの燃料面の高さを調整する調整装置（図示省略）が配置され、調整装置によって燃料の高さを（フロートチャンバー１２内の燃料の量）一定に保持している。
スロットルバルブ１３は所望のエンジン出力を得るために、空気と混合燃料Ｆとの混合気体の流量を変えて、エンジン負荷に対処する作用をしている。
【００２１】
キャブレター１のボデー１１には空気と燃料との混合位置であるベンチュリー部１６に開口し、他端がフロートチャンバー１２内の底面付近に開口し、開口部が混合燃料Ｆ中に位置している燃料導入部であるメインウェル１７が配設されている。
メインウェル１７のベンチュリー部１６側の開口部には先端がベンチュリー部１６側に突出したメインノズル１５が嵌入されている。メインウェル１７の下端部の内周面には雌ネジが配設されている。該雌ネジには調整弁の一部であるニードル弁５用の弁座５２が螺合されている。弁座５２は軸線Ｌ上の中心が円筒状に穿設され、下端側が広い円錐状に穿設されている。
【００２２】
フロートチャンバー１２の底部の開口部１９にはニードルガイド３２の中心部分の環状突起部が機密を保持して嵌入されている。底部の開口部１９の周囲とニードルガイド３２の嵌入部との間にはオイルシール３７によって機密が保持されている。（図２参照）
ニードルガイド３２の中心部の環状突起部と同軸線Ｌ上に開口した内周部には雌ネジが設けられ、ニードル弁５の外周に設けられた雄ネジが螺合している。
尚、弁座５２とニードルガイド３２は一体的に形成されている。弁座５２とニードルガイド３２を一体的に形成することにより、弁座５２の円筒状に穿設され軸線Ｌと、ニードルガイド３２の雌ネジの軸線Ｌ及びニードル弁５の軸線Ｌは同一軸線上に容易に配置される。
従って、弁座５２とニードル５３との嵌合精度を高くすることが可能となり、精度のよい燃料の流量調整が可能となる。
ニードル弁５は軸線Ｌを中心に回動することにより軸線方向に上下し、ニードル弁５の先端部のニードル５３が弁座５２の円筒状部分を軸線Ｌに沿って上下することによって、混合燃料Ｆのメインノズル１５への流量を調整可能とする調整部である。
尚、ニードル弁５の外周とニードルガイド３２の開口した前記内周部間にはオイルシール５４が介装されており、混合燃料Ｆが当該部から外部へ洩れないようにしてある。
ニードルガイド３２の外周部で、フロートチャンバー１２と反対方向に突出した環状のフランジ部４０には操作部の一部である筒状のダイヤルケース３０が外嵌して固着されている。
本実施形態では、弁座５２とニードルガイド３２は一体としたが、弁座５２とニードルガイド３２を別々に製作しても燃料供給装置としての効果を得ることができる。
【００２３】
操作部３は、ニードルガイド３２と、ニードルガイド３２の環状のフランジ部４０に外嵌するダイヤルケース３０と、操作軸３１と、操作軸３１の外周部に螺合している指示部材３３と、操作軸３１の端部に固設され、操作軸３１を軸線回りに回動するアジャストダイヤル３６とで構成されている。
ダイヤルケース３０の外周面には軸線Ｌに沿って案内溝３４が設けられている。案内溝３４の軸線Ｌ方向に沿う両サイドの一方には混合燃料Ｆの単種燃料（例えばガソリン）の混合比率を表示する目盛が付されており、他方には混合燃料Ｆのもう一方の単種燃料（例えばエタノール）の混合比率を表示する目盛が付されている。
また、ダイヤルケース３０の内部には軸線Ｌ上に配置され、ニードル弁５の下端部のニードルキー５１が嵌入する嵌入溝３５と、外周部に前記ニードルガイド３２部に設けたネジよりピッチを大きくしたネジ部３８と、ネジ部３８の直径より縮径して、ダイヤルケース３０の下端部に穿設された貫通孔に貫通して軸支される縮径部３９とが備わった操作軸３１が配設されている。
縮径部３９の端部には操作軸３１を軸線Ｌ周りに回動するためのアジャストダイヤル３６が固設されている。
【００２４】
また、ダイヤルケース３０の内部には、外周部がダイヤルケース３０の内部に遊嵌すると共に、内周が操作軸３１のネジ部３８に螺合し、外周部の一部がダイヤルケース３０の案内溝３４にラジアル方向に係合すると共に、軸線Ｌ方向にガイドされる指示部材３３が配置されている。
従って、表示部は案内溝３４に沿う両サイドの混合燃料Ｆの単種燃料（例えばガソリン）の混合比率を表示する目盛及び、混合燃料Ｆのもう一方の単種燃料（例えばエタノール）の混合比率を表示する目盛と、指示部材３３とで構成されている。
アジャストダイヤル３６を軸線Ｌに沿って回動させると、操作軸３１の嵌入溝３５に嵌入しているニードル弁５の下端部のニードルキー５１が回動する。それに伴いニードル弁５は軸線Ｌに沿って回動させられることにより、ニードルガイド３２に螺合したネジ構造により先端部のニードル５３が弁座５２に対し進退して混合燃料Ｆの流量を調整する。
尚、本実施形態の場合、操作部３を下方から見て、アジャストダイヤル３６を時計回りに回動操作するとニードル弁５は下方に移動し、弁座５２とニードル５３の隙間が大きくなり混合燃料の流量が多くなる。
一方、指示部材３３はアジャストダイヤル３６の回動量に比例して上方へ移動する。
図２のニードル５３は上限（隙間が最も小さい状態）に位置した状態を示す。
【００２５】
図１に矢印で示すように、フロートチャンバー１２に貯溜されている混合燃料Ｆは、メインウェル１７の下端部からニードル５３と弁座５２との隙間（調整された隙間）を通ってメインノズル１５からキャブレター１のベンチュリー部１６へ吸出されていく。ベンチュリー部１６でエアクリーナＡからの空気と混合形成されエンジンＥの燃焼室へ供給される。
一方、操作軸３１のネジ部３８に螺合している指示部材３３は、指示部材３３の外周部の一部がダイヤルケース３０の案内溝３４にラジアル方向に係合されているので、操作軸３１とは連廻りしないで、案内溝３４に沿って摺動する。
【００２６】
上述した通り、例えばガソリンとエタノールの混合燃料の場合、前回使用時の燃料よりもエタノールの混合比率が高い場合には、エタノールの発熱量がガソリンの発熱量よりも小さいため、前回使用時の燃料よりも混合燃料Ｆの発熱量が小さくなる。このため、空燃比が狙い値よりもリーンサイドへ移動することから、燃料流量を増量する必要がある。
一方、前回使用時の燃料よりもガソリンの混合比率が高い場合は、混合燃料Ｆの発熱量が大きくなるため、空燃比が狙い値よりもリッチサイドへ移動することから、燃料流量を減量する必要がある。
従って、指示部材３３を混合燃料の混合比率の目盛に合わせる操作をすることにより、混合燃料Ｆの流量を適切なものとし、空燃比を狙い値とすることで、エンジンは安定した性能と運転性を容易に維持できる。
【００２７】
尚、図３（Ａ）又は（Ｂ）に示した目盛は便宜上付したもので、実際の目盛は、ガソリン、とエタノール又はガス燃料の場合はプロパンと、ブタンが多数の混合割合の混合燃料Ｆを製造して、実験により最適なエンジン性能を発揮できるニードル弁５の位置を決め、その位置に合わせた目盛を付す。
また、表示部は操作軸３１のネジ部３８と指示部材３３との螺合部のネジピッチをニードルガイド３２部とニードル弁５との螺合部のネジピッチより大きくしたので、ニードル弁５の実際の移動量より大きく表示されるので、ニードル弁５の位置調整が容易になる効果を有している。
【００２８】
（第２実施形態）
第１実施形態では拡大機構を表示側のネジピッチを大きくする方法で行ったが、ニードル弁５の移動量をリンク機構で検知して表示することもできる。
図４に基づいて、表示部の拡大構造について説明する。
尚、第１実施形態と同一部分については説明を省略する。
フロートチャンバー１２の底部の開口部にはニードルガイド３２の一端側である中心部が開口している環状突起部７３が機密を保持して嵌入され、環状突起部の中間部の内周部にはネジ部７１配設され、他端側の環状周壁７４の一部には端縁側から前記中間部に向け外周側から見て矩形状の切欠き部７２が配設されている。切欠き部７２には環状周壁７４の肉厚を利用して周壁部７４の接線方向にピン８３が嵌入されている。
【００２９】
ニードル６はニードルガイド３２のネジ部７１に螺合している。環状周壁７４の切欠き部７２に対向したニードル弁６の円柱部分には環状溝６１が形成されている。環状溝６１にはピン８３に軸支されたリンク機構８のＢリンク８２の一端が嵌入している。Ｂリンク８２の他端にはＡリンク８１の一端が回動自在に連結されている。Ａリンク８１の他端は操作軸１０の軸線に沿って下方（図４において）へ延在し、ダイヤルケース９に操作軸１０の軸線方向へスリット状に開口した案内溝９１を貫通した指示部８４を有したＬ字状を成している。
Ｂリンク８２はピン８３を中心にして一端側までの長さに対し、他端側のＡリンク８１との連結部までの長さを大きくして、ニードル弁６の移動量を拡大するようにしてある。
【００３０】
また、ダイヤルケース９の案内溝９１の両側面には軸線Ｌ方向に沿う両サイドの一方には混合燃料Ｆのガソリンの混合比率を表示する目盛が付されており、他方には混合燃料Ｆのエタノールの混合比率を表示する目盛が付されている。
更に、Ａリンク８１の指示部８４の反対側に操作軸１０側に突出した柔軟物質で成形されたストッパ部材８５が固設されている。
混合燃料の流量調整をした後、エンジン稼働の振動等によりリンク機構が振動するのを防止するため、クランプバンド（図示省略）等で指示部８４を拘束した際の操作軸１０との緩衝の役目を保持させる。
ニードル６の移動量をリンク機構で拡大しているので、拡大比率が大きくなり、混合燃料の流量調整がさらに容易になる。
【００３１】
第１実施形態では液体の混合燃料Ｆについて説明したが、図３の（Ｂ）に空気とガス状の混合燃料Ｆとを混合形成する混合器であるミキサー７に混合燃料Ｆの流量調整装置を取付けた概略構成図を示す。例えば、プロパンとブタンを混合させた気体の混合燃料Ｆを混合燃料Ｆボンベ（図示省略）から導いて、ニードル５３と弁座５２との針弁機構部に連結することにより、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
空気と混合燃料Ｆとを混合形成する混合器に供給する混合燃料Ｆの混合比率により流量を調整する混合燃料エンジン等に用いることに適している。
【符号の説明】
【００３３】
１    キャブレター  
３    流量調整装置
５、６    ニードル弁
７、３２  ニードルガイド
８    リンク機構
９、３０  ダイヤルケース
１０、３１  操作軸
１２  フロートチャンバ
１４  フロート
１５  メインノズル
３３  指示部材
５２  弁座
５３  ニードル
Ａ    エアクリーナ
Ｅ    エンジン
Ｆ    混合燃料
【図１】
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【図２】
2011149301.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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