(57)【要約】【課題】エンジンのクランク室に発生する脈圧の正圧分により計量用ダイヤフラムを変位させ定燃料室の燃料入口弁を強制開弁して始動燃料を定燃料室経由で吸気通路に送出させるものにおいて、計量用ダイヤフラムを破損させないようにする。【解決手段】大気室１２側に計量用ダイヤフラム１３よりも高硬度の駆動用ダイヤフラム１５を設置し、逆止弁３３と手動の切換弁３４を有する脈圧通路３２を通ってクランク室２６の脈圧の正圧分を駆動室１６に導入し、駆動用ダイヤフラム１５の変位により計量用ダイヤフラム１３を小さい変位量で押圧変位させ燃料入口弁を強制開弁するものとした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定燃料室と大気室とを区画した計量用ダイヤフラムが前記二つの室の圧力差に応じて変位することにより燃料入口弁を開閉動作させて燃料ポンプから送られてくる燃料の前記定燃料室への送入量を制御する膜式気化器において、
前記大気室側に前記計量用ダイヤフラムよりも高硬度の駆動用ダイヤフラムが設置され、前記二つのダイヤフラムに挟まれた空間が大気室を形成しているとともに、前記駆動用ダイヤフラムの前記大気室と反対側の空間がエンジンのクランク室に脈圧通路によって接続された駆動室を形成しており、
前記脈圧通路に前記クランク室へ向かって閉じる逆止弁と、前記クランク室と大気とを前記駆動室に選択連通させる手動の切換弁とが設置されており、
そして、前記クランク室に発生する脈圧の正圧分が前記駆動室に導入されたとき、前記駆動用ダイヤフラムが前記大気圧室側に変位して前記計量用ダイヤフラムを前記定燃料室側に押圧変位させることにより前記燃料入口弁を強制開弁させる、
ものとした始動装置を具えたことを特徴とする膜式気化器。
【請求項２】
前記計量用ダイヤフラムの変位量が、前記駆動用ダイヤフラムとの間に設置されて前記大気室の周側壁を形成する環状スペーサ部材の厚さと前記駆動用ダイヤフラムの硬度とによって設定される請求項１に記載した膜式気化器。
【請求項３】
前記切換弁が回転弁であって、その円柱形の弁体は中心軸線上に形成され前記駆動室に接続された弁通路と、前記クランク室に発生した脈圧の正圧分を導入する脈圧導入路に連通させられる脈圧ポートと、大気を導入する大気導入路に連直させられる大気ポートとを有しており、前記二つのポートは異なる位相で前記弁通路から放射方向に設けられて前記脈圧ポートが前記脈圧導入路と完全に重ねられ前記大気ポートが前記大気導入路と完全に遮断された位置から、前記二つのポートがそれぞれの前記導入路に一部ずつ重なる領域を経て、前記脈圧ポートが前記脈圧導入路と完全に遮断され前記大気ポートが前記大気導入路と完全に重ねられた位置に至るものとされている請求項１に記載した膜式気化器。
【請求項４】
アクセル操作を絞り弁に伝達する絞り弁レバーと、前記切換弁を回転操作する操作レバーとが、前記脈圧の正圧分を前記駆動室に導入する位置に前記操作レバーを置いたとき前記絞り弁レバーが押されて前記絞り弁をアイドル位置から少し開かせ、前記脈圧の正圧分と大気とを前記駆動室に導入する位置に前記操作レバーを置いたとき前記絞り弁レバーが更に押されて前記絞り弁を大きく開かせるように連係しており、そしてそれより大気を前記駆動室に導入する位置に前記操作レバーを置くまでの間に連係が解除されるようにされている請求項１または３に記載した膜式気化器。
【請求項５】
前記始動装置を具えた膜式気化器が、前記定燃料室から吸気通路に燃料を送出する燃料系統を単一としたものである請求項１、２、３または４に記載した膜式気化器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は汎用エンジンに燃料を供給することに用いられる膜式気化器、詳しくはエンジンのクランク室に発生する脈圧の正圧分を利用して始動燃料を供給する方式の始動装置を具えた膜式気化器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
２サイクルまたは４サイクルの汎用エンジンに燃料を供給することに多用されている膜式気化器において、エンジンの始動に際し始動燃料を供給する手段として、ドーム形の指押し式始動ポンプを用いて燃料を定燃料室に圧送または吸引しこれより吸気通路に送出する、という周知の始動装置のほかに、計量用ダイヤフラムを挟んで定燃料室と対向している大気室にクランク室の脈圧を導入し計量用ダイヤフラムを定燃料室側に変位させることにより燃料入口弁を強制開弁し燃料を定燃料室から吸気通路に送出する、という手段が知られている。
【０００３】
クランク室の脈圧を利用して始動燃料を供給する方式は例えば米国特許第３，４１１，０１０号、第４，８１４，１１４号、第６，１３５，４２９号の各明細書に記載されている。これらは、いずれもクランク室と大気室とを接続した脈圧通路に逆止弁を設置して正圧分のみが大気室に導入されるようにしている。  そして、前記米国特許第３，４４１，０１０号明細書記載のものは、クランク室と大気室とを逆止弁付き脈圧通路で常時連通させ、エンジンがアイドリングから高速回転に移行するに伴って大気室の圧力が高くなることにより運転状態に応じた要求燃料流量を確保できるようにしたものであり、このことはクランキング時にも空気室の圧力を高くして始動燃料を供給することが可能であることを示唆している。
【０００４】
また、前記米国特許第４，８１４，１１４号明細書記載のものは、逆止弁に加えて手動の三位置弁を脈圧通路に設置し、この三位置弁によりクランク室の脈圧正圧分を大気室にそのまま導入する、制限して導入する、遮断する、のいずれかに選択可能としており、低温始動時に正圧分をそのまま導入して始動燃料を供給し、始動完了後は正圧分を制限して導入することにより混合気過濃を招かないようにし、暖機完了後は遮断して通常の状態に戻すものとしている。  更に、前記米国特許第６，１３５，４２９号明細書記載のものは、クランキング時の脈圧の正圧分を大気室に導入して始動燃料を供給するが、始動完了後は逆止弁が自動的に閉弁状態となるようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
膜式気化器、即ち吸気通路に送出する燃料を保有する定燃料室と大気室とを計量用ダイヤフラムを挟んで配置し、これら二つの室の圧力差に応じて変位する計量用ダイヤフラムに応動して開閉動作する燃料入口弁により燃料ポンプから定燃料室に送られてくる燃料の送入量を制御する形式の気化器においては、エンジン運転性や排気規制の面から定燃料室に常に一定量の燃料が保有されるように燃料入口弁を開閉動作させることが必要である。
【０００６】
そのために、計量用ダイヤフラムは定燃料室と大気室との圧力差に鋭敏に反応して変位し、燃料入口弁を適確に開閉動作させることができるように、柔軟なゴム薄膜で作られており、そのために低強度である。  従って、クランク室に発生した脈圧の正圧分がこのような計量用ダイヤフラムに直接作用すると、無理に変形させて亀裂や破れを生じさせる、という心配がある。加えて、クランク室の油分やカーボン分が大気室に連行されて計量用ダイヤフラムに付着し、早期劣化や動作不良を招く、という心配もある。
【０００７】
本発明はクランク室に発生する脈圧の正圧分を利用して始動燃料を供給する前記従来の手段が、定燃料室と大気室とを区画した計量用ダイヤフラムに正圧分を直接作用させて燃料入口弁を強制開弁させるものとしているために、計量用ダイヤフラムを破損させる心配がある、という前述の課題を解決するためになされたものであって、計量用ダイヤフラムを無理に変形させて破損させる、という心配を伴わずに燃料入口弁を強制開弁して始動燃料を供給することができる始動装置を具えたもの、とすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は大気室側に計量用ダイヤフラムよりも高硬度の駆動用ダイヤフラムが設置され、これら二つのダイヤフラムに挟まれた空間が大気室を形成しているとともに、駆動用ダイヤフラムの大気室と反対側の空間がエンジンのクランク室に脈圧通路によって接続された駆動室を形成しており；脈圧通路にクランク室へ向かって閉じる逆止弁と、クランク室と大気とを駆動室に選択連通させる手動の切換弁とが設置されており；そして、クランク室に発生する脈圧の正圧分が駆動室に導入されたとき、駆動用ダイヤフラムが大気室側に変位して計量用ダイヤフラムを定燃料室側に押圧変位させることにより燃料入口弁を強制開弁させる；ものとした始動装置を具えさせた。
【０００９】
脈圧の正圧分による変位量は計量用ダイヤフラムよりも駆動用ダイヤフラムの方が小さく、そして計量用ダイヤフラムは駆動用ダイヤフラムに押圧されて変位するので無理に変形して破損することなく燃料入口弁を強制開弁させ、始動燃料を供給することができる。また、駆動用ダイヤフラムは計量用ダイヤフラムよりも高硬度であるので、正圧分が直接作用しても破損する心配はない。切換弁を操作して駆動室を大気と連通させると、計量用ダイヤフラムは定燃料室と大気室との圧力差に応じて変位する本来の動作に戻る。そして、正圧分は駆動用ダイヤフラムに作用するので、クランク室の油分やカーボン分が計量用ダイヤフラムに付着することがなくなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図面は本発明の最大の特徴である始動装置を具えた回転絞り弁形の膜式気化器を示すものであって、以下にこの図面を参照して本発明の実施の形態を説明すると、気化器本体１は横方向へ延びる吸気通路２およびこれと直交して縦方向へ延び下端を閉止した円筒形の弁孔３を有し、弁孔３は円柱形の絞り弁４を回転可能且つ軸方向可動に嵌め込んでいる。
【００１１】
絞り弁４はその中心軸線に直交させて吸気通路２とほぼ同一径の絞り通孔５を有しているとともに、中心軸線上に位置させて中空の絞り弁軸６および計量針９を有している。  絞り弁軸６は弁孔３の開放端を塞いだ上カバー体８を貫通して気化器本体１の上方へ突出しており、突出端に絞り弁レバー７が固着されている。また、計量針９は基端が絞り弁軸６の内部に保持されて絞り通孔５に上方から突出している。  更に、弁孔３の絞り弁４と上カバー体８との間の空間には、これらに両端を固定したねじりコイルばねからなる閉弁ばね１０が圧縮状態で収装されている。
【００１２】
一方、気化器本体１の下面にくぼみが設けられ、このくぼみは計量用ダイヤフラム１３により下向き開放面が閉止されて定燃料室１１を形成している。  また、定燃料室１１の周壁下面には計量用ダイヤフラム１３の周縁部分、環状スペーサ部材１４、駆動用ダイヤフラム１５の周縁部分、下カバー体１７の周壁上面が順に重ねられ、これらは図示しないねじまたはボルトによって気化器本体１に固結されている。  二つのダイヤフラム１３、１５は互いに平行に配置され、これらに挟まれ環状スペーサ部材１４に囲まれた空間は環状スペーサ部材１４に設けた通気口１４ａによって大気に連通した大気室１２を形成している。  駆動用ダイヤフラム１５によって上向き開放面が閉止された下カバー体１７のくぼみは駆動室１６を形成しており、この駆動室１６は後述する脈圧通路３２によってエンジン２５のクランク室２６に接続されている。
【００１３】
定燃料室１１には図示しない燃料ポンプから燃料が送られるが、その燃料供給通路の定燃料室１１への入口部分を計量用ダイヤフラム１３が定燃料室１１と大気室１２との圧力差に応じて変位することによって動作する図示しない燃料入口弁で開閉することにより、定燃料室１１への送入量を制御して一定量の燃料を保有させる。
【００１４】
定燃料室１１の燃料は最大流量を規定する主ジェット１９、吸気通路２から定燃料室１１への空気流入を阻止する逆止弁２０、パイプ状の燃料ノズル２１を通ってその周側面に設けたノズル口２２から絞り通孔５の内部に送出されるようになっており、これらはエンジン２５の全運転域に亘る要求燃料を供給する単一の燃料系統１８を構成する。  燃料ノズル２１は絞り弁４の中心軸線上に配置されて絞り通孔５に下方から突出し、上方から突出した計量針９の先端部分を挿入させてノズル口２２の開口面積を可変としている。
【００１５】
運転者のアクセル操作によって絞り弁レバー７を旋回させると、これと一体に絞り弁４が閉弁ばね１０をねじりながら回転し、絞り通孔５の吸気通路２との重なり度合いが大きくなることによって吸入空気流量を増加させる。  これと同時に、図示しないカム機構によって絞り弁４が押し上げられ、計量針９の燃料ノズル２１への挿入深さが浅くなってノズル口２２の開口面積を大きくすることによって燃料流量を増加させる。このこと自体は従来の回転絞り弁形気化器と全く同じである。
【００１６】
次に、始動装置３１は図１および図２を参照して、駆動用ダイヤフラム１５、駆動室１６、脈圧通路３２、逆止弁３３および切換弁３４を具えている。  脈圧通路３２はクランク室２６と気化器本体１の側面に取り付けた逆止弁３３の入口とを接続した管路３２ａと、逆止弁３３の出口と切換弁３４の脈圧ポート４０とを連通させる脈圧導入路３２ｂと、切換弁３４の弁通路３９と駆動室１６とを接続した導通路３２ｃとからなる。
【００１７】
切換弁３４は回転弁であって、気化器本体１に上面を開放して縦方向に形成した円筒形の室３５に回転可能に嵌装した円柱形の弁体３６と、これより室３５を塞いでいる上カバー体８を貫通して上方へ突出し操作レバー３８を固結した弁軸３７とを有している。  弁体３６は上端を閉止し下端を導通路３２ｃに連通させて中心軸線上に形成した弁通路３９と、適度の位相、本実施の形態では９０度の位相で弁通路３９から放射方向に設けた脈圧ポート４０および大気ポート４１とを有しており、大気ポート４１は気化器本体１に設けた大気導入路４２に連通させられる。
【００１８】
また、逆止弁３３はクランク室２５に発生する脈圧によって開閉し、正圧分は駆動室１６に導入するが負圧分は遮断して駆動室１６に導入した正圧分の圧力を低下させないように働く。
【００１９】
更に、駆動用ダイヤフラム１５は計量用ダイヤフラム１３よりも高硬度であって、同一圧力による変位量は計量用ダイヤフラム１３よりも小さい。  そして、この駆動用ダイヤフラム１９は駆動室１６に導入された正圧分によって大気室１２の方へ変位し、計量用ダイヤフラム１３の大気室側の面に重ねた受座１３ａに接して計量用ダイヤフラム１３を定燃料室１１の方へ押圧変位させて燃料入口弁を強制開弁させる。このとき、クランク室２６から駆動用１６に連行された油分やカーボン分は計量用ダイヤフラム１３に付着しないので、その正常な機能を損うことがない。  尚、計量用ダイヤフラム１３の変位量は大気室１２の周側壁を形成する環状スペーサ部材１４の厚さである駆動用ダイヤフラム１５との間隔、および駆動用ダイヤフラム１５の硬度によって設定され、変位量設定のためにダイヤフラム１３、１５のいずれかまたは両方にばねを作用させたり脈圧通路３２に絞りを設けたりすることなく、無理に変形して破損するという心配を伴わずに燃料入口弁を強制開弁し、定燃料室１１から燃料系統１８を通って吸気通路に始動燃料を送出することができる。
【００２０】
このような構成とした本実施の形態の始動装置３１を使用してエンジン２５を始動させる場合、先ず切換弁３４の弁体３６を脈圧ポート４０が脈圧導入路３２ｂと完全に重なり大気ポート４１が大気導入路４２と完全に遮断された図２（Ａ）に示す位置に置いてエンジン２５をクランキングさせるものである。  クランキングによってクランク室２６に発生した脈圧の正圧分のみが駆動室１６に導入されて前述のように燃料入口弁を強制開弁し、始動燃料を吸気通路２に送出させる。
【００２１】
始動を完了したとき弁体３６を９０度回転させて駆動室１６を大気圧に戻すが、冷機状態で始動し暖機運転が必要な場合を考慮して、本実施の形態では一挙に大気圧に戻すものとすることなく、暖機運転が可能なものとしている。即ち、始動を完了したとき弁体３６を適宣角度、例えば約４５度回転させて脈圧ポート４０および大気ポート４１のそれぞれ一部が脈圧導入路３２ｂおよび大気導入路４２と重なった図２（Ｂ）に示す位置に置く。  このことにより、脈圧の正圧分は圧力を低下して駆動室１６に導入され、駆動用ダイヤフラム１５の変位量を低下させて燃料入口弁の開度を小さくし暖機に要求される燃料を増量する。
【００２２】
本実施の形態では図２に示されているように脈圧ポート４０および大気ポート４１を弁通路３９から弁体３６の外側周面に向かって広幅となる扇形に形成したので、これらの脈圧導入路３２ｂ、大気導入路４２との重なり比を広範囲で無段階に変化させ、適確な暖機運転が行なえるように駆動用ダイヤフラム１５を変位させる圧力を調節することができる。
【００２３】
暖機を完了したとき弁体３６を約４５度回転させて脈圧ポート４０が脈圧導入路３２ｂと完全に遮断され大気ポート４１が大気導入路４２と完全に重なった図２（Ｃ）に示す位置に置く。  このことにより、駆動室１６は大気に開放され、駆動用ダイヤフラム１５は両面が大気圧となることによって受座１３ａから離れた位置に静止し、定燃料室１１と大気室１２との圧力差に応じて変位し定燃料室１１に一定量の燃料を保有させるように動作する計量用ダイヤフラム１３の動きに支障を与えない。
【００２４】
ここで、クランキング時のエンジン回転速度を高くすると始動性が向上すること、完爆即ち始動完了後は吸入空気流量を増加させて過濃混合気を防止する必要があること、は広く知られている事実である。その対応として、本実施の形態ではクランキングから暖機運転に亘って絞り弁レバー７と操作レバー３８とを連係させるようにした。
【００２５】
即ち、図１および図３を参照して、絞り弁レバー７に受部片４５を一体形成により設けるとともに、操作レバー３８に押部片４６を一体形成により設け、エンジン２５の始動に先立って予め絞り弁４の閉弁位置であるアイドル位置における受部片４５に押部片４６を接触させておく。  この状態は図３（Ａ）に示されており、切換弁３４の弁体３６は図２（Ａ）に示した位置から少し時計方向へ回転した位置に置かれる。
【００２６】
エンジン２５を始動させるとき、操作レバー３８を指で摘み持って図３反時計方向へ少し旋回させ弁体３６を図２（Ａ）に示した位置とする。  これと同時に受部片４５が押部片４６に押されて絞り弁レバー７を図３時計方向へ旋回させ、絞り弁４をアイドル位置から少し開いた位置に回転させる。  このときの絞り弁レバー７と操作レバー３８との位置は図３（Ｂ）に示されており、この状態を手の力で保持することにより高いエンジン回転速度のクランキングを行なうことができる。
【００２７】
エンジン２５が始動して暖機運転を行なうときは、操作レバー３８を図３反時計方向へ適宣角度旋回させ弁体３６を例えば図２（Ｂ）に示した位置に回転すると同時に、絞り弁レバー７を図３時計方向へ押圧旋回させて絞り弁４を始動時よりも大きく開いた位置に回転させる。このときの絞り弁レバー７と操作レバー３８との位置は図３（Ｃ）に示されており、この状態を手の力で保持することにより過濃混合気が防止され、且つ駆動用ダイヤフラム１５で調整された燃料が送出されることによって暖機運転を安定よく且つ短時間で終了させることができる。
【００２８】
暖機を完了したとき、操作レバー３８を図３反時計方向へ旋回させると、押部片４６と受部片４５との係合が早い時期に外れ絞り弁レバー７のアクセル操作と閉弁ばね１０のねじりばね力とによる絞り弁４の開閉を操作レバー３８に邪魔されることなく行なうことができる。  操作レバー３８を約４５度旋回させると弁体３６は図２（Ｃ）に示した位置に回転し、このときの絞り弁レバー７と操作レバー３８との位置関係は例えば図３（Ｄ）に示したようになる。
【００２９】
操作レバー３８はエンジン２５が運転されている間、図３（Ｄ）の位置に放置し駆動室１６を大気に連通させておくものであり、停止したエンジン２５を始動させるとき図３反時計方向へ約２７０度旋回させて図３（Ａ）の位置に至らせる。  このことは、切換弁３４が弁体３６を円柱形とした回転弁であることによって可能であり、絞り弁レバー７を動かすことなく図３（Ｄ）の状態から図３（Ａ）の状態とすることができる。
【００３０】
尚、前述の従来技術に提示した各米国特許明細書に記載されている気化器は、いずれも主燃料系および低速燃料系の二つの燃料系統を有しており、始動燃料がアイドルポート以外の主ノズル、スローポートからも吸気通路に送出されるので、極低温時以外は過濃混合気となって始動不能になる、という心配が多大にある。
【００３１】
これに対して、ノズル口２２の開口面積を絞り弁４の開度に応じて計量針９により調節するものとしている単一の燃料系統１８を具えた本実施の形態のような気化器にあっては、始動燃料はノズル口２２のみから送出されること、ノズル口２２の開口面積は絞り弁４の開度と所定の関係を有していること、によって過濃混合気を作ることなく確実に始動させることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、クランク室に発生する脈圧の正圧分を計量用ダイヤフラムに直接作用させることなく、これよりも高硬度の駆動用ダイヤフラムに作用させて燃料入口弁を強制開弁するようにした本発明によると、低強度の計量用ダイヤフラムを破損する心配なく始動燃料を供給することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す縦断面図。
【図２】図１の実施の形態における切換弁の動作を説明する横断面図。
【図３】図１の実施の形態における絞り弁レバーと操作レバーの連係を説明する平面図。
【符号の説明】
１  気化器本体、  ２  吸気通路、  ４  絞り弁、  ７  絞り弁レバー、  ９計量針、  １１  定燃料室、  １２  大気室、  １３  計量用ダイヤフラム、１４  環状スペーサ部材、  １５  駆動用ダイヤフラム、  １６  駆動室、  １８  燃料系統、  ３１  始動装置、  ３２  脈圧通路、  ３３  逆止弁、  ３４  切換弁、  ３６  弁体、  ３８  操作レバー、  ３９  弁通路、  ４０  脈圧ポート、  ４１  大気ポート
【図１】
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【図２】
2004278328.tif 000004
【図３】
2004278328.tif 000005