(57)【要約】【課題】  エンジンの急減速時に排気管内のアフタバーンを効果的に防止するキャブレタを提供する。【解決手段】  吸気管内の負圧に連動して作動するダイアフラム２１にバルブシャフト２０を介して排気ポートへの二次空気の供給を制御するエアカットバルブ１９を連結する。バルブシャフト２０を軸受部２９のシャフト孔２９Ｃに気密的に挿通する。バルブシャフト２０に溝２０Ａを設ける。シャフト孔２９Ｃに交差してパイロットエア通路２９Ａ、２９Ｂを設ける。バルブシャフト２０の溝２０Ａとシャフト孔２９Ｃに交差するパイロットエア通路２９Ａ、２９Ｂとによりスプール弁を構成する。上記構成をキャブレタに一体的に設け、セカンドエアバルブ機能とコースティングリッチャ機能をキャブレタに持たせる。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気系に設けられるキャブレタであって、前記キャブレタの本体に排気ポートに２次空気を供給するセカンドエアバルブのエアカット機構が一体的に設けられたことを特徴とするキャブレタ。
【請求項２】
前記キャブレタが、急減速により生じる吸気管の負圧を感知してパイロット系流量を増加するコースティングリッチャ機構を備え、前記エアカット機構と前記コースティングリッチャ機構の通路開閉動作を同一のアクチュエータによって機能させることを特徴とする請求項１に記載のキャブレタ。
【請求項３】
前記エアカット機構が、エアカットバルブとこれに連結されるバルブシャフトとを備えるとともに、前記コースティングリッチャ機構が、前記バルブシャフトとこれと交差するパイロットエア通路とを備え、前記バルブシャフトがスプール弁として前記パイロットエア通路の開閉を行なうことを特徴とする請求項２に記載のキャブレタ。
【請求項４】
前記バルブシャフトに穴または溝が設けられ、前記穴または溝が前記パイロットエア通路と交差するときに前記パイロットエア通路が開かれることを特徴とする請求項３に記載のキャブレタ。
【請求項５】
前記エアカットバルブ閉弁時に前記パイロットエア通路が閉じられ、前記エアカットバルブ開弁時に前記パイロットエア通路が開かれることを特徴とする請求項３に記載のキャブレタ。
【請求項６】
前記エアカットバルブは、減速時の吸気管負圧の上昇を感知して閉弁されることを特徴とする請求項５に記載のキャブレタ。
【請求項７】
前記エアカットバルブの開閉が、前記バルブシャフトを介して接続されたダイアフラムの作動により行なわれ、前記ダイアフラムが前記吸気管内の負圧に連動することを特徴とする請求項３に記載のキャブレタ。
【請求項８】
前記パイロットエア通路が、２系統のパイロットエア通路の一方に対応することを特徴とする請求項３に記載のキャブレタ。
【請求項９】
前記パイロットエア通路および前記セカンドエアカットバルブの上流側が前記キャブレタのエアクリーナ側エアファンネル部へと連結されることを特徴とする請求項８に記載のキャブレタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コースティングリッチャ機能を備えたキャブレタと排気ガス浄化のために内燃機関の排気系に２次空気を供給する２次空気供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関において、排気ガスの浄化のために排気ポートに２次空気を供給する２次空気供給装置が知られている（特許文献１）。しかし排気ポートに２次空気を供給すると、アフタバーン発生の頻度が上昇するという問題がある。特に急減速時には、Ａ／Ｆリーンにより失火が起こり、２次空気が供給された排気管内で再着火して大きな爆発音を発生することがある。
【０００３】
このような問題を防止するために、急減速時に発生する吸気管の負圧を感知してキャブレタのパイロット系からの燃料供給量を増大させるコースティングリッチャをキャブレタに搭載し、排気管内で再着火が発生しないレベルまでＡ／Ｆを濃くする構成が知られている（特許文献２）。
【特許文献１】特許第２８２５０６２号公報
【特許文献２】特許第３４２４１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
またより効果的にアフタバーンを防止するために、コースティングリッチャの採用に加え、２次空気供給装置における２次空気の供給を上記急減速時、負圧を検知して停止する構成がある。しかしこの場合、動作が類似する機構を重複して採用することになる。そして２つの装置間の動作を同期させることが難しいため作動タイミングのバラツキを考慮し排ガス値を犠牲にした設定をしなければならない。この課題を１個のアクチュエータで２次空気供給装置とコースティングリッチャを機能させることでバラツキのファクタを減らして対応するものである。
【０００５】
本願発明は、制御する空気量は異なるが類似の動作をする機構が重複して（一方はキャブレタに装置し、他方はシリンダヘッドの排気通路近傍に装着されて）コストを押し上げていることに鑑みてなされたものであり、これらをキャブレタに集約して一体化し、大幅なコストダウンを達成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るキャブレタは、内燃機関の吸気系に設けられるキャブレタであって、キャブレタの本体に排気ポートに２次空気を供給するセカンドエアバルブのエアカット機構が一体的に設けられたことを特徴としている。
【０００７】
キャブレタは更に、急減速により生じる吸気管の負圧を感知してパイロット系流量を増加するコースティングリッチャ機構を備え、エアカット機構とコースティングリッチャ機構の通路開閉動作を同一のアクチュエータによって機能させる。
【０００８】
エアカット機構は、エアカットバルブとこれに連結されるバルブシャフトとを備えるとともに、コースティングリッチャ機構は、バルブシャフトとこれと交差するパイロットエア通路とを備え、バルブシャフトがスプール弁としてパイロットエア通路の開閉を行なう。
【０００９】
バルブシャフトに穴または溝が設けられ、この穴または溝がパイロットエア通路と交差するときにパイロットエア通路が開かれる。エアカットバルブ閉弁時にパイロットエア通路は閉じられ、エアカットバルブ開弁時にパイロットエア通路は開かれる。またエアカットバルブは、減速時の吸気管負圧の上昇を感知して閉弁される。エアカットバルブの開閉は、例えばバルブシャフトを介して接続されたダイアフラムの作動により行なわれ、ダイアフラムは吸気管内の負圧に連動して作動される。
【００１０】
また、パイロットエア通路は、例えば２系統のパイロットエア通路の一方に対応し、パイロットエア通路およびセカンドエアカットバルブの上流側は、キャブレタのエアクリーナ側エアファンネル部へと連結される。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、コースティングリッチャ付キャブレタにセカンドエアバルブ（２次空気供給装置）を更に一体化させて、エンジンへの装着コストを低減し、手離れのよいキャブレタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるキャブレタが適用されたエンジンの吸気系、排気系の全体的な構成を模式的に示す図である。
【００１３】
図１に示されるように、シリンダヘッド１の吸気ポート２には、吸気管３が取り付けられ、吸気管３はキャブレタ１０を介してエアクリーナ４に連結される。一方、排気ポート５には排気管６が取り付けられ、排気管６は触媒コンバータが設けられた排気マフラ７に連結される。
【００１４】
また排気ポート５には、排気系に２次空気を供給する２次空気供給管８が設けられており、２次空気供給管８は、キャブレタ１０に一体的に設けられたエアカットバルブ機構に連結される。
【００１５】
次に図２〜図５を参照して、本発明の一実施形態であるキャブレタ１０の構造の概要について説明する。図２は、キャブレタ１０をエアクリーナ４に連結される上流側から見た正面図であり、図３は図２においてキャブレタ１０を左側から見た側面図である（すなわち、図３の右側がエアクリーナ側に接続される）。また図４は、図２においてキャブレタ１０を右側から見た側面図であり、図５は頂面図である。
【００１６】
本実施形態においてキャブレタ１０は、摺動弁式のものが図示されている。キャブレタ１０の本体には、吸気通路１１が設けられる。図３〜図５、図７の各図において、吸気通路１１の中心軸がＸ−Ｘ’線（Ｘが上流側、Ｘ’が下流側）として描かれる。吸気通路１１にはスロットルバルブ１２が設けられ、本実施形態において、スロットルバルブ１２は例えば略円筒形の摺動弁である。図２に吸気通路１１のベンチュリ部１１Ａを通して見える摺動弁１２の一部が描かれている。
【００１７】
摺動弁１２は、キャブレタ１０の本体内に形成され、吸気通路１１に直交して上下方向（図２〜図４において）に延在する摺動筒１３（図７、８、１０参照）内に昇降自在に装置される。すなわち、ベンチュリ部１１Ａの開度は、摺動弁１２の摺動筒１３内での昇降動作により調整される。また、摺動弁１２の昇降動作は、例えば摺動弁１２の頂部に連結されたアクセルワイヤ（不図示）により操作され、アクセルワイヤは、キャブレタ１０の本体頂面に連結された管１４を通してアクセル（不図示）へと導かれる。
【００１８】
また、従来周知のように、摺動弁１２の底面からは、摺動弁１２の軸方向に沿ってジェットニードル１２Ａが延出し、ベンチュリ部１１Ａの底面に形成され、フロート室１５と吸気通路１１とを連通するニードルジェット１６に挿通される。
【００１９】
キャブレタ１０の上部であって、摺動筒１３の横には、２次空気の供給を制御するエアカットバルブ機構およびパイロットジェットへの空気の供給を制御するコースティングリッチャ機構を一体的に構成する空気制御機構１７が設けられる。なお、空気制御機構１７に連結されたアウトレット管１８は、図１の２次空気供給管８へと連結され、２次空気を排気ポート５へと供給する。
【００２０】
次に図６〜図１０を参照して、本実施形態の空気制御機構１７の構成について説明する。図６は、図２のＣ−Ｃ線に沿った断面図であり、図７は図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。また、図８は図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、図９は図４のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。図１０は、吸気通路１１に連結された負圧導入路の配置を示す図である。
【００２１】
空気制御機構１７において、二次空気の供給を制御するエアカットバルブ１９は、バルブシャフト２０を介してダイアフラム２１に連結される。ダイアフラム２１は、第１受圧室２２と第２受圧室２３とを気密的に隔て、ダイアフラム２１は、第１および第２受圧室２２、２３間の圧力差により作動される。また、第１受圧室２２は、負圧導入路２２Ａ（図１０参照）を介して吸気通路１１のスロットルバルブ１２の下流側に連通される。すなわち、第１受圧室２２内の圧力は、吸気通路１１内に発生した負圧に連動して変動する。また、第２受圧室２３は、例えば図示しない通路を介して外部へと連通され、その圧力は大気圧に維持される。
【００２２】
ダイアフラム２１は、例えば第１受圧室２２内に設けられたスプリング等の付勢手段２４により第１受圧室２２側から第２受圧室２３側へと所定の付勢力で押圧されている。したがって、ダイアフラム２１に接続されたバルブシャフト２０およびバルブシャフト２１に連結されたエアカットバルブ１９は、スプリング２４により第１受圧室２２側から第２受圧室２３側へと向かう方向（開弁方向）に移動される。
【００２３】
エアカットバルブ１９は、アウトレット室２５とインレット室２６の間で２次空気の流通を制御する弁体である。アウトレット室２５には、アウトレット管１８が連結され、２次空気供給管８を介して排気ポート５へと連通される。一方、インレット室２６にはエアクリーナ側（上流側）エアファンネル部に連通されるインレット管２７（図７参照）が接続され、ベンチュリ上流部から２次空気およびパイロットエアがインレット室２６へと導かれる。
【００２４】
したがって、スプリング２４の付勢力によりエアカットバルブ１９が開弁しているときには、２次空気がインレット室２６からアウトレット室２５へと流通し、排気ポート５へと供給される。なお、アウトレット室２５には、リード弁２８が設けられ、アウトレット室２５からインレット室２６への逆流が防止される。
【００２５】
バルブシャフト２０は、インレット室２６を横断してインレット室２６内に設けられた軸受部２９に形成されたシャフト孔２９Ｃを通って、ダイアフラム２１に連結される。軸受部２９には、パイロットエア通路２９Ａ、２９Ｂ（図６、図９参照）が、バルブシャフト２０を挿通するシャフト孔２９Ｃと交差して設けられる。
【００２６】
パイロットエア通路２９Ａは、インレット室２６とシャフト孔２９Ｃとを連通し、パイロットエア通路２９Ｂは、シャフト孔２９Ｃとパイロットジェット３０とを連通する。また、パイロットエア通路２９Ｂの途中にはパイロットエア量を調整するエアスクリュ３１が設けられる。本実施形態では、２系統のパイロットエア通路が設けられており、パイロットエア通路２９Ａ、２９Ｂは、そのうちの１系統に対応する（なお、図２にもう一方の系統のパイロットエア通路３２の入口が示される）。
【００２７】
バルブシャフト２０には、円環状の溝２０Ａが形成されており、バルブシャフト２０がスプリング２４により開弁方向に押圧され、エアカットバルブ１９が全開されているとき、溝２０Ａは、パイロットエア通路２９Ａ、２９Ｂの位置に配置される。すなわち、エアカットバルブ１９が全開状態のときに、パイロットエア通路２９Ａ、２９Ｂは、バルブシャフト２０に設けられた溝２０Ａにより連通され、インレット室２６の空気は、パイロットエア通路２９Ａ、溝２０Ａを介してパイロットエア通路２９Ｂへと流通される。
【００２８】
吸気通路１１内に減速等により高負圧が発生し、負圧導入路２２Ａを通して第１受圧室２２内の負圧が所定値を上回ると、ダイアフラム２１はスプリング２４の付勢力に抗して第２受圧室２３側から第１受圧室２２側に向かう方向（閉弁方向）に移動される。これにより、エアカットバルブ１９は閉弁され、バルブシャフト２０に設けられた溝２０Ａは、パイロットエア通路２９Ａ、２９Ｂの位置からずれ、パイロットエア通路２９Ａ、２９Ｂはバルブシャフト２０により閉塞される（なお溝２０Ａ以外の場所において、バルブシャフトとシャフト孔２９Ｃとは気密的に嵌合されている）。
【００２９】
すなわち、エアカットバルブ１９およびパイロットエア通路２９Ａ、２９Ｂは、スプリング２４の付勢力により通常は開弁された状態に維持されるが、エンジンの急な減速にともなって吸気通路１１内に所定の負圧が発生すると、第１受圧室２２の負圧が大きくなり、ダイアフラム２１がスプリング２４の付勢力に抗してエアカットバルブ１９およびパイロットエア通路２９Ａ、２９Ｂを閉じ、２次空気の流通およびパイロットエアの一方の流通を遮断する。
【００３０】
以上のように、本実施形態のキャブレタによれば、エンジンが急減速する際に、排気通路への２次空気の供給を遮断するとともに、パイロットエアを遮断することにより吸気通路内の負圧を利用してより多くの燃料を供給することができ、Ａ／Ｆをリッチな状態を実現することができる。これにより、アフタバーンの発生をより効果的に防止することができる。
【００３１】
また、以上の構成によれば、簡略な構成でキャブレタにセカンドエアバルブ（２次空気供給装置）のエアカット機構を一体的に与えることができる。また、エアカットバルブのバルブシャフトをコースティングリッチャのスプール弁として利用することにより、コースティングリッチャ機能とエアカット機構とを一体化させ、一つのアクチュエータによってエアカット動作を機能させることができ、キャブレタ全体を小型化することが可能となり、部品数を低減しコストを削減することができる。
【００３２】
また更に、２次空気供給装置とコースティングリッチャとを別体とする場合のように、２次空気供給装置の作動とコースティングリッチャの作動とを同期させる特別の機構を設けることなく、これらを同期させることができる。
【００３３】
なお、本実施形態では、バルブシャフトに溝を設ける構成としたが、パイロットエア通路の流通制御のためのバルブシャフトの加工は溝に限られず、例えばバルブシャフト軸に孔などを設ける構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態であるキャブレタが適用されたエンジンの吸気系、排気系の全体的な構成を模式的に示す図である。
【図２】キャブレタをエアクリーナに連結される上流側から見た正面図である。
【図３】図２においてキャブレタを左側から見た側面図である。
【図４】図２においてキャブレタを右側から見た側面図である。
【図５】図２〜図４に示されたキャブレタの頂面図である。
【図６】図２のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図７】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図８】図４のＢ−Ｂ線に沿った端面図である。
【図９】図４のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図１０】吸気通路に連結された負圧導入路の配置を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  シリンダヘッド
３  吸気管
４  エアクリーナ
５  排気ポート
８  ２次空気供給管
１０  キャブレタ
１１  吸気通路
１３  摺動筒
１７  空気制御機構
１８  アウトレット管
１９  エアカットバルブ
２０  バルブシャフト
２０Ａ  溝
２１  ダイアフラム
２２  第１受圧室
２２Ａ  負圧導入路
２３  第２受圧室
２４  スプリング
２５  アウトレット室
２６  インレット室
２７  インレット管
２９  軸受部
２９Ａ、２９Ｂ  パイロットエア通路
３０  パイロットジェット
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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