(57)【要約】【課題】多様なガスボンベを燃料として用いることのできるガスエンジンおよびそれを備えたエンジン作業機を提供する。【解決手段】ガスエンジン１は、ガス釘打機用ボンベ１２を内部に収容するガスボンベケース２と、ガスボンベケース２の一方の端部に設けられるガス釘打機用ボンベ１２を支持するソケット２１と、ソケット２１の燃料通路３９に接続され、ガス釘打機用ボンベ１２から流入する燃料を第１の所定圧力に調圧する高圧用レギュレータ１１と、高圧用レギュレータ１１に接続され、第１の所定圧力より低い第２の所定圧力に燃料ガスを調圧するとともに燃料ガスとエアクリーナ１０から導入される空気を混合した混合気を吸気ポートに供給する低圧用レギュレータ８と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化ガス燃料が充填されたガスボンベを内部に収容するガスボンベケースと、
前記ガスボンベの燃料出口に連通する燃料通路を備え、前記ガスボンベケースの一方の端部に設けられる前記ガスボンベを支持するソケットと、
該ソケットの前記燃料通路に接続され、前記ガスボンベから流入する燃料を第１の所定圧力に調圧する第１のレギュレータと、
該第１のレギュレータに接続され、前記第１の所定圧力より低い第２の所定圧力に燃料ガスを調圧するとともに燃料ガスとエアクリーナから導入される空気を混合した混合気を吸気ポートに供給する第２のレギュレータと、を備える、
ことを特徴とするガスエンジン。
【請求項２】
前記第１のレギュレータと前記第２のレギュレータとの間に接続され、液体の燃料を気化するべーパライザを更に備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のガスエンジン。
【請求項３】
前記ガスボンベケースは、少なくとも二つの形状の異なるガスボンベを、選択的に着脱可能に各々異なる位置で支持する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のガスエンジン。
【請求項４】
前記ガスボンベケースは、前記形状の異なるガスボンベのうち少なくとも一つに対応するアダプタを備える、
ことを特徴とする請求項３に記載のガスエンジン。
【請求項５】
前記形状の異なるガスボンベのうち少なくとも一つは、ガス釘打機に着脱可能である、
ことを特徴とする請求項３または４に記載のガスエンジン。
【請求項６】
前記第１のレギュレータは、少なくとも二つの異なる圧力で充填されたガスボンベを選択的に接続可能である、
ことを特徴とする請求項１に記載のガスエンジン。
【請求項７】
前記異なる圧力で充填されたガスボンベのうち少なくとも一つは、ガス釘打機に着脱可能である、
ことを特徴とする請求項６に記載のガスエンジン。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のガスエンジンを備える、
ことを特徴とするエンジン作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスエンジン、特に液化燃料を充填したカセット式ガスボンベを使用する刈払機等の携帯作業機に用いられるガスエンジンおよびそれを備えたエンジン作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に示すように、液化石油ガスを充填したカセット式ガスボンベを使用するガスエンジンが知られている。このようなガスエンジンは、ガスボンベから供給される液体の燃料をベーパライザで気化させた後にレギュレータで圧力を調整し、吸入空気と混合した混合気を燃焼室に供給している。また、カセットコンロ用ガスボンベ以外に、例えば釘や鋲などの止具を打込むガス釘打機（特許文献２参照）に用いられるガス釘打機用ガスボンベが各社から市販されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３４９８０号公報
【特許文献２】特開２００６−１５２０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献２のガス釘打機用ガスは、内部に潤滑油を含んだ液化石油ガス（ＬＰＧ）であり、一般に常圧で約０．６〜１．３ＭＰａの噴出圧に設定されている。また、カセットコンロ用ガスは、一般には主成分はブタン（常温で約０．１４ＭＰａの蒸気圧で噴出）である。これらのガスは、上記のように噴出圧及びボンベの大きさも異なっている。そして、特許文献１のガスエンジンでは、燃料として例えばカセットコンロ用ガスボンベを用いることのみが想定されている。このため、他の高圧のガスボンベを使用すると、高圧（約０．６〜１．３ＭＰａ）により燃料の流速が速くなり、燃料がベーパライザ９で十分に気化されずに、液体のままレギュレータ８に流れ、気化不十分で着火不良即ちエンジン始動不良となる可能性がある。したがって、他の高圧のガスボンベを使用することができず、燃料の選択が限られてしまうという課題がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、多様なガスボンベを燃料として用いることのできるガスエンジンおよびそれを備えたエンジン作業機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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点にかかるガスエンジンは、
液化ガス燃料が充填されたガスボンベを内部に収容するガスボンベケースと、
前記ガスボンベの燃料出口に連通する燃料通路を備え、前記ガスボンベケースの一方の端部に設けられる前記ガスボンベを支持するソケットと、
該ソケットの前記燃料通路に接続され、前記ガスボンベから流入する燃料を第１の所定圧力に調圧する第１のレギュレータと、
該第１のレギュレータに接続され、前記第１の所定圧力より低い第２の所定圧力に燃料ガスを調圧するとともに燃料ガスとエアクリーナから導入される空気を混合した混合気を吸気ポートに供給する第２のレギュレータと、を備える、
ことを特徴とする。
【０００７】
また、前記第１のレギュレータと前記第２のレギュレータとの間に接続され、液体の燃料を気化するべーパライザを更に備えてもよい。
【０００８】
さらに、前記ガスボンベケースは、少なくとも二つの形状の異なるガスボンベを、選択的に着脱可能に各々異なる位置で支持してもよい。
【０００９】
また、前記ガスボンベケースは、前記形状の異なるガスボンベのうち少なくとも一つに対応するアダプタを備えてもよい。
【００１０】
さらに、前記形状の異なるガスボンベのうち少なくとも一つは、ガス釘打機に着脱可能であってもよい。
【００１１】
また、前記第１のレギュレータは、少なくとも二つの異なる圧力で充填されたガスボンベを選択的に接続可能であってもよい。
【００１２】
さらに、前記異なる圧力で充填されたガスボンベのうち少なくとも一つは、ガス釘打機に着脱可能であってもよい。
【００１３】
本発明の第２の観点にかかるエンジン作業機は、上述のガスエンジンを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ガスエンジンはガスボンベから流入する燃料を第１の所定圧力に調圧する第１のレギュレータと、第１のレギュレータに接続され、前記第１の所定圧力より低い第２の所定圧力に燃料ガスを調圧するとともに燃料ガスとエアクリーナから導入される空気を混合した混合気を吸気ポートに供給する第２のレギュレータとを備えるので、圧力の異なるガスボンベを利用することが可能となり、多様なガスボンベを燃料として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るガスエンジンを搭載した刈払機の斜視図。
【図２】本発明に係るガスエンジンのガス釘打機用ボンベを搭載した状態での一部を断面で示した正面図。
【図３】本発明に係るガスエンジンのカセットコンロ用ガスボンベを搭載した状態での一部を断面で示した正面図。
【図４】本発明に係るガスエンジンのブロック図。
【図５】図２のガス釘打機用ボンベを搭載した状態のガス釘打機の一部を断面にした正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を添付の図１乃至図４に沿って説明する。図１に示すように、カセット式ガスボンベに充填された液化石油ガス（ＬＰＧ）等を燃料とする２サイクル式のガスエンジン１を搭載した刈払機１００１は、操作桿１００２の先端に回転刃１００３が取り付けられ、操作桿１００２の後端にエンジン１が取り付けられている。エンジン１の出力は、操作桿１００２内に挿通させたドライブシャフトを介して回転刃１００３に供給される。操作者は操作桿１００２に取り付けられたハンドル１００４を把持して刈払機１００１を操作する。なお、カセット式ガスボンベはガスボンベケース２に収容される。
【００１７】
図２に示すように、ガスエンジン１は、上部（図の上方）に点火プラグ３が取付けられたシリンダブロック４と、シリンダブロック４の下部（図の下方）に取付けられたクランクケース５と、シリンダブロック４の排気ポート（図示せず）に取付けられたマフラ６と、シリンダブロック４の吸気ポート（図示せず）にインシュレータ７を介して取付けられた低圧用レギュレータ（第２のレギュレータ）８を備える。レギュレータ８は、ベーパライザ９から供給される燃料を調圧し、エアクリーナ１０から供給される空気と混合して混合気を吸気ポートに供給する。ベーパライザ９はシリンダブロック４の側部を屈曲して取り回されてクランクケース５の下方に配置されたガスボンベケース２との間に高圧用レギュレータ（第１のレギュレータ）１１を介して接続される。中空円筒状のガスボンベケース２内には燃料とともに潤滑油が混合されて充填された円筒状のガス釘打機用ボンベ１２がアダプタ１３とともに収容される。アダプタ１３は、ガス釘打機用ボンベ１２の底部１４およびガス釘打機用ボンベ１２の胴部１５を覆う中空有底円筒形状を有している。そして、アダプタ１３は、ガス釘打機用ボンベ１２をガスボンベケース２の内部に、ガスボンベケース２およびアダプタ１３に保持されたガス釘打機用ボンベ１２のそれぞれの円筒の軸線１６が一致するように保持する。ガスボンベケース２にガス釘打機用ボンベ１２がアダプタ１３とともに収容された状態において、アダプタ１３の底部１７がガスボンベケース２の図の右側に位置する一方の端部１８に設けられたスプリング１９に当接する。スプリング１９は、アダプタ１３とともにガス釘打機用ボンベ１２のヘッド２０をガスボンベケース２のソケット２１に向けて付勢する。なお、ガス釘打機用ボンベ１２は、推進剤２２で加圧された内袋２３内に潤滑油が混合されたガス釘打機用液体燃料２４が充填される二重構造を有する。ガス釘打機用液体燃料２４には、推進剤２２の圧力（常温で約０．６〜１．３ＭＰａ）が負荷されており、ばね（図示せず）付勢されているガス釘打機用ボンベ１２のステム２５を内部（図の右側）に押し込むと、推進剤２２の圧力で液体燃料が噴出する。また、ガスボンベケース２は、ガスボンベケース２の円筒の軸線１４とシリンダブロック４内に形成されたシリンダボア（図示せず）の軸線２６とが略直角を成すよう、横置きに配置される。そして、ガスエンジン１は通常状態において、シリンダブロック４に形成されたシリンダボア（図示せず）の軸線２６が鉛直方向と略平行で点火プラグ２が上方に位置する状態で運転されるものとする。
【００１８】
図３に示すように、ガスボンベケース２の内径は、ガス釘打機用ボンベ１２（図２参照）の外径より大きい円筒状のカセットコンロ用ガスボンベ２７の外径より僅かに大きく、ガスボンベケース２はカセットコンロ用ガスボンベ２７を内部に収容する。カセットコンロ用ガスボンベ２７の外径は、アダプタ１３の外径と略一致する。また、ガスボンベケース２は、カセットコンロ用ガスボンベ２７を、それぞれの円筒の軸線１６が一致するように保持する。ガスボンベケース２にカセットコンロ用ガスボンベ２７が収容された状態において、カセットコンロ用ガスボンベ２７の底部２８は、ガスボンベケース２の一方の端部１８に設けられたスプリング１９に当接する。スプリング１９はカセットコンロ用ガスボンベ２７のヘッド２９をガスボンベケース２のソケット２１に向けて付勢する。なお、横置きされたカセットコンロ用ガスボンベ２７内には、下方にカセットコンロ用液体燃料３０、上方にその環境温度での飽和蒸気圧（常温で約０．１４ＭＰａ）のカセットコンロ用気体燃料３１が溜まっている。そして、カセットコンロ用ガスボンベ２７のステム３２を内部（図の右側）に押し込むと、カセットコンロ用ガスボンベ２７内に伸びるＬ字型に曲がっている燃料取出し管３３の先端の取り入れ口３４からカセットコンロ用液体燃料３０を取り入れる。そして、カセットコンロ用液体燃料３０は、カセットコンロ用ガスボンベ２７のステム３２から飽和蒸気圧の圧力で噴出する。
【００１９】
図２、図３に示すように、ソケット２１は、ガスボンベケース２の中間壁３５と、ガスボンベケース２の図の左側に位置する他方の端部３６に固定されたコネクタ３７とに嵌合し、ガス釘打機用ボンベ１２およびカセットコンロ用ガスボンベ２７を支持する。ソケット２１には、コネクタ３７に向かって延びる軸部３８が設けられる。軸部３２内部には、ガスボンベケース２の円筒の軸線１６と略同軸に延びる燃料通路３９が形成されている。軸部３２はガス釘打機用ボンベ１２のステム２５またはカセットコンロ用ガスボンベ２７のステム３２に当接し、ガス釘打機用ボンベ１２またはカセットコンロ用ガスボンベ２７内の燃料を軸部３８の内部の燃料通路３９に導く。なお、燃料通路３９にはガス釘打機用ボンベ１２またはカセットコンロ用ガスボンベ２７からコネクタ３７の方向への燃料の移動を許容する一方向弁４０が設けられている。燃料通路３９は、コネクタ３７側（図の左側）においてＬ字状に略直角に曲げられてコネクタ３７の内部に形成されたコネクタ通路４１に接続する。そして、コネクタ通路４１は高圧用レギュレータ１１に接続する。高圧用レギュレータ１１は、スプリング（図示せず）とダイヤフラム（図示せず）等から成る公知の構造を有する。コネクタ通路４１から高圧用レギュレータ１１に例えば常温で約０．６〜１．３ＭＰａの高圧の液体燃料が流入した場合には、常温で約０．２ＭＰａの低圧に調圧（減圧）して排出し、コネクタ通路４１から高圧用レギュレータ１１に低圧の液体燃料が流入した場合には低圧のまま排出する。高圧用レギュレータ１１には、シリンダブロック４の側部を屈曲して取り回されるベーパライザ９が接続する。そして、ベーパライザ９は低圧用レギュレータ８に接続する。
【００２０】
図４に示すように、低圧用レギュレータ８は周知のように１次調圧部４２と２次調圧部４３を有している。１次調圧部４２では、高圧用レギュレータ１１で低圧に減圧されベーパライザ９で気化されて流入する燃料を０．００２〜０．００３５ＭＰａに減圧する。そして、２次調圧部４３では、１次調圧部４２で減圧された燃料を約０ＭＰａ（＝大気圧）の圧力に精度良く保持する。そして、エアクリーナ１０から供給される空気と燃料をミキサー４５で混合してシリンダブロック４の吸気ポート（図示せず）内に混合気を供給する。なお、低圧用レギュレータ８の側部には、潤滑油を貯蔵したオイルタンク４４が設けられ、オイルポンプ（図示せず）を利用してインシュレータ７の混合気通路（図示せず）内に潤滑油を供給している。
【００２１】
このように構成されたガスエンジン１によれば、図３に示すように、カセットコンロ用ガスボンベ２７使用時には、ガスボンベケース２に直接カセットコンロ用ガスボンベ２７を装着することで、カセットコンロ用ガスボンベ２７のステム３２がソケット２１に当接して内部（図の右方）に押し込まれ、ステム３２からカセットコンロ用液体燃料３０が噴出する。カセットコンロ用ガスボンベ２７内のカセットコンロ用液体燃料３０には飽和蒸気圧（常温で約０．１４ＭＰａ）がかかっているので、ステム３２から噴出するカセットコンロ用液体燃料３０は、ソケット２１の一方向弁４０を押し込んで燃料通路３９内をコネクタ３７に向かって流れる。そして、コネクタ通路４１を経て、高圧用レギュレータ１１に流入する。高圧用レギュレータ１１は設定圧を約０．２ＭＰａにしてあるので、カセットコンロ用液体燃料３０が高温となりが０．２ＭＰａ以上であれば０．２ＭＰａまで減圧し、０．２ＭＰａ以下であれば高圧用レギュレータ１１をそのまま通過し、ベーパライザ９に流入する。ベーパライザ９はシリンダブロック４に面しているのでシリンダブロック４から伝わる熱によりベーパライザ９内を流れるカセットコンロ用液体燃料３０は気化される。気化された燃料は、低圧用レギュレータ８内でさらに減圧調圧されて約０ＭＰａとなり、空気と混合されてシリンダボア内に供給される。なお、この場合には、カセットコンロ用ガスボンベ２７の装着時にオイル供給レバー（図示しない）を操作して、オイルタンク４４内の潤滑油を混合気とともにシリンダボア内に供給する。
【００２２】
図２に示すように、ガス釘打機用ボンベ１２使用時には、ガス釘打機用ボンベ１２をアダプタ１３に取付けた後に、アダプタ１３とともにガス釘打機用ボンベ１２をガスボンベケース２に装着する。装着した状態において、ガス釘打機用ボンベ１２のステム２５はソケット２１に当接して内部（図の右方）に押し込まれ、ステム２５からガス釘打機用液体燃料２４が噴出する。ガス釘打機用ボンベ１２内のガス釘打機用液体燃料２４には推進剤２２の圧力（常温で約０．６〜１．３ＭＰａ）が負荷されているので、ステム２５から噴出するガス釘打機用液体燃料２４は、ソケット２１の一方向弁４０を押し込んで燃料通路３９内をコネクタ３７に向かって流れる。そして、コネクタ通路４１を経て、高圧用レギュレータ１１に流入する。高圧用レギュレータ１１は設定圧を約０．２ＭＰａにしてあるので、設定圧力より高圧のガス釘打機用液体燃料２４は０．２ＭＰａまで減圧されてベーパライザ９に流入する。ここで、従来のカセットコンロ用ガスボンベの噴出圧レベルに近い約０．２ＭＰａになっているので、液体燃料の流速が従来並に遅くなり、次のベーパライザ９で十分気化することが可能となる。ベーパライザ９はシリンダブロック４に面しているのでシリンダブロック４から伝わる熱によりベーパライザ９内を流れるガス釘打機用液体燃料２４は気化される。気化された燃料は、低圧用レギュレータ８内でさらに減圧調圧されて約０ＭＰａとなり、空気と混合されてシリンダボア内に供給される。なお、ガス釘打機用液体燃料２４には、潤滑油が混合されているので、オイル供給レバー（図示しない）を操作して、オイルタンク４４内の潤滑油の供給を停止する。
【００２３】
ガスエンジン１には、ソケット２１とベーパライザ９との間にガス釘打機用ボンベ１２またはカセットコンロ用ガスボンベ２７から流入する燃料の圧力を例えば０．２Ｍｐａに調圧する高圧用レギュレータ１１と、ベーパライザ９と吸気ポートとの間にバーパライザ９から流入する燃料の圧力を約０ＭＰａに調圧する低圧用レギュレータ８とを備えている。したがって、比較的圧力の低いカセットコンロ用ガスボンベ２７と比較的圧力の高いガス釘打機用ボンベ１２等、圧力の異なるガスボンベを利用することが可能となり、多様なガスボンベをガスエンジン１の燃料として利用することができる。
【００２４】
図５は、図２のガス釘打機用ボンベを搭載した状態のガス釘打機２００１の一部を断面にした正面図である。本体枠を形成するハウジング２１４には、ハンドル２１１、プッシュレバー２２１、マガジン２１３、トリガー２１２が設けられており、またハウジング２１４内にはシリンダ２０４、バンパー２０２、ピストン２１０、ファン２０６、モーター２０８、点火プラグ２０９、噴射口２１９、ガスボンベ２０７、燃焼室枠２１５、ヘッドカバー２２０等が設置されている。また、燃焼室内には、ヘッドカバー２２０上方に設けられたモーター２０８によって回転可能なファン２０６、トリガー２１２の操作によって点火される点火プラグ２０９、ガスボンベ２０７から供給される燃料ガス２３０を噴射する噴射口２１９、燃焼室フィン２１６等が設けられている。 
【００２５】
作業者は、ハンドル２１１を把持し、プッシュレバー２２１先端を木材２５０に押し付けると、プッシュレバー２２１が上昇し、プッシュレバー２２１と連接した燃焼室枠２１５も上昇し、燃焼室が形成され、その後ガスボンベ２０７が押圧されて、噴射口２１９から燃料ガス２３０が燃焼室内に噴射され、モーター２０８がＯＮとなりファン２０６が回転する。ファン２０６が密封空間となった燃焼室内で回転することにより、噴射した燃料ガス２３０が燃焼室内の空気と攪拌混合される。ここでトリガー２１２をＯＮすると、点火プラグ２０９がスパークし、燃料ガス２３０と空気の混合気に着火する。燃焼・膨張した燃焼ガスはピストン２１０を下方へ移動させ、釘を木材２５０に打込むことが可能となる。
【００２６】
作業者は、ガスボンベ２０７をガス釘打機２００１から取り外し、先述の刈払機１００１に取り付けて作業を行うこと可能であり、ガスボンベ２０７の汎用性を向上させることができる。
【００２７】
また、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、本発明に係るガスエンジンは、刈払機１００１以外に、チェンソーやヘッジトリマ、発電機、耕耘機等に適用することもできる。
【符号の説明】
【００２８】
１  ガスエンジン
２  ガスボンベケース
４  シリンダブロック
８  低圧用レギュレータ
９  ベーパライザ
１１  高圧用レギュレータ
１２  ガス釘打機用ボンベ
１３  アダプタ
１６  ガスボンベケースの円筒の軸線
１９  スプリング
２１  ソケット
２２  推進剤
２３  内袋
２４  ガス釘打機用液体燃料
２５  ガス釘打機用ボンベのステム
２６  シリンダボアの軸線
２７  カセットコンロ用ガスボンベ
３０  カセットコンロ用液体燃料
３１  カセットコンロ用気体燃料
３２  カセットコンロ用ガスボンベのステム
３７  コネクタ
３８  軸部
３９  燃料通路
４０  一方向弁
４１  コネクタ通路
４４  オイルタンク
【図１】
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【図２】
2012102655.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012102655.tif 000006
【図５】
2012102655.tif 000007