(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気化器本体の吸気路に絞り孔を有する円柱状の絞り弁を配設し、定圧燃料室から前記絞り孔へ突出する燃料ノズルに、絞り弁に取り付けたニードルを嵌挿し、絞り弁の回転により空気流量を制御し、絞り弁の軸方向移動により燃料流量を制御し、機関の低速運転域となる前記絞り弁の開度が所定の開度（θ）までは前記絞り孔と前記吸気路の絞り弁よりも上流側部分とを連通するが該所定の開度（θ）を超えると前記絞り弁の周面により閉じられる空気通路を設け、前記空気通路に設けた空気流量調整針弁により、該空気通路の空気流量を連続的に加減するロータリ絞り弁式気化器の燃料調整機構において、
前記絞り弁の前記吸気路の上流側の入口（１７ａ）が前記絞り弁の前記吸気路の下流側出口（１７ｃ）よりも狭くされ、
前記空気通路の前記連通状態で、前記吸気路の前記絞り弁よりも上流側部分の通路面積と前記空気通路の通路面積との和が、前記空気流量調整針弁の開度の増加により、前記吸気路の前記絞り弁よりも下流側部分の通路面積に近くなるように各前記通路面積を設定したことを特徴とする、ロータリ絞り弁式気化器の燃料調整機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は動力鋸、刈払機などの携帯作業機の駆動源として用いられる小型２行程内燃機関に好適なロータリ絞り弁式気化器、特に機関の低速運転域での排ガス規制を順守するロータリ絞り弁式気化器の燃料調整機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
気化器の低速燃料を調整するには種々の方法があり、例えば実願平５−８００９号に開示されるように、気化器本体に固定した燃料ノズルと絞り弁の軸心に支持したニードルとの相対位置により燃料噴孔の通路面積を変化させるものや、特開昭５２−１３３２号公報に開示されるように、絞り弁の下流側でパイロツトねじ方式により燃料を調整するものがある。前者の燃料調整機構は、絞り弁の角部分に調整部材を設けているので、調整が難しいという問題がある。後者の燃料調整機構は、低速燃料から高速燃料へ切り換わる領域をもつので、加速性能や燃料の霧化特性に問題があり、また気化器本体の全長が長くなるので、動力鋸や刈払機のような携帯作業機に搭載する機関の気化器には向かない。
【０００３】
近年、小型２行程機関を搭載した携帯作業機にも排ガス規制が適用されるのにに伴い、気化器に低速燃料流量を規制する燃料制限キヤツプを装着することにより、運転者が低速燃料流量を規定値を超えて調整できないような構造とすることが提案されている。しかし、燃料制限キヤツプは構造上から絞り弁軸の基端部の狭い部分に配置されるので、運転者が故意または過失を問わず、破壊し得ないような強固な構造とすることは難しく、まだ実用化されていない。
【０００４】
本出願人は機関の低速運転域で運転環境に応じて適正な空気燃料比が得られるようにした、ロータリ絞り弁式気化器の燃料調整機構を先に提案した。この燃料調整機構は、気化器本体の吸気路に絞り孔を有する円柱状の絞り弁を配設し、定圧燃料室から前記絞り孔へ突出する燃料ノズルに、絞り弁に取り付けたニードルを嵌挿し、絞り弁の回転により空気流量を制御し、絞り弁の軸方向移動により燃料流量を制御し、さらに絞り弁の絞り孔と前記吸気路の絞り弁よりも上流側部分とを連通する空気通路に設けた空気流量調整針弁により、機関の低速運転域で空気通路の空気流量を連続的に加減するものである。
【０００５】
上述の燃料調整機構は空気流量調整針弁により燃料ノズルに作用する負圧を変化させ、機関の低速運転での燃料ノズルからの燃料流量を加減するものである。しかし、図４に破線で示すように、絞り弁の開度が小さく吸入空気流量が少い機関の低速運転域では、空気流量調整針弁の開き始めは空気流量調整針弁の効きが良いが、その後は空気流量調整針弁の開度を増加しても効きが悪いことが判明した。
【０００６】
この原因は次のような事柄によるものと考えられる。従来の気化器本体の吸気路は機械加工の簡便さから、吸気路の絞り弁よりも上流側部分と絞り弁よりも下流側部分とは、同一の口径に構成されている。吸気路の絞り弁よりも上流側部分と下流側部分との口径が同じである場合には、空気流量調整針弁を開いていくと、吸気路の絞り弁よりも上流側部分の通路面積が、吸気路の絞り弁よりも下流側部分の通路面積よりも、空気通路の通路面積（空気流量調整針弁の通路面積）分だけ広くなる。ところが、絞り弁の絞り孔を通過する空気流量は絞り孔の出口面積でほぼ決まるから、絞り孔の径方向と軸方向の中心に配される燃料ノズル付近の空気の流速や燃料ノズルに作用する吸気負圧は、空気流量調整針弁の開度が小さい内は大きく変化する（顕著に弱くなる）が、空気流量調整針弁の開度が大きくなると、燃料ノズルに作用する吸気負圧はごく僅かに変化するだけである。
【０００７】
要するに、空気流量が空気流量調整針弁の操作量（開度）に比例して変化しないので、燃料ノズルに作用する吸気負圧と燃料ノズルからの燃料流量Ｑとが、図４に破線で示すように、実質的に変化する範囲が非常に狭いので調整が難しく、また燃料ノズルに作用する吸気負圧が必要以上に弱くなると、携帯作業機の姿勢変化に伴う気化器から機関への燃料供給が不安定になり、回転変動が大きくなり、機関が停止したりし、さらに急加減速操作に対する機関の過度応答性が悪くなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は上述の問題に鑑み、吸気路の絞り弁よりも上流側部分と絞り弁の絞り孔とを連通する空気通路の途中に設けた、空気流量調整針弁の調整感度を適正に設定できるようにした、ロータリ絞り弁式気化器の燃料調整機構を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の構成は気化器本体の吸気路に絞り孔を有する円柱状の絞り弁を配設し、定圧燃料室から前記絞り孔へ突出する燃料ノズルに、絞り弁に取り付けたニードルを嵌挿し、絞り弁の回転により空気流量を制御し、絞り弁の軸方向移動により燃料流量を制御し、機関の低速運転域となる前記絞り弁の開度が所定の開度（θ）までは前記絞り孔と前記吸気路の絞り弁よりも上流側部分とを連通するが該所定の開度（θ）を超えると前記絞り弁の周面により閉じられる空気通路を設け、前記空気通路に設けた空気流量調整針弁により、該空気通路の空気流量を連続的に加減するロータリ絞り弁式気化器の燃料調整機構において、前記絞り弁の前記吸気路の上流側の入口（１７ａ）が前記絞り弁の前記吸気路の下流側出口（１７ｃ）よりも狭くされ、前記空気通路の前記連通状態で、前記吸気路の前記絞り弁よりも上流側部分の通路面積と前記空気通路の通路面積との和が、前記空気流量調整針弁の開度の増加により、前記吸気路の前記絞り弁よりも下流側部分の通路面積に近くなるように各前記通路面積を設定したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
気化器本体の吸気路に絞り孔を有する円柱状の絞り弁を配設し、絞り弁の回転により空気流量を制御し、絞り弁の軸方向移動により気化器本体に固定した燃料ノズルの燃料噴孔に対する絞り弁に取り付けたニードルの相対位置を加減して燃料流量を制御する。気化器本体の吸気路の絞り弁よりも上流部分と絞り弁の絞り孔とを連通する空気通路に空気流量調整針弁を設ける。吸気路の絞り弁よりも下流側部分の口径を、吸気路の絞り弁よりも上流側部分の口径よりも大きく設定する。詳しくは、吸気路の絞り弁よりも下流側部分の通路面積ＡD を上流側部分の通路面積Ａd よりも大きく設定する。具体的には、空気通路の最大通路面積をＡd1とする時、ＡD＝Ａd＋Ａd1に設定する。空気通路の空気流量調整針弁により混合気の濃度が排ガス規制値を超えないように調整する。
【００１１】
【実施例】
図１に示すように、ロータリ絞り弁式気化器は気化器本体１２に、下端が閉鎖された上下方向の円筒部１３を横切る吸気路（紙面と直角な方向の通路）を備えており、円筒部１３に回動可能かつ軸移動可能に嵌装した絞り弁１７は、前述の吸気路と整合可能の円筒形の絞り孔１７ｂを備えている。円筒部１３の上端を閉鎖する蓋板９と絞り弁１７との間に係止したばね１０により絞り弁１７は下方へ付勢され、かつ後述するカム機構へ係合される。絞り弁１７から上方へ突出する弁軸１７Ａは、蓋板９を貫通して弁レバー３を結合される。弁レバー３と蓋板９との間に、弁軸１７Ａを覆う防塵ブーツ４が介装される。弁レバー３に支持したスイベル２は、作業機の運転を操作する手動の加速レバーと遠隔ケーブルにより連結される。
【００１２】
上述のカム機構は弁レバー３の下面のカム面３ａと蓋板９から上方へ突出するフオロア３７とから構成され、絞り弁１７は弁レバー３の回動量に比例して、ばね１０の力に抗して上方へ移動する。この時、絞り孔１７ｂと気化器本体１２の吸気路との整合面積（絞り弁１７の開度）が増加し、また絞り弁１７に取り付けられたニードル１５が上昇し、燃料ノズル１６の燃料噴孔１６ａの開度が増加し、絞り弁１７の開度に対応した燃料流量が燃料噴孔１６ａから絞り弁１７の絞り孔１７ｂへ吸引される。
【００１３】
燃料ノズル１６は基端部を気化器本体１２の底壁、詳しくは円筒部１３の底壁に設けた取付孔７へ嵌合され、円筒部１３の底壁に備えたジエツト２０と逆止弁２６を経て、燃料を所定の圧力に保持する定圧燃料室３０へ連通される。燃料ノズル１６の先端部は絞り弁１７の絞り孔１７ｂへ突出される。
【００１４】
燃料槽の燃料は２行程機関のクランク室の脈動圧により膜１９を駆動される主燃料ポンプＡを経て、定圧燃料室３０へ供給される。膜１９は気化器本体１２と底板２４との間に挟持され、脈動圧導入室１８とポンプ室２５とを区画する。膜１９の上下変位に伴い、燃料槽の燃料は入口管３４、フイルタ２３、図示してない逆止弁を備えた通路を経てポンプ室２５へ吸引され、さらに図示してない逆止弁を備えた通路、流入弁２２を経て定圧燃料室３０へ供給される。
【００１５】
定圧燃料室３０は底板２４とカバー３５の間に挟持された膜２９の上側に区画され、大気室３３は膜２９の下側に区画される。底板２４の定圧燃料室３０の壁部に支軸２１により支持したレバー３２は、一端を流入弁２２に係止され、他端をばね２７の力により膜２９の中心の突部へ係合される。定圧燃料室３０の燃料が少なくなると、大気室３３の圧力により膜２９とレバー３２がばね２７の力に抗して押し上げられ、レバー３２が支軸２１を中心として時計方向へ回動し、流入弁２２が開き、ポンプ室２５の燃料が流入弁２２を経て定圧燃料室３０へ補給される。定圧燃料室３０の燃料が増加すると、膜２９が押し下げられ、レバー３２が支軸２１を中心として反時計方向へ回動し、流入弁２２が閉じる。
【００１６】
機関の始動前に定圧燃料室３０に燃料がない場合は、手動の補助燃料ポンプＢを構成するスポイド４０を繰り返し押し潰すと、定圧燃料室３０の空気は通路２８を経て入口２８ａから茸状の複合逆止弁３８の周縁部を押し開いてポンプ室３９へ吸引され、さらに複合逆止弁３８の扁平に押し潰された円筒部を押し開いて出口室３１へ流出し、図示してない出口から外部へ排出される。こうして、定圧燃料室３０が負圧になると、燃料槽の燃料が入口管３４、フイルタ２３、図示してない逆止弁を備えた通路を経てポンプ室２５へ吸引され、さらに図示してない逆止弁を備えた通路、流入弁２２を経て定圧燃料室３０へ供給される。
【００１７】
スポイド４０は周縁部をカバー３５の下面に環状の押え板３６により結合され、カバー３５の中心に備えた円筒形の出口室３１に、複合逆止弁３８を係止される。複合逆止弁３８は傘部の周縁で定圧燃料室３０に連なる入口２８ａとポンプ室３９との間を閉鎖し、扁平に押し潰された円筒部でポンプ室３９と出口室３１との間を閉鎖する。
【００１８】
絞り弁１７の弁軸１７Ａの上端部中心に設けた円筒部４７ａに、筒体４７が抜けないように嵌合固定される。ニードル１５に結合したヘツド５が筒体４７へ螺合され、ヘツド５と弁軸１７Ａの円筒部４７ａの底壁との間にばね１４が介装される。筒体４７へ封止部材６２としてのボールを圧入したうえ、接着剤６１が充填される。
【００１９】
図２に示すように、本発明によれば、周囲の環境や機関の運転条件に応じて、燃料ノズル１６の周囲の吸気負圧を加減することにより、機関のアイドル運転ないし低速運転での燃料流量を調整できるように構成される。このため、気化器本体１２の吸気路４４の入口４４ａの段部４４ｂに、気化器本体１２の壁部に形成した空気通路４１の始端４１ａを開口する。一方、空気通路４１の終端４１ｃは途中で屈曲させ、絞り弁１７を嵌挿する円筒部１３へ開口する。
【００２０】
気化器本体１２の壁部の空気通路４１の途中に、終端４１ｃと同軸に並ぶねじ孔４１ｂを設け、ねじ孔４１ｂに空気流量調整針弁４３を螺合する。空気流量調整針弁４３の頭部と気化器本体１２との間に、空気流量調整針弁４３のガタや緩みを抑えるばね４５を介装する。
【００２１】
本発明では、特に吸気路４４の絞り弁１７よりも下流側部分（円筒部）の口径Ｄを、吸気路４４の絞り弁１７よりも上流側部分（円筒部）の口径ｄよりも大きく設定する。空気流量調整針弁４３が全閉の時には、吸気路４４の絞り弁１７よりも上流側部分の通路面積Ａdよりも、吸気路４４の絞り弁１７よりも下流側部分の通路面積ＡDの方が広くなつている。理想的には、吸気路４４の絞り弁１７よりも下流側部分の通路面積ＡDを、吸気路４４の絞り弁１７よりも上流側部分の通路面積Ａdよりも、空気流量調整針弁４３の通路面積Ａd1分だけ広くするのがよく、空気流量調整針弁４３が全開の時に、吸気路４４の絞り弁１７よりも上流側部分の通路面積Ａd＋Ａd1と下流側部分の通路面積ＡDが等しくなるように構成する。
【００２２】
次に、本発明によるロータリ絞り弁式気化器の燃料調整機構の作用について説明する。空気流量調整針弁４３の閉位置から開方向への操作量に比例して空気流量が増加し、燃料ノズル１６に作用する吸気負圧が弱くなる。つまり、図３に複数の破線で示すように、絞り弁１７の開度が一定の時、空気流量調整針弁４３の操作量（開度）にほぼ比例して燃料ノズル１６からの燃料噴出量ないし燃料流量Ｑが減少する特性を表す。
【００２３】
機関の低速運転域で、空気流量調整弁４３が閉じている時は、気化器の吸気路４４へ流入する空気は、全量が吸気路４４の入口４４ａから絞り弁１７の絞り孔１７ｂの入口１７ａ・絞り孔１７ｂ・出口１７ｃを経て吸気路４４の出口４４ｃへ流れる。絞り孔１７ｂの入口１７ａは出口１７ｃよりも狭くなつているので、入口１７ａの吸気負圧は出口１７ｃの吸気負圧よりも強くなつている。これにより、燃料噴口１６ａには面積ＡDと面積Ａdとが同一の従来のものに比して、強い負圧が作用する。燃料ノズル１６に作用する吸気負圧は、入口１７ａと出口１７ｃの吸気負圧の平均値と考えてよい。この時の燃料ノズル１６の燃料噴孔１６ａに作用する吸気負圧は最も強く、したがつて、燃料ノズル１６から噴出する燃料流量も最大になり、最も濃い混合気が機関へ供給される。
【００２４】
次いで、空気流量調整弁４３の開度を増加すると、燃料ノズル１６に作用する吸気負圧は低下して、燃料噴口１６ａに作用する負圧は低下するので、燃料の噴出量が減少し、空気燃料比が薄くなる。入口１７ａと空気通路４１の出口４１ｃの通路面積が出口１７ｃの通路面積に近くなり、これにつれて燃料ノズル１６に作用する吸気負圧も出口１７ｃの吸気負圧に近づく。空気流量調整弁４３を全開にすると、入口１７ａと出口４１ｃの通路面積が出口１７ｃの通路面積とほぼ等しくなり、燃料ノズル１６に作用する吸気負圧は出口１７ｃの吸気負圧とほぼ等しくなる。
【００２５】
上述のように、機関の運転環境や使用条件に対応して、空気流量調整弁４３を閉位置から開方向へ操作すると、空気流量調整針弁４３の開度に応じて、吸気路４４から空気通路４１を迂回する空気流量が増加し、燃料ノズル１６に作用する吸気負圧は減少し、出口１７ｃの吸気負圧よりも強い状態から次第に出口１７ｃの吸気負圧と等しくなるようにほぼ直線的に変化するので、燃料ノズル１６から絞り孔１７ｂへ吸引される燃料流量も次第に少くなる。
【００２６】
機関の低速運転域で、絞り弁１７の開度が一定の時、機関へ供給される燃料流量Ｑは、空気流量調整針弁４３の操作量ないし開度に比例して減少するので、図４に実線で示すように、空気燃料比は空気流量調整針弁４３の開度θにほぼ比例して小さくなる。
【００２７】
なお、絞り弁１７の開度がθ1 を超えると、絞り弁１７の周面により空気通路４１の出口４１ｃが閉じられるので、図３に示すように、空気流量調整弁４３の開度には関係なく、絞り弁１７の開度の増加につれて燃料流量Ｑが増加する。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は上述のように、絞り弁の絞り孔と気化器本体の吸気路の絞り弁よりも上流側部分とを連通する空気通路を備えたから、工場組立時に機関の低速運転に対応する燃料流量を、排ガス規制を超えないような値に固定できる。
【００２９】
空気通路の空気流量調整針弁により、機関の低速運転域における空気通路を流れる空気流量を加減し、機関へ供給される混合気の濃度を調整することができ、絞り弁の開度が一定では空気燃料比は空気流量調整針弁の開度にほぼ比例して小さくなるものであるから、空気流量調整針弁をいかように操作し、または空気流量調整針弁を外しても、機関へ供給される混合気の濃度が排ガス規制値を超えるような運転を阻止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るロータリ絞り弁式気化器の燃料調整機構の正面断面図である。
【図２】同ロータリ絞り弁式気化器の要部を拡大して示す正面断面図である。
【図３】同燃料調整機構の要部を拡大して示す平面断面図である。
【図４】同燃料調整機構の特性を表す線図である。
【符号の説明】
Ａ：主燃料ポンプ Ｂ：補助燃料ポンプ ３：弁レバー ３ａ：カム面 ５：ヘツド ９：蓋板 １０：ばね １２：気化器本体 １３：円筒部 １５：ニードル １６：燃料ノズル １６ａ：燃料噴孔 １７：絞り弁 １７ａ：入口 １７ｂ：絞り孔 １７ｃ：出口 １８：脈動圧導入室 １９：膜 ２０：ジエツト ２５：ポンプ室 ２６：逆止弁 ２９：膜 ３０：定圧燃料室 ３３：大気室 ３９：ポンプ室 ４１：空気通路 ４１ａ：始端 ４１ｂ：ねじ孔 ４１ｃ：終端 ４３：空気流量調整針弁 ４４：吸気路 ４４ａ：入口 ４４ｂ：段部 ４４ｃ：出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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