JP2007046545A - 層状掃気用気化器 - Google Patents

Abstract

【課題】より一層小型化が可能な層状掃気用気化器を実現する。
【解決手段】空気通路１ｂと連通するべく弁体７ｂに形成された貫通孔７ｄを円柱状弁体の軸線方向に長い扁平な断面形状に形成する。貫通孔の扁平な断面形状における幅の狭い方向が円柱状弁体の直径方向になることにより、同一断面積となる円形断面形状の孔を設けたものに対して、円柱状弁体の径方向長さを短くすることができる。ロータリバルブの弁体として、空気通路と連通する貫通孔を上記したように扁平な断面形状に形成することにより、同一の流路面積を確保しつつ円柱状部材の径を小径化することができる。これにより、その幅の狭い方向（円柱状部材の径方向）に対する気化器の小型化が可能である。
【選択図】図３

Description

本発明は、絞り弁がバタフライバルブからなり、掃気用空気弁がロータリバルブからなる層状掃気用気化器に関するものである。

従来、２サイクル機関の層状掃気用気化器にあっては、混合気を供給する気化器の絞り弁と掃気空気制御バルブ（掃気用空気弁）とを設け、絞り弁の開度に対する空気弁の開度を連動機構により制御するようにしたものがある。そのようなバルブを２列に有する気化器では気化器全体が大型化しがちになるため、できるだけ小型化するようにしている（例えば特許文献１参照）。
特開２０００−１３６７５５号公報

一方、絞り弁をバタフライバルブとし、空気弁をロータリバルブにしたものがあり、それにより、絞り弁の低開度域では絞り弁の開口面積が比較的早く増大し、掃気用空気弁の開口面積は小さいため、比較的濃い混合気をエンジンに供給することができ、高開度域では掃気用空気弁の開口面積の増大率が大きいことから、絞り弁の開度変化に対応しかつ大量の掃気用空気を供給することができるため、混合気の排気ポートへの吹き抜けを防止することができる、という効果を奏し得る。

しかしながら、ロータリバルブの場合には円柱状の弁体を外囲する円筒状のバルブケースを形成することによりその部分の膨らみが大きくなり、その結果、気化器全体が大型化してしまうという問題があった。特に、チェーンソーなどにあっては、コンパクトな設計が要求されるため、気化器の小型化が要求されるが、上記形状の小型化は困難であった。

また、上記特許文献１のものにあっては、空気弁と絞り弁とを気化器として一体的に構成すると共に断熱材を兼ねた吸気管を介してシリンダの外側面に気化器を取着したものであり、それにより空気（混合気）の流れ方向に対する短縮化を図ったものであった。したがって、上記特許文献１の構造では、上記ロータリバルブにおけるその弁体の径方向の膨らみ方向に対する大型化を解消することはできないという問題がある。

このような課題を解決して、より一層小型化が可能な層状掃気用気化器を実現するために本発明に於いては、混合気を送るための混合気通路を開閉するべくバタフライバルブからなる絞り弁と、掃気用空気を送るための空気通路を開閉するべくロータリバルブからなる掃気用空気弁と、前記両弁を連動させて開閉させるために前記両バルブ間に設けられた連動機構とを有する層状掃気用気化器において、前記掃気用空気弁の弁体に、前記弁体の軸線方向に長い扁平な断面形状であって前弁体を貫通する貫通孔が設けられているものとした。

特に、前記空気通路のエンジン接続側が、掃気ポート数に応じた数にかつ前記弁体の軸線方向に分岐されていると良い。

このように本発明によれば、ロータリバルブからなる空気弁の空気通路が扁平な断面形状に形成され、かつ空気弁の弁体に設けた貫通孔が弁体の軸線方向に長い扁平な断面形状に形成されていることから、貫通孔を円形断面形状で形成したものに比べて、同一の流路面積を確保しつつ扁平形状における幅の狭い方向を短くすることができる。ロータリバルブの弁体として、空気通路と連通する貫通孔を上記したように扁平な断面形状に形成することにより、同一の流路面積を確保しつつ円柱状部材の径を小径化することができる。これにより、その幅の狭い方向（円柱状部材の径方向）に対する気化器の小型化が可能である。なお、扁平な断面形状としては、楕円や、陸上競技のトラック形状などがあり、さらに矩形であっても良い。

特に、空気通路のエンジン接続側が掃気ポート数に応じた数に分岐されていることにより、気化器のエンジン側に複数の接続口を設けることができるため、別部材により分岐した後にエンジンと接続する必要がなくなり、部品を省略化し得るばかりでなく、より一層の小型化が可能である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明が適用された層状掃気用気化器の要部破断側断面図である。本気化器１は、層状掃気２サイクル内燃機関のエンジン２に用いられるものであり、混合気をエンジン２に送るための混合気通路１ａと、掃気用空気をエンジン２に送るための空気通路１ｂとを有する。なお、各通路１ａ・１ｂは互いに平行に延在し、それらの上流側にはエアクリーナ３が配設されている。

混合気通路１ａには、その上流側からチョーク弁４と絞り弁５とがこの順に配設されており、両弁４・５間には燃料ノズル口６が設けられている。空気通路１ｂには掃気用空気弁７が設けられている。図に示されるように、上記絞り弁５は、円形断面の混合気通路１ａを径方向に横切るように設けられた絞り弁軸５ａに円盤状弁体５ｂを固着したバタフライバルブからなり、掃気用空気弁７は、絞り弁軸５ａと平行に空気弁軸７ａに同軸にかつ空気通路１ｂを横切る円柱状弁体７ｂを一体に設け、弁体７ｂの回転により空気通路１ｂを開閉するべく弁体７ｂにその直径方向に貫通する貫通孔７ｄを設けたロータリバルブからなる。

上記したように、また気化器１の外観を示す図２及び図２の矢印III−III線に沿って見た図３に併せて示されるように、絞り弁軸５ａと空気弁軸７ａの軸心同士が互いに平行に延在するように設けられかつ気化器１の高さ方向（図の上下方向）に並べられている。気化器１のボディの同じ側の外方に両弁軸５ａ・７ａの各軸線方向一端部が突出しており、絞り弁軸５ａの突出端部には半径方向外向きに延出する第１レバー８が固着され、空気弁軸７ａの突出端部にも半径方向外向きに延出する第２レバー９が固着されている。これら第１レバー８と第２レバー９とが連結ロッド１１を介して連結されている。

連結ロッド１１の一端部は、その一端部に形成されたピン１１ａを介して第２レバー９に回転可能に連結されている。また、図２に示されるように、第１レバー８は半径方向に延出されかつその延出端部にて周方向に曲成された略Ｌ字状に形成されている。その第１レバー８の周方向曲成部分には絞り弁軸５ａを中心とする円弧状のガイドスロット８ａが設けられており、そのガイドスロット８ａに連結ロッド１１の他端部に設けられた係合ピン１１ｂがスロットの長手方向に変位自在に係合している。このようにして、連結ロッド１１と第１レバー８とは第１レバー８の回転方向にロストモーションが生じるように連結されている。

なお、図１〜３では絞り弁５の全開状態を示している。全開状態では、第１レバー８に半径方向外向きに延出するように形成されたアーム８ｂが気化器１のボディに形成された突状のストッパ１ｃに当接している。第１レバー８は、全閉側から図２の矢印Ａに示される方向に回転して上記位置で回転が停止するようになっている。

また、図３に示されるように、絞り弁軸５ａの第１レバー８側とは相反する軸線方向端部には図示されない遠隔操作用のスロットルワイヤが連結されるスロットルレバー１４が固着されている。絞り弁軸５ａの気化器ボディから第１レバー８側に露出している部分には絞り弁軸５ａを全閉位置に弾発付勢するリターンスプリング１７が介装されている。第２レバー９と、気化器１のボディの一部となるロータリバルブケース７ｃとの間には、空気弁軸７ａを空気弁７の全閉方向に弾発付勢する戻しばね１５が介装されている。これにより、空気弁７の弁体７ｂが空気通路１ｂを遮蔽する全閉位置に向けて常時弾発付勢されている。

なお、エンジン運転前の絞り弁５及び掃気用空気弁７の全閉状態では、図４及び図５に示されるようになっている。なお、図４は図２に図５は図１にそれぞれ対応し、上記図示例と同様の部分には同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

全閉状態では、上記したように、リターンスプリング１７により絞り弁５の弁体５ｂが混合気通路１ａを遮蔽する位置まで戻されている。図５では弁体５ｂにより完全に遮蔽された状態が示されているが、アイドリング時の開度にあっては、図２及び図３に示されるように気化器１のボディの所定の位置にねじ込まれたアイドル開度調節ねじ１６により調整可能にされている。

アイドル開度調節ねじ１６の頭部とねじ部との間の部分にはテーパ面１６ａが設けられており、絞り弁５のアイドリング状態で第１レバー８のアーム８ｂがテーパ面１６ａに当接するようになっている。アイドル開度調節ねじ１６を螺進螺退することにより、テーパ面１６ａのアーム８ｂと当たる位置が半径方向にずれるため、その半径方向のずれに応じて図４の矢印Ｂに示されるようにアーム８ｂが回転し、それに応じて絞り弁５の開度が変化する。このようにしてアイドリング時の絞り弁５の開度を調整することができる。

また、上記全閉状態では、連結ロッド１１の係合ピン１１ｂが全開時に係合していたガイドスロット８ａの長手方向の一端（図２における上側）とは相反する他端側（図２における下側）に位置している。したがって、全閉状態からスロットルレバー１４の操作により弁体５ｂを全開方向（図５の矢印Ａ方向）に開弁させると、第１レバー８が図４の矢印Ａに示される向きに回転し始めるが、第１レバー８がある角度回転するまでは係合ピン１１ｂがガイドスロット８ａの長手方向一端に向けて相対的に変位することになる。空気弁７の弁軸７ａは上記したように戻しばね１５により全閉方向（図４の矢印Ｄ方向）に弾発付勢されていることから、そのガイドスロット８ａ内を係合ピン１１ｂが相対変位する間は空気弁７は全閉状態が保持される。

そして、第１レバー８が全閉位置から例えば約３０度回転したらガイドスロット８ａの長手方向他端に係合ピン１１ｂが係合し、図６の状態となる。なお、この時の各弁５・７の状態は図７に示されるようになる。さらに、絞り弁５を開弁操作すると、そこから全開までは第１レバー８の回転に伴って連結ロッド１１が図６の矢印Ｂにより示される向きに引っ張られて変位するため、戻しばね１５のばね力に抗して第２レバー９が矢印Ｃにより示される向きに回転し、空気弁７が開弁する。空気弁７が開弁し始めた後の絞り弁５の開度に対する開度変化は、各レバー８・９と連結ロッド１１とのリンク機構による。なお、連動機構としては、図示例のリンク機構によるものに限られるものではなく、歯車やタイミングベルトによる伝達機構であっても良い。

このようにして構成された本気化器１の空気弁７にあっては、空気通路１ｂと連通するべく弁体７ｂに形成された貫通孔７ｄが、図３に示されるように円柱状弁体７ｂの軸線方向に長い扁平な断面形状に形成されている。貫通孔７ｄの扁平な断面形状における幅の狭い方向が円柱状弁体７ｂの直径方向になることにより、同一断面積となる図の二点鎖線で示される円形断面形状の孔を設けたものに対して、円柱状弁体７ｂの径方向長さを図のｈで示される長さだけ短くすることができる。これにより、気化器１の全体において、図示例の場合には高さ方向について少なくとも図のｈ分だけ低く抑えることができる。

絞り弁５と空気弁７とを設けた層状掃気用気化器において、両弁５・７を図示例のように互いに平行に並べるものでは、両弁５・７間の間隔にあっては気化器における他の構造上の制約から狭くするには限界がある。それに対して上記したように弁体７ｂの軸線方向に長い扁平な断面形状の貫通孔７ｄを形成することにより、気化器１の両弁５・７の並び方向の長さ（高さ）を短くすることができる。このように構成された気化器１を用いることにより、チェーンソーなどのコンパクトな設計が要求されるものに対して好適に対応し得る。

また、ロータリバルブケース７ｃを上面から見た外形図を図８（ａ）に示す。図に示されるように、空気通路１ｂの中間部に弁体７ｂが横切っており、弁体７ｂの貫通孔７ｄを介して空気通路１ｂの上下流が連通する。その空気通路１ｂの上流端がエアクリーナ３と接続される給気口１８となり、下流端がエンジン２と接続される送気口１９となる。給気口１８及び送気口１９の断面形状は、同じであって良く、かつ送気口１９を示す図８（ｂ）に示されるように、貫通孔７ｄと同じ扁平状の同一断面形状であって良い。

なお、上記図示例では、貫通孔７ｄの断面形状を、円を半円に分割して各半円を互いに離した陸上トラック形状にしたが、扁平状であれば良く、例えば楕円であっても良い。また矩形状であっても良い。

また、エンジン２２側の送気口にあっては必ずしも同一断面形状にする必要はない。例えば、図９に示されるように、空気通路１ｂの給気口１８側は図８と同様に貫通孔７ｄと同一断面形状に形成するが、空気通路１ｂにおける貫通孔７ｄの下流側（エンジン２側）を２本の分岐路２０により形成する。このようにすることにより、層状掃気の対象となるエンジン２において掃気ポートが２箇所あるものに対して、本気化器１を直接的にパイプなどで接続することができるため、分岐するための別個の分岐用配管部品などを設ける必要がない。

これは、空気弁７をロータリバルブとし、その円柱状弁体７ｂに軸線方向に長い扁平な断面形状の貫通孔７ｄを設けた構造において、容易に実現し得るものである。すなわち、図示例のように横長断面形状の貫通孔７ｄに対して左右に２つの送気口１９を配設する場合に、分岐路２０の形状にそれ程無理が生じることがない。それに対して円形断面形状の貫通孔から左右に分岐する場合にはそれぞれ大きく迂回するような形状になってしまい、流路抵抗が大きくなる虞がある。緩やかに曲成すれば良いが、その場合には空気通路が長くなってしまい、コンパクト化が阻害される。本発明によれば、そのような問題を回避できる。なお、給気口１８に対して両送気口１９の断面積が減少することにより空気量が減少するが、掃気空気の分岐供給の要求に対応し得る。

本発明が適用された層状掃気用気化器の要部破断側断面図である。 図１の気化器の外面の機構を示す図である。 図２の矢印III−III線に沿って見た要部破断側面図である。 絞り弁の全閉状態を示す図２に対応する図である。 絞り弁の全閉状態を示す図１に対応する図である。 絞り弁が約３０度開弁した状態を示す図４に対応する図である。 絞り弁が約３０度開弁した状態を示す図５に対応する図である。 （ａ）は図２の矢印VIII線から見た要部上面図であり、（ｂ）は（ａ）の矢印VIIIｂ線から見た端面図である。 （ａ）は空気通路の第２の例を示す図８（ａ）に対応する図であり、（ｂ）は（ａ）の矢印IXｂ線から見た端面図である。

符号の説明

１ 気化器
２ エンジン
５ 絞り弁、５ａ 絞り弁軸、５ｂ 弁体
７ 掃気用空気弁、７ａ 空気弁軸、７ｂ 弁体、７ｄ 貫通孔
８ 第１レバー、８ａ ガイドスロット、８ｂ アーム
９ 第２レバー
１１ 連結ロッド、１１ｂ 係合ピン
１５ 戻しばね
１８ 給気口
１９ 送気口
２０ 分岐路

Claims (2)

1. 混合気を送るための混合気通路を開閉するべくバタフライバルブからなる絞り弁と、掃気用空気を送るための空気通路を開閉するべくロータリバルブからなる掃気用空気弁と、前記両弁を連動させて開閉させるために前記両バルブ間に設けられた連動機構とを有する層状掃気用気化器において、
   前記掃気用空気弁の弁体に、前記弁体の軸線方向に長い扁平な断面形状であって前弁体を貫通する貫通孔が設けられていることを特徴とする層状掃気用気化器。
2. 前記空気通路のエンジン接続側が、掃気ポート数に応じた数にかつ前記弁体の軸線方向に分岐されていることを特徴とする請求項１に記載の層状掃気用気化器。

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