JP2013147979A

JP2013147979A - エンジン及びエンジン作業機

Info

Publication number: JP2013147979A
Application number: JP2012008081A
Authority: JP
Inventors: Naoto Ichihashi; 直人一橋
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2012-01-18
Filing date: 2012-01-18
Publication date: 2013-08-01

Abstract

【課題】
本発明は温度上昇の懸念がなく、空気量を絞る絞り弁の設計自由度が高くて燃費が良い回転数規制手段を有するエンジン及びエンジン作業機を提供する。
【解決手段】
スロットル弁を有するダイヤフラム気化器と、ダイヤフラム気化器の吸入口３８に接続され、外気を吸入する外気吸入口４８を有する負圧室と、ダイヤフラム気化器の大気室と負圧室とを接続する負圧通路に接続される負圧口４０を有し、負圧室に発生する負圧がダイヤフラム気化器のダイヤフラムに作用するよう構成されたエンジンにおいて、外気吸入口４８にスロットル弁と独立して操作可能な絞り弁４３を設けた。絞り弁４３はソレノイド４１によって電気的に駆動され、その駆動を制御する制御回路４６はクリーナボックス３０内に収容される。
【選択図】図２

Description

本発明は主に刈払機、送風機などの携帯型のエンジン及びエンジン作業機に関し、特に動力源となるエンジンの回転数を任意に設定する回転数規制手段を提供することにある。

刈払機やチェンソー等の小型の作業機には、動力源として小型のエンジンが広く用いられている。図１０は従来のエンジン作業機１０１の一例である刈払機の外観図である。図１０に示すように、小型の２サイクルエンジンを搭載したエンジン作業機１０１は、パイプ状のメインパイプ１０４に図示しない駆動軸を通し、この駆動軸をメインパイプ１０４の一端に設けたエンジンにて回転させることで、メインパイプ１０４の他端に設けた回転刃１１２を回転させる。回転刃１１２の近傍には、刈り払った草の飛散防止のための飛散防御カバー１１３が設けられる。エンジン作業機１０１は図示しない肩掛け用吊りベルト等で携帯されるもので、メインパイプ１０４の長手中央部付近に作業者が操作するための正面視略Ｕ字状を呈するハンドル１０８が取り付けられる。ハンドル１０８の両端部にはグリップ部１０９が設けられ、エンジン作業機１０１の回転数は一方のグリップ部１０９に取り付けられたスロットルレバー１１０により作業者により制御される。スロットルレバー１１０の操作は、ワイヤー１４５によってエンジンの気化器に伝達される。

刈払機、送風機などの携帯型作業機における作業には、エンジンの最大出力を必要とする重作業から、小さな出力で十分な軽作業まで多種多様な状況がある。作業者はそれらの作業状況に合わせてエンジン出力および回転数を調整するため、気化器のスロットル弁の開度を随時操作する必要がある。この操作は作業者にとっては煩わしく、疲労を増大させる原因となっている。これを解消する技術として、常時はエンジン出力および回転数を一定以下に抑え、必要な時だけ作業者に代わってエンジン出力および回転数を増大させるような回転数規制手段が提案されている。特許文献１では、エンジン本体と気化器との間にインシュレータを設けたエンジン作業機において、インシュレータの混合気通路を遮断することによってエンジンの回転を制限する回転数規制手段を設けることが提案されている。この回転数規制手段によれば、気化器と無関係にエンジンへの混合気の供給を遮断できるので、気化器による制御とは独立して実施することができる。その他の回転数規制手段として、特許文献２に記載のような、気化器のチョーク弁をアクチュエータによって開閉するものがある。この従来技術によれば、エンジンが過回転した場合にアクチュエータによってチョーク弁の開度を閉じることでエンジンに供給される混合気を濃くすることでエンジンの燃焼を悪化させ、エンジン回転数を規制することができる。

特許第３８５８１１１号公報特開平３−２４９３６１号公報

特許文献１による回転数規制手段では、インシュレータはエンジン運転中には内部を混合気が流動しているため、燃料の気化や吸入空気による強制空冷効果によりほとんど温度上昇することがないが、エンジンが停止して内部の混合気の流動が停止すると前述の冷却効果が一切なくなる。これは刈払機、送風機などの携帯型作業機の動力源として用いられるエンジンにおいては駆動軸の冷却ファンによって強制空冷を行うのが一般的であるため、エンジンの停止時には冷却風も停止し、エンジンの冷却が自然空冷のみとなるからである。従って、エンジンの残留熱によってインシュレータには温度上昇が発生し、この温度上昇からインシュレータに設けた遮断体および駆動体を保護しなければならず、回転数規制手段の熱対策が必要になる。インシュレータは熱伝導率が小さな材質で製造されるものの、それでもエンジン近傍では１００℃前後まで温度上昇することも少なくない。さらに、遮断体の形状はインシュレータの内部形状に合わせる必要があり、その配置はエンジンから気化器間の数十ｍｍ（一般的には２０〜３０ｍｍ程度）の範囲に限られるため、設計自由度が少なく容易に十分な熱対策が実施できない。

一方、特許文献２に記載の回転数規制手段では、エンジン回転数を規制するほど混合気を濃くすることになり、シリンダ内部に供給される燃料が大幅に増大し燃費が悪化してしまうという問題があった。エンジン回転数を抑えるために無駄に燃料を消費することは、省エネルギーの観点から好ましいものではない。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、気化器側の制御とは独立して作動させることができる回転数規制手段を有するエンジン及びエンジン作業機を提供することにある。

本発明の他の目的は、エンジン停止時の温度上昇の影響を心配する必要がなく、絞り弁等の回転数規制手段の設計自由度が高いエンジン及びエンジン作業機を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、燃費を悪化させることなく効果的にエンジンの回転数を規制することができるエンジン及びエンジン作業機を提供することにある。

本願において開示される発明のうち代表的なものの特徴を説明すれば次の通りである。

本発明の一つの特徴によれば、スロットル弁を有し、大気圧を検知して燃料流量を調整するダイヤフラムが収納される大気室を有するダイヤフラム気化器と、ダイヤフラム気化器の吸入口に接続され、外気を吸入する外気吸入口を有して負圧室と、大気室と負圧室を接続する負圧通路を有し、負圧室に発生する負圧がダイヤフラムに作用するよう構成されたエンジンにおいて、外気吸入口にスロットル弁と無関係に開閉制御可能な絞り弁を設けた。この負圧室は外気を吸入する外気吸入口を有するクリーナボックス内に形成すると良い。

本発明の他の特徴によれば、絞り弁はスロットル弁とは非連動に操作される。クリーナボックスにはフィルタエレメントが収容され、負圧通路は、フィルタエレメントと外気吸入口の間の負圧室に開口するように接続され、絞り弁は負圧室に設けられる。負圧室内に絞り弁の開閉を行う駆動手段を設け、駆動手段を電力によって動作させる。駆動手段はソレノイドであり、ソレノイドのプランジャの先端に弁手段を設けて、プランジャが一端側に位置する際に弁手段が外気吸入口を閉鎖するように構成し、プランジャが他端側に位置する際に弁手段が外気吸入口を開放するように構成した。また、駆動手段が外気の吸入経路に露出しないように、クリーナボックス内に仕切り板を設けた。ソレノイドの駆動制御を行う制御手段はクリーナボックスの内部に収容すると良い。

本発明のさらに他の特徴によれば、エンジンの回転数を検出する検出器を設け、制御手段は回転数が所定の制限値を超えたらソレノイドを駆動して外気吸入口を閉鎖し、回転数が所定の復帰値を下回ったらソレノイドを駆動して外気吸入口を開放し、これらの外気吸入口の開閉を繰り返すことによりエンジンの回転数を制御する。

請求項１によれば、負圧室に発生する負圧がダイヤフラムに作用するよう構成されたエンジンにおいて、外気吸入口に開閉制御可能な絞り弁を設けたので、絞り弁の温度上昇の懸念がなく、しかも燃費を悪化させることなく、エンジンの回転数を規制することが可能となる。また、気化器とは無関係にエンジンの回転数規制手段を実現できるので、従来のエンジン本体と気化器を改造することなく本発明を実施できる。

請求項２によれば負圧室は、外気を吸入する外気吸入口を有するクリーナボックスに形成されるので、クリーナボックスの形状を変更するだけで容易に本発明を実施できる。

請求項３によれば絞り弁は、スロットル弁とは非連動に操作されるので、気化器の作動と独立してきめ細かな制御が可能となる。

請求項４によれば、絞り弁はクリーナボックス内の負圧室に設けられるので、エンジン運転状況によらず絞り弁の温度上昇を防止することができる。

請求項５によれば、絞り弁の開閉を行う駆動手段を設け、駆動手段は電力によって動作するので、作業者が一切操作することなく絞り弁を動作させることができ、使い勝手が大幅に向上する。

請求項６によれば、駆動手段としてソレノイドにより弁手段を制御するので、絞り弁を閉じて負圧室内の負圧がエンジンの吸気負圧によって増大した際に、ダイヤフラムに負圧を作用させることができ、エンジンへの燃料流量を調整することができる。

請求項７の発明によれば、駆動手段が外気の吸入経路に露出しないように、クリーナボックス内に仕切り板を設けたので、負圧室内にはエンジンから燃料と潤滑油が混合された混合燃料を含む混合気が吹き返すことが発生したとしても、駆動手段および動作回路が汚損することを防止できる。

請求項８の発明によれば、ソレノイドの駆動制御を行う制御手段をクリーナボックス内に収容するので、動作回路を設けるための別室などを設ける必要なく、エンジンをコンパクトに構成できる。

請求項９の発明によれば、エンジンの回転数を検出する検出器を設け、制御手段がソレノイドを駆動して外気吸入口の開閉を繰り返すことによりエンジンの回転数を制御するので、エンジン回転数を電子的に高精度に制御することができる。

請求項１０の発明によれば、請求項１から９のいずれか一項に記載のエンジンを備えたエンジン作業機としたので、エンジンの回転制御が容易で使い易いエンジン作業機を実現できる。

本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。

本発明の実施例によるエンジン作業機１の側面図である。本発明の実施例によるエンジン作業機１の側面図であって、クリーナカバー３２を取り外した状態を示す図である（絞り弁４３が閉じている時）。図２のクリーナボディ３１の内部を示す拡大図である（絞り弁４３が開いている時）。図２のＡ−Ａ部の断面図であって、負圧通路を説明するための図である。図３のＢ−Ｂ部の断面図であって、絞り弁４３が開いている時の動作を説明するための図である。図３のＢ−Ｂ部の断面図であって、絞り弁４３が閉じている時の動作を説明するための図である。絞り弁４３を駆動するための回路構成を示すブロック図である。本実施例における絞り弁４３の開閉制御例を示す図である（その１）。本実施例における絞り弁４３の開閉制御例を示す図である（その２）。従来のエンジン作業機１０１の全体形状を示す斜視図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、前後左右、上下方向は図中に示す方向であるとして説明する。

図１は本発明の実施例に係るエンジン作業機１を刈払機に適用した例の側面図である。エンジン作業機１の基本構成は図１０で説明した従来のエンジン作業機１０１と同様であるので、本実施例では改良が加えられたエンジン部分について特に説明する。エンジン作業機１において、樹脂製のボリュートケース３に図示しないエンジンが収容され、エンジンの左側側部には図示しない気化器が設けられる。気化器には、空気中の粉塵を濾過するエアクリーナを介して燃焼用の空気が吸引されるが、エアクリーナは所定の閉空間を有するクリーナボックス３０内に収容される。ボリュートケース３の下方には、エンジンを稼働させるための燃料を貯蔵する燃料タンク２７が設けられる。燃料タンク２７は、例えばプラスチック等の高分子樹脂の一体成形で製造されるもので、外部から燃料の残量が目視できるように半透明の材料にて製造すると良い。本実施例では２サイクルのエンジンを用いるため、潤滑のためのオイルを所定比率にて混合した混合油を燃料タンク２７に収容し、開口部には燃料キャップ２８が設けられる。

図示しないエンジンは、シリンダ（図示せず）が鉛直方向に配置され、シリンダ内で図示しないピストンが鉛直方向に往復運動する。シリンダが取り付けられる図示しないクランクケースは、ボリュートケース３の後方側によって保持され、シリンダ部分は上部カバー５によって覆われる。エンジン作業機１の前方の出力軸には出力伝達機構（図示せず）が設けられ、ボリュートケース３の前方側は駆動軸（図示せず）を覆うように先を絞った筒状であって前方側に延びるような形状に形成される。ボリュートケース３の先端付近には、図示しない駆動軸を取り付けるための円筒形の内部形状を有する取付部３ａが形成され、ボリュートケース３の下側にはエンジン作業機１を床等に置く際の支えとなる複数の脚部３ｂが形成される。

クリーナボックス３０は、後述するエアクリーナによって効果的な濾過を行うと共に、吸入音を十分低減できるようにするための所定の空間（エアクリーナ室）を画定するもので、エンジンの排気量に応じて十分大きい容積をもつ形状とされる。クリーナボックス３０のクリーナカバー３２は、クリーナノブ３３によって開閉可能に固定される。作業者は、クリーナノブ３３を緩めてクリーナカバー３２を取り外すことによってエアクリーナ室の内部にアクセスすることができる。ボリュートケース３の後端側には、図示しないリコイルスタータが設けられる。リコイルスタータは公知のものを用いることができ、牽引ひもを巻回するリールをクラッチを介してエンジンのクランク軸に連結し、この牽引ひもを引くことによってエンジンを始動する手動式のスタータである。リコイルスタータはスタータカバー７によって覆われ、スタータカバー７には牽引ひもの先端に接続されるスタータノブ１９が設けられる。

図２は本発明の実施例によるエンジン作業機１の側面図であって、クリーナカバー３２を取り外した状態を示す図である。エアクリーナ室を画定するためのクリーナボックス３０は、主にクリーナボディ３１とその開口を覆うクリーナカバー３２によって構成され、その内部はエアクリーナ室であるとともに、後述するダイヤフラム気化器の動作のための負圧室となっている。図示しないエンジンの吸気口には、後述するダイヤフラム気化器が取り付けられ、その吸入口３８がエアクリーナ室に開口する。クリーナボディ３１は２本のボルト３７ａ、３７ｂによってダイヤフラム気化器と共にインシュレータに取り付けられる。クリーナカバー３２はクリーナノブ３３の雄ねじ部を、クリーナボディ３１に設けられたネジボス３６の雌ねじ部に締め付けることによって取り付けられる。クリーナボディ３１にはダイヤフラム気化器５０と接続される吸入口３８、エンジン作業機１の吸入空気を取り入れるための外気吸入口４８が設けられる。吸入口３８の周囲にはフィルタエレメント３９が設けられる。本実施例の構成では負圧室にフィルタエレメント３９を設けることで、フィルタエレメント３９を設けるための別室などが必要なく、エンジン作業機１全体をコンパクトにできる。

外気吸入口４８は上下に細長い略長方形に形成され、絞り弁４３によってその開口が開閉可能なように構成される。絞り弁４３は外気吸入口４８を覆うため、外気吸入口４８に対応した略長方形の形状に形成されるものであって、ダイヤフラム気化器より大気側に設けられるエアクリーナ室の負圧室内に設置される。絞り弁４３は駆動手段であるソレノイド４１に接続され、ソレノイド４１の駆動によって外気吸入口４８の開状態、閉状態を制御できる。絞り弁４３は戻しバネ（後述）によって開位置となるよう付勢され、ソレノイド４１が動作すると図２に示すように閉位置に移動し、外気吸入口４８を閉じるよう動作する。絞り弁４３のストロークは規制部４４および４７によって設定される。規制部４４は閉状態の絞り弁４３の位置を規制し、規制部４７は開状態の絞り弁４３の位置を規制する。ソレノイド４１は、プランジャの動作方向が前後方向となるようにソレノイド収納室４２に収納される。エアクリーナ室の下方付近には、後述する負圧通路を接続するための負圧口４０が設けられる。ソレノイド４１は、制御手段によって電気的に制御され、制御手段を搭載する制御回路４６はエアクリーナ室の上部に配置される。さらに、クリーナボディ３１の一部には制御回路４６を収容すると共に、エアクリーナ室に流れる吸入空気と隔離するために仕切り板３１ａが形成される。

図３は本発明の実施例によるエアクリーナ室の部分拡大図であり、図２の状態から絞り弁４３が開いた状態を示す側面図である。図の状態ではソレノイド４１に流していた電流を遮断することによりプランジャの先端に取り付けられた絞り弁４３が戻しバネ６１の作用により規制部４７に当接するまで前方に移動する。規制部４７はクリーナボディ３１の内壁側に突出する３本のリブであり、クリーナボディ３１と一体成形で構成される。この絞り弁４３の移動によってクリーナボディ３１の外気吸入口４８が開口し、クリーナボディ３１の内部空間（後述する負圧室５５）が外気と連通することになる。絞り弁４３は側面視で横にしたＴ字状の形状をしており、上下に細長い略長方形の部分４３ａが外気吸入口４８に対応する形状をしており、外気吸入口４８を閉鎖する弁の役割を果たす。絞り弁４３の略長方形の部分４３ａの上下方向ほぼ中央部から後方側には取付アーム４３ｂが延びてソレノイド４１のプランジャの先端に取り付けられる。取付アーム４３ｂの後端部分には絞り弁４３の後方側への移動を制限するためであって規制部４４と当接するフランジ部４３ｃが形成される。尚、フランジ部４３ｃ付近はプランジャの先端を嵌め込むことが可能なように円筒形の形状とされるが、フランジ部４３ｃより先端側のＴ字状の形状部分たる略長方形の部分４３ａと取付アーム４３ｂは平板状の形状とすると良い。

図４は図２のＡ−Ａ部の断面図であって、負圧通路を説明するための図である。エンジンのシリンダにはインシュレータ２５が取り付けられ、インシュレータ２５の端部にダイヤフラム気化器５０が取り付けられる。ダイヤフラム気化器５０には、クリーナを収容してエアクリーナ室を画定するためのクリーナボディ３１が取り付けられる。クリーナボディ３１の負圧口４０はクリーナボディ３１の背面（ダイヤフラム気化器５０側）まで突出する円筒状の通路であり、これに負圧通路４９が接続される。負圧通路４９は、例えばゴムチューブにて構成できるが、その他の任意の管路や、開口部を２つ有する閉鎖空間で形成しても、その他の圧力伝達媒体や圧力伝達構造で構成しても良い。ダイヤフラム気化器５０はピストンの上下動の背圧による圧力でダイヤフラム５４を振動させ、燃料供給部５７から燃料を供給することにより燃料と空気の混合気をインシュレータ２５を介してシリンダ内に送り込む。負圧通路４９はダイヤフラム気化器５０におけるダイヤフラム５４を収納する大気室５９と負圧室５５を接続するものであって、大気室カバー５３に形成される開口部５３ａと負圧口４０を接続するチューブで構成できる。ここで負圧室とは、絞り弁４３が閉じた際にダイヤフラム気化器５０の吸入口３８内とほぼ同一の圧力（負圧）となる部屋であって、本実施例ではクリーナボックス３０内に配置される。しかしながら本実施例の構成だけに限られずに、フィルタエレメント３９の風上側に別途負圧室を独立に形成してそこに絞り弁を設けても良いし、フィルタエレメント３９の風下側に別途負圧室を構成してそこに絞り弁を設けるようにしても良い。しかしながら、負圧室において絞り弁で開閉される以外の（大きな）開口部があると負圧にならないので、負圧を形成できるような閉空間とすることが重要である。

ダイヤフラム気化器５０には通路断面積が小さいベンチュリ部５８が形成され、そのエアクリーナ側にバタフライ式のチョーク弁５１が設けられる。チョーク弁５１のシリンダ側にはバタフライ式のスロットル弁５２が設けられ、燃料供給部５７はベンチュリ部５８近傍に設けられる。ダイヤフラム気化器５０においては、ベンチュリ部５８とダイヤフラム５４の差圧によって燃料流量が調節されるので、ダイヤフラム５４に負圧が作用すると、ベンチュリ部５８とダイヤフラム５４が検知する圧力の差が小さくなるため、燃料流量を低減することができる。

クリーナボディ３１はフィルタエレメント３９の上部側に仕切り板３１ａが設けられ、仕切り板３１ａの上側は制御回路４６を収容するための閉空間が形成される。本実施例では制御回路４６の詳細を図示していないが、この空間内に回路基板を設けて電気回路を搭載するとよい。また、ソレノイド４１を駆動する電源となるバッテリ、例えばリチウムイオン二次電池も搭載するように構成しても良い。フィルタエレメント３９の下方向には外気吸入口４８が設けられる。外気吸入口４８はクリーナボディ３１の内壁３１ｂから負圧室５５側（内側）に突出する断面が略長方形の筒状の通路であり、通路の端部には絞り弁４３が位置することにより外気吸入口４８の負圧室５５への開口を閉鎖できるように構成される。クリーナボディ３１の開口部はクリーナカバー３２の内側壁面には、フィルタエレメント３９を押さえるためのリブ３２ａが設けられる。

次に、本実施例における回転数規制手段の動作について、図５および図６を用いて説明する。図５および図６は図３のＢ−Ｂ部の断面図であって、図５は絞り弁４３が開いている時の動作の説明図であり、図６は絞り弁４３が閉じている時の動作の説明図である。図５は作業者が図示しないスロットルノブを操作し、スロットル弁５２が全開となっている状態である。この時、外気吸入口４８は開いている状態なので、吸入空気は矢印６０のように外気吸入口４８から負圧室５５に流入し、矢印６１のようにフィルタエレメント３９を通過して矢印６２のようにダイヤフラム気化器５０の内部に流入する。ダイヤフラム気化器５０の内部では、チョーク弁５１及びスロットル弁５２の円盤は流入空気の流れと平行とされるので、チョーク弁５１及びスロットル弁５２による空気抵抗が最小状態となる。この際、ダイヤフラム気化器５０内においては、ベンチュリ部５８において通路断面積が小さくなっているため、この部分で負圧が増大する。この負圧とダイヤフラム５４が検知する圧力との圧力差によって調整された燃料が、矢印６３のように燃料供給部５７より供給され、この供給によって生成された混合気が矢印６４、６５のようにシリンダ内に供給される。

図６においては、ソレノイド４１に電力を供給することにより絞り弁４３を図２のように閉鎖状態とする。図６の状態では絞り弁４３が閉じているため、空気量についても絞り弁４３が閉じることによって低減することができ、ダイヤフラム気化器５０に吸入する空気はほぼ無い状態となる。また、ダイヤフラム気化器５０においてチョーク弁５１とスロットル弁５２が両方とも全開の状態であるので、エンジンの吸気負圧が絞り弁４３まで阻害されることなく負圧室５５に作用する。図４で示したように負圧室５５は負圧通路４９によって大気室５９と接続されているので、ダイヤフラム５４にもエンジンの吸気負圧が作用することになる。このため、ベンチュリ部５８における圧力とダイヤフラム５４が検知する圧力の差がほぼ等しくなるため、燃料供給部５７から吸入通路内への燃料の供給をほぼ遮断できる状態となる。従って、エンジンの運転に必要な混合気の供給を確実に遮断できるので、本実施例の構成ではソレノイド４１を駆動することによってエンジンの回転数を低下させ、規制することが可能となる。

本実施例では、絞り弁４３、ソレノイド４１、制御回路４６を含んで構成される回転数規制手段をクリーナボックス３０の内部に配置したので、エンジンの運転状態によらずこれらの回転数規制手段が温度上昇することを防止できる。また、ベンチュリ部５８における圧力とダイヤフラム５４が検知する圧力の差がほぼ等しくなるため、燃料供給部５７からの燃料の供給はほぼない状態を作り出すことができるため、燃費を悪化させることなくエンジンの回転数の規制が可能となる。さらに、外気吸入口４８は負圧室５５のどこに配置してもよく、その形状にも制限がないため、絞り弁４３の配置およびその形状の設計自由度が極めて高い。

図７は絞り弁４３を駆動するための回路構成を示すブロック図である。クリーナボックス３０の内部に収容される制御回路４６は、バッテリ２９から供給される電力を所定のタイミングにてソレノイド４１に供給することにより、絞り弁４３の開閉制御を行う。絞り弁４３を開閉するタイミングは、イグニッションコイル２６から得られる信号によって制御回路４６が検出する。制御回路４６は、エンジンが所定の回転数を超えたらソレノイド４１に通電することにより、絞り弁４３が外気吸入口４８を閉鎖するため上述したように燃料供給部５７からの燃料の供給を停止することによりエンジンの回転数の上昇を抑えることができる。バッテリ２９をエンジン作業機１のどこに配置するかは任意であり、バッテリ２９を用いる替わりに小型の発電機を設け、発電された電力によりソレノイドを駆動するように構成しても良い。

図８は、本実施例においてエンジン回転数を所定の上限値に保つように制御する方法である。図８（１）において、エンジン回転数８１が上昇して時間ｔ_１において矢印８２のように所定の制限回転数（例えば１０，０００ｒｐｍ）に到達したら、制御回路４６は図８（２）のようにソレノイド４１をＯＦＦ状態（ソレノイド４１に通電していない状態で絞り弁４３が開状態）から、ＯＮ状態（ソレノイド４１に通電している状態で絞り弁４３が閉状態）に切り替える。すると、エンジンへの燃料の供給が遮断されるので、エンジン回転数が徐々に低下する。時間ｔ_２において矢印８３に示すように所定の復帰回転数（例えば９,５００ｒｐｍ）に到達したら、ソレノイド４１への通電を解除する。すると、絞り弁４３は戻しバネ６１の作用により元の状態（図３のような状態）に戻ることにより、再び外気吸入口４８が開口する。すると再びゆっくりとエンジン回転数が上昇し、時間ｔ_３にて再び所定の制限回転数に到達する。そして同様して時間ｔ_３〜ｔ_４、ｔ_５〜ｔ_６で再びソレノイド４１に通電することにより外気吸入口４８を閉じて、エンジンへの燃料の供給が遮断する。このような制御を繰り返すことによりエンジンは１００００ｒｐｍ付近でほぼ定速にて回転することになる。この際、時間ｔ_１〜ｔ_２、ｔ_３〜ｔ_４、ｔ_５〜ｔ_６の間ではエンジンに燃料が供給されない状態となるので、燃料の消費を抑えることできる。以上のように、本実施例の開閉制御が可能な外気吸入口４８とダイヤフラム気化器５０を用いてエンジンの回転数を制御することで、エンジンのきめ細かな制御を行うことができる。

図９は、本実施例においてエンジン回転数の不慮の上昇、つまり過回転を防止するようにした制御を行う方法である。図９（１）において、エンジン回転数９１が上昇して時間ｔ_１１において矢印９２において上限回転数（例えば１３，０００ｒｐｍ）に到達したら、制御回路４６は図９（２）のようにソレノイド４１をＯＦＦ状態（ソレノイド４１に通電していない状態で絞り弁４３が開状態）から、ＯＮ状態（ソレノイド４１に通電している状態で絞り弁４３が閉状態）に切り替える。すると、エンジンへの燃料の供給が遮断されるので、エンジン回転数が低下する。時間ｔ_１２において矢印９３に示すように所定の復帰回転数（例えば１０，０００ｒｐｍ）に到達したら、ソレノイド４１への通電を解除する。すると、絞り弁４３は戻しバネ６１の作用により元の状態（図３のような状態）に戻ることにより、再び外気吸入口４８が開口し、継続していたスロットル弁によるエンジン回転数の制御を行うことができる。以上のように、本実施例の回転数規制手段では、許容上限回転数を超えた場合に瞬時に回転数を低下させることができ、しかもその制御はスロットル弁による回転制御とは独立して電子的に行うことができるので、応答性が良く信頼性の高い回転数制御を実現したエンジン作業機を実現できる。

以上説明したように、本実施例のエンジン作業機においては、温度上昇の懸念がなく、空気量を絞る絞り弁の設計自由度が極めて高く、しかも燃費が良い回転数規制手段を実現することができる。また、フィルタエレメント３９を収容する負圧室５５に回転数規制手段を収容したため、エンジン１１全体をコンパクトに構成することができる。また、エンジン１１から負圧室５５に混合気が吹き返してきた場合でも、制御回路４６は仕切り板６０によって隔離した空間に配置され、ソレノイド４１はソレノイド収納室４２内に隔離して収容されることにより汚損から保護することができる。尚、絞り弁４３をソレノイド４１のプランジャに取り付けたＴ字状の形状としたが、この形状の自由度が極めて高いため、円形などに限定されずに長方形やその他の形状にすることも可能であり、これによって小さいストロークのソレノイド４１であっても比較的大きい外気吸入口４８を遮断することが可能となるので、ソレノイド４１を小型化することができる。

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば上述の実施例では絞り弁４３は全閉又は全閉のいずれかの位置に移動させたが、全閉させないで開口面積を小さくするような開口面積を可変させる制御を行っても良い。また、絞り弁を動作させる駆動手段はソレノイドだけに限られずに、モータ、その他の任意の電磁絞り弁４３、電気制御式の開閉手段、空気の圧力を利用した空圧源を用いても良い。さらに、フィルタエレメント３９によって囲まれる空間に吸入口３８と共に負圧口４０を開口させるような配置としても良い。

１エンジン作業機３ボリュートケース
３ａ取付部３ｂ脚部
５上部カバー７スタータカバー
１１エンジン１９スタータノブ
２５インシュレータ２６イグニッションコイル
２７燃料タンク２８燃料キャップ
２９バッテリ３０クリーナボックス
３１クリーナボディ３１ａ仕切り板
３１ｂ内壁３２クリーナカバー
３２ａリブ３３クリーナノブ
３４チョークレバー３６ネジボス
３７ａ、３７ｂボルト３８吸入口
３９フィルタエレメント４０負圧口
４１ソレノイド４２ソレノイド収納室
４３絞り弁４３ａ略長方形の部分
４３ｂ取付アーム４３ｃフランジ部
４４規制部４６制御回路
４７規制部４８外気吸入口
４９負圧通路５０ダイヤフラム気化器
５１チョーク弁５２スロットル弁
５３大気室カバー５３ａ開口部
５４ダイヤフラム５５負圧室
５７燃料供給部５８ベンチュリ部
５９大気室６０仕切り板
６１バネ８１、９１エンジン回転数
１０１エンジン作業機１０３簿リュートケース
１０４メインパイプ１０５シリンダカバー
１０８ハンドル１０９グリップ部
１１０スロットルレバー１１２回転刃
１１３飛散防御カバー１４５ワイヤー

Claims

スロットル弁を有し、大気圧を検知して燃料流量を調整するダイヤフラムが収納される大気室を有するダイヤフラム気化器と、
前記ダイヤフラム気化器の吸入口及び外気を吸入する外気吸入口と連通する負圧室と、
前記大気室と前記負圧室を接続する負圧通路を有し、
前記負圧室に発生する負圧がダイヤフラムに作用するよう構成されたエンジンにおいて、
前記外気吸入口に開閉制御可能な絞り弁を設けたことを特徴とするエンジン。
前記負圧室は、外気を吸入する外気吸入口を有するクリーナボックスに形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
前記絞り弁は、前記スロットル弁とは非連動に操作されることを特徴とする請求項２に記載のエンジン。
前記クリーナボックスにはフィルタエレメントが収容され、
前記負圧通路は、前記フィルタエレメントと前記外気吸入口の間の負圧室に開口するように接続され、
前記絞り弁は前記負圧室に設けられることを特徴とする請求項２又は３に記載のエンジン。
前記絞り弁の開閉を行う駆動手段を設け、前記駆動手段は電力によって動作することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のエンジン。
前記駆動手段はソレノイドであり、
前記ソレノイドのプランジャの先端に弁手段を設けて、前記プランジャが一端側に位置する際に前記弁手段が前記外気吸入口を閉鎖し、前記プランジャが他端側に位置する際に前記弁手段が前記外気吸入口を開放することを特徴とする請求項５に記載のエンジン。
前記駆動手段が前記外気の吸入経路に露出しないように、前記クリーナボックス内に仕切り板を設けたことを特徴とする請求項６に記載のエンジン。
前記ソレノイドの駆動制御を行う制御手段を前記クリーナボックスに収容することを特徴とする請求項６又は７に記載のエンジン。
前記エンジンの回転数を検出する検出器を設け、
前記制御手段は、前記回転数が所定の制限値を超えたら前記ソレノイドを駆動して前記外気吸入口を閉鎖し、前記回転数が所定の復帰値を下回ったら前記ソレノイドを駆動して前記外気吸入口を開放し、これらの前記外気吸入口の開閉を繰り返すことによりエンジンの回転数を制御することを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載のエンジン。
請求項１から９のいずれか一項に記載のエンジンを備えたことを特徴とするエンジン作業機。