JP2014070603A - Gas engine and work machine using the same - Google Patents
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Abstract
Description
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に用いられる携帯作業機用のガスエンジン及びこれを用いたガスエンジン作業機に関する。 The present invention relates to a gas engine, and more particularly to a gas engine for a portable working machine used for a brush cutter using a cassette type gas cylinder filled with liquefied fuel, and a gas engine working machine using the same.
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。図14は、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を搭載した刈払機1001の全体を示す斜視図である。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の後端にガスエンジンが取り付けられる。ガスエンジンの出力は、操作桿1002内に挿通させた図示しない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。カセット式ガスボンベはガスボンベケース1005に収容される。このカセット式ガスボンベは、一般的には液化ブタンが使用されているものが多い。
For example, as shown in
図11〜13に従来のガスエンジンに用いられる燃料供給部の構成を示す。図11は従来のガスエンジンにおけるガスボンベ20からレギュレータ107への燃料の取り出し構造を説明する部分断面図である。図11において、ガスボンベ20内に設けられたL字形に曲がった取出し管23の先端23aが下向きになるように、ガスボンベ20を横置きにセットしている。このようにセットされたガスボンベ20中では、重力により下方には液体燃料22が溜まり、上方には気化した燃料21がその飽和蒸気圧で貯溜している。このため、ガスエンジンには取出し管23から常に液体燃料22が供給される。ガスボンベ20の先端のステム25をソケット27に挿入すると、逆止弁29、燃料通路28(通路28a、28b)を経て燃料通路9へ流れていく。燃料通路9はシリンダ3の側面を屈曲して取り回されることによりベーパライザの機能を兼ねる金属製に管路である。燃料通路9のうち、シリンダの近傍に配置された部分(べーパライザ部9b)において、シリンダ3の熱等で液体燃料22を燃料通路9内で気化させ、気体のガスを周知のレギュレータ107に送出する。レギュレータ107においては、第1減圧室71と第2減圧室75を通過させて所定のガス圧に調圧してから、吸気口85から流入する空気と混合させてクランクケースを経てシリンダ内に給気する。
11 to 13 show the configuration of a fuel supply unit used in a conventional gas engine. FIG. 11 is a partial cross-sectional view illustrating a structure for taking out fuel from the
図12は図11のレギュレータ107の拡大縦断面図である。図12に示すように、一般的にレギュレータ107の第1減圧室71では、第1レバー72と第1ダイヤフラム73と第1ばね74とにより約350mmAq(ゲージ圧)、ISO単位で記すと約0.0035MPa(ゲージ圧)に調圧される。第2減圧室75では、第2レバー76及びニードル弁79と第2ダイヤフラム77と第2ばね78とにより約0mmAq(ゲージ圧)、ISO単位で記すと約0MPa(ゲージ圧)(=大気圧)に調圧される。第2減圧室には、開口穴を有するカバー187が設けられる。第1減圧室71内の圧力が約0.0035MPa(ゲージ圧)より高くなると、ガスの圧力により第1ばね74の付勢力に抗し第1ダイヤフラム73を押下げる。すると、第1レバー72の第1ダイヤフラム73の連結側72bが下がり、他端側の弁部72aが上がるように支点72c回りに揺動し通路81を閉鎖する。逆に第1減圧室71内の圧力が約0.0035MPa(ゲージ圧)より低くなると、第1ばね74の付勢力で第1ダイヤフラム73が押上げられ、前記と逆方向に第1レバー72が支点72c回りに揺動し弁部72aが通路81を開口して流入させ、所定圧に達すると弁部72aが通路81を閉鎖し一定圧を保つ。
FIG. 12 is an enlarged longitudinal sectional view of the
第2減圧室75も同様の動作で、ピストン(図示せず)が上昇するとピストン下部のクランクケース室側が負圧になり、さらにピストン(図示せず)がシリンダの給気ポート(図示せず)より上に上昇するとクランクケース室側に吸い出されて、吸気口85に連通している第2減圧室75内の圧力が約0MPa(ゲージ圧)より低くなる。すると、第2ダイヤフラム77の前面(メインジェット83と遠い側)は大気圧に開放されているので、第2ダイヤフラム77の前後面の差圧によりにより前方向(メインジェット83側)に押される。第2レバー76の一端側(上端側)76bは第2ダイヤフラム77に接しているので、第2ばね78の付勢力に抗して第2レバー76の上端側76bが第2ダイヤフラム77に押され支点76c回りに揺動(図中では支点76cが時計回りに移動)し、第2レバー76の下端側76aは第2ダイヤフラム77側に移動する。第2レバー76の下端側76aにはニードル弁79が取付けられており、ニードル弁79が第2ダイヤフラム77側に移動する。すると、通路82とニードル弁79間が徐々に開口し、通路82を経て第1減圧室71と第2減圧室75が連通する。第1減圧室71内の圧力は約0.0035MPa(ゲージ圧)であり第2減圧室75は負圧となっているので、第1減圧室71側から第2減圧室75側に流入し、延いてはメインジェット83を経て吸気口85、そこでエアクリーナ(図示せず)からの空気と混合してクランクケースを経由してシリンダ3内へと流れて行く。ガスエンジンが起動中はこの動作が続く。ガスエンジンを停止させてピストン(図示せず)が停止すると、ピストン下のクランクケース内が負圧となることはないので、クランクケース側への吸い込みはなくなる。すると、吸気口85から連通した第2減圧室75は大気圧になり、第2ダイヤフラム77は元の位置に戻る。第2レバー76も第2ばね78の付勢力で第2レバー76の上端側76bがメインジェット83と遠い側に移動するように揺動し、第2レバー76の下端側76aがニードル弁79側に移動する。この結果、ニードル弁79も前方向に移動し元位置に戻り通路82を閉鎖して、第2減圧室75の圧力を一定(約0MPa(ゲージ圧))に保つことになる。この時は、気化した燃料の流れは完全に停止する。
The
ところで、特許文献1のガスエンジンでは、5℃近辺の低温環境下での始動時に、シリンダ及びその近傍のベーパライザ部が冷えているため、ガスボンベから供給される液体燃料の気化が不十分となり、エンジン始動性が悪くなることがある。また、特にこの種の作業機での作業始めにガスボンベを初めてセットした直後の始動時には、図11に示すように、ガスボンベ20内の燃料の飽和蒸気圧で液体燃料22が一気に押出される。燃料通路9のベーパライザ部9b部の断面積及び容積は微小であり、始動時にはベーパライザ部9bの温度も低いので、ベーパライザ部9b内の通路を満たして液体燃料22が流れる。そこで、図13に示すようにガスボンベ20をセットする前の当初の燃料通路9内にあった空気55は、液体燃料22でレギュレータ107側に押出されていく。レギュレータ107の第1レバー72の弁部72aは約0.0035MPa(ゲージ圧)以上となると通路81を閉鎖するのですぐに閉鎖する形となり、第1レバー72の弁部72aとガスボンベ20側から流入してきた液体燃料との間に、当初のベーパライザ部9b内の空気55が圧縮されながら閉じ込められて残り、図11の液面50の如くなる。この閉じ込められ残った圧縮された空気55の中には、液体表面から蒸発した燃料ガスが混合し、この温度での液体燃料の飽和蒸気圧と同じ圧力になる。閉じ込められ残った空気55が先に圧縮されているので、燃料ガス分はごく少量である。この状態でのレギュレータ107の第1減圧室71内は、さらに燃料ガスが希薄な空気が閉じ込められたままであり、第2減圧室75内はほぼ空気のみで燃料ガス分はない。
By the way, in the gas engine of
この状態でガスエンジンを始動させるためにスタータロープを引いてクランク軸を回しても、レギュレータ107を介してクランクケース側に吸い込める燃料ガス分は最初ほとんどなく、従ってシリンダ内での着火爆発が行われず始動できない。スタータロープさらに引いて数多くクランク軸を回すクランキングを行うことにより、レギュレータ107及びベーパライザ部9bに最初に閉じ込められ残った空気を吸い出して抜くことができるが、この始動作業は燃料ガス分をクランクケース延いてはシリンダ内まで吸い込まなければならず、疲労を伴う作業となる場合があった。また、この一般的な燃料である液化ブタンの5℃近辺の飽和蒸気圧は約0.02MPa(ゲージ圧)であり、ガスボンベからの押出し圧力が低いので燃料通路9のベーパライザ部9b内での液体燃料の液面50の到達位置(高さ)が短くなり、それだけ燃料成分のある所がレギュレータ107から遠い位置となる。即ち、低温であるほどシリンダ3内への燃料供給が不十分となり、始動性がさらに悪くなる。
Even if the starter rope is pulled and the crankshaft is turned to start the gas engine in this state, there is little fuel gas that can be sucked into the crankcase side via the
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、低温時また作業始めに液化燃料を充填したカセット式ガスボンベを初めてセットした時においても始動性が良く、操作性の良いガスエンジン及びこれを用いたエンジン作業機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and has a good startability and good operability even when a cassette type gas cylinder filled with liquefied fuel is set for the first time at a low temperature or at the beginning of work, and a It aims at providing the used engine working machine.
本発明の他の目的は、チョーク機構を操作することにより自動的にレギュレータ内に残留する空気を排出できるようにしたガスエンジン及びこれを用いたエンジン作業機を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a gas engine that can automatically discharge air remaining in a regulator by operating a choke mechanism, and an engine working machine using the same.
本発明のさらに他の目的は、エンジン本体側やガスボンベ収納室側の基本構造を変えること無く、レギュレータを変えるだけで容易に始動性を向上させることができるガスエンジン及びこれを用いたエンジン作業機を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a gas engine that can be easily improved in startability only by changing a regulator without changing the basic structure on the engine body side or gas cylinder storage chamber side, and an engine working machine using the same. Is to provide.
本発明の請求項1にかかるガスエンジンは、液化ガスを充填した着脱式のガスボンベが取付けられてガスボンベと連通する燃料流路を有するソケットと、ガスボンベからのガスを第1減圧室と第2減圧室を経て調圧し吸気口からの空気と混合するレギュレータと、レギュレータとソケットとを連通するものであって液体の燃料を気化させるベーパライザ部を有する燃料通路を有し、レギュレータ内に、ベーパライザ部に連結した第1減圧室内の第1ダイヤフラムと、第1減圧室と連通し吸気口に連結した第2減圧室内の第2ダイヤフラムを備えたガスエンジンにおいて、第2ダイヤフラムを押圧して第2減圧室内と吸気口を強制的に連通させる押圧手段を設けた。また、ガスエンジンの始動時に吸気口を塞ぐチョーク手段を設け、チョーク手段を操作することにより押圧手段が連動して動作するように構成した。チョーク手段は、一端に吸気口を開閉するチョーク板が設けられ他端に操作部を有する揺動可能なチョークレバーを有し、押圧手段はチョークレバーを操作した際に第2ダイヤフラムを押圧状態に保つように構成したカム機構を含む。 A gas engine according to a first aspect of the present invention includes a socket having a fuel flow path that is attached to a detachable gas cylinder filled with a liquefied gas and communicates with the gas cylinder, and a gas from the gas cylinder is supplied to a first decompression chamber and a second decompression chamber. A regulator that regulates pressure through the chamber and mixes with air from the air inlet, and a fuel passage that communicates the regulator and the socket and has a vaporizer section that vaporizes liquid fuel. In a gas engine having a first diaphragm in a connected first decompression chamber and a second diaphragm in a second decompression chamber that communicates with the first decompression chamber and is connected to an intake port, the second diaphragm is pressed to press the second diaphragm. And a pressing means for forcibly communicating the intake port. Further, choke means for closing the intake port at the start of the gas engine is provided, and the pressing means operates in conjunction with operation of the choke means. The choke means has a swingable choke lever having a choke plate for opening and closing the intake port at one end and an operating portion at the other end, and the pressing means puts the second diaphragm into a pressed state when the choke lever is operated. Including a cam mechanism configured to maintain.
本発明の他の特徴によれば、カム機構は、チョークレバーの所定角度分の回転運動を第2ダイヤフラムを押圧するピン部材の直線運動に変換するように構成した。カム機構は、一端が第2減圧室内の第2ダイヤフラムの軸芯部に面し、他端に軸方向に凹凸面を有する、軸方向に移動可能にばね付勢されたピン部材と、ピン部材の凹凸面と係合または離脱し、ピン部材を軸方向に押し出し可能な駆動カム部材と、駆動カム部材から径方向に突出して延びるレバーを有し、駆動カム部材のレバーとチョークレバーとを係止させ、一方のレバー操作で他方のレバーをも動作させるように構成した。 According to another aspect of the present invention, the cam mechanism is configured to convert the rotational motion of the choke lever by a predetermined angle into the linear motion of the pin member that presses the second diaphragm. The cam mechanism has one end facing the shaft core portion of the second diaphragm in the second decompression chamber and the other end having an uneven surface in the axial direction, and a spring-biased pin member movable in the axial direction, and the pin member A drive cam member capable of engaging with or disengaging from the concave and convex surface of the pin and pushing out the pin member in the axial direction, and a lever extending in a radial direction from the drive cam member. The lever of the drive cam member and the choke lever are engaged. The other lever is also operated by operating one lever.
本発明のさらに他の特徴によれば、カム機構はレギュレータの第2減圧室を覆うカバーに取り付けられ、チョークレバーの揺動面と駆動カム部材のレバーの回動面が直交するように配置すると良い。チョーク板には小径の空気穴(貫通穴)が形成され、空気穴には吸気方向のみに空気を流す逆止弁が設けられる。 According to still another feature of the present invention, the cam mechanism is attached to a cover that covers the second decompression chamber of the regulator, and is arranged so that the swing surface of the choke lever and the rotation surface of the lever of the drive cam member are orthogonal to each other. good. A small diameter air hole (through hole) is formed in the choke plate, and a check valve that allows air to flow only in the intake direction is provided in the air hole.
請求項1の発明によれば、第2ダイヤフラムを押圧して第2減圧室内と吸気口を連通させる押圧手段を設けたので、低温時や作業始めにガスボンベを初めてセットした直後の始動時においても、押圧手段を操作して第2ダイヤフラムを押して第2減圧室からクランクケースまでの燃料通路を連通した状態とすることができ、クランクケース内に高濃度の燃料を送ることができる。また、気化した燃料ガスは大気圧よりは少しは高い圧力であるので、クランキングをしなくてもレギュレータとベーパライザ部に最初に閉じ込められ残った空気を追い出すことが可能となり、燃料ガス分を素早くクランクケースに流入させることができる。また、この際に燃料が連続して流れるので、クランクケース内は濃い目の燃料供給状態となる。そこでクランキングをすれば、その気化燃料がクランクケースからシリンダに入るので、低温時の冷間始動時においても着火爆発し易くなり、簡単な操作工程でガスエンジンの始動性を向上させることができる。
請求項2の発明によれば、押圧手段はチョーク手段の操作に連動して操作できるので、チョークレバーを操作するだけで第2減圧室内の残留空気を抜くことができる。
請求項3の発明によれば、押圧手段はチョークレバーの移動の際に第2ダイヤフラムを押圧状態に保つカム機構を含んで構成されるので、作業者は押圧手段の操作を意識すること無くチョークレバーを操作するだけで良い。
請求項4の発明によれば、カム機構は、チョークレバーの回転運動を第2ダイヤフラムを押圧するピン部材の直線運動に変換するので、簡単なカム機構にて第2ダイヤフラムを押圧することが可能となり、本発明の実施のための製造コストの上昇を抑えることができる。
請求項5の発明によれば、カム機構は軸方向に移動可能なピン部材と、径方向に回動可能な駆動カム部材と、駆動カム部材から径方向に突出して延びるレバーにて構成されるので、少ない部品構成の簡単なカム機構にて第2ダイヤフラムを押圧する機構を実現できる。
According to the first aspect of the present invention, since the pressing means for pressing the second diaphragm to connect the second decompression chamber and the intake port is provided, even at the start immediately after the gas cylinder is set for the first time at a low temperature or at the beginning of work. By operating the pressing means, the second diaphragm can be pushed to bring the fuel passage from the second decompression chamber to the crankcase into communication, and high-concentration fuel can be sent into the crankcase. In addition, since the vaporized fuel gas is slightly higher than the atmospheric pressure, it is possible to expel the remaining air that is initially trapped in the regulator and vaporizer without cranking, and the fuel gas content can be quickly removed. It can flow into the crankcase. Further, since the fuel continuously flows at this time, the crankcase is in a rich fuel supply state. Therefore, if cranking is performed, the vaporized fuel enters the cylinder from the crankcase, so that it is easy to ignite and explode even during cold start at low temperatures, and the startability of the gas engine can be improved with a simple operation process. .
According to the invention of claim 2, since the pressing means can be operated in conjunction with the operation of the choke means, the residual air in the second decompression chamber can be extracted only by operating the choke lever.
According to the invention of
According to the invention of
According to the invention of
請求項6の発明によれば、カム機構はレギュレータの第2減圧室を覆うカバーに取り付けられるので、レギュレータの第2減圧室を覆うカバー部分を変えるだけで本発明に用いるレギュレータを容易に実現できる。
請求項7の発明によれば、チョーク板の揺動面と駆動カム部材のレバーの回動面は直交するように配置されるので、レギュレータの他の機器との配置関係に影響すること無く本発明の押圧機構を配置できる。
請求項8の発明によれば、チョーク板には小さい空気穴が形成され空気穴には吸気方向のみに空気を流す逆止弁を設けたので、第2ダイヤフラムが押されて連続的に吸気路に大気圧より少し高い圧力の気化した燃料ガスが流入してきても、吸気口をチョーク板の閉塞部が閉鎖し空気穴部からエアクリーナ延いては外部にもれることはなく、安全性を高めることができる。また、その後にクランキングをすれば、少量の空気は吸い込めるので、安全性を高めつつ始動性を向上させることができる。
請求項9の発明によれば、請求項1から7のいずれか一項に記載のガスエンジンを用いて作業機器を駆動させるので、取り扱いが容易で始動性が良いエンジン作業機を実現できる。
According to the invention of
According to the seventh aspect of the present invention, the rocking surface of the choke plate and the rotating surface of the lever of the drive cam member are arranged so as to be orthogonal to each other, so that this arrangement is not affected by the arrangement relationship with other devices of the regulator. The pressing mechanism of the invention can be arranged.
According to the eighth aspect of the present invention, since the choke plate is formed with a small air hole and the air hole is provided with the check valve that allows air to flow only in the intake direction, the second diaphragm is pushed to continuously intake the air passage. Even if vaporized fuel gas with a pressure slightly higher than atmospheric pressure flows into the intake port, the closed part of the choke plate closes the inlet and the air cleaner extends from the air hole to the outside, improving safety. Can do. Further, if cranking is performed thereafter, a small amount of air can be sucked in, so that startability can be improved while improving safety.
According to the ninth aspect of the invention, since the work equipment is driven using the gas engine according to any one of the first to seventh aspects, an engine working machine that is easy to handle and has good startability can be realized.
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。 The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the following description and drawings.
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、上下の方向は図中に示す方向であるとして説明する。図1は本発明に係るガスエンジン1の背面図であって、ガスボンベケース10内を断面図で示す図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals, and repeated description is omitted. Further, in the present specification, description will be made assuming that the front and rear directions and the up and down directions are directions shown in the drawing. FIG. 1 is a rear view of a
ガスエンジン1は、上部に点火プラグ14が取付けられたシリンダ3と、シリンダ3の下部に取付けられたクランクケース4と、シリンダ3の排気ポート(図示せず)に取付けられたマフラ5と、シリンダ3の吸気ポート(図示せず)側にインシュレータ8を介して取付けられたレギュレータ7及びエアクリーナボックス6と、クランクケース4の下部に複数のボルト13にて取付けられたガスボンベケース10と、ガスボンベケース10からレギュレータ7に燃料供給通路を形成する燃料通路9を含んで構成される。ガスボンベケース10は、従来例のエンジン作業機と同じ構成で有り、ガスボンベ20としてJIS規格S2148に規定のカセットこんろ用燃料容器、いわゆる“家庭用のガスボンベ”を使用することができる。本実施例においては、2サイクルのガスエンジン1がクランクケース4にネジ止めされる。ガスボンベケース10は、ガスボンベ20の外径形状に対応させ、内部が略円柱形の容器で有り、右側にガスボンベ20を挿入するための開口部10aが形成される。開口部10aには着脱可能なキャップ11を取り付けられる。キャップ11の内側にはスプリング12が設けられ、スプリング12によってガスボンベ20をソケット27側に押しつけるように付勢する。
The
燃料通路9は、一方の端部9aがガスボンベケース10に接続され、他方の端部9cがレギュレータ7に接続される。燃料通路9は、例えば鋼材、ステンレス、アルミ合金等の金属製の管路であって、その管路をシリンダ3の放熱フィンの周囲に位置するように配管し、シリンダ3の熱で燃料通路9の一部(ベーパライザ部9b)を熱することにより管路中の液化ガスの気化を促進する。ベーパライザ部9bをどの程度の長さにするか、どのように放熱フィンの周囲に配置するかは適宜設定することができる。
The
ガスボンベケース10のガスボンベ20の収容空間の底部にはガスボンベ20を装着するためのソケット27が設けられる。ソケット27は、例えばガスボンベ20のステム25を連結固定するための取付部材であって、リング状の座面の一部に位置決め突起27aが設けられる。位置決め突起27aは、フランジ26の切欠き部26aを嵌合させることにより、ガスボンベ20を正しい向きに装着するために設けられるものである。ガスボンベ20を装着するには、ガスボンベ20のフランジ26の切欠き部26aをソケット27の位置決め突起27aに合わせて、ガスボンベ20をソケット27に装着する。ガスボンベ20が正しく装着されたら作業者はキャップ11を取り付ける。本実施例ではガスボンベケース10の開口部10aとキャップ11はねじ式で固定されるが、ラッチやその他の公知の固定方法にて着脱可能に固定するようにしても良い。
A
フランジ26の中央付近にはガスボンベ20から接続管24に当接する円筒形の窪みが形成され、窪みの中央には貫通穴が開けられ、貫通穴には逆止弁29が設けられ、接続管24の先端のステム25を軸方向に押しつけることによって逆止弁29が開放され、ガスボンベ20から燃料通路9へガスが放出可能な状態とされる。ガスボンベ20の取出し管23は図示のようにL字形の管であって、軸方向から垂直に曲がる方向はフランジ26に形成された切欠き部26aと同じ方向になる。従って、位置決め突起27aを有するソケット27に装着することにより、ガスボンベ20のL字形の取出し管23の向きを正しく下向きに設定でき、燃料の残量が少なくなるまで液体燃料22が液体のまま送出される。逆進弁29から燃料通路9までは、左右方向に延びる通路28aと、上下方向に延びる通路28bにて接続される。本実施例では通路28aはソケット27と一体で構成されるが、通路28をどのように構成するかは任意である。
In the vicinity of the center of the
次に図2〜4を用いてレギュレータ7の詳細構成を説明する。図2は図1のA−A部の断面におけるレギュレータ7の縦断面図である。図12で説明した従来例のレギュレータ107と同じ構成、同じ構成部品のところは同じ番号の符号を付している。本実施例のレギュレータ7で従来例のレギュレータ107との主な相違点は、レギュレータ7の第2減圧室75のカバー87に、押圧機構90を設けた点である。押圧機構90は、主に、カップ状のカバー98の内部に収容されたピン部材91と、ピン部材91と係合する駆動カム部材94と、ピン部材91を駆動カム部材94側に付勢するバネ97と、駆動カム部材94を回転させるレバー95によって構成される。レバー95によって押圧機構90を動作させると押圧機構90が第2減圧室75のカバー87の外部から第2ダイヤフラム77の中心付近を強制的に押して、第2ダイヤフラム77がメインジェット83側に移動させるように作用する。駆動カム部材94と一体で製造されるレバー95は、後述するチョークレバー60(後述)と係止され、チョークレバー60を操作してチョーク機構を作動させると連動して駆動カム部材94が回転することによって、駆動カム機構の働きによりピン部材91を軸方向(メインジェット83側)に移動させる。
Next, the detailed structure of the
図3は図2の前方側から見たレギュレータの正面図(一部を断面図)であって、レバー95の未操作時の状態を示す図である。レバー95は駆動カム部材94と一体成形またはねじ止め等により連結されたもので、駆動カム部材94から径方向外側にのびて、その外周側の端部(先端部95a)がチョークレバー60の長穴部60aを貫通するように配置される。チョークレバー60の上端側には、突出させた部分をL字状に折り曲げた操作部60bが形成される。エンジン作業機において公知であるように、作業者は指で操作部60bを押し下げることによりチョーク機構を作動させることができる。この際、チョークレバー60の長穴部60aにレバー95が貫通されるため、チョークレバー60を動かすことによってレバー95も連動して動くことになり、駆動カム部材94が所定角度だけ回転する。
FIG. 3 is a front view (partially a cross-sectional view) of the regulator as viewed from the front side of FIG. 2 and shows a state when the
図4は図3のC−C断面における図でありレギュレータ7の側面図である。レギュレータ7の吸気口85にはエアクリーナボックス6が接続され、エアクリーナボックス6の内部側には揺動軸64によってチョークレバー60が軸支される。チョークレバー60の一端側にはレバー95が貫通される長穴部60aが形成され、長穴部60aの近傍には操作部60bが形成される。チョークレバー60の他端側にはチョーク板(閉鎖板)61が設けられる。チョーク板61は吸気口85を閉鎖するのに十分な大きさを有し、中央部には外部から最小限の空気を吸引するための小さい貫通穴(空気穴)62aが設けられる。貫通穴62aの近傍には吸気方向のみに空気を流す逆止弁(後述)が設けられるが、その構造については詳述する。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 3 and is a side view of the
次に図5〜図7を用いて、チョークレバー60を操作することによりチョーク機構が動作する際の状態を説明する。図5は図2の前方側から見たレギュレータの正面図であって、図3の状態からチョークレバー60の操作部60bを矢印57の方向に押し下げた状態を示す図である。チョークレバー60の長穴部60aにはレバー95の先端が貫通しているので、操作部60bを矢印57の方向に押し下げることによってレバー95が図中で時計回りに約70度回転する。レバー95が回転することによって、レバー95と一体成形で製造された駆動カム部材94が回転し、駆動カム部材94とピン部材91の相対位置関係が変わることになる。この際、駆動カム部材94とピン部材91との間にはカム機構が設けられているため、ピン部材91が駆動カム部材94に近づくように移動する。尚、図5ではわからないが、ピン部材91はカバー98の周方向には回転不能なように保持されており、軸方向の移動のみが可能である。
Next, the state when the choke mechanism operates by operating the
図6は図5のC−C断面における図でありレギュレータ7の側面図である。チョークレバー60の操作部60bが矢印57の方向に押し下げられると揺動軸64を中心にチョークレバー60が回転し、チョーク板61が吸気口85を閉鎖する。この際、チョークレバー60の長穴部60aにはレバー95の先端部95aが貫通しているので、チョークレバー60と共にレバー95も矢印57方向に回動する。ここで、チョークレバー60(チョーク板61)の揺動面と、駆動カム部材94に接続されるレバー95の回動面は、直交するように配置されることが理解できるであろう。この状態がガスエンジン1を始動する状態で有り、図6のようにチョーク機構を操作したらスタータノブ40を引いてクランク軸を回してガスエンジン1を始動させる。このように押圧機構90を動作させるレバー95とチョークレバー60の回動面を直交させるように配置することにより、一つの操作部60bによる操作で2つの機構を動作又は解除させることができる。このため作業者にとっては、従来とまったく同じ手順(始動時にチョークレバー60を押し下げる)を行うだけで、意識すること無く押圧機構90を動作させることができ、高い始動性を実現できる。
FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 5 and is a side view of the
図7は図5、図6に示した状態、即ち操作部60bを矢印57のように押し下げて、チョークレバー60をとじた際のレギュレータ7の縦断面図である。レバー95を押し下げると略円筒形の駆動カム部材94が回転する。駆動カム部材94は軸方向(図中矢印参照)に対して移動不可に保持されるため、図示しないカム機構の作用によって軸方向に移動可能なピン部材91が移動し、図2の状態に比べて軸方向、第2ダイヤフラム77側に移動する。この結果ピン部材91が、カバー87から内部に大きく突出することになり、第2ダイヤフラム77の中央付近を押圧する。これは第2減圧室75が負圧となって第2ダイヤフラム77によってニードル弁79を開放させる状態と同じ状態となる。
7 is a longitudinal sectional view of the
図8は図7のD−D部の断面図である。本実施例ではチョークレバー60(又はチョーク板61)の回動面と押圧機構90に接続されるレバー95の回動面(又は駆動カム部材94の回転面)は、直交する位置関係にある。このため、エアクリーナボックス6側の構成はチョークレバー60部分の構成を除いて変更せずに本実施例を実現できる。図8に示すように、エアクリーナボックス6内の吸気口85の入口85aには、チョークレバー60の先端に形成され入口85aを閉鎖できる円形のチョーク板(閉鎖板)61が接続され、チョークレバー60の他端に操作部60bが接続され、中央付近の揺動軸64で軸支される。チョーク板61の中央には小径の空気穴となる貫通穴61aが形成され、その貫通穴61aの外側には、逆止弁63を固定するためのケース62が取り付けられる。ケース62は例えばバタフライ式の逆止弁63が揺動するために十分な内部空間を有し、貫通穴61aと同軸上に貫通穴61aとほぼ同径の貫通穴62aが設けられる。逆止弁63はカップ状のケース62の内側であってチョーク板61との内部に形成される。逆止弁63の作用により、貫通穴61a、62aには吸気方向のみの空気の流れ(矢印F方向)が許容され、レギュレータ7側からエアクリーナボックス6側への空気や燃料ガスの逆流が阻止される。
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. In this embodiment, the rotation surface of the choke lever 60 (or the choke plate 61) and the rotation surface of the
ピン部材91の外周には後述する凸部91fがあり、凸部91fがカバー98の内周の軸方向に延びるガイド溝98aに係合することにより、ピン部材91がカバー98に対して周方向には移動不能で、軸方向のみ移動可能なように保持される。カバー98の内壁とピン部材91の間にはばね97が介在され、ピン部材91を軸方向、駆動カム部材94側に付勢する。ピン部材91の先端部91eはカバー87の中央に形成された穴に嵌挿されて、ピン部材91が図7のように軸方向に移動した際には第2ダイヤフラム77の軸芯部(軸心部)77aを押圧するように配置される。
The
次に図9及び図10を用いてピン部材91と駆動カム部材94の形状を説明する。図9(a)は本実施例のレギュレータ7におけるピン部材91の側面図で有り、(b)は駆動カム部材94の側面図である。本実施例における押圧機構90は、周方向に回転不可で軸方向にだけ移動可能なピン部材91と、ピン部材91のピン軸91dを貫通させる貫通穴94dを有し、周方向に回転可能で軸方向に移動不能な駆動カム部材94を含んで構成される。ピン部材91は基準面91gから軸方向、駆動カム部材94側に凹凸面部が形成される。凹凸面部は、周方向に二箇所の爪山部91aと爪谷部91bが形成される。爪山部91aから爪谷部91bに至る部分は傾斜部91cにてなめらかに接続される。ピン部材91の中心軸付近には駆動カム部材94側に大きく伸びる円柱状のピン軸91dが形成される。ピン軸91dには、第2減圧室75を覆うカバー87の中心に形成された貫通穴に嵌挿され、先端部91eにより第2ダイヤフラム77の軸芯部77aを押圧することができる形状に構成される。
Next, the shapes of the
駆動カム部材94は、軸心にピン軸91dが嵌挿される貫通穴94dが形成され、貫通穴94dの周囲に、ピン部材91側に凹凸面となる爪山部94b、傾斜部94c、爪谷部94aが形成される。駆動カム部材94の外周面にはレバー95(図8参照)が延設されるが、本実施例では駆動カム部材94とレバー95は、金属又は合成樹脂の一体成形又はねじ止め結合等により製造される。駆動カム部材94はピン軸91dの周りに回転可能であり、回動させることにより爪山部94bと爪谷部94aが、ピン部材91の爪山部91a、爪谷部91bと噛合う位置か、又はかみ合いが外れる位置のいずれかで保持可能とされる。噛合い状態が外れるとピン部材91と駆動カム部材94は軸方向に離脱(離反)する。ピン部材91はばね97により、常時駆動カム部材94側へ付勢されており、駆動カム部材94を回転させることにより、傾斜部91c、94cの作用によりばね97の付勢力に抗しながらピン部材91が軸方向のばね97側に移動する。ピン部材91と駆動カム部材94が離反した状態から、駆動カム部材94を回転させるとばね97の付勢力により、ピン部材91が駆動カム部材94側に移動する。この軸方向の移動は、傾斜部91cと傾斜部94cが互いに接しながら駆動カム部材94を回転させることにより行う。このように駆動カム部材94を周方向に所定角度だけ回転させることによって、ピン部材91を軸方向に移動させることができ、ピン部材91が駆動カム部材94に接近した際に、ピン軸91dの先端部91eがカバー87の貫通穴から第2ダイヤフラム77側に出張る形となり、第2ダイヤフラム77の軸芯部77aを押圧することができる。
The
このように構成されたガスエンジン1によれば、最初は、図2〜図4に示すように、レギュレータ7のレバー95及びチョークレバー60の操作部60bの位置は上方位置にある。即ち、ピン部材91は、図10(a)に示すように、駆動カム部材94の爪山部94bとピン部材91の爪山部91aが接する位置であり、駆動カム部材94の端面94eからのピン軸91dの出張りは小さく、ピン部材91の先端部91eが第2ダイヤフラム77の軸芯部77aに接触しない位置にとどまる。この状態においては、第2ダイヤフラム77は外気の大気圧とバランスのとれた通常のフリー位置にある。また、エアクリーナボックス6内の吸気口85の入口は通常の開状態となっている。
According to the
ガスボンベ20を初めてセットする前は、図13にて示した状態と同様に通路28a、28b及び燃料通路9内とレギュレータ7の第1減圧室71、第2減圧室75内は空気で満たされている。5℃近辺の低温環境下での始動時に、作業始めにガスボンベ20を初めてセットした直後はベーパライザ部9bも冷えておりまた小さい通路断面積でもあるので、図11で示した従来例と同様に、ガスボンベ20内の液体燃料22がその時の飽和蒸気圧(約0.02MPa(ゲージ圧)で一気に押出され、セット前にあった空気を押込みながら通路28a、28bを経て燃料通路9のベーパライザ部9bからレギュレータ7側に流れる。すると、レギュレータ7においても第1レバー72の弁部72aは約0.0035MPa(ゲージ圧)以上となると通路81を閉鎖するのですぐに閉鎖する形となり、第1レバー72の弁部72aとガスボンベ20側から流入してきた液体燃料22の液面50との間に当初のベーパライザ部9b内の空気55が圧縮されながら閉じ込められ残り、図11の如くなる。この閉じ込められ残った空気55の中には、液体表面から蒸発した燃料ガスが少量混合し、この温度での液体燃料の飽和蒸気圧と同じ圧力になる。閉じ込められ残った空気55が先に圧縮されているので、燃料ガス分はごく少量である。レギュレータ7の第1減圧室71内は、さらに燃料ガスが希薄な空気が閉じ込められる。
Before the
このようにガスボンベ20をセット後にこの状態でエンジンを始動するに当たり、図2〜4の状態から図5〜図7に示すように、操作部60bを矢印57のように下方に押し下げると、レバー95の先端部も連動して下がる。すると、駆動カム部材94の旋回により爪山部91a、94bどうしの接触が外れて、図10(b)に示すように、爪山部91aと爪谷部94a、爪谷部91bと爪山部94bどうしがきれいに噛合う。ピン部材91はばね97に付勢されているので、ピン部材91が軸方向の第2ダイヤフラム77側に移動し、先端部91eによって第2ダイヤフラム77の軸芯部77aを押し込む。同時に、チョークレバー60のチョーク板61がエアクリーナボックス6内の吸気口85の入口85aを閉鎖する。第2ダイヤフラム77が押されるので、クランクケースまでの燃料通路が連通した状態となる。気化した燃料ガスは大気圧よりは少しは高い圧力であるので、クランキングをしなくてもレギュレータ7及びベーパライザ部9bに最初に閉じ込められ残った空気をクランクケース内に追い出しつつ、燃料ガス分がクランクケース4に流入する。燃料ガスは連続して流れるので、クランクケース4内は濃い目の燃料を供給した状態となる。また、チョークレバー60のチョーク板61の貫通穴61a付近には吸気方向のみ流す逆止弁63を設けたので、大気圧より少し高い圧力の気化した燃料ガスが吸気口85に流入してきても、チョークレバー60のチョーク板61が閉鎖してエアクリーナボックス6を介して外部に漏れることはない。
When the engine is started in this state after setting the
そこでクランキングをすれば、その気化燃料がクランクケース4からシリンダ3に入る。燃料はブタン等であるので、燃料過濃となっても確実に気化しているので、ガソリンのように点火プラグの電極が濡れて着火不良となることはないので支障はない。そこで、低温時の冷間始動時においても着火爆発し易くなり、ガスエンジン1の始動性を向上させることができる。ガスエンジン1が始動したら、図2〜図4に示すように、操作部60bを通常位置の上方に戻す。本実施例によればチョークレバーを操作するだけという従来と同じ簡単な操作工程で押圧機構90を連動して操作でき、始動性を大幅に向上させることができる。
If cranking is performed, the vaporized fuel enters the
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、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等に適用することもできる。また、ピン部材91を軸方向に移動させるための爪山をピン部材91と駆動カム部材94の両方に設けたが、どちらか片方でも良いし、ピン部材91と駆動カム部材94の爪山を全周的に設けたが、直線的に配置した構成であっても良い。また、チョークレバー60側に連動してレバー95を操作するように構成したが、レバー95を駆動側としたチョークレバー60がそれに連動して動くように構成しても良い。
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the Example, this invention is not limited to the above-mentioned Example, A various change is possible within the range which does not deviate from the meaning. For example, the gas engine according to the present invention can be applied to a chain saw, a hedge trimmer, and the like in addition to the
1 ガスエンジン 2 上部カバー
3 シリンダ 4 クランクケース
5 マフラ 6 エアクリーナボックス
7 レギュレータ 8 インシュレータ
9 燃料通路 9a 端部
9b ベーパライザ部 9c 端部
10 ガスボンベケース 10a 開口部
11 キャップ 12 スプリング
13 ボルト 14 点火プラグ
20 ガスボンベ 21 気化した燃料
22 液体燃料 23 取出し管
23a 先端 24 接続管
25 ステム 26 フランジ
26a 切欠き部 27 ソケット
27a 突起 28 燃料通路
28a、28b 通路 29 逆止弁
40 スタータノブ 50 液面
55 空気 60 チョークレバー
60a 長穴部 60b 操作部
61 チョーク板 61a 貫通穴
62 ケース 62a 貫通穴
63 逆止弁 64 揺動軸
71 第1減圧室 72 第1レバー
72a 弁部 72b 連結側
72c 支点 74 第1ばね
73 第1ダイヤフラム 75 第2減圧室
76 第2レバー 76a 下端側
76b 上端側 76c 支点
77 第2ダイヤフラム 77a 軸芯部
78 第2ばね 79 ニードル弁
81、82 通路 83 メインジェット
85 吸気口 85a (吸気口の)入口
87 カバー 90 押圧機構
91 ピン部材 91a 爪山部
91b 爪谷部 91c 傾斜部
91d ピン軸 91e 先端部
91f 凸部 94 駆動カム部材
94a 爪谷部 94b 爪山部
94c 傾斜部 94d 貫通穴
94e 端面 95 レバー
95a 先端部 97 バネ
98 カバー 98a ガイド溝
107 レギュレータ 1001 刈払機
1002 操作桿 1003 回転刃
1004 ハンドル 1005 ガスボンベケース
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記ガスボンベからのガスを第1減圧室と第2減圧室を経て調圧し吸気口からの空気と混合するレギュレータと、
前記レギュレータと前記ソケットとを連通するものであって液体の前記燃料を気化させるベーパライザ部を有する燃料通路と、
前記レギュレータ内に、前記ベーパライザ部に連結した前記第1減圧室内の第1ダイヤフラムと、前記第1減圧室と連通し前記吸気口に連結した前記第2減圧室内の第2ダイヤフラムを備えたガスエンジンにおいて、
前記第2ダイヤフラムを押圧して前記第2減圧室内と前記吸気口を連通させる押圧手段を設けたことを特徴とするガスエンジン。 A socket having a fuel flow path to which a detachable gas cylinder filled with liquefied gas is attached and communicated with the gas cylinder;
A regulator that regulates the gas from the gas cylinder through the first decompression chamber and the second decompression chamber and mixes it with the air from the intake port;
A fuel passage that communicates the regulator and the socket and has a vaporizer section that vaporizes the liquid fuel;
A gas engine having a first diaphragm in the first decompression chamber connected to the vaporizer section and a second diaphragm in the second decompression chamber connected to the intake port in communication with the first decompression chamber in the regulator. In
A gas engine comprising a pressing means for pressing the second diaphragm to connect the second decompression chamber and the intake port.
前記押圧手段は、前記チョーク手段を操作した際に連動して前記第2減圧室内と前記吸気口を連通させることを特徴とする請求項1に記載のガスエンジン。 Providing a choke means for closing the intake port when the gas engine is started;
2. The gas engine according to claim 1, wherein the pressing unit causes the second decompression chamber and the intake port to communicate with each other when the choke unit is operated.
前記押圧手段は前記チョークレバーの移動の際に前記第2ダイヤフラムを押圧状態に保つカム機構を含んで構成されることを特徴とする請求項2に記載のガスエンジン。 The choke means has a swingable choke lever having a choke plate that opens and closes the intake port at one end and an operating portion at the other end,
The gas engine according to claim 2, wherein the pressing means includes a cam mechanism that keeps the second diaphragm in a pressed state when the choke lever moves.
一端が前記第2減圧室内の第2ダイヤフラムの軸芯部に面し、他端に軸方向に凹凸面を有し、軸方向に移動可能にばね付勢されたピン部材と、
前記ピン部材の前記凹凸面と係合または離脱し、前記ピン部材を軸方向に押し出し可能な駆動カム部材と、
前記駆動カム部材から径方向に突出して延びるレバーを有し、
前記駆動カム部材のレバーと前記チョークレバーとを係止し、一方のレバー操作で他方のレバーも動作させることを特徴とする請求項4に記載のガスエンジン。 The cam mechanism is
A pin member having one end facing the shaft core portion of the second diaphragm in the second decompression chamber, the other end having an uneven surface in the axial direction, and being spring-biased so as to be movable in the axial direction;
A driving cam member that engages or disengages with the uneven surface of the pin member and can push the pin member in an axial direction;
A lever extending radially from the drive cam member;
The gas engine according to claim 4, wherein the lever of the drive cam member and the choke lever are locked, and the other lever is also operated by operating one of the levers.
A work machine is driven using the gas engine according to any one of claims 1 to 8. A gas engine working machine characterized by things.
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