JP2650025B2 - 内燃機関用ダイアフラム式気化器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用のダイ
アフラム式気化器に関し、特に、エンジン駆動チェンソ
ー、研削切断機（カッタグラインダ）、刈り込み機（ブ
ラシカッタFreischneider）等の様な手動操作可搬式の
作業機器用エンジンのダイアフラム式気化器に関するも
のである。本発明は、特に特許請求の範囲第１項の上位
概念に示す形式の内燃機関に関し、即ち、ケーシングと
ベンチュリー管路の中に設けられた少なくとも１個のフ
ラップ及び、ベンチュリー管路の中に開口しているアイ
ドリングノズルならびに、アイドリング管路とメインノ
ズル管路とを経て燃料充填される制御室と連絡されるメ
インノズル、また、供給弁を備えた供給管路を経て制御
室に燃料を供給し、制御ダイアフラムにより制御レバー
を介して供給弁を操作出来る燃料ポンプを備えた形式の
内燃機関用ダイアフラム気化器に関する。

【０００２】公知のダイアフラム式気化器においてはバ
ルブユニットは、片側の端末では、弁体を支持し、反対
側の端末ではフォーク状の制御器レバーの受け台の中に
保持されているガイド本体から構成されている。制御器
レバーはダイアフラム式気化器のケーシングに旋回可能
に枢支されており、その反対側の端末は、一方におい
て、供給弁を閉鎖する方向に働く制御バネにより、他方
においては、バネ力に対抗して制御ダイアフラムにより
供給弁の開放方向に作動される様になっている。バルブ
要素（弁体）は供給管路内のガイド本体によりストロー
ク方向にガイドされる。ガイド本体は、円周に亘って分
配配置されている、供給管路の縦方向に走る、供給管路
内で半径方向に隙間をもたせたガイドリブにより支持さ
れている。

【０００３】

【発明により解決しようとする課題】機械の型式によ
り、ダイアフラム式気化器は直接エンジンに、または、
作業機器の振動に対して緩衝された部分に配置されてい
る。特にエンジンに直接固定されたダイアフラム式気化
器の場合には、気化器に増幅された振動が発生する。こ
の振動に相当する加速力がバルブ要素に影響を与える、
その結果、燃料供給弁の機能を制御出来なくなる事があ
る。このような障害の影響を防止する為に、バルブ本体
を開放方向に対して直角の平らなシーリング面が平行な
リング状シーリング面に接する様に設計する事が提案さ
れている。しかし、それによって開放、または、閉鎖方
向に対して横方向にのみ働く力はバルブ要素に影響を与
えることがないが、しかしバルブ要素の縦方向に起こる
振動はバルブ要素の質量を加速する結果になり、これが
バルブに制御不可能な状態をもたらす事が判明した。

【０００４】従って、本発明の課題は、冒頭に記載の形
式の（即ち請求項１の上位概念に述べられた種類の）ダ
イアフラム式気化器において、作業機器、または内燃機
関の振動及び加速が（燃料）供給弁の機能に影響を与え
ないダイアフラム式気化器を開発することである。

【０００５】この課題は請求項１の特徴のあるダイアフ
ラム式気化器により解決される。即ち、本発明のダイア
フラム式気化器は、供給弁の弁座が供給管路の制御室側
の末端に配置されており、制御レバーに配設されたバル
ブ要素がシーリングエレメントとして形成された平らな
端面を有する事を特徴とする。

【０００６】シーリングエレメントを制御レバーに直接
取り付ける事（係止）により、振動方向とは無関係に、
装置の振動が可動部材の振動が生じさせないように、バ
ルブ要素の質量を減少させることが出来る。気密面（着
座面）に当接するシーリングエレメントの面は平らな端
面に形成されるので、寸法誤差がバルブ機能に全く影響
を与えることはない。同様に従来一般的に使用されてい
るニードルバルブにおいては排除出来なかった燃料中の
汚染粒子の付着による漏洩問題を生じない。発明による
配置によれば、ボアの中を軸方向に相応の長さにわたっ
て案内され、摩擦力により固定されるバルブ要素を全く
必要としないので、バルブの作動力が減少され、従って
供給弁の機能が全体として改善される。

【０００７】

【発明の実施の態様】本発明の実施態様をさらに従属請
求項に示す。なお特許請求の範囲に付記した図面参照符
号は専ら理解を助けるためのものであり、本発明を図示
の態様に限定することを意図しない。

【０００８】本発明の好ましい形態に従えば、弁座は孔
を取り囲むリング状の突出部に形成される。この孔の直
径は最大に開いた時の必要流量により設計的に決められ
る、孔の直径は１ｍｍ以内で全く十分とみなされる。燃
料が僅かしか必要としなければ、孔の直径は更に小さく
てもよく、孔の直径が０．５ｍｍが特に好ましいとされ
る。製作技術の理由から、供給管路内に固定されるスリ
ーブの端面に弁座を設けるのが好都合である。この様に
して、弁座の相対位置を、ケーシングに固定された基準
点に対して、また制御レバーに対して調節出来るので、
気化器ケーシングに関する製作誤差を簡単に補償するこ
とが出来る。この為にスリーブをケーシングの孔の中に
押し込み、スリーブの一部が制御室に突き出す様にする
と合理的である。スリーブを組み込む際に弁座の損傷を
確実に回避出来る様にスリーブの制御室に突き出してい
る部分に半径方向のつばを設けると好都合である。弁座
を制御室内に設けることにより、スリーブを組み込んで
から簡単に弁座の正常な状態を検査することが出来る。
同様に保守サービスの際にも弁座の点検が可能である。

【０００９】また別の形態によれば、バルブ要素を一体
に設計しシーリングエレメント、ネック部とヘッド部を
包含させる。この形態によれば、バルブ要素を簡単に制
御レバーの受け孔（ないし切り欠き部）の中にボタンを
嵌める様にスナップ嵌合して固定することが出来る。こ
れからして、バルブ要素のシーリングエレメントを半球
形に形成し、その球面により球面状に掘り下げたくぼみ
（凹部）に支持される様にすると好都合である。この様
にして、シーリングエレメントの可動性は球面関節的に
規定されているので、シーリングエレメントの端面は弁
座に密接する。球面関節状の形態の代わりにシーリング
エレメントに、制御レバーに接する半径方向のつばを設
ける事も、また、シーリングエレメントにくびれ部を介
して半径方向のつばを付ける事も出来る。このくびれ部
と材料の弾性により、シーリングエレメントの撓みが可
能になり、バルブ要素の縦軸に関して制限された可動性
が得られる。バルブ要素を、弗素ゴムが最適とする合成
ゴムから製作すると有利である。

【００１０】制御レバーは、なるべく２本のアームから
なり、実質的に真っ直ぐに伸びた形状にする。その際、
力の掛かる点と回転軸は少なくとも近似的に同一平面内
にある。この様にして、折れ曲がったレバーの場合に必
ず生ずる様な、例えば、必要な位置にアームを調節する
という様な、組み込まれたレバーの形状を変えること
は、全く必要でない。制御レバーに対する制御アームの
比が一定であり、従って、製作、組み込みの誤差がレバ
ーの運動にとって全く不利に影響しない様に、制御レバ
ーのアームの端末に制御ダイアフラムに向けて小突起状
の打ち出しが設けられていると好都合である。制御ダイ
アフラムにはダイアフラムディスクとその上に制御レバ
ーと相互に作用する制御ダイアフラムジャーナルを設け
る。

【００１１】

【実施例】以下本発明の実施例について詳細に説明す
る。

【００１２】図１においては、詳細を示していないが内
燃機関３（特に２サイクルモータ）の吸引端管にフラン
ジにより取り付けられるベンチュリー管路２のあるダイ
アフラム気化器１を示す。ベンチュリー管路２内には燃
焼空気の流れ方向に前後して起動フラップ５と絞りフラ
ップ６が配置される。これらはベンチュリー管路２内に
旋回可能に起動フラップ軸７または、絞りフラップ軸８
により枢支される。図示された実施例においては、絞り
フラップ６は、アイドリングの位置に起動フラップ５は
開放状態に図示されている。

【００１３】流れ方向４にみて起動フラップ５の後方、
絞りフラップ６の手前のベンチュリー区間において、メ
インノズル１０が管路２の中に開口している。流れ方向
４に見て、絞りフラップ６の後方でベンチュリー管路２
に向けてアイドリングノズル９が開口している。このア
イドリングノズル９はアイドリングノズル管路１１を経
て、メインノズル１０はメインノズル管路１２を経て、
ダイアフラム気化器１のケーシング１５内に制御メンダ
イアフラム１６により区画されて形成された、燃料が充
填されている制御室と連絡されている。

【００１４】制御ダイアフラム１６には、その制御室１
３と反対側において大気圧が掛かっている。この為ダイ
アフラム１６におおいかぶさっているケーシングカバー
１８に開口部１９が設けられる。

【００１５】アイドリングスクリュー２０によってアイ
ドリングノズル９に向かうアイドリングノズル管路１１
の流量を調節出来る様になっている。アイドリングスク
リュー２０の下流において、バイパス孔１７はアイドリ
ングノズル管路１１に通じており、アイドリングの場合
絞りフラップ６の前方領域で管路２からバイパス孔１７
を通って空気が侵入し、さらにアイドリングノズル９を
経て矢印２１の方向に燃料エマルジョンが出ていく。

【００１６】メインノズル管路１２の中でメイン（全負
荷）スクリュー２２が配置されており、これによりメイ
ンノズル管路１２の最大流量を調節することが出来る。
さらに、メインノズル１０はバルブプレート（ディス
ク）２３により閉じられており、このバルブプレートは
逆支弁の様にベンチュリー管路２に向けて開口してお
り、また、アイドリングの場合その点の圧力条件により
メインノズル１０を気密に閉鎖する。

【００１７】燃料はダイアフラム燃料ポンプ２５により
図示されていない燃料タンクから吸引端管２６を経て供
給管路２４を介して制御室１３に供給される。吸引端管
２６から燃料はまず平衡室２７に入り、そこからフラッ
プ弁として設計されている逆支弁２８を経て燃料ポンプ
２５のポンプ室２９に流れる。ポンプ室２９はダイアフ
ラム３０により、燃料ポンプ２５の駆動室３１に対して
仕切られている。駆動室３１はダイアフラム気化器１に
より供給される２サイクルエンジン３のクランクケース
３２と連絡しており、従ってクランクケース内の変化す
る圧力が作用する。

【００１８】クランクケース３２内が負圧を受けると、
ダイアフラム３０は図示の様に湾曲し、この為に駆動室
３１の体積は小さくなりポンプ室２９の中に負圧が発生
する。この様にして、その際開く逆止弁２８を経て燃料
がポンプ室２９の中に吸引される。クランクケース内圧
が正圧に変化すると、ダイアフラム３０はポンプ室２９
の体積を減少させる方向に撓み、ポンプ室２９にある燃
料が加圧される。その際逆支弁２８が閉じ、燃料ポンプ
２５の圧力側に配置された、同じ様にフラップ弁に設計
された逆支弁３３が開く。燃料は細かいフィルタ３４を
経て制御室に通ずる供給管路２４に送られる。

【００１９】制御室１３に向けて開口する範囲に供給管
路２４にスリーブ３５が配置される。そのスリーブの制
御室側の端面は弁座３６に成形されている。この弁座３
６に合成ゴム製、好ましくは弗素ゴム製のバルブ要素３
７を配置し、弁座３６とバルブ要素３７とで１個の燃料
の供給弁３８を形成する。バルブ要素３７は、ケーシン
グに固定された受け軸３９を中心に旋回する制御レバー
４０の片側のアームに固定されている。その反対側のア
ーム４２は制御室１３の中央に向けて突き出て、その末
端４２´が制御ダイアフラム１６の中心と向かい合うよ
う延在している。また制御レバー４０のアーム４２は、
供給弁３８が閉じる方向に制御バネ４３により押されて
付勢力をうけている。この制御バネは制御室１３を仕切
るケーシング壁４４により支持されている。アーム４２
の末端４２´に制御ダイアフラム１６に向けられた突起
部４５が打ち出し成形されている。この突起部４５を介
して制御レバー４０は制御ダイアフラムジャーナル４６
と当接し交互作用（互いに圧接）下にあるので、制御レ
バー４０は、制御バネ４３と制御ダイアフラム１６とに
より制御レバー４０に作用する力が均衡する位置に来
る。

【００２０】図２は制御室１３とその中の制御レバー４
０と供給弁３８の拡大図を示す。制御レバー４０は鋼板
を打ち出し、打ち抜き、曲げ加工により成形されたもの
である。この成形は１度の作業工程により同時に行うこ
とができる。制御レバー４０の中心は受け軸３９を掴む
様に成形されており、制御レバー４０は図２の断面以外
の位置を含めてこの受け軸３９の部分でスリーブ４７状
に成形されている。アーム４１には受け孔（切り欠き
部）４８がある。この受け孔の中へバルブ要素３７が嵌
合されている。バルブ要素３７は殆ど半球形状のシーリ
ングエレメント４９を備えており、シーリングエレメン
ト４９の平らな端面５０は、スリーブ３５に形成された
弁座３６に面していると共に、アーム４１を突き抜けて
いるネック部５１とそれに続くヘッド部５２を備えてい
る。このヘッドによりシーリングエレメントが制御レバ
ー４０に離れない様に保持されている（スナップ嵌
合）。

【００２１】ケーシング１５の供給管路２４となってい
る孔５３の中に、スリーブ３５が圧嵌されている。その
うち下端部分３５´が制御室に突き出しており、シーリ
ングエレメント４９の端面５０は弁座３６に当接する様
になる。弁座３６は絞り孔（オリフィス）５４を取り囲
む様リング状の突起部となっている。この絞り孔の径は
０．５ｍｍである事が望ましい。更に、スリーブ３５に
は、肩部５５を設け、孔５３の中にスリーブを押し込む
為に工具でこの肩部を介して圧し込む事が出来る。シー
リングエレメント４９の端面５０が弁座３６に確実に気
密に当接する様に、シーリングエレメント４９をアーム
４１に或る程度動く様に取り付ける事（遊嵌）が好まし
い。この為には、受け孔４８の縁を球面状の凹部５６に
形成し、シーリングエレメント４９の湾曲した面が球面
関節の様に、制御レバー４０のアーム４１に支持される
様にすることが好ましい。

【００２２】更に図２から明らかな様に、ケーシング壁
４４の中にくぼみ５７を設け、この中に制御バネ４３の
端部を受け入れリテイナとする。制御レバー４０はその
アーム４２に打ち出した湾曲面５８を備え、これが制御
バネ４３の端面に突き出してリテイナ凸部を形成するの
で、制御バネは制御レバー４０とケーシング壁４４との
間に圧縮保持される。アーム４２の末端４２´の近くに
ある小突起部４５は制御ダイアフラムジャーナル４６に
当接し、このジャーナルはダイアフラムディスク５９に
より支持されている。このダイアフラムディスク５９
は、中心部においてダイアフラムに必要な形状の安定性
を与える為のものであり、ダイアフラムの移動が制御ダ
イアフラムジャーナル４６の限定された移動に、従っ
て、制御レバー４０の限定された旋回移動に変換される
様になる。制御ダイアフラム１６の制御室１３と反対方
向に向いた面の上にケーシングカバー１８が覆いかぶさ
っている。このカバー１８の一部に開口部１９が設けら
れる。

【００２３】さらに図２から明らかな様に、制御レバー
４０は殆ど真っ直ぐに設計されているので、制御レバー
４０の力の作用点並びにその回転軸とシーリングエレメ
ント４９は少なくとも近似的には同一平面にある。制御
レバー４０に対する制御アーム比が一定となる様に、小
突起部４５が打ち出されている。この小突起部により、
制御ダイアフラムジャーナルの力の作用点が規定される
のである。この様にして、製作誤差、又は、組み立て誤
差により制御ダイアフラムジャーナル４６の側方へのず
れは全くレバー運動に不都合な影響を及ぼさない。

【００２４】スリーブ３５の組込みと供給弁機能の調整
の為にまずスリーブ３５を孔５３の中に圧嵌する。その
際スリーブ３５の下端部分３５´は、図２に表示してあ
るよりももう少し制御室側に突き出している。その後、
制御バネ４３をくぼみ５７の中に差し込み、制御レバー
４０を受け軸３９に取り付ける、その際、制御レバー４
０は制御バネの力を受けて或る旋回角度の状態をとる。
シーリングエレメント４９は、制御レバーの旋回により
弁座３６に当接させられる、しかし、その際、制御レバ
ー４０は未だ図２に示した様な正常状態をとることは出
来ない。この正常状態に調節する、従って供給弁３８の
機能を調節する為に、工具を肩部５５に掛け、スリーブ
３５を孔５３の中に、制御レバー４０が正確に正常状態
をとるまで押し込む。この様にして供給弁は簡単に確実
に調整され、他に対策を講ずる必要はない。

【００２５】球面関節的なシーリングエレメント４９の
可動性の代わりに、制御レバー４０のアーム４１に図３
に示した様な設計例を設けることが出来る。その際、ア
ーム４１の受け孔の縁部は特別な加工をしない様に設計
され、その受け孔縁部にバルブ要素３７の半径方向のつ
ば６０が支持される。図２のバルブ要素と同様に、バル
ブ要素３７はヘッド５２によりアーム４１にスナップ係
合される。端面５０と弁座との間の角度を均衡させる為
のシーリングエレメントの相対可動性は、シーリングエ
レメント６１と半径方向のつば６０の間にくびれ部（小
径部）６２を設ける事により、また、バルブエレメント
の材料の十分な弾性により得られる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の請求項１の構成（基本構成）に
より、内燃機関の振動、加速が供給弁の機能に悪影響
（増幅した振動による誤作動）を与えないダイアフラム
式気化器を実現した。しかもこれを簡単な構成において
達成した。即ち、所定のシーリングエレメントを制御レ
バーに直接取付けることにより、装置の振動方向とは無
関係に、可動部材（バルブ要素）の振動が生じないよう
に、バルブ要素の質量を減少できる。さらに、シーリン
グエレメントの着座面は、平らな面であり振動による悪
影響をうけない上、寸法誤差もバルブ機能には影響しな
い。その結果、従来のニードルバルブの場合生じた、燃
料中の汚染粒子の付着による漏洩問題も生じない。また
ニードルバルブのように軸方向にガイドされ摩擦力によ
って固定される弁構造をとっていないのでバルブの作動
力も小さくてすみ、供給弁として小さな力で安定作動す
るものが実現された。

【００２７】本発明の各従属請求項によれば、上述の基
本効果に、夫々特有の付加的効果が加わる。

【００２８】請求項２は、基本構成に対応する、適切な
弁座の構成を示す。請求項３、４は、さらにスリーブを
介して弁座の取付け設定、位置調節を容易にする。請求
項５は、スリーブ（従って弁座）の位置調節を容易にす
る。請求項６、７はバルブ要素の簡単な構成、取付に資
する。請求項８、９、１０は、シーリングエレメントの
好ましい形態、材質を示す。請求項１１、１２、１３は
供給弁の作動の安定性を簡単な構成で達成する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ダイアフラム燃料ポンプにより供給される制御
室のあるダイアフラム気化器の概略図である。

【図２】制御室の拡大図とダイアフラム気化器の供給弁
である。

【図３】シーリングエレメントの実施の変化例である。

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーシング（１５）とベンチュリー管路
   （２）の中に設けられた少なくとも１個のフラップ
   （５、６）及び、ベンチュリー管路（２）の中に開口し
   ているアイドリングノズル（９）ならびに、アイドリン
   グ管路（１１）とメインノズル管路（１２）とを経て燃
   料充填される制御室（１３）と連絡されるメインノズル
   （１０）、また、供給弁（３８）を備えた供給管路（２
   ４）を経て制御室（１３）に燃料を供給し、制御ダイア
   フラム（１６）により制御レバー（４０）を介して供給
   弁（３８）を操作出来る燃料ポンプ（２５）を備えた内
   燃機関（３）用のダイアフラム気化器（１）であって、 供給弁（３８）の弁座（３６）が供給管路（２４）の制
   御室側の末端に配置されており、制御レバー（４０）に
   配設されたバルブ要素（３７）がシーリングエレメント
   （４９、６１）として形成された平らな端面（５０）を
   有する事を特徴とする内燃機関用ダイアフラム式気化
   器。
2. 【請求項２】弁座（３６）が孔（５４）を取り囲むリン
   グ状の突起部に設計されていることを特徴とする請求項
   １によるダイアフラム気化器。
3. 【請求項３】供給管路（２４）の中に固定されるスリー
   ブ（３５）の末端に弁座（３６）を設けている事を特徴
   とする請求項１、または２によるダイアフラム気化器。
4. 【請求項４】スリーブ（３５）はケーシング（１５）の
   孔（５３）の中へ圧嵌され、スリーブの部分（３５´）
   が制御室（１３）の中に突き出している事を特徴とする
   請求項３によるダイアフラム気化器。
5. 【請求項５】スリーブ（３５）の制御室（１３）の中に
   突き出している部分（３５´）に半径方向の肩部（５
   ５）を備える事を特徴とする請求項４によるダイアフラ
   ム気化器。
6. 【請求項６】バルブ要素（３７）が一体として構成さ
   れ、シーリングエレメント（４９、６１）、ネック部
   （５１）、ヘッド部（５２）を備えている事を特徴とす
   る請求項１〜５の何れかによるダイアフラム気化器。
7. 【請求項７】バルブ要素（３７）が制御レバー（４０）
   に、受け孔（４８）内にスナップ嵌合される事を特徴と
   する請求項６によるダイアフラム気化器。
8. 【請求項８】バルブ要素（３７）のシーリングエレメン
   ト（４９）を半球形状に形成し、またその球面により球
   形状の凹部（５６）の中に支持する事を特徴とする請求
   項６、または、７によるダイアフラム気化器。
9. 【請求項９】シーリング要素（３７）が半径方向のつば
   （６０）を供え、これが制御レバーに接し、シーリング
   エレメント（６１）と半径方向のつば（６０）との間に
   細くなった断面のくびれ部（６２）を設ける事を特徴と
   する請求項６、または、７によるダイアフラム気化器。
10. 【請求項１０】バルブ要素（３７）を合成ゴム、好まし
    くは弗素ゴムから製造する事を特徴とする請求項１〜９
    の何れかによるダイアフラム気化器。
11. 【請求項１１】制御レバー（４０）が２本のアーム（４
    １、４２）からなり、殆ど真っ直ぐであり、力の作用点
    と回転軸が少なくとも近似的に同一平面にある事を特徴
    とする請求項１〜１０の何れかによるダイアフラム気化
    器。
12. 【請求項１２】制御レバー（４０）がアーム（４２）の
    末端（４２´）に、制御ダイアフラム（１６）の方向に
    向けた小突起部（４５）が打ち出されている事を特徴と
    する請求項１１によるダイアフラム気化器。
13. 【請求項１３】制御ダイアフラム（１６）がダイアフラ
    ムディスク（４９）とその上に制御ダイアフラムジャー
    ナル（４６）を備えており、ジャーナルは制御レバー
    （４０）の小突起部（４５）と相互に作用し合う様にな
    っている事を特徴とする請求項１２によるダイアフラム
    気化器。