JP3752011B2 - 気化器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば二輪車のエンジンに搭載され、ピストンバルブを有する気化器に関し、特にそのピストンバルブの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ピストンバルブを有する気化器は、ピストンバルブにアクセルケーブルが連結され、ピストンバルブがエンジンへ供給される空気量を制御するスロットル弁の機能を有するタイプと、ピストンバルブの下流にスロットル弁としてのバタフライ弁を有し、ピストンバルブの吸気通路に臨む側とは反対側にダイアフラム室あるいはピストン室を設け、このダイアフラム室あるいはピストン室へ吸気通路の負圧を作用させてピストンバルブを昇降させるタイプとがある。
【０００３】
いずれのタイプでも、ピストンバルブには下方に突出するニードルが設けられ、ニードルの先端はフロート室内に連通する出口にニードルジェットを有する燃料通路（メインノズル）内に挿入されている。すなわち、ニードルの高さ位置に応じて燃料通路の流路面積が変化し、フロート室に貯溜された燃料が燃料通路を通ってニードルとニードルジェットの隙間で計量され、吸気通路内に導かれる。この時、燃料の一部は表面張力によりニードルの表面を伝わってピストンバルブの底部まで上昇し、ピストンバルブの後流の影響によって飛散する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようにして飛散した燃料は吸気通路の壁面に付着しやすく、壁面に付着した燃料は壁面を伝わる流れとなるため、空気流に乗って流れる燃料に比べてエンジンの燃焼室へ到達するのが遅くなる。したがって燃料供給の応答遅れが生じ、加速運転時の初期の段階において空燃比がリーン状態となり、エンジンの応答性を高めることに障害となっていた。
【０００５】
本発明は、応答性に優れた気化器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る気化器は、吸気通路と、この吸気通路内に燃料を供給するための燃料通路と、その出口にニードルジェットが形成された気化器本体と、この気化器本体に昇降自在に支持され、吸気通路内に突出してこの吸気通路の流路面積を変化させるピストンバルブと、このピストンバルブに連結され、ニードルジェット内に挿入されるニードルとを備え、ピストンバルブの吸気通路の下流側に臨む背面は、ニードルに近接した部位が最も上流側に位置し、ピストンの昇降方向に沿って延びる凹状の湾曲面であり、この湾曲面はピストンバルブの下端まで達し、ピストンバルブの吸気通路の上流側に臨む前面は、平面または凸面であることを特徴としている。
【０００７】
このようにピストンの背面を凹状に湾曲させたことにより、ピストンの背面より出た空気流は吸気通路の中央へ収束し、これにより燃料の壁面への付着が抑制される。また、ピストンバルブの吸気通路の上流側に臨む前面が平面または凸面であるため、ピストンバルブの中央部に、このピストンバルブの戻りスプリングを配設することが可能となり、ピストンバルブの戻りをスムーズに行うことができる。
【０００８】
ピストンバルブの昇降方向に垂直な平面でピストンバルブを切断して得られる断面形状は、ピストンバルブの略全高にわたって同じ形状である。この断面形状は、ピストンバルブの全高にわたって同じ形状であってもよい。この断面形状は、長円を円弧状に湾曲させて成るものであってもよい。ピストンバルブの略全高にわたって同じ形状であることに代えて、凹状の湾曲面がピストンバルブの下端より一定の限られた範囲に形成されていてもよい。
【０００９】
ピストンバルブの吸気通路の下流側に臨む背面の凹状湾曲部の断面形状は、ニードルに近接した部位を最も上流側とする円弧から成るものであっても、またニードルに近接した部位で交差する２つの線分から成るものであってもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係る、ピストンバルブがスロットル弁の機能を果たすタイプのピストンバルブを有する気化器の断面図、図２は図１の気化器の本体を示す平面図、図３は図１のピストンバルブを示す斜視図である。
【００１１】
図１に示すように、気化器本体１１の内部には水平方向に延びる吸気通路１２が形成されている。吸気通路１２の上方には摺動室１３が、また吸気通路１２の下方には燃料通路１８が形成され、燃料通路１８の吸気通路１２への開口端部にはニードルジェット２０が設けられている。これら摺動室１３と燃料通路１８は、吸気通路１２に直交している。摺動室１３には、ピストンバルブ１６が摺動自在すなわち昇降自在に支持されている。気化器本体１１のピストンバルブ１６の下方にはフロート室１７が配設されており、フロート室１７に貯溜された燃料は燃料通路１８を通って吸気通路１２に導かれる。ピストンバルブ１６の下面にはニードル１９が連結されており、燃料通路１８を通る燃料の流量は、ニードルジェット２０に対するニードル１９の挿入度合いによって調整される。
【００１２】
気化器本体１１の入口部には、外部からの空気を取り込むラッパ型のエアファンネル１４が固定され、摺動室１３の上部にはカバー１５が設けられている。カバー１５とピストンバルブ１６の間にはバネ２１が設けられ、ピストンバルブ１６は吸気通路１２を遮断する方向に常時付勢されている。カバー１５に取り付けられた案内ボルト２２の内部には、このボルト２２の長手方向に延びる貫通孔（図示せず）が形成されている。アクセル機構に連結されたワイヤ（図示せず）は、案内ボルト２２の貫通孔を通り、ピストンバルブ１６に連結されている。すなわち、アクセル機構を操作すると、ワイヤを介してピストンバルブ１６がバネ２１に抗して上昇し、吸気通路１２内における突出量が変化して吸気通路１２の流路面積が変化する。
【００１３】
図２は、気化器本体１１からカバー１５を除いた状態を示している。この図に示すように、摺動室１３は上方から見るとまゆ形、すなわち長円を円弧状に湾曲させた形状を呈しており、エアファンネル１４側が突出し、その反対側が凹陥している。吸気通路１２の底部に形成された燃料通路１８は、摺動室１３の略中央に対応している。
【００１４】
図３に示すようにピストンバルブ１６は、摺動室１３と同様に、上方から見ると長円を円弧状に湾曲させた形状を呈し、ニードル１９は燃料通路１８に対応した部位に連結されている。すなわちピストンバルブ１６の吸気通路１２の下流側に臨む背面１６ａは、ニードル１９に近接した部位が最も上流側に位置するように凹状に湾曲し、またピストンバルブ１６の吸気通路１２の上流側に臨む前面１６ｂは凸面である。ピストンバルブ１６は摺動室１３内において昇降するため、ピストンバルブ１６の昇降方向に垂直な平面でこのピストンバルブ１６を切断して得られる断面形状は、ピストンバルブ１６の略全高にわたって同じ形状である。
【００１５】
図４〜図６を参照して本実施形態の作用を説明する。
図示しないアクセル機構を操作することによってピストンバルブ１６すなわちニードル１９が上昇すると、吸気通路１２とニードルジェット２０の開口面積が増大し、吸気通路１２内に供給される燃料量が増加する。フロート室１７に貯溜された燃料は燃料通路１８およびニードルジェット２０を通り、吸気通路１２内へ吸い出される。その燃料の一部は表面張力によりニードル１９の表面を伝わってピストンバルブ１６の底面１６ｃに達する（符号Ｆ）。エアファンネル１４から流入した空気は、ピストンバルブ１６の底面１６ｃの下方を通って背面１６ａ側へ流れる。この時ニードル１９の近傍を通る空気流は、図５および図６の矢印Ａで示すように、ピストンバルブ１６の背面１６ａ側において、凹部つまり吸気通路１２の中央部に発生する渦Ｊに引かれて、吸気通路１２の壁面の方向に拡散せず、実質的に吸気通路１２の軸心方向に流れる。したがって、燃料は吸気通路１２の壁面には付着しにくく、エンジンのシリンダ室に迅速に供給される。すなわち、燃料供給の応答性は高く、エンジンの加速性が向上する。
【００１６】
これに対し、図７に示す比較例では、ニードル１９の近傍を通る空気流は矢印Ｂで示すように、ピストンバルブ１６の背面１６ａ側において、渦は吸気通路１２の中央よりむしろ側壁付近に強く発生するため、吸気通路１２の壁面の方向に拡散する。このため、フロート室１７からニードルジェット２０内に供給された燃料の一部Ｇは吸気通路１２の壁面に付着し、したがって、エンジンのシリンダ室への供給が遅れ、エンジンの加速性を十分に高めることは困難である。
【００１７】
また本実施形態は、摺動室１３の形状が単純であるため、エンドミル等によって加工でき、しかも単一のカッタを用いて加工できる。さらにピストンバルブ１６は摺動室１３の内壁によって直接摺動自在に支持されており、ピストンバルブ１６を案内するためのガイド部材を摺動室１３内に設ける必要がないため、この摺動弁を有する気化器は、構成が簡単で、安価に製造することができる。
【００１８】
図１に示すようなピストンバルブがスロットル弁の機能を果たすタイプでは、ピストンバルブ全閉時にピストンバルブ外周および底面の隙間を通過してエンジンへ吸収される空気量を極力少なくする必要があり、そのためにはピストンバルブの昇降方向に垂直な平面でピストンバルブを切断して得られる断面形状は図３に示すようにピストンバルブの全高にわたって同じ形状であることが好ましい。摺動室１３も図２に示すようにピストンバルブと同じ形状となる。
【００１９】
これに対し、ピストンバルブの高さ方向において断面形状が異なる構成も可能であり、このような構成の例として、図８〜図１０に本発明の第２の実施形態の気化器を示す。この気化器は、ピストンバルブ１６が吸気通路１２に臨む側と反対側にダイアフラム装置４０を設け、ダイアフラム装置４０内に設けられたダイアフラム４１にピストンバルブ１６を連結するとともに、ダイアフラム４１にピストンバルブ１６を連結し、ダイアフラム室４２へ吸気通路１２の負圧を導入し、その負圧でピストンバルブ１６を開閉するタイプである。ピストンバルブ１６はダイアフラム装置４０の摺動壁４３によって、昇降方向に摺動自在に支持されている。
【００２０】
このタイプではピストンバルブ１６は吸気通路１２を全閉させないため、図９および図１０から理解されるように、ピストンバルブ１６を昇降方向に垂直な平面で切断して得られる断面形状は、摺動壁面４３に摺接する部分１６ｄと下端部１６ｅとで異なっていてもよい。すなわち摺接部分１６ｄの背面は略平面であるが、下端部１６ｅの背面１６ａは凹状に湾曲している。この背面１６ａの湾曲面の断面形状は、図９の例ではピストンバルブ１６の昇降方向に沿って同じであり、図１０の例ではピストンバルブ１６の昇降方向に沿って変化し、上方ほど湾曲面は小さくなっている。
【００２１】
図１１は、第３の実施形態におけるピストンバルブ３１を水平面で切断した断面形状を示す図である。この実施形態におけるピストンバルブ３１の断面形状は、その両端の半円３１ｓをニードル１９に向かって、吸気通路１２の長手方向に対して例えば約７０度の角度をなす線に沿って直線的に移動させることにより形成される外形を有している。すなわち背面３１ａの断面形状はニードル１９に近接した部位で交差する２つの線分から成り、背面３１ａは２つの平面３１ｔによって構成される。また前面３１ｂは２つの平面３１ｕと円弧状面３１ｖによって構成される。
【００２２】
図１２は、第４の実施形態におけるピストンバルブ３２を水平面で切断した断面形状を示す図である。この実施形態では、ピストンバルブ３２の背面３２ａの断面形状はニードル１９に近接した部位で交差する２つの線分から成る。すなわち背面３２ａは２つの平面によって構成される。一方、ピストンバルブ３２の前面３２ｂは平面であり、吸気通路１２の軸心方向にほぼ垂直である。
【００２３】
図１３は第５の実施形態におけるピストンバルブ３３を水平面で切断した断面形状を示す図である。この実施形態では、ピストンバルブ３３の背面３３ａの断面形状は湾曲し、例えば円弧状である。すなわち背面３３ａは円筒面状に湾曲しており、一方前面３３ｂは吸気通路１２の軸心方向にほぼ垂直な平面である。
【００２４】
図１４は、第６の実施形態におけるピストンバルブ３４を水平面で切断した断面形状を示す図である。ピストンバルブ３４の背面３４ａと前面３４ｂは共に、２つの平面によって構成されている。背面３４ａの２つの平面のなす角は、前面３４ｂのなす角よりも小さい。
【００２５】
図１５は、第７の実施形態におけるピストンバルブ３５を水平面で切断した断面形状を示す図である。ピストンバルブ３５の背面３５ａと前面３５ｂは共に、湾曲面によって構成されている。これらの湾曲面の曲率は、背面３５ａの方が前面３５ｂよりも小さい。
【００２６】
図１６は、第８の実施形態におけるピストンバルブ３６を水平面で切断した断面形状を示す図である。この実施形態は図１３の第５の実施形態と同様に、ピストンバルブ３６の背面３６ａは円筒面状に湾曲し、前面３６ｂは吸気通路１２の軸心方向にほぼ垂直な平面である。
【００２７】
図１７は、第９の実施形態におけるピストンバルブ３７を水平面で切断した断面形状を示す図である。この実施形態では、ピストンバルブ３７の断面形状は、略円形を有し、背面３７ａは円筒面状に湾曲している。
【００２８】
図１８は、第１０の実施形態におけるピストンバルブ３８を水平面で切断した断面形状を示す図である。この実施形態では、ピストンバルブ３８の断面形状は、略円形を有し、背面３８ａは図１４の第８の実施形態と同様に、所定の角度で交差する２つの平面から成る。
【００２９】
第２〜第１０の実施形態によっても、第１の実施形態と同様な効果が得られる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、気化器の応答性が向上し、エンジンの加速性が高められるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る気化器の断面図である。
【図２】図１の気化器の本体を示す平面図である。
【図３】ピストンバルブを示す斜視図である。
【図４】第１の実施形態におけるピストンバルブが開放している状態を示す断面図である。
【図５】第１の実施形態におけるピストンバルブのニードルの近傍の空気流を示す図である。
【図６】図５と同じ状態を示す斜視図である。
【図７】比較例におけるピストンバルブのニードルの近傍の空気流を示す図である。
【図８】第２の実施形態に係る気化器の断面図である。
【図９】第２の実施形態におけるピストンバルブの一例を示す斜視図である。
【図１０】第２の実施形態におけるピストンバルブの他の例を示す斜視図である。
【図１１】第３の実施形態におけるピストンバルブの断面形状を示す図である。
【図１２】第４の実施形態におけるピストンバルブの断面形状を示す図である。
【図１３】第５の実施形態におけるピストンバルブの断面形状を示す図である。
【図１４】第６の実施形態におけるピストンバルブの断面形状を示す図である。
【図１５】第７の実施形態におけるピストンバルブの断面形状を示す図である。
【図１６】第８の実施形態におけるピストンバルブの断面形状を示す図である。
【図１７】第９の実施形態におけるピストンバルブの断面形状を示す図である。
【図１８】第１０の実施形態におけるピストンバルブの断面形状を示す図である。
【符号の説明】
１１ 気化器本体
１２ 吸気通路
１６、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８ ピストンバルブ
１６ａ、３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａ、３５ａ、３６ａ、
３７ａ、３８ａ 背面
１６ｂ、３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂ、３５ｂ、３６ｂ、
３７ｂ、３８ｂ 前面
１８ 燃料通路
１９ ニードル

Claims (5)

1. 吸気通路とこの吸気通路内に燃料を供給するための燃料通路とが形成された気化器本体と、
   この気化器本体に昇降自在に支持され、前記吸気通路内に突出してこの吸気通路の流路面積を変化させるピストンバルブと、
   このピストンバルブに連結され、前記燃料通路の吸気通路内への開口部に設けたニードルジェット内に挿入され、このニードルジェットとともに形成される環状の開口面積を変化させるニードルとを備え、
   前記ピストンバルブの断面形状が、長円を円弧状に湾曲させて成り、前記ピストンバルブの前記吸気通路の下流側に臨む背面は、前記ニードルに近接した部位が最も上流側に位置し、ピストンバルブの上昇方向に沿って延びる凹状の湾曲面であり、この湾曲面は前記ピストンバルブの下端まで達し、前記ピストンバルブの前記吸気通路の上流側に臨む前面は凸面である
   ことを特徴とする気化器。
2. 前記ピストンバルブの昇降方向に垂直な平面でピストンバルブを切断して得られる断面形状は、ピストンバルブの全高にわたって同じ形状であることを特徴とする請求項１に記載の気化器。
3. 前記凹状の湾曲面が前記ピストンバルブの下端より一定の限られた範囲に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の気化器。
4. 吸気通路とこの吸気通路内に燃料を供給するための燃料通路とが形成された気化器本体と、
   この気化器本体に昇降自在に支持され、前記吸気通路内に突出してこの吸気通路の流路面積を変化させるピストンバルブと、
   このピストンバルブに連結され、前記燃料通路の吸気通路内への開口部に設けたニードルジェット内に挿入され、このニードルジェットとともに形成される環状の開口面積を変化させるニードルとを備え、
   前記ピストンバルブの前記吸気通路の下流側に臨む背面は、前記ニードルに近接した部位が最も上流側に位置し、ピストンバルブの上昇方向に沿って延びる凹状の湾曲面であり、この湾曲面は前記ピストンバルブの下端より一定の限られた範囲に形成され、前記ピストンバルブの前記吸気通路の上流側に臨む前面は凸面である
   ことを特徴とする気化器。
5. 前記吸気通路の負圧が導入され、前記負圧を用いて前記ピストンバルブの昇降を行うダイアフラム装置を備えたことを特徴とする請求項４に記載の気化器。

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