JP4319111B2 - 気化器の電動式オートチョーク装置 - Google Patents

Description

本発明は，主として汎用エンジンに適用される気化器の電動式オートチョーク装置に関し，特に，電動モータと，この電動モータの駆動トルクを気化器のチョーク弁にその開閉方向に伝達する伝動装置と，前記電動モータの作動を制御する電子制御ユニットとからなるものゝ改良に関する。

かゝる気化器の電動式オートチョーク装置は，例えば下記特許文献１に開示されるように知られている。
特開昭５８−１５５２５５号公報

従来の気化器の電動式オートチョーク装置では，エンジンの熱間運転状態でチョーク弁を全開位置に保持するように作動するので，そのエンジンの運転を停止したときもチョーク弁の全開状態が維持される。したがって，そのエンジンの冷間始動時には，電動モータがチョーク弁を全閉させるように作動する。

しかしながら，バッテリを持たず，エンジンにより駆動される発電機の発生電力で電動モータを作動する形式の場合や，バッテリを備えていても，冷間始動時に，そのバッテリの蓄電量が不足している場合には，電動モータは作動せず，チョーク弁は開弁したまゝとなり，始動時，気化器の吸気道では冷間始動に適した濃厚混合気が生成されず，エンジン始動が困難となる。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，エンジンの運転停止中でも，チョーク弁の開度をエンジン温度に対応した始動開度に自動的に制御し得るようにして，エンジン始動時には，電動モータの作動不能状態でも，冷間，熱間を問わず，エンジンを確実に始動できるようにした，気化器の電動式オートチョーク装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，電動モータと，この電動モータの駆動トルクを気化器のチョーク弁にその開閉方向に伝達する伝動装置と，前記電動モータの作動を制御する電子制御ユニットとからなる，気化器の電動式オートチョーク装置において，チョーク弁に，それを閉じ方向に付勢するチョーク閉弁ばねを接続する一方，気化器又はそれに連なる固定構造体に，内部のワックスの熱膨張に伴ない突出作動するピストン部材を備えたワックス式の感温作動装置を取り付け，この感温作動装置にはエンジンの発生熱を直接又は間接的に与えるようにすると共に，前記ピストン部材を，チョーク弁に連動する回動部材のチョーク弁閉じ側への回動経路上で該回動部材に接離可能に対向させ，エンジンの運転停止中，前記ピストン部材の突出量に応じて，チョーク弁のチョーク閉弁ばねによる閉弁を規制するようにしたことを特徴とする。

尚，前記回動部材は，後述する本発明の第１実施例中の非低速従動ギヤ１８及び第２実施例中のストッパレバー３７に対応する。

本発明の特徴によれば，エンジンの運転中は，電子制御ユニットにより制御される電動モータがチョーク弁を，エンジン温度の高低に対応して適正な開度に駆動して，適正濃度の混合気をエンジンに供給する。またエンジンの運転停止中は，チョーク閉弁ばねとワックス式感温作動装置との協働により，チョーク弁の開度をエンジン温度に対応した始動開度に自動的に制御する。したがってエンジン始動時には，電動モータの作動不能状態でも，冷間，熱間状態を問わず，エンジンを確実に始動することができる。

またワックス式感温作動装置は，入熱に対する応答性が比較的鈍いので，エンジンの冷間始動後，電動モータによるチョーク弁の開弁には追従せず，電動モータによるチョーク弁の開弁を全く阻害しない。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて説明する。

図１は本発明の第１実施例を適用した気化器を備える汎用エンジンの要部縦断平面図，図２は図１中の気化器の一部縦断拡大図，図３は図２の３矢視図，図４は図２に対応する作用説明図，図５は電子制御ユニットを含む電気回路図，図６は本発明の第２実施例を示す，気化器周辺部の平面図である。

先ず，図１において，汎用エンジンＥのシリンダヘッド１の一側面に気化器Ｃが装着される。気化器Ｃは，シリンダヘッド１内の吸気ポート２に連なる吸気道３を有しており，この吸気道３には，その上流側からチョーク弁４及びスロットル弁５が配設され，両弁４，５の中間部の吸気道３のベンチュリ部に燃料ノズル（図示せず）が開口する。チョーク弁４及びスロットル弁５は，何れも弁軸４ａ，５ａの回動により開閉されるバタフライ型に構成される。

図２及び図３に示すように，チョーク弁４の弁軸，即ちチョーク弁軸４ａは，吸気道３の中心から一側にオフセットして配置され，チョーク弁４は，全閉状態では，それの回転半径の大きい側が，回転半径の小さい側より吸気道３の下流側に来るよう吸気道３の中心軸線に対して傾斜している。したがって，チョーク弁４の全閉時には，エンジンＥの吸気負圧がチョーク弁４の回転半径の大きい側に作用する吸気負圧による回転モーメントと，その回転半径の大きい側に作用する吸気負圧による回転モーメントとの差が開弁力としてチョーク弁４に働くようになっている。

気化器Ｃには，チョーク弁４の開度を自動制御する電動式オートチョーク装置１０が取り付けされる。この電動式オートチョーク装置１０は，気化器Ｃの上端面に取り付けられる，例えばステッピングモータからなる電動モータ１１と，この電動モータ１１の出力トルクをチョーク弁４にその開閉方向に伝達する伝動装置１２と，電動モータ１１の作動を制御する電子制御ユニット１３（図５参照）と，チョーク弁４を閉じ方向に付勢するチョーク閉弁ばね１４と，このチョーク閉弁ばね１４によるチョーク弁４の閉弁をエンジンＥの温度の高低に応じて規制するワックス型感温作動装置１５とからなっている。チョーク閉弁ばね１４には，電動モータ１１の空転トルクに抗してチョーク弁４の全閉を可能にするセット荷重が付与される。

上記伝動装置１２は，電動モータ１１の出力軸１１ａに固着される非定速駆動ギヤ１７と，チョーク弁軸４ａの，気化器Ｃ外方に突出した端部に固着されて非定速駆動ギヤ１７と噛合する非定速従動ギヤ１８とで構成され，その非定速従動ギヤ１８には，これをチョーク弁４の閉じ方向へ付勢する，捩じりコイルばねからなる前記チョーク閉弁ばね１４が接続される。

非定速駆動及び従動ギヤ１７，１８は，電動モータ１１の駆動トルクを減速してチョーク弁軸４ａに伝達するもので，何れも楕円ギヤもしくは偏心ギヤの一部によって構成されると共に，両ギヤ１７，１８の減速比が，チョーク弁４が全体開度の略３／４の開度位置にきたとき，最大となるように設定される。これは，チョーク弁４の全閉状態を除けば，吸気道３内の吸気負圧によるチョーク弁４の開弁トルクが，該弁４の略３／４の開度位置で最大となることに着目したもので，上記減速比の設定により，電動モータ１１の小容量化と，チョーク閉弁ばね１４のセット荷重の最小化とを図ることができる。

ワックス型感温作動装置１５は，気化器Ｃに固着されるシリンダ２０と，このシリンダ２０の一端部内周に嵌着される，内部にワックスを封入したワックスケース２１と，シリンダ２０の他端壁に摺動可能に支承されて先端をシリンダ２０外に突出させるピストン部材２２とを備える。ワックスケース２１には，その内部のワックスの熱膨張に応じてピストン部材２２側に突出する出力ロッド２３が設けられており，この出力ロッド２３の先端に当接するフランジ２２ａがピストン部材２２の内端に一体に形成され，このフランジ２２ａを出力ロッド２３との当接方向に付勢する戻しばね２４がシリンダ２０内に収納される。したがって，ワックスケース２１内のワックスが膨張すると，出力ロッド２３がピストン部材２２をシリンダ２０外方に前進させ，そのワックスが収縮すると，戻しばね２４がピストン部材２２を後退させる。

ワックスケース２１の，シリンダ２０外に突出した外端部には，エンジンＥの温度上昇に応じてワックスケース２１を加熱するＰＴＣヒータ３４が付設される。

上記構成の感温作動装置１５は，ピストン部材２２の突出側先端部が，前記非低速従動ギヤ１８の，チョーク弁４閉じ側への回動経路上で該ギヤ１８に接離可能に対向するように配置される。図示例の場合，ピストン部材２２の先端は，非低速従動ギヤ１８の側面に一体に突設したストッパピン２５の，チョーク弁４閉じ側の一側面に対置され，エンジンＥの熱間停止時，チョーク弁４のチョーク閉弁ばね１４による閉弁を，突出状態のピストン部材２２がストッパピン２５を受け止めことで規制するようになっており，図示例の場合は，チョーク弁４を半開状態に規制するようになっている。

図５に示すように，前記電動モータ１１の作動を制御する電子制御ユニット１３は，エンジンＥが備える発電機３０の発生電力が入力され，又はバッテリ３１の電力がメインスイッチ３２を介して入力される他，エンジンＥの発熱部，例えばシリンダヘッド１の温度をエンジン温度として検知する温度センサ３３の出力信号が入力され，エンジン温度の高低に応じて電動モータ１１を作動すると共に，ＰＴＣヒータ３４への通電を行う。

次に，この実施例の作用について説明する。

エンジンＥの冷間停止状態では，感温作動装置１５は，ワックスケース２１内のワックスの収縮と戻しばね２４の付勢力によりピストン部材２２を，図２に示すように非低速従動ギヤ１８のストッパピン２５から後退させているので，チョーク弁４は，上記ピストン部材２２に干渉されることなく，チョーク閉弁ばね１４のセット荷重により全閉位置まで閉じられている。したがって，エンジンＥを始動すべく，リコイルスタータを作動してクランキングすれば，気化器Ｃの吸気道３では，比較的高濃度の混合気が生成され，エンジンＥを常に容易に始動することができる。即ち，バッテリを持たず，エンジンにより駆動される発電機の発生電力で電動モータ１１を作動する場合や，バッテリ３１を備えていても，そのバッテリの蓄電量が不足している場合，冷間始動時に電動モータが作動不能となっていても，チョーク閉弁ばね１４によるチョーク弁４の全閉保持により，エンジン始動性を確保することができる。

エンジンＥが始動すると，それにより駆動される発電機３０の発生電力，又はその発電機の作動により機能回復したバッテリ３１の電力が電子制御ユニット１３に入力されるから，電子制御ユニット１３は，エンジン温度を検知する温度センサ３３の出力信号に従って電動モータ１１を作動し，伝動装置１２を介してチョーク弁４を駆動し，そのときのエンジン温度に対応して暖機開度をチョーク弁４に与える。したがって，暖機運転の進行によりエンジン温度が上昇すれば，それに応じて変化する温度センサ３３の出力信号に基づいて電子制御ユニット１３は電動モータ１１を作動し，伝動装置１２を介してチョーク弁４を開放していき，吸気道３での生成混合気の濃度を下げていき，エンジンＥの良好な暖機運転状態を確保することができる。暖機運転終了時には，チョーク弁４は電動モータ１１により全開状態に保持される。

一方，感温作動装置１５では，エンジン始動後，ＰＴＣヒータ３４が，エンジン温度の上昇に対応した電流を電子制御ユニット１３から給電され，ワックスケース２１を加熱するので，その内部のワックスは，エンジン温度の上昇に応じて膨張し，出力ロッド２３がピストン部材２２を，伝動装置１２の非低速従動ギヤ１８のストッパピン２５に向かって突出させていく。ＰＴＣヒータ３４は，その温度が一定値を超えて上昇すると，それ自体の電気抵抗値が急増することで，通電量が減少して，過度の温度上昇が自動的に抑制される。これにより，エンジンＥの熱間状態におけるピストン部材２２の突出状態を一定に保持することができる。このワックス式感温作動装置１５は，入熱に対する応答性が比較的鈍いので，前記電動モータ１１によるチョーク弁４の開弁には追従せず，チョーク弁４の開弁には非低速従動ギヤ１８のストッパピン２５が感温作動装置１５のピストン部材２２から単に離れていくことになり，したがって感温作動装置１５は，電動モータ１１によるチョーク弁４の開弁を全く阻害しない。

次に，エンジンＥの運転を熱間状態で停止すれば，電動モータ１１による駆動から開放されたチョーク弁４は，前述のようにチョーク閉弁ばね１４の付勢力で全閉位置へ戻ろうとするが，チョーク弁４が所定の半開位置にきたとき，非低速従動ギヤ１８のストッパピン２５が，図５に示すように，前記感温作動装置１５における突出状態のピストン部材２２の先端に受け止められるので，チョーク弁４は所定の半開位置に保持されることになる。

したがって，エンジンＥを熱間状態で再始動するときには，チョーク弁４の半開状態により，吸気道３での生成混合気の濃度を熱間始動に適したものとすることができる。特に，ワックス式感温作動装置１５は，前述したように，入熱に対する反応が比較的鈍いものであるから，エンジンＥの運転停止後，ピストン部材２２の突出状態を長時間保持し得て，熱間始動性を確保することができる。

次に，図６により本発明の第２実施例について説明する。

この第２実施例は，ワックス式感温作動装置１５のワックスケース２１への加熱に，エンジンＥのシリンダヘッド１に発生する熱を直接利用するようにしたものである。具体的に説明すると，ワックス式感温作動装置１５は，ワックスケース２１をエンジンＥのシリンダヘッド１側に向けて配置される。そのワックスケース２１の外周には，シリンダヘッド１の外面の凹部３５に先端部を挿入する熱伝導部材３６が嵌着され，シリンダヘッド１の熱がこの熱伝導部材３６を介してワックスケース２１に伝達するようになっている。

一方，チョーク弁軸４ａには，ストッパレバー３４が熱伝導部材３６が非低速従動ギヤ１８に重ねて固着され，感温作動装置１５のピストン部材２２は，ストッパレバー３４の，チョーク弁４閉じ側の回動経路上でストッパレバー３４に接離可能に対向するように配置され，エンジンＥの熱間停止時，チョーク弁４のチョーク閉弁ばね１４による閉弁を，突出状態のピストン部材２２がストッパレバー３４を受け止めることで規制するようになっている。その他の構成は，第１実施例と同様であるので，図６中，第１実施例と対応する部分には，それと同一の参照符号を付してその説明を省略する。

この第２実施例によれば，第１実施例のようにな高価なＰＴＣヒータ３４を使用しなくても，エンジン温度の上昇に応じてワックスケース２１を加熱することができるから，エンジンＥの熱間停止状態では，第１実施例と同様に，ピストン部材２２の突出状態によりチョーク弁４を半開状態に保持し，熱間始動性を確保することができる。

本発明は，上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，伝動装置１２は，これを通常の低速減速ギヤで構成することもできる。またワックス式感温作動装置１５は，これを気化器Ｃに連なる固定構造体に取り付けることもできる。

本発明の第１実施例を適用した気化器を備える汎用エンジンの要部縦断平面図。 図１中の気化器の一部縦断拡大図。 図２の３矢視図。 図２に対応する作用説明図。 電子制御ユニットを含む電気回路図。 本発明の第２実施例を示す，気化器周辺部の平面図。

符号の説明

Ｃ・・・・・気化器
Ｄ・・・・・電子制御装置
４・・・・・チョーク弁
１０・・・・電動式オートチョーク装置
１１・・・・電動モータ
１２・・・・伝動装置
１３・・・・電子制御ユニット
１４・・・・チョーク閉弁ばね
１５・・・・ワックス式感温作動装置
１８・・・・回動部材（非低速従動ギヤ）
２２・・・・ピストン部材
３７・・・・回動部材（ストッパレバー）

Claims (1)

1. 電動モータ（１１）と，この電動モータ（１１）の駆動トルクを気化器（Ｃ）のチョーク弁（４）にその開閉方向に伝達する伝動装置（１２）と，前記電動モータ（１１）の作動を制御する電子制御ユニット（１３）とからなる，気化器の電動式オートチョーク装置において，
   チョーク弁（４）に，それを閉じ方向に付勢するチョーク閉弁ばね（１４）を接続する一方，気化器（Ｃ）又はそれに連なる固定構造体に，内部のワックスの熱膨張に伴ない突出作動するピストン部材（２２）を備えたワックス式の感温作動装置（１５）を取り付け，この感温作動装置（１５）にはエンジン（Ｅ）の発生熱を直接又は間接的に与えるようにすると共に，前記ピストン部材（２２）を，チョーク弁（４）に連動する回動部材（１８，３７）のチョーク弁（４）閉じ側への回動経路上で該回動部材（１８，３７）に接離可能に対向させ，エンジン（Ｅ）の運転停止中，前記ピストン部材（２２）の突出量に応じて，チョーク弁（４）のチョーク閉弁ばね（１４）による閉弁を規制するようにしたことを特徴とする，気化器の電動式オートチョーク装置。
   

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