JP4511068B2

JP4511068B2 - ベンチュリーピストン及びそれを用いた可変ベンチュリー型キャブレター

Info

Publication number: JP4511068B2
Application number: JP2001076493A
Authority: JP
Inventors: 純一郎森田
Original assignee: 純一郎森田
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2021-03-16
Also published as: JP2002276469A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガソリンと空気を混合してモータサイクルなどのエンジンに供給する可変ベンチュリー型キャブレターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
モーターサイクル用のキャブレターは、ベンチュリーピストンを変位させてベンチュリー部の開度（以下スロットル開度と言う）を調整する可変ベンチュリー型のものが多くを占めている。
【０００３】
この可変ベンチュリー型キャブレターは、下流のメインボア内に設けたスロットルバルブでサクションチャンバ内の負圧を制御してその負圧でベンチュリーピストンを作動させる負圧作動型と、スロットルバルブ兼用のベンチュリーピストンをスロットルワイヤで直接引き動かすタイプ（ここでは便宜上これをＶＭ型と称する）の２種類がある。
【０００４】
どちらの型式のものも、ベンチュリーピストンの軸心部に取付けたジェットニードルがピストンと共に引き動かされ、そのジェットニードルを挿入したメインノズルからの燃料（ガソリン）噴出量がスロットル開度の増加に応じて増えるようになっている。
【０００５】
図４に、ＶＭ型キャブレターの従来技術を示す。メーカによって細部は異なるが、ＶＭ型キャブレターは基本的には図示の如き構造になっている。
【０００６】
図中１は、メインボア２、シリンダ３、フロート室４を有するハウジングである。このハウジングのシリンダ３にベンチュリーピストン５が回り止めして摺動自在に組込まれ、さらに、スロットルグリップ（図示せず）に連結されたスロットルワイヤ６で引き動かしたピストン５を復帰させるスプリング７が組込まれている。
【０００７】
また、メインボア３とフロート室４との間に、メインジェット８を有するメインノズル９が設けられ、ベンチュリーピストン５の変位でそのピストンに取付けたジェットニードル１０のメインノズル９に対する挿入量が変化してフロート室とベンチュリー部の圧力差によりメインノズル９から噴出する燃料の量が調整されるようになっている。
【０００８】
なお、メインノズル９から噴出される燃料には、霧化を促すために、メインエアジェット１１から導入される空気がメインノズル９に設けたエアブリード孔から細かな気泡となって混入される。
【０００９】
ハウジング１には、パイロットジェット１２、パイロットアウトレット１３、バイパス１４、パイロットエアホール１５、パイロットエアホール１５からの空気供給量を調整するバルブ１６が更に設けられている。
【００１０】
スロットル開度大のときの空燃比（空気：ガソリンの比率）は、メインジェット８の穴径で、また、スロットル開度中のときの空燃比はジェットニードル１０によるメインノズル９の絞りによって各々調整するが、スロットル開度小のときには前２者による調整が不正確になることから、パイロットジェット１２が吸い上げた燃料に、パイロットエアホール１５から導入された空気を混合してバイパス１４とパイロットアウトレット１３から送り出すようにしている。
【００１１】
１７はフロート弁であり、これで燃料タンク（図示せず）からフロート室４に供給する燃料を一定の液面レベルに保つ。このフロート弁１７が何らかの異常で正動に作動しなかったときに燃料を逃がすオーバフローパイプも設けられているが、これは図示していない。
【００１２】
例示のＶＭ型キャブレターには、このほかに、スタータ（チョークとも称される）が設けられている。始動時専用の燃料供給経路であるそのスタータは、レバー等を操作してバルブ１８を開き、スタータエアホール１９から導入した空気とフロート室４から吸い上げた燃料を混合してスタータアウトレット２０から下流のメインボア２中に噴出させる。
【００１３】
このＶＭ型キャブレターのベンチュリーピストン５や負圧作動型キャブレターのベンチュリーピストンには、先端にカットアウェイと称される斜めの切欠きを設けており、スロットル開度小（通常１／４以下の開度）のときに、そのカットアウェイ５ａから風圧を呼び込んでメインノズル９からの燃料の流れ過ぎを防止している。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
可変ベンチュリー型キャブレターにおいて、ベンチュリー部の空気流速（ノズル噴出口の前後、即ち、上流と下流の圧力差）を大きくすると、メインノズルから噴出される燃料の霧化が促進されることが判っている。
【００１５】
キャブレターの霧化性能が向上すると、空気と燃料の混合状態が良くなり、燃焼効率の改善、エンジンの出力向上、燃費向上の効果が得られるが、ベンチュリー部の空気流速が下がる低スロットル開度時などにどのようにしてその空気流速を高めるかは、試行錯誤の状態であり、有効な策が見い出されていなかった。
【００１６】
ベンチュリーピストンに設けているカットアウェイは、ベンチュリー部に風圧を呼び込むが、このカットアウェイは、スロットル開度が小さいときに、メインノズルからの燃料の流れ過ぎ防止を主目的として設けられたものであって、メインノズル噴出口部の空気流速を大きくする機能はさほど高くなく、充分な霧化性能が得られなかった。
【００１７】
そこで、この発明は、ベンチュリーピストンの先端形状を改善して燃料の霧化性能を向上させることを課題としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、ベンチュリーピストンの先端に、従来設けていたカットアウェイに代えて、キャブレターのメインボアのインレットに対面させる位置から軸心部に至り、前記インレットから流入する空気を軸心部のジェットニードルに向けて直進させる半円筒形のガイド溝を設けたのである。
【００１９】
このベンチュリーピストンは、前記ガイド溝を前面に設けられる円形凹部内に設ける。また、そのガイド溝は両側が溝壁に囲われた溝とする。そして、さらに、そのガイド溝の終端を前記円形凹部を取り巻いた周壁に対面させて前記円形凹部に開放させる。
【００２０】
この発明の可変ベンチュリー型キャブレターは、ガイド溝を設けた上記のベンチュリーピストンを用いてベンチュリー部の開度（スロットル開度）調整を行う。
【００２１】
【作用】
図５に示すように、ベンチュリーピストン５は、先端を円筒状にし、その円筒部をシリンダ３の延長上に設けた円筒溝２１（図６参照）に入り込ませてベンチュリー部の通路面積を絞り込む構造にしてある。この構造では、ピストン先端にカットアウェイ５ａを設けると、そこから凹部５ｂに流入した空気が凹部５ｂの全域に広がり、円筒部の風下（図７の右側）の壁に当たってその壁とメインボア２との間に生じた通路２２から下流に流れ出す。
【００２２】
このような状況でも、スロットル開度が小さいときにメインノズル９の噴出口が存在する領域の圧力を高めて燃料噴出量を抑える目的は達成されるが、空気流速が増すのは通路２２の位置であり、それより上流にあるメインノズル噴出口部での空気流速向上効果は小さい。
【００２３】
これに対し、この発明のベンチュリーピストンは、ガイド溝に流入した空気がピストンの軸心部に至るまでは周囲に逃げず、メインボアの中央部に速い気流となって集中する。また、ガイド溝の入口がメインノズルよりも上流にあり、そのため、スロットル開度が小さくてエンジンの負圧が小さいときにもメインノズルの噴出口がガイド溝によって作りだされる高速気流中におかれて燃料の霧化が良好になされる。
【００２４】
なお、ガイド溝も、カットアウェイと同様、風圧を呼び込むので、スロットル開度小時のメインノズルからの燃料の流れ過ぎ防止の効果は損なわれない。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３に、この発明のベンチュリーピストンの実施形態を示す。このベンチュリーピストン５０は、ＶＭ型キャブレター用であって、前方に偏った位置に隔壁５１を有する円筒形状になっている。また、外周の１箇所にスロットルワイヤ６を出し入れするスリット５３が全長にわたって設けられている。そのスリット５３は、シリンダ３の内壁に設けたキー２３を係合させてピストン５０の回り止めにも利用される。
【００２６】
スリット５３と正反対位置の先端外周には、テーパ面５４を有する切欠きが設けられている。この切欠きのテーパ面５４は、最小スロットル開度を微調整するためのものであって、ハウジング１にねじ込んだアジャストスクリュ２４の先端を当接させ、アジャストスクリュ２４のねじ込み量調整を行うと、ピストン５０の復帰終点位置が変化して最小スロットル開度が変わる。
【００２７】
ジェットニードル１０は、隔壁５１の中心にあけた穴に通され、サークリップ２５で外れ止めされる。このジェットニードル１０には、複数本の溝を軸方向に微小ピッチで配列して設けてあり、サークリップを係止させる溝の位置を変えてメインノズル９からの燃料噴出量の調整がなされる。
【００２８】
以上の構成は、従来のベンチュリーピストンと変わるところがない。即ち、この発明では、ベンチュリーピストン５０の先端の凹部５２内に、両側が溝壁５５ａに囲われるガイド溝５５を従来のカットアウェイに代えて設けており、この点が従来品と異なる。ガイド溝５５は、半円筒形をなすストレート溝であり、外周面のメインボア２のインレット中央部に対面する位置からピストンの軸心部に至る範囲に設けられている。また、このガイド溝５５の終端は、ピストンの軸心を少し通り越した位置で凹部５２に開放させてある。
【００２９】
このように構成したベンチュリーピストン５０を、中心にジェットニードル１０を取付けて図４に示すキャブレターのハウジング１に、図４のピストン５に代えて組込むと、この発明の可変ベンチュリー型キャブレターが完成する。
【００３０】
効果の確認実験のため、市販のＶＭ型キャブレターアセンブリφ２４のベンチュリーピストンを図１に示した本発明品に代えてモータサイクルの走行試験を行った結果、エンジンの調子が良くなり、出力向上、燃費低減の効果が認められた。これは、霧化性能の向上によるものと考えてよい。
【００３１】
また、エンジンの始動性も、本発明のベンチュリーピストンを用いたときの方が良かった。スロットル開度が小さくなるほど、発明品と従来品の霧化性能の差が大きくなり、それが影響したのではないかと思われる。
【００３２】
このほか、エンジンのチューニングなどを行ったとき、従来は、カットアウェイの大きさの微妙な調整、メインジェットの交換（穴径変形）、ジェットニードルの交換（ニードルのテーパ度変更）、ベンチュリーピストンに対するジェットニードル固定位置の変更などを行ってエンジンの調子を整えており、その作業が大変に面倒であったが、この発明のベンチュリーピストンを使用したときには、調整無しで対応できる範囲が広がった。
【００３３】
なお、以上の説明は、ＶＭ型キャブレターを例に挙げて行ったが、この発明を特徴づけるガイド溝５５は、負圧作動型キャブレターのベンチュリーピストンに設けてもその有効性を発揮する。
【００３４】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明のベンチュリーピストン及びそれを用いた可変ベンチュリー型キャブレターは、ピストン先端のガイド溝の働きでメインノズル噴出口部の空気流速が上がって燃料の霧化が促進され、ミクスチャー度の高い混合気がエンジンに供給されるため、燃焼効率が高まり、エンジンの出力向上、燃費削減の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のベンチュリーピストンの実施形態を示す斜視図
【図２】図１のピストンを組付けたキャブレターの要部を示す断面図
【図３】図２のＸ−Ｘ線に沿った断面図
【図４】ＶＭ型キャブレターの基本原理を示す構造図
【図５】図４のキャブレターに採用されている従来のベンチュリーピストンの斜視図
【図６】図５のベンチュリーピストンを組付けたキャブレターの要部の断面図
【図７】図６のＹ−Ｙ線に沿った断面図
【符号の説明】
１ハウジング
２メインボア
３シリンダ
４フロート室
６スロットルワイヤ
９メインノズル
１０ジェットニードル
１７フロート弁
２１円筒溝
２４アジャストスクリュ
５０ベンチュリーピストン
５１隔壁
５２凹部
５３スリット
５４テーパ面
５５ガイド溝
５５ａ溝壁

Claims

前面に円形凹部を有する可変ベンチュリー型キャブレターのベンチュリーピストンであって、キャブレターのメインボアのインレットに対面させる位置から軸心部に至り、前記インレットから流入する空気を軸心部に取付けられたジェットニードルに向けて直進させる、両側が溝壁に囲われた半円筒形のガイド溝を前記円形凹部内に設け、そのガイド溝の終端を前記円形凹部を取り巻いた周壁に対面させて前記円形凹部に開放させた可変ベンチュリー型キャブレターのベンチュリーピストン。
請求項１に記載のベンチュリーピストンを、前記ガイド溝の始端をキャブレターのメインボアのインレットに対面させてハウジングに組み込み、そのベンチュリーピストンを変位させてベンチュリー部の開度調整を行うようにした可変ベンチュリー型キャブレター。