JP5136166B2 - エンジン - Google Patents

Description

本発明は、エンジン内に混合気を供給する気化器を備えたエンジンに関する。

従来からエンジンに気化器を有する作業機等において、燃料を入れたまま長期間保管される場合、残存燃料の劣化などにより燃料を吹き出すためのジェット孔に詰まりを発生させ、再び作業機を使用する際、始動不良を発生させる原因となっていた。そのため、長期保管を行う際は事前に燃料を気化器・燃料タンクから抜き取る作業が必要となり、作業者にとって負担となっていた。

そこで、フロート式の気化器においては、特許文献１に開示されるように、自動的に気化器内の残存燃料を取り除く自動燃料排出に関する技術が開示されている。

特開平７‐３１７６１９

先行文献１は、フロート室内に蓄えられた一定量の燃料の油面高に応じて、燃料上に浮上する浮力を有するフロートが上下し燃料補給を行うフロート式の気化器に関するものであるが、刈払機、チェーンソー、エンジンカッターなどに代表される作業機械においてはエンジン本体を前後左右に傾けて行う作業が頻繁にあるためフロートによる燃料供給調整がうまく作動しないことがあり、更に気化器本体が比較的大きくなることから作業機全体の大型化を招く傾向にあり、ダイヤフラム式と呼ばれるゴム膜のポンピング作動により燃料を送り込むタイプの気化器が使用されることが多い。しかしながら、ダイヤフラム式気化器では燃料を保持するフロート室を備えていないため、先述した燃料排出機構は適応できず、プライマーポンプを作業者が操作して燃料を排出させるか、あるいは、燃料タンクを空にし、ガス欠までエンジンを運転させ気化器内に燃料が残らないようにする必要があった。

従って、本発明の課題は、従来の機構では自動的に排出することが困難であったダイヤフラム式気化器にも対応する自動燃料排出機構により、作業者に負担をかけることなく、気化器内残存燃料の劣化等による始動不良の発生を防止したエンジンを提供することにある。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの特徴を説明すれば、次の通りである。

本発明の一つの特徴によれば、燃料を保持する燃料タンクと、前記燃料タンクから燃料を補給し、燃料供給経路を介して燃焼室に燃料を供給する気化器とを備え、気化器内でオーバーフローした燃料は燃料排出経路を介して燃料タンクへと戻るように構成したエンジンにおいて、圧縮空気を導入するための圧縮空気導入経路と、前記燃料供給経路とを接続した。前記圧縮空気は、ピストンの上下動により生じる圧力変動を利用することができ、エンジン停止後の慣性運動によって気化器に圧縮空気を導入することができる。

請求項１の発明によれば、圧縮空気を導入するための圧縮空気導入経路と、前記燃料供給経路とを接続したので、気化器に圧縮空気を導入して燃料排出経路より燃料タンクへ燃料を排出することができ、残存燃料による長期保管後の始動不良を防止することができる。

請求項２の発明によれば、エンジンの駆動を停止するエンジン停止スイッチを備え、スイッチの停止動作に連動して自動的に圧縮空気が前記気化器に送られるようにしたので、作業者が圧縮空気を気化器に送る作業を必要とせず、作業者の負担を減らすことができる。

請求項３の発明によれば、圧縮空気はピストンの往復運動による圧力変化によって送られることから、圧縮空気の導入手段を増設する必要が無く、燃料排出機構を安価に構成することができる。

請求項４の発明によれば、圧縮空気導入経路は気化器に燃料を吸い上げるダイヤフラムポンプ室に繋がるパルス経路と接続されていることから、既存の経路を利用することができ、クランクケース若しくは燃焼室への加工を最小限にすることができる。

請求項５の発明によれば前記燃料排出機構のＯＮ／ＯＦＦスイッチを設け、前記スイッチがＯＮになっているときのみ前記燃料排出機構が動作するようにしたことから、作業者が任意のタイミングで気化器の燃料排出を行うことができる。

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。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るエンジンの該略図、図２は２サイクルエンジンのポートタイミングを説明するための図である。

図１には、本発明の一実施形態を示す２サイクルエンジンについて示しており、エンジン１はシリンダヘッド１１とクランクケース１２を備えている。シリンダヘッド１１は円筒形のピストン１３を上下に移動可能に案内しており、ピストン１３はコンロッド１４を介してクランクケース１２に回転可能に支持されているクランク軸と繋がっている。シリンダヘッド１１内には、シリンダ壁とピストン上面によって燃焼室１５が画成されている。燃焼室１５は上壁に点火プラグ６を備え、側壁には排気口と掃気口を備えている。排気口は燃焼ガスを排出するための排気通路１９と接続され、掃気口は混合気を供給する図示しない掃気通路を介して、クランクケース１２とピストン１３によって画成されるクランク室１６と繋がっている。クランク室１６には吸気口が接続されており、吸気通路１８と接続されている。吸気通路１８は外気から空気を導入し、吸気通路１８の途中に設けられたダイヤフラム式の気化器２によって燃料と混合され、燃焼室１５に送る混合気を生成している。気化器２は、エンジン１の圧力変動に応じて波動運動を行い燃料タンクから気化器２に燃料を汲み上げるポンプ・ダイヤフラムを有する図示しないポンプ室を備え、クランク室１６の圧力変動を取り出すための図示しないパルス経路と接続されている。クランク室１６には圧縮空気導入経路９が接続され、燃料タンク３と気化器２とを繋ぐ燃料供給経路４の気化器１側の入口手前で接続される。気化器２内に供給された燃料は燃料排出経路５を介して燃料タンク３へと戻るように構成されている。尚、エンジン１では正圧と負圧が繰り返し発生しているため、正圧のみが気化器２に供給されるよう、逆支弁１０ａを圧縮空気導入経路９に設けている。燃料供給経路４にも逆支弁１０ｂが設けられており、これにより圧縮空気導入経路９及び燃料供給経路４は気化器２に向かう方向にのみに導入経路が決まり、それぞれに影響を与えないようになっている。また、圧縮空気導入経路９には開閉バルブ８が設けられており、エンジン停止スイッチ７に連動して自動的に開閉するようになっている。エンジン停止スイッチ７は作業者によって操作可能に配置され、点火プラグ６に制御ライン１７を介して電気的に接続されている。

次に、以上のように圧縮空気を導入するための圧縮空気導入経路９と、燃料供給経路４とを接続したエンジン１の動作について説明する。

エンジン内部では燃焼に伴ってピストン１３の往復運動が起こり、燃焼室１５とクランク室１５に正圧と負圧が繰り返し発生する。 図２によれば、燃焼室１５に正圧が生じるのは、燃焼室圧縮の部分であり、クランク室１６に正圧が生じるのは、クランク室圧縮の部分である。作業者が作業終了後にエンジン停止スイッチ７を操作すると、点火プラグ６への通電が遮断され、エンジン１のクランクケース１２に取り付けられた開閉バルブ８が電気信号によって開き、点火を停止した後も惰性回転を続けるエンジン１によって発生する正圧の空気、すなわち圧縮空気が圧縮空気導入経路９へと導入される。ここで圧縮空気は燃料供給経路４に設けられた逆止弁１０によって気化器２側のみに導入され、気化器２内に導入された圧縮空気は気化器２内に残された残存燃料を強制的に押し出し、残存燃料は燃料排出経路５を介して燃料タンク３へと戻される。

本実施形態によれば、圧縮空気を導入するための圧縮空気導入経路９と、燃料供給経路４とを接続したので、気化器２に圧縮空気を導入して燃料排出経路４より燃料タンク３へ燃料を排出することができ、残存燃料による長期保管後の始動不良を防止することができる。

また、エンジンの駆動を停止するエンジン停止スイッチ７を備え、エンジン停止スイッチ７の停止動作に連動して圧縮空気が気化器２に送られるようにしたので、作業者が圧縮空気を気化器２に送る作業を必要とせず、作業者の負担を減らすことができる。尚、エンジン停止スイッチ７に連動して開閉バルブ８に電気信号が送られて圧縮空気が気化器２に送られるようにしたが、電気信号でなくワイヤーなどの機械的な動作により開閉バルブ８が開閉するようにしても良い。

圧縮空気はピストン１３の往復による圧力変動によって送られることから、圧縮空気の導入手段を新規に設ける必要が無く、燃料排出機構を安価に構成することができる。尚、本実施形態においては圧縮空気導入経路９をクランク室１６に設けたが、圧力変動が得られる箇所であれば良く、燃焼室１５などに設けても良い。また、圧縮空気導入経路９をクランク室１６若しくは燃焼室１５などに新規に設けても良いが、気化器のポンプ室と繋がるパルス経路を既に備えていることから、これを利用することもでき、これによればクランク室１６若しくは燃焼室１５への加工を最小限にすることができる。

以上、本発明を示す実施形態に基づき説明したが、本発明は上述の形態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。

たとえば、本実施形態において圧縮空気はクランク室１６や燃焼室１５の圧力変動を利用して気化器２に導入されるようにしたが、エンジン外部から接続されたポンプなどの圧縮空気導入手段を別途設けるようにしても良く、これによれば気化器２内部の残存燃料をピストン１３の動作によらず安定して排出することが可能となる。また、圧縮空気導入手段を駆動させるスイッチを別途設けるようにすれば、作業者が気化器の燃料排出を行う自由度を更に高めることができる。

また、本実施形態において気化器２に導入される圧縮空気は圧縮空気導入経路９に設けられる開閉バルブ８の開閉によって操作されるが、圧縮空気導入経路９と燃料供給経路４の接続部に、圧縮空気と燃料の経路を選択的に接続する切替弁を設け、開閉バルブ８と同様にエンジン停止スイッチ７と連動して動作するようにしても良い。

また、燃料排出機構のＯＮ／ＯＦＦスイッチを設け、スイッチがＯＮになっているときのみ前記燃料排出機構が動作するようにしても良く、これによれば作業者が任意のタイミングで気化器２の燃料排出を行うことができる。尚、スイッチは電気的なものと機械的な動作によるものの何れも用いることができる。

また、本実施形態においてエンジンの説明を２サイクルエンジンを用いて行ったが、気化器を用いたエンジンであれば何れも有効である。尚、４サイクルエンジンを用いた場合のエンジン内部の燃焼に伴うピストンの往復運動による燃焼室とクランクケースのバルブタイミングを図３に示す。

本発明の一実施形態に係るエンジンの概略図である。 ２サイクルエンジンのポートタイミングを説明するための図である。 ４サイクルエンジンのバルブタイミングを説明するための図である。

符号の説明

１ エンジン
２ 気化器
３ 燃料タンク
４ 燃料供給経路
５ 燃料排出経路
６ 点火プラグ
７ エンジン停止スイッチ
８ 開閉バルブ
９ 圧縮空気導入経路
１０ａ、ｂ 逆止弁
１１ シリンダ
１２ クランクケース
１３ ピストン
１４ コンロッド
１５ 燃焼室
１６ クランク室
１７ 制御ライン

Claims (5)

1. 燃料を保持する燃料タンクと、
   前記燃料タンクから気化器内に燃料を導入するための燃料供給経路と、
   前記燃料タンクから燃料を補給し、前記燃料供給経路を介して燃焼室に燃料を供給する気化器とを備え、気化器内でオーバーフローした燃料は燃料排出経路を介して燃料タンクへと戻るように構成したエンジンにおいて、
   圧縮空気を導入するための圧縮空気導入経路と、前記燃料供給経路とを接続したことを特徴とするエンジン。
2. 前記エンジンの駆動を停止するエンジン停止スイッチを備え、前記スイッチの停止動作に連動して前記圧縮空気が前記気化器に送られるようにしたことを特徴とする請求項１記載のエンジン。
3. 前記圧縮空気はピストンの往復運動による圧力変化によって送られることを特徴とする請求項１若しくは２記載のエンジン。
4. 前記気化器は前記燃料タンクから燃料を吸い上げるポンプ室を備え、前記ポンプ室にはエンジンの燃焼による圧力変動が送られるパルス経路とが接続され、前記圧縮空気導入経路は前記パルス経路と接続されていることを特徴とする請求項３記載のエンジン。
5. ＯＮ／ＯＦＦスイッチを設け、前記スイッチがＯＮになっているときのみ圧縮空気導入経路を介して前記燃料供給経路に圧縮空気を導入可能であるようにしたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載のエンジン。