JP6290738B2 - エンジン用燃料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、汎用エンジンの燃料供給装置に関する。

作業機などに搭載される一般的な汎用エンジンを使用した場合、該エンジンを停止させるには、メインスイッチを停止位置に操作して、点火装置をオフにすることにより行う。エンジンが停止することによって、気化器のベンチュリ部の内部の負圧は解消する。この結果、気化器に設けられている燃料チャンバ（フロート室）からベンチュリ部内への、燃料の噴霧は停止する。

しかし、エンジンは慣性によって、ある程度の時間だけ回り続けた後に完全に停止する。すなわち、エンジンが完全に停止するまでには空転時間を要する。空転時に気化器のベンチュリ部からエンジンへ燃料混合気が供給されると、それが未燃焼のままエンジンやマフラに残存して一時的に着火する、いわゆるアフターバーン現象が発生することがある。このようなアフターバーン現象を防止する技術としては、例えば特許文献１が知られている。

特許文献１で知られているエンジン用燃料供給装置は、燃料タンクから気化器の燃料チャンバに燃料を供給するための燃料供給ラインに、電磁弁（燃料遮断弁）を備えている。制御部は、メインスイッチによりエンジンを停止操作した時点から、一定時間にわたって、電磁弁を自動的に閉じるように制御する。この結果、エンジンが完全に停止するまで、燃料タンクから燃料チャンバへの燃料供給は、遮断される。

しかし、特許文献１で知られているエンジン用燃料供給装置では、電磁弁、該電磁弁を制御する制御部、該電磁弁や該制御部に電力を供給するための電源部といった、電気部品を多用することになる。汎用エンジンは、車両用エンジンに比べて比較的安価である。このような汎用エンジンの燃料供給装置に電気部品を多用するのでは、該汎用エンジン全体のコストに対する、電気部品が占めるコストの割合が大きい。汎用エンジンのコストアップの要因となるので、更なる改良の余地がある。

特開２００５−１３３５６４号公報

本発明は、安価な燃料供給装置によって、アフターバーン現象の発生を防止できる技術を、提供することを課題とする。

請求項１に係る発明によれば、気化器に備えた燃料チャンバに溜められている燃料を、前記気化器のスロットルボデイの中のベンチュリ部の内部の負圧に従って、該ベンチュリ部の内部へ噴霧する、エンジン用燃料供給装置において、
前記燃料チャンバの内部を大気に開放する第１連通路と、前記燃料チャンバの内部を前記ベンチュリ部の内部に連通する第２連通路と、前記第１連通路と前記第２連通路とを切り替え可能な通路切り替え部とを備え、
該通路切り替え部は、エンジンの点火装置を点火及び停止操作するためのメインスイッチの、点火位置と停止位置との間の切り替え動作に連動可能に、該メインスイッチに対して機械的に連結されることで、前記メインスイッチが前記停止位置から前記点火位置へ切り替わることに連動して、前記第２連通路を前記第１連通路に切り替えるとともに、前記メインスイッチが前記点火位置から前記停止位置へ切り替わることに連動して、前記第１連通路を前記第２連通路に切り替えるように構成され、
前記通路切り替え部は、三方弁によって構成され、前記メインスイッチに連結された弁棒と、前記弁棒に設けられた弁体と、を有し、前記三方弁の前記弁体は、前記メインスイッチに対し同心上に位置し、前記メインスイッチが回転することにより、前記弁棒および前記弁体が前記点火位置と前記停止位置との間で回転して、前記通路切り替え部が前記点火位置と前記停止位置との間で切り替わる、ことを特徴とするエンジン用燃料供給装置が提供される。

請求項２に係る発明によれば、気化器に備えた燃料チャンバに溜められている燃料を、前記気化器のスロットルボデイの中のベンチュリ部の内部の負圧に従って、該ベンチュリ部の内部へ噴霧する、エンジン用燃料供給装置において、
前記燃料チャンバの内部を大気に開放する第１連通路と、前記燃料チャンバの内部を前記ベンチュリ部の内部に連通する第２連通路と、前記第１連通路と前記第２連通路とを切り替え可能な通路切り替え部とを備え、
該通路切り替え部は、エンジンの点火装置を点火及び停止操作するためのメインスイッチの、点火位置と停止位置との間の切り替え動作に連動可能に、該メインスイッチに対して機械的に連結されることで、前記メインスイッチが前記停止位置から前記点火位置へ切り替わることに連動して、前記第２連通路を前記第１連通路に切り替えるとともに、前記メインスイッチが前記点火位置から前記停止位置へ切り替わることに連動して、前記第１連通路を前記第２連通路に切り替えるように構成され、
前記通路切り替え部は、三方弁によって構成され、
前記三方弁は、前記メインスイッチに対し同心上に位置するとともに、該メインスイッチに対し軸によって連動可能に連結されている、ことを特徴とするエンジン用燃料供給装置が提供される。

請求項１、２に係る発明では、第１連通路と第２連通路とを切り替え可能な通路切り替え部は、メインスイッチの点火位置と停止位置との間の切り替え動作に連動可能に、該メインスイッチに対して機械的に連結されている。

メインスイッチを点火位置に操作すると、点火装置はオンになる。通路切り替え部は、メインスイッチが停止位置から点火位置へ切り替わることに連動して、第２連通路を第１連通路に切り替える。このため、燃料チャンバ（フロート室）の内部は、大気に開放されるので、大気圧になる。その後、エンジンを回転させることによって、ベンチュリ部の内部には負圧が発生する。燃料チャンバに溜められている燃料は、該負圧に従って、該ベンチュリ部の内部へ噴霧する。エンジンは、燃料混合気の供給量に従って、動力を出力する。

一方、メインスイッチを停止位置に操作すると、点火装置はオフになる。この結果、エンジンは空転し始める。通路切り替え部は、メインスイッチが点火位置から停止位置へ切り替わることに連動して、第１連通路を第２連通路に切り替える。このため、燃料チャンバの内部は、ベンチュリ部の内部に連通する。この結果、ベンチュリ部の内圧は、燃料チャンバの内圧と同じになる。燃料チャンバに溜められている燃料は、ベンチュリ部の中へ噴霧されない。従って、メインスイッチを停止位置に操作した後には、空転時にベンチュリ部からエンジンへ燃料混合気が供給されない。該燃料混合気が未燃焼のままエンジンやマフラに残存して一時的に着火する、いわゆるアフターバーン現象の発生を防止することができる。エンジンは、最後には完全に停止する。

しかも、第１連通路と第２連通路とを切り替え可能な通路切り替え部を、メインスイッチに対して機械的に連結するだけの簡単な構成であり、電気的な構成要素を含んでいない。このように、簡便で安価な機械部品のみの構成による、燃料供給装置によって、アフターバーン現象の発生を防止できる。従って、汎用エンジン全体のコストを抑制することができる。

さらには、メインスイッチを停止位置に操作した場合には、第１連通路は外部から遮断されている。このため、汎用エンジンの停止中には、燃料チャンバの内部は大気から遮断されている。燃料蒸発ガスが、燃料チャンバから大気へ放散されることはない。汎用エンジンから大気へ放散される燃料蒸発ガスを極力抑制することができる。しかも、第１連通路のなかの、外気との通気口（ベント）に触媒層を付設した場合においても、汎用エンジンの停止中に、燃料蒸発ガスが燃料チャンバから触媒層へ流れ込むことはない。また、汎用エンジンを横倒しにした場合であっても、燃料チャンバ内の燃料が第１連通路を通って外部へ流出する心配はない。

請求項１、２に係る発明では、第１連通路と第２連通路とを切り替えるための通路切り替え部を、小型で簡単な構成の三方弁によって構成している。このため、第１連通路と第２連通路とを備えた燃料供給装置を、簡単な構成にできる。

請求項１、２に係る発明では、互いに同心上に位置しているメインスイッチと三方弁とを、軸によって連動可能に連結している。このため、メインスイッチに対して通路切り替え部を機械的に連結する構成を簡略化できる。

本発明に係る汎用エンジンとメインスイッチとエンジン用点火装置とエンジン用吸気装置とエンジン用燃料供給装置の模式図である。 図１に示されるメインスイッチと点火コイルとエンジン用吸気装置とエンジン用燃料供給装置の外観図である。 図２に示されるメインスイッチと三方弁の外観図である。 図３に示されるメインスイッチが点火位置のときの三方弁の断面図である。 図３に示されるメインスイッチが停止位置のときの三方弁の断面図である。

本発明を実施するための形態を添付図に基づいて以下に説明する。

実施例に係るエンジン用燃料供給装置について図面に基づき説明する。図１に示されるように、エンジン１０は、例えば横置き式の単気筒２サイクル汎用エンジンからなる。該汎用エンジンは、発電機、ポンプ、船外機、農作業機、土木用作業機、運搬車等の各種の作業機に搭載されている内燃機関の総称である。該エンジン１０は、リコイルスタータ１１とメインスイッチ２０とエンジン用点火装置３０とエンジン用吸気装置４０とエンジン用燃料供給装置５０とを備えている。

リコイルスタータ１１は、作業者がエンジン１０を手動によって始動させる始動装置であり、例えばエンジン１０のクランク軸又はクランク軸に直結されたフライホイールに設けられている。

メインスイッチ２０は、エンジン１０の始動を許容するとともに、該エンジン１０を停止させるための、手動の主電源スイッチである。つまり、該メインスイッチ２０は、エンジン１０の点火装置３０を点火操作及び停止操作する。詳しくは、メインスイッチ２０は、操作ノブ２１を回すことによって、スイッチ接点２２を作動させるロータリスイッチである。

エンジン用点火装置３０は、発電機３１と点火回路３２と点火コイル３３と点火プラグ３４とを含む。該エンジン用点火装置３０には、例えば、一般的な磁石発電式点火装置（フライホイールマグネトー式点火装置）が採用される。該磁石発電式点火装置３０は、エンジン１０のクランク軸に直結したフライホイールに発電機３１を備え、該発電機３１によって発電した電力をバッテリに蓄えることなく、そのまま点火コイル３３の一次電力として使用するものである。

該点火コイル３３の二次コイルに発生した高電圧の断続電流は、点火プラグ３４に供給される。該点火プラグ３４の点火タイミング（点火時期）は、クランク軸の回転数に応じて変化する。つまり、発電機３１から供給される電力は、点火回路３２と点火コイル３３に供給される。点火コイル３３は、点火回路３２に制御されて、点火プラグ３４に高圧電気を印加する。

メインスイッチ２０の操作ノブ２１が、点火位置ＯＮにあるときには、スイッチ接点２２は開状態（オープン状態）である。作業者がメインスイッチ２０の操作ノブ２１を点火位置ＯＮに操作した上で、リコイルスタータ１１を始動操作することにより、エンジン１０のクランク軸が回る。この結果、発電機３１はクランク軸により駆動されて発電を開始する。発電機３１から供給される電力によって点火回路３２が自動的に起動する。点火コイル３３から点火プラグ３４へ高圧電気が印加される。

作業者がメインスイッチ２０の操作ノブ２１を停止位置ＯＦＦに操作すると、スイッチ接点２２は閉状態（クローズ状態）となる。発電機３１から点火回路３２及び点火コイル３３へ電力を供給する電力線は、スイッチ接点２２を介してアースに接続される。この結果、点火コイル３３から点火プラグ３４への、高圧電気の印加が停止される。

該エンジン用吸気装置４０は、エアクリーナ４１と気化器４２とスロットル弁４３とチョーク弁４４とを含む。エアクリーナ４１から取り入れられた外気は、気化器４２及び吸気管４５を通ってエンジン１０の吸気口に入る。

気化器４２は、スロットルボデイ４６（気化器ボデイ４６）の中に吸気路４７を有する。吸気路４７の中央には、縮径されたベンチュリ部４８を有する。スロットル弁４３は、吸気路４７のなかの、ベンチュリ部４８よりも下流に設けられている。チョーク弁４４は、吸気路４７のなかの、ベンチュリ部４８よりも上流に設けられている。ベンチュリ部４８には、燃料を噴霧するための噴霧ノズル４９が設けられている。

エンジン用燃料供給装置５０は、燃料タンク５１とオートコック５２と燃料供給路５３と燃料チャンバ５４を含む。燃料タンク５１は、気化器４２の上に配置されている。オートコック５２は、エンジン１０のクランクケース内の負圧を利用して、自動的に開く弁であり、燃料タンク５１の底に取り付けられている。燃料供給路５３は、オートコック５２の下端の出口を燃料チャンバ５４に接続している。燃料チャンバ５４（フロート室５４）は、燃料Ｆｕを一時的に溜めるものであって、気化器４２に備えている。燃料チャンバ５４には、前記噴霧ノズル４９が接続されている。

燃料タンク５１に溜められている燃料は、オートコック５２と燃料供給路５３とを介して、燃料チャンバ５４へ供給される。このように、燃料タンク５１から燃料チャンバ５４への燃料供給方式は、重力による供給方式を採用したものである。なお、燃料タンク５１から燃料チャンバ５４への燃料供給方式は、重力による供給方式に限定されるものではなく、ポンプによる供給方式であってもよい。

該エンジン用燃料供給装置５０によれば、燃料チャンバ５４に溜められている燃料Ｆｕを、ベンチュリ部４８の内部の負圧に従って、噴霧ノズル４９から該ベンチュリ部４８の内部へ噴霧することができる。噴霧された燃料は、空気と混合される。燃料混合気は、ベンチュリ部４８からエンジン１０へ供給される。

さらに、図１及び図２に示されるように、エンジン用燃料供給装置５０は、燃料チャンバ５４の内部を大気に開放する第１連通路６１と、燃料チャンバ５４の内部をベンチュリ部４８の内部に連通する第２連通路６２と、第１連通路６１と第２連通路６２とを切り替え可能な通路切り替え部６３とを備える。

詳しく述べると、図３及び図４に示されるように、通路切り替え部６３は、三方弁によって構成されている。以下、通路切り替え部６３のことを、適宜「三方弁６３」と言い換える。該三方弁６３は、弁箱７１に形成された３つのポート７２，７３，７４の連通状態を、弁棒７５に設けられた弁体７６によって切り替えるものである。このように、通路切り替え部６３を、小型で簡単な構成の三方弁６３によって構成している。このため、第１連通路６１と第２連通路６２とを備えた燃料供給装置５０を、簡単な構成にできる。

図１及び図４に示されるように、該第１ポート７２は、燃料チャンバ５４内の上部に設けられている通気口５４ａに、第１連通管８１によって接続されている。該第２ポート７３には、ベント８２が接続されている。該ベント８２は、外気と通気可能な管である。該第３ポート７４は、ベンチュリ部４８の内部に連通した通気口４８ａに、第２連通管８３によって接続されている。該第１及び第２連通管８１，８３は、ホースによって構成されている。

該第１連通管８１と該ベント８２との組み合わせは、前記第１連通路６１を構成する。該第１及び第２連通管８１，８３の組み合わせは、前記第２連通路６２を構成する。

該三方弁６３（通路切り替え部６３）は、メインスイッチ２０の点火位置ＯＮと停止位置ＯＦＦとの間の切り替え動作に連動可能に、該メインスイッチ２０に対して機械的に連結されている。そして、該三方弁６３は、メインスイッチ２０が停止位置ＯＦＦから点火位置ＯＮへ切り替わることに連動して、第２連通路６２を第１連通路６１に切り替えるとともに、該メインスイッチ２０が点火位置ＯＮから停止位置ＯＦＦへ切り替わることに連動して、第１連通路６１を第２連通路６２に切り替えるように構成されている。

図３及び図４に示されるように、メインスイッチ２０と三方弁６３とは、同心上に位置している。三方弁６３は、メインスイッチ２０に対し軸７５（つまり、弁棒７５）によって連動可能に連結されている。このため、メインスイッチ２０に対して三方弁６３（通路切り替え部６３）を機械的に連結する構成を簡略化できる。

例えば、弁棒７５は、メインスイッチ２０（ロータリスイッチ）の回転軸を兼ねる。操作ノブ２１は、弁棒７５の一端部に取り付けられる。従って、メインスイッチ２０と三方弁６３とは、弁棒７５の中心ＣＬに位置する。

以上の説明をまとめると、次の通りである。図１に示されるように、メインスイッチ２０を点火位置ＯＮに操作すると、点火装置３０はオンになる。該点火コイル３３から点火プラグ３４へ高圧電気が印加される。つまり、図５に示される操作ノブ２１を反時計方向（矢印Ｒ１方向）へ回すと、軸７５が同方向へ回ることによって、メインスイッチ２０は停止位置ＯＦＦから点火位置ＯＮへ切り替わる。同時に、三方弁６３の弁体７６は、反時計方向へ回ることによって、図４に示されるように、第１ポート７２と第２ポート７３との間を連通する。つまり、第１連通管８１はベント８２を介して外気に連通する。

このように、図１に示されるように、三方弁６３は、メインスイッチ２０が停止位置ＯＦＦから点火位置ＯＮへ切り替わることに連動して、第２連通路６２を第１連通路６１に切り替える。このため、燃料チャンバ５４の内部は、大気に開放されるので、大気圧になる。その後、エンジン１０を回転させることによって、ベンチュリ部４８の内部には負圧が発生する。燃料チャンバ５４に溜められている燃料Ｆｕは、該負圧に従って、該ベンチュリ部４８の内部へ噴霧する。エンジン１０は、燃料混合気の供給量に従って、動力を出力する。

一方、メインスイッチ２０を停止位置ＯＦＦに操作すると、点火装置３０はオフになる。点火コイル３３から点火プラグ３４へ高圧電気が印加されなくなる。この結果、エンジン１０は空転し始める。つまり、図４に示される操作ノブ２１を時計方向（矢印Ｒ２方向）へ回すと、軸７５が同方向へ回ることによって、メインスイッチ２０は点火位置ＯＮから停止位置ＯＦＦへ切り替わる。同時に、三方弁６３の弁体７６は、時計方向へ回ることによって、図５に示されるように、第１ポート７２と第３ポート７４との間を連通する。つまり、第１連通管８１と第２連通管８３とが連通する。

このように、三方弁６３は、メインスイッチ２０が点火位置ＯＮから停止位置ＯＦＦへ切り替わることに連動して、第１連通路６１を第２連通路６２に切り替える。このため、図１に示されるように、燃料チャンバ５４の内部は、ベンチュリ部４８の内部に連通する。この結果、ベンチュリ部４８の内圧は、燃料チャンバ５４の内圧と同じになる。燃料チャンバ５４に溜められている燃料は、ベンチュリ部４８の中へ噴霧されない。従って、メインスイッチ２０を停止位置ＯＦＦに操作した後には、空転時にベンチュリ部４８からエンジン１０へ燃料混合気が供給されない。該燃料混合気が未燃焼のままエンジン１０やマフラ（図示せず）に残存して一時的に着火する、いわゆるアフターバーン現象の発生を防止することができる。エンジン１０は、最後には完全に停止する。

しかも、第１連通路６１と第２連通路６２とを切り替え可能な通路切り替え部６３を、メインスイッチ２０に対して機械的に連結するだけの簡単な構成であり、電気的な構成要素を含んでいない。このように、簡便で安価な機械部品のみの構成による、燃料供給装置５０によって、アフターバーン現象の発生を防止できる。従って、汎用エンジン１０全体のコストを抑制することができる。

さらには、メインスイッチ２０を停止位置ＯＦＦに操作した場合には、第１連通路６１は外部から遮断されている。このため、汎用エンジン１０の停止中には、燃料チャンバ５４の内部は大気から遮断されている。燃料蒸発ガスが、燃料チャンバ５４から大気へ放散されることはない。汎用エンジン１０から大気へ放散される燃料蒸発ガスを極力抑制することができる。しかも、第１連通路６１のなかの、外気との通気口８２（ベント８２）に触媒層を付設した場合においても、汎用エンジン１０の停止中に、燃料蒸発ガスが燃料チャンバ５４から触媒層へ流れ込むことはない。また、汎用エンジン１０を横倒しにした場合であっても、燃料チャンバ５４内の燃料Ｆｕが第１連通路６１を通って外部へ流出する心配はない。

本発明のエンジン用燃料供給装置５０は、各種の作業機に搭載される汎用エンジン１０に採用するのに好適である。

１０ エンジン（汎用エンジン）
２０ メインスイッチ
３０ エンジン用点火装置
４２ 気化器
４５ 吸気管
４６ スロットルボデイ（気化器ボデイ）
４７ 吸気路
４８ ベンチュリ部
４８ａ 通気口
５０ エンジン用燃料供給装置
５４ 燃料チャンバ
５４ａ 通気口
６１ 第１連通路
６２ 第２連通路
６３ 通路切り替え部（三方弁）
７５ 軸（弁棒）
８１ 第１連通管
８２ ベント
８３ 第２連通管
Ｆｕ 燃料チャンバに溜められている燃料
ＯＮ 点火位置
ＯＦＦ 停止位置

Claims (2)

1. 気化器に備えた燃料チャンバに溜められている燃料を、前記気化器のスロットルボデイの中のベンチュリ部の内部の負圧に従って、該ベンチュリ部の内部へ噴霧する、エンジン用燃料供給装置において、
   前記燃料チャンバの内部を大気に開放する第１連通路と、
   前記燃料チャンバの内部を前記ベンチュリ部の内部に連通する第２連通路と、
   前記第１連通路と前記第２連通路とを切り替え可能な通路切り替え部とを備え、
   該通路切り替え部は、エンジンの点火装置を点火及び停止操作するためのメインスイッチの、点火位置と停止位置との間の切り替え動作に連動可能に、該メインスイッチに対して機械的に連結されることで、
   前記メインスイッチが前記停止位置から前記点火位置へ切り替わることに連動して、前記第２連通路を前記第１連通路に切り替えるとともに、
   前記メインスイッチが前記点火位置から前記停止位置へ切り替わることに連動して、前記第１連通路を前記第２連通路に切り替えるように構成され、
   前記通路切り替え部は、三方弁によって構成され、前記メインスイッチに連結された弁棒と、前記弁棒に設けられた弁体と、を有し、前記三方弁の前記弁体は、前記メインスイッチに対し同心上に位置し、前記メインスイッチが回転することにより、前記弁棒および前記弁体が前記点火位置と前記停止位置との間で回転して、前記通路切り替え部が前記点火位置と前記停止位置との間で切り替わる、ことを特徴とするエンジン用燃料供給装置。
2. 気化器に備えた燃料チャンバに溜められている燃料を、前記気化器のスロットルボデイの中のベンチュリ部の内部の負圧に従って、該ベンチュリ部の内部へ噴霧する、エンジン用燃料供給装置において、
   前記燃料チャンバの内部を大気に開放する第１連通路と、
   前記燃料チャンバの内部を前記ベンチュリ部の内部に連通する第２連通路と、
   前記第１連通路と前記第２連通路とを切り替え可能な通路切り替え部とを備え、
   該通路切り替え部は、エンジンの点火装置を点火及び停止操作するためのメインスイッチの、点火位置と停止位置との間の切り替え動作に連動可能に、該メインスイッチに対して機械的に連結されることで、
   前記メインスイッチが前記停止位置から前記点火位置へ切り替わることに連動して、前記第２連通路を前記第１連通路に切り替えるとともに、
   前記メインスイッチが前記点火位置から前記停止位置へ切り替わることに連動して、前記第１連通路を前記第２連通路に切り替えるように構成され、
   前記通路切り替え部は、三方弁によって構成され、
   前記三方弁は、前記メインスイッチに対し同心上に位置するとともに、該メインスイッチに対し軸によって連動可能に連結されている、ことを特徴とするエンジン用燃料供給装置。

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