JPH0532566B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は機関の振動を利用して内燃機関の過回
転を防止する装置に関するものである。

［従来の技術］ チエンソー、刈払機などの携帯作業機の動力源
には、一般に２サイクル内燃機関が使用されてい
る。特に、ダイヤフラム型気化器を採用すること
により、全姿勢運転が可能となる。上述の携帯作
業機では作業性を向上するために、軽量、小型、
高出力の内燃機関を全負荷運転で使用するのが一
般的である。しかし、チエンソーや刈払機のカツ
ターのように、無負荷運転時の負荷トルクが小さ
い場合に気化器の絞り弁を全開にすると、切断作
業に入る前に機関が許容回転数を越え、いわゆる
過回転（オーバランニング）が起こり、機関が破
損することがある。過回転運転は切断作業が終つ
た後にも起こる。

絞り弁の全開状態で負荷荷運転にならないよう
に、作業中断の都度絞り弁を戻せば、機関の過回
転は避けられるが、断続的作業の繰り返しが多い
ため、作業者はこ操作を怠ることが多く、機関の
破損や寿命の短縮を招く。

従来、機関の負荷荷運転での過回転を防止する
ために、絞り弁の全開および全開付近で、機関へ
濃い混合気を供給する手段が講じられている。し
かし、この手段では燃料消費量が多くなる、点火
栓が被り易い、排気煙が多くなる、マフラーにタ
ールなどが溜りやすい、などの問題がある。

本出願人は特開昭61−1835号公報に開示される
過回転防止装置を提案しているが、これは振動ポ
ンプが常時駆動され、加圧空気がアクチユエータ
へ直接供給されるので、機関の振動により振動ポ
ンプのダイヤフラムが常にふら付き、動作の安定
性が悪く、機関の過回転時アクチユエータが絞り
弁を閉じる作動点の設定が難しい。さらに、振動
ポンプにダイヤフラムを押し戻すためのばねが備
えられているので、ダイヤフラムの振幅が抑えら
れ、十分なポンプ容量を得るためには振動ポンプ
の形状が大きなものになる。

［発明が解決しようとする問題点］ そこで、本発明の目的は上述の問題を解決する
ために、機関の全回転域において適正な燃焼消費
量で運転でき、過回転（設定回転数以上の運転）
時に絞り弁を自動的に閉方向へ作動させ、機関の
混合気量を減じる、新規な内燃機関の過回転防止
装置を提供することにある。

［問題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の構成はハ
ウジングの内部にダイヤフラムにより大気室と圧
力室を区画され、ダイヤフラムに結合した錘が機
関の振動を受けて圧力流体を発生する振動ポンプ
と、該振動ポンプの圧力流体により絞り弁レバー
を閉弁方向へ付勢するロツドを有するアクチユエ
ータと、振動ポンプとアクチユエータの圧力室と
を連通する通路にハウジングを挿入接続され、該
ハウジングに収容したボールが機関の過回転時の
振動によりばね力に抗して前記通路を開く振動セ
ンサとを具備するものである。

［作用］ 機関に取り付けられた振動ポンプが機関の振動
を受けると、錘と一諸にダイヤフラムが振動し、
外気が逆止弁を経て圧力室へ吸入され、圧力室の
空気が逆止弁を経てアクチユエータの方へ送られ
る。

しかし、機関の通常の運転状態では、振動セン
サにおいてばねの力を受けるボールにより、振動
ポンプとアクチユエータを結ぶ通路を閉じられて
いるので、アクチユエータのロツドはばねの力に
より引つ込められている。

機関が過回転状態になると、機関の振動が激し
くなるとともに、振動センサのボールがばねの力
に抗して暴れ出し、通路が開かれる。したがつ
て、振動ポンプから正圧または負圧の空気がアク
チユエータの圧力室へ供給され、ロツドが突出さ
れる。ロツドにより絞り弁レバーと一諸に弁軸が
回転され、絞り弁の開度が減じられる。こうし
て、機関へ供給される混合気量が減じられ、機関
の回転数が低下し、自動的に過回転が防止され
る。

［発明の実施例］ 第３図に示すように、内燃機関１０は冷却フイ
ン１５を有するシリンダ１６が上端部を冷却フイ
ン１２を有するシリンダヘツド１３により閉鎖さ
れる一方、下端部にクランクケース２１を結合さ
れる。シリンダ１６に嵌合したピストン１４とク
ランクケース２１に支持したクランク軸１９と
は、コネクテイングロツド２０により連結され
る。

ピストン１４の上昇時に吸気ポート１７からク
ランクケース２１の内部へ吸入されていた混合気
（燃料と空気の混合物）は、ピストン１４が下降
すると、シリンダヘツド１３とピストン１４との
間へ供給される。ピストン１４の上昇に伴つて混
合気が圧縮され、上死点付近で燃料が点火され
る。燃焼の爆発力によりピストン１４が下降し、
同時に燃焼ガスが排気ポート１８からマフラー１
１を経て外部へ排出される。

吸気ポート１７に断熱管２２を介して気化器２
４が結合される。気化器２４の本体３５の端壁２
６に、図示してないエアクリーナが接続される。

第２図に示すように、本体３５に設けたベンチ
ユリ３４に、弁軸２８により絞り弁２７が支持さ
れ、ベンチユリ３４を通過する空気の負圧により
燃料がベンチユリ３４へ供給される。このような
燃焼供給機構は、例えば米国特許第3738623号明
細書により公知であり、本発明の要旨には直接関
係しないので説明を省略する。

弁軸２８の上端部は軸受スリーブ３８により本
体３５に回動可能に支持され、かつ上端に逆Ｌ字
形の絞り弁レバー２９を固定される。弁軸２８に
巻き付けたばね３６の一端は絞り弁レバー２９
に、他端は軸受スリーブ３８にそれぞれ係止させ
る。軸受スリーブ３８にレバー２５のボス部が回
動可能に外挿支持され、ボス部に巻き付けたばね
３２の一端はレバー２５に、他端は本体３５のピ
ン３１にそれぞれ係止される。絞り弁レバー２９
の係合片３７がレバー２５の縁部に係合可能に下
方へ突出される。

第１図において、絞り弁レバー２９はばね３６
の力により反時計方向に回転付勢させて、係合片
３７をレバー２５に衝合される。しかし、レバー
２５は強いばね３２の力によ時計方向に回転付勢
され、絞り弁２７を閉じる。トリガワイヤ３０を
介してレバー２５をばね３２の力に抗して反時計
方向に回動すると、絞り弁レバー２９もレバー２
５に追随し、絞り弁２７の開度が増加する。

本発明による機関の過回転防止装置は、振動ポ
ンプ４１と、振動センサ１０１と、絞り弁レバー
２９を介して絞り弁２７の開度を減じるためのア
クチユエータ８１から構成される。

振動ポンプ４１はカツプ状のハウジング５７，
５５の間にダイヤフラム５８を挟んで結合し、大
気室４５と圧力室４６を構成させる。ダイヤフラ
ム５８の両面に当て板４２，５１が重ね合され、
さらに錘４４がリベツト４３により結合される。
圧力室４６に設けた通路５６，４７に、ポート部
材５３，５０がそれぞれ結合される。ポート部材
５３は通路５６から通路５２への空気の流れを許
す逆止弁５４を設けられる。ポート部材５０は大
気口４９からストレーナ６０（第４図）を経て通
路４７への空気の流れを許す逆止弁４８を設けら
れる。通路５２は管２３により振動センサ１０１
の通路１０３に接続される。

振動センサ１０１はカツプ状のハウジング１０
２の端部に、通路１０６を有する閉鎖体１０５を
結合し、内部に収容したばね１０４によりボール
１０７を通路１０３の端部へ押し付けた構成とさ
れる。

アクチユエータ８１はカツプ状のハウジング８
２，８３の間にダイヤフラム８４を挟んで結合
し、圧力室８５と大気室８６を構成される。圧力
室８５の入口９０は管８０によ、振動弁１０１の
通路１０６と連通される。ダイヤフラム８４の両
面に当て板８７，８８が重ね合され、かつロツド
９２の基端部により結合される。ロツド９２を取
り囲みかつ当て板８８とハウジング８３との間に
介装したばね８９により、ハウジング８３の穴９
１に摺動可能に挿通したロツド９２が引つ込めら
れている。ロツド９２の先端部は前述した絞り弁
レバー２９に衝合可能に構成される。圧力室８５
は大気に連通する絞り９３を、大気室８６は大気
に連通する絞り９４をそれぞれ設けられ、これに
よりアクチユエータ８１の過激な動作が抑えられ
る。

第３図に示すように、上述した振動ポンプ４１
および振動センサ１０１は、好ましくは気化器２
４の本体３５の下端壁に一体的に結合され、アク
チユエータ８１は本体３５の上端壁に結合され
る。振動センサ１０１とアクチユエータ８１は管
２３により接続される。しかし、振動ポンプ４１
および振動センサ１０１は機関１０の適当な部分
に取り付けることができる。第４図は気化器本体
に振動ポンプ、振動センサおよびアクチユエータ
を取り付けた実施例を示す拡大図である。

なお、振動ポンプ４１のダイヤフラム５８はゴ
ム板の他に、基布入りゴム板、薄い樹脂板、薄い
金属板を用いることができる。ダイヤフラムの形
状は平坦な板の他にコボリユーシヨン型、ベロフ
ラム型でもよい。錘４４は圧力室４６の内部に取
り付けても、大気室４５と圧力室４６の両方に取
り付けてもよい。

振動センサ１０１の開動作点はボール１０７の
直径および重さ、ばね１０４のセツト荷重、通路
１０３のシート部の内径などを変えることにより
任意に設定できる。また、ボール１０７が通路１
０６へばねにより押し付けられる構造としてもよ
い。

次に、本発明による機関の過回転防止装置の作
動について説明する。機関が所定回転数以下の状
態では、機関の振動の強さが弱いので、振動セン
サ１０１は閉じた状態、すなわちボール１０７に
より通路１０３が閉じられている。振動ポンプ４
１はダイヤフラム５８に支持された錘４４が機関
の振動を受けて上下に振動する。ダイヤフラム５
８が上側へ脹んだ時、圧力室４６の圧力が低くな
るので、逆止弁４８が開き、大気口４９から圧力
室４６へ空気が吸引される。続いてダイヤフラム
５８が下側へ脹んだ時、圧力室４６の空気が逆止
弁５４を開いて管２３へ排出される。しかし、通
路１０３が閉じられているので、圧力室４６の圧
力が大気圧よりも高い状態になると、ダイヤフラ
ム５８の振動が抑えられる。

機関が所定回転数以上すなわち過回転状態にな
ると、振動センサ１０１のボール１０７がばね１
０４の力に抗して振動し、通路１０３が開かれ
る。振動ポンプ４１のダイヤフラム５８が錘４４
により大きく振動し、圧力室４６の空気が振動セ
ンサ１０１を経てアクチユエータ８１の圧力室８
５へ供給され、ロツド９２がばね８９の力に抗し
て押し下げられる。したがつて、第４図に鎖線で
示すように、絞り弁レバー２９が弁軸２８と一諸
に時計方向へ回動され、絞り弁２７の開度が減じ
られる。機関へ吸入される混合気量が減じられ、
機関の回転数が低くなる。

機関の回転数が低くなと、機関から振動センサ
１０１へ伝達される振動の強さが弱くなる（振動
幅が小さくなる）ので、再び通路１０３がボール
１０７により閉じられる。アクチユエータ８１の
圧力室８５の空気が絞り９３から次第に外部へ流
出し、ばね８９の力によりロツド９２が押し上げ
られる。絞り弁レバー２９がばね３６の力により
反時計方向へ回動され、係合片３７がレバー２５
の縁部に当る。こうして、絞り弁２７の開度が大
きくなり、再び機関の回転数が高くなる。

絞り弁２７の開度はトリガワイヤ３０により操
作されるレバー２５の回転位置で決まる。機関の
回転数が再び増加して所定回転数を超えると、再
び振動センサ１０１が開いてアクチユエータ８１
により絞り２７の開度が減じられる。このような
繰り返しにより機関は予め設定した所定回転数以
下に維持され、作業員が負荷の変動に応じてトリ
ガワイヤ３０を操作しないでも自動的に機関の過
回転が防止される。

第５図に示す実施例では、気化器２４の本体３
５の上端壁に結合されるアクチユエータ１８１
が、振動ポンプ１４１から振動センサ２０１を経
て供給される負圧により作動される。第４図に示
した実施例と対応する構成部材に１００を加算し
た符号で示す。振動ポンプ１４１の大気口１４９
は圧力室１４６から外部への空気の流れを許す逆
止弁１５４を設けられる。通路１５２は振動セン
サ２０１から圧力室１４６への空気の流れを許す
逆止弁１４８を設けられる。

振動センサ２０１はポート部材１５０と一体の
ハウジングに収容したばね２０４により、ボール
２０７を通路１５２の端部へ押し付けられる。通
路２０６は管１８０によりアクチユエータ１８１
の入口１９０へ連通される。

アクチユエータ１８１はハウジング１８２，１
８３の間にダイヤフラム１８４を挟んで大気室１
８６と圧力室１８５を構成され、大気室１８６は
絞り１９４により、圧力室１８５は絞り１９３に
より、それぞれ大気に連通される。ダイヤフラム
１８４に結合したロツド１９２はばね１８９の力
により引つ込められている。

機関が設定回転数を超えて振動が大きくなる
と、振動ポンプ１４１の錘１４４によりダイヤフ
ラム１５８が上下に大きく振動する。振動センサ
２０１のボール２０７がばね２０４の力に抗して
暴れ出し、通路１５２を開く。したがつて、アク
チユエータ１８１の圧力室１８５の空気が、管１
８０、振動センサ２０１、逆止弁１４８を経て圧
力室１４６へ吸引され、さらに圧力室１４６から
逆止弁１５４を経て外部へ放出される。こうし
て、圧力室１８５が負圧になり、ロツド１９２が
ばね１８９の力に抗して押し下げられ、絞り弁レ
バー２９だけが時計方向へ回動され、絞り弁２７
の開度が減じられ、機関の回転数が低くなる。以
下、第４図の実施例と同様にして機関の過回転が
防止される。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、ハウジングの内部にダ
イヤフラムにより大気室と圧力室を区画され、ダ
イヤフラムに結合した錘が機関の振動を受けて圧
力流体を発生する振動ポンプと、該振動ポンプの
圧力流体により絞り弁レバーを閉弁方向へ付勢す
るロツドを有するアクチユエータと、振動ポンプ
とアクチユエータの圧力室とを連通する通路にハ
ウジングを挿入接続され、該ハウジングに収容し
たボールが機関の過回転時の振動によりばね力に
抗して前記通路を開く振動センサとを具備したも
のであるから、次の効果が得られる。

振動ポンプは機関の振動により常時駆動され、
アクチユエータは機関の過回転時振動センサを介
して駆動されるから、振動ポンプは機関の仕様に
対応した共振点を設定するなどの手数が掛らな
い。

振動ポンプは機関の振動を利用するものである
から、熱や油に曝されない部位への振動ポンプの
配置や配管が自由であり、耐久性が高められる。

振動ポンプのダイヤフラムに錘が取り付けられ
るだけで、戻しばねがないので、小型でも十分な
ポンプ容量が得られる。

振動ポンプとアクチユエータの間に備えた振動
センサの仕様により、機関の最高回転数を任意に
設定することができる。

本発明は機関の過回転時、気化器の絞り弁の開
度を自動的に減じ、機関へ吸入される混合気の流
量を減じるものであるから、作動が迅速・確実
で、点火栓のかぶりがなく、排気煙が少く、マフ
ラーへのタールなどの溜りが少い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る内燃機関の過回転防止装
置の構成を示す側面図、第２図は同過回転防止装
置が備えられる気化器の平面断面図、第３図は同
過回転防止装置を備えた機関の側面断面図、第４
図は本発明の第１実施例に係る過回転防止装置を
気化器に装着した状態を示す側面断面図、第５図
は本発明の第２実施例に係る過回転防止装置を気
化器に装着した状態を示す側面断面図である。 ９：クランクケース、２５：レバー、２９：絞
り弁レバー、３８：軸受スリーブ、４１：振動ポ
ンプ、４４：錘、４８，５４：逆止弁、５８，８
４：ダイヤフラム、８１：アクチユエータ、８
９，１０４：ばね、９２：ロツド、９３，９４：
絞り、１０１：振動センサ、１０７：ボール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハウジングの内部にダイヤフラムにより大気
   室と圧力室を区画され、ダイヤフラムに結合した
   錘が機関の振動を受けて圧力流体を発生する振動
   ポンプと、該振動ポンプの圧力流体により絞り弁
   を閉弁方向に付勢するロツドを有するアクチユエ
   ータと、振動ポンプとアクチユエータの圧力室と
   を連通する通路にハウジングを挿入接続され、該
   ハウジングに収容したボールが機関の過回転時の
   振動によりばね力に抗して前記通路を開く振動セ
   ンサとを具備することを特徴とする、内燃機関の
   過回転防止装置。 ２ 前記アクチユエータがロツドを結合するダイ
   ヤフラムにより圧力室と大気室をハウジングの内
   部に区画され、かつ前記ロツドを開弁方向へ付勢
   するばねを備えている、特許請求の範囲第１に記
   載の内燃機関の過回転防止装置。 ３ 前記アクチユエータが圧力室と大気室に、そ
   れぞれ外部へ連通する絞りを備えている、特許請
   求の範囲第１に記載の内燃機関の過回転防止装
   置。 ４ 前記振動ポンプが外部から圧力室への空気の
   流れを許す逆止弁と、圧力室から前記アクチユエ
   ータへの空気の流れを許す逆止弁とを備えてい
   る、特許請求の範囲第１に記載の内燃機関の過回
   転防止装置。 ５ 前記振動ポンプが前記アクチユエータから圧
   力室への空気の流れを許す逆止弁と、圧力室から
   大気への空気の流れを許す逆止弁とを備えてい
   る、特許請求の範囲第１に記載の内燃機関の過回
   転防止装置。