JPH09177614A - 携帯作業機用４行程機関の膜型気化器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ４行程機関に膜型気化器を搭載し、定圧燃料
室に燃料蒸気が発生しても、回転変動や加速不良が起き
ないようにする。 【解決手段】 携帯作業機用４行程機関の膜型気化器
に、吸気管の吸気負圧を駆動源とする、定圧燃料室２５
に発生した燃料蒸気を燃料槽３７へ戻すための蒸気抜き
ポンプＢを備える。蒸気抜きポンプＢを駆動する吸気管
の吸気負圧を取り入れる取入口６７ａを、吸気通路１６
の絞り弁１７よりも上流側部分に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は携帯作業機用４行程
内燃機関の膜型気化器、特に機関の運転中に定圧燃料室
に発生した燃料蒸気を燃料槽へ戻し、機関へ常に適正な
燃料量を供給できるようにした携帯作業機用４行程機関
の膜型気化器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の携帯作業機には小形・軽量・高出
力で、低振動、全方向の持続運転が可能な２行程機関が
搭載されているが、近年、上述の携帯作業機にも排出ガ
ス規制が実施されるようになり、より清浄な排出ガスが
要求されるようになつた。将来はさらに厳しい排出ガス
規制の実施が予測される。将来の排出ガス規制を満たす
ためには、例えば実開平５−１９５５５号公報などに開
示されるような、２行程機関よりも排出ガスが清浄な４
行程機関を携帯作業機に搭載することが検討されてい
る。

【０００３】ところで、４行程機関は多気筒にすると、
重量が増加し製造経費が高くなるので、軽量化のために
は単気筒にする必要がある。しかし、４行程機関は１回
当りの爆発力が大きく、かつ爆発行程はクランク軸の２
回転につき１回であるから、４行程機関の振動は２行程
機関よりも大幅に大きくなる。実開平５−１９５５５号
公報に開示されるように、携帯作業機用機関には、機関
の全方向の運転が可能なように膜型気化器が搭載され、
膜型気化器や空気清浄器は機関本体から突出しないよう
に、断熱板を介して取り付けられるのが普通である。

【０００４】ところが、上述のように、４行程機関の高
温・高負荷運転では、機関の高振動が膜型気化器に作用
するので、定圧燃料室に燃料蒸気（ベーパー）が発生し
やすく、機関への燃料量が変化すると、回転変動が生じ
たり加速性能が悪くなり、作業効率が低下することがあ
る。上述の不具合を解消するには、膜型気化器を機関に
対しゴムマウントを介して支持することも考えられる
が、ゴムマウントを使用すると膜型気化器の機関本体か
らの突出量が増し、空気清浄器などが作業者に当たるな
ど作業性が悪くなる。また、従来の膜型気化器では、絞
り弁全開時の回転安定性や加速性能を損わないように、
空燃比をやや濃いめに設定する必要があつた。

【０００５】特開昭４９−６５４２２号公報に開示され
る２行程機関の膜型気化器は、蒸気抜きポンプにより定
圧燃料室の燃料蒸気を燃料槽へ戻すようにしているが、
これは２行程機関のクランク室の脈動圧が機関の運転条
件に関係なく、常時蒸気抜きポンプの作動室に作用する
ものであり、４行程機関に適用されるものとは蒸気抜き
ポンプの駆動圧力源が異なり、蒸気抜きポンプの作動特
性も異なる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は上述の
問題に鑑み、４行程機関に適用して定圧燃料室に燃料蒸
気が発生しても、回転変動や加速不良が起きない、携帯
作業機用４行程機関の膜型気化器を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の構成は携帯作業機用４行程機関の膜型気化
器において、吸気管の吸気負圧を駆動源とする、定圧燃
料室に発生した燃料蒸気を燃料槽へ戻すための蒸気抜き
ポンプを設けたことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明は４行程機関の高負荷運転
で、吸気通路の吸気負圧を利用して蒸気抜きポンプを駆
動し、定圧燃料室に発生した燃料蒸気を燃料槽へ戻すも
のである。燃料蒸気は機関の高温・高負荷運転で発生し
やすいから、蒸気抜きポンプも機関の高温・高負荷運転
で作動するように、蒸気抜きポンプの駆動源として吸気
通路の絞り弁よりも上流側の吸気負圧を利用する。

【０００９】蒸気抜きポンプの吐出性能は膜型気化器の
燃料ポンプのそれよりも劣つていてもよいから、蒸気抜
きポンプの受圧面積やばね力などにより、蒸気抜きポン
プの吐出性能を燃料ポンプの吐出性能以下に選定でき
る。吸気通路の複数の部位の吸気負圧の組合せにより、
適正な蒸気抜きポンプの吐出圧が得られる。さらに、蒸
気抜きポンプの吸込口側または吐出口側に絞りを設けれ
ば、燃料蒸気の戻し量をより正確に設定できる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明に係る蝶型絞り弁を備えた膜型
気化器の側面断面図である。気化器の本体１５はベンチ
ユリ部１６ａを有する吸気通路１６を有し、吸気通路１
６の上流側端壁１５ａに空気清浄器を結合され、下流側
端壁１５ｂはガスケツト６２、断熱環６３を介し、機関
の吸気ポートへ結合される。吸気通路１６の上流側に軸
４によりチヨーク弁５が、下流側に軸１７ａにより絞り
弁１７がそれぞれ回動可能に配設される。

【００１１】本体１５の上壁部には膜１０を挟んでカバ
ー１４を結合して燃料ポンプ１１が構成される。膜１０
の上側に区画される作動室８に、吸気通路１６の絞り弁
１７よりも下流側部分に開口する通路６１が接続され
る。好ましくは、通路６１の途中に、作動室８に作用す
る吸気負圧を加減する絞り６１ｂが嵌合される。膜１０
の下側に区画されるポンプ室９は通路１２ａ、逆止弁１
２、通路１３、管３８を経て燃料槽３７へ連通される。
また、ポンプ室９は通路７ａ、逆止弁７、ストレーナ
６、通路３、流入弁２を経て定圧燃料室２５へ連通され
る。

【００１２】定圧燃料供給機構Ａの定圧燃料室２５は本
体１５の下壁部とカバー３１との間に挟んだ膜２９の上
側に区画され、膜２９の下側には大気室３０が区画され
る。定圧燃料室２５に支軸２７により回動可能に支持し
たレバー２８は、左端を流入弁２に係合され、右端を膜
２９に係合される。レバー２８はばね２４の力により時
計方向へ回転付勢され、流入弁２は通路３を閉鎖する。
定圧燃料室２５の燃料は逆止弁３４、室２５Ａ、低速燃
料調整ニードル２３により絞られる通路２１ａ、低速燃
料室２１、低速燃料噴孔２０を経て吸気通路１６へ吸引
される。また、定圧燃料室２５の燃料は逆止弁３４、室
２５Ａ、高速燃料調整ニードル２２により絞られる通路
１８ａ、高速燃料室１８、金網などからなる逆止弁３
３、高速燃料噴孔１９を経て吸気通路１６へ吸引され
る。

【００１３】定圧燃料室２５の燃料が少なくなると、大
気圧を受ける膜２９がばね２４の力に抗して押し上げら
れ、レバー２８が反時計方向へ回動し、流入弁２が開い
て燃料ポンプ１１から燃料を補給される。室２５Ａは定
圧燃料室２５の天壁中心に設けられ、室２５Ａの下端部
に逆止弁３４を嵌挿される。低速燃料室２１は定圧燃料
室２５の天壁に設けられ、下端を栓２６により閉鎖され
る。

【００１４】手動の吸引式燃料供給ポンプ４１は機関の
始動時定圧燃料室２５の燃料蒸気や空気を排除し、かつ
燃料槽３７の燃料を定圧燃料室２５へ充填するようにな
つている。燃料供給ポンプ４１は本体４６に入口４４と
出口４５を備え、出口４５に茸型複合弁４３の軸部を嵌
合し、茸型複合弁４３の傘部により入口４４を閉鎖し、
本体４６に茸型複合弁４３を覆うスポイド４２を結合し
て構成される。茸型複合弁４３の傘部は吸込弁としての
逆止弁４３ａを、茸型複合弁４３の軸部は先端を押し潰
してなる吐出弁としての逆止弁４３ｂをそれぞれ構成す
る。入口４４は管３５を経て定圧燃料室２５へ連通さ
れ、出口４５は管３６を経て燃料槽３７へ連通される。

【００１５】本発明によれば、４行程機関の高負荷運転
で、定圧燃料室２５に発生した燃料蒸気を燃料槽３７へ
戻すために、蒸気抜きポンプＢが定圧燃料室２５と燃料
槽３７との間に接続される。蒸気抜きポンプＢは２分割
体からなる本体７６の間に膜７８を挟んで、ポンプ室７
５とばね７２を収容する作動室７７とを区画してなる。
作動室７７は管６８、通路６７を経て負圧取入口６７ａ
を、吸気通路１６の絞り弁１７よりも上流側部分に接続
される。ポンプ室７５は通路７１、吸込弁としての逆止
弁６９を経て燃料供給ポンプ４１の入口４４へ連通さ
れ、またポンプ室７５は通路７４、吐出弁としての逆止
弁７３、絞り７０を経て燃料供給ポンプ４１の吐出口４
５ヘ連通される。

【００１６】次に、本発明による４行程機関の膜型気化
器の作動について説明する。機関の始動に先立つてスポ
イド４２を繰り返し押し潰すと、定圧燃料室２５の燃料
蒸気や空気は管３５、入口４４、逆止弁４３ａを経てス
ポイド４２の内部へ吸引され、さらに逆止弁４３ｂ、出
口４５、管３６を経て燃料槽３７へ排出される。定圧燃
料室２５が負圧になり、逆止弁３４が閉じ、燃料槽３７
の燃料が管３８、通路１３、逆止弁１２、通路１２ａ、
ポンプ室９、通路７ａ、逆止弁７、ストレーナ６、通路
３、流入弁２を経て定圧燃料室２５へ吸引される。こう
して、燃料が定圧燃料室２５へ充填され、機関の始動が
可能になる。

【００１７】機関のアイドル運転では、機関の吸気行程
で、吸気通路１６の吸気負圧が端部６１ａから絞り６１
ｂ、通路６１を経て作動室８へ導入され、膜１０がばね
８ａの力に抗して吸い上げられ、燃料槽３７の燃料が管
３８、通路１３、逆止弁１２、通路１２ａを経てポンプ
室９へ吸い込まれる。機関の他の行程で、膜１０がばね
８ａの力により押し下げられ、ポンプ室９の燃料が通路
７ａ、逆止弁７、ストレーナ６、通路３、流入弁２を経
て定圧燃料室２５へ吐き出される。絞り弁１７に隣接す
る低速燃料噴孔２０に強い吸気負圧が作用するので、定
圧燃料室２５の燃料は逆止弁３４、室２５Ａ、通路２１
ａ、低速燃料室２１、低速燃料噴孔２０を経て吸気通路
１６へ供給される。この時、ベンチユリ部１６ａから高
速燃料噴孔１９へ作用する吸気負圧は弱く、多孔質材か
らなる逆止弁３３は表面張力による薄い燃料膜を保持
し、高速燃料噴孔１９から高速燃料室１８への空気の逆
流を阻止する。

【００１８】機関の高速運転では、ベンチユリ部１６ａ
の高速燃料噴孔１９に作用する吸気負圧が強くなると、
多孔質材からなる逆止弁３３の燃料膜が破れ、定圧燃料
室２５の燃料が逆止弁３４、室２５Ａ、通路１８ａ、高
速燃料室１８、逆止弁３３、高速燃料噴孔１９を経て吸
気通路１６へ供給される。

【００１９】一方、機関の低速運転では吸気通路１６の
絞り弁１７よりも上流側部分（図示の実施例ではベンチ
ユリ部１６ａ）に作用する吸気負圧は弱いので、蒸気抜
きポンプＢは殆ど作動しないが、機関の高速運転でベン
チユリ部１６ａの吸気負圧が強くなると、機関の吸気行
程で膜７８がばね７２の力に抗して吸引され、定圧燃料
室２５の燃料蒸気が管３５、入口４４、逆止弁６９、通
路７１を経てポンプ室７５へ吸引される。機関の他の行
程でベンチユリ部１６ａの吸気負圧が弱くなると、ばね
７２の力により膜７８が押し戻され、ポンプ室７５の燃
料蒸気が管７４、逆止弁７３、絞り７０、出口４５、管
３６を経て燃料槽３７へ吐き出される。こうして、機関
の振動が強く定圧燃料室２５に燃料蒸気が発生しやくな
る高速運転で、蒸気抜きポンプＢが作動し、定圧燃料室
２５の燃料蒸気を燃料槽３７へ戻すので、定圧燃料室２
５から吸気通路１６へ流れる燃料量に変動がなく、常に
安定した機関回転数が得られる。

【００２０】蒸気抜きポンプＢは燃料ポンプ１１よりも
吐出圧を低く設定してあるので、燃料ポンプ１１が吐出
圧の不足を来たすことはない。燃料ポンプ１１は作動室
８を吸気通路１６の絞り弁１７よりも下流側部分に開口
してあるから、図３に線３９で示すように、高い吐出圧
を発生するのに対し、蒸気抜きポンプＢは作動室７７を
吸気通路１６の絞り弁１７よりも上流側部分に開口して
あるから、図３に線４０ａ〜４０ｃで示すように、蒸気
抜きポンプＢの吐出圧は燃料ポンプ１１のそれよりも低
く、吐出通路７４の絞り７０の流体抵抗を加減すること
により、絞り弁１７の開度に対する吐出圧特性を加減す
ることができる。つまり、蒸気抜きポンプＢは吸気負圧
の取入口６７ａの部位を選択することにより、絞り弁１
７が半開以上で蒸気抜きポンプＢが働くようにしたり、
絞り弁１７のアイドル位置から働くようにしたり、蒸気
抜きポンプＢの作動特性を図３に線４０ａ〜４０ｃで示
すように、機関の振動特性に応じて任意に設定できる。

【００２１】図２はロータリ型絞り弁４７を備えた膜型
気化器の側面断面図である。膜型気化器は気化器本体１
５の円筒部５７に、スロツトル孔４７ｂを有するロータ
リ型絞り弁４７が回動可能かつ上下移動可能に嵌合され
る。絞り弁４７の上端の軸部４７ａは円筒部５７を閉鎖
する蓋板５３に支持され、かつ軸部４７ａに結合した絞
り弁レバー５１の下面のカム面５１ａが、蓋板５３に支
持したフオロア５２にばね５４の力により付勢係合され
る。軸部４７ａに調整可能に螺合支持したニードル５５
が絞り弁４７のスロツトル孔４７ｂへ突出され、かつ燃
料ノズル管５６へ嵌挿される。

【００２２】絞り弁レバー５１を回動すると、吸気通路
１６に対するスロツトル孔４７ｂの開度が変化し、同時
に絞り弁４７と一緒にニードル５５が上下移動し、燃料
ノズル管５６の燃料噴孔５６ａの開口面積が加減され
る。燃料ノズル管５６は円筒部５７の底部中心に設けた
小径の通孔５８に嵌合支持される。燃料ノズル管５６は
固定ジエツト５９、逆止弁６６を経て定圧燃料供給機構
Ａの定圧燃料室２５へ連通可能とされる。

【００２３】定圧燃料室２５を備える定圧燃料供給機構
Ａは、中間壁体４９とカバー３１との間に膜２９を挟ん
で、定圧燃料室２５と大気室３０を区画される。定圧燃
料室２５に支軸２７によりレバー２８が支持され、レバ
ー２８の一端が膜２９の突片にばね２４により付勢され
る一方、レバー２８の他端に支持した針弁型の流入弁２
が、燃料ポンプ１１の通路７ａの端部に配設される。定
圧燃料室２５は入口４４、茸型複合弁４３の周縁部に形
成された逆止弁４３ａ、燃料供給ポンプ４１のスポイド
４２の内空部、茸型複合弁４３の軸部に形成された逆止
弁４３ｂ、出口４５、管３６を経て燃料槽３７へ連通可
能とされる。機関の始動時、手動の吸引式燃料供給ポン
プ４１の操作により定圧燃料室２５の空気が燃料槽３７
へ排除され、燃料槽３７の燃料が管３８、通路１３、逆
止弁１２、通路１２ａ、逆止弁７、通路７ａ、流入弁２
を経て定圧燃料室２５へ吸引される。

【００２４】燃料ポンプ１１は気化器本体１５と中間壁
体４９との間に膜１０を挟んで作動室８とポンプ室９を
区画される。燃料ポンプ１１は作動室８に、吸気通路１
６の絞り弁４７よりも下流側部分に開口する通路６１を
接続される。ポンプ室９は通路１２ａに連通する一方、
逆止弁７を経て通路７ａへ連通する。膜１０が吸気通路
１６の吸気負圧により上下に振動すると、燃料槽３７の
燃料が管３８、通路１３、逆止弁１２、通路１２ａを経
てポンプ室９へ吸い込まれ、さらにポンプ室９から逆止
弁７、通路７ａ、流入弁２を経て定圧燃料室２５へ吐き
出される。定圧燃料室２５に燃料が満されると、膜２９
が下降し、ばね２４の力を受けるレバー２８により流入
弁２が押し上げられ、通路７ａの端部が閉鎖される。こ
うして、定圧燃料室２５に一定圧下の燃料が保留され
る。

【００２５】定圧燃料室２５に発生した燃料蒸気を燃料
槽３７へ戻すための蒸気抜きポンプＢは、２分割体から
なる本体７６の間に膜７８を挟んで、ポンプ室７５とば
ね７２を収容する作動室７７とを区画してなる。作動室
７７は管６８、通路６７を経て負圧取入口６７ａを、吸
気通路１６の絞り弁４７よりも上流側部分に接続され
る。ポンプ室７５は通路７１、吸込弁としての逆止弁６
９、絞り７０ａを経て定圧燃料室２５へ連通され、また
ポンプ室７５は通路７４、吐出弁としての逆止弁７３を
経て燃料供給ポンプ４１の出口４５ヘ連通される。図２
に示す膜型気化器は、図１に示すものと同様の作用効果
を奏する。

【００２６】なお、図２に示す実施例において、蒸気抜
きポンプＢの作動室７７を、管６８、通路６７を経て、
絞り弁４７を収容する円筒部５７の底部室５７ａへ接続
するようにしてもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、定圧燃
料室の燃料蒸気が、燃料ノズル管へ流入する前に蒸気抜
きポンプにより燃料槽へ戻されるので、常に安定した機
関回転数が得られ、作業能率が低下しない。また、従来
のように機関の全負荷運転で定圧燃料室から吸気通路へ
流れる燃料に燃料蒸気が混入することを考慮して、機関
の回転変動や急加速時の過渡性能などが低下しないよう
に空燃比を濃く設定する必要はなく、空燃比を薄めに設
定できるので、排出ガスを従来よりも清浄にでき、省エ
ネルギ策にもなる。

【００２８】本発明による膜型気化器は振動が大きい４
行程単気筒機関に使用でき、蒸気抜きポンプの吸気負圧
の取入口の部位を選択することにより、機関の振動特性
に対応する蒸気抜きポンプの作動特性が得られ、排出ガ
スを清浄に設定できる。

【００２９】蒸気抜きポンプにおける定圧燃料室の燃料
蒸気を燃料槽へ戻す燃料蒸気戻し管に、吸引式燃料供給
ポンプの燃料戻し管をそのまま利用できるので、新たに
燃料槽に配管孔を設ける必要はなく、燃料戻し管が２本
になることがなく、機関の周囲の燃料配管が複雑になる
こともない。

【００３０】機関に対し膜型気化器をゴムマウントによ
り取り付ける必要がないので、膜型気化器や空気清浄器
が携帯作業機から突出せず、形態が小型で製造経費が比
較的低廉である。

【００３１】燃料が膜型気化器の定圧燃料室と燃料槽と
の間を循環するので、膜型気化器が冷却され、機関が高
温状態にある時でも機関の再始動が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る携帯作業機用４行程機関の蝶型絞
り弁を備えた膜型気化器の側面断面図である。

【図２】本発明に係る携帯作業機用４行程機関のロータ
リ型絞り弁を備えた膜型気化器の側面断面図である。

【図３】本発明に係る携帯作業用４行程機関の燃料ポン
プと蒸気抜きポンプの各吐出圧を示す特性図である。

【符号の説明】

Ａ：定圧燃料供給機構 Ｂ：蒸気抜きポンプ ２：流入
弁 ７，１２：逆止弁 ８：作動室 ８ａ：ばね ９：ポンプ室 １０：膜 １
１：燃料ポンプ １４：カバー １５：本体 １６：吸
気通路 １７：絞り弁 １８：高速燃料室 １９：高速
燃料噴孔 ２０：低速燃料噴孔 ２１：低速燃料室 ２
２：高速燃料調整ニードル ２３：低速燃料調整ニード
ル ２５：定圧燃料室 ２５Ａ：室 ２８：レバー ２
９：膜 ３０：大気室 ３１：カバー ３３，３４：逆
止弁 ３７：燃料槽 ４１：吸引式燃料供給ポンプ ４
３：茸型複合弁 ４３ａ，４３ｂ：逆止弁 ４６：本体
４７：絞り弁 ４７ｂ：スロツトル孔 ４９：中間壁
体 ５１：絞り弁レバー ５１ａ：カム面 ５２：フオロア
５３：蓋板 ５５：ニードル ５６：燃料ノズル管
５６ａ：燃料噴孔 ５７：円筒部 ５７ａ：底部室 ５
９：固定ジエツト ６０：通路 ６１：通路 ６２：ガ
スケツト ６３：断熱環 ６６：逆止弁 ６７，７１，
７４：通路 ６７ａ：取入口 ６８：管６９，７３：逆
止弁 ７０，７０ａ：絞り ７２：ばね ７５：ポンプ
室 ７６：本体 ７７：作動室 ７８：膜

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】携帯作業機用４行程機関の膜型気化器にお
   いて、吸気管の吸気負圧を駆動源とする、定圧燃料室に
   発生した燃料蒸気を燃料槽へ戻すための蒸気抜きポンプ
   を設けたことを特徴とする携帯作業機用４行程機関の膜
   型気化器。
2. 【請求項２】前記蒸気抜きポンプを駆動する吸気管の吸
   気負圧を取り入れる取入口が吸気通路の絞り弁よりも上
   流側部分に配設されている、請求項１に記載の携帯作業
   機用４行程機関の膜型気化器。
3. 【請求項３】前記絞り弁がロータリ型絞り弁であり、前
   記蒸気抜きポンプを駆動する吸気管の吸気負圧を取り入
   れる取入口がロータリ型絞り弁の底部室に配設されてい
   る、請求項１に記載の携帯作業機用４行程機関の膜型気
   化器。
4. 【請求項４】前記蒸気抜きポンプの吐出口を、定圧燃料
   室の燃料を燃料槽へ戻しかつ燃料槽の燃料を定圧燃料室
   へ供給する手動の燃料供給ポンプの吐出口に接続した、
   請求項１に記載の携帯作業機用４行程機関の膜型気化
   器。
5. 【請求項５】前記定圧燃料室と前記蒸気抜きポンプの吸
   込口とを結ぶ通路に絞りを設けた、請求項１に記載の携
   帯作業機用４行程機関の膜型気化器。