JPH09324703A - ロータリ絞り弁式気化器の燃料調整機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸気路の絞り弁よりも上流側部分と絞り弁の
絞り孔とを連通する空気通路の空気流量調整針弁の調整
感度を適正に設定できるようにする。 【解決手段】 気化器本体１２の吸気路４４に絞り孔１
７ｂを有する円柱状の絞り弁１７を配設する。定圧燃料
室から絞り孔１７へ突出する燃料ノズル１６に、絞り弁
１７に取り付けたニードル１５を嵌挿する。絞り弁１７
の回転により空気流量を制御し、絞り弁１７の軸方向移
動により燃料流量を制御する。絞り弁１７の絞り孔１７
ｂと吸気路４４の絞り弁１７よりも上流側部分とを連通
する空気通路４１に空気流量調整針弁４３を設け、空気
流量調整針弁４３により空気通路４１の空気流量を連続
的に加減する。吸気路４４の絞り弁１７よりも下流側部
分の口径を、吸気路４４の絞り弁１７よりも上流側部分
の口径よりも大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は動力鋸、刈払機など
の携帯作業機の駆動源として用いられる小型２行程内燃
機関に好適なロータリ絞り弁式気化器、特に機関の低速
運転域での排ガス規制を順守するロータリ絞り弁式気化
器の燃料調整機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】気化器の低速燃料を調整するには種々の
方法があり、例えば実願平５−８００９号に開示される
ように、気化器本体に固定した燃料ノズルと絞り弁の軸
心に支持したニードルとの相対位置により燃料噴孔の通
路面積を変化させるものや、特開昭５２−１３３２号公
報に開示されるように、絞り弁の下流側でパイロツトね
じ方式により燃料を調整するものがある。前者の燃料調
整機構は、絞り弁の角部分に調整部材を設けているの
で、調整が難しいという問題がある。後者の燃料調整機
構は、低速燃料から高速燃料へ切り換わる領域をもつの
で、加速性能や燃料の霧化特性に問題があり、また気化
器本体の全長が長くなるので、動力鋸や刈払機のような
携帯作業機に搭載する機関の気化器には向かない。

【０００３】近年、小型２行程機関を搭載した携帯作業
機にも排ガス規制が適用されるのにに伴い、気化器に低
速燃料流量を規制する燃料制限キヤツプを装着すること
により、運転者が低速燃料流量を規定値を超えて調整で
きないような構造とすることが提案されている。しか
し、燃料制限キヤツプは構造上から絞り弁軸の基端部の
狭い部分に配置されるので、運転者が故意または過失を
問わず、破壊し得ないような強固な構造とすることは難
しく、まだ実用化されていない。

【０００４】本出願人は機関の低速運転域で運転環境に
応じて適正な空気燃料比が得られるようにした、ロータ
リ絞り弁式気化器の燃料調整機構を先に提案した。この
燃料調整機構は、気化器本体の吸気路に絞り孔を有する
円柱状の絞り弁を配設し、定圧燃料室から前記絞り孔へ
突出する燃料ノズルに、絞り弁に取り付けたニードルを
嵌挿し、絞り弁の回転により空気流量を制御し、絞り弁
の軸方向移動により燃料流量を制御し、さらに絞り弁の
絞り孔と前記吸気路の絞り弁よりも上流側部分とを連通
する空気通路に設けた空気流量調整針弁により、機関の
低速運転域で空気通路の空気流量を連続的に加減するも
のである。

【０００５】上述の燃料調整機構は空気流量調整針弁に
より燃料ノズルに作用する負圧を変化させ、機関の低速
運転での燃料ノズルからの燃料流量を加減するものであ
る。しかし、図４に破線で示すように、絞り弁の開度が
小さく吸入空気流量が少い機関の低速運転域では、空気
流量調整針弁の開き始めは空気流量調整針弁の効きが良
いが、その後は空気流量調整針弁の開度を増加しても効
きが悪いことが判明した。

【０００６】この原因は次のような事柄によるものと考
えられる。従来の気化器本体の吸気路は機械加工の簡便
さから、吸気路の絞り弁よりも上流側部分と絞り弁より
も下流側部分とは、同一の口径に構成されている。吸気
路の絞り弁よりも上流側部分と下流側部分との口径が同
じである場合には、空気流量調整針弁を開いていくと、
吸気路の絞り弁よりも上流側部分の通路面積が、吸気路
の絞り弁よりも下流側部分の通路面積よりも、空気通路
の通路面積（空気流量調整針弁の通路面積）分だけ広く
なる。ところが、絞り弁の絞り孔を通過する空気流量は
絞り孔の出口面積でほぼ決まるから、絞り孔の径方向と
軸方向の中心に配される燃料ノズル付近の空気の流速や
燃料ノズルに作用する吸気負圧は、空気流量調整針弁の
開度が小さい内は大きく変化する（顕著に弱くなる）
が、空気流量調整針弁の開度が大きくなると、燃料ノズ
ルに作用する吸気負圧はごく僅かに変化するだけであ
る。

【０００７】要するに、空気流量が空気流量調整針弁の
操作量（開度）に比例して変化しないので、燃料ノズル
に作用する吸気負圧と燃料ノズルからの燃料流量Ｑと
が、図４に破線で示すように、実質的に変化する範囲が
非常に狭いので調整が難しく、また燃料ノズルに作用す
る吸気負圧が必要以上に弱くなると、携帯作業機の姿勢
変化に伴う気化器から機関への燃料供給が不安定にな
り、回転変動が大きくなり、機関が停止したりし、さら
に急加減速操作に対する機関の過度応答性が悪くなる。

【０００８】

【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、吸気路の絞り弁よりも上流側部分と絞り弁
の絞り孔とを連通する空気通路の途中に設けた、空気流
量調整針弁の調整感度を適正に設定できるようにした、
ロータリ絞り弁式気化器の燃料調整機構を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成は気化器本体の吸気路に絞り孔を有す
る円柱状の絞り弁を配設し、定圧燃料室から前記絞り孔
へ突出する燃料ノズルに、絞り弁に取り付けたニードル
を嵌挿し、絞り弁の回転により空気流量を制御し、絞り
弁の軸方向移動により燃料流量を制御し、絞り弁の絞り
孔と前記吸気路の絞り弁よりも上流側部分とを連通する
空気通路に設けた空気流量調整針弁により、該空気通路
の空気流量を連続的に加減するロータリ絞り弁式気化器
の燃料調整機構において、前記吸気路の絞り弁よりも下
流側部分の口径を、吸気路の絞り弁よりも上流側部分の
口径よりも大きく設定したものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】気化器本体の吸気路に絞り孔を有
する円柱状の絞り弁を配設し、絞り弁の回転により空気
流量を制御し、絞り弁の軸方向移動により気化器本体に
固定した燃料ノズルの燃料噴孔に対する絞り弁に取り付
けたニードルの相対位置を加減して燃料流量を制御す
る。気化器本体の吸気路の絞り弁よりも上流部分と絞り
弁の絞り孔とを連通する空気通路に空気流量調整針弁を
設ける。吸気路の絞り弁よりも下流側部分の口径を、吸
気路の絞り弁よりも上流側部分の口径よりも大きく設定
する。詳しくは、吸気路の絞り弁よりも下流側部分の通
路面積ＡD を上流側部分の通路面積Ａd よりも大きく設
定する。具体的には、空気通路の最大通路面積をＡd1と
する時、ＡD＝Ａd＋Ａd1に設定する。空気通路の空気流
量調整針弁により混合気の濃度が排ガス規制値を超えな
いように調整する。

【００１１】

【実施例】図１に示すように、ロータリ絞り弁式気化器
は気化器本体１２に、下端が閉鎖された上下方向の円筒
部１３を横切る吸気路（紙面と直角な方向の通路）を備
えており、円筒部１３に回動可能かつ軸移動可能に嵌装
した絞り弁１７は、前述の吸気路と整合可能の円筒形の
絞り孔１７ｂを備えている。円筒部１３の上端を閉鎖す
る蓋板９と絞り弁１７との間に係止したばね１０により
絞り弁１７は下方へ付勢され、かつ後述するカム機構へ
係合される。絞り弁１７から上方へ突出する弁軸１７Ａ
は、蓋板９を貫通して弁レバー３を結合される。弁レバ
ー３と蓋板９との間に、弁軸１７Ａを覆う防塵ブーツ４
が介装される。弁レバー３に支持したスイベル２は、作
業機の運転を操作する手動の加速レバーと遠隔ケーブル
により連結される。

【００１２】上述のカム機構は弁レバー３の下面のカム
面３ａと蓋板９から上方へ突出するフオロア３７とから
構成され、絞り弁１７は弁レバー３の回動量に比例し
て、ばね１０の力に抗して上方へ移動する。この時、絞
り孔１７ｂと気化器本体１２の吸気路との整合面積（絞
り弁１７の開度）が増加し、また絞り弁１７に取り付け
られたニードル１５が上昇し、燃料ノズル１６の燃料噴
孔１６ａの開度が増加し、絞り弁１７の開度に対応した
燃料流量が燃料噴孔１６ａから絞り弁１７の絞り孔１７
ｂへ吸引される。

【００１３】燃料ノズル１６は基端部を気化器本体１２
の底壁、詳しくは円筒部１３の底壁に設けた取付孔７へ
嵌合され、円筒部１３の底壁に備えたジエツト２０と逆
止弁２６を経て、燃料を所定の圧力に保持する定圧燃料
室３０へ連通される。燃料ノズル１６の先端部は絞り弁
１７の絞り孔１７ｂへ突出される。

【００１４】燃料槽の燃料は２行程機関のクランク室の
脈動圧により膜１９を駆動される主燃料ポンプＡを経
て、定圧燃料室３０へ供給される。膜１９は気化器本体
１２と底板２４との間に挟持され、脈動圧導入室１８と
ポンプ室２５とを区画する。膜１９の上下変位に伴い、
燃料槽の燃料は入口管３４、フイルタ２３、図示してな
い逆止弁を備えた通路を経てポンプ室２５へ吸引され、
さらに図示してない逆止弁を備えた通路、流入弁２２を
経て定圧燃料室３０へ供給される。

【００１５】定圧燃料室３０は底板２４とカバー３５の
間に挟持された膜２９の上側に区画され、大気室３３は
膜２９の下側に区画される。底板２４の定圧燃料室３０
の壁部に支軸２１により支持したレバー３２は、一端を
流入弁２２に係止され、他端をばね２７の力により膜２
９の中心の突部へ係合される。定圧燃料室３０の燃料が
少なくなると、大気室３３の圧力により膜２９とレバー
３２がばね２７の力に抗して押し上げられ、レバー３２
が支軸２１を中心として時計方向へ回動し、流入弁２２
が開き、ポンプ室２５の燃料が流入弁２２を経て定圧燃
料室３０へ補給される。定圧燃料室３０の燃料が増加す
ると、膜２９が押し下げられ、レバー３２が支軸２１を
中心として反時計方向へ回動し、流入弁２２が閉じる。

【００１６】機関の始動前に定圧燃料室３０に燃料がな
い場合は、手動の補助燃料ポンプＢを構成するスポイド
４０を繰り返し押し潰すと、定圧燃料室３０の空気は通
路２８を経て入口２８ａから茸状の複合逆止弁３８の周
縁部を押し開いてポンプ室３９へ吸引され、さらに複合
逆止弁３８の扁平に押し潰された円筒部を押し開いて出
口室３１へ流出し、図示してない出口から外部へ排出さ
れる。こうして、定圧燃料室３０が負圧になると、燃料
槽の燃料が入口管３４、フイルタ２３、図示してない逆
止弁を備えた通路を経てポンプ室２５へ吸引され、さら
に図示してない逆止弁を備えた通路、流入弁２２を経て
定圧燃料室３０へ供給される。

【００１７】スポイド４０は周縁部をカバー３５の下面
に環状の押え板３６により結合され、カバー３５の中心
に備えた円筒形の出口室３１に、複合逆止弁３８を係止
される。複合逆止弁３８は傘部の周縁で定圧燃料室３０
に連なる入口２８ａとポンプ室３９との間を閉鎖し、扁
平に押し潰された円筒部でポンプ室３９と出口室３１と
の間を閉鎖する。

【００１８】絞り弁１７の弁軸１７Ａの上端部中心に設
けた円筒部４７ａに、筒体４７が抜けないように嵌合固
定される。ニードル１５に結合したヘツド５が筒体４７
へ螺合され、ヘツド５と弁軸１７Ａの円筒部４７ａの底
壁との間にばね１４が介装される。筒体４７へ封止部材
６２としてのボールを圧入したうえ、接着剤６１が充填
される。

【００１９】図２に示すように、本発明によれば、周囲
の環境や機関の運転条件に応じて、燃料ノズル１６の周
囲の吸気負圧を加減することにより、機関のアイドル運
転ないし低速運転での燃料流量を調整できるように構成
される。このため、気化器本体１２の吸気路４４の入口
４４ａの段部４４ｂに、気化器本体１２の壁部に形成し
た空気通路４１の始端４１ａを開口する。一方、空気通
路４１の終端４１ｃは途中で屈曲させ、絞り弁１７を嵌
挿する円筒部１３へ開口する。

【００２０】気化器本体１２の壁部の空気通路４１の途
中に、終端４１ｃと同軸に並ぶねじ孔４１ｂを設け、ね
じ孔４１ｂに空気流量調整針弁４３を螺合する。空気流
量調整針弁４３の頭部と気化器本体１２との間に、空気
流量調整針弁４３のガタや緩みを抑えるばね４５を介装
する。

【００２１】本発明では、特に吸気路４４の絞り弁１７
よりも下流側部分（円筒部）の口径Ｄを、吸気路４４の
絞り弁１７よりも上流側部分（円筒部）の口径ｄよりも
大きく設定する。空気流量調整針弁４３が全閉の時に
は、吸気路４４の絞り弁１７よりも上流側部分の通路面
積ＡD よりも、吸気路４４の絞り弁１７よりも下流側部
分の通路面積Ａd の方が広くなつている。理想的には、
吸気路４４の絞り弁１７よりも下流側部分の通路面積Ａ
D を、吸気路４４の絞り弁１７よりも上流側部分の通路
面積Ａd よりも、空気流量調整針弁４３の通路面積Ａd1
分だけ広くするのがよく、空気流量調整針弁４３が全開
の時に、吸気路４４の絞り弁１７よりも上流側部分の通
路面積 Ａd＋Ａd1と下流側部分の通路面積ＡD が等しく
なるように構成する。

【００２２】次に、本発明によるロータリ絞り弁式気化
器の燃料調整機構の作用について説明する。空気流量調
整針弁４３の閉位置から開方向への操作量に比例して空
気流量が増加し、燃料ノズル１６に作用する吸気負圧が
弱くなる。つまり、図３に複数の破線で示すように、絞
り弁１７の開度が一定の時、空気流量調整針弁４３の操
作量（開度）にほぼ比例して燃料ノズル１６からの燃料
噴出量ないし燃料流量Ｑが減少する特性を表す。

【００２３】機関の低速運転域で、空気流量調整弁４３
が閉じている時は、気化器の吸気路４４へ流入する空気
は、全量が吸気路４４の入口４４ａから絞り弁１７の絞
り孔１７ｂを経て吸気路４４の出口４４ｃへ流れる。絞
り孔１７ｂの入口１７ａは出口１７ｃよりも狭くなつて
いるので、入口１７ａの吸気負圧は出口１７ｃの吸気負
圧よりも強くなつている。燃料ノズル１６に作用する吸
気負圧は、入口１７ａと出口１７ｃの吸気負圧の平均値
と考えてよい。この時の燃料ノズル１６の燃料噴孔１６
ａに作用する吸気負圧は最も強く、したがつて、燃料ノ
ズル１６から噴出する燃料流量も最大になり、最も濃い
混合気が機関へ供給される。

【００２４】空気流量調整弁４３の開度を増加すると、
入口１７ａと空気通路４１の出口４１ｃの通路面積が出
口１７ｃの通路面積に近くなり、これにつれて燃料ノズ
ル１６に作用する吸気負圧も出口１７ｃの吸気負圧に近
づく。空気流量調整弁４３を全開にすると、入口１７ａ
と出口４１ｃの通路面積が出口１７ｃの通路面積とほぼ
等しくなり、燃料ノズル１６に作用する吸気負圧は出口
１７ｃの吸気負圧とほぼ等しくなる。

【００２５】上述のように、機関の運転環境や使用条件
に対応して、空気流量調整弁４３を閉位置から開方向へ
操作すると、空気流量調整針弁４３の開度に応じて、吸
気路４４から空気通路４１を迂回する空気流量が増加
し、燃料ノズル１６に作用する吸気負圧は、出口１７ｃ
の吸気負圧よりも強い状態から次第に出口１７ｃの吸気
負圧と等しくなるようにほぼ直線的に変化するので、燃
料ノズル１６から絞り孔１７ｂへ吸引される燃料流量も
次第に少くなる。

【００２６】機関の低速運転域で、絞り弁１７の開度が
一定の時、吸気路４４の出口４４ｃから機関へ供給され
る空気流量は一定不変であるのに対し、機関へ供給され
る燃料流量Ｑは、空気流量調整針弁４３の操作量ないし
開度に比例して減少するので、図４に実線で示すよう
に、空気燃料比は空気流量調整針弁４３の開度θにほぼ
比例して小さくなる。

【００２７】なお、絞り弁１７の開度がθ1 を超える
と、絞り弁１７の周面により空気通路４１の出口４１ｃ
が閉じられるので、図３に示すように、空気流量調整弁
４３の開度には関係なく、絞り弁１７の開度の増加につ
れて燃料流量Ｑが増加する。

【００２８】

【発明の効果】本発明は上述のように、絞り弁の絞り孔
と気化器本体の吸気路の絞り弁よりも上流側部分とを連
通する空気通路を備えたから、工場組立時に機関の低速
運転に対応する燃料流量を、排ガス規制を超えないよう
な値に固定できる。

【００２９】空気通路の空気流量調整針弁により空気通
路を流れる空気流量を加減し、機関へ供給される混合気
の濃度を調整するものであるから、空気流量調整針弁を
いかように操作し、または空気流量調整針弁を外して
も、機関へ供給される混合気の濃度が排ガス規制値を超
えるような無謀な運転を阻止できる。

【００３０】吸気路の絞り弁よりも下流側部分の口径
を、吸気路の絞り弁よりも上流側部分の口径よりも大き
くしたから、燃料ノズルに作用する吸気負圧は、絞り弁
の絞り孔の出口の吸気負圧よりも強い状態から次第に絞
り孔の出口の吸気負圧と等しくなるようにほぼ直線的に
変化するので、空気流量調整針弁の操作量により、機関
の運転条件に応じた低速運転での燃料流量が容易に得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るロータリ絞り弁式気化器の燃料調
整機構の正面断面図である。

【図２】同ロータリ絞り弁式気化器の要部を拡大して示
す正面断面図である。

【図３】同燃料調整機構の要部を拡大して示す平面断面
図である。

【図４】同燃料調整機構の特性を表す線図である。

【符号の説明】

Ａ：主燃料ポンプ Ｂ：補助燃料ポンプ ３：弁レバー
３ａ：カム面 ５：ヘツド ９：蓋板 １０：ばね
１２：気化器本体 １３：円筒部 １５：ニードル １
６：燃料ノズル １６ａ：燃料噴孔 １７：絞り弁 １
７ａ：入口 １７ｂ：絞り孔 １７ｂ：出口 １８：脈
動圧導入室 １９：膜 ２０：ジエツト ２５：ポンプ室 ２６：逆止弁 ２９：膜 ３０：定圧
燃料室 ３３：大気室 ３９：ポンプ室 ４１：空気通路 ４１ａ：始端 ４１
ｂ：ねじ孔 ４１ｃ：終端 ４３：空気流量調整針弁
４４：吸気路 ４４ａ：入口 ４４ｂ：段部 ４４ｃ：
出口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】気化器本体の吸気路に絞り孔を有する円柱
   状の絞り弁を配設し、定圧燃料室から前記絞り孔へ突出
   する燃料ノズルに、絞り弁に取り付けたニードルを嵌挿
   し、絞り弁の回転により空気流量を制御し、絞り弁の軸
   方向移動により燃料流量を制御し、絞り弁の絞り孔と前
   記吸気路の絞り弁よりも上流側部分とを連通する空気通
   路に設けた空気流量調整針弁により、該空気通路の空気
   流量を連続的に加減するロータリ絞り弁式気化器の燃料
   調整機構において、前記吸気路の絞り弁よりも下流側部
   分の口径を、吸気路の絞り弁よりも上流側部分の口径よ
   りも大きく設定したことを特徴とする、ロータリ絞り弁
   式気化器の燃料調整機構。
2. 【請求項２】前記吸気路の絞り弁よりも下流側部分の通
   路面積を、吸気路の絞り弁よりも上流側部分の通路面積
   と前記空気通路の通路面積との和に等しくした、請求項
   １に記載のロータリ絞り弁式気化器の燃料調整機構。