JPS63248934A - 内燃機関の過回転防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は振動を利用して内燃１８閏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］ 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。待に、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り、チェンソーや
刈払礪などに使用されている。このような携帯作４ｊＡ
ｎでは作業性を向上するために、軽量、小型、高出力の
内燃層間を全負荷運転で使用するのが一般的である。し
かし、チェンソーや刈払礪のカッターのように、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
えるいわゆる過回転（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っ
た後にも同様に起こり得る。

絞り弁の全開状態で無負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、作業者はこの操作を怠る
ことが多くＲｒＡの破損や寿命の１縮を招く。

従来、このような無負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燃料の濃い混合気を
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、排気運が多くなる、マフラーにタールなどが
溜りやすい、などの問題がある。

また、本出願人は特開昭６１−１８３５号公報に開示さ
礼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、加圧空気がアクチュエータへ直接供
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、段間の過回
転時アクチュ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（９るためには振動ポン
プの形状が大きなものとなる。

［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ｊホ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料消費量で運転でき
、過回転（設定回転数以上の運転）時には絞り弁を自動
的に閉方向に作動させ、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。

し問題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の構成は機関の振動
により圧ツ）流体を発生する振動ポンプと、該駆動ポン
プの圧力流体により絞り弁レバーを閉弁方向へ付勢され
るロッドを有するアクチュエータと、＠動ポンプとアク
チュエータの圧力室とを連通ずる通路の途中にあって四
関の過回転的の振動により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］ 内燃機関１０に取り付けられた振動ポンプ４１が機関の
振動を受けると、鍾４４とともにこれを支持するダイヤ
フラム５８が振動し、外気が逆止弁４８を経て圧力室４
６へ吸入されるとともに、圧力室４６の空気が逆止弁５
４を経てアクチュエータ８１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１０１
においてばね１０４の力を受けるボール１０７により、
管２３が閉じられているので、アクチュエータ８１のロ
ッド９２がばね８９の力により引っ込められている。

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１０１のボール１０７がばね１０４の力に
抗して暴れ出し、管２３の通路が開かれる。したがって
、振動ポンプ４１から正圧または負圧の空気がアクチュ
エータ８１の圧力室８５へ供給され、ロッド９２が突出
される。ロッド９２により絞り弁レバー２９とともに弁
軸２８が回転され、絞り弁２７の開度が減じられる。こ
うして、機関へ供給される混合気の母が減じられ、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１ｏは冷却フイン１５を
有するシリンダ１６が、上端部を冷却フィン１２を有す
るシリンダヘッド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１つとがコネクティングロッド２０により連結さ
れる。

ピストン１４の上昇時に吸気ボート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、シリンダヘッ
ド１３とピストン１４との間へ供給される。ピストン１
４の上昇に伴って混合気が圧縮され、上死点付近で燃料
が点火される。

こ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１１を経て外部へ排出
される。吸気ボート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２６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に設けたベンチュリ３４
に、弁軸２８により絞り弁２７が支持され、ベンチュリ
３４を通過する空気の負圧により燃料がベンチュリ３４
へ供給される。このような燃料供給機構は、例えば米国
特許第３．７３８．１３２３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、かつ上端に逆り字形の絞り弁レバ
ー２９が固定される。そして、弁軸２８に巻き付けたば
ね３６の一端が絞り弁レバー２９に、他端が軸受スリー
ブ３８にそれぞれ係止される。また、軸受スリーブ３８
にレバー２５のボス部が日勤可能に外挿支持され、この
ボス部に巻き付けたばね３２の一端がレバー２５に、他
端が本体３５のビン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れて、係合片３７をレバー２
５に衝合される。しかし、レバー２５は強いばね３２の
力により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２５に追随し、絞り弁２７の開度が増加する。

本発明による内燃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ュエータ８１
とから構成される。

振動ポンプ４１はカップ状のハウジング５７゜５５の間
にダイヤフラム５８を挟んで結合し、大気ヱ４５と圧力
室４６を構成される。ダイヤフラム５８の両面に当てｔ
ｆ４２，５１が重ね合され、ざらに錘４４がリベット４
３により結合される。

圧力室４６に通路５６．４７が設けられ、これらにボー
ト部材５３．５０がそれぞれ結合される。

ボート部材５３に通路５６から通路５２への空気の流れ
を許す逆止弁５４が設けられる。またボート部材５０に
大気口４９からストレーナ６０を経て通路４７への空気
の流れを許す逆止弁４８が設けられる。通路５２は・ひ
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はカップ状のハウジング１゜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。

アクチュエータ８１はカップ状のハウジング８２．８３
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８
０により振動弁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、
かつロッド９２の基端部により結合される。ロッド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９１に１習
勤可能に挿通したロッド９２が引っ込められている。ロ
ッド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に大気に連通ずる較り９３
が、大気室８６に大気に連通ずる絞り９４がそれぞれ設
けられ、これによりアクチュエータ８１の過激な動作が
抑えられる。

上述した振動ポンプ４１および振動センサ１゜１は、好
ましくは第３因に示すように、気化器２４の本体３５の
下端壁に一体的に結合される一方、アクチュエータ８１
が本体３５の上端壁に結合される。管２３により振動セ
ンサ１０１とアクチュエータ８１が接続される。しかし
、振動ポンプ４１および振動センサ１０１は機関１ｏ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ュエータを
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
ンボリューション型、ベロフラム型でもよい。＆１４４
は圧力室４６の内部に取り付けても、また大気室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のセット荷重、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が可能であ
る。また、ボール１０７が通路１０６へばねにより押し
付けられる構造としてもよい。

次に、本発明による内燃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。機関の振動を受けて振動ポンプ４１はダイヤ
フラム５８に支持された錘４４が上下に振動する。ダイ
ヤフラム５８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１０４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
アクチュエータ８１の圧力ｖ８５へ供給され、ばね８９
の力に抗してロッド９２が押し下げられる。したがって
、第４図にＩＪｌｍで示すように絞り弁レバー２９が弁
軸２８と一緒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の流量が減じられ、１間の回転
数が低くなる。

喋関の回転数が低くなると、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（振幅が小さい）の
で、再び通路１０３がボール１０７により閉じられる。

そして、アクチュエータ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の力によりロッ
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３ｏにより操作される
レバー２５の回動位置で決まる。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１辰勤センサ１０１
が開いてアクチュエータ８１により絞り弁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推持され、ｆ）−楽員が負荷の変
動に応じてトリがワイヤ３０を操作しないでも自動的に
別間の過回転が防止される。

第５圀に示す実施例では、気化器２４の本体３５の上端
壁に結合されるアクチュエータ１８１が振動ポンプ１４
１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に圧力室１４６から外部への空気の流れを許す
逆止弁１５４が設けられる。一方、通路１５２に振動セ
ンサ２０１から圧力室１４６への空気の流れを許す逆止
弁１４８が段けられる。

振動センサ２０１はボート部材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が通路１５
２の端部へ押し付けられる。そして、通路２０６が管１
８０によりアクチュエータ１８１の入口１９０に連通さ
れる。

アクチュエータ１８１はハウジング１８２，１８３の間
にダイヤフラム１８４を挾んで大気室１８６と圧力空１
８５を構成され、大気室１８６は絞り１９４により、圧
力苗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に結合したロッド１９２はばね
７８９の力により引っ込められている。

別間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
に振動するとともに、（騒動センサ２０１のボール２０
７かばね２０４の力に抗して暴れ出し、通路１５２を開
く。したがって、アクチュエータ１８１の圧力空１８５
の空気が管１８０、振動センサ２０１、逆止弁１４８を
経て圧力ｖ１４６へ吸引され、さらに圧力至１４６から
逆止弁１４８を経て外部へ放出される。こうして、圧力
ヱ１８５が負圧となり、ばね１８９の力に抗してロッド
１９２が押し下げられ、絞り弁レバー２つだけが時計方
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図の実価例と同様にして機
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、機関の振動により圧力流体を発
生する振動ポンプと、該振動ポンプの圧力流体によりス
ロットルレバーを閉弁方向に付勢されるロッドを有する
アクチュエータと、振動ポンプとアクチュエータの作動
至とを連通ずる通路の途中にあって機関の過回転時の振
動により通路を開く＠動センサとを具備したものであり
、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。また、振動ポンプとアクチュエータの間に振
動センサを備えたので、この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助的
に減じて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、作動が確実で、条間の全回転域においてほぼ
適正な燃費（燃料消費率）で運転でき、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、新規な過回転防止装置が提供される。

また、過回転防止装置の作動により、作業者はスロット
ルハンドルを全１；ｎにしたままで作業を行うことがで
きるので、作業性が向上され、殴関の破損や寿命の短縮
が回避される。

【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
た内燃機関の側面断面図、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実浦例に係る過回転防
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
。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）機関の振動により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
   方向へ付勢されるロッドを有するアクチュエータと、振
   動ポンプとアクチュエータの圧力室とを連通する通路の
   途中にあって機関の過回転時の振動により前記通路を開
   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. （２）前記振動ポンプが錘を有するダイヤフラムにより
   大気室と圧力室をハウジングの内部に区画される特許請
   求の範囲（１）に記載の内燃機関の過回転防止装置。
3. （３）前記振動センサがハウジングの内部に収容されか
   つばねにより前記通路を閉鎖する方向へ付勢されるボー
   ルからなる特許請求の範囲（１）に記載の内燃機関の過
   回転防止装置。
4. （４）前記アクチュエータがロッドを支持するダイヤフ
   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、かつダイヤフラムに結合したロッドを開弁方向へ付
   勢するばねを備えている特許請求の範囲（１）に記載の
   内燃機関の過回転防止装置。
5. （５）前記アクチュ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（１
   ）に記載の内燃機関の過回転防止装置。
6. （６）前記振動ポンプが外部から圧力室への空気の流入
   を許す逆止弁と、圧力室から前記アクチュエータへの空
   気の流れを許す逆止弁とを備えている特許請求の範囲（
   １）に記載の内燃機関の過回転防止装置。
7. （７）前記振動ポンプが前記アクチュエータから圧力室
   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（
   １）に記載の内燃機関の過回転防止装置。