JPS63255532A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は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］ 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り、チェンソーや
刈払機などに使用されている。このような携帯作業機で
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
、チェンソーや刈払機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
ことが多く機関の破損や寿命の短縮を招く。

［発明が解決しようとする問題点］ 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テ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。

また、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、機関の過回
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得るためには振動ポンプ
の形状が大きなものとなる。

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。

［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、前記アクチュエータ
の圧力室を大気に開放する通路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したも
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、錘４４とともにこれを支持するダイヤ
フラム５８が振動し、圧力室の正圧または負圧がアクチ
ュエータ８１の圧力室８５へ送られる。したがって、ロ
ッド９２がばね８９の力に抗して引っ込められる。

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、通路３９が開かれる。したがって、圧
力室８５が大気に開放され、ばね８９の力によりロッド
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は冷却フィン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１９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＝６− 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３，７３８，６２３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のボス部が回動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、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、振動センサ１０１
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、大気室４５と圧力
室４６を構成される。ダイヤフラム５８の両面に当て板
４２．５１が重ね合され、さらに錘４４がリベット４３
により結合される。

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

ポート部材５３に通路５６がら通路５２への空気の流れ
を許す逆止弁５４が設けられる。またポート部材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は管２
３によりアクチュエータ８１の入口９０に接続される。

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。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。当て板８７とハウジング８２との間
に介装したばね８９により、ハウジング８３の穴９１に
摺動可能に挿通したロッド９２が外方へ突出されている
。ロッド９２の先端部は前述した絞り弁レバー２９に衝
合される。圧力室８５に大気に連通する絞り９３が、大
気室８６に大気に連通する絞り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。

振動センサ１０１はカップ状のハウジング１０２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。

上述した振動ポンプ４１は、好ましくは第３図に示すよ
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および振動センサ１０１
が本体３５の上端壁に結合される。管２３により振動ポ
ンプ４１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−１０＝ 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。錘４４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３９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、ストレーナ６０を有する
大気口４９がら圧力室４６へ空気が吸引すれる。続いて
ダイヤフラム５８が下側へ脹んだ時、圧力室４６の正圧
の空気が逆止弁５４を開いて管２３へ排出される。した
がって、圧力室４６の管２３を経てアクチュエータ８１
の圧力室８５へ供給される。ロッド９２がばね８９の力
に抗して押し上げられ、レバー２９から離れる。したが
って、絞り弁２７の開度はトリガワイヤ３０で操作され
るレバー２５の開度により決まる。

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３９が開かれる。

圧力室８５の圧力が大気へ開放され、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
に鎖線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、機関の回
転数が低くなる。

機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３９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へ引き続き振動
ポンプ４１から供給される正圧の空気によりばね８９の
力に抗してロッド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２
７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、再び振動センサ１０１が
開いてアクチュエータ８１のばね８９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にアクチュエータ１８１から圧力
室１４６への空気の流れを許す逆止弁１４８が設けられ
る。

振動センサ２０１はアクチュエータ１８１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
１３９の端部へ押し付けられる。

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を挟んで圧力室１８５と大気室１
８６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に結合したロッド１９２は振動
ポンプ１４１から圧力室」８５へ供給される負圧により
ばね１８９の力に抗して押し上げられている。

機関が設定回転数を超えて振動が大きくなると、振１１
１Ｊ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１３９を開く。したがって、アクチ
ュエータ１８１の圧力室１８５が振動センサ２０１を経
て大気に開放され、ばね１８９の力によりロッド１９２
が押し下げられ、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、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、前記アクチュエータの圧力室を大気に開
放する通路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し、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、機関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
ルハンドルを全開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、機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
。 ２５ニレバー　２９：絞り弁レバー　３８：軸受スリー
ブ　３９：通路　４１：振動ポンプ　４４：錘　４８．
５４：逆止弁　５８．８４：ダイヤフラム　８１：アク
チュエータ　８６：圧力室　８９．１０４：ばね　９２
：ロッド　１０１：振動センサ　１０７：ボール

Claims (5)

【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、前
   記アクチュエータの圧力室を大気に開放する通路にあつ
   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し、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。
3. （３）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し、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。
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
   つばねにより前記圧力室を大気に開放する通路を閉鎖す
   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。