JP2009209691A - ２サイクルエンジンの気化器 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで手動操作を少なくし、始動性、耐久性の優れた気化器を提供する。
【解決手段】空気通路の上流にチョークバルブを備え、吸気の脈動により作動する燃料用ダイアフラムバルブ２３により燃料タンク１６から燃料を吸い上げて空気通路の燃料ノズル２２に供給し絞り弁により空気燃料の混合比を調整する２サイクルエンジンの気化器１２において、空気室１５ａと該空気室１５ａへクランク室の脈動圧力を取り込む空気配管３６と気化器１２の燃料溜め室１８側への気化器側通路３５と燃料タンク１６に通じる燃料タンク配管３７を備え、気化器側通路３５に気化器１２への戻り側を止める逆止弁１５ｂ、燃料タンク配管３７に燃料タンク１６からの戻り側を止める逆止弁１５ｃとを備えたサブ燃料ポンプ１５と、該サブ燃料ポンプ１５の動作はエンジンを始動するときだけ行われるようにした手段とで構成したことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、２サイクルエンジンの気化器に関し、特に、エンジン始動時に気化器内に燃料を満たすためにクランク室の脈動圧力により作動するサブ燃料ポンプを設けた構成に関する。

特許文献１に開示されている従来の２サイクルエンジンの気化器は、運転中にクランク室内の脈動圧力を利用して燃料を吸い上げるダイアフラム式ポンプ、始動時に気化器内の燃料を燃料タンク内の燃料と循環流動させるコンビネーションバルブを有する手動のプライマーポンプと、余剰燃料を燃料タンクへ戻すオバーフローパイプとを有し、始動時にプライマーポンプを手動で押し潰して燃料を吸い上げて気化器内に充填し、始動可能な状態にし、余剰燃料は燃料タンクに戻る構成の気化器である。

特許文献２に開示されている従来の２サイクルエンジンの気化器は、上記のプライマーポンプを、リコイルスタータの回転部に設けたカムと同カムが作動するアクチュエータに連動する燃料ポンプとに置換えている。始動のときは、リコイルスタータの引張り作動に連動するアクチュエータがポンプを作動し燃料を吸い上げて気化器内に充填し、始動可能な状態にし、余剰燃料は燃料タンクに戻る。
特開２００２−４８００８号公報（図１） 特開２００６−２７５０４７号公報（図１）

特許文献１の２サイクルエンジンの気化器は、手動による始動操作が多く、ユーザーが操作の一部や順序を間違える機会があると始動困難になる。また、特許文献２の気化器は構成部品に高精度を要求されるものが多く、コスト高であり、また、ポンプのアクチュエータがスタータのカムにより叩かれる頻度が多く、リコイルスタータの引張り力が増加し始動操作が損なわれる等の問題点がある。

本発明は、従来の小型２サイクルエンジンの始動のための気化器における問題点を解決し、低コストで手動操作を少なくし、始動性、耐久性の優れた気化器を提供することを狙いとする。

上記の問題点に対し、本発明は以下の各手段により課題の解決を図る。
（１）第１の手段の２サイクルエンジンの気化器は、空気通路の上流にチョークバルブを備え、吸気の脈動により作動する燃料用ダイアフラムバルブにより燃料タンクから燃料を吸い上げて空気通路の燃料ノズルに供給し絞り弁により空気燃料の混合比を調整する２サイクルエンジンの気化器において、空気室と該空気室へクランク室の脈動圧力を取り込む空気配管と気化器の燃料溜め室側への気化器側通路と燃料タンクに通じる燃料タンク配管を備え、気化器側通路に気化器への戻り側を止める逆止弁、燃料タンク配管に燃料タンクからの戻り側を止める逆止弁とを備えたサブ燃料ポンプと、該サブ燃料ポンプの動作はエンジンを始動するときだけ行われるようにした手段とで構成したことを特徴とする。

（２）第２の手段の２サイクルエンジンの気化器は、上記第１の手段の２サイクルエンジンの気化器において、サブ燃料ポンプの動作がエンジンを始動するときだけ行われるようにした手段は前記サブ燃料ポンプの空気室へクランク室の脈動圧力を取り込む空気配管に設けられたチョークバルブと連動して開閉する開閉弁であることを特徴とする。

（３）第３の手段の２サイクルエンジンの気化器は、上記第２の手段の２サイクルエンジンの気化器において、チョークバルブと連動する開閉弁は、チョークバルブの回転軸に設けられた切り欠き部を空気通路とし前記回転軸の軸受ボスに設けられた脈動圧力源からの通路ポートと前記サブ燃料ポンプへの通路ポートとの空気通路がチョークバルブの作動回転により切り欠き部が開閉するようにしたことを特徴とする。

（４）第４の手段の２サイクルエンジンの気化器は、上記第１の手段の２サイクルエンジンの気化器において、サブ燃料ポンプの動作がエンジンを始動するときだけ行われるようにする手段は、プルスタータの回転部に設けたカムと、脈動圧力源から前記サブ燃料ポンプへの空気配管に設置されたカムフォロワーにより作動する開閉弁とよりなり、プルスタータによりエンジンの始動を行うとき、プルスタータのカムが回動すると該カムに係合するカムフォロワーが開閉弁のピストン弁を押すことにより開閉弁が開くようにしたことを特徴とする。

（５）第５の手段の２サイクルエンジンの気化器は、上記第４の手段の２サイクルエンジンの気化器において、脈動圧力源とサブ燃料ポンプへの空気配管に設置された開閉弁は、ピストン弁をガイドする閉鎖シリンダの閉鎖頭に逆止弁と絞り調整弁とを備えることにより、ピストン弁が若干時間、開の位置を保持することを特徴とする。

請求項１〜請求項３に係わる発明は、２サイクルエンジンを始動するとき、気化器内の燃料を始動に適した状態にするため、エンジンの始動時に、チョークバルブと連動する開閉弁を開き、クランクケースの脈動圧力によりサブ燃料ポンプを作動させ、気化器の燃料ノズルから始動に適した混合比の燃料混合ガスがエンジンに供給されるようにしたものである。この構成は、チョークバルブの回転軸が前記サブ燃料ポンプ駆動用脈動圧力エア開閉弁を兼用しているので部品数が少なく、構造が簡単で製作コストが安価である。

請求項４に係わる発明は請求項１〜３のエンジンの始動時に、チョークバルブと連動して開閉する開閉弁の代わりに、プルスタータの回転部に設けたカムと、該カムにより作動するカムフォロワーにより開く開閉弁とよりなり、プルスタータによりエンジンの始動を行うとき、前記カムに係合するカムフォロワーが開閉弁を開き、脈動圧力源から前記サブ燃料ポンプへの通路（空気配管）が通じて、濃い目の燃料混合ガスがエンジンに供給可能となる。

請求項５に係わる発明は、請求項４のカムフォロワー作動の開閉弁にピストン弁のガイドシリンダの閉鎖ヘッド（閉鎖頭）に逆止弁と絞り調整弁とを備えることにより、ピストン弁の開の位置を保持するタイマーの構造となっているので、プルスタータの回転部のカムの一度の作動で開閉弁が開いた以後は幾度回転してもカムフォロワーがカムに接触して作動することが無くなり、リコイルスタータの引張り力が損なわれることが無く、耐久性が向上する効果がある。

（第１の実施の形態）
この実施の形態の構成を図に基づいて説明する。図１は本実施の形態に係わる２サイクルエンジンの側面断面図とエンジンを始動するときだけ気化器に燃料を追加供給するサブ燃料ポンプを作動する手段を示す模式図、図２は図１の気化器とサブ燃料ポンプの構成を示すＡ部拡大図、図３は図２のＣ−Ｃ断面図、図４は図１のチョーク回転軸兼用の開閉弁を示すＢ部拡大図、図５は図４の開閉弁の回転角度位置を表すＤ−Ｄ断面図である。

図において、２サイクルエンジン１０は、シリンダ１、クランク室２、シリンダ１内を摺動するピストン３、クランク軸５、ピストンピン７とクランクピン６を連結してピストン３に加えられたシリンダ１内の燃焼ガス圧力をクランク軸５の回転力に変換するピストンロッド４、気化器１２、エアクリーナ１３、図示しないマフラー等から構成される。

燃焼ガス用の空気はエアクリーナ１３の給気口から吸い込まれ、エアフィルタ１４において塵埃を取り除いて気化器１２に送られる。気化器１２のスロートのマイナス圧により燃料が燃料ノズル２２から噴出し気化して、絞り弁１２ａにより空気燃料の混合比を調整して混合ガスとなりインシュレータ１１を通ってエンジン１０の圧縮排気行程においてクランク室２内に吸い込まれ、排気行程の後半において、クランク室２のピストン背圧によりシリンダ１の燃焼室に押し込まれ、圧縮着火されて混合ガスが燃焼し、ピストン３が押し下げられてエンジンの駆動力が発生し、クランク軸５が回転する。燃焼が完了した排ガスはピストン３が下方へ移動したときに開いた排気口から図示しないマフラーを介して外気へ排気される。

クランク室２にはピストン３の摺動により脈動圧力を生じるが、気化器１２にはクランク室２に繋がった空気通路２ａ、１ａ、２１ａを通じて、この脈動圧が伝えられ、気化器１２に内蔵するダイアフラムバルブ２３を作動し、インレットバルブ６５とアウトレットバルブ６６により気化器本体１９内の燃料通路１９ａに燃料タンク１６の燃料を配管１７を介して吸い上げる。燃料は燃料通路１９ａからインレットニードルバルブ２４が挿入された通路１８ｄを通って燃料溜め室１８のメタリングチャンバー１８ｃへ入る。１７ａはフィルタを示す。

メタリングチャンバー１８ｃにはメタリングダイアフラム２８が片側を大気圧に開放して取付けてある。メタリングチャンバー１８ｃ内に設置されたメタリングレバー２５は先端２５ａがインレットニードルバルブ２４の小径部２４ｃに係合し、レバー板２５ｂにはメタリングダイアフラム２８の当て部材２９が当てられるようになっている。メタリングレバー２５はメタリングレバースプリング２６によりインレットニードルバルブ２４のフランジ２４ｂを押し、先端のニードル２４ａにおいて燃料通路１９ａを塞ぐ方向に付勢され、メタリングダイアフラム２８の移動量とバランスして、メタリングチャンバー１８ｃ内の負圧が一定になるようにニードル２４ａで燃料通路１９ａとの隙間の調整をし燃料の流入制御をしている。

メタリングチャンバー１８ｃの燃料出口通路にメインチェックバルブ３３が設置され、燃料はメインチェックバルブ３３からハイスピードニードル３４において最高出力が出せる燃料の量を調整され、燃料ノズル２２へ送られる。メインチェックバルブ３３はメタリングチャンバー１８ｃの圧が下がったとき燃料ノズル２２から空気が吸い込まれることを防止する。３２は気化器本体１９と燃料溜め室１８との間に介在するパッキンであり、３１は燃料溜め室１８とダイアフラムカバー２７との間に介在するパッキンである。

気化器１２と別置のサブ燃料ポンプ１５は、空気室１５ａと、空気室１５ａへクランク室２内の脈動圧力を取り込む空気配管３６と、気化器１２のメタリングチャンバー１８ｃ側への通路３５と、燃料タンク１６に通じる配管３７とを備え、また、前記通路３５との繋ぎ口にメタリングチャンバー１８ｃへの戻り側を止める逆止弁１５ｂ、前記配管３７との繋ぎ口に燃料タンク１６からの戻り側を止める逆止弁１５ｃとを備え、サブ燃料ポンプ１５の動作は２サイクルエンジン１０を始動するときだけ行われるようになっている。

クランク室２の脈動圧力を取り込む空気配管２１は、チョークバルブ４１と連動する開閉弁４０に結合され、開閉弁４０に結合された空気配管３６がサブ燃料ポンプ１５の空気室１５ａへ結合される。

チョークバルブ４１と連動して開閉する開閉弁４０は、チョークバルブ４１の回転軸兼回転弁４２に設けられた切り欠き部４２ａを空気通路とし、回転軸兼回転弁４２は吸気管４４と一体構造の軸受ボス４４ｃに回転自在に軸支されている。軸受ボス４４ｃには、通路ポート４５を介して空気配管３６に連絡する通路４４ｄと、通路ポート４６を介して空気配管２１に連絡する通路４４ｅが形成されていて、回転軸兼回転弁４２の回動により切り欠き部４２ａに通じるようになっている。即ち、チョークバルブ４１の作動回転(回転角度α)により切り欠き部４２ａと４４ｄ，４４ｅ通路が開閉して、切り欠き部４２ａが図５の実線の位置では、脈動圧力は遮断されているが、図５の破線の位置では、脈動圧力は空気配管２１、通路ポート４６、通路４４ｅ、切り欠き部４２ａ、通路４４ｄ、通路ポート４５、空気配管３６を介してサブ燃料ポンプ１５の空気室１５ａに作用する。但し、図５に示す回転角度αはチョーク操作レバー４３の回転角度を示したもので、空気配管２１と空気配管３６の取付角度を示したものではない。

サブ燃料ポンプ１５と開閉弁４０の作用を説明する。２サイクルエンジン１０を始動する時、手動のチョーク操作レバー４３でチョークバルブ４１を作動させ、気化器１２の空気取り入れ口４４ａの空気通路４４ｂを絞る。気化器１２の空気通路４４ｂは大きな負圧となり燃料吸い込み力が強くなる。チョークバルブ４１が回転することにより、回転軸兼回転弁４２の切り欠き部４２ａが回って図５の破線の位置で空気配管２１と空気配管３６が通となり、脈動空気圧力がサブ燃料ポンプ１５の空気室１５ａに伝わり、逆止弁１５ｂ、１５ｃの作用で燃料ポンプの働きが生じて気化器１２のメタリングチャンバー１８ｃ内の燃料を吸出し気化器１２内の燃料の回流を促進させる。これにより、燃料が気化器１２内に滞ることなく燃料ノズル２２から充分な燃料が噴出される。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態を図に基づいて説明する。図６は本実施の形態に係わる２サイクルエンジンの側面断面図と、エンジンを始動するときだけ気化器に燃料を追加供給するためのサブ燃料ポンプ駆動用脈動エアをプルスタータの引き動作により送る手段を示す模式図である。

第１の実施の形態においては、サブ燃料ポンプ駆動用脈動エアの切換をチョークバルブの作動と連動するようにしていたが、本実施の形態では、サブ燃料ポンプ駆動用脈動エアの切換をプルスタータの引き動作と連動するようにしたものであるので、この機構以外は、サブ燃料ポンプを含め全ておなじ構成、機能であるので、異なる構成以外の説明は省略する。

図において、開閉弁５０は、クランク室２に取付けられ片側が閉鎖し円筒部に対称に空気通路ポート５３ｃ、５３ｄが設けられたシリンダ５３と、シリンダ５３内で回転方向を拘束されて摺動し径方向に貫通孔５４ａが明けられたピストン弁５４と、ピストン弁５４に固定しているピストンロッド５５と、ピストンロッド５５の先端に回転可能に取付けられたカムフォロワー５６と、ピストンロッド５５がカムフォロワー５６を押し出す方向に付勢する圧縮ばね５７と、シリンダ５３の閉鎖頭に設けた逆止弁６３と、絞り調整弁５８、出口５３ａ，５３ｂとで構成されている。

開閉弁５０を駆動する手段は、プルスタータ６０と、プルスタータ６０の回転部５２に設けたカム５２ａとからなり、プルスタータ６０の把手５１を引張って２サイクルエンジン１０の始動を行うとき、プルスタータ６０のカム５２ａが回動するとカム５２ａに係合するカムフォロワー５６がピストン弁５４を押し下げることにより脈動圧力を送る空気配管６１とピストン弁５４の貫通孔５４ａとサブ燃料ポンプ１５に通じる空気配管６２が開通し、サブ燃料ポンプ１５が働く。

カムフォロワー５６がプルスタータ６０のカム５２ａから外れたときも、シリンダ５３の逆止弁６３がシリンダ５３内への空気の戻りを防ぎ、絞り調整弁５８が空気の出口５３ｂを絞るので、ピスト弁５４が開の位置を若干時間、保持することができる。このように、サブ燃料ポンプ１５の動作が２サイクルエンジン１０を始動するときだけ行われる。
２サイクルエンジン１０が回りだし、プルスタータ６０の把手５１が元の位置に戻ると、空気が絞り調整弁５８からシリンダ５３内に入り、カムフォロワー５６も元の位置に戻る。

本発明の第１の実施の形態に係わる２サイクルエンジンの側面断面図とエンジンを始動するときだけ気化器に燃料を追加供給するサブ燃料ポンプを作動する手段を示す模式図である。 図１の気化器とサブ燃料ポンプの構成を示すＡ部拡大図である。 図２のＣ−Ｃ断面図である。 図１のチョーク回転軸兼用の開閉弁を示すＢ部拡大図である。 図４の開閉弁の回転角度位置を表すＤ−Ｄ断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係わる２サイクルエンジンの側面断面図と、エンジンを始動するときだけ気化器に燃料を追加供給するためのサブ燃料ポンプ駆動用脈動エアをプルスタータの引き動作により送る手段を示す模式図である。

符号の説明

２ クランク室
１０ ２サイクルエンジン
１２ 気化器
１２ａ 絞り弁
１５ サブ燃料ポンプ
１５ａ 空気室
１５ｂ、１５ｃ、６３ 逆止弁
１６ 燃料タンク
１７ 配管
１８ 燃料溜め室
１９ 気化器本体
２１，３６ 空気配管
２２ 燃料ノズル
２３ ダイアフラムバルブ（燃料用ダイアフラムバルブ）
３５ 通路（気化器側通路）
３７ 配管（燃料タンク配管）
４０，５０ 開閉弁
４１ チョークバルブ
４２ 回転軸兼回転弁（回転軸）
４２ａ 切り欠き部（空気通路）
４３ チョーク操作レバー
４４ｂ 空気通路
４４ｃ 軸受ボス
４４ｄ，４４ｅ 通路（空気通路）
４５，４６ 通路ポート
５２ 回転部
５２ａ カム
５３ シリンダ（閉鎖シリンダ）
５４ ピストン（ピストン弁）
５６ カムフォロワー
５８ 絞り調整弁
６０ プルスタータ
６１，６２ 空気配管

Claims (5)

1. 空気通路の上流にチョークバルブを備え、吸気の脈動により作動する燃料用ダイアフラムバルブにより燃料タンクから燃料を吸い上げて空気通路の燃料ノズルに供給し絞り弁により空気燃料の混合比を調整する２サイクルエンジンの気化器において、
   空気室と該空気室へクランク室の脈動圧力を取り込む空気配管と気化器の燃料溜め室側への気化器側通路と燃料タンクに通じる燃料タンク配管を備え、気化器側通路に気化器への戻り側を止める逆止弁、燃料タンク配管に燃料タンクからの戻り側を止める逆止弁とを備えたサブ燃料ポンプと、該サブ燃料ポンプの動作はエンジンを始動するときだけ行われるようにした手段とで構成したことを特徴とする２サイクルエンジンの気化器。
2. 請求項１に記載する２サイクルエンジンの気化器において、
   サブ燃料ポンプの動作がエンジンを始動するときだけ行われるようにした手段は前記サブ燃料ポンプの空気室へクランク室の脈動圧力を取り込む空気配管に設けられたチョークバルブと連動して開閉する開閉弁であることを特徴とする２サイクルエンジンの気化器。
3. 請求項２に記載する２サイクルエンジンの気化器において、
   チョークバルブと連動する開閉弁は、チョークバルブの回転軸に設けられた切り欠き部を空気通路とし前記回転軸の軸受ボスに設けられた脈動圧力源からの通路ポートと前記サブ燃料ポンプへの通路ポートとの空気通路がチョークバルブの作動回転により切り欠き部が開閉するようにしたことを特徴とする２サイクルエンジンの気化器。
4. 請求項１に記載する２サイクルエンジンの気化器において、
   サブ燃料ポンプの動作がエンジンを始動するときだけ行われるようにする手段は、プルスタータの回転部に設けたカムと、脈動圧力源から前記サブ燃料ポンプへの空気配管に設置されたカムフォロワーにより作動する開閉弁とよりなり、プルスタータによりエンジンの始動を行うとき、プルスタータのカムが回動すると該カムに係合するカムフォロワーが開閉弁のピストン弁を押すことにより開閉弁が開くようにしたことを特徴とする２サイクルエンジンの気化器。
5. 請求項４に記載する２サイクルエンジンの気化器において、
   脈動圧力源とサブ燃料ポンプへの空気配管に設置された開閉弁は、ピストン弁をガイドする閉鎖シリンダの閉鎖頭に逆止弁と絞り調整弁とを備えることにより、ピストン弁が若干時間、開の位置を保持することを特徴とする２サイクルエンジンの気化器。

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