JP2009264265A - 汎用内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータを新たに用いることなくチョークバルブを駆動するチョークバルブ開閉機構を備えると共に、燃費も向上させるようにした汎用内燃機関を提供する。
【解決手段】スロットルバルブ６０およびチョークバルブ６２と、スロットルバルブにギヤ機構（スロットルバルブ開閉機構）７２を介して接続されてスロットルバルブを開閉するアクチュエータ（電動モータ）７０とを備える汎用内燃機関（エンジン）１０において、ギヤ機構７２の動作に連動してチョークバルブ６２を開閉するチョークバルブ開閉機構９０を設け、チョークバルブ６２を新たなアクチュエータを用いることなく駆動する。また、チョークバルブ開閉機構９０によって開閉されたチョークバルブ６２の開度を周囲温度に応じて調節するチョークバルブ開度調節機構１０６を設けることで、チョークバルブ６２を適宜な開度に調節する。
【選択図】図３

Description

この発明は汎用内燃機関に関し、より詳しくはスロットルバルブを開閉するアクチュエータを備えた汎用内燃機関に関する。

従来より、発電機や農業機械など、様々な用途で駆動源として使用される汎用内燃機関において、スロットルバルブをステッピングモータなどのアクチュエータで開閉する電子制御式のスロットル装置（電子ガバナ）を用い、機関回転数を精度良く制御することが広く行われている。

ところで、近年、チョークバルブをアクチュエータで開閉するオートチョーク装置を用い、冷間始動時などにチョークバルブを閉弁して空燃比をリッチ化することで、機関の始動性を向上させる技術が提案されている。このオートチョーク装置を上記した汎用内燃機関に設ける場合、例えば特許文献１記載の技術のように、スロットルバルブ用のアクチュエータに加え、チョークバルブ用のアクチュエータを新たに取り付けるのが一般的である。
特開２００７−２３８３８号公報（段落００２２，００３６、図２など）

特許文献１記載の技術の如くチョークバルブ用のアクチュエータを追加すると、アクチュエータを配置するスペースなどが必要になり、汎用内燃機関全体が大型化するという不具合が生じる。そこで、スロットルバルブ用のアクチュエータでチョークバルブを駆動するチョークバルブ開閉機構を設けることで、新たなアクチュエータを用いることなくチョークバルブを駆動することが考えられる。

しかしながら、汎用内燃機関に単にチョークバルブ開閉機構を設ける構成にすると、例えば温間始動時（ホットリスタート）など周辺温度が比較的高く空燃比をリッチ化する必要がないときであっても、チョークバルブ開閉機構がチョークバルブを閉弁して空燃比をリッチ化させてしまい、燃費が悪化するという不都合が生じる。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、アクチュエータを新たに用いることなくチョークバルブを駆動するチョークバルブ開閉機構を備えると共に、燃費も向上させるようにした汎用内燃機関を提供することにある。

上記の目的を解決するために、請求項１にあっては、吸気路に配置されるスロットルバルブおよびチョークバルブと、前記スロットルバルブにギヤ機構を介して接続されて前記スロットルバルブを開閉するアクチュエータとを備える汎用内燃機関において、前記ギヤ機構と前記チョークバルブに接続され、前記ギヤ機構の動作に連動して前記チョークバルブを開閉するチョークバルブ開閉機構と、前記チョークバルブ開閉機構によって開閉されたチョークバルブの開度を周囲温度に応じて調節するチョークバルブ開度調節機構とを備えるように構成した。

請求項２に係る汎用内燃機関にあっては、前記チョークバルブ開度調節機構は、前記周囲温度に応じて膨張・収縮するワックスが充填されるワックス部と、前記ワックス部に接続され、前記ワックスの膨張・収縮に応じて前記チョークバルブ開閉機構を駆動して前記チョークバルブの開度を調節する駆動ピンとからなるように構成した。

請求項３に係る汎用内燃機関にあっては、前記チョークバルブ開度調節機構は、さらに、前記ワックス部を加熱するヒータを備えるように構成した。

請求項１に係る汎用内燃機関にあっては、スロットルバルブにギヤ機構を介して接続されてスロットルバルブを開閉するアクチュエータと、ギヤ機構の動作に連動してチョークバルブを開閉するチョークバルブ開閉機構とを備えるように構成したので、スロットルバルブを駆動するアクチュエータでチョークバルブも駆動することができる、換言すれば、１個のアクチュエータでスロットルバルブとチョークバルブの両方を駆動することができるため、チョークバルブを新たなアクチュエータを用いることなく駆動でき、そのアクチュエータを配置するためのスペースも不要になると共に、コスト的にも有利である。また、チョークバルブ開閉機構によって開閉されたチョークバルブの開度を周囲温度に応じて調節するチョークバルブ開度調節機構を備えるように構成したので、例えば温間始動時など周辺温度が比較的高いときはチョークバルブを開弁して空燃比をリッチ化させないようにすることも可能となる、即ち、チョークバルブを周辺温度に応じて適宜な開度に調節でき、燃費を向上させることができる。

請求項２に係る汎用内燃機関にあっては、チョークバルブ開度調節機構は、周囲温度に応じて膨張・収縮するワックスが充填されるワックス部と、ワックスの膨張・収縮に応じてチョークバルブ開閉機構を駆動してチョークバルブの開度を調節する駆動ピンとからなるように構成したので、上記した効果に加え、チョークバルブの開度の調節を簡易な構成で行うことができ、より一層の省スペース化を図ることができる。

請求項３に係る汎用内燃機関にあっては、チョークバルブ開度調節機構は、さらに、ワックス部を加熱するヒータを備えるように構成したので、請求項２で述べた効果に加え、例えば暖機終了後にワックス部をヒータで加熱し、ワックスの熱膨張によって駆動ピンを介してチョークバルブ開閉機構を駆動してチョークバルブを全開位置に保持する、即ち、暖機終了後にチョークバルブを強制的に全開位置にして保持するように構成することも可能となる。これにより、機関運転中にチョークバルブが閉弁するのを確実に防止できると共に、機関停止後短時間で再始動される温間始動時であっても、チョークバルブは全開位置あるいはその近傍にあるため、空燃比を過度にリッチ化させることがなく、よって燃費をより一層向上させることができる。

以下、添付図面に即してこの発明に係る汎用内燃機関を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、この発明の実施例に係る汎用内燃機関の全体図である。

図１において、符号１０は汎用内燃機関（以下「エンジン」という）を示す。エンジン１０は空冷４サイクルの単気筒ＯＨＶ型エンジン（排気量は例えば４４０ｃｃ）であり、発電機や農業機械など様々な用途で駆動源として使用される。

エンジン１０は１個の気筒（シリンダ）１２を備え、その内部にピストン１４が往復動自在に収容される。エンジン１０の燃焼室１６を臨む位置には吸気バルブ２０と排気バルブ２２が配置され、燃焼室１６と吸気ポート２４あるいは排気ポート２６の間を開閉する。

ピストン１４はクランクシャフト３０に連結され、クランクシャフト３０はカム用ギヤ機構３２を介してカムシャフト３４と連結される。また、クランクシャフト３０の一端には発電機などの図示しない負荷が接続される一方、他端にはフライホイール３６が取り付けられる。

フライホイール３６の内側には複数個の永久磁石３８が配置されると共に、フライホイール３６の内側において永久磁石３８に対向するようにパワーコイル（発電コイル）４０とフューエルカット・ソレノイドバルブ用コイル（後述の図４に示す。以下「ＦＳコイル」という）が、外側において永久磁石３８に対向するようにパルサコイル４２が設置される。パワーコイル４０、パルサコイル４２およびＦＳコイルは、クランクシャフト３０の回転に同期した出力（交流電流）を生じる。また、クランクシャフト３０には、操作者の手動操作によってエンジン１０を始動するリコイルスタータ４４が取り付けられる。

また、吸気ポート２４にはキャブレタ４６が接続される。

図２は、図１に示すキャブレタ４６の拡大断面図である。

図２に示す如く、キャブレタ４６は、吸気路５０と、モータケース５２と、キャブレタアセンブリ５４とを一体的に備える。吸気路５０はその下流側がインシュレータ５６を介して吸気ポート２４に接続されると共に、上流側がエアクリーナエルボ５８を介して図示しないエアクリーナに接続される。吸気路５０にはスロットルバルブ６０が配置されると共に、吸気路５０においてスロットルバルブ６０よりも上流側にはチョークバルブ６２が配置される。さらに、吸気路５０はスロットルバルブ６０とチョークバルブ６２の間で縮径され、ベンチュリ６４が形成される。

モータケース５２にはカバー６６が取り付けられると共に、モータケース５２とカバー６６によって形成される内部空間には、スロットルバルブ６０とチョークバルブ６２を駆動する電動モータ（アクチュエータ）７０が配置される。電動モータ７０は具体的にはステッピングモータであり、コイルが巻回されたステータとロータとを備える。電動モータ７０は、スロットルバルブ６０にスロットルバルブ開閉機構（ギヤ機構）７２を介して接続される。

図３は、図２に示すキャブレタ４６の、モータケース５２のカバー６６を取り外した状態を示す部分断面平面図である。尚、図３は、想像線で示す如く、スロットルバルブ６０が全閉位置に、チョークバルブ６２が全開位置にある状態を示す。

図２，３に示すように、スロットルバルブ開閉機構７２は４個のギヤを備える。各ギヤはいずれも外歯車である。具体的には、電動モータ７０の出力軸７０Ｓには第１のギヤ７４が取り付けられ、第１のギヤ７４はモータケース５２の内部に回動自在に支持された第２のギヤ７６と噛合される。第２のギヤ７６と同軸上には、第２のギヤ７６と一体的に回動する第３のギヤ（偏心ギヤ）７８が取り付けられる。図３から分かるように、第３のギヤ７８の歯は第３のギヤ７８の外周の一部（第４のギヤ（後述）に接続される部位）にのみ形成される。

第３のギヤ７８は、スロットルバルブ６０を支持するスロットルシャフト８０に取り付けられた第４のギヤ（偏心ギヤ）８２と噛合される。これにより、電動モータ７０の出力は、各ギヤ７４，７６，７８，８２のギヤ比に応じて減速されつつスロットルシャフト８０に伝達され、よってスロットルバルブ６０を開閉する。この実施例に係るスロットルバルブ開閉機構７２において特徴的なことの１つは、電動モータ７０の動作に応じてスロットルバルブ６０を全閉位置と全開位置を所定開度超えた位置の間で開閉、即ち、スロットルバルブ６０を全開位置からさらに開弁方向に所定開度超えた位置まで開閉させることであるが、それについては後述する。

スロットルシャフト８０の外周には、スロットル用リターンスプリング８４（図２に示す）が配置される。スロットル用リターンスプリング８４は、ねじりコイルバネからなる。スロットル用リターンスプリング８４の一端は、スロットルシャフト８０に取り付けられた第４のギヤ８２に接続されると共に、他端は、モータケース５２の内部に突設されたフックピン８６（図２に示す）に接続される。尚、スロットル用リターンスプリング８４の巻き方向は、スロットルシャフト８０を介してスロットルバルブ６０を開弁する方向に設定される。

上記のように構成されたスロットルバルブ開閉機構７２には、チョークバルブ開閉機構９０を介してチョークバルブ６２が接続される。従って、電動モータ７０は、スロットルバルブ開閉機構７２を介してスロットルバルブ６０に接続されると共に、スロットルバルブ開閉機構７２とチョークバルブ開閉機構９０を介してチョークバルブ６２にも接続されることとなる。

チョークバルブ開閉機構９０は、チョークバルブ６２を支持するチョークシャフト９２に取り付けられてチョークシャフト９２を回動させるアーム９４と、アーム９４とスロットルバルブ開閉機構７２（正確には、スロットルバルブ開閉機構７２の第３のギヤ７８）を連結するリンク９６からなる。

リンク９６は、モータケース５２の内部に回動軸１００を中心に回動自在に支持される。リンク９６においてアーム９４側の端部（一端）９６ａには、第１のピン９６ｂが図２において上方に向けて伸びるように設けられる。第１のピン９６ｂは、アーム９４に穿設された長孔９４ａに挿通される。

リンク９６において第３のギヤ７８側の端部（他端）９６ｃには、第２のピン９６ｄが図２において上方に向けて突設される。第２のピン９６ｄは、第３のギヤ７８の外周において歯が形成されない部位に当接される。第３のギヤ７８の外周において歯が形成されない部位（即ち、第２のピン９６ｄが当接する部位）は、略円盤状を呈すると共に、凹状に形成された部位を備える。以下、第３のギヤ７８の外周において凹状に形成された部位を「第１の当接部」といい、符号７８ａで示す。また、第３のギヤ７８の外周の歯が形成されない部位において第１の当接部７８ａ以外の残余の部位（略円盤状の部位）を「第２の当接部」といい、符号７８ｂで示す。尚、第３のギヤ７８の外周において第１、第２の当接部７８ａ，７８ｂが形成される位置については後述する。

チョークシャフト９２の外周には、図２に示す如く、チョーク用リターンスプリング１０２が配置される。チョーク用リターンスプリング１０２も、スロットル用リターンスプリング８４と同様、ねじりコイルバネからなる。チョーク用リターンスプリング１０２の一端は、アーム９４に接続されると共に、他端は、モータケース５２の内部に突設されたフックピン１０４に接続される。チョーク用リターンスプリング１０２の巻き方向は、チョークシャフト９２を介してチョークバルブ６２を閉弁する方向に設定される。

チョークバルブ開閉機構９０にあっては、チョークバルブ６２を閉弁方向（全閉位置）に付勢するチョーク用リターンスプリング１０２を設けるように構成したので、その付勢力はアーム９４を介してリンク９６に伝達される。従って、リンク９６には回動軸１００を中心に反時計回りの力が作用し、よってリンク９６の第２のピン９６ｄは第３のギヤ７８の外周面（具体的には、第１あるいは第２の当接部７８ａ，７８ｂ）に押圧されつつ（押し付けられつつ）当接することとなる。

このように、リンク９６は、その一端９６ａが第１のピン９６ｂ、アーム９４を介してチョークシャフト９２に接続されると共に、他端９６ｃが第２のピン９６ｄを介してスロットルバルブ開閉機構７２（正確には、第３のギヤ７８の第１の当接部７８ａあるいは第２の当接部７８ｂ）に接続（当接）される。

モータケース５２の内部にはさらに、チョークバルブ６２の開度を調節するチョークバルブ開度調節機構１０６（図３に示す）が設けられる。チョークバルブ開度調節機構１０６は具体的にはサーモワックスであり、周囲温度に応じて膨張・収縮するワックス（正確には、周辺温度が上昇するに連れて体積が膨張する一方、周辺温度が低下するに連れて収縮するワックス。図示せず）が充填されるワックス部１０６ａと、ワックス部１０６ａに接続され、ワックスの膨張・収縮によって直線変位するロッド１０６ｂと、ワックス部１０６ａにロッド１０６ｂとフランジ１０６ｃを介して接続され、ロッド１０６ｂの変位に連動して直線変位する駆動ピン１０６ｄと、それらを収容するケース１０６ｅとからなる。尚、図３は、ワックスが収縮した状態のときのチョークバルブ開度調節機構１０６を示す。

駆動ピン１０６ｄの先端１０６ｄ１は、ケース１０６ｅに穿設された孔１０６ｅ１から外方に向けて突出させられると共に、チョークバルブ開閉機構９０（正確には、チョークバルブ開閉機構９０のリンク９６であって回動軸１００と一端９６ａの間の側面９６ｅ）に当接自在とされる。駆動ピン１０６ｄは通常、駆動ピン１０６ｄをケース１０６ｅに収容する方向、即ち、先端１０６ｄ１の突出量（突出長さ）Ｌが短くなる方向（紙面下方）に、リターンスプリング１０６ｆによって付勢される。従って、駆動ピン１０６ｄの突出量Ｌは、図３に示すようにワックスが収縮しているとき、逆に言えば膨張していないとき、リターンスプリング１０６ｆの付勢力によって最小とされる。

チョークバルブ開度調節機構１０６は、さらに、ワックス部１０６ａを加熱するヒータ１０６ｇを備える。ヒータ１０６ｇは、図示は省略するが、ニクロム線などの発熱線と、それを被覆する絶縁材および保護管などからなり、前記したパワーコイル４０から動作電流が供給されて通電されるときに発熱する電熱器である。

図２の説明に戻ると、キャブレタアセンブリ５４は、図示は省略するが、燃料タンクに接続されるフロートチャンバーと、フロートチャンバーにメインジェットとメイン燃料通路を介して接続されるメインノズルと、メイン燃料通路から分岐したスロー燃料通路に接続されるアイドルポートおよびスローポートとを備える。メインノズルはベンチュリ６４を臨む位置に配置される一方、アイドルポートとスローポートはスロットルバルブ６０付近を臨む位置に配置される。

スロットルバルブ６０の開度が大きいときは、ベンチュリ６４を通過する吸入空気の負圧によってメインノズルから燃料が噴射され、混合気が生成される。一方、スロットルバルブ６０の開度が小さいときは、スロットルバルブ６０を通過する吸入空気の負圧によってアイドルポートあるいはスローポートから燃料が噴射される。また、チョークバルブ６２が閉弁されると、ピストン１４の下降によって生じる吸気路５０内の負圧が増大するため、燃料噴射量が増加して空燃比がリッチ化される。以下、吸気路５０内の空燃比がリッチ化された状態を「リッチ空燃比状態」という。

尚、図２で符号１０８はフューエルカット・ソレノイドバルブ（以下「ＦＳバルブ」という）を示す。ＦＳバルブ１０８のバルブ部（図示せず）はフロートチャンバーとメインジェットの間に配置され、コイル（後述の図４に示す）に通電されたときに閉弁して燃料の通過を遮断する。

図１の説明に戻ると、上記の如く生成された混合気は吸気ポート２４と吸気バルブ２０を通って燃焼室１６に吸入される。燃焼室１６に吸入された混合気は、点火プラグ（後述の図４に示す）によって点火されて燃焼し、よって生じた燃焼ガスは排気バルブ２２と排気ポート２６と図示しない消音器などを介してエンジン１０の外部に排出される。

操作者によって操作自在な位置には回転数設定ボリューム１１０が配置され、操作者の操作に応じて目標エンジン回転数を示す出力を生じる。上記したパワーコイル４０、パルサコイル４２および回転数設定ボリューム１１０の出力は、マイクロ・コンピュータからなるＥＣＵ（Electronic Control Unit。電子制御ユニット）１１２に入力される。

また、操作者によって操作自在な位置には、コンビネーション・スイッチ１１４が配置される。コンビネーション・スイッチ１１４は、ＥＣＵ１１２に接続される。ＥＣＵ１１２は、操作者によるコンビネーション・スイッチ１１４の位置と各種入力に基づき、エンジン１０の動作（例えば電動モータ７０やヒータ１０６ｇなどの動作）を制御する。

図４は、ＥＣＵ１１２とコンビネーション・スイッチ１１４の構成を示す説明図である。

図４に示すように、ＥＣＵ１１２は、整流回路１１６と、ＮＥ（エンジン回転数）検出回路１２０と、制御回路１２２とを備える。パワーコイル４０の出力は整流回路１１６に入力されて１２Ｖの直流電流に変換され、図示しない回路を介し、ＥＣＵ１１２やヒータ１０６ｇを含めたエンジン１０の各部に動作電流として供給される。パワーコイル４０の出力はＮＥ検出回路１２０にも入力され、パルス信号に変換される。パルス信号は制御回路１２２に入力され、そこでエンジン回転数が検出される。ＥＣＵ１１２は、さらに信号成形回路１２４と点火回路１２６とを備える。パルサコイル４２の出力は信号成形回路１２４に入力され、そこでクランクシャフト３２の回転に同期した点火信号に成形されて点火回路１２６と制御回路１２２に入力される。

コンビネーション・スイッチ１１４は、第１、第２のスイッチ１１４ａ，１１４ｂを備える。尚、図４で、コンビネーション・スイッチ１１４がオフ・ポジションに操作されたときのスイッチ１１４ａ，１１４ｂを実線で示し、オン・ポジションに操作されたときのそれらを想像線で示す。

第１のスイッチ１１４ａは、ＦＳコイル１３０とＦＳバルブ（具体的にはそのコイル）１０８の間に介挿される。第２のスイッチ１１４ｂはオンされるとき、パワーコイル４０の出力から生成された１２Ｖの直流電流を制御回路１２２とＤＣ／ＤＣコンバータ１３２に入力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１３２はコンデンサ１３４を介してイグニッション・コイル１３６の１次コイルに接続され、コンデンサ１３４を充電する。イグニッション・コイル１３６の２次コイルは点火プラグ１４０に接続されると共に、コンデンサ１３４はサイリスタ１４２を介して接地させられる。

点火回路１２６は信号成形回路１２４または制御回路１２２からの点火信号に応じてサイリスタ１４２のゲートに通電し、コンデンサ１３４に充電された電荷を放電させてイグニッション・コイル１３６の１次コイルを通電する。それに伴って２次コイルには高電圧が発生して点火プラグ１４０の電極間にスパークを生じて燃焼室１６内の混合気を点火する。

制御回路１２２には、回転数設定ボリューム１１０が接続される。制御回路１２２は、回転数設定ボリューム１１０およびＮＥ検出回路１２０などの出力に基づいてスロットルバルブ６０とチョークバルブ６２の目標開度を決定すると共に、決定した目標開度に応じた制御信号をモータドライバ１４４に出力して電動モータ７０を動作させ、各バルブ６０，６２を開閉させてエンジン回転数やエンジン１０に供給される燃料量を調節する。さらに、制御回路１２２はＮＥ検出回路１２０などの出力に基づいてヒータ１０６ｇの動作も制御する。

コンビネーション・スイッチ１１４が操作者によってオン・ポジションに操作されると、第１のスイッチ１１４ａがオフされ、ＦＳバルブ１０８への動作電流の供給が遮断される。ＦＳバルブ１０８はノーマルオープン型であり、動作電流の供給が遮断されているときはキャブレタ４６からの燃料噴射を可能とする。他方、第２のスイッチ１１４ｂはオンされ、その状態でリコイルスタータ４４が操作されると、クランクシャフト３２の回転に伴ってパワーコイル４０とパルサコイル４２が出力を生じて１２Ｖの直流電流と点火信号が生成され、ＥＣＵ１１２が起動させられると共に、エンジン１０が始動させられる。

コンビネーション・スイッチ１１４がオフ・ポジションに操作されると、第２のスイッチ１１４ｂはオフされ、それによって動作電流の供給が遮断された制御回路１２２は、点火カットを行ってエンジン１０を停止させる。また、第１のスイッチ１１４ａがオンしてＦＳコイル１３０とＦＳバルブ１０８の間が導通され、フューエルカットが行われる。即ち、点火カットを行ってもクランクシャフト３２の回転は直ちには停止しないため、ＦＳコイル１３０の発電は継続されることとなり、よってＦＳバルブ１０８はＦＳコイル１３０から動作電流の供給を受けて所定期間閉弁（フューエルカット）する。

次いで、スロットルバルブ６０とチョークバルブ６２の開閉動作について、電動モータ７０、スロットルバルブ開閉機構７２、チョークバルブ開閉機構９０およびチョークバルブ開度調節機構１０６の動作を中心に、図３と図５以降を参照して説明する。

図５は、スロットルバルブ６０とチョークバルブ６２の開閉動作の特性を示す説明図である。

スロットルバルブ６０を全閉位置にするとき、電動モータ７０は、スロットルバルブ開閉機構７２の第１から第４のギヤ７４，７６，７８，８２を介してスロットルシャフト８０を回動させ、スロットルバルブ６０を図３および図５（ａ）に示す全閉位置まで閉弁させる。このとき、図３から分かるように、リンク９６の第２のピン９６ｄは第３のギヤ７８の第２の当接部７８ｂに当接した状態であり、チョークバルブ６２は全開位置とされる。

スロットルバルブ６０を全閉位置から全開位置に開弁する場合、電動モータ７０は、第１から第４のギヤ７４，７６，７８，８２を、図６に矢印で示す方向に回転させることで、スロットルシャフト８０を反時計回りに回動させ、スロットルバルブ６０を全開位置まで開弁させる。このとき、第２のピン９６ｄは、第１の当接部７８ａの近傍まで摺動するが、未だ第２の当接部７８ｂに当接した状態であるため、図５（ｂ）にも示すように、チョークバルブ６２は全開位置のまま保持される。このように、チョークバルブ開閉機構９０は、スロットルバルブ６０が全閉位置と全開位置の間にあるとき、チョークバルブ６２を全開位置に保持する。

また、エンジン１０の始動時などチョークバルブ６２を閉弁して空燃比をリッチ化させるとき、電動モータ７０はスロットルバルブ開閉機構７２を動作させ、それに連動してリンク９６を変位させてチョークシャフト９２を回動することでチョークバルブ６２を開閉する。具体的には、電動モータ７０は、各ギヤ７４，７６，７８，８２を、図７に矢印で示す方向に回転させてスロットルシャフト８０を反時計回りにさらに回動させ、スロットルバルブ６０を全開位置を所定開度（図７に符号αで示す）超えた位置（以下「オーバー全開位置」という）まで開弁させる。

このとき、第２のピン９６ｄは第３のギヤ７８の回動によって第１の当接部７８ａまで摺動する。それにより、リンク９６は回動軸１００を中心に反時計回りに変位させられ、第１のピン９６ｂは長孔９４ａ内を摺動しつつアーム９４を変位させる。アーム９４の変位によってチョークシャフト９２は図において時計回りに回動させられ、よって図５（ｃ）にも示す如く、チョークバルブ６２は全閉位置まで閉弁される。

このように、第３のギヤ７８において第１、第２の当接部７８ａ，７８ｂが形成される位置は、第２のピン９６ｄが第２の当接部７８ｂに当接するとき、即ち、図３あるいは図６に示す状態のとき、チョークバルブ６２は全開位置になると共に、第３のギヤ７８が電動モータ７０によって図において時計回りに回動させられ、第２のピン９６ｄが第１の当接部７８ａに当接するとき（図７に示す状態のとき）、チョークバルブ６２が全閉位置となるように設定される。

上記および図５の（ａ）から（ｃ）に示すように、チョークバルブ開閉機構９０は、スロットルバルブ開閉機構７２の動作に連動してチョークバルブ６２を開閉する、より具体的には、スロットルバルブ６０が全閉位置と全開位置の間にあるとき、チョークバルブ６２を全開位置に保持する一方、スロットルバルブ６０が全開位置とオーバー全開位置（全開位置を所定開度α超えた位置）の間にあるとき、チョークバルブ６２を全開位置と全閉位置の間で開閉するように構成される。

尚、上記において、チョークバルブ６２の動作を全開位置と全閉位置の２種類で説明したが、第１の当接部７８ａは凹状に形成されるため、第２のピン９６ｄと第１の当接部７８ａとの当接位置を適宜に調整することで、チョークバルブ６２を任意の開度にすることができる。即ち、スロットルバルブ６０を全開位置とオーバー全開位置の間で適宜に調整することで、チョークバルブ６２を全開位置と全閉位置の間で開閉自在とすることができる。

ここで、チョークバルブ開度調節機構１０６の動作について図３および図７，８を参照して説明する。図７は、図３と同様、ワックスが収縮した状態のときのチョークバルブ開度調節機構１０６を示すと共に、図８はワックスが膨張した状態のときのそれを示す。

前述した如く、チョークバルブ開度調節機構１０６において、周囲温度が比較的低い、具体的にはサーモワックスであるチョークバルブ開度調節機構１０６の作動温度未満のとき、ワックス部１０６ａのワックスは収縮するため、駆動ピン１０６ｄの突出量Ｌは最小とされる。このときの駆動ピン１０６ｄは、図３および図７に示す如く、リンク９６の側面９６ｅに当接しない、あるいは僅かに接触する程度とされる。即ち、ワックスが収縮しているときの駆動ピン１０６ｄの先端１０６ｄ１は、チョークバルブ６２を全開位置に保持するリンク９６（図３）と、全閉位置に保持するリンク９６（図７）のいずれの状態であっても、その側面９６ｅに当接しないように構成される。

周囲温度がエンジン１０の排熱やヒータ１０６ｇの発熱によって上昇して作動温度以上になると、ワックスは膨張し、図８に示すように、ロッド１０６ｂとフランジ１０６ｃを紙面上方に押し出す。それに伴って駆動ピン１０６ｄはリターンスプリング１０６ｆの付勢力に抗して紙面上方に変位し、突出量Ｌが増加する。尚、作動温度は例えば約７０℃に設定される。

従って、チョークバルブ６２が全閉位置にあるとき（図７）、上記したワックスの膨張による駆動ピン１０６ｄの変位が生じると、図８に示す如く、駆動ピン１０６ｄがリンク９６の側面８６ｅを押圧し、リンク９６は回動軸１００を中心に時計回りに変位させられる。それによって第２のピン９６は第３のギヤ７８の外周面から離間する一方、第１のピン９６ｂは長孔９４ａ内を摺動しつつアーム９４を変位させる。アーム９４の変位によってチョークシャフト９２は図において反時計回りに回動させられ、チョークバルブ６２は全開位置まで開弁される。このように、駆動ピン１０６ｄは、ワックスの膨張・収縮に応じてチョークバルブ開閉機構９０（リンク９６やアーム９４など）を駆動してチョークバルブ６２の開度を調節する。

上記した如くこの実施例にあっては、チョークバルブ６２を、スロットルバルブ開閉機構７２の動作に連動するチョークバルブ開閉機構９０によって開閉すると共に、チョークバルブ開閉機構９０によって開閉されたチョークバルブ６２の開度を、チョークバルブ開度調節機構１０６を用いて周囲温度に応じて調節可能とするようにした。

次いで、エンジン１０の始動時におけるスロットルバルブ６０とチョークバルブ６２の開閉動作について説明する。

図９は、ＥＣＵ１１２の動作の内、エンジン１０の始動時におけるスロットルバルブ６０などの動作の制御を示すフロー・チャートである。尚、図示のプログラムは、エンジン１０が始動されたとき、１回だけ実行される。また、エンジン１０の始動前において、スロットルバルブ６０とチョークバルブ６２は図７および図５（ｃ）に示す状態、詳しくはスロットルバルブ６０はスロットル用リターンスプリング８４の付勢力によってオーバー全開位置とされると共に、チョークバルブ６２はチョーク用リターンスプリング１０２によって全閉位置とされる。また、エンジン１０においては、前回の停止後所定時間経過した、いわゆる冷間始動とし、チョークバルブ開度調節機構１０６の周囲温度が比較的低く、ワックスは収縮しているものとする。

以下、図９フロー・チャートを参照してスロットルバルブ６０とチョークバルブ６２の開閉動作を説明する。操作者によってコンビネーション・スイッチ１１４がオン・ポジションに操作された後、リコイルスタータ４４が操作され、パワーコイル４０が発電を開始してＥＣＵ１１２が起動させられると、先ずＳ１０においてスロットルバルブ６０がオーバー全開位置と全開位置の間で駆動（開閉）するように、電動モータ７０の動作を制御する。スロットルバルブ６０を上記の如く駆動することで、図５（ｂ）（ｃ）に示すように、チョークバルブ６２は全閉位置と全開位置の間で開閉させられる。これにより、吸気路５６における空燃比はリッチ化され（リッチ空燃比状態とされ）、エンジン１０の始動性が向上する。

次いで、Ｓ１２に進んでチョーク不要か否か、換言すれば、暖機運転が終了してチョークバルブ６２によるリッチ空燃比状態を中止する必要があるか否か判断する。Ｓ１２の判断はＮＥ検出回路１２０の出力に基づいて行われ、エンジン回転数が所定値（例えば３０００ｒｐｍ）を超えたとき、チョーク不要と判断する。

Ｓ１２で否定されるときはＳ１０の処理に戻る、即ち、Ｓ１２でチョーク不要と判断されるまでＳ１０の処理を繰り返す。このとき、エンジン回転数の上昇に伴ってエンジン１０の排熱も増加する。エンジン１０の排熱によってチョークバルブ開度調節機構１０６の周囲温度が上昇して作動温度以上になると、前記したようにワックスは膨張して駆動ピン１０６ｄを徐々に突出させる。それにより、駆動ピン１０６ｄはリンク９６を変位させてチョークバルブ６２を開弁方向に徐々に回動させる、換言すれば、エンジン回転数の上昇による周囲温度の上昇に伴って燃料噴射量を減少させ、リッチ化された空燃比を徐々にリーンにする。このように、ＥＣＵ１１２が起動して暖機運転が終了するまでの間、チョークバルブ６２の開度はチョークバルブ開度調節機構１０６によって周囲温度に応じて適宜に調節される。

Ｓ１２で肯定されるときはＳ１４に進み、ヒータ１０６ｇへの通電を開始してワックス部１０６ａを加熱する。これにより、ワックスはより一層膨張して駆動ピン１０６ｄをさらに駆動（突出）させ、チョークバルブ６２を全開位置まで強制的に開弁させることで、チョークバルブ６２によるリッチ空燃比状態を中止する。

次いで、Ｓ１６に進み、スロットルバルブ６０の通常制御を実行する。具体的には、スロットルバルブ６０を全閉位置と全開位置の間で駆動するように（正確には、回転数設定ボリューム１１０で入力された目標エンジン回転数を維持するべく、スロットルバルブ６０が目標開度になるように）電動モータ７０の動作を制御する。スロットルバルブ６０を全閉位置と全開位置の間で駆動することで、図５（ａ）（ｂ）に示すように、チョークバルブ６２は全開位置に保持されると共に、チョークバルブ開度調節機構１０６の駆動ピン１０６ｄによっても全開位置に保持されるため、エンジン運転中にチョークバルブ６２が閉弁することはない。

次いで、エンジン１０の停止時におけるスロットルバルブ６０とチョークバルブ６２の開閉動作について説明する。

図１０は、ＥＣＵ１１２の動作の内、エンジン１０の停止時におけるスロットルバルブ６０などの動作の制御を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは、ＥＣＵ１１２において所定の周期（例えば１００ｍｓｅｃ）ごとに実行される。

先ずＳ１００において、エンジン１０の停止指示が入力されたか否か、具体的には、コンビネーション・スイッチ１１４がオフ・ポジションに操作されたか否か判断する。Ｓ１００で否定されるときは以降の処理をスキップする一方、肯定されるときはＳ１０２に進んでヒータ１０６ｇへの通電を停止し、ワックス部１０６ａの加熱を終了する。

次いで、Ｓ１０４に進んでスロットルバルブ６０がオーバー全開位置まで駆動（開弁）するように、電動モータ７０の動作を制御する。スロットルバルブ６０を上記の如く駆動することで、チョークバルブ開閉機構９０のリンク９６は、チョークバルブ６２を全閉位置まで閉弁させるように駆動する。しかしながら、Ｓ１０２においてヒータ１０６ｇへの通電を停止した直後であるため、ワックスは未だ膨張した状態である。従って、ワックスの膨張によって突出させられた駆動ピン１０６ｄはリンク９６に当接した状態であり、よってチョークバルブ６２は駆動ピン１０６ｄによって全開位置に保持されることとなる。即ち、チョークバルブ６２はエンジン停止後、直ぐに全閉位置まで閉弁されない。

エンジン１０を停止した後、チョークバルブ６２は直ちに全閉位置まで閉弁されないため、例えば短時間でエンジン１０を再始動させる温間始動時であっても、チョークバルブ６２は全開位置あるいはその近傍にあることとなり、エンジン１０を、空燃比を過度にリッチ化させることなく始動させることができる。

尚、エンジン停止後所定時間経過してチョークバルブ開度調節機構１０６の周囲温度が低下すると、ワックスは収縮して駆動ピン１０６ｄの突出量Ｌを徐々に減少させる。それによってチョークバルブ６２は、図５（ｃ）や図７に示すように、全閉位置まで閉弁させられ、次回のエンジン１０の始動に備える。

以上の如く、この発明の実施例にあっては、吸気路５０に配置されるスロットルバルブ６０およびチョークバルブ６２と、前記スロットルバルブ６０にギヤ機構（スロットルバルブ開閉機構）７２を介して接続されて前記スロットルバルブ６０を開閉するアクチュエータ（電動モータ）７０とを備える汎用内燃機関（エンジン）１０において、前記ギヤ機構７２と前記チョークバルブ６２に接続され、前記ギヤ機構７２の動作に連動して前記チョークバルブ６２を開閉するチョークバルブ開閉機構９０と、前記チョークバルブ開閉機構９０によって開閉されたチョークバルブ６２の開度を周囲温度に応じて調節するチョークバルブ開度調節機構１０６とを備えるように構成した。

これにより、スロットルバルブ６０を駆動する電動モータ７０でチョークバルブ６２も駆動することができる、換言すれば、１個の電動モータ７０でスロットルバルブ６０とチョークバルブ６２の両方を駆動することができるため、チョークバルブ６２を新たな電動モータを用いることなく駆動でき、その電動モータを配置するためのスペースも不要にすることができる。また、特許文献１で用いられるチョークバルブ用の電動モータ、それに対応するモータドライバ（駆動回路）（共に図４に想像線で示す）およびハーネスなどを削減できるため、消費電力やコスト的にも有利である。

また、チョークバルブ開度調節機構１０６を備えるように構成したので、温間始動時など周辺温度が比較的高いときはチョークバルブ６２を開弁して空燃比をリッチ化させないようにすることも可能となる、即ち、チョークバルブ６２を周辺温度に応じて適宜な開度に調節でき、燃費を向上させることができる。

また、前記チョークバルブ開度調節機構１０６は、前記周囲温度に応じて膨張・収縮するワックスが充填されるワックス部１０６ａと、前記ワックス部１０６ａに接続され、前記ワックスの膨張・収縮に応じて前記チョークバルブ開閉機構９０を駆動して前記チョークバルブ６２の開度を調節する駆動ピン１０６ｄとからなるように構成した。これにより、チョークバルブ６２の開度の調節を簡易な構成で行うことができ、より一層の省スペース化を図ることができる。

また、前記チョークバルブ開度調節機構１０６は、さらに、前記ワックス部１０６ａを加熱するヒータ１０６ｇを備えるように構成した。これにより、暖機終了後にワックス部１０６ａをヒータ１０６ｇで加熱し、ワックスの熱膨張によって駆動ピン１０６ｄを介してチョークバルブ開閉機構９０を駆動してチョークバルブ６２を全開位置に保持する、即ち、暖機終了後にチョークバルブ６２を強制的に全開位置にして保持するように構成することも可能となる。従って、エンジン運転中にチョークバルブ６２が閉弁するのを確実に防止できると共に、エンジン停止後短時間で再始動される温間始動時であっても、チョークバルブ６２は全開位置あるいはその近傍にあるため、空燃比を過度にリッチ化させることがなく、よって燃費をより一層向上させることができる。

尚、上記において、スロットルバルブ６０などを駆動するアクチュエータ（電動モータ７０）をステッピングモータとしたが、他の電動モータや電磁ソレノイドなどであっても良いし、電動モータでポンプを駆動して動作する油圧機器などであっても良い。

また、燃料の供給をキャブレタ４６によって行うように構成したが、それに限られるものではなく、吸気ポート２４にインジェクタ（燃料噴射弁）を配置して燃料を供給するように構成しても良い。

この発明の実施例に係る汎用内燃機関（エンジン）の全体図である。 図１に示す汎用内燃機関のキャブレタの拡大断面図である。 図２に示すキャブレタの、モータケースのカバーを取り外した状態を示す部分断面平面図である。 図１に示す電子制御ユニットとコンビネーション・スイッチの構成を示す説明図である。 図１などに示すスロットルバルブとチョークバルブの開閉動作の特性を示す説明図である。 図３と同様なキャブレタの平面図である。 図３と同様なキャブレタの平面図である。 図３と同様なキャブレタの平面図である。 図１に示す電子制御ユニットの動作の内、汎用内燃機関（エンジン）の始動時におけるスロットルバルブなどの動作の制御を示すフロー・チャートである。 図１に示す電子制御ユニットの動作の内、汎用内燃機関（エンジン）の停止時におけるスロットルバルブなどの動作の制御を示すフロー・チャートである。

符号の説明

１０ エンジン（汎用内燃機関）、５０ 吸気路、６０ スロットルバルブ、６２ チョークバルブ、７０ 電動モータ（アクチュエータ）、７２ スロットルバルブ開閉機構（ギヤ機構）、９０ チョークバルブ開閉機構、１０６ チョークバルブ開度調節機構、１０６ａ ワックス部、１０６ｄ 駆動ピン、１０６ｇ ヒータ

Claims (3)

1. 吸気路に配置されるスロットルバルブおよびチョークバルブと、前記スロットルバルブにギヤ機構を介して接続されて前記スロットルバルブを開閉するアクチュエータとを備える汎用内燃機関において、前記ギヤ機構と前記チョークバルブに接続され、前記ギヤ機構の動作に連動して前記チョークバルブを開閉するチョークバルブ開閉機構と、前記チョークバルブ開閉機構によって開閉されたチョークバルブの開度を周囲温度に応じて調節するチョークバルブ開度調節機構とを備えることを特徴とする汎用内燃機関。
2. 前記チョークバルブ開度調節機構は、前記周囲温度に応じて膨張・収縮するワックスが充填されるワックス部と、前記ワックス部に接続され、前記ワックスの膨張・収縮に応じて前記チョークバルブ開閉機構を駆動して前記チョークバルブの開度を調節する駆動ピンとからなることを特徴とする請求項１記載の汎用内燃機関。
3. 前記チョークバルブ開度調節機構は、さらに、前記ワックス部を加熱するヒータを備えることを特徴とする請求項２記載の汎用内燃機関。

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