JPH09280114A - ２行程機関用気化器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機関の各掃気口へ供給する空気量を、気化器
の絞り弁の開度に応じて最適なものに個別に調整できる
ようにする。 【解決手段】 機関Ａの掃気口３３，３３Ａとクランク
室３９ａとを連通する掃気通路３３ａの掃気口３３，３
３Ａに近接する部分に空気通路２５を接続し、空気通路
２５に掃気通路３３ａへの空気の流れを許す逆止弁２７
を設ける。空気清浄器Ｄと気化器Ｂとの間に絞り弁１５
に連動して空気通路２５の空気流量を加減する空気制御
弁Ｃを挟持する。空気制御弁Ｃをロータリ絞り弁から構
成し、空気制御弁Ｃの弁体５に、弁体５を横切る掃気口
３３，３３Ａと同数の弁孔５ａ，５ｂを設け、各弁孔５
ａ，５ｂの孔径を掃気口３３，３３Ａのシリンダ３２の
周方向位置に対応して異なるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はピストンの摺動に伴
うクランク室の圧力変動を利用してクランク室へ混合気
を吸入し、クランク室の混合気を加圧してシリンダない
し燃焼室へ供給する、クランク室圧縮式の２行程機関に
適した気化器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】２行程機関の掃気機構には種々の方式が
あるが、現在多く使用されているのはシユニユーレ方式
であり、排気口を挟むようにクランク軸方向に並ぶ１対
の同形の掃気口と、シリンダ中心に関して排気口と対称
な位置にある１つの掃気口とを備えている。１対の掃気
口と１つの掃気口は、排気口に対する位置、掃気方法、
形状などが異なる。

【０００３】特開平７−１３９３５８号公報、特開平７
−１８９７０４号公報、特開平７−２６９３５６号公報
などに開示される２行程機関では、掃気通路の掃気口に
近接する部分に空気通路を接続し、該空気通路に逆止弁
を設け、該空気通路の空気量（流量）を気化器の絞り弁
操作と連動して調整する調整装置を設けている。上述の
２行程機関では、ピストンの上昇時クランク室が負圧に
なると、気化器で生成された混合気が吸気口を経てクラ
ンク室へ吸引され、同時に空気が空気通路から逆止弁を
経て機関の掃気通路または掃気通路の掃気口に近接する
部分へ吸引される。混合気の爆発によりピストンが下降
すると、ピストンの下死点付近で排気口が開き、燃焼ガ
スが排出される。続いて掃気口が開き、クランク室の正
圧によりまず掃気通路の空気だけがシリンダへ噴出さ
れ、次いでクランク室の混合気が掃気通路を経てシリン
ダへ噴出される。排気口が開いている間に、掃気口から
シリンダへ当初噴出する空気だけが排気口へ流出し、空
気に続いてシリンダへ噴出した混合気が排気口へ流れる
までに排気口は閉じる。

【０００４】上述のように、２行程機関において掃気行
程の始期には空気だけで掃気を行い、掃気行程の中期以
後に混合気をシリンダへ供給しようとする場合に、シリ
ンダに対する各掃気口の配置や形状は、機関の最大出力
や最低燃料消費率に基づき決定され、一度決定されると
機関負荷や機関回転数に応じて変更することはできない
ので、特に機関の低負荷運転では掃気が適正に行われな
いことがある。

【０００５】

【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、機関の各掃気口へ流入する空気量を、気化
器の絞り弁の開度に応じて最適なものに個別に調整でき
るようにした、２行程機関用気化器を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の構成は機関の掃気口とクランク室とを連通
する掃気通路の掃気口に近接する部分に空気通路を接続
し、該空気通路に掃気通路への空気の流れを許す逆止弁
を設け、空気清浄器と気化器との間に絞り弁に連動して
前記空気通路の空気流量を加減する空気制御弁を挟持
し、空気清浄器と空気制御弁と気化器を一体化して機関
に取り付けた２行程機関用気化器において、前記空気制
御弁はロータリ絞り弁からなり、該ロータリ絞り弁の弁
体は弁体を横切る掃気口と同数の弁孔を有し、各弁孔の
孔径を掃気口のシリンダの周方向位置に対応して異なる
ようにしたものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明では機関の掃気口へ流入す
る空気量を加減する空気制御弁を、気化器の絞り弁と連
動するロータリ絞り弁から構成し、各掃気口に連通する
空気制御弁の弁孔の孔径を、各掃気口に対応して個別に
調整できるように構成にする。

【０００８】また、本発明では空気制御弁の各弁孔の開
動作時期を、掃気口のシリンダの周方向位置に対応して
異なるようにする。つまり、気化器の絞り弁の閉位置か
ら開方向への回動に対し、各弁孔の開く時期（弁孔相互
の回転位相）を個別に調整にして掃気効率を高める。

【０００９】本発明による気化器を備えた２行程機関で
は、掃気行程の始期に空気だけで掃気を行い、次いで混
合気をシリンダへ供給する。機関の掃気口へ流入する空
気の量は各掃気口に最適な値に、空気制御弁により予め
調整される。

【００１０】機関の圧縮行程ではシリンダの内部で空気
と混合気の一部分は互いに混合するが、両者の大部分は
層状に偏在する。つまり、混合気の薄い部分と濃い部分
に分かれている。点火時期には混合気の濃い部分が点火
栓の周辺に集中し、点火し易い状況になつている。こう
して、全体的には薄めの混合気の燃焼により、排出ガス
の清浄化と燃費の向上が達せられる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明に係る気化器を備えた２行程機
関の左側面断面図、図２は同機関の平面断面図である。
２行程機関Ａはクランクケース３９の上部にシリンダ３
２を結合され、シリンダ３２に昇降自在に嵌合するピス
トン３４が、クランクケース３９に支持されたクランク
軸３８のクランク腕３８ａに連接棒４２により連結され
ている。シリンダ３２の上端壁には燃焼室３２ａへ突出
する点火栓３１が装着される。シリンダ３２の周壁には
ピストン３４の下死点付近で開く排気口３５と掃気口３
３，３３Ａとが設けられ、排気口３５は排気マフラ４４
を経て大気に連通し、掃気口３３，３３Ａは独立の掃気
通路３３ａを経てクランク室３９ａへ連通している。１
対の同形の掃気口３３Ａは排気口３５を挟むようにクラ
ンク軸方向に並び、１つの掃気口３３はシリンダ中心に
関して排気口３５と対称な位置にある。ピストン３４の
上死点付近で開く吸気口３７がクランクケース３９に設
けられ、吸気口３７は断熱管２１、気化器Ｂ、空気制御
弁Ｃの吸気路、空気清浄器Ｄを経て大気へ連通される。

【００１２】気化器Ｂはクランクケース３９の吸気口３
７に、吸気弁（リード弁）３７ａを備えた断熱管２１を
介して取り付けられる。詳しくは、２行程機関のクラン
クケース３９に対し断熱管２１を介して、気化器Ｂと空
気制御弁Ｃと空気清浄器Ｄとが一体的に、図示してない
２本の取付ボルトにより取り付けられる。気化器Ｂは本
体１６の吸気路を横切る上下方向の円筒部に、絞り孔を
有する絞り弁１５を嵌挿し、絞り弁１５の上端の軸部１
２に絞り弁レバー１０を結合される。本体１６の下部に
は膜１８により定圧燃料室１９と大気室１７とが区画さ
れる。定圧燃料室１９には図示してない燃料槽の燃料が
燃料ポンプにより逐次補給され、常時一定圧に保持され
る。定圧燃料室１９から燃料ノズル２０が絞り弁１５の
絞り孔へ突出される。絞り弁１５の軸部１２から絞り孔
へ突出する棒弁１４が、燃料ノズル２０へ嵌挿され、燃
料噴孔の開度を加減するようになつている。絞り弁レバ
ー１０をばねの力に抗して回動すると、絞り弁１５の開
度が増加し、同時に絞り弁レバー１０と本体１６の上端
壁との間に形成したカム機構により、絞り弁１５と一緒
に棒弁１４が上昇し、燃料ノズル２０の燃料噴孔の開度
が増加する。

【００１３】シリンダ３２の壁部に空気吸入口を形成す
る３つの接続管２６が配設され、各接続管２６の一端は
掃気通路３３ａの掃気口３３，３３Ａに近接する部分へ
連通され、他端は空気通路２５、空気制御弁Ｃ、空気清
浄器Ｄを経て大気へ連通される。各接続管２６に空気通
路２５から掃気通路３３ａへの空気の流れを許す逆止弁
２７が設けられる。

【００１４】図３に示すように、逆止弁２７は接続管２
６の端壁に、弁孔を有する基板２８と、板ばねからなる
弁板２９と、弓状に湾曲した案内板３０とを重ね合せた
うえ、これらの基端部をボルト３０ａにより固定したも
のであり、接続管２６の空気圧が高くなると、弁板２９
の先端側が湾曲されて基板２８から離れるので、接続管
２６から空気が基板２８の弁孔を経て掃気通路３３ａへ
流れるようになつている。

【００１５】図１に示すように、本発明によれば空気制
御弁Ｃは単一のロータリ絞り弁から構成され、吸気路９
を有するブロツク状の制御弁本体８の上半部に、吸気路
９から上方へ延びかつ弁室８ａ（図４）を横切る、掃気
口３３と同数（３つ）の弁通路７を備えている。空気制
御弁Ｃの空気出口すなわち弁通路７の上端は接続管６を
結合される。図４に示すように、制御弁本体８の吸気路
９と直交する円筒形の弁室８ａに、棒状の弁体５が回転
可能に嵌挿される。弁体５は弁室８ａを横切る弁通路７
と連通可能の弁孔５ａ，５ｂを備えており、弁体５を回
転すると弁通路７と連通する通路の面積が変化する。各
弁通路７の下端は、吸気路９と交差する通路５３へ連通
する。通路５３の端部は蓋５２により閉鎖される。空気
制御弁Ｃの空気出口すなわち接続管６は管からなる空気
通路２５により、シリンダ３２の壁部の接続管２６へ接
続される。

【００１６】空気制御弁Ｃの制御弁本体８には吸気路９
を挟んで対称な位置にボルト挿通孔５４が設けられる。
空気制御弁Ｃの弁室８ａに嵌挿した弁体５の一端は抜止
め用止め輪５１を係止され、弁体５の他端はレバー２３
を結合される。弁体５の外端部に巻き付けた戻しばね２
２の一端が制御弁本体８に、他端がレバー２３にそれぞ
れ係止される。図２に示すように、気化器Ｂの絞り弁レ
バー１０と空気制御弁Ｃのレバー２３とは、ロツド１３
により最短距離で連結される。絞り弁レバー１０を開方
向（矢印方向）へ操作すると、空気制御弁Ｃも開き、掃
気通路３３ａへの空気量を増加させる。

【００１７】本発明では、シリンダ３２に対する掃気口
３３，３３Ａの配置や形状は、機関の出力や燃料消費率
に基づき決定され変更できないことに鑑み、機関の各掃
気口３３，３３Ａへ流入する空気量が、気化器Ｂの絞り
弁１５の開度に応じて最適になるように構成される。こ
のため、空気制御弁Ｃの各弁孔５ａ，５ｂの孔径を掃気
口３３，３３Ａに最適な寸法にする。具体的には、１対
の掃気口３３Ａは対称なものであるから、これらに対応
する弁孔５ａの孔径は同寸でもよく、もう１つの掃気口
（排気口３５と反対側のもの）３３に対応する弁孔５ｂ
の孔径は、１対の掃気口３３Ａに対応する弁孔５ａの孔
径よりも小さく構成する。

【００１８】図１に示すように、空気清浄器Ｄは２分割
体からなる箱形のケース２，４を、両者の間にフイルタ
３を挟んで結合してなり、ケース２の取入口２ａから吸
入された空気は、フイルタ３、ケース４、空気制御弁Ｃ
の吸気路９へと流れる。

【００１９】次に、本発明による２行程機関用気化器の
作動について説明する。ピストン３４の上昇に伴つてク
ランク室３９ａと掃気通路３３ａが負圧状態になると、
逆止弁２７が開かれ、大気が空気清浄器Ｄ、空気制御弁
Ｃ、空気通路２５、掃気通路３３ａを経て掃気口３３，
３３Ａへ吸入される。掃気口３３，３３Ａへの空気の吸
入は、ピストン３４が上昇する行程のほぼ全期間に亘り
行われるので、掃気口３３，３３Ａへの空気充填効率が
向上し、燃焼ガスを掃気する際に、掃気口３３，３３Ａ
からシリンダ３２へ流入する空気の勢いが強くなり、燃
焼ガスの掃気性能が向上する。一方、ピストン３４が上
死点へ達した時には、気化器Ｂから混合気が吸気弁３７
ａ、吸気口３７を経てクランク室３９ａへ充填されてい
る。

【００２０】ピストン３４が上死点付近まで上昇する
と、シリンダ３２の混合気が圧縮され、やがて混合気が
点火栓３１により点火されると、シリンダ３２で爆発が
生じ、ピストン３４が下降する行程へ移る。ピストン３
４が下降する時、クランク室３９ａの混合気が加圧され
る。同時にクランク室３９ａの圧力が掃気通路３３ａを
経て掃気口３３，３３Ａへ伝わり、掃気口３３，３３Ａ
の空気も加圧される。ピストン３４がさらに下降し、排
気口３５が開き始めると、シリンダ３２の燃焼ガスが排
気口３５、排気マフラ４４を経て大気中へ排出される。
排気口３５が開き始めると続いて掃気口３３，３３Ａが
開き始め、掃気通路３３ａに加圧されていた空気が掃気
口３３，３３Ａを経てシリンダ３２へ流入し、シリンダ
３２に残留している燃焼ガスを排気口３５へ押し出す掃
気作用を行う。

【００２１】一方、掃気口３３，３３Ａが開くのと相前
後して、掃気通路３３ａに加圧されていた空気がシリン
ダ３２へ流入するのに伴い、クランク室３９ａの混合気
が掃気通路３３ａ、掃気口３３，３３Ａを経てシリンダ
３２へ流入する。上述のように、掃気口３３，３３Ａか
らシリンダ３２へ流入する空気と混合気とは、互いに混
合されないで、分離された状態で流れる。つまり、排気
口３５と掃気口３３，３３Ａが前後して開き、燃焼ガス
の掃気が行われる時、まず空気が掃気口３３，３３Ａか
らシリンダ３２へ流入し、次いで混合気が掃気口３３，
３３Ａからシリンダ３２へ流入する。したがつて、燃焼
ガスと一緒に排気口３５へ流出するのは、先にシリンダ
３２へ流入した空気だけであり、空気の後から混合気が
シリンダ３２へ流入する時には、排気口３５が閉じるの
で、混合気が排気口３５を経て大気中へ流出するという
吹抜け現象は起こらない。

【００２２】次に、ピストン３４が下死点から上昇する
行程へ移り、上死点付近まで上昇すると、上述したよう
にクランク室３９ａが負圧状態になり、気化器Ｂで生成
された混合気がクランク室３９ａへ吸入される。クラン
ク室３９ａの負圧状態は掃気通路３３ａを経て接続管２
６へも伝わるので、前回の行程で掃気通路３３ａへ流入
した混合気がクランク室３９ａへ吸い戻され、同時に、
空気制御弁Ｃから空気が空気通路２５、接続管２６、逆
止弁２７を経て掃気通路３３ａへ吸入される。したがつ
て、ピストン３４がほぼ上死点へ達した時、クランク室
３９ａには混合気が充填され、掃気口３３，３３Ａには
空気のみが充填された状態になる。

【００２３】本発明によれば、掃気行程で各掃気口３
３，３３Ａへ流入する空気量が、弁孔５ａ，５ｂの孔径
により予め調整されているので、空気の後に続いて流入
する混合気の量も各掃気口３３，３３Ａごとに加減され
ることになり、気化器Ｂの絞り弁１５の開度や機関回転
数に最適な層状燃焼が行われ、排出ガスを清浄化し、燃
費を低減できる。

【００２４】図５に示す実施例では、空気制御弁Ｃがロ
ータリ絞り弁からなり、制御弁本体８の弁室８ａに嵌合
する弁体５が、該弁体を横切る掃気口３３，３３Ａと同
数の弁孔５ａ，５ｂを備えている点では図４に示す実施
例と同様であるが、各弁孔５ａ，５ｂの孔径は同寸であ
り、弁孔５ａ，５ｂの開動作時期は掃気口３３，３３Ａ
のシリンダ３２の周方向位置に対応して異なるように構
成される。つまり、弁体５を横方向に貫通する弁孔５ｂ
が弁通路７と連通する通路の面積が、弁孔５ａが弁通路
７と連通する通路の面積よりも狭くなるように、弁孔５
ａの向きに対する弁孔５ｂの向きを角度αだけ傾ける
（回転位相αだけ遅らせる）。気化器Ｂの絞り弁１５が
開方向へ回動されて全開状態になると、弁体５は反時計
方向へ回動されて図５に示す状態になり、この時弁孔５
ｂの通路面積ないし開口面積は弁孔５ａのそれよりも狭
くなつている。

【００２５】なお、上述の実施例では携帯作業機に多用
される膜型気化器について説明したが、本発明はこの種
の気化器に限定されるものではない。

【００２６】

【発明の効果】本発明は上述のように、機関の掃気口と
クランク室とを連通する掃気通路の掃気口に近接する部
分に空気通路を接続し、該空気通路に掃気通路への空気
の流れを許す逆止弁を設け、空気清浄器と気化器との間
に絞り弁に連動して前記空気通路の空気流量を加減する
空気制御弁を挟持し、空気清浄器と空気制御弁と気化器
を一体化して機関に取り付けた２行程機関用気化器にお
いて、前記空気制御弁はロータリ絞り弁からなり、該ロ
ータリ絞り弁の弁体は弁体を横切る掃気口と同数の弁孔
を有し、各弁孔の孔径また傾きを掃気口のシリンダの周
方向位置に対応して異なるように構成したものであり、
機関の掃気行程で各掃気口へ流入する空気量が予め調整
されているので、その後に流入する混合気の量も各掃気
口ごとに加減されることになり、絞り弁の開度や機関回
転数に最適な層状燃焼が行われ、排出ガスを清浄化し、
燃費を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る気化器を備えた２行程機関の左側
面断面図である。

【図２】同機関の平面断面図である。

【図３】空気通路の逆止弁を示す平面断面図である。

【図４】図２の線４Ａ−４Ａによる空気制御弁の正面断
面図である。

【図５】本発明の変更実施例に係る空気制御弁の左側面
断面図である。

【符号の説明】

Ａ：機関 Ｂ：気化器 Ｃ：空気制御弁 Ｄ：空気清浄
器 ５：弁体 ５ａ，５ｂ：弁孔 ６：接続管 ７：弁
通路 ８：制御弁本体 ８ａ：弁室 ９：吸気路 １０：絞り弁レバー １３：ロツド １４：棒弁 １
５：絞り弁 １６：気化器本体 １７：大気室 １８：
膜 １９：定圧燃料室 ２０：燃料ノズル ２１：断熱
管 ２２：戻しばね ２３：レバー ２５：空気通路
２７：逆止弁 ３１：点火栓 ３２：シリンダ ３２
ａ：燃焼室 ３３，３３Ａ：掃気口 ３３ａ：掃気通路
３４：ピストン ３５：排気口 ３７：吸気口 ３７
ａ：吸気弁 ３８：クランク軸 ３８ａ：腕 ３９：クランクケース
３９ａ：クランク室 ４２：連接棒 ４４：排気マフラ

フロントページの続き (72)発明者 小林 猛 東京都港区芝公園２丁目３番３号 株式会 社日本ウォルブロー内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関の掃気口とクランク室とを連通する掃
   気通路の掃気口に近接する部分に空気通路を接続し、該
   空気通路に掃気通路への空気の流れを許す逆止弁を設
   け、空気清浄器と気化器との間に絞り弁に連動して前記
   空気通路の空気流量を加減する空気制御弁を挟持し、空
   気清浄器と空気制御弁と気化器を一体化して機関に取り
   付けた２行程機関用気化器において、前記空気制御弁は
   ロータリ絞り弁からなり、該ロータリ絞り弁の弁体は弁
   体を横切る掃気口と同数の弁孔を有し、各弁孔の孔径を
   掃気口のシリンダの周方向位置に対応して異なるように
   構成したことを特徴とする２行程機関用気化器。
2. 【請求項２】機関の掃気口とクランク室とを連通する掃
   気通路の掃気口に近接する部分に空気通路を接続し、該
   空気通路に掃気通路への空気の流れを許す逆止弁を設
   け、空気清浄器と気化器との間に絞り弁に連動して前記
   空気通路の空気流量を加減する空気制御弁を挟持し、空
   気清浄器と空気制御弁と気化器を一体化して機関に取り
   付けた２行程機関用気化器において、前記空気制御弁は
   ロータリ絞り弁からなり、該ロータリ絞り弁の弁体は弁
   体を横切る掃気口と同数の弁孔を有し、各弁孔の開動作
   時期は掃気口のシリンダの周方向位置に対応して異なる
   ように構成したことを特徴とする２行程機関用気化器。