特許 7356143 層状掃気エンジン用ロータリー式気化器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-26

(45)【発行日】2023-10-04

(54)【発明の名称】層状掃気エンジン用ロータリー式気化器

(51)【国際特許分類】

   F02M 19/00 20060101AFI20230927BHJP

   F02M 9/08 20060101ALI20230927BHJP

【ＦＩ】

F02M19/00 F

F02M9/08 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020001166

(22)【出願日】2020-01-08

(65)【公開番号】P2021110264

(43)【公開日】2021-08-02

【審査請求日】2022-10-20

(73)【特許権者】

【識別番号】307043902

【氏名又は名称】ザマ・ジャパン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092864

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100098154

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 克彦

(72)【発明者】

【氏名】高橋 拓臣

(72)【発明者】

【氏名】田村 峰行

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 秀樹

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 宏輝

【審査官】櫻田 正紀

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１６３７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１０５６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３４２８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第３０７３７４０（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２０１１－００７１８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｍ １９／００

Ｆ０２Ｍ ９／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

気化器本体に吸気通路と混合気通路が水平方向に貫通形成されるとともに、前記気化器本体の各通路に直交して垂直に形成された有底円筒のスロットル弁孔に嵌合されるスロットル弁を設け、前記スロットル弁には前記吸気通路側に空気供給側弁孔が、前記混合気通路側に燃料供給側弁孔が形成された層状掃気エンジン用ロータリー式気化器において、
前記スロットル弁の前記燃料供給側弁孔における加速回転方向側の上流端の開口縁に溝ポケットが形成されているとともに、前記混合気通路の少なくとも前記スロットル弁側の開口端の下流側の開口形状が前記スロットル弁の軸線に平行な垂直辺に形成されていることを特徴とする層状掃気エンジン用ロータリー式気化器。

【請求項2】

前記気化器本体に形成されている前記吸気通路の断面形状が上方に半円状で、前記混合気通路の断面形状が下方に半円状で仕切り壁により分離した円形であるとともに、前記スロットル弁に形成されている前記空気供給側弁孔の断面形状が上方に半円状で、前記燃料供給側弁孔側の断面形状が下方に半円状で仕切り壁により分離した円形であることを特徴とする請求項１記載の層状掃気エンジン用ロータリー式気化器。

【請求項3】

前記スロットル弁の前記溝ポケットが平行な対向辺を有する舌状の開口端を有することを特徴とする請求項１または２記載の層状掃気エンジン用ロータリー式気化器。

【請求項4】

前記垂直辺の長さが初期設定時に前記溝ポケットの平行な対向辺により形成される部分が掛かる長さを有することを特徴とする請求項３記載の層状掃気エンジン用ロータリー式気化器。

【請求項5】

前記混合気通路の少なくとも前記スロットル弁側の開口端の開口形状が矩形状であることを特徴とする請求項１，２，３または４記載の層状掃気エンジン用ロータリー式気化器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、動力鋸、芝刈り機などの２行程内燃機関に適した層状掃気エンジン用ロータリー式気化器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、農業や林業用の携帯作業機械や小型車両などの２行程内燃機関に気化燃料を供給する装置として、回転体からなるスロットル弁（絞り弁）を弁軸方向に移動させるロータリー式気化器（回転絞り弁式気化器）が広く普及している。このロータリー式気化器は、例えば特開平１０－２５２５６５号公報に提示されているように、気化器本体の吸気通路に直交させてスロットル弁孔及び計量針を有した円柱状のスロットル弁を回転可能且つ回転時に軸線方向に移動可能に配置し、このスロットル弁をアクセル操作に応じて回動させることでスロットル弁孔の吸気通路との重なり度合いを変更しながら空気流量を制御するとともに、計量針の燃料ノズルへの挿入深さを変えて燃料流量を制御するようになっている。

【0003】

また、前記ロータリー式気化器において、スロットル弁は、同一軸ロータに２つの円孔形状弁孔を持っていて、アイドル時に燃料供給側弁孔を先に開くため、空気供給側弁孔のロータ外径を大きくし２段形状のロータ構成になっており、殊に、例えば特開２００６－１７７３５２号公報に提示されているものは、図７に示したようにスロットル弁６に形成した同一の弁孔内に仕切壁９により上方に向けた半円形状の空気供給側弁孔７と下向き半円形状の燃料供給側弁孔８を有し、このスロットル弁６を図８に示したように、前記半円形状の空気供給側弁孔７と下向き半円形状の燃料供給側弁孔８に対向して吸気通路２および混合気通路３を備えた気化器本体１に装着するものであり、構造が簡単で、気化器の高さを最小にできるため気化器を小型にでき、エンジンも小型に設計できるメリットがある。

【0004】

ところが、前記図７および図８に示したような従来の同一の弁孔に仕切壁９を設けただけではロータリー気化器の空燃比制御の構造上、アイドル開度ではスロットル弁６が下方に変位するため、空気供給側弁孔７が先に開き、燃料供給側弁孔８が後から開く構造となってしまうため、少ない空気量でのアイドル空燃比の維持が難しい。

【0005】

そこで、図９に示したように、スロットル弁６の燃料供給側弁孔８の加速回転方向側の上流端の開口縁に溝ポケット１０を形成することで、アイドル初期度から更にアイドル中開度の間は燃料供給側弁孔の溝ポケット１０での運転が可能となり、全ての空気と燃料は前記溝ポケット１０を介してエンジン側に供給されるため、エマルジョンが比較的高速となりエンジンに供給されることにより、アイドル全姿勢変化時の回転落ち込みを改善するロータリー式気化器が、特開２００８－１６３７５４号公報に提示されている。

【0006】

一方、気化器は、組み立て時のばらつきを修正することや排気ガスの規制に適合させるため初期設定が必要であり、出荷時に少なくともアイドル域で空気流量および燃料流量が適正となるようにベンチテストを行いエンジン組み立ての流れの中で初期設定しなければならないが、前記ロータリー式気化器は前述のように、スロットル弁のスロットル弁孔と気化器本体に形成された吸気通路との重なり度合いを変更しながら空気流量を制御するとともに、計量針の燃料ノズルへの挿入深さを変えて燃料流量を制御するようになっており、初期設定も、スロットル弁を前記溝ポケットが混合気通路に重なる前記アイドル域において前記スロットル弁をアイドル調節ネジにより軸線方向に移動させる（図示せず）とともに前記計量針を燃料調節ネジにより軸線方向に移動させて燃料ノズルへの挿入深さを調整する（図示せず）ことにより図１０に示すように空気流量（Ａｉｒ）と燃料流量（Ｆｕｅｌ）を予め定めた目標仕様（Ｓｐｅｃ）に調整するものである。

【0007】

しかしながら、前述のように、ロータリー式気化器では、スロットル弁を軸線方向に移動させることにより燃料流量（Ｆｕｅｌ）を増減するものであり、図１１（ａ）に示したアイドル域において調整ねじ（図示せず）を用いて燃料を増加させると、スロットル弁６が軸線方向（図示する上方向）に移動するので燃料供給側弁孔８の溝ポケット１０が図１１（ｂ）に示したように気化器本体１の混合気通路３の間で移動する。

【0008】

このとき、この従来例では、混合気通路３が下向き半円形状であることから必然的にスロットル弁６における燃料供給側弁孔８の溝ポケット１０の開口度合いが増加する（図示する斜線の部分）ことになり、燃料流量（Ｆｕｅｌ）を変化させただけで同時に空気流量（Ａｉｒ）が変化してしまうことになる。

【0009】

そのため、例えば初めに目標仕様（Ｓｐｅｃ）になるように所定の空気流量（Ａｉｒ）を決めた状態で燃料流量（Ｆｕｅｌ）を調整しても空気流量（Ａｉｒ）が変化してしまうので初期設定を前記図１０に示したように予め定めた目標仕様（Ｓｐｅｃ）に調整することはきわめて困難であり、図１２または図１３に示したように目標仕様（Ｓｐｅｃ）付近で空気流量（Ａｉｒ）と燃料流量（Ｆｕｅｌ）との微調整を何度も繰り返して調整しているのが現状でありきわめて生産性が悪い。

【0010】

また、例えば特開２００２－２５６９７５公報に、空気流量（Ａｉｒ）と燃料流量（Ｆｕｅｌ）をそれぞれ個別に調整可能な調整ネジを備えてアイドル調整を容易にしたロータリー気化器が提案されているが、前記初期設定の調整が困難な理由は、前述のように、スロットル弁６における燃料供給側弁孔８の溝ポケット１０の形状と気化器本体１に形成した混合気通路３の下向き半円形状を起因とするものであり、この場合にもスロットル弁を軸線方向に移動させて燃料流量（Ｆｕｅｌ）を調整すると同時に空気流量（Ａｉｒ）が変化してしまうので初期設定の調整における煩雑さを解消するには至っていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【文献】特開２００６－１７７３５２号公報

【文献】特開２００８－１６３７５４号公報

【文献】特開２００２－２５６９７５公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、ロータリー式気化器について、出荷時におけるアイドル運転域の初期設定時（スタートポジション（チョーク時））の空気流量（Ａｉｒ）と燃料流量（Ｆｕｅｌ）を予め定めた目標仕様（Ｓｐｅｃ）に容易に調整可能として生産性の向上を図ることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

前記課題を解決するためになされた本発明は、気化器本体に吸気通路と混合気通路が水平方向に貫通形成されるとともに、前記気化器本体の各通路に直交して垂直に形成された有底円筒のスロットル弁孔に嵌合されるスロットル弁を設け、前記スロットル弁には前記吸気通路側に空気供給側弁孔が、前記混合気通路側に燃料供給側弁孔が形成された層状掃気エンジン用ロータリー式気化器において、前記スロットル弁の前記燃料供給側弁孔における加速回転方向側の上流端の開口縁に溝ポケットが形成されているとともに、前記混合気通路の少なくとも前記スロットル弁側の開口端の下流側の開口形状が前記スロットル弁の軸線に平行な垂直辺に形成されていることを特徴とする。

【0014】

また、本発明において、前記気化器本体に形成されている前記吸気通路の断面形状が上方に半円状で、前記混合気通路の断面形状が下方に半円状で仕切り壁により分離した円形であるとともに、前記スロットル弁に形成されている前記空気供給側弁孔の断面形状が上方に半円状で、前記燃料供給側弁孔側の断面形状が下方に半円状で仕切り壁により分離した円形であると気化器本体の小型化が図れる。

【0015】

更に、本発明において、前記スロットル弁の前記溝ポケットが平行な対向辺を有する舌状の開口端を有することを特徴とする場合には更に正確な調整を容易にすることができる。

【0016】

更にまた、本発明において、前記垂直辺の長さが初期設定時に前記溝ポケットの平行な対向辺により形成される部分が掛かる長さを有すると好ましく、前記気化器本体に形成された混合気通路のスロットル弁側の開口端の開口形状が矩形状であると好ましい。

【発明の効果】

【0017】

本発明によると、スロットル弁を前記溝ポケットが混合気通路に重なる前記アイドル域において前記スロットル弁を調節ネジにより軸線方向に移動させて燃料を増減させても溝ポケットの混合気通路への開口面積は変化しないか、または変化が少ないので空気流量を定めておくことで、燃料ノズルへの挿入深さを調整することにより空気流量（Ａｉｒ）と燃料流量（Ｆｕｅｌ）を予め定めた目標仕様（Ｓｐｅｃ）に容易に調整することで生産効率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の好ましい実施の形態を示す気化器本体の正面図である。

【図2】図１のＹ－Ｙ線に沿って一部を破断した側面図である。

【図3】図１に示した実施の形態に用いられるスロットル弁の拡大斜視図である。

【図4】図１および図２に示した実施の形態に図３に示したスロットル弁の実施の形態を使用した場合のアイドル域における気化器本体の混合気通路に露出するスロットル弁を示すもので、（ａ）は燃料流量調整前の状態を、（ｂ）は燃料流量調整後の状態をそれぞれ示すものである。

【図5】本発明の異なる実施の形態における気化器本体の正面図である。

【図6】図５に示した実施の形態に図３に示したスロットル弁の実施の形態を使用した場合のアイドル域における気化器本体の混合気通路に露出するスロットル弁を示すもので、（ａ）は燃料流量調整前の状態を、（ｂ）は燃料流量調整後の状態をそれぞれ示すものである。

【図7】従来例におけるスロットル弁の拡大斜視図である。

【図8】従来例における気化器本体の正面図である。

【図9】異なる従来例におけるスロットル弁の拡大斜視図である。

【図10】出荷時のアイドル域における燃料流量（Ｆｕｅｌ）と空気流量（Ａｉｒ）を調整して目標仕様値（Ｓｐｅｃ）に調整する状態を示す状態図である。

【図11】従来のアイドル域における気化器本体の混合気通路に露出するスロットル弁を示すもので、（ａ）は燃料流量調整前の状態を、（ｂ）は燃料流量調整後の状態をそれぞれ示すものである。

【図12】従来の出荷時のアイドル域における燃料流量（Ｆｕｅｌ）と空気流量（Ａｉｒ）を調整して目標仕様値（Ｓｐｅｃ）に調整する状態を示す状態図である。

【図13】従来の出荷時のアイドル域における燃料流量（Ｆｕｅｌ）と空気流量（Ａｉｒ）を調整して目標仕様値（Ｓｐｅｃ）に調整する状態を示す状態図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に本発明の層状掃気エンジン用ロータリー式気化器の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

【0020】

図１は、本発明の層状掃気エンジン用ロータリー式気化器の好ましい実施の形態の正面図を示すものであり、基本的な構成は従来周知のものと同様で、符号１は気化器本体、符号２は前記気化器本体１に貫通形成した吸気通路、符号３は前記気化器本体１に貫通形成した混合気通路、符号４は前記吸気通路２と前記混合気通路３を分離する前記気化器本体１に形成した仕切壁である。

【0021】

また、本実施の形態は、図２の縦断面図に示すように、気化器本体１に水平方向に横断して断面形状が上方に半円状の吸気通路２および断面形状が下方に半円状の混合気通路３が吸気通路２の下方に設けられ、そして両者は仕切壁４によって互いに分離された一つの円筒状の共通円孔に形成されており、前記吸気通路２と前記混合気通路３の左方の端は上流側のエアクリーナに接続されており、前記吸気通路２と前記混合気通路３の図２右方の端は下流側のエンジン側インシュレータを介して吸気通路および掃気通路へ接続されている（図示せず）。

【0022】

更に、本実施の形態は、気化器本体１に垂直に形成された有底円筒のスロットル弁孔５に軸線において備えられた回転軸を介して回転可能且つ回転に伴って軸線方向に移動するスロットル弁６が嵌合されている。

【0023】

このスロットル弁６は図３に示すように、前記図１および図２に示したスロットル弁孔５と略同径の単一の円筒で、前記スロットル弁６には空気供給側弁孔７と燃料供給側弁孔８とが前記スロットル弁６を直径方向に横切って貫通形成され、前記空気供給側弁孔７は断面形状が上方に半円状で、前記燃料供給側弁孔８は断面形状が下方に半円状であって、前記空気供給側弁孔７と前記燃料供給側弁孔８の間には仕切壁９を有し、互いに分離された一つの円筒状の共通円孔に形成されている。

【0024】

そして、前記空気供給側弁孔７は掃気空気の流量比を制御するために吸気通路２へ空気を供給し、前記燃料供給側弁孔８は混合気通路３にエンジン出力を制御するために燃料混合気を供給する。前記吸気通路２及び前記混合気通路３並びに空気供給側弁孔７及び前記燃料供給側弁孔８は略同一の断面形状に形成され、両者はそれぞれ仕切壁４，９によって互いに一致した一つの円筒状の共通円孔に形成されている。

【0025】

また、本実施の形態では、スロットル弁６の前記燃料供給側弁孔８には、前記スロットル弁６の加速回転方向側の上流端の開口縁に前記燃料供給側弁孔８に連通する溝ポケット１０が形成されている。

【0026】

この溝ポケット１０は、例えば特開２００８－１６３７５４号公報に提示されているように、スロットル弁６がアイドル状態の時、前記スロットル弁６は先行して溝ポケット１０と混合気通路３の部分的に重なり合いにより、即ち、前記燃料供給側弁孔８の溝ポケット１０が先に連通することにより混合気通路３は開かれる一方、前記吸気通路２は閉じられたままで、したがって、全ての空気と燃料は前記溝ポケット１０を介してエンジン側に供給されるため、エマルジョンが比較的高速となりエンジンに供給されるため、アイドル全姿勢変化時の回転落ち込みが改善されると言う作用、効果を生じさせるものであり、本実施の形態では殊に溝ポケット１０が燃料供給側弁孔８の加速回転方向側の上流端の開口縁８１に所定の間隔を有して配置される平行な対向辺１０１，１０２を有する舌状の開口端を有する。

【0027】

加えて、本実施の形態は、前記混合気通路３の少なくとも前記スロットル弁６側の開口端３１（図２参照）の下流側の開口が所定の長さを有する前記スロットル弁６の軸線に平行な垂直辺３２に形成されていることが特徴である。

【0028】

このように、本実施の形態は、前記スロットル弁６をアイドル運転位置に水平に回転させたとき、最初に前記溝ポケット１０が前記混合気通路３と重なり合い、前記燃料供給側弁孔８と前記混合気通路３が連通し、空気供給側弁孔７より先に前記燃料供給側弁孔８が開口する構造となっている。

【0029】

尚、他の部分における本実施の形態における基本的構成や使用方法は従来周知の層状掃気エンジン用ロータリー式気化器と同様であり、スロットル弁６がスロットル弁カバー１２から突出された回転軸１１の終端に取り付けられているスロットルレバー１３の回転により回転軸１１を中心として水平回転され、前記気化器本体１及び前記スロットルレバー１３との間に設けられている例えばカム機構１４によって、前記スロットルレバー１３及び前記スロットル弁６は徐々に持ち上げられながら水平回転され、スロットル弁６の空気供給側弁孔７および燃料供給側弁孔８と気化器本体１に形成されている吸気通路２および混合気通路３との開通度合いを変化させるとともに上方から空気供給側弁孔７を横切って燃料供給側弁孔８の中に突き出されて延びる回転軸１１へ取り付けられた燃料調節するニードル１５から所定の燃料をスロットル弁カバー１２とは反対側の底面にメタリングダイヤフラム１７によってベント穴から大気開放された空気チャンバ１８から隔離されたメタリングチャンバ１９からの燃料は、前記燃料供給側弁孔８の中に設けられるメインノズル２０から流出するものであり詳細な説明は省略する。

【0030】

そして、層状掃気エンジン用ロータリー式気化器は、図４（ａ）に示したように、スロットル弁６における燃料供給側弁孔８の溝ポケット１０部分が、気化器本体１に形成した前記混合気通路３の下流側の開口に重なり合うようなアイドル域位置において、ベンチテストにおいて、調整ネジ（図示せず）を用いて前記スロットル弁６を軸線方向に移動させるとともに前記軽量針を燃料調節ネジにより軸線方向に移動させて燃料ノズルへの挿入深さを調整することにより前記１０に示すように空気流量（Ａｉｒ）と燃料流量（Ｆｕｅｌ）を予め定めた目標仕様（Ｓｐｅｃ）に調整してエンジンに組み込んで出荷されるが、前記混合気通路３のスロットル弁６側の開口端３１の下流側の開口が所定の長さを有する前記スロットル弁６の軸線に平行な垂直辺３２に形成されているので、図４（ｂ）に示したようにスロットル弁６を調整して例えば矢印方向に移動させて燃料流量を増加させたとしても図１１に示した従来例の場合と異なりスロットル弁６における燃料供給側弁孔８の溝ポケット１０との開口度合いが変化しないのでスロットル弁６を空気流量（Ａｉｒ）に影響を与えることなく燃料流量（Ｆｕｅｌ）を調整可能であり、予め定めた目標仕様（Ｓｐｅｃ）に容易に調整することができ、生産性が向上する。

【0031】

尚、本実施の形態では、スロットル弁６における燃料供給側弁孔８の溝ポケット１０部分は、開口端が所定の間隔を有して配置される平行な対向辺１０１，１０２を有する舌状であることからスロットル弁６を調整して燃料流量を増加させたとしても溝ポケット１０との開口度合いが変化しないので調整がより確実で且つ容易であるが、本発明は、基本的に混合気通路３のスロットル弁６側の開口端３１の下流側の開口が所定の長さを有する前記スロットル弁６の軸線に平行な垂直辺３２に形成されていることによりスロットル弁６を調整して燃料流量を増加させたとしても溝ポケット１０との開口度合いの変化を少なくするので前記図３に示した形状を含めて他の形状の溝ポケットを用いた場合（図示せず）にも十分な成果を挙げることができるものである。

【0032】

図５および図６は本発明の異なる実施の形態を示すものであり、基本的構成および作用、効果は前記図１乃至図４に示した実施の形態とほぼ同様であるが、前記図１乃至図４に示した実施の形態では気化器本体１に形成した下向き半円形の混合気通路３にスロットル弁６側の開口端３１の下流側の開口が所定の長さを有する前記スロットル弁６の軸線に平行な垂直辺３２を形成しているのに対して混合気通路３の形状が前記垂直辺３２を含む矩形状に形成されている点が異なる。

【0033】

この実施の形態における作用、効果は前記図１乃至図４に示した実施の形態と同様であるが、前記図１乃至図４に示した実施の形態の混合気通路３が基本的に下向き半円形でスロットル弁６側の開口端３１（図２参照）の下流側の開口が所定の長さを有する前記スロットル弁６の軸線に平行な垂直辺３２に形成されているのに対して混合気通路３の加工がより簡単である。

【符号の説明】

【0034】

１ 気化器本体、２ 吸気通路、３ 混合気通路、４ 仕切壁、５ スロットル弁孔、６ スロットル弁、７ 空気供給側弁孔、８ 燃料供給側弁孔、９ 仕切壁、１０ 溝ポケット、１１ 回転軸、１２ スロットル弁カバー、１３ スロットルレバー、１４ カム機構、１５ ニードル、１７ メタリングダイヤフラム、１８ 空気チャンバ、１９ メタリングチャンバ、２０ メインノズル、３１ 開口端、３２ 垂直辺、８１ 開口端、１０１，１０２ 平行辺

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】