JPH0476025B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 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、チエ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、チエ
ンソーや刈払機のカツターのように、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つ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で燃料
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、加圧空気がアクチユ
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ユエータ
が紋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、本発明の構成は通
常はロツドがばねにより引退されているアクチユ
エータへ圧力流体を送り、絞り弁レバーを閉弁方
向へ付勢する振動ポンプの大気と連通する通路に
振動センサを接続したものである。

［作用］ 機関の通常の運転では、振動センサ１０１，２
０１により振動ポンプの通路４９，１５２がボー
ル１０７，２０７により閉じられているので、振
動ポンプ４１，１４１の錘４４，１４４の振動が
抑えられ、ポンプ作用が阻止されている。この
時、アクチユエータ８１，１８１のロツド９２，
１９２がばね８９，１８９の力により引き込めら
れている。

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１０１，２０１のボール１
０７，２０７がばね１０４，２０４の力に抗して
暴れ出し、通賂４９，１５２が開かれる。振動ポ
ンプ４１，１４１が機関の振動を受けて錘４４，
１４４とともにダイヤフラム５８，１５８が振動
する。したがつて振動ポンプ４１，１４１から正
圧または負圧の空気がアクチユエータ８１，１８
１の圧力室８５，１８５へ供給され、ロツド９
２，１９２が突出される。ロツド９２，１９２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は冷却フイ
ン１５を有するシリンダ１６が、上端部を冷却フ
イン１２を有するシリンダヘツド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
がコネクテイングロツド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、シリンダヘツド１３とピストン１４との
間へ供給される。ピストン１４の上昇に伴つて混
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２４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
ユリ３４に、弁軸２８により絞り弁２７が支持さ
れ、ベンチユリ３４を通過する空気の負圧により
燃料がベンチユリ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3738623号明
細書にり公知であり、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Ｌ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のピン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２５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、振動センサ１０１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
アクチユエータ８１とから構成される。

振動ポンプ４１はカツプ状のハウジング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とから構成される。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がリベツト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から通路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に通路４９から通路４７への空気
の流れを許す逆止弁４８が設けられる。通路４９
は振動センサ１０１の通路１０３に接続される。

振動センサ１０１はカツプ状のハウジング１０
２の端部に、大気口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。

アクチユエータ８１はカツプ状のハウジング８
２，８３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とから構成される。
圧力室８５の入口９０は管４０により振動ポンプ
４１の通路５２と連通される。ダイヤフラム８４
の両面に当て板８７，８が重ね合され、かつロツ
ド９２の基端部により結合される。ロツド９２を
取り囲みかつ当て板８８とハウジング８３との間
に介装したばね８９によりハウジング８３の穴９
１に摺動可能に挿通したロツド９２が引つ込めら
れいる。ロツド９２の先端部は前述した絞り弁レ
バー２９に衝合可能に構成される。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
りアクチユエータ８１の過激な動作が抑えられ
る。

上述した振動ポンプ４１および振動センサ１０
１は、好ましくは第３図に示すように、気化器２
４の本体３５の下端壁に結合される一方、アクチ
ユエータ８１が本体３５の上端壁に結合される。
管４０により振動ポンプ４１とアクチユエータ８
１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ユエータを取り
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
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ユーシヨン型、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のセツト荷重、通路
１０３または通路４９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が大気口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１０
７により通路４９が閉じられている。機関の振動
を受けても振動ポンプ４１は錘４４の上下振動を
抑えられている。

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１
０４の力に抗して振動し、通路４９が開かれる。
振動ポンプ４１のダイヤフラム５８が錘４４によ
り大きく振動する。ダイヤフラム５８が上側へ脹
んだ時、圧力室６の圧力が低くなるので、逆止弁
４８が開き、ストレーナ６１を有する大気口１０
６から圧力室４６へ空気が吸引される。続いてダ
イヤフラム５８が下側へ脹んだ時、圧力室４６の
空気が逆止弁５４を開き、管４０を経てアクチユ
エータ８１の圧力室８５へ供給され、ばね８９の
力に抗してロツド９２が押し下げられる。したが
つて、第４図に鎖線で示すように絞り弁レバー２
９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４９がボール１０７
により閉じられる。そして、アクチユエータ８１
の圧力室８５の空気が絞り９３から次第に外部へ
流出し、ばね８９の力によりロツド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２
５の縁部に当る。こうして、絞り弁２７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が開いてアクチユエータ８１
へ圧力流体が送られ、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３
５の上端壁に結合されるアクチユエータ１８１が
振動ポンプ１４１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１
４１の通路１５６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１４７にアクチユエータ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。圧力室１４６が管１４０によりアクチ
ユエータ１８１の圧力室１８５に連通される。

振動センサ２０１は振動ポンプ１４１のポート
部材１５３と一体のハウジングに収容したばね２
０４によりボール２０７が通路１５２の端部へ押
し付けられる。

アクチユエータ１８１はハウジング１８２，１
８３の間にダイヤフラム１８４を挟んで大気室１
８６と圧力室１８５とから構成され、大気室１８
６は絞り１９４により、圧力室１８５は絞り１９
３によりそれぞれ大気に連通される。ダイヤフラ
ム１８４に結合したロツド１９２はばね１８９の
力により引つ込められている。

機関が設定回転数を超えて振動が大きくなる
と、振動センサ２０１のボール２０７がばね２０
４の力に抗して暴れ出し、通路１５２を開くとと
もに、振動ポンプ１４１の錘１４４によりダイヤ
フラム１５８が上下に振動する。したがつて、ア
クチユエータ１８１の圧力室１８５の空気が管１
４０、逆止弁１４８を経て圧力室１４６へ吸引さ
れ、さらに圧力室１４６から逆止弁１５４、振動
センサ２０１を経て外部へ放出される。こうし
て、圧力室１８５が負圧となり、ばね１８９の力
に抗してロツド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。

以上述べた各実施例では、振動ポンプの圧力室
と大気を結ぶ通路４９，１５２に振動センサを設
けて、通常の機関回転数では振動ポンプのポンプ
作用を停止させているが、この振動センサを振動
ポンプ４１，１４１の大気室４５，１４５に設け
た大気口５９，１５９に設けてもよい。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、通常はロツドがばねに
より引退されているアクチユエータへ圧力流体を
送り、絞り弁レバー閉弁方向へ付勢する振動ポン
プの大気と連通する通路に振動センサを接続した
ものであり、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
スロツ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……レバー、２９……絞り弁レバー、４
１，１４１……振動ポンプ、４４……錘、４６…
…圧力室、４８，５４……逆止弁、４９，５９，
１５２，１５９……通路、５８，８４……ダイヤ
フラム、８１，１８１……アクチユエータ、８５
……圧力室、８９，１０４……ばね、９２……ロ
ツド、１０１，２０１……振動センサ、１０７…
…ボール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 通常はロツドがばねにより引退されているア
   クチユエータへ圧力流体を送り、絞り弁レバーを
   閉弁方向へ付勢する振動ポンプの大気と連通する
   通路に振動センサを接続したことを特徴とする内
   燃機関の過回転防止装置。 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さ
   れ、大気から前記通路を経て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ユエー
   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 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さ
   れ、前記アクチユエータから圧力室への空気の流
   れを許す逆止弁と、圧力室から前記通路を経て大
   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 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。