JPH07224745A - 手持ち作業機器の手動始動式内燃エンジンの減圧弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】手持ち作業機器の手動始動式内燃エンジンの減
圧弁において、従来公知の減圧弁は、始動操作中、減圧
のため、空気／燃料・混合気の一部を外界に放出し、エ
ンジン点火後、燃焼室内の高い圧縮によって、減圧弁が
閉鎖される。吸引サイクル中も弁を閉鎖位置に保持する
ため、ホースを介して弁背面に吸引チャンネルの負圧を
加える。この種の減圧弁には、始動操作中に燃焼室から
排出された空気／燃料混合気によって環境が汚染される
という欠点があり、これを解消する。 【構成】減圧弁の背面に設けた排出チャンネルは、エン
ジンに含まれる負圧源に至る接続導管に開口する。燃料
／空気・混合気は、閉循環路をもどり、外界に逃げるこ
とはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃エンジンの始動
（特に手動始動）のための燃焼室の減圧弁に関し、特に
手持ち作業機器の内燃エンジンに用いる。殊に、本発明
は、請求項１の前置部に記載の内燃エンジンのための、
自動作動式弁部材（弁体）を有する減圧弁に関する。即
ち、詳しくは、手持ち作業機器の手動始動式内燃エンジ
ンの減圧弁であって、減圧弁が、内燃エンジンのシリン
ダの燃焼室に接続された排出チャンネルに配設された弁
部材を有し、弁部材が、燃焼室の方向へ作用し弁部材の
開放位置を決定する開放力を受け、燃焼室内に増大する
燃焼圧が、力を加えて弁部材を閉鎖位置に送り、閉鎖位
置では、接続導管を介してエンジン運転時に作動する負
圧源から供給され開放力とは逆方向へ弁部材に作用する
負圧力が加えられる形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】燃焼室の減圧による始動操作を燃焼室に
設けた膜弁によって容易化する上述の種類の減圧弁は、
ドイツ特許公告１９４９５４１から公知である。膜弁に
は、ヘッドを成す弁デイスクを有する弁部材が設けてあ
る。弁部材は、エンジンの休止中および始動操作中、圧
縮バネによって開放位置に保持される。燃焼室内に突出
する弁デイスクは、エンジン点火後、燃焼室内の強い圧
縮によって弁座に押圧され、従って、燃焼室は、外方に
対して閉鎖される。吸引サイクル中にも弁を閉鎖位置に
保持するため、膜弁の背面は、ホースを介して吸引チャ
ンネルに接続されており、かくして、膜弁の真空チャン
バは負圧を受ける。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この減圧弁には、弁を
閉鎖した状態の始動操作中、燃焼室内にある空気／燃料
・混合気が、ピストン運動によって弁を介して外方へ導
かれ、従って、かなりの環境汚染が生ずるという問題が
ある。

【０００４】本発明の課題は、僅かな経費で、弁の閉鎖
位置が振動に対してもより確実に保証され、開放位置に
おいて、環境への燃焼室ガスの放出が避けられるよう、
上述の種類の減圧弁を改良することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題は、上述の種類
の減圧弁において、本発明にもとづき、請求項１の特徴
部に記載の構成によって解決される。即ち、本発明によ
れば、燃焼室の減圧弁の排出チャンネルをエンジン運転
時に作動する負圧源への接続導管に開口させることを基
本的特徴とする。

【０００６】

【作用】排出チャンネルは負圧源への接続導管に開口す
るので、減圧弁から放出された燃料／空気・混合気は、
確実に、エンジンの負圧源（ないし吸気系）に引出され
る。この閉循環路によって、環境が汚染されることはな
い。エンジンの負圧源に連なる唯一つの接続導管を介し
て燃焼室の圧縮圧を放圧することによって、減圧弁を少
数の構造部材から技術的に簡単に且つ故障のないよう構
成できる。始動操作中、空気／燃料・混合気は、開放さ
れた弁部材を介して燃焼室に流入し、かくして、燃焼室
の減圧によってエンジンを始動するため作業者が加える
力を可能の限り小さくできる。

【０００７】

【好適な実施態様】本発明の上記基本的特徴に基づき、
以下の通りのさらに好適な実施態様への展開が可能とな
る。

【０００８】本発明の有利な、一実施態様において、接
続導管は、弁部材背面に作用する弁部材の閉鎖力のため
の負圧源をなすクランクハウジング内部スペース内に接
続されている（請求項２）。接続導管が、特に、クラン
クハウジング内部スペースと燃焼室とを接続するオーバ
フローチャンネルに開口する場合、始動操作中に燃焼室
から排出される混合気は、直接、クランクハウジング内
部スペースに供給され、次ぎの吸引サイクルにおいて再
び燃焼室に流入する（請求項３）。

【０００９】別の方策として、接続導管は、吸引チャン
ネル、特に、クランクハウジングの導入チャンネルに開
口させることができる（請求項４）。

【００１０】減圧弁の弁部材は、燃焼室に向く排出チャ
ンネル端部に配設され燃焼室の方向へ開く玉弁（弁球）
として構成するのが好ましい。弁球の重力は、開放位置
の方向へ弁部材に作用するので、エンジン停止時、弁部
材は自然に開放される（請求項５）。

【００１１】弁球は、喪失されないよう、シリンダ壁の
受容スペース内に保持するのが有利である。この場合、
弁球は、受容スペースの側部境壁とともに、環状間隙を
形成する（請求項６）。間隙の大きさが、弁球を開放位
置から閉鎖位置へ移行するのに必要な切換圧を決定す
る。有利な実施例の場合、弁球を把持する受容チャンバ
は、排出チャンネルの部分として構成されている（請求
項７）。

【００１２】接続導管の弁チャンバ内に、弁部材の下流
に、弁の過圧時に閉じて圧力源から排出チャンネルを分
離する圧力応動弁（ないし逆止弁）を設けるのが目的に
適う（請求項１０）。例えばクランクハウジング内部ス
ペース内に生ずる負圧は、開放された（逆止）弁から接
続導管および排出チャンネルを介して弁球背面に導か
れ、かくして、弁球は、弁座に確実に保持される。一
方、過圧は、逆止弁の閉鎖によって弁球に作用すること
はない。

【００１３】減圧弁のこれ以外の特徴及び利点は、さら
に他の請求項、以下の説明および本発明の実施例を示す
図面から明らかであろう。

【００１４】

【実施例】図１に断面図として示した内燃エンジンは、
好ましくは、手持ち作業機器（例えば、チェインソー、
切断用グラインダ、肉切り機、ｅｔｃ.）に使用される
如き単気筒２サイクルエンジンである。内燃エンジン
は、本質的に、クランクシャフト１８を受容するクラン
クハウジング７からなる。クランクシャフト１８は、連
接棒１６を介してシリンダ２０に案内されたピストン２
４に連結されるクランク頸軸１９を有する。シリンダ２
０の脚部には、ピストン２４の上死点位置において開放
される導入チャンネル（吸引口）１２が設けてある。ピ
ストンの上死点位置では、２サイクルエンジンの運転の
ために調製された燃料／空気・混合気が導入チャンネル
１２を介してクランクハウジング７の内部スペース１７
に流入する。ピストンの下降時、流入した上記燃料／空
気・混合気は、圧縮され、ピストン２４がオーバフロー
チャンネル８を解放すると直ちに、クランクハウジング
内部スペース１７からオーバフローチャンネル８を介し
てシリンダ２０の燃焼室６内に矢印方向２１へオーバフ
ローする。燃焼室６に流入した燃料／空気・混合気は、
ピストン２４の次の上昇ストロークにおいて、燃焼室６
内でさらに圧縮され、−上死点の範囲において−点火プ
ラグ９によって点火され、かくして、燃焼が開始され
る。ピストンの上昇に従って、導入チャンネル１２が再
び開放され、従って、その際クランクハウジング内部ス
ペース１７内に生ずる負圧にもとづき、新しい燃料／空
気・混合気がクランクハウジング７の内部スペース１７
に流入する。

【００１５】手動始動式内燃エンジンの場合、クランク
シャフトを手動で回転する。この場合、内燃エンジンの
点火のために、ピストン２４の必要な圧縮仕事は、クラ
ンクシャフト１８を介して手動で行われる。内燃エンジ
ン１の始動のための所要力を減少するため、減圧弁２
が、シリンダ２０のヘッドに−好ましくは、点火プラグ
９の近傍に−設けてある。減圧弁２は、燃焼室６内の圧
縮圧を消失させる排出チャンネル１１を開閉する。

【００１６】図２の拡大図から明らかな如く、減圧弁２
は、図示の実施例の場合は弁球３である弁部材１３を有
する。この弁球３は、排出チャンネル１１の燃焼室６に
向く端部に設けてある。この場合、排出チャンネルの端
部１１ａは、円錐台形に拡張されており、かくして、弁
球３の弁座２２が形成される。弁座２２には、弁球３の
受容チャンバ２３が続いており、この場合、弁球は、円
筒形受容チャンバ２３内に受容されて環状間隙を形成す
る。受容チャンバ２３は、燃焼室６に向く側において、
閉鎖板２６によって閉鎖され、かくして、弁球３は、喪
失されないよう受容チャンバ２３内に保持される。受容
チャンバ２３の内端を閉鎖するための閉鎖板２６には、
弁球３の径よりも小さい径の円形流入口１０が設けてあ
る。弁球３の図示の開放位置１３ａにおいては、燃焼室
６から受容チャンバ２３まで開放された連通状態が生ず
るよう、流入口１０を別の横断面形状（例えば、多角
形、ｅｔｃ.）に構成するのが合都合である。

【００１７】受容チャンバ２３は、図４に示した如く、
外側からシリンダ２０の壁に加工し、受容チャンバ２３
を燃焼室６に接続する流入口１０を底面に設けた袋穴４
０から構成できる。流入口１０の径は、同じく、弁球３
の径よりも小さい。流入口１０、受容チャンバ２３およ
び排出チャンネル１１によって、燃焼室内圧を放圧する
ための連続の連通状態が形成される。

【００１８】図１に示した如く、減圧弁（ないし逃がし
弁）を負圧源に接続する接続導管４は、排出チャンネル
１１に挿入されている。接続導管４は、排出チャンネル
１１に挿入した円筒形接続部材２９にはめ込んだパイプ
として構成できる。

【００１９】図２の別の実施例にもとづき、減圧弁２の
ハウジングは、排出チャンネル１１を備えた接続スタッ
ド２７を有することができる。接続スタッド２７は、も
みの木状の外形を有するので、弾性ホースとしても構成
できる接続導管４をはめ込んだ後、接続導管は脱落しな
いよう接続スタッド２７に保持される。

【００２０】図１に示した如く、接続導管４は、排出チ
ャンネル１１をクランクハウジング内部スペース１７に
接続する。この場合、接続導管１１は、オーバフローチ
ャンネル８に開口する。この場合、接続導管４のクラン
クハウジング側端部４ｂは、接続チャンネル２８を介し
てオーバフローチャンネル８と連通する他の弁室３５に
開口する。この弁室３５には、クランクハウジング内部
スペース１７内の圧力に依存して開閉する圧力応動弁
（ないし逆止弁）５を設けるのが好ましい。クランクハ
ウジング内部スペース１７および弁室３５内に負圧が生
ずると、弁５が開かれ、従って、負圧は、接続導管４を
介して排出チャンネル１１にも作用する。クランクハウ
ジング内部スペース１７内に過圧が生じた場合は、弁５
が閉じられ、従って、排出チャンネル１１は、クランク
ハウジング内部スペース１７から本質的に圧密に分離さ
れる。

【００２１】図示の実施例の場合、圧力応動（逆止）弁
５は、例えば円錐形に構成できる弾性弁ノズル３６から
形成できる。弁ノズル３６は、弁室３５の壁から全面で
離して、好ましくは、弁室の中心に設置する。弁ノズル
３６は、特に、アヒルのくちばし状に構成され、従っ
て、弁ノズル３６の壁３８，３９に外圧が加わると閉じ
られるスリット状弁開口３７が生ずる。弁ノズル３６
は、弾性材料（例えば、合成樹脂、特に、ゴム、ゴム混
合物）からなる。

【００２２】内燃エンジンの始動時、作業機器は、シリ
ンダが本質的に直立する姿勢を取るようにされる。即
ち、作業機器は、始動時、例えば固定台上に置く。この
際、開放力として弁球３を図２に示した開放位置１３ａ
に保持する重力が、弁球３に矢印３０の方向へ作用す
る。弁球３を開放位置へ負荷するバネ（図示してない）
の力によって開放力を支援または誘起するのも可能であ
る。この場合、作業機器の始動を姿勢に関係なく実施で
きる。

【００２３】燃焼室６は、減圧弁２、排出チャンネル１
１および逆止弁５を介してクランクハウジング内部スペ
ース１７に接続される。クランクシャフトを手動で回転
した場合、ピストン２４の上昇ストロークに伴い、燃焼
室６内に形成される圧縮圧の一部は、減圧弁２を介して
クランクハウジング内部スペース１７に導かれる。従っ
て、例えば、ロープ式スタータにおいて、クランクシャ
フトの回転に必要な力が低下される。

【００２４】燃焼室６内の燃料／空気・混合気が点火
し、内燃エンジンが回転を開始すると、燃焼室６内の圧
力が燃焼圧によって急上昇され、従って、減圧弁２を介
する流れが増強される。流れは、受容チャンバ２３の環
状間隙３５によって規定され、一方、この環状間隙は、
弁球３および円筒形受容チャンバ２３の内径によって規
定される。弁球３が、受容チャンバ２３内に正確に中心
に位置した場合、間隙２５は、理想的に環状である。し
かしながら、偏心位置の場合も、流れを導く間隙２５が
得られる。この絞り間隙２５にもとづき、矢印方向３０
とは逆方向へ向く閉鎖力が増強された流れによって弁球
３に作用する。燃焼室６内の圧力が特定の圧力レベル以
上になると、上記閉鎖力によって、弁部材１３、即ち、
弁球３が弁座２２に密封当接される。かくて排出チャン
ネル１１が閉じられ、もはや、圧力の逃げは生じない。

【００２５】減圧弁２の開放時に流出するガスは、接続
導管４および開放状態の逆止弁５を介してクランクハウ
ジング内部スペース１７に導入される。弁部材１３が閉
鎖位置１３ｂを取ると、クランクハウジング内部スペー
ス１７への接続路が圧密に閉じられる。

【００２６】ピストンの下降ストローク時には、内部ス
ペース１７内のクランクハウジング圧力が上昇し、クラ
ンクハウジングの過圧が、弁室３５内にも現れ、逆止弁
５の弁ノズル３６の外壁３８，３９に作用する。弾性逆
止弁５が変形され、従って、弁開口３７が閉じられ、排
出チャンネル１１が、弁室３５から圧密状態で分離され
る。即ち、クランクハウジング内部スペース１７内に生
ずる過圧は、排出チャンネル１１内には作用しない。他
方、ピストン２４の上昇ストローク時には、クランクハ
ウジング内部スペース１７内に形成される負圧（これが
エンジン負圧源をなす）によって、弁ノズル３６は原形
にもどり、弁開口が開放される。従って、クランクハウ
ジング内の負圧は、接続チャンネル２８、弁室３５およ
び弁開口３７を介して接続導管４内に作用し、かくし
て、排出チャンネル１１内に作用する。排出チャンネル
１１内に作用するこの負圧は、弁座２２内にある球形部
分シエル３´にも生ずる。かくして弁球３に加えられる
負圧力は、弁球３を閉鎖位置１３ｂに保持するのに十分
である。この保持力は、各燃焼操作において、球形周面
の別の部分面に作用する燃焼圧によって支援され、従っ
て、内燃エンジンの回転時には、減圧弁は確実に閉じら
れる。そして振動時にも、弁座２２からの弁部材１３の
落下を確実に排除できる。

【００２７】逆止弁５の上記構成によって、更に、減圧
弁２の閉鎖後、クランクハウジング７内に過圧が生じて
も、排出チャンネル１１内に構成された負圧は保持され
る。この理由は、減圧弁２を閉じた場合、排出チャンネ
ル１１内への流動が生ずることはなく、クランクハウジ
ング内部スペース１７内に過圧が形成された場合、逆止
弁５は閉じ、従って、排出チャンネル１１内に生じた負
圧は、クランクハウジング内部スペース１７内の過圧段
階を越えてずっと保持されるからである。

【００２８】排出チャンネル１１、弁部材１３を受容す
るハウジング、接続導管４および逆止弁５は、好ましく
は弾性材料（例えば、合成樹脂またはゴム）から作製し
た単一構造部材として構成するのが好ましい。かくし
て、使用部材の数が減少され、減圧弁の組込が簡単とな
る。

【００２９】接続導管４は、内燃エンジンの吸引チャン
ネルの負圧セクションの一部を成す導入チャンネル部１
２にも接続させることができる。この場合、図１の実施
例の場合と同様、逆止弁５を設けるのが好ましい。

【００３０】

【発明の効果】本発明の基本的特徴（請求項１）によ
り、エンジン始動時に燃焼室から減圧弁を経て排出され
る減圧のための混合気は、エンジンの負圧源（ないし吸
気系）に確実に吸引され、外部に漏出しない。この極め
て簡単な閉循環路によって、環境汚染を防止しつつ手動
始動トルクが軽減できる。即ち、楽に始動できるとい
う、格別の効果を奏する。

【００３１】請求項１の基本的特徴は、さらに請求項２
以下に示す具体的な好適な態様への展開の基礎を与える
という点でも、大きな効果を在す。請求項２以下の付加
的効果・利点は、［好適な実施態様］及び［実施例］な
どに記載した通りであり、重複記載を略すが、特に、負
圧源としては、クランクハウジング内部スペースを用い
る（請求項２）と、接続導管（４）の構成が一層簡単に
できる。さらに、圧力応動（逆止）弁を設けることによ
り、より確実な作動が得られる（請求項１０）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る減圧弁を有する内燃エンジンの断
面図である。

【図２】排出チャンネルに設けた弁部材の拡大図であ
る。

【図３】圧力応動（逆止）弁の図面である。

【図４】袋穴に減圧弁を設けたシリンダ壁の断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 内燃エンジン ２ 減圧弁 ４ 接続導管 ６ 燃焼室 １１ 排出チャンネル １３ 弁部材（３ 弁球） １３ａ 開放位置 １３ｂ 閉鎖位置 ２０ シリンダ ２４ ピストン

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】手持ち作業機器の手動始動式内燃エンジン
   の減圧弁であって、減圧弁（２）が、内燃エンジン
   （１）のシリンダ（２０）の燃焼室（６）に接続された
   排出チャンネル（１１）に配設された弁部材（１３）を
   有し、弁部材（１３）が、燃焼室（６）の方向へ作用し
   弁部材（１３）の開放位置（１３ａ）を決定する開放力
   を受け、燃焼室内に増大する燃焼圧が、力を加えて弁部
   材（１３）を閉鎖位置（１３ｂ）に送り、閉鎖位置（１
   ３ｂ）では、接続導管（４）を介してエンジン運転時に
   作動する負圧源から供給され開放力とは逆方向へ弁部材
   （１３）に作用する負圧力が加えられる形式のものにお
   いて、排出チャンネル（１１）が、エンジン運転時に作
   動する負圧源への接続導管（４）に開口していることを
   特徴とする減圧弁。
2. 【請求項２】負圧源が、クランクハウジング（７）の内
   部スペース（１７）であることを特徴とする請求項１の
   減圧弁。
3. 【請求項３】接続導管（４）が、クランクハウジング
   （７）のオーバフローチャンネル（８）に開口している
   ことを特徴とする請求項２の減圧弁。
4. 【請求項４】接続導管（４）が、クランクハウジング
   （７）の吸引チャンネル（１２）に開口していることを
   特徴とする請求項２の減圧弁。
5. 【請求項５】弁部材（１３）が、排出チャンネル（１
   １）の燃焼室（６）に向く端部に配設された弁球（３）
   であり、弁球（３）の重力が、弁球（３）を開放位置
   （１３ａ）へ付勢するよう構成されることを特徴とする
   請求項１〜４の１つに記載の減圧弁。
6. 【請求項６】弁球（１３）が、受容チャンバ（２３）に
   喪失されないよう保持されており、弁球（３）が、受容
   チャンバ（２３）の側部境壁とともに、環状間隙（２
   ５）を形成することを特徴とする請求項５の減圧弁。
7. 【請求項７】受容チャンバ（２３）が、排出チャンネル
   （１１）に構成されていることを特徴とする請求項６の
   減圧弁。
8. 【請求項８】受容チャンバ（２３）が、燃焼室（６）に
   対して、弁球（３）の径よりも小さい径を有する流入口
   （１０）を設けた閉鎖板（２６）によって閉鎖されてい
   ることを特徴とする請求項６または７の減圧弁。
9. 【請求項９】受容チャンバ（２３）が、外面からシリン
   ダ（２０）の壁に加工された袋穴（４０）から構成さ
   れ、上記袋穴には、弁球（３）の径よりも小さい径を有
   する流入口（１０）が燃焼室（６）へ向けて設けてある
   ことを特徴とする請求項６または７の減圧弁。
10. 【請求項１０】接続導管（４）の弁室（３５）には、こ
    の弁室内に過圧が生じた場合に閉じられる圧力応動弁
    （５）が設けてあることを特徴とする請求項２〜９の１
    つに記載の減圧弁。
11. 【請求項１１】前記弁室（３５）が、接続チャンネル
    （２８）を介してクランクハウジング（７）の内部スペ
    ース（１７）に接続されていることを特徴とする請求項
    １０の減圧弁。
12. 【請求項１２】排出チャンネル（１１）、前記接続導管
    （４）および前記逆止弁（５）が、一体の構造部材をな
    すことを特徴とする請求項１０または１１の減圧弁。