JPH0748998Y2 - 内燃機関のオートチョーク装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はガバナ装置を備えた汎用内燃機関に適用される
気化器のオートチヨーク装置に関するものである。

〔従来の技術〕

汎用小型内燃機関のオートチヨーク装置の従来例を第４
図によって説明すると、通常運転中のチヨークバルブ
（１）は鎖線のように開かれ、ピストン（図示省略）の
下降による負圧で吸引される空気は、エアクリーナ（図
示省略）、チヨークボア（２）を通過し、ベンチユリ
（３）で絞られると同時に、メーンノズル（４）から負
圧で吸い上げ噴出される燃料と混合気となり、スロツト
ルバルブ（５）により流量制御されてシリンダ（図示省
略）へ送り込まれ燃焼に供する気化器を備えている。

該気化器において、機関の低温時にメーンノズル（４）
から供給される燃料が十分に気化（蒸発）されず、シリ
ンダに送り込まれる前記混合気が空気過剰となり可燃限
界にないことが多く、チヨークバルブ（１）は、空気吸
入量を抑制して前記空気過剰を回避する役割をなし、機
関温度によりチヨークバルブ（１）の開度を変化させる
必要があって、チヨークバルブ（１）にバイメタル
（７）をチヨークロツド（６）を介して連設し、該バイ
メタル（７）にヒータ（８）を付設して、機関の温度感
知器であるバイメタル（７）の温度による変位をチヨー
クロツド（６）を介しチヨークバルブ（１）に伝えて開
度を変え、通電量制御装置（９）により過熱を防止され
たヒータ（８）によりバイメタル（７）の温度変位を大
きくしたオートチヨーク装置が設けられている。

また、調速装置に付設されたチヨーク装置の従来例を、
第５図に示す芝刈機などに搭載される縦軸型内燃機関
（エンジン）（Ｅ）によって説明すると、内燃機関
（Ｅ）を１本の操作レバー（図示省略）によりボーデン
ワイヤ（11）を介して操作し機関の停止、調速、チヨー
クの各機能を備えた機関コントロール装置になってお
り、該機関コントロール装置は、操作レバーに連結され
て進退操作されるボーデンワイヤ（11）の外索（11a）
をコントロールバネル（10）（内燃機関Ｅの側部に配
設）の端部に固着したワイヤクランプ（12）、コントロ
ールパネル（10）に軸（14）により枢着されて回動しボ
ーデンワイヤ（11）の先端部が連結されたコントロール
レバー（13）、コントロールパネル（10）に配設されコ
ントロールバルブ（13）の端部に対設された停止スイツ
チ端子（15）、軸（14）により枢着されコントロールレ
バー（13）に設けた回転調整ネジ（16）を介して連動さ
れるチヨークコントロールプレート（17）、チヨークコ
ントロールプレート（17）の端部とチヨークバルブ作動
用のチヨークレバーに連設されたチヨークロツド（1
8）、コントロールレバー（13）とスロツトルバルブ連
動用のガバナレバー（図示省略）間に連設されたガバナ
スプリング（19）等からなっている。

前記機関コントロール装置は、操作レバーによりボーデ
ンワイヤ（11）を引き込みコントロールレバー（13）を
最大限に図示右回転させると、コントロールレバー（1
3）が停止スイツチ端子（15）に接触して内燃機関
（Ｅ）が停止され、ボーデンワイヤ（11）を突出してコ
ントロールレバー（13）を図示左回転させると、同コン
トロールレバー（13）によりガバナスプリング（19）が
伸長されてガバナレバー（図示省略）、スロツトルレバ
ー等を介し気化器のスロツトルバルブ（絞り弁）の開度
が調整され、コントロールレバー（13）の図示左回転の
当初は内燃機関が低速回転となり、同左回転の増加に伴
なって高速回転となる調速装置になっている。

さらに、コントロールレバー（13）が大きく図示左回転
されると、回転調整ネジ（16）によりチヨークコントロ
ールプレート（17）が図示左回転され、チヨークロツド
（18）、チヨークレバーを介して気化器のチヨークバル
ブが閉じられるチヨーク装置を有している。

〔考案が解決しようとする課題〕

従来の前記チヨーク装置において、バイメタルを使用し
た従来例（第４図）は、機関温度の感知によるオート機
構になっているが、バイメタルの温度による変位が小さ
く加熱ヒータや通電制御装置を必要とし、大型装置とな
りコスト高となるなどの問題点がある。

機関コントロール装置に組み込まれた従来例（第５図）
は、操作レバーによって操作される調速装置に組み込ま
れたものであって、機構の複雑化とともに部品点数が多
く、組立、分解および調整に手数を要し、操作レバーに
よるチヨーク作動であって、機関始動に際し、操作者が
機関の暖気状態により勘、経験を頼りにしてチヨークバ
ルブを開、閉に操作するため、機関の温態時にチヨーク
したまま始動してオーバーチヨークで始動不能にした
り、機関の冷態時にチヨーク不足により始動回数が必要
以上となるなどの不具合は避けられない。

本考案は、前記のような課題に対処するために開発され
たものであって、その目的とする処は、オートチヨーク
装置を気化器の部品間に集約させて配置し、調速装置に
よるスロツトルレバーの作動に連動しかつ機関温度の感
知による自動チヨーク性能を有して、チヨーク性能、作
動信頼性の向上とともに調速装置の簡素化、作動信頼性
を高めた内燃機関のオートチヨーク装置を提供するにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

気化器のチヨークレバーに、チヨーク開にばね付勢した
スプリングを設け、該チヨークレバーとスロツトルレバ
ー間をチヨーク連動ロツドで連結する。該チヨーク連動
ロツドは、成形時形状もしくは成形後に賦形された形状
に対しガラス転移点以上で与えられた変形をガラス転移
点以下に冷却して固定した後、ガラス転移点以上に加熱
することにより変形が解放され形状復帰する形状記憶性
を備え、機関温度により座屈力が変化し前記ばね付勢と
の関連で、内燃機関の冷態始動時のスロツトルバルブ全
開に際しチヨーク閉にし、温態始動および暖気運転時は
チヨーク開にする高分子ウレタンエラストマー等の高分
子材によって構成する。スロツトルレバーに調速装置を
連設する。

チヨークレバーに対しチヨーク連動ロツドの一端を回動
自在に連結するとともに、チヨーク連動ロツドの他端を
スロツトルレバーのガイド穴に遊嵌して、スロツトルレ
バーがスロツトルバルブを開方向へ操作したときのみチ
ヨークレバーとスロツトルレバーを連結可能とし、スロ
ツトルバルブの閉方向にはフリーとする。

〔作用〕

スプリングによりチヨークレバーがチヨーク開方向にば
ね付勢され、チヨークレバーとスロツトルレバー間に連
設され高分子ウレタンエラストマー等の高分子材で構成
されたチヨーク連動ロッドが、機関温度により座屈力が
変化して、前記ばね付勢との関連で内燃機関の冷態始動
時のスロツトルバルブ全開に際してチヨーク閉にし、温
態始動および暖気運転時はチヨーク開にして、調速装置
によるスロツトルバルブの作動に連動してチヨーク作動
が自動化され、チヨーク作動の誤操作が解消され作動信
頼性が得られる。

また、気化器の部品間へのオートチヨーク装置の集約に
より、調速装置が簡素化され作動信頼性が得られる。

〔実施例〕

第１図ないし第３図に本考案の一実施例を示し、図中10
1は気化器、101aはスロツトルバルブ130を回転するスロ
ツトルレバー、101bはチヨークバルブ131を回転するチ
ヨークレバー、102は高分子ウレタンエラストマーより
なるチヨーク連動ロツドであって、該チヨーク連動ロツ
ド102は、カシメピン115によりチヨークレバー101bに回
動自在に連結されると共にスロツトルレバー101aの穴20
1内を滑動自在に案内される。気化器101のボデイとチヨ
ークレバー101b間に、同チヨークレバーを介してチヨー
クバルブ131を常時開方向に、即ちチヨーク開にばね付
勢したリターンスプリング120が介装、セツトされる。

チヨーク連動ロツド102の係合部102aとスロツトルレバ
ー101aの穴201との間の遊びにより、スロツトルレバー1
01aがスロツトルバルブ130を開方向に操作されたときの
みチヨークレバー101bと係合連動せしめ、スロツトルバ
ルブ130閉方向には拘束力を与えないようする。該チヨ
ーク連動ロッド102は、機関温度により座屈力が変化
し、前記ばね付勢との関連で内燃機関の冷態始動時のス
ロツトルバルブ130全開に際しチヨーク閉に連動して、
温態始動および暖気運転時はチヨーク開にしさらに成形
時形状もしくは成形後に賦形された形状に対しTg以上で
与えた変形をTg以下に冷却して固定した後、Tg以上に加
熱することにより変形が解放され形状復帰する形状記憶
性を備えた高分子ウレタンエラストマー等の高分子材に
よって構成し、スロツトルレバーに調速装置を連設した
内燃機関のオートチヨーク装置になっている。

スロツトルレバー101aは、第１図（Ｂ）及び（Ｃ）〜
（Ｅ）に示すように、チヨーク連動ロツド102の係合部1
02aが係合するための穴201を備え、かつ第２図（Ａ）よ
り第２図（Ｆ）に示す連動ロツド102の動きに対応する
ための開口部202を備え、樹脂等により一体成形されて
いる。また、第１図（Ｇ），（Ｈ）に示すように、スロ
ツトルレバー101aと連動ロツド102は、スロツトルレバ
ー101aに設けられた連動ロツドの係合部102aよりやや大
きい巾をもつ凹部203により、円滑かつ容易に組付けら
れ、組付後は第２図に示すように該凹部203に対し連動
ロツド102が落ち込む方向に一致することがないため、
スロツトルレバー101aと連動ロツド102はエンジンの振
動等により係合が外れたり脱落したりすることがない。

前記スロツトルレバー101aにはガバナロツド103が連設
され、ガバナロツド103にガバナレバー104、ガバナスプ
リング105が連設されるとともに、コントロールパネル1
12に調速用のコントロールレバー107がカシメピン106で
回動自在に枢着され、コントロールパネル112に位置決
めスプリング109を介して組付けられた回転調整ネジ108
がコントロールレバー107に対設されているとともに、
コントロールパネル112に取付けられたナイロン等の絶
縁物製の取付端子110に停止スイツチ端子111が挾持さ
れ、該停止スイツチ端子111は、コントロールレバー107
の回動により機関停止時にコントロールレバー107に接
触するように配設されて、該端子の一端には機関点火装
置（図示省略）の１次電流をアースするためのアース線
（図示省略）に接続され、操作レバーにより進退される
ボーデンワイヤ（図示省略）がコントロールレバー107
に連結された調速装置になっている。

チヨークバルブ131の開閉を制御する前記チヨーク連動
ロッド102は、縦弾性係数が急激に変化するガラス転移
点Tgを常温付近（10〜30℃）に設定するため、イソフオ
ロン ジイソシアネートとビスフエノールを重合したウ
レタンエラストマーにより構成すると、Tg付近でチヨー
ク連動ロッド102の所要の座屈力が急激に変化すると共
に、成形時の形状に対してTg以上の温度で変形を与えそ
のままTg以下に冷却すると変形形状が保持（固定）さ
れ、再びTg以上に加熱すると変形が解放され成形時形状
に復元するいわゆる形状記憶性を有する。

該ウレタンエラストマーによる感温部材の希望するガラ
ス転移点Tgおよび弾性率は下記のように得られる。

温度感知部材であるチヨーク連動ロッド102を構成する
高分子エラストマーとしては、目的とする設定温度の近
傍にTgを有するエラストマーであれば、いかなる物質で
もよいが、該Tgの前後における弾性率変化の大なるエラ
ストマーが好ましく、通常、ポリウレタンエラストマ
ー、スチレン−ブタジエンエラストマー、ニトリル−ブ
タジエンエラストマー等が用いられる。

次に各種のTgを有するポリウレタンエラストマーの製造
例について説明する。ポリウレタンエラストマーを製造
するのに使用されるイソシアネート成分としては、通常
ポリウレタンに使用されるものであれば特に制限はな
く、例えばジフエニルメタンジイソシアネート、2,4−
または2,6−トリレンジイソシアネート、ｍ−またはｐ
−フエニレンジイソシアネート、イソホロンジイソシア
ネート、ヘキサメチレンジイソシアネートおよびこれら
の粗成分あるいは混合物が使用される。

またポリオール成分としては、１分子中に少なくとも２
個以上の水酸基を有するものが用いられ、例えば多価ア
ルコール、脂肪族アミン、芳香族アミン等を開始剤と
し、これにアルキレンオキサイドを付加して製造される
ポリオキシアルキレンポリオール、酸とアルコールの縮
合により製造されるポリエステルポリオール、あるいは
ポリテトラメチレングリコール、ポリブタジエンポリオ
ールなどが使用される。

鎖延長剤としては、エチレングリコール、1,4−ブタン
ジオールなどの短鎖のジオール、エチレンジアミン、プ
ロパンジアミンなどのジアミン、またはトリメチロール
プロパンへのトリレンジイソシアネート付加物のような
比較的低分子量のイソシアネート化合物が用いられる。

また必要に応じて第３級アミン、金属塩等、公知の触媒
が使用される。

ポリウレタンエラストマーの合成はまず、イソシアネー
トとポリオールを特定の配合比Ａ＝〔NCO〕／〔OH〕で
反応させてプレポリマーで合成し、次いで希望する配合
比Ｂ＝〔鎖延長剤〕／〔プレポリマー〕になるよう鎖延
長剤を添加し、その後、脱泡、注型、架橋反応を行わせ
ることによってなされる。

Tgおよび弾性率に及ぼす要因としては、１）イソシアネ
ートの種類、２）ポリオールの種類、３）鎖延長剤の種
類、４）配合比Ａ、５）配合比Ｂ、６）熱履歴などが考
えられるが、これらの条件を組み合わせることにより希
望するTg、弾性率をもつポリウレタンエラストマーを任
意に合成することが可能である。

第１〜２表は、前記処方に従って合成した各種ポリウレ
タンエラストマーのTgを示すものである。

第1,2表から明らかなようにポリウレタンエラストマー
のハードセグメント（イソシアネート、鎖延長剤）とソ
フトセグメント（ポリオール）の組み合わせにより自由
にTgを選択できる。同様にしてスチレン−ブタジエンエ
ラストマー、ニトリル−ブタジエンエラストマーにおい
てもハードセグメント（スチレンあるいはニトリル）と
ソフトセグメント（ブタジエン）の割合を変えることに
より、Tgを自由に選択できる。

前述のような高分子エラストマーを温度感知部材の材料
として用いるものであるが、温度感知部材の形状は特に
制限はなく如何なる形状でもよい。具体的には、たとえ
ば板状、棒状、あるいは渦巻ばね状として用いられる。
チヨーク連動ロッドが棒状の場合102の所要座屈力P_kは E:縦弾性係数、I:断面２次モーメント、l:長さであり、
Tgを境とした縦弾性係数Ｅの変化によりP_kが変化する。
次に、機関温度、運転状態に応じたチヨーク連動ロッド
の関係を示した第２図によりチヨーク作動状態について
説明する。

まず、機関停止時（第２図（Ａ））には、調速装置の停
止位置において気化器のスロツトルバルブ130は全開状
態であり、スロツトルレバー101aに係合したチヨーク連
動ロッド102は、チヨークバルブ131が全開となる位置に
同ロツドの他端がチヨークレバー101bに対し係合されて
おり、かつ、リターンスプリング120により、確実にチ
ヨークバルブ131は全開となる。

次に、機関冷態時（チヨーク連動ロッド温度Tg未満）の
始動位置（第２図（Ｄ））では、調速装置によりスロツ
トルレバー101aを介してスロツトルバルブ130が全開位
置に保たれ、スプリング120による座屈力P_ksがチヨーク
連動ロッド102の所要座屈力P_kc以下のため（P_ks＜
P_kc）、スロツトルレバー101aに係合されチヨークレバ
ー101bに連結されたチヨーク連動ロッド102は、変形す
ることなくチヨークバルブ131を全閉にする。一方、機
関温態時（チヨーク連動ロッド102の温度20℃以上）の
始動位置（第２図（Ｅ））では、調速装置によりスロツ
トルレバー101aを介してスロツトルバルブ130が全開位
置に保たれ、スプリング120による座屈力P_ksがチヨーク
連動ロッド102の所要座屈力P_KH以上のため（P_ks＞
P_KH）、スロツトルレバー101aに係合されチヨークレバ
ー101bに連結されたチヨーク連動ロッド102が座屈し、
チヨークバルブ131を全開に保持する。

感温材温度がTg以下、以上の場合のチヨークシヤフトの
回動モーメントの実測値をスプリング120のばね力モー
メントと比較した結果は、第３図に示すようになり、第
３図において、チヨーク連動ロッド102の温度がTg以上
の温態時では、チヨークバルブ回動モーメントがスプリ
ング120によるモーメントの1/2未満であり、チヨークバ
ルブ131はスプリング120により全開方向の回動モーメン
トが与えられて全開となる。

一方、チヨーク連動ロッド102がTg未満の温度の場合、
チヨークバルブ131の回動モーメントはスプリング120に
よるモーメントの20倍以上あり、確実にチヨーク全閉と
なる。

第３図において、スロツトル開度12度近くまでチヨーク
連結ロッド102による回動モーメントが発生しないの
は、チヨーク連結ロッド102のスロツトルレバー101a側
の係合部の開口形状に対し、連結ロツド102が短くして
あるためで、リンク長さ等の諸元の設定により自由に選
定できる。一般に、ガバナ装置を備えた汎用内燃機関の
クランク軸最高回転数は約4000rpm程度であり、機関無
負荷時のスロツトル開度は最高回転数において高々10〜
12度の程度であり、第２図（Ｂ），（Ｃ）に示すよう
に、エンジン始動後のガバナ作用時には無負荷時に本発
明のオートチヨーク装置によりチヨークバルブ131は全
開を保持できる。

さらに、機関運転後においては、機関暖気状態に応じて
チヨーク連動ロッドの温度がTg以上となるため、スロツ
トル全開域までチヨーク弁は何ら機能せず機関運転状態
に不具合を与えることはない。

また、機関運転状態より機関停止とするためには、調速
装置の停止スイツチ端子111の位置が、スロツトル全閉
位置であることにより、必らず第２図（Ａ）に示される
状態になる。

しかしながら過負荷運転、もしくは衝撃負荷による機関
停止時等スロツトル全閉位置でない状態にて機関停止
し、正しい機関停止位置でない状態にて放置され機関停
止前の連動ロツド102の温度がTg以上であった際には、
再始動時に連動ロツド温度がTg以下の冷態時であったと
すると、機関再始動時には第２図（Ｅ）の状態となり、
始動操作によりシリンダに空気・燃料の混合気が送り込
まれるものの空気過剰でありエンジンの始動操作回数が
増加する。

このような始動操作によりエンジンが起動した際にはス
ロツトルレバー101aはガバナ機構により第２図（Ｆ）の
状態になるが、連動ロツド102は変形が固定されわん曲
形状のままとなるが、機関温度の上昇に伴ない連動ロツ
ド102の温度も上昇し連動ロツドの温度がTg以上となる
と、変形が解放され、成形時の直線形状に復帰する。し
たがって正規の機関停止方法・機関保管によらず再始動
された際にも、運転直後に於てもチヨークは何ら作用せ
ず、かつ、運転に伴ない連動ロツド102の固定された変
形も解放されるため、機関の運転に何ら支障を与えな
い。

また、このような正規停止でない停止に於いて連動ロツ
ド温度がTg以上の際には何ら始動性に影響を与えないも
のであることは明らかである。したがって、機関運転
時、機関温度に応じたチヨーク開、チヨーク閉操作がチ
ヨーク連動ロッドの温度のみで自動的になされ、かつ運
転後は、機関暖気運転を適切に行なうことにより、チヨ
ークは何ら作用せず、かつ正しい機関停止方法・保管状
態によらず再始動された際にもチヨークは何ら作用せ
ず、かつ連動ロツドの形状記憶効果によりオートチヨー
ク機能を復帰する。オートチヨーク装置となる。

〔考案の効果〕

本考案は、気化器のチヨークレバーにチヨーク開にばね
付勢したスプリングを設け、該チヨークレバーとスロツ
トルレバー間をチヨーク連動ロッドで連結するととも
に、該チヨーク連動ロッドは、成形時形状もしくは成形
後に賦形された形状に対しガラス転移点以上で与えられ
た変形をガラス転移点以下に冷却して固定した後、ガラ
ス転移点以上に加熱することにより変形が解放され形状
復帰する形状記憶性を備え、機関温度により座屈力が変
化し、前記ばね付勢との関連で、内燃機関の冷態始動時
のスロツトルバルブ全開に際しチヨーク閉にし、温態始
動および暖気運転時はチヨーク開にする高分子ウレタン
エラストマー等の高分子材料によって構成し、スロツト
ルレバーに調速装置を連設した内燃機関のオートチヨー
ク装置に於いて、チヨークレバーに対しチヨーク連動ロ
ッドの一端を回動自在に連結するとともに、チヨーク連
動ロッドの他端をスロツトルレバーのガイド穴に遊嵌し
て、スロツトルレバーがスロツトルバルブを開方向へ操
作したときのみチヨークレバーとスロツトルレバーを連
結可能とし、スロツトルバルブの閉方向にはフリーとし
たことにより、次の効果を有する。

本オートチヨーク装置は気化器の部品間に集約され、調
速装置とともに機構が簡素化されているとともに、該オ
ートチヨーク装置は、調速装置によるスロツトルレバー
の作動に連動され機関温度の感知によりチヨーク作動が
自動化されて、チヨーク性能、作動信頼性が著しく向上
されている。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本考案の実施例を示す分解斜視図、第１
図（Ｂ）は第１図（Ａ）における気化器の縦断面図、第
１図（Ｃ）は第１図（Ｂ）におけるスロツトルレバーの
側面図、第１図（Ｄ）は第１図（Ｃ）のＤ矢視、第１図
（Ｅ）は第１図（Ｃ）のＰ−Ｐ断面図、第１図（Ｆ）は
第１図（Ｄ）のＱ−Ｑ断面図、第１図（Ｇ），（Ｈ）は
チヨーク連動ロッド係合部をスロツトルレバー穴に組込
む手順を示す要部断面図、第２図（Ａ）乃至（Ｆ）はス
ロツトルレバーチヨーク連動ロッド及びチヨークレバー
の各作動態様を示す平面機構図、第３図はチヨークシヤ
フト回転モーメントとスロツトルバルブ開度の実測デー
タ図、第４図は従来装置の構造図、第５図（Ａ）は従来
のエンジンと機関コントロール装置の全体概略図、第５
図（Ｂ）は第５図（Ａ）の機関コントロール装置の構成
図である。 101…気化器 101a…スロツトルレバー 101b…チヨークレバー 102…チヨーク連動ロッド

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】気化器のチョークレバーにチョーク開にば
   ね付勢したスプリングを設け、該チョークレバーとスロ
   ットルレバー間をチョーク連動ロッドで連結するととも
   に、該チョーク連動ロッドは、成形時形状もしくは成形
   後に賦形された形状に対しガラス転移点以上で与えられ
   た変形をガラス転移点以下に冷却して固定した後、ガラ
   ス転移点以上に加熱することにより変形が解放され形状
   復帰する形状記憶性を備え、機関温度により座屈力が変
   化し、前記ばね付勢との関連で、内燃機関の冷態始動時
   のスロットルバルブ全開に際しチョーク閉にし、温態始
   動および暖気運転時はチョーク開にする高分子ウレタン
   エラストマー等の高分子材料によって構成し、スロット
   ルレバーに調速装置を連設した内燃機関のオートチョー
   ク装置に於いて、チョークレバーに対しチョーク連動ロ
   ッドの一端を回動自在に連結するとともに、チョーク連
   動ロッドの他端をスロットルレバーのガイド穴に遊嵌し
   て、スロットルレバーがスロットルバルブを開方向へ操
   作したときのみチョークレバーとスロットルレバーを連
   結可能とし、スロットルバルブの閉方向にはフリーとし
   たことを特徴とする内燃機関のオートチョーク装置。