JPS63255533A - 内燃機関の過回転防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、チェンソーや
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
、チェンソーや刈払機のカッターのように、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った後
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コ 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、加圧空気がアクチュエータへ直接供
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
転時アクチュエータが絞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スラムを押し戻すた
めのばねが備えられているので、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ッ
ドがばねにより引退されているアクチュエータへ圧力流
体を送り、絞り弁レバーを閉弁方向へ付勢する振動ポン
プの大気と連通ず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１０１，２０１によ
り振動ポンプの通路４９．１５２がボール１０７，２０
７により閉じられているので、振動ポンプ４１．１４１
の！！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、アクチュエータ８１，１８１の
ロッド９２．１９２がばね８９．１８９の力により引っ
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１０７．２０７か
ばね１０４．２０４の力に抗して暴れ出し、通路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。したがって、振動ポンプ４１，１４
１から正圧または負圧の空気がアクチュエータ８１，１
８１の圧力室８５’、１８５へ供給され、ロッド９２．
１９２が突出される。ロッド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、５一 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は冷却フィン１５を
有するシリンダ１６が、上端部を冷却フィン１２を有す
るシリンダヘッド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とがコネクティングロッド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、シリンダヘッ
ド１３とピストン１４との間へ供給される。ピストン１
４の上昇に伴っ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２
４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に設けたベンチュリ３４
に、弁軸２８により絞り弁２７が支持され、ベンチュリ
３４を通過する空気の負圧により燃料がベンチュリ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３，７３８，６２３号明細書により公知であり、
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、かつ上端に逆り字形の絞り弁レバ
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２
５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ュエータ８１
とから構成される。

振動ポンプ４１はカップ状のハウジング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がリベット
４３により結合される。圧力室４６に通路５６．４７が
設けられ、これらにボート部材５３．５０がそれぞれ結
合される。ボート部材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。またボート
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はカップ状のハウジング１０２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。

アクチュエータ８１はカップ状のハウジング８２．８３
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９ｏ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８７．８８が重ね合さ
れ、かつロッド９２の基端部により結合される。ロッド
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９１に
摺動可能に挿通したロッド９２が引っ込められている。

ロッド９２の先端部は前述した絞り弁−〇− レバー２９に衝合可能に構成される。圧力室８５に大気
に連通ずる絞り９３が、大気室８６に大気に連通ずる絞
り９４がそれぞれ設けられ、これによりアクチュエータ
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１０１は、好
ましくは第３図に示すように、気化器２４の本体３５の
下端壁に結合される一方、アクチュエータ８１が本体３
５の上端壁に結合される。

管４０により振動ポンプ４１とアクチュエータ８１が接
続される。しかし、振動ポンプ４１および振動センサ１
０１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
アクチュ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
ンボリューション型、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、また大気室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のセット荷重、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１０７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１０４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４６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１０６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
てアクチュエータ８１の圧力室８５へ供給され、ばね８
９の力に抗してロッド９２が押し下げられる。したがっ
て、第４図に鎖線で示すように絞り弁レバー２９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、アクチュエータ８１の圧力室８５の空気が絞り９
３から次第に外部へ流出し、ばね８９の力によりロッド
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
開いてアクチュエータ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がワイヤ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３５の上端
壁に結合されるアクチュエータ１８１が振動ポンプ１４
１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１４１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にアクチュエータ１８１から圧力ｖ
１４６への空気の流れを許す逆止弁１４８が段けられる
。圧力室１４６が管１４０によりアクチュエータ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のボート部材１５
３と一体のハウジングに収容したばね２０４によりボー
ル２０７が通路１５２の端部へ押し付けられる。

アクチュエータ１８１はハウジング１８２，１８３の間
にダイヤフラム１８４を挟んで大気室１８６と圧力室１
８５とから構成され、大気室１８６は絞り１９４により
、圧力室１８５は絞り１９３によりそれぞれ大気に連通
される。ダイヤフラム１８４に結合したロッド１９２は
ばね１８９の力により引っ込められている。

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２０４のｈ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！！１４４によりダイヤフラム１５８が上下に振動す
る。したがって、アクチュエータ１８１の圧力室１８５
の空気が管１４０１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の力に抗してロッド
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と
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、通常はロッドがばねにより引退
されているアクチュ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ずる
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、作業者はスロット
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ニレバー　２９：絞り弁レバー　４１．１４１＝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　：アクチュエータ　８５
：圧力室　８９．１０４：ばね　９２：ロッド　１０１
．２０１　：振動センサ　１０７：ボール

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）通常はロッドがばねにより引退されているアクチ
   ュ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. （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ュ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. （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
   クチュ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. （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。