JPS63277824A - 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だめに、軽量、小型、高出力の内燃
１ｌｒＩＡ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、運転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。

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、絞り弁の全問および全１ｎ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、機関の振動により撮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、目間の過回
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。そこで、撮動ポンプと７クチユエータとの間に、
機関の過回転時の振動により開く制御弁を備えたものを
提案しているが、これによっても機関の使い初めとかな
り使い込んだ後では嶺関回転敗と振動の強さの関係が変
化し、機関全体の温度などにｊ；つでも機関回転数と振
動の強さの関係が変化する。ざらに、個々の機関により
機関回転数と振動の強さとの関係にバラツキがあり、完
全なものとは言い難い。

［発明が解決しようとする問題点］ そこで、本発明の目的は上述の問題を解決するために、
制御弁の作動点がより正確であり、したがって機関の所
定回転ａ以上で振動ポンプからの加圧空気によりアクチ
ュエータが作動され、絞り弁が自動的に閉方向へ回動さ
れる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、本発明の構成は気化器の絞
り弁を開方向へ作動させるアクチュエータと、機関過回
転時にアクチュエータへの圧力を制御する制御弁と、機
関の撮動により作動する振動ポンプとを備えた内燃機関
の過回転防止装置において、前記制御弁を機関の冷却フ
ァンの風圧により作動させるものである。

［作用］ 内燃！Ｉｌｒ！Ａに取り付けられた撮動ポンプ４１がは
関の振動を受けると、＆！４４とともにダイヤフラム５
８が往復動し、正圧または負圧の空気がアクチュエータ
８１の方へ送られる。

しかし、ＩＩ閏の通常の運転状態では、制御弁６１によ
り振動ポンプ４１またはアクチュエータ８１の作動がキ
ャンセルされているので、アクチュエータ８１のロッド
９２がばね８９の力により引っ込められている。

機関が過回転状態になると、冷却ファン１７の吹出口ま
たは吸込口の空気圧（正圧または負圧）が高くなり、こ
の空気圧が制御弁６１の圧力室６７へ入り、振動ポンプ
４１およびアクチュエータ８１のキャンセルを解く。

振動ポンプ４１から正圧または負圧の空気がアクチュエ
ータ８１の圧力室８５へ供給され、ロッド９２が突出さ
れる。ロッド９２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、自助的に過回転が防止される。

［発明の実流例］ 第１図に示すように、内燃機関１０は冷却フィン１３を
有するシリンダ本体１２の一側方に気化器２４が、他側
方にマフラー１４がそれぞれ接続される。また、シリン
ダ本体１２のクランクケースの側方にクランク軸１５に
より駆動される冷却ファン１７が瀬えられ、シリンダ本
体１２および図示してないシリングヘッドの周囲の空気
をクランク輪１５の周りに設けた開口からケース１６の
内部へ吸い込み、吹出口１８からＩＩＩ閏１０の遠方へ
吹き出すように構成される。この吹出口１８にこの空気
圧を導入する取入部材１９が配設される。

第２図に示すように、気化器２４は本体３５のベンチュ
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
。トリがワイヤ３０によりレバー２５をばね３２の力に
抗し−Ｃ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、較り弁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、！１１　ｔｉｔ弁６１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はノコツブ状のハウジング５７゜５５の
間にダイヤフラム５８を挾んで結合し、大気室４５と圧
力室４６を構成される。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４
３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５ｏ
に大気口４９からストレーナ６０を経て通路４７への空
気の流れを許す逆止弁４８が設けられる。通路５２は管
６２により制御弁６１の通路７４に接続される。

？ｌｌ１１１弁６１はハウジング６５とハウジング６３
の間に挟持したダイヤフラム６４により圧力室６７と大
気室６８を区画され、圧力室６７のロアロが管２０によ
り前述した取入部材１９に接続される。ハウジング６３
に通路７４と通路７ｏが設けられ、これらの接続部に形
成した弁座７３にポペット型の弁体７２がばね６９の力
により衝合される。弁体７２のステムはダイヤフラム６
４の両面に重ね合せた当て板６６．７１に結合され、ば
ね６９が当て板７１とハウジング６３の内壁との間に介
装される。通路７０が管７５を介してアクチュエータ８
１の口９０にそれぞれ接続される。

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を構成される。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８
８とハウジング８３との間に介装されたばね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
大気に連通ずる較り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。

上述した撮動ポンプ４１は好ましくは第３図に示すよう
に、気化器２４の本体３５の下端壁に一体的に結合され
る一方、制御弁６１およびアクチュエータ８１が本体３
５の上端壁に結合される。

管６２により撮動ポンプ４１と制御弁６１が接続される
。しかし、振動ボン７４１およびｌ１ＩＩＩ］弁６１は
機関１０の適当な部分に取り付けることができる。

次に、本発明による内燃機関の過回転防止ＩＩ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、冷
却ファン１７の吹出口１８の空気圧（風圧）が低く、し
たがって、制御弁６１の圧力室６７でダイヤフラム６４
に作用する空気の力が弱く、ばね６９の力により弁体７
２が弁座７３へ押し付けられている。

振動ポンプ４１は機関の撮動を受けてダイヤフラム５８
に支持された！！４４が上下に振動する。

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、大気口４９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
いて管６２へ排出される。しかし１通路７４が閉じられ
ているので、圧力室４６の圧力がある程度高くなると、
ダイヤフラム５８の振動が抑えられる。

機関が所定回転数１ス上すなわち過回転状態になると、
冷却ファン１７の吹出口の空気圧が高くなリ、この圧力
は１１１２１１弁６１の圧力室６７でダイヤフラム６４
に作用し、ばね６９の力に打ら勝って弁体７２を弁座７
３から離れさせ、通路７４と通路７０ないし圧力ｖ８５
を互いに連通させる。振動ポンプ４１のダイヤフラム５
８が錘４４により大きく振動し、圧力室４６の空気が制
御弁６１を経てアクチュエータ８１の圧力室８５へ供給
され、ばね８９の力に抗してロッド９２が押し下げられ
る。したがって、第３図に＃１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の開度が滅じられる。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、冷却ファン１７ｈ１らＩＩ
ＩＪＩＩＩ弁６１へ送られる空気圧が低くなるので、弁
体７２により通路７４と７０ないし圧力室８５との間が
閉じられる。そして、アクチュエータ８１の圧力室８５
の空気が校り９３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２
９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２５の縁部に当る。こうして、絞り弁２７
の開成が大きくなり、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）Ｉ＋　１０弁６１
が開いてアクチュエータ８１により絞り弁２７の開度が
減じられる。このような繰り返しにより載量は予め設定
した所定回転数以下に維持され、運転者が負荷の変動に
応じてトリ１１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４図に示す実施例では、制御弁６１の弁（，４１７２
が冷却ファン１７により発生される負圧により作動され
る。すなわら、この冷却ファン１７は一関の外側でクラ
ンク軸１５の周りの開口に連通する導風管２１の吸込口
２２がら空気を吸い込んで径外方かつ上方へ吹き出し、
て、シリンダ本体１２を冷却する。吸込口２２に配設し
た取入部材２３が管２０ａを介して制御弁６１の下側の
室すなわち圧力室６７のロア７に接続される。上側の苗
は大気室６８とされる。制御弁６１の他の構成は第１図
に示す実施例と同様である。

この実施例では一関が所定回転数以上になると、ダイヤ
フラム６４の下側に作用する負圧がばね６９の力に打ち
勝って弁体７２を押し下げ、通路７４と通路７０を互い
に連通プる。

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から制御弁１６１を経て供給される負圧により作動さ
れる。第１．３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。撮動ポンプ１４１の大気
口１４９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１５２に制御弁
１６１から圧力室１４６への空気の流れを許す逆止弁１
４８が設けられる。

ＩＩＩＩｉＩｌ弁１６１はボ弁上６１１５０と一体のハ
ウジングに収容したばね１６９により、弁体１７２を通
路１５２と通路１７０との接続部の弁座１７３へ押し付
けられる。通路１７０が管１７５によりアクチュエータ
１８１の圧力室１８５に連通される。

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を構成され、大気室１８６は較り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。

一関が所定回転数を超えて振動が大きくなると、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。一方、冷却ファン１７の吹出口の空気圧が
口１７６から圧力室１６７のダイヤフラム１６４に作用
し、ばね１６つの力に抗して弁体１７２を押し上げ、通
路１５２を開く。

したがって、アクチュエータ１８１の圧力室１８５の空
気が！！１７５．ｂｌＪ御弁１６１、逆止弁１４８を経
て圧力ｖ１４６へ吸引され、さらに圧力室１４６から逆
止弁１５４を経て外部へ吐き出される。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。

なお、第５図に示す実席例において、冷却ファン１７で
発生する正圧を至１６１へ供給する代りに、冷却ファン
で発生する負圧を口１７７から室１６８へ供給するよう
にしても、同様の効果を奏する。

以上説明した各実施例では、制御弁が蚤勤ポンプとアク
チュエータとの間に備えられているが、第６図に示すよ
うに、制御弁を振動ポンプの吸込口に接続して漂関過回
転時のみ振動ポンプを作動させるようにしてもよく、ま
た第７図に示すように、１１１１１１弁を７クチユエー
タの圧力室に接続して、通常はアクチュエータの作動を
キャンセルし、機関過回転時のみアクチュエータを作動
させるようにしてもよい。

第６図に示す実施例では、制御弁６１が振動ポンプ４１
の吸込口側すなわち逆止弁４８側に接続される。制御弁
６１のハウジングはボート部材５０と一体に構成される
。撮動ポンプ４１の吐出口すなわら逆止弁５４側が管６
２によりアクチュエータ８１の圧力室へ接続される。振
動ポンプ４１、アクチュエータ８１およびＩＩＩＩＩＩ
弁６１の構成については、第３図に示す実施例のものと
同様であり、同様の構成部材に共通の符号を付して説明
を省略する。

この実施例では、機関の通常運転では、制御弁６１によ
り振動ポンプ４１の吸込口すなわち大気口４９が閉じら
れているので、機関の撮動を受けてもダイヤプラム５８
の作動が抑えられ、アクチュエータ８１のロッド９２は
ばね８９の力により押し上げられている。＊関が過回転
状態になると、冷却ファンの吹出口から室６７へ供給さ
れる空気圧が高くなり、ばね６９の力に抗して弁体７２
が押し上げられ、撮動ポンプ４１の吸込口が大気に開放
される。したがって、機関の振動を受ける振動ポンプ４
１のダイヤフラム５８が往復動され、圧力室４６から加
圧空気が逆止弁５４、管６２を経てアクチュエータ８１
の圧力室８５へ供給され、ばね８９の力に抗してロッド
９２が押し下げられ、絞り弁レバー２９と一緒に絞り弁
２７が閉方向へ回動される。

第７図に示す実施例では、撮動ポンプ４１が管６２を介
してアクチュエータ８１に接続される。

制御弁６１はアクチュエータ８１のハウジングと一体的
に構成され、アクチュエータ８１の圧力室８５を大気ロ
ア４ａに接続する常開型の弁として構成される。他の構
成については第３図に示す実施例と同様であり、同様の
構成部材に共通の符号を付して説明を省略する。

この実施例では、機関が過回転状態になると、冷却ファ
ンの吹出口からあす叩弁６１の圧力室６７へ供給される
空気圧が高くなり、弁体７２がばね６９の力に抗して押
し下げられ、大気ロア４ａが閉じられる。したがって、
今までキャンセルされていたアクチュエータ８１が振動
ポンプ４１からの加圧空気によりロッド９２を押し下げ
られ、絞り弁レバー２つと一緒に絞り弁２７が閉方向へ
回動される。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、気化器の絞り弁を閉方向へ作動
させる７クチユエータと、機関過回転時にアクチュエー
タへの圧力を制御する制御弁と、機関の振動により作動
する振動ポンプとを備えた内燃ｖｌＡ開の過回転防止装
置において、前記制御弁を機関の冷部ファンの風圧によ
り作動させるものであり、振動ポンプまたはアクチュエ
ータの動作をキャンセル・解除するために、ダイアフラ
ム型の制御弁を作動させる冷却ファンの空気圧（正圧ま
たは負圧）と機関回転数との関係が非常に安定している
ので、ｌ１ｔｌ弁の動作点にバラツキが少く、作動が確
実であり、信頼性が向上される。

本発明によれば、機関の過回転時気化器の絞り弁の開度
が自動的に減じられ、機関へ吸入される混合気の流量が
減じられるから、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、運転者はスロット
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原理
的構成を示す側面図、第２図は同過回転防止装置が備え
られるべき気化器の平面断面図、第３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＠着した状態を
示す側面断面図、第４〜７図は本発明の第２〜５実施例
に係る過回転防止装置の側面断面図である。 ２５ニレバー　２９二絞り弁レバー　３８；軸受スリー
ブ　４１：撮動ポンプ　４４：ｔｌｌ　　４８゜５４：
逆止弁　５８．８４：ダイヤフラム　６１：制御弁　８
１：アクチュエータ　８９：ばね９２：ロッド　９３，
９４：較り 第２図 第　６　図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 気化器の絞り弁を閉方向へ作動させるアクチュエータと
   、機関過回転時にアクチュエータへの圧力を制御する制
   御弁と、機関の振動により作動する振動ポンプとを備え
   た内燃機関の過回転防止装置において、前記制御弁を機
   関の冷却ファンの風圧により作動させることを特徴とす
   る内燃機関の過回転防止装置。