JP4296075B2

JP4296075B2 - ガバナ装置

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Publication number: JP4296075B2
Application number: JP2003365905A
Authority: JP
Inventors: 純一佐茂; 俊夫上山; 昌史相良
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2003-10-27
Filing date: 2003-10-27
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2023-10-27
Also published as: TW200514912A; DE602004027832D1; CN1875178B; EP1691058A4; EP1691058B1; CN1875178A; US7644697B2; US20070144484A1; WO2005040583A1; KR101083884B1; KR20060115373A; EP1691058A1; TWI319043B; JP2005127275A

Description

本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関に用いられるガバナ装置に関し、特に、エンジンの回転数と、制限トルクの関係において、中低速域の制限トルク適正化のために、強制的に制限燃料噴射量を減少させる機構における、制御開始回転数の調整機構に関する。

従来、ディーゼルエンジンに遠心式ガバナ装置を設けた技術は公知である。遠心式ガバナ装置は、クランク軸に設けたクランクギアより、ギア等を介してカム軸及びガバナ軸が回転駆動されるように構成されており、該ガバナ軸にはガバナウエイトを外嵌し、該ガバナウエイトをガバナスリーブを介してガバナレバーと連動させ、該ガバナレバーを、三つのレバーから構成して燃料噴射ポンプの燃料調節用ラックと連動連結していた（例えば、特許文献１参照。）。

このような構成において、エンジンが始動されると、設定回転数で回転されて、その後、設定回転数より高くなればガバナウエイトが遠心力により開いて、ガバナスリーブが摺動し、ガバナレバーが回動されて、燃料調節用ラックを燃料減少側に移動させて、燃料噴射ポンプの噴射量を減少させ、逆に回転数が減少してガバナウエイトにかかる遠心力が小さくなると、逆方向に付勢するバネによって閉じて、燃料調節用ラックを燃料増量側に移動させるようにしていた。

特許第２８７３７２７号公報

通常、ディーゼルエンジンの制限トルクと回転数との関係は、定格点を基準に負荷が増加した場合でもエンストしないように、負荷の増加により回転数が減少すると制限トルクが増加するように設定される。しかし、回転数の減少による制限トルクの増加が中低速域にまで及ぶと、爆発圧力や排気ガス温度の上昇による耐久性の悪化、排気ガス中の黒煙の増加等の排気エミッションの増大を招くため、こういった特性をもったエンジンの場合には、中低速域の制限トルクが過大にならないように、ガバナ装置によって燃料噴射量を強制的に減少させる必要があるが、逆に作業機側より要求されるトルクを確保するために、その減少量を適正に制御する必要がある。

そのため、中低速域での燃料噴射量を抑えるために、ガバナ装置にレバーとバネ等を追加することも行われている。このような構成とした場合、定格回転数から回転数が減少すると、設定回転数より燃料噴射量の増加を抑えるようにしていたが、エンジンにより多少のバラツキがあり、このバラツキを調整するにはバネの取付位置を変更したり、バネを交換したりする必要があり、外部から調整できず、ケースを分解する必要があり、大変面倒な作業となっていた。そこで、本発明は回転数減少時における燃料噴射量制限開始位置を外部から容易に設定できるようにしようとすることを目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

請求項１においては、第一レバー（３１）と第二レバー（３２）と第三レバー（３３）により、ガバナレバー（３０）を構成したガバナ装置において、回転数設定レバー（２９）を回動することにより、連動したレギュレータレバー（２６）を回動し、該レギュレータレバー（２６）に固設されたガバナレバー軸（２５）を介して第一レバー（３１）を回動し、該第一レバー（３１）に、支軸（３７）を介して第二レバー（３２）を枢支し、該第二レバー（３２）に支軸（３９）を介して第三レバー（３３）を枢支し、該第三レバー（３３）は、該第二レバー（３２）により回動量を規制されるとともに、付設されたシフタ（４１）の部分でガバナウエイト（２２）に連動され、前記第三レバー（３３）より上方に突出した係合部（３３ｄ）を、略「コ」字形に形成し、燃料噴射ポンプ（１２）の燃料噴射量を調節するコントロールレバー（１６）の一端と係合し、前記第二レバー（３２）より延出した支持部（３２ｄ）と、前記第一レバー（３１）に固設された弾性板材（３５）の先端部（３５ａ）との間に、低速回転時に燃料噴射量を所定量減少させるように付勢する弾性部材（３８）を備え、前記弾性部材（３８）のセット荷重を変更するセット荷重変更手段を設け、該セット荷重変更手段は、該第一レバー（３１）側に固設された弾性板材（３５）と、該弾性板材（３５）の外周面に当接すると共に、該第一レバー（３１）に形成した軸支部（３１ｅ・３１ｆ）に両側を支持し、回動可能とした調整軸（４５）より構成し、両側を支持した調整軸（４５）の間の外周部分に、平面状の面により、該弾性板材（３５）との当接面（４５ａ・４５ｂ・４５ｃ）を形成し、該当接面（４５ａ・４５ｂ・４５ｃ）は、軸心（Ｏ）からの距離（Ｌ１・Ｌ２・Ｌ３）が段階的に長くなる（Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３）ように構成し、該複数の当接面（４５ａ・４５ｂ・４５ｃ）のいずれかに、該弾性板材（３５）を当接することにより、前記弾性部材（３８）のセット荷重を変更設定するものである。

請求項２においては、前記調整軸（４５）の一端に、回動制限部材（４６）を突設し、該調整軸（４５）を支持する第一レバー（３１）の軸支部（３１ｅ）に、前記回動制限部材（４６）と当接可能な突起（４７）を設け、該調整軸（４５）の一定角度以上の回転を、不可能としたものである。

請求項３においては、前記調整軸（４５）の一側に、該調整軸（４５）を回動する為の、調整操作具の係合部（４５ｄ）を形成したものである。

請求項４においては、前記弾性部材（３８）と調整軸（４５）は、第一レバー（３１）と第二レバー（３２）の枢支部である支軸（３７）に対して、上下方向の反対側に設けたものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、第一レバー（３１）と第二レバー（３２）と第三レバー（３３）により、ガバナレバー（３０）を構成したガバナ装置において、回転数設定レバー（２９）を回動することにより、連動したレギュレータレバー（２６）を回動し、該レギュレータレバー（２６）に固設されたガバナレバー軸（２５）を介して第一レバー（３１）を回動し、該第一レバー（３１）に、支軸（３７）を介して第二レバー（３２）を枢支し、該第二レバー（３２）に支軸（３９）を介して第三レバー（３３）を枢支し、該第三レバー（３３）は、該第二レバー（３２）により回動量を規制されるとともに、付設されたシフタ（４１）の部分でガバナウエイト（２２）に連動され、前記第三レバー（３３）より上方に突出した係合部（３３ｄ）を、略「コ」字形に形成し、燃料噴射ポンプ（１２）の燃料噴射量を調節するコントロールレバー（１６）の一端と係合し、前記第二レバー（３２）より延出した支持部（３２ｄ）と、前記第一レバー（３１）に固設された弾性板材（３５）の先端部（３５ａ）との間に、低速回転時に燃料噴射量を所定量減少させるように付勢する弾性部材（３８）を備え、前記弾性部材（３８）のセット荷重を変更するセット荷重変更手段を設け、該セット荷重変更手段は、該第一レバー（３１）側に固設された弾性板材（３５）と、該弾性板材（３５）の外周面に当接すると共に、該第一レバー（３１）に形成した軸支部（３１ｅ・３１ｆ）に両側を支持し、回動可能とした調整軸（４５）より構成し、両側を支持した調整軸（４５）の間の外周部分に、平面状の面により、該弾性板材（３５）との当接面（４５ａ・４５ｂ・４５ｃ）を形成し、該当接面（４５ａ・４５ｂ・４５ｃ）は、軸心（Ｏ）からの距離（Ｌ１・Ｌ２・Ｌ３）が段階的に長くなる（Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３）ように構成し、該複数の当接面（４５ａ・４５ｂ・４５ｃ）のいずれかに、該弾性板材（３５）を当接することにより、前記弾性部材（３８）のセット荷重を変更設定するので、セット荷重変更手段を調整することで、低速回転時の燃料噴射量を増減でき、所謂、燃料噴射補正の設定値を変更でき、ガバナ装置ごとのバラツキをなくすように調整できる。また、燃料噴射補正設定値を変更可能となるため、低回転域のトルクの管理が可能となる。

また、燃料噴射補正設定値を調整軸の回転により段階的に変更できるようになる。そのため、変更量も所定量ずつ段階的に変更されるため設定変更がやりやすくなり、また、調整軸を回転したときに段階的に止めることができるため、再設定時の再現性が高くなる。

請求項２においては、前記調整軸（４５）の一端に、回動制限部材（４６）を突設し、該調整軸（４５）を支持する第一レバー（３１）の軸支部（３１ｅ）に、前記回動制限部材（４６）と当接可能な突起（４７）を設け、該調整軸（４５）の一定角度以上の回転を、不可能としたので、簡単な構成で調整軸の回転範囲を設定できる。また、調整軸は３６０度以上回転できなくなるので、調整した位置が感覚的に認識でき、目盛等を設ける必要がなくなる。

請求項３においては、前記調整軸（４５）の一側に、該調整軸（４５）を回動する為の、調整操作具の係合部（４５ｄ）を形成したので、エンジンの外側から調整操作具により燃料噴射補正設定値を容易変更でき、調整時以外は調整操作具は不要であるため、ガバナの作動の邪魔にならず、ガバナ装置をコンパクトに構成できる。さらに、調整操作具の係合部は簡単な構成とすることができ、調整軸を安価に構成することができる。

請求項４においては、前記弾性部材（３８）と調整軸（４５）は、第一レバー（３１）と第二レバー（３２）の枢支部である支軸（３７）に対して、上下方向の反対側に設けたので、弾性部材と調整軸が第一レバーと第二レバーの回動支点より離れた位置に配設されることになり、燃料噴射補正設定値の変更調整に要する操作力は小さくて済み微調整がし易くなる。また、燃料噴射補正のための作用力も小さくすることができて弾性部材のバネ定数を小さくでき、安価に構成できる。

次に、発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明に係るエンジンの全体的な構成を示した正面断面図、図２は同じく側面図、図３はガバナ装置部分の側面断面図、図４は同じく正面断面図、図５はガバナレバー部分の背面図、図６は同じく側面図、図７は調整軸の側面図、図８は図７におけるＡ−Ａ矢視断面図である。

空冷ディーゼルエンジンを実施例として、図３の矢印Ｆの方向を前方として説明する。図１に示すように、エンジン１の本体は上部のシリンダブロック２と下部のクランクケース３とから構成されており、該シリンダブロック２の中央にシリンダ２ａが上下方向に形成され、該シリンダ２ａ内にピストン４が収納されている。前記クランクケース３にはクランク軸５が前後方向に軸支され、該クランク軸５とピストン４とがコンロッド６により連結されている。

前記シリンダブロック２上には、シリンダヘッド７が配置され、該シリンダヘッド７上にボンネットカバー８が配置されて、弁腕室が構成されている。そして、エンジン上部のシリンダヘッド７の一側（図１において左側）にマフラー９が配置され、他側（図１において右側）に燃料タンク１０が配置されている。

また、前記シリンダブロック２の下部のクランクケース３内には、バランスウエイトやガバナ装置１１等が配置され、該ガバナ装置１１の上方にカム軸１３や燃料噴射ポンプ１２等が配置されている。燃料噴射ポンプ１２は、カム軸１３の前後中央上に設けられたポンプ駆動カム１４により、該燃料噴射ポンプ１２のプランジャを押し引きして燃料タンク１０からの燃料を吸入し、高圧管を介して燃料噴射ノズル１５に所定のタイミングで、所定量の燃料を供給するように構成している。該燃料噴射ノズル１５による燃料噴射量は、燃料噴射ポンプ１２のコントロールレバー１６を回動してプランジャの有効ストロークを変更することで調節可能となっている。

前記カム軸１３は、クランク軸５と平行にクランクケース３に軸支されており、その一端に固設されたカムギア１７はクランク軸５に固設されたギア１８に噛合されるとともに、図３に示すように、ガバナ軸１９上に固設されたガバナギア２０とに噛合されている。これにより、クランク軸５からギア１８とカムギア１７を介して、カム軸１３に駆動力が伝達され、該カム軸１３からカムギア１７及びガバナギア２０を介してガバナ軸１９が回転駆動される。

前記ガバナ軸１９はカム軸１３と平行にカム軸１３の下方でクランクケース３に軸支され、前後中央部に前記ガバナギア２０が固設されている。該ガバナ軸１９のクランクケース３側（前側）端部には、潤滑油ポンプ２１が設けられ、他側（後側）端部にガバナ装置１１が配置されている。

前記ガバナ装置１１は主にガバナウエイト２２とガバナレバー３０とから構成されており、該ガバナウエイト２２は、略Ｌ字状に構成してその中途部で回動軸２３により、ガバナギア２０の側面に枢支されている。こうして、該ガバナウエイト２２の一端（外側）がガバナギア２０の回転数の増加に伴ってガバナ軸心に対して外方向に開くように構成され、他端（中心側）がガバナスリーブ２４の一端縁と当接（または係合）されている。該ガバナスリーブ２４は、有底の筒状に構成され、開放側の筒端部には縁部を構成して、該縁部の前面が前記ガバナウエイト２２の他端と当接される。そして、該ガバナスリーブ２４がガバナ軸１９の端部から外嵌されて、ガバナウエイト２２とガバナレバー３０との間で、ガバナ軸１９上で摺動可能に配置されている。該ガバナスリーブ２４の有底側の先端がガバナレバー３０に設けられたシフタ４１と当接されている。

図２乃至図６に示すように、前記ガバナ装置１１のガバナレバー３０は、後述する回転数設定レバー２９と連動連結される第一レバー３１と、該第一レバー３１に枢支される第二レバー３２と、該第二レバー３２に枢支されて該第二レバー３２により回動量が規制されるとともに、ガバナウエイト２２に連動される第三レバー３３とから構成されている。

第一レバー３１は、左右一対の支持部３１ａ・３１ｂと、該支持部３１ａ・３１ｂを後下部で一体的に連結する連結部３１ｃとからなり、平面視「コ」字状に形成されている。前記連結部３１ｃの外側（後面）には、板バネ等からなる弾性板材３５が固設されて、上方に突設されている。該弾性板材３５は後述する燃料噴射補正スプリング３８の第一レバー３１側の受けとして構成されている。

前記両支持部３１ａ・３１ｂの一方または両方の上下中途部内側には、ボス部３１ｄが固設され、該ボス部３１ｄがガバナレバー軸２５の一端上に固定されている。該ガバナレバー軸２５の他端（右端）はクランクケース３外に突出され、その端部にレギュレータレバー２６が固設されている。こうして、第一レバー３１はレギュレータレバー２６と連結されて一体的に回動するように構成されている。

前記レギュレータレバー２６は第一アーム２６ａと第二アーム２６ｂと第三アーム２６ｃとからなり、三つのアーム２６ａ・２６ｂ・２６ｃがレギュレータレバー２６中央部のガバナレバー軸２５との固定部から放射状に突出されている。

これらのアーム２６ａ・２６ｂ・２６ｃのうち、第一アーム２６ａと第二アーム２６ｂはそれぞれスプリング２７ａ・２７ｂを介してエンジン１の本体側面に配置された回転数設定レバー２９と連結されている。該回転数設定レバー２９はレバーガイド２８に沿って回動され、任意の回動位置に維持可能に設けられている。よって、回転数設定レバー２９が回動されると、スプリング２７ａ・２７ｂを介してレギュレータレバー２６が回動され、該レギュレータレバー２６の回動によりガバナレバー軸２５を介して第一レバー３１が回動されて、後述する燃料噴射量を調節するコントロールレバー１６が回動されることになる。こうして、回転数設定レバー２９の回動位置を変更することで、燃料噴射量が変更されて、エンジン１の回転数を変更したり、エンジン１を停止させたりすることが可能となっている。

第三アーム２６ｃは下方に突出して、エンジン１の本体側面に着脱可能、且つ位置調整可能に取り付けられたリミッタ３６に当接可能に配置されている。そのため、前記回転数設定レバー２９が運転側に回動されると、レギュレータレバー２６も前記スプリング２７ａ・２７ｂの付勢力により燃料噴射量増量側となる、図２における右回りに回動されることから、第三アーム２６ｃがリミッタ３６に当接して、第一レバー３１の燃料増量側への回動が規制されることになり、燃料噴射ポンプ１２の燃料噴射量が制限され、最大出力が規制されることになる。

また、前記ガバナレバー３０の第二レバー３２は左右一対の支持部３２a ・３２ｂとこれらの支持部３２ａ・３２ｂを後側で一体的に連結する連結部３２ｃとからなり、平面視「コ」字状に形成されている。該第二レバー３２と前記第一レバー３１は、その開放側が同方向を向くようにして、第一レバー３１（支持部３１ａ・３１ｂと連結部３１ｃ）の内側に第二レバー３２（支持部３２ａ・３２ｂと連結部３２ｃ）が、支持部３１ａ・３１ｂと支持部３２ａ・３２ｂ、及び連結部３２ｃと連結部３１ｃがそれぞれ略平行となるように配置されている。そして、両支持部３１ａ・３１ｂ・３２ａ・３２ｂは、下方に延設されて側面視で重なるように配置されており、該支持部３１ａ・３１ｂ・３２ａ・３２ｂ下端部にそれぞれ開口された枢支孔に支軸３７が嵌挿されて、該支軸３７に第二レバー３２が第一レバー３１に回動自在に枢支されている。

前記第二レバー３２の一側の支持部３２ｂは、他側の支持部３２ａよりも上方に延出されており（図５参照）、その先端部が後述する第三レバー３３の連結部３３ｅより上方に位置するまで延設されている。そして、該支持部３２ｂの先端部に、舌片状の支持部３２ｄが連結部３２ｃと略平行となるように折り曲げられて形成されている。該支持部３２ｄは、他側の支持部３２ｂ側に延出されて、前記第一レバー３１の連結部３１ｃに突設された弾性板材３５の先端部３５ａと対峙するように配置されている。該支持部３２ｄと前記弾性板材３５の先端部３５ａとの間には弾性部材として燃料噴射補正スプリング３８が介装され、該燃料噴射補正スプリング３８により第二レバー３２が第一レバー３１に対してガバナウエイト２２側に付勢されている。

また、第二レバー３２上部には、後述する第三レバー３３と回転自在に連結するための支軸３９が配設されており、該支軸３９の両端部は第一レバー３１に設けた内径が該支軸３９の外形より前後方向に大きい軸孔４３に挿嵌されている。

前記第二レバー３２は支軸３７を支点として揺動可能に配設されており、つまり支軸３７を支点として第二レバー３２を燃料噴射量減量側（図３における左回り）に最大回動すると、第二レバー３２と第三レバー３３とを連結する支軸３９の前面が第一レバー３１の軸孔４３の一側に当接し、逆方向に回動すると、他側に当接して、第二レバー３２の回動が第一レバー３１に対して規制されるように構成されている。

第三レバー３３は左右一対の支持部３３ａ・３３ｂと、これらの支持部３３ａ・３３ｂを前部で一体的に連結する連結部３３ｅと、該連結部３３ｅから下方に延出される当接部３３ｃと、左右一側の支持部３３ａから上方に突出される係合部３３ｄとから形成されている。該第三レバー３３の連結部３３ｅと支持部３３ａ・３３ｂは平面視「コ」字状として、開放側が第二レバー３２の開放側と対向するように配置され、該支持部３３ａ・３３ｂが第二レバー３２の支持部３２ａ・３２ｂの外側で第一レバー３１の支持部３１ａ・３１ｂよりも内側に配置されている。そして、第一レバー３１の支持部３３ａ・３３ｂと第二レバー３２の支持部３２ａ・３２ｂと第三レバー３３の支持部３３ａ・３３ｂにそれぞれ軸孔が一致するように開口され、該軸孔に支軸３９が嵌挿されている。こうして、支軸３９によりレバー３２・３３が枢支されている。

前記第三レバー３３の連結部３３ｅより下方に突設した当接部３３ｃの左右中央にはシフタ４１が貫通して設けられ、該シフタ４１の前面が前記ガバナスリーブ２４の先端部に当接するように配置されている。これにより、第三レバー３３はガバナスリーブ２４を介してガバナウエイト２２に連動して揺動される。

また、前記当接部３３ｃに設けたシフタ４１の後側（当接部３３ｃ内側）と前記第二レバーの連結部３２ｃの下部前面との間には始動スプリング４２が介装され、該始動スプリング４２により、当接部３３ｃがガバナウエイト２２側に付勢されている。これにより、エンジン始動時に、第三レバー３３が燃料増量側へ回動されることとなり、燃料噴射ポンプ１２のコントロールレバー１６が始動増量位置に位置するようになる。したがって、始動時において燃料噴射量を増量することができ、始動し易くなる。

なお、当接部３３ｃの左右幅は、図４に示すように、支持部３２ａと支持部３２ｂの間の距離よりも長く構成されている。そのため、エンジン１の回転数が増加してガバナスリーブ２４が当接部３３ｃを押して、始動スプリング４２が縮小すると、当接部３３ｃが支持部３２ａ・３２ｂに当接して、第三レバー３３が第二レバー３２と第一レバー３１とともにガバナレバー軸２５を中心に回動することになる。このとき、第三レバー３３は支軸３９を支点として回動されるが、燃料噴射量減量側に最大回動した場合には当接部３３ｃが支持部３２ａ・３２ｂの前面に当接して回動が規制される。また、逆方向に回動した場合においては、連結部３３ｅの上端が支持部３２ａ・３２ｂの上部の前面に当接して回動が規制されるように構成されている。

一方、第三レバー３３より上方に突出した係合部３３ｄは、その先端部が略「コ」字形の二股状に形成されて、燃料噴射ポンプ１２の燃料噴射量を調節するための前記コントロールレバー１６の一端と係合されている。これにより、前記ガバナ装置１１の作動や回転数設定レバー２９の回動により第三レバー３３が回動されると、コントロールレバー１６も回動されて、燃料噴射ポンプ１２の燃料噴射量が調節されることになる。

また、前述したように第三レバー３３は、第一レバー３１の内側に配置され、第二レバー３２とともに前記支軸３９により第一レバー３１の支持部３１ａ・３１ｂに回転自在に支持されている。該支軸３９は、第一レバー３１の両支持部３１ａ・３１ｂの上端部に開口された軸孔４３・４３で軸支されている。つまり、前記軸孔４３・４３は前後方向に大きく遊びを持たせた長穴又は軸径より大きな丸穴に構成されており、該軸孔４３・４３に支軸３９の左右両端部が摺動可能に挿通されている。但し、第二レバー３２と第三レバー３３の軸孔の径は支軸３９の径と略同じとして遊びがなく枢支されている。よって、第二レバー３２と第三レバー３３は、第二レバー３２と第一レバー３１を枢支する支軸３７を回動中心として、第一レバー３１に対して軸孔４３・４３の遊びだけ燃料噴射補正スプリング３８に抗して移動可能に支持されている。

こうして、エンジン１の回転数が上昇すると、回転数の上昇とともに遠心力によりガバナウエイト２２が回動軸２３を中心に回動して開いてガバナスリーブ２４が後方に摺動され、該ガバナスリーブ２４の押出し力により第三レバー３３が第一レバー３１、第二レバー３２とともにガバナレバー軸２５を中心に回動され、前記コントロールレバー１６が燃料噴射ポンプ１２の燃料噴射量を減少する方向に回動されて、設定回転数となるように回転数が制御される。逆に、回転数が減少すると、ガバナウエイト２２が閉じて第三レバー３３が前記レギュレータレバー２６を付勢するスプリング２７ａ・２７ｂの付勢力により第一レバー３１、第二レバー３２とともに逆方向に回動され、コントロールレバー１６が燃料噴射量を増加させる方向に回動されて、設定回転数となるように回転数が制御される。

このような構成において、回転数設定レバー２９で設定した定格回転数付近で運転している状態では、ガバナウエイト２２に働く遠心力によるガバナスリーブ２４の押出し力により、始動スプリング４２及び燃料噴射補正スプリング３８は押し縮められて、第三レバー３３と第二レバー３２とが当接し、同時に前記支軸３９が第一レバー３１の軸孔４３の反ガバナウエイト側内径面と当接し、三つのレバー３１・３２・３３が剛体的に一体となった状態となっている。この状態から負荷が大きくなり回転数が減少すると、ガバナウエイト２２に働く遠心力が小さくなることにより、ガバナスリーブ２４の押出し力が小さくなり、前記スプリング２７ａ・２７ｂの付勢力によって、三つのレバー３１・３２・３３が剛体的に一体となった状態のままでレギュレータレバー２６の第三アーム２６ｃがリミッタ３６に当接するまで燃料噴射量増量側に回動される。このポイントをエンジンの出力制限点といい、レギュレータレバー２６と一体化している第一レバー３１は、この状態よりも噴射量増量側へは回転できず、また高負荷により回転数が減少している状態では、この姿勢が維持される。

そして、負荷が更に増大し回転数が減少し、ガバナウエイト２２に働く遠心力が更に小さくなり、ガバナスリーブ２４の押出し力が燃料噴射補正スプリング３８の付勢力より小さくなると、第一レバー３１を前記状態に残したまま、第二レバー３２と第三レバー３３とが当接して一体となった状態で、燃料噴射補正スプリング３８の付勢力により支軸３７を支点として、噴射量減少方向に回動され始め（このときの回転数を補正開始回転数とする）、前記支軸３９が第一レバー３１の軸孔４３のガバナウエイト側内径面と当接するまで燃料噴射量が減少される。したがって、燃料噴射装置の動的特性やエンジンの燃料消費率の特性によって、設定した回転数で運転中において負荷により回転数が低下したときにトルクが過大になるエンジンにおいても燃料噴射量を抑え、過大なトルク増大を抑えることができるので、排ガス規制値以上の浮遊性粒子状物質が排出されることを防止できる。

更に回転数が減少しガバナウエイト２２に働く遠心力が小さくなり、ガバナスリーブ２４の押出し力が始動スプリング４２の付勢力より小さくなると、始動スプリング４２の付勢力により第二レバー３２と第三レバー３３の当接が支軸３９を支点に解除され、第三レバー３３のみが該支軸３９を支点として噴射量増量方向に回動され、始動噴射量の増量が行われる。なお、始動スプリング４２は始動時の極低回転時のみ作用するように付勢力が小さく設定されており、エンジンの通常の使用回転数の範囲内では第二レバー３２と第三レバー３３は一体的となったまま分離することはない。

そして、本発明においては、前記補正開始回転数を設定変更するための機構がガバナレバー３０に設けられている。即ち、補正開始回転数設定装置５０は、前記第一レバー３１と第二レバー３２との間に設けられた燃料噴射補正スプリング３８の付勢力のセット荷重を変更するセット荷重変更手段であり、該補正開始回転数設定装置５０は燃料噴射補正スプリング３８の近傍、つまり、燃料噴射補正スプリング３８を受ける固定側の先端部３５ａの後部に配置されている。

より詳しく説明すると、燃料噴射補正スプリング３８は第一レバー３１と第二レバー３２の間に介装されており、基準（固定）側となる第一レバー３１に補正開始回転数設定装置５０が設けられている。該第一レバー３１の連結部３１ｃの後面には弾性板材３５が固設されて上方に延設されている。該弾性板材３５は板バネ等で構成されており、側面視クランク状に形成されて、該弾性板材３５の先端部３５ａと前記第二レバー３２の支持部３２ｄの間に燃料噴射補正スプリング３８が介装されている。そして、該弾性板材３５の上部後面に調整軸４５が当接して配置されている。該調整軸４５の両側は第一レバー３１の支持部３１ａ・３１ｂに形成した軸支部３１ｅ・３１ｆに支持されており、該軸支部３１ｅ・３１ｆは支持部３１ａ・３１ｂの上後部にプレート状で半円状に弾性板材３５よりも後方へ膨出して形成されている。該軸支部３１ｅ・３１ｆには挿入孔４４・４４が開口され、該挿入孔４４・４４に調整軸４５が挿入されて軸支されている。つまり、調整軸４５は前記支軸３９と平行、且つ燃料噴射補正スプリング３８の伸縮方向と直交する左右水平方向に配置され、回転可能に第一レバー３１に支持されている。

前記調整軸４５は弾性板材３５に対して燃料噴射補正スプリング３８と反対側に配置され、図７、図８に示すように、軸心方向中央、つまり、両側で支持部３１ａ・３１ｂにより支持される間位置の外周部分に平面状の切削面を形成して弾性板材３５との当接面４５ａ・４５ｂ・４５ｃが形成されている。該当接面４５ａ・４５ｂ・４５ｃは、軸心Ｏからの距離Ｌ１・Ｌ２・Ｌ３が段階的に長くなる（Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３）ように、断面視で９０度毎に構成している。本実施例では、第一の面４５ａ、第二の面４５ｂ、第三の面４５ｃからなる３平面を外周に形成して３段階に構成されているが、これは特に限定するものではなく、断面形状を５角形や６角形等に形成して複数面を形成し、４段階以上に軸心Ｏからの距離が異なるように構成してもよい。

このように構成することにより、調整軸４５を回転して弾性板材３５の位置を変更することで、燃料噴射補正スプリング３８による第二レバー３２に対する作用荷重（所謂セット荷重）が変更され、燃料噴射補正スプリング３８の作用開始時期、つまり、作用開始回転数が変更さる。よって、設定回転数で運転しているときに、回転数が減少してきて、調整軸４５で調整した回転数まで減少すると、燃料噴射補正スプリング３８によるバネ付勢力により第三レバー３３が増量側へ回動することを抑えるようになり、燃料噴射量を所定量減少させて、従来よりも浮遊粒子状物質の排出を抑えることができるのである。

そして、調整軸４５の当接面４５ａ・４５ｂ・４５ｃと弾性板材３５が当接している状態では、弾性板材３５の付勢力により調整軸４５が弾性板材３５に押し付けられているため、調整のために調整軸４５を回動すると、デテント作用を受けるごとく、９０度毎に操作力が変わり、目盛等がなくても操作感覚でどの位置調節しているかが判るのである。そして操作位置は数段階であるため、燃料噴射補正設定値の変更も行いやすく、再設定時の再現性も高くなるのである。なお、弾性板材３５と当接する調整軸４５の外周面の断面形状は半径が徐々に大きくなるように構成することも可能であり、この場合デテント機構を他の位置に設ける必要がある。

さらに、前記調整軸４５と燃料噴射補正スプリング３８は、第一レバー３１と第二レバー３２の枢支部（支軸３７）と上下反対側に設けられているため、つまり、第一レバー３１と第二レバー３２の回動支点から離れた位置に調整軸４５と燃料噴射補正スプリング３８が配置されているため、バネの作動荷重は小さくて済み、燃料噴射補正設定値の変更調整に際して微調整が行いやすくなる。また、燃料噴射補正スプリング３８のバネ定数を小さくできるため、設定荷重のバラツキが低減される。

また、前記調整軸４５の一側端部には、調整操作具と係合させる係合部４５ｄが形成されている。本実施例では、断面視六角形に形成してボックスレンチ等を嵌合して調整軸４５を回動できるようにしているが、この形状は限定するものではなく、係合部４５ｄは端面に直径方向に溝を形成してマイナスドライバにより回動できるようにしたり、十字の溝を形成してプラスドライバにより回動できるように構成したり、六角溝を形成して六角レンチで回動できるように構成したりすることができる。このような構成により、係合部４５ｄはガバナ装置１１の作動の邪魔になるものではなく、簡単に成形できるようになっている。

また、調整軸４５の延長方向のクランクケース３の側面には、図２に示すように、調整操作具が挿入できる大きさの操作孔が開口されており、該操作孔は調整作業時以外のときはボルト等の蓋材５１により閉じるようになっている。このように構成しておくことで、ガバナ装置１１はエンジン１のケース内に配置されるものであるが、蓋材５１を外して操作孔より調整操作具を挿入して、エンジン１の外側から燃料噴射補正設定値を容易に変更することができるのである。

さらに、図５及び図６に示すように、前記調整軸４５の一端（係合部４５ｄと同じ側であっても反対側であってもよい）に回動制限機構が配設されている。該回動制限機構は回動制限部材４６と該回動制限部材４６が当接する突起４７からなり、本実施例では、回動制限部材４６は、ピンやスプリングピン等により構成し、前記調整軸４５の一端に直径方向に挿入孔４５ｅを開口し、該挿入孔４５ｅに回動制限部材４６を挿入して固定して、回動制限部材４６が調整軸４５と一体的に回動するように構成されている。但し、回動制限部材４６は調整軸４５に溶接等により固設して半径方向に突出する構成としたり、突起を有するボス体を外嵌固定したり、調整軸４５の先端を細くして直角に折り曲げたりして構成することも可能であり、調整軸４５一端の外周より半径方向に突出して一体的に回動する構成であれば限定するものではない。

そして、前記調整軸４５を回動自在に支持する前記第一レバー３１の一側の軸支部３１ｅの側部に前記回動制限部材４６が配置され、該回動制限部材４６と当接可能な突起４７・４７が軸支部３１ｅの外周より突出して設けられている。本実施例では、軸支部３１ｅに開口した挿入孔４４を中心に半径方向に突起４７・４７が所定角度あけて突出して設けられ、該突起４７・４７が回動制限部材４６が配置される側に折り曲げられて、調整軸４５を回転した際に回動制限部材４６が突起４７に当接するように配設されている。なお、突起４７・４７の突出位置は調整軸４５に形成する当接面４５ａ・４５ｂ・４５ｃの位置と弾性板材３５の位置に応じて設定される。つまり、当接面４５ａが弾性板材３５と当接する位置、及び、当接面４５ｃが弾性板材３５と当接する位置で回動制限部材４６と突起４７・４７が当接するように配置するのである。

このように構成することにより、調整軸４５を回転すると、回動制限部材４６が突起４７に当接して停止するようになる。したがって、調整軸４５を３６０度以上回転することができなくなるので、例えば上述のようにエンジン１外側から調整操作具を用いて調整を行うときでも、突起４７・４７に当接する位置と両者の間の位置で三段階に容易に調節することができ、調整した位置は感覚的に容易に認識でき、目盛等を設ける必要がなくなる。また、調整軸４５を回転してセット荷重を変更する際に、簡単な構成で調整軸４５の回転範囲を調整することができる。

ただし、本実施例では、突起４７を２箇所形成しているが、一箇所であってもよい。また、突起４７は折り曲げ形成しているが、軸支部３１ｅの側面からポンチ等を打ち込んで窪みを形成して、回動制限部材４６側において凸部が形成されるようにして突起４７を形成してもよい。また、軸支部３１ｅの側面からピン等を立設して突起４７を構成してもよく、突起の構造は限定するものではない。

以上のように、ガバナレバー３０を回転数設定レバー２９と連動連結する第一レバー３１と、該第一レバー３１に枢支される第二レバー３２と、該第二レバー３２に枢支されて該第二レバー３２により回動量を規制されるとともに、ガバナウエイト２２に連動される第三レバー３３とより構成したガバナ装置１１において、前記第一レバー３１と第二レバー３２の間に低速回転時に回転数を所定量減少させるように付勢する燃料噴射補正スプリング３８を設け、該燃料噴射補正スプリング３８のセット荷重変更手段である補正開始回転数設定装置５０を燃料噴射補正スプリング３８近傍の第一レバー３１に設けたので、燃料噴射補正スプリング３８の調整軸を調整することで、燃料噴射補正の設定値を変更でき、ガバナ装置１１ごとのバラツキをなくすように調整できる。

また、燃料噴射補正スプリング３８のセット荷重を調整して燃料噴射補正設定値を変更することができるので、燃料噴射補正スプリング３８が利き始める回転数の微調整を行うことができ、低回転域のトルクの管理が可能となる。

本発明に係るエンジンの全体的な構成を示した正面断面図。同じく側面図。ガバナ装置部分の側面断面図。同じく正面断面図。ガバナレバー部分の背面図。同じく側面図。調整軸の側面図。図７におけるＡ−Ａ矢視断面図。

１エンジン
１１ガバナ装置
２２ガバナウエイト
２４ガバナスリーブ
２６レギュレータレバー
２９回転数設定レバー
３０ガバナレバー
３１第一レバー
３２第二レバー
３３第三レバー
３５弾性板材
３８燃料噴射補正スプリング
４５調整軸
４６回動制限部材
４７突起
５０補正開始回転数設定装置

Claims

第一レバー（３１）と第二レバー（３２）と第三レバー（３３）により、ガバナレバー（３０）を構成したガバナ装置において、回転数設定レバー（２９）を回動することにより、連動したレギュレータレバー（２６）を回動し、該レギュレータレバー（２６）に固設されたガバナレバー軸（２５）を介して第一レバー（３１）を回動し、該第一レバー（３１）に、支軸（３７）を介して第二レバー（３２）を枢支し、該第二レバー（３２）に支軸（３９）を介して第三レバー（３３）を枢支し、該第三レバー（３３）は、該第二レバー（３２）により回動量を規制されるとともに、付設されたシフタ（４１）の部分でガバナウエイト（２２）に連動され、前記第三レバー（３３）より上方に突出した係合部（３３ｄ）を、略「コ」字形に形成し、燃料噴射ポンプ（１２）の燃料噴射量を調節するコントロールレバー（１６）の一端と係合し、前記第二レバー（３２）より延出した支持部（３２ｄ）と、前記第一レバー（３１）に固設された弾性板材（３５）の先端部（３５ａ）との間に、低速回転時に燃料噴射量を所定量減少させるように付勢する弾性部材（３８）を備え、前記弾性部材（３８）のセット荷重を変更するセット荷重変更手段を設け、該セット荷重変更手段は、該第一レバー（３１）側に固設された弾性板材（３５）と、該弾性板材（３５）の外周面に当接すると共に、該第一レバー（３１）に形成した軸支部（３１ｅ・３１ｆ）に両側を支持し、回動可能とした調整軸（４５）より構成し、両側を支持した調整軸（４５）の間の外周部分に、平面状の面により、該弾性板材（３５）との当接面（４５ａ・４５ｂ・４５ｃ）を形成し、該当接面（４５ａ・４５ｂ・４５ｃ）は、軸心（Ｏ）からの距離（Ｌ１・Ｌ２・Ｌ３）が段階的に長くなる（Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３）ように構成し、該複数の当接面（４５ａ・４５ｂ・４５ｃ）のいずれかに、該弾性板材（３５）を当接することにより、前記弾性部材（３８）のセット荷重を変更設定することを特徴とするガバナ装置。
前記調整軸（４５）の一端に、回動制限部材（４６）を突設し、該調整軸（４５）を支持する第一レバー（３１）の軸支部（３１ｅ）に、前記回動制限部材（４６）と当接可能な突起（４７）を設け、該調整軸（４５）の一定角度以上の回転を、不可能としたことを特徴とする請求項１に記載のガバナ装置。
前記調整軸（４５）の一側に、該調整軸（４５）を回動する為の、調整操作具の係合部（４５ｄ）を形成したことを特徴とする請求項１に記載のガバナ装置。
前記弾性部材（３８）と調整軸（４５）は、第一レバー（３１）と第二レバー（３２）の枢支部である支軸（３７）に対して、上下方向の反対側に設けたことを特徴とする請求項１に記載のガバナ装置。