JP2000018061A - 原動機の回転数制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動モータの回転を減速するときの作動音を
低減させ、防水対策や防塵対策を簡単に施し、信頼性を
向上させるようにする。 【解決手段】 エンジン１に設けたガバナ２のガバナレ
バー３と直流モータ１３の回転軸１３Ａとの間には、ウ
ォーム１４に噛合するウォームホイール１５と、ウォー
ムホイール１５の雌ねじ１５Ｂに螺合し、ウォームホイ
ール１５の回転を出力ロッド１９の軸方向変位に変換す
る送りねじ機構１８とを設ける。そして、ケーシング７
のサイドブラケット１０にはポテンショメータ２３を取
付け、ポテンショメータ２３の検出軸２３Ａには回動ア
ーム２４を設け、回動アーム２４の長孔２４Ａ内には、
出力ロッド１９に設けた突出ピン２０を長手方向で摺動
可能に挿通する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば油圧ショベ
ル等の建設機械に設けられ、原動機の回転数を制御する
のに好適に用いられる原動機の回転数制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、油圧ショベル等の建設機械は、
ディーゼルエンジン等からなる原動機を搭載し、この原
動機により油圧ポンプ等を駆動するため、原動機の回転
数制御装置を設けている。

【０００３】この種の従来技術による原動機の回転数制
御装置は、原動機に付設されガバナレバーの回動角に応
じて該原動機の回転数を増減させるガバナと、該ガバナ
のガバナレバーを回動させる電動式アクチュエータと、
前記原動機の回転数を指令する回転数指令手段と、該回
転数指令手段からの指令信号に従って前記アクチュエー
タに駆動信号を出力する駆動信号出力手段とから構成さ
れている（例えば特開平５−１９５８２９号公報等）。

【０００４】そして、前記電動式アクチュエータは、電
動モータが設けられた筒状のケーシングと、該ケーシン
グ内に配設され、前記電動モータの回転を減速する遊星
歯車減速装置と、該遊星歯車減速装置の出力側に設けら
れ、前記ガバナのガバナレバーに対しケーブルを介して
連結された出力プーリとから構成されている。

【０００５】また、前記ケーシング内にはポテンショメ
ータ等からなる位置検出器を設け、該位置検出器は前記
出力プーリの回転位置を検出することにより、これをガ
バナレバーの回動位置として検出信号を出力する構成と
なっている。そして、前記駆動信号出力手段は、該回転
位置検出器からの検出信号が前記回転数指令手段からの
指令信号と一致するまで、前記電動モータに駆動信号を
出力し、回転数指令に対応した回転数で原動機を運転さ
せるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、電動式アクチュエータに遊星歯車減速装置
を用い、該遊星歯車減速装置により電動モータの回転を
減速する構成としているから、ガバナレバーを回動操作
するのに必要な回動トルクを出力プーリから取り出すこ
とができるものの、下記のような欠点を有している。

【０００７】即ち、遊星歯車減速装置は、電動モータの
回転を太陽歯車から複数の遊星歯車に伝え、該各遊星歯
車を太陽歯車と内歯歯車との間で自転させつつ公転させ
て、大きな回転トルクを出力させるものであるから、各
歯車の噛合箇所から所謂ギヤ音が発生し易く、これらが
ケーシング内で共鳴して騒音の原因になるという問題が
ある。

【０００８】そこで、本発明者等は、電動モータの回転
を送りねじ機構等を用いて減速し、該送りねじ機構のね
じ棒を電動モータの回転に応じて軸方向に変位させるこ
とにより、該ねじ棒の先端側でケーブル等を通じてガバ
ナレバーを回動させることを検討した。そして、この場
合にはケーシング内での作動音を小さく抑え得ることが
確認された。

【０００９】しかし、ガバナレバーの回動位置を検出す
る場合に、スライドタイプ（直線型）ポテンショメータ
等からなる位置検出器を用いて、ねじ棒の軸方向変位を
検出しようとすると、軸方向に長く延びるパッキン等の
シール部材を採用しなければならず、建設現場等で使用
する場合の防水対策や防塵対策が難しいというのが実状
である。

【００１０】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は電動モータの回転を減速すると
きの作動音を確実に低減でき、ガバナレバーを円滑に回
動操作できると共に、防水対策や防塵対策を簡単に施す
ことができ、信頼性を向上できるようにした原動機の回
転数制御装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明は、原動機と、該原動機に付設されガバ
ナレバーの回動角に応じて該原動機の回転数を増減させ
るガバナと、該ガバナのガバナレバーを回動させる電動
式アクチュエータと、前記原動機の回転数を指令する回
転数指令手段と、該回転数指令手段からの指令信号に従
って前記アクチュエータに駆動信号を出力する駆動信号
出力手段とからなる原動機の回転数制御装置に適用され
る。

【００１２】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、前記アクチュエータは、電動モータが設けられ
たケーシングと、該ケーシング内に設けられ前記電動モ
ータによって回転駆動されるウォームと、前記ケーシン
グに回転可能に設けられ外周側が該ウォームに噛合し内
周側がねじ穴となった筒状のウォームホイールと、該ウ
ォームホイールのねじ穴に螺合するねじ棒を有し該ウォ
ームホイールの回転をねじ棒の軸方向変位に変換する送
りねじ機構とにより構成し、該送りねじ機構のねじ棒に
は、該ねじ棒とガバナレバーとの間を連結し、該ねじ棒
の軸方向変位に応じて前記ガバナレバーを回動させる連
結具を設け、前記アクチュエータのケーシングには、前
記ねじ棒の軸方向変位に追従して回動される回動アーム
を有し、該回動アームの回動量を前記ガバナレバーの回
動位置として検出する回動位置検出器を設ける構成とし
たことにある。

【００１３】このように構成することにより、電動モー
タに駆動信号を出力してウォームを回転させると、この
回転がウォームホイールによって減速されると共に、該
ウォームホイールの回転は、内周側のねじ穴にねじ棒が
螺合した送りねじ機構によりさらに減速され、ねじ棒の
軸方向変位として取り出すことができる。そして、回動
位置検出器は回動アームをねじ棒の軸方向変位に追従し
て回動させることにより、ガバナレバーの回動位置を回
動アームの回動量として検出できる。

【００１４】また、請求項２の発明では、電動モータは
直流モータからなり、駆動信号出力手段は、回転数指令
手段からの指令信号と回動位置検出器からの検出信号と
を比較し、その比較結果に従って前記直流モータに駆動
信号を出力する構成としている。

【００１５】これにより、回動位置検出器からの検出信
号が指令信号に一致するまで駆動信号出力手段から直流
モータに駆動信号を出力し、該直流モータでウォーム、
ウォームホイールを回転させつつ、この回転を送りねじ
機構によりねじ棒の軸方向変位に変換でき、ねじ棒の軸
方向変位に従ってガバナレバーを回動させることによ
り、原動機の回転数が指令信号に対応した回転数となる
ように制御することができる。

【００１６】また、請求項３の発明では、送りねじ機構
のねじ棒に、ウォームホイールとの螺合部位から軸方向
に離間した位置に径方向の突出ピンを設け、回動位置検
出器の回動アームには、該突出ピンが摺動可能に挿通さ
れ、前記ねじ棒の軸方向変位に応じて該突出ピンが長手
方向に相対変位するのを許し、長手方向と直交する方向
での相対変位を規制する長孔を設けてなる構成としてい
る。

【００１７】これにより、ねじ棒が軸方向に変位すると
きには、突出ピンが回動アームに設けた長孔内で、該長
孔の長手方向に相対変位しつつ、回動アームに対して長
孔と直交する方向に押圧力を生じさせ、この押圧力によ
って回動アームを回動させることができる。

【００１８】さらに、請求項４の発明では、ケーシング
に、ねじ棒の軸方向に延び突出ピンが摺動可能に挿通さ
れるガイド孔を設け、該ガイド孔は前記突出ピンと係合
することにより前記ねじ棒の回転を規制し軸方向変位を
許す構成としている。

【００１９】この場合には、ケーシングのガイド孔とね
じ棒の突出ピンとによって送りねじ機構の廻止め手段を
構成でき、前記ねじ棒を電動モータの回転により軸方向
へと円滑に摺動変位させることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
原動機の回転数制御装置を図１ないし図６に従って、小
型の油圧ショベルに用いた場合を例に挙げて詳細に説明
する。

【００２１】図において、１は小型の油圧ショベルに搭
載される原動機としてのディーゼルエンジン（以下、
「エンジン」という）、２は該エンジン１に設けられた
ガバナを示し、該ガバナ２はガバナレバー３を備え、該
ガバナレバー３を増速Ｈ方向または減速Ｌ方向に回動す
ることによって、エンジン１の回転数を増加または減少
させるものである。

【００２２】また、ガバナ２にはガバナレバー３の回動
範囲を規制するストッパ４，５が設けられ、ガバナレバ
ー３はスプリング等の付勢手段（図示せず）によりスト
ッパ４側に向けて常時付勢されている。そして、ガバナ
レバー３がストッパ４に当接したときに、ガバナ２はエ
ンジン１の回転数を最低回転数（アイドル回転数または
零）とし、ガバナレバー３がストッパ５に当接したとき
に、エンジン１の回転数を最高回転数（フル回転数）に
設定する。

【００２３】６はガバナ２のガバナレバー３を回動させ
る電動式アクチュエータ（以下、アクチュエータ６とい
う）で、該アクチュエータ６は、図２ないし図４に示す
ようにケーシング７と、該ケーシング７内に収容された
後述の直流モータ１３、ウォーム１４、ウォームホイー
ル１５及び送りねじ機構１８等とにより構成されてい
る。

【００２４】ここで、ケーシング７は、図２に示すよう
に内部に直流モータ１３を収容した有底筒状のモータケ
ース８と、該モータケース８の開口端側にボルト等を介
して着脱可能に設けられ、ほぼ水平方向に延びる段付の
筒状体として形成された筒形ケース９と、該筒形ケース
９の側面に固着して設けられ、該筒形ケース９よりも前
方ヘと延びる先端側が図４に示すようにＬ字状に屈曲さ
れてセンサ取付部１０Ａとなったサイドブラケット１０
と、筒形ケース９の後端側に設けられた有蓋筒状の保護
カバー１１等によって構成されている。

【００２５】また、筒形ケース９と保護カバー１１との
間には、後述する出力ロッド１９の軸方向に延びる段付
の筒状キャップ１２が設けられ、該筒状キャップ１２は
筒型ケース９の後端側で後述の軸受１７を位置決めする
構成となっている。一方、サイドブラケット１０には、
センサ取付部１０Ａ側に位置して後述の突出ピン２０が
摺動可能に係合するガイド孔１０Ｂが形成され、該ガイ
ド孔１０Ｂは出力ロッド１９の軸方向に一定長さをもっ
て延びている。

【００２６】１３はケーシング７のモータケース８内に
設けられた電動モータとしての直流モータで、該直流モ
ータ１３は後述のコントローラ２８から出力される駆動
信号により回転軸１３Ａを正，逆回転させ、該回転軸１
３Ａには後述のウォーム１４が一体に設けられている。

【００２７】１４は直流モータ１３の回転軸１３Ａに固
着されたウォーム、１５は該ウォーム１４に噛合したウ
ォームホイールで、該ウォームホイール１５は図３に示
すように段付筒状に形成され、筒形ケース９内に軸受１
６，１７を介して回転可能に取付けられている。そし
て、ウォームホイール１５の外周側には、ウォーム１４
に噛合する歯部１５Ａが形成され、ウォームホイール１
５の内周側にはねじ穴としての雌ねじ１５Ｂが形成され
ている。

【００２８】即ち、ウォーム１４は直流モータ１３の回
転軸１３Ａに一体回転するように連結され、一定の進み
角をもってウォームホイール１５の雌ねじ１５Ｂに噛合
することにより、該ウォームホイール１５を図１中の矢
示Ａ，Ｂ方向に回転させる。そして、該ウォームホイー
ル１５はウォーム１４の回転を一定のギヤ比で減速しつ
つ矢示Ａ，Ｂ方向に回転することにより、出力ロッド１
９を矢示Ｃ，Ｄ方向に変位させるものである。

【００２９】また、ウォームホイール１５はウォーム１
４との間の進み角を小さく（例えば１０〜１５度以下の
角度）することにより、比較的大きな逆転止め（セルフ
ロック）作用を有し、例えば直流モータ１３への通電を
停止したとき等に、ウォームホイール１５側からの回転
トルク等でウォーム１４が強制的に回転（逆転）される
のを規制し、ウォーム１４（直流モータ１３の回転軸１
３Ａ）を停止状態に保持するセルフロック機能を有する
ものである。

【００３０】１８はウォームホイール１５の回転を出力
ロッド１９の軸方向変位に変換する送りねじ機構で、該
送りねじ機構１８は、図３に示す如く、一端（後端）側
の雄ねじ部１９Ａが筒形ケース９内でウォームホイール
１５の雌ねじ１５Ｂに螺合され、他端（前端）側が筒形
ケース９外ヘと突出したねじ棒としての出力ロッド１９
と、該出力ロッド１９の前端側に圧入等の手段を用いて
固着され、出力ロッド１９の径方向に突出した突出ピン
２０とから構成されている。

【００３１】ここで、突出ピン２０は、その先端側がサ
イドブラケット１０のガイド孔１０Ｂ内に挿通され、該
ガイド孔１０Ｂに対して摺動可能に係合することにより
出力ロッド１９の廻止め手段を構成している。そして、
送りねじ機構１８は、ウォームホイール１５が矢示Ａ，
Ｂ方向に回転するときに、雌ねじ１５Ｂ内に螺合した出
力ロッド１９がケーシング７（サイドブラケット１０）
に対して相対回転するのを規制し、出力ロッド１９を矢
示Ｃ，Ｄ方向へと軸方向に進退させる。

【００３２】また、送りねじ機構１８は、雄ねじ部１９
Ａのリード角に対応した減速比でウォームホイール１５
の回転を出力ロッド１９へと伝達し、これにより出力ロ
ッド１９は矢示Ｃ，Ｄ方向に大きな出力をもって軸方向
変位するものである。

【００３３】２１は筒形ケース９の先端側内周に設けら
れた筒状のブッシュで、該ブッシュ２１は出力ロッド１
９の外周面に摺接し、出力ロッド１９が筒形ケース９内
を軸方向で円滑に摺動変位するのを補償している。

【００３４】２２はブッシュ２１と共に筒形ケース９の
先端側内周に装着されたシールリングで、該シールリン
グ２２は筒形ケース９と出力ロッド１９との間をシール
し、外部の雨水や塵埃等から筒形ケース９内を保護する
機能を有している。

【００３５】２３はサイドブラケット１０のセンサ取付
部１０Ａに設けられた回動位置検出器としてのポテンシ
ョメータで、該ポテンショメータ２３は図１に示すよう
に検出軸２３Ａを有し、該検出軸２３Ａには回動アーム
２４が一体に取付けられている。そして、該回動アーム
２４には突出ピン２０が挿通される長孔２４Ａが形成さ
れ、該長孔２４Ａは突出ピン２０の外径に対応する孔径
をもって回動アーム２４の長さ方向に一定寸法だけ延び
ている。

【００３６】ここで、回動アーム２４の長孔２４Ａは、
出力ロッド１９が図１中の矢示Ｃ，Ｄ方向に変位すると
きに、突出ピン２０が長孔２４Ａの長手方向に沿って摺
動変位するのを許し、長手方向と直交する方向に相対変
位するのを規制している。これにより、出力ロッド１９
が矢示Ｃ，Ｄ方向に変位するときには、回動アーム２４
が検出軸２３Ａを中心にして矢示Ｅ，Ｆ方向に回動さ
れ、ポテンショメータ２３は回動アーム２４の回動量を
検出軸２３Ａの回動角として検出する。

【００３７】２５は出力ロッド１９の先端側をガバナレ
バー３に連結した連結具としてのプッシュプルケーブル
（以下、ケーブル２５という）で、該ケーブル２５は出
力ロッド１９の軸方向変位をガバナレバー３に伝え、出
力ロッド１９が矢示Ｃ，Ｄ方向に変位するときに、これ
に応じてガバナレバー３を増速Ｈ方向，減速Ｌ方向に回
動させるものである。

【００３８】２６はポテンショメータ２３用の保護カバ
ーで、該保護カバー２６は図３、図４に示すようにサイ
ドブラケット１０のセンサ取付部１０Ａに設けられ、ポ
テンショメータ２３を外側から保護するものである。

【００３９】次に、図５中、２７は油圧ショベルの運転
室等に設けられ、エンジン１の回転数を指令する回転数
指令手段としての指令装置を示し、該指令装置２７は操
作ダイヤル、燃料レバーまたはアップダウンスイッチ等
によって構成され、運転者等が手動操作することにより
操作量に対応した指令信号を後述のコントローラ２８に
出力するものである。

【００４０】２８はマイクロコンピュータ等によって構
成された駆動信号出力手段としてのコントローラを示
し、該コントローラ２８は直流電源としてのバッテリ２
９に接続されると共に、その入力側がポテンショメータ
２３及び指令装置２７等に接続され、出力側には後述の
正逆切替リレー３１等を介して直流モータ１３等が接続
されている。

【００４１】そして、コントローラ２８は、指令装置２
７から出力される指令信号とポテンショメータ２３から
の検出信号とを比較し、その比較結果に従って直流モー
タ１３に駆動信号を出力する機能を有し、両者の信号値
が実質的に一致したときに駆動信号の出力を停止して直
流モータ１３の回転を停止させるものである。

【００４２】この場合、コントローラ２８から出力され
る駆動信号の電流値ｉは、図６に示すように台形状の特
性をもって制御され、直流モータ１３の回転速度は電流
値ｉに比例して、例えば時点ｔ1 までは漸次増加する。
そして、時点ｔ1 〜ｔ2 間では直流モータ１３の回転速
度がほぼ一定となり、時点ｔ2 〜ｔ3 間では回転速度を
漸次減少させるように制御される。

【００４３】３０はコントローラ２８のプラス（＋）端
子とマイナス（−）端子との間に接続された逆起電力シ
ョート用のダイオードで、該ダイオード３０は、例えば
図６に示す時点ｔ2 〜ｔ3 間で直流モータ１３を減速ま
たは停止させるときに、直流モータ１３の慣性回転に起
因してモータコイル等に発生する逆起電力を逃がし、直
流モータ１３を短時間で停止させる機能を有するもので
ある。

【００４４】３１はコントローラ２８を直流モータ１３
に接続する配線途中に設けられた正逆切替リレーで、該
正逆切替リレー３１は、固定接点３２Ａ，３２Ｂに対し
て選択的に切替えられる可動接点３２Ｃと、固定接点３
３Ａ，３３Ｂに対して選択的に切替えられる可動接点３
３Ｃと、可動接点３２Ｃ，３３Ｃの切替制御を行うリレ
ーコイル３４とから構成されている。

【００４５】ここで、コントローラ２８は、直流モータ
１３を正転させるときには、リレーコイル３４を消磁さ
せて図５に示す如く可動接点３２Ｃ，３３Ｃを固定接点
３２Ａ，３３Ａに接続させる。また、コントローラ２８
は、直流モータ１３を逆転させるときには、リレーコイ
ル３４を励磁して可動接点３２Ｃ，３３Ｃを固定接点３
２Ｂ，３３Ｂに切替接続するものである。

【００４６】本実施の形態によるエンジン１の回転数制
御装置は、上述の如き構成を有するもので、次に、その
作動について説明する。

【００４７】まず、油圧ショベルの運転者等が指令装置
２７から所望の回転数指令をコントローラ２８に出力す
ると、該コントローラ２８は、ポテンショメータ２３か
らの検出信号と指令装置２７からの指令信号とを比較
し、両者の信号差に対応した駆動信号を図６に示す信号
特性をもって出力する。

【００４８】この場合、前記信号差が正の値となるとき
には、可動接点３２Ｃ，３３Ｃを固定接点３２Ａ，３３
Ａに接続させた状態で、コントローラ２８から直流モー
タ１３に駆動信号が出力され、直流モータ１３を正方向
に回転させる。また、前記信号差が負の値となるときに
は、可動接点３２Ｃ，３３Ｃが固定接点３２Ｂ，３３Ｂ
側に切替接続され、この状態でコントローラ２８から直
流モータ１３に駆動信号が出力されることにより、直流
モータ１３は逆方向に回転される。

【００４９】そして、直流モータ１３が正転するときに
は、ウォーム１４によりウォームホイール１５が図１中
の矢示Ａ方向に回転駆動され、ウォームホイール１５の
回転は出力ロッド１９の軸方向変位に変換されることに
より、出力ロッド１９は矢示Ｃ方向に駆動される。

【００５０】この結果、ガバナ２のガバナレバー３は出
力ロッド１９によりケーブル２５を介して増速Ｈ方向に
回動され、エンジン１の回転数が遠隔操作によって増大
される。また、ポテンショメータ２３は回動アーム２４
が突出ピン２０を通じて矢示Ｅ方向に回動されることに
より、回動アーム２４の回動量をガバナレバー３の回動
位置として検出し、その検出信号をコントローラ２８に
出力する。

【００５１】そして、コントローラ２８は、ガバナレバ
ー３の回動位置が指令装置２７からの指令信号に対応す
る位置となったときに、駆動信号の出力を停止して直流
モータ１３を停止させ、これによってウォームホイール
１５の回転、出力ロッド１９の軸方向変位を停止させる
と共に、ガバナレバー３の回動を一時的に止める。

【００５２】また、直流モータ１３が逆転するときに
は、ウォーム１４によりウォームホイール１５が図１中
の矢示Ｂ方向に回転駆動され、ウォームホイール１５の
回転は出力ロッド１９の矢示Ｄ方向変位に変換されるこ
とにより、ガバナレバー３を減速Ｌ方向に回動でき、エ
ンジン１の回転数を減少させることができる。

【００５３】而して、本実施の形態にあっては、ガバナ
２のガバナレバー３と直流モータ１３の回転軸１３Ａと
の間に、ウォーム１４に噛合するウォームホイール１５
と、該ウォームホイール１５の雌ねじ１５Ｂに螺合し、
ウォームホイール１５の回転を出力ロッド１９の軸方向
変位に変換する送りねじ機構１８とを設ける構成とした
から、下記のような作用効果を得ることができる。

【００５４】即ち、直流モータ１３の回転をウォーム１
４とウォームホイール１５との間で減速でき、ウォーム
ホイール１５に大きな回転トルクを発生できると共に、
この回転トルクを送りねじ機構１８でさらに減速して、
出力ロッド１９の軸方向変位へと変換でき、直流モータ
１３のトルク特性を小さくした場合でも、出力ロッド１
９からガバナレバー３に対して大きな回動力を伝達する
ことができる。

【００５５】そして、直流モータ１３の回転を減速する
減速装置として、ウォーム１４、ウォームホイール１５
及び送りねじ機構１８を採用することにより、その噛合
部及び螺合部等で発生する作動音を確実に低減でき、ケ
ーシング７内からの騒音を小さく抑えることができる。

【００５６】また、ウォーム１４とウォームホイール１
５との逆転止め（セルフロック）作用により、コントロ
ーラ２８から直流モータ１３に出力する駆動信号の出力
を停止したときに、その停止位置に出力ロッド１９等を
保持することができ、ガバナレバー３を任意の回動位置
に停止させ、その回動位置を保持することができると共
に、エンジン１の回転数を任意の回転数に保持すること
ができる。

【００５７】さらに、ケーシング７にはサイドブラケッ
ト１０の前端側にセンサ取付部１０Ａを設け、該センサ
取付部１０Ａには回転式のポテンショメータ２３を取付
けると共に、ポテンショメータ２３の検出軸２３Ａには
回動アーム２４を設け、該回動アーム２４の長孔２４Ａ
内には、出力ロッド１９に設けた突出ピン２０を長手方
向で摺動可能に挿通する構成としている。

【００５８】このため、出力ロッド１９がケーシング７
に対して軸方向に変位するときに、吐出ピン２０から回
動アーム２４に対して長孔２４Ａとほぼ直交する方向に
押圧力を生じさせ、この押圧力により回動アーム２４を
検出軸２３Ａを中心にして回動させることができ、ポテ
ンショメータ２３により出力ロッド１９の軸方向変位を
回動アーム２４の回動量として検出できる。

【００５９】そして、ポテンショメータ２３は検出軸２
３Ａの周囲を、例えばＯリング等の簡単なシール部材に
よりシールでき、外部の雨水や塵埃等がポテンショメー
タ２３内に侵入するのを確実に防止でき、防水対策や防
塵対策を容易に施すことができる。

【００６０】従って、本実施の形態によれば、減速装置
としてウォーム１４、ウォームホイール１５及び送りね
じ機構１８を採用することにより、直流モータ１３の回
転を減速するときの作動音を確実に低減でき、騒音の発
生を小さく抑えることができると共に、直流モータ１３
を小型化することが可能となり、そのトルク特性を小さ
くした場合でも、ガバナレバー３を円滑に回動操作する
ことができる。

【００６１】また、回転式のポテンショメータ２３を用
いることにより、防水対策や防塵対策を簡単に施すこと
ができ、塵埃等が多い作業現場でも回転数制御を長期に
亘って安定させ、装置の信頼性を向上できる。そして、
電動式アクチュエータ６を含めて全体をコンパクトに形
成でき、小型の油圧ショベル等に対する取付スペースを
容易に確保することができる。

【００６２】また、ウォーム１４とウォームホイール１
５とのセルフロック作用により、ガバナレバー３を任意
の回動位置に停止させるような場合に、直流モータ１３
に給電すべき電流値（電圧レベル）を確実に下げること
が可能となり、全体の消費電力を低減でき、エネルギー
効率を高めることができる。

【００６３】さらに、コントローラ２８のプラス端子と
マイナス端子との間に逆起電力ショート用のダイオード
３０を設けているから、例えば図６に示す時点ｔ2 〜ｔ
3 間で直流モータ１３を減速または停止させるとき等
に、直流モータ１３のモータコイル等に発生する逆起電
力を逃がし、時点ｔ2 〜ｔ3 の時間を短縮でき、直流モ
ータ１３を短時間で停止させることができる。

【００６４】これにより、直流モータ１３の起動、停止
制御を高い応答性をもって行うことができ、操作ダイヤ
ル等の指令装置２７を手動操作するときに、操作フィー
リングを向上させ、遅れの少ない高応答性のエンジン制
御が可能となる。

【００６５】なお、前記実施の形態では、正逆切替リレ
ー３１を用いて直流モータ１３の回転方向を切替えるも
のとして述べたが、本発明はこれに限るものではなく、
例えば半導体素子等からなる無接点式切替スイッチ等を
用いてもよいものである。

【００６６】また、前記実施の形態では、小型の油圧シ
ョベルに搭載したエンジン１の回転数制御を行う場合を
例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではな
く、例えば中型、大型の油圧ショベルに設ける原動機の
回転数制御装置に適用してもよく、油圧クレーン等の種
々の建設機械等に設ける原動機の回転数制御装置に適用
してもよいものである。

【００６７】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１に記載の発
明によれば、ガバナのガバナレバーを回動させる電動式
アクチュエータを電動モータ、ウォーム、ウォームホイ
ール、ねじ棒を有する送りねじ機構等から構成し、該送
りねじ機構のねじ棒にはガバナレバーとの間を連結する
連結具を設け、前記アクチュエータのケーシングには、
前記ねじ棒の軸方向変位に追従して回動される回動アー
ムを有し、該回動アームの回動量を前記ガバナレバーの
回動位置として検出する回動位置検出器を設ける構成と
したから、電動モータの回転を減速するときの作動音を
小さく抑えることができ、電動式アクチュエータから発
生する騒音を低減できると共に、電動モータを小型化す
ることが可能となり、そのトルク特性を小さくした場合
でも、ガバナレバーを円滑に回動操作することができ
る。そして、回動アームの回動量をガバナレバーの回動
位置として検出する回動位置検出器を用いることによ
り、防水対策や防塵対策を簡単に施すことができ、塵埃
等が多い作業現場でも回転数制御を長期に亘って安定さ
せ、装置の信頼性を向上できる。

【００６８】また、請求項２に記載の発明では、電動モ
ータを直流モータとし、駆動信号出力手段は、回転数指
令手段からの指令信号と回動位置検出器からの検出信号
とを比較して直流モータに駆動信号を出力する構成とし
ているから、回動位置検出器からの検出信号が指令信号
に一致するまで駆動信号出力手段から直流モータに駆動
信号を出力でき、該直流モータでウォーム、ウォームホ
イールを回転駆動できる。そして、ウォームホイールの
回転を送りねじ機構によりねじ棒の軸方向変位に変換で
き、ねじ棒の軸方向変位に従ってガバナレバーを回動さ
せることにより、原動機の回転数が指令信号に対応した
回転数となるように制御できる。

【００６９】また、請求項３に記載の発明では、送りね
じ機構のねじ棒に径方向の突出ピンを設け、回動位置検
出器の回動アームには、該突出ピンが摺動可能に挿通さ
れる長孔を設ける構成としたから、ねじ棒の軸方向変位
に追従して回動アームを回動させることができ、ねじ棒
の軸方向変位に対応したガバナレバーの回動位置を回動
位置検出器により安定して検出できる。

【００７０】さらに、請求項４に記載の発明では、ケー
シングに突出ピン用のガイド孔を設け、該ガイド孔と突
出ピンとによりねじ棒の回転を規制する構成としたか
ら、ガイド孔と突出ピンとで送りねじ機構の廻止め手段
を構成でき、ねじ棒を電動モータの回転により軸方向へ
と円滑に摺動変位させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態によるエンジンの回転数制
御装置の全体構成を示す斜視図である。

【図２】図１中の電動モータ、出力ロッド及びポテンシ
ョメータ等をケーシング内に収容した状態で示す電動式
アクチュエータの正面図である。

【図３】電動式アクチュエータの内部構造を示す図２中
の矢示 III−III 方向からみた断面図である。

【図４】図２に示す電動式アクチュエータの左側面図で
ある。

【図５】実施の形態による回転数制御装置の回路構成図
である。

【図６】図５中のコントローラから直流モータに出力す
る駆動信号の特性を示す特性線図である。

【符号の説明】

１ エンジン（原動機） ２ ガバナ ３ ガバナレバー ６ 電動式アクチュエータ ７ ケーシング ８ モータケース ９ 筒形ケース １０ サイドブラケット １０Ａ センサ取付部 １０Ｂ ガイド孔 １３ 直流モータ １４ ウォーム １５ ウォームホイール １５Ａ 歯部 １５Ｂ 雌ねじ（ねじ穴） １８ 送りねじ機構 １９ 出力ロッド（ねじ棒） ２０ 突出ピン ２３ ポテンショメータ（回動位置検出器） ２４ 回動アーム ２４Ａ 長孔 ２５ プッシュプルケーブル（連結具） ２７ 指令装置（回転数指令手段） ２８ コントローラ（駆動信号出力手段） ３１ 正逆切替リレー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下村 俊昭 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 飯野 公夫 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 山口 毅 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 杉山 勝宏 愛知県犬山市字柿畑１番地 株式会社今仙 電機製作所内 Ｆターム(参考） 3G060 AA08 AB01 AC02 BA03 CA01 CC01 CC02 DA06 EA09 FA06 GA02 3G065 AA01 BA04 CA14 CA15 DA05 DA15 FA06 FA07 GA47 KA37

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原動機と、該原動機に付設されガバナレ
   バーの回動角に応じて該原動機の回転数を増減させるガ
   バナと、該ガバナのガバナレバーを回動させる電動式ア
   クチュエータと、前記原動機の回転数を指令する回転数
   指令手段と、該回転数指令手段からの指令信号に従って
   前記アクチュエータに駆動信号を出力する駆動信号出力
   手段とからなる原動機の回転数制御装置において、 前記アクチュエータは、電動モータが設けられたケーシ
   ングと、該ケーシング内に設けられ前記電動モータによ
   って回転駆動されるウォームと、前記ケーシングに回転
   可能に設けられ外周側が該ウォームに噛合し内周側がね
   じ穴となった筒状のウォームホイールと、該ウォームホ
   イールのねじ穴に螺合するねじ棒を有し該ウォームホイ
   ールの回転をねじ棒の軸方向変位に変換する送りねじ機
   構とにより構成し、 該送りねじ機構のねじ棒には、該ねじ棒とガバナレバー
   との間を連結し、該ねじ棒の軸方向変位に応じて前記ガ
   バナレバーを回動させる連結具を設け、 前記アクチュエータのケーシングには、前記ねじ棒の軸
   方向変位に追従して回動される回動アームを有し、該回
   動アームの回動量を前記ガバナレバーの回動位置として
   検出する回動位置検出器を設ける構成としたことを特徴
   とする原動機の回転数制御装置。
2. 【請求項２】 前記電動モータは直流モータからなり、
   前記駆動信号出力手段は、前記回転数指令手段からの指
   令信号と前記回動位置検出器からの検出信号とを比較
   し、その比較結果に従って前記直流モータに駆動信号を
   出力する構成としてなる請求項１に記載の原動機の回転
   数制御装置。
3. 【請求項３】 前記送りねじ機構のねじ棒には、前記ウ
   ォームホイールとの螺合部位から軸方向に離間した位置
   に径方向の突出ピンを設け、前記回動位置検出器の回動
   アームには、該突出ピンが摺動可能に挿通され、前記ね
   じ棒の軸方向変位に応じて該突出ピンが長手方向に相対
   変位するのを許し、長手方向と直交する方向での相対変
   位を規制する長孔を設けてなる請求項１または２に記載
   の原動機の回転数制御装置。
4. 【請求項４】 前記ケーシングには、前記ねじ棒の軸方
   向に延び前記突出ピンが摺動可能に挿通されるガイド孔
   を設け、該ガイド孔は前記突出ピンと係合することによ
   り前記ねじ棒の回転を規制し軸方向変位を許す構成とし
   てなる請求項３に記載の原動機の回転数制御装置。