JP2001012248A - Governor mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、２サイクルエンジ
ン等の排気制御装置に用いられるガバナ機構に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a governor mechanism used for an exhaust control device of a two-stroke engine or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】この種の従来のガバナ機構（特公平３−
２４５６３号公報，特公平６−５０１４号公報等）の一
例を図４に示す。このガバナ機構では、エンジンのクラ
ンク軸の回転が伝達されるガバナ軸３１に固着された固
定カム体３２と、前記ガバナ軸３１に軸方向移動自在に
嵌合された移動カム体３３とで、複数の遠心ボール３４
が挟持され、前記ガバナ軸３１に固着されたスプリング
ホルダ３５と前記移動カム体３３との間に配置されたコ
イルスプリングからなるガバナスプリング３６により、
移動カム体３３が前記固定カム体３２側に付勢されてい
る。ガバナ軸３１の軸方向への移動カム体３３の移動
は、図示しない伝達機構および弁開閉機構を介して排気
制御弁に伝達され、エンジンの回転数に応じて排気制御
弁の開度が制御される。2. Description of the Related Art A conventional governor mechanism of this kind (Japanese Patent Publication No.
FIG. 4 shows an example of the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 24563 and Japanese Patent Publication No. 6-5014. In this governor mechanism, a fixed cam body 32 fixed to a governor shaft 31 to which the rotation of the crankshaft of the engine is transmitted, and a movable cam body 33 fitted to the governor shaft 31 so as to be movable in the axial direction, have a plurality of parts. Centrifugal ball 34
And a governor spring 36 composed of a coil spring disposed between the spring holder 35 fixed to the governor shaft 31 and the movable cam body 33.
The movable cam 33 is biased toward the fixed cam 32. The movement of the movable cam body 33 in the axial direction of the governor shaft 31 is transmitted to the exhaust control valve via a transmission mechanism and a valve opening / closing mechanism (not shown), and the opening degree of the exhaust control valve is controlled according to the engine speed. You.
【０００３】一般に、高速型の２サイクルエンジンで
は、図２の出力特性図に示すように、排気制御弁１２を
全閉のままにした場合には、高速回転域で符合（３）の
特性線のように十分な出力が得られず、逆に、排気制御
弁１２を全開のままにした場合には、中速回転域に下が
ったところで符合（２）の特性線のように十分な出力が
得られない。In general, in a high-speed two-stroke engine, as shown in an output characteristic diagram of FIG. 2, when the exhaust control valve 12 is kept fully closed, a characteristic line (3) in a high-speed rotation region is obtained. In contrast, when the exhaust control valve 12 is left fully open, a sufficient output like the characteristic line (2) is obtained when the exhaust control valve 12 is lowered to the middle speed range. I can't get it.
【０００４】前記ガバナ機構によれば、エンジンが低速
回転時には、遠心ボール３４の外方への移動量が殆どな
く、カム作用により移動カム体３３がガバナスプリング
３６の弾性力に抗して矢印Ｒ方向に移動する移動量も殆
どなく、排気制御弁の開度が小さく抑えられる（排気ポ
ートの上部を閉じたままとしている。）。また、エンジ
ンが中高速回転になると、遠心ボール３４の外側への移
動量が大きくなるので、移動カム体３３の矢印Ｒ方向へ
の移動量も大きくなり、排気制御弁の開度が大きくな
る。このようにして、排気制御弁の開度がエンジン回転
数に応じて制御され、実線および符号（４）の特性線の
ように、低速から中速、高速回転時にわたって十分な出
力が得られる。According to the governor mechanism, when the engine is rotating at a low speed, the centrifugal ball 34 hardly moves outward, and the cam action causes the moving cam body 33 to oppose the elastic force of the governor spring 36 to the arrow R. There is almost no amount of movement in the direction, and the opening of the exhaust control valve is kept small (the upper part of the exhaust port is kept closed). In addition, when the engine rotates at a high speed, the amount of movement of the centrifugal ball 34 to the outside increases, so that the amount of movement of the moving cam body 33 in the direction of arrow R also increases, and the opening of the exhaust control valve increases. In this way, the opening of the exhaust control valve is controlled according to the engine speed, and a sufficient output can be obtained from low speed to medium speed and high speed rotation as indicated by the solid line and the characteristic line (4).
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来例
のガバナ機構において、ガバナ軸３１と略同一軸心で配
置された１つのコイルスプリングからなるガバナスプリ
ング３６は、エンジンの低中速回転時に移動カム体３３
の矢印Ｒ方向への移動を適切に抑えるために、そのばね
定数ｋはかなり大きい値が要求される。ばね定数ｋは、
次式 ｋ＝Ｇｄ4 ／８Ｎa Ｄ3 ただし、 ｄ：コイルスプリングの線径 Ｄ：コイルスプリングの巻径（コイル平均径） Ｎa ：巻数（有効巻数） Ｇ：コイルスプリングの材料の横弾性係数 で表されるが、スペース等の関係で巻径Ｄは制限され、
横弾性係数Ｇも材料により決まるので、ばね定数ｋを大
きくするには、線径ｄを適切に設定することになり、結
果的に巻数Ｎa を今一つ十分大きく取れない。By the way, in the governor mechanism of the prior art, the governor spring 36 composed of one coil spring disposed substantially at the same axis as the governor shaft 31 moves when the engine is running at low and medium speeds. Cam body 33
In order to appropriately suppress the movement in the direction of arrow R, the spring constant k is required to have a considerably large value. The spring constant k is
Equation k = Gd 4 / 8N a D 3 , however, d: the coil spring wire diameter D: the coil spring winding diameter (coil average diameter) N a: turns (effective turns) G: modulus of transverse elasticity of the coil spring material , But the winding diameter D is limited due to space and other factors.
Since modulus of rigidity G is also determined by the material, in order to increase the spring constant k becomes possible to appropriately set the wire diameter d, one more not take a sufficiently large resulting in turns N a.
【０００６】そうすると、ばね定数ｋは確保できても、
巻数Ｎa が大きい場合に比べて、同じ応力に対するコイ
ルスプリングの１巻当たりの縮み量が大きくなり、実際
に働く応力がコイルスプリングの連続的な使用での許容
応力範囲外となり得る。その結果、エンジンの中速回転
域において、初期的には図２の符号（４）のような出力
特性を発揮できるが、短期間のうちにガバナスプリング
３６にいわゆる「へたり」が生じて自由長が短くなり、
移動カム体３３を固定カム体３２側に今一つ十分に付勢
できず、中速回転域での移動カム体３３の矢印Ｒ方向へ
の移動がより低い回転で起こり、排気制御弁１２（図
３）が後退（開くともいう。）して、図２の符号（５）
のようにエンジン出力がやや低下することになる。な
お、この従来例のガバナ機構では、ガバナスプリング３
６のへたりによる中速回転域での出力低下を防止するた
めに、移動カム体３３のカム面に、遠心ボール３４の外
側への移動を制限する段部３３ａが形成されている。Then, even if the spring constant k can be secured,
As compared with the case the number of turns N a is large, the greater the shrinkage amount per volume of the coil spring for the same stress, the stress actually acts may be allowable stress range for a continuous use of the coil spring. As a result, in the middle speed region of the engine, the output characteristics such as the reference numeral (4) in FIG. 2 can be initially exhibited, but the governor spring 36 is so-called "sagging" within a short period of time and is free. The length becomes shorter,
The moving cam body 33 cannot be sufficiently urged toward the fixed cam body 32 side, and the movement of the moving cam body 33 in the direction of arrow R in the medium speed rotation region occurs at a lower rotation, and the exhaust control valve 12 (FIG. ) Is retracted (also called open), and the reference numeral (5) in FIG.
, The engine output will be slightly reduced. In this conventional governor mechanism, the governor spring 3
In order to prevent the output from dropping in the medium speed rotation region due to the settling, a step portion 33a for restricting the movement of the centrifugal ball 34 to the outside is formed on the cam surface of the movable cam body 33.
【０００７】本発明は、以上の事情に鑑みてなされたも
ので、エンジンの中速回転域での出力を高い値に維持で
きるガバナ機構を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a governor mechanism capable of maintaining a high output in an intermediate speed range of an engine.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ために、本発明の請求項１に係るガバナ機構は、エンジ
ンの排気制御装置に用いられるものであって、エンジン
のクランク軸に連結されて回転するガバナ軸と、そのガ
バナ軸に固着された固定カム体と、前記ガバナ軸に軸方
向移動自在に嵌合された移動カム体と、前記ガバナ軸の
外周側にガバナ軸と略同一軸心で配置されたコイル状の
スプリングであって、前記移動カム体を前記固定カム体
側に付勢するスプリングと、前記固定カム体と移動カム
体に挟持される複数の遠心錘とを備え、前記スプリング
が複数で巻径が相異なり、小径側が大径側の径方向内側
に配置されている。In order to achieve the above object, a governor mechanism according to a first aspect of the present invention is used in an exhaust control device of an engine, and is connected to a crankshaft of the engine. A governor shaft, a fixed cam body fixed to the governor shaft, a movable cam body fitted to the governor shaft so as to be movable in the axial direction, and a shaft substantially coaxial with the governor shaft on the outer peripheral side of the governor shaft. A coil-shaped spring disposed at a center, comprising: a spring for biasing the movable cam body toward the fixed cam body; and a plurality of centrifugal weights sandwiched between the fixed cam body and the movable cam body. A plurality of springs have different winding diameters, and the smaller diameter side is disposed radially inward of the larger diameter side.
【０００９】請求項１のガバナ機構によれば、ガバナ軸
の外周側にガバナ軸と略同一軸心で巻径の異なる複数の
スプリング（ガバナスプリング）を並列的に配置してい
るので、スプリング全体として十分ばね定数を大きくで
きて縮み量が小さくなるとともに、各スプリングの巻数
も小さくしなくて済むので、各スプリングの１巻当たり
の縮み量が小さくなって、各スプリングに加わる応力が
各スプリングの許容応力範囲内に十分納まることにな
り、スプリングのヘたりを防止でき、排気制御弁が排気
ガス圧により後退するのを防止して（開かないので）、
エンジンの中速回転域での出力を高い値に維持できる。According to the governor mechanism of the first aspect, a plurality of springs (governor springs) having substantially the same axis as the governor shaft and different winding diameters are arranged in parallel on the outer peripheral side of the governor shaft. As the spring constant can be made sufficiently large and the amount of contraction decreases, and the number of turns of each spring does not need to be reduced, the amount of contraction per turn of each spring decreases, and the stress applied to each spring is reduced. It will fall well within the allowable stress range, preventing the spring from loosening, preventing the exhaust control valve from retracting due to exhaust gas pressure (because it does not open),
The output in the middle speed range of the engine can be maintained at a high value.
【００１０】また、本発明の請求項２に係るガバナ機構
は、請求項１の構成において、前記スプリングが２つ
で、小径側の線径を大径側の線径よりも小さくしてい
る。In the governor mechanism according to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the number of the springs is two, and the wire diameter on the small diameter side is smaller than the wire diameter on the large diameter side.
【００１１】請求項２のガバナ機構によれば、例えば従
来例のガバナ機構におけるスプリングに加えて、これよ
りも線径が小さく小径に巻きやすい別のスプリングを内
径側に配置するだけで、スペースを有効に利用しつつス
プリング全体としてのばね定数が大きくなり、請求項１
の場合と同様の結果を簡単に得ることができる。According to the governor mechanism of the second aspect, for example, in addition to the spring in the governor mechanism of the conventional example, another spring having a smaller wire diameter and easy to be wound into a smaller diameter is merely disposed on the inner diameter side to save space. 2. The spring constant of the entire spring increases while effectively utilizing the spring.
The same result as in the case of can be easily obtained.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一
実施形態に係るガバナ機構の縦断面図と、このガバナ機
構を含むエンジンの排気制御装置の概略の構成を示すブ
ロック図とを組み合わせて示す説明図である。ガバナ機
構１は、後述するスプリングホルダ７を介してエンジン
のクランク軸２に連結されて回転するガバナ軸３を有
し、そのガバナ軸３にはほぼ円板状の固定カム体４が固
着されている。また、前記ガバナ軸３には、その軸方向
に移動自在に移動カム体５が嵌合されている。この移動
カム体５は、固定カム体４のカム面４ａに対向する皿形
のカム面５ａを有する。これら両カム体４，５のカム面
４ａ，５ａにおいて、複数の遠心錘として遠心ボール６
が挟持されている。なお、遠心錘として、ボール６に代
えてローラを用いてもよい。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a longitudinal sectional view of a governor mechanism according to an embodiment of the present invention in combination with a block diagram showing a schematic configuration of an exhaust control device for an engine including the governor mechanism. The governor mechanism 1 has a governor shaft 3 that rotates while being connected to a crankshaft 2 of an engine via a spring holder 7 to be described later. The governor shaft 3 has a substantially disc-shaped fixed cam body 4 fixed thereto. I have. A moving cam body 5 is fitted to the governor shaft 3 so as to be movable in the axial direction. The movable cam body 5 has a dish-shaped cam surface 5a facing the cam surface 4a of the fixed cam body 4. On the cam surfaces 4a, 5a of the two cam bodies 4, 5, a centrifugal ball 6 as a plurality of centrifugal weights is provided.
Is pinched. Note that a roller may be used instead of the ball 6 as the centrifugal weight.
【００１３】さらに、前記ガバナ軸３には、前記移動カ
ム体５を挟んで前記固定カム体４と対向する側に、スプ
リングホルダ７が固着されており、移動カム体５の前記
スプリングホルダ７と対向する端部にはスプリングホル
ダ部５ｂが形成されている。スプリングホルダ７の外周
には、クランク軸２側に固着された図示しないギヤと噛
み合う入力ギヤ部７ａが形成されており、これによりク
ランク軸２の回転がガバナ軸３に伝達される。Further, a spring holder 7 is fixed to the governor shaft 3 on the side opposite to the fixed cam body 4 with the movable cam body 5 interposed therebetween, and the spring holder 7 of the movable cam body 5 is fixed to the spring holder 7. A spring holder portion 5b is formed at the opposite end. An input gear portion 7a meshing with a gear (not shown) fixed to the crankshaft 2 side is formed on the outer periphery of the spring holder 7, whereby the rotation of the crankshaft 2 is transmitted to the governor shaft 3.
【００１４】前記スプリングホルダ７と移動カム体５と
の間には、移動カム体５を固定カム体４側に付勢する２
つのガバナスプリング８，９が配置されている。これら
両ガバナスプリング８，９は巻径が相異なる圧縮コイル
スプリングであって、ガバナ軸３の外周側に、ガバナ軸
３と略同一軸心となるように配置され、前記スプリング
ホルダ７と移動カム体５のスプリングホルダ部５ｂとで
挟持される。Between the spring holder 7 and the movable cam 5, the movable cam 5 is urged toward the fixed cam 4.
Two governor springs 8 and 9 are arranged. These two governor springs 8 and 9 are compression coil springs having different winding diameters, and are disposed on the outer peripheral side of the governor shaft 3 so as to be substantially coaxial with the governor shaft 3. The body 5 is held between the spring holder 5b.
【００１５】小径側の、すなわち巻径の小さい方のガバ
ナスプリング９は、大径側の、すなわち巻径の大きい方
のガバナスプリング８の径方向内側に配置され、巻径の
小さいガバナスプリング９の線径は、巻径の大きいガバ
ナスプリング８の線径よりも小さくされている。これに
より、小さい巻径のガバナスプリング９が巻きやすく、
スプリングホルダ７と、移動カム体５との間の狭いスペ
ースに２つのガバナスプリング８，９をコンパクトに配
置できる。さらに、両ガバナスプリング８，９は、巻き
方向が同じ（例えば左巻き）で、巻数が相異なるように
設定されている。これにより、両ガバナスプリング８，
９が相互に絡むのを防止できる。言い換えれば、ガバナ
スプリング８，９の作用を有効に活用することができ
る。The governor spring 9 on the smaller diameter side, that is, the smaller winding diameter is disposed radially inside the governor spring 8 on the larger diameter side, that is, the larger winding diameter. The wire diameter is smaller than the wire diameter of the governor spring 8 having a large winding diameter. Thereby, the governor spring 9 with a small winding diameter is easy to wind,
The two governor springs 8, 9 can be compactly arranged in a narrow space between the spring holder 7 and the movable cam body 5. Further, the governor springs 8 and 9 are set to have the same winding direction (for example, left-handed winding) and different numbers of turns. As a result, both governor springs 8,
9 can be prevented from becoming entangled with each other. In other words, the operation of the governor springs 8 and 9 can be effectively utilized.
【００１６】前記ガバナ軸３の軸方向への前記移動カム
体５の移動は、伝達機構１０および開閉機構１１を介し
てエンジンの排気制御弁１２に伝達され、移動カム体５
の移動量に応じて排気制御弁１２の開度が制御される。
なお、図示はしないが、例えば、伝達機構１０は往復動
を回転に、回転を往復動に変換するもの、開閉機構１１
は図３に示すように回転を往復動に変換するものをい
う。The movement of the moving cam body 5 in the axial direction of the governor shaft 3 is transmitted to an exhaust control valve 12 of the engine via a transmission mechanism 10 and an opening / closing mechanism 11, and the moving cam body 5
The opening of the exhaust control valve 12 is controlled in accordance with the amount of movement of the exhaust control valve 12.
Although not shown, for example, the transmission mechanism 10 converts the reciprocating motion into rotation and converts the rotation into reciprocating motion.
Means that the rotation is converted into reciprocation as shown in FIG.
【００１７】このガバナ機構１が用いられるエンジンの
排気制御装置の低速回転時における排気通路４３の状態
を示すシリンダ４１の縦断面を図３に示す。シリンダ４
１内には、排気ポート４２を介して排気通路４３が連通
しており、排気ポート４２は高速回転時に高出力が得ら
れる排気タイミングの位置に開口している。排気通路４
３の上部には、排気通路４３に向け斜め下方に貫通する
スライド孔４９が設けられており、その上半部には、排
気通路４３内に進退することにより、ピストン（図示せ
ず）による排気通路４３の開閉タイミングを調整して排
気通路４３からの排気Ｇの状態（排出タイミング）を変
化させる板状の排気制御弁１２が、スライド移動自在に
挿入されている。FIG. 3 shows a vertical cross section of the cylinder 41 showing the state of the exhaust passage 43 when the exhaust control device of the engine using the governor mechanism 1 rotates at a low speed. Cylinder 4
An exhaust passage 43 communicates with the inside 1 through an exhaust port 42, and the exhaust port 42 is opened at a position of an exhaust timing at which a high output is obtained during high-speed rotation. Exhaust passage 4
A slide hole 49 penetrating obliquely downward toward the exhaust passage 43 is provided at the upper part of the exhaust passage 3, and the upper half thereof is moved into and out of the exhaust passage 43, so that exhaust by a piston (not shown) is performed. A plate-shaped exhaust control valve 12 that adjusts the opening / closing timing of the passage 43 to change the state (discharge timing) of the exhaust G from the exhaust passage 43 is slidably inserted.
【００１８】排気制御弁１２の下方には、キャップバル
ブ５２が配置されて、その中間部を支軸５３により回転
可能に支持されている。キャップバルブ５２の先端側の
下面は、排気制御弁１２がスライド孔４９内に退避した
際すなわち高速回転時（排気制御弁１２の全開時）に、
排気通路４３における排気ポート４２の近くの上壁に沿
って位置して、スライド孔４９を塞ぎ、排気通路４３の
滑らかな内壁面の一部を形成する形状になっている。A cap valve 52 is disposed below the exhaust control valve 12, and an intermediate portion thereof is rotatably supported by a support shaft 53. When the exhaust control valve 12 retreats into the slide hole 49, that is, at the time of high-speed rotation (when the exhaust control valve 12 is fully open),
The exhaust passage 43 is located along the upper wall near the exhaust port 42, closes the slide hole 49, and forms a part of a smooth inner wall surface of the exhaust passage 43.
【００１９】図１の前記ガバナ軸３の軸方向への前記移
動カム体５の移動は、図示しない伝達機構１０を介し
て、図３の排気制御弁１２の右下方において紙面垂直方
向を軸方向とする回転駆動軸７３の回転として伝達され
る。回転駆動軸７３には、固定ねじ８０により回動アー
ム７９が固定されている。回動アーム７９は爪状のアー
ム部７９ｃを有し、その下面に排気制御弁１２の後端に
挿通して固着された係合ピン８１が当接している。一
方、回動アーム７９のアーム部７９ｃの上面には、ねじ
りコイルスプリング９０の一端が当接し、そのコイル部
分に回転駆動軸７３が挿通されており、他端はばね力を
もって係合ピン８１に下方から当接している。すなわ
ち、係合ピン８１は、回動アーム７９とねじりコイルス
プリング９０に挟持されている。このように、回転駆動
軸７３、回動アーム７９、ねじりコイルスプリング９０
および係合ピン８１は、前記開閉機構１１を構成してい
る。The movement of the movable cam body 5 in the axial direction of the governor shaft 3 in FIG. 1 is performed by a transmission mechanism 10 (not shown) in the axial direction in the lower right direction of the exhaust control valve 12 in FIG. Is transmitted as rotation of the rotation drive shaft 73. A rotation arm 79 is fixed to the rotation drive shaft 73 by a fixing screw 80. The rotating arm 79 has a claw-shaped arm portion 79c, and an engagement pin 81 fixedly inserted through the rear end of the exhaust control valve 12 is in contact with a lower surface thereof. On the other hand, one end of a torsion coil spring 90 is in contact with the upper surface of the arm portion 79c of the rotating arm 79, and the rotation drive shaft 73 is inserted through the coil portion, and the other end is connected to the engaging pin 81 with spring force. It is in contact from below. That is, the engagement pin 81 is sandwiched between the rotating arm 79 and the torsion coil spring 90. Thus, the rotation drive shaft 73, the rotation arm 79, the torsion coil spring 90
The engagement pin 81 constitutes the opening / closing mechanism 11.
【００２０】ガバナ機構１（図１）、伝達機構１０（図
示せず）、開閉機構１１および排気制御弁１２は、エン
ジンの低速回転時には、図３のように、排気制御弁１２
の円弧状の先端面１２ｃがシリンダ１の内壁面に沿った
位置で停止して、排気ポート４２の上部が閉じられるよ
うに設定されている。このとき、キャップバルブ５２は
スライド孔４９の下部を塞ぐ。したがって、低速回転時
には、排気ポート４２の上部が閉塞される分だけ、排気
ポート４３の開放タイミングが遅れるので、低速回転時
の出力が高くなる。When the engine is running at a low speed, the governor mechanism 1 (FIG. 1), the transmission mechanism 10 (not shown), the opening / closing mechanism 11 and the exhaust control valve 12 are operated as shown in FIG.
Is stopped at a position along the inner wall surface of the cylinder 1 so that the upper part of the exhaust port 42 is closed. At this time, the cap valve 52 closes the lower part of the slide hole 49. Therefore, at the time of low-speed rotation, the opening timing of the exhaust port 43 is delayed by an amount corresponding to the closing of the upper portion of the exhaust port 42, so that the output at the time of low-speed rotation increases.
【００２１】エンジンの回転速度が高まると、それに応
じて、図１のガバナ機構１においてガバナ軸３の軸方向
へ移動カム体５が移動し、その移動が図示しない伝達機
構１０を介して、図３の回転駆動軸７３の右回り（矢印
Ａ）の回転として伝わり、回動アーム７９とねじりコイ
ルスプリング９０に挟持された係合ピン８１が右方向へ
移動し、排気制御弁１２が後端側へスライド移動し、す
なわち排気ポート４２からスライド孔４９内に退避して
開度が大きくなり、所定の回転速度で全開となる。この
とき、キャップバルブ５２の先端側の下面は、排気通路
４３の内壁面に沿った位置となってスライド孔４９を塞
ぐ。したがって、排気通路面積が高速回転時に見合った
大きなものとなり、かつ排気のタイミングがエンジンの
回転速度に見合った早いタイミングとなって、高速回転
時の出力が向上する。When the rotation speed of the engine increases, the moving cam body 5 moves in the axial direction of the governor shaft 3 in the governor mechanism 1 shown in FIG. 1, and the movement is transmitted via a transmission mechanism 10 (not shown). 3 is transmitted as clockwise rotation (arrow A) of the rotation drive shaft 73, the engagement pin 81 sandwiched between the rotation arm 79 and the torsion coil spring 90 moves rightward, and the exhaust control valve 12 is moved to the rear end side. , That is, retracts from the exhaust port 42 into the slide hole 49 to increase the opening degree, and is fully opened at a predetermined rotation speed. At this time, the lower surface on the distal end side of the cap valve 52 is located along the inner wall surface of the exhaust passage 43 and closes the slide hole 49. Accordingly, the area of the exhaust passage becomes large at the time of high-speed rotation, and the timing of exhaust becomes early timing corresponding to the rotation speed of the engine, so that the output at high-speed rotation is improved.
【００２２】さて、図１のガバナ機構１の基本動作は、
先述した従来例の場合とほぼ同様である。すなわち、ス
プリングホルダ７の入力ギヤ部７ａを介してクランク軸
２の回転がガバナ軸３に伝達され、遠心ボール６はガバ
ナ軸３の回転数に応じて遠心力を受けガバナ軸３の径方
向外側に移動する。このとき、固定カム体４および移動
カム体５のカム面４ａ，５ａと、遠心ボール６とのカム
作用により、遠心ボール６の外側への移動量に応じて、
移動カム体５はガバナスプリング８，９の弾性力に抗し
て矢印Ｒ方向に移動する。その移動量は伝達機構１０を
介して開閉機構１１に伝達され、移動カム体５の移動量
に見合う分だけ、開閉機構１１が排気制御弁１２を開
く。The basic operation of the governor mechanism 1 shown in FIG.
This is almost the same as the above-described conventional example. That is, the rotation of the crankshaft 2 is transmitted to the governor shaft 3 via the input gear portion 7 a of the spring holder 7, and the centrifugal ball 6 receives a centrifugal force according to the number of rotations of the governor shaft 3, and is radially outward of the governor shaft 3. Go to At this time, the cam surface 4a, 5a of the fixed cam body 4 and the moving cam body 5 and the centrifugal ball 6 act as a cam to cause the centrifugal ball 6 to move outward according to the amount of movement.
The movable cam body 5 moves in the direction of the arrow R against the elastic force of the governor springs 8 and 9. The amount of movement is transmitted to the opening / closing mechanism 11 via the transmission mechanism 10, and the opening / closing mechanism 11 opens the exhaust control valve 12 by an amount corresponding to the amount of movement of the moving cam body 5.
【００２３】例えば、エンジンの低速回転時には、遠心
ボール６は殆ど外側へ移動しないので、ガバナスプリン
グ８，９に付勢されている移動カム体５は矢印Ｒの方向
へ殆ど移動せず、排気制御弁１２の開度は小さく抑えら
れる（すなわち、排気制御弁１２は全く移動しな
い。）。これにより、図３に示した排気制御弁１２が排
気ポート４２の上部を閉じた状態を維持できるので、エ
ンジンの低速回転域で十分な出力が得られる。また、エ
ンジンの中速、高速回転域では、その回転数に応じて図
１の遠心ボール６が外側に移動し、このときのカム作用
により、遠心ボール６の移動量に応じた量だけ、移動カ
ム体５がガバナスプリング８，９の弾性力に抗して矢印
Ｒの方向に移動する。この移動量に応じて、排気制御弁
１２の開度が拡大されるので、エンジンの中高速回転域
でも十分な出力が得られる。For example, when the engine is rotating at a low speed, the centrifugal ball 6 hardly moves outward, so that the moving cam body 5 urged by the governor springs 8 and 9 hardly moves in the direction of arrow R, and the exhaust control is performed. The opening of the valve 12 is kept small (that is, the exhaust control valve 12 does not move at all). Thereby, the exhaust control valve 12 shown in FIG. 3 can maintain the state in which the upper part of the exhaust port 42 is closed, and thus a sufficient output can be obtained in the low-speed rotation range of the engine. In the middle and high speed regions of the engine, the centrifugal ball 6 of FIG. 1 moves outward according to the number of revolutions, and moves by an amount corresponding to the amount of movement of the centrifugal ball 6 by the cam action at this time. The cam body 5 moves in the direction of the arrow R against the elastic force of the governor springs 8 and 9. Since the degree of opening of the exhaust control valve 12 is increased in accordance with the amount of movement, a sufficient output can be obtained even in the middle and high speed rotation range of the engine.
【００２４】特に、このガバナ機構１では、ガバナ軸３
の外周側にガバナ軸と略同一軸心で巻径の異なる２つの
ガバナスプリング８，９を並列的に配置しているので、
ガバナスプリング８，９全体としてばね定数ｋを従来の
場合に比べて十分大きくでき、図２の出力特性図におい
て（１）で示すように、中速回転域での出力が従来の
（４）よりも向上する。In particular, in the governor mechanism 1, the governor shaft 3
Since two governor springs 8 and 9 having substantially the same axis as the governor shaft and different winding diameters are arranged in parallel on the outer peripheral side of
The spring constant k of the governor springs 8 and 9 as a whole can be made sufficiently large as compared with the conventional case. As shown by (1) in the output characteristic diagram of FIG. Also improve.
【００２５】しかも、ガバナスプリング８，９全体とし
て十分ばね定数ｋを大きくできて縮み量が小さくなると
ともに、各ガバナスプリング８，９の巻数Ｎa も小さく
しなくて済むので、各ガバナスプリング８，９の１巻当
たりの縮み量が小さくなって、各ガバナスプリング８，
９に加わる応力が各ガバナスプリング８，９の許容応力
範囲内に十分納まることになり、ガバナスプリング８，
９のヘたりを防止でき、従来よりも向上したエンジンの
中速回転域での出力を長期にわたって維持できる。ま
た、ガバナスプリング８，９にへたりが生じないので、
へたりに対する補償として図４に示す従来例で行ってい
たように移動カム体５のカム面５ａに遠心ボール６の外
側への移動を制限する段部などを形成する必要がなく、
部品の加工も容易になる。[0025] Moreover, with the amount of shrinkage to be large enough spring constant k as a whole governor spring 8,9 is reduced, since it is not necessary to be smaller turns N a of the governor spring 8,9, each governor spring 8, 9, the amount of shrinkage per turn becomes smaller, and each governor spring 8,
9, the stress applied to the governor springs 8 and 9 is sufficiently within the allowable stress range of the governor springs 8 and 9.
9 can be prevented, and the output in the middle speed range of the engine, which has been improved compared to the prior art, can be maintained for a long time. Also, since there is no settling on the governor springs 8, 9,
There is no need to form a step or the like for limiting the outward movement of the centrifugal ball 6 on the cam surface 5a of the movable cam body 5 as performed in the conventional example shown in FIG.
Processing of parts becomes easier.
【００２６】また、この実施形態では、ガバナスプリン
グを２つとしたが、スペースに余裕がある場合には、３
つ以上としてもよい。さらに、この実施形態では、固定
カム体４のカム面４ａを円板状の平坦面としたが、図４
に示す従来例の場合のように皿形としてもよい。In this embodiment, two governor springs are used.
There may be more than one. Further, in this embodiment, the cam surface 4a of the fixed cam body 4 is a disk-shaped flat surface.
As in the case of the conventional example shown in FIG.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上のように、本発明のガバナ機構によ
れば、ガバナ軸の外周側にガバナ軸と略同一軸心で巻径
の異なる複数のスプリング（ガバナスプリング）を並列
的に配置しているので、スプリング全体として十分ばね
定数を大きくできて縮み量が小さくなるとともに、各ス
プリングの巻数も小さくしなくて済むので、各スプリン
グの１巻当たりの縮み量が小さくなって、各スプリング
に加わる応力が各スプリングの許容応力範囲内に十分納
まることになり、スプリングのヘたりを防止でき、エン
ジンの中速回転域での出力を高い値に維持できる。な
お、複数のスプリングの巻数を相異なるように設定した
場合には、スプリングが相互に絡むのを防止でき、スプ
リングの作用を有効に活用できる。As described above, according to the governor mechanism of the present invention, a plurality of springs (governor springs) having substantially the same axis as the governor shaft and having different winding diameters are arranged in parallel on the outer peripheral side of the governor shaft. Therefore, the spring constant can be made sufficiently large as a whole to reduce the amount of shrinkage, and the number of turns of each spring does not have to be reduced. The applied stress is sufficiently within the allowable stress range of each spring, the spring can be prevented from being set, and the output of the engine in the middle speed region can be maintained at a high value. When the number of turns of the plurality of springs is set to be different from each other, the springs can be prevented from being entangled with each other, and the action of the springs can be effectively utilized.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明の一実施形態に係るガバナ機構の縦断面
図と、このガバナ機構を備えたエンジンの排気制御装置
のブロック図とを組み合わせて示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a longitudinal sectional view of a governor mechanism according to an embodiment of the present invention in combination with a block diagram of an exhaust control device for an engine including the governor mechanism.
【図２】同ガバナ機構によるエンジンの出力特性と、従
来のガバナ機構によるエンジンの出力特性とを比較して
示す出力特性図である。FIG. 2 is an output characteristic diagram showing a comparison between an output characteristic of an engine by the governor mechanism and an output characteristic of an engine by a conventional governor mechanism.
【図３】同ガバナ機構が用いられるエンジンの排気制御
装置の低速回転時における排気通路の状態を示すシリン
ダの縦断面図である。FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a cylinder showing a state of an exhaust passage at the time of low-speed rotation of an exhaust control device of an engine using the governor mechanism.
【図４】従来例の縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a conventional example.
１…ガバナ機構、２…クランク軸、３…ガバナ軸、４…
固定カム体、５…移動カム体、６…遠心錘（遠心ボー
ル）、８，９…スプリング（ガバナスプリング）。1. governor mechanism, 2. crankshaft, 3. governor shaft, 4.
Fixed cam body, 5: movable cam body, 6: centrifugal weight (centrifugal ball), 8, 9: spring (governor spring).
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１２年３月１７日（２０００．３．１
７）[Submission date] March 17, 2000 (2003.
7)
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項１[Correction target item name] Claim 1
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００８[Correction target item name] 0008
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ために、本発明の請求項１に係るガバナ機構は、エンジ
ンの排気制御装置に用いられるものであって、エンジン
のクランク軸に連結されて回転するガバナ軸と、そのガ
バナ軸に固着された固定カム体と、前記ガバナ軸に軸方
向移動自在に嵌合された移動カム体と、その移動カム体
を挟んで前記固定カム体と対向する側で前記ガバナ軸に
固着されたスプリングホルダと、前記ガバナ軸の外周側
にガバナ軸と略同一軸心で配置され、前記移動カム体に
おいて前記スプリングホルダに対向する端部に形成され
たスプリングホルダ部と前記スプリングホルダとで挟持
されるコイル状の圧縮スプリングであって、前記移動カ
ム体を前記固定カム体側に付勢するスプリングと、前記
固定カム体と移動カム体に挟持される複数の遠心錘とを
備え、前記スプリングが複数で巻径が相異なり、小径側
が大径側の径方向内側に配置されている。In order to achieve the above object, a governor mechanism according to a first aspect of the present invention is used in an exhaust control device of an engine, and is connected to a crankshaft of the engine. Governor shaft, a fixed cam body fixed to the governor shaft, a movable cam body fitted to the governor shaft so as to be movable in the axial direction, and the movable cam body
On the governor shaft on the side facing the fixed cam body with
And anchored spring holder, is arranged in the governor shaft substantially the same axis on the outer circumferential side of said governor shaft, said moving cam member
At the end facing the spring holder.
Between the spring holder and the spring holder
A coil-shaped compression spring, comprising: a spring for urging the movable cam body toward the fixed cam body side; and a plurality of centrifugal weights sandwiched between the fixed cam body and the movable cam body. A plurality of winding diameters are different from each other, and the smaller diameter side is disposed radially inward of the larger diameter side.
Claims (2)
バナ機構であって、 エンジンのクランク軸に連結されて回転するガバナ軸
と、 そのガバナ軸に固着された固定カム体と、 前記ガバナ軸に軸方向移動自在に嵌合された移動カム体
と、 前記ガバナ軸の外周側にガバナ軸と略同一軸心で配置さ
れたコイル状のスプリングであって、前記移動カム体を
前記固定カム体側に付勢するスプリングと、 前記固定カム体と移動カム体に挟持される複数の遠心錘
とを備え、 前記スプリングが複数で巻径が相異なり、小径側が大径
側の径方向内側に配置されているガバナ機構。1. A governor mechanism used in an exhaust control device of an engine, the governor shaft being connected to a crankshaft of the engine and rotating, a fixed cam body fixed to the governor shaft, and a shaft connected to the governor shaft. A moving cam body fitted movably in the direction, and a coil-shaped spring disposed on the outer peripheral side of the governor shaft at substantially the same axis as the governor shaft, wherein the moving cam body is attached to the fixed cam body side. A biasing spring, and a plurality of centrifugal weights sandwiched between the fixed cam body and the moving cam body, wherein the plurality of springs have different winding diameters, and the small diameter side is disposed radially inward of the large diameter side. Governor mechanism.
よりも小さいガバナ機構。2. The governor mechanism according to claim 1, wherein the number of the springs is two, and the wire diameter on the small diameter side is smaller than the wire diameter on the large diameter side.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11179733A JP2001012248A (en) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | Governor mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11179733A JP2001012248A (en) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | Governor mechanism |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001012248A true JP2001012248A (en) | 2001-01-16 |
Family
ID=16070928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11179733A Pending JP2001012248A (en) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | Governor mechanism |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001012248A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9797275B1 (en) * | 2016-06-03 | 2017-10-24 | Timothy B. King | Motorcycle engine power valve control upgrade kit |
| US10634035B2 (en) | 2016-06-03 | 2020-04-28 | Timothy B. King | Motorcycle engine with an always spring biased open exhaust valve |
-
1999
- 1999-06-25 JP JP11179733A patent/JP2001012248A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9797275B1 (en) * | 2016-06-03 | 2017-10-24 | Timothy B. King | Motorcycle engine power valve control upgrade kit |
| US10634035B2 (en) | 2016-06-03 | 2020-04-28 | Timothy B. King | Motorcycle engine with an always spring biased open exhaust valve |
| US11525383B2 (en) | 2016-06-03 | 2022-12-13 | Timothy B. King | Motorcycle engine with an always spring biased open exhaust valve |
| US11795859B2 (en) | 2016-06-03 | 2023-10-24 | Timothy B. King | Motorcycle engine with an always spring biased open exhaust valve |
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