JP2002168137A

JP2002168137A - 遠心式ガバナのトルクアップ装置

Info

Publication number: JP2002168137A
Application number: JP2000366491A
Authority: JP
Inventors: Mitsumasa Isoda; 光正磯田; Nobutake Izumi; 進剛泉
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2000-12-01
Publication date: 2002-06-14

Abstract

(57)【要約】【課題】トルクアップ立ち上がり時の燃料噴射を増量
し、トルクアップ調量域内での過剰な燃料噴射を抑制し
て、不完全燃焼による黒煙の発生を防止する。【解決手段】ガバナ機壁２５に固定したケース本体１
１と、ケース本体１１より突出してガバナレバー１に接
当可能に臨むトルクピン１２と、トルクピン１２をピン
突出側へ付勢するトルクスプリング１３と、トルクピン
１２の退入隙間ｔを調量規制するピン調量具１５と、ピ
ン調量具１５をピン突出側に付勢するバックスプリング
１７とを備え、バックスプリング１７に抗してトルクピ
ン１２を始動増量位置Ｓｔに後退させるように構成す
る。上記トルクスプリング１３を、ピン突出側へ付勢す
るメインスプリング１３ａとサブスプリング１３ｂとか
ら構成し、トルクアップ前半域におけるバネ定数を小さ
く、トルクアップ後半域におけるバネ定数を相対的に大
きく設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は遠心式ガバナのトルクア
ップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、農用作業機等に搭載されるディ
ーゼルエンジンでは、過負荷運転状態で低速高トルク性
を発揮させるために、低速域での燃料噴射料を多くして
エンジンの粘り強さを発揮させるようにしている。この
ためにディーゼルエンジンの遠心式ガバナにトルクアッ
プ装置を付設して過負荷運転域での燃料噴射量を制御し
ている。

【０００３】上記トルクアップ装置を備える遠心式ガバ
ナとしては、例えば図４に示すものが知られている。こ
の遠心式ガバナＧは、支軸Ｑで支えたガバナレバー１を
ガバナスプリング７で燃料増量側Ｒに揺動させ、ガバナ
ウエイト８のガバナ力ＧＦでガバナレバー１の入力部３
を燃料減量側Ｌに付勢し、ガバナレバー１の出力部４を
燃料噴射ポンプＰの調量ラックピン９に連動連結し、当
該ガバナレバー１をガバナ力ＧＦとガバナスプリング５
の張力との不釣り合い力で揺動自在に構成し、トルクア
ップ装置１０を遠心式ガバナＧのガバナ機壁２５に固定
してトルクピン１２を上記ガバナレバー１に接当可能に
臨ませて構成されている。

【０００４】上記トルクアップ装置１０は、図４に示す
ように、上記ガバナ機壁２５に進退調節自在に固定され
たケース本体１１と、このケース本体１１より進退自在
に突出してガバナレバー１の受止部２に弾圧接当可能に
臨むトルクピン１２と、上記本体ケース１１内に収容さ
れ、上記トルクピン１２をピン突出側へ弾発付勢するト
ルクスプリング１３と、上記トルクピン１２の退入隙間
を調量するピン調量具１５と、上記トルクスプリング１
３よりもバネ定数が大きく、上記ピン調量具１５をピン
突出側に弾発付勢するバックスプリング１７とを備えて
成り、上記バックスプリング１７に抗してトルクピン１
２を始動増量位置Ｓｔへ後退させるように構成されてい
る。

【０００５】このトルクアップ装置１０は、エンジン始
動時にバックスプリング１７に抗してトルクピン１２を
後退させてガバナレバー１を始動増量位置Ｓｔまで揺動
させるとともに、エンジンが過負荷運転に移行した場合
に、上記トルクピン１２でガバナレバー１を全負荷位置
４／４に受け止め、燃料噴射ポンプＰの調量具９を全負
荷位置４／４からトルクアップ位置Ｔｕまでのトルクア
ップ調量域内に調量する。これによりエンジンの過負荷
運転における燃料噴射を増量し、エンストを防止して粘
り強さを発揮する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、ト
ルクアップ装置１０が２種類のスプリング（トルクスプ
リング１３とバックスプリング１７）を備えることで、
トルクアップ時とエンジン始動時の燃料増量を可能にす
るが、エンジンが過負荷運転に移行した際に回転速度が
急激に低下し、エンストに至る虞れがある。これは、ト
ルクピン１２でガバナレバー１を全負荷位置４／４に受
け止めた際に、トルクスプリング１３が強過ぎて円滑に
収縮せず、トルクアップ立上がり時の燃料噴射が遅れる
ためと思われる。

【０００７】そこで、上記トルクスプリング１３のバネ
定数を小さくすることにより、トルクスプリング１３を
円滑に収縮させて燃料噴射を増量することが考えられる
が、そうすると、トルクアップ調量域での燃料噴射が過
剰になり、燃料の不完全燃焼により黒煙が発生する。本
発明はこのような事情を改善するためになされたもの
で、トルクアップ立ち上がり時の燃料噴射を円滑に増量
して、エンジンの回転速度の急な低下を回避しつつ、ト
ルクアップ調量域内での過剰な燃料噴射を抑制して、不
完全燃焼による黒煙の発生を防止することを技術的課題
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明は以下のように構成される。即ち、請求項１
に記載の発明は、遠心式ガバナＧのガバナ機壁２５に進
退調節可能に固定したケース本体１１と、上記ケース本
体１１の先端側より進退自在に突出してガバナレバー１
に接当可能に臨むトルクピン１２と、上記ケース本体１
１内に収容されて上記トルクピン１２をピン突出側へ弾
発付勢するトルクスプリング１３と、上記トルクピン１
２の退入隙間ｔを調量可能に規制するピン調量具１５
と、上記トルクスプリング１３よりもバネ定数が大き
く、上記ピン調量具１５をピン突出側に弾発付勢するバ
ックスプリング１７とを備えて成り、上記バックスプリ
ング１７に抗してトルクピン１２を始動増量位置Ｓｔに
後退させるように構成（以下、これを本発明の「基本構
成」という）した遠心式ガバナのトルクアップ装置にお
いて、上記トルクスプリング１３を、ピン突出側へ弾発
付勢するメインスプリング１３ａと上記メインスプリン
グ１３ａと直列に配置したサブスプリング１３ｂとから
構成し、トルクアップ前半域ｔ₁におけるトルクスプリ
ング１３のバネ定数を小さく設定し、トルクアップ後半
域ｔ₂におけるトルクスプリング１３のバネ定数を相対
的に大きく設定した、ことを特徴とする。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
した遠心式ガバナのトルクアップ装置において、上記サ
ブスプリング１３ｂを、メインスプリング１３ａよりも
バネ定数が小さく、トルクピン１２をピン退入側へ弾圧
付勢するように構成した、ことを特徴とする。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
した遠心式ガバナのトルクアップ装置において、上記サ
ブスプリング１３ｂを、メインスプリング１３ａよりも
バネ定数が大きく、上記ピン調量具１５を介してトルク
ピン１２をピン突出側へ弾圧付勢するように構成した、
ことを特徴とする。

【００１１】

【発明の作用・効果】（イ）請求項１に記載の発明で
は、前記基本構成を備える遠心式ガバナのトルクアップ
装置において、トルクスプリング１３を、ピン突出側へ
弾発付勢するメインスプリング１３ａと上記メインスプ
リング１３ａと直列に配置したサブスプリング１３ｂと
から構成し、トルクアップ前半域ｔ₁におけるトルクス
プリング１３のバネ定数を小さく設定し、トルクアップ
後半域ｔ₂におけるトルクスプリング１３のバネ定数を
相対的に大きく設定したことから、トルクアップ立ち上
がり時の燃料噴射を増量しつつ、トルクアップ調量域内
での過剰な燃料噴射を抑制して不完全燃焼による黒煙の
発生を防止することができる。

【００１２】即ち、トルクアップ前半域ｔ₁におけるト
ルクスプリング１３のバネ定数を小さく設定したことか
ら、ガバナレバー１を全負荷位置４／４に受け止める際
に、トルクスプリング１３が円滑に収縮して燃料噴射が
増量され、トルクアップ立上がり時の燃料噴射を改善し
てエンジンの回転速度の急な低下を防止する。また、ト
ルクアップ後半域ｔ₂におけるトルクスプリング１３の
バネ定数を相対的に大きく設定したことから、トルクア
ップ調量域（特にトルクアップ後半域ｔ₂）での燃料噴
射が過剰になるのを抑制して燃料の不完全燃焼による黒
煙の発生を防止する。

【００１３】（ロ）請求項２に記載の発明では、請求項
１に記載した遠心式ガバナのトルクアップ装置におい
て、例えば図１に示すように、上記サブスプリング１３
ｂを、メインスプリング１３ａよりもバネ定数が小さ
く、トルクピン１２をピン退入側へ弾圧付勢するように
構成したことから、上記トルクピン１２が退入してサブ
スプリング１３ｂが自然長に伸びるまでは、トルクピン
１２に作用する二つのスプリング１３ａ・１３ｂの合成
バネ定数はメインスプリング１３ａのバネ定数よりも小
さくなる。また、サブスプリング１３ｂが自然長に伸び
た後は、メインスプリング１３ａのバネ力のみが上記ト
ルクピン１２に作用する。つまり、トルクアップ前半域
ｔ₁におけるトルクスプリング１３の合成バネ定数は小
さく、トルクアップ後半域ｔ₂におけるトルクスプリン
グ１３のバネ定数は相対的に大きくなる。これにより、
上記作用・効果（イ）を奏する。また、トルクピン１２
に作用する初期バネ力は調整なしでゼロとなるので、ト
ルクアップ立上がり時の燃料噴射を円滑に増量すること
ができる。

【００１４】（ハ）請求項３に記載の発明では、請求項
１に記載した遠心式ガバナのトルクアップ装置におい
て、例えば図２に示すように、上記サブスプリング１３
ｂを、メインスプリング１３ａよりもバネ定数が大き
く、上記ピン調量具１５を介してトルクピン１２をピン
突出側へ弾圧付勢するように構成したことから、トルク
アップ前半域ｔ₁では、二つのスプリング１３ａ・１３
ｂのバネ力が上記トルクピン１２に作用する。また、ト
ルクアップ後半域ｔ₂では、バックスプリング１７は作
用せず、相対的にバネ定数の大きいサブスプリング１３
ｂのバネ力のみが上記ピン調量具１５を介してトルクピ
ン１２に作用する。つまり、トルクアップ前半域ｔ₁に
おけるトルクスプリング１３の合成バネ定数は小さく、
トルクアップ後半域ｔ₂におけるトルクスプリング１３
のバネ定数は相対的に大きくなる。これにより、上記作
用・効果（イ）を奏する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態に
係る遠心式ガバナのトルクアップ装置の縦断面図であ
る。この遠心式ガバナＧは、図１に示すように、ガバナ
レバー１を支軸Ｑで揺動可能に枢支し、その入力部３に
ガバナ力ＧＦを作用させ、その出力部４を燃料噴射ポン
プＰの調量ラックピン９に連動連結し、そのバネ罫止ア
ーム５をガバナスプリング７を介して調速レバー６に連
結し、当該ガバナレバー１をガバナ力ＧＦとガバナスプ
リング７の張力との不釣り合い力で揺動自在に構成し、
トルクアップ装置１０を遠心式ガバナＧのガバナ機壁２
５に固定してトルクピン１２を上記ガバナレバー１に接
当可能に臨ませて構成されている。

【００１６】上記トルクアップ装置１０は、図１に示す
ように、遠心式ガバナＧのガバナ機壁２５に進退調節可
能に固定したケース本体１１と、上記ケース本体１１の
先端側より進退自在に突出してガバナレバー１の接当部
２に接当可能に臨むトルクピン１２と、上記ケース本体
１１内に収容されて上記トルクピン１２をピン突出側へ
弾発付勢するトルクスプリング１３と、上記トルクピン
１２の退入隙間ｔを調量可能に規制するピン調量具１５
と、上記トルクスプリング１３よりもバネ定数が大き
く、上記ピン調量具１５をピン突出側に弾発付勢するバ
ックスプリング１７とを備える。なお、符号２０はケー
ス本体１１をガバナ機壁２５に固定するロックナットで
ある。

【００１７】このトルクアップ装置１０は、過負荷運転
に移行すると、上記トルクピン１２でガバナレバー１を
受け止め、全負荷位置（４／４）とトルクアップ位置Ｔ
ｕとの間のトルクアップ調量域ｔ内で上記調量ラックピ
ン９を調量移動させて粘り強さを発揮する。また、エン
ジンの始動時には、調速レバー６を引いてガバナスプリ
ング７の張力でガバナレバー１を燃料増量側Ｒに移動さ
せることにより、上記バックスプリング１７に抗してト
ルクピン１２を始動増量位置Ｓｔに後退させるように構
成されている。

【００１８】上記ピン調量具１５は、ケース本体１１の
前半内部に設けられた摺動筒１４の後端部に螺着され、
当該ピン調量具１５を進退させてトルクピン１２の退入
量ｔ（ここではトルクアップ調量域と同義）を調節する
ように構成されている。また、上記ピン調量具１５に
は、これと一体に後部接当具１５ｂが後方へ延出されて
おり、ケース本体１１の後端部に螺着されたバネ受け具
１８で前記バックスプリング１７を受け止め、当該バネ
受け具１８を進退させて後部接当具１５ｂの始動増量位
置Ｓｔへの後退隙間Ｓを調節するように構成されてい
る。

【００１９】以下、第１実施形態に係る上記トルクアッ
プ装置１０の特徴構成を説明する。この実施形態では、
図１に示すように、トルクスプリング１３は、トルクピ
ン１２の基端部１２ｂをピン突出側へ弾発付勢するメイ
ンスプリング１３ａと、上記メインスプリング１３ａと
直列に配置され、上記基端部１２ｂをピン退入側へ弾圧
付勢するサブスプリング１３ｂとから構成されている。
上記サブスプリング１３ｂは、メインスプリング１３ａ
よりもバネ定数が小さく設定されており、上記トルクピ
ン１２が退入してサブスプリング１３ｂが自然長になる
までは、当該トルクピン１２に二つのスプリング１３ａ
・１３ｂが作用する。そしてこの合成バネ定数は、メイ
ンスプリング１３ａのバネ定数よりも小さくなり、サブ
スプリング１３ｂが自然長に伸びた後は、メインスプリ
ング１３ａのバネ力のみが上記トルクピン１２に作用す
る。つまり、トルクアップ調量域ｔ内のトルクアップ前
半域ｔ₁におけるトルクスプリング１３の合成バネ定数
は小さく、トルクアップ後半域ｔ₂におけるトルクスプ
リング１３のバネ定数は相対的に大きくなるように設定
されている。

【００２０】図３は上記遠心式ガバナ１０の作用を説明
するためのグラフであり、横軸はエンジンの回転速度を
示し、縦軸は燃料噴射ポンプによる燃料噴射量に相当す
る調量ラックピン９の位置を示す。図３に示すように、
トルクアップ前半域ｔ₁におけるトルクスプリング１３
のバネ定数を小さく設定することにより、エンジンが過
負荷運転に移行し、トルクピン１２でガバナレバー１を
全負荷位置４／４に受け止める際に、サブプリング１３
ｂが円滑に収縮して燃料噴射が増量され、トルクアップ
立上がり時の燃料噴射を改善して、エンジンの回転速度
の急な低下を防止する。また、トルクアップ後半域ｔ₂
におけるトルクスプリング１３のバネ定数を相対的に大
きく設定することにより、トルクアップ調量域ｔ（特に
トルクアップ後半域ｔ₂）での燃料噴射が過剰になるの
を抑制して、燃料の不完全燃焼による黒煙の発生を防止
する。また、トルクピン１２に作用する初期バネ力は調
整なしでゼロとなるので、トルクアップ立上がり時の燃
料噴射を円滑に増量することができる。

【００２１】図２は本発明の第２実施形態に係る遠心式
ガバナのトルクアップ装置の縦断面図である。この実施
形態では、図２に示すように、上記ピン調量具１５は、
摺動筒１４の後端部に螺着され、当該ピン調量具１５を
進退させてトルクピン１２の退入量ｔ₁（ここではトル
クアップ前半域と同義）を調節するように構成されてい
る。また、上記ピン調量具１５には、これと一体に後部
接当具１５ｂが後方へ延出され、この後部接当具１５ｂ
内に形成したバネ装着孔１５ｃ内に後述するサブスプリ
ング１３ｂが装着されている。そしてケース本体１１の
後端部に螺着されたバネ受け具１８で前記バックスプリ
ング１７と上記サブスプリング１３ｂとを受け止め、当
該バネ受け具１８を進退させて後部接当具１５ｂのトル
クアップ後半域ｔ₂及び始動増量位置Ｓｔへの後退隙間
（ｔ₂＋Ｓ）を調節するように構成されている。

【００２２】この実施形態では、トルクスプリング１３
は、トルクピン１２の基端部１２ｂをピン突出側へ弾発
付勢するメインスプリング１３ａと、上記メインスプリ
ング１３ａと直列に配置され、ピン調量具１５を介して
トルクピン１２をピン突出側へ弾圧付勢する上記サブス
プリング１３ｂとから構成されている。なお、この実施
形態では、トルクアップ調量域ｔは、トルクアップ前半
域ｔ₁とトルクアップ後半域ｔ₂とからなる。

【００２３】上記サブスプリング１３ｂは、メインスプ
リング１３ａよりもバネ定数が大きく設定されており、
トルクアップ前半域ｔ₁では、二つのスプリング１３ａ
・１３ｂのバネ力が上記トルクピン１２に作用する。ま
た、トルクアップ後半域ｔ₂では、バックスプリング１
７は作用せず、相対的にバネ定数の大きいサブスプリン
グ１３ｂのバネ力のみがピン調量具１５を介してトルク
ピン１２に作用する。つまり、トルクアップ前半域ｔ₁
におけるトルクスプリング１３の合成バネ定数は小さ
く、トルクアップ後半域ｔ₂におけるトルクスプリング
１３のバネ定数は相対的に大きくなるように設定されて
いる。これにより、第１実施形態と同様に、トルクアッ
プ立上がり時の燃料噴射を改善してエンジンの回転速度
の急な低下を防止し、トルクアップ調量域ｔ（特にトル
クアップ後半域ｔ₂）での燃料噴射が過剰になるのを抑
制して燃料の不完全燃焼による黒煙の発生を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るトルクアップ装置
の横断面図である。

【図２】本発明の第２実施形態に係るトルクアップ装置
の横断面図である。

【図３】本発明に係るトルクアップ装置の作用を説明す
るためのグラフである。

【図４】従来例に係る遠心式ガバナ及びトルクアップ装
置の横断平面図である。

【符号の説明】

１…ガバナレバー、１０…トルクアップ装置、１１…ケ
ース本体、１２…トルクピン、１３…トルクスプリン
グ、１３ａ…メインスプリング、１３ｂ…サブスプリン
グ、１５…ピン調量具、１７…バックスプリング、２５
…ガバナ機壁、Ｇ…遠心式ガバナ、Ｓｔ…始動増量位
置、ｔ…トルクピンの退入隙間、ｔ₁…トルクアップ前
半域、ｔ₂…トルクアップ後半域。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3G060 AA08 AB01 AC01 BA06 CA01 CB06 DA01 DA02 3G066 AA07 AB02 AC06 AD02 BA19 BA24 CE01 CE34 CE37 DA01 DC09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】遠心式ガバナ（Ｇ）のガバナ機壁（２
５）に進退調節可能に固定したケース本体（１１）と、
上記ケース本体（１１）の先端側より進退自在に突出し
てガバナレバー（１）に接当可能に臨むトルクピン（１
２）と、上記ケース本体（１１）内に収容されて上記ト
ルクピン（１２）をピン突出側へ弾発付勢するトルクス
プリング（１３）と、上記トルクピン（１２）の退入隙
間（ｔ）を調量可能に規制するピン調量具（１５）と、
上記トルクスプリング（１３）よりもバネ定数が大き
く、上記ピン調量具（１５）をピン突出側に弾発付勢す
るバックスプリング（１７）とを備えて成り、上記バッ
クスプリング（１７）に抗してトルクピン（１２）を始
動増量位置（Ｓｔ）に後退させるように構成した遠心式
ガバナのトルクアップ装置において、上記トルクスプリング（１３）を、ピン突出側へ弾発付
勢するメインスプリング（１３ａ）と上記メインスプリ
ング（１３ａ）と直列に配置したサブスプリング（１３
ｂ）とから構成し、トルクアップ前半域（ｔ₁）におけ
るトルクスプリング（１３）のバネ定数を小さく設定
し、トルクアップ後半域（ｔ₂）におけるトルクスプリ
ング（１３）のバネ定数を相対的に大きく設定した、こ
とを特徴とする遠心式ガバナのトルクアップ装置。
【請求項２】請求項１に記載した遠心式ガバナのトル
クアップ装置において、上記サブスプリング（１３ｂ）
を、メインスプリング（１３ａ）よりもバネ定数が小さ
く、トルクピン（１２）をピン退入側へ弾圧付勢するよ
うに構成した、ことを特徴とする遠心式ガバナのトルク
アップ装置。
【請求項３】請求項１に記載した遠心式ガバナのトル
クアップ装置において、上記サブスプリング（１３ｂ）
を、メインスプリング（１３ａ）よりもバネ定数が大き
く、上記ピン調量具（１５）を介してトルクピン（１
２）をピン突出側へ弾圧付勢するように構成した、こと
を特徴とする遠心式ガバナのトルクアップ装置。