JP2019105263A - エンジン用停止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸支されている操作アームを停止ソレノイドで駆動操作する構造を採りながら、各部品の寸法誤差や組付け誤差が生じても、停止ソレノイドによる操作アームの駆動操作が適正に行われるようになり、かつ、熟練未熟を問わずに組付けすることが可能となるように改善されたエンジン用停止装置を提供する。【解決手段】燃料噴射ポンプのコントロールラックに連動連係されている操作軸１がエンジンケースｋに回動可能に貫通支持され、操作軸１の突出部に一体回動状態に設けられた操作アーム２に停止ソレノイド４を作用させて、コントロールラックを停止位置に強制操作することが可能に構成されるとともに、停止ソレノイド４の出退ロッド５と操作アーム２のフック部１６とが、リンク部材１０を介して連動されているエンジン用停止装置。【選択図】図１

Description

本発明は、小型産業用ディーゼルエンジンの停止装置など、エンジン用停止装置に関するものである。

農業機械や産業機械に搭載されるエンジンには、負荷の大小に拘わらずにエンジンを定速回転させるためのガバナが用いられている。ガバナには、エンジン始動時にコントロールラック（調量具）を燃料増量側に操作して、エンジン始動を容易とするためのスタートスプリングや、停止操作でコントロールラックを燃料減量側に操作してエンジンを停止させる停止装置などが設けられている。

一般的な停止装置は、ガバナレバーに連動連係された操作軸をエンジンケースに貫通支承させ、操作軸のエンジンケースから外部に突出している部分にアームなどの連動部材を設け、その連動部材を駆動操作可能な停止ソレノイドをエンジンケースに支持させて構成されている。このような従来例としては、特許文献１において開示されたものが知られている。

また、エンジンのレイアウトやエンジン補機類の配置などの設計都合により、コントロールラックに連動された操作軸をエンジン外部へ延出させ、その突出軸部に取り付けた操作アームを、リニアアクチュエータの一つである停止ソレノイドで駆動操作させる、という構成を採る場合がある。このような構成又は似た構成は、特許文献２の第４図に描かれたものや、特許文献３の図２に描かれたものが知られている。

特開２００１−１１５８６２号公報 実開平３−７３６３７号公報 特開平１１−３０１３６号公報

特許文献２や３に記載された構造では、停止ソレノイドのリニア出力部である出退ロッドと回転運動する操作レバーとを連動させて操作力を伝達させることになる。出退ロッドの直線運動を操作レバーの回転運動に変換させるには、それら両者の連結箇所の位置が互いに変化することに対応できる構造とする必要がある。

特許文献２においては出退ロッド（アクチュエータ：３３ａ）と操作アーム（第２ロックレバー：３２）とが枢支連結されており、特許文献３においては出退ロッド（符記なし）と操作アーム（９Ａ）とが枢支連結されているので、それぞれ軸と孔とを十分な遊びを持たせて嵌合させる構造（いわゆるバカ孔構造）が採られているものと思われる。

しかしながら、出退ロッドの伸縮ストローク量が定まっている停止ソレノイドは位置固定状態で取付けられるため、寸法誤差や組付け誤差、或いはそれらの相乗により、操作アームを停止位置まで操作することができないとか、待機位置（ガバナの設定位置）に戻すことができないなど、動作が不安定になるおそれがあった。

そこで、停止ソレノイドなどを組付ける際には、操作アームと停止ソレノイドとのそれぞれのガタを微調整しながらボルト止めし、適正に作動する状態にする、という作業が行われていた。しかしながら、そのような作業には熟練を要するため、誰でも組付け作業ができるものではなく、従って、前述した「動作が不安定になる」というおそれを解消できないものであった。

本発明の目的は、軸支されている操作アームを停止ソレノイドで駆動操作する構造を採りながら、各部品の寸法誤差や組付け誤差が生じても、停止ソレノイドによる操作アームの駆動操作が適正に行われるようになり、かつ、熟練未熟を問わずに組付けることが可能となるように改善されたエンジン用停止装置を提供する点にある。

本発明は、エンジン用停止装置において、
燃料噴射ポンプ６のコントロールラック７に連動されている操作軸１がエンジンケースｋに回動可能に貫通支持され、前記操作軸１の突出部に一体回動状態に設けられた操作アーム２に停止ソレノイド４を作用させて、前記コントロールラック７を停止位置に強制移動することが可能に構成されるとともに、
前記停止ソレノイド４の出退ロッド５と前記操作アーム２のフック部１６とが、リンク部材１０を介して連動されていることを特徴とする。

第２の本発明は、本発明によるエンジン用停止装置において、
前記フック部１６は、前記操作アーム２の先端部が前記操作軸１の軸心Ｑ方向視でＪ字形に形成されたものであることを特徴とする。

第３の本発明は、本発明又は第２の本発明によるエンジン用停止装置において、
前記燃料噴射ポンプ６による単位時間当たりの噴射量が多くなる増量方向に前記操作アーム２が弾性付勢され、前記停止ソレノイド４は、前記操作アーム２を前記増量方向と反対の減量方向に強制移動する状態に構成されていることを特徴とする。

第４の本発明は、第３の本発明によるエンジン用停止装置において、
前記操作アーム２の前記増量方向への移動を規制するストッパ２３が設けられていることを特徴とするものである。

第５の本発明は、本発明〜第４の本発明の何れのエンジン用停止装置において、
前記リンク部材１０は、前記出退ロッド５との枢支連結部１０ｉ及び前記フック部１６との係合部１０ｔとを有する板金材で形成されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、停止ソレノイドの出退ロッドと操作アームのフック部とがリンク部材を介して間接的に連動されているので、直線運動する出退ロッドと円弧運動するフック部との運動方向のズレがリンク部材によって吸収され、出退ロッドによるフック部の駆動移動を安定して行わせることができる。
操作アームにおけるリンク部材が作用する箇所をフック部としてあるので、リンク部材の端部の孔にフック部を通して組付けできるなど、嵌合連結される構造に比べて操作アームとリンク部材とを簡単に組付けることが可能になる。これは、出退ロッドでフック部を引張り方向に駆動操作する構成に好適である。

そして、ピン連結構造など、出退ロッドと操作アームとが直接的に連動される構成に比べて、寸法誤差や組付け誤差、或いはそれらの相乗により、操作アームを停止位置まで移動することができないとか、待機位置（ガバナの設定位置）に戻すことができないなど、動作が不安定になるおそれが解消されるものとなる。

その結果、軸支されている操作アームを停止ソレノイドで駆動移動する構造を採りながら、各部品の寸法誤差や組付け誤差が生じても、停止ソレノイドによる操作アームの駆動移動が適正に行われるようになり、かつ、熟練未熟を問わずに組付けすることが可能となるように改善されたエンジン用停止装置を提供することができる。

（ａ）停止ソレノイドと操作軸との関係を示す要部の部分平面図、（ｂ）連動連係機構の構造を示す要部の側面図 エンジン停止装置を示すギヤケースの縦断正面図 エンジン停止装置を示す燃料噴射ポンプ周辺の縦断側面図 停止ソレノイドの取付位置を示すエンジンの平面図 エンジン用停止装置に用いる停止ソレノイドの平面図 図５に示す停止ソレノイドの正面図 実施形態２の連動連係構造を示し、（ａ）は要部の平面図、（ｂ）は要部の側面図 実施形態３の連動連係構造を示し、（ａ）は要部の平面図、（ｂ）は要部の側面図

以下に、本発明によるエンジン用停止装置の実施の形態を、トラクタなどに搭載される産業用ディーゼルエンジンに適用される場合について、図面を参照しながら説明する。なお、エンジンケースｋとは、シリンダブロック４０、ギヤケース１８、ポンプ収容ケース２７、操作軸支持板２０、及びシリンダヘッド４２などを含む概念である。

図１（ａ）及び図２に示されるように、シリンダブロック４０の横にポンプ収容ケース２７が一体形成され、シリンダブロック４０の前にギヤケース１８が組み付けられている。ポンプ収容ケース２７内には、その上方から燃料噴射ポンプ６が差し込まれており、その下部にフューエルカム軸（燃料噴射カム軸）２８が収容されている。ギヤケース１８内にはタイミングギヤトレイン２９が収容されている。

タイミングギヤトレイン２９の構成要素である燃料噴射カムギヤ３０にガバナウェイト３１が配置され、ガバナウェイト３１にガバナスリーブ３２が当接され、ガバナスリーブ３２にガバナレバー３３が当接されている。ガバナレバー３３はガバナスプリング３４を介して調速レバー３５に連動連結されている。ガバナレバー３３には燃料噴射ポンプ６の燃料調量部７が連動連結されている。燃料調量部７は、燃料調量ラック（コントロールラック）の一部（ラックピン）である。

エンジン用停止装置について説明する。図１（ａ），（ｂ）及び図２に示されるように、操作軸１に入力レバーである操作アーム２と出力レバー３とが取り付けられ、連動連係機構ｒにより、操作アーム２のフック部１６と停止ソレノイド４のリニア出力部である出退ロッド（アクチュエータ出力部、シャフト、スピンドルとも呼ばれる）５とが、リンク部材１０を介して連動されている。

従って、操作アーム２に停止ソレノイド４を作用させて、コントロールラック７を停止位置に強制移動することが可能に構成されている。出退ロッド５の直線運動が、操作アーム２と操作軸１と出力レバー３の各回転運動を経て、燃料噴射ポンプ６の燃料調量部７に伝達され、燃料調量部７が燃料無噴射位置（停止位置）８に移動されるように構成されている。

図１及び図２に示されるように、操作軸１は、円筒の調速レバー軸３６に回動可能に内嵌され、調速レバー軸３６は操作軸支持板２０に回動可能に支持されている。操作軸支持板２０は、ギヤケース１８の周壁１９にあけた開口３７の蓋となるようにボルト止めされている。調速レバー軸３６におけるギヤケース１８の内部側に調速レバー３５が取り付けられ、外部側には速度調整レバー９が取り付けられている。

操作軸１におけるギヤケース１８の外部側に操作アーム２が取り付けられ、内部側には出力レバー３が取り付けられている。停止ソレノイド４は、これのハウジング部４Ａに固定された板金製のブラケット１３を、ギヤケース１８の取付座３９にボルト止めすることによりギヤケース１８に支持されている。板金製のブラケット１３には、ハウジング本体４ａに被さる円弧部１３Ａ、両端の折り曲げ縁１３ａ，１３ａ、２箇所のボルト用孔１３ｂ，１３ｂが形成されている。

停止ソレノイド４の出退ロッド５は、通電時にハウジング部４Ａからの突出量が減る方向（引張り方向）に退入移動され、非通電時はハウジング部４Ａから所定量突出した位置に復帰維持されるように構成されている。操作アーム２は、戻しスプリング３８で連動待機位置（本体レバー部１４が待機位置Ｔとなる位置）に付勢されている。従って、停止ソレノイド４の非通電時は、操作アーム２（操作軸１及び出力レバー３も含む）が戻しスプリング３８の弾性付勢力を受けるとともに、リンク部材１０を介して出退ロッド５も連動待機位置に復帰維持されている。

キースイッチ（図示省略）をエンジン停止位置に操作すると、タイマによって所定時間だけ停止ソレノイド４に通電され、出退ロッド５が引張り方向に作動される。それによって、戻しスプリング３８の付勢力に抗して、操作アーム２と操作軸１と出力レバー３が回動され、ガバナレバー３３の揺動を介して燃料噴射ポンプ６の燃料調量部７が燃料無噴射位置８まで移動される。

出退ロッド５と操作アーム２との連動連係機構ｒや停止ソレノイド４について説明する。図３，５，６に示されるように、停止ソレノイド４はハウジング部４Ａと出退ロッド５とを有している。出退ロッド５は、ハウジング部４Ａに対してスライド（直線運動）により出退移動されるものであって、非通電時は最も突出た待機位置に維持され、通電時には待機位置から退入移動されてハウジング部４Ａに対して最も引き込まれた作用位置に駆動保持される。
棒状金属材からなる出退ロッド５の先端部５Ａは、平板状に潰し加工され、かつ、出退移動方向に長い長孔５ａが形成されている。

図１に示されるように、操作アーム２は、操作軸１に取付けられる本体レバー部１４と、本体レバー部１４の根元から操作軸１の軸長手方向に沿って立ち上がる起立レバー部１５と、起立レバー部１５の先端を折り曲げ加工してなるフック部１６とを有して構成されている。起立レバー部１５は本体レバー部１４に対して９０度曲げられ、フック部１６は起立レバー部１５に対して９０度曲げられており、本体レバー部１４とフック部１６とは互いに平行である。フック部１６は、操作アーム２の先端部が操作軸１の軸心Ｑ方向視でＪ字形に形成されたものであり、略半円弧状の引掛け面１６ａを備えている。

図１（ａ），（ｂ）などに示されるように、リンク部材１０は、鋼板製（板金製）の平板でなるのであって、一端部１０ｉに形成されているフック状の引掛け部１１と、他端部１０ｔに形成されている長孔１２とを備えている。引掛け部１１の先端とリンク本体部１０Ａとの間には先端部５Ａを通すための間隙部１０ａが形成されるとともに、引掛け部１１には、先端部５Ａを引掛け支持するための受止め内周部１１ａが形成されている。

つまり、引掛け部１１は、出退ロッド５の先端部５Ａの長孔５ａに通して引掛け係合可能であり、また、長孔１２は、操作アーム２のフック部１６に通して引掛け係合可能に構成されている。このように、出退ロッド５と操作アーム２とがリンク部材１０を介して連動される連動連係機構ｒが構成されている。なお、図１（ａ）では、リンク部材１０は断面図として描いてある。

図１（ａ）において、操作軸支持板２０に立上る角ブロック２１が一体に設けられ、その角ブロック２１の下部に第１ストッパボルト２２が、そして上部に第２ストッパボルト２３がそれぞれ螺着されている。第１ストッパボルト２２は、その先端が速度調整レバー９の側縁に当接されてその戻り位置を規定するものである。第２ストッパボルト２３は、その先端が起立レバー部１５に当接して操作アーム２の復帰位置を規定するストッパである。

図１（ａ）は、停止ソレノイド４に通電されていない非通電状態であって、操作アーム２が操作されておらず、戻しスプリング３８によって本体レバー部１４が待機位置Ｔに付勢維持された連動待機状態にあることを示している。このとき、起立レバー部１５は第２ストッパボルト２３の先端に当接されるとともに、リンク部材１０を介して出退ロッド５も突出位置に付勢維持される。

停止ソレノイド４に通電されると、出退ロッド５が退入移動してリンク部材１０を介してフック部１６が引張られ、図１において操作軸１が左方向に回動し、本体レバー部１４が待機位置Ｔから無噴射位置Ｍに揺動移動される（エンジンが停止される）。
連動連係機構ｒは、操作アーム２を無噴射位置Ｍへ移動させるときは、停止ソレノイド４の出退ロッド５で操作アーム２のフック部１６を引張って連動させるように機能し、操作アーム２を待機位置Ｔへ移動させるときには、戻しスプリング３８の弾性付勢力によって復帰させ、フック部１６が出退ロッド５を引張って連動させるように機能する。

図１（ａ）に示されるように、出退ロッド５はその長手方向である矢印Ｘ方向に直線移動するのに対して、フック部１６は、操作軸１の軸心Ｑ回りの矢印Ｙ方向に円弧移動し、両者の移動軌跡は合わない。従って、出退ロッド５とフック部１６（操作アーム２）とを単純に枢支連結できず、バカ孔を用いて枢支連結させる構造なら可能であり、従来ではそのようにされていた（特許文献２，３を参照）。

しかしながら、実際には、移動軌跡の違いによる平面視における誤差吸収だけでなく、側面視において双方の移動軌跡が互いにズレたり傾いたりすることもあり、従って互いの移動軌跡が３次元的にズレていることが多々ある。
従って、出退ロッド５と操作アーム２とをバカ孔によって枢支連結させるだけの構造では、前述した３次元のズレに対応させることが非常に困難である。

そこで、本発明によるエンジン用停止装置では、リンク部材１０の一端部１０ｉと出退ロッド５及びリンク部材１０の他端部１０ｔとフック部１６のいずれもが、３次元に融通の効く状態で連動される構造として出退ロッド５と操作アーム２とが連動連係機構ｒにより連動されている。リンク部材１０を設けたことにより、平面視における互いの移動軌跡のズレを円滑に吸収させることができる。従って、出退ロッド５の移動軌跡とフック部１６（操作アーム２）の移動軌跡とが側面視において互いにズレている状態であっても、出退ロッド５による操作アーム２の円滑な操作が可能になり、完全なるエンジン停止である完全停止と、出退ロッド５が操作アーム２に干渉しない完全フリーとが両立できる。

故に、停止ソレノイド４で、軸支されている操作アーム２を駆動操作する構造を採りながら、各部品の寸法誤差や組付け誤差が生じても、停止ソレノイド４による操作アーム２の駆動操作が適正に行われるようになり、かつ、熟練未熟を問わずに組付け可能となる利点がある。また、ボルト用孔１３ｂ，１３ｂによるハウジング部４Ａの組付けの際の位置調整を伴う煩雑な作業が不要になり、簡単な組付けにより良好に停止ソレノイド４が作動できるものを安価に実現できるエンジン用停止装置を提供することができる。

本発明によるエンジン用停止装置は、燃料噴射ポンプ６による単位時間当たりの噴射量が多くなる増量方向に操作アーム２が弾性付勢され、停止ソレノイド４は、操作アーム２を増量方向と反対の減量方向に強制移動する状態に構成されている。第２ストッパボルト２３は、操作アーム２の増量方向への移動を規制するストッパとして機能する。

停止ソレノイド４について補足説明する。
図５，６に示されるように、ハウジング部４Ａは、強度材製のハウジング本体４ａと可撓性を有する材料製であってハウジング本体４ａに被せられるキャップ部２４とを有してなる。鋼板などでなるハウジング本体４ａの基端部に、ゴム製のキャップ部２４が装着されており、キャップ部２４からはリード線４１が取り出されている。キャップ部２４から径方向に飛び出したチューブ状のものは、結露水の凝縮を防止するための水抜き孔用チューブ２４Ａである。１７は、出退ロッド５を根元側から覆うゴム製の蛇腹ブーツである。

停止ソレノイド４のエンジンＥへの装着例について簡単に説明する。
図４に示されるように、産業用ディーゼルエンジンＥは、シリンダヘッド４２、ヘッドカバー４３、エンジン冷却ファン４４、吸気マニホルド４５、排気マニホルド４６、フライホイールハウジング４７などを有し構成されている。ギヤケース１８の上側に取付けられる停止ソレノイド４は、エンジン前部の上部に配置されており、エンジン冷却ファン４４による冷却風Ｗが当り易い位置にある。従って、エンジンＥやエンジンルーム（図外）が高温になっても、停止ソレノイド４（ブラケット１３も）は効率良く冷やされ、高温になり難い利点がある。

〔実施形態２〕
図７に示されるように、捻り加工された鋼板製（板金製）のリンク部材１０を用いた連動連係機構ｒでも良い。この別構造の連動連係機構ｒでは、出退ロッド５の先端部５Ａとリンク部材１０の一端部とが、十分な遊び代を持たせてピン２５で枢支連結され、かつ、リンク部材１０の他端部の長孔５ｂにフック部１６が入り込み係合される構造である。リンク部材１０は、その一端部（枢支連結部）１０ｉと、他端部（係合部）１０ｔとが互いに９０度回動される状態に捻られている。

ピン２５の軸部２５Ａと、リンク部材１０の一端部１０ｉ及び先端部５Ａの各孔（符記省略）とは遊び（ガタ）を持たせて融通の効く嵌合であり、かつ、リンク部材１０と先端部５Ａの厚みの和よりも軸部２５Ａの長さを十分長くしてある。従って、先端部５Ａとリンク部材１０とが互いに上下方向（矢印Ｚ方向）に多少傾いていても、円滑に出退ロッド５でリンク部材１０を引張ることができるのであり、３次元に融通が効いて枢支される連結構造に設定されている。つまり、リンク部材１０は、出退ロッド５との枢支連結部１０ｉ及びフック部１６との係合部１０ｔとを有する板金材で形成されている。

そして、リンク部材１０の他端部１０ｔとフック部１６とも、もちろん３次元方向に遊びがあって融通の効く連動連係機構ｒになっているので、リンク部材１０とフック部１６とが互いに上下方向（矢印Ｚ方向）に多少傾いていても、円滑にリンク部材１０でフック部１６を引張ることができる。従って、実施形態２の連動連係機構ｒにおいても、出退ロッド５とフック部１６とが前後左右上下に傾いたり位置ズレしていても、停止ソレノイド４で操作アーム２を円滑に、かつ、完全停止及び完全フリーができるように操作することができる。

〔実施形態３〕
図８に示されるように、両側フック構造を有するその他の別の構造の連動連係機構ｒでもよい。つまり、両端部に長孔５ｂ、５ｂが形成された平板状のリンク部材１０を用い、出退ロッド５の先端部５Ａを、操作アーム２のフック部１６と同様なフック形状にしたものである。先端部５Ａは、開放形状とするための間隙部２６と鉤状部５ｃとを有している。その他は、図２などに示される実施形態１の連動連係機構ｒと基本同じである。

〔別実施例〕
図示は省略するが、出退ロッド５の先端部５Ａとリンク部材１０とを球面軸受などの自在継手を用いて連結したものでもよい。この別実施例や実施形態２に記載された連動連係機構ｒにおいては、予めリンク部材１０が先端部５Ａに取付けられた状態の停止ソレノイド４を用いてもよい。
実施形態２のエンジン用停止装置におけるリンク部材１０の枢支連結部１０ｉは、ナット止め構造のピン（頭付ピン）２５に代えて、リベットを用いてなるはめ殺し構造を用いて融通を効かせて枢支連結させる構成のものでもよい。

１ 操作軸
２ 操作アーム
４ 停止ソレノイド
５ 出退ロッド
６ 燃料噴射ポンプ
７ コントロールラック
１０ リンク部材
１０ｉ 枢支連結部
１０ｔ 係合部
１６ フック部
２３ ストッパ
Ｑ 軸心
ｋ エンジンケース

Claims (5)

1. 燃料噴射ポンプのコントロールラックに連動されている操作軸がエンジンケースに回動可能に貫通支持され、前記操作軸の突出部に一体回動状態に設けられた操作アームに前記停止ソレノイドを作用させて、前記コントロールラックを停止位置に強制移動することが可能に構成されるとともに、
   前記停止ソレノイドの出退ロッドと前記操作アームのフック部とが、リンク部材を介して連動されているエンジン用停止装置。
2. 前記フック部は、前記操作アームの先端部が前記操作軸の軸心方向視でＪ字形に形成されたものである請求項１に記載のエンジン用停止装置。
3. 前記燃料噴射ポンプによる単位時間当たりの噴射量が多くなる増量方向に前記操作アームが弾性付勢され、前記停止ソレノイドは、前記操作アームを前記増量方向と反対の減量方向に強制移動する状態に構成されている請求項１又は２に記載のエンジン用停止装置。
4. 前記操作アームの前記増量方向への移動を規制するストッパが設けられている請求項３に記載のエンジン用停止装置。
5. 前記リンク部材は、前記出退ロッドとの枢支連結部及び前記フック部との係合部とを有する板金材で形成されている請求項１〜４の何れか一つに記載のエンジン用停止装置。

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