JP2500289Y2 - 内燃機関用電子ガバナ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、コントローラ及びアクチュエータが内燃機
関によって駆動される発電機を駆動電源として動作する
内燃機関用電子ガバナに関するものである。

［従来の技術］ 第５図は、ディーゼル機関等の内燃機関の回転速度を
指示速度に保つように制御する従来の電子ガバナの構成
の一例を示したもので、同図において１は内燃機関、２
は内燃機関に燃料を供給するキャブレター等を備えてな
る燃料供給手段、３は内燃機関１の回転速度を検出して
速度検出信号を出力する回転速度検出器、４は内燃機関
の指示速度を示す速度指示信号を出力する回転速度指示
器、５は燃料供給手段２の燃料供給量または燃料噴射量
を調節するコントロールラック（機関への燃料の供給量
を調節する調節手段）にリンク機構等からなる連結手段
６を介して駆動力を与えて燃料供給手段２を機械的に操
作するアクチュエータ、７は回転速度指示器４から得ら
れる速度指示信号と回転速度指示器３から得られる速度
検出信号とを入力として、機関の回転速度を指示速度に
一致させるようにアクチュエータ５に所定の駆動信号を
与えるコントローラである。コントローラ７は、回転速
度指示信号と速度検出信号とから、機関の回転速度を指
示回転速度に一致させるために必要な操作量を演算し
て、該操作量だけアクチュエータの可動子を変位させる
ように所定の駆動信号をアクチュエータに与え、これに
より所定量の燃料を内燃機関に与えて該機関の回転速度
を指示速度に近付ける。８は、内燃機関１によって駆動
されて所定の直流電圧を出力する発電機であり、９は発
電機８の出力で充電されてコントローラ７及びアクチュ
エータ５の電源として用いられるバッテリである。この
例では燃料供給手段２、回転速度検出器３、回転速度指
示器４、アクチュエータ５、連結手段６、コントローラ
７により電子ガバナが構成されている。

この種の電子ガバナに用いるアクチュエータとして
は、例えば米国特許第3,435,395号及び実開昭57−15711
0号公報等に示されたものがある。これらのアクチュエ
ータは、固定子側に設けた励磁コイルに与える励磁電流
または駆動電流を可変することにより可動子に与える吸
引力を変え、この吸引力と可動子を固定子から離反する
向きに付勢する復帰バネのバネ力との釣り合いから可動
子の位置を定める構造を有している。これらの従来のア
クチュエータは第７図に示すように、励磁電流を一定に
した場合には可動子の変位量に対する吸引力Fa1〜Fa4は
略一定であり、また励磁電流I1〜I4の増加に略比例して
吸引力Faが増加する特性を有している。そして可動子を
固定子から離反させる復帰バネのバネ力Fsは可動子の変
位量θに対して略直線的に増加する。可動子の停止位置
は、吸引力Faとバネ力Fsとの釣合いによって定まる。従
って励磁コイルに通電する励磁電流と可動子の位置すな
わち可動子の変位量との関係は、励磁電流を増加させれ
ば可動子の変位量が増加し、励磁電流を零にすれば可動
子の変位量が零になる関係、すなわち正比例の関係にな
る。

また燃料供給手段２は、燃料供給量または燃料噴射量
を調節するコントロールラック（機関への燃料の供給量
を調節する調節手段）が非駆動状態のときに、燃料供給
量が零になり、コントロールラックが駆動されるに従っ
て燃料の供給量を増加するような構成を有している。そ
して従来は、第６図に示すように、アクチュエータ５の
動作と燃料供給手段２の動作とが正比例になる関係、即
ちアクチュエータ５に与えられる駆動信号（励磁電流）
を増加すると燃料の供給量が増加する関係になるよう
に、連結手段６はアクチュエータ５の可動子と燃料供給
手段２とを連結していた。このような関係でアクチュエ
ータ５と燃料供給手段２とを連動させることは、制御関
係が正比例の関係にあることから有利である。

なお上記例では、速度指示信号と速度検出信号とを入
力信号としてコントローラ７は演算を行って駆動信号を
出力しているが、その他の情報を示す信号（例えばアク
チュエータの可動子の位置を示す信号、温度を示す信号
等）を更に入力信号として演算を行って駆動信号を出力
するコントローラを用いることもできる。

しかしながらバッテリを搭載しないエンジン駆動発電
機やエンジン駆動ポンプ等に用いられる電子ガバナにお
いて、上記従来の電子ガバナと同様の構成を用いようと
すると、コントローラ７及びアクチュエータ５の電源を
発電機８から取ることになる。しかしながら通常内燃機
関によって駆動される発電機８の出力は、内燃機関の回
転数に比例して増加する関係にあり、手動によって内燃
機関を始動する際の内燃機関の回転数程度では、コント
ローラ７を動作させてアクチュエータ５を駆動するのに
十分な電力を得ることはできない。アクチュエータ５が
駆動されていない状態では、アクチュエータは内燃機関
に供給する燃料を最も少くする状態にある。そのため始
動に必要な十分な量の燃料を内燃機関に供給することが
できない。

そこで特開昭61−81526号に示された従来の内燃機関
用電子ガバナでは、コントローラ及びアクチュエータを
発電機を駆動電源として駆動する場合において、始動に
必要な燃料を内燃機関に供給するために、始動時には手
動でアクチュエータを始動位置（燃料の供給量を増大さ
せる位置）にセットできるようにしている。この従来の
電子ガバーで内燃機関を強制的に停止させる場合には、
アクチュエータを手動で停止位置（燃料の供給を停止す
る位置）にセットする。内燃機関が停止するとアクチュ
エータは非駆動状態となって、燃料の供給量が少ない状
態にセットされる。

［考案が解決しようとする課題］ 特開昭61−81526号に示された従来の内燃機関用電子
ガバナのように、始動時に手動でアクチュエータを始動
位置にセットする構造では、始動時に手動によるセット
作業をしなければならず操作が面倒になる問題がある。
またセット作業を忘れると、いくら始動操作をしても内
燃機関を始動することができない問題がある。

本考案の目的は、始動時に特別なセット作業を必要と
しない内燃機関用電子ガバナを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、上記問題点を解決するために、少なくとも
内燃機関１の指示速度を示す速度指示信号及び内燃機関
の回転速度を示す速度検出信号を入力として演算を行い
内燃機関を指示速度で回転させるために必要な駆動信号
を出力するコントローラ７と、駆動信号に応じて可動子
が変位するアクチュエータ５と、アクチュエータ５の可
動子の変位により駆動されて内燃機関に供給する燃料の
供給量を制御する燃料供給手段２と、アクチュエータ５
の可動子と燃料供給手段２とを機械的に連結する連結手
段とを備え、コントローラ７及びアクチュエータ（5,5
0）の電源として内燃機関によって駆動される発電機を
用いる内燃機関用電子ガバナを改良の対象とする。本考
案においては、可動子52の変位量と燃料の供給量とが逆
比例の関係になるように、連結手段６′によって可動子
52と燃料供給手段２とを連結している。

［考案の作用］ 本考案においては、連結手段６′は可動子52の変位量
と燃料と燃料の供給量とが逆比例の関係になるようにし
て可動子52と燃料供給手段２とを連結しているので、内
燃機関１の停止時には燃料供給手段２が最大量の燃料を
供給し得る状態になる。したがってコントローラ及びア
クチュエータの電源として発電機を用いる場合におい
て、内燃機関の始動時に発電機の出力を十分得られない
ために、アクチュエータを駆動できない状態において
も、内燃機関に最大の燃料を供給して機関を確実に始動
することができる。機関が始動して内燃機関が所定の回
転数以上で回転すれば、発電機８から必要な電力が出力
されるため、コントローラ７及びアクチュエータ５が作
動してアクチュエータ５を適正な作動状態で駆動するこ
とができる。したがって本考案によれば、コントローラ
及びアクチュエータが内燃機関によって駆動される発電
機を駆動電源として動作する内燃機関用電子ガバナを用
いる場合に、始動時にコントローラ及びアクチュエータ
が非動作状態にある場合でも、始動時にアクチュエータ
を手動により始動位置にセットさせるような作業を必要
とすることなく、内燃機関を始動することができる。

［実施例］ 以下添附図面を参照して本考案の実施例を説明する。

第１図は、本考案の電子ガバナを用いた装置のの構成
を示すブロック図であり、第５図に示した従来の電子ガ
バナを用いた装置と同様の部分には第１図に示した符号
と同じ符号を付してある。本考案においては、連結手段
６′は可動子52の変位量と燃料の供給量とが逆比例の関
係になるようにして可動子52と燃料供給手段２とを連結
している。そしてコントローラ７及びアクチュエータ５
は内燃機関１によって駆動される発電機８を駆動電源と
している。

第２図には、アクチュエータ５として実開昭57−1571
10号公報に示されるものと基本構成が同じアクチュエー
タ50を用いる場合の、アクチュエータ５と燃料供給手段
２との連結状態を示してある。第２図に示したアクチュ
エータ50において、51はコントローラ７から出力される
駆動信号としての励磁電流で励磁される励磁コイルであ
り、この励磁コイル51は両端に鍔部が設けられたボビン
51aに巻装されている。52は励磁コイル51が励磁される
と復帰バネ53のバネ力に抗して吸引されるプランジャか
らなる可動子である。可動子52の両端には操作ロッド54
a及び54bが一体に設けられており、これらの操作ロッド
54a及び54bは軸受55a及び55bによって摺動自在に軸支さ
れている。軸受55bは固定プランジャ56に固定され、軸
受55aは端部ケース57に固定されている。端部ケース57
の側部に設けられた貫通孔58は、可動子52の変位を容易
にするための空気抜き孔である。

アクチュエータ50の操作ロッド54bが、連結手段６′
を構成しており、燃料供給手段20は例えば機関１への燃
料の供給量を調節する調節手段としてのコントロールラ
ック21とキャブレター22とから構成される。この燃料供
給手段20のコントロールラック21は、公知のリンク機構
から構成され、操作ロッド54bの端部がこのリンク機構
の一部に連結されている。アクチュエータ50が図示のよ
うに非駆動状態にある時に、操作ロッド54bはコントロ
ールラック21を燃料が最大に噴射される状態に変位させ
ている。そして励磁コイル51に励磁電流が与えられて可
動子52が復帰バネ53のバネ力に抗して吸引されると、操
作ロッド54bはコントロールラック21を燃料を減少する
方向に変位させる。したがって、アクチュエータ50に与
えられる励磁電流と内燃機関１に供給される燃料の供給
量との間には第３図に示すような逆比例の関係が生じ
る。

機関１を始動する際に手動スタータによって機関１を
回転させても、回転数が低いために発電機８はコントロ
ーラ７を駆動してアクチュエータ50に励磁電流を与える
ことができる程の電力を発電することができない。しか
しながら、連結手段６′としての操作ロッド54bは、ア
クチュエータ50が非駆動状態即ち励磁電流が零の時に最
大の燃料噴射量が得られる状態に、アクチュエータ50と
燃料供給手段20とを連結しているので、機関１の始動時
においてコントローラ７及びアクチュエータ50が非駆動
状態にあっても、内燃機関１には始動に十分な量の燃料
が供給される。そのため機関１の始動時において、コン
トローラ７及びアクチュエータ50が非駆動状態にあって
も、機関に確実に始動することができる。

機関１が始動して発電機８が十分な発電を開始する
と、コントローラ７は正常に動作を始め、直ちに機関の
回転をアイドリング状態に移行するようにアクチュエー
タ50に所定の駆動信号（励磁電流）を供給する。なおコ
ントローラ７は、機関１の回転を下げるときにはアクチ
ュエータ50の励磁コイル51へ与える励磁電流を大きくし
て可動子52を吸引することにより、機関１への燃料の供
給量を減らし、機関１の回転を上げる場合には励磁コイ
ル51に与える励磁電流を小さくして可動子52を非励磁側
に変位させることにより機関への燃料の供給量を増加す
るように演算を行う。

上記実施例では、アクチュエータ50の操作ロッド54b
を連結手段６′として用いたが、アクチュエータ50の操
作ロッド54aを連結手段の一部として用いる場合には、
第４図に示すようにリンク機構60と操作ロッド54aとか
ら連結手段を構成すれば、可動子52の変位量と燃料供給
手段２の燃料の供給量との間に逆比例関係を生じさせる
ことができる。よってこの場合にも、上記実施例と同様
にバッテリを電源としない電子ガバナを用いて機関の始
動及び回転制御を行うことができる。

なお本考案においては、アクチュエータの可動子の変
位量と燃料の供給量とが逆比例の関係になるように連結
手段を設けて、機関の始動時に燃料供給量が最大になる
ようにしているが、負荷が接続されている状態では始動
できないように安全対策を施しておけば、暴走等の危険
な状態が発生するのを防止できる。この安全対策として
は、例えば始動時にギヤがニュートラル位置にない場合
には、点火装置が動作しないように構成された公知の点
火回路を用いればよい。また本考案の電子ガバナを用い
てガソリンエンジンを制御する場合にエンジンを停止さ
せるときには、点火装置の点火火花をカットすればよ
く、点火回路には公知の失火回路または停止回路を設け
ておく。

上記実施例では、アクチュエータとして可動子が直線
変位するものを用いたが、米国特許第3,435,395号公報
に示されるように、可動子が中心軸を中心にして回動す
る回動型のアクチュエータを用いる場合にも本考案を適
用できるのは勿論である。

また連結手段としては、上記実施例の構造のものに限
らず、使用するアクチュエータ及び燃料供給手段の構造
に応じて、アクチュエータの可動子の変位量と燃料の供
給量とが逆比例の関係になるものを適宜に用いることが
できる。

［考案の効果］ 本考案によれば、連結手段は可動子の変位量と燃料の
供給量とが逆比例の関係になるようにして可動子と燃料
供給手段とを連結しているので、内燃機関の停止時に燃
料供給手段が最大量の燃料を供給し得る状態になってお
り、コントローラ及びアクチュエータの電源として発電
機を用いる場合において、始動時にコントローラ及びア
クチュエータが非動作状態にある場合でも、始動時にア
クチュエータを手動により始動位置にセットさせるよう
な作業を必要とすることなく、内燃機関を始動すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の基本構成を示すブロック図、
第２図はアクチュエータと燃料供給手段との連結状態の
具体例を示す概略断面図、第３図は本考案の電子ガバナ
ーのアクチュエータに与える信号と燃料の供給量との関
係を示す線図、第４図は第２図に示したアクチュエータ
を用いて燃料供給手段を駆動する場合の連結手段の変形
例を示す図、第５図は従来の電子ガバナの構成を示すブ
ロック図、第６図はアクチュエータの可動子の変位量に
対する吸引力及びバネ力の変化の状態を示す線図、第７
図はアクチュエータの励磁電流に対する内燃機関に供給
される燃料の供給量の関係を示す線図である。 １……内燃機関、2,20……燃料供給手段、３……回転速
度検出器、４……回転速度指示器、5,50……アクチュエ
ータ、6,6′……連結手段、７……コントローラ、８…
…発電機、９……バッテリ、51……励磁コイル、52……
可動子、53……復帰バネ、54a……操作ロッド（連結手
段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 人見 智 静岡県沼津市大岡3744番地 国産電機株 式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−81526（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−156216（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも内燃機関の指示速度を示す速度
   指示信号及び前記内燃機関の回転速度を示す速度検出信
   号を入力として演算を行って内燃機関を指示速度で回転
   させるために必要な駆動信号を出力するコントローラ
   と、 前記駆動信号に応じて可動子が変位するアクチュエータ
   と、 前記アクチュエータの前記可動子の変位により駆動され
   て前記内燃機関に供給する燃料の供給量を制御する燃料
   供給手段と、 前記アクチュエータの前記可動子と前記燃料供給手段と
   を機械的に連結する連結手段とを備え、 前記コントローラ及びアクチュエータが前記内燃機関に
   よって駆動される発電機を駆動電源として動作する内燃
   機関用電子ガバナにおいて、 前記連結手段は前記可動子の変位量と前記燃料の供給量
   とが逆比例の関係になるように前記可動子と前記燃料供
   給手段とを連結していることを特徴とする内燃機関用電
   子ガバナ。