JP2506192B2 - エンジン調速装置 - Google Patents
エンジン調速装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D1/00—Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type
- F02D1/02—Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type not restricted to adjustment of injection timing, e.g. varying amount of fuel delivered
- F02D1/04—Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type not restricted to adjustment of injection timing, e.g. varying amount of fuel delivered by mechanical means dependent on engine speed, e.g. using centrifugal governors
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- G—PHYSICS
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- G05D13/08—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover without auxiliary power
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- G05D13/18—Centrifugal governors with fly-weights counterbalanced by spider springs acting immediately upon the fly-weights
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
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- High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は調速装置に関する。
従来の技術 小型の商用又は産業用エンジンにおいて、負荷条件が
変動しても一定のエンジン速度を維持するよう調速機が
しばしば用いられる。一般的な種類のシステムとして
は、エンジンのカムシャフトと協働し、カムシャフトに
取り付けられる錘りキャリヤにより担持される複数の調
速機錘りからなるものがある。調速機錘りは、遠心力に
よりカムシャフトの軸から遠ざかるようキャリヤに軸支
される。各調速機錘りは、カムシャフトと共軸的に取付
けられるスプールの端部に当接する当接部又は突出部を
有する。スプールは、スプールがシャフトとともに回転
するがシャフトに対し軸方向に摺動するようにシャフト
に繋止される。
変動しても一定のエンジン速度を維持するよう調速機が
しばしば用いられる。一般的な種類のシステムとして
は、エンジンのカムシャフトと協働し、カムシャフトに
取り付けられる錘りキャリヤにより担持される複数の調
速機錘りからなるものがある。調速機錘りは、遠心力に
よりカムシャフトの軸から遠ざかるようキャリヤに軸支
される。各調速機錘りは、カムシャフトと共軸的に取付
けられるスプールの端部に当接する当接部又は突出部を
有する。スプールは、スプールがシャフトとともに回転
するがシャフトに対し軸方向に摺動するようにシャフト
に繋止される。
調速機錘りの働きによるスプールの軸方向運動は、カ
ムシャフトに跨座しスプールの反対側端部に係合するよ
うバネ付勢がかけられているフォークにより妨げられ
る。フォークは、エンジンのスロットルと動作的に接続
される回動ロッド又はシャフトに固定される。この構成
により、バネの付勢力が調速機錘りへの遠心力と逆向き
に働くため、エンジンへの負荷にかかわらずエンジン速
度が一定に維持される。
ムシャフトに跨座しスプールの反対側端部に係合するよ
うバネ付勢がかけられているフォークにより妨げられ
る。フォークは、エンジンのスロットルと動作的に接続
される回動ロッド又はシャフトに固定される。この構成
により、バネの付勢力が調速機錘りへの遠心力と逆向き
に働くため、エンジンへの負荷にかかわらずエンジン速
度が一定に維持される。
発明が解決しようとする問題点 上述の調速システムでは、調速機錘りとスプールはと
もにカムシャフトとともに回転するので、部材間の相対
運動はない。しかしエンジン速度が変化すると、遠心力
が付勢バネの力を上まわるので調速機錘りはスプールに
対して半径方向の運動をする。調速機錘りのこの相対的
半径方向運動は、小さいものであるので、摩擦力により
妨げられる。従って遠心力及び付勢バネ力が摩擦力を上
まわるまではスプールは動かない。
もにカムシャフトとともに回転するので、部材間の相対
運動はない。しかしエンジン速度が変化すると、遠心力
が付勢バネの力を上まわるので調速機錘りはスプールに
対して半径方向の運動をする。調速機錘りのこの相対的
半径方向運動は、小さいものであるので、摩擦力により
妨げられる。従って遠心力及び付勢バネ力が摩擦力を上
まわるまではスプールは動かない。
調速機錘り及びスプールの運動を妨げる摩擦力は、調
速機錘りが半径方向外方へ運動するか内方へ運動するか
に応じて遠心力に付け加わるか差し引かれるので低減す
るのが望ましい。このような摩擦力は、調速システムが
速度の上方及び下方へのハンティングをし、また不安定
な速度を保持する原因となる。
速機錘りが半径方向外方へ運動するか内方へ運動するか
に応じて遠心力に付け加わるか差し引かれるので低減す
るのが望ましい。このような摩擦力は、調速システムが
速度の上方及び下方へのハンティングをし、また不安定
な速度を保持する原因となる。
本発明の目的は、システムにおける摩擦の影響を大幅
に低減して、速度制御の精度を上げ、ハンティングを最
小にした調速装置を提供するにある。
に低減して、速度制御の精度を上げ、ハンティングを最
小にした調速装置を提供するにある。
問題点を解決するための手段 本発明によれば、複数の錘りがエンジンのカムシャフ
トに取付けられる歯車又は錘りキャリヤに回動可能に接
続され、各錘りはカムシャフトと共軸的に取付けられる
スプール上のフランジの面と係合する当接部又は突出部
を有する。スプールは、スプールがカムシャフトととも
に回転するがカムシャフトの軸方向に摺動自在であるよ
うにしてカムシャフトに接続される。エンジン速度が増
大すると、錘りの突出部をしてスプールをシャフトの軸
方向に移動せしめるようにする遠心力により、外方へ回
動する。
トに取付けられる歯車又は錘りキャリヤに回動可能に接
続され、各錘りはカムシャフトと共軸的に取付けられる
スプール上のフランジの面と係合する当接部又は突出部
を有する。スプールは、スプールがカムシャフトととも
に回転するがカムシャフトの軸方向に摺動自在であるよ
うにしてカムシャフトに接続される。エンジン速度が増
大すると、錘りの突出部をしてスプールをシャフトの軸
方向に移動せしめるようにする遠心力により、外方へ回
動する。
スプールの反対側端には、カムシャフトに跨座するフ
ォークが係合し、そのフォークは、エンジンスロットル
に動作的に接続されるロッドまたはシャフトに固定され
る。ねじりバネ等の付勢機構がロッドと協働して、フォ
ークがスプールに係合するよう付勢する。
ォークが係合し、そのフォークは、エンジンスロットル
に動作的に接続されるロッドまたはシャフトに固定され
る。ねじりバネ等の付勢機構がロッドと協働して、フォ
ークがスプールに係合するよう付勢する。
負荷の軽減によりエンジン速度が上昇すると、錘りは
遠心力によりバネ付勢力に打ち勝って外方へ回動し、フ
ォークがロッドの軸を中心にして回動しエンジン速度が
低下するようスプールを移動せしめる。逆にエンジン速
度が低下すると、錘りは内方へ回動し、バネ付勢力は、
フォークを回動せしめ、スプールが錘りの突出部と係合
するよう付勢して、気化器のチョウ形成弁を開いてエン
ジン速度が上昇するようにする。
遠心力によりバネ付勢力に打ち勝って外方へ回動し、フ
ォークがロッドの軸を中心にして回動しエンジン速度が
低下するようスプールを移動せしめる。逆にエンジン速
度が低下すると、錘りは内方へ回動し、バネ付勢力は、
フォークを回動せしめ、スプールが錘りの突出部と係合
するよう付勢して、気化器のチョウ形成弁を開いてエン
ジン速度が上昇するようにする。
本発明によれば、フォークが載置されるスプールの反
対側端に不規則又は波状面を設けてエンジン動作中スプ
ール及び錘りが連続的に振動又は「踊り」続けるように
することでシステムの摩擦力が低減される。フォークの
２本の脚部の力を釣り合わせるためには、波状面が２つ
の周期、つまり２つの高位置部と２つの低位置部を有す
るようにして、カムシャフトの各回転毎にスプール及び
錘りが２回振動するようにするのが好ましい。
対側端に不規則又は波状面を設けてエンジン動作中スプ
ール及び錘りが連続的に振動又は「踊り」続けるように
することでシステムの摩擦力が低減される。フォークの
２本の脚部の力を釣り合わせるためには、波状面が２つ
の周期、つまり２つの高位置部と２つの低位置部を有す
るようにして、カムシャフトの各回転毎にスプール及び
錘りが２回振動するようにするのが好ましい。
この連続的な振動又は「踊り」は、遠心力に対し摩擦
が急速に交互に付け加えられ差し引かれるので力を「平
均化」するという効果を有する。速度条件を変更する
と、従来のシステムと比べて錘りははるかにゆっくりと
スプールに対し半径方向に移動するのでより正確な速度
制御が行なわれハンティングがなくなる。
が急速に交互に付け加えられ差し引かれるので力を「平
均化」するという効果を有する。速度条件を変更する
と、従来のシステムと比べて錘りははるかにゆっくりと
スプールに対し半径方向に移動するのでより正確な速度
制御が行なわれハンティングがなくなる。
実施例 第１図は、発電器，ポンプその他の駆動に用いられる
小型工業用又は商用内燃エンジンの一部を示す。
小型工業用又は商用内燃エンジンの一部を示す。
エンジンは、複数個のカム２を設けられたカムシャフ
ト１を有するが、第１図中には１つのカムのみが示され
ている。カムシャフト１の端部３は、エンジンのクラン
クケース端５のブッシュ４内で軸受けされる。
ト１を有するが、第１図中には１つのカムのみが示され
ている。カムシャフト１の端部３は、エンジンのクラン
クケース端５のブッシュ４内で軸受けされる。
カム歯車６はカムシャフト１に固定され、クランクシ
ャフトに取付けられた図示しない駆動歯車により駆動さ
れる。複数の錘り７が、ブラケット８を介して歯車６の
面に回動可能に接続される。
ャフトに取付けられた図示しない駆動歯車により駆動さ
れる。複数の錘り７が、ブラケット８を介して歯車６の
面に回動可能に接続される。
第５図に示される如く、カムシャフトの周囲に離間し
て４つの錘り７があり、各錘りは、ピン９によりそれぞ
れのブラケット８の平行な耳つまりフランジ10に接続さ
れる。
て４つの錘り７があり、各錘りは、ピン９によりそれぞ
れのブラケット８の平行な耳つまりフランジ10に接続さ
れる。
各錘りは、重み付き端11と、回動軸について端部11の
反対側にあり、スプール14のフランジ付面13と係合する
よう配設される突出部又は当接部12とからなる。
反対側にあり、スプール14のフランジ付面13と係合する
よう配設される突出部又は当接部12とからなる。
スプール14は、スプールがカムとともに回転するがカム
シャフト１に対して軸方向に摺動自在であるようカムシ
ャフト１に共軸に取付けられている。これに関連してピ
ン15は歯車６に固定され、スプール周囲の１対のフラン
ジ17により画成される切欠16内を延在する。ピンと切欠
の配置によりスプールはカムシャフトとともに回転する
が、スプールのシャフトに対する軸方向運動は可能であ
る。
シャフト１に対して軸方向に摺動自在であるようカムシ
ャフト１に共軸に取付けられている。これに関連してピ
ン15は歯車６に固定され、スプール周囲の１対のフラン
ジ17により画成される切欠16内を延在する。ピンと切欠
の配置によりスプールはカムシャフトとともに回転する
が、スプールのシャフトに対する軸方向運動は可能であ
る。
スプール14の反対側端18にはフォーク19が係合する。
第５図に最も良く示される如く、フォーク19はカムシャ
フト１に跨座し、カムシャフトとともに回転することは
ない。
第５図に最も良く示される如く、フォーク19はカムシャ
フト１に跨座し、カムシャフトとともに回転することは
ない。
フォーク19の反対側端つまり外端は、ロッド20に固定
され、ロッド20はクランクケース５の壁に回動可能に軸
受される。フォーク19をスプール14の端18に係合せしめ
るよう付勢するのに付勢機構が用いられる。図示の如く
付勢機構は、ロッド20を囲むねじりバネ21の形式としう
る。ねじりバネの一端は、ロッドの孔内に配置される一
方、ねじりバネの他端は、クランクケース５の図示しな
い当接部と係合する。この構成によりねじりバネの力
は、フォーク19を端18に係合するよう付勢する。
され、ロッド20はクランクケース５の壁に回動可能に軸
受される。フォーク19をスプール14の端18に係合せしめ
るよう付勢するのに付勢機構が用いられる。図示の如く
付勢機構は、ロッド20を囲むねじりバネ21の形式としう
る。ねじりバネの一端は、ロッドの孔内に配置される一
方、ねじりバネの他端は、クランクケース５の図示しな
い当接部と係合する。この構成によりねじりバネの力
は、フォーク19を端18に係合するよう付勢する。
この構成により錘り７及びスプール14とはカムシャフ
ト１とともに回転するが、それらの間では相対的回転は
しない。しかし速度条件を変えると、錘りは半径方向内
向き又は外向きに回動するので、錘りの突出部12はスプ
ール端13に対して運動し、錘り、その回動軸及びフラン
ジ10間に相対運動が生じる。
ト１とともに回転するが、それらの間では相対的回転は
しない。しかし速度条件を変えると、錘りは半径方向内
向き又は外向きに回動するので、錘りの突出部12はスプ
ール端13に対して運動し、錘り、その回動軸及びフラン
ジ10間に相対運動が生じる。
この相対的半径方向運動の間に発生する摩擦力を最小
限にするため、カムシャフトの回転中スプール14と錘り
７が「踊り」続ける、つまり振動し続けるようにする機
構が用いられる。これに関連してスプール14の端18に
は、シャフト１を包囲する環状カム面22が設けられる。
フォーク19の２本の脚への力を釣り合わせるため、カム
面は２つの周期、つまり２つの峰つまり高位置部23及び
２つの谷つまり低位置部24を有するのが好ましい。峰23
の頂から谷24の底までのカムの軸方向深さ及び高さは、
２周期分のコサイン関数である。実用上カムの軸方向深
さは約0.002乃至0.007インチ（0.0508乃至0.1778mm）程
度であり、好ましくは約0.004インチ（0.1016mm）であ
る。
限にするため、カムシャフトの回転中スプール14と錘り
７が「踊り」続ける、つまり振動し続けるようにする機
構が用いられる。これに関連してスプール14の端18に
は、シャフト１を包囲する環状カム面22が設けられる。
フォーク19の２本の脚への力を釣り合わせるため、カム
面は２つの周期、つまり２つの峰つまり高位置部23及び
２つの谷つまり低位置部24を有するのが好ましい。峰23
の頂から谷24の底までのカムの軸方向深さ及び高さは、
２周期分のコサイン関数である。実用上カムの軸方向深
さは約0.002乃至0.007インチ（0.0508乃至0.1778mm）程
度であり、好ましくは約0.004インチ（0.1016mm）であ
る。
エンジンが動作し、カムシャフト１が回転している
間、フォーク19はカム面22上に載り、スプールを軸方向
に振動させ続け、スプール端13と当接している錘り７は
スプールに対し半径方向に振動し続けるので、まだ残っ
ている摩擦力は短い時間サイクルで平均化される。半径
方向振動の大きさは、摩擦をかろうじて逆転するのに足
るだけに維持される。実用上は、スプールの基部は振動
中合わせて約0.004インチ（0.1016mm）移動する。摩擦
が平均化されるので、より正確な速度制御がなされ、ハ
ンティングは略なくなる。
間、フォーク19はカム面22上に載り、スプールを軸方向
に振動させ続け、スプール端13と当接している錘り７は
スプールに対し半径方向に振動し続けるので、まだ残っ
ている摩擦力は短い時間サイクルで平均化される。半径
方向振動の大きさは、摩擦をかろうじて逆転するのに足
るだけに維持される。実用上は、スプールの基部は振動
中合わせて約0.004インチ（0.1016mm）移動する。摩擦
が平均化されるので、より正確な速度制御がなされ、ハ
ンティングは略なくなる。
以上を要約するに、本明細書に開示されているのは内
燃機関用調速装置である。複数の錘りが、エンジンのカ
ムシャフトに取付けられた錘りキャリヤに軸支され、各
錘りの面は、カムシャフトとともに回転するがカムシャ
フトの軸方向に運動しうるスプールの端と係合する。バ
ネ装架非回転フォークはカムシャフトに跨座し、スプー
ルの反対側端と係合する。フォークは、エンジンのスロ
ットルに動作的に接続されるロッドに固定される。フォ
ークが載るスプールの端は、波状カム面であるので、エ
ンジンの動作中スプールは連続的に軸方向振動をし、対
応して錘りはスプールに対し連続的に半径方向振動す
る。錘りのスプールに対する半径方向振動により摩擦力
が低減するので、負荷条件を変える際にスプールは錘り
の回動動作によりより容易に移動せしめられ、より正確
な速度制御が得られる。
燃機関用調速装置である。複数の錘りが、エンジンのカ
ムシャフトに取付けられた錘りキャリヤに軸支され、各
錘りの面は、カムシャフトとともに回転するがカムシャ
フトの軸方向に運動しうるスプールの端と係合する。バ
ネ装架非回転フォークはカムシャフトに跨座し、スプー
ルの反対側端と係合する。フォークは、エンジンのスロ
ットルに動作的に接続されるロッドに固定される。フォ
ークが載るスプールの端は、波状カム面であるので、エ
ンジンの動作中スプールは連続的に軸方向振動をし、対
応して錘りはスプールに対し連続的に半径方向振動す
る。錘りのスプールに対する半径方向振動により摩擦力
が低減するので、負荷条件を変える際にスプールは錘り
の回動動作によりより容易に移動せしめられ、より正確
な速度制御が得られる。
第１図はエンジンのカムシャフトと協働する本発明の調
速システムを錘りが停止位置にある状態で示す縦断面
図、第２図は負荷位置にある錘り及びスプールを示す第
１図と同様な図、第３図は第１図の３−３線に沿う断面
図、第４図はカム歯車のスプールへの接続を示す拡大部
分断面図、第５図は第１図の５−５線に沿う断面図であ
る。 １…カムシャフト、２…カム、３…カムシャフトの端
部、４…ブッシュ、５…クランクケース端、６…カム歯
車、７…錘り、８…ブラケット、９…ピン、10…フラン
ジ、11…重み付端、12…突出部、13…フランジ付面、14
…スプール、15…ピン、16…切欠、17…フランジ、18…
スプールの反対側端、19…フォーク、20…ロッド、21…
ねじりバネ、22…カム面、23…峰、24…谷。
速システムを錘りが停止位置にある状態で示す縦断面
図、第２図は負荷位置にある錘り及びスプールを示す第
１図と同様な図、第３図は第１図の３−３線に沿う断面
図、第４図はカム歯車のスプールへの接続を示す拡大部
分断面図、第５図は第１図の５−５線に沿う断面図であ
る。 １…カムシャフト、２…カム、３…カムシャフトの端
部、４…ブッシュ、５…クランクケース端、６…カム歯
車、７…錘り、８…ブラケット、９…ピン、10…フラン
ジ、11…重み付端、12…突出部、13…フランジ付面、14
…スプール、15…ピン、16…切欠、17…フランジ、18…
スプールの反対側端、19…フォーク、20…ロッド、21…
ねじりバネ、22…カム面、23…峰、24…谷。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−253150（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−140904（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−16278（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−126307（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−206739（ＪＰ，Ｕ)
Claims (9)
- 【請求項１】回転可能なシャフト手段と、該シャフト手
段に取付けられてともに回転し、該シャフト手段に対し
軸方向に可動な環状部材と、該シャフト手段に接続さ
れ、遠心力により第１の内側位置と第２の外側位置との
間を移動する錘り手段であって、該環状部材の第１の面
と係合し、錘り手段が該第１の位置から該第２の位置へ
移動する際該環状部材を軸方向第１の方向へ移動せしめ
るよう構成配置されてなる区画を有する錘り手段と、該
環状部材の第２の面と係合し、エンジンの速度制御機構
に動作的に接続され、該環状部材の該錘り手段による軸
方向移動により該エンジンの速度を変化せしめるよう移
動するように構成配置されてなる非回転手段と、該環状
部材を軸方向に連続的に振動せしめ、対応して該錘り手
段を該環状部材に対し半径方向に連続的に振動せしめる
手段とからなるエンジン調速装置。 - 【請求項２】該非回転手段を、該環状部材の該第２の面
に係合するよう付勢し、該環状部材を、該第１の方向と
は逆の軸方向第２の方向へ付勢する付勢手段からなるこ
とを特徴とする請求項１記載のエンジン調速装置。 - 【請求項３】該錘り手段を振動せしめる該手段は、該第
２の面上の波形からなることを特徴とする請求項２記載
のエンジン調速装置。 - 【請求項４】該波形は、少なくとも１つの半径方向に延
在する峰及び谷からなることを特徴とする請求項３記載
のエンジン調速装置。 - 【請求項５】該第２の面は、該環状部材の軸を横断して
延在することを特徴とする請求項１記載のエンジン調速
装置。 - 【請求項６】該非回転手段は、該シャフト手段に跨座し
該第２の面と係合するフォークからなることを特徴とす
る請求項１記載のエンジン調速装置。 - 【請求項７】該波形は、１対の峰と１対の谷からなるこ
とを特徴とする請求項３記載のエンジン調速装置。 - 【請求項８】該峰及び谷は、軸方向深さが0.002乃至0.0
07インチであることを特徴とする請求項７記載のエンジ
ン調速装置。 - 【請求項９】該峰は互いに直径方向対向して配置され、
該谷は互いに直径方向対向して配置されることを特徴と
する請求項７記載のエンジン調速装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/194,322 US4895119A (en) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | Speed governing apparatus |
| US194322 | 1988-05-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0217514A JPH0217514A (ja) | 1990-01-22 |
| JP2506192B2 true JP2506192B2 (ja) | 1996-06-12 |
Family
ID=22717134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1121285A Expired - Fee Related JP2506192B2 (ja) | 1988-05-16 | 1989-05-15 | エンジン調速装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4895119A (ja) |
| JP (1) | JP2506192B2 (ja) |
| CA (1) | CA1321307C (ja) |
| DE (1) | DE3915901C2 (ja) |
| GB (1) | GB2218825B (ja) |
Families Citing this family (4)
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