JP2822113B2

JP2822113B2 - エンジンのメカニカルガバナ装置

Info

Publication number: JP2822113B2
Application number: JP16431592A
Authority: JP
Inventors: 真裕長浜; 一利岡本; 裕三梅田; 俊一萬羽; 鉱三吉田
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1992-05-29
Filing date: 1992-05-29
Publication date: 1998-11-11
Anticipated expiration: 2013-11-11
Also published as: JPH05332173A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンのメカニカル
ガバナ装置に関し、詳しくはエンジン始動時にエンジン
の回転を速やかに立ち上げることができるものに関す
る。

【０００２】

【従来技術】エンジンのメカニカルガバナ装置の従来技
術として、図３に示すものがある。これは、ガバナ軸１
０１に固定したウェイトホルダ１０２にガバナウェイト
１０３を揺動自在に枢支し、上記ウェイトホルダ１０２
に隣接して、上記ガバナ軸１０１にガバナスリーブ１０
４を外嵌し、このガバナスリーブ１０４を上記ガバナ軸
１０１の軸心方向に沿ってスライド自在とし、上記ガバ
ナウェイト１０３から出力するガバナ力１０５で上記ガ
バナスリーブ１０４を上記ウェイトホルダ１０２から離
隔する方向に押圧しながら、ガバナレバー１０６に上記
ガバナ力１０５を入力するように構成したものである。

【０００３】このような構成によれば、ガバナウェイト
１０３から出力されるガバナ力１０５がガバナスリーブ
１０４を介してガバナレバー１０６に伝達される。そし
て、調速レバー１０７のガバナスプリング１０８の張力
１１２とガバナ力１０５とのモーメントが釣り合うよう
に、ガバナレバー１０６が揺動して、燃料調量具１０９
が調量作動され、エンジンにかかる負荷の変動に拘わら
ず、エンジンの実回転速度が調速レバー１０７で設定し
た設定回転速度に維持される。

【０００４】ところで、この種のメカニカルガバナ装置
では、スタートスプリング１１０の張力１１１等により
エンジン始動開始時に燃料調量具１０９を始動増量位置
１１３に位置させ、始動に必要な多量の燃料を燃焼室
（図外）に供給するようにしてある。しかし、前記構成
のみでは、エンジン始動開始後は、エンジンの回転速度
の上昇に伴って徐々に増加するガバナ力１０５により、
燃料調量具１０９が上記スタートスプリング１１０の張
力１１１等に抗して徐々に燃料減量方向に動かされ、燃
焼室への燃料供給量が減少するため、その分だけ回転の
立ち上りが遅れる。そして、上記従来技術では、この遅
れを回避する手段を備えていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、エ
ンジン始動時の回転の立ち上がりの遅れを回避する手段
を備えていないので、エンジンを所定速度で安定回転さ
せるまでの始動所要時間が長く、通常運転の開始を速や
かに行えない。

【０００６】本発明は、エンジン始動時にエンジンの回
転を速やかに立ち上げることができる、エンジンのメカ
ニカルガバナ装置を提供することをその課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

（第１発明）第１発明では、図１（Ａ）に例示するよう
に、ガバナ軸１に固定したウェイトホルダ２にガバナウ
ェイト３を揺動自在に枢支し、上記ウェイトホルダ２に
隣接して、上記ガバナ軸１にガバナスリーブ４を外嵌
し、このガバナスリーブ４を上記ガバナ軸１の軸心方向
に沿ってスライド自在とし、上記ガバナウェイト３から
出力するガバナ力５で上記ガバナスリーブ４を上記ウェ
イトホルダ２から離隔する方向に押圧しながら、ガバナ
レバー６に上記ガバナ力５を入力するように構成した、
エンジンのメカニカルガバナ装置において、次のように
したことを特徴とする。

【０００８】図１（Ａ）に例示するように、上記ウェイ
トホルダ２と上記ガバナスリーブ４との相互の対向面７
・８を精密仕上面として、この対向面７・８同士がエン
ジンオイルを挟んで所定の密着力で密着するように構成
し、図１（Ｂ）に示すように、上記ガバナ力５が弱いエ
ンジン始動開始直後の所定期間は、このガバナ力５に抗
しながら、上記密着力で上記対向面７・８同士が密着状
態を維持するように構成した。

【０００９】（第２発明）第２発明では、図１（Ａ）に
例示するように、上記第１発明において、感温作動性の
密着解除具９を設け、図１（Ｃ）に示すように、この密
着解除具９が所定温度以上の温度を感温している時に
は、上記密着解除具９が前記対向面７・８同士の密着を
解除するように構成した。

【００１０】

【作用】

（第１発明）図１（Ｂ）に示すように、エンジン始動が
開始され、ガバナ力５が徐々に増加してきても、ガバナ
力５が弱いエンジン始動開始直後の所定期間は、このガ
バナ力５に抗しながら、密着力により対向面７・８同士
の密着状態が維持されるので、ガバナ力５がガバナレバ
ー６に伝達されない。このため、その所定期間中は燃料
調量具１０が始動増量位置１１に止められ、燃焼室（図
外）に多量の燃料が継続して供給されるので、エンジン
の回転が速やかに立ち上がる。

【００１１】（第２発明）上記第１発明の作用に加え、
次のように作用する。図１（Ｃ）に示すように、密着解
除具９が所定温度以上の温度を感温する温暖時には、密
着解除具９で対向面７・８同士の密着が解除されるた
め、エンジン始動開始後は、エンジンの回転速度の上昇
に伴って徐々に増加するガバナ力５により、燃料調量具
１０が始動増量位置１１から徐々に燃料減少方向に動か
され、燃焼室への燃料供給量が減少する。このため、エ
ンジン回転の速やかな立ち上げに多量の燃料を要しない
温暖始動時には、燃焼室に適性な量だけ燃料が供給さ
れ、燃焼が適性に行われる。

【００１２】

【発明の効果】

（第１発明）エンジン始動開始直後の所定期間中は、燃
料調量具が始動増量位置に止められ、燃焼室に多量の燃
料が継続して供給されるので、エンジンの回転が速やか
に立ち上がる。このため、エンジンを所定速度で安定回
転させるまでの始動所要時間が短くて済み、通常運転の
開始を速やかに行える。しかも、かかる効果を新たな部
品を付加することなく実現できる。

【００１３】（第２発明）第１発明の効果に加え、次の
効果を奏する。エンジン回転の速やかに立ち上げに多量
の燃料を要しない温暖始動時には、燃焼室に適性な量だ
け燃料が供給され、燃焼が適性に行われる。このため、
温暖始動時の黒煙発生が軽減ないしは防止される。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施例に係るエンジンのメカニカルガバ
ナ装置の要部説明図で、図１（Ａ）はメカニカルガバナ
装置の要部縦断面図、図１（Ｂ）は寒冷始動時でのメカ
ニカルガバナ装置の作動説明図、図１（Ｃ）は温暖始動
時でのメカニカルガバナ装置の作動説明図である。図２
は図１に示すメカニカルガバナ装置を収容した燃料噴射
ポンプ室の縦断面図である。

【００１５】図２に示す燃料噴射ポンプ室１７は、クラ
ンク室（図外）の横側に形成したもので、その内部に
は、上側から燃料噴射ポンプ１８を挿入してある。この
燃料噴射ポンプ１８の下側には、燃料噴射カム軸１９を
架設し、その燃料噴射カム２０上に燃料噴射ポンプ１８
のタペット２１を載置してある。燃料噴射カム軸１９の
後端部には燃料噴射カムギヤ２２を固定し、これをアイ
ドルギヤ（図外）を介してクランクギヤ（図外）に連動
連結してある。そして、燃料噴射カム２０の回転による
タペット２１の昇降で、燃料噴射ポンプ１８をポンプ作
動させ、所定のタイミングで燃料を燃焼室（図外）に噴
射するようにしてある。燃料噴射ポンプ１８からの燃料
噴射量は燃料噴射ポンプ１８に付設した燃料調量具１２
としての燃料調量ラックの前後スライド移動で行われる
ようにしてある。この燃料調量具１０は、メカニカルガ
バナ装置を介して調速レバー２４に連動連結してある。
調速レバー２４は、調速レバー軸２５を介して燃料噴射
ポンプ室１７の横壁に揺動自在に枢支してある。

【００１６】メカニカルガバナ装置の構成は次の通りで
ある。燃料噴射ポンプ室１７の前壁２６に前軸受部１２
を設け、後壁２７に後軸受部２８を設けてある。そし
て、この前後軸受部１２・２８でガバナ軸１を回転自在
に軸受けし、これを燃料噴射ポンプ室１７内で前後方向
に架設してある。ガバナ軸１には椀状のホルダカバー２
９を外嵌固定し、その後側に導出したボス部３０にガバ
ナギヤ３１を外嵌固定し、これを燃料噴射カムギヤ２２
に噛合させてある。燃料噴射カムギヤ２２・ガバナギヤ
３１等は燃料噴射ポンプ室１７の後側に付設したギヤケ
ース３２で覆ってある。また、ホルダカバー２９内でガ
バナ軸１にウェイトホルダ２を外嵌固定し、これに複数
のガバナウェイト３を装着してある。ガバナウェイト３
は、ウェイト部３３からほぼ直角に揺動レバー３４を導
出してほぼＬ字状に形成してある。揺動レバー３４の先
端には、遊転輪からなるウェイト出力部１３を付設して
ある。ウェイトホルダ２にはウェイト枢軸３５を打ち込
んで固定し、これにＬ字形状のガバナウェイト３の角部
分を枢支して、ガバナウェイト３を揺動自在にしてあ
る。

【００１７】また、ガバナ軸１にはウェイトホルダ２と
隣接してガバナスリーブ４を外嵌し、このガバナスリー
ブ４をガバナ軸１の軸心に沿ってスライド自在としてあ
る。ガバナスリーブ４には、その後端部にフランジ状の
スリーブ入力部１４を形成するとともに、その前側にフ
ランジ状のスリーブ出力部１５を形成してある。そし
て、ガバナウェイト３のウェイト出力部１３をガバナス
リーブ４のスリーブ入力部１４にその後側から接当し、
ガバナスリーブ４のスリーブ出力部１５にガバナレバー
６のレバー入力端部１６を接当してある。

【００１８】ガバナレバー６は、ガバナ力入力レバー３
６とスプリング力入力レバー３７とで構成してある。そ
して、燃料噴射ポンプ室１７には、ガバナ軸１の上側で
これと直交する方向にガバナレバー枢軸３８を架設し、
これにガバナ力入力レバー３６の下端部よりやや上側部
分を枢支するとともにスプリング力入力レバー３７の下
端部を枢支し、両レバー３６・３７を揺動自在としてあ
る。スプリング力入力レバー３７と調速レバー２４との
間には、ガバナスプリング３９を介設してある。ガバナ
力入力レバー３６の下端部には、遊転輪からなるレバー
入力端部１６を付設してある。また、ガバナ力入力レバ
ー３６の上端部にはレバー出力端部５０を形成し、これ
を燃料調量具１０に直角に打ち込んだ調量ラックピン２
３に連結してある。また、スプリング力入力レバー３７
はガバナ力入力レバー３６にその後側から接当させてあ
る。

【００１９】このメカニカルガバナ装置では、次のよう
にしてエンジンの回転制御が行われる。調速レバー２４
を揺動操作してエンジンの回転速度を設定すると、ガバ
ナスプリング３９が伸び、その弾性復元力がスプリング
力入力レバー３７を介してガバナ力入力レバー３６に燃
料増量方向のスプリング力４０としてかかる。一方、エ
ンジン運転中は、クランク軸（図外）の回転がガバナ軸
１に伝達されているので、ガバナ軸１と一体で回転する
ガバナウェイト３に遠心力が発生しており、この遠心力
がウェイト出力部１３からガバナスリーブ４を介してガ
バナ力入力レバー３６に燃料減量方向のガバナ力５とし
てかかる。そして、エンジンにかかる負荷が変動する
と、ガバナ軸１の回転速度が変動するので、ガバナウェ
イト３に生じる遠心力も変動する。このため、ガバナ力
５も変動し、スプリング力４０とガバナ力５とのモーメ
ントが釣り合うように、ガバナレバー６が揺動し、レバ
ー出力端部５０から燃料調量具１０が連動され、エンジ
ンの実回転速度を調速レバー２４で設定した所定の設定
回転速度に復帰させる。

【００２０】また、このメカニカルガバナ装置は次のよ
うな構成を備えている。ガバナ力入力レバー３６の上端
部にスライダ４１を前後スライド自在に付設し、これを
スタートスプリング４２で燃料増量方向に付勢してあ
る。このスライダ４１にはピン内嵌溝４３を形成し、こ
れに内嵌した調量ラックピン２３をスタートスプリング
４２の付勢力でレバー出力端部１６の後側に圧接してあ
る。このため、ガバナ力５が発生していないエンジン始
動開始時には、スタートスプリング４２の付勢力により
燃料調量具１２が始動増量位置に止められる。尚、スタ
ートスプリング４２の付勢力でレバー出力端部５０に調
量ラックピン２３を圧接してあるため、これらがガタつ
くことはない。

【００２１】また、燃料調量具１０の燃料増量側端部４
４と対向する位置で、燃料噴射ポンプ室１７の前壁２６
にエンジン停止用ソレノイド４５を付設し、これに制御
装置（図外）を連携させ、エンジンオイルの油圧低下等
のエンジントラブル時に、制御装置が自動的にエンジン
停止用ソレノイド４５を作動させ、燃料調量具１０を強
制的に燃料停止位置に移動させるようにしてある。この
燃料停止作動に当たっては、スライダ４１の後方へのス
ライドにより、ガバナレバー６が置き残されるので、エ
ンジン停止用ソレノイド４５は、ガバナスプリング３９
の強い張力の抵抗を受けることなく、スタートスプリン
グ４２の弱い張力に抗するのみで、燃料調量具１０を燃
料停止位置に移動させることができる。尚、手動停止の
場合には、スライダ４１から直角方向に突設している係
止片４６をエンジン停止用レバー（図外）で引っかけ
て、スライダ４１を燃料減量方向にスライドさせる。

【００２２】また、スプリング力入力レバー３７はガバ
ナ力入力レバー３６に付設したトルクアップ装置４７に
接当し、燃料噴射ポンプ室１７の上壁４９に燃料制限ボ
ルト４８を付設し、これをスプリング力入力レバー３７
の上端部にその前側から対向させてある。このため、エ
ンジンにかかる負荷が正常範囲である間は、スプリング
力入力レバー３７の上端部が燃料制限ボルト４８に接当
し、燃料調量具１０の燃料増量移動が所定の燃料制限位
置までに止められるが、エンジンが異常負荷を受けた場
合には、ガバナ力５が異常低下するため、トルクアップ
装置４７が作動して、スプリング力入力レバー３７を置
き残したまま、ガバナ力入力レバー３６のみが燃料増量
側に揺動し、燃料調量具１０をトルクアップ位置に移動
させ、その燃料増量により、エンジントルクを上げ、エ
ンストを抑制する。

【００２３】ところで、このメカニカルガバナ装置で
は、エンジン始動時にエンジンの回転を速やかに立ち上
げるため、次のような構成を採用している。図１（Ａ）
に示すように、ウェイトホルダ２とガバナスリーブ４と
の相互の対向面７・８を精密仕上面としてある。ここで
いう精密仕上面とは、あらさがほぼ１.５μｍ以下程度
の滑らかな仕上面をいう。このように相互の対向面７・
８を精密仕上面とすることにより、この対向面７・８同
士がエンジンオイルを挟んで所定の密着力で密着し、図
１（Ｂ）に示すように、ガバナ力５が弱いエンジン始動
開始直後の所定期間中は、このガバナ力５に抗しなが
ら、密着力で対向面７・８同士が密着状態を維持するよ
うにしてある。

【００２４】そして、図１（Ａ）に示すように、ウェイ
トホルダ２に感温作動性の密着解除具９となる板状のバ
イメタルを付設してある。この板状のバイメタルは、そ
の基端部をウェイトホルダ２に固定し、その先端自由端
部をガバナスリーブ４にその後側から対向させてある。
そして、図１（Ｃ）に示すように、これが所定温度以上
の温度を感温している時には、その感温温度に対応する
変形により、その先端自由端部でガバナスリーブ４をウ
ェイトホルダ２から離隔する方向に押圧し、対向面７・
８同士の密着を解除するようにしてある。

【００２５】このメカニカルガバナ装置によれば、図１
（Ｂ）に示すように、寒冷始動時は、ガバナ力５が徐々
に増加してきても、ガバナ力５が弱いエンジン始動開始
直後の所定期間中は、このガバナ力５に抗しながら、密
着力により対向面７・８同士の密着状態が維持されるの
で、ガバナ力５がガバナレバー６に伝達されない。この
ため、その所定期間中は燃料調量具１０が始動増量位置
１１に止められ、燃焼室（図外）に多量の燃料が継続し
て供給されるので、エンジンの回転が速やかに立ち上が
る。また、図１（Ｃ）に示すように、密着解除具９が所
定温度以上の温度を感温する温暖時には、密着解除具９
で対向面７・８同士の密着が解除されるため、エンジン
開始時は、エンジンの回転速度の上昇に伴って徐々に増
加するガバナ力５により、燃料調量具１０が始動増量位
置１１から徐々に燃料減少方向に移動され、燃焼室への
燃料供給量が減少する。このため、エンジン回転の速や
かな立ち上げに多量の燃料を要しない温暖始動時には、
燃焼室に適性な量だけ燃料が供給され、燃焼が適性に行
われる。

【００２６】本発明の実施例の内容は以上の通りである
が、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例
えば、上記実施例では、感温作動性の密着解除具９とし
て板状のバイメタルを用いたが、温度センサ（図外）で
エンジンの雰囲気温度を感温し、温度センサが所定温度
以上の温度を感温した時には、駆動装置（図外）等によ
り、ガバナスリーブ４をウェイトホルダ２から離隔させ
て、対向面７・８同士の密着を解除するようにしてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るエンジンのメカニカルガ
バナ装置の要部説明図で、図１（Ａ）はメカニカルガバ
ナ装置の要部縦断面図、図１（Ｂ）は寒冷始動時でのメ
カニカルガバナ装置の作動説明図、図１（Ｃ）は温暖始
動時でのメカニカルガバナ装置の作動説明図である。

【図２】図１に示すメカニカルガバナ装置を収容した燃
料噴射ポンプ室の縦断面図である。

【図３】従来技術に係るエンジンのメカニカルガバナ装
置の図１（Ｂ）相当図である。

【符号の説明】１…ガバナ軸、２…ウェイトホルダ、３…ガバナウェイ
ト、４…ガバナスリーブ、５…ガバナ力、６…ガバナレ
バー、７…２の対向面、８…４の対向面、９…密着解除
具。

フロントページの続き (72)発明者萬羽俊一大阪府堺市石津北町64 株式会社クボタ堺製造所内 (72)発明者吉田鉱三大阪府堺市石津北町64 株式会社クボタ堺製造所内 (56)参考文献特開平５−332169（ＪＰ，Ａ) 実開平４−95635（ＪＰ，Ｕ) 実開平１−103746（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 1/04 F02D 31/00 301

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ガバナ軸(１)に固定したウェイトホルダ
(２)にガバナウェイト(３)を揺動自在に枢支し、上記ウ
ェイトホルダ(２)に隣接して、上記ガバナ軸(１)にガバ
ナスリーブ(４)を外嵌し、このガバナスリーブ(４)を上
記ガバナ軸(１)の軸心方向に沿ってスライド自在とし、
上記ガバナウェイト(３)から出力するガバナ力(５)で上
記ガバナスリーブ(４)を上記ウェイトホルダ(２)から離
隔する方向に押圧しながら、ガバナレバー(６)に上記ガ
バナ力(５)を入力するように構成した、エンジンのメカ
ニカルガバナ装置において、上記ウェイトホルダ(２)と上記ガバナスリーブ(４)との
相互の対向面(７)・(８)を精密仕上面として、この対向
面(７)・(８)同士がエンジンオイルを挟んで所定の密着
力で密着するように構成し、上記ガバナ力(５)が弱いエ
ンジン始動開始直後の所定期間中は、このガバナ力(５)
に抗しながら、上記密着力で上記対向面(７)・(８)同士
が密着状態を維持するように構成した、ことを特徴とす
るエンジンのメカニカルガバナ装置。
【請求項２】上記請求項１に記載したエンジンのメカニ
カルガバナ装置において、感温作動性の密着解除具(９)
を設け、この密着解除具(９)が所定温度以上の温度を感
温している時には、上記密着解除具(９)が前記対向面
(７)・(８)同士の密着を解除するように構成した、こと
を特徴とするエンジンのメカニカルガバナ装置。