JP4138132B2 - 燃料噴射ポンプのガバナ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガバナウェイトからのウェイトフォースを受けて、燃料噴射ポンプの燃料噴射量を調量する調量機構を操作する燃料噴射ポンプのガバナ装置の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、燃料噴射ポンプのガバナ装置においては、ガバナウェイトからのウェイトフォースを受けるとともに、燃料噴射ポンプの調量機構に連結されて、該ウェイトフォースの大きさに応じて調量機構を操作するガバナレバーを、該ウェイトフォースを受ける第一ガバナレバーと、該調量機構に連結される第二ガバナレバーとに分割して構成し、所謂３レバー式のガバナ機構としたものがあった。該第一ガバナレバーと第二ガバナレバーとはセットスプリングにより一体的に連結されており、該セットスプリングは引っ張りばねにより構成されていた。また、前記ウェイトフォースは、該ウェイトフォースにより第一ガバナレバーを押圧するガバナスリーブ、及び、第一ガバナレバーに装着され該ガバナスリーブに当接するシフターを介して第一ガバナレバーに伝達されていた。該シフターのガバナスリーブとの当接部は略円弧状に形成され、該シフターの当接部の位置は固定されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記第一ガバナレバーと第二ガバナレバーとの相対位置は調節不能に構成されていたため、燃料噴射ポンプの調量機構側に噴射量の調整機構が無い場合、噴射量の増減に係わる部材の寸法ばらつき等によってガバナの使用域が変化してしまい、エンジン出力のばらつきが生じる原因となっていた。また、前記セットスプリングは、その取付荷重を第一・第二ガバナレバーが運転中に離れない程度に大きくするとともに、停止時にはできるだけ小さな力で第一・第二ガバナレバーを互いに引き離すことができるようにばね定数を小さく設定することが必要であるが、該セットスプリングは引っ張りばねにより構成されているので、このような条件を満たすように取付荷重及びばね定数を設定しようとすると、セットスプリングの寸法が大きくなってしまい、ガバナ装置のハウジングが大型化してしまっていた。さらに、セットスプリングによる第一ガバナレバーと第二ガバナレバーとの連結は、ハウジング内でおこなわなければならず、連結作業が行いにくかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。
【０００５】
請求項１においては、ガバナレバー（２９）が、ガバナウェイト（３１）からのウェイトフォースを受ける第一ガバナレバー（２９ａ）と、燃料噴射ポンプ（１）の調量機構に連結される第二ガバナレバー（２９ｂ）とに分割して構成された燃料噴射ポンプ（１）のガバナ装置において、該第一ガバナレバー（２９ａ）と第二ガバナレバー（２９ｂ）との相対位置を調節可能に構成し、該相対位置調節機構は、前記第一ガバナレバー（２９ａ）をガバナシャフト（９５）に枢支し、前記第二ガバナレバー（２９ｂ）を該ガバナシャフト（９５）にガバナブッシュ（９７）を介して枢支されるボス部（９８）に枢支し、該ガバナブッシュ（９７）のブッシュ部分（９７ａ）がガバナシャフト（９５）に嵌挿される軸孔の中心は、ブッシュ部分（９７ａ）の中心とは偏心位置に構成し、前記ボス部（９８）の軸心（２９ｃ’）は、第一ガバナレバー（２９ａ）の回動中心（２９ｃ）であるガバナシャフト（９５）の軸心とは偏心し、該ガバナブッシュ（９７）を回動操作することにより、第一ガバナレバー（２９ａ）の位置を一定に保持したまま、該第二ガバナレバー（２９ｂ）の回動中心（２９ｃ’）の位置を変化させて、燃料噴射量の増減調節を可能としたものである。
【０００６】
請求項２においては、前記ガバナ装置において、第一ガバナレバー（２９ａ）と第二ガバナレバー（２９ｂ）とを一体的に連結するセットスプリング（５０１）を捩じりばねにより構成し、前記第二ガバナレバー（２９ｂ）のボス部（９８）の外周部に装着したものである。
【０００７】
請求項３においては、前記ガバナ装置において、第二ガバナレバー（２９ｂ）にセットスプリング（５０１）を装着し、該第二ガバナレバー（２９ｂ）に、自由時よりも荷重をかけた状態のセットスプリング（５０１）を係止するためのプリセット座（９９）を形成したものである。
【０００８】
請求項４においては、前記ガバナ装置において、セットスプリング（５０１）が装着される第二ガバナレバー（２９ｂ）のボス部（９８）に、該セットスプリング（５０１）が取り得る最大内径よりも小径、且つ、該セットスプリング（５０１）の装着時の内径よりも大径であるツバ部（９８ａ）を形成したものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を説明する。図１は燃料噴射ポンプを装着したエンジンの側面図、図２は同じく後面図、図３は燃料噴射ポンプの側面図、図４は同じく正面図、図５はガバナ機構部を示す正面図、図６は第一ガバナレバーと第二ガバナレバーとの相対位置を調節する機構を示す参考側面図、図７は同じく正面図、図８は第一ガバナレバーと第二ガバナレバーとの相対位置を調節する機構の別実施例を示す側面図、図９は同じく正面図である。
【００１０】
図１０は図８、図９の相対位置調節機構により第一ガバナレバーと第二ガバナレバーとの相対位置を調節した状態を示す側面図、図１１は図１０における第一ガバナレバーの回動中心と第二ガバナレバーの回動中心との位置関係を示す図、図１２はセットスプリングを捩じりばねで構成した場合のガバナレバー部を示す側面図、図１３は同じく正面図、図１４は第二ガバナレバーにプリセット座を形成し捩じりばねにより構成したセットスプリングを荷重をかけた状態にて第二ガバナレバー単体で係止した状態を示す図である。
【００１１】
図１５はボス部にツバ部を形成した第二ガバナレバーに捩じりばねにより構成したセットスプリングを装着した状態を示す図、図１６は捩じりばねにより構成したセットスプリングの自由時内径を示す図、図１７は捩じりばねにより構成したセットスプリングの最大内径を示す図、図１８は第一ガバナレバーのブラケット部に当接する捩じりばねにより構成したセットスプリングと第二ガバナレバーとの左右位置を一致させたガバナレバーを示す図、図１９は図１８の別実施例を示す図、図２０はシフターをシフターピンとシフターローラとにより構成した例を示す側面図、図２１は同じく正面図、図２２はガバナスリーブの回転に伴ってシフターローラが回転する構成とした例を示す正面図、図２３は図２２の別参考例を示す図、図２４はシフターローラの円弧中心の配置位置を示す側面図、図２５は定格出力時及びハイアイドル時におけるシフターローラの円弧中心の配置位置を示す図である。
【００１２】
図１、図２において本発明のガバナ装置を具備する燃料噴射ポンプを装着するエンジンの構成について説明する。エンジン６１は、クランクケース６２、シリンダー部６３およびシリンダヘッド部６４により構成されており、該エンジン６１のシリンダヘッド部６４の側方には排気装置６５が配設されている。エンジン６１の側部には燃料噴射ポンプ１が配設されており、図示しない燃料タンクより供給される燃料を各シリンダ内に高圧で供給可能に構成されている。該エンジン６１には燃料噴射ポンプ１より燃料が供給され、該燃料は空気とともにシリンダー部６３内に導入される。シリンダー部６３内には図示しない複数もしくは単数のシリンダおよびピストンが配設されており、前記導入された燃料と空気はシリンダにおいて図示しないピストンにより圧縮され、爆発した後に排気ガスとしてシリンダ部６３より排出される。該シリンダ部６３より排出される排気ガスはシリンダヘッド部６４より排出される。
【００１３】
該シリンダヘッド部６４には、図示しないバルブ機構が配設されており、該シリンダ部６４内において生成した排気ガスが、バルブ機構を介してシリンダヘッド部６４に配設された排気マニホールド６６内に排出される。各シリンダより排出された排気ガスは排気マニホールド６６に集合し、該排気マニホールド６６には前記排気装置６５が接続されている。該構成において排気マニホールド６６に集合させられた排気ガスが該排気装置６５内に導入される構成になっている。該燃料噴射ポンプ１にはエンジン６１よりの駆動力が伝達されており、該エンジン６１の各シリンダに対する燃料の噴射タイミングは燃料噴射ポンプ１において調節される。該燃料噴射ポンプ１に伝達される動力はエンジン６１のクランクケース６２内に内包されるクランク軸に同期しており、燃料噴射ポンプ１において燃料噴射時期を調節することにより、シリンダー部６３に内装されるピストンの摺動に対応した燃料の噴射をおこなうことできる。燃料噴射ポンプ１より噴射された燃料はシリンダ部６３に内装される各シリンダ内に図示しない噴油弁を介して噴射される。
【００１４】
次に、本発明の実施形態にかかる燃料噴射ポンプのガバナ装置の全体構成について説明する。図３、図４において、燃料噴射ポンプ１の下部にはカム５を備えたカム軸４が横設され、図３における右側に配置される該カム軸４の駆動側４ａは、カム軸受１２を介して本体ハウジング２８に回転自在に軸支されている。また、カム軸４の駆動側４ａ端部には、カム５の位置決めを行う位置決めキー１３が装着されている。前記カム５の上方においては、プランジャバレル８に上下摺動自在に嵌挿されたプランジャ７が配設され、該プランジャ７の下端にはタペット１１が付設されている。プランジャ７及びタペット１１はスプリング２２等の付勢手段により下方へ付勢され、該タペット１１がカム５に当接している。該スプリング２２は、上部受部材２３と下部受部材２４との間に介装されている。そして、カム５の回転によりプランジャ７が上下動するように構成している。
【００１５】
また、前記プランジャ７の側方には、分配軸９が該プランジャ７と軸心を平行に配設されており、該分配軸９は分配軸スリーブ１０に回転自在に嵌挿されるとともに、該分配軸９の下端部に連結した分配駆動軸１９により回転駆動される。該分配駆動軸１９及び分配軸９はカム軸４と直交する方向に配置されている。また、図４の如く、カム軸４の側方にフィードポンプ６を取り付けて、該カム軸４の回転により駆動し、フィルタを内蔵する管継手６ａよりヘッドハウジング２８ａ内の燃料ギャラリ４３に燃料を供給するようにしている。
【００１６】
このように構成した燃料噴射ポンプ１において、プランジャ７が上下動範囲の下端部に位置すると、前記フィードポンプ６により燃料ギャラリ４３へ圧送される燃料が、吸込ポート１４を通じてプランジャバレル８内へ圧送される。プランジャ７がカム５により押し上げられて上昇すると、プランジャバレル８内の燃料は、分配軸スリーブ１０及び分配軸９を介してデリベリバルブ１８へ圧送され、該デリベリバルブ１８に連結された燃料噴射弁から噴射される。この場合、カム軸４と連動して回転する分配軸９により、燃料は複数のデリベリバルブ１８へ分配されて圧送される。
【００１７】
そして、プランジャ７は、該プランジャ７外周部の制御スリーブ１７と、軸心を中心にして一体的に回動可能であり、後述するガバナ機構により制御スリーブ１７を回動させることで、プランジャ７に形成されたプランジャリード１６の位置を変化させて、燃料噴射弁から噴射する燃料量を調節することができる。前記プランジャ７、分配軸９、及びデリベリバルブ１８等はヘッドハウジング２８ａに装着されて、ヘッド仕組部Ｂを構成しており、本体ハウジング２８に内装されるカム軸４、カム５、及びタペット１１等にて、ロア仕組部Ａを構成している。
【００１８】
図３、図５に示すように、ガバナハウジング３６内においては、カム軸４の回転にて作動するガバナ機構が組み込まれて、ガバナ装置であるガバナ機構部Ｃを構成している。即ち、該カム軸４の先端が、本体ハウジング２８よりガバナハウジング３６内に突入しており、ガバナウェイト支持部材３２の中心に固設され、ガバナスリーブ３０内に挿入されている。該ガバナウェイト支持部材３２にはガバナウェイト３１・３１・・・が枢支されていて、カム軸４と一体の該ガバナウェイト支持部材３２が回転すると、その回転に伴って発生する遠心力にて、ガバナウェイト３１・３１・・・が開き、該ガバナスリーブ３０を、図中左側に押し出す。該ガバナスリーブ３０は、第一ガバナレバー２９ａに装着されるシフター８５に当接している。
【００１９】
ガバナレバー２９は、例えば、第一ガバナレバー２９ａと第二ガバナレバー２９ｂとで構成され、該第一ガバナレバー２９ａと第二ガバナレバー２９ｂとは、例えば引っ張りばねで構成されるセットスプリング８９により、運転中は回動中心２９ｃを中心に一体的に回動するように連結されている。該第一ガバナレバー２９ａとテンションレバー８６とは、ばね等により一体的に回動可能に連結されている。また、テンションレバー８６とコントロールレバー８７との間にはガバナスプリング８８が介装されており、該ガバナスプリング８８の付勢力により、第一ガバナレバー２９ａのシフター８５装着部分がガバナスリーブ３０方向に付勢されている。
【００２０】
カム軸４の回転が速いほど、前記ガバナウェイト３１の開度が大きくなり、ガバナスリーブ３０の押し出し量、即ち摺動量は大きくなる。該ガバナスリーブ３０が摺動することにより、シフター８５が押圧されて第一ガバナレバー２９ａが回動し、該シフター８５が押圧されることによる第一ガバナレバー２９ａの回転トルクの大きさと、該回転トルクと反対方向に働くガバナスプリング８８の付勢力による第一ガバナレバー２９ａの回転トルクの大きさとが釣り合う位置で、該第一ガバナレバー２９ａが停止する。そして、第一ガバナレバー２９ａと一体的に回動動作する第二ガバナレバー２９ｂの動きにより、該第二ガバナレバー２９ｂに接続されるリンク２７を介して、コントロールラック２１が摺動される。該コントロールラック２１は制御スリーブ１７に連結されていて、その摺動により制御スリーブ１７を回動させ、これと一体にプランジャ７を回動させて、そのプランジャリード１６が吸込ポート１４に連通する位置を上下調節して、プランジャ７の有効ストローク即ち燃料圧送量を調節して、調速作用を行うようにしている。
【００２１】
次に、第一ガバナレバー２９ａと第二ガバナレバー２９ｂとの相対位置を調節する参考例の機構について図６、図７により説明する。前述の如く、第一ガバナレバー２９ａと第二ガバナレバー２９ｂとはセットスプリング８９により一体的に連結されており、該セットスプリング８９の第一ガバナレバー２９ａ側端部は、該第一ガバナレバー２９ａのブラケット部９１に係止されている。該ブラケット部９１には螺子部材９２を回転可能に螺挿し、該螺子部材９１の第二ガバナレバー２９ｂ側端部は、該第二ガバナレバー２９ｂに当接している。また、螺子部材９２には、該螺子部材９２の回転を規制可能とする固定ナット９３が螺嵌されている。
【００２２】
そして、第一ガバナレバー２９ａのブラケット部９１に螺挿した螺子部材９２を、第二ガバナレバー２９ｂ側へ移動する方向に回転させると、該螺子部材９２が第二ガバナレバー２９ｂを押圧し、該第二ガバナレバー２９ｂがセットスプリング８９の付勢力に抗して、ブラケット部９１から離れる方向に回動し、第一ガバナレバー２９ａと第二ガバナレバー２９ｂとの相対位置が変化する。一方、螺子部材９２を、反第二ガバナレバー２９ｂ側へ移動する方向に回転させると、セットスプリング８９の付勢力により、第二ガバナレバー２９ｂがブラケット部９１へ近づく方向に回動し、第一ガバナレバー２９ａと第二ガバナレバー２９ｂとの相対位置が変化する。即ち、螺子部材９２を回転操作することにより、第一ガバナレバー２９ａと第二ガバナレバー２９ｂとの相対位置を調節するように構成している。尚、螺子部材９２を回転操作して、第一ガバナレバー２９ａと第二ガバナレバー２９ｂとの相対位置を調節した後は、固定ナット９３を締めることにより、該螺子部材９２が回転することを規制して、第一ガバナレバー２９ａと第二ガバナレバー２９ｂとの相対位置を固定することができる。
【００２３】
このように、第一ガバナレバー２９ａと第二ガバナレバー２９ｂとの相対位置を調節する螺子部材９２を設けることにより、第一ガバナレバー２９ａの位置を固定してガバナ機構の使用域を一定に保持したまま、第二ガバナレバー２９ｂの位置のみを変化させて燃料噴射量を調整することができる。これにより、構成部材のバラツキ等による固体差を吸収することができ、構成部材のバラツキ等にかかわらず、ガバナ機構の使用域を一定としてエンジン出力のばらつきを低減することが可能となる。
【００２４】
また、第一ガバナレバー２９ａと第二ガバナレバー２９ｂとの相対位置を調節する機構は、図８、図９に示すように構成することもできる。第一ガバナレバー２９ａと第二ガバナレバー２９ｂを一体的に連結するセットスプリング８９は、本例においては第一・第二ガバナレバー２９ａ・２９ｂ下端部に配置されている。第一ガバナレバー２９ａは、ガバナシャフト９５に回動自在に枢支され、前記第二ガバナレバー２９ｂは、ガバナシャフト９５に枢支されるガバナブッシュ９７に回動自在に枢支されたボス部９８の外周に枢支されている。該ガバナブッシュ９７において、第二ガバナレバー２９ｂの回動中心であるボス部９８内にガバナブッシュ９７のブッシュ部分９７ａを配設し、該ブッシュ部分９７ａに穿設するガバナシャフト９５嵌挿用の軸孔の軸心位置は、該ブッシュ部分９７ａの軸心位置とは偏心位置である回動中心２９ｃに構成し、従って、ブッシュ部分９７ａの軸心、即ちボス部９８の軸心２９ｃ’は、第一ガバナレバー２９ａの回動中心２９ｃであるガバナシャフト９５の軸心とは偏心している。
【００２５】
このような第二ガバナレバー２９ｂの中心支持構造により、図１０、図１１に示すように、ガバナブッシュ９７が回動すると、第一ガバナレバー２９ａの回動中心２９ｃに対して、第二ガバナレバー２９ｂの回動中心２９ｃ’の位置が変化するため、該ガバナブッシュ９７を回動操作することにより、ガバナスリーブ３０及び第一ガバナレバー２９ａの位置を一定に保持したまま、第二ガバナレバー２９ｂの回動中心２９ｃ’の位置を変化させて、燃料噴射量の増減調節を行うことができる（図１０、図１１においては、例えば、燃料噴射量が増加する方向にガバナブッシュ９７を回動操作した状態を示している。）。尚、ガバナブッシュ９７を回動操作は、ガバナハウジング３６の外部から行うことができるように構成している。
【００２６】
このように、第一ガバナレバーの回動中心と第二ガバナレバーの回動中心とを偏心させるガバナブッシュ９７によって、該第一ガバナレバーと第二ガバナレバーとの相対位置を調節する機構を構成することにより、該ガバナブッシュ９７を回動操作するだけの簡単な作業で、該第一ガバナレバーと第二ガバナレバーとの相対位置を、容易且つ精度良く調節することができ、エンジン出力のばらつきを低減することが可能となる。
【００２７】
次に、第一ガバナレバー２９ａと第二ガバナレバー２９ｂとを一体的に連結するセットスプリングを捩じりばねにより構成した例について説明する。図１２、図１３に示すように、前記ガバナブッシュ９７に嵌装される第二ガバナレバー２９ｂのボス部９８の外周部には、捩じりばねにより構成されるセットスプリング５０１が装着されている。該セットスプリング５０１の一端部５０１ａは、第二ガバナレバー２９ｂの、例えば回動中心２９ｃ’よりも上方部分に係止し、他端部は５０１ｂは、第一ガバナレバー２９ａの回動中心２９ｃよりも下部に配置されるブラケット部９１に係止されている。そして、セットスプリング５０１は、第一ガバナレバー２９ａのブラケット部９１と、第二ガバナレバー２９ｂの下端部が圧接する方向に、両者を付勢しており、該 セットスプリング５０１により第一ガバナレバー２９ａと第二ガバナレバー２９ｂとが一体的に連結されているのである。
【００２８】
このように、第一ガバナレバー２９ａと第二ガバナレバー２９ｂとを一体的に連結するセットスプリング５０１を、捩じりばねにより構成することにより、該セットスプリング５０１の取付荷重を大きくするとともに、ばね定数を小さく設定して構成した場合でも、小さなスペースでセットスプリング５０１を装着することができ、ガバナ装置の小型化を図ることが可能である。また、第一ガバナレバー２９ａ及び第二ガバナレバー２９ｂをガバナハウジング３６にセットする場合には、第二ガバナレバー２９ｂに装着したセットスプリング５０１の他端部５０１ｂを第一ガバナレバー２９ａのブラケット部９１に係止するだけで、該セットスプリング５０１をセットすることができるので、ガバナ機構部Ｃの仕組性を向上することができる。
【００２９】
また、捩じりばねにより構成したセットスプリング５０１を装着する第二ガバナレバー２９ｂには、図１４に示すように、セットスプリング５０１の他端部５０１ｂ側を係止するプリセット座９９を形成することもできる。即ち、セットスプリング５０１の一端部５０１ａを第二ガバナレバー２９ｂの、例えば回動中心２９ｃ’よりも上方部分に係止させるとともに、他端部５０１ｂ側を、荷重をかけないセットスプリング５０１の自由時の状態５０１’から、巻き込んで荷重をかけた状態でプリセット座９９に係止するのである。そして、セットスプリング５０１を第二ガバナレバー２９ｂに装着した状態で、予め該第二ガバナレバー２９ｂと第一ガバナレバー２９ａとを仕組み、仕組んだ状態の第一・第二ガバナレバー２９ａ・２９ｂをガバナハウジング３６にセットし、その後、プリセット座９９に係止しているセットスプリング５０１の他端部５０１ｂを、図１４に示すセットスプリング５０１の取付時の状態５０１”の如く、第一ガバナレバー２９ａのブラケット部９１に係止させるのである。
【００３０】
このように、予め第二ガバナレバー２９ｂ単体で、装着されたセットスプリング５０１を、取付時の状態５０１”又はそれ以上の荷重がかかった状態で保持し、この状態で該第二ガバナレバー２９ｂと第一ガバナレバー２９ａとを仕組んだ後に、ガバナハウジング３６にセットすることができるため、ガバナ機構部Ｃの仕組性をさらに向上することができる。尚、プリセット座９９は、セットスプリング５０１の荷重が、取付時の状態５０１”における荷重よりも小さくなるような位置に、該セットスプリング５０１の他端部５０１ｂを係止するように形成することも可能である。
【００３１】
また、セットスプリング５０１を装着する第二ガバナレバー２９ｂのボス部９８の端部には、図１７に示すように、半径方向外側に突出するツバ部９８ａを形成することができる。該ツバ部９８ａの外径ｄは、図１７に示す巻き込み逆方向の最大荷重時におけるセットスプリング５０１の最大内径Ｄ１よりも小径で、且つ、図１５に示すようにセットスプリング５０１を第一・第二ガバナレバー２９ａ・２９ｂに装着した取付時の状態における、該セットスプリング５０１の内径Ｄ２よりは大径に、該ツバ部９８ａの外径ｄは形成されている。尚、図１６にはセットスプリング５０１の自由時内径Ｄ０を示している。
【００３２】
このようにツバ部９８ａを形成することで、第二ガバナレバー２９ｂのボス部９８に装着されたセットスプリング５０１が、該ツバ部９８ａに係止して、該ボス部９８から外側にはみ出すことを防止することができる。これにより、ツバ部９８ａをボス部９８に形成しなかった場合のように、セットスプリング５０１がボス部９８の外側にはみ出してガバナハウジング３６と干渉し、ガバナ特性を悪化させることを防止することができる。また、ツバ部９８ａの外径ｄは、セットスプリング５０１の最大内径Ｄ１よりも小さく形成しているので、ボス部９８のツバ部９８ａ形成側からセットスプリング５０１を着脱することが可能であり、第二ガバナレバー２９ｂとボス部９８とを結合する作業と同時に、反ツバ部９８ａ側からセットスプリング５０１を装着するといった煩わしい作業を行う必要がなくなるので、セットスプリング５０１の交換等の着脱作業を容易にすることができる。
【００３３】
ここで、図１３に示すセットスプリング５０１の他端部５０１ｂは、第一ガバナレバー２９ａのブラケット部９１の、第二ガバナレバー２９ｂが当接する部分よりも外側に当接しているが、該セットスプリング５０１の他端部５０１ｂが当接する部分と第二ガバナレバー２９ｂが当接する部分が左右方向にずれているために、セットスプリング５０１の付勢力によって、第一ガバナレバー２９ａに捩じり方向の力が作用することとなる。この捩じり方向の力は、第一ガバナレバー２９ａの回動動作に対して抵抗となるため、ガバナ特性の悪化を招いてしまう。
【００３４】
従って、この捩じり方向の力の発生を防ぐために、ブラケット部９１に当接する第二ガバナレバー２９ｂとセットスプリング５０１の他端部５０１ｂとの位置関係を次のように構成することができる。即ち、図１８に示す如く、セットスプリング５０１の他端部５０１ｂを屈曲させて、ブラケット部９１に当接する該他端部５０１ｂと第二ガバナレバー２９ｂとの左右位置を一致させたり、図１９に示す如く、第二ガバナレバー２９ｂの下端部に左右方向に突出する突起部１００を形成して、該突起部１００をブラケット部９１に当接させ、ブラケット部９１に当接する該他端部５０１ｂと第二ガバナレバー２９ｂとの左右位置を一致させたりするのである。
【００３５】
このように、ブラケット部９１に当接する該他端部５０１ｂと第二ガバナレバー２９ｂとの左右位置を一致させることにより、第一ガバナレバー２９ａに捩じり方向の力が作用することを防止して、ガバナ特性に悪影響を及ぼすことを防ぐことができる。
【００３６】
次に、ガバナレバー２９に設けられ、ガバナスリーブ３０に当接する前記シフタ８５をローラ部材等により構成した例について説明する。図２０、図２１に示すように、上下方向においてガバナスリーブ３０が位置する部分のガバナレバー２９には、該ガバナスリーブ３０の摺動方向と直交する方向に、シフターピン５０５が横設されて支持されている。該シフターピン５０５の外周部にはシフターローラ５０６が、シフターピン５０５の軸心を中心として回転自在に嵌装され、該シフターローラ５０６はガバナスリーブ３０に当接している。本例においては、シフターローラ５０６は、ガバナスリーブ３０の図２１における左右方向の全範囲にわたって当接している。
【００３７】
このように、シフタ８５をガバナレバー２９に支持されるシフターピン５０５と、該シフターピン５０５に回転自在に嵌装されるシフターローラ５０６とで構成することで、ガバナスリーブ３０がシフタ８５を介してガバナレバー２９を押圧し、該ガバナレバー２９が回動された際には、該ガバナレバー２９の回動に伴ってシフターローラ５０６が回転することとなり、該シフターローラ５０６のガバナスリーブ３０との接触面がガバナレバー２９の回動に伴って移動するため、該シフターローラ５０６外周のガバナスリーブ３０との接触面が局所的に磨耗することを防ぐことができるとともに、シフターローラ５０６とガバナスリーブ３０との接触面の抵抗を低減することができ、エンジン特性が劣化することを防止できる。
【００３８】
しかし、運転時には、ガバナスリーブ３０はカム軸４と一体的に回転しながらシフターローラ５０６に当接しているが、図２１における該シフターローラ５０６は、ガバナスリーブ３０の左右方向の全範囲にわたって当接しているために、ガバナスリーブ３０の回転によりシフターローラ５０６が回転することはなく、シフターローラ５０６はガバナレバー２９の回動に伴ってのみ回転する。従って、ガバナレバー２９が回動しなければ、シフターローラ５０６の同一面がガバナスリーブ３０と当接して摩擦されることとなる。
【００３９】
そこで、この摩擦を低減するために、ガバナスリーブ３０の回転に伴ってシフターローラ５０６が回転するように構成した例について説明する。例えば、図２２に示すように、シフターローラ５０６を、ガバナスリーブ３０左右全範囲にわたって当接するようには設けず、該シフターローラ５０６がガバナスリーブ３０の左右片側に偏って当接するように設けている。このように、シフターローラ５０６をガバナスリーブ３０の左右片側に偏って当接させることにより、ガバナスリーブ３０の回転に伴ってシフターローラ５０６が回転することとなる。また、図２３に示すように、２分割したシフターローラ５０６が、それぞれガバナスリーブ３０の略左半分又は略右半分の範囲に当接するように、該シフターローラ５０６を設けることもできる。このように、シフターローラ５０６を２分割して、それぞれをガバナスリーブ３０の略左半分又は略右半分の範囲に当接させることにより、ガバナスリーブ３０の回転に伴って、左右のシフターローラ５０６がそれぞれ逆方向に回転することとなる。
【００４０】
以上の如く、ガバナスリーブ３０の回転に伴って、シフターローラ５０６が回転するように構成することにより、シフターローラ５０６のガバナスリーブ３０への当接面が摩擦されることを防止して、該シフターローラ５０６の磨耗を低減することができるとともに、ガバナレバー２９が回動しなくてもシフターローラ５０６のガバナスリーブ３０への当接面が積極的に変化されて、該シフターローラ５０６の偏磨耗を防止することができる。
【００４１】
次に、ガバナスリーブ３０に当接するシフタ８５の配置位置について、図２４及び図２５より説明する。図２４には、シフタ８５をシフターピン５０５及びシフターローラ５０６にて構成した例を示しているが、シフターローラ５０６は、定格出力時における該シフターローラ５０６の円弧中心であるシフターピン５０５の軸心５０５ａが、ガバナレバー２９の回動中心２９ｃよりも下方、且つ、ガバナスリーブ３０側寄りに位置するように配置されている。
【００４２】
図２５には、定格出力時におけるシフターローラ５０６の円弧中心である軸心５０５ａの配置位置、及び、定格出力時よりも燃料噴射量が少ないハイアイドル時におけるシフターローラ５０６’の円中心である軸心５０５ａ’の配置位置を示しているが、該軸心は、ガバナスリーブ３０により水平方向の押圧力（この押圧方向をＦとする。）が該シフターローラー５０６に加わるにつれ、ガバナレバー２９の回動中心２９ｃとの間に一定の寸法Ｗを保ちながら移動するため、ハイアイドル時における軸心５０５ａ’は、定格出力時における軸心５０５ａよりも下方に位置している。即ち、定格出力時におけるシフターローラー５０６の軸心５０６ａとガバナレバー２９の回動中心２９ｃとの間の鉛直方向距離（押圧方向Ｆに対して垂直方向）Ｙ１よりも、ハイアイドル時におけるシフターローラー５０６’の軸心５０６ａ’と該回動中心２９ｃとの間の鉛直方向距離（押圧方向Ｆに対して垂直方向）Ｙ２が大きくなる。
【００４３】
ここで、ガバナスリーブ３０に押圧されてガバナレバー２９が回動されると、それに伴ってシフターローラ５０６の円弧中心である軸心５０５ａは、回動中心２９ｃを中心とする円弧である回動軌跡Ｕ上を回動する。また、定格出力時には、ガバナスリーブ３０に押圧されたシフターローラ５０６は、回動軌跡Ｕの軸心５０５ａにおける接線方向Ｃ１に回動し、ハイアイドル時には、ガバナスリーブ３０に押圧されたシフターローラ５０６’は、回動軌跡Ｕの軸心５０５ａ’における接線方向Ｃ２に回動する。そして、ガバナスリーブ３０の押圧方向Ｆとハイアイドル時のシフターローラ５０６’の回動方向である接線方向Ｃ２とがなす角度は、該押圧方向Ｆと定格出力時のシフターローラ５０６の回動方向である接線方向Ｃ１とがなす角度よりも小さいため、ガバナスリーブ３０より伝達されるシフターローラ５０６・５０６’の回動力は、ハイアイドル時におけるシフターローラ５０６’の回動力の方が大きくなる。即ち、ガバナスリーブ３０がシフターローラ５０６を押圧して回動させる場合、ガバナスリーブ３０からのウェイトフォースが仮に同一であっても、回動量が大きくなるほどシフターローラ５０６を回動する回動力は大きくなり、且つ、鉛直方向距離Ｙ１よりも鉛直方向距離Ｙ２の方が長いため、ガバナレバー２９を回動させるトルクも定格出力時よりもハイアイドル時において大きくなるのである。
【００４４】
以上の如く、ガバナスリーブ３０による押圧方向Ｆの押圧力にて、該シフターローラー５０６が、その軸心とガバナレバー２９の回動中心２９ｃとの間に一定の寸法Ｗを保ちながら回動する構造において、定格出力時におけるシフターローラー５０６の軸心５０６ａとガバナレバー２９の回動中心２９ｃとの間の鉛直方向距離（押圧方向Ｆに対して垂直方向）Ｙ１よりも、ハイアイドル時におけるシフターローラー５０６’の軸心５０６ａ’と該回動中心２９ｃとの間の鉛直方向距離（押圧方向Ｆに対して垂直方向）Ｙ２が大きくなるようにシフターローラー５０６即ちシフター８５の位置を設定したので、ガバナスリーブ３０により回動されるシフターローラ５０６の回動量が大きくなるほど、シフターローラー５０６（シフター８５）の移動方向とガバナスリーブ３０の作動方向とのなす角度が小さくなり、即ち、該シフターローラー５０６の移動方向が該ガバナスリーブ３０の作動方向に近くなり、ガバナスリーブ３０からのウェイトフォースを有効にシフターローラ５０６の回動力、即ちガバナレバー２９の回動力に変換することができ、ひいてはガバナレバー２９の回転トルクに有効に変換することができて、同じ重さのガバナウェイト３１を用いた場合、制御力を大きくすることができる。また、これにより、ガバナ機構部Ｃをコンパクトに構成することもできる。
【００４５】
即ち、ガバナスリーブに当接するシフターを、該ガバナレバーに支持されたシフターピンと該シフターピンに回転自在に嵌装されたシフターローラとで構成したので、ガバナスリーブがシフタを介してガバナレバーを押圧して該ガバナレバーが回動された際には、該ガバナレバーの回動に伴ってシフターローラが回転することとなり、該シフターローラのガバナスリーブとの接触面がガバナレバーの回動に伴って移動するため、該シフターローラ外周のガバナスリーブとの接触面が局所的に磨耗することを防ぐことができるとともに、シフターローラとガバナスリーブとの接触面の抵抗を低減することができ、エンジン特性が劣化することを防止できる。
【００４６】
また、ガバナレバーの回動中心からガバナスリーブに当接するシフターのガバナスリーブへの当接部までの鉛直方向距離が、定格出力時よりもハイアイドル時において大きくなるように、ガバナスリーブに対するシフターの相対位置を設定したので、ガバナスリーブにより回動されるシフターローラの回動量が大きくなるほど、ガバナスリーブからのウェイトフォースを有効にシフターローラの回動トルク、即ちガバナレバーの回動トルクに変換することができ、同じ重さのガバナウェイトを用いた場合、制御力を大きくすることができる。また、これにより、ガバナ機構部をコンパクトに構成することもできる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。
請求項１記載の如く、ガバナレバー（２９）が、ガバナウェイト（３１）からのウェイトフォースを受ける第一ガバナレバー（２９ａ）と、燃料噴射ポンプ（１）の調量機構に連結される第二ガバナレバー（２９ｂ）とに分割して構成された燃料噴射ポンプ（１）のガバナ装置において、該第一ガバナレバー（２９ａ）と第二ガバナレバー（２９ｂ）との相対位置を調節可能に構成したので、第一ガバナレバーの位置を固定してガバナ機構の使用域を一定に保持したまま、第二ガバナレバーの位置のみを変化させて燃料噴射量を調整することができる。
これにより、構成部材のバラツキ等による固体差を吸収することができ、構成部材のバラツキ等にかかわらず、ガバナ機構の使用域を一定としてエンジン出力のばらつきを低減することが可能となる。
【００４６】
また、相対位置調節機構は、前記第一ガバナレバー（２９ａ）をガバナシャフト（９５）に枢支し、前記第二ガバナレバー（２９ｂ）を該ガバナシャフト（９５）にガバナブッシュ（９７）を介して枢支されるボス部（９８）に枢支し、該ガバナブッシュ（９７）のブッシュ部分（９７ａ）がガバナシャフト（９５）に嵌挿される軸孔の中心は、ブッシュ部分（９７ａ）の中心とは偏心位置に構成し、前記ボス部（９８）の軸心（２９ｃ’）は、第一ガバナレバー２９ａの回動中心（２９ｃ）であるガバナシャフト（９５）の軸心とは偏心し、該ガバナブッシュ（９７）を回動操作することにより、第一ガバナレバー（２９ａ）の位置を一定に保持したまま、該第二ガバナレバー（２９ｂ）の回動中心（２９ｃ’）の位置を変化させて、燃料噴射量の増減調節を可能としたので、該偏心軸を回動操作するだけの簡単な作業で、該第一ガバナレバーと第二ガバナレバーとの相対位置を、容易且つ精度良く調節することができ、エンジン出力のばらつきを低減することが可能となる。
【００４７】
請求項２に記載のごとく、前記ガバナ装置において、第一ガバナレバー（２９ａ）と第二ガバナレバー（２９ｂ）とを一体的に連結するセットスプリング（５０１）を捩じりばねにより構成し、前記第二ガバナレバー（２９ｂ）のボス部（９８）の外周部に装着したので、該セットスプリングを、取付荷重を大きくするとともに、ばね定数を小さく設定して構成した場合でも、小さなスペースで該セットスプリングを装着することができ、ガバナ装置の小型化を図ることが可能である。
また、セットスプリングを装着性が良好になるので、ガバナ機構部の仕組性を向上することができる。
【００４８】
請求項３に記載のごとく、第二ガバナレバーにセットスプリングを装着し、該第二ガバナレバーに、自由時よりも荷重をかけた状態のセットスプリングを係止するためのプリセット座を形成したので、予め第二ガバナレバー単体で、装着されたセットスプリングを、自由時よりも荷重がかかった状態で保持し、この状態で該第二ガバナレバーと第一ガバナレバーとを仕組みんだ後に、ガバナハウジングにセットすることができるため、ガバナ機構部の仕組性をさらに向上することができる。
【００４９】
請求項４に記載のごとく、セットスプリングが装着される第二ガバナレバーのボス部に、該セットスプリングが取り得る最大内径よりも小径、且つ、該セットスプリングの装着時の内径よりも大径であるツバ部を形成したので、第二ガバナレバーのボス部に装着されたセットスプリングが、該ボス部から外側にはみ出すことを防止することができる。
これにより、ツバ部をボス部に形成しなかった場合のように、セットスプリングがボス部の外側にはみ出してガバナハウジングと干渉し、ガバナ特性を悪化させることを防止することができる。
また、ボス部のツバ部形成側からセットスプリングを着脱することが可能であり、第二ガバナレバーとボス部とを結合する際に、反ツバ部側からセットスプリングを装着するといった煩わしい作業を行う必要がなくなるので、セットスプリングの交換等の着脱作業を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 燃料噴射ポンプを装着したエンジンの側面図である。
【図２】 同じく後面図である。
【図３】 燃料噴射ポンプの側面図である。
【図４】 同じく正面図である。
【図５】 ガバナ機構部を示す正面図である。
【図６】 第一ガバナレバーと第二ガバナレバーとの相対位置を調節する機構を示す参考例の側面図である。
【図７】 同じく正面図である。
【図８】 第一ガバナレバーと第二ガバナレバーとの相対位置を調節する機構の別実施例を示す側面図である。
【図９】 同じく正面図である。
【図１０】 図８、図９の相対位置調節機構により第一ガバナレバーと第二ガバナレバーとの相対位置を調節した状態を示す側面図である。
【図１１】 図１０における第一ガバナレバーの回動中心と第二ガバナレバーの回動中心との位置関係を示す図である。
【図１２】 セットスプリングを捩じりばねで構成した場合のガバナレバー部を示す側面図である。
【図１３】 同じく正面図である。
【図１４】 第二ガバナレバーにプリセット座を形成し捩じりばねにより構成したセットスプリングを荷重をかけた状態にて第二ガバナレバー単体で係止した状態を示す図である。
【図１５】 ボス部にツバ部を形成した第二ガバナレバーに捩じりばねにより構成したセットスプリングを装着した状態を示す図である。
【図１６】 捩じりばねにより構成したセットスプリングの自由時内径を示す図である。
【図１７】 捩じりばねにより構成したセットスプリングの最大内径を示す図である。
【図１８】 第一ガバナレバーのブラケット部に当接する捩じりばねにより構成したセットスプリングと第二ガバナレバーとの左右位置を一致させたガバナレバーを示す図である。
【図１９】 図１８の別実施例を示す図である。
【図２０】 シフターをシフターピンとシフターローラとにより構成した例を示す側面図である。
【図２１】 同じく正面図である。
【図２２】 ガバナスリーブの回転に伴ってシフターローラが回転する構成とした例を示す正面図である。
【図２３】 図２２の別参考例を示す図である。
【図２４】 はシフターローラの円弧中心の配置位置を示す側面図である。
【図２５】 定格出力時及びハイアイドル時におけるシフターローラの円弧中心の配置位置を示す図である。
【符号の説明】
Ｃ ガバナ機構部
１ 燃料噴射ポンプ
４ カム軸
２９ ガバナレバー
２９ａ 第一ガバナレバー
２９ｂ 第二ガバナレバー
２９ｃ 回動中心
３０ ガバナスリーブ
３６ ガバナハウジング
８５ シフター
８９ セットスプリング
９１ ブラケット部
９２ 螺子部材
９７ ガバナブッシュ（偏心軸）
９８ （第二ガバナレバーの）ボス部
５０１ （捩じりばねにより構成した）セットスプリング
５０５ シフターピン
５０６ シフターローラ

Claims (4)

1. ガバナレバー（２９）が、ガバナウェイト（３１）からのウェイトフォースを受ける第一ガバナレバー（２９ａ）と、燃料噴射ポンプ（１）の調量機構に連結される第二ガバナレバー（２９ｂ）とに分割して構成された燃料噴射ポンプ（１）のガバナ装置において、該第一ガバナレバー（２９ａ）と第二ガバナレバー（２９ｂ）との相対位置を調節可能に構成し、相対位置調節機構は、前記第一ガバナレバー（２９ａ）をガバナシャフト（９５）に枢支し、前記第二ガバナレバー（２９ｂ）を該ガバナシャフト（９５）にガバナブッシュ（９７）を介して枢支されるボス部（９８）に枢支し、該ガバナブッシュ（９７）のブッシュ部分（９７ａ）がガバナシャフト（９５）に嵌挿される軸孔の中心は、ブッシュ部分（９７ａ）の中心とは偏心位置に構成し、前記ボス部（９８）の軸心（２９ｃ’）は、第一ガバナレバー（２９ａ）の回動中心（２９ｃ）であるガバナシャフト（９５）の軸心とは偏心し、該ガバナブッシュ（９７）を回動操作することにより、第一ガバナレバー（２９ａ）の位置を一定に保持したまま、該第二ガバナレバー（２９ｂ）の回動中心（２９ｃ’）の位置を変化させて、燃料噴射量の増減調節を可能としたことを特徴とする燃料噴射ポンプのガバナ装置。
2. 前記ガバナ装置において、第一ガバナレバー（２９ａ）と第二ガバナレバー（２９ｂ）とを一体的に連結するセットスプリング（５０１）を捩じりばねにより構成し、前記第二ガバナレバー（２９ｂ）のボス部（９８）の外周部に装着したことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射ポンプのガバナ装置。
3. 前記ガバナ装置において、第二ガバナレバー（２９ｂ）にセットスプリング（５０１）を装着し、該第二ガバナレバー（２９ｂ）に、自由時よりも荷重をかけた状態のセットスプリング（５０１）を係止するためのプリセット座（９９）を形成したことを特徴とする請求項２記載の燃料噴射ポンプのガバナ装置。
4. 前記ガバナ装置において、セットスプリング（５０１）が装着される第二ガバナレバー（２９ｂ）のボス部（９８）に、該セットスプリング（５０１）が取り得る最大内径よりも小径、且つ、該セットスプリング（５０１）の装着時の内径よりも大径であるツバ部（９８ａ）を形成したことを特徴とする請求項３記載の燃料噴射ポンプのガバナ装置。

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