JPH0233427A - エンジンのガバナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 役肯公互 本発明は、エンジン回転数の変動に応じてエンジンの調
速を行なわせるエンジンのガバナ装置に関する。

災來皮４ 従来、エンジンのガバナ装置としては、エンジンの回転
に応じた遠心力がガバナウェイトに作用したときのガバ
ナウェイトの開動をもってエンジンの調速を行なわせる
遠心重錘式によるものが広く用いられている。

しかしこのような遠心重錘式のガバナ装置では。

回転部と非回転部との間の摺動部分が摩耗しないように
潤滑する必要があり、またエンジンの安定した調速を行
なわせるために構成上からして部品精度２組付精度とも
に充分な精度が要求されている。また、ガバナウェイト
の大きさおよび移動量などの制約からして、その制御ス
トローク、伝達駆動力の設定の自由度が低く、さらに遠
心力によるガバナウェイトの開動位置によってガバナウ
ェイトの重心位置が変化することに起因して制御特性の
非線形度が大きなものとなっている。

また従来、遠心重錘式のガバナ装置を用いることなく、
エンジンにより駆動されるトルクジェネレータを用いて
、エンジンの回転部と非接触で、そのステータに生ずる
回転トルクをエンジンのスロットルバルブに伝えてその
開度調整を行なわせるようにしたものが提案されている
（特公昭５５−２２６１７号公報および特公昭５５−２
２６１８号公報参照）。

しかしこのようなものでは、エンジン回転数の動的な変
動をトルクジェネレータの励磁出力を制御して静的な変
動に変換するようにしているため、エンジン回転数の変
動に対する応答性があまり良くない、また、エンジン部
分にこのようなトルクジェネレータを設けること自体、
構造の複雑化および大形化の要因となっている。

また従来のガバナ装置では、それがエンジンの回転軸と
共働するものであるためにエンジン本体側に取り付けら
れており、第１０図に示すように。

ガバナ装ばからのコントロールケーブル９によって気化
器におけるスロットルバルブ１０のスロットル軸１１に
取り付けられたリンク１２を動かして、スロットルバル
ブ１０の開度調整を行なわせるようにしている。

しかし、このようなリンク１２によるスロットル軸１１
の駆動手段をとるのでは、第１１図に示すように、スロ
ットルバルブ１０の開閉位置によってスロットル軸１１
を回動させるトルクが変化してしまい、スロットルバル
ブ１０の開度が大きくなるほどトルクが小さくなって、
スロットルバルブＩＯの駆動力が不足することがある。

なお、第１１図の関係にあって、リンク１２が図示の位
置にあるときにスロットル軸１１にかかるトルクＴは、
コントロールケーブル９によるリンク１２の引張力をＦ
としたとき、Ｔ＝Ｆ−Ｑによって与えられる。また、リ
ンク１２が図中点線で示す位置にあるときにスロットル
軸１１にかかるトルクＴ′は、Ｔ’＝Ｆｃｏｓθ・Ｑに
よって与えられる。したがって、例えばθ＝３８．５°
のとき。

Ｔ’　＝０．７８Ｔとなる。

１蝮 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡単な構
造により、エンジンの回転部分と非接触で、制御ストロ
ークおよび駆動力の設定自由度を広範囲にとって、リニ
アなガバナ制御特性をもって、またスロットル軸の回動
をスロットルバルブの開閉位置によらないリニアなトル
ク特性をもって、エンジンの調速を精度良くかつ応答性
良く行なわせることができるようにしたエンジンのガバ
ナ装置を提供するものである。

１腹 本発明はその目的達成のため、エンジンの回転と同期し
て回転する非磁性体からなる導電性をもった回転体に、
揺動部材に取り付けられた永久磁石による磁界を作用さ
せることによって発生する電磁力により、または非磁性
体からなる揺動部材に、エンジンの回転と同期して回転
する回転体に取り付けられた永久磁石による磁界を作用
させることによって発生する電磁力により、前記揺動部
材をガバナスプリングに抗して揺動させてエンジンの調
速を行なわせるようにし、その際特に、回転体の回転軸
と揺動部材の揺動軸とが気化器におけるスロットルバル
ブの開閉を行なわせるスロットル軸に対して同一軸心上
にくるように回転体と揺動部材とを配設するとともに、
揺動軸とスロットル軸とを直結し、エンジンの回転を回
転力伝達機構を介して回転体の回転軸に伝達するように
している。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について詳
述する。

第２図（ａ）、（ｂ）は、本発明にょるエンジンのガバ
ナ装置の基本的な構成を示すもので、クランク軸、カム
軸などのエンジンの回転に同期して回転する回転軸１に
アルミニウムなどの非磁性体からなる導電性をもった円
板２が取り付けられ。

その円板２に対向して、回転軸ｌと同一軸心上に揺動軸
３が配されるように揺動部材４が設けられている。その
揺動部材４の先端部分には、円板２とギャップを介して
対向するように永久磁石５が取り付けられている。その
揺動部材４と固定側との間には、揺動部材４が図中矢印
Ａで示す円板２の回転方向に揺動するのを抑制するよう
に、揺動軸３を中心として巻回されたトーションコイル
型のガバナスプリング６が装架されている。

また特に図示しないが、揺動部材４の揺動軸３がエンジ
ンの調速を行なわせるガバナシャフトとして用いられ、
その揺動軸３の回動力によって。

例えばワイヤケーブルを介してエンジンのスロワ１−ル
バルブの開度調整が適宜なされるようになっている。

このように構成されたものでは、エンジンの回転に同期
して円板２が図中矢印Ａ方向に回転すると、永久磁石５
の作る磁界によって円板２にうず電流が生じ、そのうず
電流と永久磁石５の磁界との間で揺動部材４を円板２の
回転方向に揺動させる電磁力が発生する。その発生する
電磁力の大きさは１円板２の回転数すなわちエンジン回
転数にほぼ比例することになる。

しかして、エンジン回転数が設定回転数のときに揺動部
材４に作用する回動力とガバナスプリング６の引張力と
が等しくなるようにそのガバナスプリング６による揺動
部材４の引張力を設定しておけば、エンジン回転数が設
定回転数に保たれているときには揺動部材４が何ら揺動
することなく定位置に静止してエンジンのスロットルバ
ルブが所定の開度位置に保持される。

負荷の減少等にともなってエンジン回転数が設定回転数
よりも増大すると、揺動部材４に作用する回動力がガバ
ナスプリング６の引張力にうち勝って、その増大分に応
じて揺動部材４が円板２の回転方向に所定量だけ回動し
、その揺動部材４の回動によってスロットルバルブを爪
方向に駆動して回転数を設定回転数に維持しようとする
。

スロットルバルブが閉方向に駆動された状態で負荷状態
かもとに復帰すると、エンジンの回転数が低下し、それ
に応じて次第に揺動部材４に作用する回動力が弱められ
ていき、その回動力がガバナスプリング６の引張力と平
衡して揺動部材４がもとの定位置に復帰することにより
、スコツ１−ルバルブが所定の開度位置に戻されてエン
ジンの回転数が設定回転数に維持されるようになる。

また、負荷の増大等にともなってエンジン回転数が設定
回転数よりも減少すると、揺動部材４に作用する回動力
よりもガバナスプリング６の引張力の方が大きくなって
、その減少分に応じて揺動部材４が円板２の回転方向と
は反対方向に所定量だけ回動し、その揺動部材４の回動
によってスロットルバルブを開方向に駆動してエンジン
の回転数を設定回転数に維持しようとする。

スロットルバルブが開方向に駆動された状態で負荷状態
がちとに復帰すると、エンジンの回転数が上昇し、それ
に応じて次第に揺動部材４に作用する回動力が強められ
ていき、その回動力がガバナスプリング６の引張力と平
衡して揺動部材４がもとの定位置に復帰すると、スロッ
トルバルブが所定の開度位置に戻されてエンジンの回転
数が設定回転数に維持されるようになる。

このようなものにあって、本発明では、特に円板２の回
転軸１と揺動部材４の揺動軸３とが同一軸心上にくるよ
うに円板２と揺動部材４との相対的な位置決めをなすよ
うにしているため、円板２の回転方向と揺動部材４の揺
動力向とが一致して、揺動部材４の揺動位置の如何にか
かわらず、エンジン回転数に比例した揺動＃３の回動力
が得られることになる。

なおその場合、第４図（ａ）、（ｈ）に示すように１円
板２の回転軸１の軸心から外れた位置に揺動軸３がくる
ように揺動部材４を配設するようにしたのでは、円板２
の回転方向と揺動部材４の揺動力向とが一致せずに、永
久磁石５によって生ずる電磁力による揺動部材４の揺動
力に角度成分が生ずるようになる。そのため、揺動部材
４の揺動位置によって揺動軸３を回動させるトルクが変
化してしまい、エンジン回転数に比例したリニアなガバ
ナ制御特性が得られなくなってしまうことになる。また
１回転軸１と揺動軸３とがずれているために、揺動部材
４の揺動によって永久磁石５が円板２から外れてしまう
という問題がある。

また本発明では、前述したように、揺動軸３と固定側と
の間に揺動軸３を中心として巻装されたトーションコイ
ル型のガバナスプリング６が設けられているため、第３
図（ａ）、（ｂ）に示すように、揺動部材４の回動角度
に比例したスプリング荷重を揺動部材４にかけることが
でき、エンジン回転数に比例したリニアなガバナ制御特
性を生かすことができるようにしている。第３図（ａ）
。

（ｂ）中、Ｆ、Ｆ’は、揺動部材４の各揺動位置に対応
したガバナスプリング６による引張荷重をそれぞれ示し
ている。

なおその場合、第４図（ａ）に示すように、揺動部材４
をソレノイドコイル型のスプリング６′によって引っ張
るようにするのでは、第５図（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、揺動部材４の回動位置によってスプリング６′を引
っ張る力Ｆ’に角度θ成分がかかって、揺動部材４の回
動角度に比例したスプリング荷重を揺動部材４にかける
ことができなくなって、厳密にはリニアなガバナ制御特
性が得られなくなってしまうことになる。

また本発明では、円板２の回転軸１と揺動部材４の揺動
軸３とが同一軸心上にくるようにしているために、第６
図（ａ）、（ｂ）に示すように、揺動部材４に同一面上
複数の永久磁石５１〜５４を互いの磁力が影響しないよ
うな位置にそれぞれ設けて多極構造とすることができる
。

しかして、このような多極構造とすることにより、それ
ぞれの永久磁石５１〜５４によって生ずる電磁力がトー
タル的に揺動部材４に加わって、揺動部材４を回動させ
るトルクを容易に増大させることが可能となる。

さらに、第７図に示すように、揺動部材４に、円板２を
挟んで互いに対向する一対の永久磁石５゜５′を磁界の
方向が同じになるように取り付けるようにすれば、発生
するトルクの増大を図ることができるようになる。

その際、一方の永久磁石５′を設ける代わりに。

第８図に示すように、揺動部材４を磁性材によって形成
し、その一部を湾曲して永久磁石５に対向させることに
より、磁路を形成させるようにしてもよい。

また、本発明では、第９図に示すように、円板２および
揺動部材４の部分をハウジング７によって覆った密閉構
造としている。

その部分では、永久磁石５により円板２にうず電流を誘
導させて、そのうず電流と永久磁石５の磁界との間で揺
動部材４を動かす電磁力を発生させるようにしているの
で、永久磁石５や円板２に塵埃や水などが付着したりす
るとその作動に支障をきたし、錆を生じたりすると磁気
的な変化が問題になってしまう。また、円板２と永久磁
石５との間のエアギャップの精度が発生する電磁力に重
大な影響を与えるものとなっている。

したがって９円板２および揺動部材４の部分をハウジン
グ７によって覆った密閉構造とすることにより、ｍ埃や
水などの侵入を阻止して磁気的または機械的な作動に支
障をきたすよう外ことをなく６１円板２と永久磁石５と
の間のエアギャップの精度を保持させることができるよ
うになる。

なお第９図の構成では、ハウシング７を２分割構造のも
のとして、少なくともその一方のハウジング７１を磁性
材によって構成し、２つのハウジング７１．７２をつき
合せる際にその間に磁性片８を挟持させて、その磁性片
８により永久磁石５に対向した磁路を形成させるように
している。

また、ハウジング７２側にあっては、それが回転数の高
い回転軸１部分に取り付けられるものであるため、回転
軸１とハウジング７２との間に軸受を設けるようにすれ
ばなおよい。

以上のように構成されたものにあって、特に本発明では
、第１図に示すように、ガバナ装置本体１３における揺
動軸３と気化器１４におけるスロットル軸１１とが同一
軸心上にくるような位置にガバナ装置本体１３を配する
とともに、揺動軸３とスロットル軸１１とを直結して、
揺動軸３によってスロットル軸１１を直接回動させるこ
とができるようにしている。また、エンジン本体１５に
おけるクランク軸、カム軸、バランサ軸などの回転軸１
６に駆動側プーリ１７を取り付けるとともに、ガバナ装
置本体１３における回転軸１に被駆動側プーリ１８を取
り付け、その各プーリ１７゜１８間にベルト１９を装架
して、エンジンの回転をガバナ装置本体１３における回
転軸１に伝えるようにしている。図中、２０はエンジン
のインテークマニホールドを示している。

しかしてこのように構成されたものでは、ガバナ装置本
体１３における揺動軸３の回動力がそのままスロットル
軸１１に伝達されることになり、スロットルバルブの開
閉位置の如何にかかわらず。

エンジン回転数に比例したリニアなトルク特性をもって
スロットルバルブの開度調整を行なわせることができる
ようになる。

なお、エンジンの回転をガバナ装置本体１３における回
転軸１に伝える場合、前述したベルト・プーリ機構を用
いる以外に、その他カム機構などによる一般的な回転力
伝達機構が広く用いられることはいうまでもない。

本発明は以上説明した実施例のものに限定されるもので
はなく、電磁力を生じさせるための非磁性体からなる導
電性を有する円板と永久磁石との取り付けに関して、前
述とは逆に、エンジンと同期して回転する回転体側に永
久磁石を取り付け、揺動部材として非磁性体からなる導
電性を有する円板を設けるようにすることも可能である
。

肱釆 以上１本発明によるエンジンのガバナ装置にあっては、
エンジンの回転と同期して回転する非磁性体からなる導
電性をもった回転体に、揺動部材に取り付けられた永久
磁石による磁界を作用させることによって発生する電磁
力により、または非磁性体からなる揺動部材に、エンジ
ンの回転と同期して回転する回転体に取り付けられた永
久磁石による磁界を作用させることによって発生する電
磁力により、前記揺動部材をガバナスプリングに抗して
揺動させてエンジンの調速を行なわせるようにし、その
際特に、回転体の回転軸と揺動部材の揺動軸とが気化器
におけるスロットルバルブの開閉を行なわせるスロット
ル軸に対して同一軸心上にくるように回転体と揺動部材
とを配設するとともに、揺ｆｌｊＪ＠とスロットル軸と
を直結し、エンジンの回転を回転力伝達機構を介して回
転体の回転軸に伝達するようにしたもので、簡単な構造
により、エンジンの回転部分と非接触で、制御ストロー
クおよび駆動力の設定自由度を広範囲にとって、リニア
なガバナ制御特性をもって、またスロットル軸の回動を
スロットルバルブの開閉位置によらないリニアなトルク
特性をもって、エンジンの調速を精度良くかつ応答性良
く行なわせることができろという優れた利点を有してい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるエンジンのガバナ装置の一実施例
を示す簡略構成図、第２図（ａ）、（ｂ）は本発明によ
るガバナ装置本体の基本的な構成を示す平面図および側
面図、第３図（ａ）、（ｂ）は同構成における揺動部材
の位置に応じたガバナスプリングによる引張荷重の状態
を示す図、第４図（ａ）−、（ｂ）は回転体の軸とずれ
た位置に揺動軸がくるように揺動部材を設けたときのガ
バナ装置の構成を示す平面図および側面図、第５図（ａ
）、（ｂ）は第４図の構成における揺動部材の位置に応
じたスプリングの引張荷重の状態を示す図、第６図（ａ
）、（ｂ）は本発明によるガバナ装置本体の他の構成例
を示す平面図および側面図、第７図ないし第９図は本発
明によるガバナ装置本体のさらに他の構成例をそれぞれ
示す側面図、第１０図は従来の気化器におけるスロット
ル軸の駆動手段を示す図、第１１図は従来のスロットル
軸の駆動手段におけるリンクの動作状態を示す図である
。 １・・・回転軸　２・・・円板　３・・・揺動軸　４・
・・揺動部材　５，５′・・・永久磁石　６・・・ガパ
ナスプリング７・・・ハウジング ８・・・磁性片 ■ ０・・・スロットル バルブ ■・・・スロットル軸 ２・・・リンク ・・ガバナ装置本体 ■ ４・・・気化器 ■ ５・・・エン ジン本体 ■ ６・・エンジンの回転軸 １７゜ ・・・プーリ ■ ９・・・ベルト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、気化器におけるスロットルバルブの開閉を行なわせ
   るスロットル軸にガバナ装置本体を取り付け、エンジン
   の回転を回転力伝達機構を介してガバナ装置本体の回転
   軸に伝達するようにしたことを特徴とするエンジンのガ
   バナ装置。 ２、エンジンの回転と同期して回転する非磁性体からな
   る導電性をもった回転体に、揺動部材に取り付けられた
   永久磁石による磁界を作用させることによって発生する
   電磁力により、または非磁性体からなる揺動部材に、エ
   ンジンの回転と同期して回転する回転体に取り付けられ
   た永久磁石による磁界を作用させることによって発生す
   る電磁力により、前記揺動部材をガバナスプリングに抗
   して揺動させてエンジンの調速を行なわせるようにした
   ものであって、回転体の回転軸と揺動部材の揺動軸とが
   気化器におけるスロットルバルブの開閉を行なわせるス
   ロットル軸に対して同一軸心上にくるように回転体と揺
   動部材とを配設するとともに、揺動軸とスロットル軸と
   を直結し、エンジンの回転を回転力伝達機構を介して回
   転体の回転軸に伝達するようにしたことを特徴とするエ
   ンジンのガバナ装置。