JPH0233429A - 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】 五亙分互 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。

皿− 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１−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、゛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
１−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５５−２２−６１７号公報および特公昭５５−
２２６１８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。

一眩 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、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、エンジンの調速をリニア
なガバナ制御特性をもって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構造簡単なエンジンのガ
バナ装置を提供するものである。

構」丸 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、揺動部材の揺動
に応じてエンジン回転数に比例したリニアなガバナ制御
特性が得られるべく、回転体の回転軸と揺動部材の揺動
軸とが同一軸心上にくるように回転体と揺動部材とを相
対的に位置決め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１図（ａ）、（ｂ）は、本発明によるエンジンのガバ
ナ装置の基本的な構成を示すもので２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１
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
３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、例えばリンク機構を介
してエンジンのスロット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、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閉
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
がちとに復帰すると、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。

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タ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、特に本発明では、前述したよ
うに、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１円板２の回転方向
と揺動部材４の揺動方向とが一致して、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
揺動軸３の回動力が得られることになる。

なおその場合、第３図（ａ）、（ｂ）に示すように、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１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
、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２
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２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３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４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ｌ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５
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１−
一タル的に揺動部材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６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７図
〔こ示すように、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８図に示すように１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（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　（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　（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　（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、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、塵埃や
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
障をきたすようなことをなくし、円板２と永久磁石５（
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８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。

また、揺動部材４の揺動軸３をエンジンの調速を行なう
ガバナシャツ１−として用いることなく、第９図ないし
第１１図にそれぞれ示すように、揺動軸３とは別の位置
にガバナシャフト９を設け、ギヤやリンクなどの駆動力
伝達機構を介して揺動部材４の動きをガバナシャフト９
に伝えるようにすることも可能である。

第９図では、揺動部材４として円板によるものを用いて
、その揺動部材４にギヤを形成してガバナシャフト９に
取り付けられたギヤ１０に噛合させるようにしている。

第１０図では、揺動部材４と一体的に設けられたリンク
１１とガバナシャフト９に取り付けられたリンク１２と
をロッド１３によって連結させるようにしている。第１
１図では、揺動部材４と一体的に設けられたリンク１１
とガバナシャフト９に取り付けられたリンク１２とをビ
ン結合させるようにしている。

また、ガバナシャフトの代わりに、直接エンジンのキャ
ブレターにおけるスロットルシャフトに駆動力伝達機構
を介して揺動部材４の動きを伝えるようにしてもよいこ
とはいうまでもない。

第１２図ないし第１４図に、本発明によるエンジンのガ
バナ装置の具体的な構成を示している。

ここでは、特に、揺動部材４の揺動軸３をガバナシャフ
トとして用いて、それにガバナアーム１４を取り付け、
また揺動軸３部分にハウジング７の一部を介してガバナ
スプリング６が装着された回動部材１５を設け、そのガ
バナスプリング６の一端をガバナアーム１４に係止させ
、またガバナスプリング６の他端を固定側に係止させて
、ガバナアーム１４からガバナスプリング６を介して伝
達されるトルクによって回動部材１５を回動させること
によって、その回動部材１５に取り付けられたコントロ
ールワイヤ１６を引いてスロットルバルブ（図示せず）
の開度調整を行なわせるようにしている。

また、多極構造の揺動部材４における各アーム部分に、
それぞれ円板２を挟んで対向する一対の永久磁石５，５
′が２組ずつ設けられている。さらに、ハウジング７と
回転軸ｌとの間には軸受１７が設けられている。

なお１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してもよいこと
はいうまでもない。

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同一軸
心上にくるように回転体と揺動部材とを相対的に位置決
めするようにしたもので、簡単な構成により、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、エンジンの調速をリニア
なガバナ制御特性をもって精度良く、かつ応答性良く行
なわせることができる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（ａ）、（ｂ）は本発明によるエンジンのガバナ
装置の一実施例による基本的な構成を示す平面図および
側面図、第２図（ａ）、（ｂ）は同実施例における揺動
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３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４図（
ａ）、（ｂ）は第３図の構成における揺動部材の位にに
応じたスプリングの引張荷重の状態を示す図、第５図（
ａ）、（ｂ）は本発明によるエンジンのガバナ装置の他
の構成例を示す平面図および側面図、第６図ないし第９
図は本発明によるエンジンのガバナ装置のさらに他の構
成例をそれぞれ示す側面図、第１０図および第１１図は
本発明によるエンジンのガバナ装置のさらに他の構成例
をそれぞれ示す平面図、第１２図は本発明によるエンジ
ンのガバナ装置の具体的な構成例を示す側面図、第１３
図はそのガバナアーム側からみた平面図、第１４図はそ
の揺動部材部分の平面図である。 １・・・回転軸　２・・・円板　３・・・揺動軸　４・
・・揺動部材　５，５′・・・永久磁石　６・・・ガバ
ナスプリング７・・・ハウジング　８・・・磁性片　９
・・・ガバナシャツ１−１４・・・ガバナアーム　１５
・・・回動部材　１６・・・コントロールワイヤ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、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
   同一軸心上にくるように、回転体と揺動部材とを相対的
   に位置決めしたことを特徴とするエンジンのガバナ装置
   。 ２、揺動部材または回転体に複数個の永久磁石を設けた
   ことを特徴とする前記第１項の記載によるエンジンのガ
   バナ装置。 ３、ハウジングにより密封構造としたことを特徴とする
   前記第１項の記載によるエンジンのガバナ装置。 ４、ガバナスプリングが揺動部材の揺動軸を中心として
   巻回されたトーシヨンコイルスプリングであることを特
   徴とする前記第１項の記載によるエンジンのガバナ装置
   。 ５、揺動部材の揺動軸がエンジンの調速を行なうガバナ
   シャフトであることを特徴とする前記第１項の記載によ
   るエンジンのガバナ装置。 ６、揺動部材の揺動軸の動きを駆動力伝達機構を介して
   エンジンの調速を行なうガバナシャフトに伝えるように
   したことを特徴とする前記第１項の記載によるエンジン
   のガバナ装置。