JPH09195802A - ディーゼルエンジンのメカニカルオートタイマ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】ディーゼルエンジンのメカニカルオートタイマ
において、タイマスプリング８を形状記憶合金からなる
圧縮コイルバネで構成し、タイマスプリング８の感知温
度が所定の設定温度未満の場合には、この設定温度以上
の場合よりも、タイマスプリング８の自由長８ａが短く
なって、タイマウェイト９にタイマスプリング８のバネ
力がかからないようにした。 【効果】エンジン起動直後の超低回転領域でも、進角作
動がなされるため、同領域での燃焼が良好になり、冷始
動性が改善される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジンの
メカニカルオートタイマに関し、詳しくは、冷始動性を
改善できるものに関する。

【０００２】

【従来技術】ディーゼルエンジンのメカニカルオートタ
イマの従来技術として図６に示すものがある。これは、
本発明と同様、次のような基本構造を備えている。

【０００３】すなわち、駆動フランジ１０１と従動フラ
ンジ１０３とを相対させ、両フランジ１０１・１０３の
各相対面１０４・１０５のうち、一方の相対面１０４か
ら枢軸１０６を、他方の相対面１０５からジャーナル１
０７をそれぞれ突設し、この枢軸１０６とジャーナル１
０７との間にタイマスプリング１０８を介設し、枢軸１
０６にタイマウェイト１０９の基端部を枢支し、タイマ
ウェイト１０９の先端側に形成されたウェイト部１１０
にジャーナル１０７を摺動自在に接当させてある。

【０００４】そして、ウェイト部１１０の遠心力とタイ
マスプリング１０８のバネ力との不釣り合い力で、駆動
フランジ１０１と従動フランジ１０３の相対姿勢を変え
て、燃料噴射時期の進角度を調節するように構成してあ
る。尚、駆動フランジ１０１はクランク軸（図外）から
駆動され、従動フランジ１０３は燃料噴射カム軸１０２
に固定してある。図中の符号１１４は燃料噴射カムであ
る。

【０００５】従来のタイマでは、タイマスプリング１０
８にはバネ定数が一定の通常のスプリングが用いられて
おり、そのセット荷重は図２に示す通常運転領域１１６
で適性な進角特性が得られることのみを考慮して設定さ
れており、鎖線１１８で示すように、低回転領域１１３
では、ウェイト部１１０で発生する遠心力がタイマスプ
リング１０８のセット荷重を越えることがなく、進角作
動は行われない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の場合、
低回転領域１１３では進角作動が行われないため、同領
域１１３での燃焼状態はあまり良好ではなく、冷始動性
が悪い。

【０００７】本発明の課題は、ディーゼルエンジンのメ
カニカルオートタイマにおいて、冷始動性を改善できる
ものを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

（第１発明）第１発明は、図１に示すように、駆動フラ
ンジ１と従動フランジ３とを相対させ、両フランジ１・
３の各相対面４・５のうち、一方の相対面４から枢軸６
を、他方の相対面５からジャーナル７をそれぞれ突設
し、この枢軸６とジャーナル７との間にタイマスプリン
グ８を介設し、枢軸６にタイマウェイト９の基端部を枢
支し、タイマウェイト９の先端側に形成されたウェイト
部１０にジャーナル７を摺動自在に接当させ、ウェイト
部１０の遠心力とタイマスプリング８のバネ力との不釣
り合い力で、駆動フランジ１と従動フランジ３の相対姿
勢を変えて、燃料噴射時期の進角度を調節するように構
成した、ディーゼルエンジンのメカニカルオートタイマ
において、次のようにしたことを特徴とする。

【０００９】すなわち、図１に示すように、タイマスプ
リング８を形状記憶素材からなる圧縮コイルバネで構成
し、タイマスプリング８の感知温度が所定の設定温度未
満の場合には、この設定温度以上の場合よりも、タイマ
スプリング８の自由長８ａが短くなって、タイマウェイ
ト９にタイマスプリング８のバネ力がかからないように
したことを特徴とする。

【００１０】（第２発明）第２発明は、第１発明におい
て、図３に示すように、枢軸６とジャーナル部７との間
にタイマウェイト９のガタ止めスプリング３１を介設し
たことを特徴とする。

【００１１】（第３発明）第３発明は、第１発明又は第
２発明において、タイマスプリング８を形状記憶素材か
らなる圧縮コイルバネで構成したことに代えて、図４又
は図５に示すように、形状記憶素材で構成した感温伸縮
体１１を設け、この感温伸縮体１１の感知温度が所定の
設定温度未満の場合には、この設定温度以上の場合より
も、感温伸縮体１１の寸法１２が長くなって、タイマス
プリング８のバネ力に抗してタイマウェイト９を進角作
動側に押圧付勢するようにしたことを特徴とする。

【００１２】

【作用】

（第１発明）図１に示す第１発明によれば、冷始動時に
は、タイマスプリング８の自由長８ａは短く、タイマウ
ェイト９にタイマスプリング８のバネ力がかからないた
め、図２に実線１７で示すように、エンジン起動直後の
超低速回転領域１１３ａでも、ウェイト部１０に発生す
る小さな遠心力によって進角作動がなされる。

【００１３】また、エンジン起動後に所定時間の暖機運
転がなされ、タイマスプリング８の感知温度が所定の設
定温度を越えると、その自由長８ａが長くなるため、通
常運転領域１１６では、ウェイト部１０で発生する大き
な遠心力とタイマスプリング８の大きなバネ力との釣り
合いによって、通常通りの適性な進角特性が得られる。

【００１４】（第２発明）図３に示す第２発明によれ
ば、第１発明の作用に加え、エンジン起動直後のタイマ
ウェイトの遊び９が抑制される。

【００１５】（第３発明）図４又は図５に示す第３発明
によれば、冷始動時には、感温伸縮体１１の寸法１２は
長くなり、タイマスプリング８のバネ力に抗してタイマ
ウェイト９を進角作動側に押圧付勢するので、図２に実
線１７で示すように、エンジン始動直後の超低回転領域
１１３ａでも進角作動がなされる。

【００１６】また、エンジン起動後に所定時間の暖機運
転がなされると、感温伸縮体１１の感知温度が高くなっ
て、その寸法１２が短くなり、タイマウェイト９の進角
側への付勢力が消失し、或いは低減するので、通常運転
領域１１６では、ウェイト部１０で発生する遠心力とタ
イマスプリング８のバネ力との釣り合いによって、適性
な進角特性が得られる。特に、タイマスプリング８には
鋼等で構成した既存のスプリングを用いることができる
うえ、通常運転領域１１６では、形状記憶素材を用いた
感温伸縮体１１による付勢力が消失し、或いは低減する
ので、進角作動の信頼性が高い。

【００１７】

【発明の効果】

（第１発明）第１発明によれば、エンジン起動直後の超
低回転領域でも、進角作動がなされるため、同領域での
燃焼状態が良好になり、冷始動性が改善される。

【００１８】（第２発明）第２発明によれば、第１発明
の効果に加え、次の効果を奏する。すなわち、タイマス
プリング８の端部が枢軸６から離れている間のフライウ
ェイト９の遊びがなくなり、エンストが抑制される。

【００１９】（第３発明）第３発明によれば、上記第１
発明又は第２発明の効果に加え、次の効果を奏する。す
なわち、タイマスプリングには鋼等で構成した既存のス
プリングを用いることができるうえ、通常運転領域で
は、形状記憶素材を用いた感温伸縮体による付勢力が消
失し、或いは低減するので、進角作動の信頼性が高い。

【００２０】

【実施形態】本発明の実施形態を図面に基づいて説明す
る。図１図示の第１実施形態に係るオートタイマの構成
は次の通りである。すなわち、駆動フランジ１と従動フ
ランジ３とを相対させ、両フランジ１・３の各相対面４
・５のうち、一方の相対面４から枢軸６を、他方の相対
面５からジャーナル７をそれぞれ突設し、この枢軸６と
ジャーナル７との間にタイマスプリング８を介設し、枢
軸６にタイマウェイト９の基端部を枢支し、タイマウェ
イト９の先端側に形成されたウェイト部１０にジャーナ
ル７を摺動自在に接当させ、ウェイト部１０の遠心力と
タイマスプリング８のバネ力との不釣り合い力で、駆動
フランジ１と従動フランジ３の相対姿勢を変えて、燃料
噴射時期の進角度を調節するように構成してある。

【００２１】駆動フランジ１はクランクギヤ（図外）か
ら連動され、従動フランジ３は燃料噴射カム軸２に固定
されている。駆動フランジ１の周囲には環状壁１９を設
け、その外周側面には入力ギヤ２０を設け、この入力ギ
ヤ２０をアイドルギヤ（図外）に噛み合わせ、アイドル
ギヤをクランクギヤ（図外）に噛み合わせ、これにより
駆動フランジ１をクランク軸で駆動する。ウェイト部１
０には円弧状のジャーナル接当面３０を形成している。
ウェイト部１０の外側にはストッパ２３を設けている。

【００２２】このタイマの基本的動作は、次の通りであ
る。すなわち、図１（Ｂ）に示すように、エンジン回転
が高まると、ウェイト部１０に発生する遠心力が高ま
り、タイマスプリング８のバネ力に抗してウェイト部１
０が矢印２１で示す外方向に揺動し、ジャーナル７の案
内でタイマウェイト９が従動フランジ３を伴って回転下
手側にずれ、進角が行われる。従動フランジ３は燃料噴
射カム軸２と同様、クランク軸の半分の回転数となるた
め、クランク角度に基づく進角度は、従動フランジ３の
ずれ角２２の２倍になる。また、エンジン回転が所定回
転に達すると、ストッパ２３が環状壁１９の内周面に接
当してタイマウェイト９の揺動が停止され、それ以上の
進角はなされない。

【００２３】この第１実施形態では、冷始動性を改善す
るため、タイマスプリング８を形状記憶素材からなる圧
縮コイルバネで構成し、タイマスプリング８の感知温度
が所定の設定温度未満の場合には、この設定温度以上の
場合よりも、タイマスプリング８の自由長８ａが短くな
って、タイマウェイト９にタイマスプリング８のバネ力
がかからないようにしてある。

【００２４】この形状記憶素材には、二方向性記憶効果
を備えた形状記憶合金が用いられ、設定温度−１５゜Ｃ
を境界として、低温側で自由長８ａが短くなり、高温度
側で自由長８ａが長くなる可逆的動作が行われる。この
タイマスプリング８の一端部はジャーナル７に固定し、
タイマスプリング８の自由長８ａが短い時には、タイマ
スプリング８の他端部は枢軸６から離れ、自由長８ａが
長い時には、タイマスプリング８の他端部は枢軸６に接
当するようになっている。

【００２５】このタイマを用いると、図２に実線１７で
示すように、エンジン起動直後から１０００ｒｐｍ付近
までの低回転領域１１３で進角作動がなされる。進角度
はクランク角で８度になり、この領域１１３での燃焼状
態が良好になる。このため、エンジン起動直後から５０
０ｒｐｍ付近までの超低回転領域１１３ａでの燃焼状態
も良好になり、冷始動性が改善される。また、１０００
ｒｐｍを越える、通常回転領域１１６では、既存のタイ
マと同様、適性な進角特性が得られるようになってい
る。

【００２６】図３の第２実施形態は、図１図示の第１実
施形態の変更例で、枢軸６とジャーナル７との間にタイ
マスプリング８のガタ止めスプリング３１を介設し、タ
イマスプリング８の端部が枢軸６から離れている間のフ
ライウェイト９の遊びをなくしている。このガタ止めス
プリング３１は、タイマスプリング８の内側に配置し、
タイマスプリング８とガタ止めスプリング３１とを二重
構造にしてある。他の構成は図１図示の第１実施形態と
同一であり、図３中、第１実施形態と同一の要素には、
同一の符号を付しておく。

【００２７】図４の第３実施形態は、図１図示の第１実
施形態の変更例で、第１実施形態において、タイマスプ
リング８を形状記憶素材からなる圧縮コイルバネで構成
したことに代えて、形状記憶素材で構成した感温伸縮体
１１を設け、この感温伸縮体１１の感知温度が所定の設
定温度未満の場合には、この設定温度以上の場合より
も、感温伸縮体１１の寸法１２が長くなって、タイマス
プリング８のバネ力に抗してタイマウェイト９を進角作
動側に押圧付勢するようにしてある。

【００２８】感温伸縮体１１は形状記憶合金でスプリン
グ形状に形成し、一方のタイマウェイト９の基端部と他
方のタイマウェイト９のウェイト部１０との間に介在さ
せ、てある。この感温伸縮体１１を構成する形状記憶素
材には、第１実施形態のタイマスプリング８と同一の素
材を用いており、図２の実線１７と同一傾向の進角特性
が得られるようになっている。この感温伸縮体１１の一
端部はウェイト部１０に固定し、その寸法２０が長くな
った時には、感温伸縮体１１の他端部はタイマウェイト
９の基端部に接当し、その寸法２０が短くなった時に
は、感温伸縮体１１の他端部はタイマウェイト９の基端
部から離れ、タイマウェイト９に感温伸縮性１１の付勢
力がかからないようにしてある。他の構成は第１実施形
態と同一であり、図４中、第１実施形態と同一の要素に
は同一の符号を付しておく。

【００２９】図５の第４実施形態は、図４図示の第３実
施形態の変更例で、第３実施形態において、感温伸縮体
１１の端部をタイマウェイト９の基端部に接当させるの
に代えて、枢軸６を突設した相対面５に受圧部３２を付
設し、この受圧部３２に感温伸縮体１１の端部を接当さ
せるようにしてある。他の構成は、図４図示の第３実施
形態と同一であり、図５中、第３実施形態と同一の要素
には、同一の符号を付しておく。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るメカニカルオート
タイマを説明する図で、図１（Ａ）は分解斜視図、図１
（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である

【図２】第１実施形態と従来技術の進角特性を示すグラ
フである。

【図３】第２実施形態の要部縦断面図である。

【図４】第３実施形態の要部縦断面図である。

【図５】第４実施形態の要部縦断面図である。

【図６】従来技術に係るメカニカルオートタイマの分解
斜視図である。

【符号の説明】

１…駆動フランジ、３…従動フランジ、４・５…相対
面、６…枢軸、７…ジャーナル、８…タイマスプリン
グ、８ａ…自由長、９…タイマウェイト、１０…ウェイ
ト部、１１…感温伸縮体、１２…寸法、３１…ガタ止め
スプリング。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動フランジ(１)と従動フランジ(３)と
   を相対させ、両フランジ(１)・(３)の各相対面(４)・
   (５)のうち、一方の相対面(４)から枢軸(６)を、他方の
   相対面(５)からジャーナル(７)をそれぞれ突設し、この
   枢軸(６)とジャーナル(７)との間にタイマスプリング
   (８)を介設し、枢軸(６)にタイマウェイト(９)の基端部
   を枢支し、タイマウェイト(９)の先端側に形成されたウ
   ェイト部(１０)にジャーナル(７)を摺動自在に接当さ
   せ、ウェイト部(１０)の遠心力とタイマスプリング(８)
   のバネ力との不釣り合い力で、駆動フランジ(１)と従動
   フランジ(３)の相対姿勢を変えて、燃料噴射時期の進角
   度を調節するように構成した、ディーゼルエンジンのメ
   カニカルオートタイマにおいて、 タイマスプリング(８)を形状記憶素材からなる圧縮コイ
   ルバネで構成し、タイマスプリング(８)の感知温度が所
   定の設定温度未満の場合には、この設定温度以上の場合
   よりも、タイマスプリング(８)の自由長(８ａ)が短くな
   って、タイマウェイト(９)にタイマスプリング(８)のバ
   ネ力がかからないようにした、ことを特徴とするディー
   ゼルエンジンのメカニカルオートタイマ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載したディーゼルエンジン
   のメカニカルオートタイマにおいて、枢軸(６)とジャー
   ナル部(７)との間にタイマウェイト(９)のガタ止めスプ
   リング(３１)を介設した、ことを特徴とするディーゼル
   エンジンのメカニカルオートタイマ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載したディーゼルエンジン
   のメカニカルオートタイマにおいて、タイマスプリング
   (８)を形状記憶素材からなる圧縮コイルバネで構成した
   ことに代えて、形状記憶素材で構成した感温伸縮体(１
   １)を設け、この感温伸縮体(１１)の感知温度が所定の
   設定温度未満の場合には、この設定温度以上の場合より
   も、感温伸縮体(１１)の寸法(１２)が長くなって、タイ
   マスプリング(８)のバネ力に抗してタイマウェイト(９)
   を進角作動側に押圧付勢するようにした、ことを特徴と
   するディーゼルエンジンのメカニカルオートタイマ。